(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を光出射面とする平板状または楔状の可視光領域で透明な材料から成る導光板，この導光板の一方の端面に対向して配置された点状または線状の光源及び上記導光板の表面及び／または裏面に設けられた輝度制御部材から成る導光板ユニットと、上記導光板の光出射面からの出射光を集束して光照射方向前方に向かって照射する凸状の投影レンズと、を含む車両前照灯において、
上記導光板ユニットと投影レンズとの間もしくは導光板ユニットの下側に配置された少なくとも一つの付加光源を備えており、
上記付加光源からの光が、上記導光板ユニットで反射して投影レンズを介して光照射方向前方に向かって照射され、所定の配光パターンとは異なる第二の配光パターンを形成し、
上記投影レンズが、その両端が凸レンズとして形成されると共に、その間の領域で軸が横方向に延びているシリンドリカルレンズとして形成されており、
上記付加光源が、シリンドリカルレンズの軸に垂直で且つ凸レンズとの境界部分を通る平面内に配置されていることを特徴とする、車両前照灯。
【請求項２】
上記付加光源からの光が、データイムランニングライトの配光パターンを形成することを特徴とする、請求項１に記載の車両前照灯。
【請求項３】
上記導光板の出射光の最大光度の方向を上記投影レンズの光軸に方向に合わせるために、上記導光板ユニットが、上記投影レンズの光軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両前照灯。
【請求項４】
上記導光板の光出射面が、カットオフパターンに対応する形状を有していることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の車両前照灯。
【請求項５】
上記導光板の表面及び裏面の光源側の端縁に隣接した領域に、光源からの光の輝度ムラを減少させる導光部を備えており、上記導光板の表面の光源側の端縁に隣接した領域に、カットオフパターンに対応する形状を有し且つ導光板の表面からの光を導光板内に反射する反射シートまたは遮光シートを備え、上記反射シートまたは遮光シートまたはそれを保持する筐体の投影レンズ側の表面が、上記付加光源の光を投影レンズに向かって反射するための反射面となっていることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の車両前照灯。
【請求項６】
上記導光板の表面及び裏面の光源側の端縁に隣接した領域に、光源からの光の輝度ムラを減少させる導光部を備えており、上記導光板の表面の光源側の端縁に、カットオフパターンに対応する形状を有し且つ導光板の表面からの光を導光板内に反射する反射シートまたは遮光シートを備え、上記反射シートまたは遮光シートが導光板の表面から退避可能に構成されていることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の車両前照灯。
【請求項７】
上記導光板が、上記投影レンズの収差に対応して湾曲して形成されていることを特徴とする、請求項１から６の何れかに記載の車両前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の点状または線状の光源を利用した導光板ユニット及び凸レンズから成る前照灯，補助前照灯等の車両前照灯に関し、特にデータイムランニングライト機能を備えた車両前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導光板を使用した車両用灯具として、例えば特許文献１による車両用ランプによるヘッドランプが知られている。
【０００３】
特許文献１による車両用ランプは、図１２及び図１３に示すように、構成されている。
即ち、図１２及び図１３において、車両用ランプ１は、光を放出するための開口部２ａを有するハウジング２と、前記ハウジング２の開口部２ａを密閉するように前記ハウジング２に固定設置された光透過性カバー部材３と、前記ハウジング２の内部に板状に設けられ、光を取り込むために側面に形成された光入射面４ａ及び前記カバー部材に向かう前面の光出射面４ｂを有し、前記光入射面４ａへの入射光を前記光出射面４ｂに向かって散乱させるための散乱パターン４ｃが形成された導光板４と、前記導光板４の光入射面に隣接して設けられ、光を前記光入射面に放射する光源５と、前記導光板４の後面に設けられ、導光板４の前面に光を反射させるための反射板４ｄとを備えている。
前記カバー部材３の光入射面及び／または光出射面には、放出される光に一定のパターンを付与するためのレンズパターン３ｃが形成されている。
【０００４】
この車両用ランプ１においては、図１３に示すように、光源５から放出された光が導光板４の側面（光入射面）４ａから内部に入射し、導光板４の内部を全反射して進行する光は、導光板４の後面に形成された散乱パターン４ｃによって散乱されて、導光板４の前面（光出射面）４ｂへ出射される。
導光板４の前面に出射した光は、レンズパターンが形成されたカバー部材３によって適宜のパターンで前方を照射する。
ここで、光源５は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を並べることにより構成されており、この光源５の前面にレンズ等を配置することにより、所望の配光特性が得られるようになっている。
【０００５】
これに対して、本出願人は図１４及び図１５に示すような車両前照灯を提案している。
図１４においては、車両前照灯６は、導光板ユニット７と、導光板ユニット７からの光を集束させる投影レンズ８と、から構成されている。
上記投影レンズ８は、凸レンズ、例えば一つの単レンズ，シリンドリカルレンズ，またはこれらの組合せ等から構成されており、上記導光板ユニット７の光出射面に、その導光板ユニット７側の焦点位置Ｆが位置するように、配置されている。
【０００６】
上記導光板ユニット７は、車両前照灯６の前方に向かって開放した箱状の筐体６ａの後端面中央付近にて、光照射方向前方に向かって光を出射するように配置されている。
ここで、上記導光板ユニット７は、導光板７ａと、光源としての複数個のＬＥＤ（図示せず）と、から構成されている。
【０００７】
上記導光板７ａは、図示の場合、扁平な平板状の透光性材料、即ち可視光領域で透明な材料から構成されている。
ここで、上記導光板７ａは、例えばポリカーボネイト，アクリル樹脂等の一般的に光学用途に使用される透明樹脂またはガラスが使用される。
【０００８】
上記導光板７ａは、その一側、図１４にて上側または下側の端面が入射面として、また左側面が光出射面として、構成されており、その裏面（底面）及び左右両側面が、遮光性材料から成る筐体により覆われている。
【０００９】
さらに、上記導光板７ａは、好ましくは、その光出射面が、照射すべき配光パターンに対応する形状、即ちこの配光パターンを縮小反転した形状になるように、例えば車両前照灯のすれ違いビームのカットオフパターンの形状になるように、形成されている。
また、上記導光板７ａは、その表面及び／または裏面に輝度制御要素（図示せず）、例えばドット状または溝状の微細構造等を備えている。
【００１０】
このような構成の車両前照灯６によれば、導光板ユニット７から出射した光が投影レンズ８により集束され、光照射方向に向かってほぼ平行となって、照射される。
その際、導光板ユニット７を構成する導光板７ａの表面及び／または裏面が輝度制御要素を備えている。従って、導光板ユニット７から投影レンズ８を介して前方に向かって照射される光は、所定の輝度分布を有することになる。
【００１１】
また、導光板７ａにより付与される配光特性に関して、指向特性が広い場合には、図１４に示すように、導光板ユニット７は、光軸に対してほぼ垂直に配置されるが、指向特性が狭い場合には、図１５に示すように、指向特性の最高光度を与える方向が光軸方向と一致するように、導光板ユニット７が前傾して配置される。
【特許文献１】特表２００６−５０９３４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、特許文献１による車両用ランプ１においては、散乱パターン４ｃによって光を散乱させることにより、導光板４から光を取り出している。複数個の個別化したレンズパターン３ｃによって、配光パターンを形成している。このため、個々のレンズパターン３ｃの光学設定が複雑になってしまう。
例えば、ある部分のレンズパターンに関して、導光板４からの散乱光が焦点位置以外の周囲の部分から入射することになる。従って、レンズパターン３ｃを透過して前方に特定の配光パターンやカットオフラインを形成することは非常に困難である。
また、配光パターンがレンズパターンにより形成される。このため、配光パターンを切り替えることは不可能であった。
【００１３】
従って、車両用ランプ１が所謂日中走行ライト（データイムランニングライト、以下ＤＲＬという）を兼用する場合には、日中走行ライトとして使用するためには、光源５の発光強度を低下させるか、あるいは一部分のみを発光させることになる。
しかしながら、配光制御は、レンズパターン３ｃが形成されたカバー部材３により行なわれる。従って、走行ビームやすれ違いビームの配光パターンとは異なるＤＲＬ専用の配光パターンを実現することはできなかった。
【００１４】
これに対して、図１４または図１５に示す車両前照灯６においては、配光パターンは、導光板７ａの光出射面により配光制御した配光パターンを投影レンズ８の焦点付近に形成して、これを投影レンズ８により光照射方向前方に照射している。このため、車両前照灯６がＤＲＬを兼用する場合、ＤＲＬの配光パターンを形成するためには、同様にして導光板ユニット７の発光強度を低下させるか、あるいは一部分のみを発光させることになる。
しかしながら、配光制御は、導光板７ａの表面及び／または裏面の輝度制御要素により行なわれる。従って、同様に走行ビームやすれ違いビームの配光パターンとは異なるＤＲＬ専用の配光パターンを実現することはできなかった。
【００１５】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、導光板を利用して、ＤＲＬとしての配光パターンも容易に形成されるようにした車両前照灯を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的は、本発明によれば、表面を光出射面とする平板状または楔状の可視光領域で透明な材料から成る導光板，この導光板の一方の端面に対向して配置された点状または線状の光源及び上記導光板の表面及び／または裏面に設けられた輝度制御部材から成る導光板ユニットと、上記導光板の光出射面からの出射光を集束して光照射方向前方に向かって照射する凸状の投影レンズと、を含む車両前照灯において、上記導光板ユニットと投影レンズとの間もしくは導光板ユニットの下側に配置された少なくとも一つの付加光源を備えており、上記付加光源からの光が、上記導光板ユニットで反射して投影レンズを介して光照射方向前方に向かって照射され、所定の配光パターンとは異なる第二の配光パターンを形成し、上記投影レンズが、その両端が凸レンズとして形成されると共に、その間の領域で軸が横方向に延びているシリンドリカルレンズとして形成されており、上記付加光源が、シリンドリカルレンズの軸に垂直で且つ凸レンズとの境界部分を通る平面内に配置されていることを特徴とする、車両前照灯により、達成される。
【００１７】
本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記付加光源からの光が、導光板ユニットの投影レンズ側表面に、ＤＲＬの配光パターンを形成する。
【００１８】
本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記導光板の出射光の最大光度の方向を上記投影レンズの光軸に方向に合わせるために、上記導光板ユニットが、上記投影レンズの光軸に対して傾斜して配置されている。
【００２１】
本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記導光板の光出射面が、カットオフパターンに対応する形状を有している。
【００２２】
本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記導光板の表面及び裏面の光源側の端縁に隣接した領域に、光源からの光の輝度ムラを減少させる導光部を備えており、上記導光板の表面の光源側の端縁に隣接した領域に、カットオフパターンに対応する形状を有し且つ導光板の表面からの光を導光板内に反射する反射シートまたは遮光シートを備え、上記反射シートまたは遮光シートまたはそれを保持する筐体の投影レンズ側の表面が、上記付加光源の光を投影レンズに向かって反射するための反射面となっている。
【００２３】
本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記導光板の表面及び裏面の光源側の端縁に隣接した領域に、光源からの光の輝度ムラを減少させる導光部を備えており、上記導光板の表面の光源側の端縁に、カットオフパターンに対応する形状を有し且つ導光板の表面からの光を導光板内に反射する反射シートまたは遮光シートを備え、上記反射シートまたは遮光シートが導光板の表面から退避可能に構成されている。
【００２４】
本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記導光板が、上記投影レンズの収差に対応して湾曲して形成されている。
【発明の効果】
【００２５】
上記構成によれば、車両前照灯として使用する場合には、上記導光板ユニットの光源が駆動され発光する。これにより、上記導光板ユニットの光源から出射した光は、上記導光板の一方の端面から入射し、上記導光板内面にて反射を繰り返した後、上記導光板の表面から外部に出射する。
その際、上記導光板の裏面及び表面に内側から入射した光は、輝度制御要素により、光出射面の輝度分布が制御され、上記導光板の表面を透過して、投影レンズに向かって出射する。
これにより、上記光出射面の輝度分布が、投影レンズを介して、車両前方に投影され、例えばすれ違いビームやフォグランプに適した所定の配光パターンの照射光が得られる。
【００２６】
また、上記付加光源が駆動され発光すると、この付加光源からの光が、上記導光板ユニットの投影レンズ面側を第二の照度分布で照らし、光出射面に当たった光は上記導光板ユニットの導光板内に入った後、一部は裏面の輝度制御要素で全反射し、多くは裏面の輝度制御要素を屈折透過し、導光板ユニットの裏面側にある反射シートで反射されて導光板内に戻され、光出射面で屈折透過して第二の輝度分布を形成し、上記投影レンズに向かって進み、上記投影レンズにより集束して光照射方向前方に向かって照射される。これにより、上記導光板ユニットからの光による所定の配光パターンとは異なる第二の配光パターンが形成される。
前記したように、追加付加光源が導光板ユニットの投影レンズ面側を照射した光は、輝度制御要素の作用による影響を受ける。しかし、導光板の厚さは、追加光源が照らす第二の照度分布の大きさに比べて薄いので、輝度制御要素によって屈折した光の、光出射面平行方向の移動距離は小さく、上記第二の照度分布の位置と大きさを調整することにより、容易に解決できる。
また、輝度制御要素の作用による上記第二の輝度分布の光の向きに対する影響については、追加光源の向きを調整することにより、解決できる。具体的には、輝度分布制御要素がない場合（平面の場合）に比べて追加光源の導光板反射ユニットによる反射光の向きが上向きになり、投影レンズにより上側に逸れる場合は、追加光源を、追加光源の光軸が下向きになる方向に、投影レンズの焦点ラインを軸として回転移動させ、逆に下側に逸れる場合は、逆方向に回転移動させて、上記導光板ユニットの反射光が投影レンズに入射するようにすればよい。
このように導光板ユニットを第二の照度分布で照らし、導光板ユニットを反射板として利用することにより、すれ違いビームやフォグランプ等の所定の配光パターンとは異なる第二の配光パターンが容易に設定され得る。
【００２７】
上記第二の輝度分布が、ＤＲＬの配光パターンを形成する場合には、所定の配光パターンとは異なるＤＲＬに最適な配光パターンが容易に得られる。
【００２８】
上記導光板の出射光の最大光度の方向を上記投影レンズの光軸に方向に合わせるために、上記導光板ユニットが、上記投影レンズの光軸に対して傾斜して配置されている場合には、上記導光板ユニットからの出射光に関して、上記導光板からの出射光の最も光度が高い方向を、投影レンズの光軸に合わせることができる。これにより、照射光の輝度をできるだけ高くすることが可能になる。
また、上記導光板が傾斜していることにより、比較的大きな導光板であっても、傾斜方向の寸法が小さくされ得る。これにより、輝度制御要素の解像度を相対的に高くすることが可能である。
【００２９】
上記投影レンズの少なくとも一部が、軸が横方向に延びているシリンドリカルレンズである場合には、横方向に関して集光性を有していないが、導光板ユニットに対して横方向に十分に広い範囲に配置されている。これにより、導光板ユニットからの入射効率が向上し、より明るい配光パターンが形成され得る。
さらに、投影レンズを透過した光がシリンドリカルレンズの作用によって左右方向にやや拡散することになる。従って、左右に広い配光パターンが得られ、横方向に隔置された点状の光源の場合には、個々の光源間の輝度ムラが低減され得る。
【００３０】
上記投影レンズが、その両端が凸レンズとして形成される、その間の領域で軸が横方向に延びているシリンドリカルレンズとして形成されており、上記付加光源が、シリンドリカルレンズの軸に垂直で且つ凸レンズとの境界部分を通る平面内に配置されている場合には、上記投影レンズの両端付近にて、上記付加光源が凸レンズに対してその中心軸上に配置されることになる。従って、上記付加光源から出て導光板ユニットで反射され投影レンズに入射する光が、この凸状の部分で内側に屈折する。
従って、配光パターンにおける中心付近の光度が高められることになる。
【００３１】
上記導光板の光出射面が、カットオフパターンに対応する形状を有している場合には、導光板ユニットがカットオフパターンを形成することができる。このため、カットオフパターンを形成するための遮光部材が不要となり、車両前照灯がより簡単に且つ低コストで構成され得ることになる。
【００３２】
上記導光板の表面及び裏面の光源側の端縁に隣接した領域に、光源からの光の輝度ムラを低減させる導光部を備えており、上記導光板の表面の光源側の端縁に隣接した領域に、カットオフパターンに対応する形状を有し且つ導光板の表面からの光を導光板内に反射する反射シートまたは遮光シートを備えている場合には、上記導光板の光源側の端縁に隣接する領域で、上記導光板の表面及び裏面の間で、導光部により反射を繰り返すことによって、複数個の並んで配置された点状の光源の間隔による輝度ムラが低減される。このため、より均一な輝度の所定の配光パターンが形成され得る。また、上記反射シートまたは遮光シートにより、所定の配光パターンに反射シートまたは遮光シートの形状に基づいてカットオフパターンが形成される。
付加光源により第二の配光パターンを形成する際には、上記反射シートまたは遮光シートまたはそれを保持する筐体の投影レンズ側を反射面とすることにより、上記カットオフが無い、第二の輝度分布を得ることができる。即ち、ＤＲＬのように水平線より上側の光も必要な、第二の配光パターンを得ることができる。
【００３３】
上記反射シートまたは遮光シートが導光板の表面から退避可能に構成されている場合には、付加光源により第二の配光パターンを形成する際に、これらの反射シートまたは遮光シートが導光板の表面から退避することによって、導光板ユニット全体で反射可能になり、ＤＲＬのように水平線より上側の光も必要な、第二の配光パターンを得ることができる。
【００３４】
上記導光板が、上記投影レンズの収差に対応して湾曲して形成されている場合には、上記投影レンズの球面収差等の収差が、上記導光板の曲面形状により補正されることになる。このため、球面収差の影響が低減され得る。この効果は所定の配光パターンにおいてだけでなく、追加光源による第二の配光パターンにおいても同様に有効である。
【００３５】
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、例えばすれ違いビームやフォグランプに適した所定の配光パターンと、ＤＲＬに適した第二の配光パターンが容易に形成可能な、薄型で軽量の車両前照灯を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１１を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の参考例及び好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３７】
［実施例１］
図１は、本発明による車両前照灯の第一の実施形態の構成を示している。
図１において、車両前照灯１０は、導光板ユニット２０と、導光板ユニット２０からの光を集束させる投影レンズ１１と、筐体１２と、付加光源１３と、から構成されている。
上記導光板ユニット２０は、後述するように構成されており、車両前照灯１０の前方に向かって開放した箱状の筐体１２の後端面中央付近にて、光照射方向前方に向かって光を出射するように配置されている。
上記投影レンズ１１は、凸レンズから構成されており、上記導光板ユニット２０の光出射面に、その導光板ユニット２０側の焦点位置Ｆが位置するように、配置されている。
【００３８】
ここで、上記導光板ユニット２０は、図２に示すように、導光板２１と、光源としての複数個のＬＥＤ２２と、から構成されている。
【００３９】
上記導光板２１は、図示の場合、扁平な平板状の透光性材料、即ち可視光領域で透明な材料から構成されている。
ここで、上記導光板２１は、例えばポリカーボネイト，アクリル樹脂等の一般的に光学用途に使用される透明樹脂またはガラスが使用される。
【００４０】
上記導光板２１は、その一側、図１にて手前側の端面が入射面２１ａとして、また上面が光出射面２１ｂとして、構成されており、その裏面（底面）及び左右両側面が、遮光性材料から成る筐体２３により覆われている。
尚、上記導光板２１は、図示の場合、その厚さが上述した入射面２１ａから反対側の端面に向かって徐々に薄くなるように、断面楔形状に形成されているが、一定の厚さに形成されていてもよい。
【００４１】
ここで、上記導光板２１は、その入射面２１ａが、入射効率を向上させるために、例えばプリズムや円弧列等から成る微細形状を備え、あるいは粗面化されていてもよい。
これに対して、上記導光板２１は、その光出射面２１ｂが、輝度向上または配光を整えるために、プリズムやレンチキュラー等の形状を備えていてもよい。
【００４２】
また、上記導光板２１は、図２に示すように、その光出射面２１ｂが、照射すべき配光パターンに対応する形状、即ちこの配光パターンを縮小反転した形状になるように、例えば車両前照灯のすれ違いビームのカットオフパターンの形状になるように、形成されている。
このために、上記導光板２１は、その手前側の端面２１ａが、図２に示すように、中央付近にて段部を形成するようになっている。
【００４３】
さらに、上記導光板２１は、その裏面（底面）に、プリズムアレイ（図示せず）を有している。
このプリズムアレイは、例えば入射面２１ａから反対側の端面に向かって断面鋸歯状に且つ横方向に畝状に延びるように形成されている。
上記導光板２１の入射面２１ａから入射した光のうち、これらのプリズムアレイの個々のプリズム面に入射した光が全反射した際に、出射面に対する入射角が小さくなるように傾斜して形成されている。
これにより、上記導光板２１内に入射した光の多くは、プリズムアレイの個々のプリズムの内面で全反射し、上記導光板２１の上面で全反射することにより、反射を繰返す。
このような反射光は、徐々に上記導光板２１に対する入射角が小さくなり、その入射角が臨界角より小さくなったとき、上記導光板２１の光出射面２１ｂから上方に出射するようになっている。
【００４４】
ここで、上記導光板ユニット２０は、導光板２１のプリズムアレイ２４による反射光が光出射面２１ｂから出射する方向を、投影レンズ１１の光軸に合わせるように、図示の場合、上縁が前側に倒れるように傾斜して配置されている。
その際、上記導光板ユニット２０は、導光板２１の入射面２１ａ側のカットオフラインを形成する位置が、上記投影レンズ１１の導光板ユニット２０側の焦点位置Ｆ付近に位置するように、配置されている。
【００４５】
ここで、上記導光板２１は、表面から出射する光の輝度を向上させたり、配光特性を整えるために、必要に応じて、その表面に光学シート２５（図示の場合、二枚の光学シート２５ａ，２５ｂ）を備えていてもよい。
これにより、光学シート２５の光学作用によって、上記導光板２１の光出射面２１ｂから出射する光の方向や指向特性が適宜に調整され、上記導光板２１からの出射光が投影レンズ１１に対して確実に導かれ得る。
【００４６】
このような光学シート２５ａ，２５ｂは、一般的な面導光板ユニットで使用されるプリズムシートや拡散フィルム等が使用され得る。
プリズムシートは、一般的に光学用途で使用される熱可塑性の透明樹脂から成るフィルムに対して、金型によるプレス成形または押出成形によりプリズム形状を付与することにより、あるいは一般的に光学用途で使用される紫外線硬化性の透明樹脂から成るフィルムに対して、２Ｐ法等の成形方法で、プリズム形状を付与することにより、製造され得る。
【００４７】
また、拡散フィルムは、一般的に光学用途で使用される熱可塑性の透明樹脂から成る押出成形によるフィルムに対して、その両面または片面に屈折率の異なる樹脂またはガラスビーズを成膜することにより、あるいは一般的に光学用途で使用される熱可塑性の透明樹脂に、屈折率の異なる樹脂またはガラスビーズを混入して、押出成形等によりフィルム状に成形することにより、製造され得る。
【００４８】
また、上記導光板２１は、その裏面や側面から漏出する光を導光板２１内に戻して、光源としての各ＬＥＤ２２からの光利用効率を向上させるために、上記入射面２１ａとは反対側の端面，裏面及び左右両側面に対向して、それぞれ反射フィルム２６が配置されていてもよい。
ここで、反射フィルム２６は、通常は、ＰＥＴ等の透明樹脂基板の表面に銀等の高反射率金属をスパッタ等により成膜した銀フィルムや、高反射率白色シート等が使用される。
【００４９】
高反射率白色シートは、ポリカーボネイト樹脂等に酸化チタン等の可視光拡散反射剤を添加した樹脂フィルムまたは樹脂板、あるいは超臨界流体や微細発泡成形または化学発泡成剤による発泡成形等による微小空孔を分布させることにより成形された樹脂フィルムまたは樹脂板から製造され得る。
【００５０】
尚、前記筐体２３の内面が反射面として構成されている場合には、この筐体２３の内面の少なくとも一部を、上記反射フィルム２６の代わりに利用することができる。
上記筐体２３の内面を反射面として構成するためには、例えば樹脂または金属から成る筐体２３の内面に対して、蒸着またはスパッタ法により直接に高反射率金属薄膜を成膜してもよい。
【００５１】
上記各ＬＥＤ２２は、上記導光板２１の入射面２１ａに対向して、線状に並んで配置されている。
ここで、各ＬＥＤ２２は、等間隔で配置される必要はなく、上記導光板２１の光出射面２１ｂ上に所定の輝度分布が得られるように、上記導光板２１の入射面２１ａに沿って、適宜の間隔で配置されている。
尚、各ＬＥＤ２２は、図示の場合、一列に配置されているが、これに限らず、複数列に配置されていてもよい。
【００５２】
上記付加光源１３は、ＬＥＤ等の光源が利用され、上記導光板ユニット２０と上記投影レンズ１１の間で、上記導光板ユニット２０の前方下側に配置されており、その光軸が、上記投影レンズ１１の上記導光板ユニット２０側の焦点位置付近で、上記導光板２１の表面と交差するように配置されている。
上記付加光源１３から出射した光は、光軸に沿って上記導光板ユニット２０の投影レンズ側に当たる。光出射面２１ｂに当たった光は上記導光板ユニットの導光板２１内に入った後、一部は導光板２１裏面の輝度制御要素で全反射し、多くは裏面の輝度制御要素を屈折透過し、導光板ユニットの裏面側にある反射シートで反射されて導光板内に戻され、光出射面で屈折透過して第二の輝度分布を形成し、上記投影レンズ１１を介して光照射方向前方に照射される。
【００５３】
その際、上記導光板ユニット２０が前傾して配置されている。これにより、上記導光板ユニット２０の前方下側に配置された付加光源１３からの光が、上記導光板ユニット２０で反射して、上記付加光源１３に遮られることなく、光照射方向前方に照射され得る。
このとき、上記付加光源１３は、好ましくは、例えばモールド成形等によりレンズを組み込んだＬＥＤランプとして、レンズの形状に基づいて、横長の長方形または楕円形に集光するように構成されている。
これにより、横長の集束光により照明され、上記導光板ユニット２０上にできた第二の輝度分布が、上記投影レンズ１１により配光パターンとして光照射後方前方方向に向かって照射される。従って、このような構成の付加光源１３を使用することにより、例えば中心が明るく且つ上下より左右が広い欧州規格のＤＲＬの配光パターンを満たすことが可能になる。
【００５４】
本発明実施形態による車両前照灯１０は、以上のように構成されており、まず通常のすれ違いビーム等の通常の車両前照灯として使用する場合について説明する。
この場合、導光板ユニット２０の各ＬＥＤ２２が図示しない外部の駆動回路から駆動電圧を印加される。これにより、各ＬＥＤ２２が駆動され、発光する。尚、この場合、上記付加光源１３は発光しない。
各ＬＥＤ２２から出射した光は、上記導光板２１の入射面２１ａから内部に入射し、この導光板２１の表面，裏面及び両側面で、全反射及び反射シート２６によって導光板に戻されることを繰り返しながら、出射面２１ｂから投影レンズ１１に向かって放射される。
【００５５】
これにより、入射光は、上記導光板２１の内部にて、実質的にその全体に拡散され、上記導光板２１の光出射面２１ｂ全体が発光する。
この場合、特に裏面のプリズムアレイが設けられている。これにより、導光板２１の入射面２１ａからの入射光が、効率良く光出射面２１ｂに進み、光出射面２１ｂがより高輝度で発光することになる。
【００５６】
この導光板２１の光出射面２１ｂの発光形状が、投影レンズ１１により光照射方向前方に向かって投影される。
これにより、光照射方向前方にて、この光出射面２１ｂの発光形状が拡大・反転して投影される。
この場合、上記導光板２１の光出射面（表面）の入射面２１ａ側の端縁が、図２に示すように、カットオフパターンに対応した形状を備えている。これにより、車両前照灯におけるすれ違いビームに適した配光パターンに対応する発光形状が形成される。
従って、この発光形状が投影レンズ１１により光照射方向前方に向かって投影され、自動車のすれ違いビームに適した配光パターンが形成され得ることになる。
【００５７】
ここで、導光板ユニット２０における導光板２１の光出射面２１ｂが、配光パターンに対応した発光形状を有している。これにより、従来のプロジェクタタイプの車両前照灯のような配光パターンを生成する反射面及びカットオフラインを形成する遮光部材が不要になる。
従って、車両前照灯１０の全体が前後方向に関して奥行きが大幅に短縮され、小型且つ軽量に構成され得る。
また、遮光部材も不要であることから、部品点数が少なくて済み、部品コスト及び組立コストが大幅に低減され得ることになる。
【００５８】
さらに、上記導光板２１の光出射面２１ｂの入射面２１ａ側がカットオフパターンの形状を有している。このため、上記光出射面２１ｂの入射面２１ａで容易に高輝度を得ることができる。
従って、この入射面２１ａ側により形成される配光パターンのカットオフラインの明暗境界線が高輝度で明瞭に投影され得ることになる。
また、上記ＬＥＤ２２が、配光パターンにおける高輝度が必要な領域にて、より短い間隔で配置される。これにより、容易に高輝度が得られることになる。
【００５９】
これに対して、ＤＲＬとして使用する場合について、以下に説明する。
上記付加光源が駆動され発光する。これにより、上記付加光源から出射した光は、上記導光板ユニットで反射され、反射光は上記投影レンズ１１を透過して、光照射方向前方に向かって進む。
その際、反射光は上記投影レンズ１１により集束され、ＤＲＬの配光パターンで光照射方向前方に向かって照射される。
この場合、ＤＲＬの配光パターンは、上記付加光源１３のレンズ形状及び導光板２１の輝度制御要素により形成される。従って、通常の車両前照灯としての配光パターンとは異なるＤＲＬに最適な配光パターンで光が照射される。
【００６０】
［実施例２］
図３は、本発明による車両前照灯の第二の実施形態における導光板ユニットの構成を示している。
図３において、車両前照灯は、図１に示した車両前照灯と同様に構成されており、導光板ユニット２０の代わりに、導光板ユニット３０を備えている点でのみ異なる構成になっている。
【００６１】
上記導光板ユニット３０は、図２に示した導光板ユニット２０と比較して、その光出射面２１ｂがカットオフパターンの形状に形成されておらず、入射面２１ａ側の端縁の領域にて、所定幅の導光部３１が設けられている。
この導光部３１は、当該領域にて、導光板２１の表面に載置された反射シート３１ａにより構成されている。反射シート３１ａは、導光板２１と接する面が反射面となっているだけでなく、投影レンズ側も反射面となっている。
さらに、この反射シート３１ａの入射面２１ａとは反対側の端縁３１ｂが、カットオフラインに対応した形状に形成されている。
なお、反射シート３１ａがそれを保持するための筐体（図示せず）に覆われている場合、筐体の投影レンズ側で入射面２１ａと反対側の端縁も３１ｂと同形状しており、且つ筐体の投影レンズ側の表面が反射面となっている。
【００６２】
このような構成の車両前照灯によれば、導光板ユニット３０において、入射面２１ａから導光板２１内に入射した光が、上記導光部３１にて、導光板２１の裏面または反射フィルム２６と反射シート３１ａとの間で反射を繰り返す。これにより、入射光が導光板２１内で特に左右方向に関して十分に拡散する。このため、ＬＥＤ２２間の距離に基づく輝度ムラが低減され得ることになり、反射シート３１ａの端縁３１ｂの輪郭により、カットオフパターンが形成されることになる。
この場合、上記導光板２１の表面２１ｂ及び反射フィルム２６は、このカットオフラインの形状に合わせて形成する必要がない。
【００６３】
図４は実施例２において、追加光源の光線追跡を説明するための図である。導光板ユニット３０は、投影レンズの入射面側に、すれ違いビームのカットオフラインを作る、助走区間の反射シートの端３１ｂが、投影レンズ１１の焦点位置に、すれ違いビームの導光板からの最大光度が光軸に合うように傾けて配置されている。
追加光源１３は、導光板ユニット３０の下側に、追加光源１３の光軸が投影レンズ１１の焦点近傍を通るように傾けて配置されている。
追加光源１３から出て、最初に導光板ユニット３０の反射シート３１ｂまたはそれを保持する筐体に当たった光Ｌ２は、反射シート３１ｂまたは筐体の表面で正反射され、投影レンズ１１で集束投影され、カットオフラインより上側の光となる。追加光源１３から出て、最初に導光板ユニット３０の光出射面２１ｂに当たった光Ｌ１は、一旦導光板２１の中に入り反射シート２６で反射し、再び光出射面２１ｂから出てくる。その時、出射光の向きは輝度制御要素の影響を受けて正反射方向とは異なるが、導光板ユニット上に出来た第二のパターンとして投影レンズ１１で集束投影され、カットオフラインより下側の光となる。従って、Ｌ１とＬ２が合成され、上下に繋がった第二の配光パターンで前方を照らすことができる。
前述したように、第二の配光パターンは追加光源１３が導光板ユニットを照らす照度分布による。追加光源１３が一個の場合は、例えば先端が半楕円形状をしたＬＥＤを使用すれば、導光板ユニット３０を、左右に広いＤＲＬの配光パターンを縮小反転した照度分布で照らすことができるし、追加光源１３を２個以上並べても可能である。
尚、以後の実施例では、導光板ユニットに２０の符号をつけているが、図３および図１１の構造も含まれるものとする。
【００６４】
［実施例３］
図５は、本発明による車両前照灯の第三の実施形態を示している。
図５において、車両前照灯４０は、図１及び図２に示した車両前照灯１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記車両前照灯４０は、投影レンズ１１の代わりに、横方向に長い導光板ユニット２０に対応して横方向に長い投影レンズ４１が配置されている点でのみ異なる構成になっている。
【００６５】
上記投影レンズ４１は、図５（Ａ）に示すように、前述した投影レンズ１１即ち凸レンズを中心から左右に分割して、導光板２１の横方向の長さに合わせて離反させた二つの凸レンズ４１ａと、これらの二つの凸レンズ４１ａの間を連結するシリンドリカルレンズ４１ｂとから構成されている。
【００６６】
このような構成の車両前照灯４０によれば、図１及び図２に示した車両前照灯１０と同様に作用する。
さらに、投影レンズ４１がシリンドリカルレンズ４１ｂを備えて、その入射面が横方向に広く形成されているので、左右方向に広い配光パターンが形成される。
従って、追加光源１３は、ＤＲＬの配光を得るために導光板ユニット２０を左右に広く照らす必要は無く、例えば先端が半球状のＬＥＤで照らせば良い。
この場合、シリンドリカルレンズは左右に大きいので入射効率が高いという効果に加え、実施例２で記述した半楕円形状のＬＥＤに比べて半球状のＬＥＤは、一般的で安価である。
【００６７】
また、シリンドリカルレンズ４１ａに入射した光は、左右方向にやや拡散することになり、左右方向に広い配光パターンが形成され、配光パターンにおけるＬＥＤ２２間の距離に基づく輝度ムラが低減され得ることになる。
この効果は、所定の配光パターンと同様、追加光源による第二の配光パターンにおいても有効である。
【００６８】
さらに、投影レンズ４１の左右両端の凸レンズ４１ａに入射した光は、左右方向に関して内側に屈折して光照射方向前方に向かって照射される。このため、配光パターンにおける中心付近の光度が高められることになる。
この効果は、所定の配光パターンと同様、追加光源による第二の配光パターンにおいても有効である。
【００６９】
［実施例４］
図６は、本発明による車両前照灯の第四の実施形態の構成を示している。
図６において、車両前照灯５０は、図５に示した車両前照灯４０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記車両前照灯５０は、図５に示した車両前照灯４０と比較して、投影レンズ４１の代わりに、投影レンズ５１が備えられている。
上記投影レンズ５１は、左右方向に延びる軸を有するシリンドリカルレンズのみから構成されている。
【００７０】
このような構成の車両前照灯５０によれば、図５に示した車両前照灯４０と同様に作用することになる。
この場合、投影レンズ５１の左右両端付近に凸レンズが備えられていない。このため、導光板２１から左右方向に出射した光は、凸レンズによって配光パターンの中心付近には集光しないが、内面反射によって横方向内側に反射され、配光パターンの形成に寄与する。
従って、最大光度があまり重要ではないフォグランプ等においては、所望の配光パターンが形成され得ることになる。
この場合もＤＲＬの配光を得るための追加光源は、実施例３と同様、導光板ユニット２０を左右に広く照らす必要は無く、例えば先端が半球状のＬＥＤで照らせば良い。
【００７１】
［実施例５］
図７は、本発明による車両前照灯の第五の実施形態の構成を示している。
図７において、車両前照灯６０は、図５に示した車両前照灯４０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記車両前照灯６０は、図５に示した車両前照灯４０と比較して、投影レンズ４１の代わりに、投影レンズ６１が備えられている。
上記投影レンズ６１は、単凸レンズから構成されている。
この実施例は、本発明の最も基本的な構成を示したものである。
【００７２】
このような構成の車両前照灯６０によれば、図５に示した車両前照灯４０と同様に作用することになる。
この場合、投影レンズ６１が単凸レンズであり、レンズのコストが低く抑制され得ることになる。
【００７３】
［実施例６］
図８は、本発明による車両前照灯の第六の実施形態の構成を示している。
図８において、車両前照灯７０は、図５に示した車両前照灯４０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記車両前照灯７０は、導光板ユニット２０における導光板２１が、その左右の凸レンズ４１ａに対応する領域において、光出射面２１ｂを投影するための投影レンズ４１の凸レンズ４１ａの球面収差方向に対応して、この球面収差を補正するように、湾曲して形成されている。
【００７４】
このような構成の車両前照灯７０によれば、図５に示した車両前照灯４０と同様に作用する。
さらに、上記導光板２１の両端の領域が投影レンズ１１の凸レンズ４１ａの球面収差に対応して湾曲して形成されており、この導光板２１の曲率により、投影レンズ４１の凸レンズ４１ａの球面収差が補正されることになる。
【００７５】
この実施例では、球面収差が補正されるという効果の他に、導光板ユニット２１の湾曲部において、追加光源１３の反射光が左右方向に集められ、投影レンズ４１への入射効率が高くなる、という効果がある。
【００７６】
［実施例７］
図９は、本発明による車両前照灯の第七の実施形態の構成を示している。
図９において、車両前照灯８０は、図７に示した車両前照灯６０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記車両前照灯８０は、図７に示した車両前照灯６０と比較して、上記導光板２１全体が、その左右方向に関して、光出射面２１ｂを投影するための投影レンズ６１の球面収差方向に対応して、この球面収差を補正するように、湾曲して形成されている。
【００７７】
この実施例においても実施例６と同様、球面収差が補正されるという効果の他に、導光板ユニット２１の湾曲部において、追加光源１３の反射光が左右方向に集められ、投影レンズ６１への入射効率が高くなる、という効果がある。
【００７８】
［実施例８］
図１０は、本発明による車両前照灯の第八の実施形態の構成を示している。
図１０において、車両前照灯９０は、図５に示した車両前照灯４０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。  上記車両前照灯９０は、上記付加光源１３が、投影レンズ４１のシリンドリカルレンズ４１ｂの軸に垂直で且つ凸レンズ４１ａとの境界部分を通る平面Ａ内に配置されている点でのみ異なる構成になっている。
【００７９】
このような構成の車両前照灯９０によれば、図５に示した車両前照灯４０と同様に作用する。
さらに、上記付加光源１３が、投影レンズ４１の各凸レンズ４１ａの光軸上に配置されることになる。従って、各付加光源１３からの光が上記導光板２１の表面で反射された後、対応する凸レンズ４１ａで集光される。これにより、各付加光源１３からの光が効率良く集光され、ｍａｘ光度が高くなるという効果がある。
【００８０】
［実施例９］
図１１は、本発明による車両前照灯の第九の実施形態における導光板ユニットの構成を示している。
図１１において、車両前照灯は、図３に示した車両前照灯と同様に構成されており、導光板ユニット３０の代わりに、導光板ユニット１００を備えている点でのみ異なる構成になっている。
【００８１】
上記導光板ユニット１００は、図３に示した導光板ユニット３０と比較して、その反射シート３１ａが、矢印Ｂで示すように、導光板２１の表面から退避し得るように、上記導光板２１の入射面２１ａ側で揺動可能に支持されている。
この反射シート３１ａは、ＤＲＬ機能に対応して、図示しない駆動機構により図示の退避位置に退避されるように、構成されている。
【００８２】
このような構成の車両前照灯によれば、導光板ユニット１００において、通常時、即ちすれ違いビーム等として使用する際には、反射シート３１ａが上記導光板２１の表面２１ｂに当接した位置に在って、図３に示した導光板３０と同様に作用する。
これに対して、ＤＲＬとして使用する際には、反射シート３１ａが上記導光板２１の表面から図３に示す退避位置に退避する。これにより、上記付加光源１３から上記導光板２１の表面に入射した光は、上記導光板２１の全面に亘って、上記導光板２１内に入射し、上記導光板２１の裏面に配置された反射シート２６で反射して再び上記導光板２１の表面から出射する。
【００８３】
上記導光板２１の表面で反射しまたは内側から出射した光は、上記投影レンズを介して光照射方向前方に向かって照射され、ＤＲＬの配光パターンを形成する。
これにより、上記導光板ユニット３０における、反射シート３１ａまたはそれを保持する筐体の投影レンズ側の反射は不要となる。
【００８４】
上述した実施形態においては、車両前照灯に関して、すれ違いビーム用の配光特性として、右側通行の場合に限定して、自動車の前方に向かって左側に関して、対向車に幻惑光を与えないように、カットオフパターンが水平線より上への光を照射しないようになっているが、これに限らず、左側通行の場合には、車両前照灯において、カットオフパターンの配置が左右逆転され、同様の効果が得られることになる。
【００８５】
また、上述した実施形態においては、光源として複数個の点光源であるＬＥＤ２２が使用されているが、これに限らず、他の点光源、例えば半導体レーザ素子等も使用され得る。また、上記導光板２１内にて輝度制御要素２４により、その光出射面２１ｂにて所望の輝度分布を画成することができれば、線状光源が使用されてもよいことは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明による車両前照灯は、ヘッドランプだけでなく、フォグランプ，ドライビングランプ等の補助前照灯を含むあらゆる車両前照灯に本発明を適用することが可能である。
【００８７】
このようにして、本発明によれば、ヘッドランプ＋ＤＲＬや、フォグランプ＋ＤＲＬなどの、二つ以上の配光パターンを照射できる、車両用前照灯が提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明による車両前照灯の第一の実施形態の構成を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の車両前照灯における導光板ユニットを拡大して示す分解斜視図である。
【図３】本発明による車両前照灯の第二の実施形態における導光板ユニットを示す概略斜視図である。
【図４】図３の車両前照灯におけるＤＲＬ使用時の光線追跡図である。
【図５】本発明による車両前照灯の第三の実施形態の構成を示す（Ａ）概略横断面図及び（Ｂ）概略縦断面図である。
【図６】本発明による車両前照灯の第四の実施形態の構成を示す（Ａ）概略横断面図及び（Ｂ）概略縦断面図である。
【図７】本発明による車両前照灯の第五の実施形態の構成を示す（Ａ）概略横断面図及び（Ｂ）概略縦断面図である。
【図８】本発明による車両前照灯の第六の実施形態の構成を示す概略横断面図である。
【図９】本発明による車両前照灯の第七の実施形態の構成を示す概略横断面図である。
【図１０】本発明による車両前照灯の第八の実施形態の構成を示す概略横断面図である。
【図１１】本発明による車両前照灯の第九の実施形態における導光板ユニットの構成を示す概略斜視図である。
【図１２】従来の車両用ランプの一例の構成を示す光源の分解斜視図である。
【図１３】図１２の車両用ランプにおける要部の構成を示す部分断面図である。
【図１４】従来の導光板ユニットを使用したヘッドランプの一例の構成を示す概略断面図である。
【図１５】図１４のヘッドランプの変形例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０，４０，５０，６０，７０，８０，９０    車両前照灯
１１，４１，５１，６１    投影レンズ
１２    筐体
２０，３０，１００    導光板ユニット
２１    導光板
２１ａ  入射面
２１ｂ  光出射面
２２    ＬＥＤ（光源）
２３    筐体
２５，２５ａ，２５ｂ    光学シート
２６    反射フィルム
【図１】
0005152571.tif 000002
【図２】
0005152571.tif 000003
【図３】
0005152571.tif 000004
【図４】
0005152571.tif 000005
【図５】
0005152571.tif 000006
【図６】
0005152571.tif 000007
【図７】
0005152571.tif 000008
【図８】
0005152571.tif 000009
【図９】
0005152571.tif 000010
【図１０】
0005152571.tif 000011
【図１１】
0005152571.tif 000012
【図１２】
0005152571.tif 000013
【図１３】
0005152571.tif 000014
【図１４】
0005152571.tif 000015
【図１５】
0005152571.tif 000016