WO2020218616A1 - 車両用灯具 - Google Patents

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semiconductor type
lens
distribution pattern
light
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Inventor
政輝 林
慶 小野間
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市光工業株式会社
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
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    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/265—Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle lamp.
  • Vehicle lighting fixtures that directly incident light from a semiconductor type light source on a lens and emit the directly incident light from the lens have been conventionally used.
  • vehicle lamps those that form a low beam and a high beam have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • Patent Document 1 The prior art described in Patent Document 1 is to reduce the size of a lamp by providing a light source for a high beam and a light source for a low beam in one light emitting unit.
  • a shade is provided between the light emitting portion and the lens. Therefore, the lamp itself becomes heavy and the number of parts increases. Since the conventional technique described in Patent Document 2 is also provided with a shade, the lamp itself is similarly weighted and the number of parts is increased.
  • a lamp unit for a high beam, a lamp unit for a low beam, and a lamp unit for diffused light distribution are provided in one lamp for a vehicle, and each lamp unit is provided.
  • This disclosure has been made in view of such a situation, and makes it possible to reduce the size of the lamp itself and the number of parts.
  • the vehicle lighting fixture which is one aspect of the present disclosure, includes a light emitting unit that emits light and a plurality of surfaces, and superimposes the emitted light that directly incidents the light from the light emitting unit and is emitted through each of the surfaces.
  • the lens is provided with a lens that forms a predetermined light distribution pattern, and the light emitting unit is arranged at or near the focal point of the lens so that at least a part of the low beam light distribution pattern is formed on the lens. It includes a semiconductor type light source and a second semiconductor type light source that is arranged below the first semiconductor type light source and forms an upper light distribution pattern on the lens.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 4 according to the first embodiment to which the present disclosure is applied.
  • FIG. 8 An example showing an example in which the high beam light distribution pattern HP formed by the lens 2 when both the first semiconductor type light source 31 and the second semiconductor type light source 32 according to the first embodiment to which the present disclosure is applied is represented by isoluminous lines is shown. It is a figure. It is a perspective view of the 1st lamp unit 8a and the 2nd lamp unit 8b which concerns on Embodiment 2 to which this disclosure is applied.
  • the light distribution pattern SP for condensing, the upper light distribution pattern UP2, and the light distribution pattern WP for diffusion formed by each of the first lamp unit 8a and the second lamp unit 8b according to the second embodiment to which the present disclosure is applied have isoluminous intensity. It is a figure which shows an example represented by a line. It is a figure which shows the other example of the front view of the light emitting part 3 which concerns on Embodiment 1 to which this disclosure is applied.
  • FIG. 1 is a perspective view of a vehicle lamp according to the first embodiment to which the present disclosure is applied.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a vehicle lamp according to the first embodiment to which the present disclosure is applied.
  • Vehicle lighting fixtures are provided, for example, on the left and right in front of a vehicle (not shown), have the same configuration on the left and right, and function as headlamps.
  • the vehicle lamp includes a frame 1, a lens 2, a light emitting unit 3, a substrate 4, and a heat sink 6.
  • the heat sink 6 is made of a metal member, a resin member, or the like having high thermal conductivity, and a substrate 4 on which the light emitting unit 3 is mounted is attached via grease 5 that improves heat dissipation performance.
  • the substrate 4 is provided with an electric connector (not shown) for supplying power, and performs various controls such as turning on and off while supplying power to the light emitting unit 3 that emits light.
  • an electric connector not shown
  • the frame 1 functions as a holder for the lens 2, the description of the screw fixing hole, the boss hole, and the like can be easily understood by those skilled in the art, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a front view of the light emitting unit 3 according to the first embodiment to which the present disclosure is applied.
  • the light emitting unit 3 includes a first semiconductor type light source 31 and a second semiconductor type light source 32, each of which is composed of a package sealed with a sealing resin member (not shown).
  • the first semiconductor type light source 31 and the second semiconductor type light source 32 are self-luminous semiconductor type light sources such as LED or OLED (organic EL) or LD (semiconductor laser, laser diode or diode laser), and each is a plane rectangle. It has a shape (flat rectangular shape).
  • the shapes of the first semiconductor type light source 31 and the second semiconductor type light source 32 may be square.
  • the X axis shown in FIG. 3 is a horizontal axis in the left-right direction passing through the center O of the light emitting surface of the light emitting unit 3.
  • the Y-axis shown in FIG. 3 is a vertical axis in the vertical direction passing through the center O of the light emitting surface of the light emitting unit 3.
  • the first semiconductor type light source 31 is arranged in the direction of the X axis in the longitudinal direction and along the direction of the Y axis in the lateral direction, and the center of the first semiconductor type light source 31 is centered O.
  • the second semiconductor type light source 32 is arranged below the first semiconductor type light source 31, is arranged along the X-axis direction in the longitudinal direction, and is arranged along the Y-axis direction in the lateral direction. Has been done.
  • the light emitting area of the second semiconductor type light source 32 is smaller than that of the first semiconductor type light source 31.
  • the light emitting area of the second semiconductor type light source 32 may be the same as that of the first semiconductor type light source 31.
  • the brightness of the second semiconductor type light source 32 is the same as or higher than that of the first semiconductor type light source 31. Further, in the example of FIG. 3, since the left side traffic is assumed, the second semiconductor type light source 32 is on the right side of the center O of the first semiconductor type light source 31 when viewed from the front side of the vehicle lamp. Have been placed.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a front view of the incident surface 21 of the lens 2 from the light emitting unit 3 according to the first embodiment to which the present disclosure is applied.
  • the incident surface 21 of the lens 2 includes a plurality of surfaces S1 to S8.
  • the surface S1 is a part of the upper part of the lens 2 and is formed on the right side, and functions as an inclined cut-off line forming region. The details of the function of the inclined cut offline formation region will be described later.
  • the surface S3 is formed at a position symmetrical to the surface S1 with respect to the Y axis, and has approximately the same surface area as the surface S1.
  • the surface S2 is formed between the surface S1 and the surface S3.
  • the surface S6 is formed at a position symmetrical to the surface S1 with respect to the X axis, and has approximately the same surface area as the surface S1.
  • the surface S4 is formed at a position symmetrical to the surface S3 with respect to the X axis, and has approximately the same surface area as the surface S3.
  • the surface S8 is formed at a position substantially symmetrical with the surface S2 with respect to the X axis.
  • the surface S5 is formed at a position below the surface S4.
  • the surface S7 is formed between the surface S2 and the surface S8, and the line passing through the center coincides with the center O.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of FIG. 4 according to the first embodiment to which the present disclosure is applied.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a low beam light distribution pattern LP including an oblique cut-offline CL formed by a surface S1 (inclined cut-off line forming region) according to the first embodiment to which the present disclosure is applied.
  • the hatching of the cross section of the lens 2 is intentionally omitted in order to clearly indicate the direction of the light emitted from the light emitting unit 3.
  • the reference numeral “VU-VD” indicates vertical lines above and below.
  • the code "HL-HR" indicates the left and right horizontal lines.
  • the Z-axis shown in FIG. 5 is a normal line (perpendicular line) passing through the center O of the first semiconductor type light source 31, that is, in the front-rear direction orthogonal to the X-axis shown in FIGS. 3 and 4 and the Y-axis shown in FIGS.
  • the axis reference optical axis. That is, the first semiconductor type light source 31 is arranged so that the center O of the first semiconductor type light source 31 faces the front side of the reference optical axis which is the Z axis.
  • X, Y and Z constitute Cartesian coordinates (XYZ Cartesian coordinate system). Therefore, the center of the orthogonal coordinates coincides with the center O of the first semiconductor type light source 31.
  • FIG. 5 is a normal line (perpendicular line) passing through the center O of the first semiconductor type light source 31, that is, in the front-rear direction orthogonal to the X-axis shown in FIGS. 3 and 4 and the Y-axis shown in FIGS.
  • the center O of the first semiconductor type light source 31 is located near the focal point F or the focal point F of the lens 2, and is located on or near the reference optical axis which is the Z axis. Therefore, the first semiconductor type light source 31 is arranged at the focal point F or the vicinity of the focal point F of the lens 2.
  • the second semiconductor type light source 32 is arranged below the first semiconductor type light source 31.
  • the first semiconductor type light source 31 is arranged at the focal point F or the vicinity of the focal point F of the lens 2. Therefore, since the second semiconductor type light source 32 is arranged below the focal point F or the vicinity of the focal point F of the lens 2, it is arranged at a position farther from the focal point F of the lens 2 than the first semiconductor type light source 31. ..
  • the center O of the light emitting surface of the first semiconductor type light source 31 is also located on or near the reference optical axis which is the Z axis. Therefore, it can be said that the first semiconductor type light source 31 is arranged on or near the reference optical axis which is the Z axis.
  • the second semiconductor type light source 32 is arranged on or below the reference optical axis which is the Z axis, the position is farther from the reference optical axis which is the Z axis than the first semiconductor type light source 31. It is located in.
  • the lens 2 includes an exit surface 22 in addition to the incident surface 21.
  • the surfaces S1 and S6 have a convex shape toward the first semiconductor type light source 31.
  • the surfaces S3 and S4 also have a convex shape toward the first semiconductor type light source 31.
  • the lens 2 directly incidents the light from the light emitting unit 3 from the incident surface 21 and emits the emitted light from the emitting surface 22.
  • the surface S1 is formed above the reference optical axis, and is for forming an oblique cut-off line CL of the low beam light distribution pattern LP as shown in FIG.
  • the surface S1 forms a large number of projected image PIs by the light reaching the surface S1. Therefore, as shown in FIG.
  • the oblique cut-off line CL of the low beam light distribution pattern LP is formed by superimposing the projected image PIs of the surface S1 one after another according to the surface shape of the surface S1. Therefore, the lens 2 forms a predetermined light distribution pattern including the oblique cut-off line CL.
  • the projected image PI of the surface S1 is focused in the vicinity of the oblique cut-off line CL as shown in the optical paths LP1 and LP2 shown in FIG.
  • the vicinity of the oblique cut-off line CL is formed as a hot zone having a higher luminous intensity than other parts of the low beam light distribution pattern LP. Further, since such a hot zone is formed, the surface S1 also functions as a hot zone forming region.
  • the light emitted from the second semiconductor type light source 32 Since the light emitted from the second semiconductor type light source 32 has a longer distance to reach the lens 2 than the light emitted from the first semiconductor type light source 31, the light emitted from the first semiconductor type light source 31 Compared with the projected image PI of the light emitted from the lens 2 by the emitted light, the projected image of the light emitted from the lens 2 by the light emitted from the second semiconductor type light source 32 can be made smaller. As a result, the luminous intensity near the center (near the intersection of the H line and the V line) can be increased, so that it becomes easy to form a high beam light distribution pattern HP having excellent distant visibility.
  • the brightness (luminous flux) of the first semiconductor type light source 31 ⁇ the brightness (luminous flux) of the second semiconductor type light source 32. ..
  • the brightness (luminous flux) of the first semiconductor type light source 31 ⁇ the brightness (luminous flux) of the second semiconductor type light source 32. That is, at least the second semiconductor type light source 32 that emits a high beam irradiates stronger light. The reason is that the high beam light distribution pattern HP, which will be described later, needs to have a brighter light distribution than the low beam light distribution pattern LP.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example in which the low beam light distribution pattern LP formed by the lens 2 when the first semiconductor type light source 31 according to the first embodiment to which the present disclosure is applied is represented by an isoluminous line.
  • the first semiconductor type light source 31 causes the lens 2 to form a low beam light distribution pattern LP.
  • the substrate 4 controls the second semiconductor type light source 32 in the extinguished state and controls the first semiconductor type light source 31 in the lit state. Therefore, the light emitting unit 3 emits the light emitted from the first semiconductor type light source 31 to the lens 2.
  • the light emitted from the first semiconductor type light source 31 is refracted into the lens 2 from the incident surface 21 of the lens 2 and is incident. At this time, the incident light is controlled to be distributed on the incident surface 21.
  • the light distribution-controlled incident light is refracted to the outside from the exit surface 22 of the lens 2 and emitted. At this time, the emitted light is light distribution controlled on the emitting surface 22.
  • the emitted light is radiated forward as a low beam light distribution pattern LP.
  • a part of the light emitted from the first semiconductor type light source 31 is incident from the surface S1 and is emitted from the upper part of the exit surface 22.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example in which the upper light distribution pattern UP formed by the lens 2 when the second semiconductor type light source 32 according to the first embodiment to which the present disclosure is applied is represented by an isoluminous line. Since the second semiconductor type light source 32 has a smaller light emitting area than the first semiconductor type light source 31, the projected image PI can be made smaller. Therefore, it can be multiplexed in the central portion of the high beam light distribution pattern HP described later and contribute to the maximum luminous intensity in the central portion.
  • FIG. 9 shows the high beam light distribution pattern HP formed by the lens 2 when both the first semiconductor type light source 31 and the second semiconductor type light source 32 according to the first embodiment to which the present disclosure is applied are represented by isoluminous lines. It is a figure which shows an example.
  • the high beam light distribution pattern HP is a combination of a plurality of light distribution patterns.
  • the substrate 4 controls the first semiconductor type light source 31 to be in the lit state, and also controls the second semiconductor type light source 32 to be in the lit state. Therefore, the light emitting unit 3 emits the light emitted from the first semiconductor type light source 31 and the light emitted from the second semiconductor type light source 32 to the lens 2.
  • the lens 2 irradiates the low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the low beam light distribution pattern LP shown in FIG. 7 and the upper light distribution pattern UP shown in FIG. 8 are combined to form the high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the upper light distribution pattern UP shown in FIG. 8 is located above the low beam light distribution pattern LP shown in FIG. That is, the second semiconductor type light source 32 causes the lens 2 to form an upper light distribution pattern UP that irradiates light above the low beam light distribution pattern LP.
  • the effect of the vehicle lamp according to the present embodiment will be described. Since the light emitted from the second semiconductor type light source 32 has a longer distance to reach the lens 2 than the light emitted from the first semiconductor type light source 31, it is emitted from the first semiconductor type light source 31.
  • the projected image PI of the light emitted from the lens 2 by the light emitted from the second semiconductor type light source 32 can be made smaller than the projected image PI of the light emitted from the lens 2 by the light. Therefore, since the luminous intensity near the center (near the intersection of the H line and the V line) can be increased, it becomes easy to form a high beam light distribution pattern HP having excellent distant visibility.
  • the second semiconductor type light source 32 is mounted on the vehicle, as shown in FIG. 3, the second semiconductor type light source 32 is arranged below the first semiconductor type light source 31 in a front view as seen from the front side of the vehicle lamp, and is the first. 1
  • the diagonal cut-off line CL is clearly formed in the low beam light distribution, and the high beam light distribution with high luminous intensity near the center also in the high beam light distribution.
  • a pattern HP can be formed.
  • a predetermined light distribution pattern is formed in a direction inverted vertically and horizontally.
  • the light distribution pattern is irradiated to the position moved to the upper right.
  • a predetermined light distribution pattern is normally located at the lower left of the intersection of the H line and the V line, but since the top, bottom, left, and right are reversed, H The light is irradiated so that the center of the light source image of the second semiconductor type light source 32 is located near the upper right of the intersection of the line and the V line.
  • the first semiconductor type light source 31 is located at the focal point F of the lens 2, a suitable low beam light distribution can be formed, and in the high beam, the second semiconductor type light source 32 is in the vehicle lamp mounted state. Since the light distribution is shifted to the lower left from the center O of the first semiconductor type light source 31, the optimum light distribution can be formed as the high beam light distribution, and one lens 2 can form the light distribution suitable for two functions. it can.
  • the lens 2 is configured with a surface S1 for forming an oblique cut-off line CL of the low beam light distribution pattern LP. Therefore, since the diagonal cut-off line CL is formed by the surface S1, the luminous intensity in the vicinity of the diagonal cut-off line CL can be increased. Therefore, glare of the low beam light distribution pattern LP can be reliably prevented, and a low beam light distribution pattern LP suitable for vehicle traveling can be provided.
  • the vicinity of the diagonal cut offline CL is defined as the hot zone, but the hot zone is not limited to the vicinity of the diagonal cut offline CL and can be changed as appropriate.
  • the light emitting area of the second semiconductor type light source 32 is the same as that of the first semiconductor type light source 31 or smaller than that of the first semiconductor type light source 31. Since the projected image PI projected on the low beam light distribution pattern LP is determined by the positional relationship between the lens 2 and the first semiconductor type light source 31, the second semiconductor type light source 32 and the first semiconductor type light source 31 are separated from each other. Even if the light source area is the same, the magnitudes of the high beam projected image and the low beam projected image PI can be made different. Therefore, a high beam and a low beam can be realized at a particularly significantly low cost.
  • the projected image of the light emitted from the second semiconductor type light source 32 can be further reduced, and the center Since the luminous intensity in the vicinity (near the intersection of the H line and the V line) can be increased, it becomes easy to form a high beam light distribution pattern HP having excellent distant visibility.
  • FIG. 10 is a perspective view of the first lamp unit 8a and the second lamp unit 8b according to the second embodiment to which the present disclosure is applied.
  • the configuration and function of the first lamp unit 8a are the same as those for the vehicle lamp described in the first embodiment.
  • FIG. 11 shows a light distribution pattern SP for condensing, an upper light distribution pattern UP2, and a light distribution pattern for diffusion formed by each of the first lamp unit 8a and the second lamp unit 8b according to the second embodiment to which the present disclosure is applied.
  • FIG. 11A shows an example in which the light condensing pattern SP for condensing light is represented by an isoluminous line.
  • FIG. 11B shows an example in which the upper light distribution pattern UP2 for the high beam is represented by an isoluminous line.
  • FIG. 11C shows an example in which the diffusion light distribution pattern WP is represented by an isoluminous line.
  • the lens 2a is fixed by the frame 1a.
  • the light distribution pattern SP for condensing as shown in FIG. 11A by lighting the first semiconductor type light source 31 and the lighting of the second semiconductor type light source 32 are shown in FIG. 11B.
  • Such an upper light distribution pattern UP2 is formed respectively.
  • the lens 2b is fixed by the frame 1b.
  • the diffusion light distribution pattern WP as shown in FIG. 11C is formed. .. Therefore, a high beam is formed by synthesizing the light distribution pattern SP for focusing, the upper light distribution pattern UP2, and the light distribution pattern WP for diffusion.
  • the first lamp unit 8a is assigned the function of forming the light distribution pattern SP for light collection, and the second lamp unit 8b is assigned the function of forming the light distribution pattern WP for diffusion, so that the light is collected and diffused. It can be divided into those for use. Therefore, the design of the vehicle lamp can be improved.
  • the configuration in which the second semiconductor type light source 32 is arranged on the right side of the center O of the light emitting surface of the light emitting unit 3 when viewed from the front side of the vehicle lighting fixture has been described.
  • the second semiconductor type light source 32 may be arranged on the left side of the center O of the light emitting surface of the light emitting unit 3.
  • the present invention is not particularly limited to this.
  • the surface S3 may be configured to function as an inclined cut-off line forming region.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of the front view of the light emitting unit 3 according to the first embodiment to which the present disclosure is applied.
  • the light emitting unit 3 shown in FIG. 3 is composed of a package in which each of the first semiconductor type light source 31 and the second semiconductor type light source 32 is sealed with a sealing resin member, but the present invention is not limited to this, and FIG.
  • both the first semiconductor type light source 31 and the second semiconductor type light source 32 may be composed of one package. This is because when the first semiconductor type light source 31 and the second semiconductor type light source 32 are mounted on the substrate 4, the positional relationship between the two can be prevented from being broken.

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Abstract

低コストでありつつも、小型化且つ部品点数の削減を図ることができる車両用灯具を提供する。　車両用灯具は、光を出射する発光部（３）と、複数の面を含み、発光部（３）からの光を直接入射し面のそれぞれを介して出射光を重畳して所定の配光パターンを形成するレンズ（２）と、を備え、発光部（３）は、レンズ（２）の焦点又は焦点近傍に配置され、ロービーム用配光パターンの少なくとも一部をレンズ（２）に形成させる第１半導体型光源と、第１半導体型光源の下方に配置され、上方配光パターンをレンズ（２）に形成させる第２半導体型光源と、を含む。

Description

車両用灯具
　本発明は、車両用灯具に関する。
　半導体型光源からの光をレンズに直接入射し、直接入射した光をそのレンズから出射させる車両用灯具は、従来から使用されている。このような車両用灯具のうち、ロービームと、ハイビームとを形成するものが提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。
特開２００８－０８４８７６号公報 特開２００９－１９３９５３号公報 特開２０１４－１５４３５６号公報
　特許文献１に記載の従来技術は、１つの発光部内に、ハイビーム用の光源と、ロービーム用の光源とを備えることで灯具の小型化を図るものである。しかし、所定の配光パターンを明瞭に形成するために、例えば、発光部とレンズとの間にシェードを備えている。よって、灯具自体が重量化し、部品点数が増加する。特許文献２に記載の従来技術についても、シェードを備えるため、同様に灯具自体が重量化し、部品点数が増加する。また、特許文献３に記載の従来技術においては、１つの車両用灯具内に、ハイビーム用の灯具ユニットと、ロービーム用の灯具ユニットと、拡散配光用の灯具ユニットとを備え、それぞれの灯具ユニットで異なる発光部を有し、それぞれの発光部内に複数の光源が配置されている。よって、それぞれの発光部内の複数の光源により所定の配光パターンを比較的明瞭に形成することができるが、全体として重量化及び部品点数の増加は避けられない。したがって、特許文献１～３に記載のような従来技術は、灯具自体の小型化且つ部品点数の削減を図ることができない。
　本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、灯具自体の小型化且つ部品点数の削減を図ることができるようにするものである。
　本開示の一側面である車両用灯具は、光を出射する発光部と、複数の面を含み、前記発光部からの光を直接入射し前記面のそれぞれを介して出射される出射光を重畳して所定の配光パターンを形成するレンズと、を備え、前記発光部は、前記レンズの焦点又は焦点の近傍に配置され、ロービーム用配光パターンの少なくとも一部を前記レンズに形成させる第１半導体型光源と、前記第１半導体型光源の下方に配置され、上方配光パターンを前記レンズに形成させる第２半導体型光源と、を含む。
　本開示の一側面によれば、灯具自体の小型化且つ部品点数の削減を図ることができる。
本開示を適用した実施形態１に係る車両用灯具の斜視図である。 本開示を適用した実施形態１に係る車両用灯具の分解斜視図である。 本開示を適応した実施形態１に係る発光部３の正面視の一例を表す図である。 本開示を適応した実施形態１に係る発光部３からレンズ２の入射面２１を見た正面視の一例を示す図である。 本開示を適用した実施形態１に係る図４のＡ－Ａ線断面図である。 本開示を適用した実施形態１に係る面Ｓ１（傾斜カットオフライン形成領域）により形成された斜めカットオフラインＣＬを含むロービーム用配光パターンＬＰの一例を示す図である。 本開示を適用した実施形態１に係る第１半導体型光源３１の点灯時にレンズ２により形成されるロービーム用配光パターンＬＰを等光度線で表した一例を示す図である。 本開示を適用した実施形態１に係る第２半導体型光源３２の点灯時にレンズ２により形成される上方配光パターンＵＰを等光度線で表した一例を示す図である。 本開示を適用した実施形態１に係る第１半導体型光源３１及び第２半導体型光源３２の両方の点灯時にレンズ２により形成されるハイビーム用配光パターンＨＰを等光度線で表した一例を示す図である。 本開示を適用した実施形態２に係る第１灯具ユニット８ａ及び第２灯具ユニット８ｂの斜視図である。 本開示を適用した実施形態２に係る第１灯具ユニット８ａ及び第２灯具ユニット８ｂのそれぞれにより形成される集光用配光パターンＳＰ、上方配光パターンＵＰ２及び拡散用配光パターンＷＰを等光度線で表した一例を示す図である。 本開示を適応した実施形態１に係る発光部３の正面視の他の例を表す図である。
　以下、本開示を適用した車両用灯具の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。
実施形態１．
（概略構成）
　図１は、本開示を適用した実施形態１に係る車両用灯具の斜視図である。図２は、本開示を適用した実施形態１に係る車両用灯具の分解斜視図である。車両用灯具は、例えば、不図示の車両の前方の左右に設けられ、左右で同様の構成であり、ヘッドランプとして機能する。車両用灯具は、フレーム１と、レンズ２と、発光部３と、基板４と、ヒートシンク６と、を備える。ヒートシンク６は、熱伝導率の高い金属部材又は樹脂部材等から構成され、放熱性能を向上させるグリース５を介して、発光部３を搭載する基板４が取り付けられる。基板４は、給電等を行うための不図示の電気コネクタが設けられ、光を出射する発光部３に給電を行いつつ、点灯及び消灯等の各種制御を行う。なお、フレーム１は、レンズ２のホルダーとして機能するものであるが、ネジ固定孔及びボス孔等の説明については当業者であれば容易に理解できるのでそれらの説明については省略する。
（要部構成）
　次に、発光部３の詳細について説明する。図３は、本開示を適応した実施形態１に係る発光部３の正面視の一例を表す図である。発光部３は、第１半導体型光源３１及び第２半導体型光源３２を備え、それぞれが不図示の封止樹脂部材で封止されたパッケージから構成されている。第１半導体型光源３１及び第２半導体型光源３２は、例えば、ＬＥＤ若しくはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）又はＬＤ（半導体レーザー、レーザーダイオード若しくはダイオードレーザー）等の自発光半導体型光源であり、それぞれが平面矩形形状（平面長方形状）をなす。なお、第１半導体型光源３１及び第２半導体型光源３２の形状は、正方形であってもよい。また、図３に示すＸ軸は、発光部３の発光面の中心Ｏを通る左右方向の水平軸である。図３に示すＹ軸は、発光部３の発光面の中心Ｏを通る上下方向の鉛直軸である。
　第１半導体型光源３１は、長手方向がＸ軸の方向に配置され、短手方向がＹ軸の方向に沿って配置され、第１半導体型光源３１の中心を中心Ｏとする。第２半導体型光源３２は、第１半導体型光源３１の下方に配置されているものであり、長手方向がＸ軸の方向に沿って配置され、短手方向がＹ軸の方向に沿って配置されている。図３の一例では、第２半導体型光源３２は、発光面積が、第１半導体型光源３１よりも小さい。なお、第２半導体型光源３２は、発光面積が、第１半導体型光源３１と同じでもよい。また、第２半導体型光源３２は、輝度が、第１半導体型光源３１と同じ又は高い。また、図３の一例では、左側通行を想定しているため、第２半導体型光源３２は、車両用灯具の前方側から見た正面視で第１半導体型光源３１の中心Ｏよりも右側に配置されている。
　図４は、本開示を適応した実施形態１に係る発光部３からレンズ２の入射面２１を見た正面視の一例を示す図である。図４に示すように、レンズ２の入射面２１は、複数の面Ｓ１～Ｓ８を含む。複数の面Ｓ１～Ｓ８のうち、面Ｓ１は、レンズ２の上部にある一部であって、右側に形成されているものであり、傾斜カットオフライン形成領域として機能する。傾斜カットオフライン形成領域の機能の詳細については後述する。面Ｓ３は、Ｙ軸に対し、面Ｓ１と対称の位置に形成されているものであって、面Ｓ１とおおよそ同じ表面積を有する。面Ｓ２は、面Ｓ１と面Ｓ３との間に形成されているものである。面Ｓ６は、Ｘ軸に対し、面Ｓ１と対称の位置に形成されているものであり、面Ｓ１とおおよそ同じ表面積を有する。面Ｓ４は、Ｘ軸に対し、面Ｓ３と対称の位置に形成されているものであり、面Ｓ３とおおよそ同じ表面積を有する。面Ｓ８は、Ｘ軸に対し、面Ｓ２とほぼ対称の位置に形成されているものである。面Ｓ５は、面Ｓ４よりも下方の位置に形成されているものである。面Ｓ７は、面Ｓ２と、面Ｓ８との間に形成されているものであり、中心を通る線が中心Ｏと一致している。
　図５は、本開示を適用した実施形態１に係る図４のＡ－Ａ線断面図である。図６は、本開示を適用した実施形態１に係る面Ｓ１（傾斜カットオフライン形成領域）により形成された斜めカットオフラインＣＬを含むロービーム用配光パターンＬＰの一例を示す図である。なお、図５において、発光部３から出射した光の向きを明示するためにレンズ２の断面のハッチングの図示はあえて省略している。また、図６以降の図において、符号「ＶＵ－ＶＤ」は、上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ－ＨＲ」は、左右の水平線を示す。
　図５に示すＺ軸は、第１半導体型光源３１の中心Ｏを通る法線（垂線）、すなわち、図３，４に示すＸ軸及び図３～５に示すＹ軸と直交する前後方向の軸（基準光軸）である。つまり、第１半導体型光源３１は、第１半導体型光源３１の中心ＯがＺ軸である基準光軸の前側を向くように配置されている。このように、Ｘ，Ｙ及びＺは、直交座標（Ｘ－Ｙ－Ｚ直交座標系）を構成する。よって、直交座標の中心と第１半導体型光源３１の中心Ｏとを一致させる。図５に示すように、第１半導体型光源３１の中心Ｏは、レンズ２の焦点Ｆ又は焦点Ｆ近傍に位置し、且つＺ軸である基準光軸上又はその近傍に位置する。よって、第１半導体型光源３１は、レンズ２の焦点Ｆ又は焦点Ｆ近傍に配置されている。
　また、上記で説明したように、第２半導体型光源３２は、第１半導体型光源３１の下方に配置されている。第１半導体型光源３１は、レンズ２の焦点Ｆ又は焦点Ｆ近傍に配置されている。よって、第２半導体型光源３２は、レンズ２の焦点Ｆ又は焦点Ｆ近傍の下方に配置されているため、第１半導体型光源３１よりもレンズ２の焦点Ｆから離れた位置に配置されている。
　なお、上記で説明したように、第１半導体型光源３１の発光面の中心Ｏは、Ｚ軸である基準光軸上又はその近傍に位置するものでもある。よって、第１半導体型光源３１は、Ｚ軸である基準光軸上又はその近傍に配置されているとも言える。一方、第２半導体型光源３２は、Ｚ軸である基準光軸上又はその近傍の下方に配置されているため、第１半導体型光源３１よりもＺ軸である基準光軸上から離れた位置に配置されている。
　レンズ２は、入射面２１の他に出射面２２を備える。入射面２１側において、面Ｓ１と面Ｓ６は第１半導体型光源３１に向かって凸形状となっている。図示は省略するが、面Ｓ３と面Ｓ４も第１半導体型光源３１に向かって凸形状となっている。レンズ２は、発光部３からの光を入射面２１から直接入射し、出射面２２から出射光を出射する。面Ｓ１は、基準光軸より上方に形成されているものであって、図６に示すようなロービーム用配光パターンＬＰの斜めカットオフラインＣＬを形成するためのものである。面Ｓ１は、面Ｓ１に至る光により多数の投影像ＰＩを形成する。よって、面Ｓ１の表面形状に応じて、図６に示すように、面Ｓ１の投影像ＰＩが次々に重畳されていくことで、ロービーム用配光パターンＬＰの斜めカットオフラインＣＬは形成される。したがって、レンズ２は、斜めカットオフラインＣＬを含んだ所定の配光パターンを形成する。特に、面Ｓ１の投影像ＰＩは、図５に示す光路ＬＰ１，ＬＰ２に示すように斜めカットオフラインＣＬ付近に集光するようにされている。この結果、斜めカットオフラインＣＬ付近については、ロービーム用配光パターンＬＰの他の箇所よりも光度が高いホットゾーンとして配光形成される。また、このようなホットゾーンを形成することから、面Ｓ１についてはホットゾーン形成領域としても機能することとなる。なお、第１半導体型光源３１から出射された光と比べ、第２半導体型光源３２から出射された光の方が、レンズ２に到達するまでの距離が長いため、第１半導体型光源３１から出射された光によりレンズ２から出射した光の投影像ＰＩと比べ、第２半導体型光源３２から出射された光によりレンズ２から出射した光の投影像を小さくすることができる。それにより、中央付近（Ｈ線とＶ線の交点付近）の光度を高めることができるため、遠方視認性の優れたハイビーム用配光パターンＨＰを形成することが容易となる。なお、第１半導体型光源３１と第２半導体型光源３２との大きさが同じである場合、第１半導体型光源３１の輝度（光束）＜第２半導体型光源３２の輝度（光束）となる。また、第１半導体型光源３１が第２半導体型光源３２よりも大きい場合、第１半導体型光源３１の輝度（光束）≦第２半導体型光源３２の輝度（光束）となる。つまり、少なくともハイビームを出射する第２半導体型光源３２の方が強い光を照射する。その理由は、後述するハイビーム用配光パターンＨＰの方がロービーム用配光パターンＬＰよりも明るい配光とする必要があるためである。
（作用）
　次に本実施形態における車両用灯具の作用について説明する。図７は、本開示を適用した実施形態１に係る第１半導体型光源３１の点灯時にレンズ２により形成されるロービーム用配光パターンＬＰを等光度線で表した一例を示す図である。第１半導体型光源３１は、ロービーム用配光パターンＬＰをレンズ２に形成させる。具体的には、基板４は、第２半導体型光源３２を消灯状態に制御し、第１半導体型光源３１を点灯状態に制御する。よって、発光部３は、第１半導体型光源３１から出射される光をレンズ２に出射する。第１半導体型光源３１から出射される光は、レンズ２の入射面２１からレンズ２中に屈折して入射する。このとき、入射光は、入射面２１において配光制御される。その配光制御された入射光は、レンズ２の出射面２２から外部に屈折して出射される。このとき、出射光は、出射面２２において配光制御される。その出射光は、ロービーム用配光パターンＬＰとして前方に照射される。ここで、第１半導体型光源３１から出射される光は、一部が面Ｓ１から入射し且つ出射面２２の上部から出射する。
　図８は、本開示を適用した実施形態１に係る第２半導体型光源３２の点灯時にレンズ２により形成される上方配光パターンＵＰを等光度線で表した一例を示す図である。第２半導体型光源３２は、第１半導体型光源３１よりも発光面積が小さいことで投影像ＰＩを小さくできる。よって、後述するハイビーム用配光パターンＨＰの中央部分に多重され、中央部の最大光度に寄与することができる。
　図９は、本開示を適用した実施形態１に係る第１半導体型光源３１及び第２半導体型光源３２の両方の点灯時にレンズ２により形成されるハイビーム用配光パターンＨＰを等光度線で表した一例を示す図である。ハイビーム用配光パターンＨＰは、複数の配光パターンを合成したものになっている。具体的には、基板４は、第１半導体型光源３１を点灯状態に制御し、第２半導体型光源３２も点灯状態に制御する。よって、発光部３は、第１半導体型光源３１から出射される光と、第２半導体型光源３２から出射される光と、をレンズ２に出射する。レンズ２は、図７に示すロービーム用配光パターンＬＰと、図８に示す上方配光パターンＵＰとを照射する。このとき、図７に示すロービーム用配光パターンＬＰと、図８に示す上方配光パターンＵＰとが合成されて、図９に示すハイビーム用配光パターンＨＰが形成される。このとき、図８に示す上方配光パターンＵＰが図７に示すロービーム用配光パターンＬＰよりも上に位置する。つまり、第２半導体型光源３２は、ロービーム用配光パターンＬＰよりも上方に光を照射する上方配光パターンＵＰをレンズ２に形成させる。
（効果）
　次に本実施形態における車両用灯具の効果について説明する。第１半導体型光源３１から出射された光と比べ、第２半導体型光源３２から出射された光の方が、レンズ２に到達するまでの距離が長いため、第１半導体型光源３１から出射された光によりレンズ２から出射した光の投影像ＰＩと比べ、第２半導体型光源３２から出射された光によりレンズ２から出射した光の投影像ＰＩを小さくすることができる。よって、中央付近（Ｈ線とＶ線の交点付近）の光度を高めることができるため、遠方視認性の優れたハイビーム用配光パターンＨＰを形成することが容易となる。したがって、全体として重量化及び部品点数の増加を避けることができるので、灯具自体の小型化且つ部品点数の削減を図ることができる。
　なお、付言すると、第２半導体型光源３２を車両搭載状態において、図３に示すように車両用灯具の前方側から見た正面視で、第１半導体型光源３１の下方に配置され、且つ第１半導体型光源３１の中心Ｏよりも右側に配置されることで、ロービーム配光においては斜めカットオフラインＣＬを明確に形成しつつ、ハイビーム用配光においても中央付近の光度の高いハイビーム用配光パターンＨＰを形成できる。
　具体的には、レンズタイプの配光は、配置された光源からの光を照射する際、上下左右に反転した方向に所定の配光パターンが形成される。実施形態１においては、第２半導体型光源３２は、図３に示すような車両用灯具搭載状態において、左下に位置するため、配光パターンとしては、右上に移動した位置に照射される。
　換言すれば、図９と合わせて見た場合、本来であればＨ線とＶ線との交点の左下に所定の配光パターンが位置するものであるが、上下左右が反転されるため、Ｈ線とＶ線との交点の右上付近に第２半導体型光源３２の光源像の中心が位置するように照射される。このため、ロービームにおいては、レンズ２の焦点Ｆに第１半導体型光源３１が位置するので、適したロービーム配光を形成でき、ハイビームにおいては、第２半導体型光源３２が、車両用灯具搭載状態において、第１半導体型光源３１の中心Ｏよりも左下にずれているため、ハイビーム配光として最適な配光を形成でき、１つのレンズ２において２つの機能に適した配光を形成することができる。
　また、実施形態１において、レンズ２は、ロービーム用配光パターンＬＰの斜めカットオフラインＣＬを形成するための面Ｓ１が構成される。よって、面Ｓ１により斜めカットオフラインＣＬが形成されているため、斜めカットオフラインＣＬ付近の光度を高くすることができる。したがって、ロービーム用配光パターンＬＰのグレアを確実に防ぐことができ、車両走行に適したロービーム用配光パターンＬＰを提供することができる。
　なお、実施形態１においては斜めカットオフラインＣＬ付近がホットゾーンとされているが、ホットゾーンは斜めカットオフラインＣＬ付近に限らず、適宜変更等が可能である。
　また、実施形態１において、第２半導体型光源３２は、発光面積が、第１半導体型光源３１と同じ又は第１半導体型光源３１よりも小さい。レンズ２と、第１半導体型光源３１との位置関係によりロービーム用配光パターンＬＰに投影される投影像ＰＩが決まっているため、第２半導体型光源３２と、第１半導体型光源３１とが同じ発光面積であっても、ハイビームの投影像と、ロービームの投影像ＰＩとの大きさを異ならせることができる。したがって、特に顕著に低コストで、ハイビームと、ロービームとを実現することができる。また、第２半導体型光源３２は、発光面積が、第１半導体型光源３１よりも小さい場合には、第２半導体型光源３２から出射される光の投影像をさらに小さくすることができ、中央付近（Ｈ線とＶ線の交点付近）の光度を高めることができるため、遠方視認性の優れたハイビーム用配光パターンＨＰを形成することが容易となる。
実施形態２．
　実施形態２において、実施形態１と同様の構成及び機能の説明を省略する。実施形態２では、上記で説明した車両用灯具において、レンズ２の構成の異なるものを隣接して使用する場合について説明する。図１０は、本開示を適用した実施形態２に係る第１灯具ユニット８ａ及び第２灯具ユニット８ｂの斜視図である。第１灯具ユニット８ａの構成及び機能は、実施形態１で説明した車両用灯具と同様である。図１１は、本開示を適用した実施形態２に係る第１灯具ユニット８ａ及び第２灯具ユニット８ｂのそれぞれにより形成される集光用配光パターンＳＰ、上方配光パターンＵＰ２及び拡散用配光パターンＷＰを等光度線で表した一例を示す図である。図１１（ａ）は、集光用配光パターンＳＰを等光度線で表した一例を示す。図１１（ｂ）は、ハイビーム用の上方配光パターンＵＰ２を等光度線で表した一例を示す。図１１（ｃ）は、拡散用配光パターンＷＰを等光度線で表した一例を示す。
（概略構成）
　第１灯具ユニット８ａは、レンズ２ａがフレーム１ａで固定されている。第１灯具ユニット８ａにおいて、第１半導体型光源３１の点灯により図１１（ａ）に示すような集光用配光パターンＳＰと、第２半導体型光源３２の点灯により図１１（ｂ）に示すような上方配光パターンＵＰ２とがそれぞれ形成される。第２灯具ユニット８ｂは、レンズ２ｂがフレーム１ｂで固定されている。ロービームのときに第２灯具ユニット８ｂを常時点灯させ、ハイビームのときにも第２灯具ユニット８ｂを常時点灯させることにより、図１１（ｃ）に示すような拡散用配光パターンＷＰが形成される。よって、集光用配光パターンＳＰ、上方配光パターンＵＰ２及び拡散用配光パターンＷＰが合成されることで、ハイビームが形成される。
（作用効果）
　第１灯具ユニット８ａには集光用配光パターンＳＰを形成する機能を分担させ、第２灯具ユニット８ｂには拡散用配光パターンＷＰを形成する機能を分担させることにより、集光用と拡散用とに分けることができる。したがって、車両用灯具のデザイン性を向上させることができる。
　以上、本開示を適用した車両用灯具を実施形態に基づいて説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
　また、例えば、左側通行を想定しているため、第２半導体型光源３２が車両用灯具の前方側から見て発光部３の発光面の中心Ｏよりも右側に配置されている構成について説明したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、右側通行を想定している場合、第２半導体型光源３２が発光部３の発光面の中心Ｏよりも左側に配置されている構成であってもよい。
　また、例えば、左側通行を想定しているため、面Ｓ１が傾斜カットオフライン形成領域として機能する構成について説明したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、右側通行を想定している場合、面Ｓ３が傾斜カットオフライン形成領域として機能する構成であってもよい。
　図１２は、本開示を適応した実施形態１に係る発光部３の正面視の他の例を表す図である。図３に示した発光部３は、第１半導体型光源３１及び第２半導体型光源３２のそれぞれが封止樹脂部材で封止されたパッケージから構成されていたが、これに限らず、図１２に示すように第１半導体型光源３１及び第２半導体型光源３２の双方が１つのパッケージから構成されていてもよい。これにより、第１半導体型光源３１と第２半導体型光源３２とを基板４に搭載する際に両者の位置関係が崩れないようにすることができるからである。
　１，１ａ，１ｂ　フレーム、２，２ａ，２ｂ　レンズ、２１　入射面、２２　出射面
　３　発光部、３１　第１半導体型光源、３２　第２半導体型光源
　４　基板、５　グリース、６　ヒートシンク
　８ａ　第１灯具ユニット、８ｂ　第２灯具ユニット
　Ｓ１　面（傾斜カットオフライン形成領域）、Ｓ２～Ｓ８　面
　ＣＬ　斜めカットオフライン、ＰＩ　投影像
　Ｏ　中心、Ｆ　焦点
　ＬＰ　ロービーム用配光パターン
　ＵＰ，ＵＰ２　上方配光パターン
　ＨＰ　ハイビーム用配光パターン
　ＳＰ　集光用配光パターン
　ＷＰ　拡散用配光パターン

Claims (5)

  1. 　光を出射する発光部と、
    　複数の面を含み、前記発光部からの光を直接入射し前記面のそれぞれを介して出射される出射光を重畳して所定の配光パターンを形成するレンズと、
    を備え、
    　前記発光部は、
    　前記レンズの焦点又は焦点の近傍に配置され、ロービーム用配光パターンの少なくとも一部を前記レンズに形成させる第１半導体型光源と、
    　前記第１半導体型光源の下方に配置され、前記ロービーム用配光パターンよりも上方に光を照射する上方配光パターンを前記レンズに形成させる第２半導体型光源と、
    を含む、
    　車両用灯具。
  2. 　前記第２半導体型光源は、
    　発光面積が、前記第１半導体型光源と同じ又は前記第１半導体型光源よりも小さい、
    　請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 　前記発光部と前記レンズとを有する第１灯具ユニットと、
    　前記第１灯具ユニットの前記配光パターンと異なる拡散用配光パターンを形成する第２灯具ユニットと、
    を備える、
    　請求項１に記載の車両用灯具。
  4. 　前記レンズは、
    　前記面のそれぞれのうち当該レンズの上部にある一部が、前記配光パターンの斜めカットオフラインを形成するための傾斜カットオフライン形成領域として構成される、
    　請求項１に記載の車両用灯具。
  5. 　前記レンズは、
    　前記面のそれぞれのうち一部が、前記配光パターンにおける他の領域よりも光度が高いホットゾーンを形成するためのホットゾーン形成領域として構成される、
    　請求項１に記載の車両用灯具。
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