專利名稱：車用光學(xué)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是有關(guān)于一種車用光學(xué)模塊，且特別是有關(guān)于車輛前方照明之用的車 用光學(xué)模塊。
背景技術(shù)：
在目前一般市場上，汽車照明設(shè)計的主要標(biāo)準(zhǔn)有歐洲經(jīng)濟委員會(Economi c Commission for Europe ；ECE)及汽車工禾呈師學(xué)會(Society ofAutomotive Engineers ； SAE)法規(guī)的配光標(biāo)準(zhǔn)。以下是以ECE為例來加以說明，然而以下本說明書討論的內(nèi)容并不 局限在ECE法規(guī)的范圍內(nèi)，其亦可應(yīng)用至如SAE的其它法規(guī)中。在ECE法規(guī)的配光標(biāo)準(zhǔn)中，遠光燈及近光燈具有不同的的配光要求，其中遠光燈 的配光要求為具有足夠大的發(fā)光強度與足夠?qū)挼恼彰鞣秶?，同時要求遠光光束(最大照度 點)盡量靠近中心。針對遠光燈配光標(biāo)準(zhǔn)部分，ECE法規(guī)僅要求測試配光屏幕上亮區(qū)的五 個測試點的照度，其中五個測試點皆位于水平線上，且左右最遠僅達5. 14度，因此ECE法規(guī) 所規(guī)定的遠光燈配光標(biāo)準(zhǔn)是屬于集中扁平光型。ECE法規(guī)對于近光燈的光型要求主要在于使駕駛?cè)丝梢钥辞迩胺降穆访媾c右方的 狀況(如標(biāo)識牌、行人或機車等)，但卻不至于影響前方車輛或?qū)ο騺碥嚨鸟{駛?cè)说囊暰€， 亦即使前方車輛或?qū)ο騺碥嚨鸟{駛?cè)水a(chǎn)生眩光的現(xiàn)象。因此，光型的左上方暗區(qū)要求不得 過亮，而亮區(qū)則集中于右下方。由于投射式車燈或光學(xué)模塊具有許多優(yōu)點，例如(一)其可具有較低的頭燈高 度，因此可以利用此一特點設(shè)計出能適應(yīng)各種不同路況的復(fù)合燈具，并配合各種轉(zhuǎn)向機構(gòu)、 傳感器及控制系統(tǒng)，以形成主動(適應(yīng)性)頭燈轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)(Adaptive Front Lighting System ；AFS)，而AFS可在彎路、叉路或高速行駛時提高不同路面的照明效果，進而提高行 車安全性；(二)可產(chǎn)生比傳統(tǒng)式頭燈更清楚的明暗截止線，能有效避免刺激對向來車的駕 駛者眼睛，增加舒適與安全；(三)采用透明燈殼作為保護，非用來擴散或偏折光線之用，因 此可以采用較大傾斜角的燈殼，使車頭及車燈造形設(shè)計能更為流暢及富變化。故此，采用投 射式光學(xué)模塊乃為目前汽車照明設(shè)計的主流。已知投射式光學(xué)模塊主要包含光源、反射鏡、遮光片及投射透鏡。利用反射鏡將光 源產(chǎn)生的出射光聚集到一點，再移動投射透鏡，使投射透鏡的焦點與上述聚焦點重合，并在 透鏡焦點處放置具有特定形狀的遮光片，借此以投射出特別的光型，例如適用于遠光燈的 集中型，或適用于近光燈的擴散型。然而，當(dāng)采用發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode ;LED)做為具有特定的單一光 型的已知光學(xué)模塊的光源時，已知光學(xué)模塊的單一光型與照度通常無法滿足法規(guī)的要求。 故當(dāng)在設(shè)計汽車頭燈的遠光燈與近光燈的時候，通常是使用多個光學(xué)模塊互相搭配，將每 一光學(xué)模塊特定的光型疊合，借以滿足法規(guī)的配光標(biāo)準(zhǔn)。但是，上述使用多個光學(xué)模塊互相 搭配的方式來設(shè)計汽車頭前燈，容易增加多個光學(xué)模塊之間配置的復(fù)雜性。
實用新型內(nèi)容因此，本實用新型的目的是在提供一種車用光學(xué)模塊，其中采用了拋物面反射鏡 搭配聚焦光學(xué)組件來產(chǎn)生多樣化的光型，可減少汽車頭燈中所使用的車用光學(xué)模塊的數(shù)量。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型一實施例，本實用新型提供一種車用光學(xué)模 塊，做為車輛前方照明之用，其特點在于，該車用光學(xué)模塊包含一拋物面反射鏡，具有一反 射面及一開口部，其中該反射面具有至少一拋物線曲面，該至少一拋物線曲面分別具有至 少一第一焦點；一 LED光源，設(shè)置在該至少一第一焦點的其中一個上；一聚焦光學(xué)組件鄰設(shè) 于該開口部，其中該聚焦光學(xué)組件具有一第二焦點，且該LED光源產(chǎn)生的一出射光依序經(jīng) 該反射面反射，并由該聚焦光學(xué)組件聚焦后，部分的該出射光會聚在該第二焦點上；一遮光 片，設(shè)置于該聚焦光學(xué)組件的該第二焦點上；以及一投射透鏡，其中該遮光片設(shè)于該聚焦光 學(xué)組件與該投射透鏡之間。根據(jù)本實用新型另一實施例，上述的車用光學(xué)模塊中，該至少一拋物線曲面為多 個拋物線曲面，該些拋物線曲面分別具有多個第一焦點。根據(jù)本實用新型又一實施例，上述的車用光學(xué)模塊中，該LED光源的出光方向垂 直于該車用光學(xué)模塊的光軸。根據(jù)本實用新型再一實施例，上述的車用光學(xué)模塊中，該聚焦光學(xué)組件是一聚焦 透鏡。根據(jù)本實用新型再一實施例，上述的車用光學(xué)模塊中，該聚焦透鏡具有多個曲面， 該些曲面分別具有多個第三焦點，該第二焦點等同于該些第三焦點的其中一個。根據(jù)本實用新型再一實施例，上述的車用光學(xué)模塊中，該遮光片是一弧形板體或 一平面板體。根據(jù)本實用新型再一實施例，上述的車用光學(xué)模塊中，該投射透鏡是一非球面透
^Mi ο根據(jù)本實用新型再一實施例，上述的車用光學(xué)模塊中，該投射透鏡具有一第四焦 點，其中該第四焦點與該聚焦光學(xué)組件的該第二焦點重疊。本實用新型的優(yōu)點為，透過拋物面反射鏡與聚焦光學(xué)組件的搭配使用，可使得汽 車頭前燈中以數(shù)量較少的車用光學(xué)模塊即可達到法規(guī)的配光標(biāo)準(zhǔn)，故可降低汽車頭前燈整 體的成本，提高產(chǎn)品商業(yè)化后的競爭力。

為了能夠?qū)Ρ緦嵱眯滦偷挠^點有較佳的理解，請參照上述的詳細說明并配合相應(yīng) 的附圖。要強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)，附圖中的各種特征并未依比例繪示。事實上， 為清楚說明上述實施例，可任意地放大或縮小各種特征的尺寸。相關(guān)附圖內(nèi)容說明如下圖1是繪示根據(jù)本實用新型一實施例的車用光學(xué)模塊的側(cè)面剖視示意圖；圖2a是繪示根據(jù)本實用新型一實施例的拋物面反射鏡在垂直剖切面與水平剖切 面上具有不同輪廓線的示意圖；圖2b是繪示圖2a中區(qū)域Cl’的放大示意圖。主要組件符號說明[0023]100 車用光學(xué)模塊102a:反射面102a” 拋物線曲面
102 拋物面反射鏡 102a’ 拋物線曲面 102b 開口部104 =LED 光源108 遮光片Cl 輪廓線Clb 拋物線Cl，區(qū)域C2a:拋物線C2c 拋物線f2 焦點
106 聚焦光學(xué)組件
110 投射透鏡 Cla 拋物線 Clc 平滑曲線 C2 輪廓線
C2b 拋物線 fl .隹占
f3 隹占
丄 U · V^ \\\
具體實施方式
請參照圖1，其是繪示根據(jù)本實用新型的一實施例的車用光學(xué)模塊的側(cè)面剖視示 意圖。在本實施例中，車用光學(xué)模塊100主要是做為車輛前方照明之用，具體來說，可使用 單一一個或多個車用光學(xué)模塊100來組成汽車的頭燈，以滿足法規(guī)的配光標(biāo)準(zhǔn)。車用光學(xué) 模塊100包含拋物面反射鏡102、LED光源104、聚焦光學(xué)組件106、遮光片108及投射透鏡 110。拋物面反射鏡102具有反射面102a及開口部102b，且其中拋物面反射鏡102的 反射面102a是由至少一拋物線曲面所形成。在本實施例中，反射面102a是由拋物線曲面 102a’及拋物線曲面102a”所組成。請參照圖2a，在其它特定的實施例中，反射面102a在 如圖1所示的垂直剖切面上的輪廓線Cl是由一拋物線方程式所決定，然而，反射面102a在 沿著車用光學(xué)模塊100的光軸(水平軸X)的水平剖切面上的輪廓線C2則由另一拋物線方 程式所決定，以輪廓線Cl與輪廓線C2為基準(zhǔn)來產(chǎn)生反射面102a。在圖2a所示的實施例中，輪廓線Cl實質(zhì)上包含有不同的拋物線Cla及拋物線 Clb，而輪廓線C2實質(zhì)上則包含有不同的拋物線C2a、拋物線C2b及拋物線C2c。接著，以輪 廓線Cl與輪廓線C2為基準(zhǔn)，利用如計算機輔助設(shè)計相關(guān)的軟件，形成具有多個平滑交接的 曲面的反射面102a。請一并參照圖2a及2b，其中圖2b是繪示圖2a中區(qū)域Cl’的放大示意圖，剖面線 部分是用來表示拋物面反射鏡102的厚度。在實務(wù)上，輪廓線Cl的產(chǎn)生，是先產(chǎn)生相交(如 圖2b中虛線所示)的拋物線Cla及拋物線Clb，為了拋物線Cla與拋物線Clb之間的平滑 化，在拋物線Cla與拋物線Clb之間加入平滑曲線Clc，使得拋物線Cla與拋物線Clb之間組 合部分的切線斜率可以連續(xù)，而不會在輪廓線Cl中產(chǎn)生不連續(xù)的轉(zhuǎn)折點。針對輪廓線C2， 其亦透過上述的方式而產(chǎn)生，使得拋物線C2a、拋物線C2b與拋物線C2c三個線段的間組合 部分的切線斜率可以連續(xù)，而不會在輪廓線C2中產(chǎn)生不連續(xù)的轉(zhuǎn)折點。在圖1所示的實施例中，LED光源104是實質(zhì)設(shè)置在拋物線曲面102a’的焦點(第 一焦點)fl上。在其它特定實施例中，根據(jù)車用光學(xué)模塊100的光型或照度需求，LED光源 104可設(shè)置在拋物線曲面102a”的焦點(第一焦點；未繪示)上。在另一實施例中，當(dāng)反射 面102a是由多個拋物線曲面所組成，且其中這些拋物線曲面分別具有不同的焦點(第一焦點)時，LED光源104則實質(zhì)設(shè)置在這些拋物線曲面的多個焦點的其中一個上。此外，在一 實施例中，LED光源104可為白光LED，例如歐司朗(OSRAM)公司所生產(chǎn)的產(chǎn)品歐司達照明 器(OSTAR Lighting)，其最亮可達 900 流明(Lumen)。聚焦光學(xué)組件106鄰設(shè)于拋物面反射鏡102的開口部102b。在本實施例中，LED 光源104的出光方向?qū)嵸|(zhì)垂直于車用光學(xué)模塊100的光軸，其中LED光源104的出光方向 定義為LED光源104的出光范圍的實質(zhì)幾何中心。在本實施例中，LED光源104的出光方向 為平行于垂直軸Y且向上的方向。在一實施例中，為了車用光學(xué)模塊100的配光需求，LED 光源104的出光方向可不垂直于車用光學(xué)模塊100的光軸。在本實施例中，聚焦光學(xué)組件 106為一聚焦透鏡。在本實施例中，遮光片108是實質(zhì)設(shè)置在上述聚焦光學(xué)組件106的聚焦透鏡的一 個焦點(第二焦點)f2上，其中遮光片108是用以遮擋到達焦點f2的部分光線，借以呈現(xiàn) 出車用光學(xué)模塊100所需的光型。在一實施例中，遮光片108可為弧形板體或平面板體。至于投射透鏡110，其是設(shè)置在遮光片108的前方，亦即遮光片108是設(shè)于聚焦光 學(xué)組件106與投射透鏡110之間。在一實施例中，投射透鏡110為非球面透鏡。而投射透 鏡110的材質(zhì)可為玻璃、壓克力或聚碳酸酯(Polycarbonate)。請再參照圖1，LED光源104所產(chǎn)生的部分出射光的行經(jīng)路徑是以具有箭號的線段 來表示。在本實施例中，LED光源104所產(chǎn)生的出射光的一部分首先投射至拋物面反射鏡 102的反射面102a的拋物線曲面102a’，接著由拋物線曲面102a’反射而投射至聚焦光學(xué) 組件106。在經(jīng)由聚焦光學(xué)組件106聚焦后，此部分出射光則實質(zhì)會聚在聚焦光學(xué)組件106 的焦點f2上。此外，LED光源104所產(chǎn)生的另一部分出射光是投射至拋物面反射鏡102的反射 面102a的拋物線曲面102a”，此部分的出射光經(jīng)聚焦光學(xué)組件106聚焦后，并不會聚焦光學(xué) 組件106的焦點f2上。透過上述反射面102a同時具有不同焦點的拋物線曲面102a’與拋 物線曲面102a”的設(shè)計方式，可增加同一車用光學(xué)模塊100中光型的多樣性，進而使得同一 車用光學(xué)模塊100中可同時具有適用于遠光燈的集中光型(強光光型)，以及適用于近光燈 的擴散光型。在一實施例中，為了調(diào)整經(jīng)由拋物面反射鏡102所反射的出射光的光型或照度， 借以滿足車用光學(xué)模塊100的配光需求，其中聚焦光學(xué)組件106的聚焦透鏡可由多個曲面 所成，且每個曲面分別具有互不相同的一焦點(第三焦點)，而以上所述的遮光片108所在 的焦點f2，是實質(zhì)等同于這些不同曲面的多個焦點的其中一個。在一實施例中，聚焦光學(xué) 組件106的聚焦透鏡在如圖1所示的垂直剖切面上的輪廓線是由多條不同的曲線所接合而 成，其中每條曲線代表一曲面。在一實施例中，投射透鏡110還具有焦點(第四焦點)f3，其中投射透鏡110的焦 點f3是實質(zhì)與聚焦光學(xué)組件106的焦點f2重疊。雖然本實用新型已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本實用新型，任何熟 悉此技藝者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本實用 新型的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種車用光學(xué)模塊，做為車輛前方照明之用，其特征在于，該車用光學(xué)模塊包含一拋物面反射鏡，具有一反射面及一開口部，其中該反射面具有至少一拋物線曲面，該至少一拋物線曲面分別具有至少一第一焦點；一LED光源，設(shè)置在該至少一第一焦點的其中一個上；一聚焦光學(xué)組件鄰設(shè)于該開口部，其中該聚焦光學(xué)組件具有一第二焦點，且該LED光源產(chǎn)生的一出射光依序經(jīng)該反射面反射，并由該聚焦光學(xué)組件聚焦后，部分的該出射光會聚在該第二焦點上；一遮光片，設(shè)置于該聚焦光學(xué)組件的該第二焦點上；以及一投射透鏡，其中該遮光片設(shè)于該聚焦光學(xué)組件與該投射透鏡之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用光學(xué)模塊，其特征在于，該至少一拋物線曲面為多個拋 物線曲面，該些拋物線曲面分別具有多個第一焦點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用光學(xué)模塊，其特征在于，該LED光源的出光方向垂直于該 車用光學(xué)模塊的光軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用光學(xué)模塊，其特征在于，該聚焦光學(xué)組件是一聚焦透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車用光學(xué)模塊，其特征在于，該聚焦透鏡具有多個曲面，該些 曲面分別具有多個第三焦點，該第二焦點等同于該些第三焦點的其中一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用光學(xué)模塊，其特征在于，該遮光片是一弧形板體或一平 面板體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用光學(xué)模塊，其特征在于，該投射透鏡是一非球面透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用光學(xué)模塊，其特征在于，該投射透鏡具有一第四焦點，其 中該第四焦點與該聚焦光學(xué)組件的該第二焦點重疊。
專利摘要本實用新型揭示一種車用光學(xué)模塊，做為車輛前方照明之用，該車用光學(xué)模塊包含一拋物面反射鏡，具有一反射面及一開口部，其中該反射面具有至少一拋物線曲面，該至少一拋物線曲面分別具有至少一第一焦點；一LED光源，設(shè)置在該至少一第一焦點的其中一個上；一聚焦光學(xué)組件鄰設(shè)于該開口部，其中該聚焦光學(xué)組件具有一第二焦點，且該LED光源產(chǎn)生的一出射光依序經(jīng)該反射面反射，并由該聚焦光學(xué)組件聚焦后，部分的該出射光會聚在該第二焦點上；一遮光片，設(shè)置于該聚焦光學(xué)組件的該第二焦點上；以及一投射透鏡，其中該遮光片設(shè)于該聚焦光學(xué)組件與該投射透鏡之間。本實用新型可減少汽車頭燈中所使用的車用光學(xué)模塊的數(shù)量。
文檔編號F21V7/06GK201706353SQ201020214219
公開日2011年1月12日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者林群杰 申請人:帝寶工業(yè)股份有限公司