JP4360127B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、所定の配光パターンを形成するための光照射を行う灯具ユニットを備えてなる車両用灯具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ヘッドランプ等の車両用灯具においては、複数の灯具ユニットからの光照射により所定の配光パターンを形成するように構成されている。その際、「特許文献１」には、各灯具ユニットの光源として発光ダイオードを用いたものが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１２３５１７号公報
【発明が解決しようとする課題】
上記「特許文献１」に記載された車両用灯具のように、各灯具ユニットの光源として発光ダイオードを用いることにより、各灯具ユニットをコンパクトに構成することができ、これにより灯具全体としてもある程度のコンパクト化を図ることができる。
【０００４】
しかしながら、上記「特許文献１」に記載された車両用灯具においては、各灯具ユニットが各発光ダイオード毎に各々独立した構成となっているので、灯具全体としてはコンパクト化を図る上で自ずと限界がある、という問題がある。
【０００５】
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、所定の配光パターンを形成するための光照射を行う灯具ユニットを備えてなる車両用灯具において、灯具全体としてのコンパクト化を十分に図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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、灯具ユニットによる配光パターン形成方法に工夫を施して、従来の複数の灯具ユニットの機能を１つの灯具ユニットに集約することにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【０００７】
すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
所定の配光パターンを形成するための光照射を行う灯具ユニットを備えてなる車両用灯具において、
上記車両用灯具が、上記灯具ユニットからの光照射により、上端部に水平カットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成されたヘッドランプであって、
上記灯具ユニットが、基板の前面に複数の半導体発光チップが所定間隔をおいて配置されてなる光源ユニットと、この光源ユニットの前方に設けられた透光プレートとを備えてなり、
上記各半導体発光チップが、灯具正面視において矩形状の外形形状を有しており、
上記透光プレートにおける上記各半導体発光チップの前方部位に、該半導体発光チップからの光を略平行光として前方へ透過させる凸レンズ部が各々形成されており、
上記複数の凸レンズ部のうち少なくとも一部の凸レンズ部の光軸が、該凸レンズ部の後方に位置する上記半導体発光チップの中心を通り灯具前後方向に延びるチップ中心軸に対して非同一軸線上に配置されるとともに、これら各光軸の上記各チップ中心軸に対する変位量が互いに異なる値に設定されており、
上記少なくとも一部の凸レンズ部の光軸が、該凸レンズ部の後方に位置する上記半導体発光チップのチップ中心軸に対して、これら各凸レンズ部相互間において、上下方向に関して同じ値だけ下方に変位しているとともに、水平方向に関して互いに異なる値だけ変位しており、
上記少なくとも一部の凸レンズ部を介して前方へ照射された、該凸レンズ部の後方に位置する上記半導体発光チップからの光により形成される複数の光源像の合成により、上記水平カットオフラインの形成を行うように構成されている、ことを特徴とするものである。
【０００９】
上記「灯具ユニット」は、単一であってもよいし、複数であってもよい。
上記「複数の半導体発光チップ」は、所定間隔をおいて配置されたものであれば、その個数および具体的な配置は特に限定されるものではない。
【００１０】
上記「半導体発光チップ」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。
【００１１】
上記「非同一軸線上に配置され」の具体的態様は、凸レンズ部の光軸がチップ中心軸に対して平行に配置された態様、凸レンズ部の光軸がチップ中心軸と交差するように配置された態様、凸レンズ部の光軸がチップ中心軸に対してねじれの位置の関係で配置された態様、のいずれであってもよい。
【００１２】
【発明の作用効果】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、所定の配光パターンを形成するための光照射を行う灯具ユニットを備えているが、この灯具ユニットは、基板の前面に複数の半導体発光チップが所定間隔をおいて配置されてなる光源ユニットと、この光源ユニットの前方に設けられた透光プレートとを備えてなり、そして、透光プレートにおける各半導体発光チップの前方部位には該半導体発光チップからの光を略平行光として前方へ透過させる凸レンズ部が各々形成されており、これら複数の凸レンズ部のうち少なくとも一部の凸レンズ部の光軸が、その後方に位置する半導体発光チップの中心を通り車両前後方向に延びるチップ中心軸に対して非同一軸線上に配置されるとともに、これら各光軸の各チップ中心軸に対する変位量が互いに異なる値に設定されているので、従来の複数の灯具ユニットの機能を１つの灯具ユニットに集約することができる。
【００１３】
すなわち本願発明においては、複数の半導体発光チップを有する光源ユニットの前方に、複数の凸レンズ部を有する透光プレートが設けられているので、灯具ユニットをコンパクトに構成した上で、該灯具ユニットからの光照射を複数組の半導体発光チップおよび凸レンズ部からの光照射の集合体として行うことができる。そしてこれにより、従来の複数の灯具ユニットからの光照射に利用されていた光束を、１つの灯具ユニットの光照射において利用することが可能となる。
【００１４】
その際、各凸レンズ部は半導体発光チップからの光を略平行光として前方へ透過させるように構成されているので、指向性を有する複数の光線束が前方へ照射されることとなるが、上記複数の凸レンズ部のうち少なくとも一部は、その光軸が該凸レンズ部の後方に位置する半導体発光チップのチップ中心軸に対して非同一軸線上に配置されるとともに、これら各光軸の各チップ中心軸に対する変位量が互いに異なる値に設定されているので、これら各凸レンズ部から前方へ照射される光の向きを各凸レンズ部毎に異なったものとすることができる。そしてこれにより、灯具ユニットからの光照射により形成される配光パターンの形状および光度分布を木目細かく制御することができる。
【００１５】
このように本願発明によれば、所定の配光パターンを形成するための光照射を行う灯具ユニットを備えてなる車両用灯具において、灯具全体としてのコンパクト化を十分に図ることができる。
【００１６】
上記構成において、基板が灯具前後方向と直交する鉛直面に略沿って配置された構成とすれば、灯具ユニットを前後幅の狭いスペースに配置することができ、これにより車両用灯具の薄型化を図ることができる。
【００１７】
また上記構成において、複数の半導体発光チップが灯具正面視において２次元的に配置された構成とすれば、多数の半導体発光チップを高密度で配置することができ、これにより灯具ユニットをコンパクトに構成した上で該灯具ユニットからの照射光の光束を一層増大させることができる。その際、上記「２次元的に配置された構成」の具体的構成は特に限定されるものではなく、例えば、正方格子状、斜め格子状、放射状、あるいは同心円状に配置された構成等が採用可能である。
【００１８】
さらに上記構成において、透光プレートが光源ユニットの基板に嵌合固定された構成とすれば、透光プレートを光源ユニットの前方において該光源ユニットに対して所定の位置関係に正確に位置決めした状態で設けることができ、これにより配光制御を精度良く行うことができる。しかもその際、各凸レンズ部の配置が異なる複数種類の透光プレートの中から適当なものを選択して用いるようにすれば、光源ユニットに関しては同一の構成に維持したまま、透光プレートの選択により異なる配光パターンを得ることができる。
【００１９】
あるいは、このようにする代わりに、透光プレートを光源ユニットの基板を覆うように形成された合成樹脂層で構成することも可能であり、このようにした場合には、透光プレートの装着作業を不要とすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
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を示す正面図である。
【００２１】
同図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０はヘッドランプであって、ランプボディ１２とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に、２個の灯具ユニット２０、４０が収容された構成となっている。
【００２２】
一方の灯具ユニット２０は、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灯具ユニットである。ただし、この灯具ユニット２０は、ハイビーム用配光パターンを形成する際にも用いられるようになっている。他方の灯具ユニット４０は、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付加される付加配光パターンを形成するための光照射を行う灯具ユニットである。
まず、灯具ユニット２０の構成について説明する。
【００２３】
図２は、灯具ユニット２０を詳細に示す正面図であり、図３、４および５は、図２のIII−III線、IV−IV線およびＶ−Ｖ線断面図である。また、図６は、図４のVI部詳細図である。
【００２４】
これらの図に示すように、灯具ユニット２０は、車両前後方向と直交する鉛直面に略沿って配置された基板２２の前面に、３６個の半導体発光チップ２４が正方格子状に配置されてなる光源ユニット２６と、この光源ユニット２６の前方に設けられた透光プレート２８と、これら光源ユニット２６および透光プレート２８間に介装された孔開きプレート３０とを備えてなっている。
【００２５】
図７は、灯具ユニット２０を分解して示す正面図であって、同図（ａ）は透光プレート２８を単品で示す図であり、同図（ｂ）は光源ユニット２６を孔開きプレート３０と共に示す図である。
【００２６】
同図にも示すように、基板２２は、一辺１８ｍｍ程度の矩形状の外形形状を有しており、３６個の半導体発光チップ２４は、縦横６個ずつ互いに３ｍｍ程度の等間隔をおいて配置されている。これら各半導体発光チップ２４は、灯具正面視において一辺０．３ｍｍ程度の矩形状の外形形状を有する発光ダイオードからなり、その両電極は基板２２の前面に形成された導電パターン３２に電気的に接続されている。
【００２７】
孔開きプレート３０は、３６個の半導体発光チップ２４に対応した３６箇所に円筒状の貫通孔３０ａが各々形成された矩形状の外形形状を有する合成樹脂製プレートであって、基板２２に接着等によって固定されている。この孔開きプレート３０の後面における外周部近傍部位には、基板２２の外形形状に沿った環状リブ３０ｂが形成されている。そしてこれにより、各貫通孔３０ａの中心を各半導体発光チップ２４のチップ中心軸Ａｘ１（すなわち半導体発光チップ２４の中心を通り車両前後方向に延びる軸線）に正確に位置決めした状態で、孔開きプレート３０の基板２２への固定が行われるようになっている。
【００２８】
この孔開きプレート３０の各貫通孔３０ａには、各半導体発光チップ２４を覆うモールド樹脂３４が充填されている。これら各モールド樹脂３４は、その表面が孔開きプレート３０の前面から各半導体発光チップ２４を中心にして略球面状に盛り上がるように充填されており、これにより各半導体発光チップ２４からの光を各モールド樹脂３４の表面でほとんど屈折させることなく透光プレート２８へ向けて出射させるようになっている。
【００２９】
透光プレート２８は、略矩形状の外形形状を有する合成樹脂製プレートであって、該透光プレート２８における各半導体発光チップ２４の前方部位には、該半導体発光チップ２４からの光を略平行光として前方へ透過させる凸レンズ部２８ａが各々形成されている。これら各凸レンズ部２８ａは、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、その光軸Ａｘ２は、該凸レンズ部２８ａの後方に位置する半導体発光チップ２４のチップ中心軸Ａｘ１に対して非同一軸線上に配置されている。具体的には、各光軸Ａｘ２は、各チップ中心軸Ａｘ１を所定量平行移動させた位置に配置されており、その変位量は各凸レンズ部２８ａ毎に異なる値に設定されている。なお、これについては後述する。
【００３０】
透光プレート２８の後面には、各半導体発光チップ２４の周囲において円錐台状に広がるようにして孔開きプレート３０に当接する複数の突起部２８ｂが、互いに一体化した状態で形成されている。これら各突起部２８ｂの基端位置は、各チップ中心軸Ａｘ１を中心とする所定径の円として形成されている。そしてこれにより、各半導体発光チップ２４からの光のうち、そのチップ中心軸Ａｘ１を中心とする所定角度範囲内の光のみを、各凸レンズ部２８ａへ入射させるようになっている。
【００３１】
透光プレート２８の外周縁部には、その各辺に後方へ突出するランス部２８ｃが形成されている。そして、これら４箇所のランス部２８ｃを孔開きプレート３０の外周縁部に係合させることにより、透光プレート２８を光源ユニット２６に対して所定の位置関係に正確に位置決めした状態で、透光プレート２８の孔開きプレート３０への固定が行われるようになっている。
【００３２】
透光プレート２８に形成された３６個の凸レンズ部２８ａは、最上段に位置する６個の凸レンズ部２８ａが第１レンズグループＧ１を構成しており、その下側の第２、３および４段に位置する１８個の凸レンズ部２８ａが第２レンズグループＧ２を構成しており、さらにその下側の第５および６段に位置する１２個の凸レンズ部２８ａが第３レンズグループＧ３を構成している。
【００３３】
その際、第１レンズグループＧ１を構成する各凸レンズ部２８ａおよび第２レンズグループＧ２を構成する各凸レンズ部２８ａの後方側焦点位置は、その前後方向に関しては該凸レンズ部２８ａの後方に位置する半導体発光チップ２４の前面の位置に設定されており、また、第３レンズグループＧ３を構成する各凸レンズ部２８ａの後方側焦点位置は、その前後方向に関しては該凸レンズ部２８ａの後方に位置する半導体発光チップ２４の前面よりもやや後方の位置に設定されている。これにより、第１レンズグループＧ１を構成する各凸レンズ部２８ａおよび第２レンズグループＧ２を構成する各凸レンズ部２８ａを介して前方へ照射される各半導体発光チップ２４からの光については平行光とする一方、第３レンズグループＧ３を構成する各凸レンズ部２８ａを介して前方へ照射される各半導体発光チップ２４からの光については平行光に対して僅かに拡がる光とするようになっている。
【００３４】
図８は、本実施形態に係る車両用灯具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ロービーム用配光パターンＰＬを透視的に示す図である。
【００３５】
上述したように、このロービーム用配光パターンＰＬは、灯具ユニット２０からの照射光によって形成されるが、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Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３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。
【００３６】
配光パターンＰ１は、小さくて明るい配光パターンであって、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖの左下方に形成され、その上端縁はＨ−Ｈ線（すなわちＨ−Ｖを通る水平線）に略沿っており、その右端縁はＶ−Ｖ線（すなわちＨ−Ｖを通る鉛直線）に略沿っている。配光パターンＰ２は、比較的大きい配光パターンであって、Ｈ−Ｈ線の下方においてＶ−Ｖ線を跨いで左右方向に拡がるように形成され、その上端縁はＨ−Ｈ線の０．５〜０．６°程度下方に位置している。配光パターンＰ３は、配光パターンＰ２よりもひとまわり大きい配光パターンであって、Ｈ−Ｈ線の下方においてＶ−Ｖ線を跨いで左右方向に拡がるように形成され、その上端縁は配光パターンＰ２の上端縁と略同じ高さに位置している。
【００３７】
このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、その上端部にカットオフラインＣＬが形成されており、また、Ｈ−Ｖの左下方に高光度領域であるホットゾーンＨＺＬが形成されている。カットオフラインＣＬは、対向車線側に対して自車線側が一段高くなった段違い水平カットオフラインであって、その対向車線側が配光パターンＰ２、Ｐ３の上端縁により形成されるとともに、その自車線側が配光パターンＰ１の上端縁により形成されている。また、ホットゾーンＨＺＬは、３つの配光パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３が重複した部分に形成されている。
【００３８】
配光パターンＰ１は、第１レンズグループＧ１を構成する６個の凸レンズ部２８ａを介して前方へ照射された６個の半導体発光チップ２４からの光により形成される６個の光源像Ｉ１が合成されたものとなっており、配光パターンＰ２は、第２レンズグループＧ２を構成する１８個の凸レンズ部２８ａを介して前方へ照射された１８個の半導体発光チップ２４からの光により形成される１８個の光源像Ｉ２が合成されたものとなっており、配光パターンＰ３は、第３レンズグループＧ３を構成する１２個の凸レンズ部２８ａを介して前方へ照射された１２個の半導体発光チップ２４からの光により形成される１２個の光源像Ｉ３が合成されたものとなっている。
【００３９】
その際、各光源像Ｉ１、Ｉ２は、平行光によって形成されるので、比較的小さい像となっているのに対し、各光源像Ｉ３は、平行光に対して僅かに拡がる光によって形成されるので、各光源像Ｉ１、Ｉ２に対して僅かに大きい像となっている。
【００４０】
配光パターンＰ１を構成する６個の光源像Ｉ１は、いずれもその中心位置がＨ−Ｖの左下方に位置している。その際、これら各光源像Ｉ１の中心位置のＨ−Ｖからの下方変位量はすべて同じ値に設定されているが、そのＨ−Ｖからの左方向の変位量は僅かずつ異なる値に設定されている。
【００４１】
これを実現するため、第１レンズグループＧ１を構成する６個の凸レンズ部２８ａは、その光軸Ａｘ２が、該凸レンズ部２８ａの後方に位置する半導体発光チップ２４のチップ中心軸Ａｘ１に対して、左下方（灯具正面視においては右下方）に変位しており、その際の下方変位量はすべて同じ値に設定されているが、水平方向の変位量ｄは各凸レンズ部２８ａ相互間において互いに異なる値に設定されている。
【００４２】
具体的には、図３に示すように、右端部に位置する凸レンズ部２８ａが最も変位量ｄが小さく、左端部に位置する凸レンズ部２８ａが最も変位量ｄが大きく、その中間に位置する凸レンズ部２８ａは左に位置するものほど変位量ｄが大きくなっている。
【００４３】
配光パターンＰ２を構成する１８個の光源像Ｉ２は、いずれもその中心位置がＨ−Ｖの下方に位置している。その際、これら各光源像Ｉ２の中心位置のＨ−Ｖからの下方変位量はすべて同じ値に設定されているが、そのＨ−Ｖからの水平方向の変位量は少しずつ異なる値に設定されている。
【００４４】
これを実現するため、第２レンズグループＧ２を構成する１８個の凸レンズ部２８ａは、その光軸Ａｘ２が、該凸レンズ部２８ａの後方に位置する半導体発光チップ２４のチップ中心軸Ａｘ１に対して下方に変位しており、その際の下方変位量はすべて同じ値に設定されているが、水平方向の変位量は各凸レンズ部２８ａ相互間において互いに異なる値に設定されている。
【００４５】
具体的には、図４に示すように、３段目に位置する６個の凸レンズ部２８ａについては、右端部から３番目に位置する凸レンズ部２８ａが変位量ｄ＝０であり、その右側に位置する２個の凸レンズ部２８ａは右向きの変位量ｄが徐々に大きくなっており、その左側に位置する３個の凸レンズ部２８ａは左向きの変位量ｄが徐々に大きくなっている。そして、２段目の各凸レンズ部２８ａは、その左端部から右端部へかけて３段目の右端部に位置する凸レンズ部２８ａよりもさらに右向きの変位量ｄが徐々に大きくなっており、４段目の各凸レンズ部２８ａは、その右端部から左端部へかけて３段目の左端部に位置する凸レンズ部２８ａよりもさらに左向きの変位量ｄが徐々に大きくなっている。
【００４６】
配光パターンＰ３を構成する１２個の光源像Ｉ３は、いずれもその中心位置がＨ−Ｖの下方に位置している。その際、これら各光源像Ｉ３の中心位置のＨ−Ｖからの下方変位量はすべて同じ値に設定されているが、そのＨ−Ｖからの水平方向の変位量は少しずつ異なる値に設定されている。
【００４７】
これを実現するため、第３レンズグループＧ３を構成する１２個の凸レンズ部２８ａは、その光軸Ａｘ２が、該凸レンズ部２８ａの後方に位置する半導体発光チップ２４のチップ中心軸Ａｘ１に対して下方に変位しており、その際の下方変位量はすべて同じ値に設定されているが、水平方向の変位量ｄは各凸レンズ部２８ａ相互間において互いに異なる値に設定されている。
【００４８】
具体的には、図５に示すように、５段目に位置する６個の凸レンズ部２８ａについては、左端部に位置する凸レンズ部２８ａが変位量ｄ＝０であり、その右側に位置する５個の凸レンズ部２８ａは右向きの変位量ｄが徐々に大きくなっている。そして、６段目の各凸レンズ部２８ａは、その左端部から右端部へかけて、５段目の右端部に位置する凸レンズ部２８ａよりもさらに左向きの変位量ｄが徐々に大きくなっている。
次に、灯具ユニット４０の構成について説明する。
図９は、灯具ユニット４０を詳細に示す正面図である。
【００４９】
同図に示すように、灯具ユニット４０は、その透光プレート４８の構成が灯具ユニット２０とは異なっているが、それ以外の構成については灯具ユニット２０と全く同様である。
【００５０】
そして、この透光プレート４８についても、その基本的構成は灯具ユニット２０の透光プレート２８と同様であるが、その各凸レンズ部４８ａの位置が透光プレート２８の各凸レンズ部２８ａとは微妙に異なる位置に設定されている。
【００５１】
すなわち、透光プレート４８に形成された３６個の凸レンズ部４８ａは、最上段に位置する６個の凸レンズ部２８ａが第４レンズグループＧ４を構成しており、その下側の第２、３および４段に位置する１８個の凸レンズ部４８ａが第５レンズグループＧ５を構成しており、さらにその下側の第５および６段に位置する１２個の凸レンズ部４８ａが第６レンズグループＧ６を構成している。
【００５２】
第４レンズグループＧ４を構成する各凸レンズ部４８ａの形状および各凸レンズ部４８ａ相互間の位置関係は、第１レンズグループＧ１を構成する各凸レンズ部２８ａと全く同様であるが、各凸レンズ部４８ａの光軸Ａｘ２のチップ中心軸Ａｘ１からの変位量および変位方向が第１レンズグループＧ１の各凸レンズ部２８ａとは異なっている。具体的には、第４レンズグループＧ４を構成する各凸レンズ部４８ａの光軸Ａｘ２のチップ中心軸Ａｘ１からの下方変位量は比較的小さく、かつ水平方向に関してはチップ中心軸Ａｘ１から左右均等に変位している。
【００５３】
第５レンズグループＧ５を構成する各凸レンズ部４８ａの形状および各凸レンズ部４８ａ相互間の位置関係は、第２レンズグループＧ２を構成する各凸レンズ部２８ａと全く同様であるが、各凸レンズ部４８ａの光軸Ａｘ２のチップ中心軸Ａｘ１からの変位量および変位方向が第２レンズグループＧ２の各凸レンズ部２８ａとは異なっている。具体的には、第５レンズグループＧ５を構成する各凸レンズ部４８ａの光軸Ａｘ２は、チップ中心軸Ａｘ１から僅かに下方に変位しているだけであり、かつ水平方向に関してはチップ中心軸Ａｘ１から左右均等に変位している。
【００５４】
第６レンズグループＧ６を構成する各凸レンズ部４８ａの形状および各凸レンズ部４８ａ相互間の位置関係は、第３レンズグループＧ３を構成する各凸レンズ部２８ａと全く同様であるが、各凸レンズ部４８ａの光軸Ａｘ２のチップ中心軸Ａｘ１からの変位量および変位方向が第３レンズグループＧ３の各凸レンズ部２８ａとは異なっている。具体的には、第６レンズグループＧ６を構成する各凸レンズ部４８ａの光軸Ａｘ２は、チップ中心軸Ａｘ１から上下方向には変位しておらず、かつ水平方向に関してはチップ中心軸Ａｘ１から左右均等に変位している。
【００５５】
図１０は、本実施形態に係る車両用灯具１０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ハイビーム用配光パターンＰＨを透視的に示す図である。
【００５６】
同図に示すように、このハイビーム用配光パターンＰＨは、Ｈ−Ｈ線の下方のみならずＨ−Ｈ線の上方にも広がるように形成されており、Ｈ−Ｖからその左下方近傍にかけての略中央部に位置する領域がホットゾーンＨＺＨとして形成されている。
【００５７】
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に付加配光パターンＰＡを重畳させた配光パターンとして形成されている。上述したように、付加配光パターンＰＡは、灯具ユニット４０からの光照射によって形成されるようになっている。
図１１は、上記仮想鉛直スクリーン上に形成される付加配光パターンＰＡを透視的に示す図である。
【００５８】
同図に示すように、この付加配光パターンＰＡは、３つの配光パターンＰ４、Ｐ５、Ｐ６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。これら各配光パターンＰ４、Ｐ５、Ｐ６は、配光パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３を各々平行移動させたものとなっている
配光パターンＰ４は、Ｈ−Ｖ近傍に形成される小さくて明るい配光パターンであり、配光パターンＰ５は、略Ｈ−Ｈ線上においてＶ−Ｖ線を跨いで左右方向に拡がるように形成された配光パターンであり、配光パターンＰ６は、Ｈ−Ｈ線上において配光パターンＰ５よりもひとまわり大きく拡がる配光パターンである。
【００５９】
配光パターンＰ４は、第４レンズグループＧ４を構成する６個の凸レンズ部４８ａを介して前方へ照射された６個の半導体発光チップ２４からの光により形成される６個の光源像Ｉ４が合成されたものとなっており、配光パターンＰ５は、第５レンズグループＧ５を構成する１８個の凸レンズ部４８ａを介して前方へ照射された１８個の半導体発光チップ２４からの光により形成される１８個の光源像Ｉ５が合成されたものとなっており、配光パターンＰ６は、第６レンズグループＧ６を構成する１２個の凸レンズ部４８ａを介して前方へ照射された１２個の半導体発光チップ２４からの光により形成される１２個の光源像Ｉ６が合成されたものとなっている。
【００６０】
その際、各光源像Ｉ４、Ｉ５は、各光源像Ｉ１、Ｉ２と同様に比較的小さい像となっているのに対し、各光源像Ｉ６は、各光源像Ｉ３と同様に各光源像Ｉ４、Ｉ５に対して僅かに大きい像となっている。
【００６１】
この付加配光パターンＰＡにおいては、ロービーム用配光パターンＰＬと滑らかに重複するよう、配光パターンＰ６に対して配光パターンＰ５がやや下方寄りに形成されるとともに配光パターンＰ５に対して配光パターンＰ４がやや下方寄りに形成されている。
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００６２】
本実施形態に係る車両用灯具１０は、その灯具ユニット２０からの光照射によりロービーム用配光パターンＰＬを形成するようになっているが、この灯具ユニット２０は、複数の半導体発光チップ２４を有する光源ユニット２６の前方に、複数の凸レンズ部２８ａを有する透光プレート２８が設けられた構成となっているので、該灯具ユニット２０をコンパクトに構成した上で、該灯具ユニット２０からの光照射を複数組の半導体発光チップ２４および凸レンズ部２８ａからの光照射の集合体として行うことができる。そしてこれにより、従来の複数の灯具ユニットからの光照射に利用されていた光束を、１つの灯具ユニット２０の光照射において利用することが可能となる。
【００６３】
その際、各凸レンズ部２８ａは半導体発光チップ２４からの光を略平行光として前方へ透過させるように構成されているので、指向性を有する複数の光線束が前方へ照射されることとなるが、これら各凸レンズ部２８ａの光軸Ａｘ２はその後方に位置する半導体発光チップ２４のチップ中心軸Ａｘ１に対して非同一軸線上に配置されるとともに、これら各光軸Ａｘ２の各チップ中心軸Ａｘ１に対する変位量が互いに異なる値に設定されているので、これら各凸レンズ部２８ａから前方へ照射される光の向きを各凸レンズ部２８ａ毎に異なったものとすることができる。そしてこれにより、灯具ユニット２０からの光照射により形成されるロービーム用配光パターンＰＬの形状および光度分布を木目細かく制御することができる。
【００６４】
このように本実施形態においては、従来の複数の灯具ユニットの機能を１つの灯具ユニット２０に集約することができる。また本実施形態においては、灯具ユニット２０と略同様の構成を有する灯具ユニット４０からの光照射により付加配光パターンＰＡを形成するようになっているので、この場合においても、従来の複数の灯具ユニットの機能を１つの灯具ユニット４０に集約することができる。したがって本実施形態によれば、車両用灯具１０の灯具全体としてのコンパクト化を十分に図ることができる。
【００６５】
しかも本実施形態においては、各灯具ユニット２０、４０における光源ユニット２６の基板２２が、灯具前後方向と直交する鉛直面に略沿って配置されているので、これら各灯具ユニット２０、４０を前後幅の狭いスペースに配置することができ、これにより車両用灯具１０の薄型化を図ることができる。。
【００６６】
特に本実施形態においては、３６個の半導体発光チップ２４が灯具正面視において２次元的に（具体的には正方格子状に）配置された構成となっているので、多数の半導体発光チップ２４を高密度で配置することができ、これにより灯具ユニット２０、４０をコンパクトに構成した上で該灯具ユニット２０、４０からの照射光の光束を一層増大させることができる。
【００６７】
また本実施形態においては、透光プレート２８、４８が光源ユニット２６の基板２２に嵌合固定された構成となっているので、透光プレート２８、４８を光源ユニット２６の前方において該光源ユニット２６に対して所定の位置関係に正確に位置決めした状態で設けることができ、これにより配光制御を精度良く行うことができる。しかも、これら透光プレート２８、４８は、その各凸レンズ部２８ａ、４８ａの配置が異なっているだけであるので、光源ユニット２６に関しては同一の構成に維持したまま、透光プレート２８、４８のいずれかを選択して用いることにより異なる配光パターンを得ることができる。
【００６８】
なお上記実施形態においては、各半導体発光チップ２４のサイズが一辺０．３ｍｍ程度、基板２２のサイズが一辺１８ｍｍ程度、各半導体発光チップ２４の間隔が３ｍｍ程度に設定されているものとして説明したが、これらの以外の値に設定することももちろん可能である。
【００６９】
また上記本実施形態においては、灯具ユニット４０からの光照射によって形成される３つの配光パターンＰ４、Ｐ５、Ｐ６が、灯具ユニット２０からの光照射によって形成される配光パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３を平行移動させたものとなっているが、その際、透光プレート４８の各凸レンズ部４８ａについて、その光軸Ａｘ２のチップ中心軸Ａｘ１からの変位量および変位方向を適当に調整することにより、各パターンＰ４、Ｐ５、Ｐ６の形成位置を図１１に示す位置とは異なる任意の位置に設定することが可能である。
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
図１２は、上記実施形態の第１変形例を示す、図４と同様の図である。
【００７０】
本変形例においては、透光プレート５８の構成が上記実施形態の透光プレート２８とは異なっている。すなわち、本変形例の透光プレート５８は、光源ユニット２６の基板２２および孔開きプレート３０を覆うように形成された合成樹脂層で構成されている。なお、この透光プレート５８の各凸レンズ部５８ａの形状および配置については、上記実施形態の各凸レンズ部２８ａと同様である。
本変形例の構成を採用することにより、上記実施形態のように透光プレート２８を嵌合固定するといった装着作業を不要とすることができる。
【００７１】
図１３は、上記実施形態の第２変形例を示す、図４と同様の図である。
【００７２】
本変形例においても、透光プレート６８の構成が上記実施形態の透光プレート２８とは異なっている。すなわち、本変形例の透光プレート６８は、光源ユニット２６の基板２２を覆うように形成された合成樹脂層で構成されている点で第１変形例の場合と同様であり、さらに本変形例においては、孔開きプレート３０および各モールド樹脂３４が廃止された構成となっている。なお、この透光プレート６８の各凸レンズ部６８ａの形状および配置については、上記実施形態の各凸レンズ部２８ａと同様である。
【００７３】
本変形例の構成を採用することにより、第１変形例と同様の作用効果を得ることができるとともに、灯具ユニット２０の構成を一層簡素化することができる。
図１４は、上記実施形態の第３変形例を示す、図４と同様の図である。
【００７４】
本変形例においても、透光プレート７８の構成が上記実施形態の透光プレート２８とは異なっている。すなわち、本変形例の透光プレート７８は、各凸レンズ部７８ａの光軸Ａｘ２が、該凸レンズ部７８ａの後方に位置する半導体発光チップ２４のチップ中心軸Ａｘ１に対して所定角度傾斜した位置に配置されている。その際、各光軸Ａｘ２は、各半導体発光チップ２４の中心位置を通るように延びており、その水平方向の傾斜角θは各凸レンズ部７８ａ毎に異なる値に設定されている。なお、各凸レンズ部７８ａの形状等については、上記実施形態の各凸レンズ部２８ａと同様である。
【００７５】
本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様、各半導体発光チップ２４からの光を各凸レンズ部７８ａにより略平行光として前方へ透過させて各々異なる方向へ照射させるようにすることができる。
図１５は、上記実施形態の第４変形例を示す、図１と同様の図である。
【００７６】
本変形例においては、ランプボディ１２および透光カバー１４で形成される灯室内に、灯具ユニット２０および灯具ユニット４０が４個ずつ上下２段で収容された構成となっている。
【００７７】
本変形例の構成を採用することにより、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を上記実施形態に対して４倍の明るさで形成することができ、これにより前方視認性を高めることができる。なお、各灯具ユニット２０、４０の個数をこれ以外の個数に設定することももちろん可能である。
図１６は、上記実施形態の第５変形例を示す、図１と同様の図である。
【００７８】
本変形例においては、ランプボディ１２および透光カバー１４で形成される灯室内に、３個の灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと、３個の灯具ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃとが上下２段で収容された構成となっている。
【００７９】
灯具ユニット２０Ａは、その透光プレート２８Ａに形成された３６個の凸レンズ部２８ａが、上記実施形態の灯具ユニット２０の透光プレート２８において第１レンズグループＧ１を構成する６個の凸レンズ部２８ａが上下６段で配置された構成となっており、これにより配光パターンＰ１のみを形成するようになっている。灯具ユニット２０Ｂは、その透光プレート２８Ｂに形成された３６個の凸レンズ部２８ａが、上記実施形態の灯具ユニット２０の透光プレート２８において第２レンズグループＧ２を構成する１８個の凸レンズ部２８ａが上下２段で配置された構成となっており、これにより配光パターンＰ２のみを形成するようになっている。灯具ユニット２０Ｃは、その透光プレート２８Ｃに形成された３６個の凸レンズ部２８ａが、上記実施形態の灯具ユニット２０の透光プレート２８において第３レンズグループＧ３を構成する１２個の凸レンズ部２８ａが上下３段で配置された構成となっており、これにより配光パターンＰ３のみを形成するようになっている。
【００８０】
一方、灯具ユニット４０Ａは、その透光プレート４８Ａに形成された３６個の凸レンズ部４８ａが、上記実施形態の灯具ユニット４０の透光プレート４８において第４レンズグループＧ４を構成する６個の凸レンズ部４８ａが上下６段で配置された構成となっており、これにより配光パターンＰ４のみを形成するようになっている。灯具ユニット４０Ｂは、その透光プレート４８Ｂに形成された３６個の凸レンズ部４８ａが、上記実施形態の灯具ユニット４０の透光プレート４８において第５レンズグループＧ５を構成する１８個の凸レンズ部４８ａが上下２段で配置された構成となっており、これにより配光パターンＰ５のみを形成するようになっている。灯具ユニット４０Ｃは、その透光プレート４８Ｃに形成された３６個の凸レンズ部４８ａが、上記実施形態の灯具ユニット４０の透光プレート４８において第６レンズグループＧ６を構成する１２個の凸レンズ部４８ａが上下３段で配置された構成となっており、これにより配光パターンＰ６のみを形成するようになっている。
【００８１】
本変形例の構成を採用した場合においても、３個の灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを同時点灯させることによりロービーム用配光パターンＰＬを形成することができ、また、６個の灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを同時点灯させることによりハイビーム用配光パターンＰＨを形成することができる。
【００８２】
しかも本変形例のように、各灯具ユニットにより形成される配光パターンを特定形状の配光パターンに特化した構成とした場合には、これら各灯具ユニットを適宜組み合わせて点灯させることにより種々の配光パターンを形成することができる。例えば、昼間の車両走行時に、灯具ユニット４０Ｃのみを点灯させるようにすれば、あまり眩しくない広拡散の配光パターンＰ６を形成することができるので、車両用灯具１０をデイタイムランニングランプとしても用いることができる。また、６個の灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃのうちの一部を複数個用いることにより、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の光度分布を任意に設定することが容易となる。なお、各灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃにより形成される配光パターンを、図８および１１に示す配光パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６以外の配光パターンに設定することももちろん可能である。
【００８３】
ところで、上記実施形態および各変形例においては、車両用灯具１０が、ヘッドランプであるものとして、あるいはデイタイムランニングランプの機能を有するヘッドランプであるものとして説明したが、デイタイムランニングランプの機能のみを有するものとして構成することも可能である。この場合には、灯具ユニットとして、例えば、あまり眩しくない広拡散の配光パターンＰ６を形成する灯具ユニット４０Ｃのみを１個ないし２個程度備えた構成とすれば足りるので、車両用灯具１０を一層コンパクトに構成することができる。なおその際、配光パターンＰ６以外のデイタイムランニングランプ用により適した配光パターンを形成するように灯具ユニットを構成することももちろん可能である。また、これら灯具ユニットを、テールランプやターンシグナルランプ等の他の種類の車両用灯具に適用することももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図
【図２】上記車両用灯具における一方の灯具ユニットを詳細に示す正面図
【図３】図２のIII−III線断面図
【図４】図２のIV−IV線断面図
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図
【図６】図４のVI部詳細図
【図７】上記灯具ユニットを分解して示す正面図であって、同図（ａ）は透光プレートを単品で示す図、同図（ｂ）は光源ユニットを孔開きプレートと共に示す図
【図８】上記車両用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ロービーム用配光パターンを透視的に示す図
【図９】上記車両用灯具における他方の灯具ユニットを詳細に示す正面図
【図１０】上記車両用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ハイビーム用配光パターンを透視的に示す図
【図１１】上記仮想鉛直スクリーン上に形成される付加配光パターンを透視的に示す図
【図１２】上記実施形態の第１変形例を示す、図４と同様の図
【図１３】上記実施形態の第２変形例を示す、図４と同様の図
【図１４】上記実施形態の第３変形例を示す、図４と同様の図
【図１５】上記実施形態の第４変形例を示す、図１と同様の図
【図１６】上記実施形態の第５変形例を示す、図１と同様の図
【符号の説明】
１０ 車両用灯具
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
２０、４０ 灯具ユニット
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ 灯具ユニット
２２ 基板
２４ 半導体発光チップ
２６ 光源ユニット
２８、４８、５８、６８、７８ 透光プレート
２８ａ、４８ａ、５８ａ、６８ａ、７８ａ 凸レンズ部
２８ｂ 突起部
２８ｃ ランス部
３０ 孔開きプレート
３０ａ 貫通孔
３０ｂ 環状リブ
３２ 導電パターン
３４ モールド樹脂
Ａｘ１ チップ中心軸
Ａｘ２ 光軸
ＣＬ カットオフライン
Ｇ１ 第１レンズグループ
Ｇ２ 第２レンズグループ
Ｇ３ 第３レンズグループ
Ｇ４ 第４レンズグループ
Ｇ５ 第５レンズグループ
Ｇ６ 第６レンズグループ
ＨＺＨ、ＨＺＬ ホットゾーン
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６ 光源像
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 配光パターン
ＰＡ 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
ｄ 水平方向の変位量
θ 水平方向の傾斜角

Claims (5)

1. 所定の配光パターンを形成するための光照射を行う灯具ユニットを備えてなる車両用灯具において、
   上記車両用灯具が、上記灯具ユニットからの光照射により、上端部に水平カットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成されたヘッドランプであって、
   上記灯具ユニットが、基板の前面に複数の半導体発光チップが所定間隔をおいて配置されてなる光源ユニットと、この光源ユニットの前方に設けられた透光プレートとを備えてなり、
   上記各半導体発光チップが、灯具正面視において矩形状の外形形状を有しており、
   上記透光プレートにおける上記各半導体発光チップの前方部位に、該半導体発光チップからの光を略平行光として前方へ透過させる凸レンズ部が各々形成されており、
   上記複数の凸レンズ部のうち少なくとも一部の凸レンズ部の光軸が、該凸レンズ部の後方に位置する上記半導体発光チップの中心を通り灯具前後方向に延びるチップ中心軸に対して非同一軸線上に配置されるとともに、これら各光軸の上記各チップ中心軸に対する変位量が互いに異なる値に設定されており、
   上記少なくとも一部の凸レンズ部の光軸が、該凸レンズ部の後方に位置する上記半導体発光チップのチップ中心軸に対して、これら各凸レンズ部相互間において、上下方向に関して同じ値だけ下方に変位しているとともに、水平方向に関して互いに異なる値だけ変位しており、
   上記少なくとも一部の凸レンズ部を介して前方へ照射された、該凸レンズ部の後方に位置する上記半導体発光チップからの光により形成される複数の光源像の合成により、上記水平カットオフラインの形成を行うように構成されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記基板が、灯具前後方向と直交する鉛直面に略沿って配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記複数の半導体発光チップが、灯具正面視において２次元的に配置されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
4. 上記透光プレートが、上記基板に嵌合固定されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具。
5. 上記透光プレートが、上記基板を覆うように形成された合成樹脂層で構成されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具。

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