(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
投影レンズと、この投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された発光素子と、この発光素子からの光を上記投影レンズへ向けて反射させるリフレクタと、このリフレクタからの反射光の一部を上向きに反射させるための上向き反射面を有し、該上向き反射面の前端縁が上記後側焦点またはその近傍を通るようにして配置されたミラー部材と、を備えてなる車両用灯具において、
上記上向き反射面が、上記前端縁に沿って帯状に延びる前部領域と、この前部領域の後方側に位置する後部領域とを備えており、
上記後部領域が、上記前部領域に対して後方へ向けて斜め下向きに延びるように形成されており、
上記後部領域の一部に、光拡散反射処理が施された拡散反射領域が形成されており、
上記拡散反射領域が、上記後部領域と上記前部領域との境界線から後方に離れた位置において該境界線に沿って帯状に延びるように形成されている、ことを特徴とする車両用灯具。
上記後部領域が、上記後側焦点を通るようにして前後方向に延びる鉛直面に関して左側に位置する左側部分と右側に位置する右側部分とを備えており、これら左側部分と右側部分とで左右方向の傾斜角度が互いに異なる値に設定されている、ことを特徴とする請求項1または2記載の車両用灯具。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ミラー部材を備えたプロジェクタ型の車両用灯具により形成される配光パターンは、ミラー部材の上向き反射面の前端縁の上方空間を通過した光により形成される第1の配光パターンと、その上向き反射面で上向きに反射した光によって形成される第2の配光パターンとの合成配光パターンとして形成されるようになっている。
【0007】
その際、第2の配光パターンは、カットオフラインに沿って左右方向に延びる配光パターンとして、第1の配光パターンに対して部分的に重複して形成されるので、全体の配光パターンとしては、カットオフラインに沿って左右方向に延びる横長領域の明るさを十分に確保することができる。
【0008】
一方、発光素子を光源とする場合には、全体の配光パターンとして、第2の配光パターンの下端縁において明るさが急激に変化してしまうので、車両前方路面に配光ムラが発生しやすくなってしまう、という問題がある。
【0009】
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、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の車両用灯具において、車両前方路面に配光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制す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】
【0010】
本願発明は、ミラー部材の構成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。
【0011】
すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
投影レンズと、この投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された発光素子と、この発光素子からの光を上記投影レンズへ向けて反射させるリフレクタと、このリフレクタからの反射光の一部を上向きに反射させるための上向き反射面を有し、該上向き反射面の前端縁が上記後側焦点またはその近傍を通るようにして配置されたミラー部材と、を備えてなる車両用灯具において、
上記上向き反射面が、上記前端縁に沿って帯状に延びる前部領域と、この前部領域の後方側に位置する後部領域とを備えており、
上記後部領域が、上記前部領域に対して後方へ向けて斜め下向きに延びるように形成されて
おり、
上記後部領域の一部に、光拡散反射処理が施された拡散反射領域が形成されており、
上記拡散反射領域が、上記後部領域と上記前部領域との境界線から後方に離れた位置において該境界線に沿って帯状に延びるように形成されている、ことを特徴とするものである。
【0012】
上記「発光素子」は、投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置されていれば、その具体的な位置や向き等は特に限定されるものではない。
【0013】
上記「ミラー部材」は、その「上向き反射面の前端縁」が投影レンズの後側焦点またはその近傍を通るようにして配置されていれば、その「上向き反射面」の具体的な形成範囲やその表面形状等は特に限定されるものではない。
【0014】
上記上向き反射面における「前部領域」と「後部領域」との境界線の具体的な位置は特に限定されるものではない。
【0015】
上記「後部領域」は、「前部領域」に対して後方へ向けて斜め下向きに延びるように形成されていれば、その具体的な傾斜角度は特に限定されるものではなく、また、その際、一定の傾斜角度で形成されていてもよいし、徐々に変化する傾斜角度で形成されていてもよい。
【発明の効果】
【0016】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の灯具として構成されているが、上記ミラー部材は、その上向き反射面として、該上向き反射面の前端縁に沿って帯状に延びる前部領域と、この前部領域の後方側に位置する後部領域とを備えており、その後部領域は前部領域に対して後方へ向けて斜め下向きに延びるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【0017】
すなわち、上述したように、ミラー部材の上向き反射面の前端縁の上方空間を通過した光により形成される第1の配光パターンに対して、その上向き反射面で上向きに反射した光によって形成される第2の配光パターンは、カットオフラインに沿って左右方向に延びる配光パターンとして第1の配光パターンに対して部分的に重複して形成されるので、全体の配光パターンとしては、カットオフラインに沿って左右方向に延びる横長領域の明るさを十分に確保することができる。
【0018】
その際、上向き反射面は、その後部領域が前部領域に対して後方へ向けて斜め下向きに延びるように形成されているので、後部領域からの上向き反射光によって形成される配光パターンを、前部領域からの上向き反射光によって形成される配光パターンに対して下方に変位した状態で形成することができる。そしてこれにより、第2の配光パターンの明るさが、その下端縁において急激に変化してしまわないようにすることができる。
【0019】
したがって、全体の配光パターンとして、カットオフラインに沿って左右方向に延びる横長領域の下端縁において明るさが急激に変化してしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより車両前方路面に配光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。
【0020】
このように本願発明によれば、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の車両用灯具において、車両前方路面に配光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。
【0021】
上記構成において、前部領域として、平面状に形成された一般部と、この一般部の前端位置の上記後側焦点よりも自車線側の部分において上方側に突出する立壁部とを備えた構成とすれば、左右段違いのカットオフラインを有する配光パターンを形成するようにした場合においても、第2の配光パターンを滑らかな光度分布で形成することができる。
【0022】
上記構成において、後部領域として、投影レンズの後側焦点を通るようにして前後方向に延びる鉛直面に関して左側に位置する左側部分と右側に位置する右側部分とを備えた構成とした上で、これら左側部分と右側部分とで左右方向の傾斜角度が互いに異なる値に設定された構成とすれば、後部領域からの上向き反射光によって形成される配光パターンを、前部領域からの上向き反射光によって形成される配光パターンに対して下方に均等に変位させることができる。
【0023】
上記構成において、後部領域の一部に光拡散反射処理が施された構成とすれば、この光拡散反射処理が施された拡散反射領域において拡散反射した光によって、第2の配光パターンの下端縁における明るさの変化を一層緩やかなものとすることができる。
【0024】
上記構成において、前部領域が後方へ向けて水平に延びるように形成された構成とすれば、第2の配光パターンの明るさを十分に確保することができる。
【発明を実施するための形態】
【0026】
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。
【0027】
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り、
図2は、その平面図である。また、
図3は、この車両用灯具10の主要構成要素を示す斜視図である。
【0028】
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、投影レンズ12と、この投影レンズ12の後側焦点Fよりも後方側に配置された発光素子14と、この発光素子14を上方側から覆うように配置され、該発光素子14からの光を投影レンズ12へ向けて反射させるリフレクタ16と、このリフレクタ16からの反射光の一部を上向きに反射させるための上向き反射面20aを有するミラー部材20とを備えた構成となっている。
【0029】
その際、発光素子14およびリフレクタ16はミラー部材20に支持されており、投影レンズ12は、レンズホルダ18を介してミラー部材20に支持されている。
【0030】
この車両用灯具10は、ヘッドランプの一部として組み込まれた状態で用いられる灯具ユニットであって、ヘッドランプに組み込まれた状態では、その投影レンズ12の光軸Axが車両前後方向に対して0.5〜0.6°程度下向きの方向に延びた状態で配置されるようになっている。
【0031】
発光素子14は、白色発光ダイオードの発光チップであって、横長矩形状の発光面を有している。そして、この発光素子14は、その発光面を光軸Axのやや下方において上向きにした状態で配置されている。
【0032】
リフレクタ16の反射面16aは、光軸Axと同軸の長軸を有するとともに発光素子14の発光中心を第1焦点とする略楕円面状の曲面で構成されている。その際、この反射面16aは、その光軸Axに沿った鉛直断面形状が後側焦点Fのやや前方に位置する点を第2焦点とする楕円形状に設定されており、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。そしてこれにより、リフレクタ16は、発光素子14からの光を、鉛直断面内においては後側焦点Fのやや前方に位置する点に収束させるとともに、水平断面内においてはその収束位置をかなり前方へ移動させるようになっている。
【0033】
ミラー部材20の上向き反射面20aは、該ミラー部材20の上面にアルミニウム蒸着等による鏡面処理を施すことにより形成されている。この上向き反射面20aは、その前端縁22が後側焦点Fを通るようにして配置されている。その際、この前端縁22は、平面視において後側焦点Fから左右両側へ向けて、投影レンズ12のメリジオナル像面に沿って前方側へ湾曲するようにして延びている。また、上向き反射面20aは、その前端縁22から後方側に一定距離離れた位置までの範囲内の領域に形成されている。
【0034】
そして、このミラー部材20は、その上向き反射面20aにおいて、
図1に示すように、リフレクタ16の反射面16aから投影レンズ12へ向かう反射光の一部を上向きに反射させて投影レンズ12に入射させ、これを下向き光として投影レンズ12から出射させるようになっている。そして、この投影レンズ12からの出射光により、左配光のロービーム用配光パターン(これについては後述する)を形成するようになっている。
【0035】
上向き反射面20aは、その前端縁22に沿って略一定幅で帯状に延びる前部領域20aAと、この前部領域20aAの後方側に位置する後部領域20aBとで構成されている。その際、前部領域20aAは、後方へ向けて水平に延びるように形成されており、後部領域20aBは、前部領域20aAの後端縁から後方へ向けて斜め下向きに一定の傾斜角で延びるように形成されている。
【0036】
前部領域20aAは、平面状に形成された一般部20aA1と、この一般部20aA1の前端位置の後側焦点Fよりも左側(灯具正面視では右側)の部分において上方側に突出する立壁部20aA2とで構成されている。
【0037】
一般部20aA1は、光軸Axのやや下方において水平面に沿って延びるように形成されている。
【0038】
立壁部20aA2は、平面視において前端縁22に沿って細幅で延びるように形成されている。その際、この立壁部20aA2は、光軸Ax上の位置から左側へ向けて一定の高さで延びており、また、光軸Ax上の位置から右側へ向けて一般部20aA1の高さ位置まで斜め下方に延びている。
【0039】
後部領域20aBは、光軸Axを含む鉛直面に関して左側に位置する左側部分20aBLと右側に位置する右側部分20aBRとで構成されている。これら左側部分20aBLと右側部分20aBRとでは、左右方向の傾斜角度が互いに異なる値に設定されている。具体的には、左側部分20aBLは、後方へ向けて左側に多少傾斜して延びるように形成されており、右側部分20aBは、後方へ向けて右側に多少傾斜して延びるように形成されている。その結果、後部領域20aBには、左側部分20aBLと右側部分20aBRとの境界線として、光軸Axの真下に前後方向に延びる稜線Rが形成されている。
【0040】
後部領域20aBには、その一部にフロスト処理等による光拡散反射処理が施された拡散反射領域20aBdが形成されている。この拡散反射領域20aBdは、後部領域20aBと前部領域20aAとの境界線から僅かに後方に離れた位置において、その境界線に沿って帯状に延びるように形成されている。
【0041】
図1に示すように、後方へ向けて斜め下向きに延びる後部領域20aBに到達したリフレクタ16からの反射光は、この後部領域20aBが水平面に沿って延びるように形成されているとした場合に比して、この後部領域20aBにおいてより大きな上向き角度で反射し、投影レンズ12の後側焦点面(すなわち後側焦点Fを含む焦点面)を後側焦点Fから上方にある程度離れた位置において通過して、投影レンズ12に入射することとなる。
【0043】
同図に示すように、後部領域20aBに到達したリフレクタ16からの反射光の大半は、この後部領域20aBにおいて正反射するが、拡散反射領域20aBdに到達したリフレクタ16からの反射光は、この拡散反射領域20aBdにおいて拡散反射し、そのうちの何割かが投影レンズ12に入射することとなる。
【0044】
図5(a)は、車両用灯具10から前方へ照射される光により、車両前方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。
【0045】
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、その上端縁に左右段違いのカットオフライン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線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、V−V線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインCL1として形成されるとともに、V−V線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインCL1から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインCL2として形成されている。
【0046】
このロービーム用配光パターンPLは、リフレクタ16で反射した発光素子14からの光によって投影レンズ12の後側焦点面上に形成された発光素子14の像を、投影レンズ12により上記仮想鉛直スクリーン上に反転投影像として投影することにより形成され、そのカットオフラインCL1、CL2は、ミラー部材20の上向き反射面20aの前端縁22の反転投影像として形成されるようになっている。その際、下段カットオフラインCL1は、上向き反射面20aの前端縁22のうち、前部領域20aAの立壁部20aBの部分の反転投影像として形成され、また、上段カットオフラインCL2は、その前部領域20aAの立壁部20aBの右端部および一般部20aA1の部分の反転投影像として形成されるようになっている。
【0047】
このロービーム用配光パターンPLにおいて、下段カットオフラインCL1とV−V線との交点であるエルボ点Eは、H−Vの0.5〜0.6°程度下方に位置している。これは光軸Axが車両前後方向に対して0.5〜0.6°程度下向きの方向に延びていることによるものである。
【0048】
このロービーム用配光パターンPLは、ミラー部材20の上向き反射面20aの前端縁22の上方空間を通過して直接投影レンズ12に到達した光により形成される第1の配光パターンP1と、その上向き反射面20aで上向きに反射した光によって形成される第2の配光パターンP2との合成配光パターンとして形成されている。
【0049】
その際、第2の配光パターンP2は、カットオフラインに沿って左右方向に延びる配光パターンとして、第1の配光パターンP1に対して部分的に重複して形成されており、これによりロービーム用配光パターンPLとして、カットオフラインCL1、CL2に沿って左右方向に延びる横長領域の明るさを十分に確保するようになっている。
【0050】
第2の配光パターンP2は、2つの配光パターンP2A、P2Bの合成配光パターンとして形成されている。
【0051】
配光パターンP2Aは、前部領域20aAからの上向き反射光によって形成される配光パターンであり、配光パターンP2Bは、後部領域20aBからの上向き反射光によって形成される配光パターンである。
【0052】
これら2つの配光パターンP2A、P2Bは、いずれも横長に延びる配光パターンであるが、配光パターンP2Bは配光パターンP2Aに対して下方に変位した状態で形成されている。これは、前部領域20aAが水平面に沿って延びるように形成されているのに対して後部領域20aBが後方へ向けて斜め下向きに延びるように形成されていることによるものである。
【0053】
その際、配光パターンP2Bは、配光パターンP2Aに対する下方変位量が全体にわたって略均等になっている。これは、
図2に示すように、リフレクタ16からの反射光が光軸Ax寄りの方向に向かうのに対応して、後部領域20aBの左側部分20aBLが後方へ向けて左側に多少傾斜するとともに、その右側部分20aBgが後方へ向けて右側に多少傾斜していることによるものである。
【0054】
図5(b)は、従来の車両用灯具から前方へ照射される光により、上記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。
【0055】
このロービーム用配光パターンPL´は、後部領域20aBが、水平面に沿って延びる前部領域20aAをそのまま延長した水平面で構成されている、とした場合に形成される配光パターンである。
【0056】
このロービーム用配光パターンPL´も、第1の配光パターンP1´については、ロービーム用配光パターンPLにおける第1の配光パターンP1と同様であるが、第2の配光パターンP2´は、その下端縁の明暗差が大きい配光パターンとして形成されている。
【0057】
これに対し、
図5(a)に示すように、ロービーム用配光パターンPLにおける第2の配光パターンP2は、配光パターンP2Bが配光パターンP2Aに対して下方に変位した状態で形成されているので、その下端縁の明暗差が小さい配光パターンとして形成されている。
【0058】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【0059】
本実施形態に係る車両用灯具10は、ミラー部材20を備えたプロジェクタ型の灯具として構成されているが、ミラー部材20は、その上向き反射面20aとして、該上向き反射面20aの前端縁22に沿って帯状に延びる前部領域20aAと、この前部領域20aAの後方側に位置する後部領域20aBとを備えており、その後部領域20aBは前部領域20aAに対して後方へ向けて斜め下向きに延びるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【0060】
すなわち、上述したように、ミラー部材20の上向き反射面20aの前端縁22の上方空間を通過した光により形成される第1の配光パターンP1に対して、その上向き反射面20aで上向きに反射した光によって形成される第2の配光パターンP2は、カットオフラインCL1、CL2に沿って左右方向に延びる配光パターンとして第1の配光パターンP1に対して部分的に重複して形成されるので、ロービーム用配光パターンPLとして、カットオフラインCL1、CL2に沿って左右方向に延びる横長領域の明るさを十分に確保することができる。
【0061】
その際、上向き反射面20aは、その後部領域20aBが前部領域20aAに対して後方へ向けて斜め下向きに延びるように形成されているので、後部領域20aBからの上向き反射光によって形成される配光パターンP2Bを、前部領域20aAからの上向き反射光によって形成される配光パターンP2Aに対して下方に変位した状態で形成することができる。そしてこれにより、第2の配光パターンP2の明るさが、その下端縁において急激に変化してしまわないようにすることができる。
【0062】
したがって、ロービーム用配光パターンPLとして、カットオフラインCL1、CL2に沿って左右方向に延びる横長領域の下端縁において明るさが急激に変化してしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより車両前方路面に配光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。
【0063】
このように本実施形態によれば、ミラー部材20を備えたプロジェクタ型の車両用灯具10において、車両前方路面に配光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。
【0064】
その際、本実施形態においては、前部領域20aAが、平面状に形成された一般部20aA1と、この一般部20aA1の前端位置の後側焦点Fよりも自車線側の部分において上方側に突出する立壁部20aA2とで構成されているので、左右段違いのカットオフラインCL1、CL2を有するロービーム用配光パターンPLを形成するようになっているにもかかわらず、第2の配光パターンP2を滑らかな光度分布で形成することができる。
【0065】
また本実施形態においては、後部領域20aBが、光軸Axを含む鉛直面(すなわち後側焦点Fを通るようにして前後方向に延びる鉛直面)に関して左側に位置する左側部分20aBLと右側に位置する右側部分20aBRとで構成されており、これら左側部分20aBLと右側部分20aBRとで左右方向の傾斜角度が互いに異なる値に設定されているので、配光パターンP2Bを、左右全領域にわたり配光パターンP2Aに対して下方に均等に照射させることができる。
【0066】
さらに本実施形態においては、後部領域20aBの一部が拡散反射領域20aBdとして構成されているので、この拡散反射領域20aBdにおいて拡散反射した光によって、第2の配光パターンP2の下端縁における明るさの変化を一層緩やかなものとすることができる。
【0067】
また本実施形態においては、前部領域20aAが後方へ向けて水平に延びるように形成されているので、第2の配光パターンP2の明るさを十分に確保することができる。
【0068】
上記実施形態においては、上向き反射面20aの前端縁22が、後側焦点Fを通るようにして配置されているものとして説明したが、後側焦点Fの近傍(例えば後側焦点Fの上方近傍や下方近傍)を通るようにして配置された構成とすることも可能である。
【0069】
上記実施形態においては、車両用灯具10が、左配光のロービーム用配光パターンPLを形成するように構成されているが、右配光のロービーム用配光パターンを形成するように構成されている場合、あるいは上端部に水平カットオフラインのみを有する配光パターンを形成するように構成されている場合においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより同様の作用効果を得ることができる。
【0070】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【0071】
まず、上記実施形態の第1変形例について説明する。
【0072】
図6(a)は、本変形例に係る車両用灯具の要部を示す、
図4と同様の図である。
【0073】
同図(a)に示すように、本変形例に係る車両用灯具は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、ミラー部材120の上向き反射面120aの構成が上記実施形態の場合と異なっている。
【0074】
すなわち、本変形例のミラー部材120における上向き反射面120aも、その前端縁122に沿って略一定幅で帯状に延びる前部領域120aAと、この前部領域120aAの後方側に位置する後部領域120aBとで構成されている。その際、前部領域120aAは、後方へ向けて水平に延びているが、後部領域120aBは、前部領域120aAの後端縁から後方へ向けて斜め下向きに徐々に傾斜角が大きくなるように形成されており、前部領域120aAと滑らかに繋がっている。
【0075】
本変形例の構成を採用した場合には、
図5(a)に示す第2の配光パターンP2において、2つの配光パターンP2A、P2Bが互いに重複しないように連続的に形成されるようにした上で、第2の配光パターンP2の明るさがその下端縁において急激に変化してしまわないようにすることができる。
【0076】
次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。
【0077】
図6(b)は、本変形例に係る車両用灯具の要部を示す、
図4と同様の図である。
【0078】
同図(b)に示すように、本変形例に係る車両用灯具は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、ミラー部材220の上向き反射面220aの構成が上記実施形態の場合と異なっている。
【0079】
すなわち、本変形例のミラー部材220における上向き反射面220aも、その前端縁222に沿って略一定幅で帯状に延びる前部領域220aAと、この前部領域220aAの後方側に位置する後部領域220aBとで構成されている。その際、前部領域220aAは、後方へ向けて斜め下向きに一定の傾斜角で延びており、後部領域220aBは、前部領域220aAの後端縁から後方へ向けて斜め下向きに、前部領域220aAの傾斜角よりも大きい一定の傾斜角で延びている。
【0080】
本変形例の構成を採用した場合には、
図5(a)に示すロービーム用配光パターンPLにおいて、第2の配光パターンP2の位置が全体的にやや下方に変位するが、第2の配光パターンP2の明るさがその下端縁において急激に変化してしまわないようにすることができる。
【0081】
なお、上記実施形態およびその変形例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。
【0082】
また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例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。