(57)【要約】  【課題】  プロジェクタ型の車両用前照灯において、灯具の薄型化を図るとともに配光ムラの少ない横長配光パターンを形成可能とした上で、光源光束の利用効率を高める。  【解決手段】  光源１２ａを、その中心位置Ａから投影レンズ１８の後側焦点Ｆまでの距離Ｌが投影レンズ１８の焦点距離ｆよりも小さい値となる位置に配置する。これにより第１リフレクタ１４を小型化して、その反射面１４ａの光源１２ａに対する立体角を大きくし、光源光束の利用効率を高める。このとき光源１２ａの反転投影像は大きくなるが、光源１２ａを車幅方向に延びる線分光源として構成し、横長配光パターンを維持する。また、第１リフレクタ１４の後部に開口部１４ｂを形成し、その後方側に、光源１２ａから開口部１４ｂを介して後方へ向かう光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２リフレクタ２４を設け、光源光束の有効利用を図る。  【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、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、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させる第１リフレクタと、を備えてなる車両用前照灯において、
上記光源が、車幅方向に延びる線分光源として構成されるとともに、該光源の中心位置から上記投影レンズの後側焦点までの距離が上記投影レンズの焦点距離よりも小さい値となる位置に配置されており、
上記第１リフレクタの後部における上記光軸近傍領域が開口部として形成されており、
上記第１リフレクタの後方側に、上記光源から上記開口部を介して後方へ向かう光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させる第２リフレクタが設けられている、ことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
上記光源が、上記光軸の側方から挿入固定された光源バルブの発光部により構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
【請求項３】
上記第２リフレクタの周囲に、上記光源からの光を上記投影レンズを透過させることなく前方へ向けて反射させる第３リフレクタが設けられている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用前照灯。
【請求項４】
上記光源と上記投影レンズとの間に、上記第１および第２リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させるよう、上記後側焦点近傍から後方へ延びる上向き反射面を有するミラー部材が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用前照灯。
【請求項５】
上記光源の後方側斜め下方に、上記光源の中心位置を中心とする略球面状の反射面を有する第４リフレクタが設けられている、ことを特徴とする請求項４記載の車両用前照灯。
【請求項６】
上記光源の前方側斜め下方に、上記光源の中心位置を中心とする略球面状の反射面を有する第５リフレクタが設けられている、ことを特徴とする請求項４または５記載の車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、いわゆるプロジェクタ型の車両用前照灯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前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に投影レンズが配置されるとともに、その後側焦点よりも後方側に光源が配置されており、この光源からの光をリフレクタにより光軸寄りに反射させるように構成されている。
【０００３】
その際「特許文献１」には、プロジェクタ型の車両用前照灯において、その光源が車幅方向に延びる線分光源として構成されたものが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２７８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記「特許文献１」に記載されているように、車幅方向に延びる線分光源を光源とする車両用前照灯を採用すれば、投影レンズによって形成される光源の反転投影像を、水平方向に長く延びる略横長矩形状の像とすることができるので、配光ムラの少ない横長配光パターンを形成することが容易に可能となる。また、このようにした場合には、光源バルブが光軸の側方からリフレクタに挿入固定された構成とすることも容易に可能となり、これにより灯具の前後長を短くしてその薄型化を図ることができる。
【０００６】
しかしながら、上記「特許文献１」に記載された車両用前照灯においては、光源に対するリフレクタの反射面の立体角をさほど大きくすることができず、このため光源光束の利用効率を高める上で限界がある、という問題がある。
【０００７】
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前照灯において、灯具の薄型化を図るとともに配光ムラの少ない横長配光パターンを形成可能とした上で、光源光束の利用効率を高めることができる車両用前照灯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】
【０００８】
本願発明は、光源の配置およびリフレクタ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。
【０００９】
すなわち、本願発明に係る車両用前照灯は、
車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、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、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させる第１リフレクタと、を備えてなる車両用前照灯において、
上記光源が、車幅方向に延びる線分光源として構成されるとともに、該光源の中心位置から上記投影レンズの後側焦点までの距離が上記投影レンズの焦点距離よりも小さい値となる位置に配置されており、
上記第１リフレクタの後部における上記光軸近傍領域が開口部として形成されており、
上記第１リフレクタの後方側に、上記光源から上記開口部を介して後方へ向かう光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させる第２リフレクタが設けられている、ことを特徴とするものである。
【００１０】
上記「光源」は、車幅方向に延びる線分光源として構成されたものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではなく、例えば、放電バルブの放電発光部やハロゲンバルブのフィラメント、あるいは、列状に配置された複数の発光チップを有する発光ダイオードにおけるこれら複数の発光チップ等が採用可能である。また、この「光源」は、その中心位置から投影レンズの後側焦点までの距離が投影レンズの焦点距離よりも小さい値となる位置に配置されていれば、その具体的な配置は特に限定されるものではなく、光軸上に配置されていてもよいし光軸から外れた位置に配置されていてもよい。
【００１１】
上記「第１リフレクタ」および「第２リフレクタ」は、光源からの光を前方へ向けて光軸寄りに反射させるように構成されていれば、その具体的な反射面形状は特に限定されるものではなく、例えば、光源の中心位置を第１焦点とするとともに投影レンズの後側焦点近傍の点を第２焦点とする回転楕円面状の反射面、あるいは、光源の中心位置を第１焦点とするとともに第２焦点の位置が断面の位置によって変化する楕円の包絡面状の反射面等が採用可能である。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯は、プロジェクタ型の車両用前照灯として構成されているが、その光源は、車幅方向に延びる線分光源として構成されるとともにその中心位置から投影レンズの後側焦点までの距離が投影レンズの焦点距離よりも小さい値となる位置に配置されており、また、第１リフレクタの後部における光軸近傍領域は開口部として形成されるとともに、この第１リフレクタの後方側には、光源から上記開口部を介して後方へ向かう光を前方へ向けて光軸寄りに反射させる第２リフレクタが設けられているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１３】
すなわち、光源が車幅方向に延びる線分光源として構成されているので、投影レンズによって形成される光源の反転投影像を、水平方向に長く延びる略横長矩形状の像とすることができ、これにより配光ムラの少ない横長配光パターンを形成することが容易に可能となる。
【００１４】
しかも、光源の中心位置から投影レンズの後側焦点までの距離が投影レンズの焦点距離よりも小さい値に設定されているので、第１リフレクタを小型化してその反射面の光源に対する立体角を大きくすることができ、これにより光源から出射する光の多くを第１リフレクタの反射面に入射させることができる。
【００１５】
ただし、このように第１リフレクタを小型化した場合には、投影レンズによって形成される光源の反転投影像は大きいものとなるが、光源は車幅方向に延びる線分光源であり、その反転投影像は略横長矩形状の像のまま大きくなるので、横長配光パターンを維持することができる。
【００１６】
また、このように第１リフレクタを小型化した場合、その後部が光源バルブ等に干渉しやすくなるが、第１リフレクタの後部における光軸近傍領域は開口部として形成されているので、このような干渉が発生するのを未然に防止することができる。そして、この第１リフレクタの後方側には、その開口部を介して後方へ向かう光源からの光を前方へ向けて光軸寄りに反射させる第２リフレクタが設けられているので、開口部の形成により第１リフレクタの反射面に入射させることができなくなった光源からの光の多くを第２リフレクタの反射面に入射させることができ、これにより光源光束の有効利用を図ることができる。しかも、この第２リフレクタからの反射光は、光軸寄りに前方へ向かう光として投影レンズを透過して前方へ照射されるので、投影レンズによる反転投影制御を行うことができる。
【００１７】
このように本願発明によれば、プロジェクタ型の車両用前照灯において、灯具の薄型化を図るとともに配光ムラの少ない横長配光パターンを形成可能とした上で、光源光束の利用効率を高めることができる。
【００１８】
上記構成において、光源の具体的な構成が特に限定されないことは上述したとおりであるが、これを、光軸の側方から挿入固定された光源バルブの発光部により構成されたものとすれば、灯具の薄型化を容易に実現することができる。また、このようにした場合には、バルブ中心軸方向に延びる線分光源を有する光源バルブを用いることができるので、光源バルブの種類の選択の幅を広げることができる。なお、この場合において、光源バルブの挿入固定対象となる部材は特に限定されるものではなく、例えば、第１リフレクタ、第２リフレクタあるいはこれらを支持する部材等が採用可能である。
【００１９】
上記構成において、第２リフレクタの周囲に、光源からの光を投影レンズを透過させることなく前方へ向けて反射させる第３リフレクタが設けられた構成とすれば、第１リフレクタの後部における光軸近傍領域に形成された開口部を介して後方へ向かう光源から光のうち、第２リフレクタの反射面に入射させることができない光についても、その多くを第３リフレクタの反射面に入射させることができ、これにより光源光束の利用効率をさらに高めることができる。
【００２０】
上記構成において、光源と投影レンズとの間に、第１および第２リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させるよう、投影レンズの後側焦点近傍から後方へ延びる上向き反射面を有するミラー部材が設けられた構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００２１】
すなわち、第１および第２リフレクタからの反射光のうち、ミラー部材の上向き反射面に入射した光は上方側へ反射することとなるので、この上向き反射面の前端縁の反転投影像としての鮮明なカットオフラインを上端部に有する配光パターンを形成することができるとともに、これら第１および第２リフレクタからの反射光を前方照射光として有効に利用することができる。
【００２２】
その際、光源の後方側斜め下方に、光源の中心位置を中心とする略球面状の反射面を有する第４リフレクタが設けられた構成とすれば、光源から後方側斜め下方へ向かう光を第４リフレクタで反射させて光源近傍に戻し、これを光源近傍からの発散光として第１リフレクタに入射させることができるので、光源光束の利用効率をより一層高めることができる。
【００２３】
同様に、光源の前方側斜め下方に、光源の中心位置を中心とする略球面状の反射面を有する第５リフレクタが設けられた構成とすれば、光源から前方側斜め下方へ向かう光を第５リフレクタで反射させて光源近傍に戻し、これを光源近傍からの発散光として第２リフレクタに入射させることができるので、光源光束の利用効率をより一層高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
まず、本願発明の第１実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図であり、図２および３は、その側断面図であり、図４および５は、その平断面図である。
【００２７】
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、ハイビーム用配光パターンを形成するための光照射を行うプロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されており、図示しないランプボディ等に組み込まれた状態で用いられるようになっている。
【００２８】
この車両用前照灯１０は、光源バルブ１２と、第１リフレクタ１４と、第２リフレクタ２４と、第３リフレクタ２６と、ホルダ１６と、投影レンズ１８とを備えてなり、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有している。
【００２９】
投影レンズ１８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、光軸Ａｘ上に配置されている。そして、この投影レンズ１８は、その後側焦点Ｆを含む焦点面上の像を、灯具前方に配置された鉛直仮想スクリーン上に反転像として投影するようになっている。
【００３０】
光源バルブ１２は、放電発光部を光源１２ａとするメタルハライドバルブ等の放電バルブであって、その光源１２ａはバルブ中心軸Ａｘ１に沿って延びる線分光源として構成されている。
【００３１】
そして、この光源バルブ１２は、投影レンズ１８の後側焦点Ｆよりも後方側において右側方から第３リフレクタ２６に挿入固定されている。この挿入固定は、バルブ中心軸Ａｘ１を光軸Ａｘと直交する鉛直面内において水平方向に延びるように設定した状態（すなわち車幅方向に延びるように設定した状態）で、光源１２ａの中心位置（すなわちバルブ中心軸Ａｘ１上における放電電極間の中心位置）Ａを光軸Ａｘ上に位置決めするようにして行われている。
【００３２】
その際、この光源バルブ１２の前後方向の位置は、その光源１２ａの中心位置Ａから投影レンズ１８の後側焦点Ｆまでの距離Ｌが、投影レンズ１８の焦点距離ｆよりも小さい値となる位置（例えばＬ＝０．４ｆ〜０．８ｆ程度の値となる位置）に設定されている。
【００３３】
第１リフレクタ１４は、光源１２ａの前方近傍において光軸Ａｘを略筒状に囲むように配置された小型リフレクタであって、光源１２ａからの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる反射面１４ａを有している。この反射面１４ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が楕円形状に設定されるとともに、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。すなわち、図２に示すように、光軸Ａｘを含む鉛直断面を構成する楕円Ｅ１Ｖは、光源１２ａの中心位置Ａを第１焦点とするとともに投影レンズ１８の後側焦点Ｆを第２焦点としているが、図４に示すように、光軸Ａｘを含む水平断面を構成する楕円Ｅ１Ｈは、光源１２ａの中心位置Ａを第１焦点とするとともに投影レンズ１８の後側焦点Ｆよりもやや前方に位置する点Ｂを第２焦点としている。そしてこれにより、投影レンズ１８からの出射光を、上下方向には拡散させずに左右方向には大きく拡散させるようになっている。
【００３４】
この第１リフレクタ１４の前端縁は、光軸Ａｘの上下両側に位置する部分よりもその左右両側に位置する部分の方が前方側へ張り出すように形成されており、これにより光源１２ａからの光をできるだけ多く投影レンズ１８に入射させるようになっている。
【００３５】
この第１リフレクタ１４の後部における光軸Ａｘの近傍領域は開口部１４ｂとして形成されている。この開口部１４ｂは、光源バルブ１２のシュラウドチューブ１２ｂを、これと所定間隔をおいて囲むように形成されており、これによりシュラウドチューブ１２ｂとの干渉を回避した上で光源１２ａからの光をできるだけ多く第１リフレクタ１４の反射面１４ａに入射させるようになっている。
【００３６】
この第１リフレクタ１４の前端縁部には、該第１リフレクタ１４をホルダ１６に位置決め固定するための上下１対のブラケット１４ｃが形成されている。
【００３７】
ホルダ１６は、光軸Ａｘを中心にして第１リフレクタ１４の前端縁近傍位置から前方へ向けて円筒状に延びるように形成された部材であって、その前端部において投影レンズ１８の外周縁部を固定支持するとともに、その後端部において第１リフレクタ１４をその上下１対のブラケット１４ｃにおいて固定支持している。そして、このホルダ１６は、その後端右側部において第３リフレクタ２６に固定支持されている。
【００３８】
第２リフレクタ２４は、第１リフレクタ１４の後方側に配置されており、光源１２ａから第１リフレクタ１４の開口部１４ｂを介して後方へ向かう光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させるようになっている。この第２リフレクタ２４の反射面２４ａは、光軸Ａｘを中心軸とする回転楕円面状に形成されている。その際、この反射面２４ａを構成する回転楕円面の光軸Ａｘを含む楕円Ｅ２は、光源１２ａの中心位置Ａを第１焦点とするとともに投影レンズ１８の後側焦点Ｆを第２焦点としており、その第１焦点と後方側の頂点との距離がその第１および第２焦点の距離と略同じ値に設定されている。また、この反射面２４ａの外周縁は、投影レンズ１８の有効径よりも幾分小さい径の円形形状を有している。
【００３９】
第３リフレクタ２６は、第２リフレクタ２４の周囲に配置されるようにして該第２リフレクタ２４と一体で形成されており、光源１２ａからの光を投影レンズ１８を透過させることなく前方へ向けて反射させるようになっている。この第３リフレクタ２６の反射面２６ａは、光軸Ａｘを中心軸とするとともに光源１２ａの中心位置Ａを焦点とする回転放物面Ｐを基準面として複数の拡散反射素子２６ｓが縦縞状に形成されてなり、光源１２ａからの光を左右方向に拡散反射させるようになっている。その際、この回転放物面Ｐの焦点距離は、楕円Ｅ２における第１焦点と後方側の頂点との距離と略同じ値に設定されている。
【００４０】
この第３リフレクタ２６の反射面２６ａにおける光軸Ａｘの右側方領域には、バルブ挿入固定部２６ｂがその反射面２６ａから突出するようにして形成されている。そして、このバルブ挿入固定部２６ｂの左側面部には、光源バルブ１２を挿入固定するためのバルブ挿入孔２６ｃが形成されている。
【００４１】
図６は、車両用前照灯１０から前方へ照射される光により灯具前方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ハイビーム用配光パターンを透視的に示す図である。
【００４２】
同図に示すように、このハイビーム用配光パターンＰＨは、３つの配光パターンＰ１Ｈ、Ｐ２Ｈ、Ｐ３Ｈの合成配光パターンとして構成されている。
【００４３】
配光パターンＰ１Ｈは、第１リフレクタ１４の反射面１４ａで反射して投影レンズ１８を透過した光源１２ａからの光により形成される配光パターンであって、投影レンズ１８の後側焦点面（すなわち後側焦点Ｆを含む焦点面）上に形成される光源像の反転投影像として形成されるようになっている。
【００４４】
この配光パターンＰ１Ｈは、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを中心にして左右方向に大きく拡がる横長配光パターンとして形成されており、ハイビーム用配光パターンとして必要な拡散角度を確保するようになっている。このように左右方向に大きく拡がる配光パターンとして形成されるのは、光源１２ａが車幅方向に延びる線分光源として構成されているとともに、第１リフレクタ１４の反射面１４ａの断面形状を構成する楕円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ことによるものである。
【００４５】
配光パターンＰ２Ｈは、第２リフレクタ２４の反射面２４ａで反射して投影レンズ１８を透過した光源１２ａからの光により形成される配光パターンであって、投影レンズ１８の後側焦点面上に形成される光源像の反転投影像として形成されるようになっている。
【００４６】
この配光パターンＰ２Ｈは、Ｈ−Ｖを中心とするスポット状の横長配光パターンとして形成されており、これによりＨ−Ｖ近傍にホットゾーンＨＺＨを形成するようになっている。このようにスポット状の配光パターンとして形成されるのは、第２リフレクタ２４の反射面２４ａが回転楕円面で構成されていることによるものである。その際、横長配光パターンとして形成されるのは、光源１２ａが車幅方向に延びる線分光源として構成されていることによるものである。
【００４７】
配光パターンＰ３Ｈは、第３リフレクタ２６の反射面２６ａで反射して投影レンズ１８を透過することなく前方へ照射される光源１２ａからの光によって形成される配光パターンである。
【００４８】
この配光パターンＰ３Ｈは、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを中心としてある程度左右方向に拡がる横長配光パターンとして形成されており、これによりホットゾーンＨＺＨの周辺の明るさを補強するようになっている。このように左右方向にある程度拡がる配光パターンとして形成されるのは、第３リフレクタ２６の反射面２６ａが複数の拡散反射素子２６ｓで構成されていることによるものである。その際、光源１２ａが車幅方向に延びる線分光源として構成されているので、配光パターンＰ３Ｈの上下幅はかなり狭いものとなっている。
【００４９】
以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、プロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されているが、その光源１２ａは、車幅方向に延びる線分光源として構成されるとともにその中心位置Ａから投影レンズ１８の後側焦点Ｆまでの距離Ｌが投影レンズ１８の焦点距離ｆよりも小さい値となる位置に配置されており、また、第１リフレクタ１４の後部における光軸近傍領域は開口部１４ｂとして形成されるとともに、この第１リフレクタ１４の後方側には、光源１２ａから開口部１４ｂを介して後方へ向かう光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２リフレクタ２４が設けられているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００５０】
すなわち、光源１２ａが車幅方向に延びる線分光源として構成されているので、投影レンズ１８によって形成される光源１２ａの反転投影像を、水平方向に長く延びる略横長矩形状の像とすることができ、これによりハイビーム用配光パターンＰＨを配光ムラの少ない横長配光パターンとして形成することが容易に可能となる。
【００５１】
しかも、光源１２ａの中心位置Ａから投影レンズ１８の後側焦点Ｆまでの距離Ｌが投影レンズ１８の焦点距離ｆよりも小さい値に設定されているので、第１リフレクタ１４を小型化してその反射面１４ａの光源１２ａに対する立体角を大きくすることができ、これにより光源１２ａから出射する光の多くを第１リフレクタ１４の反射面１４ａに入射させることができる。
【００５２】
ただし、このように第１リフレクタ１４を小型化した場合には、投影レンズ１８によって形成される光源１２ａの反転投影像は大きいものとなるが、光源１２ａは車幅方向に延びる線分光源であり、その反転投影像は略横長矩形状の像のまま大きくなるので、横長配光パターンを維持することができる。
【００５３】
また、このように第１リフレクタ１４を小型化した場合、その後部が光源バルブ１２に干渉しやすくなるが、第１リフレクタ１４の後部における光軸近傍領域は開口部１４ｂとして形成されているので、このような干渉が発生するのを未然に防止することができる。そして、この第１リフレクタ１４の後方側には、光源１２ａから開口部１４ｂを介して後方へ向かう光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２リフレクタ２４が設けられているので、開口部１４ｂの形成により第１リフレクタ１４の反射面１４ａに入射させることができなくなった光源１２ａからの光の多くを第２リフレクタ２４の反射面２４ａに入射させることができ、これにより光源光束の有効利用を図ることができる。しかも、この第２リフレクタ２４からの反射光は、光軸Ａｘ寄りに前方へ向かう光として投影レンズ１８を透過して前方へ照射されるので、投影レンズ１８による反転投影制御を行うことができる。
【００５４】
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前照灯１０において、灯具の薄型化を図るとともに配光ムラの少ない横長配光パターンを形成可能とした上で、光源光束の利用効率を高めることができる。
【００５５】
しかも本実施形態においては、光源１２ａの中心位置Ａから投影レンズ１８の  また本実施形態においては、光源１２ａが光軸Ａｘの側方から第３リフレクタ２６に挿入固定された光源バルブ１２の発光部により構成されているので、灯具の薄型化を容易に実現することができる。また、このようにした場合には，光源バルブ１２のようにバルブ中心軸Ａｘ１方向に延びる線分光源を有する光源バルブを用いることができるので、光源バルブの種類の選択の幅を広げることができる。
【００５６】
さらに本実施形態においては、第２リフレクタ２４の周囲に、光源１２ａからの光を投影レンズ１８を透過させることなく前方へ向けて反射させる第３リフレクタ２６が設けられているので、第１リフレクタ１４の後部における光軸近傍領域に形成された開口部１４ｂを介して後方へ向かう光源１２ａから光のうち、第２リフレクタ２４の反射面２４ａに入射させることができない光についても、その多くを第３リフレクタ２６の反射面２６ａに入射させることができ、これにより光源光束の利用効率をさらに高めることができる。
【００５７】
次に、本願発明の第２実施形態について説明する。
【００５８】
図７は、本実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図であり、図８および９は、その側断面図であり、図１０および１１は、その平断面図である。
【００５９】
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯１１０は、ロービーム用配光パターンを形成するための光照射を行うプロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されており、図示しないランプボディ等に組み込まれた状態で用いられるようになっている。
【００６０】
この車両用前照灯１１０は、光源バルブ１１２と、第１リフレクタ１１４と、第２リフレクタ１２４と、ホルダ１１６と、投影レンズ１１８と、ミラー部材１２８と、第４リフレクタ１３０と、第５リフレクタ１３２とを備えてなり、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有している。ただし、この車両用前照灯１１０は、エイミング調整が完了した段階では、その光軸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。
【００６１】
光源バルブ１１２および投影レンズ１１８の構成は、第１実施形態の光源バルブ１２および投影レンズ１８と全く同様である。
【００６２】
光源バルブ１１２は、投影レンズ１１８の後側焦点Ｆよりも後方側において右側方から第２リフレクタ１２４に挿入固定されている。この挿入固定は、バルブ中心軸Ａｘ１を車幅方向に延びるように設定した状態で、光源１１２ａの中心位置Ａを光軸Ａｘ上に位置決めするようにして行われている。
【００６３】
その際、この光源バルブ１１２の前後方向の位置は、その光源１１２ａの中心位置Ａから投影レンズ１１８の後側焦点Ｆまでの距離Ｌが、投影レンズ１１８の焦点距離ｆよりも小さい値となる位置（例えばＬ＝０．４ｆ〜０．８ｆ程度の値となる位置）に設定されている。
【００６４】
第１リフレクタ１１４は、光源１１２ａの前方近傍において光軸Ａｘをその上方側から略半筒状に囲むように配置された小型リフレクタであって、光源１１２ａからの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる反射面１１４ａを有している。この反射面１１４ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が楕円形状に設定されるとともに、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。すなわち、図８に示すように、光軸Ａｘを含む鉛直断面を構成する楕円Ｅ１Ｖは、光源１１２ａの中心位置Ａを第１焦点とするとともに投影レンズ１１８の後側焦点Ｆを第２焦点としているが、図１０に示すように、光軸Ａｘを含む水平断面を構成する楕円Ｅ１Ｈは、光源１１２ａの中心位置Ａを第１焦点とするとともに投影レンズ１１８の後側焦点Ｆよりもある程度前方に位置する点Ｃを第２焦点としている。そしてこれにより、投影レンズ１１８からの出射光を、上下方向には拡散させずに左右方向には大きく拡散させるようになっている。
【００６５】
この第１リフレクタ１１４の前端縁は、光軸Ａｘの真上に位置する部分よりもその左右両側に位置する部分の方が前方側へ張り出すように形成されており、これにより光源１１２ａからの光をできるだけ多く投影レンズ１１８に入射させるようになっている。
【００６６】
この第１リフレクタ１１４の後部における光軸Ａｘの近傍領域は開口部１１４ｂとして形成されている。この開口部１１４ｂは、光源バルブ１１２のシュラウドチューブ１１２ｂを、これと所定間隔をおいて囲むように形成されており、これによりシュラウドチューブ１１２ｂとの干渉を回避した上で光源１１２ａからの光をできるだけ多く第１リフレクタ１１４の反射面１１４ａに入射させるようになっている。
【００６７】
この第１リフレクタ１１４の前端縁上部には、該第１リフレクタ１１４を第２リフレクタ１２４に位置決め固定するためのブラケット１１４ｃが形成されている。
【００６８】
第２リフレクタ１２４は、第１リフレクタ１１４の後方側において光軸Ａｘよりも上方側に位置するように配置されており、光源１１２ａから第１リフレクタ１１４の開口部１１４ｂを介して後方へ向かう光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させるようになっている。この第２リフレクタ１２４の反射面１２４ａは、光軸Ａｘを中心軸とする回転楕円面状に形成されている。その際、この反射面１２４ａを構成する回転楕円面の光軸Ａｘを含む楕円Ｅ２は、光源１１２ａの中心位置Ａを第１焦点とするとともに投影レンズ１１８の後側焦点Ｆを第２焦点としており、その第１焦点と後方側の頂点との距離がその第１および第２焦点間の距離よりもやや小さい値に設定されている。また、この反射面１２４ａの外周縁は、投影レンズ１１８の有効径よりも小さい径の半円形形状を有しており、その下端縁が光軸Ａｘを含む水平面の高さに位置している。
【００６９】
この第２リフレクタ１２４における光軸Ａｘの右側方領域には、光源バルブ１１２を挿入固定するためのバルブ挿入固定部１２４ｂが形成されている。
【００７０】
ホルダ１１６は、光軸Ａｘを中心にして第１リフレクタ１１４の前端縁近傍位置から前方へ向けて円筒状に延びるように形成された部材であって、その前端部において投影レンズ１１８の外周縁部を固定支持している。そして、このホルダ１１６は、その後端右側部において第２リフレクタ１２４に固定支持されている。
【００７１】
ミラー部材１２８は、光源１１２ａと投影レンズ１１８との間において投影レンズ１１８の後側焦点Ｆから後方へ延びる上向き反射面１２８ａを有する部材であって、ホルダ１１６と一体で形成されている。
【００７２】
このミラー部材１２８の上向き反射面１２８ａは、光軸Ａｘよりも左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１２８ａの前端縁は、投影レンズ１１８の後側焦点面に沿って略円弧状に延びるように形成されている。これにより、ミラー部材１２８は、その上向き反射面１２８ａにおいて、第１および第２リフレクタ１１４、１２４からの反射光の一部を上向きに反射させて投影レンズ１１８に入射させ、これらを下向き光として投影レンズ１１８から出射させるようになっている。
【００７３】
第１リフレクタ１１４は、その周縁下端面がミラー部材１２８の上向き反射面１２８ａに載置された状態で、そのブラケット１１４ｃにおいて第２リフレクタ１２４に固定支持されている。
【００７４】
第４リフレクタ１３０は、光源１１２ａの後方側斜め下方に配置されており、光源１１２ａの中心位置Ａを中心とする球面状の反射面１３０ａを有している。この反射面１３０ａの外周縁は、投影レンズ１１８の有効径よりも小さい径の半円形形状を有しており、その上端縁が光軸Ａｘを含む水平面の高さに位置している。これにより、第４リフレクタ１３０は、光源１１２ａから後方側斜め下方へ向かう光を、その反射面１３０ａにおいて光源１１２ａに戻し、これを光源１１２ａからの擬似発散光として第１リフレクタ１１４の反射面１１４ａに入射させるようになっている。この第４リフレクタ１３０は、第２リフレクタ１２４と一体で形成されている。
【００７５】
第５リフレクタ１３２は、光源１１２ａの前方側斜め下方に配置されており、光源１１２ａの中心位置Ａを中心とする球面状の反射面１３２ａを有している。この反射面１３２ａの外周縁は、投影レンズ１１８の有効径よりも小さい径の半円形形状を有しており、その上端縁が光軸Ａｘよりもやや低い高さに位置している。これにより、第５リフレクタ１３２は、光源１１２ａから前方側斜め下方へ向かう光を、その反射面１３２ａにおいて光源１１２ａに戻し、これを光源１１２ａからの擬似発散光として第２リフレクタ１２４の反射面１２４ａに入射させるようになっている。この第５リフレクタ１３２は、ミラー部材１２８と第２リフレクタ１２４の底面壁とに挟まれるようにして第２リフレクタ１２４に位置決め固定されている。
【００７６】
図１２は、車両用前照灯１１０から前方へ照射される光により灯具前方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である。
【００７７】
同図に示すように、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、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。
【００７８】
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。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅを囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺＬが形成されている。
【００７９】
このロービーム用配光パターンＰＬは、２つの配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ２Ｌの合成配光パターンとして構成されている。
【００８０】
配光パターンＰ１Ｌは、第１リフレクタ１１４の反射面１１４ａで反射して投影レンズ１１８を透過した光源１１２ａからの光により形成される配光パターンであって、投影レンズ１１８の後側焦点面上に形成される光源像の反転投影像として形成され、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、ミラー部材２６の上向き反射面２６ａの前端縁の反転投影像として形成されるようになっている。
【００８１】
この配光パターンＰ１Ｌは、Ｖ−Ｖ線を中心にして左右方向に大きく拡がる横長配光パターンとして形成されており、ロービーム用配光パターンとして必要な拡散角度を確保するようになっている。このように左右方向に大きく拡がる配光パターンとして形成されるのは、光源１１２ａが車幅方向に延びる線分光源として構成されているとともに、第１リフレクタ１１４の反射面１１４ａの断面形状を構成する楕円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ことによるものである。
【００８２】
この配光パターンＰ１Ｌの形成に寄与する第１リフレクタ１１４からの反射光は、その反射面１１４ａに光源１１２ａから直接入射する光と、第４リフレクタ１３０の反射面１３０ａで反射してから第１リフレクタ１１４の反射面１１４ａに入射する光とによって構成されている。
【００８３】
配光パターンＰ２Ｌは、第２リフレクタ１２４の反射面１２４ａで反射して投影レンズ１１８を透過した光源１１２ａからの光により形成される配光パターンであって、投影レンズ１１８の後側焦点面上に形成される光源像の反転投影像として形成されるようになっている。
【００８４】
この配光パターンＰ２Ｌは、Ｖ−Ｖ線を中心とするスポット状の横長配光パターンとして形成されており、これによりホットゾーンＨＺＬを形成するようになっている。このようにスポット状の配光パターンとして形成されるのは、第２リフレクタ１２４の反射面１２４ａが回転楕円面で構成されていることによるものである。その際、横長配光パターンとして形成されるのは、光源１１２ａが車幅方向に延びる線分光源として構成されていることによるものである。
【００８５】
この配光パターンＰ２Ｌの形成に寄与する第２リフレクタ１２４からの反射光は、その反射面１２４ａに光源１１２ａから直接入射する光と、第５リフレクタ１３２の反射面１３２ａで反射してから第２リフレクタ１２４の反射面１２４ａに入射する光とによって構成されている。
【００８６】
以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯１１０は、プロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されているが、その光源１１２ａは、車幅方向に延びる線分光源として構成されるとともにその中心位置Ａから投影レンズ１１８の後側焦点Ｆまでの距離Ｌが投影レンズ１１８の焦点距離ｆよりも小さい値となる位置に配置されており、また、第１リフレクタ１１４の後部における光軸近傍領域は開口部１１４ｂとして形成されるとともに、この第１リフレクタ１１４の後方側には、光源１１２ａから開口部１１４ｂを介して後方へ向かう光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２リフレクタ１２４が設けられているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００８７】
すなわち、光源１１２ａが車幅方向に延びる線分光源として構成されているので、投影レンズ１１８によって形成される光源１１２ａの反転投影像を、水平方向に長く延びる略横長矩形状の像とすることができ、これによりロービーム用配光パターンＰＬを配光ムラの少ない横長配光パターンとして形成することが容易に可能となる。
【００８８】
しかも、光源１１２ａの中心位置Ａから投影レンズ１１８の後側焦点Ｆまでの距離Ｌが投影レンズ１１８の焦点距離ｆよりも小さい値に設定されているので、第１リフレクタ１１４を小型化してその反射面１１４ａの光源１１２ａに対する立体角を大きくすることができ、これにより光源１１２ａから出射する光の多くを第１リフレクタ１１４の反射面１１４ａに入射させることができる。
【００８９】
ただし、このように第１リフレクタ１１４を小型化した場合には、投影レンズ１１８によって形成される光源１１２ａの反転投影像は大きいものとなるが、光源１１２ａは車幅方向に延びる線分光源であり、その反転投影像は略横長矩形状の像のまま大きくなるので、横長配光パターンを維持することができる。
【００９０】
また、このように第１リフレクタ１１４を小型化した場合、その後部が光源バルブ１１２に干渉しやすくなるが、第１リフレクタ１１４の後部における光軸近傍領域は開口部１１４ｂとして形成されているので、このような干渉が発生するのを未然に防止することができる。そして、この第１リフレクタ１１４の後方側には、光源１１２ａから開口部１１４ｂを介して後方へ向かう光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２リフレクタ１２４が設けられているので、開口部１１４ｂの形成により第１リフレクタ１１４の反射面１１４ａに入射させることができなくなった光源１１２ａからの光の多くを第２リフレクタ１２４の反射面１２４ａに入射させることができ、これにより光源光束の有効利用を図ることができる。しかも、この第２リフレクタ１２４からの反射光は、光軸Ａｘ寄りに前方へ向かう光として投影レンズ１１８を透過して前方へ照射されるので、投影レンズ１１８による反転投影制御を行うことができる。
【００９１】
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前照灯１１０において、灯具の薄型化を図るとともに配光ムラの少ない横長配光パターンを形成可能とした上で、光源光束の利用効率を高めることができる。
【００９２】
また本実施形態においては、光源１１２ａが光軸Ａｘの側方から第２リフレクタ１２４に挿入固定された光源バルブ１１２の発光部により構成されているので、灯具の薄型化を容易に実現することができる。また、このようにした場合には，光源バルブ１１２のようにバルブ中心軸Ａｘ１方向に延びる線分光源を有する光源バルブを用いることができるので、光源バルブの種類の選択の幅を広げることができる。
【００９３】
さらに本実施形態においては、光源１１２ａと投影レンズ１１８との間に、第１および第２リフレクタ１１４、１２４からの反射光の一部を上方側へ反射させるよう、投影レンズ１１８の後側焦点Ｆから後方へ延びる上向き反射面１２８ａを有するミラー部材１２８が設けられているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００９４】
すなわち、第１および第２リフレクタ１１４、１２４からの反射光のうち、ミラー部材１２８の上向き反射面１２８ａに入射した光は上方側へ反射することとなるので、この上向き反射面１２８ａの前端縁の反転投影像としての鮮明なカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を上端部に有するロービーム用配光パターンＰＬを形成することができるとともに、これら第１および第２リフレクタ１１４、１２４からの反射光を前方照射光として有効に利用することができる。
【００９５】
しかも本実施形態においては、光源１１２ａの後方側斜め下方に、光源１１２ａの中心位置Ａを中心とする球面状の反射面１３０ａを有する第４リフレクタ１３０が設けられているので、光源１１２ａから後方側斜め下方へ向かう光を第４リフレクタ１３０で反射させて光源１１２ａ近傍に戻し、これを光源１１２ａ近傍からの発散光として第１リフレクタ１１４に入射させることができ、これにより光源光束の利用効率をより一層高めることができる。
【００９６】
また本実施形態においては、光源１１２ａの前方側斜め下方に、光源１１２ａの中心位置を中心とする球面状の反射面１３２ａを有する第５リフレクタ１３２が設けられているので、光源１１２ａから前方側斜め下方へ向かう光を第５リフレクタ１３２で反射させて光源１１２ａ近傍に戻し、これを光源１１２ａ近傍からの発散光として第２リフレクタ１２４に入射させることができ、これにより光源光束の利用効率をより一層高めることができる。
【００９７】
なお、上記第２実施形態のように、第４および第５リフレクタ１３０、１３２により、光源１１２ａから光を光源１１２ａ近傍に戻す代わりに、光源バルブ１１２のシュラウドチューブ１１２ｂに反射膜を形成し、この反射膜により光源１１２ａから光を光源１１２ａ近傍に戻すように構成することも可能である。
【００９８】
また、上記各実施形態においては、光源バルブ１２、１１２が第３リフレクタ２６、第２リフレクタ１２４に対して右側方から挿入固定されているものとして説明したが、左側方から挿入固定された構成としてもよい。
【００９９】
さらに、上記各実施形態においては、投影レンズ１８、１１８が平凸非球面レンズで構成されているものとして説明したが、これを通常の凸レンズやフレネルレンズ等で構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本願発明の第１実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図
【図２】上記車両用前照灯を示す側断面図
【図３】上記車両用前照灯を、その光源の各部位から出射する光の光路に注目して示す側断面図
【図４】上記車両用前照灯を示す平断面図
【図５】上記車両用前照灯を、その光源の各部位から出射する光の光路に注目して示す平断面図
【図６】上記車両用前照灯から前方へ照射される光により灯具前方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ハイビーム用配光パターンを透視的に示す図
【図７】本願発明の第２実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図
【図８】上記車両用前照灯を示す側断面図
【図９】上記車両用前照灯を、その光源の各部位から出射する光の光路に注目して示す側断面図
【図１０】上記車両用前照灯を示す平断面図
【図１１】上記車両用前照灯を、その光源の各部位から出射する光の光路に注目して示す平断面図
【図１２】上記車両用前照灯から前方へ照射される光により灯具前方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ハイビーム用配光パターンを透視的に示す図
【符号の説明】
【０１０１】
１０、１１０  車両用前照灯
１２、１１２  光源バルブ
１２ａ、１１２ａ  光源
１２ｂ、１１２ｂ  シュラウドチューブ
１４、１１４  第１リフレクタ
１４ａ、２４ａ、２６ａ、１１４ａ、１２４ａ、１２６ａ、１３０ａ、１３２ａ  反射面
１４ｂ、１１４ｂ  開口部
１４ｃ、１１４ｃ  ブラケット
１６、１１６  ホルダ
１８、１１８  投影レンズ
２４、１２４  第２リフレクタ
２６  第３リフレクタ
２６ｓ  拡散反射素子
２６ｂ、１２４ｂ  バルブ挿入固定部
２６ｃ  バルブ挿入孔
１２８  ミラー部材
１２８ａ  上向き反射面
１３０  第４リフレクタ
１３２  第５リフレクタ
Ａ  光源の中心位置
Ａｘ  光軸
Ａｘ１  バルブ中心軸
Ｂ、Ｃ  点
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
Ｅ１Ｖ、Ｅ１Ｈ、Ｅ２  楕円
Ｆ  後側焦点
ｆ  焦点距離
ＨＺＨ、ＨＺＬ  ホットゾーン
Ｌ  光源の中心位置から投影レンズの後側焦点までの距離
Ｐ  回転放物面
ＰＨ  ハイビーム用配光パターン
ＰＬ  ロービーム用配光パターン
Ｐ１Ｈ、Ｐ１Ｌ、Ｐ２Ｈ、Ｐ２Ｌ、Ｐ３Ｈ  配光パターン
【図１】
2006260798.tif 000003
【図２】
2006260798.tif 000004
【図３】
2006260798.tif 000005
【図４】
2006260798.tif 000006
【図５】
2006260798.tif 000007
【図６】
2006260798.tif 000008
【図７】
2006260798.tif 000009
【図８】
2006260798.tif 000010
【図９】
2006260798.tif 000011
【図１０】
2006260798.tif 000012
【図１１】
2006260798.tif 000013
【図１２】
2006260798.tif 000014