TWM531912U

TWM531912U - 適路性頭燈

Info

Publication number: TWM531912U
Application number: TW105210944U
Authority: TW
Inventors: Yuan-Chang Liou
Original assignee: Univ Chung Chou Sci & Tech
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2016-11-11

Description

適路性頭燈

本創作是關於一種適路性頭燈，更具體的說，是關於一種藉由近光燈與複數光源疊加以形成具有暗區及亮區的遠光燈光形的適路性頭燈。

在車輛行進時，根據國內交通法規規定，於夜間、行經隧道、調撥車道、遇濃霧、雨、雪、天色昏暗或視線不清時，應開亮頭燈。而頭燈分為近光燈、遠光燈等，係可讓駕駛人選擇在不同的道路情況下切換使用。交通法規亦規定同向前方一百公尺內有車輛行駛不得使用遠光燈。但駕駛人常因為疏忽大意，沒有適時切換成近光燈而造成對方駕駛產生眩光，嚴重者則會導致交通事故。

為了解決上述問題，因此有了適路性遠光燈(Adaptive driving beam system，ADB system)的發展。適路性遠光燈為多個發光元件所組合成的遠光燈，利用控制這些發光元件的點亮與熄滅，使複數個發光元件的光形相互疊加組合，其結果形成既能達到遠光燈的效果，且具有可避免前方車輛駕駛的眩光的特性。因為車輛燈光信號裝置攸關行車安全甚鉅，故在歐美日等先進國家，對這些燈光裝置都定有極嚴格之標準，為了符合規範，目前遠光燈的技術均具有為數眾多的發光元件，使得控制這些發光元件的系統更加複雜且成本也隨之提高。

為了解決上述問題，本創作之目的在於提供一種適路性車燈，其包含第一光學模組、第二光學模組及驅動裝置。第二光學模組可包含複數個光源及複數個非對稱透鏡，複數個非對稱透鏡各別與複數個光源對應設置。第二光學模組可設置於第一光學模組的上方，並與第一光學模組朝向相同方向，使第一光學模組與第二光學模組所發出的光成為部分重疊的光形。驅動裝置各別控制複數個光源，使所形成的光形可包含暗區和亮區。

較佳者，複數個非對稱透鏡可滿足方程組(1)及(2)： …….(1)及 …(2)，其中r為徑向、Z為光軸方向、R為曲率半徑，為可隨光軸截面上之角度而改變的配光調整係數，且且。

較佳者，複數個光源可各別為長條形光形。

較佳者，複數個光源可為單向排列。

較佳者，複數個光源可為LED光源。

較佳者，複數個光源可包括八個光源。

較佳者，驅動裝置可包括亮度控制器，用以控制複數個光源的亮度。

較佳者，第一光學模組可為一近光燈，且第一光學模組與第二光學模組的組合可成為遠光燈。

較佳者，八個光源的亮度由左到右或由右到左依序可為120流明、180流明、240流明、300流明、240流明、180流明、120流明及60流明。

本創作之另一目的在於提供一種適路性車燈，可包含左側頭燈、右側頭燈及驅動裝置。左側頭燈可包含左側第一光學模組，以及包含複數個左側光源及複數個左側非對稱透鏡之左側第二光學模組，複數個左側非對稱透鏡各別與複數個左側光源對應設置，左側第二光學模組可設置於左側第一光學模組的上方，並可與左側第一光學模組朝相同方向。右側頭燈可位於左側頭燈的右側，可包含右側第一光學模組，以及可包含複數個右側光源及複數個右側非對稱透鏡之右側第二光學模組，複數個右側非對稱透鏡可各別與複數個右側光源對應設置，右側第二光學模組可設置於右側第一光學模組的上方，並可與右側第一光學模組朝相同方向。左側第一光學模組、左側第二光學模組、右側第一光學模組及右側第二光學模組所發出的光可為部分重疊的光形。驅動裝置可組態成以各別控制複數個左側光源及複數個右側光源，使產生可包含暗區和亮區的光形。

承上所述，根據本創作之適路性車燈，利用近光燈並搭配複數個光源以形成遠光燈，在符合規範的情況下，可減少遠光燈所需發光元件的數目。利用複數個光源及非對稱透鏡可將每個光源的光形改變為容易組合及控制的長條形，當前方特定角度具有車輛時，可使用驅動裝置來控制各光源的點亮與熄滅，並搭配近光燈以組合出的遠光燈光形，並可在前方車輛處形成暗區，而在其他區域形成符合規範的亮區，可避免前方駕駛產生眩光。因此本創作可使用較少的光源及簡單的控制來達成適路性車燈的效果。

為利所屬技術領域具通常知識者瞭解本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

第1圖至第2圖為描繪本創作適路性頭燈的第一實施例。本實施例包括第一光學模組1，係以發光二極體(Light Emitting Diode，LED)為光源的近光燈，其包括LED 11、反射蓋12及透鏡13。LED 11位於反射蓋12的焦點上，反射蓋12相切於第一方向X與第二方向Y所構成的平面。其中，LED 11藉由反射蓋12的反射面120將LED 11的光線聚焦並從設置於反射蓋12前方的透鏡13朝第三方向Z投射出去，進一步可包括遮片14位於光線聚焦處，因此投射出的光線可具有遮片14的形狀。其中第一光學模組1之LED 11採用汽車頭燈專用的LED (如飛利浦艾提隆(Philips Altilon) 1×4)來設計單燈組LED近光燈，光學設計採用投射式設計方式。第一光學模組1中的元件組態為：LED 11的光通量為1000流明(Luminous flux，lm)、反射蓋12的反射面120之反射率為0.9、透鏡4的透光率為0.9且整體投射器的直徑50mm及縱深111mm，其所產生的光形分佈如第2圖所示，左右分佈各約23度，最下方只到7度之寬廣但不高之光形、明暗截止線十分清楚，且參照表1可知符合歐規ECE R112近光燈配光標準，其中測試位置如第3圖繪示之歐規ECE R112之近光燈光度測試點之位置圖所示。表1 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0002"><TBODY><tr><td> 測試位置 </td><td> 認證規格(燭光，cd ) </td><td> 本創作第一實施例 </td></tr><tr><td> 第1位置 </td><td> B50L </td><td> ≦350 </td><td> ok </td></tr><tr><td> 第2位置 </td><td> 75R </td><td> ≧10,100 </td><td> 10,881 </td></tr><tr><td> 第3位置 </td><td> 75L </td><td> ≦10,600 </td><td> 3,128 </td></tr><tr><td> 第4位置 </td><td> 50L </td><td> ≦13,200 </td><td> 8,982 </td></tr><tr><td> 第5位置 </td><td> 50R </td><td> ≧10,100 </td><td> 20,180 </td></tr><tr><td> 第6位置 </td><td> 50V </td><td> ≧5,100 </td><td> 11,650 </td></tr><tr><td> 第7位置 </td><td> 25L </td><td> ≧1,700 </td><td> 3,459 </td></tr><tr><td> 第8位置 </td><td> 25R </td><td> ≧1,700 </td><td> 3,995 </td></tr><tr><td> 第三區任意位置 </td><td> ≦625 </td><td> ≦625 </td></tr><tr><td> 第四區任意位置 </td><td> ≧2,500 </td><td> ≧2,500 </td></tr><tr><td> 第一區任意位置 </td><td> ≦2 × (I<sub>50R</sub>) </td><td> ≦2 × (I<sub>50R</sub>) </td></tr></TBODY></TABLE>

針對第一光學模組1之近光燈的光形與光度的設計要求，其目的在於使駕駛人可以看清前方的路面與右方的狀況如標識牌、行人等，但卻不至於對前方車輛或對向來車的駕駛人造成不適的眩光，所以光型的上方要求不得過亮，而亮區則集中於右下方。

請參考第4圖，其描繪了本創作適路性頭燈的第二實施例。以本創作第一實施例中之第一光學模組1之近光燈為基礎的光形，再疊加上矩陣式的複數個第二光學模組6各別所形成之長條形的光形以堆疊組合出遠光燈之光形。複數個第二光學模組6係配置相對於在第一光學模組1的第二方向Y上，且各複數個第二光學模組6在第一方向X上單向排列。其中，第一光學模組1與複數個第二光學模組6上朝第三方向Z發光，因此，第一光學模組1與複數個第二光學模組6所發出的光可部分重疊。

請參考第5圖至第8圖，其描繪了本創作適路性頭燈的第三實施例。第5圖為車子的前視圖，包括左側頭燈L及右側頭燈R。左側頭燈L係包括左側第一光學模組L1及複數個左側第二光學模組L6。右側頭燈R係包括右側第一光學模組R1及複數個右側第二光學模組R6。在遠光燈的模式下，左側頭燈L及右側頭燈R的左側第一光學模組L1及右側第一光學模組R1係為點亮，並利用驅動裝置係用以各別控制產生長條形的光形的複數個左側第二光學模組L6及複數個右側第二光學模組R6中各光學模組的點亮與熄滅，來產生複數個長條形的光形，並使左側頭燈L及右側頭所疊加出的遠光光形7可包含亮區8和暗區9。

請參考如第6圖至第8圖，其繪示了本創作適路性頭燈的第三實施例之遠光燈光形示意圖。當具有本創作第三實施例之適路性頭燈的第一車C1，且其前方有第二車C2時，驅動裝置各別控制第一車C1的左側頭燈L及右側頭燈R的複數個左側第二光學模組L6及複數個右側第二光學模組R6中光學模組的點亮與熄滅，使所疊加出的遠光光形7在第二車C2的位置產生暗區9，並在其他區域產生亮區8，因此可避免第二車C2的駕駛產生眩光，並同時在其他區域具有足夠的光度。再者，驅動裝置控制複數個第二光學模組6的明暗時，可進一步各別控制複數個第二光學模組R6及L6的亮度，以此組合出更具變化性的遠光燈光形7。

第9圖為描繪本創作適路性頭燈的第四實施例，以本創作適路性頭燈的第二實施例為基礎，第二光學模組6可更進一步包含具有非對稱曲面的投射透鏡10及光源11，投射透鏡10係對應光源11設置。當光源11的光線經過一般曲面的投射透鏡時，其所產生的光形12分佈如第10圖所示，左右分佈各約3度的方形對稱光形12。為了增加投射的範圍和加強對光形的控制，本創作使用非對稱曲面的投射透鏡10，其中非對稱曲面的投射透鏡10滿足下列方程式(1)及(2)： ……………………(1) ……………..(2)

在方程式(1)及(2)中，r為徑向、Z為光軸方向、R為曲率半徑，為可隨光軸截面上之角度而改變的配光調整係數，決定透鏡的光形範圍，例如＝0度時，，表示水平位置。＝90度時，，表示垂直位置。如第10圖所示之第二光學模組6之光形圖，當設定，透鏡是對稱的，因此產生對稱光形12。如第11圖至第13圖所示之第二光學模組6之光形圖，當，在水平方向與垂直方向光線分佈的聚光效應不同，因而可設計出非對稱的光形12。當光源11為LED且各元件組態為：LED光通量300 lm、投射透鏡10透光率0.9、直徑21 mm、厚度10 mm，光學模組縱深20 mm，且、，LED搭配非對稱曲面的投射透鏡10可得到左右分佈各約3度、上7度下3度長條光形12。

更佳的，本創作的適路性頭燈可如第4圖及第9圖所示，在第一光學模組1上方設置有八個第二光學模組6，每個第二光學模組6可包含使用LED的光源11及具有非對稱曲面的投射透鏡10。下文中，表2列出各第二光學模組6中LED的流明數，表3列出第一光學模組1、八個第二光學模組6及其組合而成的遠光燈的流明數。表2 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0005"><TBODY><tr><td> 光學模組 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 4 </td><td> 5 </td><td> 6 </td><td> 7 </td><td> 8 </td></tr><tr><td> LED 流明數 </td><td> 120 </td><td> 180 </td><td> 240 </td><td> 300 </td><td> 240 </td><td> 180 </td><td> 120 </td><td> 60 </td></tr></TBODY></TABLE>表3 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 模組 </td><td> 第一光學模組 </td><td> 八個第二光學模組 </td><td> 遠光燈 </td></tr><tr><td> 流明數 </td><td> 1000 </td><td> 1440 </td><td> 2440 </td></tr></TBODY></TABLE>

如第14圖所示，依據上述之參數設定，當第一光學模組1及第二光學模組6均點亮時，所產生的遠光燈光形13左右分佈各約23度、上下分佈各約7度，並符合ECE R112遠光燈的法規要求，如表4，其中測試區域如第15圖。表4 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0006"><TBODY><tr><td> 測試區域 </td><td> 光度要求 ( cd ) </td><td> 本創作結果 </td></tr><tr><td> H – 5 R </td><td> ≧ 5,100 </td><td> 27,179 </td></tr><tr><td> H – 2.5 R </td><td> ≧ 20,300 </td><td> 32,400 </td></tr><tr><td> H – V </td><td> ≧ I<sub>max</sub> × 0.8 min </td><td> 39,000 </td></tr><tr><td> H – 2.5 L </td><td> ≧ 20,300 </td><td> 30,205 </td></tr><tr><td> H – 5 L </td><td> ≧ 5,100 </td><td> 24,492 </td></tr><tr><td> I<sub>max</sub></td><td> 40,500 ～ 215,000 </td><td> 41,197 </td></tr></TBODY></TABLE>

請參考第16圖至第20圖，其分別為複數第二光學模組6在各種不同的點亮模式中所產生的遠光燈光形。在本實施例中，由於八個第二光學模組6都可以藉由驅動裝置而單獨的進行各第二光學模組6中LED的點亮或熄滅，且各個第二光學模組中LED的亮度不同，因此可將個別狹窄的光形組合出各種部分遮蔽的遠光燈光形13。

參照第16圖，以具有左右側頭燈的汽車來說，當控制左側頭燈中八個第二光學模組6中的最右側第二光學模組6及右側頭燈中八個第二光學模組6中的最左側第二光學模組6的LED熄滅，且第一光學模組1及其他第二光學模組6為點亮時，可產生位於水平角2度至-2度的暗區9及位於兩側的亮區8。藉由暗區9可避免正前方車輛駕駛產生眩光。

參照第17圖，控制左側頭燈中八個第二光學模組6中的最右側兩個第二光學模組6及右側頭燈中八個第二光學模組6中的最左側第二光學模組6的LED熄滅，且第一光學模組1及其他第二光學模組6為點亮時，可產生位於水平角2度至-6度的暗區9及位於兩側的亮區8。

參照第18圖，控制左側頭燈中八個第二光學模組6中的靠左側七個第二光學模組6熄滅，且左側頭燈中第一光學模組1及其他第二光學模組6及右側頭燈的第一光學模組1及所有八個第二光學模組6為點亮時，可產生位於水平角-2度以左的暗區9及位於水平角-2度以右的亮區8。

參照第19圖，控制右側頭燈中八個第二光學模組6中的靠右側的七個光學模組6熄滅，且右側頭燈中其他光學模組及左側頭燈的所有光學模組為點亮時，可產生位於水平角2度右邊的暗區9及位於水平角2度以左的亮區8。

參照第20圖，控制左側頭燈中第一光學模組1及八個第二光學模組6中的最右側第二光學模組6及右側頭燈中第一光學模組1及八個第二光學模組6中的最左側第二光學模組6的LED點亮，其他光學模組為熄滅時，可產生位於水平角2度至-2度亮區8及即兩側的暗區9。

綜上所述，根據本創作之適路性車燈，利用近光燈並搭配複數個光學模組以形成遠光燈，在符合規範的情況下，可減少遠光燈所需發光元件的數目。利用複數個光學模組中的非對稱透鏡可將每個光學模組中的光源的光形改變為容易組合及控制的長條形，當前方特定角度具有車輛時，使用驅動裝置來控制各光源的點亮與熄滅，並搭配近光燈使組合出的遠光燈光形可在前方車輛處形成暗區，在其他區域形成亮區，避免前方駕駛產生眩光。因此本創作可使用較少的光源及簡單的控制來達成適路性車燈的效果。

當本創作的實施例參考其例示性實施例被特別顯示及描述時，其可為所屬技術領域具有通常知識者理解的是，在不脫離由以下申請專利範圍及其等效物所定義之本創作的精神及範疇內，可對其進行形式及細節上的各種變更。

1‧‧‧第一光學模組
10‧‧‧投射透鏡
11‧‧‧光源
12‧‧‧光形
120‧‧‧反射面
13‧‧‧透鏡
14‧‧‧遮片
6‧‧‧第二光學模組
7‧‧‧光形
8‧‧‧亮區
9‧‧‧暗區
C1‧‧‧第一車
C2‧‧‧第二車
L‧‧‧左側頭燈
L1‧‧‧左側第一光學模組
L6‧‧‧左側第二光學模組
R‧‧‧右側頭燈
R1‧‧‧右側第一光學模組
R6‧‧‧右側第二光學模組
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
Z‧‧‧第三方向

第1圖為根據本創作適路性頭燈之第一實施例所繪示之透視圖。

第2圖為本創作第一實施例之光形分布圖。

第3圖為歐規ECE R112之近光燈光度測試點之位置圖。

第4圖為根據本創作適路性頭燈之第二實施例所繪示之透視圖。

第5圖為為描繪本創作適路性頭燈的第三實施例之車子頭燈前視圖。

第6圖至第8圖之本創作適路性頭燈之第三實施例之遠光燈光形示意圖。

第9圖為根據本創作適路性頭燈之第四實施例所繪示之透視圖。

第10圖至第13圖為第二光學模組之光形示意圖。

第14圖為遠光燈光形的示意圖。

第15圖為歐規ECE R112之遠光燈光度測試區域之位置圖。

第16圖至第20圖為遠光燈光形的示意圖。

1‧‧‧第一光學模組

6‧‧‧第二光學模組

X‧‧‧第一方向

Y‧‧‧第二方向

Z‧‧‧第三方向

Claims

一種適路性車燈，其包含：一第一光學模組；一第二光學模組，係包含複數個光源及複數個非對稱透鏡，該複數個非對稱透鏡各別與該複數個光源對應設置，其中該第二光學模組係設置於該第一光學模組的上方，並與該第一光學模組朝一相同方向，以使該第一光學模組與該第二光學模組所發出的光為部分重疊的一光形；以及一驅動裝置，係組態以各別控制該複數個光源，使該光形包含一暗區和一亮區。
如申請專利範圍第1項所述之適路性車燈，其中該複數個非對稱透鏡係滿足方程組(1)及(2)： …….(1)； …(2)；其中，r為徑向、Z為光軸方向、R為曲率半徑，為可隨光軸截面上之角度而改變的配光調整係數，且且。
如申請專利範圍第1項所述之適路性車燈，該複數個光源在該光形中係各別為一長條形光形。
如申請專利範圍第1項所述之適路性車燈，其中該複數個光源係成單向排列。
如申請專利範圍第1項所述之適路性車燈，其中該複數個光源係為LED光源。
如申請專利範圍第1項所述之適路性車燈，其中該複數個光源係包括八個光源。
如申請專利範圍第1項所述之適路性車燈，其中該驅動裝置包括一亮度控制器，係用以控制該複數個光源的亮度。
如申請專利範圍第1項所述之適路性車燈，其中該第一光學模組係為一近光燈，且該第一光學模組與該第二光學模組的組合係為一遠光燈。
如申請專利範圍第6項所述之適路性車燈，其中該八個光源的亮度由左到右或由右到左依序為120流明、180流明、240流明、300流明、240流明、180流明、120流明及60流明。
一種適路性車燈，其包含：一左側頭燈，係包含：一左側第一光學模組；及一左側第二光學模組，係包含複數個左側光源及複數個左側非對稱透鏡，該複數個左側非對稱透鏡各別與該複數個左側光源對應設置，其中該左側第二光學模組係設置於該左側第一光學模組的上方，並與該左側第一光學模組朝相同方向；一右側頭燈，係位於該左側頭燈的右側，包含：一右側第一光學模組；及一右側第二光學模組，係包含複數個右側光源及複數個右側非對稱透鏡，該複數個右側非對稱透鏡各別與該複數個右側光源對應設置，其中該右側第二光學模組，係設置於該右側第一光學模組的上方，並與該右側第一光學模組朝相同方向，其中該左側第一光學模組、該左側第二光學模組、該右側第一光學模組及該右側第二光學模組所發出的光為部分重疊的一光形；以及一驅動裝置，係組態以各別控制該複數個左側光源及該複數個右側光源，使該光形包含一暗區和一亮區。