特許 6981608 レンズ構造及び車両用ランプシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981608

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】レンズ構造及び車両用ランプシステム

(51)【国際特許分類】

   G02B 3/02 20060101AFI20211202BHJP

   F21S 41/265 20180101ALI20211202BHJP

   F21S 41/26 20180101ALI20211202BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20211202BHJP

   F21W 102/13 20180101ALN20211202BHJP

   F21W 102/30 20180101ALN20211202BHJP

【ＦＩ】

   G02B3/02

   F21S41/265

   F21S41/26

   F21V5/04 100

   F21W102:13

   F21W102:30

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2018-532196(P2018-532196)

(86)(22)【出願日】2018年4月25日

(65)【公表番号】特表2020-517975(P2020-517975A)

(43)【公表日】2020年6月18日

(86)【国際出願番号】CN2018084383

(87)【国際公開番号】WO2019196136

(87)【国際公開日】20191017

【審査請求日】2018年6月14日

(31)【優先権主張番号】201810330363.X

(32)【優先日】2018年4月13日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】518211749

【氏名又は名称】ハスコ ビジョン テクノロジー カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(72)【発明者】

【氏名】チェン、 チャオユ

(72)【発明者】

【氏名】シュウ、 クオミン

(72)【発明者】

【氏名】チェン、 ツーウェイ

(72)【発明者】

【氏名】シェン、 チン

【審査官】 中村 説志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８６２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２３０９４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−１６２８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１６２７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０００２１２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１５７５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１１１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０８４５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０９２８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０６７５３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ３／００− ３／１４

Ｆ２１Ｓ４１／２６−４１／２６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズ本体と、複数の光源とを有し、
前記レンズ本体は、対向する外面と内面とを備え、
前記外面は、単独の曲面からなり、
前記内面は、複数の互いに接するサブ面からなり、隣接する前記サブ面が予め設定された角度で設置され、
各前記サブ面は、少なくとも１つの内曲面からなり、
１つの光源が１つのサブ面に対応し、
前記内面は、少なくとも３つの互いに接するサブ面からなり、
複数の前記サブ面により囲われた前記外面に向かう凹んだ凹字形に形成されており、
前記内面は、第１サブ面と、第２サブ面と、第３サブ面との３つの互いに接するサブ面からなり、
前記第１サブ面および第３サブ面は、前記第２サブ面の中心軸線に対して対称に設置され、
前記第１サブ面および前記第３サブ面は、それぞれＮ個の前記内曲面からなり、
前記第２サブ面は、Ｍ個の前記内曲面からなり、
ＮとＭは、いずれも１より大きい正の整数であるとともに、ＭがＮより大きい
ことを特徴とする、ランプシステム。

【請求項2】

複数の前記内曲面は、多行多列に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のランプシステム。

【請求項3】

前記外面は、アーチ状曲面からなり、
前記アーチ状曲面は、前記内面から離間する方向に突出するように形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のランプシステム。

【請求項4】

前記第２サブ面の表面面積は、前記第１サブ面の表面面積および第３サブ面の表面面積のそれぞれより大きいことを特徴とする、請求項１に記載のランプシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用ランプの光学システムの技術分野に属し、特にレンズ構造及び車両用ランプシステムに関する。

【0002】

関連出願の引用

【0003】

本出願は、２０１８年０４月１３日に中国専利局に提出された出願番号が２０１８１０３３０３６３．Ｘであり、名称が「レンズ構造及び車両用ランプシステム」である中国特許出願に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0004】

従来、自動車用ランプの光学システムにおいて、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）レンズは、極めて重要な光学システムの構成部品となり、単一光源の両面曲面のレンズを使用するのが一般的である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のレンズ構造の設計は、現在の複雑な配光要求を満たすことが困難である。

【0006】

本発明は、多曲面及び多光源の場合に適用でき、配光パターンおよびエネルギに対する自由制御を最大限に実現し、発熱を改善し、レイアウトを最適化し、光学システムの安定性を向上させ、特に、従来のレンズ構造で配光を実現できない場合がある問題を改善できるレンズ構造を提供することを目的とする。

【0007】

また、本発明は、上記レンズ構造を有する車両用ランプシステムを提供することも目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を実現するため、本発明は、下記技術案を提供した。

【0009】

本発明の第１局面によるレンズ構造は、レンズ本体を有し、前記レンズ本体は、その外面が単独の曲面からなり、その内面が少なくとも２つの連続に接する内曲面からなるように構成されている。

【0010】

さらに、前記外面は、アーチ状曲面からなり、前記内面は、３つの内曲面からなる。

【0011】

さらに、１つの光源の焦点により、少なくとも１つの前記内曲面が特定される。

【0012】

さらに、複数の前記内曲面は、多行多列に設けられている。

【0013】

さらに、前記レンズ本体は、その外面が１つのアーチ状曲面からなり、前記内面が、第１内面と、第２内面と、第３内面とからなるとともに、前記第１内面、第２内面および第３内面により凹溝形状に形成されるように構成されている。

【0014】

さらに、前記第１内面および第３内面は、前記第２内面の中心軸線に対して対称に設置され、または、前記第１内面、第２内面および第３内面は、不規則に設置される。

【0015】

さらに、前記第２内面の表面面積は、前記第１内面の表面面積および第３内面の表面面積のそれぞれより大きく、または、前記第２内面の表面面積は、前記第１内面の表面面積および第３内面の表面面積のそれぞれより小さい。

【0016】

さらに、前記レンズ本体は、馬蹄銀形状に形成され、前記外面が馬蹄銀形状を構成する外側面および底面により形成され、前記内面が馬蹄銀形状を構成する内側面により形成されるように構成されている。

【0017】

さらに、前記内面は、第１内面と、第２内面と、第３内面とからなり、前記第１内面、第２内面および第３内面は、それぞれ少なくとも１つの内曲面からなる。

【0018】

さらに、前記第１内面、第２内面および第３内面は、不規則に設置され、前記第２内面の表面面積は、前記第１内面の表面面積および第３内面の表面面積のそれぞれより大きい。

【0019】

さらに、前記第１内面および前記第３内面は、それぞれＮ個の前記内曲面からなり、前記第２内面は、Ｍ個の内曲面からなり、ＮとＭは、いずれも１より大きい正の整数であるとともに、ＭがＮより大きい。

【0020】

レンズ構造は、レンズ本体を有し、前記レンズ本体は、対向する外面と内面とを備え、前記外面は、単独の曲面からなり、前記内面は、少なくとも２つの内曲面からなる。

【0021】

さらに、前記内面は、複数の互いに接するサブ面からなり、隣接する前記サブ面が予め設定された角度で設置され、前記サブ面は、少なくとも１つの内曲面からなる。

【0022】

さらに、前記内面は、少なくとも３つの互いに接するサブ面からなり、隣接する前記サブ面が予め設定された角度で設置され、複数の前記サブ面により囲われた前記外面に向かって凹んだ凹溝に形成されている。

【0023】

さらに、前記サブ面は、いずれも複数の内曲面からなる。

【0024】

さらに、１つの光源の焦点により、少なくとも１つの前記内曲面が特定される。

【0025】

さらに、複数の前記内曲面は、多行多列に設けられている。

【0026】

さらに、前記外面は、アーチ状曲面からなり、前記アーチ状曲面は、前記内面から離間する方向に突出するように形成されている。

【0027】

本発明の第２局面による車両用ランプシステムは、上記のいずれか１つの技術案における前記レンズ構造を有する。

【0028】

本発明の第２局面による車両用ランプシステムは、第１局面によるレンズ構造を含むことにより、第１局面によるレンズ構造の全ての有益効果を持っているので、ここで詳細の説明を省略する。

【0029】

上記技術案により、本発明は、下記のような有益効果を有している。

【0030】

本発明によるレンズ構造によって、前記レンズ本体は、その外面が単独の曲面からなり、その内面に少なくとも２つの連続に接する内曲面からなるように構成されているため、配光パターンおよびエネルギの分布を自由に制御することができ、レンズ設計の適用性を大幅に向上させた。また、従来の通常構造で配光を実現できない場合がある問題に対して、確実に実行可能な解決案を提供した。

【0031】

例えば、ロービーム、ハイビーム、ベンディング、フォグランプ等の複数の機能を同時に実現することができ、複数の機能を１つのレンズユニットに集約して実現させる。

【0032】

本発明のその他の面および利点について、下記の説明により明らかになり、または、本発明を実践することにより分かる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

以下、本発明の実施形態又は従来技術の技術案をより明瞭に説明するため、本発明を実施するための形態又は従来技術の技術案の説明に必要な図面を簡単に説明する。下記の図面は、本発明の一部の実施形態を示したものに過ぎず、当業者は、創造的な労働をしなくても、これらの図面からその他の関連する図面を得ることが可能であると理解すべきである。

【図1】本発明の実施例によるレンズ構造の構造模式図である。

【図2】本発明の実施例によるレンズ構造のその他の構造模式図である。

【図3】本発明の実施例によるレンズ構造の詳細構造模式図である。

【図4】本発明の実施例によるレンズ構造の内曲面の計算原理模式図である。

【図5】従来のレンズ構造の機能構成模式図である。

【図6】本発明の実施例によるレンズ構造の機能構成模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、図面を参照して、本発明の技術案を明瞭且つ完全に説明する。説明する実施例は、本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではないと理解すべきである。当業者が本発明の実施例に基づいて創造的な労働をせずに得られる全てのその他の実施例は、本発明の保護範囲に属する。矛盾がない限り、本願の実施例及び実施例における特徴を互いに組み合わせることが可能であると理解すべきである。

【0035】

本発明の説明において、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「内」、「外」等の用語で表された方向または位置関係は、図面に基づくものであり、本発明を便宜及び簡略に説明するためのものに過ぎず、該当装置または素子が、必ず定められた方向を有したり、定められた方向に構成されたり、操作されたり、することを明示または暗示するものではないため、本発明を限定するものではないと理解すべきである。また、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、説明するためのものであり、重要性を明示または暗示するものではないと理解すべきである。

【0036】

本発明の説明において、明確な規定と制限がない限り、「取付」、「連続」、「接続」などの用語は、広義的に理解すべきである。例えば、固定接続でもよいし、取外し可能な接続でもよいし、一体的な接続でもよい。そして、機械的な接続でもよいし、電気的な接続でもよい。また、直接に接続してもよいし、中間物を介して間接に接続してもよいし、２つの素子の内部が連通してもよい。当業者は、具体的な状況により、本発明における上記用語の具体的な意味を理解することが可能である。

【0037】

以下、具体的な実施形態により、本発明の技術案をさらに説明する。

【0038】

図１は、本発明の実施例によるレンズ構造の構造模式図である。図２は、本発明の実施例によるレンズ構造のその他の構造模式図である。図３は、本発明の実施例によるレンズ構造の詳細構造模式図である。図４は、本発明の実施例によるレンズ構造の内曲面の計算原理模式図である。図５は、従来のレンズ構造の機能構成模式図である。図６は、本発明の実施例によるレンズ構造の機能構成模式図である。

【0039】

実施例１

【0040】

図１〜図４及び図６に示すように、本実施例によるレンズ構造は、レンズ本体を有する。

【0041】

レンズ本体は、その外面１０が単独の曲面からなり、その内面１１が連続に接する少なくとも２つの内曲面１７からなるように構成されている。

【0042】

上記実施例の１つの選択可能な実施形態として、図１に示すように、具体的には、外面１０がアーチ状曲面からなり、内面が３つの内曲面１７からなるとともに各内曲面１７のラジアンが外面１０のラジアンより小さいように構成されている。場合によって、各内曲面１７のラジアンが外面１０のラジアン以上になるように形成されてもよい。

【0043】

図３及び図４に示すように、１つの光源の焦点１５により、少なくとも１つの内曲面１７が特定されることが好ましい。内曲面１７は、その数及び位置が、具体的な機能により決められ、１つの焦点が少なくとも１つの内曲面１７に対応するように構成されている。内曲面１７の計算原理は、焦点及び外面１０の位置により、出射光線の方向が確定され、そして屈折の法則及び曲面フィッティングの方法により、内曲面１７を求めることである。

【0044】

レンズの設計要求を満たすため、図２に示すように、複数の内曲面１７を多行多列に設けても良い。

【0045】

上記実施例の１つの好ましい実施形態として、図１〜図３に示すように、レンズ本体は、その外面１０が１つのアーチ状曲面からなり、その内面が第１内面１２と、第２内面１３と、第３内面１４とからなるとともに、第１内面１２、第２内面１３及び第３内面１４により凹溝形状に形成されるように構成されている。

【0046】

具体的に、図１〜図３に示すように、第１内面１２及び第３内面１４は、第２内面１３の中心軸線に対して対称に設置されている。または、第１内面１２、第２内面１３及び第３内面１４は、不規則に設置されてもよい。

【0047】

第２内面１３の表面面積は、第１内面１２の表面面積及び第２内面１３の表面面積のそれぞれより大きいように形成されているが、場合によって、第２内面１３の表面面積は、第１内面１２の表面面積及び第３内面１４の表面面積のそれぞれより小さいように形成されても良いことは無論である。

【0048】

第２内面１３の表面面積は、第１内面１２の表面面積及び第３内面１４の表面面積のそれぞれより大きいように形成されているが、場合によって、第２内面１３の表面面積は、第１内面１２の表面面積及び第３内面１４の表面面積のそれぞれより小さいように形成されても良いことは無論である。

【0049】

図５に示すように、従来のレンズ構造は、ハイビームに対して１つのレンズ、ロービームに対して１つのレンズのように、機能ごとに１つのレンズ構造が必要となる。例えば、第１レンズ２０が第１反射面２０１とともに１つの機能を実現し、第２レンズ２１が第２反射面２１１とともにもう１つの機能を実現するように、１つのレンズが１つの機能に対応するものになっている。このため、大きなスペースを占め、配光パターンを自由にすることができなく、特に外面の形状の適用に制限がある。

【0050】

本実施例のレンズ構造によって、レンズ本体は、その外面１０が単独の曲面からなり、その内面１１が少なくとも２つの連続に接する内曲面１７からなるように構成されている。具体的に、外面１０がアーチ状曲面からなり、内面１１が３つの内曲面１７からなり、１つの光源の焦点１５により、少なくとも１つの内曲面１７が特定されるように構成されている。内曲面１７は、その数及び位置が、具体的な機能により決められ、１つの焦点が少なくとも１つの内曲面１７に対応するように構成されている。図６に示すように、複数の内曲面１７のような設計により、内曲面１７毎に１つの反射面１６に対応し、各光源の焦点１５が少なくとも１つの内曲面１７に対応するように、１つのレンズ構造で上記従来の複数のレンズの機能を実現することによって、小さなスペースを占め、配光パターンを自由にすることができる。

【0051】

本発明のもう１つの具体的な実施形態として、レンズ本体は、その外面１０が単独の曲面からなり、その内面１１が少なくとも２つの連続に接する内曲面１７からなるように構成されている。具体的に、レンズ本体は、馬蹄銀形状に形成され、その外面１０が馬蹄銀形状を構成する外側面及び底面により形成され、その内面が馬蹄銀形状を構成する内側面により形成されるように構成されている。

【0052】

さらに、第１内面１２及び第２内面１３は、それぞれＮ個の内曲面１７からなり、第２内面１３は、Ｍ個の内曲面１７からなり、ＮとＭは、いずれも１より大きい正の整数であるとともに、ＭがＮより大きいように構成されている。

【0053】

さらに、第１内面１２及び第３内面１４は、それぞれＮ個の内曲面１７からなり、第２内面１３は、Ｍ個の内曲面１７からなり、ＮとＭは、いずれも１より大きい正の整数であるとともに、ＭがＮより大きいように構成されている。

【0054】

図２に示すように、本実施例において、内面は、第１内面１２と、第２内面１３と、第３内面１４とからなり、第１内面１２、第２内面１３及び第３内面１４は、それぞれ少なくとも１つの内曲面１７からなるように構成されている。具体的に、第１内面１２、第２内面１３及び第３内面１４は、不規則に設置され、第２内面１３の表面面積が第１内面１２の表面面積及び第３内面１４の表面面積のそれぞれより大きいように形成されている。図２に示すように、第１内面１２及び第３内面１４は、それぞれ４つの内曲面１７からなり、第２内面１３は、７つの内曲面１７からなる。よって、内面は、１５個の内曲面１７からなるものとなっている。

【0055】

本実施例において、レンズ構造は、内面１１に近接するように設置された光源の光線を、レンズ構造の内面１１（ここでは、内面１１の内曲面１７を指している）から外面１０を通り抜けて、外面１０から出射させるように配置されていることが好ましい。このようにして、複数の内曲面１７で、従来技術の複数のレンズの機能を実現するようになった。

【0056】

本発明のその他の実施形態として、レンズ構造は、外面１０に近接する光源の光線を、レンズ構造の外面１０から内面１１（ここでは、内面１１の内曲面１７を指している）を通り抜けて、内面１１から出射するように配置されてもよい。これは、１つの例示に過ぎないことが無論である。

【0057】

図面に示すように、内面１１は、複数の互いに接するサブ面からなり、隣接するサブ面が予め設定された角度で設置されている。サブ面は、少なくとも１つの内曲面１７からなる。

【0058】

さらに、内面１１は、少なくとも３つの互いに接するサブ面からなり、隣接するサブ面が予め設定された角度で設置されている。そして、複数のサブ面により囲われた外面１０に向かって凹んだ凹溝に形成されている。このようにして、レンズ構造は、より良い透過率を持つようになる。

【0059】

本実施形態において、サブ面は、第１内面１２、第２内面１３および第３内面１４である。

【0060】

図面に示すように、サブ面は、いずれも複数の内曲面１７（図２を参照）からなる。さらに、１つの光源の焦点１５により、少なくとも１つの内曲面１７（図３を参照）が特定される。

【0061】

本実施形態において、複数の内曲面１７は、多行多列に設けられている。

【0062】

図面に示すように、レンズ構造は、その外面１０がアーチ状曲面からなり、アーチ状曲面が内面１１から離間する方向に突出するように構成されている。

【0063】

実施例２

【0064】

本発明の実施例２による車両用ランプシステムは、上記実施例１のいずれか１つの技術案に記載の前記レンズ構造を有している。

【0065】

本発明の実施例２による車両用ランプシステムは、実施例１によるレンズ構造を含むことにより、実施例１によるレンズ構造の全ての有益効果を持っているので、ここで詳細の説明を省略する。

【0066】

具体的に、自動車用ランプ光学システムにおいて、ＰＥＳレンズは、極めて重要な光学システムの構成部品となり、単一光源の両面曲面のレンズを使用するのが一般的である。従来のレンズ構造の設計は、現在の複雑な配光要求を満たすことが困難である。本発明によるレンズ構造によって、上記のレンズ本体は、その外面が単独の曲面からなり、その内面が少なくとも２つの連続に接する内曲面からなるように構成されるため、配光パターンおよびエネルギの分布を自由に制御することができ、レンズ設計の適用性を大幅に向上させた。また、従来の通常構造で配光を実現できない場合がある問題に対して、確実に実行可能な解決案を提供した。

【0067】

例えば、ロービーム、ハイビーム、ベンディング、フォグランプ等の複数の機能を同時に実現することができ、複数の機能を１つのレンズユニットに集約して実現させる。

【0068】

ベンディングは、湾曲、折り曲げという意味であるが、車両用ランプ分野において、カーブ道路用照明機能を指している。

【0069】

以上により、本発明によるレンズ構造は、多曲面及び多光源の場合に適用でき、配光パターンおよびエネルギに対する自由制御を最大限に実現し、発熱を改善し、レイアウトを最適化し、光学システムの安定性を向上させ、特に、従来のレンズ構造で配光を実現できない場合がある問題を改善できた。

【0070】

最後に説明する必要があるのは、上記の各実施例が、本発明の技術案を説明するためのものに過ぎず、それを限定するものではない。上記の各実施例を参照しながら本発明を詳細に説明したにもかかわらず、当業者は、上記の各実施例に記載された技術案を変更してもよく、その内の一部または全ての技術的特徴を均等に置き換えしても良い。これらの変更または置き換えは、該当する技術案の本質を本発明の各実施例の技術案の範囲から逸脱させていない。また、前記一部の実施例は、その他の実施例に含まれる一部の特徴を有しているが、異なる実施例の特徴の組合せは、本発明の範囲に属し、別の実施例を構成すると、当業者が理解すべきである。例えば、特許請求の範囲において、保護しようとする実施例を、任意に組合せしてもよい。背景技術の部分に開示された情報は、本発明の背景技術全体に対する理解を深めるためのものであり、当業者にとっての周知の従来技術となっていることを認めることや如何なる形式で暗示することではないと理解すべきである。

【0071】

産業上の利用可能性

【0072】

本発明の実施例によるレンズ構造によって、前記レンズ本体は、その外面が単独の曲面からなり、その内面が少なくとも２つの連続に接する内曲面からなるように構成されるため、配光パターンおよびエネルギの分布を自由に制御することができる。このようなレンズ構造は、多曲面及び多光源の場合に適用でき、発熱を効果的に改善でき、レイアウトを最適化し、光学システムの安定性を向上させ、特に、従来のレンズ構造で配光を実現できない場合がる問題を改善できた。さらに、複数の内曲面のような設計により、内曲面毎に１つの反射面に対応し、光源の焦点毎に少なくとも１つの内曲面に対応するように、１つのレンズ構造で、従来技術の複数のレンズの機能を実現することによって、小さなスペースを占め、配光パターンを自由にすることができる。

【符号の説明】

【0073】

１０ 外面、１１ 内面、１２ 第１内面、１３ 第２内面、１４ 第３内面、１５ 光源の焦点、１６ 反射面、１７ 内曲面、２０ 第１レンズ、２０１ 第１反射面、２１ 第２レンズ、２１１ 第２反射面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】