JP2018125130A - 灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで軽量であり、かつ所望の方向に光束を集めることのできる灯具を実現する。【解決手段】基板の下向面または上向面の一方に前後方向に沿って離間させて設置された第一の光源、第二の光源及び第三の光源と、第一の光源、第二の光源及び第三の光源の各々から下方または上方に向けて放射される光束を前方に向けて反射させるリフレクタとを具備し、リフレクタの反射面における、第一の光源から放たれる第一の照明光の光軸が当たる箇所の近傍に、第二の光源から放たれる第二の照明光の光軸が当たり、リフレクタにより反射された第二の照明光の光軸の向きが、同リフレクタにより反射された第一の照明光の光軸に対して相対的に下方または上方に傾斜し、なおかつ、リフレクタの反射面における、第三の光源から放たれる第三の照明光の光軸が当たる箇所の近傍に、断面視反射面が放物線に略沿った形状をなす指向性反射部が設けられている灯具を構成した。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に装備される前照灯等に用いることのできる灯具に関する。

周知の通り、車両の前部には、当該車両の前方を照明するための前照灯が実装されている。自動車の場合、遠方正面を指向し路面と平行に光を放つ走行用前照灯（ハイビーム）と、前方距離４０ｍ辺りの路面を指向し斜め下方に光を放つすれ違い用前照灯（ロービーム）とを両備しており、それらを選択的に切り替えて使用することが可能となっている（例えば、下記特許文献１を参照）。

本件発明者等は既に、走行用前照灯及びすれ違い用前照灯を両備する車両の前照灯として用いることのできる、コンパクトかつ軽量な灯具を考案している（下記特許文献２を参照）。

特開２０１６−１３６４６８号公報 特願２０１６−２５４３９７号明細書

上掲の特許文献２に開示された灯具では、走行用前照灯の光源から放射される光束と、すれ違い用前照灯から放射される光束とを、単一のリフレクタの同じ部位において反射させることで、構造のコンパクト化を実現している。しかしながら、このような構成のものであると、任意の特定の方向に光束を集めることが必ずしも容易でない。例えば、路面と平行な水平方向の先を照らす照度を増強したいという要望が生じたときに、これを実現できるようなリフレクタの反射面を設計することが容易ではなかった。

本発明は、コンパクトで軽量であり、かつ所望の方向に光束を集めることのできる灯具を実現しようとするものである。

本発明では、基板の下向面または上向面の一方に前後方向に沿って離間させて設置された第一の光源、第二の光源及び第三の光源と、前記第一の光源、前記第二の光源及び前記第三の光源の各々から下方または上方に向けて放射される光束を前方に向けて反射させるリフレクタとを具備し、前記リフレクタの反射面における、前記第一の光源から放たれる第一の照明光の光軸が当たる箇所の近傍に、前記第二の光源から放たれる第二の照明光の光軸が当たり、前記リフレクタにより反射された前記第二の照明光の光軸の向きが、同リフレクタにより反射された前記第一の照明光の光軸に対して相対的に下方または上方に傾斜し、なおかつ、前記リフレクタの反射面における、前記第三の光源から放たれる第三の照明光の光軸が当たる箇所の近傍に、断面視反射面が放物線に略沿った形状をなす指向性反射部が設けられている灯具を構成した。

このようなものであれば、第三の光源から放たれる光束を任意の特定の方向に集めることが可能となる。

本発明によれば、コンパクトで軽量であり、かつ所望の方向に光束を集めることのできる灯具を実現し得る。

本発明の一実施形態における車両の前照灯を示す側面図。 同実施形態の灯具の要部を示す側断面図。 同実施形態の灯具から放たれる光束をスクリーンに投影した状態を示す図。 同実施形態の灯具における、第一の光源及び第二の光源の各々から出射する光束の量の制御の模様を示すタイミング図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態の灯具は、例えば車両Ｃの前照灯として用いられる。図１に示すように、一般の自動車Ｃは、遠方正面を指向し路面ＣＬと平行に光を放つ走行用前照灯Ｈ、Ｈ’と、前方距離４０ｍ辺りの路面ＣＬを指向し斜め下方に光を放つすれ違い用前照灯Ｌとを両備しており、走行用前照灯Ｈ、Ｈ’を点灯しすれ違い用前照灯Ｌを消灯している状態と、すれ違い用前照灯Ｌを点灯し走行用前照灯Ｈ、Ｈ’を消灯している状態とを切り替えることが可能となっている。

図２に示すように、本実施形態の灯具は、基板（放熱板を兼ねることがある）１の下向面に前後方向に沿って離間させて設置された第一の光源３、第二の光源４及び第三の光源５と、これら第一の光源３、第二の光源４及び第三の光源５の各々から下方に向けて放射される光束Ｈ、Ｌ、Ｈ’を前方に向けて反射させるリフレクタ２とを主たる構成要素とする。

本実施形態において、第一の光源３は走行用前照灯となる第一の照明光Ｈを出力し、第二の光源４はすれ違い用前照灯となる第二の照明光Ｌを出力する。そして、第三の光源５は、走行用前照灯を補強する第三の照明光Ｈ’を出力する。第一の光源３、第二の光源４及び第三の光源５はそれぞれ、例えば発光ダイオードである。第一の光源３、第二の光源４及び第三の光源５は、互いに独立に点灯／消灯させることが可能である。各光源３、４か、５ら出射する光束の量の制御は、当該光源３、４、５に印加する平均の電流量をＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）その他の半導体スイッチング素子を介して増減させるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御により実現できる。

第一の光源３から下方に出射する第一の照明光Ｈ、第二の光源４から下方に出射する第二の照明光Ｌ、第三の光源５から下方に出射する第三の照明光Ｈ’はそれぞれ、凹面状をなすリフレクタ２の正面側の反射面に当たり、同一のリフレクタ２により反射されて前方へと向かう。

第一の照明光Ｈの光軸（実線で表す）及び第二の照明光Ｌの光軸（一点鎖線で表す）は、リフレクタ２における共通反射部２１に当たる。第一の照明光Ｈの光軸は、リフレクタ２で反射された後、路面ＣＬと平行な向き即ち略水平となる。これに対し、第二の照明光Ｌの光軸は、リフレクタ２の共通反射部２１における、第一の照明光Ｈの光軸が当たる箇所の近傍に当たる。そして、リフレクタ２で反射された後、略水平な第一の照明光Ｈの光軸に対して相対的に下方に傾斜した方向を向く。

他方、第三の照明光Ｈ’の光軸（破線で表す）は、リフレクタ２における共通反射部２１とは別の、共通反射部２１よりも後上方に控える指向性反射部２２に当たる。図２に示しているように、指向性反射部２２の正面側の反射面は、前後方向に拡張する鉛直面を断面として切断した側断面視において、放物線または放物線に近似した形状をなしている。その上で、第三の照明光Ｈ’の光源５は、側断面視その放物線の焦点またはその近傍に位置している。なお、指向性反射部２２の反射面は、いわゆる放物面ミラー（パラボラミラー）または放物面ミラーの一部であることがある。第三の光源５が放射する光束は、指向性反射部２２の反射面に当たり、上記の放物線についての準線Ａ（二点鎖線で表す）と直交する方向、即ち第三の照明光Ｈ’の光軸と略平行な方向に向かう。換言すれば、指向性反射部２２により、第三の照明光Ｈ’が平行光化（コリメーション）される。結果として、指向性反射部２２で反射されて前方に向かう第三の照明光Ｈ’の広がり角は、共通反射部２１で反射されて前方に向かう第一の照明光Ｈの広がり角よりも小さくなる。つまり、第一の照明光Ｈと比較して第三の照明光Ｈ’の指向性が増す。

本実施形態では、第三の照明光Ｈ’により、路面ＣＬと平行な正面を照明するための光束を補うようにしている。そのために、第三の光源５の光軸は、当該光源５から指向性反射部２２に向かって一旦後下方に伸び、指向性反射部２２で反射されて略水平方向に進行するようになっている。

因みに、第三の光源５から放たれる光束の一部が、リフレクタ２で反射された後基板１（の後端部）の下面に向かってくることがある。これを吸収できるよう、基板１の下面に黒色の塗装等を予め施しておくことも好ましい。

図３に示すように、本実施形態の灯具から放たれる照明光Ｈ、Ｌ、Ｈ’を車両Ｃに正対するスクリーンに投影して同車両Ｃの運転席から見たとき、すれ違い前照灯となる第二の照明光Ｌの照明範囲は、走行用前照灯となる第一の照明光Ｈ及び第三の照明光Ｈ’の照明範囲よりも下方に偏倚する。

走行用前照灯Ｈ、Ｈ’を点灯しすれ違い用前照灯Ｌを消灯した状態から、すれ違い用前照灯Ｌを点灯し走行用前照灯Ｈ、Ｈ’を消灯する状態へと切り替える際には、図４に示すように、第一の光源３及び第三の光源５に印加する電流の量（ＰＷＭ制御による印加電流のＤＵＴＹ比）を徐々に減少させてこれら光源３、５が出力する光束の量を徐々にまたは段階的に減らしながら、第二の光源４に印加する電流の量を徐々にまたは段階的に増加させて第二の光源４が出力する光束の量を徐々に増やしてゆく。第一の光源３及び第三の光源５に対する印加電流量の減少の期間と、第二の光源４に対する印加電流量の増加の期間とは、少なくとも一部で重なり合う。

すれ違い用前照灯Ｌを点灯し走行用前照灯Ｈ、Ｈ’を消灯した状態から、走行用前照灯Ｈ、Ｈ’を点灯しすれちがい用前照灯Ｌを消灯する状態へと切り替える際には、第二の光源４に印加する電流の量を徐々にまたは段階的に減少させて第二の光源４が出力する光束の量を徐々に減らしながら、第一の光源３及び第三の光源５に印加する電流の量を徐々にまたは段階的に増加させて第一の光源３が出力する光束の量を徐々に増やしてゆけばよい。このときにも、第二の光源４に対する印加電流量の減少の期間と、第一の光源３及び第三の光源５に対する印加電流量の増加の期間とは、少なくとも一部で重なり合う。

本実施形態では、基板１の下向面に前後方向に沿って離間させて設置された第一の光源３、第二の光源４及び第三の光源５と、前記第一の光源３、前記第二の光源４及び前記第三の光源５の各々から下方に向けて放射される光束を前方に向けて反射させるリフレクタ２とを具備し、前記リフレクタ２の反射面における、前記第一の光源３から放たれる第一の照明光Ｈの光軸が当たる箇所の近傍に、前記第二の光源４から放たれる第二の照明光Ｌの光軸が当たり、前記リフレクタ２により反射された前記第二の照明光Ｌの光軸の向きが、同リフレクタ２により反射された前記第一の照明光Ｈの光軸に対して相対的に下方に傾斜し、なおかつ、前記リフレクタ２の反射面における、前記第三の光源５から放たれる第三の照明光Ｈ’の光軸が当たる箇所の近傍に、断面視反射面が放物線に略沿った形状をなす指向性反射部２２が設けられている灯具を構成した。

本実施形態によれば、互いに上下に偏倚した複数の方向に照明光Ｈ、Ｌ、Ｈ’を放つ灯具を、よりコンパクト、軽量かつ低コストな構造で実現することができる上、第三の照明光Ｈ’の光束を所望の方向に集めることが可能となる。特に、共通反射部２１で反射される第一の照明光Ｈはどうしても拡散しやすい、即ちその広がり角が大きくなりやすく、第一の照明光Ｈのみで走行用前照灯として必要な領域に必要な照度を与えることが容易でないが、指向性反射部２２で反射される広がり角の小さい第三の照明光Ｈ’を重畳することで、必要な領域に必要な照度を与えることが極めて容易となる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、比較的上方に配置した基板１の下向面に第一の光源３、第二の光源４及び第三の光源５を設置し、それら光源３、４、５から下方に向けて照明光Ｈ、Ｌ、Ｈ’を出射させていたが、比較的下方に配置した基板の上向面に第一の光源、第二の光源及び第三の光源を設置し、それら光源から上方に向けてに照明光を出射させる態様、つまりはちょうど図２を上下反転させたような構造とすることも当然に可能である。

上記実施形態では、リフレクタ２における共通反射部２１と指向正反射部２２とが一体的に成形されていたが、共通反射部と指向正反射部とが互いに別体の部材となっていても構わない。

また、第一の光源３が供給する第一の照明光Ｈや第三の光源５が供給する第三の照明光Ｈ’が走行用前照灯であるとは限られず、第二の光源４が供給する第二の照明光Ｌがすれ違い用前照灯であるとも限られない。例えば、第一の光源（による第一の照明光）、第二の光源（による第二の照明光）及び第三の光源（による第三の照明光）はそれぞれ、走行用前照灯、特に配光可変型前照灯の要素となり得る。

その他、各部の具体的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、車両に装備される前照灯等に適用することができる。

１…基板
２…リフレクタ
２２…指向性反射部
３…第一の光源
４…第二の光源
５…第三の光源
Ｈ…第一の照明光（走行用前照灯）
Ｌ…第二の照明光（すれ違い用前照灯）
Ｈ’…第三の照明光（走行用前照灯）

Claims (1)

1. 基板の下向面または上向面の一方に前後方向に沿って離間させて設置された第一の光源、第二の光源及び第三の光源と、
   前記第一の光源、前記第二の光源及び前記第三の光源の各々から下方または上方に向けて放射される光束を前方に向けて反射させるリフレクタとを具備し、
   前記リフレクタの反射面における、前記第一の光源から放たれる第一の照明光の光軸が当たる箇所の近傍に、前記第二の光源から放たれる第二の照明光の光軸が当たり、
   前記リフレクタにより反射された前記第二の照明光の光軸の向きが、同リフレクタにより反射された前記第一の照明光の光軸に対して相対的に下方または上方に傾斜し、
   なおかつ、前記リフレクタの反射面における、前記第三の光源から放たれる第三の照明光の光軸が当たる箇所の近傍に、断面視反射面が放物線に略沿った形状をなす指向性反射部が設けられている灯具。

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