JP7172198B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。

光源から出射された光を２枚のレンズにより車両前方に照射して、ロービームパターンを形成する車両用前照灯が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の車両用前照灯では、２枚のレンズの間にカットオフシェードが配置され、当該カットオフシェードによりロービームパターンにおけるカットオフラインの形状を規定している。

特開２００９－８７８９７号公報

上記のような車両用前照灯においては、光源からの光を上方又は左右方向に拡散させて照射範囲を広げることで、広い範囲にパターンを形成することができる。しかしながら、特許文献１に記載の構成において、２枚のレンズにより光源からの光を拡散させようとすると、ロービームパターンにおいてカットオフラインの形状がぼやける可能性がある。したがって、カットオフラインがぼやけることを抑制しつつ、パターンの照射範囲を拡張することが可能な構成が求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、カットオフラインがぼやけることを抑制しつつ、パターンの照射範囲を拡張することが可能な車両用前照灯を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用前照灯は、光を出射する発光面を有する光源と、前記発光面に対向して配置され、カットオフパターン形成部を有する遮光部材と、前記光源から出射され前記遮光部材を通過する前記光を車両搭載方向の前方に出射する第１レンズと、前記第１レンズから出射される前記光を前記前方に照射する第２レンズとを備え、前記第１レンズは、前記カットオフパターン形成部を通過する光が入射し、カットオフラインを有する主配光パターンを形成する中央レンズ部と、前記中央レンズ部の車両搭載状態における左右方向の少なくとも一方の端部に設けられ、前記カットオフパターン形成部の左右方向の側方を通過する光が入射し、前記主配光パターンの周囲を照射する補助配光パターンを形成する側方レンズ部と、を有する。

上記の車両用前照灯において、前記第１レンズは、前記中央レンズ部と前記側方レンズ部との境界が、前記第２レンズの左右方向の両端部と、前記第２レンズの焦点とを結ぶ仮想直線上に配置されてもよい。

上記の車両用前照灯において、前記側方レンズ部は、前記主配光パターンの左右方向の端部に前記補助配光パターンを形成してもよい。

上記の車両用前照灯において、前記遮光部材は、前記前方側の端部が前記第１レンズの焦点位置に配置されてもよい。

上記の車両用前照灯において、前記光源は、前記発光面の車両搭載状態における下側端部が前記第１レンズ及び前記第２レンズの光軸上に配置されてもよい。

上記の車両用前照灯において、前記側方レンズ部は、前記中央レンズ部の前記左右方向の両側に前記中央レンズ部と一体で配置されてもよい。

本発明によれば、カットオフラインがぼやけることを抑制しつつ、パターンの照射範囲を拡張することが可能な車両用前照灯を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る車両用前照灯の一例を示す平面図である。 図２は、光源部及び第１レンズの一部の構成を示す平面図である。 図３は、光源部及び第１レンズの一部の構成を示す側面図である。 図４は、光源部及び第１レンズの一部の構成を示す正面図である。 図５は、図４におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。 図６は、車両用前照灯において光源から光が出射された状態を示す図である。 図７は、光が側方レンズ部を通過する様子を示す図である。 図８は、車両前方に照射されるロービームパターンの一例を示す図である。

以下、本発明に係る車両用前照灯の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。以下の説明において、前後、上下、左右の各方向は、車両用前照灯が車両に搭載された車両搭載状態における方向であって、運転席から車両の進行方向を見た場合における方向を示す。なお、本実施形態では、上下方向は鉛直方向に平行であり、左右方向は水平方向であるとする。

図１は、本実施形態に係る車両用前照灯１００の一例を示す平面図である。図１に示すように、車両用前照灯１００は、光源部１０と、シェード（遮光部材）２０と、第１レンズ３０と、第２レンズ４０とを備えている。本実施形態において、車両用前照灯１００は、いわゆる直射型のランプユニットを構成しており、例えばロービームパターンを所定の照射方向に照射可能である。車両用前照灯１００は、これらの光源部１０、シェード２０、第１レンズ３０及び第２レンズ４０を収容する不図示のランプハウジング及びランプレンズを有する。

＜光源部＞
図２及び図３は、光源部１０及び第１レンズ３０の一部の構成を示す図である。図２は上方から見た状態を示し、図３は右方から見た状態を示す。光源部１０は、光源１１及び基板１２を有する。光源１１は、例えばＬＥＤやＯＥＬ、ＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの半導体型光源である。光源１１は、前方に向けられた発光面１１ａを有する。光源１１は、ランバーシアン分布を形成するように発光面１１ａから光を出射する。光源１１は、発光面１１ａの下側端部が第１レンズ３０及び第２レンズ４０の光軸ＡＸ上に配置されている。

基板１２は、光源１１が実装される。基板１２は、車両搭載状態における前側に平面部を有し、当該平面部で光源１１を支持する。基板１２は、光源１１に電気信号を供給する所定の回路や、当該回路に接続するコネクタ等を有する。基板１２は、不図示のヒートシンク等に支持されている。

＜シェード＞
シェード２０は、例えば金属板など、光源１１からの光を遮光可能な部材で構成されている。シェード２０は、光源１１と第１レンズ３０との間に配置されている。シェード２０は、前方側の端部が第１レンズ３０の焦点Ｆ１の位置に配置される。シェード２０は、ロービームパターンのカットオフライン（図８参照）を形成するためのカットオフパターン形成部２１を有する。

＜第１レンズ＞
第１レンズ３０は、光源１１から出射されシェード２０を通過する光を前方に出射する。第１レンズ３０は、不図示のレンズホルダ等に保持される。第１レンズ３０は、中央レンズ部３１と、側方レンズ部３２とを有する。中央レンズ部３１及び側方レンズ部３２は、共通の焦点Ｆ１を有する。

中央レンズ部３１は、シェード２０のうちカットオフパターン形成部２１を通過する光が入射する。中央レンズ部３１は、入射面３１ａ及び出射面３１ｂを有する。入射面３１ａは、カットオフパターン形成部２１を通過した光が入射する。入射面３１ａは、光源１１側に向けて配置され、前方に突出した凸面状である。出射面３１ｂは、入射面３１ａに入射した光を前方に出射する。中央レンズ部３１は、ロービームパターンＰのうちカットオフラインＣＬを有する主配光パターンＰ１を形成する（図８参照）。

側方レンズ部３２は、中央レンズ部３１の左右方向の両側の端部に配置され、中央レンズ部３１と一体で設けられる。図４は、第１レンズ３０を前方から見た状態を示す図である。図５は、図４におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。図４及び図５に示すように、側方レンズ部３２は、中央レンズ部３１の左右方向の両側の端部に配置され、中央レンズ部３１と一体で設けられる。側方レンズ部３２は、カットオフパターン形成部２１の左右方向の側方を通過する光が入射する。側方レンズ部３２は、例えば図４に示すように、光軸ＡＸよりも上側に配置される。

各側方レンズ部３２は、入射面３２ａ、反射面３２ｂ及び出射面３２ｃを有する。入射面３２ａは、カットオフパターン形成部２１の左右方向の側方を通過した光が入射する。左側に配置される側方レンズ部３２の入射面３２ａは、左方に向けて突出した凸面状である。右側に配置される側方レンズ部３２の入射面３２ａは、右方に向けて突出した凸面状である。反射面３２ｂは、入射面３２ａに入射した光を出射面３２ｃに向けて反射する。出射面３２ｃは、反射面３２ｂで反射された光を前方に出射する。入射面３２ａ、反射面３２ｂ及び出射面３２ｃは、例えばそれぞれ自由曲面で構成される。側方レンズ部３２は、ロービームパターンＰのうち、主配光パターンＰ１の左右方向の側方を照射する補助配光パターンＰ２を形成する（図８参照）。

また、第１レンズ３０において、中央レンズ部３１の入射面３１ａと側方レンズ部３２の入射面３２ａとの間には、入射側境界線３３が形成される。また、中央レンズ部３１の出射面３１ｂと側方レンズ部３２の出射面３２ｃとの間には、出射側境界線３４が形成される。

＜第２レンズ＞
第２レンズ４０は、第１レンズ３０から出射される光を前方に照射する。第２レンズ４０は、不図示のレンズホルダ等に保持される。第２レンズ４０は、入射面４０ａ及び出射面４０ｂを有する。入射面４０ａは、中央レンズ部３１の出射面３１ｂから出射された光と、側方レンズ部３２の出射面３２ｃから出射された光とが入射する。本実施形態において、入射面４０ａは、第１レンズ３０側に向けて突出した凸面状である。出射面４０ｂは、入射面４０ａに入射した光を前方に出射する。本実施形態において、出射面４０ｂは、光軸ＡＸに垂直な平面状である。第２レンズ４０は、焦点Ｆ２が光源部１０よりも後方に配置される。

また、第２レンズ４０のうち左右方向の端部４０ｃと、焦点Ｆ２とを結んだ仮想直線（図１の破線部分）上には、入射側境界線３３及び出射側境界線３４が配置される。この構成により、中央レンズ部３１の出射面３１ｂが２本の仮想直線の間の領域に配置されることになる。つまり、上記の第１レンズ３０は、出射面３１ｂから出射される光を効率的に第２レンズ４０に入射させることが可能な構成となっている。

次に、図６から図８を用いて、上記のように構成された車両用前照灯１００の動作を説明する。図６は、車両用前照灯１００において光源１１から光が出射された状態を示す図である。図７は、光Ｌ２が側方レンズ部３２を通過する様子を示す図である。図８は、車両前方に照射されるロービームパターンＰの一例を示す図である。図８において、Ｈ－Ｈ線は水平線を示し、Ｖ－Ｖ線は鉛直方向に平行な線を示す。

図６に示すように、光源１１を点灯させることにより、光源１１の発光面１１ａから光が出射され、一部の光がシェード２０によって遮光され、一部の光がシェード２０を通過する。シェード２０を通過した光のうち、カットオフパターン形成部２１を通過した光Ｌ１は、第１レンズ３０の中央レンズ部３１の入射面３１ａに入射し、出射面３１ｂから出射される。出射面３１ｂから出射された光Ｌ１は、第２レンズ４０の入射面４０ａに入射する。

本実施形態では、入射面３１ａのうち入射側境界線３３の近傍の領域に入射する光Ｌ１は、出射面３１ｂのうち出射側境界線３４の近傍の領域から出射され、第２レンズ４０の入射面４０ａのうち左右方向の両端部の近傍の領域に入射する。このように、第１レンズ３０により、カットオフパターン形成部２１を通過した光Ｌ１が第２レンズ４０に効率的に入射する。

入射面４０ａに入射した光Ｌ１は、出射面４０ｂから車両前方に出射される。出射面４０ｂから出射された光Ｌ１は、図８に示すように、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２及びエルボー点を有するロービームパターンＰの主配光パターンＰ１として、車両前方に照射される。

一方、シェード２０を通過した光のうち、カットオフパターン形成部２１の側方を通過した光Ｌ２は、第１レンズ３０の側方レンズ部３２の入射面３２ａに入射する。入射面３２ａに入射した光Ｌ２は、反射面３２ｂによって反射され、出射面３２ｃから車両前方に出射される。

図７に示すように、出射面３２ｃのうち左右方向において光軸ＡＸから離れた位置から出射される光Ｌ２は、左右方向において光軸ＡＸに近い位置から出射される光Ｌ１よりも、光軸ＡＸ側に向けて進行する。本実施形態において、出射面３２ｃから出射される光Ｌ２は、例えば所定の点ＬＰで交差する。この光Ｌ２は、第２レンズ４０の入射面４０ａに入射し、出射面４０ｂから出射される。出射面４０ｂから出射された光Ｌ２は、図８に示すように、ロービームパターンＰの補助配光パターンＰ２として、車両前方に照射される。

なお、光Ｌ２は、側方レンズ部３２から出射されて第２レンズ４０に入射するまでは光軸ＡＸとは交差せず、第２レンズ４０から出射された後に光軸ＡＸと交差するような光路となる。この場合、例えば右側の側方レンズ部３２に入射した光Ｌ２は、図８に示すように、補助配光パターンＰ２ａとして、主配光パターンＰ１の左側の端部及びその近傍に照射される。また、例えば左側の側方レンズ部３２に入射した光Ｌ２は、図８に示すように、補助配光パターンＰ２ｂとして、主配光パターンＰ１の右側の端部及びその近傍に照射される。

図８に示すように、ロービームパターンＰは、主配光パターンＰ１の左右方向の両端に補助配光パターンＰ２が配置されることにより、左右方向の両端において明暗の勾配が緩やかになる。このため、左右方向の両端における視認性が向上する。

以上のように、本実施形態に係る車両用前照灯１００は、光を出射する発光面１１ａを有する光源１１と、発光面１１ａに対向して配置され、カットオフパターン形成部２１を有するシェード２０と、光源１１から出射されシェード２０を通過する光を車両搭載方向の前方に出射する第１レンズ３０と、第１レンズ３０から出射される光を前方に照射する第２レンズ４０とを備え、第１レンズ３０は、カットオフパターン形成部２１を通過する光Ｌ１が入射し、カットオフラインＣＬを有する主配光パターンＰ１を形成する中央レンズ部３１と、中央レンズ部３１の車両搭載状態における左右方向の少なくとも一方の端部に設けられ、カットオフパターン形成部２１の左右方向の側方を通過する光Ｌ２が入射し、主配光パターンＰ１の周囲を照射する補助配光パターンＰ２を形成する側方レンズ部３２と、を有する。

この構成によれば、光源１１から出射されシェード２０のカットオフパターン形成部２１を通過する光Ｌ１については、第１レンズ３０の中央レンズ部３１と第２レンズ４０とにより、カットオフラインＣＬを有する主配光パターンＰ１として車両前方に照射される。また、光源１１から出射されシェード２０のカットオフパターン形成部２１の側方を通過する光Ｌ２については、第１レンズ３０の側方レンズ部３２と第２レンズ４０とにより、主配光パターンＰ１の周囲に補助配光パターンＰ２として照射される。したがって、光Ｌ１を所期の設定に対して左右方向及び上下方向に拡散させることなく、補助配光パターンＰ２により照射範囲を広げることができる。これにより、カットオフラインＣＬがぼやけることを抑制しつつ、ロービームパターンＰの照射範囲を拡張することが可能となる。

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、第１レンズ３０は、中央レンズ部３１と側方レンズ部３２との境界である入射側境界線３３及び出射側境界線３４が、第２レンズ４０の左右方向の両端部と、第２レンズ４０の焦点Ｆ２とを結ぶ仮想直線上に配置される。この構成により、中央レンズ部３１の出射面３１ｂから出射される光を効率的に第２レンズ４０に入射させることができる。

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、側方レンズ部３２は、主配光パターンＰ１の左右方向の端部に補助配光パターンＰ２を形成する。この構成により、主配光パターンＰ１を拡散させることなく、補助配光パターンＰ２により照射範囲を左右方向に広げることができる。この場合、主配光パターンＰ１の左右方向の両端に補助配光パターンＰ２が配置されることにより、左右方向の両端において明暗の勾配が緩やかになる。このため、左右方向の両端における視認性が向上する。

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、シェード２０は、前方側の端部が第１レンズ３０の焦点Ｆ１に配置される。この構成により、カットオフラインがぼやけることをより確実に抑制することができる。

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、光源１１は、発光面１１ａの車両搭載状態における下側端部が第１レンズ３０及び第２レンズ４０の光軸ＡＸ上に配置される。この構成により、発光面１１ａから出射される光を、より多く利用することができる。

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、側方レンズ部３２は、中央レンズ部３１の左右方向の両側に中央レンズ部３１と一体で配置される。この構成により、カットオフパターン形成部２１の側方を通過した光を効率的に車両前方に照射することができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、側方レンズ部３２が中央レンズ部３１の左右方向の両側の端部に配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。側方レンズ部３２は、中央レンズ部３１の左右方向の一方の端部に配置される構成であってもよい。

上記実施形態では、光源１１において、発光面１１ａの車両搭載状態における下側端部が光軸ＡＸ上に配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。光源１１において、例えば発光面１１ａの中心等、発光面１１ａの面内に光軸ＡＸが配置される構成であってもよい。

上記実施形態では、シェード２０の前方側の端部が第１レンズ３０の焦点Ｆ１の位置に配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。シェード２０の前方側の端部と第１レンズ３０の焦点Ｆ１の位置とが異なる位置に配置される構成であってもよい。

上記実施形態では、側方レンズ部３２が、主配光パターンＰ１の左右方向の端部に補助配光パターンＰ２を形成する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。側方レンズ部３２は、主配光パターンＰ１の上下方向の端部に補助配光パターンＰ２を形成する構成であってもよい。また、側方レンズ部３２は、主配光パターンＰ１に対して上下方向又は左右方向の離れた位置に補助配光パターンＰ２を形成する構成であってもよい。

上記実施形態では、第１レンズ３０において、中央レンズ部３１と側方レンズ部３２との境界である入射側境界線３３及び出射側境界線３４が、第２レンズ４０の左右方向の両端部と、第２レンズ４０の焦点Ｆ２とを結ぶ仮想直線上に配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。

ＡＸ…光軸、ＣＬ，ＣＬ１，ＣＬ２…カットオフライン、Ｆ１，Ｆ２…焦点、Ｌ１，Ｌ２…光、Ｐ…ロービームパターン、Ｐ１…主配光パターン、Ｐ２，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ…補助配光パターン、１０…光源部、１１…光源、１１ａ…発光面、１２…基板、２０…シェード、２１…カットオフパターン形成部、３０…第１レンズ、３１…中央レンズ部、３１ａ，３２ａ，４０ａ…入射面、３１ｂ，３２ｃ，４０ｂ…出射面、３２…側方レンズ部、３２ｂ…反射面、３３…入射側境界線、３４…出射側境界線、４０…第２レンズ、４０ｃ…端部、１００…車両用前照灯

Claims (6)

1. 光を出射する発光面を有する光源と、
   前記発光面に対向して配置され、カットオフパターン形成部を有する遮光部材と、
   前記光源から出射され前記遮光部材を通過する前記光を車両搭載方向の前方に出射する第１レンズと、
   前記第１レンズから出射される前記光を前記前方に照射する第２レンズと
   を備え、
   前記第１レンズは、
   前記カットオフパターン形成部を通過する光が入射し、カットオフラインを有する主配光パターンを形成する中央レンズ部と、
   前記中央レンズ部の車両搭載状態における左右方向の少なくとも一方の端部に設けられ、前記カットオフパターン形成部の左右方向の側方を通過する光が入射し、前記主配光パターンの周囲を照射する補助配光パターンを形成する側方レンズ部と、を有し、
   前記側方レンズ部は、前記中央レンズ部の前記左右方向の両側に配置され、
   それぞれの前記側方レンズ部は、前記光を出射する出射面を有し、
   前記出射面は、左右方向において前記第２レンズの光軸から離れた位置から出射する前記光が左右方向において前記光軸に近い位置から出射する前記光よりも前記光軸側に向けて進行し、かつ、出射する前記光が左右方向において前記側方レンズ部と前記第２レンズとの間の所定の点で交差するように形成される
   車両用前照灯。
2. 前記第１レンズは、前記中央レンズ部と前記側方レンズ部との境界が、前記第２レンズの左右方向の両端部と、前記第２レンズの焦点とを結ぶ仮想直線上に配置される
   請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記側方レンズ部は、前記主配光パターンの左右方向の端部に前記補助配光パターンを形成する
   請求項１又は請求項２に記載の車両用前照灯。
4. 前記遮光部材は、前記前方側の端部が前記第１レンズの焦点位置に配置される
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
5. 前記光源は、前記発光面の車両搭載状態における下側端部が前記第１レンズ及び前記第２レンズの光軸上に配置される
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
6. 前記側方レンズ部は、前記中央レンズ部と一体で配置される
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用前照灯。

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