JP2023066006A - 車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の発光素子からの出射光を投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、基板が灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜している場合であっても、横長の配光パターンを鮮明な配光パターンとして形成可能とする。【解決手段】投影レンズ40を、基板50の前端部寄りに位置する6個の第1発光素子30Aからの直射光を制御するための第1レンズ領域40Aと、基板50の後端部寄りに位置する6個の第2発光素子30Bからの直射光を制御するための第2レンズ領域40Bとに区分けした上で、第1レンズ領域40Aの焦点距離よりも第2レンズ領域40Bの焦点距離を大きい値に設定する。これにより、6個の第1発光素子30Aおよび6個の第2発光素子30Bを、それぞれ第1レンズ領域40Aの後側焦点F1および第2レンズ領域40Bの後側焦点F2に対して適正な位置関係で配置可能とする。【選択図】図3

Description

本願発明は、投影レンズを備えた車両用灯具に関するものである。
従来より、車両用灯具の構成として、複数の発光素子からの出射光を投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射することにより横長の配光パターンを形成するように構成されたものが知られている。
「特許文献1」には、このような車両用灯具の構成として、複数の発光素子が左右方向に並んだ状態でかつ発光面を投影レンズへ向けた状態で共通の基板に搭載されたものが記載されている。
特開2019-75232号公報
上記「特許文献1」に記載された車両用灯具においては、基板が灯具前後方向と直交する鉛直面に沿って配置されているが、車体側の灯具配設用スペース等の制約により、基板を上記鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置せざるを得ない場合がある。
このような場合には、複数の発光素子を投影レンズの後側焦点に対して適正な位置関係で配置することができなくなってしまうので、横長の配光パターンを鮮明な配光パターンとして形成することが困難となる。
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数の発光素子からの出射光を投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射することにより横長の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具において、基板が灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置されている場合であっても、横長の配光パターンを鮮明な配光パターンとして形成することができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。
本願発明は、投影レンズの構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
複数の発光素子と投影レンズとを備え、上記複数の発光素子からの出射光を上記投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射することにより横長の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具において、
上記複数の発光素子は、左右方向に並んだ状態でかつ発光面を上記投影レンズへ向けた状態で共通の基板に搭載されており、
上記基板は、灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置されており、
上記複数の発光素子として、上記基板の前端部寄りに位置する複数の第1発光素子と上記基板の後端部寄りに位置する複数の第2発光素子とを備えており、
上記投影レンズは、上記複数の第1発光素子からの直射光を制御するための第1レンズ領域と上記複数の第2発光素子からの直射光を制御するための第2レンズ領域とに区分けされており、
上記投影レンズは、上記第1レンズ領域の焦点距離に対して上記第2レンズ領域の焦点距離が大きい値に設定されている、ことを特徴とするものである。
上記「複数の発光素子」は、左右方向に並んだ状態でかつ発光面を投影レンズへ向けた状態で共通の基板に搭載されているが、複数の第1および第2発光素子の各々の具体的な配置や配置個数は特に限定されるものではない。
上記「基板」は、灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置されているが、その具体的な傾斜角度の値は特に限定されるものではない。
上記「投影レンズ」は、第1レンズ領域の焦点距離に対して第2レンズ領域の焦点距離が大きい値に設定されていれば、第1および第2レンズ領域の各々の具体的な焦点距離の値は特に限定されるものではない。
本願発明に係る車両用灯具は、複数の発光素子が左右方向に並んだ状態でかつ発光面を投影レンズへ向けた状態で共通の基板に搭載された構成となっているので、複数の発光素子からの出射光を投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射することにより横長の配光パターンを形成することができ、かつ、これを安価な灯具構成により実現することができる。
その際、基板は灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置されているので、車体形状等の制約に応じて灯具配設用スペースを確保することが容易に可能となる。
その上で、投影レンズは、基板の前端部寄りに位置する複数の第1発光素子からの直射光を制御するための第1レンズ領域と基板の後端部寄りに位置する複数の第2発光素子からの直射光を制御するための第2レンズ領域とに区分けされており、かつ、第1レンズ領域の焦点距離に対して第2レンズ領域の焦点距離が大きい値に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、基板は灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置されているので、投影レンズと複数の第1発光素子との間の距離に対して投影レンズと複数の第2発光素子との間の距離が大きい値となる。しかしながら、投影レンズは第1レンズ領域の焦点距離に対して第2レンズ領域の焦点距離が大きい値に設定されているので、複数の第1発光素子および複数の第2発光素子をそれぞれ投影レンズの後側焦点に対して適正な位置関係で配置することができる。そしてこれにより横長の配光パターンを鮮明な配光パターンとして形成することができる。
このように本願発明によれば、複数の発光素子からの出射光を投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射することにより横長の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具において、基板が灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置されている場合であっても、横長の配光パターンを鮮明な配光パターンとして形成することができる。しかも、これを安価な灯具構成により実現することができる。
上記構成において、さらに、投影レンズの前面を単一の凸曲面で構成されたものとするとともに、投影レンズの後面を第1レンズ領域と第2レンズ領域とが互いに異なる曲率を有する曲面または平面で構成されたものとすれば、投影レンズの意匠性が損なわれないようにした上で、第1および第2レンズ領域の各々において複数の第1発光素子および複数の第2発光素子の各々からの直射光の制御が精度良く行われるようにすることができる。
その際、投影レンズの後面の構成として、横長の配光パターンにおいて複数の第1発光素子の各々からの直射光によって形成される第1投影像と複数の第2発光素子の各々からの直射光によって形成される第2投影像とが交互に部分的に重複した状態で形成されるように、第1および第2レンズ領域の各々の表面形状が設定されたものとすれば、横長の配光パターンを均一な明るさを有する配光パターンとして形成することが容易に可能となる。
上記構成において、さらに、複数の発光素子が個別に点灯し得る構成とすれば、横長の配光パターンをその一部が欠けた配光パターンとして形成することができ、これにより、対向車のドライバー等にグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ前方走行路を幅広く照射することが可能となる。
上記構成において、さらに、複数の第1発光素子からの直射光の第2レンズ領域への入射および複数の第2発光素子からの直射光の第1レンズ領域への入射を阻止するための遮光部材を備えた構成とすれば、横長の配光パターンにおいて複数の第1発光素子の各々からの直射光によって形成される第1投影像と複数の第2発光素子の各々からの直射光によって形成される第2投影像が、それぞれ明瞭に形成されるようにすることができる。
その際、遮光部材の構成として、基板と投影レンズとの間において灯具前後方向に延びる鉛直面に沿って配置された遮光板で構成されたものとした上で、その左右両面が反射面として形成されたものとすれば、複数の第1発光素子からの出射光および複数の第2発光素子の各々からの出射光を、横長の配光パターンを形成するための光として有効利用することができる。
本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す側断面図 図1のII方向矢視図 図2のIII-III線断面図 上記車両用灯具からの照射光によって形成される付加配光パターンを示す図 上記付加配光パターンを複数の配光パターンに分解して示す図 上記実施形態の第1変形例を示す、図3と同様の図 上記第1変形例の作用を示す、図4と同様の図 上記第1変形例の作用を示す、図5と同様の図 上記実施形態の第2変形例を示す、図3と同様の図 上記第2変形例の作用を示す、図4と同様の図 上記実施形態の第3変形例を示す、図3と同様の図 上記第3変形例の作用を示す、図4、5と同様の図 上記実施形態の第4変形例を示す、図3と同様の図 上記第4変形例の作用を示す、図4、5と同様の図
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
図1は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具10を示す側断面図である。また、図2は、図1のII方向矢視図であり、図3は、図2のIII-III線断面図である。
これらの図において、Xで示す方向が「灯具前方」であり、Yで示す方向が「灯具前方」と直交する「左方向」(灯具正面視では「右方向」)であり、Zで示す方向が「上方向」である。これら以外の図においても同様である。
図1に示すように、車両用灯具10は、車両の前端部に設けられるヘッドランプであって、ランプボディ12と透光カバー14とで形成される灯室内に、灯具ユニット20が収容された構成となっている。
灯具ユニット20は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであって、12個の発光素子30と投影レンズ40を備えており、12個の発光素子30からの出射光を投影レンズ40を介して灯具前方へ向けて照射することによりハイビーム用の付加配光パターン(これについては後述する)を形成するようになっている。
投影レンズ40は、両凸レンズで構成されており、灯具前後方向に延びる光軸Axを有している。この投影レンズ40は、その後側焦点F1、F2(これについては後述する)を含む焦点面である後側焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方(すなわち車両前方)の仮想鉛直スクリーン上に投影するようになっている。
投影レンズ40は、光軸Axを中心とする円形の外形形状を有しており、その外周縁部においてレンズホルダ42に支持されている。このレンズホルダ42はヒートシンク60に支持されている。
12個の発光素子30は、投影レンズ40の光軸Axを含む水平面上において左右方向に並んだ状態で配置されており、この状態で共通の基板50に搭載されている。この基板50はヒートシンク60に支持されている。
図3に示すように、基板50は、灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した方向に延びるように配置されている。
具体的には、基板50は、上記鉛直面に対して右側(灯具正面視では左側)から左側へ向けて灯具後方側に傾斜した状態で配置されている。その際、基板50の鉛直面に対する傾斜角度は10~20°(例えば15°程度)の値に設定されている。これにより12個の発光素子30は、その発光面30aを灯具正面方向に対して10~20°(例えば15°程度)左向きに傾斜させた状態(すなわち投影レンズ40へ向けた状態)で配置されている。
12個の発光素子30は、いずれも矩形状(具体的には正方形)の発光面30aを有する白色発光ダイオードで構成されており、互いに僅かな間隔をおいて配置されている。その際、各発光素子30は、その発光中心(すなわち発光面30aの中心位置)が光軸Axを含む水平面よりも僅かに下方に変位した状態で配置されている。
以下においては、光軸Axよりも右側(すなわち基板50の前端部寄り)に位置する6個の発光素子30を第1発光素子30Aとして説明し、光軸Axよりも左側(すなわち基板50の後端部寄寄り)に位置する6個の発光素子30を第2発光素子30Bとして説明する。
投影レンズ40の前面40aは、光軸Axを中心とする単一の凸曲面で構成されている。一方、投影レンズ40の後面40bは、光軸Axよりも右側に位置する第1後面領域40bAと光軸Axよりも左側に位置する第2後面領域40bBとが互いに異なる曲率を有する凸曲面で構成されている。そして、第1および第2後面領域40bA、40bBは、光軸Axを含む鉛直面に沿って延びる接続領域40bCを介して接続されている。
図1、3において2点鎖線で示す曲線は、仮に投影レンズ40の後側焦点F´が光軸Axを挟んで隣接する第1および第2発光素子30A、30Bの発光面30aの中心位置にあるとした場合における投影レンズ40の後面40b´の表面形状を示している。
投影レンズ40は、光軸Axよりも右側に位置する第1レンズ領域40Aの焦点距離に対して、光軸Axよりも左側に位置する第2レンズ領域40Bの焦点距離が大きい値に設定されている。
具体的には、第1レンズ領域40Aの後側焦点F1は、後側焦点F´よりも灯具前方側に位置しており、第2レンズ領域40Bの後側焦点F2は、後側焦点F´よりも灯具後方側に位置している。その際、第1レンズ領域40Aの後側焦点F1は、灯具前後方向に関して6個の第1発光素子30Aの発光面30aの中心付近に設定されており、中心位置と同じ位置に設定されていることが望ましい。また、第2レンズ領域40Bの後側焦点F2は、灯具前後方向に関して6個の第2発光素子30Bの発光面30aの中心付近に設定されており、中心位置と同じ位置に設定されていることが望ましい。
投影レンズ40は、第1レンズ領域40Aが6個の第1発光素子30Aからの直射光を制御するためレンズ領域として設定されており、第2レンズ領域40Bが6個の第2発光素子30Bからの直射光を制御するためレンズ領域として設定されている。すなわち、第1レンズ領域40Aは、その後側焦点F1を含む焦点面上に形成される6個の第1発光素子30Aの光源像を反転投影するようになっており、第2レンズ領域40Bは、その後側焦点F2を含む焦点面上に形成される6個の第2発光素子30Bの光源像を反転投影するようになっている。
図4は、車両用灯具10の灯具ユニット20から灯具前方へ向けて照射される光により、車両前方25mの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される付加配光パターンPAを透視的に示す図である。
図4に示すように、付加配光パターンPAは、ハイビーム用配光パターンPHを形成する際に、ロービーム用配光パターンPLに対して付加的に形成される配光パターンである。
ロービーム用配光パターンPLは、図中破線で示すように、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁に左右段違いのカットオフラインCL1、CL2を有している。このカットオフラインCL1、CL2は、灯具正面方向の消点であるH-Vを鉛直方向に通るV-V線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、V-V線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインCL1として形成されるとともに、V-V線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインCL1から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインCL2として形成されている。
ロービーム用配光パターンPLにおいて、下段カットオフラインCL1とV-V線との交点であるエルボ点Eは、H-Vの0.5~0.6°程度下方に位置している。
付加配光パターンPAは、6個の第1発光素子30Aおよび6個の第2発光素子30Bからの出射光によって、H-Vを水平方向に通るH-H線上において左右方向に細長く延びる横長の配光パターンとして形成されている。
付加配光パターンPAは、その下端領域においてロービーム用配光パターンPLのカットオフライン近傍領域と重複しており、これによりハイビーム用配光パターンPHはロービーム用配光パターンPLと付加配光パターンPAとの間に隙間のない配光パターンとして形成されている。
付加配光パターンPAは、図5に示す4つの配光パターンP1A、P2B、P1B、P2Aの合成配光パターンとして形成されている。その際、左右1対の配光パターンP1A、P2Bは、付加配光パターンPAを主体的に構成する配光パターンであり、一方、左右1対の配光パターンP1B、P2Aは、これらに付随して形成される副次的な配光パターンである。
図5(a1)に示すように、配光パターンP1Aは、6個の第1発光素子30Aから出射して投影レンズ40の第1レンズ領域40Aを透過した直射光によって形成される配光パターンであって、6個の小配光パターンPaAの合成配光パターンとしてV-V線近傍から左方向に細長く延びるように形成されている。
6個の小配光パターンPaAの各々は、第1レンズ領域40Aの後側焦点F1を含む焦点面近傍に位置する6個の第1発光素子30Aの各々の反転投影像(すなわち第1投影像)として形成される明るく鮮明な矩形状の配光パターンであって、互いに隣接する小配光パターンPaAが僅かに重複した状態で形成されている。
図5(a2)に示すように、配光パターンP2Bは、6個の第2発光素子30Bから出射して投影レンズ40の第2レンズ領域40Bを透過した直射光によって形成される配光パターンであって、6個の小配光パターンPaBの合成配光パターンとしてV-V線近傍から右方向に細長く延びるように形成されている。
6個の小配光パターンPaBの各々は、第2レンズ領域40Bの後側焦点F2を含む焦点面近傍に位置する6個の第2発光素子30Bの各々の反転投影像(すなわち第2投影像)として形成される明るく鮮明な矩形状の配光パターンであって、互いに隣接する小配光パターンPaBが僅かに重複した状態で形成されている。
図5(b1)に示すように、配光パターンP1Bは、6個の第1発光素子30Aから出射して投影レンズ40の第2レンズ領域40Bを透過した直射光によって形成される配光パターンである。
配光パターンP1Bは、第2レンズ領域40Bによる6個の第1発光素子30Aの反転投影像の集合体として形成されている。この配光パターンP1Bは、6個の第1発光素子30Aが第2レンズ領域40Bの後側焦点F2を含む焦点面から灯具前方側に大きく変位しているので、配光パターンP1Aよりも明るさの低下したボヤけた配光パターンとして、V-V線近傍から左方向に配光パターンP1Aよりも大きい上下幅で延びるように形成されている。
図5(b2)に示すように、配光パターンP2Aは、6個の第2発光素子30Bから出射して投影レンズ40の第1レンズ領域40Aを透過した直射光によって形成される配光パターンである。
配光パターンP2Aは、第1レンズ領域40Aによる6個の第2発光素子30Bの反転投影像の集合体として形成されている。この配光パターンP2Aは、6個の第2発光素子30Bが第1レンズ領域40Aの後側焦点F1を含む焦点面から灯具後方側に大きく変位しているので、配光パターンP2Bよりも明るさの低下したボヤけた配光パターンとして、V-V線近傍から右方向に配光パターンP2Bよりも大きい上下幅で延びるように形成されている。
図4に示すように、付加配光パターンPAは、左右1対の配光パターンP1A、P2Bによって横長で明るく鮮明な配光パターンとして形成され、これらに左右1対の配光パターンP1B、P2Aが重畳されることにより、その上下幅が拡張されるとともに全体的な明るさが補強された配光ムラの少ない配光パターンとして形成される。そしてこれによりハイビーム用配光パターンPHは車両前方走行路の視認性に優れたものとなる。
次に本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態に係る車両用灯具10の灯具ユニット20は、12個の発光素子30が左右方向に並んだ状態でかつ発光面30aを投影レンズ40へ向けた状態で共通の基板50に搭載された構成となっているので、12個の発光素子30からの出射光を投影レンズ40を介して灯具前方へ向けて照射することにより横長の付加配光パターンPAを形成することができ、かつ、これを安価な灯具構成により実現することができる。
その際、基板50は灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置されているので、車体形状等の制約に応じて灯具配設用スペースを確保することが容易に可能となる。
その上で、投影レンズ40は、基板50の前端部寄りに位置する6個の第1発光素子30Aからの直射光を制御するための第1レンズ領域40Aと基板50の後端部寄りに位置する6個の第2発光素子30Bからの直射光を制御するための第2レンズ領域40Bとに区分けされており、かつ、第1レンズ領域40Aの焦点距離に対して第2レンズ領域40Bの焦点距離が大きい値に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、基板50は灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置されているので、投影レンズ40と6個の第1発光素子30Aとの間の距離に対して投影レンズ40と6個の第2発光素子30Bとの間の距離が大きい値となる。しかしながら、投影レンズ40は第1レンズ領域40Aの焦点距離に対して第2レンズ領域40Bの焦点距離が大きい値に設定されているので、6個の第1発光素子30Aおよび6個の第2発光素子30Bをそれぞれ第1レンズ領域40Aの後側焦点F1および第2レンズ領域40Bの後側焦点F2に対して適正な位置関係で配置することができる。そしてこれにより付加配光パターンPAを鮮明な配光パターンとして形成することができる。
このように本実施形態によれば、12個の発光素子30からの出射光を投影レンズ40を介して灯具前方へ向けて照射することにより横長の付加配光パターンPAを形成するように構成された車両用灯具10において、基板50が灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置されているにもかかわらず、付加配光パターンPAを鮮明な配光パターンとして形成することができる。しかも、これを安価な灯具構成により実現することができる。
また本実施形態においては、投影レンズ40として、その前面40が単一の凸曲面で構成されるとともに、その後面40bが第1レンズ領域40Aと第2レンズ領域40Bとが互いに異なる曲率を有する凸曲面で構成されているので、投影レンズ40の意匠性が損なわれないようにした上で、第1および第2レンズ領域40A、40Bの各々において6個の第1発光素子30Aおよび6個の第2発光素子30Bの各々からの直射光の制御が精度良く行われるようにすることができる。
さらに本実施形態においては、鮮明な配光パターンとして形成される左右1対の配光パターンP1A、P2Bに対して左右1対の配光パターンP1B、P2Aが重畳されることにより、その上下幅が拡張されるとともに全体的な明るさが補強された配光ムラの少ない配光パターンとして付加配光パターンPAを形成することができる。
上記実施形態においては、第1レンズ領域40Aと第2レンズ領域40Bとが互いに異なる曲率を有する凸曲面で構成されているものとして説明したが、いずれか一方が平面(あるいは凹曲面)で構成されたものとすることも可能である。
上記実施形態においては、投影レンズ40が円形の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の外形形状を有する構成とすることも可能である。
上記実施形態においては、灯具ユニット20として6個の第1発光素子30Aと6個の第2発光素子30Bとを備えているものとして説明したが、これ以外の個数の第1および第2発光素子30A、30Bを備えた構成とすることも可能である。
上記実施形態においては、第1および第2発光素子30A、30Bの各々の発光面30aが正方形の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の外形形状(例えば縦長矩形状や横長矩形状の外形形状等)を有する構成とすることも可能である。
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
まず、上記実施形態の第1変形例について説明する。
図6は、本変形例に係る車両用灯具の灯具ユニット120を示す、図3と同様の図である。
図6に示すように、灯具ユニット120の基本的な構成は上記実施形態の灯具ユニット20と同様であるが、遮光板170が追加配置されている点で上記実施形態の場合と異なっている。
遮光板170は、6個の第1発光素子30Aからの直射光が第2レンズ領域40Bに入射するのを阻止するとともに6個の第2発光素子30Bからの直射光が第1レンズ領域40Aへの入射するのを阻止するための遮光部材であって、基板50と投影レンズ40との間において光軸Axを含む鉛直面に沿って灯具前後方向に延びるように配置されている。その際、遮光板170は、その前端縁が投影レンズ40の後面40bにおける接続領域40bCまで延びるとともに、その後端縁が基板50の近傍まで延びるように形成されており、その上下幅は投影レンズ40の外径よりもやや小さい値に設定されている。なお、この遮光板170はレンズホルダ42またはヒートシンク60に支持されている。
遮光板170は、その左右両面が反射面として形成されている。すなわち、遮光板170の右側面170aおよび左側面170bにはアルミニウム蒸着等による反射面処理が施されている。そして、遮光板170は、その右側面170aにおいて6個の第1発光素子30Aからの直射光を正反射させて第1レンズ領域40Aに入射させるとともに、その左側面170bにおいて6個の第2発光素子30Bからの直射光を正反射させて第2レンズ領域40Bに入射させるようになっている。
なお、図6において破線で示す光路は、仮に遮光板170が配置されていないとした場合の光路である。
図7は、灯具ユニット120から灯具前方へ向けて照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される付加配光パターンPA-1を透視的に示す図である。
図7に示すように、付加配光パターンPA-1は、上記実施形態の付加配光パターンPAと同様、H-H線上において左右方向に細長く延びる横長の配光パターンとして形成されている。
付加配光パターンPA-1は、その下端領域においてロービーム用配光パターンPLのカットオフライン近傍領域と重複しており、これによりハイビーム用配光パターンPH-1はロービーム用配光パターンPLと付加配光パターンPA-1との間に隙間のない配光パターンとして形成されている。
付加配光パターンPA-1は、図8に示す4つの配光パターンP1A-1、P2B-1、P1R-1、P2R-1の合成配光パターンとして形成されている。
図8(a1)に示すように、配光パターンP1A-1は、6個の第1発光素子30Aから出射して投影レンズ40の第1レンズ領域40Aを透過した直射光によって形成される配光パターンであって、図5(a1)に示す配光パターンP1Aと同様、6個の小配光パターンPaA-1の合成配光パターンとしてV-V線近傍から左方向に細長く延びるように形成されている。
図8(a2)に示すように、配光パターンP2B-1は、6個の第2発光素子30Bから出射して投影レンズ40の第2レンズ領域40Bを透過した直射光によって形成される配光パターンであって、図5(a2)に示す配光パターンP2Bと同様、6個の小配光パターンPaB-1の合成配光パターンとしてV-V線近傍から右方向に細長く延びるように形成されている。
図8(b1)に示すように、配光パターンP1R-1は、6個の第1発光素子30Aから出射して遮光板170の右側面170aで正反射した後、投影レンズ40の第1レンズ領域40Aを透過した光によって形成される配光パターンである。この配光パターンP1R-1は、配光パターンP1A-1と略同じ上下幅でV-V線近傍から右方向に延びる横長の明るい配光パターンとして形成されている。
図8(b2)に示すように、配光パターンP2R-1は、6個の第2発光素子30Bから出射して遮光板170の左側面170bで正反射してから投影レンズ40の第2レンズ領域40Bを透過した直射光によって形成される配光パターンである。この配光パターンP2R-1は、配光パターンP2B-1と略同じ上下幅でV-V線近傍から左方向に延びる横長の明るい配光パターンとして形成されている。
図7に示すように、付加配光パターンPA-1は、左右1対の配光パターンP1A-1、P2B-1によって横長で明るく鮮明な配光パターンとして形成され、これらに左右1対の明るい配光パターンP2R-1、P1R-1が重畳されることにより、全体的な明るさが十分に増強された配光パターンとして形成される。そしてこれによりハイビーム用配光パターンPH-1は車両前方走行路の視認性に優れたものとなる。
本変形例の構成を採用した場合においても上記実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。
特に本変形例においては、付加配光パターンPA-1を十分に明るい配光パターンとして形成することができるので、ハイビーム用配光パターンPH-1を遠方視認性に優れた配光パターンとすることができる。
次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。
図9は、本変形例に係る車両用灯具の灯具ユニット220を示す、図3と同様の図である。
図9に示すように、灯具ユニット220の基本的な構成は上記実施形態の灯具ユニット20と同様であるが、遮光板270が追加配置されている点で上記実施形態の場合と異なっている。
遮光板270は、上記第1変形例の遮光板170と同一の形状を有しているが、その右側面270aおよび左側面270bに反射面処理は施されておらず、代わりに光反射を防止するための表面処理(例えば黒色塗装等)が施されている。
また本変形例においては、6個の第1発光素子30Aおよび6個の第2発光素子30Bの各々に対して、図示しない電子制御ユニットによって自車の走行状況に応じた点消灯制御が行われるようになっている。その際、自車の走行状況は、例えば、自車の舵角データ、ナビゲーションデータ、前方走行路の画像データ等の検出値に基づいて把握することが可能である。
図10(a)は、灯具ユニット120から灯具前方へ向けて照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される付加配光パターンPA-2を透視的に示す図である。
図10(a)に示すように、付加配光パターンPA-2は、上記実施形態の付加配光パターンPAと同様、H-H線上において左右方向に細長く延びる横長の配光パターンとして形成されている。
付加配光パターンPA-2は、その下端領域においてロービーム用配光パターンPLのカットオフライン近傍領域と重複しており、これによりハイビーム用配光パターンPH-2はロービーム用配光パターンPLと付加配光パターンPA-2との間に隙間のない配光パターンとして形成されている。
付加配光パターンPA-2は、2つの配光パターンP1A-2、P2B-2の合成配光パターンとして形成されている。
配光パターンP1A-2は、図5(a1)に示す配光パターンP1Aと同様の配光パターンであり、配光パターンP2B-2は図5(a2)に示す配光パターンP2Bと同様の配光パターンである。
図10(b)は、ハイビーム用配光パターンPH-2の一部を欠落させた中間的配光パターンPM-2を透視的に示す図である。
図10(b)においては、左から5番目の第2発光素子30Bの消灯によって、付加配光パターンPA-2を構成する12個の小配光パターンPaA-2、PaB-2のうち右から5番目の小配光パターンPaB-2が欠落した状態にある中間的配光パターンPM-2を示している。
このような中間的配光パターンPM-2を形成することにより、灯具ユニット220からの照射光が対向車2に当たらないようにし、これにより対向車2のドライバーにグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ前方走行路を幅広く照射するようになっている。
そして、対向車2の位置が変化するのに伴って、消灯の対象となる第1発光素子30Aおよび/または第2発光素子30Bを順次切り換えることにより中間的配光パターンPM-2の形状を変化させることができるようになっている。
なお、対向車2の存在は、図示しない車載カメラ等によって検出するようになっている。そして、前方走行路に前走車が存在したり、その路肩部分に歩行者が存在するような場合にも、これを検出して一部の小配光パターンPaA-2、PaB-2を欠落させることによりグレアを与えてしまわないようになっている。
本変形例の構成を採用した場合においても上記実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。
しかも本変形例においては、中間的配光パターンPM-2の形成により、対向車2のドライバー等にグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ前方走行路を幅広く照射することができる。
次に、上記実施形態の第3変形例について説明する。
図11は、本変形例に係る車両用灯具の灯具ユニット320を示す、図3と同様の図である。
図11に示すように、灯具ユニット320の基本的な構成は上記実施形態の灯具ユニット20と同様であるが、投影レンズ340の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。また本変形例においても、上記第2変形例の遮光板270と同様の遮光板370が配置された構成となっている。
すなわち、本変形例の投影レンズ340も、その前面340aについては上記実施形態の投影レンズ40の前面40aと同一形状で構成されており、その後面340bは、光軸Axよりも右側に位置する第1後面領域340bAと光軸Axよりも左側に位置する第2後面領域340bBとが光軸Axを含む鉛直面に沿って延びる接続領域340bCよって接続された構成となっているが、第1および第2後面領域340bA、340bBの各々の表面形状が上記実施形態の場合と異なっている。
具体的には、第1後面領域340bAは、上記実施形態の第1後面領域40bA(図11において2点鎖線で示す)の左側領域を灯具前方側へ変形させたような凸曲面形状を有しており、第2後面領域340bBは、上記実施形態の第2後面領域40bB(図11において2点鎖線で示す)の右側領域を灯具前方側へ変形させたような凸曲面形状を有している。
そしてこれにより、投影レンズ340は、光軸Axよりも右側に位置する第1レンズ領域340Aにおいて、6個の第1発光素子30Aからの直射光を上記実施形態の場合よりも右側に変位させた状態で灯具前方へ出射させるとともに、光軸Axよりも左側に位置する第2レンズ領域340Bにおいて、6個の第2発光素子30Bからの直射光を上記実施形態の場合よりも左側に変位させた状態で灯具前方へ出射させるようになっている。
なお、図11において2点鎖線で示す光路は、仮に第1および第2後面領域340bA、340bBが上記実施形態の第1および第2後面領域40bA、40bBのままであるとした場合の光路である。
遮光板370は、上記第2変形例の遮光板270と同様、その右側面370aおよび左側面370bに光反射を防止するための表面処理が施されている。
図12(a)は、灯具ユニット320から灯具前方へ向けて照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される付加配光パターンPA-3を透視的に示す図である。
図12(a)に示すように、付加配光パターンPA-3は、上記実施形態の付加配光パターンPAと同様、H-H線上において左右方向に細長く延びる横長の配光パターンとして形成されている。
付加配光パターンPA-3は、その下端領域においてロービーム用配光パターンPLのカットオフライン近傍領域と重複しており、これによりハイビーム用配光パターンPH-3はロービーム用配光パターンPLと付加配光パターンPA-3との間に隙間のない配光パターンとして形成されている。
付加配光パターンPA-3は、図12(b1)に示す配光パターンP1A-3と図12(b2)に示す配光パターンP2B-3との合成配光パターンとして形成されている。
図12(b1)に示すように、配光パターンP1A-3は、6個の第1発光素子30Aから出射して投影レンズ340の第1レンズ領域340Aを透過した直射光によって形成される配光パターンである。
配光パターンP1A-3は、図5(a1)に示す配光パターンP1Aと同様、6個の小配光パターンPaA-3の合成配光パターンとして横長の明るい配光パターンとして形成されるが、図5(a1)に示す配光パターンP1Aよりも右側に変位した状態で形成されている。これは、第1レンズ領域340Aが6個の第1発光素子30Aからの直射光を上記実施形態の場合よりも右側に変位させた状態で灯具前方へ出射させるように構成されていることによるものである。
図12(b2)に示すように、配光パターンP2B-3は、6個の第2発光素子30Bから出射して投影レンズ340の第2レンズ領域340Bを透過した直射光によって形成される配光パターンである。
配光パターンP2B-3は、図5(a2)に示す配光パターンP2Bと同様、6個の小配光パターンPaB-3の合成配光パターンとして横長の明るい配光パターンとして形成されるが、図5(a2)に示す配光パターンP2Bよりも左側に変位した状態で形成されている。これは、第2レンズ領域340Bが6個の第2発光素子30Bからの直射光を上記実施形態の場合よりも左側に変位させた状態で灯具前方へ出射させるように構成されていることによるものである。
図12(a)に示すように、付加配光パターンPA-3は、左右1対の配光パターンP1A-3、P2B-3によって横長で明るく鮮明な配光パターンとして形成されるが、その中心領域において左右1対の配光パターンP1A-3、P2B-3が重複しているので、その中心領域の明るさが増強されたものとなる。そしてこれによりハイビーム用配光パターンPH-3は車両前方走行路の視認性に優れたものとなる。
その際、付加配光パターンPA-3の中心領域においては、配光パターンP1Aを構成する6個の小配光パターンPaA-3と配光パターンP2B-3を構成する6個の小配光パターンPaB-3とが交互に半ピッチずれた状態で形成されているので、付加配光パターンPA-3はその中心領域が略均一な明るさで形成されることとなる。
本変形例の構成を採用した場合においても上記実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。
特に本変形例においては、付加配光パターンPA-3をその中心領域が略均一で十分に明るい配光パターンとして形成することができるので、ハイビーム用配光パターンPH-1を遠方視認性に優れた配光パターンとすることができる。
また、本変形例の構成を採用した場合においても、付加配光パターンPA-3を構成する12個の小配光パターンPaA-3、PaB-3の一部を適宜欠落させることにより、上記第2変形例の場合と略同様の中間的配光パターンを形成することが可能である。
次に、上記実施形態の第4変形例について説明する。
図13は、本変形例に係る車両用灯具の灯具ユニット420を示す、図3と同様の図である。
図13に示すように、灯具ユニット420の基本的な構成は上記実施形態の灯具ユニット20と同様であるが、発光素子30の個数および配置が上記実施形態の場合と異なっており、また、投影レンズ440の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。さらに本変形例においても、上記第2変形例の遮光板270と略同様の遮光板470が配置された構成となっている。
本変形例においては、複数の発光素子30として、光軸Axよりも右側に4個の第1発光素子30Aが配置されるとともに光軸Axよりも左側に4個の第2発光素子30Bが配置された構成となっている。その際、4個の第1発光素子30Aは、光軸Axから基板450の前端部寄りに離れた位置において上記実施形態の場合よりも広い間隔をおいて配置されており、また、4個の第2発光素子30Bは、光軸Axから基板450の後端部寄りに離れた位置において上記実施形態の場合よりも広い間隔をおいて配置されている。
これに伴い、本変形例の基板450は、上記実施形態の基板50よりも広い上下幅で形成されている。
本変形例の投影レンズ440も、その前面440aについては上記実施形態の投影レンズ40の前面40aと同一形状で構成されており、その後面440bは、光軸Axよりも右側に位置する第1後面領域440bAと光軸Axよりも左側に位置する第2後面領域440bBとが光軸Axを含む鉛直面に沿って延びる接続領域440bCよって接続された構成となっているが、第1および第2後面領域440bA、440bBの各々の表面形状が上記実施形態の場合と異なっている。
具体的には、第1後面領域440bAは、上記実施形態の第1後面領域40bA(図13において2点鎖線で示す)の左側領域を上記第3変形例の場合よりもさらに灯具前方側へ変形させたような凸曲面形状を有しており、第2後面領域440bBは、上記実施形態の第2後面領域40bB(図13において2点鎖線で示す)の右側領域を上記第3変形例の場合よりもさらに灯具前方側へ変形させたような凸曲面形状を有している。
そしてこれにより、投影レンズ440は、光軸Axよりも右側に位置する第1レンズ領域440Aにおいて、4個の第1発光素子30Aからの直射光を上記第3変形例の場合よりもさらに右側に変位させた状態で灯具前方へ出射させるとともに、光軸Axよりも左側に位置する第2レンズ領域440Bにおいて、4個の第2発光素子30Bからの直射光を上記第3変形例の場合よりもさらに左側に変位させた状態で灯具前方へ出射させるようになっている。
なお、図13において2点鎖線で示す光路は、仮に第1および第2後面領域440bA、440bBが上記実施形態の第1および第2後面領域40bA、40bBのままであるとした場合の光路である。
遮光板470は、上記第2変形例の遮光板270と同様、その右側面470aおよび左側面470bに光反射を防止するための表面処理が施されている。ただし、この遮光板470は、その後端縁の位置が上記第2変形例の遮光板270よりも灯具前方側に位置している。このような構成を採用しても、4個の第1発光素子30Aおよび4個の第2発光素子30Bは光軸Axから一定程度離れているので、左右反対側に位置する第2レンズ領域440Bおよび第1レンズ領域440Aに入射してしまうおそれはない。
図14(a)は、灯具ユニット420から灯具前方へ向けて照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される付加配光パターンPA-4を透視的に示す図である。
図14(a)に示すように、付加配光パターンPA-4は、上記実施形態の付加配光パターンPAと同様、H-H線上において左右方向に細長く延びる横長の配光パターンとして形成されている。なお、図14(a)においては、ハイビーム用配光パターンの一部を欠落させた中間的配光パターンPM-4を示している。
付加配光パターンPA-4は、図14(b1)に示す配光パターンP1A-4と図14(b2)に示す配光パターンP2B-4との合成配光パターンとして形成されている。
図14(b1)に示すように、配光パターンP1A-4は、4個の小配光パターンPaA4が左右方向に互いに間隔をおいて配置された離散的な配光パターンとして形成されている。その際、小配光パターンPaA4相互間の隙間が小配光パターンPaA4の左右幅の1/4~3/4程度になるように、4個の第1発光素子30Aの配置が設定されている。
図14(b2)に示すように、配光パターンP2B-4は、4個の小配光パターンPaB4が左右方向に互いに間隔をおいて配置された離散的な配光パターンとして形成されている。その際、小配光パターンPaB4相互間の隙間が小配光パターンPaB4の左右幅の1/4~3/4程度になるように、4個の第2発光素子30Bの配置が設定されている。
図14(a)に示すように、付加配光パターンPA-4は、配光パターンP1A-4を構成する4個の小配光パターンPaA4と配光パターンP2B-4を構成する4個の小配光パターンPaB4とが交互に部分的に重複した状態で形成されている。このような付加配光パターンPA-4の形成は、投影レンズ440の第1後面領域440bAおよび第2後面領域440bBの表面形状を適宜調整することによって実現されている。
図14(a)においては、左から2番目の第2発光素子30Bの消灯によって、付加配光パターンPA-4を構成する8個の小配光パターンPaA-4、PaB-4のうち右から3番目の小配光パターンPaB-4が欠落した状態にある中間的配光パターンPM-4を示している。
このような中間的配光パターンPM-4を形成することにより、灯具ユニット420からの照射光が対向車2に当たらないようにし、これにより対向車2のドライバーにグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ前方走行路を幅広く照射するようになっている。
本変形例の構成を採用した場合においても上記実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。
しかも本変形例においては、中間的配光パターンPM-4の形成により、対向車2のドライバー等にグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ前方走行路を幅広く照射することができる。
その際、付加配光パターンPA-4は、4個の小配光パターンPaA4(すなわち第1発光素子30Aからの直射光によって形成される第1投影像)と4個の小配光パターンPaB4(すなわち第2発光素子30Bからの直射光によって形成される第2投影像)とが交互に部分的に重複した状態で形成されているので、8個の小配光パターンPaA-4、PaB-4の一部を欠落させたときの隙間(暗部)の最小左右幅を狭くすることができ、これにより前方走行路をより幅広く照射することができる。
なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。
2 対向車
10 車両用灯具
12 ランプボディ
14 透光カバー
20、120、220、320、420 灯具ユニット
30 発光素子
30a 発光面
30A 第1発光素子
30B 第2発光素子
40、340、440 投影レンズ
40a、340a、440a 前面
40A、340A、440A 第1レンズ領域
40b、340b、440b 後面
40bA、340bA、440bA 第1後面領域
40bB、340bB、440bB 第2後面領域
40bC、340bC、440bC 接続領域
40B、340B、440B 第2レンズ領域
42 レンズホルダ
50、450 基板
60 ヒートシンク
170、270、370、470 遮光板(遮光部材)
170a、270a、370a、470a 右側面
170b、270b、370b、470a 左側面
Ax 光軸
CL1 下段カットオフライン
CL2 上段カットオフライン
E エルボ点
F1、F2 後側焦点
P1A、P1A-1、P1A-2、P1A-3、P1A-4、P1B、P1R-1、P2A、P2B、P2B-1、P2B-2、P2B-3、P2B-4、P2R-1 配光パターン
PaA、PaA-1、PaA-2、PaA-3、PaA4 小配光パターン(第1投影像)
PaB、PaB-1、PaB-2、PaB-3、PaB4 小配光パターン(第2投影像)
PA、PA-1、PA-2、PA-3、PA-4 付加配光パターン
PH、PH-1、PH-2、PH-3 ハイビーム用配光パターン
PL ロービーム用配光パターン
PM-2、PM-4 中間的配光パターン

Claims (6)

  1. 複数の発光素子と投影レンズとを備え、上記複数の発光素子からの出射光を上記投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射することにより横長の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具において、
    上記複数の発光素子は、左右方向に並んだ状態でかつ発光面を上記投影レンズへ向けた状態で共通の基板に搭載されており、
    上記基板は、灯具前後方向と直交する鉛直面に対して左右方向に傾斜した状態で配置されており、
    上記複数の発光素子として、上記基板の前端部寄りに位置する複数の第1発光素子と上記基板の後端部寄りに位置する複数の第2発光素子とを備えており、
    上記投影レンズは、上記複数の第1発光素子からの直射光を制御するための第1レンズ領域と上記複数の第2発光素子からの直射光を制御するための第2レンズ領域とに区分けされており、
    上記投影レンズは、上記第1レンズ領域の焦点距離に対して上記第2レンズ領域の焦点距離が大きい値に設定されている、ことを特徴とする車両用灯具。
  2. 上記投影レンズの前面は、単一の凸曲面で構成されており、
    上記投影レンズの後面は、上記第1レンズ領域と上記第2レンズ領域とが互いに異なる曲率を有する曲面または平面で構成されている、ことを特徴とする請求項1記載の車両用灯具。
  3. 上記投影レンズの後面は、上記横長の配光パターンにおいて上記複数の第1発光素子の各々からの直射光によって形成される第1投影像と上記複数の第2発光素子の各々からの直射光によって形成される第2投影像とが交互に部分的に重複した状態で配置されるように、上記第1および第2レンズ領域の各々の表面形状が設定されている、ことを特徴とする請求項2記載の車両用灯具。
  4. 上記複数の発光素子は、個別に点灯し得るように構成されている、ことを特徴とする請求項1~3いずれか記載の車両用灯具。
  5. 上記複数の第1発光素子からの直射光の上記第2レンズ領域への入射および上記複数の第2発光素子からの直射光の上記第1レンズ領域への入射を阻止するための遮光部材を備えている、ことを特徴とする請求項1~4いずれか記載の車両用灯具。
  6. 上記遮光部材は、上記基板と上記投影レンズとの間において灯具前後方向に延びる鉛直面に沿って配置された遮光板で構成されており、
    上記遮光板の左右両面が反射面として形成されている、ことを特徴とする請求項5記載の車両用灯具。
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