(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、配光パターンの形状および光度分布を木目細かく制御可能とする。【解決手段】水平カットオフラインを形成するための光照射を行う５個の第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂを備えた構成とする。その際、各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂは、矩形状の発光チップ２４ａの一辺が水平方向に延び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第１光源２４と、その前方に設けられ、該第１光源２４の像を反転像として灯具前方へ投影する第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂとを備えた構成とする。これにより、灯具前方に投影される第１光源２４の反転像を、略水平に延びる上端縁を有する略矩形状の像とする。そして、これらを水平方向に互いにずらして配置することにより水平カットオフラインを形成する。【選択図】          図１
2004327095.tif 000002
【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、
上記水平カットオフラインを形成するための光照射を行う複数の第１灯具ユニットを備えてなり、
これら各第１灯具ユニットが、略矩形状の発光チップを有するとともに該発光チップの一辺が水平方向に延び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第１光源と、この第１光源の前方に設けられ、該第１光源の像を反転像として灯具前方へ投影する第１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】
上記第１光源の発光チップの形状が、水平方向に相対的に長く延びる略長方形に設定されている、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形成するための光照射を行う複数の第２灯具ユニットを備えてなり、
これら各第２灯具ユニットが、略矩形状の発光チップを有するとともに該発光チップの一辺が水平方向に対して上記所定角度傾斜した方向に延び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第２光源と、この第２光源の前方に設けられ、該第２光源の像を反転像として灯具前方へ投影する第２投影レンズとを備えてなる、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】
上記第２光源の発光チップの形状が、上記所定角度傾斜した方向に相対的に長く延びる略長方形に設定されている、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】
上端部に水平方向に対して所定角度で延びる斜め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、
上記斜めカットオフラインを形成するための光照射を行う複数の灯具ユニットを備えてなり、
これら各灯具ユニットが、略矩形状の発光チップを有するとともに該発光チップの一辺が水平方向に対して上記所定角度傾斜した方向に延び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。
【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】
従来より、例えば「特許文献１」に記載されているように、複数の灯具ユニットからの光照射により、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が知られている。
【０００３】
また「特許文献２」には、複数の発光ダイオードが直線状に配列されてなる線状光源からの光を、所定の反射部材で前方へ反射させるように構成された線状光源装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２７０３８３号公報
【特許文献２】
特開２００３−３１０１１号公報
【発明が解決しようとする課題】
上記「特許文献２」に記載された線状光源装置を車両用前照灯に適用した場合にも、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ことは可能であるが、このようにした場合、配光パターンの形状および光度分布を木目細かく制御することは困難である、という問題がある。
【０００５】
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、配光パターンの形状および光度分布を木目細かく制御す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。
【０００６】
【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複数の第１灯具ユニットからの光照射により水平カットオフラインを形成するようにした上で、これら各第１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。
【０００７】
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、
上記水平カットオフラインを形成するための光照射を行う複数の第１灯具ユニットを備えてなり、
これら各第１灯具ユニットが、略矩形状の発光チップを有するとともに該発光チップの一辺が水平方向に延び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第１光源と、この第１光源の前方に設けられ、該第１光源の像を反転像として灯具前方へ投影する第１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。
【０００８】
上記「上端部に水平カットオフライン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。また、この「上端部に水平カットオフラインを有する配光パターン」は、上記「複数の第１灯具ユニット」からの光照射のみによって形成されるものであってもよいし、他の灯具ユニットからの光照射を組み合わせることによって形成されるものであってもよい。この場合において「他の灯具ユニット」の具体的構成については特に限定されるものではない。
【０００９】
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。
【００１０】
【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配光パターンを形成するように構成されており、その水平カットオフラインを形成するための光照射を行う複数の第１灯具ユニットを備えているが、これら各第１灯具ユニットは、略矩形状の発光チップを有するとともに該発光チップの一辺が水平方向に延び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第１光源と、この第１光源の前方に設けられ、該第１光源の像を反転像として灯具前方へ投影する第１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。
【００１１】
すなわち、各第１光源は、その発光チップの一辺が水平方向に延びるようにして前向きに配置されているので、第１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第１光源の反転像は、略水平に延びる上端縁を有する略矩形状の像となる。したがって、これら略矩形状の反転像を水平方向に互いに適当にずらして配置したり水平方向に拡散させたりして水平カットオフラインを形成するようにすれば、鮮明な水平カットオフラインを得ることができる。そして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。その際、各第１投影レンズの焦点距離を適宜異なった値に設定することも可能であり、これにより各第１光源の反転像の大きさを適宜変更することができるので、水平カットオフライン近傍における配光パターンの光度分布を任意に設定することができる。
【００１２】
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、配光パターンの形状および光度分布を木目細かく制御することができる。
【００１３】
しかも本願発明に係る車両用前照灯は、半導体発光素子を光源とする複数の第１灯具ユニットを備えた構成となっているので、各第１灯具ユニットの小型化を図ることができ、これにより車両用前照灯の形状自由度を高めるとともにそのコンパクト化を図ることができる。
【００１４】
上記構成において、第１光源の発光チップの形状を、水平方向に相対的に長く延びる略長方形に設定すれば、その反転像も横長の像として投影されるようにすることができるので、第１灯具ユニットを水平カットオフラインの形成に一層適したものとすることができる。
【００１５】
上記構成において、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形成するための光照射を行う複数の第２灯具ユニットを備えた構成とした上で、これら各第２灯具ユニットを、略矩形状の発光チップを有するとともに該発光チップの一辺が水平方向に対して上記所定角度傾斜した方向に延び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第２光源と、この第２光源の前方に設けられ、該第２光源の像を反転像として灯具前方へ投影する第２投影レンズとを備えてなる構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００１６】
すなわち、各第２光源は、その発光チップの一辺が水平方向に対して所定角度傾斜した方向に延びるようにして前向きに配置されているので、第２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第２光源の反転像は、水平方向に対して所定角度傾斜した方向に延びる上端縁を有する略矩形状の像となる。したがって、この略矩形状の反転像を上記傾斜方向に互いに適当にずらすように配置したり上記傾斜方向に拡散させたりして斜めカットオフラインを形成するようにすれば、鮮明な斜めカットオフラインを得ることができる。そして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。その際、各第２投影レンズの焦点距離を適宜異なった値に設定することも可能であり、これにより各第２光源の反転像の大きさを適宜変更することができるので、これにより斜めカットオフライン近傍における配光パターンの光度分布を任意に設定することができる。
【００１７】
なお、上記「所定角度」の具体的な値は特に限定されるものではなく、例えば、１５°、３０°あるいは４５°等に設定することが可能である。
【００１８】
この場合において、第２光源の発光チップの形状を、上記傾斜方向に相対的に長く延びる略長方形に設定すれば、その反転像も上記傾斜方向に長い像として投影されるようにすることができるので、第２灯具ユニットを斜めカットオフラインの形成に一層適したものとすることができる。
【００１９】
なお、水平カットオフラインの形成に関しては、上記第１光源および第１投影レンズを有する複数の第１灯具ユニットを用いることなくその形成を行い、斜めカットオフラインの形成に関してのみ、上記第２光源および第２投影レンズを有する複数の第２灯具ユニットを用いるようにすることも可能である。
【００２０】
【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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、１５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５個の第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂが配置されており、中段には５個の第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂが配置されており、上段には５個の第３灯具ユニット４０が配置されている。
【００２３】
透光カバー１４は、その大半の領域が素通し状に形成されているが、その上部領域には、上段に位置する５個の第３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１４ｓ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１５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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２に示すように、下段に位置する５個の第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂは、いずれも車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂと、この第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂ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第１光源２４と、この第１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、これら各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂは、その第１光源２４の像を第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂ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。
【００２６】
これら５個の第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂは、その第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂがユニットホルダ１６に支持されており、その第１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。
【００２７】
各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂ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いる。その際、２個の第１灯具ユニット２０Ａについては、その第１投影レンズ２２Ａの焦点距離ｆ１ａが比較的長い値に設定されており、残り３個の第１灯具ユニット２０Ｂについては、その第１投影レンズ２２Ｂの焦点距離ｆ１ｂが比較的短い値に設定されている。そして、これら各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの第１光源２４は、第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂ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。
【００２８】
図３に第１灯具ユニット２０Ａの１つを代表して示すように、各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの第１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。
【００２９】
同図に示す第１灯具ユニット２０Ａにおいては、その第１光源２４が灯具正面視において光軸Ａｘから右上にずれた位置に配置されている。残り４つの第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの第１光源２４も、光軸Ａｘから上方にずれた位置に配置されているが、水平方向のずれ量は各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ毎に異なった値に設定されている。そしてこれにより、各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂからの照射光をやや下向きの平行光とした上で、水平方向に関しては各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ相互間において照射光の向きを微妙に異なったものとするようになっている。
【００３０】
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る。
【００３１】
図４に示すように、中段に位置する５個の第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂは、いずれも車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された第２投影レンズ３２Ａ、３２Ｂと、この第２投影レンズ３２Ａ、３２Ｂ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第２光源３４と、この第２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、これら各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂは、その第２光源３４の像を第２投影レンズ３２Ａ、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。
【００３２】
これら５個の第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂは、その第２投影レンズ３２Ａ、３２Ｂがユニットホルダ１６に支持されており、その第２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。
【００３３】
各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂの第２投影レンズ３２Ａ、３２Ｂ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いる。その際、２個の第２灯具ユニット３０Ａについては、その第２投影レンズ３２Ａの焦点距離ｆ２ａが比較的長い値に設定されており、残り３個の第２灯具ユニット３０Ｂについては、その第２投影レンズ３２Ｂの焦点距離ｆ２ｂが比較的短い値に設定されている。そして、これら各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂの第２光源３４は、第２投影レンズ３２Ａ、３２Ｂ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５に第２灯具ユニット３０Ａの１つを代表して示すように、各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂの第２光源３４は、矩形状の発光チップ３４ａを有しており、この発光チップ３４ａの上下両辺が水平方向から所定角度θ（例えばθ＝１５°程度）傾斜した方向に延びるように配置されている。この発光チップ３４ａの具体的形状は、上記傾斜方向に相対的に長く延びる長方形に設定されている。
【００３５】
同図に示す第２灯具ユニット３０Ａについては、その第２光源３４が灯具正面視において光軸Ａｘから左上にずれた位置に配置されている。残り４つの第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂの第２光源３４も、光軸Ａｘから上方にずれた位置に配置されているが、上記傾斜方向のずれ量は各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂ毎に異なった値に設定されている。そしてこれにより、各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂからの照射光をやや下向きの平行光とした上で、上記傾斜方向に関しては各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂ相互間において照射光の向きを微妙に異なったものとするようになっている。
【００３６】
図６は、図１のＶＩ−ＶＩ  線断面図であり、図７は、図６のＶＩＩ  方向矢視詳細図である。
【００３７】
図６に示すように、上段に位置する５個の第３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上に配置された第３投影レンズ４２と、この第３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第３光源４４と、この第３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、これら各第３灯具ユニット４０は、その第３光源４４の像を第３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。
【００３８】
これら５個の第３灯具ユニット４０は、その第３投影レンズ４２がユニットホルダ１６に支持されており、その第３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。
【００３９】
各第３灯具ユニット４０の第３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、これら各第３灯具ユニット４０の第３光源４４は、第３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。
【００４０】
図７に第３灯具ユニット４０の１つを代表して示すように、各第３灯具ユニット４０の第３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。
【００４１】
同図に示す第３灯具ユニット４０の第３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。残り４つの第３灯具ユニット４０の第３光源４４についても同様である。そしてこれにより、各第３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。
【００４２】
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１４ｓが形成されているので、第３投影レンズ４２を介して前方へ照射される第３光源４４からの光は、これら拡散レンズ素子１４ｓによって水平方向に拡散することとなる。
【００４３】
図８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る。
【００４４】
この配光パターンＰは、その上端部に水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有する左配光のロービーム用配光パターンであって、両カットオフラインの交点であるエルボ点Ｅの位置は、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いる。そして、このロービーム用配光パターンＰにおいては、エルボ点Ｅをやや左寄りに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。
【００４５】
このロービーム用配光パターンＰは、水平カットオフライン形成用パターンＰ１と、斜めカットオフライン形成用パターン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。
【００４６】
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ＣＬ１を形成するための配光パターンであって、２個の第１灯具ユニット２０Ａからの光照射により形成される２つの小さい配光パターンＰ１ａと、３個の第１灯具ユニット２０Ｂからの光照射により形成される３つの大きい配光パターンＰ１ｂ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。
【００４７】
これら各配光パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂは、各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの第１光源２４の反転像として形成されるので、各第１光源２４の発光チップ２４ａの下辺により水平カットオフラインＣＬ１の一部が形成されることとなる。また、各配光パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂの形成位置は、各第１光源２４の光軸Ａｘからの変位方向および変位量に応じて設定されることとなる。
【００４８】
その際、２つの配光パターンＰ１ａは、第１灯具ユニット２０Ａの第１投影レンズ２２Ａの焦点距離ｆ１ａが比較的長い値に設定されていることから、比較的小さくかつ明るい配光パターンとして形成される。その際、これら２つの配光パターンＰ１ａは、水平カットオフラインＣＬ１に沿ってエルボ点Ｅを跨ぐように形成される。そしてこれにより車両前方路面の遠方視認性を十分確保するようになっている。
【００４９】
一方、３つの配光パターンＰ１ｂは、第１灯具ユニット２０Ｂの第１投影レンズ２２Ｂの焦点距離ｆ１ｂが比較的短い値に設定されていることから、比較的大きい配光パターンとして形成される。その際、これら３つの配光パターンＰ１ｂは、水平カットオフラインＣＬ１に沿って２つの配光パターンＰ１ａを囲むように形成される。そしてこれにより車両前方路面における光度分布の均一化を図るようになっている。
【００５０】
斜めカットオフライン形成用パターンＰ２は、斜めカットオフラインＣＬ２を形成するための配光パターンであって、２個の第２灯具ユニット３０Ａからの光照射により形成される２つの小さい配光パターンＰ２ａと、３個の第２灯具ユニット３０Ｂからの光照射により形成される３つの大きい配光パターンＰ２ｂ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】
これら各配光パターンＰ２ａ、Ｐ２ｂは、各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂの第２光源３４の反転像として形成されるので、各第２光源３４の発光チップ３４ａの下辺により斜めカットオフラインＣＬ２の一部が形成されることとなる。また、各配光パターンＰ２ａ、Ｐ２ｂの形成位置は、各第２光源３４の光軸Ａｘからの変位方向および変位量に応じて設定されることとなる。
【００５２】
その際、２つの配光パターンＰ２ａは、第２灯具ユニット３０Ａの第２投影レンズ３２Ａの焦点距離ｆ２ａが比較的長い値に設定されていることから、比較的小さくかつ明るい配光パターンとして形成される。その際、これら２つの配光パターンＰ２ａは、エルボ点Ｅの近傍において斜めカットオフラインＣＬ２に沿って大部分が重複するように形成される。そしてこれによりホットゾーンＨＺを形成して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。
【００５３】
一方、３つの配光パターンＰ２ｂは、第２灯具ユニット３０Ｂの第２投影レンズ３２Ｂの焦点距離ｆ２ｂが比較的短い値に設定されていることから、比較的大きい配光パターンとして形成される。その際、これら３つの配光パターンＰ２ｂは、斜めカットオフラインＣＬ２に沿って２つの配光パターンＰ２ａと部分的に重複するとともに配光パターンＰ２ｂ相互間で少しずつずれるように形成される。そしてこれによりホットゾーンＨＺの明るさを補強するとともに車両前方路面における光度分布の均一化を図るようになっている。
【００５４】
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、水平カットオフラインＣＬ１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ている。
【００５５】
この拡散領域形成用パターンＰ３は、５個の第３灯具ユニット４０において、第３投影レンズ４２を介して前方へ照射される第３光源４４からの光から照射される光を、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１４ｓ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。
【００５６】
その際、各第３灯具ユニット４０は、その第３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、その第３光源４４が第３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１４ｓ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。
【００５７】
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ＣＬ１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、その水平カットオフラインＣＬ１を形成するための光照射を行う５個の第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂを備えているが、これら各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂは、矩形状の発光チップ２４ａを有するとともに該発光チップ２４ａの一辺が水平方向に延び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第１光源２４と、この第１光源２４の前方に設けられ、該第１光源２４の像を反転像として灯具前方へ投影する第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂ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。
【００５８】
すなわち、各第１光源２４は、その発光チップ２４ａの一辺が水平方向に延びるようにして前向きに配置されているので、第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂを介して灯具前方の仮想鉛直スクリーンに投影される第１光源２４の反転像は、略水平に延びる上端縁を有する略矩形状の像となる。そして、この略矩形状の反転像を水平方向に互いに適当にずらすように配置して水平カットオフラインＣＬ１を形成するようになっているので、鮮明な水平カットオフラインＣＬ１を得ることができる。そして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。
【００５９】
その際、２個の第１投影レンズ２２Ａの焦点距離ｆ１ａと３個の第１投影レンズ２２Ｂの焦点距離ｆ１ｂとが異なった値に設定されているので、各第１光源２４の反転像を２種類の大きさで形成することができ、これにより車両前方路面の遠方視認性を十分確保した上で、水平カットオフラインＣＬ１近傍におけるロービーム用配光パターンＰの光度分布の均一化を図ることができる。
【００６０】
また本実施形態においては、水平カットオフラインＣＬ１から所定角度θで立ち上がる斜めカットオフラインＣＬ２を形成するための光照射を行う５個の第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂを備えており、これら各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂが、矩形状の発光チップ３４ａを有するとともに該発光チップ３４ａの一辺が水平方向に対して所定角度θ傾斜した方向に延び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第２光源３４と、この第２光源３４の前方に設けられ、該第２光源３４の像を反転像として灯具前方へ投影する第２投影レンズ３２Ａ、３２Ｂ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。
【００６１】
すなわち、各第２光源３４は、その発光チップ３４ａの一辺が水平方向に対して所定角度θ傾斜した方向に延びるようにして前向きに配置されているので、第２投影レンズ３２Ａ、３２Ｂを介して灯具前方の仮想鉛直スクリーンに投影される第２光源３４の反転像は、上記傾斜方向に延びる上端縁を有する略矩形状の像となる。そして、この略矩形状の反転像を上記傾斜方向に互いに適当にずらすように配置して斜めカットオフラインＣＬ２を形成するようになっているので、鮮明な斜めカットオフラインＣＬ２を得ることができる。そして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。
【００６２】
その際、２個の第２投影レンズ３２Ａの焦点距離ｆ２ａと３個の第２投影レンズ３２Ｂの焦点距離ｆ２ｂとが異なった値に設定されているので、各第２光源３４の反転像を２種類の大きさで形成することができ、これによりホットゾーンＨＺの明るさを十分に確保した上で、斜めカットオフラインＣＬ２近傍におけるロービーム用配光パターンＰの光度分布の均一化を図ることができる。
【００６３】
このように本実施形態によれば、ロービーム用配光パターンＰの形状および光度分布を木目細かく制御することができる。
【００６４】
しかも本実施形態においては、車両用前照灯１０を構成する複数の第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂおよび第３灯具ユニット４０の光源が、すべて発光ダイオードで構成されているので、各灯具ユニットの小型化を図ることができ、これにより車両用前照灯１０の形状自由度を高めるとともにそのコンパクト化を図ることができる。
【００６５】
特に本実施形態においては、第１光源２４の発光チップ２４ａの形状が、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ので、その反転像も横長の像として投影されるようにすることができ、これにより第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂを水平カットオフラインＣＬ１の形成に一層適したものとすることができる。同様に、第２光源３４の発光チップ３４ａの形状が、上記傾斜方向に相対的に長く延びる長方形に設定されているので、その反転像も上記傾斜方向に長い像として投影されるようにすることができ、これにより第２灯具ユニットを斜めカットオフラインＣＬ２の形成に一層適したものとすることができる。
【００６６】
また本実施形態においては、５個の第３灯具ユニット４０において、第３投影レンズ４２を介して前方へ照射される第３光源４４からの光から照射される光を、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１４ｓにより水平方向に拡散させて、拡散領域形成用パターンＰ３を形成するようになっているので、拡散領域におけるロービーム用配光パターンＰの光度分布の均一化を図ることができる。
【００６７】
しかも本実施形態においては、各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの第１光源２４を、第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂの後方側焦点面上において光軸Ａｘから変位させることにより、各配光パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂの形成位置を設定するようになっているので、これら各配光パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂの形成位置の設定を精度良くかつ容易に行うことができる。同様に、各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂの第２光源３４を、第２投影レンズ３２Ａ、３２Ｂの後方側焦点面上において光軸Ａｘから変位させることにより、各配光パターンＰ２ａ、Ｐ２ｂの形成位置を設定するようになっているので、これら各配光パターンＰ２ａ、Ｐ２ｂの形成位置の設定を精度良くかつ容易に行うことができる。
【００６８】
その際、５個の第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂは、その各第１光源２４が基板２６を介して共通のホルダプレート２８に支持されているので、これら各第１光源２４の光軸Ａｘからの変位方向および変位量の設定を精度良く行うことができる。同様に、５個の第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂは、その各第２光源３４が基板３６を介して共通のホルダプレート３８に支持されているので、これら各第２光源３４の光軸Ａｘからの変位方向および変位量の設定を精度良く行うことができる。
【００６９】
なお、このようにする代わりに、各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの光軸Ａｘ自体を車両前後方向に対して傾斜させることにより、各配光パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂの形成位置の設定を行うように構成することも可能である。同様に、各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂの光軸Ａｘ自体を車両前後方向に対して傾斜させることにより、各配光パターンＰ２ａ、Ｐ２ｂの形成位置の設定を行うように構成することも可能である。
【００７０】
また、各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの第１光源２４を、光軸Ａｘに対して水平方向にのみずらすように配置し、上下方向に関しては光軸Ａｘ上に配置することも可能である。このようにした場合、各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの光軸Ａｘ自体を車両前後方向に対してやや下向きに傾斜させるようにすれば、各配光パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂの形成位置を所定の位置に設定することができる。なお、各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂに関しても同様である。
【００７１】
ところで上記実施形態においては、５個の第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂが、焦点距離の異なる２種類の第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂを備えた構成となっているが、焦点距離の等しい第１投影レンズを備えた構成としてもよい。あるいは、焦点距離の異なる３種類以上の第１投影レンズを備えた構成としてもよい。このようにした場合には、水平カットオフライン形成用パターンＰ１の光度分布をより一層均一化することができる。同様に、５個の第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂが、焦点距離の異なる２種類の第２投影レンズ３２Ａ、３２Ｂを備えた構成となっているが、焦点距離の等しい第２投影レンズを備えた構成としてもよい。あるいは、焦点距離の異なる３種類以上の第２投影レンズを備えた構成としてもよい。このようにした場合には、斜めカットオフライン形成用パターンＰ２の光度分布をより一層均一化することができる。
【００７２】
また、透光カバー１４における５個の第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの前方領域に、これら各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂからの照射光を水平方向に拡散させる複数の拡散レンズ素子を形成するようにしてもよく、このようにすれば水平カットオフライン形成用パターンＰ１の光度分布を一層均一化することができる。同様に、透光カバー１４における５個の第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂの前方領域に、これら各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂからの照射光を上記傾斜方向に拡散させる複数の拡散レンズ素子を形成するようにしてもよく、このようにすれば斜めカットオフライン形成用パターンＰ２の光度分布を一層均一化することができる。
【００７３】
上記実施形態においては、５個の第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂと、５個の第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂと、５個の第３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。
【００７４】
上記実施形態において、各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂを、第１光源２４の発光チップ２４ａを封止するようにして該第１光源２４と一体的に構成することも可能である。
【００７５】
このようにした場合には、各第１灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ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、第１光源２４と第１投影レンズ２２Ａ、２２Ｂ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２８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。
【００７６】
同様に、各第２灯具ユニット３０Ａ、３０Ｂに関しても、その第２投影レンズ３２Ａ、３２Ｂを、第２光源３４の発光チップ３４ａを封止するようにして該第２光源３４と一体的に構成することが可能であり、また、各第３灯具ユニット４０に関しても、その第３投影レンズ４２を、第３光源４４の発光チップ４４ａを封止するようにして該第３光源４４と一体的に構成することが可能である。
【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１のＶＩ−ＶＩ  線断面図
【図７】図６のＶＩＩ  方向矢視詳細図
【図８】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
【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
１４ｓ  拡散レンズ素子
１６  ユニットホルダ
２０Ａ、２０Ｂ  第１灯具ユニット
２２Ａ、２２Ｂ  第１投影レンズ
２４  第１光源
２４ａ、３４ａ、４４ａ  発光チップ
２６、３６、４６  基板
２８、３８、４８  ホルダプレート
３０Ａ、３０Ｂ  第２灯具ユニット
３２Ａ、３２Ｂ  第２投影レンズ
３４  第２光源
４０  第３灯具ユニット
４２  第３投影レンズ
４４  第３光源
Ａｘ  光軸
ＣＬ１  水平カットオフライン
ＣＬ２  斜めカットオフライン
Ｅ  エルボ点
ｆ１ａ、ｆ１ｂ、ｆ２ａ、ｆ２ｂ、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  斜めカットオフライン形成用パターン
Ｐ３  拡散領域形成用パターン
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ  配光パターン
θ  所定角度
【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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