(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラスに対応する耐剛性と光学特性を有し色収差を補正可能なヘッドライト用プラスチック複合レンズを提供する。【解決手段】第１入光面１１１と第１形状面１１３を有する第１レンズ部１１０と；内部形状面１２１と、外部凸形状面１２３を有する第２レンズ部１２０を含み、第１レンズ部１１０の第１入光面１１１は、平面、凸面、凹面、非球面、または変曲点を含む非球面のいずれか一つで形成され、第１レンズ部１１０の第１形状面１１３は、凹レンズ、凸レンズ、非球面レンズ、または変曲点を含む非球面レンズのいずれか一つの形態で形成され、第２レンズ部１２０の内部形状面１２１は、第１レンズ部１１０の第１形状面１１３に対応するように凸レンズ、凹レンズ、非球面レンズ、または変曲点を含む非球面レンズのいずれか一つの形態で形成され、第２レンズ部１２０の外部凸形状面１２３は、凸状の球面、非球面、または変曲点を含む非球面で形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が入射される第１入光面と光が出光される第１形状面を有し、第１材質で形成される第１レンズ部と；
前記第１形状面に結合される内部形状面と、前記内部形状面と対向する方向に凸に形成され、前記第１レンズ部を通して入射された光を外部に出光させる外部凸形状面を有し、第２材質で形成される第２レンズ部を含み、
前記第２レンズ部は、前記第１レンズ部を包むように前記第１レンズ部の第１入光面に向かって延長形成され、
前記第１レンズ部の第１入光面は、平面、凸面、凹面、非球面、または変曲点を含む非球面のうち、いずれか一つで形成され、
前記第１レンズ部の第１形状面は、凹レンズ、凸レンズ、非球面レンズ、または変曲点を含む非球面レンズの形態のうち、いずれか一つの形態で形成され、
前記第２レンズ部の内部形状面は、前記第１レンズ部の第１形状面に対応するように凸レンズ、凹レンズ、非球面レンズ、または変曲点を含む非球面レンズの形態のうち、いずれか一つの形態で形成され、
前記第２レンズ部の外部凸形状面は、凸状の球面、非球面、または変曲点を含む非球面で形成され、
前記第１レンズの第１形状面と前記第２レンズの内部形状面を互いに一定距離離隔させて、それぞれ分離させ色収差が補正されるようにする分離空間を含むことを特徴とする、ヘッドライト用プラスチック複合レンズ。
【請求項２】
光が入射される第１入光面と光が出光される第１形状面を有し、第１材質で形成される第１レンズ部と；
前記第１形状面に結合される内部形状面と、前記内部形状面と対向する方向に凸に形成され、前記第１レンズ部を通して入射された光を外部に出光させる外部凸形状面を有し、第２材質で形成される第２レンズ部と；
前記第１レンズの第１入光面に結合され、前記第２レンズ部と同一または異なる材質で形成される第３レンズ部を含み、
前記第２レンズ部は、前記第１レンズ部を包むように前記第１レンズ部の第１入光面に向かって延長形成され、
前記第１レンズ部の第１入光面は、平面、凸面、凹面、非球面、または変曲点を含む非球面のうち、いずれか一つで形成され、
前記第１レンズ部の第１形状面は、凹レンズ、凸レンズ、非球面レンズ、または変曲点を含む非球面レンズのうち、いずれか一つの形態で形成され、
前記第２レンズ部の内部形状面は、前記第１レンズ部の第１形状面に対応するように凸レンズ、凹レンズ、非球面レンズ、または変曲点を含む非球面レンズのうち、いずれか一つの形態で形成され、
前記第２レンズ部の外部凸形状面は、凸状の球面、非球面、または変曲点を含む非球面で形成され、
前記第１レンズ部、第２レンズ部及び前記第３レンズ部は、互いに一体に形成され、前記第２レンズ部と前記第３レンズ部は、前記第１レンズ部を内部に包んで埋め立てされるように配置され、
前記第３レンズ部は、
光が入射される第２入光面と；
前記第１入光面と結合される入光面結合面を含むが、
前記第２入光面は、平面、凸面、凹面、非球面、または変曲点を含む非球面のうち、いずれか一つで形成され、
前記入光面結合面は、前記第１レンズの第１入光面に対応するように平面、凹面、凸面、非球面、または変曲点を含む非球面のうち、いずれか一つで形成されることを特徴とする、ヘッドライト用プラスチック複合レンズ。
【請求項３】
前記第１材質は、フリントガラスに対応する光学特性を有する材質であり、前記第２材質は、クラウンガラスに対応する光学特性を有する材質であることを特徴とする、請求項１または２に記載のヘッドライト用プラスチック複合レンズ。
【請求項４】
前記第１材質は、クラウンガラスに対応する光学特性を有する材質であり、前記第２材質は、フリントガラスに対応する光学特性を有する材質であることを特徴とする、請求項１または２に記載のヘッドライト用プラスチック複合レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドライト用プラスチック複合レンズに関し、より詳細には、色収差が補正されるヘッドライト用プラスチック複合レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車には、様々な灯火装置が備えられている。その中でヘッドライトは、夜間に運転者の運転視野を確保してくれる重要な灯火装置である。これに関連して、特許文献１には、自動車用ヘッドライトの構造が開示されている。
【０００３】
従来の自動車に使用されるヘッドライトには、ガラスで成形及び加工された非球面レンズが使用される。ガラスレンズは、プラスチックレンズに比べて重量が重く、生産性が低く、生産コストが高い欠点がある。最近、ヘッドライトに使用される照明がＬＥＤに転換されてから、価格競争率が高いプラスチックレンズへの代替が緊急であるが、プラスチックレンズは、ホワイト光の発生時、色収差の発生がひどくて克服が困難な限界がある。
【０００４】
また、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて耐剛性が落ちる。これを対処するために、ポリカーボネート素材を使用すると、耐剛性を補完することができるが、アッベ数がガラスに比べて著しく落ちて光学素材として機能が不足する欠点がある。
【０００５】
また、一般的なプラスチック光学素材であるアクリルを使用してレンズを製造すれば、耐剛性が落ちてＬＥＤなどの紫外線にさらされると黄変現象が起こることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国公開特許第２００３−００４８７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前述した問題を解決するためのものであって、ガラスに対応する耐剛性と光学特性を持ちながら色収差を補正することができる新しい形態のヘッドライト用プラスチック複合レンズを提供することである。
【０００８】
本発明の前記目的と様々なメリットは、この技術分野に熟練した人々によって、本発明の好ましい実施例からより明確になるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のヘッドライト用プラスチック複合レンズは、光が入射される第１入光面と光が出光される第１形状面を有し、第１材質で形成される第１レンズ部と；前記第１形状面に結合される内部形状面と、前記内部形状面と対向する方向に凸に形成され、前記第１レンズ部を通して入射された光を外部に出光させる外部凸形状面を有し、第２材質で形成される第２レンズ部と、を含み、前記第２レンズ部は、前記第１レンズ部を包むように前記第１レンズ部の第１入光面に向かって延長形成され、前記第１レンズ部の第１入光面は、平面、凸面、凹面、非球面、または変曲点を含む非球面のうち、いずれか一つで形成され、前記第１レンズ部の第１形状面は、凹レンズ、凸レンズ、非球面レンズ、または変曲点を含む非球面レンズの形態のうち、いずれか一つの形態で形成され、前記第２レンズ部の内部形状面は、前記第１レンズ部の第１形状面に対応するように凸レンズ、凹レンズ、非球面レンズ、または変曲点を含む非球面レンズの形態のうち、いずれか一つの形態で形成され、前記第２レンズ部の外部凸形状面は、凸状の球面、非球面、または変曲点を含む非球面で形成されることを特徴とする。
【００１０】
一実施例によれば、前記第１レンズの第１形状面と前記第２レンズの内部形状面を互いに一定距離離隔させて、それぞれ分離させ色収差が補正されるようにする分離空間を含むことができる。
【００１１】
一実施例によれば、前記第１レンズの第１入光面に結合される第３レンズ部を更に含み、前記第１レンズ部、第２レンズ部及び前記第３レンズ部は、互いに一体に形成され、前記第２レンズ部と前記第３レンズ部は、前記第１レンズ部を内部に包んで埋め立てされるように配置され、前記第１レンズ部は、第１材質で形成され、前記第２レンズ部と前記第３レンズ部は、同一材質である第２材質で形成され、前記第３レンズ部は、光が入射される第２入光面と；前記第１入光面と結合される入光面結合面を含むが、前記第２入光面は、平面、凸面、凹面、非球面、または変曲点を含む非球面のうち、いずれか一つで形成され、前記入光面結合面は、前記第１レンズの第１入光面に対応するように平面、凸面、凹面、非球面、または変曲点を含む非球面のうち、いずれか一つで形成される。
【００１２】
一実施例によれば、前記第１材質は、フリントガラスに対応する光学特性を持つ材質であり、前記第２材質は、クラウンガラスに対応する光学特性を持つ材質であり得る。
【００１３】
一実施例によれば、前記第１材質は、ポリカーボネート（ＰＣ）であり、第２材質は、アクリル（ＰＭＭＡ）で備えられ得る。
【００１４】
一実施例によれば、前記第１材質は、アクリル（ＰＭＭＡ）であり、第２材質は、ポリカーボネート（ＰＣ）で備えられ得る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によるプラスチック複合レンズは、材質が異なる２つのレンズが結合されてアクロマティックレンズとして活用されて色収差を補正することができる。また、アクリルとポリカーボネート素材が結合されて形成されるので、従来のプラスチックレンズの問題点として提起された耐剛性を補強することができ、黄変化を最小化することができる。
【００１６】
また、本発明によるプラスチック複合レンズは、内部に分離空間を置くとか、第３レンズ部を追加してアクロマティックレンズに対応する効果を表すことができる。これにより、色収差をほぼ完全に除去することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の好ましい実施例によるプラスチック複合レンズの断面構成を示した断面図。
【図２】本発明の好ましい実施例によるプラスチック複合レンズの変形例などを示した例示図。
【図３】本発明の好ましい実施例によるプラスチック複合レンズの変形例などを示した例示図。
【図４】本発明の他の実施例によるプラスチック複合レンズの断面構成を示した例示図。
【図５】本発明のまた他の実施例によるプラスチック複合レンズの断面構成を示した例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を十分に理解するために、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して説明する。本発明の実施例は、様々な形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下で詳細に説明する実施例に限定されるものと解釈されてはいけない。本実施例は、当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面における要素の形状などは、より明確な説明を強調するために誇張されて表現され得る。各図面において、同様な部材は同様な参照符号で示した場合があることを留意すべきである。本発明の要旨を不必要に曖昧模糊な状態にすることができると判断される公知機能及び構成に対する詳細な技術は省略される。
【００１９】
図１は、本発明の好ましい実施例によるプラスチック複合レンズ１００の断面構成を示した断面図である。
【００２０】
示されたように、本発明によるプラスチック複合レンズ１００は、車両のヘッドライトに結合されて使用される。プラスチック複合レンズ１００は、ヘッドライト（図示せず）内部の光源（図示せず）から光が入射される第１レンズ部１１０と、第１レンズ部１１０に結合されて光を外部に排出させる第２レンズ部１２０と、を含む。
【００２１】
第１レンズ部１１０は、ヘッドライト用光源（図示せず）から光が入射される第１入光面１１１と、第１入光面１１１から一定の厚さを持つように形成され、板面が第１入光面１１１に向かって陷沒形成された第１形状面１１３と、第２レンズ部１２０の内部に挿入される側面傾斜面１１５と、を含む。
【００２２】
ここで、第１レンズ部１１０は、フリントガラスの光学特性を持つ第１材質で備えられ、第２レンズ部１２０は、クラウンガラスの光学特性を持つ第２材質で備えられる。一例として、第１レンズ部１１０は、ポリカーボネート（ＰＣ）素材で形成され、第２レンズ部１２０は、アクリル（ＰＭＭＡ）素材で形成され得る。
【００２３】
第１入光面１１１は、図１に示されたように、水平に形成されるか、図２に示されたように、凸に形成されることもでき、図３に示されたように、凹に形成され得る。
【００２４】
第１形状面１１３は、示されたように、凹レンズ状に形成されるのみならず、場合によって凸レンズ、非球面レンズ、変曲点を含む非球面レンズ状で形成され得る。
【００２５】
第１入光面１１１と第１形状面１１３の光学形状は、光が入光され出光される光学設計と互いに異なる２つの材質を結合するための生産方式などに応じて様々に変更され得る。
【００２６】
第２レンズ部１２０は、第１形状面１１３と結合される内部形状面１２１と、内部形状面１２１と対向する方向に凸に形成されて、光を外部に出光させる外部凸形状面１２３と、を有する。
【００２７】
ここで、本発明によるプラスチック複合レンズ１００は、第２レンズ部１２０が第１レンズ部１１０の第１入光面１１１を除いた全域を包む形態で形成される。
【００２８】
即ち、第２レンズ部１２０は、全体的に半楕円状に形成され、下部領域から中心領域に第１形状面１１３に対応するように形成されて、内部形状面１２１を形成する。そして、内部形状面１２１の枠領域に沿ってリング状で第１入光面１１１に延長形成された結合翼１２５が備えられる。結合翼１２５の内部に形成された内部形状面１２１との空間に第１レンズ部１１０が挿入される形態で備えられる。
【００２９】
外部凸形状面１２３は、凸状を有する非球面レンズ、または変曲点を含む非球面レンズで備えられる。
【００３０】
第１レンズ部１１０と第２レンズ部１２０の下部には、それぞれ第１結合突起１１７と第２結合突起１２８が突出するように形成される。第１結合突起１１７と第２結合突起１２８は、ヘッドライトのフランジと結合されてプラスチック複合レンズ１００を車両に固定する。
【００３１】
本発明の好ましい実施例のプラスチック複合レンズ１００は、第２レンズ部１２０と第１レンズ部１１０の結合領域である第１形状面１１３と内部形状面１２１が内部に隠蔽されているので、不良率を減らし、すっきりとした外観と均一な光学特性を提供することができる。
【００３２】
そして、本発明の好ましい実施例によるプラスチック複合レンズ１００、１００ａ、１００ｂは、図１、図２及び図３に示されたように、フリントガラスとクラウンガラスの光学特性をそれぞれ持つ第１材質及び第２材質で形成された第１レンズ部１１０及び第２レンズ部１２０が互いに結合され、第１形状面１１３と内部形状面１２１が重畳されて結合されるので、２つのレンズが重畳されて色収差を補正するアクロマティックレンズとして活用され得る。
【００３３】
また、ポリカーボネート素材とアクリル素材を共に利用するので、アクリル素材の弱点である耐剛性を補完しながら黄変現象を減らすことができる効果がある。
【００３４】
一方、図４は、本発明の他の実施例によるプラスチック複合レンズ２００の断面構成を示した例示図である。
【００３５】
先の好ましい実施例によるプラスチック複合レンズ１００は、互いに異なる材質の第１レンズ部１１０と第２レンズ部１２０が互いに結合されて形成される。これに反して、他の実施例によるプラスチック複合レンズ２００は、第１レンズ部２１０、第２レンズ部２２０の他に第３レンズ部２３０が重畳的に配置されて形成される。
【００３６】
このとき、ヘッドライトの光源（図示せず）を中心に第３レンズ部２３０、第１レンズ部２１０、第２レンズ部２２０の順に配置され、第３レンズ部２３０を通して入射された光が第１レンズ部２１０を経由して第２レンズ部２２０を通して外部に出射される。
【００３７】
第１レンズ部２１０と第２レンズ部２２０の構成は、それぞれ好ましい実施例のプラスチック複合レンズ１００、１００ａ、１００ｂの第１レンズ部１１０及び第２レンズ部１２０の構成に対応する。
【００３８】
第３レンズ部２３０は、光が入射される第２入光面２３１と、第１入光面２１１と結合される入光面結合面２３３と、ヘッドライトのフランジ（図示せず）に結合される結合翼２３５を含む。
【００３９】
第２入光面２３１は、先に説明した第１入光面２１１と同様に水平に形成されるか、凹に形成されるか、凸に形成されることができ、非球面、変曲点を含む非球面で形成され得る。
【００４０】
入光面結合面２３３は、第１入光面２１１の形状に対応するように形成され得る。即ち、図４に示されたように、第１入光面２１１が凹レンズである場合、入光面結合面２３３は、凸レンズで形成される。逆に、第１入光面２１１が凸レンズである場合、入光面結合面２３３は、凹レンズで形成され得る。
【００４１】
ここで、本発明の他の実施例によるプラスチック複合レンズ２００は、第２レンズ部２２０と第３レンズ部２３０が互いに一体に形成される。第２レンズ部２２０の両側に延長された連結領域２２５が第３レンズ部２３０に向かって延長されながら第１レンズ部２１０を包むように形成される。
【００４２】
第２レンズ部２２０と第３レンズ部２３０は、同一の材質で形成され、第１レンズ部２１０は、他の材質で形成され得る。このとき、第２レンズ部２２０と第３レンズ部２３０は、ポリカーボネート（ＰＣ）材質で形成され、第１レンズ部２１０は、アクリル（ＰＭＭＡ）材質で形成され得る。また、これと反対に第２レンズ部２２０と第３レンズ部２３０がアクリル（ＰＭＭＡ）材質で形成され、第１レンズ部２１０がポリカーボネート（ＰＣ）材質で形成され得る。
【００４３】
第１レンズ部２１０がポリカーボネート（ＰＣ）材質で形成され、アクリル（ＰＭＭＡ）材質の第２レンズ部２２０と第３レンズ部２３０が第１レンズ部２１０を包むように形成される場合、アクロマティックレンズとしても活用が可能になる。
【００４４】
ここで、第１レンズ部２１０の厚さｄ２、第２レンズ部２２０の厚さｄ１、第３レンズ部２３０の厚さｄ３は、光源との距離、第１レンズ部２１０と第２レンズ部２２０及び第３レンズ部２３０の材質を考慮して色収差を最小化することができる範囲に設定される。
【００４５】
アクロマティックレンズは、屈折率が互いに異なる３枚のレンズを重ねて作ったものであって、先に説明した好ましい実施例で第１レンズ部１１０と第２レンズ部１２０を結合してアクロマティックレンズとして活用したものと比較するとき、色収差をほとんど除去することができるメリットがある。
【００４６】
一方、本発明の他の実施例では、第２レンズ部２２０と第３レンズ部２３０は、同一材質で一体に形成され、第１レンズ部２１０は、異なる材質で形成されたが、これは一例にすぎず、場合によって、第１レンズ部２１０、第２レンズ部２２０及び第３レンズ部２３０がいずれも異なる材質で形成され得る。
【００４７】
一方、図５は、本発明のまた他の実施例によるプラスチック複合レンズ３００の断面構成を概略的に示した概路図である。
【００４８】
先に説明した好ましい実施例によるプラスチック複合レンズ１００、１００ａ、１００ｂなどは、第１レンズ部１１０と第２レンズ部１２０が互いに接触されるように結合されて形成される。一方、また他の実施例によるプラスチック複合レンズ３００は、図５に示されたように、第１レンズ部３１０と第２レンズ部３２０との間に分離空間３３０が形成される。
【００４９】
第１レンズ部３１０と第２レンズ部３２０は、前述した好ましい実施例のプラスチック複合レンズ１００、１００ａ、１００ｂの第１レンズ部１１０及び第２レンズ部１２０の構成と対応するように形成される。
【００５０】
分離空間３３０は、第１レンズ部３１０の第１形状面３１３と第２レンズ部３２０の内部形状面３２１を一定距離Ｗ２だけ離隔させる。分離空間３３０は、空の空間で形成される。空の空間で形成された分離空間３３０によって、第１形状面３１３と内部形状面３２１がそれぞれ独立した凹レンズと凸レンズとして機能するようになる。これにより、プラスチック複合レンズ３００は、材質が異なる第１レンズ部３１０と第２レンズ部３２０が結合されたアクロマティック形状や、実際の色収差補正では、３つのレンズが結合されたアクロマティックレンズに対応する効果を表す。
【００５１】
分離空間３３０の距離Ｗ２は、第１レンズ部３１０の厚さＷ３と第２レンズ部３２０の厚さＷ１、第１レンズ部３１０及び第２レンズ部３２０の素材、光源との距離などを考慮して、色収差を最小化することができる範囲で形成する。
【００５２】
以上で窺って見たように、本発明によるプラスチック複合レンズは、材質が異なる２つのレンズが結合されて、アクロマティックレンズとして活用されて色収差を補正することができる。また、アクリルとポリカーボネート素材が結合されて形成されるので、従来のプラスチックレンズの問題点として提起された耐剛性を補強することができ、黄変化を最小化することができる。
【００５３】
また、本発明によるプラスチック複合レンズは、内部に分離空間を置くとか、第３レンズ部を追加して、アクロマティックレンズに対応する効果を表すことができる。これにより、色収差をほぼ完全に除去することができる効果がある。
【００５４】
以上で説明された本発明のヘッドライト用プラスチック複合レンズの実施例は、例示的なものに過ぎず、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者なら、これから様々な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点をよく分かることができるだろう。それ故に、本発明は、前記の詳細な説明で言及される形態にのみ限定されるのではないことをよく理解することができるだろう。従って、本発明の真正な技術的保護範囲は、添付された特許請求の範囲の技術的思想によって定められなければならないだろう。また、本発明は、添付された特許請求の範囲によって定義される本発明の精神とその範囲内にあるすべての変形物と均等物及び代替物を含むものと理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５５】
１００          ヘッドライト用プラスチック複合レンズ
１１０            第１レンズ部
１１１            第１入光面
１１３            第１形状面
１１５            側面傾斜面
１１７            第１結合突起
１２０            第２レンズ部
１２１            内部形状面
１２３            外部凸形状面
１２５            結合翼
１２８            第２結合突起
２００            ヘッドライト用プラスチック複合レンズ
２１０            第１レンズ部
２１１            第１入光面
２１３            第１形状面
２２０            第２レンズ部
２２１            内部形状面
２２３            外部凸形状面
２２５            連結領域
２３０            第３レンズ部
２３１            第２入光面
２３３            入光面結合面
２３５            結合翼
３００            ヘッドライト用プラスチック複合レンズ
３１０            第１レンズ部
３１１            第１入光面
３１３            第１形状面
３１５            側面傾斜面
３２０            第２レンズ部
３２１            内部形状面
３２３            外部凸形状面
３２５            結合翼
３３０            分離空間
【図１】
2018005219.tif 000003
【図２】
2018005219.tif 000004
【図３】
2018005219.tif 000005
【図４】
2018005219.tif 000006
【図５】
2018005219.tif 000007