JP7455996B2 - 集光装置およびハイロービーム一体型車両用ランプモジュール - Google Patents

集光装置およびハイロービーム一体型車両用ランプモジュール Download PDF

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Description

本発明は、車両用ランプに関し、具体的に、集光装置に関する。または、本発明は、さらにこの集光装置を備えるハイロービーム一体型車両用ランプモジュールに関する。
（関係出願の相互参照）
本出願は、２０２０年０５月２９日に提出された、出願番号が２０２０２０９５８３５０．Ｘである中国出願に基づいて優先権を主張し、その内容のすべては本明細書に参照として取り込まれる。
車両用ランプの分野において、ロービームおよびハイビームには測定点または測定領域に関する要求が多くある。ロービームおよびハイビームの配光パターンの分布は、例えば、中国の規格「ＧＢ ２５９９１－２０１０ 自動車用ＬＥＤ前照灯」などのような関連規格を満たす必要がある。図１３は、ＧＢ２５９９１によるロービームの配光パターンの測定点または測定領域に対する要求を示す模式図である。図１４は、一部の測定点がマークされたロービーム配光パターンを示す。５０Ｌ測定点について、その座標が（－３．４°、－０．９°）であり、この測定点の照度が一定値以下であるように要求される。ＧＢ２５９９１に基づいて、当該値が１５ｌｘ以下であるように要求される。
従来技術では、出願日が２０１６年０８月１７日であり、特許公報の発行日が２０１８年１０月２６日であり、出願番号が２０１６１０６７９８９６．Ｘである中国特許を例として、５０Ｌ測定点の照度を一定値以下に収めるため、図１５および図１６の技術を利用した。具体的に、前記集光装置は、少なくとも１つのハイビーム集光構造１－１と、ゾーンＩＩＩ配光パターン形成構造１－２と、カットオフライン形成構造１－３とを備える。前記ゾーンＩＩＩ配光パターン形成構造１－２は、ゾーンＩＩＩ配光パターン横延在形成構造１－２－１、ゾーンＩＩＩ配光パターン輝度低減構造１－２－２および５０Ｌ暗領域形成構造１－２－３を備える。５０Ｌ測定点の照度を低減するために、５０Ｌ暗領域形成構造１－２－３は、集光装置の上面の前端に設置されるとともに光線伝搬方向に対して垂直に三角形の突起として形成される。ロービームの照明モードで、ロービームの光線が集光装置の上方で伝搬し、その配光パターンが図１７に示される。５０Ｌ暗領域形成構造１－２－３の作用によりロービーム光線の本来の伝搬方向が変更され、これによって、５０Ｌ測定点Ｇに照射される光線を減少させ、５０Ｌ測定点Ｇの照度を一定値（１５ｌｘ）まで低下させる。この配光パターンにおいて、５０Ｌ測定点ＧがロービームカットオフラインＨに近接する。ハイビームの照明モードでは、ハイビームの光線が集光装置の内部で伝搬し、その配光パターンが図１８に示される。ハイビームの光線が、５０Ｌ暗領域形成構造１－２－３に照射してさらにこの５０Ｌ暗領域形成構造１－２－３から出射して５０Ｌ測定点Ｇに照射することないので、ハイビームの照明モードでは、５０Ｌ測定点Ｇに照射された光線が非常に少なくなり、５０Ｌ測定点Ｇの等照度線のエネルギーが不均一になり、暗いむらが形成される。
本発明の一局面が解決しようとする課題は、５０Ｌ測定点の等照度線のエネルギーを均一にすることにより、ハイビームの照明モードで暗いむらの発生がなく、ハイビーム配光パターンを均一にする集光装置を提供することである。
本発明の他の局面が解決しようとする課題は、５０Ｌ測定点の等照度線のエネルギーを均一にすることにより、ハイビームの照明モードで暗いむらの発生がなく、ハイビーム配光パターンを均一にする集光装置を備えるハイロービーム一体型車両用ランプモジュールを提供することである。
上記の目的を実現するため、本発明の一局面は、集光装置を提供する。この集光装置は、少なくとも１つの入光部と、通光部と、出光部とを備え、前記通光部に５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造が形成され、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造が前記通光部の表面から突出するとともに傾斜面を有し、前記傾斜面と前記通光部の表面との間の距離は、前記入光部に近接した側から前記出光部側へ漸次増大する。
具体的に、前記傾斜面は、平面または滑らかな曲面である。
好ましくは、前記出光部のエッジがカットオフライン形成構造として形成され、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造の出光面のエッジラインと前記カットオフライン形成構造のエッジラインとが重なっている。
より好ましくは、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造の出光面は、前記出光部と同一平面にある。
好ましくは、前記出光部のエッジがカットオフライン形成構造として形成され、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造が、前記カットオフライン形成構造の前記入光部に近接した側に設置される。
好ましくは、前記傾斜面とそれが位置する前記通光部の表面とがなした夾角は、αであり、ただし、０°＜α≦３０°を満たす。
より好ましくは、０°＜α≦１０°を満たす。
本発明の他の局面が解決しようとする技術的課題は、上記の集光装置を備えるハイロービーム一体型車両用ランプモジュールを提供することである。
上記の技術案により、本発明は、下記の有益な効果を実現する。
１．本発明では、５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造が前記通光部の表面から突出するとともに傾斜面を有するように構成されるため、ハイビームの照明モードで、ハイビーム光源から出射される光線の大部分は、入光部により集光され、通光部を介して出光部に伝搬されて出光部から出射され、ハイビーム配光パターンを形成する。また、他の一部の光線は、入光部により集光され、通光部を介して５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造内に伝播されて５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造の出光面から５０Ｌ測定点に出射される。これによって、５０Ｌ測定点に照射される光線が多くなり、等照度線のエネルギーが均一になるため、暗いむらを形成しないようになり、ハイビーム配光パターンの均一性を向上させる。
２．本発明の好ましい案において、傾斜面とそれが位置する通光部の表面とがなした夾角は０～３０°であるようになり、すなわち、５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造の全体が通光部の表面に対して大きく突出しなく比較的なだらかになる。この場合、ハイビームの照明モードで、ハイビーム光源からの光線が５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造の内部に照射されさらに５０Ｌ測定点Ｇまで照射されるので、５０Ｌ測定点Ｇの照度がハイビーム配光パターンの照度と同じまたは近くなる。
３．本発明の好ましい案において、５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造が出光部と同一平面にあるように構成されるため、５０Ｌ測定点で暗いむらを形成しないように保証したうえ、ロービームモードで５０Ｌ測定点の照度を顕著に低下させることができる。これによって、出射光線は、必要な照明強度を有するとともに、グレアが生じないので、対向車の運転手の正常運転に影響を与えないようになる。
本発明の第１実施形態の模式的構成図のその１である。 図１におけるＡ部分の模式的拡大図である。 他の方向から見た図１の模式図である。 図３におけるＢ部分の模式的拡大図である。 本発明の第１実施形態の模式的構成図のその２である。 図５におけるＣ－Ｃ方向に沿った断面図である。 図６におけるＤ部分の模式的拡大図である。 本発明の第１実施形態による光源の出射光線の光路を示す模式図である。 本発明の第２実施形態の模式的構成図である。 図９におけるＦ部分の模式的拡大図である。 本発明に係るハイロービーム一体型車両用ランプモジュールが照射して形成されたハイビーム配光パターンを示す図面である。 本発明の第３実施形態の模式図である。 ロービームの各測定点、測定領域の模式図である。 一部の測定点がマークされたロービーム配光パターンを示す図面である。 従来技術における集光装置の模式的構成図である。 従来技術における５０Ｌ暗領域形成構造の模式的拡大図である。 従来技術におけるハイロービーム一体型車両用ランプモジュールのロービーム配光パターンを示す図面である。 従来技術におけるハイロービーム一体型車両用ランプモジュールのハイビーム配光パターンを示す図面である。
以下、図面を参照しながら、本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。なお、ここで説明される具体的な実施形態は、本発明を説明、解釈するためのものにすぎず、本発明を限定するものではない。
なお、下記の説明における本発明の技術案を明瞭にするためのいくつかの方向用語は、例えば「前方」、「後方」は、ハイロービーム一体型車両用ランプモジュールが車両に取り付けられたあと車両自体の方向と類似する意味を有し、すなわち車両進行方向が前であり、車両進行方向の逆方向が後であり、本発明を簡単および簡略に説明するためのものにすぎず、当該当装置または素子が必ず特定の方向を有したり、特定の方向に構成されたり、操作されたり、することを明示または暗示するものではないため、本発明を限定するものではない。
図１～図１０に示すように、本発明に係る集光装置は、少なくとも１つの入光部１と、通光部２と、出光部３とを備え、前記通光部２に５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１が形成され、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１が前記通光部２の表面から突出するとともに傾斜面４１１を有する。前記傾斜面４１１と前記通光部２の表面との間の距離は、前記入光部１に近接した側から前記出光部３側へ漸次増大する。これによって、５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１が通光部２の表面に対して比較的なだらかになるとともに通光部２により近くなるため、ハイビーム光源５から出射される光線をこの５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１に照射して５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の前面すなわち出光面４１２を介して５０Ｌ測定点Ｇに照射することができるようになる。図８に示すように、ハイビームの照明モードでは、ハイビーム光源５から出射された光線の大部分は、入光部１により集光され、通光部２を介して出光部３に伝搬されて出光部３から出射され、図１１に示すハイビーム配光パターンを形成する。また、他の一部の光線は、入光部１により集光され、通光部２を介して５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１内に伝搬されて５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２から５０Ｌ測定点Ｇに出射される。これによって、５０Ｌ測定点Ｇに照射される光線が多くなり、等照度線のエネルギーが均一になるため、暗いむらを形成しないようになる。
具体的に、前記傾斜面４１１とそれが位置する前記通光部２の表面とがなした夾角は、αであり、ただし、０°＜α≦３０°を満たし、好ましくは、０°＜α≦１０°を満たし、すなわちこの傾斜面４１１がなだらかな傾斜面として形成される。なだらかな傾斜面４１１により、５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の全体が通光部２の表面に対して大きく突出しなく比較的なだらかになるため、ハイビームの照明モードで、ハイビーム光源５からの光線が５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の内部に照射されさらに５０Ｌ測定点Ｇまで照射されたとき、５０Ｌ測定点Ｇの照度がハイビーム配光パターンの照度と同じまたは近くなる。したがって、５０Ｌ測定点Ｇで、暗いむらの形成がないとともに、明るすぎることもないようになる。
上記の技術案をもとに、前記傾斜面４１１は、図２および図４に示す平面または図１０に示す滑らかな曲面があり得る。図４に示す傾斜面４１１および傾斜面の両側の２つの傾斜面の代わりに滑らかな曲面を使用すれば、より多くのハイビーム光線が滑らかな曲面に照射され、一部の光線の反射方向が変更されるようになる。これによって、より多くの光線が５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２から５０Ｌ測定点Ｇに出射され、５０Ｌ測定点Ｇに照射される光線が多くなる。したがって、ハイビームの照明モードでは、５０Ｌ測定点Ｇでの輝度が高くなり、暗いむらの形成をより一層防止することができる。
前記出光部３のエッジは、カットオフライン形成構造３１として形成され、それによって、ロービーム配光パターンにおけるロービームカットオフラインＨが形成される。ロービーム配光パターンにおいてロービームカットオフラインＨがはっきりと見える。前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２のエッジラインと前記カットオフライン形成構造３１のエッジラインとが重なっていてもよく、重なっていなくてもよい。図４に示すように、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２のエッジラインと前記カットオフライン形成構造３１のエッジラインとが重なっている場合、ロービームの照明モードでは、ロービーム光線が５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２のエッジラインと前記カットオフライン形成構造３１のエッジラインとの両方によりカットオフされることができる。この場合、図１７に示すように、５０Ｌ測定点Ｇにはほとんど光線が照射されなく、５０Ｌ測定点Ｇのエッジラインとロービームカットオフラインとが接続されて一体となる。したがって、５０Ｌ測定点Ｇの照度を大幅に低減し、対向車の運転手へのグレアを防止することができる。前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２は、前記出光部３と同一平面にあることが好ましく、このようにしてロービームの照明モードでの５０Ｌ測定点Ｇの照度をより顕著に低減することができる。
図１０に示すように、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２のエッジラインと前記カットオフライン形成構造３１のエッジラインとが重なっていない場合、すなわち前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１が前記カットオフライン形成構造３１の前記入光部１に近接した側に設置される場合、ロービームの照明モードでは、５０Ｌ測定点Ｇの照度が顕著に低下しなく、より緩やかに低下する。図４に示す構造に比べて、ロービーム配光パターンの均一性が向上した。また、ハイビームの照明モードでは、ハイビーム光線の一部が５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２から５０Ｌ測定点Ｇに出射され、５０Ｌ測定点Ｇで暗いむらがなくなり、または明らかではなくなる。
本発明のいくつかの実施例において、５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１は、図１、図３、図５、図８および図９に示す一方向に延在するハイビーム集光装置だけでなく、図１２に示す全体を「Ｌ」字形に曲げたハイビーム集光装置にも適用できる。その設置位置は、図１２に示すＩ部を参照することができ、その構造上の特徴が上記説明されたものと同じであるため、ここで説明を省略する。
本発明は、ハイロービーム一体型車両用ランプモジュールをさらに提供する。ハイロービーム一体型車両用ランプモジュールは、上記の集光装置と、ロービーム光学素子と、ハイビーム光学素子と、ロービーム光学素子およびハイビーム光学素子の前方に設置されるレンズとを備える。ハイロービーム一体型車両用ランプモジュールが照射して形成したハイビーム配光パターンは、図１１に示されている。図１１から分かるように、５０Ｌ測定点Ｇで暗いむらがなく、ハイビーム配光パターンが均一である。したがって、本発明は、集光装置における５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１に対する改良の効果が顕著である。
本発明に係るハイロービーム一体型車両用ランプモジュールのロービーム光学素子は、リフレクタであってもよく、集光装置であってもよい。
以下は、本発明に係る集光装置の２つの好ましい実施例である。
実施例１
図１～図８に示すように、集光装置は、少なくとも１つの入光部１と、通光部２と、出光部３とを備え、前記通光部２に５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１が形成され、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１が前記通光部２の表面から突出するとともに傾斜面４１１を有する。前記傾斜面４１１が平面であり、前記傾斜面４１１とそれが位置する前記通光部２の表面とがなした夾角は、αであり、ただし、０°＜α≦１０°を満たす。前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２は、前記出光部３と同一平面にある。
実施例２
図９～図１０に示すように、集光装置は、少なくとも１つの入光部１と、通光部２と、出光部３とを備え、前記通光部２に５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１が形成され、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１が前記通光部２の表面から突出するとともに傾斜面４１１を有する。前記傾斜面４１１が滑らかな曲面であり、傾斜面４１１とそれが位置する前記通光部２の表面とがなした夾角は、αであり、ただし、０°＜α≦３０°を満たす。前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２は、前記出光部３の後方に位置する。
上記の説明から分かるように、本発明は、下記のメリットを有する。本発明では、５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１が前記通光部２の表面から突出するとともに傾斜面４１１を有するように構成される。この場合、５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１が通光部２の表面に対して比較的なだらかになるとともに通光部２により近くなる。したがって、ハイビームの照明モードで、ハイビーム光源５から出射される光線の大部分は、入光部１により集光され、通光部２を介して出光部３に伝搬されて出光部３から出射され、ハイビーム配光パターンを形成する。また、他の一部の光線は、入光部１により集光され、通光部２を介して５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１内に伝搬されて５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の出光面４１２から５０Ｌ測定点Ｇに出射される。これによって、５０Ｌ測定点Ｇに照射される光線が多くなり、等照度線のエネルギーが均一になるため、暗いむらを形成しないようになり、ハイビーム配光パターンの均一性を向上させる。本発明の好ましい案において、傾斜面４１１とそれが位置する通光部２の表面とがなした夾角が０～３０°であるようになる。なだらかなスロープにより、５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の全体が通光部２の表面に対して大きく突出しなく比較的なだらかになる。この場合、ハイビーム光源５からの光線が５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造４１の内部に照射されさらに５０Ｌ測定点Ｇまで照射されるので、ハイビームの照明モードでは、５０Ｌ測定点Ｇの照度がハイビーム配光パターンの照度と同じまたは近くなる。
上記は、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は、上記の実施形態の具体的な細部に限定されない。本発明の技術的思想の範囲内に、本発明の技術案に対して各種の簡単な変形を行ってもよく、これらの簡単な変形も本発明の保護範囲に属する。
また、上記の具体的な実施形態に説明される各具体的な技術的特徴は、矛盾がない限り、任意の適切な方式で組み合わせることができる。必要以上の重複を避けるため、本発明の各種の組合せ可能な態様に対する説明を省略する。
また、本発明の各種の異なる実施形態も任意に組み合わせることができ、本発明の思想から逸出しない限り、これらの組合せも本発明に開示された内容とみなすべきである。
１ 入光部、２ 通光部、３ 出光部、３１ カットオフライン形成構造、４１ ５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造、４１１ 傾斜面、４１２ 出光面、５ 光源、Ｇ ５０Ｌ測定点、Ｈ ロービームカットオフライン １－１ ハイビーム集光構造、１－２ ゾーンＩＩＩ配光パターン形成構造、１－３ カットオフライン形成構造、１－２－１ ゾーンＩＩＩ配光パターン横延在形成構造、１－２－２ ゾーンＩＩＩ配光パターン輝度低減構造、１－２－３ ５０Ｌ暗領域形成構造

Claims (7)

  1. 少なくとも１つの入光部（１）と、通光部（２）と、出光部（３）とを備え、
    前記通光部（２）に５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造（４１）が形成され、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造（４１）が前記通光部（２）の表面から突出するとともに傾斜面（４１１）を有し、
    前記傾斜面（４１１）と前記通光部（２）の表面との間の距離は、前記入光部（１）に近接した側から前記出光部（３）側へ漸次増大し、
    前記出光部（３）のエッジがカットオフライン形成構造（３１）として形成され、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造（４１）の出光面（４１２）のエッジラインと前記カットオフライン形成構造（３１）のエッジラインとが重なっている
    ことを特徴とする集光装置。
  2. 前記傾斜面（４１１）は、平面または滑らかな曲面であることを特徴とする請求項１に記載の集光装置。
  3. 前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造（４１）の出光面（４１２）は、前記出光部（３）と同一平面にあることを特徴とする請求項１に記載の集光装置。
  4. 前記出光部（３）のエッジがカットオフライン形成構造（３１）として形成され、前記５０Ｌ暗領域配光パターン形成構造（４１）が、前記カットオフライン形成構造（３１）の前記入光部（１）に近接した側に設置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の集光装置。
  5. 前記傾斜面（４１１）とそれが位置する前記通光部（２）の表面とがなした夾角は、αであり、ただし、０°＜α≦３０°を満たす
    ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の集光装置。
  6. ０°＜α≦１０°を満たすことを特徴とする請求項５に記載の集光装置。
  7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の集光装置を備えることを特徴とするハイロービーム一体型車両用ランプモジュール。
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