JP5686240B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に係り、特に旋回走行時に旋回方向の視認性を確保しつつ、直線路走行時に運転者に眩惑を与えるのを防止又は低減することが可能な車両用灯具に関する。

従来、車両用灯具の分野においては、側方照射用灯具ユニットを備えた車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図９に示すように、特許文献１に記載の車両用灯具２００は、正面照射用灯具ユニット２１０に隣接して配置された二つの側方照射用灯具ユニット２２０Ａ、２２０Ｂを備えている。

特開２００５−１４１９１９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用灯具２００によれば、車両が右方向（又は左方向）へ旋回走行する場合には、側方照射用灯具ユニット２２０Ａ、２２０Ｂからの光により形成される横長の配光パターンＰ_Ａ、Ｐ_Ｂ（図１０（ａ）、図１０（ｂ）参照）により、旋回方向を照射して旋回方向の視認性を向上させることが可能となるものの、直線路を走行する場合には、側方照射用灯具ユニット２２０Ａ、２２０Ｂからの光が直線路の側方に存在するガードレールや壁面等で反射して運転者に眩惑を与え、車両走行方向の視認性が著しく低下するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、旋回走行時に旋回方向の視認性を確保しつつ、直線路走行時に運転者に眩惑を与えるのを防止又は低減することが可能な車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上、かつ、水平線よりも下に配置される所定配光パターンを形成するように構成された光学系と、前記半導体発光素子と前記光学系との間に配置された可動シェードと、前記可動シェードに連結され、前記可動シェードの遮光部を移動させるためのアクチュエータと、を備えた配光可動型の車両用灯具において、前記光学系の光軸は、前記車両進行方向に対し外側に所定角度向いており、前記光学系は、前記半導体発光素子からの光が入光する入射面と、当該入光した光が反射する反射面と、当該入光した光が出射する出射面とを備えた中実の導光レンズを含んでおり、前記入射面は、前記半導体発光素子に対向して形成され、前記出射面は、照射方向前方側の前面に形成され、前記導光レンズの背面の一部には、前記反射面が形成されており、前記遮光部は、電気信号に応じて前記アクチュエータにより直線路走行時の第１の位置と旋回走行時の第２の位置に移動し、前記第１の位置は、前記半導体発光素子の一部の領域を覆って、前記配光パターンが前記仮想鉛直スクリーン上において水平線よりも所定距離下に配置するものとして、路面配光において車両近傍を照射する位置であり、前記第２の位置は、前記配光パターンが前記仮想鉛直スクリーン上において、前記第１の位置における前記所定距離に比べて小さい距離で水平線よりも下に配置され、路面配光において前記第１の位置よりも車両遠方を照射する位置である、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、可動シェード（遮光部）の作用により、旋回走行時に旋回方向の視認性を確保しつつ、直線路走行時に運転者に眩惑を与えるのを防止又は低減することが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導光レンズは、アクリル、ポリカーボネイト又はガラス材料により形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、旋回走行時に旋回方向の視認性を確保しつつ、直線路走行時に運転者に眩惑を与えるのを防止又は低減することが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態である車両用灯具１０の斜視図（可動シェード１６及びアクチュエータ１８省略）である。 （ａ）車両用灯具１０の縦断面図（ＡＦＳオフ時）、（ｂ）車両用灯具１０の縦断面図（ＡＦＳオン時）である。 （ａ）ＡＦＳオフ位置へ位置させられた可動シェード１６の斜視図、（ｂ）ＡＦＳオン位置へ位置させられた可動シェード１６の斜視図である。 （ａ）ＡＦＳオフ時の配光パターンＰ１の例、（ｂ）ＡＦＳオン時の配光パターンＰ２の例である。 （ａ）ＡＦＳオフ時の配光パターンＰ１（模式図）の例、（ｂ）ＡＦＳオン時の配光パターンＰ２（模式図）の例である。 （ａ）ＡＦＳオフ時の路面配光パターンＰ３Ｒ、Ｐ３Ｌの例、（ｂ）ＡＦＳオン時の配光パターンＰ４Ｒ、Ｐ４Ｌの例である。 本発明の一実施形態である車両用灯具１０（変形例）の斜視図（可動シェード１６及びアクチュエータ１８省略）である。 （ａ）ＡＦＳオフ時の配光パターンＰ５の例、（ｂ）ＡＦＳオン時の配光パターンＰ６の例である。 従来の車両用灯具２００の水平断面図である。 従来の車両用灯具２００の側方照射用灯具ユニット２２０Ａ、２２０Ｂからの光により形成される横長の配光パターンＰ_Ａ、Ｐ_Ｂの例である。

以下、本発明の一実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。

本実施形態の車両用灯具１０は、ハンドルの舵角や車速等に基づいて配光を変化させるAFS（Adaptive Front Lighting System）機能付きの前照灯（配光可変型前照灯）であり、車両前部の左右両側にそれぞれ配置されている。左側と右側の車両用灯具１０は左右対称で同一の構成であるため、以下左側に配置された車両用灯具１０を中心に説明する。

図１、図２（ａ）に示すように、車両用灯具１０は、車両前方側に配置された半導体発光素子１２、車両後方側かつ半導体発光素子１２の下方に配置されたリフレクタ１４、ＡＦＳオフ位置（図２（ａ）参照）又はＡＦＳオン位置（図２（ｂ）参照）に位置させられる可動シェード１６、可動シェード１６をＡＦＳオフ位置又はＡＦＳオフ位置に移動させるためのアクチュエータ１８等を備えている。

半導体発光素子１２は、例えば、水平方向（例えば車幅方向）に一列に配置された複数（例えば四つ）のＬＥＤチップ、複数のＬＥＤチップを覆うように配置された蛍光体を含むパッケージ化された白色ＬＥＤ光源である。半導体発光素子１２は、照射方向が下向きとなるように、発光面１２ａを下に向けた姿勢で放熱部材２０の下面に固定されている（図３（ａ）参照）。

リフレクタ１４は、焦点が半導体発光素子１２近傍に設定された複数の放物柱面状曲面からなる反射面を含んでいる。各反射面は、縦断面に関しては、焦点からの光線が若干下向き（例えば、水平線Ｈ−Ｈよりも若干下向き〜水平線Ｈ−Ｈよりも下約１０°。本実施形態では水平線Ｈ−Ｈよりも下０．６°）になるように、かつ、横断面に関しては、各反射面で反射される焦点からの光線が徐々に左右拡散するように（光軸ＡＸに対し片側３５〜４０°）設定されている。これにより、半導体発光素子１２のサイズや輝度分布に合った最適な配光パターンを形成することが可能となる。リフレクタ１４は、その光軸ＡＸ（基準軸）が車両進行方向に対し外側に角度θａ（本実施形態では３０°）傾斜した姿勢で配置されている。これにより、側方照射用のユニットとして最適な配光パターンを形成することが可能となる。

半導体発光素子１２からの光（半導体発光素子１２の光源像）は、リフレクタ１４で反射されて車両前方へ投影され、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にＡＦＳオン時の配光パターンＰ２を形成する（図４（ｂ）、図５（ｂ）参照）。

図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、可動シェード１６は、アーム１６ａ及び遮光部１６ｂ等を備えている。

アーム１６ａは、板状の放熱部材２０に形成された開口に挿入されるとともに、その略中央を中心に車両前後方向に揺動できるように、放熱部材２０に連結されている。アーム１６ａの下端には、車両後方側に向かって延びる板状の遮光部１６ｂが形成されており、アーム１６ａの上端には、アクチュエータ１８としてのソレノイドのプランジャー１８ａが連結されている。

図２（ａ）に示すように、リターンスプリング（図示せず）の作用によりプランジャー１８ａが車両前方側へ突出すると、遮光部１６ｂは、半導体発光素子１２の発光面１２ａのうち車両前方側の長辺を含む一部領域を覆うＡＦＳオフ位置へ位置させられる（図２（ａ）、図３（ａ）参照）。このＡＦＳオフ位置においては、半導体発光素子１２からの光は、リフレクタ１４で反射され、上部がカットされた光源像として車両前方へ投影されて、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にＡＦＳオフ時の配光パターンＰ１を形成する（図４（ａ）、図５（ａ）参照）。図５（ａ）は、ＡＦＳオフ時の配光パターンＰ１と他の光学ユニットにより形成された配光パターンとからなる合成配光パターンの例である。路面には、図６（ａ）に示すように、左右に配置された車両用灯具１０からの光により、路面配光Ｐ３Ｒ、Ｐ３Ｌが形成される。

ＡＦＳオフ時の配光パターンＰ１は、半導体発光素子１２の発光面１２ａの一部領域が覆われて光源像の上部がカットされる分、水平線Ｈ−Ｈから距離Ｈ１下方に配置される。これにより、車両から遠方部分を照射せず、車両の近傍のみを照射することが可能となる。この場合、運転者から見たとき、ガードレールや壁からの反射光が少ない配光パターンとなるため、ＡＦＳオフ時における適正な配光パターンを形成することが可能となり、直線路走行時に運転者に眩惑を与えるのを防止又は低減することが可能となる。

次に、ハンドルの舵角や車速等に基づいてＡＦＳオンに対応する電気信号が入力されると（例えば交差点走行時）、図２（ｂ）に示すように、ソレノイドの作用によりプランジャー１８ａが車両後方側へ引きこまれる。これにより、アーム１６ａが図２（ａ）、図３（ａ）中時計回りに所定量回転させられて、遮光部１６ｂは、半導体発光素子１２の発光面１２ａを覆わないＡＦＳオン位置へ位置させられる（図２（ｂ）、図３（ｂ）参照）。このＡＦＳオン位置においては、半導体発光素子１２からの光は、リフレクタ１４で反射され、上部がカットされない光源像として車両前方へ投影されて、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にＡＦＳオン時の配光パターンＰ２を形成する（図４（ｂ）、図５（ｂ）参照）。図５（ｂ）は、ＡＦＳオン時の配光パターンＰ２と他の光学ユニットにより形成された配光パターンとからなる合成配光パターンの例である。路面には、図６（ｂ）に示すように、左右に配置された車両用灯具１０からの光により、路面配光Ｐ４Ｒ、Ｐ４Ｌが形成される。なお、旋回方向に配置された車両用灯具１０のみを点灯するように制御することで、路面配光Ｐ４Ｒ又はＰ４Ｌのいずれか一方を形成するようにしてもよい。

ＡＦＳオン時の配光パターンＰ２は、半導体発光素子１２の発光面１２ａが覆われず光源像の上部がカットされない分、水平線Ｈ−Ｈから距離Ｈ２（Ｈ２＜Ｈ１）下方に配置される。これにより、車両から遠方部分も照射することが可能となるため、旋回走行時に旋回方向の視認性を確保することが可能となる。

一方、ハンドルの舵角や車速等に基づいてＡＦＳオフに対応する電気信号が入力されると（例えば直線路走行時）、リターンスプリング（図示せず）の作用によりプランジャー１８ａが車両前方側へ突出する。これにより、アーム１６ａが図２（ｂ）、図３（ｂ）中反時計回りに所定量回転させられて、遮光部１６ｂは、半導体発光素子１２の発光面１２ａを覆うＡＦＳオフ位置へ位置させられる（図２（ａ）、図３（ａ）参照）。

以上説明したように、本実施形態の車両用灯具１０によれば、半導体発光素子１２のうち車両前方に投影される光源像の上部に対応する領域（本実施形態では半導体発光素子１２の発光面１２ａのうち車両前方側の長辺を含む一部領域。図２（ａ）、図３（ａ）参照）を覆うＡＦＳオン位置又は当該領域を覆わないＡＦＳオフ位置に位置させられる可動シェード１６（遮光部１６ｂ）の作用により、旋回走行時（ＡＦＳオン時）に旋回方向の視認性を確保しつつ、直線路走行時（ＡＦＳオフ時）に運転者に眩惑を与えるのを防止又は低減することが可能となる車両用灯具を提供することが可能となる。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、半導体発光素子１２の光源像を車両前方に投影する光学系として、リフレクタ１４を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７に示すように、半導体発光素子１２の光源像を車両前方に投影する光学系として、車両前方側に配置された出射面３１ａを含む前面３１、車両後方側に配置された反射面３２ａとつなぎ面３２ｂ、３２ｃとを含む背面３２、入射面３３ａを含む底面３３、上面３４、側面３５、３６で囲まれた中実のレンズ体３０（導光レンズ）を用いてもよい。レンズ体３０は、例えば、可視光領域で透明な樹脂（例えば、アクリルやポリカーボネイト等の透明材料）を射出成形することで（又はガラス材料で）形成可能である。

入射面３３ａは、発光面を上に向けた姿勢で配置された半導体発光素子１２からの光がレンズ体３０内部に入光するレンズ面であり（図７中、レンズ体３０内部に向かって凹んだ半球形状の入射面３３ａを例示）、底面３３に形成されている。

反射面３２ａは、入射面３３ａからレンズ体３０内部へ入射した半導体発光素子１２からの入射光を予め定められた方向へ反射し所定配光パターンを形成するように構成された反射面（例えば回転放物面系の反射面）であり、例えば、背面３２のうち底面３３の背面側端縁から上面３４の背面側端縁まで延びる二本のラインＬ１、Ｌ２の間の領域に、アルミニウム等の金属による蒸着処理を施すことにより形成されている。

つなぎ面３２ｂは、所定配光パターンを形成するためには用いられずレンズ体３０の形状を成立させるために用いられる面であり、背面３２のうち反射面３２ａの周囲領域（図７中、ラインＬ１と側面３５の背面側端縁Ｌ３との間の領域を例示）に形成されている。同様に、つなぎ面３２ｃは、所定配光パターンを形成するためには用いられずレンズ体３０の形状を成立させるために用いられる面であり、背面３２のうち反射面３２ａの周囲領域（図７中、ラインＬ２と側面３６の背面側端縁Ｌ４との間の領域を例示）に形成されている。

出射面３１ａは、反射面３２ａからの反射光が出射するレンズ面であり、前面３１に形成されている。

上記構成のレンズ体３０と、上記実施形態で説明した可動シェード１６、アクチュエータ１８とを組み合わせることによっても、半導体発光素子１２のうち車両前方に投影される光源像の上部に対応する領域（本実施形態では半導体発光素子１２の発光面１２ａのうち車両後方側の長辺を含む一部領域）を覆うＡＦＳオン位置又は当該領域を覆わないＡＦＳオフ位置に位置させられる可動シェード１６（遮光部１６ｂ）の作用により、旋回走行時（ＡＦＳオン時）に旋回方向の視認性を確保しつつ、直線路走行時（ＡＦＳオフ時）に運転者に眩惑を与えるのを防止又は低減することが可能となる車両用灯具を提供することが可能となる。
本変形例においては、可動シェード１６がＡＦＳオフ位置に位置した場合には、半導体発光素子１２からの光は、レンズ体３０で導光され、上部がカットされた光源像として車両前方へ投影されて、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にＡＦＳオフ時の配光パターンＰ５を形成する（図８（ａ）参照）。一方、可動シェード１６がＡＦＳオン位置に位置した場合には、半導体発光素子１２からの光は、レンズ体３０で導光され、上部がカットされない光源像として車両前方へ投影されて、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にＡＦＳオン時の配光パターンＰ６を形成する（図８（ｂ）参照）。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１０…車両用灯具、１２…半導体発光素子、１２ａ…発光面、１４…リフレクタ、１６…可動シェード、１６ａ…アーム、１６ｂ…遮光部、１８…アクチュエータ、１８ａ…プランジャー、２０…放熱部材、３０…レンズ体、３１…前面、３１ａ…出射面、３２…背面、３３…底面、３４…上面、３５…側面、３６…側面

Claims (2)

1. 半導体発光素子と、
   前記半導体発光素子の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上、かつ、水平線よりも下に配置される所定配光パターンを形成するように構成された光学系と、
   前記半導体発光素子と前記光学系との間に配置された可動シェードと、
   前記可動シェードに連結され、前記可動シェードの遮光部を移動させるためのアクチュエータと、
   を備えた配光可動型の車両用灯具において、
   前記光学系の光軸は、前記車両進行方向に対し外側に所定角度向いており、
   前記光学系は、前記半導体発光素子からの光が入光する入射面と、当該入光した光が反射する反射面と、当該入光した光が出射する出射面とを備えた中実の導光レンズを含んでおり、
   前記入射面は、前記半導体発光素子に対向して形成され、
   前記出射面は、照射方向前方側の前面に形成され、
   前記導光レンズの背面の一部には、前記反射面が形成されており、
   前記遮光部は、電気信号に応じて前記アクチュエータにより直線路走行時の第１の位置と旋回走行時の第２の位置に移動し、
   前記第１の位置は、前記半導体発光素子の一部の領域を覆って、前記配光パターンが前記仮想鉛直スクリーン上において水平線よりも所定距離下に配置するものとして、路面配光において車両近傍を照射する位置であり、
   前記第２の位置は、前記配光パターンが前記仮想鉛直スクリーン上において、前記第１の位置における前記所定距離に比べて小さい距離で水平線よりも下に配置され、路面配光において前記第１の位置よりも車両遠方を照射する位置である、
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記導光レンズは、アクリル、ポリカーボネイト又はガラス材料により形成さ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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