JP2023180529A - Vehicular lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具に関するものである。 The present invention relates to a vehicle lamp equipped with a microlens array.
従来より、車両用灯具の構成として、光源からの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより、所要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。 Conventionally, vehicle lamps have been known to be configured to form a desired light distribution pattern by irradiating light emitted from a light source toward the front of the lamp via a microlens array. There is.
「特許文献1」には、このような車両用灯具におけるマイクロレンズアレイの構成として、光源からの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部を有する後側レンズアレイと、これら複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部を有する前側レンズアレイとを備えたものが記載されている。 ``Patent Document 1'' describes the configuration of a microlens array in such a vehicle lamp, including a rear lens array having a plurality of condensing lens sections for condensing light emitted from a light source, and A device is described that includes a front lens array having a plurality of projection lens sections for projecting each of the plurality of light source images formed by the condenser lens section.
この「特許文献1」に記載された車両用灯具においては、光源からの出射光を平行光にした状態で後側レンズアレイに入射させるためのコリメータレンズを備えた構成となっている。
The vehicle lamp described in
このような車両用灯具において、その照射光によって形成される配光パターンを配光ムラの少ないものするためには、マイクロレンズアレイにおける複数の集光レンズ部の各々に対して光源からの出射光を均一な明るさの平行光として入射させることが望まれる。 In such a vehicle lamp, in order to reduce unevenness in the light distribution pattern formed by the irradiated light, it is necessary to It is desirable to make the light incident as parallel light with uniform brightness.
これを実現するため、上記「特許文献1」に記載された車両用灯具においては、コリメータレンズが大型のブロック状の透光部材として構成されており、このため車両用灯具の奥行寸法が大きいものとなっている。
To achieve this, in the vehicle lamp described in
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、マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具において、その奥行寸法を小さくした上で配光ムラの少ない配光パターンを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。 The present invention has been made in view of these circumstances, and it is possible to form a light distribution pattern with less uneven light distribution while reducing the depth dimension of a vehicle lamp equipped with a microlens array. The purpose of the present invention is to provide a vehicle lamp that can be used in a vehicle.
本願発明は、コリメータ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。 The present invention aims to achieve the above object by devising the configuration of the collimator lens.
すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
光源からの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより、所要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、
上記マイクロレンズアレイは、上記光源からの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部を有する後側レンズアレイと、上記複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部を有する前側レンズアレイとを備えており、
上記光源と上記後側レンズアレイとの間に、上記光源からの出射光を平行光として上記後側レンズアレイに入射させるためのコリメータレンズが配置されており、
上記コリメータレンズは、灯具前後方向に延びる光軸を中心とする中心領域と、上記中心領域の周囲に位置する周辺領域とを備えており、
上記周辺領域の後面に、上記光源からの出射光を入射させた後に灯具前方へ向けて全反射させる複数の全反射プリズム素子が、上記光軸を中心にして同心円状に並んだ状態で形成されており、
上記複数の全反射プリズム素子は、上記光軸を中心とする円環状凹曲面を包絡面として形成されている、ことを特徴とするものである。
That is, the vehicle lamp according to the present invention is
A vehicle lamp configured to form a desired light distribution pattern by irradiating light emitted from a light source toward the front of the lamp through a microlens array,
The microlens array includes a rear lens array having a plurality of condensing lens sections for condensing light emitted from the light source, and each of the plurality of light source images formed by the plurality of condensing lens sections. and a front lens array having a plurality of projection lens sections for projecting,
A collimator lens is disposed between the light source and the rear lens array to make the light emitted from the light source enter the rear lens array as parallel light,
The collimator lens includes a central region centered on an optical axis extending in the front-rear direction of the lamp, and a peripheral region located around the central region,
A plurality of total reflection prism elements are formed on the rear surface of the peripheral area, and are arranged in concentric circles around the optical axis, for making the emitted light from the light source incident and totally reflecting it toward the front of the lamp. and
The plurality of total reflection prism elements are characterized in that they are formed with an annular concave curved surface centered on the optical axis as an envelope surface.
上記「車両用灯具」の種類は特に限定されるものではなく、例えばヘッドランプやフォグランプ等が採用可能である。 The type of the above-mentioned "vehicle lamp" is not particularly limited, and for example, a headlamp, a fog lamp, etc. can be employed.
上記「所要の配光パターン」の種類や具体的な形状は特に限定されるものではなく、例えば、ヘッドランプのハイビーム用配光パターンやロービーム用配光パターン、あるいはフォグランプ用配光パターン、路面描画用配光パターン等が採用可能である。 The type and specific shape of the above-mentioned "required light distribution pattern" are not particularly limited. Light distribution pattern etc. can be adopted.
上記「光源」の種類は特に限定されるものではなく、例えば発光ダイオード等の発光素子や光源バルブ等が採用可能である。 The type of the above-mentioned "light source" is not particularly limited, and for example, a light emitting element such as a light emitting diode, a light source bulb, etc. can be employed.
上記「中心領域」および「周辺領域」の各々の具体的な範囲および外形形状は特に限定されるものではない。 The specific range and external shape of each of the above-mentioned "central region" and "peripheral region" are not particularly limited.
上記「円環状凹曲面」の具体的な曲率は特に限定されるものではない。 The specific curvature of the above-mentioned "annular concave curved surface" is not particularly limited.
本願発明に係る車両用灯具においては、コリメータレンズを介して平行光としてマイクロレンズアレイに入射した光源からの出射光を、マイクロレンズアレイの後側レンズアレイを構成する複数の集光レンズ部によって集光させるとともに、これにより形成される複数の光源像の各々を、マイクロレンズアレイの前側レンズアレイを構成する複数の投影レンズ部によって投影するように構成されているので、所要の配光パターンを任意の形状で形成することが容易に可能となる。 In the vehicle lamp according to the present invention, the emitted light from the light source that enters the microlens array as parallel light via the collimator lens is collected by the plurality of condensing lens sections that constitute the rear lens array of the microlens array. It is configured to emit light and project each of the plurality of light source images formed thereby by the plurality of projection lens sections that constitute the front lens array of the microlens array, so that the required light distribution pattern can be arbitrarily set. It is possible to easily form the shape of
その際、コリメータレンズにおいて、灯具前後方向に延びる光軸を中心とする中心領域の周囲に位置する周辺領域の後面には、光源からの出射光を入射させた後に灯具前方へ向けて全反射させる複数の全反射プリズム素子が、上記光軸を中心にして同心円状に並んだ状態で形成されているので、車両用灯具の奥行寸法を抑えた上で、光源からの出射光を広範囲にわたって前方照射光として利用することができる。 At this time, in the collimator lens, the light emitted from the light source enters the rear surface of the peripheral area located around the central area centered on the optical axis extending in the longitudinal direction of the lamp, and then is totally reflected toward the front of the lamp. Since a plurality of total reflection prism elements are arranged concentrically around the optical axis, the light emitted from the light source can illuminate a wide area forward while suppressing the depth of the vehicle lamp. It can be used as light.
しかも、複数の全反射プリズム素子は、上記光軸を中心とする円環状凹曲面を包絡面として形成されているので、光源からコリメータレンズの外周縁部へ向かう出射光に関しても十分な光量が得られるようにすることができる。したがって、光源からの出射光を複数の集光レンズ部の各々に対して略均一な明るさの平行光として入射させることができ、これにより配光ムラの少ない配光パターンを形成することができる。 Furthermore, since the plurality of total reflection prism elements are formed with an annular concave curved surface centered on the optical axis as an envelope surface, a sufficient amount of light can be obtained from the light source toward the outer periphery of the collimator lens. You can make it possible to Therefore, the light emitted from the light source can be made to enter each of the plurality of condensing lens parts as parallel light with substantially uniform brightness, thereby making it possible to form a light distribution pattern with less uneven light distribution. .
このように本願発明によれば、マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具において、その奥行寸法を小さくした上で配光ムラの少ない配光パターンを形成することができる。 As described above, according to the present invention, in a vehicle lamp equipped with a microlens array, it is possible to reduce the depth dimension and form a light distribution pattern with less uneven light distribution.
上記構成において、さらに、コリメータレンズと後側レンズアレイとが一体的に形成された構成とすれば、車両用灯具の奥行寸法をさらに小さくすることができ、かつ、部品点数の削減による車両用灯具のコスト低減を図ることができる。 In the above configuration, if the collimator lens and the rear lens array are further formed integrally, the depth dimension of the vehicle lamp can be further reduced, and the number of parts can be reduced. It is possible to reduce costs.
上記構成において、さらに、前側レンズアレイとして、複数の投影レンズ部のうち少なくとも一部の投影レンズ部の焦点距離が互いに異なる値に設定された構成とすれば、複数の投影レンズ部からの出射光によって異なる大きさの配光パターンを形成することができ、その合成配光パターンの配光分布の自由度を高めることができる。 In the above configuration, if the front lens array is configured such that the focal lengths of at least some of the plurality of projection lens sections are set to different values, the emitted light from the plurality of projection lens sections It is possible to form light distribution patterns of different sizes depending on the combination, and the degree of freedom in the light distribution of the combined light distribution pattern can be increased.
上記構成において、さらに、後側レンズアレイと前側レンズアレイとの間に、上記複数の光源像の各々の外形形状を規定するための複数の透光部を有する遮光シートが配置された構成とすれば、複数の透光部の各々の大きさや外形形状に応じた配光パターンを形成することができる。 In the above configuration, a light shielding sheet having a plurality of light-transmitting portions for defining the outer shape of each of the plurality of light source images is further arranged between the rear lens array and the front lens array. For example, a light distribution pattern can be formed according to the size and external shape of each of the plurality of light-transmitting parts.
その際、上記「複数の透光部」の各々の具体的な大きさや外形形状は特に限定されるものではない。 At that time, the specific size and external shape of each of the "multiple transparent parts" are not particularly limited.
上記構成において、さらに、光源の構成として、発光面を灯具前方へ向けた状態で配置された発光素子で構成されたものとすれば、車両用灯具の奥行寸法を小さくすることが容易に可能となる。 In the above configuration, if the light source is configured with a light emitting element arranged with the light emitting surface facing the front of the lamp, it is possible to easily reduce the depth dimension of the vehicle lamp. Become.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具10を示す正面図である。また、図2は図1のII-II線断面図であり、図3は図1のIII-III線断面図である。なお、図1においては構成要素の一部を破断した状態で示している。
FIG. 1 is a front view showing a
図1~3において、Xで示す方向が灯具としての「前方」(車両としても「前方」)であり、Yで示す方向が「前方」と直交する「左方向」(車両としても「左方向」であるが灯具正面視では「右方向」)であり、Zで示す方向が「上方向」である。図1~3以外の図においても同様である。 In Figures 1 to 3, the direction indicated by ", but when viewed from the front of the lamp, it is "rightward"), and the direction indicated by Z is "upward". The same applies to figures other than FIGS. 1 to 3.
図1~3に示すように、本実施形態に係る車両用灯具10は、車両の右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、光源としての発光素子22と、灯具前後方向に延びる光軸Axを有するコリメータレンズ30と、マイクロレンズアレイ40と、遮光シート50とが収容された構成となっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, a
そして車両用灯具10は、発光素子22からの出射光を、コリメータレンズ30によって平行光にした状態でマイクロレンズアレイ40に入射させ、このマイクロレンズアレイ40を介して灯具前方へ向けて照射することにより、ロービーム用配光パターン(これについては後述する)を形成するように構成されている。
In the
発光素子22は、白色発光ダイオードであって、その発光面22aを灯具前方(具体的には灯具正面方向)へ向けた状態で配置されている。発光素子22の発光面22aは、矩形状(具体的には1×1mm程度の正方形)の外形形状を有している。そして、発光素子22は、その発光中心(すなわち発光面22aの中心位置)を光軸Ax上に位置させた状態で配置されている。
The
次に、コリメータレンズ30の具体的な構成について説明する。
Next, a specific configuration of the
図4(a)は、図2のIVa方向矢視図であり、図4(b)は、図2のIVb方向矢視図である。 4(a) is a view taken in the IVa direction of FIG. 2, and FIG. 4(b) is a view taken in the IVb direction of FIG. 2.
図4にも示すように、コリメータレンズ30は、透明樹脂製の射出成形品であって、光軸Axを中心とする中心領域32と、この中心領域32の周囲に位置する周辺領域34と、この周辺領域34の周囲に位置するフランジ部36とを備えている。中心領域32および周辺領域34は、灯具正面視において光軸Axを中心とする円形状の外形形状を有しており、フランジ部36は、灯具正面視において周辺領域34に外接する矩形状(具体的には一辺が50mm以下(例えば35mm程度)の正方形)の外形形状を有している。
As shown in FIG. 4, the
中心領域32の後面32bは、複数のレンズ素子32sが光軸Axを中心として同心円状に配置されたフレネルレンズで構成されており、これにより発光素子22からの出射光を光軸Ax寄りの方向へ屈折させる態様でコリメータレンズ30に入射させるようになっている。具体的には、中心領域32の後面32bは、各レンズ素子32sにおいて発光素子22の発光中心からの出射光を灯具正面方向へ向かう平行光としてコリメータレンズ30の前面30aに導くようになっている。
The
周辺領域34の後面34bには、複数の全反射プリズム素子34sが光軸Axを中心にして同心円状に並んだ状態で形成されている。これら複数の全反射プリズム素子34sの各々は、フレネルレンズ型全反射プリズムであって、発光素子22からの出射光を入射させた後に灯具前方へ向けて全反射させるように構成されている。具体的には、複数の全反射プリズム素子34sの各々は、発光素子22の発光中心からの出射光を、光軸Axから離れる方向へ屈折させる態様で入射させた後、灯具正面方向へ向かう平行光としてコリメータレンズ30の前面30aに導くようになっている。
On the
中心領域32と周辺領域34との境界位置は、光軸Axを中心とする半径4~6mm(例えば半径5mm程度)の円によって規定されている。
The boundary position between the
図2、3に示すように、周辺領域34の後面34bに形成された複数の全反射プリズム素子34sは、光軸Axを中心とする円環状凹曲面C(図中2点鎖線で断面形状を示す)を包絡面として形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of total
その際、周辺領域34の後面34bにおいては、複数の全反射プリズム素子34sの各々に対して発光素子22からの出射光が略均等に入射するように、複数の全反射プリズム素子34sのピッチおよび円環状凹曲面Cの曲率が設定されている。
At that time, on the
その結果、複数の全反射プリズム素子34sは、周辺領域34の後面34bの内周縁寄りに位置する全反射プリズム素子34sよりも外周縁寄りに位置する全反射プリズム素子34sの方が大きい断面形状を有するものとなっている。
As a result, of the plurality of total
図1~4に示すように、コリメータレンズ30の前面30aは、光軸Axと直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されている。そして、コリメータレンズ30は、その前面30aをマイクロレンズアレイ40に近接させた状態で配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
図2、3に示すように、コリメータレンズ30は、その中心領域32が3~4mm程度の略一定の肉厚になっているが、周辺領域34は、その中間部においては中心領域32よりも薄肉になっており、その外周縁部においては6~8mm程度の肉厚になっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4に示すように、コリメータレンズ30のフランジ部36は、中心領域32よりも薄肉でかつ前面30aと面一で平板状に延びるように形成されている。そして、このコリメータレンズ30は、そのフランジ部36においてランプボディ12に支持されるようになっている。
As shown in FIG. 4, the
次に、マイクロレンズアレイ40の具体的な構成について説明する。
Next, a specific configuration of the
図1~3に示すように、マイクロレンズアレイ40は、後側レンズアレイ42と、その灯具前方側に位置する前側レンズアレイ44とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
後側レンズアレイ42の前面は、灯具前後方向と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されているが、その後面には発光素子22からの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部42sが形成されている。これら複数の集光レンズ部42sは、いずれも凸曲面状の魚眼レンズであって、灯具前後方向に延びる光軸Ax1を有している。
The front surface of the
複数の集光レンズ部42sは、縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられている。各セグメントは、一辺の長さが2~3mm程度(例えば2.5mm程度)の矩形状(例えば正方形)の外形形状を有している。
The plurality of condensing
一方、前側レンズアレイ44の後面は、灯具前後方向と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されているが、その前面には複数の集光レンズ部42sによって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部44sが形成されている。これら複数の投影レンズ部44sは、いずれも凸曲面状の魚眼レンズであって、複数の集光レンズ部42sの各々と同一サイズで縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられている。その際、複数の投影レンズ部44sの各々の光軸Ax1は、複数の集光レンズ部42sの各々の光軸Ax1と同軸となるように設定されている。
On the other hand, the rear surface of the
後側レンズアレイ42は、灯具正面視において横長矩形状の外形形状を有しており、複数の集光レンズ部42sが形成されている部分を囲む外周縁領域42cは平板状に形成されている。
The
一方、前側レンズアレイ44も、灯具正面視において後側レンズアレイ42と同一の外形形状を有しており、複数の投影レンズ部44sが形成されている部分を囲む外周縁領域44cは平板状に形成されている。
On the other hand, the
後側レンズアレイ42と前側レンズアレイ44との間には、複数の集光レンズ部42sによって形成される複数の光源像の各々の形状を規定するための遮光シート50が配置されている。
A
遮光シート50は、後側レンズアレイ42および前側レンズアレイ44と略同一の外形形状を有する遮光板(例えば0.1~0.5mm程度の板厚を有する金属板)で構成されている。この遮光シート50には複数の透光部50a、50bが形成されている。その際、複数の透光部50a、50bは、前側レンズアレイ44における複数の投影レンズ部44sの各々に対応するようにして縦横格子状に配置されており、かつ、複数の透光部50aと複数の透光部50bとが、それぞれ縦1列で左右方向に交互に配置されている。
The light-shielding
図5は、図1のV部詳細図である。 FIG. 5 is a detailed view of the V section in FIG. 1.
図5にも示すように、複数の透光部50a、50bは、遮光シート50を貫通する開口部として互いに異なる開口形状で形成されている。
As also shown in FIG. 5, the plurality of light-transmitting
すなわち、複数の透光部50aの各々は、横長楕円形の上半部と略同一形状の開口形状を有している。透光部50aの下端縁50a1は、投影レンズ50の後側焦点の位置において光軸Ax1と直交する鉛直面に沿って、左右段違いで左右方向に延びるように形成されている。具体的には、この下端縁50a1は、光軸Ax1よりも左側の部分(灯具正面視では右側の部分)が光軸Ax1に対してやや上方側の位置において水平方向に延びており、光軸Ax1よりも右側の部分が光軸Ax1に対して僅かに下方側の位置において水平方向に延びるとともにその左端部が斜め左上方向に延びた状態で光軸Ax1よりも左側の部分と接続されている。
That is, each of the plurality of light-transmitting
また、複数の透光部50bの各々も、横長楕円形の上半部と略同一形状の開口形状を有しているが、透光部50aよりもかなり小さい開口形状に設定されている。そして、透光部50bの下端縁50b1は、透光部50aの下端縁50a1と同一形状を有している。
Further, each of the plurality of light-transmitting
遮光シート50は、後側レンズアレイ42および前側レンズアレイ44に対して接着等によって固定されている。そして、マイクロレンズアレイ40は、その後側レンズアレイ42の外周縁領域42cにおいてランプボディ12に支持されている。
The
図6は、車両用灯具10からの照射光によって灯具前方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配光パターンを透視的に示す図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a light distribution pattern formed by irradiation light from the
図6に示す配光パターンは、左配光のロービーム用配光パターンPL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。 The light distribution pattern shown in FIG. 6 is a left-hand low beam light distribution pattern PL, and has cut-off lines CL1 and CL2 at different levels on the left and right sides at its upper edge. These cutoff lines CL1 and CL2 are formed as a lower cutoff line CL1 on the right side of the VV line passing vertically through HV, which is the vanishing point in the front direction of the lamp, as a lower cutoff line CL1. The own lane side portion on the left side of the line is formed as an upper cutoff line CL2 which is stepped up from the lower cutoff line CL1 via an inclined part.
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。 In the low beam light distribution pattern PL, the elbow point E, which is the intersection of the lower cutoff line CL1 and the line VV, is located approximately 0.5 to 0.6 degrees below HV.
ロービーム用配光パターンPLは、大小2つの配光パターンPLA、PLBの合成配光パターンとして形成されている。 The low beam light distribution pattern PL is formed as a composite light distribution pattern of two large and small light distribution patterns PLA and PLB.
大きい方の配光パターンPLAは、複数の透光部50aを透過した複数の発光素子22からの出射光によって形成される配光パターンである。また、小さい方の配光パターンPLBは、複数の透光部50bを透過した複数の発光素子22からの出射光によって形成される配光パターンである。
The larger light distribution pattern PLA is a light distribution pattern formed by the light emitted from the plurality of
そして、このロービーム用配光パターンPLにおいては、配光パターンPLAによって拡散領域が形成されるとともに、配光パターンPLBによってエルボ点Eの近傍に高光度領域HZが形成されるようになっている。 In this low beam light distribution pattern PL, a diffusion region is formed by the light distribution pattern PLA, and a high luminous intensity region HZ is formed near the elbow point E by the light distribution pattern PLB.
次に本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.
本実施形態に係る車両用灯具10は、コリメータレンズ30を介して平行光としてマイクロレンズアレイ40に入射した発光素子22(光源)からの出射光を、マイクロレンズアレイ40の後側レンズアレイ42を構成する複数の集光レンズ部42sによって集光させるとともに、これにより形成される複数の光源像の各々を、マイクロレンズアレイ40の前側レンズアレイ44を構成する複数の投影レンズ部44sによって投影するように構成されているので、ロービーム用配光パターンPL(所要の配光パターン)を任意の形状で形成することが容易に可能となる。
The
その上で、コリメータレンズ30において、灯具前後方向に延びる光軸Axを中心とする中心領域32の周囲に位置する周辺領域32の後面32bには、発光素子22からの出射光を入射させた後に灯具前方へ向けて全反射させる複数の全反射プリズム素子32sが、光軸Axを中心にして同心円状に並んだ状態で形成されているので、車両用灯具10の奥行寸法を抑えた上で、発光素子22からの出射光を広範囲にわたって前方照射光として利用することができる。
In addition, in the
しかも、複数の全反射プリズム素子32sは、光軸Axを中心とする円環状凹曲面Cを包絡面として形成されているので、発光素子22からコリメータレンズ30の外周縁部へ向かう出射光に関しても十分な光量が得られるようにすることができる。したがって、発光素子22からの出射光を複数の集光レンズ部42sの各々に対して略均一な明るさの平行光として入射させることができ、これにより配光ムラの少ないロービーム用配光パターンPLを形成することができる。
Moreover, since the plurality of total
このように本実施形態によれば、マイクロレンズアレイ40を備えた車両用灯具10において、その奥行寸法を小さくした上で配光ムラの少ない配光パターンを形成することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the
その際、本実施形態においては、マイクロレンズアレイ40を構成する後側レンズアレイ42と前側レンズアレイ44との間に、複数の光源像の各々の外形形状を規定するための複数の透光部50a、50bを有する遮光シート50が配置されているので、複数の透光部50a、50bの各々の大きさや外形形状に応じた配光パターンPLA、PLBを形成することができ、これによりロービーム用配光パターンPLを任意の配光分布で形成することができる。
In this case, in the present embodiment, a plurality of transparent parts are provided between the
また本実施形態においては、車両用灯具10の光源が、発光面22aを灯具前方へ向けた状態で配置された発光素子22で構成されているので、車両用灯具10からの照射光によってカットオフラインCL1、CL2を有するロービーム用配光パターンPLを形成することが容易に可能となる。
Furthermore, in the present embodiment, the light source of the
上記実施形態においては、発光素子22の発光面22aが1×1mm程度の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の形状の発光面を有するものを用いることも可能である。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、コリメータレンズ30における中心領域32の後面32bが、フレネルレンズ状に形成されているものとして説明したが、これ以外の構成(例えば単一の凸レンズ面で構成されたもの等)を採用することも可能である。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、コリメータレンズ30が灯具正面視において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を採用することも可能である。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、コリメータレンズ30が射出成形品として構成されているものとして説明したが、これ以外の構成(例えば圧縮成形品として構成されたもの等)を採用することも可能である。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、マイクロレンズアレイ40における後側レンズアレイ42の集光レンズ部42sおよび前側レンズアレイ44の投影レンズ部44sが、縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられているものとして説明したが、縦横格子状以外の区分け(例えば斜め格子状やハニカム状の区分け等)を採用することも可能である。
In the embodiment described above, the
上記実施形態においては、遮光シート50が、複数の透光部50a、50bが複数の開口部として形成された遮光板で構成されているものとして説明したが、複数の透光部50a、50bを囲む領域の表面に遮光処理が施された透明シートや、後側レンズアレイ42の前面または前側レンズアレイ44の後面において複数の透光部50a、50bを囲む領域に遮光処理が施されることによって形成された遮光膜等を採用することも可能である。
In the above embodiment, the light-shielding
上記実施形態においては、遮光シート50に形成された複数の透光部50a、50bが、縦1列で左右方向に交互に形成されているものとして説明したが、これ以外の配置で複数種類の透光部が形成された構成とすることも可能である。
In the above embodiment, the plurality of light-transmitting
上記実施形態においては、所要の配光パターンとしてロービーム用配光パターンPLを形成する場合について説明したが、これ以外の配光パターン(例えば路面描画用配光パターン等)を形成する構成とすることも可能である。 In the above embodiment, a case has been described in which a low beam light distribution pattern PL is formed as the required light distribution pattern, but a configuration in which a light distribution pattern other than this (for example, a light distribution pattern for road surface drawing, etc.) is formed is also possible. is also possible.
次に、上記実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of the above embodiment will be described.
まず、上記実施形態の第1変形例について説明する。 First, a first modification of the above embodiment will be described.
図7~10は、本変形例に係る車両用灯具110を示す、図1~4と同様の図である。
7 to 10 are views similar to FIGS. 1 to 4, showing a
図7~10に示すように、本変形例に係る車両用灯具110の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、コリメータレンズ130およびマイクロレンズアレイ140の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。
As shown in FIGS. 7 to 10, the basic configuration of the
すなわち、本変形例のコリメータレンズ130は、上記実施形態のコリメータレンズ30とマイクロレンズアレイ40の後側レンズアレイ42とが一体的に形成されたような構成となっている。
That is, the
具体的には、本変形例のコリメータレンズ130には、その前面130aに複数の集光レンズ部130sが形成されており、これにより上記実施形態のマイクロレンズアレイ40の後側レンズアレイ42としての機能を果たすように構成されている。これら複数の集光レンズ部130sは、いずれも凸曲面状の魚眼レンズであって、上記実施形態のマイクロレンズアレイ40の後側レンズアレイ42に形成された複数の集光レンズ部42sの各々と同一サイズで縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられている。
Specifically, the
また、本変形例のマイクロレンズアレイ140は、上記実施形態のマイクロレンズアレイ40における前側レンズアレイ44としての機能を果たすように構成されている。すなわち、このマイクロレンズアレイ140は、その前面140aに複数の投影レンズ部140s2が形成されるとともに、その後面140bに複数の集光レンズ部140s1が形成された構成となっている。これら複数の集光レンズ部140s1および複数の投影レンズ部140s2は、コリメータレンズ130の前面130aに形成された複数の集光レンズ部130sの各々と同一サイズで縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられている。
Further, the
マイクロレンズアレイ140は、その外周縁領域140cが平板状に形成されており、かつ、灯具後方側へ向けて厚肉となるように形成されている。
The
本変形例においては、上記実施形態と同様の構成を有する遮光シート50がコリメータレンズ130とマイクロレンズアレイ140との間に配置されている。この遮光シート50は、その外周縁部においてマイクロレンズアレイ140の外周縁領域140cに対して接着等によって固定されている。そして、マイクロレンズアレイ140は、その外周縁領域140cにおいてランプボディ12に支持されている。
In this modification, a
本変形例に係る車両用灯具110においては、発光素子22からの出射光をコリメータレンズ130に入射させて平行光とした後、その前面130aに形成された複数の集光レンズ部130sおよびマイクロレンズアレイ140の後面140bに形成された複数の集光レンズ部140s1によって集光させるとともに、これにより形成される複数の光源像の各々を、マイクロレンズアレイ140の前面140aに形成された複数の投影レンズ部140s2によって投影するように構成されているので、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
In the
しかも、本変形例のコリメータレンズ130は、上記実施形態のコリメータレンズ30とマイクロレンズアレイ40の後側レンズアレイ42とが一体的に形成された構成となっているので、車両用灯具110の奥行寸法をさらに小さくすることができ、かつ、部品点数の削減による車両用灯具110のコスト低減を図ることができる。
Moreover, since the
次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。 Next, a second modification of the above embodiment will be described.
図11は、本変形例に係る車両用灯具210を示す、図3と同様の図である。
FIG. 11 is a diagram similar to FIG. 3, showing a
図11に示すように、本変形例に係る車両用灯具210の基本的な構成は上記第1変形例の場合と同様であるが、上記第1変形例に係る車両用灯具110のように遮光シート50を備えた構成とはなっておらず、かつ、マイクロレンズアレイ240の構成が上記第1変形例の場合と一部異なっている。
As shown in FIG. 11, the basic configuration of a
すなわち、本変形例のマイクロレンズアレイ240も、その後面240bに複数の集光レンズ部240s1が形成されるとともに、その前面240aに複数の投影レンズ部240s2が形成された構成となっているが、複数の投影レンズ部240s2は、コリメータレンズ130の光軸Axから離れた位置にあるものほど、その表面形状を構成する凸曲面の水平断面形状の曲率が大きくなるように形成されている。一方、これら複数の投影レンズ部240s2の各々の表面形状を構成する凸曲面の鉛直断面形状に関しては、その曲率が略一定の値に設定されている。
That is, the
すなわち、複数の投影レンズ部240s2は、鉛直面内における焦点距離は略一定の値であるが、水平面内における焦点距離は光軸Axから離れた位置にあるものほど短くなっている。 That is, the focal lengths of the plurality of projection lens sections 240s2 in the vertical plane are approximately constant, but the focal lengths in the horizontal plane become shorter as the distance from the optical axis Ax increases.
これにより、マイクロレンズアレイ240からの出射光は、光軸Axに近い位置にある投影レンズ部240s2においては左右方向に大きく拡がる光となり、光軸Axから離れた位置にある投影レンズ部240s2においては左右方向に小さく拡がる光となる。
As a result, the light emitted from the
図12は、車両用灯具210からの照射光によって灯具前方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配光パターンを透視的に示す図である。
FIG. 12 is a perspective view showing a light distribution pattern formed by irradiation light from the
図12に示す配光パターンは、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付加配光パターンPAである。 The light distribution pattern shown in FIG. 12 is an additional light distribution pattern PA that is additionally formed with respect to the low beam light distribution pattern PL when forming the high beam light distribution pattern PH.
図12に示すように、付加配光パターンPAは、H-Vを中心にしてV-V線から左右両側に拡がる横長の配光パターンとして形成されている。その際、付加配光パターンPAは、左右拡散角の異なる複数の配光パターンが重畳的に形成されたものとなっている。これは、マイクロレンズアレイ240の前面240aを構成する複数の投影レンズ部240s2の焦点距離が、鉛直面内においては略一定の値であるが水平面内においては光軸Axから離れた位置にあるものほど短くなっていることによるものである。
As shown in FIG. 12, the additional light distribution pattern PA is formed as a horizontally elongated light distribution pattern that extends from the VV line to both left and right sides with HV as the center. At this time, the additional light distribution pattern PA is formed by superimposing a plurality of light distribution patterns having different left and right diffusion angles. This is because the focal lengths of the plurality of projection lens sections 240s2 constituting the
本変形例の構成を採用した場合にも、車両用灯具210の奥行寸法を小さくした上で配光ムラの少ない配光パターンを形成することができる。
Even when the configuration of this modification is adopted, it is possible to reduce the depth dimension of the
また本変形例のように、複数の投影レンズ部240s2の各々について、その焦点距離の値を適宜調整することにより、複数の配光パターンの合成配光パターンとして形成される付加配光パターンPAの配光分布の自由度を高めることができる。 Further, as in this modification, by appropriately adjusting the value of the focal length of each of the plurality of projection lens sections 240s2, an additional light distribution pattern PA is formed as a composite light distribution pattern of a plurality of light distribution patterns. The degree of freedom in light distribution can be increased.
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。 Note that the numerical values shown as specifications in the above embodiment and its modified examples are merely examples, and it goes without saying that these may be set to different values as appropriate.
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。 Furthermore, the present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments and modifications thereof, and configurations with various changes other than these can be adopted.
10、110、210 車両用灯具
12 ランプボディ
14 透光カバー
22 発光素子(光源)
22a 発光面
30、130 コリメータレンズ
30a、130a、140a、240a 前面
32 中心領域
32b、34b、140b、240b 後面
32s レンズ素子
34 周辺領域
34s 全反射プリズム素子
36 フランジ部
40、140、240 マイクロレンズアレイ
42 後側レンズアレイ
42c、44c、140c 外周縁領域
42s、130s、140s1、240s1 集光レンズ部
44 前側レンズアレイ
44s、140s2、240s2 投影レンズ部
50 遮光シート
50a、50b 透光部
50a1、50b1 下端縁
Ax、Ax1 光軸
C 円環状凹曲面
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
HZ 高光度領域
PA 付加配光パターン(所要の配光パターン)
PH 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(所要の配光パターン)
PLA、PLB 配光パターン
10, 110, 210
22a
PH Light distribution pattern for high beam PL Light distribution pattern for low beam (required light distribution pattern)
PLA, PLB light distribution pattern
Claims (5)
上記マイクロレンズアレイは、上記光源からの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部を有する後側レンズアレイと、上記複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部を有する前側レンズアレイとを備えており、
上記光源と上記後側レンズアレイとの間に、上記光源からの出射光を平行光として上記後側レンズアレイに入射させるためのコリメータレンズが配置されており、
上記コリメータレンズは、灯具前後方向に延びる光軸を中心とする中心領域と、上記中心領域の周囲に位置する周辺領域とを備えており、
上記周辺領域の後面に、上記光源からの出射光を入射させた後に灯具前方へ向けて全反射させる複数の全反射プリズム素子が、上記光軸を中心にして同心円状に並んだ状態で形成されており、
上記複数の全反射プリズム素子は、上記光軸を中心とする円環状凹曲面を包絡面として形成されている、ことを特徴とする車両用灯具。 A vehicle lamp configured to form a desired light distribution pattern by irradiating light emitted from a light source toward the front of the lamp through a microlens array,
The microlens array includes a rear lens array having a plurality of condensing lens sections for condensing light emitted from the light source, and each of the plurality of light source images formed by the plurality of condensing lens sections. and a front lens array having a plurality of projection lens sections for projecting.
A collimator lens is disposed between the light source and the rear lens array to make the light emitted from the light source enter the rear lens array as parallel light.
The collimator lens includes a central region centered on an optical axis extending in the front-rear direction of the lamp, and a peripheral region located around the central region,
A plurality of total reflection prism elements are formed on the rear surface of the peripheral area, and are arranged in concentric circles around the optical axis, for making the emitted light from the light source incident and totally reflecting it toward the front of the lamp. and
The vehicular lamp is characterized in that the plurality of total reflection prism elements are formed with an annular concave curved surface centered on the optical axis as an envelope surface.
Priority Applications (2)
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JP2022093905A JP2023180529A (en) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | Vehicular lighting device |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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