JP2017174737A - 車両用灯具、および当該車両用灯具を備えた車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両用灯具1は、少なくとも一つの発光素子を含む前方照射用の第一の光源群12と、少なくとも一つの発光素子を含む路面描画用の第二の光源群15と、第一の光源群12から出射された光を透過させる第一の投影レンズ20と、第二の光源群15から出射された光を透過させる第二の投影レンズ25と、第一の光源群12からの光と第二の光源群15からの光が第一の投影レンズ20および第二の投影レンズ25にそれぞれ入射する前に交差しないように、第一の光源群12および第二の光源群15と第一の投影レンズ20および第二の投影レンズ25との間に配置された遮光部材30と、を備えている。第一の投影レンズ20の後方焦点f1の位置と第二の投影レンズ25の後方焦点f2の位置とが異なる。
【選択図】図1
Description
少なくとも一つの発光素子を含む前方照射用の第一の光源群と、
前記少なくとも一つの発光素子とは別の少なくとも一つの発光素子を含む路面描画用の第二の光源群と、
前記第一の光源群から出射された光を透過させる第一の投影レンズと、
前記第二の光源群から出射された光を透過させる第二の投影レンズと、
前記第一の光源群からの光と前記第二の光源群からの光が前記第一の投影レンズおよび前記第二の投影レンズにそれぞれ入射する前に交差しないように、前記第一の光源群および前記第二の光源群と前記第一の投影レンズおよび前記第二の投影レンズとの間に配置された遮光部材と、を備え、
前記第一の投影レンズの配光制御機能と、前記第二の投影レンズの配光制御機能とが異なる。
前記第二の投影レンズには、前記第二の光源群の光源像を灯具左右方向よりも灯具上下方向により大きく延伸させる第二の拡散ステップが形成されていることが好ましい。
前記第一の付加光学系は、前記第一の光源群の光源像を灯具上下方向よりも灯具左右方向により大きく延伸させ、
前記第二の投影レンズには、前記第二の光源群の光源像を灯具左右方向よりも灯具上下方向により大きく延伸させる第二の拡散ステップが形成されていることが好ましい。
前記投影レンズと対向する面の開口部は、前記灯具左右方向の幅が前記灯具上下方向の幅よりも長いことが好ましい。
前記出射面は、前記灯具左右方向の幅が前記灯具上下方向の幅よりも長いことが好ましい。
前記シリンドリカルレンズは、その焦線方向が前記灯具左右方向に平行に配置されていることが好ましい。
前記第一の付加光学系は、前記第一の光源群の光源像を灯具上下方向よりも灯具左右方向により大きく延伸させ、
前記第二の付加光学系は、前記第二の光源群の光源像を灯具左右方向よりも灯具上下方向により大きく延伸させることが好ましい。
前記第一の面および前記第二の面のいずれか一方あるいは両方に高反射処理が施されていることが好ましい。
前記第一の面および前記第二の面のいずれか一方あるいは両方に低反射処理が施されていることが好ましい。
前記複数の発光素子は、灯具前後方向において前記投影レンズの後方焦点よりも後方に位置していることが好ましい。
車両前部の左右の一方に上記に記載の車両用灯具を搭載し、
前記車両前部の左右の他方に前方照射用灯具を搭載している。
図1は、本発明の実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図であり、図2は、本実施形態に係る光源ユニットの正面図である。
本実施形態に係る車両用灯具1は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯の少なくとも一方に搭載された路面描画用の灯具ユニット(路面描画装置)である。図1には車両用灯具1として一方の前照灯に搭載された路面描画用灯具ユニットの構造を示す。
上述の通り、第一の光源群12の各LEDチップからの光L1は、上下方向および左右方向のどちらにも同程度に延伸された光源像を形成するように拡散されて灯具前方に照射される。すなわち、第一の光源群12の各LEDチップの光源像は、車両前方の仮想スクリーン上において略四角形の配光パターンPを形成する。第一の光源群12の各LEDチップは、車両用灯具1の左右方向に沿って複数配列されているため、すべてのLEDチップを点灯させることで、略四角形の配光パターンPが左右方向に複数並列された横長の配光パターンPh(例えば、ハイビーム配光パターン)を形成することができる。また、制御部40からの制御信号により第一の光源群12の各LEDチップを個別点消灯することで、図4に示すように、対向車VAが存在する領域のみを消灯させ、対向車VAに対するグレアを防止することができる。
なお、第二の光源群15を2つのLEDチップから構成し、2つのLEDチップにより2本の線状配光パターンPrを形成することで、図4に示すように、路面上に車両の車幅に沿った平行な2本のラインを描画することができる。また、車両の左右前照灯にそれぞれ車両用灯具1を搭載し、各灯具1により線状配光パターンPrを形成することで2本のラインを描画してもよい。
図5に示すように、車両Vは、その前方の左右に配置される一対の前照灯50L,50Rを備えている。そして、例えば、左側の前照灯50Lには、本実施形態に係るハイビーム配光用および路面描画用の両機能を備えた車両用灯具1と、ロービーム配光を形成するロービーム用灯具55とが搭載されている。一方、右側の前照灯50Rには、ロービーム用灯具55と、ハイビーム配光を形成するハイビーム用灯具57とが搭載されている。このように、左右の前照灯50L,50Rのいずれか一方にハイビーム用および路面描画用の機能を備えた多機能型の車両用灯具1を搭載することで、ハイビーム用灯具と路面描画用灯具を別個で設けていた従来例と比べて、前照灯50L,50Rの小型化を図ることができる。また、車両用灯具1が搭載されていない側の前照灯(本例では、右側前照灯50R)には、ロービーム用灯具55およびハイビーム用灯具57を搭載することで、ハイビーム配光の要求光度を満たすことができる。
上記の実施形態においては、遮光部材30の下面31および上面32に低反射処理が施されている構成としているが、この例に限られない。例えば、遮光部材30の下面31および上面32に、金属蒸着などが行われて高反射処理が施されていても良い。この場合、第一の光源群12から出射されて遮光部材30の下面31で反射された光は投影レンズ20の入射面20aにおける第一の領域20Aに入射される。これにより、図6(b)に示す高反射処理が施されていた場合のハイビーム用配光パターンは、図6(a)に示す高反射処理が施されていない場合のハイビーム用配光パターンと比べて、配光の範囲を下方向に広げることができる。また、第二の光源群15から出射されて遮光部材30の上面32で反射された光は投影レンズ20の入射面20aにおける第二の領域20Bに入射される。これにより、図7(b)に示す高反射処理が施されていた場合の路面描画用配光パターンは、図7(a)に示す高反射処理が施されていない場合の路面描画用配光パターンと比べて、配光の範囲を下方向に広げることができる。
なお、遮光部材30の下面31には、高反射処理を施す一方、上面32には低反射処理を施しても良く、その逆の構成としても良い。
図8に示すように、変形例1に係る車両用灯具1Aは、その光源ユニット10Aが、基板11Aと、第一の光源群12と、第二の光源群15とを備えている。そして、基板11Aは、灯具上下方向において、階段状に屈曲して形成されており、第一の面11A1と、第一の面11A1から灯具後方に屈曲するように連続的に設けられた第二の面11A2とを備えている。第一の面11A1には、第二の光源群15が搭載されており、第二の面11A2には第一の光源群12が搭載されている。このような車両用灯具1Aでは、第二の光源群15の発光面が、投影レンズ20の第二の領域20Bの後方焦点f2付近に配置されている。一方、第一の光源群12の発光面は、投影レンズ20の第一の領域20Aの後方焦点f1よりも後方に位置している。
これに対して、図8に示す変形例1のように、第一の光源群12を投影レンズ20の第一の領域20Aの後方焦点f1よりも後方に位置するように配置する構成によれば、焦点ずれによるぼかし効果により、略四角形の配光パターンPの外縁部が拡がり、各配光パターンPの境界を目立たせなくすることができる。
図9に示す投影レンズ120は、出射面120bにおいて、第一の光源群からの光が透過される第一の領域120Aと第二の光源群からの光が透過される第二の領域120Bとの間に、直線状の無透過領域120Cが設けられている。この無透過領域120Cは、金属膜等の反射材料が蒸着された蒸着面として形成されていることが好ましい。これにより、無透過領域120Cに入射した光は出射面120bから外部に漏れることが無い。そのため、第一の領域120Aと第二の領域120Bとの境界に入射される光による意図しない配光を防止することができる。
なお、無透過領域120Cは、投影レンズ120の出射面120bではなく、入射面120a側に設けても良い。
図10に示すように、図1等に示される一体化された投影レンズ20の代わりに、第一の光源群12からの光が透過される第一の投影レンズ220Aと、第二の光源群15からの光が透過される第二の投影レンズ220Bとを一定の間隔で離隔された別体の投影レンズとして配置することができる。このとき、第一の投影レンズ220Aの下面220A1および第二の投影レンズ220Bの上面220B1には、例えば、金属蒸着面等からなる遮光面を形成しても良い。このように、第一の投影レンズ220Aと第二の投影レンズ220Bを別体として設けることで、前方照射用および路面描画用の各配光を得るために、レンズ形状を適宜設計することが容易となる。また、第一の投影レンズ220Aと第二の投影レンズ220Bとが離隔して配置されているため、各投影レンズ220A,220Bの境界に入射される光による意図しない配光を防止することができる。
なお、第一の投影レンズ220Aと第二の投影レンズ220Bとは、図10のように一定の間隔で離隔配置する構成に限られない。例えば、金属蒸着面等からなる遮光面を挟んで第一の投影レンズ220Aの下面220A1と第二の投影レンズ220Bの上面220B1とを当接させても良い。
図11に示すように、投影レンズ320の入射面320aには、灯具上下方向に沿って並列されたシリンドリカル状の複数の拡散ステップS1(第一の拡散ステップの一例)が形成されている。また、図12に示すように、投影レンズ320の出射面320bの第一の領域320Aには、灯具左右方向に沿って並列されたシリンドリカル状の複数の拡散ステップS2(第二の拡散ステップの一例)が形成されている。
このように、投影レンズ320は、第一の領域320Aにおいては、入射面320aに上下方向に並列されたシリンドリカルステップS1が形成され、出射面320bに左右方向に並列されたシリンドリカルステップS2が形成されている。また、投影レンズ320は、第二の領域320Bにおいては、入射面320aには上下方向に並列されたシリンドリカルステップS1が形成されているが、出射面320bには拡散ステップ等は形成されていない。なお、投影レンズ320に形成される拡散ステップは、シリンドリカル状のものに限られず、接線連続形状のステップ(接線連続性を有する凹凸形状)や曲率連続形状のステップ(曲率連続性を有する凹凸形状)であってもよい。また、拡散ステップは曲面に限定されず、三角形状等でもよい。
図13および図14に示すように、変形例5においては、第一の光源群112の発光面と対向して、複数の付加レンズ130が配置されている。各付加レンズ130は、第一の光源群112の各LEDチップと近接するように、左右方向に並列された平凸型の小型レンズである。付加レンズ130は、第一の光源群112の各LEDチップと対向して各LEDチップから出射される光が入射する入射面130aと、投影レンズ120の入射面12aと対向する出射面130bとを備えている。付加レンズ130の出射面130bには、図14に示す左右方向断面において、拡散ステップS3(ステップ形状の図示は省略する)が形成されている。拡散ステップS3(第三の拡散ステップの一例)は、例えば、灯具左右方向に沿って並列された複数のシリンドリカルステップである。これにより、付加レンズ130は左右方向拡散レンズとして作用する。
本変形例においては、第一の光源群112の近傍に、リフレクタ140が配置されている。リフレクタ140は、第一の光源群112と対向する面および投影レンズ(不図示)と対向する面にそれぞれ開口部140a,140bを備えた矩形箱型状に成形されている。開口部140aは、第一の光源群112の各LEDチップ以上の大きさを備えており、開口部140bは、横長の(上下方向よりも左右方向の幅が広い)矩形状に形成されている。第一の光源群112側の開口部140aからリフレクタ140に入射された光L8は、リフレクタ140の反射面140cで反射されて、開口部140bから出射される。このとき、出射面側の開口部140bが横長の矩形状を有しているため、第一の光源群112からの光L8は、当該開口部140bにおいて上下方向よりも左右方向により大きい光源像を形成する。
本変形例においては、第一の光源群112の近傍に、導光体150が配置されている。導光体150は、略台形錐形状に成形されており、第一の光源群112と対向する入射面150aと、投影レンズ(不図示)と対向する出射面150bとを備えている。入射面150aは、第一の光源群112の各LEDチップ以上の大きさを備えており、出射面150bは、横長の(上下方向よりも左右方向の幅が広い)矩形状に形成されている。第一の光源群112から出射され導光体150の入射面150aから入射された光は、導光体150内を透過し、出射面150bから出射される。このとき、出射面150bが横長の矩形状を有しているため、第一の光源群112からの光は、当該出射面150bにおいて上下方向よりも左右方向により大きい光源像を形成する。
図17に示すシリンドリカルレンズ170は、円筒状平凸レンズであって、その焦線方向Dが、鉛直方向となるように配置されている。シリンドリカルレンズ170は、水平方向には凸レンズの曲率を持ち、鉛直方向には曲率のないレンズとして構成され、これにより、シリンドリカルレンズ170の水平方向のみが平凸レンズとして作用し、光が集束される方向に屈折される。このシリンドリカルレンズ170を例えば第二の光源群115の近傍に配置することにより、第二の光源群115からの光は左右方向に集光作用をうけ、シリンドリカルレンズ170を透過した段階で左右方向よりも上下方向により大きな光源像を形成することができる。また、シリンドリカルレンズ170の向きを灯具の光軸を中心に90度回転させたものを第一の光源群112の各LEDチップの近傍に配置することで、シリンドリカルレンズを透過した段階で上下方向よりも左右方向により大きく延伸された光源像を形成することができる。そのため、当該シリンドリカルレンズと、上述の投影レンズとを組み合わせることにより、前方照射および路面描画用の所望の配光パターンを得ることができる。
なお、シリンドリカルレンズに代えてトーリックレンズを用いることもできる。
Claims (16)
- 少なくとも一つの発光素子を含む前方照射用の第一の光源群と、
前記少なくとも一つの発光素子とは別の少なくとも一つの発光素子を含む路面描画用の第二の光源群と、
前記第一の光源群から出射された光を透過させる第一の投影レンズと、
前記第二の光源群から出射された光を透過させる第二の投影レンズと、
前記第一の光源群からの光と前記第二の光源群からの光が前記第一の投影レンズおよび前記第二の投影レンズにそれぞれ入射する前に交差しないように、前記第一の光源群および前記第二の光源群と前記第一の投影レンズおよび前記第二の投影レンズとの間に配置された遮光部材と、を備え、
前記第一の投影レンズの配光制御機能と、前記第二の投影レンズの配光制御機能とが異なる、車両用灯具。 - 前記第一の投影レンズの後方焦点の位置と前記第二の投影レンズの後方焦点の位置とが異なる、請求項1に記載の車両用灯具。
- 前記第一の投影レンズと前記第二の投影レンズとは一体的に形成されている、請求項1または2に記載の車両用灯具。
- 前記第一の投影レンズと前記第二の投影レンズとの間には、前記第一の光源群および前記第二の光源群から出射された光が透過されない無透過領域が形成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用灯具。
- 前記無透過領域は、前記第一の投影レンズと前記第二の投影レンズとの間の入射面または出射面に形成された反射材料の蒸着面である、請求項4に記載の車両用灯具。
- 前記第一の投影レンズには、前記第一の光源群の光源像を灯具左右方向および灯具上下方向に同程度に延伸させる第一の拡散ステップが形成され、
前記第二の投影レンズには、前記第二の光源群の光源像を灯具左右方向よりも灯具上下方向により大きく延伸させる第二の拡散ステップが形成されている、請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用灯具。 - 前記第一の光源群と前記投影レンズとの間で前記第一の光源群に近接して設けられた第一の付加光学系をさらに備え、
前記第一の付加光学系は、前記第一の光源群の光源像を灯具上下方向よりも灯具左右方向により大きく延伸させ、
前記第二の投影レンズには、前記第二の光源群の光源像を灯具左右方向よりも灯具上下方向により大きく延伸させる第二の拡散ステップが形成されている、請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用灯具。 - 前記第一の付加光学系は、前記第一の光源群と対向する入射面と前記投影レンズと対向する出射面とを備えた付加レンズから構成され、前記出射面に前記第一の光源群の光源像を延伸させる第三の拡散ステップが形成されている、請求項7に記載の車両用灯具。
- 前記第一の付加光学系は、前記第一の光源群と対向する面と前記投影レンズと対向する面とにそれぞれ開口部を備えたリフレクタから構成され、
前記投影レンズと対向する面の開口部は、前記灯具左右方向の幅が前記灯具上下方向の幅よりも長い、請求項7に記載の車両用灯具。 - 前記第一の付加光学系は、前記第一の光源群と対向する入射面および前記投影レンズと対向する出射面とを備えた導光体から構成され、
前記出射面は、前記灯具左右方向の幅が前記灯具上下方向の幅よりも長い、請求項7に記載の車両用灯具。 - 前記第一の付加光学系は、シリンドリカルレンズから構成され、
前記シリンドリカルレンズは、その焦線方向が前記灯具左右方向に平行に配置されている、請求項7に記載の車両用灯具。 - 前記第一の光源群と前記第一の投影レンズとの間に配置された第一の付加光学系と、前記第二の光源群と前記第二の投影レンズとの間に配置された第二の付加光学系と、をさらに含み、
前記第一の付加光学系は、前記第一の光源群の光源像を灯具上下方向よりも灯具左右方向により大きく延伸させ、
前記第二の付加光学系は、前記第二の光源群の光源像を灯具左右方向よりも灯具上下方向により大きく延伸させる、請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用灯具。 - 前記遮光部材は、前記第一の光源群側の第一の面と前記第二の光源群側の第二の面とを備え、
前記第一の面および前記第二の面のいずれか一方あるいは両方に高反射処理が施されている、請求項1から12のいずれか一項に記載の車両用灯具。 - 前記遮光部材は、前記第一の光源群側の第一の面と前記第二の光源群側の第二の面とを備え、
前記第一の面および前記第二の面のいずれか一方あるいは両方に低反射処理が施されている、請求項1から12のいずれか一項に記載の車両用灯具。 - 前記第一の光源群は、複数の発光素子を含み、
前記複数の発光素子は、灯具前後方向において前記第一の投影レンズの後方焦点よりも後方に位置している、請求項1から14のいずれか一項に記載の車両用灯具。 - 車両の前部の左右の一方に請求項1から15のいずれか一項に記載の車両用灯具を搭載し、
前記左右の他方に前方照射用灯具を搭載している、車両。
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