JP2009110895A - 車両用前照灯ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】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おいて、ロービームとハイビームとのビーム切換えを行い得る構成とした上で、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】リフレクタ１６からの反射光の一部を上方側へ反射させるミラー部材１８を、車幅方向に延びる回動軸線Ａｘ１回りに回動させることによりビーム切換えを行う構成とする。このミラー部材１８に、回動軸線Ａｘ１よりも後方側まで延びる後方延長部１８ｃを形成し、この後方延長部１８ｃに左右１対の付加リフレクタ２０を取り付ける。そして、これら各付加リフレクタ２０により、ミラー部材１８が第２位置（図示の位置）にあるとき、発光素子１４からリフレクタ１６の反射面１６ａへ向かう光の一部を遮蔽して、これを前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させ、ハイビーム用配光パターンのホットゾーンの明るさ増大を図る。
【選択図】図５

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。

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でかつ光軸近傍において上向きに配置された発光素子と、この発光素子を上方側から覆うように配置され、該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車両用前照灯ユニットが記載されている。

その際、この「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、リフレクタと投影レンズとの間に、リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するとともにその前端縁が投影レンズの後側焦点を通るように形成されたミラー部材が設けられており、このミラー部材によりリフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させて、その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ロービーム用配光パターンを形成するようになっている。

また「特許文献２」には、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の車両用前照灯ユニットにおいて、そのミラー部材が、光源と投影レンズの後側焦点との間の所定位置において車幅方向に延びる回動軸線回りに回動して、その上向き反射面の前端縁が上記後側焦点を通る位置にある第１位置と、その上向き反射面の前端縁が上記第１位置から下方に変位した第２位置とを採り得るように構成されたものが記載されている。

特開２００５−１６６５９０号公報 特開２０００−３４８５０８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ミラー部材を備えたプロジェクタ型の車両用前照灯ユニットを採用すれば、光源からの光に対する光束利用率を高めた上で、上端部に鮮明な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可能となる。

その際、上記「特許文献２」に記載されているように、ミラー部材を回動可能な構成とすれば、単一の光源で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。すなわち、ミラー部材を第１位置から第２位置へ回動させることにより、リフレクタからの反射光の一部をミラー部材により上方側へ反射させることなく、そのまま投影レンズに入射させることが可能となる。そしてこれにより、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も光照射が行われるので、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。

しかしながら、このような構成を採用した場合には、次のような問題がある。

すなわち、ミラー部材を備えたプロジェクタ型の車両用前照灯ユニットからの照射光により形成されるロービーム用配光パターンにおいて、その高光度領域であるホットゾーンは、主としてミラー部材からの上向き反射光により形成されるが、ミラー部材を第１位置から第２位置へ回動させると、ミラー部材からの上向き反射光が得られなくなるので、ハイビーム用配光パターンとしては、そのホットゾーンの明るさがロービーム用配光パターンのホットゾーンよりも暗くなってしまい、その明るさを十分に確保することができなくなってしまうこととなる。このため、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ない、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プロジェクタ型の車両用前照灯ユニットにおいて、ロービームとハイビームとのビーム切換えを行い得る構成とした上で、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、ミラー部材が第２位置へ回動したときにのみ機能する所定の付加リフレクタをミラー部材に取り付けておくことにより、ハイビーム用配光パターンのホットゾーンの明るさを確保し得る構成とし、これ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、
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でかつ上記光軸近傍において上向きに配置された発光素子と、この発光素子を上方側から覆うように配置され、該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ユニットにおいて、
上記リフレクタと上記投影レンズとの間に、上記リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するとともに該上向き反射面の前端縁が上記投影レンズの後側焦点を通るように形成されたミラー部材が設けられており、
このミラー部材が、上記発光素子と上記後側焦点との間の所定位置において車幅方向に延びる回動軸線回りに回動して、上記上向き反射面の前端縁が上記後側焦点を通る位置にある第１位置と、上記上向き反射面の前端縁が上記第１位置から下方に変位した第２位置とを採り得るように構成されており、
このミラー部材に、上記回動軸線よりも後方側まで延びる後方延長部が形成されるとともに、この後方延長部に、少なくとも１つの付加リフレクタが取り付けられており、
これら各付加リフレクタが、上記ミラー部材が上記第２位置にあるときには、上記発光素子から上記リフレクタの反射面へ向かう光の一部を遮蔽して、この遮蔽した光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させる一方、上記ミラー部材が上記第１位置にあるときには、上記発光素子から上記リフレクタの反射面へ向かう光を遮蔽しないように形成されている、ことを特徴とするものである。

上記「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。また、この「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、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「ミラー部材」は、第１位置と第２位置とを採り得るように回動可能な構成となっているが、これを回動させるための駆動手段の具体的な構成については特に限定されるものではなく、また、その回動中心となる「車幅方向に延びる回動軸線」の位置は、発光素子と後側焦点との間であれば、その具体的な位置は特に限定されるものではない。

上記各「付加リフレクタ」は、ミラー部材が第２位置にあるときには、発光素子からリフレクタの反射面へ向かう光の一部を遮蔽して、この遮蔽した光を前方へ向けて光軸寄りに反射させる一方、ミラー部材が第１位置にあるときには、発光素子からリフレクタの反射面へ向かう光を遮蔽しないように形成されたものであれば、その大きさや外形形状あるいはその反射面の表面形状等の具体的な構成は特に限定されるものではなく、また、その具体的な配置についても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、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、そのリフレクタと投影レンズとの間には、リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するとともにその前端縁が投影レンズの後側焦点を通るように形成されたミラー部材が設けられているので、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、上端部に鮮明な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可能となる。

そして、ミラー部材は、発光素子と投影レンズの後側焦点との間の所定位置において車幅方向に延びる回動軸線回りに回動して、その上向き反射面の前端縁が投影レンズの後側焦点を通る位置にある第１位置と、その上向き反射面の前端縁が第１位置から下方に変位した第２位置とを採り得るように構成されているので、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。すなわち、ミラー部材を第１位置から第２位置へ回動させることにより、リフレクタからの反射光の一部をミラー部材により上方側へ反射させることなく、そのまま投影レンズに入射させることができる。そしてこれにより、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も光照射が行われるようにして、ハイビーム用配光パターンを形成することができる。

その際、ミラー部材には、その回動軸線よりも後方側まで延びる後方延長部が形成されており、この後方延長部には、少なくとも１つの付加リフレクタが取り付けられており、そして、これら各付加リフレクタは、ミラー部材が第２位置にあるときには、発光素子からリフレクタの反射面へ向かう光の一部を遮蔽して、この遮蔽した光を前方へ向けて光軸寄りに反射させる一方、ミラー部材が第１位置にあるときには、発光素子からリフレクタの反射面へ向かう光を遮蔽しないように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、ミラー部材が第２位置にあるときには、各付加リフレクタにより、発光素子からリフレクタの反射面へ向かう光の一部が前方へ向けて光軸寄りに反射するので、この反射光をハイビーム用配光パターンを形成するためにのみ用いることができる。したがって、各付加リフレクタの配置やその反射面形状を適宜工夫することにより、ハイビーム用配光パターンのホットゾーンの明るさを増大させることが容易に可能となる。

一方、ミラー部材が第１位置にあるときには、発光素子からリフレクタの反射面へ向かう光を各付加リフレクタが遮蔽してしまうことはないので、ロービーム用配光パターンの形成には何ら影響を及ぼすことなく、ハイビーム用配光パターンのホットゾーンの明るさを増大させることができる。

このように本願発明によれば、発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用前照灯ユニットにおいて、ロービームとハイビームとのビーム切換えを行い得る構成とした上で、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。

上記構成において、少なくとも１つの付加リフレクタとして、光軸の左右両側に１対の付加リフレクタを配置し、これら１対の付加リフレクタにより、発光素子からリフレクタの反射面における光軸の左右両側に位置する側部反射領域へ向かう光を反射させる構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、ミラー部材が第２位置にあるときには、左右１対の付加リフレクタの存在により、リフレクタの反射面における光軸の左右両側に位置する側部反射領域からの反射光が得られなくなってしまうが、一般に、プロジェクタ型の車両用前照灯ユニットにおいては、これら左右１対の側部反射領域からの反射光は、ロービーム用配光パターンにおける拡散領域を形成するために用いられるので、この部分の光が得られなくなったとしても、主として高速走行時に用いられるハイビーム用配光パターンとしては、さほど大きな支障が生じてしまうことはない。したがって、ハイビーム用配光パターンの配光特性に悪影響を及ぼすことなく、これを遠方視認性に優れたものとすることができる。

このようにした場合において、各付加リフレクタを、発光素子からリフレクタの反射面の各側部反射領域における外端縁寄りの部分へ向かう光を反射させる構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、上述したように、これら各側部反射領域からの反射光は、ロービーム用配光パターンにおける拡散領域を形成するために用いられるが、その際、これら各側部反射領域における外端縁寄りの部分からの反射光は、一般に、ロービーム用配光パターンの拡散領域における最大拡散領域を形成するために用いられる。したがって、これら各側部反射領域における外端縁寄りの部分へ向かう光を各付加リフレクタで反射させる構成とすれば、ハイビーム用配光パターンのホットゾーンの明るさを増大させるために、その代償として必要となる配光特性の変更は、ハイビーム用配光パターンを左右両側から削ってその最大拡散角度を小さくするだけの変更に留めることができ、これによりハイビーム用配光パターンを配光ムラの少ない配光パターンに維持することができる。そしてこれにより、限られた光源光束を最大限に有効利用して、ハイビーム用配光パターンを理想的な配光パターンに近づけることができる。

上記構成において、各付加リフレクタの反射面を、該反射面からの反射光が投影レンズの後側焦点面をその後側焦点近傍において通過するように形成された表面形状を有する構成とすれば、ハイビーム用配光パターンのホットゾーンの最高光度を十分に高めることができる。そしてこれにより、ハイビーム用配光パターンをより遠方視認性に優れたものとすることができる。

上記構成において、光源となる発光素子を、長方形の発光チップを有する白色発光ダイオードで構成した上で、その発光チップの長辺方向を車幅方向と略一致させるようにして配置された構成とすれば、投影レンズによる発光素子の反転投影像の集合体として形成されるロービーム用配光パターンおよびハイビーム用配光パターンを、横長の配光パターンとして形成することが容易に可能となる。そしてこれにより、これらロービーム用配光パターンおよびハイビーム用配光パターンを、車両前方路面の照射により適したものとすることができる。

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、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の後側焦点Ｆよりも後方側に配置された発光素子１４と、この発光素子１４を上方側から覆うように配置され、該発光素子１４からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させるリフレクタ１６と、このリフレクタ１６と投影レンズ１２との間に配置され、該リフレクタ１６からの反射光の一部を上方側へ反射させるミラー部材１８と、１対の付加リフレクタ２０とを備えてなっている。

この車両用前照灯ユニット１０は、車両用前照灯の一部として組み込まれた状態で用いられるようになっており、車両用前照灯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。そして、この車両用前照灯ユニット１０は、左配光のロービーム用配光パターンを形成するための光照射を行うようになっている。

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を含む焦点面である後側焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具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。

この投影レンズ１２は、リング状のレンズホルダ２２に固定されており、このレンズホルダ２２は、ベース部材２４に支持されている。このベース部材２４は、ミラー部材１８を下方側から囲むように形成されており、その上面は、光軸Ａｘを含む水平面上に位置している。

発光素子１４は、白色発光ダイオードであって、１×２ｍｍ角程度の長方形の発光面を有する発光チップ１４ａと、この発光チップ１４ａを支持する基板１４ｂとからなっている。その際、発光チップ１４ａ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。そして、この発光素子１４は、その発光チップ１４ａが光軸Ａｘ上において鉛直上向きになるようにして、かつ、その長辺方向を車幅方向と一致させるようにして配置された状態で、ベース部材２４の光源支持部２４ａに位置決め固定されている。

リフレクタ１６の反射面１６ａは、光軸Ａｘと同軸の長軸を有するとともに発光素子１４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、この反射面１６ａは、発光素子１４からの光を、鉛直断面内においては投影レンズ１２の後側焦点Ｆのやや前方位置において略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後側焦点Ｆからかなり前方へ変位させるように構成されている。このリフレクタ１６は、その反射面１６ａの周縁下端部において、ベース部材２４の上面に固定されている。

ミラー部材１８は、水平方向に延びる略平板状の部材として構成されており、その上面は、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１８ａとして構成されている。この上向き反射面１８ａは、ミラー部材１８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。

これにより、ミラー部材１８は、その上向き反射面１８ａにおいて、リフレクタ１６の反射面１６ａ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。

このミラー部材１８の上向き反射面１８ａは、光軸Ａｘよりも左側（車両用前照灯ユニット１０の正面視では右側）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。この上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１は、投影レンズ１２の後側焦点面に沿って延びるように形成されている。すなわち、この前端縁１８ａ１は、平面視において後側焦点Ｆから光軸Ａｘの両側へ向けて徐々に前方側へ変位するように湾曲して形成されている。

ミラー部材１８は、発光素子１４と投影レンズ１２の後側焦点Ｆとの間の所定位置において車幅方向に延びる回動軸線Ａｘ１回りに回動し得るように構成されている。その際、上記所定位置は、発光素子１４の発光中心と後側焦点Ｆとの中点よりもやや前方寄りの、光軸Ａｘよりもやや下方の位置に設定されている。

このミラー部材１８には、車幅方向に延びる筒状部１８ｂが形成されており、この筒状部１８ｂには、回動軸線Ａｘ１に沿って延びる軸部材２６が挿入固定されている。そして、この軸部材２６は、ミラー部材１８の左右両側においてベース部材２４に回動可能に支持された状態で、ベース部材２４の右側端面に取り付けられた駆動ユニット２８に連結されている。

この駆動ユニット２８は、ソレノイドやモータ等の駆動源とその駆動力を軸部材２６に伝達するレバーやギヤ等の動力伝達機構とからなり、ビーム切換えスイッチの操作により駆動して、軸部材２６と共にミラー部材１８を回動させるようになっている。そして、この駆動ユニット２８の駆動により、ミラー部材１８は、その上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１が投影レンズ１２の後側焦点Ｆを通る位置にある第１位置（すなわち図２において実線で示す位置）と、その前端縁１８ａ１が後側焦点Ｆから下方に変位した第２位置（すなわち図２において２点鎖線で示す位置）とを採り得るようになっている。

図４および５は、ミラー部材１８が第２位置にあるときの車両用前照灯ユニット１０を示す、図２および３と同様の図である。

これらの図にも示すように、ミラー部材１８には、回動軸線Ａｘ１よりも後方側まで延びる後方延長部１８ｃが形成されている。この後方延長部１８ｃは、平板状に形成されており、回動軸線Ａｘ１の近傍位置から後方へ向けて、斜め下向きに２０〜４０°程度（例えば３０°程度）の傾斜角で延びている。そして、この後方延長部１８ｃの上面に、上記１対の付加リフレクタ２０が取り付けられている。

これら１対の付加リフレクタ２０は、光軸Ａｘの左右両側に、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して左右対称の位置関係で配置されるとともに互いに左右対称の形状で形成されている。そして、これら各付加リフレクタ２０は、ミラー部材１８が第２位置にあるときには、発光素子１４からリフレクタ１６の反射面１６ａへ向かう光の一部を遮蔽して、この遮蔽した光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる一方、ミラー部材１８が第１位置にあるときには、発光素子１４からリフレクタ１６の反射面１６ａへ向かう光を遮蔽しないように形成されている。その際、これら各付加リフレクタ２０は、発光素子１４から反射面１６ａにおける光軸Ａｘの左右両側に位置する側部反射領域１６ａ１へ向かう光、特に、これら各側部反射領域１６ａ１における外端縁寄りの部分（すなわち光軸Ａｘから左右両側へ十分に離れた部分）へ向かう光を反射させるように構成されている。

これら各付加リフレクタ２０の反射面２０ａは、該反射面２０ａからの反射光が投影レンズ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ように形成された表面形状を有している。具体的には、これら各反射面２０ａは、光軸Ａｘと同軸の長軸を有するとともに発光素子１４の発光中心を第１焦点とするとともに投影レンズ１２の後側焦点Ｆ近傍の点を第２焦点とする略回転楕円面状の曲面で構成されており、これにより発光素子１４からの光を投影レンズ１２の後側焦点Ｆ近傍に略収束させるようになっている。

なお、本実施形態に係る車両用前照灯ユニット１０においては、ミラー部材１８が第２位置へ回動したときに、その後方延長部１８ｃがベース部材２４と干渉してしまうのを未然に防止するため、次のような構成が採用されている。

すなわち、ベース部材２４の光源支持部２４ａは、ベース部材２４の後端部においてタブ状に前方へ突出するように形成されている。一方、ミラー部材１８の後方延長部１８ｃにおける１対の付加リフレクタ２０の間に位置する部分には、その後端面に、ベース部材２４の光源支持部２４ａを囲むコ字状の切欠き部１８ｃ１が形成されている。

図６は、本実施形態に係る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、同図（ａ）はロービーム用配光パターンＰＬ、同図（ｂ）はハイビーム用配光パターンＰＨを示す図である。

同図（ａ）に示すように、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。

このロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ１６で反射した発光素子１４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発光素子１４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、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１の反転投影像として形成されるようになっている。

その際、このロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ１６の反射面１６ａで反射した発光素子１４からの光のうち、投影レンズ１２の下部領域に直接入射した光により形成される配光パターンと、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａで反射してから投影レンズ１２の上部領域に入射した光により形成される配光パターンとの合成配光パターンとして形成され、そのホットゾーンＨＺＬは、主としてミラー部材１８の上向き反射面１８ａでの反射光により形成されるようになっている。

同図（ｂ）に示すように、ハイビーム用配光パターンＰＨは、基本配光パターンＰ０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ている。

基本配光パターンＰ０は、リフレクタ１６からの反射光によって形成される配光パターンであって、ロービーム用配光パターンＰＬを、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方側まで拡げる一方、その左右拡散角を小さくしたような形状を有しており、そのホットゾーンＨＺ０は、エルボ点Ｅを中心として横長に形成されている。

この基本配光パターンＰ０が、ロービーム用配光パターンＰＬをそのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方側まで拡げたような配光パターンとなるのは、ミラー部材１８が第２位置に移動したときには、リフレクタ１６からの反射光の一部がミラー部材１８により上方側へ反射することなく、他の反射光と同様、そのまま投影レンズに入射することによるものである。

この基本配光パターンＰ０においては、ミラー部材１８からの上向き反射光が得られなくなった分だけ、そのホットゾーンＨＺ０の明るさがロービーム用配光パターンＰＬのホットゾーンＨＺＬよりも暗くなる。

この基本配光パターンＰ０が、ロービーム用配光パターンＰＬよりも左右拡散角が小さくなるのは、発光素子１４からリフレクタ１６の反射面１６ａにおける側部反射領域１６ａ１の外端縁寄りの部分へ向かう光が左右１対の付加リフレクタ２０によって遮蔽されることによるものである。

付加配光パターンＰＡは、左右１対の付加リフレクタ２０からの反射光によって形成される２つの配光パターンを合成した配光パターンであって、Ｈ−Ｖ近傍においてやや横長のスポット状の配光パターンとして形成されている。

この付加配光パターンＰＡが、Ｈ−Ｖ近傍においてスポット状の配光パターンとして形成されるのは、これら各付加リフレクタ２０が、その反射面２０ａからの反射光が投影レンズ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ように形成されていることによるものである。

その際、この付加配光パターンＰＡが、横長のスポット状の配光パターンとして形成されるのは、発光素子１４が、長方形の発光面を有する発光チップ１４ａを、その長辺方向が車幅方向と一致するようにして配置されていることによるものである。

そして、ハイビーム用配光パターンＰＨ全体としては、そのホットゾーンＨＺＨが、基本配光パターンＰ０のホットゾーンＨＺ０に付加配光パターンＰＡを重畳させたものとして形成され、十分に明るいものとなる。

なお、同図（ａ）において、２点鎖線で示すハイビーム用配光パターンＰＨ´は、本実施形態に係る車両用前照灯ユニット１０において、仮に左右１対の付加リフレクタ２０が設けられていないとした場合に形成されるハイビーム用配光パターンである。

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を、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方側まで拡げたような形状を有している。その際、このハイビーム用配光パターンＰＨ´のホットゾーンＨＺＨ´は、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺ０と略同一形状で略同じ明るさで形成される。これは、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける側部反射領域１６ａ１の外端縁寄りの部分（すなわち左右１対の付加リフレクタ２０によって発光素子１４からの光入射が阻止されることとなる部分）からの反射光は、ハイビーム用配光パターンＰＨ´における拡散領域を形成する光として、Ｖ−Ｖ線から左右両側に離れた位置に照射されるため、ホットゾーンＨＺＨ´の形成にはほとんど寄与しないことによるものである。

本実施形態において形成されるハイビーム用配光パターンＰＨを、このハイビーム用配光パターンＰＨ´と比較すると、ハイビーム用配光パターンＰＨは、ハイビーム用配光パターンＰＨ´よりも左右拡散角は小さくなるが、そのホットゾーンＨＺＨは、スポット状の付加配光パターンＰＡが重畳されるため、ホットゾーンＨＺＨ´よりもかなり明るいものとなる。

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、発光素子１４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、そのリフレクタ１６と投影レンズ１２との間には、リフレクタ１６からの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面１８ａを有するとともに、その前端縁１８ａ１が投影レンズ１２の後側焦点Ｆを通るように形成されたミラー部材１８が設けられているので、発光素子１４からの光に対する光束利用率を高めた上で、上端部に鮮明なカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有するロービーム用配光パターンＰＬを形成することが可能となる。

そして、ミラー部材１８は、発光素子１４と投影レンズ１２の後側焦点Ｆとの間の所定位置において車幅方向に延びる回動軸線Ａｘ１回りに回動して、その上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１が投影レンズ１２の後側焦点Ｆを通る位置にある第１位置と、その上向き反射面１８ａの前端縁１８ａ１が第１位置から下方に変位した第２位置とを採り得るように構成されているので、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。すなわち、ミラー部材１８を第１位置から第２位置へ回動させることにより、リフレクタ１６からの反射光の一部をミラー部材１８により上方側へ反射させることなく、そのまま投影レンズ１２に入射させることができる。そしてこれにより、ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方側にも光照射が行われるようにして、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、ミラー部材１８には、その回動軸線Ａｘ１よりも後方側まで延びる後方延長部１８ｃが形成されており、この後方延長部１８ｃには、左右１対の付加リフレクタ２０が取り付けられており、そして、これら各付加リフレクタ２０は、ミラー部材１８が第２位置にあるときには、発光素子１４からリフレクタ１６の反射面１６ａへ向かう光の一部を遮蔽して、この遮蔽した光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる一方、ミラー部材１８が第１位置にあるときには、発光素子１４からリフレクタ１６の反射面１６ａへ向かう光を遮蔽しないように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、ミラー部材１８が第２位置にあるときには、各付加リフレクタ２０により、発光素子１４からリフレクタ１６の反射面１６ａへ向かう光の一部が前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射するので、この反射光をハイビーム用配光パターンＰＨを形成するためにのみ用いることができる。したがって、各付加リフレクタ２０の配置やその反射面形状を適宜工夫することにより、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺＨの明るさを増大させることが容易に可能となる。

一方、ミラー部材１８が第１位置にあるときには、発光素子１４からリフレクタ１６の反射面１６ａへ向かう光を各付加リフレクタ２０が遮蔽してしまうことはないので、ロービーム用配光パターンＰＬの形成には何ら影響を及ぼすことなく、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺＨの明るさを増大させることができる。

このように本実施形態によれば、発光素子１４を光源とするプロジェクタ型の車両用前照灯ユニット１０において、ロービームとハイビームとのビーム切換えを行い得る構成とした上で、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ＰＨを遠方視認性に優れたものとすることができる。

しかも本実施形態においては、光軸Ａｘの左右両側に配置された１対の付加リフレクタ２０により、発光素子１４からリフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘの左右両側に位置する側部反射領域１６ａ１へ向かう光を反射させるように構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、ミラー部材１８が第２位置にあるときには、左右１対の付加リフレクタ２０の存在により、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘの左右両側に位置する側部反射領域１６ａ１からの反射光が得られなくなってしまうが、これら左右１対の側部反射領域１６ａ１からの反射光は、ロービーム用配光パターンＰＬにおける拡散領域を形成するために用いられるので、この部分の光が得られなくなったとしても、主として高速走行時に用いられるハイビーム用配光パターンＰＨとしては、さほど大きな支障が生じてしまうことはない。したがって、ハイビーム用配光パターンＰＨの配光特性に悪影響を及ぼすことなく、これ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、各付加リフレクタ２０により、発光素子１４からリフレクタ１６の反射面１６ａの各側部反射領域１６ａ１における外端縁寄りの部分へ向かう光を反射させるように構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、上述したように、これら各側部反射領域１６ａ１からの反射光は、ロービーム用配光パターンＰＬにおける拡散領域を形成するために用いられるが、その際、これら各側部反射領域１６ａ１における外端縁寄りの部分からの反射光は、一般に、ロービーム用配光パターンＰＬの拡散領域における最大拡散領域を形成するために用いられる。したがって、本実施形態のように、これら各側部反射領域１６ａ１における外端縁寄りの部分へ向かう光を各付加リフレクタ２０で反射させる構成とすることにより、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺＨの明るさを増大させるために、その代償として必要となる配光特性の変更は、ハイビーム用配光パターンＰＨを左右両側から削ってその最大拡散角度を小さくするだけの変更に留めることができ、これによりハイビーム用配光パターンＰＨを配光ムラの少ない配光パターンに維持することができる。そしてこれにより、限られた光源光束を最大限に有効利用して、ハイビーム用配光パターンＰＨを理想的な配光パターンに近づけることができる。

さらに本実施形態においては、各付加リフレクタ２０の反射面２０ａが、該反射面２０ａからの反射光が投影レンズ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ように形成された表面形状を有しているので、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺＨの最高光度を十分に高めることができる。そしてこれにより、ハイビーム用配光パターンＰＨをより遠方視認性に優れたものとすることができる。

また本実施形態においては、発光素子１４が、長方形の発光面を有する発光チップ１４ａを、その長辺方向が車幅方向と一致するようにして配置されているので、投影レンズ１２による発光素子１４の反転投影像の集合体として形成されるロービーム用配光パターンＰＬおよびハイビーム用配光パターンＰＨを、横長の配光パターンとして形成することが容易に可能となる。そしてこれにより、これらロービーム用配光パターンＰＬおよびハイビーム用配光パターンＰＨを、車両前方路面の照射により適したものとすることができる。しかも、このようにすることにより、付加配光パターンＰＡを、スポット状の配光パターンとして形成した場合においても、これを横長の配光パターンとして形成することができるので、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺＨを、遠方視認性を高めるのにより適したものとすることができる。

なお、上記実施形態においては、発光素子１４の発光チップ１４ａが、１×２ｍｍ角程度の長方形の発光面を有しているものとして説明したが、これ以外の縦横比（例えば１×４ｍｍ角程度）の長方形の発光面を有する構成、あるいはこれ以外の大きさや形状（例えば正方形）の発光面を有する構成を採用することももちろん可能である。

また、上記実施形態においては、各付加リフレクタ２０の反射面２０ａが、光軸Ａｘと同軸の長軸を有する回転楕円面状の曲面で構成されているものとして説明したが、これ以外の構成を採用することももちろん可能である。例えば、上記回転楕円面の長軸の向きを、光軸Ａｘに対して上下させるようにすれば、これに伴って付加配光パターンＰＡの形成位置についても上下させることができ、また、反射面２０ａの表面形状を、上記回転楕円面状の曲面から多少変形させることにより、付加配光パターンＰＡの形状についても多少変形させることができる。そして、このように各付加リフレクタ２０の配置やその反射面形状を適宜変更することにより、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺＨの明るさや大きさを適宜調整することができる。

さらに、上記実施形態においては、左右１対の付加リフレクタ２０が、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して左右対称の位置関係で配置されるとともに互いに左右対称の形状で形成されているものとして説明したが、両付加リフレクタ２０をこれとは異なる位置関係で配置したり、互いに異なる形状に設定することも可能であり、また、光軸Ａｘの左右両側におけるいずれか一方にのみ付加リフレクタ２０が配置され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ユニットを示す正面図 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を、そのミラー部材が第２位置にある状態で示す、図２と同様の図 上記車両用前照灯ユニットを、そのミラー部材が第２位置にある状態で示す、図３と同様の図 上記灯具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配光パターンを透視的に示す図であって、同図（ａ）はロービーム用配光パターン、同図（ｂ）はハイビーム用配光パターンを示す図

符号の説明

１０ 車両用前照灯ユニット
１２ 投影レンズ
１４ 発光素子
１４ａ 発光チップ
１４ｂ 基板
１６ リフレクタ
１６ａ 反射面
１６ａ１ 側部反射領域
１８ ミラー部材
１８ａ 上向き反射面
１８ａ１ 前端縁
１８ｂ 筒状部
１８ｃ 後方延長部
２０ 付加リフレクタ
２０ａ 反射面
２２ レンズホルダ
２４ ベース部材
２４ａ 光源支持部
２６ 軸部材
２８ 駆動ユニット
Ａｘ 光軸
Ａｘ１ 回動軸線
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 後側焦点
ＨＺ０、ＨＺＨ、ＨＺＨ´、ＨＺＬ ホットゾーン
Ｐ０ 基本配光パターン
ＰＡ 付加配光パターン
ＰＨ、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. 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でかつ上記光軸近傍において上向きに配置された発光素子と、この発光素子を上方側から覆うように配置され、該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ユニットにおいて、
   上記リフレクタと上記投影レンズとの間に、上記リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するとともに該上向き反射面の前端縁が上記投影レンズの後側焦点を通るように形成されたミラー部材が設けられており、
   このミラー部材が、上記発光素子と上記後側焦点との間の所定位置において車幅方向に延びる回動軸線回りに回動して、上記上向き反射面の前端縁が上記後側焦点を通る位置にある第１位置と、上記上向き反射面の前端縁が上記第１位置から下方に変位した第２位置とを採り得るように構成されており、
   このミラー部材に、上記回動軸線よりも後方側まで延びる後方延長部が形成されるとともに、この後方延長部に、少なくとも１つの付加リフレクタが取り付けられており、
   これら各付加リフレクタが、上記ミラー部材が上記第２位置にあるときには、上記発光素子から上記リフレクタの反射面へ向かう光の一部を遮蔽して、この遮蔽した光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させる一方、上記ミラー部材が上記第１位置にあるときには、上記発光素子から上記リフレクタの反射面へ向かう光を遮蔽しないように形成されている、ことを特徴とする車両用前照灯ユニット。
2. 上記少なくとも１つの付加リフレクタとして、上記光軸の左右両側に１対の付加リフレクタが配置されており、これら各付加リフレクタにより、上記発光素子から上記リフレクタの反射面における上記光軸の左右両側に位置する側部反射領域へ向かう光を反射させるように構成されている、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. 上記各付加リフレクタが、上記発光素子から上記各側部反射領域における外端縁寄りの部分へ向かう光を反射させるように構成されている、ことを特徴とする請求項２記載の車両用前照灯ユニット。
4. 上記各付加リフレクタの反射面が、該反射面からの反射光が上記投影レンズの後側焦点面を上記後側焦点近傍において通過するように形成された表面形状を有している、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. 上記発光素子が、長方形の発光チップを有する白色発光ダイオードで構成されており、該発光チップの長辺方向を車幅方向と略一致させるようにして配置されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の車両用前照灯ユニット。

Images