JP2009224303A - 車両用照明灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子からの光をその灯具前方側に配置された透光部材により灯具前方へ出射させる車両用照明灯具において、光源光束の利用率を十分に高めた上で、中心光度が高い配光パターンを形成可能とする。
【解決手段】光軸Ａｘ上の所定点Ａ（発光素子１２の発光中心）から透光部材１４に入射した光を、光軸Ａｘと直交する前面１４ａで内面反射させた後、所定点Ａと面対称となる位置を焦点Ｆとする回転放物面で構成された後面１４ｂで再度内面反射させて、前面１４ａから出射させる構成とする。その際、前面１４ａにおける光軸Ａｘを中心とする円環状領域１４ａ２に鏡面処理を施した上で、その外周縁１４ａ２ｏの位置を、発光素子１２からの光の入射角が臨界角αとなる位置の近傍に設定し、その内周縁１４ａ２ｉの位置を、前面１４ａで内面反射した発光素子１２からの光が後面１４ｂにおける外周縁１４ａ２ｏの真後ろの位置Ｂに入射する位置の近傍に設定する。
【選択図】図２

Description

本願発明は、発光ダイオード等の発光素子からの光を、その灯具前方側に配置された透光部材により、灯具前方へ出射させるように構成された車両用照明灯具に関するものである。

従来より、例えば「特許文献１」に記載されているように、灯具前後方向に延びる光軸上の所定点の近傍において灯具前方へ向けて配置された発光素子からの光を、その灯具前方側に配置された透光部材により灯具前方へ出射させるように構成された車両用照明灯具が知られている。

この車両用照明灯具においては、発光素子から出射した光を、透光部材に入射させてその前面で内面反射させた後、その後面で再度内面反射させてその前面から出射させるように構成されている。その際、この透光部材の前面における中央領域には、発光素子からの光を内面反射させるための鏡面処理が施されている。

また「特許文献２」には、発光素子から出射した光を、透光部材に入射させてその前面で内面反射させた後、その後面で再度内面反射させてその前面から出射させるとともに、透光部材の前面における中央領域を凸レンズ状に形成して、該中央領域に到達した発光素子からの光を偏向出射させるように構成された光学装置が記載されている。

特開２００５−１１７０４号公報 特開２００２−９４１２９号公報

上記「特許文献１」に記載された構成を採用することにより、車両用照明灯具を薄型に構成することが可能となる。

しかしながら、この「特許文献１」に記載された車両用照明灯具は、その透光部材の前面における中央領域に鏡面処理が施されているので、この中央領域で内面反射した発光素子からの光の一部は前方照射光として利用されておらず、このため光源光束の利用率を十分に高めることができない、という問題がある。

これに対し、上記「特許文献２」に記載された光学装置のように、透光部材の前面における中央領域を凸レンズ状に形成すれば、透光部材の前面に到達した発光素子からの光の略全量を前方照射光として利用することができ、これにより光源光束の利用率を十分に高めることが可能となる。

しかしながら、この「特許文献２」に記載された光学装置においては、その中央領域の外周縁の位置が、透光部材の前面に到達した発光素子からの光の入射角が臨界角となる位置の近傍に設定されているので、その中央領域からの出射光の割合が多くなり、透光部材の前面で内面反射してその後面で内面反射する光の割合が少なくなってしまう。このため、この光学装置を車両用照明灯具として用いるようにした場合には、次のような問題がある。

すなわち、透光部材の前面で内面反射した後、その後面で再度内面反射してその前面から出射した光により形成される光源像は小さいものとなるのに対し、透光部材の前面における中央領域から直接出射した光により形成される光源像は大きいものとなる。このため、中央領域からの出射光の割合が相対的に多くなると、灯具前方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、中心光度が高い配光パターンとして形成することができなくなってしまう、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、発光素子からの光を、その灯具前方側に配置された透光部材により、灯具前方へ出射させるように構成された車両用照明灯具において、光源光束の利用率を十分に高めるようにした上で、中心光度が高い配光パターンを形成することができる車両用照明灯具を提供することを目的とするものである。

本願発明は、透光部材の前面において鏡面処理が施される領域を、その光軸を中心とする所定の円環状領域に設定することにより、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照明灯具は、
灯具前後方向に延びる光軸上の所定点の近傍において灯具前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子に対して灯具前方側に配置された透光部材とを備え、上記発光素子から出射した光を、上記透光部材に入射させて該透光部材の前面で内面反射させた後、該透光部材の後面で再度内面反射させて該透光部材の前面から出射させるように構成された車両用照明灯具において、
上記透光部材の前面が、上記光軸と直交する平面で構成されるとともに、上記透光部材の後面が、該透光部材の前面に関して上記所定点と面対称となる位置を焦点とする回転放物面を基準面として形成された所定の光反射制御面で構成されており、
上記透光部材の前面における上記光軸を中心とする円環状領域に、鏡面処理が施されており、
上記円環状領域の外周縁の位置が、上記透光部材の前面に到達した上記発光素子からの光の入射角が臨界角となる位置の近傍に設定されており、
上記円環状領域の内周縁の位置が、上記透光部材の前面で内面反射した上記発光素子からの光が上記透光部材の後面における上記円環状領域の外周縁の真後ろの位置に入射する位置の近傍に設定されている、ことを特徴とするものである。

上記「発光素子」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」の発光チップの形状や大きさは特に限定されるものではない。

上記「回転放物面を基準面として形成された所定の光反射制御面」の具体的形状は特に限定されるものではなく、例えば、回転放物面自体で構成されたもの、回転放物面上に複数の反射素子が形成されたもの、回転放物面を変形させた曲面で構成されたもの等が採用可能である。

上記「鏡面処理」は、鏡面反射を可能とするための処理を意味するものであって、アルミニウム蒸着等の表面処理によって鏡面処理を施すようにしてよいことはもちろんであるが、鏡面を有する部材を貼り付けること等によって鏡面処理を施すことも可能である。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用照明灯具は、灯具前後方向に延びる光軸上の所定点の近傍において灯具前方へ向けて配置された発光素子からの光を、この発光素子に対して灯具前方側に配置された透光部材に入射させてその前面で内面反射させた後、その後面で再度内面反射させてその前面から出射させるように構成されているが、上記透光部材は、その前面が、光軸と直交する平面で構成されるとともに、その後面が、該透光部材の前面に関して上記所定点と面対称となる位置を焦点とする回転放物面を基準面として形成された所定の光反射制御面で構成されており、かつ、その前面における光軸を中心とする円環状領域に鏡面処理が施されており、そして、この円環状領域は、その外周縁の位置が、透光部材の前面に到達した発光素子からの光の入射角が臨界角となる位置の近傍に設定されているとともに、その内周縁の位置が、透光部材の前面で内面反射した発光素子からの光が透光部材の後面における円環状領域の外周縁の真後ろの位置に入射する位置の近傍に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、透光部材の前面に到達した発光素子からの光のうち、その円環状領域の外周縁よりも外周側に位置する領域に到達した光は、この外周側の領域で全反射により内面反射して、その後面で再度内面反射した後、上記外周側の領域から灯具前方へ出射し、また、透光部材の前面における円環状領域に到達した光は、この円環状領域で内面反射して、その後面で再度内面反射した後、その前面における上記外周側の領域から灯具前方へ出射し、そして、透光部材の前面における円環状領域の内周縁よりも内周側に位置する領域に到達した光は、この内周側の領域から直接灯具前方へ出射することとなる。

このため、透光部材の前面に到達した発光素子からの光の略全量を前方照射光として利用した上で、この前方照射光に占める繰り返し反射光（すなわち、透光部材の前面で内面反射した後、その後面で再度内面反射してその前面から出射する光）の割合を最大限に高めることができる。

したがって、この車両用照明灯具からの照射光により灯具前方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において、小さい光源像の集合体として形成される配光パターンが占める割合を最大限に高めることができ、これにより中心光度が高い配光パターンを形成することができる。

このように本願発明によれば、発光素子からの光を、その灯具前方側に配置された透光部材により、灯具前方へ出射させるように構成された車両用照明灯具において、光源光束の利用率を十分に高めるようにした上で、中心光度が高い配光パターンを形成することができる。

上記構成において、透光部材の前面における円環状領域の内周縁よりも内周側に位置する領域の具体的な構成は特に限定されるものではないが、この内周側の領域に、該領域に到達した発光素子からの光を偏向出射させるレンズ機能が付与された構成とすれば、透光部材の後面で内面反射した光により形成される明るくて小さい配光パターンの周囲に、この配光パターンよりは暗くて大きい配光パターンを任意の大きさで形成することが容易に可能となり、これにより車両用照明灯具からの照射光により形成される配光パターンを、配光ムラの少ない配光パターンとして形成することができる。

あるいは、このようにする代わりに、透光部材における上記後面の内周側に、発光素子を囲む空間部が形成された構成とした上で、この空間部の前端面を、上記所定点を中心として略半球面状に形成し、この前端面における光軸の近傍に位置する領域を、後方へ向けて突出する凸曲面で構成するようにした場合においても、透光部材の後面で内面反射した光により形成される明るくて小さい配光パターンの周囲に、この配光パターンよりは暗くて大きい配光パターンを任意の大きさで形成することが容易に可能となり、これにより車両用照明灯具からの照射光により形成される配光パターンを、配光ムラの少ない配光パターンとして形成することができる。

上記構成において、発光素子として、横長の発光チップを有する構成とすれば、車両用照明灯具からの照射光により形成される配光パターンを、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り、これにより車両前方路面を幅広く照射することが容易に可能となる。

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、本実施形態に係る車両用照明灯具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線断面詳細図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘ上において前向きに配置された発光素子１２と、この発光素子１２に対して灯具前方側に配置された透光部材１４と、発光素子１２を支持する金属製の支持プレート１６と、この支持プレート１６の後面に固定された金属製のヒートシンク１８とを備えてなっている。

そして、この車両用照明灯具１０は、図示しない他の車両用照明灯具と共に、図示しないランプボディ等に対して光軸調整可能に組み込まれた状態で用いられるようになっている。そして、この光軸調整が完了した状態では、その光軸Ａｘが車両前後方向に延びるようになっている。

発光素子１２は、白色発光ダイオードであって、横長矩形状（具体的には、縦１ｍｍ横４ｍｍ程度の長方形）の発光面を有する発光チップ１２ａと、この発光チップ１２ａを支持する基板１２ｂとからなっている。その際、この発光素子１２の発光チップ１２ａ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１２は、その発光チップ１２ａの発光面の中心（以下、単に「発光中心」という）を、光軸Ａｘ上の所定点Ａに位置させるようにして配置されている。

透光部材１４は、アクリル樹脂成形品等の透明な合成樹脂成形品からなり、発光素子１２から出射した光を、該透光部材１４に入射させて、その前面１４ａで内面反射させた後、その後面１４ｂで再度内面反射させて、その前面１４ａから灯具前方へ出射させるように構成されている。

この透光部材１４の前面１４ａは、その光軸近傍領域１４ａ１以外の領域が、光軸Ａｘと直交する平面で構成されている。一方、この透光部材１４の後面１４ｂは、その前面１４ａに関して、所定点Ａと面対称となる位置を焦点Ｆとするとともに光軸Ａｘを中心軸とする回転放物面で構成されている。そして、この後面１４ｂには、その光軸Ａｘの近傍領域を除く全域にわたって、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。

また、この透光部材１４の後面１４ｂは、光軸Ａｘを環状に囲むようにして形成されており、この後面１４ｂの内周側には、その中心に発光素子１２を囲む空間部１４ｃが形成されており、この空間部１４ｃの周囲に第１凹部１４ｄが形成されており、この第１凹部１４ｄの周囲に第２凹部１４ｅが形成されている。

空間部１４ｃは、その前端面が、所定点Ａを中心とする半球面状に形成されており、これにより、発光素子１２から出射した光を、略屈折させることなく透光部材１４に入射させるようになっている。正確には、所定点Ａ（すなわち発光素子１２の発光中心）からの光を、屈折させることなく透光部材１４に入射させるようになっている。また、第１および第２凹部１４ｄ、１４ｅは、支持プレート１６およびヒートシンク１８の形状に沿った形状を有しており、これらを位置決め固定するようになっている。なお、ヒートシンク１８は、その後面に複数の放熱フィン１８ａが形成された構成となっている。

透光部材１４の前面１４ａにおいて、その光軸近傍領域１４ａ１の外周側に隣接する円環状領域１４ａ２には、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。

この円環状領域１４ａ２の外周縁１４ａ２ｏの位置は、透光部材１４の前面１４ａに到達した発光素子１２からの光の入射角が臨界角αとなる位置の近傍に設定されている。正確には、この外周縁１４ａ２ｏの位置は、透光部材１４の前面１４ａに到達した所定点Ａからの光の入射角が、臨界角αとなる位置に設定されている。

そしてこれにより、透光部材１４の前面１４ａに到達した発光素子１２からの光を、その円環状領域１４ａ２においては、鏡面処理が施された反射面で内面反射させるとともに、この円環状領域１４ａ２の外周縁１４ａ２ｏよりも外周側に位置する周辺領域１４ａ３においては、全反射により内面反射させるようになっている。

一方、この円環状領域１４ａ２の内周縁１４ａ２ｉの位置は、透光部材１４の前面１４ａで内面反射した発光素子１２からの光が、その後面１４ｂにおける、円環状領域１４ａ２の外周縁１４ａ２ｏの真後ろの位置Ｂに入射する位置の近傍に設定されている。正確には、この内周縁１４ａ２ｉの位置は、透光部材１４の前面１４ａで内面反射した所定点Ａからの光が、その後面１４ｂにおける、円環状領域１４ａ２の外周縁１４ａ２ｏの真後ろの位置Ｂに入射する位置に設定されている。

透光部材１４の前面１４ａにおける円環状領域１４ａ２の内周縁よりも内周側に位置する光軸近傍領域１４ａ１には、該光軸近傍領域１４ａ１に到達した発光素子１２からの光を偏向出射させるレンズ機能が付与されている。その際、この光軸近傍領域１４ａ１は、球面状に形成されており、該光軸近傍領域１４ａ１に到達した発光素子１２からの光を光軸Ａｘと略平行な光として灯具前方へ出射させるように形成されている。正確には、この光軸近傍領域１４ａ１は、該光軸近傍領域１４ａ１に到達した所定点Ａからの光を光軸Ａｘと平行な光として灯具前方へ出射させるように形成されている。

本実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、図２に示すように、所定点Ａから出射して、透光部材１４の前面１４ａで内面反射した後、その後面１４ｂで再度内面反射した光は、この後面１４ｂが、所定点Ａと面対称となる位置を焦点Ｆとするとともに光軸Ａｘを中心軸とする回転放物面で構成されているので、光軸Ａｘと平行な光として、その前面１４ａに到達し、この前面１４ａからそのまま光軸Ａｘと平行な光として灯具前方へ出射する。また、所定点Ａから出射して、透光部材１４の前面１４ａにおける光軸近傍領域１４ａ１から灯具前方へ向けて直接出射する光も、上述したように光軸Ａｘと平行な光となる。

実際には、発光チップ１２ａの発光面には一定の大きさがあるので、図３に示すように、透光部材１４の前面１４ａからの出射光は、ある程度の拡がりをもった光ととなる。その際、繰返し反射光（すなわち、透光部材１４の前面１４ａおよび後面１４ｂで繰り返し反射した後に出射した光）の拡がりは、透光部材１４の前面１４ａにおける光軸近傍領域１４ａ１から直接出射した光（以下「直接出射光」という）の拡がりよりも、かなり小さいものとなる。

図４は、本実施形態に係る車両用照明灯具１０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ＰＡは、２点鎖線で示すハイビーム用配光パターンＰＨの一部として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、配光パターンＰＡと、上記図示しない他の車両用照明灯具から前方へ照射される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、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを中心にして、このＨ−Ｖを通る鉛直線であるＶ−Ｖ線の左右両側に大きく拡がる横長の配光パターンとして形成されている。そして、配光パターンＰＡは、Ｈ−Ｖを中心にしてＶ−Ｖ線の左右両側にある程度の拡がりを有する横長の配光パターンとして形成されている。

配光パターンＰＡは、大小２つの配光パターンＰＡ１、ＰＡ２の合成配光パターンとして形成されている。

小さい方の配光パターンＰＡ１は、繰返し反射光により形成される配光パターンである。一方、大きい方の配光パターンＰＡ２は、直接出射光により形成される配光パターンである。

その際、配光パターンＰＡ１が配光パターンＰＡ２よりもかなり小さい配光パターンとして形成されるのは、上述したように、透光部材１４の前面１４ａから出射する際の光の拡がりの違い（すなわち、繰返し反射光の方が直接出射光よりも拡がりが小さくなる）ことによるものである。

また、これら配光パターンＰＡ１、ＰＡ２がいずれも横長の配光パターンとして形成されるのは、発光素子１２の発光チップ１２ａが横長の発光面を有していることによるものである。その際、配光パターンＰＡ２は、１回も反射することなく出射した光により形成されるので、発光チップ１２ａの発光面形状である横長矩形状に近い形状で形成されるのに対し、配光パターンＰＡ１は、２回反射を繰り返した後に出射した光により形成されるので、発光チップ１２ａの発光面形状がやや崩れた繭形に近い形状で形成される。

なお、これら各配光パターンＰＡ１、ＰＡ２において、その輪郭を示す曲線と略同心状に形成された複数の曲線は等光度曲線であって、該配光パターンＰＡ１、ＰＡ２がその外周縁から中心へ向けて徐々に明るくなることを示している。

配光パターンＰＡ１は、明るくて小さい配光パターンとして形成される一方、配光パターンＰＡ２は、この配光パターンＰＡ１よりは暗くて大きい配光パターンとして形成されるので、配光パターンＰＡ全体としては、配光ムラの少ない配光パターンとなっている。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘ上の所定点Ａの近傍において灯具前方へ向けて配置された発光素子１２からの光を、この発光素子１２に対して灯具前方側に配置された透光部材１４に入射させてその前面１４ａで内面反射させた後、その後面１４ｂで再度内面反射させてその前面１４ａから出射させるように構成されているが、透光部材１４は、その前面１４ａが、光軸Ａｘと直交する平面で構成されるとともに、その後面１４ｂが、その前面１４ａに関して所定点Ａと面対称となる位置を焦点とする回転放物面を基準面として形成された所定の光反射制御面で構成されており、かつ、その前面１４ａにおける光軸Ａｘを中心とする円環状領域１４ａ２に鏡面処理が施されており、そして、この円環状領域１４ａ２は、その外周縁１４ａ２ｏの位置が、透光部材１４の前面１４ａに到達した発光素子１２からの光の入射角が臨界角αとなる位置の近傍に設定されているとともに、その内周縁１４ａ２ｉの位置が、透光部材１４の前面１４ａで内面反射した発光素子１２からの光が透光部材１４の後面１４ｂにおける円環状領域１４ａ２の外周縁１４ａ２ｏの真後ろの位置Ｂに入射する位置の近傍に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、透光部材１４の前面１４ａに到達した発光素子１２からの光のうち、その円環状領域１４ａ２の外周縁１４ａ２ｏよりも外周側に位置する周辺領域１４ａ３に到達した光は、この周辺領域１４ａ３で全反射により内面反射して、その後面１４ｂで再度内面反射した後、この周辺領域１４ａ３から前方へ出射し、また、透光部材１４の前面１４ａにおける円環状領域１４ａ２に到達した光は、この円環状領域１４ａ２で内面反射して、その後面１４ｂで再度内面反射した後、その前面１４ａにおける周辺領域１４ａ３から前方へ出射し、そして、透光部材１４の前面１４ａにおける円環状領域１４ａ２の内周縁１４ａ２ｉよりも内周側に位置する光軸近傍領域１４ａ１に到達した光は、この光軸近傍領域１４ａ１から直接前方へ出射することとなる。

このため、透光部材１４の前面１４ａに到達した発光素子１２からの光の略全量を前方照射光として利用した上で、この前方照射光に占める繰り返し反射光の割合を最大限に高めることができる。

したがって、この車両用照明灯具１０からの照射光により灯具前方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において、小さい光源像の集合体として形成される配光パターンが占める割合を最大限に高めることができ、これにより中心光度が高い配光パターンＰＡを形成することができる。

このように本実施形態によれば、発光素子１２からの光を、この発光素子１２に対して灯具前方側に配置された透光部材１４により、灯具前方へ出射させるように構成された車両用照明灯具１０において、光源光束の利用率を十分に高めるようにした上で、中心光度が高い配光パターンＰＡを形成することができる。

しかも本実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、透光部材１４の前面１４ａにおける円環状領域１４ａ２の内周縁１４ａ２ｉよりも内周側に位置する光軸近傍領域１４ａ１に、該光軸近傍領域１４ａ１に到達した発光素子１２からの光を偏向出射させるレンズ機能が付与されているので、透光部材１４の後面１４ｂで内面反射した光により形成される明るくて小さい配光パターンＰＡ１の周囲に、この配光パターンＰＡ１よりは暗くて大きい配光パターンＰＡ２を任意の大きさで形成することが容易に可能となり、これにより車両用照明灯具１０からの照射光により形成される配光パターンＰＡを、配光ムラの少ない配光パターンとして形成することができる。

また本実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、その発光素子１２が横長の発光チップ１２ａを有する構成となっているので、車両用照明灯具１０からの照射光により形成される配光パターンＰＡ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り、これにより車両前方路面を幅広く照射することができる。

特に本実施形態において形成される配光パターンＰＡは、明るくて小さい配光パターンＰＡ１により、Ｈ−Ｖ近傍にハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンを横長に形成して、車両前方路面における遠方領域の視認性を高めることができるとともに、この配光パターンＰＡ１を囲むようにして形成される配光パターンＰＡ２により、その周辺領域の視認性も十分高めることができる。

上記実施形態においては、発光素子１２の発光チップ１２ａが、横長矩形状の発光面を有しているものとして説明したが、このようにする代わりに、正方形の発光面を有する複数の発光チップ１２ａ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することも可能である。

また、上記実施形態においては、透光部材１４の後面１４ｂが、回転放物面で構成されているものとして説明したが、この回転放物面に拡散偏向機能を持たせるように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５および６は、本変形例に係る車両用照明灯具１１０を示す、図２および３と同様の図である。

これらの同に示すように、本変形例に係る車両用照明灯具１１０の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、発光素子１１２における発光チップ１１２ａの位置および透光部材１１４の前面１１４ａにおける光軸近傍領域１１４ａ１の表面形状が、上記実施形態の場合と異なっている。なお、本変形例に係る車両用照明灯具１１０において、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０と同一の部分には、同一の参照符号を付してその説明は省略する。

本変形例の発光素子１１２における発光チップ１１２ａは、その形状自体は上記実施形態の発光素子１２における発光チップ１２ａの場合と同様であるが、上記実施形態の発光チップ１２ａのように基板１２ｂの中央ではなく、基板１２ｂの中央からやや上方に変位した位置に配置されている。そして、この発光素子１１２は、上記実施形態の発光素子１２と同様、光軸Ａｘ上において前向きに配置されているが、この状態で、その発光チップ１１２ａの下端縁が光軸Ａｘを含む水平面上に位置するようになっている。このとき、所定点Ａは、発光チップ１１２ａの下端縁における左右方向の中心に位置することとなる。

本変形例の透光部材１１４の前面１１４ａにおける光軸近傍領域１１４ａ１は、その表面形状が、上記実施形態の光軸近傍領域１４ａ１のように球面状ではなく、鉛直断面よりも水平断面の曲率が大きい楕円球面状に形成されている。このため、透光部材１１４の前面１１４ａには、この光軸近傍領域１１４ａ１の左右両端縁の点を除いて、光軸近傍領域１１４ａ１と円環状領域１４ａ２との間に、円環状領域１４ａ２の内周縁１４ａ２ｉに沿って多少の段差が形成されている。

そして、この光軸近傍領域１１４ａ１においては、該光軸近傍領域１１４ａ１に到達した発光素子１１２からの光を、上下方向に関しては、僅かに下向きの略平行な光として灯具前方へ出射させるとともに、水平方向に関しては、一旦光軸Ａｘ寄りに収束してから左右両側へ拡散する光として灯具前方へ出射させるようになっている。

その際、この光軸近傍領域１１４からの出射光は、上下方向に関しては、図６に示すように、発光チップ１１２ａの下端縁からの出射光が光軸Ａｘと平行な光となり、発光チップ１１２ａの他の部位からの出射光が光軸Ａｘに対して下向きの光となる。

また、繰返し反射光（すなわち、透光部材１１４の前面１１４ａおよび後面１４ｂで繰り返し反射した後に出射した光）についても、上下方向に関しては、図６に示すように、発光チップ１１２ａの下端縁からの出射光が光軸Ａｘと平行な光となり、発光チップ１１２ａの他の部位からの出射光が光軸Ａｘに対して下向きの光となる。

その際、繰返し反射光の拡がりが、直接出射光（すなわち、透光部材１１４の前面１１４ａにおける光軸近傍領域１１４ａ１から直接出射した光）の拡がりよりも、かなり小さくなることは、上記実施形態の場合と同様である。

本変形例に係る車両用照明灯具１１０は、その光軸調整が完了した状態では、その光軸Ａｘが車両前後方向に対して前方へ向けて０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びるようになっている。

図７は、本変形例に係る車両用照明灯具１１０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ＰＢ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ＰＢは、２点鎖線で示すロービーム用配光パターンＰＬの一部として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、配光パターンＰＢと、図示しない他の車両用照明灯具から前方へ照射される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、その上端部に水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。その際、Ｖ−Ｖ線に対して、対向車線側に水平カットオフラインＣＬ１が形成されるとともに、自車線側に斜めカットオフラインＣＬ２が形成されており、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の交点であるエルボ点Ｅは、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置している。

配光パターンＰＢは、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の下方において、Ｖ−Ｖ線の左右両側に大きく拡がる横長の配光パターンとして形成されている。

この配光パターンＰＢは、大小２つの配光パターンＰＢ１、ＰＢ２の合成配光パターンとして形成されている。

小さい方の配光パターンＰＢ１は、繰返し反射光により形成される配光パターンである。一方、大きい方の配光パターンＰＢ２は、直接出射光により形成される配光パターンである。

その際、配光パターンＰＢ１は、上記実施形態の配光パターンＰＡ１と略同じ形状および大きさで形成されるが、その上端縁が水平カットオフラインＣＬ１と同じ高さに位置しており、また、その上端縁寄りに密の光度分布を有している。

これは、発光素子１１２が、その発光チップ１１２ａの下端縁を光軸Ａｘを含む水平面上に位置させるようにして配置されているとともに、車両用照明灯具１１０の光軸Ａｘが車両前後方向に対して前方へ向けて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。

一方、配光パターンＰＢ２は、上記実施形態の配光パターンＰＡ２を左右両側へ引き伸ばしたような形状および大きさで形成されるが、その上端縁が水平カットオフラインＣＬ１と同じ高さに位置しており、また、その上端縁寄りに密の光度分布を有している。

この配光パターンＰＢ２の左右拡散角が、上記実施形態の配光パターンＰＡ２よりも大きいのは、本変形例の透光部材１１４における前面１１４ａの光軸近傍領域１１４ａ１が、該光軸近傍領域１１４ａ１に到達した発光素子１１２からの光を、左右両側へ拡散させるように構成されていることによるものである。

また、この配光パターンＰＢ２において、その上端縁が水平カットオフラインＣＬ１と同じ高さに位置しているとともに、その上端縁寄りに密の光度分布を有しているのは、上述したように、発光素子１１２の発光チップ１１２ａの下端縁が光軸Ａｘを含む水平面上に位置しているとともに、この光軸Ａｘが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。

本変形例において形成される配光パターンＰＢは、その配光パターンＰＢ１が、明るくて小さい配光パターンとして形成される一方、その配光パターンＰＢ２が、配光パターンＰＢ１よりは暗くて大きい配光パターンとして形成されるので、全体として配光ムラの少ない配光パターンとなっている。

本変形例においては、この配光パターンＰＢにおける明るくて小さい配光パターンＰＢ１により、ロービーム用配光パターンＰＬにおけるエルボ点Ｅの下方近傍を明るく照射して、車両前方路面における遠方領域の視認性を高めることができるとともに、この配光パターンＰＢ１から左右両側および手前側に拡がる配光パターンＰＢ１により、その周辺領域を幅広く照射して、車両前方路面の全体的な視認性も高めることができる。

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

図８は、本変形例に係る車両用照明灯具２１０を示す、図２と同様の図である。

同図に示すように、本変形例に係る車両用照明灯具２１０の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、透光部材２１４の前面２１４ａにおける光軸近傍領域２１４ａ１の表面形状および空間部２１４ｃの形状が、上記実施形態の場合と異なっている。なお、本変形例に係る車両用照明灯具２１０において、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０と同一の部分には、同一の参照符号を付してその説明は省略する。

本変形例の透光部材２１４の前面２１４ａにおける光軸近傍領域２１４ａ１は、上記実施形態の光軸近傍領域１４ａ１のようにレンズ機能は付与されておらず、この前面２１４ａにおける他の領域と面一で（すなわち光軸Ａｘと直交する平面で）構成されている。

一方、本変形例の透光部材２１４における空間部２１４ｃは、上記実施形態の透光部材１４における空間部１４と同様、透光部材２１４における後面１４ｂの内周側において、発光素子１２を囲むように形成されている。

この空間部２１４ｃの前端面２１４ｃ１は、上記実施形態の空間部１４の前端面と同様、所定点Ａを中心とする半球面状に形成されているが、その半径は、上記実施形態の場合よりもかなり大きい値に設定されている。そして、この前端面２１４ｃ１における光軸Ａｘの近傍に位置する領域は、後方へ向けて突出する凸曲面２１４ｃ２で構成されている。

この凸曲面２１４ｃ２は、該凸曲面２１４ｃ２に到達した発光素子１２からの光を光軸Ａｘと略平行な光となるように屈折させるレンズ面として、球面状に形成されている。

この凸曲面２１４ｃ２の外周縁は、所定点Ａと円環状領域１４ａ２の内周縁１４ａ２ｉとを結ぶ直線により形成される円錐面が、空間部２１４ｃの前端面２１４ｃ１と交差する位置に設定されている。

そしてこれにより、上記円錐面よりも外周側において透光部材２１４に到達した発光素子１２からの光については、その空間部２１４ｃの前端面２１４ｃ１から、略屈折させることなくそのまま入射させて、その前面１４ａで内面反射させる一方、上記円錐面よりも内周側において透光部材２１４に到達した発光素子１２からの光については、その凸曲面２１４ｃ２で屈折させて光軸Ａｘと略平行な光とし、その前面２１４ａの光軸近傍領域２１４ａ１から、そのまま光軸Ａｘと略平行な光として前方へ出射させるようになっている。

本変形例に係る車両用照明灯具２１０においても、透光部材２１４の前面２１４ａにおける円環状領域１４ａ２およびその外周側に位置する周辺領域１４ａ３に到達した光については、ここで内面反射して、その後面１４ｂで再度内面反射した後、その前面２１４ａから前方へ出射するので、これにより配光パターンＰＡと同様の配光パターンが形成されることとなる。

また、本変形例に係る車両用照明灯具２１０においても、透光部材２１４の凸曲面２１４ｃ２に到達した発光素子１２からの光は、前面２１４ａの光軸近傍領域２１４ａ１から、光軸Ａｘと略平行な光として前方へ出射するので、これにより配光パターンＰＢと同様の配光パターンが形成されることとなる。ただし、本変形例の透光部材２１４においてレンズ機能を果たす球面状の凸曲面２１４ｃ２は、上記実施形態の透光部材１４においてレンズ機能を果たす球面状の光軸近傍領域１４ａ１よりも、その焦点距離が短くなるので、配光パターンＰＢよりもやや大きい配光パターンが形成されることとなる。

本変形例に係る車両用照明灯具２１０を採用することにより、透光部材２１４の前面２１４ａを、その全域にわたって平面に維持することができるので、透光部材２１４の製造を容易なものとすることができ、また、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０よりも灯具の薄型化を図ることができる。

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照明灯具を示す正面図 図１のII−II線断面図 図１のIII−III線断面詳細図 上記車両用照明灯具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透視的に示す図 上記実施形態の第１変形例に係る車両用照明灯具を示す、図２と同様の図 上記第１変形例に係る車両用照明灯具を示す、図３と同様の図 上記第１変形例に係る車両用照明灯具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 上記実施形態の第２変形例に係る車両用照明灯具を示す、図２と同様の図

符号の説明

１０、１１０、２１０ 車両用照明灯具
１２、１１２ 発光素子
１２ａ、１１２ａ 発光チップ
１２ｂ 基板
１４、１１４、２１４ 透光部材
１４ａ、１１４ａ、２１４ａ 前面
１４ａ１、１１４ａ１、２１４ａ１ 光軸近傍領域
１４ａ２ 円環状領域
１４ａ２ｉ 内周縁
１４ａ２ｏ 外周縁
１４ａ３ 周辺領域
１４ｂ 後面
１４ｃ、２１４ｃ 空間部
１４ｄ 第１凹部
１４ｅ 第２凹部
１６ 支持プレート
１８ ヒートシンク
１８ａ 放熱フィン
２１４ｃ１ 前端面
２１４ｃ２ 凸曲面
Ａ 所定点
Ａｘ 光軸
Ｂ 外周縁の真後ろの位置
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
Ｆ 焦点
ＰＡ、ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＢ、ＰＢ１、ＰＢ２ 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 (4)

1. 灯具前後方向に延びる光軸上の所定点の近傍において灯具前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子に対して灯具前方側に配置された透光部材とを備え、上記発光素子から出射した光を、上記透光部材に入射させて該透光部材の前面で内面反射させた後、該透光部材の後面で再度内面反射させて該透光部材の前面から出射させるように構成された車両用照明灯具において、
   上記透光部材の前面が、上記光軸と直交する平面で構成されるとともに、上記透光部材の後面が、該透光部材の前面に関して上記所定点と面対称となる位置を焦点とする回転放物面を基準面として形成された所定の光反射制御面で構成されており、
   上記透光部材の前面における上記光軸を中心とする円環状領域に、鏡面処理が施されており、
   上記円環状領域の外周縁の位置が、上記透光部材の前面に到達した上記発光素子からの光の入射角が臨界角となる位置の近傍に設定されており、
   上記円環状領域の内周縁の位置が、上記透光部材の前面で内面反射した上記発光素子からの光が上記透光部材の後面における上記円環状領域の外周縁の真後ろの位置に入射する位置の近傍に設定されている、ことを特徴とする車両用照明灯具。
2. 上記透光部材の前面における上記円環状領域の内周縁よりも内周側に位置する領域に、該領域に到達した上記発光素子からの光を偏向出射させるレンズ機能が付与されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用照明灯具。
3. 上記透光部材における上記後面の内周側に、上記発光素子を囲む空間部が形成されており、
   この空間部の前端面が、上記所定点を中心として略半球面状に形成されており、この前端面における上記光軸の近傍に位置する領域が、後方へ向けて突出する凸曲面で構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用照明灯具。
4. 上記発光素子が、横長の発光チップを有している、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用照明灯具。

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