(57)【要約】【課題】パラボラ型の車両用灯具で明瞭な鉛直カットオフラインを有する配光パターンを形成する技術を提供する。【解決手段】本車両用灯具は、鉛直カットオフラインを有する配光パターンを形成するためのものであり、略長方形の発光面３４ａｆを有する発光素子３４ａと、発光素子３４ａからの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタ３２ｂとを備え、発光面３４ａｆの長辺３４ａｆ１によって鉛直カットオフラインを形成するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直カットオフラインを有する配光パターンを形成するための車両用灯具であって、
略長方形の発光面を有する発光素子と、
前記発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタとを備え、
前記発光面の長辺によって鉛直カットオフラインを形成するように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記発光面の長辺と鉛直線とがなす角度は、鉛直線から±１５°の範囲内にある請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
鉛直カットオフラインを有する配光パターンを形成するための車両用灯具に用いられる光学ユニットであって、
略長方形の発光面を有する発光素子を固定するための素子搭載部と、
前記素子搭載部に固定される発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタとを備え、
前記素子搭載部に固定される発光素子の発光面の長辺によって鉛直カットオフラインを形成するように構成されていることを特徴とする光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ユニットと当該光学ユニットを備えた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および２には、発光素子と、当該発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタとを備えた、いわゆるパラボラ型の車両用灯具が開示されている。これらの車両用灯具は、ロービーム用配光パターンを形成するための車両用灯具である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２６７０７号公報
【特許文献２】特開２００８−２２６７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、車両用前照灯として用いられる車両用灯具は、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとを切り替えることが可能である。また、近年、ロービーム用配光パターンおよびハイビーム用配光パターンに加えて、両者の中間の形状を有する特殊配光パターンを形成可能な構成を備え、前方車の存在状態に応じた配光パターンを形成するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御を実行可能な車両用灯具が開発されている。
【０００５】
上述した特殊配光パターンとしては、ロービーム用配光パターンのカットオフラインよりも上方でかつ鉛直線の左側または右側の領域を含む、いわゆる片ハイ用配光パターンがある。この片ハイ用配光パターンは、鉛直方向に延びる鉛直カットオフラインを有する。鉛直カットオフラインは、ロービーム用配光パターンのカットオフラインよりも上方で水平方向に並ぶ光照射領域と遮光領域との境界である。
【０００６】
上述したＡＤＢ制御は、特殊配光パターンを比較的簡単に形成することができるという理由で、いわゆるプロジェクタ型の車両用灯具での実施が想定されていた。これに対し、本発明者らは、ＡＤＢ制御をパラボラ型の車両用灯具で実施することを考えた。パラボラ型の車両用灯具によれば、プロジェクタ型の車両用灯具に比べて車両用灯具の低コスト化を図ることができる。そして、発明者らは、従来のパラボラ型の車両用灯具には明瞭な鉛直カットオフラインを形成する上で改善の余地があることを認識するに至った。
【０００７】
本発明は、発明者らによるこうした認識に基づいてなされたものであり、その目的は、パラボラ型の車両用灯具で明瞭な鉛直カットオフラインを有する配光パターンを形成する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具であり、当該車両用灯具は、鉛直カットオフラインを有する配光パターンを形成するための車両用灯具であって、略長方形の発光面を有する発光素子と、発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタとを備え、発光面の長辺によって鉛直カットオフラインを形成するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この態様によれば、パラボラ型の車両用灯具で明瞭な鉛直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る。
【００１０】
上記態様において、発光面の長辺と鉛直線とがなす角度は、鉛直線から±１５°の範囲内にあってもよい。これによれば、発光面の長辺に対応する光源像の長辺を鉛直カットオフラインとより簡単に一致させることができる。
【００１１】
本発明の他の態様は光学ユニットであり、当該光学ユニットは、鉛直カットオフラインを有する配光パターンを形成するための車両用灯具に用いられる光学ユニットであって、略長方形の発光面を有する発光素子を固定するための素子搭載部と、素子搭載部に固定される発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタとを備え、素子搭載部に固定される発光素子の発光面の長辺によって鉛直カットオフラインを形成するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
この態様によっても、パラボラ型の車両用灯具で明瞭な鉛直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る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パラボラ型の車両用灯具で明瞭な鉛直カットオフラインを有する配光パターンを形成する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る車両用灯具の概略水平断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、鉛直カットオフライン形成用部分パターンを形成する灯具ユニットの概略斜視図である。図２（Ｂ）は、鉛直カットオフライン形成用部分パターンを形成する灯具ユニットの発光素子近傍の概略部分平面図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、実施形態１に係る車両用灯具で形成される配光パターンの模式図である。
【図４】図４（Ａ）は、実施形態１に係る車両用灯具によって形成される鉛直カットオフライン形成用部分パターンの等照度曲線図である。図４（Ｂ）は、比較例に係る車両用灯具によって形成される鉛直カットオフライン形成用部分パターンの等照度曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用灯具の概略水平断面図である。図２（Ａ）は、鉛直カットオフライン形成用部分パターンを形成する灯具ユニットの概略斜視図である。図２（Ｂ）は、鉛直カットオフライン形成用部分パターンを形成する灯具ユニットの発光素子近傍の概略部分平面図である。本実施形態に係る車両用灯具１は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１として車両前方の左側に配置される前照灯ユニットの構造を示す。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１は、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口部を覆うように取り付けられた透光カバー４とを備える。透光カバー４は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成されている。ランプボディ２と透光カバー４とにより形成される灯室３内には、灯具ユニット１０および灯具ユニット３０が収容されている。灯具ユニット１０および灯具ユニット３０は、それぞれ図示しない支持部材によってランプボディ２に取り付けられて灯室３内に支持されている。なお、灯具ユニット１０，３０のランプボディ２への取付構造は公知であるため詳細な説明は省略する。
【００１８】
また、灯室３内には、灯具ユニット１０，３０の存在領域に開口部を有するエクステンション部材６が収容されている。エクステンション部材６は、ランプボディ２に固定されている。エクステンション部材６により、灯具前方から見てランプボディ２の開口部と灯具ユニット１０，３０の間の領域が覆われている。
【００１９】
灯具ユニット１０は、ロービーム用配光パターンおよびハイビーム用配光パターンを形成するための灯具ユニットである。灯具ユニット１０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであり、光源バルブ１２、リフレクタ１４、シェード１６、レンズホルダ１８、および投影レンズ２０を備える。光源バルブ１２には、ハロゲンランプなどのフィラメントを有する白熱灯や、メタルハライドバルブなどのＨＩＤランプ（ディスチャージランプともいう）からなる放電灯を採用することができる。なお、光源としては、ＬＥＤなどの発光素子を採用してもよい。
【００２０】
リフレクタ１４は、カップ型に形成され、中央に挿通孔が設けられている。光源バルブ１２は、リフレクタ１４の挿通孔に挿通されてリフレクタ１４に固定されている。リフレクタ１４は、その少なくとも一部に略楕円球面状の反射面を有し、この反射面の第１焦点近傍に光源バルブ１２が配置されている。また、反射面の第２焦点近傍には、後述する投影レンズ２０の後方焦点が配置されている。
【００２１】
シェード１６は、平板状の部材であり、灯具ユニット１０の光軸に対して進退可能に設けられている。シェード１６は、光軸に対して進出位置にあるときに、先端部がリフレクタ１４の第２焦点あるいは投影レンズ２０の後方焦点の近傍に位置するように設けられている。当該先端部は、ロービーム用配光パターンのカットオフラインに対応した形状を有する。シェード１６が光軸に対して進出位置にあるときに、光源バルブ１２から直接進行した光およびリフレクタ１４で反射された光の一部が遮蔽される。
【００２２】
投影レンズ２０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からなり、投影レンズ２０の後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ２０は、レンズホルダ１８の前端部に固定されている。レンズホルダ１８は、その後端部がリフレクタ１４の前端部に固定されている。
【００２３】
光源バルブ１２から照射された光は、直接あるいはリフレクタ１４で反射されて、シェード１６を経て投影レンズ２０へと導かれる。シェード１６が灯具ユニット１０の光軸に対して進出位置にある場合、投影レンズ２０に向かう光の一部がシェード１６によって遮蔽され、これによりロービーム用配光パターンが形成される。一方、シェード１６が灯具ユニット１０の光軸に対して後退位置にある場合、ハイビーム用配光パターンが形成される。なお、灯具ユニット１０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであってもよい。
【００２４】
灯具ユニット３０は、鉛直カットオフライン形成用部分パターン（鉛直カットオフラインを有する配光パターン）を形成するための灯具ユニットである。灯具ユニット３０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、光学ユニット３２と、光源モジュール３４とを有する。光学ユニット３２は、素子搭載部３２ａとパラボラ光学系リフレクタ３２ｂとを備える。光源モジュール３４は、光学ユニット３２の素子搭載部３２ａに固定される。素子搭載部３２ａおよびパラボラ光学系リフレクタ３２ｂは、ヒートシンク（図示せず）に連結される。ヒートシンクは、エイミングスクリューやレベリングシャフト（いずれも図示せず）を介してランプボディ２に取り付けられる。
【００２５】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、素子搭載部３２ａは、発光素子３４ａを固定するための部材である。素子搭載部３２ａは、給電端子３２ａ１を有し、光源モジュール３４が素子搭載部３２ａに固定された状態で、給電端子３２ａ１と後述する電極３４ｂ１とが電気的に接続される。
【００２６】
光源モジュール３４は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、発光素子３４ａと、発光素子３４ａを支持する基板３４ｂとを有する。発光素子３４ａは、略長方形の発光面３４ａｆを有する。基板３４ｂは、たとえばセラミックなどで形成された熱伝導性絶縁基板である。基板３４ｂには、発光素子３４ａに電力を伝達するための電極３４ｂ１が形成されている。
【００２７】
パラボラ光学系リフレクタ３２ｂは、素子搭載部３２ａに固定された発光素子３４ａからの光を灯具前方へ反射するための反射部材である。パラボラ光学系リフレクタ３２ｂは、発光素子３４ａの近傍に焦点を有する回転放物面の一部を基準面とする反射面を有する。反射面には複数のステップが形成されている。
【００２８】
発光素子３４ａから照射された光は、パラボラ光学系リフレクタ３２ｂの反射面の各ステップにより灯具前方に向けて反射される。これにより、発光素子３４ａの発光面３４ａｆに対応する光源像が車両前方に投影されて、後述する鉛直カットオフライン形成用部分パターンが形成される。
【００２９】
上述のように構成された車両用灯具１で形成される配光パターンについて説明する。図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、実施形態１に係る車両用灯具で形成される配光パターンの模式図である。なお、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）では、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方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た配光パターンを示している。
【００３０】
図３（Ａ）に示す配光パターンは、ロービーム用配光パターンＬｏである。このロービーム用配光パターンＬｏは、左側通行時に前方車両や歩行者にグレアを与えないように配慮された配光パターンであり、シェード１６が進出位置にある状態の灯具ユニット１０によって形成される。ロービーム用配光パターンＬｏは、その上端の鉛直線Ｖよりも右側に、水平線Ｈと平行に延びる対向車線側カットオフラインＣＬ１を、鉛直線Ｖよりも左側に、対向車線側カットオフラインＣＬ１よりも高い位置で水平線Ｈと平行に延びる自車線側カットオフラインＣＬ２を、対向車線側カットオフラインＣＬ１と自車線側カットオフラインＣＬ２との間に、両者をつなぐ斜めカットオフラインＣＬ３をそれぞれ有する。斜めカットオフラインＣＬ３は、対向車線側カットオフラインＣＬ１と鉛直線Ｖとの交点から左斜め上方へ４５°の傾斜角で延びている。
【００３１】
図３（Ｂ）に示す配光パターンは、ハイビーム用配光パターンＨｉ１である。このハイビーム用配光パターンＨｉ１は、前方の広範囲および遠方を照明する配光パターンであり、シェード１６が後退位置にある状態の灯具ユニット１０によって形成される。ハイビーム用配光パターンＨｉ１は、ロービーム用配光パターンＬｏのカットオフラインより上方の自車線側および対向車線側に光照射領域を有する。
【００３２】
図３（Ｃ）に示す配光パターンは、いわゆる「左片ハイビーム」を形成する左片ハイ用配光パターンＨｉ２である。左片ハイ用配光パターンＨｉ２は、ロービーム用配光パターンＬｏのカットオフラインより上方の自車線側に光照射領域を有し、対向車線側に遮光領域を有する特殊ハイビーム用配光パターンである。左片ハイ用配光パターンＨｉ２は、灯具ユニット１０によって形成されるロービーム用配光パターンＬｏと、灯具ユニット３０によって形成される鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ１とが合成されて形成される。鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ１は、鉛直線Ｖよりも左側で水平線Ｈを含む上下方向の所定領域に延在する配光パターンであり、鉛直線Ｖと略重なる位置で鉛直方向に延びる鉛直カットオフラインＣＬＶ１を有する。左片ハイ用配光パターンＨｉ２を形成することで、対向車や歩行者にグレアを与えず、自車線側のみのハイビーム照射により運転者の視認性を高めることができる。
【００３３】
図３（Ｄ）に示す配光パターンは、いわゆる「右片ハイビーム」を形成する右片ハイ用配光パターンＨｉ３である。右片ハイ用配光パターンＨｉ３は、ロービーム用配光パターンＬｏのカットオフラインより上方の対向車線側に光照射領域を有し、自車線側に遮光領域を有する特殊ハイビーム用配光パターンである。右片ハイ用配光パターンＨｉ３は、灯具ユニット１０によって形成されるロービーム用配光パターンＬｏと、灯具ユニット３０によって形成される鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ２とが合成されて形成される。鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ２は、鉛直線Ｖよりも右側で水平線Ｈを含む上下方向の所定領域に延在する配光パターンであり、鉛直線Ｖと略重なる位置で鉛直方向に延びる鉛直カットオフラインＣＬＶ２を有する。右片ハイ用配光パターンＨｉ３を形成することで、先行車や歩行者にグレアを与えず、対向車線側のみのハイビーム照射により運転者の視認性を高めることができる。
【００３４】
本実施形態では、左側に配置される前照灯ユニットの灯具ユニット３０によって鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ１が形成され、右側に配置される前照灯ユニットの灯具ユニット３０によって鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ２が形成される。なお、車両用灯具１の構成は特にこれに限定されず、たとえば左右の前照灯ユニットの灯具ユニット３０によって鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ１，Ｐ２のいずれか一方のみを形成してもよい。また、鉛直カットオフラインＣＬＶ１，ＣＬＶ２は、鉛直線Ｖから車幅方向左側あるいは車幅方向右側に所定量だけずれた位置に形成されてもよい。
【００３５】
ここで、光学ユニット３２は、素子搭載部３２ａに固定される発光素子３４ａの発光面３４ａｆの長辺３４ａｆ１によって鉛直カットオフラインＣＬＶ１，ＣＬＶ２を形成するように構成されている。すなわち、光学ユニット３２の素子搭載部３２ａとパラボラ光学系リフレクタ３２ｂとは、発光面３４ａｆの長辺３４ａｆ１によって鉛直カットオフラインＣＬＶ１，ＣＬＶ２が形成されるよう互いの位置関係が定められている。したがって、発光素子３４ａとパラボラ光学系リフレクタ３２ｂとは、発光面３４ａｆの長辺３４ａｆ１によって鉛直カットオフラインＣＬＶ１，ＣＬＶ２が形成されるよう互いの位置関係が定められている。
【００３６】
具体的には、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、発光面３４ａｆの長辺３４ａｆ１が鉛直線Ｖに対して平行に延びるように発光素子３４ａが配置されている。また、パラボラ光学系リフレクタ３２ｂは、発光面３４ａｆに対応する光源像を車両前方に投影する際、投影された光源像の長辺が鉛直線Ｖに対して平行に延びるように発光素子３４ａの光を反射するよう設定されている。
【００３７】
発光面３４ａｆの長辺３４ａｆ１と鉛直線Ｖとがなす角度は、鉛直線Ｖから±１５°の範囲内にあることが好ましい。当該角度がこの範囲にある場合、この範囲を超える場合に比べてより簡単に、発光面３４ａｆの長辺３４ａｆ１に対応する光源像の長辺を鉛直カットオフラインＣＬＶ１，ＣＬＶ２と一致させることができる。したがって、光学ユニット３２の構造の複雑化を回避することができる。
【００３８】
図４（Ａ）は、実施形態１に係る車両用灯具によって形成される鉛直カットオフライン形成用部分パターンの等照度曲線図である。図４（Ｂ）は、比較例に係る車両用灯具によって形成される鉛直カットオフライン形成用部分パターンの等照度曲線図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）では、例として左片ハイ用配光パターンの一部を構成する鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ１の等照度曲線を示している。
【００３９】
比較例に係る車両用灯具に搭載された、鉛直カットオフライン形成用部分パターンを形成するための灯具ユニットは、従来公知の一般的なパラボラ型の灯具ユニットである。この灯具ユニットは、本実施形態に係る車両用灯具１の灯具ユニット３０と基本的な構成は同じであるが、発光面の長辺が水平線Ｈに対して平行に延びるように発光素子が配置されている点が異なる。したがって、比較例に係る車両用灯具では、発光面の短辺に対応する光源像の短辺が鉛直方向に積み重ねられて鉛直カットオフラインＣＬＶ１が形成される。
【００４０】
ここで、一般に発光素子の発光面は、周縁部に比べて中心部の光度、輝度が高い。すなわち、発光素子の発光面は、周縁部に比べて中心部の光束密度が高い。そのため、比較例のように略長方形の発光面の短辺で鉛直カットオフラインを形成した場合は、発光面の長辺で鉛直カットオフラインを形成する場合に比べて、発光面の中央部に対応する光源像の中央部が鉛直カットオフラインＣＬＶ１の形成予定位置から離れてしまう。上述のように発光面の中央部は光度が高いため、これに対応する光源像の中央部は照度が高い。したがって、比較例の鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ１では、実施形態１の鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ１に比べて、光源像の高照度領域が鉛直カットオフライン形成予定位置から離れてしまう。
【００４１】
言い換えれば、実施形態１に係る車両用灯具１によれば、比較例１に係る車両用灯具に比べて、光源像の高照度領域を鉛直カットオフライン形成予定領域に近づけて、鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ１を形成することができる。そのため、図４（Ａ）および図４（Ｂ）との比較から明らかなように、実施形態１に係る車両用灯具１によれば、鉛直カットオフライン形成用部分パターンＰ１の鉛直カットオフラインＣＬＶ１に対応する輪郭部分を、比較例に比べてより鉛直線Ｖ（鉛直カットオフライン形成予定領域）に沿った形状とすることができる。したがって、実施形態１に係る車両用灯具によれば、比較例に係る車両用灯具に比べてより明瞭な鉛直カットオフラインＣＬＶ１を形成することができる。
【００４２】
なお、前記「略長方形」は、長方形と、長方形に近い形状であって本発明の目的が達せられる形状とを含む。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具１および光学ユニット３２は、発光素子３４ａの持つ略長方形の発光面３４ａｆの長辺３４ａｆ１によって鉛直カットオフラインＣＬＶ１，ＣＬＶ２を形成するように構成されている。これにより、パラボラ型の車両用灯具１で明瞭な鉛直カットオフラインＣＬＶ１，ＣＬＶ２を有する配光パターンを形成することができる。
【００４４】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることが可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の実施形態に変形が加えられた新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。
【００４５】
上述の実施形態１では、車両用灯具１にロービーム用配光パターンおよびハイビーム用配光パターンを形成するための灯具ユニット１０が設けられている。しかしながら、車両用灯具１の構成は特に限定されず、灯具ユニット１０が設けられていなくてもよく、また灯具ユニット１０に代えてあるいは加えて、他の配光パターンを形成するための灯具ユニットが設けられてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
ＣＬＶ１，ＣＬＶ２  鉛直カットオフライン、  Ｐ１，Ｐ２  鉛直カットオフライン形成用部分パターン、  Ｖ  鉛直線、  １  車両用灯具、  ３２  光学ユニット、  ３２ａ  素子搭載部、  ３２ｂ  パラボラ光学系リフレクタ、  ３４ａ  発光素子、  ３４ａｆ  発光面、  ３４ａｆ１  長辺。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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