JP2016181388A - 車両用灯具 - Google Patents

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Hirosuke Igarashi
啓輔 五十嵐
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Abstract

【課題】複数の光源から出射して複数の反射面で反射された光によって、グレアの発生が抑制された高光度の配光パターンを形成する車両用灯具を提供することにある。【解決手段】２つの光源２、３と、光源２、３の夫々の光出射面２ａ、３ａの中心２Ｃ、３Ｃの位置を通る仮想直線を焦線４の位置とする放物柱面状の中央反射面１５と、中央反射面１５の両側方縁部の夫々から斜め前方に向かって延びると共に光源２、３の光出射面２ａ、３ａの最も遠い側の前側に位置する角部２Ｐ、３Ｐを焦点位置とする放物線を斜め前方方向にスイープして得られた曲柱面状の側方反射面２０、２５と、折曲部を挟んで略Ｌ字状に形成されると共に光源２、３の光出射面２ａ、３ａの最も遠い側の前側に位置する角部２Ｑ、３Ｑを焦点位置とする放物線を斜め前方下方にスイープして得られた放物柱面状のプレート反射面３６、４１を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具に関するものであり、詳しくは、複数の光源から出射して複数の反射面で反射された光によって所望の配光特性を得ることができる車両用灯具に関する。
従来、この種の車両用灯具としては、特許文献１に「車両用前照灯」の名称で開示されたものがある。
開示された車両用前照灯８０は図６（（ａ）概略構成図、（ｂ）光源８１の投光図、（ｃ）光源８３の投光図）にあるように、３つの光源８１、８２、８３を有し、そのうち１つの光源８１はパラボラミラー８５の焦点位置に配置され、他の２つの光源８２、８３はパラボラミラー８５の焦点位置とは異なる位置に配置されており、夫々の光源８１、８２、８３からの出射光がパラボラミラー８５で反射されて反射光が互いに異なる範囲に照射されることにより所望の配光パターンが形成されるものである。
特開２０１３−１９１３２５号公報
ところで、上記構成からなる車両用前照灯８０は、複数の光源８１、８２、８３の夫々から出射してパラボラミラー８５で反射された光が、互いに異なる範囲に照射されて異なる位置に配向パターンを形成し、これによって配光パターンの形成領域を拡大するものである。そのため、配光パターンの高光度化については図られていない。
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、複数の光源から出射して複数の反射面で反射された光によって、高光度の配光パターンをグレアの発生を抑制しながら形成することができる車両用灯具を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、２つの点光源と、前記２つの点光源からの出射光を反射する反射面を有するリフレクタと、前記２つの点光源からの出射光を遮光する遮光部材を備え、前記２つの点光源は、夫々の光出射面を同一方向に向けて同一平面上に配置され、前記リフレクタは、前記２つの点光源の下方に位置する中央反射面と該中央反射面の両側に位置する側方反射面を有し、前記遮光部材は、前記２つの点光源の夫々と該２つの点光源の夫々から遠い側の前記側方反射面の中央部を結ぶ直線上に位置し、前記側方反射面の夫々は、該側方反射面の夫々に近い側に位置する点光源の光出射面の最も遠い側の前側に位置する角部を焦点位置とする放物線を、斜め側方にスイープして得られた曲柱面からなっていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記遮光部材は反射面を有し、該反射面は略Ｌ字状を呈すると共に折曲部を挟んで夫々の側の反射面は、該夫々の反射面に近い側に位置する点光源の光出射面の最も遠い側の前側に位置する角部を焦点位置とする放物線を、斜め前方下方にスイープして得られた放物柱面からなっていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記点光源はＬＥＤであることを特徴とするものである。
本発明によれば、２つの点光源と、２つの点光源の下方に位置して点光源からの出射光を灯具の前方正面方向の下方に向けて反射する放物柱面からなる中央反射面と、中央反射面の両側に位置して点光源からの出射光を灯具の前方内側方向の下方に向けて反射する曲柱面からなる側方反射面と、２つの点光源の夫々と該２つの点光源の夫々から遠い側の側方反射面を結ぶ直線上に位置して２つの点光源の夫々から遠い側の側方反射面に向かう光を遮光する遮光部材を有する灯具とした。その結果、グレア光の発生を防止することができて対向車の前方視認性の確保に寄与するものとなった。
更に、遮光部材に、点光源からの出射光を灯具の前方外側方向の下方に向けて反射する反射面を設けた。その結果、高光度の配光パターンをグレアの発生を抑制しながら形成することができる灯具が実現できた。
本発明に係る実施形態の車両用灯具を斜め上方から見た説明図である。 車両用灯具を前方から見た説明図である。 車両用灯具を上方から見た説明図である。 光源からの出射光の光路説明図である。 スクリーン上に形成された配光パターンの説明図である 従来例の説明図である。
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図５を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
図１は本発明に係る実施形態の車両用灯具を斜め上方から見た説明図、図２は車両用灯具を前方から見た説明図、図３は車両用灯具を上方から見た説明図、図４は光源からの出射光の光路説明図、図５はスクリーン上に形成された配光パターンの説明図である
なお、車両用灯具（以下、「灯具」と略称する）１は、車両の前部に、照射光の照射方向を車両前方に向けて取り付ける灯具であり、以下の説明で使用する「前」、「後」、「横」、「上」、「下」の方向を示す用語は、灯具を車両に取り付けた状態において、「車両前方向」、「車両後方向」、「車幅方向」、「車両上方向」、「車両下方向」を意味する。
本発明の灯具１は、２つの光源２及び３、反射機能を有する１つのリフレクタ１０及び遮光機能と反射機能の２つの機能を有する１つの折曲プレート３０を備えており、いずれも横方向に対して左右対称となるように配置されている。
光源２及び３は、リフレクタ１０及び折曲プレート３０を含む光学系において光学的にほぼ点光源と見なすことができる大きさの光源が用いられる。具体的には、本実施形態においてはＬＥＤを採用している。灯具１の照射光に白色光が求められる場合は、例えば、青色光を発光するＬＥＤ素子（青色ＬＥＤ素子）と青色光に励起されて青色の補色となる黄色光に波長変換する蛍光体（黄色蛍光体）との組み合わせによって、青色ＬＥＤ素子から出射された青色光の一部が黄色蛍光体を励起することによって波長変換された黄色光と、青色発光素子から出射された青色光の一部との加法混色によって白色光に近い色相の光を実現することができる。なお、光源２、３は、横方向に所定の間隔を置いて配置されている。
リフレクタ１０は、中央に位置する１つの中央反射面１５と中央反射面１５の両側に位置する２つの側方反射面２０、２５を有している。
そのうち、中央反射面１５は、光源２、３の後方斜め下方から下方を経て前方斜め下方に向かって凹湾曲状に延びている。具体的には、中央反射面１５は、光源２の光出射面２ａの中心２Ｃの位置あるいは光源３の光出射面３ａの中心３Ｃ位置を焦点位置とすると共に軸の方向を前方方向に向かって水平方向より下方に向けた放物線を、横方向にスイープして得られた放物柱面からなっている。
換言すると、中央反射面１５は、光源２、３の夫々の光出射面２ａ、３ａの中心２Ｃ、３Ｃの位置を通る仮想直線を焦線４の位置とすると共に軸を前方水平方向よりも下方に向けた放物柱面状を呈している。
側方反射面２０及び２５は、中央反射面１５の両側方縁部の夫々から斜め側方に向かって凹湾曲状に延びている。具体的には、側方反射面２０、２５の夫々は、該側方反射面２０、２５の夫々に近い側に位置する光源２、３の光出射面２ａ、３ａの最も遠い側の前側に位置する角部２Ｐ、３Ｐを焦点位置とすると共に軸の方向を前方内側方向に向かって水平方向よりも下方に向けた放物線を、斜め側方にスイープして得られた曲柱面からなっている。
換言すると、側方反射面２０、２５は、側方反射面２０、２５の夫々に近い側に位置する光源２、３の光出射面２ａ、３ａの最も遠い側の前側に位置する角部２Ｐ、３Ｐの夫々を通り斜め側方に延びる仮想直線を焦線５、６の位置とすると共に軸の方向を前方内側方向に向かって水平方向よりも下方に向けた曲柱面からなっている。
折曲プレート３０は、夫々が折曲部を挟んで短手方向に且つ後方に向って凹に湾曲するプレート反射面３６及び４１を有するプレート３５及び４０が略Ｌ字状に形成され、折曲部を前方に向けて配置されている。同時に、一方のプレート３５は、光源２と該光源２から遠い位置にある側方反射面２５の中央部を結ぶ線分上近傍に位置し、他方のプレート４０は、光源３と該光源３から遠い位置にある側方反射面２０の中央部を結ぶ線分上近傍に位置している。
プレート反射面３６、４１の夫々は、該プレート反射面３６、４１の夫々に近い側に位置する光源２、３の光出射面２ａ、３ａの最も遠い側の前側に位置する角部２Ｑ、３Ｑを焦点位置とすると共に軸の方向を前方外側方向に向かって水平方向よりも下方に向けた放物線を、斜め前方下方にスイープして得られた放物柱面状を呈している。
換言すると、プレート反射面３６、４１は、プレート反射面３６、４１の夫々に近い側に位置する光源２、３の光出射面２ａ、３ａの最も遠い側の前側に位置する角部２Ｑ、３Ｑの夫々を通り斜め前方下方に延びる仮想直線を焦線７、８の位置とすると共に軸の方向を前方外側方向に向かって水平方向よりも下方に向けた放物柱面からなっている。
そこで、上記構成の灯具について、光源２、３の夫々からの出射光に対する、リフレクタ１０及び折曲プレート３０を含む光学系による光路形成について説明する。
２つの光源２、３のうち一方の光源２から出射された光は主にリフレクタ１０の中央反射面１５及び側方反射面２０、折曲プレート３０のプレート３５のプレート反射面３６の方向に向かい、他方の光源３から出射された光は主にリフレクタ１０の中央反射面１５及び側方反射面２５、折曲プレート３０のプレート４０のプレート反射面４１の方向に向かう。
まず、放物柱面状の中央反射面１５の焦線４上に位置する光源２、３の夫々から該中央反射面１５に向けて出射された光Ｌ２１、Ｌ３１は、中央反射面１５で反射されてその反射光は上下方向の広がりが抑制されて横方向に広がりを持った光となって灯具の前方正面方向の下方に向けて照射される。
そこで、この照射光による投影像を前方に配置したスクリーン上に投影すると、図５（ａ）（投影像の図）にあるように、水平基準線Ｈの下方に垂直基準線Ｖを跨いで上下方向に所定の幅で水平方向に広がる横長の配光パターン１６が形成される。
また、２つの光源２、３のうち、曲柱面からなる側方反射面２０の焦線５（図示せず）上に、光出射面２ａの、該側方反射面２０から最も遠い側の前側に位置する角部２Ｐを焦点位置とする光源２から側方反射面２０に向けて出射された光Ｌ２２は、側方反射面２０で反射されてその反射光は上下方向の広がりが抑制されて横方向に広がりを持った光となって灯具の前方内側方向の下方に向けて照射される。
一方、２つの光源２、３のうち、曲柱面からなる側方反射面２５の焦線６（図示せず）上に、光出射面３ａの、該側方反射面２５から最も遠い側の前側に位置する角部３Ｐを焦点位置とする光源３から側方反射面２５に向けて出射された光Ｌ３２は、側方反射面２５で反射されてその反射光は上下方向の広がりが抑制されて横方向に広がりを持った光となって灯具の前方内側方向の下方に向けて照射される。
そこで、側方反射面２０、２５の夫々の反射光による照射光の投影像を前方に配置したスクリーン上に投影すると、図５（ｂ）（投影像の図）にあるように、水平基準線Ｈの下方の垂直基準線Ｖを挟んだ一方の側に、側方反射面２０の反射光によって上下方向に所定の幅で水平方向に広がる横長の配光パターン２１が形成され、垂直基準線Ｖを挟んだ他方の側に、側方反射面２５の反射光によって上下方向に所定の幅で水平方向に広がる横長の配光パターン２６が形成される。
配光パターン２１と配光パターン２６は、垂直基準線Ｖを挟んで対称な位置に位置している。
また、光源２、３のうち、放物柱面からなるプレート反射面３６の焦線７（図示せず）上に、光出射面２ａの、該プレート反射面３６から最も遠い側の前側に位置する角部２Ｑを焦点位置とする光源２からプレート反射面３６に向けて出射された光Ｌ２３は、プレート反射面３６で反射されてその反射光は上下方向の広がりが抑制されて横方向に広がりを持った光となって灯具の前方外側方向の下方に向けて照射される。
一方、光源２、３のうち、放物柱面からなるプレート反射面４１の焦線８（図示せず）上に、光出射面３ａの、該プレート反射面４１から最も遠い側の前側に位置する角部３Ｑを焦点位置とする光源３からプレート反射面４１に向けて出射された光Ｌ３３は、プレート反射面４１で反射されてその反射光は上下方向の広がりが抑制されて横方向に広がりを持った光となって灯具の前方外側方向の下方に向けて照射される。
そこで、プレート反射面３６、４１の夫々の反射光による照射光の投影像を前方に配置したスクリーン上に投影すると、図５（ｃ）（投影像の図）にあるように、水平基準線Ｈの下方の垂直基準線Ｖを挟んだ一方の側に、プレート反射面３６の反射光によって上下方向に所定の幅で水平方向に広がる横長の配光パターン３７が形成され、垂直基準線Ｖを挟んだ他方の側に、プレート反射面４１の反射光によって上下方向に所定の幅で水平方向に広がる横長の配光パターン４２が形成される。
上記、中央反射面１５による配光パターン１６、側方反射面２０、２５の夫々による配光パターン２１、２６及びプレート反射面３６、４１の夫々による配光パターン３７、４２を同一スクリーン上に投影すると図５（ｄ）（投影像の図）に示すようになる。
図５（ｄ）より、水平基準線Ｈの下方に垂直基準線Ｖを跨いで配光パターン１６が形成され、同様に、水平基準線Ｈの下方の垂直基準線Ｖの一方の側に配光パターン２１と配光パターン４２が全体的に重なり合った重畳配光パターン５０が形成されると共に、垂直基準線Ｖの他方の側に配光パターン２６と配光パターン３７が全体的に重なり合った重畳配光パターン５１が形成されている。
重畳配光パターン５０と配光パターン１６とは端部同士が重なっての重畳配光パターン５０が配光パターン１６の一方の外側に延び、重畳配光パターン５１と配光パターン１６とは端部同士が重なっての重畳配光パターン５１が配光パターン１６の他方の外側に延びている。したがって、重畳配光パターン５０、配光パターン１６及び重畳配光パターン５１は、水平基準線Ｈの下方に垂直基準線Ｖを跨いで連続的に一体的に形成されている。
この場合、重畳配光パターン５０、配光パターン１６及び重畳配光パターン５１は、いずれも２つの光源２、３からの出射光で形成される。そのため、いずれの配光パターン５０、１６、５１も高光度で形成され、全体の配光パターンもほぼ全領域に亘って高光度に形成される。
ところで、光源２から出射してプレート反射面３６に向かう光は、プレート反射面３６がない場合（つまり、プレート３５がない場合）は、光源２に遠い側に位置する側方反射面２５に向かい、側方反射面２５で反射されて反射光が水平基準線Ｈの上方に配光パターンを形成する。同様に、光源３から出射してプレート反射面４１に向かう光は、プレート反射面４１がない場合（つまり、プレート４０がない場合）は、光源３に遠い側に位置する側方反射面２０に向かい、側方反射面２０で反射されて反射光が水平基準線Ｈの上方に配光パターンを形成する。その結果、水平基準線Ｈの上方に配光パターンを形成する照射光によって対向車のドライバにグレアを与えてしまい、対向車の前方視認性を損なう恐れがある。
これに対し、実施形態の灯具は、光源２、３の夫々から出射した光がグレア光となる光路上に折曲プレート３０を設けて遮光することによりグレア光の発生を防止し、同時に、遮光した光を照射光として活用することにより光の利用効率を高めて高光度の配光パターンを形成するようにした。
なお、曲柱面からなる側方反射面２０、２５の焦点位置を、光源２、３の夫々の光出射面２ａ、３ａの、側方反射面２０、２５の夫々から最も遠い側の前側に位置する角部２Ｐ、３Ｐの位置としたのは、側方反射面２０、２５の夫々が、該側方反射面２０、２５の夫々の反射光で形成する配光パターン２１、２６の上端（カットオフライン）上に焦点を投影するように設定されているため、配光パターン２１、２６の上端を形成する、側方反射面２０、２５の夫々から最も遠い側の前側に位置する角部２Ｐ、３Ｐを焦点位置とすることにより、カットオフラインよりも上方に照射される光をなくしてグレア光の発生を防止するためである。
また、放物柱面からなるプレート反射面３６、４１についても同様に、光源２、３の夫々の光出射面２ａ、３ａの、プレート反射面３６、４１の夫々から最も遠い側の前側に位置する角部２Ｑ、３Ｑの位置としたのは、プレート反射面３６、４１の夫々が、該プレート反射面３６、４１の夫々の反射光で形成する配光パターン３７、４２の上端（カットオフライン）上に焦点を投影するように設定されているため、配光パターン３７、４２の上端を形成する、プレート反射面３６、４１の夫々から最も遠い側の前側に位置する角部２Ｑ、３Ｑを焦点位置とすることにより、カットオフラインよりも上方に照射される光をなくしてグレア光の発生を防止するためである。
なお、折曲プレートに反射面を設けることなく遮光部材として用いることもできる。これにより、グレア光の発生を防止することができて対向車の前方視認性の確保に寄与するものとなる。
１… 車両用灯具
２… 光源
２ａ… 光出射面
３… 光源
３ａ… 光出射面
４… 焦線
５… 焦線
６… 焦線
７… 焦線
８… 焦線
１０… リフレクタ
１５… 中央反射面
１６… 配光パターン
２０… 側方反射面
２１… 配光パターン
２５… 側方反射面
２６… 配光パターン
３０… 折曲プレート
３５… プレート
３６… プレート反射面
３７… 配光パターン
４０… プレート
４１… プレート反射面
４２… 配光パターン
５０… 重畳配光パターン
５１… 重畳配光パターン

Claims (3)

  1. ２つの点光源と、
    前記２つの点光源からの出射光を反射する反射面を有するリフレクタと、
    前記２つの点光源からの出射光を遮光する遮光部材を備え、
    前記２つの点光源は、夫々の光出射面を同一方向に向けて同一平面上に配置され、
    前記リフレクタは、前記２つの点光源の下方に位置する中央反射面と該中央反射面の両側に位置する側方反射面を有し、
    前記遮光部材は、前記２つの点光源の夫々と該２つの点光源の夫々から遠い側の前記側方反射面の中央部を結ぶ直線上に位置し、
    前記側方反射面の夫々は、該側方反射面の夫々に近い側に位置する点光源の光出射面の最も遠い側の前側に位置する角部を焦点位置とする放物線を、斜め側方にスイープして得られた曲柱面からなっていることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記遮光部材は反射面を有し、該反射面は略Ｌ字状を呈すると共に折曲部を挟んで夫々の側の反射面は、該夫々の反射面に近い側に位置する点光源の光出射面の最も遠い側の前側に位置する角部を焦点位置とする放物線を、斜め前方下方にスイープして得られた放物柱面からなっていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記点光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
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