JP6199104B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本願発明は、プロジェクタ型の車両用灯具に関するものである。

従来より、投影レンズの後方に配置された光源からの光を投影レンズを介して前方へ照射することにより、所定の配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用灯具が知られている。

「特許文献１」には、このような車両用灯具として複数のプロジェクタ型の灯具ユニットを備えた構成が記載されている。

特許第４７８１９５１号公報

プロジェクタ型の車両用灯具は、これを点灯状態で前方側から観察したとき、その投影レンズが円形またはそれに近い形状で光って見えるに過ぎず、また十分な発光面積を確保することができないので、点灯時の被視認性を高めることが容易でない。

これに対し、上記「特許文献１」に記載された車両用灯具のように、複数のプロジェクタ型の灯具ユニットを備えた構成とし、これらを同時点灯させるようにすれば灯具全体として発光面積を増大させることができ、その分だけ点灯時の被視認性を向上させることが可能となる。

しかしながら、このようにした場合においても、投影レンズが複数箇所において円形またはそれに近い形状で光って見えるに過ぎない。このため灯具全体としての発光の仕方に意外性が乏しく、この点において点灯時の被視認性を高めるができない、という問題がある。

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、プロジェクタ型の車両用灯具において、点灯時の被視認性を高め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。

本願発明は、投影レンズの周囲に付加レンズが配置された構成とした上で、投影レンズの外形形状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。

すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
投影レンズとこの投影レンズの後方に配置された光源とを備え、上記光源からの光を上記投影レンズを介して前方へ照射することにより所定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、
上記投影レンズが、灯具正面視において細長く延びる外形形状を有しており、
この投影レンズの周囲に、上記光源からの光を前方へ向けて透過制御する付加レンズが配置されており、
上記光源からの光を上記投影レンズへ向けて反射させるリフレクタを備えており、
上記光源からの光を２回反射させた後に上記付加レンズに入射させるための第１および第２付加リフレクタを備えており、
上記第１付加リフレクタが、上記光源から上記投影レンズへ向かう直射光の一部を遮光する位置に配置されている、ことを特徴とするものである。

上記「光源」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等の発光素子あるいは光源バルブ等が採用可能である。

上記「投影レンズ」は、灯具正面視において細長く延びる外形形状を有していれば、その長手方向の向きやその具体的な外形形状は特に限定されるものではない。その際「細長く延びる」とは、長手方向の長さが長手方向と直交する方向の長さの１．５倍以上であることを意味するものである。

上記「所定の配光パターン」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターン、フォグランプ用配光パターン等が採用可能である。

上記「付加レンズ」は、投影レンズの周囲に配置されていれば、その具体的な配置や構成は特に限定されるものではない。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、プロジェクタ型の灯具として構成されているが、その投影レンズは灯具正面視において細長く延びる外形形状を有しており、この投影レンズの周囲には光源からの光を前方へ向けて透過制御する付加レンズが配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、本願発明に係る車両用灯具を点灯状態で前方側から観察したとき、灯具正面視において細長く延びる外形形状を有している投影レンズが細長い形状で光って見え、その周囲において付加レンズも光って見えることとなる。

このため、投影レンズが円形またはこれに近い形状で光って見える従来の車両用灯具に比して、発光の仕方に意外性を持たせることができる。また、投影レンズだけでなく付加レンズも光って見えるので、発光面積を増大させることができる。そしてこれにより点灯時の被視認性を向上させることができる。

このように本願発明によれば、プロジェクタ型の車両用灯具において、点灯時の被視認性を向上させることができる。

上記構成において、付加レンズとして、光源からの光を前方へ向けて拡散透過させるように構成されたものとすれば、灯具前方側の様々な角度から観察した場合においても、付加レンズが光って見えるようにすることができる。

上記構成において、付加レンズが、灯具正面視において細長く延びる外形形状を有しており、かつ、その長手方向を投影レンズの長手方向と交差させるようにして配置された構成とすれば、付加レンズが投影レンズとは異なる方向に細長い形状で光って見えるようにすることができる。そしてこれにより点灯時の発光の仕方に一層の意外性を持たせることができる。

この場合において、付加レンズの長手方向と投影レンズの長手方向との具体的な交差角度は特に限定されるものではない。

上記構成において、光源からの光を２回反射させた後に付加レンズに入射させるための第１および第２のリフレクタを備えた構成とすれば、付加レンズに対する光入射が精度良く行われるようにすることができ、これにより付加レンズを効率良く発光させることができる。

上記構成において、投影レンズの周囲に第２の光学ユニットが配置された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、細長く延びる外形形状を有している投影レンズの周囲には比較的スペースを確保しやすいので、その周囲に付加レンズと共に第２の光学ユニットが配置された構成とすることも比較的容易に可能である。そこで、このような構成を採用することにより、スペース効率を高めた上で灯具機能を高めることができる。

この場合において、「第２の光学ユニット」は、光源とこの光源からの光を制御する光制御部材とを備えていれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。

本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図 図１のII−II線断面図 図１のIII−III線に沿った部分断面平面図 上記実施形態の第１変形例に係る車両用灯具を示す、図１と同様の図 上記第１変形例に係る車両用灯具を示す、図３と同様の図 上記実施形態の第２変形例に係る車両用灯具を示す、図１と同様の図

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。

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線に沿った部分断面平面図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、車両の前端部に設けられるロービーム用のヘッドランプであって、プロジェクタ型の灯具として構成されている。

すなわち、この車両用灯具１０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有する投影レンズ１２と、この投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも後方側に配置された発光素子１４と、この発光素子１４を上方側から覆うように配置され、該発光素子１４からの光を投影レンズ１２へ向けて反射させるリフレクタ１６と、このリフレクタ１６からの反射光の一部を上向きに反射させるための上向き反射面２０ａを有するミラー部材２０とを備えた構成となっている。

なお、図３において、Ｘで示す方向が車両および車両用灯具１０としての「前方」であり、Ｙで示す方向が「前方」と直交する「左方向」である。

発光素子１４およびリフレクタ１６はミラー部材２０に支持されており、投影レンズ１２は、レンズホルダ１８を介してミラー部材２０に支持されている。

投影レンズ１２は、その前面が凸面でその後面が平面の平凸非球面レンズであって、その後側焦点Ｆを含む焦点面である後側焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影するようになっている。

この投影レンズ１２は、灯具正面視において細長く延びる外形形状を有している。具体的には、この投影レンズ１２は、光軸Ａｘを中心とする縦長矩形状の外形形状を有しており、その縦方向の長さが横方向の長さの１．５倍以上の値（例えば２〜３程度の値）に設定されている。

発光素子１４は白色で発光する発光ダイオードであって、横長矩形状の発光面を有している。そして、この発光素子１４は、その発光面を光軸Ａｘを含む水平面上に位置させた状態で上向きに配置されている。

リフレクタ１６の反射面１６ａは、光軸Ａｘと同軸の長軸を有するとともに発光素子１４の発光中心を第１焦点とする略楕円面状の曲面で構成されており、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。そしてこれにより、リフレクタ１６は、発光素子１４からの光を鉛直断面内においては後側焦点Ｆのやや前方に位置する点に収束させるとともに水平断面内においてはその収束位置をかなり前方へ移動させるようになっている。

ミラー部材２０の上向き反射面２０ａは、該ミラー部材２０の上面にアルミニウム蒸着等による鏡面処理を施すことにより形成されている。この上向き反射面２０ａは、光軸Ａｘよりも左側（灯具正面視では右側）に位置する左側領域が光軸Ａｘを含む水平面で構成されており、光軸Ａｘよりも右側に位置する右側領域が、短い斜面を介して左側領域よりも一段低い水平面で構成されている。そして、この上向き反射面２０ａの前端縁２０ａ１は、後側焦点Ｆから左右両側へ向けて、投影レンズ１２のメリジオナル像面に沿って前方側へ湾曲するようにして延びている。また、上向き反射面２０ａは、その前端縁２０ａ１から後方側に一定距離離れた位置までの範囲内の領域に形成されている。

このミラー部材２０は、その上向き反射面２０ａにおいて、リフレクタ１６の反射面１６ａから投影レンズ１２へ向かう反射光の一部を上向きに反射させて投影レンズ１２に入射させ、これらを下向き光として投影レンズ１２から出射させるようになっている。そして、この投影レンズ１２からの出射光により、左右段違いのカットオフラインを有する左配光のロービーム用配光パターンを形成するようになっている。

本実施形態に係る車両用灯具１０においては、投影レンズ１２の周囲に、発光素子１４からの光を前方へ向けて透過制御する付加レンズ３２が配置されている。その際、発光素子１４からの光は、第１および第２付加リフレクタ３４、３６により２回反射した後に付加レンズ３２に入射するようになっている。

付加レンズ３２は、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる無色透明の板状部材で構成されており、その後面には上下方向に延びる複数の拡散レンズ素子３２ｓが縦縞状に形成されている。

この付加レンズ３２は、灯具正面視において細長く延びる外形形状を有している。具体的には、この付加レンズ３２は、横長矩形状の外形形状を有しており、その横方向の長さが縦方向の長さの１．５倍以上の値（例えば２〜６程度の値）に設定されている。

そして、この付加レンズ３２は、その横長矩形状の外形形状の図心を光軸Ａｘを含む水平面上に位置させた状態で、かつ、その左端面を投影レンズ１２の右端面に近接させた状態で配置されている。すなわち、この付加レンズ３２は、その長手方向（すなわち左右方向）を投影レンズ１２の長手方向（すなわち上下方向）と直交させた状態で配置されている。
第１付加リフレクタ３４は、リフレクタ１６よりも前方側に配置されており、発光素子１４から前方へ向かう直射光を斜め後方へ向けて反射させるように構成されている。

具体的には、この第１付加リフレクタ３４は、投影レンズ１２よりも後方側でかつ光軸Ａｘよりも上方側において、リフレクタ１６からの反射光を遮光しない高さに配置されている。そして、この第１付加リフレクタ３４は、発光素子１４からの直射光を、上下方向に関しては略平行光としてまた水平方向に関してはやや収束する光として、リフレクタ１６の右方向へ向けて反射させるように構成されている。

第２付加リフレクタ３６は、リフレクタ１６の右側に配置されており、第１付加リフレクタ３４からの反射光を前方へ向けて反射させるように構成されている。

具体的には、この第２付加リフレクタ３６は、光軸Ａｘを含む水平面を上下に跨ぐ位置に配置されている。そして、この第２付加リフレクタ３６は、第１付加リフレクタ３４からの反射光を、上下方向に関しては略平行光としてまた水平方向に関しては一旦収束した後に拡散する光として、付加レンズ３２へ向けて反射させるように構成されている。

これら第１および第２付加リフレクタ３４、３６において順次反射した後、付加レンズ３２に到達した発光素子１４からの光は、その各拡散レンズ素子３２ｓにより左右両側にさらに大きく拡散する光として前方へ出射することとなる。

なお、この付加レンズ３２からの出射光は、左右両側への拡散角がかなり大きいものとなっており、このためロービーム用配光パターンの形成には寄与していない。

レンズホルダ１８は、投影レンズ１２を囲むようにして縦長フレーム状に形成されており、その上下方向中央部には右方向に突出する横向きフレーム部１８ａが形成されている。そして、付加レンズ３２は、このレンズホルダ１８の横向きフレーム部１８ａに支持されている。

なお、第１および第２付加リフレクタ３４、３６は、それぞれ図示しない支持部材を介してミラー部材２０に支持されている。また、レンズホルダ１８は、その下端部においてミラー部材２０に支持されている。

次に本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態に係る車両用灯具１０は、プロジェクタ型の灯具として構成されているが、その投影レンズ１２は灯具正面視において細長く延びる外形形状を有しており、この投影レンズ１２の周囲には光源としての発光素子１４からの光を前方へ向けて透過制御する付加レンズ３２が配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、本実施形態に係る車両用灯具１０を、その発光素子１４を点灯させた状態で前方側から観察したとき、灯具正面視において細長く延びる外形形状を有している投影レンズ１２が細長い形状で光って見え、その周囲において付加レンズ３２も光って見えることとなる。

このため、投影レンズが円形またはこれに近い形状で光って見える従来の車両用灯具に比して、発光の仕方に意外性を持たせることができる。また、投影レンズ１２だけでなく付加レンズ３２も光って見えるので、発光面積を増大させることができる。したがって点灯時の被視認性を向上させることができる。

このように本実施形態によれば、プロジェクタ型の車両用灯具１０において、点灯時の被視認性を向上させることができる。

その際、本実施形態においては、投影レンズ１２が縦長矩形状の外形形状を有しているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、リフレクタ１６からの反射光は直接またはミラー部材２０により上向きに反射した後に投影レンズ１２に到達することとなるが、この投影レンズ１２の後面における光入射領域は光軸Ａｘを中心とする縦長楕円状の領域となるので、投影レンズ１２の外形形状が円形状ではなく縦長矩形状であるにもかかわらず、リフレクタ１６からの反射光を効率良く投影レンズ１２に入射させることができる。

また、このように灯具正面視において投影レンズ１２の周囲がすべて直線状に形成された構成とすることにより、投影レンズ１２自体の意匠に斬新性を持たせることができる。

本実施形態においては、付加レンズ３２に形成された複数の拡散レンズ素子３２ｓにより発光素子１４からの光を前方へ向けて拡散透過させる構成となっているので、灯具前方側の様々な角度から観察した場合においても付加レンズ３２が光って見えるようにすることができる。特に本実施形態においては、複数の拡散レンズ素子３２ｓが縦縞状に形成されているので、左右方向の様々な角度から観察した場合においても付加レンズ３２が光って見えるようにすることができる。

また本実施形態においては、付加レンズ３２が、灯具正面視において細長く延びる外形形状を有しており、その長手方向を投影レンズ１２の長手方向と交差させるようにして配置されているので、付加レンズ３２が投影レンズ１２とは異なる方向（具体的には直交する方向）に細長い形状で光って見えるようにすることができる。そしてこれにより点灯時の発光の仕方に一層の意外性を持たせることができる。

さらに本実施形態においては、発光素子１４からの光を２回反射させた後に付加レンズ３２に入射させるための第１および第２のリフレクタとして第１および第２付加リフレクタ３４、３６を備えているので、付加レンズ３２に対する光入射が精度良く行われるようにすることができ、これにより付加レンズ３２を効率良く発光させることができる。

上記実施形態においては、付加レンズ３２として、その後面に上下方向に延びる複数の拡散レンズ素子３２ｓが形成された構成となっているが、その後面または前面に魚眼レンズ状の拡散レンズ素子３２ｓが形成された構成あるいはシボ加工やフロスト加工等が施された構成とすることも可能である。

上記実施形態においては、投影レンズ１２が灯具正面視において縦長矩形状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（例えば、横長矩形状、台形、平行四辺形、小判形等）を有する構成とすることも可能である。

上記実施形態においては、付加レンズ３２の長手方向と投影レンズ１２の長手方向とが直交しているものとして説明したが、これ以外の交差角度で配置された構成とすることも可能であり、このようにした場合いおいても、付加レンズ３２が投影レンズ１２とは異なる方向に細長い形状で光って見えるようにすることができ、これにより点灯時の発光の仕方に意外性を持たせることができる。

上記実施形態においては、付加レンズ３２からの出射光をロービーム用配光パターンの形成に寄与させていないが、付加レンズ３２に形成された各拡散レンズ素子３２ｓの代わりに、左右拡散角の小さい拡散レンズ素子や偏向レンズ素子等が形成された構成として、付加レンズ３２からの出射光をロービーム用配光パターンの形成に寄与させるようにすることも可能である。

上記実施形態においては、車両用灯具１０がロービーム用のヘッドランプとして構成されているものとして説明したが、ハイビーム用のヘッドランプとして構成することも可能であり、またフォグランプやデイタイムランニングランプとして構成することも可能である。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。

図４および５は、本変形例に係る車両用灯具１１０を示す、図１および３と同様の図である。

これらの図に示すように、この車両用灯具１１０の基本的な構成は上記実施形態の車両用灯具１０と同様であるが、付加レンズ１３２の形状および配置が上記実施形態の場合と異なっている。

すなわち、本変形例においては、投影レンズ１２の左右両側に１対の付加レンズ１３２が配置された構成となっている。

これら１対の付加レンズ１３２は、光軸Ａｘに関して左右対称の位置関係で配置されており、かつ光軸Ａｘに関して左右対称の形状を有している。

その際、これら各付加レンズ１３２は、上記実施形態の付加レンズ３２と同様、横長矩形状の外形形状を有しており、その後面には上下方向に延びる複数の拡散レンズ素子１３２ｓが縦縞状に形成されている。

ただし、これら各付加レンズ１３２は、上記実施形態の付加レンズ３２よりも小さいサイズで形成されており、その横方向と縦方向との長さの比率がやや小さい値（ただし１．５倍以上の値）に設定されている。また、これら各付加レンズ１３２は、光軸Ａｘを含む水平面よりもある程度上方側に位置するようにして配置されている。

本変形例においては、発光素子１４からの直射光をそのまま各付加レンズ１３２に入射させて、その各拡散レンズ素子１３２ｓにより左右両側に大きく拡散する光として前方へ出射させるようになっている。このため本変形例においては、上記実施形態のような第１および第２付加リフレクタ３４、３６は配置されていない。

本変形例のレンズホルダ１１８は、投影レンズ１２を囲むようにして縦長フレーム状に形成されているが、その左右両側の上部には左右両方向に突出する１対の横向きフレーム部１１８ａが形成されている。そして、各付加レンズ１３２は、このレンズホルダ１１８の各横向きフレーム部１１８ａに支持されている。

本変形例の構成を採用した場合においても、縦長矩形状に形成された投影レンズ１２の左右両側に、横長矩形状に形成された１対の付加レンズ１３２が配置された構成となっているので、点灯時の発光の仕方に意外性を持たせることができる。

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

図６は、本変形例に係る車両用灯具２１０を示す、図１と同様の図である。

同図に示すように、この車両用灯具２１０の基本的な構成は上記実施形態の車両用灯具１０と同様であるが、投影レンズ１２の周囲に第２の光学ユニットとして光学ユニット２４０が追加配置されている点で上記実施形態の場合と異なっている。

この光学ユニット２４０は、投影レンズ１２の右側において、付加レンズ３２の下側に位置するようにして配置されている。

その際、この光学ユニット２４０は、灯具前方へ向けて配置された発光素子２４２と、この発光素子２４２からの光を透過制御するレンズ２４４とを備えており、クリアランスランプとしての機能を果たすようになっている。

発光素子２４２は、白色で発光する発光ダイオードで構成されている。

レンズ２４４は、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる無色透明の板状部材で構成されており、その後面には上下方向に延びる複数の拡散レンズ素子２４４ｓが縦縞状に形成されている。このレンズ２４４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、付加レンズ３２よりも一回り小さいサイズで形成されている。

本変形例においては、付加レンズ３２が上記実施形態の場合よりも多少上方に変位した位置に配置されており、これに伴い、本変形例の第１および第２付加リフレクタ２３４、２３６は、上記実施形態の第１および第２付加リフレクタ３４、３６に対して多少上方に変位した位置に配置されており、かつ、その反射面形状が多少異なったものとなっている。

本変形例のレンズホルダ２１８は、付加レンズ３２を支持する横向きフレーム部２１８ａの下側に、光学ユニット２４０を囲むようにして支持するためのユニット支持部２１８ｂが形成された構成となっている。

本変形例のように、投影レンズ１２の周囲に光学ユニット２４０が配置された構成とすることにより、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、縦長矩形状の外形形状を有している投影レンズ１２の左右両側には比較的スペースを確保しやすいので、投影レンズ１２の右側（または左側）に付加レンズ３２と共に光学ユニット２４０が配置された構成とすることにより、スペース効率を高めた上で灯具機能を高めることができる。

その際、付加レンズ３２は横長矩形状の外形形状を有しており、光軸Ａｘを含む水平面に対してやや上方寄りの位置に配置されているので、この付加レンズ３２の下方に光学ユニット２４０が配置された構成とすることが容易に可能である。

なお、本変形例においては、光学ユニット２４０がクリアランスランプとしての機能を果たすものとして説明したが、これ以外の灯具機能（例えば、ロービーム用配光パターンの拡散領域を補強するための配光パターンを形成する機能等）を果たす構成とすることも可能である。

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。

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。

１０、１１０、２１０ 車両用灯具
１２ 投影レンズ
１４ 発光素子（光源）
１６ リフレクタ
１６ａ 反射面
１８、１１８、２１８ レンズホルダ
１８ａ、１１８ａ、２１８ａ 横向きフレーム部
２０ ミラー部材
２０ａ 上向き反射面
２０ａ１ 前端縁
３２、１３２ 付加レンズ
３２ｓ、１３２ｓ、２４４ｓ 拡散レンズ素子
３４、２３４ 第１付加リフレクタ（第１のリフレクタ）
３６、２３６ 第２付加リフレクタ（第２のリフレクタ）
２１８ｂ ユニット支持部
２４０ 光学ユニット（第２の光学ユニット）
２４２ 発光素子
２４４ レンズ
Ａｘ 光軸
Ｆ 後側焦点

Claims (4)

1. 投影レンズとこの投影レンズの後方に配置された光源とを備え、上記光源からの光を上記投影レンズを介して前方へ照射することにより所定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、
   上記投影レンズが、灯具正面視において細長く延びる外形形状を有しており、
   この投影レンズの周囲に、上記光源からの光を前方へ向けて透過制御する付加レンズが配置されており、
   上記光源からの光を上記投影レンズへ向けて反射させるリフレクタを備えており、
   上記光源からの光を２回反射させた後に上記付加レンズに入射させるための第１および第２付加リフレクタを備えており、
   上記第１付加リフレクタが、上記光源から上記投影レンズへ向かう直射光の一部を遮光する位置に配置されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記付加レンズが、上記光源からの光を前方へ向けて拡散透過させるように構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記付加レンズが、灯具正面視において細長く延びる外形形状を有しており、かつ、該付加レンズの長手方向を上記投影レンズの長手方向と交差させるようにして配置されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
4. 上記投影レンズの周囲に、第２の光学ユニットが配置されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具。

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