JP2003317514A - 光源ユニット - Google Patents

光源ユニット

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用灯具を大幅に小型化できる光源ユニッ
トを提供する。 【解決手段】 車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上にＬＥ
Ｄ１２を鉛直方向上方へ向けて配置し、その上方側にＬ
ＥＤ１２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反
射させる第１反射面１４ａを有するリフレクタ１４を設
ける。このリフレクタ１４はＬＥＤ１２を覆う透光ブロ
ック１６の表面に反射面処理を施すことにより形成し、
その表面の一部を第１反射面１４ａとして構成すること
により、従来に比してリフレクタ１４を大幅に小型化す
る。その際、光源としてＬＥＤ１２を用いることによ
り、発熱の影響を抑えるとともに、略点光源としての取
扱いを可能とし、リフレクタ１４を小型化しても適正な
反射制御を可能とする。また、ＬＥＤ１２の配置を光軸
Ａｘと略直交させることにより、ＬＥＤ１２からの出射
光の大半を第１反射面１４ａからの反射光として利用可
能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、車両用灯具に用
いられる光源ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ヘッドランプ等の車両用灯具
においては、その灯具形式の１つとして、いわゆるプロ
ジェクタ型のものが知られている。
【０００３】このプロジェクタ型の車両用灯具は、光軸
上に配置された光源からの光を、リフレクタにより前方
へ向けて光軸寄りに集光反射させ、この反射光をリフレ
クタの前方に設けられた投影レンズを介して灯具前方へ
照射するように構成されている。
【０００４】そしてこのようなプロジェクタ型の車両用
灯具を採用することにより、いわゆるパラボラ型の車両
用灯具に比して灯具の小型化を図ることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プロジェクタ型の車両用灯具においては、その光源とし
て放電バルブの放電発光部やハロゲンバルブのフィラメ
ント等が用いられているので、次のような問題がある。
【０００６】すなわち、光源が線分光源としてある程度
の大きさを有しているので、この光源からの光を適正に
反射制御するためには、リフレクタについてもある程度
大きさを確保しておく必要がある。また、放電バルブや
ハロゲンバルブ等を取り付けるためのスペースを確保す
る必要があるため、この点においてもリフレクタサイズ
をある程度大きく設定する必要がある。さらに、光源が
発熱するので、その熱の影響を考慮したリフレクタサイ
ズを確保しておく必要がある。
【０００７】このようなことから、従来のプロジェクタ
型の車両用灯具においては、灯具の大幅な小型化を図る
ことができない、という問題がある。
【０００８】なお、特開２００２−５０２１４号公報、
特開２００１−３３２１０４号公報、特開平９−３３０
６０４号公報には、車両用灯具において小型光源である
ＬＥＤを用いたものが記載されている。また、特開２０
０２−４２５２０号公報、特開２０００−７７６８９号
公報には、ＬＥＤの近くに反射面が配置された発光装置
が記載されている。
【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、車両用灯具の大幅な小型化を図るこ
とができる光源ユニットを提供することを目的とするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願発明は、光源として
半導体発光素子を採用するとともに、その配置およびリ
フレクタの構成に工夫を施すことにより、上記目的達成
を図るようにしたものである。
【００１１】すなわち、本願発明に係る光源ユニット
は、車両用灯具に用いられる光源ユニットであって、上
記光源ユニットの光軸上に該光軸と略直交する所定方向
へ向けて配置された半導体発光素子と、この半導体発光
素子に対して上記所定方向前方側に設けられ、該半導体
発光素子からの光を上記光軸方向前方へ向けて該光軸寄
りに集光反射させる第１反射面を有するリフレクタとを
備えてなり、上記リフレクタが、上記半導体発光素子を
覆うように形成された透光ブロックの表面に反射面処理
が施されてなり、該透光ブロックの表面の一部が上記第
１反射面として構成されている、ことを特徴とするする
ものである。
【００１２】上記「車両用灯具」は、特定種類の車両用
灯具に限定されるものではなく、例えば、ヘッドラン
プ、フォグランプ、ベンディングランプ等が採用可能で
ある。
【００１３】上記「光源ユニットの光軸」は、車両前後
方向に延びるように設定されたものであってよいし、そ
れ以外の方向に延びるように設定されたものであってよ
い。
【００１４】上記「所定方向」は、光源ユニットの光軸
と略直交する方向であれば、特定の方向に限定されるも
のではなく、例えば、上向き、横向き、下向き等に設定
することが可能である。
【００１５】上記「半導体発光素子」の種類は特に限定
されるものではなく、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）やＬＤ（半導体レーザ）等が採用可能である。
【００１６】上記「透光ブロック」は、透光性を有する
ブロックであれば、その材質は特に限定されるものでは
なく、例えば、透明の合成樹脂で構成されたものやガラ
スで構成されたもの等が採用可能である。また、この透
光ブロックの「表面」とは、該透光ブロックの内面反射
機能に着目した表現としての「表面」であって、この
「表面」が外表面であることは必ずしも必要ではなく、
該「表面」の外周側に保護被膜が形成された構成あるい
は被覆部材が設けられた構成となっていてもよい。この
場合において「被覆部材」の具体的構成は特に限定され
るものではなく、例えば「透光ブロック」と全く同じ材
質の部材であってもよい。
【００１７】
【発明の作用効果】上記構成に示すように、本願発明に
係る光源ユニットは、その光軸上に半導体発光素子が光
軸と略直交する所定方向へ向けて配置されるとともに、
この半導体発光素子に対して上記所定方向前方側に、該
半導体発光素子からの光を光軸方向前方へ向けて光軸寄
りに集光反射させる第１反射面を有するリフレクタが設
けられているが、このリフレクタは半導体発光素子を覆
うように形成された透光ブロックの表面に反射面処理が
施されてなり、その表面の一部が上記第１反射面として
構成されているので、該第１反射面の内面反射を利用す
ることができ、これにより従来のプロジェクタ型の車両
用灯具に用いられているリフレクタに比して、リフレク
タを大幅に小型化することができる。
【００１８】その際、光源として半導体発光素子が用い
られているので、光源を略点光源として取り扱うことが
可能となり、このためリフレクタを小型化した場合にお
いても、該リフレクタにより半導体発光素子からの光を
適正に反射制御することが可能となる。しかも、この半
導体発光素子は、光源ユニットの光軸と略直交する所定
方向へ向けて配置されているので、半導体発光素子から
出射される光の大半を第１反射面からの反射光として利
用することができる。
【００１９】また、光源として半導体発光素子が用いら
れているので、従来のように放電バルブやハロゲンバル
ブ等を取り付けるための大きなスペースを確保する必要
がなく、この点においてもリフレクタを小型化すること
ができる。しかも、半導体発光素子の採用により、発熱
の影響をほとんど考慮する必要がなくなるので、この点
においてもリフレクタを小型化することができる。
【００２０】したがって、本願発明に係る光源ユニット
を車両用灯具に用いることにより、該車両用灯具の大幅
な小型化を図ることができる。
【００２１】特に本願発明においては、リフレクタが半
導体発光素子を覆うように形成された透光ブロックで構
成されているので、少ない部品点数で光源ユニットを構
成することができる。
【００２２】また一般に、リフレクタを小型化した場合
には光源とリフレクタの反射面との位置関係に高い精度
が要求されるが、本願発明においては、リフレクタが半
導体発光素子を覆うように形成された透光ブロックで構
成されているので、半導体発光素子と第１反射面との位
置関係精度を十分に高めることができる。
【００２３】さらに、リフレクタが半導体発光素子を覆
うように形成された透光ブロックで構成されていること
により、光源ユニットとしての強度を高めることがで
き、振動や衝撃により光源の位置ズレが発生して灯具配
光が乱れてしまうのを、効果的に抑制することができ
る。
【００２４】なお、本願発明に係る光源ユニットを車両
用灯具に用いる際、光源ユニットを１つだけ用いるよう
にしてもよいし、複数の光源ユニットを用いるようにし
てもよい。後者の場合には、光源ユニットの個数分だけ
車両用灯具の明るさを増大させることができる。その
際、各光源ユニットの配置を任意に設定することが容易
に可能となるので、車両用灯具としての形状自由度を高
めることができる。
【００２５】上記構成において、第１反射面を、半導体
発光素子から第１反射面までの上記所定方向の距離が２
０ｍｍ以下の値となるように形成すれば、リフレクタを
十分に小型化することができる。
【００２６】また構成において、透光ブロックの表面に
おける第１反射面の光軸方向前端部を、光軸方向前方へ
向けて光軸寄りに傾斜するようにして延びる第２反射面
として構成すれば、その分だけさらにリフレクタの利用
立体角を増大させることができ、これにより光源ユニッ
トとしての利用光束を一層増大させることができる。
【００２７】さらに上記構成において、透光ブロックの
表面において第１反射面からの反射光を該透光ブロック
から光軸方向前方へ出射させる出射端面を、光軸を中心
とする略扇形に形成すれば、光源ユニットからのビーム
照射により、例えばヘッドランプのロービーム配光パタ
ーン等のようなカットオフラインを有する配光パターン
を形成することが可能となる。
【００２８】その際、透光ブロックの表面における出射
端面の近傍部位に、該出射端面から光軸方向後方へ延び
る平面部を形成し、この平面部を第１反射面からの反射
光を上記所定方向側へ反射させる第３反射面として構成
すれば、本来は出射端面まで到達しない光を出射端面ま
で到達させることができるので、これをビーム照射用と
して有効に活用することができ、これにより光源ユニッ
トとしての利用光束をより一層増大させることができ
る。
【００２９】ところで、本願発明に係る光源ユニットを
車両用灯具に用いる場合には投影レンズが必要となる
が、本願発明に係る光源ユニットとしては、この投影レ
ンズを備えた構成としてもよいし、これを備えていない
構成としてもよい。前者の場合には、光源ユニットとし
て、そのリフレクタに対して光軸方向前方側の所定位置
に投影レンズが設けられた構成とすればよく、また後者
の場合には、車両用灯具を組み付ける際に、投影レンズ
を光源ユニットに対してその光軸方向前方側の所定位置
に配置するようにすればよい。前者の構成を採用した場
合には、車両用灯具の組付けを行う前の段階で投影レン
ズとリフレクタとの位置関係を精度良く設定しておくこ
とができるので、車両用灯具の組付けを容易に行うこと
ができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】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。
【００３１】図１は、本願発明の一実施形態に係る光源
ユニット１０を備えた車両用灯具１００を示す正面図で
ある。
【００３２】この車両用灯具１００は、ロービーム照射
用のヘッドランプであって、素通し状の透明カバー１０
２とランプボディ１０４とで形成される灯室内に、１０
個の光源ユニット１０が略横一列で収容されてなってい
る。
【００３３】これら各光源ユニット１０は、いずれも同
様の構成を有しており、その光軸Ａｘが車両前後方向
（正確には車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度
下向きの方向））に延びるようにした状態で灯室内に収
容されている。
【００３４】図２は、１つの光源ユニット１０を示す正
面図であり、図３および４は、その側断面図および平断
面図である。
【００３５】これらの図に示すように、光源ユニット１
０は、光源としてのＬＥＤ１２（半導体発光素子）と、
リフレクタ１４と、投影レンズ１８とを備えてなってい
る。
【００３６】ＬＥＤ１２は、１ｍｍ四方程度の大きさの
発光部を有する白色ＬＥＤであって、基板２０に支持さ
れた状態で光軸Ａｘ上において鉛直方向上方へ向けて配
置されている。
【００３７】リフレクタ１４は、ＬＥＤ１２に対して上
方側において該ＬＥＤ１２を覆うように形成された透光
ブロック１６の表面に反射面処理が施されてなってい
る。そして、この透光ブロック１６の表面の一部が、Ｌ
ＥＤ１２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反
射させる第１反射面１４ａとして構成されている。その
際、第１反射面１４ａは、ＬＥＤ１２から該第１反射面
１４ａまでの鉛直方向の距離Ｌが２０ｍｍ以下の値（具
体的には１０ｍｍ程度）となるように形成されている。
【００３８】この第１反射面１４ａは、光軸Ａｘを中心
軸とする略楕円球面状に形成されている。具体的には、
この第１反射面１４ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が略
楕円形状に設定されており、その離心率が鉛直断面から
水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されてい
る。ただし、これら各断面を形成する楕円の後方側頂点
は同一位置に設定されている。ＬＥＤ１２は、この第１
反射面１４ａの鉛直断面を形成する楕円の第１焦点Ｆ１
に配置されている。そしてこれにより、第１反射面１４
ａは、ＬＥＤ１２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄り
に集光反射させ、その際、光軸Ａｘを含む鉛直断面内に
おいては上記楕円の第２焦点Ｆ２に略収束させるように
なっている。
【００３９】透光ブロック１６の表面における第１反射
面１４ａの前端部は、その上部が該第１反射面１４ａか
ら前方へ向けて下向き（光軸Ａｘ寄り）に傾斜するよう
にして延びる第２反射面１４ｂとして構成されている。
【００４０】透光ブロック１６の前端部には、第１反射
面１４ａからの反射光を該透光ブロック１６から前方へ
出射させる出射端面１４ｃが形成されている。この出射
端面１４ｃの形状は、光軸Ａｘを中心とする中心角１９
５°の略扇形に設定されており、その下端縁は正面視に
おいて略へ字状に形成されている。すなわち、この出射
端面１４ｃの下端縁は、光軸Ａｘから左方向へ水平に延
びる水平カットオフ形成部１４ｃ１と、光軸Ａｘから右
方向へ斜め１５°下向きに延びる斜めカットオフ形成部
１４ｃ２とからなり、その交点が第２焦点Ｆ２を通るよ
うに形成されている。
【００４１】透光ブロック１６の下端部には、出射端面
１４ｃの下端縁形状を維持したまま該出射端面１４ｃか
ら後方へ延びる平面部が形成されている。この平面部は
表面に反射面処理が施されており、これにより第１反射
面１４ａからの反射光を上方側へ反射させる第３反射面
１４ｄとして構成されている。そして、この第３反射面
１４ｄにより、第１反射面１４ａからの反射光の一部を
制御する光制御部を構成している。
【００４２】透光ブロック１６の後端部の下面には、基
板支持部１４ｅが形成されており、この基板支持部１４
ｅにおいて基板２０が透光ブロック１６に固定されてい
る。
【００４３】投影レンズ１８は、リフレクタ１４の前方
において、その後方側焦点位置をリフレクタ１４の第１
反射面１４ａの第２焦点Ｆ２に一致させるようにして光
軸Ａｘ上に配置されており、これにより第２焦点Ｆ２を
含む焦点面上の像を反転像として前方へ投影するように
なっている。この投影レンズ１８は、前方側表面が凸面
で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、その上下左
右４箇所に面取りが施されている。そして、この投影レ
ンズ１８は、図示しないブラケットを介して透光ブロッ
ク１６に固定されている。
【００４４】なお、透光ブロック１６の出射端面１４ｃ
は、投影レンズ１８の像面湾曲に対応すべく、平面視に
おいて左右両側が前方へ湾曲するように形成されてい
る。
【００４５】図５は、光源ユニット１０から照射される
ビームの光路を詳細に示す側断面図である。
【００４６】図示のように、ＬＥＤ１２からの出射光の
うち、リフレクタ１４の第１反射面１４ａで反射した光
は、出射端面１４ｃの下端縁へ向かい、その一部はその
まま出射端面１４ｃに到達し、その残りは第３反射面１
４ｄで反射した後、出射端面１４ｃに到達する。そし
て、これら出射端面１４ｃに到達した光は、該出射端面
１４ｃで屈折して前方へ偏向出射し、投影レンズ１８に
入射する。こうして投影レンズ１８に入射してこれを透
過した光は、該投影レンズ１８から前方へロービーム照
射光Ｂｏとして出射する。
【００４７】一方、リフレクタ１４の第２反射面１４ｂ
で反射したＬＥＤ１２からの光は、第２焦点Ｆ２の上方
において出射端面１４ｃに到達し、該出射端面１４ｃか
ら前方へ偏向出射して投影レンズ１８に入射し、該投影
レンズ１８から前方へ付加照射光Ｂａとして出射する。
この付加照射光Ｂａは、ロービーム照射光Ｂｏよりも下
向きの光として照射される。
【００４８】図６は、光源ユニット１０から前方へ照射
されるビームにより灯具前方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ロービーム配光パタ
ーンＰ（Ｌ）を、光源ユニット１０と共にその背面側か
ら透視的に示す図である。
【００４９】図示のように、ロービーム配光パターンＰ
（Ｌ）は、基本配光パターンＰｏと付加配光パターンＰ
ａとの合成配光パターンとして形成される。
【００５０】基本配光パターンＰｏは、第１反射面１４
ａからの反射光（ロービーム照射光Ｂｏ）により形成さ
れる左配光パターンであって、その上端縁に水平および
斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。水
平カットオフラインＣＬ１は、出射端面１４ｃの水平カ
ットオフ形成部１４ｃ１の反転像としてＨ−Ｖ（灯具前
方真正面）の右側（対向車線側）に形成され、斜めカッ
トオフラインＣＬ２は、出射端面１４ｃの斜めカットオ
フ形成部１４ｃ２の反転像としてＨ−Ｖの左側（自車線
側）に形成される。これら水平カットオフラインＣＬ１
と斜めカットオフラインＣＬ２との交点（エルボ点）Ｅ
の位置は、Ｈ−Ｖのやや下方位置（０．５〜０．６°程
度下方位置）に設定されている。そして、この基本配光
パターンＰｏにより、車両前方路面における遠方領域の
視認性を確保するようになっている。
【００５１】一方、付加配光パターンＰａは、第２反射
面１４ｂからの反射光（付加照射光Ｂａ）により形成さ
れる配光パターンであって、基本配光パターンＰｏの下
半部と重複して左右方向に幅広く拡散するように形成さ
れる。そして、この付加配光パターンＰａにより、車両
前方路面における近距離領域の視認性を確保するように
なっている。
【００５２】本実施形態に係る車両用灯具１００は、光
源ユニット１０を１０個備えているので、この車両用灯
具１００全体としては、各光源ユニット１０からの照射
ビームによって形成されるロービーム配光パターンＰ
（Ｌ）が１０重に重畳された合成配光パターンでビーム
照射を行うこととなる。そしてこれによりヘッドランプ
のロービーム照射に必要な明るさを十分に確保するよう
になっている。
【００５３】以上詳述したように、本実施形態に係る光
源ユニット１０は、その車両前後方向に延びる光軸Ａｘ
上にＬＥＤ１２が鉛直方向上方へ向けて配置されるとと
もに、このＬＥＤ１２の上方側に、該ＬＥＤ１２からの
光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させる第１反
射面１４ａを有するリフレクタ１４が設けられている
が、このリフレクタ１４はＬＥＤ１２を覆うように形成
された透光ブロック１６の表面に反射面処理が施されて
なり、その表面の一部が第１反射面１４ａとして構成さ
れているので、該第１反射面１４ａの内面反射を利用す
ることができ、これにより従来のプロジェクタ型の車両
用灯具に用いられているリフレクタに比して、リフレク
タ１４を大幅に小型化することができる。
【００５４】その際、光源としてＬＥＤ１２が用いられ
ているので、光源を略点光源として取り扱うことが可能
となり、このためリフレクタ１４を小型化した場合にお
いても、リフレクタ１４によりＬＥＤ１２からの光を適
正に反射制御することが可能となる。しかも、このＬＥ
Ｄ１２は、光源ユニット１０の光軸Ａｘと略直交する方
向へ向けて配置されているので、ＬＥＤ１２から出射さ
れる光の大半を第１反射面１４ａからの反射光として利
用することができる。
【００５５】また、光源としてＬＥＤ１２が用いられて
いるので、従来のように放電バルブやハロゲンバルブ等
を取り付けるための大きなスペースを確保する必要がな
く、この点においてもリフレクタ１４を小型化すること
ができる。しかも、ＬＥＤ１２の採用により、発熱の影
響をほとんど考慮する必要がなくなるので、この点にお
いてもリフレクタ１４を小型化することができる。
【００５６】したがって、本実施形態に係る光源ユニッ
ト１０を車両用灯具に用いることにより、該車両用灯具
の大幅な小型化を図ることができる。
【００５７】本実施形態に係る車両用灯具１００は、ロ
ービーム照射用のヘッドランプであり、そのロービーム
照射に必要な明るさが十分に確保されるよう、光源ユニ
ット１０を１０個備えた構成となっているが、その際、
各光源ユニット１０の配置を任意に設定することが容易
に可能であるので、車両用灯具としての形状自由度を高
めることができる。
【００５８】特に本実施形態においては、リフレクタ１
４がＬＥＤ１２を覆うように形成された透光ブロック１
６で構成されているので、少ない部品点数で光源ユニッ
ト１０を構成することができる。
【００５９】また一般に、リフレクタを小型化した場合
には光源とリフレクタの反射面との位置関係に高い精度
が要求されるが、本実施形態においては、リフレクタ１
４がＬＥＤ１２を覆うように形成された透光ブロック１
６で構成されているので、ＬＥＤ１２と第１反射面１４
ａとの位置関係精度を十分に高めることができる。
【００６０】さらに、リフレクタ１４がＬＥＤ１２を覆
うように形成された透光ブロック１６で構成されている
ことにより、光源ユニット１０としての強度を高めるこ
とができ、振動や衝撃により光源の位置ズレが発生して
灯具配光が乱れてしまうのを効果的に抑制することがで
きる。
【００６１】なお本実施形態においては、リフレクタ１
４の第１反射面１４ａが、ＬＥＤ１２から該第１反射面
１４ａまでの鉛直方向の距離Ｌが１０ｍｍ程度の値とな
るように形成されているものとして説明したが、この距
離Ｌを１０ｍｍよりも多少大きい値（すなわち、２０ｍ
ｍ以下、好ましくは１６ｍｍ以下、さらに好ましくは１
２ｍｍ以下）に設定した場合においても、従来のプロジ
ェクタ型の車両用灯具に用いられているリフレクタに比
して、リフレクタ１４を大幅に小型化することができ
る。
【００６２】本実施形態においては、リフレクタ１４の
表面における第１反射面１４ａの前端部の上部が、該第
１反射面１４ａから前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに傾斜す
るようにして延びる第２反射面１４ｂとして構成されて
いるので、その分だけさらにリフレクタ１４の利用立体
角を増大させることができ、これにより光源ユニット１
０としての利用光束を一層増大させることができる。
【００６３】また本実施形態においては、透光ブロック
１６の出射端面１４ｃが、光軸Ａｘを中心とする中心角
１９５°の略扇形に形成されているので、光源ユニット
１０からのビーム照射により、水平および斜めカットオ
フラインＣＬ１、ＣＬ２を有するロービーム配光パター
ンＰ（Ｌ）を形成することができる。
【００６４】その際、透光ブロック１６の表面における
出射端面１４ｃの近傍部位には、該出射端面１４ｃから
後方へ延びる平面部が形成されており、この平面部が第
１反射面１４ａからの反射光を上方側へ反射させる第３
反射面１４ｄとして構成されているので、本来は出射端
面１４ｃまで到達しない光を出射端面１４ｃまで到達さ
せて、これをビーム照射用として有効に活用することが
でき、これにより光源ユニット１０としての利用光束を
より一層増大させることができる。
【００６５】さらに本実施形態に係る光源ユニット１０
は、投影レンズ１８を備えた構成となっているので、車
両用灯具１００の組付けを行う前の段階で投影レンズ１
８とリフレクタ１４との位置関係を精度良く設定してお
くことができ、これにより車両用灯具１００の組付けを
容易に行うことができる。
【００６６】本実施形態に係る光源ユニット１０におい
ては、ＬＥＤ１２が鉛直方向上方へ向けて配置された構
成となっているが、図７に示すように、ＬＥＤ１２を鉛
直方向上方に対して光軸Ａｘ回りに右方向へ１５°回転
した方向へ向けて配置することも可能である。このよう
にした場合には、次のような作用効果を得ることができ
る。
【００６７】すなわち、一般に、ＬＥＤから出射される
光の配光曲線は、該ＬＥＤの正面方向が最大光度で正面
方向からの角度が大きくなるに従って光度が減少する光
度分布を有している。そこで、ＬＥＤ１２を上述したよ
うに１５°回転した配置とすることにより、基本配光パ
ターンＰｏにおける斜めカットオフラインＣＬ２の下方
領域（図７において２点鎖線で示す領域）Ａを明るく照
射することができる。そしてこれにより、ロービーム配
光パターンＰ（Ｌ）を一層遠方視認性に優れたものとす
ることができる。
【００６８】なお本実施形態においては、水平および斜
めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有するロービーム
配光パターンＰ（Ｌ）を形成するために、透光ブロック
１６の出射端面１４ｃの下端縁が水平カットオフ形成面
１４ａ１および斜めカットオフ形成面１４ａ２からなる
ものとして説明したが、これ以外のカットオフライン
（例えば左右段違いの段付き水平カットオフラインから
なるもの）を有するロービーム配光パターンを形成する
ために、出射端面１４ｃの下端縁を本実施形態とは異な
る形状に設定するようにした場合においても、本実施形
態と同様の構成を採用することにより本実施形態と同様
の作用効果を得ることができる。
【００６９】次に上記実施形態の第１の変形例について
説明する。
【００７０】図８は、本変形例に係る光源ユニット１０
Ａを示す側断面図である。
【００７１】図示のように、本変形例に係る光源ユニッ
ト１０Ａは、その透光ブロック１６Ａおよび投影レンズ
１８Ａの構成が、上記実施形態の透光ブロック１６およ
び投影レンズ１８と異なっているが、それ以外の構成に
ついては上記実施形態と同様である。
【００７２】透光ブロック１６Ａは、その出射端面１４
ｃの形状については上記実施形態の透光ブロック１６
（図中２点鎖線で示す）と同様であるが、その第３反射
面１４Ａｄが出射端面１４ｃから後方へ向けてやや上向
きに傾斜するようにして延びている。この上向き傾斜角
度αは、例えば１〜１０°程度の範囲内の適当な値に設
定されている。
【００７３】第３反射面１４Ａｄをこのように形成する
ことにより、該第３反射面１４Ａｄからの反射光の上向
き角度は、上記実施形態の場合（図中２点鎖線で反射光
の光路を示す）に比して角度２α分だけ小さくなり、こ
れにより出射端面１４ｃからの偏向出射光もこれに対応
する角度分（２α対応分）だけ小さくなる。したがっ
て、第３反射面１４Ａｄからの反射光が投影レンズ１８
Ａへ入射する位置は、上記実施形態の場合に比して低い
位置になる。
【００７４】このため、本変形例における投影レンズ１
８Ａは、上記実施形態の投影レンズ１８（図中２点鎖線
で示す）において第３反射面１４Ａｄからの反射光が入
射しない部分となる上端部が切り取られた形状となって
いる。
【００７５】本変形例の構成を採用することにより、投
影レンズ１８Ａの上下幅を小さくすることができ、これ
により光源ユニット１０Ａを一層小型化することができ
る。
【００７６】次に上記実施形態の第２の変形例について
説明する。
【００７７】図９は、本変形例に係る車両用灯具１００
Ａを示す正面図である。
【００７８】この車両用灯具１００Ａも、上記実施形態
の車両用灯具１００と同様、ロービーム照射用のヘッド
ランプであって、１０個の光源ユニットが略横一列で設
けられた構成となっているが、これら光源ユニットが複
数種類の光源ユニットの組合せで構成されている点で、
上記実施形態と異なっている。
【００７９】すなわち、１０個の光源ユニットのうち４
個は、上記実施形態と同様の光源ユニット１０である
が、残り６個はホットゾーン（高光度領域）形成用の光
源ユニットであって、そのうち３個が水平カットオフ形
成用の光源ユニット１０Ｂであり、残り３個が斜めカッ
トオフ形成用の光源ユニット１０Ｃである。
【００８０】水平カットオフ形成用の光源ユニット１０
Ｂは、その基本的構成は光源ユニット１０と同様である
が、次の点で異なっている。すなわち、この光源ユニッ
ト１０Ｂにおいては、透光ブロック１６Ｂの第３反射面
１４Ｂｄ全体が、光軸Ａｘから左右両方向へ水平に延び
る水平カットオフ形成面として形成されている。また、
この光源ユニット１０Ｂにおいては、投影レンズ１８Ｂ
として光源ユニット１０の投影レンズ１８よりもバック
フォーカル長が長いレンズが用いられている。
【００８１】一方、斜めカットオフ形成用の光源ユニッ
ト１０Ｃも、その基本的構成は光源ユニット１０と同様
であるが、次の点で異なっている。すなわち、この光源
ユニット１０Ｃにおいては、透光ブロック１６Ｃの第３
反射面１４Ｃｄ全体が、光軸Ａｘから左方向へ斜め１５
°上向きに延びるとともに右方向へ斜め１５°下向きに
延びる斜めカットオフ形成面として形成されており、ま
た、この光源ユニット１０Ｃにおいては、その投影レン
ズ１８Ｃとして光源ユニット１０Ｂの投影レンズ１８Ｂ
よりもさらにバックフォーカル長が長いレンズが用いら
れている。なお、この光源ユニット１０ＣのＬＥＤ１２
は、鉛直方向上方に対して光軸Ａｘ回りに右方向へ１５
°回転した方向へ向けて配置されている（図１１参
照）。
【００８２】図１０は、光源ユニット１０Ｂから前方へ
照射されるビームにより灯具前方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水平カットオフ
形成用配光パターンＰ１を、光源ユニット１０Ｂと共に
その背面側から透視的に示す図である。
【００８３】図示のように、水平カットオフ形成用配光
パターンＰ１は、基本配光パターンＰ１ｏと付加配光パ
ターンＰ１ａとの合成配光パターンとして形成される。
【００８４】基本配光パターンＰ１ｏは、第１反射面１
４Ｂａからの反射光（ホットゾーン形成用照射光Ｂ１
ｏ）により形成される配光パターンであって、その上端
縁に水平カットオフラインＣＬ１を有している。この水
平カットオフラインＣＬ１は、光源ユニット１０により
形成される水平カットオフラインＣＬ１と同じ高さに形
成されるようになっている。
【００８５】光源ユニット１０Ｂの投影レンズ１８Ｂ
は、光源ユニット１０の投影レンズ１８よりもバックフ
ォーカル長が長いので、基本配光パターンＰ１ｏは、光
源ユニット１０により形成される基本配光パターンＰｏ
に比して、小さくて明るい配光パターンとなる。そして
これにより、基本配光パターンＰ１ｏは水平カットオフ
ラインＣＬ１に沿ったホットゾーンを形成し、車両前方
路面における遠方領域の視認性を十分に高めるようにな
っている。
【００８６】一方、付加配光パターンＰ１ａは、第２反
射面１４ｂからの反射光（付加照射光Ｂ１ａ）により形
成される配光パターンであって、基本配光パターンＰ１
ｏの下半部と重複して左右方向に幅広く拡散するように
形成される。なお、この付加配光パターンＰ１ａについ
ても、投影レンズ１８Ｂのバックフォーカル長が長い分
だけ、光源ユニット１０により形成される付加配光パタ
ーンＰａよりも小さい配光パターンとなっている。そし
て、この付加配光パターンＰ１ａにより、車両前方路面
における基本配光パターンＰ１ｏの手前側領域の視認性
を確保するようになっている。
【００８７】図１１は、光源ユニット１０Ｃから前方へ
照射されるビームにより灯具前方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斜めカットオフ
形成用配光パターンＰ２を、光源ユニット１０Ｃと共に
その背面側から透視的に示す図である。
【００８８】図示のように、斜めカットオフ形成用配光
パターンＰ２は、基本配光パターンＰ２ｏと付加配光パ
ターンＰ２ａとの合成配光パターンとして形成される。
【００８９】基本配光パターンＰ２ｏは、第１反射面１
４ａからの反射光（ホットゾーン形成用照射光Ｂ２ｏ）
により形成される配光パターンであって、その上端縁に
斜めカットオフラインＣＬ２を有している。この斜めカ
ットオフラインＣＬ２は、光源ユニット１０により形成
される斜めカットオフラインＣＬ２と同じ高さに形成さ
れるようになっている。
【００９０】光源ユニット１０Ｃの投影レンズ１８Ｃ
は、光源ユニット１０Ｂの投影レンズ１８Ｂよりもさら
にバックフォーカル長が長いので、基本配光パターンＰ
２ｏは、光源ユニット１０Ｂにより形成される基本配光
パターンＰ１ｏに比して、さらに小さくて明るい配光パ
ターンとなる。そしてこれにより、基本配光パターンＰ
２ｏは斜めカットオフラインＣＬ２に沿ったホットゾー
ンを形成し、車両前方路面における遠方領域の視認性を
十分に高めるようになっている。
【００９１】一方、付加配光パターンＰ２ａは、第２反
射面１４ｂからの反射光（付加照射光Ｂ２ａ）により形
成される配光パターンであって、基本配光パターンＰ２
ｏの下半部と重複して左右方向に幅広く拡散するように
形成される。なお、この付加配光パターンＰ２ａについ
ても、投影レンズ１８Ｃのバックフォーカル長が長い分
だけ、光源ユニット１０Ｂにより形成される付加配光パ
ターンＰ１ａよりもさらに小さい配光パターンとなって
いる。そして、この付加配光パターンＰ２ａにより、車
両前方路面における基本配光パターンＰ２ｏの手前側領
域の視認性を確保するようになっている。
【００９２】図１２は、本変形例に係る車両用灯具１０
０Ａから前方へ照射されるビームにより灯具前方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
合成ロービーム配光パターンＰΣ（Ｌ）を透視的に示す
図である。
【００９３】図示のように、この合成ロービーム配光パ
ターンＰΣ（Ｌ）は、４個の光源ユニット１０の各々か
らの照射ビームによって形成されるロービーム配光パタ
ーンＰ（Ｌ）が４重に重畳され、３個の光源ユニット１
０Ｂからの照射ビームによって形成される水平カットオ
フ形成用配光パターンＰ１が３重に重畳され、３個の光
源ユニット１０Ｃからの照射ビームによって形成される
斜めカットオフ形成用配光パターンＰ２が３重に重畳さ
れた配光パターンとなっている。
【００９４】本変形例に係る車両用灯具１００Ａを採用
することにより、エルボ点Ｅの近傍にホットゾーンが形
成された合成ロービーム配光パターンＰΣ（Ｌ）を得る
ことができ、これにより上記実施形態に比して一層遠方
視認性に優れた配光パターンでロービーム照射を行うこ
とができる。
【００９５】なお本変形例においては、３種類の光源ユ
ニット１０、１０Ｂ、１０Ｃの組合せで構成された車両
用灯具１００Ａについて説明したが、さらに多くの種類
の光源ユニットの組合せで車両用灯具を構成することも
可能であり、このようにすることにより一層きめ細かく
配光制御を行うことが可能となる。
【００９６】次に上記実施形態の第３の変形例について
説明する。
【００９７】図１３は、本変形例に係る光源ユニット３
０を示す側断面図である。
【００９８】図示のように、本変形例に係る光源ユニッ
ト３０は、ハイビーム配光パターンでビーム照射を行う
ための光源ユニットとして構成されている。
【００９９】すなわち、本変形例に係る光源ユニット３
０においても、そのリフレクタ３４はＬＥＤ１２を覆う
ように形成された透光ブロック３６の表面に反射面処理
が施されてなっているが、本変形例においては、透光ブ
ロック３６の出射端面３４ｃが、上記実施形態の透光ブ
ロック１６の出射端面１４ｃのように光軸Ａｘを中心と
する中心角１９５°の略扇形には形成されておらず、該
出射端面３４ｃの下端縁は上記実施形態の出射端面１４
ｃの下端縁よりもかなり下方に位置している。
【０１００】また、透光ブロック３６の下端部には、上
記実施形態のような第３反射面１４ｄに代えて、前方へ
向けて下向きに傾斜するようにして延びる第４反射面３
４ｄが形成されている。
【０１０１】さらに、本変形例のリフレクタ３４は、そ
の第１反射面３４ａの構成については上記実施形態の第
１反射面１４ａと同様であるが、第１反射面３４ａの前
端部の上部に形成された第２反射面３４ｂについては、
その下向き傾斜角度が上記実施形態の第２反射面１４ｂ
に比して大きい値に設定されている。
【０１０２】本変形例においては、透光ブロック３６の
出射端面３４ｃの下端縁が、上記実施形態の出射端面１
４ｃの下端縁よりもかなり下方に位置しているので、第
１反射面３４ａで反射したＬＥＤ１２からの光は、すべ
てそのまま出射端面３４ｃに到達し、この出射端面３４
ｃから偏向出射した光は、投影レンズ１８を介して前方
へ上向き光および下向き光を含むハイビーム照射光Ｂｏ
´として出射する。
【０１０３】また本変形例においては、第２反射面３４
ｂで反射したＬＥＤ１２からの光は、第４反射面３４ｄ
で再度反射して出射端面３４ｃに到達し、この出射端面
３４ｃから偏向出射した光は、投影レンズ１８を介して
前方へ上向き光および下向き光を含む付加照射光Ｂａ´
として出射する。この付加照射光Ｂａ´の照射方向は、
第４反射面３４ｄでの反射位置によって異なったものと
なるが、全体としてはハイビーム照射光Ｂｏ´よりも上
向きの光として左右方向に幅広く照射される。
【０１０４】図１４は、光源ユニット３０から前方へ照
射されるビームにより灯具前方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ハイビーム配光パ
ターンＰ（Ｈ）を、光源ユニット３０と共にその背面側
から透視的に示す図である。
【０１０５】図示のように、ハイビーム配光パターンＰ
（Ｈ）は、基本配光パターンＰｏ´と付加配光パターン
Ｐａ´との合成配光パターンとして形成される。
【０１０６】基本配光パターンＰｏ´は、第１反射面３
４ａからの反射光（ハイビーム照射光Ｂｏ´）により形
成される配光パターンであり、上記実施形態の基本配光
パターンＰｏを上方に延長形成したような形状を有して
いる。そして、この基本配光パターンＰｏ´により、略
Ｈ−Ｖを中心にして車両前方を幅広く照射するようにな
っている。
【０１０７】一方、付加配光パターンＰａ´は、第４反
射面３４ｄからの反射光（付加照射光Ｂａ´）により形
成される配光パターンであって、基本配光パターンＰｏ
´の上半部と重複して左右方向に幅広く拡散するように
形成される。そして、この付加配光パターンＰａ´によ
り、車両前方をさらに幅広く照射するようになってい
る。
【０１０８】本変形例に係る光源ユニット３０と上記実
施形態に係る光源ユニット１０とを適宜組み合わせて用
いることにより、ロービーム照射機能とハイビーム照射
機能とを兼ね備えたヘッドランプを構成することも可能
である。
【０１０９】なお、上記実施形態および各変形例におい
ては、リフレクタ１４、３４を構成する透光ブロック１
６、１６Ｂ、１６Ｃ、３６がＬＥＤ１２とは別体で構成
されているが、一般にＬＥＤにはその発光部を覆う封止
樹脂部が設けられているので、この封止樹脂部の形状を
大きくすることにより透光ブロック１６、１６Ｂ、１６
Ｃ、３６を構成することも可能である。
【０１１０】上記実施形態および各変形例においては、
光源ユニット１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、３０がヘ
ッドランプに用いられる場合について説明したが、これ
ら光源ユニット１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、３０
を、フォグランプ、ベンディングランプ等に用いること
も可能であり、このようにした場合においても上記実施
形態および変形例と同様の作用効果を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る光源ユニットを備
えた車両用灯具を示す正面図
【図２】上記光源ユニットを示す正面図
【図３】上記光源ユニットを示す側断面図
【図４】上記光源ユニットを示す平断面図
【図５】上記光源ユニットから照射されるビームの光路
を詳細に示す側断面図
【図６】上記光源ユニットから前方へ照射されるビーム
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、光源ユニットと
共にその背面側から透視的に示す図
【図７】上記実施形態におけるＬＥＤ配置の変形例を示
す、図６と同様の図
【図８】上記実施形態の第１の変形例を示す、図５と同
様の図
【図９】上記実施形態の第２の変形例を示す、図１と同
様の図
【図１０】上記第２の変形例を構成する水平カットオフ
形成用の光源ユニットから前方へ照射されるビームによ
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、光源ユニットと共にその背面側から透視的に示す図
【図１１】上記第２の変形例を構成する斜めカットオフ
形成用の光源ユニットから前方へ照射されるビームによ
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、光源ユニットと共にその背面側から透視的に示す図
【図１２】上記第２の変形例に係る車両用灯具から前方
へ照射されるビームにより上記仮想鉛直スクリーン上に
形成される合成ロービーム配光パターンを透視的に示す
図
【図１３】上記実施形態の第３の変形例を示す、図５と
同様の図
【図１４】上記第３の変形例を示す、図６と同様の図
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、３０ 光源ユニット １２ ＬＥＤ（半導体発光素子） １４、３４ リフレクタ １４ａ、３４ａ 第１反射面 １４ｂ、３４ｂ 第２反射面 １４ｃ、３４ｃ 出射端面 １４ｃ１ 水平カットオフ形成部 １４ｃ２ 斜めカットオフ形成部 １４ｄ、１４Ａｄ、１４Ｂｄ、１４Ｃｄ 第３反射面
（光制御部） １６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、３６ 透光ブロック １８、１８Ａ、１８Ｂ 投影レンズ ２０ 基板 ３４ｄ 第４反射面 １００、１００Ａ 車両用灯具 １０２ 透明カバー １０４ ランプボディ Ａｘ 光軸 Ｂｏ ロービーム照射光 Ｂｏ´ ハイビーム照射光 Ｂ１ｏ、Ｂ２ｏ ホットゾーン形成用照射光 Ｂａ、Ｂａ´、Ｂ１ａ、Ｂ２ａ 付加照射光 ＣＬ１ 水平カットオフライン ＣＬ２ 斜めカットオフライン Ｅ エルボ点 Ｆ１ 第１焦点 Ｆ２ 第２焦点 Ｌ ＬＥＤから第１反射面までの鉛直方向の距離 Ｐ（Ｈ） ハイビーム配光パターン Ｐ（Ｌ） ロービーム配光パターン Ｐｏ、Ｐｏ´、Ｐ１ｏ、Ｐ２ｏ 基本配光パターン Ｐａ、Ｐａ´、Ｐ１ａ、Ｐ２ａ 付加配光パターン Ｐ１ 水平カットオフ形成用配光パターン Ｐ２ 斜めカットオフ形成用配光パターン ＰΣ（Ｌ） 合成ロービーム配光パターン

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両用灯具に用いられる光源ユニットで
    あって、 上記光源ユニットの光軸上に該光軸と略直交する所定方
    向へ向けて配置された半導体発光素子と、この半導体発
    光素子に対して上記所定方向前方側に設けられ、該半導
    体発光素子からの光を上記光軸方向前方へ向けて該光軸
    寄りに集光反射させる第１反射面を有するリフレクタと
    を備えてなり、 上記リフレクタが、上記半導体発光素子を覆うように形
    成された透光ブロックの表面に反射面処理が施されてな
    り、該透光ブロックの表面の一部が上記第１反射面とし
    て構成されている、ことを特徴とする光源ユニット。
  2. 【請求項２】 上記第１反射面が、上記半導体発光素子
    から該第１反射面までの上記所定方向の距離が２０ｍｍ
    以下の値となるように形成されている、ことを特徴とす
    る請求項１記載の光源ユニット。
  3. 【請求項３】 上記透光ブロックの表面における上記第
    １反射面の上記光軸方向前端部が、該光軸方向前方へ向
    けて該光軸寄りに傾斜するようにして延びる第２反射面
    として構成されている、ことを特徴とする請求項１また
    は２記載の光源ユニット。
  4. 【請求項４】 上記透光ブロックの表面において上記第
    １反射面からの反射光を該透光ブロックから上記光軸方
    向前方へ出射させる出射端面が、上記光軸を中心とする
    略扇形に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜
    ３いずれか記載の光源ユニット。
  5. 【請求項５】 上記透光ブロックの表面における上記出
    射端面の近傍部位に、該出射端面から上記光軸方向後方
    へ延びる平面部が形成されており、この平面部が上記第
    １反射面からの反射光を上記所定方向側へ反射させる第
    ３反射面として構成されている、ことを特徴とする請求
    項４記載の光源ユニット。
  6. 【請求項６】 上記リフレクタに対して上記光軸方向前
    方側の所定位置に、投影レンズが設けられている、こと
    を特徴とする請求項１〜５いずれか記載の光源ユニッ
    ト。
  7. 【請求項７】 ロービーム照射用の車両用前照灯に用い
    られる光源ユニットであって、 上記光源ユニットの光軸上に該光軸と略直交する所定方
    向へ向けて配置された半導体発光素子と、この半導体発
    光素子に対して上記所定方向前方側に設けられ、該半導
    体発光素子からの光を上記光軸方向前方へ向けて該光軸
    寄りに集光反射させる第１反射面を有するリフレクタと
    を備えてなり、 上記リフレクタが、上記半導体発光素子を覆うように形
    成された透光ブロックの表面に反射面処理が施されてな
    り、該透光ブロックの表面の一部が上記第１反射面とし
    て構成されており、 上記透光ブロックにおける上記半導体発光素子に対して
    上記光軸方向前方側の所定位置に、所定のカットオフラ
    インを有する配光パターンを形成するための照射ビーム
    が得られるよう、上記第１反射面からの反射光の一部を
    制御する光制御部が形成されている、ことを特徴とする
    光源ユニット。
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