JP2011181277A

JP2011181277A - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP2011181277A
Application number: JP2010043146A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishihata; 孝司西畑
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】光源からの反射光を投影レンズ光軸の略平行線上に高光度の光線を入射可能とし、上下分光色を緩和させ、配光パターン上の色ムラを抑制できる車両用前照灯を提供する。
【解決手段】本発明は、投影レンズ６と、第１光源２と、第１光源２からの光を車両前方に反射させる第1リフレクタ３と、第1リフレクタ３で反射された光の一部を投影レンズ６の後方側焦点近傍で遮蔽するシェード５とを備える第１光源ユニット１０と、第１光源ユニット１０と共通の投影レンズ６と、放熱部材７を介して第１光源２と背中合わせに設けられた第２光源２’と、第２光源２’からの光を車両前方に反射させる第２リフレクタ３’と、第２リフレクタ３’で反射された光の一部を遮蔽する第１光源ユニット１０と共通のシェード５とを備える第２光源ユニット１０’を有し、第1光源２と第２光源２’は横向きにかつ車両前後方向に離間して配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源として例えばＬＥＤなどの半導体発光素子を使用した車両用前照灯に関する。

この種の車両用前照灯は従来から提案されている（たとえば、特許文献１、図６参照）。この車両用前照灯は、光源としてＬＥＤなどの半導体発光素子２と、光源からの光を前方に照射する反射面を有するリフレクタと、放熱板４と、反射面からの反射光を前方に照射する投影レンズ６とを備えるものである。これらはホルダ８によって保持されている。反射面は光源に対して車両上下方向上側に位置している。光源すなわちＬＥＤを点灯発光させると、ＬＥＤの上方側に光度の強い光が照射され、反射面で反射された後、投影レンズ後側焦点に設けられる遮光手段によって遮光され、投影レンズ６によって所定の配光パターンとして前方に照射される。

特開２００３−３１３５１３号公報

しかしながら、従来の車両用前照灯では、光源からの光度の強い光が上方の反射面により反射され、反射面からの反射光が投影レンズの下側端部を通り、高強度の光線が出射されてしまうため、配光パターン上に分光色や色ムラなどが出てしまうという問題がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、光源からの反射光を投影レンズ光軸の略平行線上に高光度の光線を入射可能とし、上下分光色を緩和させ、配光パターン上の色ムラを抑制できる車両用前照灯を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、半導体発光素子を光源とする車両用灯具ユニットにおいて、車両前後方向に光軸を有する投影レンズと、前記投影レンズ後方かつ光軸上に配置された第１光源と、前記第１光源からの光を車両前方に反射させる第1リフレクタと、前記第1リフレクタで反射された光の一部を前記投影レンズの後方側焦点近傍で遮蔽するシェードとを備える第１光源ユニットと、前記第１光源ユニットと共通の投影レンズと、放熱部材を介して前記第１光源と背中合わせに設けられた第２光源と、前記第２光源からの光を車両前方に反射させる第２リフレクタと、前記第２リフレクタで反射された光の一部を遮蔽する前記第１光源ユニットと共通のシェードとを備える第２光源ユニットを有し、前記第1光源と前記第２光源は横向きにかつ車両前後方向に離間して配置されている、ことを特徴とする。

上記構成において、前記第２光源ユニットの前記第２光源は前記第１光源よりも前方に設けられ、拡散配光パターンを形成することを特徴とする。

上記構成において、前記第１光源及び前記第２光源は、前記投影レンズの光軸よりも上方に設置されており、前記シェードの上端面には、前記第１リフレクタ及び前記第２リフレクタからの反射光を反射させる反射面が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、半導体発光素子を光軸に対して横向きに設置することにより、半導体発光素子からの光のうち高光度の光が光軸とほぼ平行方向に反射されるので、光量を落とすことなく、高光度の項を投影レンズの左右端部に入射させることができ、光源が前後方向に離間していることにより、適正な配光パターンを形成することができる。

また、第２光源ユニットの第２光源が第１光源ユニットの第1光源よりも前方に設けられており、拡散用配光パターンを形成し、第１光源ユニットにより集光配光パターンを形成することにより、車両用前照灯として前方視認性に優れる配光パターンを形成することができる。

また、第１光源および第２光源が投影レンズの光軸よりも上方に設置されているため、放射光度の強い光源からの光をシェードによって遮蔽されることなく、前方に照射させることができ、さらに、シェードの上端面に設けられた反射面によって、光束利用効率を向上させることができる。

本発明の縦断面であるＡ−Ａ断面を示す図である。本発明の水平断面であるのＢ−Ｂ断面を示す図である。本発明の斜視図を示す図である。本発明の配光パターンを表す図である。本発明の第２の実施例の縦断面を示す図である。従来技術を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

以下、この実施例における車両用前照灯の構成について説明する。図中、符号１は、実施例における車両用前照灯である。図１は、本発明の縦断面であるＡ−Ａ断面を示す図である。図２は、本発明の水平断面であるのＢ−Ｂ断面を示す図である。図３は、本発明の斜視図を示す図である。

車両用前照灯１は、図１〜図３に示すように、プロジェクタタイプであって、ユニット構造をなす。車両用前照灯１は、第１光源ユニット１０及び第２光源ユニット１０’を有している。第１光源ユニット１０は、半導体発光素子（第１半光源）２と、半導体発光素子２の側方に配置される第１リフレクタ３と、反射面Ｒを有し、第２光源ユニット１０’は、半導体発光素子（第２光源）２’と、半導体発光素子２’の側方に配置される第２リフレクタ３’と、反射面Ｒ’を有し、第１光源ユニット１０及び第２光源ユニット１０’で共通のシェード５と、投影レンズ（凸レンズ、集光レンズ）６と、から構成されている。

第１リフレクタ３および第２リフレクタ３’は、光不透過性の樹脂部材などから構成されており、ホルダ８などの保持部材により投影レンズ６とともに保持されている。また、第１リフレクタ３は、図２に示すように、垂直線Ｖ−Ｖにおいて、左右に２分割してなるものである。第１リフレクタ３は、図示しない固定手段（たとえば、ボルトナット、スクリュー、加締め、クリップなど）により、放熱部材７もしくは放熱部材と一体に設けられた台座４に、一体に固定されている。

第１リフレクタ３および第２リフレクタ３’は、前側部分が半円形に開口し、前側部分から中央部分を経て後側の部分までが閉塞している。第１リフレクタ３及び第２リフレクタ３’の内面には、アルミ蒸着若しくは銀塗装などが施されていて反射面Ｒ、Ｒ’が設けられている。

反射面Ｒ、Ｒ’は、楕円を基調とした反射面、たとえば、回転楕円面や楕円を基本とした自由曲面からなる反射面からなる。

第１光源ユニット１０の第１リフレクタ３の反射面Ｒの、第１焦点である半導体発光素子２と第２焦点Ｆとを結ぶ軸は、レンズ軸Ｚ−Ｚと一致するように設定されている。

第２光源ユニット１０’の第２リフレクタ３’の反射面Ｒ’の、第１焦点である半導体発光素子２’と第２焦点Ｆとを結ぶ軸は、レンズ軸Ｚ−Ｚと交差するように設定されている。

半導体発光素子２及び２’は、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ(有機ＥＬ)などの自発光半導体型光源（この実施例ではＬＥＤ）を使用する。半導体発光素子２及び２’は、図１および図２に示すように、放熱部材７と一体に設けられた台座４に取り付けられることによって、第１リフレクタ３および第２リフレクタ３’に保持される。その際、半導体発光素子２はレンズ光軸Ｚ−Ｚ上であって、反射面Ｒの第１焦点に位置するように配置され、半導体発光素子２’は、半導体発光素子２よりも車両前後方向前方に位置しており、レンズ光軸Ｚ−Ｚから車幅方向外側にずらされて、反射面Ｒ’の第１焦点に位置するように配置される。

第１リフレクタ３及び第２リフレクタ３’の共通の第２焦点Ｆ近傍には、シェード５が設けられている。シェード５は、図１及び図３が示すように、板状部材から構成されており、左右方向に細長い形状をなす。板状部材の端部は第２焦点Ｆ近傍部分に位置しており、配光パターンＬＰのカットラインＣＬ（図４参照）を形成するエッジ部が設けられている。なお、シェード５の上面部に反射面１１を設けてもよい。

ホルダ８の車両前方側縁部には、投影レンズ６が保持されている。ホルダ８は、図１に示すように、車両前方側縁部に投影レンズ、車両後方側縁部には、シェード５と、第１リフレクタ３及び第２リフレクタ３’とを、保持している。

投影レンズ６は、図１に示すように、非球面レンズの凸レンズである。投影レンズ６の前方側は、凸非球面をなし、一方、投影レンズ６の後方側は、平非球面をなす。投影レンズ６は、前側焦点（図示せず）および後側焦点Ｆ１０と、前側焦点と後側焦点を結ぶ軸、すなわち、レンズ光軸Ｚ−Ｚとを有する。レンズ光軸Ｚ−Ｚと前記第１光源ユニットの反射面Ｒの第１焦点と第２焦点Ｆを結ぶ軸は、ほぼ一致する。

そして、図１及び図２に示すように、半導体発光素子２及び２’の放射強度のうち最大光放射強度の放射方向が、投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ−Ｚに対して、ほぼ直交するように配置されている。また、反射面Ｒ及びＲ’は、半導体発光素子２及び２’の側方に位置している。反射面Ｒ及びＲ’の光軸は、投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ−Ｚ上の後側焦点Ｆ１０で交差している。さらに、反射面Ｒの第１焦点は、半導体発光素子２近傍であって、投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ−Ｚ近傍に配置されている。さらにまた、反射面Ｒの第２焦点Ｆは、投影レンズ６の後側焦点Ｆ１０もしくはその近傍に位置している。

この実施例による車両用前照灯は、以上のごとき構成から成り、以下、その作用について説明する。

まず、車両用前照灯１の半導体発光素子２及び２’を発光させる。すると、半導体発光素子２及び２’から放射された光Ｌ１であって放射強度の強い光のうちほとんどは、半導体発光素子２及び２’の側方に位置する反射面Ｒ及びＲ’で反射され、投影レンズ６の光軸Ｚ−Ｚ水平方向に入射する。

つぎに、反射面Ｒ及びＲ’で反射された反射光は、反射面Ｒ及びＲ’の第２焦点に進む。ここで、その反射光の一部は、シェード５により遮られ、一方、シェード５で遮られなかった反射光は、放射強度の強い光が、投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ−Ｚの水平方向近傍に入射し、投影レンズ６を透過して外部へ照射される。図４においては、車両用前照灯１から外部に投影された配光パターンＬＰの例を示す。図４に示すように、配光パターンＬＰの上縁には、シェード５によりカットオフラインＣＬが形成されている。

ここで、第１光源ユニット１０の反射面Ｒは、第１焦点を半導体発光素子２近傍に有しており、第２焦点をレンズ後側焦点近傍に有しており、投影レンズ６のレンズ光軸とほぼ一致する光軸を有しているため、カットラインが鮮明で光度の高い集光した配光パターンを照射することが出来る。

また、第２光源ユニット１０’の反射面Ｒ’は、第１焦点が前記半導体発光素子２よりも前方にあり、投影レンズ６の光軸Ｚ−Ｚから車幅方向外側にずれているため、第１光源ユニット１０よりも拡散した配光パターンを照射することが出来る。

この実施例における車両用前照灯１は、以上のような構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施例における車両用前照灯１は、半導体発光素子２及び２’を光軸に対して横向きに設置することにより、半導体発光素子２及び２’からの光のうち高光度の光が光軸とほぼ平行方向に反射することができる。よって、上下分光色を抑えることができ、配光パターン上の色ムラを抑制することができ、最適な配光パターンが得られる。

さらに、第１光源ユニット１０によって集光配光パターンを形成し、第２光源ユニット１０’によって拡散配光パターンを形成するため、一つの灯具によって遠方視認性に優れる最適な配光パターンを形成することができる。

以上、実施例を用いて本発明を説明したが、半導体発光素子２及び２’を光軸よりも上方に設置することにより、光軸と平行な光をより多く投影レンズ６に入射させることができ、シェード上端面の反射面１１にもより多くの光を入射させることができる。

図５は、本発明の第２の実施例の縦断面を示す図である。図５に示すように、第２実施例の車両用前照灯では、第１光源ユニット１０と第２光源ユニットの光源である半導体発光素子２、２’を投影レンズ６の光軸よりも上方に移動させている。このように、第１光源である半導体発光素子２および第２光源である半導体発光素子２’が投影レンズ６よりも上方に設置させることで、放射光度の強い光源からの光をシェード５によって遮蔽されることなく、前方に照射させることができ、さらに、シェード５の上端面に設けられた反射面によって、光束利用効率を向上させることができる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１車両用前照灯
２半導体発光素子（第１光源）
２’ 半導体発光素子（第２光源）
３第1リフレクタ
３’ 第２リフレクタ
４台座
５シェード
６投影レンズ
７放熱部材
８ホルダ
１０第１光源ユニット
１０’ 第２光源ユニット
１１シェード上端面反射面
Ｚ−Ｚレンズ光軸
Ｆ第２焦点
Ｆ１０レンズ後側焦点
ＬＰすれ違い配光パターン
Ｌ１分光（赤）
Ｌ２分光（青）
ＣＬカットオフライン

Claims

半導体発光素子を光源とする車両用灯具ユニットにおいて、
車両前後方向に光軸を有する投影レンズと、前記投影レンズ後方かつ光軸上に配置された第１光源と、前記第１光源からの光を車両前方に反射させる第1リフレクタと、前記第1リフレクタで反射された光の一部を前記投影レンズの後方側焦点近傍で遮蔽するシェードとを備える第１光源ユニットと、
前記第１光源ユニットと共通の投影レンズと、放熱部材を介して前記第１光源と背中合わせに設けられた第２光源と、前記第２光源からの光を車両前方に反射させる第２リフレクタと、前記第２リフレクタで反射された光の一部を遮蔽する前記第１光源ユニットと共通のシェードとを備える第２光源ユニットを有し、前記第1光源と前記第２光源は横向きにかつ車両前後方向に離間して配置されていることを特徴とする車両用灯具ユニット。
前記第２光源ユニットの前記第２光源は前記第１光源よりも前方に設けられ、拡散配光パターンを形成することを特徴とする、請求項1に記載の車両用灯具ユニット。
前記第１光源及び前記第2光源は、前記投影レンズの光軸よりも上方に設置されており、前記シェードの上端面には、前記第１リフレクタ及び前記第２リフレクタからの反射光を反射させる反射面が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用灯具ユニット。