JP4463821B2 - ビーム色度の改善された自動車ヘッドランプ - Google Patents

Description

本願は、光源ビームの色度のシフトをもたらすランプ、特に自動車ヘッドランプに使用できるレンズに関する。

自動車ヘッドランプは、商品化するにはＳＡＥ性能規格（ＳＡＥ Ｊ１３８３）を満たさなければならない規制の厳しい製品である。規格に準拠するためには、コンビネーション球（すなわち、光源）／レンズは、「白」色を発しなければならず、十分な光出力（通常、全光束「イソカンデラ」及び「最大カンデラ」点輝度試験で特徴付けられる）を一様に与えるものでなければならない。ＳＡＥ Ｊ５７８規格に提示されている通り、仕様は白色ビーム色を中心にして規定されている。白色ビーム色は、ＣＩＥ １９３１色度図の色空間の小部分として定義されている。色空間の許容部分は、ＣＩＥ １９３１のｘ及びｙ色座標に由来する青色、黄色、緑色、紫色、及び赤の境界によって定義されている。市販のヘッドランプには、様々なタイプの電球が使用されているが、通常は「ナチュラル」色レンズ又は薄着色レンズが使用される。一般に、これらのレンズは、透明な外観を有するが、極めてかすかな青色又は黄色の色彩を示すことがある。市場で最も一般的な電球は、ハロゲン電球である。ここ数年で高性能電球が導入されてきた。通常ＨＩＤ（「高輝度放電灯」）と呼ばれるこれらの新型電球は、実際にはキセノンランプである。キセノン電球のパワースペクトル分布がハロゲン電球と異なることは、当業者に周知である。例えば、キセノン電球は、短波長、特に長ＵＶから紫／青〜緑に対応する３００〜５００ｎｍ域での発光エネルギーが高い。その結果、ＨＩＤから発せられる光は、ハロゲン電球に比べて青色であり、したがってハロゲン電球は黄色く見える。ヘッドランプに搭載すると、ＨＩＤ／「ナチュラル」レンズコンビネーションから発せられるビームは、白く見える。白いビームは、夜間の道路面の見やすさを向上させるので効率的であると一般的に認識されている。しかし、ヘッドランプでのＨＩＤ電球の使用には２つの重大な欠点がある。第一に、これらの高性能電球が、ハロゲン電球に比べて極めて高価である。その結果、ＨＩＤ電球をベースにするヘッドランプは、市場が限定され、車両のオプションとして単位当たり３００〜８００米ドルの追加コストで提供されることが多い。第二に、最近の研究は、これらのヘッドランプが、対向車のドライバーに対して不快なグレアを引き起こす傾向があることを示している。

自動車ヘッドランプレンズは、通常はナチュラル色又は薄着色ポリカーボネートを主材料として作製されている。ポリカーボネートが用いられる主な理由は、そのガラス転移温度、耐衝撃性が比較的高く、可視波長域での透明性／光透過性に優れていることである。Ｌｅｘａｎ（登録商標）ＬＳ−２ポリカーボネートが、ヘッドランプレンズ、ベーゼル及びテールライトレンズを始めとする自動車レンズに現在使用されている主要材料の１つである。その他コポリマーを始めとする高ガラス転移温度材料も使用されているが、そのナチュラル色又は光透過性は、発せられるヘッドランプビームの品質を低下させることがある。ナチュラル又は薄着色のポリカーボネートレンズは、少量の有機着色剤（すなわち、染料又は顔料）の添加によって得られることは、自動車レンズ着色技術分野の技術者に周知である。例えば、青色染料を黄色配合物に添加して、色を中和する（すなわち、ポリカーボネートを無色又は「ナチュラル」にする）。着色の主なマイナス面は、着色剤がポリマーマトリックスにｐｐｍ以下の添加量でしか存在していない場合でさえその吸収によって光透過性が低下することである。したがって、ヘッドランプに搭載されるレンズの大部分は、「ナチュラル」であるか、又はほとんど着色されていない。
米国特許第４２１７４３８号 米国特許出願第１０／０６３７９１号

本発明は、光源を収納するハウジング、光源、ハウジングに固定され、ハウジングに収納された光源からの光がレンズを通過するように配置された外部レンズを含む自動車ヘッドランプを提供する。ヘッドランプのレンズは、ポリカーボネート及びフォトルミネッセンス材料を含む。本発明のレンズ材料及び光源の組合せは、一段と魅力的な照明用ヘッドライトビームへのビーム色度のシフトをもたらすものであって、光源、及びレンズ材料は、光源から発せられる光がレンズを通過するとき、ヘッドランプからの照明用光出力の平均ｘ色度座標が０．３４５〜０．４０５になるように色度が修正されるように選択される。放射ビームは、ＳＡＥ Ｊ５７８（色／色度）及びＳＡＥ Ｊ１３８３（輝度分布）規格で定義されている適法な色及び輝度を有する。照明性能は、グレアを低減し、明るさを向上させ、又は肉眼による夜間の道路面の視認性を向上させるビームを生成するような方式で改善することもできる。

本発明のさらに別の態様は、概して凹形の外表面、概して平坦な又は凹形の内表面、及びエッジ表面を有する成形体をレンズに提供することである。レンズの成形体は、ポリカーボネート及びフォトルミネッセンス材料を含む組成物から形成される。光源からの白色光はレンズを透過し、フォトルミネッセンス材料からの発光をもたらす。次いで、フォトルミネッセンス材料からの発光は、内表面上に形成された溝又は突起を経由してレンズの外に向けられる。

さらに、本発明の別の態様は、自動車ヘッドランプの色度の変更方法を提供することである。方法は、第１の色度を含む光源とハウジングとを含む部分ヘッドランプアセンブリを選択する段階を含む。次に、ポリカーボネート、蛍光染料、及び場合によっては非蛍光染料を含むレンズが選択されるはずである。最後に、このレンズが、光源から発せられた光がレンズを通過して照明用ヘッドランプ出力をなすように部分ヘッドランプアセンブリに固定され、このレンズの組成物が、照明用ヘッドランプ出力が第１の色度とは異なる第２の色度を有し、第２の色度の平均ｘ色度座標が０．３４５〜０．４０５であるように第１の色度が修正されるように選択される。

本発明は、光源を収納するハウジング、光源；ハウジングに固定され、ハウジングに収納された光源からの光がレンズを通過するように配置された外部レンズを含む自動車ヘッドランプを提供する。ヘッドランプのレンズは、ポリカーボネート及びフォトルミネッセンス材料を含む。本発明のレンズ材料及び光源の組合せは、一段と魅力的な照明用ヘッドライトビームへのビーム色度のシフトをもたらすものであって、光源、及びレンズ材料は、光源から発せられる光がレンズを通過するとき、ヘッドランプからの照明用光出力の平均ｘ色度座標が０．３４５〜０．４０５になるように色度が修正されるように選択される。放射ビームは、ＳＡＥ Ｊ５７８（色／色度）及びＳＡＥ Ｊ１３８３（輝度分布）規格で定義される適法な色及び輝度を有する。照明性能は、グレアを低減し、明るさを向上させ、又は肉眼による夜間の道路面の視認性を向上させるビームを生成するような方式で改善することもできる。

レンズは、概して凹形の外表面、平坦な又は凹形の内表面、及びエッジ表面を有する成形体を含み、成形体は、ポリカーボネート及びフォトルミネッセンス材料を含む組成物から形成される。フォトルミネッセンス材料の励起スペクトル内の波長の光を含む光は、部分吸収され、部分透過される。吸収光は、（ストークスシフトの結果）長波長の光として（ルミネッセンスの量子収率に応じて）少なくとも部分発光され、実質的な程度にレンズのエッジ表面に伝えられ、それによってレンズのエッジでカラー視覚効果が生じる。本願明細書及び特許請求の範囲では、「実質的な程度」という用語は、観察可能な視覚効果を生じさせるのに有効な量を意味する。一般に、フォトルミネッセンスによって発せられた光の１０％以上、好ましくは３０％以上は、レンズの内部を通り抜けてエッジへ伝えられる。これは、ポリカーボネートレンズ及びベーゼルで実現される。というのは、高屈折率によって顕著な量の内反射が生じるからである。

自動車ヘッドランプ用のレンズは、様々な規格を満たさなければならない。本発明のレンズは、ＳＡＥ Ｊ５７８（色／色度）及びＳＡＥ Ｊ１３８３（輝度分布）規格で定義されている適法な色及び輝度を有する光を自動車ヘッドランプから発する。照明性能は、グレアを低減し、明るさを向上させ、又は肉眼による夜間の道路面の視認性を向上させるビームを生成するような方式で改善することもできる。本発明を使用して製造されるヘッドランプは、照明性能の点から例えば高価な高輝度放電灯（ＨＩＤ）ランプの低コスト代替物となることができ、ＨＩＤランプの目を眩ませるグレア作用が観察されないので、ドライバー、さらには対向車にも一層の快適さを与える。照明性能に加えて、ヘッドランプは、外部レンズにアクセント特徴を生じさせることによって異なる美的概観を示すこともでき、したがって製品の差別化を可能にする。これらの特徴は、外部レンズと電球との相乗効果を生じさせることによって得られる。本発明のレンズは、ポリカーボネート、及び１種以上のフォトルミネッセンス材料から形成される。本願明細書及び特許請求の範囲では、「フォトルミネッセンス材料」という用語は、周囲光（太陽光、室内光その他の人工光源）からの励起エネルギーに応答してフォトルミネッセンスを発現する任意の物質を指し、コンパウンディング操作中、プラスチックポリマーマトリックスを溶解する有機化合物、有機ナノ粒子染料（「ナノ着色剤」とも呼ばれる）、及びナノ粒子を始めとする無機フォトルミネッセンス材料が含まれるが、これらに限定されない。フォトルミネッセンスは、物質がある波長の放射線を吸収し、一般に長波長の光子を再度発する際に起こる。フォトルミネッセンス分子が光を吸収すると、電子は高い「励起」エネルギー状態に励起される。次いで、分子は、その過剰のエネルギーの一部分を衝突、及び内部エネルギー変換によって失い、励起状態の最低振動準位まで下がる。この準位から、分子は、そのエネルギーをフォトルミネッセンスの形で発して、基底状態の振動準位のいずれかに戻ることができる。フォトルミネッセンスは、蛍光とリン光とを包含する総称である。本発明では、フォトルミネッセンス材料は、他のタイプのフォトルミネッセンスプロセスとは反対に蛍光を伴う量子収率が高いので好ましくは有機蛍光染料である。好ましくは、有機蛍光染料は、蛍光の量子収率が０．７以上、さらに好ましくは０．８以上、最も好ましくは０．９以上となるように選択する。通常は、蛍光による発光は一般に１０^−４〜１０^−９秒間継続する極めて短時間の現象である。

本発明の物品に使用することができる蛍光染料の非限定的な具体例は、ペリレン誘導体、アントラセン誘導体、インジゴイド及びチオインジゴイド誘導体、イミダゾール誘導体、ナフタルイミド誘導体、キサンテン、チオキサンテン、クマリン、ローダミン、又は（２，５−ビス［５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾオキサゾリル］チオフェン）、及びこれらすべての誘導体、並びにその組合せである。一般に、非常に低い使用量、例えば１．０％未満の染料を使用して、本発明に記載された効果を生じる。場合によっては、本発明の効果をもつがほとんど見えない色（例えば、「透明な」水用ボトル）の最終物を有することが望ましいこともある。これらの場合、蛍光染料の使用量は極めて低く、０．０００１％と低いことがあり得る。青／紫色及びおそらく一部の緑色を除いて、「透明な」外観を保持するための蛍光染料の使用量は、通常は０．０００５重量％未満、例えば０．０００１％〜０．０００３重量％であり、物品のエッジに非常に著しい視覚効果を生じるのに十分である。青／紫色では、蛍光染料の使用量は、その吸収の大部分がＵＶ域に位置しているため格段に高い。通常は、この場合の蛍光染料の使用量は、０．００５％〜０．５重量％であり、０．０１％〜０．２％が好ましく、０．０３％〜０．１％が最も好ましい。ナノ着色剤は、様々な方法で得ることができ、通常は染料と顔料の両方の利点を併せ持つ。対応する染料分子に比べてその光堅牢性は、通常は大いに改善されている。その粒径は、一般に１００ｎｍ未満、好ましくは５０ｎｍ未満、さらに好ましくは１０ｎｍ未満であるので、プラスチックを着色するのに使用する大部分の顔料とは逆に光を散乱させない。

ナノ着色剤を様々な方法で得ることができる。例えば、染料分子を、（ナノクレーと染料との化学結合が生じても生じなくてもよい）ナノクレー粒子への吸着、又はポリマーマトリックス（通常は、アクリルポリマー）中でのナノカプセル化によってナノ着色剤に変換することができる。カプセル化方法は、通常は染料を分散させるポリマーの球状ナノ粒子を形成するために乳化重合するものであることに留意されたい。ナノ着色剤を調製するのに使用する染料分子（又は、無機化合物）が蛍光性である場合、ナノ着色剤を蛍光性とすることができる。本発明の物品に使用するナノ着色剤を形成するために使用することができる蛍光染料の非限定的な具体例は、ペリレン誘導体、アントラセン誘導体、インジゴイド及びチオインジゴイド誘導体、イミダゾール誘導体、ナフタルイミド誘導体、キサンテン、チオキサンテン、クマリン、ローダミン、又は（２，５−ビス［５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾオキサゾリル］−チオフェン）、及びこれらすべての誘導体である。無機ナノ粒子は、その消光係数が通常はかなり低いが、ナノ着色剤として使用することもできる。無機蛍光ナノ粒子の例としては、ランタニド錯体及びキレート（例えば、ユウロピウムキレート）があるが、これらに限定されない。これらの無機ナノ着色剤のいくつかは、有機蛍光着色剤よりも大きなストークスシフトを発現することができ、すなわち励起波長よりも格段に長波長側で発光することができることに留意されたい。

本発明のレンズの配合物に使用する蛍光染料は、昼光照明下、又は電球点灯時（夜間）エッジ色の色度を変更するために非蛍光染料と組み合わせることができる。非蛍光染料は、次の群：アゾ染料、メチン染料、ピラゾロン、キノフタロン、ペリノン、アントラキノン、フタロシアニン及びこれらすべての誘導体から選択されるが、これらに限定されない。染料の選択は、使用する電球とレンズとの相乗効果を最大にすべきである。言い換えれば、電球（例えば、ハロゲン電球）によって発せられる光は、視覚効果の所望の色が最大強度で得られ、ビーム色がＳＡＥ要件（白色ビーム）を遵守するように、レンズによって変換されなければならない。電球とレンズ中の蛍光染料との相乗効果を生じさせることによって、カンデラ要件で表されるビーム強度、及びヘッドランプ中の全光束を制御することができる。さらに、ＣＩＥ １９３１ 色度図でＳＡＥによって定義された許容設計空間内でビーム色をカスタマイズすることも可能である。例えば、青色レンズ／ハロゲン電球の組合せは、「ナチュラル」レンズよりも透明な（又は「白色度の増した」）ビームを発現することができる。肉眼では、この差は優れた照明性能として認識される。この「白色度の増した」照明は、キセノン電球（すなわち、ＨＩＤランプ）の重要な特徴であるが、これらのランプは、対向車のドライバーが経験する不快グレアとして知られていることに留意しなければならない。青色レンズ／ハロゲン電球の組合せは、非常に著しい青色視覚効果を発現するだけでなく、「ナチュラル」色レンズ／ハロゲン電球の組合せに比べて照明性能の改善をなす「白色度の増した」ビームも提供する。ハロゲン電球によって発生される白色度の増したビームは、ＨＩＤランプで観察される同じグレア効果を生じないことに留意されたい。最終的な外部レンズ／電球の組合せは、ＣＩＥ １９３１色度座標によって定義され、好ましくはＡＳＴＭ規格Ｅ３０８−６６に提示されているような分光測光方法を使用して測定される下記の境界の内側のビーム色を与えるように設計される。

ｘ＝０．３１（青色境界）
ｘ＝０．５０（黄色境界）
ｙ＝０．１５＋０．６４×（緑色境界）
ｙ＝０．０５＋０．７５×（紫色境界）
ｙ＝０．４４（緑色境界）
ｙ＝０．３８（赤色境界）
レンズ組成物に使用する染料の熱安定性は、自動車用途では、適切には３００℃超、好ましくは３２０℃、さらに好ましくは３５０℃である。他の用途では、レンズと共に用いられるランプの加熱特性に応じて、これよりも低い又は高い温度が必要とされることもある。顔料、特に無機顔料ではなく有機染料を使用するのが重要である。その理由は、顔料は光を散乱させる傾向があり、したがって成形レンズのヘイズを増大させるからである。ポリカーボネート組成物に完全に溶解するか、又は光を大いに散乱させない粒子中に分散する顔料は、非常に少ない使用量で許容することができる。

本発明のレンズポリカーボネート成分には、式（Ｉ）の構造単位及び４以上の重合度を有する組成物が含まれる。

式中、Ｒ^１は芳香族有機基である。本発明に適したポリカーボネートは、界面法、溶融法、活性化カーボネート溶融法、及び固相法をを始めとする様々な方法で製造することができる。例えば、ポリカーボネートは、ジヒドロキシ化合物の界面反応で製造することができる。好ましくは、Ｒ^１は芳香族有機基、さらに好ましくは式（ＩＩ）の基である。

式中、Ａ^１及びＡ^２は各々単環式二価アリール基であり、Ｙ^１は、Ａ^１とＡ^２とを０、１又は２原子で隔てる橋かけ基である。例示的な実施形態では、Ａ^１とＡ^２は１原子で隔てられる。この種の基の例示的な非限定的な例は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ_２）−、−Ｃ（Ｏ）−、メチレン、シクロヘキシル−メチレン、２エチリデン、イソプロピリデン、ネオペンチリデン、シクロヘキシリデン、シクロペンタデシリデン、シクロドデシリデン、アダマンチリデンなどである。別の実施形態では、Ａ^１とＡ^２との間に原子は介在しない。例示的な例は、ビフェノール（ＯＨ−ベンゼン−ベンゼン−ＯＨ）である。橋かけ基Ｙ^１は、メチレン、シクロヘキシリデン又はイソプロピリデンのような炭化水素基又は飽和炭化水素基とすることができる。

ポリカーボネートは、Ａ^１とＡ^２とが１原子のみで隔てられるジヒドロキシ化合物の反応によって製造することができる。本明細書では、「ジヒドロキシ化合物」という用語は、例えば下記の通りの一般式（ＩＩＩ）を有するビスフェノール化合物を包含する。

式中、Ｒ^ａ及びＲ^ｂは各々独立に水素、ハロゲン原子又は一価炭化水素基を表し、ｐ及びｑは各々独立に０〜４の整数であり、Ｘ^ａは式（ＩＶ）の基の１つを表す。

式中、Ｒ^ｃ及びＲ^ｄは各々独立に水素原子又は一価線状若しくは環状炭化水素基を表し、Ｒ^ｅは二価炭化水素基である。

適切なジヒドロキシ化合物の例示的な非限定的例には、二価フェノール、及び米国特許第４２１７４３８号に（一般又は特定の）名称又は式で開示されるものなどのジヒドロキシ置換芳香族炭化水素が含まれる。式（ＩＩＩ）で表すことができるタイプのビスフェノール化合物の非排他的なリストの具体例には、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン；１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン；２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（以降、「ビスフェノールＡ」又は「ＢＰＡ」）；２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン；２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン；１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ブタン；ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン；２，２−ビス（４−ヒドロキシ−１−メチルフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）プロパン；２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパンなどのビス（ヒドロキシアリール）アルカン；１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン；４，４”−ビフェノール；及び１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンなどのビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカンなど、並びにこれらの１種以上を含む組合せが含まれる。

ホモポリマーではなくカーボネートコポリマーを使用することが望ましい場合、２種以上の様々な二価フェノール、或いは二価フェノールとグリコール、又はヒドロキシ末端若しくは酸末端ポリエステル、又は二塩基酸、又はヒドロキシ酸、又は脂肪族二酸とのコポリマーの重合から得られるポリカーボネートを使用することも可能である。一般に、有用な脂肪族二酸は炭素原子数約２〜約４０のものである。好ましい脂肪族二酸は、ドデカン二酸である。

ポリカーボネート成分は、この種の樹脂組成物に通常は組み込まれる種々の添加剤も含むことができる。このような添加剤は、例えば充填剤又は補強剤；熱安定剤；酸化防止剤；光安定剤；可塑剤；帯電防止剤；離型剤；追加の樹脂；及び発泡剤である。上記の添加剤のいずれかの組合せを使用することができる。このような添加剤は、組成物を形成するための成分を混合している間の適切な時に混合することができる。

外部レンズは、通常はコンパウンドの形のポリカーボネート樹脂組成物の射出成形によって製造される。ポリカーボネート配合物は、組成物を適切に混合するために通常は押出機でコンパウンドされる。単軸押出機の使用が考えられるが、混合を最適化し、最終製品中に散乱粒子が生じる可能性を低減し、又は単にいくつかのペリレン誘導体（融点約３００℃）など不溶な高融点着色剤に由来する恐れがある潜在的な条痕の問題を回避するには二軸押出機が通常は好ましい。ポリカーボネート組成物は一般に光安定化され、レンズはＵＶ吸収コーティングでコートされるが、改善された光堅牢性と熱安定性を併せ持つ染料を使用することが重要である。改善された光堅牢性及び高い熱安定性をもつ蛍光染料のよい例は、ＢＡＳＦによって供給されるＬｕｍｏｇｅｎ Ｏｒａｎｇｅ Ｆ−２４０、Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｅｄ Ｆ−３００、及びＬｕｍｏｇｅｎ Ｙｅｌｌｏｗ Ｆ−０８３のようなペリレン誘導体である。

配合物に導入される極めて少量の染料を十分に制御してレンズの色をうまく調整するために、容量又は重量フィーダの使用が強く推奨される。フィーダは、ポリカーボネート樹脂粉末（好ましくは粉砕粉末）中のコンセントレートのレットダウンを供給し、或いはペレットの形の予めコンパウンド（押出）されたカラーマスターバッチを供給することができる。レットダウン中の着色剤の使用量、又はマスターバッチの濃度は、フィーダの能力、特に供給速度に依存する。一般に、粉末レットダウンは、着色剤（すなわち染料）と粉末の比が１０：１〜１００００：１である。染料混合物をレットダウンの形で使用し、単一フィーダから供給することもできるものの、最も好ましい方法ではない。不十分な色制御によって、ヘッドランプ用途に適さない、すなわちビーム色又は光出力がＳＡＥ規格を遵守しないレンズが生じる恐れがある。

具体的には光源と相互作用して、不快グレアを低減しながらカラー視覚効果を生じるレンズを製造することができる。これは、例えば不快グレアの原因となる青色光の一部分が、肉眼のスペクトル感度の低い長波長側にシフトするように蛍光染料を含有するレンズを使用することによって得ることができる。例えば、ＢＡＳＦ Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｙｅｌｌｏｗ Ｆ−０８３のような黄色蛍光染料、又はＬｕｍｏｇｅｎ Ｒｅｄ Ｆ−３００のような赤色蛍光染料のスペクトル特性は、ビーム色をそれぞれ、黄色又は赤色にシフトさせ、ビームが「青く」見えなくなり、対向車のドライバーからみて快適さが増す。視覚効果レンズと、ハロゲンよりも普及していない電球との他の組合せは、車両に対するカスタマイズされた美的効果だけでなく、カスタマイズされた照明性能を与えることができる。一例は、可視域外の波長（例えば、３８０ｎｍ未満）を吸収し、可視域で再度発する蛍光染料を含有するレンズを、（例えば、ＨＩＤ電球として）ＵＶに富んだ光源と組み合わせて使用することであろう。これは、ナチュラルレンズからの発光に比べてビームの可視強度が増大するということであり、潜在的に所要電圧の低下、したがってバッテリー電力の節約を可能にするはずである。さらに、非フォトルミネッセンス染料をポリカーボネート組成物に添加して、さらに光源の色度をシフトさせ、照明用ヘッドランプビームの所望の色度をもたらすことができる。

本発明を使用して、光源のビーム色度のシフトをもたらすことができる。ＳＡＥ要件によって決定される適法な色又は非適法な色を有するランプの照明用ビーム出力をもたらすために使用する光源を決定する際に、染料の組成物（すなわち、フォトルミネッセンス及び非フォトルミネッセンス）を選択することができる。大半の欧州諸国、及び日本、中国等のような国では、ヘッドランプがＳＡＥ要件を遵守する必要がないことに留意されたい。したがって、本発明は、ＳＡＥ規格だけに限定されるものではない。本発明の別の実施形態は、使用すべき光源が、高輝度ハロゲン光源、すなわちハロゲン赤外反射電球である。この実施形態の目的は、照明用ヘッドランプ出力が、ＳＡＥ要件によって示唆されているような許容可能な境界内でｘ色度をもたらすことである。

図１は、本発明によるヘッドランプ用のレンズの実施形態を示す。レンズは、概して凸形の湾曲を有する外表面１０、及び平坦又は凹形とすることができる対向する後方表面１１を有する。そのエッジ１２におけるレンズの全厚は、０．５〜１０ｍｍ、例えば３．０ｍｍである。レンズの中央部分は、構造完全性が維持されることを条件として、エッジの厚さよりも厚くても薄くてもよく（所要厚さは、レンズの他の寸法にある程度依存する）、表面に切り込まれたリブライン１３の形成の結果として可変とすることができる。レンズの外表面の設計特徴は、突起、又は窪みとすることができる。窪みの場合は、Ｖ字形状が通常は好ましい。突起は、好ましくは方形の上部を有するが、丸い上部でも可能である。レンズの全体的形状は、示されているように丸みのある矩形とすることができ、或いは円形、又は卵形、又は特定のランプで使用するのに適した他のいかなる形状とすることもできる。例えば、いくつかの自動車ヘッドランプ用途の場合、レンズは、車両のフロントコーナーの周りに達することがあり、車両の前面と側面の部分にまたがる。

本発明のレンズは、直接又は間接にヘッドランプハウジングに固定することができる。本発明は、光源と視覚効果外部レンズとの相乗的な組合せが、類似の又は改善された照明性能をもつ新しい美的解決策をもたらす照明装置などヘッドランプレンズ以外の用途に変換することもできる。

本発明のレンズは、特有の用途でのその有用性を高めるため、表面コーティングで処理することができる。例えば、自動車ヘッドランプ用のレンズの場合は、紫外線吸収剤の表面コーティングを設けて、それが無ければＵＶの影響を受けやすいポリカーボネートの寿命を延ばすことが通常である。このようなＵＶ−保護コーティングは、紫外線安定剤を含有するアクリル系又はシリコーン系ポリマーから作製することができ、通常は蒸着又は化学堆積によって塗布される。コーティングを、通常は外表面及びエッジに塗布するが、望むならレンズの外部全体塗布することができる。本発明のレンズは、他の環境、例えばプール照明で装飾的効果をもたらすために使用することもできる。この場合、耐薬品性コーティングを使用すれば、ポリカーボネートがプールの化学薬品による劣化から保護されるはずである。或いは、耐薬品性ポリカーボネート配合物を使用することもできる。図２は、ヘッドランプの分解図を示す。ヘッドランプは、リフレクタアセンブリ２５を収容するハウジング２２、光源２６、及び車両の電気系統に取り付けるための電気コネクタ２１を有する。ベーゼル２７及びレンズ２３は、ハウジングをから出ていく光が、ベーゼル及びレンズを通過するようにハウジングの外部に配置する。ベーゼル２７及びレンズ２３のどちらか又は両方は、本発明に従ってフォトルミネッセンス材料を含むポリカーボネートから作製することができる。ベーゼル及びレンズ２３が有機蛍光染料を含む場合、染料は同じでもよく、或いは２色効果をもたらすために異なってもよい。図２は、１つの特有のヘッドランプ設計を示すこと、実際の形状及び構造には多数の代替物が存在することが理解されよう。例えば、ベーゼルを省略してもよく、ハウジングとリフレクタは単一部品とすることができる。

ビーム色度の実質的な改善は、光をレンズにレンズに通すだけで得ることができるが、フォトルミネッセンス材料によって発せられた光の一部又は全部を光源ビームパターンの方向に積極的に向け直すことによってさらにビーム色度を改善することが可能である。したがって、本発明の別の実施形態は、このように働くレンズを提供することである。例えば、フォトルミネッセンスから発せられた光を、レンズ内の代わりにリフレクタアセンブリに向け直すように、溝又は突起、及びレンズエッジリフレクタなどレンズの他の設計特徴を組み込むことができる。図３は、本発明の好ましい実施形態によるヘッドランプの光線図及び概略を示す。ヘッドランプは、フォトルミネッセンス材料によって発せられた光がレンズから逃れてリフレクタアセンブリ２５に向かうことを可能にする溝３０及び突起３２など、レンズ２３の後方表面に配置された設計特徴を含む。次いで、リフレクタアセンブリ２５は、フォトルミネッセンス材料によって発せられ、光源２６によって発生させられたようにレンズを逃れることができる光を反射する。フォトルミネッセンス材料によって発生されたこの光は、通常光源２６によって発生された光とは異なる平均色度を有する。したがって、効果は、照明用ヘッドランプ色度をさらにシフトさせることである。

図３及び４は、とりわけ光源２６、リフレクタアセンブリ２５及びレンズ２３を示す。光源２６によって発生された光を、レンズとリフレクタアセンブリ２５との間にある中抜き矢印で表す。光源２６によって発生された光の一部は、レンズを通り抜けてヘッドランプの外側にいくときのような角度でレンズ２３に当たる。これは、照明用ビーム３１において中抜き矢印によって描写されている。レンズ２３を通過するときの光は、レンズ２３に含まれているフォトルミネッセンス材料と相互作用することができる。次いで、フォトルミネッセンス材料は光を発し、この光はレンズ表面に対する方向に応じて、逃避を弱め、又はレンズ２３内を伝わる。図３に示すように、この光の一部は、レンズ２３を通り抜けてレンズ２３の外部部分に向け、装飾的エッジ効果３３をもたらすことができる。或いは、フォトルミネッセンス材料によって発せられる光の一部は、突起３２及び溝３０によってレンズを逃れてリフレクタアセンブリ２５に向かうことができる。溝３０及び突起３２によってレンズを逃れることができる光を、図３及び４に下向き塗り矢印で示す。設計特徴、すなわち溝３０及び突起３２は、レンズ２３の内表面上に配置されている。これらは、フォトルミネッセンス材料効果によって発せられる光用の出口点を生じ、したがってレンズ２３内で伝えられる光の量を低減することができる。フォトルミネッセンスによってレンズ２３内で発生された、レンズ２３を逃れることができる光を、次いでリフレクタ２５によって光源２６の出力ビームと組み合わせる。これを、図３及び４に上向き塗り矢印と中抜き矢印を組み合わせて示す。これは、フォトルミネッセンス材料によって発せられた光が通常は光源２６の出力とは異なる平均色度を有するので、光源２６の出力ビームのビーム色度をさらにシフトさせる効果を有する。次いで、この反射されたフォトルミネッセンス光の一部はレンズ２３を通過し、ヘッドランプ照明用ビーム３１と組み込まれる。

図４は、本発明のさらに別の実施形態を示す。図３のレンズ設計特徴、すなわち突起３２及び溝３０に加えて、図４は、エッジリフレクタ３４を含む。フォトルミネッセンス材料から発せられた光によってもたらされるエッジ効果は、レンズ上のエッジリフレクタ３４を使用することによってさらにレンズ２３に再度向け戻すことができる。すなわち、図３に加えて、図４のヘッドランプはさらに、レンズ２３を通り抜けて伝わり、エッジに到達する光の少なくとも一部を反射するエッジリフレクタ３４である設計特徴をレンズ２３に含む。図４は、外部エッジに向けられた光を、エッジリフレクタ３４によってレンズに反射し戻すヘッドランプの簡略図を示す。エッジリフレクタ３４は、一般にＢａＳＯ_４、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、マイカなどの白色無機顔料をベースとするコーティングである反射層である。金属コーティング（アルミニウム、銀、又は他の高反射金属若しくは合金をベースとするものなど）も可能である。エッジリフレクタ２４は、ＴｉＯ_２、ＢａＳＯ_４、ＺｎＯ、マイカ、金属顔料など（アルミニウム、銀、又は反射層を形成するのに十分な反射性を有する他の金属及び合金など）の反射顔料を含有する熱可塑性材料で作製することもできる。反射層は、３０％以上、好ましくは５０％、さらに好ましくは７０％の反射性を有する必要がある。

本発明のこの実施形態では、エッジリフレクタ３４は、すべてのエッジ又はレンズ２３のエッジ全体上に存在する必要がないことに留意されたい。エッジリフレクタ３４は、レンズの１以上のエッジの一部分しかカバーしなくてもよい。さらに、エッジリフレクタ３４は、すべてのエッジ又はレンズ２３のエッジ全体をカバーすることができる。したがって、装飾的エッジ効果３３は、エッジリフレクタ３４の使用を組み込む場合でさえ依然として得ることができる。さらに、図３及び４に示されているビーム色度をさらに改善する方法は、使用する光源のタイプ、所望の照明用ビーム色度、及び所望のエッジ効果量に応じてケースバイケースで適用することができる。例えば、自動車ヘッドランプにおける設計特徴は、ビーム測光全体が依然としてＳＡＥ Ｊ１３８３及びＳＡＥ Ｊ５７８規格に準拠するように適用することができる。

光源（又は電球）は、複数のカテゴリーに分類することができる。標準ハロゲン、高輝度ハロゲン（例えば、ハロゲン赤外反射）、高輝度ガス放電、及び固体光源が、この分類として挙げられる。下記のセクションでこのような光源及びその技術を詳述する。

標準ハロゲン電球
ハロゲンランプは、気密封止型光透過性外囲器、及びその外囲器の中のタングステンフィラメントを含む。混合物が、外囲器内に配置されている。混合物は、不活性ガス、ハロゲン含有化合物、及び酸素をゲッタリングすることができる化合物を含む。付勢すると、可視波長域の光が、外囲器内の放射タングステンフィラメントによって発生する。

ハロゲンランプは、高温アルミノケイ酸ガラス、石英、又は他の透明材料から形成された管状光透過性外囲器を有する。タングステンフィラメント又はコイルは、慣例のピンチシールを貫通して延伸するモリブデンから形成された導入線によって外囲器内に支持されている。導入線は、ダブルエンドランプの場合、外囲器の両端から延伸し、或いはシングルエンドランプの場合、外囲器の同じ端から延伸することができる。望むなら、モリブデン導入線を、溶接、ろう接又は他の適切な手段によって、同程度以上の直径の高価でない金属に接続して、フィラメントを電気接続し、さらにランプを支持することができる。導入線は、ランプを付勢するためランプの基部を経由して電源に電気接続する。

ヘッドライト、及びランプの光出力を修正することが望ましい他の使用の場合、ランプ外囲器は、その内表面及び外表面の少なくともいずれかをフィルター材料のコーティングで被覆することができる。コーティングでフィルターをかけて、フィラメントからの放射の一部分を外囲器を出ていく光から取り除く。ヘッドライトの場合などの「青色」ランプの場合、フィルターは、赤色光及び黄色光の一部分を取り除き、青色外観を与える。赤外フィルター及び又はＵＶフィルターを使用することもできる。ランプ外囲器をフィルター材料でドープ処理することもできる。

高輝度ハロゲン光源、及びハロゲン赤外反射（ＨＩＲ）光源
高輝度ハロゲン光源は、通常はダブルエンドタングステンハロゲンＩＲランプである。シングルエンドランプを始めとする他のタングステンハロゲンＩＲランプを使用することもできる。ランプは、高温アルミノケイ酸ガラス、石英、又は他の透明材料から形成された管状光透過性外囲器を有する。タングステンフィラメント又はコイルは、慣例のシールを貫通して延伸するモリブデンから形成された導入線によって外囲器内に支持されている。導入線は、ダブルエンドランプの場合、外囲器の両端から延伸し、或いはシングルエンドランプの場合、外囲器の同じ端から延伸することができる。望むなら、モリブデン導入線を、溶接、ろう接、又は他の適切な手段によって、同程度以上の直径の高価でない金属に接続して、フィラメントを電気接続し、さらにランプを支持することができる。導入線は、ランプを付勢するためランプの基部を経由して電源（図示せず）に電気接続する。

ハロゲン赤外反射（ＨＩＲ）電球は、特有の耐久性赤外反射コーティングを電球カプセルに塗布したタングステンフィラメントハロゲン電球である。コーティングによって、電球の発光効率が高まり、普通ならフィラメントで損失するはずの熱エネルギーを集中させる。このようなコーティングをＩＲ波長をフィラメントに反射し戻す多層薄膜技術によって作製することができる。この反射効果によって、電気エネルギーの使用量を低減しつつ、フィラメントの作動温度を高めることができる。

高輝度ガス放電（ＨＩＤ）
高輝度ガス放電ランプは、気密封止光透過性外囲器、及びその外囲器の中のタングステン電極を含む。混合物が、外囲器内に配置されている。混合物は、不活性ガス、貴ガス、金属塩、中でも希土類塩を含み、水銀、及びハロゲン含有化合物も含むことができる。付勢すると、外囲器内の放射体の気体によって可視波長域の光を発光する。他のガス放電ランプを使用することもできる。

高輝度ガス放電ランプは、高温アルミノケイ酸ガラス、石英、セラミック、又は他の透明材料から形成された管状光透過性外囲器を有する。タングステン電極は、慣例のシールを貫通して延伸するモリブデンから形成された導入線によって外囲器内に支持されている。望むなら、モリブデン導入線を、溶接、ろう接、又は他の適切な手段によって、同程度以上の直径の高価でない金属に接続して、フィラメントを電気接続し、さらにランプを支持することができる。導入線は、ランプを付勢するためランプの基部を経由して電源（図示せず）に電気接続する。高温アルミノケイ酸ガラス又は他のＵＶ遮断透明材料から形成されたＵＶ遮断シュラウドを、発光管の周りに取り付けることができる。

ヘッドライト、及びランプの光出力を修正することが望ましい他の使用の場合、ランプシュラウドは、その内表面及び外表面の少なくともいずれかをフィルター材料のコーティングで被覆することができる。コーティングでフィルターをかけて、フィラメントからの放射の一部分を外囲器を出ていく光から取り除く。ランプ外囲器及び／又はシュラウドをフィルター材料でドープ処理することもできる。

固体光源
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、印加電圧の結果、順方向電流が流れると可視光が生成するｎ−ｐ半導体接合を含む不可分なディスクリート光源ユニットである。他の固体光源も使用することができる。

次に、本発明を、下記の非限定的実施例を参照して記述する。

実施例１
本発明用の広範囲の光透過性特性を作製する能力を示すために、下記の表１（単位：重量部）に示すポリカーボネート配合物（Ｂ）〜（Ｅ）を設計した。標準的なＬｅｘａｎ（登録商標）ＬＳ−２ポリカーボネートの押出条件を用いてコンパウンドする段階のため、二軸押出機を使用した。自動車照明、特に自動車ヘッドランプに使用する標準的なポリカーボネート製品（ＬＥＸＡＮ（登録商標）ＬＳ２−１１１）を比較として選択した。各配合物について、技術データシートにその材料向けに定義された標準処理条件に従って、高光沢仕上（寸法：１０．１６ｃｍ×７．６２ｃｍ×３．０ｍｍ）の装飾用プレートを成形した。

使用する低流動性ＰＣ樹脂は、平均分子量（Ｍｗ）２９９００のポリ（ビスフェノールＡカーボネート）である（本願中のＰＣの分子量はすべて、ＧＰＣ、すなわちゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって、絶対ポリカーボネート標準物質に対して決まる）。使用する高流動性ＰＣ樹脂は、平均分子量（Ｍｗ）２１９００のポリ（ビスフェノールＡカーボネート）である。熱安定剤は、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイトである。離型剤は、ペンタエリトリトールテトラステアレートである。紫外線安定剤は、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾル−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノールである。ピグメントブルー６０は、ＢＡＳＦ（ＢＡＳＦ Ｈｅｌｉｏｇｅｎ Ｂｌｕｅ Ｋ６３３０）から得た。ソルベントバイオレット３６は、Ｂａｙｅｒ（Ｂａｙｅｒ Ｍａｃｒｏｌｅｘ Ｖｉｏｌｅｔ ３Ｒ）から得た。ＯＢ−１８４（すなわち、２，５−ビス（５’−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン）は、Ｃｉｂａ（Ｃｉｂａ Ｕｖｉｔｅｘ ＯＢ）から得た。

Ｇｒｅｔａｇ ＭａｃＢｅｔｈ ７０００Ａ分光光度計を使用して、Ｃ光源２度視野を選択して透過モードでチップ上の色座標を測定した。計器は、製造業者仕様書に従ってホワイトキャリブレーションタイルを使用して較正した。測定には、大可視領域及び大口径を使用した。他の設定は、正反射光込み（ＳＣＩ）、及びＵＶ部分込み（ＵＶＤ６５の場合ＵＶタイルで較正）を含むものであった。ＭａｃＢｅｔｈ Ｏｐｔｉｖｉｅｗ ５．２ソフトウェアでデータを記録し、Ｃ光源２度視野のＣＩＥ １９３１（Ｙｘｙ）色座標を算出した。表２に、ＣＩＥ １９３１（Ｙｘｙ）色座標をまとめる。

Ｙは、３．０ｍｍでの装飾用プレートの光透過性に対応するので、結果は、材料Ｂ〜Ｅが、本発明の好ましい範囲内で広範な光透過性をカバーしていることを立証している。さらに、ｘ色度値がＡからＥにいくに従って漸進的に低下することに留意しなければならない。この大幅なシフトは、透明（Ａ）から最も青色の配合物（Ｅ）への漸進的シフトを示している。最も強力な青色シフトは、比較的低い使用量の着色剤：約０．００４％未満の非蛍光着色剤、及び約０．０５％の有機フォトルミネッセンス染料で得られることを記載すべきである。

実施例２
自動車で路上使用する場合の着色レンズ適用の実現可能性を試験するために、本発明による自動車ヘッドランプをビーム色及び測光について試験した。予め仕様書で説明されたように、自動車製造者によって取り付けられた自動車ヘッドランプはすべて、許容可能なビームパターンを生成し、ヘッドランプ色規制を満たす必要がある。

より低いビームをＨＢ４（ＡＮＳＩ ９００６）辺りに設計した４灯ヘッドランプシステムからのヘッドランプは、高ルーメンＨＩＲ２（ＡＮＳＩ ９０１２）光源にも適用することができるため選択した。ＨＢ４及びＨＩＲ２は、同一の光中心距離及び重複コイルボックスを有し、それによって光源が、フィラメント画像機器から光学物として交換可能になるはずである。高いルーメン出力のため、ＨＩＲ２光源を有するヘッドランプは、ビームパターン規制を通過することは演繹的に予想されないが、得られるビームパターンは、一次近似で整合するものであると予想される。

ヘッドランプは、リフレクタ光学素子型であり、標準透明レンズなしで組み立てられた。レンズＡ〜Ｃ（表２を参照のこと）を与える１つの対照レンズ、及び異なる樹脂配合物を有する２つのレンズ調製物を使用した。これらの３つのレンズを、両方のヘッドランプの測光、及び色測定のため使用した。

測定設備は、１８．２９ｍにインライン光度計ヘッドを有するＬＭＴ ＧＯ−Ｈ １２００ゴニオ光度計からなるものであった。ＣＨ−６０精密色彩色差計ヘッドに接続させた補助ＬＭＴ Ｃ １２００三刺激色彩色差計には、電球中心から３．０５ｍの距離に光度計ヘッドをインラインで設けることができる。

色測定の場合１０Ｕ−９０Ｕ領域を除去した点を除いて、ヘッドランプの低ビーム用のＵＳヘッドランプ規制（４９ＣＦＲ５７１．１０８）で指定されている点のそれぞれのビーム強度及びビーム色を、光源及び３つのレンズの各々について測定した。

所与のレンズ処方向けの典型的な実験は、２つのパートで存在するものである。第１のビーム測光は、光度計ヘッドを目標とした位置のランプから読み出す。電球を１２．８Ｖで付勢した。その開始位置で終わるランプでビーム測光を終了した後、補助三刺激色彩色差計を、ヘッドランプ中心から３．０５ｍの場所に設け、ビーム測光に使用するのと同じプログラムを使用して、ビーム色を、その元の目標位置で始まるランプについて読み出す。

自動車外部レンズを、ポリカーボネート配合物（Ａ）〜（Ｅ）から形成した。さらに、青色エッジ光沢効果は、改善された照明性能に美的効果の恩恵も加えて目に見える。

表４に、ＨＩＲ２及びＨＢ４光源並びにレンズ材料Ａ〜Ｅについて、ビーム測光試験からのイソカンデラ測定（積分ヘッドランプルーメン）及び平均ビーム色度（ｘ、ｙ）の結果をまとめる。予想どおりに、積分ルーメンによって示されるビーム強度は、レンズの光透過性に応じて低下する。両方の光源では、透明レンズからレンズ材料Ｃまで、大幅にシフトされたビーム色を、ｘ色度値のシフトによって示すように測定することができる。これは、ビーム色が、ＳＡＥ Ｊ５７８「白色光」の青色域にシフトしていることが明らかに指摘している。ヘッドランプ中に、ＨＩＲ２電球と材料Ｅから成形されたレンズとを組み合わせることによって測定する最も青色のビームを得た。しかし、ＨＩＲ２電球とレンズＣの組合せから得られるビーム色は、ＥＣＥ規制 ９９ ＨＩＤ規格の際に非常に近くなり、設計特徴がレンズに加わっていれば正確なＨＩＤ色空間を達成できることが示唆されていることに留意しなければならない。参照として、市販のＨＩＤ電球（Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｄ２Ｓ電球）の色度をＣＩＥ１９３１線図上に描く（ｘ＝０．３８±０．０２５、及びｙ＝０．３９±０．０１５）。表４から、下記の組合せが、実験に使用するレンズ／ヘッドランプ設計に好ましいと結論付けることができる。

ＨＩＲ２光源及び材料Ｄから成形されたレンズを装備したヘッドランプは、全照明用光出力約５０７ルーメン（積分ルーメン）、並びに色度値ｘ約０．３９６６及びｙ約０．３９６２を有する。

ＨＩＲ２光源及び材料Ｅから成形されたレンズを装備したヘッドランプは、全照明用光出力約４５３ルーメン（積分ルーメン）、並びに色度値ｘ約０．３８５１及びｙ約０．３９２５を有する。

上記に記載する組合せは、ＥＣＥ規制９９ ＨＩＤ規格に、さらには最も標準的なＨＩＤ電球の１つ（Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｄ２Ｓ）のための公開された規格に包含されることは注目に値する。さらに、レンズ材料Ｅを装備したヘッドランプは、ＨＩＤ電球の例に極めて近い色度を有し、したがって良好な色合せが確認される。さらに、このレンズを有するヘッドランプの光出力は、透明レンズ（Ａ）を装備した標準ＨＢ４（ＡＮＳＩ ９００６）よりも約１０％高いと予想される。この結果は、本発明を用いると、ＨＩＤヘッドランプの色度に整合する光ビームを発し、ＨＢ４／透明レンズコンビネーションなどの標準ハロゲンシステムよりも改善された光出力を与えるヘッドランプを得ることができることを実証している。青色ハロゲン電球（Ｓｉｌｖｅｒｓｔａｒ（登録商標）電球など）は、ＨＢ４と同様のその規格に従って１２．８ボルトで作動させると約１０００ルーメンしか発しないことにも留意しなければならない。その結果、このような電球は、ＨＢ４／透明レンズコンビネーションよりも高い全照明用光出力（積分ルーメン）は生じないと予想され、したがって本発明のヘッドランプに及ばない。

実施例３
下記に記載するポリカーボネート配合物（Ｆ）（注：これは、２００２年５月１３日出願の米国特許出願第１０／０６３７９１号の結果の欄に記載された配合（Ｄ）と同じである）は、外部レンズ用の広範な視覚効果色を生じる能力を示すと定義される。標準的なＬｅｘａｎ（登録商標）ＬＳ−２ポリカーボネートの押出条件を用いてコンパウンドする段階のため、二軸押出機を使用した。各配合物について、カラーチップ（５．０８ｃｍ×７．６２ｃｍ×３．２ｍｍ）を成形し、チップについてＭａｃＢｅｔｈ ７０００Ａ分光光度計を使用して、Ｃ光源２度視野を選択して透過モードで色座標を測定した。

ポリカーボネート樹脂組成物（Ｆ）は、平均分子量（Ｍｗ）２９９００のポリ（ビスフェノールＡカーボネート）６５部、平均分子量（Ｍｗ）２１９００のポリ（ビスフェノールＡカーボネート）３５部、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト０．０６部、ペンタエリトリトールテトラステアレート０．２７部、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾル−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール０．２７部、２，５−ビス（５’−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン（Ｃｉｂａ Ｕｖｉｔｅｘ ＯＢ）０．０５部、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０（ＢＡＳＦ Ｈｅｌｉｏｇｅｎ Ｂｌｕｅ Ｋ６３３０）０．０００１部、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット３６（Ｂａｙｅｒ Ｍａｃｒｏｌｅｘ Ｖｉｏｌｅｔ ３Ｒ）０．００００５部を混合することによって調製した。

レンズ（Ｆ）は、実施例２で成形されたレンズに比べて、設計特徴（すなわち、突起、溝、及びカット）が多いことに留意されたい。ＨＢ４（ＡＮＳＩ ９００６）光源を装備した場合、ヘッドランプビーム色を、白色／青色度の高いビーム色にシフトさせたことが明らかであった。さらに、カラー視覚効果は、レンズのアクセント特徴（突起、溝、及びカット）から観察された。

自動車外部レンズをポリカーボネート配合物（Ｆ）から成形した。レンズを自動車ヘッドランプに組み込むと、ヘッドランプビーム色は白色であることが明らかであったが、レンズの設計特徴（突起、線、及びエッジ）から輝く強力なカラー視覚効果が観察された。

配合物（Ｆ）から成形されたレンズをハロゲン電球と組み合わせて、ヘッドランプ構成においてＳＡＥ適合性を試験した。ＳＡＥ Ｊ１３８３に従って照明性能を評価するために、ナチュラル色Ｌｅｘａｎ（登録商標）ＬＳ−２ 樹脂を基準として使用した。表５に、イソカンデラ試験（全光束）、最大カンデラ（点輝度）、及びビーム色度（ｘ、ｙ）の結果をまとめる。最大カンデラもイソカンデラも、視覚効果レンズをハロゲン電球に組み合わせると、輝度の点から基準（ナチュラル色）の＋／−５％内である類似の光出力が得られると立証することは注目に値する。さらに、配合物（Ｆ）から作製された青色レンズを有するヘッドランプは、ＣＩＥ １９３１ｘ色度値が、０．４４２４から０．４０４０にシフトするとき、基準よりも青い（すなわち、白い）ビームを表示する。この結果は、ビーム色の目視評価によっても確認されている。

実施例２に比べてこの結果は、レンズにおいて設計特徴の効果を示している。さらに、約０．０００１５％という非常に少量の使用量の非蛍光染料を有機フォトルミネッセンス染料と組み合わせて使用する場合さえ、ＳＡＥ規格を満たし、ビーム色度値ｘが０．４０５未満であるヘッドランプを作製することは可能であることが示されている。

大部分のハロゲン電球の場合、平均ｘ色度が０．４０５超の光源では、ＨＩＲ電球、いくつかの固体光源、及び非常に少ないＨＩＤランプ、通常は実施例２のレンズ組成物（Ｄ）及び（Ｅ）が好ましい組成物である。これは、ビームをさらにシフトさせる溝又は突起などの設計特徴が限定された又は全くないレンズの場合でさえ、これらが最も著しい色シフトを生じるからである。レンズが、図３及び４に示すような溝及び突起などの設計特徴を有する場合、非蛍光染料の使用量を少なくする必要がある（蛍光染料使用量０．０５％に結合させた０．０００１５％でさえ、所望の結果をもたらす）。さらに、実施例３のレンズ組成物Ｆで記載したようなわずかな染料使用量でさえ、突起や溝などの適切な設計特徴を用いれば許容可能である。したがって、蛍光染料／非蛍光染料の比が約３３０（組成物Ｆ、実施例３）であると、所望の色度をもたらすことができる。しかし、レンズ中の設計特徴が限定された又は全くない好ましい染料組成物は、約１９（組成物Ｄ、実施例２）と１３（組成物Ｅ、実施例２）の比に対応する。どんな場合でも、好ましい蛍光染料使用量は、０．００５％〜０．５％であり、０．０１％〜０．２５％がさらに好ましい。

平均ｘ色度が０．４０５未満の光源、すなわち白色固体光源及び良好なＨＩＤ光源の場合、配合物（Ｂ）及び（Ｃ）の方が実施例２の（Ｄ）及び（Ｅ）よりも好ましい。これは、配合物（Ｂ）及び（Ｃ）が、上記で定義したＳＡＥ「白色ボックス」を越えてビームがシフトする危険性を低減するからである。好ましい非蛍光と蛍光の染料比は、＞２０である。好ましい蛍光染料使用量は、０．１％以下である。

自動車ヘッドランプに使用するランプレンズを示す図である。 自動車ヘッドランプの分解図である。 溝や突起などレンズ中の設計特徴が、フォトルミネッセンス材料からの発光の一部分をリフレクタアセンブリに再度向けるヘッドランプの概略図である。 反射層がレンズの外部エッジに発せられた光をレンズに反射し戻すヘッドランプの概略図である。

Claims (15)

1. 自動車ヘッドランプであって、
   光源を収納するハウジング（２２）と、
   ハウジング（２２）に収納された光源（２６）と、
   ハウジング（２２）に固定され、ハウジング（２２）に収納された光源（２６）からの光がレンズ（２３）を通過するように配置されたレンズ（２３）とを含み、
   レンズ（２３）が、ポリカーボネート及びフォトルミネッセンス材料を含み、ヘッドランプが自動車ヘッドランプ用のビーム測光及びビーム色度要件を遵守し、
   光源（２６）、及びレンズ（２３）の材料は、光源から発せられる光（２６）がレンズを通過するとき、ヘッドランプからの照明用ビームの平均ｘ色度座標が０．３４５〜０．４０５になるように色度が修正されるように選択されるヘッドランプ。
2. フォトルミネッセンス材料が有機蛍光染料を含む、請求項１記載のヘッドランプ。
3. レンズ（２３）がさらに非蛍光染料を含む、請求項１又は請求項２記載のヘッドランプ。
4. 蛍光染料が蛍光染料の０．０００１〜１重量％の濃度で含まれ、非蛍光染料が非蛍光染料の０．００００１〜０．１重量％の濃度で含まれる、請求項３記載のヘッドランプ。
5. 蛍光染料が蛍光染料の０．００５〜０．５重量％の濃度で含まれ、非蛍光染料が非蛍光染料の０．０００１〜０．０１重量％の濃度で含まれる、請求項３記載のヘッドランプ。
6. 蛍光染料がペリレン誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、スチルベン誘導体、インジゴイド及びチオインジゴイド誘導体、イミダゾール誘導体、ナフタルイミド誘導体、キサンテン、チオキサンテン、クマリン、ローダミン、（２，５−ビス［５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾオキサゾリル］チオフェン）、並びにその誘導体又は組合せからなる群から選択される、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のヘッドランプ。
7. 光源（２６）が
   高輝度ガス放電光源、
   固体光源、
   標準ハロゲン光源、及び
   ハロゲン赤外反射光源からなる群から選択される、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載のヘッドランプ。
8. 光源（２６）の平均ｘ色度座標が０．４０５超である、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のヘッドランプ。
9. 光源（２６）がハロゲン赤外反射光源であり、
   光源（２６）が低ビーム出力及び高ビーム出力を有し、
   低ビーム出力が９８０ルーメン以上であり、高ビーム出力が１１８０ルーメン以上であり、
   ヘッドランプが低照明用ビーム出力及び高照明用ビーム出力を有し、
   低照明用ビーム出力が４３０ルーメン以上であり、高照明用ビーム出力が６８０ルーメン以上である請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載のヘッドランプ。
10. 低ビーム出力が１２８０ルーメン以上、例えば１４８０ルーメン以上であり、高ビーム出力が１５００ルーメン超、例えば１６８０ルーメン以上であり、
    低照明用ビーム出力が４８０ルーメン以上、例えば５３０ルーメン以上であり、高照明用ビーム出力が７３０ルーメン以上、例えば７８０ルーメン以上である、請求項９記載のヘッドランプ。
11. レンズ（２３）がその主要表面（３２）上に形成された溝又は突起（３０）を有し、主要表面（３２）が光源（２６）及びハウジング（２２）に内向して面している、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載のヘッドランプ。
12. レンズ（２３）がエッジ及びエッジリフレクタ（３４）を有し、エッジリフレクタ（３４）がエッジの少なくとも一部をカバーし、それによってレンズ（２３）内を伝わり、エッジに到達する光がレンズ（２３）に反射し戻される、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載のヘッドランプ。
13. フォトルミネッセンス材料の量子収率が０．７以上、好ましくは０．９以上である、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項記載のヘッドランプ。
14. 請求項１乃至請求項１３のいずれか１項記載のヘッドランプに使用するためのレンズ（２３）。
15. 自動車ヘッドランプの色度の変更方法であって、
    第１の色度を有する光源（２６）及びハウジング（２２）を含む部分ヘッドランプアセンブリを選択する段階と、
    ポリカーボネート及び蛍光染料を含むレンズ（２３）を選択する段階と、
    レンズを部分ヘッドランプアセンブリに固定し、それによって請求項１乃至請求項１３のいずれか１項記載の自動車ヘッドランプを形成する段階とを含む変更方法。

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