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QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht Priorität und die Nutznießung der
Koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2016-0110036 , eingereicht am 29. August 2016, deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit durch Verweis einbezogen ist.
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HINTERGRUND
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1. Sachgebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfacettenlinse mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt und insbesondere, wenn eine Dickenrichtung der Linse als vertikale Richtung definiert ist, eine Mehrfacettenlinse mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt, der eine Verbesserung der Lichtausbeute durch einen durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt ermöglicht, welcher keine Dummyfläche und keine Stufe in einer Richtung rechtwinklig zu einem Lichteintrittsabschnitt einer vertikalen Linse (nachstehend als vertikale Stufe bezeichnet) aufweist.
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2. Diskussion des Stands der Technik
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Generell wird dann, wenn eine Lichtquelle, wie z. B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eine Leuchtdiode (LED), als Beleuchtungsvorrichtung oder Fernlichtscheinwerfer verwendet wird, die Lichtquelle mit einer Linse verwendet.
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Insbesondere besitzt eine LED eine Charakteristik eines sehr großen Strahlungswinkels des Beleuchtungslichts. Die LED wird für eine Funktion des Emittierens von Licht über einen weiten Bereich oder zum Beleuchten einer kurzen Strecke verwendet.
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Da der Strahlungswinkel entsprechend der Charakteristik einer LED sehr groß ist, kann dann, wenn die LED eine Funktion des Emittierens von Licht in einem lokalen Bereich über eine große Distanz durchführt, die Lichtausbeute der LED aufgrund eines Ausbreitungsproblems stark verringert werden.
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Eine LED wird mit einer Mehrfacettenlinse (MFL) verwendet, wobei die Charakteristik der Lichtausbeute berücksichtigt wird. Die MFL ist eine Kondensatorlinse, die Licht, das von der LED emittiert wird, aufnimmt oder das Licht in einer Richtung parallel zu einer optischen Achse leitet.
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Die MFL gemäß einer bekannten Technologie ist eine optische Vorrichtung mit einem Lichteintrittsabschnitt, wie in der folgenden Patentschrift offenbart ist. Dabei werden eine Vielzahl von Lichteintrittsteilen, die sich voneinander unterscheiden, einzeln hergestellt und so kombiniert, dass der Lichteintrittsabschnitt der MFL als ein Körper ausgebildet ist.
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Zum Beispiel ist die MFL gemäß der bekannten Technologie in 1 bis 3 dargestellt.
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Gemäß 1 bis 3 wird ein Körper 1 der MFL gemäß der bekannten Technologie durch Kombinieren einer Vielzahl von Lichteintrittsteilen hergestellt. Hierbei weisen die Lichteintrittsteile zwar Spezifikationen auf, die sich voneinander unterscheiden, da jedoch die Lichteintrittsteile einzeln aus einer Struktur einer Totalreflexions-(TIR-)Linse ausgeschnitten werden, weisen die Linseneintrittsteile Formen auf, die in der Lage sind, figural miteinander kombiniert zu werden.
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Entsprechend weist der Lichteintrittsabschnitt, in dem die Lichteintrittsteile kombiniert sind, unvermeidlich vertikale Stufen 2 und 3 auf. Hierbei kann eine Dickenrichtung einer Linse als Richtung einer optischen Achse oder vertikale Richtung definiert sein. Die vertikalen Stufen 2 und 3 weisen Höhenstufenflächen entsprechend den Lichteintrittsteilen auf, die in einer Richtung rechtwinklig zu den Lichteintrittsteilen (beispielsweise einer Höhenrichtung) ausgebildet sind.
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Eine Streureflexion von Licht des Lichteintrittsabschnitts tritt an den Höhenstufenflächen entsprechend den Lichteintrittsteilen auf, die die vertikalen Stufen 2 und 3 sind.
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Des Weiteren muss, da eine Position, an der eine Vielzahl von vertikalen Stufen 2 und 3 aufeinandertreffen, die Mitte des Lichteintrittsabschnitts ist, eine Dummyfläche 4 in der Mitte des Lichteintrittsabschnitts ausgebildet sein.
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Entsprechend weist auf der Basis der Charakteristik der MFL gemäß der bekannten Technologie die MFL einen nichtsphärischen Bereich auf, der gekrümmte Flächen umfasst, die sich voneinander unterscheiden.
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In dem Lichteintrittsabschnitt, der in einem durch gestrichelte Linien dargestellten Bereich II in 3 vorgesehen ist, weisen nichtsphärische Bereiche 5, 6 und 7, die den vertikalen Stufen 2 und 3 entsprechen, Brennweiten auf, die sich voneinander unterscheiden.
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Beispielsweise besteht bei der MFL gemäß der bekannten Technologie dahingehend ein Problem, dass die Streureflexion aufgrund eines Brennweitenunterschieds zwischen einem nichtsphärischen Bereich 5 mit einer kleinen Brennweite und einem weiteren nichtsphärischen Bereich 6 mit einer großen Brennweite oder einem Brennweitenunterschied zwischen dem nichtsphärischen Bereich 5 mit der kleinen Brennweite und einem weiteren nichtsphärischen Bereich 7 an einer Fläche der vertikalen Stufen 2 und 3 oder an Höhenstufenflächen auftritt.
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Des Weiteren besteht bei der MFL gemäß der bekannten Technologie, da eine TIR nur schwer an der Dummyfläche 4 auftreten kann, die sich in der Mitte des Lichteintrittsabschnitts befindet, dahingehend ein Problem, dass die Lichtausbeute verringert wird.
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[Dokument zum Stand der Technik]
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[Patentdokument]
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ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfacettenlinse (MFL) als optisches MFL-System, die einen Lichteintrittsabschnitt mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt ohne vertikale Stufen aufweist, so dass die Lichtausbeute und der Aufwand des Formprozesses verbessert werden, wobei eine verbesserte Strahlungsintensität durch Verhindern einer Streureflexion erhalten wird und eine Kostenreduzierung für eine Massenproduktion erreicht wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt vorgesehen, die aufweist: einen Reflektor, der mit einer Totalreflexionsstruktur versehen ist und der eine erste gekrümmte Bezier-Fläche, eine zweite gekrümmte Bezier-Fläche und eine dritte gekrümmte Bezier-Fläche mit unterschiedlichen Formen aufweist, so dass Licht, das aus einer Lichtquelle emittiert wird, parallel zu einer optischen Achse aufgenommen wird, einen Lichteintrittsabschnitt, der einstückig an einer Seite des Reflektors ausgebildet ist und Innenwandflächen, die sich in einer nach innen gerichteten Richtung des Reflektors von Rändern der ersten gekrümmten Bezier-Flächen, der zweiten gekrümmten Bezier-Flächen und der dritten gekrümmten Bezier-Flächen erstrecken, und einen durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einer unteren Fläche eines nutförmigen Raums, welcher von den Innenwandflächen umgeben ist, entspricht; und einen Lichtaustrittsabschnitt, der einstückig an der anderen Seite des Reflektors ausgebildet ist und so ausgeführt ist, dass er Licht, das durch den Lichteintrittsabschnitt einfällt, und Licht, das von dem Reflektor einer internen Totalreflexion unterzogen wird, um parallel zu der optischen Achse zu verlaufen, emittiert.
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Der durchgehende nichtsphärische gekrümmte Abschnitt kann in einer gekrümmten Fläche ausgebildet sein, die sich von Eckabschnitten, an denen die Innenwandflächen mit dem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt zusammentreffen, zu einer obersten Position erstreckt, die ein mittlerer Abschnitt des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitts ist, um das Licht des Lichteintrittsabschnitts zu den ersten gekrümmten Bezier-Flächen, den zweiten gekrümmten Bezier-Flächen und den dritten gekrümmten Bezier-Flächen zu reflektieren.
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In einer Vorderansicht des Lichteintrittsabschnitts kann der durchgehende nichtsphärische gekrümmte Abschnitt einen gekrümmten mittleren Abschnitt, der in einer Kreisform vorgesehen ist und zwischen einem Paar der ersten gekrümmten Bezier-Flächen positioniert ist, die vertikal angeordnet sind, um voneinander beabstandet zu sein; und gekrümmte Flügelabschnitte aufweisen, die sich jeweils, um eine gekrümmte Fläche aufzuweisen, durchgehend ohne eine vertikale Stufe von beiden Seiten des gekrümmten mittleren Abschnitts zu den Eckabschnitten erstrecken.
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Jeder des Reflektors und des Lichtaustrittsabschnitts kann in einer Form aus einer quadratischen Form, einer rechteckigen Form, einer viereckigen Form mit einer runden Ecke und einer polygonalen Form ausgebildet sein, so dass das Licht von dem ersten mittleren Abschnitt des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitts oder den gekrümmten Flügelabschnitten des Lichteintrittsabschnitts gebrochen wird, das gebrochene Licht von der ersten gekrümmten Bezier-Fläche, der zweiten gekrümmten Bezier-Fläche und der dritten gekrümmten Bezier-Fläche des Reflektors einer internen Totalreflexion unterzogen wird und das Licht eine Vielfalt von Mustern bildet.
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Bei dem Reflektor kann eine Brennweite aufgrund des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitts kleiner sein als diejenige einer Linse, die durch Kombinieren von Totalreflexionsstrukturen mit unterschiedlichen Formen und mit einer vertikalen Stufe hergestellt wird, und kann eine Länge einer gekrümmten Bezier-Fläche aus der ersten gekrümmten Bezier-Fläche, der zweiten gekrümmten Bezier-Fläche und der dritten gekrümmten Bezier-Fläche kleiner sein als diejenige der Linse mit der vertikalen Stufe.
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Der Reflektor kann ferner einen Kopplungsvorsprung zum Installieren einer Linse aufweisen, der auf einer oberen oder unteren Fläche des Reflektors ausgebildet ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute auf dem Sachgebiet anhand der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen derselben bei Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich, in denen:
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1 eine perspektivische Ansicht mit Darstellung einer Mehrfacettenlinse (MFL) gemäß einer bekannten Technologie zeigt;
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2 eine Rückansicht mit Darstellung der in 1 gezeigten MFL zeigt;
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3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines in 2 gezeigten durch gestrichelte Linien dargestellten Bereichs II zeigt;
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4 eine perspektivische Ansicht mit Darstellung einer MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine Vorderansicht mit Darstellung eines Lichteintrittsbereichs der in 4 gezeigten MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt zeigt;
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6 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines in 5 gezeigten durch gestrichelte Linien dargestellten Bereichs V zeigt; und
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7 eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A von 5 zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung und Verfahren zum Erreichen derselben werden durch Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen und die folgenden detaillierten Ausführungsformen besser verständlich. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen unterschiedlichen Formen implementiert werden. Die Ausführungsformen werden dargelegt, um Fachleuten auf dem Sachgebiet die vorliegende Erfindung vollständig zu erläutern und den Umfang der vorliegenden Erfindung vollständig zu erläutern. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die beiliegenden Patentansprüchen festgelegt.
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Die hier verwendeten Ausdrücke dienen nur zum Beschreiben von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und nicht zum Zweck der Einschränkung. Sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas anderes angibt, umfassen die Singularformen auch die Pluralformen. Es versteht sich, dass die Ausdrücke ”aufweisen” oder ”aufweisend”, wenn sie hier verwendet werden, einige genannte Komponenten, Schritte, Vorgänge und/oder Elemente spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen einer oder mehrerer anderer Komponenten, Schritte, Vorgänge und/oder Elemente ausschließen. Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Des Weiteren kann ein Lichteintrittsabschnitt einer Linse eine vordere Fläche der Linse sein und kann ein Lichtaustrittsabschnitt der Linse eine hintere Fläche der Linse sein, um Hauptabschnitte der vorliegenden Erfindung in der folgenden Beschreibung eindeutig festzulegen.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht mit Darstellung einer Mehrfacettenlinse (MFL) mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 4 offenbart die vorliegende Ausführungsform die MFL mit einen durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt. Die MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt weist einen Reflektor 100, einen Lichteintrittsabschnitt 200 und einen Lichtaustrittsabschnitt 300 auf.
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Der Reflektor 100, der Lichteintrittsabschnitt 200 und der Lichtaustrittsabschnitt 300 können durch Auslegen einer Struktur mit einer Vielzahl von internen Totalreflexions-(TIR-)Linsen definiert sein. Hier können eine Form und die Struktur des Lichteintrittsabschnitts 200 für jedes Linsenprodukt variieren. Genaue Formen oder Abmessungen des Reflektors 100, des Lichteintrittsabschnitts 200 und des Lichtaustrittsabschnitts 300 können variieren.
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Der Reflektor 100, der Lichteintrittsabschnitt 200 und der Lichtaustrittsabschnitt 300 können durch Spritzgießen hergestellt werden. Der Reflektor 100, der Lichteintrittsabschnitt 200 und der Lichtaustrittsabschnitt 300 können aus einem Material, wie aus einem Kunststoffmaterial, einem optischen Glasmaterial, einem Rohmaterial der Linse für die Kunststofflinsenherstellung ausgebildet werden. Hier kann das Rohmaterial der Linse aus den oben genannten Materialien unter Berücksichtigung von optischen Eigenschaften, wie z. B. Reflexionsvermögen, Transparenz etc., Bearbeitbarkeit des Rohmaterials und dergleichen ausgewählt werden.
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Zum Beispiel kann das Rohmaterial der Linse ein optisches Kunststoffmaterial, einschließlich Zeonex E48R, das ein Cyclo-Olefin-Polymer (COP) ist, Planet SP1516, das ein Polycarbonat-(PC-)Harz ist, und optischem APEL-Kunststoff, der ein COP ist, sein. Des Weiteren kann das Rohmaterial der Linse ein Material sein, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem optischen thermoplastischen Material, einem Silikon oder einem Kunstharzmaterial, die in der entsprechenden Industrie bekannt sind. Wenn ein Material oder ein Rohmaterial eine geeignete Eigenschaft zum Herstellen der MFL mit einem durchgehenden, nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt, die bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wird, aufweist, wie aus einem Kunststoffmaterial, einem Kunstharzmaterial, einer Polymerverbindung, einem optischen Harz und einem optischen Glasmaterial für die vorliegende Ausführungsform verwendet werden kann, braucht das Rohmaterial der Linse nicht auf ein spezifisches Material beschränkt zu sein.
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Die vorliegende Ausführungsform weist einen durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt ohne Dummyfläche oder vertikale Stufe auf. Der durchgehende nichtsphärische gekrümmte Abschnitt ist in dem Lichteintrittsabschnitt 200 ausgebildet.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann eine Streureflexion einer bekannten MFL verhindert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Lichtausbeute relativ verbessert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann eine Gesamtlinsendicke relativ verringert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden eine Bearbeitbarkeit und eine Charakteristik des Spritzgießens bei der Herstellung verbessert und wird eine Kostenreduzierung erreicht. Des Weiteren können bei der vorliegenden Ausführungsform die verbesserte Linsenbearbeitbarkeit und die Charakteristik des Spritzgießens durch Entfernen einer bekannten vertikalen Stufe erreicht werden.
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Zum Beispiel kann der Reflektor 100 eine TIR-Struktur sein, so dass Licht, das aus einer Lichtquelle emittiert wird (siehe 7), parallel zu einer optischen Achse aufgenommen wird. Die TIR-Struktur, die der Reflektor 100 ist, weist erste gekrümmte Bezier-Flächen 110, zweite gekrümmte Bezier-Flächen 120 und dritte gekrümmte Bezier-Flächen 130 mit Formen auf, die sich voneinander unterscheiden.
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Die ersten gekrümmten Bezier-Flächen 110, die zweiten gekrümmten Bezier-Flächen 120 und die dritten gekrümmten Bezier-Flächen 130 sind an einer Außenseite des Reflektors 100 ausgebildet. Die ersten gekrümmten Bezier-Flächen 110, die zweiten gekrümmten Bezier-Flächen 120 und die dritten gekrümmten Bezier-Flächen 130 können Licht reflektierende Flächen sein.
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Des Weiteren kann die Anzahl der ersten gekrümmten Bezier-Flächen 110, der zweiten gekrümmten Bezier-Flächen 120 und der dritten gekrümmten Bezier-Flächen 130 entsprechend einer Linsenspezifikation, wie z. B. einer Form, einer Struktur oder eines Reflexionsvermögens der Linse, variieren, und somit braucht die Anzahl derselben nicht auf eine spezifische Anzahl beschränkt zu sein.
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Hier ist eine Gesamtform des Reflektors 100 eine rechteckige oder polygonale Form und weist der Reflektor 100 eine in Längsrichtung verlaufende Länge auf, die kleiner ist als eine laterale Länge.
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Aufgrund einer solchen Form des Reflektors 100 können die ersten gekrümmten Bezier-Flächen 110 relativ zu einem Bereich nahe dem Lichteintrittsabschnitt 200 stärker vorstehen als die zweiten gekrümmten Bezier-Flächen 120. Des Weiteren können die zweiten gekrümmten Bezier-Flächen 120 relativ zu einem Bereich nahe dem Lichteintrittsabschnitt 200 stärker vorstehen als die dritten gekrümmten Bezier-Flächen 130.
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Der Lichtaustrittsabschnitt 300 ist einstückig an einer Seite des Reflektors 100 ausgebildet und dient zum Emittieren von Licht, das durch den Lichteintrittsabschnitt 200 einfällt, und Licht, das in dem Reflektor 100 einer internen Totalreflexion unterzogen wird, um parallel zu der optischen Achse zu verlaufen.
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Zum Beispiel kann der Lichtaustrittsabschnitt 300 eine Vielzahl von Linsensegmenten aufweisen, die so ausgeführt sind, dass sie Licht in Richtung der optischen Achse leiten. Hier sind die Linsensegmente mit einer Vielzahl von konvexen oder konkaven Linsen ausgebildet.
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5 zeigt eine Vorderansicht mit Darstellung eines Lichteintrittsabschnitts der in 4 gezeigten MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt, 6 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines in 5 gezeigten durch gestrichelte Linien dargestellten Bereichs V, und 7 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A von 5.
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Gemäß 5 bis 7 weist der Lichteintrittsabschnitt 200 Innenwandflächen 210 und einen durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt 220 auf.
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Die Innenwandflächen 210 sind einstückig an der anderen Seite des Reflektors 100 ausgebildet. Die Innenwandflächen 210 erstrecken sich in einer nach innen gerichteten Richtung des Reflektors 100 von Rändern der ersten gekrümmten Bezier-Flächen 110, der zweiten gekrümmten Bezier-Flächen 120 und der dritten Bezier-Flächen 130.
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Der durchgehende nichtsphärische gekrümmte Abschnitt 220 kann einer unteren Fläche eines nutförmigen Raums entsprechen, der von den Innenwandflächen 210 umgeben ist.
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Die vertikale Stufe und die Dummyfläche, die bei einer bekannten Technologie beschrieben sind, sind in einer Mitte G des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitts 220 nicht vorhanden. Der durchgehende nichtsphärische gekrümmte Abschnitt 220 kann durch Auslegen ohne Stufe hergestellt werden.
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Der durchgehende nichtsphärische gekrümmte Abschnitt 220 kann mit einer gekrümmten Fläche ausgebildet sein, die sich von Eckabschnitten 230, an denen die Innenwandflächen 210 mit dem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt 220 zusammentreffen, zu einer obersten Position erstreckt, die die Mitte G des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitts 220 ist. Licht des Lichteintrittsabschnitts 200 kann von dem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt 220 zu den ersten gekrümmten Bezier-Flächen 110, den zweiten gekrümmten Bezier-Flächen 120 und den dritten gekrümmten Bezier-Flächen 130 reflektiert werden. Hier kann sich die gekrümmte Fläche auf eine Fläche des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt 220 ohne bekannte vertikale Stufe oder Dummyfläche beziehen.
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Zum Beispiel kann in einer Vorderansicht des Lichteintrittsabschnitts 200 der durchgehende nichtsphärische gekrümmte Abschnitt 220 mit einem gekrümmten mittleren Abschnitt 221 und gekrümmten Flügelabschnitten 222 und 223 ausgebildet sein.
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Der gekrümmte mittlere Abschnitt 221 und die gekrümmten Flügelabschnitte 222 und 223 können eine Form aufweisen, bei der Doppelpfeile an beiden Seiten eines mittleren Kreises derselben verbunden sind. Das heißt, dass in einer Vorderansicht derselben die Eckabschnitte 230 in einer Form einer gekrümmten oder zickzackförmigen Linie ausgebildet sein können.
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Der gekrümmte mittlere Abschnitt 221 kann zwischen einem Paar von ersten gekrümmten Bezier-Flächen 110 positioniert sein, die vertikal angeordnet sind, um voneinander beabstandet zu sein, und können in einer Draufsicht in einer Kreisform ausgebildet sein.
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Gemäß 7 weist der gekrümmte mittlere Abschnitt 221 eine stereoskopische Form auf. Zum Beispiel kann der gekrümmte mittlere Abschnitt 221 eine Form aus einer Vorsprungsform, einer konvexen Form und einer Glockenform, die in einer Querschnittansicht derselben von dem Lichtaustrittsabschnitt 300 in einer Richtung des Lichteintrittsabschnitts 200 gekrümmt ist, aufweisen.
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Die gekrümmten Flügelabschnitte 222 und 223 erstrecken sich ohne vertikale Stufe durchgehend in Form einer gekrümmten Fläche von beiden Seiten des gekrümmten mittleren Abschnitts 221 zu den Eckabschnitten 230.
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Da eine genaue Form, eine Krümmung oder dergleichen einer Fläche des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitts 220 für jedes Linsenprodukt unterschiedlich sein kann, brauchen die genaue Form, die Krümmung oder dergleichen derselben nicht auf einen spezifischen Wert beschränkt zu sein.
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Des Weiteren können gemäß 4 oder 5 der Reflektor 100 und der Lichtaustrittsabschnitt 300 Licht durch den gekrümmten mittleren Abschnitt 221 oder die gekrümmten Flügelabschnitte 222 und 223 des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt 220 des Lichteintrittsabschnitts 200 brechen und können das gebrochene Licht durch die ersten gekrümmten Bezier-Flächen 110, die zweiten gekrümmten Bezier-Flächen 120 und die dritten gekrümmten Bezier-Flächen 130 des Reflektors 100 einer internen Totalreflexion unterziehen. Zu diesem Zweck können der Reflektor 100 und der Lichtaustrittsabschnitt 300 in einer Form aus einer quadratischen Form, einer rechteckigen Form, einer viereckigen Form mit einer runden Ecke und einer polygonalen Form für eine Vielfalt von Lichtmustern ausgebildet sein.
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Gemäß 7 kann dann, wenn eine bekannte Linse, die durch Verbonden oder Kombinieren von Totalreflexionsstrukturen mit sich voneinander unterscheidenden Formen hergestellt wird und vertikale Stufen aufweist, mit dem Reflektor 100 der vorliegenden Erfindung verglichen wird, eine Brennweite des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitts 220 an dem Reflektor 100 kleiner sein. Des Weiteren kann eine Länge L einer aus den ersten gekrümmten Bezier-Flächen 110, den zweiten gekrümmten Bezier-Flächen 120 und den dritten gekrümmten Bezier-Flächen 130 kleiner sein als diejenige der bekannten Linse mit den vertikalen Stufen.
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Entsprechend können, da eine Dicke T einer Linse zwischen dem Lichteintrittsabschnitt 200 und dem Lichtaustrittsabschnitt 300 ebenfalls relativ klein sein kann und somit das Gesamtvolumen der MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt relativ verringert ist, eine Menge an Rohmaterial der Linse und die Herstellkosten verringert werden.
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Das heißt, dass im Vergleich zu der bekannten Linse mit den vertikalen Stufen ein Brennpunkt des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitts 220 in Richtung des Lichtaustrittsabschnitts 300 verschoben wird und somit die Brennweite bezogen auf den durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt 220 verkleinert ist. Die Länge L jeder der gekrümmten Bezier-Flächen 110, 120 und 130 ist durch den durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt 220 ebenfalls verkürzt, und das Volumen der Linse ist entsprechend einer Verringerung der Linsendicke T verringert. Folglich kann, da die vorliegende Ausführungsform eine leichte und schmale optische Vorrichtung als Komponente für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs bereitstellt, eine Leistung beim Montieren der optischen Vorrichtung an dem Fahrzeug maximiert werden.
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Des Weiteren weist bei der vorliegenden Ausführungsform der Reflektor 100 Kopplungsvorsprünge 400 zum Installieren einer Linse auf, die einstückig mit einer oberen oder unteren Fläche desselben ausgebildet sind. Eine Leistung bei der Installation, wie z. B. dem Befestigen einer Linse oder dem Zusammenbauen einer Linse, kann durch die Kopplungsvorsprünge 400 des Reflektors 100 maximiert werden.
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Entsprechend können bei der vorliegenden Ausführungsform, da der durchgehende nichtsphärische gekrümmte Abschnitt 220 vorgesehen ist und der durchgehende nichtsphärische gekrümmte Abschnitt 220 keine vertikalen Stufen aufweist, die unvermeidlich gebildet werden, wenn TIR-Linsenstrukturen, die sich voneinander unterscheiden, kombiniert werden, die gekrümmten Bezier-Flächen 110, 120 und 130 optimiert werden.
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Das heißt, dass bei der vorliegenden Ausführungsform eine zulässige Abweichungsrate der Länge der äußersten gekrümmten Bezier-Fläche 110 dadurch erreicht werden kann, dass der durchgehende nichtsphärische gekrümmte Abschnitt 220 eine Brennweite aufweist, die aufgrund der Auslegung ohne Stufe verkleinert ist.
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Des Weiteren ist, da bei der vorliegenden Ausführungsform keine Stufe implementiert ist, keine mittlere Dummyfläche vorhanden und somit wird die Lichtausbeute verbessert.
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Des Weiteren tritt bei der vorliegenden Ausführungsform keine Streureflexion durch die vertikalen Stufen auf, wodurch die Lichtausbeute um 10% oder mehr gegenüber der gleichen bekannten Lichtquelle verbessert werden kann.
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Das heißt, dass durch eine optische Leistung der MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Leistung einer Beleuchtungsvorrichtung oder eines Fernlichtscheinwerfers um 10% oder mehr verbessert werden kann. Hinsichtlich der Verbesserung der Energieleistung können der Stromverbrauch und die Verbrauchseffizienz der Lichtquelle 10, wie z. B. einer LED, bei der vorliegenden Ausführungsform um 10% verbessert werden.
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Des Weiteren können, da es bei der vorliegenden Ausführungsform keine vertikale Stufe gibt, die Formherstellung und das Spritzgießen leichter durchgeführt werden, kann ein Linsenherstellprozess einfacher werden und können die Kosten für eine Massenproduktion verringert werden.
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Des Weiteren können bei der vorliegenden Ausführungsform hinsichtlich der Kostenreduzierung die Kosten aufgrund einer Verringerung des Gewichts einer Wärmeabführeinrichtung, die eine Wärmeableitvorrichtung ist, verringert werden, da eine Helligkeit einer LED-Lichtquelle verringert werden kann, und es gibt ferner einen Effekt der Kostenreduzierung, da die Anzahl der LED-Vorrichtungen relativ verringert ist.
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Des Weiteren gibt es bei der vorliegenden Ausführungsform hinsichtlich der Umweltfreundlichkeit einen Effekt des Schaffens einer fahrerzentrierten Technologie zum Verbessern eines sicheren und komfortablen Fahrens durch einen Fahrer.
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Wie oben beschrieben worden ist, ist die MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft zum Verbessern der Lichtausbeute durch Erreichen einer TIR in einem Gesamtbereich der Linse, die durch Entfernen einer Dummyfläche bewirkt wird.
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Da die MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung einen durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt in einem Lichteintrittsabschnitt anstelle von vertikalen Stufen, die bei dem bekannten Fall vorhanden sind, aufweist, können durch die vertikalen Stufen bewirkte Streureflexionen verhindert werden. Entsprechend wird selbst dann, wenn die gleichen Lichtquellen jeweils für die MFLs, die bei der vorliegenden Erfindung und bei der bekannten Technologie vorgesehen sind, verwendet werden, die Lichtausbeute der MFL gemäß der vorliegenden Erfindung um 10% oder mehr gegenüber derjenigen der MFL der bekannten Technologie verbessert. Die Verbesserung der Lichtausbeute kann ein Vorteil der vorliegenden Erfindung sein, bei der ein Betrag an Strom- oder Energieverbrauch verringert werden kann.
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Die MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Brennweite, die aufgrund eines durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitts verkleinert ist, und eine Gesamtlinsendicke, die aufgrund des durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitts verringert ist. Entsprechend wird eine Menge an Rohmaterial, das für die Herstellung der Linse benötigt wird, verringert und werden die Herstellkosten reduziert.
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Da die MFL mit einem durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung einen durchgehenden nichtsphärischen gekrümmten Abschnitt aufweist, bei dem vertikale Stufen entfernt worden sind, können die Bearbeitbarkeit und eine Leistung beim Spritzgießens einer Linse verbessert werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug auf Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, verstehen Fachleute auf dem Sachgebiet, dass verschiedene Veränderungen in Form und Detail durchgeführt werden können, ohne dass dadurch vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Daher sollten die Ausführungsbeispiele nur in einem beschreibenden Sinn und nicht als Einschränkung verstanden werden. Der Umfang der Erfindung wird nicht durch die detaillierte Beschreibung der Erfindung, sondern durch die beiliegenden Patentansprüche definiert und umfasst sämtliche Modifikationen und Äquivalente, die in den Umfang der beiliegenden Patentansprüche fallen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lichtquelle
- 100
- Reflektor
- 110
- Erste gekrümmte Bezier-Fläche
- 120
- Zweite gekrümmte Bezier-Fläche
- 130
- Dritte gekrümmte Bezier-Fläche
- 200
- Lichteintrittsabschnitt
- 210
- Innenwandfläche
- 220
- Durchgehender nichtsphärischer gekrümmter Abschnitt
- 230
- Eckabschnitt
- 300
- Lichtaustrittsabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2016-0110036 [0001]
- US 2014-0036510 [0017]
