CA2552023A1 - Procede d'injection plastique de lentilles avec elements optiques ou/et prismes retroreflecteurs non juxtaposes - Google Patents
Procede d'injection plastique de lentilles avec elements optiques ou/et prismes retroreflecteurs non juxtaposes Download PDFInfo
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Description
PROCÉDÉ D'INJECTION PLASTIQUE DE LENTILLES AVEC ÉLEMENTS
OPTIQUES OU/ET PRISMES RÉTRORÉFLECTEURS NON JUXTAPOSÉS
CHAMP DE L'INVENTION
La présente invention porte sur une conception spécifique d'injection d'optiques ou prismes rétroréflecteurs permettant de réaliser des nouveaux styles de lentille ou glace notamment sur les feux arrières de véhicules automobiles.
CONTEXTE DE L'INVENTION
Les feux arrières de véhicules automobiles ont pour principale fonction la signalisation du véhicule en tout temps que se soit durant ses déplacements ou à
l'arrêt. En plus de cette fonction principale, les feux arrières ont aussi un rôle de séduction vis à vis de la clientèle. En effet, l'esthétique, les formes et les coloris que proposent les stylistes jouent un rôle important dans le succès commercial d'un véhicule. Les constructeurs et notamment leurs bureaux d'études sont très demandeurs de nouvelles technologies leur permettant de créer des styles originaux et inédit de glaces.
Les glaces à la fois extérieures et intérieures de feux arrières de véhicules automobiles présentent généralement à leur surface des optiques. La fonction de ces optiques est de rediriger dans une direction précise la lumière émise par la source lumineuse employée qui peut être une ampoule ou des diodes. Ces optiques sont utilisés pour chacune des fonctions d'un véhicule automobile (stop, feux de recul, clignotant, feux de position, antibrouillard) et doivent permettre de répondre à la règlementation du pays dans lequel le véhicule est prévu d'être commercialisé.
Ces optiques peuvent prendre la forme de flûtes transversales, de motifs de petites tailles juxtaposés et répétés une multitude de fois ou de tout autre géométrie susceptible de dévier le parcours de rayons lumineux dans une direction voulue (voir FIG.1). Ils peuvent être présents sur la glace extérieur du feu mais également sur des glaces positionnées à l'intérieur du feu plus proche de la source lumineuse. On parle alors de lentille. Les matières utilisées pour mouler ces pièces sont principalement des plastiques transparents amorphes de type
OPTIQUES OU/ET PRISMES RÉTRORÉFLECTEURS NON JUXTAPOSÉS
CHAMP DE L'INVENTION
La présente invention porte sur une conception spécifique d'injection d'optiques ou prismes rétroréflecteurs permettant de réaliser des nouveaux styles de lentille ou glace notamment sur les feux arrières de véhicules automobiles.
CONTEXTE DE L'INVENTION
Les feux arrières de véhicules automobiles ont pour principale fonction la signalisation du véhicule en tout temps que se soit durant ses déplacements ou à
l'arrêt. En plus de cette fonction principale, les feux arrières ont aussi un rôle de séduction vis à vis de la clientèle. En effet, l'esthétique, les formes et les coloris que proposent les stylistes jouent un rôle important dans le succès commercial d'un véhicule. Les constructeurs et notamment leurs bureaux d'études sont très demandeurs de nouvelles technologies leur permettant de créer des styles originaux et inédit de glaces.
Les glaces à la fois extérieures et intérieures de feux arrières de véhicules automobiles présentent généralement à leur surface des optiques. La fonction de ces optiques est de rediriger dans une direction précise la lumière émise par la source lumineuse employée qui peut être une ampoule ou des diodes. Ces optiques sont utilisés pour chacune des fonctions d'un véhicule automobile (stop, feux de recul, clignotant, feux de position, antibrouillard) et doivent permettre de répondre à la règlementation du pays dans lequel le véhicule est prévu d'être commercialisé.
Ces optiques peuvent prendre la forme de flûtes transversales, de motifs de petites tailles juxtaposés et répétés une multitude de fois ou de tout autre géométrie susceptible de dévier le parcours de rayons lumineux dans une direction voulue (voir FIG.1). Ils peuvent être présents sur la glace extérieur du feu mais également sur des glaces positionnées à l'intérieur du feu plus proche de la source lumineuse. On parle alors de lentille. Les matières utilisées pour mouler ces pièces sont principalement des plastiques transparents amorphes de type
2 PMMA ou PC et sont transformés par le procédé d'injection. Un moule à
injection est conçu spécifiquement pour leur production. Le moulage des optiques est assuré par la présence d'un ou plusieurs inserts métalliques positionnées dans la cavité du moule. Ces inserts en métal présentent une forme négative de l'optique à reproduire avec un état de surface miroir.
Il est courant de rencontrer dans la fabrication des glaces de feux arrière des moules multi-couleurs. L'avantage de ce procédé sur la mono-injection est l'obtention en une seule étape d'une glace polychromatique. On regroupe ainsi sur une même glace des fonctions de signalisation nécessitant des coloris différents.
D'autre part, la nuit, les véhicules à l'arrêt sont rendus visibles des autres véhicules grâce à leurs réflecteurs de lumière. Ces réflecteurs de lumière, dont la conception est basée sur le principe de rétroréflexion à l'intérieur de prismes catadioptriques en plastique, sont obligatoires et leur signal lumineux est normalisé. Ces réflecteurs en plastique sont formés de prismes de dimensions pouvant être variables (de 2 à 10 mm par coté) disposés sur la surface de la zone réflective prévue à cette effet (voir à la FIG.2). La fabrication d'un réflecteur en plastique implique de nombreuses étapes de fabrication. Leur fabrication par injection de plastique sur une matrice appelée électroforme nécessite la réalisation de prismes en métal. Les prismes sont fabriqués à partir de tiges métalliques d'une forme géométrique hexagonale. Sur ces tiges, sont usinées trois faces à
angle appelées les faces réflectrices et dont l'état de surface doit être miroir. Les angles de ces faces sont optimisés de manière à répondre au mieux aux normes d'éclairage automobile. La dimension de ces prismes hexagonaux, le plus souvent, varie de 2mm à 4mm par coté. Au dessus de 4mm, ces prismes sont considérés comme des gros prismes . Une fois ces prismes fabriqués, ils sont assemblés par juxtaposition les uns aux autres selon une géométrie donnée par la forme du feux de signalisation. Des éléments optiques non réflecteurs peuvent être insérés entre eux. Quand cet assemblage est réalisé, il est mis dans un bain d'électrodéposition de manière à obtenir le négatif de la forme géométrique assemblée. Cette pièce négative est appelée l'électroforme. C'est l'électroforme qui est placée da ns le moule à injection. Le réie de i'éiectroforme est de permettre au plastique qui va remplir le moule de prendre la forme géométrique de
injection est conçu spécifiquement pour leur production. Le moulage des optiques est assuré par la présence d'un ou plusieurs inserts métalliques positionnées dans la cavité du moule. Ces inserts en métal présentent une forme négative de l'optique à reproduire avec un état de surface miroir.
Il est courant de rencontrer dans la fabrication des glaces de feux arrière des moules multi-couleurs. L'avantage de ce procédé sur la mono-injection est l'obtention en une seule étape d'une glace polychromatique. On regroupe ainsi sur une même glace des fonctions de signalisation nécessitant des coloris différents.
D'autre part, la nuit, les véhicules à l'arrêt sont rendus visibles des autres véhicules grâce à leurs réflecteurs de lumière. Ces réflecteurs de lumière, dont la conception est basée sur le principe de rétroréflexion à l'intérieur de prismes catadioptriques en plastique, sont obligatoires et leur signal lumineux est normalisé. Ces réflecteurs en plastique sont formés de prismes de dimensions pouvant être variables (de 2 à 10 mm par coté) disposés sur la surface de la zone réflective prévue à cette effet (voir à la FIG.2). La fabrication d'un réflecteur en plastique implique de nombreuses étapes de fabrication. Leur fabrication par injection de plastique sur une matrice appelée électroforme nécessite la réalisation de prismes en métal. Les prismes sont fabriqués à partir de tiges métalliques d'une forme géométrique hexagonale. Sur ces tiges, sont usinées trois faces à
angle appelées les faces réflectrices et dont l'état de surface doit être miroir. Les angles de ces faces sont optimisés de manière à répondre au mieux aux normes d'éclairage automobile. La dimension de ces prismes hexagonaux, le plus souvent, varie de 2mm à 4mm par coté. Au dessus de 4mm, ces prismes sont considérés comme des gros prismes . Une fois ces prismes fabriqués, ils sont assemblés par juxtaposition les uns aux autres selon une géométrie donnée par la forme du feux de signalisation. Des éléments optiques non réflecteurs peuvent être insérés entre eux. Quand cet assemblage est réalisé, il est mis dans un bain d'électrodéposition de manière à obtenir le négatif de la forme géométrique assemblée. Cette pièce négative est appelée l'électroforme. C'est l'électroforme qui est placée da ns le moule à injection. Le réie de i'éiectroforme est de permettre au plastique qui va remplir le moule de prendre la forme géométrique de
3 l'assemblage de prismes rétroréflecteurs qui a été fait au cours des étapes précédentes. Le fait que le plastique injecté soit transparent (PMMA ou Polycarbonate) permet à la lumière de voyager au travers et donc aux faces des prismes de renvoyer la lumière dans la direction inverse.
Pour simplifier la description de l'invention qui va suivre, on inclura sous la dénomination d'éléments optiques les optiques et prismes rétroreflecteurs précédemment décrits.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
La présente invention vise un procédé particulier d'injection plastique et une caractéristique propre du produit résultant, à savoir une pièce plastique présentant plusieurs éléments optiques non juxtaposés de dimensions identiques ou variables. Ce résultat est permis grâce à l'utilisation à la fois d'une injection multi-matière (bi-injection principalement) et d'un système d'alimentation en matière plastique spécialement développé pour l'application. En effet, une première injection permet de mouler des éléments optiques indépendants sans liaison directe de matière. Une seconde injection de plastique est ensuite utilisée pour souder les éléments optiques sur une même épaisseur de plastique de couleur différente pour ne former en finalité qu'une seule pièce. Cette invention, impliquant deux injections de plastique pour créer une glace avec optiques, est donc facilement adaptable à toutes les conceptions de feux à deux couleurs de plastique ou plus.
Cette invention permet de créer de nouveaux styles d'éléments optiques. Des agencements géométriques variés et originaux peuvent désormais être imaginés (voir FIG.3). Une surface lumineuse plane peut ainsi donnée une illusion de relief.
Des fonctions de signalisation ayant de par leur règlementation des coloris différents peuvent désormais être réunis derrière une même zone de la glace.
Le principe des prismes à rétroréflexion est, en signalisation automobile, la plupart du temps, associé à des prismes hexagonaux ou rectangulaires. Cependant, l'invention ne se limite pas aux prismes hexagonaux mais à toutes les formes géométriques découpées dans des prismes à rétroreflexion dont le principe
Pour simplifier la description de l'invention qui va suivre, on inclura sous la dénomination d'éléments optiques les optiques et prismes rétroreflecteurs précédemment décrits.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
La présente invention vise un procédé particulier d'injection plastique et une caractéristique propre du produit résultant, à savoir une pièce plastique présentant plusieurs éléments optiques non juxtaposés de dimensions identiques ou variables. Ce résultat est permis grâce à l'utilisation à la fois d'une injection multi-matière (bi-injection principalement) et d'un système d'alimentation en matière plastique spécialement développé pour l'application. En effet, une première injection permet de mouler des éléments optiques indépendants sans liaison directe de matière. Une seconde injection de plastique est ensuite utilisée pour souder les éléments optiques sur une même épaisseur de plastique de couleur différente pour ne former en finalité qu'une seule pièce. Cette invention, impliquant deux injections de plastique pour créer une glace avec optiques, est donc facilement adaptable à toutes les conceptions de feux à deux couleurs de plastique ou plus.
Cette invention permet de créer de nouveaux styles d'éléments optiques. Des agencements géométriques variés et originaux peuvent désormais être imaginés (voir FIG.3). Une surface lumineuse plane peut ainsi donnée une illusion de relief.
Des fonctions de signalisation ayant de par leur règlementation des coloris différents peuvent désormais être réunis derrière une même zone de la glace.
Le principe des prismes à rétroréflexion est, en signalisation automobile, la plupart du temps, associé à des prismes hexagonaux ou rectangulaires. Cependant, l'invention ne se limite pas aux prismes hexagonaux mais à toutes les formes géométriques découpées dans des prismes à rétroreflexion dont le principe
4 repose sur la réflexion totale dans le plastique sur trois faces à angle (voir à la FIG
4).
L'invention ainsi que ses nombreux avantages sera mieux comprise par la suivante description non-restrictive de réalisations préférées de l'invention faisant référence aux figures ci-jointes.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
FIG.1: Exemple de géométries d'éléments optiques applicables au procédé selon l'invention.
FIG.2: Principe de rétroréflexion de la lumière par des prismes hexagonaux sur un véhicule automobile.
FIG.3: Exemple de style réalisable avec le procédé selon l'invention. Les éléments optiques ne présentent aucune liaison physique directe entre elles.
FIG.4: Vue en perspective d'un prisme réflecteur hexagonal qui peut être utilisé
par le procédé selon l'invention.
FIG.5: Vues de section de pièces obtenues par le procédé selon l'invention.
FIG.6: Vues en perspective de diverses formes de prismes réflecteurs qui peuvent être utilisés par le procédé selon l'invention.
FIG.7: Application possible du procédé aux prismes de grandes dimensions selon une demande de brevet déjà existant de DBM Reflex.
FIG.8: Schématisation du phénomène de retassure.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
Le procédé selon l'invention décompose l'injection de la glace avec éléments optiques en deux injections successives. Une presse bi-injection est préférable pour une application industrielle du procédé, néanmoins deux presses en tandem conviennent si le temps de cycle n'est pas une contrainte de l'utilisateur.
La première injection consiste au moulage individuel des éléments optiques sans aucune liaison physique entre ces derniers. Ils sont isolés individuellement dans leur cavité. Ce procédé nécessite un système d'alimentation indépendant pour . . . , ......,.. ., .. . . . ,..+., ..... i. ..
chaque élément optique. Le moule présente une conception particulière avec notamment autant de points d'injection que d'éléments optiques. Une fois que cette première injection est terminée, la cavité avec ses éléments optiques tout juste moulés sont mécaniquement transférés en seconde station. Dans le cas de
4).
L'invention ainsi que ses nombreux avantages sera mieux comprise par la suivante description non-restrictive de réalisations préférées de l'invention faisant référence aux figures ci-jointes.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
FIG.1: Exemple de géométries d'éléments optiques applicables au procédé selon l'invention.
FIG.2: Principe de rétroréflexion de la lumière par des prismes hexagonaux sur un véhicule automobile.
FIG.3: Exemple de style réalisable avec le procédé selon l'invention. Les éléments optiques ne présentent aucune liaison physique directe entre elles.
FIG.4: Vue en perspective d'un prisme réflecteur hexagonal qui peut être utilisé
par le procédé selon l'invention.
FIG.5: Vues de section de pièces obtenues par le procédé selon l'invention.
FIG.6: Vues en perspective de diverses formes de prismes réflecteurs qui peuvent être utilisés par le procédé selon l'invention.
FIG.7: Application possible du procédé aux prismes de grandes dimensions selon une demande de brevet déjà existant de DBM Reflex.
FIG.8: Schématisation du phénomène de retassure.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
Le procédé selon l'invention décompose l'injection de la glace avec éléments optiques en deux injections successives. Une presse bi-injection est préférable pour une application industrielle du procédé, néanmoins deux presses en tandem conviennent si le temps de cycle n'est pas une contrainte de l'utilisateur.
La première injection consiste au moulage individuel des éléments optiques sans aucune liaison physique entre ces derniers. Ils sont isolés individuellement dans leur cavité. Ce procédé nécessite un système d'alimentation indépendant pour . . . , ......,.. ., .. . . . ,..+., ..... i. ..
chaque élément optique. Le moule présente une conception particulière avec notamment autant de points d'injection que d'éléments optiques. Une fois que cette première injection est terminée, la cavité avec ses éléments optiques tout juste moulés sont mécaniquement transférés en seconde station. Dans le cas de
5 la bi-injection le transfert s'effectue dans le même moule par rotation interne de l'empreinte (moule rotatif). Dans le cas de presse en tandem, un opérateur ou un robot a pour tâche de transférer la cavité de la première presse à la seconde.
La cavité de nouveau en place, on déclenche la deuxième injection. Cette seconde injection à pour but de créer une couche de plastique de quelques millimètres d'épaisseur qui va supporter et relier physiquement entre eux les éléments optiques (voir FIG.5). Il se crée à l'interface des deux matières des liaisons physiques de type mécanique.
Cette seconde injection nécessite une matière plastique de coloris différent de celle des éléments optiques sans quoi le procédé n'aurait que peu d'intérêt.
La finalité du procédé est d'obtenir une pièce unique, polychromatique avec des éléments optiques non juxtaposés.
On peut également envisager d'utiliser deux types de plastiques différents. II
faudra simplement s'assurer de leur compatibilité.
L'interface entre les deux stations de plastique ne doit pas contenir de bulles d'air pour ne pas dévier les rayons lumineux. Une bonne conception des évents du moules permet d'obtenir ce résultat.
La différence de coloris entre les plastiques utilisés procure à la glace un rendu visuel et esthétique inédit. Un but préférentiel du procédé selon la présente invention est d'encourager l'utilisation de tailles diverses d'éléments optiques sur les lentilles des automobiles et autres véhicules. Les stylistes peuvent utiliser des agencements de motifs non juxtaposés dans l'objectif de proposer des styles plus variés et plus originaux que les optiques et surfaces réfléchissantes actuelles.
Ceux-ci étant par leur mode de fabrication une simple juxtaposition connexe d'éléments optiques.
- =! =! ..wan4rx r+N +Mlnwr .-I = .
La cavité de nouveau en place, on déclenche la deuxième injection. Cette seconde injection à pour but de créer une couche de plastique de quelques millimètres d'épaisseur qui va supporter et relier physiquement entre eux les éléments optiques (voir FIG.5). Il se crée à l'interface des deux matières des liaisons physiques de type mécanique.
Cette seconde injection nécessite une matière plastique de coloris différent de celle des éléments optiques sans quoi le procédé n'aurait que peu d'intérêt.
La finalité du procédé est d'obtenir une pièce unique, polychromatique avec des éléments optiques non juxtaposés.
On peut également envisager d'utiliser deux types de plastiques différents. II
faudra simplement s'assurer de leur compatibilité.
L'interface entre les deux stations de plastique ne doit pas contenir de bulles d'air pour ne pas dévier les rayons lumineux. Une bonne conception des évents du moules permet d'obtenir ce résultat.
La différence de coloris entre les plastiques utilisés procure à la glace un rendu visuel et esthétique inédit. Un but préférentiel du procédé selon la présente invention est d'encourager l'utilisation de tailles diverses d'éléments optiques sur les lentilles des automobiles et autres véhicules. Les stylistes peuvent utiliser des agencements de motifs non juxtaposés dans l'objectif de proposer des styles plus variés et plus originaux que les optiques et surfaces réfléchissantes actuelles.
Ceux-ci étant par leur mode de fabrication une simple juxtaposition connexe d'éléments optiques.
- =! =! ..wan4rx r+N +Mlnwr .-I = .
6 De préférence, le procédé selon l'invention concerne l'injection plastique d'éléments optiques et réflecteurs de lumière transparents principalement utilisés en signalisation lumineuse mais il peut être employé dans d'autres domaines d'application. Les éléments optiques répondent au principe de déviation de la lumière selon les lois générales de réflexion et réfraction définis par l'optique géométrique. Quant aux réflecteurs de lumière, ils utilisent plus principalement le principe de rétroréflexion sur trois faces orientées de façon pyramidale.
Dans le cas des prismes réflecteurs, le procédé selon l'invention peut être utilisé
pour l'injection de prismes de formes diverses (voir FIG.6). Un des avantages distinctifs du procédé selon l'invention est que contrairement à l'injection conventionnelle qui se fait en une étape, ce procédé implique deux étapes d'injection permettant de mieux contrôler la géométrie de la première station et de mouler des gros prismes sans retassures sur les faces réflectrices. Les dimensions de ces gros prismes étant comprises entre 4mm et lOmm de coté (voir FIG.7 et le précédent brevet de DBM Reflex sur le procédé d'injection de prismes rétroflecteurs de grandes dimensions). En dessous de 4mm, le phénomène de retassure (voir FIG.8) que le procédé permet notamment de limiter est négligeable.
Il est à noter que ce procédé ne se limite pas à la bi-injection, il peut être également appliqué à une injection en trois étapes basée sur le même principe.
Bien que la présente invention ait été expliquée ci-dessus par des modes de réalisations préférentielles, on doit comprendre que l'invention n'est pas limitée à
ces réalisations précises et que divers changements et modifications peuvent être effectués à celle-ci sans s'écarter de la portée ou de l'esprit de l'invention.
Dans le cas des prismes réflecteurs, le procédé selon l'invention peut être utilisé
pour l'injection de prismes de formes diverses (voir FIG.6). Un des avantages distinctifs du procédé selon l'invention est que contrairement à l'injection conventionnelle qui se fait en une étape, ce procédé implique deux étapes d'injection permettant de mieux contrôler la géométrie de la première station et de mouler des gros prismes sans retassures sur les faces réflectrices. Les dimensions de ces gros prismes étant comprises entre 4mm et lOmm de coté (voir FIG.7 et le précédent brevet de DBM Reflex sur le procédé d'injection de prismes rétroflecteurs de grandes dimensions). En dessous de 4mm, le phénomène de retassure (voir FIG.8) que le procédé permet notamment de limiter est négligeable.
Il est à noter que ce procédé ne se limite pas à la bi-injection, il peut être également appliqué à une injection en trois étapes basée sur le même principe.
Bien que la présente invention ait été expliquée ci-dessus par des modes de réalisations préférentielles, on doit comprendre que l'invention n'est pas limitée à
ces réalisations précises et que divers changements et modifications peuvent être effectués à celle-ci sans s'écarter de la portée ou de l'esprit de l'invention.
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EP07800420A EP2089205A2 (fr) | 2006-07-14 | 2007-07-13 | Injection de matière plastique de lentilles avec des éléments optiques et/ou des prismes rétrofléchissants qui sont séparés les uns des autres |
PCT/CA2007/001253 WO2008006223A2 (fr) | 2006-07-14 | 2007-07-13 | INJECTION de matière plastique de lentilles avec des éléments optiques et/ou des prismes rétroréfléchissants qui sont séparés des les uns des autres |
US11/777,847 US7722196B2 (en) | 2006-07-14 | 2007-07-13 | Plastic injection of lenses with optical elements and/or retroreflecting prisms that are separated from each other |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA002552023A CA2552023A1 (fr) | 2006-07-14 | 2006-07-14 | Procede d'injection plastique de lentilles avec elements optiques ou/et prismes retroreflecteurs non juxtaposes |
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Publication Number | Publication Date |
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CA2552023A1 true CA2552023A1 (fr) | 2008-01-14 |
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ID=38923573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CA002552023A Abandoned CA2552023A1 (fr) | 2006-07-14 | 2006-07-14 | Procede d'injection plastique de lentilles avec elements optiques ou/et prismes retroreflecteurs non juxtaposes |
Country Status (4)
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US (1) | US7722196B2 (fr) |
EP (1) | EP2089205A2 (fr) |
CA (1) | CA2552023A1 (fr) |
WO (1) | WO2008006223A2 (fr) |
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EP2767754A3 (fr) | 2007-05-01 | 2015-02-18 | Morgan Solar Inc. | Dispositif d'éclairage |
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US10119662B2 (en) | 2009-04-28 | 2018-11-06 | Cree, Inc. | Lens with controlled light refraction |
US9915409B2 (en) | 2015-02-19 | 2018-03-13 | Cree, Inc. | Lens with textured surface facilitating light diffusion |
US9416926B2 (en) | 2009-04-28 | 2016-08-16 | Cree, Inc. | Lens with inner-cavity surface shaped for controlled light refraction |
US8891171B2 (en) | 2010-02-01 | 2014-11-18 | Dbm Reflex Enterprises Inc. | High sag thick lens for use in an illumination apparatus |
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