JP2007227228A - 車両用前照灯の灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子を光源とする車両用前照灯の灯具ユニットとしてプロジェクタ型の灯具ユニットを採用した場合において、灯具の小型化および簡素化を図る。
【解決手段】第１発光素子３４を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニット３０において、その投影レンズ３２の後側焦点面近傍に、該投影レンズ３２へ向けて光照射を行う５つの第２発光素子４４が配置された構成とする。そして、第１発光素子３４を点灯することにより基本配光パターンを形成するとともに、５つの第２発光素子４４を追加点灯することにより、上記基本配光パターンに対して付加配光パターンを追加形成し、これにより灯具ユニット３０からの照射光により形成される配光パターンを十分明るいものとする。
【選択図】図４

Description

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。

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。

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。

また「特許文献２」には、このようなプロジェクタ型の灯具ユニットにおいて、１つの投影レンズに対して発光素子およびリフレクタが複数組配置されたものが記載されている。

なお「特許文献３」および「特許文献４」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。

特開２００５−１６６５９０号公報 特開２００５−３１７２２６号公報 特開昭６４−６７８０４号公報 実開平６−２８９０９号公報

上記「特許文献１」や「特許文献２」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ものとなっている。

このため従来、車両用前照灯としては、上記「特許文献１」に記載されているように、数多くの灯具ユニットを配置したり、あるいは、上記「特許文献２」に記載されているように、１つの投影レンズに対して複数組の発光素子およびリフレクタを配置する工夫がなされている。

しかしながら、上記「特許文献１」に記載された構成では、数多くの灯具ユニットが配置されることにより車両用前照灯が大型化してしまう、という問題がある。

一方、上記「特許文献２」に記載された構成では、１つの投影レンズに対して複数組の発光素子およびリフレクタが配置されることにより灯具ユニット自体が大型化してしまい、その結果として車両用前照灯も大型化してしまう、という問題がある。また、このような灯具構成を採用した場合には、灯具構成がやや複雑なものとなってしまう、という問題がある。

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車両用前照灯の灯具ユニットとしてプロジェクタ型の灯具ユニットを採用した場合において、灯具の小型化および簡素化を図る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。

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、その投影レンズの後側焦点面近傍に、該投影レンズへ向けて光照射を行う複数の第２発光素子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。

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、
上記投影レンズの後側焦点面近傍に、該投影レンズへ向けて光照射を行う複数の第２発光素子が配置されている、ことを特徴とするものである。

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。

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。

上記「複数の第２発光素子」は、投影レンズの後側焦点面近傍に配置されていれば、その個数や具体的な配置は特に限定されるものではない。また、これら「複数の第２発光素子」は、投影レンズへ向けて光照射を行うように配置されていれば、必ずしも灯具ユニットの正面方向を向いていなくてもよい。

上記「投影レンズの後側焦点面近傍」とは、投影レンズの後側焦点面に対して前後１０ｍｍ以内の領域を意味するものである。

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、その投影レンズの後側焦点面近傍には、該投影レンズへ向けて光照射を行う複数の第２発光素子が配置されているので、第１発光素子の点灯により所定の基本配光パターンを形成することができるとともに、複数の第２発光素子のうちの一部または全部を追加点灯することにより、上記基本配光パターンに対して付加配光パターンを追加形成することができ、これにより灯具ユニットからの照射光により形成される配光パターンを十分明るいものとすることができる。

その際、複数の第２発光素子は、いずれも投影レンズの後側焦点面近傍に配置されているので、これら各第２発光素子からの出射光が投影レンズに対して直射光として入射するにもかかわらず、その発光チップの反転投影像を十分明るいものとすることができ、これにより付加配光パターンを十分明るいものとすることができる。

このように本願発明によれば、発光素子を光源とする車両用前照灯の灯具ユニットとして、プロジェクタ型の灯具ユニットを採用した場合において、灯具の小型化および簡素化を図ることができる。

上記構成において、複数の第２発光素子を投影レンズの後側焦点面から前後方向に離れた位置に配置するようにすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、複数の第２発光素子を投影レンズの後側焦点面上に配置した場合には、これら各第２発光素子の発光チップの反転投影像は、その外形形状のままの鮮明な像として互いに離れた状態で散点的に形成されるので、その集合体としての付加配光パターンの追加形成により、灯具ユニットからの照射光により形成される配光パターンに配光ムラが発生しやすくなってしまう。

これに対し、複数の第２発光素子を投影レンズの後側焦点面から前後方向に離れた位置に配置すれば、これら各第２発光素子の発光チップの反転投影像は、後側焦点面上に配置した場合に比して、その外形形状が大きくかつその鮮明度が低下した像となるので、付加配光パターンの追加形成による配光ムラの発生を抑制することができる。その際、投影レンズの後側焦点面に対する各第２発光素子の前後方向変位量は、投影レンズの後側焦点面近傍に位置する範囲内であれば特に限定されるものではないが、例えば、各第２発光素子の発光チップのサイズの１〜６倍程度の値に設定することが可能である。

上記構成において、複数の第２発光素子を水平方向に互いに隣接させるようにして配置するようにすれば、これら各第２発光素子の発光チップの反転投影像を水平方向に互いに隣接させるようにして形成することができ、これにより付加配光パターンを車両前方路面の照射に適した横長の配光パターンとして形成することができる。その際、これら複数の第２発光素子は、隙間なく配置してもよいし、多少の隙間をおいて配置してもよい。

上記構成において、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を、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するようにすれば、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ロービーム用配光パターンを形成することができる。

その際、このシェードを、その上端縁から後方へ延びる上向き鏡面を有するミラー部材として構成すれば、シェードによって遮蔽されるべき光についても、これを上向きに反射させて投影レンズに入射させることができ、これを前方照射光として有効に利用することができる。

また、上記シェードが配置されている場合において、複数の第２発光素子を光軸よりも上方側に配置するようにすれば、その出射光により車両前方路面を照射することが可能となるが、その際、これら複数の第２発光素子を投影レンズの後側焦点面よりも前方側に配置するようにすれば、その出射光をより多く投影レンズに入射させることができる。

さらに、上記シェードがミラー部材として構成されている場合において、このミラー部材を、その上向き鏡面の前端縁から後方へ向けて斜め下方へ延びる下向き斜面を有する構成とした上で、複数の第２発光素子を、投影レンズの後側焦点面よりも後方側でかつ下向き斜面の下方近傍に配置するようにすれば、その出射光により、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側に、付加配光パターンを該ロービーム用配光パターンと途切れることなく形成することができる。したがって、これら複数の第２発光素子を追加点灯することにより、ハイビーム用配光パターンを形成することが可能となる。

この場合において、ミラー部材の下向き斜面を鏡面として構成すれば、この下向き斜面で反射した光を投影レンズに入射させて、これを前方照射光として有効に利用することができる。しかも、このようにすることにより、付加配光パターンを、その下端縁近傍部位が相対的に明るい配光パターンとすることができるので、該付加配光パターンとロービーム用配光パターンとの連続性を高めることができる。

上記構成において、複数の第２発光素子を共通の金属製部材に支持された構成とすれば、灯具ユニットの構成を一層簡素化することができるとともに各第２発光素子の位置決め精度を高めることができる。また、このようにすることにより、各第２発光素子の点灯により発生する熱を、熱容量の大きい金属製部材に速やかに伝導させて、その放熱を図ることができる。

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。

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯１０を示す正面図である。

同図に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、ランプボディ１２と、このランプボディ１２の前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に、４つの灯具ユニット３０、５０、７０、９０が収容された構成となっている。

これら４つの灯具ユニット３０、５０、７０、９０は、いずれもプロジェクタ型の灯具ユニットであって、共通の金属製ブラケット１６に上下２段配置で固定支持されている。

この金属製ブラケット１６は、鉛直パネル状に形成されており、その前面の４箇所には、４つの灯具ユニット３０、５０、７０、９０を固定支持するための棚状突起部（図示せず）が形成されている。そして、この金属製ブラケット１６は、エイミング機構２０を介してランプボディ１２に上下方向および左右方向に傾動可能に支持されている。

４つの灯具ユニット３０、５０、７０、９０は、互いに平行に延びる光軸Ａｘを有しており、エイミング機構２０による光軸調整が完了した段階では、金属製ブラケット１６の傾動により、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。

これら４つの灯具ユニット３０、５０、７０、９０のうち、２つの灯具ユニット３０、５０はロービーム専用の灯具ユニットであり、残り２つの灯具ユニット７０、９０はロービームおよびハイビーム兼用の灯具ユニットである。

次に、これら４つの灯具ユニット３０、５０、７０、９０の各々の構成について説明する。

まず、ロービーム専用の灯具ユニット３０の構成について説明する。

図２は、この灯具ユニット３０を示す正面図であり、図３は、図２のIII-III 線断面図であり、図４は、図２のIV-IV 線断面図である。

これらの図に示すように、この灯具ユニット３０は、投影レンズ３２と、第１発光素子３４と、リフレクタ３６と、ベース部材３８と、レンズホルダ４０と、金属製部材４２と、５つの第２発光素子４４とからなっている。そして、この灯具ユニット３０は、そのベース部材３８において金属製ブラケット１６の棚状突起部に固定支持されている。

ベース部材３８は、金属製部材であって、灯具ユニット３０の光軸Ａｘを含む水平面に沿って延びる上面３８ａを有する平板部３８Ａと、この平板部３８Ａ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３８Ｂとからなっている。

投影レンズ３２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上に配置されており、そのバックフォーカル長は２２ｍｍ程度の値に設定されている。そして、この投影レンズ３２は、その後側焦点Ｆを含む後側焦点面上の像を、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。この投影レンズ３２は、その周縁部において円筒状のレンズホルダ４０の前端環状溝部に固定支持されている。そして、このレンズホルダ４０は、その下半部においてベース部材３８の半円筒部３８Ｂに固定支持されている。

第１発光素子３４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３４ａと、この発光チップ３４ａを支持する基板３４ｂとからなっている。その際、発光チップ３４ａ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。

この第１発光素子３４は、投影レンズ３２の後側焦点Ｆよりも後方側においてベース部材３８の平板部３８Ａに固定支持されている。その際、この第１発光素子３４は、その発光チップ３４ａ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３４ｂにおいて平板部３８Ａの上面３８ａの後部に形成された凹溝部３８ａ２内に位置決めされるようになっている。

リフレクタ３６は、第１発光素子３４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３８の平板部３８Ａの上面３８ａに載置固定されている。そして、このリフレクタ３６は、第１発光素子３４の発光チップ３４ａからの出射光を、投影レンズ３２へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させるようになっている。

具体的には、このリフレクタ３６の反射面３６ａ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３６ａは、光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った断面形状が、発光チップ３４ａの発光中心を第１焦点とするとともに投影レンズ３２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３６ａは、発光チップ３４ａからの出射光を、鉛直面内においては投影レンズ３２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。

ベース部材３８の平板部３８Ａは、その上面３８ａの前端縁３８ａ１が、投影レンズ３２の後側焦点面（すなわち後側焦点Ｆおよび軸外の後側焦点により形成される略球面状の曲面）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、この前端縁３８ａ１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。そして、この平板部３８Ａの上面３８ａにおける光軸Ａｘよりも右側の部分は、前端縁３８ａ１の形状のまま後方へ所定長にわたって水平に延びる段下がり平面部３８ａ３として構成されている。

ベース部材３８の平板部３８Ａは、その上面３８ａがこのような形状を有していることにより、リフレクタ３６からの反射光の一部の直進を阻止して投影レンズ３２からの上向き光の出射を阻止するシェードとして機能するようになっている。

その際、この平板部３８Ａは、その上面３８ａがリフレクタ３６からの反射光を上向きに正反射させる上向き鏡面として構成されたミラー部材として機能するようになっている。これを実現するため、この平板部３８Ａの上面３８ａには、アルミニウム蒸着等の鏡面処理が施されている。なお、この鏡面処理は、必ずしも平板部３８Ａの上面３８ａの全域にわたって施されていることは必要ではなく、その前端縁３８ａ１からある程度後方までの範囲にわたって施されていれば十分である。

金属製部材４２は、投影レンズ３２の後側焦平面（すなわち、後側焦点Ｆにおいて光軸Ａｘと直交する平面）に沿って延びる鉛直パネルとして構成されており、その左右両端部が前方へ直角に折れ曲がるようにして延長形成されている。そして、この金属製部材４２は、その左右両端部の前端面をレンズホルダ４０の後端面に当接させるようにして、その下端面においてベース部材３８の平板部３８Ａの上面３８ａに載置固定されている。この金属製部材４２の下端面の左右方向中央部には、横長矩形状の切欠き部４２ａが形成されている。そしてこれにより、この金属製部材４２がベース部材３８に載置固定されたとき、投影レンズ３２の後側焦点Ｆの上方に横長矩形状開口部が形成されるようになっている。その際、この切欠き部４２ａの上下幅および左右幅は、リフレクタ３６からの反射光および該反射光のうち平板部３８Ａの上面３８ａで反射した光を、ほとんど遮蔽しない範囲内で、できるだけ小さい値に設定されている。

５つの第２発光素子４４は、いずれも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４４ａと、この発光チップ４４ａを支持する基板４４ｂとからなっている。その際、発光チップ４４ａ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。また、基板４４ｂは、正面視において２．５ｍｍ角程度の正方形の外形形状を有している。

これら５つの第２発光素子４４は、その発光チップ４４ａが光軸Ａｘ方向前方を向くように配置された状態で、金属製部材４２の前面に固定支持されており、投影レンズ３２へ向けて光照射を行うようになっている。

その際、これら５つの第２発光素子４４は、切欠き部４２ａの上方近傍において、水平方向に互いに隙間なく隣接するようにして配置されている。そしてこれにより、これら各第２発光素子４４は、その発光チップ４４ａが、光軸Ａｘよりも上方側の該光軸Ａｘに比較的近い位置で、かつ投影レンズ３２の後側焦点面よりも幾分前方側の位置に配置されるようになっている。具体的には、これら各第２発光素子４４は、光軸Ａｘに対して４ｍｍ程度上方の位置において、投影レンズ３２の後側焦点Ｆに対して２．５ｍｍ程度前方の位置に配置されている。

図６（ａ）は、灯具ユニット３０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ＰＡを示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰＡは、基本配光パターンＰＡ１と付加配光パターンＰＡ２との合成配光パターンとして形成されるようになっている。

基本配光パターンＰＡ１は、リフレクタ３６の反射面３６ａで反射して投影レンズ３２に入射した発光チップ３４ａからの光により形成される配光パターンであって、略弓形形状を有する横長の比較的小さい配光パターンとして形成されている。

この基本配光パターンＰＡ１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、ベース部材３８の平板部３８Ａにおける上面３８ａの前端縁３８ａ１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、灯具正面方向の消点である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。

この基本配光パターンＰＡ１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３０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。

この基本配光パターンＰＡ１は、リフレクタ３６の反射面３６ａで反射してから投影レンズ３２に直接入射する光だけでなく、リフレクタ３６の反射面３６ａで反射してからベース部材３８の平板部３８Ａの上面３８ａで上向きに正反射して投影レンズ３２に入射する光も、その形成に用いられているので、その分だけ明るさが補強された配光パターンとなっている。

なお、この基本配光パターンＰＡ１の下端部は、図中２点鎖線で示す曲線よりもやや上方に変位しているが、これは、リフレクタ３６からの反射光のうちの一部が、金属製部材４２の切欠き部４２ａを通過せずに該金属製部材４２により遮蔽されることによるものである。

一方、付加配光パターンＰＡ２は、５つの第２発光素子４４の発光チップ４４ａから直射光として投影レンズ３２に入射する光により形成される配光パターンであって、投影レンズ３２によって反転投影された５つの第２発光素子４４の発光チップ４４ａの反転投影像ＩＡの集合体として形成されている。

その際、これら各第２発光素子４４の発光チップ４４ａは、投影レンズ３２の後側焦点面から前方に離れた位置にあるので、その反転投影像ＩＡは、該発光チップ４４が後側焦点面上に位置している場合に比して、その外形形状が大きくかつその鮮明度が低下した像となる。

また、これら５つの第２発光素子４４は、光軸Ａｘの上方において水平方向に互いに隣接するようにして配置されているので、これら各第２発光素子４４の発光チップ４４ａの反転投影像ＩＡは、Ｈ−Ｈ線の下方において水平方向に互いに隣接するようにして形成されることとなる。しかも、これら５つの第２発光素子４４は、互いに隙間なく配置されているので、５つの反転投影像ＩＡは互いに部分的に重複するようにして形成されることとなる。そして、これら各反転投影像ＩＡは、各第２発光素子４４が金属製部材４２における切欠き部４２ａの上方近傍に配置されているので、基本配光パターンＰＡ１の下端部と重複するようにして形成されることとなる。

そしてこれにより、付加配光パターンＰＡ２は、基本配光パターンＰＡ１の対向車線側カットオフラインＣＬ１の下方近傍において、単一の横長配光パターンとして形成されることとなる。

なお、この付加配光パターンＰＡ２は、各第２発光素子４４を図２〜４に示す位置から下方に変位させるようにすれば、これに伴って上方に変位し、対向車線側カットオフラインＣＬ１に近づくこととなる。一方、このように各第２発光素子４４を下方に変位させると、金属製部材４２の切欠き部４２ａの上下幅が狭くなるので、リフレクタ３６からの反射光の金属製部材４２による遮蔽量が多くなり、その結果、基本配光パターンＰＡ１の下端部がさらに多く欠けてしまうこととなる。

そこで、この灯具ユニット３０においては、５つの第２発光素子４４を図２〜４に示すような位置に配置することにより、基本配光パターンＰＡ１と付加配光パターンＰＡ２とを、図６（ａ）に示すような位置関係で形成するようになっている。

次に、もう１つのロービーム専用の灯具ユニット５０の構成について説明する。

図５は、この灯具ユニット５０を示す、図３と同様の図である。

同図に示すように、この灯具ユニット５０の基本的な構成は、灯具ユニット３０と同様であるが、そのベース部材５８および金属製部材６２の構成ならびに５つの第２発光素子６４の配置が、灯具ユニット３０の場合と異なっている。

すなわち、この灯具ユニット５０のベース部材５８は、その平板部５８Ａの前後長が、灯具ユニット３０のベース部材３８の平板部３８Ａよりもやや短い値（具体的には３．５ｍｍ程度短い値）に設定されている。ただし、ベース部材５８の半円筒部５８Ｂは、ベース部材３８の半円筒部３８Ｂと同一形状であり、したがって、その平板部５８Ａの上面５８ａにおける前端縁５８ａ１と投影レンズ３２の後側焦点Ｆとの位置関係も、ベース部材３８の場合と同様である。なお、このベース部材５８における他の部分の構成も、ベース部材３８の場合と同様である。

そしてこれにより、この灯具ユニット５０においては、リフレクタ３６からの反射光の収束位置を、投影レンズ３２の後側焦点Ｆよりもやや前方側に変位させて、その後側焦点面に形成される第１発光素子３４の発光チップ３４ａの像が、灯具ユニット３０の場合よりも大きくなるようにしている。

また、この灯具ユニット５０の金属製部材６２は、灯具ユニット３０の金属製部材４２よりも、投影レンズ３２の後側焦点Ｆに対してやや前方側に配置されている。さらに、この金属製部材６２の切欠き部６２ａは、図１に示すように、その上下幅および左右幅が、切欠き部４２ａの場合よりも大きな値に設定されている。そしてこれにより、リフレクタ３６からの反射光および該反射光のうちベース部材５８の平板部５８Ａの上面５８ａで反射した光を、ほとんど遮蔽しないようになっている。

この灯具ユニット５０の５つの第２発光素子６４は、灯具ユニット３０の場合と同様、金属製部材６２の前面における切欠き部６２ａの上方近傍部位に、水平方向に互いに隣接するようにして配置されているが、その際、これら５つの第２発光素子６４は、図１に示すように多少の隙間をおいて配置されている。具体的には、これら各第２発光素子６４は、光軸Ａｘに対して５ｍｍ程度上方の位置において、投影レンズ３２の後側焦点Ｆに対して５ｍｍ程度前方の位置に配置されており、また、これら各第２発光素子６４相互間の隙間は１．５ｍｍ程度の値に設定されている。なお、これら各第２発光素子６４の構成自体は、灯具ユニット３０の各第２発光素子４４と同様である。

図６（ｂ）は、灯具ユニット５０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ＰＢを示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰＢは、基本配光パターンＰＢ１と付加配光パターンＰＢ２との合成配光パターンとして形成されるようになっている。

基本配光パターンＰＢ１は、リフレクタ３６の反射面３６ａで反射して投影レンズ３２に入射した発光チップ３４ａからの光により形成される配光パターンであって、略弓形形状を有する横長の比較的大きい配光パターンとして形成されている。

この基本配光パターンＰＢ１は、その上端部に基本配光パターンＰＡ１と同じ位置に同じ形状のカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。

この基本配光パターンＰＢ１は、基本配光パターンＰＡ１よりもかなり大きい配光パターンとして形成されているが、これは、灯具ユニット５０においては、その投影レンズ３２の後側焦点面に形成される発光チップ３４ａの像が、灯具ユニット３０の場合よりもかなり大きくなることによるものである。

この基本配光パターンＰＢ１は、リフレクタ３６の反射面３６ａで反射してから投影レンズ３２に直接入射する光だけでなく、リフレクタ３６の反射面３６ａで反射してからベース部材５８の平板部５８Ａの上面５８ａで上向きに正反射して投影レンズ３２に入射する光も用いられているので、その分だけ明るさが補強された配光パターンとなっている。

なお、この基本配光パターンＰＢ１の下端部は、図中２点鎖線で示す曲線よりもやや上方に変位しているが、これは、リフレクタ３６からの反射光のうちの一部が、金属製部材６２の切欠き部６２ａを通過せずに金属製部材６２により遮蔽されることによるものである。

一方、付加配光パターンＰＢ２は、５つの第２発光素子６４の発光チップ６４ａから直射光として投影レンズ３２に入射する光により形成される配光パターンであって、投影レンズ３２によって反転投影された５つの第２発光素子６４の発光チップ６４ａの反転投影像ＩＢの集合体として形成されている。

その際、これら５つの第２発光素子６４は、光軸Ａｘの上方において水平方向に互いに隣接するようにして配置されているので、これら各第２発光素子６４の発光チップ６４ａの反転投影像ＩＢは、Ｈ−Ｈ線の下方において水平方向に互いに隣接するようにして形成されることとなる。そして、これら各反転投影像ＩＢは、各第２発光素子６４が金属製部材６２における切欠き部６２ａの上方近傍に配置されているので、基本配光パターンＰＢ１の下端部と重複するようにして形成されることとなる。

また、これら各第２発光素子６４の発光チップ６４ａは、投影レンズ３２の後側焦点面から灯具ユニット３０の場合よりもさらに前方に離れた位置にあるので、その反転投影像ＩＢは、反転投影像ＩＡよりもその外形形状が大きくかつその鮮明度および光度が低下した像となる。このため、これら５つの第２発光素子６４は、多少の隙間をおいて配置されているにもかかわらず、５つの反転投影像ＩＢは互いに重複するように形成されることとなる。

そしてこれにより、付加配光パターンＰＢ２は、基本配光パターンＰＢ１の対向車線側カットオフラインＣＬ１の下方近傍において、単一の横長配光パターンとして形成されることとなる。

なお、この付加配光パターンＰＢ２は、各第２発光素子６４を図５に示す位置から下方に変位させるようにすれば、これに伴って上方に変位し、対向車線側カットオフラインＣＬ１に近づくこととなる。一方、このように各第２発光素子６４を下方に変位させると、金属製部材６２の切欠き部６２ａの上下幅が狭くなるので、リフレクタ３６からの反射光の金属製部材６２による遮蔽量が多くなり、その結果、基本配光パターンＰＢ１の下端部がさらに多く欠けてしまうこととなる。

そこで、この灯具ユニット５０においては、５つの第２発光素子５４を図１および５に示すような位置に配置することにより、基本配光パターンＰＢ１と付加配光パターンＰＢ２とを、図６（ｂ）に示すような位置関係で形成するようになっている。

次に、ロービームおよびハイビーム兼用の灯具ユニット７０の構成について説明する。

図７は、この灯具ユニット７０を示す正面図であり、図８は、図７のVIII-VIII 線断面図であり、図９は、図７のIX-IX 線断面図である。

これらの図に示すように、この灯具ユニット７０の基本的な構成は、灯具ユニット３０と同様であるが、そのベース部材７８の構成および５つの第２発光素子８４の配置が、灯具ユニット３０の場合と異なっており、また、この灯具ユニット７０には、灯具ユニット３０の金属製部材４２に対応する部材は配置されていない。

この灯具ユニット７０のベース部材７８には、その平板部７８Ａの上面７８ａにおける前端縁７８ａ１から後方へ向けて斜め下方へ延びる下向き斜面７８ｂが形成されている。これに伴い、このベース部材７８の半円筒部７８Ｂは、その後面壁が灯具ユニット３０の場合よりも後方側に変位している。そして、この半円筒部７８Ｂの後面壁における前面上部には、鉛直方向に対して３０°程度後傾した上向き斜面７８ｃが、下向き斜面７８ｂと接続するようにして形成されている。これら下向き斜面７８ｂおよび上向き斜面７８ｃは、いずれも左右方向に平面状に延びるように形成されている。ただし、平板部７８Ａの上面７８ａにおける前端縁７８ａ１は左右段違いで形成されているので、下向き斜面７８ｂの前端縁は左右段違いで形成されている。なお、このベース部材７８における段下がり平面部７８ａ３およびその他の部分の構成は、灯具ユニット３０の場合と同様である。

５つの第２発光素子８４は、ベース部材７８の上向き斜面７８ｃに固定支持されており、投影レンズ３２へ向けて光照射を行うようになっている。その際、これら５つの第２発光素子８４は、水平方向に互いに隙間なく隣接するようにして配置されている。そしてこれにより、これら各第２発光素子８４は、その発光チップ８４ａが、投影レンズ３２の後側焦点面よりも後方側でかつベース部材７８の下向き斜面７８ｂの下方近傍（すなわち光軸Ａｘよりも下方側における該光軸Ａｘに比較的近い位置）に、光軸Ａｘ方向前方に対して３０°程度上向きに配置されるようになっている。具体的には、これら各第２発光素子８４は、光軸Ａｘに対して３ｍｍ程度下方の位置において、投影レンズ３２の後側焦点Ｆに対して３ｍｍ程度後方の位置に配置されている。なお、これら各第２発光素子８４の構成自体は、灯具ユニット３０の各第２発光素子４４と同様である。

ベース部材７８の下向き斜面７８ｂには、アルミニウム蒸着等の鏡面処理が施されている。そしてこれにより、各第２発光素子８４の発光チップ８４ａからの出射光のうち、下向き斜面７８ｂに入射した光を前方へ向けて斜め下向きの光として反射させ、これを投影レンズ３２に入射させるようになっている。

図１１（ａ）は、灯具ユニット３０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ＰＣを示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰＣは、基本配光パターンＰＣ１と付加配光パターンＰＣ２との合成配光パターンとして形成されるようになっている。

基本配光パターンＰＣ１は、リフレクタ３６の反射面３６ａで反射して投影レンズ３２に入射した発光チップ３４ａからの光により形成される配光パターンであって、略弓形形状を有する横長の比較的小さい配光パターンとして形成されている。

この基本配光パターンＰＣ１は、その下端部の形状以外は、図６（ａ）に示す基本配光パターンＰＡ１と略同一の形状および光度分布で形成されている。この基本配光パターンＰＣ１は、基本配光パターンＰＡ１のように下端部が欠けたような形状とはなっていないが、これは、灯具ユニット７０には、灯具ユニット３０のような金属製部材４２が配置されておらず、リフレクタ３６からの反射光の一部が金属製部材４２によって遮蔽されてしまうことがないからである。

一方、付加配光パターンＰＣ２は、５つの第２発光素子８４の発光チップ８４ａから直射光として投影レンズ３２に入射する光により形成される配光パターンであって、投影レンズ３２によって反転投影された５つの第２発光素子８４の発光チップ８４ａの反転投影像ＩＣの集合体として形成されている。

その際、これら各第２発光素子８４の発光チップ８４ａは、投影レンズ３２の後側焦点面から後方に離れた位置にあるので、その反転投影像ＩＣは、該発光チップ８４が後側焦点面上に位置している場合に比して、その外形形状が大きくかつその鮮明度が低下した像となる。

また、これら５つの第２発光素子８４は、光軸Ａｘの下方において水平方向に互いに隣接するようにして配置されているので、これら各第２発光素子８４の発光チップ８４ａの反転投影像ＩＣは、Ｈ−Ｈ線の上方において水平方向に互いに隣接するようにして形成されることとなる。しかも、これら５つの第２発光素子８４は、互いに隙間なく配置されているので、５つの反転投影像ＩＣは互いに部分的に重複するようにして形成されることとなる。そして、これら各反転投影像ＩＣは、各第２発光素子８４からの出射光により投影レンズ３２の後側焦点面に形成される像の形状が、ベース部材７８の平板部７８Ａの上面７８ａにおける前端縁７８ａ１によって規定されるので、基本配光パターンＰＣ１のカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方近傍において、基本配光パターンＰＣ１と重複することなくかつ離れることなく形成されることとなる。

その際、これら各反転投影像ＩＣは、各第２発光素子８４から出射して投影レンズ３２に直接入射する光だけでなく、ベース部材７８の下向き斜面７８ｂで反射してから投影レンズ３２に入射する光も、その形成に用いられているので、その下端縁近傍部位が相対的に明るい像となっている。

そしてこれにより、付加配光パターンＰＣ２は、基本配光パターンＰＣ１のカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方近傍において、単一の横長配光パターンとして基本配光パターンＰＣ１と途切れることなく形成され、その下端縁近傍部位が相対的に明るい配光パターンとなっている。

次に、もう１つのロービーム専用の灯具ユニット９０の構成について説明する。

図１０は、この灯具ユニット９０を示す、図８と同様の図である。

同図に示すように、この灯具ユニット９０の基本的な構成は、灯具ユニット７０と同様であるが、そのベース部材９８の構成および５つの第２発光素子１０４の配置が、灯具ユニット７０の場合と異なっている。

すなわち、この灯具ユニット９０のベース部材９８は、その平板部９８Ａの前後長が、灯具ユニット７０のベース部材７８の平板部７８Ａよりもやや短い値（具体的には３．５ｍｍ程度短い値）に設定されている。ただし、このベース部材９８の平板部９８Ａの上面９８ａにおける前端縁９８ａ１と投影レンズ３２の後側焦点Ｆとの位置関係は、ベース部材７８の場合と同様の位置関係に設定されている。

そしてこれにより、この灯具ユニット９０においては、リフレクタ３６からの反射光の収束位置を、投影レンズ３２の後側焦点Ｆよりもやや前方側に変位させて、その後側焦点面に形成される第１発光素子３４の発光チップ３４ａの像が、灯具ユニット７０の場合よりも大きくなるようにしている。

この灯具ユニット９０のベース部材９８にも、灯具ユニット７０の場合と同様、その平板部９８Ａの上面９８ａにおける前端縁９８ａ１から後方へ向けて斜め下方へ延びる下向き斜面９８ｂが形成されており、その半円筒部９８Ｂの後面壁における前面上部には、鉛直方向に対して３０°程度後傾した上向き斜面９８ｃが、下向き斜面９８ｂと接続するようにして形成されている。ただし、この上向き斜面９８ｃは、灯具ユニット７０の下向き斜面７８ｂよりもさらに投影レンズ３２の後側焦点Ｆから離れた位置に形成されている。

この灯具ユニット９０の５つの第２発光素子１０４は、灯具ユニット７０の場合と同様、ベース部材９８の上向き斜面９８ｃに、水平方向に互いに隣接するようにして配置されているが、その際、これら５つの第２発光素子１０４は、図１に示すように多少の隙間をおいて配置されている。具体的には、これら各第２発光素子１０４は、光軸Ａｘに対して４ｍｍ程度下方の位置において、投影レンズ３２の後側焦点Ｆに対して４ｍｍ程度後方の位置に配置されており、また、これら各第２発光素子１０４相互間の隙間は１．５ｍｍ程度の値に設定されている。なお、これら各第２発光素子１０４の構成自体は、灯具ユニット３０の各第２発光素子４４と同様である。

図１１（ｂ）は、灯具ユニット９０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ＰＤを示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰＤは、基本配光パターンＰＤ１と付加配光パターンＰＤ２との合成配光パターンとして形成されるようになっている。

基本配光パターンＰＤ１は、リフレクタ３６の反射面３６ａで反射して投影レンズ３２に入射した発光チップ３４ａからの光により形成される配光パターンであって、略弓形形状を有する横長の比較的大きい配光パターンとして形成されている。

この基本配光パターンＰＤ１は、その下端部の形状以外は、図６（ｂ）に示す基本配光パターンＰＢ１と同一の形状および光度分布で形成されている。この基本配光パターンＰＤ１は、基本配光パターンＰＢ１のように下端部が欠けたような形状とはなっていないが、これは、灯具ユニット９０には、灯具ユニット５０のような金属製部材６２が配置されておらず、リフレクタ３６からの反射光の一部が金属製部材６２によって遮蔽されてしまうことがないからである。

一方、付加配光パターンＰＤ２は、５つの第２発光素子１０４の発光チップ１０４ａから直射光として投影レンズ３２に入射する光により形成される配光パターンであって、投影レンズ３２によって反転投影された５つの第２発光素子１０４の発光チップ１０４ａの反転投影像ＩＤの集合体として形成されている。

その際、これら５つの第２発光素子１０４は、光軸Ａｘの下方において水平方向に互いに隣接するようにして配置されているので、これら各第２発光素子１０４の発光チップ１０４ａの反転投影像ＩＤは、Ｈ−Ｈ線の上方において水平方向に互いに隣接するようにして形成されることとなる。そして、これら各反転投影像ＩＤは、各第２発光素子１０４からの出射光により、投影レンズ３２の後側焦点面に形成される像が、ベース部材９８の平板部９８Ａの上面９８ａにおける前端縁９８ａ１によって規定されるので、基本配光パターンＰＤ１のカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方近傍において、基本配光パターンＰＤ１と重複することなくかつ離れることなく形成されることとなる。

これら各反転投影像ＩＤは、各第２発光素子１０４から出射して投影レンズ３２に直接入射する光だけでなく、ベース部材９８の下向き斜面９８ｂで反射してから投影レンズ３２に入射する光も、その形成に用いられているので、その下端縁近傍部位が相対的に明るい像となっている。

また、これら各第２発光素子１０４の発光チップ１０４ａは、投影レンズ３２の後側焦点面から灯具ユニット７０の場合よりもさらに後方に離れた位置にあるので、その反転投影像ＩＤは、反転投影像ＩＣよりもその外形形状が大きくかつその鮮明度および光度が低下した像となる。このため、これら５つの第２発光素子１０４は、多少の隙間をおいて配置されているにもかかわらず、５つの反転投影像ＩＤは互いに重複するように形成されることとなる。

そしてこれにより、付加配光パターンＰＤ２は、基本配光パターンＰＤ１のカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方近傍において、単一の横長配光パターンとして基本配光パターンＰＤ１と途切れることなく形成され、その下端縁近傍部位が相対的に明るい配光パターンとなっている。

図１２は、本実施形態に係る車両用前照灯１０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ロービーム用配光パターンＰＬを透視的に示す図である。

このロービーム用配光パターンＰＬは、４つの灯具ユニット３０、５０、７０、９０の第１発光素子３４を点灯させるとともに、ロービーム専用の２つの灯具ユニット３０、５０における５つの第２発光素子４４、６４を点灯させることにより形成されるようになっている。

すなわち、このロービーム用配光パターンＰＬは、４つの基本配光パターンＰＡ１、ＰＢ１、ＰＣ１、ＰＤ１および２つの付加配光パターンＰＡ２、ＰＢ２の合成配光パターンとして形成されるようになっている。

このロービーム用配光パターンＰＬは、その上端部に上記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有する左配光のロービーム用配光パターンであって、そのエルボ点Ｅを囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺＬが形成されている。

このホットゾーンＨＺＬは、主として２つの基本配光パターンＰＡ１、ＰＣ１により形成されており、付加配光パターンＰＡ２によりその明るさが補強されている。また、このロービーム用配光パターンＰＬの全体形状は、２つの基本配光パターンＰＢ１、ＰＤ１により形成されており、付加配光パターンＰＢ２によりその明るさが補強されている。

このロービーム用配光パターンＰＬは、車両前方路面を近距離領域から遠距離領域まで幅広く照射するものとなっており、これによりロービームモードでの車両走行時における視認性を十分に確保するようになっている。

図１３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、上記仮想鉛直スクリーン上に形成されるハイビーム用配光パターンＰＨを透視的に示す図である。

このハイビーム用配光パターンＰＨは、４つの灯具ユニット３０、５０、７０、９０の第１発光素子３４および５つの第２発光素子４４、６４、８４、１０４をすべて点灯させることにより形成されるようになっている。

すなわち、このハイビーム用配光パターンＰＨは、上記ロービーム用配光パターンＰＬと２つの付加配光パターンＰＣ２、ＰＤ２との合成配光パターンとして形成されるようになっている。

このハイビーム用配光パターンＰＨは、ロービーム用配光パターンＰＬに対してそのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方まで拡がる配光パターンとして形成されており、そのホットゾーンＨＺＨはＨ−Ｖ近傍に形成されている。

このホットゾーンＨＺＨは、主として２つの基本配光パターンＰＡ１、ＰＣ１および付加配光パターンＰＣ２により形成されている。また、このハイビーム用配光パターンＰＨの全体形状は、２つの基本配光パターンＰＢ１、ＰＤ１および付加配光パターンＰＤ２により形成されている。

その際、２つの付加配光パターンＰＣ２、ＰＤ２は、その下端縁近傍部位が相対的に明るい配光パターンとなっているので、ロービーム用配光パターンＰＬとの連続性が高いものとなっている。そしてこれにより、付加配光パターンＰＣ２はホットゾーンＨＺＨの形成に適したものとなっており、付加配光パターンＰＤ２はハイビーム用配光パターンＰＨの全体形状の形成に適したものとなっている。

このように、ハイビーム用配光パターンＰＨは、車両前方路面およびその上方空間を明るく照射する配光パターンとなっており、これによりハイビームモードでの車両走行時における視認性を十分に確保するようになっている。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯１０においては、その灯具ユニット３０が、第１発光素子３４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、その投影レンズ３２の後側焦点面近傍には、該投影レンズ３２へ向けて光照射を行う５つの第２発光素子４４が配置されているので、第１発光素子３４の点灯により基本配光パターンＰＡ１を形成することができるとともに、５つの第２発光素子４４を追加点灯することにより、基本配光パターンＰＡ１に対して付加配光パターンＰＡ２を追加形成することができ、これにより灯具ユニット３０からの照射光により形成される配光パターンＰＡを十分明るいものとすることができる。

その際、５つの第２発光素子４４は、いずれも投影レンズ３２の後側焦点面近傍に配置されているので、これら各第２発光素子４４からの出射光が投影レンズ３２に対して直射光として入射するにもかかわらず、その発光チップ４４ａの反転投影像ＩＡを十分明るいものとすることができ、これにより付加配光パターンＰＡ２を十分明るいものとすることができる。

この点、他の３つの灯具ユニット５０、７０、９０についても同様である。

したがって、本実施形態によれば、発光素子を光源とする車両用前照灯１０の灯具ユニット３０、５０、７０、９０として、プロジェクタ型の灯具ユニットを採用した場合において、灯具の小型化および簡素化を図ることができる。

その際、これら各灯具ユニット３０、５０、７０、９０における５つの第２発光素子４４、６４、８４、１０４は、投影レンズ３２の後側焦点面上ではなく該後側焦点面から前後方向に離れた位置に配置されているので、これら各第２発光素子４４、６４、８４、１０４の発光チップ４４ａ、６４ａ、８４ａ、１０４ａの反転投影像ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤを、仮に各発光チップ４４ａ、６４ａ、８４ａ、１０４ａが後側焦点面上に配置されているとした場合の反転投影像に比して、その外形形状が大きくかつその鮮明度が低下した像とすることができ、これにより、付加配光パターンＰＡ２、ＰＢ２、ＰＣ２、ＰＤ２の追加形成による配光ムラの発生を抑制することができる。

しかも、これら各灯具ユニット３０、５０、７０、９０は、その５つの第２発光素子４４、６４、８４、１０４が水平方向に互いに隣接するようにして配置されているので、その発光チップ４４ａ、６４ａ、８４ａ、１０４ａの反転投影像ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤを水平方向に互いに隣接させるようにして形成することができ、これにより付加配光パターンＰＡ２、ＰＢ２、ＰＣ２、ＰＤ２を車両前方路面の照射に適した横長の配光パターンとして形成することができる。

その際、２つの灯具ユニット３０、７０は、その５つの第２発光素子４４、８４が、投影レンズ３２の後側焦点面に対して比較的近い位置に配置されているので、その反転投影像ＩＡ、ＩＣは比較的小さい像となるが、これら５つの第２発光素子４４、８４は隙間なく配置されているので、各反転投影像ＩＡ、ＩＣを相互に重複させるようにして形成することができる。そしてこれにより、５つの反転投影像ＩＡ、ＩＣにより形成される付加配光パターンＰＡ２、ＰＣ２を、比較的明るくて小さい単一の横長配光パターンとして形成することができる。

一方、残り２つの灯具ユニット５０、９０は、その５つの第２発光素子６４、１０４が、投影レンズ３２の後側焦点面に対して比較的遠い位置に配置されているので、その反転投影像ＩＢ、ＩＤは比較的大きい像となり、このため、これら５つの第２発光素子４４、８４が多少の隙間をおいて配置されているにもかかわらず、各反転投影像ＩＢ、ＩＤを相互に重複させるようにして形成することができる。そしてこれにより、５つの反転投影像ＩＢ、ＩＤにより形成される付加配光パターンＰＢ２、ＰＤ２を、比較的暗くて大きい単一の横長配光パターンとして形成することができる。

また、各灯具ユニット３０、５０、７０、９０においては、投影レンズ３２とリフレクタ３６との間に、リフレクタ３６からの反射光の一部を遮蔽するシェードとして、ベース部材３８、５８、７８、９８の平板部３８Ａ、５８Ａ、７８Ａ、９８Ａが、その上面３８ａ、５８ａ、７８ａ、９８ａの前端縁３８ａ１、５８ａ１、７８ａ１、９８ａ１が投影レンズ３２の後側焦点Ｆを通るようにして配置されているので、リフレクタ３６からの反射光により形成される基本配光パターンＰＡ１、ＰＢ１、ＰＣ１、ＰＤ１を、その上端部にカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有するものとすることができ、これをロービーム用配光パターンＰＬの形成に適したものとすることができる
その際、これら各ベース部材３８、５８、７８、９８の平板部３８Ａ、５８Ａ、７８Ａ、９８Ａは、その上面３８ａ、５８ａ、７８ａ、９８ａが上向き鏡面として構成されているので、これら各平板部３８Ａ、５８Ａ、７８Ａ、９８Ａによって遮蔽されるべきリフレクタ３６からの反射光についても、これを上向きに反射させて投影レンズ３２に入射させることができ、これを前方照射光として有効に利用することができる。

そして、ロービーム専用の灯具ユニット３０、５０においては、その５つの第２発光素子４４、６４が、光軸Ａｘよりも上方側に配置されており、その出射光により車両前方路面を照射するように構成されているが、その際、これら５つの第２発光素子４４、６４は投影レンズ３２の後側焦点面よりも前方側に配置されているので、その出射光をより多く投影レンズ３２に入射させることができる。

その際、灯具ユニット３０からの照射光により形成される比較的明るくて小さい横長の付加配光パターンＰＡ２は、ロービーム用配光パターンＰＬにおけるエルボ点Ｅの下方近傍に形成される一方、灯具ユニット５０からの照射光により形成される比較的暗くて大きい横長の付加配光パターンＰＣ２は、この付加配光パターンＰＡ２を下側から囲むようにして形成されるので、これら付加配光パターンＰＡ２、ＰＣ２により車両前方路面を略均一な明るさで照射することができる。

一方、ロービームおよびハイビーム兼用の灯具ユニット７０、９０においては、そのベース部材７８、９８に、その平板部７８Ａ、９８Ａの上面７８ａ、９８ａの前端縁７８ａ１、９８ａ１から後方へ向けて斜め下方へ延びる下向き斜面７８ｂ、９８ｂが形成されており、その５つの第２発光素子８４、１０４は、投影レンズ３２の後側焦点面よりも後方側でかつ下向き斜面７８ｂ、９８ｂの下方近傍に配置されているので、その出射光により、ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２よりも上方側に、付加配光パターンＰＣ２、ＰＤ２をロービーム用配光パターンＰＬと途切れることなく形成することができる。したがって、これら５つの第２発光素子８４、１０４を追加点灯することにより、ハイビーム用配光パターンＰＨを形成することが可能となる。

また、これら各ベース部材７８、９８の下向き斜面７８ｂ、９８ｂは鏡面として構成されているので、これら各下向き斜面７８ｂ、９８ｂで反射した光を投影レンズ３２に入射させて、これを前方照射光として有効に利用することができる。しかも、このとき２つの付加配光パターンＰＣ２、ＰＤ２は、その下端縁近傍部位が相対的に明るい配光パターンとして形成されるので、該付加配光パターンＰＣ２、ＰＤ２とロービーム用配光パターンＰＬとの連続性を高めることができ、これによりハイビーム用配光パターンＰＨを視認性の高いものとすることができる。

さらに、灯具ユニット３０、５０においては、その５つの第２発光素子４４、６４が、金属製部材４２、６２に支持されており、また、灯具ユニット７０、９０においては、その５つの第２発光素子８４、１０４が、ベース部材７８、９８に支持されているので、灯具ユニット３０、５０、７０、９０の構成を一層簡素化することができるとともに各第２発光素子４４、６４、８４、１０４の位置決め精度を高めることができ、また、これら各第２発光素子４４、６４、８４、１０４の点灯により発生する熱を、熱容量の大きい金属製部材４２、６２やベース部材７８、９８に速やかに伝導させて、その放熱を図ることができる。

ところで、上記実施形態の各灯具ユニット３０、５０、７０、９０において、単一の光源で基本配光パターンを形成する第１発光素子３４については、他の５つの第２発光素子４４、６４、８４、１０４よりも発光光量が大きい白色発光ダイオードを用いることが、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の鮮明度を高める上でより好ましい。

なお、上記実施形態においては、各灯具ユニット３０、５０、７０、９０における５つの第２発光素子の４４、６４、８４、１０４が、水平方向に互いに隣接するようにして配置された構成となっているが、これ以外の配置を採用することも可能であり、また、これら各第２発光素子の４４、６４、８４、１０４の個数を５個以外の個数に設定することも可能である。

また、上記実施形態においては、各金属製部材４２、６２が、投影レンズ３２の後側焦平面に沿って延びる鉛直パネルとして構成されているものとして説明したが、これら各金属製部材４２、６２を、投影レンズ３２の後側焦点面に沿って湾曲した水平断面形状を有する鉛直パネルとして構成することも可能である。このようにした場合には、５つの第２発光素子の４４、６４が、いすれも投影レンズ３２の後側焦点面から等距離の位置に配置されることとなり、これにより５つの反転投影像ＩＡ、ＩＢの大きさを５つ共同じ大きさに揃えることが可能となる。同様に、各ベース部材７８、９８の上向き斜面７８ｃ、９８ｃについても、投影レンズ３２の後側焦点面に沿って左右方向に湾曲するように形成された構成とすることが可能である。このようにした場合には、５つの第２発光素子の８４、１０４が、いすれも投影レンズ３２の後側焦点面から等距離の位置に配置されることとなり、これにより５つの反転投影像ＩＣ、ＩＤの大きさを５つ共同じ大きさに揃えることが可能となる。

さらに、上記実施形態においては、ミラー部材としての機能を有するベース部材３８、５８、７８、９８が、リフレクタ３６からの反射光の一部を遮蔽するシェードとしての機能を果たすようになっているが、このようなベース部材３８、５８、７８、９８の代わりに、リフレクタ３６からの反射光の一部を遮蔽する機能のみを有する通常のシェードを備えた構成とすることも可能である。

なお、上記実施形態においては、車両用前照灯１０として、４つの灯具ユニット３０、５０、７０、９０を備えた構成となっているが、これ以外の個数の灯具ユニットを備えた構成とすることも可能である。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。

図１４は、本変形例に係る灯具ユニット１３０を示す、図２と同様の図である。

同図に示すように、この灯具ユニット１３０は、ロービームおよびハイビーム兼用の灯具ユニット７０の構成に、ロービーム専用の灯具ユニット３０の金属製部材４２および５つの第２発光素子４４が組み合わされた構成となっている。

本変形例の構成を採用することにより、図６（ａ）に示す配光パターンＰＡと図１１（ａ）に示す配光パターンＰＣにおける付加配光パターンＰＣ２とを組み合わせた配光パターンを形成することが可能となる。

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

図１５は、本変形例に係る灯具ユニット１５０を示す、図２と同様の図である。

同図に示すように、この灯具ユニット１５０の基本的な構成は、灯具ユニット３０と同様であるが、その金属製部材１６２の構成が灯具ユニット３０の場合と一部異なっており、また、５つの第２発光素子４４のほかに４つの第２発光素子１６４Ｌ、１６４Ｒが配置されている点で灯具ユニット３０の場合と異なっている。

すなわち、金属製部材１６２は、その基本的な形状および配置は灯具ユニット３０の金属製部材４２と同様であるが、その切欠き部１６２ａの左右幅が金属製部材４２の切欠き部４２ａよりもやや小さい値に設定されている。

そして、４つの第２発光素子１６４Ｌ、１６４Ｒは、金属製部材１６２の前面における切欠き部４２ａの左右両側近傍部位に２つずつ配置されている。

その際、切欠き部１６２ａの左側に位置する２つの第２発光素子１６４Ｌは、５つの第２発光素子４４よりもやや下方側において、水平方向に互いに僅かな隙間をおいて隣接するようにして配置されており、また、その内側に位置する第２発光素子１６４Ｌは、５つの第２発光素子４４に対して水平方向に僅かな隙間をおいて配置されている。一方、切欠き部１６２ａの右側に位置する２つの第２発光素子１６４Ｒは、左側に位置する２つの第２発光素子１６４Ｌよりもさらにやや下方側において、水平方向に互いに僅かな隙間をおいて隣接するようにして配置されており、また、その内側に位置する第２発光素子１６４Ｒは、５つの第２発光素子４４に対して水平方向に僅かな隙間をおいて配置されている。なお、これら各第２発光素子１６４Ｌ、１６４Ｒの構成自体は、各第２発光素子４４と同様である。

図１６は、灯具ユニット１５０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ＰＥを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰＥは、基本配光パターンＰＥ１と付加配光パターンＰＥ２との合成配光パターンとして形成されるようになっている。

基本配光パターンＰＥ１は、リフレクタ３６の反射面３６ａで反射して投影レンズ３２に入射した発光チップ３４ａからの光により形成される配光パターンであって、略弓形形状を有する横長の比較的小さい配光パターンとして形成されている。

この基本配光パターンＰＥ１は、その左右両端部の形状以外は、図６（ａ）に示す基本配光パターンＰＡ１と略同一の形状および光度分布で形成されている。この基本配光パターンＰＥ１は、その左右両端部が図中２点鎖線で示す曲線よりもややＶ−Ｖ線寄りに変位しているが、これは、リフレクタ３６からの反射光のうちの一部が、金属製部材１６２の切欠き部１６２ａを通過せずに該金属製部材１６２により遮蔽されることによるものである。

一方、付加配光パターンＰＥ２は、５つの第２発光素子４４の発光チップ４４ａおよび４つの第２発光素子１６４Ｌ、１６４Ｒの発光チップ１６４Ｌａ、１６４Ｒａから直射光として投影レンズ３２に入射する光により形成される配光パターンであって、投影レンズ３２によって反転投影された５つの第２発光素子４４の発光チップ４４ａの反転投影像ＩＥおよび４つの第２発光素子１６４Ｌ、１６４Ｒの発光チップ１６４Ｌａ、１６４Ｒａの反転投影像ＩＥＬ、ＩＥＲの集合体として形成されている。

５つの反転投影像ＩＥは、灯具ユニット３０からの照射光により形成される５つの反転投影像ＩＡと全く同様である。

２つの反転投影像ＩＥＬは、５つの反転投影像ＩＥの右側に隣接するように形成され、２つの反転投影像ＩＥＲは、５つの反転投影像ＩＥの左側に隣接するように形成されている。

その際、切欠き部４２ａの左側に位置する２つの第２発光素子１６４Ｌは、５つの第２発光素子４４よりもやや下方側において、水平方向に互いに僅かな隙間をおいて隣接するようにして配置されているので、２つの反転投影像ＩＥＬは、５つの反転投影像ＩＥよりもやや上方側において水平方向に互いに隣接するようにして形成されることとなる。なお、２つの第２発光素子１６４Ｌの下方変位量は、２つの反転投影像ＩＥＬの上端縁が対向車線側カットオフラインＣＬ１と略同じ高さに位置するような値に設定されている。また、これら２つの第２発光素子１６４Ｌは、５つの第２発光素子４４に対して僅かな隙間をおいて配置されているので、２つの反転投影像ＩＥＬは、５つの反転投影像ＩＥと僅かに重複するようにして形成され、さらに、これら２つの第２発光素子１６４Ｌ相互間にも僅かな隙間があるので、２つの反転投影像ＩＥＬ同士も僅かに重複するようにして形成されることとなる。

一方、切欠き部４２ａの右側に位置する２つの第２発光素子１６４Ｒは、２つの第２発光素子１６４Ｌよりもさらに下方側において、水平方向に互いに僅かな隙間をおいて隣接するようにして配置されているので、２つの反転投影像ＩＥＲは、２つの反転投影像ＩＥＬよりもやや上方側において水平方向に互いに隣接するようにして形成されることとなる。なお、２つの第２発光素子１６４Ｒの下方変位量は、２つの反転投影像ＩＥＲの上端縁が自車線側カットオフラインＣＬ２と略同じ高さに位置するような値に設定されている。また、これら２つの第２発光素子１６４Ｒは、５つの第２発光素子４４に対して僅かな隙間をおいて配置されているので、２つの反転投影像ＩＥＲは、５つの反転投影像ＩＥと僅かに重複するようにして形成され、さらに、これら２つの第２発光素子１６４Ｒ相互間にも僅かな隙間があるので、２つの反転投影像ＩＥＲ同士も僅かに重複するようにして形成されることとなる。

そしてこれにより、付加配光パターンＰＥ２は、基本配光パターンＰＥ１のカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の下方近傍において、単一の横長配光パターンとして形成され、その際、基本配光パターンＰＥ１の左右両側の明るさを補強するように形成されるようになっている。

このように本変形例の構成を採用することにより、基本配光パターンＰＥ１の左右両側の明るさを補強することができるので、例えば、本変形例に係る灯具ユニット１５０を灯具ユニット３０の代わりに車両用前照灯１０に組み込むようにした場合には、図１６に破線で示すように、ロービーム用配光パターンＰＬ´を、車両前方路面における左右両側の領域の視認性に優れたものとすることができる。

なお、同図においては、ロービームモードにおいて、他の３つの灯具ユニット５０、７０、９０からの照射光により形成される基本配光パターンＰＢ１、ＰＣ１、ＰＤ１および付加配光パターンＰＢ２を、破線で示している。

このように本変形例に係る灯具ユニット１５０を灯具ユニット３０の代わりに車両用前照灯１０に組み込むことにより、ハイビーム用配光パターンについても、車両前方路面における左右両側の領域の視認性に優れたものとすることができる。

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。

本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図 上記車両用前照灯における１つ目の灯具ユニットを示す正面図 図２のIII-III 線断面図 図２のIV-IV 線断面図 上記車両用前照灯における２つ目の灯具ユニットを示す、図３と同様の図 （ａ）は、上記１つ目の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配光パターンを示す図、（ｂ）は、上記２つ目の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示す図 上記車両用前照灯における３つ目の灯具ユニットを示す正面図 図７のVIII-VIII 線断面図 図７のIX-IX 線断面図 上記車両用前照灯における４つ目の灯具ユニットを示す、図８と同様の図 （ａ）は、上記３つ目の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示す図、（ｂ）は、上記４つ目の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示す図 上記車両用前照灯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ロービーム用配光パターンを透視的に示す図 上記車両用前照灯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ハイビーム用配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の第１変形例に係る灯具ユニットを示す、図２と同様の図 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２と同様の図 上記第２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

符号の説明

１０ 車両用前照灯
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
１６ 金属製ブラケット
２０ エイミング機構
３０、５０、７０、９０、１３０、１５０ 灯具ユニット
３２ 投影レンズ
３４ 第１発光素子
３４ａ、４４ａ、６４ａ、８４ａ、１０４ａ、１６４Ｌａ、１６４Ｒａ 発光チップ
３４ｂ、４４ｂ 基板
３６ リフレクタ
３６ａ 反射面
３８、５８、７８、９８ ベース部材
３８Ａ、５８Ａ、７８Ａ、９８Ａ 平板部
３８Ｂ、５８Ｂ、７８Ｂ、９８Ｂ 半円筒部
３８ａ、５８ａ、７８ａ、９８ａ 上面
３８ａ１、５８ａ１、７８ａ１、９８ａ１ 前端縁
３８ａ２ 凹溝部
３８ａ３、７８ａ３ 段下がり平面部
４０ レンズホルダ
４２、６２、１６２ 金属製部材
４２ａ、６２ａ、１６２ａ 切欠き部
４４、６４、８４、１０４、１６４Ｌ、１６４Ｒ 第２発光素子
７８ｂ、９８ｂ 下向き斜面
７８ｃ、９８ｃ 上向き斜面
Ａｘ 光軸
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
ＨＺＨ、ＨＺＬ ホットゾーン
ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤ、ＩＥ、ＩＥＬ、ＩＥＲ 反転投影像
ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ、ＰＥ 配光パターン
ＰＡ１、ＰＢ１、ＰＣ１、ＰＤ１、ＰＥ１ 基本配光パターン
ＰＡ２、ＰＢ２、ＰＣ２、ＰＤ２、ＰＥ２ 付加配光パターン
ＰＨ ハイビーム用配光パターン
ＰＬ、ＰＬ´ ロービーム用配光パターン

Claims (9)

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、
   上記投影レンズの後側焦点面近傍に、該投影レンズへ向けて光照射を行う複数の第２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の灯具ユニット。
2. 上記複数の第２発光素子が、上記投影レンズの後側焦点面から前後方向に離れた位置に配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
3. 上記複数の第２発光素子が、水平方向に互いに隣接するようにして配置されている、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。
4. 上記投影レンズと上記リフレクタとの間に、上記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いる、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
5. 上記シェードが、該シェードの上端縁から後方へ延びる上向き鏡面を有するミラー部材として構成されている、ことを特徴とする請求項４記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
6. 上記複数の第２発光素子が、上記光軸よりも上方側でかつ上記投影レンズの後側焦点面よりも前方側に配置されている、ことを特徴とする請求項４または５記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
7. 上記ミラー部材が、該ミラー部材の上向き鏡面の前端縁から後方へ向けて斜め下方へ延びる下向き斜面を有しており、
   上記複数の第２発光素子が、上記投影レンズの後側焦点面よりも後方側でかつ上記下向き斜面の下方近傍に配置されている、ことを特徴とする請求項５記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
8. 上記ミラー部材の下向き斜面が、鏡面として構成されている、ことを特徴とする請求項７記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
9. 上記複数の第２発光素子が、共通の金属製部材に支持されている、ことを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の車両用前照灯の灯具ユニット。

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