(57)【要約】【課題】発光素子からの光をリフレクタにより前方へ向けて反射させるように構成された車両用灯具において、灯具効率を十分に高める。【解決手段】発光素子２２の前方に、該発光素子２２からリフレクタ２４の前方空間へ向かう直射光を制御するレンズ３０が配置された構成とする。これにより、リフレクタ２４からの反射光だけでなくレンズ３０からの出射光も配光パターンの形成に寄与させ、灯具効率を高める。その際、発光素子２２は、その発光面２２ａを鉛直下方に対して前方側に傾斜した方向へ向けた状態で配置された構成とする。これにより、発光素子２２からの出射光が、リフレクタ２４の反射面２４ａにおいて発光面２２ａを延長した仮想平面よりも後方側に位置する反射領域には向かわないようにする。そしてこれにより、レンズ３０をリフレクタ２４からの反射光が到達しない位置に配置可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、この発光素子からの光を前方へ向けて反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用灯具において、
上記発光素子が、該発光素子の発光面を灯具前後方向と直交する方向に対して前方側に傾斜した方向へ向けて配置されており、
上記発光素子の前方に、該発光素子から上記リフレクタの前方空間へ向かう直射光を制御するレンズが配置されている、ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
上記発光面の灯具前後方向と直交する方向に対する傾斜角度が、２０〜６０°に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
【請求項３】
上記レンズが、上記発光素子からの直射光を灯具正面方向寄りの方向へ偏向させるように構成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
【請求項４】
上記発光素子が、該発光素子の発光面を斜め上向きまたは斜め下向きにして配置されており、
上記レンズによる水平方向の光偏向量が上下方向の光偏向量よりも小さい値に設定されている、ことを特徴とする請求項３記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、発光素子からの光をリフレクタにより前方へ向けて反射させるように構成された車両用灯具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両用灯具の構成として、発光面を灯具前後方向と直交する方向へ向けて配置された発光素子からの光をリフレクタにより前方へ向けて反射させるように構成されたものが知られている。
【０００３】
「特許文献１」には、このような車両用灯具において、発光素子の前方に、該発光素子からリフレクタの前方空間へ向かう直射光を制御するレンズが配置された構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２６７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記「特許文献１」に記載された車両用灯具のように、発光素子の前方にレンズが配置された構成とすることにより、リフレクタからの反射光だけでなくレンズからの出射光も配光パターンの形成に寄与させることができ、これにより灯具効率を高めることができる。
【０００６】
このような灯具構成を採用した場合には、リフレクタからの反射光の一部もレンズに入射することとなるが、この光は十分に制御されない光となってしまうので配光パターンの形成に寄与させることができない。
【０００７】
したがって、このような灯具構成を採用した場合には、発光素子の前方にレンズを配置したことによってロスしてしまうリフレクタからの反射光の分だけは、灯具効率を高めることができない、という問題がある。
【０００８】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発光素子からの光をリフレクタにより前方へ向けて反射させるように構成された車両用灯具において、灯具効率を十分に高めることができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、発光素子の前方にレンズを配置した上で発光素子の向きに工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１０】
すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
発光素子と、この発光素子からの光を前方へ向けて反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用灯具において、
上記発光素子が、該発光素子の発光面を灯具前後方向と直交する方向に対して前方側に傾斜した方向へ向けて配置されており、
上記発光素子の前方に、該発光素子から上記リフレクタの前方空間へ向かう直射光を制御するレンズが配置されている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
上記「発光素子」は、その発光面を灯具前後方向と直交する方向に対して前方側に傾斜した方向へ向けて配置されていれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。また、上記「発光素子」の種類は特に限定されるものではなく、例えば発光ダイオードやレーザダイオード等が採用可能である。
【００１２】
上記「リフレクタ」は、発光素子からの光を前方へ向けて反射させるように構成されていれば、その具体的な配置や反射面形状は特に限定されるものではない。
【００１３】
上記「レンズ」は、発光素子からリフレクタの前方空間へ向かう直射光を制御するように構成されていれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、発光素子からの光をリフレクタにより前方へ向けて反射させる構成となっているが、上記発光素子は、その発光面を灯具前後方向と直交する方向に対して前方側に傾斜した方向へ向けて配置されており、そして、この発光素子の前方には、該発光素子からリフレクタの前方空間へ向かう直射光を制御するレンズが配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１５】
すなわち、発光素子の前方にレンズが配置された構成とすることにより、リフレクタからの反射光だけでなくレンズからの出射光も配光パターンの形成に寄与させることができ、これにより灯具効率を高めることができる。
【００１６】
その際、発光素子は、その発光面を灯具前後方向と直交する方向に対して前方側に傾斜した方向へ向けて配置されているので、発光素子からの出射光が、リフレクタの反射面において発光素子の発光面を延長した仮想平面よりも後方側に位置する反射領域には向かわないようにすることができる。そしてこれにより、レンズをリフレクタからの反射光が到達しない位置に配置することが可能となるので、発光素子からの出射光をリフレクタおよびレンズの双方によって効率良く利用することができる。
【００１７】
このように本願発明によれば、発光素子からの光をリフレクタにより前方へ向けて反射させるように構成された車両用灯具において、灯具効率を十分に高めることができる。
【００１８】
上記構成において、発光面の灯具前後方向と直交する方向に対する傾斜角度が２０〜６０°に設定された構成とすれば、レンズをリフレクタからの反射光が到達しない位置に配置することが容易に可能となる。
【００１９】
上記構成において、レンズの構成として、発光素子からの直射光を灯具正面方向寄りの方向へ偏向させるように構成されたものとすれば、レンズからの出射光により形成される配光パターンを比較的明るいものとすることができる。
【００２０】
この場合において、発光素子がその発光面を斜め上向きまたは斜め下向きにして配置された構成とした上で、レンズによる水平方向の光偏向量が上下方向の光偏向量よりも小さい値に設定された構成とすれば、レンズからの出射光により水平方向に延びる横長の配光パターンを形成することができる。しかも、このような構成とすることにより、発光素子からリフレクタの左右両側の前方空間へ向かう直射光をより多くレンズに入射させて、これを有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す側断面図
【図２】上記車両用灯具の主要構成要素を、図１のII−II線断面位置で示す図
【図３】上記車両用灯具から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンを透視的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具１０を示す側断面図である。また、図２は、この車両用灯具１０の主要構成要素を、図１のII−II線断面位置で示す図である。
【００２４】
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、ロービーム用のヘッドランプであって、ランプボディ１２とこのランプボディ１２の前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に、灯具ユニット２０が組み込まれた構成となっている。
【００２５】
灯具ユニット２０は、発光素子２２と、この発光素子２２からの光を前方へ向けて反射させるリフレクタ２４とを備えた構成となっている。
【００２６】
発光素子２２は、白色発光ダイオードであって、横長矩形状の発光面２２ａを有している。そして、この発光素子２２は、その発光面２２ａを灯具前後方向に延びる軸線Ａｘ上において鉛直下方に対して前方側に傾斜した方向へ向けた状態で配置されている。
【００２７】
その際、発光面２２ａの向きの鉛直下方からの傾斜角度（すなわち発光面２２ａの中心に立てた法線Ｎが軸線Ａｘと直交する鉛直線Ｖとなす角度）θは、２０〜６０°の値（例えば４５°程度の値）に設定されている。
【００２８】
この発光素子２２は基板２６に支持されており、この基板２６はホルダ２８に支持されている。そして、このホルダ２８はランプボディ１２に支持されている。
【００２９】
リフレクタ２４は、発光素子２２を下方側から覆うようにして配置されており、その上端部においてホルダ２８に支持されている。
【００３０】
このリフレクタ２４の反射面２４ａは、複数の反射素子２４ｓが格子状の配置で形成された構成となっている。その際、これら各反射素子２４ｓは、発光素子２２の発光中心を焦点とするとともに軸線Ａｘを中心軸とする回転放物面を基準面として形成されている。
【００３１】
そして、このリフレクタ２４は、その反射面２４ａの各反射素子２４ｓにおいて発光素子２２からの光を拡散反射または偏向反射させるようになっており、これによりロービーム用配光パターンの基本配光パターン（これについては後述する）を形成するようになっている。
【００３２】
発光素子２２の前方には、該発光素子２２からリフレクタ２４の前方空間へ向かう直射光を制御するレンズ３０が配置されている。
【００３３】
このレンズ３０は、軸線Ａｘ上に配置された凸メニスカスレンズであって、発光素子２２からの直射光を灯具正面方向寄りの方向（すなわち軸線Ａｘ寄りの方向）へ偏向させるように構成されている。
【００３４】
その際、このレンズ３０による水平方向の光偏向量は、その上下方向の光偏向量よりも小さい値に設定されている。これを実現するため、このレンズ３０においては、凸曲面状に形成された前面３０ａおよび凹曲面状に形成された後面３０ｂの曲率が、鉛直断面から水平断面にかけて徐々に小さくなるように設定されている。そして、このレンズ３０は、発光素子２２の発光中心からの光を、上下方向に関しては平行光として出射させるとともに水平方向に関しては左右両側に拡散する光として出射させるようになっている。
【００３５】
このレンズ３０は、横長の形状を有しており、その左右両端部には後方へ延びる取付脚部３０ｃが形成されている。そして、このレンズ３０は、その取付脚部３０ｃにおいてホルダ２８に支持されている。
【００３６】
図１において２点鎖線で示す直線Ｌは、発光素子２２の発光面２２ａを延長した仮想平面の位置を示している。発光素子２２からの出射光は、リフレクタ２４の反射面２４ａにおいて直線Ｌよりも前方側に位置する反射領域に入射し、直線Ｌよりも後方側に位置する反射領域には入射しない。
【００３７】
レンズ３０は、その下端縁が直線Ｌと反射面２４ａとの交点の位置よりも上方側に位置しており、これによりリフレクタ２４からの反射光を該レンズ３０によって遮光してしまわないようにしている。
【００３８】
また、このレンズ３０は、該レンズ３０によって発光素子２２からリフレクタ２４の反射面２４ａの下端縁に向かう光を遮光してしまわない位置に配置されている。
【００３９】
図３は、車両用灯具１０から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンＰＬを透視的に示す図である。
【００４０】
このロービーム用配光パターンＰＬは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁にカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを鉛直方向に通るＶ−Ｖ線を境にして右側の対向車線側部分が水平カットオフラインＣＬ１として形成されるとともに左側の自車線側部分が左斜め上方へ延びる斜めカットオフラインＣＬ２として形成されている。
【００４１】
このロービーム用配光パターンＰＬにおいて水平カットオフラインＣＬ１と斜めカットオフラインＣＬ２との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ−Ｖのやや下方（０．５〜０．６°程度下方）に位置している。そして、このロービーム配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅをやや左寄りに囲むようにして高光度領域ＨＺが形成されている。
【００４２】
このロービーム用配光パターンＰＬは、基本配光パターンＰ０と付加配光パターンＰａとの合成配光パターンとして形成されている。
【００４３】
基本配光パターンＰ０は、リフレクタ２４で反射した発光素子２２からの光によって形成される配光パターンであって、ロービーム用配光パターンＰＬの基本的な形状を形成している。
【００４４】
付加配光パターンＰａは、レンズ３０に到達した発光素子２２からの直射光によって形成される配光パターンである。この付加配光パターンＰａは、Ｖ−Ｖ線を中心にして左右両側に拡がる横長の配光パターンであって、その左右拡散角は基本配光パターンＰ０よりもやや大きくなっている。また、この付加配光パターンＰａは、その上端縁が水平カットオフラインＣＬ１のやや下方に位置しており、その下端縁が基本配光パターンＰＬの下端縁のやや下方に位置している。
【００４５】
このように基本配光パターンＰ０と付加配光パターンＰａとの合成配光パターンとしてロービーム用配光パターンＰＬが形成されることにより、車両前方走行路が近距離領域から遠距離領域まで幅広く照射されることとなる。
【００４６】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００４７】
本実施形態に係る各車両用灯具１０は、発光素子２２からの光をリフレクタ２４により前方へ向けて反射させる構成となっているが、発光素子２２は、その発光面２２ａを灯具前後方向と直交する方向に対して前方側に傾斜した方向へ向けて配置されており、そして、この発光素子２２の前方には、該発光素子２２からリフレクタ２４の前方空間へ向かう直射光を制御するレンズ３０が配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００４８】
すなわち、発光素子２２の前方にレンズ３０が配置された構成とすることにより、リフレクタ２４からの反射光だけでなくレンズ３０からの出射光もロービーム用配光パターンＰＬの形成に寄与させることができ、これにより灯具効率を高めることができる。
【００４９】
その際、発光素子２２は、その発光面２２ａを灯具前後方向と直交する方向に対して前方側に傾斜した方向へ向けて配置されているので、発光素子２２からの出射光が、リフレクタ２４の反射面２４ａにおいて発光素子２２の発光面２２ａを延長した仮想平面よりも後方側に位置する反射領域には向かわないようにすることができる。そしてこれにより、レンズ３０をリフレクタ２４からの反射光が到達しない位置に配置することが可能となるので、発光素子２２からの出射光をリフレクタ２４およびレンズ３０の双方によって効率良く利用することができる。
【００５０】
このように本実施形態によれば、発光素子２２からの光をリフレクタ２４により前方へ向けて反射させるように構成された車両用灯具１０において、灯具効率を十分に高めることができる。
【００５１】
その際、本実施形態においては、発光面２２ａの灯具前後方向と直交する方向に対する傾斜角度が２０〜６０°に設定されているので、レンズ３０をリフレクタ２４からの反射光が到達しない位置に配置することが容易に可能となる。
【００５２】
また本実施形態においては、レンズ３０が、発光素子２２からの直射光を灯具正面方向寄りの方向へ偏向させるように構成されているので、レンズ３０からの出射光により形成される付加配光パターンＰａを比較的明るいものとすることができる。
【００５３】
その際、本実施形態においては、発光素子２２がその発光面２２ａを斜め下向きにした状態で配置されており、また、レンズ３０による水平方向の光偏向量が上下方向の光偏向量よりも小さい値に設定されているので、付加配光パターンＰａを水平方向に延びる横長の配光パターンとして形成することができる。しかも、このような構成とすることにより、発光素子２２からリフレクタ２４の左右両側の前方空間へ向かう直射光をより多くレンズ３０に入射させて、これを有効に利用することができる。
【００５４】
上記実施形態においては、リフレクタ２４の反射面２４が、複数の反射素子２４ｓで構成されているものとして説明したが、単一曲面からなる反射面として構成されたものとすることも可能である。
【００５５】
上記実施形態においては、レンズ３０が凸メニスカスレンズで構成されているものとして説明したが、これ以外のレンズ（例えば平凸レンズや両凸レンズあるいはトロイダルレンズ等）で構成されたものとすることも可能である。
【００５６】
上記実施形態においては、発光素子２２がその発光面２２ａを斜め下向きにして配置されているものとして説明したが、発光素子２２がその発光面２２ａを斜め上向きにして配置されている場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５７】
上記実施形態においては、各車両用灯具１０が、ロービーム用のヘッドランプとして構成されているものとして説明したが、ハイビーム用のヘッドランプとして構成することも可能であり、またフォグランプやデイタイムランニングランプ等として構成することも可能である。
【００５８】
なお、上記実施形態において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【００５９】
また、本願発明は、上記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  車両用灯具
１２  ランプボディ
１４  透光カバー
２０  灯具ユニット
２２  発光素子
２２ａ  発光面
２４  リフレクタ
２４ａ  反射面
２４ｓ  反射素子
２６  基板
２８  ホルダ
３０  レンズ
３０ａ  前面
３０ｂ  後面
３０ｃ  取付脚部
Ａｘ  軸線
ＣＬ１  水平カットオフライン
ＣＬ２  斜めカットオフライン
Ｅ  エルボ点
ＨＺ  高光度領域
Ｌ  直線
Ｎ  法線
ＰＬ  ロービーム用配光パターン
Ｐ０  基本配光パターン
Ｐａ  付加配光パターン
Ｖ  鉛直線
θ  傾斜角度
【図１】
2015005339.tif 000003
【図２】
2015005339.tif 000004
【図３】
2015005339.tif 000005