JP2014179282A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具において、光源の熱の影響により光学部材が黄変及び／又は変形するのを抑制する。
【解決手段】光源２２と、光学部材２４と、支持部材２６と、を含む少なくとも一つの光学モジュール２０を備えた車両用灯具において、光源２２は、光学部材２４と支持部材２６との間に配置されており、光学部材２４は、後面２８ｃ、前面２８ｂを含んでおり、光学部材２４の後面２８ｃは、光源２２が対向する箇所に入光面２８ａを含んでおり、光学部材２４は、入光面２８ａから入光する光源２２からの光が前面２８ｂの少なくとも一部で反射し、さらに後面２８ｃの少なくとも一部で反射した後、前面２８ｂの少なくとも一部から出射して前方に照射されるように構成されており、光学部材２４は、光学部材２４と支持部材２６との間に空気が対流する空間が構成された状態で支持部材２６に支持される。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用灯具に係り、特に、半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具に関する。

従来、車両用前照灯の分野においては、半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１２は、特許文献１に記載の車両用灯具２００の斜視図である。

図１２に示すように、特許文献１に記載の車両用灯具２００は、光学部材２１０と半導体発光素子を含む光源２２０とを備えている。光学部材２１０は、車両前方側に配置される前面２１２、車両後方側に配置される後面２１４、入光面２１８を含む凹部２１６を含んでいる。光源２２０は凹部２１６内に配置されており、入光面２１８は光源２２０からの光が効率よく入光するように、光源２２０を取り囲むように配置されている。

前面２１２は、入光面２１８から光学部材２１０内部に入光した光源２２０からの光を後面２１４に向けて反射するとともに、後面２１４からの反射光が出射する面で、後面２１４は、前面２１２で反射された光源２２０からの光を、前面２１２に向けて反射する面である。

光源２２０からの光は、入光面２１８から光学部材２１０内部に入光し、前面２１２及び後面２１４で反射された後に、前面２１２から出射して前方に照射される。前面２１２、後面２１４及び入光面２１８のうちの少なくとも一つは、入光面２１８から光学部材２１０内部に入光し、前面２１２及び後面２１４で反射された後に、前面２１２から出射して前方に照射される光（光源２２０の光源像２２０ｉ）が、所定配光パターンを形成するように、その面形状が設計されている。

米国特許第７４６０９８５号

しかしながら、上記構成の車両用灯具２００においては、光源２２０からの光が効率よく入光するように、入光面２１８が光源２２０を取り囲むように配置されている（すなわち、光源２２０と光学部材２１０とが接近して配置されている）ため、光源２２０の熱の影響により光学部材２１０が黄変及び／又は変形するという問題がある（特に、光学部材２１０が樹脂レンズである場合）。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具において、光源の熱の影響により光学部材が黄変及び／又は変形するのを抑制することができる車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、半導体発光素子を含む光源と、光学部材と、前記光源と前記光学部材とを支持する支持部材と、を含む少なくとも一つの光学モジュールを備えた車両用灯具において、前記光源は、前記光学部材と前記支持部材との間に配置されており、前記光学部材は、後面、前面を含んでおり、前記光学部材の後面は、前記光源が対向する箇所に入光面を含んでおり、前記光学部材は、前記入光面から入光する前記光源からの光が前記前面の少なくとも一部で反射し、さらに、前記後面の少なくとも一部で反射した後、前記前面の少なくとも一部から出射して前方に照射されるように構成されており、前記光学部材は、前記光学部材と前記支持部材との間に、空気が対流する空間が構成された状態で、前記支持部材に支持されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、光学部材と支持部材との間に空気が対流する空間が構成され、当該空間において空気が対流することで、光源で発生する熱が効率よく放熱される結果、半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具において、光源の熱の影響により光学部材が黄変及び／又は変形するのを抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記支持部材は、ベース部と、前記ベース部の前面から前方に突出した台座部と、を含んでおり、前記光学部材の後面は、前記台座部が対向する箇所に形成された前記入光面を含む溝部を含んでおり、前記光学部材は、前記溝部と前記台座部との間に、前記空気が対流する空間としての筒部が構成された状態で、前記支持部材に支持されており、前記光源は、前記台座部に支持されて前記筒部内に配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、溝部と台座部との間に空気が対流する空間としての筒部が構成され、当該筒部において空気が対流することで、光源で発生する熱が効率よく放熱される結果、半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具において、光源の熱の影響により光学部材が黄変及び／又は変形するのを抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記光学部材と前記ベース部との間には、前記空気が対流する空間が構成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、光学部材とベース部との間に空気が対流する空間が構成され、当該空間において空気が対流することで、光源で発生する熱（特に、光源で発生し、光学部材へ伝わる熱）が「さらに」効率よく放熱される結果、半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具において、光源の熱の影響により光学部材が黄変及び／又は変形するのを「さらに」抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の発明において、前記光学部材は、光学部材本体と、前記光学部材本体を前記支持部材に固定する固定部と、を含むことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、光学部材が光学部材本体と光学部材本体を支持部材に固定する固定部とを含んでいるため、固定部を単独の部品として構成しなくてもよい。

請求項５に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記ベース部の後面は、複数の放熱フィンを備えており、前記複数の放熱フィンは、前記筒部が開口している方向と平行の方向へ延伸していることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、複数の放熱フィンが、筒部が開口している方向と平行の方向へ延伸して、複数の放熱フィン間に空気が対流する空間が構成され、当該空間において空気が対流することで、光源で発生する熱が「さらに」効率よく放熱される結果、半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具において、光源の熱の影響により光学部材が黄変及び／又は変形するのを「さらに」抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、半導体発光素子を含む光源と、光学部材と、前記光源と前記光学部材とを支持する支持部材と、を含む少なくとも一つの光学モジュールを備えた車両用灯具において、前記支持部材は、ベース部を含んでおり、前記ベース部の前面は、当該前面から前方に突出した台座部と、当該台座部の両側に配置された第１領域、第２領域と、を含んでおり、前記光学部材の後面は、前記台座部が対向する箇所に形成された前記入光面を含む溝部と、当該溝部の両側に配置された第１後面、第２後面と、を含んでおり、前記光学部材の前面は、前記第１後面の前方に配置された第１前面と、前記第２後面の前方に配置された第２前面と、を含んでおり、前記光学部材は、前記入光面から入光する前記光源からの光が前記第１前面及び前記第２前面の少なくとも一部で反射し、さらに、前記第１後面及び前記第２後面の少なくとも一部で反射した後、前記第１前面及び前記第２前面の少なくとも一部から出射して前方に照射されるように構成されており、前記光学部材は、前記溝部と前記台座部との間に、空気が対流する空間としての筒部が構成された状態で、前記支持部材に支持されており、前記光源は、前記台座部に支持されて前記筒部内に配置されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、溝部と台座部との間に空気が対流する空間としての筒部が構成され、当該筒部において空気が対流することで、光源で発生する熱が効率よく放熱される結果、半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具において、光源の熱の影響により光学部材が黄変及び／又は変形するのを抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記光学部材の第１後面及び第２後面と前記ベース部の前面の第１領域及び第２領域との間には、空気が対流する空間が構成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、光学部材の第１後面及び第２後面とベース部の前面の第１領域及び第２領域との間に空気が対流する空間が構成され、当該空間において空気が対流することで、光源で発生する熱（特に、光源で発生し、光学部材へ伝わる熱）が「さらに」効率よく放熱される結果、半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具において、光源の熱の影響により光学部材が黄変及び／又は変形するのを「さらに」抑制することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発明において、前記溝部は、Ｖ溝であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、Ｖ溝を一対の入光面として用いることができる。

本発明によれば、半導体発光素子を含む光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用灯具において、光源の熱の影響により光学部材が黄変及び／又は変形するのを抑制することができる車両用灯具を提供することが可能となる。

（ａ）本発明の一実施形態である車両用灯具１０の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）斜視図、（ｄ）側面図である。 （ａ）車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの例、（ｂ）ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉの例である。 ハイビーム用光学モジュール２０の分解斜視図である。 （ａ）ハイビーム用光学モジュール２０の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）斜視図、（ｄ）側面図である。 （ａ）図４（ｂ）に示したハイビーム用光学モジュール２０のＡ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図である。 （ａ）支持部材２６の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）斜視図、（ｄ）側面図である。 （ａ）光学部材２４の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）背面図、（ｄ）斜視図、（ｅ）側面図である。 （ａ）車両用灯具１０の正面図、（ｂ）車両用灯具１０の正面図（ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏを形成する場合の発光領域）、（ｃ）車両用灯具１０の正面図（ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉを形成する場合の発光領域）である。 （ａ）支持部材２６Ａの上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）斜視図、（ｄ）側面図である。 （ａ）光学部材２４Ａの上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）背面図、（ｄ）斜視図、（ｅ）側面図である。 支持部材２６Ａ及び光学部材２４Ａを用いた光学モジュール２０（３０Ａ、３０Ｂも同様）の上面図である。 特許文献１に記載の車両用灯具２００の斜視図である。

以下、本発明の一実施形態である車両用灯具（車両用前照灯）について、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は自動車等の車両の前部の左右に配置される車両用灯具のうち、左側に配置される車両用灯具１０の上面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は斜視図、図１（ｄ）は側面図である。左側に配置される車両用灯具１０と右側に配置される車両用灯具とは、左右対称で実質的に同一の構成である。このため、以下、左側に配置される車両用灯具１０を中心に説明し、右側に配置される車両用灯具の説明は省略する。

図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、車両用灯具１０は、２つのハイビーム用光学モジュール２０、２つのロービーム用光学モジュール３０Ａ、３０Ｂの合計４つの光学モジュールを備えている。各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂは、灯具正面から見て、斜め右上がりの方向に一列に並んだ状態で配置され、かつ、車両中心寄りのユニットほど車両前方側に配置されている。各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂは、それぞれの発光領域間の距離が１５ｍｍ以下となるように、ブラケット（図示せず）に固定されている。これにより、各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂの発光領域を全体で一つの発光領域として視認させることができる。

まず、ハイビーム用光学モジュール２０について説明する。

図２（ｂ）は、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に形成されるハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉの例である。

２つのハイビーム用光学モジュール２０は、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉ中の集光領域Ｐ１（図２（ｂ）参照）を形成する光学モジュールである。

図３は、ハイビーム用光学モジュール２０の分解斜視図である。図４（ａ）はハイビーム用光学モジュール２０の上面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は斜視図、図４（ｄ）は側面図である。図５（ａ）は図４（ｂ）に示したハイビーム用光学モジュール２０のＡ−Ａ断面図、図５（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。

図３に示すように、ハイビーム用光学モジュール２０は、半導体発光素子２２ｂを含む光源２２、光学部材２４、光源２２と光学部材２４とを支持する支持部材２６を含み、これらが図４、図５に示すように組み合わされて、いわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の光学モジュール（又は灯具ユニット）を構成している。

図６（ａ）は支持部材２６の上面図、図６（ｂ）は正面図、図６（ｃ）は斜視図、図６（ｄ）は側面図である。

支持部材２６は、アルミダイカスト等の金属製で、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、矩形板状のベース部２６ａ、ベース部２６ａの前面の四隅にそれぞれ配置され、光学部材２４が当接する台座部２６ｂ、ベース部２６ａの前面のうち左右方向の略中央に配置され、光源２２が固定される台座部２６ｃ、ベース部２６ａの左右両端部に配置され、光学部材２４の脚部３０の係止穴３０ａに係合する爪部２６ｄ、ベース部２６ａの後面に水平方向に間隔をおいて配置される複数の放熱フィン２６ｇ等を備えている。

ベース部２６ａの前面は、四隅から前方に一段高く突出した、光学部材２４が当接する台座部２６ｂ、左右方向の略中央部から前方に一段高く突出した、光源２２が固定される台座部２６ｃ、台座部２６ｃの左右両側に配置された第１領域２６ｅ、第２領域２６ｆを含んでいる。

下側の２つの台座部２６ｂの先端面は、位置決めピン２６ｂ１を含んでいる。位置決めピン２６ｂ１は、光学部材２４に形成された位置決め穴２８ｄに挿入されるピンで、光学部材２４を支持部材２６に対して位置決めするために用いられる。

台座部２６ｃは、ベース部２６ａの下端縁からベース部２６ａの上端縁より所定距離ｈ下方の位置まで延びている（図５（ｂ）、図６（ｂ）参照）。台座部２６ｃの先端面は、位置決めピン２６ｃ１、ネジ穴２６ｃ２、熱伝導部材用溝部２６ｃ３を含んでいる。位置決めピン２６ｃ１は、光源２２（基板２２ａの裏面）に形成された位置決め穴（図示せず）に挿入されるピンで、光源２２を支持部材２６に対して位置決めするために用いられる。

図３に示すように、光源２２は、例えば、金属製の基板２２ａ、当該基板２２ａの表面に実装された半導体発光素子２２ｂ等を備えている。半導体発光素子２２ｂは、例えば、発光色が青系のＬＥＤとこれを覆う黄色系の蛍光体（例えば、ＹＡＧ蛍光体）とを組み合わせた構造の半導体発光素子（例えば、１ｍｍ角の発光面を含む発光ダイオード×４）で、基板２２ａの表面に所定間隔をおいて一列に実装されて、横長矩形の発光面（発光部）を構成している。

半導体発光素子２２ｂは、上記に限られず、ＲＧＢ三色のＬＥＤ（又はレーザーダイオード）を組み合わせた構造の半導体発光素子であってもよいし、その他構造の半導体発光素子であってもよい。なお、半導体発光素子２２ｂは、１以上であればよい。

光源２２は、支持部材２６の台座部２６ｃに支持されて、光学部材２４と支持部材２６との間に配置されている。具体的には、光源２２は、基板２２ａの裏面に形成された位置決め穴（図示せず）に支持部材２６の位置決めピン２６ｃ１を挿入することで、支持部材２６に対して位置決めされている。そして、光源２２は、図５（ｂ）に示すように、基板２２ａに形成された貫通穴２２ａ１に挿入されたネジＮ１が、支持部材２６（台座部２６ｃ）のネジ穴２６ｃ２に螺合することで、支持部材２６（台座部２６ｃ）に固定されている。

光源２２（基板２２ａの裏面）と支持部材２６（台座部２６ｃの先端面に形成された熱伝導部材用溝部２６ｃ３）との間には、光源２２と支持部材２６との間の伝熱性を高める観点から、熱伝導グリス（サーマルグリス）、熱伝導シート等の熱伝導性部材（図示せず）が配置されている。これにより、光源２２（半導体発光素子２２ｂ）で発生する熱の放熱経路（すなわち、基板２２ａ→熱伝導性部材→台座部２６ｃ→ベース部２６ａ→放熱フィン２６ｇ）が構成されている。

なお、半導体発光素子２２ｂの駆動電流は、基板２２ａの下端部に装着されるカプラ（図示せず）から基板２２ａ上の配線パターン（図示せず）を介して供給されるように構成されている。

図７（ａ）は光学部材２４の上面図、図７（ｂ）は正面図、図７（ｃ）は背面図、図７（ｄ）は斜視図、図７（ｅ）は側面図である。

光学部材２４は、アクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂製で、図７（ａ）〜図７（ｅ）に示すように、光学部材本体２８、光学部材本体２８の左右両側から支持部材２６に向かって延びる一対の脚部３０等を含んでいる。光学部材２４は、例えば、射出成形により一体成形されている。

図５（ａ）等に示すように、光学部材本体２８は、入光面２８ａ、前面２８ｂ、後面２８ｃ及び入光面２８ａ側の光学設計上の基準点Ｆを含む透光部材で、入光面２８ａから入光する光源２２からの光が光学部材本体２８の前面２８ｂ（第１前面２８ｂ１及び第２前面２８ｂ２）の少なくとも一部で反射し、さらに、後面２８ｃ（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）の少なくとも一部で反射した後、前面２８ｂ（第１前面２８ｂ１及び第２前面２８ｂ２）の少なくとも一部から出射して前方に照射されるように構成されている。

図７（ｂ）、図７（ｄ）に示すように、光学部材本体２８の前面２８ｂは、第１後面２８ｃ１の前方に配置された第１前面２８ｂ１と、第２後面２８ｃ２の前方に配置された第２前面２８ｂ２と、第１前面２８ｂ１と第２前面２８ｂ２との間の中間領域２８ｂ３を含んでいる。

第１前面２８ｂ１及び第２前面２８ｂ２は、入光面２８ａから入光する光源２２からの光の入射角が臨界角を超える領域で、入光面２８ａから入光する光源２２からの光を後面２８ｃ（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）に向けて全反射するとともに、後面２８ｃ（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）からの反射光が出射する領域である。

中間領域２８ｂ３は、入光面２８ａから入光する光源２２からの光の入射角が臨界角未満となる領域で、当該入光面２８ａから入光する臨界角未満の光を後面２８ｃ（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）に向けて反射する領域である。入光面２８ａから入光する臨界角未満の光を後面２８ｃに向けて反射するため、中間領域２８ｂ３には、アルミ蒸着等による鏡面処理が施されて反射膜が形成されている（図７（ｂ）、図７（ｄ）中のハッチング領域参照）。

図５（ａ）、図７（ｃ）に示すように、光学部材本体２８の後面２８ｃは、支持部材２６の台座部２６ｃが対向する箇所に形成された矩形溝部２８ｃ３と、矩形溝部２８ｃ３の底面に形成された入光面２８ａを含むＶ溝部２８ｃ４と、矩形溝部２８ｃ３（Ｖ溝部２８ｃ４）の両側に配置された第１後面２８ｃ１、第２後面２８ｃ２と、を含んでいる。

第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２は、前面２８ｂからの反射光を前面２８ｂ（第１前面２８ｂ１、第２前面２８ｂ２）に向けて反射し、前面２８ｂ（第１前面２８ｂ１、第２前面２８ｂ２）から出射させる領域である。前面２８ｂからの反射光を前面２８ｂ（第１前面２８ｂ１、第２前面２８ｂ２）に向けて反射し、前面２８ｂ（第１前面２８ｂ１、第２前面２８ｂ２）から出射させるため、第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２には、アルミ蒸着等による鏡面処理が施されて反射膜が形成されている（図７（ｃ）中のハッチング領域参照）。

矩形溝部２８ｃ３は、支持部材２６の台座部２６ｃの先端部が挿入される溝部で、光学部材本体２８の後面２８ｃのうち支持部材２６の台座部２６ｃが対向する箇所において上下方向に延びた状態で形成されている。

Ｖ溝部２８ｃ４は、矩形溝部２８ｃ３の底面において上下方向に延びた状態で形成されている。Ｖ溝部２８ｃ４を構成する左右の面（図７（ｃ）参照）は、一対の入光面２８ａとして用いられる。なお、Ｖ溝部２８ｃ４を構成する左右の面（一対の入光面２８ａ）は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。

光学部材２４（光学部材本体２８）の基準点Ｆは、Ｖ溝部２８ｃ４内に位置していてもよいし、Ｖ溝部２８ｃ４外に位置していてもよい。本実施形態では、光学部材２４への入光効率を高める観点から、光学部材２４（光学部材本体２８）の基準点Ｆは、Ｖ溝部２８ｃ４内に位置している（図５（ａ）参照）。

光学部材本体２８の入光面２８ａ、前面２８ｂ及び後面２８ｃ（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）のうち少なくとも一つは、入光面２８ａから光学部材本体２８内部に入光し、前面２８ｂ及び後面２８ｃ（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）で反射された後に、前面２８ｂ（第１前面２８ｂ１、第２前面２８ｂ２）から出射して前方に照射される光源２２からの光（半導体発光素子の光源像）が、仮想鉛直スクリーン上に、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉ中の集光領域Ｐ１（図２（ｂ）参照）を形成するように、その面形状が設計されている。各面の設計手法については、例えば、米国特許第７４６０９８５号に詳しく記載されている。

光学部材２４は、支持部材２６に支持されて、光源２２の前方に配置されている。具体的には、光学部材２４は、光学部材２４に形成された位置決め穴２８ｄに支持部材２６の位置決めピン２６ｂ１を挿入し、かつ、光学部材２４の矩形溝部２８ｃ３に光源２２が固定された支持部材２６の台座部２６ｃの先端部を挿入することで、支持部材２６に対して位置決めされている。そして、光学部材２４は、脚部３０の係止穴３０ａに支持部材２６のベース部２６ａの爪部２６ｄが係合することで、支持部材２６に固定されている（図４（ｃ）、図５（ａ）参照）。光源２２（横長矩形の発光面）は、光学部材２４（光学部材本体２８）の基準点Ｆ（又はその近傍）に位置している。なお、光学部材２４と支持部材２６とは、上記フック構造に代えて、ネジで固定してもよい。

図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、光学部材２４は、Ｖ溝部２８ｃ４と支持部材２６の台座部２６ｃとの間に、空気が対流する空間としての筒部Ｓ１（上下方向に貫通している）が構成された状態で、支持部材２６に固定されている。そして、光源２２は、筒部Ｓ１内に配置された状態で支持部材２６の台座部２６ｃ（先端面）に固定されている。

図５（ｂ）に示すように、光学部材本体２８の上端部は、上方に向かうに従って支持部材２６のベース部２６ａ側へ近づくように延びて、光学部材本体２８の上端部とベース部２６ａの上端部との間に筒部Ｓ１が連続する空間Ｓ２を構成するとともに、前方斜め上方から筒部Ｓ１の上端開口が視認されないように、筒部Ｓ１の上端開口を覆っている。

図５（ａ）に示すように、光学部材２４の後面（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）とベース部２６ａの前面（第１領域２６ｅ及び第２領域２６ｆ）との間には、空気が対流する空間Ｓ３、Ｓ４が構成されている。

上記構成のハイビーム用光学モジュール２０においては、光源２２（半導体発光素子２２ｂ）で発生する熱は、空気が対流する空間としての筒部Ｓ１及びこれに連続する空間Ｓ２において空気が上下方向に対流する（煙突効果）ことで、効率よく放熱される。なお、筒部Ｓ１における空気の対流特性を高める観点から、Ｖ溝部２８ｃ４を構成する左右の面（一対の入光面２８ａ）は、平面（例えば、鉛直面）であるのが望ましい。

また、光源２２（半導体発光素子２２ｂ）で発生する熱（特に、光源２２で発生し、光学部材２４へ伝わる熱）は、空気が対流する空間Ｓ３、Ｓ４において空気が上下方向に対流することで、「さらに」効率よく放熱される。

また、上記構成のハイビーム用光学モジュール２０においては、光源２２（半導体発光素子２２ｂ）で発生する熱は、基板２２ａ→熱伝導性部材→台座部２６ｃ→ベース部２６ａ→放熱フィン２６ｇの経路を経て、放熱フィン２６ｇから周辺空気へ放出される。その際、図４（ｃ）に示すように、複数の放熱フィン２６ｇは支持部材２６のベース部２６ａの後面に水平方向に間隔をおいて配置されている（すなわち、複数の放熱フィン２６ｇは、筒部Ｓ１が開口している方向（図４（ｃ）中上下方向）と平行の方向へ延伸している）ため、光源２２（半導体発光素子２２ｂ）で発生する熱は、複数の放熱フィン２６ｇ間の空間において空気が上下方向に対流することで、「さらに」効率よく放熱される。

次に、ロービーム用光学モジュール３０Ａについて説明する。

図２（ａ）は、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Ｐ_Ｌｏの例である。

ロービーム用光学モジュール３０Ａは、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ中の集光領域Ｐ２（図２（ａ）参照）を形成する光学モジュールである。

ロービーム用光学モジュール３０Ａは、ハイビーム用光学モジュール２０と同様、半導体発光素子２２ｂを含む光源２２、光学部材２４、光源２２と光学部材２４とを支持する支持部材２６を含み、これらが図４、図５に示すように組み合わされて、いわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の光学モジュール（又は灯具ユニット）を構成している。

一方、ロービーム用光学モジュール３０Ａは、ハイビーム用光学モジュール２０と比べ、光学部材本体２８の入光面２８ａ、前面２８ｂ及び後面２８ｃ（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）のうち少なくとも一つが、入光面２８ａから光学部材本体２８内部に入光し、前面２８ｂ及び後面２８ｃ（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）で反射された後に、前面２８ｂ（第１前面２８ｂ１、第２前面２８ｂ２）から出射して前方に照射される光源２２からの光（半導体発光素子の光源像）が、仮想鉛直スクリーン上に、ロービーム用配光パターン_Ｌｏ中の集光領域Ｐ２（図２（ａ）参照）を形成するように、その面形状が設計されている点で異なっている。

次に、ロービーム用光学モジュール３０Ｂについて説明する。

ロービーム用光学モジュール３０Ｂは、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ中の拡散領域Ｐ３（図２（ａ）参照）を形成する光学モジュールである。

ロービーム用光学モジュール３０Ｂは、ハイビーム用光学モジュール２０と同様、半導体発光素子２２ｂを含む光源２２、光学部材２４、光源２２と光学部材２４とを支持する支持部材２６を含み、これらが図４、図５に示すように組み合わされて、いわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の光学モジュール（又は光学モジュール）を構成している。

一方、ロービーム用光学モジュール３０Ｂは、ハイビーム用光学モジュール２０と比べ、光学部材本体２８の入光面２８ａ、前面２８ｂ及び後面２８ｃ（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）のうち少なくとも一つが、入光面２８ａから光学部材本体２８内部に入光し、前面２８ｂ及び後面２８ｃ（第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２）で反射された後に、前面２８ｂ（第１前面２８ｂ１、第２前面２８ｂ２）から出射して前方に照射される光源２２からの光（半導体発光素子の光源像）が、仮想鉛直スクリーン上に、ロービーム用配光パターン_Ｌｏ中の拡散領域Ｐ３（図２（ａ）参照）を形成するように、その面形状が設計されている点で異なっている。

次に、各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂの動作例（ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉ又はロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏに切り換える動作例）について説明する。

ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉ又はロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの切り換えは、各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂ（それぞれの光源２２）が電気的に接続されたＥＣＵ等の制御回路（図示せず）によって行われる。

制御回路は、各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂ（それぞれの光源２２）の点灯状態（点灯又は消灯）を個別に制御することで、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉ又はロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏに切り換える。

例えば、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉを形成する場合、制御回路は、図８（ｃ）に示すように、各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂ（それぞれの光源２２）が点灯するように、各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂ（それぞれの光源２２）を制御する。図８（ｃ）中、ハッチングされていない白色の領域は、各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂ（それぞれの光源２２）が点灯されて発光している発光領域を表している。

以上のように、各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂ（それぞれの光源２２）が点灯することで、図２（ｂ）に示すように、２つのハイビーム用光学ユニット２０により形成されるハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉ中の集光領域Ｐ１と、ロービーム用光学モジュール３０Ａにより形成される集光領域Ｐ２と、ロービーム用光学モジュール３０Ｂにより形成される拡散領域Ｐ３とが重畳されたハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉが形成される。

一方、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏを形成する場合、制御回路は、図８（ｂ）に示すように、光学モジュール２０（光源２２）が消灯し、光学モジュール３０Ａ、３０Ｂ（それぞれの光源２２）が点灯するように、各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂ（それぞれの光源２２）を制御する。図８（ｂ）中、ハッチングされていない白色の領域は、光学モジュール３０Ａ、３０Ｂ（それぞれの光源２２）が点灯されて発光している発光領域を表している。

以上のように、光学モジュール２０（光源２２）が消灯し、光学モジュール３０Ａ、３０Ｂ（それぞれの光源２２）が点灯することで、図２（ａ）に示すように、ロービーム用光学モジュール３０Ａにより形成される集光領域Ｐ２と、ロービーム用光学モジュール３０Ｂにより形成される拡散領域Ｐ３とが重畳されたロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏが形成される。

以上説明したように、本実施形態の車両用灯具１０を構成する各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂによれば、Ｖ溝部２８ｃ４と台座部２６ｃとの間に空気が上下方向に対流する空間としての筒部Ｓ１（及びこれに連続する空間Ｓ２）が構成され、当該筒部Ｓ１（及びこれに連続する空間Ｓ２）において空気が上下方向に対流することで、光源２２で発生する熱が効率よく放熱される結果、半導体発光素子２２ｂを含む光源２２と光学部材２４とを組み合わせた構造の車両用灯具１０において、光源２２の熱の影響により光学部材２４が黄変及び／又は変形するのを抑制することができる。

また、本実施形態の車両用灯具１０を構成する各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂによれば、光学部材２４の第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２とベース部２６ａの前面の第１領域２６ｅ及び第２領域２６ｆとの間に空気が上下方向に対流する空間Ｓ３、Ｓ４が構成され、当該空間Ｓ３、Ｓ４において空気が上下方向に対流することで、光源２２で発生する熱（特に、光源２２で発生し、光学部材２４へ伝わる熱）が「さらに」効率よく放熱される結果、半導体発光素子２２ｂを含む光源２２と光学部材２４とを組み合わせた構造の車両用灯具１０において、光源２２の熱の影響により光学部材２４が黄変及び／又は変形するのを「さらに」抑制することができる。

また、本実施形態の車両用灯具１０を構成する各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂによれば、複数の放熱フィン２６ｇが、筒部Ｓ１が開口している方向と平行の方向へ延伸して、複数の放熱フィン２６ｇ間に空気が上下方向に対流する空間が構成され、当該空間において空気が上下方向に対流することで、光源２２で発生する熱が「さらに」効率よく放熱される結果、半導体発光素子２２ｂを含む光源２２と光学部材２４とを組み合わせた構造の車両用灯具１０において、光源２２の熱の影響により光学部材２４が黄変及び／又は変形するのを「さらに」抑制することができる。

次に、支持部材２６及び光学部材２４の変形例（支持部材２６Ａ及び光学部材２４Ａ）について説明する。

本変形例の支持部材２６Ａ及び光学部材２４Ａによれば、空気が対流する空間としての筒部Ｓ１Ａを、上下方向にストレートに延びる筒部（上下方向に貫通している）として構成することができるため、上記実施形態の筒部Ｓ１と比べ、空気の対流特性をより高めることができる。その結果、光源２２（半導体発光素子２２ｂ）で発生する熱をより効率よく放熱することができる。

これを実現するため、本変形例の支持部材２６Ａ及び光学部材２４Ａは、次のように構成されている。

図９（ａ）は支持部材２６Ａの上面図、図９（ｂ）は正面図、図９（ｃ）は斜視図、図９（ｄ）は側面図である。

図９（ａ）〜図９（ｄ）に示すように、本変形例の支持部材２６Ａの台座部２６ｃは、ベース部２６ａの下端縁からベース部２６ａの上端縁まで延びている。そして、支持部材２６Ａの台座部２６ｃの先端面は、鉛直面とされている。

図１０（ａ）は光学部材２４Ａの上面図、図１０（ｂ）は正面図、図１０（ｃ）は背面図、図１０（ｄ）は斜視図、図１０（ｅ）は側面図である。

図１０（ａ）〜図１０（ｅ）に示すように、本変形例の光学部材本体２８の後面２８ｃのうち、支持部材２６の台座部２６ｃが対向する箇所に形成された矩形溝部２８ｃ３及び矩形溝部２８ｃ３の底面に形成されたＶ溝部２８ｃ４は、光学部材本体２８の後面２８ｃの下端縁から光学部材本体２８の後面２８ｃの上端縁までストレートに延びている。そして、Ｖ溝部２８ｃ４を構成する左右の面（一対の入光面２８ａ）は、鉛直面とされている。

本変形例の光学部材２４Ａは、図１１に示すように、Ｖ溝部２８ｃ４と支持部材２６の台座部２６ｃとの間に、空気が対流する空間としての上下方向にストレートに延びる筒部Ｓ１Ａが構成された状態で、支持部材２６Ａに固定されている。

以上説明したように、本変形例の支持部材２６Ａ及び光学部材２４Ａを用いた各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂによれば、Ｖ溝部２８ｃ４と台座部２６ｃとの間に空気が上下方向に対流する空間としての上下方向にストレートに延びる筒部Ｓ１Ａが構成され、当該筒部Ｓ１Ａにおいて空気が上下方向に対流することで、光源２２で発生する熱が効率よく放熱される結果、半導体発光素子２２ｂを含む光源２２と光学部材２４Ａとを組み合わせた構造の車両用灯具１０において、光源２２の熱の影響により光学部材２４Ａが黄変及び／又は変形するのを抑制することができる。

また、本変形例の支持部材２６Ａ及び光学部材２４Ａを用いた各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂによれば、光学部材２４の第１後面２８ｃ１及び第２後面２８ｃ２とベース部２６ａの前面の第１領域２６ｅ及び第２領域２６ｆとの間に空気が上下方向に対流する空間Ｓ３、Ｓ４が構成され、当該空間Ｓ３、Ｓ４において空気が上下方向に対流することで、光源２２で発生する熱（特に、光源２２で発生し、光学部材２２へ伝わる熱）が「さらに」効率よく放熱される結果、半導体発光素子２２ｂを含む光源２２と光学部材２４Ａとを組み合わせた構造の車両用灯具１０において、光源２２の熱の影響により光学部材２４Ａが黄変及び／又は変形するのを「さらに」抑制することができる。

また、本変形例の支持部材２６Ａ及び光学部材２４Ａを用いた各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂによれば、複数の放熱フィン２６ｇが、筒部Ｓ１Ａが開口している方向と平行の方向へ延伸して、複数の放熱フィン２６ｇ間に空気が上下方向に対流する空間が構成され、当該空間において空気が上下方向に対流することで、光源２２で発生する熱が「さらに」効率よく放熱される結果、半導体発光素子２２ｂを含む光源２２と光学部材２４Ａとを組み合わせた構造の車両用灯具１０において、光源２２の熱の影響により光学部材２４Ａが黄変及び／又は変形するのを「さらに」抑制することができる。

なお、各光学モジュール２０、３０Ａ、３０Ｂは、第１前面２８ｂ１と第２前面２８ｂ２が左右方向に配置された状態だけでなく、第１前面２８ｂ１と第２前面２８ｂ２が上下方向又は斜め方向に配置された状態で用いることもできる。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１０…車両用灯具、２０…ハイビーム用光学モジュール、２２…光源、２２ａ…基板、２２ａ１…貫通穴、２２ｂ…半導体発光素子、２４、２２Ａ…光学部材、２６、２６Ａ…支持部材、２６ａ…ベース部、２６ｂ…台座部、２６ｂ１…位置決めピン、２６ｃ…台座部、２６ｃ１…位置決めピン、２６ｃ２…ネジ穴、２６ｃ３…熱伝導部材用溝部、２６ｄ…爪部、２６ｅ…第１領域、、２６ｆ…第２領域、２６ｇ…放熱フィン、２８…光学部材本体、２８ａ…入光面、２８ｂ…前面、２８ｂ１…第１前面、２８ｂ２…第２前面、２８ｂ３…中間領域、２８ｃ…後面、２８ｃ１…第１後面、２８ｃ２…第２後面、２８ｃ３…矩形溝部、２８ｃ４…Ｖ溝部、２８ｄ…穴、３０…脚部、３０ａ…係止穴、３０Ａ、３０Ｂ…ロービーム用光学モジュール

Claims (8)

1. 半導体発光素子を含む光源と、光学部材と、前記光源と前記光学部材とを支持する支持部材と、を含む少なくとも一つの光学モジュールを備えた車両用灯具において、
   前記光源は、前記光学部材と前記支持部材との間に配置されており、
   前記光学部材は、後面、前面を含んでおり、
   前記光学部材の後面は、前記光源が対向する箇所に入光面を含んでおり、
   前記光学部材は、前記入光面から入光する前記光源からの光が前記前面の少なくとも一部で反射し、さらに、前記後面の少なくとも一部で反射した後、前記前面の少なくとも一部から出射して前方に照射されるように構成されており、
   前記光学部材は、前記光学部材と前記支持部材との間に、空気が対流する空間が構成された状態で、前記支持部材に支持されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記支持部材は、ベース部と、前記ベース部の前面から前方に突出した台座部と、を含んでおり、
   前記光学部材の後面は、前記台座部が対向する箇所に形成された前記入光面を含む溝部を含んでおり、
   前記光学部材は、前記溝部と前記台座部との間に、前記空気が対流する空間としての筒部が構成された状態で、前記支持部材に支持されており、
   前記光源は、前記台座部に支持されて前記筒部内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記光学部材と前記ベース部との間には、前記空気が対流する空間が構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記光学部材は、光学部材本体と、前記光学部材本体を前記支持部材に固定する固定部と、を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用灯具。
5. 前記ベース部の後面は、複数の放熱フィンを備えており、
   前記複数の放熱フィンは、前記筒部が開口している方向と平行の方向へ延伸していることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用灯具。
6. 半導体発光素子を含む光源と、光学部材と、前記光源と前記光学部材とを支持する支持部材と、を含む少なくとも一つの光学モジュールを備えた車両用灯具において、
   前記支持部材は、ベース部を含んでおり、
   前記ベース部の前面は、当該前面から前方に突出した台座部と、当該台座部の両側に配置された第１領域、第２領域と、を含んでおり、
   前記光学部材の後面は、前記台座部が対向する箇所に形成された前記入光面を含む溝部と、当該溝部の両側に配置された第１後面、第２後面と、を含んでおり、
   前記光学部材の前面は、前記第１後面の前方に配置された第１前面と、前記第２後面の前方に配置された第２前面と、を含んでおり、
   前記光学部材は、前記入光面から入光する前記光源からの光が前記第１前面及び前記第２前面の少なくとも一部で反射し、さらに、前記第１後面及び前記第２後面の少なくとも一部で反射した後、前記第１前面及び前記第２前面の少なくとも一部から出射して前方に照射されるように構成されており、
   前記光学部材は、前記溝部と前記台座部との間に、空気が対流する空間としての筒部が構成された状態で、前記支持部材に支持されており、
   前記光源は、前記台座部に支持されて前記筒部内に配置されていることを特徴とする車両用灯具。
7. 前記光学部材の第１後面及び第２後面と前記ベース部の前面の第１領域及び第２領域との間には、空気が対流する空間が構成されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用灯具。
8. 前記溝部は、Ｖ溝であることを特徴とする請求項６又は７に記載の車両用灯具。

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