JP2021118119A - 車両用灯具 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパクト化を図りつつ、光源の光束利用効率を向上して所望の配光パターンを適切に形成することができる車両用灯具を提供する。【解決手段】第1光源11と、第1光源11から出射された光L1を車両前方に投影してすれ違い用配光パターンLPを形成する投影レンズ17と、第1光源11から出射された光の一部を遮光し、先端縁16aによってすれ違い用配光パターンLPのカットオフラインCFを形成するシェード16と、第1光源11から出射された光をシェード16を介して投影レンズ17に導く第1レンズ導光部21と、を備え、第1レンズ導光部21は、入射光を内部で反射させることなく投影レンズ17に向けて出射する上側レンズ部22と、入射光を内部で反射させてから投影レンズ17に向けて出射する下側レンズ部23と、を有する。【選択図】図3
Description
本開示は、車両用灯具に関する。
従来の車両用灯具は、光源から出射された光を、投影レンズを介して車両前方に投影し、すれ違い用配光パターンを形成する(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の車両用灯具において、光源と投影レンズのレンズ軸との上下方向距離を短くして車両用灯具のコンパクト化を図る場合、光源から出射された光を投影レンズに十分に入射させることができず、光源の光束利用効率が低下する。そのため、すれ違い用配光パターンを適切に形成することが困難になるという問題が生じる。
本開示は、上記の事情に鑑みて為されたもので、コンパクト化を図りつつ、光源の光束利用効率を向上して所望の配光パターンを適切に形成することができる車両用灯具を提供することを目的とする。
本開示の車両用灯具は、光源と、前記光源から出射された光を車両前方に投影して所定の配光パターンを形成する投影レンズと、前記光源から出射された光の一部を遮光し、先端縁によって前記配光パターンのカットオフラインを形成するシェードと、前記光源から出射された光を前記シェードを介して前記投影レンズに導くレンズ導光部と、を備え、前記レンズ導光部は、入射光を内部で反射させることなく前記投影レンズに向けて出射する上側レンズ部と、前記入射光を内部で反射させてから前記投影レンズに向けて出射する下側レンズ部と、を有することを特徴としている。
本開示の車両用灯具によれば、コンパクト化を図りつつ、光源の光束利用効率を向上して所望の配光パターンを適切に形成することができる。
以下、本開示の車両用灯具を実施するための形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
(実施例1)
実施例1の車両用灯具10の全体構成を図1及び図2に基づいて説明する。
実施例1の車両用灯具10の全体構成を図1及び図2に基づいて説明する。
実施例1の車両用灯具10は、自動車等の車両のヘッドランプやフォグランプ等に用いられる直射タイプの前照灯ユニットである。車両用灯具10は、車両前部の左右両側に配置され、ランプハウジングの開放された前端がアウターレンズで覆われて形成される灯室に、上下方向用光軸調整機構や幅方向用光軸調整機構を介して設けられる。以下の説明では、車両用灯具10において、投影レンズ17のレンズ軸Laが伸びる方向を前後方向(図面ではZとする)とし、前後方向を水平面に沿う状態とした際の鉛直方向を上下方向(図面ではYとする)とし、前後方向および上下方向に直交する方向(水平方向)を幅方向(図面ではXとする)とする。そして、前後方向の前側は、車両前方を指し示す。また、前後方向を規定するレンズ軸Laは、投影レンズ17における光学的な中心となる軸線であり、車両用灯具10の照明方向となる。
車両用灯具10は、図1及び図2に示すように、複数の第1光源11(光源)と、複数の第2光源12(図1では不図示、図2では一個のみ示す)と、ヒートシンク部材13と、第1導光レンズ14と、第2導光レンズ15と、シェード16と、投影レンズ17と、を備えている。
複数(実施例1では七個)の第1光源11は、すれ違い用配光パターンLP(所定の配光パターン、図6参照)を形成するための光源であり、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子で構成されている。各第1光源11は、図1に示すように、平板状の基板18にそれぞれ実装され、幅方向に沿って整列配置されている。各第1光源11は、平面発光部から光L1を出射し、図2に示すように、基板18と直交する方向に出射光軸Liが設定されている。各第1光源11は、点灯制御回路から電力が供給されて適宜点灯される。なお、七個の第1光源11は、ここでは、上下方向に直交する平面において真ん中に位置する第1光源11がレンズ軸La上に配置され、この第1光源11を中心に所定の間隔で幅方向に広がっている。ただし、第1光源11の数や光源間隔は適宜設定すればよく、実施例1の構成に限定されない。
複数(数は適宜設定可能)の第2光源12は、走行用配光パターン(不図示)を形成するための光源であり、LED等の発光素子で構成されている。各第2光源12は、第1光源11が実装された基板18に、それぞれ第1光源11よりも下側の位置に実装され、図示しないが幅方向に整列配置されている。各第2光源12は、平面発光部から光L2を出射し、図2に示すように、基板18と直交する方向に出射光軸Ljが設定されている。各第2光源12は、点灯制御回路から電力が供給され、一斉又は個別に適宜点灯される。複数の第1光源11及び複数の第2光源12は、同一の平板状の基板18に実装されることで、それぞれの出射光軸Li、Ljが平行になっている。
ヒートシンク部材13は、複数の第1光源11及び複数の第2光源12で発生する熱を外部に逃がす放熱部材であり、熱伝導率の高い金属材料や樹脂材料で形成される。ヒートシンク部材13は、前面13aに基板18が固定され、前面13aとは反対側に、板状に形成された複数の放熱フィン13bが並列して設けられている(図1参照)。ここで、ヒートシンク部材13の前面13aは、上部が前側に傾いており、前面13a及び基板18の法線方向は、前後方向及び上下方向を含む面上で、前後方向に対して伏角とされている。一方、基板18に実装された第1光源11及び第2光源12の各出射光軸Li、Ljの傾きは、異なる二つの配光パターン(すれ違い用配光パターン、走行用配光パターン)を適切に形成するため、前後方向に対して伏角で30°〜50°の範囲に設定されている。ここで、各出射光軸Li、Ljの傾きは、基板18の前後方向に対する角度が定められることにより設定される。そのため、ヒートシンク部材13の前面13aに対する基板18の取付角度は、各出射光軸Li、Ljの傾きを上記の角度とするように規制される。
第1導光レンズ14は、複数の第1光源11から出射された光L1を投影レンズ17へ導く導光部材である。第1導光レンズ14は、透明な樹脂で形成されており、図1に示すように、複数の第1光源11に個別に対応すると共に、幅方向に間隔を置いて並ぶ複数(実施例1では七個)の第1レンズ導光部21(レンズ導光部)を有する。各第1レンズ導光部21は、図示しない連結部により互いに連結されている。各第1レンズ導光部21の構成については、後述する。
第2導光レンズ15は、複数の第2光源12から出射された光L2を投影レンズ17へ導く導光部材である。第2導光レンズ15は、透明な樹脂で形成されており、複数の第2光源12に個別に対応した複数の第2レンズ導光部31を有する。各第2レンズ導光部31は、図2に示すように、第2光源12と投影レンズ17との間に延びる長尺な棒形状を呈しており、幅方向に所定の間隔を置いて並列されている。また、各第2レンズ導光部31は、投影レンズ17側の端部が一体化され、投影レンズ17に向けられた幅方向に広がる板形状に形成されている。
各第2レンズ導光部31は、図2に示すように、第2入射面34と、導光反射面35と、第2出射面36と、を有している。第2入射面34は、複数の第2光源12に個別に対向した棒形状の端面であり、第2光源12の光L2が入射する。導光反射面35は、第2レンズ導光部31における第2入射面34の近傍(主に棒形状の部分)の下側面である。この導光反射面35は、第2入射面34から入射された光L2を、第2出射面36へと反射する。なお、導光反射面35は、第2レンズ導光部31に入射した光L2を反射するものであれば、全反射を利用するものでも反射処理を施すものでも他の構成でもよい。さらに、第2レンズ導光部31では、導光反射面35以外の反射面を設け、第2入射面34から入射された光L2を第2出射面36に導いてもよく、実施例1の構成に限定されない。第2出射面36は、第2レンズ導光部31が一体化された投影レンズ17に向いた端面であり、導光反射面35により反射された光L2を投影レンズ17へ向けて出射する。
シェード16は、図2に示すように、第2導光レンズ15の上に位置し、第1光源11から第1導光レンズ14を経る光路と、第2光源12から第2導光レンズ15を経る光路との間に設けられている。そして、このシェード16は、第1光源11から出射されて第1導光レンズ14の各第1レンズ導光部21によって導かれた光L1の一部を遮り、前側の先端縁16aによって、すれ違い用配光パターンLPの上縁にカットオフラインCF(図6参照)を形成する。ここで、シェード16は、図1に示すように、幅方向に伸びる板状に形成され、先端縁16aは、上下方向の位置が異なる二つの水平エッジが傾斜エッジで繋ぎ合わされた形状とされている。そのため、カットオフラインCFは、二つの水平ラインを傾斜ラインで繋ぎ合わせた形状となる。なお、シェード16は、先端縁16aでカットオフラインCFを形成するものであれば、その大きさは適宜設定すればよく、実施例1の構成に限定されない。
また、シェード16は、上方に臨む上面16bが反射面とされている。この上面16bは、第1導光レンズ14で導かれた光L1を反射し、投影レンズ17へと進行させる。ここで、シェード16は、前後方向に対して複数の第1光源11及び複数の第2光源12の各出射光軸Li、Ljが為す角度の1/2の大きさの伏角とされている。このため、シェード16は、出射光軸Liに沿う光L1を、投影レンズ17のレンズ軸Laに平行な方向に反射する。さらに、シェード16は、出射光軸Liに沿っていない光L1を、レンズ軸Laと平行に近い方向で反射する。これらのことから、シェード16は、光L1を、レンズ軸Laと平行もしくはそれに近い方向で、レンズ軸Laの近傍へと進行させることができる。
投影レンズ17は、第1光源11から出射されて第1導光レンズ14によって導かれた光L1を車両の前方へ投影し、すれ違い用配光パターンLP(図6参照)を形成する。また、投影レンズ17は、第2光源12から出射されて第2導光レンズ15によって導かれた光L2を車両の前方へ投影し、図示しない走行用配光パターンを形成する。この投影レンズ17は、凸レンズによって構成されており、実施例1では出射面17aが凸面に形成され、入射面17bが平坦面に形成されている。なお、投影レンズ17は、全体として凸レンズとされていればよいので、出射面17aが平坦面や凹面であったり、入射面17bが凸面や凹面であったりしてもよく、実施例1の構成に限定されない。また、投影レンズ17は、図示しないレンズホルダに支持されている。レンズホルダは、基板18に実装された第1光源11や第2光源12、第1導光レンズ14、第2導光レンズ15およびシェード16に対し、投影レンズ17を位置決めした状態で、ヒートシンク部材13に組み付けられる。
そして、投影レンズ17は、図2に示すように、レンズ軸Laを中心として、このレンズ軸Laよりも下側に位置する下部領域41と、レンズ軸Laよりも上側に位置する上部領域42とが設定されている。ここで、下部領域41における出射面17aの曲率は、上部領域42における出射面17aの曲率より小さく設定されている。そのため、下部領域41の後側焦点となる下側焦点Fdの焦点距離は、上部領域42の後側焦点となる上側焦点Fuの焦点距離より長くなる。すなわち、下側焦点Fdは、上側焦点Fuよりも、レンズ軸La上で投影レンズ17から遠い位置に設定され、シェード16の先端縁16aの近傍に位置する。
以下、第1レンズ導光部21の詳細な構成を図3〜図5に基づいて説明する。
第1レンズ導光部21は、仮想線21aにおいて仮想的に上下方向に二分割したとき、上下方向の上側に位置する上側レンズ部22と、上側レンズ部22の下側に位置する下側レンズ部23と、を有している。なお、仮想線21aは、任意に設定することができ、図3に示す位置に限らない。
上側レンズ部22は、上側入射面22a及び上側出射面22bを有し、上側入射面22aから入射した光L1を、上側レンズ部22の内部で反射させることなく上側出射面22bを介して投影レンズ17に向けて出射する。ここで、上側入射面22aは、第1光源11の近傍位置に焦点が設定された曲面に設計されている。一方、上側出射面22bは、投影レンズ17の下部領域41の下側焦点Fdの近傍に向けて出射光を出射させる曲面に設計されている。つまり、上側レンズ部22は、光学的な中心となる軸線であるレンズ軸Lbが、第1光源11と下側焦点Fdとを結ぶ線分にほぼ一致し、第1光源11の光L1を、下側焦点Fdの近傍に集光する集光レンズである。さらに、上側レンズ部22の上側出射面22bには、図4に示すように、出射光を水平方向に分散する複数のプリズム部Pが形成されている。
下側レンズ部23は、下側入射面23aと、下側出射面23bと、内部反射面23cと、を有し、下側入射面23aから入射した光L1を、内部反射面23cで反射してから下側出射面23bを介して投影レンズ17に向けて出射する。
下側入射面23aは、縦断面において、入射光が直交する曲面に設計されている。ここで、「縦断面」とは、上下方向(鉛直方向)及び前後方向を含み、幅方向に直交する断面である。そして、実施例1では、下側入射面23aは、図3に示す縦断面で第1光源11を中心とする円弧を基本とする自由曲面に形成されると共に、図5に示すように、第1光源11を中心とする円弧に沿った曲面を幅方向(水平方向)に延ばした形状となっている。なお、下側入射面23aは、縦断面で入射光が直交する曲面であればよいため、例えば、縦断面で第1光源11を中心とする球体を基本とする自由曲面に形成されてもよい。
下側出射面23bは、縦断面において、出射光が直交する曲面に設計されている。実施例1では、下側出射面23bは、図3に示す縦断面で投影レンズ17の下部領域41の下側焦点Fdを中心とする球体を基本とする自由曲面に形成されている。なお、下側出射面23bは、縦断面で出射光が直交する曲面であればよい。そのため、下側出射面23bは、例えば、縦断面で下側焦点Fdを中心とする円弧を基本とする自由曲面を、幅方向(水平方向)に延ばした形状に形成されてもよい。
内部反射面23cは、入射光を全反射する曲面である。この内部反射面23cは、図3に示す縦断面で見たとき、第1光源11の近傍位置に第1焦点が設定され、シェード16の先端縁16aの近傍に設定された通過点Sの近傍位置に第2焦点が設定された楕円を基本とする自由曲面に形成されている。また、この内部反射面23cは、図3に示すように、ほぼ全面がシェード16の後端縁16cよりも上側に位置している。これにより、内部反射面23cによって反射した光のほとんどを、シェード16の上方を通過させることができる。
そして、下側レンズ部23における光学的な中心となる軸線であるレンズ軸Lcは、第1光源11と、内部反射面23c上の任意の位置と、通過点Sとを結ぶ線分にほぼ一致し、通過点Sを通る。このため、下側レンズ部23は、第1光源11の光L1を通過点Sの近傍領域に集光する。
また、通過点Sは、シェード16の先端縁16aの近傍位置であって、先端縁16aよりも上側の位置に設定されている。一方、上側レンズ部22の上側出射面22bは、投影レンズ17の下部領域41の下側焦点Fdの近傍に向けて出射光を出射するが、下側焦点Fdは、シェード16の先端縁16aの近傍に位置している。このため、上側レンズ部22のレンズ軸Lbと下側レンズ部23のレンズ軸Lcとは、図3に示すように、第1レンズ導光部21の前側であって、シェード16の先端縁16aの近傍位置にて交差する。
以下、実施例1の車両用灯具10の点灯について説明する。
車両用灯具10は、灯室に設けられて、コネクタ接続部を介して基板18に外部コネクタが接続される。車両用灯具10は、外部コネクタおよびコネクタ接続部を介する点灯制御回路から基板18に実装された複数の第1光源11及び複数の第2光源12へ電力を供給することで、複数の第1光源11及び複数の第2光源12を適宜点灯、消灯する。
車両用灯具10において第1光源11を点灯させると、第1光源11から出射された光L1は、図2に示すように、第1導光レンズ14の各第1レンズ導光部21の上側入射面22a及び下側入射面23aに入射する。
上側入射面22aから入射した光L1は、上側レンズ部22を通り、内部反射されることなく上側出射面22bから出射される。その出射光は、下側焦点Fdの近傍領域に集光され、投影レンズ17により投影される。このとき、上側出射面22bからの出射光は、図6に示すように、第1レンズ導光部21の上側レンズ部22ごとに、第1配光領域αp1〜αp7を形成する。第1配光領域αp1〜αp7は、いずれもレンズ軸Laの位置(水平線)よりも下側に位置し、幅方向(水平方向)に沿って並ぶ。なお、実施例1では、第1導光レンズ14が七個の第1レンズ導光部21を有しているため、七つの第1配光領域αp1〜αp7が形成される。
一方、下側入射面23aから入射した光L1は、下側レンズ部23を通り、内部反射面23cで反射して下側出射面23bに向けられ、下側出射面23bから出射される。その出射光は、通過点Sの近傍領域に集光され、投影レンズ17により投影される。このとき、下側出射面23bからの出射光は、図6に示すように、第1レンズ導光部21の下側レンズ部23ごとに、第2配光領域βp1〜βp7を形成する。第2配光領域βp1〜βp7は、いずれもレンズ軸Laの位置(水平線)よりも下側に位置し、幅方向(水平方向)に沿って並ぶ。なお、実施例1では、第1導光レンズ14が七個の第1レンズ導光部21を有しているため、七つの第2配光領域βp1〜βp7が形成される。
そして、同じ第1レンズ導光部21を透過した光L1によって形成された第1配光領域αp1〜αp7と第2配光領域βp1〜βp7は、一部が重複し、七個の第1レンズ導光部21ごとに、それぞれ部分配光領域lp1〜lp7が形成される。
ここで、投影レンズ17のレンズ軸La上に配置された第1光源11に対応し、中央に位置する第1レンズ導光部21と、その両側に位置する二つの第1レンズ導光部21の合計三個の第1レンズ導光部21においては、上側レンズ部22による第1配光領域αp1〜αp3が小さく、下側レンズ部23による第2配光領域βp1〜βp3が大きい。そして、中央に位置する第1レンズ導光部21と、その両側に位置する二つの第1レンズ導光部21を通った光L1によって形成された部分配光領域lp1〜lp3では、第1配光領域αp1〜αp3が内側に形成され、その周囲を第2配光領域βp1〜βp3が取り囲む。
一方、幅方向の両端部に位置する二つの第1レンズ導光部21と、その内側に位置する二つの第1レンズ導光部21の合計四個の第1レンズ導光部21においては、上側レンズ部22による第1配光領域αp4〜αp7が大きく、下側レンズ部23による第2配光領域βp4〜βp7が小さい。そして、幅方向両側に位置する二つの第1レンズ導光部21と、その内側に位置する二つの第1レンズ導光部21を通った光L1によって形成された部分配光領域lp4〜lp7では、第2配光領域βp4〜βp7が内側に形成され、その周囲を第1配光領域αp4〜αp7が取り囲む。
そして、七つの部分配光領域lp1〜lp7は、一部を重ねつつ幅方向(水平方向)に並んで一体に形成され、すれ違い用配光パターンLP(いわゆるロービーム)を形成する。さらに、すれ違い用配光パターンLPは、光L1の一部がシェード16によって遮られることで、投影レンズ17によって投影された際、先端縁16aに沿ったカットオフラインCFが上縁に形成される。
また、車両用灯具10において第2光源12を点灯させると、第2光源12から出射された光L2は、図2に示すように、第2導光レンズ15の各第2レンズ導光部31の第2入射面34に入射する。各第2レンズ導光部31では、導光反射面35が、第2入射面34から入射した光L2を第2出射面36に向けて反射し、この光L2は、第2出射面36から投影レンズ17に向けて出射される。そして、光L2は、投影レンズ17へと進行することで、投影レンズ17により投影され、レンズ軸Laの位置(水平線)よりも上側に走行用配光パターン(いわゆるハイビーム)を形成する。
以下、実施例1の車両用灯具10の作用を説明する。
実施例1の車両用灯具10では、すれ違い用配光パターンLPを形成するための第1光源11と、走行用配光パターンを形成するための第2光源12とが同一の基板18に実装され、両光源11、12の出射光軸Li、Ljが平行にされている。そのため、異なる二つの配光パターン(すれ違い用配光パターンLP、走行用配光パターン)を適切に形成するために、各出射光軸Li、Ljの傾きを前後方向に対して伏角で30°〜50°の範囲に設定する必要があり、基板18の取付角度が規制される。また、第1光源11と投影レンズ17との間には、先端縁16aによってすれ違い用配光パターンLPのカットオフラインCFを形成するシェード16が配置されている。さらに、第1光源11とシェード16との間には、第1光源11からの光をシェード16の先端縁16aの近傍領域に導く第1レンズ導光部21が配置されている。
ここで、図7に示す比較例の車両用灯具のように、第1光源11から出射された光L1(図7では不図示)をシェード16の先端縁16aの近傍領域に導く導光部材として、入射光を内部反射させることなく出射するレンズ導光部100を適用する場合を考える。この場合において、シェード16の先端縁16aの近傍領域(例えば、投影レンズ17の下部領域41の下側焦点Fdの近傍)に第1光源11の光を集光する際、第1光源11の高い光束利用効率を担保するには、図7に示すように、下側焦点Fdの上方に第1光源11を配置する必要がある。つまり、第1光源11からの光がシェード16に遮られないよう、第1光源11の出射光軸Liが、第1光源11から下側焦点Fdに向かって次第に下がるよう設定しなければならない。
これに対し、車両用灯具のコンパクト化を図るため、例えば、図7において破線で示すように、前後方向に対する出射光軸Liの傾きを維持したまま第1光源11と投影レンズ(ここでは不図示)のレンズ軸Laとの上下方向距離を短くする。この場合、第1光源11の出射光軸Liは、下側焦点Fdよりも下方の領域に向かってしまう。そのため、第1光源11の前方に配置したレンズ導光部100の下部を通った光は、シェード16の下方から下側焦点Fdに向かって進行することになり、第1光源11からの光がシェード16に遮られやすくなる。そして、第1光源11の光をシェード16の先端縁16aの近傍領域に集光することが難しくなり、第1光源11の光を投影レンズに十分に入射させることができず、第1光源11の光束利用効率が低下する。この結果、すれ違い用配光パターンLPの照度が下がって、適切なパターンを形成できなくなると想定される。
なお、第1光源11の出射光軸Liの傾きを前後方向に対して伏角で30°〜50°の範囲よりも小さくすれば、入射光を内部反射させることなく出射するレンズ導光部100を適用しても、車両用灯具のコンパクト化を図りつつ、第1光源11の光を投影レンズに十分入射させることが可能と考えられる。しかし、この場合では、第1光源11と同一の基板18に実装された第2光源12による走行用配光パターンを適切に形成できなくなる。
これに対し、実施例1の車両用灯具10では、第1光源11から出射された光L1を投影レンズ17に導く第1レンズ導光部21が、入射光を内部で反射させることなく出射する上側レンズ部22と、入射光を内部で反射させてから出射する下側レンズ部23と、を有している。
そのため、上側レンズ部22に入射した光L1aは、図8に示すように、上側レンズ部22の内部を反射することなく進行し、上側出射面22bから出射される。一方、下側レンズ部23に入射した光L1bは、内部反射面23cによって下側レンズ部23の内部で反射する。このため、下側レンズ部23に入射した光L1bは、下側出射面23bよりも第1光源11に近い位置で屈曲されて、下側出射面23bから出射される。よって、下側レンズ部23に入射した光L1bは、入射光を内部反射させることなく出射するレンズ導光部100を適用する場合と比較して、投影レンズ17のレンズ軸Laに対してより平行に近い角度で光L1bを照射することができる。
これにより、上側レンズ部22に入射した光L1aが集光される領域の近傍に、下側レンズ部23に入射した光L1bを集光させることが可能となり、光L1bがシェード16によって遮られることを抑制できる。この結果、第1光源11を投影レンズ17のレンズ軸Laに近づけて車両用灯具10のコンパクト化を図りつつ、投影レンズ17に第1光源11から出射された光L1を十分に入射させることができる。よって、第1光源11の光束利用効率を向上させ、適切なすれ違い用配光パターンLPを形成することができる。
また、実施例1の車両用灯具10では、上側レンズ部22のレンズ軸Lbと下側レンズ部23のレンズ軸Lcとは、図3に示すように、第1レンズ導光部21の前側であって、シェード16の先端縁16aの近傍位置において交差する。そのため、上側レンズ部22によって導かれる光L1aと、下側レンズ部23によって導かれる光L1bとをほぼ同一の領域に集めることができる。これにより、第1レンズ導光部21を通過した光L1の集光領域を縮小することが可能となる。
また、実施例1の車両用灯具10では、図3に示すように、下側レンズ部23のレンズ軸Lcが、カットオフラインCFを規定するシェード16の先端縁16aの上側近傍位置に設定された通過点Sを通るように設定されている。
そのため、下側レンズ部23によって投影レンズ17に導かれる光L1bが照射される領域を、すれ違い用配光パターンLPのカットオフラインCFに近づけることができる。この結果、すれ違い用配光パターンLPが不要に広がることを抑制し、すれ違い用配光パターンLPの中央付近の光度の向上を図ることが可能となる。
また、下側レンズ部23のレンズ軸Lcの設定基準となる通過点Sを、シェード16の先端縁16aの上側に設定したことで、下側レンズ部23によって投影レンズ17に導かれる光L1bをシェード16によって遮られにくくし、第1光源11の光L1を投影レンズ17にさらに入射させることができる。
さらに、下側レンズ部23の内部反射面23cは、第1光源11の近傍位置に第1焦点が設定され、通過点Sの近傍位置に第2焦点が設定された楕円を基本とする自由曲面に形成されている。そのため、第1光源11から出射された光L1を内部反射面23cで反射した際、通過点Sの近傍位置に向けて反射することができ、シェード16によって遮られにくい領域に適切に導くことができる。
しかも、下側レンズ部23の下側入射面23aは、縦断面で入射光が直交する曲面であり、下側レンズ部23の下側出射面23bは、縦断面で出射光が直交する曲面である。そのため、内部反射面23cに向かう光が下側入射面23aで屈曲したり、内部反射面23cで反射した光が下側出射面23bで屈折させられることが少ない。これにより、第1光源11から出射した光をより適切に通過点Sに向けて進行させることができる。
そして、実施例1の車両用灯具10では、第1レンズ導光部21の上側レンズ部22が、第1光源11の近傍位置に焦点が設定される上側入射面22aと、出射光を投影レンズ17の下部領域41の下側焦点Fdの近傍位置に向けて出射させる上側出射面22bと、を有している。これにより、上側レンズ部22に入射した第1光源11の光L1aを、投影レンズ17の下側焦点Fdの近傍位置へと進行させることができ、投影レンズ17へと適切に光を導くことができる。よって、第1光源11の光束利用効率をさらに向上させることができる。
また、上側レンズ部22の上側出射面22bには、図4に示すように、出射光を水平方向に分散するプリズム部Pが形成されている。これにより、上側レンズ部22から出射する光L1aによる照射面積を水平方向に広げることが可能となる。このため、すれ違い用配光パターンLPを幅方向(水平方向)に拡大して投影することができる。
以上、本開示の車両用灯具を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施例1では、第1レンズ導光部21の上側レンズ部22が、第1光源11の近傍位置に焦点が設定される上側入射面22aと、出射光を投影レンズ17の下部領域41の下側焦点Fd近傍に向けて出射させる上側出射面22bと、を有する例を示した。また、実施例1では、第1レンズ導光部21の下側レンズ部23が、縦断面で入射光が直交する下側入射面23a及び出射光が直交する下側出射面23bを有すると共に、第1光源11の近傍位置に第1焦点が設定され、シェード16の先端縁16aの近傍に設定した通過点Sの近傍位置に第2焦点が設定された内部反射面23cを有する例を示した。
しかしながら、第1レンズ導光部21の上側レンズ部22や下側レンズ部23の光学的な設計は実施例1に限定されるものではない。上側レンズ部22や下側レンズ部23の光学的な設計は、上側レンズ部22によって、入射光を内部で反射させることなく投影レンズ17に向けて出射し、下側レンズ部23によって入射光を内部で反射させてから投影レンズ17に向けて出射して、車両前方にすれ違い用配光パターンLPを適切に形成するように任意に設計することができる。
また、実施例1では、第1光源11及び第2光源12を同一の基板18に実装し、単一の車両用灯具10によってすれ違い用配光パターンLPと走行用配光パターンを形成する例を示したが、これに限らない。例えば、第1光源11と第2光源12とを異なる基板に実装し、第1光源11の出射光軸Liと第2光源12の出射光軸Ljとを平行に設定しなくてもよい。また、すれ違い用配光パターンLPのみを形成する車両用灯具や、走行用配光パターンのみを形成する車両用灯具であっても、本開示を適用することができる。
さらに、実施例1の車両用灯具10では、投影レンズ17によって、第1光源11が出射した光L1ですれ違い用配光パターンLP(いわゆるロービーム)を形成する例を示したが、これに限らない。第1光源11が出射した光L1を、内部反射させずに出射する上側レンズ部22と、内部反射させてから出射する下側レンズ部23を有する第1レンズ導光部21によって投影レンズ17へと導き、走行用配光パターン(いわゆるハイビーム)を形成してもよい。
また、実施例1では、上側レンズ部22の上側出射面22bに、出射光を水平方向に分散するプリズム部Pが形成されている例を示した。しかしながら、すれ違い用配光パターンLPを水平方向に拡大して投影することができればよい。そのため、出射光を水平方向に分散するプリズム部Pを下側レンズ部23の下側出射面23bに形成してもよいし、上側出射面22b及び下側出射面23bの双方にプリズム部Pを形成してもよい。
また、実施例1では、第1導光レンズ14の七個の第1レンズ導光部21を有し、その各第1レンズ導光部21を、幅方向で間隔を置いて並列すると共に、図示しない連結部により互いに連結する例を示した。しかしながら、第1導光レンズ14は、複数の第1光源11に個別に対応する第1レンズ導光部21を有するものであれば、実施例1の構成に限定されない。すなわち、第1レンズ導光部21を連結することなく、間隔をあけて配置してもよい。
10 車両用灯具
11 第1光源(光源)
14 第1導光レンズ
21 第1レンズ導光部(レンズ導光部)
22 上側レンズ部
22a 上側入射面
22b 上側出射面
Lb レンズ軸
23 下側レンズ部
23a 下側入射面
23b 下側出射面
23c 内部反射面
Lc レンズ軸
16 シェード
16a 先端縁
17 投影レンズ
La レンズ軸
41 下部領域
42 上部領域
Fd 下側焦点
S 通過点
P プリズム部
LP すれ違い用配光パターン(所定の配光パターン)
CL カットオフライン
11 第1光源(光源)
14 第1導光レンズ
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22 上側レンズ部
22a 上側入射面
22b 上側出射面
Lb レンズ軸
23 下側レンズ部
23a 下側入射面
23b 下側出射面
23c 内部反射面
Lc レンズ軸
16 シェード
16a 先端縁
17 投影レンズ
La レンズ軸
41 下部領域
42 上部領域
Fd 下側焦点
S 通過点
P プリズム部
LP すれ違い用配光パターン(所定の配光パターン)
CL カットオフライン
Claims (7)
- 光源と、
前記光源から出射された光を車両前方に投影して所定の配光パターンを形成する投影レンズと、
前記光源から出射された光の一部を遮光し、先端縁によって前記配光パターンのカットオフラインを形成するシェードと、
前記光源から出射された光を前記シェードを介して前記投影レンズに導くレンズ導光部と、を備え、
前記レンズ導光部は、
入射光を内部で反射させることなく前記投影レンズに向けて出射する上側レンズ部と、
前記入射光を内部で反射させてから前記投影レンズに向けて出射する下側レンズ部と、
を有することを特徴とする車両用灯具。 - 請求項1に記載の車両用灯具において、
前記上側レンズ部のレンズ軸と前記下側レンズ部のレンズ軸とが交差する
ことを特徴とする車両用灯具。 - 請求項1又は請求項2に記載の車両用灯具において、
前記下側レンズ部のレンズ軸は、前記シェードの先端縁の上側近傍位置に設定された通過点を通る
ことを特徴とする車両用灯具。 - 請求項3に記載の車両用灯具において、
前記下側レンズ部は、前記光源の近傍位置に第1焦点が設定され、前記通過点の近傍位置に第2焦点が設定された内部反射面を有する
ことを特徴とする車両用灯具。 - 請求項4に記載の車両用灯具において、
前記下側レンズ部は、鉛直方向において、縦断面で前記入射光が直交する下側入射面と、前記縦断面で出射光が直交する下側出射面と、を有する
ことを特徴とする車両用灯具。 - 請求項1から請求項5までの何れか一項に記載の車両用灯具において、
前記投影レンズは、レンズ軸を中心として下部領域と上部領域とが設定され、
前記上側レンズ部は、前記光源の近傍位置に焦点が設定される上側入射面と、出射光を前記下部領域の焦点の近傍位置に向けて出射させる上側出射面と、を有する
ことを特徴とする車両用灯具。 - 請求項1から請求項6までの何れか一項に記載の車両用灯具において、
前記上側レンズ部の上側出射面又は前記下側レンズ部の下側出射面の少なくとも一方は、出射光を水平方向に分散させるプリズム部が形成されている
ことを特徴とする車両用灯具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020011409A JP2021118119A (ja) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | 車両用灯具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020011409A JP2021118119A (ja) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | 車両用灯具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2021118119A true JP2021118119A (ja) | 2021-08-10 |
Family
ID=77175732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020011409A Pending JP2021118119A (ja) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | 車両用灯具 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2021118119A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023106422A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 市光工業株式会社 | ランプユニット、車両用灯具 |
-
2020
- 2020-01-28 JP JP2020011409A patent/JP2021118119A/ja active Pending
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WO2023106422A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 市光工業株式会社 | ランプユニット、車両用灯具 |
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