JP2023066000A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源からの出射光を投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、安価な灯具構成により、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として形成可能とする。【解決手段】３つの第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆを左右方向に並んだ状態で配置し、これらと投影レンズ４０との間に配置された導光体５０に３つの第２入射部５４Ｄ、５４Ｅ、５４Ｆを形成する。これによりハイビーム用配光パターン用の付加配光パターンを横長の配光パターンとして形成可能とする。その上で、右側の第２入射部５４Ｄは、その全反射面５４Ｄ３の右側反射領域からの反射光によって付加配光パターンの拡散領域を形成するとともに左側反射領域からの反射光によって中心領域を形成するように構成し、左側の第２入射部５４Ｆも同様の構成とする。これにより数少ない第２発光素子であっても付加配光パターンの配光ムラを抑える。【選択図】図５

Description

本願発明は、投影レンズを備えた車両用灯具に関するものである。

従来より、光源からの出射光を、投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具が知られている。

「特許文献１」には、このような車両用灯具の構成として、光源と投影レンズとの間に、光源からの出射光を導光して投影レンズに入射させるように構成された導光体が配置されたものが記載されている。

この「特許文献１」に記載された車両用灯具は、その光源として、ロービーム用配光パターンを形成するための第１光源と、この第１光源との同時点灯によってハイビーム用配光パターンを形成するための第２光源とを備えており、また、その導光体として、第１光源からの出射光を導光するための第１導光体と、第２光源からの出射光を導光するための第２導光体とを備えている。

さらに、この「特許文献１」の図６には、第２光源が、第１光源よりも下方側において左右方向に並んだ状態で配置された複数の第２発光素子で構成されるとともに、第２導光体が、複数の第２発光素子の各々からの出射光を入射させる複数の第２入射部を備えた構成を有する車両用灯具が記載されている。

特開２０１７－１９９６６０号公報

上記「特許文献１」に記載された車両用灯具のように、第２光源として左右方向に並んだ状態で配置された複数の第２発光素子を備えた構成とすれば、ハイビーム用配光パターンを形成する際にロービーム用配光パターンに対して付加される付加配光パターンを、横長の配光パターンとして形成することが可能となる。

しかしながら、この付加配光パターンを配光ムラのない配光パターンとして形成するためには、第２発光素子を数多く配置することが必要となり、このため車両用灯具を安価に構成することが困難となってしまう。

一方、第２発光素子の数を減らすと、付加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困難となり、このためハイビーム用配光パターンも配光ムラの少ない配光パターンとして形成することが困難となってしまう。

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、光源からの出射光を投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、安価な灯具構成により、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として形成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ものである。

本願発明は、光源と投影レンズとの間に配置された導光体の構成に工夫を施すことにより、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灯具は、
光源と投影レンズとを備え、上記光源からの出射光を上記投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、
上記光源と上記投影レンズとの間に、上記光源からの出射光を導光して上記投影レンズに入射させるように構成された導光体が配置されており、
上記光源として、ロービーム用配光パターンを形成するための第１光源と、上記第１光源との同時点灯によってハイビーム用配光パターンを形成するための第２光源とを備えており、
上記第２光源は、上記第１光源よりも下方側において左右方向に並んだ状態で配置された複数の第２発光素子で構成されており、
上記導光体は、上記第１光源からの出射光を入射させる第１入射部と、上記複数の第２発光素子の各々からの出射光を入射させる複数の第２入射部を備えており、
上記導光体は、上記ロービーム用配光パターン用の光を出射する第１出射面と、上記ハイビーム用配光パターンを形成する際に上記ロービーム用配光パターンに対して付加される付加配光パターン用の光を出射する第２出射面とを備えており、
上記第２入射部は、上記第２発光素子からの出射光を上記第２出射面へ向かう光として入射させる前部入射面と、上記前部入射面の周囲において上記第２発光素子からの出射光を上記前部入射面から離れる方向へ向かう光として入射させる側部入射面と、上記側部入射面から入射した上記第２発光素子からの出射光を上記第２出射面へ向けて全反射させる全反射面とを備えており、
上記複数の第２入射部のうち左右方向の端部に位置する第２入射部は、上記全反射面における左右方向の端部側の反射領域からの反射光によって上記付加配光パターンの拡散領域を形成するとともに、上記全反射面における左右方向の中心部側の反射領域からの反射光によって上記付加配光パターンの中心領域を形成するように構成されている、ことを特徴とするものである。

上記「第１光源」の具体的な構成は特に限定されるものではない。

上記「第２光源」を構成する「複数の第２発光素子」は、第１光源よりも下方側において左右方向に並んだ状態で配置されていれば、その具体的な配置や配置個数は特に限定されるものではない。

上記「側部入射面」は、前部入射面の周囲において第２発光素子からの出射光を前部入射面から離れる方向へ向かう光として入射させるように形成されていれば、その具体的な配置や表面形状等は特に限定されるものではなく、また、必ずしも前部入射面を全周にわたって囲むように形成されていなくてもよい。

上記「第２入射部」は、全反射面における左右方向の端部側の反射領域からの反射光によって付加配光パターンの拡散領域を形成するとともに、全反射面における左右方向の中心部側の反射領域からの反射光によって付加配光パターンの中心領域を形成するように構成されていれば、全反射面における左右方向の端部側の反射領域からの反射光の具体的な照射範囲および全反射面における左右方向の中心部側の反射領域からの反射光の具体的な照射範囲は特に限定されるものではない。

本願発明に係る車両用灯具は、光源からの出射光を、投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射する構成となっているが、光源と投影レンズとの間には、光源からの出射光を導光して投影レンズに入射させるように構成された導光体が配置されているので、この導光体によって投影レンズへの入射光を制御することにより所望する形状の配光パターンを形成することが容易に可能となる。

また、本願発明に係る車両用灯具は、その光源として、ロービーム用配光パターンを形成するための第１光源と、この第１光源との同時点灯によってハイビーム用配光パターンを形成するための第２光源とを備えており、かつ、第２光源は、第１光源よりも下方側において左右方向に並んだ状態で配置された複数の第２発光素子で構成されており、また、導光体には、複数の第２発光素子の各々からの出射光を入射させる複数の第２入射部が形成されているので、ハイビーム用配光パターンを形成する際にロービーム用配光パターンに対して付加される付加配光パターンを、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。

その際、第２入射部は、第２発光素子からの出射光を第２出射面へ向かう光として入射させる前部入射面と、この前部入射面の周囲において第２発光素子からの出射光を前部入射面から離れる方向へ向かう光として入射させる側部入射面と、この側部入射面から入射した第２発光素子からの出射光を第２出射面へ向けて全反射させる全反射面とを備えているので、第２発光素子からの出射光を効率良く利用することができる。

その上で、複数の第２入射部のうち左右方向の端部に位置する第２入射部は、その全反射面における左右方向の端部側の反射領域からの反射光によって付加配光パターンの拡散領域を形成するとともに、その全反射面における左右方向の中心部側の反射領域からの反射光によって付加配光パターンの中心領域を形成す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、数多くの第２発光素子が配置されていなくても、付加配光パターンを複数の配光パターンが互いに重ね合わされた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、これによりハイビーム用配光パターンも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。

このように本願発明によれば、光源からの出射光を投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、安価な灯具構成により、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として形成することができる。

上記構成において、さらに、左右方向の端部に位置する第２入射部の全反射面が、左右方向の中心部側に隣接する第２入射部の全反射面よりも、反射光の左右拡散角が大きくなるように形成された反射面形状を有する構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、付加配光パターンを、その左右方向の中心部領域から端部領域にかけて徐々に明るさが減少する配光パターンとして形成することができ、これによりハイビーム用配光パターンを視認性に優れた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、さらに、左右方向の端部に位置する第２入射部の前部入射面が、第２発光素子からの出射光を左右方向の中心部側へ向けて偏向入射させるように形成された入射面形状を有する構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、付加配光パターンを、その左右方向の中心部領域から端部領域にかけて徐々に明るさが減少する配光パターンとして形成することが一層容易に可能となり、これによりハイビーム用配光パターンを視認性に優れた配光パターンとして形成することが一層容易に可能となる。

本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す側断面図 図１のII方向矢視図 上記車両用灯具の灯具ユニットを単品で示す側断面図 図３のIV－IV線断面図 図３のＶ－Ｖ線断面図 図５のVI部詳細図 上記灯具ユニットからの照射光によって形成される配光パターンを示す図 上記配光パターンの成立ちを説明するための図 上記実施形態の変形例を示す、図５と同様の図 上記変形例の作用を示す、図８と同様の図

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灯具１０を示す側断面図である。また、図２は、図１のII方向矢視図である。

これらの図において、Ｘで示す方向が「灯具前方」であり、Ｙで示す方向が「灯具前方」と直交する「左方向」（灯具正面視では「右方向」）であり、Ｚで示す方向が「上方向」である。これら以外の図においても同様である。

図１に示すように、車両用灯具１０は、車両の前端部に設けられるヘッドランプであって、ランプボディ１２と透光カバー１４とで形成される灯室内に灯具ユニット２０が収容された構成となっている。

図３は、灯具ユニット２０を単品で示す側断面図である。また、図４は、図３のIV－IV線断面図であり、図５は、図３のＶ－Ｖ線断面図である。

図３～５に示すように、灯具ユニット２０は、プロジェクタ型の灯具ユニットであって、光源３０からの出射光を、投影レンズ４０を介して灯具前方へ向けて照射することにより、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（これについては後述する）を形成し得る構成となっている。

投影レンズ４０は、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘを有しており、その後側焦点面上に形成される投影用画像を反転投影することにより上記配光パターンを形成するようになっている。

投影レンズ４０とその灯具後方側に配置された光源３０との間には、光源３０からの出射光を導光して投影レンズ４０に入射させるように構成された導光体５０が配置されている。そして、この導光体５０において上記投影用画像を形成するようになっている。

投影レンズ４０は、外周フランジ部４０ａを有する両凸非球面レンズであって、無色透明の樹脂製部材で構成されている。この投影レンズ４０は、灯具正面視において円形の上部および下部を水平方向に切り落としたようなレンズ形状を有しており、その外周フランジ部４０ａにおいてレンズホルダ４２に支持されている。

レンズホルダ４２は、灯具前後方向に延びる筒状部材であって、その前端部には投影レンズ４０を支持するためのレンズ支持部４２ａが形成されている。

光源３０は、共通の基板３４に搭載された３つの第１発光素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃおよび３つの第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆで構成されている。これら第１および第２発光素子３２Ａ～３２Ｆは、いずれも矩形状（例えば正方形）の発光面を有する白色発光ダイオードであって、その発光面を灯具前方へ向けた状態で配置されている。

３つの第１発光素子３２Ａ～３２Ｃは、ロービーム用配光パターンを形成する際に点灯する第１光源として構成されており、３つの第２発光素子３２Ｄ～３２Ｆは、ハイビーム用配光パターンを形成する際に追加点灯する第２光源として構成されている。

３つの第１発光素子３２Ａ～３２Ｃは、投影レンズ４０の光軸Ａｘの真上の位置およびその左右両側に等間隔をおいた位置に配置されており、３つの第２発光素子３２Ｄ～３２Ｆは、光軸Ａｘの真下の位置およびその左右両側に等間隔をおいた位置に配置されている。その際、３つの第２発光素子３２Ｄ～３２Ｆ相互の間隔は、３つの第１発光素子３２Ａ～３２Ｃ相互の間隔よりも小さい値に設定されている。

基板３４は、投影レンズ４０の光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びるように配置された状態で金属製のヒートシンク６０に支持されている。

ヒートシンク６０は、投影レンズ４０の光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる本体部６２と、この本体部６２から灯具後方へ向けて鉛直面に沿って延びる複数の放熱フィン６４とを備えており、その本体部６２において基板３４と面接触した状態でレンズホルダ４２に支持されている。

導光体５０は、無色透明の樹脂製部材で構成されている。

導光体５０は、ロービーム用配光パターン用の光を出射するための第１出射面５２Ａと、ハイビーム用配光パターンを形成する際にロービーム用配光パターンに対して付加される付加配光パターン用の光を出射するための第２出射面５２Ｂと、第１出射面５２Ａと第２出射面５２Ｂとを繋ぐように形成された上向き反射面５２Ｃとを備えている。

第１出射面５２Ａは、導光体５０の前面上部を構成している。この第１出射面５２Ａは、投影レンズ３０の後側焦点面よりも灯具後方側に一定量離れた位置において凹曲面状に形成されており、灯具正面視において略横長矩形状の外形形状を有している。

上向き反射面５２Ｃは、第１出射面５２Ａの下端縁から灯具前方へ向けて水平面に沿って延びており、灯具正面視において左右段違いで形成されている。この上向き反射面５２Ｃは、導光体５０の表面に鏡面処理（例えばアルミニウム蒸着）を施すことにより構成されている。

上向き反射面５２Ｃの前端縁５２Ｃａは、投影レンズ３０の後側焦点Ｆ近傍を通るようにして、左右両方向へ向けて灯具前方側に湾曲して延びるように形成されている。

第２出射面５２Ｂは、導光体５０の前面下部を構成している。この第２出射面５２Ｂは、上向き反射面５２Ｃの前端縁５２Ｃａから下方へ向けて灯具前方側に多少傾斜して延びるように形成されており、灯具正面視において略横長矩形状の外形形状を有している。

図４、５に示すように、導光体５０は、３つの第１発光素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの各々からの出射光を入射させるための３つの第１入射部５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃと、３つの第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆの各々からの出射光を入射させるための３つの第２入射部５４Ｄ、５４Ｅ、５４Ｆとを備えている。

３つの第１入射部５４Ａ～５４Ｃは、３つの第１発光素子３２Ａ～３２Ｃの各々に対して灯具前方側で、かつ、第１出射面５２Ａに対して灯具後方側に位置するように形成されている。また、３つの第２入射部５４Ｄ～５４Ｆは、３つの第２発光素子３２Ｄ～３２Ｆの各々に対して灯具前方側で、かつ、第２出射面５２Ｂに対して灯具後方側に位置するように形成されている。

図３に示すように、光軸Ａｘの真上に位置する第１入射部５４Ｂから導光体５０に入射した第１発光素子３２Ｂからの光は、第１出射面５２Ａから出射した後、直接または上向き反射面５２Ｃで正反射してから投影レンズ３０に入射し、投影レンズ３０から略下向きの光として灯具前方へ向けて照射されるようになっている。右側および左側に位置する第１入射部５４Ａ、５４Ｃから導光体５０に入射した第１発光素子３２Ａ、３２Ｃからの光についても同様である。

一方、光軸Ａｘの真下に位置する第２入射部５４Ｅから導光体５０に入射した第２発光素子３２Ｅからの光は、直接または上向き反射面５２Ｃで全反射して第２出射面５２Ｅに導かれた後、第２出射面５２Ｂから投影レンズ３０へ向けて出射し、投影レンズ３０から略上向きの光として灯具前方へ向けて照射されるようになっている。右側および左側に位置する第２入射部５４Ｄ、５４Ｆから導光体５０に入射した第２発光素子３２Ｄ、３２Ｆからの光についても同様である。

導光体５０の上部および左右両側部には、第１出射面５２Ａよりも灯具前方側の位置において光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる外周フランジ部５６が形成されている。

レンズホルダ４２には、導光体５０の外周フランジ部５６に沿って延びる導光体支持部４２ｂが形成されている。そして、導光体５０は、その外周フランジ部５６がレンズホルダ４２の導光体支持部４２ｂの後面に当接して位置決めされた状態でレンズホルダ４２に支持されている。

図４に示すように、３つの第１入射部５４Ａ～５４Ｃは、３つの第１発光素子３２Ａ～３２Ｃの各々からの出射光を入射させた後、直接または全反射させてから第１出射面５２Ａに導くように構成されている。

具体的には、各第１入射部５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃは、各第１発光素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃからの出射光を第１出射面５２Ａへ向かう光として入射させる前部入射面５４Ａ１、５４Ｂ１、５４Ｃ１と、この前部入射面５４Ａ１、５４Ｂ１、５４Ｃ１の周囲において各第１発光素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃからの出射光を前部入射面５４Ａ１、５４Ｂ１、５４Ｃ１から離れる方向へ向かう光として入射させる側部入射面５４Ａ２、５４Ｂ２、５４Ｃ２と、この側部入射面５４Ａ２、５４Ｂ２、５４Ｃ２から入射した各第１発光素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃからの出射光を第１出射面５２Ａへ向けて全反射させる全反射面５４Ａ３、５４Ｂ３、５４Ｃ３とを備えている。

その際、３つの第１入射部５４Ａ～５４Ｃは、３つの第１発光素子３２Ａ～３２Ｃの各々からの出射光を平行光に近い光線束として第１出射面５２Ａに導くように構成されている。さらにその際、光軸Ａｘの真上に位置する第１入射部５４Ｂから第１出射面５２Ａに到達する光線束の左右幅が、その両側に位置する第１入射部５４Ａ、５４Ｃから第１出射面５２Ａに到達する光線束の左右幅よりも多少狭くなり、かつ、第１入射部５４Ｂから第１出射面５２Ａに到達する光線束と、その両側に位置する第１入射部５４Ａ、５４Ｃから第１出射面５２Ａに到達する光線束とが、投影レンズ４０の後側焦点面の位置において部分的に重複するように、３つの第１入射部５４Ａ～５４Ｃの形状が設定されている。

一方、図５に示すように、３つの第２入射部５４Ｄ～５４Ｆは、３つの第２発光素子３２Ｄ～３２Ｆの各々からの出射光を入射させた後、直接または全反射させてから第２出射面５２Ｂに導くように構成されている。

具体的には、各第２入射部５４Ｄ、５４Ｅ、５４Ｆは、各第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆからの出射光を第２出射面５２Ｂへ向かう光として入射させる前部入射面５４Ｄ１、５４Ｅ１、５４Ｆ１と、この前部入射面５４Ｄ１、５４Ｅ１、５４Ｆ１の周囲において各第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆからの出射光を前部入射面５４Ｄ１、５４Ｅ１、５４Ｆ１から離れる方向へ向かう光として入射させる側部入射面５４Ｄ２、５４Ｅ２、５４Ｆ２と、この側部入射面５４Ｄ２、５４Ｅ２、５４Ｆ２から入射した各第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆからの出射光を第２出射面５２Ｂへ向けて全反射させる全反射面５４Ｄ３、５４Ｅ３、５４Ｆ３とを備えている。

その際、３つの第２入射部５４Ｄ～５４Ｆは、３つの第２発光素子３２Ｄ～３２Ｆの各々からの出射光を平行光に近い光線束として第２出射面５２Ｂに導くように構成されている。さらにその際、光軸Ａｘの真下に位置する第２入射部５４Ｅから第２出射面５２Ｂに到達する光線束の左右幅が、その両側に位置する第２入射部５４Ｅ、５４Ｇから第２出射面５２Ｂに到達する光線束の左右幅よりも狭くなり、かつ、３つの第２入射部５４Ｄ～５４Ｆから第２出射面５２Ｂに到達する３つの光線束が部分的に重複するように、３つの第２入射部５４Ｄ～５４Ｆの形状が設定されている。

図６は、図５のVI部詳細図である。

図６に示すように、光軸Ａｘの真下に位置する第２入射部５４Ｅは、その前部入射面５４Ｅ１、側部入射面５４Ｅ２および全反射面５４Ｅ３が光軸Ａｘを含む鉛直面に関して左右対称の形状を有している。そして、この第２入射部５４Ｅは、第２発光素子３２Ｅからの出射光を、灯具正面方向へ向けて狭い左右幅でかつ多少収束する光線束として第２出射面５２Ｂに導くようになっている。

一方、右側に位置する第２入射部５４Ｄは、その前部入射面５４Ｄ１が左側から右側へ向けて灯具前方側へ大きく傾斜した凸曲面状に形成されており、これにより第２発光素子３２Ｄからの出射光を灯具左斜め前方へ向けて（すなわち左右方向の中心部側へ向けて）偏向入射させる構成となっている。

また、右側に位置する第２入射部５４Ｄの全反射面５４Ｄ３は、その右側反射領域５４Ｄ３Ａ（すなわち左右方向の端部側の反射領域）が左側から右側へ向けて灯具前方側へ大きく傾斜した凸曲面状に形成されており、その左側反射領域５４Ｄ３Ｂ（すなわち左右方向の中心部側の反射領域）が右側から左側へ向けて右側反射領域５４Ｄ３Ａよりも小さい傾斜角度で延びる凸曲面状に形成されている。その際、右側反射領域５４Ｄ３Ａは、第２入射部５４Ｅの全反射面５４Ｅ３よりも大きい傾斜角度で灯具前方側へ延びており、左側反射領域５４Ｄ３Ｂは、第２入射部５４Ｅの全反射面５４Ｅ３よりも小さい傾斜角度で灯具前方側へ延びている。

これにより第２入射部５４Ｄは、第２発光素子３２Ｄからの出射光を、灯具左斜め前方へ向けて、第２入射部５４Ｅから入射した第２発光素子３２Ｅからの出射光よりも広い左右幅でかつ多少拡散する光線束として第２出射面５２Ｂに導くようになっている。その際、第２入射部５４Ｄから第２出射面５２Ｂに導かれる光線束は、その左寄りの光束密度が高いものとなっており、かつ、その左端部が光軸Ａｘよりも左側の位置において第２出射面５２Ｂに到達している。

なお、図５に示すように、左側に位置する第２入射部５４Ｆの全反射面５４Ｆ３は、右側に位置する第２入射部５４Ｄの全反射面５４Ｄ３に対して左右対称の形状を有している。

図７は、灯具ユニット２０から灯具前方へ向けて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、図７（ａ）はロービーム用配光パターンＰＬを示す図であり、図７（ｂ）はハイビーム用配光パターンＰＨを示す図である。

図７（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。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。

ロービーム用配光パターンＰＬは、３つの配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｃ、Ｐ１Ｒの合成配光パターンとして形成されている。その際、このロービーム用配光パターンＰＬは、３つの配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｃ、Ｐ１Ｒが左右方向に並んだ状態で部分的に重複するように配置された横長の配光パターンとして形成されている。

各配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｃ、Ｐ１Ｒは、導光体５０の第１出射面５２Ａから出射した各第１発光素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃからの光によって投影レンズ４０の後側焦点面上に形成される投影用画像の反転投影像として形成される配光パターンである。

その際、導光体５０は、その上向き反射面５２Ｃの前端縁５２Ｃａが投影レンズ４０の後側焦点Ｆ近傍を通るようにして左右両方向へ向けて灯具前方側に湾曲して延びているので、ロービーム用配光パターンＰＬは、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２が鮮明に形成されたものとなっている。

図７（ｂ）に示すように、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に対して、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方側に拡がる付加配光パターンＰＡが付加されたものとなっている。

付加配光パターンＰＡは、３つの配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｃ、Ｐ２Ｒの合成配光パターンとして形成されている。その際、この付加配光パターンＰＡは、３つの配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｃ、Ｐ２Ｒが左右方向に並んだ状態で部分的に重複するように配置された横長の配光パターンとして形成されている。

各配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｃ、Ｐ２Ｒは、各第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆからの出射光によって導光体５０の第２出射面５２Ｂに形成される投影用画像の反転投影像として形成される配光パターンである。その際、この投影用画像は、その上端位置が上向き反射面４２Ｃの前端縁４２Ｃａによって規定されるので、付加配光パターンＰＡは、その下端位置がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２によって規定されたものとなる。したがって、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と付加配光パターンＰＡとが隙間なく繋がったものとなる。

図８は、付加配光パターンＰＡおよびその成立ちを示す図である。

図８（ａ２）に示すように、配光パターンＰ２Ｃは、Ｈ－Ｖを中心とする比較的小さくて明るい配光パターンとして形成されている。

これは、第２入射部５４Ｅが、第２発光素子３２Ｅからの出射光を、灯具正面方向へ向けて狭い左右幅でかつ多少収束する光線束として第２出射面５２Ｂに導くように形成されていることによるものである。

なお、図８（ａ２）において、配光パターンＰ２Ｃ内に記載した多重曲線は、配光パターンＰ２Ｃの光度分布を示すためのものであって、Ｈ－Ｖ付近が最も明るくなっていることを示している。後述する配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒに関しても同様である。

図８（ａ１）に示すように、配光パターンＰ２Ｌは、その右端部がＶ－Ｖ線の右側に位置するようにして左右方向に延びる配光パターンとして形成されている。この配光パターンＰ２Ｌは、配光パターンＰ２Ｃよりも全体的な明るさは劣るが、その右端部寄りの部分が相対的に明るい配光パターンとして形成されている。

これは、第２入射部５４Ｄが、第２発光素子３２Ｄからの出射光を、その左端部寄りの光束密度が高い光線束として第２出射面５２Ｂに到達させ、かつ、その左端部を光軸Ａｘよりも左側の位置において第２出射面５２Ｂに到達させるように構成されていることによるものである。

図８（ａ３）に示すように、配光パターンＰ２Ｒは、その左端部がＶ－Ｖ線の左側に位置するようにして左右方向に延びる配光パターンとして形成されている。この配光パターンＰ２Ｒは、配光パターンＰ２Ｃよりも全体的な明るさは劣るが、その左端部寄りの部分が相対的に明るい配光パターンとして形成されている。

これは、第２入射部５４Ｆが、第２発光素子３２Ｆからの出射光を、その右端部寄りの光束密度が高い光線束として第２出射面５２Ｂに到達させ、かつ、その右端部を光軸Ａｘよりも右側の位置において第２出射面５２Ｂに到達させるように構成されていることによるものである。

図８（ｂ）に示すように、これら３つの配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｃ、Ｐ２Ｒの合成配光パターンとして形成される付加配光パターンＰＡは、Ｖ－Ｖ線近傍に位置する中心領域において３つの配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｃ、Ｐ２Ｒが重複した状態で形成され、かつ、この中心領域から左右両端部へ向けて徐々に明るさが減少する配光パターンとして形成されている。

次に本実施形態の作用について説明する。

本実施形態に係る車両用灯具１０は、光源３０からの出射光を、投影レンズ４０を介して灯具前方へ向けて照射する構成となっているが、光源３０と投影レンズ４０との間には、光源３０からの出射光を導光して投影レンズ４０に入射させるように構成された導光体５０が配置されているので、この導光体５０によって投影レンズ４０への入射光を制御することにより所望する形状の配光パターンを形成することが容易に可能となる。

また、本実施形態に係る車両用灯具１０は、その光源３０として、ロービーム用配光パターンＰＬを形成するための３つの第１発光素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ（第１光源）と、これらとの同時点灯によってハイビーム用配光パターンＰＨを形成するための３つの第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆ（第２光源）とを備えており、かつ、３つの第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆは、３つの第１発光素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃよりも下方側において左右方向に並んだ状態で配置されており、また、導光体５０には、３つの第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆの各々からの出射光を入射させる３つの第２入射部５４Ｄ、５４Ｅ、５４Ｆが形成されているので、ハイビーム用配光パターンＰＨを形成する際にロービーム用配光パターンＰＬに対して付加される付加配光パターン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る。

その際、第２入射部５４Ｄ、５４Ｅ、５４Ｆは、第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆからの出射光を第２出射面５２Ｂへ向かう光として入射させる前部入射面５４Ｄ１、５４Ｅ１、５４Ｆ１と、この前部入射面５４Ｄ１、５４Ｅ１、５４Ｆ１の周囲において第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆからの出射光を前部入射面から離れる方向へ向かう光として入射させる側部入射面５４Ｄ２、５４Ｅ２、５４Ｆ２と、この側部入射面５４Ｄ２、５４Ｅ２、５４Ｆ２から入射した第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆからの出射光を第２出射面５２Ｂへ向けて全反射させる全反射面５４Ｄ３、５４Ｅ３、５４Ｆ３とを備えているので、第２発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆからの出射光を効率良く利用することができる。

その上で、右側に位置する第２入射部５４Ｄは、その全反射面５４Ｄ３における右側反射領域５４Ｄ３Ａ（左右方向の端部側の反射領域）からの反射光によって付加配光パターンＰＡの拡散領域を形成するとともに、その全反射面５４Ｄ３における左側反射領域５４Ｄ３Ｂ（左右方向の中心部側の反射領域）からの反射光によって付加配光パターンＰＡの中心領域を形成するように構成されており、また、左側に位置する第２入射部５４Ｆの全反射面５４Ｆ３も同様の構成を有しているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、数多くの第２発光素子が配置されていなくても、付加配光パターンＰＡを３つの配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｃ、Ｐ２Ｒが互いに重ね合わされた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、これによりハイビーム用配光パターンＰＨも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。

このように本実施形態によれば、光源３０からの出射光を投影レンズ４０を介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具１０において、安価な灯具構成により、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として形成することができる。

また本実施形態においては、右側に位置する（左右方向の端部に位置する）第２入射部５４Ｄの全反射面５４Ｄ３が、中央に位置する（左右方向の中心部側に隣接する）第２入射部５４Ｅの全反射面５４Ｅ３よりも、反射光の左右拡散角が大きくなるように形成された反射面形状を有しており、また、左側に位置する第２入射部５４Ｆの全反射面５４Ｆも同様の反射面形状を有しているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、付加配光パターンＰＡを、その左右方向の中心部領域から端部領域にかけて徐々に明るさが減少する配光パターンとして形成することができ、これによりハイビーム用配光パターンＰＨを視認性に優れた配光パターンとして形成することができる。

さらに本実施形態においては、右側に位置する（左右方向の端部に位置する）第２入射部５４Ｄの前部入射面５４Ｄ１が、第２発光素子３２Ｄからの出射光を左右方向の中心部側へ向けて偏向入射させるように形成された入射面形状を有しており、また、左側に位置する第２入射部５４Ｆの前部入射面５４Ｆ１も同様の入射面形状を有しているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、付加配光パターンＰＡを、その左右方向の中心部領域から端部領域にかけて徐々に明るさが減少する配光パターンとして形成することが一層容易に可能となり、これによりハイビーム用配光パターンＰＨを視認性に優れた配光パターンとして形成することが一層容易に可能となる。

しかも本実施形態においては、３つの第１発光素子３２Ａ～３２Ｃ相互の間隔に対して３つの第２発光素子３２Ｄ～３２Ｆ相互の間隔の方が小さい値に設定されているので、ロービーム用配光パターンＰＬを横長の配光パターンとして形成する一方、付加配光パターンＰＡをロービーム用配光パターンＰＬよりも左右拡散角は小さいが明るい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。

上記実施形態においては、第１光源が３つの発光素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃで構成されており、第２光源も３つの発光素子３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆで構成されているものとして説明したが、第１および第２光源の各々の個数を上記実施形態とは異なる個数に設定することも可能である。

上記実施形態においては、上向き反射面５２Ｃの前端縁５２Ｃａによってロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を形成する構成となっているものとして説明したが、これとは逆に下向き反射面の前端縁によってカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を形成する構成とすることも可能であり、また、導光体５０とは別部材で構成されたシェードによってカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を形成す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。

図９は、本変形例に係る灯具ユニット１２０を示す、図５と同様の図である。

図９に示すように、本変形例の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、第２光源が２つの第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈで構成されている点で上記実施形態の場合と異なっており、また、導光体１５０の形状が上記実施形態の場合と一部異なっている。

すなわち、本変形例においては、第２光源を構成する２つの第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈが、光軸Ａｘを含む鉛直面の左右両側に左右対称の位置関係で配置されている。その際、２つの第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈの間隔は、上記実施形態における右側の第２発光素子３２Ｄと左側の第２発光素子３２Ｆとの間隔よりも小さい値に設定されている。

また、本変形例の導光体１５０は、その基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、２つの第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈの灯具前方側に２つの第２入射部１５４Ｇ、１５４Ｈが形成されている点で上記実施形態の場合と異なっている。

２つの第２入射部１５４Ｇ、１５４Ｈは、上記実施形態における２つの第２入射部５４Ｄ、５４Ｆと同様、２つの第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈの各々からの出射光を入射させた後、直接または全反射させてから第２出射面１５２Ｂに導くように構成されている。

具体的には、各第２入射部１５４Ｇ、１５４Ｈは、各第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈからの出射光を第２出射面１５２Ｂへ向かう光として入射させる前部入射面１５４Ｇ１、１５４Ｈ１と、この前部入射面１５４Ｇ１、１５４Ｈ１の周囲において各第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈからの出射光を前部入射面１５４Ｇ１、１５４Ｈ１から離れる方向へ向かう光として入射させる側部入射面１５４Ｇ２、１５４Ｈ２と、この側部入射面１５４Ｇ２、１５４Ｈ２から入射した各第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈからの出射光を第２出射面１５２Ｂへ向けて全反射させる全反射面１５４Ｇ３、１５４Ｈ３とを備えている。

その際、２つの第２入射部１５４Ｇ、１５４Ｈは、２つの第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈの各々からの出射光を平行光に近い光線束として第２出射面１５２Ｂに導くように構成されている。さらにその際、２つの第２入射部１５４Ｇ、１５４Ｈから第２出射面５２Ｂに到達する２つの光線束が部分的に重複するように、第２入射部１５４Ｇ、１５４Ｈの形状が設定されている。

右側に位置する第２入射部１５４Ｇの前部入射面１５４Ｇ１は、その左側から右側へ向けて灯具前方側へ大きく傾斜した凸曲面状に形成されており、これにより第２発光素子１３２Ｇからの出射光を灯具左斜め前方へ向けて（すなわち左右方向の中心部側へ向けて）偏向入射させる構成となっている。

また、右側に位置する第２入射部１５４Ｇの全反射面１５４Ｇ３は、右側反射領域１５４Ｇ３Ａ（すなわち左右方向の端部側の反射領域）が左側から右側へ向けて灯具前方側へ大きく傾斜した凸曲面状に形成されており、左側反射領域１５４Ｇ３Ｂ（すなわち左右方向の中心部側の反射領域）が右側から左側へ向けて右側反射領域１５４Ｇ３Ａよりも小さい傾斜角度で延びる凸曲面状に形成されている。

第２入射部１５４Ｇは、第２発光素子３２Ｄからの出射光を、多少拡散する光線束として第２出射面１５２Ｂに導くようになっている。その際、第２入射部１５４Ｇから第２出射面１５２Ｂに導かれる光線束は、その左寄りの光束密度が高いものとなっており、かつ、その左端部が光軸Ａｘよりも左側の位置において第２出射面１５２Ｂに到達している。

一方、左側に位置する第２入射部１５４Ｈの全反射面１５４Ｈ３は、右側に位置する第２入射部１５４Ｇの全反射面１５４Ｇ３に対して左右対称の形状を有している。

なお、本変形例の導光体１５０においても、その第１出射面１５２Ａ、第２出射面１５２Ｂならびに上向き反射面１５２Ｃおよびその前端縁１５２Ｃａの構成については上記実施形態の場合と同様である。

図１０は、本変形例に係る灯具ユニット１２０からの照射光によって形成される付加配光パターンＰＡ－１およびその成立ちを示す図である。

図１０（ｂ）に示すように、付加配光パターンＰＡ－１は、２つの配光パターンＰ２Ｌ－１、Ｐ２Ｒ－１の合成配光パターンとして形成されている。

各配光パターンＰ２Ｌ－１、Ｐ２Ｒ－１は、各第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈからの出射光によって導光体１５０の第２出射面１５２Ｂに形成される投影用画像の反転投影像として形成される配光パターンである。

図１０（ａ１）に示すように、配光パターンＰ２Ｌ－１は、その右端部がＶ－Ｖ線の右側に位置するようにして左右方向に延びる配光パターンとして形成されている。この配光パターンＰ２Ｌ－１は、上記実施形態の配光パターンＰ２Ｌと同様、その右端部寄りの部分が相対的に明るい配光パターンとして形成されているが、上記実施形態の配光パターンＰ２Ｌよりも右側に変位した状態で形成されている。

これは、第２発光素子１３２Ｇおよび第２入射部１５４Ｇが、上記実施形態の第２発光素子３２Ｄおよび第２入射部５４Ｄよりも光軸Ａｘ寄りに配置されており、かつ、第２入射部１５４Ｇが、第２発光素子１３２Ｇからの出射光を、その左端部寄りの光束密度が高い光線束として第２出射面１５２Ｂに到達させるように構成されていることによるものである。

図１０（ａ２）に示すように、配光パターンＰ２Ｒ－１は、は、その左端部がＶ－Ｖ線の左側に位置するようにして左右方向に延びる配光パターンとして形成されている。この配光パターンＰ２Ｒ－１は、上記実施形態の配光パターンＰ２Ｒと同様、その左端部寄りの部分が相対的に明るい配光パターンとして形成されているが、上記実施形態の配光パターンＰ２Ｒよりも左側に変位した状態で形成されている。

これは、第２発光素子１３２Ｈおよび第２入射部１５４Ｈが、上記実施形態の第２発光素子３２Ｆおよび第２入射部５４Ｆよりも光軸Ａｘ寄りに配置されており、かつ、第２入射部１５４Ｈが、第２発光素子１３２Ｈからの出射光を、その左端部寄りの光束密度が高い光線束として第２出射面１５２Ｂに到達させるように構成されていることによるものである。

図１０（ｂ）に示すように、これら２つの配光パターンＰ２Ｌ－１、Ｐ２Ｒ－１の合成配光パターンとして形成される付加配光パターンＰＡ－１は、Ｖ－Ｖ線近傍に位置する中心領域において２つの配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｃ、Ｐ２Ｒが重複した状態で形成され、かつ、この中心領域から左右両端部へ向けて徐々に明るさが減少する配光パターンとして形成されている。

本変形例の構成を採用することにより、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、第２光源が２つの第２発光素子１３２Ｇ、１３２Ｈで構成されているにもかかわらず、付加配光パターンＰＡ－１を２つの配光パターンＰ２Ｌ－１、Ｐ２Ｒ－１が部分的に重ね合わされた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。そしてこれにより、ハイビーム用配光パターンも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、かつ、これを上記実施形態の場合よりもさらに安価な灯具構成で実現することができる。

なお、上記実施形態およびその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。

また本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。

１０ 車両用灯具
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
２０、１２０ 灯具ユニット
３０ 光源
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ 第１発光素子（第１光源）
３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆ、１３２Ｇ、１３２Ｈ 第２発光素子（第２光源）
３４ 基板
４０ 投影レンズ
４０ａ 外周フランジ部
４２ レンズホルダ
４２ａ レンズ支持部
４２ｂ 導光体支持部
５０、１５０ 導光体
５２Ａ、１５２Ａ 第１出射面
５２Ｂ、１５２Ｂ 第２出射面
５２Ｃ、１５２Ｃ 上向き反射面
５２Ｃａ、１５２Ｃａ 前端縁
５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ 第１入射部
５４Ｄ、５４Ｅ、５４Ｆ、１５４Ｇ、１５４Ｈ 第２入射部
５４Ａ１、５４Ｂ１、５４Ｃ１、５４Ｄ１、５４Ｅ１、５４Ｆ１、１５４Ｇ１、１５４Ｈ１ 前部入射面
５４Ａ２、５４Ｂ２、５４Ｃ２、５４Ｄ２、５４Ｅ２、５４Ｆ２、１５４Ｇ２、１５４Ｈ２ 側部入射面
５４Ａ３、５４Ｂ３、５４Ｃ３、５４Ｄ３、５４Ｅ３、５４Ｆ３、１５４Ｇ３、１５４Ｈ３ 全反射面
５４Ｄ３Ａ、１５４Ｇ３Ａ 右側反射領域（左右方向の端部側の反射領域）
５４Ｄ３Ｂ、１５４Ｇ３Ｂ 左側反射領域（左右方向の中心部側の反射領域）
５６ 外周フランジ部
６０ ヒートシンク
６２ 本体部
６４ 放熱フィン
Ａｘ 光軸
ＣＬ１ 下段カットオフライン
ＣＬ２ 上段カットオフライン
Ｆ 後側焦点
ＰＡ、ＰＡ－１ 付加配光パターン
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
Ｐ１Ｃ、Ｐ１Ｌ、Ｐ１Ｒ、Ｐ２Ｃ、Ｐ２Ｌ、Ｐ２Ｌ－１、Ｐ２Ｒ、Ｐ２Ｒ－１ 配光パターン

Claims (3)

1. 光源と投影レンズとを備え、上記光源からの出射光を上記投影レンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、
   上記光源と上記投影レンズとの間に、上記光源からの出射光を導光して上記投影レンズに入射させるように構成された導光体が配置されており、
   上記光源として、ロービーム用配光パターンを形成するための第１光源と、上記第１光源との同時点灯によってハイビーム用配光パターンを形成するための第２光源とを備えており、
   上記第２光源は、上記第１光源よりも下方側において左右方向に並んだ状態で配置された複数の第２発光素子で構成されており、
   上記導光体は、上記第１光源からの出射光を入射させる第１入射部と、上記複数の第２発光素子の各々からの出射光を入射させる複数の第２入射部を備えており、
   上記導光体は、上記ロービーム用配光パターン用の光を出射する第１出射面と、上記ハイビーム用配光パターンを形成する際に上記ロービーム用配光パターンに対して付加される付加配光パターン用の光を出射する第２出射面とを備えており、
   上記第２入射部は、上記第２発光素子からの出射光を上記第２出射面へ向かう光として入射させる前部入射面と、上記前部入射面の周囲において上記第２発光素子からの出射光を上記前部入射面から離れる方向へ向かう光として入射させる側部入射面と、上記側部入射面から入射した上記第２発光素子からの出射光を上記第２出射面へ向けて全反射させる全反射面とを備えており、
   上記複数の第２入射部のうち左右方向の端部に位置する第２入射部は、上記全反射面における左右方向の端部側の反射領域からの反射光によって上記付加配光パターンの拡散領域を形成するとともに、上記全反射面における左右方向の中心部側の反射領域からの反射光によって上記付加配光パターンの中心領域を形成するように構成されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記左右方向の端部に位置する第２入射部の全反射面は、左右方向の中心部側に隣接する第２入射部の全反射面よりも、反射光の左右拡散角が大きくなるように形成された反射面形状を有している、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記左右方向の端部に位置する第２入射部の前部入射面は、上記第２発光素子からの出射光を左右方向の中心部側へ向けて偏向入射させるように形成された入射面形状を有している、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。

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