JP6805706B2 - 車両用灯具 - Google Patents
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Description
なお、特許文献1には、ロービーム用の場合についても記載されている。
そこで、十分な光量を得るためにユニット数を増やすことも考えられるが、そうすると、車両用灯具が大型化してしまうという問題がある。
(1)本発明の車両用灯具は、第1出射面に対応して車両外側の外側第1光軸を形成する外側第1入射面及び前記第1出射面に対応して車両内側の内側第1光軸を形成する内側第1入射面を有する第1レンズと、前記外側第1光軸上に設けられる半導体型の外側発光チップと、前記内側第1光軸上に設けられる半導体型の内側発光チップと、前記外側第1入射面と前記外側発光チップの間に設けられる外側第2レンズと、前記内側第1入射面と前記内側発光チップの間に設けられる内側第2レンズと、を備え、前記外側第2レンズは、前記外側第1光軸上の前記第1レンズの外側第1後方焦点よりも前方側に位置する外側第2後方焦点を有し、前記内側第2レンズは、前記内側第1光軸上の前記第1レンズの内側第1後方焦点よりも前方側に位置する内側第2後方焦点を有し、前記外側発光チップは、前記外側第2後方焦点又は前記外側第2後方焦点近傍に設けられており、前記内側発光チップは、前記内側第2後方焦点又は前記内側第2後方焦点近傍に設けられている。
さらに、「内側」は、車両における車両用灯具の設置位置を基準とした車両内側を示し、同様に「外側」は、車両外側を示している。
つまり、左側の車両用灯具において右側は「内側」であり、左側は「外側」であり、右側の車両用灯具において左側は「内側」であり、右側は「外側」である。
このため、左側の車両用灯具において、車両内側として説明される内容は、右側の車両用灯具における車両内側の内容と同じであり、逆に、左側の車両用灯具において、車両外側として説明される内容は、右側の車両用灯具における車両外側の内容と同じである。
したがって、以下では、主に左側の車両用灯具について説明し、右側の車両用灯具に関する説明を省略する場合がある。
また、以下の説明では、上述のとおり、左側の車両用灯具で説明を行っているため、水平方向の左側は車両外側であり、水平方向の右側は車両内側である。
なお、以降の図においても同様であるが、Z軸は灯具光軸であり、Y軸は車両102の鉛直方向を示す軸であり、Y軸及びZ軸の両軸に直交するX軸は車両102の水平方向を示す軸である。
また、灯具ユニット10は、光源部40が設けられる図示しないヒートシンクと、第1レンズ部材20及び第2レンズ部材30をヒートシンクに取り付けるための図示しないレンズホルダを備えている。
第1レンズ部材20は、透明なガラス材料や樹脂材料等を用いて形成されるが、成形性がよく、屈折率の波長依存性が小さく、青色分光色を抑制しやすい観点からPMMA等のアクリル系樹脂を用いるのが好ましい。
この場合、第1レンズ部材20は、後述する第1レンズ21のみからなり、したがって、灯具ユニット10は、少なくとも第1レンズ21を有していればよい。
第2レンズ部材30は、本実施形態では、後述する外側第2レンズ31と後述する内側第2レンズ32が連結部33で一体に連結されるように一体に形成された部材である。
そして、第2レンズ部材30も、第1レンズ部材20と同様に、水平方向(X軸参照)の左右両側(車両外側及び内側)にフランジ部(図示せず)を備えている。
つまり、第2レンズ部材30は、外側第2レンズ31の車両外側及び内側第2レンズ32の車両内側にフランジ部(図示せず)を備えている。
ただし、第2レンズ部材30においても、第1レンズ部材20と同様に、水平方向(X軸参照)の左右両側にフランジ部を設けることに限定される必要はなく、外側第2レンズ31及び内側第2レンズ32の鉛直方向(Y軸方向)の上下両側にフランジ部を設けるようにしてもよく、フランジ部でレンズホルダに固定されるのに代えて、レンズホルダに対して接着固定等によって固定するようにしてもよい。
光源部40は、基板41と、水平方向(X軸参照)の左側(車両外側)の基板41上に設けられた外側発光チップ42と、水平方向(X軸参照)の右側(車両内側)に設けられた内側発光チップ43と、を備えている。
なお、本実施形態では、給電構造(導電パターン)を設けた1つのアルミ実装基板を基板41として用い、その基板41上に外側発光チップ42及び内側発光チップ43を実装し、1つの光源からなる光源部40、つまり、外側発光部と内側発光部を有する光源部40になっている。
しかしながら、個別に外側発光チップ42用の基板41と内側発光チップ43用の基板41とを用いるようにして、外側光源と内側光源を有する光源部40としてもよい。
このようにすることで欠けの部分を下方に投影することができ、配光パターンの下方に逃がすようにすることで良好な配光パターンを形成することができる。
第1レンズ21は、図2に示すように、灯具光軸(Z軸参照)を基準として水平方向(X軸方向)の左側(車両外側)の外側第1出射面22aと、水平方向(X軸方向)の右側(車両内側)の内側第1出射面22bと、を有した第1出射面22を備えている。
つまり、第1レンズ21は、段差のない滑らかな平面形状の1つの第1出射面22を備えたものになっている。
ただし、第1出射面22は、C2連続の平面に限定されず、デザイン等の要求に応じて面形状を適宜変更してよい自由面である。
なお、第1レンズ21は、上述のように2つの光軸(外側第1光軸PZ1及び内側第1光軸PZ2)のそれぞれの光軸上に後方焦点(外側第1後方焦点PF1及び内側第1後方焦点PF2)を有するものになっている。
なお、図4(a)及び図4(b)では、第1レンズ21の外側第1後方焦点PF1及び内側第1後方焦点PF2に外側点光源及び内側点光源を仮定したときに、その外側点光源及び内側点光源から水平方向に放射される光線についても併せて記載しているが、この光線は外側点光源及び内側点光源から放射される光線群の一部を示したものであり、実際には図示される光線同士の間等にも多数の光線が存在する。
なお、図5は灯具ユニット10の主要部を横から見た側面図になっており、外側発光チップ42の発光中心から鉛直方向に放射される光線を併せて図示している。
ただし、図5に示す光線は、外側発光チップ42の発光中心から放射される光線群の一部を示したものであり、実際には図示される光線同士の間等にも多数の光線が存在する。
つまり、外側第1入射面23aは、主に、スクリーン上における鉛直基準線よりも右側に位置する車両内側の配光パターンを形成する面形状に形成されている。
つまり、内側第1入射面23bは、主に、スクリーン上における鉛直基準線よりも左側に位置する車両外側の配光パターンを形成する面形状に形成されている。
図5に示すように、外側第2レンズ31を介して第1レンズ21の外側第1入射面23aの鉛直方向中央側から第1レンズ21に入射する光は、第1出射面22(外側第1出射面22a)の鉛直方向中央側から前方側に照射されるが、そのときに下方に向けて照射されている。
つまり、スクリーン上での配光パターンの下方に照射するように配光制御している。
図6は外側第2レンズ31及び内側第2レンズ32を説明するための図であり、図6(a)は外側第2レンズ31の配光制御を説明するための図であり、図6(b)は内側第2レンズ32の配光制御を説明するための図である。
ただし、図6(a)及び図6(b)に示される光線は、発光中心から放射される光線群の一部を示したものであり、実際には図示される光線同士の間等にも多数の光線が存在する。
なお、図7のVU−VL線はスクリーン上での鉛直基準線を示しており、HL−HR線はスクリーン上での水平基準線を示しており、他の図においても同様である。
図6(a)に示すように、外側第2レンズ31は、第1レンズ21の外側第1後方焦点PF1よりもかなり短く、外側第1後方焦点PF1よりも前方側に位置する外側第2後方焦点SF1を有しており、外側第2レンズ31は、外側第2後方焦点SF1が第1レンズ21の外側第1光軸PZ1上に位置するように配置されている。
そして、外側発光チップ42は、発光中心が外側第2後方焦点SF1又は外側第2後方焦点SF1近傍に位置するように配置されている。
なお、本実施形態では、外側発光チップ42は、発光中心が外側第2後方焦点SF1に一致するように配置されている。
このため、第1レンズ21から外側発光チップ42までの距離を短くでき、前後方向にコンパクトな構成とすることができる。
ただし、車両内側(水平方向の右側)の焦点のズラし量(矢印T12参照)は、車両外側(水平方向の左側)の焦点のズラし量(矢印T11参照)よりも若干多めに設定されており、より内向きに変換するようになっている。
ただし、図7(a)では、外側発光チップ42の発光面の広さの分だけ配光範囲が広がったものになっている。
図6(b)に示すように、内側第2レンズ32は、第1レンズ21の内側第1後方焦点PF2よりもかなり短く、内側第1後方焦点PF2よりも前方側に位置する内側第2後方焦点SF2を有しており、内側第2レンズ32は、内側第2後方焦点SF2が第1レンズ21の内側第1光軸PZ2上に位置するように配置されている。
そして、内側発光チップ43は、発光中心が内側第2後方焦点SF2又は内側第2後方焦点SF2近傍に位置するように配置されている。
なお、本実施形態では、内側発光チップ43は、発光中心が内側第2後方焦点SF2に一致するように配置されている。
このため、第1レンズ21から内側発光チップ43までの距離を短くでき、前後方向にコンパクトな構成とすることができる。
ただし、車両外側(水平方向の左側)の焦点のズラし量(矢印T21参照)は、車両内側(水平方向の右側)の焦点のズラし量(矢印T22参照)よりも若干多めに設定されており、より内向きに変換するようになっている。
ただし、図7(b)では、内側発光チップ43の発光面の広さの分だけ配光範囲が広がったものになっている。
なお、上述したように、図7(a)に示す配光パターンは、鉛直基準線(VU−VL線)よりも若干車両外側(水平方向の左側)に配光範囲を有し、図7(b)に示す配光パターンは、鉛直基準線(VU−VL線)よりも若干車両内側(水平方向の右側)に配光範囲を有しているため、鉛直基準線(VU−VL線)の近くでは、これらがオーバーラップすることで図8に示すように、拡散配光パターンの中央に良好な高光度帯が形成される。
一方、車両右側の車両用灯具の場合、左側が車両内側となり、右側が車両外側となるが、はじめに触れたように、車両左側と車両右側の灯具では、灯具光軸を基準に左右を逆転させた構成を有している。
したがって、1つの拡散配光パターンを形成するための構成をコンパクトに集合配置することができる。
この結果、灯具ユニット10を小型化することが可能であり、車両用灯具としてのサイズを小さくすることができる。
20 第1レンズ部材
21 第1レンズ
22 第1出射面
22a 外側第1出射面
22b 内側第1出射面
23 第1入射面
23a 外側第1入射面
23b 内側第1入射面
30 第2レンズ部材
31 外側第2レンズ
31a 外側第2出射面
31b 外側第2入射面
32 内側第2レンズ
32a 内側第2出射面
32b 内側第2入射面
33 連結部
40 光源部
41 基板
42 外側発光チップ
43 内側発光チップ
B1 外側第2水平方向基準位置
B2 内側第2水平方向基準位置
C1 コーン
C2 コーン
PF1 外側第1後方焦点
PF2 内側第1後方焦点
PZ1 外側第1光軸
PZ2 内側第1光軸
SF1 外側第2後方焦点
SF2 内側第2後方焦点
X 水平方向
Y 鉛直方向
Z 灯具光軸
101L、101R 車両用前照灯
102 車両
Claims (7)
- 第1出射面に対応して車両外側の外側第1光軸を形成する外側第1入射面及び前記第1出射面に対応して車両内側の内側第1光軸を形成する内側第1入射面を有する第1レンズと、
前記外側第1光軸上に設けられる半導体型の外側発光チップと、
前記内側第1光軸上に設けられる半導体型の内側発光チップと、
前記外側第1入射面と前記外側発光チップの間に設けられる外側第2レンズと、
前記内側第1入射面と前記内側発光チップの間に設けられる内側第2レンズと、
前記第1レンズよりも前方側に設けられるアウターレンズと、を備え、
前記外側第2レンズは、前記外側第1光軸上の前記第1レンズの外側第1後方焦点よりも前方側に位置する外側第2後方焦点を有し、
前記内側第2レンズは、前記内側第1光軸上の前記第1レンズの内側第1後方焦点よりも前方側に位置する内側第2後方焦点を有し、
前記外側発光チップは、前記外側第2後方焦点又は前記外側第2後方焦点近傍に設けられており、
前記内側発光チップは、前記内側第2後方焦点又は前記内側第2後方焦点近傍に設けられていることを特徴とする車両用灯具。 - 前記第1出射面は、段差のない滑らかな面形状を有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。
- 前記外側第2レンズは、
外側第2入射面と、
前記外側第2入射面に対応して、前記外側発光チップからの光を前記外側第1入射面に照射する配光制御を行う面形状に形成された外側第2出射面と、を備え、
前記内側第2レンズは、
内側第2入射面と、
前記内側第2入射面に対応して、前記内側発光チップからの光を前記内側第1入射面に照射する配光制御を行う面形状に形成された内側第2出射面と、を備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用灯具。 - 前記外側第2出射面は、外側発光チップから放射される光の広がりを、前記第1レンズの前記外側第1入射面と前記第1レンズの前記外側第1後方焦点を結ぶコーンの広がりに合わせる基本形状を有するとともに、前記外側第2出射面の車両内側から前記第1レンズの前記外側第1入射面に向けて照射する光については車両外側に照射する面形状に形成されており、
前記内側第2出射面は、内側発光チップから放射される光の広がりを、前記第1レンズの前記内側第1入射面と前記第1レンズの前記内側第1後方焦点を結ぶコーンの広がりに合わせる基本形状を有するとともに、前記内側第2出射面の車両外側から前記第1レンズの前記内側第1入射面に向けて照射する光については車両内側に照射する面形状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の車両用灯具。 - 前記外側第1入射面は、前記外側第1後方焦点上に外側点光源を仮定して前記外側第2レンズを介さずに前記外側点光源からの光が入射するときに、車両外側の前記外側第1入射面から前記第1レンズに入射する光ほど、前記第1出射面から前方側に照射される光が車両内側に照射されるように配光制御を行う面形状に形成されており、
前記内側第1入射面は、前記内側第1後方焦点上に内側点光源を仮定して前記内側第2レンズを介さずに前記内側点光源からの光が入射するときに、車両内側の前記内側第1入射面から前記第1レンズに入射する光ほど、前記第1出射面から前方側に照射される光が車両外側に照射されるように配光制御を行う面形状に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車両用灯具。 - 前記外側第1入射面及び前記内側第1入射面は、鉛直方向上側及び鉛直方向下側に入射する光が前記第1出射面から前方側に照射されるときに、カットオフライン側に照射するとともに、鉛直方向中央側に入射する光が前記第1出射面から前方側に照射されるときに、配光パターンの下方に照射するように配光制御する面形状に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の車両用灯具。
- 前記外側第2レンズ及び前記内側第2レンズが一体に形成された第2レンズ部材を備えていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の車両用灯具。
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