(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第3レンズは、前記第3レンズの第3入射面が、前記第1レンズの第1出射面から前後方向の距離で第3距離だけ離間するように前記第2のレンズ部に形成されており、
前記第4レンズは、前記第4レンズの第4入射面が、前記第2レンズの第2出射面から前後方向の距離で第4距離だけ離間するように前記第2のレンズ部に形成されており、
前記第4距離が前記第3距離よりも長いことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の車両用灯具。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と称する)について詳細に説明する。実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
【0017】
また、実施形態及び図中において、特に断りがない場合、「前」、「後」は、各々、車両の「前進方向」、「後進方向」を示し、「上」、「下」、「左」、「右」は、各々、車両に乗車する運転者から見た方向を示す。
【0018】
本発明に係る実施形態の車両用灯具は、
図1に示す車両102の前方の左右のそれぞれに設けられる車両用前照灯(101R、101L)であり、以下では単に車両用灯具と記載する。
【0019】
本実施形態の車両用灯具は、車両前方側に開口したハウジング(図示せず)と開口を覆うようにハウジングに取り付けられるアウターレンズ(図示せず)を備え、ハウジングとアウターレンズとで形成される灯室内に灯具ユニット10(
図2参照)等が配置されている。
【0020】
図2は灯具ユニット10の水平断面図である。
なお、
図2は第1光源30と第2光源35の発光中心を通る水平方向の断面図になっている。
【0021】
灯具ユニット10は、
図2に示すように、ヒートシンク20と、ヒートシンク20上に設けられる第1光源30と、ヒートシンク20上に設けられる第2光源35と、第1光源30及び第2光源35の前方側に配置された第1のレンズ部40と、第1のレンズ部40の前方側に配置された第2のレンズ部50と、を備えている。
【0022】
本実施形態では、第1光源30からの光が、例えば、ハイビーム配光パターンやロービーム配光パターン等の中央側に配光される集光配光パターンを形成し、第2光源35からの光が、例えば、ハイビーム配光パターンやロービーム配光パターン等の拡散配光パターンを形成する。
したがって、第1光源30は灯具ユニット10における集光部用の光源になっており、第2光源35は灯具ユニット10における拡散部用の光源になっている。
【0023】
また、後述する第1のレンズ部40及び第2のレンズ部50のそれぞれに設けられるレンズも、第1光源30に対応して設けられているレンズは、集光部用のレンズになっており、第2光源35に対応して設けられているレンズは、拡散部用のレンズになっている。
【0024】
(ヒートシンク20)
ヒートシンク20は、
図2に示すように、第1光源30及び第2光源35を配置するベース部21と、ベース部21の後方側に形成された複数の放熱フィン22と、を備えている。
【0025】
例えば、ヒートシンク20は、熱伝導率の高い、放熱性に優れたアルミ等の材料で形成されることが好ましい。
【0026】
なお、ヒートシンク20のベース部21は、第1のレンズ部40の固定用脚部41及び第2のレンズ部50の固定用脚部51を取り付ける取付部にもなっている。
【0027】
(第1光源30及び第2光源35)
第1光源30は、ヒートシンク20のベース部21上に設けられた第1基板31と、第1基板31上に設けられた第1発光チップ32と、を備えている。
本実施形態では、第1発光チップ32に半導体型の発光素子であるLEDチップを用いているが、LEDチップに代えて、半導体型の発光素子であるLDチップ(レーザチップ)を用いるようにしてもよい。
【0028】
第2光源35も構成自体は第1光源30と同じであり、ヒートシンク20のベース部21上に設けられた第2基板36と、第2基板36上に設けられた第2発光チップ37と、を備えており、本実施形態では、第2発光チップ37にLEDチップを用いているが、LEDチップに代えて、LDチップ(レーザチップ)を用いるようにしてもよい。
【0029】
本実施形態では、第1光源30と第2光源35が個別に第1基板31と第2基板36を有するものとしているが、基板に関しては個別に設ける必要はなく、共通の基板を用いるようにしてもよい。
【0030】
したがって、第1発光チップ32及び第2発光チップ37を個別の基板(第1基板31、第2基板36)上に設けるようにするか、共通基板上に設けるようにするかは任意であり、集光部用の第1発光チップ32と、前後方向の位置が第1発光チップ32とほぼ同じ位置に配置された拡散部用の第2発光チップ37と、が水平方向に並ぶように設けられていればよい。
【0031】
(第2のレンズ部50)
第2のレンズ部50は、第1のレンズ部40の第1レンズ42の前方側に位置するように形成された第3レンズ52と、第1のレンズ部40の第2レンズ43の前方側に位置するように形成された第4レンズ53と、を備えている。
【0032】
また、第2のレンズ部50は、第3レンズ52及び第4レンズ53の水平方向外側の端部に設けられた一対の固定用脚部51を備えている。
【0033】
そして、この固定用脚部51は、ヒートシンク20に固定されたときに、ヒートシンク20上に設けられた第1光源30及び第2光源35から所定の距離だけ前方側に第3レンズ52及び第4レンズ53が位置するように形成されている。
【0034】
ただし、第2のレンズ部50に固定用脚部51を形成するのに代えて、レンズホルダ等を用いて第2のレンズ部50をヒートシンク20に取り付けるようにしてもよい。
【0035】
なお、第2のレンズ部50では、第3レンズ52と第4レンズ53は、隣接し合う端部同士が直接つながったものとして形成されており、第3レンズ52と第4レンズ53の間に接続部がないものとなっている。
【0036】
第3レンズ52は、平面形状に形成された光を出射する第3出射面52aと、第3出射面52aから前方側に照射される光が所定の集光配光パターンを形成するように形成された光が入射する第3入射面52bと、を備えている。
【0037】
同様に、第4レンズ53は、平面形状に形成された光を出射する第4出射面53aと、第4出射面53aから前方側に照射される光が所定の拡散配光パターンを形成するように形成された光が入射する第4入射面53bと、を備えている。
【0038】
そして、第2のレンズ部50は、これら第3出射面52aと第4出射面53aが段差なく繋がった1つの出射面を有している。
【0039】
ただし、第2のレンズ部50の出射面は、平面形状に限らず、デザイン等の要求に応じて段差のない曲面形状等とされてもよい。
この場合、第3出射面52aが曲面形状を有するようになるが、その曲面形状に対応して、第3出射面52aから照射される光が所定の集光配光パターンを形成する形状に第3入射面52bを形成するようにすればよい。
【0040】
同様に、第4出射面53aの曲面形状に応じて、第4出射面53aから照射される光が所定の拡散配光パターンを形成する形状に第4入射面53bを形成するようにすればよい。
【0041】
また、本実施形態では、第3入射面52bは、上述した平面形状の第3出射面52aの形状に応じて、第3出射面52aから照射される光が集光配光パターンを形成するように、水平方向の中央側が最も後方側に突出する自由曲面に形成されている。
【0042】
同様に、本実施形態では、第4入射面53bは、上述した平面形状の第4出射面53aの形状に応じて、第4出射面53aから照射される光が拡散配光パターンを形成するように、水平方向の中央側よりも左右外側に最も後方側に突出する自由曲面に形成された2つの突出面を有し、第4入射面53bの中央側で、その2つの突出面が繋がり、水平方向の中央側で前方側に凹む凹み面を有する形状に形成されている。
【0043】
一方、第3入射面52bと第4入射面53bは、最も後方側に突出している部分の位置が、前後方向の位置でほぼ同じ位置になっている。
【0044】
(第1のレンズ部40)
第1のレンズ部40は、第1発光チップ32と第2発光チップ37の前方側であって、第2のレンズ部50の後方側に配置されている。
そして、第1のレンズ部40は、第1入射面42bが第1発光チップ32から第1距離X1だけ前方側に位置するように形成された第1レンズ42と、第2入射面43bが第2発光チップ37から第1距離X1よりも短い第2距離X2だけ前方側に位置するように形成された第2レンズ43と、第1レンズ42と第2レンズ43の間に形成され、第1レンズ42と第2レンズ43の間を繋ぐ第1接続部44と、を備えている。
【0045】
なお、第1距離X1は、第1発光チップ32の発光中心と、第1発光チップ32の発光中心を通る前後方向に延びる軸(チップ光軸)が第1入射面42bに交わる点と、の間の距離である。
同様に、第2距離X2も、第2発光チップ37の発光中心と、第2発光チップ37の発光中心を通る前後方向に延びる軸(チップ光軸)が第2入射面43bに交わる点と、の間の距離である。
【0046】
また、第1のレンズ部40は、第1レンズ42及び第2レンズ43の水平方向外側の端部に設けられた一対の固定用脚部41を備えている。
【0047】
そして、この固定用脚部41は、ヒートシンク20に固定されたときに、ヒートシンク20上に設けられた第1光源30及び第2光源35から所定の距離だけ前方側に第1レンズ42及び第2レンズ43が位置するように形成されている。
【0048】
ただし、第1のレンズ部40に固定用脚部41を形成するのに代えて、レンズホルダ等を用いて第1のレンズ部40をヒートシンク20に取り付けるようにしてもよい。
【0049】
第1レンズ42は、第1発光チップ32から放射される光が第3レンズ52の第3入射面52b内に適切に入射させる配光制御を行っている。
つまり、第1発光チップ32から放射される光が第3入射面52b外に向かわないように配光制御を行っている。
【0050】
このために、第1レンズ42は、第1発光チップ32から放射される光を無駄なく受けるように、前方側に湾曲した形状の第1入射面42bと、その第1入射面42bの形状に応じて、適切に第3レンズ52の第3入射面52bに向けて光を照射するように形成された前方側に突出する自由曲面の第1出射面42aと、を備えている。
【0051】
同様に、第2レンズ43は、第2発光チップ37から放射される光が第4レンズ53の第4入射面53b内に適切に入射させる配光制御を行っている。
つまり、第2発光チップ37から放射される光が第4入射面53b外に向かわないように配光制御を行っている。
【0052】
このため、第2レンズ43は、第2発光チップ37から放射される光を無駄なく受けるように、前方側に湾曲した形状の第2入射面43bと、その第2入射面43bの形状に応じて、適切に第4レンズ53の第4入射面53bに向けて光を照射するように形成された前方側に突出する自由曲面の第2出射面43aと、を備えている。
【0053】
ここで、第4レンズ53の第4出射面53aから照射される光は、拡散配光パターンを形成するため、広げた配光を形成しやすいように、第2レンズ43と第4レンズ53の間の距離が離れているほうが望ましい。
【0054】
一方で、第3レンズ52の第3出射面52aから照射される光は、集光配光パターンを形成するため、広がらない配光を形成しやすいように、第1レンズ42と第3レンズ52の間の距離は離れていないほうが望ましい。
【0055】
そこで、上述したように、第1距離X1よりも第2距離X2が短くなるように第2レンズ43を第2発光チップ37に近づけて配置するようにすることで、第3レンズ52の第3入射面52bと第1レンズ42の第1出射面42aの間の離間する距離である第3距離Y1よりも、第4レンズ53の第4入射面53bと第2レンズ43の第2出射面43aの間の離間する距離である第4距離Y2のほうが長くなるようにしている。
【0056】
なお、第3距離Y1は、第3レンズ52の第3入射面52b上の最も後方側の位置となる点と、第1レンズ42の第1出射面42a上の最も前方側の位置となる点との間の水平方向の位置ズレを考えない前後方向だけで見た距離である。
同様に、第4距離Y2は、第4レンズ53の第4入射面53b上の最も後方側の位置となる点と、第2レンズ43の第2出射面43a上の最も前方側の位置となる点との間の水平方向の位置ズレを考えない前後方向だけで見た距離である。
【0057】
ところで、第4距離Y2を第3距離Y1よりも長くするためには、第2レンズ43を第2発光チップ37に近づける代わりに、第4レンズ53をより前方側に設けるようにすることも可能である。
【0058】
しかしながら、そのようにすると、第4レンズ53が第3レンズ52よりも前方側に突出することになるため、第2のレンズ部50の出射面を1つの出射面に見えるように形成することができず、見栄えが悪くなる。
【0059】
この点、本実施形態のように、第2レンズ43を第2発光チップ37に近づけるようにすれば、第4レンズ53を第3レンズ52よりも突出させる必要がないため、第2のレンズ部50の出射面を1つの出射面に見えるように形成することができ、見栄えをよくすることができる。
【0060】
一方、第1レンズ42は第3レンズ52よりも第1発光チップ32の近くに設けられる関係上、第3レンズ52よりもサイズが小さく、同様に、第2レンズ43も第4レンズ53よりも第2発光チップ37の近くに設けられる関係上、第4レンズ53よりもサイズが小さい。
【0061】
そして、第1レンズ42と第2レンズ43の水平方向の位置は、第3レンズ52と第4レンズ53との関係で決まるため、第2のレンズ部50のように、第1レンズ42と第2レンズ43の端部同士を、直接、繋げるように近接して配置することができない。
したがって、第1のレンズ部40では、上述したように、第1接続部44で第1レンズ42と第2レンズ43を繋げるようにしている。
【0062】
具体的には、第1接続部44は、第1入射面42bの湾曲状態に従った第1の第1領域44aと、第2入射面43bの湾曲形状に従った第1の第2領域44bと、を有しており、第1の第1領域44aは水平方向で第1の第2領域44bよりも幅が広くなるようになっている。
【0063】
また、第1接続部44は、第1レンズ42から第2レンズ43に至るまでの肉厚がほぼ一定になっている。
【0064】
このように、第1接続部44を形成するようにすると、第1レンズ42と第2レンズ43の間を段差がないように接続することができ、何らかの要因で、この第1接続部44に光が照射されたときでも、段差部に光が照射されるときのような乱反射が起きないため、グレアの発生を抑制することができる。
さらに、第1接続部44の肉厚をほぼ一定にしておくことで、第1のレンズ部40を成形するときに、ひけが起きることも回避できる。
【0065】
以上のように、第1実施形態の構成によれば、前後方向の異なる位置に位置する複数のレンズ(第1レンズ42及び第2レンズ43)を一体化した第1のレンズ部40を備える車両用灯具であっても、グレアの発生を抑制することができる。
【0066】
(第2実施形態)
次に、
図3を参照しながら、本発明に係る第2実施形態の車両用灯具について説明する。
なお、第1実施形態と同様の構成に関しては、説明を省略する場合がある。
【0067】
図3は、本実施形態の灯具ユニット10を説明するための水平断面図である。
ただし、第1のレンズ部40の固定用脚部41、第2のレンズ部50の固定用脚部51、光源の基板及びヒートシンク20の図示を省略しているが、これらは第1実施形態で説明したのと同様である。
【0068】
つまり、第1のレンズ部40の後述する第5レンズ46及び第6レンズ47の水平方向外側の端部には、固定用脚部41が設けられており、第2のレンズ部50の後述する第7レンズ54及び第8レンズ55の水平方向外側の端部には、固定用脚部51が設けられている。
【0069】
図3に示すように、本実施形態の灯具ユニット10は、さらに、水平方向で第1発光チップ32を挟んで第2発光チップ37の反対側に設けられた第3発光チップ34と、水平方向で第2発光チップ37を挟んで第1発光チップ32の反対側に設けられた第4発光チップ39と、を備えている。
【0070】
第3発光チップ34は、集光配光パターンを形成する光を放射する第3光源のLEDチップである。
ただし、第1実施形態と同様に、第3発光チップ34はLDチップでもよい。
【0071】
なお、第3光源は、図示を省略しているが、ヒートシンク20のベース部21上に設けられた第3基板上と、第3発光チップ34と、を備えており、第1光源30及び第2光源35と構成は同じである。
【0072】
また、第4発光チップ39は、拡散配光パターンを形成する光を放射する第4光源のLEDチップである。
ただし、第1実施形態と同様に、第4発光チップ39はLDチップでもよい。
【0073】
なお、第4光源は、図示を省略しているが、ヒートシンク20のベース部21上に設けられた第4基板上と、第4発光チップ39と、を備えており、第1光源30及び第2光源35と構成は同じである。
【0074】
さらに、第1のレンズ部40は、水平方向で第1レンズ42を挟んで第2レンズ43の反対側に位置するように形成された第5レンズ46と、水平方向で第2レンズ43を挟んで第1レンズ42の反対側に位置するように形成されたた第6レンズ47と、を備えている。
【0075】
なお、第5レンズ46は第1レンズ42と同じレンズであり、第6レンズ47は第2レンズ43と同じレンズである。
【0076】
加えて、第2のレンズ部50は、第5レンズ46の前方側に位置するように形成された第7レンズ54と、第6レンズ47の前方側に位置するように形成された第8レンズ55と、を備えている。
【0077】
なお、第7レンズ54は第3レンズ52と同じレンズであり、第8レンズ55は第4レンズ53と同じレンズである。
【0078】
以上の構成からわかるように、第2実施形態では、第1実施形態の集光部用の構成と拡散部用の構成が、1ずつ増えたものになっており、集光配光パターン及び拡散配光パターンの光量を増やすことができるようになっている。
【0079】
したがって、より詳細な配置等に関しても第1実施形態で説明したのと同様になっており、第5レンズ46は、第5レンズ46の第5入射面46bが第3発光チップ34から第1距離X1(
図2参照)とほぼ等しい距離だけ前方側に位置するように第1のレンズ部40に形成されており、第6レンズ47は、第6レンズ47の第6入射面47bが第4発光チップ39から第2距離X2(
図2参照)とほぼ等しい距離だけ前方側に位置するように第1のレンズ部40に形成されている。
【0080】
また、第7レンズ54は、第7レンズ54の第7入射面54bが、第5レンズ46の第5出射面46aから第3距離Y1とほぼ等しい距離だけ前方側に位置するように第2のレンズ部50に形成されており、第8レンズ55は、第8レンズ55の第8入射面55bが、第6レンズ47の第6出射面47aから第4距離Y2とほぼ等しい距離だけ前方側に位置するように第2のレンズ部50に形成されている。
【0081】
そして、第1のレンズ部40は、第1レンズ42と第5レンズ46の間に形成され、第1レンズ42と第5レンズ46の間を段差がないように繋ぐ第2接続部45と、第2レンズ43と第6レンズ47の間に形成され、第2レンズ43と第6レンズ47の間を段差がないように繋ぐ第3接続部48と、を有している。
【0082】
具体的には、第5入射面46bも第1入射面42bと同様に、前方側に湾曲した形状を有しており、第2接続部45は、第5入射面46bの湾曲形状に従った第5領域45aと、第1入射面42bの湾曲形状に従った第2の第1領域45bと、を有している。
【0083】
また、第2接続部45も、第1接続部44と同様に、第1レンズ42から第5レンズ46に至るまでの肉厚がほぼ一定に形成されている。
【0084】
さらに、第6入射面47bも、第2入射面43bと同様に、前方側に湾曲した形状を有しており、第3接続部48は、第6入射面47bの湾曲形状に従った第6領域48aと、第2入射面43bの湾曲状態に従った第2の第2領域48bと、を有している。
【0085】
この第3接続部48も、第1接続部44及び第2接続部45と同様に、第2レンズ43から第6レンズ47に至るまでの肉厚がほぼ一定に形成されている。
【0086】
以上のような構成からなる第2実施形態では、第2接続部45及び第3接続部48がグレアの発生原因となる段差を有しないものとして構成されているため、グレアの発生を抑制しつつ、集光配光パターン及び拡散配光パターンの光量を増加させることが可能である。
【0087】
なお、第2実施形態でも、第2のレンズ部50は、平面形状の第3出射面52a、第4出射面53a、第7出射面54a及び第8出射面55aが段差なく繋がった1つの平面形状の出射面を有するものになっているが、第1実施形態で述べたように、第2のレンズ部50の出射面は、求められるデザインに応じて、段差なく湾曲するような曲面としてもよい。
【0088】
以上、具体的な実施形態を基に本発明の説明を行ってきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
上記実施形態では、第1のレンズ部40と第2のレンズ部50を有する2枚レンズ型の光学系を有するものとしているが、例えば、車両用灯具によっては、複数のレンズを有するレンズ部が1つだけでよいものもあり、そのような場合においてもレンズ間を上記実施形態の接続部のようにすることでグレアを抑制することが可能である。
したがって、本発明は、2つのレンズ部材を用いるものに限定されるものではない。
【0089】
このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、技術的思想を逸脱することのない変更や改良を行ったものも発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。