JP4695112B2 - 車両用前照灯の灯具ユニット - Google Patents

Description

本願発明は、車両用前照灯の灯具ユニットに関するものであり、特に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ものである。

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「特許文献１」には、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、この投影レンズの後側焦点よりも後方側でかつ光軸近傍において上向きに配置された発光素子と、この発光素子を上方側から覆うように配置され、該発光素子からの光を前方へ向けて光軸寄りに反射させるリフレクタとを備えた、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットが記載されている。

その際、この「特許文献１」に記載された灯具ユニットにおいては、リフレクタと投影レンズとの間に、リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するとともにその前端縁が投影レンズの後側焦点を通るように形成されたミラー部材が設けられており、このミラー部材によりリフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させて、その上向き反射面の前端縁の反転投影像としてのカットオフラインを上端部に有するロービーム用配光パターンを形成するようになっている。

さらに「特許文献２」には、このようなプロジェクタ型の灯具ユニットにおいて、そのミラー部材の上向き反射面として、光軸よりも自車線側に位置する領域が光軸を含む第１水平面で構成されるとともに、光軸よりも対向車線側に位置する領域が、光軸から斜め下方へ延びる中間斜面およびその下端縁から第１水平面と平行に延びる第２水平面で構成されたものが記載されている。

特開２００５−１６６５９０号公報 特開２００６−１１４２７４号公報

上記「特許文献１」や「特許文献２」に記載されているようなミラー部材を備えたプロジェクタ型の灯具ユニットを採用すれば、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、上端部に鮮明なカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成することが可能となる。

その際、上記「特許文献２」に記載されているように、ミラー部材の上向き反射面を、第１水平面、中間斜面および第２水平面からなる構成とすれば、ロービーム用配光パターンのカットオフラインを、対向車線側カットオフラインに対して自車線側カットオフラインが段上がりで形成されるとともに、自車線側カットオフラインにおける対向車線側カットオフライン側の端部が斜めカットオフラインとして形成された、左右段違いのカットオフラインとすることが可能となる。

しかしながら、このようなミラー部材を有する灯具ユニットにおいて、そのミラー部材の上向き反射面における中間斜面で反射した光により形成される配光パターンは、その第１および第２水平面で反射した光により形成される２つの配光パターンに対して斜めに割り込むように形成されることとなる。このため、ミラー部材からの反射光により形成される配光パターンが、ロービーム用配光パターンの配光ムラを発生させる原因となりやすい、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、発光素子を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニットにより、左右段違いのカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成するようにした場合において、配光ムラの発生を抑制することができる車両用前照灯の灯具ユニットを提供することを目的とするものである。

本願発明は、リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させるミラー部材を備えた構成とした上で、そのミラー部材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前照灯の灯具ユニットは、
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、この投影レンズの後側焦点よりも後方側でかつ上記光軸近傍において上向きに配置された発光素子と、この発光素子を上方側から覆うように配置され、該発光素子からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用前照灯の灯具ユニットにおいて、
上記リフレクタと上記投影レンズとの間に、上記リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するとともに該上向き反射面の前端縁が上記投影レンズの後側焦点を通るように形成されたミラー部材が設けられており、
上記上向き反射面における上記光軸よりも自車線側に位置する領域が、上記光軸を含む第１水平面で構成されるとともに、上記上向き反射面における上記光軸よりも対向車線側に位置する領域が、上記光軸から斜め下方へ延びる中間斜面および該中間斜面の下端縁から上記第１水平面と平行に延びる第２水平面で構成されており、
上記中間斜面における上記上向き反射面の前端縁から後方側に離れた位置に、上記リフレクタからの反射光を拡散反射させる拡散反射部が形成されている、ことを特徴とするものである。

上記「発光素子」とは、略点状に面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ダイオード等が採用可能である。また、この「発光素子」は、光軸近傍において上向きに配置されているが、必ずしも鉛直上向きに配置されていることは必要でない。

上記「拡散反射部」は、リフレクタからの反射光を拡散反射させるように構成されたものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。また、この「拡散反射部」の形成位置についても、「上向き反射面の前端縁から後方側に離れた位置」であれば、その具体的な位置は特に限定されるものではない。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯の灯具ユニットは、発光素子を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されているが、そのリフレクタと投影レンズとの間には、リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するとともにその前端縁が投影レンズの後側焦点を通るように形成されたミラー部材が設けられているので、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、上端部に鮮明なカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成することが可能となる。

その際、上向き反射面における自車線側の領域は、光軸を含む第１水平面で構成されるとともに、上向き反射面における対向車線側の領域は、光軸から斜め下方へ延びる中間斜面およびその下端縁から第１水平面と平行に延びる第２水平面で構成されているが、その中間斜面における上向き反射面の前端縁から後方側に離れた位置には、リフレクタからの反射光を拡散反射させる拡散反射部が形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、ミラー部材の上向き反射面における中間斜面で反射した光により形成される配光パターンは、その第１および第２水平面で反射した光により形成される２つの配光パターンに対して斜めに割り込むように形成されることとなるが、中間斜面の一部は拡散反射部として形成されているので、中間斜面からの反射光により形成される配光パターンを拡げてその明るさを減少させることができる。したがって、ミラー部材からの反射光により形成される配光パターンにより、ロービーム用配光パターンに配光ムラを発生させてしまうおそれを低減することができる。

その際、この拡散反射部は、中間斜面における上向き反射面の前端縁から後方側に離れた位置に形成されているので、カットオフラインの形成に支障を来たすことなく、配光ムラの発生を抑制することができる。

このように本願発明によれば、発光素子を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニットにより、左右段違いのカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成するようにした場合において、配光ムラの発生を抑制することができる。

上記構成において、拡散反射部を、中間斜面を車幅方向に跨ぐようにして第１および第２水平面まで延びるように形成すれば、中間斜面の一部からの反射光により形成される配光パターンと第１および第２水平面の各々の一部からの反射光により形成される配光パターンとを、共に明るさを減少させた上で互いに部分的に重複させることができる。そしてこれにより、配光ムラの発生を効果的に抑制することができる。

上記構成において、拡散反射部を、前後方向に延びる複数の溝部を車幅方向に互いに隣接させるようにして形成することにより構成すれば、これら各溝部からの反射光を水平拡散光とすることができる。このため、中間斜面の一部からの反射光により形成される配光パターン（あるいはこれに加えて、第１および第２水平面の各々の一部からの反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することができる。そしてこれにより、配光ムラの発生を一層効果的に抑制することができる。

この場合において、複数の溝部のうち、中間斜面に位置する各溝部を、該中間斜面とは反対側に傾斜した上向き斜面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、仮に、拡散反射部が形成されていないとすると、第１水平面からの反射光により形成される配光パターンと中間斜面からの反射光により形成される配光パターンとの間に隙間が形成されてしまい、この隙間の部分が暗部となってしまうこととなる。これに対し、中間斜面に位置する各溝部を、該中間斜面とは反対側に傾斜した上向き斜面を有する構成とすれば、この溝部の上向き斜面からの反射光を、第１水平面からの反射光により形成される配光パターン寄りの方向へ拡散させることができ、これにより、中間斜面からの反射光により形成される配光パターンとの間に隙間が形成されてしまわないようにして、この隙間の部分が暗部となってしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより。配光ムラの発生をより一層効果的に抑制することができる。なお、この場合において、中間斜面に位置する溝部は、単数であってもよいし複数であってもよい。

さらに、この場合において、拡散反射部を構成する複数の溝部のうち、第１水平面に位置する各溝部を、中間斜面とは反対側に傾斜した上向き斜面を有する構成とし、第２水平面に位置する各溝部を、中間斜面と同じ側に傾斜した上向き斜面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、リフレクタからの反射光のうち、光軸から車幅方向に離れた位置の反射領域からの反射光は、平面視においてミラー部材の上向き反射面への入射角が大きいものとなる。その際、光軸に対して第１水平面側に位置するリフレクタの反射領域からの反射光は、主として第１水平面に入射し、光軸に対して第２水平面側に位置するリフレクタの反射領域からの反射光は、主として第２水平面に入射する。そこで、第１水平面に位置する各溝部を、中間斜面とは反対側に傾斜した上向き斜面を有する構成とし、第２水平面に位置する各溝部を、中間斜面と同じ側に傾斜した上向き斜面を有する構成とすることにより、各溝部からの反射光が水平拡散光となるにもかかわらず、その反射光を投影レンズに入射させることができる。そしてこれにより、光源光束の有効利用を図った上で、配光ムラの発生を抑制することができる。

上記構成において、「拡散反射部」の形成位置が特に限定されないことは上述したとおりであるが、その前端縁の位置が、投影レンズの後側焦点から１〜４ｍｍの位置になるように設定すれば、車両前方路面の比較的近距離領域（すなわち配光ムラが目立ってしまう領域）へ向かう光を拡散させることができるので、配光ムラの発生を効果的に抑制することができる。また、上向き反射面における拡散反射部よりも前方側に位置する部分は、上向き反射面としての機能が確保されるので、上向き反射面の前端縁により形成されるカットオフラインを鮮明に形成し得るようにした上で、配光ムラの発生を抑制することができる。

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、本願発明の一実施形態に係る灯具ユニット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 線断面図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る灯具ユニット１０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された投影レンズ１２と、この投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも後方側に配置された発光素子１４と、この発光素子１４を上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Ａｘ寄りに反射させるリフレクタ１６と、このリフレクタ１６と投影レンズ１２との間に配置され、該リフレクタ１６からの反射光の一部を上方側へ反射させるミラー部材１８とを備えてなっている。

この灯具ユニット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ようになっており、車両用前照灯に組み込まれた状態では、その光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びた状態で配置されるようになっている。そして、この灯具ユニット１０は、左配光の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ようになっている。

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、その後側焦点面（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、ミラー部材１８の前方側に位置するようにして該ミラー部材１８と一体的に形成されたリング状のレンズホルダ１８Ａに固定されている。

発光素子１４は、白色発光ダイオードであって、１ｍｍ角程度の正方形の発光面を有する発光チップ１４ａと、この発光チップ１４ａを支持する基板１４ｂとからなっている。その際、発光チップ１４ａ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１４は、その発光チップ１４ａが光軸Ａｘ上において鉛直上向きになるように配置された状態で、ミラー部材１８から後方へ延長形成された後方延長部１８Ｂの上面に形成された凹部に位置決め固定されている。

リフレクタ１６の反射面１６ａは、光軸Ａｘと同軸の長軸を有するとともに発光素子１４の発光中心を第１焦点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１６ａ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の後側焦点Ｆのやや前方に位置する点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後側焦点Ｆからかなり前方へ変位させるように構成されている。このリフレクタ１６は、その反射面１６ａの周縁下端部においてミラー部材１８の後方延長部１８Ｂの上面に固定されている。

ミラー部材１８は、水平方向に延びる略平板状の部材として構成されており、その上面は、後側焦点Ｆの位置から光軸Ａｘに沿って後方へ延びる上向き反射面１８ａとして構成されている。そして、このミラー部材１８は、その上向き反射面１８ａにおいて、リフレクタ１６からの反射光の一部を上方側へ反射させるようになっている。この上向き反射面１８ａは、ミラー部材１８の上面にアルミニウム蒸着等による鏡面処理を施すことにより形成されている。

この上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂは、投影レンズ１２の後側焦点面に沿って延びるように形成されている。すなわち、この前端縁１８ｂは、平面視において後側焦点Ｆから光軸Ａｘの両側へ向けて徐々に前方側へ変位するように湾曲して形成されている。

また、この上向き反射面１８ａは、光軸Ａｘよりも自車線側である左側（灯具正面視では右側）に位置する左側領域が光軸Ａｘを含む第１水平面１８ａ１で構成されており、光軸Ａｘよりも対向車線側である右側に位置する右側領域が、光軸から斜め下方へ延びる中間斜面１８ａ３を介して左側領域よりも一段低い第２水平面１８ａ２で構成されている。ただし、右側領域における後側焦点Ｆから十分離れた右端部分および後方延長部１８Ｂは、左側領域を構成する第１水平面１８ａ１と面一で形成されている。その際、中間斜面１８ａ３の下向き傾斜角度は、１５°に設定されており、第２水平面１８ａ２は、第１水平面１８ａ１に対して０．４ｍｍ程度下方に位置するように形成されている。

図２および３に示すように、リフレクタ１６の反射面１６ａで反射した発光素子１４からの光は、前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射して、投影レンズ１２の下部領域に入射するが、その一部は、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａに入射し、この上向き反射面１８ａで反射してから、投影レンズ１２の上部領域に入射する。そして、投影レンズ１２の下部領域および上部領域に入射した光は、いずれも下向き光として投影レンズ１２から前方へ出射する。

この上向き反射面１８ａには、その前端縁１８ｂから後方側に離れた位置に、リフレクタ１６からの反射光を拡散反射させる拡散反射部３０が形成されている。

図４は、図３のIV-IV 線断面詳細図である。また、図５は、拡散反射部３０を、その前方左斜め上方から見て示す斜視図である。

これらの図にも示すように、拡散反射部３０は、光軸Ａｘを中心にして、上向き反射面１８ａの中間斜面１８ａ３を車幅方向に跨ぐようにして、その第１および第２水平面１８ａ１、１８ａ２まで延びるように形成されている、具体的には、この拡散反射部３０は、左右幅１５〜２５ｍｍ（例えば２０ｍｍ）、前後幅５〜１０ｍｍ（例えば７ｍｍ）の横長矩形領域に形成されており、その前端縁の位置は、後側焦点Ｆから１〜４ｍｍ（例えば２ｍｍ）の位置に設定されている。

この拡散反射部３０は、前後方向に延びる複数の溝部３０ａ、３０ｂ、３０ｃを車幅方向に互いに隣接させるようにして形成することにより構成されている。本実施形態においては、これら複数の溝部３０ａ、３０ｂ、３０ｃとして、光軸Ａｘの両側に１０本ずつ合計２０本の溝部が形成されている。

その際、光軸Ａｘの左側に形成された１０本の溝部３０ａは、第１水平面１８ａ１に位置しており、光軸Ａｘのすぐ右側に形成された１本の溝部３０ｂは、中間斜面１８ａ３に位置しており、その右側に形成された９本の溝部３０ｃは、第２水平面１８ａ２に位置している。

１０本の溝部３０ａは、いずれも同一の断面形状で形成されており、略鋸歯状に配置されている。その際、各溝部３０ａは、左上向きに傾斜した（すなわち中間斜面１８ａ３とは反対側に傾斜した）上向き斜面３０ａ１を有しており、その断面形状は上向き円弧状に設定されている。そして、これら各溝部３０ａは、その上向き斜面３０ａ１の上端縁が第１水平面１８ａ１よりもやや下方に位置するように形成されている。

これら１０本の溝部３０ａは、光軸Ａｘよりも左側に位置しているので、これら各溝部３０ａには、主としてリフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘよりも左側の領域で反射した発光素子１４からの光が、斜め右向きの光として入射することとなるが、これら各溝部３０ａの上向き斜面３０ａ１は、左上向きに傾斜しているので、この上向き斜面３０ａ１で反射したリフレクタ１６からの光は、水平方向に拡散した光となるにもかかわらず、投影レンズ１２に確実に入射することとなる。

一方、９本の溝部３０ｃは、いずれも同一の断面形状で形成されており、略鋸歯状に配置されている。その際、各溝部３０ｃは、右上向きに傾斜した（すなわち中間斜面１８ａ３と同じ側に傾斜した）上向き斜面３０ｃ１を有しており、その断面形状は上向き円弧状に設定されている。そして、これら各溝部３０ｃは、その上向き斜面３０ｃ１の上端縁が第２水平面１８ａ２よりも僅かに下方に位置するように形成されている。

これら９本の溝部３０ｃは、光軸Ａｘよりも右側に位置しているので、これら各溝部３０ｃには、主としてリフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘよりも右側の領域で反射した発光素子１４からの光が、斜め左向きの光として入射することとなるが、これら各溝部３０ｃの上向き斜面３０ｃ１は、右上向きに傾斜しているので、この上向き斜面３０ｃ１で反射したリフレクタ１６からの光は、水平方向に拡散した光となるにもかかわらず、投影レンズ１２に確実に入射することとなる。

残り１本の溝部３０ｂは、左上向きに傾斜した（すなわち中間斜面１８ａ３とは反対側に傾斜した）上向き斜面３０ｂ１を有しており、その断面形状は上向き円弧状に設定されている。そして、この溝部３０ｂは、その上向き斜面３０ｂ１の上端縁が第２水平面１８ａ２よりも僅かに下方に位置するように形成されている。

この溝部３０ｂは、光軸Ａｘの右側に隣接した位置にあるので、この溝部３０ｂには、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘの右側近傍の領域で反射した発光素子１４からの光が、平面視において光軸Ａｘと略平行な光として入射するが、この溝部３０ｂの上向き斜面３０ｂ１は、左上向きに傾斜しているので、この上向き斜面３０ｂ１で反射したリフレクタ１６からの光は、やや左寄りで水平方向に拡散した光となって、投影レンズ１２に入射し、この投影レンズ１２からはやや右寄りで水平方向に拡散する光として前方へ出射することとなる。

図６は、本実施形態に係る灯具ユニット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。

同図に示すように、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、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有している。

このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを通る鉛直線である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線よりも右側が、対向車線側カットオフラインＣＬ１として水平方向に延びるようにして形成されるとともに、Ｖ−Ｖ線よりも左側が、自車線側カットオフラインＣＬ２として対向車線側カットオフラインＣＬ１よりも段上がりで水平方向に延びるようにして形成されている。そして、この自車線側カットオフラインＣＬ２におけるＶ−Ｖ線寄りの端部は、斜めカットオフラインＣＬ３として形成されている。この斜めカットオフラインＣＬ３は、対向車線側カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点から左斜め上方へ１５°の傾斜角で延びている。

この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。これは光軸Ａｘが車両前後方向に対して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。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅを囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ１６で反射した発光素子１４からの光によって投影レンズ１２の後側焦点面上に形成された発光素子１４の像を、投影レンズ１２により上記仮想鉛直スクリーン上に反転投影像として投影することにより形成され、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂの反転投影像として形成されるようになっている。

その際、このロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ１６の反射面１６ａで反射した発光素子１４からの光のうち、投影レンズ１２の下部領域に直接入射した光により形成される配光パターンと、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａで反射してから投影レンズ１２の上部領域に入射した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こととなる。

図７は、ロービーム用配光パターンＰＬを構成する複数の配光パターンのうち、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａで反射して、投影レンズ１２の上部領域に入射した光により形成される３つの配光パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３を抜き出して示す、図６と同様の図である。

同図において、配光パターンＰ１は、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａにおける第１水平面１８ａ１で反射した光により形成される配光パターンであり、配光パターンＰ２は、その第２水平面１８ａ２で反射した光により形成される配光パターンであり、配光パターンＰ３は、その中間斜面１８ａ３で反射した光により形成される配光パターンである。ただし、これら３つの配光パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａに拡散反射部３０が形成されていないとした場合に形成される配光パターンである。

また、同図において２点鎖線で示す３つの配光パターンＰ１´、Ｐ２´、Ｐ３´は、仮にミラー部材１８が配置されていないとした場合に、第１水平面１８ａ１、第２水平面１８ａ２、中間斜面１８ａ３の各々で反射せずに投影レンズ１２の下部領域に直接入射した光により形成される配光パターンである。これら３つの配光パターンＰ１´、Ｐ２´、Ｐ３´は、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の上方側に形成されることとなる。

配光パターンＰ１は、対向車線側カットオフラインＣＬ１の上方に位置する配光パターンＰ１´を、対向車線側カットオフラインＣＬ１に関して上下に反転させた配光パターンとなり、配光パターンＰ２は、自車線側カットオフラインＣＬ２の上方に位置する配光パターンＰ２´を、自車線側カットオフラインＣＬ２に関して上下に反転させた配光パターンとなり、配光パターンＰ３は、斜めカットオフラインＣＬ３の上方に位置する配光パターンＰ３´を、斜めカットオフラインＣＬ３に関して上下に反転させた配光パターンとなる。

その際、配光パターンＰ３は、斜めカットオフラインＣＬ３が左斜め上方へ１５°の傾斜角で延びていることから、その左右両側に位置する配光パターンＰ１、Ｐ２に対して、右側の配光パターンＰ１からは離れる一方、左側の配光パターンＰ２とは部分的に重複するようにして形成されることとなる。

このため、配光パターンＰ１と配光パターンＰ３との間の隙間が、暗部として形成されてしまうこととなる。しかも、この暗部は、配光パターンＰ２と配光パターンＰ３とが重複した明るい部分の右側に隣接して形成されるので、車両前方路面は、その車両正面方向における近距離領域に配光ムラが生じてしまうこととなる。

しかしながら、本実施形態に係る灯具ユニット１０においては、そのミラー部材１８の上向き反射面１８ａに拡散反射部３０が形成されているので、上記配光ムラの発生が抑制されることとなる。

すなわち、中間斜面１８ａ３には、該中間斜面１８ａ３に入射したリフレクタ１６からの光を、やや左寄りで水平方向に拡散した光として反射させて投影レンズ１２に入射させ、この投影レンズ１２からやや右寄りで水平方向に拡散する光として前方へ出射させる溝部３０ｂが形成されているので、配光パターンＰ３の一部がやや右寄りに拡大することとなる。このため、配光パターンＰ１と配光パターンＰ３との間の隙間の暗部が明るくなるとともに、配光パターンＰ２と配光パターンＰ３との重複部分が暗くなり、これにより、車両前方路面の車両正面方向における近距離領域の配光ムラが緩和されることとなる。

また、第１水平面１８ａ１には、該第１水平面１８ａ１に入射したリフレクタ１６からの光を、水平方向の拡散光として反射させて投影レンズ１２に入射させ、この投影レンズ１２から水平方向に拡散する光として前方へ出射させる１０本の溝部３０ａが形成されているので、配光パターンＰ１の一部が左右両側に拡大することとなる。このため、配光パターンＰ１と配光パターンＰ３との間の隙間の暗部が明るくなり、これにより、車両前方路面の車両正面方向における近距離領域の配光ムラが緩和されることとなる。

さらに、第２水平面１８ａ２には、該第２水平面１８ａ２に入射したリフレクタ１６からの光を、水平方向の拡散光として反射させて投影レンズ１２に入射させ、この投影レンズ１２から水平方向に拡散する光として前方へ出射させる９本の溝部３０ｃが形成されているので、配光パターンＰ２の一部が左右両側に拡大することとなる。このため、配光パターンＰ２と配光パターンＰ３との重複部分が暗くなり、これにより、車両前方路面の車両正面方向における近距離領域の配光ムラが緩和されることとなる。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニット１０は、発光素子１４を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニット１０として構成されているが、そのリフレクタ１６と投影レンズ１２との間には、リフレクタ１６からの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面１８ａを有するとともに、該上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂが投影レンズ１２の後側焦点Ｆを通るように形成されたミラー部材１８が設けられているので、発光素子１４からの光に対する光束利用率を高めた上で、上端部に鮮明なカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＰＬを形成することが可能となる。

その際、上向き反射面１８ａにおける自車線側の領域は、光軸Ａｘを含む第１水平面１８ａ１で構成されるとともに、上向き反射面１８ａにおける対向車線側の領域は、光軸Ａｘから斜め下方へ延びる中間斜面１８ａ３およびその下端縁から第１水平面１８ａ１と平行に延びる第２水平面１８ａ２で構成されているが、その中間斜面１８ａ３における上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂから後方側に離れた位置には、リフレクタ１６からの反射光を拡散反射させる拡散反射部３０が形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａにおける中間斜面１８ａ３で反射した光により形成される配光パターンＰ３は、その第１および第２水平面１８ａ１、１８ａ２で反射した光により形成される２つの配光パターンＰ１、Ｐ２に対して斜めに割り込むように形成されることとなるが、中間斜面１８ａ３の一部は拡散反射部３０として形成されているので、中間斜面１８ａ３からの反射光により形成される配光パターンＰ３を拡げてその明るさを減少させることができる。したがって、ミラー部材１８からの反射光により形成される配光パターンにより、ロービーム用配光パターンＰＬに配光ムラを発生させてしまうおそれを低減することができる。

その際、この拡散反射部３０は、中間斜面１８ａ３における上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂから後方側に離れた位置に形成されているので、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の形成に支障を来たすことなく、配光ムラの発生を抑制することができる。

このように本実施形態によれば、発光素子１４を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニット１０により、左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンを形成するようにした場合において、配光ムラの発生を抑制することができる。

しかも本実施形態においては、拡散反射部３０が、中間斜面１８ａ３を車幅方向に跨ぐようにして第１および第２水平面１８ａ１、１８ａ２まで延びるように形成されているので、中間斜面１８ａ３の一部からの反射光により形成される配光パターンＰ３と第１および第２水平面１８ａ１、１８ａ２の各々の一部からの反射光により形成される配光パターンＰ１、Ｐ２とを、共に明るさを減少させた上で互いに部分的に重複させることができる。そしてこれにより、配光ムラの発生を効果的に抑制することができる。

また本実施形態においては、拡散反射部３０が、前後方向に延びる複数の溝部３０ａ、３０ｂ、３０ｃを車幅方向に互いに隣接させるようにして形成することにより構成されているので、これら各溝部３０ａ、３０ｂ、３０ｃからの反射光を水平拡散光とすることができる。このため、中間斜面１８ａ３の一部からの反射光により形成される配光パターンならびに第１および第２水平面１８ａ１、１８ａ２の各々の一部からの反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することができる。そしてこれにより、配光ムラの発生を一層効果的に抑制することができる。

さらに本実施形態においては、中間斜面１８ａ３に位置する溝部３０ｂが、該中間斜面１８ａ３とは反対側に傾斜した上向き斜面３０ｂ１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、仮に、拡散反射部３０が形成されていないとすると、第１水平面１８ａ１からの反射光により形成される配光パターンＰ１と、中間斜面１８ａ３からの反射光により形成される配光パターンＰ３との間に隙間が形成されてしまい、この隙間の部分が暗部となってしまうこととなる。これに対し、中間斜面１８ａ３に位置する溝部３０ｂを、該中間斜面１８ａ３とは反対側に傾斜した上向き斜面３０ｂ１を有する構成とすれば、この溝部３０ｂの上向き斜面３０ｂ１からの反射光を、第１水平面１８ａ１からの反射光により形成される配光パターンＰ１寄りの方向へ拡散させることができ、これにより、中間斜面１８ａ３からの反射光により形成される配光パターンＰ３との間に隙間が形成されてしまわないようにして、この隙間の部分が暗部となってしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより。配光ムラの発生をより一層効果的に抑制することができる。なお、
また、第１水平面１８ａ１に位置する各溝部３０ａは、中間斜面１８ａ３とは反対側に傾斜した上向き斜面３０ａ１を有しており、第２水平面１８ａ２に位置する各溝部３０ｃは、中間斜面１８ａ３と同じ側に傾斜した上向き斜面３０ｃ１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、リフレクタ１６からの反射光のうち、光軸Ａｘから車幅方向に離れた位置の反射領域からの反射光は、平面視においてミラー部材１８の上向き反射面１８ａへの入射角が大きいものとなる。その際、光軸Ａｘに対して第１水平面１８ａ１側に位置するリフレクタ１６の反射領域からの反射光は、主として第１水平面１８ａ１に入射し、光軸Ａｘに対して第２水平面１８ａ２側に位置するリフレクタ１６の反射領域からの反射光は、主として第２水平面１８ａ２に入射する。そこで、第１水平面１８ａ１に位置する各溝部３０ａを、中間斜面１８ａ３とは反対側に傾斜した上向き斜面３０ａ１を有する構成とし、第２水平面１８ａ２に位置する各溝部３０ｃを、中間斜面１８ａ３と同じ側に傾斜した上向き斜面３０ｃ１を有する構成とすることにより、各溝部３０ａ、３０ｃからの反射光が水平拡散光となるにもかかわらず、その反射光を投影レンズ１２に入射させることができる。そしてこれにより、光源光束の有効利用を図った上で、配光ムラの発生を抑制することができる。

また本実施形態においては、拡散反射部３０の前端縁の位置が、投影レンズ１２の後側焦点Ｆから１〜４ｍｍの位置に設定されているので、車両前方路面の比較的近距離領域（すなわち配光ムラが目立ってしまう領域）へ向かう光を拡散させることができ、これにより、配光ムラの発生を効果的に抑制することができる。また、上向き反射面１８ａにおける拡散反射部３０よりも前方側に位置する部分は、上向き反射面１８ａとしての機能が確保されることとなるので、上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂにより形成されるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を鮮明に形成することができる。

なお、上記実施形態においては、中間斜面１８ａ３の下向き傾斜角度が１５°に設定されているものとして説明したが、これ以外の傾斜角度に設定されている場合においても、拡散反射部３０が形成された構成とすることにより、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記実施形態においては、発光素子１４の発光チップ１４ａが、１ｍｍ角程度の正方形の発光面を有しているものとして説明したが、これ以外の形状や大きさの発光面を有する構成とすることも可能であり、さらに、複数の発光チップ１４ａが隣接配置された構成とすることも可能である。

さらに、上記実施形態においては、上向き反射面１８ａが、後側焦点Ｆの位置から光軸Ａｘに沿って後方へ延びるように形成されているものとして説明したが、この上向き反射面１８ａを車両前後方向に関して僅かに（例えば１．５°程度）前下がりで形成された構成とすることも可能である。このような構成を採用することにより、ミラー部材１８を成形する際に金型を抜きやすくすることができ、また、上向き反射面１８ａで反射したリフレクタ１６からの反射光をより多く投影レンズ１２に入射させることができる。

なお、上記実施形態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前照灯の灯具ユニットを示す正面図 図１のII-II 線断面図 図１のIII-III 線断面図 図３のIV-IV 線断面詳細図 上記灯具ユニットの拡散反射部を、その前方左斜め上方から見て示す斜視図 上記灯具ユニット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 上記ロービーム用配光パターンを構成する複数の配光パターンのうち、ミラー部材の上向き反射面で反射して、投影レンズの上部領域に入射した光により形成される３つの配光パターンを抜き出して示す、図６と同様の図

符号の説明

１０ 灯具ユニット
１２ 投影レンズ
１４ 発光素子
１４ａ 発光チップ
１４ｂ 基板
１６ リフレクタ
１６ａ 反射面
１８ ミラー部材
１８Ａ レンズホルダ
１８Ｂ 後方延長部
１８ａ 上向き反射面
１８ａ１ 第１水平面
１８ａ２ 第２水平面
１８ａ３ 中間斜面
１８ｂ 前端縁
３０ 拡散反射部
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 溝部
３０ａ１、３０ｂ１、３０ｃ１ 上向き斜面
Ａｘ 光軸
ＣＬ１ 対向車線側カットオフライン
ＣＬ２ 自車線側カットオフライン
ＣＬ３ 斜めカットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後側焦点
ＨＺ ホットゾーン
Ｐ１、Ｐ１´、Ｐ２、Ｐ２´、Ｐ３、Ｐ３´ 配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン

Claims (6)

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、この投影レンズの後側焦点よりも後方側でかつ上記光軸近傍において上向きに配置された発光素子と、この発光素子を上方側から覆うように配置され、該発光素子からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用前照灯の灯具ユニットにおいて、
   上記リフレクタと上記投影レンズとの間に、上記リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するとともに該上向き反射面の前端縁が上記投影レンズの後側焦点を通るように形成されたミラー部材が設けられており、
   上記上向き反射面における上記光軸よりも自車線側に位置する領域が、上記光軸を含む第１水平面で構成されるとともに、上記上向き反射面における上記光軸よりも対向車線側に位置する領域が、上記光軸から斜め下方へ延びる中間斜面および該中間斜面の下端縁から上記第１水平面と平行に延びる第２水平面で構成されており、
   上記中間斜面における上記上向き反射面の前端縁から後方側に離れた位置に、上記リフレクタからの反射光を拡散反射させる拡散反射部が形成されている、ことを特徴とする車両用前照灯の灯具ユニット。
2. 上記拡散反射部が、上記中間斜面を車幅方向に跨ぐようにして上記第１および第２水平面まで延びるように形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
3. 上記拡散反射部が、前後方向に延びる複数の溝部を車幅方向に互いに隣接させるようにして形成することにより構成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
4. 上記複数の溝部のうち、上記中間斜面に位置する各溝部が、該中間斜面とは反対側に傾斜した上向き斜面を有している、ことを特徴とする請求項３記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
5. 上記複数の溝部のうち、上記第１水平面に位置する各溝部が、上記中間斜面とは反対側に傾斜した上向き斜面を有しており、上記第２水平面に位置する各溝部が、上記中間斜面と同じ側に傾斜した上向き斜面を有している、ことを特徴とする請求項４記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
6. 上記拡散反射部の前端縁の位置が、上記投影レンズの後側焦点から１〜４ｍｍの位置に設定されている、ことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の車両用前照灯の灯具ユニット。

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