專利名稱：自行車燈透光鏡座的制作方法
技術領域：
本實用新型關于自行車燈，更詳而言之，系一種自行車燈透光鏡座。
技術背景 ,
LED因為具有高亮度、體積小、省電等優點，已被廣泛的應用于燈具上做為照 明光源。自行車燈即為應用之一種。 一般自行車騎士需要的車燈是一個分布寬廣但 照射角度不高的光型，中心亮度約10Lux以上，因此自行車頭燈需求的綜合配光為 中心夠亮、寬廣、扁平的配光。
而一種傳統型式的自行車燈輔助LED光源向外射出的燈罩結構，大致上包括一 反射杯、一LED光源以及一前罩。該反射杯內層為一反射材質，用以反射LED光源； 該前罩蓋合于該反射杯前端，可依照該車燈所欲產生的出光光形，調整使用凸透鏡、 半凸透鏡或平面透鏡等。上述反射杯具有單一曲面，LED光源的發射面設置向前， 極小部份的光源是透過該前罩而直射出去，大部份的光源經由反射杯予以反射后向 前罩射出。因此，該等LED車燈產生一個照明范圍，該照明范圍中的照明亮度大致 上是相同的，所以不具有中心夠亮、照幅寬度、光形扁平的理想配光。
發明內容
本新型目的在于提供一種自行車燈透光鏡座，該透光鏡座可使自行車燈的照明 光線具有匯聚光束以及擴散光束，可形成照明亮度較高的配光中心并顧及配光的寬
廣度，提升照明亮度且擴大照明范圍。此外，本新型的自行車頭燈的配光為扁平光 型。
欲達上述目的所采取的技術手段系采用全內反射原理(TIR or Collimator)來 做光學設計，以數個反射杯組合構成一透光鏡座，該透光鏡座的中央具有一光源定 位部，該光源定位部供至少一LED光源設置；該數個反射杯分別具有依非旋轉對稱 曲面方程式所設計的曲面，以調整該LED光源的光束。
具體地， 一種自行車燈透光鏡座，其特征在于，包含
由數個反射杯組合構成的一透光鏡座，該透光鏡座的中央具有一固定至少一 LED光源的光源定位部；該數個反射杯具有調整該LED光源的曲面。 其中，該LED光源為白光LED。其中，所述反射杯包括以該光源定位部為圓心而環繞排列的一小全反射杯、一 中全反射杯以及一大全反射杯，該小全反射杯構成該透光鏡座的上、下部，該大全 反射杯構成該透光鏡座的左、右部，中全反射杯則介于大全反射杯以及小全反射杯 之間。
其中，該透光鏡座還包括一位于該光源定位部前方的折射透鏡。 本實用新型有益效果
上述的數個反射杯系以非旋轉對稱的曲面設計方程式設計其曲面，可先分別用 于產生個別不同的配光效果，再堆迭出同時具有需求多元與多樣的總配光。 一較佳
的實配樣態該透光鏡座將一LED光源調整為左右分布夠寬廣、中心夠亮，以及扁平
的光型的總配光。
圖1為以一個TIR設計的車燈鏡座配光結果，其具有匯聚光束，但左右寬廣度不足。
圖2為以一個TIR設計的車燈鏡座配光結果，其具有擴散光束，但中心亮度不足。
圖3為本實用新型透光鏡座的前視外觀圖。
圖4為本實用新型透光鏡座的后視外觀圖。
圖5為本實用新型透光鏡座的前視圖。
圖6為本實用新型透光鏡座的剖面圖。
圖7為本實用新型透光鏡座小全反射杯的配光結果。
圖8為本實用新型透光鏡座中全反射杯的配光結果。
圖9為本實用新型透光鏡座大全反射杯的配光結果。
圖10為本實用新型透光鏡座的折射透鏡的配光結果。
圖ll為本實用新型透光鏡座的總配光結果。
具體實施方式
本新型較佳實施例系采用一顆由LumiLeds公司研發出的Luxeon (1W)系列產品 中Lambertian Type的白光LED。 Lambertian LED在水平方向光束分布角度達±100 度、在垂直方向光束分布角度也達士100度，因此LED光源需經由適當的光學設計 將光束有效的調控為中心夠亮、寬廣、扁平的光型。本新型采用全內反射原理(TIR or Collimator)來估j(光學設計，因為TIR or Collimator可將涵蓋Lambertian LED 所有方位的光束，可使光源利用率達到最大。
以一個TIR來做光學設計時，當希望配光中心夠亮時(10 Lux以上)，則需產 生匯聚光束，但卻無法兼顧光型左右分布的寬廣度，如圖l，雖然中心亮度超過10Lux以上，但左右分布僅約12度。當希望配光夠寬廣時，則需產生擴散光束，往往 犧牲中心最亮值，如圖2，雖然左右分布可達18度，但中心亮度僅4.3 Lux。
因此本新型將以數個TIRor Collimator的組合設計方式以增加配光上的彈性。 其主要技術手段系以數個反射杯組合構成一透光鏡座，該透光鏡座的中央具有一光 源定位部，該光源定位部供至少一LED光源設置；該數個反射杯分別具有依非旋轉 對稱曲面方程式所設計的曲面，以調整該LED光源的光束。以下所述者系以三個TIR or Collimator的組合設計方式為例說明該透光鏡座的設計。
如圖3至圖6，本實用新型透光鏡座100為一體成型的結構，可區分為大全反射 杯10、中全反射杯ll、小全反射杯12、光源定位部13及折射透鏡14。
該透光鏡座100系以該光源定位部13的中心為圓心，向外依序為上述的小全反 射杯12、中全反射杯ll、大全反射杯IO，所述的折射透鏡14位于該光源定位部13 前方。小全反射杯12構成該透光鏡座100的上、下部，該大全反射杯10構成該透光 鏡座100的左、右部，中全反射杯11則介于大全反射杯10以及小全反射杯12之間。
上述的大、中、小全反射杯IO、 11、 12可先分別用于產生個別不同的配光效果， 再堆迭出同時具有需求多元與多樣的總配光，例如有的用于擴散光型設計、有的用 于集中光型、設計。堆迭出的總配光因此可產生左右分布夠寬廣、中心夠亮的一般自 行車頭燈需求的綜合配光。
由上述可知TIR or Collimator的全反射杯及折射透鏡需兼負不同的配光特性， 因此其曲面設計必須具備有很好的配光能力，而本新型采用非旋轉對稱的曲面設計 方程式來設計TIR or Collimator的全反射杯及折射透鏡。
非旋轉對稱的曲面設計方程式Z = ^,—
-(柳+iy2
其中
，)=、cos4" + ~ sin4/"
Z:光軸方向 r:徑向
p:角度
必頂點曲率半徑
A:圓錐常數(Conic constant) 下標X:水平軸 下標Y:垂直軸/7為可調整的系數，決定邊界效應延伸至內部的多寡，當/2愈大時A效應變大而 A效應變小，為了增加控制光線分布的彈性。若/2x^A便可分別控制Ax及A的個別效
應(i.e. /2x — Ax與/2y—A)。
小全反射杯12設計的配光如圖7，左右分布可達18度，上下分布7度，在三個配 光中分布最寬廣，屬于擴散型的配光設計。
中全反射杯11設計的配光如圖8，上下左右分布皆約6度，最亮點4.3Lux位于 中心，屬于集中型的配光設計。
大全反射杯10設計的配光如圖9，上下左右分布皆約5度，最亮可達8. lLux， 在三個配光中最亮的一塊，屬于集中型的配光設計。
折射透鏡14設計的配光如圖10，左右分布約12度，上下分布7度，屬于擴散型 的配光設計。
堆迭出的總配光如圖ll，左右分布可達18度，上下分布8度，最亮15.3Lux位 于中心點，所以總配光左右分布夠寬廣、中心夠亮，可充分符合一般自行車頭燈需 求的綜合配光光型，而且最亮點15.3Lux，比10Lux高出許多，將是十分有利的設 計方式，可允許實際制造上較大的公差。
次外，三個TIR組合而成的本實用新型透光鏡座，其縱深僅約1.6公分、開口 寬3.5公分、厚1.5公分，所以本實用新型透光鏡座系為扁平外型，配光亦呈現扁平 的光型，十分有利于一般自行車有限的空間來安裝。
雖然本實用新型是以一個最佳實施例做說明，但精于此技藝者能在不脫離本 實用新型精神與范疇下做各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本實用 新型而已，非用以限制本實用新型的范圍。舉凡不違本實用新型精神所從事的種種 修改或變化，俱屬本實用新型申請專利范圍。
權利要求1. 一種自行車燈透光鏡座，其特征在于，包含由數個反射杯(10，11，12)組合構成的一透光鏡座(100)，該透光鏡座(100)的中央具有一固定至少一LED光源的光源定位部(13)；該數個反射杯(10，11，12)具有調整該LED光源的曲面。
2. 如權利要求1所述自行車燈透光鏡座，其特征在于，該LED光源為白光LED。
3. 如權利要求1所述自行車燈透光鏡座，其特征在于，所述反射杯包括以該光 源定位部(13)為圓心而環繞排列的一小全反射杯(12)、 一中全反射杯(11)以 及一大全反射杯(10)，該小全反射杯(12)構成該透光鏡座(100)的上、下部， 該大全反射杯(10)構成該透光鏡座(100)的左、右部，中全反射杯(11)則介 于大全反射杯(10)以及小全反射杯(12)之間。
4. 如權利要求1所述自行車燈透光鏡座，其特征在于，該透光鏡座(100)還包 括一位于該光源定位部(13)前方的折射透鏡(14)。
專利摘要一種自行車燈透光鏡座，該透光鏡座系一體成型結構，以一光源定位部的中心為圓心，向外依序為小全反射杯、中全反射杯以及大全反射杯，一折射透鏡相對于該光源定位部前方。上述的大、中、小全反射杯以及折射透鏡系以非旋轉對稱的曲面設計方程式設計其曲面，可先分別產生個別不同的配光，再堆迭出一總配光。據此，配光左右分布夠寬廣、中心夠亮，以及扁平的光型的總配光十分有利于一般自行車有限的空間來安裝。
文檔編號B62J6/00GK201254229SQ200820128069
公開日2009年6月10日 申請日期2008年7月16日 優先權日2008年7月16日
發明者劉源昌, 林家合, 林嵩哲, 林慶義 申請人:成貫企業有限公司