具有双曲面透镜的led车灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种车灯，特别涉及一种应用LED的车灯。
【背景技术】
[0002]科技的发展带动了人类社会的进步，都市的快速成长也连带地让交通工具的需求愈来愈高，如一般汽机车等几乎是家庭必备，也因此车辆的性能与安全性愈受人们的重视。当车辆在昏暗地方行驶时，往往需要车灯的照明，传统的照明发光源普遍使用卤素灯泡，然而卤素灯泡的消耗功率较高，且会产生高温高热，近年来逐渐被LED (Light EmittingD1de，发光二极管)取代。LED具有高发光效率、低耗能、且生产过程较环保等优势，已广范的应用于各个领域。
[0003]车灯设计的目的是在昏暗的环境中提供驾驶或骑士足够的光源，使其可以准确地掌握道路上或行车周遭的任何动态，减少车祸的发生。同时，在对向有来车或近景需求时，从远光灯切换为近光灯，避免光线直射对面的来车驾驶或骑士，使其眼睛不适而发生意外。因此，车灯的设计必须考虑安全，除了照射出一定的光型以符合法规外，还需具备远近光灯的切换功能。公知的车灯结构包含光源，反光镜、出光透镜及遮光板。光源发出的光线经过反光镜反射，最后再经过出光透镜射出，运用可升降的遮光板位于光源与出光透镜之间，再通过控制升降遮光板挡住部分光线，达成远近光灯的切换效果。上述车灯结构的出射光型仅靠着光源、反光镜与出光透镜的位置关系来变换。然而，前述升降遮光板的机构不仅在设计上较为复杂，而且升降遮光板的机构占空间又有一定的光型限制，难以符合高规格及多变化的光型需求。再者，遮光板的升降需要配合一定机构及控制装置，例如电磁阀与连动杆件等，造成车灯装置的复杂与维修上的不方便。
[0004]为了改善上述缺失，申请人潜心研宄，终于创作了一种具有双曲面透镜的LED车灯，其具有高亮度、设计切换方便、容易达成高规格光型需求、且不需复杂机构即能切换远近光灯的优点。
【实用新型内容】
[0005]根据本实用新型的目的在于提供一种具有双曲面透镜的LED车灯，从而克服现有技术的上述缺陷。
[0006]本实用新型的一个实施方式在于提供一种具有双曲面透镜的LED车灯，其包含至少一个LED光源，出光透镜，及至少一个双曲面透镜。其中，双曲面透镜设置于LED光源与出光透镜之间，且双曲面透镜具有面向LED光源的导光面及面向出光透镜的定型面。LED光源发出的光线经过导光面、定型面后射出定型照射区。通过LED光源、双曲面透镜和出光透镜获得对应定型照射区的光型。
[0007]借由上述双曲面的面型设计，可使LED发出的光线先经过二次光学的折射，在更合适的角度内入射出光透镜，使从出光透镜射出的光型及亮度更符合需求。
[0008]根据前述的具有双曲面透镜的LED车灯，其双曲面透镜的导光面和定型面的曲率半径不同，且导光面和定型面都是凸面，优选的其中至少一个面设计为非球面。出光透镜具有面向双曲面透镜的平面及和其相反设置的非球面凸面。借由上述的设计，还有利双曲面透镜收集从LED光源发出的光线，且有助于设计出多样化的照射区域。
[0009]本实用新型的另一个实施方式在于提供一种具有双曲面透镜的LED车灯，其包含多个LED光源及多个双曲面透镜。双曲面透镜和LED光源对应设置，且双曲面透镜分别具有一个面向LED光源的导光面及与导光面相反设置的定型面，各LED光源发出的光线经过相对应的导光面及定型面后射出定型照射区。
[0010]借由上述各LED对应的双曲面面型设计，可选择地切换预设数个或任一个LED发出的光线先经过二次光学的折射，再按选择或集合投射出车外，借此可以切换不同光型的组合，不但可以进行远近灯互换且能按需求提高车灯亮度。
[0011]根据前述的具有双曲面透镜的LED车灯，各LED光源经过各透镜照射出的定型照射区呈平行并列的长椭圆型或矩型。各LED光分别具有虚拟中心光轴，其中有部分LED光源的虚拟中心光轴彼此平行，另外一部分不平行。各双曲面透镜分别具有虚拟透镜光轴，其中有部分双曲面透镜的虚拟透镜光轴彼此平行，部分不平行。另外，前述多个双曲面透镜包含有不同曲率半径的定型面与导光面，且全部的定型面不一定要具有相同的曲率半径，可以是部分相同(其余部分不相同)。再者，部分双曲面透镜的定型面还可以进行更细部的设计，使各定型面分别具有上曲面部及下曲面部，且上下曲面部不对称。借此，不同的双曲面透镜可设计成不同的面型，再借由各LED光源与双曲面透镜的摆放位置配置，在使用者按需求配合互换之下，还可以设计出更符合需求的光型。此外，前述的具有双曲面透镜的LED车灯还包含控制单元，可控制全部、部分或任一个LED光源开关，而达成远近光灯的切换与控制出光光型或亮度的目的。
[0012]本实用新型具有下列优点:LED光源搭配双曲面透镜，可以有二次光学的效果，借由双曲面透镜的设计，如曲率半径、凸凹面、非球面等面型的改变，可更容易达到需求光型的设计。进一步搭配出光透镜时，可以让最后出光的光型效果更好；透镜曲面透镜的定型面设计有上下曲面部，可以达到更细致的出光变化，有助于设计更复杂的光型，尤其有利于不对称光型的设计；当有多个LED光源与双曲面透镜时，可提高出光的亮度，且通过各LED光源与双曲面透镜的位置配置，可变化出不同的出光分布；最后，通过控制单元控制LED光源的亮暗，可以控制出光的亮度及范围，并可作为远近灯的切换。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的一个实施方式的具有双曲面透镜的LED车灯的剖面示意图。
[0014]图2为本实用新型图1的LED光源出光分布图。
[0015]图3为本实用新型通过双曲面透镜后的出光分布图。
[0016]图4为本实用新型的另一个实施方式的具有双曲面透镜的LED车灯的剖面示意图。
[0017]图5为本实用新型图4的部分放大图。
[0018]图6为本实用新型的一个实施例的具有双曲面透镜的LED车灯的剖面示意图。
[0019]图7为本实用新型的又一个实施例的具有双曲面透镜的LED车灯的俯视剖面示意图。
[0020]图8为本实用新型图7的多个双曲面透镜出光分布图。
[0021]图9为本实用新型图8的示意图具有双曲面透镜的LED车灯出光光型。
【具体实施方式】
[0022]请一并参阅图1及图2，图1为本实用新型的一个实施方式的具有双曲面透镜的LED车灯100的剖面示意图，图2为本实用新型图1的LED光源200出光分布图。如图所示，具有双曲面透镜的LED车灯100包含有LED光源200，双曲面透镜300以及出光透镜400。
[0023]双曲面透镜300设置于LED光源200与出光透镜400之间，且具有导光面320及定型面310。导光面320面向LED光源200，设计为凸面，供LED光源200射出的光线射入；定型面310面向出光透镜400，设计为凸面，让光线射出。简单的说，导光面320即是双曲面透镜300的入光面，定型面310即是双曲面透镜300的出光面。由LED光源200射出的光线会形成图2中的长椭圆型的定型前照射区500X，定型前照射区500X通过双曲面透镜300的导光面320、定型面310的折射后，会射出横向长矩状定型照射区500，请参阅图3所示，此定型照射区500形状可以根据双曲面透镜300的条件设定而调整改变。出光透镜400是平凸透镜，具有朝向双曲面透镜300的平面420，及和平面420相反设置的凸面410。详细的说，当前述具有双曲面透镜300的车灯100应用于车辆上时，凸面410是朝向车体外侧的一面，LED光源200发出的光线经过导光面320、定型面310、及出光透镜400后投射出车体外侧，提供照明功能。在本实施例中，导光面320和定型面310都是凸面，具有不同的曲率半径，且定型面310设计为非球面；同时，出光透镜400的凸面410也是非球面。非球面的设计有助于控制透镜上的光线入射角与折射角，达成所需的出光分布及亮度，透镜的设计可使用光学设计软体达成。当然，在其他实施例中，前述导光面320、定型面310也可以设计为凹面或球面，出光透镜400也可以设计成双凸透镜或凹凸透镜，面型也可设计为球面，定型照射区500也可以是矩型或其它特定形状，不限于前述公开。通过LED光源200、双曲面透镜300及出光透镜400的搭配，可以使最后的出光光型符合需求。
[0024]请一并参阅图4及图5，图4为本实用新型的另一个实施方式的具有双曲面透镜的LED车灯110的剖面示意图，图5为本实用新型图4的部分放大图。如图所示，具有双曲面透镜的LED车灯110包含有三个LED光源200及三个双曲面透镜30