特許 7438209 光学ユニットおよび車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-15

(45)【発行日】2024-02-26

(54)【発明の名称】光学ユニットおよび車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/29 20180101AFI20240216BHJP

   F21S 41/25 20180101ALI20240216BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

F21S41/29

F21S41/25

F21S41/143

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021526026

(86)(22)【出願日】2020-06-02

(86)【国際出願番号】 JP2020021836

(87)【国際公開番号】W WO2020250758

(87)【国際公開日】2020-12-17

【審査請求日】2023-03-31

(31)【優先権主張番号】P 2019108076

(32)【優先日】2019-06-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(72)【発明者】

【氏名】望月 一磨

【審査官】五閑 統一郎

(56)【参考文献】

【文献】特表２００５－５１３５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０３０８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７６１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０５６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０２６７４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００ － ４５／７０

Ｆ２１Ｋ ９／００ － ９／９０

Ｇ０２Ｂ ７／０２ － ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々が、レンズ形状と前記レンズ形状の縁に設けられたレンズフランジとを有する複数のレンズであって、各レンズのレンズフランジが光軸に沿って積層され、各レンズのレンズ形状が前記光軸上に配列された複数のレンズと、
前記複数のレンズを保持するレンズホルダであって、積層されたレンズフランジを挟み込むように互いに結合された第１ホルダ部品および第２ホルダ部品を有するレンズホルダと、を備え、
前記第１ホルダ部品は、入射側端部から前記複数のレンズおよび前記第２ホルダ部品を受入可能とする筒部と、前記筒部の出射側端部に形成され、前記光軸に沿って出射側へのレンズ移動を規制する内フランジとを有し、筒部には、係止穴が形成されており、
前記第２ホルダ部品は、前記複数のレンズのうち入射側レンズのレンズフランジと接触するリング部と、前記リング部から前記第１ホルダ部品の前記入射側端部に向かって延び、係止ランスを有するランス支持部とを備え、前記積層されたレンズフランジを前記第１ホルダ部品の前記内フランジへと押し付けるように、前記係止ランスが前記係止穴に固定されることを特徴とする光学ユニット。

【請求項2】

前記第１ホルダ部品の内フランジは、前記複数のレンズのうち出射側に位置するレンズを前記第１ホルダ部品に対して前記光軸に垂直な平面内で位置決めする出射側位置決め部を有することを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。

【請求項3】

各レンズのレンズフランジは、前記光軸に沿って隣り合う２つのレンズを前記光軸に垂直な平面内で互いに位置決めするレンズ間位置決め部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学ユニット。

【請求項4】

各レンズのレンズフランジは、当該レンズのレンズ形状の全周にわたって形成され、または、当該レンズのレンズ形状の外周に沿って複数個所に離間して形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学ユニット。

【請求項5】

前記複数のレンズは、隣り合うレンズのレンズフランジどうしが直に接触するようにして積層されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光学ユニット。

【請求項6】

光源搭載部と、
請求項１から５のいずれかに記載の光学ユニットと、を備え、
前記光学ユニットの前記レンズホルダは、前記光源搭載部に固定されるホルダ固定構造を有することを特徴とする車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用灯具、例えば、自動車などの車両に使用される車両用灯具に関する。また、本発明は、車両用灯具に搭載されうる光学ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光軸方向に配列された複数のレンズと、これらレンズを収納し保持する鏡胴とを有する照明用光学ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、光軸方向において複数箇所にレンズ保持部を形成したレンズホルダを有するレンズユニットが知られている。このレンズユニットでは、複数のレンズがそれぞれ対応するレンズ保持部に取り付けられ、光軸方向に配列されている（例えば、特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１６／１５８８８６号

【文献】特開２０１９－２１６０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のようなレンズユニットでは、複数のレンズを１つずつ、レンズホルダ上の対応するレンズ保持部に取り付けなければならないから、ユニットの組立に手間がかかる。

【0005】

単一の投影レンズがレンズホルダに例えば溶着により接合された車両用灯具もある。こうした接合手段を用いて複数のレンズをホルダに固定することも一応考えられるが、その実現は製造上容易でないのが実情である。

【0006】

また、複数のレンズで光を正確に制御するためには各レンズが設計上の位置に正しく位置決めされることが望まれる。

【0007】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、複数のレンズが光軸上に配列された光学ユニットおよびこれを備える車両用灯具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の光学ユニットは、各々が、レンズ形状とレンズ形状の縁に設けられたレンズフランジとを有する複数のレンズであって、各レンズのレンズフランジが光軸に沿って積層され、各レンズのレンズ形状が光軸上に配列された複数のレンズと、複数のレンズを保持するレンズホルダであって、積層されたレンズフランジを挟み込むように互いに結合された第１ホルダ部品および第２ホルダ部品を有するレンズホルダと、を備える。

【0009】

この態様によると、複数のレンズのレンズフランジが光軸に沿って積層されることにより、光軸方向にレンズどうしを互いに位置決めすることができる。レンズフランジの積層に伴ってレンズどうしが組み合わされ、それにより、光軸に垂直な方向についてもレンズはある程度相互に位置決めされうる。レンズホルダの第１ホルダ部品および第２ホルダ部品が積層されたレンズフランジを挟み込むように互いに結合されているので、レンズホルダに対して複数のレンズをひとまとまりに位置決めすることができる。このようにして、複数のレンズが光軸上に配列された光学ユニットが提供される。各レンズの位置精度を確保しやすく、また、組み立ても比較的容易である。

【0010】

第１ホルダ部品は、入射側端部から複数のレンズおよび第２ホルダ部品を受入可能とする筒部と、筒部の出射側端部に形成され、光軸に沿って出射側へのレンズ移動を規制する内フランジとを有してもよい。第２ホルダ部品は、積層されたレンズフランジを第１ホルダ部品の内フランジと第２ホルダ部品とで挟み込むように、第１ホルダ部品の筒部に結合されていてもよい。

【0011】

第２ホルダ部品は、積層されたレンズフランジを第１ホルダ部品の内フランジへと押し付けるように、第１ホルダ部品の筒部に固定されていてもよい。

【0012】

第１ホルダ部品の内フランジは、複数のレンズのうち出射側に位置するレンズを第１ホルダ部品に対して光軸に垂直な平面内で位置決めする出射側位置決め部を有してもよい。

【0013】

各レンズのレンズフランジは、光軸に沿って隣り合う２つのレンズを光軸に垂直な平面内で互いに位置決めするレンズ間位置決め部を有してもよい。

【0014】

各レンズのレンズフランジは、当該レンズのレンズ形状の全周にわたって形成されていてもよい。または、各レンズのレンズフランジは、当該レンズのレンズ形状の外周に沿って複数個所に離間して形成されていてもよい。

【0015】

複数のレンズは、隣り合うレンズのレンズフランジどうしが直に接触するようにして積層されていてもよい。

【0016】

本発明のある態様は、車両用灯具である。車両用灯具は、光源搭載部と、上記のいずれかの態様の光学ユニットと、を備えてもよい。光学ユニットのレンズホルダは、光源搭載部に固定されるホルダ固定構造を有してもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、複数のレンズが光軸上に配列された光学ユニットおよびこれを備える車両用灯具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施の形態に係る車両用灯具の概略正面図である。

【図2】図１に示される車両用灯具のＡ－Ａ線断面を概略的に示す図である。

【図3】図１に示される車両用灯具のＢ－Ｂ線断面を概略的に示す図である。

【図4】実施の形態に係る光学ユニットの概略斜視図である。

【図5】図４に示される光学ユニットの概略分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に用いられる「第１」、「第２」等の用語は、いかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

【0020】

図１は、実施の形態に係る車両用灯具の概略正面図である。図２は、図１に示される車両用灯具のＡ－Ａ線断面を概略的に示す図である。図３は、図１に示される車両用灯具のＢ－Ｂ線断面を概略的に示す図である。図４は、実施の形態に係る光学ユニットの概略斜視図である。図５は、図４に示される光学ユニットの概略分解斜視図である。

【0021】

この実施の形態では、車両用灯具１０は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１０として左右いずれか一方側に配置される前照灯ユニットの構造を示す。

【0022】

車両用灯具１０は、灯具ボディ１２と、前面カバー１４と、灯具ユニット１６とを備える。灯具ボディ１２は、車両前方側に開口された凹部を有し、車体に取付可能に構成されている。前面カバー１４は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成され、灯具ボディ１２の開口部を覆うように取り付けられている。前面カバー１４は、灯具ボディ１２を介して車体に取り付けられる。灯具ボディ１２と前面カバー１４とによって灯具筐体が構成され、灯具ユニット１６が灯具筐体の内部空間（以下、灯室１８ともいう）に収容されている。灯具ユニット１６は、灯具筐体に対して光軸Ａｘを水平方向および鉛直方向にある程度調整可能とするようにして、灯具筐体例えば灯具ボディ１２に支持されている。

【0023】

一例として、灯具ユニット１６は、ピクセル型の灯具ユニット（いわゆるピクセルライト）として構成され、ピクセル型のＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）を提供するように動作可能であってもよい。よって、灯具ユニット１６は、少なくとも数百から数千ピクセルの高解像度の可変配光パターンを形成しうる。

【0024】

ただし、灯具ユニット１６は、これに限定されず、通常のハイビーム用の灯具ユニット、または、ロービーム用の灯具ユニット、または、ロービームとハイビームを切り替え可能とするように構成された灯具ユニットなど、他の任意の構成および用途をもつ灯具ユニットであってもよい。灯具ユニット１６のほかに、車両用灯具１０は、少なくとも１つの別の灯具ユニットを備えてもよい。

【0025】

灯具ユニット１６は、光源搭載部２０と、光学ユニット３０とを備える。光学ユニット３０は、灯室１８において光軸Ａｘの方向に光源搭載部２０に対して前方に配置されている。光軸Ａｘは、灯具前後方向に延びている。光学ユニット３０は光源搭載部２０に固定されている。詳細は後述するが、光学ユニット３０は、光源搭載部２０から光を受け、前面カバー１４に向けて出射するように構成されている。光学ユニット３０の出射光は、前面カバー１４を通じて車両用灯具１０の外部へと出射される。

【0026】

光源搭載部２０は、光源としての発光デバイス２１と、ヒートシンクとも呼ばれる放熱部材２２とを備える。一例として、光源搭載部２０は、発光デバイス２１の発光面を灯具前方に向け、放熱部材２２を灯具後方に向けた姿勢で配置されている。発光デバイス２１の発光面は、光軸Ａｘ上に位置する。

【0027】

発光デバイス２１は、少なくとも１つの発光素子を有し、実装基板２３上に実装されている。実装基板２３は、放熱部材２２に固定されている。発光素子は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であるが、とくに限定されず、他の半導体発光素子またはそのほか任意の発光素子でもよい。発光デバイス２１は、マトリックス状または格子状に配置された複数（例えば数百から数千またはそれ以上）の個別に制御可能な発光素子を有してもよく、いわゆるマイクロＬＥＤであってもよい。あるいは、発光デバイス２１は、複数（例えば数個または多くとも数十個）の発光素子が一次元または二次元に配列された発光素子のアレイであってもよい。

【0028】

放熱部材２２は、実装基板２３を支持する板状の支持部２２ａと、支持部２２ａから延在する放熱部２２ｂとを備える。実装基板２３の背面が支持部２２ａの前面と面接触するように実装基板２３が放熱部材２２に固定されている。放熱部２２ｂは、支持部２２ａの背面から灯具後方に向けて延びる複数の放熱フィンからなる。支持部２２ａおよび放熱部２２ｂは、一体形成された一つの部材であり、放熱部材２２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属材料、またはそのほかの高熱伝導材料で形成されている。このようにして、発光デバイス２１は、放熱部材２２と熱接触している。よって、発光デバイス２１の発光により生じる熱は、放熱部材２２を通じて周囲に発散することができ、発光デバイス２１およびその周囲の構成要素が過剰に加熱されることは防止される。

【0029】

実装基板２３には、コネクタ２３ａが設けられている。この実施の形態では、実装基板２３は矩形状であり、その前面において一端側に発光デバイス２１が設けられ、他端側にコネクタ２３ａが設けられている。コネクタ２３ａは、実装基板２３が放熱部材２２に固定されたとき、光学ユニット３０よりも下側で、放熱部材２２の下部に位置する。

【0030】

実装基板２３のコネクタ２３ａには、灯室１８内に配置された制御基板２４が接続されている。制御基板２４は、この実施の形態では、灯具ユニット１６の下方、例えば光学ユニット３０の下方に配置されている。制御基板２４は、所望の配光パターンが灯具ユニット１６によって形成されるように発光デバイス２１を制御することができる。制御基板２４は、コネクタ接続など任意の適切な電気接続により外部電源（図示せず）に接続されることができる。よって、発光デバイス２１は、外部電源から制御基板２４および実装基板２３を通じて給電され、所望される配光パターンに従って発光することができる。

【0031】

光学ユニット３０は、光軸Ａｘ上に配列された複数のレンズ３１～３３と、それら複数のレンズを保持するレンズホルダ３４とを備える。この実施の形態では、光学ユニット３０には３枚のレンズが設けられている。説明の便宜上、これらのレンズを、発光デバイス２１から光軸Ａｘに沿って前面カバー１４に向かって、入射側レンズ３１、中間レンズ３２、出射側レンズ３３と呼ぶことにする。すなわち、入射側レンズ３１は、このレンズ配列において発光デバイス２１に最も近く、出射側レンズ３３は、発光デバイス２１から最も遠い。

【0032】

複数のレンズ３１～３３は、各々が、レンズ形状３１ａ～３３ａと、レンズ形状３１ａ～３３ａの縁に設けられたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂとを有する。各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂが光軸Ａｘに沿って積層され、各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａが光軸Ａｘ上に配列されている。

【0033】

各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａは、発光デバイス２１からの入射光Ｌ１に所望の制御を施して出射光Ｌ２を得るように光学的に設計されている。この実施の形態では、入射側レンズ３１は、両面を凸とするレンズ形状３１ａを有し、中間レンズ３２は、両面を凹とするレンズ形状３２ａを有し、出射側レンズ３３は、両面を凸とするレンズ形状３３ａを有する。出射側レンズ３３の凸面の形状は、入射側レンズ３１とは異なっている。隣り合う２つのレンズのレンズ形状は互いに接触せず、両者の間には空隙がある。

【0034】

各レンズ３１～３３は、例えば、アクリル樹脂、またはポリカーボネートなどの透明樹脂材料で形成されている。色収差を補正するために、例えば、入射側レンズ３１と出射側レンズ３３を同じ材料で形成し、中間レンズ３２を別の材料で形成するというように、隣り合うレンズが異なる屈折率をもつ材料で形成されてもよい。レンズの材料は、とくに限定されず、その他の透明樹脂、ガラス等、透光性を有する適宜の材料で形成されてもよい。

【0035】

各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂは、当該レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａの全周にわたって形成されている。レンズ形状３１ａ～３３ａはレンズフランジ３１ｂ～３３ｂで縁取られているので、レンズフランジ３１ｂ～３３ｂが各レンズ３１～３３の外周の形状を定めている。複数のレンズ３１～３３はそれぞれ別個の部材として形成されているが、各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａとレンズフランジ３１ｂ～３３ｂは一体形成されている。

【0036】

この実施の形態では、光軸Ａｘの方向に見るとき、各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａは円形であり、レンズフランジ３１ｂ～３３ｂはレンズ形状３１ａ～３３ａを囲む正方形状（より正確には、４つの角部がそれぞれ面取りされている）である。各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａは等しい径を有し、各レンズフランジ３１ｂ～３３ｂの外形寸法は互いに一致している。

【0037】

以下では説明の便宜上、入射側レンズ３１、中間レンズ３２、出射側レンズ３３それぞれのレンズフランジを、入射側レンズフランジ３１ｂ、中間レンズフランジ３２ｂ、出射側レンズフランジ３３ｂと呼ぶことがある。

【0038】

隣り合う２つのレンズのレンズフランジは接触している。出射側レンズフランジ３３ｂの背面が中間レンズフランジ３２ｂの前面と接触し、中間レンズフランジ３２ｂの背面が入射側レンズフランジ３１ｂの前面と接触している。

【0039】

入射側レンズフランジ３１ｂ、中間レンズフランジ３２ｂ、出射側レンズフランジ３３ｂが積層されることにより、入射側レンズ３１、中間レンズ３２、出射側レンズ３３は、柱状のレンズ組立体を形成する。このレンズ組立体は、光軸Ａｘに垂直な平面による断面における外形が、光軸Ａｘに沿って一定となっている。

【0040】

光軸Ａｘの方向におけるレンズフランジ３１ｂ～３３ｂの厚さは、各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａに応じて異なっている。例えば、中間レンズフランジ３２ｂは、中間レンズ３２の凹レンズ形状に合わせた厚さを有し、入射側レンズフランジ３１ｂおよび出射側レンズフランジ３３ｂに比べて厚くなっている。

【0041】

各レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａの形状および寸法は、上述の具体例には限定されず、求められる光学性能、製造容易性、またはその他の条件に応じて適宜選択されうることは理解されよう。同様に、レンズフランジ３１ｂ～３３ｂの形状および寸法も種々ありうる。レンズフランジ３１ｂ～３３ｂはレンズ形状３１ａ～３３ａの全周に設けられていなくてもよく、例えば、レンズ形状３１ａ～３３ａの上下（または左右）など、レンズ形状３１ａ～３３ａの周囲の一部に設けられてもよい。また、光学ユニット３０に設けられるレンズの枚数も任意であり、光学ユニット３０は、光軸Ａｘに沿って配列された例えば２～５枚のレンズを有してもよい。

【0042】

レンズホルダ３４は、第１ホルダ部品３６および第２ホルダ部品３８を有し、これらは積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを挟み込むように互いに結合されている。

【0043】

第１ホルダ部品３６は、入射側端部から複数のレンズ３１～３３および第２ホルダ部品３８を受入可能とする筒部３６ａと、筒部３６ａの出射側端部に形成され、光軸Ａｘに沿って出射側へのレンズ移動を規制する内フランジ３６ｂとを有する。

【0044】

筒部３６ａの入射側端部は開口とされ、光軸Ａｘに垂直な平面による筒部３６ａの断面形状は、光軸Ａｘに沿って一定であり、各レンズ３１～３３が筒部３６ａにちょうど収まるように定められている。そのため、筒部３６ａは、複数のレンズ３１～３３および第２ホルダ部品３８を入射側端部から受け入れることができる。この実施の形態では、各レンズフランジ３１ｂ～３３ｂが面取りされた正方形状の形状を有するので、筒部３６ａもそうした形状を有する。筒部３６ａへのレンズ３１～３３の出し入れを容易にするために、筒部３６ａの内周面とレンズフランジ３１ｂ～３３ｂの外周面との間にはわずかな隙間がある。

【0045】

内フランジ３６ｂは、筒部３６ａの出射側端部から光軸Ａｘに向けて径方向内向きに延出し、出射側開口部を定める。出射側レンズ３３が第１ホルダ部品３６に収められたとき、この出射側開口部に出射側レンズ３３の凸レンズ形状が配置されるとともに、出射側レンズフランジ３３ｂの前面が内フランジ３６ｂの背面に接触する。よって、内フランジ３６ｂは、光軸Ａｘに沿って出射側への出射側レンズ３３の移動を規制する。内フランジ３６ｂは筒部３６ａの出射側端部の全周にわたって形成されているが、出射側端部の一部にのみ形成されてもよい。

【0046】

第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂは、出射側レンズ３３を第１ホルダ部品３６に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めする出射側位置決め部４０を有する。出射側位置決め部４０は、出射側レンズ３３のレンズ形状３３ａの両側に位置するように内フランジ３６ｂの２ヶ所に設けられている。この実施の形態では、出射側位置決め部４０は、内フランジ３６ｂの背面から光軸Ａｘの方向に突出した位置決めピンである。出射側レンズフランジ３３ｂの前面には、この位置決めピンに対応する位置決め穴が形成されている。出射側レンズフランジ３３ｂの前面が内フランジ３６ｂの背面に接触するとき、位置決めピンが位置決め穴に嵌る。これにより、出射側レンズ３３が第１ホルダ部品３６に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。

【0047】

第１ホルダ部品３６は、金属材料で形成され、例えば鋳造により製作されてもよい。例えば、第１ホルダ部品３６は、ダイキャストによりアルミニウム材料で形成される。この場合、出射側位置決め部４０による出射側レンズ３３の位置決め精度を高めるために、内フランジ３６ｂおよび出射側位置決め部４０が切削加工で製作されてもよい。なお、第１ホルダ部品３６は、樹脂材料またはその他の材料で形成されてもよい。

【0048】

同様にして、レンズどうしも位置決めされる。各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂは、光軸Ａｘに沿って隣り合う２つのレンズを光軸Ａｘに垂直な平面内で互いに位置決めするレンズ間位置決め部４２、４４を有する。

【0049】

例えば、入射側レンズ３１は、入射側レンズ３１を中間レンズ３２に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めする第１レンズ間位置決め部４２を有する。第１レンズ間位置決め部４２は、入射側レンズ３１のレンズ形状３１ａの両側に位置するように入射側レンズフランジ３１ｂの２ヶ所に設けられている。第１レンズ間位置決め部４２は、入射側レンズフランジ３１ｂの前面に形成された位置決め穴である。中間レンズフランジ３２ｂの背面には、この位置決め穴に対応する位置決めピンが形成されている。入射側レンズフランジ３１ｂの前面が中間レンズフランジ３２ｂの背面に接触するとき位置決めピンが位置決め穴に嵌り、入射側レンズ３１が中間レンズ３２に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。

【0050】

中間レンズ３２は、中間レンズ３２を出射側レンズ３３に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めする第２レンズ間位置決め部４４を有する。第２レンズ間位置決め部４４は、中間レンズ３２のレンズ形状３２ａの両側に位置するように中間レンズフランジ３２ｂの２ヶ所に設けられている。第２レンズ間位置決め部４４は、中間レンズフランジ３２ｂの前面に形成された位置決めピンである。出射側レンズフランジ３３ｂの背面には、この位置決めピンに対応する位置決め穴が形成されている。この位置決め穴は、上述の出射側位置決め部４０と嵌合する位置決め穴でもあり、出射側レンズフランジ３３ｂを貫通している。中間レンズフランジ３２ｂの前面が出射側レンズフランジ３３ｂの背面に接触するとき位置決めピンが位置決め穴に嵌り、中間レンズ３２が出射側レンズ３３に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。

【0051】

この実施の形態では、出射側位置決め部４０は、出射側レンズ３３のレンズ形状３３ａの左右に位置するが、内フランジ３６ｂの背面上で他の場所に形成されてもよい。出射側位置決め部４０は、円柱状の位置決めピンであるが、他の形状をもつ突起、または突起と嵌合する凹部、またはその他の位置決め構造であってもよい。同様に、レンズ間位置決め部４２、４４についても、様々な配置および形状をとりうる。

【0052】

第２ホルダ部品３８は、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂと第２ホルダ部品３８とで挟み込むように、第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに結合されている。第２ホルダ部品３８は、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂへと押し付けるように、第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに固定されている。

【0053】

第２ホルダ部品３８は、レンズ３１～３３とともに第１ホルダ部品３６に収容される。第２ホルダ部品３８は、例えば、金属材料で形成される。第２ホルダ部品３８は、薄板状の部材であるため、例えば板金加工で製作されてもよい。なお第２ホルダ部品３８は、樹脂材料またはその他の材料で形成されてもよい。

【0054】

第２ホルダ部品３８は、リング部３８ａを有するリング状の留め具であり、固定部品またはフィクチャーと称されてもよい。リング部３８ａによって入射側開口部が定められ、リング部３８ａの前面が入射側レンズフランジ３１ｂの背面に接触するとき、この入射側開口部に入射側レンズ３１のレンズ形状３１ａが配置される。

【0055】

この実施の形態では、第２ホルダ部品３８は、いわゆるランス結合を用いて、第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに取り外し可能に固定される。第２ホルダ部品３８は、リング部３８ａからほぼ直角に折れ曲がって延びている２つのランス支持部３８ｂを有し、これらランス支持部３８ｂはリング部３８ａの両側に形成されている。各ランス支持部３８ｂには、ランス支持部３８ｂに対して撓み可能に接続された係止ランス３８ｃが設けられている。

【0056】

第１ホルダ部品３６の筒部３６ａには、係止ランス３８ｃに対応する係止穴３６ｃが形成されている。係止穴３６ｃは、光軸Ａｘの方向にレンズ３１～３３に対して後方に位置する。係止穴３６ｃは、筒部３６ａの左右に設けられ、それぞれ筒部３６ａの外から中へと貫通している。

【0057】

第２ホルダ部品３８が第１ホルダ部品３６に収容されるとき、ランス支持部３８ｂはリング部３８ａに対して光軸Ａｘの方向に後方に位置するとともに、筒部３６ａの内面と接触している。係止ランス３８ｃはランス支持部３８ｂに対して撓み可能であるため、係止ランス３８ｃも筒部３６ａの内面と接触する。

【0058】

第２ホルダ部品３８が筒部３６ａ内を入射側レンズ３１へと移動され、リング部３８ａが入射側レンズ３１と接触するとき、係止ランス３８ｃが係止穴３６ｃに嵌る。係止ランス３８ｃの先端はランス支持部３８ｂに対して若干外側へと角度付けられているため、係止ランス３８ｃが係止穴３６ｃに固定される。これにより、第２ホルダ部品３８は入射側レンズ３１へと押し当てられる。

【0059】

また、レンズホルダ３４は、光源搭載部２０に固定されるホルダ固定構造４６を有する。この実施の形態では、ホルダ固定構造４６は、ねじ止めにより第１ホルダ部品３６の入射側端部を光源搭載部２０の放熱部材２２に固定する。ホルダ固定構造４６は、とくに限定されず、他の任意の適切な固定方式が採用されてもよい。ホルダ固定構造４６によって発光デバイス２１に対してレンズホルダ３４が位置決めされる。

【0060】

光学ユニット３０の組立においては、図５に矢印４８で示すように、第１ホルダ部品３６の入射側開口から筒部３６ａへと出射側レンズ３３、中間レンズ３２、入射側レンズ３１が順番に収納される。上述のように、出射側レンズフランジ３３ｂが第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂに接触することにより、出射側位置決め部４０により出射側レンズ３３が第１ホルダ部品３６に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。中間レンズフランジ３２ｂが出射側レンズフランジ３３ｂに接触することにより、第２レンズ間位置決め部４４により中間レンズ３２が出射側レンズ３３に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。入射側レンズフランジ３１ｂが中間レンズフランジ３２ｂに接触することにより、第１レンズ間位置決め部４２により入射側レンズ３１が中間レンズ３２に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めされる。

【0061】

筒部３６ａと各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂの形状が一致しているので、筒部３６ａがレンズ３１～３３のガイドとして働き、レンズ３１～３３の収納が容易である。なお、レンズ３１～３３を１つずつ筒部３６ａに入れる代わりに、各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを積層しレンズ３１～３３を組み合わせた状態でまとめて筒部３６ａに入れてもよい。

【0062】

次に、第２ホルダ部品３８が第１ホルダ部品３６の入射側開口から筒部３６ａに収容される。上述のように、ランス結合により第２ホルダ部品３８は第１ホルダ部品３６に固定される。第２ホルダ部品３８は入射側レンズ３１へと押し当てられ、それにより、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂが第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂへと押し付けられる。こうして、各レンズ３１～３３がレンズホルダ３４に対して光軸Ａｘの方向に位置決めされる。レンズ３１～３３を保持したレンズホルダ３４は、ホルダ固定構造４６により、光源搭載部２０に固定される。

【0063】

このようにして、光学ユニット３０の各レンズ３１～３３は、レンズホルダ３４により光源搭載部２０の発光デバイス２１に対して光軸Ａｘの方向および光軸Ａｘに垂直な方向に位置決めされる。

【0064】

図２を再び参照して、車両用灯具１０の発光動作を述べる。発光デバイス２１が発光するとき、光は、矢印Ｌ１で示されるように、光学ユニット３０に入射する。入射光は、光学ユニット３０の各レンズ３１～３３を通過し、矢印Ｌ２で示されるように、出射側レンズ３３から出射し、さらには前面カバー１４を通じて車両用灯具１０の外部へと出射する。発光デバイス２１は個別に制御可能な多数のピクセルを有するから、車両用灯具１０は、様々な配光パターンを実現することができる。

【0065】

以上に説明したように、実施の形態に係る車両用灯具１０の光学ユニット３０においては、複数のレンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂが光軸Ａｘに沿って積層され、レンズホルダ３４の第１ホルダ部品３６および第２ホルダ部品３８が、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを挟み込むように互いに結合されている。このようにして、レンズ３１～３３どうしを光軸方向に互いに位置決めするとともに、それらレンズ３１～３３をレンズホルダ３４に対してひとまとまりに位置決めすることができる。レンズ間の位置精度およびレンズホルダ３４との位置精度を確保し、発光デバイス２１からの光を正確に制御して、要求される配光を提供することができる。

【0066】

また、第１ホルダ部品３６の筒部３６ａは、入射側端部から複数のレンズ３１～３３および第２ホルダ部品３８を受入可能とし、第２ホルダ部品３８は、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂと第２ホルダ部品３８とで挟み込むように第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに結合されている。このようにすれば、複数のレンズ３１～３３と第２ホルダ部品３８を順番に第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに入れることによりレンズ３１～３３をレンズホルダ３４に収めることができ、レンズの位置決めおよび光学ユニットの組立が容易である。

【0067】

なお、典型的な設計のレンズ配列では、入射側に位置するレンズほど径が小さく、出射側に位置するレンズほど径が大きいことが多い。入射側の開口部は出射側のレンズの径より小さく、出射側のレンズは入射側の開口部を通過できない。この点で、実施の形態に係る光学ユニット３０は、典型的な構成と相違する。

【0068】

第２ホルダ部品３８は、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂを第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂへと押し付けるように、第１ホルダ部品３６の筒部３６ａに固定されている。第２ホルダ部品３８によって、積層されたレンズフランジ３１ｂ～３３ｂが第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂに押し付けられるので、光軸方向のレンズ位置決めがより確実となる。

【0069】

第１ホルダ部品３６の内フランジ３６ｂは、出射側レンズ３３を第１ホルダ部品３６に対して光軸Ａｘに垂直な平面内で位置決めする出射側位置決め部４０を有する。また、各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂは、光軸Ａｘに沿って隣り合う２つのレンズを光軸Ａｘに垂直な平面内で互いに位置決めするレンズ間位置決め部４２、４４を有する。このようにして、光軸Ａｘに垂直な平面内でのレンズ位置決めがより確実となる。

【0070】

各レンズ３１～３３のレンズフランジ３１ｂ～３３ｂは、当該レンズ３１～３３のレンズ形状３１ａ～３３ａの全周にわたって形成されている。これは、レンズの製造上有利である。レンズフランジが全周にあると、レンズ成形の際に金型から取り外すときレンズ形状の周囲を均等に押し出すことができ、レンズを金型から取り出しやすくなる。

【0071】

また、各レンズのレンズフランジは、当該レンズのレンズ形状の外周に沿って複数個所に離間して形成されていてもよい。例えば、レンズフランジは、レンズ形状の外周に沿ってレンズ形状の中心まわりに等角度間隔に互いに離間して形成されていてもよい。例えば４個所に形成される場合、レンズフランジは、レンズ形状の上部、下部、右部、左部に形成されてもよい。このようにしても、レンズ成形の際に金型から取り外すときレンズ形状の周囲を均等に押し出すことができ、レンズを金型から取り出しやすくなる。

【0072】

光源搭載部２０にレンズホルダ３４を固定するホルダ固定構造４６が設けられている。これにより、発光デバイス２１に対するレンズホルダ３４およびレンズ３１～３３の正確な位置決めが容易になる。

【0073】

本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、実施の形態及び変形例を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくはさらなる変形が加えられた実施の形態や変形例も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態や変形例、及び上述した実施の形態や変形例と以下の変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態、変形例及びさらなる変形それぞれの効果をあわせもつ。

【0074】

上述の実施の形態では、光源搭載部２０には発光デバイス２１が１つだけ設けられているが、複数の発光デバイス２１が設けられてもよい。この場合、各レンズ３１～３３は、発光デバイス２１ごとにレンズ形状を有してもよい。すなわち、１つのレンズが複数のレンズ形状を有し、これらレンズ形状を縁取るようにレンズフランジが形成されていてもよい。

【0075】

上述の実施の形態では、隣り合う２つのレンズのレンズフランジが直に接触するようにしてレンズフランジが積層されているが、本発明はこれに限定されない。２つのレンズフランジ間に例えばスペーサまたはその他の介在物を有してレンズフランジが積層されてもよい。第２ホルダ部品は、スペーサ等の介在物を含んで積層されたレンズフランジを第１ホルダ部品との間に挟み込むように、第１ホルダ部品に結合されてもよい。また、上述のレンズ間位置決め部４２、４４と同様の構成により、レンズフランジとこれに隣接する介在物とを光軸に垂直な平面内で互いに位置決めする位置決め部が設けられてもよい。

【0076】

第１ホルダ部品および第２ホルダ部品は、他の構成もありうる。例えば、第１ホルダ部品が複数のレンズを保持し収容する第１筒状部材であり、第２ホルダ部品が第１筒状部材を光源搭載部に接続する第２筒状部材であってもよい。第１ホルダ部品３６と第２ホルダ部品３８の結合は、ねじ止めなど適宜の固定手段が用いられてもよい。

【0077】

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本発明は、車両用灯具、例えば、自動車などの車両に使用される車両用灯具に利用できる。また、本発明は、車両用灯具に搭載されうる光学ユニットに利用できる。

【符号の説明】

【0079】

１０ 車両用灯具、 ２０ 光源搭載部、 ３０ 光学ユニット、 ３１ａ～３３ａ レンズ形状、 ３１ｂ～３３ｂ レンズフランジ、 ３４ レンズホルダ、 ３６ 第１ホルダ部品、 ３６ａ 筒部、 ３６ｂ 内フランジ、 ３８ 第２ホルダ部品、 ４０ 出射側位置決め部、 ４２ 第１レンズ間位置決め部、 ４４ 第２レンズ間位置決め部、 ４６ ホルダ固定構造、 Ａｘ 光軸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】