JP2013016400A

JP2013016400A - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP2013016400A
Application number: JP2011149512A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Koizumi; 浩哉小泉
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2013-01-24
Also published as: US9341336B2; CN102865539A; CN102865539B; US20130010488A1

Abstract

【課題】ＤＲＬやＣＬＬなどの補助ランプの光源とヘッドランプ用光源とを単一ユニットに組み込んだ構成の車両用前照灯において、補助ランプとヘッドランプの配光制御を個別に行えるようにする。
【解決手段】ＤＲＬ用光源１２は、車両前後方向に延びる第１光軸Ａｘ１上に配置される。ＤＲＬ用レンズ２４は、ＤＲＬ用光源１２から出射する光を車両前方に投影する。ＨＬ用レンズ２６は、第１光軸Ａｘ１と平行な第２光軸Ａｘ２上に後方焦点を有し、ＤＲＬ用レンズ２４に隣接して配置される。ＨＬ用光源２０は、第２光軸Ａｘ２上にＤＲＬ用光源１２よりも車両後方側に配置される。ＨＬ用リフレクタ２２は、ＨＬ用光源２０から出射する光をＨＬ用レンズ２６の後方焦点に向けて反射する。サブリフレクタ１８は、リフレクタ２２からＨＬ用レンズ２６に向かう光路と非干渉の位置に配置され、ＤＲＬ用光源１２から出射する光の一部をＨＬ用レンズ２６に入射させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、主に車両用の前照灯に関する。

他車両のドライバーや歩行者に自車両の存在をより明確に視認させるために、昼間時にも前照灯を点灯するデイタイムランニングランプが知られている。通常のヘッドランプをデイタイムランニングランプとして点灯させてもよいが、専用の光源を備えるものも開発されている。

特許文献１には、ヘッドランプ用光源とデイタイムランニングランプ用光源とを備える車両用前照灯が開示されている。この車両用前照灯では、ヘッドランプ用光源からの光がヘッドランプ用リフレクタによって車両前方に反射される一方、デイタイムランニングランプ用光源からの光は、第１および第２デイタイムランニング用ランプ用リフレクタを経由した後、上記ヘッドランプ用リフレクタによって車両前方に反射される。

特開２００９−１５８３８６号公報

特許文献１に記載の構成では、ヘッドランプとしての光とデイタイムランニングランプとしての光が、ともに同一のヘッドランプ用リフレクタによって車両前方に反射される。そのため、ヘッドランプとデイタイムランニングランプそれぞれの特性に応じた配光制御が困難であるという問題がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、デイタイムランニングランプ（以下「ＤＲＬ」と呼ぶ）やクリアランスランプ（以下「ＣＬＬ」と呼ぶ）などの補助ランプの光源とヘッドランプ用光源とを単一ユニットに組み込んだ構成の車両用前照灯において、補助ランプ用の光学系とヘッドランプ（以下「ＨＬ」とも呼ぶ）用の光学系とを別個に設けて単独での配光制御を可能にする技術を提供することにある。

本発明のある態様の車両用前照灯は、車両前後方向に延びる第１光軸上に配置される第１光源と、第１光源から出射する光を車両前方に投影する第１レンズと、第１光軸と平行な第２光軸上に後方焦点を有し、第１レンズに隣接して配置される第２レンズと、第２光軸上に、第１光源よりも車両後方側に配置される第２光源と、第２光源から出射する光を第２レンズの後方焦点に向けて反射するリフレクタと、リフレクタから第２レンズに向かう光路と非干渉の位置に配置され、第１光源から出射する光の一部を第２レンズに入射させるサブリフレクタと、を備える。

この態様によると、例えばＤＲＬまたはＣＬＬ用の光源として使用される第１光源と、例えばヘッドランプ用の光源として使用される第２光源のそれぞれから出射する光をレンズに向ける光学系が別個に設けられているので、第１光源と第２光源のそれぞれの目的に合わせて配光を制御することができる。また、第１光源から出射した光が第１レンズと第２レンズの両方から車両前方に照射されるので、第１光源点灯時の発光面積を拡大することができる。また、異なる目的を有する二種類のランプを一つのユニットとして一体化することができるため、低コスト化、省スペース化を図ることができる。

サブリフレクタが第２レンズの後方焦点の近傍に配置されてもよい。これによると、サブリフレクタからの反射光が第２レンズの光軸付近で照射されるため、第１光源点灯時に水平線の近傍を明るく照射することができる。

第１光源から出射する光の一部をサブリフレクタに向けて反射する補助反射部材をさらに備えてもよい。これによると、第１光源から第２レンズに直接光を到達させるよりも、第２レンズに導かれる光量を増やすことができる。なお、補助反射部材は、他の光学部品の一部であってもよいし、単体の光学部品であってもよい。

第１レンズと第２レンズの間の隙間を隠す遮蔽部材をさらに備えてもよい。これによると、補助反射部材などの前照灯内部の構造を外部から見えないようにして見映えを改善することができる。

本発明によれば、ＤＲＬやＣＬＬなどの補助ランプの光源とヘッドランプ用光源とを単一ユニットに組み込んだ構成の車両用前照灯において、補助ランプとヘッドランプの配光制御を個別に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る車両用前照灯を組み合わせた前照灯ユニットを車両正面から見た図である。図１の車両用前照灯のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。（ａ）は、図２の車両用前照灯においてＨＬ用光源を点灯したときの光線軌跡図であり、（ｂ）は、図２の車両用前照灯においてＤＲＬ用光源を点灯したときの光線軌跡図である。実施の形態２に係る車両用前照灯の概略断面図である。（ａ）は、図４の車両用前照灯においてＨＬ用光源を点灯したときの光線軌跡図であり、（ｂ）は、図４の車両用前照灯においてＤＲＬ用光源を点灯したときの光線軌跡図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用前照灯を組み合わせた前照灯ユニット１００を車両正面から見た図である。前照灯ユニット１００は、三つの車両用前照灯１０が備えられる。各車両用前照灯１０は、ＤＲＬ用レンズ２４、ＨＬ用レンズ２６がカバー３４に嵌め込まれている。ＤＲＬ用レンズ２４とＨＬ用レンズ２６の間には、遮蔽部材２８が配置される。遮蔽部材２８は、後述する補助反射部材１６などの前照灯内部の構造を外部から遮蔽して、車両正面から観察したときの見映えを改善する。

車両用前照灯１０は、後述するように、デイタイムランニングランプ（ＤＲＬ）用の光源とヘッドランプ（ＨＬ）用の光源の両方を単一の筐体内に備えている。そして、いずれかの光源を点灯することで、例えば車両前方２５メートルの位置に配置される仮想鉛直スクリーン上にＤＲＬ、ＨＬそれぞれの配光パターンを形成することができる。本実施形態では、ＨＬ用光源の点灯時にロービーム用配光パターンが形成されるように配光制御されているが、ハイビーム用配光パターンなどの他の配光パターンが形成されるようにしてもよい。

図２は、車両用前照灯１０の図１のＡ−Ａ線を含む鉛直平面によって切断された概略断面図である。前方開口を有するランプボディ３０と、前方開口部を覆うように配置されたＤＲＬ用レンズ２４およびＨＬ用レンズ２６とによって灯室３６が形成され、灯室３６内に光源およびリフレクタ等が配置される。

ＤＲＬ用レンズ２４は、ＤＲＬ用光源１２から出射した光を車両前方に投影する。ＤＲＬ用レンズ２４は、ＤＲＬ用途に合わせて設計された、入射光を上下左右に拡散させる拡散レンズである。

ＨＬ用レンズ２６は、ＤＲＬ用レンズ２４の下方に隣接して配置される。ＨＬ用レンズ２６は、車両前後方向に延びる第２光軸Ａｘ２上に後方焦点を有している。ＨＬ用レンズ２６は、前方側表面が凸面の平凸非球面レンズからなり、その後側焦点面上に形成される光源像を反転像として車両用前照灯１０の前方に投影する。

ＤＲＬ用光源１２は、第２光軸Ａｘ２と平行に車両前後方向に延びる第１光軸Ａｘ１上に配置される。また、ＨＬ用光源２０は、ＤＲＬ用光源１２よりも車両後方側に第２光軸Ａｘ２上に配置される。ＨＬ用光源２０は、放熱板および不要な反射光を排除する遮蔽板を兼ねた基板３２上に配置される

ＤＲＬ用光源１２とＨＬ用光源２０はともに発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成されることが好ましいが、ハロゲンランプやディスチャージランプなどの任意のランプであってもよい。以下の説明では、ＤＲＬ用光源１２とＨＬ用光源２０がＬＥＤであるものとして説明する。ＤＲＬ用光源１２とＨＬ用光源２０は、それぞれ一つのＬＥＤで構成されてもよいし、複数のＬＥＤで構成されてもよい。

ＨＬ用リフレクタ２２は、ＨＬ用光源２０から出射する光をＨＬ用レンズの後方焦点に向けて反射する。ＨＬ用リフレクタ２２は、光軸Ａｘ２を中心軸とする略回転楕円曲面として形成される反射面を光源側に有している。ＨＬ用リフレクタ２２は、ＨＬ用レンズ２６の後方焦点がＨＬ用リフレクタ２２の回転楕円曲面の第１焦点Ｆ１の近傍に位置し、ＨＬ用光源２０が回転楕円曲面の第２焦点Ｆ２の近傍に位置するように反射面が設計されている。

ＤＲＬ用光源１２の後方には、ＤＲＬ用リフレクタ１４が設けられる。ＤＲＬ用リフレクタ１４は、ＨＬ用リフレクタ２２とは別個の構成として設けられる。ＤＲＬ用リフレクタ１４は略回転放物曲面として形成される反射面を光源側に有しており、ＤＲＬ用光源１２から出射した光の一部をＤＲＬ用レンズ２４に向けて反射する。

ＤＲＬ用光源１２から出射した光のうち、ＤＲＬ用リフレクタ１４に入射しない光の一部は、補助反射部材１６に入射する。補助反射部材１６は遮蔽部材２８の後方に配置されており、例えばアルミ蒸着が施された、紙面に垂直の方向に延びる略平面の反射面を有している。補助反射部材１６は、入射した光をサブリフレクタ１８に向けて反射する。

サブリフレクタ１８は、補助反射部材１６によって反射された光をＨＬ用レンズ２６に向けてさらに反射する位置に配置されるＤＲＬ用反射面１８ａを備える。但し、ＨＬ用リフレクタ２２で反射されＨＬ用レンズ２６に向かう光と干渉しないように、サブリフレクタ１８は、ＨＬ用リフレクタ２２の第１焦点Ｆ１よりも後方に配置される。サブリフレクタ１８は、道路上方の道路標識を照射するためのオーバーヘッドサイン（ＯＨＳ）反射面１８ｂをＤＲＬ用反射面１８ａの連続面として備えていてもよい。

サブリフレクタ１８は、例えば紙面に垂直の方向に延びる放物柱として構成される。この場合、サブリフレクタ１８の放物線の焦点が、ＨＬ用レンズ２６の後方焦点の近傍、すなわちＨＬ用リフレクタ２２の第１焦点Ｆ１の近傍に位置するようにすると好ましい。こうすると、サブリフレクタ１８からの反射光がＨＬ用レンズ２６の光軸Ａｘ２付近で照射されるため、仮想鉛直スクリーン上で水平線の近傍を明るく照射することができる。

図３（ａ）は、車両用前照灯１０においてＨＬ用光源２０を点灯したときの光線軌跡図を示し、図３（ｂ）は、車両用前照灯１０においてＤＲＬ用光源１２を点灯したときの光線軌跡図を示す。

ＨＬ用光源２０を点灯した場合、図３（ａ）に示すように、ＨＬ用光源２０から出射した光はＨＬ用リフレクタ２２によって反射され、ＨＬ用レンズ２６に入射してロービーム用配光パターンを形成する。

ＤＲＬ用光源１２を点灯した場合、図３（ｂ）に示すように、ＤＲＬ用光源１２から出射した光の大部分はＤＲＬ用リフレクタ１４によって反射され、ＤＲＬ用レンズ２４に入射して、ＤＲＬに適した拡散光を形成する。ＤＲＬ用光源１２から出射した光のうち、ＤＲＬ用リフレクタ１４に入射しない光は、補助反射部材１６による反射の後さらにサブリフレクタ１８によって反射され、ＨＬ用レンズ２６に入射する。この結果、ＤＲＬ用光源１２を点灯したときは、ＤＲＬ用レンズ２４とＨＬ用レンズ２６の両方で前方を照射することが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態に係る車両用前照灯では、ＤＲＬ用光源とＨＬ用光源とが同一の筐体内に配置される一方、ＤＲＬ用光源からの光をＤＲＬ用レンズに向ける光学系と、ＨＬ用光源からの光をＨＬ用レンズに向ける光学系とが別個に設けられている。したがって、ＤＲＬとＨＬのそれぞれの目的に合わせてリフレクタの反射面を設計するなどして、個別に配光を制御することが可能になる。

また、ＤＲＬ用光源から出射した光がＤＲＬ用レンズとＨＬ用レンズの両方から車両前方に照射されるので、追加の光源を用いることなくＤＲＬ用光源点灯時の発光面積を拡大して、昼間時の被視認性を向上させることができる。

また、ＤＲＬ用光源から出射する光の一部をサブリフレクタに向けて反射する補助反射部材を設けることで、ＤＲＬ用光源からＨＬ用レンズに直接に光を到達させるよりも、ＨＬ用レンズに導かれる光量を増やすことができる。

また、異なる目的を有する二種類のランプを一つのユニットとして一体化することができるため、低コスト化、省スペース化を図ることができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る車両用前照灯５０の概略断面図である。図４は、図２と同様に、レンズの光軸を含む鉛直平面によって切断された断面を示している。実施の形態１と同様に、前方開口を有するランプボディ７０と、前方開口部を覆うように配置されたＤＲＬ用レンズ６４およびＨＬ用レンズ６６とによって灯室７６が形成され、灯室７６内に光源およびリフレクタ等が配置される。ＤＲＬ用レンズ６４とＨＬ用レンズ６６の間には、前照灯内部の構造を外部から遮蔽する遮蔽部材６８が配置される。

ＤＲＬ用レンズ６４は、ＤＲＬ用光源５２から出射した光を車両前方に投影する。ＤＲＬ用レンズ６４は、ＤＲＬ用途に合わせて設計された、入射光を上下左右に拡散させる拡散レンズである。

ＨＬ用レンズ６６は、ＤＲＬ用レンズ６４の下方に隣接して配置される。ＨＬ用レンズ６６は、車両前後方向に延びる第２光軸Ａｘ２上に後方焦点を有している。ＨＬ用レンズ６６は、前方側表面が凸面の平凸非球面レンズからなり、その後側焦点面上に形成される光源像を反転像として車両用前照灯５０の前方に投影する。

ＤＲＬ用光源５２は、第２光軸Ａｘ２と平行に車両前後方向に延びる第１光軸Ａｘ１上に配置される。また、ＨＬ用光源６０は、ＤＲＬ用光源５２よりも車両後方側に第２光軸Ａｘ２上に配置される。ＨＬ用光源６０は、放熱板および不要な反射光を排除する遮蔽板を兼ねた基板７２上に配置される。実施の形態１と同様に、ＤＲＬ用光源５２とＨＬ用光源６０はともにＬＥＤで構成されることが好ましい。

ＨＬ用リフレクタ６２は、ＨＬ用光源６０から出射する光をＨＬ用レンズ６６の後方焦点に向けて反射する。ＨＬ用リフレクタ６２は、光軸Ａｘ２を中心軸とする略回転楕円曲面として形成される反射面を光源側に有している。ＨＬ用リフレクタ６２は、ＨＬ用レンズ６６の後方焦点がＨＬ用リフレクタ６２の回転楕円曲面の第１焦点Ｆ１の近傍に位置し、ＨＬ用光源６０が回転楕円曲面の第２焦点Ｆ２の近傍に位置するように反射面が設計されている。

ＤＲＬ用光源１２とＤＲＬ用レンズ６４の間には、ＤＲＬ用光源１２から出射した光をＤＲＬ用レンズ６４に導くための導光体５４が配置される。導光体５４は透明樹脂で構成される。ＤＲＬ用光源１２と対面する入射部から入射した光は、内部反射により導光体５４の中を伝搬し、導光体５４に形成されたステップからＤＲＬ用レンズ６４に向けて光が出射される。このステップの形状および数によって、ＤＲＬ用レンズ６４に入射する配光を制御することができる。

導光体５４の下側には、導光体内部を伝搬する光をサブリフレクタ５８に向けて反射するための反射面５４ａが形成されている。反射面５４ａは、紙面に垂直の方向に延びる略平面形状であり、実施の形態１における補助反射部材に対応する部材である。

サブリフレクタ５８は、導光体５４の反射面５４ａによって反射された光をＨＬ用レンズ６６に向けてさらに反射する位置に配置される。但し、ＨＬ用リフレクタ６２で反射されＨＬ用レンズ６６に向かう光と干渉しないように、ＨＬ用リフレクタ６２の第１焦点Ｆ１よりも後方に配置される。サブリフレクタ５８は、例えば略回転放物面の反射面を有するように形成される。この場合、サブリフレクタ５８の放物面の焦点が、ＨＬ用レンズ６６の後方焦点の近傍、すなわちＨＬ用リフレクタ６２の第１焦点Ｆ１の近傍に位置するようにすると好ましい。こうすると、サブリフレクタ５８からの反射光がＨＬ用レンズ６６の光軸Ａｘ２付近で照射されるため、仮想鉛直スクリーン上で水平線の近傍を明るく照射することができる。

図５（ａ）は、車両用前照灯５０においてＨＬ用光源を点灯したときの光線軌跡図を示し、図５（ｂ）は、車両用前照灯５０においてＤＲＬ用光源を点灯したときの光線軌跡図を示す。

ＨＬ用光源６０を点灯した場合、図５（ａ）に示すように、ＨＬ用光源６０から出射した光はＨＬ用リフレクタ６２によって反射され、ＨＬ用レンズ６６に入射してロービーム用配光パターンを形成する。

ＤＲＬ用光源５２を点灯した場合、図５（ｂ）に示すように、ＤＲＬ用光源５２から出射した光は導光体５４内を内部反射によって伝搬される。そして、内部反射光の一部はＤＲＬ用レンズ６４に向けて出射され、ＤＲＬに適した拡散光を形成する。内部反射光の残りは、導光体５４の反射面５４ａによってサブリフレクタ５８に向けて反射され、さらにサブリフレクタ５８によってＨＬ用レンズ６６に向けて反射される。この結果、実施の形態１と同様に、ＤＲＬ用光源５２を点灯したときは、ＤＲＬ用レンズ６４とＨＬ用レンズ６６の両方で前方を照射することが可能になる。

以上説明したように、実施の形態２に係る車両用前照灯でも、ＤＲＬ用光源とＨＬ用光源とが同一の筐体内に配置される一方、ＤＲＬ用光源からの光をＤＲＬ用レンズに向ける光学系と、ＨＬ用光源からの光をＨＬ用レンズに向ける光学系とが別個に設けられている。したがって、ＤＲＬとＨＬのそれぞれの目的に合わせてリフレクタの反射面を設計するなどして、個別に配光を制御することが可能になる。

また、ＤＲＬ用光源から出射した光がＤＲＬ用レンズとＨＬ用レンズの両方から車両前方に照射されるので、追加の光源を用いることなくＤＲＬ用光源点灯時の発光面積を拡大することができる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

補助反射部材１６とサブリフレクタ１８、および反射面５４ａとサブリフレクタ５８の形状は、上記以外にも様々な組み合わせが可能である。例えば、補助反射部材１６または反射面５４ａを楕円柱状にし、サブリフレクタ１８または５８を平面状に形成してもよい。あるいは、補助反射部材１６または反射面５４ａを楕円柱状にし、サブリフレクタ１８または５８をも楕円柱状に形成してもよい。

実施の形態では、ＤＲＬ用レンズとＨＬ用レンズとを別の構成として記載したが、両者が一体的に構成されていてもよい。

実施の形態では、ＤＲＬとＨＬとを一つの車両用前照灯で実現する場合について説明したが、ＤＲＬ用の光源をＣＬＬとして使用してもよい。この場合、ＤＲＬ用リフレクタおよびサブリフレクタは、ＣＬＬに適した配光が実現されるように設計されることが好ましい。

１０車両用前照灯、１２ＤＲＬ用光源、１４ＤＲＬ用リフレクタ、１６補助反射部材、１８サブリフレクタ、２０ＨＬ用光源、２２ＨＬ用リフレクタ、２４ＤＲＬ用レンズ、２６ＨＬ用レンズ、２８遮蔽部材、５０車両用前照灯、５２ＤＲＬ用光源、５４導光体、５４ａ反射面、５８サブリフレクタ、６０ＨＬ用光源、６２ＨＬ用リフレクタ、６４ＤＲＬ用レンズ、６６ＨＬ用レンズ、６８遮蔽部材。

Claims

車両前後方向に延びる第１光軸上に配置される第１光源と、
前記第１光源から出射する光を車両前方に投影する第１レンズと、
前記第１光軸と平行な第２光軸上に後方焦点を有し、前記第１レンズに隣接して配置される第２レンズと、
前記第２光軸上に、前記第１光源よりも車両後方側に配置される第２光源と、
前記第２光源から出射する光を前記第２レンズの後方焦点に向けて反射するリフレクタと、
前記リフレクタから前記第２レンズに向かう光路と非干渉の位置に配置され、前記第１光源から出射する光の一部を前記第２レンズに入射させるサブリフレクタと、
を備えることを特徴とする車両用前照灯。
前記サブリフレクタは、前記第２レンズの後方焦点の近傍に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
前記第１光源から出射する光の一部を前記サブリフレクタに向けて反射する補助反射部材をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
前記第１レンズと前記第２レンズの間の隙間を隠す遮蔽部材をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯。