JP6377400B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用灯具に関する。
特許文献１などにより、それぞれが前方へ光を出射する複数の灯具ユニットを備えた車両用灯具が知られている。このような車両用灯具においては、それぞれの照射領域を組み合わせて、ロービーム配光パターンなどの配光パターンを形成している。
特開2003-317513号公報
このような車両用灯具においては、それぞれの照射領域の正確な位置合わせが要求される。例えば、ロービーム配光パターンを形成する場合、それぞれの照射領域の上辺が互いに上下方向にずれてしまうと、カットオフラインに段差が生じ、ユーザに違和感を与えてしまう。
このため、それぞれの照射領域を正確に組み合わせるためには、灯具をなす部品に高い寸法精度が求められたり、高い組立精度が求められる。
そこで本発明は、複数の灯具ユニットの照射領域を組み合わせて配光パターンを形成する車両用灯具において、それぞれの照射領域の上下位置を正確に位置合わせできる車両用灯具を提供する。
本発明に係る車両用灯具は、
光源と、前記光源から出射された光を前方に出射させる投影レンズと、をそれぞれ含み、それぞれがなす照射領域を組み合わせて配光パターンを形成する複数の灯具ユニットを有し、
少なくとも一つの前記灯具ユニットは、前記投影レンズを上下方向に傾けるレンズ駆動機構を有している。
本発明に係る車両用灯具によれば、組立精度を高めなくても、レンズ駆動機構によって照射領域のずれを解消させて、狙った形状の配光パターンを形成できる。
上記本発明の車両用灯具において、
前記投影レンズの正面視の面積が１０００ｍｍ２以下であってもよい。
一般に、小さいレンズを使った小型の灯具ユニットを多数用いた車両用灯具ユニットでは、照射領域のずれが生じやすい。しかし、本発明によれば、レンズ駆動機構を使って、多数の照射領域を組み合わせた配光パターンを狙った形状となるように位置合わせできる。また、投影レンズが軽量になるため、レンズ駆動機構の駆動力を小さくできる。
上記本発明の車両用灯具において、
前記投影レンズは樹脂製であってもよい。
投影レンズが軽量になるため、必要となるレンズ駆動機構の出力を小さくできる。
上記本発明の車両用灯具において、
前記レンズ駆動機構に、前記光源から出射された光を検出するセンサが取り付けられていてもよい。
本発明によれば、センサによって光源の不良を検出できる。また、センサを支持する構造を別途用意することなく車両用灯具にセンサを設けることができる。
上記本発明の車両用灯具において、
前記光源は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子から出射された光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む蛍光層と、を有し、
前記センサは、前記半導体発光素子が出射する光の強度および／または前記蛍光の強度を検出してもよい。
蛍光層が破損すると、半導体発光素子からの光の強度が高くなったり、蛍光が弱くなったりする。本発明によれば、センサによって蛍光層が破損したことを検出できる。
上記本発明に係る車両用灯具によれば、複数の灯具ユニットの照射領域を組み合わせて配光パターンを形成する車両用灯具において、それぞれの照射領域の上下位置を正確に位置合わせできる車両用灯具が提供される。
本発明の実施形態に係る車両用灯具の正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。 図１に示した車両用灯具が形成する配光パターンを示す図である。 本発明の変形例１に係る車両用灯具の一部を示す図である。 本発明の変形例２に係る車両用灯具の一部を示す図である。
以下、本発明の実施形態に係る車両用灯具について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の車両用灯具は、車両前部に設けられる灯具である。
図１は、本実施形態に係る車両用灯具１の正面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。なお、図１では、エクステンション６（図２参照）を省略して描いている。
図１に示した車両用灯具１は、車両前部の左部に配置される。車両用灯具１は、複数の（図示の例では３つ）灯具ユニット１０を有している。複数の灯具ユニット１０は、水平方向に配列されている。車両用灯具１は、３つの灯具ユニット１０がなす照射領域を組み合わせてロービーム配光パターンを形成する。
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２に示すように、車両用灯具１は、前方に開口部を有するハウジング２と、開口部を閉塞してハウジング２とともに灯室Ｓを形成するアウターカバー３とを備えている。灯室Ｓの内部に、灯具ユニット１０が設けられている。灯具ユニット１０は、支持基板１５に支持されている。支持基板１５は、エイミングスクリュー５を介してハウジング２に固定されている。
灯具ユニット１０は、光源ユニット１１と、リフレクタ１２と、シェード部１３と、投影レンズ１４と、支持基板１５と、光源ホルダ１６と、レンズホルダ１７とを備えている。
光源ユニット１１は、レーザーダイオード１１ａと、蛍光層１１ｂを備えている。レーザーダイオード１１ａは、光源ホルダ１６の上面に搭載されている。蛍光層１１ｂは、レーザーダイオード１１ａの上面を覆うように、光源ホルダ１６の上面に搭載されている。レーザーダイオード１１ａは青色の光を出射する。レーザーダイオード１１ａから発した光の一部は蛍光層１１ｂを通過するときに黄色の蛍光を発し、他の一部は蛍光層１１ｂを通過する。これにより、光源ユニット１１は、青色の光と黄色の光を混色して白色の光を出射する。
リフレクタ１２は、光源ユニット１１の上方を覆うように、光源ホルダ１６の上面に固定されている。リフレクタ１２は、回転楕円面状の反射面を有する。リフレクタ１２は、光源ユニット１１からの出射光を投影レンズ１４に向けて反射させる。
投影レンズ１４は、樹脂製のレンズである。投影レンズ１４は、光源ユニット１１の前方に配置されている。投影レンズ１４は、光源ホルダ１６の前面に固定されたレンズホルダ１７に固定されている。投影レンズ１４は、光源ユニット１１から出射された光を前方に出射させる。
投影レンズ１４は、入射した光を前方に出射させるレンズ部１４ａと、レンズ部１４ａの後端部から径方向に広がるフランジ部１４ｂを有している。レンズ部１４ａは、正面視で１０００ｍｍ２以下の面積を有する。このレンズ部１４ａの正面視の面積は、５００ｍｍ２以下とすることが好ましい。図示したレンズ部１４ａの正面視の面積は、３００ｍｍ２である。
光源ホルダ１６の前上部は切り欠かれた形状を有し、その稜線がシェード部１３とされている。シェード部１３は、後述するロービーム配光パターンのカットオフラインに対応する形状とされている。
光源ユニット１１から出射された光は、リフレクタ１２で投影レンズ１４に向けて反射され、投影レンズ１４によって灯具前方に出射される。シェード部１３は、このリフレクタ１２の反射光の一部を遮り、ロービーム配光パターンのカットオフラインを形成する。
（レンズ駆動機構）
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。図３に示すように、灯具ユニット１０は、レンズ駆動機構２０を有している。レンズ駆動機構２０は、複数の調整ネジ２１と、複数のバネ２２とを有している。投影レンズ１４は、これらの調整ネジ２１およびバネ２２を介して、レンズホルダ１７に支持されている。レンズホルダ１７は、円環状の金属板である。
フランジ部１４ｂには、調整ネジ２１が貫通される貫通穴２４が設けられている。レンズホルダ１７には、調整ネジ２１がねじ込まれるねじ孔２５が設けられている。調整ネジ２１は、フランジ部１４ｂの貫通穴２４を貫通し、レンズホルダ１７のねじ孔２５にねじ止めされている。図２に示すように、正面視で調整ネジ２１を覆うようにエクステンション６が設けられ、外部から調整ネジ２１が見えなくされている。
フランジ部１４ｂとレンズホルダ１７の互いに向かい合う面にそれぞれ、互いに向かって開口する凹部２６が設けられている。バネ２２は、フランジ部１４ｂの凹部２６とレンズホルダ１７の凹部２６の間に前後方向に圧縮された状態で収容されている。バネ２２は、投影レンズ１４とレンズホルダ１７に互いに離間させる力を作用させている。
図１に示したように、調整ネジ２１は、正面視でフランジ部１４ｂの上部、下部、左部、右部に設けられている。このため、例えば上部の調整ネジ２１をねじ込み、下部の調整ネジ２１を緩めると、投影レンズ１４を上方に傾けることができる。
なお、本実施形態のレンズ駆動機構２０は、上下方向のみならず、投影レンズ１４を左右方向に傾けたり、投影レンズ１４とシェード部１３との距離を調整することができる。例えば、左部の調整ネジ２１をねじ込み、右部の調整ネジ２１を緩めると、投影レンズ１４を左方に傾けることができる。例えば、全ての調整ネジ２１を同じ程度ねじ込むことにより、投影レンズ１４をシェード部１３に近づけることができる。
このように、本実施形態の車両用灯具１によれば、灯具ユニット１０がレンズ駆動機構２０を有するので、灯具ユニット１０がなす照射領域の位置を調整することができる。
（光センサ）
図２および図３に示すように、レンズ駆動機構２０は光センサ１８を有している。光センサ１８はレンズホルダ１７の上部に取り付けられている。光センサ１８は、レーザーダイオード１１ａから出射される光の強度を検出可能である。光センサ１８は、レーザーダイオード１１ａの出力を制御する制御部と接続されている。
この制御部は、灯室Ｓ内に設けても良いし、灯室Ｓの外に設けても良い。制御部は、車両用灯具１の一部としてもよいし、車両に搭載されたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）にその機能を組み込んでも良い。
光センサ１８とレーザーダイオード１１ａとの間には、光学フィルタ１９が設けられている。図示の例では、光学フィルタ１９はレンズホルダ１７の上部で光センサ１８の下方に固定されている。
光学フィルタ１９は、レーザーダイオード１１ａから出射される光と同じ波長の光を透過させ、それ以外の波長の光を遮る。このため、光センサ１８には、レーザーダイオード１１ａから出射される光と同じ波長の光が到達する。通常の点灯状態では、光センサ１８には一定の強度の光が入射されている。
光センサ１８は、蛍光層１１ｂの破損を検出可能である。蛍光層１１ｂが破損すると、レーザーダイオード１１ａから出射された光が蛍光層１１ｂで減衰されずに出射される。このため、光センサ１８は、蛍光層１１ｂが正常な場合と比べて、強い強度の光を受光する。このため、制御部は、光センサ１８の出力値が閾値を超えたときに、レーザーダイオード１１ａの出力を低下させる、あるいは、レーザーダイオード１１ａの出力を停止させる。
本実施形態によれば、光センサ１８がレンズ駆動機構２０の一部であるレンズホルダ１７に設けられており、光センサ１８を支持する構造物を別途設ける必要がない。
なお、上述の実施形態では、光センサ１８はレーザーダイオード１１ａが出射する光と同じ波長の光の強度を検出する例を説明したが、蛍光体が発する蛍光と同じ波長の光を検出する光センサ１８を用いてもよい。この場合には、蛍光層１１ｂが破損すると、光センサ１８が受光する光の強度が大きくなる。
（照射領域の調整）
次に、上述したレンズ駆動機構２０を使って照射領域の位置を調整する方法を説明する。図４は、車両用灯具１の各々の灯具ユニットが形成する照射領域を示す図である。
図４の（ａ）は、３つの灯具ユニット１０のなす照射領域により、ロービーム配光パターンを形成する例を示している。本実施形態では、それぞれの灯具ユニット１０のなす照射領域が互いに左右方向にずれている。これにより、左右方向に幅広い範囲を照射可能としている。
車両用灯具１を仮組した状態で、図４の（ａ）のように、互いの照射領域の上下方向の位置がずれていても、上述したレンズ駆動機構２０を使って、互いのカットオフラインが一本の直線上に配置されるように、照射領域を移動させることができる。
例えば、本実施形態では、第一の灯具ユニット１０が照射領域Ｌ１を形成し、第二の灯具ユニット１０が照射領域Ｌ２を形成し、第三の灯具ユニット１０が照射領域Ｌ３を形成する。図示したように、照射領域Ｌ１が適正な高さ位置に形成されている場合は、照射領域Ｌ２が下方に移動するように第二の灯具ユニット１０の調整ネジ２１のねじ込み量を調整する。また、照射領域Ｌ３が上方に移動するように第三の灯具ユニット１０の調整ネジ２１のねじ込み量を調整する。
これにより、照射領域Ｌ１〜Ｌ３のカットオフラインの上下方向の位置が揃い、運転者に違和感を感じさせない配光パターンを形成することができる。
このように、本実施形態に係る車両用灯具１によれば、投影レンズ１４や光源ユニット１１などの部品精度や組立精度を高めなくても、レンズ駆動機構２０によって照射領域のずれを解消させて、狙った形状の配光パターンを形成できる。
また、照射領域を動かすために灯具ユニット１０全体を動かさず、投影レンズ１４の姿勢のみを変更して照射領域を動かすことができる。つまり、レンズ駆動機構２０は、投影レンズ１４を動かすために必要な大きさの駆動力、および投影レンズ１４をその姿勢で維持するための剛性を確保すればよい。このため、照射領域を動かすために灯具ユニット１０全体を動かす場合と比べて、レンズ駆動機構２０を小型に構成でき、車両用灯具１全体が大型化しにくい。
また、本実施形態の車両用灯具１において、投影レンズ１４の正面視の面積が１０００ｍｍ２以下である。一般に、小さいレンズを有する小型の灯具ユニットが多数搭載された車両用灯具では、それぞれの灯具ユニットのなす照射領域のずれが生じやすい。しかし、本実施形態に係る車両用灯具１によれば、レンズ駆動機構２０を使って、多数の照射領域を狙った形状となるように位置合わせできる。また、投影レンズ１４が軽量になるため、レンズ駆動機構２０の駆動力を小さくできる。
また、本実施形態の車両用灯具１において、投影レンズ１４は樹脂製である。投影レンズ１４が、ガラス製のレンズに比べて軽量になるため、投影レンズ１４を駆動する力が小さくて済むので、レンズ駆動機構２０を小さく構成できる。
なお、上述の実施形態では、３つの灯具ユニット１０が同じ形状の照射領域を形成する場合を説明したが、３つの灯具がそれぞれ異なる形状の照射領域を形成してもよい。
図４の（ｂ）は、３つの灯具ユニット１０がそれぞれ異なる形状の照射領域を形成し、３つの照射領域で一つの配光パターンを形成する場合を示す。図示の例では、第一の灯具ユニット１０がロービーム配光パターンをなす第一照射領域Ｌを形成し、第二の灯具ユニット１０がハイビーム配光パターンをなす第二照射領域Ｈを形成し、第三の灯具ユニット１０が自車両の近くの路面を照らすのに最適な補助配光パターンをなす第三照射領域Ａを形成する。車両用灯具１は、これらの第一〜第三照射領域Ｌ〜Ａを組み合わせて、視認性が高い配光パターンを実現する。
この例において、車両用灯具１を仮組みした状態で、第一照射領域Ｌの中心位置ＣＬ、第二照射領域Ｈの中心位置ＣＨ、第三照射領域Ａの中心位置ＣＡの上下位置が互いにずれていた場合でも、レンズ駆動機構２０を使って、第一から第三照射領域Ｌ〜Ａを最適な位置に形成することができる。また、図３に示したレンズ駆動機構２０を用いれば、左右方向の位置ずれも調整することができる。
投影レンズを上下方向に傾けるレンズ駆動機構は、上述した構成のものに限られない。図５は、本発明の変形例１に係る車両用灯具１Ａの一部を示す図である。図５において、（ａ）は車両用灯具１Ａの一部の正面図、（ｂ）は車両用灯具１Ａの一部の側面図である。図５に示すように、レンズ駆動機構２０Ａは、投影レンズ１４のフランジ部１４ｂに設けられて水平方向に延びる回転軸部２７と、上部の調整ねじ２１と、下部の調整ねじ２１を有している。上部および下部の調整ねじ２１を調整することにより、投影レンズ１４は回転軸部２７回りに回転し、投影レンズ１４を上下に傾けることができる。
あるいは、レンズ駆動機構は、図６に示すように構成してもよい。図６は、本発明の変形例２に係る車両用灯具１Ｂの一部を示す図である。図６において、（ａ）は車両用灯具１Ｂの一部の正面図、（ｂ）は車両用灯具１Ｂの一部の側面図である。図６に示したレンズ駆動機構２０Ｂは、投影レンズ１４のフランジ部１４ｂに設けられて水平方向に延びる回転軸部２７と、回転軸部２７に歯車２８を介して連結されたステップモータ２９を備えている。ステップモータ２９により回転軸部２７を回転させることにより、投影レンズ１４は回転軸部２７回りに回転し、投影レンズ１４を上下に傾けることができる。この場合、灯具または車両に設けた制御部によってレンズ駆動機構２０Ｂを制御し、投影レンズ１４の上下の傾きを調整することができる。
なお、上述した実施形態では、正面視で円形のレンズ部を説明したが、正面視で矩形状、多角形状の投影レンズを採用しても良い。
上述の実施形態では、半導体発光素子として、レーザーダイオードを用いた例を説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、ＬＥＤ素子やＥＬ素子を用いても良い。
複数の灯具ユニットの数は、３つに限らない。車両用灯具は、２つ以上の任意の数の灯具ユニットを有してもよい。また、複数の灯具ユニットの配列方向は、水平方向に限らず、縦方向に配列させてもよいし、縦横にマトリクス状に配列させてもよい。
さらに、上述した実施形態では、車両用灯具を仮組みした後に照射領域の位置を調整する例を説明したが、これに限られない。エンジンの始動時、車両用灯具の点灯時などに、照射領域の位置を合わせる制御を行ってもよい。
また、レンズ駆動機構を使って、点灯中に照射領域を動かして配光パターンを変化させてもよい。
また、複数の灯具ユニット全てがレンズ駆動機構を含んでいなくてもよい。複数の灯具ユニットのうち、少なくとも一つがレンズ駆動機構を含んでいてもよい。
１，１Ａ，１Ｂ：車両用灯具
２：ハウジング
３：アウターカバー
５：エイミングスクリュー
６：エクステンション
Ｓ：灯室
１０：灯具ユニット
１１：光源ユニット
１１ａ：レーザーダイオード
１１ｂ：蛍光層
１２：リフレクタ
１３：シェード部
１４：投影レンズ
１４ａ：レンズ部
１４ｂ：フランジ部
１５：支持基板
１６：光源ホルダ
１７：レンズホルダ
１８：光センサ
１９：光学フィルタ
２０，２０Ａ，２０Ｂ：レンズ駆動機構
２１：調整ネジ
２２：バネ
２４：貫通穴
２５：ねじ孔
２６：凹部
２７：回転軸部
２８：歯車
２９：ステップモータ

Claims (5)

  1. 光源と、前記光源から出射された光を前方に出射させる投影レンズと、をそれぞれ含み、それぞれがなす照射領域を組み合わせて配光パターンを形成する複数の灯具ユニットを有し、
    少なくとも一つの前記灯具ユニットは、前記投影レンズを上下方向に傾けるレンズ駆動機構を有し、
    前記灯具ユニットは、少なくとも前記光源を支持する光源ホルダと、前記光源ホルダに固定されたレンズホルダを有し、
    前記レンズ駆動機構は前記投影レンズを前記レンズホルダに対して傾斜可能に構成されている、車両用灯具。
  2. 前記投影レンズの正面視の面積が１０００ｍｍ２以下である、請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記投影レンズは樹脂製である、請求項１または請求項２に記載の車両用灯具。
  4. 前記レンズ駆動機構に、前記光源から出射された光を検出するセンサが取り付けられている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
  5. 前記光源は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子から出射された光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む蛍光層と、を有し、
    前記センサは、前記半導体発光素子が出射する光の強度および／または前記蛍光の強度を検出する、請求項４に記載の車両用灯具。
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