(57)【要約】【課題】ハイビーム配光パターンを形成した時における視認性を向上させることが可能な車両用前照灯を提供する。【解決手段】車両用前照灯１０は、投影レンズ２０と、第１光学系２１と、第２光学系２２と、導光部材２３とを備え、導光部材２３の一部には、前端が投影レンズ２０の後方焦点Ｆ近傍に配置された前後に延びる下面２４であって、第１光学系２１から投影レンズ２０を通して投影される配光パターンのカットオフラインを形成する遮光薄膜４１が形成されており、遮光薄膜４１の延長上に第２光学系２２の第２半導体発光素子３５が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向の光軸を有する投影レンズと、
略上向きに発光する第１半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子からの光を前方へ向けて前記光軸寄りに反射させて前記投影レンズの後方焦点近傍に収束させる第１リフレクタと、を含む第１光学系と、
前記投影レンズの後方焦点より後方に配置され、略前向きに発光する第２半導体発光素子を含む第２光学系と、
前記第２半導体発光素子より前方に配置され、前記第２半導体発光素子からの光の少なくとも一部を透過させる導光部材と、を備え、
前記導光部材の一部には、前端が前記投影レンズの後方焦点近傍に配置された前後に延びる面であって、前記第１光学系から前記投影レンズを通して投影される配光パターンのカットオフラインを形成する遮光薄膜が形成されており、
前記遮光薄膜の延長上に前記第２半導体発光素子が配置されていることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用前照灯であって、
前記遮光薄膜は、前記第２半導体発光素子の上下幅の中間高さに配置されていることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用前照灯であって、
前記遮光薄膜は、光を反射する反射面であることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の車両用前照灯であって、
前記遮光薄膜は、前記導光部材の下面に形成されていることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の車両用前照灯であって、
前記導光部材の前端面は、前記投影レンズの後方焦点を囲むように湾曲してい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、走行する車両の前方を照射する車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源を上下に背中合わせで配置し、上側の発光素子のみ発光させてロービーム配光パターンを形成し、上下両方の発光素子を発光させ、ロービーム配光パターンに加えて上側にも光を照射して上下両方の発光素子の光によりハイビーム配光パターンを形成する車両用前照灯が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０８５５４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、上記のような車両用前照灯では、ロービーム配光パターンのカットオフラインをシェードで形成するので、そのシェードの先端部分の厚さにより、ハイビーム配光パターンを形成した時に、上側の発光素子からの照射領域と下側の発光素子からの照射領域との間に、光が照射されない暗部が生じることがある。
特許文献１に記載の車両用前照灯では、シェードの先端が薄くなっているが、このシェードの先端が投影レンズの後方焦点近傍に配置されており、この箇所の光を投影レンズで拡大して前方に照射することになるので、シェードの先端が薄くても、ある程度は暗部が生じてしまうため、視認性の低下が避けられなかった。
【０００５】
本発明の目的は、ハイビーム配光パターンを形成した時における視認性を向上させることが可能な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、本発明によれば次に示す手段が提供される。
（１）
上記課題を解決することのできる本発明の車両用前照灯は、
車両前後方向の光軸を有する投影レンズと、
略上向きに発光する第１半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子からの光を前方へ向けて前記光軸寄りに反射させて前記投影レンズの後方焦点近傍に収束させる第１リフレクタと、を含む第１光学系と、
前記投影レンズの後方焦点より後方に配置され、略前向きに発光する第２半導体発光素子を含む第２光学系と、
前記第２半導体発光素子より前方に配置され、前記第２半導体発光素子からの光の少なくとも一部を透過させる導光部材と、を備え、
前記導光部材の一部には、前端が前記投影レンズの後方焦点近傍に配置された前後に延びる面であって、前記第１光学系から前記投影レンズを通して投影される配光パターンのカットオフラインを形成する遮光薄膜が形成されており、
前記遮光薄膜の延長上に前記第２半導体発光素子が配置されていることを特徴とする。
【０００７】
（２）
前記（１）に記載の車両用前照灯において、前記遮光薄膜は、前記第２半導体発光素子の上下幅の中間高さに配置されていること車両用前照灯。
【０００８】
（３）
前記（１）または（２）に記載の車両用前照灯において、前記遮光薄膜は、光を反射する反射面であることを特徴とする車両用前照灯。
【０００９】
（４）
前記（１）から（３）の何れか一つに記載の車両用前照灯において、前記遮光薄膜は、前記導光部材の下面に形成されていることを特徴とする車両用前照灯。
【００１０】
（５）
前記（１）から（４）の何れか一つに記載の車両用前照灯において、前記導光部材の前端面は、前記投影レンズの後方焦点を囲むように湾曲していることを特徴とする車両用前照灯。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車両用前照灯によれば、第１光学系のみを点灯させたときは、カットオフラインが明確なロービーム配光パターンを形成できる。第１光学系および第２光学系を点灯させたときは、第１光学系からのロービーム配光パターンに加え第２光学系からの光が投影レンズを通って照明光として前方に照射される。第２光学系からの光の一部は遮光薄膜が形成された導光部材を通るが、前向きに設けられた第２半導体発光素子は前後に延びる遮光薄膜の延長上に配置されており、なおかつ遮光薄膜は物理的に無視できるほどの厚さであるため、第２光学系からの光をほとんど遮ることがない。これにより、板状の遮光部材を用いる場合と比較して、第２光学系からの光を有効にハイビーム配光パターンに利用することができ、明るいハイビーム配光パターンを形成することができ、視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用前照灯の一例を示す断面図である。
【図２】図１における車両用前照灯のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１における導光部材および第２半導体発光素子の正面図である。
【図４】図１における導光部材の斜視図である。
【図５】車両用前照灯によって形成される配光パターンの一例を示す図であって、（ａ）はロービーム配光パターンを示す模式図、（ｂ）はハイビーム配光パターンを示す模式図である。
【図６】第２光学系の光路を示す車両用前照灯の断面図である。
【図７】他の形態例に係る第２半導体発光素子と導光部材の正面図である。
【図８】他の形態例に係る導光部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る車両用前照灯の実施形態の例について、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の断面図であり、図２は図１における車両用前照灯のＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、前方が開口したランプボディ１１と、このランプボディ１１の開口を覆うように取り付けられる素通し状のアウターカバー１２とを備えている。この車両用前照灯１０は、車両の前部に設けられて車両前方を照らす前照灯である。
【００１５】
なお、本例において、前方とは、車両用前照灯１０におけるアウターカバー１２側（図１の左方向）であり、後方とは、前方と反対のランプボディ１１側（図１の右方向）である。
【００１６】
アウターカバー１２は、ランプボディ１１に接着により固定されて取り付けられている。このアウターカバー１２をランプボディ１１に取り付けることで、車両用前照灯１０の内部に、密閉された灯室Ｓが形成されている。
【００１７】
この車両用前照灯１０は、灯室Ｓ内に、投影レンズ２０と、第１光学系２１と、第２光学系２２と、導光部材２３とを有している。投影レンズ２０は、車両前後方向の光軸Ａｘを有するものであり、この投影レンズ２０の後方に、第１光学系２１および第２光学系２２が配置されている。
【００１８】
投影レンズ２０は、後方側が平面形状の入射面２０ａとされ、前方側が凸形状のレンズ面２０ｂとされており、入射面２０ａから入射した光を集光してレンズ面２０ｂから出射させる。
【００１９】
ランプボディ１１の後面板１１ａには、３本のボルト２５ａ，２５ｂ，２５ｃによって支持板２６が支持されている。この支持板２６には、ブロック状の支持部２７が一体的に形成されている。支持板２６には、ランプボディ１１の後面板１１ａ側に、後述する第１半導体発光素子３１および第２半導体発光素子３５からの熱を放出するための放熱フィン２９が設けられている。この支持板２６、支持部２７及び放熱フィン２９は、金属材料から一体成形されたものであり、例えば、アルミダイキャスト製とされている。
【００２０】
支持部２７は、車両前後方向の光軸Ａｘに沿う略水平な面からなる第１光源固定面２７ａと、車両前後方向の光軸Ａｘに直交する略垂直な面からなる第２光源固定面２７ｂとを有している。
【００２１】
第１光学系２１は、ロービーム配光パターンを形成する光学系であり、第１半導体発光素子３１と、リフレクタ３２とを有している。第１半導体発光素子３１は、基板に蛍光体とＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップとを設けたものであり、支持部２７の第１光源固定面２７ａに固定されて略上向きに発光する。リフレクタ３２は、楕円面を基調とする自由曲面からなる内面を有しており、第１半導体発光素子３１からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させて投影レンズ２０の後方焦点Ｆ近傍に収束させる。
【００２２】
第２光学系２２は、第１光学系２１とともにハイビーム配光パターンを形成する光学系であり、第２半導体発光素子３５を有している。第２半導体発光素子３５は、基板に蛍光体とＬＥＤチップとを設けたものであり、支持部２７の第２光源固定面２７ｂに固定されて投影レンズ２０の後方焦点Ｆより後方に配置され、略前向きに発光する。
【００２３】
第１光学系２１を構成する第１半導体発光素子３１は、第２光学系２２を構成する第２半導体発光素子３５よりも後方側に配置されていることが好ましい。このように、第１半導体発光素子３１と第２半導体発光素子３５とを、前後方向に異なる位置に配置することで、これらの第１半導体発光素子３１および第２半導体発光素子３５で発生する熱を集中させず、高熱による発光量の低下を防止することができる。
【００２４】
図３に示すように、第２半導体発光素子３５は、複数の発光素子３５ａがアレイ状に集合されてなるものであり、複数の発光素子３５ａの何れかを選択的に発光させることで、複数のハイビーム配光パターンを形成することができる。本例では、一辺が約１ｍｍの矩形状に形成された４個の発光素子３５ａを横方向に一列に配列させている。標準的なハイビーム配光パターンを形成するときには、全ての発光素子３５ａを発光させるとよい。なお、第１半導体発光素子３１も、第２半導体発光素子３５と同様に複数の発光素子が集合されたものであってもよい。
【００２５】
図１に示すように、導光部材２３は、第２光学系２２の第２半導体発光素子３５より前方に配置されている。この導光部材２３は、アクリル等の透明樹脂または透明ガラスなどの透光性を有する材料から形成されたもので、第１半導体発光素子３１および第２半導体発光素子３５からの光の少なくとも一部を透過させる。
【００２６】
導光部材２３の下面２４は、その前端が投影レンズ２０の後方焦点Ｆ近傍に配置されて前後に延びている。図４に示すように、この導光部材２３の下面２４は、上側面２４ａと下側面２４ｂとを有する左右で高さ位置が異なる形状とされており、これらの上側面２４ａと下側面２４ｂとの間は、傾斜面２４ｃで繋がっている。
【００２７】
この導光部材２３の下面２４には、遮光薄膜４１が形成されている。遮光薄膜４１は、導光部材２３の下面２４に対してアルミニウム等を蒸着することで形成されて光を反射する反射面とされており、その厚さは数μｍとされている。
【００２８】
この導光部材２３の遮光薄膜４１は、第１光学系２１から投影レンズ２０を通して投影される配光パターンのカットオフラインを形成するシェードとしての機能を有している。
【００２９】
第２光学系２２の第２半導体発光素子３５は、遮光薄膜４１の延長上に配置されており、遮光薄膜４１は、第２半導体発光素子３５の上下幅の中間高さに配置されている（図３参照）。
【００３０】
なお、図１および図２に示すように、支持部２７が形成された支持板２６は、３本のボルト２５ａ，２５ｂ，２５ｃのねじ込み量を調整することで上下左右に向きの調整が可能とされている。具体的には、上方側のボルト２５ａのねじ込み量を調整することで、上下方向への向きの調整が行われ、下方両側のボルト２５ｂ，２５ｃのねじ込み量を調整することで、左右方向への向きの調整が行われる。そして、この支持板２６の向きを調整することで、支持部２７に搭載されている第１半導体発光素子３１および第２半導体発光素子３５の向きの調整を行い、第１光学系２１および第２光学系２２の光軸調整を行うことができる。この光軸調整は、車両用前照灯１０を車両へ取り付ける際に行われる。
【００３１】
上記構造の車両用前照灯１０において、第１光学系２１のみを点灯させたときでは、図１に示すように、この第１光学系２１からの光は、その一部が直接投影レンズ２０へ導かれ（図１中破線部分）、他の一部が導光部材２３を通過して投影レンズ２０へ導かれる（図１中実線部分）。また、導光部材２３へ入射した第１光学系２１からの光の一部は、遮光薄膜４１で反射して（図１中二点鎖線部分）投影レンズ２０へ導かれる。そして、投影レンズ２０へ導かれた第１光学系２１からの光は、その一部が遮光薄膜４１によって遮光されて投影レンズ２０を通る照明光Ｌ１として車両の前方へ投影される。これにより、図５の（ａ）に示すように、車両の前方では、カットオフラインＬを有するロービーム配光パターンＬｐが形成される。このカットオフラインＬは、導光部材２３の下面２４の前端縁の形状に沿うものである。導光部材２３の下面２４を上記のように上側面２４ａ、下側面２４ｂおよび傾斜面２４ｃを有する形状としたことにより、カットオフラインＬは、左右で高さが異なる横方向の線の間が傾斜した線で繋がれた形状となる。
【００３２】
また、第２光学系２２のみを点灯させたときでは、図６に示すように、この第２光学系２２からの光は、下側の略半分が直接投影レンズ２０へ導かれ（図６中点線部分）、上側の略半分が導光部材２３を通過して投影レンズ２０へ導かれる（図６中実線部分）。また、導光部材２３へ入射した第２光学系２２からの光の一部は、遮光薄膜４１で反射して投影レンズ２０へ導かれる（図６中実線の下側部分）。そして、投影レンズ２０へ導かれた第２光学系２２からの光は、投影レンズ２０を通る照明光Ｌ２として車両の前方へ投影される。この照明光Ｌ２は、車両前方の投影面における光軸Ａｘを含む中央部分に照射される。したがって、第１光学系２１および第２光学系２２を点灯させたときは、図５の（ｂ）に示すように、第１光学系２１からの照明光Ｌ１により形成されるロービーム配光パターンＬｐに加え第２光学系２２からの照明光Ｌ２が照射され、ハイビーム配光パターンＨｐが形成される。
【００３３】
このように、本実施形態に係る車両用前照灯１０によれば、第１光学系２１のみを点灯させたときは、カットオフラインＬが明確なロービーム配光パターンＬｐを形成できる。第１光学系２１および第２光学系２２を点灯させたときは、第１光学系２１からのロービーム配光パターンＬｐに加え第２光学系２２から照明光Ｌ２が前方に照射される。第２光学系２２からの光の一部は遮光薄膜４１が形成された導光部材２３を通るが、前向きに設けられた第２半導体発光素子３５は前後に延びる遮光薄膜４１の延長上に配置されており、なおかつ遮光薄膜４１は物理的に無視できるほどの厚さであるため、第２光学系２２からの光をほとんど遮ることがない。これにより、板状の遮光部材を用いる場合と比較して、第２光学系２２からの光を高い効率でハイビーム配光パターンＨｐに利用することができ、明るいハイビーム配光パターンＨｐを形成することができる。
【００３４】
また、遮光薄膜４１は、第２半導体発光素子３５の上下幅の中間高さに配置されているので、第２光学系２２からの配光の中心を投影レンズ２０の光軸Ａｘと一致させて、なおかつ遮光薄膜４１が第２光学系２２からの光を極力遮らない位置とすることができ、照明光Ｌ２で照らされる中央部分が明るいハイビーム配光パターンＨｐを形成することができる。
【００３５】
しかも、遮光薄膜４１は、光を反射する反射面であるので、第１光学系２１からの光のうちカットオフラインＬを形成するために遮った光を、有効光として投影レンズ２０に向けて反射することができ、ロービーム配光パターンＬｐを明るくすることができる。また、第２光学系２２のうち遮光薄膜４１とは上下高さが異なる位置から発光された光を、遮光薄膜４１により有効光として投影レンズ２０に向けて反射することができ、照明光Ｌ２で照らされる中央部分が明るいハイビーム配光パターンＨｐを形成することができる。
【００３６】
また、遮光薄膜４１は、導光部材２３の下面２４に形成されていることから、遮光薄膜４１の上側に導光部材２３が位置することになるので、第１光学系２１から導光部材２３に入射した光と第２光学系２２から導光部材２３に入射した光のそれぞれ一部が導光部材２３内で内部反射して、その光が投影レンズ２０の後方焦点Ｆの近傍を通って投影レンズ２０の中心近傍に入射し、中央が明るい中央集光型の配光パターンを形成するのに寄与する。
【００３７】
なお、遮光薄膜４１は、導光部材２３の上面にあってもよい。その場合、第１光学系２１の光は導光部材２３を通らず遮光薄膜４１で反射されることとなる。また、導光部材２３は、前後方向の長さが長いほど、内部反射により中央に集光しやすくなるので、前後方向の長さは極力長くすることが好ましい。
【００３８】
また、第２半導体発光素子としては、図７に示すように、一辺が約１ｍｍの矩形状に形成された１８個の発光素子３５ａを横方向に９個ずつ上下に２列に配列させ、各発光素子３５ａを個別に点灯させるような発光素子アレイ（第２半導体発光素子３５Ａ）を用いても良い。この第２半導体発光素子３５Ａによれば、各発光素子３５ａを選択的に発光させることで、第２光学系２２からの照明光Ｌ２の配光パターンの形状を細かく設定することができる。
【００３９】
また、導光部材としては、図８に示すように、その前端面が、投影レンズ２０の後方焦点Ｆを囲むように、焦点面に沿って湾曲した湾曲面２５とされていてもよい。このような湾曲面２５を有する導光部材２３Ａを用いると、導光部材２３を通過する光を後方焦点Ｆの近傍に集光させやすくなり、中央集光型の配光パターンを形成するのに寄与することとなる。
【符号の説明】
【００４０】
１０：車両用前照灯、２０：投影レンズ、２１：第１光学系、２２：第２光学系、２３：導光部材、２４：下面、４１：遮光薄膜、２５：湾曲面、３１：第１半導体発光素子、３２：第１リフレクタ、３５：第２半導体発光素子、Ａｘ：光軸、Ｆ：後方焦点、Ｌ：カットオフライン、Ｈｐ：ハイビーム配光パターン、Ｌｐ：ロービーム配光パターン
【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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