(57)【要約】【課題】視認性の高い配光パターンを形成可能な車両用前照灯を提供する。【解決手段】車両用灯具２０は、第一レンズ部３１とその上方に設けられた第二レンズ部３２とを有する投影レンズと、第一光源ユニット８０とその下方に配置された第二光源ユニット９０とを有する。第一光源ユニット８０は、第一光源８１と、第一光源８１からの直接光を第一レンズ部３１に向けて反射させる第一リフレクタ８２と、第一リフレクタ８２からの反射光Ｌ１，Ｌ２の一部を遮蔽して配光パターンＰ１のカットオフラインＣＬを形成するシェード６３と、を備える。第二光源ユニット９０は、第二光源９１と、第二光源９１からの直接光を第二レンズ部３１に向けて反射させる第二リフレクタ９２と、を備える。第二レンズ部３２の後方側焦点ｆ２は第一レンズ部３１の後方側焦点ｆ１よりも下方に位置している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一レンズ部と、前記第一レンズ部の上方に設けられた第二レンズ部と、を有する投影レンズと、
前記投影レンズの後方側に配置された第一光源ユニットと、前記投影レンズの後方側で前記第一光源ユニットの下方に配置された第二光源ユニットと、を有し、
前記第一光源ユニットは、
前記第一レンズ部の後方側焦点よりも後方に配置された第一光源と、
前記第一光源から出射された直接光を前記第一レンズ部に向けて反射させる第一リフレクタと、
前記第一レンズ部と前記第一光源との間に配置されて前記第一リフレクタからの反射光の一部を遮蔽して配光パターンのカットオフラインを形成するシェードと、を備え、
前記第二光源ユニットは、
前記第二レンズ部の後方側焦点よりも後方に配置された第二光源と、
前記第二光源から出射された直接光を前記第二レンズ部に向けて反射させる第二リフレクタと、を備え、
前記第二レンズ部の後方側焦点は前記第一レンズ部の後方側焦点よりも下方に位置している、車両用灯具。
【請求項２】
前記前記第一光源ユニットからの光の少なくとも一部が、前記第二レンズ部の後方側レンズ面に入射して前記第一レンズ部の前方側レンズ面から前方に出射される、請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記第一光源と前記第一レンズ部の後方側焦点を結ぶ直線が前記第二光源と前記第二レンズ部の後方側焦点を結ぶ直線に対して傾斜されている、請求項１または２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記第一レンズ部の前方側レンズ面は前記第二レンズ部の前方側レンズ面と滑らかに接続されており、前記第一レンズ部の後方側レンズ面も前記第二レンズ部の後方側レンズ面と滑らかに接続されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記シェードは、前記第一光源から前記第一レンズ部の後方側焦点近傍まで延びる平坦な上面を有し、前記シェードの上面に付加反射面が形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
第一光源ユニットと、第二光源ユニットと、第一光源ユニットおよび第二光源ユニットからの光を灯具前方に出射させる投影レンズを備えた車両用灯具が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の車両用灯具は、第一光源ユニットを点灯させてロービーム配光パターンを形成し、第一光源ユニットと第二光源ユニットとをともに点灯させてハイビーム配光パターンとを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４１３７６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで特許文献１に記載の灯具ユニットのように、二つの光源ユニットから出射される光によってハイビーム配光パターンを形成するときに、第一光源ユニットが照射する照射領域と第二光源ユニットが照射する照射領域との間に暗部が形成されてしまいやすい。このため、このような灯具ユニットにおいては、暗部に起因して視認性が低下しやすい。
【０００５】
そこで本発明は、視認性に優れた車両用灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決することのできる本発明の車両用灯具は、
第一レンズ部と、前記第一レンズ部の上方に設けられた第二レンズ部と、を有する投影レンズと、
前記投影レンズの後方側に配置された第一光源ユニットと、前記投影レンズの後方側で前記第一光源ユニットの下方に配置された第二光源ユニットと、を有し、
前記第一光源ユニットは、
前記第一レンズ部の後方側焦点よりも後方に配置された第一光源と、
前記第一光源から出射された直接光を前記第一レンズ部に向けて反射させる第一リフレクタと、
前記第一レンズ部と前記第一光源との間に配置されて前記第一リフレクタからの反射光の一部を遮蔽して配光パターンのカットオフラインを形成するシェードと、を備え、
前記第二光源ユニットは、
前記第二レンズ部の後方側焦点よりも後方に配置された第二光源と、
前記第二光源から出射された直接光を前記第二レンズ部に向けて反射させる第二リフレクタと、を備え、
前記第二レンズ部の後方側焦点は前記第一レンズ部の後方側焦点よりも下方に位置している。
【０００７】
本発明に係る車両用灯具によれば、第二レンズ部の後方側焦点が第一レンズ部の後方側焦点よりも下方に位置している。このため、第二光源ユニットからの光をシェードによって遮られることなく第二レンズ部に入射させることができる。これにより、第二光源ユニットからの光によって形成される上側照射領域は、その下端部がシェードで遮られること無く、下方に広がって形成される。これにより、第一光源ユニットからの光によって形成される下側照射領域と第二光源ユニットからの光によって形成される上側照射領域との間に暗部が生じず、視認性の高い車両用灯具が提供される。
【０００８】
上記本発明に係る車両用灯具において、
前記第一光源ユニットからの光の少なくとも一部が、前記第二レンズ部の後方側レンズ面に入射して前記第一レンズ部の前方側レンズ面から前方に出射されてもよい。
本発明に係る車両用灯具によれば、第二レンズ部の後方側レンズ面に、第一光源ユニットおよび第二光源ユニットからの光を入射させることで、投影レンズの上下方向の大きさを小さくすることができる。
【０００９】
上記本発明に係る車両用灯具において、
前記第一光源と前記第一レンズ部の後方側焦点を結ぶ直線が前記第二光源と前記第二レンズ部の後方側焦点を結ぶ直線に対して傾斜されていてもよい。
本発明に係る車両用灯具によれば、第一光源からの直射光を第一レンズ部および第二レンズ部に入射させることにより、第一光源からの光を有効に利用できる。
【００１０】
上記本発明に係る車両用灯具において、
前記第一レンズ部の前方側レンズ面は前記第二レンズ部の前方側レンズ面と滑らかに接続されており、前記第一レンズ部の後方側レンズ面も前記第二レンズ部の後方側レンズ面と滑らかに接続されていてもよい。
本発明に係る車両用灯具によれば、光が投影レンズを通過する際の光のロスが生じにくくなる。
【００１１】
上記本発明に係る車両用灯具において、
前記シェードは、前記第一光源から前記第一レンズ部の後方側焦点近傍まで延びる平坦な上面を有し、前記シェードの上面に付加反射面が形成されていてもよい。
本発明に係る車両用灯具によれば、第一光源から出射されてシェードの上面に入射した光を、付加反射面で第一レンズ部に向けて反射させることにより、第一光源からの光の利用効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、視認性に優れた車両用灯具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用灯具の側面図である。
【図２】図１に示した光源ユニットおよび投影レンズを示す断面図である。
【図３】第一光源を点灯したときの光の経路を示す図である。
【図４】第二光源を点灯したときの光の経路を示す図である。
【図５】配光パターンを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜全体構成＞
以下、本発明の一実施形態に係る車両用灯具を搭載した車両用灯具について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る車両用灯具１００は、ロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとを形成可能な灯具である。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る車両用灯具１００の側面図である。図１に示したように車両用灯具１００は、素通し状のアウタカバー１１と、ランプボディ１２と、灯具ユニット２０とを備えている。灯具ユニット２０は、アウタカバー１１とランプボディ１２により形成される灯室Ｓ内に配置されている。なお以降の説明では、車両用灯具１００の光を出射する方向を前方と呼ぶ。図１においては右側が前方である。
【００１６】
（灯具ユニット）
灯具ユニット２０は、投影レンズ３０と、投影レンズ３０の後方側に設けられた光源ユニット４０と、光源ユニット４０から前方側に延びて投影レンズ３０を固定するレンズホルダ５０とを備えている。
【００１７】
（投影レンズ）
投影レンズ３０は前方側のレンズ面が凸曲面とされ、後方側のレンズ面が平坦面とされている。この投影レンズ３０は上下方向の略中央を境界として下方側に第一レンズ部３１と、第一レンズ部３１の上方側に位置する第二レンズ部３２とを一体的に備えている。
【００１８】
第一レンズ部３１は後方側焦点ｆ１を有する。第二レンズ部３２も同様に後方側焦点ｆ２を有する。第二レンズ部３２の後方側焦点ｆ２は第一レンズ部３１の後方側焦点ｆ１よりも下方に位置されている。
【００１９】
第一レンズ部３１は、平坦な後方側レンズ面３３と、前方に向かって凸曲面の前方側レンズ面３４とを備えている。第二レンズ部３２も、平坦な後方側レンズ面３５と、前方に向かって凸曲面の前方側レンズ面３６とを備えている。後方側レンズ面３３，３５同士および前方側レンズ面３４，３６同士は滑らかに連続されている。
【００２０】
図２は、図１に示した光源ユニット４０および投影レンズ３０を拡大して示す断面図である。図２に示したように光源ユニット４０は、ホルダ６０と、ヒートシンク７０と、第一光源ユニット８０と、第二光源ユニット９０とを一体的に備えている。またホルダ６０の前方部分はシェード６３とされている。
【００２１】
（第一光源ユニット）
第一光源ユニット８０は、後に詳述するように下側照射領域を照射するためのユニットである。第一光源ユニット８０はホルダ６０の前方側の上面６１側に設けられている。第一光源ユニット８０は、第一光源８１と第一リフレクタ８２とシェード６３とを備えている。
第一光源８１はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）であり、その発光面を上方に向けてホルダ６０の上面６１に取り付けられている。
【００２２】
第一リフレクタ８２は第一光源８１の発光面の上方を覆うようにホルダ６０の上面６１に取り付けられている。本実施形態において、第一リフレクタ８２は第一光源８１からの直射光を第一レンズ部３１に向けて反射させる。第一リフレクタ８２は楕円面を基調とする曲面であり、その第一焦点が第一光源８１に位置し、第二焦点がそれよりも前方側（本実施形態では投影レンズ３０内またはその後方側）に位置されている。
【００２３】
ホルダ６０の前方部分はシェード６３として機能する。より具体的には、ホルダ６０の前方部分とは、第一レンズ部３１と第一光源８１との間に位置するホルダ６０の一部である。
このシェード６３の前端の稜線は、ロービーム配光パターンのカットオフラインを形成するための形状とされている。またこのシェード６３の前端の稜線は、第一レンズ部３１の後方側焦点ｆ１の近傍に位置されている。これによりシェード６３は、第一リフレクタ８２からの反射光の一部を遮り、ロービーム配光パターンのカットオフラインを形成する。
【００２４】
シェード６３の上面には付加反射面６４が形成されている。付加反射面６４は、第一リフレクタ８２からの反射光を第二レンズ部３２に向けて反射させる。
【００２５】
（第二光源ユニット）
第二光源ユニット９０は、後に詳述するように上側照射領域を照射するためのユニットであり、第一光源ユニット８０が照射する領域よりも上方を照射する。
本実施形態においては第二光源ユニット９０は第一光源ユニット８０よりも後方側に配置されている。第二光源ユニット９０はホルダ６０の前方側の下面６２側に設けられている。第二光源ユニット９０は第二光源９１と第二リフレクタ９２とを備えている。第二光源９１は第一光源８１と同様にＬＥＤであって、その発光面を下方に向けてホルダ６０の下面６２に取り付けられている。
なお第一光源８１や第二光源９１としてＬＥＤのほかに有機ＥＬ素子などの半導体発光素子やフィラメントバルブなどを用いても良い。
【００２６】
第二リフレクタ９２は第二光源９１の発光面の下方を覆うようにホルダ６０の下面６２に取り付けられている。第二リフレクタ９２は第二光源９１から出射された直射光を第二レンズ部３２に向けて反射させる。第二リフレクタ９２は楕円を基調とする曲面であり、第一焦点が第二光源９１に位置し、第二焦点が第二レンズ部３２の後方側焦点ｆ２の近傍に位置されている。本実施形態において第二リフレクタ９２は、第二リフレクタ９２の後方側の部位ではその第二焦点は後方側焦点ｆ２の近傍に位置し、第二リフレクタ９２の前方側の部位ではその第二焦点が後方側焦点ｆ２より前方に位置する、形状とされている。
【００２７】
このように、ホルダ６０の上面６１側に取り付けられた第一光源ユニット８０からの光は下方の第１レンズ部３１に向かい、ホルダ６０の下面６２側に取り付けられた第二光源ユニット９０からの光は上方の第二レンズ部３２に向かう。そこで本実施形態においては、図２に示すように、第一光源８１と第一レンズ部３１の後方側焦点ｆ１を結ぶ直線ｍ１が、第二光源９１と第二レンズ部３２の後方側焦点ｆ２を結ぶ直線ｍ２に対して傾斜されている。これにより、第一光源８１からの直射光が第一レンズ部３１および第二レンズ部３２に入射する（図３の破線参照）ような灯具ユニット２０の設計が容易になる。これにより、第一光源８１の光の利用効率を高めて、車両用灯具１００が前方に形成する配光パターンの照度を高めることができる。
【００２８】
ヒートシンク７０はホルダ６０の後方側に設けられている。ヒートシンク７０は、ホルダ６０を介して伝えられた第一光源８１および第二光源９１の熱を灯室Ｓ内に逃がす。
【００２９】
＜光の経路および配光パターン＞
次に第一光源８１および第二光源９１を点灯したときの光の経路および形成される配光パターンについて、図３から図５を用いて説明する。
図３は、第一光源８１を点灯したときの光の経路を示す図である。図４は、第二光源９１を点灯したときの光の経路を示す図である。図５は、本実施形態に係る車両用灯具１００が形成する配光パターンを示す模式図である。図５は、灯具の２５ｍ前方に設けられた鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを灯具側から観察した図である。
【００３０】
（第一光源ユニットの光の経路）
図３に示すように、第一光源８１から出射した光Ｌ１，Ｌ２は、楕円面の第一リフレクタ８２によって集光され、第一レンズ部３１に向けて反射される。第一レンズ部３１はこれらの光Ｌ１，Ｌ２を前方に向かって下向きに出射する。これにより、図５に示すように、光Ｌ１，Ｌ２が下側照射領域Ｐ１に照射され、ロービーム配光パターンを形成する。第一光源８１から出射した光Ｌ１，Ｌ２の一部分はシェード６３によって遮られ、下側照射領域Ｐ１にはシェード６３の稜線に対応する形状のカットオフラインＣＬが形成される。
【００３１】
図３に示したように第一リフレクタ８２の後方側の部位は、その第二焦点が第一レンズ部３１の後方側焦点ｆ１近傍に位置する楕円面である。このため第一光源８１から出射されて第一リフレクタ８２の後方側の部位で反射された光Ｌ１は、焦点ｆ１近傍を通過し、第一レンズ部３１の後方側レンズ面３３に入射し、第一レンズ部３１の前方側レンズ面３４から灯具前方に向けて出射される。
【００３２】
一方で第一光源８１から出射されて第一リフレクタ８２の前方側の部位で反射された光Ｌ２は、第一レンズ部３１の後方側焦点ｆ１の上方を通過し、第二レンズ部３２の後方側レンズ面３５に入射し、第一レンズ部３１の前方側レンズ面３４から灯具前方に向けて出射される。
【００３３】
なお第一光源８１から出射されて第一リフレクタ８２で反射された光の一部Ｌ５は付加反射面６４に入射する。付加反射面６４はこの光Ｌ５を第二レンズ部３２に向けて反射させ、下側照射領域Ｐ１の明るさを高めている。
【００３４】
（第二光源ユニットの光の経路）
図４に示したように、第二光源９１から出射した光Ｌ３，Ｌ４は、第二リフレクタ９２によって、第二レンズ部３２に向けて反射される。第二レンズ部３２はこれらの光Ｌ３，Ｌ４を前方の上方側に向かって出射させる。これにより、図５に示すように、第二光源ユニット９０からの光Ｌ３，Ｌ４が上側照射領域を照射Ｐ２する。上側照射領域Ｐ２と、上述した下側照射領域Ｐ１とによってハイビーム配光パターンが形成される。
【００３５】
（効果）
一般に投影レンズは、焦点を含んで光軸に垂直な焦点面に形成される像を上下左右を反転させて前方に投影する。このため、特許文献１のように投影レンズが一つの焦点しか持たない場合には、上側照射領域を照射する光源ユニット（第二光源ユニット）からの光の焦点を下側照射領域を照射する光源ユニット（第一光源ユニット）からの光の焦点に近づけると、焦点面上に形成されるそれぞれの光源ユニットからの光の像が近くなるため、上側照射領域と下側照射領域との間隔が狭まる。
【００３６】
しかしロービーム配光パターンのカットオフラインを形成するために焦点近傍にはシェードが配置されている。このため、第二光源ユニットからの光の焦点を、第一光源ユニットからの光の焦点に近づけると、第二光源ユニットからの光はシェードに遮られてしまう。このため、一つの焦点しか持たない投影レンズを備えた車両用灯具においては、上方側照射領域と下側照射領域との間に不可避的に暗部が形成されてしまっていた。
【００３７】
これに対して上記実施形態に係る車両用灯具１００によれば、投影レンズ３０は第一レンズ部３１と第二レンズ部３２とを備え、第一レンズ部３１の後方側焦点ｆ１および第二レンズ部３２の後方側焦点ｆ２は互いに異なる位置に設定されている。
【００３８】
このため、第二レンズ部３２の焦点ｆ２をホルダ６０の前端部から離れた位置に設定することができる。これにより、第二リフレクタ９２から第二レンズ部２３に入射する光Ｌ３，Ｌ４がホルダ６０によって遮られることがない。このため、図５に示したように下側照射領域Ｐ１のカットオフラインＣＬよりも下方に広がるように、上側照射領域Ｐ２を形成することができる。
また、それぞれの焦点ｆ１，ｆ２の位置や光軸Ａｘ１，Ａｘ２の向きを自在に設定できる。これにより、第一レンズ部３１が照射する下側照射領域Ｐ１と第二レンズ部３２が照射する上側照射領域Ｐ２とが連続するように、焦点位置や光軸の向きを設定できる。
これにより、第一光源８１と第二光源９１とを点灯させてハイビーム配光パターンを形成したときに、下側照射領域Ｐ１と上側照射領域Ｐ２との間に暗部が生じず、連続的な配光パターンが形成される。これにより、視認性の高い車両用灯具１００が提供される。
【００３９】
また上記本実施形態に係る車両用灯具１００によれば、第二レンズ部３２の後方側焦点ｆ２を第一レンズ部３１の後方側焦点ｆ１よりも下方に位置させている。つまり、第二レンズ部の焦点ｆ２はシェードの稜線６３の下方に位置されている。
これとは逆に第二レンズ部３２の後方側焦点ｆ２を第一レンズ部３１の後方側焦点ｆ１よりも上方に位置させた場合には、第二リフレクタ９２からの反射光Ｌ３，Ｌ４を第二レンズ部３２に向けて入射させるために、ホルダ６０に貫通孔を設けてその貫通孔の内部に光Ｌ３，Ｌ４を通過させる必要が生じる。この場合には、ホルダ６０の上面６１に設けた付加反射面６４の面積が減少してしまい、第一光源８１の光の利用効率が低下してしまう。
このように本実施形態に係る車両用灯具１００によれば、視認性が高くかつ光の利用効率の高い車両用灯具が提供される。
【００４０】
また本実施形態に係る車両用灯具１００において、図３に示したように、第一光源ユニット８０からの光のうちの少なくとも一部（Ｌ２）は、第二レンズ部３２の後方側レンズ面３５に入射し、第一レンズ部３１の前方側レンズ面３４から前方に出射される。このように、第二レンズ部３２の後方側レンズ面３５の一部に第一光源ユニット８０からの光Ｌ２を通過させることにより、第二レンズ部３２の上下方向の寸法を短くすることができる。これにより、投影レンズ３０の上下方向の寸法を短くして、前方から見たときの意匠性の高い車両用灯具１００を提供することができる。
【００４１】
また本実施形態に係る車両用灯具１００において、第一レンズ部３１の前方側レンズ面３４は第二レンズ部３２の前方側レンズ面３６と滑らかに接続されており、第一レンズ部３１の後方側レンズ面３３も第二レンズ部３２の後方側レンズ面３５と滑らかに接続されている。これにより、投影レンズ３０を通過する際の光のロスが少なくなり、光の利用効率が高められている。
【００４２】
また本実施形態に係る車両用灯具１００において、シェード６３は、第一光源８１から第一レンズ部３１の後方側焦点ｆ１近傍まで延びる平坦な上面を有し、この上面に付加反射面６４が形成されている。これにより、第一光源８１から出射されてシェード６３の上面に入射した光を、付加反射面６４で第二レンズ部３２に向けて反射させることができる。このため、第一光源８１からの光の利用効率を高めることができる。
【００４３】
なお、本発明の車両用灯具は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
【００４４】
例えば図５では自車両が道路の左側を走行する地域において形成する配光パターンを図示して説明したが、自車両が右側を走行する地域においては図５を左右逆転させた配光パターンを形成するように、本発明に係る車両用灯具を構成してもよい。
【００４５】
また上述の実施形態ではシェード６３をホルダ６０の一部分として形成した例を挙げて説明したが、シェード６３はホルダ６０と別部品として形成してもよい。
【００４６】
また上述の実施形態ではロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとを形成可能な車両用灯具を例に挙げて説明したが、本発明はこの例に限らない。例えばロービーム配光パターンとフォグランプ配光パターンとを形成可能な車両用灯具に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１１：アウタカバー
１２：ランプボディ
２０：灯具ユニット
３０：投影レンズ
３１：第一レンズ部
３３：後方側レンズ面
３４：前方側レンズ面
３２：第二レンズ部
３５：後方側レンズ面
３６：前方側レンズ面
４０：光源ユニット
５０：レンズホルダ
６０：ホルダ
６１：上面
６２：下面
６３：シェード部
６４：付加反射面
７０：ヒートシンク
８０：第一光源ユニット
８１：第一光源
８２：第一リフレクタ
９０：第二光源ユニット
９１：第二光源
９２：第二リフレクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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