TWI660143B - 車燈機構 - Google Patents

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Abstract

一種車燈機構，包含一個發光二極體及一個菲涅耳透鏡模組。該菲涅耳透鏡模組與該發光二極體沿一軸線排列，並包括至少二個折射率不相等且沿一第一直線排列的可透光之介質，該第一直線為該菲涅耳透鏡模組之該軸線及一徑向線其中之一。藉由設置二個折射率不相等且沿該第一直線排列的可透光之介質，可以藉由不同的折射率抵消色差，使不同波長的光可以聚焦在相同的平面上。藉由使用菲涅耳透鏡，則可以使用更少的材料用量、使重量與體積更小。

Description

車燈機構
本發明是有關於一種車用裝置，特別是指一種應用於車用照明領域的車燈機構。
目前汽車車燈的光源多使用鹵素燈泡，鹵素燈泡的亮度夠、成本相對低，缺點則是壽命較短、光能利用率低導致耗電高，這使得壽命長、光能利用率高的發光二極體(Light-emitting diode，縮寫為LED)成為近年發展目標。
然而，由於發光二極體之發光原理為使用藍光晶片激發黃色螢光粉以混合成白光，而藍光與黃光的放光行為不同，當混合的光線經過車燈的投射燈鏡片投射出去後，會具有明顯的顏色分布不均、色差嚴重的問題。
因此，本發明的目的，即在提供一種可降低發光二極體之色差問題的車燈機構。
於是，本發明車燈機構，包含一個發光二極體及一個菲涅耳透鏡模組。
該菲涅耳透鏡模組與該發光二極體沿一軸線排列，並包括至少二個折射率不相等且沿一第一直線排列的可透光之介質，該第一直線為該菲涅耳透鏡模組之該軸線及一徑向線其中之一。
本發明之功效在於：藉由設置二個折射率不相等且沿該第一直線排列的可透光之介質，可以藉由不同的折射率抵消色差，使不同波長的光可以聚焦在相同的平面上。藉由使用菲涅耳透鏡，則可以使用更少的材料用量、使重量與體積更小。
2‧‧‧菲涅耳透鏡模組
21a~21e‧‧‧介質
22‧‧‧第一菲涅耳透鏡
23‧‧‧第二菲涅耳透鏡
7‧‧‧機構件
8‧‧‧黏著劑
9‧‧‧發光二極體
d、L‧‧‧距離
L1‧‧‧第一直線
X‧‧‧軸線
Y‧‧‧徑向線
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明車燈機構的一第一實施例的一示意圖；圖2、3是該第一實施例的一菲涅耳透鏡模組的另二種樣態的示意圖；圖4是本發明車燈機構的一第二實施例的一菲涅耳透鏡模組的一示意圖；圖5、6是該第二實施例的該菲涅耳透鏡模組的另二種樣態的示意圖； 圖7是本發明車燈機構的一第三實施例的一菲涅耳透鏡模組的一示意圖；及圖8是該第三實施例的該菲涅耳透鏡模組的另一種樣態的示意圖。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，本發明車燈機構之一第一實施例包含一個發光二極體9及一個菲涅耳透鏡(Fresnel lens)模組2。其中，由於車燈機構的其他架構並非本發明的技術特徵，因此在此不贅述。
該菲涅耳透鏡模組2與該發光二極體9沿一軸線X排列，並包括至少二個折射率不相等且沿一第一直線L1排列的可透光之介質21a、21b，該第一直線L1為該菲涅耳透鏡模組2之該軸線X。
該菲涅耳透鏡模組2包括與該發光二極體9沿該第一直線L1依序排列的一第一菲涅耳透鏡22及一第二菲涅耳透鏡23，該第一菲涅耳透鏡22使用之介質21a對於可見光(光波長400nm~780nm)之折射率與該第二菲涅耳透鏡23使用之介質21b對於可見光之折射率不相等且皆介於1~2之間。
該第一菲涅耳透鏡22與該第二菲涅耳透鏡23符合下列 公式：V 1*F 1+V 2*F 2=0 公式(1)
其中，V 1、V 2分別為該第一菲涅耳透鏡22、該第二菲涅耳透鏡23使用之介質21a、21b的阿貝數(Abbe Number)，F 1、F 2分別為該第一菲涅耳透鏡22、該第二菲涅耳透鏡23的焦距，L為該發光二極體9與該第一菲涅耳透鏡22之透鏡中心的距離，d為該第一菲涅耳透鏡22之透鏡中心與該第二菲涅耳透鏡23之透鏡中心的距離。
值得一提的是，該第一菲涅耳透鏡22與該第二菲涅耳透鏡23可如圖1所示，其中之一等效為凸透鏡，另一等效為凹透鏡，並直接疊合，亦可如圖2、3所示，兩者皆等效為凸透鏡，且分別藉由機構件7或黏著劑8以進行組合，或亦可使用凹凸透鏡作為實施，其實施樣態以可滿足公式(1)、(2)為主，並不以此等說明為限。
經由以上的說明，可將本實施例的優點歸納如下：
一、藉由設置二個折射率不相等且沿該第一直線L1排列的可透光之介質21a、21b，可以藉由不同的折射率抵消色差，使不同波長的光可以聚焦在相同的平面上。
再者，由於車燈機構並不需要精密的成像，因此藉由使用菲涅耳透鏡，相較於一般透鏡，可以使用更少的材料用量、使重 量與體積更小。
二、藉由設計沿該軸線X依序排列的該第一菲涅耳透鏡22及該第二菲涅耳透鏡23，可以搭配公式(1)、(2)及曲率調整(即調整焦距)以得到更佳的色差消除效果。
參閱圖4，為本發明車燈機構的一第二實施例，該第二實施例是類似於該第一實施例，該第二實施例與該第一實施例的差異在於：該第一直線L1為該菲涅耳透鏡模組2之一徑向線Y，該菲涅耳透鏡模組2包括一具有複數介質21a~21d的第一菲涅耳透鏡22，該等介質21a~21d對於可見光之折射率皆不相等且皆介於1~2之間，其中一介質21a形成該第一菲涅耳透鏡22之圓心區域，其餘介質21b~21d分別形成該第一菲涅耳透鏡22的各個同心圓區域。
其中，該等介質21a~21d之阿貝數由該第一菲涅耳透鏡22之圓心區域往外增加，且該等介質21a~21d之焦距皆相同。
值得一提的是，該第一菲涅耳透鏡22可如圖4所示，直接嵌合，亦可如圖5、6所示，分別藉由機構件7或黏著劑8以進行組合。
如此，該第二實施例亦可達到與上述第一實施例相同的目的與功效，且還具有下列功效：
一、藉由使該等介質21a~21d由該第一菲涅耳透鏡22的 圓心向外排列，並令該等介質21a~21d之阿貝數由該第一菲涅耳透鏡22之圓心區域往外增加，可以解決透鏡愈往外圍色散愈嚴重的問題，而藉由令該等介質21a~21d之焦距皆相同，可以在不影響聚焦效果的情況下，達成上述功效。
參閱圖7，為本發明車燈機構的一第三實施例，該第三實施例是類似於該第二實施例，該第三實施例與該第二實施例的差異在於：該菲涅耳透鏡模組2還包括一與該第一菲涅耳透鏡22沿該軸線X排列的第二菲涅耳透鏡23，且該第二菲涅耳透鏡23所使用之介質21e對於可見光的折射率與該第一菲涅耳透鏡22所使用之介質21a~21d對於可見光的折射率皆不相同，該第二菲涅耳透鏡23所使用之介質21e對於可見光的折射率介於1~2之間，該第一菲涅耳透鏡22與該第二菲涅耳透鏡23符合公式(2)。
值得一提的是，該第一菲涅耳透鏡22、該第二菲涅耳透鏡23可如圖7所示，直接疊合，亦可如圖8所示，藉由機構件7以進行組合，且該發光二極體9(圖1)可為鄰近該第一菲涅耳透鏡22一側設置，或是為鄰近該第二菲涅耳透鏡23一側設置。
如此，該第三實施例亦可達到與上述第一實施例相同的目的與功效。
綜上所述，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims (10)

  1. 一種車燈機構，包含：一個發光二極體；及一個菲涅耳透鏡模組，與該發光二極體沿一軸線排列，並包括至少二個折射率不相等且沿一第一直線排列的可透光之介質，該第一直線為該菲涅耳透鏡模組之該軸線及一徑向線其中之一。
  2. 如請求項1所述的車燈機構，其中，該第一直線為該菲涅耳透鏡模組之該軸線，該菲涅耳透鏡模組包括與該發光二極體沿該第一直線依序排列的一第一菲涅耳透鏡及一第二菲涅耳透鏡，該第一菲涅耳透鏡使用之介質對於可見光之折射率與該第二菲涅耳透鏡使用之介質對於可見光之折射率不相等且皆介於1~2之間。
  3. 如請求項2所述的車燈機構，其中，該第一菲涅耳透鏡與該第二菲涅耳透鏡符合下列公式：V 1*F 1+V 2*F 2=0；其中，V 1、V 2分別為該第一菲涅耳透鏡、該第二菲涅耳透鏡使用之介質的阿貝數，F 1、F 2分別為該第一菲涅耳透鏡、該第二菲涅耳透鏡的焦距。
  4. 如請求項3所述的車燈機構，其中，該第一菲涅耳透鏡與該第二菲涅耳透鏡還符合下列公式：其中，L為該發光二極體與該第一菲涅耳透鏡之透鏡中心的距離，d為該第一菲涅耳透鏡之透鏡中心與該第二菲涅耳透鏡之透鏡中心的距離。
  5. 如請求項3所述的車燈機構，其中，該第一菲涅耳透鏡與該第二菲涅耳透鏡其中至少之一等效為凸透鏡，另一等效為凹透鏡。
  6. 如請求項1所述的車燈機構，其中，該第一直線為該菲涅耳透鏡模組之該徑向線，該菲涅耳透鏡模組包括一具有複數介質的第一菲涅耳透鏡，該等介質之折射率皆不相等，其中一介質形成該第一菲涅耳透鏡之圓心區域，其餘介質分別形成該第一菲涅耳透鏡的各個同心圓區域。
  7. 如請求項6所述的車燈機構，其中，該等介質對於可見光之折射率皆介於1~2之間。
  8. 如請求項6所述的車燈機構，其中，該等介質之阿貝數由該第一菲涅耳透鏡之圓心區域往外增加。
  9. 如請求項7所述的車燈機構，其中，該等介質之焦距皆相同。
  10. 如請求項8所述的車燈機構，其中，該菲涅耳透鏡模組還包括一與該第一菲涅耳透鏡沿該軸線排列的第二菲涅耳透鏡，且該第二菲涅耳透鏡所使用之介質對於可見光的折射率與該第一菲涅耳透鏡所使用之介質對於可見光的折射率皆不相同，該等介質對於可見光之折射率皆介於1~2之間。
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