(57)【要約】【課題】LED 光源を使用した車両用灯具において、灯具の光軸調整が困難で調整に時間がかかるという課題を解決する。【解決手段】LED 光源と、このLED 光源からの光を前方に反射させるリフレクタと、前記LED 光源からの反射光を含む光を投影する投影レンズと、この投影レンズにより照射方向に拡大投影されて明暗境界が得られるシェードから構成される車両用灯具であって、前記シェードは前記投影レンズの光軸に対して略垂直に、互いに略直角な２軸の明暗境界調整機能を有する構成により、解決される。本構成により、正確に所望の配光に調整できる上、光学設計や外観構造の制約を解消できる利点がある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
LED 光源と、このLED 光源からの光を前方に反射させるリフレクタと、前記LED 光源からの反射光を含む光を投影する投影レンズと、この投影レンズにより照射方向に拡大投影されて明暗境界が得られるシェードから構成される車両用灯具であって、前記シェードは前記投影レンズの光軸に対して略垂直に、互いに略直角な２軸の明暗境界調整機能を有することを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記シェードの明暗境界調整機能のすくなくとも１軸は、前記シェードを固定するシェード台座を介して行われ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】
前記リフレクタは回転楕円面の反射面を含んでいて、前記投影レンズは凸レンズから構成されていることを特徴とする、請求項１および請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記リフレクタの第一の焦点付近に前記LED 光源を配置し、前記第一の焦点より前方に位置する第二の焦点付近に前記投影レンズの焦点と前記シェードが配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
少なくとも一組のLED 光源と、このLED 光源からの光を前方に反射させるリフレクタと、前記LED 光源からの反射光を含む光を投影する投影レンズを備えたプロジェクタモジュールから構成される車両用灯具であって、少なくとも一組の前記プロジェクタモジュールには前記当該投影レンズにより照射方向に拡大投影されて明暗境界が得られるシェードが具備されていて、このシェードには前記当該投影レンズの光軸に対して略垂直に、互いに略直角な２軸の明暗境界調整機能を有することを特徴とする車両用灯具。
【請求項６】
前記シェードの明暗境界調整機能の少なくとも１軸は、前記シェードを固定するシェード台座を介して行われることを特徴とする、請求項５に記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記リフレクタは回転楕円面の反射面を含んでいて、前記投影レンズは凸レンズから構成されていることを特徴とする、請求項５および請求項６に記載の車両用灯具。
【請求項８】
前記リフレクタの第一の焦点付近に前記LED 光源を配置し、前記第一の焦点より前方に位置する第二の焦点付近に前記投影レンズの焦点と前記シェードが配置されていることを特徴とする、請求項７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、LED （発光ダイオード）光源を使用した前照灯（ヘッドライト）、補助前照灯（フォグライト）などの車両用灯具に関するものであり、詳細には、投影レンズを介して投影される配光の明暗境界調整機能を備えた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
前照灯や補助前照灯などの車両用灯具に用いられる光学構造は、おおよそリフレクタタイプとプロジェクタタイプに二分される。リフレクタタイプは光源の光をリフレクタで反射制御し、前面レンズを介して路面に所望の配光を照射する。プロジェクタタイプは、光源の光を投影レンズに集め、投影レンズを介して路面に所望の配光を投影する。
【０００３】
リフレクタタイプは、前面レンズを通してリフレクタの煌びやかさを見せることにより高級感を表現できる一方、前面レンズによる発光表面積が大きくなる傾向にある。これに対してリフレクタタイプは、投影レンズにより発光表面積を小さくして、後述する明暗境界をシャープにしたコンパクトな灯具を提供できる利点がある。このため、従来のハロゲンランプなどの光源と比較して、指向性の狭いLED 光源を使用した車両用灯具には、プロジェクタタイプの光学構造が多用されている。
【０００４】
例えば、特許文献１においてLED 光源を使用したプロジェクタタイプの車両用灯具が開示されている。図４は、従来および本発明でも使用されるLED 光源を使用したプロジェクタタイプの光学構造の基本概念図である。LED 光源８ｂは、回転楕円面から構成されるリフレクタ７ｂの第1 焦点F1付近に配置されている。リフレクタ７ｂの第２焦点付近には、シェード３ｂが設けられている。また、投影レンズ１ｂは、光軸Pb上にある焦点がリフレクタ７ｂの第２焦点F2付近に位置するように配置されている。
【０００５】
このため、図４に示すプロジェクタタイプの光学構造では、投影レンズ１ｂから投影される配光特性は図５に示すHbのようになる。そのH ｂ部分において、中心線V から右半分は対向車の運転者に対して幻惑を生じさせないように、上向き光を一切含まない配光となっている。また、左半分は、路側帯にある標識などの読み取りを容易にするために、エルボラインと言われる左上がり１５°に上向き光を含む配光となっている。
【０００６】
図４に示されているシェード３ｂは、図５に示すエルボラインを含む明暗境界ラインHLを形成するためのものである。したがって、図４の基本概念図に示す光学構造により、プロジェクタタイプのすれ違い配光の車両用灯具が実現する。
【０００７】
図４に示した一つのLED 光源８ｂでは、最も明るく照射したい中心部Haの部分の照度が不足する場合がある。また、一つのスポット照明灯具として中心部Haのみを照射する灯具の需要もある。このため、図３に示すLED 光源８a を使用した新たな光学構造によるプロジェクタタイプの車両用灯具も、特許文献１に開示されている。
【０００８】
図３に示す光学構造は、図５に示した配光の中心部Haのような比較的狭い範囲を照射する灯具に適している。図３において、リフレクタ７a は例えば回転楕円面から構成されている。そのリフレクタ７a は、長軸Laが投影レンズ１a
の光軸Paに対して後方が下方に下がるように配置されている。また、リフレクタ７a の第１焦点F １付近には、LED 光源８a が配置されていて、第２焦点F2付近にはシェード３a と投影レンズ１a の焦点が位置するように配置されている
【０００９】
このため、LED 光源８a から出射した光はリフレクタ７a で反射され、リフレクタ７a の第二焦点F2で集束される。この第二焦点F ２は投影レンズ１a の焦点でもあるので、リフレクタ７a で反射されたLED 光源８a の光は投影レンズに入射し、路面前方に向って照射される。
【００１０】
図３に示す光学構造のリフレクタ７a は、前述したようにその前端が前方に延び、後端が後方に延びている。したがって、リフレクタで反射された光が投影レンズにより前方路面に投影される場合、図５のHaに示すような小さなスッポト光を提供する車両用灯具が実現する。
【００１１】
ところで、図３又は図４に示した光学構造の車両用灯具は、車両に装着すれば図５の配光特性が得られるとは限らない。灯具の生産時に、車両に要求される配光になるように投影レンズ１a 、１b などの光軸を調整する必要がある。更には、車両に装着した段階で、再び投影レンズ１a 、１ｂなどの光軸を調整することもある。このため、車両用灯具には生産時においてのみならず、車両に搭載された場合にも容易に光軸を調整する機能が設けられている。
【００１２】
図７は、光源がハロゲンランプやHID バーナーを使用した従来の車両用灯具に普及している光軸調整機能を示している。レンズホルダー１２は、投影レンズ１１を固定して、リフレクタ１７に固定される。リフレクタ１７は、ブラケット１９に左右調整ネジ１５と上下調整ネジ１６とピボットネジ５６で固定される。光軸調整が完了した場合の斜視図を図７に示す。
【００１３】
図３、又は図４に示した光学構造が、これまで図７に示す車両用灯具に適用されている。そこで図５に示す配光に調整する際、その配光を上下に調整する場合には上下光軸調整ネジ１５により、ピボットネジ５６を支点とした回転動作により光軸が調整される。具体的には、上下光軸調整ネジ１５を締めるとピボットネジ５６の長さより短くなるため、上向きの配光になる。逆に緩めると、ピボットネジ５６の長さよりも長くなるため、下向きの配光になる。
【００１４】
同様に左右の配光を調整する場合には、左右光軸調整ネジ１６を締めるとピボットネジ５６の長さより短くなるため、左向きの配光になる。緩めるとピボットネジ５６の長さより長くなるため、右向きの配光となる。このように、左右光軸調整ネジ１６によりピボットネジ５６を支点として、回転動作により光軸が調整される。
【００１５】
その際、ハロゲンランプやHID バーナーのように指向性の広い光源を使用する場合には、前記のような回転動作による光軸調整で容易に調整可能である。しかしながら、LED 光源８a 、８ｂのような指向性の狭い光源では、僅かな回転動作で大きく配光が変化するため、図６に示すような回転動作による光軸調整では調整が困難という課題をかかえていた。
【００１６】
更には、レンズホルダー１２やリフレクタ１７自体が光軸調整により回転移動するため、複数のプロジェクションモジュールを狭い間隔で配置できないという課題も生じている。例えば図３に示した光学構造のプロジェクションモジュールと、図４に示した光学構造のプロジェクションモジュールを複数組み合わせて、図５の中心部分Haの照度が高い配光特性にしたい場合がある。その車両用灯具においては、それぞれのレンズホルダー１２及びリフレクタ１７は狭い間隔では光軸調整時に接触し合い、それぞれのプロジェクションモジュールの光軸調整ができないからである。
【特許文献１】特開２００６−３５１４２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述したように、LED 光源８a 、８ｂなどのLED 光源を使用した車両用灯具において、従来の光軸調整機構では正確な配光調整が難しく、生産時及び車両搭載時の光軸調整に時間を要していた。
【００１８】
また、複数のプロジェクションモジュールを使用する車両用灯具では、光軸調整によりレンズホルダー１２やリフレクタ１７自体が回転移動するため、狭い間隔で複数のプロジェクションモジュールを配置できない。したがって、車両用灯具全体の光学構造や外観デザインにも制約があった。
【００１９】
本発明は、以上の観点から正確な配光調整を容易にする。また、複数のプロジェクションモジュールを使用する車両用灯具においても、その光学構造や外観デザインの設計の制約から開放することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題は、LED 光源と、このLED 光源からの光を前方に反射させるリフレクタと、前記LED 光源からの反射光を含む光を投影する投影レンズと、この投影レンズにより照射方向に拡大投影されて明暗境界が得られるシェードから構成される車両用灯具であって、前記シェードは前記投影レンズの光軸に対して略垂直に、互いに略直角な２軸の明暗境界調整機能を有する構成により、解決される。
【００２１】
前記シェードの明暗境界調整機能のすくなくとも１軸は、前記シェードを固定するシェード台座を介して行われてもよい。また、前記リフレクタは回転楕円面の反射面を含んでいて、前記投影レンズは凸レンズから構成されていてもよい。更に、前記リフレクタの第一の焦点付近に前記LED 光源を配置し、前記第一の焦点より前方に位置する第二の焦点付近に前記投影レンズの焦点と前記シェードが配置されていてもよい。
【００２２】
上記記載の更なる課題は、少なくとも一組のLED 光源と、このLED 光源からの光を前方に反射させるリフレクタと、前記LED 光源からの反射光を含む光を投影する投影レンズを備えたプロジェクタモジュールから構成される車両用灯具であって、少なくとも一つの前記プロジェクタモジュールには前記当該投影レンズにより照射方向に拡大投影されて明暗境界が得られるシェードが具備されていて、このシェードには前記当該投影レンズの光軸に対して略垂直に、互いに略直角な２軸の明暗境界調整機能を有する構成により、解決される。
【００２３】
前記シェードの明暗境界調整機能の少なくとも１軸は、前記シェードを固定するシェード台座を介して行われてもよい。また、前記リフレクタは回転楕円面の反射面を含んでいて、前記投影レンズは凸レンズから構成されていてもよい。更に、前記リフレクタの第一の焦点付近に前記LED 光源を配置し、前記第一の焦点より前方に位置する第二の焦点付近に前記投影レンズの焦点と前記シェードが配置されていてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の構成により、正確に所望の配光に調整可能にする効果がある。また、配光調整が容易となり、灯具の生産時や車両への搭載時の配光調整時間を少なくする効果も兼備えている。
【００２５】
また、上下左右の２軸による二つの平行動作による配光調整のため、従来の回転動作の光軸調整と比較して調整機能部分の奥行きの薄さを実現できる。
【００２６】
更には、複数のプロジェクションモジュールを組み合わせた車両用灯具において、従来の回転動作の光軸調整機能ではそれぞれのレンズホルダーやリフレクタ自体が回転移動する。このため、それぞれのレンズホルダーやリフレクタは光軸調整による移動する範囲より狭い間隔では配置できない。また、投影レンズ毎に投影レンズを固定するためのレンズホルダーを必要とする。
【００２７】
本発明の構成によると、レンズホルダーやリフレクタを移動させることなく、プロジェクションモジュールの配光を調整できる。このため、複数のプロジェクションモジュール間の間隔を狭くできる。また、複数の投影レンズを使用しても、従来例のように同数のレンズホルダーを必要としない。複数の投影レンズであっても、一つのレンズホルダーでも構成可能である。
【００２８】
したがって、構成部品と製造工数の削減を実現しながら、車両用灯具の全体の光学設計の自由度や外観デザインの設計の自由度が広がる。このため、本発明の構成によれば、車両の機種や外観に合わせて、さまざまな形状で配光特性の良好な車両用灯具を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図を参照しながら本発明の代表的な実施形態を説明する。
【００３０】
図１は、本発明の代表的な実施形態を示す構成斜視図である。図２は図１のシェード明暗境界調整機能部分の断面図であり、その中の図A は左右方向の調整機能の断面図であり、図B は上下方向の調整機能を示す断面図である。
【００３１】
図１、図２において、投影レンズ１はレンズホルダー２に固定される。LED
光源８は、リフレクタ７と所定の位置を保ちながら固定される。リフレクタ７は、レンズホルダー２と固定される。シェード３は、シェード台座４に固定され、シェード台座４はレンズホルダー２またはリフレクタ７に固定される。
【００３２】
シェード台座４は、上下明暗境界調整ネジ５によりシェード３を上下平行移動可能なように固定している。さらに、シェード台座４は、シェード３を左右平行移動可能なように、左右明暗境界調整ネジ６により固定されている。
【００３３】
より具体的には、シェード台座４はスライダー４a と台座ベース４ｂから構成されている。スライダー４a と上下明暗境界調整ネジ５によって、シェード３が上下移動調整可能になる。シェード３が固定されたスライダー４a は、台座ベース４ｂ上で左右明暗境界調整ネジ６により左右移動調整可能になる。したがって、シェード台座４を例えばレンズホルダー２に固定すると、シェード３は上下明暗境界調整ネジ５と左右明暗境界調整ネジ６により、互いに略直角な2 軸で平行移動可能となる。
【００３４】
シェード３は、図３、図４に示す光学構造の基本概念図において投影レンズ１a 、１ｂのそれぞれの光軸Pa、Pbに対して略垂直に配置されている。したがって、シェード３は上下明暗境界調整ネジ５と左右明暗境界調整ネジ６により、投影レンズ１a 、１ｂの光軸に対して略垂直に互いに略直角な2 軸で調整可能である。
【００３５】
例えば図３に示した光学構造におけるLED 光源８a 、リフレクタ７a 、シェード３a 、投影レンズ１a を、図１に示した本発明のLED 光源８、リフレクタ７、シェード３及び投影レンズ１に適応させると、図５に示した配光Haは上下明暗境界調整ネジ５と左右明暗境界調整ネジ６により、2 軸に調整可能となり正確に短時間で所望の配光に調整できる。
【００３６】
同様に図４に示した光学構造におけるLED 光源８ｂ、リフレクタ７ｂ、シェード３ｂ、投影レンズ１ｂを、図１に示した本発明のLED 光源８、リフレクタ７、シェード３及び投影レンズ１に適応させると、図５に示した配光H ｂは上下明暗境界調整ネジ５と左右明暗境界調整ネジ６により、2 軸に調整可能となり正確に短時間で所望の配光に調整できる。
【００３７】
しかしながら、使用する全てのプロジェクションモジュールのシェード３を調整することは、工数もかかり面倒でもある。このため、例えば配光H ｂに相当するシェード３ｂには明暗境界調整機能を持たせず固定する。配光Haに相当するシェード３a にのみに明暗境界調整機能を設ける。その上で、調整機能を有するシェード３a の配光を調整することにより、固定配光Hbに合わせて配光Haを形成して所望の配光にすることも可能である。
【００３８】
ここで、走行配光（ハイビーム）のような図５に示す明暗境界ラインHLを持たない配光特性にするためには、シェード３を含まないプロジェクションモジュールにすれば実現可能である。したがって、シェード３を含まないプロジェクションモジュールとシェード３を含むプロジェクションモジュールの複数のモジュール構成により、すれ違い配光と走行配光を兼ね備えたLED 光源による車両用灯具を提供できる。
【００３９】
本実施例では、シェード台座４によって同時に上下左右の明暗境界調整を行う構成にした。しかしながら、本構成に限定するものではない。例えば、スライダー４a にて上下明暗境界調整を行い、台座ベース４ｂの左右明暗境界調整機能をレンズホルダー２またはレフレクタ７によって行う構成でも可能である。また、スライダー４a にて左右明暗境界調整を行い、台座ベース４ｂで上下配光調整機能を構成する構成でも可能である。更に、上下配光調整機能をレンズホルダー２またはリフレクタ７、または灯具全体のハウジングなど他の構成部材を利用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
上述したように、本発明によれば簡単な構成によりシェード３の明暗境界調整により、正確に短時間で配光調整を可能にする。また、従来のようにレンズホルダーやリフレクタ自体の回転移動による光軸調整機能を含まない。したがって、灯具の裏側の奥行きを薄くすることも可能である。複数のプロジェクションモジュールによる構成においては、そのモジュール間の間隔も狭くできる。
【００４１】
開示した実施例では、シェード３の互いに略直角な2 軸の明暗境界調整機能は走行路面に対して、略平行な１軸と略垂直な１軸を例にした。しかしながら、灯具の構成によってはこれに限定することなく自由な角度で略直角な2 軸であれば、正確に短時間で配光調整可能である。
【００４２】
このようにして、本発明によれば簡単な構成により、シェード３の明暗境界調整を容易にし、正確に配光を調整可能にする。また、光学構造や外観デザインの制約からも解放され、極めて良好な配光特性を有する美観を兼ね備えた車両用灯具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の代表的な実施形態を示す構成斜視図である。
【図２】図１のシェード明暗境界調整機構部分の断面図である。
【図３】従来および本発明におけるプロジェクタタイプの第１の光学構造の基本概念図である。
【図４】従来および本発明におけるプロジェクタタイプの第２の光学構造の基本概念図である。
【図５】図３および図４により得られるすれ違い配光特性の例を示す図である。
【図６】従来の光軸調整機構を示す斜視図である。
【図７】図６の従来の光軸調整が完了した斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１          投影レンズ
２          レンズホルダー
３          シェード
４          シェード台座
４a           スライダー
4b          台座ベース
５          上下明暗境界調整ネジ
６          左右明暗境界調整ネジ
７          リフレクタ
８          LED 光源
（以下従来例図６、図７に示す符号）
１１          投影レンズ
１２          レンズホルダー
１５          上下光軸調整ネジ
１６          左右光軸調整ネジ
１７          リフレクタ
１９          ブラケット
５６          ピボットネジ
【図１】
2008311087.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008311087.tif 000005
【図４】
2008311087.tif 000006
【図５】
2008311087.tif 000007
【図６】
2008311087.tif 000008
【図７】
2008311087.tif 000009