(57)【要約】【課題】ヘッドランプの構造をできるだけ簡単かつ経済的にする。【解決手段】本発明は、複数個のＬＥＤ２６、２７、２８を有し、ＬＥＤの各々に対し１個のレンズ３２、３３、３４が割り当てられている、ヘッドランプ２０用レンズアタッチメントを開示している。レンズ３２、３３、３４は、レンズパッケージ３０に組み立てられており、連結手段３５、３６により互いに対して配置されている。レンズパッケージ３０は、パッケージをＬＥＤ２６、２７、２８に対して配置するための適切な装着フレーム３７内に受け止められていてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上に支持された複数個のＬＥＤと、
レンズパッケージ（１０；３０；４０；６０）に組み立てられた独立したレンズ（１２、１３、１４、１５；３２、３３、３４；４２、４３、４４；６２、６３、６４）のアレイとを含み、
前記レンズパッケージ（１０；３０；４０；６０）は、共通装着部材（１８；３７；４６）であって、好ましくはプレート形状の共通装着部材（１８；３７；４６）と、前記レンズ（１２、１３、１４、１５；３２、３３、３４；４２、４３、４４；６２、６３、６４）を固定するための複数個の連結部材（４９）とを含み、
前記レンズの各々が前記ＬＥＤの１個と整列するように、前記レンズパッケージ（１０；３０；４０；６０）が前記共通装着部材（１８；３７；４６）に対して配置されている、ヘッドランプ（２０；５０）用レンズアタッチメント。
【請求項２】
前記レンズ（１２、１３、１４、１５；３２、３３、３４；４２、４３、４４；６２、６３、６４）には、互いに対面する側部に、互いに平行な接合面（１６）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のレンズアタッチメント。
【請求項３】
前記レンズ（３２、３３、３４；６２、６３）の側部が接合材料により互いに連結されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のレンズアタッチメント。
【請求項４】
前記レンズ（３２、３３、３４）の側部が接着剤（３５、３６）により互いに連結されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のレンズアタッチメント。
【請求項５】
前記レンズ（６２、６３）の側部がガラスはんだ（６４）により互いに連結されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のレンズアタッチメント。
【請求項６】
前記レンズ（１２、１３、１４、１５；３２、３３、３４；４２、４３、４４；６２、６３、６４）の前記接合面は、空隙がないように互いに連結されることを特徴とする、請求項３〜５のいずれかに記載のレンズアタッチメント。
【請求項７】
前記レンズ（１２、１３、１４、１５；３２、３３、３４；６２、６３）は、光吸収材料（３５、３６、６４）により互いに連結されていることを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載のレンズアタッチメント。
【請求項８】
前記レンズは（４２、４３、４４）は、連結部材（４９）、好ましくはファスナーまたはネジによって、共通装着部材（４６）、好ましくはプレート形状の共通装着部材（４６）で連結されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のレンズアタッチメント。
【請求項９】
前記連結部材（４９）は光学的に透明であることを特徴とする、請求項８に記載のレンズアタッチメント。
【請求項１０】
前記連結部材（４９）は、鋳造化合物が充填された孔（４８）と係合していることを特徴とする、請求項８または９に記載のレンズアタッチメント。
【請求項１１】
前記連結部材（４９）は、前記レンズ（４２、４３、９４）の軸方向に延びており、かつ前記レンズ（４２、４３、４４）の有効反射面から見ると知覚できることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載のレンズアタッチメント。
【請求項１２】
前記レンズパッケージ（１０；３０；４０）は、装着フレーム（１８；３７；４６）上の所定の接触点において支持されており、前記装着フレーム（１８；３７；４６）は、前記レンズパッケージ（１０、３０、４０）を前記ＬＥＤに対して配置するための精密公差を有する接触面を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載のレンズアタッチメント。
【請求項１３】
前記レンズパッケージ（１０；３０；４０）は、接合ジョイントおよび／またはクランピングにより前記装着フレーム（１８；３７；４６）上に支持されていることを特徴とする、請求項１２に記載のレンズアタッチメント。
【請求項１４】
前記レンズパッケージ（１０）は、射出工程により前記装着フレーム（１８）内に配置されていることを特徴とする、請求項１２または１３に記載のレンズアタッチメント。
【請求項１５】
前記装着フレーム（１８；３７）は、シート状金属またはプラスチック材料から構成されていることを特徴とする、請求項１２、１３または１４に記載のレンズアタッチメント。
【請求項１６】
前記レンズ（６２、６３）の少なくともいくつかは、前記レンズパッケージ（６０）を前記ＬＥＤ（５６、５７）に対して配置するための装着部材（６８）を収容するための凹部（６６）、特に溝を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載のレンズアタッチメント。
【請求項１７】
所定の照明パターンを形成するための複数個のＬＥＤであって、各ＬＥＤに１個割り当てられたレンズを有するＬＥＤを備えたヘッドランプ、特に自動車用ヘッドランプ（２０；５０）であって、請求項１〜１６のいずれかに記載の前記レンズがレンズパッケージ（３０；６０）に組み立てられていることを特徴とするヘッドランプ、特に自動車用ヘッドランプ（２０；５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のＬＥＤと複数個の独立した（個別）レンズとを有するヘッドランプ用レンズアタッチメントに関する。本発明はさらに、複数個のＬＥＤを有するヘッドランプとそのような種類のレンズアタッチメントとに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のヘッドランプ分野における最近の発展は、エネルギー消費を一層減少させながら道路を適切に照明することを試みている。以前は、キセノン光源が高品質ヘッドランプの標準を設定していたが、最近はＬＥＤヘッドランプへと発展してきている。通常、仕様がそれぞれの法律によって規定されている所定の照明パターンを形成するために、各ＬＥＤに対して１個のレンズを割り当てることが提案されてきた。たいていの場合において、ヘッドランプは、より多数のＬＥＤ、すなわち通常２個のＬＥＤないし約１０個または１２個のＬＥＤを含む。
【０００３】
１２個のＬＥＤを有するこの種のヘッドランプは、下記特許文献１他から公知であり、ここでは、各ＬＥＤに１個のレンズが割り当てられている。それぞれのＬＥＤはベースプレートに連結されたフレームに受け止められ、このフレーム上にＬＥＤが支持されている。
下記特許文献２によれば、ＬＥＤアレイの僅か１個または２個のレンズが、所定の照明パターンを形成するために使用されている。この点において、所定の照明パターンに対応するためにグラスファイバケーブルが使用されている。
【０００４】
下記特許文献３は、所定の照明パターンに対応するＬＥＤアレイと通常の凸レンズとの組み合わせを説明している。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０２２３３３７号明細書
【特許文献２】国際公開第２００６／０３４３２９号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００４／０５９２０７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
公知の解決法の場合には、構造が比較的複雑であるか、または照明パターンを形成するために通常のレンズを１個のみ使用する場合においては、何ら問題なしに所定の仕様に対応するとは保証できない。
この観点から、本発明の目的は、複数個のＬＥＤを有するヘッドランプ用レンズアタッチメントを提供することであり、それによってヘッドランプの構造をできるだけ簡単かつ経済的にし、同時に所定の照明パターンの仕様に最もよく準拠するようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、レンズパッケージに組み立てられており、かつ連結手段により互いに対して配置されている複数個の独立したレンズを含む複数個のＬＥＤを有するヘッドランプ用レンズアタッチメントにより達成される。
本発明の目的は、さらに、所定の照明パターンを生成するための、複数個のＬＥＤであって、各ＬＥＤに１個割り当てられたレンズを有するＬＥＤを有し、前記レンズがレンズパッケージに組み立てられており、かつ連結手段により互いに対して配置されているヘッドランプ、特に自動車用ヘッドランプにより達成される。
【０００７】
本発明の目的はこのようにして完全に達成される。
ヘッドランプ用に最適の照明パターンを得るために、各ＬＥＤに対して特に適合したレンズを使用できるように、レンズの数はヘッドランプのＬＥＤの数に一致することが好ましい。
レンズを独立したレンズとして製造した後にレンズパッケージに組み立てることは、レンズを結合状態で製造する解決法と比較して、製造コストを明白に低減できる。独立したレンズは、たとえば成型などの効率的なプロセスにより製造することが可能であり、かつその後に独立したレンズの正確な位置決めを確実にする方法でレンズパッケージに組み立てることが可能である。
【０００８】
その結果、ヘッドランプの光学パラメータとの適合を保証するためには、レンズパッケージをＬＥＤに対して正確に位置決めするだけでよい。これは組み立てコストを明らかに低減すると同時に、光学システムの安定性を向上させる。
本発明の有利なさらなる発展形態によれば、レンズは互いに対面する側部において、互いに平行な接合面を有する。
【０００９】
それによって、レンズの互いに対する正確な位置決めとレンズの互いの永久的な接合とが容易になる。
本発明の他の実施形態によれば、レンズの側部は接合材料により互いに連結されている。
前記実施形態の第１変形例によれば、レンズの側部が互いに接着剤により連結されている。
【００１０】
第２変形例によれば、レンズの側部が互いにガラスはんだにより連結されている。
これらの特徴は、レンズの連結を容易にすると同時に、レンズの製造を簡単にする。
好ましくは、レンズの接合面は、空隙がないように互いに連結されている。
これにより、レンズパッケージの特に高度な安定性が保証される。
本発明の他の好ましい実施形態によれば、レンズは光吸収材料により互いに連結されている。
【００１１】
これによって１つのレンズと隣接するレンズとの間に起こり得る迷光が避けられ、その結果、望まない迷光によるヘッドランプの所定の照明パターンの損傷を防ぐことができる。
本発明の他の実施形態によれば、レンズは、連結部材、好ましくはファスナーまたはネジによって、好ましくはプレート形状の共通装着部材で連結されている。
【００１２】
この場合、連結部材は好ましくは光学的に透明である。
連結部材は、鋳造（キャスティング）化合物を充填した孔に係合していてもよい。
本発明のさらに他の実施形態によれば、連結部材はレンズの軸方向に延びており、かつ有効反射面から見ると知覚可能である。これにより、連結部材が見えることが不可避であれば、装飾目的に利用することが可能であり、装飾目的には連結部材または連結面は、異なる色または金属的な外観が与えられてもよい。
【００１３】
鋳造化合物は孔と連結部材との可視度を最小にするために使用されてもよい。
本発明のさらに他の実施形態によれば、レンズパッケージは、装着フレーム上の所定の接触点において支持されており、この装着フレームは、レンズパッケージをＬＥＤに対して配置するための精密公差を有する接触面を含む。
この特徴により、ヘッドランプにおいてレンズパッケージを関連するＬＥＤに対して配置する作業が容易になる。
【００１４】
レンズパッケージは、接着ジョイントおよび／またはクランピングにより装着フレーム上に支持されていてもよい。
本発明のさらに他の実施形態によれば、レンズパッケージは、射出工程により装着フレーム内に配置されていてもよい。
装着フレームは、たとえばシート状金属またはプラスチック材料から構成されていてもよい。
【００１５】
これらの特徴により、ヘッドランプにおいてレンズパッケージを関連するＬＥＤに対して配置する作業が容易になり、かつ組み立てコストおよび調節コストが低減される。
本発明のさらに他の実施形態によれば、レンズの少なくともいくつかは、レンズパッケージをＬＥＤに対して配置するための装着部材を収容するための凹部、特に溝を含む。
この特徴により、同様に、レンズパッケージのＬＥＤに対する位置決めを容易かつ正確に達成できる。
【００１６】
上記の、および下記に説明する本発明の特徴は、記載したそれぞれの組み合わせだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組み合わせで、または単独で使用できることが理解される。
本発明の特徴および利点は、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を述べた下記の説明により明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のレンズパッケージの第１実施形態は図１に示されており、全体として参照符号１０で示されている。
レンズパッケージ１０は、４個のレンズ１２、１３、１４、１５を含み、これらのレンズの結像特性は、それぞれに割り当てられたヘッドランプのＬＥＤ（図示せず）に適合している。各レンズ１２、１３、１４、１５の側部には、平坦なジョイント面が設けられており、１個のレンズにおいて互いに反対側に配置されたジョイント面は、互いに平行にかつ光学レンズ軸に対して垂直に延びている。各レンズの上面および下面のジョイント面は、同様に、互いに平行にかつ側部のジョイント面と９０度の角度で交わって延びている。レンズ１２、１３、１４、１５は、隣接するジョイント面によって互いに接合され、さらに外部ジョイント面によって、対応する形状の装着フレーム１８に受け止められている。その作業の間に、レンズは接合により同時に装着フレームに固定される。
【００１８】
レンズ１２、１３、１４、１５は、接着剤を用いて互いに平行な平坦ジョイント面によって空隙なく互いに接合されているので、コンパクトなユニットが得られる。１個のレンズから他のレンズへの好ましくない迷光を防止するために、使用される接着剤は着色して光吸収性が与えられている。レンズ１２、１３、１４、１５のジョイント面の間を接合するために、レンズは最初に適切な装置内に置かれて互いに対して正確に整列され、その結果、いったんレンズ間が接合されると、レンズはレンズパッケージを形成するために互いに連結されるだけでなく、同時に互いに対して正確に配置される。
【００１９】
この作業の次に、レンズパッケージ１０が装着フレーム１８に、所定の接触点において同様に接合されるが、レンズパッケージ１０を装着フレーム８に対して確実に正確に合わせるために、適切な装置を用いてこの接合を同様に実施してもよい。所望であれば、この作業は、レンズを互いに接合してレンズパッケージを形成する作業と組み合わせてもよい。シート状金属または適切なプラスチック材料から製造できる装着フレーム１８は、ヘッドランプに組み立てる時にレンズパッケージ１０の正確な位置決めを確実にするために用いることができる、精密公差を有する接触面を有している。
【００２０】
図２は、そのようなレンズパッケージを用いた自動車用ヘッドランプの全体構造を示す図で、ヘッドランプは全体として参照符号２０で示されている。図２に示されたレンズパッケージ３０は、図１によるレンズパッケージ１０に比べると僅かに変形されているが、レンズ３２、３３、３４は同様に接着剤３５、３６を用いて接合面を介して側部で互いに連続的に接合されている。図１の実施形態とは対照的に、３個のレンズ３２、３３、３４は１つのレンズが他のレンズの上方に配置されて、このようなレンズ列が、４列互いに隣接して設けられるので、合計１２個の独立したレンズを有するヘッドランプが得られる。
【００２１】
さらに、この場合、レンズは装着フレーム３７に接合されており、この装着フレーム３７は同時にヘッドランプ２０のベースボディ２２に装着されるように設計されている。装着は、たとえば、ネジ込み、リベッティング（鋲打ち）、スナッピングインなど（図示せず）で実施できる。ベースボディ２２は、プレート形状の設計を有しており、レンズパッケージ３０の反対側に一連の冷却リブ２４が設けられている。ベースボディ２２は、たとえばアルミニウムから形成されてもよい。ベースボディ２２の前面はＬＥＤ２６、２７、２８を保持しており、これらのＬＥＤ２６、２７、２８はプリント基板および適切な中間絶縁パッドなど（図示せず）を介して前記面上に支持されている。ＬＥＤ２６、２７、２８の各々は、レンズパッケージ３０の、それぞれの関連するレンズ３２、３３、３４の光軸に沿って並べられている。
【００２２】
概して、ヘッドランプ２０はさらに、適切なハウジング（たとえばアルミニウムハウジング）と、適切なフロントカバー（概してプラスチック材料から構成されている）と、ヘッドランプを調節するための調節手段とを含むことが理解される。この図においては、簡潔に図示するために、電気的接続も同様に省略されている。
図３は、全体として参照符号４０で示されているレンズパッケージの変形実施形態の断面図である。この場合、１２個の独立したレンズを含むアレイが、ファスナー形状の連結部材４９を介してガラスプレート状の装着部材４６と連結されている。また、レンズ４２、４３、４４のグループは、それぞれ１つのレンズが他のレンズの上に配置され、平坦な接合面によって互いに接触している。レンズ４２、４３、４４の各々には、レンズの光軸の方向に延びる孔４８が設けられており、孔４８は、装着部材４６内の対応する孔を貫通して延びる透明なプラスチックファスナー４９と係合しており、プラスチックファスナー４９の終端部は、装着部材４６の外面と面一である。このファスナーは、さらに鋳造用化合物によりシールされていてもよい。
【００２３】
所望であれば、使用されるファスナーは、メタライズされているか、またはレンズパッケージ４０の光学的設計を強化し、かつレンズの正面から見たときに見ることができる光学的に着色したファスナーであってもよい。ガラスプレート状の装着部材４６は、同時に、ヘッドランプの取り付け時にレンズパッケージを配置するのに役立つ。
本発明によるヘッドランプのさらに他の変形例が図４に示されており、全体として参照符号５０で示されている。
【００２４】
ヘッドランプ用５０もまた、好ましくはアルミニウムからなるプレート形状のベースボディ５２を含む。後面上の冷却リブは、簡潔にするために、この図では省略されている。ＬＥＤのアレイが適切な方法でベースボディの前部に固定されている。アレイは、図４に示すように、たとえば２個のＬＥＤ５６、５７のグループが上下に配置され、かつ３列のＬＥＤがそれぞれ横に並べられた、３×２個のＬＥＤを含んでもよい。
【００２５】
さらにまた、各ＬＥＤ５６、５７はそれぞれに１個のレンズ６２、６３を割り当てており、レンズ６２、６３（およびそれらと隣接するレンズ）は、図４では見えないが、接合材料により表面を覆われた互いに平行な結合部により連結されて、レンズパッケージ６０を形成している。図２に示されたレンズパッケージ３０とは対照的に、この場合には接着剤を用いた接合は実施されず、むしろガラスはんだ６４を用いた接合が実施される。
【００２６】
ガラスはんだの使用は、接着剤の使用に比べて、より高い熱負荷容量を付与する。
図１または図２による実施形態において使用されている装着フレーム１８または３７の代わりに、そして図３による実施形態に使用されている装着プレート４６の代わりに、レンズ６２の縁に設けた溝６６を、ベースプレート５２に対するレンズパッケージ６０の正確な位置決めのために使用してもよい。溝６６は好ましくは前部または側部の外縁に設けられ、製造時に成型により形成するか、または後ほど研磨により形成してもよい。溝６６は、溝６６と係合する適切な突起７０を有する装着部材６８を受け止める役割を果たし、それによって、レンズパッケージ６０をベースボディ５２上に固定する。ベースボディ５２は、レンズパッケージ６０の方向に突出する、たとえばピン状の適切な位置決め部材５４を設けてもよく、それによってレンズパッケージ６０とベースプレート５２との間の間隔を決定する。装着部材６８は、たとえばベースプレート５２の孔５８と係合してもよく、そしてロック（固定）部材７２を用いて定位置にロック（固定）するように設計してもよい。
【００２７】
このようにして、レンズパッケージ６０の正しい位置決めと正しい位置でのベースプレート５２上への装着とが、特に簡単な手段によって確実になる。
すべての図示された実施形態において、ＬＥＤ２６、２７、２８、および５６、６７それぞれに対向するレンズ面は平面形状を有しており、一方、ＬＥＤから離れる方向を向いているレンズ面は外向きの凸状曲面を示している。各レンズ１２〜１５、３２〜３４、４２〜４４および６２、６３は、それぞれ対応するＬＥＤに適合した結像特性を有しているが、これは、照明パターン、たとえば、（淡色表示ビームパターン）の所定の仕様を確実にするために、ＬＥＤと併用して、ヘッドランプの所望の全体的な照射特性を形成するためである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】装着フレームと結合した、本発明によるレンズパッケージの第１実施形態の斜視図である。
【図２】図１の実施形態を僅かに変形した、本発明によるレンズパッケージを用いた本発明によるヘッドランプの全体構造を示す図である。
【図３】本発明によるレンズパッケージの他の実施形態の断面図である。
【図４】本発明のヘッドランプの変形実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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