JP2008177130A - 車両用前照灯の灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】前後寸法の短縮化を図り且つ車体前部のスラント形状に対応しやすい車両用前照灯の灯具ユニットを提供する。
【解決手段】ＬＥＤ３及び反射面４ａを備えて構成される光源ユニットＡが、プロジェクタレンズ２の後方で当該プロジェクタレンズ２の光軸Ｋ１よりも上方に位置しているため、灯具ユニット１全体が斜め構造となり、前後寸法Ｙが小さくなる。ＬＥＤ３及び反射面４ａが光軸Ｋ１の上方にあっても、反射面４ａで反射された光Ｓは中間反射面１０でプロジェクタレンズ２側へ導くことができるため、プロジェクタレンズ２から車両前方へ向けて光を確実に出射させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体発光素子を光源とした車両用前照灯の灯具ユニットに関するものである。

従来の車両用前照灯はＬＥＤ等の半導体発光素子を光源とした灯具ユニットから構成されている。灯具ユニットは１つでも良いし、複数の灯具ユニットから構成しても良い。複数の灯具ユニットを列べて用いた方が、明るさを増大させやすく且つ所望の配光パターンが得やすい。

灯具ユニットは、プロジェクタレンズと、プロジェクタレンズの後方で当該プロジェクタレンズの光軸上に配置された光源としてのＬＥＤと、ＬＥＤの後上半分を覆うように略半ドーム状に形成されたリフレクタと、が設置されている。光源は上向き状態で設置され、光源から発せられた光をリフレクタで前向きに反射してプロジェクタレンズ側へ導いている。プロジェクタレンズに導かれた光はプロジェクタレンズから前方へ向けて照射される。
特開２００６−１６４７３５号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、プロジェクタレンズおよび光源が、プロジェクタレンズの光軸に沿って真っ直ぐに前後方向に列んでいるため、灯具ユニットの前後寸法が大きくなり、車体前部への設置スペースの確保が困難になると共に、車体前部が後方へ向けて傾斜したスラント形状にも対応しにくい。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、前後寸法の短縮化を図り且つ車体前部のスラント形状に対応しやすい車両用前照灯の灯具ユニットを提供するものである。

請求項１の発明は、車両用前照灯の灯具ユニットであって、プロジェクタレンズと、前記プロジェクタレンズの後方で当該投影レンズの光軸よりも上方に配置され、光源と前記光源の光を反射する反射面とを有する光源ユニットと、前記プロジェクタレンズと前記光源ユニットとの間において前記プロジェクタレンズの光軸に対して傾斜するように設けられた中間反射面と、を備え、前記光源ユニットからの光を前記中間反射面で反射して前記プロジェクタレンズに導き、前記プロジェクタレンズを通じて照射することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の車両用前照灯の灯具ユニットであって、前記反射面は回転楕円を基調として形成され、前記反射面の第１焦点に前記光源が配置され、前記反射面の第２焦点近傍に中間反射面が配置されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載の車両用前照灯の灯具ユニットであって、前記反射面の第２焦点は、前記プロジェクタレンズの光軸上に位置していることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２または３記載の車両用前照灯の灯具ユニットであって、前記反射面の光軸に沿って当該反射面の第１焦点から第２焦点に向けて延びる平面状のシェードが形成され、該シェードの上面に前記中間反射面が形成されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用前照灯の灯具ユニットであって、前記反射面の第２焦点が前記プロジェクタレンズの焦点の後方に位置し、前記プロジェクタランプの焦点近傍に、配向パターンのカットラインを形成するためのカットライン形成部が、設けられていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、光源及び反射面からなる光源ユニットがプロジェクタレンズの光軸よりも上方に位置しているため、灯具ユニット全体が灯具ユニットの光軸（プロジェクタレンズの光軸）に対して斜め構造となり、灯具ユニットの前後寸法を小さくができる。光源及び反射面からなる光源ユニットが光軸の上方にあっても、反射面で反射された光源の光は中間反射面でプロジェクタレンズ側へ導くことができるため、プロジェクタレンズから車両前方へ向けて光を確実に出射させることができる。

請求項２記載の発明によれば、中間反射面が光の収束する反射面の第２焦点近傍に配置されているため、中間反射面は小さなサイズで済む。

請求項３記載の発明によれば、反射面の第２焦点がプロジェクタレンズの光軸上に位置しているため、光源及び反射面からなる光源ユニットを上方に設置する場合の光学的な設計が容易になる。

請求項４記載の発明によれば、シェードの上面に中間反射面を形成したため、部品点数の低減を図ることができる。

請求項５記載の発明によれば、カットライン形成部により所定のカットラインを有する配光パターンを形成することができる。また、反射面の第２焦点がプロジェクタレンズの焦点よりも後方にあるため、反射面からの光はカットライン形成部よりも後方の中間反射面で確実に反射され、光の損失が少ない。すなわち、反射面の第２焦点と、プロジェクタレンズの焦点とが一致していると、反射面で反射された光のうち、中間反射面で反射できずに、カットライン形成部よりも前方へ入射して制御できなくなる成分も生じうるが、前述のように、反射面の第２焦点をプロジェクタレンズの焦点よりも後方に設定すれば、そのようなことはなくなる。

以下、本発明の実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニットを図面に基づいて詳細に説明する。図面において、符号「Ａ」は、車両の前方側（車両の前進方向側）を示す。符号「Ｂ」は、車両の後方側を示す。符号「Ｕ」は上側、「Ｄ」は下側を示す。符号「Ｌ」は、ドライバー側から前方側を見た場合の左側を示す。符号「Ｒ」は、ドライバー側から前方側を見た場合の右側を示す。符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。

自動車前部の左右両側に配置されている前照灯は複数の灯具ユニットから構成されている。図１は、その１つの灯具ユニット１を示す基本構造である。

プロジェクタレンズ２は車両進行方向に前向き状態で配置されている。プロジェクタレンズ２の光軸は、当該灯具ユニット１の光軸となる。プロジェクタレンズ２はその光軸Ｋ１上に位置する焦点Ｆ１から発せられた光を略平行光として屈折させる性能を有する。従って、プロジェクタレンズ２は当該プロジェクタレンズの焦点Ｆ１より近いところからの光は拡散させ、プロジェクタレンズ２の焦点Ｆ１より遠いところからの光は収束させる。

このプロジェクタレンズ２の後方で、光軸Ｋ１よりも上方位置には、光源である半導体発光素子としてのＬＥＤ３と、リフレクタ４と、を備える光源ユニットＡが配置されている。リフレクタ４は前方が開口した半ドーム形状で、内面は回転楕円を基調とした反射面４ａとなっている。反射面４ａはアルミ蒸着もしくは銀塗装などによる鏡面加工で形成されている。

リフレクタ４の光軸Ｋ２は、後方が高く前方が低い斜め方向に延びており、前記プロジェクタレンズ２の光軸Ｋ１と角度θで交差している。リフレクタ４の光軸Ｋ２には第１焦点Ｆ２ａと第２焦点Ｆ２ｂが存在している。第１焦点Ｆ２ａにはＬＥＤ３が光軸Ｋ２に対して直交する上向き状態で設置されている。第２焦点Ｆ２ｂは、リフレクタ４の光源Ｋ２とプロジェクタレンズ２の光軸Ｋ１との交点となっている。この第２焦点Ｆ２ｂはプロジェクタレンズ２の焦点Ｆ１よりも後方に位置している。

ＬＥＤ３はヒートシンク５の上面に固定され、ＬＥＤ３の発熱をヒートシンク５で放熱できるようになっている。また、リフレクタ４もこのヒートシンク５に固定されている。

ＬＥＤ３の前方には光軸Ｋ２に沿って平面状のシェード６が形成されている。シェード６の前端には、メリジオナル像面に沿って形成されるカットライン形成部７が突設されている。また、シェード６の前端からは、略ドーム状に湾曲したレンズホルダ８が一体的に形成されている。カットライン形成部７は対向車線側である右側が高く逆に歩行者路肩側である左側が低い形状をしている（図３、４参照）。そして、カットライン形成部７の高い部分はプロジェクタレンズ２の焦点Ｆ１と合致している。

ホルダ８の前端にはスリット９が形成され、そのスリット９にプロジェクタレンズ２の下端部に形成された突起部が挿入支持されている。プロジェクタレンズ２の上端は図示せぬ別のハウジングにより支持されている。

カットライン形成部７の後側におけるシェード６の上面には所定の領域に中間反射面１０が形成されている（図３中の斜線図示部分）。この中間反射面１０もアルミ蒸着もしくは銀塗装などによる鏡面加工で形成されており、中間反射面１０以外のシェード６の上面や、ホルダ８の内面は反射面となっていない。このように、中間反射面１０をシェード６の上面に一体形成したため、部品点数の低減を図ることができる。

中間反射面１０の表面にリフレクタ４の第２焦点Ｆ２ｂが合致している。リフレクタ４の第２焦点Ｆ２ｂが、中間反射面１０の表面に合致し且つプロジェクタレンズ２の光軸Ｋ１上に位置しているため、ＬＥＤ３及びリフレクタ４からなる光源ユニットＡの光学的な設計が容易である。すなわち、ＬＥＤ３及びリフレクタ４からなる光源ユニットＡは、この第２焦点Ｆ２ｂを中心に全体を上方に角度θだけ回転させた配置とすれば良い。

このように、ＬＥＤ３及びリフレクタ４からなる光源ユニットＡが、プロジェクタレンズ２の光軸Ｋ１よりも上方に位置しているため、灯具ユニット１全体が斜め構造となり、前後寸法Ｙが小さくなっている。

次に、この実施形態の作用を説明する。

ＬＥＤ３から発せられた光Ｓは、ＬＥＤ３がリフレクタ４の第１焦点Ｆ２ａに合致していることにより、リフレクタ４の反射面４ａで反射された後、中間反射面１０の第２焦点Ｆ２ｂに向かう。光Ｓが第２焦点Ｆ２ｂに向けて収束するため、中間反射面１０の面積は小さくても良い。中間反射面１０の面積が小さくて済むため、中間反射面１０の形成が容易であり、コストの面で有利である。

そして、この第２焦点Ｆ２ｂがプロジェクタレンズ２の焦点Ｆ１よりも後方にあるため、リフレクタ４からの光Ｓはカットライン形成部７よりも後方の中間反射面１０で確実に反射され、光の損失が少ない。すなわち、仮にリフレクタ４の第２焦点Ｆ２ｂと、プロジェクタレンズ２の焦点Ｆ１とが一致していると、リフレクタ４で反射された光Ｓのうち、カットライン形成部７よりも前方のホルダ８内に入射して制御できなくなる成分が増え、光の損失が増すこととなる。

第２焦点Ｆ２ｂに合致した中間反射面１０で反射された光Ｓは、カットライン形成部７で部分的にカットされた後、プロジェクタレンズ２に導かれ、プロジェクタレンズ２から前方へ照射される。

プロジェクタレンズ１に対して擬似的な発光点となる第２焦点Ｆ２ｂが、プロジェクタレンズ２の焦点Ｆ１よりも後方に位置するため、第２焦点Ｆ２ｂからの光Ｓはプロジェクタレンズ２を透過した後に収束し、上下左右で反転する。そのため、カットライン形成部７の形状が上下左右で反転することにより、図６に示す如きカットラインＣＬを有するすれ違い用の配光パターンＨＰを形成することができる。この配光パターンＨＰのカットラインＣＬは、対向車に眩惑光を与えないように右側の水平カットラインＣＬａが低く、左側路肩歩行者に眩惑光を与えずに且つ左側路肩歩行者を視認できるように左側の水平カットラインＣＬｂが高くなる。

以下、本実施形態の効果を列挙する。

（１）本実施形態は、車両用前照灯の灯具ユニット１であって、プロジェクタレンズ２と、前記プロジェクタレンズ２の後方で当該プロジェクタレンズ２の光軸Ｋ１よりも上方に配置され、光源３と前記光源３の光を反射する反射面４ａとを有する光源ユニットＡと、前記プロジェクタレンズ２と前記光源ユニットＡとの間に設けられた中間反射面１０と、を備え、前記光源ユニットＡからの光を前記中間反射面１０で反射して前記プロジェクタレンズ２に導き、前記プロジェクタレンズ２を通じて照射するものである。

そのため、光源ユニットＡがプロジェクタレンズ２の光軸よりも上方に位置しているため、灯具ユニット１全体が灯具ユニットの光軸（プロジェクタレンズの光軸ｋ１）に対して斜め構造となり、灯具ユニット１の前後寸法を小さくができる。光源ユニットＡが光軸Ｋ１の上方にあっても、反射面４ａで反射された光源３の光は中間反射面１０でプロジェクタレンズ２側へ導くことができるため、プロジェクタレンズ２から車両前方へ向けて光を確実に出射させることができる。

（２）また本実施形態の灯具ユニット１では、前記反射面４ａは回転楕円を基調として形成され、前記反射面４ａの第１焦点Ｆ２ａに前記光源３が配置され、前記反射面４ａの第２焦点Ｆ２ｂ近傍に中間反射面１０が配置されている。そのため、反射面４ａからの光が収束していく反射面４ａの第２焦点Ｆ２ｂ近傍に、中間反射面１０が配置されているため、中間反射面１０は小さなサイズで済む。

（３）また本実施形態の灯具ユニット１では、前記反射面４ａの第２焦点Ｆ２ｂは、前記プロジェクタレンズ２の光軸Ｋ１上に位置している。この場合、光源ユニットＡを光軸Ｋ１の上方に設置する場合の光学的な設計が容易になる。

（４）また本実施形態の灯具ユニット１では、前記反射面４ａの光軸Ｋ２に沿って当該反射面４ａの第１焦点Ｆ２ａから第２焦点Ｆ２ｂに向けて延びる平面状のシェード１０が形成され、該シェード１０の上面に前記中間反射面１０が形成されている。そのため、中間反射面１０を設けるための部材を別途設ける必要がないため、部品点数を低減できる。

（５）また本実施形態の灯具ユニット１では、前記反射面４ａの第２焦点Ｆ２ｂが前記プロジェクタレンズ２の焦点Ｆ１の後方に位置し、前記プロジェクタランプ２の焦点Ｆ１近傍に、配向パターンＨＰのカットラインＣＬを形成するためのカットライン形成部７が、設けられている。そのため、カットライン形成部７により所定のカットラインＣＬを有する配光パターンを形成することができる。また、反射面４ａの第２焦点Ｆ２ｂがプロジェクタレンズ２の焦点Ｆ１よりも後方にあるため、反射面４ａからの光はカットライン形成部７よりも後方の中間反射面１０で確実に反射され、光の損失が少ない。すなわち、反射面４ａの第２焦点Ｆ２ｂと、プロジェクタレンズ２の焦点Ｆ１とが一致していると、反射面４ａで反射された光のうち、中間反射面１０で反射できずに、カットライン形成部７よりも前方へ入射して制御できなくなる成分も生じうるが、前述のように、反射面４ａの第２焦点Ｆ２ｂをプロジェクタレンズ２の焦点Ｆ１よりも後方に設定すれば、そのようなことはなくなる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、リフレクタは回転楕円を基調としたものでなくても良く、また中間反射面は必ずしも平面である必要はない。

本発明の一実施形態の車両用前照灯の灯具ユニットを示す側断面図。 同灯具ユニットの中間反射面の近傍を示す拡大断面図。 同灯具ユニットのシェード及びホルダを示す斜視図。 図３中図示ＤＡ部分の拡大図。 同灯具ユニットのリフレクタを示す斜視図。 同灯具ユニットの配光パターンを示す図。

符号の説明

１ 灯具ユニット
２ プロジェクタレンズ
３ ＬＥＤ（半導体発光素子）
４ リフレクタ
４ａ 反射面
７ カットライン形成部
１０ 中間反射面
Ｋ１、Ｋ２ 光軸
Ｆ１ プロジェクタレンズの焦点
Ｆ２ａ リフレクタの第１焦点
Ｆ２ｂ リフレクタの第２焦点
Ｓ 光
Ｙ 灯具ユニットの前後寸法
ＣＬ カットライン
ＨＰ 配光パターン

Claims (5)

1. プロジェクタレンズと、
   前記プロジェクタレンズの後方で当該投影レンズの光軸よりも上方に配置され、光源と前記光源の光を反射する反射面とを有する光源ユニットと、
   前記プロジェクタレンズと前記光源ユニットとの間において前記プロジェクタレンズの光軸に対して傾斜するように設けられた中間反射面と、
   を備え、
   前記光源ユニットからの光を前記中間反射面で反射して前記プロジェクタレンズに導き、前記プロジェクタレンズを通じて照射することを特徴とする車両用前照灯の灯具ユニット。
2. 前記反射面は回転楕円を基調として形成され、前記反射面の第１焦点に前記光源が配置され、前記反射面の第２焦点近傍に中間反射面が配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
3. 前記反射面の第２焦点は、前記プロジェクタレンズの光軸上に位置していることを特徴とする請求項２記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
4. 前記反射面の光軸に沿って当該反射面の第１焦点から第２焦点に向けて延びる平面状のシェードが形成され、該シェードの上面に前記中間反射面が形成されていることを特徴とする請求項２または３記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
5. 前記反射面の第２焦点が前記プロジェクタレンズの焦点の後方に位置し、前記プロジェクタランプの焦点近傍に、配向パターンのカットラインを形成するためのカットライン形成部が、設けられていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用前照灯の灯具ユニット。

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