JP2016058347A - 灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクタ型の灯具ユニットの小型化を図りつつ、光源から出射された光の利用効率を向上させ、光学系の自由度を確保しながら所望の配光パターンを得ることができる灯具ユニットを提供する。
【解決手段】光源と投影レンズを有する灯具ユニットにおいて、投影レンズが、光源から出射した光が入射する入射面の縁部と、被照射体側で光を出射する出射面の縁部とをつなぐ側面部とを備え、側面部に到達した光の一部を投影レンズの外部に取り出して、側方光学部で被照射体側に照射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具に用いられる灯具ユニットに関する。

従来より、ヘッドランプ等の車両用灯具に用いられる灯具ユニットとして、図９に模式的に示すような所謂プロジェクタ型のものが知られている。光源１から出射された光（図中矢印）は、断面が略楕円形状のリフレクタ２で反射されて投影レンズ３に入射し、投影レンズ３によって車両前方に照射される。このとき、リフレクタ２で反射されて投影レンズ３に入射する光は、リフレクタ２の焦点位置近傍に配置されたシェード部４によって部分的に遮られて、車両用灯具として要求される配光パターンに成型される。

このような灯具ユニットでは、光源として放電バルブの放電発光部やハロゲンバルブのフィラメントが用いられていたが、近年では灯具ユニットの小型化を図るために光源として半導体発光素子を採用するようになってきている（例えば、特許文献１参照）。このように灯具ユニットを小型化するうえで、特許文献１では投影レンズの周囲を部分的に切除することでさらなる小型化を図るとともに、意匠性の向上を図っている。

特許第４０８０７８０号公報

しかしながら、特許文献１のように周囲を部分的に切除した投影レンズを用いた場合には、小型化と意匠性の向上を図ることはできるが、次のような問題が発生する。

図１０に示すように、光源１から出射されリフレクタ２で反射された光は、投影レンズ３に入射する。しかし、投影レンズ３の周囲は部分的に切除されて側面部３ｃが形成されており、投影レンズ３に入射した光の一部は側面部３ｃに到達して側面部３ｃから外部に取り出されてしまう。また、側面部３ｃに到達した光が部分反射した場合には、投影レンズ３の光出射面に入射して意図しない角度で前方に照射されてしまう。

これら側面部３ｃに到達した光が意図しない方向に取り出されてグレア光となってしまうと、所望の配光パターンを得ることができず、光源１から出射した光の利用効率が低下するという問題が発生してしまう。また、グレア光が発生しないようにするために、光源１からの光が側面部３ｃに入射しないようにするためには、リフレクタ２の形状や投影レンズ３の外形などの光学系を設計する際の自由度が低下してしまうという問題もあった。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、プロジェクタ型の灯具ユニットの小型化を図りつつ、光源から出射された光の利用効率を向上させ、光学系の自由度を確保しながら所望の配光パターンを得ることができる灯具ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の灯具ユニットは、車両用灯具に用いられる灯具ユニットであって、被照射体に光を照射するための光源と、前記光源よりも前記被照射体側に配置された投影レンズと、を有し、前記投影レンズは、前記光源から出射した光が入射する入射面と、前記被照射体側で前記光を出射する出射面と、前記入射面の縁部と前記出射面の縁部とをつなぐ側面部とを備え、前記入射面から前記側面部に到達した光の少なくとも一部を前記側面部から前記投影レンズの外部に取り出して前記被照射体側に照射する側方光学部を有することを特徴としている。

このような本発明の灯具ユニットでは、投影レンズの側面部に到達した光を側方光学部で被照射体側に照射するため、グレア光を低減できるとともに光の利用効率を向上させることができる。また、側面部に到達する光の入射角度や取出し方向に応じて側方光学部を設計することで被照射体方向に光を照射することができるため、リフレクタ等の光学系を設計する際に側面部に光が到達しないようにするための設計上の制限がなくなり、光学系設計時の自由度が向上する。

また、本発明の灯具ユニットでは、前記被照射体は、車両前方側に位置する。

このように、被照射体が車両前方側に位置することにより、前照灯として要求される配光パターンを満たしながらも、投影レンズやリフレクタによる光学系とは別に側方光学部のみの設計で側面部に到達した光を有効に利用することが可能となる。

また、本発明の灯具ユニットでは、前記側方光学部は、前記投影レンズの前記側面部に段差形状に形成されており、この側方光学部は、光を反射する反射面と、この反射面で反射された光を前記被照射体側に出射する側方部出射面とを備える。

このように、投影レンズの側面部に形成された側方光学部を段差形状として側面部に到達した光の反射と出射を制御することで、側方光学部を構成する部品点数を低減し小型化を図ることが可能となる。

また、本発明の灯具ユニットでは、前記反射面には、反射膜が形成されている。

このように、投影レンズの側面部に形成された側方光学部を段差形状とし、この段差形状とされた側方光学部の反射面に反射膜を形成することにより、側方光学部の反射面から外部に取り出される光を低減して、側方部出射面から被照射体側に照射される光量を増加させることができるため、光源から出射した光の利用効率をさらに向上させることが可能となる。

また、本発明の灯具ユニットでは、前記側方光学部は、前記側面部の一部を覆うレンズカバーを有し、前記入射面から入射した光の一部を前記側面部から側方光として取り出し、前記レンズカバーは、前記側方光を前記被照射体側に反射する反射面を備えている。

このように、側方光学部として反射面を備えるレンズカバーを用い、側面部から取り出した光を反射面で被照射体側に照射することで、レンズカバーの形状を個別に設計するだけで側方光学部から被照射体側に照射される配光を制御することができる。

本発明では、投影レンズの側面部に到達した光を側方光学部で被照射体側に照射するため、プロジェクタ型の灯具ユニットの小型化を図りつつ、光源から出射された光の利用効率を向上させ、光学系の自由度を確保しながら所望の配光パターンを得ることができる灯具ユニットを提供できる。

第１の実施の形態に係る灯具ユニットが搭載された車両用灯具の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。 第１実施形態に係る灯具ユニットでの側面部からの光取出しについて示す模式図である。 投影レンズの基準面と光軸との角度を示す模式図である。 本発明の灯具ユニットを用いた前照灯の配光パターンの一例を示す模式図である。 第２実施形態に係る灯具ユニットの構成例を示す模式図である。 第３実施形態に係る灯具ユニットの構成例を示す模式図である。 第４実施形態に係る灯具ユニットの構成例を示す模式図である。 第５実施形態に係る灯具ユニットの構成例を示す模式図である。 従来の車両用灯具に用いられる灯具ユニットを示す模式図である。 従来の車両用灯具に用いられる灯具ユニットにおけるグレア光を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。
（第１実施形態）

図１は、第１実施形態に係る灯具ユニットが搭載された車両用灯具の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。本実施の形態において説明する車両用灯具１００は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１００として左右いずれか一方側に配置される前照灯ユニットの構造を示す。

図１に示すように、車両用灯具１００は、車両前方側に開口部を有するランプボディ１１と、ランプボディ１１の開口部を覆うように取り付けられた前面カバー１２とを備える。前面カバー１２は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成されている。ランプボディ１１と前面カバー１２とにより形成される灯室１３内には、灯具ユニット１０が収容されている。

灯具ユニット１０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであり、金属製支持部材１４と、光源１５と、リフレクタ１６と、シェード部１７と、投影レンズ１８とを備えている。灯具ユニット１０は、図中に一点鎖線で示した光軸を中心として、投影レンズ１８の前方に位置する被照射体に光を照射する。

金属製支持部材１４は、例えばアルミなどの金属材料で形成された部材であり、光源搭載部１４ａとブラケット部１４ｂで構成されている。

光源搭載部１４ａは、ブラケット部１４ｂの灯具前方側の主表面から灯具前方側に突出して形成されており、灯具ユニット１０の光軸に対して垂直方向上方を向く面に光源１５が搭載されている。なお、金属製支持部材１４の形状は特にこれに限定されない。

ブラケット部１４ｂは、主表面が灯具前後方向を向くように配置された板状部を備え、板状部辺縁の所定位置に螺孔１９と玉受け部２０を有している。螺孔１９には、ランプボディ１１に取り付けられたレベリングアクチュエータ２１によって、エイミングスクリュー２２が螺合されている。玉受け部２０には、ランプボディ１１に螺号されたエイミングピボット２３の玉部が係合されている。これらにより、金属製支持部材１４がランプボディ１１に取り付けられており、エイミングスクリュー２２およびエイミングピボット２３を回動させることで、灯具ユニット１０の光軸を水平方向あるいは鉛直方向に調整できるように構成されている。

光源１５は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、発光素子１５ａと、発光素子１５ａを支持する基板１５ｂとを有し、光出射面が光軸に対して垂直方向略上方を向くように配置されている。基板１５ｂには、実装される発光素子１５ａに電力を供給するための配線が設けられている。なお、灯具ユニット１０に用いられる光源は、白熱球やハロゲンランプ、放電球等であってもよい。より具体的な発光素子１５ａの例としては、青色光を発光する１ｍｍ角の発光ダイオードチップを基板１５ｂ状に４つ一列に配置したものがあげられる。発光ダイオードチップ上に、青色光により励起されて黄色光を発光する波長変換部材を配置することで、青色光と黄色光を混色して白色光を発光する光源が得られる。

リフレクタ１６は、略ドーム状であり、光源１５の上方に配置されて金属製支持部材１４に固定されている。リフレクタ１６は、回転楕円面を基調とした自由曲面で構成される反射面１６ａを内側に有する。この反射面１６ａは、第１焦点と、第１焦点よりも灯具前方側に位置する第２焦点とを有する。リフレクタ１６は、光源１５の発光部が反射面１６ａの第１焦点と略一致するように、光源１５との位置関係が定められている。また、リフレクタ１６には投影レンズ１８側の先端に回転楕円面とは別の反射面である付加的反射部１６ｂが設けられている。

光源搭載部１４ａの灯具前方側には、シェード部１７が設けられている。シェード部１７は、略水平に配置された平面部１７ａと、平面部１７ａよりも灯具前方側で光源光の投影レンズ１８への入射を遮らないように下方に湾曲した湾曲部１７ｂとを有する。リフレクタ１６は、シェード部１７の平面部１７ａと湾曲部１７ｂとが成す稜線１７ｃが反射面１６ａの第２焦点の近傍に位置するように、シェード部１７との位置関係が定められ、ビームシェーパとして機能している。シェード部１７は、湾曲部１７ｂの先端に投影レンズ１８の固定部（不図示）が固定されており、レンズホルダとしても機能している。

投影レンズ１８は、前方側表面が凸面に形成された光出射面１８ａと、後方側表面が平坦面に形成された光入射面１８ｂと、光出射面１８ａおよび光入射面１８ｂの縁部をつなぐ側面部１８ｃとから構成される略筒形状を成している。投影レンズ１８は、光源搭載部１４ａに搭載される光源１５からの光を灯具前方に投影する透光性部材であり、例えば透光性樹脂やガラスで構成されている。

投影レンズ１８は、その後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ１８は、灯具ユニット１０の光軸上に、かつ後方焦点がリフレクタ１６の反射面１６ａの第２焦点と略一致する位置に配置されている。投影レンズ１８の形状については、後に詳細に説明する。

光源１５から出射した光の一部は、リフレクタ１６の反射面１６ａにて反射され、反射面１６ａの第２焦点、すなわち稜線１７ｃの近傍を通って投影レンズ１８の光入射面１８ｂに入射し、光出射面１８ａから略平行な光として灯具前方に照射される。また、光源光の一部がシェード部１７の平面部１７ａ上で反射することにより、稜線１７ｃを境界線として光源光が選択的にカットされる。これにより、稜線１７ｃの形状に対応するカットオフラインを有する配光パターンが、車両前方に投影される。

また、光源１５から出射した光のうち付加的反射部１６ｂで反射された光は、光入射面１８ｂに入射した後に側面部１８ｃに到達し、側方光学部２４によって投影レンズ１８の外部に取り出されて灯具ユニット１０の前方に位置する被照射体に照射される。

図２は、第１実施形態に係る灯具ユニット１０での側面部１８ｃからの光取出しについて詳細に説明する模式図である。投影レンズ１８の側面部１８ｃには、微小な反射面２４ａと側方部出射面２４ｂとが段差形状に形成されてなる側方光学部２４が複数形成されている。側方光学部２４は、図２に示したように投影レンズ１８の一方の側面部１８ｃにのみ形成してもよく、側面部１８ｃ全体にわたって形成しても良い。また、図２では側方光学部２４を二つ連続して形成した例を示しているが、互いに離間して形成されていてもよく、その個数も限定されない。図２では側方光学部２４を投影レンズ１８の図中下側方向の側面部１８ｃに形成した例を示しているが、図中上側方向の側面部１８ｃに形成してもよい。

図３を用いて投影レンズ１８の基準面と光軸との角度について模式的に示す。図３に示すように、光出射面１８ａおよび光入射面１８ｂの縁部をつないで延長した仮想的な基準面１８ｄを想定する。基準面１８ｄは光軸と平行であっても良く、光出斜面１８ａの前方において光軸と所定の角度θで交差してもよい。基準面１８ｄと光軸とのなす角θの範囲としては、０°≦θ≦３０°の範囲であってよく、０°≦θ≦１５°の範囲であってもよい。ここでθ＝０°は基準面１８ｄと光軸とが交わらない平行を意味する。

側方光学部２４は、投影レンズ１８と同じ材料で一体に形成されていてもよく、異なる材料で形成して投影レンズに付加してもよい。側方光学部２４を投影レンズ１８と一体で形成する場合には、部品点数および製造工程を削減できるとともに、両者に界面が生じないために不要な反射光が発生しない。側方光学部２４を異なる材料で形成する場合には、光出射面１８ａから所定の配光パターンを実現するための投影レンズ１８の設計とは別に、付加する側方光学部２４を変更するだけで光の反射方向を変更できる。

側方光学部２４の反射面２４ａは、付加的反射部１６ｂで反射されて側面部１８ｃに到達した光の少なくとも一部について、側方部出射面２４ｂ方向に反射するように光軸に対する角度が調整されている。図２では反射面２４ａとして略平坦な面を示しているが、側面部１８ｃに到達する光の入射角度と反射する角度に応じて所望の反射となるような曲面としてもよい。

好ましくは、反射面２４ａで光が全反射するように光軸に対する角度を設計するか、反射面２４ａの表面に光反射性の金属膜等の反射膜を形成する。反射面２４ａを全反射面とすることで、反射面２４ａの表面から光が取り出されてしまうことを防止でき、光の利用効率を向上させるとともにグレア光の発生を抑制できる。特に、反射面２４ａの表面に反射膜を形成すると、側面部１８ｃに到達した光の臨界角を考慮せずに反射面２４ａの形状を決定できるため、設計自由度が向上する。

側方光学部２４の側方部出射面２４ｂは、側面部１８ｃに到達した光を外部に取り出す面であり、付加的反射部１６ｂや反射面２４ａからの反射光を略光軸前方に位置する被照射体に照射する。図２に示したように、光源１５から出射された光は付加的反射部１６ｂで反射され、投影レンズ１８の光入射面１８ｂを経由して、側面部１８ｃの側方光学部２４に到達する。このとき、同じ光路と入射角で側面部１８ｃに到達した光であっても、側方光学部２４の反射面２４ａと側方部出射面２４ｂの形状を適切に設計することで、図２中に矢印で示すＬ１方向やＬ２方向のように光の出射方向を選択し、所望の配光パターンを実現できる。

側方部出射面２４ｂの形状は、光軸に略垂直な平坦面であってもよいし、曲面レンズ形状として被照射体に向けて照射される光の配光パターンを成形してもよい。側面部１８ｃに側方光学部２４を複数形成する場合には、個々の側方光学部２４の側方部出射面２４ｂからの配光パターンが組み合わされて全体として所望の配光パターンを得ることができる。また、すべての側方光学部２４を同一形状として形成する必要はなく、個々の側方光学部２４を異なる形状としてもよく、複数の側方光学部２４からの出射光を合わせて所望の配光パターンを実現することができる。

本実施の形態における側方光学部２４は、光入射面１８ｂから側面部１８ｃに到達した光の少なくとも一部を側面部１８ｃから投影レンズ１８の外部に取り出し、被照射体側に配光パターンを照射している。投影レンズ１８の側面部に形成された側方光学部２４を段差形状として側面部に到達した光の反射と出射を制御することで、側方光学部２４を構成する部品点数を低減し小型化を図ることが可能となる。

本発明では、投影レンズ１８の側面部１８ｃに到達した光を側方光学部２４で被照射体側に照射するため、グレア光を低減できるとともに光の利用効率を向上させることができる。また、側面部１８ｃに到達する光の入射角度や取出し方向に応じて側方光学部２４を設計することで被照射体方向に光を照射することができるため、リフレクタ１６やシェード部１７等の光学系を設計する際に、側面部１８ｃに光が到達しないようにするための設計上の制限がなくなり、光学系設計時の自由度が向上する。

図４に、本発明の灯具ユニットを用いた前照灯の配光パターンの一例を模式的に示す。図４に示す前照灯の配光パターン３０は、一例として、基本配光パターン３０ａと付加配光パターン３０ｂとで構成されている。

基本配光パターン３０ａは、図１に示したリフレクタ１６の反射面１６ａで反射されて、投影レンズ１８の後方焦点近傍を通過して光入射面１８ｂに入射し、光出射面１８ａから出射された光により形成される配光パターンである。図４に示されるように、基本配光パターン３０ａには、シェード部１７の稜線１７ｃによって光源光が選択的にカットされており、稜線１７ｃの形状に対応するカットオフラインを有するロービーム照射用の配光パターンとなっている。

付加配光パターン３０ｂは、図１に示したリフレクタ１６の付加的反射部１６ｂで反射されて、投影レンズ１８の光入射面１８ｂに入射して側面部１８ｃに到達し、段差形状に形成された側方光学部２４によって被照射体側に出射された光により形成される配光パターンである。図４に示した例では、付加配光パターン３０ｂは、基本配光パターン３０ａとは分離した上方領域に照射されており、ロービーム照射とは別に標識等の被照射体を照らすＯＨＳ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｓｉｇｎ）配光である。

図４では基本配光パターン３０ａとしてロービーム照射用の配光パターンを示したが、ハイビーム照射用の配光パターンであってもよい。また、付加配光パターン３０ｂとしてＯＨＳ配光の例を示したが、ロービーム照射用の配光パターンよりも下方を照射するような配光パターンとして、車両前方路面における近距離領域の視認性を確保する配光であってもよく、基本配光パターン３０ａの側方を照射する配光パターンであってもよい。

また、基本配光パターン３０ａと付加配光パターン３０ｂとを少なくとも部分的に重畳させて、全体として１つの配光パターンを形成してもよい。光出射面１８ａから照射される基本配光パターン３０ａだけでは配光パターン内での光強度分布を実現困難な場合などには、付加配光パターン３０ｂを基本配光パターン３０ａに重畳させることにより、二つの配光パターンが重畳された領域での光強度を向上させることができる。

本実施の形態では、灯具ユニット１０を有する車両用灯具１００を前照灯として用いている。灯具ユニット１０を前照灯に用いることで、被照射体が車両前方側に位置することとなり、前照灯として要求される配光パターンを満たしながらも、投影レンズ１８やリフレクタ１６による光学系とは別に、側方光学部のみの設計で側面部１８ｃに到達した光を有効に利用することが可能となる。なお、本実施例では前照灯として用いる例を示したが、他の車両用灯具として例えば補助前照灯や側方照射灯、後退灯などに用いてもよい。
（第２実施形態）

図５は、第２実施形態に係る灯具ユニットの構成例を示す模式図である。本実施の形態では、第１実施形態の図１に示した車両用灯具１００と共通の構成については説明を省略する。

図５に示すように、第２実施形態に係る灯具ユニット４０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであり、金属製支持部材１４と、光源１５と、リフレクタ４６と、シェード部４７と、投影レンズ４８とを備えている。

第１実施形態と同様に、リフレクタ４６は、反射面４６ａと付加的反射部４６ｂを備えている。また、投影レンズ４８は、前方側表面が凸面に形成された光出射面４８ａと、後方側表面が平坦面に形成された光入射面４８ｂと、光出射面４８ａおよび光入射面４８ｂの縁部をつなぐ側面部４８ｃとから構成される略筒形状を成している。

投影レンズ４８には、レンズカバー４９が側面部４８ｃの少なくとも一部を覆うように設けられている。レンズカバー４９の外形は、側面部４８ｃと略同一形状を成しており、その一部が立設されてレンズカバー反射部４９ａが形成されている。レンズカバー反射部４９ａは、側面部４８ｃから取り出された光を、灯具ユニット４０の前方に反射するように光軸に対する角度が調整されている。図５では反射面４６ａとして略平坦な面を示しているが、側面部４８ｃから取り出された光の入射角度と反射する角度に応じて所望の反射となるような曲面としてもよい。また、レンズカバー４９を投影レンズ４８の図中上側方向の側面部４８ｃに配置した例を示しているが、図中下側方向の側面部４８ｃに配置してもよい。

側面部４８ｃと対向するレンズカバー４９の内面は、光源１５からの光を反射する反射面とされており、レンズカバー反射部４９ａの内面側も同様に反射面とされている。図５では、投影レンズ４８の側面部４８ｃとレンズカバー４９の内面との間に微小な間隙を設けた例を示しているが、投影レンズ４８の側面部４８ｃとレンズカバー４９の内面とを密着させる構成でもよく、両者の間に光透過性の物質を充填する構成でもよい。また、図５ではレンズカバー反射部４９ａを一か所に設けた例を示しているが、複数個所に設けてもよい。

シェード部４７には、稜線４７ｃの前方に第２反射部４７ｄが設けられている。第２反射部４７ｄは光軸に対して所定の角度で設けられており、付加的反射部４６ｂで反射された光がレンズカバー反射部４９ａに到達するように調節されている。図５では、第２反射部４７ｄの形状として平板状の部材を示しているが、必要に応じて曲面反射板としてもよく、シェード部４７の湾曲部４７ｂの一部を変形させて第２反射部４７としてもよい。

光源１５から出射した光の一部は、リフレクタ４６の反射面４６ａにて反射され、反射面４６ａの第２焦点、すなわち稜線４７ｃの近傍を通って投影レンズ４８の光入射面４８ｂに入射し、光出射面４８ａから略平行な光として灯具前方に照射される。また、光源光の一部がシェード部４７の平面部４７ａ上で反射することにより、稜線４７ｃを境界線として光源光が選択的にカットされる。これにより、稜線４７ｃの形状に対応するカットオフラインを有する配光パターンが、車両前方に投影される。

また、光源１５から出射した光のうち付加的反射部４６ｂで反射された光は、第２反射部４７ｄで再度反射され、光入射面４８ｂに入射した後に側面部４８ｃに到達し、投影レンズ４８の外部に取り出される。側面部４８ｃから取り出された光は、レンズカバー反射部４９ａで反射されて灯具ユニット１０の前方に位置する被照射体に照射される。このとき、同じ光路と入射角で側面部１８ｃに到達した光であっても、レンズカバー反射部４９ａの形状を適切に設計することで、光の出射方向を選択し、所望の配光パターンを実現できる。

レンズカバー反射部４９ａを複数形成する場合には、個々のレンズカバー反射部４９ａからの配光パターンが組み合わされて全体として所望の配光パターンを得ることができる。また、すべてのレンズカバー反射部４９ａを同一形状として形成する必要はなく、個々のレンズカバー反射部４９ａを異なる形状としてもよく、複数のレンズカバー反射部４９ａからの出射光を合わせて所望の配光パターンを実現することができる。

本実施の形態では、投影レンズ４８の側面部４８ｃとレンズカバー反射部４９ａの組み合わせによって、光入射面４８ｂから側面部４８ｃに到達した光の少なくとも一部を側面部４８ｃから投影レンズ４８の外部に取り出し、被照射体側に配光パターンを照射し、灯具ユニット４０において側方光学部として機能している。側方光学部として投影レンズ４８の側面部４８ｃとレンズカバー反射部４９ａが形成されたレンズカバー４９とを備え、レンズカバー反射部４９ａによって側面部４８ｃに到達した光の反射と出射を制御することから、レンズカバー反射部４９ａの形状を個別に設計するだけで側方光学部から被照射体側に照射される配光を制御することができる。

また、本実施形態では、光源１５からの光を付加的反射部４６ｂと第２反射部４７ｄとで二回反射して、レンズカバー反射部４９ａに到達させているため、光路の設計自由度が向上する。特に、灯具ユニット４０のさらなる小型化を図るなど、設計上の制約が多い場合であっても適切な光路を選択できるため確実にレンズカバー反射部４９ａに対して光を到達させることができる。

本発明では、投影レンズ４８の側面部４８ｃに到達した光を側方光学部で被照射体側に照射するため、グレア光を低減できるとともに光の利用効率を向上させることができる。また、側面部４８ｃに到達する光の入射角度や取出し方向に応じて側方光学部を設計することで被照射体方向に光を照射することができるため、リフレクタ４６やシェード部４７等の光学系を設計する際に、側面部４８ｃに光が到達しないようにするための設計上の制限がなくなり、光学系設計時の自由度が向上する。
（第３実施形態）

図６は、第３実施形態に係る灯具ユニットの構成例を示す模式図である。本実施の形態では、第１実施形態の図１に示した車両用灯具１００と共通の構成については説明を省略する。

図６に示すように、第３実施形態に係る灯具ユニット５０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであり、金属製支持部材１４と、光源１５と、リフレクタ５６と、シェード部５７と、投影レンズ１８とを備えている。

リフレクタ５６は、第１実施形態と同様に回転楕円面を基調とした自由曲面で構成される反射面５６ａを内側に有する。また、リフレクタ５６には金属製支持部材１４から投影レンズ１８側の先端にかけての反射面５６ａの中間位置に、別の反射面である付加的反射部５６ｂが設けられている。

シェード部５７には、平面部５７ａの光源１５に近い位置に第２反射部５７ｄが設けられている。第２反射部５７ｄは光軸に対して所定の角度で設けられており、付加的反射部５６ｂで反射された光が投影レンズ１８の側方光学部２４に到達するように調節されている。図６では、第２反射部５７ｄの形状として曲面状の部材を示しているが、必要に応じて光軸に対して所定の角度をなす平面反射板としてもよい。

光源１５から出射した光の一部は、リフレクタ５６の反射面５６ａにて反射され、反射面５６ａの第２焦点、すなわち稜線５７ｃの近傍を通って投影レンズ１８の光入射面１８ｂに入射し、光出射面１８ａから略平行な光として灯具前方に照射される。また、光源光の一部がシェード部５７の平面部５７ａ上で反射することにより、稜線５７ｃを境界線として光源光が選択的にカットされる。これにより、稜線５７ｃの形状に対応するカットオフラインを有する配光パターンが、車両前方に投影される。

また、光源１５から出射した光のうち付加的反射部５６ｂで反射された光は、第２反射部５７ｄで再度反射され、光入射面１８ｂに入射した後に側面部１８ｃに到達し、側方光学部２４によって投影レンズ１８の外部に取り出されて灯具ユニット５０の前方に位置する被照射体に照射される。

また、本実施形態では、光源１５からの光を付加的反射部５６ｂと第２反射部５７ｄとで二回反射して、側方光学部２４に到達させているため、光路の設計自由度が向上する。特に、付加的反射部５６ｂを設ける位置に制約がなくなるため、灯具ユニット５０を小型化するためにリフレクタ５６を小型化する場合にも容易に対応可能となる。

本発明では、投影レンズ１８の側面部１８ｃに到達した光を側方光学部で被照射体側に照射するため、グレア光を低減できるとともに光の利用効率を向上させることができる。また、側面部１８ｃに到達する光の入射角度や取出し方向に応じて側方光学部を設計することで被照射体方向に光を照射することができるため、リフレクタ５６やシェード部５７等の光学系を設計する際に、側面部１８ｃに光が到達しないようにするための設計上の制限がなくなり、光学系設計時の自由度が向上する。
（第４実施形態）

図７は、第４実施形態に係る灯具ユニットの構成例を示す模式図である。本実施の形態では、第１実施形態の図１に示した車両用灯具１００と共通の構成については説明を省略する。

図７に示すように、第４実施形態に係る灯具ユニット６０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであり、金属製支持部材１４と、光源１５と、付加的反射部６６ｂと、投影レンズ１８とを備えている。

金属製支持部材１４は、光軸に対して略垂直な面を有しており、その面上に光源１５が搭載されている。図中では金属製支持部材１４として略平板形状の部材を示しているが、光源１５を搭載する面を備えていれば形状は限定されない。

投影レンズ１８は、前方側表面が凸面に形成された光出射面１８ａと、後方側表面が平坦面に形成された光入射面１８ｂと、光出射面１８ａおよび光入射面１８ｂの縁部をつなぐ側面部１８ｃとから構成される略筒形状を成している。投影レンズ１８は、光源搭載部１４ａに搭載される光源１５からの光を灯具前方に投影する透光性部材であり、例えば透光性樹脂やガラスで構成されている。本実施形態では、光源１５から出射した光の一部は、投影レンズ１８の光入射面１８ｂに入射し、光出射面１８ａから略平行な光として灯具前方に照射される。光源１５からの光が投影レンズ１８に直接到達する直射型となっているが、必要に応じて配光パターンを成型するための光学部材を光路中に配置してもよい。

付加的反射部６６ｂは、光源１５の側方に配置されて光軸に対して所定の角度で金属製支持部材１４に固定されている。光源１５から出射した光のうち付加的反射部６６ｂで反射された光は、光入射面１８ｂに入射した後に側面部１８ｃに到達し、側方光学部２４によって投影レンズ１８の外部に取り出されて灯具ユニット１０の前方に位置する被照射体に照射される。

本発明では、投影レンズ１８の側面部１８ｃに到達した光を側方光学部で被照射体側に照射するため、グレア光を低減できるとともに光の利用効率を向上させることができる。また、側面部１８ｃに到達する光の入射角度や取出し方向に応じて側方光学部を設計することで被照射体方向に光を照射することができるため、光源からの光を投影レンズに直接入射させる直射型であっても、側面部１８ｃに光が到達しないようにするための設計上の制限がなくなり、光学系設計時の自由度が向上する。
（第５実施形態）

図８は、第５実施形態に係る灯具ユニットの構成例を示す模式図である。本実施の形態では、第１実施形態の図１に示した車両用灯具１００と共通の構成については説明を省略する。

図８に示すように、第５実施形態に係る灯具ユニット７０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであり、金属製支持部材１４と、光源１５と、リフレクタ７６と、投影レンズ１８とを備えている。

金属製支持部材１４は、光軸に対して略垂直な面を有しており、その面上に光源１５が搭載されている。図中では金属製支持部材１４として略平板形状の部材を示しているが、光源１５を搭載する面を備えていれば形状は限定されない。

投影レンズ１８は、前方側表面が凸面に形成された光出射面１８ａと、後方側表面が平坦面に形成された光入射面１８ｂと、光出射面１８ａおよび光入射面１８ｂの縁部をつなぐ側面部１８ｃとから構成される略筒形状を成している。投影レンズ１８は、光源搭載部１４ａに搭載される光源１５からの光を灯具前方に投影する透光性部材であり、例えば透光性樹脂やガラスで構成されている。光源１５から出射した光の一部は、投影レンズ１８の光入射面１８ｂに入射し、光出射面１８ａから略平行な光として灯具前方に照射される。

リフレクタ７６は、光源１５の周囲に配置された凹面鏡であり、その開口近傍には反射面が光軸に略平行となるような平板状の付加的反射部７６ｂが配置されている。光源１５から出射した光のうち付加的反射部７６ｂで反射された光は、光入射面１８ｂに入射した後に側面部１８ｃに到達し、側方光学部２４によって投影レンズ１８の外部に取り出されて灯具ユニット１０の前方に位置する被照射体に照射される。

本発明では、投影レンズ１８の側面部１８ｃに到達した光を側方光学部で被照射体側に照射するため、グレア光を低減できるとともに光の利用効率を向上させることができる。また、側面部１８ｃに到達する光の入射角度や取出し方向に応じて側方光学部を設計することで被照射体方向に光を照射することができるため、光源からの光を投影レンズに直接入射させる直射型であっても、側面部１８ｃに光が到達しないようにするための設計上の制限がなくなり、光学系設計時の自由度が向上する。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１、１５ 光源
２、１６、４６、５６、７６ リフレクタ
３、１８、４８ 投影レンズ
３ｃ、１８ｃ、４８ｃ 側面部
４、１７、４７、５７ シェード部
１０、４０、５０、６０、７０ 灯具ユニット
１１ ランプボディ
１２ 前面カバー
１３ 灯室
１４ 金属製支持部材
１４ａ 光源搭載部
１４ｂ ブラケット部
１５ａ 発光素子
１５ｂ 基板
１６ａ、４６ａ、５６ａ 反射面
１６ｂ、４６ｂ、５６ｂ、６６ｂ、７６ｂ 付加的反射部
１７ａ，４７ａ，５７ａ 平面部
１７ｂ、４７ｂ、５７ｂ 湾曲部
１７ｃ、４７ｃ、５７ｃ 稜線
１８ａ 光出射面
１８ｂ 光入射面
１８ｄ 基準面
１９ 螺孔
２０ 玉受け部
２１ レベリングアクチュエータ
２２ エイミングスクリュー
２３ エイミングピボット
２４ 側方光学部
２４ａ 反射面
２４ｂ 側方部出射面
３０ 配光パターン
３０ａ 基本配光パターン
３０ｂ 付加配光パターン
４７ｄ、５７ｄ 第２反射部
４９ レンズカバー
４９ａ レンズカバー反射部
１００ 車両用灯具

Claims (5)

1. 車両用灯具に用いられる灯具ユニットであって、
   被照射体に光を照射するための光源と、前記光源よりも前記被照射体側に配置された投影レンズと、を有し、
   前記投影レンズは、前記光源から出射した光が入射する入射面と、前記被照射体側で前記光を出射する出射面と、前記入射面の縁部と前記出射面の縁部とをつなぐ側面部とを備え、
   前記入射面から前記側面部に到達した光の少なくとも一部を前記側面部から前記投影レンズの外部に取り出して前記被照射体側に照射する側方光学部を有することを特徴とする灯具ユニット。
2. 請求項１に記載の灯具ユニットであって、
   前記被照射体は、車両前方側に位置することを特徴とする灯具ユニット。
3. 請求項１または２に記載の灯具ユニットであって、
   前記側方光学部は、前記投影レンズの前記側面部に段差形状に形成されており、前記段差形状は光を反射する反射面と、前記反射面で反射された光を前記被照射体側に出射する側方部出射面とを備えることを特徴とする灯具ユニット。
4. 請求項３に記載の灯具ユニットであって、
   前記反射面には、反射膜が形成されていることを特徴とする灯具ユニット。
5. 請求項１または２に記載の灯具ユニットであって、
   前記側方光学部は、前記側面部の一部を覆うレンズカバーを有し、
   前記入射面から入射した光の一部を前記側面部から側方光として取り出し、
   前記レンズカバーは、前記側方光を前記被照射体側に反射する反射面を備えていることを特徴とする灯具ユニット。

Images