(57)【要約】【課題】前後方向の奥行きをコンパクトに構成しつつ、好適な走行用配光パターンを形成する。【解決手段】車両用前照灯１は、光源ユニット２と、光源ユニット２の蛍光体２２の前方に配置され、当該蛍光体２２から出射された光を下方へ反射させる回転楕円面系の第一反射面３１と、第一反射面３１の下方に配置され、当該第一反射面３１で反射された光を前方へ反射させる平面状の第二反射面２４と、前後方向に沿った光軸Ａｘを有し、第二反射面２４の前方に配置されて、当該第二反射面２４で反射された光を前方へ投影する投影レンズ４とを備え、前方に走行用配光パターンを形成する。第二反射面２４は、投影レンズ４の光軸Ａｘに対して、４５°よりも大きな傾斜角度θで傾斜している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体型光源と、
前記半導体型光源の前方に配置され、当該半導体型光源から出射された光を前後方向と略垂直な垂直方向へ反射させる回転楕円面系の第一反射面と、
前記第一反射面の前記垂直方向に配置され、当該第一反射面で反射された光を前方へ反射させる平面状の第二反射面と、
前後方向に沿った光軸を有し、前記第二反射面の前方に配置されて、当該第二反射面で反射された光を前方へ投影する投影レンズと、
を備え、前方に走行用配光パターンを形成する車両用前照灯において、
前記第二反射面が、前記投影レンズの前記光軸に対して、４５°よりも大きな傾斜角度で傾斜していることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記第二反射面の前記傾斜角度が４７．５°〜５７．５°の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項３】
前記第二反射面の前記傾斜角度が５０°〜５５°の範囲内であることを特徴とする請求項２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】
従来、自動車用ヘッドライトなどの車両用前照灯として、発光ダイオードなどの半導体型光源を用いたものが知られている。この種の車両用前照灯においては、２つの反射面（リフレクタ）を用いて灯具内での光路を直角に折り曲げることによって、前後方向の奥行きをコンパクトに構成したものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
具体的には、当該車両用前照灯は、半導体型光源の前方に配置された配光制御用の楕円系反射面と、その垂直方向（例えば上方又は下方）に配置された平面状の平面反射面と、その前方に配置された凸レンズ状の投影レンズとを備えており、平面反射面は投影レンズの光軸に対して４５°の傾斜角度で傾斜している。
【０００４】
この車両用前照灯では、半導体型光源から前方へ出射された光が楕円系反射面によって配光制御されつつ略垂直方向へ反射された後に、平面反射面で前方へ反射されて投影レンズから前方へ照射される。そして、この過程で一部の光が遮光などされることにより、前方にすれ違い用配光パターン（いわゆるロービーム）が形成されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５９４６８号公報
【特許文献２】特許第４４５８０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の車両用前照灯によって、すれ違い用配光パターンではなく、走行用配光パターン（いわゆるハイビーム）を形成しようとした場合、平面反射面が投影レンズの光軸に対して４５°で傾斜しているために、図５に示すように、投影レンズを通る光が光軸よりも楕円系反射面側（図５では上側）のみに片寄ってしまう。その結果、投影レンズでの色分散に偏りが生じて、走行用配光パターンに色収差による色ムラが発生してしまい、好適な走行用配光パターンを形成することができない。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、前後方向の奥行きをコンパクトに構成しつつ、好適な走行用配光パターンを形成することができる車両用前照灯の提供を課題とする。
【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、本発明は、
半導体型光源と、
前記半導体型光源の前方に配置され、当該半導体型光源から出射された光を前後方向と略垂直な垂直方向へ反射させる回転楕円面系の第一反射面と、
前記第一反射面の前記垂直方向に配置され、当該第一反射面で反射された光を前方へ反射させる平面状の第二反射面と、
前後方向に沿った光軸を有し、前記第二反射面の前方に配置されて、当該第二反射面で反射された光を前方へ投影する投影レンズと、
を備え、前方に走行用配光パターンを形成する車両用前照灯において、
前記第二反射面が、前記投影レンズの前記光軸に対して、４５°よりも大きな傾斜角度で傾斜していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体型光源から前方へ出射された光が第一反射面によって垂直方向へ反射された後に、第二反射面によって前方へ更に反射されて投影レンズから前方へ投影されるので、灯具内での光路を略直角に折り曲げることによって、当該灯具の前後方向の奥行きをコンパクトに構成することができる。
また、第二反射面が投影レンズの光軸に対して４５°よりも大きな傾斜角度で傾斜しているので、当該反射面が４５°で傾斜していた従来に比べ、投影レンズに入出射する光を光軸に対して均等化することができる。したがって、従来に比べ、投影レンズで生じる色分散をより均等化することができ、ひいては、色ムラが抑制された好適な走行用配光パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における車両用前照灯の斜視図である。
【図２】実施形態における車両用前照灯の縦断面図である。
【図３】実施形態における車両用前照灯での光路を説明するための図である。
【図４】実施形態における第二反射面の傾斜角度と走行用配光パターンの色差との関係を示すグラフである。
【図５】従来の車両用前照灯の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における車両用前照灯１の斜視図であり、図２は、車両用前照灯１の縦断面図（左右方向と直交する断面図）である。
なお、以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用前照灯１から見た方向を意味するものとする。
【００１２】
図１及び図２に示すように、車両用前照灯１は、図示しない車両の前部に搭載されて前方に走行用配光パターン（いわゆるハイビーム）を形成するものであり、光源ユニット２と、レンズホルダー３と、投影レンズ４とを備えている。
【００１３】
このうち、光源ユニット２は、図示しない半導体レーザー光源と、この半導体レーザー光源から出射された光を導光する光ファイバー２１と、光ファイバー２１の先端（前端）に設けられた蛍光体２２と、当該光源ユニット２をレンズホルダー３の後部に取り付けるための光源ホルダー２３とを備えている。この光源ユニット２では、半導体レーザー光源から蛍光体２２の励起光としての青色光が出射され、この青色光が例えばＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ３＋）からなる蛍光体２２を励起することで当該蛍光体２２から黄色光が出射される結果、これら青色光と黄色光とが混合（混色）されて、蛍光体２２から前方へ白色光が出射される。
また、光源ホルダー２３の前面には、蛍光体２２の下方に位置する部分に、平面状の第二反射面２４が形成されている。この第二反射面２４については後述する。
【００１４】
レンズホルダー３は、前後両方へ開口する筒状に形成されており、前部開口の周縁部で投影レンズ４を支持している。また、レンズホルダー３の後部開口には、蛍光体２２が当該後部開口内の上部に露出するように、光源ユニット２が取り付けられている。
レンズホルダー３の上側壁の後部内面には、光源ユニット２の蛍光体２２の前方に位置する部分に、主に走行用配光パターンの形状を定める配光制御用の第一反射面３１が形成されている。この第一反射面３１は、蛍光体２２の近傍に位置する第１焦点Ｆ１１と、当該第１焦点Ｆ１１の下方に位置する第２焦点Ｆ１２とを有する回転楕円面が基調とされた自由曲面であり、蛍光体２２から前方へ出射された光を第２焦点Ｆ１２に集光させるように下方へ反射させる。厳密には、第一反射面３１は、走行用配光パターンを上下方向に広げるために、下側部分ほど第２焦点Ｆ１２から下方へずれた位置に向けて光を反射させるように形成されている。また、第一反射面３１の第２焦点Ｆ１２は、第二反射面２４に対して、後述する投影レンズ４の焦点Ｆ２の面対称となる点であり、つまり投影レンズ４の擬似的な焦点である。
【００１５】
レンズホルダー３の後部開口内の下半部には、光源ホルダー２３の前面に形成された上述の第二反射面２４が露出している。第二反射面２４は、第一反射面３１の下方に位置するとともに、投影レンズ４の焦点（後側焦点）Ｆ２よりも前側であって、且つ当該焦点Ｆ２と第一反射面３１の第２焦点Ｆ１２との間に位置しており、上述したように、これら投影レンズ４の焦点Ｆ２と第一反射面３１の第２焦点Ｆ１２との対称面となっている。この第二反射面２４は、前後方向に沿った投影レンズ４の光軸Ａｘに対して、５２．５°の傾斜角度θで傾斜しており、第一反射面３１で下方へ反射された光を前方の投影レンズ４に向けて反射させる。但し、第二反射面２４の傾斜角度θは、後述するように、４５°よりも大きな値であれば５２．５°でなくともよい。
【００１６】
投影レンズ４は、前面を凸面とするアクリル製の平凸レンズであり、レンズホルダー３の前部開口を覆うように当該レンズホルダー３に周縁部を支持されている。この投影レンズ４は、第二反射面２４の前方に配置されるとともに、上述したように、前後方向に沿った光軸Ａｘと、第二反射面２４よりも後方に位置する焦点Ｆ２とを有している。そして、当該投影レンズ４は、第二反射面２４で前方へ反射された光を前方へ投影する。また、投影レンズ４は、その配光制御に影響しない（光が入出射しない）上下両端部がカットされ、小型化が図られている。
【００１７】
以上の構成を具備する車両用前照灯１では、図３に示すように、光源ユニット２の蛍光体２２から前方へ出射された光（白色光）が、第一反射面３１によって第２焦点Ｆ１２に略集光するように下方へ反射された後に、第二反射面２４によって前方へ更に反射される。そして、この光が投影レンズ４によって前方へ投影されることにより、前方に走行用配光パターンが形成される。
【００１８】
このとき、第二反射面２４が投影レンズ４の光軸Ａｘに対して５２．５°の傾斜角度θで傾斜しているので、当該第二反射面２４で反射された光は、光軸Ａｘに対して略上下均等な光量となるように投影レンズ４に入出射する。その結果、投影レンズ４で生じる色分散が光軸Ａｘの上下で略均一化され、色ムラが抑制された好適な走行用配光パターンが形成される。但し、第二反射面２４の傾斜角度θは、４５°よりも大きな値であれば、当該反射面の傾斜角度が４５°であった従来に比べて、走行用配光パターンの色ムラを抑制することができる。
【００１９】
ここで、走行用配光パターンの色ムラに及ぼす第二反射面２４の傾斜角度θの影響について、図４を参照して説明する。図４は、第二反射面２４の傾斜角度θと走行用配光パターンの色差Ｃｙとの関係を示すグラフである。色差Ｃｙとは、仮想スクリーン上に投影される走行用配光パターンにおける最も大きな色差（白色を基準とする色度）である。
この図に示すように、走行用配光パターンの色差Ｃｙは、投影レンズ４の焦点距離ｆによらず、第二反射面２４の傾斜角度θがほぼ５２．５°のときに最も小さくなり、つまり、このときに最も色ムラが抑制される。
【００２０】
また、走行用配光パターンにおいて許容される色差Ｃｙは、日本の保安基準でも準拠することとされている欧州のＥＣＥ（Economic Commission for Europe）規格によると、白色の色度範囲が約０．０６であることから、センター値に対して±０．０３と考えることができる。そのため、走行用配光パターンの色差Ｃｙを上記規格の許容範囲内とすることができる第二反射面２４の傾斜角度θは、焦点距離ｆ＝１０ｍｍのときには５０°〜５５°となり、焦点距離ｆ＝１５ｍｍのときには４７．５°〜５７．５°となる。
【００２１】
以上のように、車両用前照灯１によれば、光源ユニット２の蛍光体２２から前方へ出射された光が第一反射面３１によって下方へ反射された後に、第二反射面２４によって前方へ更に反射されて投影レンズ４から前方へ投影されるので、灯具内での光路を略直角に折り曲げることによって、当該灯具の前後方向の奥行きをコンパクトに構成することができる。
【００２２】
また、第二反射面２４が投影レンズ４の光軸Ａｘに対して４５°よりも大きな傾斜角度θで傾斜しているので、当該反射面が４５°で傾斜していた従来に比べ、投影レンズ４に入出射する光を光軸Ａｘに対して均等化することができる。したがって、従来に比べ、投影レンズ４で生じる色分散を光軸Ａｘの上下でより均等化することができ、ひいては、色ムラが抑制された好適な走行用配光パターンを形成することができる。
【００２３】
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００２４】
例えば、上記実施形態では、車両用前照灯１の光源として、半導体レーザー光源と蛍光体２２とを備える光源ユニット２を挙げて説明したが、本発明に係る半導体型光源は、半導体発光素子によって白色光を出射させるものであればよく、例えば発光ダイオードであってもよい。
【００２５】
また、第一反射面３１及び第二反射面２４によって光路を下方へ一度曲げてから元に戻すこととしたが、光路を曲げる方向は、前後方向と略垂直な垂直方向であれば下方でなくともよく、上方であってもよいし左右方向などであってもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１        車両用前照灯
２        光源ユニット（半導体型光源）
２１    光ファイバー
２２    蛍光体
２３    光源ホルダー
２４  第二反射面
θ  傾斜角度
３        レンズホルダー
３１    第一反射面
Ｆ１１  第１焦点
Ｆ１２  第２焦点
４        投影レンズ
Ａｘ    光軸
Ｆ２    焦点
【図１】
2014022038.tif 000003
【図２】
2014022038.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014022038.tif 000007