JP2008084577A - 車両用前照灯の発光モジュール - Google Patents

車両用前照灯の発光モジュール Download PDF

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Abstract


【課題】カットラインより下側に拡散光を配した適切な配光パターンを形成する。
【解決手段】灯具前方に向けて配置した発光面を有するＬＥＤと、ＬＥＤの前方に配置した投影レンズ２１と、ＬＥＤの側方から斜め前方に配置された反射面３０とを備えた車両用前照灯に用いる発光モジュールであって、投影レンズ２１は、発光面の下辺を焦点付近に一致させて配置され、反射面３０は、ＬＥＤから出射した光がカットラインよりも下方領域へ反射するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とする車両用前照灯の発光モジュールに関する。
近年、発光効率と電力消費特性に優れるＬＥＤが車両用前照灯の光源として多用されている（例えば、特許文献１参照）。この車両用前照灯は、ＬＥＤ、投影レンズ、反射面などで構成される発光モジュールを備える。
ところで、図１３に示すように、光源のＬＥＤ１１から出射する光は発光面からほぼ１８０度の範囲に拡がっているため、投影レンズ２１に入射しない光は無駄となり効率が悪い。そこで、ＬＥＤからの出射光を効率良く前方へ照射するための方策として、図１４に示すような光学系が提案されている（例えば、特許文献２参照）。即ち、ＬＥＤ１２の前方の投影レンズ２２に入射しない光を、光源の側方から前方に向けて光源を覆うように配した椀状の反射面３１で反射し、ほぼ全ての光を前方へ照射するものである。
特開２００５−４４６８３号公報 第４頁〜第１１頁 図６ 特開２００５−２２８６２３号公報 第３頁〜第４頁 図２
しかしながら、例えば、特許文献２に開示された光学系は発光面が回転対称であり、光源や投影レンズがカットライン光を形成するのに不適なため、車両用前照灯として搭載する際に、必要なロービームのカットラインを形成することができないという課題があった。
本発明はカットラインより下側に拡散光を配した適切な配光パターンを形成することを目的とする。
本発明は、灯具前方に向けて配置した少なくとも一辺の長線で画成される発光面を有する発光部と、前記発光部の前方に配置した投影レンズと、前記発光部の側方から斜め前方に配置された反射面とを備えた車両用前照灯に用いる発光モジュールであって、前記発光部は、少なくとも直線状の輝度境界線を有し、前記投影レンズは、前記発光面の下辺を焦点近傍に一致させて配置され、前記反射面は、前記発光部から出射した光が前記カットラインよりも下方領域へ反射するように構成される。この構成によれば、反射面及び光源（発光面）の形状とレンズ位置を工夫することで、カットラインより下側に拡散光を配した適切な配光パターンを形成することができる。なお、発光部は、矩形の発光面を有するＬＥＤ等が好ましく、この場合、発光面の外縁形状が少なくとも一辺の長線で画成された形状も含む。
本発明において、前記投影レンズ及び前記反射面は、透明樹脂で一体成形されている。この構成によれば、モジュール組立時における投影レンズ及び反射面の相対位置の調整などが不要で、発光モジュールを容易に形成することができる。
本発明において、前記投影レンズ及び前記反射面の前方に、前記発光部から出射した光を左右方向に拡散するための拡散レンズを備え。この構成によれば、特に、左右方向に拡がりを有する拡散光をカットラインより下側に配した適切な配光パターンを生成することができる。
本発明において、前記発光部の前方に配置したシェードを備え、前記投影レンズは前記シェードの一辺を焦点近傍に一致させて配置される。この構成によれば、シェードにより配光パターンに適切なカットラインを付与することができる。
本発明によれば、反射面及び光源（発光面）の形状とレンズ位置を工夫することで、カットラインより下側に拡散光を配した適切な配光パターンを形成することができる。このため、対向車に対して眩惑光を生じることなく安全性の高いロービームを照射することができる。
図１は本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの構成を示す斜視図である。図に示すように、発光モジュール１００は、投影レンズ２０、反射面３０、拡散レンズ４０、などで構成される。尚、図示されていない発光部のＬＥＤ１０は、投影レンズ２０の後方に配置されている。投影レンズ２０と反射面３０は、配光パターンのカットラインを形成するカットライン形成部として、拡散レンズ４０は、光源からの光を拡散するための拡散部として機能する。
図２はカットライン形成部である投影レンズ２０と反射面３０のみを抽出した斜視図である。反射面３０の形状は従来のそれと異なり、回転対称の椀状ではなく、上半分の方が曲率の大きな曲面となっている。また、反射面３０の内側表面は鏡面処理されており、反射鏡を形成している。
図３は光源のＬＥＤ１０が投影レンズ２０で投影される様子を示す模式図である。ここで、ＬＥＤ１０と投影レンズ２０の位置関係について説明する。ＬＥＤ１０は、横長矩形の発光面の下側長辺１０ａが、投影レンズ２０の焦点ＦＰ近傍に位置するように配置されている。従って、投影レンズ２０により生成される光源の投影像は、光軸の下側に位置する。
一方、投影レンズ２０に入射しない光は、反射面、即ち、反射鏡で反射されて前方へ出射される。反射面は、反射鏡の反射像が投影レンズ２０の像の上辺より下方へ向かうように、光軸方向、焦点位置、反射面形状が設定されている。具体的には、前述の通り、投影レンズ２０の上側を覆う反射面の方が、下側を覆う反射面より大きな曲率の曲面となっていて、反射光がカットラインの上側へ到達しないようにしている（図２参照）。尚、図２の例では、反射面は小さな区分曲面で構成されているが、勿論、滑らかな連続曲面で構成してもよい。
図４は、本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの、カットライン形成部における配光パターンを示す図である。また、図５は、図４の配光パターンの構成を示す模式図である。図に示すように、反射鏡からの反射光がカットラインの下方領域に配光されているので、対向車に対して眩惑光を生じることなく安全性の高いロービームを照射することができる。
図６は、本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの、拡散部における配光パターンを示す図である。図に示すように、拡散レンズ４０により、左右方向に光が適切に拡散されている。
図７から図１０は、本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの、一体成形例を示す水平断面図である。図７の発光モジュール１１０は、投影レンズの前面にも拡散レンズが形成されており、光源であるＬＥＤ１０（図示省略）はモールドされている。一方、図８の発光モジュール１２０は、投影レンズの前面に拡散レンズを形成していない。
図９の発光モジュール１３０は、光源であるＬＥＤ１０（図示省略）をモールドしない構成で、投影レンズの前面に拡散レンズが形成されている。一方、図１０の発光モジュール１４０は、同様にＬＥＤ１０をモールドしない構成であるが、投影レンズの前面に拡散レンズを形成していない。
上記のように、投影レンズと反射面を一体成形することにより、発光モジュールを容易に構成することができる。特に、ＬＥＤ１０をモールドしない構成は、組立性やメンテナンス性に優れる。
尚、図１１に示すように、ＬＥＤ１０の前面にシェード５０を配置し、投影レンズをシェード５０の一辺が焦点近傍に一致されるように配置することにより、図１２に示すような、所謂Ｚカットラインを有する配光パターンを生成することもできる。
上記実施形態によれば、投影レンズ２０と反射面３０で構成されるカットライン形成部でカットラインを有する配光パターンを形成し、拡散部の拡散レンズで適切なバリエーションの拡散を行うことにより、所望の配光を得ることができる。
本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの構成を示す斜視図 カットライン形成部である投影レンズと反射面のみを抽出した斜視図 光源のＬＥＤが投影レンズで投影される様子を示す模式図 本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの、カットライン形成部における配光パターンを示す図 配光パターンの構成を示す模式図 本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの、拡散部における配光パターンを示す図 本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの、一体成形例を示す水平断面図（投影レンズ前面に拡散レンズあり、光源モールド型） 本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの、一体成形例を示す水平断面図（投影レンズ前面に拡散レンズなし、光源モールド型） 本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの、一体成形例を示す水平断面図（投影レンズ前面に拡散レンズあり、光源非モールド型） 本発明の実施の形態における車両用前照灯の発光モジュールの、一体成形例を示す水平断面図（投影レンズ前面に拡散レンズなし、光源非モールド型） ＬＥＤの前面にシェードを配置した場合の光源と光軸の配置を示す図 ＬＥＤの前面にシェードを配置した場合の配光パターンを示す図 ＬＥＤの発光光度分布を示す模式図 ＬＥＤからの光を効率よく前方へ出射するための光学系を示す図（従来例）
符号の説明
１０、１１、１２ ＬＥＤ
２０、２１ 投影レンズ
３０、３１ 反射面
４０ 拡散レンズ
５０ シェード
１００、１１０、１２０、１３０、１４０ 発光モジュール
ＦＰ 投影レンズの焦点

Claims (5)

  1. 灯具前方に向けて配置した少なくとも一辺の長線で画成される発光面を有する発光部と、
    前記発光部の前方に配置した投影レンズと、
    前記発光部の側方から斜め前方に配置された反射面とを備えた車両用前照灯に用いる発光モジュールであって、
    前記発光部は、少なくとも直線状の輝度境界線を有し、
    前記投影レンズは、前記発光面の下辺を焦点近傍に一致させて配置され、
    前記反射面は、前記発光部から出射した光が前記カットラインよりも下方領域へ反射するように構成される発光モジュール。
  2. 前記投影レンズ及び前記反射面は、透明樹脂で一体成形された請求項１に記載の発光モジュール。
  3. 前記投影レンズ及び前記反射面の前方に、前記発光部から出射した光を左右方向に拡散する拡散レンズを備える請求項１又は２に記載の発光モジュール。
  4. 前記発光部は、矩形の発光面を有する請求項１から３の何れか一項に記載の発光モジュール。
  5. 前記発光部の前方に配置したシェードを備え、前記投影レンズは前記シェードの一辺を焦点近傍に一致させて配置される請求項１から４の何れか一項に記載の発光モジュール。
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