JP2014082164A

JP2014082164A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2014082164A
Application number: JP2012230905A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Iwasaki; 和則岩▲崎▼
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2014-05-08
Also published as: EP2910848A1; US20150260367A1; EP2910848B1; EP2910848A4; WO2014061542A1; US9638386B2; CN104736926A; CN104736926B

Abstract

【課題】従来の車両用灯具では、効率良く配光制御したり配光設計したりすることが難しい。
【解決手段】この発明は、半導体型光源２と、レンズ３と、を備える。レンズ３は、第１レンズ部３１と、第２レンズ部３２と、第３レンズ部３３と、から構成されている。第１レンズ部３１は、集光パターンＳＰを形成する。第２レンズ部３２は、第１拡散パターンＤＷＰを形成する。第３レンズ部３３は、第２拡散パターンＵＷＰを形成する。この結果、この発明は、効率良く配光制御したり配光設計したりすることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体型光源からの光を、レンズに入射させてかつそのレンズから所定の配光パターンとして照射するレンズ直射型の車両用灯具に関するものである。

この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、従来の車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、光源と、レンズと、を備え、レンズの前方側表面、後方側表面を、第１の自由曲面、第２の自由曲面で構成するものである。光源を点灯すると、光源からの光が、レンズの後方側表面の第２の自由曲面からレンズ中に入射し、かつ、レンズの前方側表面の第１の自由曲面から所定の配光パターン、たとえば、横長配光パターンとホットゾーンとからなる配光パターンとして外部に出射（照射）される。

特開２００７−１８４２３９号公報

ところが、従来の車両用灯具は、レンズの後方側表面の第２の自由曲面および前方側表面の第１の自由曲面により、すなわち、１個のレンズにより、横長配光パターンとホットゾーンとをそれぞれ形成するものであるから、効率良く配光制御したり配光設計したりすることが難しい。

この発明が解決しようとする課題は、従来の車両用灯具では、効率良く配光制御したり配光設計したりすることが難しいという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、半導体型光源と、半導体型光源からの光を入射面から入射して出射面から出射させるレンズと、を備え、レンズが、集光パターンを形成する第１レンズ部と、第１拡散パターンを形成する第２レンズ部と、第２拡散パターンを形成する第３レンズ部と、から構成されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、第１レンズ部が、上部の一側に配置されていて、第２レンズ部が、下部に配置されていて、第３レンズ部が、上部の他側に配置されている、ことを特徴とする。

この発明の車両用灯具は、第１レンズ部が集光パターンを形成し、第２レンズ部が第１拡散パターンを形成し、第３レンズ部が第２拡散パターンを形成するものである。このように、３個のレンズ部により、３個の配光パターンをそれぞれ形成するものであるから、効率良く配光制御したり配光設計したりすることができる。

図１は、この発明にかかる車両用灯具の実施形態を示し、半導体型光源とレンズの斜視図である。図２は、３個の半導体型光源と３個のレンズとを示す斜視図である。図３は、集光パターンと第１拡散パターンと第２拡散パターンとを占める説明図である。図４は、半導体型光源とレンズとヒートシンク部材とホルダとを示す側面図（図２におけるＩＶ矢視図）である。図５は、図１におけるＶ−Ｖ線断面図である。図６は、図１におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。図７は、図１におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。図８は、図１におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。

以下、この発明にかかる車両用灯具の実施形態（実施例）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図３において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。この明細書において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用灯具を車両に搭載した際の前、後、上、下、左、右である。図５〜図８の断面図においては、光路を明確にするためにハッチングを省略してある。

（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態にかかる車両用灯具の構成について説明する。図４中、符号１は、この実施形態にかかる車両用灯具（たとえば、コーナリングランプなど）である。前記車両用灯具１は、車両（図示せず）の前部の左右両端部に搭載されている。以下、車両の右側に搭載される右側の車両用灯具１について説明する。なお、車両の左側に搭載される左側の車両用灯具は、右側の車両用灯具１とほぼ同様の構成（左右がほぼ逆となる構成）をなすので、説明を省略する。

（ランプユニットの説明）
前記車両用灯具１は、図１、図２、図４〜図８に示すように、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、３個の半導体型光源２と、３個のレンズ３と、ヒートシンク部材４と、ホルダ（取付部材）５と、を備えるものである。１個の前記半導体型光源２と１個の前記レンズ３とにより、１セットを構成する。この例では、３セット使用する。

３個の前記半導体型光源２および３個の前記レンズ３および前記ヒートシンク部材４および前記ホルダ５は、ランプユニットを構成する。前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズは、灯室（図示せず）を画成する。前記ランプユニット２、３、４、５は、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。なお、前記灯室内には、前記ランプユニット２、３、４、５以外のランプユニット、たとえば、フォグランプ、ロービーム用ヘッドランプ、ハイビーム用ヘッドランプ、ローハイ用ヘッドランプ、ターンシグナルランプ、クリアランスランプ、デイタイムランニングランプなどが配置されている場合がある。

（半導体型光源２の説明）
前記半導体型光源２は、図１、図２、図４〜図８に示すように、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源２は、発光チップ（ＬＥＤチップ）２０と、前記発光チップ２０を封止樹脂部材で封止したパッケージ（ＬＥＤパッケージ）と、前記パッケージを実装した基板（図示せず）と、前記基板に取り付けられていて前記発光チップ２０に電源（バッテリー）からの電流を供給するコネクタ（図示せず）と、から構成されている。

前記発光チップ２０は、平面矩形形状（平面長方形状）をなす。すなわち、複数個の正方形のチップをＸ軸方向（水平方向、左右方向）に配列してなるものである。なお、１個の長方形のチップ、あるいは、１個の正方形のチップ、を使用しても良い。前記発光チップ２０の正面この例では長方形の正面が発光面２１をなす。前記発光面２１は、前記レンズ３の基準光軸（基準軸、主光軸）Ｚの前側に向いている。前記発光チップ２０の前記発光面２１の中心Ｏは、前記レンズ３の基準焦点Ｆもしくはその近傍に位置し、かつ、前記レンズ３の基準光軸Ｚ上もしくはその近傍に位置する。

図１、図４〜図８において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、直交座標（Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系）を構成する。Ｘ軸は、前記発光チップ２０の前記発光面２１の中心Ｏを通る左右方向の水平軸であって、この実施形態において、左側が＋方向であり、右側が−方向である。また、Ｙ軸は、前記発光チップ２０の前記発光面２１の中心Ｏを通る上下方向の鉛直軸であって、この実施形態において、上側が＋方向であり、下側が−方向である。さらに、Ｚ軸は、前記発光チップ２０の前記発光面２１の中心Ｏを通る法線（垂線）、すなわち、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交する前後方向の軸（前記レンズ３の基準光軸）であって、この実施形態において、前側が＋方向であり、後側が−方向である。前記Ｚ軸は、右側約４５°に傾いている。

（レンズ３の説明）
前記レンズ３は、図１、図２、図４〜図８に示すように、前記基準光軸Ｚおよび前記基準焦点Ｆを有する。前記レンズ３は、前記ホルダ５を介して前記ヒートシンク部材４に固定されている。前記レンズ３は、前記半導体型光源２からの光を、図３に示すように、集光パターンＳＰ、第１拡散パターンＤＷＰ、第２拡散パターンＵＷＰとしてそれぞれ車両の前側方（前右側）に照射する。

前記レンズ３は、前記半導体型光源２からの光が前記レンズ３中に入射する入射面３０と、前記レンズ３中に入射した入射光が出射光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３として出射する出射面３４と、から構成されている。前記入射面３０と前記出射面３４とは、自由曲面から構成されている。

前記レンズ３は、前記集光パターンＳＰを形成する第１レンズ部３１と、前記第１拡散パターンＤＷＰを形成する第２レンズ部３２と、前記第２拡散パターンＵＷＰを形成する第３レンズ部３３と、から構成されている。前記第１レンズ部３１は、上部の一側（左側、車両の内側）に配置されている。前記第２レンズ部３２は、下部に配置されている。前記第３レンズ部３３は、上部の他側（右側、車両の外側）に配置されている。

前記第１レンズ部３１は、図５、図７に示すように、前記半導体型光源２からの光を出射光Ｌ１として、集めてかつ下側に向けて前記集光パターンＳＰとして外部に照射する。前記集光パターンＳＰは、図３に示すように、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲから下側の約２°〜約１０°の範囲、かつ、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから右側の約２５°〜約６０°の範囲を高光度で照明する。前記第１レンズ部３１の前記入射面３０と前記出射面３４とは、前記Ｚ軸から車両の内側（左側）に向かうにつれて、幅狭となっている。この結果、前記集光パターンＳＰを前記第１拡散パターンＤＷＰの内側（車両の内側、左側）に容易にかつ確実に形成することができる。

前記第２レンズ部３２は、図５、図６、図８に示すように、前記半導体型光源２からの光を出射光Ｌ２として、左右に拡散させて前記第１拡散パターンＤＷＰとして外部に照射する。前記第１拡散パターンＤＷＰは、図３に示すように、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲから下側の約２°〜約１５°の範囲、かつ、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから右側の約２５°〜約１００°の範囲を照明する。前記第２レンズ部３２の前記入射面３０と前記出射面３４とは、前記出射光Ｌ２がクロスしないように（オープンするように）形成されている。この結果、前記第１拡散パターンＤＷＰの拡散配光を容易にかつ確実に形成することができる。

前記第３レンズ部３３は、図６、図７に示すように、前記半導体型光源２からの光を出射光Ｌ３として、左右に拡散させて前記第２拡散パターンＵＷＰとして外部に照射する。前記第２拡散パターンＵＷＰは、図３に示すように、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲから上側の約８°〜下側の約３°の範囲、かつ、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから右側の約４７°〜約１００°の範囲を照明する。前記第３レンズ部３３の前記入射面３０と前記出射面３４とは、車両の外側（右側）に向かって傾斜している構成となっている。この結果、前記第２拡散パターンＵＷＰの光を、前記Ｚ軸からより外側（車両の外側、右左側）に容易にかつ確実に拡散させることができる。これにより、前記第２拡散パターンＵＷＰの光が上方かつ内側（車両の内側、左側）に照射されず、迷光を防止することができる。また、交差点などを曲がる際に歩行者を確実に照明することができ、交通安全に貢献することができる。

前記レンズ３の前記入射面３０は、前記第１レンズ部３１と、前記第２レンズ部３２と、前記第３レンズ部３３とに、３個に分割されている。図１、図４〜図６に示すように、前記第１レンズ部３１および前記第３レンズ部３３の高さと、前記第２レンズ部３２の高さとは、約１：２の比である。また、図１、図７に示すように、前記第１レンズ部３１の横と、前記第３レンズ部３３の横とは、約１：２の比である。

３個の前記レンズ３は、一体に成形しても良いし、それぞれ別個に成形してもよい。それぞれ別個に成形した場合は、図２に示すように、３個の前記レンズ３を横方向に並べて接着剤で接着したり、あるいは、固定部材などにより固定したりする。

（ヒートシンク部材４の説明）
前記ヒートシンク部材４は、前記半導体型光源２で発生する熱を外部に放射させるものである。前記ヒートシンク部材４は、たとえば、熱伝導性なお導電性をも有するアルミダイカストや樹脂部材からなる。前記ヒートシンク部材４は、図４に示すように、垂直板形状の取付部４０と、前記取付部４０の一面（後側の面、背面）に一体に設けた複数枚の垂直板形状のフィン部４１と、から構成されている。前記ヒートシンク部材４の前記取付部４０の他面（前側の面、正面）の固定面には、３個の前記半導体型光源２の前記基板がスクリューなどにより３個の前記レンズ３にそれぞれ対応して固定されている。

（ホルダ５の説明）
前記ホルダ５は、板形状をなす。前記ホルダ５は、右側のホルダと左側のホルダとの２個のホルダからなる。なお、図４においては、右側のホルダのみを図示する。前記ホルダ５の一端部（前端部）には、３個の前記レンズ３の左右両側がそれぞれ固定されている。前記ホルダ５の他端部（後端部）は、前記ヒートシンク部材４の前記取付部４０に固定されている。この結果、３個の前記レンズ３は、前記ホルダ５を介して前記ヒートシンク部材４に３個の前記半導体型光源２にそれぞれ対応して固定されている。

（実施形態の作用の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

３個の半導体型光源２を点灯する。すると、３個の半導体型光源２からの光は、３個のレンズ３の入射面３０にそれぞれ入射する。３個のレンズ３の第１レンズ部３１の入射面３０に入射した光は、出射面３４から出射して、その出射光Ｌ１は、図５、図７に示すように、集光パターンＳＰとして外部にそれぞれ出射（照射）する。３個のレンズ３の第２レンズ部３２の入射面３０に入射した光は、出射面３４から出射して、その出射光Ｌ２は、図５、図６、図８に示すように、第１拡散パターンＤＷＰとして外部にそれぞれ出射（照射）する。３個のレンズ３の第３レンズ部３３の入射面３０に入射した光は、出射面３４から出射して、その出射光Ｌ３は、図６、図７に示すように、第２拡散パターンＵＷＰとして外部にそれぞれ出射（照射）する。集光パターンＳＰおよび第１拡散パターンＤＷＰおよび第２拡散パターンＵＷＰは、車両の前側方（前右側）の路面などを照明する。

（実施形態の効果の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１は、以上のごとき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。

この実施形態にかかる車両用灯具１は、第１レンズ部３１が集光パターンＳＰを形成し、第２レンズ部３２が第１拡散パターンＤＷＰを形成し、第３レンズ部３３が第２拡散パターンＵＷＰを形成するものである。このように、３個のレンズ部３１、３２、３３により、３個の配光パターンＳＰ、ＤＷＰ、ＵＷＰをそれぞれ形成するものであるから、効率良く配光制御したり配光設計したりすることができる。

特に、この実施形態にかかる車両用灯具１においては、第１レンズ部３１は、上部の一側（左側、車両の内側）に配置されているので、図３に示すように、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲから下側の約２°〜約１０°の範囲、かつ、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから右側の約２５°〜約６０°の範囲を高光度で照明する集光パターンＳＰを形成するのに適している。

また、前記第２レンズ部３２は、下部に配置されているので、図３に示すように、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲから下側の約２°〜約１５°の範囲、かつ、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから右側の約２５°〜約１００°の範囲を照明する第１拡散パターンＤＷＰを形成するのに適している。

さらに、前記第３レンズ部３３は、上部の他側（右側、車両の外側）に配置されているので、図３に示すように、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲから上側の約８°〜下側の約３°の範囲、かつ、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから右側の約４７°〜約１００°の範囲を照明する第２拡散パターンＵＷＰを形成するのに適している。

（実施形態以外の例の説明）
この実施形態においては、コーナリングランプについて説明するものである。ところが、この発明においては、コーナリングランプ以外のランプたとえばフォグランプなどであっても良い。

また、この実施形態においては、集光パターンＳＰおよび第１拡散パターンＤＷＰがスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲから下側の範囲を照明し、一方、第２拡散パターンＵＷＰがスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲから主に上側の範囲を照明するものである。ところが、この発明においては、集光パターンＳＰおよび第１拡散パターンＤＷＰおよび第２拡散パターンがスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲから下側の範囲を照明するものであっても良い。

さらに、この実施形態においては、ヒートシンク部材４とホルダ５とがそれぞれ別個の部材からなるものである。ところが、この発明においては、ヒートシンク部材とホルダとを一体の部材から構成しても良い。

１車両用灯具
２半導体型光源
２０発光チップ
２１発光面
３レンズ
３０入射面
３１第１レンズ部
３２第２レンズ部
３３第３レンズ部
３４出射面
４ヒートシンク部材
４０取付部
４１フィン部
５ホルダ
Ｆレンズの基準焦点
Ｏ発光チップの発光面の中心
ＨＬ−ＨＲスクリーンの左右の水平線
ＶＵ−ＶＤスクリーンの上下の垂直線
ＳＰ集光パターン
ＤＷＰ第１拡散パターン
ＵＷＰ第２拡散パターン
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３出射光
ＸＸ軸
ＹＹ軸
Ｚレンズの基準光軸（Ｚ軸）

Claims

半導体型光源と、
前記半導体型光源からの光を入射面から入射して出射面から出射させるレンズと、
を備え、
前記レンズは、集光パターンを形成する第１レンズ部と、第１拡散パターンを形成する第２レンズ部と、第２拡散パターンを形成する第３レンズ部と、から構成されている、
ことを特徴とする車両用灯具。
前記第１レンズ部は、上部の一側に配置されていて、
前記第２レンズ部は、下部に配置されていて、
前記第３レンズ部は、上部の他側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。