JP2018120834A - Lighting fixture unit and vehicular lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用灯具に係り、より詳しくは、直射型光学系を有する灯具ユニットおよびこれを備える車両用灯具に関する。 The present invention relates to a vehicular lamp, and more particularly to a lamp unit having a direct-type optical system and a vehicular lamp including the lamp unit.
従来、発光ダイオード等の光源からの光を直接投影レンズにより投影する、いわゆる直射型光学系を有する車両用灯具が知られて いる。一般に、直射型光学系では、広い角度範囲に光源からの光が出射される一方、リフレクタが設けられていないため、投射レンズに入射することなくその外周側へと向かう光が存在し、光源から出射される光の利用効率が低い。 Conventionally, a vehicular lamp having a so-called direct-light type optical system in which light from a light source such as a light emitting diode is directly projected by a projection lens is known. Generally, in a direct-light type optical system, light from a light source is emitted in a wide angle range, but since no reflector is provided, there is light that goes toward the outer periphery without entering the projection lens, and from the light source The utilization efficiency of the emitted light is low.
特許文献1は、光源から投射レンズに直接入射する光の経路を避けた領域に透光部材を配置して、光の利用効率を向上した灯具ユニットを備えた車両用前照灯を開示している。また、特許文献2は、光源の周囲を囲むようにカバー体を配置して、光源光に関する漏れ光の発生を防止し、光の利用効率を向上した灯具ユニットを備えた車両用前照灯を開示している。
Patent Document 1 discloses a vehicle headlamp including a lamp unit in which a light transmitting member is disposed in an area that avoids a light path that is directly incident on a projection lens from a light source to improve the light use efficiency. Yes.
ところで、直射型光学系を有する車両用灯具のコンパクト化を検討する時、レンズを小径化すると光の利用効率が低減し、光の利用効率を向上するべくレンズを短焦点化するとレンズの厚みが増大してコストが増大するという背反がある。 By the way, when considering reducing the size of a vehicular lamp having a direct-lighting optical system, reducing the lens diameter reduces the light utilization efficiency, and shortening the lens to improve the light utilization efficiency reduces the lens thickness. There is a trade-off that it increases and costs increase.
そこで、発明者は、投影レンズを2枚のレンズで構成すれば、光の利用効率を確保しながらレンズの小径化が可能になるという発想のもとに本発明を提案するものである。 Therefore, the inventor proposes the present invention based on the idea that if the projection lens is composed of two lenses, the diameter of the lens can be reduced while ensuring the light use efficiency.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、直射光学系を有する車両用灯具を、光の利用効率を確保しながら小型化する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for reducing the size of a vehicular lamp having a direct-light optical system while ensuring the light use efficiency.
前記目的を達成するために、本発明の一つの態様に係る灯具ユニットは、投影レンズと、該投影レンズへ向けて光を出射するように配置された光源とを備えた、灯具ユニットにおいて、前記投影レンズは、前記光源側に配置された第1のレンズおよび該第1のレンズの前方に配置された第2のレンズで構成され、前記第1のレンズの入射面の曲率が、その出射面の曲率よりも小さいことを特徴とする。 To achieve the above object, a lamp unit according to one aspect of the present invention includes a projection lens and a light source arranged to emit light toward the projection lens. The projection lens includes a first lens disposed on the light source side and a second lens disposed in front of the first lens, and the curvature of the incident surface of the first lens is determined by the exit surface thereof. It is characterized by being smaller than the curvature.
上記態様において、前記光源が、前記投影レンズを単一のレンズで構成した場合よりも前記投影レンズと接近するように配置されることも好ましい。 In the above aspect, it is also preferable that the light source is disposed closer to the projection lens than when the projection lens is configured by a single lens.
上記態様において、前記第1のレンズの入射面の曲率が0であることも好ましい。 In the above aspect, it is also preferable that the curvature of the incident surface of the first lens is zero.
上記態様において、前記第2のレンズの入射面の曲率がその出射面の曲率よりも大きいことも好ましい。 In the above aspect, it is also preferable that the curvature of the entrance surface of the second lens is larger than the curvature of the exit surface.
上記態様において、前記光源が、投影レンズへ向けて配置された発光面を備える半導体発光素子であることも好ましい。 In the above aspect, it is also preferable that the light source is a semiconductor light emitting element including a light emitting surface arranged toward the projection lens.
また本発明の別の態様に係る車両用灯具は、上記態様に係る灯具ユニットを備えることを特徴とする。 Moreover, the vehicle lamp which concerns on another aspect of this invention is provided with the lamp unit which concerns on the said aspect.
上記の構成によれば、光の利用効率を確保しながら、車両用灯具を小型化することができる。 According to said structure, a vehicle lamp can be reduced in size, ensuring the utilization efficiency of light.
以下、本発明に係る車両用灯具の実施の形態について、実施例に基づいて図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a vehicular lamp according to the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
なお、本明細書において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等の方向を示す用語は、特に指定しない限り、本発明の実施の形態に係る車両用灯具が車両に取り付けられた状態における方向を意味する。 In the present specification, terms indicating directions such as “up”, “down”, “front”, “back”, “left”, “right”, and the like are included in the embodiment of the present invention unless otherwise specified. The direction in the state in which the vehicle lamp concerned was attached to the vehicle is meant.
(実施例1)
図1は、本実施例に係る車両用灯具1の内部構成を模式的に示す断面図である。車両用灯具1は、車両の前部に装着されて車両の前方を照明する車両用前照灯である。
Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an internal configuration of a vehicular lamp 1 according to the present embodiment. The vehicular lamp 1 is a vehicular headlamp that is attached to the front of a vehicle and illuminates the front of the vehicle.
図1に示すように、車両用灯具1は、前方が開口を有する容器状のランプボディ2と、ランプボディ2の開口部に装着された透明な前面カバー3とを備え、両者2,3によって灯室4が形成されている。
As shown in FIG. 1, a vehicular lamp 1 includes a container-
灯室4内には、灯具ユニット5が配置され、灯具ユニット5は、ランプボディ2の後部内面に設けられたエイミング機構6を介してランプボディ2に取り付けられている。灯具ユニット5は、光源7、基板8、支持部材9、ヒートシンク10、投影レンズ11、レンズホルダ12およびサブレンズユニット13を備えている。
A lamp unit 5 is disposed in the
光源7は、矩形状の発光面を有する半導体発光素子としてのLEDであり、投影レンズ11の後方焦点に、発光面を投影レンズ11に向けて基板8に実装され、図示しない信号線を介して車両側制御部から入力される制御信号に応じて発光する。なお、光源7の種類はこれに限定されるものではなく、他に、白熱電球や放電管、他のダイオード等を使用してもよい。
The light source 7 is an LED as a semiconductor light emitting element having a rectangular light emitting surface, and is mounted on the
基板8は、支持部材9の前面側に固定され、光源7を保持するとともに、光源7に電流を供給する。ヒートシンク10は、支持部材9の後面側に固定され、光源7の発光に伴って基板8に発生する熱を逃がすように構成されている。支持部材9は、エイミング機構6を介してランプボディ2に固定されている。
The
投影レンズ11は、光源7側に配置された第1のレンズ110および第1のレンズ110の前方に配置された第2のレンズ120で構成されている。第1のレンズ110および第2のレンズ120は、同径に構成され、支持部材9の前面に固定されたレンズホルダ12により、支持部材9の前方に固定されている。
The
第1のレンズ110は、図2に示すとおり、光源7からの光を入射して第2のレンズ120へ向けて出射するレンズ領域111と、レンズ領域111の周辺にドーナツ状に延びる平坦なフランジ領域112とを備えている。レンズ領域111は、レンズ領域111の後面および前面が、それぞれ第1のレンズ110の入射面110Aおよび出射面110Bであり、入射面110Aから入射した光を収束して出射面110Bから出射する正の屈折力を有する凸レンズである。したがって、第1のレンズ110の前面は、レンズ領域111がフランジ領域112から突出するように構成されている。そして、入射面110Aの曲率が出射面110Bの曲率よりも小さい。特に、入射面110Aの曲率は、曲率を曲率半径(mm)の逆数で表した場合、1/30以下であることが好ましく、0であることがより好ましい。第1のレンズ110は、フランジ領域112がレンズホルダ12に保持されるように構成されている。また、光源7は、前記投影レンズを単一のレンズで構成した場合よりも前記投影レンズと接近するように配置される。この点については後で詳述する。
As shown in FIG. 2, the
一般に、レンズの入射面の曲率が大きいと、入射面で反射する光線が多くなるため光の利用効率が低くなり、曲率が小さい方が、入射面で反射する光線が少なくなるため光の利用効率が向上する。したがって本実施例では、第1のレンズ110の入射面110Aの曲率が小さいため、光の利用効率を向上することができ、投影レンズを小径化しても同じ配光量を得ることができる。
In general, if the curvature of the entrance surface of the lens is large, the amount of light reflected on the entrance surface increases, so the light utilization efficiency is low.If the curvature is small, the light utilization efficiency is low because less light is reflected on the incidence surface. Will improve. Therefore, in this embodiment, since the curvature of the
第2のレンズ120は、第1のレンズ110の前方、すなわち、車両の前方側に、第1のレンズ110と光軸Axを共有するように配置され、車両を前方から観察した際、前面カバー3を通して視認される。第2のレンズ120は、入射面120Aから入射した第1のレンズ110からの光を収束して、ほぼ平行な光として出射面120Bから出射する正の屈折力を有する凸レンズである。そして、入射面120Aの曲率は、出射面120Bの曲率よりも大きいことが好ましい。このような構成により、第2のレンズ120の出射面120Bの球形状として前方へ突出する印象が和らぎ、投影レンズ10を構成する第2のレンズ120の前面の意匠性を向上することができる。
The
なお、第1のレンズ110および第2のレンズ120は、アクリルやポリカーネート等の透明樹脂を金型に注入し、冷却、固化させる射出成形により形成される。しかし、レンズの材質はこれらに限定されるものではなく、光源7から放射される光を屈折により収束して所望の配光パターンを形成できるものであれば良く、例えばガラスであってもよい。また第1のレンズ110のレンズ領域111とフランジ領域112とは、同一の材質により形成されてもよく、別の材質により形成されてもよい。
The
サブレンズユニット13は、特許文献1に開示されたサブレンズユニットと同様の構成を有する。すなわち、図示された上下サブレンズ13A、13Bと、図示しない一対の左右サブレンズとが、光源7から第1のレンズ110のレンズ領域111に直接入射する光の経路を避けた領域に配置して構成されて、光源7からの出射光のうち、第1のレンズ110のレンズ領域111に直接入射しない光を入射して、第1のレンズ110のレンズ領域111に向けて出射する。なお、サブレンズユニット13は、光の取り込み効率をさらに高めるために設けられているが、本発明においては必須の構成ではない。
The
次に、本実施例にかかる車両用灯具の機能について説明する。光源7から出射された光は、第1のレンズ110(のレンズ領域111の)入射面110Aに入射する。光源光のち、第1のレンズ110のレンズ領域111に直接入射しない光は、サブレンズユニット13に入射して、第1のレンズ110のレンズ領域111に向けて出射される。第1のレンズ110に入射した光は、正の屈折力によって収束され、第1のレンズ(のレンズ領域111)の出射面110Bから第2のレンズ120に向かって出射され、第2のレンズ120の入射面120Aに入射される。その後、第2のレンズの正の屈折力によってさらに収束され、出射面120Bよりほぼ平行な光として、車両前方に照射される。
Next, the function of the vehicular lamp according to the present embodiment will be described. The light emitted from the light source 7 is incident on the
このように、本実施例に係る灯具ユニット5は、光源光がリフレクタを介さずに投射レンズ11に入射する直射型光学系を構成している。また、本実施例に係る車両用灯具1は、車両前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照射する、所謂ハイビーム用車両用前照灯である。
Thus, the lamp unit 5 according to the present embodiment constitutes a direct-light optical system in which the light source light enters the
本実施例の原理を説明するために、まず、所定の配光量L1を形成する単一の投影レンズを用いた従来の灯具ユニットについて述べる。このような灯具ユニットの投影レンズ200および光源7の配置と光の経路を図3(a)に示す。すなわち、投影レンズ210の後方焦点F1に光源7が配置されている。図中、符号D1は、投影レンズ200の口径を、d1は、投影レンズ200と光源7との間の距離を、θ1は、投影レンズ200が利用可能な光源光の有効照射角を示す。
In order to explain the principle of the present embodiment, first, a conventional lamp unit using a single projection lens that forms a predetermined light distribution L1 will be described. FIG. 3A shows the arrangement of the
次に、図3(a)の灯具ユニット、光源7および投影レンズ11Xを同じレイアウトで配置し、投影レンズ11Xを2枚のレンズで構成した、灯具ユニットについて検討する。説明の便宜のため、第1のレンズ110Xおよび第2のレンズ120Xは、図3(a)の投影レンズ200と同径のレンズを用いている。図3(b)に示すとおり、光源は、第1のレンズ110Xおよび第2のレンズ120Xの組み合わせレンズとしての投影レンズ11Xの後方焦点F2に配置される。図中、符号D2は第1のレンズ110Xおよび第2のレンズ120Xの口径を、d2は第1のレンズ110Xと光源7との間の距離を、θ2は、投影レンズ11が利用可能な光源光の有効照射角を示し、上述のとおり、D2はD1と等しい。この時、第1のレンズ110Xと光源7との間の距離d2は、図3(b)よりも短い。したがって、照射角θ2はθ1よりも大きくなって、光源光の利用効率が高い分、配光量L2が増える。
Next, a lamp unit in which the lamp unit, the light source 7, and the
さらに、図3(c)のように、光源7と第1のレンズとの距離d3がd2より短くなるように、第1のレンズ110Yおよび第2のレンズ120Yを構成すれば、有効照射角が大きい分だけ光の利用効率はより高くなって、配光量がさらに増える。図中、符号D3は第1のレンズ110Yおよび第2のレンズ120Yの口径を、θ3は、投影レンズ11Yが利用可能な光源光の照射角を、F3は、投影レンズ11Yの焦点を示し、D3はD1と等しい。図3(c)では、図3(a)に比べて、光の利用効率が高く、配光量L3が増大するため、レンズの口径、すなわち、有効照射角θ3をθ1に等しくして、光の利用効率を図3(a)と等しくして、図3(a)の場合の配光量L1と同じ配光量L1′を確保できる。したがって、第1のレンズおよび第2のレンズの口径は、D3よりも小さく設定できる。この原理を利用して、本実施例では、第1のレンズ110のレンズ領域111および第2のレンズ120を、光路の幅に対応するように構成し、光源を、投影レンズを単一のレンズで構成した場合よりも投影レンズと接近するように配置することで、光の利用効率を確保しながら、投影レンズの小径化を可能とした。
Furthermore, if the
このように、本実施例によれば、例えば、光源から投影レンズまでの距離が33mm、レンズの口径が50mmの従来の灯具ユニットよりも高効率に光を利用することができる灯具ユニットを、光源から投影レンズまでの距離が30mm、レンズの口径が40mmで構成することができる。 Thus, according to the present embodiment, for example, a lamp unit that can use light more efficiently than a conventional lamp unit having a distance from the light source to the projection lens of 33 mm and a lens diameter of 50 mm is provided as a light source. The distance from the projection lens to the projection lens can be 30 mm, and the lens aperture can be 40 mm.
本実施例によれば、屈折力を分散することができるため、1枚あたりのレンズの厚みを薄くすることができ、投影レンズにかかる製造コストを低減することができる。 According to the present embodiment, since the refractive power can be dispersed, the thickness of each lens can be reduced, and the manufacturing cost for the projection lens can be reduced.
以上、本発明の実施の形態を実施例に基づいて述べたが、実施例は当業者の技術常識に基づいて改変を行うことが可能であり、そのような改変は本発明の範囲に含まれる。 The embodiments of the present invention have been described based on the examples. However, the examples can be modified based on the common general knowledge of those skilled in the art, and such modifications are included in the scope of the present invention. .
例えば、本発明の灯具ユニット5は、ハイビーム配光パターンを形成する用途に限られるものではなく、フォグランプ、コーナリングランプ等の直射光学系を備えるあらゆる車両用灯具1に適用することができる。 For example, the lamp unit 5 of the present invention is not limited to the use for forming a high beam light distribution pattern, and can be applied to any vehicular lamp 1 including a direct-light optical system such as a fog lamp and a cornering lamp.
1 車両用灯具
5 灯具ユニット
7 光源
11 投影レンズ
110 第1のレンズ
110A 入射面
110B 出射面
111 レンズ領域
112 フランジ領域
120 第2のレンズ
120A 入射面
120B 出射面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle lamp 5 Lamp unit 7
Claims (6)
前記投影レンズは、前記光源側に配置された第1のレンズおよび該第1のレンズの前方に配置された第2のレンズで構成され、
前記第1のレンズの入射面の曲率が、その出射面の曲率よりも小さいことを特徴とする灯具ユニット。 In a lamp unit comprising a projection lens and a light source arranged to emit light toward the projection lens,
The projection lens includes a first lens disposed on the light source side and a second lens disposed in front of the first lens,
The lamp unit, wherein a curvature of an entrance surface of the first lens is smaller than a curvature of an exit surface thereof.
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