(57)【要約】  【課題】  車両用前照灯においてカットオフラインを形成するために用いられる灯具ユニットを、コンパクトな構成により鮮明なカットオフラインを形成可能なものとする。  【解決手段】  水平カットオフラインＣＬ１を形成するための灯具ユニット２０Ａを、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２２Ａと、この投影レンズレンズ２２Ａの後方側焦点位置近傍において光軸Ａｘ近傍に上端縁２４ａが位置するように配置された遮光部材２４と、この遮光部材２４の後方近傍に配置された半導体発光素子２６とを備えた構成とすることにより、コンパクト化を図る。そして、半導体発光素子２６から出射した後、遮光部材２４によって一部遮蔽された光を、投影レンズ２２Ａを介して前方へ照射することにより、遮光部材２４の上端縁形状の反転像として水平カットオフラインＣＬ１の一部を形成する構成とし、鮮明な水平カットオフラインＣＬ１が得られるようにする。  【選択図】          図６
2005044683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端部に所定の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、上記カットオフラインを形成するために用いられる灯具ユニットであって、
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方側焦点位置近傍において上記光軸近傍に上端縁が位置するように配置された遮光部材と、この遮光部材の後方近傍に配置された半導体発光素子とを備えてなり、
上記半導体発光素子から出射した後、上記遮光部材によって一部遮蔽された光を、上記投影レンズを介して前方へ照射することにより、上記遮光部材の上端縁形状の反転像として上記カットオフラインの一部を形成するように構成されている、ことを特徴とする灯具ユニット。
【請求項２】
上記半導体発光素子および遮光部材が、複数組設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の灯具ユニット。
【請求項３】
上記複数の遮光部材のうち少なくとも２つの遮光部材の上端縁形状が、互いに異なる形状に設定されている、ことを特徴とする請求項２記載の灯具ユニット。
【請求項４】
上記複数の遮光部材が一体的に形成されている、ことを特徴とする請求項２または３記載の灯具ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか記載の灯具ユニットを複数個備えてなる、ことを特徴とする車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両用前照灯においてカットオフラインを形成するために用いられる灯具ユニット等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、コンパクトな灯具構成により上端部に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が可能であるが、このようにした場合にはカットオフラインを鮮明に形成することが困難である、という問題がある。
【０００６】
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、車両用前照灯においてカットオフラインを形成するために用いられる灯具ユニットとして、コンパクトな構成により鮮明なカットオフラインを形成することができる灯具ユニット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】
【０００７】
本願発明は、光源として半導体発光素子を用いるとともに、所定の遮光部材および投影レンズを用いることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【０００８】
すなわち、本願発明に係る灯具ユニットは、
上端部に所定の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、上記カットオフラインを形成するために用いられる灯具ユニットであって、
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方側焦点位置近傍において上記光軸近傍に上端縁が位置するように配置された遮光部材と、この遮光部材の後方近傍に配置された半導体発光素子とを備えてなり、
上記半導体発光素子から出射した後、上記遮光部材によって一部遮蔽された光を、上記投影レンズを介して前方へ照射することにより、上記遮光部材の上端縁形状の反転像として上記カットオフラインの一部を形成するように構成されている、ことを特徴とするものである。
【０００９】
上記「上端部に所定の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。
【００１０】
上記「所定のカットオフライン」の具体的な形状は特に限定されるものではなく、例えば、水平方向に延びる水平カットオフラインとこの水平カットオフラインから斜め上方へ延びる斜めカットオフラインとからなる形状や、左右１対の水平カットオフラインが段違いで階段状に形成された形状等が採用可能である。
【００１１】
上記「灯具ユニット」は、「カットオフラインの一部を形成するように構成されている」が、このカットオフラインの他の部分については、上記「灯具ユニット」と同種の灯具ユニットからの光照射によって形成するようにしてもよいし、他の種類の灯具ユニットからの光照射によって形成するようにしてもよい。
【００１２】
上記「遮光部材」は、投影レンズの後方側焦点位置近傍において光軸近傍に上端縁が位置するように配置されたものであれば、その具体的構成は特に限定されるものではない。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成に示すように、本願発明に係る灯具ユニットは、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方側焦点位置近傍において光軸近傍に上端縁が位置するように配置された遮光部材と、この遮光部材の後方近傍に配置された半導体発光素子とを備えてなり、半導体発光素子から出射した後、遮光部材によって一部遮蔽された光を、投影レンズを介して前方へ照射することにより、遮光部材の上端縁形状の反転像としてカットオフラインの一部を形成するように構成されているので、鮮明なカットオフラインを得ることができる。また、光源として半導体発光素子が用いられており、その前方近傍に遮光部材が配置されるとともにその前方に投影レンズが設けられた構成となっているので、灯具ユニットをコンパクトに構成することができる。
【００１５】
このように本願発明によれば、車両用前照灯においてカットオフラインを形成するために用いられる灯具ユニットとして、コンパクトな構成により鮮明なカットオフラインを形成可能な灯具ユニットを得ることができる。
【００１６】
上記構成において、半導体発光素子および遮光部材が複数組設けられた構成とすれば、灯具ユニットからの照射光を一層明るいものとすることができるとともに、カットオフラインのより多くの部分を形成することができる。
【００１７】
その際、複数の遮光部材のうち少なくとも２つの遮光部材の上端縁形状を、互いに異なる形状に設定すれば、灯具ユニットからの照射光により任意のカットオフライン形状を形成することが容易に可能となる。
【００１８】
また、この場合において、複数の遮光部材が一体的に形成された構成とすれば、これら遮光部材相互の位置関係を正確に設定することができ、これによりカットオフラインを精度よく形成することができる。
【００１９】
車両用前照灯の構成として、本願発明に係る灯具ユニットを複数個備えてなる構成とすれば、鮮明なカットオフラインを有する配光パターンを得ることができるようにした上で、車両用前照灯全体としてもこれをコンパクトに構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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】
同図に示すように、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２０Ａ、２０Ｂが配置されており、中段には４個の灯具ユニット４０Ａ、４０Ｂが配置されており、上段には４個の灯具ユニット６０Ａ、６０Ｂ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４個の灯具ユニット６０Ａ、６０Ｂ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。また、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インナパネル１６が設けられている。
【００２４】
図２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配光パターンＰを透視的に示す図である。
【００２５】
この配光パターンＰは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁に水平カットオフラインＣＬ１とこの水平カットオフラインＣＬ１から所定角度θ（例えばθ＝１５°）で立ち上がる斜めカットオフラインＣＬ２とを有しており、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２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。
【００２６】
この配光パターンＰは、水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂと、斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ａ、Ｐ２ｂと、拡散領域形成用パターンＰ３ａ、Ｐ３ｂ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。
【００２７】
水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂ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、下段に配置された４つの灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂからの照射光により形成されるようになっている。その際、中央寄りの２つの灯具ユニット２０Ａにより形成される２つの水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａは、エルボ点Ｅ寄りに位置する比較的小さくかつ明るい配光パターンとなっており、その両側の２つの灯具ユニット２０Ｂにより形成される２つの水平カットオフライン形成用パターンＰ１ｂは、２つの水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａを右寄りに囲む比較的大きい配光パターンとなっている。
【００２８】
斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ａ、Ｐ２ｂ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、中段に配置された４つの灯具ユニット４０Ａ、４０Ｂからの照射光により形成されるようになっている。その際、中央寄りの２つの灯具ユニット４０Ａにより形成される２つの斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ａは、エルボ点Ｅ寄りに位置する比較的小さくかつ明るい配光パターンとなっており、その両側の２つの灯具ユニット４０Ｂにより形成される２つの斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ｂは、２つの斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ａを左寄りに囲む比較的大きい配光パターンとなっている。
【００２９】
拡散領域形成用パターンＰ３ａ、Ｐ３ｂ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よりも下方において左右方向に大きく拡がる配光パターンとして形成されている。これら拡散領域形成用パターンＰ３ａ、Ｐ３ｂは、上段に配置された４つの灯具ユニット６０Ａ、６０Ｂからの照射光を、複数の拡散レンズ素子１４ｓで左右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。その際、中央寄りの２つの灯具ユニット６０Ａにより形成される拡散領域形成用パターンＰ３ａよりも、その両側の２つの灯具ユニット２０Ｂにより形成される拡散領域形成用パターンＰ３ｂの方が、左右拡散角が大きくなっている。
【００３０】
以下、各灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、４０Ａ、４０Ｂ、６０Ａ、６０Ｂの具体的構成について説明する。
【００３１】
まず、水平カットオフライン形成用の灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂの構成について説明する。
【００３２】
図３は、灯具ユニット２０Ａを示す、図１の部分拡大図であり、図４および５は、この灯具ユニット２０Ａを単品で示す側断面図および平面図である。
【００３３】
これらの図に示すように、灯具ユニット２０Ａは、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２２Ａと、この投影レンズ２２Ａの後方側焦点位置Ｆａに配置された遮光部材２４と、この遮光部材２４の後方近傍に配置された半導体発光素子２６とを備えてなっている。
【００３４】
投影レンズ２２Ａ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ｆａは比較的大きい値に設定されている。なお、この投影レンズ２２Ａは、図示しない連結部材を介して支持部材３０に固定されている。遮光部材２４は、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる板状部材であって、その上端縁２４ａが光軸Ａｘを水平方向に通るようにして支持部材３０に固定されている。半導体発光素子２６は、白色で発光する発光ダイオードであって、その発光チップ２６ａを光軸Ａｘ上において灯具前方へ向けた状態で、基板２８を介して支持部材３０に固定されている。
【００３５】
この灯具ユニット２０Ａにおいては、半導体発光素子２６からの出射光を、投影レンズ２２Ａによって僅かに光軸Ａｘ寄りに収束させるようにして、前方へ反転照射するようになっている。その際、半導体発光素子２６からの出射光のうち光軸Ａｘよりも下方へ向かう光については、これを遮光部材２４により遮蔽するようになっており、これにより灯具ユニット２０Ａから前方へ向けて上方光が照射されないようにしている。
【００３６】
図６は、灯具ユニット２０Ａからの光照射により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａを、該灯具ユニット２０Ａと共にその背面側から透視的に示す図である。
【００３７】
同図に示すように、この灯具ユニット２０Ａにおいては、遮光部材２４の上端縁２４ａの形状の反転像としての水平カットオフラインＣＬ１の一部を有する水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａを形成するようになっている。このとき灯具ユニット２０Ａは、その光軸Ａｘが車両前後方向に対してやや下向きでかつやや右向きに延びるように配置されている。そして、この光軸Ａｘの向きを２つの灯具ユニット２０Ａ相互間において水平方向にずらすことにより、２つの水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａを形成するようになっている。
【００３８】
図７は、灯具ユニット２０Ｂを単品で示す側断面図である。
【００３９】
同図に示すように、この灯具ユニット２０Ｂは、灯具ユニット２０Ａと同様の構成を有しているが、その投影レンズ２２Ｂの焦点距離が異なっている。すなわち、この投影レンズ２２Ｂの焦点距離ｆｂは、灯具ユニット２０Ａの投影レンズ２２Ａの焦点距離ｆａよりも小さい値に設定されている。なお、この投影レンズ２２Ｂの後方側焦点位置Ｆｂに遮光部材２４が配置されている点は、灯具ユニット２０Ａの場合と同様である。
【００４０】
この灯具ユニット２０Ｂにおいては、半導体発光素子２６からの出射光を、投影レンズ２２Ｂによって投影レンズ２２Ａの場合よりもやや大きく光軸Ａｘ寄りに収束させるようにして、前方へ反転照射するようになっている。そしてこれにより、図２に示すように、水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａよりも大きい水平カットオフライン形成用パターンＰ１ｂを形成するようになっている。このとき灯具ユニット２０Ｂも、その光軸Ａｘが車両前後方向に対してやや下向きでかつやや右向きに延びるように配置されている。そして、この光軸Ａｘの向きを２つの灯具ユニット２０Ｂ相互間において水平方向にずらすことにより、２つの水平カットオフライン形成用パターンＰ１ｂを形成するようになっている。
【００４１】
次に、斜めカットオフライン形成用の灯具ユニット４０Ａ、４０Ｂの構成について説明する。
【００４２】
図８は、灯具ユニット４０Ａを示す、図１の部分拡大図であり、図９は、この灯具ユニット４０Ａからの光照射により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ａを、該灯具ユニット４０Ａと共にその背面側から透視的に示す図である。
【００４３】
これらの図に示すように、灯具ユニット４０Ａは、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４２Ａと、この投影レンズ４２Ａの後方側焦点位置に配置された遮光部材４４と、この遮光部材４４の後方近傍に配置された半導体発光素子４６とを備えてなっている。この灯具ユニット４０Ａにおいて、遮光部材４４以外の構成は、投影レンズ４２Ａの焦点距離も含めて、灯具ユニット２０Ａの場合と全く同様である。
【００４４】
遮光部材４４は、遮光部材２４と同様、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる板状部材であるが、その上端縁４４ａが光軸Ａｘを通るとともに該光軸Ａｘを含む水平面に対して所定角度θ傾斜した方向に延びるように形成されている。
【００４５】
この灯具ユニット４０Ａにおいては、灯具ユニット２０Ａの場合と同様、半導体発光素子４６から出射した後、遮光部材４４によって一部遮蔽された光を、投影レンズ４２Ａを介して前方へ照射するようになっている。
【００４６】
図９に示すように、この灯具ユニット４０Ａにおいては、遮光部材４４の上端縁４４ａの形状の反転像としての斜めカットオフラインＣＬ２の一部を有する斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ａを形成するようになっている。このとき灯具ユニット４０Ａは、その光軸Ａｘが車両前後方向に対してやや下向きでかつやや左向きに延びるように配置されている。そして、この光軸Ａｘの向きを２つの灯具ユニット４０Ａ相互間において上記所定角度θ傾斜した方向にずらすことにより、２つの斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ａを形成するようになっている。
【００４７】
一方、灯具ユニット４０Ｂは、灯具ユニット４０Ａと同様の構成を有しているが、その投影レンズ４２Ｂの焦点距離が異なっている。すなわち、この投影レンズ４２Ｂの焦点距離は、灯具ユニット４０Ａの投影レンズ４２Ａの焦点距離よりも小さい値に設定されている。具体的には、この投影レンズ４２Ｂの焦点距離は、灯具ユニット２０Ｂの投影レンズ２２Ｂの焦点距離ｆｂと同じ値に設定されている。
【００４８】
この灯具ユニット４０Ｂにおいては、半導体発光素子４６からの出射光を、投影レンズ４２Ｂによって投影レンズ４２Ａの場合よりもやや大きく光軸Ａｘ寄りに収束させるようにして、灯具ユニット４０Ｂから前方へ反転照射するようになっている。そしてこれにより、図２に示すように、斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ａよりも大きい斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ｂを形成するようになっている。このとき灯具ユニット４０Ｂも、その光軸Ａｘが車両前後方向に対してやや下向きでかつやや左向きに延びるように配置されている。そして、この光軸Ａｘの向きを２つの灯具ユニット４０Ａ相互間において上記所定角度θ傾斜した方向にずらすことにより、２つの斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ｂを形成するようになっている。
【００４９】
次に、拡散領域形成用の灯具ユニット６０Ａ、６０Ｂの構成について説明する。
【００５０】
図１０は、灯具ユニット６０Ａを透光カバー１４と共に示す側断面図であり、図９は、灯具ユニット６０Ａからの光照射により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される拡散領域形成用パターンＰ３ａを、該灯具ユニット６０Ａと共にその背面側から透視的に示す図である。
【００５１】
これらの図に示すように、灯具ユニット６０Ａは、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６２Ａと、この投影レンズ６２Ａの後方側焦点位置Ｆａの後方近傍に配置された半導体発光素子６６とを備えてなっている。この灯具ユニット６０Ａにおいては、灯具ユニット２０Ａのような遮光部材２４は設けられていないが、それ以外の構成は灯具ユニット２０Ａの場合と同様である。
【００５２】
この灯具ユニット６０Ａにおいては、灯具ユニット２０Ａの場合と同様、半導体発光素子６６から出射した光を投影レンズ６２Ａを介して前方へ照射するようになっているが、その際、投影レンズ６２Ａからの光を、該投影レンズ６２Ａの前方に配置された透光カバー１４の複数の拡散レンズ素子１４ｓによって左右方向に拡散させるようになっている。
【００５３】
図１１に示すように、この灯具ユニット６０Ａは、その前方に配置された複数の拡散レンズ素子１４ｓの左右方向拡散作用により、横長の拡散領域形成用パターンＰ３ａを形成するようになっている。このとき拡散領域形成用パターンＰ３ａの上端縁が水平カットオフラインＣＬ１から上方へはみ出してしまうことがないよう、灯具ユニット６０Ａの光軸Ａｘは車両前後方向に対してある程度下向きになるように設定されている。なお、２つの灯具ユニット６０Ａうちの他方についても全く同様の構成となっている。
【００５４】
一方、灯具ユニット６０Ｂは、灯具ユニット６０Ａと同様の構成を有しているが、その投影レンズ６２Ｂの焦点距離が異なっている。すなわち、この投影レンズ６２Ｂの焦点距離は、灯具ユニット６０Ａの投影レンズ６２Ａの焦点距離ｆａよりも小さい値に設定されている。具体的には、この投影レンズ６２Ｂの焦点距離は、灯具ユニット２０Ｂの投影レンズ２２Ｂの焦点距離ｆｂと同じ値に設定されている。
【００５５】
この灯具ユニット６０Ｂにおいては、半導体発光素子６６からの出射光を、投影レンズ６２Ｂによって投影レンズ６２Ａの場合よりもやや大きく光軸Ａｘ寄りに収束させるようにして、前方へ反転照射するようになっている。そしてこれにより、拡散領域形成用パターンＰ３ａよりも大きい拡散領域形成用パターンＰ３ｂを形成するようになっている。このとき拡散領域形成用パターンＰ３ｂの上端縁が水平カットオフラインＣＬ１から上方へはみ出してしまうことがないよう、灯具ユニット６０Ｂの光軸Ａｘは、車両前後方向に対してある程度下向きになるように設定されている。なお、２つの灯具ユニット６０Ｂのうちの他方についても全く同様の構成となっている。
【００５６】
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、ロービーム用配光パターンＰの水平カットオフラインＣＬ１を形成するための４つの灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂを備えているが、これら各灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂは、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２２Ａ、２２Ｂと、この投影レンズレンズ２２Ａ、２２Ｂの後方側焦点位置近傍において光軸Ａｘ近傍に上端縁が位置するように配置された遮光部材２４と、この遮光部材２４の後方近傍に配置された半導体発光素子２６とを備えてなり、半導体発光素子２６から出射した後、遮光部材２４によって一部遮蔽された光を、投影レンズ２２Ａ、２２Ｂを介して前方へ照射することにより、遮光部材２４の上端縁形状の反転像として水平カットオフラインＣＬ１の一部を形成するように構成されているので、鮮明な水平カットオフラインＣＬ１を得ることができる。また、光源として半導体発光素子２６が用いられており、その前方近傍に遮光部材２４が配置されるとともにその前方に投影レンズ２２Ａ、２２Ｂが設けられた構成となっているので、各灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂをコンパクトに構成することができる。
【００５７】
同様に、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、ロービーム用配光パターンＰの斜めカットオフラインＣＬ２を形成するための４つの灯具ユニット４０Ａ、４０Ｂとを備えているが、これら各灯具ユニット４０Ａ、４０Ｂは、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４２Ａ、４２Ｂと、この投影レンズ４２Ａ、４２Ｂの後方側焦点位置近傍において光軸Ａｘ近傍に上端縁が位置するように配置された遮光部材４４と、この遮光部材４４の後方近傍に配置された半導体発光素子４６とを備えてなり、半導体発光素子４６から出射した後、遮光部材４４によって一部遮蔽された光を、投影レンズ４２Ａ、４２Ｂを介して前方へ照射することにより、遮光部材４４の上端縁形状の反転像として斜めカットオフラインＣＬ２の一部を形成するように構成されているので、鮮明な斜めカットオフラインＣＬ２を得ることができる。また、光源として半導体発光素子４６が用いられており、その前方近傍に遮光部材４４が配置されるとともにその前方に投影レンズ４２Ａ、４２Ｂが設けられた構成となっているので、各灯具ユニット４０Ａ、４０Ｂをコンパクトに構成することができる。
【００５８】
このように本実施形態によれば、各灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、４０Ａ、４０Ｂをコンパクトに構成した上で、鮮明な水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２を有するロービーム用配光パターンＰを得ることができる。
【００５９】
特に本実施形態においては、拡散領域形成用の灯具ユニット６０Ａ、６０Ｂも、水平およびカットオフライン形成用の灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、４０Ａ、４０Ｂと略同様の構成を有しているので、車両用前照灯１０全体としてもコンパクト化を図ることができる。
【００６０】
しかも、水平カットオフライン形成用の灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂは、その投影レンズ２２Ａ、２２Ｂの焦点距離が互いに異なる値ｆａ、ｆｂに設定されているので、大きさの異なる２種類の水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂを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。
【００６１】
また、斜めカットオフライン形成用の灯具ユニット４０Ａ、４０Ｂについても、その投影レンズ４２Ａ、４２Ｂの焦点距離が互いに異なる値ｆａ、ｆｂに設定されているので、大きさの異なる２種類の斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ａ、Ｐ２ｂを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、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。
【００６２】
さらに、拡散領域形成用の灯具ユニット６０Ａ、６０Ｂについても、その投影レンズ６２Ａ、６２Ｂの焦点距離が互いに異なる値ｆａ、ｆｂに設定されているので、大きさの異なる２種類の拡散領域形成用パターンＰ３ａ、Ｐ３ｂを形成することができ、これにより車両前方路面の近距離領域を配光ムラを発生させることなく幅広く照射することができる。
【００６３】
上記実施形態においては、４個の灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂと、４個の灯具ユニット４０Ａ、４０Ｂと、４個の灯具ユニット６０Ａ、６０Ｂ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。
【００６４】
次に上記実施形態の第１変形例について説明する。
【００６５】
図１２は、本変形例に係る灯具ユニット１２０Ａを示す、図３と同様の図であり、図１３は、この灯具ユニット１２０Ａを単品で示す平面図である。
【００６６】
これらの図に示すように、灯具ユニット１２０Ａは、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１２２Ａと、この投影レンズ１２２Ａの後方側焦点位置Ｆａに配置された遮光部材１２４と、この遮光部材１２４の後方近傍に配置された３つの半導体発光素子１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃとを備えてなっている。この灯具ユニット１２０Ａにおいて、半導体発光素子１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃ以外の構成は、投影レンズ１２２Ａの焦点距離ｆａも含めて、灯具ユニット２０Ａの場合と全く同様である。
【００６７】
３つの半導体発光素子１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃは、遮光部材１２４の上端縁１２４ａに沿って水平方向に所定間隔をおいて配置されており、その中央に位置する半導体発光素子１２６Ａは光軸Ａｘ上に配置されている。
【００６８】
この灯具ユニット１２０Ａにおいては、灯具ユニット２０Ａの場合と同様、各半導体発光素子１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃから出射した後、遮光部材１２４によって一部遮蔽された光を、投影レンズ１２２Ａを介して前方へ照射するようになっている。
【００６９】
図１４は、灯具ユニット１２０Ａからの光照射により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される３つの水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａＡ、Ｐ１ａＢ、Ｐ１ａＣを、該灯具ユニット１２０Ａと共にその背面側から透視的に示す図である。
【００７０】
同図に示すように、この灯具ユニット１２０Ａにおいては、光軸Ａｘ上に位置する半導体発光素子１２６Ａからの出射光により、灯具ユニット２０Ａにより形成される水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａと同様の水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａＡを形成するとともに、その両側の半導体発光素子１２６Ｂ、１２６Ｃからの出射光により、この水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａＡと部分的に重複する２つの水平カットオフライン形成用パターンＰ１ａＢ、Ｐ１ａＣを形成するようになっている。
【００７１】
本変形例のように、複数の半導体発光素子１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃが設けられた構成を採用することにより、灯具ユニット１２０Ａからの照射光を一層明るいものとすることができるとともに、水平カットオフラインＣＬ１のより多くの部分を形成することができる。
【００７２】
その際、本変形例においては、複数の半導体発光素子１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃに対して共通の遮光部材１２４が用いられているので、各半導体発光素子１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃに対応する遮光部位相互の位置関係を正確に設定することができ、これにより水平カットオフラインＣＬ１の形成を精度よく行うことができる。
【００７３】
なお、本変形例に係る灯具ユニット１２０Ａと同様の構成を、斜めカットオフライン形成用の灯具ユニットに対して適用することももちろん可能である。
【００７４】
次に上記実施形態の第２変形例について説明する。
【００７５】
図１５は、上記実施形態の第２変形例に係る灯具ユニット１４０Ａの要部を示す、図１２と略同様の図であり、図１６は、この灯具ユニット１４０Ａからの光照射により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される３つのカットオフライン形成用パターンＰａＡ、ＰａＢ、ＰａＣを、該灯具ユニット１４０Ａと共にその背面側から透視的に示す図である。
【００７６】
これらの同に示すように、この灯具ユニット１４０Ａは、その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１４２Ａと、この投影レンズ１４２Ａの後方側焦点位置に配置された遮光部材１４４と、この遮光部材１４４の後方近傍に配置された３つの半導体発光素子１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃとを備えてなっている。この灯具ユニット１４０Ａにおいて、遮光部材１４４以外の構成は、上記第１変形例に係る灯具ユニット１２０Ａの場合と全く同様である。
【００７７】
遮光部材１４４の上端縁１４４ａは、左右両側に位置する半導体発光素子１４６Ｂ、１４６Ｃの前方部位１４４ａＢ、１４４ａＣについては、遮光部材１２４の上端縁１２４ａと同様、水平方向に延びるように形成されているが、中央に位置する半導体発光素子１４６Ａの前方部位１４４ａＡについては、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形成されている。
【００７８】
この灯具ユニット１４０Ａにおいても、灯具ユニット１２０Ａの場合と同様、各半導体発光素子１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃから出射した後、遮光部材１４４によって一部遮蔽された光を、投影レンズ１４２Ａを介して前方へ照射するようになっているが、その際、光軸Ａｘ上に位置する半導体発光素子１４６Ａからの出射光により、灯具ユニット４０Ａにより形成される斜めカットオフライン形成用パターンＰ２ａと同様の斜めカットオフライン形成用パターンＰａＡを形成するとともに、その両側の半導体発光素子１４６Ｂ、１４６Ｃからの出射光により、この斜めカットオフライン形成用パターンＰ２Ａと部分的に重複する２つの水平カットオフライン形成用パターンＰａＢ、ＰａＣを形成するようになっている。
【００７９】
本変形例のように、遮光部材１４４の上端縁１４４ａの形状を、各半導体発光素子１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃに対応する前方部位１４４ａＡ、１４４ａＢ、１４４ａＣ毎に適宜異なった形状に設定することにより、灯具ユニット１４４Ａからの照射光により任意のカットオフライン形状を形成することが容易に可能となる。
【００８０】
なお、上記第１変形例においては遮光部材１２４が、また上記第２変形例においては遮光部材１４４が、各々一体的に形成されているものとして説明したが、これら各遮光部材１２４および１４４は、３つの半導体発光素子１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃおよび半導体発光素子１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃ毎に別体で形成された構成とすることも可能である。
【００８１】
また、上記実施形態および各変形例においては、半導体発光素子２６、４６、６６、１２６Ａ、１４６Ａが、光軸Ａｘ上に配置されているものとして説明したが、これら半導体発光素子２６、４６、６６、１２６Ａ、１４６Ａを光軸Ａｘから多少外れた位置に配置することも可能である。その際、これら半導体発光素子２６、４６、６６、１２６Ａ、１４６Ａの位置を光軸Ａｘから上方側へ変位させるようにすれば、遮光部材２４、４４、１２４、１４４によって遮蔽されることなく投影レンズ２２Ａ、２２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ、１２２Ａ、１４２Ａに入射する光の量を増大させることができ、これにより灯具効率を高めることができる。半導体発光素子１２６Ａおよび１４６Ａの両側に位置する半導体発光素子１２６Ｂ、１２６Ｃおよび１４６Ｂ、１４６Ｃについても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【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】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３】上記車両用前照灯における水平カットオフライン形成用の灯具ユニットを示す、図１の部分拡大図
【図４】図３の灯具ユニットを単品で示す側断面図
【図５】図３の灯具ユニットを単品で示す平面図
【図６】図３の灯具ユニットからの光照射により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される水平カットオフライン形成用パターンを、該灯具ユニットと共にその背面側から透視的に示す図
【図７】上記水平カットオフライン形成用の他の灯具ユニットを単品で示す側断面図
【図８】上記車両用前照灯における斜めカットオフライン形成用の灯具ユニットを示す、図１の部分拡大図
【図９】図８の灯具ユニットからの光照射により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される斜めカットオフライン形成用パターンを、該灯具ユニットと共にその背面側から透視的に示す図
【図１０】上記車両用前照灯における拡散領域形成用の灯具ユニットを、透光カバーと共に示す側断面図
【図１１】図１０の灯具ユニットからの光照射により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される拡散領域形成用パターンを、該灯具ユニットと共にその背面側から透視的に示す図
【図１２】上記実施形態の第１変形例に係る水平カットオフライン形成用の灯具ユニットを示す、図３と同様の図
【図１３】図１２の灯具ユニットを単品で示す平面図
【図１４】図１２の灯具ユニットからの光照射により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される３つの水平カットオフライン形成用パターンを、該灯具ユニットと共にその背面側から透視的に示す図
【図１５】上記実施形態の第２変形例に係る灯具ユニットの要部を示す、図１２と略同様の図
【図１６】図１５の灯具ユニットからの光照射により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される３つのカットオフライン形成用パターンを、該灯具ユニットと共にその背面側から透視的に示す図
【符号の説明】
【００８３】
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  インナパネル
２０Ａ、２０Ｂ  水平カットオフライン形成用の灯具ユニット
２２Ａ、２２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ、１２２Ａ、１４２Ａ  投影レンズ
２４、４４、１２４、１４４  遮光部材
２６、４６、６６、１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃ、１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃ  半導体発光素子
２６ａ、４６ａ、６６ａ  発光チップ
２８  基板
３０  インナパネル
４０Ａ、４０Ｂ  斜めカットオフライン形成用の灯具ユニット
６０Ａ、６０Ｂ  拡散領域形成用の灯具ユニット
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
Ｆａ、Ｆｂ  後方側焦点位置
ｆａ、ｆｂ  焦点距離
ＨＺ  ホットゾーン
Ｐ  ロービーム用配光パターン
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ  水平カットオフライン形成用パターン
Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ  斜めカットオフライン形成用パターン
Ｐ３ａ、Ｐ３ｂ  拡散領域形成用パターン
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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【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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