KR20160113814A - Led 용 렌즈 - Google Patents

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Abstract

LED 용 렌즈가 개시된다. LED의 광이 입사되는 입사면; 상기 입사면을 통해 입사된 상기 LED의 광이 출사되는 출사면; 및 상기 입사면 및 상기 출사면 사이에 위치하는 복수의 측면;을 포함하고, 상기 입사면 및 상기 출사면 일측에는 상기 LED의 광이 Y축 방향으로 퍼지면서 출사되도록 하는 Y축 광 퍼짐 영역(YBA)이 구비될 수 있다.

Description

LED 용 렌즈{Lens for LED}
본 발명은 LED 용 렌즈에 관한 것으로, 특히 차량용 램프 등에 적용될 수 있는 LED 용 렌즈에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 반도체의 P-N 접합 구조를 이용하여 주입된 소수의 캐리어를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 전광변환 반도체 소자이다. 발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명이 길며, 전기에너지가 빛 에너지로 직접 변환되기 때문에 전력이 적게 들고 효율이 좋다.
최근 차량용 램프를 비롯한 산업전반에 걸쳐 에너지 절감 및 디자인 자유도 상승을 위해 광원으로 LED를 채택하는 경우가 많아지고 있으며, 이에 따라 LED를 효과적이면서 효율적으로 사용하기 위한 각 산업분야에서의 연구 또한 활발히 진행되고 있다.
LED를 효율적으로 사용하기 위한 방안 중 하나로는 LED의 광을 모으거나 발산시켜 목적에 맞는 광학적 상을 맺게 하는 렌즈의 개발이 있다.
렌즈는 출사된 LED의 광이 어떠한 패턴을 가지도록 할 수 있는데, 종래의 렌즈를 사용하여 특정 광 패턴을 구현할 경우에는 수차가 발생하여 광이 퍼지는 현상이 발생하고 있다. 광이 퍼지는 현상은 광의 중첩개념에 있어서 오히려 도움을 주는 현상으로 작용하지만, 하이 빔 매트릭스(Matrix) 과제처럼 광을 집광시키면서 샤프한 광 패턴을 구현하는 데는 단점으로 작용하고 있다.
이러한 단점을 극복하기 위해서는 렌즈 여러 장을 사용해 수차를 감소시키는 최적화 방법이 있을 수 있다. 하지만, 렌즈 여러 장을 사용하는 경우에는 렌즈의 단가 상승, 전체 사이즈 증가 및 무게 증가 등 많은 단점이 있다.
또한, 하이 빔 매트릭스 과제에서 집광만큼 중요한 것은 Y축 방향으로 LED의 광을 퍼트리는 것이다. 하지만 LED의 광을 Y축 방향으로 퍼트리면 Y축 방향이 아닌 X축 방향으로도 빛이 퍼지는 블러링(Blurring) 현상이 발생하게 된다. 이와 같은 블러링 현상은 샤프한 광 패턴을 위한 하이 빔 매트릭스 과제 구현을 불가능하게 만드는 원인이다.
도 1을 참고하면, 종래의 차량용 램프 등에 적용되는 LED(100) 및 비구면 렌즈(200)를 확인할 수 있다.
도 2를 참고하면, 도 1의 LED(100)로부터 출력되고 나서 비구면 렌즈(200)를 통해 집광된 광(CL)을 확인할 수 있다. 여기서, LED(100)는 5개의 LED 소자들이 집합된 LED 칩이며, LED 소자들 중 하나는 소등된 상태이다.
도 2의 집광된 광(CL)을 살펴보면, 집광된 상태임에도 불구하고 그 주변에 렌즈의 수차로 인해 번진 광(BL)을 확인할 수 있으며, Y축 방향으로는 광이 퍼지지 않고 있다.
이와 같이 종래의 차량용 램프에 적용되는 비구면 렌즈(200)는 렌즈 1장이 가지는 한계 성능(주변 필드 수차) 및 대칭 성능으로 인하여 하이 빔 매트릭스 과제에서 필요한 비대칭적이고 샤프한 광 패턴의 구현이 불가능하다.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 비대칭적이고 샤프한 광 패턴의 구현을 가능하게 하는 LED 용 렌즈를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 LED 용 렌즈는 LED의 광이 입사되는 입사면; 상기 입사면을 통해 입사된 상기 LED의 광이 출사되는 출사면; 및 상기 입사면 및 상기 출사면 사이에 위치하는 복수의 측면;을 포함하고, 상기 입사면 및 상기 출사면 일측에는 상기 LED의 광이 Y축 방향으로 퍼지면서 출사되도록 하는 Y축 광 퍼짐 영역이 구비될 수 있다.
상기 복수의 측면은 상기 입사면 및 상기 출사면의 소정 부분이 절삭됨에 따라 적어도 네 개 이상의 절삭면을 포함할 수 있다.
상기 Y축 광 퍼짐 영역은 상기 입사면 및 상기 출사면 각각의 중심점을 기준으로 상부 일정 부분에 위치할 수 있다.
상기 Y축 광 퍼짐 영역은 기설정된 알고리즘에 따라 상기 입사면 및 상기 출사면의 곡률 반경, 코닉 상수 및 비구면 계수가 변경되어 형성될 수 있다.
상기 입사면 및 출사면은 서로 마주보는 반대 방향으로 볼록한 형상일 수 있다.
상기 입사면은 중앙에서 Y축 방향으로 갈수록 상기 LED 방향으로 돌출되는 형상일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 LED 용 렌즈는 LED의 빛이 입사되는 입사면; 상기 입사면을 통해 입사된 상기 LED의 빛이 출사되는 출사면; 및 상기 입사면 및 상기 출사면 사이의 측면;을 포함하고, 상기 출사면의 소정 부분에는 상기 LED의 빛이 출사되는 것을 차단하는 쉴드가 구비되고, 상기 입사면 및 상기 출사면의 일측에는 상기 LED의 빛이 Y축 방향으로 퍼지면서 출사되도록 하는 Y축 광 퍼짐 영역이 구비될 수 있다.
상기 출사면은 상하좌우측 각각에 상기 소정 부분이 형성될 수 있다.
상기 Y축 광 퍼짐 영역은 상기 입사면 및 상기 출사면 각각의 중심점을 기준으로 상부 일정 부분에 위치할 수 있다.
상기 Y축 광 퍼짐 영역은 기설정된 알고리즘에 따라 상기 입사면 및 상기 출사면의 곡률 반경, 코닉 상수 및 비구면 계수가 변경되어 형성될 수 있다.
상기 입사면 및 출사면은 서로 마주보는 반대 방향으로 볼록한 형상일 수 있다.
상기 입사면은 중앙에서 Y축 방향으로 갈수록 상기 LED 방향으로 돌출되는 형상일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 LED 용 렌즈에 의하면, 차량용 램프에 적용될 경우에 Y축 방향으로 광 확산을 유도하여 샤프한 광 패턴의 구현이 가능하다.
또한, 샤프한 광 패턴의 구현을 통해 Y축 방향으로 긴 형상인 나무 및 사람 등을 사용자가 용이하게 인지할 수 있다.
이와 더불어, 여러 개의 렌즈를 사용할 필요 없이 형상 변경을 통해 비대칭적이고 샤프한 광 패턴의 구현이 가능하므로 종래 기술 대비 원가가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 램프에 적용되는 LED 및 비구면 렌즈를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 비구면 렌즈를 통과한 LED의 광 패턴을 설명하기 위한 광도 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 용 렌즈의 측면도이다.
도 4는 도 3의 X-X' 방향에 따른 LED 용 렌즈의 단면도이다.
도 5는 도 3의 Y-Y' 방향에 따른 LED 용 렌즈의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 용 렌즈의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 용 렌즈를 통과한 광 패턴을 설명하기 위한 광도 그래프이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 용 렌즈(300)는 차량용 램프 등에 적용될 경우에 LED의 광을 이용하여 비대칭적이고 샤프한 광 패턴을 구현할 수 있는 비정형 비구면 형상의 렌즈이다.
본 발명의 실시 예에 따른 LED 용 렌즈(300)는 소정크기로 형성된다. LED 용 렌즈(300)는 전체가 유리 재질 또는 폴리머(Polymer) 계 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 폴리머계 재질로는 폴리카보네이트(Poly carbonate; PC), 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Methacrylate; PMMA) 싸이클로올레핀코폴리머(Cyclo olefin Copolymer; COC) 등을 예로 들 수 있으며, LED 용 렌즈(300)는 폴리머(Polymer)계 재질로 형성될 경우에 이들 중에서 어느 1종으로 이루어질 수 있다.
이러한 유리 재질 또는 폴리머 계 재질로 형성되는 LED 용 렌즈(300)는 입사면(310), 출사면(320) 및 측면(330)을 포함하며, 비대칭적이고 샤프한 광 패턴을 구현할 수 있도록 입사면(310), 출사면(320) 및 측면(330)의 형상에 따라 비정형 비구면 형상으로 이루어지게 된다.
입사면(310)은 LED의 광이 입사되는 면이다. 입사면(310)은 비대칭적이고 샤프한 광 패턴의 구현을 위해 종래의 입사면과 달리 비정형적 형상으로 이루어질 수 있다.
입사면(310)은 광을 출력하게 되는 LED 방향으로 볼록한 비구면 형상이며, Y축 방향으로 갈수록 LED 방향으로 휘어짐으로써, 돌출면(311)을 포함하게 된다.
출사면(320)은 입사면(310)을 통해 입사된 LED의 광이 출사되는 면이다. 출사면(320)은 LED의 반대 방향으로 볼록한 비구면 형상일 수 있다.
입사면(310)과 출사면(320) 일측에는 LED의 광이 Y축 방향으로 퍼지면서 출사되도록 하는 Y축 광 퍼짐 영역(YBA)이 구비될 수 있다.
Y축 광 퍼짐 영역(YBA)은 입사면(310) 및 출사면(320) 각각의 중심점을 기준으로 상부(도3 기준) 일정 부분에 위치할 수 있다.
여기서, 입사면(310)과 출사면(320) 각각의 중심점을 기준으로 상부(도3 기준) 외주 방향 가장자리까지의 총 길이 비율을 1로 가정한다면, Y축 광 퍼짐 영역(YBA)은 길이 비율이 0.9부터 1까지의 부분에 위치할 수 있다.
이에 따라 Y축 광 퍼짐 영역(YBA)이 위치하는 입사면(310)과 출사면(320) 각각의 일정 부분은 X축 방향을 기준으로 반대편에 위치하는 입사면(310)과 출사면(320) 각각의 일정 부분과 비대칭 형상으로 이루어지게 된다.
Y축 광 퍼짐 영역(YBA)은 LED의 광을 Y축 방향으로 블러링(blurring) 시킬 수 있으며, 이에 따른 LED의 광은 Y축 방향으로 샤프한 광 패턴으로 구현 된다.
Y축 광 퍼짐 영역(YBA)은 일반적으로 렌즈 설계 시 이용되는 XY 다항식을 기반으로 설정된 알고리즘에 따라 입사면(120) 및 출사면(130)에 형성될 수 있다. XY 다항식의 변수로는 LED 용 렌즈(300)의 곡률 반경(보통 R로 표시됨), 코닉 상수(보통 K로 표시됨) 및 비구면 표면 계수(aspheric coefficient)가 있으며, 기설정된 알고리즘은 곡률 반경, 코닉 상수 및 비구면 표면 계수를 조정함으로써 입사면(310) 및 출사면(320)에 Y축 광 퍼짐 영역을 생성할 수 있다.
일반적으로, 코닉 상수 k는 렌즈의 형상을 결정하는 요인으로서, 0이면 원형의 렌즈, -1이면 포물선 형태의 렌즈, -1<k<0 이면 타원형의 렌즈, k<-1이면 쌍곡선 형태의 렌즈가 나타난다.
상기한 알고리즘에 의해 Y축 광 퍼짐 영역(YBA)의 곡률 반경, 코닉 상수 및 비구면 계수는 X축 방향을 기준으로 반대편에 대칭되는 영역의 곡률 반경, 코닉 상수 및 비구면 계수와는 다른 값을 가지게 된다.
측면(330)은 입사면(310)과 출사면(320) 사이에 위치한다. 측면(330)은 그 폭이 적절히 설정될 수 있다.
도 4는 도 3의 X-X' 방향에 따른 LED 용 렌즈의 단면도이다. 도 5는 도 3의 Y-Y' 방향에 따른 LED 용 렌즈의 단면도이다.
도 4 내지 도 5를 참고하면, 입사면(310) 및 출사면(320)의 형상을 더욱 자세히 확인할 수 있다.
X-X' 방향으로 단면 처리된 입사면(310)은 LED 방향으로 볼록한 비구면 형상이며, 단면 처리 되지 않은 돌출면(311)은 LED 방향으로 뽀죡한 형상이다.
Y-Y' 방향으로 단면 처리된 입사면(310)은 대체적으로 평평한 형상이나, 중앙에서 외측으로 갈수록 LED 방향으로 휘어진다. 이에 따라 입사면(310)의 Y축 방향 가장자리에는 돌출면(311)이 형성된다.
X-X' 방향 및 Y-Y' 방향으로 단면 처리된 출사면(320)은 서로 거의 비슷한 형상이며, 이는 출사면(320)이 회전 대칭적인 비구면 형상임을 나타낸다.
그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 용 렌즈(300)의 상부에는 Y축 광 퍼짐 영역(YBA)이 있고, 하부에는 Y축 광 퍼짐 영역(YBA)이 없으므로, LED 용 렌즈(300)의 형상은 회전 비대칭적인 비구면 형상임이 자명하다.
도 6을 참고하면, 도 6의 (a)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 복수의 측면(330)이 구비된 LED 용 렌즈(300)의 정면을 보여주고, 도 6의 (b)는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 실드(SD)가 구비된 LED 용 렌즈(300)의 정면을 보여준다.
도 6의 (a)에서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 LED 용 렌즈(300)는 적어도 네 개의 절삭면(331)을 포함하는 측면(330)이 구비될 수 있다.
절삭면(331)은 도 6(a)의 LED 용 렌즈(300)를 기준으로 상측, 하측 및 좌우측 각각에 형성될 수 있다. 절삭면(331)은 입사면(310) 및 출사면(320) 각각의 소정 부분이 절삭됨에 따라 형성될 수 있다. 여기서, 절삭된 부분들은 입사면(310) 및 출사면(320)에서 렌즈의 수차를 발생시키는 부위이고, 이러한 렌즈의 수차 발생을 차단하기 위해 절삭하여 절삭면(331)을 형성한 것이다.
렌즈의 수차란, 한 점에서 나온 빛이 렌즈나 반사경에 의해 상을 만들 때 한 점에 모이지 않고 일그러진 상을 만들게 되는데, 이때의 일그러진 상을 만드는 원인을 말한다.
도 6의 (b)에서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 LED 용 렌즈(300)는 출사면(330)의 소정 부분에 실드(SD)를 구비할 수 있다. 본 발명의 제2 실시 예에 따른 출사면(330)은 렌즈의 수차를 발생시키는 소정 부분이 절삭되지 않고, LED 광의 투사를 차단하는 물질인 실드(SD)로 감싸져 형성될 수도 있다. 도 6 (b)의 LED 용 렌즈(300)를 기준으로 상측, 하측 및 좌우측 각각의 출사면(330)은 실드(SD)로 감싸져서 형성된다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 용 렌즈(300)를 통과하여 생성된 LED 광 패턴을 확인할 수 있다.
도 7의 (a)는 렌즈 수차를 발생시키는 출사면(330)의 소정 부분이 절삭되거나 실드(SD)로 차단되지 않은 상태의 LED 용 렌즈(300)(도3 내지 도5에 도시된 렌즈)를 통과하여 생성된 LED 광 패턴을 보여준다.
도 7의 (b)는 렌즈 수차를 발생시키는 출사면(330)의 소정 부분이 절삭되거나 실드(SD)로 차단된 상태의 LED 용 렌즈(300)(도6에 도시된 렌즈)를 통과하여 생성된 LED 광 패턴을 보여준다.
도 7의 (a)를 참고하면, 집광된 광(CL), Y축 방향으로 번져진 광(YBL) 및 렌즈의 수차로 인해 번져진 광(BL)이 혼재된 LED 광 패턴을 확인할 수 있다.
이는 Y축 광 퍼짐 영역(YBA)을 통해 Y축 방향으로 샤프한 광 패턴을 구현하였지만, 하나의 LED 소등 시 필요한 암부 영역(BA)까지 광이 번지는 것을 보여준다.
도 7의(b)를 참고하면, 집광된 광(CL) 및 Y축 방향으로 번져진 광(YBL)을 포함하는 비대칭적이고 샤프한 광 패턴을 확인할 수 있다.
이는 Y축 방향으로 번져진 광(YBL)을 발생시키는 부분을 제외하고, 렌즈 수차를 발생시키는 부분을 절삭시키거나 실드로 감쌈으로써, 광의 출사를 원천적으로 차단한 것을 나타낸다.
여기서, LED의 소등 시 그 부분에 300[cd]이하의 암부 영역(BA)을 구현하기 위해서는 1 deg 단위 당 60,000[cd] 이상의 광량 변화가 필요하다. 이를 위해 출사면(320)의 소정 부분은 60,000cd/deg(gradient)의 광량 변화가 구현될 때 까지 절삭되거나 실드로 차단될 수 있다.
도 7 (a)의 X축 방향으로 번져진 광(BL)은 LED 용 렌즈(300)의 좌우측(도 6 기준) 소정 부분을 절삭시키거나 실드로 감쌈으로써, 제거될 수 있다.
도 7 (a)의 Y축 하부 방향으로 번져진 광(BL)은 LED 용 렌즈(300)의 상측 및 하측(도 6 기준) 소정 부분을 절삭시키거나 실드로 감쌈으로써, 제거될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 LED 용 렌즈(300)는 절삭되거나 실드로 감싸진 출사면(320)의 소정 부분으로 통과하는 광이 사라져 전체적인 광 효율이 감소하였지만, 원하는 영역에 도달하는 빛의 감소가 거의 없기 때문에 실사용 영역 효율의 큰 감소 없이 원하는 광 패턴을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 용 렌즈(300)는 여러 장의 서로 다른 소재의 렌즈를 사용하는 종래의 방식과 달리 렌즈 하나로 비대칭적이고 샤프한 빔패턴을 구현할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
300: LED 용 렌즈
310: 입사면
320: 출사면
330: 측면

Claims (12)

  1. LED의 광이 입사되는 입사면;
    상기 입사면을 통해 입사된 상기 LED의 광이 출사되는 출사면; 및
    상기 입사면 및 상기 출사면 사이에 위치하는 복수의 측면;을 포함하고,
    상기 입사면 및 상기 출사면 일측에는 상기 LED의 광이 Y축 방향으로 퍼지면서 출사되도록 하는 Y축 광 퍼짐 영역이 구비된 LED 용 렌즈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 측면은
    상기 입사면 및 상기 출사면의 소정 부분이 절삭됨에 따라 적어도 네 개 이상의 절삭면을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 Y축 광 퍼짐 영역은
    상기 입사면 및 상기 출사면 각각의 중심점을 기준으로 상부 일정 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
  4. 제 1항 또는 3항에 있어서,
    상기 Y축 광 퍼짐 영역은
    기설정된 알고리즘에 따라 상기 입사면 및 상기 출사면의 곡률 반경, 코닉 상수 및 비구면 계수가 변경되어 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 입사면 및 출사면은 서로 마주보는 반대 방향으로 볼록한 형상인 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 입사면은 중앙에서 Y축 방향으로 갈수록 상기 LED 방향으로 돌출되는 형상인 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
  7. LED의 빛이 입사되는 입사면;
    상기 입사면을 통해 입사된 상기 LED의 빛이 출사되는 출사면; 및
    상기 입사면 및 상기 출사면 사이의 측면;을 포함하고,
    상기 출사면의 소정 부분에는 상기 LED의 빛이 출사되는 것을 차단하는 쉴드가 구비되고, 상기 입사면 및 상기 출사면의 일측에는 상기 LED의 빛이 Y축 방향으로 퍼지면서 출사되도록 하는 Y축 광 퍼짐 영역이 구비된 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 출사면은 상하좌우측 각각에 상기 소정 부분이 형성된 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 Y축 광 퍼짐 영역은
    상기 입사면 및 상기 출사면 각각의 중심점을 기준으로 상부 일정 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
  10. 제 7항 또는 9항에 있어서,
    상기 Y축 광 퍼짐 영역은
    기설정된 알고리즘에 따라 상기 입사면 및 상기 출사면의 곡률 반경, 코닉 상수 및 비구면 계수가 변경되어 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 입사면 및 출사면은 서로 마주보는 반대 방향으로 볼록한 형상인 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 입사면은 중앙에서 Y축 방향으로 갈수록 상기 LED 방향으로 돌출되는 형상인 것을 특징으로 하는 LED 용 렌즈.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6746896B2 (ja) * 2015-11-10 2020-08-26 市光工業株式会社 車両用灯具
FR3047794B1 (fr) * 2016-02-16 2018-03-09 Valeo Vision Systeme de lentilles de projection d'au moins une source lumineuse

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4964753B2 (ja) * 2007-12-12 2012-07-04 株式会社小糸製作所 車両用照明灯具
KR101232048B1 (ko) * 2010-04-07 2013-02-12 이치코 고교가부시키가이샤 차량용 전조등
CN102410491A (zh) * 2010-09-23 2012-04-11 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 透镜及光源模组
JP5897898B2 (ja) * 2011-03-23 2016-04-06 株式会社小糸製作所 車両用照明灯具
JP5883588B2 (ja) * 2011-07-26 2016-03-15 株式会社小糸製作所 車輌用灯具
JP2014089941A (ja) * 2012-10-03 2014-05-15 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具
JP6131571B2 (ja) * 2012-11-13 2017-05-24 市光工業株式会社 車両用灯具
KR20150039976A (ko) 2013-10-04 2015-04-14 삼성전기주식회사 무선통신 단말기 및 그 제어방법

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