JP2009087785A

JP2009087785A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2009087785A
Application number: JP2007256880A
Authority: JP
Inventors: Ryutaro Owada; 竜太郎大和田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP5193546B2

Abstract

【課題】ＬＥＤ光源を使用した車両用灯具において、光源の光軸調整が困難で調整に時間がかかるという課題を解決する。
【解決手段】ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源からの光を投影する投影レンズと、この投影レンズを固定するレンズホルダーから構成される車両用灯具において、前記ＬＥＤ光源は前記投影レンズの光軸に対して略垂直に、互いに略直角な２軸の光軸調整機能を有する構成により、解決される。本構成により、正確に所望の配光に調整できる上、光学設計や外観構造の制約を解消できる利点がある。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）光源を使用した前照灯（ヘッドライト）、補助前照灯（フォグライト）など、車両用灯具に関するものであり、詳細には、ＬＥＤ光源の光軸調整機能を備えた車両用灯具の構成にかかるものである。

近年、ＬＥＤ光源を使用した車両用灯具として、ＬＥＤ光源の反射光を利用するためのリフレクタを具備しない光学構造が用いられることがある。その光学構造の例として、ＬＥＤ光源からの光を投影する投影レンズを介してＬＥＤ光源の直接光を利用する。このため、これらの光学構造は、ダイレクトプロジェクションタイプの灯具として知られている。

ダイレクトプロジェクションタイプの灯具は、ＬＥＤ光源の反射光を利用しないため、反射光を利用するプロジェクションタイプよりも光源の光取り出し効率が高いとされている。このため、ダイレクトプロジェクションタイプの光学構造は、ＬＥＤ光源を使用した車両用灯具にしばしば利用される。

特許文献１には、ダイレクトプロジェクションタイプのＬＥＤ光源と車両用灯具が開示されている。図３はＬＥＤ光源９３ａであり、内部には図示されているような遮光部材が設けられている。図４は、このＬＥＤ光源９３ａと投影レンズ９１の構成によるダイレクトプロジェクションタイプの車両用灯具９０の基本概念図であり、図５にそのすれ違い配光の例が開示されている。

図５に示す部分において、中心線Vから右半分は対向車の運転者に対して幻惑を生じさせないように、上向き光を一切含まない配光となっている。また、左半分は、路側帯にある標識などの読み取りを容易にするために、エルボラインと言われる左上がり１５°に上向き光を含む配光となっている。

図３のＬＥＤ光源９３aの内部に図示されている遮光部材は、図５に示すエルボラインを含むカットラインHLを形成するためのものである。したがって、図４の基本概念図に示す構成によりダイレクトプロジェクションタイプの車両用灯具９０が実現する。

図４に示した１個のＬＥＤ光源９３aでは、照度が不足する場合がある。このため、複数のＬＥＤ光源９３aと投影レンズ９１による構成により、規格を満たす配光を得ることができる。図６に示す基本概念図は、図３のＬＥＤ光源９３aを３個とそれぞれの投影レンズ９１a、９１b、９１cで構成したダイレクトプロジェクションタイプの車両用灯具である。

図７は、図６に示した光学構造による配光の一例を示す。
ＬＥＤ光源３aと投影レンズ１aで配光Haを形成している。同様に、ＬＥＤ光源３aと投影レンズ１bで配光、ＬＥＤ光源３aと投影レンズ１cで配光Hｃを形成し、図５に相当する配光HBｓを構成する。このように、複数のＬＥＤ光源と投影レンズを組み合わせることにより、規定を満足する配光を形成できる。

ところで、図５又は図７に示した配光は、車両に灯具を装着すれば得られるとは限らない。灯具の生産時に、車両に望まれる配光になるようにＬＥＤ光源９３又は投影レンズ９１の光軸を調整する。更には、車両に装着した段階で、必要があれば再び光軸を調整することになる。このため、車両用灯具には生産時においてのみならず、車両に搭載された場合にも容易に光軸を調整する機能が設けられている。

図８は、光源がハロゲンランプやHIDバーナーを使用した従来の車両用灯具に普及している光軸調整機能を示している。投影レンズホルダー１２は、投影レンズ９１を固定して、ブラケット９７に固定されている。ＬＥＤ光源９３aを含む光源装置９３は、投影レンズホルダー９２又はブラケット９７に固定されている。投影レンズホルダー９２とブラケット９７は、固定ネジ９４と上下光軸調整ネジ９５と左右光軸調整ネジ９６で固定されている。

図５又は図７に示した配光に調整する際、その配光を上下に調整する場合には上下光軸調整ネジ９５により、固定ネジ９７を支点とした回転動作により調整される。同様に左右の配光を調整する場合には、左右光軸調整ネジ９６により固定ネジ９７を支点として回転動作により調整される。

その際、ハロゲンランプやHIDバーナーのように指向性の広い光源を使用する場合には、図８に示す回転動作による光軸調整で容易に調整可能である。しかしながら、ＬＥＤ光源９３aのような指向性の狭い光源では、僅かな回転動作で大きく配光が変化するため、図８に示す回転動作による光軸調整では調整が困難という課題をかかえていた。

更には、投影レンズホルダー９２自体が光軸調整により移動するため、図６に示したような複数のＬＥＤ光源９３aと投影レンズ９１を使用する車両用灯具においては、それぞれのＬＥＤ光源９３aと投影レンズ９１は狭い間隔では配置できないという課題も生じている。
特開２００５−５１９３

上述したように、ＬＥＤ光源９３aを使用した車両用灯具において、従来の光軸調整機構では正確な配光調整が難しく、生産時及び車両搭載時の光軸調整に時間を要していた。

また、複数のＬＥＤ光源９３aと投影レンズ９１を使用する灯具では、投影レンズホルダー９２自体が移動するため、狭い間隔で複数の灯具を配置できない。したがって、車両用灯具全体の光学構造や外観デザインにも制約があった。

本発明は、以上の観点から正確な配光調整を容易にする。また、複数のＬＥＤ光源９３aを使用する灯具においても、その光学構造や外観デザインの設計の制約を払拭することを目的としている。

上記課題は、ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源からの光を投影する投影レンズと、この投影レンズを固定するレンズホルダーから構成される車両用灯具であって、前記ＬＥＤ光源は前記投影レンズの光軸に対して略垂直に、互いに略直角な２軸の光軸調整機能を有する構成により、解決される。

前記ＬＥＤ光源は、前記投影レンズにより照射方向に拡大投影されて明暗境界線が得られる遮光部材を含んでもよい。また、前記ＬＥＤ光源の光軸調整機能の１軸は、前記ＬＥＤ光源を含む光源装置と、この光源装置を固定する光源台座を介して行われ、他の１軸は前記光源台座と前記レンズホルダーを介して行ってもよい。

更に、複数のＬＥＤ光源と、これらのＬＥＤ光源からの光を投影する複数の投影レンズと、これらの複数の投影レンズを固定する少なくとも一つのレンズホルダーから構成される車両用灯具であって、前記複数のＬＥＤ光源の少なくとも一つは前記当該投影レンズの光軸に対して略垂直に、互いに略直角な２軸の光軸調整機能を有する構成でもよい。

上記複数のＬＥＤ光源の少なくとも一つは、前記当該投影レンズにより照射方向に拡大投影されて明暗境界線が得られる遮光部材を含んでもよい。また、前記光軸調整機能を有するＬＥＤ光源の光軸調整機能の１軸は、前記ＬＥＤ光源を含む光源装置と、この光源装置を固定する光源台座を介して行われ、他の１軸は前記光源台座と前記レンズホルダーを介して行ってもよい。

本発明の構成により、正確に所望の配光に調整可能にする効果がある。また、光軸調整が容易となり、灯具の生産時や車両への搭載時の配光調整時間を少なくする効果も兼備えている。

また、上下左右の２軸による二つの平行動作による光軸調整のため、従来の回転動作の光軸調整と比較して調整機能部分の奥行きの薄さを実現できる。

更には、複数のＬＥＤ光源と投影レンズによる灯具を複数組み合わせた車両用灯具において、従来の回転動作の光軸調整機能ではそれぞれのレンズホルダー自体が移動する。このため、それぞれのレンズホルダーは光軸調整による移動する範囲より狭い間隔では配置できない。また、ＬＥＤ光源と投影レンズ毎に投影レンズホルダーを必要とする。

本発明の構成によると、レンズホルダーを移動させることなくＬＥＤ光源を2軸で平行移動により光軸を調整する。このため、複数の灯具間の間隔を狭くできる。また、複数のＬＥＤ光源と投影レンズを使用しても、従来例のように同数の投影レンズホルダーを必要としない。一つの投影レンズホルダーでも構成可能である。

したがって、構成部品と製造工数の削減を実現しながら、車両用灯具の全体の光学設計の自由度や外観デザインの自由度が広がる。このため、本発明の構成によれば、車両の機種や外観に合わせて、さまざまな形状で配光特性の良好な車両用灯具を提供できる。

以下、図を参照しながら本発明の代表的な実施形態を説明する。

図１は、本発明の代表的な実施形態を示す構成図である。図２は図１の光軸調整機能部分の断面図であり、その中の図２(A)は左右方向の光軸調整機能の断面図であり、図２(B)は上下方向の光軸調整機能を示す断面図である。

図１において、投影レンズ１は投影レンズホルダー２に固定されている。ＬＥＤ光源３aは、図３に示す従来のＬＥＤ光源と同等な光源であるが、ＬＥＤ光源３aからの発熱を効率よく放熱するための放熱部３bと共に、光源装置３を構成している。

光源台座４は、上下光軸調整ネジ５によりＬＥＤ光源３aを含む光源装置３を、上下平行移動可能なように固定している。光源台座４は、投影レンズホルダー２に左右平行移動可能なように、左右光軸調整ネジ６により固定されている。

ＬＥＤ光源３aは光源装置３の中に、図４に示す基本概念図において投影レンズ１の光軸Pに略垂直に配置されている。したがって、図２に示すようにＬＥＤ光源３aは上下光軸調整ネジ５により、その光軸を投影レンズ１の光軸に対して略垂直に上下平行に調整可能である。また、ＬＥＤ光源３aは左右光軸調整ネジ６により、その光軸を投影レンズの光軸に対して略垂直に左右平行に調整可能である。

したがって、ＬＥＤ光源３aは、上下光軸調整ネジ５と左右光軸調整ネジ６による互いに略直角な２軸の光軸調整機能により、図５に示すすれ違い配光特性に調整可能となる。

ここで、走行配光（ハイビーム）のような図５に示すカットラインHLを持たない配光特性にするためには、ＬＥＤ光源３aに遮蔽部材を含まないＬＥＤ光源を使用し、その光軸を同様に調整すればよい。

次に、図６に示すようなＬＥＤ光源３aを複数使用した場合の構成を説明する。その場合、複数の全てＬＥＤ光源３aに前記した2軸の調整機能を設けて、例えば図７の配光特性になるようＬＥＤ光源３aの光軸を調整して実現できる。

しかしながら、使用する全てＬＥＤ光源３aの光軸を調整することは、工数もかかり面倒でもある。このため、例えば配光Hｂを分担する投影レンズ１ｂのＬＥＤ光源３ａを、光軸調整機能を持たせず固定する。配光HaとHcを分担するＬＥＤ光源３aにのみに光軸調整機能を設ける。その上で、光軸調整機能を有するＬＥＤ光源３aの光軸を調整することにより、固定配光Hbに合わせて配光Ha、Hcを形成して所望の配光にすることも可能である。

また、遮蔽部材を含むＬＥＤ光源３aと遮光部材を含まないＬＥＤ光源の構成により、上述したすれ違い配光と走行配光の両方の配光を形成することもできる。

本実施例では、光源台座４によってＬＥＤ光源３aの上下光軸調整を行い、光源台座４と投影レンズホルダー２によって、ＬＥＤ光源３aの左右光軸調整をする構成にした。しかしながら、本構成に限定するものではない。例えば、光源台座４にてＬＥＤ光源３aの左右光軸調整を行い、光源台座４と投影レンズホルダー２によって、ＬＥＤ光源３aの上下光軸調整を行う構成でも可能である。

また、本実施例では投影レンズホルダー２を使用して、2軸の光軸調整機能の1軸を構成した。しかしながら、車両用灯具の全体の構成によっては、灯具全体のハウジングなどの他の構成部材を利用して、1軸の光軸調整機能を構成することも可能である。

このようにして、本発明によれば簡単な構成により、ＬＥＤ光源３aの光軸調整を容易にし、正確に配光を調整可能にする。また、光学構造や外観デザインの制約からも解放され、極めて良好な配光特性を有する美観を兼ね備えた車両用灯具を提供できる。

本発明の代表的な実施形態を示す構成図である。図１の光軸調整機構部分の断面図である。従来および本発明で使用されるＬＥＤ光源を示す図である。従来および本発明におけるダイレクトプロジェクションタイプの車両用灯具の基本概念図である。図４により得られるすれ違い配光特性の例を示す図である。従来および本発明における複数のＬＥＤ光源を使用した場合のダイレクトプロジェクションタイプの車両用灯具の基本概念図である。図６によるすれ違い配光特性の例を示す図である。従来の光軸調整機能を示す図である。

符号の説明

１投影レンズ
２レンズホルダー
３光源装置
３ａＬＥＤ光源
３ｂ放熱部
４光源台座
５上下光軸調整ネジ
６左右光軸調整ネジ

Claims

ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源からの光を投影する投影レンズと、この投影レンズを固定するレンズホルダーから構成される車両用灯具であって、前記ＬＥＤ光源はお互いが略直角方向となる２軸の光軸調整機能を有し、かつ、前記光軸調整機能の１軸は前記投影レンズの光軸に対して略垂直に設定されていることを特徴とする車両用灯具。
前記ＬＥＤ光源には、前記投影レンズにより照射方向に拡大投影されて明暗境界線を形成する遮光部材を含むことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
前記ＬＥＤ光源の光軸調整機能の１軸は、前記ＬＥＤ光源を含む光源装置と、この光源装置をを含む光源台座を介して行われ、他の１軸は前記光源台座と前記投影レンズホルダーを介して行われることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用灯具。
複数のＬＥＤ光源と、これら複数のＬＥＤ光源からの光を夫々に投影する複数の投影レンズと、前記複数の投影レンズを固定する少なくとも一つのレンズホルダーから構成される車両用灯具であって、前記複数のＬＥＤ光源の少なくとも一つは、お互いが略直角方向となる２軸の光軸調整機能を有し、前記光軸調整機能の１軸は前記投影レンズの光軸に対して略垂直に設定されていることを特徴とする車両用灯具。
前記複数のＬＥＤ光源の少なくとも一つは、このＬＥＤ光源に対応する投影レンズにより照射方向に拡大投影されて明暗境界線を形成する遮光部材を含むことを特徴とする請求項４記載の車両用灯具。
前記遮光部材を有する前記ＬＥＤ光源の少なくとも一つは光軸調整機能を有し、この光軸調整機能の１軸は、前記ＬＥＤ光源を含む光源装置と、この光源装置を含む光源台座を介して行われ、他の１軸は前記光源台座と前記投影レンズホルダーを介して行われることを特徴とする請求項４または請求項５記載の車両用灯具。