TWI637128B - 圖案投射燈及其導光體 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關於一種投射燈，尤指一種圖案投射燈及其導光體。本發明之圖案投射燈利用一導光體之設計，使光線由導光體底部的凹槽進入導光體後，利用導光體內部全反射的特性，使光線產生聚光或準直的效果，配合於導光體上表面形成一圖案光導層，使投射於一目標圖案以外之光線產生全反射，而透過圖案光導層之光線則可直接投射出去。利用全反射之效果而可使投射圖案之輪廓清晰銳利，以單一導光體進行聚光或準直則可令圖案投射燈之體積縮減至最小，可利於狹小空間之整合使用。
Description
本發明係有關於一種投射燈，尤指一種圖案投射燈及其導光體。
請參閱第1圖，係習用圖案投射燈10之剖面示意圖。如圖所示，習用之圖案投射燈10包含有一光源模組12、一投影片14及一透鏡模組16。其中，光源模組12具有一發光二極體123，設置於一電路板121上，用以產生光線。透鏡模組16則設有一平凸透鏡161及至少一雙凸透鏡163。投影片14上則具有一圖案。
習用之圖案投射燈10主要係利用投影片14濾除非圖案部分的光線，再以透鏡模組16將透過投影片14的光線進行準直後投射出去。由於一般投影片14係以色塊進行濾光，當發光二極體123所產生的光線強度較大時，仍可能有部分非圖案區域的光線透過投影片14，導致圖案區域與非圖案區域之明暗對比不足，或是圖案邊緣產生模糊的現象，無法呈現細緻而精確的圖案投射。
此外，習用之圖案投射燈10為了達到較佳的光線準直效果，其透鏡模組16通常於鄰近光源之一側使用平凸透鏡161進行第一次光線準直或聚焦，再於一定的距離之外設置雙凸透鏡163或雙凸透鏡組進行光線再準直之動作，才能產生較好的圖案投射效果。然而，此一透鏡模組16之構 造，除了使用多個透鏡而具有較高的製作成本之外，其所需之空間較大，亦使圖案投射燈10具有較大的體積，而使其應用的範圍與可裝設的位置受到較大的限制。
例如，目前圖案投射燈10的一大應用領域，在於汽車之迎賓燈。目前多將圖案投射燈10設置於汽車左右後視鏡的下方、車門或是側裙處，當駕駛或賓客接近時，或是車門打開時，利用圖案投射燈10將汽車品牌標誌或其他圖形或字樣，投射於車門附近的地面，同時具有照明與迎賓的功效。然而，一般汽車之左右後視鏡、車門及側裙可容納裝置之空間狹小，而習用圖案投射燈10之構造具有較大的體積，因此經常遭遇安裝困難或無法安裝的困境。
因此，如何設計出一種圖案投射燈，可強化非圖案部分的濾光效果，且可縮小圖案投射燈之體積，擴大圖案投射燈之應用範圍，實為業界亟待解決的課題。
本發明之一目的，在於提供一種圖案投射燈，尤指一種可提高圖案投射效果並縮小體積之圖案投射燈。
本發明之又一目的，在於提供一種圖案投射燈，利用一導光體進行光線準直或聚焦，可縮小圖案投射燈之體積。
本發明之又一目的，在於提供一種圖案投射燈，直接於導光體之上表面一圖案光導層，藉以縮小圖案投射燈之體積，並可提高圖案的投射效果。
本發明之又一目的，在於提供一種圖案投射燈，其圖案光導 層於圖案以外的部分形成全反射，可提高遮蔽效果，使圖案細緻而輪廓銳利。
為達成上述目的，本發明提供一種圖案投射燈，包含：一發光二極體，用以形成一光源而產生光線；及一導光體，呈一上寬下窄的錐形，其底部設有一凹槽，用以容置該發光二極體，由該凹槽進入該導光體之光線，由內部接觸導光體之側面時，將會產生全反射現象；該導光體之上表面形成一圖案光導層，該圖案光導層具有一圖案部及一反射部，該圖案部形成一目標圖案，可令光線通過，該反射部則可令光線產生全反射。
在本發明之一實施例中，其中該導光體之橫截面可選擇為一圓形、一楕圓形、一方形、一長方形及一多邊形之其中之一。
在本發明之一實施例中，其中該導光體之側面為一外凸之弧形表面。
在本發明之一實施例中，其中該反射部包含有由空氣形成之複數個微稜鏡結構。
在本發明之一實施例中，其中各微稜鏡結構分別具有一底面，該底面係可選擇為一三角形、一正方形、一長方形、一矩形、一平行四邊形及一多邊形之其中之一。
本發明尚提供一種導光體，適用於一圖案投射燈，該導光體包含有：一本體，呈一上寬下窄的錐形，其底部設有一凹槽，用以容置一發光二極體，由該凹槽進入該導光體之光線，由內部接觸導光體之側面時，將會產生全反射現象；及一圖案光導層，形成於該本體之上表面，該圖案光導層具有一圖案部及一反射部，該圖案部形成該目標圖案，可令光線通 過，該反射部則可令光線產生全反射。
在本發明之一實施例中，其中該本體之橫截面可選擇為一圓形、一楕圓形、一方形、一長方形及一多邊形之其中之一。
在本發明之一實施例中，其中該本體之側面為一外凸之弧形表面。
在本發明之一實施例中，其中該反射部包含有由空氣形成之複數個微稜鏡結構。
在本發明之一實施例中，其中各微稜鏡結構分別具有一底面，該底面係可選擇為一三角形、一正方形、一長方形、一矩形、一平行四邊形及一多邊形之其中之一。
10‧‧‧圖案投射燈
12‧‧‧光源模組
121‧‧‧電路板
123‧‧‧發光二極體
14‧‧‧投影片
16‧‧‧透鏡模組
161‧‧‧平凸透鏡
163‧‧‧雙凸透鏡
20‧‧‧圖案投射燈
22‧‧‧發光二極體
221‧‧‧電路板
26‧‧‧導光體
261‧‧‧凹槽
263‧‧‧進光面
265‧‧‧上表面
267‧‧‧側面
28‧‧‧圖案光導層
281‧‧‧圖案部
283‧‧‧反射部
301‧‧‧光線
43‧‧‧微稜鏡結構
431‧‧‧界面
433‧‧‧底面
52‧‧‧第一微稜鏡結構
54‧‧‧第一微稜鏡結構
56‧‧‧第二微稜鏡結構
58‧‧‧第三微稜鏡結構
62‧‧‧導光體
621‧‧‧橫截面
64‧‧‧導光體
641‧‧‧橫截面
66‧‧‧導光體
661‧‧‧橫截面
68‧‧‧導光體
681‧‧‧橫截面
第1圖：係一習用圖案投射燈之剖面示意圖。
第2圖：係本發明一實施例之剖面示意圖。
第3圖：係本發明如第2圖所示實施例之光線路徑示意圖。
第4圖：係本發明圖案光導層一實施例之剖面示意圖。
第5A圖至第5C圖：係本發明微結構稜鏡複數個實施例之局部放大示意圖。
第6A圖至第6D圖：係本發明導光體複數個實施例之立體示意圖。
請參閱第2圖及第3圖，係本發明一實施例之剖面示意圖及光線路徑示意圖。如圖所示，本發明之圖案投射燈20包含有一發光二極體 22及一導光體26。其中，發光二極體22設置於一電路板221上，用以形成一光源而產生光線301。導光體26之本體呈一上寬下窄的錐形，其底部設有一凹槽261，用以容置該發光二極體22，凹槽261之表面則形成一進光面263。由該凹槽261之進光面263進入導光體26之光線301，由內部接觸導光體26之側面267時，將會產生全反射現象。導光體26之上表面265形成一圖案光導層28，該圖案光導層28可令投射於一目標圖案(未顯示)以外之光線301產生全反射。
由於導光體26之形狀設計與圖案光導層28之作用，使導光體26之表面除了目標圖案以外的部分，都會使內部光線301產生全反射，因此具有類似光波導的效果。光線301在導光體26內部被反覆反射，只有在目標圖案的部分才能透出，因此透出目標圖案的光線301將會具有高度的同向性，可達成良好的圖案投射效果。
由於投射於圖案光導層28上，位於目標圖案以外的光線，將會因圖案光導層28的作用而產生全反射，因此不會有光線通過，形成完整的遮蔽效果。因此可提高圖案區域與非圖案區域的亮度對比與反差，同時可提高投射圖案的清晰度與圖案輪廓的銳利度。
在本發明之一實施例中，該圖案光導層28具有一圖案部281及一反射部283，該圖案部281形成該目標圖案，可令光線301通過，該反射部283則可令內部之光線301產生全反射。
在本發明之一實施例中，導光體26之本體之橫截面可選擇為一圓形、一楕圓形(請參閱第6A圖之導光體62及其橫截面621、第6B圖的導光體64及其橫截面641)、一方形、一長方形(請參閱第6C圖之導光體66 及其橫截面661、第6D圖的導光體68及其橫截面681)及一多邊形之其中之一。
在本發明之一實施例中，導光體26之本體之側面為一外凸之弧形表面(請參閱第6B圖及第6D圖之導光體64、68)。
請參閱第4圖，係本發明圖案光導層一實施例之剖面示意圖。如圖所示，本發明之圖案光導層28形成於導光體26之上表面，並具有一圖案部281及一反射部283。其中，圖案部281形成圖案投射燈20之目標圖案，可讓光線301通過。反射部283則可令光線301產生全反射，藉以提供完整的遮蔽效果。
在本發明之一實施例中，圖案光導層28之反射部283包含有由空氣形成的複數個微稜鏡結構43，並利用導光體26本身之折射率與空氣之折射率的差異，使光線301於微稜鏡結構43之界面431處產生全反射現象。由於微稜鏡結構43之尺寸微小且緊密排列，因此所有由導光體26內部照射至微稜鏡結構43界面431的光線301，都會符合全反射的條件而產生全反射。
在本發明之一實施例中，導光體26可選擇以高折射率之介質製作，利用與空氣具有較大的折射率差異，可增加產生全反射的入射角範圍，提高其界面431的全反射效果。
在本發明之一實施例中，各微稜鏡結構43分別具有一底面433，其底面433之形狀可選擇為三角形(請參閱第5A圖之第一微稜鏡結構52、54)、正方形(請參閱第5B圖之第二微稜鏡結構56)、長方形(請參閱第5C圖之第三微稜鏡結構58)、矩形、平行四邊形或多邊形之其中之一，可 依反射部283之形狀、大小，以及需求的效果而選擇設置。
在本發明之一實施例中，該圖案部281可選擇填入一彩色濾光介質或一螢光劑，藉以提供彩色圖案的投射效果。
利用本發明之圖案投射燈20及導光體26，由於發光二極體22所產生的光線301，除了直接通過圖案光導層28之圖案部281的部分之外，其餘光線301仍然會被圖案光導層28之反射部283與導光體26的側面267反覆反射，而最終通過圖案部281投射出去，可有效利用能源，提高投射圖案的亮度。
由於本發明將圖案光導層28與導光體26整合為一體，且只需利用一導光體26即可完成圖案之濾光與光線301之準直投射，因此可大幅降低整體之製作成本，並可大幅縮小圖案投射燈20之體積，擴大圖案投射燈20的應用範圍。除此之外，尚可利用導光體26之構造與圖案光導層28反射部283之全反射功能，提高非圖案部分之遮蔽效果，同時提高能源的使用效率，增加投射圖案的亮度與對比，使投射的圖案具有清晰而銳利的輪廓，大幅提高投射圖案的細緻度與清晰度。
以上所述者，僅為本發明之實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵、方法及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
Claims (8)
- 一種圖案投射燈，包含：一發光二極體，用以形成一光源而產生光線；及一導光體，具有一上表面及一底部，並呈一上寬下窄的錐形，其中該本體的該底部設有一凹槽，用以容置該發光二極體，由該凹槽進入該導光體之光線，由內部接觸該導光體之側面時，將會產生全反射現象；該導光體之該上表面設置一圖案光導層，該圖案光導層包括一圖案部及一反射部，該圖案部形成一目標圖案，可令光線通過，該反射部則包括至少一微稜鏡結構，使得光線在該微稜鏡結構的一界面產生全反射。
- 如申請專利範圍第1項所述之圖案投射燈，其中該導光體之橫截面可選擇為一圓形、一楕圓形、一方形、一長方形及一多邊形之其中之一。
- 如引請專利範圍第1項所述之圖案投射燈，其中該導光體之側面為一外凸之弧形表面。
- 如申請專利範圍第1項所述之圖案投射燈，其中各微稜鏡結構分別具有一底面，該底面係可選擇為一三角形、一正方形、一長方形、一矩形、一平行四邊形及一多邊形之其中之一。
- 一種導光體，適用於一圖案投射燈，該導光體包含有：一本體，具有一上表面及一底部，並呈一上寬下窄的錐形，其中該本體的該底部設有一凹槽，用以容置一發光二極體，由該凹槽進入該導光體之光線，由內部接觸該導光體之側面時，將會產生全反射現象；及一圖案光導層，形成於該本體之該上表面，該圖案光導層包括一圖案部及一反射部，該圖案部形成一目標圖案，可令光線通過，該反射部則包括至少一微稜鏡結構，使得光線在該微稜鏡結構的一界面產生全反射。
- 如申請專利範圍第5項所述之導光體，其中該本體之橫截面可選擇為一圓形、一楕圓形、一方形、一長方形及一多邊形之其中之一。
- 如申請專利範圍第6項所述之導光體，其中該本體之側面為一外凸之弧形表面。
- 如申請專利範圍第5項所述之導光體，其中各微稜鏡結構分別具有一底面，該底面係可選擇為一三角形、一正方形、一長方形、一矩形、一平行四邊形及一多邊形之其中之一。
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111379980A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-07 | 上海和宗焊接设备制造有限公司 | 一种用于贴片led发光二极管的导光、聚光结构 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080192153A1 (en) * | 2005-05-13 | 2008-08-14 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Projection Apparatus |
| TW200934219A (en) * | 2008-01-16 | 2009-08-01 | jia-yi Xu | Compact picture/text sheet display device with double-layered three-dimensional visual image |
| TW201331512A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Univ Nat Formosa | 發光二極體優化照明裝置 |
| TW201612452A (en) * | 2014-09-25 | 2016-04-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Lens and light emitting diode module using the same |
| CN205678598U (zh) * | 2016-06-21 | 2016-11-09 | 成都瀚德胜邦光学有限公司 | 一种小角度小口径配光透镜 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2557346Y (zh) * | 2002-07-08 | 2003-06-25 | 冠德光电科技股份有限公司 | 简易型塑料光纤装饰物 |
| US7534013B1 (en) * | 2003-01-16 | 2009-05-19 | Simon Jerome H | Illuminating devices using small PT sources including LEDs |
| CN201748179U (zh) * | 2009-12-04 | 2011-02-16 | 哈尔滨海格科技发展有限责任公司 | 一种具有隐性图案的半导体led导光板灯具发光结构 |
| CN102444790B (zh) * | 2010-09-30 | 2014-11-19 | 光宝电子(广州)有限公司 | 灯具 |
| KR101135043B1 (ko) * | 2011-02-08 | 2012-04-13 | 레이젠 주식회사 | 재귀반사패턴을 갖는 도광판 |
| JP2013025228A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Stanley Electric Co Ltd | 立体表示装置 |
| MX2015015657A (es) * | 2013-05-14 | 2016-07-20 | Ledil Oy | Guia de luz para modificar un patron de distribucion de la luz. |
-
2016
- 2016-11-25 CN CN201611051112.5A patent/CN106989315A/zh active Pending
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080192153A1 (en) * | 2005-05-13 | 2008-08-14 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Projection Apparatus |
| TW200934219A (en) * | 2008-01-16 | 2009-08-01 | jia-yi Xu | Compact picture/text sheet display device with double-layered three-dimensional visual image |
| TW201331512A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Univ Nat Formosa | 發光二極體優化照明裝置 |
| TW201612452A (en) * | 2014-09-25 | 2016-04-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Lens and light emitting diode module using the same |
| CN205678598U (zh) * | 2016-06-21 | 2016-11-09 | 成都瀚德胜邦光学有限公司 | 一种小角度小口径配光透镜 |
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