JP2011040247A - 車両用前照灯の灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】高光度のホットゾーンをもつ視認性に優れたハイビーム用の配光が得られる車両用前照灯の灯具ユニットを提供。
【解決手段】光軸Ｌ上に設けた投影レンズ12と、投影レンズ12の後方焦点Fよりも後方に設けた発光素子14と、発光素子14を覆うように配置して、発光素子14の照射光を投射レンズ12に向けて反射するリフレクタ16とを備えた車両用前照灯の灯具ユニットで、発光素子14の発光中心を第1焦点f1,投影レンズ12の後方焦点Fを第2焦点f2とする縦断面楕円形状のリフレクタ16を、楕円の長軸Xが光軸Lに対し傾斜するように配置することで、リフレクタ前縁部16aを前方に延長できる。有効反射面17の面積が拡大され、配光量が上がる。配光スクリーンへの投影光像が小さくなり、集光範囲が狭められて、ホットゾーンの光度も上がる。
【選択図】図２

Description

本願発明は、ヘッドランプ，フォグランプ，ポジションランプ等の車両用前照灯の灯具ユニットに係り、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。

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、図７は、下記特許文献１の灯具ユニットを示し、該灯具ユニットは、車両前後方向に延びる光軸Ｌ上に配置された投影レンズ２と、この投影レンズ２の後方焦点Ｆよりも後方側で光軸Ｌ近傍に下向きに配置された光源である発光素子４と、この発光素子４をその照射方向である下方側から覆うように配置され、該発光素子４の照射光を前方へ向けて光軸Ｌ寄りに反射させるリフレクタ６とを備えて構成されている。

そして、リフレクタ６は、発光素子４の発光中心を第１焦点ｆ１，投影レンズ２の後方焦点Ｆを第２焦点ｆ２とする縦断面楕円形状に形成されるとともに、リフレクタ６（の有効反射面）での反射光の有効利用を図るべく、リフレクタ６（の有効反射面）の前縁部６ａでの反射光が投影レンズ２に入射できるように構成されている。即ち、発光素子４の光を投影レンズ２に導くための限界点であるリフレクタ６（の有効反射面）の前縁部６ａは、投影レンズ２の大きさとその後方焦点Ｆの位置から自ずと決まる。

しかし、リフレクタ６の第１，第２焦点ｆ１，ｆ２を通る軸（リフレクタ６の楕円の長軸）が光軸Ｌ上にくるように構成されているため、リフレクタ前縁部６ａでの反射光を考えた場合に、発光中心からリフレクタ６の反射位置までの距離ａに対する、該反射位置から第２焦点ｆ２までの距離ｂの割合ｂ／ａが比較的に大きい。このため、投影レンズ２により前方の配光スクリーン（図示せず）に投影される光源像が拡大されることになって、集光範囲が比較的広くなってしまう。この結果、灯具ユニットが形成する配光パターン中央部におけるホットゾーンの光度が不足するという問題がある。

そこで、特許文献１の灯具ユニットにおいては、リフレクタ６と投影レンズ２との間に、リフレクタ６からの反射光の一部を反射して投影レンズ２に導く付加反射面（下向き反射面）８を設けて、リフレクタ６によって形成される第１の配光Ｌｍに、付加反射面（下向き反射面）８によって形成される第２の配光Ｌｓを付加することで、ホットゾーンの光度を高める（ホットゾーンの光度不足を補う）ようになっている。

即ち、特許文献１の灯具ユニットでは、図８に示すように、リフレクタ６の反射光による配光Ｌｍ（第１の配光パターンＰｍ）と、リフレクタ６と付加反射面８の反射光による配光Ｌｓ（第２の配光パターンＰｓ）とが合成されて、中央のホットゾーンの光度を高めた所望のハイビーム用の配光パターンが得られる。なお、図８における破線で示す部分は、付加反射面（下向き反射面）８の前縁部によってカットされる遮光領域を示す。

特開２００７−８０６０６号公報（段落００２７〜００４６、図１，２，３）

特許文献１の灯具ユニットでは、リフレクタ６と投影レンズ２との間に設けた付加反射面（下向き反射面）８の反射光を配光Ｌｓとして利用（下向き反射面８によってリフレクタ６の反射光の一部を制御）することで、確かにホットゾーンの光度を上げることができるが、付加反射面８を設けること伴う新たな問題が提起されるに至った。

即ち、第１には、第２の配光パターンＰｓを形成する光（第２の配光）Ｌｓは、リフレクタ６と下向き反射面８の２度の反射の際にそれぞれエネルギーを損失した強度の低い光で、それだけ発光素子４の照射光が有効に利用されていない。即ち、発光素子４の照射光の有効利用度が低い。

第２には、付加反射面（下向き反射面）８があるため、下側にカットオフラインＡをもつ配光パターン（図８参照）が形成され、カットオフラインＡに沿って明暗格差が顕在化し、むしろ前方視認性を低下させるおそれがある。

そこで、発明者は、例えば、図９の実線で示すように、リフレクタ６の楕円の長軸（リフレクタ６の第１，第２焦点ｆ１，ｆ２を通る軸）Ｘを光軸Ｌに対し傾斜（傾斜角θ）させた構造にすれば、発光素子４の光を投影レンズ２に導くための限界点であるリフレクタ（の有効反射面）の前縁部６ａ１の位置を、図９の破線で示すように、符号６ａ２位置まで延長でき、この結果、リフレクタ（の有効反射面）が前方に拡大されて、それだけ灯具ユニットの配光量が増える、と考えた。

さらには、リフレクタ６（の有効反射面）の前縁部６ａ１から投影レンズ２の後方焦点Ｆまでの距離が短縮されて、配光パターン中央部におけるホットゾーンの光度が上がる、と考えた。

即ち、リフレクタ６（の有効反射面）の前縁部６ａ２での反射光を考えた場合に、発光中心からリフレクタ前縁部６ａ２の反射位置までの距離ａ１に対する、該反射位置から第２焦点ｆ２までの距離ｂ１の割合（ｂ１／ａ１）が、図７に示す灯具ユニットにおける同割合（ｂ／ａ）と比べて小さくなる（ｂ１／ａ１＜ｂ／ａ）ため、投影レンズ２を介して配光スクリーンに投影される光源像がそれほど拡大されず、集光範囲が狭くなって、配光パターン中央部におけるホットゾーンの光度が上がる。

また、配光パターンのホットゾーンの光度が上がれば、下向き反射面８のような付加反射面を設ける必要もなく、前記した新たな問題が発生することもない。

そして、試作品を作成しその効果を検証したところ、有効であることが確認されたので、今回の提案に至ったものである。

本願発明は、前記した問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、光源光の有効利用度が高く、高光度のホットゾーンをもつ視認性に優れたハイビーム用の配光が得られる車両用前照灯の灯具ユニットを提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用前照灯の灯具ユニットにおいては、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、前記投影レンズの後方焦点よりも後方に配置された光源である発光素子と、前記発光素子を覆うように配置されて、前記発光素子の照射光を前記投射レンズに向けて反射するリフレクタとを備えた車両用前照灯の灯具ユニットであって、
前記リフレクタは、前記発光素子の発光中心を前記リフレクタの第１焦点，前記投影レンズの後方焦点を第２焦点とする縦断面楕円形状に形成されるとともに、前記第１，第２焦点を通る前記リフレクタの楕円の長軸が前記光軸に対し傾斜するように構成した。

なお、発光素子とは、略点状に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ーダイオード等が採用可能である。
（作用）本発明に係る灯具ユニットでは、例えば、図２に示すように、リフレクタ１６の楕円の長軸（リフレクタの第１，第２焦点ｆ１，ｆ２を通る軸）Ｘが灯具ユニット１０の光軸Ｌに対し傾斜(投影レンズ１２の後方焦点Ｆを中心にθ１だけ傾斜)しているので、発光素子１４の光を投影レンズ１２に導くための限界点であるリフレクタ１６（の有効反射面１７）の前縁部の位置を、従来の灯具ユニットのリフレクタ６の前縁部６ａ１位置よりも前方の符号１６ａで示す位置まで延長することができる。即ち、リフレクタ１６（有効反射面１７）の反射光を有効に利用するために、リフレクタ１６（有効反射面１７）の前縁部１６ａは、投影レンズ１２の中心を含む縦断面において、リフレクタ１６（有効反射面１７）で反射された光が焦点Ｆ（ｆ１）を通って投影レンズ１２に入射可能なリフレクタ１６（有効反射面１７）最前方位置まで延長されている。

このため、リフレクタ１６（の有効反射面１７）が前方に拡大されることになって、それだけ灯具ユニット１０の配光量が増える。

さらには、発光中心からリフレクタ１６（の有効反射面１７）の前縁部１６ａまでの距離ａ２が従来の灯具ユニットの場合の同距離ａと比べて延長されるとともに、リフレクタ１６（の有効反射面１７）の前縁部１６ａから投影レンズ１２の後方焦点Ｆまでの距離ｂ２が従来の灯具ユニットの場合の同距離ｂと比べて短縮されて、後述するように、配光パターン中央部におけるホットゾーンの光度が従来の灯具ユニットのホットゾーンの光度よりも高くなる。

即ち、図７は、リフレクタ６の楕円の長軸（リフレクタ６の第１，第２焦点ｆ１，ｆ２を通る軸）が光軸Ｌ上にある従来の灯具ユニットを示すが、例えば、図９の実線で示すように、リフレクタ６の楕円の長軸（リフレクタ６の第１，第２焦点ｆ１，ｆ２を通る軸）Ｘを光軸Ｌに対し前方下向き（後方上向き）にθだけ傾斜させた構造にすると、発光素子４の光を投影レンズ２に導くための限界点であるリフレクタ６（の有効反射面）の前縁部６ａの位置を、図９の破線で示すように、符号６ａ２位置（図２におけるリフレクタ１６では、符号６ａ１位置から符号１６ａ）まで延長できる。

そして、図９において、リフレクタ６（の有効反射面）の前縁部６ａ２での反射光を考えた場合に、発光中心からリフレクタ前縁部６ａ２の反射位置までの距離ａ１に対する、該反射位置から第２焦点ｆ２までの距離ｂ１の割合（ｂ１／ａ１）は、ａ１＞ａ，ｂ１＜ｂであるから、図７に示す灯具ユニットにおける同割合（ｂ／ａ）と比べて小さく（ｂ１／ａ１＜ｂ／ａ）なって、投影レンズ２を介して配光スクリーンに投影される光源像がそれほど拡大されず、集光範囲が狭くなって、配光パターン中央部におけるホットゾーンの光度が上がる。

また、ホットゾーンの光度が上がるので、特許文献１に示される下向き反射面のような付加反射面を設ける必要もないことから、付加反射面を設けることに伴う新たな問題も発生しない。

即ち、第１には、灯具ユニットの配光は、リフレクタで１度だけ反射された強度の高い光であるので、それだけ発光素子の照射光が有効に利用されている。換言すれば、発光素子の照射光の有効利用度が高い。

第２には、灯具ユニットの配光パターンは、カットオフラインのないハイビームとして望ましい楕円形状を呈するので、従来の灯具ユニットの配光パターン（図８参照）のように前方視認性が低下するということもない。

請求項２においては、請求項１に記載の車両用前照灯の灯具ユニットにおいて、前記投影レンズの中心を含む縦断面において、前記リフレクタで反射された光が該投影レンズ全面に入射するように、該リフレクタを配置するように構成した。
（作用）投影レンズの中心を含む縦断面において、投影レンズの最上部（最下部）から投影レンズの後方焦点を通る２本の直線の範囲内に、リフレクタ（の有効反射面）が存在するので、リフレクタ（の有効反射面）で反射された光の全てが投影レンズに入射する。即ち、灯具ユニットの配光を形成する上で、リフレクタでの反射光が最大限に利用されるので、灯具ユニットの配光量が上がる。

請求項３においては、請求項１または２に記載の車両用前照灯の灯具ユニットにおいて、前記リフレクタの前縁部に、発光素子の照射光を前記投影レンズに導く付加反射面を設けるように構成した。
（作用）リフレクタ（の有効反射面）で反射した光が投影レンズの後方焦点を通って投影レンズに入射するように、投影レンズとリフレクタ（の有効反射面前縁部）とが配置されているが、発光中心からリフレクタ前縁部を超えた領域に向かう光については、配光として利用できない。しかるに、この有効反射面の限界位置（リフレクタ前縁部）を超えた領域に、発光素子の発光を投影レンズに向けて反射する、有効反射面とは異なる形状の付加反射面を設けることで、付加反射面での反射光も灯具ユニットの配光として利用できる。

請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用前照灯の灯具ユニットにおいて、前記発光素子を下向きに配置し、前記リフレクタを該リフレクタの楕円の長軸が前記投影レンズの後方焦点位置から後方上側に傾斜する斜め上向きに配置するように構成した。
（作用）発光素子が上向きに配置され、リフレクタが斜め下向き（リフレクタの楕円の長軸が投影レンズの後方焦点位置から後方下側に傾斜する斜め下向き）に配置された構造において、請求項３のように、リフレクタの前縁部に付加反射面を設けた場合は、該付加反射面で反射された光は、投影レンズの後方焦点面より前方を通って投影レンズ（の光軸より下側の領域）を透過して、配光スクリーンのＨ−Ｈ線より下側を照明する配光を形成する。しかし、灯具ユニットの配光パターンにおけるＨ−Ｈ線より下側の照明領域全体の光度が上がると、雨天時の路面反射により前方の視認性が低下するおそれがあるので、自動車用前照灯のハイビーム用の配光パターンとしては好ましくない。

一方、発光素子が下向きに配置され、リフレクタが斜め上向き（リフレクタの楕円の長軸が投影レンズの後方焦点位置から後方上側に傾斜する斜め上向き）に配置された構造において、請求項３のように、リフレクタの前縁部に付加反射面を設けた場合は、該付加反射面で反射した光は、投影レンズの後方焦点面より前方を通って投影レンズ（の光軸より上側の領域）に導かれて、配光スクリーンのＨ−Ｈ線より上側を照明する配光を形成する。そして、灯具ユニットの配光パターンにおけるＨ−Ｈ線より上側の照明領域全体の光度が上がると、遠方の視認性が高められるので、自動車用前照灯のハイビーム用の配光パターンとして好ましい。

また、光源として発光素子を用いる場合は、一般的に、発光素子を取着したベース部材に発光素子の発熱を灯具ユニット周りの大気中に逃がすヒートシンクを設ける傾向にあるが、熱は下方よりも上方に伝達されやすいので、発光素子を取着したベース部材の上側にヒートシンクを設けることで、発光素子を効果的に冷却できる。

請求項５においては、請求項１〜４のいずれかに記載の車両用前照灯の灯具ユニットにおいて、前記発光素子を、その照射軸が前記光軸と前記リフレクタとの交点を通るように配置した。
（作用）発光素子は指向性が強い（発光素子と正対する位置における光の強度に比べて、照射軸に対する傾斜が大きい位置ほど光の強度が著しく低下する）が、リフレクタにおける光軸延長位置近傍が発光素子に正対するので、強度の高い光が光軸に沿って照射されて、灯具ユニットの配光パターン中央部におけるホットゾーンの光度が上がる。

請求項１によれば、光源光の有効利用度が高く、高光度のホットゾーンをもつ視認性に優れたハイビーム用の配光が得られる車両用前照灯の灯具ユニットが提供される。

請求項２によれば、光源光の有効利用度がより高く、より高光度のホットゾーンをもつ視認性にいっそう優れたハイビーム用の配光が得られる車両用前照灯の灯具ユニットが提供される。

請求項３によれば、付加反射面によって形成される配光量相当だけ灯具ユニットの配光量が増えて、それだけ前方視認性が向上する。

なお、付加反射面によって形成される配光は、発光素子の発光が付加反射面で１回だけ反射された光によって形成されたもので、発光素子の発光が有効利用されているといえる。

請求項４によれば、リフレクタの前縁部に付加反射面を設けることで、路面照明領域の光度を変えずに遠方照明領域の光度が上がるので、自動車用前照灯のハイビーム用の配光として、特に有効である。

また、発光素子を取着したベース部材にヒートシンクを設けて発光素子の放熱効果を上げようとする際に特に有効である。

請求項５によれば、前方において大きく拡散しない遠方まで届く視認性良好なハイビーム用の配光を形成する上で、特に有効である。

本発明の第１実施例である車両用前照灯の灯具ユニットの正面図である。 同灯具ユニットの縦断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。 同灯具ユニットの形成する配光パターンを示す図である。 本発明の第２実施例である車両用前照灯の灯具ユニットの縦断面図である。 同灯具ユニットの形成する配光パターンを示す図である。付加反射面 本発明の第３実施例である車両用前照灯の灯具ユニットの縦断面図である。上下逆 特許文献１の車両用前照灯の灯具ユニットの縦断面図である。 同灯具ユニットの形成する配光パターンを示す図である。 特許文献１の灯具ユニットにおいてリフレクタを光軸に対し傾斜させた状態の縦断面図である。

次に、本願発明の実施形態を実施例に基づいて説明する。

図１および図２において、本発明の第１実施例である車両用前照灯の灯具ユニット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ハイビーム用の灯具ユニットであって、車両前後方向に延びる光軸Ｌ上に配置された投影レンズ１２と、この投影レンズ１２の後方焦点Ｆよりも後方側に下方に向け配置された発光素子１４と、この発光素子１４を下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Ｌ寄りに反射させるリフレクタ１６と、を備えて構成されている。

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、その後方焦点面（すなわち後側焦点Ｆを含む焦点面）上に形成される光源像を、反転像として灯具ユニット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２８を介して、ベース部材２０に固定されている。

発光素子１４は、０．３〜３ｍｍ四方程度の大きさの正方形の発光チップ１４ａを有する白色発光ダイオードであって、その照射方向が下向きであって、その照射軸１４ｂが光軸Ｌとリフレクタ１６の交点Ｐ０を通るように、金属製のベース部材２０の下面に形成された光源支持部２０ａに位置決め固定されている。

即ち、発光素子１４は指向性が強い（発光素子１４と正対する位置における光の強度に比べて、正対位置から遠くなるほど光の強度が著しく低下する）が、リフレクタ１６における光軸Ｌの延長位置近傍が発光素子１４に正対するので、後述する縦断面楕円形状のリフレクタ１６（の有効反射面１７）の光学的特性から、強度の高い光が光軸Ｌに沿って照射されて、灯具ユニット１０の配光パターン中央部におけるホットゾーンの光度が上がるように構成されている。

また、リフレクタ１６の有効反射面１７は、発光素子１４の発光中心を第１焦点ｆ１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１７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の後方焦点Ｆ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。即ち、リフレクタ１６の有効反射面１７の縦断面が、発光素子１４の発光中心を第１焦点ｆ１，投影レンズ１２の後方焦点Ｆを第２焦点ｆ２とする楕円で構成されている。

そして、このリフレクタ１６は、第１焦点ｆ１と第２焦点ｆ２を通る楕円の長軸Ｘが光軸Ｌに対し前方下向き（後方上向き）にθ１だけ傾斜するように、ベース部材２０に固定されている。

そして、リフレクタ１６（有効反射面１７）の反射光を有効に利用するために、リフレクタ１６（有効反射面１７）の前縁部１６ａは、投影レンズ１２の中心を含む縦断面において、リフレクタ１６（有効反射面１７）で反射された光が焦点Ｆ（ｆ１）を通って投影レンズ１２に入射可能なリフレクタ１６（有効反射面１７）最前方位置まで延長されている。なお、図２における符号６ａ１は、図７に示すリフレクタ６を光軸Ｌに対しθ１だけ傾斜させた状態のリフレクタ前縁部の位置を示している。

このため、リフレクタ１６を光軸Ｌに対し傾斜させない構造と比べて、リフレクタ１６（の有効反射面１７）が前方に拡大されることになって、それだけ灯具ユニット１０の配光量が増えている。

さらには、発光素子１４の発光中心からリフレクタ１６（の有効反射面１７）の前縁部１６ａまでの距離ａ２が従来の灯具ユニットの場合の同距離ａと比べて延長されるとともに、リフレクタ１６（の有効反射面１７）の前縁部１６ａから投影レンズ１２の後方焦点Ｆまでの距離ｂ２が従来の灯具ユニットの場合の同距離ｂと比べて短縮されて、後述するように、配光パターン中央部におけるホットゾーンの光度が従来の灯具ユニットのホットゾーンの光度よりも高くなっている。

即ち、図７は、リフレクタ６の楕円の長軸（リフレクタ６の第１，第２焦点ｆ１，ｆ２を通る軸）が光軸Ｌ上にある従来の灯具ユニットを示すが、例えば、図９の実線で示すように、リフレクタ６の楕円の長軸（リフレクタ６の第１，第２焦点ｆ１，ｆ２を通る軸）Ｘを光軸Ｌに対し前方下向き（後方上向き）にθだけ傾斜させた構造にすると、発光素子４の光を投影レンズ２に導くための限界点であるリフレクタ６（の有効反射面）の前縁部６ａの位置を、図９の破線で示すように、符号６ａ２位置（図２におけるリフレクタ１６では、符号６ａ１位置から符号１６ａ）まで延長できる。

そして、図９において、リフレクタ６（の有効反射面）の前縁部６ａ２での反射光を考えた場合に、発光中心からリフレクタ前縁部６ａ２の反射位置までの距離ａ１に対する、該反射位置から第２焦点ｆ２までの距離ｂ１の割合（ｂ１／ａ１）は、ａ１＞ａ，ｂ１＜ｂであるから、図７に示す灯具ユニットにおける同割合（ｂ／ａ）と比べて小さく（ｂ１／ａ１＜ｂ／ａ）なって、投影レンズ２を介して配光スクリーンに投影される光源像がそれほど拡大されず、集光範囲が狭くなって、配光パターン中央部におけるホットゾーンの光度が上がる。

図９に示す場合と同様に、リフレクタ１６が光軸Ｌに対しθ１傾斜した図２においては、発光中心からリフレクタ前縁部１６ａの反射位置までの距離ａ２に対する、該反射位置から第２焦点ｆ２までの距離ｂ２の割合（ｂ２／ａ２）は、ａ２＞ａ，ｂ２＜ｂであるから、図７に示す灯具ユニットにおける同割合（ｂ／ａ）と比べて小さく（ｂ２／ａ２＜ｂ／ａ）なって、投影レンズ１２を介して配光スクリーンに投影される光源像がそれほど拡大されず、集光範囲が狭くなって、灯具ユニット１０によって形成される配光パターンＰＨの中央部におけるホットゾーンＨＺ（図３参照）の光度が上がる。

また、ホットゾーンＨＺの光度が上がるので、特許文献１に示される下向き反射面のような付加反射面を設ける必要もないことから、付加反射面を設けることに伴う新たな問題も発生しない。

即ち、第１には、灯具ユニット１０の配光は、リフレクタ１６で１回だけ反射された強度の高い光であるので、それだけ発光素子１４の照射光が有効に利用されている。換言すれば、発光素子１４の照射光の有効利用度が高い。

第２には、灯具ユニット１０の配光パターンＰＨ（図３参照）は、カットオフラインのないハイビームとして望ましい楕円形状を呈するので、従来の灯具ユニットの配光パターン（図８参照）のように前方視認性が低下するということもない。

また、図２における符号２２は、ベース部材２０の発光素子１４取着位置に対応する上面に一体的に設けられたヒートシンクで、ベース部材２０に左右方向等間隔に併設された板状の放熱板で構成されている。熱は下方よりも上方に伝達されやすいので、発光素子１４の熱の伝達経路であるベース部材２０の上側にヒートシンク２２を設けることで、発光素子１４を効果的に冷却できる。

図３は、灯具ユニット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配光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の正面図である。

このハイビーム用配光パターンＰＨは、リフレクタ１６の反射光によって形成される配光パターンで、配光スクリーン上下方向中央部を水平方向に通るＨ−Ｈ線に関して上下略対称の横長の略楕円形状を呈しており、ホットゾーンＨＺは、Ｈ−Ｈ線とＶ−Ｖ線の交点を中心とする横長の略楕円形状を有している。

図４は、本発明の第２の実施例を示す図で、図２に対応する図である。

この第２の実施例の灯具ユニット１０Ａでは、前記した第１の実施例の灯具ユニット１０と同様に、リフレクタ１６が光軸Ｌに対しθ１だけ前方下向きに傾斜して配置されて、リフレクタ１６（有効反射面１７）の前縁部１６ａが前方に延長されることで、灯具ユニット１０Ａの配光量が増加し、かつ配光パターン中央部におけるホットゾーンの光度が高められたことに加えて、発光素子１４は、その照射軸１４ｂがリフレクタ１６の長軸Ｘと直交するように配置されて、発光素子１４の広範囲の領域に向かう照射光がリフレクタ１６（の有効反射面１７）で反射されて、灯具ユニット１０Ａの配光として利用されている。

このため、本実施例の灯具ユニット１０Ａでは、発光素子１４の照射光の配光としての利用効率が高く、第１の実施例の灯具ユニット１０よりも配光量が大きい。

また、本実施例では、図４に示すように、投影レンズ１２の中心を含む縦断面において、リフレクタ１６（の有効反射面１７）で反射された光が投影レンズ１２全面に入射するように、投影レンズ１２とリフレクタ１６が配置されている。具体的には、投影レンズ１２の中心を含む縦断面において、リフレクタ１６（の有効反射面１７）の最上部１６ｂで反射されて焦点Ｆ（ｆ２）を通った光が投影レンズ１２の有効入射領域の最下部１２ｂに入射し、リフレクタ１６（の有効反射面１７）の最前部（最下部）１６ａで反射されて焦点Ｆ（ｆ２）を通った光が投影レンズ１２の有効入射領域の最上部１２ａに入射するように、投影レンズ１２とリフレクタ１６が配置されている。

このため、本実施例では、リフレクタ１６（の有効反射面１７）の反射光が灯具ユニット１０Ａの配光を形成する上で最大限有効に利用されることになって、灯具ユニット１０Ａの配光量が上がる。

なお、投影レンズ１２の中心を含む縦断面において、投影レンズ１２の最上部１２ａ（最下部１２ｂ）から投影レンズ１２の後方焦点Ｆを通る２本の直線の範囲内に、リフレクタ１６（の有効反射面１７）が存在するという構成については、前記した第１の実施例と同一である。

また、リフレクタ１６（の有効反射面１７）前縁部１６ａの前方には、発光素子１４の発光を反射して投影レンズ１２に導く、ほぼ平坦な付加反射面１８が一体的に設けられて、付加反射面１８での反射光も灯具ユニット１０Ｂの配光として利用されている。

詳しくは、発光素子１４の発光は、図４における破線で示すように、付加反射面１８で反射されて、投影レンズ１２の後方焦点面を光軸Ｌから下方に離れた位置で斜め上向きに通過して投影レンズ１２の光軸Ｌより上側に導かれる。そして、この付加反射面１８によって形成される配光は、水平位置より上方左右に大きく拡散する光で構成されて、遠方照明領域の視認性を高めるべく作用する。

その他は、前記した第１の実施例と同一であり、同一の符号を付すことで、その重複した説明は省略する。

図５は、灯具ユニット１０Ａの配光パターンを示し、付加反射面１８によって形成される配光パターンＰＨＳは、ホットゾーンＨＺの上方に配光パターンＰＨを越えて左右に細長い略楕円形状を呈している。

図６は、本発明の第３の実施例を示す図で、図２，４に対応する図である。

前記した２つの実施例の灯具ユニット１０，１０Ａでは、いずれも発光素子１４が下向きで、リフレクタ１６が上向きに配置されていたが、この第３の実施例の灯具ユニット１０Ｂでは、発光素子１４が上向きで、リフレクタ１６が下向きに配置されて、図２に示す灯具ユニット１０を上下逆様にした構造となっている。

その他は、前記した第１，第２の実施例と同一であり、その重複した説明は省略する。

そして、この灯具ユニット１０Ｂの配光パターンの形状は、第１の実施例に係る灯具ユニット１０の配光パターン（図３参照）とほぼ同じである。

なお、この灯具ユニット１０Ｂにおいても、リフレクタ前縁部１６ａに下向きの付加反射面（図４の符号１８参照）を設けて灯具ユニット１０Ｂの配光量を高めることは可能であるが、付加反射面で反射された光は、投影レンズ１２の後方焦点面（光軸Ｌより上側にある）より前方を通って、投影レンズ１２（の光軸Ｌ近傍より下側の領域）を透過して、配光スクリーンのＨ−Ｈ線より下側を照明する配光パターンを形成することになる。しかし、配光スクリーンにおけるＨ−Ｈ線より下側の照明領域全体の光度が上がると、雨天時の路面反射により前方の視認性が低下するおそれがあるので、自動車用前照灯のハイビーム用の配光パターンとしては好ましくない。

したがって、この第３の実施例の灯具ユニット１０Ｂでは、リフレクタ前縁部１６ａに付加反射面を設けない方が好ましい。

また、前記した各実施例の灯具ユニット１０，１０Ａ，１０Ｂでは、いずれも１個の発光素子１４を取着したリフレクタ１６に１個の投影レンズ１２が対応するように一体化されているが、発光素子１４を取着したリフレクタ１６複数個を１個の投影レンズに対応するように一体化してもよい。

そして、発光素子をそれぞれ取着した複数のリフレクタに対し共通の１個の投影レンズを用いて複数の配光パターンを形成できるように構成した灯具ユニットにおいては、リフレクタに対応するベース部材に発光素子を取着するのではなく、単一のベース部材の同一平面上に各発光素子を配置するように構成すれば、発光素子の発熱を外気に逃がす放熱性および発光素子をベース部材に取着する際の組み付け作業性が良好となる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 灯具ユニット
Ｌ 車両前後方向に延びる灯具ユニットの光軸
１２ 投影レンズ
Ｆ 投影レンズの後方焦点
１４ 光源である発光素子
１４ａ 発光素子の発光中心である発光チップ
１４ｂ 発光素子の照射軸
１６ リフレクタ
１６ａ リフレクタの前縁部
１７ 有効反射面
１８ 付加反射面
ｆ１ リフレクタの楕円の第１焦点
ｆ２ リフレクタの楕円の第２焦点
Ｘ リフレクタの楕円の長軸（第１焦点と第２焦点を通る軸）
θ１ リフレクタの楕円の長軸の光軸に対する傾斜角

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、前記投影レンズの後方焦点よりも後方に配置された光源である発光素子と、前記発光素子を覆うように配置されて、前記発光素子の照射光を前記投射レンズに向けて反射するリフレクタとを備えた車両用前照灯の灯具ユニットであって、
   前記リフレクタは、前記発光素子の発光中心を第１焦点，前記投影レンズの後方焦点を第２焦点とする縦断面楕円形状に形成されるとともに、前記第１，第２焦点を通る前記リフレクタの楕円の長軸が前記光軸に対し傾斜することを特徴とする車両用前照灯の灯具ユニット。
2. 前記投影レンズの中心を含む縦断面において、前記リフレクタで反射された光が該投影レンズ全面に入射するように、該リフレクタが配置されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
3. 前記リフレクタの前縁部には、発光素子の照射光を前記投影レンズに導く付加反射面が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
4. 前記発光素子は、下向きに配置され、前記リフレクタは、該リフレクタの楕円の長軸が前記投影レンズの後方焦点位置から後方上側に傾斜する斜め上向きに配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
5. 前記発光素子は、その照射軸が前記光軸と前記リフレクタとの交点を通るように配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用前照灯の灯具ユニット。

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