CN113685775B - 镜头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种镜头及其制造方法，包含沿镜头的轴向依序设置的第一透镜、导光件及一第二透镜。导光件具有相对的一第一端及一第二端，且导光件的内表面接触第二透镜的至少一部份外缘。

Description

镜头及其制造方法

技术领域

本发明关于一种镜头及其制造方法。

背景技术

于目前的车灯投影镜头中，在镜头出光面容易出现亮度分布不均匀的亮暗区分布现象，例如图1所示，出光面周缘会出现明显暗区，亦即光线无法充满整个车灯镜片范围，导致较差的视觉效果及较低的光利用效率。

背景技术段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在背景技术段落所记载的内容可能包含一些没有构成本领域技术领域普通技术人员的现有技术。在背景技术段落所记载的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域普通技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明的其他目的和优点可以从本发明所记载的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合说明书附图，作详细说明如下。

根据本发明的一个观点，提供一种镜头，包含沿镜头轴向依序设置的第一透镜、导光件及第二透镜，其中导光件具有相对的第一端及第二端，且导光件的内表面接触第二透镜的至少一部份外缘。

根据本发明的另一个观点，提供一种镜头，包含沿镜头轴向设置的具正屈亮度的第一透镜、设有两端开口的导光件以及第二透镜，其中导光件距离第二透镜最远的一端为第一端，导光件距离第二透镜最近的一端为第二端，导光件第二端的内周所围绕出的面积，小于第二透镜的径向面积，且导光件的第二端的开口，设置于镜头沿轴向的有效光区的最窄位置处。

根据本发明的另一个观点，提供一种镜头，包含沿镜头轴向依序设置的第一透镜、导光件及第二透镜，导光件的两端设有开口，导光件的第一端的开口面积大于第二端的开口面积，且第二透镜的至少一部分设于导光件的第二端的开口内，其中导光件的内表面与第二透镜的外缘的相对位置处设有卡掣结构以相互固定。

根据本发明的另一个观点，提供一种镜头，包含导光件、第一透镜及第二透镜。导光件具有相对的第一端及第二端，第一透镜设于导光件的第一端，且第二透镜设于导光件的第二端。导光件的第一端的表面，覆盖第一透镜的至少一部份表面，且导光件的第二端的表面，覆盖第二透镜的至少一部份表面。

根据本发明的上述各个观点，因设置导光件可提高镜头的周缘光量，减少周缘暗区面积并提高整体亮度均匀性，而可提高视觉品味。再者，根据本发明的上述各个观点，因导光件的内表面可接触第二透镜的至少一部份外缘，导光件第二端的开口可设置于镜头沿轴向的有效光区的最窄位置处，或者导光件的第二端表面可覆盖第二透镜的至少一部份表面，如此例如可获得使进入导光件的光线大部分为镜头有效光区外的杂散光的效果，故可回收杂散光减少光能量的损失，进而提高光利用效率。另外，借由导光件内表面与透镜外缘的相对位置处设置卡掣结构的设计，导光件本身即可搭配镜筒获得于镜筒内固定多个透镜的效果，而可省略例如间隔物等用以固定透镜的额外固定件。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所记载的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为镜头的出光面亮度分布图。

图2为本发明一实施例的镜头的剖面结构示意图。

图3为本发明一实施例的导光件的立体示意图。

图4为本发明一实施例的导光件的剖面示意图。

图5显示图2的镜头的出光面亮度分布。

图6A显示未设有导光件的现有设计。

图6B显示本案图2的实施例的X轴照度分布比较图。

图7A显示未设有导光件的现有设计。

图7B显示本案图2的实施例的Y轴照度分布比较图。

图8显示本发明一实施例的镜头的透镜组成示意图。

图9为本发明另一实施例的镜头的剖面结构示意图。

图10为本发明另一实施例的镜头的剖面结构示意图。

图11为本发明另一实施例的镜头的剖面结构示意图。

图12为本发明另一实施例的镜头的剖面结构示意图。

图13为本发明另一实施例的镜头的剖面结构示意图。

图14为本发明另一实施例的镜头的剖面结构示意图。

附图标记说明：

10、10a-10f 镜头

12 导光件

12a 导光件内表面

12b 导光件外表面

12c 导光件凸缘

121 第一端

122 第二端

121a、122a 开口

123a 内周

123b 外周

14 光圈

16 光轴

18 光源

22 镜筒

26 黏着层

I 有效光

IS 杂散光

L1-L4 透镜

LP 透镜凸缘

LS 透镜外缘

M 导光件轴向

N 镜头轴向

PA 周缘暗区

R 粗糙面

S1、S2 表面

S 曲面

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者可能存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能存在居中组件。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图2为本发明一实施例的镜头的剖面结构示意图，图3为本发明一实施例的导光件(light guide)的立体示意图。如图2所示，镜头10可包含一镜筒(图中未显示)，沿镜头轴向N排列的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4，且一导光件12可设于邻近第一透镜L1位置处，镜筒可为环绕镜头轴向N形成容置空间的筒状体，且各个透镜L1-L4及导光件12容置于镜筒内。于本实施例中，导光件12为一种把光源(例如LED)发出的光线导向所需位置的结构件，光源发出的光线会经由导光件12及各个透镜LL-L4传递而不会进入镜筒。导光件12的结构并不限定，例如可为一空心锥体或柱体、导光板或光导管等。第一透镜L1例如可具正屈亮度，第二透镜L2例如可具负屈亮度，且各个透镜的形状可为双凹、双凸、平凹、平凸或新月外型等而不限定。如图2所示，于本实施例中，第一透镜L1、导光件12及第二透镜L2沿镜头轴向N依序设置，导光件12具有相对的一内表面12a及一外表面12b，且导光件12的内表面12a接触第二透镜L2的至少一部份外缘LS。

如图3所示，于本实施例中，导光件12之轴向M的两端，分别为第一端121与第二端122，第一端121具有开口121a且第二端具有开口122a，且第一端开口121a的面积可大于第二端的开口122a的面积。于其他的实施例中，第一端开口121a的面积亦可小于或等于第二端开口122a的面积。于本实施例中，导光件12例示为具有中空圆锥体的外型而不限定，因导光件12为中空体故一端具有相对的一内周123a跟外周123b，举例而言，图3显示的内周123a的虚线所围的范围，代表第二端122的内周123a所围绕出的面积。再者，于一实施例中，可将导光件12配置使第一透镜L1、导光件第一端121、第二透镜L2、导光件第二端122、第三透镜L3沿导光件12的轴向M依序设置。

请再参考图2，于本实施例中，沿着镜头的轴向N可依序设置第一透镜L1、导光件12的第一端121，第二透镜L2、导光件12的第二端122、及第三透镜L3，第二透镜L2可整个或部分设于导光件12的第二端开口122a之内，且导光件12的第二端之内周123a所围绕出的面积(如图3显示的内周123a的虚线所围的范围)，小于第三透镜L3的径向面积。于此，透镜的「径向面积」定义为该透镜沿轴向N投影于与轴向N正交的平面上的面积。再者，于本实施例中，导光件12距离第二透镜L2最近一端(第二端122)的内周所围绕出的面积，小于第二透镜L2的径向面积。于其他的实施例中，亦可设置多于一个的透镜于导光件12内，或者导光件12内可不设置透镜。

请再参考图2，于一实施例中，导光件第一端121到透镜L1的最短距离可小于导光件第二端122到透镜L1的最短距离。再者，于一实施例中，透镜L1可设有相对的第一表面S1和第二表面S2，且导光件第一端121到第一表面S1的最短距离可大于导光件第一端121到第二表面S2的最短距离。另外，镜头10可外加光圈14，光圈14可设于邻近导光件第二端122位置处，且可配置使透镜第一表面S1、透镜第二表面S2、导光件第一端121和光圈14沿轴向N依序排列。于一实施例中，导光件第二端122和光圈14的最短距离可小于20mm但不限定。于另一实施例中，导光件第二端122和光圈14的最短距离可小于10mm，于再另一实施例中，导光件第二端122和光圈14的最短距离可小于5mm。于一实施例中，光圈14可完全落入导光件第二端122的外周123b所圈围出的区域范围内。

图4为本发明一实施例的导光件的剖面示意图。如图4所示，于一实施例中，镜头10的有效光I可为其行进路径会通过第二透镜L2具有屈折力的曲面S并进入第一透镜L1的光线，且有效光I于镜头10的分布区域可视为镜头有效光区(图4的虚线箭头示意地显出部分镜头有效光区)。于本实施例中，导光件12距离第一透镜L1最远一端的开口(图4例示为第二端122的开口122a)，设置于镜头有效光区的沿轴向N上的最窄位置处。再者，于本实施例中，导光件12可配置于镜头10的有效光I分布区域之外，亦即在镜头有效光区外，因此进入导光件12的光线主要为杂散光IS，不会影响有效光I的行进或成像，但本发明不限定于此。于其他的实施例中，导光件12亦可部分位于镜头有效光区内且其余部分位于镜头有效光区外，同样可获得吸收杂散光IS的效果。借由导光件12相对镜头有效光区的位置选择，可视实际需求调整进入到导光件12的杂散光IS及有效光I的光量。另外，由于本实施例利用了杂散光，使杂散光进入导光件并于导光件内全反射行进后出光，提高镜头出光面的光均匀性，因此本实施例可不设置光圈。再者，借由导光件12壁面的适当角度设计，由导光件第二端122进入的杂散光IS(或者加上部分有效光I)可于导光件12内全反射行进再由导光件第一端121出光并导向第一表面S1(镜头出光面)的周缘区域，因此可减少第一表面S1的周缘的暗区，提高镜头出光面的光均匀性。再者，于一实施例中，导光件第一端121可设有粗糙面R(或微结构)以提高出光效率。

图5显示本发明实施例镜片L1的第一表面S1(镜头出光面)的亮度分布，和未加导光件的图1比较，上述实施例可提高镜头的周缘光量，减少周缘暗区PA的面积并提高整体亮度均匀性，而可提高视觉品味。图6A、图6B显示未设有导光件的现有设计与本案图2的实施例的X轴照度分布比较图，图7A、图7B显示未设有导光件的现有设计与本案图2的实施例的Y轴照度分布比较图。由图6A、图6B及图7A、图7B可看出，设有导光件的镜头实施例明显可提高周缘光量而提高整体亮度均匀性。

借由上述各个实施例的设计，因设置导光件12可提高镜头的周缘光量，减少周缘暗区面积并提高整体亮度均匀性，而可提高视觉品味。再者，因进入导光件12的光线可大部分为镜头有效光区外的杂散光IS，故可回收杂散光IS减少光能量的损失，获得提高光利用效率的效果。

图8及下表一显示本发明一实施例的镜头的各个透镜的设计参数及外形。图8显示于一光轴16由影像放大侧OS(例如车灯出光侧)往影像缩小侧IS(例如靠近光源18的入光侧)，依序排列第一透镜L1、第二透镜L2、光圈14、第三透镜L3及第四透镜L4，各个透镜的设计参数及外形如下表一所示。

表一

须注意于上述的各个实施例中，导光件的外形及搭配的透镜数量完全不限定，而可搭配出光需求加以变化。举例而言，如图9所示，镜头10a可仅具有第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3，

且于其他的实施例中，亦可不在导光件12内设置透镜L2，透镜L1可设于导光件第一端121且导光件第一端121的表面覆盖透镜L1的至少一部份表面，透镜L3设于导光件第二端122且导光件第二端122的表面覆盖透镜L3的至少一部份表面。

如图10所示，于另一实施例中，镜头10b的导光件12例如可具有不对称的结构设计(例如导光件12的侧壁可具有不同的倾斜角度)以符合特定的出光需求，且导光件12例如可仅搭配两个透镜L1、L2。再者，于上述的各个实施例中，导光件12若设计为足以带走周缘的大部分杂散光的话，导光件12的一端可作为光阑(stop)而可省略镜头外加的光圈14。再者，于一实施例中，导光件12可由塑料材质(例如PC或PMMA)所构成，且各个透镜可由玻璃材质所构成，但本发明不限定于此。

借由上述各个实施例的设计，本发明可提供一种镜头制造方法实施例。首先，提供一镜筒并固定一第一透镜和第二透镜于镜筒内，且固定设有两端开口的导光件于镜筒内。在导光件的轴向两端，分别为一第一端与一第二端，且第一端的开口面积大于第二端的开口面积。再者，将导光件配置为使第一透镜、导光件的第一端，第二透镜、导光件的第二端沿轴向依序设置，且配置使导光件的内表面接触第二透镜的至少一部份外缘。

如下说明导光件12与透镜间的固定方式的不同实施例。如图11所示，镜头10c的导光件12可形成一凸缘12c，因此导光件12的顶端例如可抵靠透镜L1且凸缘12c例如可压抵透镜L2。借由此一设计，导光件12本身即可搭配镜筒22获得于镜筒22内固定多个透镜的效果，而可省略例如间隔物(spacer)等用以固定透镜的额外固定件。如图12所示，于另一实施例中，亦可使透镜L2形成一凸缘LP，镜头10d的导光件12的顶端可抵靠透镜L1且底端可压抵透镜L2的凸缘LP，同样可获得仅利用导光件12于镜筒22固定多个透镜的效果。于一实施例中，导光件凸缘12c或透镜凸缘LP可为环形。于上述的实施例中，凸缘12c设于导光件12的内表面且凸缘LP设于透镜L2的外缘，但其并不限定。于本发明的各个实施例中，使导光件与透镜相互固定的卡掣结构的位置、外型、结构形式并不限定，且借由卡掣结构固定的透镜不限定为例示的透镜L2。

于另一实施例中，亦可将导光件12与至少一透镜以镜片模内射出的方式一体成型，例如图13所示，镜头10e的导光件12可与至少一透镜(例如透镜L2)模内一体射出成型后，导光件12的顶端可抵靠透镜L1使各个透镜于镜筒22内保持固定。于另一实施例中，如图14所示，亦可于镜头10f的透镜L2外缘或导光件12的内表面形成粗糙面R，借由摩擦阻力使透镜L2相对导光件12保持固定而不会于镜头轴向上滑移，或者透镜L2与导光件12间可设置例如点胶层之类的黏着层26，使透镜L2黏合导光件12并抵靠镜筒22，获得于镜筒22内保持固定的效果。

虽然本发明已以较佳实施例记载如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术普通人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。另外，本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所记载的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (10)

1.一种镜头，其特征在于，该镜头包含：

沿该镜头的一轴向依序设置的一第一透镜、一导光件及一第二透镜，该导光件具有相对的一第一端及一第二端，该第一端及该第二端分别具有开口，该第一端的开口面积大于该第二端的开口面积，该导光件为空心结构，且该导光件的内表面接触该第二透镜的至少一部份外缘。

2.一种镜头，其特征在于，该镜头包含：

沿该镜头的一轴向设置的一具正屈亮度的第一透镜、一设有两端开口的导光件以及一第二透镜，该导光件距离该第二透镜最远的一端为一第一端，该导光件距离该第二透镜最近的一端为第二端，该第一端的开口面积大于该第二端的开口面积，该导光件为空心结构，该导光件第二端的内周所围绕出的面积，小于该第二透镜的径向面积，该导光件的该第二端的开口，设置于该镜头沿该轴向的有效光区的最窄位置处，且该第二透镜的至少一部分设于该导光件内。

3.一种镜头，其特征在于，该镜头包含：

沿该镜头的一轴向依序设置的一第一透镜、一导光件及一第二透镜，该导光件的两端设有开口，该导光件的第一端的开口面积大于第二端的开口面积，该导光件为空心结构，且该第二透镜的至少一部分设于该导光件内，该导光件的内表面与该第二透镜的外缘的相对位置处设有卡掣结构以相互固定。

4.如权利要求3所述的镜头，其特征在于，该卡掣结构包含如下结构的至少其中之一：

(a)形成于该导光件的一凸缘；

(b)形成于该第二透镜的一凸缘；

(c)设于该导光件与该第二透镜之间的粗糙面；

(d)设于该导光件与该第二透镜之间的黏着层。

5.如权利要求1-3中任一项所述的镜头，其特征在于，该镜头满足下列条件其中之一：

(1)该第二透镜与该导光件一体模内成型；

(2)该第二透镜具有负屈亮度。

6.如权利要求1-3中任一项所述的镜头，其特征在于，该镜头包含一第三透镜，且该导光件的第二端的内周所围绕出的面积，小于该第三透镜的径向面积。

7.一种镜头，其特征在于，该镜头包含：

一导光件，具有相对的一第一端及一第二端，该第一端及该第二端分别具有开口，该第一端的开口面积大于该第二端的开口面积，且该导光件为空心结构；

一第一透镜，设于该导光件的该第一端，该导光件的该第一端的表面，覆盖该第一透镜的至少一部份表面；以及

一第二透镜，设于该导光件的该第二端，该导光件的该第二端的表面，覆盖该第二透镜的至少一部份表面。

8.如权利要求1-3、7中任一项所述的镜头，其特征在于，该镜头包含：

一光圈，邻近该第二端，该第二端和该光圈的最短距离小于20mm，且该光圈完全落入该导光件第二端的外周所圈围出的区域范围内。

9.如权利要求1-3、7中任一项所述的镜头，其特征在于，该镜头满足下列条件其中之一：

(1)至少部分该导光件配置于该镜头的有效光分布区域之外；

(2)该导光件为一中空圆锥体。

10.一种镜头制造方法，其特征在于，该镜头制造方法包含：

提供一镜筒；

固定一第一透镜和第二透镜于该镜筒内；以及

固定设有两端开口的导光件于该镜筒内，该导光件为空心结构，在该导光件的轴向两端，分别为一第一端与一第二端，该第一端的开口面积大于该第二端的开口面积，且将该导光件配置为使该第一透镜、该导光件的该第一端，该第二透镜、该导光件的该第二端沿该轴向依序设置，且配置使该导光件的内表面接触该第二透镜的至少一部份外缘。