(57)【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第１発光素子と、この第１発光素子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の灯具ユニットにおいて、
上記投影レンズと該投影レンズの後側焦点との間における上記光軸から離れた位置に、少なくとも１つの第２発光素子が配置されており、
これら各第２発光素子と上記光軸との間に、該第２発光素子からの光を前方へ向けて反射させる第２リフレクタがそれぞれ配置されており、
これら各第２リフレクタの反射面の、上記各第２発光素子の発光中心と上記光軸とを含む平面に沿った断面形状が、上記投影レンズの後側焦点近傍の点を第１焦点とするとともに上記各第２発光素子の発光中心近傍の点を第２焦点とする１対の双曲線における第２焦点側の双曲線で形成されている、ことを特徴とする車両用前照灯の灯具ユニット。
【請求項２】
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第１発光素子と、この第１発光素子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の灯具ユニットにおいて、
上記投影レンズと該投影レンズの後側焦点との間における上記光軸から離れた位置に、少なくとも１つの第２発光素子が配置されており、
これら各第２発光素子の近傍に、該第２発光素子からの光を該第２発光素子と上記光軸との間に位置する所定点に収束させるように反射させる第３リフレクタがそれぞれ配置されており、
これら各所定点と上記光軸との間に、上記各第３リフレクタで反射した上記各第２発光素子からの光を前方へ向けて反射させる第２リフレクタがそれぞれ配置されており、
これら各第２リフレクタの反射面の、上記各所定点と上記光軸とを含む平面に沿った断面形状が、上記投影レンズの後側焦点近傍の点を第１焦点とするとともに上記各所定点近傍の点を第２焦点とする１対の双曲線における第２焦点側の双曲線で形成されている、ことを特徴とする車両用前照灯の灯具ユニット。
【請求項３】
上記第１発光素子および上記第１リフレクタが、上記光軸の上下両側に１組ずつ配置されており、
上記第２発光素子および上記第２リフレクタが、上記光軸の左右両側に１組ずつ配置されている、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の灯具ユニット。
【請求項４】
上記投影レンズと上記第１リフレクタとの間に、この第１リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードが、該シェードの上端縁が上記投影レンズの後側焦点を通るようにして配置されており、
上記第２発光素子および上記第２リフレクタが、上記光軸の上方に配置されている、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の灯具ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両用前照灯の灯具ユニットに関するものであり、特に、発光ダイオード等の発光素子を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用前照灯においても、発光ダイオード等の発光素子を光源とする灯具ユニットが採用されるようになってきている。
【０００３】
例えば「特許文献１」には、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発光素子と、この発光素子からの光を前方へ向けて光軸寄りに反射させるリフレクタとを備えた、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットが記載されている。
【０００４】
なお「特許文献２」および「特許文献３」には、発光素子を光源するものではないが、投影レンズの後側焦点面の前方近傍に、該投影レンズへ向けて光照射を行う補助光源が配置されたプロジェクタ型の灯具ユニットが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６６５９０号公報
【特許文献２】特開昭６４−６７８０４号公報
【特許文献３】実開平６−２８９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記「特許文献１」に記載されているようなプロジェクタ型の灯具ユニットを採用すれば、発光素子を光源とする灯具ユニットにおいて、発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができるが、発光ダイオード等の発光素子は、その発光光量がハロゲンバルブや放電バルブ等の光源バルブに比して非常に少ないので、従来の車両用前照灯においては、上記「特許文献１」にも記載されているように、数多くの灯具ユニットを配置することを余儀なくされている。
【０００７】
このような灯具ユニットにおいて、投影レンズとその後側焦点との間に「特許文献２」あるいは「特許文献３」に記載されているような補助光源が配置された構成とすれば、この補助光源からの出射光の分だけ照射光量を増大させることが可能となる。
【０００８】
しかしながら、これら「特許文献２」および「特許文献３」に記載された灯具ユニットは、投影レンズとリフレクタとの間に、リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードが配置されることを前提としており、このようなシェードが配置されない場合には、リフレクタからの反射光を遮ることなく補助光源を配置した上で、この補助光源からの光を精度良く前方へ照射することは困難である。このことは補助光源として発光素子を用いた場合も同様である。
【０００９】
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、発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用前照灯の灯具ユニットにおいて、リフレクタから投影レンズへ向かう反射光を遮ることなく照射光量を増大させるようにした上で、配光制御を精度良く行うことができる車両用前照灯の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】
【００１０】
本願発明は、プロジェクタ型の灯具ユニットにおいて、その光源としての第１発光素子のほかに、投影レンズとその後側焦点との間の所定位置に第２発光素子が配置された構成とした上で、この第２発光素子からの光を制御するための所定のリフレクタが配置された構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１１】
すなわち、本願発明に係る車両用前照灯の灯具ユニットは、
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側焦点よりも後方側に配置された第１発光素子と、この第１発光素子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の灯具ユニットにおいて、
上記投影レンズと該投影レンズの後側焦点との間における上記光軸から離れた位置に、少なくとも１つの第２発光素子が配置されており、
これら各第２発光素子と上記光軸との間に、該第２発光素子からの光を前方へ向けて反射させる第２リフレクタがそれぞれ配置されており、
これら各第２リフレクタの反射面の、上記各第２発光素子の発光中心と上記光軸とを含む平面に沿った断面形状が、上記投影レンズの後側焦点近傍の点を第１焦点とするとともに上記各第２発光素子の発光中心近傍の点を第２焦点とする１対の双曲線における第２焦点側の双曲線で形成されている、ことを特徴とするものである。
【００１２】
上記「第１発光素子」および「第２発光素子」における「発光素子」とは、略点状に面発光する発光チップを有する素子状の光源を意味するものであって、そ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。
【００１３】
上記「第１発光素子」は、投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置されたものであれば、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。
【００１４】
上記「少なくとも１つの第２発光素子」は、投影レンズとその後側焦点との間における光軸から離れた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、その配置個数は単数であってもよいし複数であってもよい。また、これら「少なくとも１つの第２発光素子」は、必ずしも常に第１発光素子と同時点灯する構成となっていなくてもよい。さらに、これら「少なくとも１つの第２発光素子」相互間においても、すべての第２発光素子が常に同時点灯することは必ずしも必要ではなく、その全部または一部が適宜点灯するように構成されていてもよい。
【００１５】
上記各第２リフレクタの「反射面」は、各第２発光素子の発光中心と光軸とを含む平面に沿った断面形状が上記双曲線で形成されているが、この平面以外の平面に沿った断面形状については特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯の灯具ユニットは、第１発光素子を光源とする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、投影レンズとその後側焦点との間における光軸から離れた位置には、少なくとも１つの第２発光素子が配置されており、また、これら各第２発光素子と光軸との間には、該第２発光素子からの光を前方へ向けて反射させる第２リフレクタがそれぞれ配置されているので、これら各第２発光素子から出射して各第２リフレクタに入射した光は、該第２リフレクタで反射して投影レンズに入射した後、この投影レンズで偏向制御されて前方へ出射することとなる。そしてこれにより、各第２発光素子および各第２リフレクタを、第１リフレクタから投影レンズへ向かう反射光を遮らない位置に配置した上で、各第２発光素子からの出射光分だけ照射光量を増大させることが可能となる。
【００１７】
しかも、これら各第２リフレクタの反射面の、各第２発光素子の発光中心と光軸とを含む平面に沿った断面形状は、投影レンズの後側焦点近傍の点を第１焦点とするとともに各第２発光素子の発光中心近傍の点を第２焦点とする１対の双曲線における第２焦点側の双曲線で形成されているので、これら各第２リフレクタからの反射光は、上記平面内において、上記１対の双曲線の第１焦点からの発散光と略同一の光路で投影レンズに入射することとなる。その際、この第１焦点は投影レンズの後側焦点近傍に位置しているので、投影レンズからの出射光は、少なくとも上記平面内においては光軸と略平行な光となり、これにより配光制御を精度良く行うことができる。
【００１８】
このように本願発明によれば、発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用前照灯の灯具ユニットにおいて、リフレクタから投影レンズへ向かう反射光を遮ることなく照射光量を増大させるようにした上で、配光制御を精度良く行うことができる。そして、本願発明に係る灯具ユニットにおいては、各第２発光素子の点灯により、灯具ユニット正面方向にスポット状の配光パターンあるいは細長い配光パターンを形成することができる。
【００１９】
上記構成において、投影レンズ、第１発光素子、第１リフレクタおよび各第２リフレクタの配置はそのままに維持した状態で、以下のように、各第２発光素子の配置を変更するとともに所定の第３リフレクタを追加配置した構成とすることも可能である。
【００２０】
すなわち、各第２発光素子の近傍に、該第２発光素子からの光を該第２発光素子と光軸との間に位置する所定点に収束させるように反射させる第３リフレクタがそれぞれ配置された構成とするとともに、これら各所定点と光軸との間に、上記第２リフレクタがそれぞれ配置された構成とすることが可能である。
【００２１】
このような構成とすることにより、各第２発光素子からの出射光により形成される配光パターンを配光ムラの少ないものとすることができる。また、このような構成とすることにより、各第２リフレクタ毎に、第２発光素子および第３リフレクタを複数組配置して、その各組からの光を上記所定点に収束させるようにすることが可能となり、これにより照射光量をさらに増大させることができる。
【００２２】
上記構成において、第１発光素子および第１リフレクタが、光軸の上下両側に１組ずつ配置された構成とするとともに、第２発光素子および第２リフレクタが、光軸の左右両側に１組ずつ配置された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００２３】
すなわち、一般に、車両用前照灯として用いられるプロジェクタ型の灯具ユニットは、その光照射により横長の配光パターンを形成するようになっているので、その光軸の上下両側に第１発光素子および第１リフレクタを１組ずつ配置して、これら各組の第１発光素子の点灯により横長の配光パターンを形成するようにした場合には、各第１リフレクタで反射した各第１発光素子からの光は、水平面内においては投影レンズとその後側焦点との間において収束することとなる。したがって、投影レンズとその後側焦点との間における光軸の左右両側に、第２発光素子および第２リフレクタを１組ずつ配置するようにすれば、これらを比較的光軸に近い位置に配置しても、これらによって各第１リフレクタからの反射光が遮られないようにすることができる。そして、このように灯具ユニット内の空きスペースを有効利用することにより、灯具ユニットをコンパクトな構成に維持した上で上記作用効果を得ることができる。
【００２４】
上記構成において、投影レンズと第１リフレクタとの間に、この第１リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードが、その上端縁が投影レンズの後側焦点を通るようにして配置された構成とすれば、灯具ユニットからの照射光により、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でき、これをロービーム用配光パターンの形成に適したものとすることができる。その際、各第２発光素子および各第２リフレクタを光軸の上方に配置するようにすれば、これらによって第１リフレクタからの反射光が遮られないようにすることが容易に可能となる。また、各第２発光素子の追加点灯により、カットオフラインを跨ぐ配光パターンを形成することができ、これをハイビーム用配光パターンの形成に適したものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
【００２６】
図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニット１０を示す正面図であり、図２は、図１のII-II
線断面図である。
【００２７】
これらの図に示すように、本実施形態に係る灯具ユニット１０は、ハイビーム用配光パターンの一部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対して光軸調整可能に組み込まれた状態で用いられるようになっている。そして、この灯具ユニット１０は、光軸調整が完了した段階では、その光軸Ａｘが車両前後方向に延びた状態で配置されるようになっている。
【００２８】
この灯具ユニット１０は、投影レンズ１２と、第１発光素子１４と、第１リフレクタ１６と、ベース部材１８と、レンズホルダ２０と、光源ホルダ２２と、第２発光素子２４と、第２リフレクタ２６とからなっている。
【００２９】
ベース部材１８は、金属製部材であって、灯具ユニット１０の光軸Ａｘを含む水平面に沿って延びる上面１８ａを有する平板部１８Ａと、この平板部１８Ａの前端部において下方へ向けて略半円筒形状で膨出するように形成された半円筒部１８Ｂとを備えた構成となっている。
【００３０】
投影レンズ１２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であって、光軸Ａｘ上に配置されている。そして、この投影レンズ１２は、その後側焦点面（すなわち、投影レンズ１２の後側焦点Ｆおよびその軸外の後側焦点により形成される略球面状の曲面）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構成されている。
【００３１】
この投影レンズ１２は、その周縁部において円筒状のレンズホルダ２０の前端部に固定支持されている。そして、このレンズホルダ２０は、その下半部においてベース部材１８の半円筒部１８Ｂに固定支持されている。
【００３２】
第１発光素子１４は、白色発光ダイオードであって、１ｍｍ角程度の正方形の発光面を有する発光チップ１４ａと、この発光チップ１４ａを支持する基板１４ｂとからなっている。その際、発光チップ１４ａは、その発光面を覆うように形成された薄膜により封止されている。
【００３３】
この第１発光素子１４は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも後方側においてベース部材１８の平板部１８Ａに固定支持されている。その際、この第１発光素子１４は、その発光チップ１４ａが光軸Ａｘ上において鉛直上向きになるように配置された状態で、その基板１４ｂにおいて平板部１８Ａの上面１８ａの後部に形成された凹溝部内に位置決めされるようになっている。
【００３４】
第１リフレクタ１６は、第１発光素子１４を上方側から覆うようにして半ドーム状に形成されており、その周縁下端面においてベース部材１８の平板部１８Ａの上面１８ａに載置固定されている。そして、この第１リフレクタ１６は、第１発光素子１４の発光チップ１４ａからの出射光を、投影レンズ１２へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させるようになっている。
【００３５】
具体的には、この第１リフレクタ１６の反射面１６ａは、光軸Ａｘを含む平面に沿った断面形状が楕円形状に設定されている。その際、この反射面１６ａは、光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った断面形状が、発光チップ１４ａの発光中心を第１焦点とするとともに投影レンズ１２の後側焦点Ｆを第２焦点とする楕円形状に設定されており、この光軸Ａｘを含む鉛直面から光軸Ａｘを含む水平面にかけて、第１焦点一定のまま離心率が徐々に大きくなるように設定されている。これにより、この反射面１６ａは、発光チップ１４ａからの出射光を、鉛直面内においては投影レンズ１２の後側焦点Ｆに収束させるとともに、水平断面内においてはこの後側焦点Ｆよりもある程度前方側において光軸Ａｘ上に収束させるようになっている。
【００３６】
ベース部材１８の平板部１８Ａは、該平板部１８Ａによって第１リフレクタ１６から投影レンズ１２へ向かう反射光が遮られないようにするため、その上面１８ａの前端縁が投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりもかなり後方に位置するように形成されている。
【００３７】
図３は、図２のIII 部詳細図である。
【００３８】
同図にも示すように、第２発光素子２４は、第１発光素子１４と同様、白色発光ダイオードであって、１ｍｍ角程度の正方形の発光面を有する発光チップ２４ａと、この発光チップ２４ａを支持する基板２４ｂとからなっている。その際、発光チップ２４ａは、その発光面を覆うように形成された薄膜により封止されている。
【００３９】
この第２発光素子２４は、投影レンズ１２とその後側焦点Ｆとの間における光軸Ａｘから上方側に離れた位置に配置されている。その際、この第２発光素子２４は、その発光中心Ａと凸レンズ１２の後側焦点Ｆとを結ぶ直線Ｌが、レンズホルダ２０の内周面の前端縁近傍を通るような位置に配置されている。そして、この第２発光素子２４は、その発光チップ２４ａが光軸Ａｘの真上の位置において下方を向くように配置された状態で、光源ホルダ２２に固定支持されている。この光源ホルダ２２は、金属製部材であって、その前端部においてレンズホルダ２０に固定支持されている。
【００４０】
第２リフレクタ２６は、第２発光素子２４の下方近傍において、該第２発光素子２４を半ドーム状に覆うようにして配置されており、該第２発光素子２４からの光を前方へ向けて反射させるようになっている。その際、この第２リフレクタ２６は、その前端縁が投影レンズ１２の後方側表面まで延びるように形成されており、そして、この第２リフレクタ２６は、光源ホルダ２２に固定支持されている。
【００４１】
この第２リフレクタ２６の反射面２６ａは、その光軸Ａｘを含む鉛直面（すなわち第２発光素子２４の発光中心Ａと光軸Ａｘとを含む平面）に沿った断面形状が、投影レンズ１２の後側焦点Ｆを第１焦点とするとともに第２発光素子２４の発光中心Ａを第２焦点とする（すなわち直線Ｌを軸とする）１対の双曲線における第２焦点側の双曲線Ｈで形成されている。本実施形態においては、この第２リフレクタ２６の反射面２６ａは、上記双曲線Ｈをその軸を中心にして回転させることにより形成される回転双曲面で構成されている。
【００４２】
図４は、本実施形態に係る灯具ユニット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２つの配光パターンＰＡ、ＰＢを透視的に示す図である。
【００４３】
同図に示すように、これら各配光パターンＰＡ、ＰＢは、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを中心にして形成される配光パターンであって、ハイビーム用配光パターンＰＨの一部として形成されるようになっている。すなわち、これら配光パターンＰＡ、ＰＢと、図示しない他の灯具ユニットから前方へ照射される光により形成される拡散配光パターンＰＣとの合成配光パターンとしてハイビーム用配光パターンＰＨが形成され、その高光度領域であるホットゾーンは主として配光パターンＰＢにより形成されるようになっている。
【００４４】
配光パターンＰＡは、第１リフレクタ１６の反射面１６ａで反射して投影レンズ１２に入射した第１発光素子１４からの光により形成される配光パターンであって、Ｈ−Ｖを中心にして左右方向に拡がる横長の配光パターンとして形成されている。
【００４５】
一方、配光パターンＰＢは、第２リフレクタ２６の反射面２６ａで反射して投影レンズ１２に入射した第２発光素子２４からの光により形成される配光パターンであって、Ｈ−Ｖを中心とするスポット状の配光パターンとして形成されている。これは、凸レンズ１２から前方へ出射する第２発光素子２４からの光が、すべて光軸Ａｘと平行な光となることによるものである。
【００４６】
以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニット１０は、第１発光素子１４を光源とする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、投影レンズ１２とその後側焦点Ｆとの間における光軸Ａｘから上方側に離れた位置には、第２発光素子２４が配置されており、また、この第２発光素子２４と光軸Ａｘとの間には、該第２発光素子２４からの光を前方へ向けて反射させる第２リフレクタ２６が配置されているので、この第２発光素子２４から出射して第２リフレクタ２６に入射した光は、該第２リフレクタ２６で反射して投影レンズ１２に入射した後、この投影レンズ１２で偏向制御されて前方へ出射することとなる。したがって、この第２発光素子２４からの出射光の分だけ照射光量を増大させることができる。
【００４７】
その際、第１リフレクタ１６は、第１発光素子１４を上方側から半ドーム状に覆うように形成されているので、該第１リフレクタ１６で光軸Ａｘ寄りに反射した第１発光素子１４からの光は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも前方においては、その大半が光軸Ａｘよりも下方側の空間に進んで投影レンズ１２の略下半部に入射することとなる。そして、第２発光素子２４および第２リフレクタ２６は、投影レンズ１２とその後側焦点Ｆとの間における光軸Ａｘから上方側に離れた位置に配置されているので、これらを配置したことによって第１リフレクタ１６から投影レンズ１２へ向かう反射光が遮られないようにすることができる。
【００４８】
しかも、この第２リフレクタ２６の反射面２６ａの、光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った断面形状は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆを第１焦点とするとともに第２発光素子２４の発光中心Ａを第２焦点とする１対の双曲線における第２焦点側の双曲線Ｈで形成されているので、この第２リフレクタ２６からの反射光は、上記鉛直面内において、上記第１焦点からの発散光と同一の光路で投影レンズ１２に入射することとなる。その際、この第１焦点は投影レンズ１２の後側焦点Ｆに位置しているので、投影レンズ１２からの出射光は、少なくとも上記鉛直面内においては光軸Ａｘと平行な光となり、これにより配光制御を精度良く行うことができる。
【００４９】
このように本実施形態によれば、第１発光素子１４を光源とするプロジェクタ型の車両用前照灯の灯具ユニット１０において、その第１リフレクタ１６から投影レンズ１２へ向かう反射光を遮ることなく照射光量を増大させるようにした上で、配光制御を精度良く行うことができる。
【００５０】
しかも、本実施形態に係る灯具ユニット１０においては、第２リフレクタ２６の反射面２６ａが回転双曲面で構成されているので、投影レンズ１２から前方へ出射する第２発光素子２４からの光はすべて光軸Ａｘと平行な光となり、これにより第２発光素子２４を点灯させることにより、灯具正面方向にスポット状の配光パターンＰＢを形成することができる。そして、この配光パターンＰＢを、第１発光素子１４の点灯により形成される配光パターンＰＡに重畳させることにより、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンを形成することができ、これにより車両前方路面の遠方領域に対する視認性を高めることができる。
【００５１】
なお、上記実施形態においては、第２リフレクタ２６の反射面２６ａの、光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った断面形状を形成している双曲線Ｈが、投影レンズ１２の後側焦点Ｆを第１焦点とするとともに第２発光素子２４の発光中心Ａを第２焦点とするものとして説明したが、これら後側焦点Ｆおよび発光中心Ａの近傍に第１および第２焦点がそれぞれ位置していれば、投影レンズ１２から前方へ出射する第２発光素子２４からの光は光軸Ａｘと略平行な光となるので、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることが可能である。
【００５２】
また、上記実施形態においては、第２発光素子２４の発光チップ２４ａが、光軸Ａｘの真上の位置において下方を向くように配置されているものとして説明したが、この発光チップ２４ａが、鉛直下方に対して後方側に傾斜した方向へ向けて配置された構成とすることも可能である。このような構成とすることにより、第２発光素子２４を投影レンズ１２に近づけて配置した場合においても、この第２発光素子２４からの出射光の大半を第２リフレクタ２６の反射面２６ａに入射させることが可能となる。
【００５３】
さらに、本実施形態に係る灯具ユニット１０においては、その光軸Ａｘの上方に１組の第２発光素子２４および第２リフレクタ２６が配置されているものとして説明したが、複数組の第２発光素子２４および第２リフレクタ２６が周方向に隣接するようにして配置された構成とすることも可能であり、このようにした場合には、照射光量をさらに増大させることができる。
【００５４】
次に、上記実施形態の第１変形例について説明する。
【００５５】
図５は、本変形例に係る灯具ユニット１１０を示す正面図である。
【００５６】
同図に示すように、本変形例に係る灯具ユニット１１０は、その基本的な構成は上記実施形態の灯具ユニット１０と同様であるが、その第２リフレクタ１２６の反射面１２６ａの形状が上記実施形態の場合と異なっている。
【００５７】
すなわち、この第２リフレクタ１２６の反射面１２６ａは、その光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った断面形状については、上記実施形態の第２リフレクタ２６の反射面２６ａと同じ双曲線Ｈで形成されているが、その水平面に沿った断面形状が上記実施形態の場合と異なっている。具体的には、この第２リフレクタ１２６の反射面１２６ａは、上記実施形態の反射面１２６ａのような回転双曲面ではなく、この回転双曲面を左右方向にやや拡げたような曲面で構成されている。
【００５８】
そしてこれにより、この第２リフレクタ１２６の反射面１２６ａで反射した第２発光素子２４からの光は、鉛直面内においては、投影レンズ１２の後側焦点Ｆからの発散光と同一の光路で投影レンズ１２に入射し、この投影レンズ１２からの出射光は光軸Ａｘと平行な光となるが、水平面内においては、投影レンズ１２の後側焦点Ｆからの発散光よりも大きい入射角で投影レンズ１２に入射し、これにより左右方向に多少拡散する光として投影レンズ１２から出射するようになっている。
【００５９】
図６は、本変形例に係る灯具ユニット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２つの配光パターンＰＡ、ＰＤを透視的に示す図である。
【００６０】
同図に示すように、配光パターンＰＡは、上記実施形態の場合と同様であるが、配光パターンＰＤは、上記実施形態における配光パターンＰＢを左右方向に多少拡げたような配光パターンとなっている。
【００６１】
これは、第２リフレクタ１２６の反射面１２６ａからの反射光が、水平方向に関しては投影レンズ１２の後側焦点Ｆからの発散光よりも大きい入射角で投影レンズ１２に入射することによるものである。
【００６２】
本変形例の構成を採用することにより、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンを形成するための配光パターンとして、やや横長の配光パターンＰＤを得ることができ、これにより車両前方路面の遠方領域を幅広く照射してその視認性を高めることができる。
【００６３】
次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。
【００６４】
図７は、本変形例に係る灯具ユニット２１０を示す、図３と同様の図である。
【００６５】
同図に示すように、本変形例に係る灯具ユニット２１０は、その基本的な構成は上記実施形態の灯具ユニット１０と同様であるが、第２発光素子２４の配置が上記実施形態の場合と異なっており、また、第３リフレクタ２３０Ａ、２３０Ｂが追加配置されている点でも上記実施形態の場合と異なっている。
【００６６】
すなわち、本変形例においては、第２リフレクタ２６の構成は上記実施形態の場合と同様であるが、第２発光素子２４が、上記実施形態において第２発光素子２４の発光中心Ａが位置していた点である所定点Ｂよりも上方側において（すなわち光軸Ａｘから離れた位置において）前後２箇所に配置されている。そして、これら前後１対の第２発光素子２４の各々の近傍に、前後１対の第３リフレクタ２３０Ａ、２３０Ｂがそれぞれ配置されている。その際、これら各第３リフレクタ２３０Ａ、２３０Ｂは、各第２発光素子２４からの光を所定点Ｂに収束させるように反射させる構成となっている。これを実現するため、これら各第３リフレクタ２３０Ａ、２３０Ｂの反射面２３０Ａａ、２３０Ｂａは、各第２発光素子２４の発光中心Ａａ、Ａｂを第１焦点とするとともに所定点Ｂを第２焦点とする回転楕円面で形成されている。
【００６７】
そして、本変形例においては、所定点Ｂと光軸Ａｘとの間に配置された第２リフレクタ２６が、各第３リフレクタ２３０Ａ、２３０Ｂで反射した各第２発光素子２４からの光を前方へ向けて反射させるようになっている。
【００６８】
なお、本変形例においては、各第２発光素子２４を固定支持する光源ホルダ２２２の形状が上記実施形態の場合と一部異なっている。
【００６９】
すなわち、本変形例の光源ホルダ２２２は、上記実施形態の光源ホルダ２２と同様、金属製部材として構成されており、レンズホルダ２０に固定支持された状態で第２リフレクタ２６を固定支持しているが、前後１対の第２発光素子２４を前後方向に背中合わせにした状態で固定支持するとともに、前後１対の第３リフレクタ２３０Ａ、２３０Ｂを前後方向に向かい合わせにした状態で固定支持するようになっている。
【００７０】
本変形例に係る灯具ユニット２１０からの照射光により形成される配光パターンは、上記実施形態の場合に形成される配光パターンＰＡ、ＰＢと略同一形状のものとなるが、本変形例においては、各第２発光素子２４からの出射光が、各第３リフレクタ２３０Ａ、２３０Ｂおよび第２リフレクタ２６で２回反射した後に凸レンズ１２に入射するので、これにより形成される配光パターンを、上記実施形態の場合に形成される配光パターンＰＢよりも配光ムラの少ないものとすることができる。
【００７１】
しかも、本変形例に係る灯具ユニット２１０においては、２組の第２発光素子２４および第３リフレクタ２３０Ａ、２３０Ｂが配置されており、これら各組の第２発光素子２４からの出射光を所定点Ｂに収束させるようになっているので、照射光量をより一層増大させることができ、これにより上記実施形態の場合に形成される配光パターンＰＢよりもさらに明るい配光パターンを形成することができる。
【００７２】
なお、本変形例のように２組の第２発光素子２４および第３リフレクタ２３０Ａ、２３０Ｂが配置された構成とする代わりに、そのいずれか一方の組だけが配置された構成とすることも可能である。あるいは、これら２組の第２発光素子２４および第３リフレクタ２３０Ａ、２３０Ｂが、光軸Ａｘに関して周方向に複数組配置された構成とすることも可能であり、このようにした場合には照射光量をさらに増大させることができる。
【００７３】
次に、上記実施形態の第３変形例について説明する。
【００７４】
図８は、本変形例に係る灯具ユニット３１０を示す正面図であり、図９および１０は、図８のIX-IX 線断面図およびＸ-Ｘ 線断面図である。
【００７５】
これらの図に示すように、本変形例に係る灯具ユニット３１０は、その基本的な構成は上記実施形態の灯具ユニット１０と同様であるが、第２発光素子２４および第２リフレクタ３２６が光軸Ａｘの左右両側に１組ずつ配置されるとともに、第１発光素子１４および第１リフレクタ１６が、光軸Ａｘの上下両側に１組ずつ配置されている点で上記実施形態の場合と異なっている。
【００７６】
すなわち、本変形例においては、上記実施形態の第１発光素子１４および第１リフレクタ１６のほかに、もう１組の第１発光素子１４および第１リフレクタ１６が、光軸Ａｘの下方に、上記実施形態の第１発光素子１４および第１リフレクタ１６を略上下反転させた状態で配置されている。そして、この下側に位置する第１発光素子１４および第１リフレクタ１６においても、その第１発光素子１４からの出射光を第１リフレクタ１６により投影レンズ１２へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させ、これを鉛直面内においては投影レンズ１２の後側焦点Ｆに収束させるとともに水平面内においては後側焦点Ｆよりも前方側において（具体的には、投影レンズ１２に比較的近い位置において）光軸Ａｘ上に収束させるようになっている。
【００７７】
これを実現するため、ベース部材３１８の平板部３１８Ａは、その下面が前方へ向けてやや上向きに傾斜するように形成されている。また、このベース部材３１８は、下側に位置する第１リフレクタ１６で反射した第１発光素子１４からの光を投影レンズ１２に入射させるため、その平板部３１８Ａと半円筒部３１８Ｂとの間が部分的に途切れるように形成されている。
【００７８】
本変形例における２組の第２発光素子２４および第２リフレクタ３２６は、上記実施形態の第２発光素子２４および第２リフレクタ２６を、光軸Ａｘを中心にして左右両方向にそれぞれ９０°回転させたような姿勢で配置されている。その際、これら各第２リフレクタ３２６は、その反射面３２６ａの形状については上記実施形態の第２リフレクタ２６の反射面２６ａと同様であるが、その外周面の光軸Ａｘ寄りの部分が、光軸Ａｘと平行な鉛直面で切り取られた鉛直面部３２６ｂとして形成されている点で、上記実施形態の反射面２６ａと異なっている。
【００７９】
なお、本変形例において、各組の第２発光素子２４および第２リフレクタ３２６を固定支持する光源ホルダ３２２は、上記実施形態の光源ホルダ２２と同様の構成を有している。
【００８０】
図１０に示すように、光軸Ａｘの上側に位置する第１リフレクタ１６で反射した第１発光素子１４からの光は、水平面内においては、投影レンズ１２とその後側焦点Ｆとの間における投影レンズ１２に比較的近い位置で光軸Ａ上に一旦収束してから投影レンズ１２に入射する。このことは、光軸Ａｘの下側に位置する第１リフレクタ１６で反射した第１発光素子１４からの光に関しても同様である。
【００８１】
このため、本変形例のように、光軸Ａｘの左右両側に２組の第２発光素子２４および第２リフレクタ３２６が配置された構成としても、これらによって両第１リフレクタ１６からの反射光がほとんど遮られないようにすることができる。特に本変形例においては、各第２リフレクタ３２６の外周面における光軸Ａｘ寄りの部分が鉛直面部３２６ｂとして形成されているので、両第１リフレクタ１６からの反射光が全く遮られないようにすることができる。
【００８２】
本変形例においては、２つの第１発光素子１４および２つの第２発光素子２４が同時に点灯するようになっている。
【００８３】
図１１は、本変形例に係る灯具ユニット３１０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４つの配光パターンＰＡ１、ＰＡ２、ＰＢ１、ＰＢ２を透視的に示す図である。
【００８４】
同図において、配光パターンＰＡ１は、光軸Ａｘの上側に位置する第１発光素子１４の点灯により形成される配光パターンであり、配光パターンＰＡ２は、光軸Ａｘの下側に位置する第１発光素子１４の点灯により形成される配光パターンである。これら各配光パターンＰＡ１、ＰＡ２は、上記実施形態において形成される配光パターンＰＡと略同様の配光パターンとなっている。また、配光パターンＰＢ１は、光軸Ａｘの左側に位置する第２発光素子２４の点灯により形成される配光パターンであり、配光パターンＰＢ２は、光軸Ａｘの右側に位置する第２発光素子２４の点灯により形成される配光パターンである。これら各配光パターンＰＢ１、ＰＢ２は、上記実施形態において形成される配光パターンＰＢをＨ−Ｖを中心にして右方向および左方向にそれぞれ９０°回転させたような配光パターンとなっている。
【００８５】
本変形例の構成を採用することにより、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンを形成するための配光パターンの明るさを、上記実施形態の場合に比して倍増させることができ、これにより車両前方路面の遠方領域の視認性をより一層高めることができる。しかも、本変形例の構成を採用することにより、灯具ユニット３１０内の空きスペースを有効利用することができ、これにより灯具ユニット３１０をコンパクトな構成に維持することができる。
【００８６】
次に、上記実施形態の第４変形例について説明する。
【００８７】
図１２は、本変形例に係る灯具ユニット４１０を示す正面図であり、図１３は、図１２のXIII-XIII 線断面図である。
【００８８】
同図に示すように、本変形例に係る灯具ユニット４１０は、その基本的な構成は上記実施形態の灯具ユニット１０と同様であるが、そのベース部材４１８の構成が上記実施形態の場合と異なっている。
【００８９】
すなわち、このベース部材４１８は、上記実施形態のベース部材１８と同様、第１発光素子１４および第１リフレクタ１６を支持する平板部４１８Ａと、投影レンズ１２を支持する半円筒部４１８Ｂとを備えているが、投影レンズ１２と第１リフレクタ１４との間に、この第１リフレクタ１４からの反射光の一部を遮蔽するシェード４１８Ｃが形成されている点で、上記実施形態の場合と異なっている。。
【００９０】
このシェード４１８Ｃは、その上端縁４１８ａが投影レンズ１２の投影レンズ１２の後側焦点面に沿って水平方向に略円弧状に延びるように形成されている。その際、この上端縁４１８ａにおける光軸Ａｘよりも左側（灯具正面視では右側）の部分は、光軸Ａｘから左方向へ水平に延びるように形成されており、一方、その光軸Ａｘよりも右側の部分は、光軸Ａｘから右方向へ斜め下向き（例えば１５°下向き）に延びた後さらに右方向へ水平に延びるように形成されている。
【００９１】
本変形例に係る灯具ユニット４１０は、光軸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。
【００９２】
図１４は、本変形例に係る灯具ユニット４１０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である。
【００９３】
同図（ａ）は、第１発光素子１４のみを点灯させたときに形成される配光パターンＰＥをロービーム用配光パターンＰＬの一部として示しており、同図（ｂ）は、第１発光素子１４および第２発光素子２４を同時点灯させたときに形成される配光パターンＰＥ、ＰＢをハイビーム用配光パターンＰＨの一部として示している。
【００９４】
第２発光素子２４の点灯により形成される配光パターンＰＢは、上記実施形態の場合と同様である。一方、第１発光素子１４の点灯により形成される配光パターンＰＥは、略弓形形状を有する横長の配光パターンとして形成されている。
【００９５】
この配光パターンＰＥは、その上端部にカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、第１リフレクタ１６で反射して投影レンズ１２へ向かう第１発光素子１４からの光の一部がシェード４１８Ｃにより遮蔽されることにより、その上端縁４１８ａの反転投影像として形成されるものである。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、Ｈ−Ｖを通る鉛直線であるＶ−Ｖ線よりも右側の対向車線側カットオフラインＣＬ１が水平に延びるように形成されており、Ｖ−Ｖ線よりも左側の自車線側カットオフラインＣＬ２は、この対向車線側カットオフラインＣＬ１から所定角度（例えば１５°）で、Ｈ−Ｖを通る水平線であるＨ−Ｈ線のやや上方まで斜めに立ち上がった後、水平に延びるように形成されている。
【００９６】
この配光パターンＰＥにおいて、対向車線側カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅの位置は、Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方の位置に設定されている。これは、灯具ユニット４１０の光軸Ａｘが車両前後方向に延びる軸線に対して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。
【００９７】
そして、同図（ａ）に示すように、この配光パターンＰＥと、図示しない他の灯具ユニットから前方へ照射される光により形成される拡散配光パターンＰＦとの合成配光パターンとしてロービーム用配光パターンＰＬが形成されるようになっている。その際、このロービーム用配光パターンＰＬのホットゾーンは、配光パターンＰＥにより形成されるようになっている。
【００９８】
また、同図（ｂ）に示すように、この配光パターンＰＥと、配光パターンＰＢと、図示しない他の灯具ユニットから前方へ照射される光により形成される拡散配光パターンＰＣとの合成配光パターンとしてハイビーム用配光パターンＰＨが形成されるようになっている。その際、このハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンは、主として配光パターンＰＢにより形成されるようになっている。
【００９９】
本変形例の構成を採用することにより、灯具ユニット４１０を、ロービーム用配光パターンＰＬを形成するためのロービームモードとハイビーム用配光パターンＰＨの形成するためのハイビームモードとで共用することができる。
【０１００】
なお、本変形例に係る灯具ユニット４１０においても、上記実施形態の灯具ユニット１０と同様、その第１リフレクタ１６で光軸Ａｘ寄りに反射した第１発光素子１４からの光は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも前方においては、その大半が光軸Ａｘよりも下方側の空間に進んで投影レンズ１２の略下半部に入射するようになっており、そして、第２発光素子２４および第２リフレクタ２６は、投影レンズ１２とその後側焦点Ｆとの間における光軸Ａｘから上方側に離れた位置に配置されているので、これらを配置したことによって第１リフレクタ１６から投影レンズ１２へ向かう反射光が遮られないようにすることができる。
【０１０１】
上記第４変形例に係る灯具ユニット４１０においては、その光軸Ａｘの上方に１組の第２発光素子２４および第２リフレクタ２６が配置されているものとして説明したが、複数組の第２発光素子２４および第２リフレクタ２６が周方向に隣接するようにして配置された構成とすることも可能であり、このようにした場合には、照射光量をさらに増大させることができる。
【０１０２】
なお、上記実施形態および各変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニットを示す正面図
【図２】図１のII-II 線断面図
【図３】図２のIII 部詳細図
【図４】上記灯具ユニット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２つの配光パターンを透視的に示す図
【図５】上記実施形態の第１変形例に係る灯具ユニットを示す正面図
【図６】上記第１変形例に係る灯具ユニット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２つの配光パターンを透視的に示す図
【図７】上記実施形態の第２変形例に係る灯具ユニットを示す、図３と同様の図
【図８】上記実施形態の第３変形例に係る灯具ユニットを示す正面図
【図９】図８のIX-IX 線断面図
【図１０】図８のＸ-Ｘ 線断面図
【図１１】上記第３変形例に係る灯具ユニット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４つの配光パターンを透視的に示す図
【図１２】上記実施形態の第４変形例に係る灯具ユニットを示す正面図
【図１３】図１２のXIII-XIII 線断面図
【図１４】上記第４変形例に係る灯具ユニット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であって、同図（ａ）はロービームモードで形成される配光パターンを示す図、同図（ｂ）はハイビームモードで形成される配光パターンを示す図
【符号の説明】
【０１０４】
１０、１１０、２１０、３１０、４１０  灯具ユニット
１２  投影レンズ
１４  第１発光素子
１４ａ、２４ａ  発光チップ
１４ｂ、２４ｂ  基板
１６  第１リフレクタ
１６ａ、２６ａ、１２６ａ、２３０Ａａ、２３０Ｂａ、３２６ａ  反射面
１８、３１８、４１８  ベース部材
１８Ａ、３１８Ａ、４１８Ａ  平板部
１８Ｂ、３１８Ｂ、４１８Ｂ  半円筒部
１８ａ  上面
２０  レンズホルダ
２２、２２２  光源ホルダ
２４  第２発光素子
２６、３２６  第２リフレクタ
１２６  第２リフレクタ
２３０Ａ、２３０Ｂ  第３リフレクタ
３２６ｂ  鉛直面部
４１８Ｃ  シェード
４１８ａ  上端縁
Ａ、Ａａ、Ａｂ  発光中心
Ａｘ  光軸
Ｂ  所定点
ＣＬ１  対向車線側カットオフライン
ＣＬ２  自車線側カットオフライン
Ｅ  エルボ点
Ｆ  後側焦点
Ｈ  双曲線
Ｌ  直線
ＰＡ、ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＢ、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＤ、ＰＥ  配光パターン
ＰＣ、ＰＦ  拡散配光パターン
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
【図１】
0004563338.tif 000002
【図２】
0004563338.tif 000003
【図３】
0004563338.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004563338.tif 000008
【図８】
0004563338.tif 000009
【図９】
0004563338.tif 000010
【図１０】
0004563338.tif 000011
【図１１】
0004563338.tif 000012
【図１２】
0004563338.tif 000013
【図１３】
0004563338.tif 000014
【図１４】
0004563338.tif 000015