JP2024049455A - Vehicle lighting fixtures - Google Patents
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Abstract
【課題】構成が異なる複数の光源ユニットを一つの投影レンズに対応して構成したランプユニットにおいて、投影レンズの意匠性を高めた車両用灯具を提供する。【解決手段】、ロービーム光源ユニット1,2と、ハイビーム光源ユニット3と、各光源ユニットの光を投影して所要の配光を形成する投影レンズ4とを備えており、投影レンズ4は、ロービーム光源ユニット1,2の光を投影してロービーム配光を形成するロービームレンズ部41,42と、ハイビーム光源ユニット3の光を投影してハイビーム配光を形成するハイビームレンズ部43とが一体に形成される。投影レンズ4の前面は一様な曲面又は平面で構成され、投影レンズ4の後面は各レンズ部41,42,43の少なくとも1つが異なる曲面で構成される。【選択図】図2[Problem] To provide a vehicle lamp having an improved design of a projection lens in a lamp unit in which a plurality of light source units with different configurations are configured to correspond to one projection lens. [Solution] The lamp unit includes low beam light source units 1, 2, a high beam light source unit 3, and a projection lens 4 that projects light from each light source unit to form a required light distribution, and the projection lens 4 is integrally formed with low beam lens sections 41, 42 that project light from the low beam light source units 1, 2 to form a low beam light distribution, and a high beam lens section 43 that projects light from the high beam light source unit 3 to form a high beam light distribution. The front surface of the projection lens 4 is formed of a uniform curved surface or flat surface, and at least one of the lens sections 41, 42, 43 on the rear surface of the projection lens 4 is formed of a different curved surface. [Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は自動車等の車両に装備して好適な車両用灯具に関する。 The present invention relates to a vehicle lamp suitable for mounting on vehicles such as automobiles.
車両用灯具、特に、自動車のヘッドランプの構造の簡易化を図るために、ロービーム光源ユニットやハイビーム光源ユニットを含む複数の光源ユニットの各投影レンズを一体化したランプユニットが提案されている。例えば、特許文献1には、一つの投影レンズに対してロービーム光源ユニットとハイビーム光源ユニットが対応配置されており、各光源ユニットから出射された光を当該一つの投影レンズにより投影してそれぞれ所要のロービーム配光とハイビーム配光を形成する構成がとられている。また、特許文献2には1つの投影レンズに対して3つのロービーム光源ユニットが対応配置されている。
In order to simplify the structure of vehicle lighting fixtures, particularly automobile headlamps, lamp units have been proposed that integrate the projection lenses of multiple light source units, including low beam light source units and high beam light source units. For example, in
このようにロービーム配光とハイビーム配光を一つの投影レンズで投影する照明ランプユニットにおいては、投影レンズを前面側から観察したときの見栄え、すなわち意匠性が問題になる。すなわち、配光特性図上において、ロービーム配光は水平線の下側領域を照明し、ハイビーム配光は水平線の上側領域を照明するため、それぞれの配光を実現するためのレンズ形状が相違する。すなわち、投影レンズに一体形成されているロービーム配光を形成するためのレンズ部とハイビーム配光を形成するためのレンズ部のレンズ形状が相違する。特許文献1の投影レンズは、ハイビーム光源ユニットに対応するレンズ部の前面の形状が、ロービーム光源ユニットに対応するレンズ部と相違されている。
In this way, in a lighting lamp unit that projects low-beam and high-beam light distributions with a single projection lens, the appearance when the projection lens is observed from the front side, i.e., design, becomes an issue. That is, on a light distribution characteristic diagram, the low-beam light distribution illuminates the area below the horizon, and the high-beam light distribution illuminates the area above the horizon, so the lens shapes for realizing each light distribution are different. That is, the lens shapes of the lens part for forming the low-beam light distribution and the lens part for forming the high-beam light distribution, which are integrally formed with the projection lens, are different. In the projection lens of
また、ロービーム配光として、中央領域を照明する配光と、周辺領域を照明する配光をそれぞれ別の光源ユニットで構成する複数の光源ユニットを備えた照明ランプユニットにおいても、各ロービーム光源ユニッでの配光を実現するためのレンズ部のレンズ形状が相違する。特許文献2の投影レンズは一部のロービーム光源ユニットに対応するレンズ部の前面の形状が他のレンズ部と相違されている。
In addition, even in an illumination lamp unit equipped with multiple light source units that are configured with separate light source units for low-beam light distribution, such as light distribution that illuminates a central area and light distribution that illuminates a peripheral area, the lens shapes of the lens parts for realizing light distribution in each low-beam light source unit are different. In the projection lens of
一つの投影レンズに複数の異なるレンズ形状、通常では凸状の球面や曲面が投影レンズの前面に形成されると、当該投影レンズを前面側から観察したときに、前面に表れている複数の異なるレンズ形状が照明ランプユニットの外観上の見栄えを損ない、意匠性が低下する要因となる。 When multiple different lens shapes, usually convex spherical or curved surfaces, are formed on the front surface of a single projection lens, when the projection lens is observed from the front side, the multiple different lens shapes that appear on the front surface detract from the appearance of the lighting lamp unit, resulting in a decrease in design quality.
本発明の目的は、複数の光源ユニット、特に構成が異なる複数の光源ユニットを一つの投影レンズに対応して構成したランプユニットにおいて、投影レンズの意匠性を高めた車両用灯具を提供する。 The object of the present invention is to provide a vehicle lamp that enhances the design of the projection lens in a lamp unit in which multiple light source units, particularly multiple light source units with different configurations, are configured to correspond to one projection lens.
本発明の車両用灯具は、複数のロービーム光源ユニットと、これら複数のロービーム光源ユニットの光を前方に向けて投影して所要の配光を形成する投影レンズとを備えており、投影レンズは、複数のロービーム光源ユニットの光を投影してそれぞれ異なる配光を形成する複数のレンズ部が一体に形成されており、当該投影レンズの前面は一様な曲面又は平面で構成され、当該投影レンズの後面は複数のレンズ部の少なくとも1つが異なる曲面で構成されている。例えば、投影レンズの前面は鉛直方向と水平方向にそれぞれ湾曲した曲面である。この場合、投影レンズの前面は鉛直方向断面が所要の曲率の円弧面であることが好ましい。 The vehicle lamp of the present invention includes a plurality of low beam light source units and a projection lens that projects light from the plurality of low beam light source units forward to form a required light distribution. The projection lens is integrally formed with a plurality of lens portions that project light from the plurality of low beam light source units to form different light distributions, and the front surface of the projection lens is formed of a uniform curved surface or flat surface, and at least one of the lens portions of the rear surface of the projection lens is formed of a different curved surface. For example, the front surface of the projection lens is a curved surface that is curved in both the vertical and horizontal directions. In this case, it is preferable that the vertical cross section of the front surface of the projection lens is an arc surface with the required curvature.
本発明の好ましい形態は、ロービーム光源ユニットはロービーム配光のホットゾーンを含む中央領域を照明する集光ロービーム光源ユニットと、この中央領域よりも広い広域領域を照明する拡散ロービーム光源ユニットを備えており、集光ロービーム光源ユニットのレンズ部は鉛直方向と水平方向に屈折力を有するレンズとして構成され、拡散ロービーム光源ユニットのレンズ部は鉛直方向に屈折力を有し水平方向に屈折力を有しないレンズとして構成される。 In a preferred embodiment of the present invention, the low beam light source unit includes a concentrating low beam light source unit that illuminates a central area including a hot zone of the low beam light distribution, and a diffuse low beam light source unit that illuminates a wider area than the central area, and the lens portion of the concentrating low beam light source unit is configured as a lens having refractive power in the vertical and horizontal directions, and the lens portion of the diffuse low beam light source unit is configured as a lens having refractive power in the vertical direction but not in the horizontal direction.
また、本発明の車両用灯具は、ロービーム光源ユニットと、ハイビーム光源ユニットと、各光源ユニットの光を投影して所要の配光を形成する投影レンズとを備えており、投影レンズは、ロービーム光源ユニットの光を投影してロービーム配光を形成するロービームレンズ部と、ハイビーム光源ユニットの光を投影してハイビーム配光を形成するハイビームレンズ部とが一体に形成されるとともに、当該投影レンズの前面は一様な曲面又は平面で構成され、当該投影レンズの後面は各レンズ部の少なくとも1つが異なる曲面で構成される。 The vehicle lamp of the present invention includes a low beam light source unit, a high beam light source unit, and a projection lens that projects the light of each light source unit to form a desired light distribution. The projection lens is integrally formed with a low beam lens portion that projects the light of the low beam light source unit to form a low beam distribution, and a high beam lens portion that projects the light of the high beam light source unit to form a high beam distribution. The front surface of the projection lens is formed of a uniform curved surface or flat surface, and at least one of the lens portions of the projection lens is formed of a different curved surface.
本発明の好ましい形態は、ロービーム光源ユニットはロービーム配光のホットゾーンを含む中央領域を照明する集光ロービーム光源ユニットと、この中央領域よりも広い広域領域を照明する拡散ロービーム光源ユニットを備え、集光ロービーム光源ユニットのレンズ部は鉛直方向と水平方向に屈折力を有するレンズとして構成され、拡散ロービーム光源ユニットのレンズ部は鉛直方向に屈折力を有し水平方向に屈折力を有しないレンズとして構成され、ハイビームレンズ部は鉛直方向と水平方向に屈折力を有するレンズとして構成される。 In a preferred embodiment of the present invention, the low beam light source unit includes a concentrating low beam light source unit that illuminates a central area including a hot zone of the low beam light distribution, and a diffuse low beam light source unit that illuminates a wide area wider than the central area, the lens portion of the concentrating low beam light source unit is configured as a lens having refractive power in the vertical and horizontal directions, the lens portion of the diffuse low beam light source unit is configured as a lens having refractive power in the vertical direction but not in the horizontal direction, and the high beam lens portion is configured as a lens having refractive power in the vertical and horizontal directions.
本発明によれば、一つの投影レンズに対応して異なる構成の光源ユニットを備えたランプユニットを構成した場合において、投影レンズの前面が一様な曲面又は平面で構成されるので意匠性を高めた車両用灯具が得られる。 According to the present invention, when a lamp unit is constructed with light source units of different configurations corresponding to one projection lens, the front surface of the projection lens is constructed as a uniform curved or flat surface, resulting in a vehicle lamp with improved design.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1(a)は本発明の車両用灯具として適用された左右のヘッドランプL-HL,R-HLを備える自動車CARの概略斜視図である。これら左右のヘッドランプL-HL,R-HLの構成は一部の構成を除けば左右対称であるので、以降は主に右ヘッドランプR-HLについて説明するが、単にヘッドランプHLと称することもある。右ヘッドランプR-HLは自動車CARの車体の右前部に配設されており、当該車体に取り付けられたランプハウジング100内に、照明ランプユニットLLUと表示ランプユニットILUが配設された複合型ヘッドランプとして構成されている。なお、以降の説明において、基本的に前後方向は自動車CARの前後方向であり、左右方向は自動車CARの車幅方向である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1(a) is a schematic perspective view of an automobile CAR equipped with left and right headlamps L-HL, R-HL applied as the vehicle lamp of the present invention. The left and right headlamps L-HL, R-HL are symmetrical except for some configurations, so the following description will mainly focus on the right headlamp R-HL, but it may also be simply called headlamp HL. The right headlamp R-HL is disposed at the right front part of the body of the automobile CAR, and is configured as a composite headlamp in which an illumination lamp unit LLU and an indication lamp unit ILU are disposed within a
図1(b)は右ヘッドランプR-HLの一部を分解した概略斜視図である。ランプハウジング100は、車両の前方から側方にわたる部位が開口されたランプボディ101と、このランプボディ101の開口を塞ぐように取り付けられた透光性のアウターカバー102とで構成されている。このアウターカバー102は透光性カバーあるいはアウターレンズとも称されるが、無色の透光性樹脂等からなる、いわゆる素通しレンズとて構成されており、自動車CARの車体の右前部の湾曲形状に倣って表面が幾分湾曲された曲面に形成されている。
Figure 1(b) is a schematic perspective view of a partially exploded right headlamp R-HL. The
このランプハウジング100内の下部に照明ランプユニットLLUが配設され、その上部に表示ランプユニットILUが配設されている。照明ランプユニットLLUは前面側から見たときには車幅方向に長辺を向けた横長の長方形に近い形状の発光面を有する構成とされている。また、表示ランプユニットILUは照明ランプユニット1の上側において車幅方向に延びる細長いストリップ(帯)状に近い形状の発光面を有する構成とされている。
An illumination lamp unit LLU is disposed at the bottom of this
照明ランプユニットLLUは、詳細については後述するが複数の実施の形態があり、1つの投影レンズに対応してロービーム(以下、Lo)光源ユニットとハイビーム(以下、Hi)光源ユニットが組み付けられている。そして、Lo光源ユニットが発光されたときに所定のLo配光での照明を行い、Hi光源ユニットが発光されたときにHi配光、ここではADB(Adaptive Driving Beam)-Hi配光での照明を行うように構成されている。 The lighting lamp unit LLU has multiple embodiments, the details of which will be described later, and a low beam (hereinafter, Lo) light source unit and a high beam (hereinafter, Hi) light source unit are assembled to correspond to one projection lens. When the Lo light source unit emits light, it provides illumination with a specified Lo light distribution, and when the Hi light source unit emits light, it provides illumination with a Hi light distribution, in this case ADB (Adaptive Driving Beam)-Hi light distribution.
表示ランプユニットILUは、ここでは自車の存在を表示するための白色光で発光するCL(クリアランスランプ)又はDRL(デイタイムランニングランプ)として機能するランプユニットとして構成されている。この表示ランプユニットILUは本発明との関連が少ないので詳細な説明は省略するが、照明ランプユニットLLUの上縁に沿って車幅方向に延びるストリップ状の導光体と、白色光を発光する白色LEDを備えている。そして、白色LEDが発光したときに発光された白色光が導光体を透して出射されることによりCL又はDRLとして点灯される。 The indication lamp unit ILU is configured here as a lamp unit that functions as a CL (clearance lamp) or DRL (daytime running lamp) that emits white light to indicate the presence of the vehicle. This indication lamp unit ILU is not particularly relevant to the present invention, so a detailed description will be omitted, but it is equipped with a strip-shaped light guide that extends in the vehicle width direction along the upper edge of the illumination lamp unit LLU, and a white LED that emits white light. When the white LED emits light, the emitted white light passes through the light guide and is emitted to light up as the CL or DRL.
あるいは、表示ランプユニットILUは、車幅方向に配列された複数の白色LEDと、これらのLEDの前側に配設された車幅方向に細長い投影レンズとで構成されてもよい。この構成では、白色LEDが発光したときに発光された白色光が投影レンズを透して出射されることによりCL又はDRLとして点灯される。なお、この表示ランプユニットILUは、さらにアンバー色光を発光するアンバー色LEDを備えてもよく、その場合には表示ランプユニットILUは信号灯機能を有するTSL(ターンシグナルランプ)としても構成される。 Alternatively, the indicator lamp unit ILU may be configured with a number of white LEDs arranged in the vehicle width direction and a projection lens that is elongated in the vehicle width direction and disposed in front of these LEDs. In this configuration, when the white LEDs emit light, the emitted white light passes through the projection lens and is lit as CL or DRL. Note that this indicator lamp unit ILU may further include an amber LED that emits amber light, in which case the indicator lamp unit ILU is also configured as a TSL (turn signal lamp) that has a signal lamp function.
(実施形態1)
図2は前記した右ヘッドランプR-HLにおける照明ランプユニットLLUの実施形態1の一部を分解した斜視図であり、図3は概略の平面断面図である。この照明ランプユニットLLUは、一つの投影レンズ4に対して、2つのLo光源ユニット、すなわち第1Lo光源ユニット1及び第2Lo光源ユニット2と、1つのHi光源ユニット3を備えており、各光源ユニット1,2,3は1つの投影レンズ4を共用してそれぞれプロジェクター型のランプを構成している。
(Embodiment 1)
Fig. 2 is a partially exploded perspective view of the first embodiment of the illumination lamp unit LLU in the right headlamp R-HL described above, and Fig. 3 is a schematic plan sectional view. This illumination lamp unit LLU is provided with two Lo light source units, i.e., a first Lo
2つのLo光源ユニット1,2は車幅方向の外側に配置され、1つのHi光源ユニット3は車幅方向の内側に配置されている。第1Lo光源ユニット1は、後述するように、配光の中心領域、すなわち自動車の前方を照明する際の配光の基準となる水平線Hと鉛直線Vの交点(以下、HV点と称する)の近傍領域を集光的に照明する集光Lo光源ユニットとして構成されている。第2Lo光源ユニット2は、この集光領域を含む広い領域を相対的に低い照度で照明する拡散Lo光源ユニットとして構成されている。
The two Lo
第1Lo光源ユニット、すなわち集光Lo光源ユニット1は、図4A(a)の縦断面図を合わせて参照すると、光源としての白色LED11と、この白色LED11から出射された白色光を前方に向けて反射するリフレクタ12を備えている。白色LED11は白色光を発光するチップ型LEDで構成され、その発光面を鉛直上方に向けた状態でユニットボディ13に搭載されている。このユニットボディ13は例えばヒートシンクとして構成されており、その上面に所要のアタッチメントを介して白色LED11が搭載され、さらに図示を省略した配線を通して発光のための給電が行われる。
Referring also to the vertical cross-sectional view of FIG. 4A(a), the first Lo light source unit, i.e., the concentrated Lo
リフレクタ12は回転楕円面を基礎とする凹面反射鏡として構成されており、その第1焦点に前記白色LED11が配置されている。実際には、リフレクタ12は、楕円長軸を含む鉛直方向断面から水平方向断面に向けて楕円の偏平率が徐々に小さくなる形状とされている。また、前記ユニットボディ13の上面の前端縁はシェード14として構成されており、前方に向けて凹状に湾曲された平面形状である。
The
第2Lo光源ユニット、すなわち拡散Lo光源ユニット2は、図4B(a)の縦断面図を合わせて参照すると、基本的な構成は集光Lo光源ユニット1と同様である。すなわち、光源としての白色LED21と、この白色LED21から出射された白色光を前方に向けて反射するリフレクタ22を備えている。白色LED21は白色光を発光するチップ型LEDで構成され、その発光面を鉛直上方に向けた状態でユニットボディ23に搭載されている。リフレクタ22は回転楕円面を基礎とする凹面反射鏡として構成されており、その第1焦点に前記白色LED21が配置されている。前記ユニットボディ23の上面の前端縁はシェード24として構成されており、集光Lo光源ユニット1とは逆に、シェード24は前方に向けて凸状に湾曲された平面形状である。
The second Lo light source unit, i.e., the diffuse Lo
前記Hi光源ユニット3は、図3に示したように、光源としての複数個の白色LED31と、この白色LEDから出射された光を幾分収束させる補正レンズ32を備えている。複数個の白色LED31は10個のチップ型LEDで構成されており、それぞれの発光面を前方に向けた状態でユニットボディ33に立設されたベース壁34の前面に車幅方向に一列に並んで搭載されている。これら10個の白色LED31は、自動車の車幅外方向から車幅内方向(車幅中央方向)に向けて隣接する白色LEDとの車幅方向の間隔寸法が徐々に大きくされているが、その詳細は後述する。
As shown in FIG. 3, the Hi
前記補正レンズ32は10個の白色LED31の前側位置に配置され、各白色LED31の発光面から出射された白色光が入射されるように構成されている。この補正レンズ32は正の屈折力を有するレンズ、ここでは凸レンズで構成されており、各白色LED31から発散状態で出射された白色光を収束方向に屈折して投影レンズ4に入射させる構成とされている。この補正レンズ32はHi光源ユニット3と一体的に組み立てられているが、別体に構成されてもよい。
The
一方、図3に示した投影レンズ4は、2つのLo光源ユニット1,2と1つのHi光源ユニット3の各配光を形成するための共通の投影レンズとして構成されており、2つのLo光源ユニット1,2と1つのHi光源ユニット3の前面側の領域にわたって配設されている。この投影レンズ4はインナーレンズとも称されるが、照明ランプユニットLLUの発光面として構成されるものであり、透光性材料により車幅方向に長辺を向けた横長の長方形に近い形状に形成されている。
On the other hand, the
図5は投影レンズ4を後面側から見た斜視図であり、投影レンズ4は各光源ユニット1,2,3に対応して車幅方向に区分されている。以降においては、区分した各部を便宜的にレンズ部と称する。すなわち、集光Lo光源ユニット1、拡散Lo光源ユニット2、Hi光源ユニット3に対向される部位をそれぞれ集光Loレンズ部41、拡散Loレンズ部42、Hiレンズ部43と称する。
Figure 5 is a perspective view of the
前記投影レンズ4の前面は全域にわたって一様な曲面で構成されている。すなわち、鉛直断面については各レンズ部41~43について所要の曲率の凸状をした円弧面あるいはこれに近い曲面とされる。一方、水平断面についてはランプハウジング100のアウターレンズ102の湾曲形状に倣って車両中央側から車幅外側方向に向けて緩やかに後方に延びる曲面に形成されている。したがって、投影レンズ4の前面は鉛直方向及び水平方向にそれぞれ湾曲した一様な曲面として構成され、投影レンズ4を前面側から観察したときには、各レンズ部41~43の区分が識別できない滑らかに連続した面として観察され、この点での意匠的効果が高められる。
The front surface of the
投影レンズ4の後面については各レンズ部41~43の形状は相違している。集光Loレンズ部41の後面は、少なくとも水平方向に所要の曲率の凸状の球面ないしは非球面に形成されている。また、鉛直方向についても同様な凸状の曲面に形成されている。これらの面形状により、集光Loレンズ部41は、いわゆる両凸レンズとして構成されており、水平方向及び鉛直方向のいずれも光を収束させる正の屈折力のあるレンズ部として構成されている。
The shapes of the
また、図4A(a)に示したように、この集光Loレンズ部41の光軸Lx上にある焦点Fは、集光Lo光源ユニット1のリフレクタ12の第2焦点の近傍位置、換言すればシェード14の近傍位置に設定される。なお、水平方向と鉛直方向のそれぞれについて正の屈折力のレンズ部として構成されるのであれば、集光Loレンズ部41の後面は凹面であってもよい。
As shown in FIG. 4A(a), the focal point F on the optical axis Lx of the condensing
拡散Loレンズ部42の後面は、鉛直方向については正の屈折力を生じる平面又は曲面に形成されている。ここでは前面よりも小さい曲率の曲面に形成されており、いわゆるメニスカス型のレンズとして構成され、集光Loレンズ部41よりも薄肉に形成されている。一方、水平方向については、図3に示したように、前面と平行な曲面に形成されており、したがって水平方向にはレンズとしての屈折力を生じない構成とされている。換言すれば、水平方向に湾曲されたシリンドリカルレンズとして構成されている。
The rear surface of the diffusing
この拡散Loレンズ部42は鉛直方向については光軸Lx及び焦点Fが特定できるが、水平方向については水平方向に延びる面状又は線状となる。この光軸Lx及び焦点Fは、図4B(a)に示したように、拡散Lo光源ユニット2のリフレクタ22の第2焦点の近傍位置、すなわちシェード24の位置に設定される。
The diffused
Hiレンズ部43の後面は、集光Loレンズ部41と同様に、水平方向には所要の曲率の凸状の球面ないしは非球面に形成され、鉛直方向についても同様な凸状の球面ないしは非球面に形成されている。これらの面形状により、Hiレンズ部43は、水平方向及び鉛直方向のいずれも光を収束させる正の屈折力のあるレンズ部として構成されており、3つのレンズ部のうち最も肉厚に形成されている。
The rear surface of the
Hiレンズ部43の光軸Lxは、前記した補正レンズ32の光軸と一致されている。また、この光軸Lxの鉛直方向の位置は白色LED41の高さ位置に一致され、水平方向の位置は白色LED41の水平方向中心位置として設定された所定位置に一致されている。このHiレンズ部43についても、水平方向と鉛直方向のそれぞれについて正の屈折力のレンズ部として構成されるのであれば、後面は凹面であってもよい。
The optical axis Lx of the
以上の構成の3つの光源ユニット1,2,3と、1つの投影レンズ4はそれぞれ別体に構成された上で独立して前記ランプハウジング100内に配設されてもよい。あるいは2つのLo光源1,2が一体に組み立てられた上でランプハウジング100内に配設されてもよい。さらには、3つの光源ユニット1,2,3が一体的に組み立てられた上でランプハウジング100内に配設されてもよい。この場合には、投影レンズ4も3つの光源ユニット1,2,3と一体的に組み立てられる構成とされてもよい。
The three
以上の構成の照明ランプユニットの作用について説明する。ヘッドランプHLがLoビーム配光で点灯されたときには、2つのLo光源ユニット1,2が同時に発光状態とされる。集光Lo光源ユニット1では、図4A(a)のように、発光された白色LED11の白色光はリフレクタ12で前方に向けて反射されて第2焦点の近傍に収束され、また、一部はユニットベース13の表面で反射される。シェード14で遮光されない白色光が投影レンズ4の集光レンズ部41に入射される。集光レンズ部41は、図3にも示すように、鉛直方向と水平方向に屈折力を有しているので、白色光は集光レンズ部41により自動車の前方に照射される。
The operation of the lighting lamp unit configured as above will be described. When the headlamp HL is turned on with the Lo beam distribution, the two Lo
集光Lo光源ユニット1のシェード14は、前記したように水平方向に段状に形成されているので、図4A(b)に示すように、投影される白色光にはカットオフライン(以下、COライン)、ここでは段状COラインCOL1が形成され、この段状COラインCOLcの下側領域に白色光が照射された集光Lo配光PLo1が得られる。この段状COラインCOL1は、例えば対向車線側が自車線側よりも低くされており、対向車線側では水平線Hに対して下方に0.57度の角度位置である。また、集光Lo光源ユニット1では、シェード14は前方に向けて凹形状とされているので、集光Loレンズ部41に生じるレンズ収差、特に像面湾曲を解消ないし低減した鮮鋭な段状COラインCOL1が得られる。さらに、集光Loレンズ部41の鉛直方向と水平方向の屈折力によって白色光はHV点の近傍に集光状態で照射されるので、集光Lo配光PLo1は相対的に照度の高い領域、いわゆるホットゾーンを含むLo配光となる。
The
拡散Lo光源ユニット2では、図4B(a)のように、発光された白色LED21の白色光はリフレクタ22で反射されて第2焦点の近傍に収束され、シェード24で遮光されない白色光が投影レンズ4の拡散Loレンズ部42に入射される。拡散Loレンズ部42は鉛直方向に屈折力を有しているが、図3に示したように、水平方向には屈折力を有していない。また、拡散Lo光源ユニット2のシェード24は、前方に向けて凸形状とされており、これは拡散Loレンズ部42の水平方向の湾曲形状に対応した凸形状であるので、図4B(b)に示すように、水平方向に延びる直線ないしこれに近い水平COラインCOL2が形成される。この水平COラインCOL2は前記した段状COラインCOL1の対向車線側と同じ角度位置、すなわち水平線Hに対して下方に0.57度の角度位置である。
In the diffused Lo
そして、この水平COラインCOL2の下側の領域に白色光が照射され、拡散Lo配光PLo2が形成される。拡散Loレンズ部42は水平方向に屈折力を有していないため、白色光は水平方向の広い角度に向けて発散され、左右方向の広い領域に照射される。また、白色光はLo配光PLo1よりも広い領域に照射されるので相対的に低い照度の配光となる。なお、この図4Aと図4Bにおいては、白色光で照明される領域は点描で表している。
White light is then irradiated onto the area below this horizontal CO line COL2, forming a diffuse Lo light distribution PLo2. Because the diffuse
これらの集光Lo光源ユニット1と拡散Lo光源ユニット2による各Lo配光PLo1,PLo2は合成されるので、段状COラインCOL1L及び水平COラインCOL2Lの下側の水平方向に広い領域を照明し、かつ自動車の直進方向、すなわちHV点の近傍の高い照度のホットゾーンを有するLo配光PLoが形成される。このLo配光の図示は省略するが、図4A(b)と図4B(b)の配光を合成したものとなる。
The Lo light distributions PLo1 and PLo2 produced by the concentrated Lo
ヘッドランプHLがHiビーム配光で点灯されたときには、2つのLo光源ユニット1,2の発光と同時にHi光源ユニット3の白色LED31が発光される。発光された白色LED31の各白色光は補正レンズ32に入射され、この補正レンズ32を透過された上で投影レンズ4のHiレンズ部43に入射される。Hiレンズ部43は鉛直方向と水平方向に屈折力を有しているので、各白色LED31の白色光はそれぞれ鉛直方向と水平方向に発散された状態で自動車の前方に投影される。
When the headlamp HL is turned on with the Hi beam light distribution, the
図6はHi光源ユニット3における配光動作を説明するための模式図である。10個の白色LED31[31(1)~31(10)]は水平方向に配列されているので、各白色LED31の白色光が投影レンズ4により投影されることにより、各白色光の投影パターンが水平方向に配列した配光が得られる。この実施形態1では、10個の白色LED31は、光軸Lxに近い白色LED31(1)側が光軸Lxから離れた白色LED31(10)よりも水平方向に密に配置されている。換言すれば、光軸Lxから離れるのにしたがって白色LED31の間隔寸法は徐々に大きくされている。なお、ここでは照明パターンの点描は省略している。
Figure 6 is a schematic diagram for explaining the light distribution operation in the Hi
このような10個の白色LED31の配列では、光軸Lxから離れて配置された白色LED31(10)側の白色光は、光軸Lxに近い白色LED31(1)側の白色光よりも光軸Lxに対する入射角が大きくなる。そして、この白色光はHiレンズ部43でのレンズ収差によって水平方向の拡大幅が増大される。したがって、この水平方向の拡大幅の増大により、図6に示すように、光軸Lxから離れた白色LED31の隣接する白色光の投影パターンPAHi(10)の両側部は互いに重なるようになる。
In such an arrangement of 10
これにより、図7(a)に示すように、10個の白色LED31の白色光は水平線Hを含むその上側において水平方向に並んだ投影パターンとして投影される。投影された各白色LED31の投影パターンPAHi(1)~PAHi(10)は水平方向の両側部が互いに重なるため、各投影パターンは水平方向に連続した配光とされ、この配光がいわゆるHi付加配光PAHiとされる。図示及び説明は省略するが、左ヘッドランプL-HLのHi光源ユニットにおいては、これと左右対称のHi付加配光PAHiが形成される。したがって、Lo配光PLo1,PLo2と、その上側の左右のHi付加配光PAHiが合成されることにより、図7(b)に示すHi配光PHiが形成される。
As a result, as shown in FIG. 7(a), the white light of the 10
また、この構成では、10個の白色LED31は、光軸Lxに近い白色LED31(1)側が水平方向に密に配置されているので、投影されたHi付加配光PAHiは光軸Lxに近い側の照度が光軸Lxから水平方向に離れた側よりも高くなる。これにより、Hi付加配光PAHiをLo配光PLoと合成したときに、Lo配光PLoのホットゾーンに連なる領域の照度が周辺領域よりも高くされたHi配光PHiが得られる
In addition, in this configuration, the 10
前記したように左右のヘッドランプのHi光源ユニット31は左右対称であり、それぞれ10個の白色LED31の配置も左右対称とされている。したがって、左右のヘッドランプの各Hi光源ユニット31によるHi付加配光PAHiを合成することにより、光軸に近い側の照度はさらに高められ、同時に光軸Lxを中心にした水平方向の左右に広い領域が照射されるHi配光PHiが得られる。
As mentioned above, the Hi
このHi光源ユニット3では、ADB配光制御時には、10個の白色LED31は選択的に発光あるいは消光される。したがって、Hi配光時に一部の白色LEDが消光されると、この白色LEDの投影パターンの領域は遮光領域として形成される。したがって、対向車等が存在するときに、当該対向車の存在する領域を遮光領域とするように白色LED31を選択的に消光することにより、当該対向車に対するグレアを防止したADB配光制御が実現できる。
In this Hi
ところで、光軸Lxから離れて配置された白色LED31の白色光について、Hiレンズ部43でのレンズ収差、いわゆる結像ボケを利用して投影する配光の拡大幅を大きくしているが、このレンズ収差による好ましくない影響も無視できなくなる。すなわち、光軸に対する白色光の入射角が大きくなるとレンズ収差の一つであるコマ収差が顕著になり、このコマ収差により各白色光の投影パターンの境界が不鮮明になる。
The white light from the
投影パターンの境界が不鮮明になると、ADB配光制御を実行したときにグレア防止効果が低下するおそれが生じる。図9はグレア防止効果の概念図であり、ADB制御を実行したときには、図9(a)のように、例えば対向車Oが存在する領域の白色LEDが消光され、この領域が遮光領域Dとなってグレア防止効果が得られる。しかし、この遮光領域Dに隣接する照明領域Lにコマ収差が生じていると、図9(b)のように、当該隣接する照明領域Lの境界が遮光領域Dに進出される状態となり、遮光領域Dの境界が不鮮明となり、対向車Oに対するグレア防止効果が低下するおそれが生じる。 If the boundaries of the projection pattern become unclear, there is a risk that the glare prevention effect will be reduced when ADB light distribution control is executed. Figure 9 is a conceptual diagram of the glare prevention effect. When ADB control is executed, as shown in Figure 9(a), for example, the white LED in the area where an oncoming vehicle O is present is turned off, and this area becomes a light-blocking area D, and the glare prevention effect is obtained. However, if coma aberration occurs in the illumination area L adjacent to this light-blocking area D, as shown in Figure 9(b), the boundary of the adjacent illumination area L advances into the light-blocking area D, and the boundary of the light-blocking area D becomes unclear, and there is a risk that the glare prevention effect for oncoming vehicles O will be reduced.
この実施形態1では、Hi光源ユニット3に補正レンズ32を備えており、この補正レンズ32の正の屈折力によって白色LEDから出射された白色光の発散が抑制される。すなわち、図8にHi光源ユニット3の一部を拡大した模式図を示すように、白色LED31から発散状態に出射された白色光の光束(光の束)は、補正レンズ32によって同図の鎖線から実線に示すように収束され、絞り効果が得られる。これにより、補正レンズ32を透過して投影レンズ4のHiレンズ部43に入射される白色光の入射角が抑制され、コマ収差が抑制される。また、この実施形態1では、Hiレンズ部43は、白色光が入射する後面の曲率が前面の曲率よりも大きな凸球面であるので、この点からもコマ収差が抑制される。したがって、ADB配光制御を実行したときの照明領域Lの境界が不鮮明になることを抑制し、精度の高いADB配光制御が実現できる。
In this
以上のように、実施形態1の照明ランプユニットLLUは、Hi光源ユニット3に補正レンズ32を備えることにより、Hiレンズ部43により生じるコマ収差が抑制され、白色光による投影パターンの境界が鮮明なものとされADB配光制御が高められる。また、実施形態1の照明ランプユニットLLUは、投影レンズ4の前面が一様な曲面で構成されているので、アウターレンズ102を透して観察したときの外観がシンプルなものになり、照明ランプユニットLLUの意匠性を高めることができる。
As described above, the lighting lamp unit LLU of
(実施形態2)
図10は実施形態2の照明ランプユニットLLUの概略構成を示す外観図であり、実施形態1と比較してHi光源ユニット3Aの構成のみが相違しているので、その他の構成については説明を省略する。実施形態2のHi光源ユニット3Aは、補正レンズを備える代わりに補正リフレクタ35を備えている。すなわち、10個の白色LED31を搭載しているベース壁34の前面に、これら白色LED31を囲むように前方を開口した補正リフレクタ35が取り付けられている。そして、各白色LED31から出射される白色光の一部を、この補正リフレクタ35で反射して投影レンズ4のHiレンズ部43に入射させる構成とされている。
(Embodiment 2)
10 is an external view showing a schematic configuration of the illumination lamp unit LLU of the second embodiment, and since only the configuration of the Hi
補正リフレクタ35は、図11(a)に拡大斜視図を示すように、前面方向から見たときに10個の白色LED31の周囲を囲む四角枠壁あるいは長円枠壁として構成されている。そして、少なくとも左右の枠壁35aの内側面がそれぞれ光反射面として構成されている。ここでは、上下、左右の各枠壁の内側面が光反射面として構成されている。ここでは各枠壁35aの内面は、鉛直方向及び水平方向にそれぞれ傾きを有する平面、放物面ないしはこれに近い凹面形状の光反射面に形成されている。
As shown in the enlarged perspective view of FIG. 11(a), the
したがって、図11(b)に示すように、各白色LED31から出射された光のうち、Hiレンズ部43の光軸Lxに対して相対的に大きな角度で出射された白色光は、補正リフレクタ35で光軸Lx寄りの方向に偏向されてHiレンズ部43に入射される。特に、光軸Lxからの距離が大きな左右の白色LED31の光が左右の枠壁35aにより光軸Lx側に偏向される。これにより、実施形態1に比較すると改善度は低いが、Hiレンズ部43において生じるコマ収差が抑制され、ADB配光制御の精度が改善される。
Therefore, as shown in FIG. 11(b), of the light emitted from each
(実施形態3)
図12は実施形態3の照明ランプユニットLLUの概略構成を示す外観図であり、図13はその概略平面図である。この照明ランプユニットLLUは、実施形態1と比較してLo光源ユニット1,2は同じであるが、Hi光源ユニット3Bと投影レンズ4Bの構成が相違している。実施形態4のHi光源ユニット3BはADB配光制御を行わず、単純にLo配光の上側に形成する付加Hi配光を投影するものであり、Bi(バイファンクション)配光制御とも称せられる照明ランプユニットに用いられる光源ユニットである。この実施形態3では、実施形態1のADB配光制御を行うHi光源ユニット3(第1Hi光源ユニット)を、構造の異なるBi配光制御を行うHi光源ユニット3B(第2Hi光源ユニット)に置き換えている構成であると言える。
(Embodiment 3)
FIG. 12 is an external view showing a schematic configuration of the illumination lamp unit LLU of the third embodiment, and FIG. 13 is a schematic plan view thereof. This illumination lamp unit LLU has the same Lo
このHi光源ユニット3Bの基本的な構成はLo光源ユニット1,2と同様であるので説明は簡略するが、図14(a)に縦断面構造を示すように、光源としての白色LED31と、回転楕円面を基礎としたリフレクタ36を備えている。その上で、Lo光源ユニット1,2よりも全体が小型に構成され、さらにリフレクタ36の前側の下部に、ユニットボディ37と一体に形成されたフロントミラー38を備えている点で構成が相違している。また、この実施形態3では、略同じ構成をした2つのHi光源ユニット3Bが水平方向に並んで配設されている。
The basic configuration of this Hi
各Hi光源ユニット3Bの白色LED31は白色光を発光するチップ型LEDで構成され、その発光面を鉛直上方に向けた状態でユニットボディ37の上面に搭載され、発光のための給電が行われる。また、リフレクタ36は回転楕円面を基礎とする凹面反射鏡として構成されており、その第1焦点に白色LED31が配置されている。また、フロントミラー38は、第2焦点の近傍、すなわち第2焦点よりも前側位置に、光反射面を前方に傾斜させた平面鏡で構成されている。
The
実施形態3の投影レンズ4の前面は全域にわたって一様な曲面で構成されていることは実施形態1と同じである。また、Lo光源ユニット1,2に対応した集光Loレンズ部41と拡散Loレンズ部42の構成も実施形態1と同じである。一方、Hiレンズ部43Bについては、2つのHi光源ユニット3Bに対応して2つに区分されている。区分された各Hiレンズ部43Bは、実施形態1のHiレンズ部43に比較して小さいサイズに形成されるが、その構造は略同様であり、投影レンズ4Bの後面が水平方向及び鉛直方向について所要の曲率の凸状の球面ないしは非球面に形成されている。そして、2つのHiレンズ部43Bは2つのHi光源ユニット3Bに対応して水平方向に並んで配設されているが、各Hiレンズ部43Bの光軸Lxは水平方向に幾分相違された方向に向けられている。
The front surface of the
実施形態3におけるLo配光については実施形態1と同じである。Hi配光では2つのLo光源ユニット1,2と同時に2つのHi光源ユニット3Bが同時に発光される。図14(a)に示したように、各Hi光源ユニット3Bにおいて白色LED31から出射された光は、リフレクタ36で前方に向けて反射され、第2焦点の近傍に収束された後、投影レンズ4のHiレンズ部43Bに入射される。各白色光は各Hiレンズ部43Bにおいて屈折され、図14(b)に示すように、破線で示したLo配光PLoの上側に付加Hi配光PAHiとして投影される。2つのHiレンズ部43Bは光軸が若干相違しているので、2つのHi光源ユニット3Bによる付加Hi配光PAHiは水平方向に並んで投影される。これらの付加Hi配光PAHiは、例えば自車線側と対向車線側とに分けるようにすることができる。したがって、2つのHi光源ユニット3Bを選択的に、あるいは2つ同時に発光することにより自車線側あるいは対向車線側のいずれかについて付加Hi配光PAHiを形成することも可能になる。
The Lo light distribution in the third embodiment is the same as that in the first embodiment. In the Hi light distribution, the two Lo
また、このHi光源ユニット3Bは、リフレクタ36で反射された白色光の一部はフロントリフレクタ38において反射され、Hiレンズ部43Bを上方に向けて透過されて投影される。これにより、付加Hi配光PAHiの上側にOHS(オーバヘッドサイン)配光POHiが形成される。図示は省略するが、フロントリフレクタ38を傾動構造とし、リフレクタ36からの白色光を反射する状態としない状態とを切り換える構造とすることにより、OHS配光を任意に形成することが可能になる。
In addition, in this Hi
実施形態3においては、1つのHi光源ユニット3Bで構成されてもよい。この場合には当該1つのHi光源ユニット3Bで所要の付加Hi配光が形成される。また、この場合には、投影レンズ4BのHiレンズ部43Bの構成は実施形態1と略同様に構成できるので、実施形態1の投影レンズ4をそのまま利用することもできる。
In the third embodiment, it may be configured with one Hi
実施形態3の照明ランプユニットLLUにおいても、投影レンズ4Bの前面が一様な曲面で構成されているので、ヘッドランプHLのアウターレンズ102を透して観察したときの外観がシンプルなものになり、照明ランプユニットLLUの意匠性を高めることができる。また、実施形態3の照明ランプユニットLLUは、実施形態1とはHi光源ユニットが相違する構成であるので、必要に応じて実施形態1のHi光源ユニット3又は実施形態3のHi光源ユニット3Bを選択して適用するようにすればよい。この場合、Hi光源ユニット3Bが1つのHi光源ユニットで構成された場合には、投影レンズを変更する必要もない。
In the illumination lamp unit LLU of
以上説明した実施形態1~3において、照明ランプユニットを構成するLo光源ユニットとHi光源ユニットの構成や個数については適宜に変更することが可能である。
In the above-described
本発明における投影レンズの構成、特にHi配光とLo配光を得るための各レンズ部の構成についても、各レンズ部において要求される屈折力、特に鉛直方向と水平方向の屈折力について要求を満たしていれば、レンズ形状については種々の変形が考えられる。また、投影レンズの前面は平面であってもよく、この場合には各レンズ部において所要の屈折力を得るために投影レンズの後面を凸曲面に形成すればよい。 Regarding the configuration of the projection lens in this invention, particularly the configuration of each lens section to obtain Hi and Lo light distributions, various modifications of the lens shape are possible as long as the refractive power required for each lens section, particularly the refractive power in the vertical and horizontal directions, is met. The front surface of the projection lens may also be flat, in which case the rear surface of the projection lens may be formed into a convex curved surface in order to obtain the required refractive power for each lens section.
1 ロービーム光源ユニット(集光Lo光源ユニット)
2 ロービーム光源ユニット(拡散Lo光源ユニット)
3 ハイビーム光源ユニット(Hi光源ユニット)
3A ハイビーム光源ユニット(ADB制御Hi光源ユニット)
3B ハイビーム光源ユニット(Bi制御Hi光源ユニット)
4,4B 投影レンズ
11,21 白色LED
12,22 リフレクタ
14,24 シェード
31 白色LED
32 補正レンズ
33,36 リフレクタ
35 補正リフレクタ
38 フロントリフレクタ
41 集光Loレンズ部
42 拡散Loレンズ部
43,43B Hiレンズ部
100 ランプハウジング
LLU 照明ランプユニット
IlU 表示ランプユニット
1. Low beam light source unit (concentrated light source unit)
2. Low beam light source unit (diffuse Lo light source unit)
3 High beam light source unit (Hi light source unit)
3A High beam light source unit (ADB control Hi light source unit)
3B High beam light source unit (Bi control Hi light source unit)
4,
12, 22
32
Claims (8)
8. The vehicle lamp according to claim 7, wherein the illumination lamp unit is disposed within a lamp housing of the headlamp, and the projection lens is visible through a translucent outer lens disposed on a front surface of the lamp housing.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022155688A JP2024049455A (en) | 2022-09-29 | 2022-09-29 | Vehicle lighting fixtures |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022155688A JP2024049455A (en) | 2022-09-29 | 2022-09-29 | Vehicle lighting fixtures |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country | Link |
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-
2022
- 2022-09-29 JP JP2022155688A patent/JP2024049455A/en active Pending
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