JP2009104994A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の車両用灯具では、配光むらが生じる場合がある。
【解決手段】この発明は、すれ違い用配光パターンＬＰ中のホットゾーンＨＺを構成する箇所に追加配光パターンＳＰを形成する追加反射面１８を、シェード５に設ける。この結果、この発明は、シェード５に設けられている追加反射面１８により、すれ違い用所定の配光パターンＬＰ中のホットゾーンＨＺを構成する箇所に追加配光パターンＳＰが形成される。このために、左右に分割されていない連続したホットゾーンＨＺが得られ、ホットゾーンが左右に分割されることによる配光むらを防止することができ、視認性が向上されて交通安全に貢献することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光源としてたとえばＬＥＤなどの半導体型光源を使用するプロジェクタタイプの車両用灯具に関するものである。

この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、従来の車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、光源としてのＬＥＤからの光をリフレクタの楕円反射面で反射させ、その反射光の一部をシェードによりカットオフして残りの反射光でカットオフラインを有する所定の配光パターン、たとえば、図１０（Ａ）に示すすれ違い用配光パターンＬＰを形成し、このすれ違い用配光パターンＬＰを凸レンズを介して前方へ出射させるものである。なお、図１０は、等照度曲線を示すスクリーン上の配光パターンの説明図である。外側の曲線から内側（中央）の曲線にかけて照度が高くなる。

ところが、従来の車両用灯具のシェード１００には、図１４に示すように、すれ違い用配光パターンＬＰの上水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２および下水平カットオフラインＣＬ３を形成するための下水平エッジ１０４および斜めエッジ１０５および上水平エッジ１０６がそれぞれ設けられている。このために、従来の車両用灯具のシェード１００の中央には、段差面１０１が形成されている。すなわち、従来の車両用灯具のシェード１００は、上水平エッジ１０６を有する上水平面１０２と、下水平エッジ１０４を有する下水平面１０３との間に、斜めエッジ１０５を有する中央の段差面１０１が形成されている。この中央の段差面１０１に入射した光は、制御されず、光り抜けの原因になっている。この結果、従来の車両用灯具は、図１０（Ａ）に示すように、すれ違い用配光パターンＬＰのホットゾーンが左側のホットゾーンＬＨＺと右側のホットゾーンＲＨＺとに分割されて、配光むらが生じる場合がある。

特開２００６−１０７９５５号公報

この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用灯具では、配光むらが生じる場合があるという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、所定の配光パターン中のホットゾーンを構成する箇所に追加配光パターンを形成する追加反射面を、シェードに設ける、ことを特徴とする。

また、この発明（請求項２にかかる発明）は、追加反射面がシェードの中央の斜めエッジを一辺とする面からなる、ことを特徴とする。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）は、追加反射面が三角形形状の面からなり、その三角形が、シェードの斜めエッジの傾斜角度よりも大きくかつ９０°よりも小さい傾斜角度からなる仮想斜めエッジと、シェードの上水平エッジの延長線とが交差する交点を仮想点とし、その仮想点から半導体型光源方向に伸びる上稜線上の所定点と、シェードの上水平エッジと斜めエッジとの交点と、を結ぶ一辺と、上稜線上の所定点と、シェードの斜めエッジと下水平エッジとの交点と、を結ぶ一辺と、シェードの斜めエッジの一辺と、からなる、ことを特徴とする。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、シェードに設けられている追加反射面により、所定の配光パターン中のホットゾーンを構成する箇所に追加配光パターンが形成される。このために、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、従来の車両用灯具のように、シェードの中央に段差面が形成されていて、所定の配光パターンのホットゾーンが左側のホットゾーンと右側のホットゾーンとに分割されていても、この分割されている左側のホットゾーンと右側のホットゾーンとの間に追加配光パターンを形成することができる。これにより、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、左右に分割されていない連続したホットゾーンが得られ、ホットゾーンが左右に分割されることによる配光むらを防止することができ、視認性が向上されて交通安全に貢献することができる。

また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、追加反射面がシェードの中央の斜めエッジを一辺とする面からなるので、所定の配光パターンの中央の斜めカットオフライン付近に位置するホットゾーンを構成する箇所に追加配光パターンを確実に形成することができる。すなわち、シェードの中央の斜めエッジは、所定の配光パターンの中央の斜めカットオフラインを形成するものであって、この所定の配光パターンの中央の斜めカットオフライン付近には、ホットゾーンが位置するものである。このために、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、所定の配光パターンの分割されている左側のホットゾーンと右側のホットゾーンとの間に追加配光パターンを確実に形成することができ、ホットゾーンが左右に分割されることによる配光むらを確実に防止することができる。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、追加反射面がシェードの中央の斜めエッジを一辺とする三角形形状の面からなるので、前記の請求項２にかかる発明の車両用灯具と同様に、ホットゾーンが左右に分割されることによる配光むらを確実に防止することができる。その上、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、前記の課題を解決するための手段により、シェードの中央の斜めエッジを一辺とする三角形形状の面からなる追加反射面を、簡単にかつ確実に構成することができる。

しかも、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、シェードの斜めエッジの傾斜角度よりも大きくかつ９０°よりも小さい傾斜角度からなる仮想斜めエッジとシェードの上水平エッジの延長線とが交差する交点の仮想点から半導体型光源方向に上稜線が伸びる。このために、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、シェードの中央の段差面の面積が、シェードの上水平エッジと斜めエッジとの交点から半導体型光源方向に上稜線が伸びる従来の車両用灯具と比較して、小さく、また、シェードの中央の段差面と水平面とのなす角度が、シェードの上水平エッジと斜めエッジとの交点から半導体型光源方向に上稜線が伸びる従来の車両用灯具と比較して、大きい、すなわち、段差面が水平面に対して垂直もしくは垂直に近い。これにより、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、半導体型光源からの光が楕円反射面で反射し、その反射光が段差面に入射する量（光束）を従来の車両用灯具よりも少なくすることができ、その分、左右に分割されるホットゾーンが少なくなり、追加配光パターンとの相乗効果により、配光むらをさらに確実に防止することができる。

以下に、この発明にかかる車両用灯具の実施例のうちの２例を図１から図１３に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。図面において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。

図１から図１０は、この発明にかかる車両用灯具の実施例１を示す。以下、この実施例１における車両用灯具の構成について説明する。この例は、たとえば、自動車用前照灯について説明する。図１において、符号１は、この実施例１における車両用灯具である。前記車両用灯具１は、上側の第１リフレクタ（メインリフレクタ）２と、下側の第２リフレクタ（サブリフレクタ、シェード兼リフレクタ）３と、半導体型光源６と、シェード５と、投影レンズ（凸レンズ、集光レンズ）７と、ヒートシンク部材（図示せず）と、図示しない自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）と、から構成されている。

前記第１リフレクタ２および前記第２リフレクタ３および前記半導体型光源６および前記シェード５および前記投影レンズ７および前記ヒートシンク部材は、ランプユニットを構成する。前記ランプユニットは、図に示すように、横型のプロジェクタタイプであって、ユニット構造をなす。１個もしくは複数個の前記ランプユニットは、自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズにより区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して配置されている。

前記第１リフレクタ２および前記第２リフレクタ３は、光不透過性の樹脂部材などから構成されており、ケーシングやハウジングやホルダなどの保持部材と兼用である。また、前記第１リフレクタ２および前記第２リフレクタ３は、ランプユニットの光軸（前記投影レンズ７の光軸）Ｚ−Ｚに沿って水平に上下に２分割してなるものである。前記第１リフレクタ２と前記第２リフレクタ３と前記ヒートシンク部材とは、図示しない固定手段（たとえば、ボルトナット、スクリュー、加締め、クリップなど）により、一体に固定されている。なお、前記第１リフレクタ２と前記第２リフレクタ３とを一体に形成しても良い。

前記第１リフレクタ２は、前側の部分が上半分の半円形に開口し、また、下側の部分が開口し、さらに、上側の部分および後側の部分および左右両側の部分が閉塞している。前記第１リフレクタ２の閉塞部分の後半分の凹内面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて第１反射面４が設けられている。

前記第１反射面４は、楕円反射面である。すなわち、前記第１反射面４は、楕円を基本（基準、基調）とする自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）の反射面である。前記の楕円を基本とする自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）の反射面とは、図１の垂直断面が楕円をなし、かつ、図示しない水平断面が放物線ないし変形放物線をなす反射面からなるものである。前記第１反射面４は、第１焦点Ｆ１と、第２焦点Ｆ２と、光軸（前記ランプユニットの光軸、前記投影レンズ７の光軸）Ｚ−Ｚと、を有する。前記第２焦点Ｆ２は、水平断面上の焦線、すなわち、上（平面）から見て両端が前側（前記投影レンズ７側）に位置し中央が後側（前記半導体型光源６側）に位置するような湾曲した焦線となる。前記第１反射面４の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）は、「Mathematical Elemennts for Computer Graphics」（Devid F. Rogers、J Alan Adams）に記載されているＮＵＲＢＳの自由曲面（Non-Uniform Rational B-Spline Surface）である。なお、前記第１反射面４は、第１焦点と第２焦点と光軸とを有する単なる回転楕円面からなる反射面であっても良い。この場合、第２焦点は、焦線ではなく焦点となる。

前記第２リフレクタ３は、前側の部分が下半分の半円形に開口し、また、上側の部分が開口し、さらに、下側の部分および後側の部分左右両側の部分が閉塞している。前記第２リフレクタ３の閉塞部分は、図１および図２に示すように、前半分の下水平板部８と、中間の垂直板部９と、後半分の上水平板部１０と、からなる。前記第２リフレクタ３の前記上水平板部１０の上面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、前記光軸Ｚ−Ｚに沿う平面をなす第２反射面１１が設けられている。前記第２反射面１１は、前記第１反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と前記半導体型光源６との間に設けられている。

前記半導体型光源６は、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源（この実施例１ではＬＥＤ）を使用する。前記半導体型光源６は、基板と、前記基板の一面に固定された微小な矩形形状（正方形形状）の光源チップ（半導体チップ）の発光体と、前記発光体を覆う光透過部材と、から構成されている。前記半導体型光源６は、前記第１リフレクタ２および前記第２リフレクタ３および前記ヒートシンク部材に保持されている。前記半導体型光源６の前記発光体（発光部）は、前記第１反射面４の前記第１焦点Ｆ１もしくはその近傍に位置する。前記半導体型光源６は、前記第１リフレクタ２の下側の開口部分であって、前記第１リフレクタ２の後側の閉塞部分と前記第２リフレクタ３の前記上水平板部１０との間に配置されている。

前記シェード５は、前記第２リフレクタ３と一体に設けられている。すなわち、前記シェード５は、前記第２リフレクタ３の上水平板部１０と兼用するものである。前記シェード５は、前記第１反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と前記半導体型光源６との間に配置されている。また、前記シェード５は、前記半導体型光源６から放射されて前記第１反射面４で反射された反射光Ｌ２の一部をカットオフして残りの反射光Ｌ２で所定の配光パターンを形成するものである。前記所定の配光パターンは、たとえば、図１０（Ｃ）に示すように、上水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２および下水平カットオフラインＣＬ３を有するすれ違い用配光パターンＬＰである。

前記シェード５のうち前記第１反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍の部分、すなわち、前記垂直板部９と前記上水平板部１０との角部には、前記すれ違い用配光パターンＬＰの前記上水平カットオフラインＣＬ１および前記斜めカットオフラインＣＬ２および前記下水平カットオフラインＣＬ３を形成する下水平エッジ１２および斜めエッジ１３および上水平エッジ１４がそれぞれ一体に設けられている。

前記シェード５、すなわち、前記第２リフレクタ３の前記垂直板部９と前記上水平板部１０との角部に、前記エッジ１２、１３、１４を設けることにより、前記シェード５、すなわち、前記第２リフレクタ３の前記上水平板部１０の上面の前記第２反射面１１には、前記下水平エッジ１２を有する下水平面１５と、前記斜めエッジ１３を有する中央の段差面１６と、前記上水平エッジ１４を有する上水平面１７と、がそれぞれ形成されている。前記中央の段差面１６は、前記下水平面１５と前記上水平面１７との間に形成されている。また、前記下水平面１５は、前記半導体型光源６から前記第１反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍にかけて全体に亘って下り勾配の傾斜面（水平線に対して約１°〜３°傾斜している傾斜面）をなす。さらに、前記上水平面１７は、前記半導体型光源６から前記第１反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍にかけて全体に亘って水平面をなす。

前記シェード５には、追加反射面１８が設けられている。前記追加反射面１８は、前記所定の配光パターンすなわち前記すれ違い用配光パターンＬＰ中のホットゾーンＨＺ（図１０（Ｃ）参照）を構成する箇所に図１０（Ｂ）に示す追加配光パターンＳＰを形成するものである。前記ホットゾーンＨＺは、前記所定の配光パターンすなわち前記すれ違い用配光パターンＬＰの中央の前記斜めカットオフラインＣＬ２付近に位置する。前記追加反射面１８は、前記シェード５の前記斜めエッジ１３を一辺とする面、すなわち、三角形形状の面からなる。前記三角形は、下記の３辺からなる。

まず、図３および図４に示すように、前記斜めエッジ１３の傾斜角度θ１よりも大きくかつ９０°よりも小さい傾斜角度θ２（θ１＜θ２＜９０°）からなる仮想斜めエッジ１９と、前記上水平エッジ１４の延長線（前記上水平エッジ１４と前記斜めエッジ１３との交点（エルボー点）２８から延長された線）２０と、が交差する交点を仮想点２１とする。なお、前記斜めエッジ１３の傾斜角度θ１は、前記下水平エッジ１２または前記上水平エッジ１４に対する傾斜角度であって、１５°から４５°（１５°≦θ１≦４５°）の範囲内の傾斜角度である。また、前記の９０°とは、前記下水平エッジ１２または前記上水平エッジ１４に対して直角あるいは垂直のことをいう。

つぎに、図３、図５、図６、図７、図９に示すように、前記仮想点２１から前記半導体型光源６方向に伸びる上稜線２２と、前記斜めエッジ１３と前記下水平エッジ１２との交点２３から前記半導体型光源６方向に伸びる下稜線２４との間には、前記段差面１６が形成されている。なお、図３中の二点鎖線２６は、従来の車両用灯具の上稜線、すなわち、図１４に示す中央の段差面１０１と上水平面１０２とがなす上稜線である。また、図３および図４中の二点鎖線１０５は、従来の車両用灯具の斜めエッジであり、かつ、この実施例１の車両用灯具１の斜めエッジ１３でもある。

それから、図５、図６に示すように、前記追加反射面１８の前記三角形は、
前記上稜線２２上の所定点２７と、前記上水平エッジ１４と前記斜めエッジ１３との交点（エルボー点）２８と、を結ぶ一辺２９と、
また、前記上稜線２２上の所定点２７と、前記斜めエッジ１３と前記下水平エッジ１２との交点２３と、を結ぶ一辺３０と、
さらに、前記斜めエッジ１３の一辺と、
からなる。

なお、三角形の前記追加反射面１８の前記斜めエッジ１３の一辺以外の二辺は、図９（Ａ）に示すように、内側に湾曲した二辺２９０、３００、または、図９（Ｂ）に示すように、外側に湾曲した二辺２９１、３０１でも良い。

図５および図６に示すように、前記仮想点２１から前記所定点２７（三角形の前記追加反射面１８の１つの頂点をなす点）までの寸法Ｔ１は、前記投影レンズ７の口径により基づくものであって、この実施例においては、１ｍｍもしくは３ｍｍよりも小さい（Ｔ１＜１ｍｍもしくはＴ１＜３ｍｍ）。また、前記下稜線２２から前記所定点２７（三角形の前記追加反射面１８の１つの頂点をなす点）までの上から見た最小幅の寸法Ｔ２は、前記仮想斜めエッジ１９の傾斜角度θ２に基づく。なお、前記仮想斜めエッジ１９の傾斜角度θ２は、８７°以上（θ２＞８７°）になることが望ましい。この結果、前記仮想斜めエッジ１９の傾斜角度θ２の範囲は、１５°〜４５°＜θ２＜９０°の範囲となり、好ましくは、８７°＜θ２＜９０°の範囲となる。

前記投影レンズ７は、前記第１リフレクタ２の前側の上半分の半円形の開口の縁部および前記第２リフレクタ３の前側の下半分の半円形の開口の縁部に保持されている。前記投影レンズ７は、非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ７の前方側（外部側）は、曲率が大きい（曲率半径が小さい）凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ７の後方側（前記半導体型光源６側）は、曲率が小さい（曲率半径が大きい）凸非球面をなす。このような投影レンズ７を使用することにより、前記投影レンズ７の焦点距離が小さくなるので、その分、この実施例１における車両用灯具１の前記投影レンズ７の光軸Ｚ−Ｚ方向の寸法がコンパクトとなる。なお、前記投影レンズ７の後方側は、平非球面（平面）をなすものであっても良い。

前記投影レンズ７は、前側焦点（前記半導体型光源６側の焦点）および後側焦点（外部側の焦点）と、前記前側焦点と前記後側焦点とを結ぶ光軸Ｚ−Ｚとを有する。前記第１反射面４の光軸Ｚ−Ｚと前記投影レンズ７の光軸Ｚ−Ｚと前記ランプユニットの光軸Ｚ−Ｚとは、一致もしくはほぼ一致する。前記投影レンズ７の前側焦点は、レンズ焦点（物空間側の焦点面であるメリジオナル像面）ＦＬである。前記投影レンズ７の前記レンズ焦点ＦＬは、前記第１反射面４の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置する。なお、前記半導体型光源６の光は、高い熱を持たないので、前記投影レンズ７として樹脂製のレンズを使用することができる。前記投影レンズ７は、この例ではアクリルを使用する。前記投影レンズ７は、前記第１反射面４からの反射光と前記第２反射面１１からの反射光とにより形成される前記所定の配光パターン、すなわち、前記上水平カットオフラインＣＬ１および前記斜めカットオフラインＣＬ２および前記下水平カットオフラインＣＬ３を有する前記すれ違い用配光パターンＬＰと、前記追加反射面１８により形成される前記追加配光パターンＳＰと、を所定の方向に投影するものである。

この実施例１における車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

まず、車両用灯具１の半導体型光源６の発光体を点灯発光させる。すると、半導体型光源６の発光体から光Ｌ１が放射される。この光Ｌ１は、第１反射面４で反射され、この反射光Ｌ２が第１反射面４の第２焦点Ｆ２に集中する。第２焦点Ｆ２に集中する反射光Ｌ２の一部は、シェード５によりカットオフされる。このシェード５によりカットオフされた反射光Ｌ２は、シェード５と一体である第２反射面１１により反射される。この第２反射面で反射された反射光Ｌ２と、シェード５でカットオフされなかった第１反射面４からの残りの反射光Ｌ２とにより、所定の配光パターン、すなわち、上水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２および下水平カットオフラインＣＬ３を有するすれ違い用配光パターンＬＰ（図１０（Ａ）参照）が形成される。ここで、このすれ違い用配光パターンＬＰは、図１０（Ａ）に示すように、シェード５の中央の段差面１６により、ホットゾーンが上下の垂直線ＶＵ−ＶＤにおいて左側のホットゾーンＬＨＺと右側のホットゾーンＲＨＺとに分割されている。

また、第１反射面４からの反射光Ｌ２であって、シェード５によりカットオフされた反射光Ｌ２の一部は、シェード５と一体である追加反射面１８により反射される。この追加反射面１８で反射された反射光Ｌ２により、所定の追加配光パターンＳＰ（図１０（Ｂ）参照）が形成される。ここで、この追加配光パターンＳＰは、図１０（Ｂ）に示すように、上下の垂直線ＶＵ−ＶＤと左右の水平線ＨＬ−ＨＲとの交点に位置する。

この追加配光パターンＳＰと前記のすれ違い用配光パターンＬＰとは、投影レンズ７を透過して合成され、すなわち、上下の垂直線ＶＵ−ＶＤにおいて左右に分割されている左側のホットゾーンＬＨＺと右側のホットゾーンＲＨＺとの間に、上下の垂直線ＶＵ−ＶＤと左右の水平線ＨＬ−ＨＲとの交点に位置する追加配光パターンＳＰが重畳される。この結果、図１０（Ｃ）に示すように、すれ違い用配光パターンＬＰ中に左右に分割されていない連続したホットゾーンＨＺが得られる。そして、この図１０（Ｃ）に示すすれ違い用配光パターンＬＰが自動車(車両)前方に投影されて路面などを照明する。

図１０（Ｃ）に示すすれ違い用の配光パターンＬＰの上の縁には、シェード５のエッジ１２、１３、１４によりカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が形成されている。このすれ違い用の配光パターンＬＰは、上水平カットオフラインＣＬ１により、走行車線側の道路などをやや遠方もしくは遠方まで照明することができ、かつ、下水平カットオフラインＣＬ３により、対向車線側の道路などを主に手前側を照明することができる。

この実施例１における車両用灯具１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施例１における車両用灯具１は、シェード５に設けられている追加反射面１８により、図１０（Ｂ）に示すように、所定の配光パターンすなわちすれ違い用配光パターンＬＰ中のホットゾーンＨＺを構成する箇所に追加配光パターンＳＰが形成される。このために、この実施例１における車両用灯具１は、従来の車両用灯具のように、シェード５の中央に段差面１６が形成されていて、図１０（Ａ）に示すすれ違い用配光パターンＬＰのホットゾーンが左側のホットゾーンＬＨＺと右側のホットゾーンＲＨＺとに分割されていても、この分割されている左側のホットゾーンＬＨＺと右側のホットゾーンＲＨＺとの間に追加配光パターンＳＰを形成することができる。これにより、この実施例１における車両用灯具１は、図１０（Ｃ）に示すように、左右に分割されていない連続したホットゾーンＨＺが得られ、ホットゾーンが左右に分割されることによる配光むらを防止することができ、視認性が向上されて交通安全に貢献することができる。

また、この実施例１における車両用灯具１は、追加反射面１８がシェード５の中央の斜めエッジ１３を一辺とする三角形形状の面からなるので、すれ違い用配光パターンＬＰの中央の斜めカットオフラインＣＬ２付近に位置するホットゾーンＨＺを構成する箇所に追加配光パターンＳＰを確実に形成することができる。すなわち、シェード５の中央の斜めエッジ１３は、すれ違い用配光パターンＬＰの中央の斜めカットオフラインＣＬ２を形成するものであって、このすれ違い用配光パターンＬＰの中央の斜めカットオフラインＣＬ２付近には、ホットゾーンＨＺが位置するものである。このために、この実施例１における車両用灯具１は、すれ違い配光パターンＬＰの分割されている左側のホットゾーンＬＨＺと右側のホットゾーンＲＨＺとの間に追加配光パターンＳＰを確実に形成することができ、ホットゾーンＨＺが左右に分割されることによる配光むらを確実に防止することができる。

さらに、この実施例１における車両用灯具１は、追加反射面１８が三角形形状の面、すなわち、上稜線２２上の所定点２７と、上水平エッジ１４と斜めエッジ１３との交点（エルボー点）２８と、を結ぶ一辺２９と、また、上稜線２２上の所定点２７と、斜めエッジ１３と下水平エッジ１２との交点２３と、を結ぶ一辺３０と、さらに、斜めエッジ１３の一辺と、からなる三角形形状の面からなるので、この三角形形状の面からなる追加反射面１８を簡単にかつ確実に構成することができる。

しかも、この実施例１における車両用灯具１は、シェード５の斜めエッジ１３の傾斜角度θ１よりも大きくかつ９０°よりも小さい傾斜角度θ２からなる仮想斜めエッジ１９とシェード５の上水平エッジ１４の延長線２０とが交差する交点の仮想点２１から半導体型光源６方向に上稜線２２が伸びる。このために、この実施例１における車両用灯具１は、シェード５の中央の段差面１６の面積が、シェード１００の上水平エッジ１０６と斜めエッジ１０５との交点から半導体型光源方向に上稜線が伸びる従来の車両用灯具と比較して、小さく、また、シェード５の中央の段差面１６と水平面（下水平面１５、上水平面１７）とのなす角度が、シェードの上水平エッジ１０６と斜めエッジ１０５との交点から半導体型光源方向に上稜線が伸びる従来の車両用灯具と比較して、大きい、すなわち、段差面１６が水平面（下水平面１５、上水平面１７）に対して垂直もしくは垂直に近い。これにより、この実施例１における車両用灯具１は、半導体型光源６からの光Ｌ１が第１反射面４で反射し、その反射光Ｌ２が段差面１６に入射する量（光束）を従来の車両用灯具よりも少なくすることができ、その分、左右に分割されるホットゾーンＬＨＺ、ＲＨＺが少なくなり、追加配光パターンＳＰとの相乗効果により、配光むらをさらに確実に防止することができる。

図１１から図１３は、この発明にかかる車両用灯具の実施例２を示す。図中、図１〜図１０と同符号は、同一のものを示す。以下、この実施例２にかかる車両用灯具１Ａについて説明する。

この実施例２にかかる車両用灯具１Ａは、図１１から図１３に示すように、前側および下側の第１リフレクタ（メインリフレクタ、遮光部材兼リフレクタ）２Ａと、後側および上側の第２リフレクタ（サブリフレクタ、シェード兼平面反射面兼リフレクタ）３Ａと、半導体型光源６と、シェード５Ａと、投影レンズ（凸レンズ、集光レンズ）７と、平面反射面２５と、ヒートシンク部材（図示せず）と、遮光部材３１と、図示しない自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）と、から構成されている。

前記第１リフレクタ２Ａおよび前記第２リフレクタ３Ａおよび前記半導体型光源６および前記シェード５Ａおよび前記投影レンズ７および前記平面反射面２５および前記ヒートシンク部材および前記遮光部材３１は、ランプユニットを構成する。前記ランプユニットは、図に示すように、縦型のプロジェクタタイプであって、ユニット構造をなす。１個もしくは複数個の前記ランプユニットは、自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズにより区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して配置されている。なお、前記灯室内に前記ランプユニット以外の他のランプユニットが配置されていてこの発明にかかる車両用灯具を構成する場合もある。

前記第１リフレクタ２Ａおよび前記第２リフレクタ３Ａは、光不透過性の樹脂部材などから構成されており、ケーシングやハウジングやホルダなどの保持部材と兼用である。また、前記第１リフレクタ２Ａおよび前記第２リフレクタ３Ａは、後記第１反射面４Ａの垂直な光軸Ｚ２−Ｚ２に沿って垂直に前後に２分割してなるものである。前記第１リフレクタ２Ａと前記第２リフレクタ３Ａと前記ヒートシンク部材とは、図示しない固定部材（たとえば、ボルトナット、スクリュー、加締め、クリップなど、この例では、スクリュー）により、一体に固定されている。なお、前記第１リフレクタ２Ａと前記第２リフレクタ３Ａとを一体に形成しても良い。

前記第１リフレクタ２Ａは、上側半分が下側に半円形に開口し、また、下側半分の後側の部分が開口し、さらに、下側半分の前側の部分が閉塞している。前記第１リフレクタ２Ａの下側半分の前側の部分の閉塞部は、外側（ 後側から前側）に膨らんだ凸形状をなす。前記第１リフレクタ２Ａの下側半分の前側の部分の閉塞部の凹内面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて第１反射面４Ａが設けられている。前記第１リフレクタ２Ａの４隅部には、前記固定部材のスクリューがねじ込まれるねじ孔（もしくは、前記固定部材のスクリューが通過する透孔）がそれぞれ 設けられている。

前記第１反射面４Ａは、前記の実施例１の第１反射面４と動揺に、楕円反射面、すなわち、楕円もしくは楕円を基本とする反射面である。前記第１反射面４の楕円反射面は、たとえば、回転楕円面、または、楕円を基本とした自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面（図１、図１１、図１２の垂直断面が楕円面をなし、かつ、図示しない水平断面が放物面ないし変形放物面をなす反射面）、からなる。このために、前記第１反射面４Ａは、第１焦点Ｆ１と、第２焦点または水平断面上の焦線（すなわち、前（正面）から見て両端が上側に位置し中央が下側に位置するような湾曲した焦線）Ｆ２と、を有する。

前記第２リフレクタ３Ａは、図１３に示すように、垂直な板部からなり、前記板部の上側の部分が上側に半円形に開口し、かつ、前記板部の下側の部分には凹部３２が設けられている。前記第２リフレクタ３Ａの前記板部の前面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、前記第１反射面４Ａの光軸Ｚ２−Ｚ２に沿う平面もしくはほぼ平面をなす第２反射面１１Ａが設けられている。前記第２反射面１１Ａは、前記第１反射面４Ａの第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と前記半導体型光源６との間に設けられている。前記第２リフレクタ３Ａの前記板部の４隅部には、前記固定部材のスクリューがねじ込まれるねじ孔（もしくは前記固定部材のスクリューが通過する透孔）がそれぞれ設けられている。

前記半導体型光源６は、前記第２リフレクタ３Ａの前記凹部３２の底に固定されている。前記半導体型光源６の前記発光体（発光部）は、前記第１反射面４Ａの前記第１焦点Ｆ１もしくはその近傍に位置する。

前記シェード５Ａは、前記第２リフレクタ３Ａと一体に設けられている。すなわち、前記シェード５Ａは、前記第２リフレクタ３Ａの前記板部と兼用するものである。この結果、前記シェード５Ａには、前記第２反射面１１Ａが設けられている。前記シェード５は、前記第１反射面４Ａの第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と前記半導体型光源６との間に配置されている。前記シェード５Ａのうち前記第１反射面４Ａの第２焦点Ｆ２もしくはその近傍の部分には、下水平エッジ１２、斜めエッジ１３、上水平エッジ１４がそれぞれ前記第１反射面４Ａの第２焦点（第２焦線）Ｆ２に沿って設けられている。

前記シェード５Ａは、前記半導体型光源６から放射されて前記第１反射面４Ａで反射された反射光Ｌ４の一部をカットオフして残りの反射光で上水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、下水平カットオフラインＣＬ３を有する所定の配光パターンすなわちすれ違い用配光パターンＬＰ（図１０参照）を形成する。また、前記第２反射面１１Ａは、前記シェード５Ａでカットオフされた反射光Ｌ４を、反射光Ｌ９として所定の方向すなわち前記平面反射面２５側に反射させる。

前記シェード５Ａには、追加反射面１８Ａが設けられている。前記追加反射面１８Ａは、前記の実施例１の追加反射面１８と同様の追加反射面である。

前記投影レンズ７は、前記第１リフレクタ２Ａの下側の半円を形成する半円形開口の縁部と、前記第２リフレクタ３Ａの上側の半円を形成する半円形開口の縁部と、に取り付けられている。前記投影レンズ７は、前記投影レンズ７からフロントフォーカス（前側焦点距離）の位置に位置する前側焦点（前記平面反射面２５側の焦点）であるレンズ焦点ＦＬ１と、前記投影レンズ７からバックフォーカス（後側焦点距離）の位置に位置する後側焦点（外部側の焦点）と、前記前側焦点のレンズ焦点ＦＬ１と前記後側焦点とを結ぶ水平なレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１と、を有する。垂直な前記第１反射面４Ａの光軸Ｚ２−Ｚ２と水平な前記投影レンズ７のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１とは、直交する。前記投影レンズ７のレンズ焦点ＦＬ１は、物空間側の焦点面であるメリジオナル像面である。

前記平面反射面２５は、平面板形状をなしていて、前記第２リフレクタ３Ａの上側の半円形開口と前記シェード５Ａの前記エッジ１２、１３、１４との間に一体に設けられている。なお、前記第２リフレクタ３Ａおよび前記シェード５Ａと前記平面反射面２５とを別個に設けて固定手段により一体に固定しても良い。前記平面反射面２５の表面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されている。前記平面反射面２５は、前記投影レンズ７と前記投影レンズ７のレンズ焦点ＦＬ１との間に前記レンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に４５°もしくはほぼ４５°で交差して配置されている。前記平面反射面２５は、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有する前記すれ違い用配光パターンＬＰおよび追加配光パターンＳＰ（図１０（Ｂ）参照）を前記投影レンズ７側に反射させるものである。

前記投影レンズ７のレンズ焦点ＦＬ１は、図１１、図１２に示すように、前記平面反射面２５により、前記平面反射面２５に対して対称である位置に擬似レンズ焦点ＦＬ２として存在する。前記擬似レンズ焦点ＦＬ２は、前記第１反射面４Ａの第２焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置する。また、水平な前記投影レンズ７のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１は、同じく図１１、図１２に示すように、前記平面反射面２５により、水平な前記レンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に対して直交する垂直な擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３として存在する。垂直な前記擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３は、前記第１反射面４Ａの光軸Ｚ２−Ｚ２に一致もしくはほぼ一致する。

この結果、図１１に示すように、外来光の平行光Ｌ１１が外側から前記投影レンズ７に入射して前記投影レンズ７を透過して前記投影レンズ７から出射すると、前記投影レンズ７のレンズ焦点ＦＬ１に集束しようとする。この集束しようとする前記投影レンズ７からの出射光が前記平面反射面２５で反射し、その反射光Ｌ１２が前記擬似レンズ焦点ＦＬ２、すなわち、前記第１反射面４Ａの第２焦点Ｆ２に集束する。また、図１１、図１２に示すように、水平な前記レンズ光軸Ｚ１−Ｚ１は、前記平面反射面２５により、直角に折り曲げられた垂直な擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３、すなわち、前記第１反射面４Ａの光軸Ｚ２−Ｚ２となる。

この実施例２にかかる車両用灯具１Ａは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

まず、半導体型光源６の発光体を点灯発光させる。すると、図１２に示すように、半導体型光源６から光Ｌ３が放射される。この光Ｌ３の一部は、第１反射面４Ａで反射され、この反射光Ｌ４が第１反射面４Ａの第２焦点Ｆ２および擬似レンズ焦点ＦＬ２に集束する。第２焦点Ｆ２および擬似レンズ焦点ＦＬ２に集束する反射光Ｌ４の一部は、シェード５Ａによりカットオフされる。このシェード５Ａによりカットオフされた反射光Ｌ４は、シェード５と一体である第２反射面１１Ａにより反射されて、反射光Ｌ９として所定の方向すなわち平面反射面２５側に反射される。この第２反射面１１Ａからの反射光Ｌ９と、シェード５Ａでカットオフされなかった第１反射面４Ａからの反射光Ｌ４とにより、所定の配光パターンすなわちすれ違い用配光パターンＬＰ（図１０参照）が形成される。また、シェード５Ａによりカットオフされた反射光Ｌ４の一部は、追加反射面１８Ａで反射されて追加配光パターンＳＰ（図１０（Ｂ）参照）が形成される。

すれ違い用配光パターンＬＰを形成する反射光Ｌ４、Ｌ９と、追加配光パターンＳＰを形成する反射光Ｌ９とは、平面反射面２５で反射されて反射光Ｌ１０として、あたかも投影レンズ７のレンズ焦点ＦＬ１から放射された光として、投影レンズ７を透過して合成され、すれ違い用配光パターンＬＰおよび追加配光パターンＳＰ（投影レンズ６から投影される光Ｌ５）として自動車(車両)前方に投影されて路面などを照明する。

一方、半導体型光源６からの光のうち、投影レンズ７に直接入射しようとする直射光は、遮光部材３１により投影レンズ７への入射が遮られる。また、第２反射面１１Ａからの反射光のうち、投影レンズ７に直接入射しようとする反射光は、遮光部材３１により投影レンズ７への入射が遮られる。

この実施例２にかかる車両用灯具１Ａは、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施例１にかかる車両用灯具１と同様の効果を達成することができる。特に、この実施例２にかかる車両用灯具１Ａは、縦型のランプユニットからなるので、横型のランプユニットからなる前記の実施例１にかかる車両用灯具１と比較して、水平方向の寸法、すなわち、奥行き方向の寸法を小さくすることができる。

なお、前記の実施例１、２においては、左側通行の例について説明する。ところが、この発明においては、右側通行にも適用できる。右側通行の場合は、左側通行の構成、特にシェードのエッジが左右逆となる。これにより、すれ違い用は伊湖パターンのカットオフラインも左右逆となる。

また、前記の実施例１、２においては、追加反射面１８、１８Ａが三角形形状の面からなるものである。ところが、この発明においては、追加反射面は三角形形状の面以外の面でも良い。ただし、シェードの斜めエッジを一辺とする必要がある。

この発明にかかる車両用灯具の実施例１を示すランプユニットの縦断面図（垂直断面図）である。 同じく、第２リフレクタを示す斜視図である。 同じく、三角形形状の追加反射面を形成する過程を示す説明図である。 同じく、図３の説明図を正面から見た状態を示す説明図である。 同じく、三角形形状の追加反射面を形成する過程を示す説明図である。 同じく、図５の説明図を平面から見た状態を示す説明図である。 同じく、三角形形状の追加反射面が形成された状態を示す説明図であって、図２におけるＶＩＩ部の拡大説明図である。 同じく、図７の説明図を正面から見た状態を示す説明図である。 同じく、三角形形状の追加反射面の二辺の変形例を示す説明図である。 同じく、すれ違い用配光パターンおよび追加配光パターンの等照度曲線を示すスクリーン上の配光パターンの説明図である。 この発明にかかる車両用灯具の実施例２を示すランプユニットの縦断面図（垂直断面図）である。 同じく、第１反射面および第２反射面の反射作用原理を示す説明図である。 同じく、第２リフレクタを示す斜視図である。 従来の車両用灯具の、第２リフレクタを示す斜視図である。

符号の説明

１、１Ａ 車両用灯具
２、２Ａ 第１リフレクタ
３、３Ａ 第２リフレクタ
４、４Ａ 第１反射面
５、５Ａ シェード
６ 半導体型光源（ＬＥＤ）
７ 投影レンズ
８ 下水平板部
９ 垂直板部
１０ 上水平板部
１１、１１Ａ 第２反射面
１２ 下水平エッジ
１３ 斜めエッジ
１４ 上水平エッジ
１５ 下水平面
１６ 中央の段差面
１７ 上水平面
１８、１８Ａ 追加反射面
１９ 仮想斜めエッジ
２０ 上水平エッジの延長線
２１ 仮想斜めエッジと上水平エッジの延長線との交点の仮想点
２２ 上稜線
２３ 下水平エッジと斜めエッジとの交点
２４ 下稜線
２５ 平面反射面
２６ 従来の車両用灯具の上稜線
２７ 上稜線上の所定点
２８ 斜めエッジと上水平エッジとの交点（エルボー点）
２９ 上稜線上の所定点と、斜めエッジと上水平エッジとの交点とを結ぶ一辺
３０ 上稜線上の所定点と、下水平エッジと斜めエッジとの交点とを結ぶ一辺
３１ 遮光部材
３２ 凹部
ＨＬ−ＨＲ 左右の水平線
ＶＵ−ＶＤ 上下の垂直線
Ｆ１ 第１反射面の第１焦点
Ｆ２ 第１反射面の第２焦点
ＦＬ 投影レンズのレンズ焦点
Ｚ−Ｚ ランプユニットの光軸、第１反射面の光軸、投影レンズの光軸
ＣＬ１ 上水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
ＣＬ３ 下水平カットオフライン
Ｌ１ 半導体型光源から放射される光
Ｌ２ 第１反射面で反射される光
ＬＰ 所定の配光パターンすなわちすれ違い用配光パターン
ＳＰ 追加配光パターン
ＨＺ ホットゾーン
θ１ 斜めエッジの傾斜角度
θ２ 仮想斜めエッジの傾斜角度
Ｔ１ 仮想点から所定点までの寸法
Ｔ２ 下稜線から所定点までの上から見た最小幅の寸法
ＦＬ１ レンズ焦点
ＦＬ２ 擬似レンズ焦点
Ｚ１−Ｚ１ レンズ光軸
Ｚ２−Ｚ２ 第１反射面の光軸
Ｚ３−Ｚ３ 擬似レンズ光軸
Ｌ３ 半導体型光源からの光
Ｌ４ 第１反射面からの反射光
Ｌ５ 投影レンズからの投影光
Ｌ９ 平面反射面に入射する第２反射面からの反射光
Ｌ１０ 平面反射面からの反射光
Ｌ１１ 外来光の平行光
Ｌ１２ 外来光の平面反射面からの反射光

Claims (3)

1. 光源として半導体型光源を使用するプロジェクタタイプの車両用灯具において、
   楕円反射面を有するリフレクタと、
   発光部が前記楕円反射面の第１焦点もしくはその近傍に位置するように配置されている前記半導体型光源と、
   前記楕円反射面の第２焦点もしくはその近傍と前記半導体型光源との間に配置されていて、前記半導体型光源から放射されて前記楕円反射面で反射された反射光の一部をカットオフして残りの反射光で上水平カットオフラインおよび斜めカットオフラインおよび下水平カットオフラインを有する所定の配光パターンを形成するシェードと、
   前記シェードに設けられていて、前記所定の配光パターンの前記上水平カットオフラインおよび前記斜めカットオフラインおよび前記下水平カットオフラインを形成する下水平エッジおよび斜めエッジおよび上水平エッジと、
   前記シェードに設けられていて、前記所定の配光パターン中のホットゾーンを構成する箇所に追加配光パターンを形成する追加反射面と、
   前記上水平カットオフラインおよび前記斜めカットオフラインおよび前記下水平カットオフラインを有する前記所定の配光パターンおよび前記追加配光パターンを所定の方向に投影する投影レンズと、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記追加反射面は、前記斜めエッジを一辺とする面からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記追加反射面は、三角形形状の面からなり、
   前記三角形は、
   前記斜めエッジの傾斜角度よりも大きくかつ９０°よりも小さい傾斜角度からなる仮想斜めエッジと、前記上水平エッジの延長線とが交差する交点を仮想点とし、
   前記仮想点から前記半導体型光源方向に伸びる上稜線と、前記斜めエッジと前記下水平エッジとの交点から前記半導体型光源方向に伸びる下稜線との間には、段差面が形成されていて、
   前記上稜線上の所定点と、前記上水平エッジと前記斜めエッジとの交点と、を結ぶ一辺と、
   前記上稜線上の所定点と、前記斜めエッジと前記下水平エッジとの交点と、を結ぶ一辺と、
   前記斜めエッジの一辺と、
   からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。

Images