JP2015173096A - 車両用灯具ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】前方の視認性を確保し、運転者が覚える違和感を抑制しつつ、エイミング作業の効率を向上させる。
【解決手段】投影レンズ１３は、光源１１から出射された光が通過するように配置されている。シェード１４は、光源１１から出射された光の一部Ｌ１を遮るように投影レンズ１３の後方に配置されている。投影レンズ１３は、第一領域１３ａと第二領域１３ｂを有している。第一領域１３ａは、第一光散乱性を有している。第二領域１３ｂは、第一光散乱性よりも小さい第二光散乱性を有している。投影レンズ１３とシェード１４は、シェード１４の端縁１４ａを配光パターンの周縁として投影する光の一部Ｌ２が第一領域１３ａを通過し、当該光の別の一部Ｌ３が第二領域１３ｂを通過するように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される灯具ユニットに関する。
この種の灯具ユニットとして、光源、投影レンズ、およびシェードを備える構成が知られている。投影レンズは、光源から出射された光の少なくとも一部が通過するように配置されている。シェードは、光源から出射された光の一部を遮るように、投影レンズの後方に配置されている。投影レンズを通過した光は、灯具ユニットの前方を照明する配光パターンを形成する。このとき、シェードの端縁は、当該配光パターンの周縁として、投影レンズの前方に投影される。配光パターンの一例としては、前方車両にグレアを与えないように車両の近距離前方を照明するロービームパターンが挙げられる。配光パターンの周縁の一例としては、ロービームパターンの上端縁をなすカットオフラインが挙げられる。
前方の視認性向上や運転者が覚える違和感を抑制するために、カットオフラインをぼかしたいという要求がある。この要求に応えるために、投影レンズの表面に光散乱面が形成され、シェードの端縁を投影する光が当該光散乱面を通過するようにした構成が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００７−２６５８６４号公報
この種の灯具ユニットは、出荷前などにおいて、投影レンズの光軸の上下左右方向における基準位置を調整するエイミング作業が行なわれる。その際、カットオフラインが調整作業の基準として参照される場合がある。しかしながら、上記のようにカットオフラインがぼかされると、調整作業の基準として参照することが困難となり、作業効率が低下する場合がある。
よって本発明は、前方の視認性を確保し、運転者が覚える違和感を抑制しつつ、エイミング作業の効率を向上させることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明がとりうる一態様は、車両に搭載される灯具ユニットであって、
光源と、
前記光源から出射された光が通過するように配置された投影レンズと、
前記光源から出射された光の一部を遮るように前記投影レンズの後方に配置されたシェードと、
を備えており、
前記投影レンズは、
第一光散乱性を有する第一領域と、
前記第一光散乱性よりも小さい第二光散乱性を有する第二領域と、
を備えており、
前記シェードおよび前記投影レンズは、前記シェードの端縁を配光パターンの周縁として投影する光の一部が前記第一領域を通過し、当該光の別の一部が前記第二領域を通過するように配置されている。
第一領域を通過する光は、相対的に強い散乱を受ける。これにより、シェード端縁は、灯具ユニットの前方に形成される配光パターンにおいて、ぼやけた周縁として投影される。したがって、前方の視認性を向上し、運転者が覚える違和感を抑制するという要求に応えうる。
一方、第二領域を通過する光は、散乱を受けない（あるいは散乱の程度が相対的に小さい）ため、シェードの端縁は、灯具ユニットの前方に形成される配光パターンにおいて、鮮明な周縁として投影される。すなわち、第一領域を通過した光により形成されるぼやけた周縁と鮮明な周縁が並存して見えるようになる。
これにより、灯具ユニットのエイミング作業を行なう場合において、鮮明な周縁を調整の基準として参照することが可能になる。したがって、前方の視認性を確保し、運転者が覚える違和感を抑制しつつ、エイミング作業の効率を向上できる。
上記の灯具ユニットは、以下のように構成されうる。
前記シェードおよび前記投影レンズは、前記配光パターンの照明領域のうち前記周縁を含まない部分を形成する光が前記第二領域を通過するように配置されている。
このような構成によれば、灯具ユニットの前方に形成される配光パターンの照明領域のうち周縁を含まない部分は、散乱を受けない（あるいは散乱の程度が小さい）光により形成される。そのような光は干渉度が低いため、照明領域に照度の不均一な部分が形成されることを抑制できる。したがって、前方の視認性を確保し、エイミング作業の効率を向上させつつ、運転者が覚える違和感をさらに抑制できる。
上記の灯具ユニットは、以下のように構成されうる。
前記光源から出射された光を反射し、オーバーヘッドサインを照明するための光として前記投影レンズの前記第二領域を通過させるように配置されたリフレクタを備えている。
このような構成によれば、投影レンズを通過後に上方へ向かうオーバーヘッドサインを照明するための光が散乱を受けない（あるいは散乱の程度が小さい）。そのため、オーバーヘッドサインを照明するための光が、散乱を通じて前方車両へ向かうことを抑制できる。したがって、前方の視認性を確保し、エイミング作業の効率を向上させつつ、運転者が覚える違和感を抑制できるだけでなく、前方車両の乗員に与えるグレアを抑制できる。
上記の灯具ユニットは、以下のように構成されうる。
前記投影レンズは、樹脂成形品である。
このような構成によれば、第一光散乱性を得るための微小な凹凸面を、低コストで正確に第一領域に形成できる。また、第一領域と第二領域の表面状態の区別を、低コストで正確に行なうことができる。これにより、ぼやけた周縁と鮮明な周縁を、所望の位置に正確に形成できる。したがって、前方の視認性を確保し、運転者が感じる違和感を抑制しつつ、エイミング作業の効率を向上可能な灯具ユニットを、低コストで提供できる。
上記の灯具ユニットは、以下のように構成されうる。
前記投影レンズの周縁部を保持するホルダを備えている。
前記投影レンズの周縁部は、前記ホルダに溶着されており、当該周縁部には、溶着位置決め用の突起が形成されている。
このような構成によれば、所望の光散乱性を得るための第一領域と第二領域を、ホルダに対して正確に位置決めできる。これにより、ぼやけた周縁と鮮明な周縁を、所望の位置に正確に形成できる。したがって、前方の視認性を確保し、運転者が感じる違和感を抑制しつつ、エイミング作業の効率を向上できる。
本発明の第一実施形態に係る灯具ユニットを一部断面視で示す図である。 上記灯具ユニットにより形成される配光パターンを説明する図である。 上記灯具ユニットが備える投影レンズの外観を示す正面図である。 本発明の第二実施形態に係る灯具ユニットを一部断面視で示す図である。
添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
図１は、第一実施形態に係る灯具ユニット１０を左方から見た側面図であり、一部を断面視で示している。灯具ユニット１０は、例えば、車両の前部に搭載され、車両の前方を照明するために用いられる。
灯具ユニット１０は、光源１１を備えている。本実施形態においては、光源１１は、半導体発光素子である。半導体発光素子の例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード、有機ＥＬ素子などが挙げられる。
灯具ユニット１０は、リフレクタ１２を備えている。リフレクタ１２は、反射面１２ａを有している。反射面１２ａは、灯具ユニット１０の前後方向に延びる光軸Ａを中心軸とする楕円球面を基調とする形状を有している。光源１１は、反射面１２ａの鉛直断面を構成する楕円の第一焦点に配置されている。これにより、光源１１から出射された光が当該楕円の第二焦点に収束するように構成されている。
灯具ユニット１０は、投影レンズ１３を備えている。投影レンズ１３は、後方焦点Ｆがリフレクタ１２の反射面１２ａの第二焦点に一致するように配置されている。投影レンズ１３は、光源１１から出射された光の少なくとも一部が通過するように配置されている。これにより、後方焦点Ｆ上の像が、灯具ユニット１０の前方に反転像として投影される。
灯具ユニット１０は、シェード１４を備えている。シェード１４は、投影レンズ１３の後方に配置されている。より具体的には、シェード１４は、投影レンズ１３の後方焦点Ｆの近傍に配置されている。シェード１４は、光源１１から出射された光の一部を遮るように配置されている。図１に示す例においては、光源１１から出射された光Ｌ１が、シェード１４により遮られている。
図２の（ａ）は、シェード１４を灯具ユニット１０の前方から見た形状を示す正面図である。図２の（ｂ）は、灯具ユニット１０により形成されるロービームパターン５０（配光パターンの一例）を模式的に示している。これらの図において、仮想線Ｖは上下方向の基準線を示し、仮想線Ｈは左右方向の基準線を示している。ロービームパターン５０は、前方車両にグレアを与えないようにするために、車両の近距離前方を照明する配光パターンである。
ロービームパターン５０は、その上端縁にカットオフライン５０ａ（配光パターンの周縁の一例）を有している。カットオフライン５０ａは、光源１１から出射された光によって、シェード１４の上端縁１４ａの形状が投影レンズ１３の前方に投影されることにより形成されている。カットオフライン５０ａよりも上方は、光源１１より出射された光がシェード１４に遮られることにより形成される非照明領域である。カットオフライン５０ａよりも下方は、光源１１より出射され、シェード１４により遮られない光により形成される照明領域５０ｂである。
図３は、投影レンズ１３の外観を示す正面図である。同図における仮想線Ｖ、Ｈは、図２に示した仮想線Ｖ、Ｈに対応している。投影レンズ１３は、第一領域１３ａと第二領域１３ｂを備えている。第一領域１３ａは、表面に微小な凹凸が形成されることによって、第一光散乱性を有している。微小な凹凸は、突起（ディンプル）、溝、シボ加工などによって形成されている。第二領域１３ｂは、平滑面とされている。これにより、第二領域１３ｂは、第一光散乱性よりも小さい第二光散乱性を有している。
図１に示すように、投影レンズ１３とシェード１４は、シェード１４の上端縁１４ａをカットオフライン５０ａとして投影する光の一部Ｌ２が第一領域１３ａを通過し、当該光の別の一部Ｌ３が第二領域１３ｂを通過するように配置されている。
光Ｌ２は、第一領域１３ａに形成された微小な凹凸面による散乱を受ける。これにより、シェード１４の上端縁１４ａは、図２の（ｂ）に示すロービームパターン５０において、ぼやけたカットオフライン５０ａ１（太い灰色の線）として投影される。したがって、前方の視認性を向上し、運転者が覚える違和感を抑制するという従来からの要求に応えることができる。
一方、第二領域１３ｂを通過する光Ｌ３は、散乱を受けない（あるいは散乱の程度が小さい）ため、シェード１４の上端縁１４ａは、図２の（ｂ）に示すロービームパターン５０において、鮮明なカットオフライン５０ａ２（細い実線）として投影される。すなわち、第一領域１３ａを通過した光Ｌ２により形成されるぼやけたカットオフライン５０ａ１と、第二領域１３ｂを通過した光Ｌ３により形成される鮮明なカットオフライン５０ａ２とが、並存して見えるようになる。
これにより、灯具ユニット１０のエイミング作業を行なう場合において、鮮明なカットオフライン５０ａ２を調整の基準として参照することが可能になる。したがって、前方の視認性を確保し、運転者が覚える違和感を抑制しつつ、エイミング作業の効率を向上させることができる。
図２の（ｃ）に示す比較例に係るロービームパターン１５０は、光散乱を受けた光のみによってカットオフライン１５０ａを含む照明領域１５０ｂが形成された場合を示している。シェードの端縁形状は、ぼやけたカットオフライン１５０ａとして投影される。また、散乱を受けた光同士が干渉することにより、照明領域１５０ｂ内に照度ムラ１５０ｂ１が形成される。このような照度ムラは、運転者が違和感を覚える一因となる。
図１に示すように、本実施形態においては、投影レンズ１３とシェード１４は、ロービームパターン５０の照明領域５０ｂのうちカットオフライン５０ａを含まない部分を形成する光Ｌ４が第二領域１３ｂを通過するように配置されている。すなわち、シェード１４に遮られない光源１１からの光のうち、シェード１４の上端縁１４ａの投影に関与しない光Ｌ４が、第二領域１３ｂを通過する。
このような構成によれば、図２の（ｂ）に示すロービームパターン５０の照明領域５０ｂは、散乱を受けない（あるいは散乱の程度が小さい）光により形成される。そのような光は干渉度が低いため、照明領域５０ｂに照度ムラが形成されることを抑制できる。したがって、前方の視認性を確保し、エイミング作業の効率を向上させつつ、運転者が覚える違和感をさらに抑制できる。
投影レンズ１３の素材は特に限定されないが、本実施形態においては、樹脂成形品の投影レンズ１３が用いられている。
この場合、所望の光散乱性を得るための微小な凹凸面を、低コストで正確に第一領域１３ａに形成できる。また、第一領域１３ａと第二領域１３ｂの表面状態の区別を、低コストで正確に行なうことができる。これにより、ぼやけたカットオフライン５０ａ１と鮮明なカットオフライン５０ａ２を、所望の位置に正確に形成できる。したがって、前方の視認性を確保し、運転者が感じる違和感を抑制しつつ、エイミング作業の効率を向上可能な灯具ユニットを、低コストで提供できる。
図１に示すように、灯具ユニット１０は、レンズホルダ１５を備えている。レンズホルダ１５は、投影レンズ１３の周縁部１３ｃを保持している。周縁部１３ｃは、レンズホルダ１５に溶着されている。図３に示すように、周縁部１３ｃには、溶着位置決め用の突起１３ｄが複数形成されている。
このような構成によれば、所望の光散乱性を得るための第一領域１３ａと第二領域１３ｂを、レンズホルダ１５に対して正確に位置決めできる。これにより、ぼやけたカットオフライン５０ａ１と鮮明なカットオフライン５０ａ２を、所望の位置に正確に形成できる。したがって、前方の視認性を確保し、運転者が感じる違和感を抑制しつつ、エイミング作業の効率を向上できる。
図４は、第二実施形態に係る灯具ユニット１０Ａを左方から見た側面図であり、一部を断面視で示している。第一実施形態に係る灯具ユニット１０と同一または同様の構成や機能を有する要素については、同一の参照番号を付与し、繰り返しとなる説明を省略する。図１に示した光線Ｌ１〜Ｌ４の図示も省略する。
灯具ユニット１０Ａは、追加リフレクタ１６ａ、１６ｂを備えている（支持構造の図示は省略している）。追加リフレクタ１６ａ、１６ｂは、光源１１から出射された光Ｌ５を反射し、オーバーヘッドサインを照明するための光を形成するように構成されている。オーバーヘッドサインとは、車両の前上方に位置し、当該車両の走行に伴って運転者の頭上を通過する道路標識などを意味している。追加リフレクタ１６ａ、１６ｂは、オーバーヘッドサインを照明するための光が第１領域１３ａを避けて投影レンズ１３を通過するように配置されている。換言すると、追加リフレクタ１６ａ、１６ｂは、オーバーヘッドサインを照明するための光が投影レンズ１３の第２領域１３ｂを通過するように配置されている。
このような構成によれば、投影レンズ１３を通過後に上方へ向かうオーバーヘッドサインを照明するための光Ｌ５が散乱を受けない（あるいは散乱の程度が小さい）。そのため、オーバーヘッドサインを照明するための光Ｌ５が、散乱を通じて前方車両へ向かうことを抑制できる。したがって、前方の視認性を確保し、エイミング作業の効率を向上させつつ、運転者が覚える違和感を抑制できるだけでなく、前方車両の乗員に与えるグレアを抑制できる。
上記の各実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは明らかである。
上記の各実施形態においては、半導体発光素子が光源１１として用いられている。しかしながら、白熱ランプ、ハロゲンランプ、放電ランプ、ネオンランプなどのランプ光源を用いてもよい。
上記の各実施形態においては、リフレクタ１２は、楕円球面を基調とする形状の反射面１２ａを有している。しかしながら、シェード１４の上端縁１４ａをロービームパターン５０のカットオフライン５０ａとして投影する光源１１からの光Ｌ２、Ｌ３が、それぞれ投影レンズ１３の第一領域１３ａと第二領域１３ｂを通過できれば、反射面１２ａの形状は任意に定められる。また、リフレクタ１２を省略してもよい。
上記の各実施形態においては、シェード１４の上端縁１４ａが、灯具ユニット１０の前方に形成される配光パターンの周縁として投影されている。しかしながら、所望の周縁形状を投影できれば、シェード１４の形状や投影される端縁の位置は任意に定められる。
第二実施形態においては、追加リフレクタ１６ａ、１６ｂは、独立した光学部品として例示されている。しかしながら、追加リフレクタ１６ａは、リフレクタ１２とワンピース部品を構成してもよい。追加リフレクタ１６ｂは、シェード１４とワンピース部品を構成してもよい。また、オーバーヘッドサインを照明するための光Ｌ５が第一領域１３ａを避けて投影レンズ１３を通過するようにできれば、追加リフレクタ１６ａ、１６ｂの一方は省略されうる。
上記の各実施形態においては、投影レンズ１３の第一領域１３ａが微小な凹凸面により形成され、第二領域１３ｂが平滑面により形成されている。しかしながら、第二領域１３ｂが有する第二光散乱性が、第一領域１３ａが有する第一光散乱性よりも小さければ、凹凸構造が第二領域１３ｂに形成されてもよい。
１０：灯具ユニット、１１：光源、１３：投影レンズ、１３ａ：第一領域、１３ｂ：第二領域、１３ｃ：周縁部、１３ｄ：突起、１４：シェード、１４ａ：シェードの上端縁、１６ａ、１６ｂ：追加リフレクタ、５０：ロービームパターン、５０ａ：カットオフライン、Ｌ１：シェードにより遮られる光、Ｌ２、Ｌ３：シェードの上端縁を投影する光、Ｌ４：シェードにより遮られない光

Claims (5)

  1. 車両に搭載される灯具ユニットであって、
    光源と、
    前記光源から出射された光が通過するように配置された投影レンズと、
    前記光源から出射された光の一部を遮るように前記投影レンズの後方に配置されたシェードと、
    を備えており、
    前記投影レンズは、
    第一光散乱性を有する第一領域と、
    前記第一光散乱性よりも小さい第二光散乱性を有する第二領域と、
    を備えており、
    前記シェードおよび前記投影レンズは、前記シェードの端縁を配光パターンの周縁として投影する光の一部が前記第一領域を通過し、当該光の別の一部が前記第二領域を通過するように配置されている、
    灯具ユニット。
  2. 前記シェードおよび前記投影レンズは、前記配光パターンの照明領域のうち前記周縁を含まない部分を形成する光が前記第二領域を通過するように配置されている、
    請求項１に記載の灯具ユニット。
  3. 前記光源から出射された光を反射し、オーバーヘッドサインを照明するための光として前記投影レンズの前記第二領域を通過させるように配置されたリフレクタを備えている、
    請求項１または２に記載の灯具ユニット。
  4. 前記投影レンズは、樹脂成形品である、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の灯具ユニット。
  5. 前記投影レンズの周縁部を保持するホルダを備えており、
    前記投影レンズの周縁部は、前記ホルダに溶着されており、
    前記投影レンズの周縁部には、溶着位置決め用の突起が形成されている、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の灯具ユニット。
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