JP2019220377A - 車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとを切り替え可能としつつ大きさや重量の増加を抑制することのできる車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具10は、集光上部パターン(65、67、68)のための集光上部出射部(22、32)と、集光下部パターン(63、64、66)のための集光下部出射部(21、31)と、それらの光を投影する集光投影レンズ(24、34)とを有する集光ユニット12と、拡散上部パターン73のための拡散上部出射部42と、拡散下部パターン(71、72)のための拡散下部出射部41と、それらの光を投影する拡散投影レンズ44とを有する拡散ユニット13と、を備え、集光下部パターンと拡散下部パターンとによりすれ違い用配光パターンLPを形成し、集光上部パターンと拡散上部パターン73とにより走行用配光パターンHPを形成する。【選択図】図1

Description

本開示は、車両用灯具に関する。
車両用灯具は、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとを切り替え可能に形成するものがある。このような車両用灯具は、光源からの光の一部を遮るようにシェードを設け、そのシェードを光の一部を遮る位置と遮らない位置とで移動させることで、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとの切り替えを可能とするものが知られている(例えば、特許文献1等参照)。この車両用灯具は、シェードを光の一部を遮る位置と遮らない位置との間で回転可能に設け、そのシェードを駆動機構により2つの位置のいずれかに変位させている。
特開2012−151058号公報
しかしながら、従来の車両用灯具は、シェードを変位させるための駆動機構を設ける必要があり、大きさや重量の増加を招いてしまう。
本開示は、上記の事情に鑑みて為されたもので、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとを切り替え可能としつつ大きさや重量の増加を抑制することのできる車両用灯具を提供することを目的とする。
本開示の車両用灯具は、集光配光パターンを形成する集光ユニットと、前記集光配光パターンよりも広範囲に形成されて前記集光配光パターンに少なくとも一部が重ねられる拡散配光パターンを形成する拡散ユニットと、を備え、前記集光ユニットは、前記集光配光パターンの上部となる集光上部パターンを形成する光を出射する集光上部出射部と、前記集光配光パターンの下部となる集光下部パターンを形成する光を出射する集光下部出射部と、前記集光上部出射部および前記集光下部出射部から出射された光を光軸方向前側に投影する集光投影レンズと、を有し、前記拡散ユニットは、前記拡散配光パターンの上部となる拡散上部パターンを形成する光を出射する拡散上部出射部と、前記拡散配光パターンの下部となる拡散下部パターンを形成する光を出射する拡散下部出射部と、前記拡散上部出射部および前記拡散下部出射部から出射された光を光軸方向前側に投影する拡散投影レンズと、を有し、前記集光下部パターンと前記拡散下部パターンとによりすれ違い用配光パターンを形成し、前記集光上部パターンと前記拡散上部パターンとにより走行用配光パターンを形成することを特徴とする。
本開示の車両用灯具によれば、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとを切り替え可能としつつ大きさや重量の増加を抑制できる。
本開示に係る車両用灯具の一実施形態に係る一例としての車両用灯具の構成を示す説明図である。 集光傾斜ユニットを示す説明図である。 集光傾斜配光パターンを示す説明図である。 集光水平ユニットを示す説明図である。 集光水平配光パターンを示す説明図である。 集光配光パターンを示す説明図である。 拡散ユニットを示す説明図である。 拡散配光パターンを示す説明図である。 車両用灯具が形成する走行用配光パターンおよびすれ違い用配光パターンを示す説明図である。 水平方向に並べられた3つの投影レンズを光軸方向前側から見た様子を示す説明図である。 他の例の集光傾斜投影レンズを示す説明図である。
以下に、本開示に係る車両用灯具の一実施形態としての車両用灯具10の実施例1について図1から図11を参照しつつ説明する。なお、図3、図5、図6、図8および図9では、見分けを容易とするために、すれ違い用配光パターンLPとなる各下部パターン(63、64、66、71、72)に互いに異なるハッチやドットを付して示している。
車両用灯具10は、自動車等の車両に用いられる例えばヘッドランプやフォグランプ等の灯具として用いられるもので、実施例1ではヘッドランプに用いた例を示す。車両用灯具10は、車両の前部の左右両側で、ランプハウジングの開放された前端がアウターレンズで覆われて形成される灯室11(図1参照)に、上下方向用光軸調整機構や幅方向用光軸調整機構を介して設けられる。以下の説明では、車両用灯具10において、車両の直進時の進行方向であって光を照射する方向を光軸方向(前側)とし、車両に搭載された状態での鉛直方向を上下方向とし、光軸方向および上下方向に直交する方向を幅方向とする。
車両用灯具10は、図1に示すように、集光配光パターン60(図6参照)を形成する集光ユニット12と、集光配光パターン60よりも広い範囲を照らす拡散配光パターン70(図8参照)を形成する拡散ユニット13とを備える。集光ユニット12と拡散ユニット13とは、少なくとも一部が重なるように集光配光パターン60および拡散配光パターン70を形成することで、後述するように走行用配光パターンHPやすれ違い用配光パターンLPを形成する(図9参照)。
実施例1の集光ユニット12は、集光傾斜配光パターン61(図3参照)を形成する集光傾斜ユニット14と、集光水平配光パターン62(図5参照)を形成する集光水平ユニット15と、を有する。集光傾斜ユニット14と集光水平ユニット15とは、少なくとも一部が重なるように集光傾斜配光パターン61および集光水平配光パターン62を形成することで集光配光パターン60を形成する(図3参照)。この集光傾斜ユニット14および集光水平ユニット15と、上記した拡散ユニット13とは、実施例1では水平方向に並べて配置されている。なお、この各ユニット(14、15、13)は、後述するように走行用配光パターンHPやすれ違い用配光パターンLPの形成を可能とするものであれば、並べる順番や並べる方向や互いの位置関係は適宜設定すればよく、実施例1の構成に限定されない。
集光傾斜ユニット14は、図2に示すように、集光傾斜下部出射部21と集光傾斜上部出射部22と集光傾斜シェード23と集光傾斜投影レンズ24とを有する。集光傾斜下部出射部21は、第1下部光源21a(図1参照)と第1下部レンズ21bとを有する第1集光傾斜下部出射部211と、第2下部光源21c(図1参照)と第2下部レンズ21dとを有する第2集光傾斜下部出射部212と、を備える。両下部出射部(211、212)は、第1集光傾斜下部出射部211よりも第2集光傾斜下部出射部212を上方に位置させるように、水平面に対して傾斜して並んで設けられている。両下部出射部(211、212)は、実施例1では、後述する第1集光傾斜下部パターン63および第2集光傾斜下部パターン64の傾斜部分Cls(図3参照)を水平面に対して略15度傾斜させるように、互いの中心線(光軸)を結んだ線が水平面に対して傾斜されている。
第1下部光源21aおよび第2下部光源21cは、それぞれがLED(Light Emitting Diode)等の発光素子で構成され、同一の基板に実装されている。その基板は、点灯制御回路からの電力を第1下部光源21aや第2下部光源21cに適宜供給することができ、第1下部光源21aおよび第2下部光源21cを適宜一斉にまたは個別に点灯させる。
第1下部レンズ21bは、第1下部光源21aに対応するもので、第1下部光源21aの光軸方向前側に設けられている。第1下部レンズ21bは、鉛直方向に直交する断面で見ると、第1下部光源21aの近傍に第1焦点を位置させるとともに、集光傾斜シェード23の先端23aの近傍に第2焦点を位置させる楕円を基調とする自由曲面とされている。また、第1下部レンズ21bは、水平方向に直交する断面で見ると、第1下部光源21aの近傍に焦点を位置させる略放物面とされている。第1下部レンズ21bは、集光傾斜投影レンズ24と協働して第1集光傾斜下部パターン63(図3参照)を形成するように、第1下部光源21aから出射された光を成形する光学設計とされている。実施例1の第1集光傾斜下部パターン63は、後述する傾斜部分Clsの斜め下方の長尺な半円状の領域を照らす。
第2下部レンズ21dは、第2下部光源21cに対応するもので、第2下部光源21cの光軸方向前側に設けられている。第2下部レンズ21dは、対応するものが第1下部光源21aから第2下部光源21cに変わることを除くと、第1下部レンズ21bと同様の構成とされている。第2下部レンズ21dは、集光傾斜投影レンズ24と協働して第2集光傾斜下部パターン64(図3参照)を形成するように、第2下部光源21cから出射された光を成形する光学設計とされている。実施例1の第2集光傾斜下部パターン64は、第1集光傾斜下部パターン63全体を含むとともに、第1集光傾斜下部パターン63の右斜め下側の小さな領域と、第1集光傾斜下部パターン63の左側の大きな領域と、を併せた長尺な領域を照らす。
集光傾斜上部出射部22は、第1集光傾斜下部出射部211と第2集光傾斜下部出射部212との間の下方に設けられており、光軸方向前側から見て、両下部出射部(211、212)と三角形を描く位置関係で配置されている。集光傾斜上部出射部22は、両下部出射部(211、212)が水平面に対して傾斜することに合わせて第2集光傾斜下部出射部212側へと斜め上方に変位されている。
集光傾斜上部出射部22は、上部光源22a(図1参照)と上部レンズ22bとを有する。上部光源22aは、LED等の発光素子で構成され、第1下部光源21aおよび第2下部光源21cが実装された基板に実装されている。その基板は、点灯制御回路からの電力を上部光源22aにも適宜供給することができ、第1下部光源21aや第2下部光源21cと共にまたは個別に上部光源22aを点灯させる。なお、各光源(21a、21c、22a)は、別々の基板に設けられていてもよく、2つのみが同じ基板に設けられていてもよく、実施例1の構成に限定されない。
上部レンズ22bは、上部光源22aに対応するもので、上部光源22aの光軸方向前側に設けられている。上部レンズ22bは、対応するものが第1下部光源21aから上部光源22aに変わることを除くと、第1下部レンズ21bと同様の構成とされている。上部レンズ22bは、集光傾斜投影レンズ24と協働して集光傾斜上部パターン65(図3参照)を形成するように、上部光源22aから出射された光を成形する光学設計とされている。実施例1の集光傾斜上部パターン65は、後述する傾斜部分Clsの斜め上方の長尺な半円状の領域を照らす。
集光傾斜シェード23は、集光シェードとして機能するもので、薄い板状の部材であり、集光傾斜下部出射部21から出射された光の一部を遮ることで、第1集光傾斜下部パターン63および第2集光傾斜下部パターン64の傾斜部分Cls(図3参照)を形成する。この傾斜部分Clsは、すれ違い用配光パターンLP(図9参照)におけるカットオフラインClの一部分である傾斜する箇所を構成する。集光傾斜シェード23は、両下部出射部(211、212)および集光傾斜上部出射部22の前方において、集光傾斜下部出射部21と集光傾斜上部出射部22との間に相当する位置で、両下部出射部(211、212)が並ぶ方向と平行に設けられて水平面に対して傾斜されている。集光傾斜シェード23は、実施例1では、上記した位置関係で設けられているので、集光傾斜上部出射部22から出射された光の一部も遮るものとされており、集光傾斜上部パターン65の左下端部を傾斜部分Clsに沿う直線状とする(図3参照)。
集光傾斜投影レンズ24は、両下部出射部(211、212)および集光傾斜上部出射部22から出射された光を車両の前方へ投影する。実施例1の集光傾斜投影レンズ24は、幅方向に伸びつつ鉛直方向のみに屈折力を持つ(幅方向に直交する断面で凸レンズまたは凹レンズとされている)シリンドリカルレンズで形成されており、後側焦線が集光傾斜シェード23の先端23aの近傍でその先端23aに沿って設定されている。実施例1の集光傾斜投影レンズ24は、母線g(光軸に直交する方向において屈折力を持たない方向に伸びる光学面状の線)が、集光傾斜シェード23に合わせてすなわち第2集光傾斜下部出射部212側へと斜め上方に変位するように傾斜されている。実施例1の集光傾斜投影レンズ24は、光軸方向前側からの投影面における形状が水平方向に長尺な略矩形状とされており、その長尺な方向に対して母線gが傾斜されている(図10参照)。換言すると、集光傾斜投影レンズ24は、母線gが傾斜された状態の破線で示すシリンドリカルレンズの上端および下端が水平方向に切り取られた形状とされており、上記した投影面における形状が後述する集光水平投影レンズ34および拡散投影レンズ44と略等しくされている(図10参照)。集光傾斜投影レンズ24は、第1集光傾斜下部出射部211からの光で第1集光傾斜下部パターン63を形成し、第2集光傾斜下部出射部212からの光で第2集光傾斜下部パターン64を形成し、集光傾斜上部出射部22からの光で集光傾斜上部パターン65を形成する(図3参照)。
集光傾斜ユニット14は、集光傾斜下部出射部21と集光傾斜上部出射部22と集光傾斜シェード23と集光傾斜投影レンズ24とが上記した位置関係で固定部材に固定されて形成される。この固定部材は、例えば、各出射部(21、22)の各光源(21a、21c、22a)で発生する熱を外部に逃がす放熱部材としてのヒートシンクを用いることができる。
集光傾斜ユニット14は、点灯制御回路からの電力を基板から各光源(21a、21c、22a)に供給して各出射部(411、412、42)を適宜一斉にまたは個別に点灯させることで、図3に示すように、上記した各配光パターン(63、64、65)を一斉にまたは個別に形成する。その第1集光傾斜下部パターン63および第2集光傾斜下部パターン64は、傾斜部分Clsを含む中央付近が重複されている。このため、その2つの傾斜下部パターン(63、64)を同時に形成した際に、傾斜部分Clsを含むその下方を明るくすることができ、傾斜部分Clsの上下の陰影を明確にできる。また、集光傾斜上部パターン65は、傾斜部分Clsに略重なるように両傾斜下部パターン(63、64)の上方に形成される。その傾斜部分Clsは、集光傾斜下部出射部21、集光傾斜上部出射部22、集光傾斜シェード23および集光傾斜投影レンズ24の位置関係と光学設計とにより、水平面に対して略15度傾斜されている。
集光水平ユニット15は、図4に示すように、集光水平下部出射部31と集光水平上部出射部32と集光水平シェード33と集光水平投影レンズ34とを有する。集光水平下部出射部31は、下部光源31a(図1参照)と下部レンズ31bとを有する。下部光源31aは、LED等の発光素子で構成され、基板に実装されている。その基板は、点灯制御回路からの電力を下部光源31aにも適宜供給することができ、下部光源31aを適宜点灯させる。
下部レンズ31bは、下部光源31aに対応するもので、下部光源31aの光軸方向前側に設けられている。下部レンズ31bは、鉛直方向に直交する断面で見ると、下部光源31aの近傍に第1焦点を位置させるとともに、集光水平シェード33の先端33aの近傍に第2焦点を位置させる楕円を基調とする自由曲面とされている。また、下部レンズ31bは、水平方向に直交する断面で見ると、下部光源31aの近傍に焦点を位置させる略放物面とされている。下部レンズ31bは、集光水平投影レンズ34と協働して集光水平下部パターン66(図5参照)を形成するように、下部光源31aから出射された光を成形する光学設計とされている。実施例1の集光水平下部パターン66は、後述する水平部分Clhの下方の長尺な半円状の領域を照らす。
集光水平上部出射部32は、第1上部光源32a(図1参照)と第1上部レンズ32bとを有する第1集光水平上部出射部321と、第2上部光源32c(図1参照)と第2上部レンズ32dとを有する第2集光水平上部出射部322と、を備える。第1集光水平上部出射部321と第2集光水平上部出射部322とは、集光水平下部出射部31の上方で水平に並んで設けられている。この両上部出射部(321、322)は、光軸方向前側から見て、集光水平下部出射部31と三角形を描く位置関係で配置されている。
第1上部光源32aおよび第2上部光源32cは、それぞれがLED等の発光素子で構成され、下部光源31aが実装された基板に実装されている。その基板は、点灯制御回路からの電力を第1上部光源32aや第2上部光源32cにも適宜供給することができ、下部光源31aと共にまたは個別に第1上部光源32aや第2上部光源32cを点灯させる。なお、各光源(31a、32a、32c)は、別々の基板に設けられていてもよく、2つのみが同じ基板に設けられていてもよく、実施例1の構成に限定されない。
第1上部レンズ32bは、第1上部光源32aに対応するもので、第1上部光源32aの光軸方向前側に設けられている。第1上部レンズ32bは、対応するものが下部光源31aから第1上部光源32aに変わることを除くと、下部レンズ31bと同様の構成とされている。第1上部レンズ32bは、集光水平投影レンズ34と協働して第1集光水平上部パターン67(図5参照)を形成するように、第1上部光源32aから出射された光を成形する光学設計とされている。実施例1の第1集光水平上部パターン67は、後述する水平部分Clhの上方の長尺な半円状の領域を照らす。
第2上部レンズ32dは、第2上部光源32cに対応するもので、第2上部光源32cの光軸方向前側に設けられている。第2上部レンズ32dは、対応するものが下部光源31aから第2上部光源32cに変わることを除くと、下部レンズ31bと同様の構成とされている。第2上部レンズ32dは、集光水平投影レンズ34と協働して第2集光水平上部パターン68(図5参照)を形成するように、第2上部光源32cから出射された光を成形する光学設計とされている。実施例1の第2集光水平上部パターン68は、第1集光水平上部パターン67全体を含むとともに、第1集光水平上部パターン67よりも上方および左右に広い領域を照らす。
集光水平シェード33は、集光シェードとして機能するもので、薄い板状の部材であり、集光水平下部出射部31から出射された光の一部を遮ることで、集光水平下部パターン66の水平部分Clh(図5参照)を形成する。この水平部分Clhは、すれ違い用配光パターンLP(図9参照)におけるカットオフラインClの一部分である水平な箇所を構成する。集光水平シェード33は、集光水平下部出射部31および集光水平上部出射部32の前方において、集光水平下部出射部31と集光水平上部出射部32との間に相当する位置で、両上部出射部(321、322)が並ぶ方向と平行に設けられて水平面と平行とされている。集光水平シェード33は、実施例1では、上記した位置関係とされているので、集光水平上部出射部32から出射された光の一部も遮るものとされており、第1集光水平上部パターン67および第2集光水平上部パターン68の下端部を水平部分Clhに沿う直線状とする(図5参照)。
集光水平投影レンズ34は、集光水平下部出射部31および両上部出射部(321、322)から出射された光を車両の前方へ投影する。実施例1の集光水平投影レンズ34は、幅方向に伸びつつ鉛直方向のみに屈折力を持つシリンドリカルレンズで形成されており、母線gが水平方向に沿うものとされ(図10参照)、後側焦線が集光傾斜シェード33の先端33aの近傍でその先端33aに沿って設定されている。実施例1の集光水平投影レンズ34は、光軸方向前側からの投影面における形状が矩形状とされており、集光傾斜投影レンズ24の投影面における形状と略等しくされている(図10参照)。集光水平投影レンズ34は、集光水平下部出射部31からの光で集光水平下部パターン66を形成し、第1集光水平上部出射部321からの光で第1集光水平上部パターン67を形成し、第2集光水平上部出射部322からの光で第2集光水平上部パターン68を形成する(図5参照)。
集光水平ユニット15は、集光水平下部出射部31と集光水平上部出射部32と集光水平シェード33と集光水平投影レンズ34とが上記した位置関係で固定部材に固定されて形成される。この固定部材は、例えば、各出射部(31、32)の各光源(31a、32a、32c)で発生する熱を外部に逃がす放熱部材としてのヒートシンクを用いることができる。このとき、集光水平ユニット15は、集光水平投影レンズ34が、集光傾斜ユニット14の集光傾斜投影レンズ24と水平方向に並ぶように配置されている。
集光水平ユニット15は、点灯制御回路からの電力を基板から各光源(31a、32a、32c)に供給して各出射部(31、321、322)を適宜一斉にまたは個別に点灯させることで、図5に示すように、上記した各配光パターン(66、67、68)を一斉にまたは個別に形成する。第1集光水平上部パターン67および第2集光水平上部パターン68は、水平部分Clhが略重なるように集光水平下部パターン66の上方に形成される。その第1集光水平上部パターン67は、中央に形成され、第2集光水平上部パターン68は、第1集光水平上部パターン67を包含しつつそこよりも広い範囲に形成される。このため、2つの水平上部パターン(67、68)を同時に形成した際に、下端近傍、特に中央の下端近傍の陰影を明確にできる。
集光ユニット12は、集光傾斜ユニット14の集光傾斜下部出射部21と、集光水平ユニット15の集光水平下部出射部31と、を駆動する。すると、集光ユニット12は、図6に示すように、第1集光傾斜下部パターン63と第2集光傾斜下部パターン64と集光水平下部パターン66とを同時に形成する。この各下部パターン(63、64、66)は、同時に形成されると中央付近で適宜重なり合わされ、傾斜部分Clsと水平部分Clhとが繋ぎ合わされてカットオフラインClを形成する。このため、各下部パターン(63、64、66)は、集光ユニット12が形成する集光配光パターン60において、下部となる集光下部パターンであって、上端にカットオフラインClが形成されたすれ違い用配光パターンLPとなる。これにより、集光傾斜下部出射部21と集光水平下部出射部31とは、集光配光パターン60の集光下部パターンを形成する集光下部出射部として機能する。
また、集光ユニット12は、集光傾斜ユニット14の集光傾斜上部出射部22と、集光水平ユニット15の集光水平上部出射部32を駆動する。すると、集光ユニット12は、集光傾斜上部パターン65と第1集光水平上部パターン67と第2集光水平上部パターン68とを同時に形成する。この各上部パターン(65、67、68)は、同時に形成されると中央付近で適宜重なり合わされて、各下部パターン(63、64、66)と略隙間なくそのカットオフラインClの上方を照らす。このため、各上部パターン(65、67、68)は、集光ユニット12が形成する集光配光パターン60において、上部となる集光上部パターンであって、カットオフラインClの上方を照らす走行用配光パターンHPとなる。これにより、集光傾斜上部出射部22と集光水平上部出射部32とは、集光配光パターン60の集光上部パターンを形成する集光上部出射部として機能する。また、集光傾斜投影レンズ24と集光水平投影レンズ34とは、集光上部出射部および集光下部出射部から出射された光を光軸方向前側に投影する集光投影レンズとして機能する。
拡散ユニット13は、図7に示すように、拡散下部出射部41と拡散上部出射部42と拡散シェード43と拡散投影レンズ44とを有する。拡散下部出射部41は、第1下部光源41a(図1参照)と第1下部レンズ41bとを有する第1拡散下部出射部411と、第2下部光源41c(図1参照)と第2下部レンズ41dとを有する第2拡散下部出射部412と、を備える。第1拡散下部出射部411と第2拡散下部出射部412とは、水平に並んで設けられている。
第1下部光源41aおよび第2下部光源41cは、それぞれがLED等の発光素子で構成され、同一の基板に実装されている。その基板は、点灯制御回路からの電力を第1下部光源41aや第2下部光源41cに適宜供給することができ、第1下部光源41aおよび第2下部光源41cを適宜一斉にまたは個別に点灯させる。
第1下部レンズ41bは、第1下部光源41aに対応するもので、第1下部光源41aの光軸方向前側に設けられている。第1下部レンズ41bは、集光ユニット12の各レンズ(21b、21d、22b、31b、32b、32d)よりも短い焦点距離とされており、拡散投影レンズ44までの間隔が集光ユニット12の各出射部(211、212、22、31、321、322)よりも短くされている(図1参照)。第1下部レンズ41bは、鉛直方向に直交する断面で見ると、第1下部光源41aの近傍に第1焦点を位置させるとともに、拡散シェード43の先端43aの近傍に第2焦点を位置させる楕円を基調とする自由曲面とされている。また、第1下部レンズ41bは、水平方向に直交する断面で見ると、第1下部光源41aの近傍に焦点を位置させる略放物面とされている。第1下部レンズ41bは、拡散投影レンズ44と協働して第1拡散下部パターン71(図8参照)を形成するように、第1下部光源41aから出射された光を成形する光学設計とされている。実施例1の第1拡散下部パターン71は、カットオフラインClの右斜め下方で、各下部パターン(63、64、66(図6参照))よりも下方および左右に広い領域を照らす。
第2下部レンズ41dは、第2下部光源41cに対応するもので、第2下部光源41cの光軸方向前側に設けられている。第2下部レンズ41dは、対応するものが第1下部光源41aから第2下部光源41cに変わることを除くと、第1下部レンズ41bと同様の構成とされている。第2下部レンズ41dは、拡散投影レンズ44と協働して第2拡散下部パターン72(図8参照)を形成するように、第2下部光源41cから出射された光を成形する光学設計とされている。実施例1の第2拡散下部パターン72は、第1拡散下部パターン71と略等しい形状および大きさの領域を照らすものとされており、第1拡散下部パターン71とそれよりも左側の領域を照らす。
拡散上部出射部42は、第1拡散下部出射部411と第2拡散下部出射部412との間の下方に設けられている。この拡散上部出射部42は、光軸方向前側から見て、両下部出射部(411、412)と三角形を描く位置関係で配置されている。
拡散上部出射部42は、上部光源42a(図1参照)と上部レンズ42bとを有する。上部光源42aは、LED等の発光素子で構成され、第1下部光源41aおよび第2下部光源41cが実装された基板に実装されている。その基板は、点灯制御回路からの電力を上部光源42aにも適宜供給することができ、第1下部光源41aや第2下部光源41cと共にまたは個別に上部光源42aを点灯させる。なお、各光源(41a、41c、42a)は、別々の基板に設けられていてもよく、2つのみが同じ基板に設けられていてもよく、実施例1の構成に限定されない。
上部レンズ42bは、上部光源42aに対応するもので、上部光源42aの光軸方向前側に設けられている。上部レンズ42bは、対応するものが第1下部光源41aから上部光源42aに変わることを除くと、第1下部レンズ41bと同様の構成とされている。上部レンズ42bは、拡散投影レンズ44と協働して拡散上部パターン73(図8参照)を形成するように、上部光源42aから出射された光を成形する光学設計とされている。実施例1の拡散上部パターン73は、第1拡散下部パターン71と第2拡散下部パターン72との中間位置において、それら下部パターン(71、72)の上方の長尺な半円状の領域を照らす。
拡散シェード43は、薄い板状の部材であり、拡散下部出射部41から出射された光の一部を遮ることで、第1拡散下部パターン71および第2拡散下部パターン72の上端縁を形成する。この上端縁は、すれ違い用配光パターンLP(図9参照)におけるカットオフラインClの水平部分Clhよりも下方で水平部分Clhに沿って伸びるものとされる。拡散シェード43は、拡散下部出射部41および拡散上部出射部42の前方において、拡散下部出射部41と拡散上部出射部42との間に相当する位置で、両下部出射部(411、412)が並ぶ方向と平行に設けられて水平面と平行とされている。拡散シェード43は、実施例1では、上記した位置関係とされているので、拡散上部出射部42から出射された光の一部も遮るものとされており、拡散上部パターン73の下端部を水平部分Clhに沿う直線状とする(図8参照)。
拡散投影レンズ44は、両下部出射部(411、412)および拡散上部出射部42から出射された光を車両の前方へ投影する。実施例1の拡散投影レンズ44は、幅方向に伸びつつ鉛直方向のみに屈折力を持つシリンドリカルレンズで形成されており、母線gが水平方向に沿うものとされ(図10参照)、後側焦線が集光傾斜シェード43の先端43aの近傍でその先端43aに沿って設定されている。実施例1の拡散投影レンズ44は、光軸方向前側からの投影面における形状が矩形状とされており、集光傾斜投影レンズ24および集光水平投影レンズ34の投影面における形状と略等しくされている(図10参照)。拡散投影レンズ44は、第1拡散下部出射部411からの光で第1拡散下部パターン71を形成し、第2拡散下部出射部412からの光で第2拡散下部パターン72を形成し、拡散上部出射部42からの光で拡散上部パターン73を形成する(図8参照)。
拡散ユニット13は、拡散下部出射部41と拡散上部出射部42と拡散シェード43と拡散投影レンズ44とが上記した位置関係で固定部材に固定されて形成される。この固定部材は、例えば、拡散下部出射部41および拡散上部出射部42の各光源(41a、41c、42a)で発生する熱を外部に逃がす放熱部材としてのヒートシンクを用いることができる。このとき、拡散ユニット13は、図1および図10に示すように、拡散投影レンズ44が、水平方向に一直線上に並べられた集光傾斜ユニット14の集光傾斜投影レンズ24および集光水平ユニット15の集光水平投影レンズ34と向きを一致させつつ水平方向に並ぶように配置されている。実施例1では、集光傾斜投影レンズ24と集光水平投影レンズ34と拡散投影レンズ44が一体的に形成されている(図1および図10の二点鎖線参照)。ここで、集光傾斜投影レンズ24は、母線gが水平方向に対して傾斜されているが、上記したように光軸方向前側からの投影面における形状が他の2つの投影レンズ34、44と同様に水平方向に長尺な略矩形状とされているので、3つの等しい矩形状を連続して配置することができる。なお、3つの投影レンズ24、34、44の投影面における形状が互いに等しいとは、完全に一致することのみを言うのではなく、光軸方向前側から見た際に等しい形状(主に外形)と感じさせるものであればよい。
拡散ユニット13は、点灯制御回路からの電力を基板から各光源(41a、41c、42a)に供給して各出射部(411、412、42)を適宜一斉にまたは個別に点灯させることで、図8に示すように、上記した各配光パターン(71、72、73)を一斉にまたは個別に形成する。その第1拡散下部パターン71および第2拡散下部パターン72は、中央付近が重複されつつ左右にずらして形成されている。このため、その2つの拡散下部パターン(71、72)を同時に形成した際に、左右に広い領域を照らすことができる。
拡散ユニット13は、両下部出射部(411、412)を駆動する。すると、拡散ユニット13は、第1拡散下部パターン71と第2拡散下部パターン72とを同時に形成する。この両下部パターン(71、72)は、同時に形成されると中央付近で適宜重なり合わされて、集光ユニット12が形成する拡散配光パターン70の各下部パターン(63、64、66)の少し下方において各下部パターン(63、64、66)よりも広い範囲を照射する。このため、両下部パターン(71、72)は、拡散配光パターン70において、下方を照らすすれ違い用配光パターンLPとなる。
また、拡散ユニット13は、拡散上部出射部42を駆動する。すると、拡散ユニット13は、拡散上部パターン73を形成する。この拡散上部パターン73は、両下部パターン(71、72)と同時に形成されると、両下部パターン(71、72)と略隙間なくその上方を照らす。このため、拡散上部パターン73は、拡散ユニット13が形成する拡散配光パターン70において、上方を照らす走行用配光パターンHPとなる。
車両用灯具10は、集光ユニット12の集光傾斜ユニット14の集光傾斜下部出射部21および集光水平ユニット15の集光水平下部出射部31と、拡散ユニット13の拡散下部出射部41と、を同時に駆動する。すると、車両用灯具10は、図9に示すように、集光配光パターン60における第1集光傾斜下部パターン63、第2集光傾斜下部パターン64、集光水平下部パターン66と、拡散配光パターン70における第1拡散下部パターン71、第2拡散下部パターン72と、を同時に形成する。これにより、車両用灯具10は、傾斜エッジと水平エッジとが繋ぎ合わされた形状のカットオフラインClを鮮明しつつ、左右の広い領域を照らすすれ違い用配光パターンLPを形成する。
また、車両用灯具10は、集光ユニット12の集光傾斜ユニット14の集光傾斜上部出射部22および集光水平ユニット15の集光水平上部出射部32と、拡散ユニット13の拡散上部出射部42と、を同時に駆動する。すると、車両用灯具10は、集光配光パターン60における集光傾斜上部パターン65、第1集光水平上部パターン67、第2集光水平上部パターン68と、拡散配光パターン70における拡散上部パターン73と、を同時に形成する。これにより、車両用灯具10は、カットオフラインClの上方にすれ違い用配光パターンLPと略隙間なく並べられて、左右の広い領域を照らす走行用配光パターンHPを形成する。
このため、車両用灯具10は、集光ユニット12および拡散ユニット13において、各下部出射部(211、212、31、411、412)を駆動することで、すれ違い用配光パターンLPを形成できる。また、車両用灯具10は、集光ユニット12および拡散ユニット13において、各上部出射部(22、321、322、42)を駆動することで、走行用配光パターンHPを形成できる。このように、車両用灯具10は、集光ユニット12および拡散ユニット13において駆動するものを各下部出射部と各上部出射部とで切り替えることで、すれ違い用配光パターンLPと走行用配光パターンHPとを切り替えて形成できる。車両用灯具10は、通常の走行時にはすれ違い用配光パターンLPおよび走行用配光パターンHPを同時に形成し、対向車がいる場合等にはすれ違い用配光パターンLPのみを形成する。ここで、車両用灯具10は、従来の構成と比較して、シェードを変位させるための駆動機構を設ける必要がないので、大きさや重量の増加を抑制できる。これは、従来の構成では、すれ違い用配光パターンにおけるカットオフラインを形成するために光の一部を遮る位置でシェードを適切に固定する必要がある。このため、従来の構成では、駆動機構をソレノイドやモータ等を用いて構成することが考えられるが、上記したようにシェードを適切に固定するものとすると、駆動機構の大きさや重量が増加することによる。
また、車両用灯具10は、複数の下部パターン(63、64、66、71、72)ですれ違い用配光パターンLPを形成するので、各下部パターンの位置や形状や重ね具合を設定するだけの簡易な構成で、カットオフラインClを形成できるとともにすれ違い用配光パターンLPにおける明るさの分布や形状を細かに設定できる。
加えて、車両用灯具10は、集光傾斜ユニット14と集光水平ユニット15と拡散ユニット13とが水平方向に並べて配置されて構成されている。このため、車両用灯具10は、それぞれに設けられた集光傾斜投影レンズ24および集光水平投影レンズ34と、拡散投影レンズ44と、が水平方向に並べて配置されている。ここで、各投影レンズ(24、34、44)は、光軸方向前側からの投影面における形状が互いに等しい矩形状とされているので、水平方向に並べられることで、3つの等しい矩形状が連続して配置されて、洗練された見栄えにできる(図10参照)。特に、実施例1では、3つの投影レンズ(24、34、44)を一体的に形成しているので、より洗練された見栄えにできる(図10参照)。なお、各投影レンズ(24、34、44)は、上記したように走行用配光パターンHPやすれ違い用配光パターンLPの形成を可能とするものであれば、並べる順番や並べる方向や互いの位置関係は適宜設定すればよく、実施例1の構成に限定されない。また、各投影レンズは、個別に形成して配置してもよく、実施例1の構成に限定されない。
さらに、車両用灯具10は、各ユニット(12、13)において、光源(21a、21c、22a、31a、32a、32c、41a、41c、42a)と、レンズ(21b、21d、22b、31b、32b、32d、41b、41d、42b)と、で構成した各出射部(21、22、31、32、41、42)を設けている。そして、車両用灯具10は、各ユニットにおいて、各出射部でそれぞれが形成するパターン(63から68、71から73)に合わせて光源からの光をレンズで成形し、その光を各投影レンズ(24、34、44)が上下方向の大きさの調整しつつ光軸方向前側に投影している。このため、車両用灯具10は、各ユニットにおける投影レンズに求める機能を低減できるので、各投影レンズの光軸方向前側からの投影面における形状を円形以外のもの(実施例1では矩形状)とすることができ、より洗練された見栄えにできる。なお、各投影レンズは、光軸方向前側からの投影面における形状は適宜設定すればよく、実施例1の構成に限定されない。
実施例1の車両用灯具10は、以下の各作用効果を得ることができる。
車両用灯具10は、集光ユニット12が、集光上部パターン(65、67、68)を形成する光を出射する集光上部出射部(22、32)と、集光下部パターン(63、64、66)を形成する光を出射する集光下部出射部(21、31)と、両出射部から出射された光を光軸方向前側に投影する集光投影レンズ(24、34)と、を有する。また、車両用灯具10は、拡散ユニット13が、拡散上部パターン73を形成する光を出射する拡散上部出射部42と、拡散下部パターン(71、72)を形成する光を出射する拡散下部出射部41と、両出射部(42、41)から出射された光を光軸方向前側に投影する拡散投影レンズ44と、を有する。そして、車両用灯具10は、集光下部パターンと拡散下部パターンとによりすれ違い用配光パターンLPを形成し、集光上部パターンと拡散上部パターン73とにより走行用配光パターンHPを形成する。このため、車両用灯具10は、シェードを変位させるための駆動機構を設けることなく、すれ違い用配光パターンLPと走行用配光パターンHPとを切り替え可能とすることができ、大きさや重量の増加を抑制できる。
車両用灯具10は、集光ユニット12が、傾斜するカットオフラインClを有する集光傾斜下部パターン(63、64)を形成する集光傾斜ユニット14を有する。このため、車両用灯具10は、簡易な構成で、傾斜するカットオフラインClを形成できる。
車両用灯具10は、集光ユニット12が、水平なカットオフラインClを有する集光水平下部パターン66を形成する集光水平ユニット15を有する。このため、車両用灯具10は、簡易な構成で、水平なカットオフラインClを形成できる。
車両用灯具10は、各出射部(21、22、31、32、41、42)が、それぞれが個別に光源(21a、21c、22a、31a、32a、32c、41a、41c、42a)と、光源からの光を成形するレンズ(21b、21d、22b、31b、32b、32d、41b、41d、42b)と、を有する。このため、車両用灯具10は、各出射部でそれぞれ形状や位置の異なるパターンを容易に形成させることができる。また、車両用灯具10は、各ユニットにおける投影レンズに求める機能を低減でき、各投影レンズの光軸方向前側からの投影面における形状の自由度を向上でき、より洗練された見栄えにできる。
車両用灯具10は、集光上部出射部と集光下部出射部とのいずれか一方が2組の光源とレンズとを有し、拡散上部出射部42と拡散下部出射部41とのいずれか一方が2組の光源とレンズとを有している。このため、車両用灯具10は、形成するパターンにおいて、簡易な構成でカットオフラインClを形成できるとともに明るさの分布や形状をより細かに設定できる。
車両用灯具10は、集光上部出射部および集光下部出射部の光軸方向前側でそれらの間に集光シェード(23、33)が設けられ、拡散上部出射部42および拡散下部出射部41の光軸方向前側でそれらの間に拡散シェード43が設けられている。このため、車両用灯具10は、簡易な構成で集光配光パターン60や拡散配光パターン70の各下部パターンにおける上限位置(カットオフラインClを含む)を適切に定めることができ、適切なすれ違い用配光パターンLPを形成できる。
車両用灯具10は、集光投影レンズと拡散投影レンズ44とが、鉛直方向のみに屈折力を持つシリンドリカルレンズ(実施例1では集光傾斜投影レンズ24の屈折力を持つ方向が鉛直方向から上記したように傾けられている)で形成されている。このため、車両用灯具10は、形成するパターンにおける上下方向の大きさを各投影レンズで調整することができ、各出射部におけるパターンの形成のための光学設計を簡易にできる。
車両用灯具10は、集光投影レンズと拡散投影レンズ44とが、光軸方向前側からの投影面において互いに等しい形状とされている。このため、車両用灯具10は、異なる機能を有する各ユニット(12(14、15)、13)の外観を等しいものにでき、洗練された見栄えにできる。
したがって、本開示に係る車両用灯具10としての実施例1の車両用灯具10は、すれ違い用配光パターンLPと走行用配光パターンHPとを切り替え可能としつつ大きさや重量の増加を抑制できる。
以上、本開示の車両用灯具を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
なお、実施例1では、集光投影レンズ(24、34)と拡散投影レンズ44とをシリンドリカルレンズで形成している。しかしながら、車両用灯具10は、各出射部(21、22、31、32、41、42)から出射された光を光軸方向前側に投影するものであればよく、実施例1の構成に限定されない。この他の例としては、例えば、図11に示すような構成とすることがあげられる。この図11は、一例として集光傾斜ユニット14に替えて用いる集光傾斜投影レンズ24Aを上下方向で見た状態で示しているが、集光水平ユニット15に用いる集光水平投影レンズ34や拡散ユニット13に用いる拡散投影レンズ44であっても同様の構成にできる。その集光傾斜投影レンズ24Aは、光軸方向前側の出射面24aが鉛直方向のみに屈折力を持つものとされ、光軸方向後側の入射面24bが水平方向のみに屈折力を持つものとされており、実施例1の集光傾斜投影レンズ24と同様に傾斜されている。すなわち、集光傾斜投影レンズ24Aは、出射面24aが凸面または凹面とされて実施例1の集光傾斜投影レンズ24と同様の機能とされており、入射面24bが集光傾斜投影レンズ24とは異なる機能とされている。この入射面24bは、上記した各出射部から出射された光の水平方向での大きさの調整を行う。上側に示す集光傾斜投影レンズ24Aの入射面24bは、凸面とされており、各出射部から出射された光の水平方向での大きさを縮小する。また、下側に示す集光傾斜投影レンズ24Aの入射面24bは、凹面とされており、各出射部から出射された光の水平方向での大きさを拡大する。集光傾斜投影レンズ24Aは、各出射部から出射された光の水平方向での大きさを入射面24bで調整できるので、形成するパターンの調整をより容易なものにできるとともに、各出射部におけるパターンの形成のための光学設計をより簡易にできる。また、集光傾斜投影レンズ24Aは、出射面24aおよび入射面24bを凸面または凹面とすることで上記した機能を有するものとしているので、光軸方向前側からの投影面における形状を集光傾斜投影レンズ24と同様に矩形状とすることができ、より洗練された見栄えにできる。
また、実施例1では、集光ユニット12が2つの各ユニット(14、15)を有している。しかしながら、車両用灯具10は、集光配光パターン60を形成する集光ユニット12と、拡散配光パターン70を形成する拡散ユニット13とを備えるものであればよく、実施例1の構成に限定されない。
さらに、実施例1では、各ユニット(12(14、15)、13)がそれぞれ3つの出射部(211、212、22、31、321、322、411、412、42)を有している。しかしながら、車両用灯具10は、各ユニットが、上部パターンを形成する光を出射する上部出射部と、下部パターンを形成する光を出射する下部出射部とを有するものであればよく、実施例1の構成に限定されない。
10 車両用灯具 12 集光ユニット 13 拡散ユニット 14 集光傾斜ユニット 15 集光水平ユニット 21 集光傾斜下部出射部(集光下部出射部の一例) 22 集光傾斜上部出射部(集光上部出射部の一例) 23 集光傾斜シェード(集光シェードの一例) 24 集光傾斜投影レンズ(集光投影レンズの一例) 24a 出射面 24b 入射面 31 集光水平下部出射部(集光下部出射部の一例) 32 集光水平上部出射部(集光上部出射部の一例) 33 集光水平シェード(集光シェードの一例) 34 集光水平投影レンズ(集光投影レンズの一例) 41 拡散下部出射部 42 拡散上部出射部 21a、21c、22a、31a、32a、32c、41a、41c、42a 光源 21b、21d、22b、31b、32b、32d、41b、41d、42b レンズ 43 拡散シェード 44 拡散投影レンズ 60 集光配光パターン 63 第1集光傾斜下部パターン(集光下部パターンの一例) 64 第2集光傾斜下部パターン(集光下部パターンの一例) 66 集光水平下部パターン 65 集光傾斜上部パターン(集光上部パターンの一例) 67 第1集光水平上部パターン(集光上部パターンの一例) 68 第2集光水平上部パターン(集光上部パターンの一例) 70 拡散配光パターン 71 第1拡散下部パターン(拡散下部パターンの一例) 72 第2拡散下部パターン(拡散下部パターンの一例) 73 拡散上部パターン Cl カットオフライン HP 走行用配光パターン LP すれ違い用配光パターン

Claims (9)

  1. 集光配光パターンを形成する集光ユニットと、
    前記集光配光パターンよりも広範囲に形成されて前記集光配光パターンに少なくとも一部が重ねられる拡散配光パターンを形成する拡散ユニットと、を備え、
    前記集光ユニットは、前記集光配光パターンの上部となる集光上部パターンを形成する光を出射する集光上部出射部と、前記集光配光パターンの下部となる集光下部パターンを形成する光を出射する集光下部出射部と、前記集光上部出射部および前記集光下部出射部から出射された光を光軸方向前側に投影する集光投影レンズと、を有し、
    前記拡散ユニットは、前記拡散配光パターンの上部となる拡散上部パターンを形成する光を出射する拡散上部出射部と、前記拡散配光パターンの下部となる拡散下部パターンを形成する光を出射する拡散下部出射部と、前記拡散上部出射部および前記拡散下部出射部から出射された光を光軸方向前側に投影する拡散投影レンズと、を有し、
    前記集光下部パターンと前記拡散下部パターンとによりすれ違い用配光パターンを形成し、
    前記集光上部パターンと前記拡散上部パターンとにより走行用配光パターンを形成することを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記集光ユニットは、傾斜するカットオフラインを有する集光傾斜下部パターンを形成する集光傾斜ユニットを有することを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
  3. 前記集光ユニットは、水平なカットオフラインを有する集光水平下部パターンを形成する集光水平ユニットを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用灯具。
  4. 前記集光上部出射部と前記集光下部出射部と前記拡散上部出射部と前記拡散下部出射部とは、それぞれが個別に、光源と、前記光源からの光を成形するレンズと、を有することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両用灯具。
  5. 前記集光上部出射部と前記集光下部出射部とは、少なくとも一方が2組の前記光源と前記レンズとを有し、
    前記拡散上部出射部と前記拡散下部出射部とは、少なくとも一方が2組の前記光源と前記レンズとを有することを特徴とする請求項4に記載の車両用灯具。
  6. 前記集光上部出射部および前記集光下部出射部の光軸方向前側で前記集光上部出射部と前記集光下部出射部との間に集光シェードが設けられ、
    前記拡散上部出射部および前記拡散下部出射部の光軸方向前側で前記拡散上部出射部と前記拡散下部出射部との間に拡散シェードが設けられていることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の車両用灯具。
  7. 前記集光投影レンズと前記拡散投影レンズとは、鉛直方向のみに屈折力を持つシリンドリカルレンズで形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の車両用灯具。
  8. 前記集光投影レンズと前記拡散投影レンズとは、光軸方向前側の出射面が鉛直方向のみに屈折力を持つものとされ、光軸方向後側の入射面が水平方向のみに屈折力を持つものとされていることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の車両用灯具。
  9. 前記集光投影レンズと前記拡散投影レンズとは、光軸方向前側からの投影面において互いに等しい形状とされていることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の車両用灯具。
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