发光模块的制作方法

发光模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及发光模块，实施例的发光模块的特征在于，其包括：聚光透镜，用于将入射的光聚集于一个空间；光源，用于提供通过上述聚光透镜的第一光；第一光路径转换部件，用于提供使上述第一光反射来通过上述聚光透镜的第一反射光；以及第二光路径转换部件，用于将上述第一反射光作为通过上述聚光透镜的第二反射光来提供。
【专利说明】
发光模块
技术领域
[0001 ]实施例涉及发光模块及包括其的车辆用灯装置。
【背景技术】
[0002] 通常，在车辆中设置有灯装置，在车辆行驶过程中周围的照度低的情况下，上述灯 装置稳定地确保驾驶员的视线或向其他车辆告知车辆的行驶状态。
[0003] 车辆用灯装置包括设置于车辆的前方的头灯和设置于车辆的后方的尾灯。头灯是 一种对前方进行照明来在夜间驾驶中照射前方的灯。尾灯包括当驾驶员对制动器进行操作 时点灯的制动灯和用于告知车辆的移动方向的转向灯等。
[0004] 车辆用灯装置处于使用能效好的发光二极管或激光二极管的趋势。
[0005] 尤其，前进性优秀、可照射的距离长且不妨碍迎面而来的车辆的视野的激光二极 管受到瞩目。
[0006] 但是，激光二极管要想实现白色，就需要使用荧光体及透镜组装体。而这种结构导 致车辆用灯装置的结构变得复杂，从而存在降低效率，并增加车辆用灯装置的体积的问题。 以下，对采用现有技术的激光二极管的车辆用灯装置进行详细说明。
[0007] 图20为现有技术的发光模块的概念图。参照图20,现有技术的发光模块中，激光二 极管所生成的蓝(Blue)光一边透射棱镜3和透镜4 一边进行聚焦，所聚焦的光通过第一反射 部5反射而透射透射式荧光体6，并转换成白光，转换成白光的光通过第二反射部7向前方发 射。
[0008] 根据现有技术，当发光模块内置于汽车的头灯时，若发光模块沿着光轴以长的方 式形成，则存在头灯的长度变长的问题。
[0009] 现有技术的发光模块使用多个部件，且存在因各个部件的大小和光仅一次通过各 个部件的光路径而难以实现头灯的小型化的问题。具体地，通过透射式荧光体6的光以扇形 展开，因而向透射式荧光体6入射的光需要以小的点（约0.5mm)集中。现有技术的发光模块 为了使在激光二极管中所发射的光(直径为约6mm)以小的点聚焦于透射式荧光体6,使用如 上所述的光路径。
[0010] 并且，为了以小的点进行聚焦，使用多个部件，从而增加费用，且在可靠性上存在 问题。并且，由于使用光透射而变更颜色的透射式荧光体，因而存在效率减小的问题。
[0011]透射式荧光体中，需要使光向具有比侧面更宽的面积的前方面及后方面透射，且 通过光未透射的侧面实现散热。最终，在透射式荧光体的侧面只能连接散热器。
[0012] 因此，透射式荧光体与散热器的接触面积小，从而使透射式荧光体难以进行散热， 导致容易过热。通常，在高温条件下，荧光体的效率剧减，因而使用透射式荧光体的照明存 在其光源的强度受限的问题。

【发明内容】

[0013] 本发明所要解决的问题在于，减小发光模块的大小，并将一个透镜利用为多用途 来减少发光模块的部件数。
[0014] 本发明所要解决的再一问题在于，提供激光二极管的光前进性得到提高，且光效 率及亮度突出的发光模块。
[0015] 本发明所要解决的另一问题在于，当进行波长转换时，缓解对从激光二极管的光 源中入射的光的热集中来提高波长转换的效率。
[0016] 实施例的发光模块的特征在于，包括：聚光透镜，用于将入射的光聚集于一个空 间；光源，用于提供通过上述聚光透镜的第一光;第一光路径转换部件，用于提供使上述第 一光反射来通过上述聚光透镜的第一反射光；以及第二光路径转换部件，用于将上述第一 反射光作为通过上述聚光透镜的第二反射光来提供。
[0017] 根据实施例，在聚光透镜的后方的上部配置有光源，在聚光透镜的后方的下部配 置有第二光路径转换部件，从而具有可减小发光模块的长度，将空间的利用最大化，来容易 内置于外壳中的优点。
[0018] 并且，实施例中，在聚光透镜的前方的下部配置有辅助聚光透镜，在聚光透镜的前 方的上部配置有第一光路径转换部件，从而具有减小发光模块的长度，将空间的利用最大 化，来容易内置于外壳中的优点。
[0019] 并且，实施例中，分割使用聚光透镜的上下区域，且光多次通过聚光透镜，因而具 有减少发光模块的部件数，并减少制造费用的优点。
[0020] 并且，实施例中，分别将用于产生热的光源和第二光路径转换部件以隔开的方式 配置于聚光透镜的上部区域和下部区域，从而具有缓解发光模块的热集中的优点。
[0021] 并且，实施例中，具有热向用于转换光的波长的第二光路径转换部件的宽的面排 出的结构，因而具有缓解对用于转换波长的荧光体的热集中，并减少由荧光体的加热引起 的转换效率降低的优点。
[0022] 并且，实施例中，具有可缓解与荧光体的热集中的结构，因而具有可使用高功率的 激光二极管光源，且发光模块的输出上升的优点。
[0023] 并且，实施例中，具有使用激光光源的简单的结构，从而具有提供光集中性及前进 性优秀的光的优点。
[0024] 根据实施例，在聚光透镜的后方的上部配置有光源，在聚光透镜的后方的中央配 置有第二光路径转换部件，从而可具有减小发光模块的长度，将空间的利用最大化，来容易 内置于外壳中的优点。
【附图说明】
[0025]图1A及图1B为从相互不同的方向观察本发明一实施例的发光模块的概念图。
[0026] 图2为示出本发明一实施例的发光模块的光路径的概念图。
[0027] 图3及图4为用于说明本发明一实施例的发光模块的折射和反射的参考图。
[0028] 图5A为沿着铅垂方向切割本发明一实施例的辅助聚光透镜的剖视图。
[0029] 图5B为沿着水平方向切割本发明一实施例的辅助聚光透镜的剖视图。
[0030] 图6A为本发明一实施例的第二光路径转换部件的剖视图。
[0031]图6B为本发明再一实施例的第二光路径转换部件的剖视图。
[0032]图7A为示出现有技术的发光模块的光路径的图。
[0033]图7B为示出现有技术的发光模块的投影图像的图。
[0034]图8A为示出本发明的发光模块的光路径的图。
[0035]图8B为示出本发明的发光模块的投影图像的图。
[0036]图9A为示出比较例的发光模块的投影图像的图。
[0037]图9B为示出本发明的发光模块的投影图像的图。
[0038]图10A及图10B为从相互不同的方向观察本发明一实施例的发光模块的概念图。
[0039] 图11为示出本发明一实施例的发光模块的光路径的概念图。
[0040] 图12为用于说明本发明一实施例的发光模块的位置的参考图。
[00411图13A为沿着I -I线截取图10A的聚光透镜的剖视图。
[0042]图13B为沿着Π -Π 线截取图10B的聚光透镜的剖视图。
[0043]图14A为本发明再一实施例的聚光透镜和第一光路径转换部件的剖视图。
[0044] 图14B为本发明再一实施例的聚光透镜和第一光路径转换部件的剖视图。
[0045] 图14C为本发明再一实施例的聚光透镜和第一光路径转换部件的剖视图。
[0046] 图14D为本发明再一实施例的聚光透镜和第一光路径转换部件的剖视图。
[0047] 图15为本发明再一实施例的发光模块的概念图。
[0048] 图16为本发明另一实施例的发光模块的概念图。
[0049] 图17为本发明另一实施例的发光模块的概念图。
[0050] 图18为示出包括本发明的发光模块的汽车的图。
[0051] 图19为示出包括本发明的发光模块的汽车用灯装置的剖视图。
[0052]图20为现有技术的发光模块的概念图。
[0053]图21为示出本发明的发光模块的光路径的图。
【具体实施方式】
[0054] 以下，参照附图对实施例进行更详细的说明。
[0055] 图1A及图1B为从相互不同的方向观察本发明一实施例的发光模块的概念图，图2 为示出本发明一实施例的发光模块的光路径的概念图。
[0056] 参照图1A、图1B及图2，本发明一实施例的发光模块10包括:聚光透镜30，用于将入 射的光聚集于前方的一个空间；光源20,以从聚光透镜30向一侧方向隔开的方式配置;第一 光路径转换部件40,以向与聚光透镜30的一侧方向相向的另一侧方向隔开的方式配置；以 及第二光路径转换部件50,以向聚光透镜30的一侧方向隔开的方式配置，并与光源20隔开 地配置。具体地，本发明一实施例的发光模块10包括:聚光透镜30,用于将从后方入射的光 聚集于前方的一个空间；光源20,配置于聚光透镜30的后方，用于提供通过聚光透镜30的第 一光21;第一光路径转换部件40，配置于聚光透镜30的前方，用于提供使第一光21反射来通 过聚光透镜30的第一反射光22;以及第二光路径转换部件50,配置于聚光透镜30的后方，用 于将入射的第一反射光22作为通过聚光透镜30的第二反射光23来提供。
[0057] 其中，表示方向的前方是指以图1A、图1B为基准的聚光透镜30的中心轴Axl(-Axl) (或称为光轴)的相对右侧(Axl方向）。后方是指以图1A、图1B为基准的聚光透镜30的中心轴 Αχ 1的相对左侧(-Αχ 1方向）。
[0058] 一实施例的发光模块10包括:光源20，用于提供光；聚光透镜30，用于从光源20接 收光来进行聚光;第一光路径转换部件40,用于反射在聚光透镜30中发射的光来向聚光透 镜30提供第一反射光22;以及第二光路径转换部件50,用于反射在聚光透镜30中发射的第 一反射光22来向聚光透镜30提供第二反射光23。
[0059] 本发明再一实施例的发光模块10包括:聚光透镜30,用于将从后方入射的光聚集 于前方的一个空间；光源20,配置于聚光透镜30的后方，用于提供通过聚光透镜30的第一光 21;第一光路径转换部件40,配置于聚光透镜30的前方，用于提供使第一光21反射来通过聚 光透镜30的第一反射光22;第二光路径转换部件50，配置于聚光透镜30的后方，用于提供使 第一反射光22反射来通过聚光透镜30的第二反射光23;以及辅助聚光透镜60,配置于聚光 透镜30的前方，用于将通过聚光透镜30的第二反射光23聚集于前方方向上。
[0060] 并且，聚光透镜30的中心轴Axl为连接聚光透镜30的前方面31的焦点和聚光透镜 30的中心的假想线。
[0061 ] 聚光透镜30将从光轴的后方入射的光聚集于光轴前方的一个空间。聚光透镜30因 聚光透镜30的形状和聚光透镜30与外部之间的折射率差异而使入射的光折射。聚光透镜30 的折射率大于1，优选地，可以为1.5至1.6。
[0062] 例如，聚光透镜30包括球面透镜或非球面透镜。优选地，聚光透镜30可由非球面透 镜实现。
[0063] 聚光透镜30可具有向光轴Αχ的前方凸出的形状。作为另一例，聚光透镜30可具有 后方面32和前方面31，上述后方面32与聚光透镜30的中心轴Axl垂直，上述前方面31向聚光 透镜30的前方凸出。当然，后方面32还可具有向光轴前方凹陷的形状。
[0064]尤其，聚光透镜30的前方面31具有以聚光透镜30的中心轴Axl为顶点的曲线。详细 地，聚光透镜30的前方面31可形成在聚光透镜30的中心轴Axl上具有焦点且具有多个曲率 半径的曲线。
[0065]这种聚光透镜30使与聚光透镜30的中心轴Axl平行地入射的光折射来使该光集中 于光轴前方的任意位置。聚光透镜30可由透射光的多种材质形成。
[0066]光源20接收电能，并将电能转换成光能，由此生成光。作为这种例，光源20可以为 超高压萊灯（UHV Lamp)、发光二极管（light emitting diode，LED)、激光二极管（laser diode，LD)等。优选地，光源20可由前进性及集中性优秀的激光二极管实现。
[0067]当然，这种光源20可通过多种电源装置来供给电源，优选地，可通过印制电路板 (PCB，Printed Circuit Board)、金属芯(Metal Core)印制电路板、柔性(Flexible)印制电 路板、陶瓷印制电路板等来供给电源。
[0068]其中，激光二极管是指具有用于使激光动作的两个电极的半导体激光。具体地，激 光二极管可以为GaAs、Alx Gai-xAs类双异质结结构。
[0069]光源20可生成多种颜色的光。优选地，光源20生成效率优秀的蓝色系列的光。
[0070] 光源20配置于聚光透镜30的后方，用于提供通过聚光透镜30的第一光21。第一光 21与聚光透镜30的中心轴Axl(光轴)平行地入射。其中，平行不指数学含义的平行，而是指 包含误差的范围内的平行。
[0071] 第一光21向偏心于聚光透镜30的中心轴Axl的后方面32入射。
[0072]更详细地，聚光透镜30在贯通中心轴的切割面以聚光透镜30的中心轴Axl为基准 可划分为第一区域和第二区域。
[0073]例如，如图1A、图1B所示，第一区域为以聚光透镜30的中心轴Axl为基准的上部区 域(Z轴方向区域）。第二区域为以聚光透镜30的中心轴Αχ 1为基准的下部区域(-Z轴方向区 域）。此时，第一光21向聚光透镜30的第一区域入射。
[0074] 为此，光源20以偏心的方式位于聚光透镜30的中心轴Axl。光源20在聚光透镜30的 中心轴Axl以向与聚光透镜30的中心轴Axl垂直的第一方向（Z轴方向）隔开的方式配置。光 源20和第二光路径转换部件50以聚光透镜30的中心轴Axl为基准相向地配置。
[0075]在光源20中生成的第一光21向在聚光透镜30的中心轴Axl中偏心的位置入射，从 而在聚光透镜30的前方面31中折射，并向第一光路径转换部件40入射。
[0076]第一光路径转换部件40配置于聚光透镜30的前方，用于提供使通过聚光透镜30的 第一光21反射来通过聚光透镜30的第一反射光22。
[0077]具体地，第一光路径转换部件40配置成第一反射光22向聚光透镜30的前方面31入 射，从而向聚光透镜30的后方面32发射。并且，第一光路径转换部件40可包括平面或曲面。 尤其，根据光源20的数量，第一光路径转换部件40还可由多个以阶梯方式配置。并且，第一 光路径转换部件40还能够以可旋转的方式实现第一反射光22,以便于调节角度。
[0078]更具体地，为了在受限的车辆的灯装置的空间有效地配置多个结构要素并提高其 效率，第一光路径转换部件40配置成第一反射光22向偏心于聚光透镜30的中心轴Axl的前 方面31入射。此时，优选地，第一反射光22向聚光透镜30的第二区域入射。
[0079]另一方面，第一反射光22向聚光透镜30的前方面31入射的入射点以聚光透镜30的 中心轴Axl为基准向第二方向隔开。即，第一反射光22向与使第一光21入射的聚光透镜30的 区域对称的聚光透镜30的另一区域入射。
[0080] 若第一光路径转换部件40配置于聚光透镜30的中心轴Axl上，则第一光路径转换 部件40与光源之间的距离增加，从而存在发光模块10本身的长度变长的缺点。因此，优选 地，第一光路径转换部件40在聚光透镜30的中心轴Axl以向与聚光透镜30的中心轴Axl垂直 的第一方向（Z轴方向）隔开的方式配置。
[0081] 例如，第一光路径转换部件40包括具有与光轴交叉的反射面的反射层。其中，反射 层可选自反射特性优秀的物质，例如，由48、附^1、1^、？(1、&、1?11、1%、211^411、批及它们的 选择性的组合组成的物质中来形成。
[0082] 并且，反射层还可具有由折射率相互不同的多个层交替层叠而成的结构。
[0083]第二光路径转换部件50配置于聚光透镜30的后方，用于提供使第一反射光22反射 来通过聚光透镜30的第二反射光23。
[0084]第二光路径转换部件50可反射光或一边反射一边转换波长。即，可通过转换波长 来将在光源20中生成的蓝色系列的光变更为白色系列的光。在后面对第二光路径转换部件 50的具体结构进行说明。即，根据发光模块10的用途，第二光路径转换部件50可对光仅进行 反射，或对光进行反射和波长转换。因此，在第二光路径转换部件50中反射而发射的第二反 射光23可具有与第一反射光22不同的波长。
[0085]第二光路径转换部件50配置于聚光透镜30的后方，用于提供通过聚光透镜30的第 二反射光23。
[0086]从第一光路径转换部件40向聚光透镜30的前方面31入射的第一反射光22在聚光 透镜30的界面中折射，并向聚光透镜30的第二区域的后方面32发射。通过聚光透镜30的第 一反射光22向第二光路径转换部件50入射，并发射为第二反射光23。第二反射光23向偏心 于聚光透镜30的中心轴Axl的后方面32入射。详细地，第二反射光23向聚光透镜30的后方面 32中的第二区域入射。向聚光透镜30入射的第二反射光23在聚光透镜30的界面折射，并通 过聚光透镜30的前方面31向前方发射。
[0087]从光源20射出的光以依次经由聚光透镜30的上半部、第一光路径转换部件40、聚 光透镜30的下半部、第二光路径转换部件50、聚光透镜30的下半部的方式进行聚焦。其中， 聚光透镜30的上半部是指以聚光透镜30的中心轴Axl为基准的上部区域。聚光透镜30的上 半部为聚光透镜30的第一区域。聚光透镜30的下半部是指以聚光透镜30的中心轴Axl为基 准的下部区域。聚光透镜30的下半部为聚光透镜30的第二区域。
[0088] 第一光21在光源20中生成而通过聚光透镜30，并向第一光路径转换部件40提供。 第一反射光22由第一光21借助第一光路径转换部件40反射并通过聚光透镜30来形成。第一 反射光22向第二光路径转换部件50提供。第二反射光23由第一反射光22借助第二光路径转 换部件50反射并通过聚光透镜30来形成。
[0089]另一方面，对光的反射特性说明如下。
[0090] 光可根据反射器(ref lector)的表面特性成为镜面反射（specular ref lection) 和漫反射(diffuse reflection)。
[0091 ] 并且，漫反射可包括高斯反射（guassian ref lection)、朗伯反射（lambertian reflection)及混合反身才(mixed reflection) 〇
[0092] 通常，镜面反射是指当光向反射器的一个地点(point)入射时，经过相应的地点的 法线与入射光的光轴之间的角度和法线与反射光的光轴之间的角度相同的反射。
[0093] 并且，高斯反射是指根据反射器表面的角度的反射光的强度中法线与反射光的方 向之间的角度变为高斯函数值的反射。
[0094]接着，朗伯反射是指根据反射器表面的角度的反射光的强度中法线与反射光的方 向之间的角度变为余弦函数值的反射。
[0095] 并且，混合反射是指由镜面反射、高斯反射及朗伯反射中的至少一个反射混合而 成的反射。
[0096] 在实施例中，第一光路径转换部件40为了光的聚焦而对光进行镜面反射。第二光 路径转换部件50在仅执行反射作用的情况下，对光进行镜面反射。
[0097] 另一方面，在另一实施例中，在第二光路径转换部件50进行反射及波长转换的情 况下，第二光路径转换部件50具有反射层和涂敷于反射层上的荧光体层的结构。在第二光 路径转换部件50进行反射及波长转换的情况下，在第二光路径转换部件50中提供的第二反 射光23呈朗伯反射形态或混合反射形态。因此，在第二光路径转换部件50进行反射及波长 转换的情况下，第二反射光23具有朝向光轴Αχ前方放射的形态。即，第二反射光23成为以与 聚光透镜30的中心轴Αχ 1平行的任意线为基准向上下方向具有规定的角度的扇形的光。 [0098]优选地，第二光路径转换部件50的反射面与聚光透镜30的中心轴Axl垂直地配置。 [0099]第二反射光23向聚光透镜30的后方面32的第二区域入射，并在聚光透镜30的界面 折射中而发射。通过聚光透镜30的第二反射光23成为其放射角比向聚光透镜30入射的第二 反射光23更减小的形态。
[0100]因此，通过聚光透镜30的第二反射光23成为具有一定前进性且扩散的光。这种第 二反射光23可用作用于照射车辆用灯装置的近距离的近光灯(Low beam)。
[0101] 第二光路径转换部件50在聚光透镜30的后方以与光源20隔开的方式配置。若第二 光路径转换部件50和光源20以隔开的方式配置，则用于产生热的两个部件相互隔开，从而 缓解热集中。具体地，第二光路径转换部件50在聚光透镜30的中心轴Axl中以向与聚光透镜 30的中心轴Axl垂直的第二方向（-Z轴方向）隔开的方式配置。第二光路径转换部件50和光 源20以聚光透镜30的中心轴Axl为基准相向地配置。
[0102] 并且，再一实施例中，第二反射光23可用作转换为大致与光轴水平的平行光线来 照射远距离的远光灯。因此，再一实施例中，还可包括辅助聚光透镜60，上述辅助聚光透镜 60用于将通过聚光透镜30的第二反射光23聚集于前方方向上。
[0103]辅助聚光透镜60将从光轴的后方入射的光聚集于光轴前方的一个空间。辅助聚光 透镜60因辅助聚光透镜60的形状和辅助聚光透镜60与外部之间的折射率差异而使入射的 光折射。辅助聚光透镜60的折射率大于1，优选地，可以为1.5至1.6。
[0104] 辅助聚光透镜60位于相对于聚光透镜30的中心轴Axl偏心的位置。具体地，辅助聚 光透镜60的中心轴Ax2与聚光透镜30的中心轴Axl偏心地配置。
[0105] 辅助聚光透镜60的中心轴Ax2在聚光透镜30的中心轴Axl中向铅垂方向（Z轴、-Z轴 方向）偏心地设置。当然，辅助聚光透镜60的中心轴Ax2可在聚光透镜30的中心轴Axl中向水 平方向（Y轴、-Y轴方向）偏心地设置，或者，从铅垂方向观察时，辅助聚光透镜60的中心轴 Ax2可与聚光透镜30的中心轴Axl相重叠地设置。具体地，辅助聚光透镜60的中心轴Ax2在聚 光透镜30的中心轴Axl中以向第二方向（-Z轴方向）隔开的方式配置。
[0106] 并且，辅助聚光透镜60的中心轴Ax2可位于聚光透镜30的第二区域内。优选地，辅 助聚光透镜60的中心轴Ax2和聚光透镜30的中心轴Axl平行地配置。
[0107] 这种辅助聚光透镜60中，从辅助聚光透镜60的后方入射的光在辅助聚光透镜60的 界面中折射而作为与光轴平行的光发射。
[0108] 在第二光路径转换部件50中进行波长转换及反射的光与从辅助聚光透镜60的焦 点入射的光类似地入射，从而有效地转换成与光轴平行的光。辅助聚光透镜60的材质可与 聚光透镜30的材质相同。
[0109] 只是，向辅助聚光透镜60入射的第二反射光23中，光源20在聚光透镜30的中心轴 中偏心(decentering)而设置，且因在聚光透镜30的中心轴中偏心而使光入射，因而发生储 备像差。
[0110] 因此，辅助聚光透镜60具有用于聚集入射的光的同时解决上述的储备像差的结 构。在后面对辅助聚光透镜60的详细结构进行说明。
[0111] 图3及图4为用于说明本发明一实施例的发光模块10的折射和反射的参考图。
[0112] 首先，参照图4，与光的折射相关的斯涅尔定律如下。
[0113] nsini=n'sini '
[0114] 若利用以下路径转换斯涅尔定律，则导出折射式。
[0115] ni 兰 n i
[0116] n(a-u) =n'（α-u，）
[0119] 其中，η是指折射之前的介质的折射率，η'是指折射之后介质的折射率，i是指光线 入射的面和垂直面所形成的角度，i'是指射出光和垂直面所形成的角度。
[0120] 如下所述，利用上述的折射式可计算出各个结构的聚光透镜30的中心轴Axl中的 隔开距离h。
[0122] 其中，r是指透镜的曲率半径。
[0123] 实施例的聚光透镜30为中央部的曲率半径小于边缘部的曲率半径的非球面透镜。
[0124] 首先，当从聚光透镜30的中心轴Axl的前方观察时，光源20、第一光路径转换部件 40及第二光路径转换部件50与聚光透镜30相重叠地设置。因此，用于内置发光模块10的外 壳的大小可缩小为聚光透镜30的大小。
[0125] 具体地，聚光透镜30的中心轴Axl与光源20之间的第一距离hi小于聚光透镜30的 半径L。因此，第一距离hi根据上述的隔开距离计算公式来进行计算。
[0126] 并且，聚光透镜30的中心轴Axl与第二光路径转换部件50之间的第二距离h2小于 聚光透镜30的半径L。当然，第二距离h2也根据上述的隔开距离计算公式来进行计算。并且， 第二光路径转换部件50在聚光透镜30的后方面32中以与聚光透镜30的后方相邻的方式设 置。
[0127] 优选地，光源20的第一距离hi可与第二光路径转换部件50的第二距离h2相同。更 优选地，第一距离hi与第二距离h2之比可以为1:0.7至1:1. 1。尤其优选地，第一距离hi与第 二距离h2之比可以为1:0.94至1:0.98。
[0128] 另一方面，聚光透镜30的中心轴Axl与第一光路径转换部件40之间的第三距离h3 小于聚光透镜30的半径L且大于0。当然，第三距离h3可根据上述的隔开距离计算公式来进 行计算。优选地，第一距离hi与第三距离h3之比可以为1:0.5至1:0.9。更优选地，第一距离 hi与第三距离h3之比可以为1:0.6至1:0.8。
[0129] 聚光透镜30的中心轴Axl与第一反射光22的入射点之间的第四距离h4可小于第一 距离hi或第二距离h2。优选地，光源20的第一距离hi与入射点的第四距离h4之比可以为1: 0.1至1:0.6。更优选地，光源20的第一距离h 1与入射点的第四距离h4之比可以为1:0.35至 1:0.37〇
[0130] 为了组装的便利性，通常，这种发光模块10内置于六面体形态的外壳。因此，通过 在聚光透镜30的后方的上部配置光源20,并在聚光透镜30的后方的下部配置第二光路径转 换部件50,可减小发光模块10的长度，将空间的利用最大化，从而容易内置于外壳中。
[0131] 并且，在聚光透镜30的前方的下部配置有辅助聚光透镜60,在聚光透镜30的前方 的上部位置有第一光路径转换部件40,从而可减小发光模块10的长度，将空间的利用最大 化，来容易内置于外壳中。
[0132] 图5A为沿着铅垂方向切割本发明一实施例的另一辅助聚光透镜的剖视图，图5B为 沿着水平方向切割本发明一实施例的另一辅助聚光透镜的剖视图。优选地，辅助聚光透镜 的铅垂切割面和水平切割面均贯通辅助聚光透镜60的中心轴Ax2。
[0133] 参照图1A、图1B及图5A、图5B，辅助聚光透镜60为了改善储备像差，并向前方进行 聚光，具有第一折射面62a、62b和第二折射面61。
[0134] 第一折射面62a、62b为向聚光透镜30方向露出的辅助聚光透镜60的一面。第一折 射面62a、62b形成辅助聚光透镜60的后方面。第一折射面62a、62b与第二折射面61相向地配 置。
[0135] 第一折射面62a、62b作为与辅助聚光透镜60的外部的界面，是第二反射光23入射 的面。在第一折射面62a、62b中，第二反射光23被折射。第一折射面62a、62b具有用于校正储 备像差的形状。
[0136] 第一折射面62a、62b在相互不同的方向上具有铅垂折射剖面62a和水平折射剖面 62b。如图5A所示，铅垂折射剖面62a为在沿着铅垂方向切割辅助聚光透镜的铅垂切割面上 的第一折射面62a、62b的剖面形状。如图5B所示，水平折射剖面62b为在沿着水平方向切割 辅助聚光透镜的水平切割面上的第一折射面62a、62b的剖面形状。
[0137] 为了校正储备像差，铅垂折射剖面62a和水平折射剖面62b的形状可相互不同。作 为一例，铅垂折射剖面62a具有曲率，水平折射剖面62b为平面。
[0138] 具体地，水平折射剖面62b实质上可以为平面或曲率半径非常大的曲线。铅垂折射 剖面62a为向辅助聚光透镜60的后方凸出的形状。铅垂折射剖面62a在辅助聚光透镜60的前 方方向上具有其曲率中心。
[0139] 作为另一例，铅垂折射剖面62a具有曲率，水平折射剖面62b具有与铅垂折射剖面 62a不同的曲率。具体地，铅垂折射剖面62a的曲率半径小于水平折射剖面62b的曲率半径。 更具体地，水平折射剖面62b的曲率半径为铅垂折射剖面62a的曲率半径的5倍以上。
[0140]水平折射剖面62b和铅垂折射剖面62a的曲率中心位于辅助聚光透镜60的前方。优 选地，水平折射剖面62b和铅垂折射剖面62a的曲率中心位于辅助聚光透镜60的前方的聚光 透镜30的中心轴Axil。
[0141] 若重新进行说明，则整体上，第一折射面62a、62b形成具有与水平方向相一致的中 心轴的圆筒的一部分(Toroid)。即，辅助聚光透镜60的第一折射面62a、62b向铅垂方向具有 曲率，从而可校正在铅垂方向上所发生的储备像差。
[0142] 优选地，铅垂折射剖面62a的曲率半径为辅助聚光透镜60的半径Ra的8倍至15倍。 铅垂折射剖面62a可以为以辅助聚光透镜60的中心轴Ax2为顶点的曲线。
[0143] 第二折射面61为向辅助聚光透镜60的前方露出的辅助聚光透镜60的一面。第二折 射面61形成辅助聚光透镜60的前方面。第二折射面61与第一折射面62a、62b相向地配置。
[0144] 第二折射面61作为与辅助聚光透镜60的外部的界面，是发射第二反射光23的面。 在第二折射面61中第二反射光23被折射。第二折射面61具有用于聚光的形状。
[0145] 例如，辅助聚光透镜60的第二折射面61具有球面形状或非球面形状。具体地，第二 折射面61具有在水平方向及铅垂方向上对称的形状。
[0146] 具体地，第二折射面61可具有向前方凸出的形状。尤其，第二折射面61具有以辅助 聚光透镜60的中心轴Ax2为顶点的曲线。详细地，第二折射面61可由在辅助聚光透镜60的后 方具有曲率中心且具有多个曲率半径的曲线的组合形成。第二折射面61的中心的曲率半径 可小于第二折射面61的周边的曲率半径。
[0147] 图6A为本发明一实施例的第二光路径转换部件的剖视图，图6B为本发明再一实施 例的第二光路径转换部件的剖视图。
[0148] 参照图6A，一实施例的第二光路径转换部件50包括用于变更入射的光的波长的波 长转换层52和用于使入射的光反射的反射层51。
[0149] 反射层51的界面与光轴Axl垂直地配置。反射层51可选自反射特性优秀的物质，例 如，由六8、附^1、1^、？(1、1广1?11、1%、211、？1411、!^及它们的选择性的组合组成的物质中来形 成。
[0150] 波长转换层52转换入射的光的波长。具体地，波长转换层52中，蓝色系列的光入射 而转换为白色系列的光。
[0151] 波长转换层52位于比反射层51更靠前方的位置。因此，入射的第一反射光22通过 波长转换层52并转换波长，并通过反射层51反射而转换为通过聚光透镜30的第二反射光 23〇
[0152] 例如，波长转换层52可具有在透明的硅等的基材层分散有荧光体(未图示）的结 构。焚光体可根据在光源20中发射的光的波长选择种类来使发光模块10实现白色光。
[0153] 荧光体可根据在光源20中发射的光的波长适用蓝色发光荧光体、青绿色发光荧光 体、绿色发光荧光体、黄绿色发光荧光体、黄色发光荧光体、红黄色发光荧光体、橘黄色发光 荧光体及红色发光荧光体中的一个发光荧光体。
[0154] 详细地，在光源20为蓝色激光二极管且荧光体(未图示）为黄色荧光体的情况下， 黄色荧光体由蓝色光激发而可发射黄色光，随着在蓝色激光二极管中产生的蓝色光及由蓝 色光激发而产生的黄色光相混合，发光模块10可提供白色光。
[0155] 作为再一例，波长转换层52可由涂敷或膜形态实现。具体地，波长转换层52可包括 黄色的光电陶瓷(Opto ceramic)。光电陶瓷与现有的焚光体相比，热稳定性优秀。
[0156]作为另一例，如图6B所示，第二光路径转换部件50中，在反射层51的一面可结合有 散热器53。散热器53排出在第二光路径转换部件50中生成的热，从而提高第二光路径转换 部件50的热稳定性。
[0157] 图7A为示出现有技术的发光模块的光路径的图，图7B为示出现有技术的发光模块 的投影图像的图。
[0158] 参照图7A，现有技术中，光从配置于光轴的光源入射，并通过聚光透镜发射。通过 聚光透镜聚集的光借助配置于光轴上的反射部折射而经过透射式荧光体，并转换波长。 [0159]虽然集中于从反射部向透射式荧光体入射的一个点，但在透射式荧光体中发射的 光具有以放射状展开的形态。当然，在透射透射式荧光体的过程中，光的效率大大降低。 [0160]在透射式荧光体中发射的光借助球面镜向光轴前方输出。
[0161] 在球面镜中发射的光的一部分转换为与光轴平行的平行光，但光的其他一部分向 不与光轴平行的方向发射，从而发生光的损失。
[0162] 尤其，图7B示出光源的20米前方的投影图像，可知虽然一部分光集中，但其他一部 分光向上方损失。
[0163] 图8A为示出本发明的发光模块的光路径的图，图8B为示出本发明的发光模块的投 影图像的图。
[0164] 参照图8A，在实施例的光源20中生成的第一光21通过聚光透镜30的上部区域(第 一区域)入射，并折射而发射。在聚光透镜30中发射的第一光21向第一光路径转换部件40入 射。
[0165] 在第一光路径转换部件40中入射的第一光21反射，并发射为第一反射光22。第一 反射光22向聚光透镜30的下部区域(第二区域)入射。第一反射光22通过聚光透镜30的下部 区域向后方发射。
[0166] 在聚光透镜30中发射的第一反射光22向第二光路径转换部件50入射。入射的第一 反射光22在第二光路径转换部件50中作为白色光转换波长，并反射而发射为第二反射光 23〇
[0167] 此时，第二反射光23具有朗伯反射形态，因而以将与光轴平行的任意线为基准具 有规定的角度的扇形发射。
[0168] 第二反射光23中，向聚光透镜30的下部区域入射的光折射，并向聚光透镜30的前 方发射。
[0169] 在聚光透镜30中发射的第二反射光23聚集于辅助聚光透镜60而作为第二光24发 射。
[0170]尤其，第二反射光23的大部分向辅助聚光透镜60入射，并作为平行光线折射。
[0171]尤其，图8B示出光源20的20米前方的投影图像，可知大部分的光集中于小的区域。 [0172]图9A为示出比较例的发光模块的投影图像的图，图9B为示出本发明的发光模块的 投影图像的图。
[0173] 图9A为在实施例中辅助聚光透镜60的第一折射面62a、62b未适用用于改善储备像 差的形状的图。
[0174] 参照图9A，比较例的发光模块中，在辅助聚光透镜60中发射的光由光源20偏心于 聚光透镜30的中心轴而设置，且因在聚光透镜30的中心轴中偏心而使光入射，因而向铅垂 方向发生储备像差。
[0175] 具体地，在比较例的辅助聚光透镜60中发射的光的形状不呈完整的圆，而呈上下 伸展的椭圆形，从而存在无法在所需的地点形成准确的点的缺点。并且，存在在比较例的辅 助聚光透镜60中发射的光的颜色无法成为白色，而成为上下部分不同的颜色的问题。
[0176] 参照图9B，可见若使用实施例的辅助聚光透镜60,则在铅垂方向上发生的储备像 差得到改善。
[0177] 具体地，在实施例的辅助聚光透镜60中发射的光的储备像差得到改善，从而在形 状方面接近于圆形，且在颜色方面成为白色。
[0178] 图10A及图10B为从相互不同的方向观察本发明一实施例的发光模块的概念图，图 11为示出本发明一实施例的发光模块的光路径的概念图。
[0179] 参照图10A、图10B及图11，本发明一实施例的发光模块10包括:聚光透镜30，用于 将入射的光聚集于一个空间；光源20,以从聚光透镜30向一侧方向隔开的方式配置;第一光 路径转换部件40,配置于聚光透镜30的另一侧面；以及第二光路径转换部件50,以从聚光透 镜30向一侧方向隔开的方式配置，并与光源20隔开。
[0180] 具体地，发光模块10包括:聚光透镜30,用于将从后方入射的光聚集于前方的一个 空间；光源20,配置于聚光透镜30的后方，用于提供通过聚光透镜30的第一光21;第一光路 径转换部件40,配置于聚光透镜30的前方面31，用于提供使第一光21反射来通过聚光透镜 30的第一反射光22;第二光路径转换部件50,配置于聚光透镜30的后方，用于将入射的第一 反射光22作为通过聚光透镜30的第二反射光23来提供；以及辅助聚光透镜60,配置于聚光 透镜30的前方，用于将通过聚光透镜30的第二反射光23聚集于前方方向上。
[0181] 其中，表示方向的前方是指以图10为基准的聚光透镜30的中心轴Axl(-Axl)(或称 为光轴）的相对右侧(Axl方向）。后方是指以图10为基准的聚光透镜30的中心轴Axl的相对 左侧(-Axl方向）。铅垂方向是指在图10A中与光轴垂直的上下方向（Z轴方向），水平方向是 指与光轴及铅垂方向垂直的Y轴方向。
[0182] 并且，聚光透镜30的中心轴Axl为连接聚光透镜30的前方面31的焦点和聚光透镜 30的中心的假想线。
[0183] 聚光透镜30将从光轴的后方入射的光聚集于光轴前方的一个空间。聚光透镜30因 聚光透镜30的形状和聚光透镜30与外部之间的折射率差异而使入射的光折射。聚光透镜30 的折射率大于1，优选地，可以为1.5至1.6。
[0184] 例如，聚光透镜30包括球面透镜或非球面透镜。优选地，聚光透镜30可由非球面透 镜实现。
[0185] 聚光透镜30可具有向光轴Αχ的前方凸出的形状。作为另一例，聚光透镜30可具有 后方面32和前方面31，上述后方面32与聚光透镜30的中心轴Axl垂直，上述前方面31向聚光 透镜30的前方凸出。当然，后方面32还可具有向光轴前方凹陷的形状。
[0186] 尤其，聚光透镜30的前方面31具有以聚光透镜30的中心轴Axl为顶点的曲线。详细 地，聚光透镜30的前方面31可形成在聚光透镜30的中心轴Axl上具有焦点且具有多个曲率 半径的曲线。
[0187] 这种聚光透镜30与聚光透镜30的中心轴Axl平行地使入射的光折射，并使该光集 中于光轴前方的任意位置。聚光透镜30可由透射光的多种材质形成。
[0188]光源20接收电能，并将电能转换成光能，由此生成光。作为这种例，光源20可成为 超高压汞灯、发光二极管、激光二极管等。优选地，光源20可由前进性及集中性优秀的激光 二极管实现。
[0189] 当然，这种光源20可通过多种电源装置来供给电源，优选地，可通过印制电路板、 金属芯印制电路板、柔性印制电路板、陶瓷印制电路板等来供给电源。
[0190] 其中，激光二极管是指具有用于使激光动作的两个电极的半导体激光。具体地，激 光二极管可以为GaAs、Alx Gai-xAs类双异质结结构。
[0191] 光源20可生成多种颜色的光。优选地，光源20生成效率优秀的蓝色系列的光。
[0192] 光源20配置于聚光透镜30的后方，用于提供通过聚光透镜30的第一光21。第一光 21与聚光透镜30的中心轴Axl(光轴)平行地入射。其中，平行不指数学含义的平行，而是指 包含误差的范围内的平行。
[0193] 第一光21向偏心于聚光透镜30的中心轴Axl的后方面32入射。
[0194] 更详细地，聚光透镜30在贯通中心轴的切割面以聚光透镜30的中心轴Axl为基准 可划分为第一区域和第二区域。
[0195] 例如，如图10A及图10B所示，第一区域为以聚光透镜30的中心轴Axl为基准的上部 区域(Z轴方向区域）。第二区域为以聚光透镜30的中心轴Axl为基准的下部区域(-Z轴方向 区域）。此时，第一光21向聚光透镜30的第一区域入射。
[0196] 为此，光源20以偏心的方式位于聚光透镜30的中心轴Axl。具体地，光源20在聚光 透镜30的中心轴Axl中以向铅垂方向（Z轴、-Z轴方向）偏心地设置。当然，光源20可在聚光透 镜30的中心轴Axl中向水平方向（Y轴、-Y轴方向）偏心地设置，或者，从铅垂方向观察时，光 源20可与聚光透镜30的中心轴Axl相重叠地设置。
[0197] 光源20在聚光透镜30的中心轴Axl中以向与聚光透镜30的中心轴Axl垂直的第一 方向（Z轴方向）隔开的方式配置。
[0198] 在光源20中生成的第一光21向偏心于聚光透镜30的中心轴Axl的位置入射，从而 通过聚光透镜30的前方面31向第一光路径转换部件40入射。
[0199] 第一光路径转换部件40配置于聚光透镜30的前方面31，用于提供使通过聚光透镜 30的第一光21反射来通过聚光透镜30的第一反射光22。
[0200] 具体地，第一光路径转换部件40中，第一反射光22向聚光透镜30的前方面31入射， 并向聚光透镜30的后方面32发射。更具体地，第一光路径转换部件40中，第一反射光22向聚 光透镜30的前方面31的第一区域入射，并向聚光透镜30的后方面32的第一区域发射。
[0201]并且，第一光路径转换部件40可包括平面或曲面。尤其，根据光源20的数量，第一 光路径转换部件40还可由多个以阶梯方式配置。并且，第一光路径转换部件40还能够以可 旋转的方式实现第一反射光22，以便于调节角度。
[0202]另一方面，第一反射光22向聚光透镜30的后方面32发射的射出点S以聚光透镜30 的中心轴Axl为基准向第一方向隔开。若第一光路径转换部件40配置于聚光透镜30的中心 轴Axl上，则第一光路径转换部件40与光源之间的距离增加，从而存在发光模块10本身的长 度变长的缺点。
[0203]因此，第一光路径转换部件40在聚光透镜30的中心轴Axl中以向铅垂方向（Z轴，-Z 轴方向）偏心的方式设置。当然，第一光路径转换部件40可在聚光透镜30的中心轴Axl中以 向水平方向（Y轴，-Y轴方向）偏心的方式设置，或者，当从铅垂方向观察时，第一光路径转换 部件40可与聚光透镜30的中心轴Axl相重叠地设置。优选地，当从聚光透镜30的前方观察 时，第一光路径转换部件40和光源20的至少一部分相重叠地配置。
[0204] 优选地，第一光路径转换部件40在聚光透镜30的中心轴Axl中以向与聚光透镜30 的中心轴Axl垂直的第一方向（Z轴方向）隔开的方式配置。
[0205]第一光路径转换部件40设置于聚光透镜30的前方面31。具体地，第一光路径转换 部件40与聚光透镜30的前方面31相接触地配置。
[0206]第一光路径转换部件40覆盖聚光透镜30的前方面31的一部分区域。具体地，第一 光路径转换部件40覆盖聚光透镜30的前方面31的第一区域的一部分。优选地，第一光路径 转换部件40的面积大于在光源20中发射的第一光21的剖面积，且小于相对于聚光透镜30的 前方面31的面积的10 %。
[0207]改善前
【申请人】的发明中，第一光路径转换部件40以隔开的方式配置于聚光透镜30 的前方，从而存在在聚光透镜30中发射的光在透射光的过程中发生光损失的问题。并且，改 善前
【申请人】的发明中，需要用于固定第一光路径转换部件40的结构，并存在因用于固定第 一光路径转换部件40的结构而阻隔光，从而发生光损失的问题。
[0208]因此，本发明中，将第一光路径转换部件40配置于聚光透镜30的前方面31，来减小 发光模块的大小，且在聚光透镜30中发射的光不透射空气，因而具有减少光损失，且无需第 一光路径转换部件40的固定结构的优点。
[0209] 第一光路径转换部件40与聚光透镜30的前方面31相接触。例如，第一光路径转换 部件40可具有涂敷于聚光透镜30的前方面31，或插入于在聚光透镜30的前方面31形成的槽 的结构。在后面对此进行说明。
[0210] 例如，第一光路径转换部件40具有交叉于与光轴平行的任意线的反射面。其中，第 一光路径转换部件40可选自反射特性优秀的物质，例如，由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、 Pt、Au、Hf及它们的选择性的组合组成的物质中来形成。
[0211]第二光路径转换部件50配置于聚光透镜30的后方，用于提供使第一反射光22反射 来通过聚光透镜30的第二反射光23。
[0212] 第二光路径转换部件50可反射光或一边反射一边转换波长。即，可通过转换波长 来将在光源20中生成的蓝色系列的光变更为白色系列的光。在后面对第二光路径转换部件 50的具体结构进行说明。即，根据发光模块10的用途，第二光路径转换部件50可对光仅进行 反射，或对光一同进行反射和波长转换。因此，在第二光路径转换部件50中反射并发射的第 二反射光23可具有与第一反射光22不同的波长。
[0213] 第二光路径转换部件50配置于聚光透镜30的后方，用于提供通过聚光透镜30的第 二反射光23。
[0214]在第一光路径转换部件40中向聚光透镜30的前方面31入射的第一反射光22在聚 光透镜30的界面中折射，并向聚光透镜30的第一区域的后方面32发射。通过聚光透镜30的 第一反射光22向第二光路径转换部件50入射，并发射为第二反射光23。第二反射光23向与 聚光透镜30的中心轴Axl相一致的后方面32入射。向聚光透镜30入射的第二反射光23在聚 光透镜30的界面折射，并通过聚光透镜30的前方面31向前方发射。
[0215] 从光源20射出的光以依次经由聚光透镜30的上半部、第一光路径转换部件40、聚 光透镜30的上半部、第二光路径转换部件50、聚光透镜30的中央部的方式进行聚焦。其中， 聚光透镜30的上半部是指以聚光透镜30的中心轴Axl为基准的上部区域。聚光透镜30的上 半部为聚光透镜30的第一区域。聚光透镜30的下半部是指以聚光透镜30的中心轴Axl为基 准的下部区域。聚光透镜30的下半部为聚光透镜30的第二区域。聚光透镜30的中央部是指 以聚光透镜30的中心轴Axl为中心的规定的区域。
[0216] 实施例中，第一光路径转换部件40为了聚光而对光进行镜面反射。第二光路径转 换部件50在仅执行反射作用的情况下，对光进行镜面反射。
[0217] 另一方面，在另一实施例中，在第二光路径转换部件50进行反射及波长转换的情 况下，第二光路径转换部件50具有反射层和涂敷于反射层上的荧光体层的结构。在第二光 路径转换部件50进行反射及波长转换的情况下，在第二光路径转换部件50中提供的第二反 射光23可呈朗伯反射形态或混合反射形态。因此，在第二光路径转换部件50进行反射及波 长转换的情况下，第二反射光23具有朝向光轴Αχ前方放射的形态。即，第二反射光23成为以 与聚光透镜30的中心轴Αχ 1平行的任意线为基准向上下方向具有规定的角度的扇形光。
[0218] 优选地，第二光路径转换部件50的反射面以交叉或垂直于与聚光透镜30的中心轴 Axl平行的任意线的方式配置。
[0219]第二反射光23向聚光透镜30的后方面32入射，并在聚光透镜30的界面中折射而发 射。通过聚光透镜30的第二反射光23成为其放射角比向聚光透镜30入射的第二反射光23更 减小的形态。
[0220]因此，通过聚光透镜30的第二反射光23成为具有一定前进性且扩散的光。这种第 二反射光23可用作用于照射车辆用灯装置的近距离的近光灯。
[0221] 第二光路径转换部件50位于聚光透镜30的中心轴Axl上。
[0222] 辅助聚光透镜60将从光轴的后方入射的光聚集于光轴前方的一个空间。辅助聚光 透镜60因辅助聚光透镜60的形状和辅助聚光透镜60与外部之间的折射率差异而使入射的 光折射。辅助聚光透镜60的折射率大于1，优选地，可以为1.5至1.6。
[0223] 辅助聚光透镜60的中心轴与聚光透镜30的中心轴Axl相重叠。具体地，当从前方观 察时，辅助聚光透镜60与聚光透镜30相重叠地设置。
[0224] 辅助聚光透镜60的中心轴Ax2与聚光透镜30的中心轴Axl相平行地配置。
[0225] 这种辅助聚光透镜60中，使从辅助聚光透镜60的后方入射的光在辅助聚光透镜60 的界面中折射而转换为与光轴平行的光来发射。
[0226] 在第二光路径转换部件50中进行波长转换及反射的光以将聚光透镜30的中心轴 为基准以放射状展开的形态向聚光透镜30的后方面32入射，并向聚光透镜30的前方面31发 射。在此过程中，向聚光透镜30的前方面31发射的光与向聚光透镜30的后方面32入射的光 相比，其放射角更减小。向聚光透镜30的前方面31发射的光向辅助聚光透镜60入射，从而有 效地转换为与光轴平行的光。辅助聚光透镜60的材质可与聚光透镜30的材质相同。
[0227] 图12为用于说明本发明一实施例的发光模块的位置的参考图。
[0228] 实施例的聚光透镜30为中央部的曲率半径小于边缘部的曲率半径的非球面透镜。
[0229] 首先，当从聚光透镜30的中心轴Axl的前方观察时，光源20、第一光路径转换部件 40及第二光路径转换部件50与聚光透镜30相重叠地设置。因此，用于内置发光模块10的外 壳的大小可缩小为聚光透镜30的大小。
[0230] 具体地，聚光透镜30的中心轴Axl与光源20之间的第一距离hi小于聚光透镜30的 半径L。其中，第一距离hi根据上述的隔开距离计算公式来进行计算。
[0231] 并且，聚光透镜30的中心轴Axl与第二光路径转换部件50之间的第二距离为0。并 且，第二光路径转换部件50以从聚光透镜30的后方面32向聚光透镜30的后方隔开的方式设 置。
[0232] 另一方面，聚光透镜30的中心轴Axl与第一光路径转换部件40之间的第三距离h3 小于聚光透镜30的半径L且大于0。当然，第三距离h3可根据上述的隔开距离计算公式来进 行计算。优选地，第一距离hi与第三距离h3之比可以为1:0.9至1:1.1。更优选地，第一距离 hi与第三距离h3可相同。
[0233] 聚光透镜30的中心轴Axl与第一反射光22的射出点S之间的第五距离h5可小于第 一距离hi或第二距离h2。优选地，光源20的第一距离hi与射出点S的第五距离h5之比可以为 1:0.1至1:0.6 〇
[0234] 为了组装的便利性，通常，这种发光模块10内置于六面体形态的外壳。因此，通过 在聚光透镜30的后方的上部配置光源20,并在聚光透镜30的后方的中央配置第二光路径转 换部件50,可减小发光模块10的长度，将空间的利用最大化，来容易内置于外壳中。
[0235] 并且，在聚光透镜30的前方的下部配置有辅助聚光透镜60,在聚光透镜30的前方 的上部配置有第一光路径转换部件40,从而可减小发光模块10的长度，将空间的利用最大 化，来容易内置于外壳中。
[0236] 并且，第二光路径转换部件50配置于聚光透镜30的中心轴Axl上，以使从第二光路 径转换部件50向聚光透镜30入射的光在聚光透镜30的中心轴Axl中供给，因而具有提高光 效率的优点。
[0237] 以下，对第一光路径转换部件40的结构进行详细说明。
[0238] 图13A为沿着I-Ι线截取图10A的聚光透镜的剖视图，图13B为沿着Π -Π 线截取图 10B的聚光透镜的剖视图。
[0239] 参照图13A及图13B，第一光路径转换部件40具有交叉于与聚光透镜30的中心轴 Axl平行的任意线的反射面41。第一光路径转换部件40的反射面41与聚光透镜30的前方面 31面接触。
[0240]第一光路径转换部件40的反射面41中，向第一光路径转换部件40的反射面41反射 的第一反射光22通过聚光透镜30向第二光路径转换部件50的中心部入射。具体地，第一光 路径转换部件40的反射面41具有用于使光聚集于第二光路径转换部件50的球面形状或平 面形状。
[0241]作为一例，如图13a及图13B所示，第一光路径转换部件40的反射面41具有与聚光 透镜30的前方面31相接触的形状。具体地，第一光路径转换部件40的反射面41具有与聚光 透镜30的前方面31相对应的曲率半径。
[0242]作为另一例，第一光路径转换部件40的反射面41可具有与聚光透镜30的前方面31 的曲率相同的曲率或不同的曲率，或者，可具有平面形状。在后面对此进行说明。
[0243]优选地，第一光路径转换部件40的反射面41的曲率半径的中心位于第一光路径转 换部件40的后方。因此，第一光路径转换部件40的反射面41成为向前方凹陷的球面形态。若 第一光路径转换部件40的反射面41成为凹陷的球面形态，则具有从第一光路径转换部件40 向第二光路径转换部件50提供的光聚焦于一个点的优点。
[0244] 图14A为再一实施例的聚光透镜和第一光路径转换部件的剖视图。
[0245] 参照图14A，与图13A的实施例相比，再一实施例的发光模块还包括收容槽31a。
[0246] 再一实施例的聚光透镜30形成有用于收容第一光路径转换部件40的收容槽31a。
[0247] 收容槽31a具有与第一光路径转换部件40相对应的形状和深度。收容槽31a由聚光 透镜30的前方面31向后方凹陷而形成。优选地，收容槽31a的深度与第一光路径转换部件40 的厚度相对应。
[0248]此时，收容槽31a的底面为平面，第一光路径转换部件40的反射面41与收容槽31a 的底面相接触。当然，作为另一例，收容槽31a的底面可具曲率。收容槽31a的底面交叉于与 聚光透镜30的中心轴Axl平行的任意线。
[0249] 再一实施例中，形成有聚光透镜30的收容槽31a，从而防止第一光路径转换部件40 的脱离。尤其，在第一光路径转换部件4由金属形成的情况下，若由从光源20入射的光加热 第一光路径转换部件40,则可解决第一光路径转换部件40从聚光透镜30剥离的问题。
[0250] 图14B为本发明再一实施例的聚光透镜和第一光路径转换部件的剖视图。
[0251]参照图14B，与图14A的实施例相比，再一实施例的发光模块还包括涂敷层70。
[0252]涂敷层70防止因聚光透镜30与外部空气之间的折射率差异而发生的聚光透镜30 界面中的全反射来提高光效率，并防止第一光路径转换部件40的剥离。
[0253]涂敷层70覆盖聚光透镜30的前方面31和第一光路径转换部件40。具体地，涂敷层 70涂敷于第一光路径转换部件40和聚光透镜30的前方面31。
[0254]涂敷层70包含具有粘结力和透光性的材质。例如，涂敷层70减小聚光透镜30与外 部空气的折射率差异，来减少在与外部空气的界面中发生的全反射。
[0255]涂敷层70的折射率小于聚光透镜30的折射率且大于1。具体地，涂敷层70的折射率 为 1.1 至 1.6。
[0256]涂敷层70具有单层或多层结构。实施例中，涂敷层70具有多层结构。具体地，涂敷 层70具有多个折射层71、72,越远离聚光透镜30的前方面31，多个折射层71、72的折射率越 依次减小。
[0257] 例如，涂敷层70包含硅。
[0258] 图14C为本发明再一实施例的聚光透镜和第一光路径转换部件的剖视图。
[0259] 参照图14C，与图13A的实施例相比，再一实施例的发光模块还包括涂敷层70。
[0260]第一光路径转换部件40在聚光透镜30的前方面31中突出地配置，涂敷层70具有一 同覆盖聚光透镜30的前方面31和第一光路径转换部件40的结构。
[0261] 涂敷层70如图14B中所示。
[0262] 图14D为本发明再一实施例的聚光透镜和第一光路径转换部件的剖视图。
[0263] 参照图14D，与图13A的实施例相比，再一实施例的发光模块在第一光路径转换部 件40的结构上存在差异。
[0264] 在第一光路径转换部件40为反射率优秀的金属物质的情况下，由于作为树脂物的 聚光透镜30的附着力弱，因而有可能因热而被剥离。
[0265] 因此，再一实施例的第一光路径转换部件40具有使用电介质来转换入射的光的路 径的结构。
[0266]例如，第一光路径转换部件40包括具有相互不同的折射率的多个电介质层40a、 40b 〇
[0267]例如，第一光路径转换部件40至少可包括:第一电介质层40a，具有第一折射率；以 及第二电介质层40b，具有与第一折射率不同的第二折射率。
[0268] 即，第一光路径转换部件40可形成由折射率相互不同的多个层40a、40b交替地反 复层叠而成的结构。
[0269]作为一例，第一电介质层40a可以为低折射率层，第二电介质层40b可以为高折射 率层，但并不局限于此。
[0270]并且，第一光路径转换部件40可层叠2层至30层。此时，第一电介质层40a和第二电 介质层40b可分别层叠2层至10层。这是因为若第一光路径转换部件40形成为少于2层，则得 不到基于全反射的充分的反射率，而在第一光路径转换部件40多于30层的情况下，制造费 用上升。因此，第一光路径转换部件40的厚度可以为50nm至5μπι。
[0271]另一方面，当λ为在光源20中发生的光的波长，η为介质的折射率，且将m设定为奇 数时，第一光路径转换部件40能够以πιλ/4η的厚度交替地反复层叠具有低折射率的第一电 介质层40a和具有高折射率的第二电介质层40b，来在特定波长带λ的光中取得95 %以上的 反射率。
[0272]因此，具有低折射率的第一电介质层40a和具有高折射率的第二电介质层40b可具 有基准波长的V4倍的厚度，此时，各层40a、40b的厚度可形成为:2 ?至l〇um。
[0273] 并且，形成第一光路径转换部件40的各层可包括电介质。例如，第一光路径转换部 件 40 可由 Mx0y(M:Metal，0:0xide，X，Y:常数)组成。
[0274] 第一光路径转换部件40可包含氧化硅(Si02)、氧化钛(Ti02)及氧化钽(Ta20 5)中的 一种。
[0275] 作为一例，具有低折射率的第一电介质层40a可利用折射率为1.4的氧化硅 (Si02)，具有高折射率的第二电介质层40b可利用折射率为2.7的氧化钛(Ti0 2)或氧化钽 (Ta205)等，但并不局限于此。
[0276] 尤其，第一电介质层40a和第二电介质层40b可将600nm至870nm的波长带的光全反 射105%以上，来提高在金属反射层中反射率降低的区间的反射率。
[0277] 作为一例，在第一电介质层40a为氧化娃(Si〇2)的情况下，为了使600nm至870nm波 长带的光全反射，厚度优选为l〇7nm至155nm，在第一电介质层40a为氧化钛(Ti〇2)的情况 下，为了使600nm至870nm波长带的光全反射，厚度优选为55.5nm至80.6nm〇
[0278] 在第一光路径转换部件40由具有相互不同的折射率的电介质层构成的情况下，聚 光透镜30的前方面31和第一光路径转换部件40的粘结力得到提高。并且，防止第一光路径 转换部件40在聚光透镜30的前方面31中因热而容易剥离的情况。
[0279] 图15为再一实施例的发光模块的概念图。
[0280]参照图15,与图1A及图1B的实施例相比，再一实施例的发光模块10在光源20的数 量上存在差异。
[0281] 图15为从光轴的前方观察的图。实施例的光源20设置有多个。
[0282] 多个光源20a、20b全部配置于聚光透镜30的第一区域，聚光透镜30的中心轴Axl与 多个光源20之间的隔开距离(第一距离hi)相同。因此，若从光轴前方观察，则多个光源20a、 20b在聚光透镜30的第一区域内配置于与聚光透镜30的中心轴Axl具有第一距离hi的圆弧 上。多个光源20a、20b之间的最小隔开距离在考虑它们的散热之后设定。
[0283] 图16为本发明另一实施例的发光模块的概念图。
[0284] 参照图16,与图1A及图1B的实施例相比，另一实施例的发光模块10在光源20的数 量和第一光路径转换部件40的数量上存在差异。
[0285] 另一实施例中，光源20和第一光路径转换部件40设置有多个。
[0286] 多个光源20a、20b、20c全部配置于聚光透镜30的第一区域，聚光透镜30的中心轴 Axl与多个光源20之间的隔开距离(第一距离hi)相同。因此，若从光轴前方观察，则多个光 源20a、20b、20c在聚光透镜30的第一区域内配置于与聚光透镜30的中心轴Axl具有第一距 离hi的圆弧上。多个光源20a、20b、20c之间的最小隔开距离在考虑它们的散热之后设定。
[0287] 多个第一光路径转换部件40a、40b、40c全部配置于聚光透镜30的第一区域。多个 光源20a、20b、20c中生成并通过聚光透镜30的光向多个第一光路径转换部件40a、40b、40c 入射。多个第一光路径转换部件40a、40b、40c具有与多个光源20a、20b、20c相对应的数量。 多个第一光路径转换部件40a、40b、40c针对从多个光源20a、20b、20c中入射的光个别地调 节反射角，从而可将向第二光路径转换部件50发射的光集中于一个点。
[0288] 图17为本发明另一实施例的发光模块的概念图。
[0289] 参照图17，与图1A及图1B的实施例相比，另一实施例的发光模块10中，第二光路径 转换部件50使入射的光反射，且不进行波长转换。即，第二光路径转换部件50省略波长转换 层52。
[0290]向第二光路径转换部件50入射的第一反射光22在第二光路径转换部件50中被镜 面反射。在第二光路径转换部件50中发射的第二反射光23通过聚光透镜30向前方进行聚 焦。
[0291] 图18为示出包括本发明的发光模块10的汽车的图，图19为示出包括本发明的发光 模块10的汽车用灯装置的剖视图。
[0292] 参照图18,实施例的发光模块10安装于车辆1的前方。并且，发光模块10可内置于 车辆用灯装置100,车辆用灯装置100可设置于车辆的前方。因此，在本实施例中，车辆用灯 装置100包括用于确保驾驶员的前方夜间视线的头灯、雾灯、转向灯等。
[0293] 但是，在另一实施例中，车辆用灯装置还可安装于车辆1的后方来起到尾灯等的作 用。
[0294] 参照图19，本发明一实施例的车辆用灯装置100包括灯外壳110以及位于灯外壳 110的内部的发光模块10。
[0295] 并且，根据实施例，车辆用灯装置100还可包括光源单元400。
[0296]灯外壳110提供在内部设置发光模块10或/和光源单元400的空间。
[0297] 光源单元400输出汽车行驶所需的光。
[0298] 其中，发光模块10和光源单元400可发射相同的光。优选地，在发光模块10和光源 单元400中生成的光可具有相互不同的颜色，或者，一个可以为面光，一个可以为点光。 [0299]在光源单元400中生成的光照射扩散性优秀的接近距离，在发光模块10中生成的 光由于前进性优秀，因而可照射远距离的窄的区域。
[0300] 并且，发光模块10可使用激光二极管，光源单元400可使用氙气灯。
[0301] 根据实施例，在聚光透镜的后方的上部配置有点光源，在聚光透镜的后方的下部 配置有第二反射部，从而具有可减小发光模块的长度，将空间的利用最大化，来容易内置于 外壳中的优点。
[0302] 并且，实施例中，在聚光透镜的前方的下部配置有辅助聚光透镜，在聚光透镜的前 方的上部配置有第一反射部，从而具有减小发光模块的长度，将空间的利用最大化，来容易 内置于外壳中的优点。
[0303]并且，实施例中，分割使用聚光透镜的上下区域，因而具有减少部件数，并减少制 造费用的优点。
[0304]并且，实施例中，使用反射式荧光体，从而具有提高光效率的优点。
[0305]并且，实施例具有通过简单的结构提供集中性及前进性优秀的光的优点。
[0306]并且，实施例具有用于校正储备像差的优点。
[0307]图21为示出本发明的发光模块的光路径的图。
[0308]参照图21，在实施例的光源20中生成的第一光21通过聚光透镜30的上部区域(第 一区域)入射，并折射而发射。在聚光透镜30中发射的第一光21向第一光路径转换部件40入 射。
[0309]在第一光路径转换部件40中入射的第一光21反射，并发射为第一反射光22。第一 反射光22向聚光透镜30的上部区域(第二区域)入射。第一反射光22通过聚光透镜30的上部 区域向后方发射。
[0310]在聚光透镜30中发射的第一反射光22向第二光路径转换部件50入射。入射的第一 反射光22在第二光路径转换部件50中作为白色光转换波长，并反射而发射为第二反射光 23〇
[0311]此时，第二反射光23具有朗伯反射形态，因而以将与光轴平行的任意线为基准具 有规定的放射角的扇形发射。
[0312]第二反射光23向聚光透镜30的中心入射，并折射而向聚光透镜30的前方发射。 [0313]在聚光透镜30中发射的第二反射光23聚集于辅助聚光透镜60而作为第二光24发 射。
[0314] 尤其，第二反射光23的大部分向辅助聚光透镜60入射，并作为平行光线折射。
[0315] 以上，以实施例为中心进行了说明，但这仅属于例示，并不限定本发明，只要是本 发明所属技术领域的普通技术人员，就可以了解在不脱离本实施例的本质特性的范围内可 进行以上未例示的多种变形和应用。例如，在实施例中具体示出的各个结构要素可变形来 实施。并且，与这种变形和应用相关的差异应解释为包括在所附的发明要求保护范围中所 规定的本发明的范围内。
【主权项】
1. 一种发光模块，其特征在于，包括： 聚光透镜，用于将入射的光聚集于一个空间； 光源，用于提供通过上述聚光透镜的第一光； 第一光路径转换部件，用于提供使上述第一光反射来通过上述聚光透镜的第一反射 光；以及 第二光路径转换部件，用于将上述第一反射光作为通过上述聚光透镜的第二反射光来 提供。2. 根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，上述光源及第一光路径转换部件位于 与上述聚光透镜的中心轴偏心的位置。3. 根据权利要求2所述的发光模块，其特征在于，上述第二光路径转换部件位于与上述 聚光透镜的中心轴偏心的位置。4. 根据权利要求3所述的发光模块，其特征在于，上述光源和上述第二光路径转换部件 以上述聚光透镜的中心轴为基准相向地配置。5. 根据权利要求2所述的发光模块，其特征在于，上述聚光透镜的中心轴与上述光源之 间的第一距离小于上述聚光透镜的半径。6. 根据权利要求2所述的发光模块，其特征在于，上述聚光透镜的中心轴与上述第一光 路径转换部件之间的第二距离小于上述聚光透镜的半径。7. 根据权利要求3所述的发光模块，其特征在于，上述聚光透镜的中心轴与上述第二光 路径转换部件之间的第三距离小于上述聚光透镜的半径。8. 根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，上述第二光路径转换部件包括： 波长转换层，用于变更入射的光的波长；以及 反射层，用于使入射的光反射。9. 根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，还包括辅助聚光透镜，上述辅助聚光 透镜用于聚集通过上述聚光透镜的上述第二反射光。10. 根据权利要求9所述的发光模块，其特征在于，辅助聚光透镜位于与上述聚光透镜 的中心轴偏心的位置。11. 根据权利要求9所述的发光模块，其特征在于， 上述辅助聚光透镜具有向上述聚光透镜的方向露出的第一折射面和与上述第一折射 面相向的第二折射面， 上述第一折射面与上述第二折射面的形状不同。12. 根据权利要求11所述的发光模块，其特征在于， 在沿着铅垂方向切割上述辅助聚光透镜的铅垂切割面上，上述第一折射面具有铅垂折 射剖面， 在沿着水平方向切割上述辅助聚光透镜的水平切割面上，上述第一折射面具有水平折 射剖面， 上述铅垂折射剖面与上述水平折射剖面的形状相互不同。13. 根据权利要求12所述的发光模块，其特征在于，上述铅垂折射剖面的曲率半径小于 上述水平折射剖面的曲率半径。14. 根据权利要求12所述的发光模块，其特征在于，上述水平折射剖面为平面，上述铅 垂折射剖面具有曲率。15. 根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，上述第二光路径转换部件位于上述 聚光透镜的中心轴。16. 根据权利要求15所述的发光模块，其特征在于，还包括辅助聚光透镜，上述辅助聚 光透镜用于聚集通过上述聚光透镜的上述第二反射光。17. 根据权利要求16所述的发光模块，其特征在于，上述辅助聚光透镜的中心轴与上述 聚光透镜的中心轴相一致。18. 根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，上述第一光路径转换部件配置于上 述聚光透镜的前方面。19. 根据权利要求18所述的发光模块，其特征在于，上述第一光路径转换部件覆盖上述 聚光透镜的前方面中的一部分区域。20. 根据权利要求18所述的发光模块，其特征在于，上述聚光透镜还包括收容槽，上述 收容槽用于收容上述第一光路径转换部件。
【文档编号】F21V7/00GK106066019SQ201610258498
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月22日 公开号201610258498.0, CN 106066019 A, CN 106066019A, CN 201610258498, CN-A-106066019, CN106066019 A, CN106066019A, CN201610258498, CN201610258498.0
【发明人】朴准, 郑棅佑, 余相玉
【申请人】Lg电子株式会社