TWI669462B - 利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置 - Google Patents

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Abstract

一種利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置，包含一反射單元，以及一發光單元。該反射單元包括能將光線往另外一者反射的一第一反射組與一第二反射組。該第一反射組對於波長為550nm至800nm的光線的反射率實質上為70%以上。該第二反射組對於波長為460nm至700nm的光線的反射率實質上為50%～75%。該發光單元能產生投射往該第一反射組或該第二反射組的光線。該第一反射組能減緩光線能量的衰減速率而能提高虛像的成像數量，改善虛像成像數量不足的問題，且該第一反射組與該第二反射組對於不同顏色的可見光的反射效果均佳，適用範圍廣。

Description

利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置
本發明是有關於一種用於車輛的車燈裝置，特別是指一種適用於安裝於汽車或機車等車輛之車尾的利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置。
參閱圖1及圖2，一種現有的燈具裝置，為安裝在汽車後端的車尾燈，能往後投射出光線，並包括一個燈座11、安裝在該燈座11上且前後排列設置的一個第一支撐件12與一個反射組13、一個嵌設在該第一支撐件12上的發光單元14，以及一個組裝於該燈座11並罩設於後方的燈罩15。
該第一支撐件12以鋼材製成，並包括一拋光而具備類似鏡面效果的反射面121。該反射面121針對可見光的反射率不足60%。該反射組13包括一半反射膜131，以及一個供該半反射膜131設置且以透明材質製成的第二支撐件132。該半反射膜131針對波長約為575nm～675nm之紅可見光的反射率，約為40%至80%。該發光單元14包括數個相配合環繞成一圈地嵌設於該第一支撐件12且能產生紅光的發光元件141。
該燈具裝置能產生如圖2所示的燈光效果。其中，除了最外層的一圈紅點圈為該等發光元件141直接產生的實像外，其他位於內側的數圈紅點圈則為該反射面121與該半反射膜131相配合作用所產生的虛像。實像與虛像整體能相配合呈現出彷彿隧道般的立體燈光效果。
此種燈具裝置雖然能產生立體的燈光效果，但美中不足的是虛像的成像數量不足，導致所呈現的燈光效果中仍有一位於中央且面積頗大的暗區16，有待進一步改善。此外，該半反射膜131雖然能針對紅可見光產生半反射效果，但對於其他顏色的光線則有半反射效果不佳的問題，導致適合使用的場域受限，也有待改善。
本發明的目的，在於提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置。
該利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置包含一個反射單元，以及一個發光單元。
該反射單元包括一第一反射組與一第二反射組。該第一反射組能將光線往該第二反射組反射，且對於波長為550nm至800nm的光線的反射率實質上為70%以上。該第二反射組能將光線往該第一反射組反射，且對於波長為460nm至700nm的光線的反射率實質上為50%～75%。該發光單元能產生投射往該第一反射組或該第二反射組的光線。
該利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的功效在於：該第一反射組能減緩光線能量的衰減速率，因而能與該第二反射組相配合提高虛像的成像數量，並解決燈光效果暗區過大的問題，且該第一反射組與該第二反射組對於可見光大範圍的全反射/半反射的效果均佳，還能解決以往的燈具裝置使用場域受限的問題。
在以下的說明內容中，類似或相同的元件將以相同的編號來表示。
《實施例1》
參閱圖3至5，本發明利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的一個實施例1為一汽車的一車尾燈，但在本發明的其他實施態樣中，也能為一機車的一車尾燈。由於本實施例1為車尾燈，因此本實施例1所產生的光線是朝後方投射。其中，後方於圖3中是圖面右方，於圖4中是圖面下方。
本實施例1包含一個能組裝於該汽車上的燈座21、一個設置在該燈座21上並與該燈座21相配合界定出一燈具空間22的燈罩23、一個組裝於該燈座21並位於該燈具空間22中的反射單元3，以及一個設置於該反射單元3上的發光單元4。由於該燈座21與該燈罩23的設計技術為通常知識，故在此省略說明。
該反射單元3包括組裝設置於該燈座21且彼此前後間排列設置的一位於前方的第一反射組31與一位於後方的第二反射組32。
該第一反射組31包括一塊實質上呈四邊形板狀的第一支撐件33，以及一蒸鍍形成於該第一支撐件33並位於該第一支撐件33及該第二反射組32間的鋁膜34。
該鋁膜34為在壓力為10 -5torr且溫度為60℃的環境條件下，以鋁為靶材且鍍率為每秒20Å的條件透過電子束蒸鍍而形成於該第一支撐件33上。該鋁膜34針對不同波長的光線的反射率如圖6所示。從圖6中可以看到，該鋁膜34針對入射角為0度(即垂直入射)且波長為550nm至800nm的光線的反射率均約在85%以上。其中，針對波長575nm至675nm的紅可見光，經計算其平均反射率約為90.8%。
該第二反射組32包括一個透明的第二支撐件35、一個套罩於該第二支撐件35後方且透明的遮罩件36，以及一蒸鍍形成於該第二支撐件35上並位於該第二支撐件35與該遮罩件36間的反射膜37。
該第二支撐件35以透明的壓克力材質製成，並包括一個支撐該反射膜37且實質上呈四邊形板狀的板件部351，以及一個由該板件部351周緣往該燈座21延伸而組裝於該燈座21上的支撐部352。該板件部351包括一個供該反射膜37設置的設置面353，以及一個相反於該設置面353且面向該第一反射組31並朝該設置面353凹陷的凹透面354(凹陷形狀未示意)。該凹透面354具有光學設計的凹陷形狀，在不同的實施態樣中能依成像需求的不同而有所變化。
該遮罩件36的外形實質上與該第二支撐件35相同，但尺寸略大於該第二支撐件35，而能套罩於該第二支撐件35與該反射膜37後方，並保護該第二支撐件35與該反射膜37。
該反射膜37能部分地供光線穿透，並與該第一反射組31間隔，並包括一形成於該第二支撐件35上的第一鍍層371，以及與該第二支撐件35相間隔且沿遠離該第二支撐件35的方向依序堆疊(即由前往後依序堆疊)的一第二鍍層372、一第三鍍層373、一第四鍍層374、一第五鍍層375、一第六鍍層376、一第七鍍層377、一第八鍍層378與一第九鍍層379。
該反射膜37的層狀結構，分別是在壓力為10-5torr且溫度為80℃的環境條件下，以二氧化矽或二氧化鈦為靶材，且鍍率為每秒8Å的條件，透過電子束蒸鍍形成。
其中，該第一鍍層371、第三鍍層373、第五鍍層375、第七鍍層377及第九鍍層379的材質為二氧化鈦，且折射率為2.28。該第二鍍層372、第四鍍層374、第六鍍層376、第八鍍層378的材質為二氧化矽，且折射率為1.45。
其中，該第一鍍層371的厚度為28.6nm，該第二鍍層372的厚度為19.5nm，該第三鍍層373的厚度為64.1nm，該第四鍍層374的厚度為165.0nm，該第五鍍層375的厚度為102.6nm，該第六鍍層376的厚度為94.4nm，該第七鍍層377的厚度為60.8nm，該第八鍍層378的厚度為96.71nm，該第九鍍層379的厚度為60.0nm。
將該反射膜37以透明基材作支撐，則該反射膜37針對不同波長且入射角度分別為0度、30度及60度的光線來說，以該光線被反射的反射率及其波長兩者之間的關係作圖，可得圖7。從圖7可以看到，該反射膜37對於波長為460nm至700nm的光線的反射率約為50%～75%，有良好且均勻的半反射效果。
其中，針對波長為575nm至675nm的紅可見光而言，當入射角分別為0度、30度及60度時，經計算平均反射率分別為68.2%、69.1%及63.4%。
該發光單元4包括數個相配合環繞一圈地嵌設於該第一支撐件33的外環部位且能發出波長介於575～675nm的紅可見光的發光元件41。每一發光元件41為LED發光元件41，能產生投射往該第一反射組31或該第二反射組32的光線。
參閱圖3、4、8，本實施例1運作時，能產生如圖8所示的燈光效果。該等發光元件41所產生的光線，會一部分地往後穿過該第二反射組32的該反射膜37而投射至使用者眼中，產生一圈位於最外側的紅點圈實像，而另一部分的光線則會被該反射膜37反射後再被該鋁膜34反射至該反射膜37，而再次部分地投射至使用者眼中並再次部分地被該反射膜37。光線以如前所述地方式往覆反射並投射至使用者眼中後，可形成數圈位於內側的紅點圈虛像。
從實施例1的圖8與先前技術的圖2的比較可以看出，本實施例1由於該鋁膜34針對波長為550nm至800nm的反射率均約在85%以上(實際上為90.8%)，高於以往的燈具裝置不足60%反射率，故能更有效地減緩光線的能量衰退速率，如此一來相較於以往的燈具裝置，本實施例1能產生圈數更多的紅點圈的虛像，使得虛像不存在之暗區5的面積相對較小。也就是說，實施例1能產生比以往的燈具裝置更好的燈光效果，具有警示效果更佳，並能提高行車安全的特點。
此外，由於本實施例1的該反射膜37針對波長為460nm至700nm的光線的能有50%～75%的反射率，因此本實施例如將該等發光元件41替換成能產生不同顏色諸如黃色、橙色或藍色的警示光的發光元件41，也能如圖8所示地產生顏色不同的良好燈光效果。再者，從圖7也能看出，就波長為460nm至700nm的光線而言，該反射膜37的反射率值也相當平均，針對不同波長的光線的反射穩定性良好。
《實施例2至4》
參閱圖9至圖12，本發明利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的一個實施例2與實施例1類似，不同的地方在於實施例2的該第一反射組31還包括一隔著該鋁膜34而與該第一支撐件33相間隔的鍍膜38。該鍍膜38鍍設形成於該鋁膜34上，並包括一朝向該鋁膜34的第一膜層381，以及一與該鋁膜34分別位於該第一膜層381兩相反側的第二膜層382。該第一膜層381的材質為二氧化矽，折射率為1.45，且厚度為107.2nm。該第二膜層382的材質為二氧化鈦，折射率為2.28，且厚度為68.4nm。本發明利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的一個實施例3與一個實施例4與實施例2類似，不同的地方在於實施例3的該第一反射組31是包括兩沿遠離該第一支撐件33的方向依序堆疊的所述鍍膜38，實施例4則包括三沿遠離該第一支撐件33的方向依序堆疊的所述鍍膜38。
實施例2、3、4的該鋁膜34與所述鍍膜38相配合構成的膜組，針對不同波長的光線的反射率如圖12所示。從圖12中可以看到，實施例2、3、4的膜組針對入射角為0度(即垂直入射)且波長為550nm至800nm的光線的反射率均在90%以上，優於僅包含所述鋁膜34的實施例1的85%。其中，實施例2、3、4的膜組，針對波長575nm至675nm的紅可見光，平均反射率經計算分別提高至96%、98.2%甚至到達99.2%，大幅優於單純鋁膜34的實施例1的90.8%。由於實施例2、3、4的反射率優於實施例1，因此實施例2、3、4相較於實施例1而言能產生更多的虛像，並產生更立體也更佳的燈光效果。
《實施例5》
參閱圖13，本發明利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的一個實施例5與該實施例1類似，不同的地方在於該第一反射組31省略該鋁膜34，而該第一支撐件33以鋁製成，並包括一個拋光且能朝該第二反射組32反射光線的反射面331。由於該第一支撐件33以鋁製成且經拋光，因此對於波長為550nm至800nm的光線的反射率實質上能提高到約72%，並由於反射率提高而同樣能改善以往虛像成像數量不足而使燈光效果存有所述暗區5的問題。
綜上所述，本發明利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的功效在於：該第一反射組31能減緩光線的能量衰減速率，因而能與該第二反射組32相配合提高虛像的成像數量，解決燈光效果暗區5過大的問題，且該第一反射組31與該第二反射組32對於波長550nm至700nm的光線的反射/半反射的效果均佳，還能解決以往的燈具裝置使用場域受限的問題。
以上所述者，僅為本發明的實施例而已，不能以此限定本發明的申請專利範圍，且依本發明申請專利範圍及說明書的記載內容所作的等效變化態樣，亦應為本發明申請專利範圍所涵蓋。
21‧‧‧燈座
22‧‧‧燈具空間
23‧‧‧燈罩
3‧‧‧反射單元
31‧‧‧第一反射組
32‧‧‧第二反射組
33‧‧‧第一支撐件
331‧‧‧反射面
34‧‧‧鋁膜
35‧‧‧第二支撐件
351‧‧‧板件部
352‧‧‧支撐部
353‧‧‧設置面
354‧‧‧凹透面
36‧‧‧遮罩件
37‧‧‧反射膜
371‧‧‧第一鍍層
372‧‧‧第二鍍層
373‧‧‧第三鍍層
374‧‧‧第四鍍層
375‧‧‧第五鍍層
376‧‧‧第六鍍層
377‧‧‧第七鍍層
378‧‧‧第八鍍層
379‧‧‧第九鍍層
38‧‧‧鍍膜
381‧‧‧第一膜層
382‧‧‧第二膜層
4‧‧‧發光單元
41‧‧‧發光元件
本發明其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一個立體分解圖，說明一個現有的燈具裝置； 圖2是一個照片圖，說明該燈具裝置所能產生的燈光效果； 圖3是一個立體分解圖，說明本發明利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的一個實施例1； 圖4是一個組合剖視圖，說明該實施例1的元件相對組裝關係； 圖5是一個不完整的組合剖視圖，放大說明一個第二支撐件件與一反射膜的層狀結構； 圖6是一個曲線圖，說明該實施例1的一鋁膜對不同波長的光線的反射率關係； 圖7是一個曲線圖，說明該實施例1的一反射膜對於以不同角度入射的光線的反射率與波長的關係； 圖8是一個照片圖，說明該實施例1所能產生的燈光效果； 圖9是一個不完整的組合剖視圖，放大說明本發明利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的一個實施例2的該鋁膜與一組鍍膜的層狀關係； 圖10是一個不完整的組合剖視圖，放大說明本發明利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的一個實施例3的該鋁膜與二組鍍膜的層狀關係； 圖11是一個不完整的組合剖視圖，說明本發明利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的一個實施例4的該鋁膜與三組鍍膜的層狀關係； 圖12是一個曲線圖，說明所述實施例2至4由鋁膜與所述鍍膜構成的膜組對於以不同角度入射的光線的反射率與波長的關係；及 圖13是一個不完整的組合剖視圖，放說明本發明利用多重虛像產生立體燈光效果的燈具裝置的一個實施例5的一第一反射組。

Claims (4)

  1. 一種燈具裝置，包含：一個反射單元，包括一第一反射組與一第二反射組，該第一反射組能將光線往該第二反射組反射，且對於波長為550nm至800nm的光線的反射率實質上為70%以上，該第二反射組能將光線部分地往該第一反射組反射，且對於波長為460nm至700nm的光線的反射率實質上為50%~75%；及一個發光單元，能產生投射往該第一反射組或該第二反射組的光線；其中，該第一反射組包括一第一支撐件、一蒸鍍於該第一支撐件並位於該第一支撐件及該第二反射組間的鋁膜，以及至少一隔著該鋁膜而與該第一支撐件相間隔的鍍膜，該至少一鍍膜位於該鋁膜與該第二反射組間，並包括一朝向該鋁膜的第一膜層，以及一與該鋁膜分別位於該第一膜層兩相反側的第二膜層，該第一膜層的材質為二氧化矽，折射率為1.45，且厚度為107.2nm，該第二膜層的材質為二氧化鈦，折射率為2.28，且厚度為68.4nm。
  2. 如請求項1所述的燈具裝置，其中，該鋁膜對於波長為550nm至800nm的光線的反射率實質上為85%以上。
  3. 如請求項1所述的燈具裝置，其中，該第一反射組是包括數層沿遠離該第一支撐件的方向依序堆疊的所述鍍膜。
  4. 一種燈具裝置，包含：一個反射單元，包括一第一反射組與一第二反射組，該第一反射組能將光線往該第二反射組反射，且對於波長為550nm至800nm的光線的反射率實質上為70%以上，該第二反射組能將光線部分地往該第一反射組反射，且對於波長為460nm至700nm的光線的反射率實質上為50%~75%；及一個發光單元，能產生投射往該第一反射組或該第二反射組的光線；該第二反射組包括一個能透光的第二支撐件，以及一蒸鍍於該第二支撐件上並與該第一反射組間隔的反射膜，其中，該反射膜包括一抵接該第二支撐件的第一鍍層，以及與該第二支撐件相間隔且沿遠離該第二支撐件的方向依序堆疊的一第二鍍層、一第三鍍層、一第四鍍層、一第五鍍層、一第六鍍層、一第七鍍層、一第八鍍層與一第九鍍層，該第一鍍層、第三鍍層、第五鍍層、第七鍍層及第九鍍層的材質為二氧化鈦，且折射率為2.28，該第二鍍層、第四鍍層、第六鍍層、第八鍍層的材質為二氧化矽，且折射率為1.45，該第一鍍層的厚度為28.6nm，該第二鍍層的厚度為19.5nm，該第三鍍層的厚度為64.1nm，該第四鍍層的厚度為165.0nm，該第五鍍層的厚度為102.6nm，該第六鍍層的厚度為94.4nm，該第七鍍層的厚度為60.8nm，該第八鍍層的厚度為96.7nm，該第九鍍層的厚度為60.0nm。
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