(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源と、
前記第１光源の消灯時に点灯される第２光源と、
第１焦点に対応する第１入射面、および第２焦点に対応する第２入射面を有する投射レンズとを備え、
前記第１光源から出射された光は、前記第１入射面に入射して前記投射レンズを通過し、
前記第２光源は、前記第１光源と前記投射レンズの間における、前記第１光源から出射されて前記第１入射面に至る光が通過しない位置に配置され、
前記第２光源から出射された光は、前記第１入射面および前記第２入射面に入射して前記投射レンズを通過し、
前記第１入射面と前記第２入射面は非平行に延びている、灯具ユニット。
【請求項２】
第１光源と、
前記第１光源の消灯時に点灯される第２光源と、
第１焦点に対応する第１入射面、および第２焦点に対応する第２入射面を有する投射レンズとを備え、
前記第１光源から出射された光は、前記第１入射面に入射して前記投射レンズを通過し、
前記第２光源は、前記第１光源と前記投射レンズの間における、前記第１光源から出射されて前記第１入射面に至る光が通過しない位置に配置され、
前記第２光源から出射された光は、前記第１入射面および前記第２入射面に入射して前記投射レンズを通過し、
前記第２光源は、発光面を鉛直下向きにして配置されている、灯具ユニット。
【請求項３】
前記第２光源から出射された光の少なくとも一部は、少なくとも一つの反射面により反射されて前記投射レンズを通過する、請求項１または２に記載の灯具ユニット。
【請求項４】
前記第１光源は前照灯用光源であり、前記第２光源は昼間点灯用光源である、請求項１から３のいずれか一項に記載の灯具ユニット。
【請求項５】
第１光度を有する光を出射する第１光源と、
前記第１光度よりも低い第２光度を有する光を出射する第２光源と、
第１焦点に対応する第１入射面、および第２焦点に対応する第２入射面を有する投射レンズと、
反射面とを備え、
前記第１光源から出射された光は、前記第１入射面に入射して前記投射レンズを通過し、
前記第２光源は、前記第１光源と前記投射レンズの間における、前記第１光源から出射されて前記第１入射面に至る光が通過しない位置に配置され、
前記第２光源から出射された光の一部は、前記反射面に反射されて前記第２入射面に入射することにより前記投射レンズを通過し、
前記第２光源から出射された光の別の一部は、前記反射面に反射されることなく前記第１入射面に直接入射することにより前記投射レンズを通過する、灯具ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具に装備される灯具ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる照明機能に各々対応付けられた複数の光源を備える車両用灯具が知られている。例えば特許文献１に記載の車両用灯具においては、ロービーム照射用、ハイビーム照射用、昼間点灯（ＤＲＬ：Daytime Running Lamp）用、方向指示用、および旋回先照射用の５つの照明機能の各々に少なくとも一つの光源が対応して設けられている。
【０００３】
各光源から出射された光はリフレクタにより反射されて所定の領域へ向けて照射される。例えば特許文献２に記載のように、光源から出射された光をリフレクタで集光し、投射レンズを通じて所定の領域を照射する灯具ユニットが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３２４９４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０８７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用灯具に装備される灯具ユニットにおいては、多機能化とともに小型化・軽量化も求められている。特許文献２に記載のように、複数の照明機能に対応する光源ごとに投射レンズを設ける場合、小型化・軽量化の要求に応えることができない。
【０００６】
よって本発明は、複数の照明機能に対応する複数の光源を備えつつも、小型化・軽量化の要求に応えうる灯具ユニット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】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明がとりうる第１の態様は、灯具ユニットであって、
第１光源と、
前記第１光源の消灯時に点灯される第２光源と、
第１焦点に対応する第１入射面、および第２焦点に対応する第２入射面を有する投射レンズとを備え、
前記第１光源から出射された光は、前記第１入射面に入射して前記投射レンズを通過し、
前記第２光源は、前記第１光源と前記投射レンズの間における、前記第１光源から出射されて前記第１入射面に至る光が通過しない位置に配置され、
前記第２光源から出射された光は、前記第２入射面に入射して前記投射レンズを通過する。
【０００８】
このような構成によれば、別の照射機能に対応する第２光源を、第１光源が本来備えている照射機能を阻害することなく同一の灯具ユニットの内部に配置し、投射レンズを共用することができる。また投射レンズは、第１入射面と第２入射面を備えることにより異なる２つの焦点を有しているため、各入射面に入射した光に対して異なる配光性を与えることができる。第２光源が第２入射面を利用することにより、投射レンズを第１光源と共用しながらも、所望の配光パターンを形成とすることができる。
【０００９】
前記第２光源から出射された光の一部は、前記第１入射面に入射して前記投射レンズを通過する構成としてもよい。この場合、第２光源により形成される配光パターンの面積を大きくすることができる。
【００１０】
前記第２光源から出射された光の少なくとも一部は、少なくとも一つの反射面により反射されて前記投射レンズを通過する構成としてもよい。この場合、第２光源から出射されて投射レンズに至る光の経路を適宜に設定することが可能となり、第２光源や第２入射面の配置について自由度が増す。
【００１１】
例えば、前記第１光源は前照灯用光源であり、前記第２光源は昼間点灯用光源である構成とすることができる。
【００１２】
上記の目的を達成するために本発明がとりうる第２の態様は、灯具ユニットであって、
第１光度を有する光を出射する第１光源と、
前記第１光度よりも低い第２光度を有する光を出射する第２光源と、
第１焦点に対応する第１入射面、および第２焦点に対応する第２入射面を有する投射レンズとを備え、
前記第１光源から出射された光は、前記第１入射面に入射して前記投射レンズを通過し、
前記第２光源は、前記第１光源と前記投射レンズの間における、前記第１光源から出射されて前記第１入射面に至る光が通過しない位置に配置され、
前記第２光源から出射された光は、前記第１入射面および前記第２入射面に入射して前記投射レンズを通過する。
【００１３】
このような構成によっても、第１の態様と同様の作用を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の照明機能に対応する複数の光源を備えつつも、小型化・軽量化の要求に応えうる灯具ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る灯具ユニットを備える前照灯の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１の灯具ユニットにおいて、第１発光素子が点灯された状態を示す縦断面図である。
【図３】図１の灯具ユニットにおいて、第２発光素子が点灯された状態を示す縦断面図である。
【図４】図１の灯具ユニットにより形成される配光パターンを模式的に示す図である。
【図５】図１の灯具ユニットの変形例を模式的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付の図面を参照しつつ本発明について以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る灯具ユニット１０を備える車両用灯具としての前照灯１００の一部を、垂直面で切断して右側方から見た構成を図１に示す。前照灯１００は、透光カバー１０１、ランプボディ１０２、およびベース部材１０３を備えている。
【００１８】
透光カバー１０１は透光性を有する樹脂等によって形成され、ランプボディ１０２の前端に装着されて灯具ユニット１０が収容される灯室を形成している。灯具ユニット１０はベース部材１０３上に固定され、投射レンズ２０、第１発光素子３０、ホルダ４０、リフレクタ５０、シェード６０、および第２発光素子７０を備えている。
【００１９】
図２に示すように、投射レンズ２０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置されている。投射レンズ２０は、前方（車両外側）が凸面の出射面２１とされ、後方（車両内側）が平面の入射面２２とされた平凸非球面レンズである。投射レンズ２０の周縁部２３は、図示しない支持部材を介してホルダ４０に支持されている。
【００２０】
入射面２２は、光軸Ａｘに対して直交するように配置される第１入射面２２ａと、光軸Ａｘに対して傾斜して配置される第２入射面２２ｂを有している。第２入射面２２ｂは、投射レンズ２２の上方の一部が後方に突出されることにより形成されている。
【００２１】
第２入射面２２ｂを備えることにより、投射レンズ２０は２つの後方焦点Ｆ１、Ｆ２を有する構成とされる。第１入射面２２ａは、本発明の第１焦点としての第１後方焦点Ｆ１に対応する入射面であり、第２入射面２２ｂは、本発明の第２焦点としての第２後方焦点Ｆ２に対応する入射面である。第２後方焦点Ｆ２は、第１後方焦点Ｆ１の前方かつ上方に位置している。
【００２２】
本発明の第１光源としての第１発光素子３０は、車両の近距離前方を照射するロービーム照射用の光源として用いられる白色発光ダイオードである。第１発光素子３０は、投射レンズ２０の第１後方焦点Ｆ１よりも後方に配置され、その発光面を鉛直上向きにしてホルダ４０に支持されている。ホルダ４０は、熱伝導性の高い金属等の材料からなり、ベース部材１０３に固定されている（図１参照）。
【００２３】
リフレクタ５０は、第１発光素子３０を上方から覆うドーム状の第１反射面５１を有している。リフレクタ５０の後端部５０ａは、支持部材１１を介してホルダ４０に固定されている。
【００２４】
第１反射面５１は、第１発光素子３０から出射された光を投射レンズ２０へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる形状とされている。具体的には、第１反射面５１の光軸Ａｘを含む水平面に沿う断面が、第１発光素子３０の発光中心３１を第１焦点とするとともに、投射レンズ２０の第１後方焦点Ｆ１を第２焦点とする楕円形状とされている。
【００２５】
上記のような形状を有する第１反射面５１は、第１発光素子３０から出射された光を投射レンズ２０の第１後方焦点Ｆ１に収束させる。第１後方焦点Ｆ１を通過した光は、第１入射面２２ａに入射して投射レンズ２０の出射面２１を光Ｌ１として通過する。
【００２６】
光Ｌ１は、図４の（ａ）に符号ＰＬで示すロービーム配光パターンを車両前方に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成する。ロービーム配光パターンＰＬは左側配光パターン（車両が左車線を走行することを義務付けられている地域において使用）であり、その上端縁に第１カットオフラインＣＬ１、第２カットオフラインＣＬ２、および第３カットオフラインＣＬ３を有している。
【００２７】
自車線側カットオフラインとして利用される第１カットオフラインＣＬ１と、対向車線側カットオフラインとして利用される第２カットオフラインＣＬ２は、鉛直線Ｖ−Ｖを境にして左右段違いで水平線Ｈ−Ｈ方向に延在している。第３カットオフラインＣＬ３は、第１カットオフラインＣＬ１の右端部から右下方に向かって斜めに延在し、第２カットオフラインＣＬ２の左端部に接続している。以降の説明においては、必要に応じて第１〜３カットオフラインＣＬ１〜ＣＬ３を「カットオフラインＣＬ」と総称する。
【００２８】
カットオフラインＣＬは、リフレクタ５０の第１反射面５１により反射された光の一部がシェード６０により遮蔽されることにより、シェード６０の上端縁形状の反転投影像として形成されるものである。シェード６０は投射レンズ２０の第１後方焦点Ｆ１の近傍に配置される。
【００２９】
リフレクタ５０は、第１反射面５１の前方に第２反射面５２を備えている。またシェード６０の前方には、第３反射面５３が形成されている。第１発光素子３０から出射された光の一部は、第２反射面５２により下方へ反射され、さらに第３反射面５３により上方へ反射される。第３反射面により反射された光は、第１入射面２２ａに入射して投射レンズ２０の出射面２１を光Ｌ２として通過する。
【００３０】
光Ｌ２は、図４の（ａ）に符号ＰＡで示す付加配光パターンを車両前方に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成する。付加配光パターンＰＡは、前走車や対向車に対してグレアを与えることのない領域を照射することにより、前方の視認性を高めるためのものである。
【００３１】
本実施形態の灯具ユニット１０は、本発明の第２光源としての第２発光素子７０をさらに備えている。またリフレクタ５０は、第２反射面５２の前方に第４反射面５４を備えている。第２発光素子７０と第４反射面５４は、第１発光素子３０と投射レンズ２０の間において、第１発光素子３０から出射されて投射レンズ２０の第１入射面２２ａに至る光が通過しない位置に配置されている。
【００３２】
第２発光素子７０は、昼間点灯（ＤＲＬ）用の光源として用いられる白色発光ダイオードであり、少なくとも第１発光素子３０の消灯時に点灯される。第２発光素子７０から出射される光の光度は、第１発光素子３０から出射される光の光度よりも低い。第２発光素子７０は、その発光面を鉛直下向きにして図示しないホルダに支持されている。
【００３３】
第４反射面５４は、第２発光素子７０を下方から覆い、図３に示すように、第２発光素子７０から出射された光を投射レンズ２０の第２入射面２２ｂへ向けて反射させる形状とされている。第４反射面５４により反射された光は、第２入射面２２ｂに入射して投射レンズ２０の出射面２１を光Ｌ３として通過する。
【００３４】
第２発光素子７０から出射された光の一部は、第４反射面５４により反射されることなく、投射レンズ２０の第１入射面２２ａに直接入射し、出射面２１を光Ｌ４として通過する。
【００３５】
光Ｌ３、Ｌ４は、図４の（ｂ）に符号ＰＤで示すＤＲＬ配光パターンを車両前方に配置された仮想スクリーン上に形成する。ＤＲＬ配光パターンＰＤは、鉛直線Ｖ−Ｖと水平線Ｈ−Ｈの交点を中心に前方を一様に照射するものである。
【００３６】
本実施形態においては、投射レンズ２０の第２入射面２２ｂは、第１発光素子３０から出射された光が入射しない位置、あるいは入射量の比較的少ない位置に形成される。そして第１発光素子３０から出射されて投射レンズ２０に至る光が通過しない位置に第２発光素子７０および第４反射面５４を配置している。よって第１発光素子３０が本来備えているロービーム照射機能を阻害することなく、ＤＲＬ機能に対応する第２発光素子７０を灯具ユニット１０の内部に配置することができる。
【００３７】
例えば後方焦点Ｆ１のみを有する単焦点の投射レンズを用いる場合、図４の（ｂ）に示すＤＲＬ配光パターンＰＤを得るためには、光源を光軸Ａｘ上に配置する必要がある。しかしながら投射レンズをロービーム照射用の光源と共用する場合、そのように配置された昼間点灯用光源は、ロービーム照射用の光源から出射された光を遮ってしまう。
【００３８】
本実施形態の投射レンズ２０は、第１入射面２２ａと第２入射面２２ｂを備えることにより異なる２つの焦点を有しているため、各入射面に入射した光に対して異なる配光性を与えることができる。本実施形態において第２発光素子７０は光軸Ａｘ上に配置されていないものの、第２入射面２２ｂを利用することにより、図４の（ｂ）に示すようにＤＲＬ配光パターンＰＤを所望の位置とすることを可能にしている。
【００３９】
結果として、ロービーム照射用の第１発光素子３０と中間点灯用の第２発光素子７０を同一の灯具ユニット内に備えつつも、双方の照明機能を阻害することなく投射レンズ２０を共用することができる。第２発光素子７０は第１発光素子３０と投射レンズ２０の間に配置されており、投射レンズを光源の数だけ設ける必要がないため、多機能灯具の小型化・軽量化に寄与する。
【００４０】
上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは明らかである。
【００４１】
第１光源および第２光源としての第１発光素子３０および第２発光素子７０は、白色発光ダイオードに限られるものではない。発光素子としてレーザダイオードを用いてもよく、発光素子の代わりにランプ光源等を用いる構成としてもよい。
【００４２】
第１発光素子３０の用途はロービーム照射に限られず、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するハイビーム照射用の光源として用いてもよい。またロービーム照射とハイビーム照射を兼用する光源として用いてもよい。この場合、シェード６０を可動とすることによりロービーム照射状態とハイビーム照射状態を切り替えることができる。すなわち本発明の第１光源としての第１発光素子３０は、前照灯用の光源として用いることができる。
【００４３】
第２発光素子７０が第１発光素子３０の消灯時に点灯される光源であれば、第１発光素子３０および第２発光素子７０は、前照灯用光源、尾灯用光源、昼間点灯用光源、方向指示用光源、車幅灯用光源、および旋回先照明用光源より選択された適宜の組合せとすることができる。
【００４４】
ここで「第２発光素子７０が第１発光素子３０の消灯時に点灯される」とは、各光源の本来の機能を発揮させる場合の使用状態を指す意味である。例えば上記実施形態において昼間点灯用光源として用いられている第２発光素子７０を、第１発光素子３０の点灯時において加飾目的で点灯することを禁止するものではない。
【００４５】
第４反射面５４は必ずしも設けることを要しない。所望の用途に応じた配光パターンを形成可能であれば、第２発光素子７０からの直射光のみを投射レンズ２０の入射面２２に入射させる構成としてもよい。
【００４６】
第２発光素子７０から出射された光は、必ずしも投射レンズ２０の第１入射面２２ａと第２入射面２２ｂの双方に入射させることを要しない。所望の用途に応じた配光パターンを形成可能であれば、第２発光素子７０から出射された光を第２入射面２２ｂのみに入射させる構成としてもよい。第１入射面２２ａにも第２発光素子７０から出射された光を入射させる構成の場合、配光パターンの面積を大きくすることができる。
【００４７】
第２発光素子７０から出射された光が、第４反射面５４に加えてさらに少なくとも一つの反射面により反射されて投射レンズ２０を通過する構成としてもよい。例えば図５に示す変形例に係る灯具ユニット１０Ａの場合、第２発光素子７０から出射され第４反射面５４ａにより反射された光が、第５反射面５５により反射されて投射レンズ２０の第２入射面２２ｂに入射される。この構成によれば、第１発光素子３０から出射された光を阻害しないようにするために第２発光素子７０および第４反射面５４ａの配置が制約を受ける場合において、所望の配光パターンを得るための第２発光素子７０から出射された光の経路について設定自由度が増す。
【００４８】
また灯具ユニット１０Ａにおいては、第４反射面５４ａの一部に開口５４ｂが形成されており、第２発光素子７０から出射された光の一部が開口５４ｂを通過可能とされている。開口５４ｂを通過した光は、第６反射面５６および第７反射面５７により反射されて、投射レンズ２０の第１入射面２２ａの下部へと導かれる。この構成によれば、面積の大きな配光パターンを形成するための第２発光素子７０から出射された光の経路について設定自由度が増す。
【００４９】
第２入射面２２ｂの位置は、投射レンズ２０の上端部に限られるものではない。第１発光素子３０から出射された光が入射しない位置、あるいは入射量の比較的少ない位置であれば、適宜の位置に形成されうる。第１発光素子３０から出射されて投射レンズ２０に至る光が通過しない位置に第２発光素子７０を配置する限りにおいて、第２発光素子７０から出射された光が少なくとも投射レンズ２０の第２入射面２２ｂに入射するまでの経路は上述した方法により適宜に設定可能である。
【００５０】
一方、第２発光素子７０から出射される光の光度が第１発光素子３０より出射される光の光度よりも低く、第２発光素子７０から出射される光が投射レンズ２０の第１入射面２２ａおよび第２入射面２２ｂに入射されるという条件を充足する限りにおいて、第１発光素子３０および第２発光素子７０は、前照灯用光源、尾灯用光源、昼間点灯用光源、方向指示用光源、車幅灯用光源、および旋回先照明用光源より選択された適宜の組合せとすることができる。すなわちこの場合において、第２発光素子７０は第１発光素子３０の消灯時に点灯されるものである必要はない。
【符号の説明】
【００５１】
１０：灯具ユニット、２０：投射レンズ、２２ａ：第１入射面、２２ｂ：第２入射面、３０：第１発光素子、５４：第４反射面、７０：第２発光素子、Ｆ１：第１後方焦点、Ｆ２：第２後方焦点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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