(57)【要約】【課題】上端部に水平カットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、簡単かつコンパクトな灯具構成で車両曲進時における遠方視認性を高める。【解決手段】上方突出部を形成するための光照射を行う灯具ユニット３０を、３個の発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃが水平方向に配列された発光ダイオードからなる光源３４と、この光源３４の像を反転像として灯具前方へ投影する投影レンズ３２とを備えた構成とする。これにより、灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に形成される光源３４の反転像を、各発光チップ毎に互いに水平方向にずらすようにする。そして、車両直進時には発光チップ３４ｂを点灯させ、車両左曲進時には発光チップ３４ａを点灯させ、車両右曲進時には発光チップ３４ｃを点灯させることにより、上方突出部の形成位置を水平方向に移動させて車両進行方向の路面を明るく照射するようにする。【選択図】          図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端部に水平カットオフラインを有するとともにこの水平カットオフラインから上方へ突出する上方突出部を有する配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、
上記上方突出部を形成するための光照射を行う少なくとも１つの灯具ユニットを備えてなり、
上記各灯具ユニットが、列状に配置された複数の発光チップを有するとともにこれら発光チップの配列方向が水平方向になるようにして前向きに配置された半導体発光素子からなる光源と、この光源の前方に設けられ、該光源の像を反転像として灯具前方へ投影する投影レンズとを備えてなる、ことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
上記複数の発光チップが、上記投影レンズの焦点面上に配列されている、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】
上記各発光チップの形状が、略平行四辺形に設定されている、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】
上記少なくとも１つの灯具ユニットとして、上記複数の発光チップの配列ピッチが互いに所定量ずつずれた複数種類の灯具ユニットを備えている、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】
上記投影レンズが、上記光源の発光チップを封止するようにして該光源と一体的に構成されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、上端部に水平カットオフラインを有するとともにこの水平カットオフラインから上方へ突出する上方突出部を有する配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用前照灯においては、例えば「特許文献１」にも記載されているように、上端部に水平カットオフラインを有するとともにこの水平カットオフラインから上方へ突出する上方突出部を有する配光パターンを形成するようになっており、これにより対向車ドライバにグレアを与えることなく自車ドライバの遠方視認性を確保するようになっている。
【０００３】
そして、この「特許文献１」に記載された車両用前照灯は、上方突出部を形成するための光照射を行う第２リフレクタが、灯具ユニット本体に水平方向に回動可能に支持された構成となっており、この第２リフレクタを回動させることにより、上方突出部の位置を水平カットオフラインに沿って水平方向に移動させることができるようになっている。
【０００４】
また「特許文献２」には、光照射方向が異なる複数のリフレクタユニットを備えた車両用コーナリングランプが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２１６５０６号公報
【特許文献２】
特開２００２−８７１５３号公報
【発明が解決しようとする課題】
車両曲進時における遠方視認性を高める観点からは、車両の斜め前方に位置する車両進行方向の路面を十分に照射できるようにすることが望まれる。
【０００６】
その際、上記「特許文献１」に記載されているように、車両曲進時に第２リフレクタを回動させるようにすれば、車両用コーナリングランプを用いなくても車両進行方向の路面を明るく照射することが可能となる。
【０００７】
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を採用した場合には、灯具構成が複雑で大型のものとなってしまう、という問題がある。
【０００８】
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、上端部に水平カットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、簡単かつコンパクトな灯具構成で車両曲進時における遠方視認性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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、半導体発光素子を光源とする灯具ユニットからの光照射により上方突出部を形成する構成とした上で、その灯具ユニットによる配光パターンの形成方法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。
【００１０】
すなわち、本願発明に係る車両用前照灯は、
上端部に水平カットオフラインを有するとともにこの水平カットオフラインから上方へ突出する上方突出部を有する配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、
上記上方突出部を形成するための光照射を行う少なくとも１つの灯具ユニットを備えてなり、
上記各灯具ユニットが、列状に配置された複数の発光チップを有するとともにこれら発光チップの配列方向が水平方向になるようにして前向きに配置された半導体発光素子からなる光源と、この光源の前方に設けられ、該光源の像を反転像として灯具前方へ投影する投影レンズとを備えてなる、ことを特徴とするものである。
【００１１】
上記「上端部に水平カットオフラインを有するとともにこの水平カットオフラインから上方へ突出する上方突出部を有する配光パターン」は、いわゆるロービーム用配光パターンであってよいことはもちろんであるが、それ以外の配光パターンであってもよい。
【００１２】
上記「上方突出部」は、水平カットオフラインから上方へ突出するものであれば、その具体的形状は特に限定されるものではなく、例えば、水平カットオフラインから所定角度で立ち上がる斜めカットオフラインを一辺として略扇形に形成されたもの、あるいは、水平カットオフラインに対して階段状に一段高くなるように形成されたもの等が採用可能である。
【００１３】
上記「水平カットオフライン」を形成するための灯具構成および上記「配光パターン」の他の部分を形成するための灯具構成については、特に限定されるものではない。
【００１４】
上記「半導体発光素子」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等が採用可能である。
【００１５】
上記各「発光チップ」の形状や大きさ等の具体的構成については、特に限定されるものではない。
【００１６】
【発明の作用効果】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯は、上端部に水平カットオフラインを有するとともにこの水平カットオフラインから上方へ突出する上方突出部を有する配光パターンを形成するように構成されており、そして、その上方突出部を形成するための光照射を行う少なくとも１つの灯具ユニットを備えているが、これら各灯具ユニットは、列状に配置された複数の発光チップを有するとともにこれら発光チップの配列方向が水平方向になるようにして前向きに配置された半導体発光素子からなる光源と、この光源の前方に設けられ、該光源の像を反転像として灯具前方へ投影する投影レンズとを備えた構成となっているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１７】
すなわち、各灯具ユニットの光源は、これを構成する複数の発光チップが水平方向に配列された状態で前向きに配置されているので、投影レンズを介して灯具前方の仮想鉛直スクリーンに投影される光源の反転像は、各発光チップ毎に互いに水平方向にずれた位置に形成されることとなる。したがって、車両曲進時にこれら各発光チップを順次点灯させるようにすれば、上方突出部の形成位置を順次水平方向に移動させることができ、これにより車両進行方向の路面を明るく照射することができる。
【００１８】
その際、各灯具ユニットは、半導体発光素子からなる光源とその前方に設けられた投影レンズとを備えた構成となっているので、各灯具ユニットを簡単かつコンパクトに構成することができる。
【００１９】
このように本願発明によれば、上端部に水平カットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、簡単かつコンパクトな灯具構成で車両曲進時における遠方視認性を高めることができる。
【００２０】
上記構成において、複数の発光チップを投影レンズの焦点面上に配列するようにすれば、たとえ投影レンズの像面湾曲が大きい場合であっても、各発光チップの点灯により灯具前方の仮想鉛直スクリーンに投影される光源の反転像を明瞭な輪郭を有する像とすることができ、これにより遠方視認性を十分高めることができるとともにグレア光の発生を効果的に抑制することができる。
【００２１】
また上記構成において、各発光チップの形状を略平行四辺形に設定すれば、上記仮想鉛直スクリーンに投影される光源の反転像を、その下端縁を略水平にした状態で、その側端縁を水平カットオフラインから斜めに立ち上がるように形成することができる。そして、このように反転像の下端縁を略水平にすることにより、車両前方路面に光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができ、また、反転像の側端縁を水平カットオフラインから斜めに立ち上がるように形成することにより、対向車ドライバにグレアを与えることなく自車ドライバの遠方視認性を一層高めることができる。
【００２２】
上記構成において、上方突出部を形成するための光照射を行う灯具ユニットは、１つであってもよいし複数であってもよいが、複数の灯具ユニットを備えた構成とすれば、上方突出部をより明るいものとすることができ、これにより車両進行方向の路面をより明るく照射することができる。
【００２３】
その際、複数の灯具ユニットとして、その光源を構成する複数の発光チップの配列ピッチが互いに所定量ずつずれた複数種類の灯具ユニットを備えた構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００２４】
すなわち、車両曲進時に上記複数種類の灯具ユニット相互間で所定量ずつずれた発光チップを順次点灯させるようにすれば、上方突出部の形成位置を水平方向に徐々に移動させることができ、これにより自車ドライバに発光チップの点灯切換えによる無用な違和感を与えてしまうおそれを低減することができる。
【００２５】
上記構成において、各灯具ユニットの投影レンズを、その光源の発光チップを封止するようにして該光源と一体的に構成することも可能である。このようにした場合には、灯具ユニットを光源ユニットとして一層簡易な構成とすることができ、また、このようにした場合には、光源と投影レンズとの間に空気層を介在させないようにすることができるので、界面反射を無くすことができ、これにより光源光束を有効に利用することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
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。
【００２７】
図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図である。
【００２８】
この図に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、ランプボディ１２とその前端開口部に取り付けられた透光カバー１４とで形成される灯室内に、１２個の灯具ユニットが上下３段で収容された構成となっている。すなわち、下段には４個の灯具ユニット２０が配置されており、中段には４個の灯具ユニット３０が配置されており、上段には４個の灯具ユニット４０が配置されている。
【００２９】
透光カバー１４は、その上下方向の中央に位置する帯状領域が素通し状に形成されており、その下部領域には、下段に位置する４個の灯具ユニット２０からの照射光を水平方向に拡散させるための複数の拡散レンズ素子１４ｓ１が縦縞状に形成されるとともに、その上部領域には、上段に位置する４個の灯具ユニット４０からの照射光を水平方向に拡散させるための複数の拡散レンズ素子１４ｓ３が縦縞状に形成されている。そして、この透光カバー１４の後方には、上記１２個の灯具ユニットを囲むようにしてユニットホルダ１６が設けられている。
【００３０】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ  線断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ  方向矢視詳細図である。
【００３１】
図２に示すように、下段に位置する４個の灯具ユニット２０は、いずれも車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された投影レンズ２２と、この投影レンズ２２の後方側焦点位置近傍に前向きに配置された発光ダイオードからなる光源２４と、この光源２４が取り付けられた基板２６とを備えてなっている。そして、これら各灯具ユニット２０は、その光源２４の像を投影レンズ２２により反転像として灯具前方へ投影するようになっている。
【００３２】
これら４個の灯具ユニット２０は、その投影レンズ２２がユニットホルダ１６に支持されており、その光源２４が基板２６を介して共通のホルダプレート２８に支持されている。このホルダプレート２８は左右方向に帯状に延びるように形成されており、その周縁部においてユニットホルダ１６に支持されている。
【００３３】
各灯具ユニット２０の投影レンズ２２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズで構成されており、その焦点距離ｆ１は比較的短い値に設定されている。そして、これら各灯具ユニット２０の光源２４は、投影レンズ２２の後方側焦点面上において光軸Ａｘから僅かにずれた位置に配置されている。
【００３４】
図３に示すように、各灯具ユニット２０の光源２４は、矩形状の発光チップ２４ａを有しており、この発光チップ２４ａの上下両辺が水平方向に延びるように配置されている。この発光チップ２４ａの具体的形状は、水平方向に相対的に長く延びる長方形に設定されている。同図に示すように、各光源２４は、灯具正面視において光軸Ａｘから真上にずれた位置に配置されている。そしてこれにより、各灯具ユニット２０からの照射光を、やや下向きの平行光とするようになっている。
【００３５】
上述したように、透光カバー１４の下部領域には複数の拡散レンズ素子１４ｓ１が形成されているので、投影レンズ２２を介して前方へ照射される灯具ユニット２０からの光は、これら拡散レンズ素子１４ｓ１によって水平方向に拡散することとなる。
【００３６】
図４は、図１のＩＶ−ＩＶ  線断面図であり、図５は、図４のＶ方向矢視詳細図であり、図６は、図４のＶＩ部詳細図である。
【００３７】
図４に示すように、中段に位置する４個の灯具ユニット３０は、いずれも車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された投影レンズ３２と、この投影レンズ３２の後方側焦点位置近傍に前向きに配置された発光ダイオードからなる光源３４と、この光源３４が取り付けられた基板３６とを備えてなっている。そして、これら各灯具ユニット３０は、その光源３４の像を投影レンズ３２により反転像として灯具前方へ投影するようになっている。
【００３８】
これら４個の灯具ユニット３０は、その投影レンズ３２がユニットホルダ１６に支持されており、その光源３４が基板３６を介して共通のホルダプレート３８に支持されている。このホルダプレート３８は左右方向に帯状に延びるように形成されており、その周縁部においてユニットホルダ１６に支持されている。
【００３９】
各灯具ユニット３０の投影レンズ３２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズで構成されており、その焦点距離ｆ２は比較的長い値に設定されている。そして、これら各灯具ユニット３０の光源３４は、投影レンズ３２の後方側焦点面上において光軸Ａｘから僅かにずれた位置に配置されている。
【００４０】
図５および６に示すように、各灯具ユニット３０の光源３４は、３個の発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃを有している。これら各発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、同一の形状およびサイズで互いに微小間隔をおいて水平方向に列状に配置されている。その際、これら各発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃの形状は、上下両辺に対して左右１対の斜辺が灯具正面視において右上方へ４５°傾斜した横長の平行四辺形に設定されており、その上下両辺の高さ位置を揃えるようにして配置されている。
【００４１】
このとき、３個の発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、その中央に位置する発光チップ３４ｂの右側斜辺が光軸Ａｘを通るようにして光軸Ａｘのやや上方に配置されている。そしてこれにより、各灯具ユニット３０からの照射光を、発光チップ３４ｂの点灯時には、図６において実線で示すように、やや左下向きの平行光とし、発光チップ３４ａの点灯時には、同図において破線で示すように、発光チップ３４ｂの点灯時よりもやや左向きの平行光とし、発光チップ３４ｃの点灯時には、同図において２点鎖線で示すように、発光チップ３４ｂの点灯時よりもやや右向きの平行光とするようになっている。
【００４２】
図６において２点鎖線ＣＦで示すように、投影レンズ３２の後方側焦点面の水平断面形状は、該投影レンズ３２の像面湾曲によって略円弧状になる。そこで、この像面湾曲に対応すべく、光源３４は、その各発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃが後方側焦点面の水平断面形状ＣＦに沿って配列されるように構成されている。
【００４３】
図７は、図１のＶＩＩ−ＶＩＩ  線断面図であり、図８は、図７のＶＩＩＩ  方向矢視詳細図である。
【００４４】
図７に示すように、上段に位置する４個の灯具ユニット４０は、いずれも車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された投影レンズ４２と、この投影レンズ４２の後方側焦点位置近傍に前向きに配置された発光ダイオードからなる光源４４と、この光源４４が取り付けられた基板４６とを備えてなっている。そして、これら各灯具ユニット４０は、その光源４４の像を投影レンズ４２により反転像として灯具前方へ投影するようになっている。
【００４５】
これら４個の灯具ユニット４０は、その投影レンズ４２がユニットホルダ１６に支持されており、その光源４４が基板４６を介して共通のホルダプレート４８に支持されている。このホルダプレート４８は左右方向に帯状に延びるように形成されており、その周縁部においてユニットホルダ１６に支持されている。
【００４６】
各灯具ユニット４０の投影レンズ４２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズで構成されており、その焦点距離ｆ３は比較的短い値に設定されている。そして、これら各灯具ユニット４０の光源４４は、投影レンズ４２の後方側焦点位置よりも僅かに後方にずれた位置に配置されている。
【００４７】
図８に示すように、各灯具ユニット４０の光源４４は、矩形状の発光チップ４４ａを有しており、この発光チップ４４ａの上下両辺が水平方向に延びるように配置されている。この発光チップ４４ａの具体的形状は、水平方向に相対的に長く延びる長方形に設定されている。同図に示すように、各灯具ユニット４０の光源４４は、灯具正面視において光軸Ａｘから真上にずれた位置に配置されている。そしてこれにより、各灯具ユニット４０からの照射光を、やや下向きで僅かに収束する略平行光とするようになっている。
【００４８】
上述したように、透光カバー１４の上部領域には複数の拡散レンズ素子１４ｓ３が形成されているので、投影レンズ４２を介して前方へ照射される光源４４からの光は、これら拡散レンズ素子１４ｓ３によって水平方向に拡散することとなる。
【００４９】
図９〜１１は、本実施形態に係る車両用前照灯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配光パターンＰを透視的に示す図であって、図９は車両直進時に形成される配光パターン、図１０は車両左曲進時に形成される配光パターン、図１１は車両右曲進時に形成される配光パターンを示している。
【００５０】
これらの図に示すように、この配光パターンＰは、その上端部に水平カットオフラインＣＬを有するとともにこの水平カットオフラインＣＬから上方へ突出する上方突出部Ａを有する左配光のロービーム用配光パターンであって、水平カットオフライン形成用パターンＰ１と、上方突出部形成用パターンＰ２と、拡散領域形成用パターンＰ３との合成配光パターンとして形成されるようになっている。
【００５１】
後述するように、上方突出部形成用パターンＰ２は、その上下両端縁が水平方向に延びるとともに左右両端縁が左上方へ４５°傾斜した略平行四辺形の配光パターンとして形成され、これにより上方突出部Ａの右端縁が水平カットオフラインＣＬから４５°で立ち上がるようになっている。
【００５２】
このロービーム用配光パターンＰにおいて、水平カットオフラインＣＬと上方突出部Ａの右端縁との交点であるエルボ点Ｅの位置は、車両直進時には図９に示すように、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方の位置に設定されており、このエルボ点Ｅの左下近傍に高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。
【００５３】
水平カットオフライン形成用パターンＰ１は、水平カットオフラインＣＬを形成するための配光パターンであって、４個の灯具ユニット２０からの光照射により形成されるようになっている。
【００５４】
この水平カットオフライン形成用パターンＰ１は、４個の灯具ユニット２０において投影レンズ２２を介して前方へ投影される光源２４の反転像を、透光カバー１４の下部領域に形成された複数の拡散レンズ素子１４ｓ１で水平方向に拡散させることにより形成されるようになっている。
【００５５】
その際、各灯具ユニット２０は、その投影レンズ２２の焦点距離ｆ１が比較的短い値に設定されており、かつ、その光源２４が投影レンズ２２の後方側焦点位置の真上に位置しているので、その反転像はＨ−Ｖの下方位置において横長略長方形のやや大きい像として形成されることとなる。そして、この反転像が複数の拡散レンズ素子１４ｓ１により水平方向に拡散することにより、水平カットオフラインＣＬが形成されることとなる。
【００５６】
上方突出部形成用パターンＰ２は、上方突出部Ａを形成するための配光パターンであって、４個の灯具ユニット３０からの光照射により形成されるようになっている。
【００５７】
この上方突出部形成用パターンＰ２は、４個の灯具ユニット３０において投影レンズ３２を介して前方へ投影される光源３４の反転像を重畳させたものとなる。具体的には、各灯具ユニット３０の光源３４は、車両直進時には中央に位置する発光チップ３４ｂが点灯して反転像Ｉｂを形成し、車両左曲進時には灯具正面視において左側に位置する発光チップ３４ａが点灯して反転像Ｉａを形成し、車両右曲進時には灯具正面視において右側に位置する発光チップ３４Ｃが点灯して反転像Ｉｃを形成するようになっている。
【００５８】
その際、各灯具ユニット３０は、その投影レンズ３２の焦点距離ｆ２が比較的長い値に設定されており、かつ、その光源３４が投影レンズ３２の後方側焦点面上に位置しているので、その反転像Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃは比較的小さく明るい像として形成されることとなる。
【００５９】
光源３４において中央に位置する発光チップ３４ｂは、灯具正面視においてその右側斜辺が光軸Ａｘを通るように配置されているので、図９に示すように、車両直進時にその反転像Ｉｂにより形成される上方突出部形成用パターンＰ２は、その上下両端縁が水平方向に延びるとともに右端縁がＨ−Ｖ近傍において左上方へ４５°傾斜した略平行四辺形の配光パターンとなる。この上方突出部形成用パターンＰ２においては、水平カットオフラインＣＬよりも上側の部分が上方突出部Ａを形成しており、その下側の部分が水平カットオフライン形成用パターンＰ１と重畳してホットゾーンＨＺを形成している。そしてこの上方突出部形成用パターンＰ２により、車両直進時における車両前方路面の遠方視認性を確保するようになっている。
【００６０】
光源３４において車両左曲進時に点灯する発光チップ３４ａは、灯具正面視において発光チップ３４ｂの左側に位置しているので、図１０に示すように、車両左曲進時にその反転像Ｉａにより形成される上方突出部形成用パターンＰ２は、同図において２点鎖線で示す車両直進時の位置に対して左方向に移動した位置に形成され、これにより上方突出部ＡおよびホットゾーンＨＺも左方向に変位することとなる。そしてこの上方突出部形成用パターンＰ２により、車両左曲進時における車両前方路面の遠方視認性を確保するようになっている。
【００６１】
一方、光源３４において車両右曲進時に点灯する発光チップ３４ｃは、灯具正面視において発光チップ３４ｂの右側に位置しているので、図１１に示すように、車両右曲進時にその反転像Ｉｃにより形成される上方突出部形成用パターンＰ２は、同図において２点鎖線で示す車両直進時の位置に対して右方向に移動した位置に形成され、これにより上方突出部ＡおよびホットゾーンＨＺも右方向に変位することとなる。そしてこの上方突出部形成用パターンＰ２により、車両右曲進時における車両前方路面の遠方視認性を確保するようになっている。
【００６２】
拡散領域形成用パターンＰ３は、配光パターンＰの拡散領域を形成するための配光パターンであって、４個の灯具ユニット４０からの光照射により、水平カットオフラインＣＬの下方においてカットオフライン形成用パターンＰ１よりもかなり大きい配光パターンとして形成されるようになっている。
【００６３】
この拡散領域形成用パターンＰ３は、４個の灯具ユニット４０において、投影レンズ４２を介して前方へ投影される光源４４の反転像を、透光カバー１４の上部領域に形成された複数の拡散レンズ素子１４ｓ３で水平方向に拡散させることにより形成されるようになっている。
【００６４】
その際、各灯具ユニット４０は、その投影レンズ４２の焦点距離ｆ３が比較的短い値に設定されており、かつ、その光源４４が投影レンズ４２の後方側焦点位置よりも後方に位置しているので、その反転像は大きくかつ輪郭が多少ボヤけたものとなる。そして、この反転像が複数の拡散レンズ素子１４ｓ３により水平方向に拡散するので、拡散領域形成用パターンＰ３は光ムラがほとんどないものとなる。そしてこれにより車両前方路面を広範囲にわたって均一に照射するようになっている。
【００６５】
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、上端部に水平カットオフラインＣＬを有するとともにこの水平カットオフラインＣＬから上方へ突出する上方突出部Ａを有するロービーム用配光パターンＰを形成するように構成されており、そして、その上方突出部Ａを形成するための光照射を行う４個の灯具ユニット３０を備えているが、これら各灯具ユニット３０は、列状に配置された３個の発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃを有するとともにこれら発光チップ３個の発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃの配列方向が水平方向になるようにして前向きに配置された発光ダイオードからなる光源３４と、この光源３４の前方に設けられ、該光源３４の像を反転像として灯具前方へ投影する投影レンズ３２とを備えた構成となっているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００６６】
すなわち、本実施形態においては、４個の灯具ユニット３０から光照射により、一部が上方突出部Ａとなる上方突出部形成用パターンＰ２が形成されるが、各灯具ユニット３０の光源３４は、これを構成する３個の発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃが水平方向に配列された状態で前向きに配置されているので、投影レンズ３２を介して灯具前方の仮想鉛直スクリーンに投影される光源３４の反転像は、各発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ毎に互いに水平方向にずれた位置に形成されることとなる。したがって、車両直進時には発光チップ３４ｂを点灯させ、車両左曲進時には発光チップ３４ａを点灯させ、車両右曲進時には発光チップ３４ｃを点灯させることにより、上方突出部Ａの形成位置をホットゾーンＨＺの形成位置と共に水平方向に移動させることができる。そしてこれにより車両進行方向の路面を明るく照射することができ、車両直進時のみならず車両曲進時においても遠方視認性を高めることができる。
【００６７】
その際、各灯具ユニット３０は、発光ダイオードからなる光源３４とその前方に設けられた投影レンズ３２とを備えた構成となっているので、各灯具ユニット３０を簡単かつコンパクトに構成することができる。
【００６８】
特に本実施形態においては、水平カットオフライン形成用パターンＰ１を形成するための光照射を行う４個の灯具ユニット２０および拡散領域形成用パターンＰ３を形成するための光照射を行う４個の灯具ユニット４０についても、発光ダイオードからなる第１および光源２４、４４とその前方に設けられた第１および投影レンズ２２、４２とを備えた構成となっているので、車両用前照灯１０全体を簡単かつコンパクトに構成することができる。
【００６９】
しかも本実施形態においては、３個の発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃが投影レンズ３２の焦点面上に配列されているので、投影レンズ３２がかなり大きい像面湾曲を有しているにもかかわらず、各発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃの点灯により灯具前方の仮想鉛直スクリーンに投影される光源３４の反転像Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃを明瞭な輪郭を有する像とすることができ、これによりグレア光の発生を効果的に抑制することができる。
【００７０】
また本実施形態においては、各発光チップ３４ａ、３４ｂ、３４ｃの形状が平行四辺形に設定されているので、上記仮想鉛直スクリーンに投影される光源３４の反転像Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃを、その下端縁を略水平にした状態で、その側端縁を水平カットオフラインＣＬから斜めに立ち上がるように形成することができる。そして、このように反転像Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの下端縁を略水平にすることにより、車両前方路面に光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができ、また、反転像Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの側端縁を水平カットオフラインＣＬから斜めに立ち上がるように形成することにより、対向車ドライバにグレアを与えることなく自車ドライバの遠方視認性を一層高めることができる。
【００７１】
さらに本実施形態においては、上方突出部Ａを形成するための光照射を行う灯具ユニット３０を４個備えているので、上方突出部Ａを十分明るいものとすることができ、これにより車両進行方向の路面を十分明るく照射することができる。
【００７２】
次に上記実施形態の変形例について説明する。
【００７３】
まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。
【００７４】
図１２は、本変形例に係る車両用前照灯の要部を示す、図２と同様の図である。
【００７５】
本変形例においても、その基本的な灯具構成は上記実施形態と同様であるが、４個の灯具ユニット３０の代わりに４個の灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂが設けられている点で上記実施形態と異なっている。
【００７６】
これら各灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂにおいては、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に上記実施形態の投影レンズ３２と全く同様の投影レンズ３２Ａ、３２Ｂが配置されており、また、これら投影レンズ３２Ａ、３２Ｂの後方側焦点位置近傍に発光ダイオードからなる光源３４Ａ、３４Ｂが前向きに配置されている。そして、これら各灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂは、その光源３４Ａ、３４Ｂの像を投影レンズ３２２Ａ、３２Ｂにより反転像として灯具前方へ投影するようになっている。
【００７７】
その際、各灯具ユニット３０Ａの光源３４Ａは、４個の発光チップ３４Ａａ、３４Ａｂ、３４Ａｃ、３４Ａｄを有しており、一方、各灯具ユニット３０Ｂの光源３４Ｂは、４個の発光チップ３４Ｂａ、３４Ｂｂ、３４Ｂｃ、３４Ｂｄを有している。
【００７８】
図１３は、これら光源３４Ａ、３４Ｂの各々を詳細に示す正面図であって、同図（ａ）が光源３４Ａ、同図（ｂ）が光源３４Ｂを示している。
【００７９】
同図にも示すように、光源３４Ａを構成する４個の発光チップ３４Ａａ、３４Ａｂ、３４Ａｃ、３４Ａｄは、同一の形状およびサイズで互いに微小間隔をおいて水平方向に列状に配置されている。その際、これら各発光チップ３４Ａａ、３４Ａｂ、３４Ａｃ、３４Ａｄは、上下両辺に対して１対の斜辺が灯具正面視において右上方へ４５°傾斜した横長の平行四辺形の形状に設定されており、その上下両辺の高さ位置を揃えるようにして配置されている。
【００８０】
このとき、４個の発光チップ３４Ａａ、３４Ａｂ、３４Ａｃ、３４Ａｄは、灯具正面視において右から２番目に位置する発光チップ３４Ａｃの右側斜辺が光軸Ａｘを通るようにして光軸Ａｘのやや上方に配置されている。そしてこれにより、各灯具ユニット３０Ａからの照射光を、発光チップ３４Ａｃの点灯時には、上記実施形態における発光チップ３４ｂの点灯時と同様、やや左下向きの平行光とし、発光チップ３４Ａｂの点灯時には、発光チップ３４Ａｃの点灯時よりもやや左向きの平行光とし、発光チップ３４Ａａの点灯時には、発光チップ３４Ａｂの点灯時よりもさらに左向きの平行光とし、発光チップ３４Ａｄの点灯時には、発光チップ３４Ａｃの点灯時よりもやや右向きの平行光とするようになっている。
【００８１】
一方、光源３４Ｂは、その構成自体は光源３４Ａと全く同様であるが、光軸Ａｘに対する配設位置が、光源３４Ａに対して灯具正面視において右方向に僅かにずれている。その際のずれ量は、４個の発光チップ３４Ｂａ、３４Ｂｂ、３４Ｂｃ、３４Ｂｄが、４個の発光チップ３４Ａａ、３４Ａｂ、３４Ａｃ、３４Ａｄに対して半ピッチずれるように設定されている。
【００８２】
図１４および１５は、本変形例に係る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配光パターンＰの要部を示す図であって、図１４は車両直進時から車両左曲進時に移行する際に形成される配光パターン、図１５は車両直進時から車両左曲進時に移行する際に形成される配光パターンを示している。
【００８３】
図１４（ａ）に示すように、車両直進時には、各灯具ユニット３０Ａの光源３４Ａの発光チップ３４Ａｃが点灯するとともに各灯具ユニット３０Ａの光源３４Ｂの発光チップ３４Ｂｂが点灯し、その反転像ＩＡｃ、ＩＢｂにより上方突出部形成用パターンＰ２を形成するようになっている。その際、この上方突出部形成用パターンＰ２は、２個の灯具ユニット３０Ａからの光照射により形成される２つの反転像ＩＡｃと２個の灯具ユニット３０Ｂからの光照射により形成される２つの反転像ＩＢｂとが部分的に重複した配光パターンとなっている。
【００８４】
そして車両左曲進時には、まず、同図（ｂ）に示すように、光源３４Ａの発光チップ３４Ａｃが消灯してその反転像ＩＡｃが消える一方、光源３４Ａの発光チップ３４Ａｂが点灯してその反転像ＩＡｂが形成され、次に、同図（ｃ）に示すように、光源３４Ｂの発光チップ３４Ｂｂが消灯してその反転像ＩＢｂが消える一方、光源３４Ｂの発光チップ３４Ｂａが点灯してその反転像ＩＢａが形成され、最後に、同図（ｄ）に示すように、光源３４Ａの発光チップ３４Ａｂが消灯してその反転像ＩＡｂが消える一方、光源３４Ａの発光チップ３４Ａａが点灯してその反転像ＩＡａが形成され、これにより上方突出部形成用パターンＰ２が半ピッチずつ左方向へ移動していく。
【００８５】
一方、車両右曲進時には、図１５（ａ）に示すように、光源３４Ａの発光チップ３４Ａｃおよび光源３４Ｂの発光チップ３４Ｂｂの点灯により反転像ＩＡｃ、ＩＢｂが形成されている車両直進時の状態から、まず、同図（ｂ）に示すように、光源３４Ｂの発光チップ３４Ｂｂが消灯してその反転像ＩＢｂが消える一方、光源３４Ｂの発光チップ３４Ｂｃが点灯してその反転像ＩＢｃが形成され、次に、同図（ｃ）に示すように、光源３４Ａの発光チップ３４Ａｃが消灯してその反転像ＩＡｃが消える一方、光源３４Ａの発光チップ３４Ａｄが点灯してその反転像ＩＡｄが形成され、最後に、同図（ｄ）に示すように、光源３４Ｂの発光チップ３４Ｂｃが消灯してその反転像ＩＢｃが消える一方、光源３４Ｂの発光チップ３４Ｂｄが点灯してその反転像ＩＢｄが形成され、これにより上方突出部形成用パターンＰ２が半ピッチずつ右方向へ移動していく。
【００８６】
本変形例のように、上方突出部形成用パターンＰ２を形成するための４個の灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂを、２個の灯具ユニット３０Ａの光源３４Ｂを構成する４個の発光チップ３４Ａａ、３４Ａｂ、３４Ａｃ、３４Ａｄと、残り２個の灯具ユニット３０Ｂの光源３４Ｂを構成する４個の発光チップ３４Ｂａ、３４Ｂｂ、３４Ｂｃ、３４Ｂｄとが半ピッチずれるように配列された構成とし、車両曲進時にこれら２種類の灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂ相互間で略半ピッチずれた発光チップを順次点灯させるようにすれば、上方突出部Ａの形成位置を水平方向に徐々に移動させることができ、これにより自車ドライバに発光チップの点灯切換えによる無用な違和感を与えてしまうおそれを低減することができる。
【００８７】
なお、本変形例のように、複数の発光チップの配列ピッチが互いに略半ピッチずれた２種類の灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂを備えた構成とする代わりに、複数の発光チップの配列ピッチが互いに所定量ずつずれた３種類以上の灯具ユニットを備えた構成とすることも可能である。このようにした場合において、車両曲進時にこれら灯具ユニット相互間で所定量ずつずれた発光チップを順次点灯させるようにすれば、上方突出部の形成位置を水平方向に僅かずつ移動させることができ、これにより自車ドライバに発光チップの点灯切換えによる無用な違和感を与えてしまうおそれを一層低減することができる。
【００８８】
次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。
【００８９】
図１６は、本変形例に係る車両用前照灯の要部を示す、図６と同様の図である。
【００９０】
本変形例においては、各灯具ユニット３０の投影レンズ３２Ａが、光源３４の発光チップ３４Ａａ、３４Ａｂ、３４Ａｃを封止するようにして該光源３４と一体的に構成されている点で上記実施形態と異なっている。
【００９１】
このようにした場合には、灯具ユニット３０を光源ユニットとして一層簡易な構成とすることができる。また、光源３４と投影レンズ３２Ａとの間に空気層を介在させないようにすることができるので、界面反射を無くすことができ、これにより光源光束を有効に利用することができる。さらに、このようにした場合には、ホルダプレート３８を廃止することも可能となり、これにより車両用前照灯の構成を一層簡素化することができる。
【００９２】
なお、各灯具ユニット２０、４０についても、本変形例のような構成を採用することが可能である。
【００９３】
上記実施形態およびその変形例においては、４個の灯具ユニット２０と、４個の灯具ユニット３０あるいは３０Ａ、３０Ｂと、４個の灯具ユニット４０とが上下３段で配置されているものとして説明したが、これら灯具ユニットの個数および配置等は、狙いとする配光パターンの形状や光度分布等に応じて適宜変更してよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ  線断面図
【図３】図２のＩＩＩ  方向矢視詳細図
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ  線断面図
【図５】図４のＶ方向矢視詳細図
【図６】図４のＶＩ部詳細図
【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ  線断面図
【図８】図７のＶＩＩＩ方向矢視詳細図
【図９】車両直進時に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配光パターンを透視的に示す図
【図１０】車両左曲進時に上記車両用前照灯から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図
【図１１】車両右曲進時に上記車両用前照灯から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図
【図１２】上記実施形態の第１変形例に係る車両用前照灯の要部を示す、図２と同様の図
【図１３】上記変形例に係る灯具ユニットの光源を詳細に示す正面図
【図１４】車両直進時から車両左曲進時に移行する際に上記変形例に係る車両用前照灯から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンの要部を示す図
【図１５】車両直進時から車両右曲進時に移行する際に上記変形例に係る車両用前照灯から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンの要部を示す図
【図１６】上記実施形態の第２変形例に係る車両用前照灯の要部を示す、図６と同様の図
【符号の説明】
１０  車両用前照灯
１２  ランプボディ
１４  透光カバー
１４ｓ１、１４ｓ３  拡散レンズ素子
１６  ユニットホルダ
２０、３０、４０  灯具ユニット
２２、３２、３２Ａ、４２  投影レンズ
２４、３４、４４  光源
２４ａ、３４Ａａ、３４Ａｂ、３４Ａｃ、３４Ａｄ、３４Ｂａ、３４Ｂｂ、３４Ｂｃ、３４Ｂｄ、４４ａ  発光チップ
２６、３６、４６  基板
２８、３８、４８  ホルダプレート
Ａ  上方突出部
Ａｘ  光軸
ＣＦ  後方側焦点面の水平断面形状
ＣＬ  水平カットオフライン
Ｅ  エルボ点
ｆ１、ｆ２、、ｆ３  焦点距離
ＨＺ  ホットゾーン
Ｐ  ロービーム用配光パターン
Ｐ１  水平カットオフライン形成用パターン
Ｐ２  上方突出部形成用パターン
Ｐ３  拡散領域形成用パターン
Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、ＩＡａ、ＩＡｂ、ＩＡｃ、ＩＡｄ、ＩＢａ、ＩＢｂ、ＩＢｃ、ＩＢｄ  反転像
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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