本發明關于一種投射燈，特別的是一種圖案投射燈及其導光體。

背景技術：

請參閱圖１，為現有技術的圖案投射燈10的剖面示意圖。如圖所示，現有技術的圖案投射燈10包含有一光源模組12、一投影片14及一透鏡模組16。其中，光源模組12具有一發光二極體123，設置在一電路板121上，用以產生光線。透鏡模組16則設有一平凸透鏡161及至少一雙凸透鏡163。投影片14上則具有一圖案。

現有技術的圖案投射燈10主要是利用投影片14濾除非圖案部分的光線，再以透鏡模組16將通過投影片14的光線進行準直后投射出去。由于一般投影片14是以色塊進行濾光，當發光二極體123所產生的光線強度較大時，仍可能有部分非圖案區域的光線通過投影片14，導致圖案區域與非圖案區域的明暗對比不足，或是圖案邊緣產生模糊的現象，無法呈現細致而精確的圖案投射。

此外，現有技術的圖案投射燈10為了達到較佳的光線準直效果，其透鏡模組16通常在鄰近光源的一側使用平凸透鏡161進行第一次光線準直或聚焦，再于一定的距離之外設置雙凸透鏡163或雙凸透鏡組進行光線再準直的動作，才能產生較好的圖案投射效果。然而，此一透鏡模組16的構造，除了使用多個透鏡而具有較高的制作成本之外，其所需的空間較大，亦使圖案投射燈10具有較大的體積，而使其應用的范圍與可裝設的位置受到較大的限制。

例如，目前圖案投射燈10的一大應用領域，在于汽車的迎賓燈。目前多將圖案投射燈10設置在汽車左右后視鏡的下方、車門或是側裙處，當駕駛或賓客接近時，或是車門打開時，利用圖案投射燈10將汽車品牌標志或其他圖形或字樣，投射在車門附近的地面，同時具有照明與迎賓的功效。然而，一般汽車的左右后視鏡、車門及側裙可容納裝置的空間狹小，而習用圖案投射燈10的構造具有較大的體積，因此經常遭遇安裝困難或無法安裝的困境。

因此，如何設計出一種圖案投射燈，可強化非圖案部分的濾光效果，且可縮小圖案投射燈的體積，擴大圖案投射燈的應用范圍，實為業界亟待解決的課題。

技術實現要素：

有鑒于上述問題，本發明提出一種投射燈，特別的是一種圖案投射燈及其導光體，可使投射圖案的輪廓清晰銳利，并可利于狹小空間的整合使用。

本發明提供一種圖案投射燈，包含：一發光二極體，用以形成一光源而產生光線；及一導光體，呈一上寬下窄的錐形，其底部設有一凹槽，用以容置發光二極體，由凹槽進入導光體的光線，由內部接觸導光體的側面時，將會產生全反射現象；導光體的上表面形成一圖案光導層，圖案光導層具有一圖案部及一反射部，圖案部形成一目標圖案，可令光線通過，反射部則可令光線產生全反射。

在一實施例中，其中導光體的橫截面可選擇為一圓形、一楕圓形、一方形、一長方形及一多邊形的其中之一。

在一實施例中，其中導光體的側面為一外凸的弧形表面。

在一實施例中，其中反射部包含有由空氣形成的多個微棱鏡結構。

在一實施例中，其中各微棱鏡結構分別具有一底面，底面選擇為一三角形、一正方形、一長方形、一矩形、一平行四邊形或一多邊形。

本發明還提供一種導光體，適用于一圖案投射燈，導光體包含有：一本體，呈一上寬下窄的錐形，其底部設有一凹槽，用以容置一發光二極體，由凹槽進入導光體的光線，由內部接觸導光體的側面時，將會產生全反射現象；及一圖案光導層，形成在本體的上表面，圖案光導層具有一圖案部及一反射部，圖案部形成一目標圖案，可令光線通過，反射部則可令光線產生全反射。

在一實施例中，其中本體的橫截面可選擇為一圓形、一楕圓形、一方形、一長方形及一多邊形的其中之一。

在一實施例中，其中本體的側面為一外凸的弧形表面。

在一實施例中，其中反射部包含有由空氣形成的多個微棱鏡結構。

在一實施例中，其中各微棱鏡結構分別具有一底面，底面選擇為一三角形、一正方形、一長方形、一矩形、一平行四邊形或一多邊形。

基于上述，本發明的圖案投射燈及其導光體，能使投射圖案的輪廓清晰銳利，提高系統的安全性，幷利于狹小空間的整合使用。

附圖說明

圖1為現有技術的圖案投射燈的剖面示意圖。

圖2為本發明一實施例的剖面示意圖。

圖3為本發明如第２圖所示實施例的光線路徑示意圖。

圖４為本發明一實施例的圖案光導層的剖面示意圖。

圖５a至5c為本發明多個實施例的微結構棱鏡的局部放大示意圖。

圖６a至6d為本發明多個實施例的導光體的立體示意圖。

主要組件符號說明：

10圖案投射燈12光源模組

121電路板123發光二極體

14投影片16透鏡模組

161平凸透鏡163雙凸透鏡

20圖案投射燈22發光二極體

221電路板26導光體

261凹槽263進光面

265上表面267側面

28圖案光導層281圖案部

283反射部

301光線

43微棱鏡結構431界面

433底面

52第一微棱鏡結構54第一微棱鏡結構

56第二微棱鏡結構58第三微棱鏡結構

62導光體621橫截面

64導光體641橫截面

66導光體661橫截面

68導光體681橫截面。

具體實施方式

以下結合附圖來詳細說明本發明的具體實施方式。相同的符號代表具有相同或類似功能的構件或裝置。連結、連接或電性連結表示直接或間接電性連接。

請參閱圖1及2，分別為本發明一實施例的剖面示意圖及光線路徑示意圖。如圖所示，本發明的圖案投射燈20包含有一發光二極體22及一導光體26。其中，發光二極體22設置在一電路板221上，用以形成一光源而產生光線301。導光體26的本體呈一上寬下窄的錐形，其底部設有一凹槽261，用以容置發光二極體22，凹槽261的表面則形成一進光面263。由凹槽261的進光面263進入導光體26的光線301，由內部接觸導光體26的側面267時，將會產生全反射現象。導光體26的上表面265形成一圖案光導層28，圖案光導層28可令投射在一目標圖案(未顯示)以外的光線301產生全反射。

由于導光體26的形狀設計與圖案光導層28的作用，使導光體26的表面除了目標圖案以外的部分，都會使內部光線301產生全反射，因此具有類似光波導的效果。光線301在導光體26內部被反復反射，只有在目標圖案的部分才能透出，因此透出目標圖案的光線301將會具有高度的同向性，可達成良好的圖案投射效果。

由于投射在圖案光導層28上，位在目標圖案以外的光線，將會因圖案光導層28的作用而產生全反射，因此不會有光線通過，形成完整的遮蔽效果。因此可提高圖案區域與非圖案區域的亮度對比與反差，同時可提高投射圖案的清晰度與圖案輪廓的銳利度。

在本發明的一實施例中，圖案光導層28具有一圖案部281及一反射部283，圖案部281形成目標圖案，可令光線301通過，反射部283則可令內部的光線301產生全反射。

在本發明的一實施例中，導光體26的本體的橫截面可選擇為一圓形、一楕圓形(請參閱圖6a的導光體62及其橫截面621、圖6b的導光體64及其橫截面641)、一方形、一長方形(請參閱圖6c的導光體66及其橫截面661、圖6d的導光體68及其橫截面681)及一多邊形的其中之一。

在本發明的一實施例中，導光體26的本體的側面為一外凸的弧形表面(請參閱圖6c及圖6d的導光體64、68)。

請參閱圖4，為本發明一實施例的圖案光導層的剖面示意圖。如圖所示，本發明的圖案光導層28形成在導光體26的上表面，并具有一圖案部281及一反射部283。其中，圖案部281形成圖案投射燈20的目標圖案，可讓光線301通過。反射部283則可令光線301產生全反射，藉以提供完整的遮蔽效果。

在本發明的一實施例中，圖案光導層28的反射部283包含有由空氣形成的多個微棱鏡結構43，并利用導光體26本身的折射率與空氣的折射率的差異，使光線301在微棱鏡結構43的界面431處產生全反射現象。由于微棱鏡結構43的尺寸微小且緊密排列，因此所有由導光體26內部照射至微棱鏡結構43界面431的光線301，都會符合全反射的條件而產生全反射。

在本發明的一實施例中，導光體26可選擇以高折射率的介質制作，利用與空氣具有較大的折射率差異，可增加產生全反射的入射角范圍，提高其界面431的全反射效果。

在本發明的一實施例中，各微棱鏡結構43分別具有一底面433，其底面433的形狀可選擇為三角形(請參閱圖5a的第一微棱鏡結構52、54)、正方形(請參閱圖5b的第二微棱鏡結構56)、長方形(請參閱圖5c的第三微棱鏡結構58)、矩形、平行四邊形或多邊形的其中之一，可依反射部283的形狀、大小，以及需求的效果而選設置。

在本發明的一實施例中，圖案部281可選擇填入一彩色濾光介質或一螢光劑，藉以提供彩色圖案的投射效果。

利用本發明的圖案投射燈20及導光體26，由于發光二極體22所產生的光線301，除了直接通過圖案光導層28的圖案部281的部分之外，其余光線301仍然會被圖案光導層28的反射部283與導光體26的側面267反復反射，而最終通過圖案部281投射出去，可有效利用能源，提高投射圖案的亮度。

由于本發明將圖案光導層28與導光體26整合為一體，且只需利用一導光體26即可完成圖案的濾光與光線301的準直投射，因此可大幅降低整體的制作成本，并可大幅縮小圖案投射燈20的體積，擴大圖案投射燈20的應用范圍。除此之外，尚可利用導光體26的構造與圖案光導層28反射部283的全反射功能，提高非圖案部分的遮蔽效果，同時提高能源的使用效率，增加投射圖案的亮度與對比，使投射的圖案具有清晰而銳利的輪廓，大幅提高投射圖案的細致度與清晰度。

所述僅是本發明的優選實施方式。本發明的范圍并不以上述實施方式為限。舉凡熟習本案技藝的人士援依本發明的精神所作的等效修飾或變化，皆應包含在權利要求內。