TWM524427U - 遠近燈之多重反射面tir透鏡光學結構 - Google Patents

Description

遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構

本創作係一種遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，尤指一種藉由呈透明之第一至第五光學面，藉以將光源之光線經第一及第二光學面收光後分別由第四及第五光學面出光，並於投影面形成明暗截止線者。

按，習用之車燈，多數者皆係透過於燈罩內部經真空蒸鍍而形成反射面，藉以透過反射面將光線反射至所需光型之位置；然而，真空蒸鍍之過程中之溫度較高，故燈罩之材質選用將受到極大之限制，且亦須予以考量鍍膜與基材之結合性；此外，真空蒸鍍極易產生鍍膜厚度不均之情事，故其將影響光學反射之精度，導致出光後之光型與原設計光型有所誤差；故現有光學相關業者，透過TIR（Total Internal Reflection，全內反射）之光學設計，以藉由一光學本體將光源之光線收光，並經光學本體內部全反射後而完全出光者，令燈具之燈罩無須參與光線之反射，即能於學理上達致100％之反射率，藉以提升光學精度，且令燈罩無須經由真空蒸鍍之製程。

惟此，習知提供一種概如我國專利證書第I491833號之「車用照明裝置」一案，其主要係透過非鏡像對稱之第二透光面，以將光線分別藉由外圍繞面中具有連續曲面之擴光區域及聚光區域以進行反射，進而投射出符合明暗截止線之光型；惟，明暗截止線中具有15度線之轉折點；而就車燈設計而言，通常係將光線之強光區投射於該轉折點處，擴散區則係繞於該強光區，以與強光區形成明暗截止線；而I491833號一案之擴光區域及聚光區域係分別位於外圍繞面之上半部及下半部，故若需分別投射出強光區及擴散區以明顯呈現明暗截止線，則其曲面設計將極為繁雜，導致成型加工不易，且具光型分布不均之疑慮。

有鑑於此，本創作人特地針對TIR車燈加以研究及改良，期以一較佳創作改善上述問題，並在經過長期研發及不斷測試後，始有本創作之問世。

為達致以上目的，吾等創作人提供一種遠近燈之多重反射面TIR（Total Internal Reflection， 全內反射）透鏡光學結構，其包含：一本體，其具有一光軸，本體於該光軸之一末端設有一容置空間，且該本體對應該光軸成型有依序相鄰之第一至第四光學面；該第四光學面係成型於該本體相對該容置空間之一端，且該第四光學面成型有一交於該光軸之第五光學面；其中，該第一光學面係設於該容置空間之底面，且該光軸係通過該第一光學面；該第一光學面係將由該容置空間入射之光線折射後略平行於該光軸，並由該第五光學面出光；該第二光學面係設於該容置空間之側壁面，且該第二光學面係將由該容置空間入射之光線折射至該第三光學面，並經該第三光學面反射至該第四光學面出光者。

據上所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第五光學面為一多曲率之非對稱曲面，且該第五光學面距該第一光學面較遠之一端係位於該光軸之下方。

據上所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第四光學面更設有一凸垣，且該第五光學面係成型於該凸垣。

據上所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該凸垣係略呈圓柱狀設置，且該凸垣之周緣處係呈一圓角。

據上所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第五光學面為一光滑面。

據上所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第五光學面係凹設於該第四光學面。

據上所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第三光學面係呈非對稱設置之多曲率全反射面；該第一光學面、第二光學面及第四光學面皆係完全對稱於該光軸；且該本體係呈透明設置者。

據上所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第五光學面之面積係大於該第一光學面者。

據上所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，更包含一光源，其係設置於該容置空間內，且該光源係朝該第一光學面及第二光學面投射光線者。

據上所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，經由該第五光學面出光之光線係於一位於該本體前端之投影面形成一強光區，而由該第四光學面出光之光線係於該投影面形成一繞於強光區周緣之擴散區，且該強光區及擴散區係於該投影面形成一明暗截止線。

是由上述說明及設置，顯見本創作主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：

1.本創作除可符合明暗截止線之相關規範外，亦藉由第五光學面位於光軸處之設置，以利於依所需之強光區所需之位置及光型而設計第五光學面之曲面，故可予以提升光型設計之精度，並同時減少光型設計複雜度，進而降低研發成本；而第三光學面則可具有充分之空間而對所需擴散區之範圍及光線均勻度設計其曲率，故本創作於形成明暗截止線之光型時，可確實提升光型之精度及飽和度，並具有較佳之均光性者。

2.本創作之第一光學面、第二光學面及第四光學面皆係360度完全對稱於該光軸，故使本創作整體並無過多複雜之曲面設計，因此較易於製造成型，藉可大幅降低本創作之研發製造成本。

本創作係一種遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其實施手段、特點及其功效，茲舉數種較佳可行實施例並配合圖式於下文進行詳細說明，俾供 鈞上深入瞭解並認同本創作。

首先，請參閱第1圖至第5圖所示，本創作係一種遠近燈之多重反射面TIR（Total Internal Reflection， 全內反射）透鏡光學結構，其包含：

一本體1，其係呈透明設置，且具有一光軸A，本體1於該光軸A之一末端設有一容置空間11，且該本體1對應該光軸A成型有依序相鄰之第一光學面12、第二光學面13、第三光學面14及第四光學面15；

在一實施例中，該第一光學面12、第二光學面13及第四光學面15皆係360度完全對稱於該光軸A；藉可利於進行光學設計，以降低研發成本，並能減低整體之複雜度，故可予以減少整體之製造成本；

該第四光學面15係成型於該本體1相對該容置空間11之一端，且該第四光學面15成型有一交於該光軸A之第五光學面16；於本實施例中，該第四光學面15更設有一凸垣151，且該第五光學面16係成型於該凸垣151，且該凸垣151係略呈圓柱狀設置；惟並不以此作為限定，在一實施例中，凸垣151於第五光學之周緣處係呈一圓角（圖未繪示），而在另一實施例中，該第五光學面16亦可凹設於該第四光學面15；

其中，該第一光學面12係設於該容置空間11之底面，且該光軸A係通過該第一光學面12；該第一光學面12係將由該容置空間11入射之光線折射後略平行於該光軸A，並由該第五光學面16出光；故在一較佳的實施例中，該第五光學面16之面積係大於該第一光學面12，藉可將經第一光學面12折射之光線皆可經由第五光學面16折射出光；

而該第二光學面13係設於該容置空間11之側壁面，且該第二光學面13係將由該容置空間11入射之光線折射至該第三光學面14，並經該第三光學面14反射至該第四光學面15出光；

一光源2，其係設置於該容置空間11內，且該光源2係朝該第一光學面12及第二光學面13投射光線者；在一實施例中，光源2可為LED（Light Emitting Diode， 發光二極體）。

藉之，經由該第五光學面16出光之光線係於一位於該本體1前端之投影面形成一強光區，而由該第四光學面15出光之光線係於該投影面形成一繞於強光區周緣之擴散區，且該強光區及擴散區係於該投影面形成一明暗截止線。

如第2圖至第5圖所示，資可見該第五光學面16為一多曲率之非對稱曲面，而在一較佳的實施例中，該第五光學面16可為一光滑面；其中，如於第6圖所示者，係示意光線於X－Z平面處，光源2之光線經由第一光學面12入光折射之示意圖，光線經第一光學面12折射後將略與光軸A平行，並可完全經由第五光學面16收光後折射出光，並投射至強光區；而藉由調整X－Z平面中第五光學面16之曲率，藉可調整強光區於左右方向之移動；而如第7圖所示，於Y－Z平面中可明確觀察第五光學面16之曲面變化，該第五光學面16距該第一光學面12較遠之一端係位於該光軸A之下方，而因本實施例中之第五光學面16係成型於凸垣151，故亦可解釋為第五光學面16較厚之處位於光軸A之下方處，藉可設計出強光區明暗截止線之部分；藉此，如第8圖所示，即可精確控制強光區光型之投射位置及範圍。

為能精確控制擴散區之範圍、光線飽和度及均勻度，以及明暗截止線之形狀，故該第三光學面14係呈非對稱設置之多曲率全反射面，藉可使較易於設計整體投射後之光型，以並能有效提升光型之精度；故如第9圖所示，光線經由第二光學面13入光者，將被折射至第三光學面14，而第三光學面14係全反射面，並係依據所需擴散區光型而為多曲率之曲面，而光線將被第三光學面14經全反射至第四光學面15出光，而不由第三光學面14出光；藉此，如第10圖所示，其係未經設計具有15度線之光擴散區，其即呈現出均勻之光擴散區光型，並具有高精度且明顯之明暗截止線。

綜觀上述，本創作所揭露之技術手段不僅為前所未見，且確可達致預期之目的與功效，故兼具新穎性與進步性，誠屬專利法所稱之新型無誤，以其整體結構而言，確已符合專利法之法定要件，爰依法提出新型專利申請。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例，當不能以此作為限定本創作之實施範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬於本創作專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧本體
11‧‧‧容置空間
12‧‧‧第一光學面
13‧‧‧第二光學面
14‧‧‧第三光學面
15‧‧‧第四光學面
151‧‧‧凸垣
16‧‧‧第五光學面
2‧‧‧光源
A‧‧‧光軸

第1圖係本創作之立體示意圖。 第2圖係本創作之旋轉180度之左側視圖。 第3圖係本創作之右側視圖。 第4圖係本創作之旋轉90度之俯視圖。 第5圖係本創作之旋轉270度之仰視圖。 第6圖係本創作於X－Z截面暨由第五光學面出光之光學路徑示意圖。 第7圖係本創作於Y－Z截面暨由第五光學面出光之光學路徑示意圖。 第8圖係本創作於投影面投射出強光區之光學實驗圖。 第9圖係本創作於Y－Z截面暨由第四光學面出光之光學路徑示意圖。 第10圖係本創作於投影面投射出擴散區之光學實驗圖。

1‧‧‧本體

11‧‧‧容置空間

12‧‧‧第一光學面

13‧‧‧第二光學面

14‧‧‧第三光學面

15‧‧‧第四光學面

151‧‧‧凸垣

16‧‧‧第五光學面

Claims (10)

1. 一種遠近燈之多重反射面TIR（Total Internal Reflection， 全內反射）透鏡光學結構，其包含： 一本體，其具有一光軸，該本體於該光軸之一末端設有一容置空間，且該本體對應該光軸成型有依序相鄰之第一至第四光學面；該第四光學面係成型於該本體相對該容置空間之一端，且該第四光學面成型有一交於該光軸之第五光學面；其中，該第一光學面係設於該容置空間之底面，且該光軸係通過該第一光學面；該第一光學面係將由該容置空間入射之光線折射後略平行於該光軸，並由該第五光學面出光；該第二光學面係設於該容置空間之側壁面，且該第二光學面係將由該容置空間入射之光線折射至該第三光學面，並經該第三光學面反射至該第四光學面出光者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第五光學面為一多曲率之非對稱曲面，且該第五光學面距該第一光學面較遠之一端係位於該光軸之下方。
3. 如申請專利範圍第1項所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第四光學面更設有一凸垣，且該第五光學面係成型於該凸垣。
4. 如申請專利範圍第3項所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該凸垣係略呈圓柱狀設置，且該凸垣之周緣處係呈一圓角。
5. 如申請專利範圍第1項所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第五光學面為一光滑面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第五光學面係凹設於該第四光學面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第三光學面係呈非對稱設置之多曲率全反射面；該第一光學面、第二光學面及第四光學面皆係完全對稱於該光軸；且該本體係呈透明設置者。
8. 如申請專利範圍第1項所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，該第五光學面之面積係大於該第一光學面者。
9. 如申請專利範圍第1項所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，更包含一光源，其係設置於該容置空間內，且該光源係朝該第一光學面及第二光學面投射光線者。
10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之遠近燈之多重反射面TIR透鏡光學結構，其中，經由該第五光學面出光之光線係於一位於該本體前端之投影面形成一強光區，而由該第四光學面出光之光線係於該投影面形成一繞於強光區周緣之擴散區，且該強光區及擴散區係於該投影面形成一明暗截止線。