JP2015060671A - Vehicular headlight - Google Patents
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Abstract
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、そのレンズから2つの配光パターン、例えば、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンとして車両の前方に照射することができるレンズ直射型の車両用前照灯に関するものである。 The present invention allows a light from a semiconductor-type light source to enter a lens and irradiate the front of a vehicle as two light distribution patterns, for example, a low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern, from the lens. The present invention relates to a direct-type vehicle headlamp.
この種の車両用前照灯は、従来からある(例えば、特許文献1、特許文献2)。以下、従来の車両用前照灯について説明する。 This type of vehicle headlamp has been conventionally used (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). Hereinafter, a conventional vehicle headlamp will be described.
特許文献1の従来の車両用前照灯は、半導体型光源と、投影レンズと、導光体と、可動遮光部材と、可動遮光部材を移動させるアクチュエータとを備えるものである。そして、特許文献1の従来の車両用前照灯は、可動遮光部材が非遮蔽位置に位置すると、半導体型光源からの光が投影レンズと導光体にそれぞれ入射して、投影レンズからサイドゾーン用配光パターンとして車両の前方に照射され、かつ、導光体からセンターゾーン用配光パターンとして車両の前方に照射される。また、可動遮光部材が遮蔽位置に位置すると、半導体型光源から導光体に入射する光が可動遮光部材により遮蔽されるので、投影レンズからサイドゾーン用配光パターンのみが車両の前方に照射される。これにより、ハイビーム用配光パターンとスプリットハイビーム用配光パターン(二分割ハイビーム用配光パターン)とが得られる。 The conventional vehicular headlamp disclosed in Patent Literature 1 includes a semiconductor light source, a projection lens, a light guide, a movable light shielding member, and an actuator that moves the movable light shielding member. In the conventional vehicle headlamp disclosed in Patent Document 1, when the movable light shielding member is located at the non-shielding position, light from the semiconductor-type light source is incident on the projection lens and the light guide, respectively. The light distribution pattern for the vehicle is irradiated in front of the vehicle, and the light distribution for the center zone is applied to the front of the vehicle. Further, when the movable light shielding member is positioned at the shielding position, the light incident on the light guide from the semiconductor-type light source is shielded by the movable light shielding member, so that only the side zone light distribution pattern is irradiated from the projection lens to the front of the vehicle. The As a result, a high beam light distribution pattern and a split high beam light distribution pattern (two-divided high beam light distribution pattern) are obtained.
特許文献2の従来の車両用前照灯は、光源と、レンズと、第1反射面と、第2反射面とを備えるものである。そして、特許文献2の従来の車両用前照灯は、第1反射面が開放位置に位置すると、光源からの光がレンズを透過して、すれ違いビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。また、第1反射面が遮光位置に位置すると、光源からの光が第1反射面で反射し、その反射光が第2反射面で反射して、走行ビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。
The conventional vehicle headlamp disclosed in
ところが、特許文献1の従来の車両用前照灯は、導光体からハイビーム用配光パターンのセンターゾーン用配光パターンを照射するものであるから、半導体型光源からの光を投影レンズに入射させてその投影レンズから2つの配光パターン、例えば、ハイビーム用配光パターンとスプリットハイビーム用配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するタイプのランプユニット(レンズ直射型のランプユニット)には適用することができない。また、特許文献2の従来の車両用前照灯は、走行ビーム用配光パターンを形成する手段が第1反射面及び第2反射面であるから、半導体型光源からの光をレンズに入射させてそのレンズから2つの配光パターン、例えば、すれ違いビーム用配光パターンと走行ビーム用配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するタイプのランプユニット(レンズ直射型のランプユニット)には適用することができない。
However, since the conventional vehicle headlamp of Patent Document 1 irradiates the light distribution pattern for the center zone of the high beam distribution pattern from the light guide, the light from the semiconductor-type light source is incident on the projection lens. The projection lens is applied to two types of light distribution patterns, for example, a lamp unit (lens direct-type lamp unit) that irradiates the front of the vehicle as a light distribution pattern for a high beam and a light distribution pattern for a split high beam. I can't. Further, in the conventional vehicle headlamp of
そこで、本願発明者は、レンズ直射型のランプユニットにおいて、2つの配光パターン、例えば、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンが得られないという点について、種々検討を行った。 Therefore, the inventor of the present application has made various studies on the point that two light distribution patterns, for example, a low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern cannot be obtained in a lens direct-type lamp unit.
その結果、主レンズ部と主レンズ部の下部に補助レンズ部を有するレンズと、光制御部材とを用い、光制御部材の可変焦点レンズ部が半導体型光源と補助レンズ部の間の第1位置と、光制御部材の可変焦点レンズ部が半導体型光源と主レンズ部の間の第2位置との間を移動可能とすることによって、レンズ直射型のランプユニットにおいて、2つの配光パターン、例えば、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンが得られる車両用前照灯の構成を見出し、現在、出願中である。 As a result, the main lens unit, a lens having an auxiliary lens unit below the main lens unit, and a light control member are used, and the variable focus lens unit of the light control member is in the first position between the semiconductor light source and the auxiliary lens unit. And the variable focus lens portion of the light control member is movable between the second position between the semiconductor-type light source and the main lens portion, so that in the lens direct-type lamp unit, two light distribution patterns, for example, A configuration of a vehicle headlamp capable of obtaining a low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern has been found and is currently pending.
具体的には、可変焦点レンズ部が第1位置にあるときには、可変焦点レンズ部が介在していない主レンズ部はロービーム用配光パターンとなり、補助レンズ部と可変焦点レンズ部とで補助レンズ部側もロービーム用配光パターンとなるようにする。 Specifically, when the variable focus lens portion is in the first position, the main lens portion without the variable focus lens portion is a low beam light distribution pattern, and the auxiliary lens portion and the variable focus lens portion are connected to the auxiliary lens portion. The side should also be a low beam light distribution pattern.
一方、可変焦点レンズ部が第2位置にあるときには、主レンズ部と可変焦点レンズ部とでハイビーム用配光パターンを実現すると共に、可変焦点レンズ部が介在しない補助レンズ部もハイビーム用配光パターンとなるようにする。 On the other hand, when the variable focus lens portion is in the second position, the main lens portion and the variable focus lens portion realize a high beam light distribution pattern, and the auxiliary lens portion without the variable focus lens portion also has a high beam light distribution pattern. To be.
なお、上記では、可変焦点レンズ部が第2位置にあるときにハイビーム用配光パターンとなる場合を説明したが、当然、この関係は逆であってもよい。
また、2つの配光パターンとして、具体的な例示としては、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンを上げているが、必ずしも、これに限定されるものではない。
In the above description, a case has been described in which the light distribution pattern for the high beam is obtained when the variable focus lens unit is in the second position, but this relationship may be reversed.
In addition, specific examples of the two light distribution patterns include a low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern, but the present invention is not necessarily limited to this.
しかしながら、この可変焦点レンズ部を半導体型光源と補助レンズ部との間に介在させる構成において、補助レンズ部と可変焦点レンズ部との間のクリアランスが十分に取れない場合がある。
この場合、可変焦点レンズ部が第1位置に移動するときに補助レンズ部と干渉する恐れがあり、また、場合によっては、可変焦点レンズ部を第1位置に位置させる設計自体が困難になるという課題があった。
However, in the configuration in which the variable focus lens unit is interposed between the semiconductor light source and the auxiliary lens unit, there may be a case where there is not enough clearance between the auxiliary lens unit and the variable focus lens unit.
In this case, when the variable focus lens unit moves to the first position, it may interfere with the auxiliary lens unit, and in some cases, it is difficult to design the variable focus lens unit at the first position. There was a problem.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、補助レンズ部と可変焦点レンズ部とのクリアランスが十分に確保でき、補助レンズ部と可変焦点レンズ部との干渉を抑制すると共に、可変焦点レンズ部を第1位置に設ける設計の自由度が高い車両用前照灯を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can sufficiently secure a clearance between the auxiliary lens unit and the variable focus lens unit, suppress interference between the auxiliary lens unit and the variable focus lens unit, and can change the variable focus lens. An object of the present invention is to provide a vehicular headlamp having a high degree of freedom in designing to provide the portion at the first position.
この発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、以下の構成によって把握される。
(1)本発明の車両用前照灯は、半導体型光源と、前記半導体型光源の車両の前方側に設けられ、主レンズ部と前記主レンズ部の周辺に配置される補助レンズ部とを有して前記半導体光源からの光を第1配光パターン及び第2配光パターンとして前記車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、前記半導体型光源と前記レンズとの間に設けられ、前記第1配光パターンに対応する前記半導体型光源と前記補助レンズ部との間の第1位置と、前記第2配光パターンに対応する前記半導体型光源と前記主レンズ部との間の第2位置とに移動切換可能な可変焦点レンズ部を有する光制御部材とを備え、前記可変焦点レンズ部が縦方向に沿って分割された複数の分割出射面から構成される出射面を有し、隣接する前記分割出射面同士が水平断面視において段差を形成する。
The present invention has been proposed to achieve the above object, and is grasped by the following configuration.
(1) A vehicle headlamp according to the present invention includes a semiconductor-type light source, and a main lens portion and an auxiliary lens portion provided around the main lens portion, provided on the front side of the semiconductor-type light source. A first light distribution pattern and a second light distribution pattern for irradiating light from the semiconductor light source respectively to the front of the vehicle; and between the semiconductor light source and the lens, A first position between the semiconductor light source and the auxiliary lens portion corresponding to the light distribution pattern, and a second position between the semiconductor light source and the main lens portion corresponding to the second light distribution pattern; And a light control member having a variable focus lens portion that can be moved and switched, and the variable focus lens portion has an emission surface composed of a plurality of divided emission surfaces divided along the vertical direction, and is adjacent to the The split exit surfaces are in horizontal section view Forming a step.
(2)上記(1)の構成において、前記段差が、水平断面視において、自車線側から対向車線側に向かって見たときに、前記出射面が反対側の入射面に向かって陥没するように形成される。
(3)上記(1)または(2)の構成において、前記段差が、前記可変焦点レンズ部が前記第2位置にある状態の場合、前記半導体型光源の光軸上の水平断面視において、前記半導体型光源の放射光のラインと略一致する段差面を有する。
(2) In the configuration of (1), when the step is viewed from the own lane side toward the opposite lane side in a horizontal sectional view, the exit surface is depressed toward the opposite incident surface. Formed.
(3) In the configuration of (1) or (2), when the step is in a state where the variable focus lens unit is in the second position, the horizontal step in the horizontal cross section on the optical axis of the semiconductor light source It has a step surface that substantially coincides with the line of radiated light of the semiconductor light source.
(4)上記(1)から(3)の構成において、前記段差が、前記可変焦点レンズ部が前記第2位置にある状態の場合、前記半導体型光源の光軸上の水平断面視において、前記半導体型光源の中心を原点として前記段差に向かう直線と前記光軸とのなす角度θを自車線側にマイナス、対向車線側にプラスとしたときに、前記角度θがマイナスとなる位置及びプラスとなる位置の少なくとも一方に設けられている。
(5)上記(1)から(4)の構成において、前記段差が1つ設けられ、前記分割出射面が2つである。
(6)上記(4)の構成において、前記段差が、前記角度θがマイナスとなる位置に1つ設けられ、前記分割出射面が2つである。
(7)上記(1)から(4)の構成において、前記段差が2つ設けられ、前記分割出射面が3つである。
(4) In the configurations of (1) to (3) above, when the step is in a state where the variable focus lens unit is in the second position, in the horizontal sectional view on the optical axis of the semiconductor-type light source, Position and plus where the angle θ is negative when the angle θ formed by the straight line toward the step with the center of the semiconductor light source and the optical axis is negative on the own lane side and positive on the opposite lane side At least one of the positions.
(5) In the configurations of (1) to (4) above, one step is provided, and there are two divided emission surfaces.
(6) In the configuration of (4), one step is provided at a position where the angle θ is negative, and there are two divided emission surfaces.
(7) In the configurations of (1) to (4) above, two steps are provided, and the divided exit surfaces are three.
本発明によれば、補助レンズ部と可変焦点レンズ部とのクリアランスが十分に確保でき、補助レンズ部と可変焦点レンズ部との干渉を抑制すると共に、可変焦点レンズ部を第1位置に設ける設計の自由度が高い車両用前照灯を提供することができる。 According to the present invention, a sufficient clearance between the auxiliary lens unit and the variable focus lens unit can be secured, the interference between the auxiliary lens unit and the variable focus lens unit is suppressed, and the variable focus lens unit is provided at the first position. It is possible to provide a vehicular headlamp with a high degree of freedom.
以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図7、図8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。また、図7、図8は、コンピュータシミュレーションにより作図されたスクリーン上の配光パターンを簡略化して示す等光度曲線の説明図である。この等光度曲線の説明図において、中央の等光度曲線は、高光度を示し、外側の等光度曲線は、低光度を示す。さらに、図9は、コンピュータシミュレーションにより作図された路面上の配光パターンを簡略化して示す等照度曲線の説明図である。この等照度曲線の説明図において、中央の等照度曲線は、高照度を示し、外側の等照度曲線は、低照度を示す。数字の単位は、「m」である。さらにまた、図4〜図6、図11〜図14において、各レンズ部の断面のハッチングは、省略してある。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前照灯を車両に搭載した際の前、後、上、下、左、右である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a vehicle headlamp according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
7 and 8, reference sign “VU-VD” indicates vertical lines on the upper and lower sides of the screen. Reference sign “HL-HR” indicates horizontal lines on the left and right of the screen. FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams of isoluminous curves showing the light distribution pattern on the screen drawn by computer simulation in a simplified manner. In the explanatory diagram of the isoluminous curve, the central isoluminous curve indicates high luminous intensity, and the outer isoluminous curve indicates low luminous intensity. Further, FIG. 9 is an explanatory diagram of an isoilluminance curve showing a simplified light distribution pattern on the road surface drawn by computer simulation. In the explanatory diagram of the isoilluminance curve, the central isoilluminance curve indicates high illuminance, and the outer isoilluminance curve indicates low illuminance. The unit of the number is “m”. Furthermore, in FIGS. 4 to 6 and FIGS. 11 to 14, the hatching of the cross section of each lens portion is omitted. In this specification, front, rear, upper, lower, left, and right are front, rear, upper, lower, left, and right when the vehicle headlamp according to the present invention is mounted on a vehicle.
また、図4〜図6、図10〜図14で使用されるX、Y、Zは、直交座標(X−Y−Z直交座標系)を意味する。
例えば、図10に示されるように、X軸は、発光チップ20の発光面23の中心Oを通る左右方向の水平軸であり、水平軸の表記において、中心Oを基準に対向車線側を表すときは+方向とし、自車線側を表すときには−方向として表すこととする。また、Y軸は、発光チップ20の発光面23の中心Oを通る上下方向の鉛直軸であり、上側を+方向とし、下側を−方向とする。さらに、図4に示されるように、Z軸は、発光チップ20の発光面23の中心Oを通る法線(垂線)である。つまりZ軸は、X軸およびY軸と直交する前後方向の軸であり、前側を+方向とし、後側を−方向とする。
Further, X, Y, and Z used in FIGS. 4 to 6 and FIGS. 10 to 14 mean orthogonal coordinates (XYZ orthogonal coordinate system).
For example, as shown in FIG. 10, the X axis is a horizontal axis in the horizontal direction passing through the center O of the
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」と称する)について説明する。
実施形態の説明では全体を通じて、同じ要素には同じ番号を付与している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings.
In the description of the embodiment, the same numbers are assigned to the same elements throughout.
図1は車両用前照灯1の正面図であり、図2は車両用前照灯1の斜め上方から見た斜視図であり、図3は車両用前照灯1の分解図である。
図1から図3に示される車両用前照灯1は、例えば、車両前部の左右両端部に搭載されているヘッドランプなどである。
(ランプユニットの説明)
図3に示すように、車両用前照灯1は、ランプハウジング(図示せず)と、ランプレンズ(図示せず)と、半導体型光源2と、レンズ(固定レンズ)3と、光制御部材4と、駆動部材5と、レンズカバー部材6と、軸受部材7と、ベース部材8と、冷却部材9とを備えるものである。
FIG. 1 is a front view of the vehicle headlamp 1, FIG. 2 is a perspective view of the vehicle headlamp 1 as viewed obliquely from above, and FIG. 3 is an exploded view of the vehicle headlamp 1. FIG.
The vehicle headlamp 1 shown in FIGS. 1 to 3 is, for example, a headlamp mounted on both left and right end portions of the vehicle front portion.
(Explanation of lamp unit)
As shown in FIG. 3, a vehicle headlamp 1 includes a lamp housing (not shown), a lamp lens (not shown), a
ランプユニットは、半導体型光源2、レンズ3、光制御部材4、駆動部材5、レンズカバー部材6、軸受部材7、ベース部材8及び冷却部材9によって構成される。
ランプハウジング(図示せず)およびランプレンズ(図示せず)は、灯室(図示せず)を画成する。
ランプユニットは、図示しないランプハウジング及びランプレンズで構成される灯室内に配置され、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)を介してランプハウジングに取り付けられている。
The lamp unit includes a
A lamp housing (not shown) and a lamp lens (not shown) define a lamp chamber (not shown).
The lamp unit is disposed in a lamp chamber composed of a lamp housing and a lamp lens (not shown), and passes through a vertical optical axis adjusting mechanism (not shown) and a horizontal optical axis adjusting mechanism (not shown). Attached to the lamp housing.
(半導体型光源2の説明)
図3に示される半導体型光源2は、例えば、LED、OELまたはOLED(有機EL)などの自発光半導体型光源である。
半導体型光源2は、図4に示すように、発光チップ(LEDチップ)20と、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、パッケージを実装した基板21と、基板21に取り付けられていて発光チップ20に電源(バッテリー)からの電流を供給するコネクタ22(図3参照)とから構成されている。なお、図4〜図6、図10〜図14においては、コネクタ22の図示を省略してある。
(Description of the semiconductor-type light source 2)
The
As shown in FIG. 4, the
基板21は、位置決め孔および位置決めピンなどにより、図3に示すベース部材8の光源取付部80に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、ベース部材8の光源取付部80に取り付けられる。この結果、半導体型光源2は、ベース部材8に取り付けられている。
The
図10に示すように、発光チップ20は、図示を省略した4個の正方形のチップをX軸方向(水平方向)に配列することで平面矩形形状(平面長方形状)になっている。
なお、2個もしくは3個もしくは5個以上の正方形のチップ、あるいは、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。
発光チップ20の長方形の正面が発光面23である。
発光面23は、レンズ3の基準光軸(基準軸)Zの前側に向いている。発光チップ20の発光面23の中心Oは、図4に示されるように、レンズ3の基準焦点Fもしくはその近傍に位置し、かつ、レンズ3の基準光軸Z上もしくはその近傍に位置する。
As shown in FIG. 10, the
Note that two, three, or five or more square chips, one rectangular chip, or one square chip may be used.
A rectangular front surface of the
The
(レンズ3の説明)
レンズ3は光透過性部材からなり、図3に示されるように、レンズ3は、主レンズ部30と、補助レンズ部(付加レンズ部)31と、取付部32とから構成されている。
なお、図4〜図6、図13における二点鎖線は、前記主レンズ部30と前記補助レンズ部31との境界線を示す。
(Description of lens 3)
The
4 to 6 and 13 indicate a boundary line between the
図3に示されるように、取付部32は、主レンズ部30の左右両端部に一体に設けられている。
取付部32は、レンズカバー部材6を介して位置決め孔および位置決めピンなどによりベース部材8のレンズ取付部81に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、ベース部材8のレンズ取付部81に取り付けられる。
従って、レンズ3は、レンズカバー部材6を介してベース部材8に取り付けられている。
なお、主レンズ部30と補助レンズ部31と取付部32は、一体構造である場合を示しているが、各々が別体構造であっても良い。
As shown in FIG. 3, the
The
Therefore, the
In addition, although the
レンズ3は、本実施形態では、半導体型光源2からの光を、図7(C)、図9(A)に示す第1配光パターンとしてのロービーム用配光パターン(すれ違い用配光パターン)LP、および、第2配光パターンとしての図8(C)、図9(B)に示すハイビーム用配光パターン(走行用配光パターン)HPとして車両の前方に照射するものである。
図7(C)に示されるように、ロービーム用配光パターンLPは、下水平カットオフラインCL1と、斜めカットオフラインCL2と、上水平カットオフラインCL3とを有する。
図8(C)に示されるように、ハイビーム用配光パターンHPは、中央部にホットゾーン(高光度帯)HZを有する。
In this embodiment, the
As shown in FIG. 7C, the low-beam light distribution pattern LP includes a lower horizontal cutoff line CL1, an oblique cutoff line CL2, and an upper horizontal cutoff line CL3.
As shown in FIG. 8C, the high beam light distribution pattern HP has a hot zone (high luminous intensity band) HZ at the center.
(主レンズ部30の説明)
図4に示すように、主レンズ部30は、半導体型光源2から放射される光のうち、中央光L1および周辺光の一部を利用するものである。
中央光L1は、半導体型光源2の半球放射範囲のX軸もしくはY軸から所定の角度(この例では、約60°)以上の範囲の光であって、主レンズ部30の中央部に入射する光である。
(Description of the main lens unit 30)
As shown in FIG. 4, the
The central light L1 is light having a predetermined angle (approximately 60 ° in this example) from the X axis or Y axis of the hemispherical emission range of the semiconductor-
また、周辺光は、半導体型光源2の半球放射範囲のX軸もしくはY軸から所定の角度(この例では、約60°)以下の範囲の光である。周辺光の一部は、周辺光のうち主レンズ部30の周辺部に入射する光である。
主レンズ部30は、図4に示すように、基準光軸Zおよび基準焦点Fを有し、半導体型光源2からの光を透過させる透過タイプのレンズ部である。
主レンズ部30は、半導体型光源2からの光(中央光L1および周辺光の一部)を主配光パターン(基本配光パターン)として車両の前方に照射するものである。
The ambient light is light within a predetermined angle (in this example, about 60 °) or less from the X axis or Y axis of the hemispherical radiation range of the
As shown in FIG. 4, the
The
例えば、図4は、ロービーム用配光パターンを車両の前方に照射するときの状態を示している。
この場合、半導体型光源2からの光(中央光L1および周辺光の一部)は、主レンズ部30に直接入射され、図7(A)に示すロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPが車両の前方に照射される。
For example, FIG. 4 shows a state when the light distribution pattern for low beam is irradiated in front of the vehicle.
In this case, light from the semiconductor-type light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light) is directly incident on the
一方、ハイビーム用配光パターンの場合、例えば、図5に示すようにして、ハイビーム用配光パターンが車両の前方に照射される。
この場合、主レンズ部30には、光制御部材4の可変焦点レンズ部40を透過した光(中央光L1)と半導体型光源2から直接入射する光(周辺光の一部)とが主レンズ部30に入射し、図8(A)に示すハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPが車両の前方に照射される。
On the other hand, in the case of the high beam light distribution pattern, for example, as shown in FIG. 5, the high beam light distribution pattern is irradiated in front of the vehicle.
In this case, the
主レンズ部30は、半導体型光源2からの光が入射する入射面300と、主レンズ部30中に入射した光が出射する出射面301とを有している。
主レンズ部30の入射面300は、自由曲面あるいは複合2次曲面で構成されている。
一方、主レンズ部30の出射面301は、半導体型光源2と反対側に突出した凸形状をなし、自由曲面あるいは複合2次曲面で構成されている。
The
The incident surface 300 of the
On the other hand, the exit surface 301 of the
(補助レンズ部31の説明)
補助レンズ部31は、図4、図5に示すように、主レンズ部30の下辺(下側)に設けられている。
この結果、図6に示すように、半導体型光源2とレンズ3の上部との間には、開口部(上部開口部WU)が形成されている。
なお、補助レンズ部31は主レンズ部30の下部に限定されるものではなく、主レンズ部30の上辺や側辺等に設けることもでき、従って、適宜、主レンズ部30の周辺に設けられるものである。
(Description of the auxiliary lens unit 31)
As shown in FIGS. 4 and 5, the
As a result, as shown in FIG. 6, an opening (upper opening WU) is formed between the
The
補助レンズ部31は、半導体型光源2から放射される光のうち、周辺光の他の一部L2を有効利用するものである。
周辺光の他の一部L2は、周辺光のうち補助レンズ部31に入射する光である。
図4、図5に示す例では、補助レンズ部31は、周辺光の他の一部L2を全反射させる全反射タイプのレンズ部としており、主レンズ部30と一体の場合を示している。
The
The other part L2 of the ambient light is light that enters the
In the example shown in FIGS. 4 and 5, the
補助レンズ部31は、周辺光の他の一部L2を補助配光パターンとして車両の前方に照射する。
つまり、ロービーム用配光パターンの場合は、図4に示されるように、光制御部材4の可変焦点レンズ部40を透過した光(周辺光の他の一部L2)が補助レンズ部31へ入射し、図7(B)に示すロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPが車両の前方に照射される。
一方、ハイビーム用配光パターンの場合は、図5に示されるように、半導体型光源2からの光(周辺光の他の一部L2)が補助レンズ部31に直接入射し、図8(B)に示すハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPが車両の前方に照射される。
The
That is, in the case of the low beam light distribution pattern, as shown in FIG. 4, the light transmitted through the variable
On the other hand, in the case of the high beam light distribution pattern, as shown in FIG. 5, the light from the semiconductor light source 2 (the other part L2 of the ambient light) is directly incident on the
補助レンズ部31は、周辺光の他の一部L2が入射する入射面310と、補助レンズ部31中に入射した光が反射する反射面311と、反射面311で反射した反射光が外部に出射する出射面312とを有している。
入射面310、反射面311および出射面312は、それぞれ自由曲面(あるいは複合二次曲面)から構成されている。
The
The entrance surface 310, the reflection surface 311 and the exit surface 312 are each composed of a free-form surface (or a composite quadric surface).
(光制御部材4の説明)
光制御部材4は、図3に示されるように、中央側の部分の可変焦点レンズ部40と左右両側の部分の取付部41とを備えている。
可変焦点レンズ部40と取付部41とは、光透過部材から構成されていて、この例では、一体構造の場合を示している。
取付部41は、軸受部材7を介して位置決め孔および位置決めピンなどによりベース部材8に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、ベース部材8に取り付けられている。
(Description of light control member 4)
As shown in FIG. 3, the light control member 4 includes a
The variable
The mounting
従って、光制御部材4は、軸受部材7を介してベース部材8に、第1位置と第2位置との間を回動可能に取り付けられている。
また、図4、図5に示すように、光制御部材4の回転中心O1は、発光面23の中心Oよりも、後側でかつ下側に位置している。
Accordingly, the light control member 4 is attached to the
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the rotation center O <b> 1 of the light control member 4 is located behind and below the center O of the
光制御部材4は、図3に示される駆動部材5により、図4に示す第1位置と図5に示す第2位置とに移動(回動)切替が可能になっている。
第1位置に光制御部材4が位置する場合、図4に示すように、光制御部材4の可変焦点レンズ部40は、半導体型光源2の発光面23と補助レンズ部31の入射面310との間に位置する。
この場合、半導体型光源2と、レンズ3の下部および光制御部材4(可変焦点レンズ部40)との間には、若干の開口部(下部開口部WD)が形成されている。
また、この状態において、可変焦点レンズ部40と補助レンズ部31は、一部(大部分)が上下(周辺光の他の一部L2のライン上)において重なる。
The light control member 4 can be switched (rotated) between the first position shown in FIG. 4 and the second position shown in FIG. 5 by the
When the light control member 4 is located at the first position, as shown in FIG. 4, the variable
In this case, a slight opening (lower opening WD) is formed between the semiconductor-
In this state, the
一方、第2位置に光制御部材4が位置する場合、図5に示すように、光制御部材4の可変焦点レンズ部40は、半導体型光源2の発光面23と主レンズ部30の入射面300の中央光L1が入射する中央部との間に位置する。
On the other hand, when the light control member 4 is located at the second position, as shown in FIG. 5, the variable
(可変焦点レンズ部40の説明)
先ず、可変焦点レンズ部40の補助レンズ部31に対する作用について説明する。
図5に示される可変焦点レンズ部40が第2位置にあり、可変焦点レンズ部40が介在せずに、周辺光の他の一部L2が、直接、補助レンズ部31に入射する場合には、補助レンズ部31の焦点は、図4、図5及び図10に示される焦点Fである。
(Description of the variable focus lens unit 40)
First, the operation of the variable
When the
一方、図4に示すように、可変焦点レンズ部40が第1位置の位置にあり、周辺光の他の一部L2が可変焦点レンズ部40を通って補助レンズ部31中に入射する場合には、補助レンズ部31の焦点は、図4、図5及び図10に示されるように、焦点(疑似焦点)F1である。
つまり、可変焦点レンズ部40が介在することで、補助レンズ部31の焦点は、可変焦点レンズ部40が介在しないときの補助レンズ部31の焦点Fから、その焦点Fの上側かつ右側の焦点(疑似焦点)F1に変位する(図10参照)。
On the other hand, as shown in FIG. 4, when the variable
In other words, by interposing the variable
このように、補助レンズ部31の焦点Fが、右斜め上方の疑似焦点F1に変位すると(図10参照)、半導体型光源2の発光チップ20の発光面23の位置は、実際の位置から、右斜め下方の仮想の位置に変化する。
つまり、物理的には発光面23の位置は変化しないが、光学的な基準となる焦点との関係を見ると、発光面23は右斜め下方の仮想の位置に変化したのと等価である。
なお、図10は正面視であるため発光面23は、疑似焦点F1の左斜め下方に位置するが、光の出射方向で見ると、上記の通り、発光面23は右斜め下方の仮想の位置に変化したことになる。
この結果、図7(B)に示すロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPは、図8(B)に示す可変焦点レンズ部40が介在しない場合(図5の状態)のハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPに対して、右斜め下方に変化する。
Thus, when the focal point F of the
That is, although the position of the
In addition, since FIG. 10 is a front view, the
As a result, the auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern shown in FIG. 7B is a high beam light distribution when the
このため、可変焦点レンズ部40を通って補助レンズ部31中に入射した光は、図7(B)に示すように、ロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの下水平カットオフラインCL1よりも下方に位置するロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPとして補助レンズ部31の出射面312から車両の前方に照射される。
For this reason, the light that has entered the
次に、可変焦点レンズ部40の主レンズ部30に対する作用について説明する。
図4に示されるように、第1位置に可変焦点レンズ部40があり、可変焦点レンズ部40を主レンズ部30に入射する光に対して介在せない場合、半導体型光源2からの光(中央光L1および周辺光の一部)は、主レンズ部30に直接入射され、図7(A)に示すロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPが車両の前方に照射される。
Next, the effect | action with respect to the
As shown in FIG. 4, when the
一方、図5に示されるように、第2位置に可変焦点レンズ部40があり、主レンズ部30に入射する光に対して、可変焦点レンズ部40を介在させる場合には、可変焦点レンズ部40を透過した光(中央光L1)と半導体型光源2からの直接入射する光(周辺光の一部)とが主レンズ部30に入射することになる。
この場合、図5に示すように、中央光L1は、可変焦点レンズ部40によって主レンズ部30への光の入射状態が配光制御され、図4に示される中央光L1の主レンズ部30への入射状態とは異なる入射状態となっている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the variable
In this case, as shown in FIG. 5, the central light L1 is subjected to light distribution control of the incident state of light on the
この結果、可変焦点レンズ部40が第1位置にあり(図4参照)、可変焦点レンズ部40が介在しないときには、図7(A)に示されるロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPとして主レンズ部30の出射面301から車両の前方に照射されていた状態が、可変焦点レンズ部40が介在することで(図5参照)、図8(A)に示すハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPとして主レンズ部30の出射面301から車両の前方に照射される状態となる。
As a result, when the variable
以下では、可変焦点レンズ部40の形状等について説明する。
図11(A)は、可変焦点レンズ部40が第2位置にあるときの半導体型光源2の光軸Z上の水平断面を示した図である。
Hereinafter, the shape and the like of the variable
FIG. 11A is a diagram showing a horizontal section on the optical axis Z of the
図11(A)に示すように、入射面400が凹形状であり、かつ、出射面401が凸形状である。
より具体的には、入射面400は、可変焦点レンズ部40の光軸(光出射軸)方向に凹形状をしている。
つまり、入射面400は、半導体型光源2の発光面23に対して可変焦点レンズ部40の内側に凹形状をしている。
As shown in FIG. 11A, the
More specifically, the
That is, the
一方、出射面401は、可変焦点レンズ部40の光軸(光出射軸)方向に凸形状をしている。
つまり、出射面401は、半導体型光源2の発光面23に対して可変焦点レンズ部40の外側に凸形状をしている。
On the other hand, the
That is, the
また、可変焦点レンズ部40は、対向車線側(ここでは右側)から自車線側(ここでは左側)にかけて徐々に入射面400と出射面401との間の距離が近くなる。
つまり、可変焦点レンズ部40の右側端部の入射面400と出射面401との間の距離は長く、可変焦点レンズ部40の左側端部の入射面400と出射面401との距離は短い。
The variable
That is, the distance between the
一方、可変焦点レンズ部40は、図5に示すように鉛直(Y軸方向)断面において、上側から下側にかけて徐々に入射面400と出射面401との間の距離が近くなる。
つまり、可変焦点レンズ部40の上側端部の入射面400と出射面401との間の距離は長く、可変焦点レンズ部40の下側端部の入射面400と出射面401との間の距離は短い。
なお、この鉛直断面での入射面400と出射面401との間の距離については、上側から下側にかけて距離が変化せず、等距離であってもよい。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the variable
That is, the distance between the
In addition, about the distance between the
ところで、図4を参照とすると、可変焦点レンズ部40が第1位置にあるときに、可変焦点レンズ部40の厚みが厚いと可変焦点レンズ部40の出射面401が補助レンズ部31の入射面310に近づくことになり、出射面401と入射面310との間のクリアランスが十分に確保できなくなる場合がある。
By the way, referring to FIG. 4, when the variable
このクリアランスが十分に取れない場合には、可変焦点レンズ部40が補助レンズ部31に干渉する恐れがある。
また、第1位置に可動焦点レンズ部40を位置させる設計自体が困難となる場合もある。
If this clearance is not sufficient, the variable
In addition, the design itself for positioning the movable
そのために、可変焦点レンズ部40を図11(B)に示すような形状とすることで可変焦点レンズ部40の厚みを抑え、クリアランスを十分に確保できるようにした。
図11(B)は、図11(A)と同様の水平断面図を示している。
以下、図11(B)を参照しながら、さらに、説明を行うが図11(A)で既に説明したのと同じ部分については説明を割愛する場合がある。
For this purpose, the
FIG. 11B shows a horizontal cross-sectional view similar to FIG.
Hereinafter, the description will be further made with reference to FIG. 11B, but the description of the same parts as already described in FIG. 11A may be omitted.
可変焦点レンズ部40は、発光チップ20の発光面23の中心O(半導体型光源2中心)を通るZ軸(半導体型光源の光軸)に対して、光軸を基準に自車線側になす角度をマイナス、対向車線側になす角度をプラスと定義すると、この図11(B)の例では、半導体型光源2中心を原点とし、この原点から段差402への直線が約−15度となる位置に段差402が設けられている。
The
より具体的には、この段差402は、可変焦点レンズ部40が、縦(上下)方向に沿って分割された2つ(複数)の分割出射面401a、401bから構成された出射面401となっていることで、隣接する分割出射面同士によって形成された段差402である。
また、各分割出射面401a、401bは、それぞれ光軸(光出射軸)方向に凸形状をした自由曲面を形成している。
一方、入射面400は、自由曲面または複合二次曲面または球面からなる面として形成される。
More specifically, the
In addition, each of the divided
On the other hand, the
図11(B)に示される通り、この段差402は、可変焦点レンズ部40の出射面401を自車線側から対向車線側に向かって見たときに、入射面に向かう段差として形成されている。
さらに、自車線側に約−15度傾いた放射光(これは前記半導体型光源2の放射光)のラインをLaとして示しているが、この段差402の段差面は放射光のラインLaと略一致するように形成されている。
このように、段差面と放射光のラインLaとが略一致するように形成すると、この段差面で散乱や反射が発生することが抑制されるので光学損失が抑制される。
As shown in FIG. 11B, the
Furthermore, although a line of radiated light (this is radiated light of the semiconductor light source 2) inclined by about −15 degrees toward the own lane side is shown as La, the step surface of the
When the step surface and the radiated light line La are formed to substantially coincide with each other as described above, the occurrence of scattering and reflection on the step surface is suppressed, so that the optical loss is suppressed.
出射面401が、このような段差402で分割された複数の分割出射面401a、401bとして構成されていても、各分割出射面401a、401bの形状を調整することで、出射面401から出射する光の状態が、図11(A)に示した出射面401が分割されていないものと略同じ状態にできる。
一方、可変焦点レンズ部40の厚みは、図11(A)、(B)の間の点線で示される厚みの差α分だけ図11(B)の方が可変焦点レンズ部40の厚みを薄くできる。
Even if the
On the other hand, the thickness of the
(駆動部材5の説明)
駆動部材5は、図2、図3に示すように、光制御部材4の可変焦点レンズ部40を第1位置(図4の状態)と第2位置(図5の状態)とに移動(回動)切替可能にするためのものである。
具体的には、図3に示されるように、駆動部材5は、進退ロッド54を有するソレノイド50、連結ピン51およびスプリング52とで主に構成されている。
(Description of drive member 5)
As shown in FIGS. 2 and 3, the driving
Specifically, as shown in FIG. 3, the
ソレノイド50には、取付部53が一体に設けられている。
取付部53は、位置決め孔および位置決めピンなどによりベース部材8のベース取付部82の背面側に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、ベース部材8のベース取付部82の背面側に取り付けられている。
この結果、駆動部材5のソレノイド50は、ベース部材8に取り付けられている。
A mounting
The mounting
As a result, the
連結ピン51の一端は、進退ロッド54の先端に固定され、連結ピン51の他端は、光制御部材4の取付部41に設けられた長孔42中に挿入されている。
この結果、ソレノイド50の進退ロッド54の進退運動が連結ピン51および長孔42を介して光制御部材4の回転運動に変換される。
One end of the
As a result, the forward / backward movement of the forward /
スプリング52は、軸受部材7に取り付けられている。
スプリング52の一端は軸受部材7に当接し、他端は光制御部材4に当接しており、このスプリング52の弾性力によって、光制御部材4は軸受部材7から離間する方向に付勢されている。
この結果、ソレノイド50が非通電状態である通常時には、進退ロッド54は進退可能な状態になっているので、スプリング52の付勢力と重力とにより、光制御部材4は第1位置に位置する。
The
One end of the
As a result, during normal times when the
一方、ソレノイド50に通電すると、スプリング52の付勢力に抗して前進位置に位置する進退ロッド54が後退して、光制御部材4は、第1位置から第2位置に回動して第2位置に位置する。
ソレノイド50への通電を遮断すると、再び、進退ロッド54は動けるようになるのでスプリング52の付勢力と重力によって、光制御部材4は、第2位置から第1位置に回動して第1位置に戻る。
On the other hand, when the
When the energization of the
(レンズカバー部材6の説明)
レンズカバー部材6は、図1〜図3に示すように、レンズ3を覆う形状をしており、例えば、光不透過性の部材から構成されている。
図3に示されるように、レンズカバー部材6の中央部には、半導体型光源2からの光をレンズ3の主レンズ部30および補助レンズ部31に通す開口部60が設けられている。
(Description of the lens cover member 6)
As shown in FIGS. 1 to 3, the lens cover member 6 has a shape that covers the
As shown in FIG. 3, an
レンズカバー部材6の左右両端部には、取付部61が一体に設けられている。
取付部61は、レンズ3の取付部32と共に、位置決め孔および位置決めピンなどによりベース部材8のレンズ取付部81に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、ベース部材8のレンズ取付部81に取り付けられる。
従って、レンズカバー部材6は、レンズ3と共にベース部材8に取り付けられている。
The mounting
Therefore, the lens cover member 6 is attached to the
(軸受部材7の説明)
軸受部材7は、図3に示すように、半導体型光源2およびベース部材8の光源取付部80を覆う形状をしている。
軸受部材7は、例えば、光不透過性の部材から構成されている。
軸受部材7の中央部には、半導体型光源2からの光をレンズ3の主レンズ部30および補助レンズ部31、光制御部材4の可変焦点レンズ部40に通す開口部70が設けられている。
軸受部材7の4角部には、取付部71が一体に設けられ、取付部71は、位置決め孔および位置決めピンなどによりベース部材8のベース取付部82の正面側に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、ベース部材8のベース取付部82の正面側に取り付けられる。
(Description of bearing member 7)
As shown in FIG. 3, the bearing
The bearing
At the center of the bearing
A mounting
軸受部材7の左右両側の中央部には、軸部72がそれぞれ一体に設けられ、軸部72は、光制御部材4の取付部41に設けた回転孔43を回動可能に軸受する。
この結果、軸受部材7には、光制御部材4が第1位置と第2位置との間を回動可能に取り付けられている。
A shaft portion 72 is integrally provided at each of the left and right central portions of the bearing
As a result, the light control member 4 is attached to the bearing
また、軸受部材7と光制御部材4には、それぞれストッパ73、44が一体に設けられており、このストッパ73、44同士が当接する位置で光制御部材4の回動が規制され、第1位置と第2位置とに正しく位置させられる。
The bearing
(ベース部材8の説明)
ベース部材8は、図3に示すように、ベース取付部82と、ベース取付部82の正面側の中央部の光源取付部80と、ベース取付部82の正面側の左右両端部のレンズ取付部81とから主に構成されている。
(Description of base member 8)
As shown in FIG. 3, the
光源取付部80には、半導体型光源2が取り付けられ、レンズ取付部81には、レンズ3がレンズカバー部材6を介して取り付けられる。
また、ベース取付部82の正面側には、光制御部材4を第1位置と第2位置との間で回動可能に軸受している軸受部材7が取り付けられる。
さらに、ベース取付部82の背面側には、駆動部材5および冷却部材9がそれぞれ取り付けられる。
The
A bearing
Furthermore, the
(冷却部材9の説明)
冷却部材9は、図3に示すように、冷却ファンを有し、ベース部材8のベース取付部82の背面側に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、ベース部材8のベース取付部82の背面側に取り付けられる。
(Description of cooling member 9)
As shown in FIG. 3, the cooling
この実施形態にかかる車両用前照灯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。
ソレノイド50が非通電状態である通常時には、スプリング52の付勢力により、光制御部材4は第1位置に位置し、図4に示すように、半導体型光源2の発光面23とレンズ3の補助レンズ部31の入射面310との間に可変焦点レンズ部40が位置する。
The vehicle headlamp 1 according to this embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
When the
この状態で、半導体型光源2の発光チップ20を点灯すると、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の中央光L1および周辺光の一部は、図4に示すように、直接、レンズ3の主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。
In this state, when the
この入射光は、入射面300で配光制御されて主レンズ部30中に入射し、主レンズ部30の出射面301から出射する。
この出射光も出射面301で配光制御されており、その出射光は、図7(A)に示すように、下水平カットオフラインCL1と、斜めカットオフラインCL2と、上水平カットオフラインCL3とを有するロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPとして、車両の前方に照射される。
The incident light is light-distributed by the incident surface 300 and enters the
The emitted light is also light-distributed by the exit surface 301, and the emitted light has a lower horizontal cut-off line CL1, an oblique cut-off line CL2, and an upper horizontal cut-off line CL3 as shown in FIG. The main light distribution pattern MLP of the low beam light distribution pattern is irradiated in front of the vehicle.
一方、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の他の一部L2は、図4に示すように、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の入射面400から可変焦点レンズ部40中に入射する。
この入射光は、入射面400で配光制御されて可変焦点レンズ部40中に入射し、可変焦点レンズ部40の出射面401から出射するが、この出射光も出射面401で配光制御される。
On the other hand, among the light emitted from the
The incident light is light-distributed at the
この可変焦点レンズ部40からの出射光は、補助レンズ部31の入射面310から補助レンズ部31中に入射する。
この入射光は、入射面310で配光制御されて補助レンズ部31中に入射し、補助レンズ部31の反射面311で全反射する。
この反射光も反射面311で配光制御され、全反射した反射光は出射面312から出射する。
The emitted light from the variable
The incident light is subjected to light distribution control at the incident surface 310, enters the
This reflected light is also distributed by the reflecting surface 311, and the totally reflected reflected light is emitted from the emitting surface 312.
この出射光も出射面312で配光制御されており、その出射光は、図7(B)に示すように、ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPとして、車両の前方であって主レンズ部30から照射されるロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの中央部に対して、右斜め下方に照射される。
The emitted light is also light-distributed by the exit surface 312, and as shown in FIG. 7 (B), the emitted light is located in front of the vehicle as the auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern. The light is emitted obliquely downward to the right with respect to the central portion of the main light distribution pattern MLP of the low beam light distribution pattern irradiated from the
このロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPは、より詳細には以下のようにして得られている。
可変焦点レンズ部40が補助レンズ部31に入射する光に介在すると、可変焦点レンズ部40の焦点の変位の作用により、補助レンズ部31の焦点Fが、図10に示されるように、右斜め上方の疑似焦点F1に変位する。
このため、半導体型光源2の発光チップ20の発光面23の位置は、実際の位置から、右斜め下方の仮想の位置に変化する。
The auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern is obtained in more detail as follows.
When the variable
For this reason, the position of the
この結果、図7(B)に示すロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPは、図8(B)に示す可変焦点レンズ部40が介在しない場合(図5の状態)のハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPに対して、右斜め下方に変化する。
従って、可変焦点レンズ部40を通って補助レンズ部31中に入射した光は、図7(B)に示すように、ロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの下水平カットオフラインCL1よりも下方に位置する。
As a result, the auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern shown in FIG. 7B is a high beam light distribution when the
Accordingly, the light that has entered the
以上のようにして得られた下水平カットオフラインCL1と、斜めカットオフラインCL2と、上水平カットオフラインCL3とを有するロービーム用配光パターンの主配光パターンMLP(図7(A)参照)と、ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLP(図7(B)参照)とが合成(重畳)されることで、下水平カットオフラインCL1と、斜めカットオフラインCL2と、上水平カットオフラインCL3とを有するロービーム用配光パターンLP(図7(C)、図9(A)参照)が得られる。 The main light distribution pattern MLP (see FIG. 7A) of the low beam light distribution pattern having the lower horizontal cut-off line CL1, the oblique cut-off line CL2, and the upper horizontal cut-off line CL3 obtained as described above. By combining (superimposing) the auxiliary light distribution pattern SLP (see FIG. 7B) of the low beam light distribution pattern, a lower horizontal cut-off line CL1, an oblique cut-off line CL2, and an upper horizontal cut-off line CL3 are obtained. The low beam light distribution pattern LP (see FIGS. 7C and 9A) is obtained.
それから、ソレノイド50に通電すると、進退ロッド54がスプリング52の付勢力に抗して後退し、後退位置に位置するようになる。
そして、光制御部材4と進退ロッド54とは、連結ピン51で連結されているので、この進退ロッド54が後退位置に位置する動きに合わせて、光制御部材4も第1位置から第2位置へと回動し、第2位置に位置することになる。
Then, when the
Since the light control member 4 and the advance /
このようにして、第2位置に光制御部材4が位置すると、光制御部材4の可変焦点レンズ部40は、図5に示すように、半導体型光源2の発光面23とレンズ3の主レンズ部30の入射面300との間に位置することになる。
Thus, when the light control member 4 is located at the second position, the variable
この状態のときには、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の中央光L1は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の入射面400から可変焦点レンズ部40中に入射する。
この入射光は、入射面400で配光制御されて可変焦点レンズ部40中に入射し、可変焦点レンズ部40の出射面401で配光制御されて出射する。
In this state, among the light emitted from the
The incident light is incident on the
この可変焦点レンズ部40からの出射光は、主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。
一方、半導体型光源2の周辺光の一部は、直接、主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。
これら主レンズ部30に入射する光(可変焦点レンズ部40を経た光、及び、直接入射する光)は、入射面300で配光制御されると共に、主レンズ部30の出射面301でも配光制御されて出射し、図8(A)に示すように、ハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPとして車両の前方に照射される。
The outgoing light from the variable
On the other hand, part of the ambient light of the
Light incident on the main lens unit 30 (light that has passed through the variable
一方、図5に示されるように、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の他の一部L2は、直接、補助レンズ部31の入射面310で配光制御されて補助レンズ部31中に入射し、補助レンズ部31の反射面311で全反射される。
この反射光も反射面311で配光制御されており、そして、全反射した反射光は、今度は、出射面312で配光制御されて出射する。
On the other hand, as shown in FIG. 5, among the light emitted from the
This reflected light is also light-distributed by the reflecting surface 311, and the totally reflected reflected light is then emitted by the light-distributing control at the emitting surface 312.
このようにして、出射面312から出射した出射光は、図8(B)に示すハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPとして車両の前方であって主レンズ部30から照射されるハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPの中央部に照射される。
Thus, the emitted light emitted from the emission surface 312 is for the high beam irradiated from the
ここで、ハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPは、可変焦点レンズ部40を介さずに直接補助レンズ部31から照射されるので補助レンズ部31の焦点Fは、本来の位置であり、半導体型光源2の発光チップ20の発光面23の中心Oもしくはその近傍に位置する。
Here, since the auxiliary light distribution pattern SHP of the high beam light distribution pattern is directly irradiated from the
このため、ハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPは、図7(B)に示されるような右斜め下方にオフセットせずに、図8(B)に示される中央部にある配光パターン、つまり、図8(A)に示されるハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPの中央部に重なるような位置にあるような状態になっている。 For this reason, the auxiliary light distribution pattern SHP of the high-beam light distribution pattern is not offset obliquely downward to the right as shown in FIG. 7B, but is located in the central portion shown in FIG. 8B. In other words, the high beam distribution pattern shown in FIG. 8A is in a state where it overlaps with the central portion of the main light distribution pattern MHP.
そして、ハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHP(図8(A)参照)と、ハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHP(図8(B)参照)とが合成(重畳)されることで中央部にホットゾーンHZを有するハイビーム用配光パターンHP(図8(C)、図9(B)参照)が得られる。 Then, the main light distribution pattern MHP (see FIG. 8A) of the high beam light distribution pattern and the auxiliary light distribution pattern SHP (see FIG. 8B) of the high beam light distribution pattern are combined (superimposed). Thus, a high-beam light distribution pattern HP (see FIGS. 8C and 9B) having a hot zone HZ in the center is obtained.
それから、ソレノイド50への通電を遮断すると、進退ロッド54は進退可能な状態となるので、スプリング52の付勢力によって、再び、光制御部材4が第2位置から第1位置に向かって回動して第1位置に位置するようになり、今まで半導体型光源2と主レンズ部30との間に位置していた可変焦点レンズ部40は、再び、半導体型光源2と補助レンズ部31との間に位置することになる。
Then, when the energization to the
(実施形態の効果の説明)
この実施形態にかかる車両用前照灯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。
(Explanation of effect of embodiment)
The vehicular headlamp 1 according to this embodiment is configured and operated as described above, and the effects thereof will be described below.
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が第1位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1および周辺光の一部)が直接レンズ3の主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が可変焦点レンズ部40を介してレンズ3の補助レンズ部31に入射し、それら入射光が、各々レンズ3の主レンズ部30及び補助レンズ部31の出射面301、312からロービーム用配光パターンLPとなるように車両の前方に照射される。
In the vehicle headlamp 1 according to this embodiment, when the light control member 4 is located at the first position, a part of the light from the semiconductor light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light) is directly lensed. 3 and the remainder of the light from the semiconductor-type light source 2 (the other part L2 of the ambient light) is incident on the
また、光制御部材4が第2位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1)が可変焦点レンズ部40を介してレンズ3の主レンズ部30に入射し、また、半導体型光源2からの光の一部(周辺光の一部)は直接レンズ3の主レンズ部30に入射すると共に、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)は直接レンズ3の補助レンズ部31に入射する。
When the light control member 4 is located at the second position, a part of the light from the semiconductor light source 2 (central light L1) enters the
それら入射光が、各々レンズ3の主レンズ部30及び補助レンズ部31の出射面301、312からハイビーム用配光パターンHPとなるように車両の前方に照射される。
このように、レンズ直射型のランプユニットにおいて、光制御部材4の位置を第1位置と第2位置とに切換ることで、ロービーム用配光パターンLPとハイビーム用配光パターンHPとが確実に得られる。
These incident lights are irradiated to the front of the vehicle from the
In this way, in the lens direct-type lamp unit, the light control member 4 is switched between the first position and the second position, so that the low beam light distribution pattern LP and the high beam light distribution pattern HP are surely obtained. can get.
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、上記の通り、配光パターンを形成するに当たり、半導体型光源2からの光(中央光L1および周辺光の一部、周辺光の他の一部L2)を有効に利用している。 In the vehicle headlamp 1 according to this embodiment, as described above, when forming the light distribution pattern, the light from the semiconductor-type light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light, the other part of the ambient light) L2) is effectively used.
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、一部品の光制御部材4を駆動部材5により第1位置と第2位置とに移動(回動)切替するものであり、駆動させる部品点数が少なく制御性がよい。また、軸受部材7と光制御部材4には、それぞれトッパ73、44(図3参照)が設けられており、これらストッパ73、44によって、光制御部材4が第1位置と第2位置とに正確に位置するようにされているので位置精度が高い。
The vehicle headlamp 1 according to the present embodiment switches (rotates) one light control member 4 between a first position and a second position by a
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40が、補助レンズ部31に入射する光に介在することで、図10に示すように、補助レンズ部31の焦点Fを、この焦点Fに対して、右斜め上方の疑似焦点F1に変位させ、補助レンズ部31の配光パターンの切替を行っている。
In the vehicle headlamp 1 according to this embodiment, the variable-
つまり、可変焦点レンズ部40が介在しないときには、補助レンズ部31の焦点は、図10に示される焦点Fにあり、このとき、補助レンズ部31は、図8(B)に示すハイビーム用配光パターンの補助配光パターンを照射し、可変焦点レンズ部40が介在して補助レンズ部31の焦点が、図10に示される疑似焦点F1に変位させられたときには、図7(B)に示すように、ロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの下水平カットオフラインCL1よりも下方に位置する補助配光パターンを照射するものとなる。この結果、グレアの発生を確実に防ぐことができる。
That is, when the variable
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、図4、図5に示されるように、第1位置と第2位置との間を回動するための光制御部材4の回転中心O1が半導体型光源2の発光面23の中心Oよりも、後方で、且つ、下側に位置するようにされている。
このため、図14に示すように、光制御部材4の回転角度θ1を、発光面23の中心Oを光制御部材4の回転中心とした場合の回転角度θ2と比較して、小さくすることができる。
従って、駆動部材5を小型化及び低出力化することができるので、ユニットの小型化及び低コスト化を図ることができる。
In the vehicle headlamp 1 according to this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the rotation center O1 of the light control member 4 for rotating between the first position and the second position is a semiconductor. The
For this reason, as shown in FIG. 14, the rotation angle θ <b> 1 of the light control member 4 can be made smaller than the rotation angle θ <b> 2 when the center O of the
Therefore, since the
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、補助レンズ部31が主レンズ部30に対して下側に配置されている。
このために、駆動部材5の非駆動時の光制御部材4が停止する第1位置は、重力方向に従っており、従って、第1位置に停止させるためにスプリング52に求められるばね力(付勢力)は小さくてよい。
この結果、このばね力(付勢力)に抗して駆動する駆動部材5にも安価な低出力のもの、例えば、低出力のソレノイド50を用いることができるので製造コストを安価にすることができる。
In the vehicle headlamp 1 according to this embodiment, the
For this reason, the first position where the light control member 4 stops when the
As a result, the
なお、ロービーム、及び、ハイビームの配光制御という点からすれば、この構成に限られるものではなく、他の例として、例えば図13に示すように、補助レンズ部31を主レンズ部30に対して上側に配置し、半導体型光源2とレンズ3の上部との間の上部開口部WU内において、可変焦点レンズ部40と補助レンズ部31とが上下に重なるようにしてもよい。
From the viewpoint of light distribution control of the low beam and the high beam, the configuration is not limited to this configuration. As another example, for example, as illustrated in FIG. 13, the
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、図4に示されるように、可変焦点レンズ部40が下側である第1位置に配置されているので、図6に示されるように、上部に大きな上部開口部WUが得られると共に、下部に若干の下部開口部WDが形成されている。
これにより、図6の矢印Aに示されるように、下部開口部WDから上部開口部WUに向かう熱対流が発生し、半導体型光源2において発生する熱(LED放射熱)を、図6の矢印Bに示すように、熱対流に沿って上部開口部WUから外部に逃がすことができ、放熱効果を向上させることができる。
As shown in FIG. 4, the vehicular headlamp 1 according to this embodiment is arranged at the first position on the lower side, as shown in FIG. A large upper opening WU is obtained, and a small lower opening WD is formed in the lower part.
Thereby, as shown by an arrow A in FIG. 6, heat convection from the lower opening WD toward the upper opening WU is generated, and heat (LED radiant heat) generated in the semiconductor-
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、図11(B)に示されるように、可変焦点レンズ部40の出射面401は、縦(上下)方向に沿って分割された2つ(複数)の分割出射面401a、401bとして構成され、隣接する分割出射面同士によって形成された段差402を有する。
また、この各分割出射面401a、401bは、出射面401から出射する光の状態を図11(A)に示した出射面401を分割していないものとほぼ同じ出射光の状態となるように、それぞれ光軸(光出射軸)方向に凸形状をした自由曲面として形成されている。
In the vehicle headlamp 1 according to this embodiment, as shown in FIG. 11B, the
In addition, each of the divided
従って、図11(B)に示された出射面401から出射される光は、図11(A)に示される出射面401から出射される出射光とほぼ同じ出射光の状態とされている。
その上で、出射面401を分割していない図11(A)の場合と比較して、図11(A)、(B)の間の点線で示される厚みの差α分だけ図11(B)の方が可変焦点レンズ部40の厚みを薄くできる。
この結果、図4に示されるように、可変焦点レンズ部40を第1位置に位置させるときに、可変焦点レンズ部40の厚みが薄いので、可変焦点レンズ部40の出射面401が補助レンズ部31の入射面310に近づくことを抑制できる。
Therefore, the light emitted from the
In addition, compared with the case of FIG. 11A in which the
As a result, as shown in FIG. 4, when the
従って、出射面401と入射面310との間のクリアランスが十分に確保できるようになるので、上述した可変焦点レンズ部40が補助レンズ部31に干渉することが回避でき、また、第1位置に可動焦点レンズ部40を位置させるための設計の自由度を向上することが可能となる。
Accordingly, a sufficient clearance between the
さらに、図11(B)に示された具体例では、自車線側に約−15度傾いた放射光(これは前記半導体型光源2の放射光)のラインLaに対して、この段差402の段差面が放射光のラインLaと略一致するように形成されている。
このため、この段差面での散乱や反射の発生が抑制されるので光学損失が抑えられる。
Further, in the specific example shown in FIG. 11 (B), the
For this reason, since the occurrence of scattering and reflection on the step surface is suppressed, optical loss can be suppressed.
一方、この光制御部材4を射出成形で製造する場合、その射出型としては、入射面400側に配置される第1射出型と出射面401側に配置される第2射出型とを合わせる構造が射出型としてはシンプルで生産性が良い。
On the other hand, when the light control member 4 is manufactured by injection molding, the injection mold has a structure in which the first injection mold arranged on the
この場合、図11(B)に示されるように、光軸Zよりも自車線側に段差402を設ける態様とすれば、その段差402の段差面は、出射面401側に引っ掛かりとなるエッジ構造が無いように設計されることになる。
この結果、出射面401側に配置される第2射出型を、出射面から離間させるように移動させて型抜きを行うときにスムーズな型抜きができるので好適である。
In this case, as shown in FIG. 11B, if the
As a result, the second injection mold disposed on the
なお、図11(B)の説明では、より具体的に段差402が光軸Zよりも自車線側に約−15度の位置にあるものとして説明したが、光軸Zよりも自車線側にだけ段差402を設ける態様とすれば、その段差402の形状は出射面401側に引っ掛かりとなるエッジ構造が無い構造に設計できる。
このことから、スムーズな型抜きができるという点からすれば、段差402は、光軸Zよりも自車線側にだけ段差402を設けるようにすることが好適である。
In the description of FIG. 11B, the
From this point of view, it is preferable that the
但し、射出型の設計自体は、別の構成でも実現が可能であることから、必ずしも可変焦点レンズ部40の段差402が光軸Zを基準に自車線側に設けなければならないものではない。
However, since the injection mold design itself can be realized with another configuration, the
従って、例えば、図12に示すように、図11(B)に示される状態に、さらに、対向車線側に約+15度傾いた位置に段差402を加え、可変焦点レンズ部40の出射面401を分割出射面401a、401b、401cの3つに分割するようなものであってもよく、さらには、3つ以上に分割してもよい。
Therefore, for example, as shown in FIG. 12, in addition to the state shown in FIG. 11B, a
この図12に示される例でも、対向車線側の段差402の段差面は、対向車線側に約+15度傾いた放射光(これは前記半導体型光源2の放射光)のラインLaに対して、略一致する段差面とすることで、この段差面で散乱や反射が発生することが抑制されるので光学損失が抑制される。
Also in the example shown in FIG. 12, the step surface of the
なお、この実施形態においては、駆動部材5としてソレノイド50を用いたが、同様の動作は、モータを使用しても実現できることは明らかである。
また、レンズ3の補助レンズ部31が全反射タイプのレンズ部として構成する場合を示したが、例えば、屈折タイプのレンズ部やフレネルタイプのレンズ部であっても良い。
In this embodiment, the
Moreover, although the case where the
さらに、上記実施形態では、第1配光パターンがロービーム用配光パターンLPであり、第2配光パターンがハイビーム用配光パターンHPである。ところが、この発明においては、第1配光パターンとして、ロービーム用配光パターンLP以外の配光パターン、例えば、AFSやADBなどにおいて、スクリーンの左右の水平線HL−HRよりも下方に照射される配光パターンであっても良いし、また、第2配光パターンとして、ハイビーム用配光パターンHP以外の配光パターン、例えば、AFSやADBなどにおいて、スクリーンの左右の水平線HL−HRよりも上方に照射される配光パターンであっても良い。 Further, in the above embodiment, the first light distribution pattern is the low beam light distribution pattern LP, and the second light distribution pattern is the high beam light distribution pattern HP. However, in the present invention, as the first light distribution pattern, a light distribution pattern other than the low beam light distribution pattern LP, such as AFS or ADB, is irradiated below the horizontal line HL-HR on the left and right of the screen. The second light distribution pattern may be a light pattern other than the high beam light distribution pattern HP, for example, AFS, ADB, etc., above the horizontal line HL-HR on the left and right of the screen. It may be a light distribution pattern to be irradiated.
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等が本発明の技術的範囲に含まれることは特許請求の範囲の記載から明らかである。 Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the technical scope of the present invention. It is clear from the description.
1 車両用前照灯
2 半導体型光源
20 発光チップ
21 基板
22 コネクタ
23 発光面
3 レンズ
30 主レンズ部
300 主レンズ部の入射面
301 主レンズ部の出射面
31 補助レンズ部
310 補助レンズ部の入射面
311 補助レンズ部の反射面
312 補助レンズ部の出射面
32 取付部
4 光制御部材
40 可変焦点レンズ部
400 入射面
401 出射面
401a 分割出射面
401b 分割出射面
401c 分割出射面
402 段差
41 取付部
42 長孔
43 回転孔
44 ストッパ
5 駆動部材
50 ソレノイド
51 連結ピン
52 スプリング
53 取付部
54 進退ロッド
6 レンズカバー部材
60 開口部
61 取付部
7 軸受部材
70 開口部
71 取付部
72 軸部
73 ストッパ
8 ベース部材
80 光源取付部
81 レンズ取付部
82 ベース取付部
9 冷却部材
CL1 下水平カットオフライン
CL2 斜めカットオフライン
CL3 上水平カットオフライン
F レンズの基準焦点
F1 疑似焦点
HL−HR スクリーンの左右の水平線
HP ハイビーム用配光パターン
HZ ホットゾーン
L1 中央光
L2 周辺光の他の一部
La 放射光のライン
LP ロービーム用配光パターン
MHP ハイビーム用配光パターンの主配光パターン
MLP ロービーム用配光パターンの主配光パターン
O 発光面の中心
O1 回転中心
SHP ハイビーム用配光パターンの補助配光パターン
SLP ロービーム用配光パターンの補助配光パターン
VU−VD スクリーンの上下の垂直線
WD 下部開口部
WU 上部開口部
X X軸
Y Y軸
Z 半導体型光源の光軸およびレンズの基準光軸(Z軸)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle headlamp 2 Semiconductor type light source 20 Light emitting chip 21 Board | substrate 22 Connector 23 Light emitting surface 3 Lens 30 Main lens part 300 Incident surface of main lens part 301 Outgoing surface of main lens part 31 Auxiliary lens part 310 Incident of auxiliary lens part Surface 311 Reflective surface of auxiliary lens unit 312 Output surface of auxiliary lens unit 32 Mounting unit 4 Light control member 40 Variable focus lens unit 400 Entrance surface 401 Output surface 401a Splitting output surface 401b Splitting exit surface 401c Splitting exit surface 402 Step 41 Mounting unit 42 Long hole 43 Rotating hole 44 Stopper 5 Driving member 50 Solenoid 51 Connecting pin 52 Spring 53 Mounting portion 54 Advance / Retreat rod 6 Lens cover member 60 Opening portion 61 Mounting portion 7 Bearing member 70 Opening portion 71 Mounting portion 72 Shaft portion 73 Stopper 8 Base Member 80 Light source mounting part 81 Lens mounting 82 Base mounting portion 9 Cooling member CL1 Lower horizontal cut-off line CL2 Oblique cut-off line CL3 Upper horizontal cut-off line F Reference focus of lens F1 Pseudo-focus HL-HR Horizontal line on the screen HP High beam light distribution pattern HZ Hot zone L1 Central light L2 Other part of ambient light La Line of synchrotron radiation LP Low beam light distribution pattern MHP Main light distribution pattern of high beam light distribution pattern MLP Main light distribution pattern of low beam light distribution pattern O Light emitting surface center O1 Rotation center SHP High beam Auxiliary light distribution pattern for light distribution pattern SLP Auxiliary light distribution pattern for light distribution pattern for low beam VU-VD Vertical line on the screen WD Lower opening WU Upper opening X X axis Y Y axis Z Optical axis of semiconductor light source And the reference optical axis of the lens (Z-axis)
Claims (7)
半導体型光源と、
前記半導体型光源の車両の前方側に設けられ、主レンズ部と前記主レンズ部の周辺に配置される補助レンズ部とを有して前記半導体光源からの光を第1配光パターン及び第2配光パターンとして前記車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、
前記半導体型光源と前記レンズとの間に設けられ、前記第1配光パターンに対応する前記半導体型光源と前記補助レンズ部との間の第1位置と、前記第2配光パターンに対応する前記半導体型光源と前記主レンズ部との間の第2位置とに移動切換可能な可変焦点レンズ部を有する光制御部材とを備え、
前記可変焦点レンズ部が縦方向に沿って分割された複数の分割出射面から構成される出射面を有し、隣接する前記分割出射面同士が水平断面視において段差を形成することを特徴とする車両用前照灯。 A vehicle headlamp,
A semiconductor light source;
The semiconductor-type light source is provided on the front side of the vehicle, and has a main lens portion and an auxiliary lens portion arranged around the main lens portion, and transmits light from the semiconductor light source to the first light distribution pattern and the second light distribution pattern. A lens for irradiating the front of the vehicle as a light distribution pattern,
A first position between the semiconductor-type light source and the auxiliary lens unit, which is provided between the semiconductor-type light source and the lens and corresponds to the first light-distribution pattern, and corresponds to the second light-distribution pattern. A light control member having a variable focus lens portion movable and switched to a second position between the semiconductor-type light source and the main lens portion;
The varifocal lens portion has an emission surface composed of a plurality of divided emission surfaces divided along the vertical direction, and the adjacent divided emission surfaces form a step in a horizontal sectional view. Vehicle headlamp.
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