JP6383043B2 - 前照灯モジュール - Google Patents
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Description
図1(A)及び図1(B)は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の構成を示す構成図である。図1(A)は、車両前方に対して右側(+X軸方向)から見た図である。図1(B)は、上側(+Y軸方向)から見た図である。
光源1は、発光面11を備える。光源1は、発光面11から車両の前方を照明するための光を出射する。
導光投射光学素子3は、集光光学素子2の+Z1軸方向に位置している。導光投射光学素子3は、集光光学素子2の+Z軸側に位置している。そして、導光投射光学素子3は、集光光学素子2の−Y軸側に位置している。
図1に示すように、集光光学素子2によって集光された光は、入射面31から導光投射光学素子3内に入射される。
Z−X平面で見ると、入射面31は、凸面形状である。つまり、入射面31は、水平方向(X軸方向)について正のパワーを有している。ここで、「Z−X平面で見る」とは、Y軸方向から見るという意味である。つまり、Z−X平面に投影して見るということである。このため、入射面31に入射された光は、導光投射光学素子3の入射面31で更に集光されて伝播する。ここで「伝播」とは、導光投射光学素子3の中を光が進行するという意味である。
一方、入射面31から入射した光をY−Z平面で見れば、入射面31で屈折された光は導光投射光学素子3内を伝播して、反射面32に導かれる。ここで「伝播」とは、導光部品3の中を光が進行するという意味である。
自動二輪車用の前照灯装置のロービームの配光パターンでは、カットオフライン91は水平な直線形状をしている。つまり、カットオフライン91は、車両の左右方向(X軸方向)に延びる直線形状をしている。
また、本発明の実施の形態1に係る前照灯モジュール100では、集光光学素子2の出射面232は、集光光学素子2の光軸C2に垂直な平面に対して平行な平面として示した。しかし、出射面232の形状は、集光光学素子2の光軸C2に垂直な平面に対して平行な平面に限らない。
また、本発明の実施の形態1に係る前照灯モジュール100は、1つの前照灯モジュールに1つの光源1及び1つの集光光学素子2を備える場合について説明した。しかし、光源1は1つの前照灯モジュールに1個に限定するものではない。また、集光光学素子2も1つの前照灯モジュールに1個に限定するものではない。光源1及び集光光学素子2をまとめて光源モジュール15とよぶ。
図14は本発明の実施の形態2に係る前照灯モジュール130の構成を示す構成図である。図1と同じ構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。図1と同じ構成要素は、光源1、集光光学素子2、導光投射光学素子3である。
光源4は、発光面41を備える。光源4は、発光面41から車両の前方を照明するための光を出射する。
集光光学素子5は、光源4の+Z2軸側に位置している。また、集光光学素子5は、導光投射光学素子3の−Z2軸側に位置している。集光光学素子5は、導光投射光学素子3の−Z軸側(後方)に位置している。そして、集光光学素子5は、導光投射光学素子3の−Y軸側(下側)に位置している。
図14に示すように、集光光学素子5によって集光された光は、導光投射光学素子3の入射面34に入射される。入射面34は、屈折面である。また、図14では、入射面34は、平面形状で示している。入射面34に入射された光は、入射面34で屈折される。入射面34に入射した光は、出射面33から出射される。
また、本発明の実施の形態2に係る前照灯モジュール130では、導光投射光学素子3の入射面34を光軸C1に対して垂直な平面に平行な平面としている。しかし、入射面34の形状はこのような形状に限らない。
図16は本発明の実施の形態3に係る前照灯モジュール150の構成を示す構成図である。図1と同じ構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。図1と同じ構成要素は、光源1、集光光学素子2、導光投射光学素子3である。
一般的に、自動二輪車でコーナーを走行する際に車体が傾いた場合には、前照灯装置は車体とともに傾いてしまう。このため、運転者の視線が向くコーナー領域が満足に照明されないという問題がある。
実施の形態3に係る前照灯モジュール150の回転機構7は、図16に示すように、光軸C1を回転軸として導光投射光学素子3を回転可能に支持している。
図20は本発明の実施の形態4に係る前照灯モジュール160の構成を示す構成図である。図1と同じ構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。図1と同じ構成要素は、光源1及び集光光学素子2である。
前照灯モジュール100では、導光投射素子3の入射面31から入射した光の一部または全部が反射面32で反射され、出射面33から出射された。このとき、入射面31から入射した光のうち1部の光のみが反射面32で反射されるとした場合には、入射面31から入射した他の光は、反射面32で反射せずに直接出射面33から出射される必要がある。ここで、「他の光」とは、反射面32で反射されない光である。
図22は、導光投射光学素子301の斜視図である。導光投射光学素子301は、反射面32、出射面33、反射面36及び反射面37を備える。導光投射光学素子301は、入射面31、出射面38又は底面39を備えることができる。
導光投射光学素子301の反射面32で反射される光線の挙動は、実施の形態1での導光投射光学素子3と同様である。そのため、実施の形態1での集光光学素子3の説明で代用する。従って、ここでは集光光学素子の反射面32で反射しない光線の挙動について説明する。
図24は、前照灯モジュール170の構成を示す構成図である。図24に示すように、例えば、出射面38から出射された光を、照射面9上において、カットオフライン91よりも下側を照射することができる。そして、カットオフライン91よりも下側の配光の光量を増すことができる。
図25は、前照灯モジュール180の構成を示す構成図である。上述では、出射面38は平面形状として説明した。しかし、図24に示す導光投射光学素子303のように、出射面38を曲面形状とすることができる。例えば、図25では、+X軸方向から見て、出射面38は+Z軸方向に凸形状をしている。出射面38を図25に示すような曲面とすることができる。
図26は、本発明の実施の形態5に係る前照灯モジュール190の構成を示す構成図である。図1と同じ構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。図1と同じ構成要素は、光源1である。
実施の形態6では、実施の形態1から5で説明した前照灯モジュール100,110,120,130,140,150,160,170,180,190を用いた前照灯装置10について説明する。
前照灯装置10は、筐体97を備える。また、前照灯装置10は、カバー96を備えることができる。
以上の各実施の形態を基にして、以下の内容を付記として記載する。
<付記1>
第1の光を発する第1の光源と、
前記第1の光源から出射された第1の光を集光して集光光とする集光光学素子と、
前記集光光を入射する第1の入射面、入射した前記第1の光を反射する第1の反射面及び前記第1の反射面で反射された反射光を出射する第1の出射面を備える光学素子と
を備え、
前記集光光学素子は、前記第1の光の発散角を変化させることで、配光パターンを成形し、
前記反射光と、前記反射光以外の光とが、前記第1の出射面の光軸の方向において前記第1の出射面の焦点位置に位置する点を含み前記光軸に垂直な第1の平面上で重畳することで、前記第1の平面上において、前記配光パターン内に高光度領域を形成し、
前記第1の出射面は、正の屈折力を有し、前記第1の平面上に形成された前記配光パターンを投影する前照灯モジュール。
<付記2>
第1の光を発する第1の光源と、
前記第1の光を入射する第1の入射面、入射した前記第1の光を反射する第1の反射面及び前記第1の反射面で反射された反射光を出射する第1の出射面を備える光学素子と
を備え、
前記第1の入射面は、前記第1の光の発散角を変化させることで、配光パターンを成形し、
前記反射光と、前記反射光以外の光とが、前記第1の出射面の光軸の方向において前記第1の出射面の焦点位置に位置する点を含み前記光軸に垂直な第1の平面上で重畳することで、前記第1の平面上において、前記配光パターン内に高光度領域を形成し、
前記第1の出射面は、正の屈折力を有し、前記第1の平面上に形成された前記配光パターンを投影し、
前記光軸を含み前記第1の反射面に垂直な平面を第1の投影面とし、
前記第1の入射面は、前記第1の投影面上で見ると、正の屈折力を有する前照灯モジュール。
<付記3>
前記第1の光源から発せられた第1の光を集光して集光光とする集光光学素子を備え、
前記集光光は、前記第1の入射面から前記光学素子に入射する付記2に記載の前照灯モジュール。
<付記4>
前記光軸を含み前記第1の反射面に垂直な平面を第1の投影面とし、
前記第1の入射面は、前記第1の投影面上で見ると、正の屈折力を有する付記1に記載の前照灯モジュール。
<付記5>
前記光軸を含み前記第1の投影面に垂直な平面を第2の投影面とし、
前記第1の入射面は、前記第1の投影面上で第1の集光位置を有し、前記第2の投影面上で見ると正の屈折力を有することで第2の集光位置を有し、
前記光学素子が光を出射する方向において、前記第2の集光位置は、前記第1の集光位置とは異なる位置である付記2から4のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記6>
前記光軸を含み前記第1の投影面に垂直な平面を第2の投影面とし、
前記第1の入射面は、前記第2の投影面上で見ると、負の屈折力を有する付記2から4のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記7>
車両に用いられる前照灯モジュールであって、
第1の光を発する第1の光源と、
前記第1の光を入射する第1の入射面、入射した前記第1の光を反射する第1の反射面及び前記第1の反射面で反射された反射光を出射する第1の出射面を備える光学素子と
を備え、
前記第1の入射面は、前記第1の光の発散角を変化させることで、配光パターンを成形し、
前記反射光と、前記反射光以外の光とが、前記第1の出射面の光軸の方向において前記第1の出射面の焦点位置に位置する点を含み前記光軸に垂直な第1の平面上で重畳することで、前記第1の平面上において、前記配光パターン内に高光度領域を形成し、
前記第1の出射面は、正の屈折力を有し、前記第1の平面上に形成された前記配光パターンを投影し、
前記第1の入射面は、前記車両の垂直方向に対応する方向で正の屈折力を有する前照灯モジュール。
<付記8>
前記第1の光源から発せられた第1の光を集光して集光光とする集光光学素子を備え、
前記集光光は、前記第1の入射面から前記光学素子に入射する付記7に記載の前照灯モジュール。
<付記9>
車両に用いられる前照灯モジュールであって、
前記第1の入射面は、前記車両の垂直方向に対応する方向で正の屈折力を有する付記1に記載の前照灯モジュール。
<付記10>
前記第1の入射面は、前記車両の垂直方向に対応する方向で第1の集光位置を有し、前記車両の水平方向に対応する方向で正の屈折力を有することで第2の集光位置を有し、
前記光学素子が光を出射する方向において、前記第2の集光位置は、前記第1の集光位置とは異なる位置である付記7から9のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記11>
前記第1の入射面は、前記車両の水平方向に対応する方向で負の屈折力を有する付記7から9のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記12>
前記第1の反射面の前記第1の出射面側の端部は、前記光軸に垂直で、前記第1の出射面の焦点を含む面上に位置する点を含む付記1から11のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記13>
前記反射光は、前記光学素子に入射して前記第1の反射面で最初の反射をした反射光である付記1から12のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記14>
前記反射光は、前記第1の反射面における一度の反射で前記第1の出射面に到達する付記1から12のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記15>
前記第1の反射面は、前記光学素子の内部で入射した前記第1の光が進行する方向に向けて、前記光学素子内の光路が広がるように傾斜している付記1から14のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記16>
前記第1の光源は、指向性を有する半導体光源である付記1から15のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記17>
前記第1の光源の発光面の形状が投影される付記16に記載の前照灯モジュール。
<付記18>
第2の光を発する第2の光源を備え、
前記光学素子は、前記第1の反射面の裏面側に配置された第2の入射面を備え、
前記第2の光源から出射された前記第2の光は、前記第2の入射面から前記光学素子に入射する付記1から17のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記19>
前記光学素子は、前記第1の反射面の裏面側に配置された第2の反射面を備え、
前記第2の入射面から入射した前記第2の光は、前記第2の反射面で反射される付記18に記載の前照灯モジュール。
<付記20>
前記第2の反射面は全反射面である付記19に記載の前照灯モジュール。
<付記21>
前記光学素子は、第3の反射面及び第4の反射面を備え、
前記第3の反射面は、前記第1の光のうち、前記第1の反射面の前記第1の出射面側を通過した光を反射し、
前記第4の反射面は、前記第1の反射面と前記第1の出射面との間に位置し、前記第3の反射面で反射された光を反射する付記1から20のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記22>
前記光学素子は、前記第4の反射面で反射された光を出射する第2の出射面を備え、
前記第2の出射面は、屈折力を有する付記21に記載の前照灯モジュール。
<付記23>
前記第1の反射面は全反射面である付記1から22のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記24>
前記光学素子を回転させる回転機構を備え、
前記回転機構は、前記光学素子を、前記光学素子の前記光軸方向の両端に位置する面を通る軸を回転軸として回転させる付記1から23のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記25>
前記光学素子を回転させる回転機構を備え、
前記回転機構は、前記光学素子を、前記光軸を中心に回転させる付記1から23のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
<付記26>
付記1から25のいずれか1項に記載の前照灯モジュールを備えた車両用前照灯装置。
Claims (7)
- 車両に用いられる前照灯モジュールであって、
第1の光を発する第1の光源と、
第2の光を発する第2の光源と、
前記第1の光を反射する第1の反射面及び前記第1の反射面で反射された反射光を出射する出射面を備える光学素子と
を備え、
前記第1の反射面は、前記第1の光を基に形成される第1の配光パターンのカットオフラインを形成し、
前記第1の反射面の前記出射面側の端部は、前記第1の配光パターンのカットオフラインの形状であり、
前記第1の反射面で反射せずに前記出射面の焦点を含み前記出射面の光軸に垂直な平面に到達した光と、前記第1の反射面で反射されて前記平面に到達した光とを、前記平面上で重畳することで、前記第1の配光パターン内に高照度領域を形成し、
前記第2の光源は、前記第1の反射面の裏面側に配置され、
前記出射面は、前記第1の配光パターンと前記第2の光を基に形成される第2の配光パターンとを投影し、
前記光学素子は、前記第1の反射面の裏面側に配置され、前記第2の光を反射する第2の反射面を備える前照灯モジュール。 - 前記光学素子は、前記第1の反射面の裏面側に配置された第2の入射面を備え、
前記第2の光源から出射された前記第2の光は、前記第2の入射面から前記光学素子に入射する請求項1に記載の前照灯モジュール。 - 前記第2の入射面は屈折力を有し、
前記第2の配光パターンは、前記第2の入射面の形状で制御される請求項2に記載の前照灯モジュール。 - 前記第2の反射面の前記出射面側の端部は、前記第1の反射面の前記出射面側の端部に接続している請求項1から3のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
- 前記第2の配光パターンは、前記第2の反射面の形状で制御される請求項1から4のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
- 前記第2の反射面は全反射面である請求項1から5のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
- 前記第1の反射面は全反射面である請求項1から6のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。
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