CN210107261U - 光线投射装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种光线投射装置,其包括一基座、一第一光源模块、一第二光源模块、一配光透镜以及一光学模块。第一光源模块与第二光源模块都设置于基座上且彼此的位置相对应,配光透镜的位置对应第一光源模块与第二光源模块,光学模块设置于基座与配光透镜之间。光学模块包括一接近基座的第一导光件以及一远离基座的第二导光件,其中第一导光件为不透光材质且第二导光件为透光材质,且第一导光件的一上表面与第二导光件的一上表面都位于配光透镜的光轴附近。借此,可以较小的装置尺寸实现高效率的车灯照明。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光线投射装置,特别是涉及一种应用于车灯照明的高效率光线投射装置。
背景技术
车灯相当于动力车辆(如机车或汽车)的眼睛,对行车安全来说十分重要。常见的车灯光源包括卤素灯、卤钨灯及HID灯(高强度气体放电灯,High Intensity DischargeLamp)等。另外,发光二极管(light emitting diode,LED)具备体积小、发光效率高、低耗能及环保等优点,并且其能发出的光遍及可见光和不可见光,发光亮度亦可达到相当程度,因此使用发光二极管(LED)来取代卤素灯、卤钨灯或HID灯作为车灯光源的技术越来越普遍。
举例来说,第TW M539600号专利申请及第TW M536321号专利申请均披露一种灯芯装置,其可以直接安装在动力车辆的车灯上。第M539600号专利申请所披露的灯芯装置是将一LED发光单元配置成直接朝向透镜出光,以产生近光灯光型,并另外将一LED发光单元与车灯上的反射结构配合,以产生向外投射的光线,进而产生远光灯光型,其中反射结构具有一类似抛物面的曲面。另外,第TWM536321号专利申请所披露的灯芯装置包括两个LED发光单元(即第一LED发光单元与第二LED发光单元)及一反射结构,第一LED发光单元所发出的光线可被反射结构反射而投射到透镜上,以产生近光灯光型,第二LED发光单元所发出的光线可被反射结构反射而向外投射,以产生远光灯光型,其中反射结构具有一类似抛物面的曲面。然而,上述装置的光学设计无法充分利用LED发光单元所产生的光线,以致近光灯与远光灯的光照强度有不足的疑虑。虽然可以通过增加LED发光单元的数量来提高光照强度,但是此种方式无法满足微型化的设计要求。
参见本案申请人所拥有的第TW I619624号专利申请及第TW I650512号专利申请,也有一些灯芯装置是通过驱动机构来改变导光结构的位置,以切换近光灯和远光灯。然而,这类装置由于会使用到动件,整体结构较为复杂,不仅无法进一步缩小体积,装置的成本亦会增加;此外,动件的使用会伴随着一定的热量产生,影响装置的散热效率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足提供一种高效率光线投射装置。
为了解决上述的技术问题,本实用新型所采用的其中一技术方案是,提供一种光线投射装置,其特征在于,所述光线投射装置包括:一基座;一第一光源模块,其设置于所述基座上,其中所述第一光源模块包括一第一发光单元以及一第一反射单元用以反射所述第一发光单元所发出的光线;一第二光源模块,其设置于所述基座上且位置对应所述第一光源模块,其中所述第二光源模块包括一第二发光单元以及一第二反射单元用以反射所述第二发光单元所发出的光线;一配光透镜,其位置对应所述第一光源模块与所述第二光源模块,且具有一透镜光轴;以及一光学模块,其设置于所述基座与所述配光透镜之间,用以使被所述第一反射单元与所述第二反射单元反射的光线投向所述配光透镜;其中,所述光学模块包括一接近所述基座的第一导光件以及一远离所述基座的第二导光件,所述第一导光件为不透光材质且所述第二导光件为透光材质,且所述第一导光件的一上表面与所述第二导光件的一上表面都位于所述透镜光轴的附近。
为了解决上述的技术问题,本实用新型所采用的其中一技术方案是,提供一种光线投射装置,其特征在于,所述光线投射装置包括:一基座;一电路基板,其设置于所述基座上,且具有一第一安装面以及一相对于所述第一安装面的第二安装面;一第一光源模块,其包括一设置于所述第一安装面上的第一发光单元以及一第一反射单元用以反射所述第一发光单元所发出的光线;一第二光源模块,其包括一设置于所述第二安装面上的第二发光单元以及一第二反射单元用以反射所述第二发光单元所发出的光线;一配光透镜,其位置对应所述第一光源模块与所述第二光源模块,且具有一透镜光轴;以及一光学模块,其设置于所述基座与所述配光透镜之间,用以使被所述第一反射单元与所述第二反射单元反射的光线投向所述配光透镜;其中,所述光学模块包括一接近所述基座的第一导光件以及一远离所述基座的第二导光件,所述第一导光件为不透光材质且所述第二导光件为透光材质,且所述第一导光件的一上表面与所述第二导光件的一上表面都位于所述透镜光轴的附近。
优选地,所述第一导光件的所述上表面高于所述第二导光件的所述上表面,且所述第一导光件的所述上表面的垂直投影与所述第二导光件的所述上表面部分地重叠。
优选地,所述第二导光件的所述上表面相对于所述透镜光轴倾斜一预定角度为0度至7.5度之间。
优选地,所述第二导光件的所述上表面具有一反光层。
优选地,所述基座具有一承载面,所述第一光源模块还包括一第一电路基板,所述第一电路基板设置于所述承载面上,且所述第一发光单元电性连接于第一电路基板,所述第二光源模块还包括一第二电路基板,所述第二电路基板设置于所述承载面上,且与所述第一电路基板的位置错开,且所述第二发光单元电性连接于第二电路基板。
优选地,所述第二电路基板的位置比所述第一电路基板更靠近所述光学模块,其中,所述基座具有一从所述承载面延伸形成的定位结构,所述第二电路基板具有一设置有所述第二发光单元的中央区域以及至少一位于所述中央区域一侧的周边区域,且所述周边区域固定连接于所述定位结构。
优选地,所述第二电路基板的一板面与所述第一电路基板的一板面之间具有一垂直距离为0至15毫米。
优选地,所述第二电路基板与所述第一导光件具有一间隙小于或等于3毫米,所述第二导光件的位置对应所述第二光源模块且呈站立状态。
优选地,所述第一导光件呈水平状态。
优选地,所述透镜光轴通过所述第二电路基板或位于所述第二电路基板的上方;所述基座包括多个散热结构,其呈片状且间隔分布在所述第一电路基板与所述第二电路基板的周围。
优选地,所述第二光源模块还包括一遮光件,其设置于所述第二反射单元与所述第二导光件之间,且所述遮光件仅允许所述第二发光单元所发出的有效光线通过。
优选地,所述第一发光单元包括沿一预定方向排列的多个发光组件,所述预定方向与所述透镜光轴夹一预定角度为70度至110度。
优选地,所述第一反射单元为一反射罩且具有一第一底部开口,所述第一反射单元呈向上倾斜设置,所述第一反射单元具有一第一焦点以及一位置对应所述第一焦点的第二焦点,其中,所述第一反射单元的所述第一焦点与所述第二焦点的联机位于所述第一底部开口的附近,且与所述透镜光轴夹一预定角度为大于0度且小于7.5度。
优选地,所述第二反射单元为一反射罩且具有一第二底部开口,所述第二反射单元具有一第一焦点,其中,所述第一反射单元的所述第一焦点与所述配光透镜的一透镜焦点的联机位于所述第二底部开口的附近,且与所述透镜光轴夹一预定角度为大于0度且小于20度。
优选地,所述配光透镜具有一透镜焦点,其位置对应所述第二导光件的所述上表面,所述第二反射单元具有一反射面,且所述反射面定义出至少两条通过所述透镜焦点的光轴。
优选地,所述第二反射单元的所述反射面包括一第一反射曲面、一第二反射曲面以及一连接于所述第一反射曲面与所述第二反射曲面之间的连接面,且所述第一反射曲面的曲率半径不同于所述第二反射曲面的曲率半径。
优选地,所述第一导光件具有两个外侧光学区域及一位于两个所述外侧光学区域之间的中央光学区域,所述第一导光件的上表面包括一第一反射平面、一第二反射平面及一连接于所述第一反射平面与所述第二反射平面之间的反射斜面,所述第一反射平面与所述第二反射平面分别位于两个所述外侧光学区域内,且所述第一反射平面的位置高于所述第二反射平面,所述反射斜面位于所述中央光学区域内。
优选地,所述第二导光件具有两个外侧光学区域及一位于两个所述外侧光学区域之间的中央光学区域,所述第二导光件的所述上表面包括两个第一光学平面及一配置于两个所述第一光学平面之间的台阶式凸状结构,两个所述第一光学平面分别位于两个所述外侧光学区域内,且两个所述第一光学平面共平面,所述台阶式凸状结构位于所述中央光学区域内。
优选地,所述台阶式凸状结构包括一第一光学斜面、一第二光学斜面及一第二光学平面,所述第一光学斜面连接于两个所述第一光学平面的其中一个,所述第二光学斜面连接于两个所述第一光学平面的另外一个,所述第二光学平面连接于所述第一光学斜面与所述第二光学斜面之间,且所述第二光学平面的位置高于第一光学平面,其中,所述第二光学斜面的面积小于第一光学斜面的面积,且所述第二光学斜面的斜率大于所述第一光学斜面的斜率。
本实用新型的其中一有益效果在于,本实用新型所提供的光线投射装置,其能通过“光学模块设置于基座与配光透镜之间,且包括一接近基座的第一导光件及一远离基座的第二导光件,其中第一导光件为不透光材质且第二导光件为透光材质,且第一导光件的上表面与第二导光件的上表面都位于透镜光轴的附近”的技术方案,以在满足小型化要求的前提下,充分利用光源使出光强度大幅提高。
为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容,请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
图1为本实用新型的高效率光线投射装置的其中一立体组合示意图。
图2为本实用新型的高效率光线投射装置的另外一立体组合示意图。
图3为本实用新型的高效率光线投射装置的其中一立体分解示意图。
图4为本实用新型的高效率光线投射装置的另外一立体分解示意图。
图5为本实用新型的高效率光线投射装置的其中一立体剖面示意图。
图6为本实用新型的高效率光线投射装置的另外一立体剖面示意图。
图7为本实用新型的高效率光线投射装置的其中一平面示意图。
图8为本实用新型的高效率光线投射装置的其中一光线投射示意图。
图9为本实用新型的高效率光线投射装置的另外一光线投射示意图。
图10为本实用新型的高效率光线投射装置的局部俯视示意图。
图11示出本实用新型的高效率光线投射装置的基座、第一光源模块与配光透镜的相对关系。
图12为本实用新型的高效率光线投射装置的俯视示意图。
图13为本实用新型的高效率光线投射装置的局部平面示意图。
图14示出本实用新型的高效率光线投射装置的基座、第二光源模块与配光透镜的相对关系。
图15为本实用新型的第二光源模块的第二反射单元的立体示意图。
图16为本实用新型的高效率光线投射装置的光学模块的其中一立体示意图。
图17为图7中XVII部分的局部放大图。
图18示出图17所示光学模块的另一种实施方式。
图19为本实用新型的高效率光线投射装置的光学模块的另外一立体示意图。
图20为本实用新型的高效率光线投射装置的另外一平面示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本实用新型所公开有关“高效率光线投射装置”的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本实用新型的优点与效果。本实用新型可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本实用新型的构思下进行各种修改与变更。另外,本实用新型的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本实用新型的保护范围。
应当可以理解的是,虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号,但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件,或者一信号与另一信号。另外,本文中所使用的术语“或”,应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[第一实施例]
参阅图1至图6所示,本实用新型第一实施例提供一种高效率光线投射装置Z,其主要包括:一基座1、一第一光源模块2、一第二光源模块3、一配光透镜4及一光学模块5。本实用新型的高效率光线投射装置Z可应用于车灯照明,以提供符合欧洲车辆法规(ECEregulation)所规范的近光灯和远光灯光型,但本实用新型不限于此。
下面会先描述基座1、第一光源模块2、第二光源模块3、配光透镜4与光学模块5等构成要件的相对关系,再进一步描述各个构成要件的实现方式,以及本实用新型的光学设计。
第一光源模块2与第二光源模块3都设置于基座1上且彼此的位置相对应,配光透镜4的位置对应第一光源模块2与第二光源模块3,光学模块5设置于基座1与配光透镜4之间。在本实施例中,当第一光源模块2、配光透镜4与光学模块5相互配合时,可以产生近光灯光型;当第二光源模块3、配光透镜4与光学模块5相互配合时,可以产生远光灯光型。然而,上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本实用新型。
值得注意的是,如图7至图9所示,光学模块5可以使第一光源模块2或第二光源模块3所投射出的光线发生反射、折射等光学作用,并通过配光透镜4向外投射,以产生近光灯光型或远光灯光型。进一步而言,光学模块5包括一接近基座1的第一导光件51及一远离基座1的第二导光件52,其中第一导光件51为不透光材质且第二导光件52为透光材质,且第一导光件51的一上表面510与第二导光件52的一上表面520都位于配光透镜4的光轴附近。
参阅图3至图7所示,基座1作为整个装置的基础,其具有一承载面100及一从承载面100延伸形成的定位结构11。第一光源模块2包括一第一电路基板21、一第一发光单元22及一第一反射单元23,其中第一电路基板21设置于承载面100上,第一发光单元22电性连接于第一电路基板21,第一反射单元23的位置对应第一发光单元22,用以反射第一发光单元22所发出的光线。第二光源模块3包括一第二电路基板31、一第二发光单元32及一第二反射单元33,其中第二电路基板31固定连接于定位结构11,第二发光单元32电性连接于第二电路基板31,第二反射单元33的位置对应第二发光单元32,用以反射第二发光单元32所发出的光线。在一未绘示的实施例中,基座1可不包括定位结构11,而第二电路基板31也设置于承载面100上,且与第一电路基板21的位置错开。
在本实施例中,定位结构11为一定位凸块,第二电路基板31具有一用于设置第二发光单元32的中央区域311及至少一位于中央区域311一侧的周边区域312,其中至少一周边区域312固定连接于定位结构11的上表面(未标号),且中央区域311外露于定位结构11。此外,第一电路基板21与第二电路基板31大致呈水平配置,第一发光单元22的出光方向不同于第二光源模块3的第二发光单元32的出光方向;例如,第一发光单元22的出光方向与第二发光单元32的出光方向相反。然而,这些细节只是本实施例所提供可行的实施方式,而并非用以限定本实用新型。
优选地,基座1具有良好的导热和散热能力,以有效移除第一发光单元22与第二发光单元32所产生的热,从而提高第一发光单元22与第二发光单元32的可靠性和使用寿命。进一步而言,第一发光单元22所产生的热可先通过第一电路基板21传递到基座1,再通过散热结构12快速逸散出去;第二发光单元32所产生的热可先通过第二电路基板31传递到基座1,再通过散热结构12快速逸散出去。
在本实施例中,基座1的材料可为高导热金属(如铝),且基座1可包括多个散热结构12;散热结构12的数量、形状和分布方式可以根据散热需要而改变,本实用新型对其没有特别的限制。例如,基座1的多个散热结构12可呈片状且间隔分布在第一电路基板21与第二电路基板31的周围。
参阅图3至图7所示,第一光源模块2的第一反射单元23为一反射罩且具有一反射面,反射面为一多曲率复合曲面,在本实施例中被例示为椭球面。第一反射单元23具有一第一焦点23a及一第二焦点23b,第一焦点23a位于第一反射单元23的覆盖区域内,且第二焦点23b位于第一反射单元23的覆盖区域外,优选为覆盖区域的边缘附近。又第二焦点23b的位置对应光学模块5;例如,第二焦点23b位于第二导光件52的上表面520上,如图7所示。此外,配光透镜4具有一透镜光轴41及一位于透镜光轴41上的透镜焦点42,第一反射单元23的第二焦点23b可位于透镜光轴41上且与透镜焦点42重合;或者,第一反射单元23的第二焦点23b可偏离透镜光轴41且位于透镜焦点42附近。然而,这些细节只是本实施例所提供可行的实施方式,而并非用以限定本实用新型。
第一光源模块2的第一发光单元22可为一发光二极管(LED)或发光二极管封装结构(LED package structure);例如,第一发光单元22为一发光二极管封装结构且包括多个发光二极管芯片221,在图3中例示为四个。此外,第一发光单元22可配置于第一反射单元23的第一焦点23a上或第一焦点23a的附近。第一光源模块2的第一电路基板21可为一金属基印刷电路板(MCPCB),且具有第一发光单元22的驱动控制电路,而第一发光单元22可通过表面贴装技术(SMT)安装在第一电路基板21上。然而,这些细节只是本实施例所提供可行的实施方式,而并非用以限定本实用新型。
参阅图10所示,第一发光单元22的多个发光二极管芯片221可沿一预定方向E排列,且预定方向E与透镜光轴41夹一预定角度θ1为70度至110度。借此,可以达到所需的配光效果,例如可降低或加强特定照明区域的亮度。
参阅图11所示,根据配光需要,第一反射单元23可略呈上倾斜设置或水平设置。进一步而言,第一反射单元23具有一第一底部开口230,第一反射单元23的第一焦点23a与第二焦点23b的联机位于第一底部开口230的附近,且第一反射单元23的第一焦点23a与第二焦点23b的联机与透镜光轴41夹一预定角度θ2为0度至30度,优选为0度至7.5度,且更优选为3.5度至5度。
参阅图12所示,根据配光需要,第一反射单元23的反射面可包括一第一光学曲面231、一第二光学曲面232及一第三光学曲面233,其由内向外分布。第一光学曲面231与第三光学曲面233都可提供扩光效果,其中第一光学曲面231的面积大于第三光学曲面233的面积,从而第一光学曲面231所提供的扩光效果更加明显;第二光学曲面232连接于第一光学曲面231与第三光学曲面233之间,且可提供聚光效果。然而,这些细节只是本实施例所提供可行的实施方式,而并非用以限定本实用新型。
参阅图3至图7所示,第二光源模块3位于第一反射单元23的覆盖区域内,第二光源模块3的第二反射单元33为一反射罩且具有一反射面;值得注意的是,第二反射单元33的反射面为一多曲率复杂曲面,其可利用光学仿真设计而产生。在本实施例中,第二反射单元33可定义出至少两条通过光聚集区域33b附近的光轴(未示出),且这些光轴会通过第二发光单元32,如此可以使得第二反射单元33的扩光效果更加明显,以符合车灯法规要求;需要说明的是,这些两条光轴可以彼此平行或不平行,或至少有一条光轴与透镜光轴平行。在其他实施例中,第二反射单元33可以只有一条光轴。
第二反射单元33具有一第一焦点33a,且可定义出一光聚集区域33b,第一焦点33a位于第二反射单元33的覆盖区域内且光聚集区域33b位于第二反射单元33的覆盖区域外。又光聚集区域33b的位置对应光学模块5;例如,光聚集区域33b可位于第二导光件52的上表面520上,如图7所示,或是位于第二导光件52的上表面520附近。此外,透镜光轴41可通过光聚集区域33b,且透镜焦点42可位于光聚集区域33b内;或者,透镜光轴41可偏离光聚集区域33b,且透镜焦点42可位于光聚集区域33b附近。然而,这些细节只是本实施例所提供可行的实施方式,而并非用以限定本实用新型。
第二光源模块3的第二发光单元32可为一发光二极管(LED)或发光二极管封装结构(LED package structure);例如,第二发光单元32为一发光二极管封装结构且包括多个发光二极管芯片221,在图4中例示为两个。此外,第二发光单元32可配置于第二反射单元33的第一焦点33a上或第一焦点33a的附近。第二光源模块3的第二电路基板31可为一金属基印刷电路板(MCPCB),且具有第二发光单元32的驱动控制电路,而第二发光单元32可通过表面贴装技术(SMT)安装在第二电路基板31上。然而,这些细节只是本实施例所提供可行的实施方式,而并非用以限定本实用新型。
参阅图13所示,基座1的定位结构11可具有一面向第一发光单元22的斜面110,其可定义出一条通过第一发光单元22的光源中心点与定位结构11的上表面边缘的直线T,且此直线与透镜光轴41的夹一预定角度θ3小于70度,以避免遮挡到第一发光单元22所发出的光线。此外,第一发光单元22与第二发光单元32之间具有一水平距离D1为约25毫米;第一发光单元22具有一第一出光面220,第二发光单元32具有一第二出光面320,且第一出光面220与第二出光面320之间具有一垂直距离D2为0毫米至10毫米;第一电路基板21的板面211与第二电路基板31的板面311之间具有一垂直距离D3为0毫米至15毫米。为提高光线的利用率,透镜光轴41可通过第一出光面220,或者,透镜光轴41可通过第二出光面320或位于第二出光面320的附近,即透镜光轴41可通过第二电路基板31或位于第二电路基板31的上方。
参阅图14所示,第二反射单元33可略呈向上倾斜设置,以充分利用第二发光单元32所发出的光线;进一步而言,第二反射单元33具有一第二底部开口330,第二反射单元33的第一焦点33a与透镜焦点42的联机位于第二底部开口330的附近,且第二反射单元33的第一焦点33a与透镜焦点42的联机与透镜光轴41夹一预定角度θ4为0度至20度。
参阅图15所示,根据配光需要,第二反射单元33的反射面可包括一第一反射曲面331、一第二反射曲面332及一连接于第一反射曲面331与第二反射曲面332之间的连接面333,且第一反射曲面331与一第二反射曲面332各为一多曲率复杂曲面。此多曲率复杂曲面的主要特征在于,其垂直基础线或水平基础线至少有一段不满足椭圆曲线的要求,即a2-b2不等于c2,其中a表示椭球的1/2长轴,b表示椭球的1/2短轴,c表示椭球的中心点至焦点的距离。
参阅图3至图6,并配合图16至图18所示,光学模块5的第一导光件51与第二导光件52呈分离设置,其中第一导光件51大致呈水平状态,且第一导光件51的一部分位于第一反射单元23的覆盖区域内;在本实施例中,根据实际需要,第一导光件51的上表面510可具有反光或消光特性。光学模块5的第二导光件52呈站立状态,且第二导光件52位于第一反射单元23的覆盖区域外。值得说明的是,第二导光件52可呈垂直站立状态或倾斜站立状态。然而,这些细节只是本实施例所提供可行的实施方式,而并非用以限定本实用新型。
在本实施例中,第一导光件51为一反光板,其紧邻于第二电路基板31,且朝接近配光透镜4的方向延伸,其中第一导光件51具有一缺口514;第二导光件52为一导光体,其设置于第一导光件51的缺口514处,且位置对应第二光源模块3。优选地,第一导光件51的上表面510与第二电路基板31的板面(未标号)大致齐平,第一导光件51与第二电路基板31的间隙须小于或等于3毫米。
在一未绘示的实施例中,为了进一步缩减装置的尺寸,可将第一导光件51与第二导光件52整合为一体,即第一导光件51与第二导光件52至少有一处相连接。此外,可将第一导光件51的一部分配置于第二电路基板31上方,使第一导光件51与第二电路基板31之间没有间隙存在。
进一步而言,第二导光件52的材质可为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或硅氧橡胶(silicone rubber),但不限于此。第二导光件52与第一导光件51的缺口514的形状和尺寸大致相匹配;如图16所示,第一导光件51的缺口514例示为弧形缺口且第二导光件52被例示为弧状,但不限于此。值得注意的是,第一导光件51的上表面510高于第二导光件52的上表面520,且第一导光件51的上表面510的垂直投影与第二导光件52的上表面520部分地重叠;又第二导光件52的上表面520可为一平面或斜面,且第二导光件52的上表面520相对于透镜光轴41倾斜一预定角度θ5可为0度至10度,优选为0度至7.5度,如图17所示。
如图18所示,根据配光需要,可在第二导光件52的上表面520形成一反光层53,其可由高反射率材料(如铝、银等)形成;借此,可以防止第一光源模块2所投射出的光线从上表面520穿透第二导光件52,并且可以增加近光灯在明暗截止线下方的光效。此外,如图3所示,第二导光件52具有一入光面521及一相对于入光面521的出光面522,且第二发光单元32与出光面522的最短距离为10毫米至50毫米。
参阅图3至图7所示,第二光源模块3可进一步包括一遮光件34,其设置于第二反射单元33与第二导光件52之间,且遮光件34具有一仅允许第二发光单元32所发出的有效光线通过的开口340。进一步而言,遮光件34可为一遮光板且呈垂直站立状态,但不限于此。借此,可以防止第二光源模块3所投射出的光线未按照规划的光路径向外射出,造成所需的照明图案外有杂光产生。本文中术语“有效光线”是指能对所需的照明光型(或称照明图案)产生贡献的光线。
参阅图16所示,下面将描述光学模块5的第一导光件51与第二导光件52的光学设计,此光学设计能产生符合车灯法规ECE R123规范的近光灯明暗截止线。第一导光件51具有两个外侧光学区域51a及一位于两个外侧光学区域51a之间的中央光学区域51b;并且,第一导光件51的上表面510包括一第一反射平面511、一第二反射平面512及一连接于第一反射平面511与第二反射平面512之间的反射斜面513,其中第一反射平面511与第二反射平面512分别位于两个外侧光学区域51a内,且第一反射平面511的位置高于第二反射平面512,反射斜面513则位于中央光学区域51b内。
另外,第二导光件52也具有两个外侧光学区域52a及一位于两个外侧光学区域52a之间的中央光学区域52b;并且,第二导光件52的上表面520包括两个第一光学平面523及一配置于两个第一光学平面523之间的台阶式凸状结构524,其中两个第一光学平面523分别位于两个外侧光学区域52a内,且两个第一光学平面523大致齐平,台阶式凸状结构524则位于中央光学区域52b内。
值得注意的是,台阶式凸状结构524包括一第一光学斜面5241、一第二光学斜面5242及一第二光学平面5243,如图1所示;其中第一光学斜面5241连接于两个第一光学平面523的其中一个,第二光学斜面5242连接于两个第一光学平面523的另外一个,第二光学平面5243连接于第一光学斜面5241与第二光学斜面5242之间,且第二光学平面5243的位置高于第一光学平面523。进一步而言,第一光学斜面5241与第二光学斜面5242朝不同的方向倾斜,第二光学斜面5242的面积小于第一光学斜面5241的面积,且第二光学斜面5242的斜率(或倾斜角)大于第一光学斜面5241的斜率(或倾斜角)。此外,第二光学斜面5242所投射出的光线,紧邻于近光灯光型的垂直中心线。
参阅图7至图9所示,使用时,第一发光单元22所发出的其中一光线L1,可被第一反射单元23反射以产生一次反射光线L11投射至第一导光件51的上表面510,而一次反射光线L11可再被第一导光件51的上表面510反射以产生二次反射光线L12从透镜光轴41的上方投射至配光透镜4,最后形成近光灯光型的至少一部分。另外,第一发光单元22所发出的另外一光线L2,可被第一反射单元23反射以产生一次反射光线L21投射至第二导光件52的上表面520,而一次反射光线L21可再被第二导光件52的上表面520反射以产生二次反射光线L22从透镜光轴41的上方投射至配光透镜4,最后形成近光灯光型的至少一部分。另外,第一发光单元22所发出的另外再一光线L3,可被第一反射单元23反射以产生一次反射光线L31通过第二导光件52与配光透镜4之间的中空区域,进而从透镜4下方射出,最后形成近光灯光型的至少一部分。
使用时,如图9所示,第二发光单元32所发出的其中一光线L4,可被第二反射单元33反射以产生一次反射光线L41,且一次反射光线L41通过遮光件34的开口340投射至第二导光件52的入光面521,以产生一次折射光线L42投射至第二导光件52的上表面520;然后,一次折射光线L42可再被第二导光件52的上表面520反射以产生二次反射光线L43从透镜光轴41的下方投射至配光透镜4,最后形成远光灯光型的至少一部分。第二发光单元32所发出的另外一光线L5,可被第二反射单元33反射以产生一次反射光线L51,且一次反射光线L51通过遮光件34的开口340投射至第二导光件52的入光面521,以产生一次折射光线L52投射至第二导光件52的出光面522;然后,一次折射光线L52通过第二导光件52的出光面522产生二次折射光线L53投射至配光透镜4,最后形成远光灯光型的至少一部分。
[第二实施例]
参阅图19,并图1至图6所示,本实用新型第二实施例提供一种高效率光线投射装置Z,其与第一实施例的差异在于光学模块5的光学设计,此光学设计能产生符合车灯法规ECE R112规范的近光灯明暗截止线。
进一步而言,光学模块5的第二导光件52的上表面520包括一第一光学平面525、一第二光学平面526及一连接于第一光学平面525与第二光学平面526之间的光学斜面527,其中第一光学平面525与第二光学平面526分别位于两个外侧光学区域52a内,且第一光学平面525的位置高于第二光学平面526,光学斜面527则位于中央光学区域52b内;借此,高效率光线投射装置Z可以产生非对称式光型。在其他实施例中,为了产生对称式光型,第二导光件52的上表面520可以只包括相互齐平的第一光学平面525及第二光学平面526。
[第三实施例]
参阅图20,并图1至图6所示,本实用新型第三实施例提供一种高效率光线投射装置Z,其与前述实施例的差异在于,将第一光源模块2的第一电路基板21与第二光源模块3的第二电路基板31的功能整合一起,即整合在同一块板上,以缩短传热路径,并可以缩减装置的尺寸。
进一步而言,第一光源模块2的第一电路基板21具有一第一安装面211及一相对于第一安装面211的第二安装面212,第一光源模块2的第一发光单元22设置于第一安装面211上,第二光源模块3的第二发光单元32设置于第二安装面212上,且与第一发光单元22的位置错开。
在本实施例中,第二光源模块3不包括第二电路基板31;第一光源模块2的第一电路基板21具有多个线路层(未示出),其中上层线路层可作为第一发光单元22的驱动控制电路,下层线路层可作为第二发光单元32的驱动控制电路,中间线路层可作为内部互联机路;又中间线路层也可提供热传导路径,且中间线路层的厚度可大于上层和下层线路层的厚度。借此,以在完全不影响光照强度的情况下大幅缩减装置的尺寸。
[实施例的有益效果]
本实用新型的其中一有益效果在于,本实用新型所提供的高效率光线投射装置,其能通过“光学模块设置于基座与配光透镜之间,且包括一接近基座的第一导光件及一远离基座的第二导光件,其中第一导光件为不透光材质且第二导光件为透光材质,且第一导光件的上表面与第二导光件的上表面都位于透镜光轴的附近”的技术方案,以在满足小型化要求的前提下,充分利用光源使近光灯和远光灯的光照强度大幅提高;此外,装置的散热面积可以大幅增加,进而提高散热效率,且可以减少动件的使用。
以上所公开的内容仅为本实用新型的优选可行实施例,并非因此局限本实用新型的权利要求书的保护范围,所以凡是运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本实用新型的权利要求书的保护范围内。
Claims (20)
1.一种光线投射装置,其特征在于,所述光线投射装置包括:
一基座;
一第一光源模块,其设置于所述基座上,其中所述第一光源模块包括一第一发光单元以及一第一反射单元用以反射所述第一发光单元所发出的光线;
一第二光源模块,其设置于所述基座上且位置对应所述第一光源模块,其中所述第二光源模块包括一第二发光单元以及一第二反射单元用以反射所述第二发光单元所发出的光线;
一配光透镜,其位置对应所述第一光源模块与所述第二光源模块,且具有一透镜光轴;以及
一光学模块,其设置于所述基座与所述配光透镜之间,用以使被所述第一反射单元与所述第二反射单元反射的光线投向所述配光透镜;
其中,所述光学模块包括一接近所述基座的第一导光件以及一远离所述基座的第二导光件,所述第一导光件为不透光材质且所述第二导光件为透光材质,且所述第一导光件的一上表面与所述第二导光件的一上表面都位于所述透镜光轴的附近。
2.根据权利要求1所述的光线投射装置,其特征在于,所述第一导光件的所述上表面高于所述第二导光件的所述上表面,且所述第一导光件的所述上表面的垂直投影与所述第二导光件的所述上表面部分地重叠。
3.根据权利要求2所述的光线投射装置,其特征在于,所述第二导光件的所述上表面相对于所述透镜光轴倾斜一预定角度为0度至7.5度之间。
4.根据权利要求3所述的光线投射装置,其特征在于,所述第二导光件的所述上表面具有一反光层。
5.根据权利要求1所述的光线投射装置,其特征在于,所述基座具有一承载面,所述第一光源模块还包括一第一电路基板,所述第一电路基板设置于所述承载面上,且所述第一发光单元电性连接于第一电路基板,所述第二光源模块还包括一第二电路基板,所述第二电路基板设置于所述承载面上,且与所述第一电路基板的位置错开,且所述第二发光单元电性连接于第二电路基板。
6.根据权利要求5所述的光线投射装置,其特征在于,所述第二电路基板的位置比所述第一电路基板更靠近所述光学模块,其中,所述基座具有一从所述承载面延伸形成的定位结构,所述第二电路基板具有一设置有所述第二发光单元的中央区域以及至少一位于所述中央区域一侧的周边区域,且所述周边区域固定连接于所述定位结构。
7.根据权利要求6所述的光线投射装置,其特征在于,所述第二电路基板的一板面与所述第一电路基板的一板面之间具有一垂直距离为0至15毫米。
8.根据权利要求6所述的光线投射装置,其特征在于,所述第二电路基板与所述第一导光件具有一间隙小于或等于3毫米,所述第二导光件的位置对应所述第二光源模块且呈站立状态。
9.根据权利要求7所述的光线投射装置,其特征在于,所述第一导光件呈水平状态。
10.根据权利要求5所述的光线投射装置,其特征在于,所述透镜光轴通过所述第二电路基板或位于所述第二电路基板的上方;所述基座包括多个散热结构,其呈片状且间隔分布在所述第一电路基板与所述第二电路基板的周围。
11.根据权利要求1所述的光线投射装置,其特征在于,所述第二光源模块还包括一遮光件,其设置于所述第二反射单元与所述第二导光件之间,且所述遮光件仅允许所述第二发光单元所发出的有效光线通过。
12.根据权利要求1所述的光线投射装置,其特征在于,所述第一发光单元包括沿一预定方向排列的多个发光组件,所述预定方向与所述透镜光轴夹一预定角度为70度至110度。
13.根据权利要求1所述的光线投射装置,其特征在于,所述第一反射单元为一反射罩且具有一第一底部开口,所述第一反射单元呈向上倾斜设置,所述第一反射单元具有一第一焦点以及一位置对应所述第一焦点的第二焦点,其中,所述第一反射单元的所述第一焦点与所述第二焦点的联机位于所述第一底部开口的附近,且与所述透镜光轴夹一预定角度为大于0度且小于7.5度。
14.根据权利要求1所述的光线投射装置,其特征在于,所述第二反射单元为一反射罩且具有一第二底部开口,所述第二反射单元具有一第一焦点,其中,所述第一反射单元的所述第一焦点与所述配光透镜的一透镜焦点的联机位于所述第二底部开口的附近,且与所述透镜光轴夹一预定角度为大于0度且小于20度。
15.根据权利要求1所述的光线投射装置,其特征在于,所述配光透镜具有一透镜焦点,其位置对应所述第二导光件的所述上表面,所述第二反射单元具有一反射面,且所述反射面定义出至少两条通过所述透镜焦点的光轴。
16.根据权利要求15所述的光线投射装置,其特征在于,所述第二反射单元的所述反射面包括一第一反射曲面、一第二反射曲面以及一连接于所述第一反射曲面与所述第二反射曲面之间的连接面,且所述第一反射曲面的曲率半径不同于所述第二反射曲面的曲率半径。
17.根据权利要求1所述的光线投射装置,其特征在于,所述第一导光件具有两个外侧光学区域及一位于两个所述外侧光学区域之间的中央光学区域,所述第一导光件的上表面包括一第一反射平面、一第二反射平面及一连接于所述第一反射平面与所述第二反射平面之间的反射斜面,所述第一反射平面与所述第二反射平面分别位于两个所述外侧光学区域内,且所述第一反射平面的位置高于所述第二反射平面,所述反射斜面位于所述中央光学区域内。
18.根据权利要求1所述的光线投射装置,其特征在于,所述第二导光件具有两个外侧光学区域及一位于两个所述外侧光学区域之间的中央光学区域,所述第二导光件的所述上表面包括两个第一光学平面及一配置于两个所述第一光学平面之间的台阶式凸状结构,两个所述第一光学平面分别位于两个所述外侧光学区域内,且两个所述第一光学平面共平面,所述台阶式凸状结构位于所述中央光学区域内。
19.根据权利要求18所述的光线投射装置,其特征在于,所述台阶式凸状结构包括一第一光学斜面、一第二光学斜面及一第二光学平面,所述第一光学斜面连接于两个所述第一光学平面的其中一个,所述第二光学斜面连接于两个所述第一光学平面的另外一个,所述第二光学平面连接于所述第一光学斜面与所述第二光学斜面之间,且所述第二光学平面的位置高于第一光学平面,其中,所述第二光学斜面的面积小于第一光学斜面的面积,且所述第二光学斜面的斜率大于所述第一光学斜面的斜率。
20.一种光线投射装置,其特征在于,所述光线投射装置包括:
一基座;
一电路基板,其设置于所述基座上,且具有一第一安装面以及一相对于所述第一安装面的第二安装面;
一第一光源模块,其包括一设置于所述第一安装面上的第一发光单元以及一第一反射单元用以反射所述第一发光单元所发出的光线;
一第二光源模块,其包括一设置于所述第二安装面上的第二发光单元以及一第二反射单元用以反射所述第二发光单元所发出的光线;
一配光透镜,其位置对应所述第一光源模块与所述第二光源模块,且具有一透镜光轴;以及
一光学模块,其设置于所述基座与所述配光透镜之间,用以使被所述第一反射单元与所述第二反射单元反射的光线投向所述配光透镜;
其中,所述光学模块包括一接近所述基座的第一导光件以及一远离所述基座的第二导光件,所述第一导光件为不透光材质且所述第二导光件为透光材质,且所述第一导光件的一上表面与所述第二导光件的一上表面都位于所述透镜光轴的附近。
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