TWI582336B - Two-lens remote light switch lights - Google Patents

Description

雙透鏡遠近燈切換車燈

本發明是有關於一種車燈， 特別是指一種具有遠燈與近燈切換功能的車燈。

投射式頭燈( P o l y - E l l i p s o i d He a d l amp S y s t em,P E S ) 主要包含一光源、一反射鏡、一遮光板， 及一透鏡， 傳統以鹵素燈泡作為光源之頭燈，是藉由該遮光板之移動達到遠燈與近燈切換功能。但在以發光二極體( L ED) 為光源之頭燈中，由於LED的指向性光源特性，造成以遮光板進行光學切換時，實際上其頭燈光形調整不易，光線使用率及光形調整難以達到最佳化，故藉由遮光板來切換LED頭燈之遠、近燈，此作法並不適當。目前LED頭燈的主流設計，是將遠燈與近燈採用分開的LED模組，每一模組具有數個陣列式排列的LED，不同模組分別用於投射遠燈、近燈或其他功能之光形。雖然此種結構可使頭燈兼具遠燈與近燈功能，但因遠燈與近燈需要不同的LED模組投射產生，導致頭燈的LED數量多、元件數量增加、成本高， 且頭燈內的可安裝空間必須加大， 造成體積大的缺失。

因此，本發明之目的，即在提供一種可減少空間使用、降低裝置體積與成本的雙透鏡遠近燈切換車燈。

於是，本發明雙透鏡遠近燈切換車燈，包含：一具有一朝前的安裝面的燈座、一發光單元、一第一透鏡， 以及一第二透鏡。該發光單元安裝在該安裝面， 並包括一朝前發光的發光二極體。該第一透鏡固定地安裝在該燈座上並位於該發光單元前側。該第二透鏡可改變位置地安裝在該第一透鏡前側，並可在一近燈位置與一遠燈位置間切換。當該第二透鏡位於該近燈位置時，該發光二極體的光線通過該第一透鏡而投射出一近燈光形；當該第二透鏡位於該遠燈位置時，該第二透鏡位於該第一透鏡前側，且該發光二極體的光線依序通過該第一透鏡與該第二透鏡而投射出一遠燈光形。

本發明之功效在於： 藉由設置該第一透鏡與該第二透鏡的雙透鏡設計，再搭配改變該第二透鏡的位置可以切換遠燈與近燈。本發明可減少空間使用、減少使用高功率LED，從而降低車燈整體裝置體積與成本。

參閱圖1、2、3，本發明雙透鏡遠近燈切換車燈之一實施例包含：一燈座1、一發光單元2、一第一透鏡3，以及一第二透鏡4。該燈座1、該發光單元2、該第一透鏡3與該第二透鏡4沿一光軸L排列。

該燈座1包括一朝前且由上往下延伸呈平面狀的安裝面11。

該發光單元2安裝在該燈座1上，並包括一設置在該安裝面11上的電路板21，以及二左右設置於該電路板21上並且朝前發光的發光二極體(LED)22。本發明實施時該發光單元2也可以只包括一發光二極體22。

該第一透鏡3固定地安裝在該燈座1上，並位於該發光單元2前側。該第一透鏡3為一體成型，並包括一位於中央的第一透鏡部31、二分別連接於該第一透鏡部31的上方與下方的收光透鏡部32，以及二分別連接於該第一透鏡部31與該等收光透鏡部32的左右兩側的固定部33。

其中，該第一透鏡部31為一凸透鏡，並具有一朝向該等發光二極體22的第一入光面311，以及一相反於該第一入光面311且朝前的第一出光面312。該第一入光面311由左右兩側往中央逐漸朝前弧突。該第一出光面312由左右兩側往中央逐漸朝前弧突，且由上下兩側往中央亦逐漸朝前弧突。該第一透鏡部31之凸透鏡結構，具有聚集光線、提高亮度的效果。該等收光透鏡部32分別具有一由左右兩側往中央逐漸朝前弧突的收光出光面321。該等收光透鏡部32都還具有一端面322與一輔助入光面323。該等輔助入光面323分別自該第一入光面311頂緣與底緣朝後水平延伸。該等端面322分別自該等收光出光面321頂緣與底緣朝該等輔助入光面323後端斜向延伸並連接。因此，上方的該端面322由前往後逐漸朝下斜伸， 下方的該端面3 2 2 由前往後逐漸朝上斜伸。該等固定部3 3 分別藉由一螺絲3 3 1 鎖固在該燈座1 上。

該第二透鏡4 是可上下樞轉而可改變位置地安裝在該第一透鏡3 前側， 並可在一如圖2 的近燈位置與一如圖3 的遠燈位置間切換。該第二透鏡4 為一體成型， 並包括一個能供該等發光二極體2 2 的光線通過的第二透鏡部4 1 ， 以及二分別一體地連接在該第二透鏡部4 1 的左右兩側的側透鏡部4 2 。

參閱圖1 、3 、5 ， 接著以該第二透鏡4 位於該遠燈位置來說明該第二透鏡4 的細部構造。該第二透鏡部4 1 具有一朝後的第二入光面4 1 1 、一朝前且由左右兩側往中央逐漸朝前弧突的第二出光面4 1 2、一連接於該第二入光面4 1 1 與該第二出光面4 1 2 頂緣且大致為平面的頂面4 1 3 ， 以及一連接於該第二入光面4 1 1 與該第二出光面4 1 2 底緣且大致為平面的底面4 1 4。較佳地，該第二入光面4 1 1可設計成平面，以達到最佳的透鏡聚光效果，因為該第二入光面4 1 1若設計成往前弧突的曲面， 會略微產生光發散作用， 不利於聚光；而若設計成往後弧突的曲面， 易造成經由該第一透鏡3 射向該第二入光面4 1 1 的光線發生全反射， 進而降低該第二透鏡4 的入光量。該第二透鏡部4 1 的上述設計使其為一凸透鏡結構，具有聚集光線、提高亮度之效果。該等側透鏡部4 2 分別藉由一螺絲4 2 1 而分別可樞轉地與該第一透鏡3 的該等固定部3 3 結合。需要說明的是， 本發明可設有一圖未示的驅動單元來控制帶動該第二透鏡4 上下樞轉。但由於如何驅動一元件上下樞轉在機械結構中為已知技術，而且其樞轉驅動方式非本發明改良重點， 故不再說明。

參閱圖1 、2 、4 ， 本發明使用時， 當該第二透鏡4 位於該近燈位置， 該第二透鏡部4 1 大致上位於該第一透鏡3 與該等發光二極體2 2 上方，此時該第二透鏡部4 1 未位於該光軸L 上。該等發光二極體2 2 的光線朝前射出， 並受到該第一透鏡3 的光學作用導引而形成一符合法規之近燈光形，並因此會於照射平面上形成一明暗截止線。其中，該等發光二極體2 2 的大部分光線會通過該第一透鏡部3 1 並向前射出， 而該等發光二極體2 2 之較為上方與下方的光線，則分別經由該等輔助入光面3 2 3 進入該等收光透鏡部3 2，並分別受到該等端面3 2 2 朝前反射， 且由該等收光透鏡部3 2 的收光出光面3 2 1 向前射出， 如此可達到聚光作用。因此本實施例設置該等收光透鏡部3 2，可將原本較不易被利用的上方與下方光線集中使用，可提升光線利用率與車燈亮度。但本發明不以設置該等收光透鏡部3 2為絕對必要。

值得一提的是，本實施例該第二透鏡4 位於該近燈位置時， 該第二透鏡部4 1 的底部可局部遮擋於該第一透鏡3 前側， 此設計的目的在於， 使每一發光二極體2 2 發出的部分光線A( 如圖2 ) 會通過該第二透鏡部4 1 的底部區域而朝前射出，通過此區域的光線可照射到明暗截止線附近的區域，如此可略微補強明暗截止線上方暗區的光線。但於實施時， 本發明也可以只投射出單純的近燈， 不以補強暗區光線為必要， 此時該第二透鏡部4 1 可樞轉到更上方的位置。

當要切換成投射遠燈時，可驅動該第二透鏡4 向下樞轉移動至圖3 的該遠燈位置。參閱圖1 、3 、5 ， 在該遠燈位置時， 該第二透鏡4 位於該第一透鏡3 前側，且該第二入光面4 1 1 朝向該第一透鏡3 。該等發光二極體2 2 的光線依序通過該第一透鏡3 與該第二透鏡4 而投射出一遠燈光形。其中， 發光二極體2 2 的光線通過該第一透鏡3 後，再由該第二透鏡4 的第二入光面4 1 1 進入該第二透鏡部4 1， 藉由該第二透鏡部4 1 的結構外形、位置、該第二入光面4 1 1 的延伸方向與形狀， 以及該第二出光面4 1 2 的延伸方向與形狀等等的配合，使投射出的光形位置相對於近燈略微提高，並使明暗截止線模糊化，同時提升明暗截止線上方的亮度，故光線經由該第一透鏡3 與該第二透鏡4 後， 可投射出符合法規的遠燈光形。

當要再切換成近燈時，只要驅動該第二透鏡4 向上樞轉至圖2 的該近燈位置， 就可投射出近燈。

綜上所述，本發明使用該第一透鏡3與第二透鏡4，為一種雙透鏡設計，再搭配改變該第二透鏡4的位置來切換遠燈與近燈，當該第二透鏡4位於該等發光二極體2 2與該第一透鏡3前側時，該等發光二極體2 2的光線可通過該第一透鏡3後再通過該第二透鏡4，以投射出遠燈；當該第二透鏡4移動至不再正對於該第一透鏡3 前側的位置時， 該等發光二極體2 2 的光線主要是通過該第一透鏡3，如此可投射出近燈。相對於以往採用兩個LED模組來分別產生遠燈與近燈的車燈， 本發明可減少空間使用、減少使用高功率LED，從而降低車燈整體裝置體積與成本。舉例來說，機車頭燈部位的可安裝空間不大，而本發明此種體積小、輕巧的車燈就可適用於機車頭燈上。

補充說明的是，由於本發明的主要精神是藉由改變該第二透鏡4位置來控制遠、近燈切換，至於該第二透鏡4 如何移動切換位置並非本發明的重點。故於實施時，該第二透鏡4也可以設計為左右移動或上下移動， 以使該第二透鏡部4 1 可在該第一透鏡3前側以及不在該第一透鏡3 前側的位置間切換， 如此也可以達到遠、近燈切換目的。此外，本發明的該等發光二極體2 2 的光線是直接朝前射向該第一透鏡3，而非利用任何反射鏡進行反射以將光線朝前射出，故本發明與一般具有反射鏡的投射式頭燈( 簡稱P E S ) 不相同。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1 ·········· 燈座11 ········ 安裝面2 ·········· 發光單元21 ········ 電路板22 ········ 發光二極體3 ·········· 第一透鏡31 ········ 第一透鏡部311 ······ 第一入光面312 ······ 第一出光面32 ········ 收光透鏡部321 ······ 收光出光面322 ······ 端面323 ····· 輔助入光面33 ········ 固定部331 ······ 螺絲4 ·········· 第二透鏡41 ········ 第二透鏡部411 ······ 第二入光面412 ······ 第二出光面413 ······ 頂面414 ······ 底面42 ········ 側透鏡部421 ······ 螺絲A ········· 光線L ·········· 光軸

圖1是本發明雙透鏡遠近燈切換車燈的一實施例的一立體分解圖；圖2是該實施例的一側視剖視圖，同時顯示一第二透鏡位於一近燈位置，圖中以箭頭示意該實施例投射出近燈光形時的光行進路線；圖3是該實施例的一側視剖視圖，同時顯示該第二透鏡位於一遠燈位置，圖中以箭頭示意該實施例投射出遠燈光形時的光行進路線；圖4是該實施例的一俯視剖視圖，圖中該第二透鏡位於該近燈位置，同時顯示該實施例投射出近燈光形時的光行進路線；及圖5是該實施例的一俯視剖視圖，圖中該第二透鏡位於該遠燈位置，同時顯示該實施例投射出遠燈光形時的光行進路線。

<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0007"><TBODY><tr><td> 1·········· 燈座 11········· 安裝面 2·········· 發光單元 21········ 電路板 22········ 發光二極體 3·········· 第一透鏡 31········ 第一透鏡部 311······· 第一入光面 312······ 第一出光面 32········ 收光透鏡部 321······ 收光出光面 322······ 端面 </td><td> 323 ····· 輔助入光面 33········ 固定部 331······ 螺絲 4·········· 第二透鏡 41········ 第二透鏡部 411······· 第二入光面 412······ 第二出光面 413······ 頂面 414······ 底面 42········ 側透鏡部 421······ 螺絲 L·········· 光軸 </td></tr></TBODY></TABLE>

Claims (9)

1. 一種雙透鏡遠近燈切換車燈，包含： 一燈座，具有一朝前的安裝面； 一發光單元，安裝在該安裝面，並包括一朝前發光的發光二極體； 一第一透鏡，固定地安裝在該燈座上並位於該發光單元前側；及 一第二透鏡，可改變位置地安裝在該第一透鏡前側，並可在一近燈位置與一遠燈位置間切換； 當該第二透鏡位於該近燈位置時，該發光二極體的光線通過該第一透鏡而投射出一近燈光形；當該第二透鏡位於該遠燈位置時，該第二透鏡位於該第一透鏡前側，且該發光二極體的光線依序通過該第一透鏡與該第二透鏡而投射出一遠燈光形。
2. 如請求項1所述的雙透鏡遠近燈切換車燈，其中，該第一透鏡包括一第一透鏡部，以及二分別連接於該第一透鏡部的上方與下方的收光透鏡部。
3. 如請求項2所述的雙透鏡遠近燈切換車燈，其中，該第一透鏡部為一凸透鏡，並具有一朝向該發光二極體的第一入光面，以及一相反於該第一入光面並且朝前的第一出光面，該第一出光面由左右兩側往中央逐漸朝前弧突，且由上下兩側往中央亦逐漸朝前弧突。
4. 如請求項3所述的雙透鏡遠近燈切換車燈，其中，該等收光透鏡部分別具有一由左右兩側往中央逐漸朝前弧突的收光出光面。
5. 如請求項4所述的雙透鏡遠近燈切換車燈，其中，該等收光透鏡部都還具有一輔助入光面，該等輔助入光面分別自該第一入光面頂緣與底緣朝後水平延伸。
6. 如請求項5所述的雙透鏡遠近燈切換車燈，其中，該等收光透鏡部都還具有一端面，該等端面分別自該等收光出光面頂緣與底緣朝該等輔助入光面後端斜向延伸並連接。
7. 如請求項1至6中任一項所述的雙透鏡遠近燈切換車燈，其中，該第二透鏡包括一第二透鏡部，該第二透鏡部具有一個朝後且為平面的第二入光面，以及一朝前且由左右兩側往中央逐漸朝前弧突的第二出光面。
8. 如請求項7所述的雙透鏡遠近燈切換車燈，其中，該第二透鏡是可上下樞轉地安裝在該第一透鏡前側，並且還包括二分別連接在該第二透鏡部的左右兩側且樞接於該第一透鏡的左右兩側的側透鏡部。
9. 如請求項1至6中任一項所述的雙透鏡遠近燈切換車燈，其中，該第二透鏡包括一第二透鏡部，該第二透鏡部具有一朝前且由左右兩側往中央逐漸朝前弧突的第二出光面，該第二透鏡位於該近燈位置時，該發光二極體的部分光線會通過該第二透鏡部的底部區域而朝前射出。