KR20120117651A

KR20120117651A - 차량용 조명 등기구

Info

Publication number: KR20120117651A
Application number: KR1020120036691A
Authority: KR
Inventors: 잇페이 야마모토
Original assignee: 가부시키가이샤 고이토 세이사꾸쇼
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2012-10-24
Also published as: US8858050B2; US20120262935A1; JP5752982B2; JP2012226860A; KR101371565B1

Abstract

투영 렌즈의 후방에 제1 및 제2 광원 유닛이 배치된 차량용 조명 등기구에 있어서, 하이빔용 배광 패턴에 있어서의 로우빔용 배광 패턴과 부가용 배광 패턴의 경계 부분의 밝기를 충분하게 확보한다.
부가용 배광 패턴을 형성하기 위한 제2 광원 유닛(16)의 구성으로서, 투영 렌즈(12)의 광축(Ax)보다도 하방측에 배치된 제2 광원(42)으로부터의 광을, 셰이드(36)의 전단 가장자리(36a1)로부터 하방으로 연장되도록 배치된 제2 리플렉터(46)의 반사면(46a)에 의해, 투영 렌즈(12)를 향하여 반사시키는 구성으로 한다. 그때, 투영 렌즈(12)의 상부 영역(12B)을, 투영 렌즈(12)의 후측 초점(F)으로부터의 광을, 상부 영역(12B) 이외의 일반 영역(12A)으로부터의 출사광보다도 하향으로 출사시키는 구성으로 한다. 이에 따라, 부가용 배광 패턴을, 로우빔용 배광 패턴의 컷오프 라인보다도 하방측까지 확장되는 배광 패턴으로서 형성하도록 한다.

Description

차량용 조명 등기구{VEHICULAR LAMP}

본원 발명은, 투영 렌즈의 후방에 제1 및 제2 광원 유닛이 배치된 프로젝터형의 차량용 조명 등기구에 관한 것이다.

종래부터, 투영 렌즈의 후방에 광원 유닛이 배치된 프로젝터형의 차량용 조명 등기구가 알려져 있다.

「특허문헌 1」에는, 이러한 차량용 조명 등기구에 있어서, 그 광원 유닛으로서, 로우빔용 배광 패턴을 형성할 때에 점등되는 제1 광원 유닛과, 하이빔용 배광 패턴을 형성할 때에 추가 점등되는 제2 광원 유닛을 구비한 구성이 기재되어 있다.

그때, 이 「특허문헌 1」에 기재된 차량용 조명 등기구에 있어서, 제1 광원 유닛은, 투영 렌즈의 후측 초점보다도 후방측에 배치된 제1 광원과, 이 제1 광원을 상방측으로부터 덮도록 배치되고, 그 제1 광원으로부터의 광을 투영 렌즈를 향하여 반사시키는 제1 리플렉터와, 전단 가장자리가 상기 후측 초점을 통과하도록 배치되며, 제1 리플렉터로부터의 반사광의 일부를 차폐하는 셰이드를 구비한 구성으로 되어 있고, 또한, 제2 광원 유닛은, 상기 후측 초점보다도 하방측에 배치된 제2 광원과, 셰이드의 전단 가장자리로부터 하방으로 연장되도록 배치되며, 제2 광원으로부터의 광을 투영 렌즈를 향하여 반사시키는 제2 리플렉터를 구비한 구성으로 되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2006-164735호 공보

상기 「특허문헌 1」에 기재된 차량용 조명 등기구에 있어서는, 제2 광원 유닛의 추가 점등에 의해, 로우빔용 배광 패턴의 상방측에 부가용 배광 패턴을 형성하고, 이에 의해 하이빔용 배광 패턴을 형성하는 구성으로 되어 있지만, 제1 광원 유닛으로부터 투영 렌즈에 입사하는 광은 셰이드의 전단 가장자리보다도 상방측을 통과하는 광인데 대하여, 제2 광원 유닛으로부터 투영 렌즈에 입사하는 광은 셰이드의 전단 가장자리보다도 하방측을 통과하는 광이기 때문에, 부가용 배광 패턴은 로우빔용 배광 패턴과 중복하는 일없이 그 컷오프 라인보다도 상방측에 형성되게 된다.

이 때문에, 하이빔용 배광 패턴에 있어서, 로우빔용 배광 패턴과 부가용 배광 패턴의 경계 부분의 밝기를 충분히 확보할 수 없다고 하는 문제가 있다.

또한, 제2 광원 유닛의 하방에, 그 제2 광원으로부터의 광을 전방을 향하여 반사시키는 새로운 리플렉터를 배치하고, 이 리플렉터로부터의 반사광을 투영 렌즈에 입사시키는 일없이 그 하방을 통과시켜 등기구 전방에 조사시키는 구성으로 하면, 로우빔용 배광 패턴과 부가용 배광 패턴에 걸치는 새로운 배광 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 그러나, 이와 같이 한 경우에는, 차량용 조명 등기구가 프로젝터형과 파라볼라형의 복합형의 등기구 구성으로 되어 버리기 때문에, 등기구의 의장이나 레이아웃 등의 점에서 자유도가 저하한다고 하는 문제가 있다.

본원 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 투영 렌즈의 후방에 제1 및 제2 광원 유닛이 배치된 차량용 조명 등기구에 있어서, 하이빔용 배광 패턴에 있어서의 로우빔용 배광 패턴과 부가용 배광 패턴의 경계 부분의 밝기를 충분히 확보할 수 있는 차량용 조명 등기구를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본원 발명은, 투영 렌즈의 구성에 고안을 실시함으로써, 상기 목적 달성을 도모하도록 한 것이다.

즉, 본원 발명에 따른 차량용 조명 등기구는,

투영 렌즈와, 이 투영 렌즈의 후방에 배치된 제1 및 제2 광원 유닛을 구비하고, 상기 제1 광원 유닛의 점등에 의해 로우빔용 배광 패턴을 형성하며, 상기 제2 광원 유닛의 추가 점등에 의해 하이빔용 배광 패턴을 형성하도록 구성된 차량용 조명 등기구에 있어서,

상기 제1 광원 유닛은, 상기 투영 렌즈의 후측 초점보다도 후방측에 배치된 제1 광원과, 이 제1 광원을 상방측으로부터 덮도록 배치되고, 그 제1 광원으로부터의 광을 상기 투영 렌즈를 향하여 반사시키는 제1 리플렉터와, 전단 가장자리가 상기 후측 초점 또는 그 근방을 통과하도록 배치되며, 상기 제1 리플렉터로부터의 반사광의 일부를 차폐하는 셰이드를 구비하고 있고,

상기 제2 광원 유닛은, 상기 후측 초점보다도 하방측에 배치된 제2 광원과, 상기 셰이드의 전단 가장자리 또는 그 근방으로부터 하방으로 연장되도록 배치되며, 상기 제2 광원으로부터의 광을 투영 렌즈를 향하여 반사시키는 제2 리플렉터를 구비하고 있고,

상기 투영 렌즈는, 그 투영 렌즈의 상부 영역이, 상기 후측 초점으로부터의 광을, 그 상부 영역 이외의 일반 영역으로부터의 출사광보다도 하향으로 출사시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 「제1 광원」의 종류는 특별히 한정되는 것이 아니며, 또한, 이 「제1 광원」은, 투영 렌즈의 후측 초점보다도 후방측에 배치되어 있으면, 그 구체적인 위치나 방향 등은 특별히 한정되는 것이 아니다.

상기 「셰이드」는, 전단 가장자리가 상기 후측 초점 또는 그 근방을 통과하도록 배치된 상태로, 제1 리플렉터로부터의 반사광의 일부를 차폐하도록 구성되어 있으면, 그 구체적 형상 등은 특별히 한정되는 것이 아니다.

상기 「제2 광원」의 종류는 특별히 한정되는 것이 아니며, 또한, 이 「제2 광원」은, 상기 후측 초점보다도 하방측에 배치되어 있으면, 상기 후측 초점의 바로 아래에 배치되어 있어도 좋고, 그 바로 아래로부터 전후 방향 혹은 좌우 방향으로 변위하여 배치되어 있어도 좋으며, 또한, 그 방향에 대해서도 특별히 한정되는 것이 아니다.

상기 「제2 리플렉터」는, 셰이드의 전단 가장자리 또는 그 근방으로부터 하방으로 연장되도록 배치된 상태로, 제2 광원으로부터의 광을 투영 렌즈를 향하여 반사시키도록 구성되어 있으면, 그 구체적인 반사면 형상이나 방향 등은 특별히 한정되는 것이 아니다.

상기 투영 렌즈의 「상부 영역」은, 상기 후측 초점으로부터의 광을, 일반 영역으로부터의 출사광보다도 하향으로 출사시키도록 구성되어 있으면, 그 구체적인 렌즈 형상은 특별히 한정되는 것이 아니며, 또한, 그 일반 영역과의 경계선의 구체적인 위치에 대해서도 특별히 한정되는 것이 아니다. 또한, 상기 「투영 렌즈」는, 일반 영역과 상부 영역이 단일 부재로 구성되어 있어도 좋고, 별개 부재로 형성된 일반 영역과 상부 영역이 접착 등에 의해 고정 혹은 위치 결정 지지된 구성으로 되어 있어도 좋다.

상기 구성에 나타내는 바와 같이, 본원 발명에 따른 차량용 조명 등기구는, 투영 렌즈의 후방에, 로우빔용 배광 패턴을 형성하기 위해 점등되는 제1 광원 유닛과, 하이빔용 배광 패턴을 형성하기 위해 추가 점등되는 제2 광원 유닛이 배치된 구성으로 되어 있지만, 그 투영 렌즈의 상부 영역은 후측 초점으로부터의 광을 일반 영역으로부터의 출사광보다도 하향으로 출사시키도록 구성되어 있기 때문에, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

즉, 제1 광원 유닛은, 투영 렌즈의 후측 초점보다도 후방측에 배치된 제1 광원으로부터의 광을, 그 상방측으로부터 덮도록 배치된 제1 리플렉터에 의해 투영 렌즈를 향하여 반사시키며, 전단 가장자리가 후측 초점 또는 그 근방을 통과하도록 배치된 셰이드에 의해, 제1 리플렉터로부터의 반사광의 일부를 차폐하도록 구성되어 있기 때문에, 그 점등에 의해, 상단부에 컷오프 라인을 갖는 로우빔용 배광 패턴이 형성되게 된다. 그때, 투영 렌즈에 입사하는 제1 리플렉터로부터의 반사광은, 그 전부 또는 그 대부분이 투영 렌즈의 일반 영역에 입사하기 때문에, 로우빔용 배광 패턴은 대략 통상과 같은 형상으로 형성되게 된다.

한편, 제2 광원 유닛은, 상기 후측 초점보다도 하방측에 배치된 제2 광원으로부터의 광을, 셰이드의 전단 가장자리 또는 그 근방으로부터 하방으로 연장되도록 배치된 제2 리플렉터에 의해 투영 렌즈를 향하여 반사시키도록 구성되어 있기 때문에, 그 점등에 의해, 로우빔용 배광 패턴의 컷오프 라인의 상방측에 부가용 배광 패턴이 형성되게 된다. 그때, 제2 리플렉터로부터의 반사광 중 투영 렌즈의 상부 영역에 입사한 광에 의해 부가용 배광 패턴의 하부 영역이 형성되는게 되지만, 이 투영 렌즈의 상부 영역에 입사한 광은 통상의 투영 렌즈의 경우에 비하여 하향으로 출사하기 때문에, 부가용 배광 패턴은 로우빔용 배광 패턴의 컷오프 라인보다도 하방측까지 확장되는 배광 패턴으로서 형성되게 된다.

따라서, 하이빔용 배광 패턴으로서는, 로우빔용 배광 패턴에 있어서의 컷오프 라인의 근방에 있어서 로우빔용 배광 패턴과 부가용 배광 패턴이 중복한 배광 패턴이 되고, 이에 따라 그 경계 부분의 밝기를 충분히 확보할 수 있다.

이와 같이 본원 발명에 따르면, 투영 렌즈의 후방에 제1 및 제2 광원 유닛이 배치된 차량용 조명 등기구에 있어서, 하이빔용 배광 패턴에 있어서의 로우빔용 배광 패턴과 부가용 배광 패턴의 경계 부분의 밝기를 충분히 확보할 수 있다. 그리고 이에 따라, 하이빔 시에 있어서의 원방(遠方) 시인성을 높일 수 있다. 더구나, 이것을 프로젝터형의 등기구 구성의 범위 내에서 실현할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 셰이드를, 그 전단 가장자리로부터 후방으로 연장되는 상향 반사면을 갖는 구성으로 하며, 투영 렌즈에 있어서의 상부 영역과 일반 영역의 경계선을, 상기 후측 초점(즉 일반 영역의 후측 초점)보다도 상방측에 위치 설정된 구성으로 하면, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

즉, 셰이드를, 그 전단 가장자리로부터 후방으로 연장되는 상향 반사면을 갖는 구성으로 하면, 셰이드에 의해 차폐되어야 하는 제1 리플렉터로부터의 반사광을 상향 반사면에서 상향으로 반사시켜 투영 렌즈에 입사시킬 수 있다. 그리고 이것에 의해, 제1 광원으로부터의 광을 유효 이용하여, 로우빔용 배광 패턴에 있어서의 컷오프 라인의 근방 영역의 밝기를 높일 수 있다.

단, 이와 같이 한 경우에는, 상향 반사면에서 반사된 제1 리플렉터로부터의 반사광이 상기 후측 초점보다도 상방측에 있어서 투영 렌즈에 입사하게 된다. 그래서, 투영 렌즈에 있어서의 상부 영역과 일반 영역의 경계선을, 상기 후측 초점보다도 상방측에 위치 설정하면, 상향 반사면에서 반사된 제1 리플렉터로부터의 반사광이 투영 렌즈의 상부 영역에 입사하는 것을 방지하는 것 또는 이것을 최소한으로 억제할 수 있다. 그리고 이에 따라, 상향 반사면에서 반사되어 투영 렌즈로부터 출사한 제1 리플렉터로부터의 반사광을, 로우빔용 배광 패턴에 있어서의 컷오프 라인의 근방 영역의 밝기를 높이기 위해 이용되는 상태로 유지할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 투영 렌즈의 상부 영역의 구체적인 렌즈 형상이 특별히 한정되지 않는 것은 상술한 바와 같지만, 이 상부 영역을 상기 후측 초점보다도 하방측에 후측 초점을 갖는 구성으로 하면, 그 렌즈 형상의 설계를 용이하게 행할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 제2 광원 유닛으로서, 제2 광원으로부터의 광을 제2 리플렉터를 향하여 반사시키는 제3 리플렉터를 구비한 구성으로 하면, 제2 광원의 배치의 자유도를 높일 수 있고, 또한, 제2 리플렉터로부터의 반사광을 효율적으로 투영 렌즈의 상부 영역에 입사시킬 수 있다.

도 1은 본원 발명의 일실시형태에 따른 차량용 조명 등기구를 나타내는 측단면도이다.
도 2는 상기 차량용 조명 등기구를 나타내는 정면도이다.
도 3은 상기 차량용 조명 등기구를, 그 제1 광원 유닛을 점등시켰을 때의 광로에 주목하여 나타내는 측단면도이다.
도 4는 상기 차량용 조명 등기구를, 그 제2 광원 유닛을 점등시켰을 때의 광로에 주목하여 나타내는 측단면도이다.
도 5는 상기 차량용 조명 등기구로부터 전방으로 조사되는 광에 의해, 차량 전방 25 m의 위치에 배치된 가상 연직 스크린 상에 형성되는 로우빔용 배광 패턴을 투시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 상기 차량용 조명 등기구로부터 전방으로 조사되는 광에 의해, 상기 가상 연직 스크린 상에 형성되는 하이빔용 배광 패턴을 투시적으로 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 이용하여, 본원 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1은 본원 발명의 일실시형태에 따른 차량용 조명 등기구(10)를 나타내는 측단면도이고, 도 2는 그 정면도이다.

이들 도면에 나타내는 바와 같이, 이 차량용 조명 등기구(10)는, 투영 렌즈(12)와, 이 투영 렌즈(12)의 후방에 배치된 제1 및 제2 광원 유닛(14, 16)을 구비한 구성으로 되어 있다.

이 차량용 조명 등기구(10)는, 헤드 램프의 일부로서 조립된 상태로 이용되는 등기구 유닛으로서, 헤드 램프에 조립된 상태에서는, 그 투영 렌즈(12)의 광축(Ax)이 차량 전후 방향에 대하여 0.5°∼0.6°정도 하향의 방향으로 연장된 상태로 배치되도록 되어 있다.

투영 렌즈(12)는, 렌즈 홀더(22)에 지지되어 있고, 제1 및 제2 광원 유닛(14, 16)은, 광원 유닛 홀더(24)에 지지되어 있다. 그리고, 이들 렌즈 홀더(22)와 광원 유닛 홀더(24)는, 광축(Ax)의 하방에서 서로 연결 고정되어 있다.

투영 렌즈(12)는, 전방측 표면이 볼록면이며 후방측 표면이 평면인 평볼록 비구면 렌즈로 구성되어 있다. 단, 이 투영 렌즈(12)는, 그 상부 영역(12B)이 그 이외의 일반 영역(12A)과는 상이한 렌즈 형상을 갖고 있다.

즉, 이 투영 렌즈(12)는, 그 하단측의 2/3 정도의 영역이, 광축(Ax) 상에 후측 초점(F)이 위치하는 일반 영역(12A)으로서 구성되어 있고, 그 상단측의 나머지 1/3 정도의 영역이, 후측 초점(F)의 대략 바로 아래에 후측 초점(Fb)이 위치하는 상부 영역(12B)으로서 구성되어 있다. 이들 일반 영역(12A) 및 상부 영역(12B)은, 그 후방측 표면에 대해서는 공통의 평면으로 구성되어 있지만, 그 전방측 표면은 일반 영역(12A)의 전방측 표면(12Aa)과 상부 영역(12B)의 전방측 표면(12Ba)에서 서로 상이한 형상의 곡면으로 구성되어 있고, 양자 사이에는 수평 방향으로 연장되는 경계선(L)이 형성되어 있다.

그리고, 이 투영 렌즈(12)는, 그 일반 영역(12A)에 있어서, 그 후측 초점(F)을 포함하는 초점면 상의 이미지를 반전 이미지로서 등기구 전방의 가상 연직 스크린 상에 투영하도록 되어 있고, 또한, 그 상부 영역(12B)에 있어서, 그 후측 초점(Fb)을 포함하는 초점면 상의 이미지를 반전 이미지로서 상기 가상 연직 스크린 상에 투영하도록 되어 있다. 그때, 후측 초점(F)으로부터의 광은, 일반 영역(12A)에 있어서는 광축(Ax)과 평행한 광으로서 전방으로 출사하고, 상부 영역(12B)에 있어서는 광축(Ax)에 대하여 약간 하향의 광으로서 전방으로 출사하게 된다.

또한, 도 1에 있어서, 투영 렌즈(12)의 전방측 표면 근방에 2점 쇄선으로 나타내는 곡선은, 상부 영역(12B)의 전방측 표면(12Ba)이, 만약 일반 영역(12A)의 전방측 표면(12Aa)을 연장한 형상의 곡면으로 형성되어 있다고 한 경우의 단면 형상을 나타내는 곡선이다.

도 3은 제1 광원 유닛(14)을 점등시켰을 때의 광로에 주목하여 차량용 조명 등기구(10)를 나타내는 측단면도이다.

동도면에도 나타내는 바와 같이, 제1 광원 유닛(14)은, 투영 렌즈(12)의 일반 영역(12A)의 후측 초점(F)보다도 후방측에 있어서 광축(Ax) 상에 배치된 제1 광원(32)과, 이 제1 광원(32)을 상방측으로부터 덮도록 배치되고, 그 제1 광원(32)으로부터의 광을 투영 렌즈(12)를 향하여 광축(Ax)쪽으로 반사시키도록 구성된 제1 리플렉터(34)와, 전단 가장자리(36a1)가 후측 초점(F)을 통과하도록 배치되며, 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광의 일부를 차폐하는 셰이드(36)를 구비한 구성으로 되어 있다.

그때, 셰이드(36)는, 그 전단 가장자리(36a1)로부터 광축(Ax)과 평행하게 후방으로 연장되는 상향 반사면(36a)을 갖는 미러 부재로서 구성되어 있다. 그리고 이것에 의해, 이 셰이드(36)는, 그 셰이드(36)에 의해 차폐된 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광을 상방측으로 반사시켜 투영 렌즈(12)에 입사시키도록 되어 있다.

이 셰이드(36)는, 광원 유닛 홀더(24)의 일부로서 구성되어 있다.

제1 광원(32)은, 가로로 긴 직사각 형상의 발광칩(32a)을 갖는 백색 발광 다이오드로서, 그 발광칩(32a)이 광축(Ax) 상에 있어서 연직 상향이 되도록 배치된 상태로, 셰이드(36)의 상향 반사면(36a)으로부터 후방으로 연장되는 상면에 형성된 광원 지지 오목부(36b)에 위치 결정 고정되어 있다.

제1 리플렉터(34)의 반사면(34a)은, 광축(Ax)과 동축인 길이축을 가지며 제1 광원(32)의 발광 중심을 제1 초점으로 하는 대략 타원 면형의 곡면으로 구성되어 있다. 그때, 이 반사면(34a)은, 그 광축(Ax)을 따른 연직 단면 형상이 후측 초점(F)의 약간 전방에 위치하는 점(A)을 제2 초점으로 하는 타원 형상으로 설정되어 있고, 그 이심률이 연직 단면으로부터 수평 단면을 향하여 서서히 커지도록 설정되어 있다. 그리고 이것에 의해, 제1 리플렉터(34)는, 제1 광원(32)으로부터의 광을, 연직 단면 내에 있어서는 점(A)에 수속시키며, 수평 단면 내에 있어서는 그 수속 위치를 상당히 전방으로 이동시키도록 되어 있다. 이 제1 리플렉터(34)는, 그 반사면(34a)의 주연(周緣) 하단부에 있어서 셰이드(36)의 상면에 고정되어 있다.

셰이드(36)의 상향 반사면(36a)은, 그 셰이드(36)의 상면에 알루미늄 증착 등에 의한 경면 처리를 실시함으로써 형성되어 있다. 이 상향 반사면(36a)은, 광축(Ax)보다도 좌측(등기구 정면에서 보아 우측)에 위치하는 좌측 영역이 광축(Ax)을 포함하는 수평면으로 구성되어 있고, 광축(Ax)보다도 우측에 위치하는 우측 영역이, 짧은 경사면을 개재시켜 좌측 영역보다도 한층 낮은 수평면으로 구성되어 있다. 그리고, 이 상방 반사면(36a)의 전단 가장자리(36a1)는, 후측 초점(F)을 포함하는 초점면을 따라 연장되도록 형성되어 있다. 이에 따라, 도 3에 나타내는 바와 같이, 셰이드(36)는, 그 상향 반사면(36a)에 있어서, 제1 리플렉터(34)의 반사면(34a)으로부터 투영 렌즈(12)를 향하는 반사광의 일부를 상향으로 반사시켜 투영 렌즈(12)에 입사시키고, 이들을 하향광으로서 투영 렌즈(12)로부터 출사시키도록 되어 있다.

그때, 투영 렌즈(12)는, 그 일반 영역(12A)과 상부 영역(12B)의 경계선(L)이 광축(Ax)으로부터 상방으로 어느 정도 떨어진 위치에 있고, 또한, 제1 리플렉터(34)는, 광축(Ax)을 포함하는 수평면보다도 상방측에 배치되어 있으며, 제1 광원(32)으로부터의 광을 연직 단면 내에 있어서는 점(A)에 수속시키도록 구성되어 있기 때문에, 셰이드(36)의 상향 반사면(36a)에 입사하는 일없이 투영 렌즈(12)에 직접 입사하는 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광은, 전부 일반 영역(12A)에 입사하고, 또한, 셰이드(36)의 상향 반사면(36a)에서 반사하고 나서 투영 렌즈(12)에 입사하는 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광에 대해서도, 그 대부분이 일반 영역(12A)에 입사하며, 극히 일부가 상부 영역(12B)에 입사하게 된다.

이 경우에 있어서, 상부 영역(12B)으로부터의 출사광은, 그 후측 초점(Fb)의 후측 초점(F)으로부터의 하방 변위량에 대응하는 각도만큼, 도 3에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 출사광(즉 통상의 투영 렌즈인 경우의 출사광)에 대하여 하향으로 출사하게 된다.

도 4는 제2 광원 유닛(16)을 점등시켰을 때의 광로에 주목하여 차량용 조명 등기구(10)를 나타내는 측단면도이다.

동도면에도 나타내는 바와 같이, 제2 광원 유닛(16)은, 셰이드(36)의 상향 반사면(36a)의 전단 가장자리로부터 등기구 후방측을 향하여 경사 하향으로 연장되는 하향 반사면(46a)을 갖는 제2 리플렉터(46)와, 광축(Ax)의 하방에 배치된 제2 광원(42)과, 이 제2 광원(42)으로부터의 광을 하향 반사면(46a)을 향하여 대략 수속시키도록 반사시키는 반사면(44a)을 갖는 제3 리플렉터(44)를 구비한 구성으로 되어 있다. 그때, 제2 리플렉터(46)는, 그 하향 반사면(46a)이 평면형으로 형성된 미러 부재로서 구성되어 있고, 광원 유닛 홀더(24)의 일부로서 구성되어 있다.

제2 광원(42)의 구성은, 제1 광원(32)과 완전히 동일하며, 그 발광칩(42a)이 후측 초점(F)의 경사진 하향 후방에 있어서 경사진 하향 전방을 향하여 배치되어 있다. 그리고, 이 제2 광원(42)은, 제2 리플렉터(46)의 하향 반사면(46a)의 하단 가장자리로부터 경사진 하향 후방으로 연장되는 하향 경사면에 형성된 광원 지지 오목부(46b)에 위치 결정 고정되어 있다.

제3 리플렉터(44)의 반사면(44a)은, 광원(42)의 발광 중심을 제1 초점으로 하는 대략 타원 면형의 곡면으로 구성되고, 그 이심률이 연직 단면으로부터 그 좌우 양측을 향하여 서서히 커지도록 설정되어 있다. 그리고 이것에 의해, 제3 리플렉터(44)는, 제2 광원(42)으로부터의 광을, 상하 방향에 관해서는 하향 반사면(46a)의 상방 근방에 위치하는 점에 대략 수속시키며, 좌우 방향에 관해서는 그 수속 정도를 완화시키도록 되어 있다. 이 제3 리플렉터(44)는, 그 반사면(44a)의 주연 후단부에 있어서 제2 리플렉터(46)의 하향 경사면에 고정되어 있다.

제2 리플렉터(46)의 하향 반사면(46a)은, 광축(Ax)을 포함하는 수평면에 대하여 45°정도 경사진 평면으로 구성되어 있다. 이에 따라, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 리플렉터(46)는, 그 하향 반사면(46a)에 있어서, 제3 리플렉터(44)의 반사면(44a)으로부터의 반사광을 전향으로 반사시켜, 투영 렌즈(12)에 입사시키도록 되어 있다. 또한, 이 제2 리플렉터(46)에 있어서의 제3 리플렉터(44)의 부착면은, 하향 반사면(46a)보다도 큰 경사 각도(예컨대 60°정도)로 평면형으로 형성되어 있다.

그때, 제3 리플렉터(44) 및 제2 리플렉터(46)에서 순차 반사된 제2 광원(42)으로부터의 광은, 그 대부분이 투영 렌즈(12)의 일반 영역(12A)에 입사하지만, 그 상부 영역(12B)에도 어느 정도 입사하게 된다.

이 경우에 있어서, 상부 영역(12B)으로부터의 출사광은, 그 후측 초점(Fb)의 후측 초점(F)으로부터의 하방 변위량에 대응하는 각도만큼, 2점 쇄선으로 나타내는 출사광(즉 통상의 투영 렌즈인 경우의 출사광)에 대하여 하향으로 출사하게 된다.

도 5 및 6은, 차량용 조명 등기구(10)로부터 전방에 조사되는 광에 의해, 차량 전방 25 m의 위치에 배치된 가상 연직 스크린 상에 형성되는 배광 패턴을 투시적으로 나타내는 도면으로서, 도 5는 로우빔용 배광 패턴(PL)을 나타내고 있고, 도 6은 하이빔용 배광 패턴(PH)을 나타내고 있다.

도 5에 나타내는 로우빔용 배광 패턴(PL)은, 제1 광원 유닛(14)을 점등시켰을 때에 형성되도록 되어 있다.

이 로우빔용 배광 패턴(PL)은, 좌측 배광의 로우빔용 배광 패턴으로서, 그 상단 가장자리에 좌우 높이가 다른 컷오프 라인(CL1, CL2)을 갖고 있다. 이 컷오프 라인(CL1, CL2)은, 등기구 정면 방향의 소점인 H-V를 연직 방향으로 통과하는 V-V선을 경계로 하여 좌우 높이가 다르게 수평 방향으로 연장되어 있고, V-V선보다도 우측의 대향 차선측 부분이 하단 컷오프 라인(CL1)으로서 형성되며, V-V선보다도 좌측의 자기 차선측 부분이, 이 하단 컷오프 라인(CL1)으로부터 경사부를 개재시켜 단 인상된 상단 컷오프 라인(CL2)으로서 형성되어 있다.

이 로우빔용 배광 패턴(PL)은, 제1 리플렉터(34)에서 반사된 제1 광원(32)으로부터의 광에 의해 투영 렌즈(12)의 후측 초점면 상에 형성된 제1 광원(32)의 이미지를, 투영 렌즈(12)에 의해 상기 가상 연직 스크린 상에 반전 투영 이미지로서 투영함으로써 형성되고, 그 컷오프 라인(CL1, CL2)은, 셰이드(36)의 상향 반사면(36a)의 전단 가장자리(36a1)의 반전 투영 이미지로서 형성되도록 되어 있다.

이 로우빔용 배광 패턴(PL)에 있어서, 하단 컷오프 라인(CL1)과 V-V선의 교점인 엘보점(E)은, H-V의 0.5°∼0.6°정도 하방에 위치하고 있다. 이는, 광축(Ax)이 차량 전후 방향에 대하여 0.5°∼0.6°정도 하향의 방향으로 연장되어 있는 것에 의한 것이다. 그리고, 이 로우빔용 배광 패턴(PL)에 있어서는, 엘보점(E)을 둘러싸도록 하여 고광도 영역인 핫존(HZL)이 형성되어 있다.

도 6에 나타내는 하이빔용 배광 패턴(PH)은, 제1 및 제2 광원 유닛(14, 16)을 동시 점등시켰을 때에 형성되도록 되어 있다.

이 하이빔용 배광 패턴(PH)은, 로우빔용 배광 패턴(PL)과, 이 로우빔용 배광 패턴(PL)의 컷오프 라인(CL1, CL2)으로부터 상방으로 확장되는 부가용 배광 패턴(PA)의 합성 배광 패턴으로서 형성되도록 되어 있다.

부가용 배광 패턴(PA)은, 로우빔용 배광 패턴(PL)보다도 밝고 작은 배광 패턴으로서 형성되어 있고, 그 하단 가장자리가 컷오프 라인(CL1, CL2)보다도 하방측까지 확장되는 배광 패턴으로서 형성되어 있다. 그리고, 이 부가용 배광 패턴(PA)에 있어서는, H-V를 대략 중심으로 하는 핫존(HZA)이 형성되어 있다.

그때, 이 부가용 배광 패턴(PA)이, 로우빔용 배광 패턴(PL)보다도 밝고 작은 배광 패턴으로서 형성되는 것은, 제3 리플렉터(44)에서 반사된 제2 광원(42)으로부터의 광이, 후측 초점(F)의 비교적 근방에 있어서 제2 리플렉터(46)의 하향 반사면(46a)에서 전향으로 반사되어, 투영 렌즈(12)의 후측 초점면을 그 후측 초점(F) 근방에 있어서 통과하는 것에 의한 것이다.

또한, 제2 리플렉터(46)의 하향 반사면(46a)이, 셰이드(36)의 상향 반사면(36a)의 전단 가장자리(36a1)로부터 등기구 후방측을 향하여 경사 하방으로 연장되고 있음에도 불구하고, 부가용 배광 패턴(PA)의 하단 가장자리가 컷오프 라인(CL1, CL2)보다도 하방측까지 확장되는 배광 패턴으로서 형성되는 것은, 제2 리플렉터(46)의 하향 반사면(46a)으로부터의 반사광 중, 상향의 광으로서 투영 렌즈(12)에 입사하여 부가용 배광 패턴(PA)의 하부 영역을 형성하게 되는 광이, 투영 렌즈(12)의 상부 영역(12B)에 입사하여, 이 상부 영역(12B)으로부터, 통상의 투영 렌즈인 경우의 출사광에 대하여 하향으로 출사하는 것에 의한 것이다.

그리고 이에 따라, 하이빔용 배광 패턴(PH)은, 로우빔용 배광 패턴(PL)에 대하여, 그 컷오프 라인(CL1, CL2)의 근방에 있어서 부가용 배광 패턴(PA)이 부분적으로 중복한 배광 패턴으로 되어 있다. 그때, 로우빔용 배광 패턴(PL)의 핫존(HZL)과 부가용 배광 패턴(PA)의 핫존(HZA)에서, 하이빔용 배광 패턴(PH)의 핫존이 형성되도록 되어 있다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 차량용 조명 등기구(10)는, 투영 렌즈(12)의 후방에, 로우빔용 배광 패턴(PL)을 형성하기 위해 점등되는 제1 광원 유닛(14)과, 하이빔용 배광 패턴(PH)을 형성하기 위해 추가 점등되는 제2 광원 유닛(16)이 배치된 구성으로 되어 있지만, 그 투영 렌즈(12)의 상부 영역(12B)은 후측 초점(F)으로부터의 광을, 일반 영역(12A)으로부터의 출사광보다도 하향으로 출사시키도록 구성되어 있기 때문에, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

즉, 제1 광원 유닛(14)은, 후측 초점(F)보다도 후방측에 배치된 제1 광원(32)으로부터의 광을, 그 상방측으로부터 덮도록 배치된 제1 리플렉터(34)에 의해 투영 렌즈(12)를 향하여 반사시키며, 전단 가장자리(36a1)가 후측 초점(F)을 통과하도록 배치된 셰이드(36)에 의해, 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광의 일부를 차폐하도록 구성되어 있기 때문에, 그 점등에 의해, 상단부에 컷오프 라인(CL1, CL2)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(PL)이 형성되게 된다. 그때, 투영 렌즈(12)에 입사하는 제1 리플렉터로부터의 반사광은, 그 대부분이 투영 렌즈(12)의 일반 영역(12A)에 입사하기 때문에, 로우빔용 배광 패턴(PL)은 대략 통상과 같은 형상으로 형성되게 된다.

한편, 제2 광원 유닛(16)은, 후측 초점(F)보다도 하방측에 배치된 제2 광원(42)으로부터의 광을, 셰이드(36)의 전단 가장자리(36a1)로부터 경사진 하향 후방으로 연장되도록 배치된 제2 리플렉터(46)에 의해 투영 렌즈(12)를 향하여 반사시키도록 구성되어 있기 때문에, 그 점등에 의해, 로우빔용 배광 패턴(PL)의 컷오프 라인(CL1, CL2)의 상방측에 부가용 배광 패턴(PA)이 형성되게 된다. 그때, 제2 리플렉터(46)로부터의 반사광 중 투영 렌즈(12)의 상부 영역(12B)에 입사한 광에 의해 부가용 배광 패턴(PA)의 하부 영역이 형성되게 되지만, 투영 렌즈(12)의 상부 영역(12B)에 입사한 광은 통상의 투영 렌즈(12)의 경우에 비해서 하향으로 출사하기 때문에, 부가용 배광 패턴(PA)은 로우빔용 배광 패턴(PL)의 컷오프 라인(CL1, CL2)보다도 하방측까지 확장되는 배광 패턴으로서 형성되게 된다.

따라서, 하이빔용 배광 패턴(PH)으로서는, 로우빔용 배광 패턴(PL)에 있어서의 컷오프 라인(CL1, CL2)의 근방에 있어서 로우빔용 배광 패턴(PL)과 부가용 배광 패턴(PA)이 중복한 배광 패턴이 되고, 이에 따라 그 경계 부분의 밝기를 충분히 확보할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태에 따르면, 투영 렌즈(12)의 후방에 제1 및 제2 광원 유닛(14, 16)이 배치된 차량용 조명 등기구(10)에 있어서, 하이빔용 배광 패턴(PH)에 있어서의 로우빔용 배광 패턴(PL)과 부가용 배광 패턴(PA)의 경계 부분의 밝기를 충분히 확보할 수 있다. 그리고 이에 따라, 하이빔 시에 있어서의 원방 시인성을 높일 수 있다. 더구나, 이것을 프로젝터형의 등기구 구성의 범위 내에서 실현할 수 있다.

더구나 본 실시형태에 있어서는, 셰이드(36)가, 그 전단 가장자리(36a1)로부터 후방으로 연장되는 상향 반사면(36a)을 갖는 구성으로 되어 있고, 또한, 투영 렌즈(12)에 있어서의 상부 영역(12B)과 일반 영역(12A)의 경계선(L)이, 후측 초점(F)보다도 상방측에 위치 설정되어 있기 때문에, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

즉, 셰이드(36)가, 그 전단 가장자리(36a1)로부터 후방으로 연장되는 상향 반사면(36a)을 갖는 구성으로 되어 있기 때문에, 셰이드(36)에 의해 차폐되어야 하는 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광을 상향 반사면(36a)에서 상향으로 반사시켜 투영 렌즈(12)에 입사시킬 수 있다. 그리고 이에 따라, 제1 광원(32)으로부터의 광을 유효 이용하여, 로우빔용 배광 패턴(PL)에 있어서의 컷오프 라인(CL1, CL2)의 근방 영역의 밝기를 높일 수 있다.

단, 이와 같이 한 경우에는, 상향 반사면(36a)에서 반사된 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광이 후측 초점(F)보다도 상방측에 있어서 투영 렌즈(12)에 입사하게 되지만, 경계선(L)은 후측 초점(F)보다도 상방측에 위치 설정되어 있기 때문에, 상향 반사면(36a)에서 반사된 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광이 투영 렌즈(12)의 상부 영역(12B)에 입사하는 것을 최소한으로 억제할 수 있다. 그리고 이에 따라, 상향 반사면(36a)에서 반사되어 투영 렌즈(12)로부터 출사된 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광을, 로우빔용 배광 패턴(PL)에 있어서의 컷오프 라인(CL1, CL2)의 근방 영역의 밝기를 높이기 위해 이용되는 상태로 유지할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서는, 투영 렌즈(12)의 상부 영역(12B)이, 후측 초점(F)보다도 하방측에 후측 초점(Fb)을 갖는 구성으로 되어 있기 때문에, 그 렌즈 형상의 설계를 용이하게 행할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서는, 제2 광원 유닛(16)이, 제2 광원(42)으로부터의 광을 제2 리플렉터(46)를 향하여 반사시키는 제3 리플렉터(44)를 구비한 구성으로 되어 있기 때문에, 제2 광원(42)의 배치의 자유도를 높일 수 있고, 또한, 제2 리플렉터(46)로부터의 반사광을 효율적으로 투영 렌즈(12)의 상부 영역(12B)에 입사시킬 수 있다.

상기 실시형태에 있어서는, 투영 렌즈(12)의 상부 영역(12B)이, 후측 초점(F)보다도 하방측에 후측 초점(Fb)을 갖는 구성으로 되어 있는 것으로서 설명하였지만, 후측 초점(F)으로부터의 광을 광축(Ax)에 대하여 약간 하향의 광으로서 전방으로 출사하도록 구성되어 있으면, 이 상부 영역(12B)을 자유 곡면으로 형성된 것으로 하는 것도 가능하다. 이러한 구성을 채용함으로써, 일반 영역(12A)의 전방측 표면(12Aa)과 상부 영역(12B)의 전방측 표면(12Ba)의 경계선(L)에 단차나 능선이 형성되지 않도록 하는 것도 가능해진다.

상기 실시형태에 있어서는, 셰이드(36)가, 그 전단 가장자리(36a1)로부터 광축(Ax)과 평행하게 후방으로 연장되는 상향 반사면(36a)을 갖는 미러 부재로서 구성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 상향 반사면(36a)에 상당하는 부분이 광반사 기능을 갖고 있지 않은 구성, 혹은 상향 반사면(36a)에 상당하는 부분 자체가 존재하지 않는 구성으로 하는 것도 가능하다. 이러한 구성을 채용한 경우에는, 셰이드(36)에 의해 차폐되어야 하는 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광이 상향 반사면(36a)에서 상향으로 반사하여 투영 렌즈(12)에 입사하는 일은 없어지기 때문에, 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광을 전부 투영 렌즈(12)의 일반 영역(12A)에 입사시킬 수 있다. 더구나, 이러한 구성을 채용한 경우에는, 경계선(L)의 위치를 광축(Ax)의 부근까지 낮추어도, 제1 리플렉터(34)로부터의 반사광을 전부 투영 렌즈(12)의 일반 영역(12A)에 입사시키는 것이 가능하다.

상기 실시형태에 있어서는, 셰이드(36)의 구성으로서, 그 전단 가장자리(36a1)가 후측 초점(F)을 통과하도록 배치되어 있는 것으로서 설명하였지만, 그 전단 가장자리(36a1)가 후측 초점(F)으로부터 다소 벗어난 위치를 통과하도록 배치된 구성으로 하는 것도 가능하다. 이와 같이 한 경우에는, 로우빔용 배광 패턴(PL)의 컷오프 라인(CL1, CL2)이 다소 선명하지 않게 되지만, 상기 실시형태의 경우와 대략 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

상기 실시형태에 있어서는, 제2 광원 유닛(16)의 제2 리플렉터(46)가, 셰이드(36)의 전단 가장자리(36a1)로부터 경사진 하향 후방으로 연장되도록 배치되어 있는 것으로서 설명하였지만, 셰이드(36)의 전단 가장자리(36a1)로부터 다소 벗어난 위치로부터 경사진 하향 후방으로 연장되도록 배치된 구성으로 하는 것도 가능하다. 이와 같이 한 경우에 있어서도, 제2 리플렉터(46)로부터 반사되어 투영 렌즈(12)의 상부 영역(12B)에 입사된 광이, 통상의 투영 렌즈(12)의 경우에 비하여 하향으로 출사됨으로써, 부가용 배광 패턴(PA)이 로우빔용 배광 패턴(PL)의 컷오프 라인(CL1, CL2)보다도 하방측까지 확장되는 배광 패턴으로서 형성되기 때문에, 상기 실시형태의 경우와 대략 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

상기 실시형태에 있어서는, 제2 광원 유닛(16)의 제2 리플렉터(46)로서, 그 하향 반사면(46a)이 평면형으로 형성된 미러 부재로서 구성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 그 하향 반사면(46a)이 곡면으로 구성된 것으로 하는 것도 가능하고, 또한, 이 하향 반사면(46a)에 제2 광원(42)으로부터의 광이 직접 입사하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

상기 실시형태에 있어서는, 차량용 조명 등기구(10)가, 로우빔용 배광 패턴(PL)으로서, 좌측 배광의 로우빔용 배광 패턴을 형성하도록 구성되어 있지만, 우측 배광의 로우빔용 배광 패턴을 형성하도록 구성되어 있는 경우에 있어서도, 상기 실시형태와 동일한 구성을 채용함으로써 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서 제원으로서 나타낸 수치는 일례에 지나지 않고, 이들을 적절하게 상이한 값으로 설정하여도 좋은 것은 물론이다.

10 차량용 조명 등기구 12 투영 렌즈
12A 일반 영역 12Aa, 12Ba 전방측 표면
12B 상부 영역 14 제1 광원 유닛
16 제2 광원 유닛 22 렌즈 홀더
24 광원 유닛 홀더 32 제1 광원
32a, 42a 발광칩 34 제1 리플렉터
34a, 44a 반사면 36 셰이드
36a 상향 반사면 36a1 전단 가장자리
36b, 46b 광원 지지 오목부 42 제2 광원
44 제3 리플렉터 46 제2 리플렉터
46a 하향 반사면 A 점
Ax 광축 CL1 하단 컷오프 라인
CL2 상단 컷오프 라인 E 엘보점
F 투영 렌즈에 있어서의 일반 영역의 후측 초점
Fb 투영 렌즈에 있어서의 상부 영역의 후측 초점
HZA, HZL 핫존 L 경계선
PA 부가용 배광 패턴 PH 하이빔용 배광 패턴
PL 로우빔용 배광 패턴

Claims

투영 렌즈와, 이 투영 렌즈의 후방에 배치된 제1 및 제2 광원 유닛을 구비하고, 상기 제1 광원 유닛의 점등에 의해 로우빔용 배광 패턴을 형성하고, 상기 제2 광원 유닛의 추가 점등에 의해 하이빔용 배광 패턴을 형성하도록 구성된 차량용 조명 등기구에 있어서,
상기 제1 광원 유닛은, 상기 투영 렌즈의 후측 초점보다도 후방측에 배치된 제1 광원과, 이 제1 광원을 상방측으로부터 덮도록 배치되고, 그 제1 광원으로부터의 광을 상기 투영 렌즈를 향하여 반사시키는 제1 리플렉터와, 전단 가장자리가 상기 후측 초점 또는 그 근방을 통과하도록 배치되며, 상기 제1 리플렉터로부터의 반사광의 일부를 차폐하는 셰이드를 구비하고 있고,
상기 제2 광원 유닛은, 상기 후측 초점보다도 하방측에 배치된 제2 광원과, 상기 셰이드의 전단 가장자리 또는 그 근방으로부터 하방으로 연장되도록 배치되며, 상기 제2 광원으로부터의 광을 투영 렌즈를 향하여 반사시키는 제2 리플렉터를 구비하고 있고,
상기 투영 렌즈는, 그 투영 렌즈의 상부 영역이, 상기 후측 초점으로부터의 광을, 그 상부 영역 이외의 일반 영역으로부터의 출사광보다도 하향으로 출사시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 조명 등기구.
제1항에 있어서, 상기 셰이드는, 그 셰이드의 전단 가장자리로부터 후방으로 연장되는 상향 반사면을 갖고 있고,
상기 투영 렌즈에 있어서의 상부 영역과 일반 영역의 경계선은, 상기 후측 초점보다도 상방측에 위치 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 조명 등기구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투영 렌즈의 상부 영역은, 상기 후측 초점보다도 하방측에 후측 초점을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 조명 등기구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 광원 유닛은, 상기 제2 광원으로부터의 광을 상기 제2 리플렉터를 향하여 반사시키는 제3 리플렉터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 조명 등기구.
제3항에 있어서, 상기 제2 광원 유닛은, 상기 제2 광원으로부터의 광을 상기 제2 리플렉터를 향하여 반사시키는 제3 리플렉터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 조명 등기구.