JP2014032846A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】前後方向と直交する方向に沿って複数のＬＥＤチップが配列された光源を用いて、従来よりも広い領域を照らす。
【解決手段】車両用前照灯１は、左右方向に略沿って配列された複数のＬＥＤチップ２１０，…を有する第一光源２１と、第一光源２１から出射された光を前方へ反射させる第一反射面２２ａと、を含む第一ランプユニット２を備える。第一反射面２２ａは、第一光源２１の近傍に基準焦点Ｆを有する回転放物面Ｓを基調としつつ、当該回転放物面Ｓの回転中心軸Ａｘを通る各断面での形状が、両端に向かうに連れて次第に回転放物面Ｓから第一光源２１に近づくように形成された面である。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。

従来、自動車用ヘッドランプなどの車両用前照灯として、異なる領域を照らす複数のランプユニットを用いて走行ビームやすれ違いビームなどの所定の配光パターンを形成するものが知られている。

例えば、特許文献１に記載の車両用前照灯は、複数のＬＥＤチップを有する光源と、その光を前方へ反射させるリフレクタとからなるランプユニットを２つ備えており、この２つのランプユニットが互いに異なる領域を照らすように構成されている。具体的には、２つのランプユニットのうちの一方のランプユニットでは、図４（ａ）に示すように、複数のＬＥＤチップが左右方向（車幅方向）に沿って配列されており、他方のランプユニットでは、図４（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤチップが前後方向に沿って配列されている。また、何れのランプユニットのリフレクタにも、各光源の位置を焦点とする回転放物面を基調とした反射面が形成されている。

このような構成により、当該車両用前照灯では、他方のランプユニットから放射される光が、一方のランプユニットから放射される光よりも左右方向の指向角が大きく、光度が低くなる結果、一方のランプユニットからの光によってより高光度で狭い領域を照らし、他方のランプユニットからの光によってより低光度で広い領域を照らすことができる。そして、図５（ａ）に示すように、一方のランプユニットからの光がより高光度で狭い中央領域を形成し、図５（ｂ）に示すように、他方のランプユニットからの光がより低光度で広い周辺領域を形成することによって、図５（ｃ）に示すように、これらが組み合わされてなる配光パターン（走行ビーム）が形成されるようになっている。

特開２０１０−１５３２６９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用前照灯では、２つのランプユニットでＬＥＤチップの配列方向が互いに異なる光源を用いているため、２種類の光源が必要となり、コストが嵩んでしまう。したがって、例えば、前後方向と直交する方向に沿って複数のＬＥＤチップが配列された光源を用いて広い領域を照らすことができれば、２つのランプユニットでＬＥＤチップの配列方向を統一することができ、低コスト化を図ることができる。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、前後方向と直交する方向に沿って複数のＬＥＤチップが配列された光源を用いて、従来よりも広い領域を照らすことができる車両用前照灯の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
前後方向と直交する方向に略沿って配列された複数のＬＥＤチップを有する光源と、
前記光源から出射された光を前方へ反射させる反射面と、
を含むランプユニットを備える車両用前照灯において、
前記反射面は、
前記光源の近傍に焦点を有する回転放物面を基調としつつ、
前記回転放物面の回転中心軸を通る各断面での形状が、両端に向かうに連れて次第に前記回転放物面から前記光源に近づくように形成された面であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用前照灯において、
前記光源は、上方又は下方へ光を出射させるように配置され、
前記反射面は、
前記光源の上方又は下方に配置されるとともに、
前記回転放物面の回転中心軸を通る各断面での形状が、前端部から後端部に向かうに連れて、その焦点が前記回転放物面の焦点を中心として次第に前方へ移動するように形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用前照灯において、
前記光源の複数のＬＥＤチップの配列方向と同じ方向に略沿って配列された複数のＬＥＤチップを有する第二光源と、
前記第二光源の近傍に焦点を有する回転放物面を基調とする面に形成されて、前記第二光源から出射された光を前方へ反射させる第二反射面と、
を含む第二ランプユニットを備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の車両用前照灯において、
前記第二ランプユニットからの光が走行ビームのうちの中央領域を形成し、前記ランプユニットからの光が走行ビームのうち前記中央領域を含む周辺領域を形成することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、光源から出射された光を前方へ反射させる反射面が、光源の近傍に焦点を有する回転放物面を基調としつつ、当該回転放物面の回転中心軸を通る各断面での形状が、両端に向かうに連れて次第に上記回転放物面から光源に近づくように形成された面であるので、当該各断面においてより両端に近い位置に入射した光ほど大きく中央寄りに反射され、前方で交差して広がる結果、焦点が一定の単純な回転放物面を基調とする反射面を用いていた従来よりも、広い領域に反射光が照射される。したがって、前後方向と直交する方向（例えば左右方向）に略沿って複数のＬＥＤチップが配列された光源を用いて、従来よりも広い領域を照らすことができる。

請求項３に記載の発明によれば、上記の光源及び反射面を含むランプユニットとは別に、上記光源のＬＥＤチップの配列方向と同じ方向に沿って配列された複数のＬＥＤチップを有する第二光源と、当該第二光源の近傍に焦点を有する回転放物面を基調とする面に形成された第二反射面と、を含む第二ランプユニットを備えているので、当該第二ランプユニットによって、上記のランプユニットよりも狭い領域を照らすことができる。したがって、２つのランプユニットにおいてＬＥＤチップの配列方向を統一しつつ、広い領域と狭い領域とを照らすことができ、ひいては、２つのランプユニットでＬＥＤチップの配列方向が互いに異なっていた従来に比べ、低コスト化を図ることができる。

実施形態における車両用前照灯の要部の縦断面図である。 実施形態における第一反射面の形状を説明するための模式図である。 実施形態における車両用前照灯によって仮想スクリーン上に形成される走行ビームを示す図である。 従来の車両用前照灯の各ランプユニットにおけるＬＥＤチップの配列方向を説明するための図である。 従来の車両用前照灯によって仮想スクリーン上に形成される配光パターンを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における車両用前照灯１の要部の縦断面図（左右方向と直交する断面図）である。
なお、以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用前照灯１から見た方向、つまり当該車両用前照灯１が搭載される車両から見た方向を意味するものとする。

図１に示すように、車両用前照灯１は、図示しない車両の前部に搭載されて前方に走行ビームを形成するものであり、上下方向に並設された第一ランプユニット２及び第二ランプユニット３を備えている。これら第一ランプユニット２及び第二ランプユニット３は、その前方に配置されたエクステンション４によって各発光部以外の部分が前方から遮蔽されており、各発光部のみを前方に露出させている。

第一ランプユニット２は、２つのランプユニット２，３のうち上側に配置されたものであり、第一光源２１と、第一リフレクタ２２とを有している。
このうち、第一光源２１は、パッケージングされたＬＥＤ（発光ダイオード）であり、左右方向に略沿って配列された複数のＬＥＤチップ２１０，…（配列方向は図４（ａ）参照）を有している。この第一光源２１は、複数のＬＥＤチップ２１０，…の各発光面が直上よりもやや後方を向くように、少し傾斜した状態で配置されている。このように第一光源２１を傾斜させるのは、ＬＥＤチップ２１０，…の各発光面を、後述する第一リフレクタ２２の第一反射面２２ａに正対させて、無駄な漏光なくＬＥＤチップ２１０，…からの光を当該第一反射面２２ａに入射させるためである。

第一リフレクタ２２は、前方斜め下方へ開口する凹板状部分を有する形状に形成され、当該凹板状部分が第一光源２１の上方に位置するように配置されている。この凹板状部分の前面（下面）は、第一光源２１の複数のＬＥＤチップ２１０，…から上方へ出射された光を前方へ反射させる第一反射面２２ａとなっている。

第一反射面２２ａは、第一光源２１の近傍（第一光源２１の位置を含むその近傍）に焦点を有する回転放物面を基調とする面である。より詳しくは、第一反射面２２ａは、図２に示すように、上記の回転放物面Ｓをあくまで基調としつつ、当該回転放物面Ｓの回転中心軸Ａｘを通る各断面での形状が、当該断面の側面視での中央から両端に向かうに連れて次第に回転放物面Ｓから外れて第一光源２１に近づくように形成された面である。ここで、「回転放物面の回転中心軸」とは、放物線の回転体である回転放物面の形成において放物線を回転させる中心軸であり、上記の回転放物面Ｓにおいては、当該回転放物面Ｓの焦点（第一光源２１の近傍）を通って前後方向に略沿った軸である。

ここで、第一反射面２２ａについて更に詳しく説明する。
第一反射面２２ａが基調とする回転放物面Ｓは、全面に亘って略一定の焦点（以下、基準焦点という）Ｆを第一光源２１の近傍に有する面である。これに対し、第一反射面２２ａは、回転放物面Ｓの回転中心軸Ａｘを通る各断面での焦点が、当該断面の側面視の中央部（図２では上下方向の中央部）Ｐｃでは基準焦点Ｆと一致し、この中央部Ｐｃから前端部Ｐｆへ向かうに連れて次第に基準焦点Ｆから後方へ移動した位置となり（つまり当該焦点が小さくなり）、中央部Ｐｃから後端部Ｐｂへ向かうに連れて次第に基準焦点Ｆから前方へ移動した位置となる（つまり当該焦点が大きくなる）。換言すれば、第一反射面２２ａは、回転放物面Ｓの回転中心軸Ａｘを通る各断面での形状が、当該断面の前端部Ｐｆから後端部Ｐｂに向かうに連れて、その焦点が基準焦点Ｆを中心として次第に前方へ移動するように形成された面である。

第二ランプユニット３は、図１に示すように、２つのランプユニット２，３のうち下側に配置されたものであり、第二光源３１と、第二リフレクタ３２とを有している。
このうち、第二光源３１は、パッケージングされたＬＥＤ（発光ダイオード）であり、第一光源２１の複数のＬＥＤチップ２１０，…と同じく左右方向に略沿って配列された複数のＬＥＤチップ３１０，…（配列方向は図４（ａ）参照）を有している。この第二光源３１は、第一光源２１と同様に、複数のＬＥＤチップ３１０，…の各発光面が直上よりもやや後方を向くように、少し傾斜した状態で配置されている。

第二リフレクタ３２は、前方斜め下方へ開口する凹板状部分を有する形状に形成され、当該凹板状部分が第二光源３１の上方に位置するように配置されている。この凹板状部分の前面（下面）は、第二光源３１の複数のＬＥＤチップ３１０，…から上方へ出射された光を前方へ反射させる第二反射面３２ａとなっている。
第二反射面３２ａは、第二光源３１の近傍（第二光源３１の位置を含むその近傍）に焦点を有する回転放物面を基調とする面である。

以上の構成を具備する車両用前照灯１においては、２つのランプユニット２，３が互いに異なる領域を照らすことによって、前方に走行ビームが形成される。
具体的には、このうちの第一ランプユニット２では、第一光源２１の複数のＬＥＤチップ２１０，…から上方へ出射された光が、第一リフレクタ２２の第一反射面２２ａによって前方へ反射される。

このとき、第一反射面２２ａが、第一光源２１の近傍に焦点（基準焦点Ｆ）を有する回転放物面Ｓを基調としつつ、当該回転放物面Ｓの回転中心軸Ａｘを通る各断面での形状が両端に向かうに連れて次第に回転放物面Ｓから第一光源２１に近づくように形成された面であるため、各断面においてより両端に近い位置に入射した光ほど大きく中央寄りに反射される。例えば、左右方向と直交する断面においては、第一反射面２２ａの上下方向の中央で反射された光が前後方向に略沿うように反射され、第一反射面２２ａのより両端に近い（より上下方向の中央から離れた）位置に入射した光ほど大きく上下方向の中央寄りとなるように斜め上方又は斜め下方へ反射される（図２参照）。そして、第一反射面２２ａの上記各断面の上下両側で反射された光が、当該断面の中央で反射された光を中心に交差して上下方向に広がりつつ前方へ照射される結果、上下方向に広い領域が照らされる。

一方、第二ランプユニット３では、第二光源３１の複数のＬＥＤチップ３１０，…から上方へ出射された光が、第二リフレクタ３２の第二反射面３２ａによって前方へ反射されて、第一ランプユニット２によるものよりも狭い領域が照らされる。
そして、第二ランプユニット３からの光が遠方を照らす中央領域を形成し、第一ランプユニット２からの光が当該中央領域を含むその周辺領域を形成することにより、図３に示すように、これらが組み合わされてなる走行ビームが前方に形成される。

以上のように、本実施形態の車両用前照灯１によれば、第一光源２１から出射された光を前方へ反射させる第一反射面２２ａが、第一光源２１の近傍に焦点（基準焦点Ｆ）を有する回転放物面Ｓを基調としつつ、当該回転放物面Ｓの回転中心軸Ａｘを通る各断面での形状が、両端に向かうに連れて次第に回転放物面Ｓから第一光源２１に近づくように形成された面であるので、当該各断面においてより両端に近い位置に入射した光ほど大きく中央寄りに反射され、前方で交差して広がる結果、焦点が一定の単純な回転放物面を基調とする反射面を用いていた従来よりも、広い領域に反射光が照射される。したがって、左右方向に略沿って複数のＬＥＤチップ２１０，…が配列された第一光源２１を用いて、従来よりも広い領域を照らすことができる。

また、第一ランプユニット２とは別に、第一光源２１のＬＥＤチップ２１０，…の配列方向と同じ方向に沿って配列された複数のＬＥＤチップ３１０，…を有する第二光源３１と、当該第二光源３１の近傍に焦点を有する回転放物面を基調とする面に形成された第二反射面３２ａと、を含む第二ランプユニット３を備えているので、当該第二ランプユニット３によって、第一ランプユニット２よりも狭い領域を照らすことができる。したがって、２つのランプユニット２，３においてＬＥＤチップの配列方向を統一しつつ、広い領域と狭い領域とを照らすことができ、ひいては、２つのランプユニットでＬＥＤチップの配列方向が互いに異なっていた従来に比べ、低コスト化を図ることができる。

また、走行ビームを減光してデイタイムランニングランプとして利用した場合、従来のように、左右方向に沿って配列された複数のＬＥＤチップからの光を、焦点が一定の単純な回転放物面を基調とする反射面によって反射させたのでは、上下方向に広い領域を照らすことができず、被視認性を低下させてしまう。この点、車両用前照灯１（第一ランプユニット２）では、上述のように、左右方向に沿って配列された複数のＬＥＤチップ２１０，…からの光であっても上下方向に広い領域へ照射することができるため、従来に比べ、デイタイムランニングランプとしての被視認性を向上させることができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、第一光源２１の複数のＬＥＤチップ２１０，…が左右方向に略沿って配列されていることとしたが、このＬＥＤチップ２１０，…の配列方向は、光の照射方向である前後方向と直交する方向であれば、左右方向でなくともよく、例えば上下方向などであってもよい。但し、この場合に、第二ランプユニット３（第二光源）の複数のＬＥＤチップ３１０，…の配列方向を第一光源２１の複数のＬＥＤチップ２１０，…のものと一致させる必要があるのは勿論である。

また、第一ランプユニット２における第一光源２１と第一リフレクタ２２との配置は、上下方向に反転させてもよい。つまり、第一光源２１が下方へ光を出射させ、第一リフレクタが第一光源２１よりも下方に配置されて当該第一光源２１からの光を前方へ反射させるように構成されていてもよい。第二ランプユニット３についても同様である。

また、第一リフレクタ２２の第一反射面２２ａは、回転放物面Ｓの回転中心軸Ａｘを通る各断面での形状が、両端に向かうに連れて次第に回転放物面Ｓから外れて「第一光源２１に近づく」ように形成されていることとしたが、当該各断面での形状が、両端に向かうに連れて次第に「第一光源２１から離れる」ように形成されていても、その反射光によって上下方向に広い領域を照らすことができる。しかしながら、この場合には、第一反射面２２ａからの反射光が前方のエクステンション４等によって遮光されてしまう恐れがあるため、上記実施形態における第一反射面２２ａの形状の方がより好ましい。

また、車両用前照灯１は、第一ランプユニット２及び第二ランプユニット３とは別に他のランプユニットを備えていてもよく、複数のランプユニットのなかに第一ランプユニット２を少なくとも１つ備えていればよい。

１ 車両用前照灯
２ 第一ランプユニット（ランプユニット）
２１ 第一光源（光源）
２１０ ＬＥＤチップ
２２ 第一リフレクタ
２２ａ 第一反射面（反射面）
Ｐｃ 中央部
Ｐｆ 前端部
Ｐｂ 後端部
Ｓ 回転放物面
Ａｘ 回転中心軸
Ｆ 基準焦点
３ 第二ランプユニット
３１ 第二光源
３１０ ＬＥＤチップ
３２ 第二リフレクタ
３２ａ 第二反射面
４ エクステンション

Claims (4)

1. 前後方向と直交する方向に略沿って配列された複数のＬＥＤチップを有する光源と、
   前記光源から出射された光を前方へ反射させる反射面と、
   を含むランプユニットを備える車両用前照灯において、
   前記反射面は、
   前記光源の近傍に焦点を有する回転放物面を基調としつつ、
   前記回転放物面の回転中心軸を通る各断面での形状が、両端に向かうに連れて次第に前記回転放物面から前記光源に近づくように形成された面であることを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記光源は、上方又は下方へ光を出射させるように配置され、
   前記反射面は、
   前記光源の上方又は下方に配置されるとともに、
   前記回転放物面の回転中心軸を通る各断面での形状が、前端部から後端部に向かうに連れて、その焦点が前記回転放物面の焦点を中心として次第に前方へ移動するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記光源の複数のＬＥＤチップの配列方向と同じ方向に略沿って配列された複数のＬＥＤチップを有する第二光源と、
   前記第二光源の近傍に焦点を有する回転放物面を基調とする面に形成されて、前記第二光源から出射された光を前方へ反射させる第二反射面と、
   を含む第二ランプユニットを備え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。
4. 前記第二ランプユニットからの光が走行ビームのうちの中央領域を形成し、前記ランプユニットからの光が走行ビームのうち前記中央領域を含む周辺領域を形成することを特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯。