JP2019040677A - 車両用前照灯 - Google Patents

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Abstract

【課題】グレアの抑制を図ることが可能な車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用前照灯100は、光源10と、光源10からの光を車両搭載状態における前方に反射するリフレクタ20と、リフレクタ20によって反射された光が入射する第1入射領域と光源10からの光が直接入射する第2入射領域とが設定される入射面31と、第1入射領域及び第2入射領域に入射した光を出射する出射面32とを有し、入射面31の略全面に光源10側に突出する複数の湾曲面が格子状に配置されたレンズ30と、を備え、入射面31は、レンズ30内で出射面32により反射されて入射面31に戻る光を光源10側に出射させる形状の湾曲面が複数設けられたグレア抑制領域を有し、第1入射領域は、グレア抑制領域の外側に設定される。【選択図】図1

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。
光源と、光源からの光を反射するリフレクタと、リフレクタで反射された光を車両前方の照射領域に出射するレンズと、を備える車両用灯具が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2016−15215号公報
上記のような車両用灯具では、レンズの入射面に入射した光の一部が内面反射して出射面から出射される場合がある。このように出射された光はグレアの原因となるため、グレアの抑制が求められている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、グレアの抑制を図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。
本発明に係る車両用前照灯は、光源と、前記光源からの光を反射するリフレクタと、前記リフレクタによって反射された前記光が入射する第1入射領域と前記光源からの光が直接入射する第2入射領域とが設定される入射面と、前記第1入射領域及び前記第2入射領域に入射した光を車両前方の照射領域に出射する出射面とを有し、前記入射面の略全面に前記光源側に突出する複数の湾曲面が格子状に配置されたレンズと、を備え、前記入射面は、前記レンズ内で前記出射面により反射されて前記入射面に戻る光を前記光源側に出射させる形状の前記湾曲面が複数設けられたグレア抑制領域を有し、前記第1入射領域は、前記グレア抑制領域の外側に設定される。
上記の車両用前照灯において、前記グレア抑制領域は、前記入射面のうち前記光軸との交点を含まない範囲に設けられ、前記第1入射領域は、前記入射面のうち前記光軸と交点を含む範囲に設定されてもよい。
上記の車両用前照灯において、前記グレア抑制領域は、前記入射面のうち車両搭載状態における車両外側の上部に配置されてもよい。
上記の車両用前照灯において、前記グレア抑制領域に配置される前記湾曲面は、前記グレア抑制領域の外側に配置される前記湾曲面よりも突出方向の寸法が大きくてもよい。
上記の車両用前照灯において、前記グレア抑制領域に配置される前記湾曲面は、前記レンズの光軸から離れるに従って突出方向の寸法が大きくなっていてもよい。
上記の車両用前照灯において、前記第2入射領域は、少なくとも一部が前記グレア抑制領域に設定され、前記レンズは、前記グレア抑制領域内において前記第2入射領域内に配置される前記湾曲面に入射する前記光を前記出射面から前記照射領域の左側端部の上方に出射してもよい。
本発明によれば、グレアの抑制を図ることが可能な車両用灯具を提供できる。
図1は、本実施形態に係る車両用前照灯の一例を示す図である。 図2は、レンズを入射面側から見たときの一例を示す図である。 図3は、図2におけるA−A断面に沿った構成を示す図である。 図4は、レンズに入射する光の進路の一例を示す図である。 図5は、比較例において第2入射領域に入射した光が車両前方に照射される場合の照射パターンの一例を示す図である。 図6は、実施例において第2入射領域に入射した光が車両前方に照射される場合の照射パターンの一例を示す図である。 図7は、変形例に係るレンズの一例を示す図である。
以下、本発明に係る車両用前照灯の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。以下の説明において、前後、上下、左右の各方向は、車両用前照灯が車両に取り付けられた状態における方向であって、運転席から車両の進行方向を見た場合における方向を示す。なお、本実施形態では、上下方向は鉛直方向に平行であり、左右方向は水平方向であるとする。
図1は、本実施形態に係る車両用前照灯100の一例を示す図である。図1に示すように、車両用前照灯100は、光源10と、リフレクタ20と、レンズ30と、取付部材40とを備えている。光源10、リフレクタ20、レンズ30及び取付部材40は、いわゆるプロジェクタ型のランプユニットを構成している。
車両用前照灯100は、車両前部の左側及び右側にそれぞれ取り付けられる。車両に取り付けられる場合、車両用前照灯100は、不図示のランプハウジングとランプレンズ(例えば、素通しのアウターレンズなど)とで形成される灯室に収容され、不図示の光軸調整機構に接続される。光軸調整機構は、車両用前照灯100は、上下方向及び左右方向の光軸調整が可能となっている。以下、車両用前照灯100として、車両の右側に取り付けられる車両用前照灯を例に挙げて説明するが、車両の左側に取り付けられる車両用前照灯についても同様の説明が可能である。
灯室内には、上記ランプユニットの他、例えばクリアランスランプユニット、ターンシグナルランプユニット、デイタイムランニングランプユニットなどが配置される場合がある。また、灯室内には、インナーパネル(図示せず)やインナーハウジング(図示せず)やインナーレンズ(図示せず)などが配置される場合がある。
光源10は、本実施形態において、例えばLEDやOEL、OLED(有機EL)などの半導体型光源である。光源10は、発光面11を有する。光源10は、発光面11がランバーシアン分布を形成するように光を出射する。車両用前照灯100が車両に取り付けられた場合、発光面11は例えば上方に向けられ、水平面に平行に配置される。
光源10は、取付部材40の光源固定部41に固定されている。なお、光源固定部41は、ヒートシンク42に連結されている。ヒートシンク42には、複数のフィン43が設けられている。このため、半導体型光源である光源10において生じた熱が光源固定部41からヒートシンク42を介して外部に放出されるようになっている。なお、光源固定部41とヒートシンク42とは、ヒートシンクとして一体に形成されていてもよい。ヒートシンク42は、光源10で生じる熱を外部に放熱する。ヒートシンク42は、上記の光源10、リフレクタ20等を固定する。ヒートシンク42は、例えば金型成形等を用いて製造可能である。
リフレクタ20は、光源10からの光をレンズ30に向けて反射する。リフレクタ20は、光源10の上方に配置され、例えば樹脂部材など、耐熱性が高くかつ光不透過性の材料を用いて形成されている。リフレクタ20は、スクリューなどの固定部材によって取付部材40に固定されている。
リフレクタ20は、前側部分および下側部分が開口し、かつ、後側部分および上側部分および左右両側部分が閉塞した中空形状となっている。リフレクタ20の内面には、反射面21が形成されている。反射面21は、光源10からの光をレンズ30に向けて反射する。反射面21は、回転楕円面又は当該回転楕円面を基調とした自由曲面となっている。
また、可動シェード60は、例えば金属板など、光源10からの光を遮光可能な部材で構成されている。可動シェード60は、光源10とレンズ30との間に配置されている。可動シェード60は、不図示の駆動部に接続されており、例えばリフレクタ20によって反射された光の一部を遮光する第1位置と、当該光を遮光しない第2位置との間を移動可能となっている。
レンズ30は、リフレクタ20に対して車両の前方に配置される。レンズ30は、例えば不図示のレンズホルダに支持される。レンズ30は、焦点(図示せず)と、光軸AXとを有する。レンズ30の光軸AXは、リフレクタ20の光軸と一致もしくはほぼ一致する。レンズ30は、リフレクタ20の反射面21からの反射光及び光源10からの直射光を車両の前方に照射する。
図2は、レンズ30を入射面31側から見たときの一例を示す図である。図3は、図2におけるA−A断面に沿った構成を示す図である。図2に示すように、レンズ30の入射面31には、プリズム部35が形成されている。プリズム部35は、入射面31の略全面に亘るプリズム形成領域50にグリッド状に形成される。プリズム形成領域50は、例えば矩形状であって4つの角部が直線状に面取りされた形状であるが、これに限定されない。各プリズム部35は、光源10側に突出した湾曲面36を有する。入射面31は、各湾曲面36と、隣り合う湾曲面36同士の境界部分とによって構成される。本実施形態において、隣り合う湾曲面36同士の境界部分は直線状であるが、これに限定されず、曲線、平面、曲面等、他の形状であってもよい。
入射面31(プリズム形成領域50)は、グレア抑制領域51と、均一プリズム領域52とを有する。グレア抑制領域51は、プリズム形成領域50の一部に設けられる。グレア抑制領域51は、入射面31において光軸AXとの交点を含まない範囲に設けられる。本実施形態において、グレア抑制領域51は、車両搭載状態における車両外側の上部に配置される。具体的には、グレア抑制領域51は、車両搭載状態における左右方向に平行な直線に対して角度θ(例えば、45°)だけ図中の時計回りの方向に傾いた仮想直線V1によって区画されている。つまり、グレア抑制領域51は、プリズム形成領域50のうち、仮想直線V1に対して車両の外側かつ上方に配置される領域である。
本実施形態において、グレア抑制領域51の具体的な範囲については、例えば仮想直線V1と平行であってプリズム形成領域50において車両外側の上部の角部(右上角部)を通過する仮想直線をV2とし、仮想直線V1と平行であって光軸AXを通る仮想直線をV3とした場合、仮想直線V1と仮想直線V2との距離D1と、仮想直線V1と仮想直線V3との距離D2と比D2/D1が、例えば1/3〜13/11となる範囲に設定される。
図3に示すように、グレア抑制領域51に配置される湾曲面36は、グレア抑制領域51の外側に配置される湾曲面36に比べて、突出方向の寸法が大きい。以下、グレア抑制領域51に配置される湾曲面36と、均一プリズム領域52に配置される湾曲面36とを区別する場合、グレア抑制領域51の外側に配置される湾曲面36を「湾曲面36a」と記載し、均一プリズム領域52に配置される湾曲面36を「湾曲面36b」と記載する。湾曲面36aは、光軸AXから離れるに従って突出方向の寸法が大きくなっている。この構成により、入射面31では、湾曲面36aの突出方向の寸法が光軸AX側から車両外側の上部にかけて徐々に大きくなるため、入射面31全体を見た場合にグレア抑制領域51の湾曲面36aが目立つことを抑制できる。湾曲面36aは、光軸AXから離れる方向(図3の白抜き矢印の指す方向)に1つずつ等しい増加量で突出方向の寸法を大きくすることができるが、これに限定されない。なお、湾曲面36aの突出方向の最大寸法h1は、湾曲面36bの突出方向の寸法h2に対して、3倍〜10倍程度とすることができる。
また、入射面31(プリズム形成領域50)において、グレア抑制領域51の外側は、均一プリズム領域52となっている。均一プリズム領域52は、湾曲面36bの突出方向の寸法が均一の領域である。湾曲面36bは、出射面32から出射されて車両前方に照射される照射パターンに応じて、形状が設定される。
レンズ30の入射面31には、第1入射領域33及び第2入射領域34が設定される。第1入射領域33は、リフレクタ20の反射面21で反射された反射光が入射する領域である。第1入射領域33は、グレア抑制領域51の外側に設定される。つまり、第1入射領域33は、全領域が均一プリズム領域52に設定される。第1入射領域33に入射する光は、均一プリズム領域52によって車両前方に所定の照射パターンとして照射される。第1入射領域33は、例えば入射面31において光軸AXとの交点を含む範囲に設定される。第1入射領域33は、例えば光軸AXに対して車両の内側に偏った状態で設定されるが、これに限定されない。
第2入射領域34は、光源10からの直射光が入射する領域である。第2入射領域34は、車両搭載状態における第1入射領域33の上方に設定される。第2入射領域34は、例えば入射面31の左端から右端までの範囲に設定される。第2入射領域34は、例えば左側が均一プリズム領域52に含まれ、右側がグレア抑制領域51に含まれている。
図4は、レンズ30に入射する光の進路の一例を示す図である。図4に示すように、リフレクタ20の反射面21によって反射された光L1は、入射面31のうち第1入射領域33(図2参照)に入射する。第1入射領域33は、均一プリズム領域52の内側に設定される。このため、光L1は、均一プリズム領域52の湾曲面36bに入射する。湾曲面36bに入射した光L1は、レンズ30の内側を通過して出射面32から車両前方に向けて出射され、照射パターンP1(図6参照)を形成する。
また、リフレクタ20の反射面21によって反射された光L2は、入射面31のうち第1入射領域33において湾曲面36bに入射する。この光L2は、レンズ30の内側を通過して出射面32に到達し、大部分の成分の光L2aが出射面32から車両前方に向けて出射されて照射パターンP1(図6参照)を形成するが、一部の成分の光L2bは出射面32で内面反射して入射面31側に戻される場合がある。
光L2bの一部の成分は、例えば入射面31に到達した場合、入射面31で再度内面反射し、出射面32から出射される。このように出射面32から出射された光が、車両前方に照射パターンの一部として照射される場合には、特に問題となることはない。しかしながら、例えば光L2の成分のうち、入射面31において車両外側の上部の領域37(図2参照)に到達する成分の光L2cについては、当該領域37で内面反射して出射面32から出射されると、グレアとなる可能性がある。
これに対して、本実施形態では、入射面31のうち車両外側の上部の領域にグレア抑制領域51が設けられている。このため、出射面32で内面反射してグレア抑制領域51に到達した光L2bは、湾曲面36aにおいて光源10側に出射されやすくなる。このため、グレア抑制領域51では、光L2bの内面反射が抑制され、グレアとして出射面32から光が出射されることを抑制できる。
また、光源10からの直射光である光L3は、入射面31のうち第2入射領域34(図2参照)に入射する。第2入射領域34は、一部(図2の左側部分)が均一プリズム領域52に設定され、他の一部(図2の右側部分)がグレア抑制領域51に設定される。光L3のうち、均一プリズム領域52の湾曲面36bに入射する成分は、レンズ30の内側を通過して出射面32から出射され、車両前方に照射パターンP2(図6参照)を形成する。また、光L3のうち、グレア抑制領域51の湾曲面36aに入射する成分は、レンズ30の内側を通過して出射面32から出射され、車両前方に拡散パターンP3(図6参照)を形成する。
図5及び図6は、第2入射領域34に入射した光が車両前方に照射される場合の照射パターンの一例を示している。図5は、本実施形態に記載の車両用前照灯100のレンズ30に対してグレア抑制領域51が設けられない場合の比較例を示す。図6は、本実施形態に記載の車両用前照灯100のレンズ30における実施例を示す。
図5に示すように、比較例においては、光源からリフレクタを介してレンズの第1入射領域に相当する領域に入射した光は、出射面から出射されて、車両前方に照射パターンP1aを形成する。照射パターンP1aは、シェードによってカットされた水平カットオフラインを上部に有している。また、光源からレンズの第2入射領域に相当する領域に直接入射した光(直射光)は、出射面から出射されて、車両前方にオーバーヘッドサイン照射パターンP2aを形成する。
図6に示すように、実施例においては、上記のように、光L1、L2aは、均一プリズム領域52の湾曲面36bに入射し、レンズ30の内側を通過して出射面32から車両前方に向けて出射され、照射パターンP1を形成する。また、光L3のうち、均一プリズム領域52の湾曲面36bに入射する成分は、出射面32から出射されて車両前方にオーバーヘッドサイン照射パターンP2を形成する。また、光L3のうち、グレア抑制領域51の湾曲面36aに入射する成分は、出射面32から出射され、照射パターンP1の左側端部に、上方に向けて拡張する拡散パターンP3を形成する。拡散パターンP3は、例えばオーバーヘッドサイン照射パターンP2の一部として用いることができる。図6に示すように、拡散パターンP3は、一部がオーバーヘッドサイン照射パターンP2に重なった状態で形成されてもよい。なお、拡散パターンP3は、オーバーヘッドサイン照射パターンP2に重ならない状態で形成されてもよい。
以上のように、本実施形態に係る車両用前照灯100は、光源10と、光源10からの光を車両搭載状態における前方に反射するリフレクタ20と、リフレクタ20によって反射された光が入射する第1入射領域33と光源10からの光が直接入射する第2入射領域34とが設定される入射面31と、第1入射領域33及び第2入射領域34に入射した光を出射する出射面32とを有し、入射面31の略全面に光源10側に突出する複数の湾曲面36が格子状に配置されたレンズ30と、を備え、入射面31は、レンズ30内で出射面32により反射されて入射面31に戻る光を光源10側に出射させる形状の湾曲面36aが複数設けられたグレア抑制領域51を有し、第1入射領域33は、グレア抑制領域51の外側に設定される。
本実施形態によれば、グレア抑制領域51によってレンズ30内で出射面32により反射されて入射面31に戻る光を光源10側に出射させることができるため、グレアの抑制を図ることができる。また、入射面31の略全面に複数の湾曲面36が格子状に配置されるため、グレア抑制領域51の湾曲面36aが目立つことを抑制できる。更に、第1入射領域33がグレア抑制領域51の外側に設定されるため、第1入射領域33に入射するリフレクタ20からの光に影響を与えることなく、グレアを抑制できる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、グレア抑制領域51は、入射面31のうち光軸AXとの交点を含まない範囲に設けられ、第1入射領域33は、入射面31のうち光軸AXと交点を含む範囲に設定される。これにより、入射面31のうち光軸AXとの交点を含む広い範囲に第1入射領域33を確保できる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、グレア抑制領域51は、入射面31のうち車両搭載状態における車両外側の上部に配置される。これにより、第2入射領域34に入射する光による照射パターンP1を左側上方に拡散する拡散パターンP3を形成することができる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、グレア抑制領域51に配置される湾曲面36は、グレア抑制領域51の外側(均一プリズム領域52)に配置される湾曲面36よりも突出方向の寸法が大きい。これにより、出射面32で内面反射されて入射面31側に戻る光が湾曲面36において光源10側に出射しやすくなる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、グレア抑制領域51に配置される湾曲面36は、レンズ30の光軸AXから離れるに従って突出方向の寸法が大きくなっている。これにより、グレア抑制領域51の湾曲面36が目立つことをより確実に抑制できる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、第2入射領域34は、少なくとも一部がグレア抑制領域51に設定され、レンズ30は、グレア抑制領域51内において第2入射領域34内に配置される湾曲面36に入射する光を出射面32から車両の前方かつ左側上方に出射する。これにより、照射パターンP1を左側上方に拡散する拡散パターンP3をより確実に形成することができる。
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、グレア抑制領域51を入射面31のうち車両外側の上部に配置した構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、グレア抑制領域51を車両の内側上部及び外側上部のそれぞれに配置してもよい。これにより、レンズ30を車両の左右どちらにも用いた場合でも、グレア抑制領域51によってグレアを抑制することができる。
また、グレアを抑制するための構成を、出射面32側に配置してもよい。出射面32には、照射パターンP1に形成されるカットラインを暈すため、微小プリズムが設けられる場合がある。この場合、微小プリズムは、出射面32のうち、照射パターンP1、オーバーヘッドサイン照射パターンP2、及び拡散パターンP3の各パターンに影響を与えない範囲に形成される。
図7は、変形例に係るレンズ30の一例を示す図である。図7に示すように、出射面32に微小プリズムが設けられる場合、その一部をグレア抑制プリズム38として用いることができる。グレア抑制プリズム38は、他の微小プリズムに対して、出射面32の接平面に対する反射面38aの角度θが変更されている。反射面38aの当該角度θは、例えば20°以上25°以下と設定することができる。なお、角度θについては、当該範囲に限定されない。
図7に示す構成により、例えば光L2の成分のうち光L2cは、出射面32及び入射面31でそれぞれ内面反射する。この光L2cの進行方向上にグレア抑制プリズム38の反射面38aが設けられる場合、光L2cは、当該反射面38aにおいて入射面31側に反射光L2dとして反射する。このため、グレアとして出射面32から光L2cが出射されることを抑制できる。
また、上記実施形態では、グレア抑制領域51に配置される湾曲面36aが光軸AXから離れるに従って突出方向の寸法が大きくなっている構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、図2に示す仮想直線V1から仮想直線V2に近づくにつれて、突出方向の寸法が大きくなってもよい。
θ…角度、D1,D2…距離、L1,L2,L3,L2a,L2b,L2c…光、P1…照射パターン、P2…オーバーヘッドサイン照射パターン、P3…拡散パターン、V1,V2,V3…仮想直線、AX…光軸、h1…最大寸法、h2…寸法、10…光源、11…発光面、20…リフレクタ、21,38a…反射面、30…レンズ、31…入射面、32…出射面、33…第1入射領域、34…第2入射領域、35…プリズム部、36,36a,36b…湾曲面、38…グレア抑制プリズム、40…取付部材、41…光源固定部、42…ヒートシンク、43…フィン、50…プリズム形成領域、51…グレア抑制領域、52…均一プリズム領域、60…可動シェード、100…車両用前照灯。

Claims (6)

  1. 光源と、
    前記光源からの光を反射するリフレクタと、
    前記リフレクタによって反射された前記光が入射する第1入射領域と前記光源からの光が直接入射する第2入射領域とが設定される入射面と、前記第1入射領域及び前記第2入射領域に入射した光を車両前方の照射領域に出射する出射面とを有し、前記入射面の略全面に前記光源側に突出する複数の湾曲面が格子状に配置されたレンズと、を備え、
    前記入射面は、前記レンズ内で前記出射面により反射されて前記入射面に戻る光を前記光源側に出射させる形状の前記湾曲面が複数設けられたグレア抑制領域を有し、
    前記第1入射領域は、前記グレア抑制領域の外側に設定される
    車両用前照灯。
  2. 前記グレア抑制領域は、前記入射面のうち前記光軸との交点を含まない範囲に設けられ、
    前記第1入射領域は、前記入射面のうち前記光軸と交点を含む範囲に設定される
    請求項1に記載の車両用前照灯。
  3. 前記グレア抑制領域は、前記入射面のうち車両搭載状態における車両外側の上部に配置される
    請求項1又は請求項2に記載の車両用前照灯。
  4. 前記グレア抑制領域に配置される前記湾曲面は、前記グレア抑制領域の外側に配置される前記湾曲面よりも突出方向の寸法が大きい
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
  5. 前記グレア抑制領域に配置される前記湾曲面は、前記レンズの光軸から離れるに従って突出方向の寸法が大きくなっている
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
  6. 前記第2入射領域は、少なくとも一部が前記グレア抑制領域に設定され、
    前記レンズは、前記グレア抑制領域内において前記第2入射領域内に配置される前記湾曲面に入射する前記光を前記出射面から前記照射領域の左側端部の上方に出射する
    請求項1又は請求項5に記載の車両用前照灯。
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