JP6030932B2

JP6030932B2 - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP6030932B2
Application number: JP2012257350A
Authority: JP
Inventors: 真治鍵山
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: JP2014107048A

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。

従来、灯具前後方向に延びる光軸上に配置された共通の投影レンズを用いてロービーム配光パターンおよびハイビーム配光パターンを形成可能な車両用前照灯が知られている（特許文献１参照）。このような車両用前照灯においては、第１光源ユニットを点灯させてロービーム配光パターンを形成するとともに、第１光源ユニットおよび第２光源ユニットを点灯させてハイビーム配光パターンを形成している。

特許第４４１３７６２号公報

特許文献１に記載の車両用前照灯において、第１ミラー部材にはアルミニウム蒸着により上向き反射面が形成されている。この上向き反射面が、第１光源ユニットの第１発光素子からの光の一部を反射し、ロービーム配光パターンのカットオフラインを形成している。
ところが、ハイビーム配光パターンを形成する際には、第１ミラー部材が一定の厚みを有するため、この第１ミラー部材が灯具前方に投影され、その厚み分の暗部が形成されてしまう。したがって、ハイビーム配光パターンを形成した場合には、灯具前方の照射領域に暗部が形成されてしまい、運転者の視認性が低下してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、視認性の高い配光パターンを形成可能な車両用前照灯を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の車両用前照灯は、
前後方向に延びる光軸を有する投影レンズと、
第１光源と、前記第１光源からの光を前記光軸よりに反射させる第１リフレクタと、を有し、ロービーム配光パターンを形成する第１光学系と、
第２光源と、前記第２光源からの光を前記光軸よりに反射させる第２リフレクタと、を有し、前記ロービーム配光パターンのカットオフラインの少なくとも一部を含む照射領域を形成する第２光学系と、
前記投影レンズの後方焦点近傍に配置された透明部材と、
を備え、
前記透明部材の一部にハーフ蒸着面を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、前記ハーフ蒸着面における光の透過率は５〜４０％である構成としてもよい。

本発明によれば、前記第１光学系からの光の集光位置と前記第２光学系からの光の集光位置が前記前後方向でずれている構成としてもよい。

本発明によれば、前記ハーフ蒸着面に入射される前記第１光学系からの光の光量は、前記ハーフ蒸着面に入射される前記第２光学系からの光の光量よりも少ない構成としてもよい。

本発明によれば、前記投影レンズと前記後方焦点との間には、前記第１光学系から出射されて前記ハーフ蒸着面で透過された光の少なくとも一部を遮る遮光部材が設けられている構成としてもよい。

本発明によれば、投影レンズの後方焦点近傍に配置された透明部材はハーフ蒸着面を備えているため、そのハーフ蒸着面において第１光学系および第２光学系からの光の少なくとも一部が透過されるとともに、その他の少なくとも一部の光が反射される。そのため、第１光学系が照射するロービーム配光パターンと第２光学系が照射する照射領域との間に暗部が形成されない。よって、視認性の高い配光パターンを形成することができる。

本発明の実施形態の例に係る車両用前照灯の構成を示す断面図である。図１に示される車両用前照灯に備わる第１光学系の光線経路を示す概略断面図である。第１光学系による照射領域を示す模式図である。図１に示される車両用前照灯に備わる第２光学系の光線経路を示す概略断面図である。第２光学系による照射領域を示す模式図である。第１光学系および第２光学系による照射領域を示す模式図である。本発明の第１変形例に係る車両用前照灯の一部拡大断面図である。本発明の第２変形例に係る車両用前照灯の一部拡大断面図である。

以下、本発明に係る車両用前照灯の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る車両用前照灯について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用前照灯の断面図である。
図１に示すように、第１実施形態に係る車両用前照灯１０は、前方が開口した灯具ボディ１１と、この灯具ボディ１１の開口を覆うように取り付けられる光透過性の透光カバー１２とを備えている。この車両用前照灯１０は、車両の前部に設けられて車両前方を照らす前照灯である。

なお、本例において、前方とは、車両用前照灯１０における透光カバー１２側（図１の左方向）であり、後方とは、前方と反対の灯具ボディ１１側（図１の右方向）である。

透光カバー１２は、灯具ボディ１１に接着固定されて取り付けられ、この透光カバー１２を灯具ボディ１１に取り付けることで、車両用前照灯１０の内部に、密閉された灯室Ｓが形成されている。

この車両用前照灯１０は、灯室Ｓ内に、投影レンズ２０と、第１光学系２１と、第２光学系２２と、透明部材２３とを有している。投影レンズ２０は、車両前後方向の光軸Ａｘを有するもので、この投影レンズ２０の後方に、透明部材２３、第１光学系２１および第２光学系２２が配置されている。

投影レンズ２０は、後方側が平面形状の入射面２０ａとされ、前方側が凸形状のレンズ面２０ｂとされており、入射面２０ａから入射した光を集光してレンズ面２０ｂから出射させる。

灯具ボディ１１の後面板１１ａには、複数本のボルト２６によって第１支持板２７が支持されている。この第１支持板２７には、第２支持板２８が一体的に形成されている。この第２支持板２８は、車両前後方向の光軸Ａｘに沿って水平に延在されて第１光学系２１と第２光学系２２との間に配置されている。第１支持板２７には、灯具ボディ１１の後面板１１ａ側に、後述する第１光源３１および第２光源３５からの熱を放出するための放熱フィン２９が設けられている。

第１光学系２１は、ロービーム配光パターンを形成する光源ユニットであり、第１光源３１と、第１リフレクタ３２とを有している。第１光源３１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなるもので、第２支持板２８の上面に固定されて略上向きに発光する。第１リフレクタ３２は、楕円を基調とする自由曲面からなる内面を有しており、第１光源３１からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させて投影レンズ２０の後方焦点ｆ近傍に収束させる。

第２光学系２２は、ハイビーム配光パターンの一部を形成する光源ユニットであり、第２光源３５と、第２リフレクタ３６とを有している。この第２光学系２２は、第１光学系２１によるロービーム配光パターンのカットオフラインを含む照射領域を形成する。
第２光源３５は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなるもので、第２支持板２８の下面に固定されて略下向きに発光する。第２リフレクタ３６は、楕円を基調とする自由曲面からなる内面を有しており、第２光源３５からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させて投影レンズ２０の後方焦点ｆ近傍に収束させる。

第２光学系２２を構成する第２光源３５は、第１光学系２１を構成する第１光源３１よりも後方側に配置されている。このように、第１光源３１と第２光源３５とを、前後方向に異なる位置に配置することで、これらの第１光源３１および第２光源３５で発生する熱的影響を減少させることができる。なお、これらの第１光源３１および第２光源３５の配置に伴い、第２光学系２２を構成する第２リフレクタ３６は、第１光学系２１を構成する第１リフレクタ３２よりも後方側に配置されている。

なお、第２支持板２８が形成された第１支持板２７は、複数本のボルト２６のねじ込み量を調整することで上下左右に位置調整が可能とされている。すなわち、複数本のボルト２６によりエイミングユニットが構成されている。そして、この第１支持板２７の向きを調整することで、第１光学系２１および第２光学系２２の光軸の向きを調整することができる。

透明部材２３は、投影レンズ２０の後方焦点ｆの近傍に配置されている。この透明部材２３は、アクリル等の透明樹脂または透明ガラスなどの透光性を有する材料から形成されたもので、第１光源３１および第２光源３５からの光の少なくとも一部を透過させる。

透明部材２３は、車両前後方向に延在する板状部材として形成されており、光軸Ａｘの上側の面が第１入光面２４とされ、光軸Ａｘの下側の面が第２入光面２５とされている。第１入光面２４の少なくとも一部（好ましくは光軸Ａｘに重なる位置）にはハーフ蒸着処理が施されたハーフ蒸着面２４ａが設けられている。このハーフ蒸着面２４ａは、透過率が略５〜４０％である。また、この透明部材２３は、投影レンズ２０に対向する先端縁である稜線２３ａの形状とハーフ蒸着面２４ａの先端の形状の両者あるいはいずれか一方が、左右に段違いの配光パターンを形成するカットオフラインに対応する形とされている。なお、ハーフ蒸着面２４ａは、その先端が投影レンズ２０の後方焦点ｆと略一致する位置となるように設けられている。

上記構造の車両用前照灯１０における光線経路について、説明する。
図２は、第１光学系２１の光線経路を示す概略断面図である。図３は、第１光学系２１により仮想スクリーン上に投影された照射領域を示す模式図である。図４は、第２光学系２２の光線経路を示す概略断面図である。図５は、第２光学系２２により仮想スクリーン上に投影された照射領域を示す模式図である。図６は、第１光学系２１および第２光学系２２により仮想スクリーン上に投影された照射領域を示す模式図である。

（第１光学系での照射）
図２に示すように、第１光学系２１の第１光源３１が点灯されると、その光は、第１リフレクタ３２で光軸Ａｘ寄りに反射されて投影レンズ２０の後方焦点ｆの近傍に収束される。

ここで、第１リフレクタ３２で光軸Ａｘ寄りに反射されて透明部材２３を通らずに直接投影レンズ２０へ導かれる光Ｌ１は、光軸Ａｘの下方側で投影レンズ２０により屈折されて前方の下方側に向かって出射される。
また、第１リフレクタ３２で光軸Ａｘ寄りに反射されて透明部材２３の第１入光面２４へ入射した光のうち一部の光Ｌ２は、第１入光面２４のハーフ蒸着面２４ａによって反射されて投影レンズ２０に導かれ、光軸Ａｘの上方側で投影レンズ２０により屈折されて前方の光軸Ａｘ寄りに下方側に出射される。一方、第１入光面２４へ入射した光のうちの他の一部の光Ｌ２’（図２における破線）は、ハーフ蒸着面２４ａを透過して投影レンズ２０へ導かれ、光軸Ａｘの下方側で投影レンズ２０により屈曲されて前方の上方側に向かって出射される。

そして、図３に示すように、第１光学系２１の第１光源３１が点灯されることで、光Ｌ１，Ｌ２によって下側照射領域（ロービーム配光パターン）Ｌｐが形成される。この下側照射領域Ｌｐは、透明部材２３の投影レンズ２０側の先端縁に形成される稜線２３ａに位置するハーフ蒸着面２４ａがシェードとして機能することで、左右に段違いのカットオフラインＣＬを有する配光パターンからなるロービーム配光パターンとなる。

このとき、ハーフ蒸着面２４ａを透過する光Ｌ２’が、投影レンズ２０で屈折されて前方の上方側に向かって出射され、カットオフラインＣＬより上方の上側照射領域Ｈｐ’に導かれる。つまり、ハーフ蒸着面２４ａを設けることで、第１光学系２１から出射されてハーフ蒸着面２４ａに入射する光を、投影レンズ２０で屈折されて上方へ向かう光Ｌ２と、投影レンズ２０で屈折されて下方へ向かう光Ｌ２’に分光し、光Ｌ２’によりカットオフラインＣＬの上方を照射することができる。なお、図３に示すように、第１光学系２１からの光の集光位置は透明部材の稜線２３ａ近傍となるように設定されているため、ハーフ蒸着面２４ａを透過する光Ｌ２’の光量はさほど多くなく、対向車の運転者等へのグレア光の影響は少ない。

（第２光学系での照射）
図４に示すように、第２光学系２２の第２光源３５が点灯されると、その光は、第２リフレクタ３６で光軸Ａｘ寄りに反射されて投影レンズ２０の後方焦点ｆの近傍に収束される。図２および図４に示すように、第２光学系２２からの光の集光位置は、第１光学系２１からの光の集光位置と車両前後方向においてずれていることが好ましい。本例では、第２光学系２２からの光は第１光学系２１からの光の集光位置よりも車両後方側に集光されることが好ましい。

ここで、第２リフレクタ３６で光軸Ａｘ寄りに反射されて透明部材２３を通らずに直接投影レンズ２０へ導かれる光Ｌ３は、投影レンズ２０で屈折されて前方の上方側に向かって出射される。
また、第２リフレクタ３６で光軸Ａｘ寄りに反射されて透明部材２３の第２入光面２５へ入射した光のうち少なくとも一部の光Ｌ４は、ハーフ蒸着面２４ａによって反射されて投影レンズ２０に導かれ、光軸Ａｘの下方側で投影レンズ２０により屈折されて前方の光軸Ａｘ寄りに上方側に出射される。一方、第２入光面２５へ入射した光のうちの他の一部の光Ｌ４’（図４における破線）は、ハーフ蒸着面２４ａを透過して投影レンズ２０へ導かれ、光軸Ａｘの上方側で投影レンズ２０により屈折されて前方の下方側に向かって出射される。

そして、図５に示すように、第２光学系２２の第２光源３５が点灯されることで、光Ｌ３，Ｌ４によって下側照射領域Ｌｐのロービーム配光パターンのカットオフラインＣＬより上側の上側照射領域Ｈｐが形成される。このとき、ハーフ蒸着面２４ａを透過する光Ｌ４’が、投影レンズ２０で屈折されて下方に向かって出射され、カットオフラインＣＬよりも下側の下側照射領域Ｌｐ’に導かれる。つまり、ハーフ蒸着面２４ａを設けることで、第２光学系２２から出射されてハーフ蒸着面２４ａに入射する光を、投影レンズ２０で屈折されて上方へ向かう光Ｌ４と、投影レンズ２０で屈折されて下方へ向かう光Ｌ４’に分光することができる。なお、第１光学系２１よりも第２光学系２２の方が透明部材２３に入射する光量が多いため、下側照射領域Ｌｐ’は、上側照射領域Ｈｐ’より光度がやや高い。このように、第２光学系２２が照射する上側照射領域Ｈｐと下側照射領域Ｌｐ’により、カットオフラインＣＬの少なくとも一部を含む照射領域が形成される。

上記構成の本実施形態に係る車両用前照灯１０では、車両前方へロービームで照射する場合は、第１光学系２１のみを点灯させる。このように、第１光学系２１のみを点灯させたときは、図３に示すように、ロービーム配光パターンである下側照射領域Ｌｐが形成されるとともに、下側照射領域Ｌｐよりも光度の低い上側照射領域Ｈｐ’が形成される。

また、車両前方へハイビームで照射する場合は、第１光学系２１および第２光学系２２を点灯させる。このように、第１光学系２１および第２光学系２２を点灯させたときは、図６に示すように、下側照射領域Ｌｐおよび上側照射領域Ｈｐ’に加えて、上側照射領域Ｈｐおよび下側照射領域Ｌｐ’が形成され、これらの下側照射領域Ｌｐ，Ｌｐ’と上側照射領域Ｈｐ，Ｈｐ’とが組み合わされたハイビーム配光パターンが形成される。

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、投影レンズの後方焦点近傍に配置された透明部材２３はハーフ蒸着面２４ａを備えているため、第１光学系２１および第２光学系２２からの光を完全に遮ることがない。そのため、第１光学系２１が照射する下側照射領域Ｌｐと第２光学系２２が照射する上側照射領域Ｈｐとが組み合わされてハイビーム配光パターンが形成される際に、上側照射領域Ｈｐ’と下側照射領域Ｌｐ’も形成されるため、下側照射領域Ｌｐと上側照射領域Ｈｐとの間に暗部が形成されることがない。すなわち、これらの下側照射領域Ｌｐと上側照射領域Ｈｐとが滑らかに接続されることとなる。よって、視認性の高く見映えの良いハイビーム配光パターンを形成することができる。

また、本実施形態によれば、第１光学系２１からの光の集光位置と第２光学系２２からの光の集光位置が車両の前後方向でずれているため、例えば、第１光学系２１からの光は透明部材２３の先端縁の稜線２３ａ側に集光させる一方、第２光学系２２からの光は透明部材２３の稜線２３ａよりも後方側に集光させることができる。これにより、第１光学系２１からの光によってカットオフラインＣＬの輪郭がぼやけることなく下側照射領域Ｌｐを形成することができるとともに、第２光学系２２からの光によって形成される下側照射領域Ｌｐ’により下側照射領域Ｌｐと上側照射領域Ｈｐとの間の暗部の発生をより確実に防止することができる。

また、本実施形態によれば、第１光学系２１から入射されてハーフ蒸着面２４ａで透過される光Ｌ２’の光量が第２光学系２２から入射されてハーフ蒸着面２４ａで透過される光Ｌ４’の光量よりも少ない。そのため、第１光学系２１からの光により下側照射領域Ｌｐおよび上側照射領域Ｈｐ’を形成したときに上側照射領域Ｈｐ’の光により対向車の運転者等に与えるグレア光を低減することができる。

さらに、本実施形態では、駆動機構によりシェードを変位させて配光パターンを切り替える必要がなく、第１光源３１に加えて第２光源３５を点灯させるだけの簡便な構成で、暗部のないハイビーム配光パターンを形成することができる。

次に、図７および図８を参照して、本実施形態の変形例について説明する。
図７に示されるように、第１変形例においては、投影レンズ２０と後方焦点ｆとの間に、第１光学系２１から出射されてハーフ蒸着面２４ａで透過された光Ｌ２’の少なくとも一部を遮る遮光部材４０が設けられている。
この構成によれば、第１光学系２１からの光Ｌ２’を遮光部材４０により遮光することで、第１光学系２１からの光により下側照射領域Ｌｐおよび上側照射領域Ｈｐ’を形成したときに上側照射領域Ｈｐ’の光量をより少なくして、対向車の運転者等に与えるグレア光をさらに抑制することができる。

図８に示されるように、第２変形例においては、透明部材２３の下面に設けられた第２入光面２５において、稜線２３ａから後方側の一部に、蒸着処理が施された蒸着面２５ａが設けられている。この蒸着面２５ａは、透過率が略０％の遮光面である。
この構成によれば、第１光学系２１から出射されてハーフ蒸着面２４ａで透過された光Ｌ２’の少なくとも一部を蒸着面２５ａにより遮光することで、第１変形例と同様に対向車の運転者等に与えるグレア光の抑制効果をさらに高めることができる。

以上において本発明の実施形態の例を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、必要に応じて他の構成を採用することが可能である。

上記実施形態では、第２光学系２２をハイビーム照射のための光学系として説明したが、この第２光学系２２は、ハイビーム照射以外の光学系であってもよい。ハイビーム照射以外の光学系としては、例えば、フォグランプ、クリアランスランプあるいは昼夜点灯用ライト（ＤＲＬ：Daylight Running Lamps）などがある。

１０：車両用前照灯、２０：投影レンズ、２１：第１光学系、２２：第２光学系、２３：透明部材、２４：第１入光面、２４ａ：ハーフ蒸着面、２５：第２入光面、２５ａ：完全蒸着面、３１：第１光源、３２：第１リフレクタ、３５：第２光源、３６：第２リフレクタ、Ａｘ：光軸、ｆ：後方焦点、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２’，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ４’：光、ＣＬ：カットオフライン、Ｌｐ，Ｌｐ’：下側照射領域、Ｈｐ，Ｈｐ’：上側照射領域

Claims

前後方向に延びる光軸を有する投影レンズと、
第１光源と、前記第１光源からの光を前記光軸よりに反射させる第１リフレクタと、を有し、ロービーム配光パターンを形成する第１光学系と、
第２光源と、前記第２光源からの光を前記光軸よりに反射させる第２リフレクタと、を有し、前記ロービーム配光パターンのカットオフラインの少なくとも一部を含む照射領域を形成する第２光学系と、
前記投影レンズの後方焦点近傍に配置された透明部材と、
を備え、
前記透明部材の一部にハーフ蒸着面を備え、
前記ハーフ蒸着面に入射される前記第１光学系からの光の光量は、前記ハーフ蒸着面に入射される前記第２光学系からの光の光量よりも少ないことを特徴とする車両用前照灯。
前記ハーフ蒸着面における光の透過率は５〜４０％である、請求項１に記載の車両用前照灯。
前記第１光学系からの光の集光位置と前記第２光学系からの光の集光位置が前記前後方向でずれている、請求項１または２に記載の車両用前照灯。
前記投影レンズと前記後方焦点との間には、前記第１光学系から出射されて前記ハーフ蒸着面で透過された光の少なくとも一部を遮る遮光部材が設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用前照灯。