(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向の光軸を有する投影レンズと、
略上向きに発光する第１半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子からの光を前方へ向けて前記光軸寄りに反射させて前記投影レンズの後方焦点近傍に収束させる第１リフレクタと、を含む第１光学系と、
略下向きに発光する第２半導体発光素子と、前記第２半導体発光素子からの光を前方へ向けて前記光軸寄りに反射させて前記投影レンズの後方焦点近傍に収束させる第２リフレクタと、を含む第２光学系と、
前端が後方焦点近傍に配置され、前記第１光学系から前記投影レンズを通して投影される第１配光パターンの第１カットオフラインと前記第２光学系から前記投影レンズを通して投影される第２配光パターンの第２カットオフラインとを形成する遮光部材と、
前記第２半導体発光素子からの光を前方へ向けて反射させて前記投影レンズを通さずに少なくとも前記第１カットオフラインと前記第２カットオフラインとの間の領域を含む第３配光パターンを形成する第３リフレクタと、を備え、
前記第２リフレクタは、楕円面を基調とする反射面を有し、
前記第２リフレクタは、前記第１リフレクタよりも後方側に配置され、
前記第３リフレクタは、前記第２リフレクタと連続的に形成されている、
ことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用前照灯であって、
前記第２リフレクタと前記第３リフレクタとの境界の下端位置と、前記投影レンズの下端位置は、前記光軸に沿う方向に一致していることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用前照灯であって、
前記遮光部材の前端部は、前端縁部に向かって厚さが薄くなる先鋭形状であることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の車両用前照灯であって、
前記遮光部材は板状の部材であり、前記第１半導体発光素子を上面に支持し前記第２半導体発光素子を下面に支持する板状の支持部と一体であることを特徴とする車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する車両の前方を照射する車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源を上下に背中合わせで配置し、上側の発光素子のみ発光させてロービーム配光パターンを形成し、上下両方の発光素子を発光させ、ロービーム配光パターンに加えて上側にも光を照射して上下両方の発光素子の光によりハイビーム配光パターンを形成する車両用前照灯が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０８５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような車両用前照灯では、ロービーム配光パターンのカットオフラインをシェードで形成するので、そのシェードの先端部分の厚さにより、ハイビーム配光パターンを形成した時に、上側の発光素子からの照射領域と下側の発光素子からの照射領域との間に、光が照射されない暗部が生じることがある。
特許文献１に記載の車両用前照灯では、シェードの先端が薄くなっているが、このシェードの先端が投影レンズの後方焦点近傍に配置されており、この箇所の光を投影レンズで拡大して前方に照射することになるので、シェードの先端が薄くても、ある程度は暗部が生じてしまうため、視認性の低下が避けられなかった。
【０００５】
本発明の目的は、ハイビーム配光パターンを形成した時における視認性を向上させることが可能な車両用前照灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明によれば次に示す手段が提供される。
（１）
上記課題を解決することのできる本発明の車両用前照灯は、
車両前後方向の光軸を有する投影レンズと、
略上向きに発光する第１半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子からの光を前方へ向けて前記光軸寄りに反射させて前記投影レンズの後方焦点近傍に収束させる第１リフレクタと、を含む第１光学系と、
略下向きに発光する第２半導体発光素子と、前記第２半導体発光素子からの光を前方へ向けて前記光軸寄りに反射させて前記投影レンズの後方焦点近傍に収束させる第２リフレクタと、を含む第２光学系と、
前端が後方焦点近傍に配置され、前記第１光学系から前記投影レンズを通して投影される第１配光パターンの第１カットオフラインと前記第２光学系から前記投影レンズを通して投影される第２配光パターンの第２カットオフラインとを形成する遮光部材と、
前記第２半導体発光素子からの光を前方へ向けて反射させて前記投影レンズを通さずに少なくとも前記第１カットオフラインと前記第２カットオフラインとの間の領域を含む第３配光パターンを形成する第３リフレクタと、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
（２）
前記（１）に記載の車両用前照灯において、前記第３リフレクタは、前記第２リフレクタと連続的に形成されていることを特徴とする車両用前照灯。
【０００８】
（３）
前記（２）に記載の車両用前照灯において、前記第２リフレクタと前記第３リフレクタとの境界の下端位置と、前記投影レンズの下端位置は、前記光軸に沿う方向に一致していることを特徴とする車両用前照灯。
【０００９】
（４）
前記（１）から（３）の何れか一つに記載の車両用前照灯において、前記遮光部材の前端部は、前端縁部に向かって厚さが薄くなる先鋭形状であることを特徴とする車両用前照灯。
【００１０】
（５）
前記（１）から（４）の何れか一つに記載の車両用前照灯において、前記遮光部材は板状の部材であり、前記第１半導体発光素子を上面に支持し前記第２半導体発光素子を下面に支持する板状の支持部と一体であることを特徴とする車両用前照灯。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車両用前照灯によれば、第１光学系のみを点灯させたときは、第１カットオフラインが明確な第１配光パターン（ロービーム配光パターン）を形成できる。また、第１光学系および第２光学系を点灯させたときは、第１配光パターンと第２配光パターンに加え、暗部が生じやすい第１配光パターンと第２配光パターンとの間の領域を含む第３配光パターンの光を付加的に照射することができる。これにより、第１光学系と第２光学系を点灯させてハイビーム配光パターンを形成した時の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用前照灯の一例を示す断面図である。
【図２】図１における車両用前照灯のＡ−Ａ断面図である。
【図３】車両用前照灯によって形成される配光パターンの一例を示す図であって、（ａ）は第１配光パターンを示す模式図、（ｂ）は第２配光パターンを示す模式図、（ｃ）は第３配光パターンを示す模式図である。
【図４】車両用前照灯による照射領域の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る車両用前照灯の実施形態の例について、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の断面図であり、図２は図１における車両用前照灯のＡ−Ａ断面図である。
図１および図２に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、前方が開口したランプボディ１１と、このランプボディ１１の開口を覆うように取り付けられる素通し状のアウターカバー１２とを備えている。この車両用前照灯１０は、車両の前部に設けられて車両前方を照らす前照灯である。
【００１４】
なお、本例において、前方とは、車両用前照灯１０におけるアウターカバー１２側（図１の左方向）であり、後方とは、前方と反対のランプボディ１１側（図１の右方向）である。
【００１５】
アウターカバー１２は、ランプボディ１１に接着により固定されて取り付けられている。このアウターカバー１２をランプボディ１１に取り付けることで、車両用前照灯１０の内部に、密閉された灯室Ｓが形成されている。
【００１６】
この車両用前照灯１０は、灯室Ｓ内に、投影レンズ２０と、第１光学系２１と、第２光学系２２とを有している。投影レンズ２０は、車両前後方向の光軸Ａｘを有するものであり、この投影レンズ２０の後方に、第１光学系２１および第２光学系２２が配置されている。
【００１７】
投影レンズ２０は、後方側が平面形状の入射面２０ａとされ、前方側が凸形状のレンズ面２０ｂとされており、入射面２０ａから入射した光を集光してレンズ面２０ｂから出射させる。
【００１８】
ランプボディ１１の後面板１１ａには、３本のボルト２５ａ，２５ｂ，２５ｃによって第１支持板２６が支持されている。この第１支持板２６には、第２支持板（支持部）２７が一体的に形成されている。この第２支持板２７は、車両前後方向の光軸Ａｘに沿って略水平に延在されて第１光学系２１と第２光学系２２との間に配置されている。この第２支持板２７は、その先端が遮光部材２８として機能するものである。この遮光部材２８の前端部は、前端縁部に向かって厚さが薄くなる先鋭形状とされていることが好ましい。また、第１支持板２６には、ランプボディ１１の後面板１１ａ側に、後述する第１半導体発光素子３１および第２半導体発光素子３５からの熱を放出するための放熱フィン２９が設けられている。
【００１９】
第１光学系２１は、ロービーム配光パターンを形成する光学系であり、第１半導体発光素子３１と、第１リフレクタ３２とを有している。第１半導体発光素子３１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなるものであり、第２支持板２７の上面に固定されて略上向きに発光する。第１リフレクタ３２は、楕円面を基調とする自由曲面からなる内面を有しており、第１半導体発光素子３１からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させて投影レンズ２０の後方焦点Ｆ近傍に収束させる。
【００２０】
第２光学系２２は、第１光学系２１とともにハイビーム配光パターンを形成する光学系であり、第２半導体発光素子３５と、第２リフレクタ３６とを有している。第２半導体発光素子３５は、ＬＥＤからなるものであり、第２支持板２７の下面に固定されて略下向きに発光する。第２リフレクタ３６は、楕円面を基調とする自由曲面からなる内面を有しており、第２半導体発光素子３５からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させて投影レンズ２０の後方焦点Ｆ近傍に収束させる。
【００２１】
第２光学系２２を構成する第２半導体発光素子３５は、第１光学系２１を構成する第１半導体発光素子３１よりも後方側に配置されていることが好ましい。このように、第１半導体発光素子３１と第２半導体発光素子３５とを、前後方向に異なる位置に配置することで、これらの第１半導体発光素子３１および第２半導体発光素子３５で発生する熱的影響を減少させることができる。なお、これらの第１半導体発光素子３１および第２半導体発光素子３５の配置に伴い、第２光学系２２を構成する第２リフレクタ３６は、第１光学系２１を構成する第１リフレクタ３２よりも後方側に配置されている。
【００２２】
また、第２リフレクタ３６の下方側には、第３リフレクタ４１が設けられている。この第３リフレクタ４１は、放物面を基調とする自由曲面からなる放物面形状の内面を有しており、第２光学系２２の第２半導体発光素子３５からの光を前方へ向けて反射させて光軸Ａｘと略平行な平行光として照射させるものである。この第３リフレクタ４１で反射された第２半導体発光素子３５からの光は、投影レンズ２０を通さず前方側へ照射される。なお、第３リフレクタ４１の内面からなる反射面は、放物面形状でなくてもよい。
【００２３】
この第３リフレクタ４１は、第２リフレクタ３６と一体である必要はないが、第２リフレクタ３６と連続的に形成されていることが好ましい。また、第２リフレクタ３６と第３リフレクタ４１との境界の下端位置と、投影レンズ２０の下端位置は、光軸Ａｘに沿う方向に一致していることが好ましい。
【００２４】
なお、第２支持板２７が形成された第１支持板２６は、３本のボルト２５ａ，２５ｂ，２５ｃのねじ込み量を調整することで上下左右に向きの調整が可能とされている。具体的には、上方側のボルト２５ａのねじ込み量を調整することで、上下方向への向きの調整が行われ、下方両側のボルト２５ｂ，２５ｃのねじ込み量を調整することで、左右方向への向きの調整が行われる。そして、この第１支持板２６の向きを調整することで、第２支持板２７に搭載されている第１半導体発光素子３１および第２半導体発光素子３５の向きの調整を行い、第１光学系２１および第２光学系２２の光軸調整を行うことができる。この光軸調整は、例えば車両用前照灯１０を車両へ取り付ける際に行われる。
【００２５】
上記構造の車両用前照灯１０において、第１光学系２１から投影レンズ２０を通して投影される第１配光パターンおよび第２光学系２２から投影レンズ２０を通して投影される第２配光パターンは、前端が投影レンズ２０の後方焦点Ｆ近傍に配置された遮光部材２８によって、それぞれ第１カットオフラインおよび第２カットオフラインが形成される。
【００２６】
これにより、第１光学系２１から投影レンズ２０を通して投影される照射光は、図３（ａ）に示すように、遮光部材２８によって上側が第１カットオフラインＣＬ１でカットされた第１配光パターンＬｐ１の領域に照射される。また、第２光学系２２から投影レンズ２０を通して投影される照射光は、図３（ｂ）に示すように、遮光部材２８によって下側が第２カットオフラインＣＬ２でカットされた第２配光パターンＬｐ２の領域に照射される。
【００２７】
このように、遮光部材２８は、配光パターンにカットオフラインを形成するシェードとしての機能を有している。また、この遮光部材２８は、その表面が反射面とされていることが好ましい。これにより、この遮光部材２８は、第１半導体発光素子３１および第２半導体発光素子３５からの光を反射させることで、投影レンズ２０へ入射する光量を増加させて光利用効率を向上させることができる。
【００２８】
また、第２光学系２２の第２半導体発光素子３５からの光の一部は、第３リフレクタ４１で前方へ向けて反射されて投影レンズ２０を通さない照射光とされ、この照射光は、図３（ｃ）に示すように、横長の第３配光パターンＬｐ３の領域に照射される。この第３リフレクタ４１で前方へ導かれた第３配光パターンＬｐ３の照射光は、少なくとも第１カットオフラインＣＬ１と第２カットオフラインＣＬ２との間への照射領域を含んでいる。
【００２９】
上記構成の車両用前照灯１０では、車両前方へロービーム配光パターンを形成する場合は、第１光学系２１のみを点灯させる。このように、第１光学系２１のみを点灯させたときは、第１カットオフラインＣＬ１が明確な第１配光パターンＬｐ１が形成される（図３（ａ）参照）。
【００３０】
また、車両前方へハイビーム配光パターンを形成する場合は、第１光学系２１および第２光学系２２を点灯させる。このように、第１光学系２１および第２光学系２２を点灯させたときは、第１配光パターンＬｐ１に加えて、第２カットオフラインＣＬ２が明確な第２配光パターンＬｐ２が形成されて（図３（ｂ）参照）、図４に示すように、ハイビーム配光パターンが形成される。このとき、仮に第１配光パターンＬｐ１と第２配光パターンＬｐ２だけであれば第１配光パターンＬｐ１と第２配光パターンＬｐ２との間の領域には暗部Ｄが生じやすくなる。本実施形態では、第１配光パターンＬｐ１と第２配光パターンＬｐ２に加え、暗部Ｄが生じやすい第１配光パターンＬｐ１と第２配光パターンＬｐ２との間の領域にも第３リフレクタ４１からの第３配光パターンＬｐ３の光が照射される。
【００３１】
このように、本実施形態に係る車両用前照灯１０によれば、第１光学系２１のみを点灯させたときは、第１カットオフラインＣＬ１が明確なロービームの第１配光パターンＬｐ１を形成できる。また、第１光学系２１および第２光学系２２を点灯させたときは、第１配光パターンＬｐ１と第２配光パターンＬｐ２に加え、暗部Ｄが生じやすい第１配光パターンＬｐ１と第２配光パターンＬｐ２との間の領域を含む第３配光パターンＬｐ３の光も付加的に照射して、ハイビーム配光パターンを形成することができる。これにより、ハイビーム配光パターンを形成した時の視認性を向上させることができる。
【００３２】
また、第２リフレクタ３６に対して第３リフレクタ４１を連続的に形成して隙間なく設ければ、第２リフレクタ３６および第３リフレクタ４１の領域に入射する第２半導体発光素子３５からの光を無駄なく使用することができ、光の利用効率を高めることができる。
【００３３】
なお、第２リフレクタ３６を投影レンズ２０よりも下側に延びるように延長させた場合、その延長領域に入射した光は角度的に投影レンズ２０を介した制御が困難である。これに対して、第２リフレクタ３６と第３リフレクタ４１との境界の下端位置と、投影レンズ２０の下端位置を光軸Ａｘに沿う方向に一致させれば、第２リフレクタ３６で反射される光を良好に投影レンズ２０へ導くことができ、光の利用効率を高めることができる。また、投影レンズ２０を通さない光を第３リフレクタ４１により前方へ照射するので、光の利用効率を高めることができる。
【００３４】
また、遮光部材２８の前端部を、前端縁部に向かって厚さが薄くなる先鋭形状とすることで、第１カットオフラインＣＬ１と第２カットオフラインＣＬ２との間隔を極力狭くすることができ、暗部Ｄの領域を減らしてハイビーム配光パターン形成時の視認性をより向上させることができる。
【００３５】
また、第１半導体発光素子３１を上面に支持するとともに第２半導体発光素子３５を下面に支持する板状の第２支持板２７とカットオフラインを形成する遮光部材２８とを一体としたので、遮光部材２８を別途設ける必要がなく、構造の簡略化を図ることができる。
【００３６】
以上、本発明をその実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【００３７】
１０：車両用前照灯、２０：投影レンズ、２１：第１光学系、２２：第２光学系、２７：第２支持板（支持部）、２８：遮光部材、３１：第１半導体発光素子、３２：第１リフレクタ、３５：第２半導体発光素子、３６：第２リフレクタ、４１：第３リフレクタ、Ａｘ：光軸、ＣＬ１：第１カットオフライン、ＣＬ２：第２カットオフライン、Ｌｐ１：第１配光パターン、Ｆ：後方焦点、Ｌｐ２：第２配光パターン、Ｌｐ３：第３配光パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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