WO2020250758A1 - 光学ユニットおよび車両用灯具 - Google Patents

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WO2020250758A1
WO2020250758A1 PCT/JP2020/021836 JP2020021836W WO2020250758A1 WO 2020250758 A1 WO2020250758 A1 WO 2020250758A1 JP 2020021836 W JP2020021836 W JP 2020021836W WO 2020250758 A1 WO2020250758 A1 WO 2020250758A1
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lens
lenses
holder component
holder
flange
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PCT/JP2020/021836
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English (en)
French (fr)
Inventor
一磨 望月
Original Assignee
株式会社小糸製作所
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/29—Attachment thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2107/00—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles
    • F21W2107/10—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles for land vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle lamp, for example, a vehicle lamp used for a vehicle such as an automobile.
  • the present invention also relates to an optical unit that can be mounted on a vehicle lamp.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and one of the exemplary objects of the embodiment is to provide an optical unit in which a plurality of lenses are arranged on an optical axis and a vehicle lamp equipped with the optical unit. It is in.
  • the first holder component is formed on a cylinder portion that allows a plurality of lenses and a second holder component to be received from the incident side end portion and on the exit side end portion of the cylinder portion, and the lens moves to the exit side along the optical axis. It may have an inner flange that regulates.
  • the second holder component may be coupled to the tubular portion of the first holder component so as to sandwich the laminated lens flange between the inner flange of the first holder component and the second holder component.
  • the second holder component may be fixed to the tubular portion of the first holder component so as to press the laminated lens flange against the inner flange of the first holder component.
  • the inner flange of the first holder component may have an exit side positioning portion that positions a lens located on the emission side among a plurality of lenses in a plane perpendicular to the optical axis with respect to the first holder component.
  • the lens flange of each lens may have an interlens positioning portion that positions two adjacent lenses along the optical axis with each other in a plane perpendicular to the optical axis.
  • the vehicle lamp may include a light source mounting portion and an optical unit of any of the above embodiments.
  • the lens holder of the optical unit may have a holder fixing structure fixed to the light source mounting portion.
  • an optical unit in which a plurality of lenses are arranged on an optical axis and a vehicle lamp equipped with the optical unit.
  • FIG. 1 It is a schematic front view of the vehicle lamp according to the embodiment. It is a figure which shows schematic the AA line cross section of the vehicle lamp shown in FIG. It is a figure which shows schematic the BB line cross section of the vehicle lamp shown in FIG. It is the schematic perspective view of the optical unit which concerns on embodiment. It is a schematic exploded perspective view of the optical unit shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic front view of the vehicle lamp according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section taken along line AA of the vehicle lamp shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section of the vehicle lamp shown in FIG. 1 along the line BB.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the optical unit according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic exploded perspective view of the optical unit shown in FIG.
  • the vehicle lighting device 10 is a vehicle headlight device having a pair of headlight units arranged on the left and right in front of the vehicle. Since the pair of headlight units have substantially the same configuration, FIG. 1 shows the structure of the headlight units arranged on either the left or right side as the vehicle lighting fixture 10.
  • the vehicle lamp 10 includes a lamp body 12, a front cover 14, and a lamp unit 16.
  • the lamp body 12 has a recess opened on the front side of the vehicle, and is configured to be mountable on the vehicle body.
  • the front cover 14 is made of a translucent resin, glass, or the like, and is attached so as to cover the opening of the lamp body 12.
  • the front cover 14 is attached to the vehicle body via the lamp body 12.
  • the lamp housing is composed of the lamp body 12 and the front cover 14, and the lamp unit 16 is housed in the internal space of the lamp housing (hereinafter, also referred to as the lamp chamber 18).
  • the lamp unit 16 is supported by the lamp housing, for example, the lamp body 12 so that the optical axis Ax can be adjusted to some extent in the horizontal direction and the vertical direction with respect to the lamp housing.
  • the lamp unit 16 may be configured as a pixel-type lamp unit (so-called pixel light) and may operate so as to provide a pixel-type ADB (Adaptive Driving Beam). Therefore, the lamp unit 16 can form a high-resolution variable light distribution pattern of at least several hundred to several thousand pixels.
  • pixel light pixel-type lamp unit
  • ADB Adaptive Driving Beam
  • the lamp unit 16 is not limited to this, and other lamp units such as a normal high beam lamp unit, a low beam lamp unit, or a lamp unit configured to be able to switch between low beam and high beam. It may be a lamp unit having an arbitrary configuration and use. In addition to the lamp unit 16, the vehicle lamp 10 may include at least one other lamp unit.
  • the lamp unit 16 includes a light source mounting unit 20 and an optical unit 30.
  • the optical unit 30 is arranged in front of the light source mounting portion 20 in the direction of the optical axis Ax in the light chamber 18.
  • the optical axis Ax extends in the front-rear direction of the lamp.
  • the optical unit 30 is fixed to the light source mounting portion 20. Although the details will be described later, the optical unit 30 is configured to receive light from the light source mounting portion 20 and emit it toward the front cover 14. The emitted light of the optical unit 30 is emitted to the outside of the vehicle lamp 10 through the front cover 14.
  • the light source mounting unit 20 includes a light emitting device 21 as a light source and a heat radiating member 22 also called a heat sink.
  • the light source mounting portion 20 is arranged so that the light emitting surface of the light emitting device 21 faces the front of the lamp and the heat radiating member 22 faces the rear of the lamp.
  • the light emitting surface of the light emitting device 21 is located on the optical axis Ax.
  • the light emitting device 21 has at least one light emitting element and is mounted on the mounting substrate 23.
  • the mounting board 23 is fixed to the heat radiating member 22.
  • the light emitting element is, for example, a light emitting diode (LED), but is not particularly limited, and may be another semiconductor light emitting element or any other light emitting element.
  • the light emitting device 21 may have a plurality of individually controllable light emitting elements (for example, hundreds to thousands or more) arranged in a matrix or a grid pattern, and may be a so-called micro LED.
  • the light emitting device 21 may be an array of light emitting elements in which a plurality of (for example, several or at most several tens) light emitting elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
  • the heat radiating member 22 includes a plate-shaped support portion 22a that supports the mounting substrate 23, and a heat radiating portion 22b that extends from the support portion 22a.
  • the mounting board 23 is fixed to the heat radiating member 22 so that the back surface of the mounting board 23 comes into surface contact with the front surface of the support portion 22a.
  • the heat radiating portion 22b includes a plurality of heat radiating fins extending from the back surface of the support portion 22a toward the rear of the lamp.
  • the support portion 22a and the heat radiating portion 22b are one member integrally formed, and the heat radiating member 22 is formed of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy, or another high heat conductive material. In this way, the light emitting device 21 is in thermal contact with the heat radiating member 22. Therefore, the heat generated by the light emission of the light emitting device 21 can be dissipated to the surroundings through the heat radiating member 22, and the light emitting device 21 and its surrounding components are prevented from being excessively heated.
  • the mounting board 23 is provided with a connector 23a.
  • the mounting substrate 23 has a rectangular shape, and a light emitting device 21 is provided on one end side thereof and a connector 23a is provided on the other end side on the front surface thereof.
  • the connector 23a is located below the optical unit 30 and below the heat radiating member 22.
  • the control board 24 arranged in the light chamber 18 is connected to the connector 23a of the mounting board 23.
  • the control board 24 is arranged below the lamp unit 16, for example, below the optical unit 30.
  • the control board 24 can control the light emitting device 21 so that a desired light distribution pattern is formed by the lamp unit 16.
  • the control board 24 can be connected to an external power source (not shown) by any suitable electrical connection such as a connector connection. Therefore, the light emitting device 21 can be fed from an external power source through the control board 24 and the mounting board 23, and can emit light according to a desired light distribution pattern.
  • the lens shapes 31a to 33a of the lenses 31 to 33 are optically designed so as to obtain the emitted light L2 by applying desired control to the incident light L1 from the light emitting device 21.
  • the incident side lens 31 has a lens shape 31a having both sides convex
  • the intermediate lens 32 has a lens shape 32a having both sides concave
  • the emitting side lens 33 has both sides convex. It has a lens shape 33a.
  • the shape of the convex surface of the emitting side lens 33 is different from that of the incident side lens 31.
  • the lens shapes of two adjacent lenses do not contact each other, and there is a gap between them.
  • Each lens 31 to 33 is made of a transparent resin material such as acrylic resin or polycarbonate.
  • the incident side lens 31 and the outgoing side lens 33 are made of the same material, and the intermediate lens 32 is made of a different material, so that adjacent lenses are made of materials having different refractive indexes. It may be formed.
  • the material of the lens is not particularly limited, and may be formed of an appropriate material having translucency such as other transparent resin or glass.
  • the lens flanges 31b to 33b of the lenses 31 to 33 are formed over the entire circumference of the lens shapes 31a to 33a of the lenses 31 to 33. Since the lens shapes 31a to 33a are bordered by the lens flanges 31b to 33b, the lens flanges 31b to 33b define the outer peripheral shape of each lens 31 to 33. Although the plurality of lenses 31 to 33 are formed as separate members, the lens shapes 31a to 33a and the lens flanges 31b to 33b of the lenses 31 to 33 are integrally formed.
  • the lens shapes 31a to 33a of the lenses 31 to 33 are circular, and the lens flanges 31b to 33b are square shapes surrounding the lens shapes 31a to 33a (more accurately). Each of the four corners is chamfered).
  • the lens shapes 31a to 33a of the lenses 31 to 33 have the same diameter, and the external dimensions of the lens flanges 31b to 33b match each other.
  • the lens flanges of the incident side lens 31, the intermediate lens 32, and the emitting side lens 33 may be referred to as an incident side lens flange 31b, an intermediate lens flange 32b, and an emitting side lens flange 33b.
  • the lens flanges of two adjacent lenses are in contact.
  • the back surface of the emitting side lens flange 33b is in contact with the front surface of the intermediate lens flange 32b, and the back surface of the intermediate lens flange 32b is in contact with the front surface of the incident side lens flange 31b.
  • the incident side lens flange 31b By stacking the incident side lens flange 31b, the intermediate lens flange 32b, and the emitting side lens flange 33b, the incident side lens 31, the intermediate lens 32, and the emitting side lens 33 form a columnar lens assembly.
  • the outer shape in the cross section of the plane perpendicular to the optical axis Ax is constant along the optical axis Ax.
  • the thickness of the lens flanges 31b to 33b in the direction of the optical axis Ax differs depending on the lens shapes 31a to 33a of each lens 31 to 33.
  • the intermediate lens flange 32b has a thickness that matches the concave lens shape of the intermediate lens 32, and is thicker than the incident side lens flange 31b and the outgoing side lens flange 33b.
  • the shapes and dimensions of the lens shapes 31a to 33a of the lenses 31 to 33 are not limited to the above-mentioned specific examples, and can be appropriately selected depending on the required optical performance, ease of manufacture, or other conditions. Will be done.
  • the shapes and dimensions of the lens flanges 31b to 33b may vary.
  • the lens flanges 31b to 33b do not have to be provided on the entire circumference of the lens shapes 31a to 33a, and are provided on a part of the periphery of the lens shapes 31a to 33a, such as above and below (or left and right) of the lens shapes 31a to 33a. May be done.
  • the number of lenses provided in the optical unit 30 is also arbitrary, and the optical unit 30 may have, for example, 2 to 5 lenses arranged along the optical axis Ax.
  • the lens holder 34 has a first holder component 36 and a second holder component 38, which are coupled to each other so as to sandwich the laminated lens flanges 31b to 33b.
  • the first holder component 36 is formed on a tubular portion 36a that allows a plurality of lenses 31 to 33 and a second holder component 38 to be received from the incident side end portion, and on the exit side end portion of the tubular portion 36a, and is formed on the optical axis Ax. It has an inner flange 36b that regulates the movement of the lens to the exit side along the line.
  • the incident side end of the tubular portion 36a is an opening, the cross-sectional shape of the tubular portion 36a by a plane perpendicular to the optical axis Ax is constant along the optical axis Ax, and each lens 31 to 33 is exactly on the tubular portion 36a. It is set to fit. Therefore, the tubular portion 36a can receive the plurality of lenses 31 to 33 and the second holder component 38 from the incident side end portion.
  • the tubular portion 36a since each lens flange 31b to 33b has a chamfered square shape, the tubular portion 36a also has such a shape. In order to facilitate the insertion and removal of the lenses 31 to 33 into and from the tubular portion 36a, there is a slight gap between the inner peripheral surface of the tubular portion 36a and the outer peripheral surface of the lens flanges 31b to 33b.
  • the inner flange 36b extends inward in the radial direction from the exit side end of the tubular portion 36a toward the optical axis Ax to define the exit side opening.
  • the convex lens shape of the emitting side lens 33 is arranged in the emitting side opening, and the front surface of the emitting side lens flange 33b contacts the back surface of the inner flange 36b.
  • the inner flange 36b regulates the movement of the emitting side lens 33 toward the emitting side along the optical axis Ax.
  • the inner flange 36b is formed over the entire circumference of the exit side end portion of the tubular portion 36a, but may be formed only on a part of the exit side end portion.
  • the inner flange 36b of the first holder component 36 has an exit side positioning portion 40 that positions the exit side lens 33 with respect to the first holder component 36 in a plane perpendicular to the optical axis Ax.
  • the emitting side positioning portions 40 are provided at two positions on the inner flange 36b so as to be located on both sides of the lens shape 33a of the emitting side lens 33.
  • the exit side positioning portion 40 is a positioning pin protruding from the back surface of the inner flange 36b in the direction of the optical axis Ax. A positioning hole corresponding to this positioning pin is formed on the front surface of the exit side lens flange 33b.
  • the positioning pin fits into the positioning hole.
  • the emitting side lens 33 is positioned with respect to the first holder component 36 in a plane perpendicular to the optical axis Ax.
  • the first holder part 36 is made of a metal material and may be manufactured by casting, for example.
  • the first holder component 36 is made of an aluminum material by die casting.
  • the inner flange 36b and the emitting side positioning portion 40 may be manufactured by cutting in order to improve the positioning accuracy of the emitting side lens 33 by the emitting side positioning portion 40.
  • the first holder component 36 may be made of a resin material or other material.
  • the lens flanges 31b to 33b of the lenses 31 to 33 have interlens positioning portions 42 and 44 for positioning two adjacent lenses along the optical axis Ax in a plane perpendicular to the optical axis Ax.
  • the incident side lens 31 has a first interlens positioning unit 42 that positions the incident side lens 31 in a plane perpendicular to the optical axis Ax with respect to the intermediate lens 32.
  • the first inter-lens positioning portions 42 are provided at two locations on the incident side lens flange 31b so as to be located on both sides of the lens shape 31a of the incident side lens 31.
  • the first inter-lens positioning portion 42 is a positioning hole formed on the front surface of the incident side lens flange 31b. A positioning pin corresponding to this positioning hole is formed on the back surface of the intermediate lens flange 32b.
  • the positioning pin fits into the positioning hole, and the incident side lens 31 is positioned in a plane perpendicular to the optical axis Ax with respect to the intermediate lens 32.
  • the intermediate lens 32 has a second inter-lens positioning unit 44 that positions the intermediate lens 32 in a plane perpendicular to the optical axis Ax with respect to the emitting side lens 33.
  • the second inter-lens positioning portions 44 are provided at two positions on the intermediate lens flange 32b so as to be located on both sides of the lens shape 32a of the intermediate lens 32.
  • the second inter-lens positioning portion 44 is a positioning pin formed on the front surface of the intermediate lens flange 32b.
  • a positioning hole corresponding to this positioning pin is formed on the back surface of the emitting side lens flange 33b. This positioning hole is also a positioning hole that fits with the above-mentioned emission side positioning portion 40, and penetrates the emission side lens flange 33b.
  • the positioning pin fits into the positioning hole, and the intermediate lens 32 is positioned in a plane perpendicular to the optical axis Ax with respect to the exit side lens 33.
  • the second holder component 38 is coupled to the tubular portion 36a of the first holder component 36 so as to sandwich the laminated lens flanges 31b to 33b between the inner flange 36b of the first holder component 36 and the second holder component 38. There is.
  • the second holder component 38 is fixed to the tubular portion 36a of the first holder component 36 so as to press the laminated lens flanges 31b to 33b against the inner flange 36b of the first holder component 36.
  • the second holder component 38 is housed in the first holder component 36 together with the lenses 31 to 33.
  • the second holder component 38 is made of, for example, a metal material. Since the second holder component 38 is a thin plate-shaped member, it may be manufactured by, for example, sheet metal processing.
  • the second holder component 38 may be made of a resin material or other material.
  • the second holder part 38 is a ring-shaped fastener having a ring portion 38a, and may be referred to as a fixed part or a fixture.
  • the incident side opening is defined by the ring portion 38a and the front surface of the ring portion 38a contacts the back surface of the incident side lens flange 31b, the lens shape 31a of the incident side lens 31 is arranged in this incident side opening.
  • the second holder component 38 is removably fixed to the tubular portion 36a of the first holder component 36 by using a so-called lance coupling.
  • the second holder component 38 has two lance support portions 38b that are bent at a substantially right angle and extend from the ring portion 38a, and these lance support portions 38b are formed on both sides of the ring portion 38a.
  • Each lance support 38b is provided with a locking lance 38c flexibly connected to the lance support 38b.
  • a locking hole 36c corresponding to the locking lance 38c is formed in the tubular portion 36a of the first holder component 36.
  • the locking hole 36c is located rearward with respect to the lenses 31 to 33 in the direction of the optical axis Ax.
  • the locking holes 36c are provided on the left and right sides of the tubular portion 36a, and penetrate from the outside to the inside of the tubular portion 36a, respectively.
  • the locking lance 38c fits into the locking hole 36c. Since the tip of the locking lance 38c is slightly angled outward with respect to the lance support 38b, the locking lance 38c is fixed in the locking hole 36c. As a result, the second holder component 38 is pressed against the incident side lens 31.
  • the lens holder 34 has a holder fixing structure 46 fixed to the light source mounting portion 20.
  • the holder fixing structure 46 fixes the incident side end portion of the first holder component 36 to the heat radiating member 22 of the light source mounting portion 20 by screwing.
  • the holder fixing structure 46 is not particularly limited, and any other suitable fixing method may be adopted.
  • the lens holder 34 is positioned with respect to the light emitting device 21 by the holder fixing structure 46.
  • the exit side lens 33, the intermediate lens 32, and the incident side lens 31 are sequentially housed from the incident side opening of the first holder component 36 to the tubular portion 36a. Will be done.
  • the emitting side lens flange 33b comes into contact with the inner flange 36b of the first holder component 36, the emitting side lens 33 is perpendicular to the optical axis Ax with respect to the first holder component 36 by the emitting side positioning portion 40. Positioned in a plane.
  • the intermediate lens flange 32b When the intermediate lens flange 32b comes into contact with the emitting side lens flange 33b, the intermediate lens 32 is positioned in a plane perpendicular to the optical axis Ax with respect to the emitting side lens 33 by the second interlens positioning unit 44.
  • the incident side lens flange 31b comes into contact with the intermediate lens flange 32b, the incident side lens 31 is positioned in a plane perpendicular to the optical axis Ax with respect to the intermediate lens 32 by the first interlens positioning unit 42.
  • the tubular portion 36a acts as a guide for the lenses 31 to 33, and the lenses 31 to 33 can be easily stored.
  • the lens flanges 31b to 33b of each lens 31 to 33 may be laminated and the lenses 31 to 33 may be combined and inserted into the tubular portion 36a. Good.
  • the second holder component 38 is housed in the tubular portion 36a through the incident side opening of the first holder component 36.
  • the second holder component 38 is fixed to the first holder component 36 by the lance coupling.
  • the second holder component 38 is pressed against the incident side lens 31, whereby the laminated lens flanges 31b to 33b are pressed against the inner flange 36b of the first holder component 36.
  • each lens 31 to 33 is positioned with respect to the lens holder 34 in the direction of the optical axis Ax.
  • the lens holder 34 holding the lenses 31 to 33 is fixed to the light source mounting portion 20 by the holder fixing structure 46.
  • each lens 31 to 33 of the optical unit 30 is positioned by the lens holder 34 in the direction of the optical axis Ax and the direction perpendicular to the optical axis Ax with respect to the light emitting device 21 of the light source mounting portion 20.
  • the light emitting operation of the vehicle lamp 10 will be described.
  • the light emitting device 21 emits light
  • the light enters the optical unit 30 as indicated by the arrow L1.
  • the incident light passes through the lenses 31 to 33 of the optical unit 30, is emitted from the emitting side lens 33 as indicated by the arrow L2, and is further emitted to the outside of the vehicle lamp 10 through the front cover 14. Since the light emitting device 21 has a large number of pixels that can be individually controlled, the vehicle lamp 10 can realize various light distribution patterns.
  • the lens flanges 31b to 33b of the plurality of lenses 31 to 33 are laminated along the optical axis Ax, and the lens holder 34 is the first.
  • the 1-holder component 36 and the 2nd holder component 38 are coupled to each other so as to sandwich the laminated lens flanges 31b to 33b.
  • the lenses 31 to 33 can be positioned with each other in the optical axis direction, and the lenses 31 to 33 can be collectively positioned with respect to the lens holder 34. It is possible to secure the position accuracy between the lenses and the position accuracy with the lens holder 34, accurately control the light from the light emitting device 21, and provide the required light distribution.
  • the tubular portion 36a of the first holder component 36 can accept a plurality of lenses 31 to 33 and the second holder component 38 from the incident side end portion
  • the second holder component 38 is a laminated lens flange 31b to 33b. Is coupled to the tubular portion 36a of the first holder component 36 so as to be sandwiched between the inner flange 36b of the first holder component 36 and the second holder component 38.
  • the lenses 31 to 33 can be accommodated in the lens holder 34 by inserting the plurality of lenses 31 to 33 and the second holder component 38 into the tubular portion 36a of the first holder component 36 in order. Easy to position and assemble the optical unit.
  • a lens located on the incident side often has a smaller diameter, and a lens located on the exit side often has a larger diameter.
  • the opening on the incident side is smaller than the diameter of the lens on the emitting side, and the lens on the emitting side cannot pass through the opening on the incident side.
  • the optical unit 30 according to the embodiment differs from the typical configuration.
  • the second holder component 38 is fixed to the tubular portion 36a of the first holder component 36 so as to press the laminated lens flanges 31b to 33b against the inner flange 36b of the first holder component 36. Since the laminated lens flanges 31b to 33b are pressed against the inner flange 36b of the first holder component 36 by the second holder component 38, the lens positioning in the optical axis direction becomes more reliable.
  • the inner flange 36b of the first holder component 36 has an exit side positioning portion 40 that positions the exit side lens 33 with respect to the first holder component 36 in a plane perpendicular to the optical axis Ax.
  • the lens flanges 31b to 33b of the lenses 31 to 33 have interlens positioning portions 42 and 44 for positioning two adjacent lenses along the optical axis Ax in a plane perpendicular to the optical axis Ax. In this way, the lens positioning in the plane perpendicular to the optical axis Ax becomes more reliable.
  • the lens flanges 31b to 33b of the lenses 31 to 33 are formed over the entire circumference of the lens shapes 31a to 33a of the lenses 31 to 33. This is advantageous in the manufacture of lenses.
  • the lens flange is on the entire circumference, the periphery of the lens shape can be evenly extruded when the lens is removed from the mold during molding, and the lens can be easily taken out from the mold.
  • the lens flanges of each lens may be formed at a plurality of locations along the outer circumference of the lens shape of the lens.
  • the lens flanges may be formed along the outer circumference of the lens shape around the center of the lens shape at equal angular intervals.
  • the lens flanges may be formed at the upper part, the lower part, the right part, and the left part of the lens shape. Even in this way, when the lens is removed from the mold during molding, the periphery of the lens shape can be pushed out evenly, and the lens can be easily taken out from the mold.
  • a holder fixing structure 46 for fixing the lens holder 34 is provided on the light source mounting portion 20. This facilitates accurate positioning of the lens holder 34 and the lenses 31 to 33 with respect to the light emitting device 21.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and it is possible to combine the embodiments and modifications, and to make further modifications such as various design changes based on the knowledge of those skilled in the art.
  • the present invention also includes embodiments and modifications in which such combinations or further modifications are added.
  • the light source mounting unit 20 is provided with only one light emitting device 21, but a plurality of light emitting devices 21 may be provided.
  • each lens 31 to 33 may have a lens shape for each light emitting device 21. That is, one lens may have a plurality of lens shapes, and a lens flange may be formed so as to border these lens shapes.
  • the lens flanges are laminated so that the lens flanges of two adjacent lenses are in direct contact with each other, but the present invention is not limited to this.
  • Lens flanges may be laminated with, for example, spacers or other inclusions between the two lens flanges.
  • the second holder component may be coupled to the first holder component so as to sandwich the lens flange laminated including inclusions such as spacers between the first holder component.
  • a positioning portion for positioning the lens flange and the inclusions adjacent thereto in a plane perpendicular to the optical axis may be provided.
  • the first holder part and the second holder part may have other configurations.
  • the first holder component may be a first tubular member that holds and accommodates a plurality of lenses
  • the second holder component may be a second tubular member that connects the first tubular member to the light source mounting portion.
  • An appropriate fixing means such as screwing may be used to connect the first holder component 36 and the second holder component 38.
  • the present invention can be used for vehicle lamps, for example, vehicle lamps used for vehicles such as automobiles. Further, the present invention can be used for an optical unit that can be mounted on a vehicle lamp.

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Abstract

車両用灯具（１０）の光学ユニット（３０）は、各々が、レンズ形状（３１ａ～３３ａ）とレンズ形状の縁に設けられたレンズフランジ（３１ｂ～３３ｂ）とを有する複数のレンズ（３１～３３）であって、各レンズのレンズフランジ（３１ｂ～３３ｂ）が光軸（Ａｘ）に沿って積層され、各レンズのレンズ形状（３１ａ～３３ａ）が光軸（Ａｘ）上に配列された複数のレンズ（３１～３３）と、複数のレンズ（３１～３３）を保持するレンズホルダ（３４）であって、積層されたレンズフランジ（３１ｂ～３３ｂ）を挟み込むように互いに結合された第１ホルダ部品（３６）および第２ホルダ部品（３８）を有するレンズホルダ（３４）と、を備える。

Description

光学ユニットおよび車両用灯具
　本発明は、車両用灯具、例えば、自動車などの車両に使用される車両用灯具に関する。また、本発明は、車両用灯具に搭載されうる光学ユニットに関する。
　従来、光軸方向に配列された複数のレンズと、これらレンズを収納し保持する鏡胴とを有する照明用光学ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、光軸方向において複数箇所にレンズ保持部を形成したレンズホルダを有するレンズユニットが知られている。このレンズユニットでは、複数のレンズがそれぞれ対応するレンズ保持部に取り付けられ、光軸方向に配列されている（例えば、特許文献２参照。）。
国際公開第２０１６／１５８８８６号 特開２０１９－２１６０２号公報
　上述のようなレンズユニットでは、複数のレンズを１つずつ、レンズホルダ上の対応するレンズ保持部に取り付けなければならないから、ユニットの組立に手間がかかる。
　単一の投影レンズがレンズホルダに例えば溶着により接合された車両用灯具もある。こうした接合手段を用いて複数のレンズをホルダに固定することも一応考えられるが、その実現は製造上容易でないのが実情である。
　また、複数のレンズで光を正確に制御するためには各レンズが設計上の位置に正しく位置決めされることが望まれる。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、複数のレンズが光軸上に配列された光学ユニットおよびこれを備える車両用灯具を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様の光学ユニットは、各々が、レンズ形状とレンズ形状の縁に設けられたレンズフランジとを有する複数のレンズであって、各レンズのレンズフランジが光軸に沿って積層され、各レンズのレンズ形状が光軸上に配列された複数のレンズと、複数のレンズを保持するレンズホルダであって、積層されたレンズフランジを挟み込むように互いに結合された第１ホルダ部品および第２ホルダ部品を有するレンズホルダと、を備える。
　この態様によると、複数のレンズのレンズフランジが光軸に沿って積層されることにより、光軸方向にレンズどうしを互いに位置決めすることができる。レンズフランジの積層に伴ってレンズどうしが組み合わされ、それにより、光軸に垂直な方向についてもレンズはある程度相互に位置決めされうる。レンズホルダの第１ホルダ部品および第２ホルダ部品が積層されたレンズフランジを挟み込むように互いに結合されているので、レンズホルダに対して複数のレンズをひとまとまりに位置決めすることができる。このようにして、複数のレンズが光軸上に配列された光学ユニットが提供される。各レンズの位置精度を確保しやすく、また、組み立ても比較的容易である。
　第１ホルダ部品は、入射側端部から複数のレンズおよび第２ホルダ部品を受入可能とする筒部と、筒部の出射側端部に形成され、光軸に沿って出射側へのレンズ移動を規制する内フランジとを有してもよい。第２ホルダ部品は、積層されたレンズフランジを第１ホルダ部品の内フランジと第２ホルダ部品とで挟み込むように、第１ホルダ部品の筒部に結合されていてもよい。
　第２ホルダ部品は、積層されたレンズフランジを第１ホルダ部品の内フランジへと押し付けるように、第１ホルダ部品の筒部に固定されていてもよい。
　第１ホルダ部品の内フランジは、複数のレンズのうち出射側に位置するレンズを第１ホルダ部品に対して光軸に垂直な平面内で位置決めする出射側位置決め部を有してもよい。
　各レンズのレンズフランジは、光軸に沿って隣り合う２つのレンズを光軸に垂直な平面内で互いに位置決めするレンズ間位置決め部を有してもよい。
　各レンズのレンズフランジは、当該レンズのレンズ形状の全周にわたって形成されていてもよい。または、各レンズのレンズフランジは、当該レンズのレンズ形状の外周に沿って複数個所に離間して形成されていてもよい。
　複数のレンズは、隣り合うレンズのレンズフランジどうしが直に接触するようにして積層されていてもよい。
　本発明のある態様は、車両用灯具である。車両用灯具は、光源搭載部と、上記のいずれかの態様の光学ユニットと、を備えてもよい。光学ユニットのレンズホルダは、光源搭載部に固定されるホルダ固定構造を有してもよい。
　本発明によれば、複数のレンズが光軸上に配列された光学ユニットおよびこれを備える車両用灯具を提供することができる。
実施の形態に係る車両用灯具の概略正面図である。 図１に示される車両用灯具のＡ－Ａ線断面を概略的に示す図である。 図１に示される車両用灯具のＢ－Ｂ線断面を概略的に示す図である。 実施の形態に係る光学ユニットの概略斜視図である。 図４に示される光学ユニットの概略分解斜視図である。
　以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に用いられる「第１」、「第２」等の用語は、いかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
　図１は、実施の形態に係る車両用灯具の概略正面図である。図２は、図１に示される車両用灯具のＡ－Ａ線断面を概略的に示す図である。図３は、図１に示される車両用灯具のＢ－Ｂ線断面を概略的に示す図である。図４は、実施の形態に係る光学ユニットの概略斜視図である。図５は、図４に示される光学ユニットの概略分解斜視図である。
　この実施の形態では、車両用灯具１０は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１０として左右いずれか一方側に配置される前照灯ユニットの構造を示す。
　車両用灯具１０は、灯具ボディ１２と、前面カバー１４と、灯具ユニット１６とを備える。灯具ボディ１２は、車両前方側に開口された凹部を有し、車体に取付可能に構成されている。前面カバー１４は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成され、灯具ボディ１２の開口部を覆うように取り付けられている。前面カバー１４は、灯具ボディ１２を介して車体に取り付けられる。灯具ボディ１２と前面カバー１４とによって灯具筐体が構成され、灯具ユニット１６が灯具筐体の内部空間（以下、灯室１８ともいう）に収容されている。灯具ユニット１６は、灯具筐体に対して光軸Ａｘを水平方向および鉛直方向にある程度調整可能とするようにして、灯具筐体例えば灯具ボディ１２に支持されている。
　一例として、灯具ユニット１６は、ピクセル型の灯具ユニット（いわゆるピクセルライト）として構成され、ピクセル型のＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）を提供するように動作可能であってもよい。よって、灯具ユニット１６は、少なくとも数百から数千ピクセルの高解像度の可変配光パターンを形成しうる。
　ただし、灯具ユニット１６は、これに限定されず、通常のハイビーム用の灯具ユニット、または、ロービーム用の灯具ユニット、または、ロービームとハイビームを切り替え可能とするように構成された灯具ユニットなど、他の任意の構成および用途をもつ灯具ユニットであってもよい。灯具ユニット１６のほかに、車両用灯具１０は、少なくとも１つの別の灯具ユニットを備えてもよい。
　灯具ユニット１６は、光源搭載部２０と、光学ユニット３０とを備える。光学ユニット３０は、灯室１８において光軸Ａｘの方向に光源搭載部２０に対して前方に配置されている。光軸Ａｘは、灯具前後方向に延びている。光学ユニット３０は光源搭載部２０に固定されている。詳細は後述するが、光学ユニット３０は、光源搭載部２０から光を受け、前面カバー１４に向けて出射するように構成されている。光学ユニット３０の出射光は、前面カバー１４を通じて車両用灯具１０の外部へと出射される。
　光源搭載部２０は、光源としての発光デバイス２１と、ヒートシンクとも呼ばれる放熱部材２２とを備える。一例として、光源搭載部２０は、発光デバイス２１の発光面を灯具前方に向け、放熱部材２２を灯具後方に向けた姿勢で配置されている。発光デバイス２１の発光面は、光軸Ａｘ上に位置する。
　発光デバイス２１は、少なくとも１つの発光素子を有し、実装基板２３上に実装されている。実装基板２３は、放熱部材２２に固定されている。発光素子は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であるが、とくに限定されず、他の半導体発光素子またはそのほか任意の発光素子でもよい。発光デバイス２１は、マトリックス状または格子状に配置された複数（例えば数百から数千またはそれ以上）の個別に制御可能な発光素子を有してもよく、いわゆるマイクロＬＥＤであってもよい。あるいは、発光デバイス２１は、複数（例えば数個または多くとも数十個）の発光素子が一次元または二次元に配列された発光素子のアレイであってもよい。
　放熱部材２２は、実装基板２３を支持する板状の支持部２２ａと、支持部２２ａから延在する放熱部２２ｂとを備える。実装基板２３の背面が支持部２２ａの前面と面接触するように実装基板２３が放熱部材２２に固定されている。放熱部２２ｂは、支持部２２ａの背面から灯具後方に向けて延びる複数の放熱フィンからなる。支持部２２ａおよび放熱部２２ｂは、一体形成された一つの部材であり、放熱部材２２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属材料、またはそのほかの高熱伝導材料で形成されている。このようにして、発光デバイス２１は、放熱部材２２と熱接触している。よって、発光デバイス２１の発光により生じる熱は、放熱部材２２を通じて周囲に発散することができ、発光デバイス２１およびその周囲の構成要素が過剰に加熱されることは防止される。
　実装基板２３には、コネクタ２３ａが設けられている。この実施の形態では、実装基板２３は矩形状であり、その前面において一端側に発光デバイス２１が設けられ、他端側にコネクタ２３ａが設けられている。コネクタ２３ａは、実装基板２３が放熱部材２２に固定されたとき、光学ユニット３０よりも下側で、放熱部材２２の下部に位置する。
　実装基板２３のコネクタ２３ａには、灯室１８内に配置された制御基板２４が接続されている。制御基板２４は、この実施の形態では、灯具ユニット１６の下方、例えば光学ユニット３０の下方に配置されている。制御基板２４は、所望の配光パターンが灯具ユニット１６によって形成されるように発光デバイス２１を制御することができる。制御基板２４は、コネクタ接続など任意の適切な電気接続により外部電源（図示せず）に接続されることができる。よって、発光デバイス２１は、外部電源から制御基板２４および実装基板２３を通じて給電され、所望される配光パターンに従って発光することができる。
　光学ユニット３０は、光軸Ａｘ上に配列された複数のレンズ３１～３３と、それら複数のレンズを保持するレンズホルダ３４とを備える。この実施の形態では、光学ユニット３０には３枚のレンズが設けられている。説明の便宜上、これらのレンズを、発光デバイス２１から光軸Ａｘに沿って前面カバー１４に向かって、入射側レンズ３１、中間レンズ３２、出射側レンズ３３と呼ぶことにする。すなわち、入射側レンズ３１は、このレンズ配列において発光デバイス２１に最も近く、出射側レンズ３３は、発光デバイス２１から最も遠い。
　複数のレンズ３１～３３は、各々が、レンズ形状３１ａ～３３ａと、レンズ形状３１ａ～３３ａの縁に設けられたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂとを有する。各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂが光軸Ａｘに沿って積層され、各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａが光軸Ａｘ上に配列されている。
　各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａは、発光デバイス２１からの入射光Ｌ１に所望の制御を施して出射光Ｌ２を得るように光学的に設計されている。この実施の形態では、入射側レンズ３１は、両面を凸とするレンズ形状３１ａを有し、中間レンズ３２は、両面を凹とするレンズ形状３２ａを有し、出射側レンズ３３は、両面を凸とするレンズ形状３３ａを有する。出射側レンズ３３の凸面の形状は、入射側レンズ３１とは異なっている。隣り合う２つのレンズのレンズ形状は互いに接触せず、両者の間には空隙がある。
　各レンズ３１～３３は、例えば、アクリル樹脂、またはポリカーボネートなどの透明樹脂材料で形成されている。色収差を補正するために、例えば、入射側レンズ３１と出射側レンズ３３を同じ材料で形成し、中間レンズ３２を別の材料で形成するというように、隣り合うレンズが異なる屈折率をもつ材料で形成されてもよい。レンズの材料は、とくに限定されず、その他の透明樹脂、ガラス等、透光性を有する適宜の材料で形成されてもよい。
　各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂは、当該レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａの全周にわたって形成されている。レンズ形状３１ａ～３３ａはレンズフランジ３１ｂ～３３ｂで縁取られているので、レンズフランジ３１ｂ～３３ｂが各レンズ３１～３３の外周の形状を定めている。複数のレンズ３１～３３はそれぞれ別個の部材として形成されているが、各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａとレンズフランジ３１ｂ～３３ｂは一体形成されている。
　この実施の形態では、光軸Ａｘの方向に見るとき、各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａは円形であり、レンズフランジ３１ｂ～３３ｂはレンズ形状３１ａ～３３ａを囲む正方形状（より正確には、４つの角部がそれぞれ面取りされている）である。各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａは等しい径を有し、各レンズフランジ３１ｂ～３３ｂの外形寸法は互いに一致している。
　以下では説明の便宜上、入射側レンズ３１、中間レンズ３２、出射側レンズ３３それぞれのレンズフランジを、入射側レンズフランジ３１ｂ、中間レンズフランジ３２ｂ、出射側レンズフランジ３３ｂと呼ぶことがある。
　隣り合う２つのレンズのレンズフランジは接触している。出射側レンズフランジ３３ｂの背面が中間レンズフランジ３２ｂの前面と接触し、中間レンズフランジ３２ｂの背面が入射側レンズフランジ３１ｂの前面と接触している。
　入射側レンズフランジ３１ｂ、中間レンズフランジ３２ｂ、出射側レンズフランジ３３ｂが積層されることにより、入射側レンズ３１、中間レンズ３２、出射側レンズ３３は、柱状のレンズ組立体を形成する。このレンズ組立体は、光軸Ａｘに垂直な平面による断面における外形が、光軸Ａｘに沿って一定となっている。
　光軸Ａｘの方向におけるレンズフランジ３１ｂ～３３ｂの厚さは、各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａに応じて異なっている。例えば、中間レンズフランジ３２ｂは、中間レンズ３２の凹レンズ形状に合わせた厚さを有し、入射側レンズフランジ３１ｂおよび出射側レンズフランジ３３ｂに比べて厚くなっている。
　各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａの形状および寸法は、上述の具体例には限定されず、求められる光学性能、製造容易性、またはその他の条件に応じて適宜選択されうることは理解されよう。同様に、レンズフランジ３１ｂ～３３ｂの形状および寸法も種々ありうる。レンズフランジ３１ｂ～３３ｂはレンズ形状３１ａ～３３ａの全周に設けられていなくてもよく、例えば、レンズ形状３１ａ～３３ａの上下（または左右）など、レンズ形状３１ａ～３３ａの周囲の一部に設けられてもよい。また、光学ユニット３０に設けられるレンズの枚数も任意であり、光学ユニット３０は、光軸Ａｘに沿って配列された例えば２～５枚のレンズを有してもよい。
　レンズホルダ３４は、第１ホルダ部品３６および第２ホルダ部品３８を有し、これらは積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを挟み込むように互いに結合されている。
　第１ホルダ部品３６は、入射側端部から複数のレンズ３１～３３および第２ホルダ部品３８を受入可能とする筒部３６ａと、筒部３６ａの出射側端部に形成され、光軸Ａｘに沿って出射側へのレンズ移動を規制する内フランジ３６ｂとを有する。
　筒部３６ａの入射側端部は開口とされ、光軸Ａｘに垂直な平面による筒部３６ａの断面形状は、光軸Ａｘに沿って一定であり、各レンズ３１～３３が筒部３６ａにちょうど収まるように定められている。そのため、筒部３６ａは、複数のレンズ３１～３３および第２ホルダ部品３８を入射側端部から受け入れることができる。この実施の形態では、各レンズフランジ３１ｂ～３３ｂが面取りされた正方形状の形状を有するので、筒部３６ａもそうした形状を有する。筒部３６ａへのレンズ３１～３３の出し入れを容易にするために、筒部３６ａの内周面とレンズフランジ３１ｂ～３３ｂの外周面との間にはわずかな隙間がある。
　内フランジ３６ｂは、筒部３６ａの出射側端部から光軸Ａｘに向けて径方向内向きに延出し、出射側開口部を定める。出射側レンズ３３が第１ホルダ部品３６に収められたとき、この出射側開口部に出射側レンズ３３の凸レンズ形状が配置されるとともに、出射側レンズフランジ３３ｂの前面が内フランジ３６ｂの背面に接触する。よって、内フランジ３６ｂは、光軸Ａｘに沿って出射側への出射側レンズ３３の移動を規制する。内フランジ３６ｂは筒部３６ａの出射側端部の全周にわたって形成されているが、出射側端部の一部にのみ形成されてもよい。
　第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂは、出射側レンズ３３を第１ホルダ部品３６に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めする出射側位置決め部４０を有する。出射側位置決め部４０は、出射側レンズ３３のレンズ形状３３ａの両側に位置するように内フランジ３６ｂの２ヶ所に設けられている。この実施の形態では、出射側位置決め部４０は、内フランジ３６ｂの背面から光軸Ａｘの方向に突出した位置決めピンである。出射側レンズフランジ３３ｂの前面には、この位置決めピンに対応する位置決め穴が形成されている。出射側レンズフランジ３３ｂの前面が内フランジ３６ｂの背面に接触するとき、位置決めピンが位置決め穴に嵌る。これにより、出射側レンズ３３が第１ホルダ部品３６に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。
　第１ホルダ部品３６は、金属材料で形成され、例えば鋳造により製作されてもよい。例えば、第１ホルダ部品３６は、ダイキャストによりアルミニウム材料で形成される。この場合、出射側位置決め部４０による出射側レンズ３３の位置決め精度を高めるために、内フランジ３６ｂおよび出射側位置決め部４０が切削加工で製作されてもよい。なお、第１ホルダ部品３６は、樹脂材料またはその他の材料で形成されてもよい。
　同様にして、レンズどうしも位置決めされる。各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂは、光軸Ａｘに沿って隣り合う２つのレンズを光軸Ａｘに垂直な平面内で互いに位置決めするレンズ間位置決め部４２、４４を有する。
　例えば、入射側レンズ３１は、入射側レンズ３１を中間レンズ３２に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めする第１レンズ間位置決め部４２を有する。第１レンズ間位置決め部４２は、入射側レンズ３１のレンズ形状３１ａの両側に位置するように入射側レンズフランジ３１ｂの２ヶ所に設けられている。第１レンズ間位置決め部４２は、入射側レンズフランジ３１ｂの前面に形成された位置決め穴である。中間レンズフランジ３２ｂの背面には、この位置決め穴に対応する位置決めピンが形成されている。入射側レンズフランジ３１ｂの前面が中間レンズフランジ３２ｂの背面に接触するとき位置決めピンが位置決め穴に嵌り、入射側レンズ３１が中間レンズ３２に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。
　中間レンズ３２は、中間レンズ３２を出射側レンズ３３に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めする第２レンズ間位置決め部４４を有する。第２レンズ間位置決め部４４は、中間レンズ３２のレンズ形状３２ａの両側に位置するように中間レンズフランジ３２ｂの２ヶ所に設けられている。第２レンズ間位置決め部４４は、中間レンズフランジ３２ｂの前面に形成された位置決めピンである。出射側レンズフランジ３３ｂの背面には、この位置決めピンに対応する位置決め穴が形成されている。この位置決め穴は、上述の出射側位置決め部４０と嵌合する位置決め穴でもあり、出射側レンズフランジ３３ｂを貫通している。中間レンズフランジ３２ｂの前面が出射側レンズフランジ３３ｂの背面に接触するとき位置決めピンが位置決め穴に嵌り、中間レンズ３２が出射側レンズ３３に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。
　この実施の形態では、出射側位置決め部４０は、出射側レンズ３３のレンズ形状３３ａの左右に位置するが、内フランジ３６ｂの背面上で他の場所に形成されてもよい。出射側位置決め部４０は、円柱状の位置決めピンであるが、他の形状をもつ突起、または突起と嵌合する凹部、またはその他の位置決め構造であってもよい。同様に、レンズ間位置決め部４２、４４についても、様々な配置および形状をとりうる。
　第２ホルダ部品３８は、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂと第２ホルダ部品３８とで挟み込むように、第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに結合されている。第２ホルダ部品３８は、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂへと押し付けるように、第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに固定されている。
　第２ホルダ部品３８は、レンズ３１～３３とともに第１ホルダ部品３６に収容される。第２ホルダ部品３８は、例えば、金属材料で形成される。第２ホルダ部品３８は、薄板状の部材であるため、例えば板金加工で製作されてもよい。なお第２ホルダ部品３８は、樹脂材料またはその他の材料で形成されてもよい。
　第２ホルダ部品３８は、リング部３８ａを有するリング状の留め具であり、固定部品またはフィクチャーと称されてもよい。リング部３８ａによって入射側開口部が定められ、リング部３８ａの前面が入射側レンズフランジ３１ｂの背面に接触するとき、この入射側開口部に入射側レンズ３１のレンズ形状３１ａが配置される。
　この実施の形態では、第２ホルダ部品３８は、いわゆるランス結合を用いて、第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに取り外し可能に固定される。第２ホルダ部品３８は、リング部３８ａからほぼ直角に折れ曲がって延びている２つのランス支持部３８ｂを有し、これらランス支持部３８ｂはリング部３８ａの両側に形成されている。各ランス支持部３８ｂには、ランス支持部３８ｂに対して撓み可能に接続された係止ランス３８ｃが設けられている。
　第１ホルダ部品３６の筒部３６ａには、係止ランス３８ｃに対応する係止穴３６ｃが形成されている。係止穴３６ｃは、光軸Ａｘの方向にレンズ３１～３３に対して後方に位置する。係止穴３６ｃは、筒部３６ａの左右に設けられ、それぞれ筒部３６ａの外から中へと貫通している。
　第２ホルダ部品３８が第１ホルダ部品３６に収容されるとき、ランス支持部３８ｂはリング部３８ａに対して光軸Ａｘの方向に後方に位置するとともに、筒部３６ａの内面と接触している。係止ランス３８ｃはランス支持部３８ｂに対して撓み可能であるため、係止ランス３８ｃも筒部３６ａの内面と接触する。
　第２ホルダ部品３８が筒部３６ａ内を入射側レンズ３１へと移動され、リング部３８ａが入射側レンズ３１と接触するとき、係止ランス３８ｃが係止穴３６ｃに嵌る。係止ランス３８ｃの先端はランス支持部３８ｂに対して若干外側へと角度付けられているため、係止ランス３８ｃが係止穴３６ｃに固定される。これにより、第２ホルダ部品３８は入射側レンズ３１へと押し当てられる。
　また、レンズホルダ３４は、光源搭載部２０に固定されるホルダ固定構造４６を有する。この実施の形態では、ホルダ固定構造４６は、ねじ止めにより第１ホルダ部品３６の入射側端部を光源搭載部２０の放熱部材２２に固定する。ホルダ固定構造４６は、とくに限定されず、他の任意の適切な固定方式が採用されてもよい。ホルダ固定構造４６によって発光デバイス２１に対してレンズホルダ３４が位置決めされる。
　光学ユニット３０の組立においては、図５に矢印４８で示すように、第１ホルダ部品３６の入射側開口から筒部３６ａへと出射側レンズ３３、中間レンズ３２、入射側レンズ３１が順番に収納される。上述のように、出射側レンズフランジ３３ｂが第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂに接触することにより、出射側位置決め部４０により出射側レンズ３３が第１ホルダ部品３６に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。中間レンズフランジ３２ｂが出射側レンズフランジ３３ｂに接触することにより、第２レンズ間位置決め部４４により中間レンズ３２が出射側レンズ３３に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。入射側レンズフランジ３１ｂが中間レンズフランジ３２ｂに接触することにより、第１レンズ間位置決め部４２により入射側レンズ３１が中間レンズ３２に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。
　筒部３６ａと各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂの形状が一致しているので、筒部３６ａがレンズ３１～３３のガイドとして働き、レンズ３１～３３の収納が容易である。なお、レンズ３１～３３を１つずつ筒部３６ａに入れる代わりに、各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを積層しレンズ３１～３３を組み合わせた状態でまとめて筒部３６ａに入れてもよい。
　次に、第２ホルダ部品３８が第１ホルダ部品３６の入射側開口から筒部３６ａに収容される。上述のように、ランス結合により第２ホルダ部品３８は第１ホルダ部品３６に固定される。第２ホルダ部品３８は入射側レンズ３１へと押し当てられ、それにより、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂが第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂへと押し付けられる。こうして、各レンズ３１～３３がレンズホルダ３４に対して光軸Ａｘの方向に位置決めされる。レンズ３１～３３を保持したレンズホルダ３４は、ホルダ固定構造４６により、光源搭載部２０に固定される。
　このようにして、光学ユニット３０の各レンズ３１～３３は、レンズホルダ３４により光源搭載部２０の発光デバイス２１に対して光軸Ａｘの方向および光軸Ａｘに垂直な方向に位置決めされる。
　図２を再び参照して、車両用灯具１０の発光動作を述べる。発光デバイス２１が発光するとき、光は、矢印Ｌ１で示されるように、光学ユニット３０に入射する。入射光は、光学ユニット３０の各レンズ３１～３３を通過し、矢印Ｌ２で示されるように、出射側レンズ３３から出射し、さらには前面カバー１４を通じて車両用灯具１０の外部へと出射する。発光デバイス２１は個別に制御可能な多数のピクセルを有するから、車両用灯具１０は、様々な配光パターンを実現することができる。
　以上に説明したように、実施の形態に係る車両用灯具１０の光学ユニット３０においては、複数のレンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂが光軸Ａｘに沿って積層され、レンズホルダ３４の第１ホルダ部品３６および第２ホルダ部品３８が、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを挟み込むように互いに結合されている。このようにして、レンズ３１～３３どうしを光軸方向に互いに位置決めするとともに、それらレンズ３１～３３をレンズホルダ３４に対してひとまとまりに位置決めすることができる。レンズ間の位置精度およびレンズホルダ３４との位置精度を確保し、発光デバイス２１からの光を正確に制御して、要求される配光を提供することができる。
　また、第１ホルダ部品３６の筒部３６ａは、入射側端部から複数のレンズ３１～３３および第２ホルダ部品３８を受入可能とし、第２ホルダ部品３８は、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂと第２ホルダ部品３８とで挟み込むように第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに結合されている。このようにすれば、複数のレンズ３１～３３と第２ホルダ部品３８を順番に第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに入れることによりレンズ３１～３３をレンズホルダ３４に収めることができ、レンズの位置決めおよび光学ユニットの組立が容易である。
　なお、典型的な設計のレンズ配列では、入射側に位置するレンズほど径が小さく、出射側に位置するレンズほど径が大きいことが多い。入射側の開口部は出射側のレンズの径より小さく、出射側のレンズは入射側の開口部を通過できない。この点で、実施の形態に係る光学ユニット３０は、典型的な構成と相違する。
　第２ホルダ部品３８は、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂへと押し付けるように、第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに固定されている。第２ホルダ部品３８によって、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂが第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂに押し付けられるので、光軸方向のレンズ位置決めがより確実となる。
　第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂは、出射側レンズ３３を第１ホルダ部品３６に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めする出射側位置決め部４０を有する。また、各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂは、光軸Ａｘに沿って隣り合う２つのレンズを光軸Ａｘに垂直な平面内で互いに位置決めするレンズ間位置決め部４２、４４を有する。このようにして、光軸Ａｘに垂直な平面内でのレンズ位置決めがより確実となる。
　各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂは、当該レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａの全周にわたって形成されている。これは、レンズの製造上有利である。レンズフランジが全周にあると、レンズ成形の際に金型から取り外すときレンズ形状の周囲を均等に押し出すことができ、レンズを金型から取り出しやすくなる。
　また、各レンズのレンズフランジは、当該レンズのレンズ形状の外周に沿って複数個所に離間して形成されていてもよい。例えば、レンズフランジは、レンズ形状の外周に沿ってレンズ形状の中心まわりに等角度間隔に互いに離間して形成されていてもよい。例えば４個所に形成される場合、レンズフランジは、レンズ形状の上部、下部、右部、左部に形成されてもよい。このようにしても、レンズ成形の際に金型から取り外すときレンズ形状の周囲を均等に押し出すことができ、レンズを金型から取り出しやすくなる。
　光源搭載部２０にレンズホルダ３４を固定するホルダ固定構造４６が設けられている。これにより、発光デバイス２１に対するレンズホルダ３４およびレンズ３１～３３の正確な位置決めが容易になる。
　本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、実施の形態及び変形例を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくはさらなる変形が加えられた実施の形態や変形例も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態や変形例、及び上述した実施の形態や変形例と以下の変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態、変形例及びさらなる変形それぞれの効果をあわせもつ。
　上述の実施の形態では、光源搭載部２０には発光デバイス２１が１つだけ設けられているが、複数の発光デバイス２１が設けられてもよい。この場合、各レンズ３１～３３は、発光デバイス２１ごとにレンズ形状を有してもよい。すなわち、１つのレンズが複数のレンズ形状を有し、これらレンズ形状を縁取るようにレンズフランジが形成されていてもよい。
　上述の実施の形態では、隣り合う２つのレンズのレンズフランジが直に接触するようにしてレンズフランジが積層されているが、本発明はこれに限定されない。２つのレンズフランジ間に例えばスペーサまたはその他の介在物を有してレンズフランジが積層されてもよい。第２ホルダ部品は、スペーサ等の介在物を含んで積層されたレンズフランジを第１ホルダ部品との間に挟み込むように、第１ホルダ部品に結合されてもよい。また、上述のレンズ間位置決め部４２、４４と同様の構成により、レンズフランジとこれに隣接する介在物とを光軸に垂直な平面内で互いに位置決めする位置決め部が設けられてもよい。
　第１ホルダ部品および第２ホルダ部品は、他の構成もありうる。例えば、第１ホルダ部品が複数のレンズを保持し収容する第１筒状部材であり、第２ホルダ部品が第１筒状部材を光源搭載部に接続する第２筒状部材であってもよい。第１ホルダ部品３６と第２ホルダ部品３８の結合は、ねじ止めなど適宜の固定手段が用いられてもよい。
　実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
　本発明は、車両用灯具、例えば、自動車などの車両に使用される車両用灯具に利用できる。また、本発明は、車両用灯具に搭載されうる光学ユニットに利用できる。
　１０　車両用灯具、　２０　光源搭載部、　３０　光学ユニット、　３１ａ～３３ａ　レンズ形状、　３１ｂ～３３ｂ　レンズフランジ、　３４　レンズホルダ、　３６　第１ホルダ部品、　３６ａ　筒部、　３６ｂ　内フランジ、　３８　第２ホルダ部品、　４０　出射側位置決め部、　４２　第１レンズ間位置決め部、　４４　第２レンズ間位置決め部、　４６　ホルダ固定構造、　Ａｘ　光軸。

Claims (8)

  1. 　各々が、レンズ形状と前記レンズ形状の縁に設けられたレンズフランジとを有する複数のレンズであって、各レンズのレンズフランジが光軸に沿って積層され、各レンズのレンズ形状が前記光軸上に配列された複数のレンズと、
    　前記複数のレンズを保持するレンズホルダであって、積層されたレンズフランジを挟み込むように互いに結合された第１ホルダ部品および第２ホルダ部品を有するレンズホルダと、を備えることを特徴とする光学ユニット。
  2. 　前記第１ホルダ部品は、入射側端部から前記複数のレンズおよび前記第２ホルダ部品を受入可能とする筒部と、前記筒部の出射側端部に形成され、前記光軸に沿って出射側へのレンズ移動を規制する内フランジとを有し、
    　前記第２ホルダ部品は、前記積層されたレンズフランジを前記第１ホルダ部品の内フランジと前記第２ホルダ部品とで挟み込むように、前記第１ホルダ部品の筒部に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
  3. 　前記第２ホルダ部品は、前記積層されたレンズフランジを前記第１ホルダ部品の内フランジへと押し付けるように、前記第１ホルダ部品の筒部に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の光学ユニット。
  4. 　前記第１ホルダ部品の内フランジは、前記複数のレンズのうち出射側に位置するレンズを前記第１ホルダ部品に対して前記光軸に垂直な平面内で位置決めする出射側位置決め部を有することを特徴とする請求項２または３に記載の光学ユニット。
  5. 　各レンズのレンズフランジは、前記光軸に沿って隣り合う２つのレンズを前記光軸に垂直な平面内で互いに位置決めするレンズ間位置決め部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光学ユニット。
  6. 　各レンズのレンズフランジは、当該レンズのレンズ形状の全周にわたって形成され、または、当該レンズのレンズ形状の外周に沿って複数個所に離間して形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光学ユニット。
  7. 　前記複数のレンズは、隣り合うレンズのレンズフランジどうしが直に接触するようにして積層されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光学ユニット。
  8. 　光源搭載部と、
    　請求項１から７のいずれかに記載の光学ユニットと、を備え、
    　前記光学ユニットの前記レンズホルダは、前記光源搭載部に固定されるホルダ固定構造を有することを特徴とする車両用灯具。
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