(57)【要約】【課題】１つの光源で複数の配光パターンを簡便に切り替えることができる車両用前照灯を提供する。【解決手段】車両用前照灯１０は、発光モジュール２２と、発光モジュール２２を移動させる移動機構２１と、発光モジュール２２から出射した光を灯具前方へ反射するとともに、移動する発光モジュール２２の位置に応じて複数の配光パターンを形成するように反射面が構成されているリフレクタ２４と、を備える。移動機構２１は、複数の位置に発光モジュール２２を平行移動できるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
光源を移動させる移動機構と、
光源から出射した光を灯具前方へ反射するとともに、移動する光源の位置に応じて複数の配光パターンを形成するように反射面が構成されているリフレクタと、を備え、
前記移動機構は、複数の位置に前記光源を平行移動できるように構成されていることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記移動機構は、リフレクタの光軸方向の位置が異なる複数の位置に前記光源を移動できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項３】
前記移動機構は、前記光源の発光面と交差する軸を中心として前記光源を回転させることができるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯。
【請求項４】
前記光源は、複数の配光パターンのうちハイビーム用配光パターンを形成する際の光度がロービーム用配光パターンを形成する際の光度よりも大きくなるように制御されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。
【請求項５】
光源と、
光源から出射した光を灯具前方へ反射し、光源の実像または光源の虚像の位置に応じて複数の配光パターンを形成するように反射面が構成されているリフレクタと、
前記光源から出射した光の経路を変化させる光路変化機構と、
前記光源と前記リフレクタとの間の領域に前記光路変化機構を移動させるとともに、該領域から前記光路変化機構を退避させる移動機構と、
を備え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】
本発明は、灯具に関し、特に、光源が発した光を反射するリフレクタを備える車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を用いた車両用灯具の開発が進められている。ここで、複数のＬＥＤの各々が発する光をリフレクタで反射して、ホットゾーン用の配光パターンおよび拡散領域用の配光パターンの各々を形成する車両用灯具が提案されている。また、一つの光源で複数の配光パターンを切り替える車両用灯具も考案されている（例えば、特許文献１または２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３５３１１号公報
【特許文献１】特開２００８−１２３８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述の車両用灯具では、主としてロービーム用配光パターンの切替えを考慮しており、水平線より上方への配光については何ら考慮されていない。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、１つの光源で複数の配光パターンを簡便に切り替えることができる車両用前照灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯は、光源と、光源を移動させる移動機構と、光源から出射した光を灯具前方へ反射するとともに、移動する光源の位置に応じて複数の配光パターンを形成するように反射面が構成されているリフレクタと、を備える。移動機構は、複数の位置に光源を平行移動できるように構成されている。
【０００７】
この態様によると、複数の配光パターンの形成を光源の平行移動で実現できる。
【０００８】
移動機構は、リフレクタの光軸方向の位置が異なる複数の位置に光源を移動できるように構成されていてもよい。これにより、水平線に対して上端の位置が異なる複数の配光パターンを形成できる。
【０００９】
移動機構は、光源の発光面と交差する軸を中心として光源を回転させることができるように構成されていてもよい。これにより、光源の平行移動または回転移動のみでは実現できない複数の配光パターンの形成が可能となる。
【００１０】
光源は、複数の配光パターンのうちハイビーム用配光パターンを形成する際の光度がロービーム用配光パターンを形成する際の光度よりも大きくなるように制御されてもよい。これにより、ハイビーム用配光パターンで照射する領域をより明るくすることができる。
【００１１】
本発明の別の態様もまた、車両用前照灯である。この車両用前照灯は、光源と、光源から出射した光を灯具前方へ反射し、光源の実像または光源の虚像の位置に応じて複数の配光パターンを形成するように反射面が構成されているリフレクタと、光源から出射した光の経路を変化させる光路変化機構と、光源とリフレクタとの間の領域に光路変化機構を移動させるとともに、該領域から光路変化機構を退避させる移動機構と、を備える。
【００１２】
この態様によると、複数の配光パターンの形成を光路変化機構の移動で実現できる。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、１つの光源で複数の配光パターンを簡便に切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る車両用前照灯の正面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＰ−Ｐ断面図である。
【図２】図１の視点Ｒから見た発光モジュールの図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、リフレクタの形状を示す図である。
【図４】灯具ユニットによって仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンＰＬを示す図である。
【図５】図５（ａ）は、ホットゾーン形成部に含まれる各セグメントを模式的に示す図であり、図５（ｂ）は、ホットゾーン形成部によって仮想鉛直スクリーン上に形成されるホットゾーン用配光パターンＰＡを示す図である。
【図６】図６（ａ）は、拡散領域形成部に含まれる各セグメントを模式的に示す図であり、図６（ｂ）は、拡散領域形成部によって仮想鉛直スクリーン上に形成される第１拡散配光パターンを示す図である。
【図７】図７（ａ）は、拡散領域形成部に含まれる各セグメントを模式的に示す図であり、図７（ｂ）は、拡散領域形成部によって仮想鉛直スクリーン上に形成される第２拡散配光パターンを示す図である。
【図８】図８（ａ）は、発光モジュールが第１の位置にある状態を灯具ユニットの上方から見た模式図、図８（ｂ）は、発光モジュールが第２の位置にある状態を灯具ユニットの上方から見た模式図、図８（ｃ）は、発光モジュールが第３の位置にある状態を灯具ユニットの上方から見た模式図である。
【図９】図９（ａ）は、発光モジュールが第１の位置にある場合に対応した配光パターンの一例を示す図、図９（ｂ）は、発光モジュールが第２の位置にある場合に対応した配光パターンの一例を示す図、図９（ｃ）は、発光モジュールが第３の位置にある場合に対応した配光パターンの一例を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る移動機構を説明するための模式図である。
【図１１】図１１（ａ）は、第２の実施の形態に係る発光モジュールが第１の位置にある状態を灯具ユニットの上方から見た模式図、図１１（ｂ）は、第２の実施の形態に係る発光モジュールが第２の位置にある状態を灯具ユニットの上方から見た模式図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る車両用前照灯の概略構成を示す模式図である。
【図１３】プリズムの進退による光路の変化を説明するための模式図である。
【図１４】図１４（ａ）は、光源が第１の位置（実像の位置）にある場合に対応した配光パターンの一例を示す図、図１４（ｂ）は、光源が第２の位置（虚像の位置）にある場合に対応した配光パターンの一例を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）は、第３の実施の形態に係るプリズムを上面から見た図、図１５（ｂ）は、プリズムを側面から見た図、図１５（ｃ）は、プリズムの斜視図、図１５（ｄ）は、プリズムの正面から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下では、左側配光の車両用前照灯について説明するが、右側配光の車両用前照灯であってもよい。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る車両用前照灯１０の正面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＰ−Ｐ断面図である。車両用前照灯１０は、ハウジング１２、アウターカバー１４、および灯具ユニット１６を有する。以下、図１（ｂ）において矢印Ｘが向く方向を灯具前方として説明する。また、灯具前方に見て右側を灯具右側、左側を灯具左側という。なお、車両用前照灯１０は、車両左前部および右前部にそれぞれに１つずつ設けられる。図１（ａ）および図１（ｂ）は、左右いずれかの車両用前照灯１０の構成を示している。
【００１８】
ハウジング１２は開口を有する箱状に形成される。アウターカバー１４は透光性を有する樹脂またはガラスによって椀状に形成される。アウターカバー１４は、縁部がハウジング１２の開口部に取り付けられる。こうして、ハウジング１２とアウターカバー１４とによって覆われる領域に灯室が形成される。
【００１９】
灯室内には、灯具ユニット１６が設けられる。灯具ユニット１６は、灯具前方に光を照射するよう灯室内に配置される。灯具ユニット１６は、支持プレート１８、支持部材２０、移動機構２１、発光モジュール２２、リフレクタ２４、シェード２６、ヒートシンク２８、および冷却ファン３０を有する。灯具ユニット１６は、車両前方に照射すべき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ように構成されている。灯具ユニット１６の灯具前方には、リフレクタ２４によって反射された光が灯具前方に進むための開口部を有するエクステンションリフレクタ３４が設けられる。
【００２０】
支持プレート１８は、コーナー部のうち３か所がエイミングスクリュー３２によってハウジング１２に固定される。支持部材２０は、厚みのある矩形の板状に形成され、一側面が支持プレート１８の前面に固定されるとともに、移動機構２１が下面に設けられている。光源である発光モジュール２２は、主光軸がやや灯具後方に向くよう移動機構２１の下面に取り付けられている。移動機構２１は、発光モジュール２２を移動させるように構成されている。なお、移動機構２１の詳細については後述する。
【００２１】
支持部材２０は、発光モジュール２２が発する熱を効率よく回収できるよう、アルミニウムなど熱伝導率が高い材料によって形成される。支持部材２０の上面にはヒートシンク２８を介して冷却ファン３０が取り付けられている。こうして発光モジュール２２は、移動機構２１、支持部材２０およびヒートシンク２８を介して冷却ファン３０によって冷却され、温度の上昇が抑制されている。
【００２２】
リフレクタ２４は、支持部材２０の下方に位置するよう支持プレート１８の前面に取り付けられる。リフレクタ２４は、発光モジュール２２が発した光を灯具前方に向けて集光する光学部材として機能する。具体的には、リフレクタ２４は、発光モジュール２２が発する光を灯具前方に反射して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。
【００２３】
シェード２６は、板状に形成され、発光モジュール２２の近傍に略垂直に配置される。シェード２６は、移動機構２１によって発光モジュール２２が第１の位置に移動されている場合、リフレクタ２４によって灯具前方に反射される光のうち、エクステンションリフレクタ３４を反射してロービーム用配光パターンより上方に向かう光、及びＬＥＤ光源から直接ロービーム用配光パターンより上方に向かう光を遮光する。これにより、非有効反射面であるエクステンションリフレクタ３４を反射して車両前方に存在する者へ与えるグレアを抑制することができる。なおシェード２６は、垂直に配置されていなくてもよく、水平、または水平方向に対して傾斜して配置されてもよい。また、シェード２６は、発光モジュール２２からリフレクタ２４に直接向かう光を遮らない位置に配置される。また、シェード２６は、ハイビーム用配光パターンを形成すべく移動機構２１によって発光モジュール２２が第２の位置に移動されている場合、ロービーム用配光パターンの上端縁よりも上方まで光が届くように配置されている。
【００２４】
図２は、図１の視点Ｒから見た発光モジュール２２の図である。発光モジュール２２は、複数の発光素子５０によって構成される発光素子列５２と、基板５４とを有する。第１の実施の形態では、発光素子５０は４つ設けられており、この４つの発光素子５０が基板５４に実装されている。なお、発光素子５０の数が４つに限定されないことは勿論であり、１つ、または他の数の複数の発光素子５０が設けられてもよい。
【００２５】
発光素子５０は、半導体発光素子（図示せず）および蛍光体（図示せず）を有する。第１の実施の形態では、発光素子５０は、白色光を発するよう設けられている。具体的には、半導体発光素子には、主として青色光を発する青色ＬＥＤが採用されている。また、蛍光体は、青色光を黄色光に波長変換するものが採用されている。半導体発光素子が発光すると、半導体発光素子が発する青色光と、蛍光体によって波長変換された黄色光とが加法混色され、発光素子５０の発光面から白色光が発せられる。このように半導体発光素子および蛍光体は公知であるため、詳細についての説明は省略する。
【００２６】
なお、発光素子５０が白色光を発するものに限定されないことは勿論であり、薄い黄色光や薄い青色光など他の色を発するものであってもよい。また、半導体発光素子は、例えば紫外光など青色以外の他の波長の光を主として発するものであってもよい。
【００２７】
第１の実施の形態では、複数の発光素子５０の各々は正方形に形成されている。なお、発光素子５０の各々は、正方形以外の矩形に形成されていてもよい。複数の発光素子５０の各々は、一端縁が隣の発光素子５０の一端縁に接した状態で一列に並ぶよう配置され、発光素子列５２を構成する。したがって発光素子列５２は、細長い矩形の発光面５２ａを有する一体的な面光源として機能する。なお、発光素子列５２に代えて、細長い矩形の発光素子が単一で用いられてもよい。また、発光素子列５２の発光面５２ａは、矩形以外の他の形状に形成されてもよい。また、発光面５２ａは、平らな面でなくてもよく、後述するように第１カットオフラインＣＬ１および第２カットオフラインＣＬ２を形成するための縁を有していればよい。
【００２８】
発光面５２ａは細長い矩形に形成されるため、発光面５２ａは長い２つの直線状の縁と短い２つの直線状の縁の計４つの縁を有する。この４つの縁のうち長い縁である上端縁５２ｂが、ロービーム用配光パターンのカットオフラインの形成に利用される。
【００２９】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、リフレクタ２４の形状を示す図である。具体的には、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）は、それぞれリフレクタ２４の斜視図、正面図、上面図である。図３（ｄ）は、図３（ｃ）におけるＱ−Ｑ断面図である。
【００３０】
リフレクタ２４は、反射面２４ａおよび凹部２４ｂを有する。凹部２４ｂは、支持部材２０の下方の外形と略同一形状に形成されており、凹部２４ｂが支持部材２０の下部に嵌め込まれてリフレクタ２４が支持部材２０に対し位置決めされる。
【００３１】
反射面２４ａは、ホットゾーン形成部２４Ａ、拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃを有する。ホットゾーン形成部２４Ａは、拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃの間に配置される。拡散領域形成部２４Ｂは、リフレクタ２４を正面に見て、すなわち灯具後方に向かってホットゾーン形成部２４Ａの右側に配置され、拡散領域形成部２４Ｃは、灯具後方に向かってホットゾーン形成部２４Ａの左側に配置される。ホットゾーン形成部２４Ａは、発光モジュール２２が発する光を灯具前方に反射して、後述するホットゾーン用配光パターンを形成する。拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃは、発光モジュール２２が発する光を灯具前方に反射して、後述する拡散配光パターンを形成する。
【００３２】
ホットゾーン形成部２４Ａは、発光モジュール２２までの平均距離が拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃよりも短くなるよう配置されている。この平均距離は、ホットゾーン形成部２４Ａ、拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃの各々の表面と発光モジュール２２の中心と距離の平均値であり、積分によって算出してもよい。これにより、照度の高いホットゾーンを簡易に形成することができる。
【００３３】
ホットゾーン形成部２４Ａ、拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃの各々は、複数のセグメントを有する。複数のセグメントの各々は滑らかな曲面として形成され、互いに縁で接する隣のセグメントとは段差または折り目を介して接続されている。
【００３４】
図４は、灯具ユニット１６によって仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンＰＬを示す図である。ロービーム用配光パターンＰＬは、非平行に延在することにより互いに角度を持って交わる第１カットオフラインＣＬ１および第２カットオフラインＣＬ２を有する。第１カットオフラインＣＬ１は、消点から上下方向に伸びる鉛直線（Ｖ−Ｖ線）よりも右側において、水平線（Ｈ−Ｈ線）よりもわずかに（０．６度）下方に水平方向に延在する。第２カットオフラインＣＬ２は、第１カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点から左に進むほど高くなるよう傾斜して延在する。上述のシェード２６は、これら第１カットオフラインおよび第２カットオフラインより上方への光を遮光するよう設けられている。
【００３５】
灯具ユニット１６は、ロービーム用配光パターンＰＬを形成する。具体的には、ホットゾーン形成部２４Ａは、発光モジュール２２が発した光を反射して第１カットオフラインおよび第２カットオフラインを含むホットゾーン用配光パターンＰＡを形成する。拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃは、ホットゾーン用配光パターンＰＡよりも水平方向に長い拡散配光パターンＰＢを形成する。上述のように、ホットゾーン形成部２４Ａは、拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃの間に配置される。このように光を拡散させる拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃを、ホットゾーン形成部２４Ａの外側に配置することにより、リフレクタ２４の形状の複雑化を回避することができる。
【００３６】
ロービーム用配光パターンＰＬは、ホットゾーン用配光パターンＰＡと拡散配光パターンＰＢとが重ね合わされて形成される。拡散配光パターンＰＢは、水平方向に延在するよう形成され、ロービーム用配光パターンＰＬと同じ水平方向の長さを有する。拡散配光パターンＰＢは、Ｖ−Ｖ線より右側の上端縁によって第１カットオフラインＣＬ１を形成する。
【００３７】
ホットゾーン用配光パターンＰＡは、ロービーム用配光パターンＰＬのうち、照度を高くすべきホットゾーンを含むよう形成される。ホットゾーン用配光パターンＰＡは、互いに角度を持って交わる第１カットオフラインＣＬ１および第２カットオフラインＣＬ２を含む。ホットゾーン用配光パターンＰＡは、水平方向および鉛直方向の双方の長さが拡散配光パターンＰＢよりも小さく形成される。
【００３８】
図５（ａ）は、ホットゾーン形成部２４Ａに含まれる各セグメントを模式的に示す図であり、図５（ｂ）は、ホットゾーン形成部２４Ａによって仮想鉛直スクリーン上に形成されるホットゾーン用配光パターンＰＡを示す図である。図５（ａ）は、リフレクタ２４を正面に見た図、すなわちリフレクタ２４を灯具後方に向かって見た図を示している。図５（ｂ）は、ホットゾーン形成部２４Ａによって仮想鉛直スクリーンに形成されるホットゾーン用配光パターンＰＡを灯具前方に向かって見た図を示している。
【００３９】
ホットゾーン形成部２４Ａは、上下方向３列、左右方向２列に分割されることによって形成されたセグメントＡ１〜Ａ６の６つのセグメントを有する。セグメントＡ１〜Ａ６の各々は矩形に形成されている。セグメントＡ１〜Ａ３は、灯具後方に向かって右の列に含まれ、上から下に向かってセグメントＡ１、Ａ２、Ａ３の順に配置されている。セグメントＡ１〜Ａ３は、灯具後方に向かって左の列に含まれ、上から下に向かってＡ４、Ａ５、Ａ６の順に配置されている。
【００４０】
ホットゾーン用配光パターンＰＡは、投影像ＰＡ１〜ＰＡ６が重畳されることによって形成される。投影像ＰＡ１〜ＰＡ６の各々は、セグメントＡ１〜Ａ６の各々による反射光によって形成される。
【００４１】
セグメントＡ１〜Ａ３の各々は、発光面５２ａが細長い矩形に形成されていることを利用して、水平方向に延在する投影像ＰＡ１〜ＰＡ３を形成する。具体的には、投影像ＰＡ１は、ホットゾーン用配光パターンＰＡと略同一の水平方向の長さを有する。投影像ＰＡ１は、上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。また、投影像ＰＡ１は、水平方向における中央部がＶ−Ｖ線より右側に位置するよう形成される。
【００４２】
投影像ＰＡ２は、投影像ＰＡ１よりも短い水平方向の長さを有する。投影像ＰＡ２もまた、上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう、且つ水平方向における中央部がＶ−Ｖ線よりわずかに右側に位置するよう形成される。投影像ＰＡ３は、投影像ＰＡ２よりも短い水平方向の長さを有する。投影像ＰＡ３は、上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう、且つ水平方向における中央部がＶ−Ｖ線よりわずかに右側に位置するよう形成される。
【００４３】
このように、セグメントＡ１〜Ａ３は、投影像ＰＡ１〜ＰＡ３を重畳した配光パターンを形成することにより、上端縁が第１カットオフラインＣＬ１に重なるよう水平方向に延在すると共に、消点に近づくにしたがって照度が増加する配光パターンを形成する。
【００４４】
セグメントＡ４〜Ａ６の各々は、発光面５２ａが細長い矩形に形成されていることを利用して、第２カットオフラインＣＬ２と略平行に延在する投影像ＰＡ４〜ＰＡ６を形成する。具体的には、投影像ＰＡ４は、上端縁が第２カットオフラインＣＬ２の全長と重なるよう斜めに延在して形成される。このため、投影像ＰＡ４は、ホットゾーン用配光パターンＰＡの約半分の長さを有する。また、投影像ＰＡ４は、右端部がＶ−Ｖ線よりわずかに右に位置し、左端部がホットゾーン用配光パターンＰＡの左端部に位置するよう形成される。
【００４５】
投影像ＰＡ５は、第２カットオフラインＣＬ２と平行な方向および垂直な方向の双方の長さが投影像ＰＡ４よりも短く形成される。投影像ＰＡ５もまた、上端縁が第２カットオフラインＣＬ２と重なるよう斜めに延在して形成される。また、投影像ＰＡ５は、右端部が消点と投影像ＰＡ４の右端部との間に位置し、左端部が投影像ＰＡ４の左端部よりも消点寄りに位置するよう形成される。
【００４６】
投影像ＰＡ６は、第２カットオフラインＣＬ２と平行な方向および垂直な方向の双方の長さが投影像ＰＡ５よりも短く形成される。投影像ＰＡ６もまた、上端縁が第２カットオフラインＣＬ２と重なるよう斜めに延在して形成される。また、投影像ＰＡ６は、右端部が消点と投影像ＰＡ５の右端部との間に位置し、左端部が投影像ＰＡ５の左端部よりも消点寄りに位置するよう形成される。
【００４７】
このように、セグメントＡ４〜Ａ６は、投影像ＰＡ４〜ＰＡ６を重畳した配光パターンを形成することにより、上端縁が第２カットオフラインＣＬ２に重なるよう斜めに延在するとともに、消点に近づくにしたがって照度が増加する配光パターンを形成する。
【００４８】
ここで、ホットゾーン形成部２４Ａは、第１カットオフラインＣＬ１および第２カットオフラインＣＬ２を、発光面５２ａの同じ上端縁５２ｂの反射像で形成する。近年、ＬＥＤ光源など、平面上の発光面を持つ面発光源の開発が急激に進められている。このような面発光源は縁を有する。このような面発光源の縁を利用してカットオフラインを形成することで、明確なカットオフラインを簡易に形成することが可能となる。
【００４９】
さらに、第１の実施の形態では、細長い矩形の発光面５２ａを有する発光素子列５２を光源として利用している。このため、細長い配光パターンを形成するために発光面が発する光を過度に拡散して反射することを回避でき、明確なカットオフラインの形成をより容易なものとしている。
【００５０】
さらに、セグメントＡ１〜Ａ３は、発光面５２ａにおける上端縁５２ｂの反射像で第１カットオフラインＣＬ１を形成する。セグメントＡ４〜Ａ６は、発光面５２ａにおける上端縁５２ｂの反射像で第２カットオフラインを形成する。このように発光面５２ａの同じ上端縁５２ｂの反射像で、互いに角度を持って延在する第１カットオフラインＣＬ１および第２カットオフラインＣＬ２を形成することにより、例えば互いに角度を持って延在する２列の発光素子列５２の反射像で第１カットオフラインＣＬ１および第２カットオフラインＣＬ２を形成する場合などに比べ、発光素子に要するコストを抑制することができる。
【００５１】
また、第１カットオフラインＣＬ１を形成するセグメントＡ１〜Ａ３と、第２カットオフラインＣＬ２を形成するセグメントＡ４〜Ａ６とは、隣り合って配置される。これにより、例えばセグメントＡ１〜Ａ３とセグメントＡ４〜Ａ６とを離間させた場合に比べ、ホットゾーン形成部２４Ａの大きさを抑制することができる。
【００５２】
なお、セグメントＡ１〜Ａ３のいずれかが第１カットオフラインＣＬ１を形成し、残りは第１カットオフラインＣＬ１を形成しなくてもよい。また、セグメントＡ４〜Ａ６のいずれかが第２カットオフラインＣＬ２を形成し、残りは第２カットオフラインＣＬ２を形成しなくてもよい。
【００５３】
図６（ａ）は、拡散領域形成部２４Ｂに含まれる各セグメントを模式的に示す図であり、図６（ｂ）は、拡散領域形成部２４Ｂによって仮想鉛直スクリーン上に形成される第１拡散配光パターンＰＢ１を示す図である。図６（ａ）は、リフレクタ２４を正面に見た図、すなわちリフレクタ２４を灯具後方に向かって見た図を示している。図６（ｂ）は、拡散領域形成部２４Ｂの反射光によって仮想鉛直スクリーンに形成される第１拡散配光パターンＰＢ１を灯具前方に向かって見た図を示している。
【００５４】
拡散領域形成部２４Ｂは、上下方向２列に分割される。このうち上の列は左右方向に並ぶ２つのセグメントに分割され、下の列は左右方向に並ぶ３つのセグメントに分割される。この結果、拡散領域形成部２４Ｂは５つのセグメントＢ１〜Ｂ５に分割される。セグメントＢ１、Ｂ２の各々は矩形に形成されている。拡散領域形成部２４Ｂの下端縁は円弧状となっているため、セグメントＢ３〜Ｂ５の各々は、矩形の下部が斜めに切り取られた台形状に形成されている。セグメントＢ１、Ｂ２は、拡散領域形成部２４Ｂの上の列に、灯具後方に向かって左から右にセグメントＢ１、Ｂ２の順に配置されている。セグメントＢ３〜Ｂ５は、拡散領域形成部２４Ｂの下の列に、灯具後方に向かって左から右にセグメントＢ３〜Ｂ５の順に配置されている。
【００５５】
第１拡散配光パターンＰＢ１は、投影像ＰＢ１１〜ＰＢ１５が重畳されることによって形成される。投影像ＰＢ１１〜ＰＢ１５の各々は、セグメントＢ１〜Ｂ５の各々による反射光によって形成される。
【００５６】
セグメントＢ１〜Ｂ５の各々は、発光面５２ａが細長い矩形に形成されていることを利用して、水平方向に延在する投影像ＰＢ１１〜ＰＢ１５を形成する。具体的には、投影像ＰＢ１１は、拡散配光パターンＰＢよりも短い長さで水平方向に延在するよう形成される。このとき投影像ＰＢ１１は、灯具前方に向かって右端部が拡散配光パターンＰＢの右端部に位置し、左端部が拡散配光パターンＰＢの左端部よりもＶ−Ｖ線寄りに位置するよう形成される。また、投影像ＰＢ１１は、上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。
【００５７】
投影像ＰＢ１２は、投影像ＰＢ１１よりも短い長さで水平方向に延在するよう形成される。このとき投影像ＰＢ１２は、灯具前方に向かって右端部が拡散配光パターンＰＢの右端部に位置し、左端部が投影像ＰＢ１１の左端部よりもＶ−Ｖ線寄りに位置するよう形成され、さらに上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。
【００５８】
投影像ＰＢ１３は、投影像ＰＢ１２よりも短い長さで水平方向に延在するよう形成される。このとき投影像ＰＢ１３は、水平方向の中央部がＶ−Ｖ線付近に位置し、左端部が投影像ＰＢ１２の左端部よりもＶ−Ｖ線寄りに位置するよう形成され、さらに上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。
【００５９】
投影像ＰＢ１４は、投影像ＰＢ１３よりも短い長さで水平方向に延在するよう形成される。このとき投影像ＰＢ１４は、水平方向の中央部がＶ−Ｖ線付近に位置し、左右の端部が投影像ＰＢ１３の左右の端部よりもＶ−Ｖ線寄りに位置するよう形成され、さらに上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。
【００６０】
投影像ＰＢ１５は、投影像ＰＢ１４よりも短い長さで水平方向に延在するよう形成される。このとき投影像ＰＢ１５は、水平方向の中央部がＶ−Ｖ線付近に位置し、左右の端部が投影像ＰＢ１４の左右の端部よりもＶ−Ｖ線寄りに位置するよう形成され、さらに上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。
【００６１】
図７（ａ）は、拡散領域形成部２４Ｃに含まれる各セグメントを模式的に示す図であり、図７（ｂ）は、拡散領域形成部２４Ｃによって仮想鉛直スクリーン上に形成される第２拡散配光パターンＰＢ２を示す図である。図７（ａ）は、リフレクタ２４を正面に見た図、すなわちリフレクタ２４を灯具後方に向かって見た図を示している。図７（ｂ）は、拡散領域形成部２４Ｃの反射光によって仮想鉛直スクリーンに形成される第２拡散配光パターンＰＢ２を灯具前方に向かって見た図を示している。
【００６２】
拡散領域形成部２４Ｃは、上下方向２列に分割される。このうち上の列は左右方向に並ぶ２つのセグメントに分割され、下の列は左右方向に並ぶ３つのセグメントに分割される。この結果、拡散領域形成部２４Ｃは５つのセグメントＣ１〜Ｃ５に分割される。セグメントＣ１、Ｃ２の各々は矩形に形成されている。拡散領域形成部２４Ｃの下端縁は円弧状となっているため、セグメントＣ３〜Ｃ５の各々は、矩形の下部が斜めに切り取られた台形状に形成されている。セグメントＣ１、Ｃ２は、拡散領域形成部２４Ｃの上の列に、灯具後方に向かって右から左にセグメントＣ１、Ｃ２の順に配置されている。セグメントＣ３〜Ｃ５は、拡散領域形成部２４Ｃの下の列に、灯具後方に向かって右から左にセグメントＣ３〜Ｃ５の順に配置されている。
【００６３】
第２拡散配光パターンＰＢ２は、投影像ＰＢ２１〜ＰＢ２５が重畳されることによって形成される。投影像ＰＢ２１〜ＰＢ２５の各々は、セグメントＣ１〜Ｃ５の各々による反射光によって形成される。
【００６４】
セグメントＣ１〜Ｃ５の各々は、発光面５２ａが細長い矩形に形成されていることを利用して、水平方向に延在する投影像ＰＢ２１〜ＰＢ２５を形成する。具体的には、投影像ＰＢ２１は、拡散配光パターンＰＢよりも短い長さで水平方向に延在するよう形成される。このとき投影像ＰＢ２１は、灯具前方に向かって左端部が拡散配光パターンＰＢの左端部に位置し、右端部が拡散配光パターンＰＢの右端部よりもＶ−Ｖ線寄りに位置するよう形成される。また、投影像ＰＢ２１は、上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。
【００６５】
投影像ＰＢ２２は、投影像ＰＢ２１よりも短い長さで水平方向に延在するよう形成される。このとき投影像ＰＢ２２は、灯具前方に向かって左端部が拡散配光パターンＰＢの左端部に位置し、右端部が投影像ＰＢ２１の右端部よりもＶ−Ｖ線寄りに位置するよう形成され、さらに上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。
【００６６】
投影像ＰＢ２３は、投影像ＰＢ２２よりも短い長さで水平方向に延在するよう形成される。このとき投影像ＰＢ２３は、水平方向の中央部がＶ−Ｖ線付近に位置し、右端部が投影像ＰＢ２２の右端部よりもＶ−Ｖ線寄りに位置するよう形成され、さらに上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。
【００６７】
投影像ＰＢ２４は、投影像ＰＢ２３よりも短い長さで水平方向に延在するよう形成される。このとき投影像ＰＢ２４は、水平方向の中央部がＶ−Ｖ線付近に位置し、左右の端部が投影像ＰＢ２３の左右の端部よりもＶ−Ｖ線寄りに位置するよう形成され、さらに上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。
【００６８】
投影像ＰＢ２５は、投影像ＰＢ２４よりも短い長さで水平方向に延在するよう形成される。このとき投影像ＰＢ２５は、水平方向の中央部がＶ−Ｖ線付近に位置し、左右の端部が投影像ＰＢ２４の左右の端部よりもＶ−Ｖ線寄りに位置するよう形成され、さらに上端縁が第１カットオフラインＣＬ１と重なるよう形成される。
【００６９】
このように、拡散領域形成部２４Ｂは、セグメントＢ１〜Ｂ５により、投影像ＰＢ１１〜ＰＢ１５を重畳した第１拡散配光パターンＰＢ１を形成する。また、拡散領域形成部２４Ｃは、セグメントＣ１〜Ｃ５により、投影像ＰＢ２１〜ＰＢ２５を重畳した第２拡散配光パターンＰＢ２を形成する。したがって、拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃは、第１拡散配光パターンＰＢ１と第２拡散配光パターンＰＢ２とを重畳させて、上端縁が第１カットオフラインＣＬ１に重なるよう水平方向に延在するとともに、消点に近づくにしたがって照度が増加する拡散配光パターンＰＢを形成する。
【００７０】
なお、本実施の形態に係るリフレクタ２４の反射面２４ａは、発光モジュール２２から出射した光を灯具ユニット１６前方へ反射するとともに、移動機構２１によって移動する発光モジュール２２の位置に応じて複数の配光パターンを形成するように構成されている。以下に、移動機構の詳細について説明する。
【００７１】
（移動機構）
図１に示す移動機構２１の機能について説明する。図８（ａ）は、発光モジュール２２が第１の位置にある状態を灯具ユニットの上方から見た模式図、図８（ｂ）は、発光モジュール２２が第２の位置にある状態を灯具ユニットの上方から見た模式図、図８（ｃ）は、発光モジュール２２が第３の位置にある状態を灯具ユニットの上方から見た模式図である。なお、図８（ａ）〜図８（ｃ）の各図におけるＸ方向は灯具前方であり、Ｙ方向は車幅方向である。
【００７２】
図９（ａ）は、発光モジュール２２が第１の位置にある場合に対応した配光パターンの一例を示す図、図９（ｂ）は、発光モジュール２２が第２の位置にある場合に対応した配光パターンの一例を示す図、図９（ｃ）は、発光モジュール２２が第３の位置にある場合に対応した配光パターンの一例を示す図である。
【００７３】
図８（ａ）に示す第１の位置に発光モジュール２２がある車両用前照灯１０は、図４や図９（ａ）に示すように、非平行に延在することにより互いに角度を持って交わる第１カットオフラインＣＬ１および第２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ＰＬを形成することができる。
【００７４】
本実施の形態に係る灯具ユニット１６は、移動機構２１によって、第１の位置にある発光モジュール２２を図８（ｂ）に示す第２の位置に平行移動できるように構成されている。このような機能を有する移動機構２１の実現には、モータやギヤなどの公知の技術を用いることができる。例えば、外部からの駆動力によって発光モジュール２２や発光モジュール２２が載置されているステージをスライドさせてもよい。
【００７５】
図８（ｂ）に示す第２の位置に発光モジュール２２がある車両用前照灯１０は、図９（ｂ）に示すように、ロービーム用配光パターンＰＬと比較して全体的に上方まで照射範囲が広がっているハイビーム用配光パターンＰＨ１を形成することができる。ハイビーム用配光パターンＰＨ１では、ロービーム用配光パターンＰＬでは照射されていない範囲である、鉛直線の右側であって水平線の上側の領域の照射範囲が増えている。
【００７６】
このように、灯具ユニット１６を備える車両用前照灯１０は、複数の配光パターンの形成を発光モジュール２２の平行移動で実現できる。また、移動機構２１は、リフレクタの光軸方向の位置が異なる複数の位置に発光モジュール２２を移動できるように構成されている。これにより、水平線に対して上端の位置が異なる複数の配光パターンを形成できる。ここで、リフレクタの光軸方向とは、車両前後方向ととらえることもできる。そして、リフレクタの光軸方向の位置が異なる複数の位置とは、リフレクタとの水平方向の距離が異なる複数の位置ととらえることもできる。
【００７７】
本実施の形態に係る灯具ユニット１６は、移動機構２１によって、第２の位置にある発光モジュール２２を図８（ｃ）に示す第３の位置に回転移動できるように構成されている。なお、発光モジュール２２は、第３の位置において、発光面５２ａが有する長い縁である上端縁５２ｂが、リフレクタの光軸方向（車両前後方向）に対して斜めになっている。そのため、発光面５２ａが有する長い上端縁５２ｂが図８に示すＸ方向やＹ方向と平行な場合と比較して、従来とは異なる新たな配光パターンを形成することができる。
【００７８】
なお、発光モジュール２２を回転させる機能を有する移動機構２１の実現には、モータやギヤなどの公知の技術を用いることができる。例えば、外部からの駆動力によって発光モジュール２２や発光モジュール２２が載置されているステージを回転させてもよい。
【００７９】
図８（ｃ）に示す第３の位置に発光モジュール２２がある車両用前照灯１０は、図９（ｃ）に示すように、ハイビーム用配光パターンＰＨ１と比較して、より上方まで照射範囲が広がっているハイビーム用配光パターンＰＨ２を形成することができる。ハイビーム用配光パターンＰＨ２では、鉛直線の右側であって水平線の上側の領域の照射範囲が更に増えている。また、ハイビーム用配光パターンＰＨ２は、その上端がほぼ水平となっており、車両前方の左側の領域および右側の領域に均等に広がっている。
【００８０】
このように、移動機構２１は、発光モジュール２２の発光面５２ａと交差する軸を中心として発光モジュール２２を回転させたり平行移動させたりすることができるように構成されている。これにより、発光モジュール２２の平行移動または回転移動のみでは実現できない複数（本実施の形態では３種類）の配光パターンの形成が可能となる。
【００８１】
なお、発光モジュール２２は、複数の配光パターンのうちハイビーム用配光パターンＰＨ１，ＰＨ２を形成する際の光度がロービーム用配光パターンＰＬを形成する際の光度よりも大きくなるように制御されていてもよい。これにより、ハイビーム用配光パターンＰＨ１，ＰＨ２で照射する領域をより明るくすることができる。例えば、車両用前照灯１０の内部あるいは外部に、発光モジュール２２への通電量を制御する制御手段を設けてもよい。制御手段は、ドライバの走査や、車両の走行状態および周囲環境などの情報に基づいて、適切な配光パターンとなるように発光モジュール２２への通電量や移動機構２１の動作を制御する。
【００８２】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、発光モジュール２２の平行移動と回転移動をそれぞれ別の動作として説明した。第２の実施の形態に係る移動機構は、発光モジュール２２の平行移動と回転移動とを一つの動作で実現する。図１０は、第２の実施の形態に係る移動機構を説明するための模式図である。
【００８３】
図１０に示す移動機構９０は、発光モジュール２２が載置されているプレート９２に、プレート９２を回転させる回転手段９４の回転軸９４ａが取り付けられることで構成されている。回転軸９４ａは、プレート９２の上面と交差するように、かつ、プレート９２を真上から見て発光モジュール２２と重ならない位置に取り付けられている。
【００８４】
図１１（ａ）は、第２の実施の形態に係る発光モジュール２２が第１の位置にある状態を灯具ユニットの上方から見た模式図、図１１（ｂ）は、第２の実施の形態に係る発光モジュール２２が第２の位置にある状態を灯具ユニットの上方から見た模式図である。なお、図１１（ａ）、図１１（ｂ）の各図におけるＸ方向は灯具前方であり、Ｙ方向は車幅方向である。
【００８５】
図１１（ａ）に示す第１の位置に発光モジュール２２がある車両用前照灯も、図４や図８（ａ）に示すように、非平行に延在することにより互いに角度を持って交わる第１カットオフラインおよび第２カットオフラインを有するロービーム用配光パターンＰＬを形成することができる。
【００８６】
本実施の形態に係る灯具ユニット１６は、移動機構９０によって、第１の位置にある発光モジュール２２を図１１（ｂ）に示す第２の位置に回転移動できるように構成されている。
【００８７】
図１１（ｂ）に示す第２の位置に発光モジュール２２がある車両用前照灯１０は、第１の実施の形態と同様にハイビーム用配光パターンＰＨ１と比較して、より上方まで照射範囲が広がっているハイビーム用配光パターンＰＨ２を形成することができる（図８（ｃ）参照）。
【００８８】
このように、灯具ユニット１６を備える車両用前照灯１０は、複数の配光パターンの形成を発光モジュール２２の回転移動（公転移動）で実現できる。また、移動機構９０は、リフレクタの光軸方向の位置が異なる複数の位置に発光モジュール２２を移動できるように構成されている。これにより、水平線に対して上端の位置が異なる複数の配光パターンを形成できる。
【００８９】
また、発光モジュール２２は、第２の位置において、発光面５２ａが有する長い縁である上端縁５２ｂが、リフレクタの光軸方向（車両前後方向）に対して斜めになっている。そのため、従来とは異なる新たな配光パターンを形成することができる。
【００９０】
なお、発光モジュール２２を回転軸９４ａを中心に公転させる機能を有する移動機構９０の実現には、モータやギヤなどの公知の技術を用いることができる。例えば、外部からの駆動力によって発光モジュール２２や発光モジュール２２が載置されているプレート９２を回転させてもよい。
【００９１】
このように、移動機構９０は、発光面５２ａ以外のプレート領域と交差する回転軸９４ａを中心として発光モジュール２２を公転（またはプレート９２を回転）させることができるように構成されている。これにより、発光モジュール２２の平行移動および回転移動が一つの動作で実現され、複数（本実施の形態では２種類）の配光パターンの形成が可能となる。
【００９２】
（第３の実施の形態）
上述の各実施の形態では、何らかの方法で光源を移動させることで複数の配光パターンの形成が可能となっている。第３の実施の形態に係る車両用前照灯では、光源を積極的に移動させるのではなく、光源の見かけ上の位置が変化する機構を採用している。そして、上述の各実施の形態と同様の作用効果を得ている。
【００９３】
図１２は、第３の実施の形態に係る車両用前照灯の概略構成を示す模式図である。図１２に示す車両用前照灯１００は、光源１０２と、光源１０２から出射した光を灯具前方（矢印Ｘ）方向へ反射し、光源の実像または光源の虚像の位置に応じて複数の配光パターンを形成するように反射面が構成されているリフレクタ２４と、光源から出射した光の経路を変化させる光路変化機構であるプリズム１０４と、光源１０２とリフレクタ２４との間の領域にプリズム１０４を移動させるとともに、その領域からプリズム１０４を退避させる移動機構１０６（図１３参照）と、を備える。
【００９４】
図１３は、プリズムの進退による光路の変化を説明するための模式図である。図１３に示すように、光源１０２とリフレクタ２４との間の領域からプリズム１０４が退避している状態では、光源１０２からリフレクタ２４に真っすぐ向かった光（矢印Ｆ１）によって配光パターンが形成される。一方、移動機構１０６によってプリズム１０４がスライドし、光源１０２とリフレクタ２４との間の領域に侵入している状態では、光源１０２から出射した光は、プリズム１０４で屈折され、点線の矢印Ｆ２のような光路でリフレクタ２４に向かった光によって配光パターンが形成される。
【００９５】
このように、プリズム１０４の働きによって光源の虚像位置（図１３において点線で示されている光源の位置）が光源の実像位置（図１３において実線で示されている光源の位置）よりも車両前方側に見かけ上移動していることになる。本実施の形態に係る車両用前照灯１００は、光路変化機構の移動で光源の見かけ上の位置が変化することで、複数の配光パターンを形成できる。
【００９６】
図１４（ａ）は、光源１０２が第１の位置（実像の位置）にある場合に対応した配光パターンの一例を示す図、図１４（ｂ）は、光源１０２が第２の位置（虚像の位置）にある場合に対応した配光パターンの一例を示す図である。図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る車両用前照灯１００も、ロービーム用配光パターンＰＬおよびハイビーム用配光パターンＰＨ２’の２種類の配光パターンを一つの光源１０２で形成できる。
【００９７】
また、車両用前照灯１００においては、図１４（ｂ）に示すハイビーム用配光パターンＰＨ２’のように、水平線より上方まで照射領域が広がっている。これは、プリズム１０４の挿入により、リフレクタ２４のホットゾーン形成部２４Ａ、拡散領域形成部２４Ｂ、２４Ｃに投影される光源像の傾きが変化し、ホットゾーン用配光パターンおよび拡散配光パターンが全体的に上方に移動しているためである。また、プリズム１０４の挿入によるホットゾーン用配光パターンおよび拡散配光パターンの上方への移動量は、プリズムの形状を工夫することでそれぞれ調整可能であり、ロービーム用配光パターンＰＬに現れているようなカットラインの解消が可能となる。
【００９８】
図１５（ａ）は、第３の実施の形態に係るプリズムを上面から見た図、図１５（ｂ）は、プリズムを側面から見た図、図１５（ｃ）は、プリズムの斜視図、図１５（ｄ）は、プリズムの正面から見た図である。
【００９９】
図１５（ａ）〜図１５（ｄ）の各図に示すように、プリズム１０４は、６つ平面を有し、そのうち光源１０２から出射された光が入射する入射面１０４ａおよび出射面１０４ｂは略矩形である。入射面１０４ａおよび出射面１０４ｂの周囲の４つの面は、互いに形状が異なっており、入射面１０４ａと出射面１０４ｂとが成す角が所定の角度となるように規定されている。
【０１００】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  車両用前照灯、  ２１  移動機構、  ２２  発光モジュール、  ２４  リフレクタ、  ２４ａ  反射面、  ５０  発光素子、  ５２ａ  発光面、  ５２ｂ  上端縁、  ９０  移動機構、  ９２  プレート、  ９４  回転手段、  ９４ａ  回転軸、  １００  車両用前照灯、  １０２  光源、  １０４  プリズム、  １０６  移動機構。
【図１】
2013004167.tif 000003
【図２】
2013004167.tif 000004
【図３】
2013004167.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013004167.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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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１５】
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【図９】
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【図１４】
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