(57)【要約】      （修正有）【課題】ロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器を提供する。【解決手段】集光器は、集光構造と、レンズ側に近い端に設けられるカットオフライン形成構造２と、集光器取付構造６を含む。集光構造は、集光器の後端のＬＥＤ光源側に設けられる。集光構造は、前面中心入口構造と側面中心入口構造と反射構造とを含む。前面中心入口構造は、集光構造の中心内側の前端に設けられる。反射構造は、集光器の末端に位置し、集光構造の外側に設けられ、円錐形である。側面中心入口構造は、集光構造の内側に設けられ、また前面中心入口構造と反射構造とに連結される。カットオフライン形成構造２のレンズ側に近い端面の輪郭曲線は、円弧状を呈し集光器の前端に近い端に設けられる。【選択図】図２
2020057616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光構造（１）と、集光器の前端、即ち、レンズ側に近い端に設けられるカットオフライン形成構造（２）と、集光器取付構造（６）と、を含むロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、
前記集光構造（１）は、集光器の後端、すなわち、ＬＥＤ光源側に設けられ、
前記集光構造（１）は、前面中心入口構造（１−１）と側面中心入口構造（１−２）と反射構造（１−３）とを含み、
前記前面中心入口構造（１−１）は、前記集光構造（１）の中心内側の前端に設けられ、
前記反射構造（１−３）は、集光器の末端に位置し、前記集光構造（１）の外側に設けられ、円錐形であり、
前記側面中心入口構造（１−２）は、前記集光構造（１）の内側に設けられ、また前記前面中心入口構造（１−１）と前記反射構造（１−３）とに連結され、
前記カットオフライン形成構造（２）のレンズ側に近い端面の輪郭曲線は、円弧状を呈し集光器の前端に近い端に設けられる、
ことを特徴とするロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【請求項２】
５０Ｌ暗いエリア形成構造（３）を含み、
前記５０Ｌ暗いエリア形成構造（３）は、前記集光器の底部に設けられ、ロービーム配光パターン内の５０Ｌエリアの輝度を制御できるようにする、
ことを特徴とする請求項１に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【請求項３】
ＩＩＩゾーン形成構造（４）を含み、
前記ＩＩＩゾーン形成構造（４）は、前記集光器の底部に設けられ、ロービーム配光パターンの拡幅を形成してＩＩＩゾーン配光パターン部分のＨＶテスト点の輝度を低減させるために用いられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【請求項４】
前記集光器の下側面は、内方に向けて凹となる円弧面又は平面であり、前記集光器の下側面に集光進行方向に沿い、段差を有する左右２つの部分が形成され、前記集光器の下側面の段差を有する左右２つの部分の境界線が前記集光器の下側面の集光進行方向に沿う中部に位置し、前記段差のサイズが０．４〜０．６ｍｍ範囲である、
ことを特徴とする請求項３に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【請求項５】
前記集光器の下側面のＩＩＩゾーン形成構造（４）は、段差を有する左右２つの部分の前記集光器の下側面境界線を越えた板状の凸起物であり、前記凸起物の下側面が内方に向けて凹となる円弧形である、
ことを特徴とする請求項４に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【請求項６】
前記ＩＩＩゾーン形成構造（４）は、ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）とＨＶ輝度低減構造（４−２）とを含み、
前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）は、その全幅が１０〜１５ｍｍ、高さが０．３〜０．７ｍｍで、通過した光がＩＩＩゾーン拡幅を形成し、
光を拡散させ、ＩＩＩゾーンの輝度が法規要求に適合させるため、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の前端面が小半径の円弧形を呈し、半径が５〜１０ｍｍであり、
前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）は、ＨＶ輝度を低減するため、三角形又は多辺形の凸起とする、
ことを特徴とする請求項３に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【請求項７】
前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）は、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の前部中央部に位置し、
前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）が前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の中央部に位置することは、前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）が前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の内方に向けて凹となっている円弧形の底部に位置することを意味し、
前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）が前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の前部に位置することは、前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）が前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の内方に向けて凹となっている円弧形の底部より前記集光器の前部に近いことを意味する、
ことを特徴とする請求項６に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【請求項８】
ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）を含み、
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）は、断面が凸起で、前記集光器の底部に設けられ、前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）上に照射する光をロービーム配光パターンのＳＥＧ１０法規テストエリアに対応させており、ＳＥＧ１０エリアの輝度を高すぎないよう抑制させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【請求項９】
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）の前記集光器の光進行方向に沿う断面は、鈍角三角形を呈し、かつ集光器の底面と接する２つの角が鋭角であり、
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）のエリア上に照射される光は、ロービーム配光パターンのＳＥＧ１０エリアに対応し、
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）上に照射される光の一部分は、全反射した後、前記カットオフライン形成構造（２）の前端面を経由して出射され、他の部分は屈折された後に前記集光器から出射される、
ことを特徴とする請求項８に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【請求項１０】
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）の表面にシワまたストライプが形成され、その上に照射される光に対し散乱及び光エネルギー消費を行い、ロービーム配光パターン内のＳＥＧ１０エリアのエネルギーを減らす、
ことを特徴とする請求項８に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両照明に関し、特に、ロービームのヘッドライトモジュールとして用いられる集光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、比較的多くのＬＥＤ光源が、ロービームのヘッドライトモジュール内へ応用されており、ＬＥＤ光源のロービームのヘッドライトモジュールも多種多様である。しかしながら、モジュールの小型化、構造の簡単化、低コスト化、及び高性能化が実現される中で、これらの面でいまだ大きな発展する余地を残している。これらの面を発展させたヘッドライトモジュールは、極めて良好な市場潜在能力を持っている。
【０００３】
従来のヘッドライトモジュールにおいて、集光器は、一般的に単一の集光構造のみを備えている。特定法規（例：ＥＣＥ  Ｒ１２３  Ｃｌａｓｓ  Ｃ、Ｖ、Ｅ等の法規）に適合したロービーム配光パターンを形成するためには、遮光板等の部品を備えていなければならず、このような構造を備える場合構造を簡略化できないという欠点がある。
【０００４】
従来のヘッドライトモジュールは、特定の法規を満たすため、数十個のＬＥＤ光源を設けなければならない。数十個のＬＥＤの一部に対し点灯、消灯を制御することによって、ロービーム配光パターン内の特定エリアの輝度を変更する事例がある。このような手段の欠点は、モジュールのＬＥＤ光源の数量が多いため、コストが比較的高くなり、かつモジュールが比較的大きくなることである。
【０００５】
よって、現在本分野の解決しなければならない技術的課題は、次のとおりである。従来の集光器を備えるヘッドライトモジュールの統合化の程度が比較的低く、カットオフラインの形成及び幾つかのエリアの輝度を下げるため、遮光板部品を追加することで実現している。これにより、ヘッドライトモジュールの構造が簡略化したものではなく、体積もコンパクトなものではない。また、大量のＬＥＤの点灯・消灯を制御してロービーム配光パターン内の特定エリアの輝度を変化させているため、コストは必然的に高くなり、かつ必要となるＬＥＤの数及び集光構造の数が非常に多くなり、モジュール全体の体積が比較的大きくなってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記課題を克服するため、本発明は、ロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記ロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器の技術的手段としては、
集光構造１と、カットオフライン形成構造２と、５０Ｌ暗いエリア形成構造３と、ＩＩＩゾーン形成構造４と、ＳＥＧ１０輝度低減構造５と、集光器取付構造６と、を含むロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、
前記集光構造１は、前記集光器の後端であるＬＥＤ光源側に設けられ、
前記カットオフライン形成構造２は、そのレンズ側に近い端面の輪郭曲線が円弧状を呈し、前記集光器の前端に設けられ、
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５は、断面が凸状で、前記集光器の底部に設けられ、前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５上に照射する光をロービーム配光パターンのＳＥＧ１０法規テストエリアに対応させており、ＳＥＧ１０エリアの輝度を高すぎないよう抑制し、
前記ＩＩＩゾーン形成構造４は、前記集光器の底部に設けられると共に前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５の前端に位置し、ロービーム配光パターンの拡幅を形成してＩＩＩゾーン配光パターン部分のＨＶテスト点の輝度を低減させるために用いられ、
前記５０Ｌ暗いエリア形成構造３は、前記集光器の底部に設けられ、ロービーム配光パターン内の５０Ｌエリアの輝度を制御できるようにする、
ことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、前記集光構造１の後端の中央部にはＬＥＤ光源が設けられ、前記集光構造１で集光した光の大部分は前記カットオフライン形成構造２を経由して前端面から出射されてロービーム配光パターンの拡幅部分を形成し、前記５０Ｌ暗いエリア形成構造３上に照射する光が前記５０Ｌ暗いエリア形成構造３の反射及び屈折を経て、この部分の光を弱め、ロービーム配光パターンの５０Ｌテスト点の輝度を低減させ、前記ＩＩＩゾーン形成構造４上に照射する光は、ロービーム配光パターンのＩＩＩゾーン部分を形成し、前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５上に照射する光の反射及び屈折により、この部分の光を弱め、ロービーム配光パターンのＳＥＧ１０テストエリアの輝度を低減させる。
【０００９】
本発明によれば、前記カットオフライン形成構造２のレンズ側に近い端面の輪郭曲線は、光の進行方向と直交し、及び／又は光の進行方向に沿って内方に向けて凹又は外方に向けて凸となる円弧形を呈することで、１５°又は４５°のカットオフライン形状を形成することが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、前記５０Ｌ暗いエリア形成構造３は、集光器の底部に設けられると共に前記ＩＩＩゾーン形成構造４と前記カットオフライン形成構造２との間に位置し、かつ光伝搬方向と直交し、すなわち、ロービーム照射の軸方向が三角形凸起を呈することが好ましい。
【００１１】
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造は、本発明の重点であり、このような集光器をロービームのヘッドライトモジュールとして用いた時、その光源効率が一般的に５０％以上で、効率が更に６０％近くとなる。また、一般的にファンを設ける必要がなく、なぜならＬＥＤが分散配置され、放熱効果も比較的良好で、集光器にＬＥＤ光源のこのような高効率な点及び放熱に優れた点を組み合わせて十分利用するため、ロービームの光束出力は一般的に１０００ｌｍ以上となる。そのため、格別にＳＥＧ１０部分の法規テストエリアの輝度を低減しない場合、その輝度が比較的高く、法規の不合格判定となる。ロービーム配光パターン内のＳＥＧ１０エリア輝度を１２３００ｃｄ以下にするため、従来の方法では透明な遮光板で一部の光を遮蔽する。このような従来の方法と比べると、本発明のＳＥＧ１０エリア輝度低減構造を集光器上に直接形成する方法は簡単で、かつ効果が良好で、配光パターンをより一層均一にすることができる。
【００１２】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１は、その全幅が１０〜１５ｍｍ、高さが０．３〜０．７ｍｍで、通過した光がＩＩＩゾーン拡幅を形成し、
光を拡散させ、ＩＩＩゾーンの輝度が法規要求に適合させるため、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端面が小半径の円弧形を呈し、半径が５〜１０ｍｍである、
ことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記ＨＶ輝度低減構造４−２は、ＨＶ輝度を低減するため、三角形又は多辺形の凸起とする、
ことを特徴とする。
【００１４】
前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の集光器に向かう前端は、内方に向けて凹となる円弧形を呈することが好ましい。
【００１５】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記ＨＶ輝度低減構造４−２は、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前部中央部に位置し、
前記ＨＶ輝度低減構造４−２が前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の中央部に位置することは、前記ＨＶ輝度低減構造４−２が前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の内方に向けて凹となっている円弧形の底部に位置することを意味し、
前記ＨＶ輝度低減構造４−２が前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前部に位置することは、前記ＨＶ輝度低減構造４−２が前記拡幅形成構造４−１より前記集光器の前部に近いことを意味する、
ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明によれば、前記ＨＶ輝度低減構造４−２と前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の下底面（すなわち、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１と前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５の当接面）との交差角は、鈍角を呈し、
本発明によれば、前記ＨＶ輝度低減構造４−２と前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端面（すなわち、この二者の交わる箇所の内方へ凹む円弧面の接線）との交差角は、鋭角を呈する。
【００１７】
ＬＥＤ光源から発せられる光の有効利用部分について、一部分は前面中心入口構造１−１に照射され、他の部分は側面中心入口構造１−２上に照射され、前面中心入口構造がその上に照射される光に対し屈折の役目を果たし、屈折された後の光が集光器内部に入る。
【００１８】
前記前面中心入口構造１−１は、前記集光構造１の中心内側の前端に設けられ、材料が集光器の材料と同じ、透明タイプのプラスチック又は樹脂とし、該構造によりＬＥＤ光源から出射された光を屈折した後に集光器内部に入射させる。
【００１９】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、
前記ＩＩＩゾーン形成構造４は、ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１とＨＶ輝度低減構造４−２とを含み、
前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端は、円弧形を呈し、後端がＳＥＧ１０輝度低減構造５の前端と連結する薄片形状であり、二者の中間位置にＨＶ輝度低減構造４−２が設けられ、
前記ＨＶ輝度低減構造４−２は、ＨＶ輝度を低減するため、三角形又は多辺形の凸起とする、
ことを特徴とする。
【００２０】
前記ＩＩＩゾーン形成構造４上に照射される光の大部分は、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端面を経由して出射されて、ロービーム配光パターンの拡幅を形成し、他の部分は前記ＨＶ輝度低減構造４−２上に照射されて、反射及び屈折を経てＩＩＩゾーン配光パターン部分のＨＶテスト点の輝度を低減させる。
【００２１】
本発明によれば、ＩＩＩゾーン配光パターン部分のＨＶテスト点の輝度を低減させることは、法規を満たすという前提において、比較的大きな余裕を持たせることができる。
【００２２】
いわゆるＨＶとは、図１１に示されるように、配光スクリーン上の１つのテスト点であり、Ｈ−Ｈ線（横軸）及びＶ−Ｖ線（縦軸）の交点、すなわち、（０，０）位置である。
【００２３】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、
前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１は、その全幅が１０〜１５ｍｍ、高さが０．３〜０．７ｍｍで、通過した光がＩＩＩゾーン拡幅を形成し、
前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端面は、小半径の円弧形を呈し、半径が５〜１０ｍｍであり、
光を拡散させ、ＩＩＩゾーンの輝度を法規要求に適合させるため、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端面は、小半径の円弧形を呈する、
ことを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記ＨＶ輝度低減構造４−２は、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前部中央部に位置し、かつ前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の下底面との交差角が鈍角を呈し、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端面との交差角が鋭角を呈することを特徴とする。
【００２５】
よって、前記ＨＶ輝度低減構造４−２に照射される光が屈折されて本来の光経路を変更させ、ロービーム形成ＩＩＩゾーンのＨＶ点及びその付近に照射せず、ＨＶ点の輝度を低減させる。
【００２６】
前記前部中央部位置は、下記図７及び図８に示す通りとし、図７及び図８が集光器の底面図であり、ＨＶ輝度低減構造４−２がＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端円弧面の中央部に位置し、下底面及び前端面が図９に示す通り、交差角関係は図１０に示す通りとする。
【００２７】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５の前記集光器の光進行方向に沿う断面は、鈍角三角形を呈し、かつ前記集光器の底面と接する２つの角が鋭角であり、
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５のエリア上に照射される光は、ロービーム配光パターンのＳＥＧ１０エリアに対応し、
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５上に照射される光の一部分は、全反射した後、前記カットオフライン形成構造２の前端面を経由して出射され、他の部分は直接又は数回屈折された後に前記集光器から出射される、
ことを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５上に照射される光の一部分は、全反射した後、前記カットオフライン形成構造２の前端面を経由して出射され、他の部分は直接又は数回屈折された後に集光器から出射され、前記カットオフライン形成構造２の前端面から出射されず、
本発明によれば、前記カットオフライン形成構造２の前端面から出射された光は、ロービーム配光パターンのＳＥＧ１０エリアを形成し、その輝度が１２３００ｃｄ以下である。
【００２９】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５は、その表面にシワまたはストライプが形成され、その上に照射される光に対し散乱及び光エネルギー消費を行い、ロービーム配光パターン内のＳＥＧ１０エリアのエネルギーを減らすことを特徴とする。
【００３０】
本発明によれば、前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５の表面にシワが形成され、ロービーム配光パターン内のＳＥＧ１０エリアのエネルギーを減らすことで、その輝度を１２３００ｃｄ以下にすることが好ましい。
【００３１】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記集光器取付構造６は、前記集光器の両側に設けられ、前記集光器構造は、２個以上設けられることを特徴とする。
【００３２】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記集光器の下側面は、内方に向けて凹となる円弧面又は平面であり、前記集光器の下側面に集光進行方向に沿い、段差を有する左右２つの部分が形成され、前記集光器（１）の下側面の段差を有する左右２つの部分の境界線が集光器（１）の下側面の集光進行方向に沿う中部に位置し、前記段差のサイズが０．４〜０．６ｍｍ範囲であることを特徴とする。
【００３３】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記集光器（１）の下側面のＩＩＩゾーン形成構造４は、段差を有する左右２つの部分の集光器（１）の下側面境界線を越えた板状の凸起物であり、前記凸起物の下側面が内方に向けて凹となる円弧形であることを特徴とする。
【００３４】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記ＳＥＧ１０輝度低減構造５は、段差を有する左右２つの部分の前記集光器（１）の下側面境界線を越え、かつ前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）の表面にも段差を有する左右２つの部分を有することを特徴とする。
【００３５】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記集光器取付構造６は、集光器を取り付け・固定するための２個のネジ穴と、集光器をあらかじめ位置決めするための長方形ガイド溝とを含み、ネジ穴及びガイド溝は、集光器の両側に各々配置され、ネジ穴内に集光器を正確に位置決めするための位置決めリブが設けられていることを特徴とする。
【００３６】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記集光器の材料は、透明タイプのプラスチック又は樹脂であり、例えば型番がＬＣ１５００のＰＣであることを特徴とする。
【００３７】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、
前記集光構造１は、前面中心入口構造１−１と側面中心入口構造１−２と反射構造１−３とを含み、
前記前面中心入口構造１−１は、前記集光構造１の中心内側の前端に設けられ、
前記反射構造１−３は、集光器の末端に位置し、前記集光構造１の外側に設けられ、円錐形であり、
前記側面中心入口構造１−２は、前記集光構造１の内側に設けられ、前記前面中心入口構造１−１と前記反射構造１−３とに連結され、
ロービームＬＥＤ光源から発せられる光は、前記前面中心入口構造１−１、前記側面中心入口構造１−２の屈折及び前記反射構造１−３の全反射を経た後、前へ伝搬される、
ことを特徴とする。
【００３８】
図１に示すように、前面中心入口構造１−１と側面中心入口構造１−２とは、共同で集光構造１の内方に向けて凹となる面を構成し、前面中心入口構造１−１は内方に向けて凹となる面の前端面であり、側面中心入口構造１−２は内方に向けて凹となる面の側壁面である。
【００３９】
また、両者の形状が異なり、前面中心入口構造１−１はその周縁が円弧面で、側面中心入口構造１−２はその両端周縁が円筒面であり、両者の本質的な作用に差はなく、ＬＥＤ光源から発せられる光を屈折して集光器内部に入射させることである。ただし、前面中心入口構造１−１の屈折を経た後の光は、反射構造１−３に照射されることがなく、側面中心入口構造１−２の屈折を経た後の光は反射構造１−３に照射されてから反射構造１−３を経て全反射される。
【００４０】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記反射構造１−３の断面は、外方に向けて凸となる円弧形で、前記反射構造１−３の末端にＬＥＤ光源照射方向と逆の椀状光入射口凹溝が設けられる。
【００４１】
側面中心入口構造１−２の円弧形断面は、不規則な円弧線を含む。
【００４２】
前記前面中心入口構造１−１は、前記集光構造１の中心内側の前端に設けられ、材料が集光器の材料と同じ、透明タイプのプラスチック又は樹脂とし、例えば、型番がＬＣ１５００のＰＣである。該構造は、ＬＥＤ光源から出射された光を屈折した後に集光器内部に入射させる。
【００４３】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記ＨＶ輝度低減構造４−２は、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前部中央部に位置し、かつ前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の下底面との交差角が鈍角を呈し、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端面との交差角が鋭角を呈することで、前記ＨＶ輝度低減構造４−２に照射される光が屈折されて本来の光経路を変更し、ロービーム形成ＩＩＩゾーンのＨＶ点及びその付近を照射せず、ＨＶ点の輝度を低減させる。
【００４４】
前記ＨＶ輝度低減構造４−２は、本発明の別の重点であり、該構造がない場合、ＨＶ点の輝度は法規で規定されている最大値６２５ｃｄ以下とすることもできるが、余裕が比較的小さく、かつ光源光束の高まりに伴い、その安定性が悪く、ＨＶ点の輝度を上げるため、法規の不合格判定となる可能性があり、ＨＶ輝度低減構造があると、ＨＶ点の輝度を６２５ｃｄ以下にすることを保証できる。
【００４５】
本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、前記５０Ｌ暗いエリア形成構造３は、光伝搬方向と直交する三角形凸起構造であり、好ましくは底辺が１０〜２０°の二等辺三角形である。より好ましくは該構造の三角形は底辺が１５°の二等辺三角形である。
【００４６】
前記５０Ｌ暗いエリア形成構造は、ロービームが十分な照明を有しているという前提において、グレアを生じさせず、対向車運転者の正常な運転への影響を防止させることができる。
【発明の効果】
【００４７】
レンズを除いた他の全ての光学素子及び集光器部品を一体に統合し、スペースをあまり取らないため、空間利用効率を大幅に向上させ、
光学素子の一体化により、各光学機能部品間の位置精度が保証され、実装することによる位置誤差が小さくなり、
部品数も比較的少なくて済み、低コストであり、
ロービーム配光パターン内のＳＥＧ１０エリアの輝度を低減させるために、専門的な輝度低減用遮光板も必要なくなり、ＳＥＧ１０輝度低減構造をロービーム集光器上に形成すればいいため、部品を節約でき、構造も簡単となり、
ＨＶ輝度低減構造の追加により、ロービーム配光パターン内のＨＶ点の輝度をより低くし、より安定し、より多くの法規値判定値に対して余裕を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器の立体構造図一である。
【図２】本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器の立体構造図二である。
【図３】本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器のＩＩＩゾーン形成構造の立体構造図である。
【図４】本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器で形成されたロービームを含む配光パターンを示す模式図である。
【図５】本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器で形成されたＩＩＩゾーン配光パターンを示す模式図である。
【図６】本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器内ＳＥＧ１０輝度低減構造上の光進行方向を示す模式図である。
【図７】本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器のＩＩＩゾーン形成構造のＨＶ輝度低減構造４−２の設置を示す模式図である。
【図８】本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器のＩＩＩゾーン形成構造のＨＶ輝度低減構造４−２の設置拡大図である。
【図９】本発明に係るロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器のＩＩＩゾーン形成構造のＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１及びＨＶ輝度低減構造４−２の設置を示す模式図である。
【図１０】図９の拡大図である。
【図１１】ＨＶ輝度テスト点を示す模式図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は  各々本発明に係る集光器の集光構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、添付図面及び具体的実施例を組み合わせて本発明に対し更なる説明を行う。
【００５０】
図１及び図２を参照すると、本発明の実施例は、ロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器を示しており、自動車ロービーム照明に用いられ、自動車のヘッドライト内に設けられる。該集光器は、集光構造１と、カットオフライン形成構造２と、５０Ｌ暗いエリア形成構造３と、ＩＩＩゾーン形成構造４と、ＳＥＧ１０輝度低減構造５と、集光器取付構造６とを含む。該集光器の全寸法は、長さが約６５ｍｍ、幅が約５０ｍｍ、高さが約１０ｍｍである。集光器の材料は、透明タイプのプラスチック又は樹脂であり、本実施例で用いる材料はＰＣであり、屈折率は１．５８６〜１．５８７である。
【００５１】
集光構造１は、集光器の後端に設けられる。カットオフライン形成構造２は、集光器の前端に設けられる。ＳＥＧ１０輝度低減構造５は、集光器の底部に設けられる。ＩＩＩゾーン形成構造４は、集光器の底部に設けられると共にＳＥＧ１０輝度低減構造５の前端に位置している。５０Ｌ暗いエリア形成構造３は、集光器の底部に設けられると共にＩＩＩゾーン形成構造４とカットオフライン形成構造２の間に位置している。集光器取付構造６は、集光器の両側に設けられる。集光器構造１の個数は４個である。
【００５２】
集光構造１の後端中央部にはＬＥＤ光源が設けられる。集光構造１で集められた光の大部分は、カットオフライン形成構造２の前端面を経由して出射され、ロービーム配光パターンの拡幅部分を形成する。５０Ｌ暗いエリア形成構造３上に照射される光は、５０Ｌ暗いエリア形成構造３の反射及び屈折を経て、この部分の光を弱め、ロービーム配光パターン５０Ｌテスト点の輝度を低減させる。ＩＩＩゾーン形成構造４上に照射される光は、ロービーム配光パターンのＩＩＩゾーン部分を形成する。ＳＥＧ１０輝度低減構造５上に照射される光は、ＳＥＧ１０輝度低減構造５の反射及び屈折を経て、この部分の光を弱め、ロービーム配光パターンＳＥＧ１０テストエリアの輝度を低減させる。
【００５３】
４個のＬＥＤには、光束が７５０ｌｍ及び２５０ｌｍという２種類のＬＥＤが用いられる。中間にある最大１の集光器の位置に７５０ｌｍのＬＥＤが配置され、左側に２個の２５０ｌｍのＬＥＤが配置され、右側に１個の２５０ｌｍのＬＥＤが配置される。形成されたロービーム配光パターンを示す模式図は、図４に示す通りであり、ロービーム出力は１０００ｌｍ程度で、輝度は約５５ｌｘである。
【００５４】
集光構造１は、前面中心入口構造１−１と側面中心入口構造１−２と反射構造１−３とを含む。前面中心入口構造１−１は、集光構造１の中心内側の前端に設けられる。反射構造１−３は、集光構造１の外側に設けられる。側面中心入口構造１−２は、集光構造１の内側に設けられると共に前面中心入口構造１−１と反射構造１−３とに連結される。集光構造１の後端の中央部にはＬＥＤ光源が設けられる。ロービームＬＥＤ光源から発せられる光は、前面中心入口構造１−１、側面中心入口構造１−２の屈折及び反射構造１−３の全反射を経た後、前へ伝搬される。
【００５５】
図３を参照すると、ＩＩＩゾーン形成構造４は、ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１とＨＶ輝度低減構造４−２とを含む。ＩＩＩゾーン形成構造４上に照射される光の大部分は、ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端面を経由して出射され、ロービーム配光パターンの拡幅を形成する。残りの部分は、ＨＶ輝度低減構造４−２上に照射され、ＨＶ輝度低減構造４−２の反射及び屈折を経て、ＩＩＩゾーン配光パターン部分のＨＶテスト点輝度を低減させることで、法規を満たす前提において比較的大きな余裕を持たせる。
【００５６】
ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１は、その全幅が１２ｍｍ、高さが０．５ｍｍであり、通過した光によってＩＩＩゾーン拡幅を形成し、光を拡散させる。ＩＩＩゾーンの輝度を法規の要求に適合させるため、その前端面は半径Ｒ７ｍｍの円弧形を呈する。形成されるＩＩＩゾーン拡幅範囲は、横方向に−１０°〜＋１０°で、縦方向に＋７°である。
【００５７】
ＨＶ輝度低減構造４−２は、ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前部中央部に位置し、かつＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の下底面との交差角は鈍角を呈し、ＩＩＩゾーン拡幅形成構造４−１の前端面との交差角は鋭角を呈することで、前記ＨＶ輝度低減構造４−２に照射される光が屈折されて本来の光経路を変更させ、ロービーム形成ＩＩＩゾーンのＨＶ点及びその付近に照射せず、ＨＶ点の輝度を低減させる。それを模擬して測定したＨＶ点の輝度は約０．２ｌｘであった。
【００５８】
形成されるＩＩＩゾーン配光パターンを示す模式図は、図５に示す通りである。
【００５９】
図６を参照すると、ＳＥＧ１０輝度低減構造５の断面は、鈍角三角形を呈し、かつ集光器の底面と接する２つの角が鋭角で、全寸法は長さが３５ｍｍ、幅が２０ｍｍ、高さが６．５ｍｍである。ＳＥＧ１０輝度低減構造５エリア上に照射される光は、ロービーム配光パターンのＳＥＧ１０エリアに対応する。ＳＥＧ１０輝度低減構造５上に照射される光の一部分は全反射された後、カットオフライン形成構造２の前端面を経由して出射される。他の部分は直接又は数回屈折された後集光器から出射され、前記カットオフライン形成構造２の前端面から出射されない。前記カットオフライン形成構造２の前端面から出射された光はロービーム配光パターンのＳＥＧ１０エリアを形成し、その輝度は１２３００ｃｄ以下である。
【００６０】
本実施例内のロービーム配光パターン内のＳＥＧ１０テストエリアの輝度は、約９８００ｃｄで、ＥＣＥ  Ｒ１２３  Ｃｌａｓｓ  Ｃ、Ｖ、Ｅの法規要求に適合している。
【００６１】
集光器取付構造６は、集光器を取り付け・固定するための２個のネジ穴と、集光器をあらかじめ位置決めするための長方形ガイド溝とを含む。ネジ穴及びガイド溝は、集光器の両側に各々配置され、ネジ穴内に集光器を正確に位置決めするための位置決めリブが設けられている。モジュール内において、集光器が放熱器上に位置決め、取り付けられる。
【００６２】
（付記）
（付記１)
集光構造（１）と、カットオフライン形成構造（２）と、５０Ｌ暗いエリア形成構造（３）と、ＩＩＩゾーン形成構造（４）と、ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）と、集光器取付構造（６）と、を含むロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器であって、
前記集光構造（１）は、前記集光器の後端であるＬＥＤ光源側に設けられ、
前記カットオフライン形成構造（２）は、そのレンズ側に近い端面の輪郭曲線が円弧状を呈し、前記集光器の前端に設けられ、
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）は、断面が凸状で、前記集光器の底部に設けられ、前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）上に照射する光をロービーム配光パターンのＳＥＧ１０法規テストエリアに対応させており、ＳＥＧ１０エリアの輝度を高すぎないよう抑制し、
前記ＩＩＩゾーン形成構造（４）は、前記集光器の底部に設けられると共に前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）の前端に位置し、ロービーム配光パターンの拡幅を形成してＩＩＩゾーン配光パターン部分のＨＶテスト点の輝度を低減させるために用いられ、
前記５０Ｌ暗いエリア形成構造（３）は、前記集光器の底部に設けられ、ロービーム配光パターン内の５０Ｌエリアの輝度を制御できるようにする、
ことを特徴とするロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【００６３】
（付記２)
前記ＩＩＩゾーン形成構造（４）は、ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）とＨＶ輝度低減構造（４−２）とを含み、
前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の前記集光器に向かう前端は、円弧形を呈し、後端がＳＥＧ１０輝度低減構造（５）の前端と連結し、全体が前記集光器の底部に密着される薄片形状であり、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）と前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）との中間位置に前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）が設けられ、
前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）は、ＨＶ輝度を低減するため、三角形又は多辺形の凸起とする、
ことを特徴とする付記１に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【００６４】
（付記３)
前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）は、その全幅が１０〜１５ｍｍ、高さが０．３〜０．７ｍｍで、通過した光がＩＩＩゾーン拡幅を形成し、
光を拡散させ、ＩＩＩゾーンの輝度が法規要求に適合させるため、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の前端面が小半径の円弧形を呈し、半径が５〜１０ｍｍである、
ことを特徴とする付記１又は２に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【００６５】
（付記４)
前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）は、前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の前部中央部に位置し、
前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）が前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の中央部に位置することは、前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）が前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の内方に向けて凹となっている円弧形の底部に位置することを意味し、
前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）が前記ＩＩＩゾーン拡幅形成構造（４−１）の前部に位置することは、前記ＨＶ輝度低減構造（４−２）が前記拡幅形成構造（４−１）より前記集光器の前部に近いことを意味する、
ことを特徴とする付記１又は３に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【００６６】
（付記５)
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）の前記集光器の光進行方向に沿う断面は、鈍角三角形を呈し、かつ前記集光器の底面と接する２つの角が鋭角であり、
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）のエリア上に照射される光は、ロービーム配光パターンのＳＥＧ１０エリアに対応し、
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）上に照射される光の一部分は、全反射した後、前記カットオフライン形成構造（２）の前端面を経由して出射され、他の部分は直接又は数回屈折された後に前記集光器から出射される、
ことを特徴とする付記１に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【００６７】
（付記６)
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）は、その表面にシワまたはストライプが形成され、その上に照射される光に対し散乱及び光エネルギー消費を行い、ロービーム配光パターン内のＳＥＧ１０エリアのエネルギーを減らす、
ことを特徴とする付記１に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【００６８】
（付記７)
前記集光器取付構造（６）は、前記集光器の両側に設けられ、前記集光器の構造は、２個以上設けられる、
ことを特徴とする付記１に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【００６９】
（付記８)
前記集光器の下側面は、内方に向けて凹となる円弧面又は平面であり、前記集光器の下側面に集光進行方向に沿い、段差を有する左右２つの部分が形成され、前記集光器（１）の下側面の段差を有する左右２つの部分の境界線が前記集光器（１）の下側面の集光進行方向に沿う中部に位置し、前記段差のサイズが０．４〜０．６ｍｍの範囲である、
ことを特徴とする付記１に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【００７０】
（付記９)
前記集光器（１）の下側面のＩＩＩゾーン形成構造（４）は、段差を有する左右２つの部分の前記集光器（１）の下側面境界線を越えた板状の凸起物であり、前記凸起物の下側面が内方に向けて凹となる円弧形である、
ことを特徴とする付記８に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【００７１】
（付記1０)
前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）は、段差を有する左右２つの部分の前記集光器（１）の下側面境界線を越え、かつ前記ＳＥＧ１０輝度低減構造（５）の表面にも段差を有する左右２つの部分を有する、
ことを特徴とする付記８に記載のロービームのヘッドライトモジュールに用いられる集光器。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、レンズを除いた他の全ての光学素子及び集光器部品を一体に統合し、空間利用効率を大幅に向上させ、各光学機能部品の間の位置精度が保証され、位置の誤差がなく、コストも低い。
【符号の説明】
【００７３】
１  集光構造、２  カットオフライン形成構造、３  ５０Ｌ暗いエリア形成構造、４  ＩＩＩゾーン形成構造、５  ＳＥＧ１０輝度低減構造、６  集光器取付構造、１−１  側面中心入口構造、１−２  前面中心入口構造、１−３  反射構造、４−１  ＩＩＩゾーン拡幅形成構造、４−２  ＨＶ輝度低減構造
【図１】
2020057616.tif 000003
【図２】
2020057616.tif 000004
【図３】
2020057616.tif 000005
【図４】
2020057616.tif 000006
【図５】
2020057616.tif 000007
【図６】
2020057616.tif 000008
【図７】
2020057616.tif 000009
【図８】
2020057616.tif 000010
【図９】
2020057616.tif 000011
【図１０】
2020057616.tif 000012
【図１１】
2020057616.tif 000013
【図１２】
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