JP2008181717A - 車両用灯具ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両用灯具ユニット100は、灯具前後方向に延びる光軸Ax上に配置されたフレネルレンズ13と、このフレネルレンズ13の後方側に配置された発光素子11とを備える。フレネルレンズ13は、光軸Axを同軸に複数のフレネルレンズステップが形成されてなり、該フレネルレンズステップは、光軸Axの通る中央部が円形状に形成されると共に、中央部より外側の周辺部が、光軸Axから離れるにしたがって縦横比率を徐々に変化させる長円で形成される。
【選択図】図1
Description
一方、上記特許文献2,3に開示される車両用灯具ユニットは、フレネルレンズを用いることで投影レンズを薄厚にでき、光軸方向に沿う灯具全長は短縮できるものの、光源からの出射光を光学的に制御(拡散、集光)して所望の配光パターンを形成するには、例えば特許文献3に開示されるアウターレンズ等を別体に設ける必要があるため、部品数が増大して構造が複雑となり、結局、灯具の小型化が困難であった。
前記フレネルレンズの後方側に配置された発光素子と、を備えた車両用灯具ユニットであって、
前記フレネルレンズは、前記光軸を同軸に複数のフレネルレンズステップが形成されてなり、
前記フレネルレンズステップは、前記光軸の通る中央部が円形状に形成されると共に、前記中央部より外側の周辺部が、前記光軸から離れるにしたがって縦横比率を徐々に変化させる長円で形成されることを特徴とする車両用灯具ユニットにより達成される。
前記中央領域より外側の前記発光素子に対向する環状領域には、集光性の反射型フレネルレンズステップが形成されることが望ましい。
図1は本発明の一実施形態に係る車両用灯具ユニットの側面図、図2は図1に示した車両用灯具ユニットの平面図である。
フレネルレンズ13は、ブラケット15の不図示のレンズ支持部に支持された状態で、灯具前後方向に延びる光軸Ax上に配置されており、発光素子11は、支持プレート17を介してブラケット15に支持された状態で、フレネルレンズ13の後方側に配置されている。
フレネルレンズ13は、図3に示すように、光出射側の表面13aが、凸曲面を径方向に同芯長円状に分割した部分(フレネルレンズステップ)を平面上に並べ替えたものとし形成されている。すなわち、光軸Axを同軸に複数のフレネルレンズステップS1,S2,・・・Snが形成されてなる。
フレネルレンズステップS1,S2,S3,・・・Snは、図4に示すように、中央部のフレネルレンズステップS1より外側の周辺部25が、光軸Axから離れるにしたがって縦横比率を徐々に変化させる長円(例えば楕円)で形成されている。
フレネルレンズステップS1,S2,・・・Snのステップ位置は、縦方向ではSv1,Sv2,・・・Svnとなり、横方向ではSh1,Sh2,・・・Shnとなる。これらフレネルレンズステップS1,S2,・・・Snの縦横比率(SvnとShnの比率)は、光軸Axから離れるにしたがって、横方向の長さが縦方向の長さよりも徐々に長くなっている。
尚、フレネルレンズステップS1,S2,・・・Snの縦方向ステップ位置Sv1,Sv2,・・・Svnと横方向ステップ位置Sh1,Sh2,・・・Shnとの縦横比率は、例えば二次関数的に増加させる他、線形的に増加させるものであっても勿論よい。
さらに、これらフレネルレンズステップS2,S3,・・・Snは、山29の先端が、外側に向かうにしたがって、光軸Axから離れる方向の向きに向いている。
図5に示すように、車両用灯具ユニット100によるハイビーム配光パターンHPは、発光素子11からの出射光がフレネルレンズ13によって光学的に制御されることで、中心部から左右の周縁部へ向けて、ホットゾーンHZ、中拡散領域MZ1,MZ2,MZ3、広拡散領域WZの順に光度が減少する光度分布が形成される。その際、ホットゾーンHZは、中央部S1からの光照射により形成され、中拡散領域MZ1,MZ2,MZ3から広拡散領域WZは、周辺部25からの光照射により形成される。
これにより、従来では別途に必要であった追加の制御用レンズが不要となり、主要な構成部材が発光素子11とフレネルレンズ13のみで、自動車用ハイビームに好適な遠方視認性を良好にする左右拡散のある集光(スポット)配光であるハイビーム配光パターンHPが形成できる。
尚、中央部S1のフレネルレンズステップは、半径が一定の円形状であり、集光度が高まり配光中心の光度を高くすることができる。
図6は本発明の他の実施形態に係る車両用灯具ユニットの側面図、図7は図2に示した車両用灯具ユニットの平面図である。なお、図1〜図5に示した部材及び部位と同等のものには同符号を付して重複する説明は省略する。
本実施形態の車両用灯具ユニット200は、図6及び図7に示すように、灯具前後方向に延びる光軸Ax上に配置されたフレネルレンズ31と、このフレネルレンズ31の後方側に配置された発光素子11とを備え、フレネルレンズ31の構成のみが上記車両用灯具ユニット100のフレネルレンズ13と異なり、他の構成は同一となっている。
フレネルレンズ31は、図8に示すように、外形が円形状で形成され、光軸Axを通る光出射側の表面31aの中央領域33(図10参照)に、長円の上記フレネルレンズ13と同様のフレネルレンズステップS1,S2,S3,・・・Snが形成されている。
光入射側の内面31bの環状領域35に形成された複数の反射型フレネルレンズステップSRは、同一ステップ幅Pで、且つ溝37の深さh3と山39の高さh4が同一となっている。
山39は、光軸Ax側が光軸Axと略平行な円筒面状の入射面39aで形成され、その反対側が円錐面状の傾斜面39bで形成される。したがって、発光素子11から出射された光線Rは、入射面39aから進入し、傾斜面39bにて反射されて光軸Axに沿う平行光となって光出射側の表面31aから出射される。
このような構成とすることによって、照度の向上は元より、拡散光や集光光を重畳させてより好適なハイビーム配光パターンHPの形成を可能にすることができる。
13,31…フレネルレンズ
25…周辺部
27…溝
29…山
33…中央領域
35…環状領域
100,200…車両用灯具ユニット
Ax…光軸
h1…深さ
h2…高さ
Sh1,Sh2,・・・Shn…横方向ステップ位置(横方向の長さ)
Sv1,Sv2,・・・Svn…縦方向ステップ位置(縦方向の長さ)
S1,S2,S3,・・・Sn…フレネルレンズステップ
SR…反射型フレネルレンズステップ
Claims (5)
- 灯具前後方向に延びる光軸上に配置されたフレネルレンズと、
前記フレネルレンズの後方側に配置された発光素子と、を備えた車両用灯具ユニットであって、
前記フレネルレンズは、前記光軸を同軸に複数のフレネルレンズステップが形成されてなり、
前記フレネルレンズステップは、前記光軸の通る中央部が円形状に形成されると共に、前記中央部より外側の周辺部が、前記光軸から離れるにしたがって縦横比率を徐々に変化させる長円で形成されることを特徴とする車両用灯具ユニット。 - 請求項1記載のフレネルレンズステップが、前記光軸の通る中央領域に形成され、
前記中央領域より外側の前記発光素子に対向する環状領域には、集光性の反射型フレネルレンズステップが形成されることを特徴とする車両用灯具ユニット。 - 前記フレネルレンズステップの縦横比率は、前記光軸から離れるにしたがって、横方向の長さが縦方向の長さよりも徐々に長くなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用灯具ユニット。
- 前記フレネルレンズステップの縦横比率が、二次関数的に増加されることを特徴とする請求項3に記載の車両用灯具ユニット。
- 前記フレネルレンズステップは、溝の深さと山の高さが同一であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車両用灯具ユニット。
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