CN106247255A - 车用照明装置 - Google Patents

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CN106247255A CN201610015197.5A CN201610015197A CN106247255A CN 106247255 A CN106247255 A CN 106247255A CN 201610015197 A CN201610015197 A CN 201610015197A CN 106247255 A CN106247255 A CN 106247255A
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Abstract

本发明公开了一种车用照明装置，其包括导光条、至少一个光源以及透镜。导光条具有至少一个入光面以及出光面，且出光面的形状为具有不小于180度内角的多边形。所述至少一个环绕光源邻近设置于所述至少一个环绕入光面。透镜邻近设置于出光面，且透镜具有光轴以及入光凹槽。入光凹槽面向导光条且具有入光开口，其中入光开口于垂直于光轴的第一参考平面上的截面积大于导光条的出光面的面积。本发明的车用照明装置藉由改变导光条的出光面的形状，即可调变自透镜输出的光形，而可以不用藉由档板的设置来形成清晰的明暗截止线。

Description

车用照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，且特别涉及一种车用照明装置。
背景技术
车用照明装置所投射出的光形除了要符合法规对于照明范围及照度的要求之外，还应具有清晰的明暗截止线(Cut-off line)，以避免对向来车因产生眩光而影响行车安全。现有的车用近灯主要藉由增设遮板以形成清晰的明暗截止线，然而遮板的设置会大幅降低光源的利用率。另一方面，若没有设置遮板，则难以形成清晰的明暗截止线。是以，如何能在不大幅降低光源的利用率下形成清晰的明暗截止线，实为此领域研发人员亟欲达成的目标之一。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中普通技术人员所知道的公知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表所述内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本发明申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种车用照明装置，其可在不大幅降低光源的利用率下形成清晰的明暗截止线。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提供一种车用照明装置，其包括导光条、至少一个光源以及透镜。导光条具有至少一个入光面以及出光面，且出光面的形状为具有不小于180度内角的多边形。所述至少一个光源邻近于所述至少一个入光面。透镜邻近于出光面，且透镜具有光轴、入光凹槽以及相对于入光凹槽的光投射面。入光凹槽面向导光条且具有入光开口，其中入光开口于垂直于光轴的第一参考平面上的截面积大于导光条的出光面的面积。
在本发明的一实施例中，上述的导光条的入光面的面积大于或等于出光面的面积。
在本发明的一实施例中，上述的导光条的入光面的形状不同于出光面的形状。
在本发明的一实施例中，上述的导光条的入光面的形状相同于出光面的形状。
在本发明的一实施例中，上述的至少一个光源适于发出光束经由入光面进入导光条，由出光面离开导光条并传递至入光凹槽以进入透镜，且经由光投射面离开透镜。
在本发明的一实施例中，上述的导光条的入光面以及出光面彼此平行，且入光面以及出光面垂直于光轴。
在本发明的一实施例中，上述的导光条的入光面以及出光面彼此不平行。
在本发明的一实施例中，上述的导光条为实心结构。
在本发明的一实施例中，上述的导光条为空心结构，导光条具有内壁，且内壁上形成有反射层。
在本发明的一实施例中，上述的至少一个入光面以及所述至少一个光源的数量分别为两个以上。
在本发明的一实施例中，上述的至少一个入光面的数量对应于至少一个光源的数量。
在本发明的一实施例中，上述的光源包括至少一个发光元件。
在本发明的一实施例中，上述的导光条的出光面与入光开口在光轴上的距离大于或等于0。
在本发明的一实施例中，上述的透镜还具有主扩光面、至少一个次扩光面以及至少一个聚光面，光轴穿过主扩光面，次扩光面环绕主扩光面，聚光面环绕次扩光面。
在本发明的一实施例中，上述的主扩光面为朝入光开口凸出的曲面。
在本发明的一实施例中，上述的次扩光面为曲面或平面，聚光面为曲面或平面。
在本发明的一实施例中，上述的主扩光面不对称于平行于光轴的第二参考平面。
基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。藉由使自光源输出的光束先经由导光条的作用再入射进透镜，导光条的出光面可视为一个虚拟的光源，藉由改变导光条的出光面的形状，即可调变自透镜输出的光形。如此，本发明的车用照明装置可以不用藉由遮板的设置来形成清晰的明暗截止线，从而可改善已知光源利用率大幅降低的情形。此外，藉由使导光条的出光面的面积小于入光开口的截面积，出光面相对于透镜而言可近似一点光源，从而可提升透镜准直化光束的效果，而有助于使车用照明装置所投射出的光形符合法规的要求。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明的第一实施例的一种车用照明装置的剖面示意图。
图1B是图1A的导光条的出光面的正视示意图。
图1C是图1A的车用照明装置所投射出的光形的示意图。
图2A是图1A的导光条的第一种实施方式的示意图。
图2B及图2C分别是图2A的导光条的入光面及出光面的正视示意图。
图3A是图1A的导光条的第二种实施方式的示意图。
图3B及图3C分别是图3A的导光条的入光面及剖面A的正视示意图。
图3D是图3A的导光条在出光面的剖面示意图。
图4至图6分别是图1A的导光条的第三种至第五种实施方式的示意图。
图7A是依照本发明的第二实施例的一种车用照明装置的剖面示意图。
图7B是图7A的车用照明装置所投射出的光形的示意图。
图8是图7A的透镜的另一种剖面示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1A是依照本发明的第一实施例的一种车用照明装置的剖面示意图。图1B是图1A的导光条的出光面的正视示意图。图1C是图1A的车用照明装置所投射出的光形的示意图。请参照图1A至图1C，车用照明装置100包括导光条110、至少一个光源120以及透镜130。
导光条110具有至少一个入光面S1以及出光面S2。如图1A所示，导光条110可为实心结构，其中入光面S1与出光面S2彼此相对。入光面S1的形状可依据光源120的设计而有所不同。在本实施例中，入光面S1的形状相同于出光面S2的形状，且入光面S1的面积相同于出光面S2的面积，但本发明不限于此。
出光面S2的形状为具有不小于180度内角θ的多边形。具体地，出光面S2的形状可配合欧洲经济委员会(Economic Commission of Europe，简称ECE)第112条规定(简称R112)的非对称光形。如图1B所示，出光面S2的形状可为凹六边形，且内角θ可为225度，但本发明不限于此。
光源120邻近于入光面S1，且适于朝入光面S1发出光束BM。举例来说，光源120可包括至少一个发光元件(未示出)以及至少一个电路板(未示出)。发光元件例如为发光二极管并设置于电路板上，且发光元件与电路板的数量比可以是一对一或多对一，然而本发明并不限于此，发光元件亦可以是激光二极管或其他适当光源，多个发光元件亦可设置于同一电路板上。
光源120发出的光束BM经由入光面S1进入导光条110，并经由出光面S2离开导光条110并传递至透镜130的入光凹槽LN以进入透镜130。透镜130邻近于导光条110的出光面S2，来自出光面S2的光束BM适于经由光投射面SO离开透镜130并投射至车用照明装置100的外部。以近光灯为例，图1C的光形SS例如是车用照明装置100于车体前方25公尺处且垂直于地面的一平面上的投射光形。由于车用照明装置100是利用透镜130于车体的前方形成实像，因此由车用照明装置100所投射出的光形SS会相似于出光面S2的形状，且出光面S2的形状与光形SS会上下颠倒且左右相反(如图1B及图1C所示)。据此，藉由改变导光条110的出光面S2的形状，即可对透镜130所投射的光形SS进行调变，且可于光形SS中形成清晰的明暗截止线L。换句话说，车用照明装置100可以不用藉由遮板的设置去遮蔽部分光束BM以形成清晰的明暗截止线L。因此，车用照明装置100可在不大幅降低光源120的利用率下形成清晰的明暗截止线L。
请再参照图1A，透镜130例如是全反射透镜，透镜130具有光轴OX、入光凹槽LN以及相对于入光凹槽LN的光投射面SO。入光凹槽LN面向导光条110且具有入光开口O，其中入光开口O于垂直于光轴OX的第一参考平面R1上的截面积大于导光条110的出光面S2的面积。由于透镜130可有效地将来自光源120的光束BM加以准直化，因此藉由适当地设计透镜130(例如修改透镜130的各全反射面的设计)，即可使车用照明装置100所投射出的光形SS符合相关法规的要求。具体地，如图1C所示，若以光轴OX为中心示出相互垂直的水平线H-H以及铅直线V-V，则以左侧驾驶而言，明暗截止线L于铅直线V-V右侧的水平线段A-A’位于水平线H-H上方，而明暗截止线L于铅直线V-V左侧的水平线段B-B’位于水平线H-H下方。
在本实施例中，导光条110的出光面S2与入光凹槽LN的入光开口O在光轴OX上相隔距离D。但本发明不限于此，在另一实施例中，出光面S2与入光开口O在光轴OX上的距离D也可等于0。换句话说，出光面S2与入光开口O可彼此切齐。由于出光面S2与透镜130的相对位置可藉由机构组装而精确对位，因此能够补偿发光元件封装时的误差以及发光元件与电路板组装时的公差，从而提升车用照明装置100的光学效果。
以下以图2A至图6说明图1A的导光条的其他实施型态。图2A是图1A的导光条的第一种实施方式的示意图。图2B及图2C分别是图2A的导光条的入光面及出光面的示意图。图3A是图1A的导光条的第二种实施方式的示意图。图3B及图3C分别是图3A的导光条的入光面及剖面A的示意图。图3D是图3A的导光条在出光面的剖面示意图。图4至图6分别是图1A的导光条的第三种至第五种实施方式的示意图。如图2A至图2C所示，导光条110A可为实心结构，其中导光条110A的入光面S1的面积可大于出光面S2的面积，且导光条110A的入光面S1的形状可相似于出光面S2的形状。如图3A至图3D所示，导光条110B与导光条110A类似，差异在于导光条110B的入光面S1的形状可不同于出光面S2的形状。举例而言，入光面S1的形状可为矩形，出光面S2的形状可为凹六边形，且内角θ可为225度，入光面S1平行于出光面S2，其中位于入光面S1与出光面S2之间且平行于入光面S1与出光面S2的截面A的面积例如由入光面S1往出光面S2的方向递减，且内角θ例如由180度递增至225度(即剖面A中，内角θ1介于180度至225度之间)，这样的设计可令导光条110B在制造时(例如以射出成形方式制造)具有较佳的成形性。
如图4所示，导光条110C与前述的导光条110A、110B类似，差异在于导光条110C可为空心结构，导光条110C的内壁SI上形成有反射层。如此一来，由光源120发出的光束BM即可藉由反射的方式传递于导光条110C中。在上述实施例中，入光面S1的面积可因应不同规格的发光元件而改变，因此光源120可因应不同的设计需求而选用不同规格的发光元件。内壁SI上的反射层例如是镀上银、铝等具有高反射率的金属或是其它适当的反射材料，本发明不限于此。
如图5所示，导光条110D与前述的导光条110A-110C类似，差异在于导光条110D具有多个入光面S1(示出为2个)，且每一入光面S1皆连通出光面S2。在此架构下，图1A中光源120的数量也可对应调整为两个以上，较佳的是入光面S1的数量对应于光源的数量。由于本实施例可藉由增加入光面S1的数量来提升出光面S2的亮度，而无须增加透镜130的数量，因此在提升亮度的同时，可避免大幅增加车用照明装置100的总体积及成本。
在图1至图5的实施例中，导光条110-110D的入光面S1以及出光面S2皆为彼此平行，且入光面S1以及出光面S2垂直于光轴OX。但本发明不限于此，入光面S1以及出光面S2也可彼此不平行。如图6所示，导光条110E与前述的导光条110-110D类似，差异在于出光面S2不与光轴OX垂直，且出光面S2与导光条110E的顶面S3所夹的内角θ2可小于90度。藉由使出光面S2倾斜地朝下，可以减少灰尘附着于出光面S2。
图7A是依照本发明的第二实施例的一种车用照明装置的剖面示意图。图7B是图7A的车用照明装置所投射出的光形的示意图。请参照图7A及图7B，车用照明装置200与车用照明装置100相似，相同的元件以相同或相似的标号表示。车用照明装置200与车用照明装置100的主要差异在于透镜130A的设计。
如图7A所示，透镜130A具有主扩光面SA、次扩光面SB以及聚光面SC，其中光轴OX穿过主扩光面SA，主扩光面SA位于入光凹槽LN内，次扩光面SB环绕主扩光面SA且分别连接于聚光面SC与入光凹槽LN，聚光面SC环绕次扩光面SB且分别连接于光投射面SO与次扩光面SB。主扩光面SA适于将光束BM投射至图7B的主扩光区A1中，次扩光面SB适于将光束BM投射至图7B的次扩光区A2中，且聚光面SC适于将光束BM投射至图7B的聚光区A3中。藉由适当的设计，即可调控主扩光区A1、次扩光区A2以及聚光区A3的照度，以符合法规的要求。图7A中仅示意性地示出一个次扩光面SB以及一个聚光面SC，然而本发明并不限于此，透镜130A亦可具有多个次扩光面SB与多个聚光面SC。
在本实施例中，主扩光面SA为朝入光开口O凸出的曲面。此曲面相对于平行于光轴OX的第二参考平面R2可为旋转对称，但不限于此。次扩光面SB以及聚光面SC可为曲面或平面，其中次扩光面SB例如是直接与聚光面SC连接，或是次扩光面SB与聚光面SC之间具有一段差，本发明并不限于此。图7A中，参考平面R1’与R1”例如是垂直于光轴OX且平行于第一参考平面R1，次扩光面SB与参考平面R1’于透镜130A中具有锐角θ3，且聚光面SC与参考平面R1”于透镜130A中具有锐角θ4。值得注意的是，本发明并不限定锐角θ3与θ4之间的相对大小关系，藉由调整锐角θ3及锐角θ4，即可使聚光面SC达到光束准直化的效果。
图8是图7A的透镜的另一种剖面示意图。请参照图8，透镜130B与上述的透镜130A相似，主要差异在于，透镜130B的主扩光面SA’不对称于平行于光轴OX的第二参考平面R2，以使自车用照明装置投射出的光束往水平线H-H(参见图7B)的下方平移，而有助于符合法规对于光形SS的要求。第二参考平面R2例如是平行于地面或垂直于第一参考平面R1，本发明对此并不加以限制。
综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。藉由使自光源输出的光束先经由导光条的作用再入射进透镜，导光条的出光面可视为一虚拟的光源，从而，藉由改变导光条的出光面的形状，即可调变自透镜输出的光形，而可以不用藉由档板的设置来形成明暗截止线。因此，本发明的车用照明装置可在不大幅降低光源的利用率下形成清晰的明暗截止线。此外，藉由使导光条的出光面的面积小于入光开口的截面积，出光面相对于透镜而言可更近似一点光源，从而可提升透镜准直化光束的效果。另外，导光条的出光面与透镜之间藉由机构组装可精确对位，而能够补偿光源中组装元件所造成的公差以及发光元件封装时的误差，从而提升车用照明装置的光学效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求及发明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或申请专利范围中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
【符号说明】
100、200：车用照明装置
110、110A、110B、110C、110D、110E：导光条
120：光源
130、130A、130B：透镜
A：截面
A1：主扩光区
A2：次扩光区
A3：聚光区
BM：光束
D：距离
H-H：水平线
L：明暗截止线
LN：入光凹槽
O：入光开口
OX：光轴
R1：第一参考平面
R1’、R1”：参考平面
R2：第二参考平面
S1：入光面
S2：出光面
S3：顶面
SA、SA’：主扩光面
SB：次扩光面
SC：聚光面
SI：内壁
SO：光投射面
SS：光形
V-V：铅直线
A-A’、B-B’：水平线段
θ、θ1、θ2：内角
θ3、θ4：锐角

Claims (17)

1.一种车用照明装置，其特征在于，包括一导光条、至少一个光源以及一透镜，
所述导光条具有至少一个入光面以及一出光面，所述出光面的形状为具有一不小于180度内角的一多边形，
所述至少一个光源邻近于所述至少一个入光面；
所述透镜邻近于所述出光面，所述透镜具有一光轴、一入光凹槽以及一相对于所述入光凹槽的光投射面，所述入光凹槽面向所述导光条且具有一入光开口，其中所述入光开口于垂直于所述光轴的一第一参考平面上的截面积大于所述导光条的所述出光面的面积。
2.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述导光条的所述入光面的面积大于或等于所述出光面的面积。
3.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述导光条的所述入光面的形状不同于所述出光面的形状。
4.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述导光条的所述入光面的形状相同于所述出光面的形状。
5.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述至少一个光源适于发出一光束经由所述入光面进入所述导光条，由所述出光面离开所述导光条并传递至所述入光凹槽以进入所述透镜，且经由所述光投射面离开所述透镜。
6.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述导光条的所述入光面以及所述出光面彼此平行，且所述入光面以及所述出光面垂直于所述光轴。
7.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述导光条的所述入光面以及所述出光面彼此不平行。
8.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述导光条为实心结构。
9.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述导光条为空心结构，所述导光条具有一内壁，且所述内壁上形成有反射层。
10.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述至少一个入光面以及所述至少一个光源的数量分别为两个以上。
11.如权利要求10所述的车用照明装置，其特征在于，所述至少一个入光面的数量对应于所述至少一个光源的数量。
12.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述光源包括至少一个发光元件。
13.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述导光条的所述出光面与所述入光开口在所述光轴上的距离大于或等于0。
14.如权利要求1所述的车用照明装置，其特征在于，所述透镜还具有一主扩光面、至少一个次扩光面以及至少一个聚光面，所述光轴穿过该主扩光面，所述次扩光面环绕所述主扩光面，且所述聚光面环绕该所述扩光面。
15.如权利要求14所述的车用照明装置，其特征在于，所述主扩光面为一朝所述入光开口凸出的曲面。
16.如权利要求14所述的车用照明装置，其特征在于，所述次扩光面为一曲面或一平面，所述聚光面为一曲面或一平面。
17.如权利要求15所述的车用照明装置，其特征在于，所述主扩光面不对称于平行所述光轴的一第二参考平面。
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