JP2008243477A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の灯具ユニットを用いながらドライバーの視認性を向上し、安全性を高めることができる車両用灯具を提供する。
【解決手段】 本発明の車両用灯具は、第１ユニットと第２ユニットとから出射する光を重ね合わせてすれ違いビームの配光パターンを形成する。第１ユニットのサブユニットにおける第１主リフレクタ２６の反射面２７には、明るさ低減手段２８が設けられている。そこで、第１ユニットと第２ユニットとで形成するすれ違いビームの配光パターンにおいて、サブユニットが形成するカットオフライン形成用パターンの周端部分のうち、拡散領域形成用パターンの上に重なる部分における左右両端側の境には、明るさが部分的に低減された低照度部が形成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は車両用灯具に関し、特に、複数の灯具ユニットから出射する光を重ね合わせて所定の配光パターンを形成する車両用灯具に関する。

車両用灯具においては、安全上の観点から、高い精度で配光パターンを形成することが必要な場合がある。この配光パターンは、例えば反射鏡又はレンズ等を用いた光学系により形成される。
また、複数の灯具ユニットから出射する光を重ね合わせて所定の配光パターンを形成する車両用灯具も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この様な車両用灯具は、例えば複数の灯具ユニットとして、ロービーム用配光パターンの水平及び斜めカットオフラインを形成するための光照射を行うカットオフライン形成用ユニットと、ロービーム用配光パターンのホットゾーンを形成するための光照射を行うホットゾーン形成用ユニットと、ロービーム用配光パターンの拡散領域を形成するための光照射を行う拡散領域形成用ユニットとが用いられている。そして、これら３種類の灯具ユニットを適当に組み合わせることにより、所望するパターン形状および光度分布を有するロービーム配光パターンを得ることが可能となる。

図９に示すロービーム配光パターンＰＬは、その上端縁に水平及び斜めカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２を有する左側通行用配光パターンであって、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方の位置に設定されたエルボ点Ｅをやや左寄りに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。
このロービーム配光パターンＰＬは、カットオフライン形成用パターンＰａと、ホットゾーン形成用パターンＰｂと、拡散領域形成用パターンＰｃとの合成パターンとして形成されるようになっている。

特開２００４−９５４８１号公報

ところが、上記特許文献１等に記載の車両用灯具のように、異なる配光パターンを有する複数の灯具ユニットを組み合わせることによって、所望するパターン形状を有する合成配光パターンを得た場合には、他方の配光パターンの上に重なった配光パターンの周端部分の境が目立ち、ドライバーの視認性が劣ると共に眼が疲れ易くなる可能性があった。
例えば、図９に示すように、拡散領域形成用パターンＰｃの上に重なったカットオフライン形成用パターンＰａの左右両端側における周端部分の境が、白いスジＳとなって目立ち易い。

従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、複数の灯具ユニットを用いながらドライバーの視認性を向上し、安全性を高めることができる車両用灯具を提供することである。

本発明の上記目的は、複数の灯具ユニットから出射する光を重ね合わせて所定の配光パターンを形成する車両用灯具であって、
前記複数の灯具ユニットの内、少なくとも１つの灯具ユニットは、他の灯具ユニットと異なる配光パターンを形成しており、
各々の前記灯具ユニットが形成する配光パターンの周端部分のうち、他のパターンの上に重なる部分の明るさが、部分的に低減されることを特徴とする車両用灯具により達成される。
尚、本発明における「異なる配光パターン」とは、各々の灯具ユニットが形成するパターンの形状自体が異なる場合に加え、同じ形状のパターンを異なる位置に照射した場合も含むものとする。

上記構成の車両用灯具によれば、各々の灯具ユニットが形成する配光パターンを合成した時に、他のパターンの上に重なる部分の明るさが部分的に低減されるので、境目が目立たなくなり、ドライバーの視認性を向上することができる。

尚、上記構成の車両用灯具において、前記各灯具ユニットは、光源からの光を前方へ反射するリフレクタをそれぞれ備えており、
配光パターンの周端部分のうち、他のパターンの上に重なる部分の明るさを部分的に低減する前記灯具ユニットが、前記リフレクタの反射面に設けられた明るさ低減手段を有することが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、リフレクタの反射面に設けられたシボ加工、ローレット加工及び低反射塗装等の明るさ低減手段により、簡単に他のパターンの上に重なる部分の境目を目立たなくできる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記灯具ユニットは、前記リフレクタの前方に配置されて前記リフレクタが反射した光を車両前方に投影する投影レンズを備えており、
前記明るさ低減手段が、前記リフレクタの反射面における左右両端部に設けられることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、各々の灯具ユニットが形成する配光パターンを合成した時に、投影レンズにより投影された配光パターンは中心付近が明るくなる為、中心付近においては他のパターンの上に重なる部分の境目が目立たない。
そこで、明るさ低減手段は、リフレクタの反射面における左右両端部にのみ設ければ良く、更に容易に他のパターンの上に重なる部分の境目を目立たなくできる。

また、本発明の上記目的は、複数の灯具ユニットから出射する光を重ね合わせて所定の配光パターンを形成する車両用灯具であって、
前記複数の灯具ユニットの内、少なくとも１つの灯具ユニットは、他の灯具ユニットと異なる配光パターンを形成しており、
各々の前記灯具ユニットが形成する配光パターンのうち、他のパターンにおける周端部分の下に重なる部分の外側近傍の明るさが、部分的に増加されることを特徴とする車両用灯具により達成される。

上記構成の車両用灯具によれば、各々の灯具ユニットが形成する配光パターンを合成した時に、他のパターンにおける周端部分の下に重なる部分の外側近傍の明るさが部分的に増加されるので、境目が目立たなくなり、ドライバーの視認性を向上することができる。

本発明に係る車両用灯具によれば、各々の灯具ユニットが形成する配光パターンを合成した時に、他のパターンの上に重なる部分の明るさが部分的に低減されるので、境目が目立たなくなり、ドライバーの視認性を向上することができる。
従って、複数の灯具ユニットを用いながらドライバーの視認性を向上し、安全性を高めることができる車両用灯具を提供できる。

以下、本発明に係る車両用灯具の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図、図２は図１に示した車両用灯具のＩＩ−ＩＩ断面矢視図、図３は図２に示した車両用灯具の要部拡大図、図４は図１に示したサブユニット２０Ｂの水平断面における光線追跡図である。

本実施形態の車両用灯具１０は、例えば車両の前端部分に取り付けられ、走行ビーム及びすれ違いビームを選択的に切り替えて点消灯可能な前照灯である。図１では、例として自動車等の車両の右前方に取り付けられる前照灯ユニット（ヘッドランプユニット）が車両用灯具１０として示されている。

この車両用灯具１０は、図１及び図２に示すように、光透過性の透光カバー１２と、ランプボディ（灯体）１４とを備えている。そして、透光カバー１２とランプボディ１４とで囲まれる灯室１０ａ内に３つの光源ユニット（第１ユニット２０、第２ユニット４０、第３ユニット６０）が支持部材１５上に固定配置されている。また、３つの光源ユニット２０，４０，６０と透光カバー１２との間には、灯具前方から見たときの隙間を覆うようにエクステンション１６が配置されている。

支持部材１５は、第１ユニット２０の第１光源である第１半導体発光素子（ＬＥＤ）２２の取付面２２ｂが取り付けられる支持面１５ａと、第２ユニット４０の第２光源である第２半導体発光素子（ＬＥＤ）４２の取付面４２ｂが取り付けられる支持面１５ｂとを備え、ランプボディ１４に固定されている。この支持部材１５は、図示しないレベリング機構を介してランプボディ１４に固定されており、各光源ユニットの光軸調整を行うことができる。

次に、各光源ユニット２０，４０，６０について説明する。
本実施形態の車両用灯具１０は、第１ユニット２０及び第２ユニット４０から出射する光を重ね合わせてすれ違いビームの配光パターンを形成し、第３ユニット６０から出射する光で走行ビームの配光パターンを形成するように構成されている。

以下では、まず第１ユニット２０について説明する。
第１ユニット２０は、後述する第２ユニット４０と共にすれ違いビームの配光パターンＰＬを形成する光源ユニットであり、図１に示すように、それぞれ略同一構成の３個のサブユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが、支持部材１５の上方の設置部に幅方向に並んで設置されている。

サブユニット２０Ａは、上端縁に水平及び斜めカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２を有するホットゾーン形成用パターンＰｂを形成する（図６参照）。サブユニット２０Ｂは、カットオフラインの下方においてホットゾーン形成用パターンＰｂよりも大きいカットオフライン形成用パターンＰａを形成する（図６参照）。サブユニット２０Ｃは、カットオフラインの下方においてホットゾーン形成用パターンＰｂとカットオフライン形成用パターンＰａとに重なり、カットオフライン形成用パターンＰａよりもさらに横広がりの拡散領域形成用パターンＰｃを形成する（図６参照）。

図２及び図３に示すように、サブユニット２０Ｃ（サブユニット２０Ａ，２０Ｂも略同様）は、支持部材１５の支持面１５ａに固定配置される第１光源としての第１半導体発光素子２２と、該第１半導体発光素子２２からの光を前方へ反射する第１主リフレクタ２６と、支持部材１５の前方に配置されたベース部材２１と、ベース部材２１に保持された投影レンズ２４と、を備える。

第１半導体発光素子２２は、１ｍｍ四方程度の大きさの発光部（発光チップ）２２ａを有する白色発光ダイオードであって、その照射軸Ｌ１がサブユニット２０Ｃの照射方向（図３中左方向）と略垂直となる略鉛直上方に向けられた状態で支持部材１５の支持面１５ａ上に載置されている。なお、発光部２２ａは、その発光部形状や前方に照射される配光に応じて多少角度をつけて配置されるように構成してもよい。また、一つの半導体発光素子の中に複数の発光部（発光チップ）を設けても良い。

第１主リフレクタ２６は、鉛直断面形状が略楕円形状であり、水平断面形状が楕円をベースとした自由曲面形状を有する反射面２７が内側に形成された反射部材である。第１主リフレクタ２６は、その第１焦点Ｆ１が第１半導体発光素子２２の発光部２２ａ近傍となり、そしてその第２焦点Ｆ２がベース部材２１の湾曲面２１ａと水平面２１ｂとが為す稜線２１ｃ近傍に位置するように設計配置されている。

第１半導体発光素子２２の発光部２２ａから出射した光は、第１主リフレクタ２６の反射面２７上にて反射され、第２焦点Ｆ２近傍を通って投影レンズ２４に入射する。また、サブユニット２０Ｃ（サブユニット２０Ａ，２０Ｂ）では、ベース部材２１の稜線２１ｃを境界線として、一部光が水平面２１ｂ上にて反射することにより、光を選択的にカットして車両前方に投影される配光パターンに斜めカットオフラインを形成するように構成されている。すなわち、稜線２１ｃはサブユニット２０Ｃ（サブユニット２０Ａ，２０Ｂ）の明暗境界線を構成している。

なお、第１主リフレクタ２６の反射面２７上にて反射されさらにベース部材２１の水平面２１ｂにて反射された光の一部も、前方に有効光として照射されることが好ましい。したがって、本実施形態では、ベース部材２１の水平面２１ｂの車両前方側は、投影レンズ２４と第１主リフレクタ２６との位置関係を考慮した適宜反射角度が設定された光学的形状を有している。

投影レンズ２４は、第１主リフレクタ２６の反射面２７にて反射した光を車両前方に投影する凸レンズ型の非球面レンズであって、ベース部材２１の車両前方側先端部近傍にて固定されている。本実施形態では、投影レンズ２４の後方側焦点は、第１主リフレクタ２６の第２焦点Ｆ２と略一致するように構成されている。
したがって、第１主リフレクタ２６にて反射して投影レンズ２４に入射した光は、略平行な光として前方に投影される。すなわち、本実施形態の第１ユニット２０のサブユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、それぞれ集光カット形成用の反射型のプロジェクタ型光源ユニットを構成している。

次に、第２ユニット４０について説明する。
第２ユニット４０は、上述した第１ユニット２０と共にすれ違いビームの配光パターンを形成する光源ユニットであり、上記サブユニット２０Ｃの下方に配置されている。
第２ユニット４０は、第１ユニット２０のサブユニット２０Ｃにより形成される拡散領域形成用パターンＰｃよりもさらに横広がりの大拡散領域形成用パターンＰｄを形成する（図６参照）。

図２及び図３に示すように、第２ユニット４０は、支持部材１５の支持面１５ｂに固定配置される第２光源としての第２半導体発光素子４２と、該第２半導体発光素子４２からの光を前方へ反射する第２主リフレクタ４６と、を備える。

第２半導体発光素子４２は、第１半導体発光素子２２と同様に発光部４２ａを有する白色ダイオードであって、その照射軸Ｌ２が第２ユニット４０の照射方向（図３中左方向）と略垂直となる略鉛直下方に向けられた状態で支持部材１５の支持面１５ｂ上に載置されている。

第２主リフレクタ４６は、発光部４２ａ近傍を焦点とする略回転放物面を基準面とした反射面４６ａが内側に形成された反射部材である。第２半導体発光素子４２の発光部４２ａから出射した光は、第２主リフレクタ４６の反射面４６ａ上にて反射され、車両前方へ照射される。すなわち、本実施形態の第２ユニット４０は、反射型の光源ユニットを構成している。

次に、第３ユニット６０は、走行ビームの配光パターンを形成する光源ユニットであり、支持部材１５に固定配置される第３光源としての第３半導体発光素子（図示せず）と、投影レンズ６４と、を備える。
投影レンズ６４は、第３半導体発光素子の発光部からから出射した光を車両前方に投影する凸レンズ型の非球面レンズであって、投影レンズ６４の後方焦点が、第３半導体発光素子の発光部と略一致するように構成されている（図１参照）。したがって、投影レンズ６４には、第３半導体発光素子の発光部から出射した光が直接入射し、入射した光が略平行な光として光軸に沿って前方に投影される。すなわち、本実施形態の第３ユニット６０は、直射型のプロジェクタ型光源ユニットを構成している。

本実施形態では、図４に示したように、第１ユニット２０のサブユニット２０Ｂにおける第１主リフレクタ２６の反射面２７には、明るさ低減手段２８が設けられている。
この明るさ低減手段２８は、反射面２７の左右両端部に設けられたシボ加工により構成されており、第１半導体発光素子２２の発光部２２ａから出射して第１主リフレクタ２６の明るさ低減手段２８上にて反射された光は、拡散光となることで明るさが低減される。
尚、本実施形態においては、明るさ低減手段２８をシボ加工により構成したが、ローレット加工及び低反射塗装等によって構成することもできる。

ここで、サブユニット２０Ｂにおける第１主リフレクタ２６の反射面２７の左右両端部で反射された光Ｌ１は、図５及び図６に示すように、サブユニット２０Ｂが形成するカットオフライン形成用パターンＰａの周端部分のうち、拡散領域形成用パターンＰｃの上に重なる部分における左右両端側の境を形成する。

そこで、図６に示すように、第１ユニット２０と第２ユニット４０とで形成するすれ違いビームの配光パターンＰＬにおいて、サブユニット２０Ｂが形成するカットオフライン形成用パターンＰａの周端部分のうち、拡散領域形成用パターンＰｃの上に重なる部分における左右両端側の境には、明るさが部分的に低減された低照度部Ｗが形成される。
したがって、拡散領域形成用パターンＰｃの上に重なったカットオフライン形成用パターンＰａの左右両端側における周端部分の明るさが低減されるので、境目が目立たなくなり、ドライバーの視認性を向上することができる。

更に、本実施形態の第１ユニット２０は、リフレクタ２６の前方に配置されてリフレクタ２６の反射面２７が反射した光を車両前方に投影する投影レンズ２４を備えた構成であり、各々のサブユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが形成する配光パターンを合成した時に、投影レンズ２４により投影された配光パターンは中心付近が明るくなる為、中心付近においては他のパターンの上に重なる部分の境目が目立たない。
そこで、本実施形態の明るさ低減手段２８は、リフレクタ２６の反射面２７における左右両端部にのみ設ければ良く、拡散領域形成用パターンＰｃの上に重なったカットオフライン形成用パターンＰａの左右両端側における周端部分の境目を容易に目立たなくできる。勿論、灯具ユニットの構成によっては、リフレクタ２６の反射面２７における前端部に沿って低減手段２８を設け、拡散領域形成用パターンＰｃの上に重なったカットオフライン形成用パターンＰａの周端部分の境目全体を目立たなくしても良い。

尚、本実施形態の車両用灯具１０においては、第１ユニット２０の第１光源及び第２ユニット４０の第２光源が、それぞれ第１半導体発光素子２２及び第２半導体発光素子４２で構成されている。
そこで、一般に小型で消費電力が小さい発光ダイオード（ＬＥＤ）のような半導体発光素子２２，４２を車両用灯具１０の光源とすることで、限られた電力の有効利用が可能となる。
勿論、本発明における車両用灯具の第１光源、第２光源及び第３光源は、放電発光部を光源とするメタルハライドバルブ等の放電バルブやハロゲンバルブ等を用いることもできることは云うまでもない。

また、本実施形態のおける第１ユニット２０と第２ユニット４０は、第１半導体発光素子２２の取付面２２ｂと第２半導体発光素子４２の取付面４２ｂが向かい合うように配置されている。
そこで、基板等の設置のために一定のスペースが必要となり、通常は発光させられない第１半導体発光素子２２の取付面２２ｂ側と第２半導体発光素子４２の取付面４２ｂ側とを向かい合わせ、そのスペース部を付加光学ユニット５０で発光させることによって、第１ユニット２０と第２ユニット４０を効率よく配置することができる。

尚、本発明の車両用灯具におけるリフレクタ、投影レンズ、灯具ユニット及び明るさ低減手段等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
例えば、図７に示すように、第１ユニット２０のサブユニット２０Ｃにおける第１主リフレクタ２６の反射面２７に、明るさ増加手段２９を設けることもできる。
この明るさ増加手段２９は、反射面２７の左右中間部に設けられた高反射塗装等により構成されており、第１半導体発光素子２２の発光部２２ａから出射して第１主リフレクタ２６の明るさ増加手段２９上にて反射された光は、反射面２７の他の部分よりも高反射率で反射されることで明るさが部分的に増加される。

ここで、サブユニット２０Ｃにおける第１主リフレクタ２６の反射面２７の明るさ増加手段２９で反射された光は、図８に示すように、サブユニット２０Ｃが形成する拡散領域形成用パターンＰｃのうち、カットオフライン形成用パターンＰａにおける周端部分の下に重なる部分の外側近傍における左右中間部の境を形成する。

そこで、第１ユニット２０と第２ユニット４０とで形成するすれ違いビームの配光パターンＰＬにおいて、サブユニット２０Ｃが形成する拡散領域形成用パターンＰｃのうち、カットオフライン形成用パターンＰａにおける周端部分の下に重なる部分の外側近傍における左右中間部の境には、明るさが部分的に増加された高照度部Ｘが形成される。
したがって、カットオフライン形成用パターンＰａの周端部分の下に重なる部分の外側近傍における拡散領域形成用パターンＰｃの左右中間部の明るさが増加されるので、境目が目立たなくなり、ドライバーの視認性を向上することができる。

尚、上記実施形態の車両用灯具においては、それぞれ形状が異なる配光パターンを重ね合わせて合成配光パターンを形成した場合を例に説明したが、配光パターンは形状と照射位置、角度で決定されるため、照射位置が異なれば、例え形状が同じであっても本発明における「異なる配光パターン」となる。即ち、同じ形状の配光パターンを異なる位置に照射して合成配光パターンを形成した時も、互いの重なっている部分の境界の明暗差を和らげて目立たなくする必要がある。

本発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図である。 図１に示した車両用灯具のＩＩ−ＩＩ断面矢視図である。 図２に示した車両用灯具の要部拡大図である。 図１に示したサブユニット２０Ｂにおけるリフレクタの底面図である。 図１に示したサブユニット２０Ｂの水平断面における光線追跡図である。 図１に示した車両用灯具からの光照射により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるすれ違いビームの配光パターンを透視的に示す図である。 他の実施形態に係るサブユニット２０Ｂにおけるリフレクタの底面図である。 図７に示したサブユニット２０Ｂのリフレクタを備えた車両用灯具からの光照射により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるすれ違いビームの配光パターンを透視的に示す図である。 従来の車両用灯具からの光照射により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるすれ違いビームの配光パターンを透視的に示す図である。

符号の説明

１０ 車両用灯具
１２ 透光カバー
１４ ランプボディ
１５ 支持部材
１５ａ，１５ｂ 支持面
１６ エクステンション
２０ 第１ユニット
２０Ａ サブユニット
２０Ｂ サブユニット
２０Ｃ サブユニット
２２ 第１半導体発光素子（第１光源）
２２ａ 発光部
２２ｂ 取付面
２６ 第１主リフレクタ
２７ 反射面
２８ 明るさ低減手段
２９ 明るさ増加手段
４０ 第２ユニット
４２ 第２半導体発光素子（第２光源）
４２ａ 発光部
４２ｂ 取付面
４６ 第２主リフレクタ
Ｗ 低照度部
Ｘ 高照度部

Claims (4)

1. 複数の灯具ユニットから出射する光を重ね合わせて所定の配光パターンを形成する車両用灯具であって、
   前記複数の灯具ユニットの内、少なくとも１つの灯具ユニットは、他の灯具ユニットと異なる配光パターンを形成しており、
   各々の前記灯具ユニットが形成する配光パターンの周端部分のうち、他のパターンの上に重なる部分の明るさが、部分的に低減されることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記各灯具ユニットは、光源からの光を前方へ反射するリフレクタをそれぞれ備えており、
   配光パターンの周端部分のうち、他のパターンの上に重なる部分の明るさを部分的に低減する前記灯具ユニットが、前記リフレクタの反射面に設けられた明るさ低減手段を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記灯具ユニットは、前記リフレクタの前方に配置されて前記リフレクタが反射した光を車両前方に投影する投影レンズを備えており、
   前記明るさ低減手段が、前記リフレクタの反射面における左右両端部に設けられることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
4. 複数の灯具ユニットから出射する光を重ね合わせて所定の配光パターンを形成する車両用灯具であって、
   前記複数の灯具ユニットの内、少なくとも１つの灯具ユニットは、他の灯具ユニットと異なる配光パターンを形成しており、
   各々の前記灯具ユニットが形成する配光パターンのうち、他のパターンにおける周端部分の下に重なる部分の外側近傍の明るさが、部分的に増加されることを特徴とする車両用灯具。

Images