JP2016007987A - 前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】点灯パターンが変更された場合でも、前照灯の全領域が光る多灯型前照灯を実現する。【解決手段】前照灯１００は、第１の前照灯モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及びインナーレンズ４を備える。第１の前照灯モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、光を出射する光源１及び光を入射して前方に向けて投射する投射光学系３を有する。インナーレンズ４は、投射光学系３から出射された光を透過する。第１の前照灯モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃは複数備えられ、隣り合う第１の前照灯モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃから出射された光の端部は、インナーレンズ４の出射側の面上で重なり合う。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の前方を照射する前照灯に関する。

近年、半導体光源（例えば、ＬＥＤ光源又はレーザー光源等）の前照灯への採用により、前照灯の小型化が実現されている。また、小型化された前照灯をモジュール化して複数配置した多灯型の前照灯（以下、多灯型前照灯という。）が開発されている。

多灯型前照灯は、各前照灯モジュールの光を重ね合わせて配光パターンを形成している。また、配光の異なる前照灯モジュールを複数配置して、点灯させる前照灯モジュールを選択することで前照灯の配光パターンを変更する多灯型前照灯も開発されている。このような多灯型前照灯は、照射する光量等を可変とすることで、様々な道路状況又は天候に応じた配光を提供することができる。また、これらの多灯型前照灯は、意匠性の面からも普及が進みつつある。

特開２００８−１０５５００号公報

しかしながら、多灯型前照灯は、複数の前照灯モジュールを配置しているために、点灯している前照灯を見た際に、前照灯の一部の領域が点灯する場合があり、意匠性が低下するという問題がある（例えば、特許文献１）。

本発明は、上記に鑑みて成されたものであって、前照灯の点灯パターンが変更された場合でも、前照灯の全領域が光ることで、意匠性を向上することを目的にする。

本発明は、上記に鑑みて成されたものであって、前照灯は光を出射する光源及び前記光を入射して前方に向けて投射する投射光学系を有する第１の前照灯モジュールと、前記投射光学系から出射された光を透過するインナーレンズとを備え、前記第１の前照灯モジュールは複数備えられ、隣り合う前記第１の前照灯モジュールから出射された光の端部は、前記インナーレンズの出射側の面上で重なり合う。

本発明によれば、点灯パターンが変更された場合でも、前照灯の全領域が光る多灯型前照灯を実現することができる。

実施の形態１に係る前照灯の構成図である。 実施の形態２に係る前照灯の構成図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例を説明する。なお、以下の実施の形態の説明においては、説明を容易にするためにｘｙｚ座標を用いて説明する。車両の左右方向をｘ軸方向とする。車両前方に対して右側を＋ｘ軸方向とし、車両前方に対して左側を−ｘ軸方向とする。ここで、「前方」とは、車両の進行方向をいう。車両の上下方向をｙ軸方向とする。上側を＋ｙ軸方向とし、下側を−ｙ軸方向とする。「上側」とは空の方向であり、「下側」とは地面の方向である。車両の進行方向をｚ軸方向とする。進行方向を＋ｚ軸方向とし、反対の方向を−ｚ軸方向とする。＋ｚ軸方向を「前方」とよび、−ｚ軸方向を「後方」とよぶ。

実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１に係る多灯型の前照灯１００の構成図である。前照灯１００は、複数の前照灯モジュール１０及びインナーレンズ４を備えている。前照灯モジュール１０は、光源１及び投射光学系３を有している。前照灯モジュール１０は、集光光学系２を有することができる。なお、図１では、前照灯モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃが記載されているが、前照灯モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃをまとめて説明する際には、前照灯モジュール１０として示す。

光源１は、例えば、ＬＥＤ又はレーザーダイオード等の半導体光源である。また、本発明の光源１は、指向性を持つ光源である。主な例としては、上述のように、ＬＥＤ又はレーザーダイオード（以下、ＬＤという。）等の半導体光源である。また、本発明の光源１は、有機エレクトロルミネッセンス光源又は平面上に塗布された蛍光体に励起光を照射して発光させる光源等も含む。そして、本発明の光源１は、白熱電球、ハロゲンランプ、蛍光ランプ等の管球光源は含まれない。このように、管球光源は含まず、指向性を持つ光源を「固体光源」とよぶ。つまり、本願の光源１は、固体光源である。

光源１は、車両の前方（＋ｚ軸方向）に向けて光を発する。図１では、光源１の前方（＋ｚ軸方向）には、集光光学系２が配置されている。集光光学系２は、光源１から発せられた光を入射する。光源１がＬＥＤ等の発散角の大きな光源の場合には、集光光学系２を用いて、光源１から発せられた光を投射光学系３の方向（＋ｚ軸方向）に向ける。光源１がＬＤ等の指向性の高い光源の場合には、集光光学系２を用いずに構成することができる。集光光学系２から出射された光は、＋ｚ軸方向に進行する。

図１では、集光光学系２は、透過型の光学素子として記載している。しかし、リフレクタ等の反射型の光学素子を用いることができる。なお、図１中の矢印は、光線を表わしている。また、光学系を説明する際の「前方」とは、光学的な「前方」である。このため、ミラー等で光を折り曲げた場合でも、光学系の「前方（図１では＋ｚ軸方向）」として説明する。

集光光学系２の前方（＋ｚ軸方向）には、投射光学系３が配置されている。投射光学系３は、集光光学系２から出射された光を入射する。そして、投射光学系３は、入射した光を前方（＋ｚ軸方向）に向けて拡大して投射する。図１では、投射光学系３は、透過型の光学素子として記載している。しかし、リフレクタ等の反射型の光学素子を用いることができる。

投射光学系３の前方（＋ｚ軸方向）には、インナーレンズ４が配置されている。インナーレンズ４は、投射光学系３から出射された光を入射する。インナーレンズ４は、投射光学系３から出射された光を透過する。インナーレンズ４は、光源１とアウターレンズ（図示せず）との間の領域に配設されている。図１では、インナーレンズ４は、投射光学系３とアウターレンズ（図示せず）との間の領域に配設されている。インナーレンズ４は、照射光の配光パターンを形成する機能等を有することができる。インナーレンズ４は、入射した光を前方（＋ｚ軸方向）に向けて出射する。

前照灯モジュール１０は、インナーレンズ４に対向して配置されている。上述のように、インナーレンズ４は、投射光学系３から出射された光を入射するため、前照灯モジュール１０の投射光学系３は、インナーレンズ４に対向して配置されている。図１では、インナーレンズ４は、ｘ−ｙ平面に面して配置されている。そして、図１に示すように、前照灯モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ｘ軸方向に並んで配置されている。

図１に示すように、隣り合う前照灯モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃから出射された光のｘ軸方向の端部は重なり合っている。光は、インナーレンズ４から出射するまでに、光のｘ軸方向の端部が重なり合えば良い。つまり、隣り合う前照灯モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃから出射された光の端部は、インナーレンズ４の出射側の面上で重なり合っている。これにより、インナーレンズ４から出射される光は途切れることがない。そのため、インナーレンズ４は、１つの面状の光源となる。

また、投射光学系３から出射された光の光強度分布は、一般的に中央部が周辺部に比べて明るい。このため、隣り合う前照灯モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃから出射された光の周辺部を重ねることで、インナーレンズ４から出射される光強度の均一性を向上することができる。

実施の形態２．
実施の形態１の前照灯１００は、１種類の前照灯モジュール１０を有している。実施の形態２の前照灯１１０は、２種類の前照灯モジュール１１，１２を有する。実施の形態１で説明した前照灯１００の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態１と同様の構成要素は、光源１及びインナーレンズ４である。図２中の矢印は、光線を表わしている。

なお、図２では、前照灯モジュール１１ａ，１１ｂ，１１ｃが記載されているが、前照灯モジュール１１ａ，１１ｂ，１１ｃをまとめて説明する際には、前照灯モジュール１１として示す。同様に、前照灯モジュール１２ａ，１２ｂは、前照灯モジュール１２ａ，１２ｂをまとめて説明する際には、前照灯モジュール１２として示す。

集光光学系２１，２２及び投射光学系３１，３２は、実施の形態１の集光光学系２及び投射光学系３と異なる符号を付している。しかし、後述のように、ハイビーム用とロービーム用の違い以外は、実施の形態１で説明された集光光学系２及び投射光学系３の内容と同じである。そのため、集光光学系２１，２２及び投射光学系３１，３２も、図２では、透過型の光学素子として記載しているが、リフレクタ等の反射型の光学素子を用いることができる。

例えば、車はハイビーム用の前照灯とロービーム用の前照灯とを有している。ハイビームは、一般的に夜間の走行時に使用される。ハイビーム用の前照灯は、走行用前照灯ともよばれる。ハイビーム用の前照灯は、約１００ｍ先を照らす事が可能である。そのため、運転者は、ハイビームを使用することで、歩行者、自転車又は道路脇の駐車車両などを早く発見できる。

一方、ロービームは、対向車、先行車又は歩行者等がいる場合（すれ違い走行時）に使用される。ロービーム用の前照灯は、すれ違い用前照灯ともよばれる。ロービーム用の前照灯は、４０ｍから５０ｍ程度先を照らす事が可能である。対向車等がいる場合に、ハイビームを使用すると、対向車にまぶしさという不快感を与え、事故の元になる。

ハイビームとロービームとの使い分けは、通常、夜間走行時にはハイビーム用の前照灯とロービーム用の前照灯との両方を点灯する。また、すれ違い走行時にはロービーム用の前照灯だけを点灯する。つまり、ロービーム用の前照灯は、夜間の走行の際には常に点灯している。

図２に示す前照灯モジュール１１はロービーム用の前照灯モジュールである。また、前照灯モジュール１２はハイビーム用の前照灯モジュールである。前照灯モジュール１１は、光源１及び投射光学系３１を有している。前照灯モジュール１１は、集光光学系２１を有することができる。図２では、前照灯モジュール１１は、集光光学系２１をさらに有している。前照灯モジュール１２は、光源１及び投射光学系３２を有している。前照灯モジュール１２は、集光光学系２２を有することができる。図２では、前照灯モジュール１２は、集光光学系２２をさらに有している。

前照灯モジュール１１（ロービーム）は、前照灯モジュール１２（ハイビーム）に比べて、水平方向（ｘ軸方向）の照射角度が大きい。前照灯モジュール１１（ロービーム）から出射された光は、実施の形態１と同様に、インナーレンズ４から出射するまでに、光のｘ軸方向の端部が重なり合っている。このため、すれ違い走行時においても、インナーレンズ４から出射される光は途切れることがない。そのため、インナーレンズ４は、１つの面状の光源となる。

図２では、前照灯モジュール１２（ハイビーム）は、前照灯モジュール１１（ロービーム）の間に配置されている。つまり、前照灯モジュール１２（ハイビーム）は、前照灯モジュール１１（ロービーム）に挟まれるように配置されている。図２では、前照灯モジュール１２（ハイビーム）から出射された光は、隣り合う２つの前照灯モジュール１１（ロービーム）から出射された光の重なり合う位置に照射されている。つまり、前照灯モジュール１２（ハイビーム）から出射された光は、前照灯モジュール１１（ロービーム）から出射された光と重畳されて、車両の前方に照射される。このため、夜間走行時においても、インナーレンズ４から出射される光は途切れることがない。そのため、インナーレンズ４は、１つの面状の光源となる。

前照灯１１０は、すれ違い走行時（ロービーム）と夜間走行時（ハイビーム）との両方の場合で、前照灯１１０の同じ領域から光が発せられる。このため、すれ違い走行時（ロービーム）と夜間走行時（ハイビーム）とで、前照灯１１０の光る領域が異なることはない。

上述のように、前照灯モジュール１２（ハイビーム）から出射された光と前照灯モジュール１１（ロービーム）から出射された光とが重畳されて照射されるためには、必ずしも、前照灯モジュール１２（ハイビーム）が前照灯モジュール１１（ロービーム）の間に配置される必要はない。ミラー等で光を折り曲げることで、前照灯モジュール１２（ハイビーム）を前照灯モジュール１１（ロービーム）の上下方向（ｙ軸方向）に配置することもできる。しかし、前照灯モジュール１２（ハイビーム）を前照灯モジュール１１（ロービーム）の間に配置する構成が最も簡単な構成である。前照灯１１０の光源１は、上述のように固体光源を用いている。このため、前照灯モジュール１１，１２は、管球光源を用いた場合に比べて、容易に小型化できる。つまり、前照灯モジュール１２（ハイビーム）を前照灯モジュール１１（ロービーム）の間に配置することは、従来の管球光源の場合に比べて容易である。

図２では、前照灯モジュール１１（ロービーム）の間に、１つの前照灯モジュール１２（ハイビーム）を配置している。しかし、前照灯モジュール１１（ロービーム）の間に、複数の前照灯モジュール１２（ハイビーム）を配置しても構わない。ただし、この場合においても、前照灯モジュール１１（ロービーム）から出射された光は、インナーレンズ４から出射するまでに、光のｘ軸方向の端部が重なり合う必要がある。

一般的に、ハイビーム用の前照灯は、ロービーム用の前照灯に比べて光学系が大きい。ハイビーム用の前照灯は、ロービーム用の前照灯に比べて明るくする必要がある。そのために、ハイビーム用の前照灯は、光学系の焦点距離をロービーム用の前照灯よりも長くする必要がある。そのために、ハイビーム用の前照灯は、ロービーム用の前照灯に比べて大きくなる。

図２に示すように、複数の前照灯モジュール１２（ハイビーム）を用いることで、１個の前照灯モジュール１２（ハイビーム）の大きさを小さくすることができる。これにより、前照灯モジュール１２（ハイビーム）を前照灯モジュール１１（ロービーム）の間に配置した場合でも、前照灯モジュール１１（ロービーム）の間隔を小さくできる。そして、前照灯モジュール１１（ロービーム）から出射された光の重なりを容易に形成することができる。

＜変形例＞
前照灯モジュール（ハイビーム）１２にＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ）の機能を持たせることができる。「ＡＤＢ」とは、対向車などが車両の前方に出現した際に、車載カメラ等で前方の車両の位置を検知して、その領域のみを遮光し、他の領域はハイビームで照射する前照灯である。ＡＤＢは、対向車又は先行車に眩しさを与えず、道路の両側にいる歩行者を認識しやすくする。ＡＤＢを使用すると、対向車からは普通のロービームと同じようにみえるため、眩しくない。

なお、本発明の実施の形態について以上のように説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。

また、上述の各実施の形態においては、「平行」や「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。

１００，１１０ 前照灯、 １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２，１２ａ，１２ｂ 前照灯モジュール、 １ 光源、 ２，２１，２２ 集光光学系、 ３，３１，３２ 投射光学系、 ４ インナーレンズ。

Claims (5)

1. 光を出射する光源及び前記光を入射して前方に向けて投射する投射光学系を有する第１の前照灯モジュールと、
   前記投射光学系から出射された光を透過するインナーレンズと
   を備え、
   前記第１の前照灯モジュールは複数備えられ、隣り合う前記第１の前照灯モジュールから出射された光の端部は、前記インナーレンズの出射側の面上で重なり合う前照灯。
2. 前記第１の前照灯モジュールは、ロービームである請求項１に記載の前照灯。
3. 光を出射する光源及び前記光を入射して前方に向けて投射する投射光学系を有するハイビームの第２の前照灯モジュールをさらに備え、
   前記第２の前照灯モジュールから出射された光は、前記インナーレンズの出射側の面上で、前記第１の前照灯モジュールから出射された光と重畳される請求項２に記載の前照灯。
4. 前記第２の前照灯モジュールは、隣り合う前記第１の前照灯モジュールの間に配置される請求項３に記載の前照灯。
5. 前記第２の前照灯モジュールは、前方の車両の位置を検知して、その領域のみを遮光し、他の領域はハイビームで照射する機能を有する請求項３又は４に記載の前照灯。

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