DE102019127443A1 - Optische Vorrichtung - Google Patents

Optische Vorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102019127443A1
DE102019127443A1 DE102019127443.5A DE102019127443A DE102019127443A1 DE 102019127443 A1 DE102019127443 A1 DE 102019127443A1 DE 102019127443 A DE102019127443 A DE 102019127443A DE 102019127443 A1 DE102019127443 A1 DE 102019127443A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aspherical lens
lens unit
optical device
unit
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019127443.5A
Other languages
English (en)
Inventor
Hyun Soo Lee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Mobis Co Ltd
Original Assignee
Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Mobis Co Ltd filed Critical Hyundai Mobis Co Ltd
Publication of DE102019127443A1 publication Critical patent/DE102019127443A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/04Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25Projection lenses
    • F21S41/265Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/045Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • G02B19/0066Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED in the form of an LED array
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938Using specific optical elements
    • G02B27/095Refractive optical elements
    • G02B27/0955Lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938Using specific optical elements
    • G02B27/095Refractive optical elements
    • G02B27/0955Lenses
    • G02B27/0961Lens arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938Using specific optical elements
    • G02B27/095Refractive optical elements
    • G02B27/0955Lenses
    • G02B27/0966Cylindrical lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30Collimators
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0012Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0025Machining, e.g. grinding, polishing, diamond turning, manufacturing of mould parts
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0012Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G02B3/0068Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between arranged in a single integral body or plate, e.g. laminates or hybrid structures with other optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0075Arrays characterized by non-optical structures, e.g. having integrated holding or alignment means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02Illuminating scene
    • G03B15/03Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • G03B15/05Combinations of cameras with electronic flash apparatus; Electronic flash units

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Die optische Vorrichtung weist auf: eine Lichtausstrahlungseinheit, die zum Ausstrahlen von Licht ausgebildet ist; eine erste asphärische Linseneinheit, die an einer Lichtausgangsseite der Lichtausstrahlungseinheit positioniert ist und zum Bilden eines ersten Brennpunkts an der Lichtausstrahlungseinheit ausgebildet ist, und mindestens einer zweiten asphärischen Linseneinheit, die an der Lichtausgangsseite der Lichtausstrahlungseinheit positioniert ist und zum Bilden eines zweiten Brennpunkts ausgebildet ist, der den ersten Brennpunkt an der Lichtausstrahlungseinheit überlagert.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldung
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2018-0122263 , eingereicht am 15. Oktober 2018 beim koreanischen Patentamt, die unter Bezugnahme in vollem Umfang hierin einbezogen wird.
  • Hintergrund
  • Technisches Gebiet
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen eine optische Vorrichtung und insbesondere eine optische Vorrichtung, die in der Lage ist, den Grad der Freiheit der Gestaltung und der Lichteffizienz zu verbessern und die Anzahl der Teile zu reduzieren.
  • Stand der Technik
  • Im Allgemeinen ist ein Projektions-Optiksystem unter Verwendung einer einzigen asphärischen Linse ausgestaltet. Die einzige asphärische Linse weist eine Brennweite auf.
  • Seit neustem wird ein horizontales schlankes optisches System ausgestaltet, unter Verwendung einer Vielzahl von horizontalen schlanken Linsen mit einer horizontalen Länge, die länger als eine vertikale Länge ist.
  • In der herkömmlichen Technologie kann der Grad der Freiheit der Gestaltung und der Lichteffizienz aufgrund der Verwendung der Vielzahl von horizontalen schlanken Linsen jedoch reduziert sein. Zudem können die Anzahl der Teile und die Herstellungskosten des optischen Systems erhöht sein. Dementsprechend besteht der Bedarf nach einer Verbesserung des Problems.
  • Der einschlägige Stand der Technik der vorliegenden Offenbarung wird in der koreanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-0106105 (27. September 2013, mit dem Titel „Leuchtenvorrichtung für ein Fahrzeug“) offenbart.
  • Überblick
  • Verschiedene Ausführungsformen betreffen das Bereitstellen einer optischen Vorrichtung, die in der Lage ist, den Grad der Freiheit der Gestaltung und der Lichteffizienz zu verbessern und die Anzahl der Teile zu reduzieren.
  • In einer Ausführungsform weist eine optische Vorrichtung auf: eine Lichtausstrahlungseinheit zum Ausstrahlen von Licht, eine erste asphärische Linseneinheit, die an der Lichtausgangsseite der Lichtausstrahlungseinheit positioniert ist und zum Bilden eines ersten Brennpunkts an der Lichtausstrahlungseinheit ausgebildet ist, und mindestens eine zweite asphärische Linseneinheit, die an der Lichtausgangsseite der Lichtausstrahlungseinheit positioniert ist und zum Bilden eines zweiten Brennpunkts ausgebildet ist, der den ersten Brennpunkt an der Lichtausstrahlungseinheit überlagert.
  • Eine erste Brennweite der ersten asphärische Linseneinheit und eine zweite Brennweite der zweiten asphärische Linseneinheit können unterschiedlich ausgebildet sein.
  • Die zweite Brennweite der zweiten asphärische Linseneinheit kann länger sein als die erste Brennweite der ersten asphärische Linseneinheit.
  • Wenn die erste Brennweite der ersten asphärische Linseneinheit f1 ist, die Hälfte der Weite der ersten asphärische Linseneinheit b ist, die zweite Brennweite der zweiten asphärische Linseneinheit f2 ist und der Abstand zwischen der ersten asphärischen Linseneinheit und der zweiten asphärischen Linseneinheit d ist, kann der Abstand d = b ( f 2 f 1 ) f 1
    Figure DE102019127443A1_0001
    sein.
  • Die zweiten asphärischen Linseneinheiten können an beiden Seiten der ersten asphärischen Linseneinheit positioniert sein.
  • Die zweiten asphärischen Linseneinheiten können symmetrisch an beiden Seiten einer Hauptlichtachse ausgebildet sein.
  • Ein erster sphärischer Teil der ersten asphärischen Linseneinheit kann an der Seite in der Nähe der Lichtausstrahlungseinheit ausgebildet sind und ein erster ebener Teil der ersten asphärischen Linseneinheit kann an der Seite entgegengesetzt zur Lichtausstrahlungseinheit ausgebildet sein.
  • Ein zweiter sphärischer Teil der zweiten asphärischen Linseneinheit kann an der Seite in der Nähe der Lichtausstrahlungseinheit ausgebildet sind und ein zweiter ebener Teil der zweiten asphärischen Linseneinheit kann an der Seite entgegengesetzt zur Lichtausstrahlungseinheit ausgebildet sein.
  • Die erste asphärische Linseneinheit kann eine vertikale Länge aufweisen, die länger als eine horizontale Länge ist.
  • Die erste asphärische Linseneinheit kann eine vertikale Länge aufweisen, die dreimal so lang wie die horizontale Länge oder länger ist.
  • Die zweite asphärische Linseneinheit kann eine vertikale Länge aufweisen, die länger als eine horizontale Länge ist.
  • Die zweite asphärische Linseneinheit kann eine vertikale Länge aufweisen, die dreimal so lang wie die horizontale Länge oder länger ist.
  • Die Lichtausstrahlungseinheit kann eine LED sein.
  • Die Lichtausstrahlungseinheit kann eine LED aufweisen, die zum Ausstrahlen von Licht ausgebildet ist, und eine optische Einheit, die zum Übertragen des von der LED ausgestrahlten Lichts und zum Bilden des ersten Brennpunkts und des zweiten Brennpunkts ausgebildet ist, so dass diese sich gegenseitig überlagern.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 zeigt eine Vorderansicht mit Darstellung einer ersten asphärischen Linseneinheit und einer zweiten asphärischen Linseneinheit der optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 zeigt ein Diagramm mit Darstellung von Gestaltungsfaktoren der ersten asphärischen Linseneinheit und der zweiten asphärischen Linseneinheit in der optische Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 zeigt ein Diagramm mit schematischer Darstellung des Prinzips eines Lichtverlustes in der optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 5 zeigt eine Tabelle mit Darstellung der Relation zwischen der Dicke der asphärischen Linseneinheit und einer Brennweite in der optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 6 zeigt einen Graphen mit Darstellung der Relation zwischen einer Brennweite und einer Linsendicke in der optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Detailbeschreibung
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer optischen Vorrichtung der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Bei der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wird auf eine detaillierte Beschreibung verwandter bekannter Funktionen oder Ausgestaltungen verzichtet, wenn erachtet wird, dass dies den Kerngedanken der vorliegenden Offenbarung unnötigerweise vage macht. Ferner wurden die hier beschriebenen Bezeichnungen im Hinblick auf Funktionen der vorliegenden Offenbarung definiert und können je nach Zweck oder der Praxis eines Benutzers oder Bedieners abweichen. Daher ist jede Bezeichnung auf der Grundlage der Inhalte in der gesamten Spezifikation zu definieren.
  • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt eine Vorderansicht mit Darstellung einer ersten asphärischen Linseneinheit und einer zweiten asphärischen Linseneinheit der optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 3 zeigt ein Diagramm mit Darstellung von Gestaltungsfaktoren der ersten asphärischen Linseneinheit und der zweiten asphärischen Linseneinheit in der optische Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 4 zeigt ein Diagramm mit schematischer Darstellung des Prinzips eines Lichtverlustes in der optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Unter Bezugnahme auf 1 bis 4, weist die optische Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Lichtausstrahlungseinheit 10, eine erste asphärische Linseneinheit 20 und zweite asphärische Linseneinheiten 30 auf.
  • Die Lichtausstrahlungseinheit 10 strahlt Licht aus. Die Lichtausstrahlungseinheit 10 kann eine LED 11 sein. Ferner kann die Lichtausstrahlungseinheit 10 die LED 11 zum Ausstrahlen von Licht aufweisen und eine optische Einheit 13 aufweisen, die das von der LED 11 ausgestrahlte Licht überträgt und in der eine erste Brennweite P1 und eine zweite Brennweite P2 einander überlagernd ausgebildet sind. Die optische Einheit 13 besteht aus einem lichttransparenten Material, durch das Licht hindurchtreten kann. Die Lichtausstrahlungseinheit 10 kann abhängig von der Gestaltung oder der Größe einer optische Vorrichtung richtig ausgewählt werden.
  • Die erste asphärische Linseneinheit 20 ist an der Lichtausgangsseite der Lichtausstrahlungseinheit 10 positioniert, weist eine vertikale Länge auf, die länger als eine horizontale Länge (L1>L2) ist, und bildet die erste Brennweite P1 an der Lichtausstrahlungseinheit 10. In der ersten asphärischen Linseneinheit 20 kann ein erster sphärischer Linsenteil an der Seite in der Nähe der Lichtausstrahlungseinheit 10 ausgebildet sein und ein erster ebener Teil 23 kann an der Seite entgegengesetzt zur Lichtausstrahlungseinheit 10 ausgebildet sein. Die erste asphärische Linseneinheit 20 ist eine erste vertikale schlanke asphärische Linse, die in einer vertikalen Richtung länger ist als in einer horizontalen Richtung.
  • Die zweite asphärische Linseneinheit 30 ist an der Lichtausgangsseite der Lichtausstrahlungseinheit 10 positioniert, weist eine vertikale Länge auf, die länger als eine horizontale Länge (L3>L4) ist und bildet die zweite Brennweite P2 an der Lichtausstrahlungseinheit 10, so dass die zweite Brennweite P2 die erste Brennweite P1 überlagert. In der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 kann ein zweiter sphärischer Teil 31 an der Seite in der Nähe der Lichtausstrahlungseinheit 10 ausgebildet sein und ein zweiter ebener Teil 33 kann an der Seite entgegengesetzt zur Lichtausstrahlungseinheit 10 ausgebildet sein. Die erste Brennweite P1 und die zweite Brennweite P2 sind so ausgebildet, dass sie sich an der Lichtausstrahlungseinheit 10 gegenseitig überlagern. Dementsprechend kann die Lichtstärke erhöht werden, da ein Verlust des an die erste asphärische Linseneinheit 20 und die zweiten asphärischen Linseneinheiten 30 ausgegebenen Lichts reduziert wird.
  • Die zweiten asphärischen Linseneinheiten 30 sind an beiden Seiten der ersten asphärischen Linseneinheit 20 positioniert. Dementsprechend kann Licht mit gleichmäßiger Stärke durch die zweiten asphärischen Linseneinheiten 30 an beiden Seiten der ersten asphärischen Linseneinheit 20 ausgegeben werden.
  • Eine erste Brennweite f1 der ersten asphärischen Linseneinheit 20 und eine zweite Brennweite f2 der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 sind unterschiedlich ausgebildet. Beispielsweise kann die zweite Brennweite f2 der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 länger ausgebildet sein als die erste Brennweite f1 der ersten asphärischen Linseneinheit 20. Ferner kann die erste Brennweite f1 der ersten asphärischen Linseneinheit 20 länger ausgebildet sein als die zweite Brennweite f2 der zweiten asphärischen Linseneinheit 30. In diesem Fall ist die erste Brennweite f1 der ersten asphärischen Linseneinheit 20 als der kürzeste Abstand zwischen dem Mittelteil des ersten sphärischen Teils 21 und der Lichtausstrahlungseinheit 10 definiert. Die zweite Brennweite f2 der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 ist als der kürzeste Abstand zwischen dem Mittelteil des zweiten sphärischen Teils 31 und der Lichtausstrahlungseinheit 10 definiert.
  • Der zweite sphärische Teil 31 der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 ist weiter von der Lichtausstrahlungseinheit 10 entfernt als der erste sphärische Teil 21 der ersten asphärischen Linseneinheit 20.
  • Die zweiten asphärischen Linseneinheiten 30 sind symmetrisch an beiden Seiten einer Hauptlichtachse „x“ angeordnet. In diesem Fall sind die zweiten sphärischen Teile 31 in einer symmetrischen Form auf der Grundlage der Hauptlichtachse „x“ ausgebildet. Das heißt, dass die zweiten asphärischen Linseneinheiten 30 in einer Rotationssymmetrieform auf der Grundlage der Hauptlichtasche „x“ ausgebildet sind.
  • Der Abstand zwischen der ersten asphärischen Linseneinheit 20 und der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 kann wie folgt definiert werden.
  • Die erste Brennweite der ersten asphärischen Linseneinheit 20 ist als f1 definiert, die Hälfte (a/2) der Weite „a“ der ersten asphärischen Linseneinheit ist als „b“ definiert, die zweite Brennweite der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 ist als f2 definiert und der Abstand zwischen der ersten asphärischen Linseneinheit 20 und der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 ist als „d“ definiert.
  • In diesem Fall ist die Relation zwischen einer Erstreckungslinie Lf, die das Ende und den Brennpunkt der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 verbindet, und dem Brennpunkt b + d f 2 = b f 1
    Figure DE102019127443A1_0002
    nach einer Formel für ein rechtwinkliges Dreieck. Dementsprechend ist der Abstand „d“ zwischen der ersten asphärischen Linseneinheit 20 und der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 d = b ( f 2 f 1 ) f 1 .
    Figure DE102019127443A1_0003
  • Wenn die erste asphärische Linseneinheit 20 und die zweite asphärische Linseneinheit 30 nach der obigen Gleichung festgelegt sind, kann eine optische Vorrichtung gemäß der Gleichung standardisiert werden. Dementsprechend kann die Gestaltung der optischen Vorrichtung vereinfacht und die Konstruktionszeit verringert werden.
  • Die erste asphärische Linseneinheit 20 weist die vertikale Länge L1 auf, die dreimal so lang wie die horizontale Länge L2 oder länger ist. Ferner weist die zweite asphärische Linseneinheit 30 die vertikale Länge L3 auf, die dreimal so lang wie die horizontale Länge L4 oder länger ist.
  • Ein Beispiel für die wie vorstehend beschriebene optische Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend beschrieben.
  • 5 zeigt eine Tabelle mit Darstellung der Relation zwischen der Dicke der asphärischen Linseneinheit und einer Brennweite in der optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 6 zeigt einen Graphen mit Darstellung der Relation zwischen einer Brennweite und einer Linsendicke in der optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Unter Bezugnahme auf 5 bis 6, weisen die erste asphärische Linseneinheit 20 und die zweite asphärische Linseneinheit 30 jeweils eine vertikale Länge auf, die dreimal so lang wie eine horizontale Länge oder länger ist. In diesem Fall, wenn zwei asphärische Linseneinheiten 20 und 30 mit einem gemeinsamen Brennpunkt bei einem Modul eingesetzt werden, verringert sich die Brennweite f1 oder f2 der asphärischen Linseneinheit 20 oder 30 mit zunehmender Dicke der asphärischen Linseneinheit 20 oder 30. Ferner verringert sich die Dicke der asphärischen Linseneinheit 20 oder 30 mit steigendem Brechungsindex der asphärischen Linseneinheit 20 oder 30.
  • Wenn eine minimale Brennweite f1 der ersten asphärischen Linseneinheit 20 auf 35 mm festgelegt ist, wird die asphärischen Linseneinheit 20 mit einer Dicke von 70 mm oder mehr eingesetzt. Die zweite asphärische Linseneinheit 30 sichert eine minimale Brennweite f2 von 50 mm, da sie eine Dicke von 80 mm oder mehr erfordert (siehe 6).
  • In diesem Fall beträgt ein einseitiger Einfallswinkel der ersten asphärischen Linseneinheit 20 ca. 15,9° und ein einseitiger Einfallswinkel der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 ca. 38,6°. Es ist zu sehen, dass die Lichteffizienz der optischen Vorrichtung kompensiert werden kann, da der einseitige Einfallswinkel von 38° gebildet wird, wenn die Dicke der allgemeinen ersten asphärischen Linseneinheit 20 70 mm beträgt. In diesem Fall steht der einseitige Einfallswinkel für einen Winkel, der entsteht, wenn Licht von der Linseneinheit auf die Hauptlichtachse „x“ und ein Ende (d. h. die Hälfte der Weitenrichtung) der Linseneinheit einfällt.
  • Ein bekanntes vertikales schlankes optisches System weist eine zentrale Lichtstärke von ca. 35.000 cd auf und eine Lichteffizienz von ca. 20 %. Im Gegensatz dazu weist die optische Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine zentrale Lichtstärke von ca. 60.000 cd und eine Lichteffizienz von ca. 31 % auf. Die Lichteffizienz der optischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist bei ca. 50 %, also höher als die des herkömmlichen optischen Systems. Dementsprechend kann die Anzahl von LEDs aufgrund der verbesserten Lichteffizienz reduziert werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, sind der erste Brennpunkt P1 und der zweite Brennpunkt P2 einander überlagernd an der Lichtausstrahlungseinheit 10 ausgebildet. Dementsprechend kann die Lichtstärke erhöht werden, da ein Verlust des auf die erste asphärische Linseneinheit 20 und die zweite asphärische Linseneinheit 30 einfallenden Lichts reduziert wird. Ferner kann die Anzahl von LEDs aufgrund steigender Lichtstärke verbessert werden.
  • Ferner kann das Spektrum der Lichtintensität, das in einer einzigen optischen Vorrichtung implementiert werden kann, erweitert werden, da die erste Brennweite f1 der ersten asphärischen Linseneinheit 20 und die zweite Brennweite f2 der zweiten asphärischen Linseneinheit 30 unterschiedlich ausgebildet sind. Dementsprechend kann der Grad der Freiheit der Gestaltung verbessert werden.
  • Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind der erste Brennpunkt und der zweite Brennpunkt an der Lichtausstrahlungseinheit 10 einander überlagernd ausgebildet. Dementsprechend kann die Lichtstärke erhöht werden, da ein Verlust des auf die erste asphärische Linseneinheit und die zweite asphärische Linseneinheit einfallenden Lichts reduziert wird. Ferner kann die Anzahl von LEDs aufgrund steigender Lichtstärke reduziert werden.
  • Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Spektrum der Lichtstärke, das in einer einzigen optischen Vorrichtung implementiert werden kann, ferner erweitert werden, da die erste Brennweite der ersten asphärischen Linseneinheit und die zweite Brennweite der zweiten asphärischen Linseneinheit unterschiedlich ausgebildet sind. Dementsprechend kann der Grad der Freiheit der Gestaltung verbessert werden.
  • Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu Darstellungszwecken offenbart wurden, ist für Fachleute ersichtlich, dass unterschiedliche Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne den in den zugehörigen Ansprüchen definierten Umfang und Gedanken der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
  • Daher ist der tatsächliche technische Umfang der vorliegenden Offenbarung durch die nachfolgenden Ansprüche zu definieren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020180122263 [0001]

Claims (14)

  1. Optische Vorrichtung mit: einer Lichtausstrahlungseinheit, die zum Ausstrahlen von Licht ausgebildet ist; einer ersten asphärischen Linseneinheit, die an einer Lichtausgangsseite der Lichtausstrahlungseinheit positioniert ist und zum Bilden eines ersten Brennpunkts an der Lichtausstrahlungseinheit ausgebildet ist, und einer zweiten asphärischen Linseneinheit bzw. mehreren zweiten asphärischen Linseneinheiten, die an der Lichtausgangsseite der Lichtausstrahlungseinheit positioniert ist bzw. sind und zum Bilden eines zweiten Brennpunkts ausgebildet ist bzw. sind, der den ersten Brennpunkt an der Lichtausstrahlungseinheit überlagert.
  2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine erste Brennweite der ersten asphärischen Linseneinheit und eine zweite Brennweite der zweite asphärischen Linseneinheit unterschiedlich ausgebildet sind.
  3. Optische Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der zweite Brennweite der zweiten asphärischen Linseneinheit länger ist als die erste Brennweite der ersten asphärischen Linseneinheit.
  4. Optische Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der, wenn die erste Brennweite der ersten asphärischen Linseneinheit f1 ist, die Hälfte einer Weite der ersten asphärischen Linseneinheit b ist, die zweite Brennweite der zweiten asphärischen Linseneinheit f2 ist und ein Abstand zwischen der ersten asphärischen Linseneinheit und der zweiten asphärischen Linseneinheit d ist, der Abstand d = b ( f 2 f 1 ) f 1
    Figure DE102019127443A1_0004
    ist.
  5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die zweiten asphärischen Linseneinheiten an beide Seiten der ersten asphärischen Linseneinheit positioniert sind.
  6. Optische Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die zweiten asphärischen Linseneinheiten symmetrisch an beiden Seiten einer Hauptlichtachse ausgebildet sind.
  7. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der: ein erster sphärischer Teil der ersten asphärischen Linseneinheit an einer Seite in der Nähe der Lichtausstrahlungseinheit ausgebildet ist, und ein erster ebener Teil der ersten asphärischen Linseneinheit auf einer Seite entgegengesetzt zur Lichtausstrahlungseinheit positioniert ist.
  8. Optische Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der: ein zweiter sphärischer Teil der zweiten sphärischen Linseneinheit an einer Seite in der Nähe der Lichtausstrahlungseinheit ausgebildet ist, und ein zweiter ebener Teil der zweiten asphärischen Linseneinheit an einer Seite entgegensetzt zur Lichtausstrahlungseinheit ausgebildet ist.
  9. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste asphärische Linseneinheit eine vertikale Länge aufweist, die länger als eine horizontale Länge ist.
  10. Optische Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die erste asphärische Linseneinheit eine vertikale Länge aufweist, die dreimal so lang wie die horizontale Länge oder länger ist.
  11. Optische Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die zweite asphärische Linseneinheit eine vertikale Länge aufweist, die länger als eine horizontale Länge ist.
  12. Optische Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die zweite asphärische Linseneinheit eine vertikale Länge aufweist, die dreimal so lang wie die horizontale Länge oder länger ist.
  13. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtausstrahlungseinheit eine LED ist.
  14. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtausstrahlungseinheit aufweist: eine LED, die zum Ausstrahlen von Licht ausgebildet ist; und eine optische Einheit, die zum Übertragen des von der LED ausgestrahlten Lichts und zum Bilden des ersten Brennpunkts und des zweiten Brennpunkts ausgebildet ist, so dass diese sich gegenseitig überlagern.
DE102019127443.5A 2018-10-15 2019-10-11 Optische Vorrichtung Pending DE102019127443A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180122263A KR102616540B1 (ko) 2018-10-15 2018-10-15 광학장치
KR10-2018-0122263 2018-10-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019127443A1 true DE102019127443A1 (de) 2020-04-16

Family

ID=69954470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019127443.5A Pending DE102019127443A1 (de) 2018-10-15 2019-10-11 Optische Vorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11506822B2 (de)
JP (1) JP6853323B2 (de)
KR (1) KR102616540B1 (de)
CN (1) CN111043570B (de)
DE (1) DE102019127443A1 (de)

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4656562A (en) * 1985-09-13 1987-04-07 Santa Barbara Research Center Optical integrator means for intensity modification of Gaussian beam
JP2559601B2 (ja) * 1987-11-09 1996-12-04 コニカ株式会社 大口径レンズ
US5898267A (en) * 1996-04-10 1999-04-27 Mcdermott; Kevin Parabolic axial lighting device
US5894196A (en) * 1996-05-03 1999-04-13 Mcdermott; Kevin Angled elliptical axial lighting device
JP4548981B2 (ja) * 2001-06-28 2010-09-22 スタンレー電気株式会社 プロジェクタ型ランプ
JP2006210295A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Ichikoh Ind Ltd 車両用灯具および車両用前照灯装置
JP2007035332A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Stanley Electric Co Ltd 車両前照灯
JP2007173322A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Enplas Corp 発光装置
RU2009108005A (ru) * 2006-08-10 2010-09-20 Апстрим Энджиниринг Ой (FI) Способ и устройство для освещения
US7618160B2 (en) * 2007-05-23 2009-11-17 Visteon Global Technologies, Inc. Near field lens
CN101576230A (zh) * 2008-05-09 2009-11-11 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管照明装置
US7580192B1 (en) * 2008-12-23 2009-08-25 Smart Champ Enterprise Limited Collimation lens system for LED
US8070326B2 (en) * 2010-01-07 2011-12-06 Osram Sylvania Inc. Free-form lens design to apodize illuminance distribution
KR101416469B1 (ko) 2012-03-19 2014-07-08 현대모비스 주식회사 자동차의 조명 장치
JP2013214449A (ja) * 2012-04-03 2013-10-17 Yuichi Suzuki トロイダルレンズおよび照明装置
JP6131571B2 (ja) * 2012-11-13 2017-05-24 市光工業株式会社 車両用灯具
JP6136213B2 (ja) * 2012-11-26 2017-05-31 市光工業株式会社 車両用灯具
KR101593789B1 (ko) * 2014-04-08 2016-02-12 한국광기술원 복합 비구면 렌즈
CN106287572A (zh) * 2015-06-26 2017-01-04 核工业西南物理研究院 环形led灯具光学面罩及其灯具
CN204943187U (zh) * 2015-08-19 2016-01-06 广州市浩洋电子有限公司 一种改善光斑均匀性的舞台灯光学系统
AT519125B1 (de) * 2017-01-20 2018-04-15 Zkw Group Gmbh Leuchtvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer sowie Kraftfahrzeugscheinwerfer

Also Published As

Publication number Publication date
US20200116903A1 (en) 2020-04-16
JP6853323B2 (ja) 2021-03-31
US11506822B2 (en) 2022-11-22
JP2020064289A (ja) 2020-04-23
CN111043570B (zh) 2021-11-23
KR20200042110A (ko) 2020-04-23
CN111043570A (zh) 2020-04-21
KR102616540B1 (ko) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019206409A1 (de) Superweitwinkel-zoomlinsenanordnung
DE112018004062T5 (de) Dreidimensionale anzeigevorrichtung
DE102017205340A1 (de) Projektionsanzeigevorrichtung für ein fahrzeug
DE102018203292A1 (de) Anzeigebildprojektionssystem
DE112019003514T5 (de) Okular und anzeigevorrichtung
DE112017001785T5 (de) Head-up-Anzeigegerät
DE102018107214A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
DE202018002875U1 (de) Head-up-display-vorrichtung für ein fahrzeug
DE102008027320A1 (de) Scheinwerfer für Fahrzeuge
AT515012A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
DE112017000946T5 (de) Head-up-anzeigevorrichtung
DE102020100762A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere hochauflösender Scheinwerfer
DE112013007354B4 (de) Telezentrische F0-Linse zur großformatigen Infrarotlasermarkierung
DE112017007266T5 (de) Anzeigevorrichtung
DE2660987C2 (de) Auflichtbeleuchtungssystem für ein Mikroskop
DE102014101356B3 (de) Fotografisches Objektiv
DE202007015265U1 (de) Anordnung zum Abbilden einer linienförmigen Markierung
DE202014003075U1 (de) Beleuchtungseinrichtung
DE112015001703T5 (de) Optisches Element
DE102015223063B4 (de) Leuchtenvorrichtung für ein Fahrzeug mit zwei zu einer Lichtquelle symmetrischen Reflexionsplatten, einer Mittenlinse, einer linken Linse und einer rechten Linse
DE102019127443A1 (de) Optische Vorrichtung
DE102015213827A1 (de) Vorsatzoptik für eine Signalleuchte einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung
DE102018210144A1 (de) Fahrzeug-Anzeige-Vorrichtung
DE2018300C3 (de) Photographisches Objektiv
DE102010061862B4 (de) Optisches Inspektionssystem

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication