JP5316226B2

JP5316226B2 - 車両用照明灯具

Info

Publication number: JP5316226B2
Application number: JP2009128650A
Authority: JP
Inventors: 孝司西畑
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: JP2010277817A

Description

本発明は車両用照明灯具に関するものであり、特に、光源として例えばＬＥＤ等の半導体型の発光素子を使用するプロジェクタタイプの車両用照明灯具に関する。

従来、光源としてＬＥＤ等の半導体型の発光素子を使用したプロジェクタタイプの車両用前照灯は知られている(例えば、特許文献１参照)。

特許文献１の車両用前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された横長形状のシリンドリカルレンズと、このシリンドリカルレンズの後側焦点近傍に配置された発光素子を備え、上記発光素子からの直射光を上記レンズで水平方向に拡散させて前方へ照射する構造になっている。

図９は、シリンドリカルレンズを使用した従来の車両用前照灯における拡散タイプの配光パターンの一例を示す。同図において、符号Ｓ１で示す部分は配光の反り上がりとなる部分で、符号Ｓ２で示す部分は配光の反り下がりとなる部分であり、部分Ｓ１,Ｓ２以外の部分が照明に必要とされる有効配光部分である。すなわち、部分Ｓ１である配光の反り上がりは対向車側に眩惑光として悪い影響を与え、部分Ｓ２である配光の反り下がりは路面光ムラとなり、車両近くに光抜けという悪い影響を与える。しかし、横長形状のシリンドリカルレンズの場合には、このような問題となる部分Ｓ１,Ｓ２が発生していた。

特開２００７−２１３８７９号公報。

上述したように、従来の横長形状のシリンドリカルレンズを使用した車両用照明灯具では、対向車側に眩惑光となる配光の反り上がりや、路面光のムラとなる配光の反り下がり等が発生し、配光面での問題点があった。

また、単に横長形状をしたシリンドリカルレンズを使用した車両用照明灯具の構造では、車両左右方向の横幅寸法を大きく必要とする。このため、例えばランプレンズ(アウターレンズ)等、灯具外側の形状が曲面形状で設計されているような場合、その灯具外側の形状に合わせづらく、灯具設計時におけるレイアウトに制限を受けるという問題点があった。さらに、２次元上で光りを拡散させているので、水平方向の配光に視認性が乏しいという問題点もあった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配光の反り上がり及び反り下がりをなくして車両照明に適した配光パターンが得られるとともに、水平方向の視認性に優れ、また、設計の自由度が得られる車両用照明灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用照明灯具は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された凸レンズと、この凸レンズの後側焦点近傍に配置された発光素子とを備え、上記発光素子からの直射光を上記レンズで偏向制御する車両用照明灯具において、前記凸レンズは、正面視においては横長形状を成し、上面視においては前面側が車両前方向に突出し、かつ、後面側が車両前方向に凹んだ弓形形状を成しているとともに、前記凸レンズの光軸より下半分のレンズ部は、前記光源からの光を下方に偏向させる形状として成る。

この構成によれば、正面視においては横長形状を成し、上面視においては前面側が車両前方向に突出し、かつ、後面側が車両前方向に凹んだ弓形形状を成している凸レンズを使用することにより、水平方向の視認性に優れた配光を得ることができる。また、前記凸レンズの光軸より下半分のレンズ部が、光源からの光を下方に偏向させることにより、上方に向かう光線が下側に向かい、配光の反り上がり及び反り下がりをなくした配光を可能にする。さらに、凸レンズが車両前方向に突出している弓形形状を成していることにより、例えばアウターレンズ等、灯具外側の形状が曲面形状で設計されているような場合であっても、その灯具外側の形状に合わせ易く、設計時におけるレイアウトの制限をあまり受けることがない。

上記構成において、前記凸レンズは裏面側に焦線を有して成る、構成を採用できる。

この構成によれば、レンズ焦線に発光素子の光源を配置することで、灯具の薄型化を可能にすることができる。また、水平方向における視認性に優れた幅の広い配光を得ることができる。

上記構成において、前記凸レンズは、裏面側が光軸より下半分の曲面の曲率が上半分の曲面の曲率より大で、かつ、後方へ向かって傾斜させて成る、構成を採用できる。

この構成によれば、光源からの光を下方へ正確に偏向制御させて、配光の反り上がり及び反り下がりをなくした配光を可能にする。

本発明によれば、水平方向の視認性に優れた配光を得ることができる。また、配光の反り上がり及び反り下がりをなくした配光が可能になる。さらに、灯具外側の形状に合わせ易いので、灯具設計時におけるレイアウトに制限を受けることが少なく、設計の自由度が得られる。

本発明の一実施形態に係る車両用照明灯を示す側面図。本実施形態の車両用照明灯具の正面図。上段ランプユニットのレンズ及び光源の配置を模式的に示す鉛直断面図。同上レンズの斜視図。同上レンズの上面図。同上レンズの正面図。図６のＡ−Ａ線断面図。上段ランプユニットから照射される配光パターンを示す図。従来の車両用前照灯から照射される配光パターンを示す図。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は本発明に係る実施形態の車両用照明灯を示すもので、図１はその側面図、図２はその正面図である。以下の説明において、図１の左右方向左側を前方、右側を後方とし、また上下方向を上下、紙面に垂直な方向を左右として説明する。

図１及び図２において、符号１は、この実施形態における車両用前照灯である。該車両用前照灯１は上段ランプユニット２（大拡散用配光）と、下段ランプユニット３（斜めカットライン用配光）と、ランプレンズ４等から構成されている。なお、ランプレンズ４は、例えば素通しのアウターレンズである。

上段ランプユニット２及び下段ランプユニット３は、ユニット搭載部を兼ねるアルミダイカスト製のヒートシンク５上に配置されている。また、上段ランプユニット２は、本発明の最も特徴とする構成を備える車両用照明灯としてのランプユニットである。

以下、前記上段ランプユニット２の構成についてさらに詳細に説明する。この上段ランプユニット２は、光学ユニット２Ａと光源ユニット２Ｂとで成る。

前記光源ユニット２Ｂは、光源としての発光素子６をヒートシンク５上に設けて成る。該発光素子６は、１ｍｍ四方程度の大きさの発光チップを複数個並べた略長方形の外形を有する半導体型の発光素子としての白色ダイオード(ＬＥＤ)であって、熱伝導性を有する基板７に支持された状態で、かつ、図３に示すように光軸ＯＡのすぐ上側に位置して前方に向けて配置されている。なお、この光源ユニット２Ｂは前記基板７を介してヒートシンク５に固定されている。

一方、光学ユニット２Ａは、投射レンズ１１を備える。投射レンズ１１は、図４乃至図７に詳細に示す。該投射レンズ１１は、正面視においては図６に示すように横長形状を成し、上面視においては図５に示すように前面側が車両前方向に突出し、かつ、後面側が曲率Ｒ１で車両前方向に凹んだ弓形形状を成す凸レンズで構成されている。また、この投射レンズ１１は、図５に示すように裏面(後方)側に焦線(線上の焦点)１２を有している。そして、本実施形態においては、この投射レンズ１１の焦線１２上に発光素子６を配置しており、これにより発光素子６からの直射光を水平方向に拡張させて前方に照射し、拡散タイプの所定の配光パターンを投影することができるように構成している。

また、前記投射レンズ１１のレンズ裏面側には、該レンズ裏面側を車両前方向に凹ませることによって、切り欠き状の湾曲部１３が形成されている。さらに、投射レンズ１１のレンズ裏面は、該投射レンズの基本焦点を形成する曲率Ｒに対し図７に示すように、光軸ＯＡより下半分側のレンズ部裏面における曲面１１Ｌの曲率ＲＬは、基本焦点を形成する曲率Ｒより大きく（Ｒ＜ＲＬ）、光軸ＯＡより上半分側のレンズ部裏面における曲面１１Ｈの曲率ＲＨは、該投射レンズの基本焦点を形成する曲率Ｒより小さくし（ＲＬ＞Ｒ）（ＲＨ＜Ｒ）とし、かつ、曲面１１Ｌが曲面１１Ｈよりも後方へ向かって角度θ傾斜させた状態に形成されている。なお、前記角度θは、０°以上５°以下(０°＜θ＜５°)で設定される。

この実施形態における上段ランプユニット２は、以上のごとき投射レンズ１１を形成するとともに、該投射レンズ１１のレンズ焦線１２上に発光素子６を配置した構造としたことにより、発光素子６から投射レンズ１１に入射された直射光は、図３に示すように、出射光Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３として外部(車両の前方)に照射される。

すなわち、レンズ中心付近に入射された光は出射光Ｌ１として光軸ＯＡに沿ってほぼ水平に出射し、レンズ上側(上半分側のレンズ部)に入射された光は出射光Ｌ２として出射光Ｌ１よりやや下側に偏向されて出射し、レンズ下側(下半分側のレンズ部)に入射された光は出射光Ｌ３として出射光Ｌ１よりも下側に偏向されて出射する。

そして、この投射レンズ１１による偏向制御により、図８に示すように、水平方向における視認性に優れた幅の広い下向きの配光パターンを得ることができる。また、この配光では、従来の車両用照明灯具で問題となっていた配光の反り上がり及び反り下がりをなくした配光が可能になる。

したがって、本実施形態における車両用照明灯具では、正面視においては横長形状を成し、上面視においては前面側が車両前方向に突出し、かつ、後面側が車両前方向に凹んだ弓形形状を成している投射レンズ(凸レンズ)１１を使用しているので、水平方向における視認性に優れた配光を得ることができる。

また、前記投射レンズ１１の光軸ＯＡより下半分のレンズ部の曲面１１Ｈが、光源(受光素子６)からの光を下方に偏向させるので、上方に向かう光線が下側に向かい、配光の反り上がり及び反り下がりをなくした配光を可能にする。

さらに、投射レンズ１１が車両前方向に突出している弓形形状を成していることにより、例えばランプレンズ４の形状等、灯具外側の形状が曲面形状で設計されているような場合であっても、その灯具外側の形状に合わせ易く、灯具設計時におけるレイアウトに制限をあまり受けることがなくなる。

また、さらにレンズ焦線１２に発光素子６の下側の一辺を配置しているので、灯具の薄型化が可能になるとともに、光源(受光素子６)からの光をさらに下方に偏向させ水平方向における視認性に優れた幅の広い配光を得ることができる。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

以上説明したように、本発明は車両用照明灯具について説明したが、車両用灯具に限らず一般の信号灯等にも応用できる。

１車両用前照灯
２上段ランプユニット
２Ａ光学ユニット
２Ｂ光源ユニット
３下段ランプユニット
４ランプレンズ
５ヒートシンク
６発光素子(ＬＥＤ)
７基板
１１投射レンズ(凸レンズ)
１１Ｌ下半分の曲面
１１Ｈ上半分の曲面
１２レンズ焦線
１３湾曲部
Ｌ１出射光
Ｌ２出射光
Ｌ３出射光
Ｒ１弓形の曲率
Ｒ２焦線の曲率
ＲＬ曲率
ＲＨ曲率
ＯＡ光軸
θ 傾斜角度
Ｓ１配光の反り上がり部分
Ｓ２配光の反り下がり部分

Claims

車両前後方向に延びる光軸上に配置された凸レンズと、この凸レンズの後側焦点近傍に配置された発光素子とを備え、上記発光素子からの直射光を上記レンズで偏向制御する車両用照明灯具において、
前記凸レンズは、正面視においては横長形状を成し、上面視においては前面側が車両前方向に突出し、かつ、後面側が車両前方向に凹んだ弓形形状を成しているとともに、前記凸レンズの裏面側は前記光軸より下半分の曲面の曲率が上半分の曲面の曲率より大で、かつ、後方へ向かって傾斜し、
前記凸レンズの前記光軸より下半分のレンズ部が、前記光源からの光を下方に偏向させることを特徴とする車両用照明灯具。
前記凸レンズは裏面側に焦線を有して成ることを特徴とする請求項１記載の車両用照明灯具。