JP4654979B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

この発明は、光源としてたとえばＬＥＤなどの半導体型光源を使用するプロジェクタタイプの車両用灯具に関するものである。

この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、この車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、光源としてのＬＥＤの光をリフレクタで反射させた後、凸レンズを介して前方へ出射させるものである。前記リフレクタは、楕円を基本とする第１反射面を有する主リフレクタと、凸レンズとＬＥＤとの間に配置されていて光軸にほぼ平面をなす第２反射面を有するシェード機能を備えた副リフレクタと、から構成されている。第１反射面からの反射光で副リフレクタのシェード機能により所定のメイン配光パターンを形成し、また、第２反射面からの反射光で所定のサブ配光パターンを形成する。これにより、従来の車両用灯具は、所定のメイン配光パターンと所定のサブ配光パターンとが合成された配光パターン、たとえば、図７に示すすれ違い用配光パターンが得られる。なお、図７は、等照度曲線を示すスクリーン上の配光パターンの説明図である。外側の曲線から内側（中央）の曲線にかけて照度が高くなる。

ところが、従来の車両用灯具は、図８および図９に示すように、副リフレクタ１００に設けられている第２反射面の中央に段部１０１が形成されている。すなわち、第２反射面は、中央段部１０１と、ほぼ水平Ｈ−Ｈである高位反射面１０２と、θ°傾斜している低位反射面１０３と、から形成されている。このために、従来の車両用灯具は、第２反射面の中央段部１０１により、第２反射面からの反射光で形成される所定のサブ配光パターンにおいて配光むらが発生する。この結果、従来の車両用灯具は、図７に示すすれ違い用配光パターンのエルボー点の下方部分（図７中の点線楕円で囲まれた部分）において、最内側の曲線の下部の中央に凹部が形成され、その凹部にダークゾーンＤ（図７中の斜線が施された箇所を参照）が発生する。これにより、従来の車両用灯具は、車両の直前から前方にかけての部分に発生するダークゾーンＤの配光の不均一から、ドライバーに視覚的不快感を与える場合がある。

特開２００６−１０７９５５号公報

この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用灯具では、ドライバーに視覚的不快感を与える場合があるという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、サブ反射面が半導体型光源からメイン反射面の第２焦点もしくはその近傍にかけて全体に亘って段差の無い下り勾配の傾斜面をなし、投影レンズのレンズ焦点がメイン反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、シェードのうちメイン反射面の第２焦点もしくはその近傍の部分に、所定のメイン配光パターンのカットオフラインを形成するエッジを有する突起部が、投影レンズのレンズ焦点に沿って設けられている、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、サブリフレクタとシェードとが一体に設けられている、ことを特徴とする。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、全体に亘って段差が無いサブ反射面により、このサブ反射面からの反射光で形成される所定のサブ配光パターンにおいて配光むらが発生するのを確実に防止することができる。この結果、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、所定のメイン配光パターンと所定のサブ配光パターンとが合成された配光パターンのある部分にダークゾーンが発生するのを確実に防止することができる。これにより、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、配光パターンのある部分に発生するダークゾーンの配光の不均一から、ドライバーに視覚的不快感を与えることがないので、交通安全に貢献することができる。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、発明が解決しようとする課題により、所定のメイン配光パターンにカットオフラインを簡単にかつ確実に形成することができる。

この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、サブリフレクタとシェードとが一体であるから、部品点数を軽減することができ、その分、製造コストを安価にすることができる。

以下に、この発明にかかる車両用灯具の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。図面において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。符号「Ｈ−Ｈ」は、水平線を示す。符号「Ｚ−Ｚ」は、ランプユニットの光軸（メイン反射面の光軸、投影レンズの光軸）を示す。

以下、この実施例における車両用灯具の構成について説明する。この例は、たとえば、自動車用前照灯について説明する。図５において、符号１は、この実施例における車両用灯具である。前記車両用灯具１は、図５に示すように、プロジェクタタイプであって、ユニット構造をなす。前記車両用灯具１は、上側のメインリフレクタ２と、下側のサブリフレクタ３と、半導体型光源６と、シェード５と、投影レンズ（凸レンズ、集光レンズ）７と、図示しない自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）と、から構成されている。

前記メインリフレクタ２および前記サブリフレクタ３および前記半導体型光源６および前記シェード５および前記投影レンズ７は、ランプユニットを構成する。１個もしくは複数個の前記ランプユニットは、自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズにより区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して配置されている。

前記メインリフレクタ２および前記サブリフレクタ３は、光不透過性の樹脂部材などから構成されており、ケーシングやハウジングやホルダなどの保持部材と兼用である。また、前記メインリフレクタ２および前記サブリフレクタ３は、ほぼ光軸Ｚ−Ｚに沿って水平に上下に２分割してなるものである。前記メインリフレクタ２と前記サブリフレクタ３とは、図示しない固定手段（たとえば、ボルトナット、スクリュー、加締め、クリップなど）により、一体に固定されている。なお、前記メインリフレクタ２と前記サブリフレクタ３とを一体に形成しても良い。

前記メインリフレクタ２は、前側の部分が半円形に開口し、前側の部分から中央部分（上側の部分）を経て後側の部分までが閉塞している。前記メインリフレクタ２の中央部分のうちほぼ後半分から後側の部分までの閉塞部の凹内面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていてメイン反射面４が設けられている。

前記メイン反射面４は、楕円を基調とした反射面、たとえば、回転楕円面や楕円を基本とした自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面（図５の垂直断面が楕円面をなし、かつ、図示しない水平断面が放物面ないし変形放物面をなす反射面）からなる。このために、前記メイン反射面４は、第１焦点Ｆ１と第２焦点（水平断面上の焦線、すなわち、上（平面）から見て両端が前記投影レンズ７側に位置し中央が前記半導体型光源６側に位置するような湾曲した焦線）Ｆ２と、を有する。

前記サブリフレクタ３は、前側の部分が半円形に開口し、前側の部分から中央部分（下側の部分）のほぼ前半分までが閉塞し、中央部分のほぼ後半分から後側の部分までが開口している。前記サブリフレクタ３の閉塞部分は、図１および図５に示すように、前側の下水平板部８と、中間の垂直板部９と、後側の上水平板部１０と、からなる。前記サブリフレクタ３の上水平板部１０の上面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、光軸Ｚ−Ｚに沿うほぼ平面をなすサブ反射面１１が設けられている。

前記半導体型光源６は、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源（この実施例ではＬＥＤ）を使用する。前記半導体型光源６は、基板と、前記基板の一面に固定された微小な矩形形状（正方形形状）の光源チップ（半導体チップ）の発光体と、前記発光体を覆う光透過部材と、から構成されている。前記半導体型光源６は、前記メインリフレクタ２および前記サブリフレクタ３に保持されている。前記半導体型光源６の前記発光体（発光部）は、前記メイン反射面４の前記第１焦点Ｆ１もしくはその近傍に位置する。前記半導体型光源６は、前記サブリフレクタ３の後側開口部に配置されている。

前記シェード５は、前記サブリフレクタ３と一体に設けられている。すなわち、前記シェード５は、前記サブリフレクタ３の上水平板部１０と兼用するものである。前記シェード５は、前記メイン反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と前記半導体型光源６との間に配置されている。また、前記シェード５は、前記半導体型光源６から放射されて前記メイン反射面４で反射された反射光の一部をカットオフして残りの反射光で所定のメイン配光パターンを形成するものである。

前記投影レンズ７は、前記メインリフレクタ２の前側半円形開口の縁部および前記サブリフレクタ３の前側半円形開口の縁部に保持されている。前記投影レンズ７は、非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ７の前方側（外部側）は、曲率が大きい（曲率半径が小さい）凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ７の後方側（前記半導体型光源６側）は、曲率が小さい（曲率半径が大きい）凸非球面をなす。このような投影レンズ７を使用することにより、前記投影レンズ７の焦点距離が小さくなるので、その分、この実施例における車両用灯具１の前記投影レンズ７の光軸Ｚ−Ｚ方向の寸法がコンパクトとなる。なお、前記投影レンズ７の後方側は、平非球面をなすものであってもよい。

前記投影レンズ７は、前側焦点（前記半導体型光源６側の焦点）および後側焦点（外部側の焦点）と、前記前側焦点と前記後側焦点とを結ぶ光軸Ｚ−Ｚとを有する。前記メイン反射面４の光軸Ｚ−Ｚと前記投影レンズ７の光軸Ｚ−Ｚとは、ほぼ一致する。前記投影レンズ７の前側焦点は、レンズ焦点（物空間側の焦点面であるメリジオナル像面）ＦＬである。前記投影レンズ７の前記レンズ焦点ＦＬは、前記メイン反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置する。なお、前記半導体型光源６の光は、高い熱を持たないので、前記投影レンズ７として樹脂製のレンズを使用することができる。前記投影レンズ７は、この例ではアクリルを使用する。前記投影レンズ７は、前記所定のメイン配光パターンおよび前記サブ反射面１１からの反射光で形成される所定のサブ配光パターンを前方に投影する。

前記サブ反射面１１は、前記メイン反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と前記半導体型光源６との間に設けられている。また、前記サブ反射面１１は、図２および図３に示すように、前記半導体型光源６から前記メイン反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍にかけて全体に亘って段差が無い下り勾配の傾斜面をなす。すなわち、前記サブ反射面１１は、水平線Ｈ−Ｈに対してθ°（約１°〜３°）傾斜している。

前記シェード５のうち前記メイン反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍の部分には、前記所定のメイン配光パターンのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３およびエルボー点Ｅを形成するエッジ１２、１３、１４を有する突起部１５が前記投影レンズ７のレンズ焦点ＦＬに沿って設けられている。前記突起部１５は、前記垂直板部９と上水平板部１０との角部に一体に設けられている。

この実施例における車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

まず、車両用灯具１の半導体型光源６の発光体を点灯発光させる。すると、半導体型光源６の発光体から光Ｌ１が放射される。この光Ｌ１は、メイン反射面４で反射され、この反射光Ｌ２がメイン反射面４の第２焦点Ｆ２に集中する。第２焦点Ｆ２に集中する反射光Ｌ２の一部は、シェード５によりカットオフされる。このシェード５によりカットオフされた反射光Ｌ２は、シェード５と一体であって全体に亘って段差が無い下り勾配の傾斜面をなすサブ反射面１１により反射されて、所定のサブ配光パターンに形成される。一方、残りの反射光Ｌ２で所定のメイン配光パターンが形成される。

所定のサブ配光パターンと所定のメイン配光パターンとは、投影レンズ７を透過して合成され、所定の配光パターン、たとえば、図６に示すすれ違い用配光パターンとして自動車(車両)前方に投影されて路面などを照明する。

図６に示すすれ違い用の配光パターンの上の縁には、シェード５のエッジ１２、１３、１４によりカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３およびエルボー点Ｅが形成されている。このすれ違い用の配光パターンは、上水平カットオフラインＣＬ１により、走行車線側の道路などをやや遠方もしくは遠方まで照明することができ、かつ、下水平カットオフラインＣＬ３により、対向車線側の道路などを主に手前側を照明することができる。

この実施例における車両用灯具１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施例における車両用灯具１は、全体に亘って段差が無いサブ反射面１１により、このサブ反射面１１からの反射光で形成される所定のサブ配光パターンにおいて配光むらが発生するのを確実に防止することができる。この結果、この実施例にかかる車両用灯具１は、所定のメイン配光パターンと所定のサブ配光パターンとが合成された所定の配光パターン、たとえば、図６に示すすれ違い用配光パターンのある部分、この例では、エルボー点の下方部分（図６中の点線楕円で囲まれた部分）において、ダークゾーンが発生するのを確実に防止することができる。

すなわち、この実施例にかかる車両用灯具１は、従来の車両用灯具のように、図７に示すすれ違い用配光パターンのエルボー点の下方部分（図７中の点線楕円で囲まれた部分）において、最内側の曲線の下部の中央に形成された凹部にダークゾーンＤ（図７中の斜線が施された箇所を参照）が発生する、ことを確実に防止することができる。これにより、この実施例にかかる車両用灯具１は、配光パターンのある部分に発生するダークゾーンの配光の不均一から、ドライバーに視覚的不快感を与えることがないので、交通安全に貢献することができる。

また、この実施例にかかる車両用灯具１は、投影レンズ７のレンズ焦点ＦＬがメイン反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置し、シェード５のうちメイン反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍の部分に、所定のメイン配光パターンのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３およびエルボー点Ｅを形成するエッジ１２、１３、１４を有する突起部１５を、投影レンズ７のレンズ焦点ＦＬに沿って設けられているものである。このために、この実施例にかかる車両用灯具１は、所定のメイン配光パターンにカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３およびエルボー点Ｅを簡単にかつ確実に形成することができる。

さらに、この実施例にかかる車両用灯具１は、サブリフレクタ３とシェード５とが一体であるから、部品点数を軽減することができ、その分、製造コストを安価にすることができる。

なお、前記の実施例においては、車両用灯具として自動車用前照灯について説明するものである。ところが、この発明においては、車両用灯具として自動車用前照灯以外の灯具、たとえば、リヤコンビネーションランプのテールランプやブレーキランプやテール・ブレーキランプやバックアップランプなどであっても良い。

この発明にかかる車両用灯具の実施例を示すサブリフレクタの斜視図である。 同じく、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面の説明図である。 同じく、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面の説明図である。 同じく、図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面の説明図である。 同じく、ランプユニットを示す縦断面図である。 同じく、所定の配光パターンの等照度曲線を示すスクリーン上の配光パターンの説明図である。 従来の車両用灯具による所定の配光パターンの等照度曲線を示すスクリーン上の配光パターンの説明図である。 従来の車両用灯具のサブリフレクタを示す斜視図である。 同じく、図８におけるＩＸ−ＩＸ線断面の説明図である。

符号の説明

１ 車両用灯具
２ メインリフレクタ
３ サブリフレクタ
４ メイン反射面
５ シェード
６ 半導体型光源（ＬＥＤ）
７ 投影レンズ
８ 下水平板部
９ 垂直板部
１０ 上水平板部
１１ サブ反射面
１２、１３、１４ エッジ
１５ 突起部
ＨＬ−ＨＲ 左右の水平線
ＶＵ−ＶＤ 上下の垂直線
Ｈ−Ｈ 水平線
Ｆ１ メイン反射面の第１焦点
Ｆ２ メイン反射面の第２焦点
ＦＬ 投影レンズのレンズ焦点
Ｚ−Ｚ ランプユニットの光軸
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３ カットオフライン
Ｅ エルボー点
Ｌ１ 半導体型光源から放射される光
Ｌ２ メイン反射面で反射される光

Claims (2)

1. 光源として半導体型光源を使用するプロジェクタタイプの車両用灯具において、
   楕円を基調とするメイン反射面を有するメインリフレクタと、
   光軸に沿うほぼ平面をなすサブ反射面を有するサブリフレクタと、
   発光部が前記メイン反射面の第１焦点もしくはその近傍に位置するように配置されている前記半導体型光源と、
   前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍と前記半導体型光源との間に配置されていて、前記半導体型光源から放射されて前記メイン反射面で反射された反射光の一部をカットオフして残りの反射光で所定のメイン配光パターンを形成するシェードと、
   前記所定のメイン配光パターンおよび前記サブ反射面からの反射光で形成される所定のサブ配光パターンを前方に投影する投影レンズと、
   を備え、
   前記サブ反射面は、前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍と前記半導体型光源との間に設けられていて、かつ、前記半導体型光源から前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍にかけて全体に亘って段差が無い下り勾配の傾斜面をなし、
   前記投影レンズのレンズ焦点は、前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、
   前記シェードのうち前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍の部分には、前記所定のメイン配光パターンのカットオフラインを形成するエッジを有する突起部が前記投影レンズのレンズ焦点に沿って設けられている、
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記サブリフレクタと前記シェードとは、一体に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。

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