JP2023083151A - 車両用前照灯 - Google Patents
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Abstract
【課題】光源からの光を効率的に利用する。【解決手段】車両用前照灯は、車両前方にハイビームパターンを形成するための光を出射する光源と、光源の前方に配置され、光を前方に出射する第1レンズと、第1レンズの前方に配置され、第1レンズから照射された光を車両前方に照射する第2レンズとを備え、第1レンズは、第2レンズの光軸上に配置され、光源からの光の一部を入射させて前方に出射する直射部と、直射部に対して光軸の軸方向の側方に配置され、光源からの光の一部を内面反射して前方に出射する内面反射部とを有する。【選択図】図2
Description
本発明は、車両用前照灯に関する。
車両用前照灯として、例えば車両前方にハイビームパターンを形成するための光源と、光源からの光を照射する投影レンズとを備えた構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のような車両用前照灯においては、光源からの光を効率的に利用することが求められる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、光源からの光を効率的に利用することが可能な車両用前照灯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、車両前方にハイビームパターンを形成するための光を出射する光源と、前記光源の前方に配置され、前記光を前方に出射する第1レンズと、前記第1レンズの前方に配置され、前記第1レンズから照射された前記光を車両前方に照射する第2レンズとを備え、前記第1レンズは、前記第2レンズの光軸上に配置され、前記光源からの前記光の一部を入射させて前方に出射する直射部と、前記直射部に対して前記光軸の軸方向の側方に配置され、前記光源からの前記光の一部を内面反射して前方に出射する内面反射部とを有する。
上記の車両用前照灯において、前記光源は、複数設けられ、前記直射部は、複数の前記光源に対向して複数の前記光源からの前記光を入射する1つの入射面を有する。
上記の車両用前照灯において、複数の前記光源は、車両搭載状態における水平方向に並んだ状態で配置される。
上記の車両用前照灯において、前記内面反射部は、前記直射部に対して水平方向の両側に配置される。
上記の車両用前照灯は、前記光源に対して下方であって前記光源と同一平面上に配置され、車両前方にロービームパターンを形成するためのロービーム光を出射するロービーム光源と、前記ロービーム光源の前方に配置され、前記ロービーム光を上方に反射する第1反射面と、前記光源の上方に配置され、前記ロービーム光源から前記第1反射面を介して到達する前記ロービーム光を前方に反射する第2反射面とを更に備え、前記第2レンズは、前記第2反射面で反射された前記ロービーム光を車両前方に照射する。
上記の車両用前照灯において、前記直射部は、上端から下端にかけて前方に突出するように湾曲する出射面を有し、前記第2反射面は、下端が前記直射部の上端よりも下側に配置され、前記直射部の前記出射面は、前記光軸よりも上側の部分の曲率が前記光軸よりも下側の部分の曲率よりも大きい。
上記の車両用前照灯において、前記直射部は、前記光軸よりも下側の部分の上下方向の寸法が、前記光軸よりも上側の部分の上下方向の寸法よりも大きい。
上記の車両用前照灯において、前記第1レンズは、前記第1反射面を構成する構成部材と一体で設けられる。
本発明によれば、光源からの光を効率的に利用することが可能である。
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搭載された車両搭載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。また、本実施形態において、正面側及び背面側の各方向は、例えば車両に搭載された状態(車両搭載状態)における方向であるとする。例えば、車両の前部(フロント)に搭載された状態では、前方が正面方向(正面側)であり、後方が背面方向(背面側)である。
図1から図3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は車両用前照灯100の一例を示す分解斜視図、図2は車両用前照灯100の一例を示す正面図、図3は図2におけるA-A矢視断面図である。なお、図2及び図3では、後述する保持部50、レンズホルダ60等の一部の構成についての図示を省略している。また、図2において、第2レンズ40を一点鎖線で示し、当該第2レンズ40の背面側の構成が見えるように記載している。図1から図3に示すように、車両用前照灯100は、光源部10と、リフレクタ20と、第1レンズ30と、第2レンズ40と、保持部50とを備える。
光源部10は、第1光源(ロービーム光源)11と、第2光源(光源)12と、基板13とを有する。第1光源11は、例えば車両前方にロービームパターンを形成するための第1光(ロービーム光)L1を発光する。第2光源12は、例えば車両前方にハイビームパターンを形成するための第2光(光)L2を発光する。
第1光源11及び第2光源12は、例えばLED等の半導体型光源が用いられる。第1光源11及び第2光源12は、それぞれ複数設けられ、左右方向に並んだ配置となっている。第1光源11は、左右方向の中央に1つ配置され、左右方向の両側に1つずつ、合計で3つ配置される。第1光源11の個数は、3つに限定されず、2つ以下又は4つ以上であってもよい。
第2光源12は、第1光源11よりも左右方向の間隔が狭くなるように複数配置される。第2光源12は、例えばそれぞれ独立して点灯状態を制御可能であってもよい。本実施形態において、第2光源12は、例えば2つ配置されるが、これに限定されず、1つ又は3つ以上であってもよい。第1光源11は、第2光源12に対して下方に配置される。換言すると、第2光源12は、第1光源11に対して上方に配置される。このように、第1光源11と第2光源12とは、上下に配置されている。
第1光源11及び第2光源12は、基板13の実装面13aに実装される。本実施形態において、第1光源11及び第2光源12は、1つの基板13に実装される。このため、光源ごとに別個の基板を形成する必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。実装面13aは、平面状である。基板13は、後述する保持部50の基板支持面51(図1参照)に配置される。基板13は、基板支持面51に沿って配置される。基板13は、実装面13aが例えば水平面に垂直又はほぼ垂直な状態で配置される。なお、基板13は、実装面13aが前方の斜め上方又は斜め下方を向いた状態で配置されてもよい。
リフレクタ20は、第1光源11からの第1光L1を第2レンズ40に向けて反射する。図1に示すように、リフレクタ20は、固定されて一体に設けられた第1部材(構成部材)26及び第2部材27を有する。リフレクタ20は、一体化された第1部材26及び第2部材27が保持部50に固定される。
第1反射面21は、第1部材26に設けられ、第1光源11の前方に配置される。第1反射面21は、第1光L1を上方に反射する。第1反射面21は、基板13から前方に延び、前方に向けて凸となるように上方に湾曲した形状を有する。第1反射面21は、例えば楕円若しくは放物面を基調とする自由曲面からなる。図2に示すように、第1反射面21は、それぞれの第1光源11の位置に対応して設けられる。本実施形態において、第1反射面21は、左右方向の中央に1つ配置され、左右方向の左右に1つずつ配置される。なお、第1反射面21は、それぞれの第1光源11の位置に対応して設けられる構成に限定されない。
第2反射面22は、第2部材27に設けられ、第2光源12の上方に配置される。第2反射面22は、第1光源11から第1反射面21を介して到達する第1光L1を前方に反射する。第2反射面22は、例えば上側に凸となるように湾曲した形状を有する。第2反射面22は、例えば楕円、放物面若しくは平面を基調とする自由曲面からなる。第2反射面22の曲率は、第1反射面21の曲率と同一であってもよいし、異なってもよい。
第2反射面22は、下方の端部に縁部24を形成する。縁部24は、図2に示すように、第1直線部24a、傾斜部24b及び第2直線部24cを有する。第1直線部24a及び第2直線部24cは、ロービームパターンの水平カットオフラインCLa、CLc(図6参照)を形成するための部分である。傾斜部24bは、ロービームパターンの斜めカットオフラインCLb(図6参照)を形成するための部分である。縁部24は、後述する第2レンズ40の焦点F又は当該焦点Fの近傍の位置に配置される。
第2反射面22は、下方の端部である縁部24が後述する第1レンズ30の直射部31及び内面反射部32の上端よりも下側に配置される。つまり、前方から見た場合、第2反射面22は、下方の端部が第1レンズ30と重なるように配置される。このように第2反射面22と第1レンズ30と配置することにより、ロービームパターンとハイビームパターンとが上下方向に離れないように車両前方に形成することができる。
図4は、図3における要部を拡大して示す図である。図5は、図2におけるB-B断面矢視図である。図4及び図5は、第1レンズ30及びその近傍の構成を示している。図4及び図5に示すように、第1レンズ30は、第2光源12の前方に配置される。第1レンズ30は、リフレクタ20を構成する第1部材26に保持され、第1部材26と一体で設けられる。この構成により、第1レンズ30が第1部材26に保持されることで、別途位置合わせ等を行うことなく第1レンズ30と第1反射面21との位置関係が規定される。
第1レンズ30は、直射部31及び内面反射部32を有する。直射部31は、後述する第2レンズ40の光軸AX上に配置される。直射部31は、光軸AXよりも下側の部分である下側部分31bの方が、光軸AXよりも上側の部分である上側部分31aよりも、上下方向の寸法が大きい。この構成により、第1レンズ30と第2反射面22とが互いに干渉することなく近接して配置できる。
直射部31は、入射面33と、出射面34とを有する。入射面33は、第2光源12からの光の一部が入射する。図4に示すように、入射面33は、縦断面視において、上下方向の中央部33aが第2光源12側に突出するように湾曲している。また、図5に示すように、入射面33は、横断面視において、2つの光源部10に対向するように配置される。この構成により、1つの入射面33が2つの光源部10に対向して配置され、2つの光源部10からの光が1つの入射面33に入射する。また、横断面視において、入射面33は、左右方向に沿って例えば直線状に形成される。
出射面34は、図4に示すように、縦断面視において、上下方向の中央部34cが前方に突出するように湾曲している。出射面34は、光軸AXよりも上側に配置される上側部分34aの曲率が、光軸AXよりも下側に配置される下側部分34bの曲率よりも大きくなっている。この構成において、上側部分34aから出射される第2光L2は、下側部分34bから出射される第2光L2に比べて、より光軸AX側に傾いた方向に出射される。このため、上側部分34aから出射される第2光L2が第2反射面22により遮光されることを回避することができる。また、出射面34は、図5に示すように、横断面視において、左右方向の中央部34dが当該左右方向に沿って直線状に形成される。この構成により、左右方向についての制御を抑制しつつ入射面33から入射した光を出射することができる。また、出射面34は、横断面視において、左右方向の両端部34eが後方に湾曲した形状である。この構成により、出射面34の左右方向の両端部34eに到達した光を光軸AX側に屈折させるように出射することができる。
内面反射部32は、直射部31に対して光軸AXの軸方向の側方に配置される。図5に示すように、本実施形態において、内面反射部32は、例えば直射部31に対して左右方向の両側に配置される。各内面反射部32は、左右対称の形状を有する。各内面反射部32は、入射面35と、反射面36と、出射面37とを有する。
入射面35は、光源部10からの光の一部が入射する。入射面35には、光源部10から出射され、直射部31の入射面33に対して左右方向の側方に向かう光が入射する。入射面35は、直射部31の入射面33と連続して形成される。すなわち、入射面35は、直射部31の入射面33から左右方向の両側に向けて後方に湾曲した状態に形成される。この構成により、入射面35に入射する光を反射面36に向けて拡散させることができる。
反射面36は、入射面35に対して左右方向の外側(光軸AXとは反対側)に配置される。反射面36は、横断面視において、左右方向の外側にかけて前方に延びた形状となっている。反射面36は、例えば湾曲した形状であるが、これに限定されない。反射面36は、入射面35から入射した光を前方に向けて内面反射する。
出射面37は、直射部31の出射面34に対して左右方向の外側、かつ反射面36の前方の位置に配置される。出射面37は、反射面36で内面反射された光を前方に出射する。この構成により、直射部31の入射面33に到達せずに左右方向の側方に向かう光についても、ハイビームパターンを構成する光として前方に出射することができる。
第2レンズ40は、リフレクタ20の前方に配置される。第2レンズ40は、レンズホルダ60を介して保持部50に保持される。第2レンズ40は、入射面41及び出射面42を有する。入射面41は、リフレクタ20からの第1光L1と、第1レンズ30から出射された第2光L2とが入射する。出射面42は、入射面41から入射した第1光L1を車両前方に出射して、ロービームパターンを形成する。また、出射面42は、入射面41から入射した第2光L2を車両前方に出射して、ハイビームパターンを形成する。第2レンズ40は、入射面41及び出射面42の少なくとも一方に、不図示の光拡散部が設けられてもよい。この光拡散部は、入射面41に入射する光及び出射面42から出射する光を左右方向又は上下方向に拡散させる。
保持部50は、基板13を支持する基板支持面51を前部に有する。基板支持面51は、例えば平面状であり、前方を向いた状態で配置される。保持部50は、第1光源11及び第2光源12で発生した熱を放熱する。保持部50は、後部、上部又は下部にフィン等の不図示の放熱部が設けられてもよい。
次に、上記のように構成された車両用前照灯100の動作を説明する。車両用前照灯100の第1光源11を点灯させることにより、発光面11aから第1光L1が放射される。第1光L1は、図3に示すように、第1反射面21により上方に反射され、第2反射面22により前方に反射されて、第2レンズ40に到達する。第2レンズ40に到達した第1光L1は、第2レンズ40により車両前方に照射される。
図6は、車両前方の仮想のスクリーンに照射される配光パターンPFの一例を示す図であり、左側通行の車両に対応するパターンを示している。図6において、V-V線がスクリーンの垂直線を示し、H-H線がスクリーンの左右の水平線を示す。また、ここでは、垂直線と水平線との交点が、水平方向の基準位置であるとする。
図6に示すように、第2レンズ40から照射された第1光L1により、車両前方にロービームパターンP1が形成される。第1光L1のうち縁部24を通過した光によりカットオフラインCLが形成される。カットオフラインCLは、水平カットオフラインCLa、CLc及び斜めカットオフラインCLbを含む。
また、車両用前照灯100の第2光源12を点灯させることにより、発光面12aから第2光L2が放射される。図4及び図5に示すように、第2光L2のうち前方に出射された一部(以降、第2光L2aと表記する)は、第1レンズ30の直射部31に到達する。光L2aは、直射部31の入射面33から第1レンズ30に入射し、内面反射されることなく出射面34から前方に出射されて第2レンズ40に到達する。図4に示すように、出射面34の上側部分34aの曲率が下側部分34bの曲率よりも大きくなっているため、上側部分34aから出射される第2光L2aは、下側部分34bから出射される第2光L2aに比べて、より光軸AX側に傾いた方向に出射される。このため、上側部分34aから出射される第2光L2aが第2反射面22により遮光されることを回避することができる。第2レンズ40に到達した第2光L2aは、第2レンズ40により車両前方に照射され、図6に示すように、ハイビームパターンP2の一部(パターンP2a)を形成する。
また、図5に示すように、第2光L2のうち前方に出射された他の一部(以降、第2光L2bと表記する)は、第1レンズ30の内面反射部32に到達する。光L2bは、内面反射部32の入射面35から第1レンズ30に入射し、反射面36で内面反射されて出射面37から前方に出射されて第2レンズ40に到達する。第2レンズ40に到達した第2光L2bは、第2レンズ40により車両前方に照射され、図6に示すように、ハイビームパターンP2の一部(パターンP2b)を形成する。このように、光源12から左右方向に広がる方向に出射された第2光L2bが、第1レンズ30の内面反射部32で前方に内面反射されることにより、パターンP2bとしてハイビームパターンP2の形成に寄与することになる。
以上のように、本実施形態に係る車両用前照灯100は、車両前方にハイビームパターンP2を形成するための光を出射する第2光源12と、第2光源12の前方に配置され、光を前方に出射する第1レンズ30と、第1レンズ30の前方に配置され、第1レンズ30から照射された光を車両前方に照射する第2レンズ40とを備え、第1レンズ30は、第2レンズ40の光軸AX上に配置され、第2光源12からの光の一部を入射させて前方に出射する直射部31と、直射部31に対して光軸AXの軸方向の側方に配置され、第2光源12からの光の一部を内面反射して前方に出射する内面反射部32とを有する。
この構成によれば、直射部31に対して光軸AXの軸方向の側方に内面反射部32が配置されるため、第2光源12から直射部31の側方に向かう光を内面反射部32で内面反射して前方に出射することができる。第2光源12からの第2光L2のうち直射部31から側方に外れる光についても前方に出射し、ハイビームパターンとして利用することができるため、光源からの光を効率的に利用することが可能となる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、第2光源12は、複数設けられ、直射部31は、複数の第2光源12に対向して複数の第2光源12からの光を入射する1つの入射面33を有する。この構成によれば、複数の第2光源12からの光を1つの入射面33に入射させることができるため、第2光源12が複数設けられる構成において、第1レンズ30の部品点数を抑制できる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、複数の第2光源12は、車両搭載状態における水平方向に並んだ状態で配置される。この構成によれば、水平方向に複数の第2光源12が並んだ状態で配置されるため、水平方向においてハイビームパターンP2の照射領域を確保できる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、内面反射部32は、直射部31に対して水平方向の両側に配置される。この構成によれば、第2光源12から直射部31に対して水平方向の側方に外れる光をハイビームパターンとして利用することができる。
本実施形態に係る車両用前照灯100は、第2光源12に対して下方であって第2光源12と同一平面上に配置され、車両前方にロービームパターンP1を形成するための第1光L1を出射する第1光源11と、第1光源11の前方に配置され、第1光L1を上方に反射する第1反射面21と、第2光源12の上方に配置され、第1光源11から第1反射面21を介して到達する第1光L1を前方に反射する第2反射面22とを更に備え、第2レンズ40は、第2反射面22で反射された第1光L1を車両前方に照射する。この構成によれば、第1光源11及び第2光源12が同一平面上に配置されるため、当該第1光源11及び第2光源12を1つの基板13に実装することができる。このため、光源ごとに別個の基板を形成する必要がない。これにより、部品点数の増加を抑制することができる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、直射部31は、上端から下端にかけて前方に突出するように湾曲する出射面34を有し、第2反射面22は、下端が直射部31の上端よりも下側に配置され、直射部31の出射面34は、光軸AXよりも上側部分34aの曲率が光軸AXよりも下側部分34bの曲率よりも大きい。この構成によれば、上側部分34aから出射される第2光L2は、下側部分34bから出射される第2光L2に比べて、より光軸AX側に傾いた方向に出射される。このため、上側部分34aから出射される第2光L2が第2反射面22により遮光されることを回避することができる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、直射部31は、光軸AXよりも下側の下側部分31bの上下方向の寸法が、光軸AXよりも上側の上側部分31aの上下方向の寸法よりも大きい。この構成によれば、第1レンズ30と第2反射面22とが互いに干渉することなく近接して配置できる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、第1レンズ30は、第1反射面21を構成する第1部材26と一体で設けられる。この構成によれば、第1レンズ30が第1部材26に保持されることで、別途位置合わせ等を行うことなく第1レンズ30と第1反射面21との位置関係が規定されることになる。
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、車両用前照灯100がロービームパターンP1及びハイビームパターンP2の2つのパターンを形成することが可能な構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。車両用前照灯100は、例えばロービームパターンP1を形成しない構成であってもよい。この場合、第1光源11及びリフレクタ20が設けられない構成とすることができる。
また、上記実施形態では、第1レンズ30において、内面反射部32が直射部31に対して水平方向の両側に配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。内面反射部32は、直射部31に対して光軸AXの軸方向の側方であれば、例えば上下方向の側方、斜め方向等、他の方向に配置されてもよい。また、内面反射部32は、直射部31に対して光軸AXの軸方向の側方の両側ではなく片側に配置された構成であってもよい。
AX…光軸、CL…カットオフライン、CLa,CLc…水平カットオフライン、CLb…斜めカットオフライン、F…焦点、L1…第1光、L2,L2a,L2b…第2光、P1…ロービームパターン、P2…ハイビームパターン、P2a,P2b…パターン、PF…配光パターン、10…光源部、11…第1光源、11a,12a…発光面、12…第2光源、13…基板、13a…実装面、20…リフレクタ、21…第1反射面、22…第2反射面、24…縁部、24a…第1直線部、24b…傾斜部、24c…第2直線部、26…第1部材、27…第2部材、30…第1レンズ、31…直射部、31a,34a…上側部分、31b,34b…下側部分、32…内面反射部、33,35,41…入射面、33a,34c,34d…中央部、34,37,42…出射面、34e…端部、36…反射面、40…第2レンズ、50…保持部、51…基板支持面、60…レンズホルダ、100…車両用前照灯
Claims (8)
- 車両前方にハイビームパターンを形成するための光を出射する光源と、
前記光源の前方に配置され、前記光を前方に出射する第1レンズと、
前記第1レンズの前方に配置され、前記第1レンズから照射された前記光を車両前方に照射する第2レンズと
を備え、
前記第1レンズは、
前記第2レンズの光軸上に配置され、前記光源からの前記光の一部を入射させて前方に出射する直射部と、
前記直射部に対して前記光軸の軸方向の側方に配置され、前記光源からの前記光の一部を内面反射して前方に出射する内面反射部と
を有する
車両用前照灯。 - 前記光源は、複数設けられ、
前記直射部は、複数の前記光源に対向して複数の前記光源からの前記光を入射する1つの入射面を有する
請求項1に記載の車両用前照灯。 - 複数の前記光源は、車両搭載状態における水平方向に並んだ状態で配置される
請求項2に記載の車両用前照灯。 - 前記内面反射部は、前記直射部に対して水平方向の両側に配置される
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。 - 前記光源に対して下方であって前記光源と同一平面上に配置され、車両前方にロービームパターンを形成するためのロービーム光を出射するロービーム光源と、
前記ロービーム光源の前方に配置され、前記ロービーム光を上方に反射する第1反射面と、
前記光源の上方に配置され、前記ロービーム光源から前記第1反射面を介して到達する前記ロービーム光を前方に反射する第2反射面と
を更に備え、
前記第2レンズは、前記第2反射面で反射された前記ロービーム光を車両前方に照射する
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。 - 前記直射部は、上端から下端にかけて前方に突出するように湾曲する出射面を有し、
前記第2反射面は、下端が前記直射部の上端よりも下側に配置され、
前記直射部の前記出射面は、前記光軸よりも上側の部分の曲率が前記光軸よりも下側の部分の曲率よりも大きい
請求項5に記載の車両用前照灯。 - 前記直射部は、前記光軸よりも下側の部分の上下方向の寸法が、前記光軸よりも上側の部分の上下方向の寸法よりも大きい
請求項5又は請求項6に記載の車両用前照灯。 - 前記第1レンズは、前記第1反射面を構成する構成部材と一体で設けられる
請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
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