TWI709710B - 車用照明裝置 - Google Patents

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Abstract

一種車用照明裝置包含一複合透鏡單元、一反射件、一遮板及一發光單元。該複合透鏡單元包括一第一透鏡及一第二透鏡組。該第一透鏡具有一第一入光面、一第一出光面及一後焦點，該第二透鏡組具有一第二入光面、一第二出光面及一第一下焦點。該反射件包括一具有一第一焦點與一第二焦點的反射面。該發光單元可被控制而開啟或關閉並包括一第一發光源，及一第二發光源，該第一發光源被開啟時，光線經該反射件後進入該第一透鏡，並從該第一出光面投射出一近燈光形，該第二發光源也被開啟時，光線進入該第二透鏡組並與該第一發光源的光線共同投射一遠燈光形，藉由光源的開關切換遠燈與近燈，切換速度較快。

Description

車用照明裝置
本發明是有關於一種車用照明裝置，特別是指一種具有近光燈與遠光燈功能的車用照明裝置。
一種如臺灣專利證書號M248960所揭露的現有的遠近燈切換裝置，適用於一車燈，該車燈包括一發光件、一設置於該發光件一側的反射件，及一設置於該發光件相反於該反射件的一側的投影物鏡。該遠近燈切換裝置設置於該發光件與該投影物鏡之間，並包括一固定片、一固定於該固定片的電磁閥，及一可受該電磁閥帶動而升降的遮光板。該車燈的發光件發出的光線經過該反射件的反射，再經由該投影物鏡投射出光形。該電磁閥可控制該遮光板的移動，並使該遮光板相對於該發光件在一上方位置與一下方位置之間移動，在該上方位置時，該遮光板在該發光件與該投影物鏡之間進行截光，截光後光線通過該投影物鏡後投射出明暗截止線清晰的近光光斑。在該下方位置時，該遮光板移動至光線行經路線外，因此光線不會被阻擋，經由該投影物鏡投射出遠光的光形。
該現有的遠近燈切換裝置可以藉由該電磁閥控制該遮光 板的上下移動來實現遠近光形的轉換。但是此種電磁閥響應速度較慢，而且較容易損壞，一旦損壞即失去切換遠近光形的功能。
因此，本發明的目的，即在提供一種無電磁閥結構且可同時實現並切換近光燈與遠光燈功能的車用照明裝置。
於是，本發明車用照明裝置包含一複合透鏡單元、一反射件、一遮板，及一發光單元。
該複合透鏡單元包括一沿一光軸設置的第一透鏡，及一位於該第一透鏡下方的第二透鏡組，該第一透鏡具有沿該光軸相反設置的一第一入光面及一第一出光面，及一對應於該第一入光面的後焦點，該第二透鏡組具有複數透鏡、一由該等透鏡共同形成且沿該光軸的延伸方向與該第一入光面位於同側並與該第一入光面呈落差設置的第二入光面、一由該等透鏡共同形成且相反於該第二入光面的第二出光面，及一對應於該第二入光面的第一下焦點，該第二出光面具有一位於該光軸下方的第一段，及二設置於該第一段的兩相反側且沿該光軸的延伸方向與該第一段落差設置的第二段。
該反射件沿該光軸位於該複合透鏡單元對應該第一入光面的一側，並包括一可朝該第一入光面反射光線且呈弧形的反射面，該反射面具有一遠離該第一入光面的第一焦點，及一鄰近該第 一入光面的第二焦點，該反射件的位置使該第二焦點與該第一透鏡的後焦點重合。
該遮板對應於該反射件的第二焦點並向下延伸。
該發光單元可被控制而開啟或關閉，並包括一發光面朝上且設置鄰近於該反射件的第一焦點的第一發光源，及一發光面朝向該第二入光面並設置鄰近於該第二透鏡組的第一下焦點的第二發光源，該第一發光源被開啟時，該第一發光源所發出的光線經該反射件反射後，部分光線被該遮板遮蔽，其餘光線從該第一入光面進入該第一透鏡，並從該第一出光面投射出一近燈光形，當該第二發光源也被開啟時，該第二發光源所發出的光線由該第二入光面進入，該第二透鏡組使進入的光線會聚，從該第二出光面投射出光形並與該第一發光源的光線共同形成一遠燈光形。
本發明的功效在於：利用該第一發光源與該第二發光源的開關切換，進行近燈與遠燈的轉換，相較於現有的電磁閥結構的切換速度較快。
2:支架
21:第一固定片
22:第二固定片
3:散熱件
31:散熱件基座
32:散熱鰭片
33:凸塊
4:複合透鏡單元
41:第一透鏡
411:第一入光面
412:第二出光面
413:後焦點
42:第二透鏡組
421:透鏡
422:第二入光面
423:第二出光面
424:第一下焦點
425:第二下焦點
426:第三下焦點
427:第一段
428:第二段
429:第三段
5:反射件
51:反射面
511:第一焦點
512:第二焦點
6:遮板
7:發光單元
71:第一發光源
72:第二發光源
73:第三發光源
74:第四發光源
A:光軸
X:水平方向
Y:前後方向
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明車用照明裝置的一第一實施例的一立體圖； 圖2是該第一實施例的一立體分解圖；圖3是沿圖1之Ⅲ-Ⅲ線所截取的一剖視圖；圖4是沿圖3之Ⅳ-Ⅳ線所截取的一剖視圖；圖5是該第一實施例與圖3相同視角的一光路示意圖；圖6是該第一實施例的一近光燈的一光形梯度圖；圖7是該第一實施例的一遠光燈的一光形梯度圖；圖8是本發明車用照明裝置的一第二實施例的一立體分解圖；圖9是該第二實施例類似於圖4視角的一光路示意圖；及圖10是該第二實施例的一晝行燈的一光形梯度圖。
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，本發明車用照明裝置搭配一控制單元(圖未示)使用的一第一實施例，包含一支架2、一散熱件3、一複合透鏡單元4、一反射件5、一遮板6，及一發光單元7。
該支架2連接該散熱件3與該複合透鏡單元4，並用以供該複合透鏡單元4設置。該支架2包括一第一固定片21，及二沿一水平方向X分別設置於該第一固定片21的兩相反側的第二固定片22。每一第二固定片22概呈L型，其中位於上方的一端連接該第一 固定片21，其中位於側邊的另一端連接該散熱件3。該複合透鏡單元4被夾固於該第一固定片21與該等第二固定片22之間。
該散熱件3沿一垂直於該水平方向X的前後方向Y設置於該支架2的後側。該散熱件3包括一沿該水平方向X設置的散熱件基座31，及四沿該前後方向Y間隔設置且由該散熱件基座31向下突伸的散熱鰭片32。
參閱圖2、3、4，該複合透鏡單元4包括一沿一平行該前後方向Y的光軸A設置的第一透鏡41，及一位於該第一透鏡41下方的第二透鏡組42。該第一透鏡41與該第二透鏡組42為一體成形並被夾固於該第一固定片21與該等第二固定片22之間。該第一透鏡41具有沿該光軸A相反設置的一第一入光面411及一第一出光面412，及一對應於該第一入光面411的後焦點413。
該第二透鏡組42具有三個透鏡421、一由該等透鏡421共同形成且沿該前後方向Y與該第一入光面411位於同側並與該第一入光面411沿該前後方向Y呈落差設置的第二入光面422、一由該等透鏡421共同形成且相反於該第二入光面422的第二出光面423，及一位於該光軸A下方的第一下焦點424。該第二入光面422沿該前後方向Y位於該第一入光面411的後側。
該第二出光面423具有一位於該光軸A下方的第一段427，及二分別形成於該第一段427的兩相反側且沿該前後方向Y 位於該第一段427後側的第二段428。該等透鏡421其中一個設置於該光軸A下方共同形成該第一段427並對應於該第一下焦點424，該等透鏡421另外兩個分別形成該等第二段428。在本實施例中，該第一下焦點424位於最鄰近該第二入光面422的散熱鰭片32。
該反射件5設置於該散熱件基座31上方，且沿該光軸A位於該複合透鏡單元4對應該於該第一入光面411的一側。該反射件5包括一可朝該第一入光面411反射光線且呈弧形的反射面51。該反射面51具有一遠離該第一入光面411的第一焦點511，及一鄰近該第一入光面411的第二焦點512。該反射件5設置的位置使該第二焦點512與該第一透鏡41的後焦點413重合。
該遮板6設置於該散熱件基座31上方，對應該反射件5的第二焦點512並向下延伸，用於遮蔽部分來自該反射件5的光線並形成明暗截止線。
該發光單元7設置於該散熱件3且可受該控制單元的控制而開啟或關閉。該發光單元7包括一設置於該散熱件基座31上方且發光面朝上並鄰近於該反射件5的第一焦點511的第一發光源71，及一發光面朝向該第二入光面422並設置鄰近於該第二透鏡組42的第一下焦點424的第二發光源72。值得說明的是，該發光單元7是由至少一半導體晶片所構成之發光二極體。
參閱圖5、6、7，該第一發光源71受該控制單元的控制 而開啟時，該第一發光源71設置鄰近該第一焦點511，所發出的光線經該反射件5反射後會通過該第二焦點512，該遮板6設置鄰近於該第二焦點512並遮蔽部分光線，其餘光線則從該第一入光面411入射該第一透鏡41，並從該第一出光面412投射出一近燈光形。
參閱圖5、6、8，當該第二發光源72也受該控制單元的控制而開啟時，該第二發光源72所發出的光線由該第二入光面422入射，該第二透鏡組42可使進入的光線會聚，光線經該第二透鏡組42折射後從該第二出光面423投射出光形，並與該第一發光源71的光線共同形成一遠燈光形。
值得一提的是，該第一入光面411沿該前後方向Y設置於該第二入光面422的前側，能夠在使用近光燈時使光學有效徑縮小，並使雜散光線透過該第二透鏡組42折射，藉此降低雜散光的影響。在本實施例中，該第一入光面411與該第二入光面422之間的距離介於5毫米至30毫米之間，且相對於一般僅具有一個入光面的非球面透鏡可以將有效徑縮小至55毫米。
該第二出光面423的第一段427與第二段428為沿該前後方向Y落差設置的曲面，藉由複數透鏡421的設置得以分別調整該第一段427與第二段428的曲率，可以提升在投影遠燈光形時的聚光的效果，相較於一般僅具有一個不具段差的出光面的非球面透鏡，聚光效果較好，分別調整該第一段427與第二段428的曲率， 也能夠增加該第二發光源72投射之光形與該第一發光源71投射之光形重疊的程度，並藉此達成減少光形分離程度的效果。另外，由於利用現有的反射式模組投影遠燈光形時，還需在該第二透鏡組42的一側設置一反射杯，故需要較大的體積，本發明利用該第二透鏡組42投射出遠燈光形，無須再設置一反射杯，可以有效縮小該車用照明裝置的體積，並增加使用上的便利性。
值得注意的是，該控制單元的設置與控制方法並非本發明的重點，故不再此多做贅述。
本發明藉由該控制單元直接控制並切換該第一發光源71、該第二發光源72的開關，以進行近燈與遠燈的轉換，提供一種無電磁閥結構但可同時實現並切換近光燈、遠光燈功能的車用照明裝置，除了切換速度較快外，也較不容易損壞，可以避免如前案所述響應速度較慢、較容易損壞的缺點，提升該車用照明裝置的可靠度與壽命。
綜上所述，本發明車用照明裝置，故確實能達成本發明的目的。
參閱圖8、9、10，本發明的一第二實施例是類似於該第一實施例，其差異之處在於：該散熱件3還包括二沿該水平方向X間隔設置且位於最鄰近該支架2的散熱鰭片32並朝該支架2凸設的凸塊33。
該第二透鏡組42還具有一沿該水平方向X設置於該第一下焦點424一側的第二下焦點425，及一沿該水平方向X位於該第一下焦點424相反於該第二下焦點425的一側的第三下焦點426。該第二下焦點425與該第三下焦點426沿該前後方向Y與該第一下焦點424落差設置。
該第二出光面423具有一第一段427，及二沿該水平方向X設置於該第一段427的兩相反側且沿該前後方向Y位於該第一段427後側的第二段428，及二沿該水平方向X設置於該第二段428的兩相反側且沿該前後方向Y位於該第二段428後側的第三段429。
在本實施例中，該第二透鏡組42具有五個透鏡421，該等透鏡421其中一個形成該第一段427並對應於該第一下焦點424，該等透鏡421其中兩個分別形成該等第二段428且對應於該第一下焦點424，該等透鏡421其中兩個分別形成該等第三段429，並分別對應該第二下焦點425與該第三下焦點426。該第一下焦點424相對位於該等凸塊33之間，該第二下焦點425與該第三下焦點426分別位於該等凸塊33且沿該前後方向Y位於該第一下焦點424前側，但在其他實施樣態中，該第二下焦點425與該第三下焦點426也可以沿該前後方向Y相對位於該第一下焦點424後側。
該發光單元7還具有一發光面朝向該第二入光面422且設置鄰近於該第二下焦點425的第三發光源73，及一發光面朝向該 第二入光面422且設置鄰近於該第三下焦點426的第四發光源74。該第三發光源73與該第四發光源74分別設置於該等凸塊33，該第二發光源72相對位於該等凸塊33之間。
當該第一發光源71與該第二發光源72受該控制單元的控制而關閉，該第三發光源73與該第四發光源74受該控制單元的控制而開啟時，該第三發光源73與該第四發光源74所發出的光線從該第二入光面422入射該第二透鏡組42，經該第二透鏡組42的折射後共同從該第二出光面423投射出一晝行燈形。
因此，本發明的第二實施例也可達成與該第一實施例相同的目的及功效，並增加晝行燈的功能。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2:支架
21:第一固定片
22:第二固定片
3:散熱件
31:散熱件基座
32:散熱鰭片
4:複合透鏡單元
41:第一透鏡
413:後焦點
42:第二透鏡組
424:第一下焦點
5:反射件
51:反射面
511:第一焦點
512:第二焦點
6:遮板
7:發光單元
71:第一發光源
72:第二發光源
X:水平方向
Y:前後方向

Claims (10)

  1. 一種車用照明裝置，包含： 一複合透鏡單元，包括一沿一光軸設置的第一透鏡，及一位於該第一透鏡下方的第二透鏡組，該第一透鏡具有沿該光軸相反設置的一第一入光面及一第一出光面，及一對應於該第一入光面的後焦點，該第二透鏡組具有複數透鏡、一由該等透鏡共同形成且沿該光軸的延伸方向與該第一入光面位於同側並與該第一入光面呈落差設置的第二入光面、一由該等透鏡共同形成且相反於該第二入光面的第二出光面，及一對應於該第二入光面的第一下焦點，該第二出光面具有一位於該光軸下方的第一段，及二設置於該第一段的兩相反側且沿該光軸的延伸方向與該第一段落差設置的第二段； 一反射件，沿該光軸位於該複合透鏡單元對應該第一入光面的一側，並包括一可朝該第一入光面反射光線且呈弧形的反射面，該反射面具有一遠離該第一入光面的第一焦點，及一鄰近該第一入光面的第二焦點，該反射件的位置使該第二焦點與該第一透鏡的後焦點重合； 一遮板，對應於該反射件的第二焦點並向下延伸；及 一發光單元，可被控制而開啟或關閉，並包括一發光面朝上且設置鄰近於該反射件的第一焦點的第一發光源，及一發光面朝向該第二入光面並設置鄰近於該第二透鏡組的第一下焦點的第二發光源，該第一發光源被開啟時，該第一發光源所發出的光線經該反射件反射後，部分光線被該遮板遮蔽，其餘光線從該第一入光面進入該第一透鏡，並從該第一出光面投射出一近燈光形，當該第二發光源也被開啟時，該第二發光源所發出的光線由該第二入光面進入，該第二透鏡組使進入的光線會聚，從該第二出光面投射出光形並與該第一發光源的光線共同形成一遠燈光形。
  2. 如請求項1所述的車用照明裝置，其中，該第二透鏡組具有三個透鏡，該等透鏡其中一個形成該第一段，該等透鏡另外兩個分別形成該等第二段。
  3. 如請求項1所述的車用照明裝置，其中，該複合透鏡單元的第二透鏡組還具有一沿一垂直於該光軸的水平方向設置於該第一下焦點一側的第二下焦點，及一沿該水平方向位於該第一下焦點相反該第二下焦點一側的第三下焦點，該第二下焦點與該第三下焦點沿一平行於該光軸的延伸方向的前後方向與該第一下焦點呈落差設置，該第二透鏡組的第二出光面還具有二沿該水平方向設置於該第二段的兩相反側且沿該前後方向位於該第二段後側的第三段，該發光單元還包括一設置鄰近於該第二下焦點且發光面朝向該第二入光面的第三發光源，及一設置鄰近於該第三下焦點且發光面朝向該第二入光面的第四發光源，當該第一發光源與該第二發光源被關閉，且該第三發光源與該第四發光源被開啟時，該第三發光源與該第四發光源所發出的光線從該第二入光面入射該第二透鏡組，並共同從該第二出光面投射出一晝行燈形。
  4. 如請求項3所述的車用照明裝置，其中，該第二透鏡組具有五個透鏡，該等透鏡其中一個形成該第一段，該等透鏡其中兩個分別形成該等第二段，該等透鏡另外兩個分別形成該等第三段且分別對應該第二下焦點與該第三下焦點。
  5. 如請求項3所述的車用照明裝置，其中，該第二下焦點與該第三下焦點沿該前後方向相對位於該第一下焦點的前側。
  6. 如請求項1至4任一項所述的車用照明裝置，其中，該第一入光面沿一平行於該光軸的延伸方向的前後方向位於該第二入光面的前側。
  7. 如請求項6所述的車用照明裝置，其中，該第一入光面與該第二入光面的距離介於5毫米至30毫米之間。
  8. 如請求項1至4任一項所述的車用照明裝置，其中，該複合透鏡單元的第一透鏡與第二透鏡組的複數透鏡為一體成形。
  9. 如請求項1至4任一項所述的車用照明裝置，其中，該發光單元是由至少一半導體晶片所構成之發光二極體。
  10. 如請求項1至4任一項所述的車用照明裝置，還包含一散熱件，且該反射件、該發光單元與該遮板設置於該散熱件上。
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