車両用照明灯具
【課題】プロジェクタ型の車両用照明灯具において、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうことなく、投影レンズの意匠に斬新性を持たせる。
【解決手段】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１８ａを有し、その前端縁１８ａ１が投影レンズ１２の後側焦点Ｆを通るようにして配置されたミラー部材１８を備えた構成とする。その上で、投影レンズ１２の構成として、その前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが、稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割された構成とする。これにより、車両用照明灯具１０を観察する歩行者等に対して、その投影レンズ１２の意匠が斬新性を有しているという印象を与えるようにした上で、ロービーム用配光パターンを形成する際に、そのカットオフラインの上方へ向かう光の量を少なくする。
【解決手段】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１８ａを有し、その前端縁１８ａ１が投影レンズ１２の後側焦点Ｆを通るようにして配置されたミラー部材１８を備えた構成とする。その上で、投影レンズ１２の構成として、その前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが、稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割された構成とする。これにより、車両用照明灯具１０を観察する歩行者等に対して、その投影レンズ１２の意匠が斬新性を有しているという印象を与えるようにした上で、ロービーム用配光パターンを形成する際に、そのカットオフラインの上方へ向かう光の量を少なくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具に関するものであり、特に、その投影レンズの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プロジェクタ型の車両用照明灯具においては、投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源からの光をリフレクタにより投影レンズへ向けて反射させるように構成されている。
【０００３】
そして、このような車両用照明灯具によって、ロービーム用配光パターン等のような上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成する際には、リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するためのシェードが、その上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た構成が多く採用されている。
【０００４】
その際、例えば「特許文献１」に記載されているように、発光素子等を光源とするプロジェクタ型の車両用照明灯具においては、光源を上方側から覆うようにしてリフレクタが配置された構成とした上で、シェードの代わりに、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するミラー部材が、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た構成とし、これにより光源からの光の有効利用を図るようにすることも多い。
【０００５】
この「特許文献１」に記載された投影レンズは、カットオフラインの上方近傍に現れる分光色を目立たなくするため、その前面が凹凸状の鉛直断面形状を有する構成となっている。
【０００６】
一方「特許文献２」には、車両用照明灯具の投影レンズとして、前面が凸面状の楕円面で構成されるとともに後面が凹面状の楕円面で構成された楕円レンズから、所定の中心角で扇形に切り出した同一形状の４つのレンズ片を、周方向に繋ぎ合わせた構成のものが記載されている。そして、この「特許文献２」には、このようにして構成された投影レンズが、リフレクタを備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具にも適用可能である旨の記載がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２６５８６４号公報
【特許文献２】特開２００９−４３５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、車両のデザイン性向上を図る観点から、プロジェクタ型の車両用照明灯具に対して、その投影レンズの意匠に斬新性を持たせるというニーズが高まってきている。
【０００９】
しかしながら、上記「特許文献１」に記載された投影レンズは、その前面が微細な凹凸状の鉛直断面形状を有しているに過ぎないので、その意匠に斬新性を持たせる上で不十分である。
【００１０】
一方、上記「特許文献２」に記載された投影レンズは、その前面が稜線を介して複数の前面領域に分割されているので、これが単一曲面で形成されている場合とは異なるレンズ意匠を演出することが可能である。
【００１１】
しかしながら、この「特許文献２」に記載された投影レンズは、直射型の車両用照明灯具でかつその光源が点光源に近い灯具に組み込まれる場合には、通常の投影レンズと略同様に取り扱うことが可能であるが、リフレクタを備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具に組み込まれる場合には、次のような問題がある。
【００１２】
すなわち、リフレクタからの反射光は、投影レンズの後側焦点から離れた位置においてその焦点面を通過する成分を含んでいるので、投影レンズを構成している４つのレンズ片のうち、ある１つのレンズ片の後面に入射したリフレクタからの反射光が、必ずしも同じレンズ片の前面に到達するとは限らず、その際、異なるレンズ片の前面に到達した一部の光は、このレンズ片の前面から所期の出射方向とは異なる方向へ出射してしまうこととなる。
【００１３】
したがって、このようなプロジェクタ型の車両用照明灯具を、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するために用いるようにした場合には、そのカットオフラインの上方へ向かう光が発生してしまい、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれがある、という問題がある。
【００１４】
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、プロジェクタ型の車両用照明灯具において、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうことなく、投影レンズの意匠に斬新性を持たせることができる車両用照明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】
【００１５】
本願発明は、投影レンズ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。
【００１６】
すなわち、本願発明に係る車両用照明灯具は、
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光源と、この光源を上方側から覆うように配置され、該光源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照明灯具において、
上記投影レンズの前面における略上半部が、稜線を介して複数の前面領域に分割されている、ことを特徴とするものである。
【００１７】
上記「光源」の種類は特に限定されるものではなく、また、この「光源」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。
【００１８】
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た状態で、その上向き反射面においてリフレクタからの反射光の一部を上向きに反射させるように構成されていれば、その上向き反射面の具体的な形状等は特に限定されるものではない。
【００１９】
上記「投影レンズの前面における略上半部」は、稜線を介して複数の前面領域に分割されていれば、その具体的な分割数や分割形状等は特に限定されるものではなく、また、これら各「前面領域」の具体的な表面形状についても特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２０】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用照明灯具は、投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源からの光を、この光源を上方側から覆うように配置されたリフレクタによって投影レンズへ向けて反射させるプロジェクタ型の灯具として構成されており、さらに、上記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、そ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たミラー部材を備えた構成となっているが、その際、投影レンズは、その前面における略上半部が、稜線を介して複数の前面領域に分割されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００２１】
すなわち、このように投影レンズの前面における略上半部が稜線を介して複数の前面領域に分割されていることにより、この車両用照明灯具を観察したとき、その投影レンズが、単一曲面で形成されている通常の投影レンズとは異なった意匠で見えるようにすることができる。その際、一般に、ヘッドランプ等の車両用照明灯具は、歩行者等の目の位置よりもかなり低い位置において車体に取り付けられるので、投影レンズの前面における略上半部が稜線を介して複数の前面領域に分割された構成となっていれば、歩行者等の観察者に対して、投影レンズの意匠が斬新性を有しているという印象を与えることが十分可能である。
【００２２】
一方、投影レンズの前面の表面形状が、通常の投影レンズの場合と異なっていると、投影レンズからの出射光の向きが所期の方向からずれてしまうので、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成する際に、そのカットオフラインの上方へ向かう光が発生してしまい、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれがある。
【００２３】
しかしながら、本願発明においては、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の灯具構成を前提とした上で、投影レンズの前面の全領域ではなくその略上半部が稜線を介して複数の前面領域に分割された構成となっているので、上端部に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、以下の理由で、カットオフラインの上方へ向かう光の量を少なくすることができ、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることができる。
【００２４】
すなわち、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具からの照射光により形成される配光パターンは、リフレクタで反射した後、投影レンズに直接到達する光によって形成される第１の配光パターンと、ミラー部材の上向き反射面で反射してから投影レンズに到達する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が、その大半は第１の配光パターンによって形成されるようになっている。その際、第１の配光パターンは、投影レンズの前面における略下半部から出射する光によって形成され、第２の配光パターンは、投影レンズの前面における略上半部から出射する光によって形成されるようになっている。
【００２５】
したがって、投影レンズの前面における略上半部が稜線を介して複数の前面領域に分割された構成とすることにより、この略上半部からの出射光の一部がカットオフラインの上方へ向かう光となったとしても、その光量はあまり多くはならないので、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることが可能となる。
【００２６】
このように本願発明によれば、プロジェクタ型の車両用照明灯具において、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうことなく、投影レンズの意匠に斬新性を持たせることができる。
【００２７】
上記構成において、投影レンズの後面における略上半部が、谷線を介して複数の前面領域と同数の複数の後面領域に分割された構成とし、そして、これら各後面領域が、投影レンズの後側焦点の位置からの光を各前面領域から投影レンズの光軸と平行な方向へ出射させるように設定された表面形状で形成された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００２８】
すなわち、ミラー部材の上向き反射面で反射した後、投影レンズに到達した光を、各後面領域と各前面領域との組合せによって、通常の投影レンズの場合と略同様にして偏向制御することができる。そしてこれにより、対向車ドライバ等に対するグレア防止を一層確実に図ることができる。
【００２９】
その際、各後面領域は谷線を介して分割されているので、投影レンズの後側焦点の位置から出射して各後面領域から投影レンズに入射した光を、各前面領域に対してその周囲の稜線から内側に多少離れた中心寄りの領域に到達させるようにすることができる。したがって、各後面領域から投影レンズに入射した光が、稜線を越えて該後面領域に対応すべき前面領域に隣接する前面領域や一般部に到達し、その出射光が迷光となってしまうのを未然に防止することができる。実際には、ミラー部材の上向き反射面からの反射光は、投影レンズの後側焦点の位置およびその周辺の各位置からの光として投影レンズに到達するが、その際、ミラー部材の上向き反射面の各位置からの反射光の入射角度と投影レンズの後側焦点の位置からの光の入射角度との差が、稜線と中心寄りの領域との間隔に対応する角度以下であれば、各後面領域から入射した光をこれに対応すべき各前面領域に到達させることができる。
【００３０】
しかも、このように投影レンズの後面における略上半部が、谷線を介して複数の前面領域と同数の複数の後面領域に分割された構成とすることにより、投影レンズにクリスタル感を持たせることができ、これによりレンズ意匠の斬新性を高めることができる。
【００３１】
上記構成において、ミラー部材の上向き反射面における前端縁から所定幅の前端領域が、非反射面として形成された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００３２】
すなわち、投影レンズの前面における略上半部からの出射光のうち、迷光としてカットオフラインの上方へ向かう光は、主としてミラー部材の上向き反射面における前端縁に近い領域からの反射光によるものである。したがって、ミラー部材の上向き反射面における前端縁から所定幅の前端領域を、非反射面として形成しておけば、第２の配光パターンの明るさをあまり減少させてしまうことなく、カットオフラインの上方へ向かう光を効果的に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面面
【図２】図１のII−II線断面図
【図３】上記車両用照明灯具の主要構成要素を示す斜視図
【図４】上記車両用照明灯具の投影レンズを、その後方から見て示す図
【図５】上記投影レンズの光学的作用を示す側断面図
【図６】（ａ）は、上記車両用照明灯具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を透視的に示す図、（ｂ）、（ｃ）は、上記ロービーム用配光パターンを構成する２つの配光パターンを示す図
【図７】上記実施形態の変形例を示す、図３と同様の図
【図８】上記変形例における投影レンズの光学的作用を示す側断面図
【図９】上記変形例の作用を説明するための、図６（ｃ）と同様の図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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。
【００３５】
図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具１０を示す正面面であり、図２は、そのII−II線断面図である。また、図３は、この車両用照明灯具１０の主要構成要素を示す斜視図である。
【００３６】
これらの図に示すように、この車両用照明灯具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光源１４と、この光源１４を上方側から覆うように配置され、該光源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１８ａを有し、該上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１が後側焦点Ｆを通るようにして配置されたミラー部材１８とを備えた構成となっている。
【００３７】
その際、光源１４およびリフレクタ１６はミラー部材１８に支持されており、投影レンズ１２は、レンズホルダ２０を介してミラー部材１８に支持されている。
【００３８】
この車両用照明灯具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。
【００３９】
光源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、この光源１４は、その発光面を光軸Ａｘ上において上向きにした状態で配置されている。
【００４０】
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光源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、光源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。
【００４１】
ミラー部材１８の上向き反射面１８ａは、該ミラー部材１８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１８ａは、光軸Ａｘよりも左側（灯具正面視では右側）に位置する左側領域が光軸Ａｘを含む水平面で構成されており、光軸Ａｘよりも右側に位置する右側領域が、短い斜面を介して左側領域よりも一段低い水平面で構成されている。そして、この上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１は、後側焦点Ｆを含む焦点面に沿って延びるように形成されている。これにより、ミラー部材１８は、その上向き反射面１８ａにおいて、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、これら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。
【００４２】
図４は、投影レンズ１２を、その後方から見て示す図である。また、図５は、投影レンズ１２の光学的作用を示す側断面図である。
【００４３】
これらの図にも示すように、投影レンズ１２は、前面が凸面で後面が平面の平凸非球面レンズに近似したレンズ形状を有しており、その外周フランジ部１２ｃにおいてレンズホルダ２０に支持されている。
【００４４】
この投影レンズ１２の前面１２ａは、その略上半部１２ａＢが、それ以外の一般部１２ａＡとは異なる表面形状を有している。すなわち、この前面１２ａの一般部１２ａＡは、通常の平凸非球面レンズの一部として構成されているが、その略上半部１２ａＢは、稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１、１２ａ２、１２ａ３、１２ａ４、１２ａ５に分割されている。
【００４５】
また、この投影レンズ１２の後面１２ｂは、その略上半部１２ｂＢが、それ以外の一般部１２ｂＡとは異なる表面形状を有している。すなわち、この後面１２ｂの一般部１２ｂＡは、通常の平凸非球面レンズの一部として構成されているが、その略上半部１２ｂＢは、谷線Ｔを介して５つの後面領域１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｂ３、１２ｂ４、１２ｂ５に分割されている。
【００４６】
なお、図２に示す投影レンズ１２において、２点鎖線で示す曲線および直線は、投影レンズ１２における前面１２ａの略上半部１２ａＢが、仮に一般部１２ａＡを延長した形状の曲面で形成されるとともに、その後面１２ｂの略上半部１２ｂＢが、仮に一般部１２ｂＡを延長した形状の平面で形成されているとした場合の、それぞれの断面形状を示す曲線および直線である。
【００４７】
図１および３に示すように、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部１２ａＢに形成された各稜線Ｒは、横方向に略円弧状に延びており、５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５は上下５段で形成されている。その際、灯具正面視において、中間に位置する３つの前面領域１２ａ２、１２ａ３、１２ａ４は、左右両側が上方へ湾曲した横長の中細帯状領域として形成されており、最上段の前面領域１２ａ１は、上端縁が上向き凸曲線で下端縁が下向き凸曲線で構成された横長の中太帯状領域として形成されており、最下段の前面領域１２ａ５は、上端縁が上向き凹曲線で下端縁が下向き凹曲線で構成されるとともにこれら上下両端縁が光軸Ａｘ上において接触した横長の中細帯状領域として形成されている。
【００４８】
また、これら５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５は、図２および５に示すように、光軸Ａｘと平行な鉛直面に沿った断面形状が、いずれも直線形状に設定されている。これにより、投影レンズ１２の前面１２ａは、各稜線Ｒを角部とする多角形の鉛直断面形状を有する構成となっている。
【００４９】
一方、図４に示すように、投影レンズ１２における後面１２ｂの略上半部１２ｂＢに形成された５つの後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５は、５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５の略後方にそれぞれ位置するように形成されているが、各谷線Ｔは、灯具正面視において、各稜線Ｒよりも大きい曲率の曲線形状でやや光軸Ａｘ寄りの位置に形成されている。
【００５０】
また、図２および５に示すように、これら各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５は、光軸Ａｘと平行な鉛直面内において、いずれも凸曲線状に形成されている。
【００５１】
そしてこれにより、これら各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５は、該後面領域から投影レンズ１２に入射した後側焦点Ｆの位置からの光を、上下方向に関して、これらに対応すべき各前面領域１２ａ１〜１２ａ５に対して、その上下両側に位置する稜線Ｒから内側に離れた中心寄りの領域に到達させるとともに、該前面領域に到達した後側焦点Ｆの位置からの光を、光軸Ａｘに沿った平行光として投影レンズ１２から前方へ出射させるようになっている。
【００５２】
図６（ａ）は、車両用照明灯具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。
【００５３】
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。
【００５４】
このロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ１６で反射した光源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光源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１８の上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１の反転投影像として形成されるようになっている。
【００５５】
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。
【００５６】
このロービーム用配光パターンＰＬは、図６（ｂ）に示す第１の配光パターンＰＡと図６（ｃ）に示す第２の配光パターンＰＢとを重畳させた合成配光パターンとして形成されている。
【００５７】
第１の配光パターンＰＡは、リフレクタ１６で反射した後、投影レンズ１２に直接到達する光によって形成される配光パターンである。一方、第２の配光パターンＰＢは、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａで上向きに反射してから投影レンズ１２に到達する光によって形成される配光パターンである。ロービーム用配光パターンＰＬの大半は第１の配光パターンＰＡによって形成され、第２の配光パターンＰＢは、エルボ点Ｅを中心とするカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の下方近傍領域の明るさを増大させるようになっている。
【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照明灯具１０は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも後方側に配置された光源１４からの光を、この光源１４を上方側から覆うように配置されたリフレクタ１６によって投影レンズ１２へ向けて反射させるプロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されており、さらに、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１８ａを有し、その前端縁１８ａ１が投影レンズ１２の後側焦点Ｆを通るようにして配置されたミラー部材１８を備えた構成となっているが、その際、投影レンズ１２は、その前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが、稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００６０】
すなわち、このように投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部が稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割されていることにより、車両用照明灯具１０を観察したとき、その投影レンズ１２が、単一曲面で形成されている通常の投影レンズとは異なった意匠で見えるようにすることができる。その際、一般に、ヘッドランプ等の車両用照明灯具は、歩行者等の目の位置よりもかなり低い位置において車体に取り付けられるので、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割された構成となっていれば、歩行者等の観察者に対して、投影レンズ１２の意匠が斬新性を有しているという印象を与えることが十分可能である。
【００６１】
一方、投影レンズ１２の前面１２ａの表面形状が、通常の投影レンズの場合と異なっていると、投影レンズ１２からの出射光の向きが所期の方向からずれてしまうので、ロービーム用配光パターンＰＬを形成する際に、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方へ向かう光が発生してしまい、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれがある。
【００６２】
しかしながら、本実施形態においては、ミラー部材１８を備えたプロジェクタ型の灯具構成を前提とした上で、投影レンズ１２の前面１２ａの全領域ではなくその略上半部１２ａＢが稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割された構成となっているので、ロービーム用配光パターンＰＬを形成するようにした場合においても、以下の理由で、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方へ向かう光の量を少なくすることができ、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることができる。
【００６３】
すなわち、ミラー部材１８を備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具１０からの照射光により形成されるロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ１６で反射した後、投影レンズ１２に直接到達する光によって形成される第１の配光パターンＰＡと、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａで反射してから投影レンズ１２に到達する光によって形成される第２の配光パターンＰＢとの合成配光パターンとして形成されるが、その大半は第１の配光パターンＰＡによって形成されるようになっている。その際、第１の配光パターンＰＡは、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略下半部から出射する光によって形成され、第２の配光パターンＰＢは、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部から出射する光によって形成されるようになっている。
【００６４】
したがって、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割された構成とすることにより、この略上半部１２ａＢからの出射光の一部がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方へ向かう光となったとしても、その光量はあまり多くはならないので、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることが可能となる。
【００６５】
このように本実施形態によれば、プロジェクタ型の車両用照明灯具１０において、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうことなく、投影レンズ１２の意匠に斬新性を持たせることができる。
【００６６】
特に、本実施形態においては、投影レンズ１２の後面１２ｂにおける略上半部１２ｂＢが、谷線Ｔを介して５つの後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５に分割されており、そして、これら各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５が、投影レンズ１２の後側焦点Ｆの位置からの光を各前面領域１２ａ１〜１２ａ５から投影レンズ１２の光軸Ａｘと平行な方向へ出射させるように設定された表面形状で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。
【００６７】
すなわち、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａで反射した後、投影レンズ１２に到達した光を、各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５と各前面領域１２ａ１〜１２ａ５との組合せによって、通常の投影レンズの場合と略同様にして偏向制御することができる。そしてこれにより、対向車ドライバ等に対するグレア防止を一層確実に図ることができる。
【００６８】
その際、各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５は谷線Ｔを介して分割されているので、投影レンズ１２の後側焦点Ｆの位置から出射して各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５から投影レンズ１２に入射した光を、各前面領域１２ａ１〜１２ａ５に対してその周囲の稜線Ｒから内側に多少離れた中心寄りの領域に到達させるようにすることができる。したがって、各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５から投影レンズ１２に入射した光が、稜線Ｒを越えて該後面領域に対応すべき前面領域１２ａ１〜１２ａ５に隣接する前面領域や一般部１２ａＡに到達し、その出射光が迷光となってしまうのを未然に防止することができる。実際には、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａからの反射光は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆの位置およびその周辺の各位置からの光として投影レンズ１２に到達するが、その際、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａの各位置からの反射光の入射角度と投影レンズ１２の後側焦点Ｆの位置からの光の入射角度との差が、稜線Ｒと中心寄りの領域との間隔に対応する角度以下であれば、各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５から入射した光をこれに対応すべき各前面領域１２ａ１〜１２ａ５に到達させることができる。
【００６９】
しかも、このように投影レンズ１２の後面１２ｂにおける略上半部１２ｂＢが、谷線Ｔを介して５つの後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５に分割された構成とすることにより、投影レンズ１２にクリスタル感を持たせることができ、これによりレンズ意匠の斬新性を高めることができる。
【００７０】
上記実施形態においては、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが、稜線Ｒを介して上下方向に５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割されているものとして説明したが、４つ以下または６つ以上の前面領域に分割された構成とすることも可能であり、また、左右方向に分割された構成、上下左右両方向に分割された構成とすることも可能である。さらに、各稜線Ｒの一部または全部に段差が形成された構成とすることも可能である。
【００７１】
上記実施形態においては、ミラー部材１８の構成として、その上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１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、この前端縁１８ａ１が後側焦点Ｆから多少外れた位置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。このようにした場合には、ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２が多少不鮮明になるが、上記実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
上記実施形態においては、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが、光軸Ａｘを含む水平面よりも多少下方へはみ出した領域として設定されているが、この略上半部１２ａＢの下端縁の位置については、ちょうど光軸Ａｘを含む水平面の位置あるいはこれよりも多少上方にずれた位置に設定することも可能である。その際、リフレクタ１６からの反射光が確実に到達しない位置に設定することが好ましい。
【００７３】
上記実施形態においては、車両用照明灯具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。
【００７４】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００７５】
図７は、上記実施形態の変形例に係る車両用灯具１１０を示す、図３と同様の図であり、図８は、その投影レンズ１１２の光学的作用を示す側断面図である。
【００７６】
これらの図に示すように、本変形例に係る車両用灯具１１０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、その投影レンズ１１２の後面１１２ｂにおける略上半部１１２ｂＢの形状およびミラー部材１１８の上向き反射面１１８ａの構成が、上記実施形態の場合と異なっている。
【００７７】
すなわち、本変形例の投影レンズ１１２は、その後面１１２ｂにおける略上半部１１２ｂＢが、上記実施形態のような５つの後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５に分割おらず、その後面１１２ｂにおける一般部１１２ｂＡを延長した形状の平面で形成されている。また、本変形例のミラー部材１１８の上向き反射面１１８ａは、その前端縁１１８ａ１から所定幅の前端領域１１８ｂが、非反射面として形成されている。
【００７８】
本変形例の構成を採用することにより、次のような作用効果を得ることができる。
【００７９】
本変形例の投影レンズ１１２は、その後面１１２ｂにおける略上半部１１２ｂＢが平面で形成されているので、その形状を単純化することができる。しかしながら、この投影レンズ１１２に対して、その後面１１２ｂの略上半部１１２ｂから入射した後側焦点Ｆの位置からの光は、その前面１２ａの略上半部１２ａＢを構成する５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５から光軸Ａｘに沿った平行光として前方へ出射することとはならず、図８に示すように上下方向に僅かに拡散する光として出射することとなる。
【００８０】
図９は、本変形例の作用を説明するための、図６（ｃ）と略同様の図であって、図９（ａ）は、本変形例の比較例の作用を示す図であり、図９（ｂ）は、本変形例の作用を示す図である。
【００８１】
本変形例のミラー部材１１８において、その上向き反射面１１８ａの前端領域１１８ｂが、仮に非反射面として形成されていないとすると、投影レンズ１１２からの出射光の一部が上向きの光となって、図９（ａ）に示すように、第２の配光パターンＰＢ´の上端縁ＰＢａ´がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２から上方へはみ出してしまい、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれがある。
【００８２】
その点、本変形例においては、ミラー部材１１８の上向き反射面１１８ａにおける前端領域１１８ｂが、非反射面として形成されているので、投影レンズ１１２からカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方へ向かう光を除去して、第２の配光パターンＰＢの上端縁ＰＢａの位置をカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の下方近傍まで下げることができ、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれをなくすことができる。
【００８３】
なお、本変形例のミラー部材１１８を上記実施形態の投影レンズ１２と組み合わせた構成とすることも可能である。このような構成を採用することにより、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれをより確実になくすことができる。
【００８４】
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。
【符号の説明】
【００８５】
１０、１１０ 車両用照明灯具
１２、１１２ 投影レンズ
１２ａ 前面
１２ａＡ、１２ｂＡ、１１２ｂＡ 一般部
１２ａＢ、１２ｂＢ、１１２ｂＢ 略上半部
１２ａ１、１２ａ２、１２ａ３、１２ａ４、１２ａ５ 前面領域
１２ｂ、１１２ｂ 後面
１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｂ３、１２ｂ４、１２ｂ５ 後面領域
１２ｃ 外周フランジ部
１４ 光源
１６ リフレクタ
１６ａ 反射面
１８、１１８ ミラー部材
１８ａ、１１８ａ 上向き反射面
１８ａ１、１１８ａ１ 前端縁
２０ レンズホルダ
１１８ｂ 前端領域
Ａｘ 光軸
ＣＬ１ 下段カットオフライン
ＣＬ２ 上段カットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後側焦点
ＰＡ、ＰＢ 配光パターン
ＰＢａ 上端縁
ＰＬ ロービーム用配光パターン
Ｒ 稜線
Ｔ 谷線
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具に関するものであり、特に、その投影レンズの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プロジェクタ型の車両用照明灯具においては、投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源からの光をリフレクタにより投影レンズへ向けて反射させるように構成されている。
【０００３】
そして、このような車両用照明灯具によって、ロービーム用配光パターン等のような上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成する際には、リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するためのシェードが、その上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た構成が多く採用されている。
【０００４】
その際、例えば「特許文献１」に記載されているように、発光素子等を光源とするプロジェクタ型の車両用照明灯具においては、光源を上方側から覆うようにしてリフレクタが配置された構成とした上で、シェードの代わりに、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するミラー部材が、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た構成とし、これにより光源からの光の有効利用を図るようにすることも多い。
【０００５】
この「特許文献１」に記載された投影レンズは、カットオフラインの上方近傍に現れる分光色を目立たなくするため、その前面が凹凸状の鉛直断面形状を有する構成となっている。
【０００６】
一方「特許文献２」には、車両用照明灯具の投影レンズとして、前面が凸面状の楕円面で構成されるとともに後面が凹面状の楕円面で構成された楕円レンズから、所定の中心角で扇形に切り出した同一形状の４つのレンズ片を、周方向に繋ぎ合わせた構成のものが記載されている。そして、この「特許文献２」には、このようにして構成された投影レンズが、リフレクタを備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具にも適用可能である旨の記載がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２６５８６４号公報
【特許文献２】特開２００９−４３５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、車両のデザイン性向上を図る観点から、プロジェクタ型の車両用照明灯具に対して、その投影レンズの意匠に斬新性を持たせるというニーズが高まってきている。
【０００９】
しかしながら、上記「特許文献１」に記載された投影レンズは、その前面が微細な凹凸状の鉛直断面形状を有しているに過ぎないので、その意匠に斬新性を持たせる上で不十分である。
【００１０】
一方、上記「特許文献２」に記載された投影レンズは、その前面が稜線を介して複数の前面領域に分割されているので、これが単一曲面で形成されている場合とは異なるレンズ意匠を演出することが可能である。
【００１１】
しかしながら、この「特許文献２」に記載された投影レンズは、直射型の車両用照明灯具でかつその光源が点光源に近い灯具に組み込まれる場合には、通常の投影レンズと略同様に取り扱うことが可能であるが、リフレクタを備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具に組み込まれる場合には、次のような問題がある。
【００１２】
すなわち、リフレクタからの反射光は、投影レンズの後側焦点から離れた位置においてその焦点面を通過する成分を含んでいるので、投影レンズを構成している４つのレンズ片のうち、ある１つのレンズ片の後面に入射したリフレクタからの反射光が、必ずしも同じレンズ片の前面に到達するとは限らず、その際、異なるレンズ片の前面に到達した一部の光は、このレンズ片の前面から所期の出射方向とは異なる方向へ出射してしまうこととなる。
【００１３】
したがって、このようなプロジェクタ型の車両用照明灯具を、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するために用いるようにした場合には、そのカットオフラインの上方へ向かう光が発生してしまい、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれがある、という問題がある。
【００１４】
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、プロジェクタ型の車両用照明灯具において、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうことなく、投影レンズの意匠に斬新性を持たせることができる車両用照明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】
【００１５】
本願発明は、投影レンズ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。
【００１６】
すなわち、本願発明に係る車両用照明灯具は、
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光源と、この光源を上方側から覆うように配置され、該光源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照明灯具において、
上記投影レンズの前面における略上半部が、稜線を介して複数の前面領域に分割されている、ことを特徴とするものである。
【００１７】
上記「光源」の種類は特に限定されるものではなく、また、この「光源」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。
【００１８】
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た状態で、その上向き反射面においてリフレクタからの反射光の一部を上向きに反射させるように構成されていれば、その上向き反射面の具体的な形状等は特に限定されるものではない。
【００１９】
上記「投影レンズの前面における略上半部」は、稜線を介して複数の前面領域に分割されていれば、その具体的な分割数や分割形状等は特に限定されるものではなく、また、これら各「前面領域」の具体的な表面形状についても特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２０】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用照明灯具は、投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源からの光を、この光源を上方側から覆うように配置されたリフレクタによって投影レンズへ向けて反射させるプロジェクタ型の灯具として構成されており、さらに、上記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、そ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たミラー部材を備えた構成となっているが、その際、投影レンズは、その前面における略上半部が、稜線を介して複数の前面領域に分割されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００２１】
すなわち、このように投影レンズの前面における略上半部が稜線を介して複数の前面領域に分割されていることにより、この車両用照明灯具を観察したとき、その投影レンズが、単一曲面で形成されている通常の投影レンズとは異なった意匠で見えるようにすることができる。その際、一般に、ヘッドランプ等の車両用照明灯具は、歩行者等の目の位置よりもかなり低い位置において車体に取り付けられるので、投影レンズの前面における略上半部が稜線を介して複数の前面領域に分割された構成となっていれば、歩行者等の観察者に対して、投影レンズの意匠が斬新性を有しているという印象を与えることが十分可能である。
【００２２】
一方、投影レンズの前面の表面形状が、通常の投影レンズの場合と異なっていると、投影レンズからの出射光の向きが所期の方向からずれてしまうので、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成する際に、そのカットオフラインの上方へ向かう光が発生してしまい、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれがある。
【００２３】
しかしながら、本願発明においては、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の灯具構成を前提とした上で、投影レンズの前面の全領域ではなくその略上半部が稜線を介して複数の前面領域に分割された構成となっているので、上端部に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、以下の理由で、カットオフラインの上方へ向かう光の量を少なくすることができ、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることができる。
【００２４】
すなわち、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具からの照射光により形成される配光パターンは、リフレクタで反射した後、投影レンズに直接到達する光によって形成される第１の配光パターンと、ミラー部材の上向き反射面で反射してから投影レンズに到達する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が、その大半は第１の配光パターンによって形成されるようになっている。その際、第１の配光パターンは、投影レンズの前面における略下半部から出射する光によって形成され、第２の配光パターンは、投影レンズの前面における略上半部から出射する光によって形成されるようになっている。
【００２５】
したがって、投影レンズの前面における略上半部が稜線を介して複数の前面領域に分割された構成とすることにより、この略上半部からの出射光の一部がカットオフラインの上方へ向かう光となったとしても、その光量はあまり多くはならないので、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることが可能となる。
【００２６】
このように本願発明によれば、プロジェクタ型の車両用照明灯具において、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうことなく、投影レンズの意匠に斬新性を持たせることができる。
【００２７】
上記構成において、投影レンズの後面における略上半部が、谷線を介して複数の前面領域と同数の複数の後面領域に分割された構成とし、そして、これら各後面領域が、投影レンズの後側焦点の位置からの光を各前面領域から投影レンズの光軸と平行な方向へ出射させるように設定された表面形状で形成された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００２８】
すなわち、ミラー部材の上向き反射面で反射した後、投影レンズに到達した光を、各後面領域と各前面領域との組合せによって、通常の投影レンズの場合と略同様にして偏向制御することができる。そしてこれにより、対向車ドライバ等に対するグレア防止を一層確実に図ることができる。
【００２９】
その際、各後面領域は谷線を介して分割されているので、投影レンズの後側焦点の位置から出射して各後面領域から投影レンズに入射した光を、各前面領域に対してその周囲の稜線から内側に多少離れた中心寄りの領域に到達させるようにすることができる。したがって、各後面領域から投影レンズに入射した光が、稜線を越えて該後面領域に対応すべき前面領域に隣接する前面領域や一般部に到達し、その出射光が迷光となってしまうのを未然に防止することができる。実際には、ミラー部材の上向き反射面からの反射光は、投影レンズの後側焦点の位置およびその周辺の各位置からの光として投影レンズに到達するが、その際、ミラー部材の上向き反射面の各位置からの反射光の入射角度と投影レンズの後側焦点の位置からの光の入射角度との差が、稜線と中心寄りの領域との間隔に対応する角度以下であれば、各後面領域から入射した光をこれに対応すべき各前面領域に到達させることができる。
【００３０】
しかも、このように投影レンズの後面における略上半部が、谷線を介して複数の前面領域と同数の複数の後面領域に分割された構成とすることにより、投影レンズにクリスタル感を持たせることができ、これによりレンズ意匠の斬新性を高めることができる。
【００３１】
上記構成において、ミラー部材の上向き反射面における前端縁から所定幅の前端領域が、非反射面として形成された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００３２】
すなわち、投影レンズの前面における略上半部からの出射光のうち、迷光としてカットオフラインの上方へ向かう光は、主としてミラー部材の上向き反射面における前端縁に近い領域からの反射光によるものである。したがって、ミラー部材の上向き反射面における前端縁から所定幅の前端領域を、非反射面として形成しておけば、第２の配光パターンの明るさをあまり減少させてしまうことなく、カットオフラインの上方へ向かう光を効果的に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面面
【図２】図１のII−II線断面図
【図３】上記車両用照明灯具の主要構成要素を示す斜視図
【図４】上記車両用照明灯具の投影レンズを、その後方から見て示す図
【図５】上記投影レンズの光学的作用を示す側断面図
【図６】（ａ）は、上記車両用照明灯具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を透視的に示す図、（ｂ）、（ｃ）は、上記ロービーム用配光パターンを構成する２つの配光パターンを示す図
【図７】上記実施形態の変形例を示す、図３と同様の図
【図８】上記変形例における投影レンズの光学的作用を示す側断面図
【図９】上記変形例の作用を説明するための、図６（ｃ）と同様の図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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。
【００３５】
図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具１０を示す正面面であり、図２は、そのII−II線断面図である。また、図３は、この車両用照明灯具１０の主要構成要素を示す斜視図である。
【００３６】
これらの図に示すように、この車両用照明灯具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光源１４と、この光源１４を上方側から覆うように配置され、該光源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１８ａを有し、該上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１が後側焦点Ｆを通るようにして配置されたミラー部材１８とを備えた構成となっている。
【００３７】
その際、光源１４およびリフレクタ１６はミラー部材１８に支持されており、投影レンズ１２は、レンズホルダ２０を介してミラー部材１８に支持されている。
【００３８】
この車両用照明灯具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。
【００３９】
光源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、この光源１４は、その発光面を光軸Ａｘ上において上向きにした状態で配置されている。
【００４０】
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光源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、光源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。
【００４１】
ミラー部材１８の上向き反射面１８ａは、該ミラー部材１８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１８ａは、光軸Ａｘよりも左側（灯具正面視では右側）に位置する左側領域が光軸Ａｘを含む水平面で構成されており、光軸Ａｘよりも右側に位置する右側領域が、短い斜面を介して左側領域よりも一段低い水平面で構成されている。そして、この上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１は、後側焦点Ｆを含む焦点面に沿って延びるように形成されている。これにより、ミラー部材１８は、その上向き反射面１８ａにおいて、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、これら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。
【００４２】
図４は、投影レンズ１２を、その後方から見て示す図である。また、図５は、投影レンズ１２の光学的作用を示す側断面図である。
【００４３】
これらの図にも示すように、投影レンズ１２は、前面が凸面で後面が平面の平凸非球面レンズに近似したレンズ形状を有しており、その外周フランジ部１２ｃにおいてレンズホルダ２０に支持されている。
【００４４】
この投影レンズ１２の前面１２ａは、その略上半部１２ａＢが、それ以外の一般部１２ａＡとは異なる表面形状を有している。すなわち、この前面１２ａの一般部１２ａＡは、通常の平凸非球面レンズの一部として構成されているが、その略上半部１２ａＢは、稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１、１２ａ２、１２ａ３、１２ａ４、１２ａ５に分割されている。
【００４５】
また、この投影レンズ１２の後面１２ｂは、その略上半部１２ｂＢが、それ以外の一般部１２ｂＡとは異なる表面形状を有している。すなわち、この後面１２ｂの一般部１２ｂＡは、通常の平凸非球面レンズの一部として構成されているが、その略上半部１２ｂＢは、谷線Ｔを介して５つの後面領域１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｂ３、１２ｂ４、１２ｂ５に分割されている。
【００４６】
なお、図２に示す投影レンズ１２において、２点鎖線で示す曲線および直線は、投影レンズ１２における前面１２ａの略上半部１２ａＢが、仮に一般部１２ａＡを延長した形状の曲面で形成されるとともに、その後面１２ｂの略上半部１２ｂＢが、仮に一般部１２ｂＡを延長した形状の平面で形成されているとした場合の、それぞれの断面形状を示す曲線および直線である。
【００４７】
図１および３に示すように、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部１２ａＢに形成された各稜線Ｒは、横方向に略円弧状に延びており、５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５は上下５段で形成されている。その際、灯具正面視において、中間に位置する３つの前面領域１２ａ２、１２ａ３、１２ａ４は、左右両側が上方へ湾曲した横長の中細帯状領域として形成されており、最上段の前面領域１２ａ１は、上端縁が上向き凸曲線で下端縁が下向き凸曲線で構成された横長の中太帯状領域として形成されており、最下段の前面領域１２ａ５は、上端縁が上向き凹曲線で下端縁が下向き凹曲線で構成されるとともにこれら上下両端縁が光軸Ａｘ上において接触した横長の中細帯状領域として形成されている。
【００４８】
また、これら５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５は、図２および５に示すように、光軸Ａｘと平行な鉛直面に沿った断面形状が、いずれも直線形状に設定されている。これにより、投影レンズ１２の前面１２ａは、各稜線Ｒを角部とする多角形の鉛直断面形状を有する構成となっている。
【００４９】
一方、図４に示すように、投影レンズ１２における後面１２ｂの略上半部１２ｂＢに形成された５つの後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５は、５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５の略後方にそれぞれ位置するように形成されているが、各谷線Ｔは、灯具正面視において、各稜線Ｒよりも大きい曲率の曲線形状でやや光軸Ａｘ寄りの位置に形成されている。
【００５０】
また、図２および５に示すように、これら各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５は、光軸Ａｘと平行な鉛直面内において、いずれも凸曲線状に形成されている。
【００５１】
そしてこれにより、これら各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５は、該後面領域から投影レンズ１２に入射した後側焦点Ｆの位置からの光を、上下方向に関して、これらに対応すべき各前面領域１２ａ１〜１２ａ５に対して、その上下両側に位置する稜線Ｒから内側に離れた中心寄りの領域に到達させるとともに、該前面領域に到達した後側焦点Ｆの位置からの光を、光軸Ａｘに沿った平行光として投影レンズ１２から前方へ出射させるようになっている。
【００５２】
図６（ａ）は、車両用照明灯具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。
【００５３】
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。
【００５４】
このロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ１６で反射した光源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光源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１８の上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１の反転投影像として形成されるようになっている。
【００５５】
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。
【００５６】
このロービーム用配光パターンＰＬは、図６（ｂ）に示す第１の配光パターンＰＡと図６（ｃ）に示す第２の配光パターンＰＢとを重畳させた合成配光パターンとして形成されている。
【００５７】
第１の配光パターンＰＡは、リフレクタ１６で反射した後、投影レンズ１２に直接到達する光によって形成される配光パターンである。一方、第２の配光パターンＰＢは、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａで上向きに反射してから投影レンズ１２に到達する光によって形成される配光パターンである。ロービーム用配光パターンＰＬの大半は第１の配光パターンＰＡによって形成され、第２の配光パターンＰＢは、エルボ点Ｅを中心とするカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の下方近傍領域の明るさを増大させるようになっている。
【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照明灯具１０は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも後方側に配置された光源１４からの光を、この光源１４を上方側から覆うように配置されたリフレクタ１６によって投影レンズ１２へ向けて反射させるプロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されており、さらに、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１８ａを有し、その前端縁１８ａ１が投影レンズ１２の後側焦点Ｆを通るようにして配置されたミラー部材１８を備えた構成となっているが、その際、投影レンズ１２は、その前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが、稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００６０】
すなわち、このように投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部が稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割されていることにより、車両用照明灯具１０を観察したとき、その投影レンズ１２が、単一曲面で形成されている通常の投影レンズとは異なった意匠で見えるようにすることができる。その際、一般に、ヘッドランプ等の車両用照明灯具は、歩行者等の目の位置よりもかなり低い位置において車体に取り付けられるので、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割された構成となっていれば、歩行者等の観察者に対して、投影レンズ１２の意匠が斬新性を有しているという印象を与えることが十分可能である。
【００６１】
一方、投影レンズ１２の前面１２ａの表面形状が、通常の投影レンズの場合と異なっていると、投影レンズ１２からの出射光の向きが所期の方向からずれてしまうので、ロービーム用配光パターンＰＬを形成する際に、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方へ向かう光が発生してしまい、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれがある。
【００６２】
しかしながら、本実施形態においては、ミラー部材１８を備えたプロジェクタ型の灯具構成を前提とした上で、投影レンズ１２の前面１２ａの全領域ではなくその略上半部１２ａＢが稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割された構成となっているので、ロービーム用配光パターンＰＬを形成するようにした場合においても、以下の理由で、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方へ向かう光の量を少なくすることができ、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることができる。
【００６３】
すなわち、ミラー部材１８を備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具１０からの照射光により形成されるロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ１６で反射した後、投影レンズ１２に直接到達する光によって形成される第１の配光パターンＰＡと、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａで反射してから投影レンズ１２に到達する光によって形成される第２の配光パターンＰＢとの合成配光パターンとして形成されるが、その大半は第１の配光パターンＰＡによって形成されるようになっている。その際、第１の配光パターンＰＡは、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略下半部から出射する光によって形成され、第２の配光パターンＰＢは、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部から出射する光によって形成されるようになっている。
【００６４】
したがって、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが稜線Ｒを介して５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割された構成とすることにより、この略上半部１２ａＢからの出射光の一部がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方へ向かう光となったとしても、その光量はあまり多くはならないので、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることが可能となる。
【００６５】
このように本実施形態によれば、プロジェクタ型の車両用照明灯具１０において、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうことなく、投影レンズ１２の意匠に斬新性を持たせることができる。
【００６６】
特に、本実施形態においては、投影レンズ１２の後面１２ｂにおける略上半部１２ｂＢが、谷線Ｔを介して５つの後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５に分割されており、そして、これら各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５が、投影レンズ１２の後側焦点Ｆの位置からの光を各前面領域１２ａ１〜１２ａ５から投影レンズ１２の光軸Ａｘと平行な方向へ出射させるように設定された表面形状で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。
【００６７】
すなわち、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａで反射した後、投影レンズ１２に到達した光を、各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５と各前面領域１２ａ１〜１２ａ５との組合せによって、通常の投影レンズの場合と略同様にして偏向制御することができる。そしてこれにより、対向車ドライバ等に対するグレア防止を一層確実に図ることができる。
【００６８】
その際、各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５は谷線Ｔを介して分割されているので、投影レンズ１２の後側焦点Ｆの位置から出射して各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５から投影レンズ１２に入射した光を、各前面領域１２ａ１〜１２ａ５に対してその周囲の稜線Ｒから内側に多少離れた中心寄りの領域に到達させるようにすることができる。したがって、各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５から投影レンズ１２に入射した光が、稜線Ｒを越えて該後面領域に対応すべき前面領域１２ａ１〜１２ａ５に隣接する前面領域や一般部１２ａＡに到達し、その出射光が迷光となってしまうのを未然に防止することができる。実際には、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａからの反射光は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆの位置およびその周辺の各位置からの光として投影レンズ１２に到達するが、その際、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａの各位置からの反射光の入射角度と投影レンズ１２の後側焦点Ｆの位置からの光の入射角度との差が、稜線Ｒと中心寄りの領域との間隔に対応する角度以下であれば、各後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５から入射した光をこれに対応すべき各前面領域１２ａ１〜１２ａ５に到達させることができる。
【００６９】
しかも、このように投影レンズ１２の後面１２ｂにおける略上半部１２ｂＢが、谷線Ｔを介して５つの後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５に分割された構成とすることにより、投影レンズ１２にクリスタル感を持たせることができ、これによりレンズ意匠の斬新性を高めることができる。
【００７０】
上記実施形態においては、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが、稜線Ｒを介して上下方向に５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５に分割されているものとして説明したが、４つ以下または６つ以上の前面領域に分割された構成とすることも可能であり、また、左右方向に分割された構成、上下左右両方向に分割された構成とすることも可能である。さらに、各稜線Ｒの一部または全部に段差が形成された構成とすることも可能である。
【００７１】
上記実施形態においては、ミラー部材１８の構成として、その上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１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、この前端縁１８ａ１が後側焦点Ｆから多少外れた位置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。このようにした場合には、ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２が多少不鮮明になるが、上記実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
上記実施形態においては、投影レンズ１２の前面１２ａにおける略上半部１２ａＢが、光軸Ａｘを含む水平面よりも多少下方へはみ出した領域として設定されているが、この略上半部１２ａＢの下端縁の位置については、ちょうど光軸Ａｘを含む水平面の位置あるいはこれよりも多少上方にずれた位置に設定することも可能である。その際、リフレクタ１６からの反射光が確実に到達しない位置に設定することが好ましい。
【００７３】
上記実施形態においては、車両用照明灯具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。
【００７４】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００７５】
図７は、上記実施形態の変形例に係る車両用灯具１１０を示す、図３と同様の図であり、図８は、その投影レンズ１１２の光学的作用を示す側断面図である。
【００７６】
これらの図に示すように、本変形例に係る車両用灯具１１０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、その投影レンズ１１２の後面１１２ｂにおける略上半部１１２ｂＢの形状およびミラー部材１１８の上向き反射面１１８ａの構成が、上記実施形態の場合と異なっている。
【００７７】
すなわち、本変形例の投影レンズ１１２は、その後面１１２ｂにおける略上半部１１２ｂＢが、上記実施形態のような５つの後面領域１２ｂ１〜１２ｂ５に分割おらず、その後面１１２ｂにおける一般部１１２ｂＡを延長した形状の平面で形成されている。また、本変形例のミラー部材１１８の上向き反射面１１８ａは、その前端縁１１８ａ１から所定幅の前端領域１１８ｂが、非反射面として形成されている。
【００７８】
本変形例の構成を採用することにより、次のような作用効果を得ることができる。
【００７９】
本変形例の投影レンズ１１２は、その後面１１２ｂにおける略上半部１１２ｂＢが平面で形成されているので、その形状を単純化することができる。しかしながら、この投影レンズ１１２に対して、その後面１１２ｂの略上半部１１２ｂから入射した後側焦点Ｆの位置からの光は、その前面１２ａの略上半部１２ａＢを構成する５つの前面領域１２ａ１〜１２ａ５から光軸Ａｘに沿った平行光として前方へ出射することとはならず、図８に示すように上下方向に僅かに拡散する光として出射することとなる。
【００８０】
図９は、本変形例の作用を説明するための、図６（ｃ）と略同様の図であって、図９（ａ）は、本変形例の比較例の作用を示す図であり、図９（ｂ）は、本変形例の作用を示す図である。
【００８１】
本変形例のミラー部材１１８において、その上向き反射面１１８ａの前端領域１１８ｂが、仮に非反射面として形成されていないとすると、投影レンズ１１２からの出射光の一部が上向きの光となって、図９（ａ）に示すように、第２の配光パターンＰＢ´の上端縁ＰＢａ´がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２から上方へはみ出してしまい、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれがある。
【００８２】
その点、本変形例においては、ミラー部材１１８の上向き反射面１１８ａにおける前端領域１１８ｂが、非反射面として形成されているので、投影レンズ１１２からカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方へ向かう光を除去して、第２の配光パターンＰＢの上端縁ＰＢａの位置をカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の下方近傍まで下げることができ、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれをなくすことができる。
【００８３】
なお、本変形例のミラー部材１１８を上記実施形態の投影レンズ１２と組み合わせた構成とすることも可能である。このような構成を採用することにより、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうおそれをより確実になくすことができる。
【００８４】
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。
【符号の説明】
【００８５】
１０、１１０ 車両用照明灯具
１２、１１２ 投影レンズ
１２ａ 前面
１２ａＡ、１２ｂＡ、１１２ｂＡ 一般部
１２ａＢ、１２ｂＢ、１１２ｂＢ 略上半部
１２ａ１、１２ａ２、１２ａ３、１２ａ４、１２ａ５ 前面領域
１２ｂ、１１２ｂ 後面
１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｂ３、１２ｂ４、１２ｂ５ 後面領域
１２ｃ 外周フランジ部
１４ 光源
１６ リフレクタ
１６ａ 反射面
１８、１１８ ミラー部材
１８ａ、１１８ａ 上向き反射面
１８ａ１、１１８ａ１ 前端縁
２０ レンズホルダ
１１８ｂ 前端領域
Ａｘ 光軸
ＣＬ１ 下段カットオフライン
ＣＬ２ 上段カットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後側焦点
ＰＡ、ＰＢ 配光パターン
ＰＢａ 上端縁
ＰＬ ロービーム用配光パターン
Ｒ 稜線
Ｔ 谷線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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光源と、この光源を上方側から覆うように配置され、該光源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照明灯具において、
上記投影レンズの前面における略上半部が、稜線を介して複数の前面領域に分割されている、ことを特徴とする車両用照明灯具。
【請求項２】
上記投影レンズの後面における略上半部が、谷線を介して上記複数の前面領域と同数の複数の後面領域に分割されており、
これら各後面領域が、上記後側焦点の位置からの光を上記各前面領域から上記投影レンズの光軸と平行な方向へ出射させるように設定された表面形状で形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用照明灯具。
【請求項３】
上記ミラー部材の上向き反射面における前端縁から所定幅の前端領域が、非反射面として形成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用照明灯具。
【請求項１】
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光源と、この光源を上方側から覆うように配置され、該光源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照明灯具において、
上記投影レンズの前面における略上半部が、稜線を介して複数の前面領域に分割されている、ことを特徴とする車両用照明灯具。
【請求項２】
上記投影レンズの後面における略上半部が、谷線を介して上記複数の前面領域と同数の複数の後面領域に分割されており、
これら各後面領域が、上記後側焦点の位置からの光を上記各前面領域から上記投影レンズの光軸と平行な方向へ出射させるように設定された表面形状で形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用照明灯具。
【請求項３】
上記ミラー部材の上向き反射面における前端縁から所定幅の前端領域が、非反射面として形成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用照明灯具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４５６８１（Ｐ２０１３−４５６８１Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３４８３（Ｐ２０１１−１８３４８３）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
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