JP2017130309A - Vehicular headlamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイレクトプロジェクション型の車両用前照灯に関するものである。 The present invention relates to a direct projection type vehicle headlamp.
車両の前部左右に配置されるヘッドランプ等の車両用前照灯として、光源から出射する光を投影レンズによって前方に投影する所謂ダイレクトプロジェクション型のものが知られている。斯かるプロジェクション型の車両用前照灯の光源には、近年、半導体発光素子であるLED(発光ダイオード)が使用されつつある。 As a vehicle headlamp such as a headlamp disposed on the left and right of the front portion of the vehicle, a so-called direct projection type is known in which light emitted from a light source is projected forward by a projection lens. In recent years, LEDs (light-emitting diodes), which are semiconductor light-emitting elements, are being used as light sources for such projection-type vehicle headlamps.
ここで、プロジェクション型の従来の車両用前照灯における光学系の構成を図6の縦断面図に示すが、従来の車両用前照灯においては、光源であるLED106からの光を直接投影レンズ108に入射させ、この投影レンズ108によって所定の配光制御を行って光を前方(図6の左方)へと照射することが行われている。このため、所定の配光制御が行われるように投影レンズ108の形状を設計しなければならず、そのように配光設計された投影レンズ108は外径も肉厚も大きくなって大型化する上、投影レンズ108の外側に向かう光L5,L6が有効に利用されず、これらの光L5,L6がグレア光となって他車のドライバや歩行者に幻惑を与えるばかりか、光L5,L6が無駄となって有効に利用されないために光量が低下するという問題がある。
Here, the configuration of the optical system in the projection-type conventional vehicle headlamp is shown in the longitudinal sectional view of FIG. 6. In the conventional vehicle headlamp, the light directly from the
そこで、特許文献1には、図7に示す車両用灯具が提案されている。 Therefore, Patent Document 1 proposes a vehicular lamp shown in FIG.
即ち、図7は特許文献1において提案された車両用灯具の光学系の構成を示す図であって、(a)は平断面図、(b)は(a)のC−C線断面図であり、図示の車両用灯具の光学系においては、前後方向においてLED206と投影レンズ208との間にシェード207を配置し、該シェード207に形成された開口部207Aの内周面207aを光出射側に広がるテーパ面としている。ここで、開口部7Aの内周面7aのテーパ角は、この内周面7aで光が反射しない値に設定されている。
7 is a diagram showing the configuration of the optical system of the vehicular lamp proposed in Patent Document 1, wherein (a) is a plan sectional view and (b) is a sectional view taken along the line CC of (a). In the illustrated optical system of the vehicular lamp, a
斯かる光学系を備える車両用灯具によれば、LED206から投影レンズ208の外側に向かう光L7は、図7(b)に示すようにシェード207によって遮光されるため、グレア光の発生を抑制することができる。
According to the vehicular lamp provided with such an optical system, the light L7 directed from the
又、LED206から出射する光は、シェード207の開口部207Aの内周面(テーパ面)207aで反射することなく、内周面(テーパ面)207aに沿って投影レンズ208に入射するため、内周面(テーパ面)207aで反射した光によるグレアの発生が防がれる。
The light emitted from the
しかしながら、特許文献1において提案された図7に示す光学系においては、LED206から出射する光の一部L7がシェード207によって遮光されて有効に利用されないため、光の利用効率と光量が低下するという問題がある。
However, in the optical system shown in FIG. 7 proposed in Patent Document 1, a part L7 of light emitted from the
又、LED206から出射する光の広がりに応じて投影レンズ208の外径を大きくする必要があるため、投影レンズ208が大型化及び高重量化して成形時間が長くなって生産効率の低下を招く他、歩留まりが低下してコストアップを招く等の問題が発生する。
Further, since it is necessary to increase the outer diameter of the
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、投影レンズの小型化を図って生産効率や歩留まりを高めてコストダウンを図るとともに、グレア光の発生を抑えつつ光の利用効率と光量を高めることができる車両用前照灯を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to reduce the size of the projection lens to increase the production efficiency and the yield, thereby reducing the cost and suppressing the generation of glare light. An object of the present invention is to provide a vehicular headlamp capable of increasing the utilization efficiency and the light quantity.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、光源と、該光源の光出射方向に沿って配置された平板状のセパレータと非球面の投影レンズを備え、前記セパレータには、前記光源から出射する光が通過する矩形の開口部が形成された車両用前照灯において、
前記セパレータの開口部の内周面を反射面とするとともに、同開口部の下面を上下断面において前記投影レンズの光軸に平行で且つ光軸上に位置する水平面とし、上面を上下断面において光出射方向に広がるテーパ面とし、
前記投影レンズの焦点を前記セパレータの開口部の下面の光出射側の端縁に配置し、
前記光源の下端を前記投影レンズの光軸上に配置したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 includes a light source, a flat plate-like separator disposed along the light emitting direction of the light source, and an aspheric projection lens. In the vehicle headlamp formed with a rectangular opening through which light emitted from the light source passes,
The inner peripheral surface of the opening of the separator is a reflecting surface, the lower surface of the opening is a horizontal plane that is parallel to the optical axis of the projection lens in the vertical cross section and is positioned on the optical axis, and the upper surface is light in the vertical cross section. A tapered surface that spreads in the emission direction,
The focal point of the projection lens is disposed on the light emitting side edge of the lower surface of the opening of the separator,
The lower end of the light source is disposed on the optical axis of the projection lens.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記セパレータの開口部の左右の側面を平断面において前記投影レンズの光軸と平行な垂直面又は光出射方向に広がるテーパ面としたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the left and right side surfaces of the opening of the separator are planar surfaces parallel to the optical axis of the projection lens or tapered surfaces that extend in the light emitting direction. It is characterized by that.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記光源の大きさを前記セパレータの開口部の最小開口面積よりも大きく設定したことを特徴とする。 A third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the size of the light source is set larger than the minimum opening area of the opening of the separator.
本発明によれば、セパレータの開口部の内周面を反射面とするとともに、同開口部の下面を上下断面において投影レンズの光軸に平行で且つ光軸上に位置する水平面とし、上面を上下断面において光出射方向に広がるテーパ面とし、光源の下端を投影レンズの光軸上に配置したため、光源から出射する光の広がりが抑えられるとともに、セパレータの開口部の内周面で反射した光がグレア光となることがなく、この光が投影レンズに入射して所定の配光を形成する。このため、投影レンズの外径と肉厚が小さく抑えられて該投影レンズの小型・軽量化が図られ、当該投影レンズの成形時間が短縮されて生産効率が高められるとともに、歩留まりが高められてコストダウンが図られる。又、光源からの光がグレア光となって無駄になることがなく、光が有効に利用されて光量が高められる。 According to the present invention, the inner peripheral surface of the opening of the separator is a reflecting surface, the lower surface of the opening is a horizontal plane that is parallel to the optical axis of the projection lens in the vertical cross section and is positioned on the optical axis, and the upper surface is The upper and lower cross-sections have a tapered surface that spreads in the light exit direction, and the lower end of the light source is placed on the optical axis of the projection lens, so that the light emitted from the light source can be prevented from spreading and reflected from the inner peripheral surface of the opening of the separator Does not become glare light, and this light is incident on the projection lens to form a predetermined light distribution. For this reason, the outer diameter and thickness of the projection lens can be kept small, and the projection lens can be made smaller and lighter, the molding time of the projection lens can be shortened to increase production efficiency, and the yield can be increased. Cost reduction is achieved. Further, the light from the light source is not wasted as glare light, and the light is effectively used to increase the light quantity.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る車両用前照灯の部分縦断面図、図2は同車両用前照灯の光学ユニットの縦断面図、図3は同車両用前照灯のセパレータの正面図、図4は図3のA部拡大詳細図、図5は図4のB−B線断面図である。 1 is a partial longitudinal sectional view of a vehicle headlamp according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an optical unit of the vehicle headlamp, FIG. 3 is a front view of a separator of the vehicle headlamp, 4 is an enlarged detail view of part A of FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
図1に示す車両用前照灯1は、車両の前部左右に配置されるヘッドランプとして使用される灯具であって、その基本構成は左右で同じであるため、以下、一方の車両用前照灯1についてのみ図示及び説明する。 A vehicle headlamp 1 shown in FIG. 1 is a lamp used as a headlamp disposed on the left and right of the front portion of the vehicle, and the basic configuration is the same on the left and right. Only the lighting 1 is shown and described.
ヘッドランプとして使用される車両用前照灯1は、図1に示すように、ハウジング2とその前面開口部を覆う透明な不図示のアウタレンズによって画成された灯室3内に光学ユニット4を収容して構成されている。ここで、光学ユニット4は、すれ違い配光を形成するものであって、ハウジング2の膨出部2Aの垂直面2aに固定された基板5と、該基板5上に実装された光源であるLED6と、該LED6の光出射方向(図1の左方)に沿って配置された矩形平板状のセパレータ7と非球面状の投影レンズ8を含んで構成されている。尚、図1において、9は投影レンズ8の周囲を覆うエクステンションである。
As shown in FIG. 1, a vehicle headlamp 1 used as a headlamp includes an optical unit 4 in a
ここで、光学ユニット4の構成の詳細を図2に示すが、LED6は、その下端が投影レンズ8の光軸x上に位置するように基板5上に実装されており、その幅は3.0mm、高さは2.5mm、厚さは0.77mmに設定されており、セパレータ7は、LED6に0.1mmの間隔を設けて近接して配置されている。
Here, the details of the configuration of the optical unit 4 are shown in FIG. 2, and the
セパレータ7は、本実施の形態では、厚さ2mmの横方向に長いアルミニウム等の金属製の平板によって構成されており、LED6に対向する部位には、図3及び図4に示すように、矩形の開口部7Aが形成されている。ここで、セパレータ7の開口部7Aの4つの内周面7a,7b,7c,7dには、アルミ蒸着等の反射処理がなされてこれらの内周面は反射面として構成されている。そして、4つの内周面7a〜7dのうちの下面4aは、図2に示すように、上下断面において投影レンズ8の光軸xに平行で且つ光軸x上に位置する水平面とされ、上面7bは、上下断面において光出射方向(図2の左方)に向かって広がるテーパ面とされている。又、開口部7Aの左右の側面7c,7dは、図5に示すように、平断面において光出射方向(図5の下方)に向かって広がるテーパ面とされている。尚、本実施の形態では、開口部7Aの左右の側面7c,7dを平断面において光出射方向に向かって広がるテーパ面としたが、投影レンズ8の光軸xに平行な垂直面としても良い。
In the present embodiment, the
ところで、本実施の形態では、セパレータ7の開口部7AのLED6に対向する光入射側の幅と高さは共に1.2mmに設定され、反対側の光出射側の幅は3.09mm、高さは2.04mmに設定されている。従って、LED6の大きさは、セパレータ7の開口部7Aの最小面積(光入射側の面積)よりも大きく設定されている。
By the way, in the present embodiment, the width and height of the light incident side facing the
非球面形状の前記投影レンズ8は、透光性の高いアクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂によって構成されており、図2に示すように、その焦点fは、セパレータ7の開口部7Aの下面7aの光出射側の端縁に配置されている。尚、本実施の形態においては、投影レンズ8の焦点距離は19.9mmに設定されている。
The
而して、以上の構成を有する光学ユニット4を備える車両用前照灯1において、不図示の電源からLED6に電流が供給されて該LED6が発光すると、このLED6から車両前方(図2の左方)へと出射する一部の光L1は、セパレータ7の開口部7Aを通過して投影レンズ8に入射し、該投影レンズ8で屈折して車両前方へと出射する。又、投影レンズ8の焦点fを通過する光L2は、投影レンズ8で屈折して平行光として車両前方に向かって出射する。
Thus, in the vehicle headlamp 1 including the optical unit 4 having the above-described configuration, when a current is supplied from a power source (not shown) to the
更に、LED6から出射する一部の光L3は、セパレータ7の開口部7Aの下面7aで反射して上方に向かい、投影レンズ8によって屈折して車両前方へと出射する。又、他の一部の光L4は、セパレータ7の開口部7Aの上面7bで反射して下方に向かい、投影レンズ8によって屈折して車両前方へと出射する。
Further, a part of the light L3 emitted from the
従って、LED6から出射する光の全てL1〜L4は、投影レンズ8の外側に外れることなく投影レンズ8に入射し、該投影レンズ8によって屈折してロービーム用配光を形成する。
Accordingly, all of the light L1 to L4 emitted from the
以上のように、本発明に係る車両用前照灯1においては、光学ユニット4に設けられたセパレータ7の開口部7Aの内周面7a〜7dを反射面とするとともに、同開口部7Aの下面7aを上下断面において投影レンズ8の光軸xに平行で且つ光軸x上に位置する水平面とし、上面7bを上下断面において光出射方向に広がるテーパ面とし、LED6の下端を光軸x上に配置したため、LED6から出射する光の広がりが抑えれるとともに、セパレータ7の開口部7Aの内周面7a〜7dで反射した光がグレア光をなることなく投影レンズ8に入射して所定の配光を形成する。このため、投影レンズ8の外径と肉厚が小さく抑えられて小型・軽量化が図られ、当該投影レンズ8の成形時間が短縮されて生産効率が高められるとともに、歩留まりが高められてコストダウンが図られる。尚、本実施の形態では、投影レンズ8の外径は、従来の30mmから25mmに縮小され、最大厚さは従来の21mmから約9mmに縮小されて当該投影レンズ8の小型・薄肉化が図られている。
As described above, in the vehicle headlamp 1 according to the present invention, the inner
又、本発明に係る車両用前照灯1においては、LED6から出射する光の全てL1〜L4は、投影レンズ8の外側に外れることなく該投影レンズ8に入射するため、LED6からの光がグレア光となって無駄になることがなく、光が有効に利用されて光量が高められるという効果も得られる。
Further, in the vehicle headlamp 1 according to the present invention, all of the light L1 to L4 emitted from the
尚、以上は本発明をヘッドランプとして使用される車両用前照灯に対して適用した形態について説明したが、本発明は、フォグランプ等の他の任意の車両用前照灯に対しても同様に適用可能であることは勿論である。 In the above, the embodiment in which the present invention is applied to a vehicle headlamp used as a headlamp has been described. However, the present invention also applies to any other vehicle headlamp such as a fog lamp. Of course, it is applicable to.
1 車両用前照灯
2 ハウジング
2A ハウジングの膨出部
2a ハウジングの垂直面
3 灯室
4 光学ユニット
5 基板
6 LED(光源)
7 セパレータ
7A セパレータの開口部
7a 開口部の下面
7b 開口部の上面
7c,7d 開口部の側面
8 投影レンズ
9 エクステンション
f 投影レンズの焦点
L1〜L4 光
x 投影レンズの光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
7
Claims (3)
前記セパレータの開口部の内周面を反射面とするとともに、同開口部の下面を上下断面において前記投影レンズの光軸に平行で且つ光軸上に位置する水平面とし、上面を上下断面において光出射方向に広がるテーパ面とし、
前記投影レンズの焦点を前記セパレータの開口部の下面の光出射側の端縁に配置し、
前記光源の下端を前記投影レンズの光軸上に配置したことを特徴とする車両用前照灯。 A light source, a flat separator disposed along the light emission direction of the light source, and an aspheric projection lens are provided, and the separator has a rectangular opening through which light emitted from the light source passes. In vehicle headlamps,
The inner peripheral surface of the opening of the separator is a reflecting surface, the lower surface of the opening is a horizontal plane that is parallel to the optical axis of the projection lens in the vertical cross section and is positioned on the optical axis, and the upper surface is light in the vertical cross section. A tapered surface that spreads in the emission direction,
The focal point of the projection lens is disposed on the light emitting side edge of the lower surface of the opening of the separator,
A vehicular headlamp characterized in that a lower end of the light source is disposed on an optical axis of the projection lens.
The vehicle headlamp according to claim 1 or 2, wherein a size of the light source is set larger than a minimum opening area of the opening of the separator.
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