TWI694934B - 微型化光線投射裝置 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種微型化光線投射裝置，其包括一散熱基座、一電路基板、一近光燈模組、一遠光燈模組、一配光透鏡以及一光學結構。電路基板連接於散熱基座且具有一第一安裝面以及一相對於第一安裝面的第二安裝面，近光燈模組與遠光燈模組的位置相對應，其中近光燈模組包括一設置於第一安裝面上的第一發光單元，遠光燈模組包括一設置於第二安裝面上的第二發光單元，配光透鏡的位置對應近光燈模組與遠光燈模組，光學結構設置於散熱基座與配光透鏡之間。藉此，可以兼顧裝置微型化與高照明效率的設計要求。

Description

微型化光線投射裝置

本發明涉及一種光線投射裝置，特別是涉及一種應用於車燈照明的微型化光線投射裝置。

車燈相當於動力車輛(如機車或汽車)的眼睛，對行車安全來說十分重要。常見的車燈光源包括鹵素燈、鹵鎢燈及HID燈(高強度氣體放電燈，High Intensity Discharge Lamp)等。另外，發光二極體(light emitting diode，LED)具備體積小、發光效率高、低耗能及環保等優點，並且其能發出的光遍及可見光和不可見光，發光亮度亦可達到相當程度，因此使用發光二極體(LED)來取代鹵素燈、鹵鎢燈或HID燈作為車燈光源的技術越來越普遍。

舉例來說，第TW M539600號專利案及第TW M536321號專利案均揭露一種燈芯裝置，其可以直接安裝在動力車輛的車燈上。第M539600號專利案所揭露的燈芯裝置是將一LED發光單元配置成直接朝向透鏡出光，以產生近光燈光型，並另外將一LED發光單元與車燈上的反射結構配合，以產生向外投射的光線，進而產生遠光燈光型，其中反射結構具有一類似拋物面的曲面。另外，第TWM536321號專利案所揭露的燈芯裝置包括兩個LED發光單元(即第一LED發光單元與第二LED發光單元)及一反射結構，第一LED發光單元所發出的光線可被反射結構反射而投射到透鏡上，以產生近光燈光型，第二LED發光單元所發出的光線可被反射結構反射而向外投射，以產生遠光燈光型，其中反射結構具有一類似拋物面的曲面。然而，上述裝置的光學設計無法充分利用LED發光單元所產生的光線，以致近光燈與遠光燈的光照強度有不足的疑慮。雖然可以通過增加LED發光單元的數量來提高光照強度，但是此種方式無法滿足微型化的設計要求。

參見本案申請人所擁有的第TW I619624號專利案及第TW I650512號專利案，也有一些燈芯裝置是通過驅動機構來改變導光結構的位置，以切換近光燈和遠光燈。然而，這類裝置由於會使用到動件，整體結構較為複雜，不僅無法進一步縮小體積，裝置的成本亦會增加；此外，動件的使用會伴隨著一定的熱量產生，影響裝置的散熱效率。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種可提供高效率車燈照明的微型化光線投射裝置。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種微型化光線投射裝置，其包括：一散熱基座、一電路基板、一近光燈模組、一遠光燈模組、一配光透鏡以及一光學結構。所述電路基板連接於所述散熱基座，且具有一第一安裝面以及一相對於所述第一安裝面的第二安裝面；所述近光燈模組包括一設置於所述第一安裝面上的第一發光單元以及一第一反射單元用以反射所述第一發光單元所發出的光線；所述遠光燈模組包括一設置於所述第二安裝面上的第二發光單元以及一第二反射單元用以反射所述第二發光單元所發出的光線，其中所述第二發光單元與所述第一發光單元的位置彼此錯開；所述配光透鏡的位置對應所述近光燈模組與所述遠光燈模組；所述光學結構設置於所述散熱基座與所述配光透鏡之間，用以使被所述第一反射單元與所述第二反射單元反射的光線投向所述配光透鏡。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的微型化光線投射裝置，其能通過“電路基板具有一第一安裝面以及一相對於第一安裝面的第二安裝面，近光燈模組包括一設置於第一安裝面上的第一發光單元，遠光燈模組包括一設置於第二安裝面上的第二發光單元，配光透鏡的位置對應近光燈模組與遠光燈模組，光學結構設置於散熱基座與配光透鏡之間”的技術方案，以在完全不影響光照強度的情況下大幅縮減裝置的尺寸。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“微型化光線投射裝置”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

參閱圖1至圖6所示，本發明一實施例提供一種微型化光線投射裝置U，其主要包括：一散熱基座1、一電路基板2、一近光燈模組3、一遠光燈模組4、一配光透鏡5及一光學結構6。本發明的微型化光線投射裝置U可應用於車燈照明，以提供符合歐洲車輛法規(ECE regulation)所規範的近光燈和遠光燈光型，但本發明不限於此。

下面將會先描述散熱基座1、電路基板2、近光燈模組3、遠光燈模組4、配光透鏡5與光學結構6等構成要件的相對關係，再進一步描述各個構成要件的實現方式，以及本發明的光學設計。

電路基板2連接於散熱基座1，且具有一第一安裝面21及一相對於第一安裝面21的第二安裝面22；近光燈模組3與遠光燈模組4的位置相對應，其中近光燈模組3包括一設置於第一安裝面21上的第一發光單元31，遠光燈模組4包括一設置於第二安裝面22上的第二發光單元41，配光透鏡5的位置對應近光燈模組3與遠光燈模組4；光學結構6設置於散熱基座1與配光透鏡5之間。

在本實施例中，第一發光單元31與第二發光單元41的位置彼此錯開，而其以分散熱源的方式達到較佳的熱傳效果；第一發光單元31的出光方向不同於第二發光單元41的出光方向；例如，第一發光單元31的出光方向與第二發光單元41的出光方向相反。當近光燈模組3、配光透鏡5與光學結構6相互配合時，可以產生近光燈光型；當遠光燈模組4、配光透鏡5與光學結構6相互配合時，可以產生遠光燈光型。然而，這些細節只是本實施例所提供可行的實施方式，而並非用以限定本發明。

值得注意的是，本發明的微型化光線投射裝置U將第一發光單元31與第二發光單元41配置於同一塊電路基板2的不同面上，並配合一些特殊光學設計來充分利用第一發光單元31與第二發光單元41所發出的光線，可以在完全不影響光照強度的情況下大幅縮減裝置的尺寸。

如圖7至圖9所示，近光燈模組3或遠光燈模組4所投射出的光線，可通過光學結構6的反射、折射等光學作用以傳遞到配光透鏡5上，再通過配光透鏡5向外投射而產生近光燈光型或遠光燈光型。進一步而言， 光學結構6包括一第一導光部61及一第二導光部62，第一導光部61為不透光材質且設置於電路基板2與配光透鏡5之間，第二導光部62為可透光材質且其位置對應遠光燈模組4；配光透鏡5具有一透鏡光軸51及一位於透鏡光軸51上的透鏡焦點52。值得注意的是，第一導光部61與第二導光部62至少部分地接觸，且第一導光部61的上表面610與第二導光部62的上表面620都位於配光透鏡5的光軸的附近。在一些實施例中，第一導光部61的上表面610與第二導光部62與上表面620的垂直投影相互重合。

參閱圖3至圖7所示，散熱基座1作為整個裝置的基礎，且具有良好的導熱和散熱能力。散熱基座1包括一導熱部11、一定位部12及多個散熱結構13，其中定位部12從導熱部11的一端(如前端)延伸成型，散熱結構13從導熱部11的外壁延伸成型。電路基板2具有一主要區域2a及一位於主要區域2a的一側的周邊區域2b，其中主要區域2a外露於定位部12，且第一發光單元31與第二發光單元41都配置於主要區域2a內，周邊區域2b則固定連接於定位部12。根據實際需要，散熱基座1具有一貫穿導熱部11與定位部12的走線通道(未標號)。在一未繪示的實施例中，可在散熱基座1上加裝散熱風扇(未繪示)，如此可通過強制對流的方式來達到更好的散熱效果。

藉此，散熱基座1能有效移除第一發光單元31與第二發光單元41所產生的熱，從而提高第一發光單元31與第二發光單元41的可靠性和使用壽命。進一步而言，第一發光單元31與第二發光單元41所產生的熱，可先通過電路基板2傳遞到定位部12，再經由導熱部11傳遞到散熱結構13，然後從散熱結構13快速逸散出去。

在本實施例中，散熱基座1的材質可為高導熱金屬(如鋁)，其中定位部12可為一定位凸塊，且電路基板2的周邊區域2b固定連接於定位部12的上表面(未標號)；導熱部11可呈圓筒狀，但不限於此；多個散熱結構13可呈片狀且在導熱部11的外壁上間隔排列。然而，散熱結構13的數量、形狀和排列方式可以根據散熱需要而改變，本發明對其沒有特別的限制。在一些實施例中，導熱部11與散熱結構13可為不同的材質，使導熱部11的導熱性比散熱結構13更好。

電路基板2為一金屬基印刷電路板(MCPCB)，且具有多個線路層(未顯示)；其中上層線路層可作為第一發光單元31的驅動控制電路，下層線路層可作為第二發光單元41的驅動控制電路，中間線路層可作為內部互連線路；又中間線路層也可提供熱傳導路徑，且中間線路層的厚度可大於上層和下層線路層的厚度。在一些實施例中，中間線路層可為具有一定後度的一金屬層。然而，這些細節只是本實施例所提供可行的實施方式，而並非用以限定本發明。

考慮到製造成本與電性傳導路徑，本發明的微型化光線投射裝置U還包括一轉接板7，其也固定連接於散熱基座1的定位部12，且與電路基板2電性連接，用以提供電路基板2向外的電性傳導路徑。在本實施例中，轉接板7為一FR4印刷電路板，且轉接板7與電路基板2通過鎖固方式被一起固定在定位部12的上表面上。然而，這些細節只是本實施例所提供可行的實施方式，而並非用以限定本發明。在一未繪示的實施例中，轉接板7的功能可以被整合到電路基板2上，如此裝置的體積可以更小，而成本也可以更低。

參閱圖3至圖7所示，近光燈模組3還包括一第一反射單元32，其位置對應第一發光單元31，用以反射第一發光單元31所發出的光線。進一步而言，第一反射單元32為一反射罩且具有一反射面，反射面為一多曲率複合曲面，在本實施例中被例示為橢球面。

在本實施例中，第一反射單元32具有一第一焦點32a及一第二焦點32b，第一焦點32a位於第一反射單元32的覆蓋區域內且第二焦點32b位於第一反射單元32的覆蓋區域外，但本發明不以此為限。又第二焦點32b的位置對應光學結構6；例如，第二焦點32b位於第二導光部62的上表面620上，如圖7所示。此外，第二焦點32b位於透鏡光軸51上且與透鏡焦點52重合。然而，這些細節只是本實施例所提供可行的實施方式，而並非用以限定本發明。在一未繪示的實施例中，第一反射單元32的第二焦點32b可位於第二導光部62的上表面620附近，且可偏離透鏡光軸51而不與透鏡焦點52重合。

近光燈模組3的第一發光單元31可為一發光二極體(LED)或發光二極體封裝結構(LED package structure)；第一發光單元31可通過表面貼裝技術(SMT)安裝在電路基板2的第一安裝面21上，且第一發光單元31可配置於第一反射單元32的第一焦點32a上或第一焦點32a的附近。在本實施例中，第一發光單元31為一發光二極體封裝結構且包括至少一個發光二極體晶片(未標號)，在圖3中例示為三個。然而，這些細節只是本實施例所提供可行的實施方式，而並非用以限定本發明。

遠光燈模組4還包括一第二反射單元42，其位置對應第二發光單元41，用以反射第二發光單元41所發出的光線。進一步而言，第二反射單元42為一反射罩且具有一反射面；值得注意的是，第二反射單元42的反射面為一多曲率複雜曲面，其可利用光學模擬設計而產生。在一些實施例中，第二反射單元42的反射面可定義出兩條參考軸線對應於通過第一焦點42a及透鏡焦點52的連線，兩條參考軸線可分別位於第一焦點42a及透鏡焦點52的連線的兩側，且可彼此平行或交錯；兩條參考軸線可定義出第二反射單元42的光軸，用以控制第二反射單元42的光型，但本發明不以此為限。在一些實施例中，第二反射單元42的反射面可以只定義出一條參考軸線，其可位於第一焦點42a及透鏡焦點52的連線的一側，或與第一焦點42a及透鏡焦點52的連線重合。

在本實施例中，第二反射單元42具有一第一焦點42a，且可定義出一光聚集區域42b，第一焦點42a位於第二反射單元42的覆蓋區域內且光聚集區域42b位於第二反射單元42的覆蓋區域外，本發明不以此為限。又光聚集區域42b的位置對應光學結構6；例如，光聚集區域42b位於第二導光部62的上表面620上，如圖7所示。此外，透鏡光軸51通過光聚集區域42b，且透鏡焦點52位於光聚集區域42b內。然而，這些細節只是本實施例所提供可行的實施方式，而並非用以限定本發明。在一未繪示的實施例中，第二反射單元42的光聚集區域42b可位於第二導光部62的上表面620附近，或略微偏下的區域，透鏡光軸51可偏離光聚集區域42b，且透鏡焦點52可位於光聚集區域42b附近。在本實施例中，配光透鏡5具有一介於20 mm至40 mm之間的透鏡口徑，透鏡焦點52與第二反射單元42的第一焦點42a之間的距離大於12 mm，較佳為15 mm至35 mm，且更最佳為18 mm至22 mm。

參閱圖7及圖10所示，為了要提高光線利用率，透鏡光軸51可位於電路基板2的上方，如圖7所示，但不限於此。此外，第二反射單元42可略呈向上傾斜設置，如圖10所示，以充分利用第二發光單元41所發出的光線；進一步而言，第二反射單元42具有一底部開口420，第二反射單元42的第一焦點42a與透鏡焦點52的連線位於第二底部開口420的附近，且第二反射單元42的第一焦點42a與透鏡焦點52的連線與透鏡光軸51夾一預定角度θ4為0度至15度。

參閱圖11所示，根據配光需要，第二反射單元42的反射面可包括一第一反射曲面421、一第二反射曲面422及一連接於第一反射曲面421與第二反射曲面422之間的連接面423，其中第一反射曲面421與一第二反射曲面422各為一多曲率複雜曲面。用語“多曲率複雜曲面”的主要特徵在於，其垂直基礎線或水平基礎線至少有一段不滿足橢圓曲線的要求，即a2-b2不等於c2，其中a表示橢球的1/2長軸，b表示橢球的1/2短軸，c表示橢球的中心點至焦點的距離。在本實施例中，連接面423為前寬後窄狀弧面（以透鏡方向為前），連接面423的存在使得第二反射單元42的擴光效果更佳，使遠光燈模式有更好的表現；然而本發明不以連接面423為前寬後窄狀弧面為限。

遠光燈模組4的第二發光單元41可為一發光二極體(LED)或發光二極體封裝結構(LED package structure)；第二發光單元41可通過表面貼裝技術(SMT)安裝在電路基板2的第二安裝面22上，且第二發光單元41可配置於第二反射單元42的第一焦點32a上或第一焦點32a的附近。在本實施例中，第二發光單元41為一發光二極體封裝結構且包括至少一個發光二極體晶片，在圖4中例示為一個。然而，這些細節只是本實施例所提供可行的實施方式，而並非用以限定本發明。

參閱圖3至圖7，並配合圖12至圖14所示，光學結構6的第一導光部61大致呈水平狀態且第二導光部62呈站立狀態，例如垂直站立狀態或傾斜站立狀態，其中第一導光部61的上表面610的垂直投影與第二導光部62的上表面620部分地重疊。在本實施例中，根據實際需要，第一導光部61的上表面610可具有反光或消光特性。第一導光部61與第二導光部62絕大部分位於第一反射單元32的覆蓋區域內，且第一發光單元31的位置比第二發光單元41更接近第一導光部61，但不限於此；其中第一導光部61為一反光板，其緊鄰於電路基板2且朝接近配光透鏡5的方向延伸，第一導光部61並具有一缺口614，在圖12中例示為弧形缺口。另外，第二導光部62為一透明導光體，其設置於第一導光部61的缺口614處；第二導光部62的材質可為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或矽氧橡膠(silicone rubber)，但不限於此。

值得注意的是，為了要提高光線利用率，透鏡光軸51通過第一導光部61，且第一導光部61的一垂直投影區域涵蓋第二導光部62的絕大部分，如圖6所示，但不限於此。在一未繪示的實施例中，第一導光部61可位於透鏡光軸51下方。又第二導光部62的上表面620相對於透鏡光軸51稍微傾斜一預定角度θ2為大於0度且小於10度，較佳為接近0.5度至7.5度，如圖13所示。此外，根據配光需要，可在第二導光部62的上表面620覆蓋一反光層63，如圖14所示；反光層63可由高反射率材料(如鋁、銀等)形成，但不限於此。藉此，可防止近光燈模組3所投射出的光線從上表面620穿透第二導光部62。

進一步而言，第一導光部61具有一接近電路基板2的內側邊緣(未顯示)及一遠離電路基板2的外側邊緣61a，第二導光部62也具有一接近電路基板2的內側邊緣(未標號)及一遠離電路基板2的外側邊緣62a，其中第一導光部61的外側邊緣61a鄰近於第二導光部62的上表面620，且第一導光部61的外側邊緣61a與第二導光部62的外側邊緣62a之間的最短水平距離為0.2 mm至5 mm，如圖12所示。在本實施例中，第一導光部61的外側邊緣61a可以接觸到第二導光部62的上表面620，如圖13及圖14所示，但不限於此。在一未繪示的實施例中，第一導光部61的外側邊緣61a可以不接觸到第二導光部62的上表面620。

參閱圖12，並配合15所示，第一導光部61可為一薄鋁片衝壓而成，且厚度為大於等於0.1 mm且小於1 mm，較佳為0.2 mm。由於第一導光部61的質地較軟而容易發生形變，第二導光部62的上表面620上一體成型有兩個支撐柱626；每一個支撐柱626具有一平台部6261及定位部6262，其中平台部6261具有一支撐平面用(未標號)以支撐第一導光部61，定位部6262穿過並固定於第一導光部61。藉此，第一導光部61可以被第二導光部62穩固地承托住，而處於預定的位置上。值得一提的是，藉由第二導光部62的支撐柱626，可以確保第一導光部61的形變量維持在一較小的程度，並將第一導光部61準確定位，確保第一導光部61的外側邊緣61a與第二導光部62的外側邊緣62a之間的水平距離不變。然而，這些細節只是本實施例所提供可行的實施方式，而並非用以限定本發明。在一未繪示的實施例中，可通過黏著的方式使第一導光部61與第二導光部62固定在一起。

複參閱圖12所示，下面將描述光學結構6的第一導光部61與第二導光部62的光學設計。第一導光部61的上表面610與第二導光部62的上表面620可共同定義出近光燈照明所需的光型和明暗截止線，從而本發明的微型化光線投射裝置U可以產生符合車輛法規的近光燈光型，其具有清晰的明暗截止線。進一步而言，第一導光部61具有兩個外側反射區域(未標號)及一位於兩個外側反射區域之間的中央反射區域(未標號)；並且，第一導光部61的上表面610包括一第一反射平面611、一第二反射平面612及一連接於第一反射平面611與第二反射平面612之間的反射斜面613，其中第一反射平面611與第二反射平面612分別位於兩個外側反射區域內，且第一反射平面611的位置高於第二反射平面612，反射斜面613則位於中央反射區域內。藉此，本發明的微型化光線投射裝置U可以產生非對稱式光型。在一未繪示的實施例中，為了產生對稱式光型，第一導光部61的上表面610可以只包括相互齊平的第一反射平面611及第二反射平面612。

另外，第二導光部62也具有兩個外側光學區域(未標號)及一位於兩個外側光學區域之間的中央光學區域(未標號)；並且，第二導光部62的上表面620包括一第一光學平面621、一第二光學平面622及一連接於第一光學平面621與第二光學平面622之間的光學斜面623，其中第一光學平面621與第二光學平面622分別位於兩個外側光學區域內，且第一光學平面621的位置高於第二光學平面622，光學斜面623則位於中央光學區域內。藉此，本發明的微型化光線投射裝置U可以產生非對稱式光型。在一未繪示的實施例中，為了產生對稱式光型，第二導光部62的上表面620可以只包括相互齊平的第一光學平面621及第二光學平面622。

複參閱圖3至圖7所示，配光透鏡5通過一透鏡架8與散熱基座1固定在一起，而第一反射單元32、第二反射單元42與光學結構6也固定在透鏡架8上。進一步而言，本發明的微型化光線投射裝置U還包括一安裝單元9，其設置於透鏡架8與散熱基座1之間，而微型化光線投射裝置U可藉由安裝單元9被安裝到車燈的燈座結構(未顯示)上；關於安裝單元9的構造，可參考相同申請人的第106137400號台灣專利，在此不加以贅述。

進一步而言，透鏡架8包括一框體81、一連接結構82及兩個支撐臂83，其中框體81用以承載配光透鏡5，連接結構82與安裝單元9的主體部(未標號)相連接，兩個支撐臂83連接於框體81與連接結構82之間。在本實施例中，框體81、連接結構82與支撐臂83一體成型，配光透鏡5通過卡合方式固定在框體81上，且第一反射單元32、第二反射單元42與光學結構6通過機構結合的方式固定在支撐臂83上。此外，散熱基座1的定位部12穿過安裝單元9，並以前端與連接結構82固定在一起；其中連接結構82可為一片體且具有一開口820，如圖5、圖7所示，且電路基板2從定位部12延伸穿過開口820，從而第一發光單元31的位置可對應第一反射單元32，且第二反射單元42的位置可對應第二反射單元42。

複參閱圖7至圖9所示，使用時，第一發光單元31所發出的其中一光線L1，可被第一反射單元32反射以產生一次反射光線L11投射至第一導光部61的上表面610，而一次反射光線L11可再被第一導光部61的上表面610反射以產生二次反射光線L12從透鏡光軸51的上方投射至配光透鏡5，最後形成近光燈光型的至少一部分。另外，第一發光單元31所發出的另外一光線L2，可被第一反射單元23反射以產生一次反射光線L21投射至第二導光部62的上表面620，而至少一部分的一次反射光線L21可再被第二導光部62的上表面620反射以產生二次反射光線L22從透鏡光軸51的上方投射至配光透鏡5，最後形成近光燈光型的至少一部分；而其他部分的一次反射光線L21可以從上表面620進入到第二導光部62內部並發生多次全反射，直至光能損失殆盡，以滿足近光燈光型的暗區要求。另外，第一發光單元31所發出的另外再一光線L3，可被第一反射單元32反射，以產生一次反射光線L31通過第二導光部62與配光透鏡5之間的中空區域，而從透鏡光軸51的下方投射至配光透鏡5，最後形成近光燈光型的至少一部分。

使用時，第二發光單元41所發出的其中一光線L4，可被第二反射單元42反射以產生一次反射光線L41投射至第二導光部62的入光面624，而一次反射光線L41可通過第二導光部62的入光面624產生一次折射光線L42投射至第二導光部62的上表面620；然後，一次折射光線L42可通過第二導光部62的上表面620產生二次折射光線L43從透鏡光軸51的上方投射至配光透鏡5，最後形成遠光燈光型的至少一部分。另外，第二發光單元41所發出的另外一光線L5，可被第二反射單元42反射以產生一次反射光線L51投射至第二導光部62的入光面624，而一次反射光線L51可通過第二導光部62的入光面624產生一次折射光線L52投射至第二導光部62的上表面620；然後，一次折射光線L52可再被第二導光部62的上表面620反射以產生二次反射光線L53從透鏡光軸51的下方投射至配光透鏡5，最後形成遠光燈光型的至少一部分。另外，第二發光單元41所發出的另外一光線L6，可被第二反射單元42反射以產生一次反射光線L61投射至第二導光部62的入光面624，而一次反射光線L61可通過第二導光部62的入光面624產生一次折射光線L62投射至第二導光部62的出光面625；然後，一次折射光線L62可通過第二導光部62的出光面625產生二次折射光線L63從透鏡光軸51的上方投射至配光透鏡5，最後形成遠光燈光型的至少一部分。

第二導光部62的入光面624與出光面625之間的垂直距離為第二導光部62的厚度，此厚度介於1 mm至12 mm之間，其中以3 mm至7 mm為佳。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的微型化光線投射裝置，其能通過“電路基板具有一第一安裝面以及一相對於第一安裝面的第二安裝面，近光燈模組包括一設置於第一安裝面上的第一發光單元，遠光燈模組包括一設置於第二安裝面上的第二發光單元，配光透鏡的位置對應近光燈模組與遠光燈模組，光學結構設置於散熱基座與配光透鏡之間”的技術方案，以在完全不影響光照強度的情況下大幅縮減裝置的尺寸。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

U:微型化光線投射裝置

1:散熱基座

11:導熱部

12:定位部

13:散熱結構

2:電路基板

2a:主要區域

2b:周邊區域

21:第一安裝面

22:第二安裝面

3:近光燈模組

31:第一發光單元

32:第一反射單元

32a:第一焦點

32b:第二焦點

4:遠光燈模組

41:第二發光單元

42:第二反射單元

42a:第一焦點

42b:光聚集區域

420:底部開口

421:第一反射曲面

422:第二反射曲面

423:連接面

5:配光透鏡

51:透鏡光軸

52:透鏡焦點

6:光學結構

61:第一導光部

61a:外側邊緣

610:上表面

611:第一反射平面

612:第二反射平面

613:反射斜面

614:缺口

62:第二導光部

62a:外側邊緣

620:上表面

621:第一光學平面

622:第二光學平面

623:光學斜面

624:入光面

625:出光面

626:支撐柱

6261:平台部

6262:定位部

63:反光層

7:轉接板

8:透鏡架

81:框體

82:連接結構

820:開口

83:支撐臂

9:安裝單元

θ1、θ2:預定角度

L1、L2、L3、L4、L5、L6:光線

L11、L21、L31、L41、L51、L61:一次反射光線

L42、L52、L62:一次折射光線

L12、L22、L53:二次反射光線

L43、L63:二次折射光線

圖1為本發明的微型化光線投射裝置的其中一立體組合示意圖。

圖2為本發明的微型化光線投射裝置的另外一立體組合示意圖。

圖3為本發明的微型化光線投射裝置的其中一立體分解示意圖。

圖4為本發明的微型化光線投射裝置的另外一立體分解示意圖。

圖5為本發明的微型化光線投射裝置的其中一立體剖面示意圖。

圖6為本發明的微型化光線投射裝置的另外一立體剖面示意圖。

圖7為本發明的微型化光線投射裝置的平面示意圖。

圖8為本發明的微型化光線投射裝置的其中一光線投射示意圖。

圖9為本發明的微型化光線投射裝置的另外一光線投射示意圖。

圖10為本發明的微型化光線投射裝置的局部平面示意圖。

圖11為本發明的微型化光線投射裝置中遠光燈模組的第二反射單元的立體示意圖。

圖12為本發明的微型化光線投射裝置的光學結構的立體示意圖。

圖13為圖7中XIII部分的局部放大圖。

圖14顯示圖13所示光學結構的另一種實施方式。

圖15為本發明的微型化光線投射裝置的光學結構的平面示意圖。

U:微型化光線投射裝置

1:散熱基座

3:近光燈模組

5:配光透鏡

8:透鏡架

9:安裝單元

Claims (23)

1. 一種微型化光線投射裝置，其包括：一散熱基座；一電路基板，其連接於所述散熱基座，且具有一第一安裝面以及一相對於所述第一安裝面的第二安裝面；一近光燈模組，其包括一設置於所述第一安裝面上的第一發光單元以及一第一反射單元用以反射所述第一發光單元所發出的光線；一遠光燈模組，其包括一設置於所述第二安裝面上的第二發光單元以及一第二反射單元用以反射所述第二發光單元所發出的光線，其中所述第二發光單元與所述第一發光單元的位置彼此錯開；一配光透鏡，其位置對應所述近光燈模組與所述遠光燈模組；以及一光學結構，其設置於所述散熱基座與所述配光透鏡之間，用以使被所述第一反射單元與所述第二反射單元反射的光線投向所述配光透鏡；其中，所述光學結構包括一第二導光部，所述第二導光部為可透光材質，且位置對應所述遠光燈模組；所述第二導光部具有一入光面，所述入光面與所述第二反射單元相對設置，且所述第二反射單元反射所述第二發光單元所發出的光線而產生的一次反射光線投射至所述第二導光部的所述入光面，而所述一次反射光線通過所述第二導光部的所述入光面產生一次折射光線。
2. 如申請專利範圍第1項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述光學結構包括一第一導光部，所述第一導光部為不透光材質，且設置於所述電路基板與所述配光透鏡之間，其中，所述配光 透鏡具有一透鏡光軸，所述第一導光部的一上表面與所述第二導光部的一上表面都位於所述透鏡光軸的附近，且所述第一導光部的所述上表面的垂直投影與所述第二導光部的所述上表面部分地重疊。
3. 如申請專利範圍第1項所述的微型化光線投射裝置，其中所述配光透鏡具有一介於20mm至40mm之間的透鏡口徑。
4. 如申請專利範圍第1項所述的微型化光線投射裝置，其中所述配光透鏡的一透鏡焦點與所述第二反射單元的一第一焦點之間的距離大於12mm且小於35mm。
5. 如申請專利範圍第2項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述第一發光單元的位置比所述第二發光單元更接近所述第一導光部。
6. 如申請專利範圍第2項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述第一導光部緊鄰於所述電路基板且朝接近所述配光透鏡的方向延伸，所述第一導光部並具有一缺口，所述第二導光部的位置對應所述缺口。
7. 如申請專利範圍第2項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述第一導光部具有一接近所述電路基板的內側邊緣以及一遠離所述電路基板的外側邊緣，且所述第一導光部的所述外側邊緣鄰近於所述第二導光部的所述上表面。
8. 如申請專利範圍第2項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述第二導光部具有相互平行的一入光面以及一出光面，所述入光面與所述出光面之間的距離介於1mm至12mm之間。
9. 如申請專利範圍第2項所述的微型化光線投射裝置，其中所述第二導光部的所述上表面上設有至少一支撐柱，用以支撐並定位所述第一導光部。
10. 如申請專利範圍第2項所述的微型化光線投射裝置，其中所述 第一導光部為一厚度小於1mm的薄鋁片所形成。
11. 如申請專利範圍第2項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述第二導光部的所述上表面相對於所述透鏡光軸傾斜一預定角度為0.5度至7.5度之間。
12. 如申請專利範圍第11項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述第二導光部具有一接近所述電路基板的內側邊緣以及一遠離所述電路基板的外側邊緣，所述第二導光部的所述外側邊緣與所述第一導光部的所述外側邊緣之間的最短水平距離為0.2mm至5mm。
13. 如申請專利範圍第11項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述第二導光部的所述上表面具有一反光層。
14. 如申請專利範圍第11項所述的微型化光線投射裝置，其中，且所述透鏡光軸通過所述第一導光部。
15. 如申請專利範圍第1項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述散熱基座包括一定位部，所述電路基板具有一主要區域以及一位於所述主要區域的一側的周邊區域，所述周邊區域固定連接於所述定位部，且所述主要區域外露於所述定位部，其中，所述第一發光單元與所述第二發光單元都配置於所述主要區域內。
16. 如申請專利範圍第15項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述散熱基座還包括一導熱部以及多個散熱結構，所述定位部從所述導熱部的一端延伸成型，所述散熱結構從所述導熱部的外壁延伸成型。
17. 如申請專利範圍第15項所述的微型化光線投射裝置，其還包括一轉接板，其固定連接於所述定位部，且與所述電路基板電性連接。
18. 如申請專利範圍第17項所述的微型化光線投射裝置，其中所述 轉接板與所述電路基板被一起固定在所述定位部的一上表面上。
19. 如申請專利範圍第1項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述第二反射單元為一反射罩且具有一底部開口，所述第二反射單元具有一第一焦點，其中，所述第二反射單元的所述第一焦點與所述配光透鏡的一透鏡焦點的連線位於所述第二底部開口的附近，且與所述透鏡光軸夾一預定角度為大於0度且小於15度。
20. 如申請專利範圍第2項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述配光透鏡具有一透鏡焦點，其位置對應所述第二導光部的所述上表面，所述第二反射單元具有一反射面，且所述第二反射單元的所述反射面具有一第一焦點，且定義出兩條位置對應通過所述第一焦點與所述透鏡焦點的一連線的參考軸線，其中，兩條所述參考軸線定義出所述第二反射單元的一光軸。
21. 如申請專利範圍第20項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述反射面包括一第一反射曲面、一第二反射曲面以及一連接於所述第一反射曲面與所述第二反射曲面之間的連接面，且所述第一反射曲面的曲率半徑不同於所述第二反射曲面的曲率半徑。
22. 如申請專利範圍第2項所述的微型化光線投射裝置，其中，所述第一導光部具有兩個外側反射區域及一位於兩個所述外側反射區域之間的中央反射區域，所述第一導光部的所述上表面包括一第一反射平面、一第二反射平面及一連接於所述第一反射平面與所述第二反射平面之間的反射斜面，所述第一反射平面與所述第二反射平面分別位於兩個所述外側反射區域內，且所述第一反射平面的位置高於所述第二反射平面，所述反射斜面位於所述中央反射區域內。
23. 如申請專利範圍第22項所述的微型化光線投射裝置，其中，所 述第二導光部具有兩個外側光學區域及一位於兩個所述外側光學區域之間的中央光學區域，所述第二導光部的所述上表面包括一第一光學平面、一第二光學平面及一連接於所述第一光學平面與所述第二光學平面之間的光學斜面，所述第一光學平面與所述第二光學平面分別位於兩個所述外側光學區域內，且所述第一光學平面的位置高於所述第二光學平面，所述光學斜面位於所述中央光學區域內。

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