(57)【要約】      （修正有）【課題】出射面の接続部から配光制御されていない出射光が出射されない車両灯具を提供する。。【解決手段】この発明は、半導体型光源２と、レンズ３と、を備える。レンズ３は、相互に対応する９個の入射面４１〜４９と９個の出射面５１〜５９とから構成されている。隣り合う出射面が、接続部５０を介して接続されている。９個の出射面５１〜５９の接続部５０には、無発光部が設けられている。この結果、この発明は、出射面５１〜５９の接続部５０から配光制御されていない出射光が出射されるのを確実に防止することができる。【選択図】図１
2014107052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体型光源と、レンズと、を備え、
前記レンズは、相互に対応する複数個の入射面と複数個の出射面とから構成されていて、
隣り合う前記出射面は、接続部を介して接続されていて、
複数個の前記出射面の前記接続部には、無発光部が設けられている、
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
複数個の前記入射面は、複数個の前記出射面に相互に対応する複数個の基本入射面からそれぞれ構成されていて、
隣り合う前記基本入射面は、前記出射面の前記接続部に対応する周辺部が重なるように面設計されていて、
隣り合う前記入射面は、隣り合う前記基本入射面の重なる周辺部が排除された状態で接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
複数個の前記出射面は、平面もしくはほぼ平面から構成されていて、
複数個の前記入射面は、前記半導体型光源側に突出した凸形状の自由曲面から構成されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体型光源とレンズとを備えるレンズ直射型の車両用灯具に関するものである。特に、この発明は、レンズの出射面が複数の面からなる車両用灯具、すなわち、レンズ表面が多面体となる車両用灯具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、従来の車両用灯具について説明する。
【０００３】
従来の車両用灯具は、投影レンズと、光源とを、備え、投影レンズが、光軸を中心に放射状に分割された複数の分割レンズ部から構成されていて、複数の分割レンズ部の出射面が、異なる曲率からなり、複数の分割レンズ部の入射面が、複数の分割レンズの厚みおよび焦点が同一となるように設定されているものであって、複数の出射面が接続部を介して接続されているものである。光源を点灯すると、光源からの光が複数の分割レンズ部の入射面から複数の分割レンズ部中に入射し、その入射光が複数の分割レンズ部の出射面から出射して、所定の配光パターンとして車両の前方に照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５５９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる車両用灯具においては、投影レンズの複数の出射面の接続部からの出射光を配光制御する手段が設けられていない。このために、従来の車両用灯具においては、出射面の接続部から配光制御されていない出射光が出射される場合がある。
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、従来の車両用灯具では、出射面の接続部から配光制御されていない出射光が出射される場合がある、という点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明（請求項１にかかる発明）は、半導体型光源と、レンズと、を備え、レンズが、相互に（１：１に）対応する複数個の入射面と複数個の出射面とから構成されていて、隣り合う出射面が、接続部（屈曲部）を介して接続されていて、複数個の出射面の接続部には、無発光部が設けられている、ことを特徴とする。
【０００８】
この発明（請求項２にかかる発明）は、複数個の入射面が、複数個の出射面に相互に対応する複数個の基本入射面からそれぞれ構成されていて、隣り合う基本入射面が、出射面の接続部に対応する周辺部が重なるように面設計されていて、隣り合う入射面が、隣り合う基本入射面の重なる周辺部が排除された状態で接続されている、ことを特徴とする。
【０００９】
この発明（請求項３にかかる発明）は、複数個の出射面が、平面もしくはほぼ平面から構成されていて、複数個の入射面が、半導体型光源側に突出した凸形状の自由曲面から構成されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の車両用灯具は、レンズの複数個の出射面の接続部に無発光部を設けるものであるから、出射面の接続部から配光制御されていない出射光が出射される場合がない。しかも、この発明の車両用灯具は、出射面の接続部が光らないので、複数の出射面がそれぞれ独立して光る。すなわち、多面体に輝くように、レンズの複数の出射面を光らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、この発明にかかる車両用灯具の実施形態を示す断面図（横断面図、水平断面図、図２におけるＩ−Ｉ線断面図、図３におけるＩ−Ｉ線断面図）である。
【図２】図２は、レンズと半導体型光源を出射面側から見た状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、レンズと半導体型光源を入射面側から見た状態を示す斜視図である。
【図４】図４は、出射面の接続部の無発光部と入射面の接続状態とを示す説明断面図（図１に対応する断面図）である。
【図５】図５は、同じく、出射面の接続部の無発光部と入射面の接続状態とを示す説明断面図（図１に対応する断面図）である。
【図６】図６は、出射面の接続部が光らず、複数の出射面が独立して光っている状態（多面体に光る状態）を示す説明斜視図（図２に対応する斜視図）である。
【図７】図７は、レンズから照射されるハイビーム配光パターンであって、コンピュータシミュレーションによるハイビーム配光パターンを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明にかかる車両用灯具の実施形態（実施例）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図７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。また、図７は、コンピュータシミュレーションにより作図されたスクリーン上のハイビーム配光パターンを簡略化して示す等光度曲線の説明図である。この等光度曲線の説明図において、中央の等光度曲線は、高光度を示し、外側の等光度曲線は、低光度を示す。この明細書において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用灯具を車両に搭載した際の前、後、上、下、左、右である。
【００１３】
（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態にかかる車両用灯具の構成について説明する。図１中、符号１は、この実施形態にかかる車両用灯具（たとえば、ヘッドランプなど）である。前記車両用灯具１は、車両の前部の左右両端部に搭載されている。
【００１４】
（車両用灯具１の説明）
前記車両用灯具１は、図１〜図３に示すように、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、半導体型光源２と、レンズ３と、ヒートシンク部材（図示せず）と、を備えるものである。
【００１５】
（ランプユニット２、３の説明）
前記半導体型光源２および前記レンズ３および前記ヒートシンク部材は、ランプユニットを構成する。前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズは、灯室（図示せず）を画成する。前記ランプユニット２、３は、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。
【００１６】
（半導体型光源２の説明）
前記半導体型光源２は、図１〜図５に示すように、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源２は、１個もしくは複数個の発光チップ（図示せず）と、前記発光チップを封止樹脂部材で封止した発光部（パッケージ、ＬＥＤパッケージ）２０と、前記発光部２０を実装した基板（図示せず）と、から構成されている。前記発光チップが複数個の場合は、Ｘ軸方向（水平方向）に配列されている。
【００１７】
前記基板は、前記ヒートシンク部材に固定されている。この結果、前記半導体型光源２は、前記ヒートシンク部材に保持（固定）されている。前記半導体型光源２は、電源（バッテリー）に電気的に接続されている。前記半導体型光源２の前記発光部２０の発光面は、前側に水平方向に向いている。前記発光部２０の前記発光面の中心（発光中心）Ｏは、前記レンズ３の基準焦点Ｆもしくはその近傍に位置し、かつ、前記レンズ３の基準光軸（基準軸）Ｚ上もしくはその近傍に位置する。
【００１８】
図１〜図３において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、直交座標（Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系）を構成する。前記Ｘ軸は、前記発光部２０の前記発光中心Ｏを通る左右方向の水平軸であって、この実施形態において、右側が＋方向であり、左側が−方向である。また、前記Ｙ軸は、前記発光部２０の前記発光中心Ｏを通る上下方向の鉛直軸であって、この実施形態において、上側が＋方向であり、下側が−方向である。さらに、前記Ｚ軸は、前記発光部２０の前記発光中心Ｏを通る法線（垂線）、すなわち、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交する前後方向の軸であって、この実施形態において、前側が＋方向であり、後側が−方向である。
【００１９】
（レンズ３の説明）
前記レンズ３は、図１〜図５に示すように、相互に（１：１に）対応する複数個この例では９個の入射面４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９（以下，「４１〜４９」と称する場合がある）と、複数個この例では９個の出射面５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９（以下，「５１〜５９」と称する場合がある）と、から構成されている。
【００２０】
前記レンズ３は、前記半導体型光源２からの直接入射した光を、図７に示すホットゾーンＨＺを有するハイビーム配光パターンＨＰとして、車両の前方に照射する。前記レンズ３は、前記ヒートシンク部材に直接もしくはホルダ部材（図示せず）を介して取り付けられている。
【００２１】
（出射面５１〜５９の説明）
前記出射面５１〜５９は、前記レンズ３中に入射した光が外部に出射する面であって、この例では、平面もしくはほぼ平面から構成されている。隣り合う前記出射面５１〜５９は、接続部５０を介して接続されている。前記接続部５０は、角部もしくは湾曲部からなる屈曲部である。
【００２２】
すなわち、四角形の中央の前記出射面５５の４辺には、四角形の上の前記出射面５２の１辺、四角形の右の前記出射面５４の１辺、四角形の左の前記出射面５６の１辺、四角形の下の前記出射面５８の１辺がそれぞれ前記接続部５０を介して接続されている。四角形の中央の前記出射面５５と、四角形の上、右、左、下の前記出射面５２、５４、５６、５８とのなす角度は、約１３５°である。すなわち、四角形の上、右、左、下の前記出射面５２、５４、５６、５８は、四角形の中央の前記出射面５５に対して、前記半導体型光源２側に約４５°傾斜している（屈曲している）。
【００２３】
四角形の上の前記出射面５２の１辺と四角形の右の前記出射面５４の１辺との間には、四角形の上右の前記出射面５１の２辺が前記接続部５０を介して接続されている。四角形の上の前記出射面５２の１辺と四角形の左の前記出射面５６の１辺との間には、四角形の上左の前記出射面５３の２辺が前記接続部５０を介して接続されている。四角形の右の前記出射面５４の１辺と四角形の下の前記出射面５８の１辺との間には、四角形の右下の前記出射面５７の２辺が前記接続部５０を介して接続されている。四角形の左の前記出射面５６の１辺と四角形の下の前記出射面５８の１辺との間には、四角形の左下の前記出射面５９の２辺が前記接続部５０を介して接続されている。
【００２４】
９個の前記出射面５１〜５９の前記接続部５０には、無発光部（図６において、９個の前記出射面５１〜５９の中央部分における白色の点群の周辺であって、黒色の帯部分を参照）が設けられている。
【００２５】
（入射面４１〜４９の説明）
前記入射面４１〜４９は、前記半導体型光源２からの光が前記レンズ３中に入射する面であって、前記半導体型光源２側に突出した凸形状の自由曲面から構成されている。９個の前記入射面４１〜４９は、９個の前記出射面５１〜５９に相互に対応する９個の基本入射面（図４、図５中の二点鎖線にて示す）からそれぞれ構成されている。なお、９個の前記基本入射面は、図４、図５において、中央の右の前記基本入射面４４０、中央の中の前記基本入射面４５０、中央の左の前記基本入射面４６０のみが図示されている。
【００２６】
隣り合う前記基本入射面（４４０と４５０、あるいは、４５０と４６０）は、前記出射面（５４と５５、あるいは、５５と５６）の前記接続部５０に対応する周辺部が重なるように面設計されている。図４、図５においては、中央の中の前記基本入射面４５０の周辺部（図４中の符号「４５１」から符号「４５２」までの部）、中央の左の前記基本入射面４６０の周辺部（図５中の符号「４６１」から符号「４６２」までの部）、を図示する。
【００２７】
隣り合う前記入射面は、隣り合う前記基本入射面の重なる周辺部が排除された状態で接続されている。たとえば、図１、図４、図５に示すように、隣り合う中央の中の前記入射面４５と中央の左の前記入射面４６とは、隣り合う中央の中の前記基本入射面４５０の周辺部４５１〜４５２、中央の左の前記基本入射面４６０の周辺部４６１〜４６２、が排除された状態で接続されている。
【００２８】
（無発光部の説明）
ここで、前記無発光部について説明する。図４に示すように、前記半導体型光源２の前記発光部２０から放射された光Ｌ１が、たとえば、中央の中の前記基本入射面４５０の左端４５２に入射する。すると、その入射光Ｌ２が、隣り合う中央の中の前記出射面５５と中央の左の前記出射面５６との間の前記接続部５０から、配光制御されていない出射光Ｌ３として外部に出射する。
【００２９】
これに対して、前記半導体型光源２の前記発光部２０から放射された光Ｌ１０が、たとえば、中央の中の前記基本入射面４５０の左側周辺部と、隣り合う中央の左の前記基本入射面４６０の右側周辺部との交点４５１（極小面）に入射する。すると、その入射光Ｌ２０が、隣り合う中央の中の前記出射面５５と中央の左の前記出射面５６との間の前記接続部５０から、中央の中の前記出射面５５寄りの点に達する。すなわち、前記入射光Ｌ２０は、図１に示すように、中央の中の前記出射面５５から配光制御された出射光Ｌ３０として外部に照射される。
【００３０】
また、図５に示すように、前記半導体型光源２の前記発光部２０から放射された光Ｌ１が、たとえば、中央の右の前記基本入射面４６０の右端４６２に入射する。すると、その入射光Ｌ２が、隣り合う中央の中の前記出射面５５と中央の左の前記出射面５６との間の前記接続部５０から、配光制御されていない出射光Ｌ３として外部に出射する。
【００３１】
これに対して、前記半導体型光源２の前記発光部２０から放射された光Ｌ１１が、たとえば、中央の左の前記基本入射面４６０の右側周辺部と、隣り合う中央の中の前記基本入射面４５０の左側周辺部との交点４６１（極小面）に入射する。すると、その入射光Ｌ２１が、隣り合う中央の中の前記出射面５５と中央の左の前記出射面５６との間の前記接続部５０から、中央の左の前記出射面５６寄りの点に達する。すなわち、前記入射光Ｌ２１は、図１に示すように、中央の左の前記出射面５６から配光制御された出射光Ｌ３１として外部に照射される。
【００３２】
以上から、図１、図４、図５に示すように、前記接続部５０には、前記半導体型光源２の前記発光部２０から放射された光Ｌ１が入射光Ｌ２としては届かない。この結果、前記接続部５０は、無発光状態となる。前記接続部５０が前記無発光部となる。
【００３３】
（実施形態の作用の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具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。
【００３４】
半導体型光源２の発光部２０を発光させる。すると、図１に示すように、発光部２０から放射される光Ｌ１０、Ｌ１１は、直接、レンズ３の９個の入射面４１〜４９からレンズ３中に入射する。このとき、入射光Ｌ２０、Ｌ２１は、９個の入射面４１〜４９において配光制御される。レンズ３中に入射した入射光Ｌ２０、Ｌ２１は、レンズ３の９個の出射面５１〜５９から出射する。このとき、出射光Ｌ３０、Ｌ３１は、９個の出射面５１〜５９において配光制御される。レンズ３からの出射光Ｌ３０、Ｌ３１は、図７に示すように、ホットゾーンＨＺ（高光度帯）を有するハイビーム用配光パターンＨＰとして、車両の前方に照射される。
【００３５】
ここで、レンズ３中に入射した入射光Ｌ２０、Ｌ２１は、レンズ３の９個の出射面５１〜５９から出射する際に、出射面５１〜５９の接続部５０を避けて、レンズ３の９個の出射面５１〜５９の中央部分から出射光Ｌ３０、Ｌ３１として外部に出射する。このために、図６に示すように、レンズ３の９個の出射面５１〜５９の中央部分が光り、９個の出射面５１〜５９の接続部５０が無発光状態となる。これにより、レンズ３の９個の出射面５１〜５９がそれぞれ独立して光る。すなわち、多面体（９面体）に光る。
【００３６】
（実施形態の効果の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具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。
【００３７】
この実施形態にかかる車両用灯具１は、レンズ３の９個の出射面５１〜５９の接続部５０に無発光部を設けるものであるから、出射面５１〜５９の接続部５０から配光制御されていない出射光Ｌ３が出射される場合がない。これにより、所定の配光パターン、たとえば、図７に示すホットゾーンＨＺを有するハイビーム用配光パターンＨＰを高精度に配光制御して車両の前方に照射することができる。
【００３８】
しかも、この実施形態にかかる車両用灯具１は、出射面５１〜５９の接続部５０が光らないので、９個の出射面５１〜５９がそれぞれ独立して光る。すなわち、多面体に輝くように、レンズ３の９個の出射面５１〜５９を光らせることができる。このように、この実施形態にかかる車両用灯具１は、図６に示すように、レンズ３の９個の出射面５１〜５９の中央部分が光り、９個の出射面５１〜５９の接続部５０が無発光状態となる。これにより、レンズ３の９個の出射面５１〜５９がそれぞれ独立して光る。すなわち、多面体（９面体）に光る。
【００３９】
この実施形態にかかる車両用灯具１は、９個の入射面４１〜４９が、９個の出射面５１〜５９に相互に対応する９個の基本入射面４４０、４５０、４６０からそれぞれ構成されていて、隣り合う基本入射面（４４０と４５０、４５０と４６０）が、出射面（５４と５５、５５、５６）の接続部５０に対応する周辺部（４５１〜４５２、４６１〜４６２）が重なるように面設計されていて、隣り合う入射面（４４と４５、４５と４６）が、隣り合う基本入射面（４４０と４５０、４５０と４６０）の重なる周辺部（４５１〜４５２、４６１〜４６２）が排除された状態で接続されている。この結果、レンズ３中に入射した入射光Ｌ２０、Ｌ２１が、レンズ３の９個の出射面５１〜５９から出射する際に、出射面５１〜５９の接続部５０を避けて、レンズ３の９個の出射面５１〜５９の中央部分から出射光Ｌ３０、Ｌ３１として外部に出射することができる。このために、レンズ３の９個の出射面５１〜５９の接続部５０を確実に無発光状態とすることができる。
【００４０】
この実施形態にかかる車両用灯具１は、９個の出射面５１〜５９が、平面もしくはほぼ平面から構成されているので、レンズ３の９個の出射面５１〜５９の中央部分が光る際に、９個の出射面５１〜５９がそれぞれ独立して光っている状態が際立ち、見栄えを向上させることができる。
【００４１】
この実施形態にかかる車両用灯具１は、９個の入射面４１〜４９が、半導体型光源２側に突出した凸形状の自由曲面から構成されているので、隣り合う基本入射面（４４０と４５０、４５０と４６０）の周辺部（４５１〜４５２、４６１〜４６２）を重なるように面設計することが容易である。これにより、９個の出射面５１〜５９の接続部５０に無発光部を確実に構成することができる。
【００４２】
（実施形態以外の例の説明）
この実施形態においては、図７に示すホットゾーンＨＺを有するハイビーム用配光パターンＨＰを車両の前方に照射するものである。ところが、この発明においては、ハイビーム配光パターンＨＰ以外の配光パターン、たとえば、ロービーム配光パターンやフォグランプ配光パターンなどを照射するものであっても良い。この場合においては、複数個の出射面の接続部が無発光部であるから、ロービーム配光パターンやフォグランプ配光パターンなどのカットオフラインを形成することができる。
【００４３】
また、この実施形態においては、９個の入射面４１〜４９と９個の出射面５１〜５９とから構成されているものである。ところが、この発明においては、入射面と出射面とは、２〜８個、１０個以上であっても良い。
【００４４】
さらに、この実施形態においては、ヘッドランプ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、ヘッドランプ以外のランプ、たとえば、フォグランプ、ターンシグナルランプ、オーバーヘッドサインランプ、ストップランプ、テールランプ、などであっても良い。
【００４５】
さらに、この実施形態においては、入射面４１〜４９が半導体型光源２側に突出した凸形状の自由曲面から構成されているものである。ところが、この発明においては、入射面を特に限定しない。たとえば、半導体型光源と反対側に凹んだ凹形状をなす入射面であっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１  車両用灯具
２  半導体型光源
２０  発光部
３  レンズ
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９  入射面
４５１、４６１  交点
４５２、４６２  端
５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９  出射面
５０  接続部（無発光部）
Ｆ  レンズの基準焦点
ＨＬ−ＨＲ  スクリーンの左右の水平線
ＨＰ  ハイビーム配光パターン
ＨＺ  ホットゾーン
Ｌ１、Ｌ１０、Ｌ１１  発光部からの光
Ｌ２、Ｌ２０、Ｌ２１  入射光
Ｌ３、Ｌ３０、Ｌ３１  出射光
Ｏ  発光チップの中心
ＶＵ−ＶＤ  スクリーンの上下の垂直線
Ｘ  Ｘ軸
Ｙ  Ｙ軸
Ｚ  レンズの基準光軸（Ｚ軸）
【図１】
2014107052.tif 000003
【図２】
2014107052.tif 000004
【図３】
2014107052.tif 000005
【図４】
2014107052.tif 000006
【図５】
2014107052.tif 000007
【図６】
2014107052.tif 000008
【図７】
2014107052.tif 000009