TWI418741B - Lighting device - Google Patents

Description

照明裝置

本發明係與照明裝置有關，特別是關於一種可產生上下不對稱之光型的照明裝置。

習知汽車所使用的燈具大多是以白熾燈、鹵素燈及高強度氣體放電燈(High Intensity Discharge；簡稱HID)為主要發光源，但隨著環保節能的議題日益受到重視，由於發光二極體(Light-Emitting Diode；簡稱LED)具有體積小、耗電量低、反應時間快及使用壽命長等優點，因此目前各國汽車廠已逐漸有將LED作為汽車燈具發光源的趨勢。LED應用於汽車照明燈具，可作為車內儀表板顯示用，或車外之煞車燈、方向燈、倒車燈、第三煞車燈、後方霧燈等，然而使用LED的前霧燈則較少見。

目前車燈設計的兩大主流為多橢圓反射鏡形式(Poly-Ellipsoid System)(又稱為投射式車燈，Projection System)，以及多重反射鏡形式(Multi-Reflector，MR)。如我國專利公告號I296585所揭露之「前霧燈/A fog lamp」即為一種以LED作為發光源之投射式車燈，為配合LED之獨特幅射光型，該前霧燈使用一投射透鏡，組合一反射鏡，再配合一遮光片以阻擋部分光線，使該前霧燈得以產生上下不對稱之光型，以調整出符合歐洲經濟委員會(Economic Commission for Europe，ECE)對車輛燈光設備所制定之前霧燈規範(ECE R19)之光型(如第一圖所示)。

第一圖所示為ECE R19規範之前霧燈光型，係以該前霧燈之發光軸為中心點，朝左、右形成平行軸h，朝上、下形成垂直軸v。該光型主要具有五區域：A區係位於發光軸下方朝左、右各延伸一距離，係為亮度最高之區域；B區係自A區朝左、右再分別向外延伸，亮度低於A區；C區係位於發光軸上方朝左、右各延伸約為A區一半之距離，亮度低於B區；D區係自A區朝上、下、左、右再分別向外延伸，亮度低於C區；E區係自D區再朝上延伸，亮度低於D區。

前述公告專利之前霧燈雖可達到ECE R19規範之光型，然而，係利用光學透鏡調焦方式達到所需輻射光場之投射光型，故其中該投射透鏡之擺放位置需相當精準；而且，該遮光片會造成光線的利用率降低，因此若要使該前霧燈發出足夠亮度之光線，則需在光源位置設置多數個LED，如此不但反而造成能源浪費，更會有散熱不易之缺點。

又，如美國專利公告號US6945672B2所揭露之「LED planar light source and profile headlight constructed therewith」則為一種以LED構成平面光源之反射式車燈，係將LED平面光源放置於一拋物面反射罩之焦點上，以產生平行投射發光之輻射光場。然而，該反射式車燈的反射罩尺寸必須很大，才能將朝向四周等向發光的LED光源有效匯聚而投射出足夠之光線強度，因此仍有待改進。

有鑑於上述缺失，本發明之主要目的在於提供一種照明裝置，不但可產生上下不對稱之光型以符合ECE R19規範，更具有省電及光線利用率佳之優點。

為達成上述目的，本發明所提供之照明裝置包含有一反射罩及一發光元件。該反射罩之內面具有曲率不同之一上曲面、一下曲面，以及連接於該上、下曲面之間的二側平面，而該發光元件係設置於該反射罩之上曲面焦點及下曲面焦點之間。藉此，該發光元件產生之光線透過該反射罩之上、下曲面反射後，會向外投射出光線，且由於該上、下曲面曲率設計之差異，該照明裝置投射出之光線會隨其高度不同而具有不同之亮度，因此可調整出符合特定規範之車輛照明設備光型，且由於該特定光型效果並非藉由阻擋該發光元件產生之部分光線而達成，因此該照明裝置具有良好之光線利用率。再者，該照明裝置可更設有一上下不同曲率之透鏡，係用以增加該反射罩反射後之光線的集光效率，以更加提升該照明裝置之光線利用率。

有關本發明所提供之照明裝置的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

以下將藉由所列舉之實施例配合隨附之圖式，詳細說明本發明之技術內容及特徵，其中：第二圖為本發明一第一較佳實施例所提供之照明裝置的立體示意圖；第三圖為本發明該第一較佳實施例所提供之照明裝置的側視示意圖；第四圖為本發明該第一較佳實施例所提供之照明裝置的頂視示意圖；第五圖為本發明該第一較佳實施例所提供之照明裝置的光型示意圖；第六圖為本發明一第二較佳實施例所提供之照明裝置的頂視示意圖；以及第七圖為本發明一第三較佳實施例所提供之照明裝置的側視示意圖。

申請人首先在此說明，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之參考號碼，表示相同或類似之元件或其結構特徵。

請先參閱第二圖至第四圖，本發明一第一較佳實施例所提供之照明裝置10包含有一反射罩20，以及一發光元件30。

該反射罩20係呈一開放之殼體狀，其內面具有相互連接之一上曲面22、一下曲面24，以及連接於該上、下曲面22、24間之二側平面26。其中，該上、下曲面22、24之連接處係形成該反射罩20之一連接部27，而相對於該連接部27係為該反射罩20之一開口28。該上曲面22之曲率半徑係較該下曲面24之曲率半徑為小，因此，該上曲面22之焦點222係較該下曲面24之焦點242更為接近該連接部27，且該二焦點222、242之連線定義出該照明裝置10之一發光軸線40。各該側平面26係自該連接部27朝該開口28方向向外傾斜，使得該反射罩20垂直其發光軸線40之截面寬度係自該連接部27朝該開口28方向逐漸增寬；本實施例所提供該二側平面26具有以該發光元件為中心且朝該開口28呈相互對稱之向外傾斜角度，較佳之角度以小於10度且大於5度者(其中以8度為最佳)可於應用至車輛裝置時有符合特定照明規範的照視角度。

該發光元件30為一發光二極體，係設置於該反射罩20之上曲面焦點222及下曲面焦點242之間，使得該發光元件30產生之光線透過該反射罩20之上、下曲面22、24及二側平面26反射後，會朝向該開口28投射出以該發光軸線40為中心向周圍發散之光線，其發散方向對應於該發光軸線40之左、右兩側為呈對稱之亮度分佈，對應於該發光軸線40之上、下兩側為呈非對稱之亮度分佈且較趨於下側有較大之亮度分佈，以符合車輛照明設備特定規範之光型。

前述本實施例所提供之照明裝置10，可用以設置於汽車之車頭前端，以作為該汽車之前霧燈。由於該上、下曲面22、24曲率設計之差異，該照明裝置10投射出之光線 會隨其投射高度不同而具有不同之亮度，且由於該二側平面26係向外傾斜，可使光線朝向左、右兩側投射之角度較大；因此，該照明裝置10所投射出之光線可於其開口28前方一與該發光軸線40相互垂直之投影平面42產生如第五圖所示之光型，其位於該發光軸線40之上、下兩側為呈非對稱之亮度分佈。詳而言之，該照明裝置10於該投影平面42上之亮度分佈係自一垂直長度較小而水平長度較大之中央區域422朝上、下、左、右亮度漸減，且產生之光型係符合如ECE R19所規範者。另外，由於該特定光型效果並非藉由阻擋該發光元件30產生之部分光線而達成，因此該照明裝置10具有良好之光線利用率。再者，由於該發光元件30係為發光二極體，因此更可使該照明裝置10具有節能省電之優點。

請再參閱第六圖，本發明一第二較佳實施例所提供之照明裝置50係結合三組第一較佳實施例中之反射罩20及發光元件30。詳而言之，各該反射罩20係以其一側平面26鄰接於另一反射罩20之一側平面26，且該等反射罩20之開口28係朝向同一方向並位於同一開口平面60上，另外，該等反射罩20之上、下曲面焦點連線係相互平行且位於同一平面。該照明裝置50所發出之光線同樣係以一發光軸線40為中心向周圍發散，該發光軸線40係與各該反射罩20之上、下曲面焦點連線相互平行且位於同一平面，並垂直於該開口平面60，在本實施例中，該發光軸線40即為位於中間之反射罩20之上、下曲面焦點連線。該等反射罩20內部所設置之發光元件30係排列成一平行於該開口平面60之直線62，亦即，該直線62係垂直於該發光軸線40。藉此，該照明裝置50所投射出之光線同樣可形成如第五圖所示之光型，不但可符合ECE R19之規範，亦具有省電及光線利用率佳之優點。除此之外，由於該照明裝置50具有分散排列的三個發光元件30，因此不但具有較大之亮度，且與相同亮度之一般照明裝置比較，具有更佳之散熱性。

由前述二實施例可得知，本發明所提供之照明裝置可依據所需之亮度結合多組反射罩20及發光元件30，如此一來，該照明裝置所投射出之光線不但可具有足夠之亮度，且可形成符合ECE R19規範之光型，更具有節能省電且散熱性佳等優點。除此之外，前述二實施例所提供之照明裝置中，各該反射罩20內可於較接近開口28之位置更設置有一透鏡70(如第七圖所示)，該透鏡70具有朝向該開口28之一第一曲面71及一第二曲面72，係分別鄰近於該反射罩20之上、下曲面，並配合該反射罩20所產生的輻射光場而有不同的曲率分佈，本實施例所提供者，該第一曲面71係呈不規則曲率之形狀，該第二曲面72之曲率半徑係較該第一曲面71之曲率半徑為大；藉此，該透鏡70可將會自反射罩20開口28發散出射的光線收歛，再投射出去，如此一來，可更提升該照明裝置之光線利用率。

最後，必須再次說明，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

10．．．照明裝置

20．．．反射罩

22．．．上曲面

222．．．焦點

24．．．下曲面

242．．．焦點

26．．．側平面

27．．．連接部

28．．．開口

30．．．發光元件

40．．．發光軸線

42．．．投影平面

422．．．中央區域

50．．．照明裝置

60．．．開口平面

62．．．直線

70．．．透鏡

71．．．第一曲面

72．．．第二曲面

第一圖為ECE R19規範之前霧燈光型示意圖；

第二圖為本發明一第一較佳實施例所提供之照明裝置的立體示意圖；

第三圖為本發明該第一較佳實施例所提供之照明裝置的側視示意圖；

第四圖為本發明該第一較佳實施例所提供之照明裝置的頂視示意圖；

第五圖為本發明該第一較佳實施例所提供之照明裝置的光型示意圖；

第六圖為本發明一第二較佳實施例所提供之照明裝置的頂視示意圖；以及

第七圖為本發明一第三較佳實施例所提供之照明裝置的側視示意圖。

10．．．照明裝置

20．．．反射罩

28．．．開口

30．．．發光元件

Claims (14)

1. 一種照明裝置，包含有：一反射罩，其內面具有一上曲面、一下曲面及二側平面，該上曲面與該下曲面的曲率不同，該二側平面係位在該上、下兩曲面之間，且相面對，該上曲面、該下曲面及該二側平面係形成有一矩形開口，該矩形開口係位在該反射罩的前端；以及一發光元件，係設置於該反射罩內，且正對該矩形開口。
2. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該反射罩之上、下曲面之間形成有一連接部，該連接部係位在該反射罩的後端；該二側平面係自該連接部朝該矩形開口方向向外傾斜，使得該反射罩垂直其發光軸線之截面寬度係自該連接部朝該矩形開口方向漸寬。
3. 如申請專利範圍第2項所述之照明裝置，其中該二側平面具有朝該矩形開口方向呈相互對稱之向外傾斜角度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之照明裝置，其中該二側平面朝該矩形開口方向向外傾斜角度係小於10度且大於5度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該反射罩還有一透鏡，位於該發光元件及該反射罩的矩形開口之間，該透鏡具有朝向該反射罩的矩形開口之一第一曲面及一第二曲面，分別鄰近該反射罩之上、下曲面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之照明裝置，其中該第二曲面之曲率半徑係較該第一曲面之曲率半徑為大。
7. 如申請專利範圍第5項所述之照明裝置，其中該第一曲面係呈不規則曲率之形狀。
8. 一種照明裝置，包含有：複數個反射罩，每一反射罩的內面具有一上曲面、一下曲面及二側平面，該上曲面與該下曲面的曲率不同，該二側平面係位在該上、下兩曲面之間，且相面對，該上曲面、該下曲面及該二側平面的前邊係形成有一矩形開口，該矩形開口係位在該反射罩的前端，該些反射罩係並排排列，且相鄰的該些反射罩的側平面係相互鄰接；及複數個發光元件，係分別設置於該反射罩內，且正對該些反射罩的矩形開口。
9. 如申請專利範圍第8項所述之照明裝置，其中每一反射罩之上、下曲面之間形成有一連接部，該連接部係位在該反射罩的後端；每一反射罩的二側平面係自該連接部朝該矩形開口方向向外傾斜，使得每一反射罩垂直其發光軸線之截面寬度係自該連接部朝該矩形開口方向漸寬。
10. 如申請專利範圍第9項所述之照明裝置，其中每一反射罩的二側平面具有朝該矩形開口方向呈相互對稱之向外傾斜角度。
11. 如申請專利範圍第10項所述之照明裝置，其中每一反射罩的二側平面朝該矩形開口方向向外傾斜角度係小於10度且大於5度。
12. 如申請專利範圍第9項所述之照明裝置，其中每一反射罩還有一透鏡，位於該發光元件及該反射罩的矩形開口之間，該透鏡具有朝向該反射罩的矩形開口之一第一曲面及一第二曲面，分別鄰近該反射罩之上、下曲面。
13. 如申請專利範圍第12項所述之照明裝置，其中每一透鏡的第二曲面之曲率半徑係較該第一曲面之曲率半徑為大。
14. 如申請專利範圍第12項所述之照明裝置，其中每一透鏡的第一曲面係呈不規則曲率之形狀。