迎宾灯的制作方法

本发明涉及一种灯具，尤其涉及一种迎宾灯。

背景技术：

一般而言，迎宾灯(又称照地灯)是做为辅助照明用途，用于地面照明或是于低环境光下的行进路线照明。例如汽车使用的迎宾灯，通常安装于车门或是后视镜上，于开门时会开启照明功能而将影像投影于地面上，不仅产生独特炫目的影像光与投影影像，例如于夜间的低环境光下在开车门时也提供照亮地面的功能，使上、下车的人可注意地面状况，而不会误踩地面的脏污、水坑、或其它危险的地形。

习知的迎宾灯的原理是利用投影透镜组的光轴与影像源的光轴之间偏差，来使投影后的影像源彼此能重叠起来。然而，习知的迎宾灯因必须考量上述投影透镜组的光轴与影像源的光轴之间偏差，而使得其迎宾灯的体积无法进一步减缩，且若要将影像源的数量再进一步增加，势必得对应地增加投影透镜的数量，这不但会使得灯具的体积进一步增大，且制作成本也相对会提高。

技术实现要素：

本发明的一具体实施例中提供一种迎宾灯，其体积可以进一步减缩，并且具有较低的成本。

本发明一实施例的迎宾灯至少包括了两个影像源、一个透镜阵列以及一聚焦透镜。透镜阵列中包括了至少两枚透镜，而两枚透镜均具正屈光度，两枚透镜分别设于前述两影像源的光路下游。而聚焦透镜同时设于前述两枚透镜的光路下游，其中前述两个影像源在聚焦透镜前的光路为相互独立，而两个影像源的影像实质重叠于聚焦透镜的光路下游。

本发明一实施例的迎宾灯至少包括两组光学元件组以及一设于光学元件组外的透镜。每个光学元件组中分别包括一个影像源以及一个透镜，光学元件组中的透镜设于影像源的光路下游。而前述设于光学元件组外的透镜具正屈光度，同时设于前述两个光学元件组的光路下游。其中，前述的两组光学元件组中的各透镜为同一片元件并为单一元件形式，前述两组光学元件组经设于光学元件组外的透镜具有实质相同的成像位置。

本发明一实施例的迎宾灯至少包括了两个影像源、一透镜阵列以及一聚焦透镜。透镜阵列中包括了两个具正屈光度的透镜，两个透镜分别的设于对应的影像源的光路下游。聚焦透镜同时设于前述各透镜的光路下游，另外，各影像源在聚焦透镜前的光路为相互独立，且各影像源分别有一中心点，而各个影像源的中心点在经由聚焦透镜成像后，在成像位置的距离小于5毫米。

基于上述，本发明的一实施例中的迎宾灯采用了透镜阵列，而使影像源能实质重叠于聚焦透镜的光路下游，从而使得本发明的迎宾灯具有体积较小的优点。此外，由于本发明的一实施例中的迎宾灯采用了透镜阵列，而可以不采用光轴相对影像源偏离的透镜，因此迎宾灯的体积较小，且随着影像源的数量的增加，整体体积较不会增加，且更能进一步降低成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1绘示为本发明的一实施例的一种迎宾灯的示意图。

图2绘示为本发明的另一实施例的一种迎宾灯的示意图。

图3绘示为一实施例中，影像源所在的平面相对于透镜阵列的示意图。

具体实施方式

惟为强调特征，本发明的图1、2并未按比例绘制，且图3相对于图1、2之比例又有所调整。图1绘示为本发明的一实施例的一迎宾灯的示意图。请参照图1，在本实施例中，迎宾灯100包括影像源111、影像源121、透镜阵列130、聚焦透镜组140以及控制器160。

于本例中，影像源111(可称为第一影像源)及影像源121(可称为第二影像源)分别是一可提供影像光束的装置或元件之组合。影像源111及影像源121可以分别地包括一背光源以及一固定影像式光阀。背光源提供一照明光束，背光源可以是一经封装的发光二极管发光模组、经封装的激光发光模组或是例如是荧光灯或电热发光元件(lamp)等可输出照明光的装置或元件。而于本例中，背光源包括一经封装的发光二极管模组。固定影像式光阀可以将照明光转换为包括固定及不可变更的图样的影像光的装置或元件，固定影像式光阀例如是黑白、单色或彩色幻灯片、底片、具有特定形状透光部(例如是洞)的板料件(例如是金属或塑料板等)，而固定影像式光阀把照明光转换成影像光的过程是无需消耗电力的。于本例中，固定影像式光阀为一幻灯片，而幻灯片是一载有特定图样的透明胶片，光通过特定图样时，会被部分吸收、阻挡或反射，并允许部分光线通过以构成图样。而除了前述的设计外，影像源111及影像源121亦可分别为主动式影像光输出装置，例如是由多个发光像素而组成的有机发光二极管屏幕亦可，本发明不以此为限。

本实施例中的透镜阵列130设有透镜131(可称为第一透镜)及透镜133(可称为第二透镜)。透镜阵列130可为单一元件，单一元件上包括了多个以阵列方式排列的屈光表面。亦即，透镜阵列130可为一体成型，且为同一种材料所制成的单一元件并为单一元件形式(onepieceformed)。

举例来说，本实施例中的透镜阵列130为阵列透镜，例如是蝇眼(fly-eye)透镜。于此时，透镜131及透镜133是分别指阵列透镜上的各个包括入、出光面的子透镜单元(cell)。举例来说，前述的蝇眼(fly-eye)透镜呈一n*m矩阵排列，而n、m之任一者可为1或以上，而另一者为2或以上。亦即，当透镜阵列为蝇眼透镜时，其可按1行2列、2行1列又或者是2行2列等方式排列之。另外，蝇眼(fly-eye)透镜的入、出光方向的表面可分别设有屈光表面；又或者，仅有入光方向表面或出光方向表面的任一者具有屈光结构而另一者为平坦表面。再者，在另一实施例中，透镜131及透镜133可各为一柱状透镜或一桶形透镜、凹透镜、凸透镜，或是透镜表面沿着垂直于其光轴的径向方向上具有不同的曲率半径的双曲透镜等球面或非球面透镜。而前述各例的各透镜131及透镜133均分别具有正屈光度。此外，透镜131及透镜133的屈光度的正负或数值可相同或不相同，而于本例中，透镜131及透镜133的屈光度数值及正负值均为相同。

于本发明的一实施例中，透镜131及透镜133亦可为分离的两个透镜。其中，透镜131及透镜133是两枚透镜，且可嵌设于一固定框内以为固定，但本发明不以此为限，透镜131及透镜133亦可以其他方式固定。

本实施例中的聚焦透镜组140可包括一枚或多枚光学元件，例如是透镜、棱鏡、反射镜等，均得为其例。而于本例中，聚焦透镜组140仅包括一枚屈光度为正的聚焦透镜并具有正屈光度，即其具收敛光线的能力。在另一实施例中，聚焦透镜组140亦可以包括多枚透镜或无屈光度的光学元件，如平板玻璃等，而其包括的各透镜的屈光度可为正、负，惟其屈光度的总和建议为正。

本实施例中的的控制器160可例如为中央处理单元(centralprocessingunit,cpu)、微处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)、可编程控制器、可编程逻辑器件(programmablelogicdevice,pld)、其他类似的装置或这些装置的组合，但本发明并不限于此。此外，于一实施例中，控制器160所执行的每一个功能可由多个程序码所实施，这些程序码将储存于存储器中，因此这些程序码可被控制器160所执行。或者是，于一实施例中，控制器160所实施的每一个功能可由一个或多个电路所执行，但本发明并不限制是否控制器160所执行的每一个功能是经由软件或硬件所实施。

另外，透镜131具正屈光度且设于影像源111的光路下游，透镜133具正屈光度且设于影像源121的光路下游。聚焦透镜组140同时设于透镜131及透镜133的光路下游，其中影像源111和影像源121在聚焦透镜组140前的光路为相互独立，以及影像源111的影像和影像源121的影像实质重叠于聚焦透镜组140的光路下游。

因此，于光路设计上，影像源111所发出的光线112先通过透镜131，再通过聚焦透镜组140而成像于聚焦透镜组140的光路下游的位置p1，且影像源121所发出的光线122先通过透镜133，再通过聚焦透镜组140而成像于聚焦透镜组140的光路下游的位置p2，其中影像源111和影像源121在聚焦透镜组140前的光路为相互独立，以及影像源111的影像和影像源121的影像实质重叠于聚焦透镜组140的光路下游。

值得一提的是，光是从光路的上游往下游传递。因此，一元件的光路下游可理解为光通过所述元件后的光路部分。例如，影像源111的光路下游，为光从影像源111发出后的光路都称为影像源111的光路下游，如透镜131位于影像源111的光路下游，而透镜140则为透镜131的光路下游，依此类推。

再者，上述影像源111的影像和影像源121的影像实质重叠于聚焦透镜组140的光路下游，具体以几何光学的设计而言，其含义为影像源111的中心c1和影像源121的中心c2经由聚焦透镜组140成像后的成像位置p1和成像位置p2之间的距离小于1厘米时效果已可接受，5毫米(mm)以下为佳，1毫米(mm)以下为较佳，小于0.5毫米(mm)时为最佳。于本实施例中，迎宾灯100更可设计为：影像源111的中心c1位于透镜131的光轴上，且影像源121的中心c2位于透镜133的光轴上。

而于本例中，前述的各元件的实际设计可见于下列表一。

表一

图3绘示为一实施例中，影像源所在的平面相对于透镜阵列的示意图，图3是采用图1之架构，按产品的实际比例绘制而成，其细部参数可参酌表1。请同时参照图1、图3、表一，举例来说，本实施例的影像源111与影像源121为表面1、透镜131的入光面(或是图3的子透镜面232a)为表面2、透镜131的出光面(或是图3的子透镜面234a)为表面3、聚焦透镜组140的入光面为表面4、聚焦透镜组140的出光面为表面5，其中表面的厚度为所述表面与光路上的下一个表面之间的距离。于本例中，表面1和表面2接触，因此表面1的厚度为0，而表面1为影像源，因此表面1的曲率半径为无限大；此外，表面2在光学设计上的厚度为10.00毫米、曲率半径为3.75毫米、折射率为1.53、阿贝数为56.28；表面3的厚度0.20毫米、曲率半径为-3.75毫米；表面4在光学设计上的厚度为2.15毫米、曲率半径为6.00毫米、折射率为1.53、阿贝数为56.28；而表面5的厚度1000.00毫米(即聚焦透镜组140中的聚焦和成像面之间的距离)、曲率半径为6.13毫米。

从另一个观点而言，再请参阅图1，本实施例中的迎宾灯100，其包括光学元件组110(可称为第一光学元件组)、光学元件组120(可称为第二光学元件组)以及透镜150。

光学元件组110包括影像源111(可称为第一影像源)以及透镜131(可称为第一透镜)，光学元件组120包括影像源121(可称为第二影像源)以及透镜133(可称为第二透镜)。

而本实施例中的透镜150可为一具有正屈光度的光学元件，例如是透镜、棱镜等，均得为其例。而于本例中，透镜150为一屈光度为正的透镜。

另外，透镜131设于影像源111的光路下游。透镜133设于影像源121的光路下游。透镜150同时设于光学元件组110及光学元件组120的光路下游。其中，光学元件组110及光学元件组120经透镜150具有实质相同的成像位置。而如同上述，光学元件组110及光学元件组120经透镜150具有实质相同的成像位置，具体以几何光学的设计而言，为光学元件组110的影像源111的中心c1及光学元件组120的影像源121的中心c2经透镜150成像后的成像位置p1和成像位置p2的距离小于2厘米(cm)时，其效果可接受；小于5毫米(mm)时，效果为佳；小于1毫米(mm)时，效果更佳。于本例中，迎宾灯100更可设计为：影像源111的中心c1位于透镜131的光轴上，且影像源121的中心c2位于透镜133的光轴上。

除此之外，上述相关实施例中的迎宾灯100的控制器160，电性连接至影像源111与影像源121，且用以控制影像源111与影像源121其中之一发光，或控制影像源111与影像源121同时发光。其中影像源111的图样相同或不同于影像源121的图样，当影像源111的图样相同于影像源121的图样时，则此设计的用途为增加影像源的亮度，或是可依环境状况而投影出两种不同的亮度。而当影像源111的图样不同于影像源121的图样时，则控制器160可控制影像源111与影像源121同时发光或是其中之一发光(亦即影像源111发光而影像源121不发光，或者影像源121发光而影像源111不发光)，因此迎宾灯100可经由控制器160而投影出三种不同的图样。

而为了提高影像源投影后的质量以及将迎宾灯的体积最小化，影像源111与透镜131接触，且影像源121与透镜133接触，其中影像源与透镜接触的定义，为所述影像源与所述透镜之间没有设置其他具有屈光度的光学元件。于本例中，影像源111的固定影像光阀与透镜131接触，即为其例。

基于上述，由于本发明一实施例的迎宾灯100采用了透镜阵列，而使影像源能实质重叠于聚焦透镜组140的光路下游，从而使得本发明的迎宾灯100具有体积较小的优点。此外，由于本发明的实施例的迎宾灯100采用了透镜阵列130，而可以不采用光轴相对影像源偏离的透镜，因此迎宾灯的体积较小，且随着影像源的数量的增加，整体体积较不会增加，且更能进一步降低成本。

然而，本发明并不限定上述相关实施例的迎宾灯的透镜阵列的数量，因此，本发明的另一例中，迎宾灯可依光路上的需要再配置透镜阵列。而且，本发明的另一例中，迎宾灯也可依设计需求设置多个影像源(例如图2绘示多个影像源)，并于透镜阵列上对应地设置多个透镜，使得影像源可经由聚焦透镜后而实质重叠于聚焦透镜的光路下游。此外，本发明也不限定聚焦透镜的数量，或聚焦透镜也可为一透镜组，因此，聚焦透镜可包括具有不同屈光度的多个透镜，只要其聚焦透镜整体上具有正屈光度即可。

具体而言，图2绘示为本发明的另一实施例的一种迎宾灯的示意图。请参照图2，在本发明的另一实施例中，迎宾灯200的透镜阵列130包括了阵列透镜270及阵列透镜280，而分别设有一表面271(可称为第一表面)以及表面281(可称为第二表面)。

表面271包括多个子透镜面232(可称为多个第一子透镜面)，表面281包括多个子透镜面234(可称为多个第二子透镜面)。其中，图2所绘示的表面271以及表面281分别为阵列透镜270以及阵列透镜280的表面，阵列透镜270以及阵列透镜280皆是单一元件形式，且阵列透镜270以及阵列透镜280互相分离而不相连接，而分别为两个蝇眼透镜。但本发明不以此为限，阵列透镜270以及阵列透镜280亦可以如图1及图3所绘示的单一元件形式的阵列透镜取代亦可。

另外，于本例中，阵列透镜270以及阵列透镜280除了可以分别是单一元件形式以外，更可选择性的分别的由多个子透镜所组成。举例来说，阵列透镜280可包括多个独立的子透镜，且阵列透镜270为单一元件形式，反之亦然。而当阵列透镜280包括多个独立子透镜时，这些分开的子透镜可嵌设于一胶框内。另外，再请参阅图2，由图可见，表面281设置于表面271以及聚焦透镜组140之间，其中对应于影像源111的光路下游的一子透镜面232a以及一子透镜面234a为透镜131的两屈光表面，对应于影像源121的光路下游的一子透镜面232b以及一子透镜面234b为透镜133的两屈光表面，且形成透镜131的子透镜面234a设置于形成透镜131的子透镜面232a的焦点上，形成透镜133的子透镜面234b设置于形成透镜133的子透镜面232b的焦点上。

而于光路设计上，例如影像源111以及影像源121的光路。影像源111所发出的光线112依序通过子透镜面232a、子透镜面234a、聚焦透镜组140而于聚焦透镜组140的光路下游成像，且影像源121所发出的光线122依序通过子透镜面232b、子透镜面234b、聚焦透镜组140而于聚焦透镜组140的光路下游成像，其中影像源111和影像源121在聚焦透镜组140前的光路为相互独立，以及影像源111的影像和影像源121的影像实质重叠于聚焦透镜组140的光路下游。

同样地，于本实施例中的迎宾灯200，可经由如同图1的控制器160，电性连接至多个影像源，用以控制多个影像源至少其中之一发光。其中，多个影像源的图样为彼此相同，或至少其中之一影像源的图样不同于其它影像源的图样。因此，本例中的迎宾灯200可经由控制器控制多个影像源同时发光或是至少其中之一发光，因此迎宾灯200可经由控制器而投影出多种不同的图样的组合，且可利用相同的图样的投影而产生不同的亮度变化。

值得一提的是，图1以及图2所绘示的影像源，其影像源的中心皆是朝向出光方向。然而，具体而言，影像源的中心应是朝向光路的传递方向，例如为图3，请参照图3，图3简单绘示了影像源111以及影像源121相对于子透镜面232、子透镜面234以及聚焦透镜组140，其中影像源111以及影像源121的中心皆是朝向光路的传递方向。

综上所述，本发明的实施例的迎宾灯采用了透镜阵列，而使影像源经由透镜阵列后能实质重叠于聚焦透镜的光路下游，且透镜阵列为单一元件形式或嵌设于一胶框内，从而使得本发明的迎宾灯具有体积较小的优点。此外，由于本发明的实施例的迎宾灯采用了透镜阵列，而可以不采用光轴相对影像源偏离的透镜，因此迎宾灯的体积较小，且随着影像源的数量的增加，整体体积较不会增加，且更能进一步降低成本。此外，本发明的实施例的迎宾灯，更可经由控制器而投影出多种不同的图样的组合，且可利用相同的图样的投影而产生不同的亮度变化。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。