JP2012156051A - 車両用前照灯 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車両用前照灯1は、長方形の発光面22a,32aを有する半導体発光素子22,32と、半導体発光素子22,32からの出射光を灯具前方へ投影する投影レンズ21,31とをそれぞれ備えた集光用灯具ユニット20及び拡散用灯具ユニット30によって所望のすれ違い用配光パターンを形成する。集光用灯具ユニット20によるホットゾーン形成用パターンは、灯具前方へ投影された発光面22aの長辺が車両前方の中央水平線に沿う光源像を含む複数の光源像により形成され、拡散用灯具ユニット30による拡散領域形成用パターンは、灯具前方へ投影された発光面32aの短辺が中央水平線に沿う光源像を含む複数の光源像により形成される。
【選択図】 図1
Description
また、車両用前照灯においては、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。この様な配光パターンは、例えば反射鏡(リフレクタ)や投影レンズ等の光学部材を用いた光学系により形成されている。
そして、これら複数の灯具ユニットにより形成される集光・拡散の配光パターンは、何れも灯具前方へ投影された半導体発光素子の発光面による複数の光源像により形成されている。
前記集光用灯具ユニットによる集光パターンは、灯具前方へ投影された前記発光面の長辺が車両前方の中央水平線に沿う光源像を少なくとも含む複数の光源像により形成され、
前記拡散用灯具ユニットによる拡散パターンは、灯具前方へ投影された前記発光面の短辺が前記中央水平線に沿う光源像を少なくとも含む複数の光源像により形成されることを特徴とする車両用前照灯により達成される。
そこで、ホットゾーンを作るためにカットオフライン近傍に光源像を集めた際にも、車両幅方向の光ムラが生じ難く、ホットゾーンの下方が同時に明るくなってしまう事も防止できる。
そこで、リフレクタや投影レンズ等の光学部材により左右拡散と上下拡散を同時に制御する必要がなく、左右方向(車両幅方向)の制御のみで拡散パターンを制御することができる。また、発光面の短辺を中央水平線に対して傾斜させることで、光学部材を設計変更せずに拡散パターンの鉛直方向の幅を容易に狭めることができる。
そこで、すれ違いビームにおける拡散パターンの水平カットライン近傍を明るくすると共に当該水平カットラインのカット性を容易に確保できる。従って、車両用前照灯は、最適なすれ違いビーム用配光パターンを形成することができる。
従って、配光制御が容易で光ムラも生じ難い良好な車両用前照灯を提供できる。
図1乃至図3に示すように、本発明の実施形態の第1の例に係る車両用前照灯1は、例えば車両の前端部分に取り付けられ、すれ違いビームを点消灯可能な灯具である。
また、支持部材15の後面には放熱フィン26が突設されており、その後方に配置された放熱ファン27によって半導体発光素子22に生じる熱を放熱している。
半導体発光素子22の基板23は、灯具光軸Ax1上における投影レンズ21の後方側焦点Faの後方近傍における支持部材15の前面に、発光面22aの照射軸が灯具光軸Ax1と平行となるように配置されている。
即ち、集光用灯具ユニット20において、シェード25により一部を遮蔽されて投影レンズ21に入射された半導体発光素子22からの出射光は、投影レンズ21により灯具前方へ投影された発光面22aによる複数の光源像Iaとなって、上端縁に水平カット部CL1及び斜めカット部CL2を有するホットゾーン形成用パターン(集光パターン)PHを形成する(図4(a)参照)。
尚、シェード25に代えて、発光面22aの一部に遮光膜を直接形成することによって、ホットゾーン形成用パターンPHの斜めカット部及び水平カット部を構成しても良い。
また、支持部材15の後面には放熱フィン36が突設されており、その後方に配置された放熱ファン37によって半導体発光素子32に生じる熱を放熱している。
そこで、ホットゾーンを作るためにカットオフライン近傍に光源像Iaを集めたホットゾーン形成用パターンPHは、車両幅方向の光ムラが生じ難く、ホットゾーンの下方が同時に明るくなってしまう事も防止できる。
そこで、投影レンズ31により左右拡散と上下拡散を同時に制御する必要がなく、左右方向(車両幅方向)の制御のみで拡散パターンを制御することができる。
そこで、すれ違いビーム用配光パターンPAにおける拡散領域形成用パターンPWの水平カットラインCL3近傍を明るくすると共に当該水平カットラインCL3のカット性を容易に確保できる。
即ち、配光制御が容易で光ムラも生じ難い良好な車両用前照灯1を提供することができる。
そこで、拡散用灯具ユニット40において投影レンズ31に入射された半導体発光素子42からの出射光は、図6に示すように、投影レンズ31により灯具前方へ投影された発光面42aによる複数の光源像Ibとなって、H−H線より下方に拡がるように拡散した拡散領域形成用パターンPWn(一点鎖線で図示)を形成する。
即ち、発光面42aの短辺が中央水平線に対して傾斜する光源像Ibによって拡散領域形成用パターンPWnを形成することで、焦点距離が長い他の投影レンズを用いずに拡散領域形成用パターンPWの鉛直方向の幅を容易に狭めることができる。
従って、本例の車両用前照灯1は、車種に応じて異なる搭載位置や灯具収容スペースに合わせた設計自由度が高く、汎用性の高い安価な灯具とすることができる。
図7(a)に示すように、本例の集光用灯具ユニット50は、反射型のプロジェクタユニットであり、車両前後方向に延びる灯具光軸Ax3上に配置された投影レンズ51と、投影レンズ51の後方側に配置された半導体発光素子52と、該半導体発光素子52からの出射光を灯具前方に向けて灯具光軸Ax3寄りに反射するリフレクタ54と、投影レンズ51と半導体発光素子52との間に配置されて所定のすれ違い配光パターンのカットオフラインを形成するシェード55と、を備えている。
この反射面54aは、灯具光軸Ax3を中心軸とする略楕円球面状に形成されている。具体的には、この反射面54aは、灯具光軸Ax3を含む断面形状が略楕円形状に設定されており、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。
更に、シェード55は、遮光端縁55cから灯具光軸Ax3方向後方へ向けて延びる上表面55aがリフレクタ54からの反射光の一部を上方へ反射させる。上表面55aには、反面処理が施された付加反射面が形成されている。
そして、上表面55aに形成された付加反射面においてリフレクタ54からの反射光の一部を上向きに反射させることにより、シェード55によって遮蔽されるべき光を照射光として有効に活用し、これにより半導体発光素子52からの出射光の光束利用率を高めるようになっている。
この反射面64aは、灯具光軸Ax4を中心軸とする略楕円球面状に形成されている。具体的には、この反射面64aは、灯具光軸Ax4を含む断面形状が略楕円形状に設定されており、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。
更に、シェード65は、遮光端縁65cから灯具光軸Ax4方向後方へ向けて延びる上表面65aがリフレクタ64からの反射光の一部を上方へ反射させる。上表面65aには、反面処理が施された付加反射面が形成されている。
そして、上表面65aに形成された付加反射面においてリフレクタ64からの反射光の一部を上向きに反射させることにより、シェード65によって遮蔽されるべき光を照射光として有効に活用し、これにより半導体発光素子62からの出射光の光束利用率を高めるようになっている。
従って、上述した集光用灯具ユニット50及び拡散用灯具ユニット60を備える上記第2の例の車両用前照灯1は、上記第1の例の車両用前照灯1と同様に、配光制御が容易で光ムラも生じ難い。
例えば、本実施形態に係る車両用前照灯1では、半導体発光素子として白色発光ダイオードを用いた例を説明したが、レーザダイオード等の他の面発光素子を用いることもできる。また、本実施形態の上記各例における投影レンズ31,61としては、前方側表面が楕円状凸面で後方側表面が平面の平凸レンズを用いたが、出射光が左右方向に拡散可能であれば、入射面および出射面がそれぞれ自由曲面で構成された非球面レンズやシリンドリカルレンズ等の種々の形状の投影レンズを用いることができることは云うまでもない。また、上記のように入射面および出射面がそれぞれ自由曲面で構成された非球面レンズを投影レンズとして用いる場合は、当該入射面および出射面は、光源からの光を上下方向においては平行よりもやや下向きに照射し、左右方向においては上下方向よりも光源からの光をより広角に拡散させるような自由曲面で構成されていることが好ましい。
12 ランプボディ
14 透光カバー
16 灯室
20 集光用灯具ユニット
21 投影レンズ(光学部材)
22,32 半導体発光素子
22a,32a 発光面
23,33 基板
25 シェード
30 拡散用灯具ユニット
31 投影レンズ(光学部材)
Ax1,Ax2 灯具光軸
Vx 鉛直軸線
Hx 水平軸線
Claims (3)
- 略長方形の発光面を有する半導体発光素子と、前記半導体発光素子からの出射光を灯具前方へ投影する光学部材とをそれぞれ備えた集光用灯具ユニット及び拡散用灯具ユニットによって所望の配光パターンを形成する車両用前照灯であって、
前記集光用灯具ユニットによる集光パターンは、灯具前方へ投影された前記発光面の長辺が車両前方の中央水平線に沿う光源像を少なくとも含む複数の光源像により形成され、
前記拡散用灯具ユニットによる拡散パターンは、灯具前方へ投影された前記発光面の短辺が前記中央水平線に沿う光源像を少なくとも含む複数の光源像により形成されることを特徴とする車両用前照灯。 - 前記集光用灯具ユニット及び前記拡散用灯具ユニットにおける少なくとも一方の前記光学部材が、灯具光軸上に配置された前記半導体発光素子の前方に配置された投影レンズであることを特徴とする請求項1に記載の車両用前照灯。
- 前記集光用灯具ユニット及び前記拡散光用灯具ユニットによって形成される配光パターンが、すれ違いビーム用配光パターンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用前照灯。
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