(57)【要約】【課題】オーバーヘッドサインの視認性を向上できる車両用灯具を提供すること。【解決手段】この車両用灯具１は、光源バルブと、光源バルブからの光を反射するリフレクタと、光源バルブからの光を集光して車両の前方に出射するレンズ５と、レンズ５を保持するフレーム４とを含んで構成される。そして、レンズ５が、非球面形状を有すると共に集光した光を車両の前方の略全域に出射するメイン非球面部５１と、非球面形状を有すると共に集光した光を車両の前方かつ水平方向よりも上方に出射するサブ非球面部５２とを有する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源バルブと、前記光源バルブからの光を反射するリフレクタと、前記光源バルブからの光を集光して車両の前方に出射するレンズと、前記レンズを保持するフレームとを含む車両用灯具であって、
前記レンズが、非球面形状を有すると共に集光した光を車両の前方の略全域に出射するメイン非球面部と、非球面形状を有すると共に集光した光を車両の前方かつ水平方向よりも上方に出射するサブ非球面部とを含むことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記レンズの縁部にフランジ部が形成されると共に前記フランジ部にて前記レンズが前記フレームに保持され、且つ、前記サブ非球面部が前記フランジ部と前記メイン非球面部との境界部に形成される請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記レンズの径方向断面視にて、前記サブ非球面部の非球面が所定の中心点Ｐを中心として前記メイン非球面部の非球面を回転させて成る請求項１または２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記サブ非球面部が前記フレーム内に配置される請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記フレームが前記サブ非球面部から出射した光を通すスリット部を所定の位置に有する請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記フレームが内周面形状を偏心させて成る偏心部を所定の位置に有すると共に前記サブ非球面部から出射した光が前記偏心部から外部に照射される請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記サブ非球面部が前記レンズの全周に渡って配置される請求項１〜６のいずれか一つ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、車両用灯具に関し、さらに詳しくは、オーバーヘッドサインの視認性を向上できる車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用灯具の一般的な配光パターンでは、オーバーヘッドサイン（車両前方路面の上方に設置された頭上標識）がドライバーから視認され難い。このため、車両用灯具では、オーバーヘッドサインの視認性を向上すべき課題がある。
【０００３】
かかる課題に関する従来の車両用灯具には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の車両用灯具（プロジェクタ型ヘッドランプ）では、インナーレンズを有するプロジェクタ型ヘッドランプにおいて、前記インナーレンズにはこのインナーレンズの中心を中心とした円形の上方光発生プリズムが設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、オーバーヘッドサインの視認性を向上できる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】
上記目的を達成するため、この発明にかかる車両用灯具は、光源バルブと、前記光源バルブからの光を反射するリフレクタと、前記光源バルブからの光を集光して車両の前方に出射するレンズと、前記レンズを保持するフレームとを含む車両用灯具であって、前記レンズが、非球面形状を有すると共に集光した光を車両の前方の略全域に出射するメイン非球面部と、非球面形状を有すると共に集光した光を車両の前方かつ水平方向よりも上方に出射するサブ非球面部とを含むことを特徴とする。
【０００７】
この車両用灯具では、光源バルブからの光（直射光あるいはリフレクタからの反射光）がレンズのサブ非球面部を介して車両の前方かつ水平方向よりも上方に出射される。これにより、照射光の一部がオーバーヘッドサインに適切に照射されるので、オーバーヘッドサインの視認性が向上する利点がある。また、かかる構成では、非球面形状を有するサブ非球面部を介してオーバーヘッドサインへの照射が行われるので、単に光源からの光をオーバーヘッドサインに向けて出射するための窓部が設けられている構成と比較して、光の照射効率が向上する利点がある。
【０００８】
また、この発明にかかる車両用灯具は、前記レンズの縁部にフランジ部が形成されると共に前記フランジ部にて前記レンズが前記フレームに保持され、且つ、前記サブ非球面部が前記フランジ部と前記メイン非球面部との境界部に形成される。
【０００９】
この車両用灯具では、サブ非球面部がメイン非球面部の端部（周上）に位置するので、メイン非球面部により形成される一般的な配光パターンがサブ非球面部によって阻害されない。これにより、一般的な配光パターンとオーバーヘッドサインを照らすための配光パターンとが両立される利点がある。
【００１０】
また、この発明にかかる車両用灯具は、前記レンズの径方向断面視にて、前記サブ非球面部の非球面が所定の中心点Ｐを中心として前記メイン非球面部の非球面を回転させて成る。
【００１１】
この車両用灯具では、サブ非球面部の非球面形状の設計にあたり、既存のメイン非球面部の非球面形状（配光パターン）を転用できるので、レンズの設計が容易となる利点がある。
【００１２】
また、この発明にかかる車両用灯具は、前記サブ非球面部が前記フレーム内に配置される。
【００１３】
この車両用灯具では、車両用灯具を側方（あるいは斜め前方）から見たときに、サブ非球面部がフレームにより遮蔽されるので、レンズの周辺部の外観性が向上する利点がある。
【００１４】
また、この発明にかかる車両用灯具は、前記フレームが前記サブ非球面部から出射した光を通すスリット部を所定の位置に有する。
【００１５】
この車両用灯具では、フレームの所定の位置（スリット部）からのみ、サブ非球面部からの光が外部に照射されるので、外部への不要な光の照射が低減される利点がある。
【００１６】
また、この発明にかかる車両用灯具は、前記フレームが内周面形状を偏心させて成る偏心部を所定の位置に有すると共に前記サブ非球面部から出射した光が前記偏心部から外部に照射される。
【００１７】
この車両用灯具では、フレームの所定の位置（偏心部）からのみ、サブ非球面部からの光が外部に照射されるので、不要な光の照射が低減される利点がある。
【００１８】
また、この発明にかかる車両用灯具は、前記サブ非球面部が前記レンズの全周に渡って配置される。
【００１９】
この車両用灯具では、レンズの組み付け時にて、レンズをフレームに嵌め込むための位置決め作業が容易化される利点がある。
【発明の効果】
【００２０】
この発明にかかる車両用灯具では、光源バルブからの光（直射光あるいはリフレクタからの反射光）がレンズのサブ非球面部を介して車両の前方かつ水平方向よりも上方に出射される。これにより、照射光の一部がオーバーヘッドサインに適切に照射されるので、オーバーヘッドサインの視認性が向上する利点がある。また、かかる構成では、非球面形状を有するサブ非球面部を介してオーバーヘッドサインへの照射が行われるので、単に光源からの光をオーバーヘッドサインに向けて出射するための窓部が設けられている構成と比較して、光の照射効率が向上する利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【実施例】
【００２２】
図１および図２は、この発明の実施例にかかる車両用灯具を示す側面断面図（図１）および正面図（図２）である。図３および図４は、図１に記載した車両用灯具のインナーレンズを示す側面図（図３）および正面図（図４）である。図５は、図１に記載した車両用灯具の作用を示す説明図である。図６および図７は、図１に記載した車両用灯具の変形例を示す説明図である。
【００２３】
［車両用灯具］
この車両用灯具１は、プロジェクタ型のヘッドランプであり、リフレクタ２と、光源バルブ３と、フレーム４と、レンズ５と、シェード６とを含み構成される（図１および図２参照）。リフレクタ２は、回転楕円面あるいは複合楕円面の凹面にアルミ蒸着あるいは銀塗装が施されて成る反射面を有する。光源バルブ３は、例えば、メタルハライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）などにより構成され、リフレクタ２の第一焦点の近傍に配置される。この光源バルブ３は、車両用電源に接続されて、車両用電源から電力を供給される。フレーム４は、リフレクタ２および光源バルブ３の前方（光の投射方向）に配置される。レンズ５は、略円形の外周形状を有する凸レンズ（投影レンズ）であり、フレーム４に固定されて保持される。このレンズ５は、リフレクタ２の第二焦点の前方に配置され、光源バルブ３からの光を集光して前方に出射する。なお、図１中のＺ−Ｚ線は、光源バルブ３の光軸を示している。
【００２４】
この車両用灯具１では、光源バルブ３が点灯すると、この光源バルブ３からの光がリフレクタ２にて反射され、この反射光がレンズ５にて集光されて車両の前方に出射される。また、一部の反射光がシェード６にて遮断されることにより、所定の配光パターンが形成される。
【００２５】
［レンズのサブ非球面部］
ここで、レンズ５は、メイン非球面部５１と、サブ非球面部５２と、フランジ部５３とを有する（図３および図４参照）。メイン非球面部５１は、一般的な配光パターン（灯具本来の配光パターン）を形成するためのレンズ部分である。このメイン非球面部５１は、非球面形状を有すると共に、集光した光（光源バルブ３からの直射光およびリフレクタ２からの反射光）を車両の前方の略全域に出射する。サブ非球面部５２は、オーバーヘッドサイン（車両前方路面の上方に設置された頭上標識）の視認性を高めるために形成されたレンズ部分である。このサブ非球面部５２は、非球面形状を有すると共に、集光した光を車両の前方かつ水平方向よりも上方に出射する（図１参照）。また、サブ非球面部５２は、メイン非球面部５１の周上の少なくとも一部に配置される。例えば、この実施例では、サブ非球面部５２が環状構造を有し、フランジ部５３に沿ってメイン非球面部５１の全周を囲んで配置されている（図４参照）。このため、レンズ５が径方向に対称な形状を有している。フランジ部５３は、レンズ５をフレーム４に固定するための部分であり、レンズ５の縁部に形成される。
【００２６】
かかる構成では、光源バルブ３からの光（直射光あるいはリフレクタ２からの反射光）がレンズ５のサブ非球面部５２を介して車両の前方かつ水平方向よりも上方に出射される（図１および図５参照）。これにより、照射光の一部がオーバーヘッドサインに適切に照射されるので、オーバーヘッドサインの視認性が向上する利点がある。また、かかる構成では、非球面形状を有するサブ非球面部５２を介してオーバーヘッドサインへの照射が行われるので、単に光源からの光をオーバーヘッドサインに向けて出射するための窓部が設けられている構成（図示省略）と比較して、光の照射効率が向上する利点がある。
【００２７】
また、上記の構成では、レンズ５の縁部にフランジ部５３が形成されると共に、このフランジ部５３にてレンズ５がフレーム４に保持され、且つ、レンズ５のサブ非球面部５２がこのフランジ部５３とメイン非球面部５１との境界部に形成されている（図３および図４参照）。かかる構成では、サブ非球面部５２がメイン非球面部５１の端部（周上）に位置するので、メイン非球面部５１により形成される一般的な配光パターンが、サブ非球面部５２によって阻害されない。これにより、一般的な配光パターンとオーバーヘッドサインを照らすための配光パターンとが両立される利点がある。
【００２８】
［付加的事項１］
また、この車両用灯具１では、レンズ５の径方向断面視にて、サブ非球面部５２の非球面が所定の中心点Ｐを中心としてメイン非球面部５１の非球面を回転させて成ることが好ましい（図５参照）。かかる構成では、サブ非球面部５２の非球面形状の設計にあたり、既存のメイン非球面部５１の非球面形状（配光パターン）を転用できるので、レンズ５の設計が容易となる利点がある。
【００２９】
例えば、メイン非球面部５１の非球面の端部（フランジ部５３近傍の部分）が点Ｐを中心としてメイン非球面部５１の径方向外側に回転（傾斜）させられ、この部分にてサブ非球面部５２の非球面形状が規定される（図５参照）。すなわち、メイン非球面部５１の非球面の端部形状とサブ非球面部５２の非球面形状とが略同一となる。このため、サブ非球面部５２を介して出射された光は、メイン非球面部５１の配光パターンと同一の配光パターン（例えば、略扇状の配光パターン）を有する。これにより、オーバーヘッドサインの視認性が向上する。
【００３０】
なお、これに限らず、サブ非球面部５２の非球面形状は、灯具の仕様などに応じて適宜設計変更されても良い。
【００３１】
また、上記の構成では、オーバーヘッドサインの視認性を向上させるために必要な光量に応じて、中心点Ｐの位置が適宜選択される。例えば、光量を増加させたい場合には、中心点Ｐからフランジ部５３までの距離ｄを増加させ、逆に、光量を減少させたい場合には、距離ｄを減少させる設計が行われる。これにより、サブ非球面部５２の表面積が変化して、光量が調整される。
【００３２】
また、この車両用灯具１では、レンズ５のサブ非球面部５２がフレーム４内に配置されることが好ましい（図５参照）。すなわち、車両用灯具１を側方（あるいは斜め前方）から見たときに、サブ非球面部５２がフレーム４に隠れて見えないように配置される。例えば、メイン非球面部５１とサブ非球面部５２との境界部（中心点Ｐ）がフレーム４の開口端部よりも内側（フランジ部５３側）に位置するように設定される。これにより、レンズ５の周辺部の外観性が向上する利点がある。
【００３３】
［付加的事項２］
また、この車両用灯具１では、フレーム４がレンズ５のサブ非球面部５２から出射した光を通すスリット部４１、４１を所定の位置に有することが好ましい（図２および図５参照）。かかる構成では、フレーム４の所定の位置（スリット部４１）からのみ、サブ非球面部５２からの光が外部に照射される。これにより、外部への不要な光の照射が低減される利点がある。
【００３４】
例えば、この実施例では、フレーム４の内周が切り欠かれて一対のスリット部４１、４１が形成されている（図２および図５参照）。これらのスリット部４１は、通過した光（メイン非球面部５１からの出射光）が所定の方向（オーバーヘッドサインの方向）に出射されるように、その位置、大きさ、形状などが規定されている。レンズ５の組み付け状態では、このスリット部４１からレンズ５のサブ非球面部５２が露出する。かかる構成では、サブ非球面部５２から出射した光がフレーム４のスリット部４１を通って所定の方向に照射される。また、かかる構成では、サブ非球面部５２の他の部分（スリット部４１から露出していない部分）がフレーム４に覆われているため、外部への不要な光の照射が低減される。
【００３５】
また、これに限らず、フレーム４が内周面形状を偏心させて成る偏心部４２を有すると共に、レンズ５のサブ非球面部５２から出射した光がこの偏心部４２から外部に照射される構成が採用されても良い（図６参照）。かかる構成では、フレーム４の所定の位置（偏心部４２）からのみ、サブ非球面部５２からの光が外部に照射される。これにより、不要な光の照射が低減される利点がある。
【００３６】
例えば、図６に示す例では、フレーム４の開口部の上部（車両設置状態にて上方に位置する部分）が偏心しており、開口部の径が上方に拡幅されている。このため、レンズ５の組み付け状態では、この偏心部４２からレンズ５のサブ非球面部５２が鍔状に露出する。かかる構成では、サブ非球面部５２から出射した光がフレーム４の偏心部４２を通って所定の方向（オーバーヘッドサインの方向）に照射される。また、かかる構成では、サブ非球面部５２の他の部分（偏心部４２から露出していない部分）がフレーム４に覆われているため、外部への不要な光の照射が低減される。
【００３７】
［付加的事項３］
また、この車両用灯具１では、レンズ５のサブ非球面部５２がレンズ５（メイン非球面部５１）の全周に渡って配置されることが好ましい（図４参照）。例えば、レンズ５の平面視にて、レンズ５が径方向に対称となるように構成される。かかる構成では、レンズ５の組み付け時にて、レンズ５をフレーム４に嵌め込むための位置決め作業が容易化される利点がある。
【００３８】
例えば、レンズ５の組み付け時には、レンズ５のフランジ部５３がフレーム４の後方からフレーム４の係止部（図示省略）に対してパチンと嵌め込まれる。このとき、レンズ５が径方向に対称な構造を有していれば、作業員がレンズ５の上下を判別する必要がなく、また、サブ非球面部５２の位置決め作業が不要となるため、レンズ５の組み付け作業が容易化される。また、レンズ５が非対称な形状を有する構成と比較して、レンズ５の成形が容易という利点がある。
【００３９】
しかし、これに限らず、レンズ５のサブ非球面部５２がメイン非球面部５１の周上の一部にのみ形成されても良い（図７参照）。かかる構成としても、サブ非球面部５２の作用（オーバーヘッドサインを照射するための作用）が確保され得る。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明にかかる車両用灯具は、オーバーヘッドサインの視認性を向上できる点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の実施例にかかる車両用灯具を示す側面断面図である。
【図２】この発明の実施例にかかる車両用灯具を示す正面図である。
【図３】図１に記載した車両用灯具のインナーレンズを示す側面図である。
【図４】図１に記載した車両用灯具のインナーレンズを示す正面図である。
【図５】図１に記載した車両用灯具の作用を示す説明図である。
【図６】図１に記載した車両用灯具の変形例を示す説明図である。
【図７】図１に記載した車両用灯具の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    車両用灯具
２    リフレクタ
３    光源バルブ
４    フレーム
４１  スリット部
４２  偏心部
５    レンズ
５１  メイン非球面部
５２  サブ非球面部
５３  フランジ部
６    シェード
５３  フレーム部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008066252.tif 000006
【図５】
2008066252.tif 000007
【図６】
2008066252.tif 000008
【図７】
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