特開 2024-168591 車両用前照灯

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168591

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】車両用前照灯

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/26 20180101AFI20241128BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20241128BHJP

   F21S 41/16 20180101ALI20241128BHJP

   F21S 41/151 20180101ALI20241128BHJP

   F21S 41/265 20180101ALI20241128BHJP

   F21W 102/10 20180101ALN20241128BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20241128BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20241128BHJP

【ＦＩ】

F21S41/26

F21S41/143

F21S41/16

F21S41/151

F21S41/265

F21W102:10

F21Y115:10

F21Y115:30

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085410

(22)【出願日】2023-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000000136

【氏名又は名称】市光工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大久保 泰宏

(57)【要約】

【課題】個々の光源の光によるパターンが左右方向につながった状態の照射パターンを適切に形成する。
【解決手段】車両用前照灯は、左右方向に配置された複数の光源と、複数の光源の前方に配置され、光を前方に出射する光源側レンズと、光源側レンズの前方に配置され、光源側レンズから出射された光を車両前方に照射する投影レンズとを備え、投影レンズは、光源側レンズからの光を入射する投影側入射面を有し、横断面視において、投影側入射面が車両前方に向けて凹状に湾曲した形状を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

左右方向に配置された複数の光源と、
複数の前記光源の前方に配置され、光を前方に出射する光源側レンズと、
前記光源側レンズの前方に配置され、前記光源側レンズから出射された前記光を車両前方に照射する投影レンズと
を備え、
前記投影レンズは、前記光源側レンズからの光を入射する投影側入射面を有し、横断面視において、前記投影側入射面が前記車両前方に向けて凹状に湾曲した形状を有する
車両用前照灯。

【請求項2】

前記投影レンズは、当該投影レンズの基準焦点が複数の前記光源よりも車両後方側に位置するように前記投影側入射面が形成される
請求項１に記載の車両用前照灯。

【請求項3】

前記光源側レンズは、前記光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光を前方に出射する出射面とを有し、
前記入射面は、横断面視において、左右方向に延びる直線状であり、
前記出射面は、横断面視において、前記光源に対応して左右方向に並んで配置され前方に向けて凸状に湾曲した形状を有し、
前記光源側レンズは、左右方向の中央部から両端部にかけて前記出射面が徐々に前方に位置するように設けられる
請求項１に記載の車両用前照灯。

【請求項4】

前記光源側レンズは、縦断面視において、前記入射面が前記光源側に向けて凸状に湾曲した形状を有する
請求項３に記載の車両用前照灯。

【請求項5】

前記光源として、上下方向が長手の矩形状の半導体レーザが用いられる
請求項１に記載の車両用前照灯。

【請求項6】

前記光源として、矩形状のＬＥＤが用いられる
請求項１に記載の車両用前照灯。

【請求項7】

複数の前記光源のうちの１つは、前記投影レンズの光軸上に配置される
請求項１に記載の車両用前照灯。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用前照灯に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤ等の複数の素子を個別に制御して車両前方にＡＤＢ配光パターンを形成する車両用前照灯が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１８／０４３６６３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の車両用前照灯では、投影レンズの入射面がフラットであるため、車両前方にＡＤＢ配光パターンを形成する際、左右方向の両端側の光源からの光によるパターンが左右方向の外側に離れる傾向となる。このため、ＡＤＢ配光パターン全体が左右方向に連続的につながりにくくなる。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、個々の光源の光によるパターンが左右方向につながった状態の照射パターンを適切に形成することが可能な車両用前照灯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】

本発明に係る車両用前照灯は、左右方向に配置された複数の光源と、複数の前記光源の前方に配置され、光を前方に出射する光源側レンズと、前記光源側レンズの前方に配置され、前記光源側レンズから出射された前記光を車両前方に照射する投影レンズとを備え、前記投影レンズは、前記光源側レンズからの光を入射する投影側入射面を有し、横断面視において、前記投影側入射面が前記車両前方に向けて凹状に湾曲した形状を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、個々の光源の光によるパターンが左右方向につながった状態の照射パターンを適切に形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態に係る車両用前照灯の一例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る車両用前照灯の一例を示す断面図（横断面図）である。

【図3】図３は、光源側レンズの一例を示す断面図（横断面図）である。

【図4】図４は、光源側レンズの一例を示す断面図（縦断面図）である。

【図5】図５は、本実施形態に係る車両用前照灯の動作の一例を示す図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る車両用前照灯の動作の一例を示す図である。

【図7】図７は、本実施形態に係る車両用前照灯の動作の一例を示す図である。

【図8】図８は、車両用前照灯による照射パターンの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る車両用前照灯の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0010】

以下の説明において、前後、上下、左右の各方向は、車両用前照灯が車両に搭載された車両搭載状態における方向であって、運転席から車両の進行方向を見た場合における方向を示す。なお、本実施形態では、上下方向は鉛直方向に平行であり、左右方向は水平方向であるとする。また、本実施形態において、正面側及び背面側の各方向は、例えば車両に搭載された状態（車両搭載状態）における方向であるとする。例えば、車両の前部（フロント）に搭載された状態では、前方が正面方向（正面側）であり、後方が背面方向（背面側）である。また、車両の左右方向の中央側を車両内側と表記し、車両の左右方向の側部側を車両外側と表記する。

【0011】

図１は、本実施形態に係る車両用前照灯１００の一例を模式的に示す図である。図２は、本実施形態に係る車両用前照灯１００の一例を示す横断面図である。なお、横断面図は、車両搭載状態において水平面に平行な平面による断面視（横断面視）での構成を示す図である。

【0012】

図１及び図２に示すように、車両用前照灯１００は、複数の光源１０と、光源側レンズ２０と、投影レンズ３０とを備える。車両用前照灯１００は、複数の光源１０の点灯及び消灯を個別に制御することで、車両前方にＡＤＢ配光パターンを形成する。車両用前照灯１００は、車両の前部の左右に配置される。本実施形態では、車両の右側に配置される車両用前照灯１００を例に挙げて説明する。なお、車両の左側に配置される車両用前照灯は、例えば本実施形態に係る車両用前照灯１００と左右対称の構成である。

【0013】

複数の光源１０は、車両前方に照射パターンＰ（図８参照）を形成するための光を発光する。本実施形態において、照射パターンＰは、例えばＡＤＢパターンである。複数の光源１０は、左右方向に例えば１０個以上配置される。本実施形態では、例えば１２個の光源１０が左右方向に並んでいる。各光源１０は、光を出射する発光面１１を有する。発光面１１は、正面方向に向けられている。本実施形態においては、複数の光源１０として、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザ等の半導体型素子を用いることができる。複数の光源１０としてＬＥＤが用いられる場合、光源１０の発光面１１は正方形等の矩形状とすることができる。複数の光源１０として半導体レーザが用いられる場合、光源１０の発光面１１は上下方向が長手の矩形状とすることができる。

【0014】

複数の光源１０の１つは、投影レンズ３０の光軸ＡＸ上に配置される。この構成では、光軸ＡＸ上の光源１０の点灯及び消灯を切り替えることで、照射パターンＰの中央部の点灯及び消灯を効率的に切り替えることができる。

【0015】

左右方向に隣り合う光源１０同士の間隔については、光源１０により異なってもよい。また、光軸ＡＸの左側に配置される光源１０の数が、光軸ＡＸの右側に配置される光源１０の数よりも多くなっている。複数の光源１０は、発光面１１が車両前方に向けられている。複数の光源１０は、配線等が形成された不図示の基板に実装される。当該基板は、ヒートシンク等の支持部材に支持される。複数の光源１０のうち、左側端部に位置する光源１０は、右側端部に位置する光源１０よりも、光軸ＡＸからの距離が遠くなっている。

【0016】

光源側レンズ２０は、複数の光源１０の正面側に配置される。光源側レンズ２０は、複数の光源１０からの光を集光して正面側に出射する。光源側レンズ２０は、光源１０からの光を透過可能な樹脂材料等を用いて形成される。

【0017】

図３及び図４は、光源側レンズ２０の一例を示す断面図である。図３は横断面図、図４は縦断面図である。なお、縦断面図は、車両搭載状態において水平面に垂直であり前後方向に沿った平面による断面視（縦断面視）での攻勢を示す図である。

【0018】

光源側レンズ２０は、入射面２１及び出射面２２を有する。入射面２１は、複数の光源１０からの光が入射する。光源側レンズ２０は、横断面視において（図３参照）、入射面２１が左右方向に延びる直線状である。また、光源側レンズ２０は、縦断面視において（図４参照）、入射面２１が光源１０側に向けて凸状に湾曲した形状を有する。

【0019】

出射面２２は、各光源１０に対応して左右方向に並んで配置される。本実施形態において、出射面２２は、光源１０ごとに設けられる。すなわち、光源側レンズ２０には、出射面２２と光源１０とが１対１で設けられる。出射面２２は、それぞれ横断面視において（図３参照）、左右方向の中央部が正面側に向けて凸状に湾曲した形状を有する。光源側レンズ２０は、左右方向の中央部から両端部にかけて出射面２２が徐々に前方に位置するように設けられる。すなわち、光源側レンズ２０は、左右方向の中央部から両端部にかけて、前後方向の寸法が大きく（厚さが厚く）なるように形成される。光源側レンズ２０は、左側端部に位置する出射面２２が、右側端部に位置する出射面２２よりも前方に位置するように形成される（図３の二点鎖線部分を参照）。また、光源側レンズ２０は、光軸ＡＸから左右方向に離れた位置に配置されるほど、出射面２２が光軸ＡＸ側に向くように形成される。光源側レンズ２０は、左側端部に位置する出射面２２が、右側端部に位置する出射面２２よりも光軸ＡＸ側に向くように形成される。このように、本実施形態では、複数の光源１０が光軸ＡＸを中心として左右対称の配置ではないため、光源側レンズ２０の出射面２２についても、光軸ＡＸの左側と右側とで形状が異なるように形成される。

【0020】

投影レンズ３０は、光源側レンズ２０の正面側に配置される。投影レンズ３０は、光源側レンズ２０からの光を車両前方に照射して照射パターンを形成する。投影レンズ３０は、入射面（投影側入射面）３１と、出射面３２とを有する。

【0021】

入射面３１は、光源側レンズ２０からの光が入射する。投影レンズ３０は、図２に示すように、横断面視において、入射面３１が車両前方に向けて凹状に湾曲した形状を有する。すなわち、入射面３１は、左右方向の両側から中央にかけて前方に凹んだ状態である。出射面３２は、入射面３１から入射した光を車両前方に出射する。出射面３２は、車両前方に向けて凸状に湾曲した形状を有する。すなわち、出射面３２は、左右方向の両側から中央にかけて前方に突出した形状である。投影レンズ３０は、当該投影レンズ３０の基準焦点ＰＢが複数の光源１０の複数の光源１０よりも後方側に位置するように入射面３１及び出射面３２が形成される。

【0022】

次に、上記のように構成された車両用前照灯１００の動作を説明する。図５から図７は、本実施形態に係る車両用前照灯１００の動作の一例を示す図である。

【0023】

車両用前照灯１００は、例えば運転者の操作等に応じて、光源１０の発光面１１から光を出射する。発光面１１から出射された光Ｌは、光源側レンズ２０の入射面２１に入射する。本実施形態では、図５に示すように、光源側レンズ２０の入射面２１が横断面視において左右方向に延びる直線状であるため、左右方向について入射面２１と各光源１０との距離を均一にすることができる。この場合、左右方向の両端側に配置される光源１０についても、左右方向の中央に配置される光源１０についても、入射面２１と光源１０との距離が同様となっている。例えば、入射面２１の左右方向の両端側が中央に比べて前方に湾曲した構成では、左右方向の両端側において光源１０と入射面２１との距離が左右方向の中央に比べて大きくなる。このため、左右方向の両端側の光源１０から出射される光は、左右方向の中央の光源１０から出射される光に比べて損失が大きくなる。これに対して、本実施形態では、左右方向の全体に亘って光源１０からの光を確実に入射面２１に入射させることができるため、光の損失を抑制することができる。

【0024】

入射面２１に入射した光Ｌは、光源１０に対応する出射面２２に到達し、出射面２２から正面側に出射される。図６に示すように、光源側レンズ２０の入射面が縦断面視において直線状（一点鎖線：入射面２１ａ）であった場合、入射面２１ａから入射した光Ｌａが出射面２２において全反射される場合がある。本実施形態では、図６に示すように、光源側レンズ２０の入射面２１が縦断面視において光源１０側に向けて凸状に湾曲した形状を有するため、入射面２１から入射した光が出射面２２に到達した場合、出射面２２において全反射されることが抑制される。

【0025】

また、本実施形態では、図５に示すように、光源側レンズ２０の出射面２２が、横断面視において光源１０に対応して左右方向に並んで配置され前方に向けて凸状に湾曲した形状を有し、左右方向の中央部から両端部にかけて徐々に前方に位置するように設けられる。このため、入射面２１から入射した光を左右方向の中央側（投影レンズ３０の光軸ＡＸ側）に適切に集光される。

【0026】

出射面２２から出射された光Ｌは、投影レンズ３０の入射面３１に入射する。本実施形態では、図７に示すように、投影レンズ３０の入射面３１が車両前方に向けて凹状に湾曲した形状を有する。このため、入射面３１に入射した光Ｌは、左右方向の中央部側に向けて屈折されてレンズ内を進行する。当該光Ｌは、出射面３２に到達し、出射面３２から車両前方に出射される。出射面３２から出射された光により、車両前方に照射パターンＰ（図８参照）が形成される。

【0027】

図８は、車両用前照灯１００による照射パターンＰの一例を示す図である。図８において、Ｈ－Ｈ線は水平線を示し、Ｖ－Ｖ線は鉛直方向に平行な線（以下、鉛直線と表記する）を示す。投影レンズ３０の出射面３２から出射された光Ｌは、図６に示すように、車両前方に照射パターンＰを形成する。照射パターンＰは、個々の光源１０に対応するパターンＰ１～Ｐ１２が左右方向に一部重複しつつ並んだ状態で配置される。車両用前照灯１００においては、入射面３１が車両前方に向けて凹状に湾曲した形状を有する。このため、入射面３１に入射した光Ｌは、左右方向の中央部側に向けて屈折されてレンズ内を進行する。したがって、個々のパターンＰ１～Ｐ１２が左右方向の中央側に照射されるため、照射パターンＰ全体が左右方向に連続的につながりやすくなる。

【0028】

以上のように、本実施形態に係る車両用前照灯１００は、左右方向に配置された複数の光源１０と、複数の光源１０の前方に配置され、光を前方に出射する光源側レンズ２０と、光源側レンズ２０の前方に配置され、光源側レンズ２０から照射された光を車両前方に照射する投影レンズ３０とを備え、投影レンズ３０は、光源側レンズ２０からの光を入射する入射面３１を有し、横断面視において、入射面３１が車両前方に向けて凹状に湾曲した形状を有する。

【0029】

この構成によれば、投影レンズ３０が、光源側レンズ２０からの光を入射する入射面３１を有し、横断面視において、入射面３１が車両前方に向けて凹状に湾曲した形状を有するため、入射面３１に入射した光Ｌは、左右方向について光軸ＡＸ側に向けて屈折されてレンズ内を進行する。したがって、個々のパターンＰ１～Ｐ１２が左右方向の中央寄り照射されるため、照射パターンＰ全体が左右方向に連続的につながりやすくなる。これにより、個々の光源１０の光によるパターンＰ１～Ｐ１２が左右方向につながった状態の照射パターンＰを適切に形成することができる。

【0030】

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、投影レンズ３０は、当該投影レンズ３０の基準焦点ＰＢが複数の光源１０よりも車両後方側に位置するように入射面３１が形成される。この構成によれば、投影レンズ３０の入射面３１に入射した光Ｌを、左右方向の光軸ＡＸ側により確実に屈折することができるため、パターンＰ１～Ｐ１２が左右方向につながった状態の照射パターンＰを適切に形成することができる。

【0031】

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、光源側レンズ２０は、光源１０からの光が入射する入射面２１と、入射面２１から入射した光を前方に出射する出射面２２とを有し、入射面２１は、横断面視において、左右方向に延びる直線状であり、出射面２２は、横断面視において、光源１０に対応して左右方向に並んで配置され前方に向けて凸状に湾曲した形状を有し、光源側レンズ２０は、左右方向の中央部から両端部にかけて出射面２２が徐々に前方に位置するように設けられる。

【0032】

この構成によれば、光源側レンズ２０の入射面２１が横断面視において左右方向に延びる直線状であるため、左右方向について入射面２１と各光源１０との距離を均一にすることができる。したがって、光源１０からの光を確実に入射面２１に入射させることができるため、光の損失を抑制することができる。また、光源側レンズ２０の出射面２２が、横断面視において光源１０に対応して左右方向に並んで配置され前方に向けて凸状に湾曲した形状を有し、左右方向の中央部から両端部にかけて徐々に前方に位置するように設けられるため、入射面２１から入射した光を左右方向の中央側（投影レンズ３０の光軸ＡＸ側）に集光することができる。

【0033】

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、光源側レンズ２０は、縦断面視において、入射面２１が光源１０側に向けて凸状に湾曲した形状を有する。

【0034】

この構成によれば、光源側レンズ２０の入射面２１が縦断面視において光源１０側に向けて凸状に湾曲した形状を有するため、入射面２１から入射した光が出射面２２において全反射されることを抑制できる。

【0035】

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、光源１０として、上下方向が長手の矩形状の半導体レーザが用いられる。

【0036】

この構成によれば、光源１０として半導体レーザが用いられる構成において、個々の光源１０の光によるパターンＰ１～Ｐ１２が左右方向につながった状態の照射パターンＰを適切に形成することができる。

【0037】

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、光源１０として、矩形状のＬＥＤが用いられる。

【0038】

この構成によれば、光源１０としてＬＥＤが用いられる構成において、個々の光源１０の光によるパターンＰ１～Ｐ１２が左右方向につながった状態の照射パターンＰを適切に形成することができる。

【0039】

本実施形態に係る車両用前照灯１００において、複数の光源１０のうちの１つは、投影レンズ３０の光軸ＡＸ上に配置される。

【0040】

この構成によれば、複数の光源１０のうちの１つが投影レンズ３０の光軸ＡＸ上に配置されるため、光軸ＡＸ上の光源１０の点灯及び消灯を切り替えることで、照射パターンＰの中央部の点灯及び消灯を効率的に切り替えることができる。

【0041】

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。

【符号の説明】

【0042】

Ｌ…光、Ｐ…照射パターン、ＰＢ…基準焦点、ＡＸ…光軸、Ｐ１－Ｐ１２…パターン、１０…光源、１１…発光面、２０…光源側レンズ、２１，３１…入射面、２２，３２…出射面、３０…投影レンズ、１００…車両用前照灯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】