專利名稱：利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種控制車燈熱點(diǎn)的方法，尤指一種利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法。
背景技術(shù)：
美國法規(guī)FMVSS108(Federal Motor Vehicle Safety Standard)中規(guī)范了機(jī)動(dòng)車輛所使用“燈、反光裝置以及相關(guān)設(shè)備”的相關(guān)基準(zhǔn)，其圖15-1及圖15-2分別規(guī)范了遠(yuǎn)光(UPPER BEAM)車頭燈和近光(LOW BEAM)車頭燈的光度(PHOTOMETRIC)要求。由于FMVSS108為機(jī)動(dòng)車輛的安全標(biāo)準(zhǔn)，為確保行車與行人安全，對(duì)于車燈投射光型也有具體的規(guī)范。由前述FMVSS108的圖15-1、圖15_2對(duì)于不同形式遠(yuǎn)光車頭燈及近光車頭燈在不同角度下的光度要求可知，車燈投射光線有一定的熱點(diǎn)(H0TSP0T)范圍及光度大小要求。為滿足前述要求，車燈采用了各種不同的技術(shù)以滿足前述基準(zhǔn)的規(guī)定，例如采用構(gòu)造復(fù)雜的光學(xué)燈罩，該燈罩上具有許多不同特性的光學(xué)構(gòu)造，使光源通過該燈罩時(shí)，利用光學(xué)構(gòu)造對(duì)于通過光線產(chǎn)生不同的處理(聚焦、折射等等)，以期使車燈射出的光線能夠滿足要求，然而前述光學(xué)燈罩涉及精密的光學(xué)元件制造技術(shù)，故開發(fā)成本高，且產(chǎn)生變異的機(jī)率也相對(duì)較高，因此如何滿足安全規(guī)定，又可降低開發(fā)難度，實(shí)有待進(jìn)一步謀求可行的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明主要目的在提供一種車燈光學(xué)模塊利用光學(xué)原理控制車燈光型的方法，主要是利用特定形狀的發(fā)光元件配合透鏡成像的原理，以便較容易地使車燈產(chǎn)生符合規(guī)范的光型。為達(dá)成前述目的采取的主要技術(shù)手段是令前述方法包括提供一具備第一形狀及一第一尺寸的面光源；在面光源前方設(shè)一透鏡；決定面光源與透鏡間的焦距；根據(jù)面光源的第一尺寸與焦距決定面光源通過透鏡后的張角，進(jìn)而產(chǎn)生一具備第一形狀及特定范圍的車燈光型。利用前述方法，可根據(jù)面光源的形狀決定車燈光型的形狀，又通過面光源相對(duì)于透鏡焦平面的不同位置以改變光線通過透鏡后的張角，以決定車燈光型的范圍，由此可輕易地提供符合安全基準(zhǔn)的車燈光型。


圖IA IC是一般透鏡成像原理的示意圖。圖2是前述透鏡成像原理中光源相對(duì)透鏡的張角變化的示意圖。圖3是本發(fā)明利用透鏡成像原理使面光源改變相對(duì)透鏡的張角變化示意圖。圖4是本發(fā)明面光源通過透鏡投射光線的張角與車燈光型的關(guān)系示意圖。
圖5是本發(fā)明面光源通過透鏡投射光線的張角與車燈光型的又一關(guān)系示意圖。圖6是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明面光源尺寸與車燈光型范圍的相對(duì)關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式以下配合附圖及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。 關(guān)于本發(fā)明控制車燈光型的方法，主要是利用透鏡成像原理，如圖I所示，一般的透鏡成像觀念是當(dāng)一點(diǎn)光源L放在一透鏡M的焦點(diǎn)上，該點(diǎn)光源L通過透鏡M投射出去的光線是平行于透鏡M光軸的光線(如圖IA所示)。然而當(dāng)點(diǎn)光源L不是位在透鏡M的焦點(diǎn)上，而是在透鏡M焦平面上的其他位置時(shí)(如圖1B、1C所示)，則點(diǎn)光源L通過透鏡M投射出去的光線將與光軸呈現(xiàn)一斜角，其中如圖IB所示，當(dāng)點(diǎn)光源L位于透鏡M焦平面的上端時(shí)，經(jīng)由透鏡M投射的光線是相對(duì)于光軸向下傾斜；反之，如為圖IC所示，當(dāng)點(diǎn)光源L位于透鏡M焦平面的下端時(shí)，經(jīng)由透鏡M投射的光線是相對(duì)于光軸向上傾斜。由上述可知，利用前述的透鏡成像特性，可以改變光的投射角度。因此，當(dāng)采用的光源是在一個(gè)面上全面發(fā)光(以下稱為面光源LS)，則面光源LS各個(gè)發(fā)光部位是分別對(duì)應(yīng)透鏡M焦平面上的各個(gè)位置，因此可以定義出該面光源LS相對(duì)于該透鏡M許多不同的張角Θ (如圖2所示)，進(jìn)一步而言，若采用一個(gè)面光源LS，并提供一相對(duì)于透鏡M的焦距(f)，即可決定該面光源LS通過透鏡M投射光線的張角α (如圖3所示)。本發(fā)明利用前述原理與特性，可以將一車燈產(chǎn)生的光線投射在車燈安全基準(zhǔn)(例如FMVSS 108)所規(guī)范的熱點(diǎn)(HOTSPOT)上，并可進(jìn)一步控制熱點(diǎn)的范圍。請參閱圖4所示，圖中央靠右位置所示的矩形區(qū)塊是一個(gè)高度為H’、寬度為Ψ的車燈光型(熱點(diǎn))，該車燈光型是由左斜下方所示的面光源10經(jīng)過透鏡成像處理后所產(chǎn)生的。該面光源10的平面示意構(gòu)造是如圖4左側(cè)所示，其具有一高度H及一寬度W，如圖所示，該車燈光型的形狀和面光源10的形狀相同，但在本實(shí)施例中，面光源10的高度H、寬度W并不分別等于車燈光型的高度H’及寬度W’，主要是經(jīng)由改變面光源LS通過透鏡投射光線的張角α來達(dá)成，換言之，通過調(diào)整張角α大小可以改變車燈光型的范圍(如圖5所示)；另一方面，若如圖5所示，改變面光源LS高度H和寬度W的比例，則車燈光型的高度H’和寬度W’比例也會(huì)隨之改變。而本發(fā)明的車燈光學(xué)模塊即利用前述原理使其光線投射在符合安全基準(zhǔn)的熱點(diǎn)上。如圖6所示，本發(fā)明主要是令一車燈光學(xué)模塊具有一面光源10，在本實(shí)施例中，該面光源10是由發(fā)光二極管芯片構(gòu)成，其為矩形狀，并具有一高度H及一寬度W，其中高度H等于寬度W(1 I);該面光源10的形狀決定了車燈光學(xué)模塊產(chǎn)生車燈光型的形狀。又在面光源10前方設(shè)一透鏡20，并令面光源10和透鏡20間具有一焦距(f)，根據(jù)下列的透鏡成像公式，焦距(f)將決定面光源10相對(duì)于透鏡20的張角α大小
O -I Ha = ItdLn —
2/其中H = 1mm，至于f (焦距)于本實(shí)施例中為22 45mm，也就是
2y - 2(22 ~ 45)。根據(jù)上述原理可以決定前述張角α大小，從而決定車燈光型的邊界與范圍。在前述實(shí)施例中說明了面光源10的形狀和車燈光型的關(guān)系，也說明了面光源10的高度H對(duì)于張角α及車燈光型范圍的影響?；谏鲜鲫P(guān)系，本發(fā)明可進(jìn)一步調(diào)整面光源10的高度H與寬度W的比例，以改變車燈光型的范圍，如圖7所示，圖左側(cè)所示面光源10’的高度H與寬度W比例為I : 4，而圖中央靠右位置所示車燈光型的高度H”與寬度W”比例也為I : 4，也就是當(dāng)調(diào)整了面光源10’的高度H與寬度W比例，車燈光型的高度H”與寬度W”比例也會(huì)跟著改變。必須說明的是關(guān)于面光源10’高度H與 寬度W的比例并不限于上述的I : 4，其可視實(shí)際需求予以調(diào)整，該高度H與寬度W可行的比例范圍為I : I 6。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法，其特征在于包括 提供一具備第一形狀及一第一尺寸的面光源； 在面光源前方設(shè)一透鏡； 決定面光源與透鏡間的焦距； 根據(jù)面光源的第一尺寸與焦距決定面光源通過透鏡后的張角α，進(jìn)而產(chǎn)生一具備第一形狀及特定范圍的車燈光型。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法，其特征在于所述的面光源呈矩形狀，借以通過透鏡產(chǎn)生一呈矩形狀的車燈光型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法，其特征在于所述的面光源具有一高度及一寬度，其中高度與寬度的比例是I : I 6。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3項(xiàng)中任一項(xiàng)所述利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法，其特征在于所述的張角α是由以下公式所決定，其中H為面光源高度，f為透鏡相對(duì)于面光源的焦距
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法，其特征在于所述面光源的高度H為Imm,所述的透鏡相對(duì)于面光源的焦距為22 45mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法，其特征在于該面光源是由發(fā)光二極管芯片構(gòu)成，其高度及寬度是指發(fā)光二極管芯片的高度與寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法，其特征在于該面光源是由發(fā)光二極管芯片構(gòu)成，其高度及寬度是指發(fā)光二極管芯片的高度與寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法，其特征在于該面光源是由發(fā)光二極管芯片構(gòu)成，其高度及寬度是指發(fā)光二極管芯片的高度與寬度。
全文摘要
本發(fā)明是涉及一種利用透鏡成像控制車燈熱點(diǎn)的方法，包括提供一具備特定形狀及尺寸的面光源，又在面光源前方設(shè)一透鏡，令面光源相對(duì)于透鏡焦平面上的不同位置，而利用改變面光源的尺寸(如高度H)及透鏡的焦距(f)可決定面光源經(jīng)由透鏡投射光線的張角α，進(jìn)而可決定并控制車燈光學(xué)模塊投射熱點(diǎn)的范圍，以便較容易地使車燈產(chǎn)生符合規(guī)范的光型。
文檔編號(hào)F21V5/04GK102853356SQ201110375690
公開日2013年1月2日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者趙仁成 申請人:奇麟光電股份有限公司