TWI698613B

TWI698613B - 高效率光線投射裝置

Info

Publication number: TWI698613B
Application number: TW108128074A
Authority: TW
Inventors: 王正
Original assignee: 誠益光電科技股份有限公司
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2020-07-11
Also published as: TW202107007A

Abstract

本發明公開一種高效率光線投射裝置，其包括一基座、一第一光源模組、一第二光源模組、一配光透鏡以及一光學模組。第一光源模組與第二光源模組都設置於基座上且彼此的位置相對應，配光透鏡的位置對應第一光源模組與第二光源模組，光學模組設置於基座與配光透鏡之間。光學模組包括一接近基座的第一導光件以及一遠離基座的第二導光件，其中第一導光件為不透光材質且第二導光件為透光材質，且第一導光件的一上表面與第二導光件的一上表面都位於配光透鏡的光軸附近。藉此，可以較小的裝置尺寸實現高效率的車燈照明。

Description

高效率光線投射裝置

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高效率光線投射裝置。

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高效率光線投射裝置。

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，提供一種高效率光線投射裝置，其包括：一基座、一第一光源模組、一第二光源模組、一配光透鏡以及一光學模組。所述第一光源模組設置於所述基座上，其中所述第一光源模組包括一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；所述第二光源模組設置於所述基座上且位置對應所述第一光源模組，其中所述第二光源模組包括一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；所述配光透鏡的位置對應所述第一光源模組與所述第二光源模組，且具有一透鏡光軸；所述光學模組設置於所述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。所述光學模組包括一接近所述基座的第一導光件以及一遠離所述基座的第二導光件，所述第一導光件為不透光材質且所述第二導光件為透光材質，且所述第一導光件的一上表面與所述第二導光件的一上表面都位於所述透鏡光軸的附近。

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，提供一種高效率光線投射裝置，其包括：一基座、一電路基板、一第一光源模組、一第二光源模組、一配光透鏡以及一光學模組。所述電路基板設置於所述基座上，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；所述第一光源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；所述第二光源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；所述配光透鏡的位置對應所述第一光源模組與所述第二光源模組，且具有一透鏡光軸；所述光學模組設置於所述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。所述光學模組包括一接近所述基座的第一導光件以及一遠離所述基座的第二導光件，所述第一導光件為不透光材質且所述第二導光件為透光材質，且所述第一導光件的一上表面與所述第二導光件的一上表面都位於所述透鏡光軸的附近。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的高效率光線投射裝置，其能通過“光學模組設置於基座與配光透鏡之間，且包括一接近基座的第一導光件及一遠離基座的第二導光件，其中第一導光件為不透光材質且第二導光件為透光材質，且第一導光件的上表面與第二導光件的上表面都位於透鏡光軸的附近”的技術方案，以在滿足小型化要求的前提下，充分利用光源使出光強度大幅提高。

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。

Z:高效率光線投射裝置

1:基座

100:承載面

11:定位結構

110:斜面

12:散熱結構

2:第一光源模組

21:第一電路基板

211:第一安裝面

212:第二安裝面

22:第一發光單元

220:第一出光面

221:發光二極體晶片

23:第一反射單元

23a:第一焦點

23b:第二焦點

230:第一底部開口

231:第一光學曲面

232:第二光學曲面

233:第三光學曲面

3:第二光源模組

31:第二電路基板

311:中央區域

312:周邊區域

313:板面

32:第二發光單元

320:第二出光面

33:第二反射單元

33a:第一焦點

33b:光聚集區域

330:第二底部開口

331:第一反射曲面

332:第二反射曲面

333:連接面

34:遮光件

340:開口

4:配光透鏡

41:透鏡光軸

42:透鏡焦點

5:光學模組

51:第一導光件

51a:中央光學區域

51b:外側光學區域

510:上表面

511:第一反射平面

512:第二反射平面

513:反射斜面

514:缺口

52:第二導光件

52a:中央光學區域

52b:外側光學區域

520:上表面

521:入光面

522:出光面

523、525:第一光學平面

524:台階式凸狀結構

5241:第一光學斜面

5242:第二光學斜面

5243:第二光學平面

526:第二光學平面

527:光學斜面

53:反光層

E:預定方向

θ1、θ2、θ3、θ4、θ5:預定角度

D1:水平距離

D2、D3:垂直距離

L1、L2、L3、L4、L5:光線

L11、L21、L31、L41、L51:一次反射光線

L12、L22、L43:二次反射光線

L42、L52:一次折射光線

L53:二次折射光線

T:直線

圖1為本發明的高效率光線投射裝置的其中一立體組合示意圖。

圖2為本發明的高效率光線投射裝置的另外一立體組合示意圖。

圖3為本發明的高效率光線投射裝置的其中一立體分解示意圖。

圖4為本發明的高效率光線投射裝置的另外一立體分解示意圖。

圖5為本發明的高效率光線投射裝置的其中一立體剖面示意圖。

圖6為本發明的高效率光線投射裝置的另外一立體剖面示意圖。

圖7為本發明的高效率光線投射裝置的其中一平面示意圖。

圖8為本發明的高效率光線投射裝置的其中一光線投射示意圖。

圖9為本發明的高效率光線投射裝置的另外一光線投射示意圖。

圖10為本發明的高效率光線投射裝置的局部俯視示意圖。

圖11顯示本發明的高效率光線投射裝置的基座、第一光源模組與配光透鏡的相對關係。

圖12為本發明的高效率光線投射裝置的俯視示意圖。

圖13為本發明的高效率光線投射裝置的局部平面示意圖。

圖14顯示本發明的高效率光線投射裝置的基座、第二光源模組與配光透鏡的相對關係。

圖15為本發明的第二光源模組的第二反射單元的立體示意圖。

圖16為本發明的高效率光線投射裝置的光學模組的其中一立體示意圖。

圖17為圖7中XVII部分的局部放大圖。

圖18顯示圖17所示光學模組的另一種實施方式。

圖19為本發明的高效率光線投射裝置的光學模組的另外一立體示意圖。

圖20為本發明的高效率光線投射裝置的另外一平面示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“高效率光線投射裝置”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。

[第一實施例]

參閱圖1至圖6所示，本發明第一實施例提供一種高效率光線投射裝置Z，其主要包括：一基座1、一第一光源模組2、一第二光源模組3、一配光透鏡4及一光學模組5。本發明的高效率光線投射裝置Z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。

下面會先描述基座1、第一光源模組2、第二光源模組3、配光透鏡4與光學模組5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。

第一光源模組2與第二光源模組3都設置於基座1上且彼此的位置相對應，配光透鏡4的位置對應第一光源模組2與第二光源模組3，光學模組5設置於基座1與配光透鏡4之間。在本實施例中，當第一光源模組2、配光透鏡4與光學模組5相互配合時，可以產生近光燈光型；當第二光源模組3、配光透鏡4與光學模組5相互配合時，可以產生遠光燈光型。然而，上述所舉的例子只是其中一可行的實施例而並非用以限定本發明。

值得注意的是，如圖7至圖9所示，光學模組5可以使第一光源模組2或第二光源模組3所投射出的光線發生反射、折射等光學作用，並通過配光透鏡4向外投射，以產生近光燈光型或遠光燈光型。進一步而言，光學模組5包括一接近基座1的第一導光件51及一遠離基座1的第二導光件52，其中第一導光件51為不透光材質且第二導光件52為透光材質，且第一導光件51的一上表面510與第二導光件52的一上表面520都位於配光透鏡4的光軸附近。

參閱圖3至圖7所示，基座1作為整個裝置的基礎，其具有一承載面100及一從承載面100延伸形成的定位結構11。第一光源模組2包括一第一電路基板21、一第一發光單元22及一第一反射單元23，其中第一電路基板21設置於承載面100上，第一發光單元22電性連接於第一電路基板21，第一反射單元23的位置對應第一發光單元22，用以反射第一發光單元22所發出的光線。第二光源模組3包括一第二電路基板31、一第二發光單元32及一第二反射單元33，其中第二電路基板31固定連接於定位結構11，第二發光單元32電性連接於第二電路基板31，第二反射單元33的位置對應第二發光單元32，用以反射第二發光單元32所發出的光線。在一未繪示的實施例中，基座1可不包括定位結構11，而第二電路基板31也設置於承載面100上，且與第一電路基板21的位置錯開。

在本實施例中，定位結構11為一定位凸塊，第二電路基板31具有一用於設置第二發光單元32的中央區域311及至少一位於中央區域311一側的周邊區域312，其中至少一周邊區域312固定連接於定位結構11的上表面(未標號)，且中央區域311外露於定位結構11。此外，第一電路基板21與第二電路基板31大致呈水平配置，第一發光單元22的出光方向不同於第二光源模組3的第二發光單元32的出光方向；例如，第一發光單元22的出光方向與第二發光單元32的出光方向相反。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。

較佳地，基座1具有良好的導熱和散熱能力，以有效移除第一發光單元22與第二發光單元32所產生的熱，從而提高第一發光單元22與第二發光單元32的可靠性和使用壽命。進一步而言，第一發光單元22所產生的熱可先通過第一電路基板21傳遞到基座1，再通過散熱結構12快速逸散出去；第二發光單元32所產生的熱可先通過第二電路基板31傳遞到基座1，再通過散熱結構12快速逸散出去。

在本實施例中，基座1的材料可為高導熱金屬(如鋁)，且基座1可包括多個散熱結構12；散熱結構12的數量、形狀和分佈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。例如，基座1的多個散熱結構12可呈片狀且間隔分佈在第一電路基板21與第二電路基板31的周圍。

參閱圖3至圖7所示，第一光源模組2的第一反射單元23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。第一反射單元23具有一第一焦點23a及一第二焦點23b，第一焦點23a位於第一反射單元23的覆蓋區域內，且第二焦點23b位於第一反射單元23的覆蓋區域外，較佳為覆蓋區域的邊緣附近。又第二焦點23b的位置對應光學模組5；例如，第二焦點23b位於第二導光件52的上表面520上，如圖7所示。此外，配光透鏡4具有一透鏡光軸41及一位於透鏡光軸41上的透鏡焦點42，第一反射單元23的第二焦點23b可位於透鏡光軸41上且與透鏡焦點42重合；或者，第一反射單元23的第二焦點23b可偏離透鏡光軸41且位於透鏡焦點42附近。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。

第一光源模組2的第一發光單元22可為一發光二極體(LED)或發光二極體封裝結構(LED package structure)；例如，第一發光單元22為一發光二極體封裝結構且包括多個發光二極體晶片221，在圖3中例示為四個。此外，第一發光單元22可配置於第一反射單元23的第一焦點23a上或第一焦點23a的附近。第一光源模組2的第一電路基板21可為一金屬基印刷電路板(MCPCB)，且具有第一發光單元22的驅動控制電路，而第一發光單元22可通過表面貼裝技術(SMT)安裝在第一電路基板21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。

參閱圖10所示，第一發光單元22的多個發光二極體晶片221可沿一預定方向E排列，且預定方向E與透鏡光軸41夾一預定角度θ1為70度至110度。藉此，可以達到所需的配光效果，例如可降低或加強特定照明區域的亮度。

參閱圖11所示，根據配光需要，第一反射單元23可略呈上傾斜設置或水平設置。進一步而言，第一反射單元23具有一第一底部開口230，第一反射單元23的第一焦點23a與第二焦點23b的連線位於第一底部開口230的附近，且第一反射單元23的第一焦點23a與第二焦點23b的連線與透鏡光軸41夾一預定角度θ2為0度至30度，較佳為0度至7.5度，且更佳為3.5度至5度。

參閱圖12所示，根據配光需要，第一反射單元23的反射面可包括一第一光學曲面231、一第二光學曲面232及一第三光學曲面233，其由內向外分佈。第一光學曲面231與第三光學曲面233都可提供擴光效果，其中第一光學曲面231的面積大於第三光學曲面233的面積，從而第一光學曲面231所提供的擴光效果更加明顯；第二光學曲面232連接於第一光學曲面231與第三光學曲面233之間，且可提供聚光效果。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所示，第二光源模組3位於第一反射單元23的覆蓋區域內，第二光源模組3的第二反射單元33為一反射罩且具有一反射面；值得注意的是，第二反射單元33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。在本實施例中，第二反射單元33可定義出至少兩條通過光聚集區域33b附近的光軸(未顯示)，且這些光軸會通過第二發光單元32，如此可以使得第二反射單元33的擴光效果更佳明顯，以符合車燈法規要求；需要說明的是，這些兩條光軸可以彼此平行或不平行，或至少有一條光軸與透鏡光軸平行。在其他實施例中，第二反射單元33可以只有一條光軸。

第二反射單元33具有一第一焦點33a，且可定義出一光聚集區域33b，第一焦點33a位於第二反射單元33的覆蓋區域內且光聚集區域33b位於第二反射單元33的覆蓋區域外。又光聚集區域33b的位置對應光學模組5；例如，光聚集區域33b可位於第二導光件52的上表面520上，如圖7所示，或是位於第二導光件52的上表面520附近。此外，透鏡光軸41可通過光聚集區域33b，且透鏡焦點42可位於光聚集區域33b內；或者，透鏡光軸41可偏離光聚集區域33b，且透鏡焦點42可位於光聚集區域33b附近。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。

第二光源模組3的第二發光單元32可為一發光二極體(LED)或發光二極體封裝結構(LED package structure)；例如，第二發光單元32為一發光二極體封裝結構且包括多個發光二極體晶片221，在圖4中例示為兩個。此外，第二發光單元32可配置於第二反射單元33的第一焦點33a上或第一焦點33a的附近。第二光源模組3的第二電路基板31可為一金屬基印刷電路板(MCPCB)，且具有第二發光單元32的驅動控制電路，而第二發光單元32可通過表面貼裝技術(SMT)安裝在第二電路基板31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。

參閱圖13所示，基座1的定位結構11可具有一面向第一發光單元22的斜面110，其可定義出一條通過第一發光單元22的光源中心點與定位結構11的上表面邊緣的直線T，且此直線與透鏡光軸41的夾一預定角度θ3小於70度，以避免遮擋到第一發光單元22所發出的光線。此外，第一發光單元22與第二發光單元32之間具有一水平距離D1為約25mm；第一發光單元22具有一第一出光面220，第二發光單元32具有一第二出光面320，且第一出光面220與第二出光面320之間具有一垂直距離D2為0mm至10mm；第一電路基板21的第一安裝面211與第二電路基板31的板面311之間具有一垂直距離D3為0mm至15mm。為提高光線的利用率，透鏡光軸41可通過第一出光面220，或者，透鏡光軸41可通過第二出光面320或位於第二出光面320的附近，即透鏡光軸41可通過第二電路基板31或位於第二電路基板31的上方。

參閱圖14所示，第二反射單元33可略呈向上傾斜設置，以充分利用第二發光單元32所發出的光線；進一步而言，第二反射單元33具有一第二底部開口330，第二反射單元33的第一焦點33a與透鏡焦點42的連線位於第二底部開口330的附近，且第二反射單元33的第一焦點33a與透鏡焦點42的連線與透鏡光軸41夾一預定角度θ4為0度至20度。

參閱圖15所示，根據配光需要，第二反射單元33的反射面可包括一第一反射曲面331、一第二反射曲面332及一連接於第一反射曲面331與第二反射曲面332之間的連接面333，且第一反射曲面331與一第二反射曲面332各為一多曲率複雜曲面。此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。

參閱圖3至圖6，並配合圖16至圖18所示，光學模組5的第一導光件51與第二導光件52呈分離設置，其中第一導光件51大致呈水平狀態，且第一導光件51的一部分位於第一反射單元23的覆蓋區域內；在本實施例中，根據實際需要，第一導光件51的上表面510可具有反光或消光特性。光學模組5的第二導光件52呈站立狀態，且第二導光件52位於第一反射單元23的覆蓋區域外。值得說明的是，第二導光件52可呈垂直站立狀態或傾斜站立狀態。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。

在本實施例中，第一導光件51為一反光板，其緊鄰於第二電路基板31，且朝接近配光透鏡4的方向延伸，其中第一導光件51具有一缺口514；第二導光件52為一導光體，其設置於第一導光件51的缺口514處，且位置對應第二光源模組3。較佳地，第一導光件51的上表面510與第二電路基板31的板面(未標號)大致齊平，第一導光件51與第二電路基板31的間隙須小於或等於3mm。

在一未繪示的實施例中，為了進一步縮減裝置的尺寸，可將第一導光件51與第二導光件52整合為一體，即第一導光件51與第二導光件52至少有一處相連接。此外，可將第一導光件51的一部分配置於第二電路基板31上方，使第一導光件51與第二電路基板31之間沒有間隙存在。

進一步而言，第二導光件52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。第二導光件52與第一導光件51的缺口514的形狀和尺寸大致相匹配；如圖16所示，第一導光件51的缺口514例示為弧形缺口且第二導光件52被例示為弧狀，但不限於此。值得注意的是，第一導光件51的上表面510高於第二導光件52的上表面520，且第一導光件51的上表面510的垂直投影與第二導光件52的上表面520部分地重疊；又第二導光件52的上表面520可為一平面或斜面，且第二導光件52的上表面520相對於透鏡光軸41傾斜一預定角度θ5可為0度至10度，較佳為0度至7.5度，如圖17所示。

如圖18所示，根據配光需要，可在第二導光件52的上表面520形成一反光層53，其可由高反射率材料(如鋁、銀等)形成；藉此，可以防止第一光源模組2所投射出的光線從上表面520穿透第二導光件52，並且可以增加近光燈在明暗截止線下方的光效。此外，如圖3所示，第二導光件52具有一入光面521及一相對於入光面521的出光面522，且第二發光單元32與出光面522的最短距離為10mm至50mm。

參閱圖3至圖7所示，第二光源模組3可進一步包括一遮光件34，其設置於第二反射單元33與第二導光件52之間，且遮光件34具有一僅允許第二發光單元32所發出的有效光線通過的開口340。進一步而言，遮光件34可為一遮光板且呈垂直站立狀態，但不限於此。藉此，可以防止第二光源模組3所投射出的光線未按照規劃的光路徑向外射出，造成所需的照明圖案外有雜光產生。本文中術語“有效光線”是指能對所需的照明光型(或稱照明圖案)產生貢獻的光線。

參閱圖16所示，下面將描述光學模組5的第一導光件51與第二導光件52的光學設計，此光學設計能產生符合車燈法規ECE R123規範的近光燈明暗截止線。第一導光件51具有兩個外側光學區域51a及一位於兩個外側光學區域51a之間的中央光學區域51b；並且，第一導光件51的上表面510包括一第一反射平面511、一第二反射平面512及一連接於第一反射平面511與第二反射平面512之間的反射斜面513，其中第一反射平面511與第二反射平面512分別位於兩個外側光學區域51a內，且第一反射平面511的位置高於第二反射平面512，反射斜面513則位於中央光學區域51b內。

另外，第二導光件52也具有兩個外側光學區域52a及一位於兩個外側光學區域52a之間的中央光學區域52b；並且，第二導光件52的上表面520包括兩個第一光學平面523及一配置於兩個第一光學平面523之間的台階式凸狀結構524，其中兩個第一光學平面523分別位於兩個外側光學區域52a內，且兩個第一光學平面523大致齊平，台階式凸狀結構524則位於中央光學區域52b內。

值得注意的是，台階式凸狀結構524包括一第一光學斜面5241、一第二光學斜面5242及一第二光學平面5243，如圖1所示；其中第一光學斜面5241連接於兩個第一光學平面523的其中一個，第二光學斜面5242連接於兩個第一光學平面523的另外一個，第二光學平面5243連接於第一光學斜面5241與第二光學斜面5242之間，且第二光學平面5243的位置高於第一光學平面523。進一步而言，第一光學斜面5241與第二光學斜面5242朝不同的方向傾斜，第二光學斜面5242的面積小於第一光學斜面5241的面積，且第二光學斜面5242的斜率(或傾斜角)大於第一光學斜面5241的斜率(或傾斜角)。此外，第二光學斜面5242所投射出的光線，緊鄰於近光燈光型的垂直中心線。

參閱圖7至圖9所示，使用時，第一發光單元22所發出的其中一光線L1，可被第一反射單元23反射以產生一次反射光線L11投射至第一導光件51的上表面510，而一次反射光線L11可再被第一導光件51的上表面510反射以產生二次反射光線L12從透鏡光軸41的上方投射至配光透鏡4，最後形成近光燈光型的至少一部分。另外，第一發光單元22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投射至第二導光件52的上表面520，而一次反射光線L21可再被第二導光件52的上表面520反射以產生二次反射光線L22從透鏡光軸41的上方投射至配光透鏡4，最後形成近光燈光型的至少一部分。另外，第一發光單元22所發出的另外再一光線L3，可被第一反射單元23反射以產生一次反射光線L31通過第二導光件52與配光透鏡4之間的中空區域，進而從配光透鏡4下方射出，最後形成近光燈光型的至少一部分。

使用時，如圖9所示，第二發光單元32所發出的其中一光線L4，可被第二反射單元33反射以產生一次反射光線L41，且一次反射光線L41通過遮光件34的開口340投射至第二導光件52的入光面521，以產生一次折射光線L42投射至第二導光件52的上表面520；然後，一次折射光線L42可再被第二導光件52的上表面520反射以產生二次反射光線L43從透鏡光軸41的下方投射至配光透鏡4，最後形成遠光燈光型的至少一部分。第二發光單元32所發出的另外一光線L5，可被第二反射單元33反射以產生一次反射光線L51，且一次反射光線L51通過遮光件34的開口340投射至第二導光件52的入光面521，以產生一次折射光線L52投射至第二導光件52的出光面522；然後，一次折射光線L52通過第二導光件52的出光面522產生二次折射光線L53投射至配光透鏡4，最後形成遠光燈光型的至少一部分。

[第二實施例]

參閱圖19，並圖1至圖6所示，本發明第二實施例提供一種高效率光線投射裝置Z，其與第一實施例的差異在於光學模組5的光學設計，此光學設計能產生符合車燈法規ECE R112規範的近光燈明暗截止線。

進一步而言，光學模組5的第二導光件52的上表面520包括一第一光學平面525、一第二光學平面526及一連接於第一光學平面525與第二光學平面526之間的光學斜面527，其中第一光學平面525與第二光學平面526分別位於兩個外側光學區域52a內，且第一光學平面525的位置高於第二光學平面526，光學斜面527則位於中央光學區域52b內；藉此，高效率光線投射裝置Z可以產生非對稱式光型。在其他實施例中，為了產生對稱式光型，第二導光件52的上表面520可以只包括相互齊平的第一光學平面525及第二光學平面526。

[第三實施例]

參閱圖20，並圖1至圖6所示，本發明第三實施例提供一種高效率光線投射裝置Z，其與前述實施例的差異在於，將第一光源模組2的第一電路基板21與第二光源模組3的第二電路基板31的功能整合一起，即整合在同一塊板上，以縮短傳熱路徑，並可以縮減裝置的尺寸。

進一步而言，第一光源模組2的第一電路基板21具有一第一安裝面211及一相對於第一安裝面211的第二安裝面212，第一光源模組2的第一發光單元22設置於第一安裝面211上，第二光源模組3的第二發光單元32設置於第二安裝面212上，且與第一發光單元22的位置錯開。

在本實施例中，第二光源模組3不包括第二電路基板31；第一光源模組2的第一電路基板21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22的驅動控制電路，下層線路層可作為第二發光單元32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。藉此，以在完全不影響光照強度的情況下大幅縮減裝置的尺寸。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的高效率光線投射裝置，其能通過“光學模組設置於基座與配光透鏡之間，且包括一接近基座的第一導光件及一遠離基座的第二導光件，其中第一導光件為不透光材質且第二導光件為透光材質，且第一導光件的上表面與第二導光件的上表面都位於透鏡光軸的附近”的技術方案，以在滿足小型化要求的前提下，充分利用光源使近光燈和遠光燈的光照強度大幅提高；此外，裝置的散熱面積可以大幅增加，進而提高散熱效率，且可以減少動件的使用。

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。

Z:高效率光線投射裝置

1:基座

2:第一光源模組

4:配光透鏡

5:光學模組

Claims

一種高效率光線投射裝置，其包括：一基座；一第一光源模組，其設置於所述基座上，其中所述第一光源模組包括一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；一第二光源模組，其設置於所述基座上且位置對應所述第一光源模組，其中所述第二光源模組包括一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；一配光透鏡，其位置對應所述第一光源模組與所述第二光源模組，且具有一透鏡光軸；以及一光學模組，其設置於所述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，所述光學模組包括一接近所述基座的第一導光件以及一遠離所述基座的第二導光件，所述第一導光件為不透光材質且所述第二導光件為透光材質，且所述第一導光件的一上表面與所述第二導光件的一上表面都位於所述透鏡光軸的附近。
如申請專利範圍第1項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第一導光件的所述上表面高於所述第二導光件的所述上表面，且所述第一導光件的所述上表面的垂直投影與所述第二導光件的所述上表面部分地重疊。
如申請專利範圍第2項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第二導光件的所述上表面相對於所述透鏡光軸傾斜一預定角度為0度至7.5度之間。
如申請專利範圍第3項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第二導光件的所述上表面具有一反光層。
如申請專利範圍第1項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述基座具有一承載面，所述第一光源模組還包括一第一電路基板，所述第一電路基板設置於所述承載面上，且所述第一發光單元電性連接於第一電路基板，所述第二光源模組還包括一第二電路基板，所述第二電路基板設置於所述承載面上，且與所述第一電路基板的位置錯開，且所述第二發光單元電性連接於第二電路基板。
如申請專利範圍第5項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第二電路基板的位置比所述第一電路基板更靠近所述光學模組，其中，所述基座具有一從所述承載面延伸形成的定位結構，所述第二電路基板具有一設置有所述第二發光單元的中央區域以及至少一位於所述中央區域一側的周邊區域，且所述周邊區域固定連接於所述定位結構。
如申請專利範圍第6項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第二電路基板的一板面與所述第一電路基板的一第一安裝面之間具有一垂直距離為0至15mm。
如申請專利範圍第6項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第二電路基板與所述第一導光件具有一間隙小於或等於3mm，所述第二導光件的位置對應所述第二光源模組且呈站立狀態。
如申請專利範圍第7項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第一導光件呈水平狀態。
如申請專利範圍第5項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述透鏡光軸通過所述第二電路基板或位於所述第二電路基板的上方；所述基座包括多個散熱結構，其呈片狀且間隔分佈在所述第一電路基板與所述第二電路基板的周圍。
如申請專利範圍第1項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第二光源模組還包括一遮光件，其設置於所述第二反射單元與所述第二導光件之間，且所述遮光件僅允許所述第二發光單元所發出的有效光線通過。
如申請專利範圍第1項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第一發光單元包括沿一預定方向排列的多個發光元件，所述預定方向與所述透鏡光軸夾一預定角度為70度至110度。
如申請專利範圍第1項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第一反射單元為一反射罩且具有一第一底部開口，所述第一反射單元呈向上傾斜設置，所述第一反射單元具有一第一焦點以及一位置對應所述第一焦點的第二焦點，其中，所述第一反射單元的所述第一焦點與所述第二焦點的連線位於所述第一底部開口的附近，且與所述透鏡光軸夾一預定角度為大於0度且小於7.5度。
如申請專利範圍第1項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第二反射單元為一反射罩且具有一第二底部開口，所述第二反射單元具有一第一焦點，其中，所述第一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20度。
如申請專利範圍第1項所述的高效率光線投射裝置，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件的所述上表面，所述第二反射單元具有一反射面，且所述反射面定義出至少兩條通過所述透鏡焦點的光軸。
如申請專利範圍第15項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第二反射單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。
如申請專利範圍第1項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第一導光件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，所述第一導光件的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光學區域內，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光學區域內。
如申請專利範圍第1項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述第二導光件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，所述第二導光件的所述上表面包括兩個第一光學平面及一配置於兩個所述第一光學平面之間的台階式凸狀結構，兩個所述第一光學平面分別位於兩個所述外側光學區域內，且兩個所述第一光學平面共平面，所述台階式凸狀結構位於所述中央光學區域內。
如申請專利範圍第18項所述的高效率光線投射裝置，其中，所述台階式凸狀結構包括一第一光學斜面、一第二光學斜面及一第二光學平面，所述第一光學斜面連接於兩個所述第一光學平面的其中一個，所述第二光學斜面連接於兩個所述第一光學平面的另外一個，所述第二光學平面連接於所述第一光學斜面與所述第二光學斜面之間，且所述第二光學平面的位置高於第一光學平面，其中，所述第二光學斜面的面積小於第一光學斜面的面積，且所述第二光學斜面的斜率大於所述第一光學斜面的斜率。
一種高效率光線投射裝置，其包括：一基座；一電路基板，其設置於所述基座上，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；一第一光源模組，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；一第二光源模組，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；一配光透鏡，其位置對應所述第一光源模組與所述第二光源模組，且具有一透鏡光軸；以及一光學模組，其設置於所述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，所述光學模組包括一接近所述基座的第一導光件以及一遠離所述基座的第二導光件，所述第一導光件為不透光材質且所述第二導光件為透光材質，且所述第一導光件的一上表面與所述第二導光件的一上表面都位於所述透鏡光軸的附近。