JP6885070B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本開示は、車両用灯具に関する。

車両用灯具は、例えば、クリアランスランプやデイタイムランニングランプ等の灯具とすれ違い用配光パターンを形成する灯具とを組合せたものが知られている。

このような車両用灯具では、光源からの光をリフレクタ部材で反射し、その光を投影レンズから出射することで、照射する光を所望の態様とするものがある（例えば、特許文献１等参照）。この従来の車両用灯具は、リフレクタ部材における反射の態様を調整することで、所望の配光パターンを形成している。

特開２０１３−２２２５５３号公報

しかしながら、上記した従来の車両用灯具は、配光パターンにおいて所望の輝度分布とは異なる態様の輝度分布となる虞がある。

本開示は、上記の事情に鑑みて為されたもので、所望の輝度分布の配光パターンを形成することの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、光源から出射した光を反射するリフレクタ部材と、前記リフレクタ部材で反射された光を前方に向けて投影する投影レンズと、を備え、前記リフレクタ部材は、光を透過させる透過部と、前記透過部を透過した前記光源からの光を反射する反射部と、を有し、前記透過部における前記光源と対向する表面は、少なくとも一部に、通過する光を拡散する表面側拡散部を有することを特徴とする。

本開示の車両用灯具によれば、所望の輝度分布の配光パターンを形成することができる。

本開示に係る車両用灯具の一実施形態に係る一例としての車両用灯具の構成を概略的な断面で示す説明図である。 一例としての車両用灯具を正面から見た様子を概略的に示す説明図である。 車両用灯具が形成する一例としての照射パターンを示す説明図である。 車両用灯具において表面側拡散部を設けなかった場合に形成する照射パターンを示す説明図である。 本開示に係る車両用灯具の一実施形態に係る他の例としての車両用灯具の構成を概略的な断面で示す説明図である。

以下に、本開示に係る車両用灯具の一例としての車両用灯具１０の実施例１について図面を参照しつつ説明する。なお、図１、図２および図５は、車両用灯具１０の構成の理解を容易とすべく各構成を簡易に示している。また、図３および図４では、照射パターン（３１、３３）において、真ん中の最も小さな領域が最も明るいものとし、外側に行くに連れて明るさが低下していくものとする。さらに、図１および図５では、繁雑になることを避けるために、表面側拡散部２７を通りリフレクタ部材１３の透過部２４内に入射する光が拡散される様子を４つに分岐させて示すとともに、透過部２４から出射する際に表面側拡散部２７を通る場合には拡散する様子は示していない。

本開示に係る車両用灯具の一実施形態に係る実施例１の車両用灯具１０を、図１から図５を用いて説明する。実施例１の車両用灯具１０は、自動車等の車両の前方を適宜照射する前照灯として用いられ、プロジェクタタイプの前照灯ユニットを構成する。車両用灯具１０は、車両の前部の左右両側で、開放された前端がアウターレンズで覆われたランプハウジングにより形成される灯室に、上下方向用光軸調整機構や左右方向用光軸調整機構を介して設けられる。

実施例１の車両用灯具１０は、図１に示すように、光源１１とヒートシンク部材１２とリフレクタ部材１３とシェードユニット１４と投影レンズ１５とを備える。車両用灯具１０は、シェードユニット１４を用いることで配光パターンの切り替えが可能とされる。実施例１の車両用灯具１０は、ロービーム配光パターン（すれ違い配光パターン）とハイビーム配光パターン（走行配光パターン）とで切り換えることが可能とされる。以下の説明では、車両用灯具１０において、後述するリフレクタ部材１３や投影レンズ１５の光軸に沿う方向を光軸方向（投影レンズ１５側を前側とする）とし、車両に搭載された状態での鉛直方向を上下方向とし、光軸方向および上下方向に直交する方向を車幅方向とする。

光源１１は、発光ダイオード等の発光素子１１ａが基板１１ｂに搭載され、その基板１１ｂがヒートシンク部材１２（その上面）に固定されている。光源１１は、点灯制御回路から電力が基板１１ｂを介して発光素子１１ａに供給されて適宜点灯される。

ヒートシンク部材１２は、上面に設けられた光源１１で発生する熱を外部に逃がす放熱部材であり、ランプハウジングに固定されている。ヒートシンク部材１２は、下面に設けた複数の放熱フィン２１から外部に放熱する。この放熱フィン２１の下方には、風を送り込む冷却ファンが適宜設けられる。

リフレクタ部材１３は、光源１１から出射された光を投影レンズ１５側に反射する。このリフレクタ部材１３の構成については後に詳細に説明する。リフレクタ部材１３は、ヒートシンク部材１２（その上面）に位置決めされている。

シェードユニット１４は、ヒートシンク部材１２に固定され、投影レンズ１５によって投影される投影光の配光をロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとで切り換える。シェードユニット１４は、シェード２２と駆動部２３とを備える。シェード２２は、上縁が水平エッジと傾斜エッジとが繋ぎ合わされた形状とされ、光源１１から出射された光の一部を遮光することで水平エッジと傾斜エッジとによりロービーム配光パターン（後述する照射パターン３１（図３参照））におけるカットオフライン（明暗境界線）３２を形成する。シェード２２は、回転軸２２ａを中心として回転可能に駆動部２３に支持されている。駆動部２３は、図１に示す起きた回転姿勢と、そこから投影レンズ１５に接近する回転姿勢と、の間でシェード２２を回転により変位させる。シェード２２は、起きた回転姿勢となると、上縁（各エッジ）がリフレクタ部材１３（その後述する反射面２６）および投影レンズ１５の焦点位置またはその近傍に位置するように配置される。

投影レンズ１５は、リフレクタ部材１３で反射された光源１１からの光を車両の前方へ投影し、それらと協働して所定の配光パターン（ロービーム配光パターンやハイビーム配光パターン）を形成する。投影レンズ１５は、レンズホルダに支持されており、そのレンズホルダがシェードユニット１４とともにヒートシンク部材１２に固定されている。このため、投影レンズ１５は、光源１１とリフレクタ部材１３とシェードユニット１４との位置関係が決められた状態で設けられている。

リフレクタ部材１３は、光源１１および投影レンズ１５を上側から覆うお椀形状とされている。リフレクタ部材１３は、基端部１３ａがヒートシンク部材１２（その上面）に位置決めされており、先端部１３ｂが光軸方向と直交する方向で投影レンズ１５と重なる位置まで延びるものとされている。その先端部１３ｂは、投影レンズ１５の光軸に直交する方向での外周における車幅方向の両側および上側を取り巻くように湾曲されている（図２参照）。

リフレクタ部材１３は、透過部２４と反射部２５とを有し、光源１１と対向する内側に透過部２４が設けられ、その透過部２４を覆うように反射部２５が設けられている。透過部２４は、光の透過を許す無色の透明な樹脂材料で形成されている。ここで、無色の透明な材料とは、光源１１（発光素子１１ａ）から出射された光の色を変化させることなく透過させることをいう。透過部２４は、光軸方向前側の端面が出射端面２４ａとされている。出射端面２４ａは、後述するように透過部２４内を進行してきた光を前方に向けて出射させるものであり、実施例１では平坦面とされている。出射端面２４ａは、光を前方に向けて出射させるものであれば、形状および構成は適宜設定することができ、実施例１の構成に限定されない。

反射部２５は、光源１１から出射されて透過部２４を透過した光を投影レンズ１５へ向けて反射させる。実施例１の反射部２５は、透過部２４において、光源１１と対向する表面２４ｂとは反対側の裏面２４ｃに反射処理が施されて形成されている。具体的には、反射部２５は、裏面２４ｃにアルミニウムが蒸着されることでアルミニウム層として形成されている。反射部２５は、透過部２４（裏面２４ｃ）との接合面を反射面２６とする。なお、反射部２５（反射処理）は、透過部２４の裏面２４ｃに反射面２６を形成するものであればよく、実施例１に限定されない。反射面２６（それが形成された裏面２４ｃ）は、光源１１（その中心位置）を第１焦点とし、シェード２２（その中心）近傍に第２焦点を有する楕円を基本とする自由曲面とされている。透過部２４の表面２４ｂは、裏面２４ｃに倣う形状とされている。

その表面２４ｂには、一部に表面側拡散部２７が設けられている。表面側拡散部２７は、自らを通過する光を拡散させるもので、実施例１では表面２４ｂにローレット加工が施されることで細かい凹凸で構成されている。表面側拡散部２７は、表面２４ｂにおいて、形成する所望の配光パターン（照射パターン３１が相当する）における所定の箇所（後述する下部領域３４）の輝度を下げるように設けられており、その所定の箇所を形成する光が通る位置および範囲に設けられている。

次に、車両用灯具１０における動作について説明する。この説明では、シェードユニット１４が、駆動部２３に電力が供給されずシェード２２を起きた回転姿勢としているものとする。なお、車両用灯具１０における動作は、シェード２２が投影レンズ１５に接近する回転姿勢の場合はハイビーム配光パターンを照射することを除くと同様である。車両用灯具１０は、図１に示すように、光源１１から光が出射されると、その光が所定の立体角度（所定の強度を超えた光が進行する空間的な広がり）でリフレクタ部材１３へ向かう。その光は、表面２４ｂで屈折されて透過部２４内に進行し、裏面２４ｃに至り反射面２６（反射部２５）で反射されて表面２４ｂへ向けて透過部２４内を進行し、表面２４ｂで屈折されつつ透過部２４から出射されて前方へと進行する。そして、光は、起きた回転姿勢のシェード２２により一部が遮光されつつ投影レンズ１５に進行され、投影レンズ１５に入射して照射パターン３１（図３参照）とされて前方に投影される。

その照射パターン３１は、車両の前方に投影する配光パターンとして望む形状である。照射パターン３１は、この説明では上述したようにシェード２２が起きた回転姿勢とされているので、図３に示すように、一例としてカットオフライン３２を有するロービーム配光パターンとされている。この照射パターン３１は、無色の透明な材料で形成された透過部２４内を進行した光で形成されるので、光源１１（発光素子１１ａ）から出射された光の色とされている。これにより、車両用灯具１０は、所望の配光パターンである照射パターン３１としてのロービーム配光パターンを前方に形成することができる。

また、透過部２４内に入射した光の一部は、透過部２４内を通ってリフレクタ部材１３の先端部１３ｂへと向かい、出射端面２４ａから前方に出射される（符号Ｌ１参照）。その出射端面２４ａ（先端部１３ｂ）は、図２に示すように、光軸に直交する方向で投影レンズ１５と重なる位置まで延びており、車幅方向の両側および上側を取り巻くように湾曲されているので、投影レンズ１５を取り巻く線状に（縁取るように）光らせることができる。

次に、表面側拡散部２７の作用について説明する。先ず、車両用灯具１０では、リフレクタ部材１３における透過部２４の表面２４ｂの一部に表面側拡散部２７が設けられていないと、図４に示す照射パターン３３を形成するものとする。この照射パターン３３は、形状は照射パターン３１と変わらないが、輝度分布が異なるものとされている。この照射パターン３３は、所望の態様の輝度分布（実施例１では照射パターン３１が相当する）と比較して、破線で取り囲んで示す下部領域３４の輝度が高くなっている。これは一因として以下のことが考えられる。車両用灯具１０は、所望の形状および輝度分布の照射パターン（照射パターン３１）を形成するようにリフレクタ部材１３の反射面２６の形状を設定している。その照射パターンは、反射面２６の形状に応じて、光源１１の発光素子１１ａの像が様々な態様（向きや重複度合）で重ね合わせられて形成されている。このため、照射パターンでは、所望の態様の輝度分布に合致させて発光素子１１ａ（その発光面）の像を重ね合わせようとすると、下部領域３４において光源像が重複してしまうことにより輝度ムラが発生し、所望の態様の輝度分布とは異なる輝度分布となる虞がある。特に、照射パターンでは、発光素子１１ａ（その発光面）に輝度ムラが生じていると、意図せずに明るい箇所同士または暗い箇所同士が重ね合わせられることで、所望の態様の輝度分布とは異なる箇所が生じる可能性が高まる。このため、照射パターンでは、所望の態様の輝度分布とは異なる箇所が生じる。そして、この例の照射パターン３３では、下部領域３４の輝度が所望の態様の輝度分布よりも高くなっている。

車両用灯具１０では、照射パターン３３を所望の態様の輝度分布の照射パターン３１とするために、表面２４ｂにおいて、照射パターン３３における下部領域３４を形成する光が通る位置および範囲に表面側拡散部２７を設けている。すると、光源１１（発光素子１１ａ）から出射された光は、一部が透過部２４に入射する際または透過部２４から出射する際（入射および出射の双方で通る場合もある）に表面側拡散部２７を通り拡散される（符号Ｌ２参照）。このため、車両用灯具１０は、下部領域３４を形成する光が分散されるので、下部領域３４の輝度を低下させることができ、所望の輝度分布の照射パターン３１（図３参照）を形成することができる。なお、表面側拡散部２７の位置および範囲は、例えば、表面側拡散部２７を設けていない車両用灯具１０で照射パターン（この例では照射パターン３１となる）を形成して輝度分布を得ることで、設定することができる。表面側拡散部２７は、実施例１では、表面２４ｂにおいて、光源１１（発光素子１１ａ）から前後方向および左右方向に６０度の範囲内（光源１１を通る上下方向の線を中心として前後方向および左右方向にそれぞれ３０度ずつ）となる位置および範囲に設けている。

この車両用灯具１０は、輝度の変化をなだらかなものとしつつ所望の輝度分布の照射パターン３１を形成することができる。これは、以下のことによる。一般的な車両用灯具では、リフレクタ部材の表面を反射面として、光源から出射された光を表面で投影レンズに向けて反射して照射パターンを形成する。このような構成の車両用灯具でも、上記した車両用灯具１０と同様に、発光素子の輝度ムラに起因して所望の態様の輝度分布とは異なる箇所が生じる場合がある。その場合、一般的な車両用灯具では、反射面としての表面において、当該箇所へと光を反射する位置および範囲に凹凸等を設けて光を拡散することが考えられる。しかしながら、このような構成とすると、凹凸等の模様が照射パターンにおける当該箇所に形成される等のように輝度の変化が急峻なものとなってしまい、照射パターンを見たものが違和感を覚えてしまう。

これに対して、車両用灯具１０は、リフレクタ部材１３において、透明な材料で形成した透過部２４の裏面２４ｃに反射面２６（反射部２５）を設けるとともに、表面２４ｂにおいて照射パターン３３における下部領域３４を形成する光が通る位置および範囲に表面側拡散部２７を設けている。このため、表面側拡散部２７により拡散される光は、透過部２４内を通過することで拡散されるので、表面側拡散部２７による拡散の傾向をばらけさせることができる。これにより、リフレクタ部材の表面の反射面に凹凸を設ける場合と比較して、凹凸等の模様をぼやけさせることができる等のように、照射パターン３１における下部領域３４の輝度の変化をなだらかなものにできる。よって、車両用灯具１０は、輝度がなだらかに変化して見たものに違和感を覚えさせることのない所望の輝度分布の照射パターン３１を形成することができる。

本開示に係る車両用灯具の実施例１の車両用灯具１０は、以下の各作用効果を得ることができる。

車両用灯具１０は、リフレクタ部材１３において、透明な材料で形成した透過部２４の裏面２４ｃに反射部２５を設けて反射面２６を形成し、透過部２４の表面２４ｂの少なくとも一部に表面側拡散部２７を設けている。このため、車両用灯具１０は、表面側拡散部２７を設けることによる部分的な輝度の低下をなだらかな変化にできるので、違和感を覚えさせない自然な態様で所望の輝度分布とされた照射パターン３１を形成することができる。

また、車両用灯具１０は、形成する照射パターン３１における所定の箇所の輝度を下げるように位置および範囲を設定して表面側拡散部２７を設けている。このため、車両用灯具１０は、照射パターン３１における所定の箇所の輝度を違和感なく下げることができ、違和感のない適切な輝度分布の所望の配光パターンを形成することができる。

さらに、車両用灯具１０は、リフレクタ部材１３の先端部１３ｂが、光軸に直交する方向で投影レンズ１５と重なる位置まで延びており、投影レンズ１５の外周の少なくとも一部を取り巻いている。このため、車両用灯具１０は、透過部２４に入射した光の一部を、透過部２４内を通って先端部１３ｂへと向かわせて前方に出射することができる。これにより、車両用灯具１０は、投影レンズ１５を取り巻く線状に光らせることができ、装飾性を高めて見栄えを向上させることができる。また、車両用灯具１０は、先端部１３ｂ（出射端面２４ａ）から前方へと出射させるので、その出射方向を適宜調節することで道路等に設けられた標識を照射する標識灯や信号灯として機能させることができる。その出射方向は、例えば、先端部１３ｂの延びる方向や、出射端面２４ａの角度等を適宜設定することで、調整することができる。

したがって、本開示に係る車両用灯具としての実施例１の車両用灯具１０では、所望の輝度分布の配光パターン（照射パターン３１）を形成することができる。

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。

例えば、実施例１では、所望の照射パターンとしてロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとの切り替えを可能としている。しかしながら、透明な材料で形成した透過部２４の裏面２４ｃに反射面２６（反射部２５）を設けるとともに、表面２４ｂにおいて照射パターン３３の下部領域３４を形成する光が通る位置および範囲に表面側拡散部２７を設けてリフレクタ部材１３を構成すればよく、実施例１の構成に限定されない。

また、実施例１では、リフレクタ部材１３の透過部２４が光の透過を許す無色の透明な材料で形成されていた。しかしながら、リフレクタ部材１３は、光の透過を許した状態を維持しつつ着色できるものであれば、有色の材料で形成してもよく、実施例１の構成に限定されない。ここで、有色の透明な材料とは、無色ではない透明な材料であること、すなわち、光源１１（発光素子１１ａ）から出射された光の色を変化させつつ透過させることをいう。このような構成の車両用灯具１０は、有色の透明な材料で形成された透過部２４内を進行した光で照射パターン３１を形成するので、透過部２４と同じ色の照射パターン３１を形成することができる。また、このような構成の車両用灯具１０は、透過部２４の色を変えるだけで照射パターン３１の色を設定できるので、透過部２４（リフレクタ部材１３）のための金型の変更を招くことなく照射パターン３１を所望の色にでき、色の設定を容易なものにできる。例えば、透過部２４を黄色い透明の樹脂材料で形成することで、照射パターン３１を黄色にすることができ、雨の日の視認性を向上させることができるとともに、黄色を好む使用者の嗜好に合わせることができる。また、透過部２４を青色の透明の樹脂材料で形成することで、照射パターン３１を青色にすることができ、色温度を向上させることができるとともに、青色を好む使用者の嗜好に合わせることができる。

さらに、実施例１では、リフレクタ部材１３の透過部２４において、表面２４ｂの少なくとも一部に表面側拡散部２７を設けていたが、図５に示すように裏面２４ｃにも表面側拡散部２８を設けるものとしてもよい。表面側拡散部２８は、自らに進行する光を拡散しつつ反射する（拡散反射）もので、図５の例では裏面２４ｃにローレット加工が施されることで細かい凹凸で構成されている。この表面側拡散部２８は、他の裏面２４ｃと同様に凹凸の上から反射部２５が設けられることで、凹凸の反射面２６とされている。表面側拡散部２８は、裏面２４ｃにおいて、表面側拡散部２７に対応する位置および範囲に設けられている。この対応する位置および範囲とは、裏面２４ｃにおいて、光を拡散させないものとすると表面側拡散部２７に進行するように光を反射する位置および範囲であり、この例では透過部２４（リフレクタ部材１３）の厚さ方向で見て表面側拡散部２７と重なる位置および範囲とされている。この例では、透過部２４内に加えて表面側拡散部２８でも光を積極的に拡散することができるので、表面側拡散部２７による拡散の傾向をよりばらけさせることができ、照射パターン３１における所定の箇所の輝度の変化をより自然なものにできる。

実施例１では、表面側拡散部２７は、表面２４ｂにローレット加工が施されることで細かい凹凸で構成されていた。しかしながら、表面側拡散部２７は、自らを通過する光を拡散させるものであれば、例えば、シボ加工が施されることによるシワ模様（細かい凹凸の模様）で構成されていてもよく、他の構成でもよく、実施例１の構成に限定されない。また、表面側拡散部２７は、表面２４ｂの少なくとも一部に設けられていれば、位置および範囲（全面に亘る場合も含む）や個数は適宜設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。さらに、表面側拡散部２７は、形成する所望の配光パターンにおける輝度を調整するために、例えば、位置に応じて凹凸の大きさや密度を変更する等のように、位置に応じて拡散度合いを変更するものでもよく、実施例１の構成に限定されない。これらのことは、表面側拡散部２８も同様である。

実施例１では、車両の前照灯（ヘッドランプ）として用いられる車両用灯具１０を示している。しかしながら、本発明に係る車両用灯具は、光源１１からの光をリフレクタ部材１３で反射して投影レンズ１５から出射させるものであれば、車両に用いる他の車両用灯具であってもよく、実施例１の構成に限定されない。

実施例１では、リフレクタ部材１３において、透明な材料で形成した透過部２４の裏面２４ｃに反射部２５を設けて反射面２６を形成することを前提として、表面２４ｂの少なくとも一部に表面側拡散部２７を設ける構成と、リフレクタ部材１３の先端部１３ｂが投影レンズ１５の光軸に直交する方向で投影レンズ１５と重なる位置まで延びる構成（投影レンズ１５の外周の少なくとも一部を取り巻く構成）と、を有している。また、実施例１の他の例では、同様の前提において、リフレクタ部材１３を有色の透明な材料で形成する構成を有している。しかしながら、本発明に係る車両用灯具は、上記した前提において、上記した３つの構成のうちの１つもしくは複数を適宜組み合わせて構成してもよく、実施例１の構成に限定されない。

１０ 車両用灯具
１１ 光源
１３ リフレクタ部材
１３ｂ 先端部
１５ 投影レンズ
２４ 透過部
２４ｂ 表面
２４ｃ 裏面
２５ 反射部
２６ 反射面
２７ 表面側拡散部
２８ 裏面側拡散部
３１ 照射パターン

Claims (5)

1. 光源から出射した光を反射するリフレクタ部材と、
   前記リフレクタ部材で反射された光を前方に向けて投影する投影レンズと、を備え、
   前記リフレクタ部材は、光を透過させる透過部と、前記透過部を覆って設けられ前記透過部を透過した前記光源からの光を反射する反射部と、を有し、
   前記投影レンズは、前記光源から出射されて前記透過部内を経て前記反射部で反射されて前記透過部内を経た光を前方に向けて投影して照射パターンを形成し、
   前記透過部における前記光源と対向する表面は、少なくとも一部に、通過する光を拡散する表面側拡散部を有することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記表面側拡散部は、前記照射パターンにおける所定の箇所の輝度を下げるように位置および範囲が設定さ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。
3. 前記透過部において前記反射部と接する裏面は、前記表面側拡散部に対応する箇所に裏面側拡散部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記透過部は、有色の材料から形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
5. 前記リフレクタ部材は、前記光源側から前記投影レンズ側へと延びて設けられ、前記投影レンズ側の先端部が前記投影レンズの光軸に直交する方向で前記投影レンズと重なる位置とされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
   

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