JP2010061848A - Vehicular lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、発光ダイオード等の発光素子からの光を、レンズにより前方へ向けて偏向出射させるように構成された車両用照明灯具に関するものである。 The present invention relates to a vehicular illumination lamp configured to deflect and emit light from a light emitting element such as a light emitting diode forward by a lens.
近年、車両用前照灯においても、発光素子を光源とする車両用照明灯具が採用されてきている。 In recent years, a vehicular illumination lamp using a light emitting element as a light source has been adopted in a vehicular headlamp.
例えば「特許文献1」には、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズの後側焦点よりも後方側に発光素子が配置され、この発光素子からの光をリフレクタにより光軸寄りに反射させるように構成された、プロジェクタ型の車両用照明灯具が記載されている。
For example, in “
上記「特許文献1」に記載された車両用照明灯具は、プロジェクタ型の車両用照明灯具として構成されているので、灯具の前後長が長いものとなってしまう。
Since the vehicular illumination lamp described in the above-mentioned “
これに対し、発光素子からの光を、その前方側に配置されたレンズにより前方へ向けて偏向出射させるように構成された、直射型の車両用照明灯具を採用すれば、灯具の前後長を短くすることができる。その際、レンズをフレネルレンズで構成すれば、灯具の前後長をさらに短くしてこれをコンパクトに構成することができる。 On the other hand, if a direct illumination type vehicle illumination lamp configured to deflect and emit light from the light emitting element forward by a lens disposed on the front side of the light emitting element, the front and rear length of the lamp can be reduced. Can be shortened. At this time, if the lens is made of a Fresnel lens, the front and rear length of the lamp can be further shortened to make it compact.
しかしながら、このような発光素子を光源とする直射型の車両用照明灯具において、ハイビーム用配光パターンの中心部の構成に適した配光パターンを形成することは容易でない、という問題がある。 However, there is a problem that it is not easy to form a light distribution pattern suitable for the configuration of the central portion of the high beam light distribution pattern in a direct-type vehicle illumination lamp using such a light emitting element as a light source.
すなわち、ハイビーム用配光パターンにおいて、車両前方路面が必要以上に明るく照射されてしまうと、遠方の視認性が低下してしまうこととなる。したがって、ハイビーム用配光パターンの中心部を構成する配光パターンとしては、下端縁が略水平方向に延びる略扇形の配光パターンとすることが好ましい。しかしながら、発光素子を光源とする直射型の車両用照明灯具において、このような形状の配光パターンを形成することは容易でない。 That is, if the road surface in front of the vehicle is illuminated more brightly than necessary in the high beam light distribution pattern, the visibility in the distance will be reduced. Therefore, it is preferable that the light distribution pattern constituting the central portion of the high beam light distribution pattern is a substantially fan-shaped light distribution pattern whose lower end edge extends in a substantially horizontal direction. However, it is not easy to form a light distribution pattern having such a shape in a direct-type vehicle illumination lamp using a light emitting element as a light source.
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発光素子を光源とする車両用照明灯具において、これをコンパクトな構成とした上で、ハイビーム用配光パターンの中心部の構成に適した配光パターンを形成することができる車両用照明灯具を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a vehicular illumination lamp using a light-emitting element as a light source, the configuration of the center portion of a high-beam light distribution pattern after having a compact configuration. It is an object of the present invention to provide a vehicular illumination lamp capable of forming a light distribution pattern suitable for a vehicle.
本願発明は、直射型の車両用照明灯具とした上で、その発光素子の配置およびレンズの構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。 The present invention is intended to achieve the above-mentioned object by making a direct-lighting type vehicle illumination lamp and devising the arrangement of the light-emitting elements and the lens configuration.
すなわち、本願発明に係る車両用照明灯具は、
灯具前後方向に延びる光軸の近傍に配置された発光素子と、この発光素子の前方側に配置され、該発光素子からの光を前方へ向けて偏向出射させるレンズと、を備えてなる車両用照明灯具において、
上記発光素子が、該発光素子の発光中心を上記光軸から側方へずらすようにして配置されており、
上記レンズが、該レンズの後方側表面に、上記光軸を含む平面に沿った断面形状が鋸歯状に設定された状態で上記光軸を中心にして同心円状に延びる複数の輪帯状プリズムが形成されてなり、該レンズよりも後方側に位置する上記光軸上の所定点からの光を該光軸と平行な光として前方へ向けて出射させるフレネルレンズとして構成されており、
このフレネルレンズが、上記所定点からの光を、上記各輪帯状プリズムの内周面において上記光軸から離れる方向へ屈折させる態様で該輪帯状プリズムに入射させた後、この入射光を該輪帯状プリズムの外周面において前方へ向けて全反射させる反射型フレネルレンズとして構成されており、
灯具正面視において、上記発光素子の発光中心と上記光軸とを結ぶ直線が上記光軸から鉛直下方へ延びる直線となす角度をθとしたときに、上記レンズにおける、上記光軸からθ/2の方向に延びる直線を基準にして中心角60〜105°の角度範囲領域および上記光軸からθ/2+180°の方向に延びる直線を基準にして中心角60〜105°の角度範囲領域が、上記反射型フレネルレンズとして構成されていない領域として設定されており、
上記反射型フレネルレンズとして構成されていない領域の少なくとも一部が、上記所定点からの光を上記光軸と平行な光として前方へ向けて出射させる通常のフレネルレンズとして構成されている、ことを特徴とするものである。
That is, the vehicular illumination lamp according to the present invention is:
A vehicle comprising: a light emitting element disposed in the vicinity of an optical axis extending in the front-rear direction of the lamp; and a lens disposed in front of the light emitting element and deflecting and emitting light from the light emitting element forward. In lighting fixtures,
The light emitting element is disposed so as to shift the light emission center of the light emitting element laterally from the optical axis;
The lens is formed with a plurality of annular prisms extending concentrically around the optical axis in a state where a cross-sectional shape along a plane including the optical axis is set in a sawtooth shape on a rear surface of the lens. It is configured as a Fresnel lens that emits light from a predetermined point on the optical axis located on the rear side of the lens toward the front as light parallel to the optical axis,
The Fresnel lens causes the light from the predetermined point to enter the annular prism in a manner that refracts the light from the optical axis on the inner peripheral surface of each annular prism, and then causes the incident light to enter the annular prism. It is configured as a reflective Fresnel lens that totally reflects forward on the outer peripheral surface of the belt-like prism,
When the angle between a straight line connecting the light emission center of the light emitting element and the optical axis and a straight line extending vertically downward from the optical axis is θ / 2 in the front view of the lamp, θ / 2 from the optical axis in the lens. An angle range region having a central angle of 60 to 105 ° with respect to a straight line extending in the direction of λ and an angle range region having a central angle of 60 to 105 ° with respect to a straight line extending in the direction of θ / 2 + 180 ° from the optical axis. It is set as a region that is not configured as a reflective Fresnel lens,
That at least a part of the region not configured as the reflection type Fresnel lens is configured as a normal Fresnel lens that emits light from the predetermined point forward as light parallel to the optical axis. It is a feature.
上記「発光素子」とは、略点状に面発光する素子状の光源を意味するものであって、その種類は特に限定されるものではなく、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等が採用可能である。また、この発光素子の発光面の形状や大きさについても、特に限定されるものではない。 The above-mentioned “light emitting element” means an element-like light source that emits light in a substantially dot-like manner, and the type of the light source is not particularly limited. For example, a light emitting diode or a laser diode can be adopted. is there. Further, the shape and size of the light emitting surface of the light emitting element are not particularly limited.
上記「発光素子」は、該発光素子の発光中心を光軸から側方へずらすようにして配置されているが、その際、光軸に対して左右いずれの方向にずらすようにして配置されていてもよく、また、そのずらし量の具体的な値についても特に限定されるものではない。 The “light emitting element” is arranged so that the light emission center of the light emitting element is shifted laterally from the optical axis, and at that time, the light emitting element is arranged so as to be shifted in either the left or right direction with respect to the optical axis. The specific value of the shift amount is not particularly limited.
上記「通常のフレネルレンズ」とは、光源からの光を屈折作用のみにより偏向出射させるように構成されたフレネルレンズを意味するものである。 The “ordinary Fresnel lens” means a Fresnel lens configured to deflect and emit light from a light source only by refraction.
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用照明灯具は、灯具前後方向に延びる光軸の近傍に配置された発光素子からの光を、その前方側に配置されたレンズにより、前方へ向けて偏向出射させるように構成されているが、そのレンズがフレネルレンズとして構成されているので、灯具の前後長を短くしてこれをコンパクトに構成することができる。 As shown in the above configuration, the vehicular illumination lamp according to the present invention directs light from a light emitting element disposed in the vicinity of the optical axis extending in the front-rear direction of the lamp to the front by a lens disposed on the front side thereof. However, since the lens is configured as a Fresnel lens, the front and rear length of the lamp can be shortened to make it compact.
そして、このフレネルレンズは、上記所定点からの光を、その各輪帯状プリズムの内周面において光軸から離れる方向へ屈折させる態様で該輪帯状プリズムに入射させた後、この入射光を該輪帯状プリズムの外周面において前方へ向けて全反射させる反射型フレネルレンズとして構成されているので、仮に、発光素子の発光中心が光軸上に位置しており、かつ、反射型フレネルレンズが全周にわたって形成されていたとすると、その光学的作用により、発光素子の発光面の像が、灯具前方に配置された仮想鉛直スクリーン上において、該仮想鉛直スクリーンと光軸との交点を中心にして全周にわたって形成されることとなる。 The Fresnel lens makes light incident from the predetermined point incident on the annular prism in a manner that refracts light in a direction away from the optical axis on the inner peripheral surface of each annular prism. Since it is configured as a reflection type Fresnel lens that totally reflects forward on the outer peripheral surface of the ring-shaped prism, the light emission center of the light emitting element is located on the optical axis, and the reflection type Fresnel lens is entirely If it is formed over the circumference, the image of the light-emitting surface of the light-emitting element is entirely formed around the intersection of the virtual vertical screen and the optical axis on the virtual vertical screen arranged in front of the lamp due to its optical action. It is formed over the circumference.
その点、本願発明に係る車両用照明灯具においては、発光素子が、その発光中心を光軸から側方へずらすようにして配置されており、かつ、灯具正面視において、発光素子の発光中心と光軸とを結ぶ直線が光軸から鉛直下方へ延びる直線となす角度をθとしたときに、上記レンズにおける、光軸からθ/2の方向に延びる直線を基準にして中心角60〜105°の角度範囲領域および光軸からθ/2+180°の方向に延びる直線を基準にして中心角60〜105°の角度範囲領域が、反射型フレネルレンズとして構成されていない領域として設定されているので、仮想鉛直スクリーン上において、上記交点を略中心にして180°に近い中心角で、下端縁が略水平方向に延びる略扇形の配光パターンが形成されるようにすることができる。したがって、この配光パターンを、車両前方路面を必要以上に明るく照射してしまうことなく遠方を明るく照射する配光パターンとすることができる。 In that respect, in the vehicular illumination lamp according to the present invention, the light emitting element is disposed so that the light emission center is shifted laterally from the optical axis, and the light emission center of the light emitting element is viewed from the front of the lamp. When the angle between the straight line connecting the optical axis and the straight line extending vertically downward from the optical axis is θ, the central angle of the lens is 60 to 105 ° with reference to the straight line extending in the direction of θ / 2 from the optical axis. Since the angle range region having a central angle of 60 to 105 ° with respect to a straight line extending in the direction of θ / 2 + 180 ° from the optical axis is set as a region that is not configured as a reflection type Fresnel lens, On the virtual vertical screen, it is possible to form a substantially fan-shaped light distribution pattern in which the lower end edge extends in a substantially horizontal direction at a central angle close to 180 ° with the intersection point as a center. Therefore, this light distribution pattern can be a light distribution pattern that irradiates far away without irradiating the road surface ahead of the vehicle more than necessary.
その際、反射型フレネルレンズの光学的作用として、上記角度θの値を如何なる値に設定した場合においても、反射型フレネルレンズとして構成されていない領域を、θ/2の方向に延びる直線およびθ/2+180°の方向に延びる直線の各々を基準にして中心角60〜105°の角度範囲領域に設定することにより、180°に近い中心角で、下端縁が略水平方向に延びる略扇形の配光パターンが形成されるようにすることができる。 At this time, as an optical action of the reflection type Fresnel lens, a region not configured as the reflection type Fresnel lens is defined as a straight line extending in the direction of θ / 2 and θ, regardless of the value of the angle θ. By setting each of the straight lines extending in the direction of / 2 + 180 ° as an angle range region having a central angle of 60 to 105 °, a substantially fan-shaped arrangement in which the lower end edge extends in a substantially horizontal direction at a central angle close to 180 °. An optical pattern can be formed.
また、その際、上記2つの角度範囲領域の各々における上記中心角が60°に近づくと、略扇形の配光パターンの中心角は180°よりも大きくなり、その下端縁は左右両側へ向けて下向きに傾斜したものとなり、一方、上記中心角が105°に近づくと、略扇形の配光パターンの中心角は180°よりもやや小さくなり、その下端縁は左右両側へ向けてやや上向きに傾斜したものとなる。 At that time, when the central angle in each of the two angular range regions approaches 60 °, the central angle of the substantially fan-shaped light distribution pattern becomes larger than 180 °, and the lower end edge thereof faces both the left and right sides. On the other hand, when the central angle approaches 105 °, the central angle of the substantially fan-shaped light distribution pattern becomes slightly smaller than 180 °, and the lower edge thereof is inclined slightly upward toward the left and right sides. Will be.
さらに、本願発明に係る車両用照明灯具においては、この反射型フレネルレンズとして構成されていない領域の少なくとも一部が、上記所定点からの光を光軸と平行な光として前方へ向けて出射させる通常のフレネルレンズとして構成されているので、仮想鉛直スクリーン上において略扇形の配光パターンの中心からやや側方にずれた位置にスポット状の配光パターンが形成されるようにすることができる。 Furthermore, in the vehicular illumination lamp according to the present invention, at least a part of the region not configured as the reflective Fresnel lens emits light from the predetermined point forward as light parallel to the optical axis. Since it is configured as a normal Fresnel lens, a spot-like light distribution pattern can be formed on the virtual vertical screen at a position slightly shifted from the center of the substantially fan-shaped light distribution pattern.
そして、これら略扇形の配光パターンとスポット状の配光パターンとの合成により、ハイビーム用配光パターンの中心部の構成に適した配光パターンを得ることができる。 A light distribution pattern suitable for the configuration of the central portion of the high beam light distribution pattern can be obtained by combining the substantially fan-shaped light distribution pattern and the spot-shaped light distribution pattern.
このように本願発明によれば、発光素子を光源とする車両用照明灯具において、これをコンパクトな構成とした上で、ハイビーム用配光パターンの中心部の構成に適した配光パターンを形成することができる。 As described above, according to the present invention, in the vehicular illumination lamp using the light emitting element as a light source, the light distribution pattern suitable for the configuration of the central portion of the high beam light distribution pattern is formed after the compact configuration. be able to.
本願発明に係る車両用照明灯具において、その発光素子の発光中心の光軸からのずらし量を小さい値に設定すれば、略扇形の配光パターンの中心部を明るくすることができる。一方、上記ずらし量を大きい値に設定すれば、略扇形の配光パターンの中心部に略扇形の暗部を形成することができる。そして、このように暗部を形成するようにした場合には、前走車のドライバにグレアを与えてしまうことなく、その周囲を明るく照射することが可能となる。 In the vehicular illumination lamp according to the present invention, if the shift amount of the light emission center of the light emitting element from the optical axis is set to a small value, the central portion of the substantially fan-shaped light distribution pattern can be brightened. On the other hand, if the shift amount is set to a large value, a substantially fan-shaped dark portion can be formed at the center of the substantially fan-shaped light distribution pattern. When the dark portion is formed in this way, the surrounding area can be illuminated brightly without giving glare to the driver of the preceding vehicle.
その際、スポット状の配光パターンは、発光素子の発光中心の光軸からのずらし量に応じて、略扇形の配光パターンの中心から側方への変位量も変化する。そして、略扇形の配光パターンの中心部に略扇形の暗部が形成されたときには、この暗部の側方に隣接した位置にスポット状の配光パターン形成されることとなるので、この暗部の側方を特に明るく照射することができる。 At that time, the amount of displacement of the spot-shaped light distribution pattern from the center of the substantially fan-shaped light distribution pattern to the side also changes in accordance with the shift amount of the light emission center of the light emitting element from the optical axis. When a substantially fan-shaped dark part is formed at the center of the substantially fan-shaped light distribution pattern, a spot-like light distribution pattern is formed at a position adjacent to the side of the dark part. Can be illuminated particularly brightly.
上記構成において、発光素子の発光中心から光軸までの距離を変更し得る構成とすれば、走行状況に応じて略扇形の配光パターンの中心部を明るくしたり、略扇形の配光パターンの中心部に略扇形の暗部を形成したりすることができる。 In the above configuration, if the distance from the light emission center of the light emitting element to the optical axis can be changed, the central portion of the substantially fan-shaped light distribution pattern can be brightened according to the traveling situation, or the substantially fan-shaped light distribution pattern can be changed. A substantially fan-shaped dark part can be formed in the center part.
この場合において、発光素子の発光中心から光軸までの距離を変更し得るようにするための具体的な構成としては、発光素子の発光面の面積を変化させることにより上記距離を変更する構成としてもよいし、発光素子の発光面を光軸に関して径方向に移動させることにより上記距離を変更する構成としてもよい。 In this case, as a specific configuration for enabling the distance from the light emission center of the light emitting element to the optical axis to be changed, the distance is changed by changing the area of the light emitting surface of the light emitting element. Alternatively, the distance may be changed by moving the light emitting surface of the light emitting element in the radial direction with respect to the optical axis.
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具10を示す正面図である。また、図2は、図1のII−II線断面図である。
FIG. 1 is a front view showing a
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用照明灯具10は、灯具前後方向に延びる光軸Axの左側方近傍(灯具正面視においては右側方近傍)において前向きに配置された発光素子12と、この発光素子12の前方側に配置され、該発光素子12からの光を前方へ向けて偏向出射させるレンズ14と、これら発光素子12およびレンズ14を支持する金属製のホルダ16とからなっている。
As shown in these drawings, the
この車両用照明灯具10は、図示しないヘッドランプユニットと共に、図示しないランプボディ等に対して光軸調整可能に組み込まれた状態で用いられるようになっており、その光軸調整が完了した状態では、その光軸Axが車両前後方向に延びるようになっている。そして、この車両用照明灯具10は、上記ヘッドランプユニットがハイビームの状態にあるときに点灯して、ハイビーム用配光パターンの中心部を構成する配光パターンを形成するようになっている。
The
この車両用照明灯具10のレンズ14は、無色透明のアクリル樹脂で構成されたφ80mm程度の外径寸法を有する円板状部材であって、光軸Axの左上および右下(灯具正面視においては右上および左下)に位置する1対の扇形領域14A1、14A2が、反射型フレネルレンズ(これについては後述する)として構成されており、それ以外の1対の扇形領域14B1、14B2が、通常のフレネルレンズ(すなわち、いわゆる屈折型フレネルレンズ)として構成されている。
The
すなわち、このレンズ14の前方側表面14aは、1対の扇形領域14A1、14A2に位置する部分が、光軸Axと直交する平面で構成されており、一方、1対の扇形領域14B1、14B2に位置する部分には、光軸Axを含む平面に沿った断面形状が鋸歯状に設定された状態で光軸Axを中心にして同心円状に延びる複数の輪帯状プリズム14pBが形成されている。
In other words, the
また、このレンズ14の後方側表面14bは、1対の扇形領域14B1、14B2に位置する部分が、光軸Axと直交する平面で構成されており、一方、1対の扇形領域14A1、14A2に位置する部分には、光軸Axを含む平面に沿った断面形状が鋸歯状に設定された状態で光軸Axを中心にして同心円状に延びる複数の輪帯状プリズム14pAが形成されている。
Further, the
そして、このレンズ14は、該レンズ14よりも後方側(具体的にはレンズ14の後方側表面14bから後方30mm程度)に位置する光軸Ax上の所定点Aからの光を、反射型フレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14A1、14A2において、光軸Axと平行な光として前方へ向けて出射させるとともに、通常のフレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14B1、14B2においても、光軸Axと平行な光として前方へ向けて出射させるように構成されている。
This
図3は、図1の要部詳細図である。 FIG. 3 is a detailed view of a main part of FIG.
同図にも示すように、この車両用照明灯具10の発光素子12は、白色発光ダイオードであって、横長矩形状の発光面12aを有している。この発光面12aは、基板12b上に直列で配置された4つの発光チップ12a1、12a2、12a3、12a4により構成されている。その際、これら各発光チップ12a1、12a2、12a3、12a4は、矩形状(具体的には1mm四方の正方形)の発光面を有しており、互いに略密着した状態で配置されており、その表面が薄膜により封止されている。
As shown in the figure, the light-emitting
この発光素子12は、その4つの発光チップ12a1、12a2、12a3、12a4のうち、右端に位置する発光チップ12a1の右端縁における上下方向の中点を、光軸Ax上の所定点Aに位置させるようにして配置されており、その発光中心(すなわち、右端から2番目の発光チップ12a2と3番目の発光チップ12a3との間における上下方向の中点)Oは、光軸Axの真横に位置している。
The
この発光素子12は、ホルダ16に形成された水平方向に延びる溝部16aに嵌め込まれた状態で、ホルダ16に対して水平方向に移動可能に配置されている。そして、この発光素子12は、図示しないアクチュエータ(例えばステッピングモータ等)の駆動によって図示の位置と、この位置から左方へ移動した位置とを採り得るように構成されている。すなわち、この発光素子12は、その発光中心Oから光軸Axまでの水平距離を変更し得るように構成されている。
The
図1に示すように、1対の扇形領域14B1、14B2のうち、光軸Axの左下に位置する扇形領域14B1は、灯具正面視において、発光素子12の発光中心Oと光軸Axとを結ぶ直線(すなわち光軸Axから左方向へ水平に延びる直線)が光軸Axから鉛直下方へ延びる直線となす角度をθ(すなわちθ=90°)としたときに、レンズ14における、光軸Axからθ/2の方向(すなわち光軸Axから左斜め下方45°の方向)に延びる直線L1を基準にして中心角αの角度範囲領域として設定されており、一方、光軸Axの右上に位置する扇形領域14B2は、灯具正面視において、光軸Axからθ/2+180°の方向(すなわち光軸Axから右斜め上方45°の方向)へ延びる直線L2を基準にして中心角βの角度範囲領域として設定されている。本実施形態においては、中心角α=80°、中心角β=80°に設定されている。
As shown in FIG. 1, among the pair of sector regions 14B1 and 14B2, the sector region 14B1 located at the lower left of the optical axis Ax connects the light emission center O of the
図4は、図2の部分詳細図であって、同図(a)は図2のIVa部詳細図、同図(b)は図2のIVb部詳細図である。 4 is a partial detailed view of FIG. 2, in which FIG. 4 (a) is a detailed view of the IVa portion of FIG. 2, and FIG. 4 (b) is a detailed view of the IVb portion of FIG.
同図にも示すように、反射型フレネルレンズとして構成された左上の扇形領域14A1は、所定点Aからの光を、各輪帯状プリズム14pAの内周面14pA1において光軸Axから離れる方向へ屈折させる態様で該輪帯状プリズム14pAに入射させた後、この入射光を該輪帯状プリズム14pAの外周面14pA2において前方へ向けて全反射させるように構成されている。 As shown in the figure, the upper left fan-shaped region 14A1 configured as a reflective Fresnel lens refracts light from a predetermined point A in a direction away from the optical axis Ax on the inner peripheral surface 14pA1 of each annular prism 14pA. After being incident on the annular zone prism 14pA in this manner, the incident light is totally reflected forward on the outer peripheral surface 14pA2 of the annular zone prism 14pA.
その際、発光素子12の発光面12aから出射して、扇形領域14A1における任意の輪帯状プリズム14pAに入射した光は、その内周面14pA1で屈折してから、その外周面14pA2で全反射した後、同一点に入射した所定点Aからの光よりも上側に位置する発光領域からの光(図4において斜め右上方向に延びる斜線で示す領域内の光)は、所定点Aからの光よりも上向きの光となって、レンズ14の前方側表面14aから前方へ出射し、一方、所定点Aからの光よりも下側に位置する発光領域からの光(図4において斜め左上方向に延びる斜線で示す領域内の光)は、所定点Aからの光よりも下向きの光となって、レンズ14の前方側表面14aから前方へ出射するようになっている。
At that time, the light emitted from the
このことは、他の輪帯状プリズム14pAに入射した光についても同様である。また、右下の扇形領域14A2も、左上の扇形領域14A1と全く同様の構成を有している。 The same applies to the light incident on the other annular prism 14pA. The lower right sector area 14A2 has the same configuration as the upper left sector area 14A1.
図5は、本実施形態に係る車両用照明灯具10からの照射光により、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配光パターンを、発光素子12の発光面12aの配置と対応させて、透視的に示す図である。
FIG. 5 shows a light distribution pattern formed on a virtual vertical screen arranged at a position 25 m ahead of the lamp by the irradiation light from the
同図(d)に示す配光パターンPA1は、発光素子12の発光面12aが、同図(a)に示す位置にあるときに形成される配光パターンであり、同図(e)に示す配光パターンPA2は、発光素子12の発光面12aが、同図(b)に示す位置にあるときに形成される配光パターンであり、同図(f)に示す配光パターンPA3は、発光素子12の発光面12aが、同図(c)に示す位置にあるときに形成される配光パターンである。
A light distribution pattern PA1 shown in FIG. 4D is a light distribution pattern formed when the
同図(a)〜(c)は、発光素子12の発光面12aを示す正面図であって、同図(a)は、発光面12aの右端縁が光軸Ax上に位置している状態を示し、同図(b)は、発光素子12が左方へ移動して、その発光面12aの右端縁が光軸Axの左方1mmの位置にある状態を示し、同図(c)は、発光素子12がさらに左方へ移動して、その発光面12aの右端縁が光軸Axの左方2mmの位置にある状態を示している。その際、発光素子12の発光中心Oは、同図(a)に示す状態では、光軸Axの左側方2mmの位置にあり、同図(b)に示す状態では、光軸Axの左側方3mmの位置にあり、同図(c)に示す状態では、光軸Axの左側方4mmの位置にある。
FIGS. 4A to 4C are front views showing the
同図(d)に示す配光パターンPA1は、配光パターンPA1Aと配光パターンPA1Bとの合成配光パターンとして形成されている。その際、配光パターンPA1Aは、反射型フレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14A1、14A2を介して前方に照射された発光素子12からの光により形成される配光パターンであり、一方、配光パターンPA1Bは、通常のフレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14B1、14B2を介して前方に照射された発光素子12からの光により形成される配光パターンである。
The light distribution pattern PA1 shown in FIG. 4D is formed as a combined light distribution pattern of the light distribution pattern PA1A and the light distribution pattern PA1B. At that time, the light distribution pattern PA1A is a light distribution pattern formed by light from the
配光パターンPA1Aは、灯具正面方向の消点である(上記仮想鉛直スクリーンと光軸Axとの交点でもある)H−Vを略中心にして180°よりもやや大きい中心角で、下端縁が略水平方向に延びる略扇形の配光パターンとして形成されている。 The light distribution pattern PA1A is a vanishing point in the front direction of the lamp (which is also an intersection of the virtual vertical screen and the optical axis Ax) with a center angle slightly larger than 180 ° about the center HV, and a lower end edge. It is formed as a substantially fan-shaped light distribution pattern extending in a substantially horizontal direction.
すなわち、この配光パターンPA1Aは、その下端縁が、H−Vを通る水平線であるH−H線よりもやや下方において、H−Vを通る鉛直線であるV−V線の位置から左右両側へ向けてやや下向きで略水平方向に延びており、それ以外の部分が、H−Vのやや右側方に位置する点を中心とする略円形の外周縁形状を有している。そして、この配光パターンPA1Aは、H−Vの左側方近傍に位置する点を中心としてH−Vを含むように形成されたホットゾーン(すなわち高光度領域)HZ1Aを有している。 That is, the light distribution pattern PA1A has its lower end edge slightly lower than the HH line that is a horizontal line passing through HV, on the left and right sides from the position of the VV line that is a vertical line passing through HV. The other part has a substantially circular outer peripheral shape centered on a point located slightly on the right side of the HV. The light distribution pattern PA1A has a hot zone (that is, a high luminous intensity region) HZ1A formed so as to include HV around a point located near the left side of HV.
なお、この配光パターンPA1Aにおいて、その輪郭を示す曲線と略同心状に形成された複数の曲線は等光度曲線であって、配光パターンPA1Aがその外周縁から中心へ向けて徐々に明るくなることを示している。この点、以下に説明する他の各配光パターンについても同様である。 In this light distribution pattern PA1A, a plurality of curves formed substantially concentrically with the contour curve are isoluminous curves, and the light distribution pattern PA1A gradually becomes brighter from the outer peripheral edge toward the center. It is shown that. The same applies to the other light distribution patterns described below.
一方、配光パターンPA1Bは、H−V近傍から右方向へ拡がる横長略矩形状の配光パターンとして形成されている。この配光パターンPA1Bは、H−Vの右側方近傍に位置する点を中心としてH−Vを含むように形成されたホットゾーンHZ1Bを有している。 On the other hand, the light distribution pattern PA1B is formed as a horizontally elongated light distribution pattern extending rightward from the vicinity of HV. This light distribution pattern PA1B has a hot zone HZ1B formed so as to include HV around a point located near the right side of HV.
同図(e)に示す配光パターンPA2は、配光パターンPA2Aと配光パターンPA2Bとの合成配光パターンとして形成されている。その際、配光パターンPA2Aは、反射型フレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14A1、14A2を介して前方に照射された発光素子12からの光により形成される配光パターンであり、一方、配光パターンPA2Bは、通常のフレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14B1、14B2を介して前方に照射された発光素子12からの光により形成される配光パターンである。
The light distribution pattern PA2 shown in FIG. 5E is formed as a combined light distribution pattern of the light distribution pattern PA2A and the light distribution pattern PA2B. At that time, the light distribution pattern PA2A is a light distribution pattern formed by light from the
配光パターンPA2Aは、配光パターンPA1Aと略同じ位置に、該配光パターンPA1Aよりもひと回り大きい略扇形の配光パターンとして形成されている。その際、この配光パターンPA2Aは、配光パターンPA1Aと同様、その下端縁が、H−H線よりもやや下方においてV−V線の近傍から左右両側へ向けてやや下向きで略水平方向に延びているが、その左右方向の中央部には、略扇形の暗部DZ2がH−Vを囲むようにして形成されている。そして、この配光パターンPA2AのホットゾーンHZ2Aは、暗部DZ2を囲むようにしてその周縁部に形成されている。 The light distribution pattern PA2A is formed as a substantially fan-shaped light distribution pattern that is slightly larger than the light distribution pattern PA1A at substantially the same position as the light distribution pattern PA1A. At this time, the light distribution pattern PA2A is similar to the light distribution pattern PA1A in that its lower edge is slightly downward from the vicinity of the V-V line toward the left and right sides slightly below the H-H line and substantially horizontally. Although extending, a substantially fan-shaped dark portion DZ2 is formed at the central portion in the left-right direction so as to surround HV. The hot zone HZ2A of the light distribution pattern PA2A is formed at the peripheral edge so as to surround the dark part DZ2.
一方、配光パターンPA2Bは、配光パターンPA1Bに対してやや右方向へ変位した位置において、該配光パターンPA1Bと略同じ形状で形成されている。その際、この配光パターンPA2Bは、その左端縁の位置が、配光パターンPA2Aの暗部DZ2の右端縁の位置と略一致している。そして、この配光パターンPA2BのホットゾーンHZ2Bは、暗部DZ2の右側方近傍に位置している。 On the other hand, the light distribution pattern PA2B is formed in substantially the same shape as the light distribution pattern PA1B at a position slightly displaced in the right direction with respect to the light distribution pattern PA1B. At this time, the position of the left edge of the light distribution pattern PA2B substantially coincides with the position of the right edge of the dark portion DZ2 of the light distribution pattern PA2A. The hot zone HZ2B of the light distribution pattern PA2B is located near the right side of the dark portion DZ2.
同図(f)に示す配光パターンPA3は、配光パターンPA3Aと配光パターンPA3Bとの合成配光パターンとして形成されている。その際、配光パターンPA3Aは、反射型フレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14A1、14A2を介して前方に照射された発光素子12からの光により形成される配光パターンであり、一方、配光パターンPA3Bは、通常のフレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14B1、14B2を介して前方に照射された発光素子12からの光により形成される配光パターンである。
The light distribution pattern PA3 shown in FIG. 5F is formed as a combined light distribution pattern of the light distribution pattern PA3A and the light distribution pattern PA3B. At that time, the light distribution pattern PA3A is a light distribution pattern formed by light from the
配光パターンPA3Aは、配光パターンPA2Aと略同じ位置に、該配光パターンPA2Aよりもさらにひと回り大きい略扇形の配光パターンとして形成されている。その際、この配光パターンPA3Aは、配光パターンPA2Aと同様、その下端縁が、H−H線よりもやや下方においてV−V線の近傍から左右両側へ向けてやや下向きで略水平方向に延びており、その左右方向の中央部に、略扇形の暗部DZ3がH−Vを囲むようにして形成されている。ただし、この暗部DZ3は、配光パターンPA2Aの暗部DZ2よりも大きい暗部として形成されている。そして、この配光パターンPA3AのホットゾーンHZ3Aは、暗部DZ3をやや左寄りに囲むようにして略円弧状に形成されている。 The light distribution pattern PA3A is formed as a substantially fan-shaped light distribution pattern that is slightly larger than the light distribution pattern PA2A at substantially the same position as the light distribution pattern PA2A. At this time, this light distribution pattern PA3A has a lower end edge slightly downward from the vicinity of the V-V line toward the left and right sides in a substantially horizontal direction slightly below the H-H line, like the light distribution pattern PA2A. A substantially fan-shaped dark portion DZ3 is formed at the central portion in the left-right direction so as to surround HV. However, the dark portion DZ3 is formed as a dark portion larger than the dark portion DZ2 of the light distribution pattern PA2A. The hot zone HZ3A of the light distribution pattern PA3A is formed in a substantially arc shape so as to surround the dark part DZ3 slightly to the left.
一方、配光パターンPA3Bは、配光パターンPA2Bに対してやや右方向へ変位した位置において、該配光パターンPA2Bと略同じ形状で形成されている。その際、この配光パターンPA3Bは、その左端縁の位置が、配光パターンPA3Aの暗部DZ3の右端縁の位置と略一致している。そして、この配光パターンPA3BのホットゾーンHZ3Bは、暗部DZ3の右側方近傍に位置している。 On the other hand, the light distribution pattern PA3B is formed in substantially the same shape as the light distribution pattern PA2B at a position slightly displaced in the right direction with respect to the light distribution pattern PA2B. At this time, the position of the left edge of the light distribution pattern PA3B substantially coincides with the position of the right edge of the dark portion DZ3 of the light distribution pattern PA3A. The hot zone HZ3B of the light distribution pattern PA3B is located near the right side of the dark portion DZ3.
同図(e)、(f)に示す車両2は、車両前方路面において自車と同一走行レーンを走行している前走車である。
A
車両前方路面に前走車2が存在しないときには、同図(d)に示す配光パターンPA1を採用することにより、車両前方路面の遠方領域をその上方空間と共に明るく照射することができる。
When the preceding
一方、前走車2が車両前方路面の遠方領域に位置しているときには、同図(e)に示すPA2を採用することにより、その略扇形の暗部DZ2に前走車2を位置させることができ、これにより前走車2のドライバにグレアを与えてしまうことなく、その周囲を明るく照射することができる。
On the other hand, when the preceding
また、前走車2が車両前方路面の比較的近距離領域に位置しているときには、同図(f)に示すPA3を採用することにより、その比較的大きい略扇形の暗部DZ3に前走車2を位置させることができ、これにより前走車2のドライバにグレアを与えてしまうことなく、その周囲を比較的広範囲にわたって明るく照射することができる。
Further, when the preceding
図6は、図5に示す3つの配光パターンPA1、PA2、PA3を、光線追跡のシミュレーションを行った結果として示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing the three light distribution patterns PA1, PA2, and PA3 shown in FIG. 5 as a result of a ray tracing simulation.
同図に示すように、これら3つの配光パターンPA1、PA2、PA3の各々は、2点鎖線で示すハイビーム用配光パターンPHの中心部を構成する配光パターンとして形成されるようになっている。 As shown in the figure, each of these three light distribution patterns PA1, PA2, and PA3 is formed as a light distribution pattern constituting the center of the high beam light distribution pattern PH indicated by a two-dot chain line. Yes.
図7は、本実施形態に係る車両用照明灯具10からの照射光により形成される配光パターンPA1Aの成り立ちを説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the formation of the light distribution pattern PA1A formed by the irradiation light from the
同図(a)は、反射型フレネルレンズ14oを光軸Axを中心にして12個のセクタS1〜S12に等分割した状態で、発光素子12の発光面12aと共に示す正面図である。その際、この反射型フレネルレンズ14oは、レンズ14における扇形領域14A1、14A2の各々に形成された複数の輪帯状プリズム14pAが、光軸Axを中心にして全周にわたって形成された構成となっている。
FIG. 4A is a front view showing the
同図(b)は、配光パターンPA1Aの元となる配光パターンPA1oを、反射型フレネルレンズ14oにおける12個のセクタS1〜S12の各々からの出射光により形成される12個の配光パターン要素P1〜P12と共に示す図であって、光線追跡のシミュレーションを行った結果として得られた図である。 FIG. 6B shows the 12 light distribution patterns formed by the light emitted from each of the 12 sectors S1 to S12 in the reflective Fresnel lens 14o, which is the original light distribution pattern PA1o of the light distribution pattern PA1A. It is a figure shown with the elements P1-P12, Comprising: It is the figure obtained as a result of having performed the simulation of ray tracing.
同図(b)に示すように、セクタS1〜S12の位置が変化するのに伴って、配光パターン要素P1〜P12は、その形状を変化させるとともに、その位置をH−Vを中心にして徐々に変化させながら、H−Vまわりに2回転するようにして形成される。その際、上側6個の配光パターン要素P1〜P6は、下側6個の配光パターン要素P12〜P7と上下対称の位置関係で形成される。 As shown in FIG. 5B, as the positions of the sectors S1 to S12 change, the light distribution pattern elements P1 to P12 change their shapes and their positions around HV. It is formed so as to rotate twice around HV while gradually changing. At that time, the upper six light distribution pattern elements P1 to P6 are formed in a vertically symmetrical positional relationship with the lower six light distribution pattern elements P12 to P7.
これら配光パターン要素P1〜P12は、いずれも略楔状に形成されるとともに、その尖端部がH−Vに掛かるように形成され、かつ、その尖端部が最も光度が高くなっている。 All of these light distribution pattern elements P1 to P12 are formed in a substantially wedge shape, and the tip portion thereof is formed so as to hang on HV, and the tip portion has the highest luminous intensity.
そして、これら配光パターン要素P1〜P12のうち、光軸Axの左上(灯具正面視では右上)に位置する3つのセクタS1、S2、S3からの出射光により形成される配光パターン要素P1、P2、P3および光軸Axの右下に位置する3つのセクタS7、S8、S9からの出射光により形成される配光パターン要素P7、P8、P9は、H−Vから上方側へ拡がるように形成される。一方、光軸Axの右上に位置する3つのセクタS4、S5、S6からの出射光により形成される配光パターン要素P4、P5、P6および光軸Axの左下に位置する3つのセクタS10、S11、S12からの出射光により形成される配光パターン要素P10、P11、P12は、H−Vから下方側へ拡がるように形成される。 Among these light distribution pattern elements P1 to P12, light distribution pattern elements P1 formed by light emitted from three sectors S1, S2, S3 located on the upper left of the optical axis Ax (upper right in the lamp front view), The light distribution pattern elements P7, P8, and P9 formed by the light emitted from the three sectors S7, S8, and S9 located at the lower right of P2 and P3 and the optical axis Ax extend from HV upward. It is formed. On the other hand, the light distribution pattern elements P4, P5, P6 formed by the light emitted from the three sectors S4, S5, S6 located on the upper right side of the optical axis Ax and the three sectors S10, S11 located on the lower left side of the optical axis Ax. The light distribution pattern elements P10, P11, and P12 formed by the light emitted from S12 are formed so as to expand downward from HV.
そして、これら12個の配光パターン要素P1〜P12を重畳させた配光パターンとして、配光パターンPA1oが形成される。この配光パターンPA1oは、H−Vのやや右側方に位置する点を中心とする略円形の配光パターンとして形成されるが、そのMAX光度位置はH−Vの左側方近傍に位置しており、このMAX光度位置と外形形状とを比例配分するような光度分布を有している。 A light distribution pattern PA1o is formed as a light distribution pattern in which these twelve light distribution pattern elements P1 to P12 are superimposed. This light distribution pattern PA1o is formed as a substantially circular light distribution pattern centered on a point located slightly to the right of HV, and its MAX luminous intensity position is located near the left side of HV. It has a luminous intensity distribution that proportionally distributes the MAX luminous intensity position and the outer shape.
本実施形態に係る車両用照明灯具10のレンズ14は、反射型フレネルレンズ14oに対して、光軸Axの右上に位置するセクタS5およびこれに隣接する2つのセクタS4、S6の大半ならびに光軸Axの左下に位置するセクタS11およびこれに隣接する2つのセクタS10、S12の大半が、反射型フレネルレンズとして構成されていない扇形領域14B2、14B1として設定されているので、配光パターン要素P5および配光パターン要素P4、P6の大半ならびに配光パターン要素P11および配光パターン要素P10、P12の大半は得られない。
The
すなわち、本実施形態に係る車両用照明灯具10からの照射光により形成される配光パターンPA1Aは、配光パターンPA1oに対して、配光パターン要素P5、P11および配光パターン要素P4、P6、P10、P12の大半が欠けたものとなり、これにより、図5(d)あるいは図6(d)に示すように、H−Vを略中心にして180°よりもやや大きい中心角で、下端縁が略水平方向に延びる略扇形の外形形状を有し、かつ、H−V近傍から周囲へ向けて徐々に暗くなる光度分布を有する配光パターンとなる。その際,配光パターンPA1oの外形形状およびMAX光度位置の左右方向の偏りが、そのまま配光パターンPA1Aにも反映されている。
That is, the light distribution pattern PA1A formed by the irradiation light from the
この配光パターンPA1Aは、発光面12aの右端縁が光軸Ax上に位置している状態で形成されるが、発光面12aの右端縁が光軸Axから左方向に離れると、これを構成する配光パターン要素P1、P2、P3、P7、P8、P9および配光パターン要素P4、P6、P10、P12の一部は、H−Vから遠ざかる方向へ変位し、その尖端部がH−Vから離れるので、配光パターンPA2Aのように、配光パターンPA1Aよりもひと回り大きい略扇形の配光パターンとして形成され、H−Vを囲む略扇形の暗部DZ2を有するものとなる。
The light distribution pattern PA1A is formed in a state where the right edge of the
そして、発光面12aの右端縁が光軸Axからさらに左方向に離れると、これを構成する配光パターン要素P1、P2、P3、P7、P8、P9および配光パターン要素P4、P6、P10、P12の一部は、H−Vからさらに遠ざかる方向へ変位し、その尖端部もH−Vからさらに離れるので、配光パターンPA3Aのように、配光パターンPA2Aよりもさらにひと回り大きい略扇形の配光パターンとして形成され、H−Vを囲む略扇形の暗部DZ3が暗部DZ2よりも大きなものとして形成される。
When the right end edge of the
一方、配光パターンPA1Bは、通常のフレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14B1、14B2からの出射光により形成されるので、横長矩形状の発光面12aを反転投影させた横長略矩形状の配光パターンとなる。
On the other hand, the light distribution pattern PA1B is formed by the light emitted from the pair of fan-shaped regions 14B1 and 14B2 configured as a normal Fresnel lens. Therefore, the light distribution pattern PA1B is a horizontally elongated substantially rectangular shape in which the horizontally elongated
そして、発光面12aを左方向に移動させたときに形成される配光パターンPA2Bは、配光パターンPA1Bと略同一形状で、この配光パターンPA1Bを発光面12aの移動分だけ右方向へ変位させた配光パターンとなり、発光面12aをさらに左方向に移動させたときに形成される配光パターンPA3Bは、配光パターンPA2Bと略同一形状で、この配光パターンPA2Bをさらに発光面12aの移動分だけ右方向へ変位させた配光パターンとなる。
The light distribution pattern PA2B formed when the
このとき、発光面12aの移動による配光パターンPA2B、PA3Bの変位量は、発光面12aの移動により形成される配光パターンPA2A、PA3Aの暗部DZ2、DZ3の半径の変化量と、各々略等しい値となる。
At this time, the amount of displacement of the light distribution patterns PA2B and PA3B due to the movement of the
以上詳述したように、本実施形態に係る車両用照明灯具10は、灯具前後方向に延びる光軸Axの近傍に配置された発光素子12からの光を、その前方側に配置されたレンズ14により、前方へ向けて偏向出射させる構成となっているが、そのレンズ14における光軸Axの左上および右下に位置する1対の扇形領域14A1、14A2が、反射型フレネルレンズとして構成されており、それ以外の1対の扇形領域14B1、14B2が、通常のフレネルレンズとして構成されているので、灯具の前後長を短くしてこれをコンパクトに構成することができる。
As described above in detail, the
しかも、これら反射型フレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14A1、14A2は、その後方側に位置する光軸Ax上の所定点Aからの光を、その各輪帯状プリズム14pAの内周面14pA1において光軸Axから離れる方向へ屈折させる態様で該輪帯状プリズム14pAに入射させた後、この入射光を該輪帯状プリズム14pAの外周面14pA2において前方へ向けて全反射させる構成となっているので、仮に、発光素子12の発光中心Oが光軸Ax上に位置しており、かつ、反射型フレネルレンズが全周にわたって形成されていたとすると、その光学的作用により、発光素子12の発光面12aの像が、灯具前方に配置された仮想鉛直スクリーン上において、H−Vを中心にして全周にわたって形成されることとなる。
In addition, the pair of fan-shaped regions 14A1 and 14A2 configured as the reflection type Fresnel lenses transmit light from a predetermined point A on the optical axis Ax located on the rear side thereof to the inner peripheral surface of each annular prism 14pA. After being incident on the annular prism 14pA in a manner that refracts away from the optical axis Ax at 14pA1, the incident light is totally reflected forward on the outer peripheral surface 14pA2 of the annular prism 14pA. Therefore, if the light emission center O of the
その点、本実施形態に係る車両用照明灯具10においては、発光素子12が、その発光中心Oを光軸Axから左側方へずらすようにして配置されており、かつ、灯具正面視において、発光素子12の発光中心Oと光軸Axとを結ぶ直線が光軸Axから鉛直下方へ延びる直線となす角度をθ(すなわちθ=90°)としたときに、レンズ14における、光軸Axからθ/2の方向(すなわち光軸Axから左斜め下方45°の方向)に延びる直線L1を基準にして中心角α(=80°)の角度範囲領域(すなわち扇形領域14B1)および光軸からθ/2+180°の方向(すなわち光軸Axから右斜め上方45°の方向)に延びる直線L2を基準にして中心角β(=80°)の角度範囲領域(すなわち扇形領域14B2)が、通常のフレネルレンズとして構成されている(すなわち反射型フレネルレンズとして構成されていない領域として設定されている)ので、反射型フレネルレンズとして構成された扇形領域14A1、14A2からの出射光により、仮想鉛直スクリーン上において、H−V点を略中心にして180°よりもやや大きい中心角で、下端縁が略水平方向に延びる略扇形の配光パターンPA1A(または配光パターンPA2A、PA3A)が形成されるようにすることができる。したがって、この配光パターンPA1A(または配光パターンPA2A、PA3A)を、車両前方路面を必要以上に明るく照射してしまうことなく遠方を明るく照射する配光パターンとすることができる。
In that respect, in the
また、本実施形態に係る車両用照明灯具10においては、反射型フレネルレンズとして構成されていない1対の扇形領域14B1、14B2が、通常のフレネルレンズとして構成されているので、これら1対の扇形領域14B1、14B2からの出射光により、発光中心Oを光軸Axから左側方へずらすようにして配置された発光素子12の発光面12aの反転像として、仮想鉛直スクリーン上において、略扇形の配光パターンの中心からやや右側方にずれた位置にスポット状の配光パターン配光パターンPA1B(または配光パターンPA2B、PA2B)が形成されるようにすることができる。
In the
そして、これら略扇形の配光パターン配光パターンPA1A(または配光パターンPA2A、PA3A)とスポット状の配光パターンPA1B(または配光パターンPA2B、PA3B)との合成により、ハイビーム用配光パターンPHの中心部の構成に適した配光パターンPA1(または配光パターンPA2、PA3)を得ることができる。 Then, by combining the substantially fan-shaped light distribution pattern light distribution pattern PA1A (or light distribution pattern PA2A, PA3A) and the spot-shaped light distribution pattern PA1B (or light distribution pattern PA2B, PA3B), the high-beam light distribution pattern PH. It is possible to obtain a light distribution pattern PA1 (or light distribution pattern PA2, PA3) suitable for the configuration of the central portion of the light source.
このように本実施形態によれば、発光素子12を光源とする車両用照明灯具10において、これをコンパクトな構成とした上で、ハイビーム用配光パターンPHの中心部の構成に適した配光パターンPA1(または配光パターンPA2、PA3)を形成することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the
本実施形態に係る車両用照明灯具10において、その発光素子12の発光中心Oの光軸Axから左側方へのずらし量を小さい値に設定すれば、略扇形の配光パターンPA1Aの中心部を明るくすることができ、一方、上記ずらし量を大きい値に設定すれば、略扇形の配光パターンPA2Aの中心部に略扇形の暗部DZ2を形成するとともに、この暗部DZ2の周縁部を明るくすることができ、また、上記ずらし量をさらに大きい値に設定すれば、略扇形の配光パターンPA3Aの中心部に略扇形の暗部DZ3を形成するとともに、この暗部DZ3の周縁部を明るくすることができる。
In the
その際、スポット状の配光パターンPA1B(または配光パターンPA2B、PA3B)は、発光素子の発光中心の光軸からのずらし量に応じて、略扇形の配光パターンPA1A(または配光パターンPA2A、PA3A)の中心から側方への変位量も変化する。そして、略扇形の配光パターAンPA2A、PA3Aの中心部に略扇形の暗部DZ2、DZ3が形成されたときには、この暗部DZ2、DZ3の側方に隣接した位置にスポット状の配光パターンPA2B、PA3Bが形成されることとなるので、この暗部DZ2、DZ3の側方を特に明るく照射することができる。 At this time, the spot-shaped light distribution pattern PA1B (or light distribution pattern PA2B, PA3B) is substantially fan-shaped light distribution pattern PA1A (or light distribution pattern PA2A) according to the shift amount from the optical axis of the light emission center of the light emitting element. , PA3A), the amount of displacement from the center to the side also changes. When the substantially fan-shaped dark portions DZ2 and DZ3 are formed in the central portions of the substantially fan-shaped light distribution patterns AN2 and PA3A, a spot-like light distribution pattern PA2B is formed at a position adjacent to the sides of the dark portions DZ2 and DZ3. PA3B is formed, so that the sides of the dark portions DZ2 and DZ3 can be illuminated particularly brightly.
そしてこれにより、前走車2の存在有無に応じて、また、前走車2の走行位置に応じて、前走車2のドライバにグレアを与えてしまうことなく、その周囲を明るく照射することが可能となる。
And thereby, the surroundings are brightly irradiated without giving glare to the driver of the preceding
特に、本実施形態に係る車両用照明灯具10は、発光素子12を左側方へ移動させることにより、その発光中心Oから光軸Axまでの距離を変更し得るように構成されているので、走行状況に応じて、中心部に明るいホットゾーンHZ1Aを有する配光パターンPA1を形成したり、中心部に比較的小さい暗部DZ2を有する配光パターンPA2を形成したり、中心部に比較的大きい暗部DZ3を有する配光パターンPA3を形成したりすることができる。
In particular, the
また、本実施形態に係る車両用照明灯具10は、その発光素子12が、灯具正面視においてその発光面12aを光軸Axと重複させないようにして配置された構成となっているので、略扇形の配光パターンPA1A、PA2A、PA3Aを、該配光パターンPA1A、PA2A、PA3Aの中心部が該配光パターンPA1A、PA2A、PA3Aの下端縁から下方へ突出しないように形成することができる。そしてこれにより、車両前方路面を必要以上に明るく照射してしまわないようにすることが確実に可能となる。
In addition, the
さらに、本実施形態に係る車両用照明灯具10は、その発光素子12が、横長矩形状の発光面12aを有しているので、スポット状の配光パターンPA1B、PA2B、PA3Bを横長略矩形状の配光パターンとして形成することができ、これにより、車両前方路面を必要以上に明るく照射してしまうことなく、右遠方の視認性を高めることができる。
Further, in the
なお、上記実施形態に係る車両用照明灯具10は、ヘッドランプユニットと共に、車両前端部に左右1対設けられることとなるので、その際、左右1対の車両用照明灯具10を左右対称の構造としておけば、配光パターンPA1、PA2、PA3を左右対称形状で1対形成することができる。そして、これら左右1対の車両用照明灯具10からの照射光により形成される左右対称の配光パターンPA1、PA2、PA3を各々合成することにより、V−V線に関して左右対称形状の配光パターンを各々形成することができる。
Note that the
上記実施形態においては、発光素子12の各発光チップ12a1、12a2、12a3、12a4が、正方形の発光面を有しているものとして説明したが、これ以外の形状の発光面を有するものを用いることも、もちろん可能である。
In the said embodiment, although demonstrated that each light emitting chip 12a1, 12a2, 12a3, 12a4 of the
また、上記実施形態においては、通常のフレネルレンズとして構成された1対の扇形領域14B1、14B2の中心角α、βが、いずれも80°であるものとして説明したが、60〜105°の角度範囲内であれば、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。その際、中心角α、βが60°に近づくと、略扇形の配光パターンPA1A、PA2A、PA3Aの中心角が大きくなり、その下端縁のV−V線の近傍から左右両側へ向けての下向き傾斜角が大きくなり、一方、中心角α、βが105°に近づくと、略扇形の配光パターンPA1A、PA2A、PA3Aの中心角が小さくなり、その下端縁のV−V線の近傍から左右両側へ向けての下向き傾斜角が小さくなる。 In the above embodiment, the center angles α and β of the pair of fan-shaped regions 14B1 and 14B2 configured as a normal Fresnel lens have been described as being 80 °, but an angle of 60 to 105 °. If it is within the range, substantially the same effect as the above embodiment can be obtained. At that time, when the central angles α and β approach 60 °, the central angles of the substantially fan-shaped light distribution patterns PA1A, PA2A, and PA3A increase, and the lower end edge of the VV line extends from the vicinity of the VV line toward the left and right sides. When the downward inclination angle increases, on the other hand, when the central angles α, β approach 105 °, the central angles of the substantially fan-shaped light distribution patterns PA1A, PA2A, PA3A decrease, and from the vicinity of the VV line at the lower end edge thereof. The downward inclination angle toward the left and right sides becomes smaller.
なお、上記実施形態においては、1対の扇形領域14B1、14B2の全領域が、通常のフレネルレンズとして構成されているものとして説明したが、その一部を素通しレンズ部等として構成されたものとすることも可能である。 In the above embodiment, the entire area of the pair of fan-shaped areas 14B1 and 14B2 has been described as being configured as a normal Fresnel lens. However, a part of the area is configured as a through lens section or the like. It is also possible to do.
また、上記実施形態においては、1対の扇形領域14B1、14B2が、レンズ14の前方側表面14aに複数の輪帯状プリズム14pBを形成することにより通常のフレネルレンズとして構成されているものとして説明したが、レンズ14の後方側表面14bに複数の輪帯状プリズム14pBを形成することにより通常のフレネルレンズとして構成されたものとすることも可能である。
In the above embodiment, the pair of fan-shaped regions 14B1 and 14B2 are described as being configured as a normal Fresnel lens by forming a plurality of annular prisms 14pB on the
さらに、上記実施形態においては、発光素子12が左側方へ移動することにより、その発光中心Oから光軸Axまでの水平距離が変更する構成となっているが、以下の変形例に示すような構成を採用することも可能である。
Further, in the above embodiment, the horizontal distance from the light emission center O to the optical axis Ax is changed by moving the
図8は、上記実施形態の変形例に係る車両用照明灯具の要部をその作用と共に示す、図5と同様の図である。 FIG. 8 is a view similar to FIG. 5, showing a main part of the vehicular illumination lamp according to a modification of the embodiment together with its operation.
同図(a)〜(c)に示すように、本変形例においては、発光素子12が、上記実施形態の場合のように左側方へ移動する構成となってはおらず、その発光面12aの面積が変化する構成となっている。
As shown in FIGS. 4A to 4C, in the present modification, the
すなわち、本変形例の発光素子12は、同図(a)に示すように、4つの発光チップ12a1、12a2、12a3、12a4がすべて発光する態様と、同図(b)に示すように、右端の発光チップ12a1を除く3つの発光チップ12a2、12a3、12a4が発光する態様と、同図(c)に示すように、左側の2つの発光チップ12a3、12a4が発光する態様とを採り得るようになっている。
That is, the
そしてこれにより、この発光素子12は、その発光中心Oから光軸Axまでの水平距離を変更し得るように構成されている。すなわち、同図(a)に示す位置では、右から2番目の発光チップ12a2と3番目の発光チップ12a3との間における上下方向の中点に発光中心Oが位置しており、同図(b)に示す位置では、右から3番目の発光チップ12a3の中央に発光中心Oが位置しており、同図(c)に示す位置では、右から3番目の発光チップ12a3と4番目の発光チップ12a4との間における上下方向の中点に発光中心Oが位置している。
As a result, the
同図(d)に示す配光パターンPB1は、発光素子12の発光面12aが、同図(a)に示す発光状態にあるときに形成される配光パターンである。
A light distribution pattern PB1 shown in FIG. 4D is a light distribution pattern formed when the
この配光パターンPB1は、上記実施形態の配光パターンPA1と全く同一の配光パターンである。すなわち、この配光パターンPB1は、配光パターンPA1Aと全く同一の配光パターンPB1Aと、配光パターンPA1Bと全く同一の配光パターンPB1Bとの合成配光パターンとして形成されている。 This light distribution pattern PB1 is the same light distribution pattern as the light distribution pattern PA1 of the above embodiment. That is, the light distribution pattern PB1 is formed as a combined light distribution pattern of a light distribution pattern PB1A that is exactly the same as the light distribution pattern PA1A and a light distribution pattern PB1B that is exactly the same as the light distribution pattern PA1B.
同図(e)に示す配光パターンPB2は、発光素子12の発光面12aが、同図(b)に示す発光状態にあるときに形成される配光パターンであり、配光パターンPB2Aと配光パターンPB2Bとの合成配光パターンとして形成されている。
A light distribution pattern PB2 shown in FIG. 5E is a light distribution pattern formed when the
配光パターンPB2Aは、配光パターンPB1Aと同様、H−Vを略中心にして180°よりもやや大きい中心角で、下端縁が略水平方向に延びる略扇形の配光パターンとして形成されている。 Similarly to the light distribution pattern PB1A, the light distribution pattern PB2A is formed as a substantially fan-shaped light distribution pattern having a central angle slightly larger than 180 ° with the center at HV and a lower end edge extending in a substantially horizontal direction. .
ただし、この配光パターンPB2Aにおける下端縁の左右方向の中央部には、略扇形の暗部DZ2がH−Vを囲むようにして形成されている。これは、発光面12aの右端縁が光軸Axから多少左側方に変位していることによるものである。また、この配光パターンPB2Aは、配光パターンPB1Aよりも全体的にやや暗い配光パターンとなっている。これは、配光パターンPB1Aが、4つの発光チップ12a1、12a2、12a3、12a4の発光により形成されるのに対し、配光パターンPB2Aは、3つの発光チップ12a2、12a3、12a4の発光により形成されることによるものである。
However, a substantially fan-shaped dark portion DZ2 is formed so as to surround HV at the center in the left-right direction of the lower end edge of the light distribution pattern PB2A. This is because the right edge of the
一方、配光パターンPB2Bは、配光パターンPB1Bよりも左右方向にやや狭い形状で暗部DZ2の右側に形成されている。この配光パターンPB2Bも、配光パターンPB1Bよりも全体的にやや暗い配光パターンとなっている。 On the other hand, the light distribution pattern PB2B is formed on the right side of the dark part DZ2 in a shape slightly narrower in the left-right direction than the light distribution pattern PB1B. This light distribution pattern PB2B is also a light distribution pattern that is slightly darker overall than the light distribution pattern PB1B.
同図(f)に示す配光パターンPB3は、発光素子12の発光面12aが、同図(c)に示す発光状態にあるときに形成される配光パターンであり、配光パターンPB3Aと配光パターンPB3Bとの合成配光パターンとして形成されている。
A light distribution pattern PB3 shown in FIG. 5F is a light distribution pattern formed when the
配光パターンPB3Aは、配光パターンPB2Aと同様、H−Vを略中心にして180°よりもやや大きい中心角で、下端縁が略水平方向に延びる略扇形の配光パターンとして形成されており、その下端縁の左右方向の中央部には、略扇形の暗部DZ3がH−Vを囲むようにして形成されている。 Similar to the light distribution pattern PB2A, the light distribution pattern PB3A is formed as a substantially fan-shaped light distribution pattern having a central angle slightly larger than 180 ° with the center at HV and a lower end edge extending in a substantially horizontal direction. A substantially fan-shaped dark portion DZ3 is formed at the central portion of the lower end edge in the left-right direction so as to surround HV.
ただし、この配光パターンPB3Aは、その暗部DZ3が、配光パターンPB2Aの暗部DZ2よりも大きい形状を有しており、また、配光パターンPB2Aよりも全体的にやや暗い配光パターンとなっている。これは、発光面12aの上端縁が光軸Axからさらに左側方に変位しており、かつ、配光パターンPB3Aが、2つの発光チップ12a3、12a4の発光により形成されることによるものである。
However, the light distribution pattern PB3A has a dark portion DZ3 whose shape is larger than the dark portion DZ2 of the light distribution pattern PB2A, and is a light distribution pattern that is slightly darker overall than the light distribution pattern PB2A. Yes. This is because the upper end edge of the
一方、配光パターンPB3Bは、配光パターンPB2Bよりも左右方向にやや狭い形状で暗部DZ3の右側に形成されている。この配光パターンPB3Bも、配光パターンPB2Bよりも全体的にやや暗い配光パターンとなっている。 On the other hand, the light distribution pattern PB3B is formed on the right side of the dark part DZ3 in a shape slightly narrower in the left-right direction than the light distribution pattern PB2B. This light distribution pattern PB3B is also a light distribution pattern that is slightly darker overall than the light distribution pattern PB2B.
本変形例の構成を採用することにより、上記実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。 By adopting the configuration of this modification, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the case of the above embodiment.
その際、本変形例においては、配光パターンPB2、PB3の明るさが、上記実施形態の配光パターンPA2、PA3よりも暗いものとなるが、発光素子12を水平方向に移動させるためのアクチュエータを用いることなく上記作用効果を得ることができ、これにより灯具構成の簡素化を図ることができる。
At this time, in the present modification, the brightness of the light distribution patterns PB2 and PB3 is darker than the light distribution patterns PA2 and PA3 of the above embodiment, but the actuator for moving the
上記実施形態および変形例においては、角度θの値がθ=90°である場合について説明したが、これ以外の角度の設定した場合においても、1対の扇形領域14B1、14B2を、θ/2の方向に延びる直線およびθ/2+180°の方向に延びる直線の各々を基準にして中心角60〜105°の角度範囲領域に設定することにより、上記実施形態および変形例と同様、180°に近い中心角で、下端縁が略水平方向に延びる略扇形の配光パターンが形成されるようにすることができる。 In the embodiment and the modification described above, the case where the value of the angle θ is θ = 90 ° has been described. However, even when other angles are set, the pair of sector regions 14B1 and 14B2 are set to θ / 2. By setting the angle range region with a central angle of 60 to 105 ° on the basis of each of the straight line extending in the direction of θ and the straight line extending in the direction of θ / 2 + 180 °, it is close to 180 ° as in the above-described embodiment and the modification. A substantially fan-shaped light distribution pattern having a lower end edge extending in a substantially horizontal direction at the central angle can be formed.
なお、上記実施形態および変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。 In addition, the numerical value shown as a specification in the said embodiment and modification is only an example, and of course, you may set these to a different value suitably.
2 前走車
10 車両用照明灯具
12 発光素子
12a 発光面
12a1、12a2、12a3、12a4 発光チップ
12b 基板
14 レンズ
14A1、14A2 扇形領域(反射型フレネルレンズとして構成された領域)
14B1、14B2 扇形領域(反射型フレネルレンズとして構成されていない領域(通常のフレネルレンズとして構成された領域))
14a 前方側表面
14b 後方側表面
14o 反射型フレネルレンズ
14pA、14pB 輪帯状プリズム
14pA1 内周面
14pA2 外周面
16 ホルダ
16a 溝部
A 所定点
Ax 光軸
DZ2、DZ3 暗部
HZ1A、HZ2A、HZ3A、HZ1B、HZ2B、HZ3B ホットゾーン
L1、L2 直線
O 発光中心
PA1、PA2、PA3、PB1、PB2、PB3 合成した配光パターン
PA1o 元となる配光パターン
PA1A、PA2A、PA3A、PB1A、PB2A、PB3A 略扇形の配光パターン
PA1B、PA2B、PA3B、PB1B、PB2B、PB3B スポット状の配光パターン
PH ハイビーム用配光パターン
P1〜P12 配光パターン要素
S1〜S12 セクタ
α、β 中心角
2 Front-running
14B1, 14B2 Fan-shaped area (area not configured as a reflective Fresnel lens (area configured as a normal Fresnel lens))
14a
Claims (3)
上記発光素子が、該発光素子の発光中心を上記光軸から側方へずらすようにして配置されており、
上記レンズが、該レンズの後方側表面に、上記光軸を含む平面に沿った断面形状が鋸歯状に設定された状態で上記光軸を中心にして同心円状に延びる複数の輪帯状プリズムが形成されてなり、該レンズよりも後方側に位置する上記光軸上の所定点からの光を該光軸と平行な光として前方へ向けて出射させるフレネルレンズとして構成されており、
このフレネルレンズが、上記所定点からの光を、上記各輪帯状プリズムの内周面において上記光軸から離れる方向へ屈折させる態様で該輪帯状プリズムに入射させた後、この入射光を該輪帯状プリズムの外周面において前方へ向けて全反射させる反射型フレネルレンズとして構成されており、
灯具正面視において、上記発光素子の発光中心と上記光軸とを結ぶ直線が上記光軸から鉛直下方へ延びる直線となす角度をθとしたときに、上記レンズにおける、上記光軸からθ/2の方向に延びる直線を基準にして中心角60〜105°の角度範囲領域および上記光軸からθ/2+180°の方向に延びる直線を基準にして中心角60〜105°の角度範囲領域が、上記反射型フレネルレンズとして構成されていない領域として設定されており、
上記反射型フレネルレンズとして構成されていない領域の少なくとも一部が、上記所定点からの光を上記光軸と平行な光として前方へ向けて出射させる通常のフレネルレンズとして構成されている、ことを特徴とする車両用照明灯具。 A vehicle comprising: a light emitting element disposed in the vicinity of an optical axis extending in the front-rear direction of the lamp; and a lens disposed in front of the light emitting element and deflecting and emitting light from the light emitting element forward. In lighting fixtures,
The light emitting element is disposed so as to shift the light emission center of the light emitting element laterally from the optical axis;
The lens is formed with a plurality of annular prisms extending concentrically around the optical axis in a state where a cross-sectional shape along a plane including the optical axis is set in a sawtooth shape on a rear surface of the lens. It is configured as a Fresnel lens that emits light from a predetermined point on the optical axis located on the rear side of the lens toward the front as light parallel to the optical axis,
The Fresnel lens causes the light from the predetermined point to enter the annular prism in a manner that refracts the light from the optical axis on the inner peripheral surface of each annular prism, and then causes the incident light to enter the annular prism. It is configured as a reflective Fresnel lens that totally reflects forward on the outer peripheral surface of the belt-like prism,
When the angle between a straight line connecting the light emission center of the light emitting element and the optical axis and a straight line extending vertically downward from the optical axis is θ / 2 in the front view of the lamp, θ / 2 from the optical axis in the lens. An angle range region having a central angle of 60 to 105 ° with respect to a straight line extending in the direction of λ and an angle range region having a central angle of 60 to 105 ° with respect to a straight line extending in the direction of θ / 2 + 180 ° from the optical axis. It is set as a region that is not configured as a reflective Fresnel lens,
That at least a part of the region not configured as the reflection type Fresnel lens is configured as a normal Fresnel lens that emits light from the predetermined point forward as light parallel to the optical axis. A vehicular illumination lamp characterized by the above.
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