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JP5305100B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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JP5305100B2
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Description

本発明は、車両用灯具に係り、特に合成配光パターンにダークゾーンが形成されるのを防止することが可能な車両用灯具に関する。
従来、複数の配光パターンからなる合成配光パターンを形成する車両用灯具が知られている(例えば特許文献1参照)。
図6は、複数の配光パターンからなる合成配光パターンを形成する車両用灯具の例である。図7は、図6に示した車両用灯具において用いられるシェードの斜視図である。
図6に示すように、従来の複数の配光パターンからなる合成配光パターンを形成する車両用灯具200は、投影レンズ210、LED光源220、LED光源220の照射方向に配置された第1反射面230、投影レンズ210とLED光源220との間に配置されたシェード240を備えている。図7に示すように、シェード240の上面241は、第1湾曲端縁e1aを投影レンズ210側からLED光源220側に水平方向に引き延ばした形状に相当する上段反射面241a、第1湾曲端縁e1aに連続し斜め下方に延びる傾斜端縁e1bを投影レンズ210側からLED光源220側に水平方向に引き延ばした形状に相当する傾斜反射面241b、傾斜端縁e1bに連続する第2湾曲端縁e1cを投影レンズ210側からLED光源220側に水平方向に引き延ばした形状に相当する下段反射面241cを含んでいる。
上記構成の車両用灯具200においては、図6に示すように、第1反射面230に到達したLED光源220からの照射光Ray1は、当該第1反射面230で反射され、シェード240の上面241の傾斜端縁e1b近傍に集光した後投影レンズ210を透過し、投影レンズ側端縁(第1湾曲端縁e1a、傾斜端縁e1b、第2湾曲端縁e1b)によって規定されるカットオフラインCLa〜CLcを有する上下方向及び左右方向にワイドな基本配光パターンP0(図9参照)を形成する。
また、上段反射面241aに到達した第1反射面230からの反射光Ray2は、当該上段反射面241aで反射され、投影レンズ10を透過し第1湾曲端縁e1aによって規定されるカットオフラインCLaを有しかつ基本配光パターンP0に重畳される第1付加配光パターンP1(図9参照)を形成する。
また、傾斜反射面241bに到達した第1反射面230からの反射光Ray2は、当該傾斜反射面241bで反射され、投影レンズ10を透過し傾斜端縁e1bによって規定されるカットオフラインCLbを有しかつ基本配光パターンP0に重畳される第2付加配光パターンP2(図9参照)を形成する。
また、下段反射面241cに到達した第1反射面230からの反射光Ray2は、当該下段反射面241cで反射され、投影レンズ10を透過し第2湾曲端縁e1cによって規定されるカットオフラインCLcを有しかつ基本配光パターンP0に重畳される第3付加配光パターンP3(図9参照)を形成する。
以上のようにして、各反射面230、241a〜241cそれぞれにより形成される複数の配光パターンP0〜P3からなる合成配光パターンPが形成される(図9参照)。
特許第4080780号公報
しかしながら、上記車両用灯具200においては、上段反射面241aと下段反射面241cとがそれぞれ灯具光軸AXに対して左右両側に配置され、両反射面241a、241cが傾斜反射面241bを介して連続しており、それぞれの高さ位置が異なる構成であるため(図7、図8参照)、これ起因して、図9に示すように、上段反射面241a及び下段反射面241cそれぞれが互いに分離した個々の配光パターンP1、P3を形成することとなる。このため、合成配光パターンP中の配光パターンP1とP3との間の領域にダークゾーンD(周囲光度よりも相対的に光度が低い領域)が形成される(図9、図10参照)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、合成配光パターンにダークゾーン(周囲光度よりも相対的に光度が低い領域)が形成されるのを防止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。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、投影レンズ、LED光源、シェード、第1反射面を備える車両用灯具において、前記シェードは、その上面の投影レンズ側端縁を前記投影レンズの焦点近傍に位置させた状態で、前記投影レンズとLED光源との間に配置されており、前記第1反射面は、前記LED光源の照射方向に配置され、当該第1反射面に到達し反射される前記LED光源からの照射光が、前記投影レンズ側端縁近傍に集光した後前記投影レンズを透過し前記投影レンズ側端縁によって規定されるカットオフラインを有する基本配光パターンを形成するように構成された反射面であり、前記シェードの上面は、少なくとも第2反射面、第3反射面、第4反射面を含んでおり、前記第2反射面は、当該第2反射面に到達し反射される前記第1反射面からの反射光が、前記投影レンズを透過し前記投影レンズ側端縁によって規定されるカットオフラインを有しかつ前記基本配光パターンに重畳される第1付加配光パターンを形成するように構成された同一平面の反射面であり、前記第3反射面は、当該第3反射面に到達し反射される前記第1反射面からの反射光が、前記投影レンズを透過し前記カットオフラインに沿って延びかつ前記基本配光パターンに重畳される第2付加配光パターンを形成するように構成された反射面であって、前記シェードの上面のうち前記投影レンズ側端縁に沿って延びる段差部の上面に形成された反射面であり、前記第4反射面は、当該第4反射面に到達する前記第1反射面からの反射光を前記投影レンズに入射しない方向に反射するように構成された反射面であって、前記段差部の上面の前記投影レンズ側端縁とは反対側の端縁から斜め下方に向かって傾斜し前記第2反射面に連続する反射面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、第2反射面(従来の上段反射面と下段反射面とに相当)は、従来とは異なり高さ位置が異ならない同一反射面であるため、従来のように分離した個々の配光パターンではなく連続した単一の配光パターンを形成することとなる。これにより、合成配光パターンに従来の上段反射面及び下段反射面それぞれの高さ位置が異なることに起因するダークゾーンが形成されるのを防止することが可能となる。また、ダークゾーンが形成されるのを防止することが可能となるため、合成配光パターンの均一性確保、及び、カットオフライン付近の視認性向上が可能となる。
また、請求項1に記載の発明によれば、第4反射面の作用により、第2付加配光パターン直下領域の光度が増加しないため、第4反射面を設けない場合と比べ、第2付加配光パターン直下領域と第1付加配光パターンとの間の光度差に起因するダークゾーンが新たに形成されるのを防止することが可能となる。
しかし、単に第4反射面を設けただけでは当該第4反射面の作用により第2付加配光パターン直下領域の光度が増加しないため、カットオフラインが不明瞭となる恐れがある。
請求項1に記載の発明によれば、第3反射面の作用により、基本配光パターンのカットオフラインに沿って延びかつ基本配光パターンに重畳される第2付加配光パターンが形成されるため、第4反射面の作用により第2付加配光パターン直下領域の光度が増加しないにもかかわらず、明瞭なカットオフラインを有する合成配光パターンを形成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、前記第3反射面の幅は、1mm以下に設定されていることを特徴とする。
第3反射面の幅が広がるとそれに応じて第2付加配光パターンの幅も上下方向に広がることとなり、第3反射面の幅が1mmを超えると、その上下方向に広がった第2付加配光パターンと第1付加配光パターンとの間の光度差に起因するダークゾーンが新たに形成されることとなる。
請求項2に記載の発明によれば、第3反射面の幅は1mm以下に設定されているため、第2付加配光パターンの幅(上下幅)はカットオフラインの形成に必要な最低限の幅となる。このため、第2付加配光パターンと第1付加配光パターンとの間の光度差に起因するダークゾーンが新たに形成されるのを防止することが可能となる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記第4反射面の水平面に対する傾斜角度は、5〜30度の範囲に設定されていることを特徴とする。
第4反射面の水平面に対する傾斜角度が5度未満であると、第4反射面からの反射光が投影レンズに入射し新たなダークゾーンの原因となるし、一方、傾斜角度が30度を超えると、第1反射面からの反射光が第4反射面によって遮蔽され基本配光パターン等に影響を及ぼすこととなる。
請求項3によれば、第4反射面の水平面に対する傾斜角度は、5〜30度の範囲に設定されているため、第4反射面からの反射光が投影レンズに入射し新たなダークゾーンの原因となること、及び、第1反射面からの反射光が第4反射面によって遮蔽され基本配光パターン等に影響を及ぼすこと、を防止することが可能となる。
本発明によれば合成配光パターンにダークゾーン(周囲光度よりも相対的に光度が低い領域)が形成されるのを防止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。
本発明の実施形態である車両用灯具100の全体構成を説明するための図である。 車両用灯具100に用いられるシェード40の斜視図である。 図1中点線の円で囲んだ範囲の拡大図(図2中A−A断面図)である。 車両用灯具100により所定位置に配置された垂直スクリーン上に形成される合成配光パターンPの例である。 車両用灯具100により路上に形成される合成配光パターンPの例である。 従来の車両用灯具200の全体構成を説明するための図である。 従来の車両用灯具200に用いられるシェード240の斜視図である。 図6中点線の円で囲んだ範囲の拡大図(図7中B−B断面図)である。 従来の車両用灯具200により所定位置に配置された垂直スクリーン上に形成される合成配光パターンPの例である。 従来の車両用灯具200により路上に形成される合成配光パターンPの例である。
以下、本発明の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100は、自動車等の車両のヘッドランプに適用されるものであり、図1に示すように、車両前方側に配置される投影レンズ10、車両後方側に配置されるLED光源20、LED光源20の照射方向に配置された第1反射面30、投影レンズ10とLED光源20との間に配置されたシェード40等を備えている。
投影レンズ10は、焦点FがLED光源20側に位置するように配置された非球面の集光レンズである。
LED光源20は、例えば、一つ又は複数のLEDチップをパッケージ化したLED光源であり、照射方向が上向き(図1では車両後方斜め上向きを例示)となるように、例えば、ヒートシンク50の上面51に固定されている。
第1反射面30は、当該第1反射面30に到達し反射されるLED光源20からの照射光Ray1(図1参照)が、シェード40の上面41の投影レンズ側端縁e1近傍に集光した後投影レンズ10を透過し、投影レンズ側端縁e1によって規定されるカットオフラインCLa〜CLcを有する基本配光パターンP0(図4参照)を形成するように構成された反射面であり、例えば、第1焦点がLED光源20近傍に設定され、第2焦点がシェード40の上面41の投影レンズ側端縁e1の中央近傍に設定された回転楕円系の反射面である。
シェード40は、第1反射面30からの反射光の一部を遮光しカットオフラインを形成するための部材であり、図1に示すように、その上面41の投影レンズ側端縁e1(の略中央)を投影レンズ10の焦点F近傍に位置させた状態で、投影レンズ10とLED光源20との間に配置されている。
図2に示すように、シェード40の上面41は、第2反射面41a、第3反射面41b、第4反射面41c、第5反射面41dを含んでいる。
シェード40の上面41の投影レンズ側端縁e1は、投影レンズ10の収差を考慮し明瞭なカットオフラインを形成するため、第1湾曲端縁e1a、当該第1湾曲端縁e1aに連続し斜め下方に延びる傾斜端縁e1b、当該傾斜端縁e1bに連続する第2湾曲端縁e1cを含む概略円弧形状に形成されている。
第2反射面41aは、当該第2反射面41aに到達し反射される第1反射面30からの反射光が、投影レンズ10を透過し投影レンズ側端縁e1によって規定されるカットオフラインCLa〜CLcを有しかつ基本配光パターンP0に重畳される第1付加配光パターンP1(図4参照)を形成するように構成された反射面であり、例えば、図1、図2に示すように、第2湾曲端縁e1cを含む水平面内に形成された同一平面の反射面である。すなわち、第2反射面41aは、図2に示すように、灯具光軸AXに対して左右両側にそれぞれ配置された反射面41a1、41a2(従来の上段反射面及び下段反射面に相当)を含んでいるが、これら左右両側の反射面41a1、41a2は従来とは異なり高さ位置が異ならない同一平面の反射面である。
第3反射面41bは、当該第3反射面41bに到達し反射される第1反射面30からの反射光が、投影レンズ10を透過し投影レンズ側端縁e1(第1湾曲端縁e1a)によって規定されるカットオフラインCLaに沿って延びかつ基本配光パターンP0に重畳される第2付加配光パターンP2(図4参照)を形成するように構成された反射面であり、例えば、図2に示すように、シェード40の上面41のうち投影レンズ側端縁e1(第1湾曲端縁e1a)に沿って延びる段差部42の上面に形成された平面の反射面(第1湾曲端縁e1aを含む水平面内に含まれている)である。
第3反射面41bの幅αは、カットオフラインの形成に必要な最低限の幅であることが好ましい。第3反射面41bの幅αが広がるとそれに応じて第2付加配光パターンP2幅も上下方向に広がることとなり、第3反射面41bの幅αが1mmを超えると、その上下方向に広がった第2付加配光パターンP2と第1付加配光パターンP1との間の光度差に起因するダークゾーンが新たに形成されることとなる。したがって、この新たなダークゾーンを防止するには、第3反射面41bの幅αを1mm程度に設定するのが好ましく、1mm以下に設定するのがより好ましい。
第4反射面41cは、当該第4反射面41cに到達した第1反射面30からの反射光Ray2(図1参照)を投影レンズ10に入射しない方向に反射するように構成された反射面であり、例えば、図2等に示すように、段差部42の上面(すなわち第3反射面41b)の投影レンズ側端縁e1とは反対側の端縁e1a´から斜め下方に向かって傾斜し第2反射面41aに連続する傾斜した反射面である。
第4反射面41cの水平面に対する傾斜角度β(図3参照)が5度未満であると、第4反射面41cからの反射光が投影レンズ10に入射し新たなダークゾーンの原因となるし、一方、傾斜角度βが30度を超えると、第1反射面30からの反射光が第4反射面41cによって遮蔽され基本配光パターンP0等に影響を及ぼすこととなる。したがって、これを防止するには、第4反射面41cの水平面に対する傾斜角度β(図3参照)を5〜30度の範囲に設定するのが好ましい。
第5反射面41dは、当該第5反射面41dに到達し反射される第1反射面30からの反射光が、投影レンズ10を透過し投影レンズ側端縁e1(傾斜端縁e1b)によって規定される斜めカットオフラインCLbに沿って延びかつ基本配光パターンP0に重畳される第3付加配光パターンP3(図4参照)を形成するように構成された反射面であり、例えば、図2に示すように、第2反射面41aの端部41a1から斜め下方に向かって傾斜し第2反射面41aに連続する傾斜した反射面である。第5反射面41dは、シェード40の上面41の傾斜端縁e1bを水平方向に所定量LED光源20側へ引き延ばすことで形成される反射面に相当する。
上記構成の車両用灯具100においては、図1に示すように、第1反射面30に到達したLED光源20からの照射光Ray1は、当該第1反射面30で反射され、シェード40の上面41の投影レンズ側端縁e1近傍(第1反射面30の第2焦点)に集光した後投影レンズ10を透過し、投影レンズ側端縁e1によって規定されるカットオフラインCLa〜CLcを有する上下方向及び左右方向にワイドな基本配光パターンP0(図4参照)を形成する。
また、第2反射面41aに到達した第1反射面30からの反射光は、当該第2反射面41aで反射され、投影レンズ10を透過し投影レンズ側端縁e1によって規定されるカットオフラインCLa〜CLcを有しかつ基本配光パターンP0に重畳される第1付加配光パターンP1(図4参照)を形成する。第2反射面41a(従来の上段反射面と下段反射面とに相当)は従来とは異なり高さ位置が異ならない同一平面の反射面であるため(図2、図3参照)、従来のように左右に分離した個々の配光パターン(図9参照)ではなく左右に連続した単一の配光パターンP1(図4参照)を形成することとなる。これにより、合成配光パターンP(図4参照)に従来の上段反射面及び下段反射面それぞれの高さ位置が異なることに起因するダークゾーンが形成されるのを防止することが可能となる(図4、図5参照)。
また、第3反射面41bに到達した第2反射面30からの反射光は、当該第3反射面41bで反射され、投影レンズ10を透過し投影レンズ側端縁e1(第1湾曲端縁e1a)によって規定されるカットオフラインCLaに沿って延びかつ基本配光パターンP0に重畳される第2付加配光パターンP2(図4参照)を形成する。この第3反射面41bの作用により、明瞭なカットオフラインCLaを有する合成配光パターンP(図4参照)を形成することが可能となる。
また、図1に示すように、第4反射面41cに到達した第2反射面30からの反射光Ray2は、当該第4反射面41cで投影レンズ10に入射しない方向に反射される。この第4反射面41cの作用により、第2付加配光パターンP2直下領域A(図4参照)の光度が増加しないため、第4反射面41cを設けない場合と比べ、第2付加配光パターンP2直下領域Aと第1付加配光パターンP1との間の光度差に起因するダークゾーンが新たに形成されるのを防止することが可能となる。
また、第5反射面41dに到達した第2反射面30からの反射光は、当該第5反射面41dで反射され、投影レンズ10を透過し投影レンズ側端縁e1(傾斜端縁e1b)によって規定される斜めカットオフラインCLbに沿って延びかつ基本配光パターンP0に重畳される第3付加配光パターンP3(図4参照)を形成する。この第5反射面41dの作用により、明瞭な斜めカットオフラインCLbを有する合成配光パターンP(図4参照)を形成することが可能となる。
以上のようにして、各反射面30、41a〜41dそれぞれにより形成される各配光パターンP0〜P3からなる合成配光パターンPが形成される(図4参照)。
以上説明したように、本実施形態によれば、第2反射面41a(従来の上段反射面と下段反射面とに相当)は従来とは異なり高さ位置が異ならない同一平面の反射面であるため(図2、図3参照)、従来のように左右に分離した個々の配光パターン(図9参照)ではなく左右に連続した単一の配光パターンP1(図4参照)を形成することとなる。これにより、合成配光パターンP(図4参照)に従来の上段反射面及び下段反射面それぞれの高さ位置が異なることに起因するダークゾーンが形成されるのを防止することが可能となる(図4、図5参照)。また、ダークゾーンが形成されるのを防止することが可能となるため、合成配光パターンP(図4参照)の均一性確保、及び、カットオフラインCLa付近の視認性向上が可能となる。
また、本実施形態によれば、第4反射面41cの作用により、第2付加配光パターンP2直下領域A(図4参照)の光度が増加しないため、第4反射面41cを設けない場合と比べ、第2付加配光パターンP2直下領域Aと第1付加配光パターンP1との間の光度差に起因するダークゾーンが新たに形成されるのを防止することが可能となる。
しかし、単に第4反射面41cを設けただけでは当該第4反射面41cの作用により第2付加配光パターンP2直下領域Aの光度が増加しないため、カットオフラインCLaが不明瞭となる恐れがある。
本実施形態によれば、第3反射面41bの作用により、基本配光パターンP0のカットオフラインCLaに沿って延びかつ基本配光パターンP0に重畳される第2付加配光パターンP2が形成されるため、第4反射面41cの作用により第2付加配光パターンP2直下領域Aの光度が増加しないにもかかわらず、明瞭なカットオフラインCLaを有する合成配光パターンP(図4参照)を形成することが可能となる。
また、本実施形態によれば、第3反射面41bの幅αは、1mm以下に設定されているため、第2付加配光パターンP2の幅(上下幅)はカットオフラインCLaの形成に必要な最低限の幅となる。このため、第2付加配光パターンP2と第1付加配光パターンP1との間の光度差に起因するダークゾーンが新たに形成されるのを防止することが可能となる。
また、本実施形態によれば、第4反射面41cの水平面に対する傾斜角度は、5〜30度の範囲に設定されているため、第4反射面41cからの反射光が投影レンズ10に入射し新たなダークゾーンの原因となること、及び、第1反射面30からの反射光が第4反射面41cによって遮蔽され基本配光パターンP0等に影響を及ぼすこと、を防止することが可能となる。
次に、変形例について説明する。
上記実施形態においては、第5反射面41dを設けた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第5反射面41dについては必要に応じて省略することが可能である。
また、上記実施形態においては、右側通行の場合に適用される車両用灯具100の例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図2に示したシェード40を左右反転させることで左側通行の場合にも適用することが可能である。
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。
100…車両用灯具、10…投影レンズ、20…LED光源、30…第1反射面、40…シェード、50…ヒートシンク

Claims (3)

  1. 投影レンズ、LED光源、シェード、第1反射面を備える車両用灯具において、
    前記シェードは、その上面の投影レンズ側端縁を前記投影レンズの焦点近傍に位置させた状態で、前記投影レンズとLED光源との間に配置されており、
    前記第1反射面は、前記LED光源の照射方向に配置され、当該第1反射面に到達し反射される前記LED光源からの照射光が、前記投影レンズ側端縁近傍に集光した後前記投影レンズを透過し前記投影レンズ側端縁によって規定されるカットオフラインを有する基本配光パターンを形成するように構成された反射面であり、
    前記シェードの上面は、少なくとも第2反射面、第3反射面、第4反射面を含んでおり、
    前記第2反射面は、当該第2反射面に到達し反射される前記第1反射面からの反射光が、前記投影レンズを透過し前記投影レンズ側端縁によって規定されるカットオフラインを有しかつ前記基本配光パターンに重畳される第1付加配光パターンを形成するように構成された同一平面の反射面であり、
    前記第3反射面は、当該第3反射面に到達し反射される前記第1反射面からの反射光が、前記投影レンズを透過し前記カットオフラインに沿って延びかつ前記基本配光パターンに重畳される第2付加配光パターンを形成するように構成された反射面であって、前記シェードの上面のうち前記投影レンズ側端縁に沿って延びる段差部の上面に形成された反射面であり、
    前記第4反射面は、当該第4反射面に到達する前記第1反射面からの反射光を前記投影レンズに入射しない方向に反射するように構成された反射面であって、前記段差部の上面の前記投影レンズ側端縁とは反対側の端縁から斜め下方に向かって傾斜し前記第2反射面に連続する反射面であることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記第3反射面の幅は、1mm以下に設定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。
  3. 前記第4反射面の水平面に対する傾斜角度は、5〜30度の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用灯具。
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