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TWI684030B - 光學元件及光源模組 - Google Patents

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TWI684030B
TWI684030B TW106142430A TW106142430A TWI684030B TW I684030 B TWI684030 B TW I684030B TW 106142430 A TW106142430 A TW 106142430A TW 106142430 A TW106142430 A TW 106142430A TW I684030 B TWI684030 B TW I684030B
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賴文祥
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巨輪興業股份有限公司
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Abstract

一種光學元件包括一入光面、一出光面以及一反射面。 入光面適於接納一光束。出光面具有相連接的一第一子出光面與一第二子出光面。反射面具有一第一子反射面與一第二子反射面，第二子反射面連接於第一子反射面與第二子出光面之間。光束的一第一部分在穿透入光面後，被第一子出光面折射而由光學元件射出，光束的一第二部分在穿透入光面後，被第二子反射面反射並穿透第二子出光面而由光學元件射出，光束的一第三部分依序穿透入光面、被第一子反射面反射、被第二子反射面反射及穿透第二子出光面而由光學元件射出。一種光源模組亦被提出。

Description

光學元件及光源模組
本發明是有關於一種光學元件及光源模組。
近年來，發光二極體(light-emitting diode，LED)的技術發展日益成熟，其逐漸取代傳統光源而應用於車輛之頭燈或警示燈。傳統的頭燈或警示燈所設的光學元件，通常採用反射板之型態設置於光源的周邊來反射光線，然而反射板會吸收部分光源，造成頭燈或警示燈的亮度下降。此外，發光二極體車燈或警示燈中的發光二極體及光學元件的相對位置需符合較高的光學精度要求，因此當發光二極體取代傳統光源來與傳統的光學元件結合時，容易造成光形不正確或照射目標亮度不足的問題。
本發明分別提供一種光學元件及一種光源模組，可有效率地把光束導引至照射方向，並使光束有較大的光強度。
本發明的一實施例提出一種光學元件，包括一入光面、 一出光面以及一反射面。入光面適於接納一光束。出光面具有一第一子出光面與一第二子出光面，第一子出光面與第二子出光面相連接。反射面具有一第一子反射面與一第二子反射面，第二子反射面連接於第一子反射面與第二子出光面之間，其中光束的一第一部分在穿透入光面後，被第一子出光面折射而由光學元件射出，光束的一第二部分在穿透入光面後，被第二子反射面反射並穿透第二子出光面而由光學元件射出，光束的一第三部分依序穿透入光面、被第一子反射面反射、被第二子反射面反射及穿透第二子出光面而由光學元件射出。
本發明的一實施例提出一種光源模組，包括一光源與一光學元件。光源適於發出一光束。光學元件配置於光束的傳遞路徑上，光學元件包括一入光面、一出光面以及一反射面。入光面適於接納一光束。出光面具有一第一子出光面與一第二子出光面，第一子出光面與第二子出光面相連接。反射面具有一第一子反射面與一第二子反射面，第一=二子反射面連接於第一子反射面與第二子出光面之間，其中光束的一第一部分在穿透入光面後，被第一子出光面折射而由光學元件射出，光束的一第二部分在穿透入光面後，被第二子反射面反射並穿透第二子出光面而由光學元件射出，光束的一第三部分依序穿透入光面、被第一子反射面反射、被第二子反射面反射及穿透第二子出光面而由光學元件射出。
基於上述，本發明的光學元件可使光束在穿透入光面 後，皆朝向出光面的一側射出光學元件。如此一來，本發明的實施例的光學元件可有效率地把光束導引至照射方向，並使光束有較大的光強度。本發明的實施例的光源模組因包括上述的光學元件，因此其光束可被有效率地導引至照射方向，且具有較大的光強度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10、20、30、40、50、60、70、80‧‧‧光源模組
100、200、300、400、500、600、700、800、900a、900b、1000a、1000b‧‧‧光學元件
110‧‧‧入光面
110a‧‧‧第一段入光面
110b‧‧‧第二段入光面
110c‧‧‧第三段入光面
112‧‧‧第一子入光面
114‧‧‧第二子入光面
116‧‧‧第三子入光面
120、920a、920b、1020a、1020b‧‧‧出光面
120a‧‧‧第一段出光面
120b‧‧‧第二段出光面
120c‧‧‧第三段出光面
122、922、1022‧‧‧第一子出光面
124、924、1024‧‧‧第二子出光面
922’、924’、1022’、1024’‧‧‧弧形出光子面
130‧‧‧反射面
130a‧‧‧第一段反射面
130b‧‧‧第二段反射面
130c‧‧‧第三段反射面
132‧‧‧第一子反射面
134‧‧‧第二子反射面
140‧‧‧底面
S‧‧‧光源
L‧‧‧光束
L1‧‧‧第一部分
L2‧‧‧第二部分
L3‧‧‧第三部分
C‧‧‧容納槽
P1‧‧‧第一圖形線
P2‧‧‧第二圖形線
P3‧‧‧第三圖形線
P4‧‧‧第四圖形線
P5‧‧‧第五圖形線
P6‧‧‧第六圖形線
E‧‧‧參考平面
E1‧‧‧第一參考平面
E2‧‧‧第二參考平面
A‧‧‧參考軸
A1‧‧‧第一參考軸
A2‧‧‧第二參考軸
ED‧‧‧延伸方向
BP1、BP2‧‧‧彎折處
圖1為本發明的一實施例之光源模組的剖面示意圖。
圖2A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。
圖2B為採用圖2A的光學元件的光源模組的剖視圖。
圖3A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。
圖3B為採用圖3A的光學元件的光源模組的剖視圖。
圖4A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。
圖4B為採用圖4A的光學元件的光源模組的剖視圖。
圖5A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。
圖5B為採用圖5A的光學元件的光源模組的剖視圖。
圖6A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。
圖6B為採用圖6A的光學元件的光源模組的剖視圖。
圖7A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。
圖7B為採用圖7A的光學元件的光源模組的剖視圖。
圖8A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。
圖8B為採用圖8A的光學元件的光源模組的剖視圖。
圖9A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。
圖9B為本發明的另一實施例之光學元件的立體圖。
圖10A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。
圖10B為本發明的另一實施例之光學元件的立體圖。
圖1為本發明的一實施例之光源模組的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例的光源模組10包括一光源S與一光學元件100。光源S適於發出一光束L。光學元件100配置於光束L的傳遞路徑上。光學元件100包括一入光面110、一出光面120以及一反射面130。入光面110適於接納一光束L。出光面120具有一第一子出光面122與一第二子出光面124，第一子出光面122與第二子出光面124相連接。反射面130具有一第一子反射面132與一第二子反射面134，第二子反射面134連接於第一子反射面132與第二子出光面124之間，其中光束L的一第一部分L1在穿透入光面110後，被第一子出光面122折射而由光學元件100射出，光束L的一第二部分L2在穿透入光面110後，被第二子反射面134反射並穿透第二子出光面124而由光學元件100射出，光束L的一第三部分L3依序穿透入光面110、被第一子反射面132反射、 被第二子反射面134反射及穿透第二子出光面124而由光學元件100射出。光束L的第一部分L1、第二部分L2以及第三部分L3往同一側向而由光學元件100射出，且光束L的第一部分L1、第二部分L2以及第三部分L3在由光學元件100射出時的發散角度小於等於10度。也就是說，光學元件100可使光束L大幅度轉向並集中往同一側向射出光學元件100，以使光束L有較大的光強度。
入光面110具有一第一子入光面112、一第二子入光面114以及一第三子入光面116，第二子入光面114連接於第一子入光面112與第三子入光面116之間，其中光束L的第一部分L1、第二部分L2與第三部分L3分別穿透第一子入光面112、第二子入光面114與第三子入光面116而進入光學元件100中。第一子入光面112、第二子入光面114以及第三子入光面116形成一容納槽C，使光源S可設置於容納槽C中。
在本實施例中，由於光學元件100的折射率大於光學元件100外的介質(例如是空氣)的折射率，因此光束L的第二部分L2在第二子反射面134可發生全反射以反射至第一子出光面122，光束L的第三部分L3可依序在第一子反射面132與第二子反射面134發生全反射以反射至第一子出光面122。換言之，光束L的第二部分L2與第三部分L3是藉由全反射來改變行經方向，因此可降低在此過程中能量的耗損。如此，本實施例的光學元件100在將光反射的過程中，可減少光束L的能量耗損，因此可有 效率地把光束導引至照射方向，並使光束有較大的光強度。
此外，在其他實施例中(未繪示)，光學元件100也可以更包括一反射層，設置於反射面130上，使光束L的第二部分L2被第二子反射面134反射而入射至第二子出光面124，光束L的第三部分L3依序被第一子反射面132與第二子反射面134反射而入射至第二子出光面124。
另外，在本實施例中，光學元件100更包括一底面140，連接於第一子出光面122與第一子反射面132之間，其中容納槽C位於底面140且內凹於底面140。第二子出光面124相對於底面140傾斜，然而在其他實施例中，第二子出光面124也可以垂直於底面140。在本實施例中，光學元件100的材質例如是塑膠、壓克力、玻璃或其他適當的透明材質。光源S例如是發光二極體(light-emitting diode，LED)、高光度放電燈(high-intensity discharge，HID)或其他適當的光源。光源S發出的光束L的顏色例如是紅、藍、黃、白、綠、紫或其組合，然本發明不以此為限。
圖2A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。圖2B為採用圖2A的光學元件的光源模組的剖視圖。請參照圖2A與圖2B，本實施例的光源模組20與光學元件200的構件以及相關敘述可以參考圖1實施例中的光源模組10與光學元件100，在此便不再贅述。光學元件200的入光面110、出光面120以及反射面130分別是由一參考平面E上的第一圖形線P1(繪示於圖2A)、第二圖形線P2(繪示於圖2A)以及第三圖形線P3(繪示於圖2A)繞 著參考平面E上的一參考軸A(繪示於圖2A)旋轉一角度而繞成的旋轉曲面，其中第一圖形線P1的兩端點、第二圖形線P2靠近參考軸A的一端點以及第三圖形線P3靠近參考軸A的一端點分別位於參考軸A上，第一子出光面122為一曲面，第二子出光面124亦為一曲面。在本實施例中，入光面110位於參考軸A與反射面130的第二子反射面134之間，參考平面E與光學元件200的底面140共平面，且第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3分別可對應於如圖1的光學元件100的入光面110、出光面120以及反射面130所截出的剖面圖形線。第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著參考軸A旋轉的角度為180度。然而，在其他實施例中，第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著參考軸A旋轉的角度也可以例如是360度或其他角度。
圖3A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。圖3B為採用圖3A的光學元件的光源模組的剖視圖。請參照圖3A與圖3B，本實施例的光源模組30與光學元件300的構件以及相關敘述可以參考圖1實施例中的光源模組10與光學元件100，在此便不再贅述。光學元件300和圖2A與圖2B所示的光學元件200相似，其主要差異在於光學元件300的第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著參考軸A旋轉的角度為360度。因此，可將兩個光學元件200相對應的底面140互相連接以形成光學元件300，但本發明不以此為限。在其他實施例中，光學元件300也可 以是任意兩個旋轉角度之和為360度的光學元件對組而成。在本實施例中，入光面110的第二子入光面114位於參考軸A與反射面130的第二子反射面134之間。在本實施例中，光源模組30的光源S例如是高光度放電燈，然本發明並不以此為限。
圖4A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。圖4B為採用圖4A的光學元件的光源模組的剖視圖。請參照圖4A與圖4B，本實施例的光源模組40與光學元件400的構件以及相關敘述可以參考圖1實施例中的光源模組10與光學元件100，在此便不再贅述。光學元件400的入光面110、出光面120以及反射面130分別是由一參考平面E上的第一圖形線P1(繪示於圖4B)、第二圖形線P2(繪示於圖4B)以及第三圖形線P3(繪示於圖4B)繞著參考平面E(繪示於圖4B)上的一參考軸A旋轉一角度而繞成的旋轉曲面，其中第一子出光面122為一曲面，第二子出光面124亦為一曲面。在本實施例中，反射面130位於參考軸A與出光面120之間，且第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3分別可對應於如圖1的光學元件100的入光面110、出光面120以及反射面130所截出的剖面圖形線。第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著參考軸A旋轉的角度為360度。然而，在其他實施例中，第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著參考軸A旋轉的角度也可例如是180度或是其他角度。
本實施例的光源模組40例如可設置於圓形警示燈中，使光學元件400的底面140朝下，並在光學元件400的環形容納槽C 設置多個沿著環形容納槽C呈環形排列的光源S，再藉由驅動電路來驅動具有光學元件400的光源模組40，使設置於環形容納槽C中的多個光源S依序輪流發光，以達到模擬旋轉閃燈的警示效果。相較於傳統的旋轉式圓形警示燈需額外設置馬達以旋轉方式遮蔽光源模組，具有光源模組40的圓形警示燈可具有較小的體積。
圖5A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。圖5B為採用圖5A的光學元件的光源模組的剖視圖。請參照圖5A與圖5B，本實施例的光源模組50與光學元件500的構件以及相關敘述可以參考圖1實施例中的光源模組10與光學元件100，在此便不再贅述。光學元件500的入光面110、出光面120以及反射面130分別是由一參考平面E上的第一圖形線P1(繪示於圖5B)、第二圖形線P2(繪示於圖5B)以及第三圖形線P3(繪示於圖5B)繞著參考平面E(繪示於圖5B)上的一參考軸A旋轉一角度而繞成的旋轉曲面，其中第一子出光面122為一曲面，第二子出光面124亦為一曲面。在本實施例中，反射面130的第二子反射面134位於參考軸A與入光面110之間，且第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3分別可對應於如圖1的光學元件100的入光面110、出光面120以及反射面130所截出的剖面圖形線。第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著參考軸A旋轉的角度為360度。然而，在其他實施例中，第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著參考軸A旋轉的角度也可例如是180度或是其他角度。
在本實施例中，光源模組50的多個光源S可設置於光學元件500的環形容納槽C中並環繞容納槽C排列，使多個光源S的光束可集中往出光面120的一側整面出光。
圖6A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。圖6B為採用圖6A的光學元件的光源模組的剖視圖。請參照圖6A與圖6B，本實施例的光源模組60與光學元件600的構件以及相關敘述可以參考圖1實施例中的光源模組10與光學元件100，在此便不再贅述。光學元件600的入光面110、出光面120以及反射面130皆沿著同一延伸方向ED(繪示於圖6A)延伸。在本實施例中，第一子出光面122為一曲面，第二子出光面124為一平面。光源模組60的多個光源S可沿著延伸方向ED排列而設置於光學元件600的容納槽C中。
圖7A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。圖7B為採用圖7A的光學元件的光源模組的剖視圖。請參照圖7A與圖7B，本實施例的光源模組70與光學元件700的構件以及相關敘述可以參考圖1實施例中的光源模組10與光學元件100，在此便不再贅述。光學元件700的入光面110包括一第一段入光面110a、一第二段入光面110b與一第三段入光面110c，出光面120包括一第一段出光面120a、一第二段出光面120b與一第三段出光面120c，反射面130包括一第一段反射面130a、一第二段反射面130b與一第三段反射面130c，第二段入光面110b連接於第一段入光面110a與第三段入光面110c之間，第二段出光面120b連接於第一 段出光面120a與第三段出光面120c之間，第二段反射面130b連接於第一段反射面130a與第三段反射面130c之間，其中第一段入光面110a、第一段出光面120a與第一段反射面130a分別是由一第一參考平面E1上的第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著第一參考平面E1上的一第一參考軸A1旋轉一第一角度而繞成的旋轉曲面，第二段入光面110b、第二段出光面120b與第二段反射面130b皆沿著同一延伸方向ED延伸(繪示於圖7A)，第三段入光面110c、第三段出光面120c與第三段反射面130c分別是由一第二參考平面E2上的第四圖形線P4、第五圖形線P5以及第六圖形線P6繞著第二參考平面E2上的一第二參考軸A2旋轉一第二角度而繞成的旋轉曲面，其中第一參考軸A1平行於第二參考軸A2，第二段入光面110b、第二段出光面120b與第二段反射面130b的延伸方向ED垂直於第一參考軸A1與第二參考軸A2。
在本實施例中，第一參考軸A1與第二參考軸A2位於光學元件700的底面140上，且第一參考軸A1通過第一段入光面110a與第二段入光面110b的交界線的兩端點、第一段出光面120a與第二段出光面120b的交界線中靠近底面140的一端點以及第一段反射面130a與第二段反射面130b的交界線中靠近底面140的一端點，第二參考軸A2通過第三段入光面110c與第二段入光面110b的交界線的兩端點、第三段出光面120c與第二段出光面120b的交界線中靠近底面140的一端點以及第三段反射面130c與第二 段反射面130b的交界線中靠近底面140的一端點。第一參考平面E1、第二參考平面E2以及光學元件700的底面140共平面。此外，第一圖形線P1和第四圖形線P4可對應於如圖1的光學元件100的入光面110所截出的剖面圖形線，第二圖形線P2和第五圖形線P5可對應於如圖1的光學元件100的出光面120所截出的剖面圖形線，第三圖形線P3和第六圖形線P6可對應於如圖1的光學元件100的反射面130所截出的剖面圖形線。第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著第一參考軸A1旋轉的第一角度為90度，第四圖形線P4、第五圖形線P5以及第六圖形線P6繞著第二參考軸A2旋轉的第二角度為90度。然而，在其他實施例中，第一角度和第二角度也可以分別是其他角度。
在一實施例中，可在光學元件700的容納槽C中的第一參考軸A1處與第二參考軸A2處分別設置一光源S，以及可在第一參考軸A1與第二參考軸A2之間沿著延伸方向ED設置多個光源S。
圖8A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。圖8B為採用圖8A的光學元件的光源模組的剖視圖。請參照圖8A與圖8B，本實施例的光源模組80與光學元件800的構件以及相關敘述可以參考圖1實施例中的光源模組10與光學元件100，在此便不再贅述。光學元件800的入光面110包括一第一段入光面110a、一第二段入光面110b與一第三段入光面110c，出光面120包括一第一段出光面120a、一第二段出光面120b與一第三段出光面 120c，反射面130包括一第一段反射面130a、一第二段反射面130b與一第三段反射面130c，其中第一段入光面110a、第一段出光面120a與第一段反射面130a分別是由一第一參考平面E1上的第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著第一參考平面E1上的一第一參考軸A1旋轉一第一角度而繞成的旋轉曲面，第二段入光面110b、第二段出光面120b與第二段反射面130b皆沿著同一延伸方向ED延伸(繪示於圖8A)，第三段入光面110c、第三段出光面120c與第三段反射面130c分別是由一第二參考平面E2上的第四圖形線P4、第五圖形線P5以及第六圖形線P6繞著第二參考平面E2上的一第二參考軸A2旋轉一第二角度而繞成的旋轉曲面，其中第一參考軸A1平行於第二參考軸A2，第二段入光面110b、第二段出光面120b與第二段反射面130b的延伸方向ED垂直於第一參考軸A1與第二參考軸A2。
在本實施例中，第一參考軸A1位於遠離出光面120的一側且通過第三圖形線P3的彎折處BP1，第二參考軸A2位於遠離出光面120的一側且通過第六圖形線P6的彎折處BP2，且第一參考平面E1、第二參考平面E2共平面。此外，第一圖形線P1和第四圖形線P4可對應於如圖1的光學元件100的入光面110所截出的剖面圖形線，第二圖形線P2和第五圖形線P5可對應於如圖1的光學元件100的出光面120所截出的剖面圖形線，第三圖形線P3和第六圖形線P6可對應於如圖1的光學元件100的反射面130所截出的剖面圖形線。第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三 圖形線P3繞著第一參考軸A1旋轉的第一角度為90度，第四圖形線P4、第五圖形線P5以及第六圖形線P6繞著第二參考軸A2旋轉的第二角度為90度。然而，在其他實施例中，第一角度和第二角度也可以分別是其他角度。
在一實施例中，可在光學元件800的容納槽C中的第一參考軸A1處與第二參考軸A2處分別設置一光源S，可在第一參考軸A1與第二參考軸A2之間沿著延伸方向ED設置多個光源S，以及可在容納槽C兩端的弧形部分中設置多個沿著弧形部分呈弧形排列的光源S。
圖9A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。圖9B為本發明的另一實施例之光學元件的立體圖。本實施例的光學元件900a與光學元件900b的構件以及相關敘述可以參考圖1實施例中的光學元件100，在此便不再贅述。為求清晰，光學元件900a與光學元件900b僅示意性地繪示前視表面輪廓，但應理解，光學元件900a與光學元件900b為透明材質，因此實質上可看到內部的結構輪廓，其可參考前述相關實施例的圖式，在此省略繪示。請先參照圖9A，光學元件900a和圖6A與圖6B所示的光學元件600相似，其主要差異在於光學元件900a的出光面920a的第一子出光面922具有多個弧形出光子面922’(例如為弧形凸面)，這些弧形出光子面922’由鄰近第二子出光面124的一側往鄰近底面140的一側延伸，且這些弧形出光子面922’沿著垂直於弧形出光子面922’的延伸方向的方向依序排列。請接著參照圖9B，光學元 件900b和圖9A的光學元件900a相似，其主要差異在於光學元件900b的出光面920b的第二子出光面924具有多個弧形出光子面924’(例如為弧形凸面)，這些弧形出光子面924’由鄰近第二子反射面134的一側往鄰近第一子出光面922的一側延伸，且這些弧形出光子面924’沿著垂直於弧形出光子面924’的延伸方向的方向依序排列。
圖10A為本發明的一實施例之光學元件的立體圖。圖10B為本發明的另一實施例之光學元件的立體圖。本實施例的光學元件1000a與光學元件1000b的構件以及相關敘述可以參考圖1實施例中的光學元件100，在此便不再贅述。為求清晰，光學元件1000a與光學元件1000b僅示意性地繪示前視表面輪廓，但應理解，光學元件1000a與光學元件1000b為透明材質，因此實質上可看到內部的結構輪廓，其可參考前述相關實施例的圖式，在此省略繪示。請先參照圖10A，光學元件1000a和圖9A所示的光學元件900a相似，其主要差異在於光學元件1000a的兩端類似於圖2A與圖2B所示的光學元件200，其入光面110、出光面1020a以及反射面130的兩端分別是由第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著位於底面140上的一參考軸A旋轉一角度而繞成的旋轉曲面，且第一子出光面1022的多個弧形出光子面1022’不設置於第一子出光面1022的兩端。其中，第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3可參考前述圖2A的實施例，在此省略繪示。第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著 參考軸A旋轉的角度為90度。然而，在其他實施例中，第一圖形線P1、第二圖形線P2以及第三圖形線P3繞著參考軸A旋轉的角度也可以是其他角度。請接著參照圖10B，光學元件1000b和圖10A的光學元件1000a相似，其主要差異在於光學元件1000b的出光面1020b的第二子出光面1024具有多個弧形出光子面1024’(例如為弧形凸面)，這些弧形出光子面1024’由鄰近第二子反射面134的一側往鄰近第一子出光面1022的一側延伸，且這些弧形出光子面1024’沿著垂直於弧形出光子面1024’的延伸方向的方向依序排列。
特別一提的是，本發明的光學元件及光源模組可應用於台灣專利號M404148、台灣專利號M367307以及台灣專利號D174393所記載的警示燈中。
綜上所述，本發明的實施例光學元件可使光束在穿透入光面後，皆朝向出光面的一側射出光學元件。如此一來，本發明的實施例的光學元件可有效率地把光束導引至照射方向，並使光束有較大的光強度。本發明的實施例的光源模組因包括上述的光學元件，因此其光束可被有效率地導引至照射方向，且具有較大的光強度。此外，本發明的光源模組除了可應用於車輛的頭燈或警示燈之外，亦可以應用於照明系統中。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍 當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧光源模組
100‧‧‧光學元件
110‧‧‧入光面
112‧‧‧第一子入光面
114‧‧‧第二子入光面
116‧‧‧第三子入光面
120‧‧‧出光面
122‧‧‧第一子出光面
124‧‧‧第二子出光面
130‧‧‧反射面
132‧‧‧第一子反射面
134‧‧‧第二子反射面
140‧‧‧底面
S‧‧‧光源
L‧‧‧光束
L1‧‧‧第一部分
L2‧‧‧第二部分
L3‧‧‧第三部分
C‧‧‧容納槽

Claims (20)

  1. 一種光學元件，包括：一入光面，適於接納一光束；一出光面，具有一第一子出光面與一第二子出光面，該第一子出光面與該第二子出光面相連接；一反射面，具有一第一子反射面與一第二子反射面，該第二子反射面連接於該第一子反射面與該第二子出光面之間，其中該光束的一第一部分在穿透該入光面後，被該第一子出光面折射而由該光學元件射出，該光束的一第二部分在穿透該入光面後，被該第二子反射面反射並穿透該第二子出光面而由該光學元件射出，該光束的一第三部分依序穿透該入光面、被該第一子反射面反射、被該第二子反射面反射及穿透該第二子出光面而由該光學元件射出；以及一底面，連接於該第一子出光面與該第一子反射面之間，其中該第一子出光面具有多個第一弧形出光子面，該些第一弧形出光子面由鄰近該第二子出光面的一側往鄰近該底面的一側延伸，且該些第一弧形出光子面沿著垂直於該些第一弧形出光子面的延伸方向的方向依序排列。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學元件，其中入光面包括一第一子入光面、一第二子入光面以及一第三子入光面，該第二子入光面連接於該第一子入光面與該第三子入光面之間，且該第一子入光面、該第二子入光面以及該第三子入光面形成一容納 槽，其中該光束的該第一部分、該第二部分與該第三部分別穿透該第一子入光面、該第二子入光面與該第三子入光面而進入該光學元件中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光學元件，其中該光束的該第一部分、該第二部分以及該第三部分往同一側由該光學元件射出。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的光學元件，其中該容納槽位於該底面且內凹於該底面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光學元件，其中該第二子出光面包括一平面或一曲面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光學元件，更包括一反射層，該反射層設置於該反射面上。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的光學元件，其中該第二子出光面具有多個第二弧形出光子面，該些第二弧形出光子面由鄰近該第二子反射面的一側往鄰近該第一子出光面的一側延伸，且該些第二弧形出光子面沿著垂直於該些第二弧形出光子面的延伸方向的方向依序排列，其中該入光面包括一第一段入光面、一第二段入光面與一第三段入光面，該反射面包括一第一段反射面、一第二段反射面與一第三段反射面，該第二段入光面連接於該第一段入光面與該第三段入光面之間，該第二段反射面連接於該第一段反射面與該第三段反射面之間， 其中該第一段入光面與該第一段反射面分別是由一第一參考平面上的一第一圖形線與一第三圖形線繞著該第一參考平面上的一第一參考軸旋轉一第一角度而繞成的旋轉曲面，該第二段入光面與該第二段反射面皆沿著同一延伸方向延伸，該第三段入光面與該第三段反射面分別是由一第二參考平面上的一第四圖形線與一第六圖形線繞著該第二參考平面上的一第二參考軸旋轉一第二角度而繞成的旋轉曲面，其中該第一參考軸平行於該第二參考軸，該延伸方向垂直於該第一參考軸與該第二參考軸。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的光學元件，其中該入光面包括一第一段入光面、一第二段入光面與一第三段入光面，該反射面包括一第一段反射面、一第二段反射面與一第三段反射面，該第二段入光面連接於該第一段入光面與該第三段入光面之間，該第二段反射面連接於該第一段反射面與該第三段反射面之間，其中該第一段入光面與該第一段反射面分別是由一第一參考平面上的一第一圖形線與一第三圖形線繞著該第一參考平面上的一第一參考軸旋轉一第一角度而繞成的旋轉曲面，該第二段入光面與該第二段反射面皆沿著同一延伸方向延伸，該第三段入光面與該第三段反射面分別是由一第二參考平面上的一第四圖形線與一第六圖形線繞著該第二參考平面上的一第二參考軸旋轉一第二角度而繞成的旋轉曲面，其中該第一參考軸平行於該第二參考軸，該延伸方向垂直於 該第一參考軸與該第二參考軸。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的光學元件，其中該光束由該光學元件射出時的發散角度小於等於10度。
  10. 一種光源模組，包括：一光源，適於發出一光束；以及一光學元件，配置於該光束的傳遞路徑上，該光學元件包括：一入光面，適於接納該光源發出的該光束；一出光面，具有一第一子出光面與一第二子出光面，該第一子出光面與該第二子出光面相連接；一反射面，具有一第一子反射面與一第二子反射面，該第二子反射面連接於該第一子反射面與該第二子出光面之間，其中該光束的一第一部分在穿透該入光面後，被該第一子出光面折射而由該光學元件射出，該光束的一第二部分在穿透該入光面後，被該第二子反射面反射並穿透該第二子出光面而由該光學元件射出，該光束的一第三部分依序穿透該入光面、被該第一子反射面反射、被該第二子反射面反射及穿透該第二子出光面而由該光學元件射出；以及一底面，連接於該第一子出光面與該第一子反射面之間，其中該第一子出光面具有多個第一弧形出光子面，該些第一弧形出光子面由鄰近該第二子出光面的一側往鄰近該底面的一側延伸，且該些第一弧形出光子面沿著垂直於該些第一弧形出光子面的延伸方向的方向依序排列。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的光源模組，其中該光源包括發光二極體或高光度放電燈。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的光源模組，其中該光源的該光束的顏色包括紅、藍、黃、白、綠、紫或其組合。
  13. 一種光學元件，包括：一入光面，適於接納一光束；一出光面，具有一第一子出光面與一第二子出光面，該第一子出光面與該第二子出光面相連接；以及一反射面，具有一第一子反射面與一第二子反射面，該第二子反射面連接於該第一子反射面與該第二子出光面之間，其中該光束的一第一部分在穿透該入光面後，被該第一子出光面折射而由該光學元件射出，該光束的一第二部分在穿透該入光面後，被該第二子反射面反射並穿透該第二子出光面而由該光學元件射出，該光束的一第三部分依序穿透該入光面、被該第一子反射面反射、被該第二子反射面反射及穿透該第二子出光面而由該光學元件射出，其中該第二子出光面具有多個弧形出光子面，該些弧形出光子面由鄰近該第二子反射面的一側往鄰近該第一子出光面的一側延伸，且該些弧形出光子面沿著垂直於延伸方向的方向依序排列。
  14. 一種光學元件，包括：一入光面，適於接納一光束；一出光面，具有一第一子出光面與一第二子出光面，該第一 子出光面與該第二子出光面相連接；以及一反射面，具有一第一子反射面與一第二子反射面，該第二子反射面連接於該第一子反射面與該第二子出光面之間，其中該光束的一第一部分在穿透該入光面後，被該第一子出光面折射而由該光學元件射出，該光束的一第二部分在穿透該入光面後，被該第二子反射面反射並穿透該第二子出光面而由該光學元件射出，該光束的一第三部分依序穿透該入光面、被該第一子反射面反射、被該第二子反射面反射及穿透該第二子出光面而由該光學元件射出，其中該入光面、該出光面以及該反射面的至少一部分分別是由一第一參考平面上的一第一圖形線、一第二圖形線以及一第三圖形線繞著該第一參考平面上的一第一參考軸旋轉一第一角度而繞成的旋轉曲面。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的光學元件，其中該第一角度為180度或360度。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的光學元件，其中該入光面包括一第一段入光面、一第二段入光面與一第三段入光面，該出光面包括一第一段出光面、一第二段出光面與一第三段出光面，該反射面包括一第一段反射面、一第二段反射面與一第三段反射面，該第二段入光面連接於該第一段入光面與該第三段入光面之間，該第二段出光面連接於該第一段出光面與該第三段出光面之間，該第二段反射面連接於該第一段反射面與該第三段反射面之間， 其中該第一段入光面、該第一段出光面與該第一段反射面包括該入光面、該出光面以及該反射面的該至少一部分，該第二段入光面、該第二段出光面與該第二段反射面皆沿著同一延伸方向延伸，該第三段入光面、該第三段出光面與該第三段反射面分別是由一第二參考平面上的一第四圖形線、一第五圖形線以及一第六圖形線繞著該第二參考平面上的一第二參考軸旋轉一第二角度而繞成的旋轉曲面，其中該第一參考軸平行於該第二參考軸，該延伸方向垂直於該第一參考軸與該第二參考軸。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的光學元件，其中入光面包括一第一子入光面、一第二子入光面以及一第三子入光面，該第二子入光面連接於該第一子入光面與該第三子入光面之間，且該光束的該第一部分、該第二部分與該第三部分別穿透該第一子入光面、該第二子入光面與該第三子入光面而進入該光學元件中，其中該入光面的該第二子入光面位於該第一參考軸與該反射面的該第二子反射面之間。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的光學元件，其中該反射面位於該第一參考軸與該出光面之間。
  19. 如申請專利範圍第14項所述的光學元件，其中該反射面的該第二子反射面位於該第一參考軸與該入光面之間。
  20. 一種光源模組，包括：一光源，適於發出一光束；以及 一光學元件，配置於該光束的傳遞路徑上，該光學元件包括：一入光面，適於接納該光源發出的該光束；一出光面，具有一第一子出光面與一第二子出光面，該第一子出光面與該第二子出光面相連接；以及一反射面，具有一第一子反射面與一第二子反射面，該第二子反射面連接於該第一子反射面與該第二子出光面之間，其中該光束的一第一部分在穿透該入光面後，被該第一子出光面折射而由該光學元件射出，該光束的一第二部分在穿透該入光面後，被該第二子反射面反射並穿透該第二子出光面而由該光學元件射出，該光束的一第三部分依序穿透該入光面、被該第一子反射面反射、被該第二子反射面反射及穿透該第二子出光面而由該光學元件射出，其中該入光面、該出光面以及該反射面的至少一部分分別是由一第一參考平面上的一第一圖形線、一第二圖形線以及一第三圖形線繞著該第一參考平面上的一第一參考軸旋轉一第一角度而繞成的旋轉曲面。
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