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JP-2026515072-A - 光学レンズモジュール、レンズ群および車両用灯具

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Abstract

レンズモジュールであって、第２レンズ（２００）および第３レンズ（３００）を含み、レンズモジュールの実焦点は第２レンズ（２００）内又は第２レンズ（２００）外に位置する。レンズモジュールを含む光学レンズ、光学レンズモジュールおよび車両用灯具であって、第１レンズ（１００）および曲面状全反射レンズ（７００）を更に含み、第１レンズ（１００）の第３レンズ（３００）に背向する一側は、互いに接続する入射面（１０１）と第１斜面（１０２）を含み、曲面状全反射レンズ（７００）は第１斜面（１０２）の下方に設けられ且つ前記第１斜面（１０２）に背向する一側は凸形状であり、外部光線は入射面（１０１）から進入し、曲面状全反射レンズ（７００）および第１斜面（１０２）により反射されて、実焦点（４００）に集光され、さらにレンズモジュールによって平行光として投射される。これにより、従来のハイ・ロービームレンズモジュールの、車体の軸方向における長さが長く体積が大きい問題、ハイビームの配光パターンの色が局所的に黄ばみ見た目が良くない問題、ロービームのカットオフラインの色が良くなく色分散が深刻である問題、および既存の集光レンズが大きいサイズの開口またはバー状の開口などのデザインに適用せず、ハイ・ロービームの上下に扁平で左右に幅広い配光パターンに対する制御性が良くない問題を解決する。

Inventors

  • 袁 致旺
  • 王 振任
  • 熊 浩宇
  • 張 源
  • 楊 旭
  • 彭 曼
  • 楊 博文

Assignees

  • 曼徳電子電器有限公司

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240229
Priority Date
20230301

Claims (20)

  1. 光学レンズであって、 前記光学レンズは第１レンズ（１００）、レンズ群、および曲面状全反射レンズ（７００）を含み、前記レンズ群は第２レンズ（２００）および第３レンズ（３００）を含み、前記第２レンズ（２００）は前記第１レンズ（１００）と一体成形され、前記第３レンズ（３００）は前記第２レンズ（２００）の一側に設置され、前記レンズ群の実焦点（４００）は前記第２レンズ（２００）内に位置し、 前記第１レンズ（１００）の前記第３レンズ（３００）に背向する一側は、互いに接続する入射面（１０１）と第１斜面（１０２）を含み、前記曲面状全反射レンズ（７００）は前記第１斜面（１０２）の下方に設けられ、前記曲面状全反射レンズ（７００）の前記第１斜面（１０２）に背向する一側は凸形状であり、 外部発光源から出射される光線は前記入射面（１０１）から進入可能であり、前記曲面状全反射レンズ（７００）により反射されてから前記第１斜面（１０２）により反射されて、前記実焦点（４００）に集光され、前記実焦点（４００）を通過した光線は前記レンズ群によって平行光として投射される、 ことを特徴とする光学レンズ。
  2. 前記レンズ群は、複数の実焦点（４００）および複数の曲面状全反射レンズ（７００）を含み、 前記複数の曲面状全反射レンズ（７００）はすべて前記第１斜面（１０２）の下方に設けられ、前記複数の曲面状全反射レンズ（７００）は前記複数の実焦点（４００）と一対一対応し、 外部発光源から出射される光線は前記入射面（１０１）から進入可能であり、前記曲面状全反射レンズ（７００）により反射されてから前記第１斜面（１０２）により反射されて、対応する前記実焦点（４００）に集光され、前記実焦点（４００）を通過した光線は前記レンズ群によって平行光として投射される、 ことを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
  3. 前記第２レンズ（２００）の前記第３レンズ（３００）に対向する一側は複数の凸部（２０１）を含み、いずれかの前記凸部（２０１）の凸面は光軸に沿って凸形状であり、いずれかの前記凸部（２０１）は前記第３レンズ（３００）と１つの共通の実焦点（４００）を含み、 光軸方向に沿って観察した場合、前記実焦点（４００）から発散された光線は、対応する前記凸部（２０１）を通過した後、第１方向（Ｘ）において平行を保ち、光軸方向は前記第１方向（Ｘ）に垂直である、 ことを特徴とする請求項２に記載の光学レンズ。
  4. 前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に対向する側面は、前記光軸に沿って凹形状であり、 光軸方向に沿って観察した場合、前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に対向する側面を通過した光線は、第１方向（Ｘ）において平行を保ち、 前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に背向する側面は、前記光軸に沿って凸形状であり、 前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に対向する側面から出射され且つ前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に背向する側面を通過した光線は、平行光である、 ことを特徴とする請求項３に記載の光学レンズ。
  5. 前記第１斜面（１０２）は前記曲面状全反射レンズ（７００）の鏡像を映して虚像を形成し、前記虚像の集光点は前記レンズ群の実焦点（４００）と一致する、 ことを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
  6. 前記第１レンズ（１００）は、第２斜面（１０５）、第３斜面（１０４）、および垂直平面（１０６）を更に含み、 前記入射面（１０１）、第１斜面（１０２）、第３斜面（１０４）、第２斜面（１０５）、および垂直平面（１０６）は順次接続され、 前記入射面（１０１）は垂直方向において延び、前記第１斜面（１０２）は前記入射面（１０１）に対して第１の角度を成して前記第２レンズ（２００）に向かって延び、 前記第２斜面（１０５）は前記入射面（１０１）に対して第２の角度を成して前記第２レンズ（２００）に向かって延び、前記第３斜面（１０４）は前記第２斜面（１０５）に対して第３の角度を成して前記第１斜面（１０２）に背向し、前記垂直平面（１０６）は前記入射面（１０１）に平行であり、 いずれかの前記曲面状全反射レンズ（７００）の縁部は、前記第２斜面（１０５）、第３斜面（１０４）、および垂直平面（１０６）に接続されている、 ことを特徴とする請求項３に記載の光学レンズ。
  7. いずれかの前記曲面状全反射レンズ（７００）は、対向する２つの側辺（７０１）および対向する２つの湾曲辺（７０２）を含み、前記２つの側辺（７０１）はいずれも前記第２斜面（１０５）に接続され、前記２つの湾曲辺（７０２）はそれぞれ前記第３斜面（１０４）と垂直平面（１０６）に接続され、 前記第２レンズ（２００）は、２つの側面を更に含み、前記２つの側面は第１方向（Ｘ）において互いに対向し、いずれかの前記凸面の縁部と、対応する前記側面との接続箇所には境界線が形成されている、 ことを特徴とする請求項６に記載の光学レンズ。
  8. 前記入射面（１０１）および前記垂直平面（１０６）の垂直方向におけるサイズは、いずれも前記垂直平面（１０６）に接続される湾曲辺（７０２）の垂直方向におけるサイズより大きい、 ことを特徴とする請求項７に記載の光学レンズ。
  9. 車両用灯具であって、 請求項１から８のいずれか一項に記載の光学レンズを含む、 ことを特徴とする車両用灯具。
  10. 前記車両用灯具は、複数の発光源（５００）および複数の回路基板を更に含み、前記複数の発光源（５００）は前記複数の回路基板と一対一対応し、前記複数の発光源（５００）は複数の実焦点（４００）と一対一対応し、いずれかの前記回路基板の長辺は垂直方向において延びる、 ことを特徴とする請求項９に記載の車両用灯具。
  11. 光学レンズモジュールであって、 第１レンズ（１００）、レンズ群、および曲面状全反射レンズ（７００）を含み、前記レンズ群は第２レンズ（２００）および第３レンズ（３００）を含み、前記第２レンズ（２００）は前記第１レンズ（１００）と一体成形され、前記第３レンズ（３００）は前記第２レンズ（２００）の一側に設けられ、前記レンズ群の実焦点（４００）は前記第２レンズ（２００）の外部に位置し、 前記第１レンズ（１００）の前記第３レンズ（３００）に背向する一側は、互いに接続された入射面（１０１）と第１斜面（１０２）を含み、前記曲面状全反射レンズ（７００）は前記第１斜面（１０２）の下方に設けられ、前記曲面状全反射レンズ（７００）の前記第１斜面（１０２）に背向する一側は凸形状であり、 外部発光源から出射される光線は前記入射面（１０１）から進入可能であり、前記曲面状全反射レンズ（７００）により反射されてから前記第１斜面（１０２）により反射され、 前記レンズ群は、前記第１斜面（１０２）により反射された光線を平行光として投射するように構成される、 ことを特徴とする光学レンズモジュール。
  12. 前記光学レンズモジュールは複数の曲面状全反射レンズ（７００）を含み、前記第２レンズ（２００）の前記第３レンズ（３００）に対向する一側は複数の凸部（２０１）を含み、いずれかの前記凸部（２０１）の凸面は光軸に沿って凸形状であり、前記複数の凸部（２０１）は前記複数の曲面状全反射レンズ（７００）と一対一対応し、 外部発光源から出射される光線は前記入射面（１０１）から進入可能であり、対応する前記曲面状全反射レンズ（７００）により反射されてから前記第１斜面（１０２）により反射され、光軸方向に沿って観察した場合、前記第１斜面（１０２）により反射された光線は、対応する前記凸部（２０１）を通過した後、第１方向（Ｘ）において平行を保ち、光軸方向は前記第１方向（Ｘ）に垂直である、 ことを特徴とする請求項１１に記載の光学レンズモジュール。
  13. 前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に対向する側面は、前記光軸に沿って凹形状であり、 光軸方向に沿って観察した場合、いずれかの前記凸部（２０１）から出射された光線は、前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に対向する側面を通過した後、第１方向（Ｘ）において平行を保ち、 前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に背向する側面は凸形状であり、 前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に対向する側面から出射され且つ前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に背向する側面を通過した光線は、平行光である、 ことを特徴とする請求項１２に記載の光学レンズモジュール。
  14. 前記光学レンズモジュールは複数の曲面状全反射レンズ（７００）を含み、外部発光源から出射される光線は前記入射面（１０１）から進入可能であり、前記曲面状全反射レンズ（７００）により反射されてから前記第１斜面（１０２）により反射され、 光軸方向に沿って観察した場合、前記第１斜面（１０２）により反射された、第１方向（Ｘ）において平行な光線は、前記第２レンズ（２００）の前記第３レンズ（３００）に対向する側面を通過した後、第１方向（Ｘ）において平行を保つ、 ことを特徴とする請求項１１に記載の光学レンズモジュール。
  15. 前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に対向する側面は、光軸に沿って凹形状であり、 光軸方向に沿って観察した場合、前記第２レンズ（２００）の前記第３レンズ（３００）に対向する側面から出射された光線は、前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に対向する側面を通過した後、第１方向（Ｘ）において平行を保ち、 前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に背向する側面は凸形状であり、 前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に対向する側面から出射され且つ前記第３レンズ（３００）の前記第２レンズ（２００）に背向する側面を通過した光線は、平行光である、 ことを特徴とする請求項１４に記載の光学レンズモジュール。
  16. 前記第１レンズ（１００）は第２斜面（１０５）、第３斜面（１０４）、および第４斜面（１０７）を更に含み、前記入射面（１０１）、第１斜面（１０２）、第３斜面（１０４）、第２斜面（１０５）、および第４斜面（１０７）は順次接続され、 前記入射面（１０１）は垂直方向において延び、前記第１斜面（１０２）は前記入射面（１０１）に対して第１の角度を成して前記第２レンズ（２００）に向かって延び、前記第４斜面（１０７）は前記入射面（１０１）に対して第２の角度を成して前記第１斜面（１０２）に向かって延び、前記第２斜面（１０５）は前記第４斜面（１０７）に対して第３の角度を成して前記第２レンズ（２００）に向かって延び、前記第３斜面（１０４）は前記第２斜面（１０５）に対して第４の角度を成して前記第１斜面（１０２）に背向して延び、 いずれかの前記曲面状全反射レンズ（７００）は、互いに接続された２つの側辺（７０１）と湾曲辺（７０２）を含み、前記湾曲辺（７０２）は前記第３斜面（１０４）に接続され、 前記２つの側辺（７０１）はいずれも前記第４斜面（１０７）に接続され、 前記２つの側辺（７０１）の幅は上から下へ漸減する、 ことを特徴とする請求項１１に記載の光学レンズモジュール。
  17. 前記第１レンズ（１００）は垂直平面（１０６）を更に含み、前記垂直平面（１０６）は前記第４斜面（１０７）に接続され、前記垂直平面（１０６）は前記入射面（１０１）に平行である、 ことを特徴とする請求項１６に記載の光学レンズモジュール。
  18. 前記第１斜面（１０２）は前記曲面状全反射レンズ（７００）の鏡像を映して虚像（８００）を形成可能であり、前記レンズ群の実焦点（４００）は前記虚像の縁部に位置する、 ことを特徴とする請求項１６に記載の光学レンズモジュール。
  19. 車両用灯具であって、 請求項１２から１８のいずれか一項に記載の光学レンズモジュールを含む、 ことを特徴とする車両用灯具。
  20. 前記車両用灯具は、複数の発光源（５００）および複数の回路基板を更に含み、 前記複数の発光源（５００）と前記複数の回路基板とは一対一対応し、前記複数の発光源（５００）と複数の曲面状全反射レンズ（７００）とは一対一対応し、 いずれかの前記回路基板の長辺は垂直方向において延びる、 ことを特徴とする請求項１９に記載の車両用灯具。

Description

＜関連出願の相互参照＞ 本発明は、２０２３年０３月０１日に中国特許局に提出され、出願番号が２０２３１０１８７４１０．０で、発明の名称が「光学レンズおよび車両用灯具」である中国特許出願、出願番号が２０２３１０１８７５８９．Ｘで、発明の名称が「光学レンズモジュールおよび車両用灯具」である中国特許出願、および出願番号が２０２３１０１８７３９４．５で、発明の名称が「レンズモジュールおよび車両用灯具」である中国特許出願の優先権を主張し、それらの全体の内容は引用によって本明細書に組み込まれる。 本発明は、車両用灯具の分野に関し、特に光学レンズ、光学レンズモジュール、レンズモジュールおよび車両用灯具に関する。 車両用灯具の照明技術の発展に伴い、ハイ・ロービーム照明レンズモジュールはますます普及しており、横長のモジュールデザインは業界の発展傾向の１つとなっている。これに対し、従来技術は一般に「集光器＋単焦点集光レンズ」の解決策を採用する。 しかしながら、従来の「集光器＋単焦点集光レンズ」におけるハイビームモジュールは、通常、車体の軸方向における長さが長くて体積が大きい。そして、既存の単焦点レンズにおいて、ハイビームモジュールはハイビームの照度を向上させるために、非中心集光器の光線屈折角度が大きく設けられて、ハイビームの配光パターンの色が局部で黄ばみ、見た目が良くない。 それとともに、従来の「集光器＋単焦点集光レンズ」におけるロービームモジュールは、通常、車体の軸方向における長さが長くて体積が大きく、且つロービームカットオフライン遮光板との適合が必要である。また、従来によるロービームカットオフラインは色が良くなく、色分散問題が比較的深刻である。 さらに、既存の単層単焦点レンズは、大きいサイズの開口或いはバー状開口などのデザインには適用できない。なぜなら、横方向の開口が長くなると、レンズの厚さもそれに伴って増加し、それに重量も増加し、軽量化、省エネ、コスト低減の理念に不利だからである。そして、従来技術の単層単一焦点レンズは、横と縦の２つの方向における集光程度が同じであるため、ハイ・ロービームの、上下に扁平であり左右に幅広い配光パターンに対する制御性能が良くない。 本発明の実施例に係る技術案をより明確に説明するために、以下では実施例を説明するために必要な図面を簡単に紹介する。なお、添付の図面は本発明の一部の実施例のみを示しているため、範囲を限定するものと見なされるべきではない。当業者であれば、創造的な労働を行わずにこれらの図面に基づいて他の関連する図面を得ることができる。 本発明の第１の実施例による光学レンズの光路側面図を示す。 本発明の第１の実施例による光学レンズの光路平面図を示す。 本発明の第１の実施例による第１レンズと第２レンズが一体成形された構造の模式図である。 図３の別の視角からの模式図である。 図３の側面図である。 本発明の第１の実施例による第３レンズの構造模式図である。 本発明の第３の実施例による光学レンズモジュールの構造全体の模式図である。 本発明の第３の実施例による第１レンズと第２レンズが一体成形された構造の模式図である。 図８の別の視角の模式図である。 図８の側面図である。 本発明の第３の実施例による第３レンズの構造模式図である。 本発明の第３の実施例による光学レンズモジュールの光路側面図である。 本発明の第３の実施例による光学レンズモジュールの光路平面図である。 図８の更に別の視角の模式図である。 本発明の第４の実施例による光学レンズモジュールの構造全体の模式図である。 本発明の第４の実施例による第１レンズと第２レンズが一体成形された構造の模式図である。 図１６の別の視角の模式図である。 図１６の側面図である。 本発明の第４の実施例による第３レンズの構造模式図である。 本発明の第４の実施例による光学レンズモジュールの光路側面図である。 本発明の第４の実施例による光学レンズモジュールの光路平面図である。 図１６の更に別の視角の模式図である。 本発明の第３の実施例による光学レンズモジュールのメインビームの光路側面図である。 本発明の第６の実施例によるレンズモジュールおよび光路の側面図である。 本発明の第６の実施例によるレンズモジュールおよび光路の平面図である。 本発明の第６の実施例による第１の示例における第３レンズおよび光路の斜視図である。 本発明の第６の実施例による第２の示例における第３レンズおよび光路の斜視図である。 本発明の第６の実施例による第３レンズおよび光路の側面図である。 本発明の第６の実施例による第３レンズおよび光路の平面図である。 本発明の第６の実施例によるレンズモジュールの構造全体の模式図である。 以下では、図面を参照して本発明の技術案を明確かつ完全に説明するが、明らかに、説明される実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。当業者が本発明の実施例に基づいて創造的労働を行わずに獲得するすべての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。 なお、本発明の記述において、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」などの用語が指示する方位或いは位置関係は、図面に示される方位或いは位置関係に基づくものであり、単に本発明の説明の便宜上且つ記述を簡略化するためのものに過ぎず、対象装置や要素が必ず特定の方位を有するか特定の方位で構成および操作されることを指示或いは暗示するものではないため、本発明に対する制限として理解されてはならない。さらに、「第１」、「第２」、「第３」との用語は説明のために使用されるものに過ぎず、相対的重要性に対する指示或いは暗示として理解されてはいけない。 なお、本発明の説明において、別途明確な規定と限定がない限り、「取付」、「接続」、「接続」などの用語は広義に理解されるべきである。例えば、固定接続であってもよいし、取り外し可能な接続であってもよいし、或いは一体になる接続であってもよく、機械的接続であってもよいし、電気的接続であってもよく、直接接続であってもよいし、中間媒体を介した間接接続であってもよいし、２つの要素内部の連通であってもよい。当業者にとっては、具体的な状況に応じて上述の用語の、本発明における具体的な意味を理解することができる。 また、各実施例の技術案の間は互に組み合わせ可能であるが、必ず当業者が実現可能であることを前提としなければならない。技術案の組み合わせに矛盾が生じるか或いは実現不可能な場合には、このような技術案の組み合わせが存在しないと考えられるべきであり、本発明の請求する保護範囲にも属しない。 ＜第１の実施例＞ 本発明の第１側面は光学レンズを提供し、それにより、従来のハイビームレンズモジュールが車体の軸方向で長さが長くて体積が大きく、且つハイビームの配光パターンの色が局部で黄ばみ、見た目が良くない問題を解決する。 車両用灯具に関する照明技術の発展に伴い、ハイ・ロービーム照明レンズモジュールはますます普及しているが、従来の「集光器＋単焦点集光レンズ」の解決策では、ハイビームモジュールは通常、車体の軸方向における長さがで長くて、体積が大きい。 本発明が提案される前、既存の単焦点レンズにおいて、ハイビームモジュールはハイビームの照度を向上させるために、非中心集光器の光線屈折角度が大きく設定されて、ハイビームの配光パターンの色が局部で黄ばみ、見た目が良くない。 これに鑑みて、本発明の第１側面は光学レンズを提供する。該光学レンズは第１レンズ１００、レンズ群、および曲面状全反射レンズ７００を含む。そのうち、レンズ群は第２レンズ２００と第３レンズ３００を含み、第２レンズ２００は第１レンズ１００と一体成形され、第３レンズ３００は第２レンズ２００の一側に設けられ、レンズ群の実焦点４００は第２レンズ２００内に位置する。本発明において、第１レンズ１００の第３レンズ３００に背向する一側は、互いに接続された入射面１０１と第１斜面１０２を含み、曲面状全反射レンズ７００は前記第１斜面１０２の下方に設けられ、曲面状全反射レンズ７００の第１斜面１０２に背向する一側は凸形状となる。外部発光源５００から出射される光線は、入射面１０１から進入でき、曲面状全反射レンズ７００により反射されてから第１斜面１０２により反射されて、実焦点４００に集光され、その後、実焦点４００を通過した光線は、レンズ群によって平行光として投射される。すなわち、レンズ群の実焦点４００は曲面状全反射レンズ７００の反射光の集光点の位置にある。本発明は光路を折り畳むことにより、モジュールの長さを短縮する。それに、本発明に係る光学レンズ（ハイビーム）の最終の配光パターンはすなわちレンズ群の実焦点４００におけるビームの結像となるため、本発明による光学レンズが投射するハイビームの配光パターンの輝度、色、および均一性はいずれも良好である。以下では、第１レンズ１００、レンズ群、および曲面状全反射レンズ７００の具体的な構造について詳細に説明する。 本発明の実施例において、図１ないし図５に示すように、レンズ群は複数の実焦点４００を含み、曲面状全反射レンズ７００は複数であり、複数の曲面状全反射レンズ７００はすべて第１斜面１０２の下方に設けられ、複数の曲面状全反射レンズ７００は複数の実焦点４００と一対一対応する。発光源５００から出射される光線は入射面１０１から進入することができ、曲面状全反射レンズ７００による反射を経て、更に前記第１斜面１０２による反射を経て、対応する実焦点４００に集光される。その後、レンズ群によって、実焦点４００を通過した光線は平行光として投射される。 示例として、図２ないし図４に示すように、第２レンズ２００の第３レンズ３００に対向する一側は複数の凸部２０１を含み、いずれかの凸部２０１の凸面は光軸に沿って凸形状となり、いずれかの凸部２０１は、前記第３レンズ３００と１つの実焦点４００を含む。光軸方向に沿って観察した場合（光軸方向は前記第１方向（Ｘ）と垂直になる）、実焦点４００から発散して対応する凸部２０１を通過した後の光線は、第１方向Ｘにおいて平行を保ち、すなわち、上下方向では平行ではなく、左右方向では平行を保つ。光の可逆性により、いずれかの凸面は、第３レンズ３００と１つの実焦点４００を含む。ここで、レンズの１つの表面が光軸に沿って凸形状となるという表現は、対応する表面の、軸近傍領域が凸出していることを意味する。したがって、レンズの１つの表面が凸形状であると記述されても、レンズの前記１つの表面の縁部部分は凹形状となってもよい。 さらに、図３に示すように、第２レンズ２００は接続仮想面（接続仮想面は第１レンズ１００の仮想面１０３と接続する）および両側に位置する２つの側面を更に含み、前記第１方向Ｘは前記２つの側面を貫通することができ、いずれかの凸面の縁部と、対応する側面との接続箇所には、湾曲辺（境界線）が形成される。ここで、２つの湾曲辺の曲率は必要に応じて設定可能である。 本発明の