JP2009099413A - 車両用前照灯ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】投影レンズの後方に第１および第２光源ユニットが配置されてなるプロジェクタ型の車両用前照灯ユニットにおいて、その照射光により形成されるハイビーム用配光パターンを遠方視認性に優れたものとする。
【解決手段】第１光源ユニット１４により、第１発光素子３２からの光を、第１リフレクタ３４で前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させ、その一部を第１ミラー部材３６で上方側へ反射させて、ロービーム用配光パターンを形成する。一方、第２光源ユニット１６により、第２発光素子４２からの光を、第２リフレクタ４４および第２ミラー部材４６で反射させて、ロービーム用配光パターンのカットオフラインから上方へ拡がるハイビーム用付加配光パターンを形成するとともに、第２発光素子４２からの光を、第３リフレクタ４８で反射させた後、投影レンズ１２の下方空間を通過させて、カットオフラインを上下に跨ぐハイビーム用付加配光パターンを形成する。
【選択図】図２

Description

本願発明は、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車両用前照灯ユニットに関するものである。

近年、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車両用前照灯ユニットが、多く提案されるようになってきている。

その際「特許文献１」や「特許文献２」には、このような車両用前照灯ユニットにおいて、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方に配置された第１および第２光源ユニットとを備えた構成が記載されている。

これら各特許文献に記載された車両用前照灯ユニットにおいては、その第１光源ユニットが、投影レンズの後側焦点よりも後方側において光軸近傍に配置された第１発光素子と、この第１発光素子を上方側から覆うように配置され、該第１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ように構成された第１リフレクタと、この第１リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させるよう、投影レンズの後側焦点近傍から光軸に略沿って後方へ延びる上向き反射面を有する第１ミラー部材とを備えた構成となっている。そして、この第１光源ユニットの点灯により、上向き反射面の前端縁の反転投影像としてのカットオフラインを上端部に有する第１配光パターンを形成し、これによりロービーム用配光パターンまたはその一部を形成するようになっている。

そして「特許文献１」に記載された車両用前照灯ユニットにおいては、その第２光源ユニットが、第１ミラー部材の上向き反射面の前端縁から灯具後方側へ向けて斜め下方へ延びる下向き反射面を有する第２ミラー部材と、光軸の下方において前方へ向けて斜め下向きに配置された第２発光素子と、この第２発光素子からの光を上方へ向けて反射させて第２ミラー部材の下向き反射面における投影レンズの後側焦点近傍部位に略収束させるように構成された第２リフレクタとを備えた構成となっている。そして、この第２光源ユニットの追加点灯により、ロービーム用配光パターンのカットオフラインの上方側に第２配光パターンを追加形成し、これによりハイビーム用配光パターンまたはその一部を形成するようになっている。

一方「特許文献２」に記載された車両用前照灯ユニットにおいては、その第２光源ユニットが、光軸近傍において下向きに配置された第２発光素子と、この第２発光素子からの光を前方へ向けて集光反射させる第３リフレクタと、この第３リフレクタの前方に配置された付加投影レンズとを備えた構成となっている。そして、この第２光源ユニットの追加点灯により、ロービーム用配光パターンのカットオフラインを上下に跨ぐ第２配光パターンを追加形成し、これによりハイビーム用配光パターンまたはその一部を形成するようになっている。

特開２００６−１６４７３５号公報 特開２００７−１０９４９３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車両用前照灯ユニットを採用すれば、第２光源ユニットの点消灯によりロービームとハイビームとのビーム切換えを行うことが可能となる。

しかしながら、上記「特許文献１」に記載された車両用前照灯ユニットにおいては、カットオフラインの上下両側において互いに重複することなく形成される第１配光パターンと第２配光パターンとによりハイビーム用配光パターンを形成するようになっているので、第１ミラー部材の上向き反射面の前端縁（すなわち第１ミラー部材の上向き反射面と第２ミラー部材の下向き反射面との交線部分）が精度良く形成されていないと、ハイビーム用配光パターンにおけるカットオフラインに沿った部分に暗部が形成されてしまう、という問題がある。

一方、上記「特許文献２」に記載された車両用前照灯ユニットにおいては、ハイビーム用配光パターンを形成する際、第１配光パターンに対してそのカットオフラインを上下に跨ぐようにして第２配光パターンを形成するようになっているので、カットオフラインに沿った部分が暗部となってしまうのを防止することはできるが、第１配光パターンにおけるカットオフライン上下の明暗差については、第２配光パターンを重畳しても十分緩和することができない、という問題がある。

したがって、これら従来の車両用前照灯ユニットにおいては、ハイビーム用配光パターンを遠方視認性に優れたものとする上で、なお改善の余地がある。

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、投影レンズの後方に第１および第２光源ユニットが配置されてなるプロジェクタ型の車両用前照灯ユニットにおいて、その照射光により形成されるハイビーム用配光パターンを遠方視認性に優れたものとす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、第２光源ユニット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。

すなわち、本願発明に係る車両用前照灯ユニットは、
発光素子を光源とする車両用前照灯ユニットにおいて、
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方に配置された第１および第２光源ユニットとを備えてなり、
上記第１光源ユニットが、上記投影レンズの後側焦点よりも後方側において上記光軸近傍に配置された第１発光素子と、この第１発光素子を上方側から覆うように配置され、該第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ように構成された第１リフレクタと、この第１リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させるよう、上記後側焦点近傍から上記光軸に略沿って後方へ延びる上向き反射面を有する第１ミラー部材とを備えてなり、
上記第２光源ユニットが、上記上向き反射面の前端縁から灯具後方側へ向けて斜め下方へ延びる下向き反射面を有する第２ミラー部材と、上記光軸の下方において前方へ向けて斜め下向きに配置された第２発光素子と、この第２発光素子からの光を上方へ向けて反射させて上記下向き反射面における上記後側焦点近傍部位に略収束させるように構成された第２リフレクタと、上記第２発光素子の下方に配置され、該第２発光素子からの光を、上記投影レンズの下方空間を通過させるようにして前方へ向けて反射させる第３リフレクタとを備えてなる、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、光軸近傍において上向きに配置されているが、必ずしも鉛直上向きに配置されていることは必要でない。

上記「第２発光素子」は、光軸の下方において前方へ向けて斜め下向きに配置されているが、その具体的な傾斜角度は特に限定されるものではない。

上記第１ミラー部材の「上向き反射面」は、投影レンズの後側焦点近傍から光軸に略沿って後方へ延びるように形成され、第１リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させるように構成されたものであれば、その具体的な反射面形状は特に限定されるものではない。

上記第２ミラー部材の「下向き反射面」は、上向き反射面の前端縁から灯具後方側へ向けて斜め下方へ延びるように形成されたものであれば、その具体的な反射面形状や傾斜角度等は特に限定されるものではない。

上記「第３リフレクタ」は、第２発光素子の下方に配置され、この第２発光素子からの光を、投影レンズの下方空間を通過させるようにして前方へ向けて反射させるように構成されたものであれば、その具体的な配置や反射面形状等は特に限定されるものではない。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯ユニットは、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方に配置された第１および第２光源ユニットとを備えているが、その第１光源ユニットは、投影レンズの後側焦点よりも後方側において光軸近傍に配置された第１発光素子と、この第１発光素子を上方側から覆うように配置され、該第１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ように構成された第１リフレクタと、この第１リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させるよう、投影レンズの後側焦点近傍から光軸に略沿って後方へ延びる上向き反射面を有する第１ミラー部材とを備えた構成となっているので、この第１光源ユニットの点灯により、上向き反射面の前端縁の反転投影像としてのカットオフラインを上端部に有する第１配光パターンを形成し、これによりロービーム用配光パターンまたはその一部を形成することができる。

また、本願発明に係る車両用前照灯ユニットにおける第２光源ユニットは、第１ミラー部材の上向き反射面の前端縁から灯具後方側へ向けて斜め下方へ延びる下向き反射面を有する第２ミラー部材と、光軸の下方において前方へ向けて斜め下向きに配置された第２発光素子と、この第２発光素子からの光を上方へ向けて反射させて第２ミラー部材の下向き反射面における投影レンズの後側焦点近傍部位に略収束させるように構成された第２リフレクタと、第２発光素子の下方に配置され、該第２発光素子からの光を、前方へ向けて投影レンズの下方空間を通過するように反射させる第３リフレクタとを備えた構成となっているので、この第２光源ユニットの追加点灯により、第２リフレクタからの反射光による第２配光パターンと第３リフレクタからの反射光による第３配光パターンとを追加形成することができ、これによりハイビーム用配光パターンまたはその一部を形成することができる。

その際、第２配光パターンは、カットオフラインの上方側に第１配光パターンに隣接するようにしてこれと重複することなく形成されるので、第１配光パターンにおけるカットオフライン上下の明暗差を第２配光パターンの追加形成により十分緩和することができる。

一方、第３配光パターンは、カットオフラインを上下に跨ぐようにして形成されるので、第１ミラー部材の上向き反射面と第２ミラー部材の下向き反射面との交線部分が精度良く形成されていないために、第１配光パターンと第２配光パターンとの合成配光パターンにおけるカットオフラインに沿った部分に暗部が形成されてしまったような場合においても、第３配光パターンの重畳によりこのカットオフラインに沿った部分が暗部となってしまうのを未然に防止することができる。

このように本願発明に係る車両用前照灯ユニットにおいては、第２光源ユニットの追加点灯により、第１配光パターンに対して性質の異なる２種類の配光パターンが追加形成されるので、第１配光パターンにおけるカットオフライン上下の明暗差を十分緩和することができるとともに、カットオフラインに沿った部分が暗部となってしまうのを未然に防止することができる。

そしてこれにより、本願発明に係る車両用前照灯ユニットからの照射光により形成されるハイビーム用配光パターンを遠方視認性に優れたものとすることができる。

なお、上記「カットオフライン」は、第１ミラー部材における上向き反射面の前端縁の反転投影像として形成されるが、その具体的な形状は特に限定されるものではなく、例えば、水平方向に延びる水平カットオフラインとこの水平カットオフラインから斜め上方へ延びる斜めカットオフラインとからなる形状や、左右１対の水平カットオフラインが段違いで階段状に形成された形状等が採用可能である。

上記構成において、第１ミラー部材と第２ミラー部材とを一体的に形成すれば、これら第１および第２ミラー部材相互の位置関係精度を高めることができるので、第１光源ユニットの点灯により形成される第１配光パターンに対して、第２光源ユニットにより形成される第２および第３配光パターンを所定の位置関係で精度良く形成することができる。また、このような構成を採用することにより、車両用前照灯ユニットのコンパクト化および部品点数の削減を図ることができる。

上記構成において、第２リフレクタを、その後端部に切欠き部が形成された構成とするとともに、第３リフレクタを、第２リフレクタの切欠き部を通過した第２発光素子からの光をその反射面に入射させるように配置すれば、これら第２および第３リフレクタを無理のないレイアウトで配置した上で、第２発光素子からの光の多くを第２または第３リフレクタに入射させることができる。

上記構成において、第３リフレクタを、第２発光素子近傍の点を焦点とするとともに光軸と略平行に延びる軸線を軸とする放物線により鉛直断面形状が形成された反射面を有する構成とすれば、第３リフレクタからの反射光により上下幅が比較的狭い第３配光パターンを形成することができ、これによりカットオフラインに沿った暗部の解消を効率良く行うことができる。

上記構成において、第３リフレクタを、第２発光素子近傍の点を第１焦点とするとともに該第２発光素子と投影レンズとの間の所定点を第２焦点とする楕円により鉛直断面形状が形成された反射面を有する構成とした上で、投影レンズの下方近傍に、光軸と略平行に延びる付加光軸を有するとともに第２焦点近傍の点を後側焦点とする付加投影レンズが配置された構成すれば、付加投影レンズを介して前方へ照射される第３リフレクタからの反射光により上下幅が比較的狭い第３配光パターンを形成することができ、これによりカットオフラインに沿った暗部の解消を効率良く行うことができる。

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ユニット１０を示す正面図である。また、図２は、図１のII-II
線断面図であり、図３は、図１のIII-III 線断面図である。

これらの図に示すように、この車両用前照灯ユニット１０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された投影レンズ１２と、この投影レンズ１２の後方に配置された第１および第２光源ユニット１４、１６とを備えてなっている。

この車両用前照灯ユニット１０は、ヘッドランプの一部として組み込まれた状態で用いられる車両用前照灯ユニットであって、ヘッドランプに組み込まれた状態では、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。

投影レンズ１２は、レンズホルダ２２に固定支持されており、このレンズホルダ２２は、光源ユニットホルダ２４に固定支持されている。また、第１および第２光源ユニット１４、１６の、光源ユニットホルダ２４に固定支持されている。

投影レンズ１２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、その後側焦点Ｆを含む焦点面上の像を反転像として前方の仮想鉛直スクリーン上に投影するようになっている。

第１光源ユニット１４は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも後方側において光軸Ａｘ上に配置された第１発光素子３２と、この第１発光素子３２を上方側から覆うように配置され、該第１発光素子３２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させるように構成された第１リフレクタ３４と、この第１リフレクタ３４からの反射光の一部を上方側へ反射させるよう、後側焦点Ｆの位置から光軸Ａｘに沿って後方へ延びる上向き反射面３６ａを有する第１ミラー部材３６とを備えてなっている。その際、第１ミラー部材３６は、光源ユニットホルダ２４の一部として構成されている。

第１発光素子３２は、０．３〜３ｍｍ四方程度の大きさの正方形の発光チップ３２ａを有する白色発光ダイオードであって、その発光チップ３２ａ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、第１ミラー部材３６の上向き反射面３６ａから後方へ延びる上面に形成された光源支持凹部３６ｂに位置決め固定されている。

第１リフレクタ３４の反射面３４ａは、光軸Ａｘと同軸の長軸を有するとともに第１発光素子３２の発光中心を第１焦点とする略楕円面状の曲面で構成されている。その際、この反射面３４ａは、その光軸Ａｘに沿った鉛直断面形状が後側焦点Ｆのやや前方に位置する点Ａを第２焦点とする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。そしてこれにより、第１リフレクタ３４は、第１発光素子３２からの光を、鉛直断面内においては点Ａに収束させるとともに、水平断面内においてはその収束位置をかなり前方へ移動させるようになっている。この第１リフレクタ３４は、その反射面３４ａの周縁下端部において第１ミラー部材３６の上面に固定されている。

第１ミラー部材３６の上向き反射面３６ａは、該第１ミラー部材３６の上面にアルミニウム蒸着等による鏡面処理を施すことにより形成されている。この上向き反射面３６ａは、光軸Ａｘよりも左側に位置する左側領域が光軸Ａｘを含む水平面で構成されており、光軸Ａｘよりも右側に位置する右側領域が、短い斜面を介して左側領域よりも一段低い水平面で構成されている。そして、この上向き反射面３６ａの前端縁３６ａ１は、後側焦点Ｆを含む焦点面に沿って延びるように形成されている。これにより、第１ミラー部材３６は、その上向き反射面３６ａにおいて、第１リフレクタ３４の反射面３４ａから投影レンズ１２へ向かう反射光の一部を上向きに反射させて投影レンズ１２に入射させ、これらを下向き光として投影レンズ１２から出射させるようになっている。なお、上向き反射面３６ａは、その前端縁３６ａ１から所定距離後方の位置までの、第１リフレクタ３４からの反射光が入射し得る範囲内に形成されている。

一方、第２光源ユニット１６は、第１ミラー部材３６における上向き反射面３６ａの前端縁３６ａ１から灯具後方側へ向けて斜め下方へ延びる下向き反射面４６ａを有する第２ミラー部材４６と、この第２ミラー部材４６上において前方へ向けて斜め下向きに配置された第２発光素子４２と、この第２発光素子４２からの光を上方へ向けて反射させて下向き反射面４６ａにおける後側焦点Ｆの僅かに斜め下方に位置する点Ｂに略収束させるように構成された第２リフレクタ４４と、第２発光素子４２の下方に配置され、該第２発光素子４２からの光を、投影レンズ１２の下方空間を通過させるようにして前方へ向けて反射させる第３リフレクタ４８とを備えてなっている。その際、第２ミラー部材４６も、光源ユニットホルダ２４の一部として構成されている。

第２発光素子４２の構成は、第１発光素子３２と全く同様であり、その発光チップ４２ａが第２ミラー部材４６の下向き反射面４６ａと略面一になるように配置された状態で、この下向き反射面４６ａからそのまま斜め下方へ延びる下向き傾斜面に形成された光源支持凹部４６ｂに位置決め固定されている。

第２リフレクタ４４は、この第２発光素子４２を前方斜め下方側から覆うように配置されている。この第２リフレクタ４４の反射面４４ａは、第２発光素子４２の発光中心と点Ｂとを結ぶ直線上に長軸を有するとともに発光素子４２の発光中心を第１焦点とする略楕円面状の曲面で構成されている。その際、この反射面４４ａは、その長軸に沿った鉛直断面形状が、点Ｂを第２焦点とする楕円形状に設定されており、その離心率が鉛直断面からその左右両側へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。そしてこれにより、第２リフレクタ４４は、第２発光素子４２からの光を、上下方向に関しては点Ｂに収束させるとともに、左右方向に関してはその収束度合を緩和させるようになっている。この第２リフレクタ４４は、その反射面４４ａの周縁後端部において第２ミラー部材４６の下向き傾斜面に固定されている。

第２ミラー部材４６の下向き反射面４６ａは、光軸Ａｘを含む水平面に対して４５°程度傾斜した平面で構成されている。これにより、図３に示すように、第２ミラー部材４６は、その下向き反射面４６ａにおいて、第２リフレクタ４４の反射面４４ａからの反射光の大半を前向きに反射させて、投影レンズ１２に入射させるようになっている。なお、第２ミラー部材４６の下向き反射面４６ａは、第１ミラー部材３６における上向き反射面３６ａの前端縁３６ａ１から所定距離斜め下後方の位置までの、第２リフレクタ４４からの反射光が入射し得る範囲内に形成されている。

第２リフレクタ４４は、その後端部に切欠き部４４ｂが形成されている。この切欠き部４４ｂは、第２リフレクタ４４を第２ミラー部材４６の下向き傾斜面と略直交する平面に沿って切断することにより形成され、略半楕円状の切り口を有している。

そして、第３リフレクタ４８は、この切欠き部４４ｂを通過した第２発光素子４２からの光を、その反射面４８ａに入射させるように配置されている。

この第３リフレクタ４８の反射面４８ａは、第２発光素子４２の発光中心を焦点とするとともに光軸Ａｘと平行に延びる軸線Ａｘ１を軸とする放物線により鉛直断面形状が形成されるとともに、上記軸線Ａｘ１を軸とする双曲線によりその水平断面形状が形成されており、第２発光素子４２からの光を、鉛直断面内においては平行光として反射させるとともに、水平断面内においては第２発光素子４２からの光を左右両側へ拡散する光として反射させるようになっている。

そしてこれにより、第３リフレクタ４８は、第２発光素子４２からの光を、投影レンズ１２に入射させることなくそのまま車両前方へ向けて照射するようになっている。この第３リフレクタ４８は、その反射面４８ａの周縁上端部において第２ミラー部材４６の下端部に固定支持されている。

図４および５は、車両用前照灯ユニット１０から前方へ照射される光により、車両前方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透視的に示す図であって、図４はロービーム用配光パターンＰＬを示しており、図５はハイビーム用配光パターンＰＨを示している。

図４に示すロービーム用配光パターンＰＬは、第１光源ユニット１４を点灯させたときに第１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、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを鉛直方向に通るＶ−Ｖ線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、Ｖ−Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインＣＬ１として形成されるとともに、Ｖ−Ｖ線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインＣＬ１から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインＣＬ２として形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬは、第１リフレクタ３４で反射した第１発光素子３２からの光によって投影レンズ１２の後側焦点面上に形成された第１発光素子３２の像を、投影レンズ１２により上記仮想鉛直スクリーン上に反転投影像として投影することにより形成され、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、第１ミラー部材３６の上向き反射面３６ａの前端縁３６ａ１の反転投影像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において、下段カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置している。これは光軸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ていることによるものである。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、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。

図５に示すハイビーム用配光パターンＰＨは、第１および第２光源ユニット１４、１６を同時点灯させたときに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と、このロービーム用配光パターンＰＬに対して追加形成される２つのハイビーム用付加配光パターンＰＡ、ＰＢ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。その際、ハイビーム用付加配光パターンＰＡは、第２リフレクタ４４からの反射光により第２配光パターンとして形成される配光パターンであり、ハイビーム用付加配光パターンＰＢは、第３リフレクタ４８からの反射光により第３配光パターンとして形成される配光パターンである。

ハイビーム用付加配光パターンＰＡは、ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２から上方へ拡がるように形成されている。その際、このハイビーム用付加配光パターンＰＡは、ロービーム用配光パターンＰＬよりも小さい配光パターンとして形成され、その下端部がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿って形成されている。そして、このハイビーム用付加配光パターンＰＡにおいては、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ＨＺＡが形成されている。そして、このホットゾーンＨＺＡとロービーム用配光パターンＰＬのホットゾーンＨＺＬとでハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンが構成されるようになっている。

このハイビーム用付加配光パターンＰＡが、ロービーム用配光パターンＰＬよりも小さい配光パターンとして形成されるのは、第２リフレクタ４４で反射した第２発光素子４２からの光が、点Ｂ近傍において第２ミラー部材４６の下向き反射面４６ａで前向きに反射して、投影レンズ１２の後側焦点面をその後側焦点Ｆ近傍において通過することによるものである。また、ハイビーム用付加配光パターンＰＡの下端部がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿って形成されるのは、第２ミラー部材４６の下向き反射面４６ａが、第１ミラー部材３６の上向き反射面３６ａの前端縁３６ａ１から灯具後方側へ向けて斜め下方へ延びていることによるものである。

このハイビーム用付加配光パターンＰＡ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の上方側に第１配光パターンに隣接するようにしてこれと重複することなく形成されるので、ロービーム用配光パターンＰＬにおけるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上下両側の明暗差が十分緩和されることとなる。

ただし、第１ミラー部材３６の上向き反射面３６ａと第２ミラー部材４６の下向き反射面４６ａとの交線部分（すなわち上向き反射面３６ａの前端縁３６ａ１）が精度良く形成されていないと、ロービーム用配光パターンＰＬとハイビーム用付加配光パターンＰＡとの合成配光パターンにおけるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿った部分に暗部が形成されてしまうこととなる。

一方、ハイビーム用付加配光パターンＰＢは、ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を上下に跨ぐようにして形成されている。その際、このハイビーム用付加配光パターンＰＢは、エルボ点Ｅを中心にして左右両側に細長く延びる横長の配光パターンとして形成されている。

このハイビーム用付加配光パターンＰＢが、エルボ点Ｅを中心にして左右両側に細長く延びる横長の配光パターンとして形成されるのは、第３リフレクタ４８で反射した第２発光素子４２からの光が、上下方向に関しては、光軸Ａｘと平行な光となり、水平に関しては、左右両側に拡散する光となることによるものである。

このハイビーム用付加配光パターンＰＢは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を上下に跨ぐようにして形成されるので、ロービーム用配光パターンＰＬとハイビーム用付加配光パターンＰＡとの合成配光パターンにおけるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿った部分に暗部が形成されてしまうようなことがあっても、このハイビーム用付加配光パターンＰＢの重畳により上記暗部の発生が未然に防止されることとなる。

なお、本実施形態に係る車両用前照灯ユニット１０が、実際のヘッドランプに組み込まれる際には、複数の車両用前照灯ユニット１０が組み込まれるようになっている。そしてこれにより、ヘッドランプ全体のロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンとしては、図４、５に示すロービーム用配光パターンＰＬ、ハイビーム用配光パターンＰＨが複数重畳された配光パターンとして形成されるようになっている。もっとも、第１発光素子３２および第２発光素子４２の光源光束が十分に確保されれば、単一の車両用前照灯ユニット１０でヘッドランプを構成することも可能である。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯ユニット１０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された投影レンズ１２と、この投影レンズ１２の後方に配置された第１および第２光源ユニット１４、１６とを備えているが、その第１光源ユニット１４は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも後方側において光軸Ａｘ上に配置された第１発光素子３２と、この第１発光素子３２を上方側から覆うように配置され、該第１発光素子３２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させるように構成された第１リフレクタ３４と、この第１リフレクタ３４からの反射光の一部を上方側へ反射させるよう、投影レンズ１２の後側焦点Ｆから光軸Ａｘに沿って後方へ延びる上向き反射面３６ａを有する第１ミラー部材３６とを備えた構成となっているので、この第１光源ユニット１４の点灯により、その第１ミラー部材３６の上向き反射面３６ａの前端縁３６ａ１の反転投影像としての鮮明なカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を上端部に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。

また、本実施形態に係る車両用前照灯ユニット１０における第２光源ユニット１６は、第１ミラー部材３６の上向き反射面３６ａの前端縁３６ａ１から灯具後方側へ向けて斜め下方へ延びる下向き反射面４６ａを有する第２ミラー部材４６と、光軸Ａｘの下方に配置された第２発光素子４２と、この第２発光素子４２からの光を上方へ向けて反射させて第２ミラー部材４６の下向き反射面４６ａにおける投影レンズ１２の後側焦点Ｆ近傍の点Ｂに略収束させるように構成された第２リフレクタ４４と、第２発光素子４２の下方に配置され、該第２発光素子４２からの光を、前方へ向けて投影レンズ１２の下方空間を通過するように反射させる第３リフレクタ４８とを備えた構成となっているので、この第２光源ユニット１６の追加点灯により、第２リフレクタ４４からの反射光によるハイビーム用付加配光パターンＰＡと、第３リフレクタ４８からの反射光によるハイビーム用付加配光パターンＰＢとを追加形成することができ、これによりハイビーム用配光パターンＰＨを形成することができる。

その際、ハイビーム用付加配光パターンＰＡは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方側にロービーム用配光パターンＰＬに隣接するようにしてこれと重複することなく形成されるので、ロービーム用配光パターンＰＬにおけるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２上下の明暗差をハイビーム用付加配光パターンＰＡの追加形成により十分緩和することができる。

一方、ハイビーム用付加配光パターンＰＢは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を上下に跨ぐようにして形成されるので、第１ミラー部材３６の上向き反射面３６ａと第２ミラー部材４６の下向き反射面４６ａとの交線部分（すなわち上向き反射面３６ａの前端縁３６ａ１）が精度良く形成されていないために、ロービーム用配光パターンＰＬとハイビーム用付加配光パターンＰＡとの合成配光パターンにおけるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿った部分に暗部が形成されてしまったような場合においても、ハイビーム用付加配光パターンＰＢの重畳によりこのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿った部分が暗部となってしまうのを未然に防止することができる。

このように本実施形態に係る車両用前照灯ユニット１０においては、第２光源ユニット１６の追加点灯により、ロービーム用配光パターンＰＬに対して性質の異なる２種類のハイビーム用付加配光パターンＰＡ、ＰＢが追加形成されるので、ロービーム用配光パターンＰＬにおけるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上下両側の明暗差を十分緩和することができるとともに、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿った部分が暗部となってしまうのを未然に防止することができる。

そしてこれにより、本実施形態に係る車両用前照灯ユニット１０からの照射光により形成されるハイビーム用配光パターンＰＨを遠方視認性に優れたものとすることができる。

その際、本実施形態においては、第１ミラー部材３６と第２ミラー部材４６とが光源ユニットホルダ２４として一体的に形成されているので、これら第１および第２ミラー部材３６、４６相互の位置関係精度を高めることができる。そしてこれにより、第１光源ユニット１４の点灯により形成されるロービーム用配光パターンＰＬに対して、第２光源ユニット１６により形成されるハイビーム用付加配光パターンＰＡを所定の位置関係で精度良く形成することができる。さらに、第１ミラー部材３６と第２ミラー部材４６とが一体的に形成されていることにより、車両用前照灯ユニット１０のコンパクト化および部品点数の削減を図ることができる。

また、本実施形態における第２光源ユニット１６は、その第２リフレクタ４４が、該第２リフレクタ４４の後端部に切欠き部４４ｂが形成された構成となっているとともに、その第３リフレクタ４８が、この切欠き部４４ｂを通過した第２発光素子４２からの光をその反射面４８ａに入射させるように配置されているので、これら第２および第３リフレクタ４４、４８を無理のないレイアウトで配置した上で、第２発光素子４２からの光の多くを第２または第３リフレクタ４４、４８に入射させることができる。

さらに本実施形態においては、第２光源ユニット１６の第３リフレクタ４８が、第２発光素子４２の発光中心を焦点とするとともに光軸Ａｘと平行に延びる軸線Ａｘ１を軸とする放物線により鉛直断面形状が形成された反射面４８ａを有しているので、この第３リフレクタ４８からの反射光により上下幅が比較的狭いハイビーム用付加配光パターンＰＢを形成することができ、これによりカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿った暗部の解消を効率良く行うことができる。

また、本実施形態の構成を採用することにより、第１発光素子３２と第２発光素子４２とを互いに十分離れた位置に配置することができるので、これら各発光素子３２、４２に対する放熱性を高めることができる。

なお、上記実施形態においては、ハイビーム用付加配光パターンＰＢを横長の配光パターンとするため、第３リフレクタ４８の反射面４８ａにおける水平断面形状が双曲線であるものとして説明したが、このような構成とする代わりに、第３リフレクタ４８の反射面４８ａを複数の水平拡散素子が形成された構成とすることも可能である。

また、上記実施形態においては、第３リフレクタ４８の反射面４８ａにおける鉛直断面形状を形成する放物線の軸が、光軸Ａｘと平行に延びる軸線Ａｘ１であるものとして説明したが、ハイビーム用付加配光パターンＰＢがカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に跨るように形成される範囲内であれば、この軸線Ａｘ１よりも多少上向きあるいは下向きに延びる軸線とすることも可能である。

上記実施形態においては、第２発光素子４２が第２ミラー部材４６上に配置されているものとして説明したが、この第２発光素子４２は、光軸Ａｘの下方に配置されていれば、第２ミラー部材４６以外の部材に支持され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。

図６は、本変形例に係る車両用前照灯ユニット１１０を示す、図２と同様の図である。

同図に示すように、この車両用前照灯ユニット１１０は、その投影レンズ１２および第１光源ユニット１４の構成については上記実施形態の場合と全く同様であるが、その第２光源ユニット１１６の構成が上記実施形態の場合と異なっている。

すなわち、変形例の第２光源ユニット１１６における第２ミラー部材４６、第２発光素子４２および第２リフレクタ４４の構成は、上記実施形態の第２光源ユニット１６との場合と同様であるが、その第３リフレクタ１４８の構成が、上記実施形態の第３リフレクタ４８と異なっている。また、この第２光源ユニット１１６においては、その第３リフレクタ１４８の前方に付加投影レンズ１５０が配置された構成となっている。

この付加投影レンズ１５０は、投影レンズ１２の下方近傍に位置されており、レンズホルダ２２と一体的に形成された付加ホルダ部１２２ａに固定支持されている。この付加投影レンズ１５０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、光軸Ａｘと平行に延びる付加光軸Ａｘ２を有している。そして、この付加投影レンズ１５０は、その後側焦点Ｆａを含む焦点面上の像を反転像として前方の仮想鉛直スクリーン上に投影するようになっている。

第３リフレクタ１４８は、第２発光素子４２の発光中心を第１焦点とするとともに該第２発光素子４２と投影レンズ１２との間の所定点（具体的には、付加投影レンズ１５０の後側焦点Ｆａの位置）を第２焦点とする楕円により鉛直断面形状が形成されるとともに、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た反射面１４８ａを有している。そしてこれにより、第３リフレクタ１４８は、第２発光素子４２からの光を、鉛直断面内においては付加投影レンズ１５０の後側焦点Ｆａに収束させるとともに、水平断面内においてはその収束位置をやや前方へ移動させるようになっている。

そしてこれにより、第３リフレクタ１４８は、第２発光素子４２からの光を、投影レンズ１２に入射させることなく、その下方近傍に配置された付加投影レンズ１５０に入射させ、この付加投影レンズ１５０を介して車両前方へ向けて照射するようになっている。この第３リフレクタ１４８は、その反射面１４８ａの周縁上端部において第２ミラー部材４６の下端部に固定支持されている。

本変形例の構成を採用した場合においても、付加投影レンズ１５０を介して前方へ照射される第３リフレクタ１４８からの反射光により上下幅が比較的狭い第３配光パターン（すなわち上記実施形態におけるハイビーム用付加配光パターンＰＢと同様の配光パターン）を形成することができ、これによりカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿った暗部の解消を効率良く行うことができる。

本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯ユニットを示す正面面 図１のII-II 線断面図 図１のIII-III 線断面図 上記車両用前照灯ユニットから前方へ照射される光により、車両前方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用配光パターンを透視的に示す図 上記車両用前照灯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 上記実施形態の変形例に係る車両用前照灯ユニットを示す、図２と同様の図

符号の説明

１０、１１０ 車両用前照灯ユニット
１２ 投影レンズ
１４ 第１光源ユニット
１６、１１６ 第２光源ユニット
２２ レンズホルダ
２４ 光源ユニットホルダ
３２ 第１発光素子
３２ａ、４２ａ 発光チップ
３４ 第１リフレクタ
３４ａ、４４ａ、４８ａ、１４８ａ 反射面
３６ 第１ミラー部材
３６ａ 上向き反射面
３６ａ１ 前端縁
３６ｂ、４６ｂ 光源支持凹部
４２ 第２発光素子
４４ 第２リフレクタ
４４ｂ 切欠き部
４６ 第２ミラー部材
４６ａ 下向き反射面
４８、１４８ 第３リフレクタ
１２２ａ 付加ホルダ部
１５０ 付加投影レンズ
Ａ、Ｂ 点
Ａｘ 光軸
Ａｘ１ 軸線
Ａｘ２ 付加光軸
ＣＬ１ 下段カットオフライン
ＣＬ２ 上段カットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ、Ｆａ 後側焦点
ＨＺＡ、ＨＺＬ ホットゾーン
ＰＡ、ＰＢ ハイビーム用付加配光パターン
ＰＨ ハイビーム用配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン

Claims (5)

1. 発光素子を光源とする車両用前照灯ユニットにおいて、
   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方に配置された第１および第２光源ユニットとを備えてなり、
   上記第１光源ユニットが、上記投影レンズの後側焦点よりも後方側において上記光軸近傍に配置された第１発光素子と、この第１発光素子を上方側から覆うように配置され、該第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ように構成された第１リフレクタと、この第１リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させるよう、上記後側焦点近傍から上記光軸に略沿って後方へ延びる上向き反射面を有する第１ミラー部材とを備えてなり、
   上記第２光源ユニットが、上記上向き反射面の前端縁から灯具後方側へ向けて斜め下方へ延びる下向き反射面を有する第２ミラー部材と、上記光軸の下方において前方へ向けて斜め下向きに配置された第２発光素子と、この第２発光素子からの光を上方へ向けて反射させて上記下向き反射面における上記後側焦点近傍部位に略収束させるように構成された第２リフレクタと、上記第２発光素子の下方に配置され、該第２発光素子からの光を、上記投影レンズの下方空間を通過させるようにして前方へ向けて反射させる第３リフレクタとを備えてなる、ことを特徴とする車両用前照灯ユニット。
2. 上記第１ミラー部材と上記第２ミラー部材とが一体的に形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯ユニット。
3. 上記第２リフレクタの後端部に切欠き部が形成されており、
   上記第３リフレクタが、上記第２リフレクタの切欠き部を通過した上記第２発光素子からの光を、該第３リフレクタの反射面に入射させるように配置されている、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ユニット。
4. 上記第３リフレクタが、上記第２発光素子近傍の点を焦点とするとともに上記光軸と略平行に延びる軸線を軸とする放物線により鉛直断面形状が形成された反射面を有している、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ユニット。
5. 上記第３リフレクタが、上記第２発光素子近傍の点を第１焦点とするとともに該第２発光素子と上記投影レンズとの間の所定点を第２焦点とする楕円により鉛直断面形状が形成された反射面を有しており、
   上記投影レンズの下方近傍に、上記光軸と略平行に延びる付加光軸を有するとともに上記第２焦点近傍の点を後側焦点とする付加投影レンズが配置されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか車両用前照灯ユニット。

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