CN207527488U - 光学组件及光学模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光学组件及应用所述光学组件的光学模块。所述光学组件包括第一部分以及两个第二部分。第一部分包括第一入光面以及第一出光面。每一第二部分包括第二入光面、第二出光面、第二连接面以及第二全内反射面。第一入光面连接于两个第二部分的两个第二入光面之间。第二连接面连接于第一出光面与第二出光面之间。第二出光面连接于第二连接面与第二全内反射面之间。第二全内反射面连接于第二出光面与第二入光面之间。光学组件的光轴沿第一方向贯穿第一入光面与第一出光面。第一部分与两个第二部分沿垂直于第一方向的第二方向排列。第一部分及两个第二部分在垂直于第一方向以及垂直于第二方向的第三方向上的宽度分别落在20mm到70mm的范围内。

Description

光学组件及光学模块

技术领域

本实用新型涉及一种光学组件及应用所述光学组件的光学模块，尤其涉及一种可应用在车用照明的光学组件及应用所述光学组件的光学模块。

背景技术

发光二极管头灯(LED Headlights)的使用频率已随着发光效率与节能环保的诉求而有逐渐升高的趋势。目前市面上的发光二极管头灯通常需要遮板并透过透镜的成像来形成清楚的明暗截止线(Cut-off line)，以避免对向来车产生眩光。然而，遮板的使用会大幅降低光利用率。因此，如何兼顾光利用率及光形为本领域技术人员努力的目标。

实用新型内容

本实用新型提供一种光学组件，其可产生所需的光形。

本实用新型提供一种光学模块，其具有高的光利用率。

根据本实用新型的实施例，光学组件包括第一部分以及两个第二部分，且第一部分连接于两个第二部分之间。第一部分包括第一入光面以及第一出光面，其中第一入光面与第一出光面彼此相对。每一第二部分包括第二入光面、第二出光面、第二连接面以及第二全内反射面。第一入光面连接于两个第二部分的两个第二入光面之间。第二连接面连接于第一出光面与第二出光面之间。第二出光面连接于第二连接面与第二全内反射面之间。第二全内反射面连接于第二出光面与第二入光面之间。光学组件的光轴沿第一方向贯穿第一部分的第一入光面与第一出光面。第一部分与两个第二部分沿垂直于第一方向的第二方向排列。第一部分以及两个第二部分在垂直于第一方向以及垂直于第二方向的第三方向上的宽度分别落在20mm到70mm的范围内。

根据本实用新型的实施例，光学模块包括光源以及前述光学组件，且光学组件配置在光源的光传递路径上。

在根据本实用新型的实施例的光学组件以及光学模块中，第一入光面为平面或弧面，且第二入光面为弧面或斜面。

在根据本实用新型的实施例的光学组件以及光学模块中，第一出光面为弧面、曲面、圆柱面或曲折面，且第二出光面为弧面或斜面。

在根据本实用新型的实施例的光学组件以及光学模块中，第二连接面为斜面。

在根据本实用新型的实施例的光学组件以及光学模块中，第二全内反射面为抛物面。

在根据本实用新型的实施例的光学组件以及光学模块中，第一出光面在第一方向与第二方向所构成的参考平面上的截线被光轴划分出来的两部分为非对称的。

在根据本实用新型的实施例的光学组件以及光学模块中，第一部分还包括第一连接面。第一连接面连接于第一出光面与第二连接面之间。第一连接面为平面或弧面。

在根据本实用新型的实施例的光学组件以及光学模块中，每一第二部分还包括第三连接面以及第三全内反射面。第三连接面连接于第二入光面与第二全内反射面之间。第三全内反射面连接于第三连接面与第二出光面之间。第三全内反射面为抛物面、椭圆面或平面。

在根据本实用新型的实施例的光学组件以及光学模块中，第三连接面为平面。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是本实用新型的实施例的光学模块的一种剖面示意图；

图1B是本实用新型的实施例的光学模块的一种仰视示意图；

图1C是本实用新型的实施例的光学模块的一种侧视示意图；

图2是本实用新型的实施例的光学模块的另一种仰视示意图；

图3及图4分别是本实用新型的实施例的光学模块的另外两种侧视示意图。

具体实施方式

图1A是本实用新型的实施例的光学模块的一种剖面示意图。图1B是本实用新型的实施例的光学模块的一种仰视示意图。图1C是本实用新型的实施例的光学模块的一种侧视示意图。

请参照图1A至图1C，本实用新型的实施例的光学模块OM例如应用在车用照明，且光学模块OM可用作头灯。然而，光学模块OM的应用不限于此。

光学模块OM包括光源100以及光学组件200，其中光学组件200配置在光源100的光传递路径上。

具体来说，光源100适于提供照明用的光束(如光束B1和光束B2)。光源100可以包括一个或多个发光组件。发光组件可以是发光二极管，但不限于此。

光学组件200配置在光束(如光束B1和光束B2)的传递路径上，以调整从光学模块OM射出的光形。光学组件200包括第一部分210以及两个第二部分220。光学组件200的光轴OA贯穿第一部分210且沿第一方向D1(例如为光学组件200的厚度方向)延伸。第一部分210连接于两个第二部分220之间，且第一部分210与两个第二部分220在垂直于第一方向D1的第二方向D2上排列。第一部分210在垂直于第一方向D1以及垂直于第二方向D2的第三方向D3上的宽度W210以及两个第二部分220在第三方向D3上的宽度W220分别落在20mm到70mm的范围内。通过此微型化设计，可扩展光学组件200的应用范畴。

光学组件200的第一部分210以及两个第二部分220可为一体成型的透光组件，且光学组件200的材料可包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、硅树脂(silicone)或玻璃。然而，第一部分210以及两个第二部分220的制作方式以及光学组件200的材料不限于此。举例来说，第一部分210以及两个第二部分220可独立制作，然后通过固定组件或黏着层固定在一起。此外，第一部分210以及两个第二部分220的材料可选用任何可透光且易于成型的材质。

第一部分210包括第一入光面211以及第一出光面212，其中第一入光面211与第一出光面212彼此相对，且光轴OA贯穿第一入光面211与第一出光面212。

第一入光面211位于光源100与第一出光面212之间，使得光源100射出的光束(如光束B1)经由折射而从第一入光面211进入第一部分210。进入第一部分210的光束经由折射而从第一出光面212射出第一部分210。在本实施例中，第一入光面211为平面。此外，第一出光面212为朝远离光源100的方向凸出的曲面，使得从第一出光面212射出第一部分210的光束往光轴OA的方向汇聚。另外，第一出光面212在第一方向D1与第二方向D2所构成的参考平面(纸面)上的截线SL被光轴OA划分出来的两部分(如部分P1及部分P2)为对称的。然而，本实用新型不限于上述。在另一实施例中，第一入光面211可为弧面，且所述弧面可朝光源100凸出。此外，第一出光面212可为弧面、圆柱面或曲折面。另外，截线SL被光轴OA划分出来的两部分(如部分P1及部分P2)可为非对称的，以改变从光学组件200射出的光束的光强度分布。

每一第二部分220包括第二入光面221、第二出光面222、第二连接面223以及第二全内反射面224。第一入光面211连接于两个第二部分220的两个第二入光面221之间。在本实施例中，第一入光面211直接连接于两个第二部分220的两个第二入光面221之间。也就是说，第一入光面211与两个第二入光面221之间没有其它表面。此外，第二入光面221为弧面。然而，本实用新型不限于上述。在另一实施例中，第一入光面211与每一第二入光面221之间可以有其它的连接面。此外，第二入光面221可为不与第一入光面211平行的斜面。

第二连接面223连接于第一出光面212与第二出光面222之间。在本实施例中，第二连接面223间接连接于第一出光面212与第二出光面222之间。此外，第二连接面223为相对于光轴OA倾斜的斜面。然而，本实用新型不限于上述。具体来说，当采用射出成形的方式制作光学组件200，第一部分210在射出成形之后可能进一步包括连接于第一出光面212与第二连接面223之间的第一连接面213，且第一连接面213可能为平面或弧面。然而，在另一实施例中，当光学组件200的制作方式改变时，可不形成第一连接面213，使得第二连接面223直接连接于第一出光面212与第二出光面222之间。此外，第二连接面223可为与光轴OA平行的平面。

第二出光面222连接于第二连接面223与第二全内反射面224之间。在本实施例中，第二出光面222直接连接于第二连接面223与第二全内反射面224之间。也就是说，第二出光面222与第二连接面223之间以及第二出光面222与第二全内反射面224之间没有其它表面。此外，第二出光面222为弧面。然而，本实用新型不限于上述。在另一实施例中，第二出光面222与第二连接面223之间或第二出光面222与第二全内反射面224之间可以有其它的连接面。此外，第二出光面222可为不与第一入光面211平行的斜面。

第二全内反射面224连接于第二出光面222与第二入光面221之间。在本实施例中，第二全内反射面224间接连接于第二出光面222与第二入光面221之间。此外，第二全内反射面224为抛物面。然而，本实用新型不限于上述。具体来说，每一第二部分220可进一步包括第三连接面225。第三连接面225连接于第二入光面221与第二全内反射面224之间。光学组件200可经由第三连接面225固定在附加电路板(如配置发光组件的电路板)上。因此，第三连接面225较佳为平面。然而，本实用新型不限于上述。在另一实施例中，每一第二部分220也可不形成第三连接面225，使得第二全内反射面224直接连接于第二出光面222与第二入光面221之间。

另外，依据需求，每一第二部分220也可进一步包括第三全内反射面226。第三全内反射面226连接于第三连接面225与第二出光面222之间。在本实施例中，第三全内反射面226直接连接于第三连接面225与第二出光面222之间。也就是说，第三全内反射面226与第三连接面225之间以及第三全内反射面226与第二出光面222之间没有其它表面。此外，第三全内反射面226为抛物面。然而，本实用新型不限于上述。在另一实施例中，第三全内反射面226与第三连接面225之间以及第三全内反射面226与第二出光面222之间可以有其它的连接面。此外，第三全内反射面226可为椭圆面、平面、斜面或抛物面。

两个第二部分220适于收集光源100射出的大角度光束(如光束B2)。具体来说，光束B2经由折射而从第二入光面221进入第二部分220。进入第二部分220的光束经由内部全反射而从第二全内反射面224或第三全内反射面226传递至第二出光面222。传递至第二出光面222的光束经由折射而从第二出光面222射出第二部分220。

基于全内反射与折射原理来设计第一部分210以及两个第二部分220的不同区域的表面形状，以获得不同的光形，从而让应用于车用照明的光学模块OM投射出的光形具有清晰的明暗截止线、特定的聚焦区域与较佳的光利用率。

在本实施例中，两个第二部分220的尺寸相同且形状相同(光轴OA为两个第二部分220的对称轴)，使得两个第二部分220无论从第三方向D3看过去(参照图1A的视角)或从第一方向D1看过去(参照图1B的视角)都是对称的，但本实用新型不以此为限。在一实施例中，两个第二部分220的相对应表面(如两个第二部分220的第二入光面221、两个第二部分220的第二出光面222、两个第二部分220的第二连接面223、两个第二部分220的第二全内反射面224、两个第二部分220的第三连接面225或两个第二部分220的第三全内反射面226)可具有不同尺寸或不同形状。所述不同形状可包括相对应表面为不同类型表面(如平面、斜面、抛物面、弧面或椭圆面等)以及相对应表面为相同类型表面但具有不同曲率等情况。就相对应表面为相同类型表面但具有不同曲率的情况而言，两个第二部分220从第三方向D3看过去(参照图1A的视角)不是对称的，但两个第二部分22从第一方向D1看过去(参照图1B的视角)是对称的。以下实施例皆适用此改良，于下便不再重述。

接着结合图2至图4说明本实用新型的实施例的光学模块的其它可实施型态，其中相同或相似的组件及表面以相同的符号表示，于下便不再重述这些组件的材质、相对配置关系及其功效。图2是本实用新型的实施例的光学模块的另一种仰视示意图。图3及图4分别是本实用新型的实施例的光学模块的另外两种侧视示意图。

请参照图2，光学模块OMA相似于图1B的光学模块OM。两者的差异如下所述。在图1B的光学模块OM中，第一部分210在第三方向D3上的宽度W210相同于两个第二部分220在第三方向D3上的宽度W220。另一方面，在图2的光学模块OMA中，第一部分210在第三方向D3上的宽度W210小于两个第二部分220在第三方向D3上的宽度W220，但本实用新型不限于此。在另一实施例中，第一部分210在第三方向D3上的宽度W210可大于两个第二部分220在第三方向D3上的宽度W220。

此外，在图1B的光学模块OM中，第二全内反射面224在第二方向D2与第三方向D3所构成的参考平面(纸面)上的截线SLA为直线。另一方面，在图2的光学模块OMA中，第二全内反射面224在第二方向D2与第三方向D3所构成的参考平面(纸面)上的截线SLA为曲线。

请参照图3及图4，光学模块OMB以及光学模块OMC相似于图1C的光学模块OM。三者的差异如下所述。在图1C的光学模块OM中，第三全内反射面226在第一方向D1与第三方向D3所构成的参考平面(纸面)上的截线SLB为弧线。另一方面，在图3的光学模块OMB以及图4的光学模块OMC中，第三全内反射面226在第一方向D1与第三方向D3所构成的参考平面(纸面)上的截线SLB为直线。

此外，在图1C的光学模块OM以及图3的光学模块OMB中，第二出光面222在第一方向D1与第三方向D3所构成的参考平面(纸面)上的截线SLC为弧线。另一方面，在图4的光学模块OMC中，第二出光面222在第一方向D1与第三方向D3所构成的参考平面(纸面)上的截线SLC为直线。在图4的架构下，从光学模块OMC射出的光束较为发散，因此光学模块OMC可应用于车用照明的雾灯，但不以此为限。

综上所述，在本实用新型实施例的光学组件中，基于全内反射与折射原理来设计第一部分以及两个第二部分的不同区域的表面形状，从而让应用光学组件的光学模块投射出的光形具有清晰的明暗截止线、特定的聚焦区域与较佳的光利用率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (18)

1.一种光学组件，其特征在于，包括：

第一部分，包括第一入光面以及第一出光面，其中所述第一入光面与所述第一出光面彼此相对；以及

两个第二部分，其中所述第一部分连接于所述两个第二部分之间，每一第二部分包括第二入光面、第二出光面、第二连接面以及第二全内反射面，所述第一入光面连接于所述两个第二部分的两个所述第二入光面之间，所述第二连接面连接于所述第一出光面与所述第二出光面之间，所述第二出光面连接于所述第二连接面与所述第二全内反射面之间，且所述第二全内反射面连接于所述第二出光面与所述第二入光面之间，

所述光学组件的光轴沿第一方向贯穿所述第一部分的所述第一入光面与所述第一出光面，所述第一部分与所述两个第二部分在垂直于所述第一方向的第二方向上排列，所述第一部分以及所述两个第二部分在垂直于所述第一方向以及垂直于所述第二方向的第三方向上的宽度分别落在20mm到70mm的范围内。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一入光面为平面或弧面，且所述第二入光面为弧面或斜面。

3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一出光面为弧面、曲面、圆柱面或曲折面，且所述第二出光面为弧面或斜面。

4.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第二连接面为斜面。

5.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第二全内反射面为抛物面。

6.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一出光面在所述第一方向与所述第二方向所构成的参考平面上的截线被所述光轴划分出来的两部分为非对称的。

7.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一部分还包括第一连接面，所述第一连接面连接于所述第一出光面与所述第二连接面之间，且所述第一连接面为平面或弧面。

8.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，每一第二部分还包括第三连接面以及第三全内反射面，所述第三连接面连接于所述第二入光面与所述第二全内反射面之间，所述第三全内反射面连接于所述第三连接面与所述第二出光面之间，且所述第三全内反射面为椭圆面、平面、斜面或抛物面。

9.根据权利要求8所述的光学组件，其特征在于，所述第三连接面为平面。

10.一种光学模块，其特征在于，包括：

光源；以及

光学组件，配置在所述光源的光传递路径上且包括：

第一部分，包括第一入光面以及第一出光面，其中所述第一入光面与所述第一出光面彼此相对；以及

两个第二部分，其中所述第一部分连接于所述两个第二部分之间，每一第二部分包括第二入光面、第二出光面、第二连接面以及第二全内反射面，所述第一入光面连接于所述两个第二部分的两个所述第二入光面之间，所述第二连接面连接于所述第一出光面与所述第二出光面之间，所述第二出光面连接于所述第二连接面与所述第二全内反射面之间，且所述第二全内反射面连接于所述第二出光面与所述第二入光面之间，

所述光学组件的光轴沿第一方向贯穿所述第一部分的所述第一入光面与所述第一出光面，所述第一部分与所述两个第二部分在垂直于所述第一方向的第二方向上排列，所述第一部分以及所述两个第二部分在垂直于所述第一方向以及垂直于所述第二方向的第三方向上的宽度分别落在20mm到70mm的范围内。

11.根据权利要求10所述的光学模块，其特征在于，所述第一入光面为平面或弧面，且所述第二入光面为弧面或斜面。

12.根据权利要求10所述的光学模块，其特征在于，所述第一出光面为弧面、曲面、圆柱面或曲折面，且所述第二出光面为弧面或斜面。

13.根据权利要求10所述的光学模块，其特征在于，所述第二连接面为斜面。

14.根据权利要求10所述的光学模块，其特征在于，所述第二全内反射面为抛物面。

15.根据权利要求10所述的光学模块，其特征在于，所述第一出光面在所述第一方向与所述第二方向所构成的参考平面上的截线被所述光轴划分出来的两部分为非对称的。

16.根据权利要求10所述的光学模块，其特征在于，所述第一部分还包括第一连接面，所述第一连接面连接于所述第一出光面与所述第二连接面之间，且所述第一连接面为平面或弧面。

17.根据权利要求10所述的光学模块，其特征在于，每一第二部分还包括第三连接面以及第三全内反射面，所述第三连接面连接于所述第二入光面与所述第二全内反射面之间，所述第三全内反射面连接于所述第三连接面与所述第二出光面之间，且所述第三全内反射面为椭圆面、平面、斜面或抛物面。

18.根据权利要求17所述的光学模块，其特征在于，所述第三连接面为平面。