JP2017212168A - 車両用灯具 - Google Patents
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Abstract
【課題】灯具の意匠性を維持しつつ、配光パターンの設計自由度を向上させることが可能な車両用灯具を提供する。
【解決手段】一つの円弧を基調とする凸状の出射面30を有する投影レンズ12と、投影レンズ12の後方に配置される第一アレイ光源16と、投影レンズ12の後方に配置される第二アレイ光源17と、を備え、投影レンズ12は、第一後方焦点F1と第二後方焦点F2とを有し、第一アレイ光源16は、第一後方焦点F1と対応する位置に配置されており、第二アレイ光源17は、第二後方焦点F2と対応する位置に配置されている。
【選択図】図4
【解決手段】一つの円弧を基調とする凸状の出射面30を有する投影レンズ12と、投影レンズ12の後方に配置される第一アレイ光源16と、投影レンズ12の後方に配置される第二アレイ光源17と、を備え、投影レンズ12は、第一後方焦点F1と第二後方焦点F2とを有し、第一アレイ光源16は、第一後方焦点F1と対応する位置に配置されており、第二アレイ光源17は、第二後方焦点F2と対応する位置に配置されている。
【選択図】図4
Description
本発明は、車両用灯具に関するものである。
近年、多数の焦点を有する投影レンズを用いた車両用灯具の開発が進められている。
特許文献1には、多数の焦点を有する投影レンズと、ロービーム配光用の光源と、ハイビーム配光用の光源と、を有する車両用灯具が提案されている(特許文献1参照)。この車両用灯具によれば、各光源により多様な配光パターンを設計することができる。
特許文献1には、多数の焦点を有する投影レンズと、ロービーム配光用の光源と、ハイビーム配光用の光源と、を有する車両用灯具が提案されている(特許文献1参照)。この車両用灯具によれば、各光源により多様な配光パターンを設計することができる。
しかしながら、特許文献1の灯具では、投影レンズが上下に分割して構成されているため、灯具を前方から見たときの外観の意匠に改善の余地があった。
本発明は、灯具の意匠性を維持しつつ、配光パターンの設計自由度を向上させることが可能な車両用灯具を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明にかかる車両用灯具は、
一つの円弧を基調とする凸状の出射面を有する投影レンズと、
前記投影レンズの後方に配置される第一光源と、
前記投影レンズの後方に配置される第二光源と、
を備え、
前記投影レンズは、第一後方焦点と第二後方焦点とを有し、
前記第一光源は、前記第一後方焦点と対応する位置に配置されており、
前記第二光源は、前記第二後方焦点と対応する位置に配置されている。
一つの円弧を基調とする凸状の出射面を有する投影レンズと、
前記投影レンズの後方に配置される第一光源と、
前記投影レンズの後方に配置される第二光源と、
を備え、
前記投影レンズは、第一後方焦点と第二後方焦点とを有し、
前記第一光源は、前記第一後方焦点と対応する位置に配置されており、
前記第二光源は、前記第二後方焦点と対応する位置に配置されている。
この構成によれば、投影レンズの出射面が一つの円弧を基調とする凸状に形成されており、その投影レンズの後方に、第一光源と第二光源とが配置されているため、灯具を前方から見たときの外観の意匠性を維持することができる。また、第一光源は第一後方焦点と対応する位置に配置され、前記第二光源は第二後方焦点と対応する位置に配置されているため、第一光源および第二光源から出射される光を、それぞれ明瞭な配光パターンとして灯具前方へ照射することができ、配光パターンの設計自由度を向上させることができる。
また、本発明の車両用灯具において、
前記第一光源と前記第二光源は上下に配置されていても良い。
前記第一光源と前記第二光源は上下に配置されていても良い。
この構成によれば、灯具の左右方向の大型化を抑制しつつ、灯具の上下方向における配光パターンの設計自由度を向上させることができる。
また、本発明の車両用灯具において、
前記投影レンズは、前記第一後方焦点を形成する第一レンズ部と、前記第二後方焦点を形成する第二レンズ部と、を有しており、
前記第一レンズ部は、前記第二レンズ部より下方に形成され、
前記第一後方焦点は、前記第二後方焦点よりも上方に配置され、
前記第一光源は、前記第一レンズ部の入射面に向けて光を出射し、
前記第二光源は、前記第二レンズ部の入射面に向けて光を出射しても良い。
前記投影レンズは、前記第一後方焦点を形成する第一レンズ部と、前記第二後方焦点を形成する第二レンズ部と、を有しており、
前記第一レンズ部は、前記第二レンズ部より下方に形成され、
前記第一後方焦点は、前記第二後方焦点よりも上方に配置され、
前記第一光源は、前記第一レンズ部の入射面に向けて光を出射し、
前記第二光源は、前記第二レンズ部の入射面に向けて光を出射しても良い。
この構成によれば、第一光源から投影レンズの入射面に向けて出射される光と、第二光源から投影レンズの入射面に向けて出射される光とを上下に交差させた後に、投影レンズから灯具前方へ照射させることができ、配光パターンの設計自由度が向上する。
また、本発明の車両用灯具において、
前記第一光源と前記第二光源は左右に配置されていても良い。
前記第一光源と前記第二光源は左右に配置されていても良い。
この構成によれば、灯具の上下方向の大型化を抑制しつつ、灯具の左右方向における配光パターンの設計自由度を向上させることができる。
また、本発明の車両用灯具において、
前記投影レンズは、前記第一後方焦点を形成する第一レンズ部と、前記第二後方焦点を形成する第二レンズ部と、を有しており、
前記第一レンズ部は、前記第二レンズ部より左方に形成され、
前記第一後方焦点は、前記第二後方焦点よりも右方に配置され、
前記第一光源は、前記第一レンズ部の入射面に向けて光を出射し、
前記第二光源は、前記第二レンズ部の入射面に向けて光を出射しても良い。
前記投影レンズは、前記第一後方焦点を形成する第一レンズ部と、前記第二後方焦点を形成する第二レンズ部と、を有しており、
前記第一レンズ部は、前記第二レンズ部より左方に形成され、
前記第一後方焦点は、前記第二後方焦点よりも右方に配置され、
前記第一光源は、前記第一レンズ部の入射面に向けて光を出射し、
前記第二光源は、前記第二レンズ部の入射面に向けて光を出射しても良い。
この構成によれば、第一光源から投影レンズの入射面に向けて出射される光と、第二光源から投影レンズの入射面に向けて出射される光とを左右に交差させた後に、投影レンズから灯具前方へ照射させることができ、配光パターンの設計自由度が向上する。
また、本発明の車両用灯具において、
前記投影レンズは、前記第一後方焦点を形成する第一レンズ部と、前記第二後方焦点を形成する第二レンズ部と、を有しており、
前記第一光源から出射された光を前記第一レンズ部の入射面に向けて反射する第一反射部と、
前記第二光源から出射された光を前記第二レンズ部の入射面に向けて反射する第二反射部と、
を備えても良い。
前記投影レンズは、前記第一後方焦点を形成する第一レンズ部と、前記第二後方焦点を形成する第二レンズ部と、を有しており、
前記第一光源から出射された光を前記第一レンズ部の入射面に向けて反射する第一反射部と、
前記第二光源から出射された光を前記第二レンズ部の入射面に向けて反射する第二反射部と、
を備えても良い。
この構成によれば、第一光源および第二光源から出射される光を、更にそれぞれ明瞭な配光パターンとして灯具前方へ照射することができる。
また、本発明の車両用灯具において、
前記第一光源は、複数の半導体発光素子が少なくとも一列に並べられた第一アレイ光源であり、
前記第二光源は、複数の半導体発光素子が少なくとも一列に並べられた第二アレイ光源であり、
灯具左右方向において、前記第一アレイ光源の中心位置は、前記第二アレイ光源の中心位置とは異なる位置に配置されていても良い。
前記第一光源は、複数の半導体発光素子が少なくとも一列に並べられた第一アレイ光源であり、
前記第二光源は、複数の半導体発光素子が少なくとも一列に並べられた第二アレイ光源であり、
灯具左右方向において、前記第一アレイ光源の中心位置は、前記第二アレイ光源の中心位置とは異なる位置に配置されていても良い。
この構成によれば、灯具の左右方向における配光パターンの設計自由度を向上させることができる。
また、本発明の車両用灯具において、
ベース部材と、
前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが搭載された剛性基板と、
を備え、
前記ベース部材に前記剛性基板が取り付けられていても良い。
ベース部材と、
前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが搭載された剛性基板と、
を備え、
前記ベース部材に前記剛性基板が取り付けられていても良い。
この構成によれば、第一アレイ光源および第二アレイ光源をベース部材に対して予定された位置に配置しやすくなる。
また、本発明の車両用灯具において、
ベース部材と、
前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが配置された可撓性基板を有し、
前記可撓性基板の少なくとも一部は、前記ベース部材に固定されていても良い。
ベース部材と、
前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが配置された可撓性基板を有し、
前記可撓性基板の少なくとも一部は、前記ベース部材に固定されていても良い。
この構成によれば、第一アレイ光源および第二アレイ光源をベース部材に取り付ける際の作業性が向上する。
本発明によれば、灯具の意匠性を維持しつつ、配光パターンの設計自由度を向上させることが可能な車両用灯具を提供することができる。
以下、本実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る車両用灯具10は、車両の前照灯1を構成する。前照灯1は、車両の前部における左右に設けられている。なお、図1では、車両の左側の前照灯1のみを図示している。各前照灯1は、本例では、一つの車両用灯具10を備えた単眼とされている。車両用灯具10は、ランプボディ(図示略)に設けられている。ランプボディの前方には、透光カバー2が装着されている。透光カバー2は、ランプボディに装着されて灯室を形成しており、車両用灯具10は、灯室内に配置されている。
図1に示すように、本実施形態に係る車両用灯具10は、車両の前照灯1を構成する。前照灯1は、車両の前部における左右に設けられている。なお、図1では、車両の左側の前照灯1のみを図示している。各前照灯1は、本例では、一つの車両用灯具10を備えた単眼とされている。車両用灯具10は、ランプボディ(図示略)に設けられている。ランプボディの前方には、透光カバー2が装着されている。透光カバー2は、ランプボディに装着されて灯室を形成しており、車両用灯具10は、灯室内に配置されている。
図2から図4に示すように、車両用灯具10は、固定リング11と、投影レンズ12と、レンズホルダ13と、ロービーム用光源14と、リフレクタ15と、第一アレイ光源(第一光源の一例)16と、第二アレイ光源(第二光源の一例)17と、光学部材18と、ベース部材19と、固定部材20と、ファン21とを備えている。
車両用灯具1は、例えば、ロービーム照射とハイビーム照射とを選択的に行い得るヘッドランプであり、プロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されている。
投影レンズ12は、その前面に一つの円弧を基調とする凸状の出射面30を有している。投影レンズ12は、灯具前方から見て円形状である。投影レンズ12は、第一後方焦点F1を形成する第一レンズ部31と、第二後方焦点F2を形成する第二レンズ部32とを有している。投影レンズ12は、第一レンズ部31の出射面30と反対側が第一入射面31aとされ、第二レンズ部32の出射面30と反対側が第二入射面32aとされている。
投影レンズ12は、第一レンズ部31の第一入射面31aの光軸上に第一後方焦点F1を形成し、第二レンズ部32の第二入射面32aの光軸上に第二後方焦点F2を形成する。投影レンズ12は、第一後方焦点F1及び第二後方焦点F2を含むそれぞれの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。第一後方焦点F1が第二後方焦点F2の上側となるように、第一後方焦点F1と第二後方焦点F2とが上下に配置されている。このように、投影レンズ12は、二つの後方焦点F1,F2を有する多焦点レンズである。
投影レンズ12は、円筒状に形成されたレンズホルダ13の前部に配設される。レンズホルダ13には、前方側から固定リング11が固定される。投影レンズ12は、外周フランジ部12aがレンズホルダ13と固定リング11とで挟持され、これにより、レンズホルダ13の前部に支持される。投影レンズ12を支持するレンズホルダ13は、ベース部材19に固定される。これにより、投影レンズ12は、レンズホルダ13を介してベース部材19に支持される。
ベース部材19は、例えば、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料から形成されている。ベース部材19は、水平面状に形成された上壁部19aと、上壁部19aの前端から斜め下前方へ向けて延びる傾斜壁部19bとを有している。上壁部19aには、その下面から下方向へ延びる放熱フィン19cが前後方向へ並んで複数配列されている。ファン21は、ベース部材19の下側に配置されている。ファン21から発生された風は、下方向へ延びる放熱フィン19cに対して下方から送り込まれる。
ベース部材19は、上壁部19aの上面が第一面41とされ、傾斜壁部19bの前面が第二面42とされている。ベース部材19には、第一面41にロービーム用光源14が配置され、第二面42に第一アレイ光源16と第二アレイ光源17とが配置される。
ロービーム用光源14は、例えば白色発光ダイオードからなるもので、その上面側が発光面とされている。ロービーム用光源14は、投影レンズ12の後方に配置され、本例では、ロービーム用の配光パターンを形成する光を出射する。ロービーム用光源14は、アタッチメント14aを介してベース部材19の上壁部19aの第一面41に固定されている。
リフレクタ15は、ロービーム用光源14を上方側から覆うように、ベース部材19の上壁部19aの第一面41に固定されている。リフレクタ15は、その内面側が反射面15aとされており、反射面15aは、ロービーム用光源14からの出射された光を投影レンズ12に向けて反射する。反射面15aは、ロービーム用光源14の発光中心を焦点とする略楕円面状の曲面で構成されており、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。
図5及び図6に示すように、第一アレイ光源16は、複数(本例では11個)の半導体発光素子51と、基板52とを有している。第一アレイ光源16は、投影レンズ12の後方に配置されている。半導体発光素子51は、左右方向へ一列に配置されている。なお、半導体発光素子51の配列は二列以上でも良い。半導体発光素子51は、例えば白色発光ダイオードで構成されており、例えば正方形状の発光面からなる出射部を有している。また、第一アレイ光源16において、灯具左右方向における複数の半導体発光素子51の各配列ピッチは、投影レンズ12の第一後方焦点F1に近づくにつれて密になっている。
半導体発光素子51は、基板52に実装されている。基板52には、コネクタ53が設けられている。コネクタ53は、正面視で基板52の右側に配置されている。コネクタ53には、給電線に設けられた相手方コネクタ(図示略)が接続され、給電線から半導体発光素子51に給電される。そして、第一アレイ光源16が有する複数の半導体発光素子51は、個別に点灯可能とされている。
半導体発光素子51が実装された基板52は、ベース部材19の傾斜壁部19bの前面である第二面42に支持されている。第一アレイ光源16は、投影レンズ12の第一後方焦点F1に対応する位置に配置されている。なお、第一後方焦点F1に対応する位置とは、この第一後方焦点F1に完全一致する位置に限らず、投影レンズ12で反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影される第一後方焦点F1及びその周囲を含む位置である。
第一アレイ光源16は、傾斜した第二面42に基板52を実装することで、半導体発光素子51の発光面からなる出射部が斜め前上方を向くように配置される。また、第一アレイ光源16は、半導体発光素子51の出射部が、第一後方焦点F1よりも下方に配置されるように配置される。つまり、ベース部材19の第二面42は、第一アレイ光源16の出射部が第一後方焦点F1よりも下方に配置されるように、投影レンズ12の第一入射面31aの光軸に対して傾斜する傾斜面とされている。さらに、第一アレイ光源16は、灯具前後方向において、投影レンズ12の第一後方焦点F1とロービーム用光源14との間に配置されている(図4等参照)。
第二アレイ光源17は、複数(本例では11個)の半導体発光素子55と、基板56とを有している。第二アレイ光源17は、投影レンズ12の後方に配置されている。半導体発光素子55は、左右方向へ一列に配置されている。なお、半導体発光素子55の配列は二列以上でも良い。半導体発光素子55は、例えば白色発光ダイオードで構成されており、例えば正方形状の発光面からなる出射部を有している。
半導体発光素子55は、基板56に実装されている。基板56には、コネクタ57が設けられている。コネクタ57は、正面視で基板56の左側に配置されている。コネクタ57には、給電線の相手方コネクタ(図示略)が接続され、給電線から半導体発光素子55に給電される。そして、第二アレイ光源17が有する複数の半導体発光素子55は、個別に点灯可能とされている。
半導体発光素子55が実装された基板56は、固定部材20を介してベース部材19の傾斜壁部19bの前面である第二面42に支持されている。固定部材20は、その厚さ寸法が上方へ向かって次第に薄くなるテーパ形状に形成されている。固定部材20を介してベース部材19の第二面42に支持された第二アレイ光源17は、投影レンズ12の第二後方焦点F2に対応する位置に配置されている。なお、第二後方焦点F2に対応する位置とは、この第二後方焦点F2に完全一致する位置に限らず、投影レンズ12で反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影される第二方向焦点F2及びその周囲を含む位置である。
第一アレイ光源16と第二アレイ光源17とは、上下に配置されている。具体的には、第一アレイ光源16が第二アレイ光源17の上方に配置されている。また、第二アレイ光源17は、上方へ向かって厚さ寸法が小さくなる固定部材20を介してベース部材19の第二面42に固定されることで、第一アレイ光源16よりも傾きが大きくされている。これにより、第二アレイ光源17の各半導体発光素子55の発光面からなる出射部は、第一アレイ光源16の各半導体発光素子51の発光面からなる出射部よりも上方へ向けられている。つまり、第一アレイ光源16の各半導体発光素子51の出射部は、灯具上下方向において、第二アレイ光源17の各半導体発光素子55の出射部とは異なる方向に向いている。
第一アレイ光源16の中心位置は、正面視で灯具中央位置よりも右側寄りに配置されており、第二アレイ光源17の中心位置は、正面視で灯具中央位置よりも左側寄りに配置されている。これにより、灯具左右方向において、第一アレイ光源16の中心位置は、第二アレイ光源17の中心位置とは異なる位置に配置されている。
光学部材18は、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17とが搭載されたベース部材19とは別部品からなるもので、ベース部材19に支持された第一アレイ光源16及び第二アレイ光源17の前側に装着されている。光学部材18は、例えば、耐熱性に優れたアルミダイキャスト又はポリカーボネート樹脂等で形成されている。
光学部材18は、第一開口部61と、第二開口部62とを有している。第一開口部61及び第二開口部62は、光学部材18の幅方向に沿って形成されている。光学部材18をベース部材19に支持させた状態で、第一開口部61は、第一アレイ光源16に対応する位置に配置され、第二開口部62は、第二アレイ光源17に対応する位置に配置される。これにより、第一アレイ光源16は、光学部材18の第一開口部61において、灯具前方へ向けて露出し、第二アレイ光源17は、光学部材18の第二開口部62において、灯具前方へ向けて露出する。
光学部材18は、第一開口部61の上下の縁部を形成する上下の壁面が、第一反射面65とされている。第一反射面65は、第一アレイ光源16から出射された光を投影レンズ12の第一入射面31aに向けて反射する。また、光学部材18は、第二開口部62の上下の縁部を形成する上下の壁面が、第二反射面66とされている。第二反射面66は、第二アレイ光源17から出射された光を投影レンズ12の第二入射面32aに向けて反射する。これらの第一反射面65及び第二反射面66は、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。
光学部材18は、その上部に、シェード部68を有している。このシェード部68は、リフレクタ15の反射面15aで反射されたロービーム用光源14からの光の一部を遮光することで、ロービーム用の配光パターンのカットオフラインを形成するシェードとして機能する。このシェード部68の上面は、リフレクタ15の反射面15aで反射されたロービーム用光源14からの光の一部を上向きに反射させる反射面69を構成している。反射面69は、水平面に対して、前方下向きへ僅かに傾斜するように形成されており、反射させた光を投影レンズ12の第一入射面31aに入射させる。この反射面69には、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。
図7に示すように、ロービーム用光源14から出射された光Lは、リフレクタ15の反射面15aで反射され、投影レンズ12の第一入射面31aに入射される。また、リフレクタ15の反射面15aで反射された光Lの一部は、光学部材18の反射面69で反射されて、投影レンズ12の第一入射面31aに入射される。なお、リフレクタ15の反射面15aで反射された光Lの一部は、第一後方焦点F1の付近を通過する。
図8に示すように、第一アレイ光源16から出射された光LA1は、直接または光学部材18の第一反射面65で反射されて投影レンズ12の第一入射面31aに入射される。第二アレイ光源17から出射された光LA2は、直接または光学部材18の第二反射面66で反射されて投影レンズ12の第二入射面32aに入射される。
図9は、灯具の前方25メートルにおいて鉛直方向に設けられた仮想スクリーン上に投影された配光パターンを示している。図9に示すように、投影レンズ12の第一入射面31aに入射したロービーム用光源14からの光Lは、出射面30から出射されてロービーム配光パターンPLを形成する。このロービーム配光パターンPLには、シェード部68によってカットオフラインCLが形成される。
投影レンズ12の第一入射面31aに入射された第一アレイ光源16からの光LA1は、出射面30から出射されて付加配光パターンP1を形成する。この付加配光パターンP1は、第一アレイ光源16の各半導体発光素子51の配光パターンP1aが横一列に配列された配光パターンとなる。ここで、第一アレイ光源16の半導体発光素子51は、灯具左右方向における配列ピッチが、投影レンズ12の第一後方焦点F1に近づくにつれて密になっているので、付加配光パターンP1は、中央部分の照度が高められ、遠方まで光が照射される。
投影レンズ12の第二入射面32aに入射した第二アレイ光源17からの光LA2は、出射面30から出射されて追加配光パターンP2を形成する。この追加配光パターンP2は、第二アレイ光源17の各半導体発光素子55の配光パターンP2aが横一列に配列された配光パターンとなる。
第一アレイ光源16からの光LA1で形成される付加配光パターンP1は、ハイビーム用である。第二アレイ光源17からの光LA2で形成される追加配光パターンP2は、灯具前方の鉛直仮想スクリーン上において、ロービーム用光源14からの光Lで形成されるロービーム配光パターンPLと、第一アレイ光源16からの光LA1で形成されるハイビーム用の付加配光パターンP1との両方に重なる。
ここで、光学部材18のシェード部68でカットオフラインが形成されるロービーム配光パターンPLと、ハイビーム用の付加配光パターンP1との間は、光を重ねにくくまた、光が重ならないこともあり、光量が少なくなる場合がある。
これに対して、本実施形態に係る車両用灯具10では、ロービーム配光パターンPLを形成するとともに、ハイビーム用の配光パターンである付加配光パターンP1を形成した状態において、光量が少なくなるロービーム配光パターンPLと付加配光パターンP1との間に追加配光パターンP2が形成される。これにより、光量が少なくなるロービーム配光パターンPLと付加配光パターンP1との間が追加配光パターンP2で補われる。
また、灯具前方の鉛直仮想スクリーン上に投影される配光パターンのうち、第一アレイ光源16の各半導体発光素子51からの光LA1により形成される付加配光パターンP1と、第二アレイ光源17の各半導体発光素子55からの光LA2により形成される追加配光パターンP2とは、左右方向においてオフセットされる。具体的には、第一アレイ光源16によって形成される付加配光パターンP1が右寄りとなり、第二アレイ光源17によって形成される追加配光パターンP2が左寄りとなる。なお、ここで、オフセットとは、左右方向において配光パターンP1aと配光パターンP2aとが互いに一部重複するように配置される構成や、左右方向において配光パターンP1aと配光パターンP2aとが重ならずに交互に並ぶ構成を含む意味である。
これにより、図10に示すように、一般的な車両用灯具による路面照射エリアASに対して、本実施形態では、追加配光パターンP2による光量の補填とともに、付加配光パターンP1と追加配光パターンP2との左右方向へのオフセットによって、前方(図10中矢印A方向)及び左右方向(図10中矢印B方向)に拡大された路面照射エリアALが形成される。
また、第一アレイ光源16の半導体発光素子51及び第二アレイ光源17の半導体発光素子55は、それぞれ個別に点灯可能であるので、様々なシチュエーションに合わせた配光パターンが形成可能である。例えば、車載カメラによって検出した対向車に光が当たらないように、対向車の位置を照射する第一アレイ光源16の一部の半導体発光素子51を消灯させた付加配光パターンP1を形成することで、対向車のドライバにグレアを与えない範囲内で車両前方走行路を幅広く照射することが可能である。また同様に、対向車の位置を照射する第二アレイ光源17の一部の半導体発光素子55を消灯させた追加配光パターンP2を形成することで、対向車のドライバにグレアを与えない範囲内で車両前方走行路を幅広く照射することが可能である。
以上、説明したように、本実施形態に係る車両用灯具10によれば、投影レンズ12の出射面30が一つの円弧を基調とする凸状に形成されており、その投影レンズ12の後方に、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17とが配置されているため、灯具を前方から見たときの外観の意匠性を維持することができる。また、第一アレイ光源16は第一後方焦点F1と対応する位置に配置され、第二アレイ光源17は第二後方焦点F2と対応する位置に配置されているため、第一アレイ光源16および第二アレイ光源17から出射される光LA1,LA2を、それぞれ明瞭な配光パターンとして灯具前方へ照射することができ、配光パターンの設計自由度を向上させることができる。
特に、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17とが上下に配置されているので、灯具の左右方向の大型化を抑制しつつ、灯具の上下方向における配光パターンの設計自由度を向上させることができる。
また、第一アレイ光源16から出射された光LA1を投影レンズ12の第一入射面31aに向けて反射する第一反射面65と、第二アレイ光源17から出射された光LA2を投影レンズ12の第二入射面32aに向けて反射する第二反射面66とを有するので、第一アレイ光源16および第二アレイ光源17から出射される光LA1,LA2を更に効率よく利用することができ、更にそれぞれ明瞭な配光パターンとして灯具前方へ照射することができる。
また、灯具左右方向において、第一アレイ光源16の中心位置が、第二アレイ光源17の中心位置とは異なる位置に配置されている構造であるので、灯具の左右方向における配光パターンの設計自由度が向上し、例えば、路面照射の機能を強化することができる。
しかも、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17とを上下二段に配列させた構造であるので、例えば、発光素子を増やして灯具左右方向に一段で配列させる場合と比較し、発光素子から投影レンズの後方焦点までの距離を極力短くでき、発光素子からの光の利用効率を高めることができる。
なお、上記第一アレイ光源16の半導体発光素子51及び第二アレイ光源17の半導体発光素子55の左右の配列数及び上下の段数を増やすことで、配光パターンの分解能を高めることができる。
例えば、第一アレイ光源16の半導体発光素子51を、図11に示すように、2段に配列し、各段の半導体発光素子51の各配光パターンP1aが一列となるようにすれば、灯具の幅寸法を抑えつつ第一アレイ光源16で形成される配光パターンP1を左右に広げて広範囲を照射することができ、また、分解能を高めることができる。同様に、第二アレイ光源17の半導体発光素子55を2段に配列し、各段の半導体発光素子55の各配光パターンP2aが一列となるようにすれば、灯具の幅寸法を抑えつつ第二アレイ光源17で形成される配光パターンP2を左右に広げて広範囲を照射することができ、また、分解能を高めることができる。
また、本例では、プロジェクタ型の光学系の光源の一例として、ロービーム用光源14を例に説明しているがこの例に限られない。この光源は、プロジェクタ型の光学系(リフレクタと投影レンズを用いた投影型の光学系)の光源であれば良く、配光パターンは用途に応じたものでよい。例えば、路面照射に特化した配光パターンを形成する光源であったり、特定の対象物に向けて照射する配光パターンを形成する光源であっても良い。
次に、本実施形態に係る車両用灯具10の変形例について説明する。
(変形例1)
図12に示すように、変形例1の灯具では、前面に一つの円弧を基調とする凸状の出射面121を有し、灯具前方から見て円形状の投影レンズ120を備えている。投影レンズ120は、第一後方焦点F1を形成する第一レンズ部125と、第二後方焦点F2を形成する第二レンズ部126とを有している。投影レンズ120は、第一レンズ部125が第二レンズ部126より下方に形成され、第一後方焦点F1は、第二後方焦点F2よりも上方に配置されている。このように、投影レンズ120は、二つの後方焦点F1,F2を有する多焦点レンズである。
(変形例1)
図12に示すように、変形例1の灯具では、前面に一つの円弧を基調とする凸状の出射面121を有し、灯具前方から見て円形状の投影レンズ120を備えている。投影レンズ120は、第一後方焦点F1を形成する第一レンズ部125と、第二後方焦点F2を形成する第二レンズ部126とを有している。投影レンズ120は、第一レンズ部125が第二レンズ部126より下方に形成され、第一後方焦点F1は、第二後方焦点F2よりも上方に配置されている。このように、投影レンズ120は、二つの後方焦点F1,F2を有する多焦点レンズである。
ロービーム用光源14から出射された光Lは、リフレクタ15の反射面15aで反射し、第一レンズ部125の第一入射面125aに入射される。第一アレイ光源16は、第一レンズ部125の第一入射面125aに向けて光LA1を出射し、第二アレイ光源17は、第二レンズ部126の第二入射面126aに向けて光LA2を出射する。これにより、ロービーム用光源14及び第一アレイ光源16の光L,LA1と第二アレイ光源17の光LA2とが上下に交差される。なお、第一アレイ光源16は、第一レンズ部125の第一入射面125aに向けて直接的に光LA1を出射する場合に限らず、リフレクタやレンズ等の光学部材を用いて間接的に光LA1を第一レンズ部125の第一入射面125aに向けて出射しても良い。同様に、第二アレイ光源17は、第二レンズ部126の第二入射面126aに向けて直接的に光LA2を出射する場合に限らず、リフレクタやレンズ等の光学部材を用いて間接的に光LA2を第二レンズ部126の第二入射面126aに向けて出射しても良い。
図13は、灯具の前方25メートルにおいて鉛直方向に設けられた仮想スクリーン上に投影された配光パターンを示している。図13に示すように、投影レンズ120の第一入射面125aに入射したロービーム用光源14からの光Lは、出射面121から出射され、カットオフラインCLを有するロービーム配光パターンPLを形成する。
投影レンズ120の第一入射面125aに入射された第一アレイ光源16からの光LA1は、出射面121から出射されて付加配光パターンP1を形成する。更に、投影レンズ120の第二入射面126aに入射した第二アレイ光源17からの光LA2は、出射面121から出射されて追加配光パターンP2を形成する。
第二アレイ光源17からの光LA2で形成される追加配光パターンP2は、灯具前方の鉛直仮想スクリーン上において、ロービーム用光源14からの光Lで形成されるロービーム配光パターンPLと、第一アレイ光源16からの光LA1で形成されるハイビーム用の付加配光パターンP1との両方に重なる。
このような構成によれば、第一アレイ光源16から投影レンズ120の第一入射面125aに向けて出射される光LA1と、第二アレイ光源17から投影レンズ120の第二入射面126aに向けて出射される光LA2とを上下に交差させた後に、投影レンズ120から灯具前方へ照射させることができ、配光パターンの設計自由度が向上する。
(変形例2)
図14に示すように、変形例2では、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17が左右に配置されている。具体的には、灯具前方から見て、第一アレイ光源16が右側に配置され、第二アレイ光源17が左側に配置されている。また、変形例2では、前面に一つの円弧を基調とする凸状の出射面131を有し、灯具前方から見て円形状の投影レンズ130を備えている。投影レンズ130は、第一後方焦点F1を形成する第一レンズ部135と、第二後方焦点F2を形成する第二レンズ部136とを有している。第一レンズ部135が第二レンズ部136より灯具前方から見て左方に形成され、第一後方焦点F1は、第二後方焦点F2よりも灯具前方から見て右方に配置されている。このように、投影レンズ130は、二つの後方焦点F1,F2を有する多焦点レンズである。
図14に示すように、変形例2では、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17が左右に配置されている。具体的には、灯具前方から見て、第一アレイ光源16が右側に配置され、第二アレイ光源17が左側に配置されている。また、変形例2では、前面に一つの円弧を基調とする凸状の出射面131を有し、灯具前方から見て円形状の投影レンズ130を備えている。投影レンズ130は、第一後方焦点F1を形成する第一レンズ部135と、第二後方焦点F2を形成する第二レンズ部136とを有している。第一レンズ部135が第二レンズ部136より灯具前方から見て左方に形成され、第一後方焦点F1は、第二後方焦点F2よりも灯具前方から見て右方に配置されている。このように、投影レンズ130は、二つの後方焦点F1,F2を有する多焦点レンズである。
第一アレイ光源16は、第一レンズ部135の第一入射面135aに向けて光LA1を出射し、第二アレイ光源17は、第二レンズ部136の第二入射面136aに向けて光LA2を出射する。これにより、ロービーム用光源14及び第一アレイ光源16の光L,LA1と第二アレイ光源17の光LA2とが左右に交差される。なお、第一アレイ光源16は、第一レンズ部135の第一入射面135aに向けて直接的に光LA1を出射する場合に限らず、リフレクタやレンズ等の光学部材を用いて間接的に光LA1を第一レンズ部135の第一入射面135aに向けて出射しても良い。同様に、第二アレイ光源17は、第二レンズ部136の第二入射面136aに向けて直接的に光LA2を出射する場合に限らず、リフレクタやレンズ等の光学部材を用いて間接的に光LA2を第二レンズ部136の第二入射面136aに向けて出射しても良い。
投影レンズ130の第一入射面135aに入射された第一アレイ光源16からの光LA1は、出射面131から出射されて付加配光パターンP1を形成する。更に、投影レンズ130の第二入射面136aに入射した第二アレイ光源17からの光LA2は、出射面131から出射されて追加配光パターンP2を形成する。
このような構成によれば、灯具の上下方向の大型化を抑制しつつ、灯具の左右方向における配光パターンの設計自由度を向上させることができる。
しかも、第一アレイ光源16から投影レンズ130の第一入射面135aに向けて出射される光LA1と、第二アレイ光源17から投影レンズ130の第二入射面136aに向けて出射される光LA2とを左右に交差させた後に、投影レンズ130から灯具前方へ照射させることができ、配光パターンの設計自由度がさらに向上する。
なお、第一アレイ光源16から出射される光LA1と、第二アレイ光源17から出射される光LA2とは、必ずしも左右に交差させなくても良い。例えば、第一レンズ部135が第二レンズ部136より灯具前方から見て右方に形成され、第一後方焦点F1が第二後方焦点F2よりも灯具前方から見て右方に配置された投影レンズ130を用い、第一アレイ光源16および第二アレイ光源17から出射される光LA1,LA2を左右に交差させずに、それぞれ投影レンズ130の第一入射面135aおよび第二入射面136aに入射させても良い。
(変形例3)
図15に示すように、変形例3の灯具では、一枚の剛性基板70を有している。この剛性基板70は、例えば、ガラスエポキシ基板や紙フェノール基板である。この剛性基板70は、ベース部材19の傾斜面である第二面42に固定されて取り付けられている。この剛性基板70には、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17とが上下に間隔をあけて搭載されている。この剛性基板70には、一側部に、コネクタ71が設けられている。コネクタ71には、給電線のコネクタ(図示略)が接続され、給電線から第一アレイ光源16の半導体発光素子51及び第二アレイ光源17の半導体発光素子55に給電される。
図15に示すように、変形例3の灯具では、一枚の剛性基板70を有している。この剛性基板70は、例えば、ガラスエポキシ基板や紙フェノール基板である。この剛性基板70は、ベース部材19の傾斜面である第二面42に固定されて取り付けられている。この剛性基板70には、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17とが上下に間隔をあけて搭載されている。この剛性基板70には、一側部に、コネクタ71が設けられている。コネクタ71には、給電線のコネクタ(図示略)が接続され、給電線から第一アレイ光源16の半導体発光素子51及び第二アレイ光源17の半導体発光素子55に給電される。
このような構成によれば、第一アレイ光源16および第二アレイ光源17をベース部材19に対して予定された位置に配置しやすくなる。また、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17との相対的な位置ずれを抑えることができる。
(変形例4)
図16及び図17に示すように、変形例2の灯具では、一枚の可撓性基板80を有している。この可撓性基板80は、例えば、ポリイミドなどのプラスチックフィルムからなる可撓性に優れた基体81に銅箔からなる配線パターン82を形成した基板である。この可撓性基板80は、ベース部材19の傾斜面である第二面42に固定されて取り付けられている。この可撓性基板80には、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17とが上下に間隔をあけて搭載されている。この可撓性基板80には、一側部に、引き出し部83が延在されており、この引き出し部83にコネクタ84が設けられている。コネクタ84には、給電線のコネクタ(図示略)が接続され、給電線から第一アレイ光源16の半導体発光素子51及び第二アレイ光源17の半導体発光素子55に給電される。
図16及び図17に示すように、変形例2の灯具では、一枚の可撓性基板80を有している。この可撓性基板80は、例えば、ポリイミドなどのプラスチックフィルムからなる可撓性に優れた基体81に銅箔からなる配線パターン82を形成した基板である。この可撓性基板80は、ベース部材19の傾斜面である第二面42に固定されて取り付けられている。この可撓性基板80には、第一アレイ光源16と第二アレイ光源17とが上下に間隔をあけて搭載されている。この可撓性基板80には、一側部に、引き出し部83が延在されており、この引き出し部83にコネクタ84が設けられている。コネクタ84には、給電線のコネクタ(図示略)が接続され、給電線から第一アレイ光源16の半導体発光素子51及び第二アレイ光源17の半導体発光素子55に給電される。
可撓性基板80は、第一アレイ光源16の半導体発光素子51の実装箇所と第二アレイ光源17の半導体発光素子55の実装箇所とが、ベース部材19における異なる角度の傾斜面からなる第二面42に取り付けられている。これにより、ベース部材19に可撓性基板80が取り付けられた状態において、第一アレイ光源16の各半導体発光素子51の発光面である出射部は、灯具上下方向において、第二アレイ光源17の各半導体発光素子55の発光面である出射部とは異なる方向に向いている。
なお、可撓性基板80は、第一アレイ光源16の半導体発光素子51、第二アレイ光源17の半導体発光素子55及びコネクタ84の実装部分に、アルミニウム等の金属板からなる補強板85を設け、これらの部品の実装部分における剛性を高めるのが好ましい。このようにすれば、第一アレイ光源16、第二アレイ光源17及びコネクタ84のベース部材19への固定を容易にできる。また、可撓性基板80をベース部材19に固定する際には、ベース部材19との間に熱伝導性接着剤やアルミニウム板などを介在させても良く、このようにすれば、第一アレイ光源16及び第二アレイ光源17が発する熱をベース部材19へ良好に伝達させることができる。また、第一アレイ光源16及び第二アレイ光源17は、半導体発光素子51,55を可撓性基板80に直接実装して構成しても良く、または、半導体発光素子51,55を実装した基板を可撓性基板80に実装して構成しても良い。
このような構成によれば、可撓性基板80を曲げながら配設できるので、第一アレイ光源16および第二アレイ光源17をベース部材19に取り付ける際の作業性が向上する。また、可撓性基板80を用いることで、所定の姿勢で第一アレイ光源16及び第二アレイ光源17を配置する際の制約が低くなるため、第一アレイ光源16及び第二アレイ光源17で構成する配光パターンの設計自由度が向上する。しかも、可撓性基板80を用いることで、引き出し部83を容易に設けることができ、例えば、レンズホルダ13や位置決めピンなどの灯具構成部品に干渉しない位置にコネクタ84を配置させることができ、設計自由度が向上する。
(変形例5)
図18に示すように、変形例5では、第二アレイ光源17が、ベース部材19ではなく、ベース部材19とは異なる位置に配置されたブラケット111に支持されて、第一アレイ光源16の上方に配置されている。
図18に示すように、変形例5では、第二アレイ光源17が、ベース部材19ではなく、ベース部材19とは異なる位置に配置されたブラケット111に支持されて、第一アレイ光源16の上方に配置されている。
変形例5では、ロービーム用光源14からの光L及び第一アレイ光源16からの光LA1は、投影レンズ12の第二入射面32aに入射して出射面30から出射される。また、第二アレイ光源17からの光LA2は、投影レンズ12の第一入射面31aに入射して出射面30から出射される。
このような構造によれば、灯具正面からの見栄えの良さを維持しつつ配光に前方への伸び及び左右方向への広がりを持たせることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
10:車両用灯具、12,120,130:投影レンズ、16:第一アレイ光源(第一光源)、17:第二アレイ光源(第二光源)、19:ベース部材、30,121,131:出射面、31,125,135:第一レンズ部、31a,125a,135a:第一入射面、32,126,136:第二レンズ部、32a,126a,136a:第二入射面、51,55:半導体発光素子、65:第一反射面、66:第二反射面、70:剛性基板、80:可撓性基板、F1:第一後方焦点、F2:第二後方焦点
Claims (9)
- 一つの円弧を基調とする凸状の出射面を有する投影レンズと、
前記投影レンズの後方に配置される第一光源と、
前記投影レンズの後方に配置される第二光源と、
を備え、
前記投影レンズは、第一後方焦点と第二後方焦点とを有し、
前記第一光源は、前記第一後方焦点と対応する位置に配置されており、
前記第二光源は、前記第二後方焦点と対応する位置に配置されている、
車両用灯具。 - 前記第一光源と前記第二光源は上下に配置されている、
請求項1に記載の車両用灯具。 - 前記投影レンズは、前記第一後方焦点を形成する第一レンズ部と、前記第二後方焦点を形成する第二レンズ部と、を有しており、
前記第一レンズ部は、前記第二レンズ部より下方に形成され、
前記第一後方焦点は、前記第二後方焦点よりも上方に配置され、
前記第一光源は、前記第一レンズ部の入射面に向けて光を出射し、
前記第二光源は、前記第二レンズ部の入射面に向けて光を出射する、
請求項2に記載の車両用灯具。 - 前記第一光源と前記第二光源は左右に配置されている、
請求項1に記載の車両用灯具。 - 前記投影レンズは、前記第一後方焦点を形成する第一レンズ部と、前記第二後方焦点を形成する第二レンズ部と、を有しており、
前記第一レンズ部は、前記第二レンズ部より左方に形成され、
前記第一後方焦点は、前記第二後方焦点よりも右方に配置され、
前記第一光源は、前記第一レンズ部の入射面に向けて光を出射し、
前記第二光源は、前記第二レンズ部の入射面に向けて光を出射する、
請求項4に記載の車両用灯具。 - 前記投影レンズは、前記第一後方焦点を形成する第一レンズ部と、前記第二後方焦点を形成する第二レンズ部と、を有しており、
前記第一光源から出射された光を前記第一レンズ部の入射面に向けて反射する第一反射部と、
前記第二光源から出射された光を前記第二レンズ部の入射面に向けて反射する第二反射部と、
を備える、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の車両用灯具。 - 前記第一光源は、複数の半導体発光素子が少なくとも一列に並べられた第一アレイ光源であり、
前記第二光源は、複数の半導体発光素子が少なくとも一列に並べられた第二アレイ光源であり、
灯具左右方向において、前記第一アレイ光源の中心位置は、前記第二アレイ光源の中心位置とは異なる位置に配置されている、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の車両用灯具。 - ベース部材と、
前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが搭載された剛性基板と、
を備え、
前記ベース部材に前記剛性基板が取り付けられている、
請求項7に記載の車両用灯具。 - ベース部材と、
前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが配置された可撓性基板を有し、
前記可撓性基板の少なくとも一部は、前記ベース部材に固定されている、
請求項7に記載の車両用灯具。
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