JP2011181279A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源からの反射光を投影レンズ光軸の略平行線上に高光度の光線を入射可能とし、上下分光色を緩和させ、配光パターン上の色ムラを抑制できる車両用前を提供する。
【解決手段】 車両用灯具ユニットは、投影レンズ６と、第１光源２と、第１光源３からの光を車両前方に反射させる第1リフレクタ３と、第1リフレクタ３で反射された光の一部を投影レンズ６の後方側焦点近傍で遮蔽するシェード５とを備える第１光源ユニット１０と、第１光源ユニット１０と共通の投影レンズ６と、放熱部材７を介して第１光源２と背中合わせに設けられた第２光源２’と、第２光源’からの光を車両前方に反射させる第２リフレクタ３’と、第２リフレクタ３’で反射された光の一部を遮蔽する第１光源ユニット１０と共通のシェード５とを備える第２光源ユニット１０’を有し、第1光源２と第２光源２’は横向きに背中合わせに配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源として例えばＬＥＤなどの半導体発光素子を使用した車両用前照灯に関する。

この種の車両用前照灯は従来から提案されている（たとえば、特許文献１、図６参照）。この車両用前照灯は、光源としてＬＥＤなどの半導体発光素子２と、光源からの光を前方に照射する反射面を有するリフレクタ３と、放熱板４と、反射面からの反射光を前方に照射する投影レンズ６とを備えるものである。これらはホルダ８によって保持されている。前記反射面は光源に対して車両上下方向上側に位置している。光源すなわちＬＥＤを点灯発光させると、ＬＥＤの上方側に光度の強い光が照射され、反射面で反射された後、投影レンズ６後側焦点に設けられる遮光手段によって遮光され、投影レンズ６によって所定の配光パターンとして前方に照射される。

特開２００３−３１３５１３号公報

しかしながら、従来の車両用前照灯では、光源からの光度の強い光が上方の反射面により反射され、反射面からの反射光が投影レンズの下側端部を通り、高強度の光線が出射されてしまうため、配光パターン上に分光色や色ムラなどが出てしまう、という問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、光源からの反射光を投影レンズ光軸の略平行線上に高光度の光線を入射可能とし、上下分光色を緩和させ、配光パターン上の色ムラを抑制できる車両用前を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、半導体発光素子を光源とする車両用灯具ユニットにおいて、車両前後方向に光軸を有する投影レンズと、前記投影レンズ後方かつ光軸上に配置された第１光源と、前記第１光源からの光を車両前方に反射させる第1リフレクタと、前記第1リフレクタで反射された光の一部を前記投影レンズの後方側焦点近傍で遮蔽するシェードとを備える第１光源ユニットと、前記第１光源ユニットと共通の投影レンズと、放熱部材を介して前記第１光源と背中合わせに設けられた第２光源と、前記第２光源からの光を車両前方に反射させる第２リフレクタと、前記第２リフレクタで反射された光の一部を遮蔽する前記第１光源ユニットと共通のシェードとを備える第２光源ユニットを有し、前記第1光源と前記第２光源は横向きに背中合わせに配置されている、ことを特徴とする。

上記構成において、前記第１光源及び第２光源とシェードとの間に、前記光源からの直射光を第１及び第２リフレクタに反射する付加リフレクタが設けられていることを特徴とする。

また、上記構成において、前記第１光源および第２光源は、レンズ光軸よりも下方に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、半導体発光素子を光軸に対して横向きに設置することにより、半導体発光素子からの光のうち高光度の光が光軸とほぼ平行方向に反射されるので、光量を落とすことなく、高光度の光を投影レンズの左右端部に入射させることができる。

また、光源からの直射光であって、シェードに遮蔽される光を、付加リフレクタによって第１リフレクタ及び第２リフレクタに照射することにより、これまで無効になっていた光を有効利用することが可能となり、光束利用効率を向上させることが出来る。

さらに、半導体発光素子を投影レンズ光軸よりも下方に配置させることにより、第１及び第２リフレクタによって反射される光源から光をより多くレンズ光軸と平行な光として前方に照射することが出来き、遠方視認性が向上され、交通安全に貢献することができる。

また、半導体発光素子がレンズを通して外部から見えるのを防ぐことができ、より多くの光を反射面４に入射させることができる。

本発明の縦断面であるＡ−Ａ断面を示す図である。 本発明の水平断面であるのＢ−Ｂ断面を示す図である。 本発明の斜視図を示す図である。 本発明の第２の実施例の縦断面を示す図である。 本発明の配光パターンを表す図である。 従来技術を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

以下、この実施例における車両用前照灯の構成について説明する。図中、符号１は、実施例における車両用前照灯である。

図１は、本発明の縦断面であるＡ−Ａ断面を示す図である。図２は、本発明の水平断面であるのＢ−Ｂ断面を示す図である。図３は、本発明の斜視図を示す図である。図１〜図３に示すように、車両用前照灯１は、プロジェクタタイプであって、ユニット構造をなし、第１光源ユニット１０と第２光源ユニット１０’とを有する。

第１光源ユニット１０は、車両前後方向に光軸を有する投影レンズ６と、投影レンズ６の後方かつ光軸上に配置された第１光源となる半導体発光素子２と、第１半導体発光素子２からの光を車両前方に反射させる第1リフレクタ３と、第1リフレクタ３で反射された光の一部を投影レンズ（凸レンズ、集光レンズ）６の後方側焦点近傍で遮蔽するシェード５とを備える。

また、第２光源ユニット１０’は、第１光源ユニット１０と共通の投影レンズ６と、放熱部材７を介して第１半導体発光素子２と背中合わせに設けられた第２光源となる第２半導体発光素子２’と、第２半導体発光素子２’からの光を車両前方に反射させる第２リフレクタ３’と、第２リフレクタ３’で反射された光の一部を遮蔽する第１光源ユニット１０と共通のシェード５とを備える。
半導体発光素子２と半導体発光素子２’は横向きに背中合わせに配置されている。

第１リフレクタ３及び第２リフレクタ３’は、光不透過性の樹脂部材などから構成されており、ホルダ８などの保持部材により投影レンズ６とともに保持されている。また、第１リフレクタ３及び第２リフレクタ３’は、図２に示すように、垂直線Ｖ−Ｖにおいて、左右に２分割してなるものである。第１リフレクタ３および第２リフレクタ３’とは、図示しない固定手段（たとえば、ボルトナット、スクリュー、加締め、クリップなど）により、放熱部材７もしくは放熱部材と一体に設けられた台座４に、一体に固定されている。

第１リフレクタ３及び第２リフレクタ３’は、前側部分が半円形に開口し、前側部分から中央部分を経て後側の部分までが閉塞している。第１リフレクタ３及び第２リフレクタ３’の内面には、アルミ蒸着若しくは銀塗装などが施されていて反射面Ｒ、Ｒ’が設けられている。

反射面Ｒ、Ｒ’は、楕円を基調とした反射面、たとえば、回転楕円面や楕円を基本とした自由曲面からなる反射面からなる。この結果、反射面Ｒ、は、第１焦点である半導体発光素子２と、第２焦点Ｆとを結ぶ軸、すなわちリフレクタ光軸Ｚ−Ｚを有する。

半導体発光素子２、２’は、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ(有機ＥＬ)などの自発光半導体型光源（この実施例ではＬＥＤ）を使用する。半導体発光素子２、２’は、図１および図２に示すように、放熱部材７と一体に設けられた台座４に取り付けられることによって、第１リフレクタ３および第２リフレクタ３’に保持される。その際、半導体発光素子２は、反射面Ｒの第１焦点に位置するように配置される。

第１リフレクタ３及び第２リフレクタ３’の共通の第２焦点Ｆ近傍には、シェード５が設けられている。シェード５は、図１及び図３が示すように、板状部材から構成されており、左右方向に細長い形状をなす。板状部材の端部は第２焦点Ｆ近傍部分に位置しており、配光パターンＬＰのカットラインＣＬ（図５参照）を形成するエッジ部が設けられている。なお、シェード５の上面部に反射面を設けてもよい。

ホルダ８の車両前方側縁部には、投影レンズ６が保持されている。ホルダ８は、図１が示すように、車両前方側縁部に投影レンズ６、車両後方側縁部には、シェード５と、第１リフレクタ３及び第２リフレクタ３’とを、保持している。

投影レンズ６は、図１に示すように、非球面レンズの凸レンズである。投影レンズ６の前方側は、凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ６の後方側は、平非球面をなす。投影レンズ６は、前側焦点（図示せず）および後側焦点Ｆ１０と、前側焦点と前記後側焦点を結ぶ軸、すなわち、レンズ光軸Ｚ−Ｚとを有する。レンズ光軸Ｚ−Ｚとリフレクタ光軸Ｚ−Ｚはほぼ一致する。

そして、図１及び図２に示すように、半導体発光素子２の放射強度のうち最大光放射強度の放射方向が、投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ−Ｚに対して、直交するように配置されている。また、反射面Ｒは、半導体発光素子２の側方に位置している。反射面Ｒのリフレクタ光軸Ｚ−Ｚは、投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ−Ｚ上の後側焦点Ｆ１０で交差している。さらに、半導体発光素子２および反射面Ｒの第１焦点は、投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ−Ｚ近傍に配置されている。さらにまた、反射面Ｒの第２焦点Ｆは、投影レンズ６の後側焦点Ｆ１０もしくはその近傍に位置している。

また、図１及び図２に示すように、半導体発光素子２の台座４とシェード５の間で、かつ、シェード５の上端よりも下側には付加リフレクタ９が配置されている。この付加リフレクタ９は、半導体発光素子２を第１焦点と、第１リフレクタ３及び第２リフレクタ３’と半導体発光素子の間に第２焦点Ｆ２と、からなる楕円形反射面を有するものである。

この実施例による車両用前照灯は、以上のごとき構成から成り、以下、その作用について説明する。

まず、車両用前照灯１の半導体発光素子２、２’を発光させる。すると、半導体発光素子２、２’から放射された光Ｌ１であって放射強度の強い光のうちほとんどは、半導体発光素子２、２’の側方に位置する反射面Ｒ、Ｒ’で反射される。

つぎに、反射面Ｒ、Ｒ’で反射された反射光は、反射面Ｒ、Ｒ’の第２焦点に進む。ここで、その反射光の一部は、シェード５により遮られ、一方、シェード５で遮られなかった反射光は、放射強度の強い光が、投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ−Ｚの水平方向近傍に入射し、投影レンズ６を透過して外部へ照射される。光軸図５においては、車両用前照灯１から外部に投影された配光パターンＬＰの例を示す。図５に示すように、配光パターンＬＰの上縁には、シェード５によりカットオフラインＣＬが形成されている。

つぎに、半導体発光素子２、２’からの直射光のうち、反射面Ｒ、Ｒ’に入射しない光は、付加リフレクタ９に入射し、付加リフレクタ９の第２焦点Ｆ２で集束され、反射面Ｒ、Ｒ’に向かう。ここで、反射面Ｒ、Ｒ’による反射光の一部は、シェード５により遮られ、一方、シェード５で遮られなかった反射光は、投影レンズ６を透過して外部へ照射される。

この実施例における車両用前照灯１は、以上のような構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施例における車両用前照灯１は、半導体発光素子２、２’を光軸に対して横向きに設置することにより、半導体発光素子２、２’からの光のうち高光度の光が光軸とほぼ平行方向に反射することができる。よって、上下分光色を抑えることができ、配光パターン上の色ムラを抑制することができ、最適な配光パターンが得られる。

さらに、これまでシェード５により遮光されていた半導体発光素子２、２’からの直射光を、付加リフレクタ９により有効に利用することが出来るため、光束利用効率を向上させることが出来る。

図４は、本発明の第２の実施例の縦断面を示す図である。図４に示すように、上記とは異なり、第１光源となる半導体発光素子２０と第２光源となる半導体発光素子２０’をレンズ光軸よりも下方に位置させるようにしてもよい。図２の第１半導体発光素子２が図４の第１半導体発光素子２０に対応し、図２の第２半導体発光素子２’が図４の第２半導体発光素子２０’に対応する。第１及び第２半導体発光素子２０、２０’を投影レンズ６の光軸よりも下方に配置させることにより、第１及び第２リフレクタ３、３’によって反射される光源から光をより多くレンズ光軸と平行な光として前方に照射することが出来き、遠方視認性が向上され、交通安全に貢献することができる。

以上、実施例を用いて本発明を説明したが、半導体発光素子２、２’を光軸よりも下方に設置することにより、光軸と平行な光をより多く投影レンズ６に入射させることが出来る。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 車両用灯具ユニット
２ 半導体発光素子（第１光源）
２’ 半導体発光素子（第２光源）
３ 第1リフレクタ
３’ 第２リフレクタ
４ 台座
５ シェード
６ 投影レンズ
７ 放熱部材
８ ホルダ
９ 付加リフレクタ
１０ 第１光源ユニット
１０’ 第２光源ユニット
Ｚ−Ｚ 光軸
Ｆ 第２焦点
Ｆ２ 付加リフレクタ第２焦点
Ｆ１０ レンズ後側焦点
ＬＰ すれ違い配光パターン
Ｌ１ 分光（赤）
Ｌ２ 分光（青）
ＣＬ カットオフライン

Claims (3)

1. 半導体発光素子を光源とする車両用灯具ユニットにおいて、
   車両前後方向に光軸を有する投影レンズと、前記投影レンズ後方かつ光軸上に配置された第１光源と、前記第１光源からの光を車両前方に反射させる第1リフレクタと、前記第1リフレクタで反射された光の一部を前記投影レンズの後方側焦点近傍で遮蔽するシェードとを備える第１光源ユニットと、
   前記第１光源ユニットと共通の投影レンズと、放熱部材を介して前記第１光源と背中合わせに設けられた第２光源と、前記第２光源からの光を車両前方に反射させる第２リフレクタと、前記第２リフレクタで反射された光の一部を遮蔽する前記第１光源ユニットと共通のシェードとを備える第２光源ユニットを有し、
   前記第1光源と前記第２光源は横向きに背中合わせに配置されている、ことを特徴とする車両用灯具ユニット。
2. 前記第１光源及び第２光源とシェードとの間に、前記光源からの直射光を第１及び第２リフレクタに反射する付加リフレクタが設けられていること、を特徴とする請求項１に記載の車両用灯具ユニット。
3. 前記第１光源および第２光源は、レンズ光軸よりも下方に位置していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具ユニット。

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