JP2019053297A - 自動車用の照明用および/または信号用の照明モジュールの光線を成形するレンズ - Google Patents

自動車用の照明用および/または信号用の照明モジュールの光線を成形するレンズ Download PDF

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Abstract

【課題】自動車用の照明用およびまたは信号用の照明モジュールの光線を成形するレンズを提供する。【解決手段】自動車の照明およびまたは信号のモジュール用の、光線を成形するレンズ10であって、光線の入射面12と、反対側の出射面14と、を含む。レンズ10は、出射面14がフレネル構造を形成するプリズムを備えるフラットレンズ形状を有し、これらのプリズムの少なくとも1つは、回折構造を有する外面を備え、入射面12は、少なくとも部分的に微細構造20を備え、自動車へ適用できる。【選択図】図2

Description

発明の技術分野は、自動車の照明および/または信号の手段の照明モジュールである。
自動車には、車両が通過している道路を照らし、または車両から他の道路利用者に信号を送信することが可能なビームの放射が可能な照明モジュールが装備されている。
これらの照明モジュールは、一般的に、少なくとも1つの光源と、光源によって放射された光線を少なくとも1つのビーム成形レンズに向けて偏向させるように配置された少なくとも1つの光学的偏向素子と、を含み、それらが照明または信号に関するものであるか無関係に、車両のユーザのニーズおよび規制基準の両方に適合するビームを得る。しかし、規制基準の複雑性は、多くの場合、複数のレンズおよび/または光学的偏向素子を使用することを必要とし、これにより、そのような照明モジュールの設計、製造、および組み立てを複雑にし、車両の製造コストを増加させる。
特に最小限の光学部品で、最大限の照明および/または信号の機能の照明モジュールを提供することを目的とした解決方法が、開発されている。しかし、この種の照明モジュールは、満たすべき基準の非常に詳細な仕様に対してコストが上がり、そのような照明モジュールの設計は、面倒で高価であることが多く、得られる製品は、めったに目標とする問題を完全に解決しない。
本発明は、これらの欠点を軽減し、光源と、放射された光線をシングルビームレンズに向けて方向付ける任意の光学的偏向素子と、を備える照明モジュールを提供することを目的とし、照明モジュールは、ユーザのニーズおよび公的機関によって設定された規制基準の両方に最適に適合する。
発明の1つの主題は、したがって、自動車の照明用および/または信号用の照明モジュールの光線を成形するレンズであって、光線の入射面と、反対側の出射面とを含み、レンズは、出射面がフレネル構造を形成するプリズムを備えるフラットレンズ形状を有し、これらのプリズムの少なくとも1つは、回折構造を有する外面を備え、入射面は、少なくとも部分的に微細構造を備える。
「フラットレンズ」または「あまり湾曲していないレンズ」という表現は、レンズの平均厚さが、直径に対して、またはレンズの延長主面における最大寸法に対して小さいことを意味すると理解される。換言すると、球面収差または非球面収束が同じ約50%であるのに対して、レンズの厚さのばらつきに応じて、その平均厚さが前記直径または前記最大寸法の20%未満の値である場合、レンズはフラットであるか、またはあまり湾曲していない。
「プリズム」という用語は、フレネル構造を形成することに関与する特徴を意味すると理解すべきであり、この特徴の寸法および傾きは、交換可能な球面レンズの光パワーに応じて規定される。より具体的には、出射面に配置された特徴、すなわちプリズムは、フレネル構造を形成し、フラットレンズはフレネルレンズである。フレネル構造を形成するプリズムは、特に光学面およびドラフト面を有し、これらの面、特に光学面の各々は、光線をより正確に制御するために、正確な輪郭を有するか、実際には湾曲に従う。
本発明に係る成形レンズは、複数の機能を提供することができる。フラットレンズの出射面におけるフレネル構造の存在により、よりも大きな従来の球面または非球面レンズと同じ光パワーを得られ、また、これらの特徴、すなわち(特徴の)光学面の外面がレンズの周辺または外部に向かって回り込んだ回折構造の存在により、特にカットオフを含有したビームの形成のための光線のレンズによる放射中の、全てまたは一部の色収差を修正することができる。レンズの入射面における光学的な微細構造の存在は、投射画像のぼけに関与し、照明領域と非照明領域との間で潜在的に現れる色収差を低減するために、カットオフを含有したビームの投射の特定用途において、特に、再度有益である。入射面光線状に光学的な微細構造が存在することにより、色収差を低減するこの機能を発揮するために必要な回折構造の数を減少できることが理解されるだろう。これは、また、回折構造の製造が困難である点、およびそれらを離せることが好ましい点で有利であり、これは、回折構造が、レンズから出射する光線の分散による眩しさの発生を導くので有利である。
本発明に係る成形レンズは、有利には、個々にまたは組み合わせて実施される以下の属性の少なくとも1つを含む。
-プリズムは、レンズの出射面上に連続的に延びている。「連続的に」という用語は、プリズムが、レンズの中央部から周辺まで中断することなく製造され、プリズムが常に少なくとも1つの隣接プリズムと接触して配置されていることを意味する;
- プリズムは、プリズムの外面または光学面が滑らかな出射面の中央領域と、プリズムの外面が前記回折構造を備える出射面の周辺領域との間に分配されている。非限定的な例として、フレネル構造を形成するのに関与するプリズム上に回折構造が配置されていない5〜20ミリメートルの直径を有する出射面の中央領域を設けることは可能である。
- プリズムは、1ミクロン〜1ミリメートルの高さを有することが特徴である。プリズムの高さは、50〜300ミクロンである。プリズムの高さは、プリズムの頂点と、このプリズムとこのプリズムと隣接するプリズムとの接触点を通る平面との、この平面に垂直な方向における間で測定される。プリズムの頂点は、レンズの中心層から最も遠いプリズムのポイントであることが理解されるだろう;
- プリズムは、その間に100ミクロン〜1ミリメートルのピッチを有し、ピッチは、第1プリズムの頂点と、直接的に隣接する第2プリズムの頂点との間で測定される。プリズム間のピッチは、出射面全体にわたって規則的であってもよい;
-回折構造は、0.1〜10ミクロンの高さを有する。回折構造の高さは、回折構造の頂点と、回折構造を有するプリズムの外面を通過する平面との、懸案の平面に垂直な方向において測定される;
- 回折構造の高さは、レンズの出射面の中心から離れるにつれて増加する。回折構造の高さの変化は一定であり、2つの隣接する回折構造の高さの差は、考慮される回折構造のペアが同じであれば同じであるか、または徐々に、レンズの出射面の中央に近い隣接する2つの回折構造の高さの差は、その中央から遠い2つの隣接する回折構造の高さの差よりも小さい。これらの回折構造の平均高さは、実質的に1ミクロンと等しくなるようにすることが可能である;
- プリズムに配置された回折構造は、1ミクロン〜1ミリメートルのピッチを有する。回折構造のピッチは、回折構造と第1の隣接回折構造との第1の接触点と、回折構造と第2の隣接回折構造との第2の接触点と、の間で測定される;
- プリズムの回折構造間の平均ピッチは、プリズムとレンズの外部境界との間で配置された隣接するプリズムの回折構造間の平均ピッチより大きい。例えば、出射面の中央に向かって500ミクロンにほぼ等しい平均ピッチと、この出射面の周縁に向かって平均ピッチがほぼ15ミクロンにほぼ等しくなるようにすることができる;
- プリズムは、出射面に同心円状のリング片またはリングパターンの形状で配置され、リング片またはリング部分の中心は、レンズの光軸と一致する;
-出射面に配置されたプリズムは、回転非対称である、つまりレンズの光軸から所定の距離延び、光軸を中心とするリングまたはリング部を形成するプリズムは、このリングまたはこれらのリング部に沿って変化する寸法または傾斜を有する。特に、非対称性は、プリズムのパワーが、レンズにおけるプリズムの垂直位置に応じて変化し、プリズムのパワーが、このレンズにおけるプリズムの水平位置に応じて一定とすることが可能であり、照明モジュールが車両に取り付けられた時のレンズの位置に関して垂直性および水平性の概念が理解される。各プリズムは、外面、すなわち光学面と、内面、すなわちドラフト面とを有するので、回転の非対称性は、求められる光学効果に応じて、ドラフト面に関する光学面にも同様に関連し得ることに留意されたい。一例として、色収差の認識を低下させるためにプリズムの光学面の傾きを変化させることが可能であり、および/または生成されたビームによって生成された潜在的な眩しさを制限するためにドラフト面の傾きを変化せることが可能である;
- プリズムのパワーは、レンズの下部に配置されたプリズムに対して低い。この配置は、この下部からの光線の散乱が大きくなり過ぎないように、観察者に潜在的な眩しさを与えないようにするために採用される。光線の入射面における微細構造と、これらの光線の出射面におけるプリズムの回折構造との組み合わせの存在により、ビームのカットオフ時の色収差を低減するために必要な回折構造の数を減少させることができ、したがって、観察者が眩しさを受ける危険性を低減される。よって、プリズムの回転非対称性は、あまりはっきりしてはならず、これは、より厳しい製造上の制約を課している。フレネルプリズムの回転におけるこのような非対称性は、特に、回転非対称のレンズで実施されてもよい;
- 光線の入射面は凸面である。レンズの面の凸性は、レンズ自体に関して、つまりその中心層に関して規定され、換言すると、レンズの入射面は、エンボス、すなわちレンズの外側に向かって湾曲した輪郭を有する点で凸面である。入射面の中央部は、この入射面の端部よりもこのレンズの外側である。入射面が凸面であることは、レンズの光パワーの増加に関与し、これにより、前面によって生成されなければならない光パワーを制限できる。したがって、前面のフレネル構造を形成するプリズムが有しなければならない角度は減少し、これはプリズムが一定のピッチで配置されていることを意味し、プリズムの高さまたは深さを減少させて製造を容易にすることが可能となる;
- レンズの中心の厚さが10ミリメートルより小さくなるように、入射面の曲率は、較正されてもよい。これに関連して、レンズの中心の厚さは、少なくとも2:1の比率で、その境界上の厚さより大きくしてもよい;
- 光線の入射面は、その大部分に渡って延びる規則的な輪郭領域と、輪郭の破壊領域と、を有する;
- この輪郭の破壊領域は、特に、入射面のレベルでレンズから材料を除去することによって生成され、この入射面の周辺に配置されてもよい。この輪郭の破壊領域では、光線の偏差が修正され、この破壊領域が、有利には、レンズの上部に配置され、その偏差が増幅される光線は、レンズを出射する際に屈折する。輪郭の破壊領域がレンズの上部にあり、レンズが車両内にあるような配置では、輪郭の破壊領域に入射する光線は、下方へ向けられ、これにより、道路使用者が受ける潜在的な眩しさを再度制限する。そのような破壊領域は、特に、2つの機能モジュールの場合には、2つの異なるビーム、例えば、ハイビームとロービームとの融合を改善することを可能にする;
- 入射面に配置された微細構造は、少なくとも規則的な輪郭領域へ局在化され、さらに輪郭の破壊領域へ延びてもよい;
- 微細構造は、小さな深さまたは厚さを有する一連のくぼみおよび/またはエンボスを呈するように光線の入射面に配置される;
- 微細構造は、微細構造ごとに同様の幅を有し、幅は、長手方向に垂直な方向における寸法であり、長手方向は、照明モジュールの光軸に平行な方向である;
- 隣接する微細構造は、0.1ミリメートル〜2ミリメートルの値を備える一定のピッチをその間に有する。微細構造は、各微細構造が隣接微細構造から0.1〜2ミリメートルの距離にあるように配置される;
- 微細構造の深さは、レンズの出射面の中心からその周辺まで変化してもよい;
- 微細構造も、その深さによって特徴づけられる。ここで、同様の深さというより、各微細構造について同様の幅であることが、外聞の観察者によって見えるような外観の理由、ひいては照明効果の理由により、好ましい。本発明の関連から逸脱することなく、いずれかの代替案を実施することは、当然に理解されるであろう;
- 入射面に配置された微細構造は、少なくとも1つの凹部によって互いに離間されている。2つの微細構造間の凹部は、1から10ミクロンまでの深さを有する。
本発明は、少なくとも1つの光線放射アセンブリと、先の態様に係る1つの光線成形レンズとを含む照明モジュールに関する。「放射アセンブリ」という表現は、照明モジュールが、光線成形レンズの対象物焦点に対して位置決めされた所与の放射アセンブリを形成する1以上の光源を含むことを意味すると理解され、すなわち、適切な場合には、光線をレンズの入射面に適切に方向付ける反射器に関連し、規制された照明および/または信号ビームを形成するために、順に、この放射アセンブリから発せられた光線は、主にレンズの出射面の第1部分を介して出射する。
本発明は、さらに上述されたような照明モジュールを含む自動車ヘッドライトに関し、ヘッドランプは、少なくともこの照明モジュールを収容するケーシングを含み、前記ケーシングは、保護外部レンズで閉じられている。
本発明の他の属性および利点は、明細書と図面からより明らかになるであろう。
本発明に係る光源および光線成形レンズを備える照明モジュールの断面図である。 本発明に係るレンズの断面図である。 本発明に係るレンズの平面図である。 図2に符号Aにより示された本発明に係るレンズの詳細の断面図である。 図4に符号Bにより示された本発明に係るレンズの詳細の断面図である。 図5に符号Cにより示された本発明に係るレンズの詳細の断面図である。
図面は、本発明をその実施に関して詳細に説明しているが、適宜、本発明をより良く規定するために使用することができ、これらの図は、本発明に係るいくつかの可能な実施形態のみを示していることに留意されたい。
よって、図1は、放射アセンブリ5と、光線6を成形レンズ10と、を備える照明モジュール1の例を示し、照明モジュール1は、自動車に取り付けられる。
ここで説明された照明モジュールは、放射アセンブリ5として単一の光源2を備える。光源2は、反射器4の方向に光放射を発し、光線6は、光源2に対向して配置されたこの反射器4によって、成形レンズ10の方向に反射される。光源2には、フィラメント、プラズマ、若しくはガス光源、または発光ダイオード(LED)、有機発光ダイオード(OLED)若しくはポリマー発光ダイオード(PLED)のようなエレクトロルミネッセンス素子、または自動車分野の規制制約を満たす任意の光源を使用してよい。
反射された光線6は、次いで、成形レンズ10に到達し、これを用いることによって、レンズの出射時にその形状およびその方向の両方の点で、車両の使用者の要求を満たす規制されたビーム8を形成するために、逸脱する。得られたビーム8は、次いで、例えば、たどってきた道路を照らすため、または信号機能を提供するために車両の前方に向けて投射される。加えて、得られたビーム8は、コリメートされる、すなわち、ビームからなる光線は、平行またはほぼ平行であり、これは、長距離で均一な照明を可能にし、したがって車両の運転者にとってより快適性を得られる。
成形レンズ10は、光線6の入射面12と、これらの光線6の出射面14と、を備え、出射面14は、レンズ10の中心層36に関して入射面12とは反対である。光源2から発せられた光線6は、入射面12に到達して、レンズ10の出射面14を介して出射するためにレンズ10を通過する。
成形レンズ10は、フラットレンズの形状を有する、すなわちレンズの厚さ、すなわち入射面12と出射面14との間の寸法が小さい、つまり出射面14の最大寸法よりも小さい。
ここで説明する例では、レンズ10は円形であり、この円形は、レンズ10の光軸を実質的に形成する軸16の周囲に延びている。以下の説明を読むことにより、他のフラットレンズも想定し得ることを理解されるであろう。
同様に、レンズ10は、ここでは軸16に対して垂直に配置されているが、この配置は、例として与えられたものであり、本発明の範囲を制限する物もなく、好ましい実施形態でもない。
成形レンズ10は、図2で、より詳細に見られ得る。図2では、入射面12が凸形状を有することを見ることができ、レンズ10は、軸16に近い部分が軸16から離れたその部分よりも厚い。この構成は、レンズ10の入射面12の湾曲面のために特に見える。
入射面12は、また、照明モジュール1から発せられた光ビーム8の均一性を改善するために配置された複数の微細構造20を含み、これは、光ビーム8内の可能性のあるコントラストを制限することによって、運転者の視覚的快適性を改善する。微細構造20は、レンズ10の入射面12にわたって規則的に分配された一連の凹部および/またはエンボスの形状である。これらの凹部および/またはエンボスは、それぞれ約1ミクロンの厚さまたは深さを有し、これによりこれらの微細構造は、肉眼では知覚できない。
これらの微細構造20は、その形状によって、入射面の少なくとも一部、より具体的には規則的な輪郭の領域22にシボ(graining)を形成する。図示の例では、規則的な輪郭のこの領域22は、輪郭が破壊している領域24を除いて入射面12の全体に渡って延び、領域24は、周辺部25、すなわち光軸16に垂直な方向における光軸16から最も距離のあるレンズの部分に配置されている。より具体的には、領域の破壊領域24は、レンズ10の上部26に配置されている。周辺部25は、よって、車両内のレンズ10の位置に対して上部にあると言われ、この位置は、図2に示す向きに対応する。
輪郭の破壊領域24は、フラットレンズ10の上部26の厚さに凹状のノッチを形成する。入射面12の凸面の一般的な形状に関して上述したものによれば、ノッチの中心が前記ノッチの周縁よりも中心層36に近いという意味で、ノッチは凹面である。
このように配置されて、レンズ10は、輪郭の破壊領域24に到達する光線6をより実質的にずらし、それにより、対向車の運転手を見えなくさせることができる光線を制限する。
輪郭の破壊領域24は、滑らかである、すなわち、微細構造20を含んでいない。レンズ10の入射面12に存在する微細構造20は、したがって規則的な輪郭の領域22に集約される。
微細構造20は、一定のピッチで互いに分離されている。このピッチは0.1ミリメートル〜2ミリメートルに含まれる。入射面12のあらゆる点で一定のピッチで分離された、これらの微細構造20の増殖が、入射面のシボを形成する。
微細構造20は、それぞれ、レンズ10が主に延びる平面に平行な方向の寸法の幅と、レンズ10が主に延びる平面に垂直な方向の寸法の深さとによって、規定され得る。
微細構造20の幅は、1ミクロン〜1ミリメートルの間に含まれる。更に、微細構造20の深さは、1ミクロン〜1ミリメートルの間に含まれる。
ここで説明した例では、微細構造20は、全て同じ幅および同じ深さを有する。しかし、微細構造20は、幅、深さ、およびそれらの間隔が、入射面12における所与の微細構造の位置に応じて変化できることを理解されるであろう。
レンズ10の出射面14は、基本的に平面であり、つまり、レンズ10の中心層36を延長した主面と平行な平面に延びる。換言すると、レンズ10の出射面14は、凸面でないし、凹面でもない。したがって、出射面14は、入射面12の凸状も、輪郭の破壊領域24を特徴づけるノッチのくぼみも有さない。出射面14は、滑らかな表面を有さない点で、基本的に平面であると言われ、出射面14は、複数のプリズム40、41を備える。
出射面14に配置されたプリズム40、41は、フレネル構造を形成し、複数のこれらのプリズムにおける回折構造60が準備される。プリズム40、41の配置は、図3および図4に図示され、回折構造60は、図5および図6で説明されている。
出射面14は、中央領域13および周辺領域32を備える。周辺領域32は、レンズ10の中央領域30と、レンズ10を仕切る外部境界34との間に延びる。
図3は、中央領域30と、周辺領域35と、これらの領域に配置されたプリズム40、41とをより詳しく図示する。
中央領域30は、半球状の、中央プリズム40と呼ばれるものを備える。この中央プリズム40は、レンズ10の光軸に配置される。ここで説明された例において、レンズ10の光軸は、図1に説明された軸16に相当する。
周辺領域32は、中央プリズム40からレンズ10の外部境界34まで、中断することなく互いに接触して延びる複数の周辺プリズム41と呼ばれるものを備える。周辺プリズム41は、三角形の断面の円形を有する。プリズムの全ては、すなわち中央プリズム40および周辺プリズム41は、ともに、レンズ10の出射面14にフレネルレンズ形状を付与する。
図4は、成形レンズ10の出射面14における周辺プリズム41の配置をより詳しく図示する。
周辺プリズムは、特に1ミクロン〜1ミリメートルの高さ52により特徴付けられる。ここで説明した例では、プリズム41の高さ52は、50〜300ミクロンである。プリズムの高さ52は、プリズムの頂点42と、プリズムと隣接する周辺プリズムとの接触箇所を通過する平面54との間を、この平面54に垂直な方向で測定される。プリズムの頂点48は、レンズ10の中心層36から最も遠くにプリズムのポイントである。
プリズムは、これらの間に、100ミクロン〜1ミリメートルのピッチ46を有し、ピッチ46は、プリズムの頂点48と、隣接プリズムの第2頂点50との間で測定される。出射面14のプリズムは、同じピッチ46を有する。
周辺プリズム41は、回転非対称である。換言すると、周辺プリズム41の高さ52は、周辺プリズム41のポイントに応じて変化し、2つの直接的に隣接する周辺プリズムは、レンズ10の出射面14における各点において一定である。
この配置では、所与の周辺プリズム41のプリズムのパワーは、考慮されるポイントに応じて異なり、プリズムのパワーは、レンズ10の中心16に対して垂直方向Vの距離と同時に増加する。したがって、レンズ10の上部26に配置されたプリズム41の一部分に配置された第1ポイントのプリズムのパワーは、軸16を通過する水平面に対して対称的な第1ポイントの画像である第2ポイントのプリズムのパワーよりも高い。レンズ10の上部26は、車両におけるレンズ10の位置に対して上方であり、この位置は、図2に示す向きに対応する。
軸16を通過する垂直面に対して互いに対称的な画像である周辺領域41の2つのポイントは、同じプリズムのパワーを有する。
したがって、レンズ10の光パワーは、出射面14のポイントに応じて異なる。この配置では、レンズの上部26の平均光パワーは、レンズ10の下部28の平均光パワーよりも高く、周辺プリズム41の光パワーは、レンズの上部の方がこのレンズの底部よりも高い。
周辺プリズム41には、レンズ10の中央領域30の方向に向けられた内面42、すなわちドラフト面と、レンズ10の外部境界34に向けられた外面44、すなわち光学面と、を有する。レンズ10を通過する光線6は、外面44を介して出射する傾向がある。
周辺プリズム41の外面44、すなわち光学面は、少なくとも1つの回折構造60と、滑らかである、つまり回折構造60がない内面、すなわちドラフト面とを備える。
図示された例では、非球面または球面の形状を有し得ると上述された中央プリズム40は、その表面上に回折構造60がない。より詳しくは、中央領域、すなわち中央プリズムおよびいくつかの周辺プリズムは、例えば直径5〜20ミリメートルを超える回折構造60がないレンズとして設けられてもよい。
回折構造60は、その基部が、プリズム、特に回折構造60を生成する周辺プリズム44と接触する三角柱の形状を有する。
プリズムの外面44に回折構造60を配置することは、レンズ10を通過する光の分解の修正により、コリメートされた光ビームの境界内または境界上の色収差の発生を制限することを可能にする。
プリズムおよび回折構造60は、すべて光学素子、すなわち光源2によって放射される光線6の散乱に影響を及ぼす素子であり、所望の光ビーム8を得ることを可能にする。
図5は、周辺プリズム41の外面44に配置された回折構造60と、それらの属性のいくつかを詳細に図示する。
2つの隣接回折構造60は、1ミクロン〜1ミリメートルのピッチ62によって分離される。より詳しくは、このピッチ62は、回折構造60と第1の隣接回折構造61との第1接触ポイント64と、回折構造60と第2の隣接回折構造63との第2接触ポイント65と、間で測定される。
周辺プリズム41の回折構造60間の平均ピッチ62は、周辺プリズム41とレンズ10の外部境界との間に配置された近隣のプリズムの回折構造60間の平均ピッチ62よりも大きい。
図6は、回折構造60のある属性をより詳細に図示する。
回折構造60は、0.1〜10ミクロンの高さ70を有する。回折構造60の高さ70は、回折構造60の頂点78と、回折構造60を生成するプリズムの外面44を通過する平面66との間で、当該平面に垂直な方向に測定される。
所与の周辺プリズム41において、回折構造60は、製造公差により等しいか、実質的に等しい高さ70である。所与の第1周辺プリズム41の回折構造60の高さ70は、第2周辺プリズム41の回折構造60の高さ70よりも小さく、第2周辺プリズム41は、当該第1プリズム40と、レンズ10の外部境界34との間に配置されている。
もちろん、当業者によって、本発明に係る成形レンズに様々な変更がなされ、プリズムが備え、プリズムの少なくとも1つが外面に回折構造を備えた出射面と、少なくとも部分的に微細構造を備えた入射面とが提供される。
いずれにせよ、本発明は、本明細書に具体的に記載された実施形態に限定されず、特に任意の同等の手段およびこれら手段の技術的に実行可能な任意の組み合わせを含有する。

Claims (12)

  1. 自動車の照明用および/または信号用の照明モジュールの光線(6)を成形するレンズであって、前記光線(6)の入射面(12)と、反対側の出射面(14)とを含み、
    前記レンズは、前記出射面(14)がフレネル構造(40,41)を形成するプリズムを備えるフラットレンズ形状を有し、これらのプリズムの少なくとも1つは、回折構造(60)を有する外面(44)を備え、前記入射面(12)は、少なくとも部分的に微細構造(20)を備える、ことを特徴とするレンズ(10)。
  2. 前記プリズム(40,41)は、前記レンズ(10)の前記出射面(14)上に連続的に延びている、ことを特徴とする請求項1に記載の光線を成形するレンズ(10)。
  3. 前記プリズム(40,41)は、前記プリズムの前記外面が滑らかな前記出射面(14)の中央領域(30)と、前記プリズム(40)の前記外面(44)が前記回折構造(60)を備える前記出射面(14)の周辺領域(32)と、の間に分配されている、ことを特徴とする請求項1または2に記載の光線を成形するレンズ(10)。
  4. 前記回折構造(60)は、前記レンズ(10)の前記出射面(16)の中心(14)から離れるにつれて高くなる高さ(70)を有する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光線を成形するレンズ(10)。
  5. プリズム(41)に配置された前記回折構造(60)は、その間にピッチ(62)を有し、プリズム(41)の前記回折構造(60)間の平均ピッチ(62)は、前記レンズの周辺に向かって配置された隣接するプリズム(41)の前記回折構造(60)間の平均ピッチ(62)よりも大きい、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光線を成形するレンズ(10)。
  6. 前記プリズム(40,41)は、同心円状のリング片またはリングパターンの形状で前記出射面(14)上に配置されている、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光線を成形するレンズ(10)。
  7. 前記出射面(14)に配置された前記プリズム(41)は、回転非対称である、ことを特徴とする請求項6に記載の光線を成形するレンズ(10)。
  8. 前記レンズ(10)の前記入射面(12)は、凸面であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の光線を成形するレンズ(10)。
  9. 前記レンズ(10)の入射面(12)は、その大部分に渡って延びる規則的な輪郭領域(22)と、前記輪郭の破壊領域(24)と、を有する、ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の光線を成形するレンズ(10)。
  10. 前記微細構造(20)は、前記レンズ(10)の前記入射面上に連続したくぼみおよび/またはエンボスを有するように製造される、ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の光線を成形するレンズ(10)。
  11. 少なくとも1つの光線放射アセンブリと、請求項1から10のいずれか1項に記載の光線を成形する1つのレンズ(10)と、を含む照明モジュール(1)。
  12. 請求項11に記載の照明モジュール(1)を含む自動車ヘッドランプであって、少なくとも当該照明モジュール(1)を収容するケーシングを含み、前記ケーシングは、保護外部レンズで閉じられている、ことを特徴とする自動車ヘッドランプ。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002523861A (ja) * 1998-08-25 2002-07-30 フィジィカル オプティクス コーポレーション ディフューザ構造を備える車両ライトアセンブリ
JP2004012808A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Matsushita Electric Works Ltd スポットライト用フレネルレンズ
WO2005098840A1 (ja) * 2004-04-08 2005-10-20 Konica Minolta Opto, Inc. 多焦点対物レンズ、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
JP2009205872A (ja) * 2008-02-26 2009-09-10 Panasonic Electric Works Co Ltd スポットライト
JP2011095492A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Asahi Rubber Inc ハイブリッドレンズ
JP2013068751A (ja) * 2011-09-21 2013-04-18 Hitachi Maxell Ltd フレネルレンズおよび照明器具
US20130222757A1 (en) * 2011-05-23 2013-08-29 Eric A. Klein Ergonomic vertical vision redirection
JP2013228738A (ja) * 2012-04-26 2013-11-07 Champ Tech Optical (Foshan) Corp レンズ及びそれを備えた光源モジュール
JP2014110120A (ja) * 2012-11-30 2014-06-12 Panasonic Corp Led照明器具

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100377970B1 (ko) * 1998-12-02 2003-03-29 가부시키가이샤 구라레 광학소자 및 프레넬 렌즈 시트
US7365909B2 (en) * 2002-10-17 2008-04-29 Xradia, Inc. Fabrication methods for micro compounds optics
TWI391707B (zh) * 2008-10-30 2013-04-01 Ind Tech Res Inst 複合式分光元件
EP2846179B1 (en) * 2009-02-03 2019-10-02 Fraen Corporation Light mixing optics and systems
CN101852875B (zh) * 2009-04-03 2013-03-20 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 菲涅尔透镜
CA2810700C (fr) * 2010-07-26 2017-01-17 Valeo Vision Module optique de dispositif d'eclairage et/ou de signalisation d'un vehicule automobile
CN105842762B (zh) * 2011-08-12 2018-06-12 西铁城电子株式会社 透镜以及使用该透镜的发光装置
DE102013013995B4 (de) * 2013-01-23 2023-06-07 Docter Optics Se Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer
JP2017059472A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 ミネベアミツミ株式会社 照明装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002523861A (ja) * 1998-08-25 2002-07-30 フィジィカル オプティクス コーポレーション ディフューザ構造を備える車両ライトアセンブリ
JP2004012808A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Matsushita Electric Works Ltd スポットライト用フレネルレンズ
WO2005098840A1 (ja) * 2004-04-08 2005-10-20 Konica Minolta Opto, Inc. 多焦点対物レンズ、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
JP2009205872A (ja) * 2008-02-26 2009-09-10 Panasonic Electric Works Co Ltd スポットライト
JP2011095492A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Asahi Rubber Inc ハイブリッドレンズ
US20130222757A1 (en) * 2011-05-23 2013-08-29 Eric A. Klein Ergonomic vertical vision redirection
JP2013068751A (ja) * 2011-09-21 2013-04-18 Hitachi Maxell Ltd フレネルレンズおよび照明器具
JP2013228738A (ja) * 2012-04-26 2013-11-07 Champ Tech Optical (Foshan) Corp レンズ及びそれを備えた光源モジュール
JP2014110120A (ja) * 2012-11-30 2014-06-12 Panasonic Corp Led照明器具

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