[实用新型]具有连续非球面弯曲部分的多面透镜

说明书

相关申请的引证

本申请要求2016年8月29日提交的韩国专利申请第10-2016-0110036号的优先权和权益，其全部公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本实用新型涉及一种具有连续非球面(non-spherical)弯曲部分的多面透镜，更具体地说，当透镜的厚度方向定义为垂直方向时，涉及一种具有连续非球面弯曲部分的多面透镜，该多面透镜允许通过在与垂直透镜的光输入部分正交的方向上(以下称为垂直梯级)没有虚拟表面(dummy surface，哑面)并且没有梯级的连续非球面弯曲部分提高发光效率。

背景技术

通常，当诸如液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)的光源用作照明装置或行驶光束前照灯时，光源与透镜一起使用。

特别地，LED具有照明光的照射角非常大的特性。LED用于在广泛区域发光或短距离点亮的功能。

由于根据LED的特性的照射角度非常大，所以当LED对长距离的局部区域执行发光的功能时，由于集光率问题，LED的发光效率会严重降低。

通过考虑发光效率的特性，LED与多面透镜(multi-facet lens，MFL)一起使用。MFL是聚光透镜，其收集从LED发射的光或者在平行于光轴的方向上引导光。

根据传统技术的MFL是具有如以下专利文献中所公开的光输入部分的光学装置。这里，单独制造多个彼此不同的光输入部件并组合，使得MFL的光输入部分形成为一体。

例如，在图1至3中示出根据传统技术的MFL。

参考图1至3，根据传统技术的MFL的主体1通过组合多个光输入部件来制造。这里，尽管光输入部件具有彼此不同的规格，但是由于光输入部件从全内反射(TIR)透镜的结构分别切割，所以光输入部件具有能够相互有形地组合的形状。

因此，光输入部件在其中组合的光输入部分不可避免地具有垂直梯级2和3。这里，透镜的厚度方向可以定义为光轴的方向或垂直方向。垂直梯级2和3具有垂直于光输入部件的方向(例如，高度方向)形成的根据光输入部件的高度梯级表面。

根据作为垂直梯级2和3的光输入部件，在高度梯级表面处发生光输入部分的光的散射反射。

此外，由于多个垂直梯级2和3相交的位置是光输入部分的中心，所以虚拟表面4必须形成在光输入部分的中心处。

因此，根据传统技术，MFL基于MFL的特性具有包括彼此不同的曲面的非球面区域。

在图3所示的虚线区域II中包括的光输入部分中，对应于垂直梯级2和3的非球面区域5、6和7具有彼此不同的焦距。

例如，传统技术的MFL的问题在于：由于具有短焦距的非球面区域5与具有长焦距的另一非球面区域6之间的焦距差异，或由于具有短焦距的非球面区域5与另一非球面区域7之间的焦距差异，在垂直梯级2和3的表面或高度梯级表面处发生散射反射。

另外，在传统技术的MFL中，由于在位于光输入部分的中心处的虚拟表面4处难以发生TIR，所以存在发光效率降低的问题。

【现有技术文献】

【专利文献】

美国专利公开号US2014-0036510

实用新型内容

本实用新型涉及一种具有光输入部分的多面透镜(MFL)，该光输入部分具有无垂直梯级的连续非球面弯曲部分，使得发光效率和模制工艺的便利性作为MFL光学系统得到提高，通过防止散射反射获得提高的照射强度，并且针对批量生产实现成本降低。

根据本实用新型的一方面，提供了具有连续非球面弯曲部分的MFL，其包括：反射器，设置有包括形状不同的第一贝塞尔曲面、第二贝塞尔曲面、及第三贝塞尔曲面的全内反射结构件，使得从光源发射的光在具有平行于光轴的笔直特征的同时被收集；光输入部分，一体形成在反射器的一侧并且包括内壁面和连续非球面弯曲部分，其中，内壁面在反射器的向内方向上从第一贝塞尔曲面、第二贝塞尔曲面、及第三贝塞尔曲面的边缘延伸，连续非球面弯曲部分对应于由内壁面包围的槽形空间的底面；及光输出部分，一体形成在反射器的另一侧，并且被配置为发射通过光输入部分入射的光以及通过反射器全内反射以平行于光轴的光。

连续非球面弯曲部分可以形成为从内壁面与连续非球面弯曲部分相交的角部分延伸到作为连续非球面弯曲部分的中心部分的最上位置的曲面以便将光输入部分的光反射到第一贝塞尔曲面、第二贝塞尔曲面和第三贝塞尔曲面。