JP5879876B2 - Vehicle lamp unit - Google Patents
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Description
本発明は、車両用灯具ユニットに係り、特に、配光パターンの照度ムラを防止又は低減することが可能な車両用灯具ユニットに関する。 The present invention relates to a vehicular lamp unit, and more particularly to a vehicular lamp unit capable of preventing or reducing illuminance unevenness of a light distribution pattern.
従来、投影レンズの後方側焦点近傍に配置された光源の像を、投影レンズを介して前方に投影するダイレクトプロジェクション型(直射型とも称される)の車両用灯具ユニット(例えば、特許文献1参照)、反射面からの反射光で投影レンズの後方側焦点近傍に形成される光源像を、投影レンズを介して前方に投影するプロジェクタ型の車両用灯具ユニット(例えば、特許文献2参照)が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a direct projection type (also referred to as a direct type) vehicular lamp unit that projects an image of a light source disposed near a rear focal point of a projection lens forward through the projection lens (see, for example, Patent Document 1) ), A projector-type vehicular lamp unit that projects a light source image formed in the vicinity of the rear focal point of the projection lens by reflected light from the reflecting surface through the projection lens (for example, see Patent Document 2). It has been.
しかしながら、これらの車両用灯具ユニットでは、投影レンズの後方側焦点と投影レンズの後方側レンズ面とが物理的に離れており、投影レンズの後方側焦点近傍に配置された光源の像(又は反射面からの反射光で投影レンズの後方側焦点近傍に形成される光源像)を、前方に投影して配光パターンを形成していたので、光源(又は光源像)に輝度ムラがあると、当該輝度ムラに起因して配光パターンに照度ムラが発生するという欠点がある。 However, in these vehicle lamp units, the rear focal point of the projection lens and the rear lens surface of the projection lens are physically separated from each other, and the image (or reflection) of the light source disposed near the rear focal point of the projection lens. The light source image formed in the vicinity of the rear focal point of the projection lens with the reflected light from the surface is projected forward to form a light distribution pattern, so if the light source (or light source image) has uneven brightness, There is a disadvantage that illuminance unevenness occurs in the light distribution pattern due to the brightness unevenness.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ダイレクトプロジェクション型又はプロジェクタ型の車両用灯具ユニットにおいて照度ムラを改善し均一化された照度分布の所定配光パターンを形成することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is intended to form a predetermined light distribution pattern with uniform illuminance distribution by improving illuminance unevenness in a direct projection type or projector type vehicle lamp unit. Objective.
請求項1に記載の発明は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された複数のレンズを含む投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点面より後方側に配置され、前記投影レンズの後側最終面を照射する光源と、を備えており、前記投影レンズの後側焦点面と前記投影レンズの後側最終面とは、略一致しており、前記投影レンズの後側最終面には、前記光源が照射する光を散乱させるための処理が施されていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a projection lens including a plurality of lenses disposed on an optical axis extending in the vehicle front-rear direction, a rear side of the rear focal plane of the projection lens, and the rear of the projection lens. A light source that irradiates the final side surface of the projection lens, and the rear focal plane of the projection lens and the rear final surface of the projection lens substantially coincide with each other, A process for scattering light emitted from the light source is performed.
請求項1に記載の発明によれば、投影レンズの後方側焦点近傍に配置された光源の像(又は反射面からの反射光で投影レンズの後方側焦点近傍に形成される光源像)が投影されるのではなく、投影レンズの後側焦点面と略一致した投影レンズの後側最終面(例えば、当該投影レンズの後側最終面に施されたシボ加工等の微細な凹凸形状)の作用で当該投影レンズの後側最終面上に均一化された照度分布が形成されて、この均一化された照度分布が投影レンズを介して前方へ拡大反転投影されることとなるため、仮想鉛直スクリーン(例えば、車両前面から約25m前方に配置されている)上に、均一化された照度分布の所定配光パターンを形成することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, an image of a light source (or a light source image formed in the vicinity of the rear focal point of the projection lens by reflected light from the reflection surface) is projected near the rear focal point of the projection lens. Rather than being applied, the effect of the final rear surface of the projection lens that is substantially coincident with the rear focal plane of the projection lens (for example, fine irregularities such as embossing applied to the final rear surface of the projection lens) A uniform illuminance distribution is formed on the rear final surface of the projection lens, and the uniform illuminance distribution is enlarged and inverted and projected forward through the projection lens. A predetermined light distribution pattern having a uniform illuminance distribution can be formed on (for example, approximately 25 m ahead of the front of the vehicle).
また、請求項1に記載の発明によれば、投影レンズが複数のレンズで構成されているため、投影レンズが単レンズで構成されている場合と比べ、色収差によるカラーフリンジを抑えることが可能となる。 Further, according to the first aspect of the present invention, since the projection lens is composed of a plurality of lenses, it is possible to suppress color fringes due to chromatic aberration compared to the case where the projection lens is composed of a single lens. Become.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記光源は、前記光軸上に配置された前面及び後面、前記前面に形成された出射口と前記後面に形成された入射口とを連通する筒部、並びに、前記筒部の内周面に形成された反射面を含む導光部材と、前記入射口から前記筒部内に入射し前記反射面で反射されて前記出射口から出射する光を発光する半導体発光素子と、を備えており、前記前面と前記投影レンズの後側最終面とは、略一致していることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the light source includes a front surface and a rear surface disposed on the optical axis, an emission port formed on the front surface, and an incident formed on the rear surface. A cylindrical portion communicating with the mouth, a light guide member including a reflective surface formed on an inner peripheral surface of the cylindrical portion, and the light exiting from the incident port into the cylindrical portion and reflected by the reflective surface And a semiconductor light emitting element that emits light emitted from the projection lens, wherein the front surface and the rear final surface of the projection lens substantially coincide with each other.
請求項2に記載の発明によれば、出射口に形成される照度分布が投影されるのではなく、投影レンズの後側焦点面と略一致した投影レンズの後側最終面(例えば、当該投影レンズの後側最終面に施されたシボ加工等の微細な凹凸形状)の作用で当該投影レンズの後側最終面上に均一化された照度分布が形成されて、この均一化された照度分布が投影レンズを介して前方へ拡大反転投影されることとなるため、仮想鉛直スクリーン(例えば、車両前面から約25m前方に配置されている)上に、均一化された照度分布の所定配光パターンを形成することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the illuminance distribution formed at the exit port is not projected, but the rear final surface of the projection lens that substantially matches the rear focal plane of the projection lens (for example, the projection A uniform illuminance distribution is formed on the rear side final surface of the projection lens by the action of a fine uneven shape such as embossing applied to the rear side final surface of the lens, and this uniform illuminance distribution Is enlarged and inverted and projected forward through the projection lens, so that a predetermined light distribution pattern of a uniform illuminance distribution on a virtual vertical screen (for example, disposed approximately 25 m ahead from the front of the vehicle) Can be formed.
また、請求項2に記載の発明によれば、出射口が投影レンズの後側最終面で塞がれているため、出射口に塵や埃が進入するのを防止することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, since the exit port is blocked by the rear final surface of the projection lens, it is possible to prevent dust and dust from entering the exit port.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記光源が照射する光を散乱させるための処理は、微細な凹凸形状を施す処理であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the process for scattering the light emitted by the light source is a process for applying a fine uneven shape.
請求項3は、光源が照射する光を散乱させるための処理の例示である。従って、光源が照射する光を散乱させるための処理は、微細な凹凸形状を施す処理に限られず、シボ印刷を施す処理であってもよいし、あるいは、光を散乱させる粒子(例えば、ナノコンポジット材料)を含有させた散乱層を形成する処理であってもよい。 The third aspect of the present invention is an example of processing for scattering light emitted from a light source. Therefore, the process for scattering the light emitted from the light source is not limited to the process for applying a fine uneven shape, and may be a process for applying a texture printing, or may be a particle for scattering light (for example, a nanocomposite). It may be a treatment for forming a scattering layer containing (material).
以上説明したように、本発明によれば、ダイレクトプロジェクション型又はプロジェクタ型の車両用灯具ユニットにおいて照度ムラを改善し均一化された照度分布の所定配光パターンを形成することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve illuminance unevenness and form a uniform light distribution pattern of illuminance distribution in a direct projection type or projector type vehicle lamp unit.
以下、本発明の一実施形態である車両用灯具ユニットについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a vehicular lamp unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は車両用灯具ユニット10の斜視図、図2は車両用灯具ユニット10をその光軸AXを含む水平面で切断した横断面図である。
FIG. 1 is a perspective view of the
本実施形態の車両用灯具ユニット10は、自動車等の車両の前面の左右両側にそれぞれ少なくとも1つ配置されている。車両用灯具ユニット10には、その光軸調整が可能なように公知のエイミング機構(図示せず)が連結されている。
At least one
図1、図2に示すように、車両用灯具ユニット10は、いわゆるダイレクトプロジェクション型(直射型とも称される)の灯具ユニットであり、投影レンズ20、光源ユニット30等を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[投影レンズ20]
投影レンズ20は、車両前後方向に延びる光軸AX上に配置された第1レンズ21及び第2レンズ22を備えている。なお、投影レンズ20は、二枚のレンズ21、22に限られず、三枚以上のレンズを備えていてもよい。
[Projection lens 20]
The
第1レンズ21は、後方側のレンズ面S1(本発明の光学面、投影レンズの後側最終面に相当)及び前方側のレンズ面S2を含んでいる。第1レンズ21は、放熱部材40の前面にネジN1でネジ止め固定することで、光学ユニット30の前方かつ光軸AX上に配置されている(図2参照)。
The
第2レンズ22は、後方側のレンズ面S3及び前方側のレンズ面S4を含んでいる。第2レンズ22は、これを保持したレンズホルダー50を放熱部材40の前面にネジN2でネジ止め固定することで、第1レンズ21の前方かつ光軸AX上に配置されている(図2参照)。
The
各レンズ面S1〜S4は、公知のソフトウエアを用いて光線追跡を行うことで、レンズ面S4側から入射した平行光がレンズ面S3、S2を通過し、最終的にレンズ面S1上に収束するという条件を満たすように設計されている。これにより、投影レンズ20の後側焦点面と投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)とが、略一致している。各レンズ面S1〜S4には、透過率を向上させるために、ARコート等の反射防止処理を施してもよい。
The lens surfaces S1 to S4 are subjected to ray tracing using known software, so that parallel light incident from the lens surface S4 side passes through the lens surfaces S3 and S2, and finally converges on the lens surface S1. It is designed to satisfy the condition of As a result, the rear focal plane of the
上記条件を満たす各レンズ面S1〜S4の形状は無数に存在するが、本実施形態では、レンズ面S1は後方に向かって凸の非球面のレンズ面、レンズ面S2は前方に向かって凸の非球面のレンズ面、レンズ面S3は略平面形状のレンズ面、レンズ面S4は前方に向かって凸の非球面のレンズ面とされている。各レンズ面S1〜S4の光軸(回転軸)と光軸AXとは、一致している。上記条件を満たす限り、各レンズ面S1〜S4の形状はその他の形状であってもよい。なお、配光パターンを意図的に変更させる目的で、各レンズ面S1〜S4の一部を自由曲面にしてもよい。 There are an infinite number of shapes of the lens surfaces S1 to S4 that satisfy the above conditions. In this embodiment, the lens surface S1 is an aspheric lens surface convex toward the rear, and the lens surface S2 is convex toward the front. The aspheric lens surface, the lens surface S3 is a substantially planar lens surface, and the lens surface S4 is an aspheric lens surface convex forward. The optical axis (rotation axis) of each lens surface S1 to S4 and the optical axis AX coincide. As long as the above conditions are satisfied, the shapes of the lens surfaces S1 to S4 may be other shapes. For the purpose of intentionally changing the light distribution pattern, a part of each lens surface S1 to S4 may be a free-form surface.
図3は第1レンズ21及び光源ユニット30を光軸AXを含む水平面で切断した横断面図、図4は図3中の円内の拡大図である。
3 is a cross-sectional view of the
図3、図4に示すように、レンズ面S1には、光源ユニット30が照射する光を散乱させるための処理、例えば、シボ加工等の微細な凹凸形状が施されている。シボ加工等の微細な凹凸形状は、レンズ面S1のうち少なくとも光源ユニット30からの光が照射される領域に形成されていればよく、当該領域に部分的に形成されていてもよいし、レンズ面S1全域に渡って形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the lens surface S <b> 1 is subjected to a process for scattering the light irradiated by the
なお、光源ユニット30が照射する光を散乱させるための処理は、シボ加工等の微細な凹凸形状に限定されず、レンズ面S1にシボ印刷を施す処理、あるいは、レンズ面S1に光を散乱させる粒子(例えば、ナノコンポジット材料)を含有させた散乱層を形成する処理であってもよい。
In addition, the process for scattering the light irradiated by the
上記構成の投影レンズ20によれば、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)を照射する光源ユニット30からの光は、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)に施されたシボ加工等の微細な凹凸形状の作用で散乱し、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)上に均一化された照度分布を形成する。そして、この投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)上に形成された均一化された照度分布が、投影レンズ20を介して前方へ拡大反転投影される。
According to the
[光源ユニット30]
図5は光源ユニット30の斜視図、図6(a)は図6(b)に示した光源ユニット30のA−A断面図、図6(b)は光源ユニット30の正面図、図6(c)は図6(b)に示した光源ユニット30のB−B断面図である。
[Light source unit 30]
5 is a perspective view of the
図5〜図6(c)に示すように、光源ユニット30は、内周面に反射面31aが形成された複数の筒部31を含む導光部材32と、筒部31の一端である入射口31bから筒部31内に入射し反射面31aで反射されて筒部31の他端である出射口31c(31c1〜31c9)から出射する光を発光する複数の半導体発光素子33aが実装された基板33と、を備えている。
As shown in FIG. 5 to FIG. 6C, the
半導体発光素子33aは、例えば、複数のチップ型LED(例えば、0.7mm角の発光面を有する青色LEDチップ×9)と蛍光体(例えば、黄色蛍光体であるYAG蛍光体)とを組み合わせた白色光を発する光源である。
The semiconductor
半導体発光素子33aは、その発光面を前方に向けた状態で放熱部材40の前面に固定された金属製基板33上に実装されて、投影レンズ20の車両後方側焦点より後方側かつ光軸AX近傍に配置されている。
The semiconductor
半導体発光素子33aは、その一辺を光軸AXに直交する水平線に沿わせて所定間隔(2mm程度)で一列にかつ光軸AXに対して対称に配置されている(図6(b)参照)。
The semiconductor
半導体発光素子33aはこれに接続された制御装置(図示せず)からの制御に従い個別に点消灯制御される。半導体発光素子33aから発生する熱量は放熱部材40の作用により放熱される。なお、半導体発光素子33aは9つに限られず、8つ以下又は10以上であってもよい。
The semiconductor
なお、半導体発光素子33aに代えて、ハロゲン電球、HID電球、レーザダイオード等を用いてもよい。
In place of the semiconductor
図7は、半導体発光素子33aからの光と投影レンズ20(第2レンズ22)との関係を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the light from the semiconductor
図7に示すように、半導体発光素子33aから放射される光には、光軸AXに対し狭角方向の光Ray1だけでなく、光軸AXに対し広角方向の光Ray2がある。光軸AXに対し広角方向の光Ray2をも投影レンズ20に入射させるために、半導体発光素子33aの前方には、光軸AXに対し広角方向の光Ray2を制御する導光部材32が配置されている(図6(a)等参照)。
As shown in FIG. 7, the light emitted from the semiconductor
図6(a)〜図6(c)に示すように、導光部材32は、光軸AX上に配置された前面32a及び後面32b、前面32aに形成された出射口31c(31c1〜31c9)と後面32bに形成された入射口31bとを連通する筒部31、並びに、筒部31の内周面に鏡面処理(例えばアルミ蒸着)を施すことで形成された反射面31a等を含んでいる。導光部材32は、例えば、耐熱性を有するプラスチック材料を射出成形することで一体的に成形されている。
As shown in FIGS. 6A to 6C, the
図3に示すように、導光部材32の前面32a(出射口31c1〜31c9)と投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)とは、略一致している。なお、導光部材32の前面32a(出射口31c1〜31c9)と投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)とは密着していてもよいし、両者間には、若干の間隔があいていてもよい。すなわち、導光部材32の前面32a(出射口31c1〜31c9)と投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)とは、実質的に一致していればよい。導光部材32の後面32bは、光軸AXに略直交する平面とされている。
As shown in FIG. 3, the
導光部材32の前面32aには、9つの出射口31c1〜31c9が略水平方向に一列にかつ光軸AXに対して対称に隣接配置されている(図6(a)参照)。出射口31c1〜31c9は、例えば、矩形である。なお、出射口31c1〜31c9は、矩形に限られず、平行四辺形、台形その各種の形状であってもよい。
On the
出射口31c1〜31c9は、光軸AXから離れるにつれ徐々に大きくなるように設定されている(図6(b)参照。例えば、上下幅:3mm〜6mm、出射口31c2〜31c8の左右幅:2mm、出射口31c1、31c9の左右幅:4.5mm)。
The
出射口31c1〜31c9のうち互いに隣接する出射口(例えば出射口31c1と出射口31c2)は、同一の縦エッジE(その幅をほとんど無視することができる縦エッジ。略鉛直方向に延びている)を含んで構成されるとともに当該同一の縦エッジEで仕切られている(図6(b)参照)。
Among the
これにより、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)上に形成される照度分布が投影レンズ20を介して前方へ拡大反転投影されることで仮想鉛直スクリーン(例えば、車両前面から約25m前方に配置されている)上に形成される所定配光パターン間(水平方向に隣接配置され個別に光度が増減される複数の照射領域間)に、縦エッジEに対応する隙間(周囲よりも暗い部分)ができるのを防止(又は低減)することが可能となる。
Thereby, the illuminance distribution formed on the rear final surface (lens surface S1) of the
導光部材32の後面32bには、9つの入射口31bが略水平方向に一列にかつ光軸AXに対して対称に配置されている。導光部材32の後面32b(入射口31b)は、投影レンズ20の後方側焦点より2.0mm程度後方に配置されている(図6(a)参照)。
On the
入射口31bは、半導体発光素子33aよりひとまわり大きな寸法に設定されている(例えば、左右幅:1mm、上下幅:1.5mmの矩形)。
The
筒部31(反射面31a)は、筒部31内に入射した半導体発光素子33aからの光(光軸AXに対し広角方向の光Ray2)が一回反射で出射口31c(31c1〜31c9)から出射するように、出射口31c(31c1〜31c9)から入射口31bに向かうにつれ略錐体状に狭まる形状に構成されている(図6(a)、図6(c)参照)。この筒部31(反射面31a)の作用により、光軸AXに対し狭角方向の光Ray1だけでなく、光軸AXに対し広角方向の光Ray2をも投影レンズ20に入射させることが可能となる(光利用効率の向上。図8(a)〜図9(b)参照)。
Cylindrical portion 31 (reflecting
なお、筒部31は、出射口31c(31c1〜31c9)から入射口31bに向かうにつれ略錐体状に狭まる形状に構成され、かつ、互いに隣接する出射口(例えば出射口31c1と出射口31c2)が同一の縦エッジE(その幅をほとんど無視することができる縦エッジ。略鉛直方向に延びている)を含んで構成されるとともに当該同一の縦エッジEで仕切られていれば、その具体的な形状や拡がり度合等は限定されない。
Incidentally, the
上記構成の導光部材32は、入射口31bを半導体発光素子33aの前方に位置させるとともに第1レンズ21のレンズ面S1と導光部材32の前面32a(出射口31c1〜31c9)とを略一致させた状態で(図3参照)、第1レンズ21とともに放熱部材40の前面にネジN2でネジ止め固定されている(図2参照)。
The
本実施形態の車両用灯具ユニット10によれば、半導体発光素子33aからの光は、入射口31bから筒部31内に入射し、筒部31の内周面に形成された反射面31aで反射されて(又は反射面31aで反射されることなく)、出射口31c(31c1〜31c9)から出射し、出射口31c(31c1〜31c9)に照度分布を形成する。
According to the
図10(a)は、出射口31c(31c1〜31c9)に形成される照度分布の例、図10(b)は出射口31c(31c1〜31c9)の水平線H(図10(a)中の各半導体発光素子33を通る水平線H)上の照度分布を示すグラフである。
10 (a) shows an example of illuminance distribution formed on the exit port 31c (31c 1 ~31c 9), FIG. 10 (b) a horizontal line H (Fig. 10 (a of the exit port 31c (31c 1 ~31c 9) It is a graph which shows the illuminance distribution on the horizontal line H) which passes through each semiconductor light-emitting
図10(a)、図10(b)を参照すると、出射口31c(31c1〜31c9)に形成される照度分布は、均一ではなく、照度ムラが発生していることが分かる。これは、投影レンズ20の後方側焦点から出射口31c1〜31c9までの距離が出射口31cごとに相違すること、出射口31c1〜31c9間にエッジEが存在すること、半導体発光素子33a自体に輝度ムラが存在すること、等が原因である。
Referring to FIG. 10A and FIG. 10B, it can be seen that the illuminance distribution formed at the
本実施形態では、出射口31c(31c1〜31c9)から出射して、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)を照射する光は、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)に施されたシボ加工等の微細な凹凸形状の作用で散乱し、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)上に均一化された照度分布を形成する。
In the present embodiment, the light emitted from the
図10(c)は、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)上に形成される照度分布を示すグラフである。
FIG. 10C is a graph showing the illuminance distribution formed on the rear final surface (lens surface S1) of the
図10(c)を参照すると、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)上に形成される照度分布は、出射口31c(31c1〜31c9)に形成される照度分布と比べ、均一化されていることが分かる。
Figure 10 Referring to (c), the illuminance distribution formed on the side end face (lens surface S1) of the
上記のように投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)上に形成された均一化された照度分布は、投影レンズ20を介して前方へ拡大反転投影される。これは、投影レンズ20の後側焦点面と投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)とが、略一致しているためである。
The uniform illuminance distribution formed on the rear final surface (lens surface S1) of the
以上のように、本実施形態の車両用灯具ユニット10によれば、出射口31c(31c1〜31c9)に形成される照度ムラのある照度分布が投影されるのではなく、投影レンズ20の後側焦点面と略一致した投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)に施されたシボ加工等の微細な凹凸形状の作用で当該投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)上に均一化された照度分布が形成されて、この均一化された照度分布が投影レンズ20を介して前方へ拡大反転投影されることとなるため、仮想鉛直スクリーン(例えば、車両前面から約25m前方に配置されている)上に、均一化された照度分布の所定配光パターン(水平方向に隣接配置され個別に光度が増減される複数の照射領域)を形成することが可能となる。
As described above, according to the
なお、他のレンズ面(好ましくは前方側最終面、すなわち、レンズ面S2)にも、光源ユニット30が照射する光を散乱させるための処理を施すことで、所定配光パターン(水平方向に隣接配置され個別に光度が増減される複数の照射領域)の照度ムラをさらに低減させることが可能となる。
In addition, a predetermined light distribution pattern (adjacent in the horizontal direction) is also applied to other lens surfaces (preferably the front-side final surface, that is, the lens surface S2) by performing a process for scattering light emitted from the
また、本実施形態の車両用灯具ユニット10によれば、投影レンズ20が二枚のレンズ21、22で構成されているため、投影レンズ20が単レンズで構成されている場合と比べ、色収差によるカラーフリンジを抑えることが可能となる。
Further, according to the
また、本実施形態の車両用灯具ユニット10によれば、出射口31c(31c1〜31c9)が第1レンズ21(レンズ面S1)で塞がれているため(図3参照)、出射口31c(31c1〜31c9)に塵や埃が進入するのを防止することが可能となる。
Moreover, according to the
また、本実施形態の車両用灯具ユニット10によれば、半導体発光素子33aからの光(出射口31c1〜31c9に形成された照度分布)は第1レンズ21の作用で光軸AX寄りに集光されるため、半導体発光素子33aからの光を第2レンズ22に効率よく入射させて、前方に照射することが可能となる。すなわち、本実施形態の車両用灯具ユニット10によれば、光利用効率の高い車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。
Further, according to the
次に、変形例について説明する。 Next, a modified example will be described.
上記実施形態では、投影レンズ20を用いてダイレクトプロジェクション型(直射型とも称される)の車両用灯具ユニット10を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明の投影レンズ20を用いてプロジェクタ型の車両用灯具ユニットを構成してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the direct projection type (also referred to as a direct-light type)
また、上記実施形態では、走行ビーム用配光パターンを形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)と導光部材32の前面32a(出射口31c1〜31c9)との間にシェードを配置して水平線より上に向かう光を遮光することで、上端縁にカットオフラインを含むすれ違いビーム用配光パターンを形成することが可能となる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which forms the light distribution pattern for traveling beams, this invention is not limited to this. For example, a shade is disposed between the rear rear surface (lens surface S1) of the
上記実施形態でレンズ面S1に形成される微細な凹凸形状(シボ印刷、散乱層も同様)の密度は、均一であってもよいし、場所ごとに変えてもよい。 The density of the fine concavo-convex shape formed on the lens surface S1 in the above embodiment (similar to grain printing and scattering layer) may be uniform or may be changed from place to place.
例えば、光軸AX上の出射口31c1に形成される照度分布と光軸AXから離れた出射口(例えば、出射口31c9)に形成される照度分布とを比較すると、両者は同一ではなく、光軸AXから離れた出射口(例えば、出射口31c9)の方が照度ムラを生じやすい。これは、投影レンズ20の後方側焦点から出射口31c(31c1〜31c9)までの距離が出射口ごとに相違すること、出射口31c(31c1〜31c9)の開口サイズが出射口ごとに相違すること、等が原因である。
For example, the optical axis AX on the
この場合、光軸AXから離れた出射口(例えば、出射口31c9)前方のレンズ面S1には、光軸AX上の出射口31c1前方のレンズ面S1より高密度で微細な凹凸形状を形成するのが望ましい。
In this case, the lens surface S1 in front of the exit port (for example, the
本変形例によれば、場所ごとに密度を変えた微細な凹凸形状の作用により、投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)上により均一な照度分布を形成することが可能となる。
According to this modification, it is possible to form a uniform illuminance distribution on the rear final surface (lens surface S1) of the
また、上記実施形態では、投影レンズ20の後側焦点面と略一致した光学面が第1レンズ21のレンズ面S1である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、投影レンズ20の後側焦点面と略一致した光学面は、光源ユニット30が照射する光を透過させる光学面であって、光源ユニット30が照射する光を散乱させるための処理(例えば、シボ加工等の微細な凹凸形状)が施された光学面であればよく、例えば、投影レンズ20の後側焦点面と略一致した拡散シート(図示せず)であってもよい。
In the above embodiment, an example in which the optical surface substantially coincident with the rear focal plane of the
本変形例によれば、投影レンズ20の後側焦点面と略一致した拡散シートの作用で当該拡散シート上に均一化された照度分布が形成されて、この均一化された照度分布が投影レンズ20を介して前方へ拡大反転投影されることとなるため、上記実施形態と同様、仮想鉛直スクリーン(例えば、車両前面から約25m前方に配置されている)上に、均一化された照度分布の所定配光パターン(水平方向に隣接配置され個別に光度が増減される複数の照射領域を含む)を形成することが可能となる。
According to this modification, a uniform illuminance distribution is formed on the diffusion sheet by the action of the diffusion sheet substantially coincident with the rear focal plane of the
また、上記実施形態では、導光部材32を用いて車両用灯具ユニット10を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、導光部材32を用いることなく車両用灯具ユニットを構成してもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which comprises the
以下、導光部材32を用いない車両用灯具ユニット10Aの例について説明する。
Hereinafter, an example of the
図11は、導光部材32を用いない車両用灯具ユニット10Aをその光軸AXを含む鉛直面で切断した縦断面図である(第2レンズ22省略)。
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the
本変形例は、上記実施形態と比較すると、導光部材32を省略している点、レンズ面S1が光軸AXに略直交する平面形状のレンズ面とされている点、レンズ面S1と半導体発光素子33aの発光面とが、略一致している点、半導体発光素子33a(の発光面)が投影レンズ20の後方側焦点近傍に配置されている点が相違する以外、上記実施形態と同様である。本変形例においても、投影レンズ20の後側焦点面と投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)とが、略一致している。
Compared with the above-described embodiment, the present modified example omits the
なお、半導体発光素子33a(の発光面)と投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)とは密着していてもよいし、両者間には、若干の間隔があいていてもよい。すなわち、導光部材32の前面32a(出射口31c1〜31c9)と投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)とは、実質的に一致していればよい。半導体発光素子33a(の発光面)と投影レンズ20の後側最終面(レンズ面S1)とを密着させる場合には、耐熱性の観点から、第1レンズ21としてガラス製のレンズを用いるのが望ましい。なお、シボ加工等の微細な凹凸形状は、レンズ面S1のうち少なくとも半導体発光素子33aからの光が照射される領域に形成されていればよく、当該領域に部分的に形成されていてもよいし、レンズ面S1全域に渡って形成されていてもよい。
The semiconductor
本変形例の車両用灯具ユニット10Aによっても、上記実施形態の車両用灯具ユニット10と同様の効果を奏することが可能となる。
Also with the
また、上記実施形態では、第1レンズ21として屈折レンズを用いて車両用灯具ユニット10を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1レンズ21として回折レンズを用いて車両用灯具ユニットを構成してもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which comprises the
以下、第1レンズ21として回折レンズを用いた車両用灯具ユニット10Bについて説明する。
Hereinafter, the vehicle lamp unit 10B using a diffractive lens as the
本変形例の車両用灯具ユニット10Bは、第1レンズ21として回折レンズを用いている点以外、上記実施形態と同様である。
The
屈折レンズである第2レンズ22では短波長の光はよく曲がり、長波長の光は曲がりにくいが、回折レンズである第1レンズ21では逆に長波長の光のほうがよく曲がるという特性を持っている。本変形例ではこの特性に基づき、第1レンズ21と第2レンズ22とを組み合わせて色収差を補正する。回折格子は、第1レンズ21のレンズ面S2に設けられている。なお、第1レンズ21に対して色収差を低減するための回折格子を設ける手法については、例えば、国際公開番号WO2009/028686に記載の手法と同様の手法を用いることが可能である。
The
本変形例の車両用灯具ユニット10Bによっても、上記実施形態の車両用灯具ユニット10と同様の効果を奏することが可能となる。
Also with the vehicular lamp unit 10B of the present modification, it is possible to achieve the same effects as the
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。 The above embodiment is merely an example in all respects. The present invention is not construed as being limited to these descriptions. The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
10…車両用灯具ユニット、20…投影レンズ、21…第1レンズ、22…第2レンズ、30…光源ユニット、31…筒部、31a…反射面、31b…入射口、31c(31c1〜31c9)…出射口、32…導光部材、32a…前面、32b…後面、33…基板、33a…半導体発光素子、40…放熱部材、50…レンズホルダー、E…エッジ 10 ... vehicle lamp unit, 20 ... projection lens, 21 ... first lens, 22 ... second lens, 30 ... light source unit, 31 ... cylinder portion, 31a ... reflecting surface, 31b ... entrance, 31c (31c 1 ~31c 9 ) ... Exit port, 32 ... Light guide member, 32a ... Front surface, 32b ... Rear surface, 33 ... Substrate, 33a ... Semiconductor light emitting element, 40 ... Heat dissipation member, 50 ... Lens holder, E ... Edge
Claims (3)
前記投影レンズの後側焦点面より後方側に配置され、前記投影レンズの後側最終面を照射する光源と、
を備えており、
前記投影レンズの後側焦点面と前記投影レンズの後側最終面とは、略一致しており、
前記投影レンズの後側最終面には、前記光源が照射する光を散乱させるための処理が施されていることを特徴とする車両用灯具ユニット。 A projection lens including a plurality of lenses disposed on an optical axis extending in a vehicle longitudinal direction;
A light source disposed behind the rear focal plane of the projection lens and irradiating the final rear surface of the projection lens;
With
The rear focal plane of the projection lens and the rear final surface of the projection lens substantially coincide with each other,
The vehicular lamp unit according to claim 1, wherein a process for scattering light emitted from the light source is applied to a rear rear surface of the projection lens.
前記前面と前記投影レンズの後側最終面とは、略一致していることを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具ユニット。 The light source includes a front surface and a rear surface arranged on the optical axis, a cylindrical portion that communicates an emission port formed on the front surface and an incident port formed on the rear surface, and an inner peripheral surface of the cylindrical portion. A light guide member including a formed reflection surface, and a light emitting element that emits light that is incident on the cylindrical portion from the incident port and reflected by the reflection surface and emitted from the emission port,
The vehicular lamp unit according to claim 1, wherein the front surface and a rear final surface of the projection lens substantially coincide with each other.
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