TWI683974B - 投射式頭燈 - Google Patents

Abstract

一種投射式頭燈，包含一反射鏡、一遮光板、一反射件、一透鏡，及一發光單元。該反射鏡包括一第一反射面。該遮光板位於該反射鏡內，並包括一朝後的第二反射面。該反射件位於該遮光板後方，並包括一朝前的第三反射面。該發光單元位於該遮光板後方，該發光單元發出的部分光線能被該反射鏡的第一反射面朝該遮光板的第二反射面反射，再被該第二反射面朝該反射件的第三反射面反射，再被該第三反射面朝前且朝上反射並通過該透鏡向前射出。透過第一反射面、第二反射面與第三反射面搭配來補強暗區光線，補光效果佳，且方便因應燈殼種類作光學調整。

Description

投射式頭燈

本發明是有關於一種頭燈，特別是指一種投射式頭燈。

投射式頭燈(Poly-Ellipsoid Headlamp System, PES)主要包含至少一光源、一反射鏡、一遮光板，及一透鏡。以發光二極體(LED)作為光源的投射式頭燈，可以採用電控方式移動該遮光板，另外也可以採用靜態、不移動的遮光板。靜態遮光板主要是透過其結構具有適當設計，搭配遠燈光源、近燈光源之切換來投射出所需要的遠燈或近燈光形。一般而言，明暗截止線上方為光線較不足的區域，稱為暗區，暗區的光線強度也必須達到一定的基本亮度，才能符合法規，況且若暗區光線不足時，就容易造成危險，例如當駕駛人於夜間行車時，將無法清楚辨識路上設置位置較高的交通標誌，造成危險。

而目前用來補暗區光線的投射式頭燈，大部分是經由反射鏡與遮光板將光源的光線進行兩次反射後，往前通過該透鏡而投射到暗區。雖然可以達到補暗區光線的功能，但實務上發現，因頭燈還會安裝在一燈殼中而構成一頭燈模組，再將整個頭燈模組安裝於車體上，目前為了追求造形多變、美觀等考量，該燈殼殼壁會有許多彎折或較大的立體起伏結構。而前述投射式頭燈應用於以往殼壁較平順的燈殼中，補暗區光線效果佳，但應用於立體起伏結構較多的燈殼時，此種燈殼會導致部分光線往非預定的方向偏折，頭燈投射出的整體光形遭破壞，補暗區光線效果變差。為了改善此問題，有一種作法是將反射鏡與遮光板的設置位置、方位角度、結構作改良，藉此先微調頭燈中的光線路徑，但實務上發現困難度高。因此本案申請人研究開發另一種頭燈，無論是應用於何種結構的燈殼中，都可維持良好的補暗區光線效果。

因此，本發明之目的，即在提供一種能克服先前技術的缺點的投射式頭燈。

於是，本發明投射式頭燈，包含一反射鏡、一遮光板、一反射件、一位於該反射鏡與該遮光板前方的透鏡，及一發光單元。

該反射鏡界定出一安裝空間，並包括一第一反射面。該遮光板位於該安裝空間，並包括一朝後的第二反射面。該反射件位於該安裝空間且位於該遮光板後方，並包括一朝前的第三反射面。該發光單元位於該安裝空間且位於該遮光板後方，該發光單元發出的部分光線能被該反射鏡的第一反射面朝該遮光板的第二反射面反射，光線再被該第二反射面朝該反射件的第三反射面反射，接著光線再被該第三反射面朝前且朝上反射並通過該透鏡向前射出。

本發明之功效在於：透過第一反射面、第二反射面與第三反射面，總共三個反射面搭配來補強暗區光線，補光效果佳、應用上較靈活，方便因應燈殼種類作光學調整。

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、2、3，本發明投射式頭燈的一第一實施例，適用於安裝在一燈殼1中，該燈殼1包括一殼壁11，以及一安裝在該殼壁11中並能供該投射式頭燈的光線向前射出的透光壁12。該殼壁11具有數個轉折部位111，使該燈殼1呈現立體造形。本第一實施例的投射式頭燈包含一反射鏡2、一遮光板3、一散熱件4、一反射件5、一透鏡6，及一發光單元7。

該反射鏡2包括一上鏡部21、一與該上鏡部21配合界定出一安裝空間20的下鏡部22，以及一由該上鏡部21與該下鏡部22共同形成的第一反射面23。該第一反射面23具有一形成於該上鏡部21的上反射面部231，及一形成於該下鏡部22的下反射面部232。該下反射面部232與該上反射面部231較佳地為橢圓反射面。

該遮光板3位於該安裝空間20，其厚度由後往前逐漸變薄。該遮光板3包括一朝後的第二反射面31、一自該第二反射面31頂緣向前延伸的頂面32，以及一朝下且自該第二反射面31底緣向前且逐漸向上斜伸的底面33。本第一實施例的遮光板3與該透鏡6可以組裝結合成一模組，但於實施時不限於此，該遮光板3不以與該透鏡6結合為必要。

該散熱件4包括一伸入該安裝空間20且位於該上鏡部21與該下鏡部22間的基板41，以及數個自該基板41朝後延伸的散熱鰭片42。

該反射件5位於該安裝空間20且位於該遮光板3後方，並包括一朝前的第三反射面51，該第三反射面51形成有數個左右排列，並能將被該第三反射面51反射的光線左右向擴散的擴散結構511，藉由擴散結構511來擴散光、調整光形，能增加頭燈的左右方向照射範圍。本第一實施例的每一擴散結構511的表面為朝後弧彎。具體而言，本實施例的反射件5一體連接於該基板41前側，因此與該散熱件4結合構成一元件。該反射件5的第三反射面51可利用真空鍍膜方式，將具有反射功能的薄膜形成於該基板41前表面，以達成反射件5與散熱件4連結成一體的設計。藉由將反射件5形成於頭燈中原本就有的散熱件4上，使散熱件4用於散熱的同時，還兼具反射功能。

該透鏡6位於該反射鏡2與該遮光板3前方。該透鏡6為一凸透鏡。該發光單元7位於該安裝空間20且位於該遮光板3後方，並包括一朝向該上鏡部21的第一發光件71，及一朝向該下鏡部22的第二發光件72。

參閱圖4，本發明使用時，該第一發光件71發出的部分光線(如圖4的光線路徑A)受到該第一反射面23的上反射面部231朝斜前下方反射，並通過該透鏡6向前射出；部分光線(如圖4的光線路徑B)被該上反射面部231朝該遮光板3的頂面32反射，並通過透鏡6向前射出，藉此搭配投射出符合法規之近燈光形。

參閱圖5，另一方面，該第二發光件72發出的部分光線(如圖5的光線路徑C)受到該下反射面部232朝斜前上方反射，再被該遮光板3的底面33反射後，通過該透鏡6向前射出。此部分的光線主要是投射到明暗截止線上方的位置。參閱圖4、5，因此，透過第二發光件72與第一發光件71同時發光配合所形成的光形，也就是光線路徑A、B與C搭配產生的效果，可投射出符合法規之遠燈光形。總結來說，當要使用遠燈時，該第二發光件72與該第一發光件71都要點亮；當要使用近燈時(圖4)，只要點亮該第一發光件71。

值得一提的是，該第一發光件71發出的部分光線(如圖5的光線路徑D)能被該第一反射面23的上反射面部231朝該遮光板3的第二反射面31反射，光線再被該第二反射面31朝該反射件5的第三反射面51反射，接著光線再被該第三反射面51朝前且朝上反射並通過該透鏡6向前射出。此部分的光線可投射到明暗截止線(cut-off line)上方的區域(稱為暗區)，進而補強暗區光線，可提升頭燈照射亮度與行車安全。

因此，本發明用於補強暗區的光線，透過第一反射面23、第二反射面31與第三反射面51，總共三個反射面搭配形成，此優點在於，當為了要配合特殊結構的燈殼1而必須調整光形、出光角度時，本發明總共有三個反射面23、31、51可供作設計改變，藉由調整該等反射面23、31、51的結構、位置、延伸角度等等，來因應燈殼1的立體結構而設計適當的反射面造形，從而使最後通過該燈殼1的光線往預定方向投射，達到補暗區光線效果。相較於先前技術只有反射鏡與遮光板此兩個元件可以調整，本發明在元件設計改良時的製程精準穩定度與光學穩定度較易控制、補光效果佳、頭燈投射出的整體光形完整，確保品質，且應用上更靈活，方便因應燈殼種類作光路調整。無論是殼壁曲線較為平順的燈殼，或是殼壁曲線高低起伏較多、較立體的燈殼，都能方便地相應改良設計。

此外，本發明不限於應用在遠燈、近燈兼具的頭燈，也不侷限於遠燈，不侷限於近燈。其他有需要對投射區域光線進行補強的頭燈，都可應用本發明的三次反射設計。

值得一提的是，本實施例的透鏡6的一焦點61位於該透鏡6後方，該遮光板3的位置位於該焦點61後方(而不是位於焦點61前方)，如此一來，由前方觀察該頭燈時，較不會看到該遮光板3，具有美觀效果。

參閱圖6，補充說明，該遮光板3的另一種態樣，該第二反射面31形成有數個左右排列，並能將被該第二反射面31反射的光線左右向擴散的擴散面部311，每一擴散面部311的表面為朝前弧彎。藉由擴散面部311來擴散光、調整光形，能增加頭燈的左右方向照射範圍。

參閱圖7，本發明投射式頭燈的一第二實施例，與該第一實施例的結構大致相同，不同處在於，本第二實施例的散熱件4除了與該反射件5連結為一體外，也與該遮光板3連結為一體。

參閱圖8，本發明投射式頭燈的一第三實施例，與該第一實施例的結構大致相同，不同處在於，本第三實施例的該遮光板3的第二反射面31的該等擴散面部311的表面為朝後弧彎突出。該反射件5的每一擴散結構511的表面為朝前弧彎凸出。藉由本第三實施例的擴散面部311與擴散結構511，同樣能增加頭燈的左右方向照射範圍。而且表面凸出的擴散面部311與擴散結構511，在製造加工上，模具結構相對地為凹陷設計，有助於簡化模具設計，降低模具成本與製造成本。

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‧‧‧燈殼 11‧‧‧殼壁 111‧‧‧轉折部位 12‧‧‧透光壁 2‧‧‧反射鏡 20‧‧‧安裝空間 21‧‧‧上鏡部 22‧‧‧下鏡部 23‧‧‧第一反射面 231‧‧‧上反射面部 232‧‧‧下反射面部 3‧‧‧遮光板 31‧‧‧第二反射面 311‧‧‧擴散面部 32‧‧‧頂面 33‧‧‧底面 4‧‧‧散熱件 41‧‧‧基板 42‧‧‧散熱鰭片 5‧‧‧反射件 51‧‧‧第三反射面 511‧‧‧擴散結構 6‧‧‧透鏡 61‧‧‧焦點 7‧‧‧發光單元 71‧‧‧第一發光件 72‧‧‧第二發光件 A、B、C、D‧‧‧光線路徑

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一立體圖，說明本發明投射式頭燈的一第一實施例與一燈殼； 圖2是該第一實施例的一立體分解圖； 圖3是該第一實施例的一不完整的組合剖視圖； 圖4是一類似圖3的組合剖視圖，說明該第一實施例投射出近燈光形時的光線路徑； 圖5是一類似圖3的組合剖視圖，說明該第一實施例補強暗區光線的光線路徑，以及一第二發光件的光線路徑； 圖6是一後視角度的立體圖，說明該第一實施例的一遮光板的另一種態樣； 圖7是一立體圖，說明本發明投射式頭燈的一第二實施例的一反射件與該遮光板；及 圖8是一立體圖，說明本發明投射式頭燈的一第三實施例的該反射件與該遮光板。

2‧‧‧反射鏡

23‧‧‧第一反射面

231‧‧‧上反射面部

232‧‧‧下反射面部

3‧‧‧遮光板

31‧‧‧第二反射面

33‧‧‧底面

5‧‧‧反射件

51‧‧‧第三反射面

6‧‧‧透鏡

61‧‧‧焦點

7‧‧‧發光單元

71‧‧‧第一發光件

72‧‧‧第二發光件

C、D‧‧‧光線路徑

Claims (7)

1. 一種投射式頭燈，包含：一反射鏡，界定出一安裝空間，並包括一第一反射面；一遮光板，位於該安裝空間，並包括一朝後的第二反射面；一反射件，位於該安裝空間且位於該遮光板後方，並包括一朝前的第三反射面；一透鏡，位於該反射鏡與該遮光板前方；及一發光單元，位於該安裝空間且位於該遮光板後方，該發光單元發出的部分光線能被該反射鏡的第一反射面朝該遮光板的第二反射面反射，光線再被該第二反射面朝該反射件的第三反射面反射，接著光線再被該第三反射面朝前且朝上反射並通過該透鏡向前射出；該投射式頭燈還包含一散熱件，該散熱件包括一伸入該安裝空間的基板，以及數個連接該基板的散熱鰭片，該反射件一體連接於該基板前側。
2. 如請求項1所述的投射式頭燈，其中，該反射件的第三反射面是利用真空鍍膜方式形成於該基板上。
3. 如請求項1所述的投射式頭燈，其中，該遮光板的第二反射面形成有數個左右排列，並能將光線左右向擴散的擴散面部。
4. 如請求項1所述的投射式頭燈，其中，該反射件的第三反射面形成有數個左右排列，並能將光線左右向擴散的擴散結構。
5. 如請求項3所述的投射式頭燈，其中，該反射件的第三反射面形成有數個左右排列，並能將光線左右向擴散的擴散結構，該等擴散結構的表面為朝前弧彎或朝後弧彎，該等擴散面部的表面為朝前弧彎或朝後弧彎。
6. 如請求項1所述的投射式頭燈，其中，該透鏡為一凸透鏡，該透鏡的一焦點位於該透鏡後方，該遮光板的位置位於該焦點後方。
7. 如請求項1所述的投射式頭燈，其中，該反射鏡包括一上鏡部，及一與該上鏡部配合界定出該安裝空間的下鏡部，該第一反射面具有一形成於該上鏡部的上反射面部，及一形成於該下鏡部的下反射面部，該發光單元包括一朝向該上鏡部的第一發光件，及一朝向該下鏡部的第二發光件，該第一發光件朝上發光且部分光線被該上反射面部朝該第二反射面反射，該第二發光件朝下發光且部分光線被該下反射面部反射，再被該遮光板反射後，朝該透鏡射出。

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