(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-15
(45)【発行日】2023-12-25
(54)【発明の名称】車両ランプモジュール、車両ヘッドランプ及び車両
(51)【国際特許分類】
F21S 41/25 20180101AFI20231218BHJP
F21S 41/151 20180101ALI20231218BHJP
F21V 5/04 20060101ALI20231218BHJP
F21S 41/143 20180101ALI20231218BHJP
G02B 3/00 20060101ALN20231218BHJP
G02B 3/06 20060101ALN20231218BHJP
G02B 3/08 20060101ALN20231218BHJP
F21W 102/13 20180101ALN20231218BHJP
F21W 102/20 20180101ALN20231218BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20231218BHJP
【ＦＩ】
F21S41/25
F21S41/151
F21V5/04 550
F21V5/04 350
F21S41/143
G02B3/00 A
G02B3/06
G02B3/08
F21W102:13
F21W102:20
F21Y115:10
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2022525408
(86)(22)【出願日】2020-09-16
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-01-18
(86)【国際出願番号】 CN2020115659
(87)【国際公開番号】W WO2021103755
(87)【国際公開日】2021-06-03
【審査請求日】2022-04-28
(31)【優先権主張番号】201911175135.0
(32)【優先日】2019-11-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】520372939
【氏名又は名称】▲華▼域▲視▼▲覺▼科技（上▲海▼）有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】李 ▲輝▼
(72)【発明者】
【氏名】仇 智平
(72)【発明者】
【氏名】▲陸▼ ▲剣▼清
(72)【発明者】
【氏名】▲張▼ 大攀
(72)【発明者】
【氏名】祝 ▲賀▼
(72)【発明者】
【氏名】▲孫▼ ▲曉▼芬
(72)【発明者】
【氏名】桑 文慧
(72)【発明者】
【氏名】李 ▲聰▼
(72)【発明者】
【氏名】▲聶▼ 睿
【審査官】山崎 晶
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／２０５９００（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００７－１０９５３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０７１９５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０９９２２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｓ ４１／２５
Ｆ２１Ｓ ４１／１５１
Ｆ２１Ｖ ５／０４
Ｆ２１Ｓ ４１／１４３
Ｇ０２Ｂ ３／００
Ｇ０２Ｂ ３／０６
Ｇ０２Ｂ ３／０８
Ｆ２１Ｗ １０２／１３
Ｆ２１Ｗ １０２／２０
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両ランプモジュールであって、光出射方向に沿って順に設置される光源（１）、集光部（２）及び光出射素子を備え、前記光出射素子は非球面レンズ（３）であり、前記集光部（２）は少なくとも１つの集光素子（２１）を備え、前記光源（１）は対応する前記集光素子（２１）に対応し、前記光源（１）から発する光は前記集光素子（２１）によって収束されて前記非球面レンズ（３）の光入射面（３１）に入射して、前記非球面レンズ（３）の光出射面（３２）から出射することができ、前記非球面レンズ（３）の光出射面（３２）は、前記非球面レンズ（３）の中央横方向横断面と前記非球面レンズ（３）の光出射面（３２）が交差して中央横方向横断線（３４）を形成するように構成され、前記中央横方向横断線（３４）は第１曲率境界点及び第２曲率境界点を有し、前記第１曲率境界点は前記中央横方向横断線（３４）の中点から左端点までの間の任意の一点であり、前記第２曲率境界点は前記中央横方向横断線（３４）の中点から右端点までの間の任意の一点であり、前記中央横方向横断線（３４）の第１曲率境界点から第２曲率境界点までの曲率は等しく、前記中央横方向横断線（３４）の第１曲率境界点から左端点までの曲率、及び前記中央横方向横断線（３４）の第２曲率境界点から右端点までの曲率はいずれも最初に増加し、次に減少することを特徴とする車両ランプモジュール。
【請求項2】
前記中央横方向横断線（３４）の左端点の曲率及び／又は前記中央横方向横断線（３４）の右端点の曲率は前記中央横方向横断線（３４）の第１曲率境界点から第２曲率境界点までの曲率に等しいことを特徴とする請求項１に記載の車両ランプモジュール。
【請求項3】
前記非球面レンズ（３）の光出射面（３２）は前方に向かって突出した曲面であり、前記非球面レンズ（３）の光出射面（３２）はさらに、前記非球面レンズ（３）のいずれか１つの縦方向横断面と前記非球面レンズ（３）の光出射面（３２）が交差して１本の縦方向横断線（３３）を形成するように構成され、前記縦方向横断線（３３）は、前記縦方向横断線（３３）の中点から上端点までの間の任意の一点である曲率変化境界点を有し、前記縦方向横断線（３３）の曲率変化境界点から下端点までの曲率は等しく、前記縦方向横断線（３３）の曲率変化境界点から上端点までの曲率は等しく、且つ前記縦方向横断線（３３）の上端点の曲率は前記縦方向横断線（３３）の下端点の曲率よりも小さい、又は、 前記非球面レンズ（３）の光出射面（３２）は前方に向かって突出した曲面であり、前記非球面レンズ（３）の光出射面（３２）はさらに、前記非球面レンズ（３）のいずれか１つの縦方向横断面と前記非球面レンズ（３）の光出射面（３２）が交差して１本の縦方向横断線（３３）を形成するように構成され、前記縦方向横断線（３３）は、前記縦方向横断線（３３）の中点から上端点までの間の任意の一点である曲率変化境界点を有し、前記縦方向横断線（３３）の曲率変化境界点から下端点までの曲率は等しく、前記縦方向横断線（３３）の曲率変化境界点から上端点までの曲率は徐々に減少することを特徴とする請求項２に記載の車両ランプモジュール。
【請求項4】
前記非球面レンズ（３）の光入射面（３１）は前記非球面レンズ（３）の光軸（３５）方向に沿って後方に向かって突出することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車両ランプモジュール。
【請求項5】
前記集光部（２）は複数の集光素子（２１）を備え、前記集光素子（２１）は１行複数列のマトリックス状に配置され得るか、又は複数行複数列のマトリックス状に配置され得ることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の車両ランプモジュール。
【請求項6】
前記集光素子（２１）は平凸レンズであり、前記集光素子（２１）の光入射面は平面であり、前記集光素子（２１）の光出射面は前方に向かって突出した曲面であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の車両ランプモジュール。
【請求項7】
前記集光部（２）を取り付けるための取り付けブラケット（４）をさらに備え、前記取り付けブラケット（４）に位置決めピン（４１）及び取り付け孔（４２）が設けられ、前記取り付けブラケット（４）の周囲にフランジ（４３）が設けられ、前記集光部（２）と前記取り付けブラケット（４）は一体に成形されるか、又は組み立てて接続されることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の車両ランプモジュール。
【請求項8】
前記光源（１）は前記集光素子（２１）の焦点の前方に設けられる、かつ／又は、前記光源（１）は前記非球面レンズ（３）の焦点面に設けられることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の車両ランプモジュール。
【請求項9】
車両ヘッドランプであって、少なくとも１つの請求項１～８のいずれか１項に記載の車両ランプモジュールを備え、前記車両ランプモジュールは縦方向、横方向、又は斜めに配列して分布することを特徴とする車両ヘッドランプ。
【請求項10】
請求項９に記載の車両ヘッドランプを備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１９年１１月２６日に提出された中国特許出願２０１９１１１７５１３５．０の権益を主張し、該出願の内容は引用により本明細書に組み込まれている。
本願は、２０１９年１１月２６日に提出された中国特許出願２０１９１１１７５１３５．０の権益を主張し、該出願の内容は引用により本明細書に組み込まれている。
【0002】
本発明は、車両照明装置に関し、具体的には、車両ランプモジュールに関し、また、さらに車両ヘッドランプ及び車両に関する。
【背景技術】
【0003】
夜間運転では、自動車照明システム、特に自動車ヘッドランプの重要性は言うまでもないことである。自動車の高速走行中、眩しいハイビームは、ドライバーが自動車に対する制御を失うことを引き起こし、さらに予期せぬ危険が生じる可能性がある。従って、自動車ヘッドランプは、ドライバーに広い視覚範囲及び良好な視覚条件を提供するだけでなく、ほかの道路関与者を眩惑させないように、ほかの道路関与者に可能な限り影響を与えない必要がある。技術の発展に伴い、マトリックスＬＥＤヘッドランプは自動車ランプの将来の発展方向の１つとなっており、マトリックスＬＥＤヘッドランプの光源は複数のＬＥＤからなり、これらのＬＥＤは所定の方式で配列されてアレイパターンを形成し、車両の前方視野における車両、歩行者の位置に応じて、マトリックスＬＥＤヘッドランプは対応する領域のＬＥＤを消灯することで、歩行者又は対向ドライバーの眩惑を回避することができる。
【0004】
従来技術では、一般的なマトリックス車両ランプモジュールはいずれもマトリックス状に配列された光源及び光源に対応する集光素子を使用してハイビームによるドライバーの眩惑という技術的課題を解決する。出願日が２０１８年４月１３日の特許文献１は光学モジュール及び車両ランプを開示しており、該光学モジュールに使用される集光器は複数の光ガイド部材を備え、各光ガイド部材の光入射端は各光源に1対1で対応して設けられ、光出射端は互いに収束して弧状の光出射部を形成し、該集光器は光源から発する光に対する収束作用を有し、且つ隣接する光源から発する光を集光器の光出射面である程度融合させることで、各光源から発する光によって形成されるスポット間がより均一に繋がるが、該集光器は構造が非常に複雑で、各光ガイド部材間の相対的な位置の精度を確保する必要があり、集光器の加工精度を確保することが非常に困難であり、また、該集光器は取り付け構造も非常に複雑で、取り付け累積誤差が非常に大きく、その結果、光学モジュールの光学システムの精度が低く、車両ランプの光形状効果を損なってしまう。
【0005】
自動車産業の発展に伴い、マトリックス車両ランプはＡＤＢアダプティブハイビーム機能の実現を必要とするだけでなく、これに基づいて、車両ランプの光形状の均一性をさらに向上し、車両ランプの放熱性能を高め、車両ランプの重量や寸法を減らす必要がある。
【0006】
従来技術の上記欠陥に鑑みて、新型車両ランプモジュールを設計する必要がある。
【0007】
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】中国実用新案第２０１８２０５２９９８５．０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明が解決しようとする第１の技術的課題は、構造が簡単で、光形状が均一である車両ランプモジュールを提供することである。
【0010】
本発明が解決しようとする第２の技術的課題は、構造が簡単で、光形状が均一である車両ヘッドランプを提供することである。
【0011】
本発明が解決しようとする第３の技術的課題は、光形状が均一で、コストが低い車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を実現するために、本発明の第１態様は、光出射方向に沿って順に設置される光源、集光部及び光出射素子を備え、前記光出射素子は非球面レンズであり、前記集光部は少なくとも１つの集光素子を備え、前記光源は対応する前記に対応して、前記光源から発する光は前記集光素子によって収束されて前記非球面レンズの光入射面に入射して、前記非球面レンズの光出射面から出射することがができる車両ランプモジュールを提供する。
【0013】
好ましくは、前記非球面レンズの光出射面は、前記非球面レンズの中央横方向横断面と前記非球面レンズの光出射面が交差して中央横方向横断線を形成するように構成され、前記中央横方向横断線は第１曲率境界点及び第２曲率境界点を有し、前記第１曲率境界点は前記中央横方向横断線の中点から左端点までの間の任意の一点であり、前記第２曲率境界点は前記中央横方向横断線の中点から右端点までの間の任意の一点であり、前記中央横方向横断線の第１曲率境界点から第２曲率境界点までの曲率は等しく、前記中央横方向横断線の第１曲率境界点から左端点までの曲率、及び前記中央横方向横断線の第２曲率境界点から右端点までの曲率はいずれも最初に増加し、次に減少する。
【0014】
好ましくは、前記中央横方向横断線の左端点の曲率及び／又は前記中央横方向横断線の右端点の曲率は前記中央横方向横断線の第１曲率境界点から第２曲率境界点までの曲率に等しい。
【0015】
好ましい構造形態として、前記非球面レンズの光出射面は前方に向かって突出した曲面であり、前記非球面レンズの光出射面はさらに、前記非球面レンズのいずれか１つの縦方向横断面と前記非球面レンズの光出射面が交差して１本の縦方向横断線を形成するように構成され、前記縦方向横断線は、前記縦方向横断線の中点から上端点までの間の任意の一点である曲率変化境界点を有し、前記縦方向横断線の曲率変化境界点から下端点までの曲率は等しく、前記縦方向横断線の曲率変化境界点から上端点までの曲率は等しく、且つ前記縦方向横断線の上端点の曲率は前記縦方向横断線の下端点の曲率よりも小さい。
【0016】
別の好ましい構造形態として、前記非球面レンズの光出射面は前方に向かって突出した曲面であり、前記非球面レンズの光出射面はさらに、前記非球面レンズのいずれか１つの縦方向横断面と前記非球面レンズの光出射面が交差して１本の縦方向横断線を形成するように構成され、前記縦方向横断線は、前記縦方向横断線の中点から上端点までの間の任意の一点である曲率変化境界点を有し、前記縦方向横断線の曲率変化境界点から下端点までの曲率は等しく、前記縦方向横断線の曲率変化境界点から上端点までの曲率は徐々に減少する。
【0017】
好ましくは、前記非球面レンズの光入射面は前記非球面レンズの光軸方向に沿って後方に向かって突出する。
【0018】
好ましくは、前記集光部は複数の集光素子を備え、前記集光素子は１行複数列のマトリックス状に配置され得るか、又は複数行複数列のマトリックス状に配置され得る。
【0019】
より好ましくは、前記集光素子は平凸レンズであり、前記集光素子の光入射面は平面であり、前記集光素子の光出射面は前方に向かって突出した曲面である。
【0020】
具体的には、前記車両ランプモジュールは、前記集光部を取り付けるための取り付けブラケットをさらに備え、前記取り付けブラケットに位置決めピン及び取り付け孔が設けられ、前記取り付けブラケットの周囲にフランジが設けられ、前記集光部と前記取り付けブラケットは一体に成形されるか、又は組み立てて接続される。
【0021】
好ましくは、前記光源は前記集光素子の焦点の前方に設けられる。
【0022】
より好ましくは、前記光源は前記非球面レンズの焦点面に設けられる。
【0023】
本発明の第２態様は、第１態様の技術案のいずれか１項に記載の車両ランプモジュールを備え、前記車両ランプモジュールは縦方向、横方向、又は斜めに配列して分布する車両ヘッドランプを提供する。
【0024】
本発明の第３態様は、第２態様の技術案に記載の車両ヘッドランプを備える車両を提供する。
【発明の効果】
【0025】
本発明の基本的な技術案では、光源から発する光は集光部によって収束されて非球面レンズの光入射面に入射し、さらに非球面レンズの光出射面から出射し、該集光部は少なくとも１つの集光素子が設けられることで、従来技術の複数の光ガイド部材を備えた集光器に比べて、車両ランプモジュールは構造が簡単であるだけでなく、寸法や重量がさらに小さくなり、また、本発明の非球面レンズの中央から縁までの曲率は連続的に変化することで、光形状の拡散角度を変更し、所望の光形状を得ることができる。
【0026】
本発明のほかの利点及び好ましい実施形態の技術的効果について、以下の具体的な実施形態ではさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図10】本発明の非球面レンズの一実施例の中央縦方向横断面の模式図である。
【図11】本発明の非球面レンズの一実施例の中央横方向横断面の模式図である。
【図12】本発明の非球面レンズの別の実施例の構造模式図である。
【図13】従来技術の車両ランプモジュールによって投射された光形状の模式図である。
【図14】本発明の車両ランプモジュールによって投射された光形状の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
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。理解できるように、ここで説明される具体的な実施形態は単に本発明を説明及び解釈することに用いられ、本発明を限定するものではない。
【0029】
なお、本発明の説明では、特に明記及び限定されていない限り、「接続」、「設置」のような用語は広義に理解すべきであり、例えば、固定接続、取り外し可能な接続、又は一体接続であってもよく、直接接続、又は中間媒体を介する間接接続であってもよく、２つの素子の内部が連通すること、又は２つの素子の相互作用関係であってもよい。当業者であれば、場合によって本発明における上記用語の具体的な意味を理解することができる。
【0030】
なお、光出射方向に沿って、「前」とは、非球面レンズ３が位置する端部であり、「後」とは、光源１が位置する端部であり、「上」とは、車両ランプモジュールが正常に取り付けられている場合の光出射方向の上方であり、「下」とは、車両ランプモジュールが正常に取り付けられている場合の光出射方向の下方であり、「左」とは、車両ランプモジュールが正常に取り付けられている場合の光出射方向の左側であり、「右」とは、車両ランプモジュールが正常に取り付けられている場合の光出射方向の右側であり、「縦方向横断面」は、非球面レンズ３の光軸３５に平行で、非球面レンズ３の上縁から下縁に垂直に延びているいずれか１つの横断面であり、「縦方向横断線３３」は、該縦方向横断面と非球面レンズ３の光出射面３２が交差して形成される曲線であり、「横方向横断面」は、前記縦方向横断面に垂直であり、「横方向横断線」は、該横方向横断面と非球面レンズ３の光出射面３２が交差して形成される曲線であり、「中央縦方向横断面」は、非球面レンズ３の光軸３５を通る縦方向横断面であり、「中央横方向横断面」は、非球面レンズ３の光軸３５を通る横方向横断面であり、「中央縦方向横断線」は中央縦方向横断面と非球面レンズ３の光出射面３２が交差して形成される曲線であり、「中央横方向横断線３４」は、中央横方向横断面と非球面レンズ３の光出射面３２が交差して形成される曲線であり、「中央横方向横断線３４の中点」は、中央横方向横断線３４と光軸３５との交点であり、光軸３５は非球面レンズ３の焦点を通り且つ前後方向に沿って延びている軸線である。用語は、図に示される方位又は位置関係に基づくものであり、係る装置又は素子が必ずしも特定の方位を有するか、特定の方位で構成及び操作することを指示又は暗示するのではなく、単に本発明を説明し説明を簡略化することに用いられ、従って、本発明を限定するものではないと理解すべきである。
【0031】
図１～図４に示すように、本発明の基本的な解決手段における車両ランプモジュールは、光源１の出射方向に沿って順に設置される光源１、集光部２及び光出射素子を備え、光源１はＬＥＤ発光チップ、ＯＬＥＤ発光チップ、又はレーザー光源に基づく発光チップであってもよく、集光部２は少なくとも１つの集光素子２１を備えてもよく、各集光素子２１の後方に１つの光源１が対応して設けられ、光出射素子は非球面レンズ３を使用する。光源１から発する発散光は集光素子２１によって収束されて前記非球面レンズ３の光入射面３１に入射し、該非球面レンズ３の光出射面３２から出射する。非球面レンズ３の光出射面３２の表面曲率を調整することで、非球面レンズ３の屈折力を変更でき、それにより光スクリーンに所望のハイビーム配光パターンが投射される。集光部２が１つの集光素子２１のみを備える場合、該車両ランプモジュールは基本的なハイビーム機能を実現し、法規制を満たすハイビーム光形状を得ることができ、集光部２が複数の集光素子２１を備える場合、各集光素子２１の後方に対応する光源１は個別アドレッシング可能であり、ハイビーム照明領域を複数の照明領域に細分化し、車載センシングシステムは対向車線の対向車を検出すると、対応する領域の光源１をオフにすることで、ハイビームによる眩惑を効果的に防止するとともに、路面のほかの領域で優れた照明効果を示し、アダプティブハイビーム機能を実現する。
【0032】
好ましくは、前記非球面レンズ３の中央横方向横断面と前記非球面レンズ３の光出射面３２が交差して中央横方向横断線３４を形成し、前記中央横方向横断線３４は第１曲率境界点及び第２曲率境界点を有し、第１曲率境界点は中央横方向横断線３４の中点から左端点までの間の任意の一点であり、第２曲率境界点は中央横方向横断線３４の中点から右端点までの間の任意の一点であり、第１曲率境界点と第２曲率境界点の位置は左右対称に設定されてもよく、所要の光形状に応じて調整して非対称的に設定されてもよく、図１１に示すように、いずれも中央横方向横断線３４の中点に設定されてもよい。説明の便宜上、中央横方向横断線３４の第１曲率境界点から第２曲率境界点までの間の曲線は中部曲線と呼ばれ、中央横方向横断線３４の第１曲率境界点から左端点までの曲線は左部曲線と呼ばれ、中央横方向横断線３４の第２曲率境界点から右端点までの曲線は右部曲線と呼ばれ、前記中部曲線の曲率は等しく、前記左部曲線の曲率、及び前記右部曲線の曲率はいずれも光軸３５から離れる方向に沿って最初に増加し、次に減少するという法則に従って変化し、好ましくは、曲率は前記中部曲線の曲率に等しいまで減少可能である。より詳しくは、本発明の非球面レンズ３の光出射面３２の曲率変化についての説明の便宜上、前記非球面レンズ３に基づいて１つの仮想球面レンズを構成し、該球面レンズはレンズの中央から縁まで一定の曲率を有し、且つ該球面レンズの光出射面の中央の曲率は前記非球面レンズ３の光出射面３２の中央の曲率と同じであり、図１０及び図１１に示すように、図中の実線は非球面レンズ３の中央縦方向横断線３３又は中央横方向横断線３４であり、破線は球面レンズの対応する位置での縦方向横断線又は横方向横断線である。従来の球面レンズに比べて、該非球面レンズ３の中央横方向横断線３４の中部曲線の曲率変化法則は球面レンズの対応する位置での横方向横断線の中部曲線の曲率変化法則と同じであるが、該非球面レンズ３の中央横方向横断線３４の左部曲線及び右部曲線の曲率はいずれも球面レンズの対応する位置での横方向横断線の左部曲線及び右部曲線の曲率よりも大きいため、非球面レンズ３の左部及び右部の光出射方向は光軸３５に接近する方向に出射することであり、非球面レンズ３の中央横方向横断線３４の左部曲線及び右部曲線の曲率は光軸３５から離れる方向に沿って最初に増加し、次に減少するため、非球面レンズ３の左部及び右部の出射光の光軸３５に接近する振幅は最初に増加し、次に減少し、即ち、曲率が増加する場合、光は徐々に光軸３５に接近する方向に投射する傾向を有し、曲率が減少する場合、光は徐々に光軸３５に接近する方向から光軸３５から離れる方向に投射する。上記中央横方向横断線３４の曲率変化法則により、非球面レンズ３の光出射面の左右方向における出射光は全体として中部領域の輝度が高く且つ各スポット間の境界がぼやけ、光形状の均一性が向上するという効果を実現する。
【0033】
さらに好ましくは、図１０に示すように、非球面レンズ３のいずれか１つの縦方向横断面と前記非球面レンズ３の光出射面３２が交差して１本の縦方向横断線３３を形成し、縦方向横断線３３は、縦方向横断線３３の中点から上端点までの間の任意の一点である曲率変化境界点を有し、前記曲率変化境界点の位置は所要の光形状に応じて調整できる。説明の便宜上、前記縦方向横断線３３の曲率境界点から上端点までの間の曲線は上部曲線と呼ばれ、前記縦方向横断線３３の曲率境界点から下端点までの曲線は中下部曲線と呼ばれる。好ましい構造形態として、前記縦方向横断線３３の中下部曲線の曲率は等しく、前記縦方向横断線３３の上部曲線の曲率は等しく、且つ前記縦方向横断線３３の上端点の曲率は前記縦方向横断線３３の下端点の曲率よりも小さく、別の好ましい構造形態として、前記縦方向横断線３３の中下部曲線の曲率は等しく、前記縦方向横断線３３の上部曲線の曲率は光軸３５から離れる方向に沿って徐々に小さくなる。より詳しくは、従来の球面レンズに比べて、前記非球面レンズ３のいずれか１つの縦方向横断線３３の中下部の変化法則は球面レンズの対応する位置での縦方向横断線の中下部の変化法則と同じであり、前記非球面レンズ３の縦方向横断線３３の上部曲線の曲率は球面レンズの対応する位置での縦方向横断線の上部曲線の曲率よりも小さい。従来の球面レンズを用いて光を投射する場合、光は該球面レンズの光軸３５に略平行な方向に出射し、形成されたハイビーム光形状は図１３に示され、ハイビームは水平０度線の上下付近領域内に対称的に分布しており、ハイビーム光形状の法規制要件を満たさない。図１４に示すように、非球面レンズ３を用いて光を投射する場合、同じ光は、球面レンズの縦方向横断線の上部曲線から出射するよりも、該非球面レンズ３の縦方向横断線３３の上部曲線から出射するほうが、出射方向がより光軸３５から離れており、形成されたハイビーム光形状の大部分は水平０度線以上にあり且つ上方拡散角度が非常に大きく、光形状の範囲はハイビーム光形状の法規制要件を満たす。
【0034】
好ましくは、非球面レンズ３は両凸レンズであり、光入射面３１が前記非球面レンズ３の光軸３５方向に沿って後方に向かって突出し、このように、太陽光が該非球面レンズ３に照射する時に形成される焦点はより該非球面レンズ３に接近し、ベゼルから離れており、それによりベゼルの焼損が回避される。勿論、該非球面レンズ３は平凸レンズ、凹凸レンズ等であってもよい。
【0035】
本発明の好ましい実施例における非球面レンズは、球面レンズに基づくものであり、該非球面レンズ３の光出射面３２は、中央横方向横断線３４の中部曲線の曲率が球面レンズの対応する位置での横方向横断線の曲率に等しく、該非球面レンズ３の中央横方向横断線３４の左部曲線の曲率、中央横方向横断線３４の右部曲線の曲率がいずれも光軸３５から離れる方向に沿って最初に増加し、次に減少し、且つ、前記中部曲線の曲率に等しいまで減少し、即ち、左端点が球面レンズの対応する左端点に重なり、右端点が球面レンズの対応する右端点に重なり、そして、前記非球面レンズ３の縦方向横断線３３の中下部曲線の曲率が球面レンズの曲率に等しく、該非球面レンズ３の縦方向横断線３３の上部曲線の曲率が光軸３５から離れる方向に沿って徐々に小さくなるように構成される。本発明の好ましい実施例における非球面レンズ３について、非球面レンズ３の中央縦方向横断線を輪郭線とし、非球面レンズ３の中央横方向横断線３４をガイド線としてスイープして曲面を形成するか、又は、非球面レンズ３の中央横方向横断線３４を複数のサブ線分に分割し、各サブ線分の分割点を通る非球面レンズ３の縦方向横断線３３を輪郭線とし、それに対応する中央横方向横断線３４のサブ線分をガイド線としてスイープし、複数のスイープ面を接続して光出射面３２を形成することによって非球面レンズ３の光出射面３２を構成するようにしてもよく、このように、光出射面３２を複数のスイープ面に分けることができ、光出射面３２の設計中、形成される光形状を微調整するように各スイープ面のパラメータを簡単に調整でき、このような形態では、輪郭線とする縦方向横断線３３は複数本あり、縦方向横断線３３の上部曲線の曲率が球面レンズの対応する位置での縦方向横断線の曲率よりも小さいという条件の下では、各縦方向横断線３３の上部曲線の曲率は異なってもよく、各縦方向横断線３３の曲率変化境界点の位置も所要の光形状に応じて調整可能である。
【0036】
本発明の好ましい実施例における非球面レンズ３の構造において、非球面レンズ３の焦点に１つの光源１が設けられ、該光源１から発する光と併せて該非球面レンズ３の屈折法則をより詳しく説明する。図１０に示すように、非球面レンズ３の縦方向横断線３３の中下部曲線の曲率が等しいため、非球面レンズ３の光出射面３２の中部及び下部によって屈折された光Ｌ１は非球面レンズ３の光軸３５方向に略平行であり、該非球面レンズ３の光出射面３２の縦方向横断線３３の上部曲線の曲率が光軸３５から離れる方向に沿って徐々に減少するため、非球面レンズ３の光出射面３２の上部によって屈折された光Ｌ２は光軸３５方向に対して斜め上に出射し、図１１に示すように、中央横方向横断線３４の第１曲率境界点及び第２曲率境界点はいずれも中央横方向横断線３４の中点に設定され、且つ中央横方向横断線３４の左部曲線及び右部曲線の曲率はいずれも中央横方向横断線３４の中点に対して光軸３５から離れる方向に沿って最初に増加し、次に減少し、従って、Ｌ３の屈折点の位置の曲率が中点位置の曲率よりも大きいので、光Ｌ３は光軸３５に接近する方向に出射し、光Ｌ４の屈折点の位置の曲率が光Ｌ３の屈折点の位置の曲率よりも大きいので、光Ｌ４は光Ｌ３よりも光軸３５に接近する方向に出射し、光Ｌ５の屈折点の位置の曲率が光Ｌ４の屈折点の位置の曲率よりも小さいので、光Ｌ５は光Ｌ４よりも光軸３５から離れる方向に出射し、光Ｌ６の屈折点の位置の曲率が光Ｌ５の屈折点の位置の曲率よりも小さいので、光Ｌ６は光Ｌ５よりも光軸３５から離れる方向に出射し、即ち、光軸３５に略平行な方向に沿って出射し、このようにして、非球面レンズ３は受けた光を上方に向かって拡散するとともに、中央領域が明るくより均一な光形状を投射して形成することができる。図１０及び図１１の光路図において光源１が非球面レンズ３に直射する光路であり、集光素子２１によって集光されていないものであるが、光源１から発し集光素子２１によって集光されて非球面レンズ３に入射した光も上記屈折法則に従うことになり、集光部２が１行の集光素子２１を備える場合、それに対応して、各集光素子２１の後方に１つの光源１が対応して設けられ、各光源１から発し集光素子２１によって収束されて非球面レンズ３に入射した光も上記屈折法則に従うことになり、このように、非球面レンズ３で投射することで、各スポット間の境界がぼやけ、均一性が高いハイビーム光形状を形成できるとともに、形成されたハイビーム光形状の大部分は水平０度線以上にあり、且つ上方拡散角度が非常に大きい。
【0037】
さらに好ましくは、図１０～図１２に示すように、非球面レンズ３は光入射面３１及び光出射面３２３２を有し、該光出射面３２３２は非球面であり、表面に光をさらに拡散するための縦リブ状構造、横リブ状構造又は格子状構造が設けられる。より好ましくは、非球面レンズ３は両凸レンズであり、光入射面３１が前記非球面レンズ３の光軸３５方向に沿って後方に向かって突出し、このように、太陽光が該非球面レンズ３に照射する時に形成される焦点はより該非球面レンズ３に接近し、ベゼルから離れており、それによりベゼルの焼損が回避される。勿論、該非球面レンズ３は平凸レンズ、凹凸レンズ等であってもよい。
【0038】
好ましくは、図５及び図６に示すように、集光部２は複数の集光素子２１を備えてもよく、前記集光素子２１は１行複数列のマトリックス状に配置され得るか、又は複数行複数列のマトリックス状に配置され得て、各集光素子２１の後方に対応する光源１は個別アドレッシング可能であり、ハイビーム照明領域を複数の照明領域に細分化し、車載センシングシステムは対向車を検出すると、対応する領域の光源１をオフにすることで、ダプティブハイビーム機能を実現する。
【0039】
好ましくは、図８及び図９に示すように、集光素子２１は平凸レンズであり、集光素子２１の光入射面は平面であり、光出射面は前方に向かって突出した曲面である。勿論、集光素子２１は平凸、両凸、凹凸又は平凹レンズを使用してもよい。集光素子２１は好ましくは平凸レンズであり、従来技術の集光カップ構造を備えた集光器を用いて集光することに比べて、集光素子２１は構造が簡単で、発光効率が高く、同じ光利用率の場合、光源１と集光素子２１の光入射面との距離を適宜増加させることができることで、車両ランプモジュールの放熱効果を向上させ、光源１は集光素子２１の光入射面の後方０．１ｍｍ～５ｍｍに設けられ、該距離は好ましくは０．５ｍｍであり、また、光入射面が凸面の集光素子２１に比べて、集光素子２１の光入射面が平面を使用することで、該光入射面に入射する光は全反射し難く、発光効率をさらに向上させる。
【0040】
具体的には、図７に示すように、本発明の車両ランプモジュールは集光部２を取り付けるための取り付けブラケット４をさらに備え、前記取り付けブラケット４に位置決めピン４１及び取り付け孔４２が設けられることで、集光部２を、例えば放熱器のようなほかの部材に位置決めして取り付け、前記取り付けブラケット４の周囲にフランジ４３が設けられることで、取り付けブラケット４の強度を高め、前記集光部２と前記取り付けブラケット４は一体に成形されるか、又は組み立てて接続されるようにしてもよい。
【0041】
具体的には、光源１は前記集光素子２１の焦点の前方に設けられ、距離は好ましくは０．５ｍｍであり、光源１が集光素子２１の焦点に設けられることに比べて、光は集光素子２１の光出射面によって屈折された後に、周囲に拡散し、非球面レンズ３によって屈折されることで、最終的なハイビーム光形状を形成することに有利であり、また、光源１が集光素子２１の焦点の前方に設けられることで、発光効率をさらに向上させることができる。
【0042】
より具体的には、光源１は前記非球面レンズ３の焦点面に設けられることで、光スクリーンに投射された配光パターンをより鮮明にする。
【0043】
本発明の好ましい実施例における車両ランプモジュールは、光出射方向に沿って順に設置される光源１、集光部２及び光出射素子を備え、集光部２は１行のマトリックス状に分布する集光素子２１を備え、該集光素子２１は平凸レンズであり、光源１は集光素子２１の後方に設けられ、且つ各集光素子２１に1対1で対応しており、光出射素子は上記好ましい実施例における非球面レンズ３である。該車両ランプモジュールは前記集光部２を取り付けるための取り付けブラケット４をさらに備え、取り付けブラケット４に位置決めピン４１及び取り付け孔４２が設けられことで、放熱器等の部材に接続され、取り付けブラケット４の周囲にフランジ４３が設けられることで、取り付けブラケット４の強度を高め、集光部２と取り付けブラケット４は組み立てて接続されるか、又は該集光部２と取り付けブラケット４は直接一体に成形される。該車両ランプモジュールを取り付ける際に、光源１を集光素子２１の焦点の前方０．５ｍｍに設けるようにしてもよい。光源１をオンにし、光源１から発する光は集光部２によって収束されて非球面レンズ３に入射し、非球面レンズ３は受けた光を上方に拡散するとともに、中央領域が明るくより均一な光形状を投射して形成することができ、また、該車両ランプモジュールの各集光素子２１の後方に対応する光源１は個別アドレッシング可能であり、ハイビーム照明領域を複数の照明領域に細分化し、車載センシングシステムは対向車線の対向車を検出すると、対応する領域の光源１をオフにすることで、ハイビームによる眩惑を効果的に防止するとともに、路面のほかの領域で優れた照明効果を示し、アダプティブハイビーム機能を実現する。本発明の好ましい実施例における車両ランプモジュールは、アダプティブハイビーム機能を実現可能な限りでなく、集光素子２１を集光部２とすることで、従来技術の集光器に比べて、発光効率がさらに高く、占有空間が小さく、構造が簡単で、寸法が小さく、軽量であり、集光素子２１と取り付けブラケットが一体に成形されることで、車両ランプモジュールの取り付け精度をさらに向上させ、調光時、集光部２と非球面レンズ３との相対的な位置を調整するだけでよく、それにより車両ランプモジュールの光学精度を向上させ、また、光出射面３２の曲率が変化する非球面レンズ３を光出射素子とすることで、中央領域の輝度が高く、均一性がより高いハイビーム光形状を形成でき、さらに、非球面レンズ３の光出射面３２の曲率を調整することによって、様々な光形状を柔軟に得ることができる。
【0044】
本発明の車両ヘッドランプの実施例は、少なくとも１つの上記技術案のいずれか１項に記載の車両ランプモジュールを備え、前記車両ランプモジュールは垂直に分布するか、水平に分布するか、又は斜めに配列して分布する。本発明の車両ヘッドランプの実施例は上記すべての実施例に記載の車両ランプモジュールを備えてもよく、従って、少なくとも上記車両ランプモジュールの実施例によるすべての有益な効果を持つ。
【0045】
本発明の車両の実施例は上記実施例に記載の車両ヘッドランプを備えてもよく、従って、少なくとも上記車両ヘッドランプの実施例によるすべての有益な効果を持つ。
【0046】
以上、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の技術的的概念の範囲を逸脱せずに、本発明の技術案に対して、各具体的な技術的特徴を任意の適切な方式で組み合わせることを含む様々な簡単な変形を行うことができる。不必要な繰り返しを避けるために、本発明は様々な可能な組み合わせ方式を別途に説明しない。それにもかかわらず、これらの簡単な変形や組合せも本発明に開示されている内容としてみなされ、本発明の特許範囲に属する。
【符号の説明】
【0047】
１ 光源
２ 集光部
２１ 集光素子
３ 非球面レンズ
３１ 光入射面
３２ 光出射面
３３ 縦方向横断線
３４ 中央横方向横断線
３５ 光軸
４ 取り付けブラケット
４１ 位置決めピン
４２ 取り付け孔
４３ フランジ
２ 集光部
２１ 集光素子
３ 非球面レンズ
３１ 光入射面
３２ 光出射面
３３ 縦方向横断線
３４ 中央横方向横断線
３５ 光軸
４ 取り付けブラケット
４１ 位置決めピン
４２ 取り付け孔
４３ フランジ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】