JP5549212B2 - 車両用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用照明装置に関する。

従来、車両用ヘッドランプは通常、ハイビームとロービームの２種類の照射態様を切り替えて使用される。そのような車両用ヘッドランプの光源ユニットの例が特許文献１〜４に開示されている。特許文献１及び２の構成はロービームとハイビームとの切り替えのために、光源ユニットをリフレクタに対して移動させる機械的機構を備えている。特許文献３の構成では、ロービームとハイビームの切り替えのために、単一の焦点を有するリフレクタに対して複数の光源を配置してこれらの光源の点灯状態を切り替える機構を有する。特許文献４の構成では、コーナリングランプ用のリフレクタ及び光源と、フォグランプ用のリフレクタ及び光源とを同一の筐体内に備え、これらの光源の点灯状態を切り替えてコーナリングランプとフォグランプを切り替え又は同時に点灯する。

特開２００７−８０６０５号公報 特開２００９−１１０７５９号公報 特開２００７−３２３８８５号公報 特開２００９−１９３８６７号公報

特許文献１及び２の構成では、光源を移動させるための機械的機構が備えられるため、装置が複雑化して好ましくない。特許文献３の構成ではリフレクタの焦点が単一であるため、ロービームとハイビームの２種類の照明態様において異なる配光とするための光学制御において光を有効に利用できない。特許文献４の構成ではコーナリングランプ用リフレクタとフォグランプ用リフレクタの２種類のリフレクタが横方向に並設され、これに対応してそれぞれの光源が配置されるため、装置は横方向に延びて大型化する。
そこで、本発明は装置の構成が簡素で且つ小型であって、２種類の照明態様を切り替え可能な車両用光源ユニットの構成を提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記の本発明に想到した。即ち、本発明は、
光源と該光源の光を反射するリフレクタとを有し、ロービーム及びハイビームを照射可能な車両用照明装置であって、
前記光源は第１の発光素子、第２の発光素子及び基板を備え、該第１の発光素子と該第２の発光素子は前記ロービーム及びハイビームの照射方向に向かってこの順に前記基板上に配設され、
前記リフレクタは前記光源の光放出側を覆って前記照射方向に開口する部分放物面及び／又は部分楕円面を複数組み合わせた形状であって、前記第１の発光素子の位置に焦点を有するハイビーム形成用の第１の反射面と、前記第２の発光素子の位置に焦点を有するロービーム形成用の第２の反射面とを有する、
ことを特徴とする車両用照明装置である。

本発明の車両用照明装置によれば、第１の発光素子と第２の発光素子とが同一基板上に配置されるため、これらを別体として配置する場合に比べて、装置を小型化することができる。

また、第１の発光素子の光がハイビーム形成用の第１の反射面に反射されてハイビームが照射される。さらに、第１の発光素子の放出光は第２の反射面によっても反射される。第１の発光素子は第２の反射面の焦点（即ち、第２の発光素子の位置）に対して照射方向と反対側（即ち、リフレクタの開口の内側）に位置するため、第２の反射面による反射光は第１の反射面に反射されて照射されたハイビームよりも広い領域に反射される。これにより、ハイビームの周縁が付加的に照射され、道路標識等の視認性が増す。また、二輪車においては所謂コーナリング配光の輝度向上に寄与する。

一方、第２の発光素子の放出光がロービーム形成用の第２の反射面により反射されてロービームが形成される。さらに第２の発光素子の光は第１の反射面によっても反射される。第２の発光素子は第１の反射面の焦点に対して照射方向側（即ち、リフレクタの開口側）に位置するため、第１の反射面は第２の発光素子の放出光をカットオフライン以下の領域に反射する。その結果、第１の反射面及び第２の反射面の両方の反射光によってロービームが形成されるため、第２発光素子の放出光の利用率が向上に寄与する。

以上のように、本発明の車両用照明装置は、ハイビームを照射する態様とロービームを照射する態様の２種類の照射態様を呈する。そして、当該照明態様の切り替えは、第１の発光素子及び第２の発光素子の点灯状態の切り替えにより簡素な構成で容易に行うことができる。さらにリフレクタはロービーム形成用の第１の反射面とハイビーム形成用の第２の反射面が、ロービーム照射時及びハイビーム照射時の両方においてその照射態様の向上に寄与することとなる。このように、本発明の第１の局面における車両用照明装置は小型であって、且つ簡素な構成で２種類の照射態様を切り替えることができる。
以下、図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。

図１Ａは本発明の実施例である車両用照明装置１の斜視図であり、図１Ｂは光源１０の上面斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 車両用照明装置１の照射態様のシミュレーション結果である。図３Ａは第２の発光素子１２を点灯したときの照射領域の輝度分布であり、図３Ｂは第１の発光素子１１及び第２の発光素子１２を点灯したときの照射領域の輝度分布である。

本発明の実施例である車両用照明装置１の斜視図を図１Ａに示す。車両用照明装置１は車両のヘッドライトの光源として使用される。車両のヘッドライトは光源１０、リフレクタ２０、ハウジング３０を備える。光源１０は車両用照明装置１の略中央に配置される。図１Ｂに光源１０の上面斜視図を示す。光源１０は第１の発光素子１１、第２の発光素子１２、基板１３を備える。第１の発光素子１１と第２の発光素子１２は車両前方（即ち、車両用照明装置１の照射方向）Ｐに向かって、約２ｍｍの間隔をあけて、この順で配列して基板上に配設される。第１の発光素子１１は３個の発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃが照射方向Ｐに垂直に配列してなる。第２の発光素子１２は３個の発光素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃが第１の発光素子１１ａ〜ｃの配列方向に平行に配列してなる。発光素子１１ａ〜ｃ、１２ａ〜ｃはいずれも表面実装型の白色ＬＥＤ素子である。なお、第１の発光素子１１と第２の発光素子１２は制御回路（図示せず）に接続され、当該制御回路によってそれぞれの点灯状態が別個に制御される。

リフレクタ２０は照射方向Ｐに開口する部分放物面を組み合わせてなる形状を有し、光源１０の光放出側を覆うドーム状となっている（図１Ａ参照）。リフレクタ２０は当該光源１０に対向する側に、アルミ蒸着など公知の方法により形成された第１の反射面２１と第２の反射面２２を備える。第１の反射面２１はその下端が光源１０の設置面と同一平面上に位置するように配置され、第２の反射面２２は第１の反射面２１の上側及び左右両側を囲繞するように配置される。

図２に図１におけるＡ−Ａ線断面図を示す。リフレクタ２０の第１の反射面２１は、第１の発光素子１１上に焦点Ｆ１を有する部分放物面を複数組み合わせた形状であって、第１の発光素子１１の放出光をカットオフラインよりも上側の領域に反射する。一方、第２の反射面２２は焦点Ｆ２を発光素子１２上に有する部分放物面を複数組み合わせた形状であって、第２の発光素子１２の放出光をカットオフライン以下の領域に反射する。

このように構成される車両用照明装置１の照射態様のシミュレーション結果を図３Ａ、Ｂに示す。図３Ａ、Ｂはいずれも光源１０から２５ｍの位置における照射領域の輝度分布を示すものである。縦軸はカットオフライン（ＣＬ）を０として上下方向の輝度分布を示し、横軸は照射方向中心を０として左右方向の輝度分布を示す。

第２の発光素子１２を点灯したときの照射領域の輝度分布を図３Ａに示す。第２の発光素子１２の光の一部は第１の反射面２１により反射されて、当該反射光が図３Ａに示す領域４１を照射する。一方、第２の発光素子１２の光の他の一部は第２の反射面２２により反射されて、当該反射光が図３Ａに示す領域４２を照射する。このように両照射領域４１、４２はカットオフライン以下の領域Ｌ（ロービームの領域）に分布する。
次に第１の発光素子１１及び第２の発光素子１２を点灯したときの照射領域の輝度分布を図３Ｂに示す。第１の発光素子１１の光の一部は第１の反射面２１により反射されて、当該反射光が図３Ｂに示す領域３１を照射する。一方、第１の発光素子１１の光の他の一部は第２の反射面２２により反射されて、当該反射光が図３Ｂに示す領域３２を照射する。このように両照射領域３１、３２により、カットオフラインよりも上側の領域Ｈ（ハイビームの領域）に分布する。さらに、第２の反射面２２の反射光による照射領域３２の一部は領域Ｈの周縁の領域Ｓにも分布する。なお、第２の発光素子１２の光は図３Ａと同様に両照射領域４１、４２を照射する。

図３Ａに示すに示すシミュレーション結果によれば、第２の発光素子１２の放出光がロービーム形成用の第２の反射面２２により反射されてロービームが照射される。さらに第２の発光素子１２の光は第１の反射面２１によっても反射されるが、第２の発光素子１２は第１の反射面２１の焦点Ｆ１に対して照射方向側Ｐに位置するため、第１の反射面２１は第２の発光素子１２の放出光をカットオフラインＣＬ以下の領域に反射する。その結果、第１の反射面１１及び第２の反射面１２の両方の反射光によってロービームが形成されるため、第２発光素子の放出光の利用率が向上することがわかる。

一方、図３Ｂに示すに示すシミュレーション結果によれば、第１の発光素子１１の光がハイビーム形成用の第１の反射面２１に反射されてハイビームが照射される。さらに、第１の発光素子１１の放出光は第２の反射面２２によっても反射される。第１の発光素子１１は第２の反射面２２の焦点Ｆ２に対して照射方向と反対側に位置するため、第２の反射面２２による反射光は領域Ｈよりも広い領域Ｓに反射され、ハイビームの周縁にも照射されることとなる。これにより、道路標識等の視認性が増すとともに、二輪車においては所謂コーナリング配光が形成されることとなる。また、第１の発光素子１１と第２の発光素子１２の両方を点灯することにより、ロービームとハイビームとを同時に照射できる。

ここで、仮に第１の反射面２１をロービーム用の反射面とし、第２の反射面２２をハイビーム用の反射面とした場合について検討する。この場合、第１の発光素子１１の光は第１の反射面によってカットオフラインＣＬ以下の領域に反射されるが、第２の反射面２２によってカットオフラインＣＬより上側の領域に反射されるため、ロービームのみを照射することができない。また、第２の発光素子１２の光は第２の反射面２２によりカットオフラインＣＬより上側の領域に反射されるが、第１の反射面によりカットオフラインＣＬ以下の領域に反射されるため、ハイビームの周縁を付加的に照射できない。このように、第１の反射面２１をロービーム用の反射面とし、第２の反射面２２をハイビーム用の反射面とすると本願の発明の作用効果を奏しない。

以上のように、本発明の車両用照明装置１は、第２の発光素子１２を点灯することによりロービームを照射する態様となり、第１の発光素子１１及び第２の発光素子１２を点灯することによりハイビーム及びロービームを照射する態様となる。このように、発光素子の点灯状態を切り替えることのみによって照射態様の切り替えを行うことができるため、照明態様の切り替えのための構成が簡素となり複雑化しない。

また、第１の発光素子１１と第２の発光素子１２は同一の基板１３に配設されて光源１０として一体的に構成されるため、第１の発光素子１１と第２の発光素子１２を別部材に配設して別体として設置する場合に比べて装置が小型となる。また、第１の反射面２１と第２の反射面２２とがリフレクタ２０に一体的に形成されているため、これらを別体として設置する場合に比べて装置が小型となる。

従って、本発明の車両用照明装置１によれば、装置が小型となり、且つ簡素な構成で照明態様の切り替えができる。また、第１の反射面２１はハイビーム用の配光が得られるように焦点位置が設定され、第２の反射面２２はロービーム用の配光が得られるように焦点位置が設定されているため、それぞれの照射態様において光源１０の光を有効に使用することができる。

さらに、第２の反射面２２が第１の反射面２１の上側及び左右両側を囲繞するように第２の反射面２２は配置されるため、第２の反射面２２は第１の反射面２１よりも大面積を有する。これにより、第２の反射面２２の反射光によるロービームの照射領域を広く確保することができる。

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

１ 車両用照明装置
１０ 光源
１１ 第１の発光素子
１２ 第２の発光素子
１３ 基板
２０ リフレクタ
２１ 第１の反射面
２２ 第２の反射面
３０ ハウジング
Ｆ１、Ｆ２ 焦点
ＣＬ カットオフライン
Ｈ ハイビーム
Ｌ ロービーム
Ｓ コーナリング配光
Ｐ 照射方向

Claims (3)

1. 光源と該光源の光を反射するリフレクタとを有し、ロービーム及びハイビームを照射可能な車両用照明装置であって、
   前記光源は、第１の発光素子と、第２の発光素子と、基板とを備え、
   前記第１の発光素子と前記第２の発光素子は、前記ロービーム及びハイビームの照射方向に向かってこの順に前記基板の同一面上に配設され、
   前記リフレクタは、前記光源の光放出側を覆って前記照射方向に開口する部分放物面または部分楕円面の少なくともいずれか一方を複数組み合わせた形状であって、前記第１の発光素子の位置に焦点を有するハイビーム形成用の第１の反射面と、前記第２の発光素子の位置に焦点を有するロービーム形成用の第２の反射面とを有する、
   ことを特徴とする車両用照明装置。
2. 前記第１の反射面はその下端が前記光源の前記基板と同一平面上に位置するように配置され、前記第２の反射面は前記第１の反射面の上側及び左右両側を囲繞するように配置される、請求項１に記載の車両用照明装置。
3. 二輪車の前照灯に用いられる車両用照明装置であって、前記第２の反射面は前記第１の発光素子の光を反射して、コーナリング配光を形成することを特徴とする、請求項２に記載の車両用照明装置。

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