[发明专利]光学系统、光学透镜及其建构方法

说明书

本发明提供一种光学系统、光学透镜及其建构方法，其中该光学透镜设有虚拟的光轴作为Z轴贯穿该透镜的光输出面，定义垂直于Z轴且相互垂直的X轴与Y轴，使光输出面与Z轴、X轴、Y轴分别产生一中心点，二第一交点与二第二交点，其中于光输出面上的中心点分别与第一交点第二交点之间形成四条曲线，且该等曲线均符合一元二次多项式曲线。藉此，使光学透镜的焦点可以通过一元二次多项式曲线的公式进行调整，使光源所发射并穿过光学透镜的光线形成所需的光形。

技术领域

本发明是关于一种光学系统、光学透镜及其建构方法，更精确的说，是关于一种搭配LED光源组成车用光学系统的可散光型光学透镜及其建构方法，满足多元的车灯照明需求。

背景技术

为了节省能源，目前大多以多个LED光源形成光学模块，在LED光源的出光面配置球面或单一曲率曲面的透镜以投射出满足所需的适当光形与适当的亮度。然而，这些透镜只能提供固定的单一焦点，若将多个光学模块搭配应用于汽车头前灯时，容易使光学模块之间的配置更复杂。

因此，本发明人是集结多年来于相关领域的实务经验，续以构思一种光学透镜的建构方法，以改善此缺失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种光学透镜，设有虚拟的光轴作为 Z轴贯穿其光输入面与光输出面，且Z轴与光输出面有中心点，定义垂直于Z轴且相互垂直的X轴与Y轴，X轴与光输出面有二第一交点，Y轴与光输出面有二第二交点，其特征在于，于光输出面上中心点分别与第一交点、第二交点之间构成四条曲线，且该等曲线符合一元二次多项式曲线。

藉此，使光学透镜的焦点通过一元二次多项式曲线的公式进行调整，并形成所需光形。

此外，X轴、Y轴与Z轴交会于一虚拟原点，本领域技术人员可以依据需求光型，将虚拟原点相对二侧曲线的一元二次多项式设为相同或不同。也就是说，光输出面可以由最少二条曲线或最多四条曲线进行建构。

本发明还提供一种光学透镜的建构方法，包含以下步骤：定义光学透镜的虚拟光轴作为Z轴，以及垂直Z轴且相互垂直的X轴与Y轴；于该Z轴取一中心点，于该X轴与该Y轴的正负方向分别取二第一交点与二第二交点，于该中心点与该等第一交点及该等第二交点之间分别建构四条曲线，其中沿着该X轴方向延伸的该二条曲线符合通式：z＝a₁x²+b₁x+c₁，沿着该Y轴方向延伸的该二条曲线符合通式：z＝a₂y²+b₂y+c₂；以及，将第一线段沿着该第二线段拟合构成光学透镜的光输出面。

本发明还提供一种光学系统，包含上述光学透镜、以及一光源间隔设置于光学透镜的一光输入面。

前述光学系统具有多元的设计弹性，还可以依据需求光形，使光源透镜偏离该光学透镜的光轴，或将多个模块化的光学透镜与光源形成一光学系统，产生焦点可调式光学系统。

有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明所提供一实施例光学透镜的结构示意图；

图1A是图1的光学透镜沿着A-A剖视线进行剖视的剖面图；

图2是本发明所提供一实施例光学透镜的结构示意图；

图2A是图2的光学透镜沿着B-B剖视线进行剖视的剖面图；

图2B是图2的光学透镜的光形；