WO2021193588A1 - 車両用灯具 - Google Patents

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将太 西村
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スタンレー電気株式会社
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    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle lamp.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-052029 filed on March 24, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • vehicle lighting fixtures such as vehicle headlamps include a light source, a reflector that reflects the light emitted from the light source in the direction of travel of the vehicle, and a part of the light reflected by the reflector. It is equipped with a shade that blocks (cuts) light and a projection lens that projects light partially cut by the shade toward the traveling direction of the vehicle.
  • a passing beam (low beam)
  • a light source image defined by the front end of the shade is inverted and projected by a projection lens to form a low beam light distribution pattern including a cut-off line at the upper end.
  • a high beam light distribution pattern is formed above the low beam light distribution pattern.
  • aspects of the present invention provide a vehicle lamp that makes it possible to obtain a good light distribution pattern.
  • a first light source that emits first light and A second light source that is arranged adjacent to the first light source and emits a second light in the same direction as the first light.
  • a projection lens that projects the first light and the second light in the same direction as each other is provided.
  • the projection lens includes a first lens body including a first incident portion located on a side facing the first light source and an emitting portion located on a side opposite to the first incident portion, and the projection lens. It has a second lens body including a second incident portion located on the side facing the second light source, and has a second lens body.
  • the refractive index of the second lens body is smaller than the refractive index of the first lens body.
  • the first incident portion and the second incident portion It has a structure in which the first lens body and the second lens body are abutted with each other with a second boundary surface provided between them.
  • the first light reflected by the second interface is the first lens body from the exit portion.
  • the emitting unit is a lens surface that collects the first light and the second light in the direction in which the boundary line extends and in the direction in which the first light source and the second light source are arranged.
  • the vehicle lighting equipment according to the above [1].
  • the projection lens has a third lens body located on the side facing the emitting portion.
  • the emitting portion has a lens surface that collects the first light and the second light in the direction in which the boundary line extends.
  • the third lens body has a lens surface that collects the first light and the second light emitted from the emitting portion in the direction in which the first light source and the second light source are arranged. 1]
  • FIG. 1st Embodiment of this invention It is a perspective view which shows the structure of the lamp for vehicle which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is an exploded perspective view which shows the structure of the vehicle lamp shown in FIG. It is a vertical cross-sectional view which shows the structure of the vehicle lamp shown in FIG. It is a horizontal cross-sectional view which shows the structure of the 1st incident part side of the vehicle lamp shown in FIG. It is a horizontal cross-sectional view which shows the structure of the 2nd incident part side of the vehicle lamp shown in FIG. It is a perspective view which shows the structure of the lamp for vehicle which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is an exploded perspective view which shows the structure of the vehicle lamp shown in FIG.
  • the XYZ Cartesian coordinate system is set, the X-axis direction is the front-rear direction (length direction) of the vehicle lighting equipment, the Y-axis direction is the left-right direction (width direction) of the vehicle lighting equipment, and the Z-axis direction. Are shown as the vertical direction (height direction) of the vehicle lighting equipment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the vehicle lamp 1A.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the vehicle lamp 1A.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the vehicle lamp 1A.
  • FIG. 4 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the vehicle lamp 1A on the first incident portion 7 side.
  • FIG. 5 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the vehicle lamp 1A on the second incident portion 10 side.
  • the vehicle lighting fixture 1A of the present embodiment is an application of the present invention to a vehicle headlamp, and is a passing beam (low beam) that forms a low beam light distribution pattern including a cut-off line at the upper end.
  • the traveling beam (high beam) that forms the high beam light distribution pattern on the upper side of the low beam light distribution pattern is irradiated in a switchable manner toward the front (+ X-axis direction) of the vehicle, respectively.
  • the vehicle lamp 1A has a first light source 2 that emits a first light L1 and a second light source 2 inside a lamp body (not shown).
  • a second light source 3 that emits the light L2 and a projection lens 4 that projects the first light L1 and the second light L2 are roughly provided.
  • the lamp body is composed of a housing with an open front surface and a transparent lens cover that covers the opening of this housing. Further, the shape of the lamp body can be appropriately changed according to the design of the vehicle and the like.
  • the first light source 2 and the second light source 3 are composed of, for example, a light emitting diode (LED) that emits white light. Further, as the LED, a high output (high brightness) type LED (for example, SMD LED) for vehicle lighting can be used. As for the first light source 2 and the second light source 3, a light emitting element such as a laser diode (LD) can be used in addition to the above-mentioned LED.
  • LD laser diode
  • the first light source 2 and the second light source 3 are arranged side by side in the vertical direction (vertical direction) of the vehicle lighting equipment 1A in a state of being adjacent to each other.
  • one LED constituting the first light source 2 is arranged on the upper side
  • one LED constituting the second light source 3 is arranged on the lower side.
  • the first light source 2 and the second light source 3 are mounted on one surface (front surface in this embodiment) of a circuit board 5 provided with a drive circuit for driving each LED.
  • the first light source 2 and the second light source 3 radiate the first light L1 and the second light L2 toward the front (+ X-axis side). That is, the first light source 2 and the second light source 3 are provided on the same surface of the same circuit board 5, and emit the first light L1 and the second light L2 radially in the same direction as each other. It is configured to do.
  • a heat sink 6 that dissipates heat generated by the first light source 2 and the second light source 3 is attached to the other surface (rear surface in this embodiment) side of the circuit board 5.
  • the heat sink 6 is made of an extruded body made of a metal such as aluminum having high thermal conductivity.
  • the heat sink 6 has a base portion 6a that comes into contact with the circuit board 5, and a plurality of fin portions 6b that enhance the heat dissipation of heat transferred from the circuit board 5 to the base portion 6a.
  • the LEDs constituting the first light source 2 and the second light source 3 described above and the drive circuit for driving the LEDs are mounted on the circuit board 5, but the LEDs
  • the mounting board on which the LED is mounted and the circuit board provided with the drive circuit for driving the LED are separately arranged, and the mounting board and the circuit board are electrically connected via a wiring cord called a harness.
  • the drive circuit may be protected from the heat generated by the LED.
  • the projection lens 4 is a first lens body 9 including a first incident portion 7 located on the side facing the first light source 2 and an emitting portion 8 located on the side opposite to the first incident portion 7. And a second lens body 11 including a second incident portion 10 located on the side facing the second light source 3.
  • the refractive index of the second lens body 11 is smaller than the refractive index of the first lens body 9.
  • the first lens body 9 is made of polycarbonate resin (PC)
  • the second lens body 11 is made of acrylic resin (PMMA).
  • the combination of materials having different refractive indexes between the first lens body 9 and the second lens body 11 is not necessarily limited to such a combination, and can be changed as appropriate. Further, not only the above-mentioned resin having light transmittance but also glass can be used.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 are the boundary between the first boundary surface T1 provided between the exit portion 8 and the second incident portion 10 and the first boundary surface T1. It has a structure in which a second boundary surface T2 provided between the line S and the first incident portion 7 and the second incident portion 10 is sandwiched and abutted against each other.
  • the first boundary surface T1 is composed of a surface that partitions between the first lens body 9 and the second lens body 11 downward from the boundary line S, and is directed diagonally rearward from the boundary line S. Is tilted.
  • the second boundary surface T2 is a surface that partitions the first lens body 9 and the second lens body 11 from the boundary line S toward the rear, and is directed diagonally upward from the boundary line S. Is tilted.
  • the boundary line S defines the cut-off line of the above-mentioned low beam light distribution pattern while extending in the horizontal direction (horizontal direction) of the vehicle lamp 1A.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 are between the first boundary surface T1 and the second boundary surface by abutting the first boundary surface T1 and the second boundary surface T2 with each other. It is closely adhered or joined without interposing an air layer between the surfaces T2. Further, in the projection lens 4, the first lens body 9 and the second lens body 11 made of different resins can be integrally formed by injection molding (so-called two-color molding) using a mold. ..
  • the first lens body 9 has a pair of arm portions 9a and 9b.
  • the pair of arm portions 9a and 9b are provided so as to extend rearward from both the upper and lower sides of the first lens body 9. Further, the tip sides of the pair of arm portions 9a and 9b have a shape bent in a direction in which they are separated from each other.
  • the pair of arm portions 9a and 9b are fixed together with the circuit board 5 to a fixed position such as a bracket inside the lamp by screwing.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 are maintained in a state where the distance between the first light source 2 and the third light source 3 and the first incident portion 7 and the second incident portion 10 is maintained. Is positioned and fixed with respect to the first light source 2 and the second light source 3.
  • the first incident portion 7 is located at a portion facing the first light source 2, and is a convex first condensing portion on which a part of the first light L1 emitted from the first light source 2 is incident.
  • a first light source emitted from the first light source 2 located on the inner peripheral side of the incident surface 7a and a portion protruding toward the first light source 2 from a position surrounding the periphery of the first light collecting incident surface 7a.
  • first incident portion 7 is adjacent to the second incident portion 10 with the first boundary surface T1 interposed therebetween, the first focused incident surface 7a, the second focused incident surface 7b, and the second incident surface 7b.
  • a part of the lower side of the light-collecting and reflecting surface 7c has a shape cut out along the second boundary surface T2.
  • the first incident portion 7 among the first light L1 radially emitted from the first light source 2, the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first condensing incident surface 7a.
  • Light L1 is focused near the optical axis.
  • the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the second light-collecting incident surface 7b is reflected by the light-collecting and reflecting surface 7c to be condensed toward the optical axis.
  • the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7 is emitted from the first light source 2 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the first lens body 9 while condensing light toward the optical axis AX2 which is inclined obliquely downward from the optical axis AX1 of the first light L1.
  • the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7 is the optical axis AX1 of the first light L1 in the horizontal cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the first lens body 9 while being parallel to the lens body 9.
  • the first light L1 is focused toward the optical axis AX1 and is incident on the inside of the first lens body 9. May be good.
  • first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7 is guided toward the exit portion 8 in front of the first lens body 9.
  • first light L1 incident on the second boundary surface T2 is reflected by the second boundary surface T2 and then guided toward the exit portion 8.
  • the refractive index of the second lens 11 is smaller than the refractive index of the first lens 9, so that the first light L1 incident on the second interface T2 is transferred. It can be totally reflected toward the emitting unit 8.
  • the second incident portion 10 is located at a portion facing the second light source 3, and is a convex first condensing portion on which a part of the second light L2 emitted from the second light source 3 is incident.
  • a second light emitted from the second light source 3 located on the inner peripheral side of the incident surface 10a and a portion protruding toward the second light source 3 from a position surrounding the periphery of the first light condensing incident surface 10a.
  • the second incident portion 10 of the second light L2 emitted from the second light source 3 the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the first condensing incident surface 10a. Is focused near the optical axis.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second light-collecting incident surface 10b is reflected by the light-collecting and reflecting surface 10c to be condensed toward the optical axis.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10 is emitted from the second light source 3 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the second lens body 11 while condensing light toward the optical axis AX4 which is inclined obliquely upward from the optical axis AX3 of the second light L2.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10 is the optical axis AX3 of the second light L2 in the horizontal cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the second lens body 22 while being parallel to the lens body 22.
  • the second incident portion 11 in the horizontal cross section of the vehicle lamp 1A the second light L2 is focused toward the optical axis AX3 and is incident on the inside of the second lens body 11. May be good.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10 is the first boundary surface T1 and the second boundary surface T1 in front of the second lens body 22. It passes through T2 and enters the inside of the first lens body 9. The second light L2 incident on the inside of the first lens body 9 is guided toward the exit portion 8.
  • the refractive index of the second lens 11 is smaller than the refractive index of the first lens 9, and therefore the first interface T1 and the second interface T1 and the second.
  • the second light L2 incident on the interface T2 can be transmitted toward the exit portion 8.
  • the exiting portion 8 has an exiting surface 8a on the front side of the first lens body 9.
  • the exit surface 8a has the first light L1 and the first light L1 and the first light L1 in the vertical direction (the direction in which the first light source 2 and the second light source 3 are arranged) and the horizontal direction (the direction in which the boundary line S extends) of the vehicle lamp 1A. It is composed of a spherical or aspherical convex lens surface that condenses the light L2 of 2. Further, the focal point of this convex lens surface is set to the boundary line S or its vicinity.
  • the first light L1 and the second light L2 guided inside the first lens body 9 are focused by the emitting surface 8a and emitted to the outside of the first lens body 9. do. Further, in the emitting unit 8, after the first light L1 and the second light L2 emitted from the emitting surface 8a are condensed, they are diffused in the horizontal direction and the vertical direction of the vehicle lamp 1A, so that the first light L1 and the second light L2 are diffused in the horizontal direction and the vertical direction. The first light L1 and the second light L2 are magnified and projected toward the front of the first lens body 9 (projection lens 4).
  • the other surfaces whose illustrations and explanations are omitted are the insides of the first lens body 9 and the second lens body 11. It is possible to freely design (for example, shield) within a range that does not adversely affect the passing first light L1 and the second light L2.
  • the first light L1 emitted by the first light source 2 is directed by the projection lens 4 in the traveling direction of the vehicle as a passing beam (low beam). Project.
  • the first light L1 projected toward the front of the projection lens 4 reverse-projects the light source image formed in the vicinity of the focal point of the emission surface 8a, and the cut-off line defined by the boundary line S at the upper end is cut-off.
  • a low beam light distribution pattern (first light distribution pattern) including the above is formed.
  • the first light L1 and the second light L2 emitted by the first light source 2 and the second light source 3 are emitted by the projection lens 4 as the traveling beam (high beam). Project in the direction of travel of the vehicle.
  • the second light L projected toward the front of the projection lens 4 forms a second light distribution pattern located above the low beam light distribution pattern (first light distribution pattern).
  • the high beam light distribution pattern is formed by superimposing the second light distribution pattern and the low beam light distribution pattern (second light distribution pattern) formed by the first light L1.
  • the first light L1 emitted from the first light source 2 described above is incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7.
  • the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7 is emitted from the first light source 2 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the first lens body 9 while condensing light toward the optical axis AX2 which is inclined obliquely downward from the optical axis AX1 of the first light L1.
  • the first light L11 guided toward the exit portion 8 is emitted from the exit portion 8 to the outside of the first lens body 9.
  • the first light L11 forms a light distribution pattern below the HH line in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the first light L12 incident on the second boundary surface T2 is reflected by the second boundary surface T2 and then guided toward the exit portion 8 and is guided from the exit portion 8 to the first lens. It is emitted to the outside of the body 9.
  • the first light L12 forms a light distribution pattern near the cut-off line CL in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the second light L2 emitted from the second light source 3 described above is incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10 is emitted from the second light source 3 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the second lens body 11 while condensing light toward the optical axis AX4 which is inclined obliquely upward from the optical axis AX3 of the second light L2.
  • the second light L21 incident on the first boundary surface T1 passes through the first boundary surface T1 and is incident on the inside of the first lens body 9, and then toward the exit portion 8. The light is guided and is emitted from the emitting portion 8 to the outside of the first lens body 9.
  • the second light L21 forms a light distribution pattern above the HH line in the high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the second light L22 incident on the second boundary surface T2 passes through the second boundary surface T2, enters the inside of the first lens body 9, and then guides the light L22 toward the exit portion 8. It is illuminated and is emitted from the emitting portion 8 to the outside of the first lens body 9. As a result, the second light L22 forms the lower light distribution pattern in the high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the second light L22 incident on the second boundary surface T2 passes through the second boundary surface T2
  • the position and light rays of the first light L12 reflected by the second boundary surface T2 It can be approached to the angle.
  • the second light L22 is emitted below the cut-off line CL of the low beam light distribution pattern LP, so that the lower side of the high beam light distribution pattern HP and the low beam light distribution pattern LP shown in FIG. 11 are emitted. It is possible to overlap with the cut-off line CL.
  • the first light L1 and the second light L2 emitted from the first light source 2 and the second light source 3 described above are transmitted by the projection lens 4.
  • the projection lens 4 By projecting, it is possible to obtain a good low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 constituting the projection lens 4 described above have a first boundary surface T1 and a second boundary surface between the first lens body 9 and the second lens body 11. By abutting the boundary surfaces T2, they are brought into close contact with each other or joined between the first boundary surface T1 and the second boundary surface T2 without an air layer.
  • the vehicle headlight 1A of the present embodiment it is possible to prevent Fresnel loss from occurring between the first boundary surface T1 and between the second boundary surface T2, and the first light source 2 It is possible to improve the utilization efficiency of the first light L1 and the second light L2 emitted from the second light source 3.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the vehicle lamp 1B.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing the configuration of the vehicle lamp 1B.
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the vehicle lamp 1B.
  • FIG. 9 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the vehicle lamp 1B on the first incident portion 7 side.
  • FIG. 10 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the vehicle lamp 1B on the second incident portion 10 side.
  • the vehicle lamp 1B of the present embodiment includes a third lens body 12 constituting the projection lens 4 in addition to the configuration of the vehicle lamp 1A.
  • the projection lens 4 has a third lens body 12 located on the side facing the exit portion 8 together with the first lens body 9 and the second lens body 11 described above.
  • the third lens body 12 has an incident surface 12a on which the first light L1 and the second light L2 are incident on the back side thereof, and the first light L1 and the second light L2 are emitted on the front side thereof. It has a surface 12b.
  • the first incident surface 12a is a substantially semi-cylindrical concave lens whose cylindrical axis extends in the horizontal direction so as to condense the first light L1 and the second light L2 in the vertical direction of the vehicle lamp 1A. It is composed of faces.
  • the second exit surface 12b is a substantially semi-cylindrical convex lens whose cylindrical axis extends in the horizontal direction so as to condense the first light L1 and the second light L2 in the vertical direction of the vehicle lamp 1A. It is composed of faces.
  • the synthetic focus of the synthetic lens composed of the exit surface 8a of the first lens body 9, the incident surface 12a of the second lens body 12, and the second exit surface 12b is set. It is set at or near the boundary line S.
  • the exit portion 8 has an exit surface 8a for condensing the first light L1 and the second light L2 in the vertical direction and the horizontal direction of the vehicle lamp 1A described above.
  • the configuration may include an exit surface 8a for condensing the first light L1 and the second light L2 only in the horizontal direction of the vehicle lamp 1A.
  • the exit surface 8a has a substantially semi-cylindrical shape whose columnar axis extends in the vertical direction so as to condense the first light L1 and the second light L2 in the horizontal direction of the vehicle lamp 1A. It can be configured with a convex lens surface.
  • the incident surface 12a described above is not limited to the concave lens surface, and the incident surface 12a may be formed by a flat surface.
  • the third lens body 12 is integrally combined with the first lens body 9 in a state where the air layer K is provided between the third lens body 12 and the exit portion 8.
  • the third lens body 12 has a pair of arm portions 12c and 12d.
  • the pair of arm portions 12c and 12d are provided so as to extend rearward from both the upper and lower sides of the third lens body 12. Further, the tip sides of the pair of arm portions 12c and 12d have a shape bent in a direction in which they are separated from each other.
  • the pair of arm portions 12c and 12d are positioned and fixed with respect to the first lens body 9 in a state where the first lens body 9 is sandwiched between the pair of arm portions 12c and 12d.
  • the first lens body 9 and the third lens body 12 are integrally combined with the air layer K provided between the entrance surface 12a and the exit surface 8a.
  • the other surfaces whose illustrations and explanations are omitted are referred to as the first light L1 and the second light L2 passing through the inside of the third lens body 12. It is possible to freely design (for example, shield) as long as it does not adversely affect it.
  • the first light L1 emitted by the first light source 2 is directed by the projection lens 4 in the traveling direction of the vehicle as a passing beam (low beam). Project.
  • the first light L1 projected toward the front of the projection lens 4 reverse-projects the light source image formed in the vicinity of the focal point of the emission surface 8a, and the cut-off line defined by the boundary line S at the upper end is cut-off.
  • a low beam light distribution pattern (first light distribution pattern) including the above is formed.
  • the first light L1 and the second light L2 emitted by the first light source 2 and the second light source 3 are emitted by the projection lens 4 as the traveling beam (high beam). Project in the direction of travel of the vehicle.
  • the second light L projected toward the front of the projection lens 4 forms a second light distribution pattern located above the low beam light distribution pattern (first light distribution pattern).
  • the high beam light distribution pattern is formed by superimposing the second light distribution pattern and the low beam light distribution pattern (second light distribution pattern) formed by the first light L1.
  • the first light L1 emitted from the first light source 2 described above is incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7.
  • the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7 is emitted from the first light source 2 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1B shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the first lens body 9 while condensing light toward the optical axis AX2 which is inclined obliquely downward from the optical axis AX1 of the first light L1.
  • the first light L11 guided toward the exit portion 8 is emitted from the exit portion 8 to the outside of the first lens body 9. Further, the light L11 emitted to the outside of the first lens body 9 is incident on the inside of the third lens body 12 from the incident surface 12a via the air layer K, and is incident on the inside of the third lens body 12 from the exit surface 12b to the third lens body. It is emitted to the outside of 12. As a result, the first light L11 forms a light distribution pattern below the HH line in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the first light L12 incident on the second boundary surface T2 is reflected by the second boundary surface T2 and then guided toward the exit portion 8 and is guided from the exit portion 8 to the first lens. It is emitted to the outside of the body 9. Further, the light L12 emitted to the outside of the first lens body 9 is incident on the inside of the third lens body 12 from the incident surface 12a via the air layer K, and is incident on the inside of the third lens body 12 from the exit surface 12b to the third lens body. It is emitted to the outside of 12. As a result, the first light L12 forms a light distribution pattern near the cut-off line CL in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the second light L2 emitted from the second light source 3 described above is incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10 is emitted from the second light source 3 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the second lens body 11 while condensing light toward the optical axis AX4 which is inclined obliquely upward from the optical axis AX3 of the second light L2.
  • the second light L21 incident on the first boundary surface T1 passes through the first boundary surface T1 and is incident on the inside of the first lens body 9, and then toward the exit portion 8.
  • the light is guided and is emitted from the emitting portion 8 to the outside of the first lens body 9.
  • the light L21 emitted to the outside of the first lens body 9 is incident on the inside of the third lens body 12 from the incident surface 12a via the air layer K, and is incident on the inside of the third lens body 12 from the exit surface 12b to the third lens body. It is emitted to the outside of 12.
  • the second light L21 forms a light distribution pattern above the HH line in the high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the second light L22 incident on the second boundary surface T2 passes through the second boundary surface T2, enters the inside of the first lens body 9, and then guides the light L22 toward the exit portion 8. It is illuminated and is emitted from the emitting portion 8 to the outside of the first lens body 9. Further, the light L22 emitted to the outside of the first lens body 9 is incident on the inside of the third lens body 12 from the incident surface 12a via the air layer K, and is incident on the inside of the third lens body 12 from the exit surface 12b to the third lens body. It is emitted to the outside of 12. As a result, the second light L22 forms the lower light distribution pattern in the high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the second light L22 incident on the second boundary surface T2 passes through the second boundary surface T2
  • the position and light rays of the first light L12 reflected by the second boundary surface T2 It can be approached to the angle.
  • the second light L22 is emitted below the cut-off line CL of the low beam light distribution pattern LP, so that the lower part of the high beam light distribution pattern HP and the low beam light distribution pattern LP are cut as shown in FIG. It is possible to overlap with the offline CL.
  • the first light L1 and the second light L2 emitted from the first light source 2 and the second light source 3 described above are transmitted by the projection lens 4.
  • the projection lens 4 By projecting, it is possible to obtain a good low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 constituting the projection lens 4 described above have a first boundary surface T1 and a second boundary surface between the first lens body 9 and the second lens body 11. By abutting the boundary surfaces T2, they are brought into close contact with each other or joined between the first boundary surface T1 and the second boundary surface T2 without an air layer.
  • the vehicle headlight 1B of the present embodiment it is possible to prevent Fresnel loss from occurring between the first boundary surface T1 and between the second boundary surface T2, and the first light source 2 It is possible to improve the utilization efficiency of the first light L1 and the second light L2 emitted from the second light source 3.
  • the vehicle lighting fixture 1B of the present embodiment by adding the third lens body 12 described above, the vehicle lighting fixture is located between the exit portion 8 of the first lens body 9 and the third lens body 12.
  • the function of condensing the first light L1 and the second light L2 in the vertical direction of 1B and the function of condensing the first light L1 and the second light L2 in the horizontal direction of the vehicle lamp 1B It is possible to share.
  • the present invention is not necessarily limited to that of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the vehicle lighting equipment to which the present invention is applied is preferably used for the vehicle headlamp (headlamp) described above, but the vehicle lighting equipment to which the present invention is applied is the vehicle on the front side described above.
  • the present invention can be applied not only to lighting fixtures but also to vehicle lighting fixtures on the rear side such as rear combination lamps.
  • the present invention is a second light source that emits the first light and a second light source that is arranged adjacent to the first light source and emits the second light in the same direction as the first light.
  • the present invention can be widely applied to vehicle lamps including a light source of the above and a projection lens that projects the first light and the second light in the same direction.
  • the colors of the first light and the second light are not limited to the white light described above, but can be appropriately changed according to the intended use such as red light and orange light. Further, it is also possible to configure the first light source and the second light source to selectively emit the first light and the second light having different colors from each other.
  • the direction in which the first light source 2 and the second light source 3 described above are lined up is the vertical direction of the vehicle lighting fixtures 1A and 1B, and the direction in which the boundary line S extends is for the vehicle.
  • the lighting fixtures 1A and 1B are in the horizontal direction
  • the direction in which the first light source and the second light source are lined up is the horizontal direction of the vehicle lighting fixture
  • the direction in which the boundary line extends is the vertical direction of the vehicle lighting fixture. It is also possible to apply the present invention to vehicle lighting equipment.

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Abstract

投影レンズ(4)は、第1の光源(2)と対向する側に位置する第1の入射部(7)と、第1の入射部(7)とは反対側に位置する出射部(8)とを含む第1のレンズ体(9)と、第2の光源(3)と対向する側に位置する第2の入射部(10)を含む第2のレンズ体(11)とを有し、且つ、第1のレンズ体(9)の屈折率よりも第2のレンズ体(11)の屈折率が小さく、出射部(8)と第2の入射部(10)との間に設けられた第1の境界面(T1)と、第1の境界面(T1)との境界ライン(S)から第1の入射部(7)と第2の入射部(10)との間に亘って設けられた第2の境界面(T2)とを挟んで、第1のレンズ体(9)と第2のレンズ体(11)とが突き合わされた構造を有する。

Description

車両用灯具
 本発明は、車両用灯具に関する。
 本願は、2020年3月24日に出願された日本国特願2020-052029号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 例えば、車両用前照灯(ヘッドランプ)などの車両用灯具は、光源と、光源から出射された光を車両の進行方向に向けて反射するリフレクタと、リフレクタにより反射された光の一部を遮光(カット)するシェードと、シェードにより一部がカットされた光を車両の進行方向に向けて投影する投影レンズとを備えている。
 このような車両用灯具では、すれ違い用ビーム(ロービーム)として、シェードの前端によって規定される光源像を投影レンズにより反転投影することで、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成している。
 また、車両用灯具では、車両の進行方向に向けて光を出射する別の光源をシェードの下方に配置し、走行用ビーム(ハイビーム)として、この光源が出射する光を投影レンズにより投影することで、ロービーム用配光パターンの上方にハイビーム用配光パターンを形成している。
 ところで、下記特許文献1に記載の車両用灯具では、上述したリフレクタ及びシェードの代わりに、上下2つの光源に対応して設けられた2つの導光部材を用いて、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとを形成することが提案されている。
国際公開第2018/043663号
 しかしながら、上述した特許文献1に記載の車両用灯具では、2つの導光部材の間に空気層(エアギャップ)が存在するため、その間で発生するフレネル損失によって、光源から出射された光の利用効率が低下することになる。また、2つの導光部材の位置精度(特にエアギャップの間隔)のバラツキによって、配光パターンが変化してしまうおそれがある。さらに、下側の導光部材の上面と空気層との間で光が全反射されることによって、ハイビーム用配光パターンの下部側に欠け(暗部)が生じてしまうおそれがある。
 本発明の態様は、良好な配光パターンを得ることを可能とした車両用灯具を提供する。
 上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔1〕 第1の光を出射する第1の光源と、
 前記第1の光源と隣接して配置されて、前記第1の光と同一方向に向けて第2の光を出射する第2の光源と、
 前記第1の光及び前記第2の光を互いに同一方向に向けて投影する投影レンズとを備え、
 前記投影レンズは、前記第1の光源と対向する側に位置する第1の入射部と、前記第1の入射部とは反対側に位置する出射部とを含む第1のレンズ体と、前記第2の光源と対向する側に位置する第2の入射部を含む第2のレンズ体とを有し、
 且つ、前記第1のレンズ体の屈折率よりも前記第2のレンズ体の屈折率が小さく、
 前記出射部と前記第2の入射部との間に設けられた第1の境界面と、前記第1の境界面との境界ラインから前記第1の入射部と前記第2の入射部との間に亘って設けられた第2の境界面とを挟んで、前記第1のレンズ体と前記第2のレンズ体とが突き合わされた構造を有し、
 前記第1の入射部から前記第1のレンズ体の内部へと入射した第1の光のうち、前記第2の境界面で反射した第1の光が、前記出射部から第1のレンズ体の外部へと出射され、
 前記第2の入射部から前記第2のレンズ体の内部へと入射した第2の光のうち、前記第1の境界面を透過した第2の光及び前記第2の境界面を透過した第2の光が、前記出射部から第1のレンズ体の外部へと出射される、車両用灯具。
〔2〕 前記出射部は、前記第1の光及び前記第2の光を前記境界ラインが延在する方向と前記第1の光源及び前記第2の光源が並ぶ方向とにおいて集光させるレンズ面を有する、前記〔1〕に記載の車両用灯具。
〔3〕 前記投影レンズは、前記出射部と対向する側に位置する第3のレンズ体を有し、
 前記出射部は、前記第1の光及び前記第2の光を前記境界ラインが延在する方向において集光させるレンズ面を有し、
 前記第3のレンズ体は、前記出射部から出射された第1の光及び第2の光を前記第1の光源及び前記第2の光源が並ぶ方向において集光させるレンズ面を有する、前記〔1〕に記載の車両用灯具。
〔4〕 前記第3のレンズ体は、前記出射部との間に空気層を設けた状態で、前記第1のレンズ体と一体に組み合わされている、前記〔3〕に記載の車両用灯具。
〔5〕 前記第1の光源及び前記第2の光源は、同じ基板の同一面上に設けられている、前記〔1〕~〔4〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔6〕 前記投影レンズにより投影される第1の光が、上端に前記境界ラインにより規定されるカットオフラインを含む第1の配光パターンを形成し、
 前記投影レンズにより投影される第2の光が、前記第1の配光パターンよりも上方に位置する第2の配光パターンを形成する、前記〔1〕~〔5〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
 本発明の態様によれば、良好な配光パターンを得ることを可能とした車両用灯具を提供することが可能である。
本発明の第1の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す斜視図である。 図1に示す車両用灯具の構成を示す分解斜視図である。 図1に示す車両用灯具の構成を示す鉛直断面図である。 図1に示す車両用灯具の第1の入射部側の構成を示す水平断面図である。 図1に示す車両用灯具の第2の入射部側の構成を示す水平断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す斜視図である。 図6に示す車両用灯具の構成を示す分解斜視図である。 図6に示す車両用灯具の構成を示す鉛直断面図である。 図6に示す車両用灯具の第1の入射部側の構成を示す水平断面図である。 図6に示す車両用灯具の第2の入射部側の構成を示す水平断面図である。 第1の光により形成されるロービーム用配光パターン及び第2の光により形成されるハイビーム用配光パターンを示す模式図である。
 以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
 なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
 また、以下に示す図面では、XYZ直交座標系を設定し、X軸方向を車両用灯具の前後方向(長さ方向)、Y軸方向を車両用灯具の左右方向(幅方向)、Z軸方向を車両用灯具の上下方向(高さ方向)として、それぞれ示すものとする。
(第1の実施形態)
 先ず、本発明の第1の実施形態として、例えば図1~図5に示す車両用灯具1Aについて説明する。
 なお、図1は、車両用灯具1Aの構成を示す斜視図である。図2は、車両用灯具1Aの構成を示す分解斜視図である。図3は、車両用灯具1Aの構成を示す鉛直断面図である。図4は、車両用灯具1Aの第1の入射部7側の構成を示す水平断面図である。図5は、車両用灯具1Aの第2の入射部10側の構成を示す水平断面図である。
 本実施形態の車両用灯具1Aは、車両用前照灯(ヘッドランプ)に本発明を適用したものであり、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成するすれ違い用ビーム(ロービーム)と、ロービーム用配光パターンの上方側にハイビーム用配光パターンを形成する走行用ビーム(ハイビーム)とを、それぞれ車両の前方(+X軸方向)に向けて切り替え自在に照射するものである。
 具体的に、この車両用灯具1Aは、図1~図5に示すように、灯体(図示せず。)の内側に、第1の光L1を出射する第1の光源2と、第2の光L2を出射する第2の光源3と、第1の光L1及び第2の光L2を投影する投影レンズ4とを概略備えている。
 なお、灯体は、前面が開口したハウジングと、このハウジングの開口を覆う透明なレンズカバーとにより構成される。また、灯体の形状については、車両のデザイン等に合わせて、適宜変更することが可能である。
 第1の光源2及び第2の光源3は、例えば白色光を発する発光ダイオード(LED)からなる。また、LEDには、車両照明用の高出力(高輝度)タイプのもの(例えばSMD LEDなど。)を使用することができる。なお、第1の光源2及び第2の光源3については、上述したLED以外にも、例えばレーザーダイオード(LD)などの発光素子を用いることができる。
 本実施形態の車両用灯具1Aでは、第1の光源2と第2の光源3とが互いに隣接した状態で、この車両用灯具1Aの鉛直方向(上下方向)に並んで配置されている。このうち、第1の光源2を構成する1つのLEDが上部側に配置され、第2の光源3を構成する1つのLEDが下部側に配置されている。
 第1の光源2及び第2の光源3は、それぞれのLEDを駆動する駆動回路が設けられた回路基板5の一面(本実施形態では正面)側に実装されている。これにより、第1の光源2と第2の光源3とは、前方(+X軸側)に向けて第1の光L1と第2の光L2とを放射状に出射する。すなわち、これら第1の光源2及び第2の光源3は、同じ回路基板5の同一面上に設けられて、互いに同一方向に向けて第1の光L1及び第2の光L2を放射状に出射する構成となっている。
 また、回路基板5の他面(本実施形態では背面)側には、第1の光源2及び第2の光源3が発する熱を放熱させるヒートシンク6が取り付けられている。ヒートシンク6は、熱伝導性の高い例えばアルミニウムなどの金属製の押出成形体からなる。ヒートシンク6は、回路基板5と接触するベース部6aと、回路基板5からベース部6aに伝わる熱の放熱性を高める複数のフィン部6bとを有している。
 なお、本実施形態では、上述した第1の光源2及び第2の光源3を構成するLEDと、LEDを駆動する駆動回路とが回路基板5上に実装された構成となっているが、LEDが実装された実装基板と、LEDを駆動する駆動回路が設けられた回路基板とを別々に配置し、実装基板と回路基板との間をハーネスと呼ばれる配線コードを介して電気的に接続し、LEDが発する熱から駆動回路を保護する構成としてもよい。
 投影レンズ4は、第1の光源2と対向する側に位置する第1の入射部7と、第1の入射部7とは反対側に位置する出射部8とを含む第1のレンズ体9と、第2の光源3と対向する側に位置する第2の入射部10を含む第2のレンズ体11とを有している。
 投影レンズ4では、第1のレンズ体9の屈折率よりも第2のレンズ体11の屈折率が小さくなっている。本実施形態では、例えば、第1のレンズ体9がポリカーボネート樹脂(PC)からなり、第2のレンズ体11がアクリル樹脂(PMMA)からなる。
 なお、第1のレンズ体9と第2のレンズ体11との屈折率が異なる材質の組み合わせについては、このような組み合わせに必ずしも限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。また、上述した光透過性を有する樹脂に限らず、ガラスを用いることも可能である。
 第1のレンズ体9と第2のレンズ体11とは、出射部8と第2の入射部10との間に設けられた第1の境界面T1と、第1の境界面T1との境界ラインSから第1の入射部7と第2の入射部10との間に亘って設けられた第2の境界面T2とを挟んで、互いに突き合わされた構造を有している。
 第1の境界面T1は、第1のレンズ体9と第2のレンズ体11との間を境界ラインSから下方に向かって区画する面からなり、なお且つ、境界ラインSから斜め後方に向かって傾斜している。第2の境界面T2は、第1のレンズ体9と第2のレンズ体11との間を境界ラインSから後方に向かって区画する面からなり、なお且つ、境界ラインSから斜め上方に向かって傾斜している。境界ラインSは、この車両用灯具1Aの水平方向(左右方向)に延在しながら、上述したロービーム用配光パターンのカットオフラインを規定している。
 第1のレンズ体9と第2のレンズ体11とは、互いの第1の境界面T1及び第2の境界面T2を突き合わせることによって、第1の境界面T1の間及び第2の境界面T2の間に空気層を介在させることなく密着又は接合されている。また、投影レンズ4では、互いに異なる樹脂からなる第1のレンズ体9と第2のレンズ体11とを金型を用いた射出成形(いわゆる二色成形)により一体に形成することが可能である。
 また、第1のレンズ体9は、一対のアーム部9a,9bを有している。一対のアーム部9a,9bは、第1のレンズ体9の上下両側から後方に向かって延長して設けられている。また、一対のアーム部9a,9bの先端側は、互いに離間する方向に向かって折り曲げられた形状を有している。
 投影レンズ4では、一対のアーム部9a,9bを回路基板5と共に、灯体内にあるブラケットなどの固定位置にネジ止めにより固定する。これにより、第1の光源2及び第3の光源3と第1の入射部7及び第2の入射部10との間隔を保持した状態で、第1のレンズ体9及び第2のレンズ体11が第1の光源2及び第2の光源3に対して位置決め固定されている。
 第1の入射部7は、第1の光源2と対向する部分に位置して、第1の光源2から出射された第1の光L1の一部が入射する凸面状の第1の集光入射面7aと、第1の集光入射面7aの周囲を囲む位置から第1の光源2側に突出した部分の内周側に位置して、第1の光源2から出射された第1の光L1の一部が入射する略円筒状の第2の集光入射面7bと、突出した部分の外周側に位置して、第2の集光入射面7bから入射した第1の光L1を反射する截頭円錐状の集光反射面7cとを有している。
 また、第1の入射部7は、第1の境界面T1を挟んで第2の入射部10と隣接しているため、第1の集光入射面7a、第2の集光入射面7b及び集光反射面7cの下部側の一部が第2の境界面T2に沿って切り欠かれた形状を有している。
 第1の入射部7では、第1の光源2から放射状に出射された第1の光L1のうち、第1の集光入射面7aから第1のレンズ体9の内部に入射した第1の光L1を光軸寄りに集光させる。一方、第2の集光入射面7bから第1のレンズ体9の内部に入射した第1の光L1を集光反射面7cで反射させることによって光軸寄りに集光させる。
 これにより、第1の入射部7から第1のレンズ体9の内部へと入射した第1の光L1は、図3に示す車両用灯具1Aの鉛直断面において、第1の光源2から出射された第1の光L1の光軸AX1よりも斜め下方に向かって傾斜した光軸AX2寄りに集光しながら、第1のレンズ体9の前方に向かって導光される。
 一方、第1の入射部7から第1のレンズ体9の内部へと入射した第1の光L1は、図4に示す車両用灯具1Aの水平断面において、第1の光L1の光軸AX1に対して平行化しながら、第1のレンズ体9の前方に向かって導光される。なお、第1の入射部7については、車両用灯具1Aの水平断面において、第1の光L1が光軸AX1寄りに集光しながら、第1のレンズ体9の内部へと入射する構成としてもよい。
 また、第1の入射部7から第1のレンズ体9の内部へと入射した第1の光L1は、第1のレンズ体9の前方にある出射部8に向かって導光される。このうち、第2の境界面T2に入射した第1の光L1は、この第2の境界面T2で反射された後に、出射部8に向かって導光される。
 すなわち、第2の界面T2では、第1のレンズ9の屈折率よりも第2のレンズ11の屈折率が小さくしているため、この第2の境界面T2に入射した第1の光L1を出射部8に向けて全反射することができる。
 第2の入射部10は、第2の光源3と対向する部分に位置して、第2の光源3から出射された第2の光L2の一部が入射する凸面状の第1の集光入射面10aと、第1の集光入射面10aの周囲を囲む位置から第2の光源3側に突出した部分の内周側に位置して、第2の光源3から出射された第2の光L2の一部が入射する略円筒状の第2の集光入射面10bと、突出した部分の外周側に位置して、第2の集光入射面10bから入射した第2の光L2を反射する截頭円錐状の集光反射面10cとを有している。
 第2の入射部10では、第2の光源3から出射された第2の光L2のうち、第1の集光入射面10aから第2のレンズ体11の内部に入射した第2の光L2を光軸寄りに集光させる。一方、第2の集光入射面10bから第2のレンズ体11の内部に入射した第2の光L2を集光反射面10cで反射させることによって光軸寄りに集光させる。
 これにより、第2の入射部10から第2のレンズ体11の内部へと入射した第2の光L2は、図3に示す車両用灯具1Aの鉛直断面において、第2の光源3から出射された第2の光L2の光軸AX3よりも斜め上方に向かって傾斜した光軸AX4寄りに集光しながら、第2のレンズ体11の前方に向かって導光される。
 一方、第2の入射部10から第2のレンズ体11の内部へと入射した第2の光L2は、図5に示す車両用灯具1Aの水平断面において、第2の光L2の光軸AX3に対して平行化しながら、第2のレンズ体22の前方に向かって導光される。なお、第2の入射部11については、車両用灯具1Aの水平断面において、第2の光L2が光軸AX3寄りに集光しながら、第2のレンズ体11の内部へと入射する構成としてもよい。
 また、第2の入射部10から第2のレンズ体11の内部へと入射した第2の光L2は、第2のレンズ体22の前方にある第1の境界面T1及び第2の境界面T2を透過して、第1のレンズ体9の内部へと入射する。第1のレンズ体9の内部に入射した第2の光L2は、出射部8に向かって導光される。
 すなわち、第1の界面T1及び第2の界面T2では、第1のレンズ9の屈折率よりも第2のレンズ11の屈折率が小さくしているため、これら第1の境界面T1及び第2の境界面T2に入射した第2の光L2を出射部8に向けて透過することができる。
 出射部8は、第1のレンズ体9の正面側に出射面8aを有している。出射面8aは、車両用灯具1Aの鉛直方向(第1の光源2及び第2の光源3が並ぶ方向)及び水平方向(境界ラインSが延在する方向)において、第1の光L1及び第2の光L2を集光させる球面状又は非球面状の凸レンズ面により構成されている。また、この凸レンズ面の焦点は、境界ラインS又はその近傍に設定されている。
 出射部8では、第1のレンズ体9の内部で導光される第1の光L1及び第2の光L2を出射面8aにより集光しながら、第1のレンズ体9の外部へと出射する。また、出射部8では、出射面8aから出射された第1の光L1及び第2の光L2が集光された後に、車両用灯具1Aの水平方向及び鉛直方向に拡散されることによって、第1の光L1及び第2の光L2が第1のレンズ体9(投影レンズ4)の前方に向けて拡大投影される。
 なお、第1のレンズ体9及び第2のレンズ体11を構成する面のうち、図示や説明を省略したその他の面については、第1のレンズ体9及び第2のレンズ体11の内部を通過する第1の光L1及び第2の光L2に悪影響を与えない範囲で自由に設計(例えば、遮蔽するなど。)することが可能である。
 以上のような構成を有する本実施形態の車両用灯具1Aでは、すれ違い用ビーム(ロービーム)として、第1の光源2が出射する第1の光L1を投影レンズ4により車両の進行方向に向けて投影する。このとき、投影レンズ4の前方に向けて投影される第1の光L1が、出射面8aの焦点近傍に形成される光源像を反転投影して、上端に境界ラインSによって規定されるカットオフラインを含むロービーム用配光パターン(第1の配光パターン)を形成する。
 一方、本実施形態の車両用灯具1Aでは、走行用ビーム(ハイビーム)として、第1の光源2及び第2の光源3が出射する第1の光L1及び第2の光L2を投影レンズ4により車両の進行方向に向けて投影する。このとき、投影レンズ4の前方に向けて投影される第2の光Lが、ロービーム用配光パターン(第1の配光パターン)よりも上方に位置する第2の配光パターンを形成する。ハイビーム用配光パターンは、この第2の配光パターンと、第1の光L1により形成されるロービーム用配光パターン(第2の配光パターン)との重ね合わせによって形成される。
 本実施形態の車両用灯具1Aでは、上述した第1の光源2から出射された第1の光L1が第1の入射部7から第1のレンズ体9の内部へと入射する。このとき、第1の入射部7から第1のレンズ体9の内部へと入射した第1の光L1は、図3に示す車両用灯具1Aの鉛直断面において、第1の光源2から出射された第1の光L1の光軸AX1よりも斜め下方に向かって傾斜した光軸AX2寄りに集光しながら、第1のレンズ体9の前方に向かって導光される。
 このうち、出射部8に向かって導光される第1の光L11は、この出射部8から第1のレンズ体9の外部へと出射される。これにより、第1の光L11は、図11に示すロービーム用配光パターンLPにおけるH-H線より下方の配光パターンを形成する。
 一方、第2の境界面T2に入射した第1の光L12は、この第2の境界面T2で反射された後に、出射部8に向かって導光され、この出射部8から第1のレンズ体9の外部へと出射される。これにより、第1の光L12は、図11に示すロービーム用配光パターンLPにおけるカットオフラインCL付近の配光パターンを形成する。
 また、本実施形態の車両用灯具1Aでは、上述した第2の光源3から出射された第2の光L2が第2の入射部10から第2のレンズ体11の内部へと入射する。このとき、第2の入射部10から第2のレンズ体11の内部へと入射した第2の光L2は、図3に示す車両用灯具1Aの鉛直断面において、第2の光源3から出射された第2の光L2の光軸AX3よりも斜め上方に向かって傾斜した光軸AX4寄りに集光しながら、第2のレンズ体11の前方に向かって導光される。
 このうち、第1の境界面T1に入射した第2の光L21は、この第1の境界面T1を透過し、第1のレンズ体9の内部へと入射した後、出射部8に向かって導光され、この出射部8から第1のレンズ体9の外部へと出射される。これにより、第2の光L21は、図11に示すハイビーム用配光パターンHPにおけるH-H線より上方の配光パターンを形成する。
 一方、第2の境界面T2に入射した第2の光L22は、この第2の境界面T2を透過し、第1のレンズ体9の内部へと入射した後、出射部8に向かって導光され、この出射部8から第1のレンズ体9の外部へと出射される。これにより、第2の光L22は、図11に示すハイビーム用配光パターンHPにおける下方の配光パターンを形成する。
 また、第2の境界面T2に入射した第2の光L22は、この第2の境界面T2を透過したときに、第2の境界面T2で反射された第1の光L12の位置や光線角度と近づけられる。これにより、第2の光L22は、ロービーム用配光パターンLPのカットオフラインCLよりも下方に出射されるため、図11に示すハイビーム用配光パターンHPの下部側とロービーム用配光パターンLPのカットオフラインCLとを重ねることが可能である。
 以上のように、本実施形態の車両用前照灯1Aでは、上述した第1の光源2及び第2の光源3から出射された第1の光L1及び第2の光L2を投影レンズ4により投影することによって、良好なロービーム用配光パターン及びハイビーム用配光パターンを得ることが可能である。
 また、本実施形態の車両用前照灯1Aでは、上述した投影レンズ4を構成する第1のレンズ体9と第2のレンズ体11とが、互いの第1の境界面T1及び第2の境界面T2を突き合わせることによって、第1の境界面T1の間及び第2の境界面T2の間に空気層を介在させることなく密着又は接合されている。
 これにより、本実施形態の車両用前照灯1Aでは、第1の境界面T1の間及び第2の境界面T2の間でフレネル損失が発生することを防ぐことができ、第1の光源2及び第2の光源3から出射された第1の光L1及び第2の光L2の利用効率を高めることが可能である。
(第2の実施形態)
 次に、本発明の第2の実施形態として、例えば図6~図10に示す車両用灯具1Bについて説明する。
 なお、図6は、車両用灯具1Bの構成を示す斜視図である。図7は、車両用灯具1Bの構成を示す分解斜視図である。図8は、車両用灯具1Bの構成を示す鉛直断面図である。図9は、車両用灯具1Bの第1の入射部7側の構成を示す水平断面図である。図10は、車両用灯具1Bの第2の入射部10側の構成を示す水平断面図である。また、以下の説明では、上記車両用灯具1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
 本実施形態の車両用灯具1Bは、図6~図10に示すように、上記車両用灯具1Aの構成に加えて、投影レンズ4を構成する第3のレンズ体12を備えている。
 すなわち、この投影レンズ4は、上述した第1のレンズ体9及び第2のレンズ体11と共に、出射部8と対向する側に位置する第3のレンズ体12を有している。
 第3のレンズ体12は、その背面側に第1の光L1及び第2の光L2が入射する入射面12aと、その正面側に第1の光L1及び第2の光L2が出射する出射面12bとを有している。
 第1の入射面12aは、車両用灯具1Aの鉛直方向において、第1の光L1及び第2の光L2を集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた略半円柱状の凹レンズ面により構成されている。
 第2の出射面12bは、車両用灯具1Aの鉛直方向において、第1の光L1及び第2の光L2を集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた略半円柱状の凸レンズ面により構成されている。
 また、本実施形態の車両用灯具1Bでは、第1のレンズ体9の出射面8a、第2のレンズ体12の入射面12a及び第2出射面12bにより構成される合成レンズの合成焦点が、境界ラインS又はその近傍に設定されている。
 なお、出射部8については、上述した車両用灯具1Aの鉛直方向及び水平方向において、第1の光L1及び第2の光L2を集光させる出射面8aを有した構成となっているが、第3のレンズ体12を有する場合、車両用灯具1Aの水平方向のみにおいて、第1の光L1及び第2の光L2を集光させる出射面8aを有した構成としてもよい。
 この場合、出射面8aについては、車両用灯具1Aの水平方向において、第1の光L1及び第2の光L2を集光させるように、その円柱軸が鉛直方向に延びた略半円柱状の凸レンズ面により構成することが可能である。
 また、第3のレンズ体12については、上述した入射面12aが凹レンズ面により構成されたものに限らず、入射面12aが平面により構成されたものであってよい。
 第3のレンズ体12は、出射部8との間に空気層Kを設けた状態で、第1のレンズ体9と一体に組み合わされている。第3のレンズ体12は、一対のアーム部12c,12dを有している。一対のアーム部12c,12dは、第3のレンズ体12の上下両側から後方に向かって延長して設けられている。また、一対のアーム部12c,12dの先端側は、互いに離間する方向に向かって折り曲げられた形状を有している。
 投影レンズ4では、一対のアーム部12c,12dの間で第1のレンズ体9を挟み込んだ状態で、一対のアーム部12c,12dが第1のレンズ体9に対して位置決め固定されている。これにより、入射面12aと出射面8aとの間に空気層Kを設けた状態で、第1のレンズ体9と第3のレンズ体12とが一体に組み合わされている。
 なお、第3のレンズ体12を構成する面のうち、図示や説明を省略したその他の面については、第3のレンズ体12の内部を通過する第1の光L1及び第2の光L2に悪影響を与えない範囲で自由に設計(例えば、遮蔽するなど。)することが可能である。
 以上のような構成を有する本実施形態の車両用灯具1Bでは、すれ違い用ビーム(ロービーム)として、第1の光源2が出射する第1の光L1を投影レンズ4により車両の進行方向に向けて投影する。このとき、投影レンズ4の前方に向けて投影される第1の光L1が、出射面8aの焦点近傍に形成される光源像を反転投影して、上端に境界ラインSによって規定されるカットオフラインを含むロービーム用配光パターン(第1の配光パターン)を形成する。
 一方、本実施形態の車両用灯具1Bでは、走行用ビーム(ハイビーム)として、第1の光源2及び第2の光源3が出射する第1の光L1及び第2の光L2を投影レンズ4により車両の進行方向に向けて投影する。このとき、投影レンズ4の前方に向けて投影される第2の光Lが、ロービーム用配光パターン(第1の配光パターン)よりも上方に位置する第2の配光パターンを形成する。ハイビーム用配光パターンは、この第2の配光パターンと、第1の光L1により形成されるロービーム用配光パターン(第2の配光パターン)との重ね合わせによって形成される。
 本実施形態の車両用灯具1Bでは、上述した第1の光源2から出射された第1の光L1が第1の入射部7から第1のレンズ体9の内部へと入射する。このとき、第1の入射部7から第1のレンズ体9の内部へと入射した第1の光L1は、図8に示す車両用灯具1Bの鉛直断面において、第1の光源2から出射された第1の光L1の光軸AX1よりも斜め下方に向かって傾斜した光軸AX2寄りに集光しながら、第1のレンズ体9の前方に向かって導光される。
 このうち、出射部8に向かって導光される第1の光L11は、この出射部8から第1のレンズ体9の外部へと出射される。さらに、第1のレンズ体9の外部へと出射された光L11は、空気層Kを介して入射面12aから第3のレンズ体12の内部に入射し、出射面12bから第3のレンズ体12の外部へと出射される。これにより、第1の光L11は、図11に示すロービーム用配光パターンLPにおけるH-H線より下方の配光パターンを形成する。
 一方、第2の境界面T2に入射した第1の光L12は、この第2の境界面T2で反射された後に、出射部8に向かって導光され、この出射部8から第1のレンズ体9の外部へと出射される。さらに、第1のレンズ体9の外部へと出射された光L12は、空気層Kを介して入射面12aから第3のレンズ体12の内部に入射し、出射面12bから第3のレンズ体12の外部へと出射される。これにより、第1の光L12は、図11に示すロービーム用配光パターンLPにおけるカットオフラインCL付近の配光パターンを形成する。
 また、本実施形態の車両用灯具1Bでは、上述した第2の光源3から出射された第2の光L2が第2の入射部10から第2のレンズ体11の内部へと入射する。このとき、第2の入射部10から第2のレンズ体11の内部へと入射した第2の光L2は、図8に示す車両用灯具1Aの鉛直断面において、第2の光源3から出射された第2の光L2の光軸AX3よりも斜め上方に向かって傾斜した光軸AX4寄りに集光しながら、第2のレンズ体11の前方に向かって導光される。
 このうち、第1の境界面T1に入射した第2の光L21は、この第1の境界面T1を透過し、第1のレンズ体9の内部へと入射した後、出射部8に向かって導光され、この出射部8から第1のレンズ体9の外部へと出射される。さらに、第1のレンズ体9の外部へと出射された光L21は、空気層Kを介して入射面12aから第3のレンズ体12の内部に入射し、出射面12bから第3のレンズ体12の外部へと出射される。これにより、第2の光L21は、図11に示すハイビーム用配光パターンHPにおけるH-H線より上方の配光パターンを形成する。
 一方、第2の境界面T2に入射した第2の光L22は、この第2の境界面T2を透過し、第1のレンズ体9の内部へと入射した後、出射部8に向かって導光され、この出射部8から第1のレンズ体9の外部へと出射される。さらに、第1のレンズ体9の外部へと出射された光L22は、空気層Kを介して入射面12aから第3のレンズ体12の内部に入射し、出射面12bから第3のレンズ体12の外部へと出射される。これにより、第2の光L22は、図11に示すハイビーム用配光パターンHPにおける下方の配光パターンを形成する。
 また、第2の境界面T2に入射した第2の光L22は、この第2の境界面T2を透過したときに、第2の境界面T2で反射された第1の光L12の位置や光線角度と近づけられる。これにより、第2の光L22は、ロービーム用配光パターンLPのカットオフラインCLよりも下方に出射されるため、図11に示すハイビーム用配光パターンHPの下部とロービーム用配光パターンLPのカットオフラインCLとを重ねることが可能である。
 以上のように、本実施形態の車両用前照灯1Bでは、上述した第1の光源2及び第2の光源3から出射された第1の光L1及び第2の光L2を投影レンズ4により投影することによって、良好なロービーム用配光パターン及びハイビーム用配光パターンを得ることが可能である。
 また、本実施形態の車両用前照灯1Bでは、上述した投影レンズ4を構成する第1のレンズ体9と第2のレンズ体11とが、互いの第1の境界面T1及び第2の境界面T2を突き合わせることによって、第1の境界面T1の間及び第2の境界面T2の間に空気層を介在させることなく密着又は接合されている。
 これにより、本実施形態の車両用前照灯1Bでは、第1の境界面T1の間及び第2の境界面T2の間でフレネル損失が発生することを防ぐことができ、第1の光源2及び第2の光源3から出射された第1の光L1及び第2の光L2の利用効率を高めることが可能である。
 本実施形態の車両用灯具1Bでは、上述した第3のレンズ体12を追加することで、第1のレンズ体9の出射部8と第3のレンズ体12との間で、この車両用灯具1Bの鉛直方向において第1の光L1及び第2の光L2を集光させる機能と、この車両用灯具1Bの水平方向において第1の光L1及び第2の光L2を集光させる機能とを分担させることが可能である。
 なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
 例えば、本発明を適用した車両用灯具は、上述した車両用前照灯(ヘッドランプ)に対して好適に用いられるものの、本発明が適用される車両用灯具については、上述したフロント側の車両用灯具に限らず、例えばリアコンビネーションランプなどのリア側の車両用灯具に本発明を適用することも可能である。
 すなわち、本発明は、第1の光を出射する第1の光源と、第1の光源と隣接して配置されて、第1の光と同一方向に向けて第2の光を出射する第2の光源と、第1の光及び第2の光を互いに同一方向に向けて投影する投影レンズとを備える車両用灯具に対して本発明を幅広く適用することが可能である。
 また、第1の光及び第2の光の色についても、上述した白色光に限らず、赤色光や橙色光など、その用途に応じて適宜変更することが可能である。さらに、第1の光源と第2の光源とが互いに異なる色の第1の光と第2の光とを選択的に出射する構成とすることも可能である。
 また、上記車両用灯具1A,1Bでは、上述した第1の光源2及び第2の光源3が並ぶ方向が車両用灯具1A,1Bの鉛直方向となり、境界ラインSが延在する方向が車両用灯具1A,1Bの水平方向となっているが、第1の光源及び第2の光源が並ぶ方向が車両用灯具の水平方向となり、境界ラインが延在する方向が車両用灯具の鉛直方向となる車両用灯具に対して本発明を適用することも可能である。
 1A,1B…車両用灯具 2…第1の光源 3…第2の光源 4…投影レンズ 5…回路基板 6…ヒートシンク 7…第1の入射部 8…出射部 9…第1のレンズ体 10…第2の入射部 11…第2のレンズ体 12…第3のレンズ体 T1…第1の境界面 T2…第2の境界面 S…境界ライン L1…第1の光 L2…第2の光

Claims (6)

  1.  第1の光を出射する第1の光源と、
     前記第1の光源と隣接して配置されて、前記第1の光と同一方向に向けて第2の光を出射する第2の光源と、
     前記第1の光及び前記第2の光を互いに同一方向に向けて投影する投影レンズとを備え、
     前記投影レンズは、前記第1の光源と対向する側に位置する第1の入射部と、前記第1の入射部とは反対側に位置する出射部とを含む第1のレンズ体と、前記第2の光源と対向する側に位置する第2の入射部を含む第2のレンズ体とを有し、
     且つ、前記第1のレンズ体の屈折率よりも前記第2のレンズ体の屈折率が小さく、
     前記出射部と前記第2の入射部との間に設けられた第1の境界面と、前記第1の境界面との境界ラインから前記第1の入射部と前記第2の入射部との間に亘って設けられた第2の境界面とを挟んで、前記第1のレンズ体と前記第2のレンズ体とが突き合わされた構造を有し、
     前記第1の入射部から前記第1のレンズ体の内部へと入射した第1の光のうち、前記第2の境界面で反射した第1の光が、前記出射部から第1のレンズ体の外部へと出射され、
     前記第2の入射部から前記第2のレンズ体の内部へと入射した第2の光のうち、前記第1の境界面を透過した第2の光及び前記第2の境界面を透過した第2の光が、前記出射部から第1のレンズ体の外部へと出射される、
     車両用灯具。
  2.  前記出射部は、前記第1の光及び前記第2の光を前記境界ラインが延在する方向と前記第1の光源及び前記第2の光源が並ぶ方向とにおいて集光させるレンズ面を有する、
     請求項1に記載の車両用灯具。
  3.  前記投影レンズは、前記出射部と対向する側に位置する第3のレンズ体を有し、
     前記出射部は、前記第1の光及び前記第2の光を前記境界ラインが延在する方向において集光させるレンズ面を有し、
     前記第3のレンズ体は、前記出射部から出射された第1の光及び第2の光を前記第1の光源及び前記第2の光源が並ぶ方向において集光させるレンズ面を有する、
     請求項1に記載の車両用灯具。
  4.  前記第3のレンズ体は、前記出射部との間に空気層を設けた状態で、前記第1のレンズ体と一体に組み合わされている、
     請求項3に記載の車両用灯具。
  5.  前記第1の光源及び前記第2の光源は、同じ基板の同一面上に設けられている、
     請求項1~4の何れか一項に記載の車両用灯具。
  6.  前記投影レンズにより投影される第1の光が、上端に前記境界ラインにより規定されるカットオフラインを含む第1の配光パターンを形成し、
     前記投影レンズにより投影される第2の光が、前記第1の配光パターンよりも上方に位置する第2の配光パターンを形成する、
     請求項1~5の何れか一項に記載の車両用灯具。
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