JP5519400B2 - 車両用照明灯具 - Google Patents

Description

本願発明は、いわゆるプロジェクタ型の車両用照明灯具に関するものであり、特に、発光素子を光源とする車両用照明灯具に関するものである。

近年、車両用照明灯具においても、光源として発光ダイオード等の発光素子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、発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用照明灯具が記載されている。

この「特許文献１」に記載された車両用照明灯具は、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投影レンズへ向けて反射させるリフレクタとを備えた構成となっている。また、この車両用照明灯具においては、そのリフレクタからの反射光の一部を遮蔽するためのシェードが、該シェードの上端縁が投影レンズの後側焦点近傍を通るようにして配置された構成となっている。

そして、この「特許文献１」に記載された車両用照明灯具においては、そのリフレクタからの反射光によって投影レンズの後側焦点面に形成される光源像の反転投影像としてロービーム用配光パターンを形成し、その際、シェードの上端縁の反転投影像としてカットオフラインを形成するようになっている。

なお「特許文献２」には、シェードを備えたプロジェクタ型の車両用照明灯具ではないが、１つの発光素子に対してリフレクタおよびレンズが複数組配置された車両用照明灯具が記載されている。

特開２００３−３１７５１３号公報 特開２００２−１８４２１２号公報

上記「特許文献１」に記載された車両用照明灯具においては、ロービーム用配光パターンのカットオフラインが、シェードの上端縁の反転投影像として形成されるので、これを鮮明なカットオフラインとして形成することができる。

しかしながら、ロービーム用配光パターンを形成するための車両用照明灯具において、その光源として用いられる発光素子は複数のピーク波長を有している。このため、リフレクタで反射した発光素子からの光が投影レンズを透過する際、色収差による分光現象が不可避的に生じてしまう。そしてこれにより、カットオフラインの上方近傍に分光色が現れてしまうので、対向車ドライバに無用な違和感を与えてしまうおそれがある、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車両用照明灯具において、ロービーム用配光パターンにおけるカットオフラインの上方近傍に、色収差による分光色が現れてしまうのを効果的に抑制することができる車両用照明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、通常のプロジェクタ型の車両用照明灯具に対して、その構成を一部変更した上で、第２投影レンズ、第２リフレクタおよび第２シェードが追加配置された構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用照明灯具は、
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上記投影レンズへ向けて反射させるリフレクタと、このリフレクタからの反射光の一部を遮蔽するために、上端縁が上記投影レンズの後側焦点近傍を通るようにして配置されたシェードと、を備えてなる車両用照明灯具において、
上記光軸の上方において該光軸と略平行に延びる第２光軸上に、第２投影レンズが配置されており、
上記リフレクタの反射面における前部領域が切り欠かれており、
このリフレクタの上方に、該リフレクタの反射面における前部領域に入射すべき上記発光素子からの光を上記第２投影レンズへ向けて反射させる第２リフレクタが配置されており、
この第２リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するための第２シェードが、該第２シェードの上端縁が上記第２投影レンズの後側焦点近傍を通るようにして配置されており、
上記第２投影レンズの焦点距離が、上記投影レンズの焦点距離よりも小さい値に設定されており、
上記第２投影レンズが、上記投影レンズに対して後方側に変位するようにして配置されている、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い。また、この「発光素子」は、投影レンズの後側焦点よりも後方側において上向きに配置されていれば、その具体的な位置は特に限定されるものではなく、また、必ずしも鉛直上向きに配置されていなくてもよい。

上記「第２投影レンズ」は、少なくとも鉛直面内において第２光軸上に焦点を結ぶように形成されたレンズであれば、その水平面に沿った断面形状は特に限定されるものではない。

上記「該リフレクタの反射面における前部領域に入射すべき上記発光素子からの光」とは、仮に、リフレクタの反射面における前部領域が切り欠かれていなかったとしたときに、この前部領域に入射したであろう発光素子からの光を意味するものである。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用照明灯具は、発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用照明灯具として構成されているが、その光軸の上方において該光軸と略平行に延びる第２光軸上に第２投影レンズが配置されており、また、リフレクタの反射面における前部領域が切り欠かれており、そして、このリフレクタの上方に、その反射面における前部領域に入射すべき発光素子からの光を第２投影レンズへ向けて反射させる第２リフレクタが配置されており、さらに、この第２リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するための第２シェードが、その上端縁が第２投影レンズの後側焦点近傍を通るようにして配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、本願発明に係る車両用照明灯具において、仮に、そのリフレクタの反射面の前部領域が切り欠かれていなかったとすると、この前部領域で反射した発光素子からの光は、投影レンズに対してその下端縁近傍領域に入射することとなるが、この下端縁近傍領域に入射した光は、投影レンズを透過する際に色収差による分光現象を生じてしまう。このため、この投影レンズからの出射光により形成されるロービーム用配光パターンにおいては、そのカットオフラインの上方近傍に分光色が現れてしまい、これにより対向車ドライバに無用な違和感を与えてしまうこととなる。

この点、本願発明に係る車両用照明灯具においては、そのリフレクタの反射面における前部領域が切り欠かれているので、色収差の発生原因となる、投影レンズの下端縁近傍領域に入射する光を除去することができる。したがって、リフレクタ、シェードおよび投影レンズからなる基本的な光学系により形成される基本配光パターンにおいては、そのカットオフラインの上方近傍に分光色がほとんど現れないようにすることができる。

その上で、本願発明に係る車両用照明灯具においては、リフレクタの反射面における前部領域に入射すべき発光素子からの光を、光軸の上方に配置された第２リフレクタ、第２シェードおよび第２投影レンズからなる光学系（以下「第２光学系」という）により制御する構成となっているので、これにより上端縁にカットオフラインを有する付加配光パターンを形成することができる。したがって、リフレクタの反射面における前部領域が切り欠かれたことにより、基本配光パターンは元々のロービーム用配光パターンよりも明るさが低下することとなるが、これに付加配光パターンが付加されることにより、元々のロービーム用配光パターンと略同様の明るさを確保することができる。

しかも、このリフレクタの反射面における前部領域が切り欠かれたことによって基本配光パターンの明るさが低下するのは、元々のロービーム用配光パターンにおける下端領域（すなわち車両前方路面の近距離領域を照射する部分）である。したがって、このような基本配光パターンを形成することにより、車両前方路面の近距離領域が明るくなり過ぎてその遠距離領域の視認性が相対的に低下してしまうのを未然に防止することができる。一方、付加される付加配光パターンは、その上端縁にカットオフラインを有しており、車両前方路面の遠方領域を幅広く照射するのに適した配光パターンとして形成されるので、この付加配光パターンを基本配光パターンに付加してロービーム用配光パターンを形成することにより、遠方視認性を高めることができる。

その際、ロービーム用配光パターンの主要部は、基本配光パターンにより形成されているので、付加配光パターンについては、その形状自由度を高めることができる。したがって、この付加配光パターンを形成するための第２光学系においては、その第２リフレクタで反射した発光素子からの光を、第２投影レンズの周縁領域には入射させない構成とすることが容易に可能となり、これにより分光現象の発生を効果的に抑制することができる。このため、付加配光パターンにおけるカットオフラインの上方近傍に分光色が現れてしまうのを効果的に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車両用照明灯具において、ロービーム用配光パターンにおけるカットオフラインの上方近傍に、色収差による分光色が現れてしまうのを効果的に抑制することができる。そしてこれにより、対向車ドライバに無用な違和感を与えてしまうおそれを効果的に低減することができる。しかも、このような作用効果を、光源光束の有効利用を図った上で得ることができる。

上記構成において、シェードを、その上端縁から後方へ延びる上向き鏡面を有するミラー部材として構成されたものとすれば、このシェードで遮蔽されるべきリフレクタからの反射光を、ミラー部材の上向き鏡面で上向きに反射させて投影レンズに入射させることができる。同様に、第２シェードについても、その上端縁から後方へ延びる上向き鏡面を有する第２ミラー部材として構成されたものとすれば、この第２シェードで遮蔽されるべき第２リフレクタからの反射光を、第２ミラー部材の上向き鏡面で上向きに反射させて第２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、光源光束のさらなる有効利用を図ることができる。また、基本配光パターンおよび付加配光パターンの各々におけるカットオフラインの下方近傍領域の明るさを増大させることができるので、これにより遠方視認性をさらに向上させることができる。

上記構成において、第２投影レンズの焦点距離が、投影レンズの焦点距離よりも小さい値に設定されたものとすれば、付加配光パターンを大きめ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。そして、この付加配光パターンを基本配光パターンに付加することにより、ロービーム用配光パターンを全体として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、このように第２投影レンズの焦点距離が投影レンズの焦点距離よりも小さい値に設定されたものとした場合には、第２投影レンズを小型化することが容易に可能となり、かつ、投影レンズに対して後方側へ変位した位置に配置することも容易に可能となる。したがって、投影レンズの前方側に、透光カバーが後方へ向けて大きく傾斜した状態で配置されるような灯具構成となっている場合においても、投影レンズや第２投影レンズを透光カバーと干渉させないようにすることが容易に可能となる。

上記構成において、投影レンズを、灯具正面視において円形の外形形状を有する非球面レンズの上下両端部が切除されたレンズとして構成されたものとすれば、車両用照明灯具として、その光軸よりも下方側に位置する部分の上下方向の占有スペースを小さくすることができ、これによりレイアウトの自由度を高めることができる。なお、このような構成を採用した場合においても、リフレクタは、その反射面における前部領域が切り欠かれており、投影レンズの上下両端部にはリフレクタからの反射光が入射しないので、灯具配光性能に影響が及んでしまうことはない。

本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面図 図１のII−II線断面図 図２のIII 方向矢視図 上記車両用照明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示す図

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照明灯具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２のIII
方向矢視図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０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プロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されており、ヘッドランプの一部として図示しないランプボディ等に傾動可能に支持された状態で用いられるようになっている。

この車両用照明灯具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からの光を投影レンズ１２へ向けて反射させるリフレクタ１６と、このリフレクタ１６からの反射光の一部を遮蔽するシェード１８と、これらを支持するホルダ２０と、第２投影レンズ２２、第２リフレクタ２６および第２シェード２８と、を備えた構成となっている。

そして、この車両用照明灯具１０は、ヘッドランプの一部として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。

その際、この車両用照明灯具１０が組み込まれるヘッドランプは、その透光カバー５０が、車体前端部の上部表面の意匠ラインに沿って、後方側へ向けて上向きに大きく傾斜して延びるように形成されている。

この車両用照明灯具１０においては、投影レンズ１２、リフレクタ１６およびシェード１８が、プロジェクタ型の灯具ユニットとしての基本的な光学系を構成しており、第２投影レンズ２２、第２リフレクタ２６および第２シェード２８が、この基本的な光学系に付加される第２光学系を構成している。

まず、基本的な光学系について説明する。

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で構成されている。その際、この投影レンズ１２は、灯具正面視において円形の外形形状を有する平凸非球面レンズ１２´（図２において２点鎖線で示すレンズ）の上下両端部が水平に切除された形状を有している。そして、この投影レンズ１２は、その後側焦点面（すなわち投影レンズ１２の後側焦点Ｆを含む焦点面）上に形成される光源像を、灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に反転投影像として形成するようになっている。この投影レンズ１２は、その下端面および外周縁下半部においてホルダ２０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、横長矩形状の発光面を有する発光チップ１４ａが基板１４ｂに支持されてなり、その発光チップ１４ａの発光面を光軸Ａｘ上において鉛直上向きにした状態で、ホルダ２０に固定されている。 なお、図３においては、この発光素子１４における発光チップ１４ａの発光中心からの出射光の光路を示しており、図２においては、その発光チップ１４ａの前端縁および後端縁からの出射光の光路を示している。

リフレクタ１６は、発光チップ１４ａを上方側から略半ドーム状に覆うようにして配置されており、その下端縁においてホルダ２０に固定されている。

このリフレクタ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チップ１４ａ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、発光チップ１４ａ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よりもやや前方側の位置において略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さらに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の前部領域１６ａ１´（図２において２点鎖線で示す領域）が切り欠かれている。その際、この前部領域１６ａ１´は、光軸Ａｘから上方側に所定距離離れた位置の水平面よりも上方側に位置する領域として設定されている。

シェード１８は、その上端縁１８ａが後側焦点Ｆを通るように配置されている。その際、この上端縁１８ａは、光軸Ａｘ上の位置から左右両側へ向けて前方側へ湾曲するように形成されている。そして、この上端縁１８ａは、光軸Ａｘよりも左側に位置する左側領域が光軸Ａｘを含む水平面内において延びており、また、光軸Ａｘよりも右側に位置する右側領域が、短い斜面を介して左側領域よりも一段低い水平面内において延びている。

このシェード１８は、その上端縁１８ａから後方へ延びる上向き鏡面１８ｂを有するミラー部材として構成されており、ホルダ２０と一体的に形成されている。その際、この上向き鏡面１８ｂは、左右段違いの上端縁１８ａの形状のまま、光軸Ａｘと平行に延びるように形成されている。そしてこれにより、このシェード１８は、リフレクタ１６からの反射光の一部を、該シェード１８によって遮蔽する代わりに、その上向き鏡面１８ｂにおいて上向きに正反射させて投影レンズ１２に入射させるようになっている。

リフレクタ１６の反射面１６ａは、その前部領域１６ａ１´が切り欠かれているので、この反射面１６ａからの反射光が光軸Ａｘとなす角度は、上下方向に関しては比較的小さいものとなる。このため、図２に示すように、この反射面１６ａからの反射光は、そのまま投影レンズ１２に入射する光も、また、上向き鏡面１８ｂで正反射してから投影レンズ１２に入射する光も、光軸Ａｘから上下方向にあまり離れていない位置において投影レンズ１２に入射することとなる。

なお、仮に、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける前部領域１６ａ１´が切り欠かれていないとした場合には、図２に２点鎖線で光路を示すように、この前部領域１６ａ１´からの反射光は、投影レンズ１２の下端部またはその下方に外れた位置（すなわち図２において２点鎖線で示す平凸非球面レンズ１２´の下端部）へ向かうこととなる。

図３に示すように、リフレクタ１６からの反射光は、水平方向に関しては、光軸Ａｘから左右方向にあまり離れていない位置において投影レンズ１２に入射するようになっている。

次に、第２光学系について説明する。

第２投影レンズ２２は、光軸Ａｘの上方において該光軸Ａｘと平行に延びる第２光軸Ａｘ２上に配置されている。

この第２投影レンズ２２は、前方側表面が凸状円筒面で後方側表面が平面のシリンドリカルレンズで構成されており、その後側焦線ＦＬは光軸Ａｘと直交するようにして水平方向に延びている。

この第２投影レンズ２２は、その鉛直面内における焦点距離が、投影レンズ１２の焦点距離よりも小さい値（具体的には１／２以下の値（例えば１／３程度の値））に設定されている。また、この第２投影レンズ２２は、その上下両端部が水平に切除された形状を有している。その際、この第２投影レンズ２２の上下幅は、投影レンズ１２の上下幅よりも小さい値（具体的には２／３以下の値（例えば１／２程度の値））に設定されている。

そして、この第２投影レンズ２２は、投影レンズ１２に対して後方側に変位するようにして配置されており、投影レンズ１２と一体的に形成されている。その際、この第２投影レンズ２２は、その下端部から前方へ向けて庇状に延びる連結部２２ａを介して、投影レンズ１２の上端部と連結されている。

第２リフレクタ２６は、リフレクタ１６の上方に配置されており、該リフレクタ１６の反射面１６ａにおける前部領域１６ａ´に入射すべき発光素子１４からの光（すなわち、仮に、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける前部領域１６ａ´が切り欠かれていなかったとしたときに、この前部領域１６ａ´に入射したであろう発光素子１４からの光）を、第２投影レンズ２２へ向けて反射させるように構成されている。

この第２リフレクタ２６の反射面２６ａは、発光チップ１４ａ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、発光チップ１４ａからの光を、鉛直断面内においては第２投影レンズ２２の後方側表面近傍の第２光軸Ａｘ２のやや下方位置に略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やや前方へ変位させるように構成されている。その際、この第２リフレクタ２６の反射面２６ａは、第２光軸Ａｘ２を含む水平面よりも上方側に位置するようにして、リフレクタ１６の反射面１６ａよりも大きい反射面として形成されている。

この第２リフレクタ２６は、リフレクタ１６と一体的に形成されている。その際、この第２リフレクタ２６は、その下端部から斜め下方へ略円錐状に延びる連結部２６ｂを介して、リフレクタ１６における反射面１６ａの前部領域１６ａ´の周縁部と連結されている。

第２シェード２８は、その上端縁２８ａが 第２投影レンズ２２の鉛直面内における後側焦点（すなわち後側焦線ＦＬと光軸Ａｘとの交点）を通るように配置されている。その際、この上端縁２８ａは、後側焦線ＦＬに沿って直線状に延びるように形成されている。そして、この第２シェード２８は、その左右両端部においてホルダ２０に固定されている。

この第２シェード２８は、その上端縁２８ａから後方へ延びる上向き鏡面２８ｂを有するミラー部材として構成されている。その際、この上向き鏡面２８ｂは、第２光軸Ａｘ２を含む水平面に沿って形成されている。そしてこれにより、この第２シェード２８は、第２リフレクタ２６からの反射光の一部を、該第２シェード２８によって遮蔽する代わりに、その上向き鏡面２８ｂにおいて上向きに正反射させて第２投影レンズ２２に入射させるようになっている。

上述したしように、第２リフレクタ２６からの反射光は、鉛直断面内において、第２投影レンズ２２の後方側表面近傍の第２光軸Ａｘ２のやや下方位置に略収束するようになっているので、その大半は光軸Ａｘから上下方向にあまり離れていない位置において直接第２投影レンズ２２に入射し、その一部が第２シェード２８の上向き鏡面２８ｂで正反射してから光軸Ａｘから上下方向にあまり離れていない位置において第２投影レンズ２２に入射することとなる。

また、第２リフレクタ２６からの反射光は、水平方向に関しては、その反射光の左右拡がり角度で第２投影レンズ２２に入射し、このときの入射角度と同じ角度で第２投影レンズ２２から前方へ出射することとなる。

図４は、本実施形態に係る車両用照明灯具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を有している。

このロービーム用配光パターンＰＬは、基本配光パターンＰ０と付加配光パターンＰＡとの合成配光パターンとして形成されている。

基本配光パターンＰ０は、基本的な光学系により形成される配光パターン、すなわち、リフレクタ１６の反射面１６ａで反射した後、投影レンズ１２を介して前方へ照射された発光チップ１４ａからの光によって形成される配光パターンである。

この基本配光パターンＰ０は、ロービーム用配光パターンＰＬの基本形状をなす配光パターンであって、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、この基本配光パターンＰ０において形成されるようになっている。

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。

この基本配光パターンＰ０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。

この基本配光パターンＰ０は、リフレクタ１６からの反射光によって投影レンズ１２の後側焦点面上に形成される光源像を、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は、シェード１８の上端縁１８ａの反転投影像として形成されるようになっている。

なお、同図において２点鎖線で示す配光パターンＰＬ´は、仮に、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける前部領域１６ａ´が切り欠かれていなかったとしたときに、リフレクタ１６の反射面１６ａで反射した後、投影レンズ１２を介して前方へ照射された発光チップ１４ａからの光によって形成される元々のロービーム用配光パターンである。基本配光パターンＰ０は、この元々のロービーム用配光パターンＰＬ´に対して、その下端領域が切除されたような形状を有しているが、この下端領域が前部領域１６ａ´からの反射により形成される部分である。

付加配光パターンＰＡは、第２光学系により形成される配光パターン、すなわち、第２リフレクタ２６の反射面２６ａで反射した後、第２投影レンズ１２を介して前方へ照射された発光チップ１４ａからの光によって形成される配光パターンである。

この付加配光パターンＰＡは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の下方において、基本配光パターンＰ０と部分的に重複するようにしてＶ−Ｖ線から左右両側に細長く延びる横長の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、基本配光パターンＰ０よりも大きい左右拡散角を有しているおり、下方側にも基本配光パターンＰ０よりもやや大きく拡散している。そして、この付加配光パターンＰＡの上端縁には、対向車線側カットオフラインＣＬ１と略同じ高さ位置において水平方向に延びる水平カットオフラインＣＬ３が形成されている。

この付加配光パターンＰＡが、横長の配光パターンとして形成されるのは、第２リフレクタ２６からの反射光が、水平方向に関しては、その反射光の左右拡がり角度のまま、第２投影レンズ２２から前方へ出射することによるものである。

この付加配光パターンＰＡが基本配光パターンＰ０に重畳されることにより、ロービーム用配光パターンＰＬは、車両前方路面を広範囲にわたって照射する配光パターンとなっている。

しかも、基本配光パターンＰ０は、元々のロービーム用配光パターンＰＬ´の下端領域が切除された形状となっており、一方、付加配光パターンＰＡは、その上端縁に水平カットオフラインＣＬ３を有しており、この水平カットオフラインＣＬ３が基本配光パターンＰ０の対向車線側カットオフラインＣＬ１と略同じ高さ位置に形成されているので、ロービーム用配光パターンＰＬは、車両前方路面の近距離領域を明るくしすぎることなく、その遠距離領域を幅広く照射する配光パターンとなっている。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、発光素子１４を光源とするプロジェクタ型の車両用照明灯具として構成されているが、その光軸Ａｘの上方において該光軸Ａｘと略平行に延びる第２光軸Ａｘ２上に第２投影レンズ２２が配置されており、また、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける前部領域１６ａ１´が切り欠かれており、そして、このリフレクタ１６の上方に、その反射面１６ａにおける前部領域１６ａ１´に入射すべき発光素子１４からの光を第２投影レンズ２２へ向けて反射させる第２リフレクタ２６が配置されており、さらに、この第２リフレクタ２６からの反射光の一部を遮蔽するための第２シェード２８が、その上端縁２８ａが第２投影レンズ２２の後側焦点近傍を通るようにして配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、本実施形態に係る車両用照明灯具１０において、仮に、そのリフレクタ１６の反射面１６ａに前部領域１６ａ１´が切り欠かれていなかったとすると、この前部領域１６ａ１´で反射した発光素子１４からの光は、投影レンズ１２に対してその下端縁近傍領域に入射することとなるが、この下端縁近傍領域に入射した光は、投影レンズ１２を透過する際に色収差による分光現象を生じてしまう。このため、この投影レンズ１２からの出射光により形成されるロービーム用配光パターンＰＬにおいては、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方近傍に分光色が現れてしまい、これにより対向車ドライバに無用な違和感を与えてしまうこととなる。

この点、本実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、そのリフレクタ１６の反射面１６ａにおける前部領域１６ａ１´が切り欠かれているので、色収差の発生原因となる、投影レンズ１２の下端縁近傍領域に入射する光を除去することができる。したがって、リフレクタ１６、シェード１８および投影レンズ１２からなる基本的な光学系により形成される基本配光パターンＰ０においては、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方近傍に分光色がほとんど現れないようにすることができる。

その上で、本実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける前部領域１６ａ１´に入射すべき発光素子１４からの光を、光軸Ａｘの上方に配置された第２リフレクタ２６、第２シェード２８および第２投影レンズ２２からなる第２光学系により制御する構成となっているので、これにより上端縁１８ａに水平カットオフラインＣＬ３を有する付加配光パターンＰＡを形成することができる。したがって、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける前部領域１６ａ１´が切り欠かれたことにより、基本配光パターンＰ０は元々のロービーム用配光パターンＰＬ´よりも明るさが低下することとなるが、これに付加配光パターンＰＡが付加されることにより、元々のロービーム用配光パターンＰＬ´と略同様の明るさを確保することができる。

しかも、このリフレクタ１６の反射面１６ａにおける前部領域１６ａ１´が切り欠かれたことによって基本配光パターンＰ０の明るさが低下するのは、元々のロービーム用配光パターンＰＬ´における下端領域（すなわち車両前方路面の近距離領域を照射する部分）である。したがって、このような基本配光パターンＰ０を形成することにより、車両前方路面の近距離領域が明るくなり過ぎてその遠距離領域の視認性が相対的に低下してしまうのを未然に防止することができる。一方、付加される付加配光パターンＰＡは、その上端縁１８ａに水平カットオフラインＣＬ３を有しており、車両前方路面の遠方領域を幅広く照射するのに適した配光パターンとして形成されるので、この付加配光パターンＰＡを基本配光パターンＰ０に付加してロービーム用配光パターンＰＬを形成することにより、車両前方路面の近距離領域が明るくなり過ぎないようにした上で遠方視認性を高めることができる。

その際、ロービーム用配光パターンＰＬの主要部は、基本配光パターンＰ０により形成されているので、付加配光パターンＰＡについては、その形状自由度を高めることができる。したがって、この付加配光パターンＰＡを形成するための第２光学系においては、その第２リフレクタ２６で反射した発光素子１４からの光を、第２投影レンズ２２の周縁領域には入射させない構成とすることが容易に可能となり、これにより分光現象の発生を効果的に抑制することができる。このため、付加配光パターンＰＡにおける水平カットオフラインＣＬ３の上方近傍に分光色が現れてしまうのを効果的に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車両用照明灯具において、ロービーム用配光パターンＰＬにおけるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方近傍に、色収差による分光色が現れてしまうのを効果的に抑制することができる。そしてこれにより、対向車ドライバに無用な違和感を与えてしまうおそれを効果的に低減することができる。しかも、このような作用効果を、光源光束の有効利用を図った上で得ることができる。

しかも本実施形態においては、シェード１８が、その上端縁１８ａから後方へ延びる上向き鏡面を有するミラー部材として構成されているので、このシェード１８で遮蔽されるべきリフレクタ１６からの反射光を、ミラー部材の上向き鏡面１８ｂで上向きに反射させて投影レンズ１２に入射させることができる。同様に、第２シェード２８についても、その上端縁１８ａから後方へ延びる上向き鏡面２８ｂを有する第２ミラー部材として構成されているので、この第２シェード２８で遮蔽されるべき第２リフレクタ２６からの反射光を、第２ミラー部材の上向き鏡面１８ｂで上向きに反射させて第２投影レンズ２２に入射させることができる。そしてこれにより、光源光束のさらなる有効利用を図ることができる。また、基本配光パターンＰ０におけるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の下方近傍領域および付加配光パターンＰＡにおけるカットオフラインＣＬ３の下方近傍領域の明るさをそれぞれ増大させることができるので、これにより遠方視認性をさらに向上させることができる。

そして本実施形態においては、第２投影レンズ２２の焦点距離が、投影レンズ１２の焦点距離よりも小さい値に設定されているので、付加配光パターンＰＡを大きめ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。そして、この付加配光パターンＰＡを基本配光パターンＰ０に付加することにより、ロービーム用配光パターンＰＬを全体として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、このように第２投影レンズ２２の焦点距離が投影レンズ１２の焦点距離よりも小さい値に設定されたものとした場合には、第２投影レンズ２２を小型化することが容易に可能となり、かつ、投影レンズ１２に対して後方側へ変位した位置に配置することも容易に可能となる。したがって、本実施形態に係る車両用照明灯具１０のように、投影レンズ１２の前方側に、透光カバー５０が後方へ向けて大きく傾斜した状態で配置されるような灯具構成となっている場合においても、投影レンズ１２や第２投影レンズ２２を透光カバー５０と干渉させないようにすることが容易に可能となる。

さらに本実施形態においては、投影レンズ１２が、灯具正面視において円形の外形形状を有する非球面レンズの上下両端部が切除されたレンズとして構成されているので、車両用照明灯具１０として、その光軸Ａｘよりも下方側に位置する部分の上下方向の占有スペースを小さくすることができ、これによりレイアウトの自由度を高めることができる。なお、このような構成を採用した場合においても、リフレクタ１６は、その反射面１６ａにおける前部領域１６ａ１´が切り欠かれており、投影レンズ１２の上下両端部にはリフレクタ１６からの反射光が入射しないので、灯具配光性能に影響が及んでしまうことはない。

上記実施形態においては、第２投影レンズ２２が、シリンドリカルレンズで構成されているものとして説明したが、これ以外の構成（例えば、平凸非球面レンズや、左右両側へ向けて後方側に円弧状に湾曲するように形成されたトロイダルレンズや、平面視において前方側表面が自由曲線に沿って延びるように形成されたレンズ等）を採用することも可能である。

上記実施形態においては、車両用照明灯具１０が、ロービーム用配光パターンＰＬとして、左配光のロービーム用配光パターンを形成するように構成されているが、右配光のロービーム用配光パターンを形成するように構成されている場合においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより同様の作用効果を得ることができる。

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。

１０ 車両用照明灯具
１２ 投影レンズ
１２´ 平凸非球面レンズ
１４ 発光素子
１４ａ 発光チップ
１４ｂ 基板
１６ リフレクタ
１６ａ、２６ａ 反射面
１６ａ１´ 前部領域
１８ シェード
１８ａ、２８ａ 上端縁
１８ｂ、２８ｂ 上向き鏡面
２０ ホルダ
２２ 第２投影レンズ
２２ａ、２６ｂ 連結部
２６ 第２リフレクタ
２８ 第２シェード
５０ 透光カバー
Ａｘ 光軸
Ａｘ２ 第２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 水平カットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後側焦点
ＦＬ 後側焦線
ＰＡ 付加配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン
ＰＬ´ 元々のロービーム用配光パターン
Ｐ０ 基本配光パターン

Claims (3)

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上記投影レンズへ向けて反射させるリフレクタと、このリフレクタからの反射光の一部を遮蔽するために、上端縁が上記投影レンズの後側焦点近傍を通るようにして配置されたシェードと、を備えてなる車両用照明灯具において、
   上記光軸の上方において該光軸と略平行に延びる第２光軸上に、第２投影レンズが配置されており、
   上記リフレクタの反射面における前部領域が切り欠かれており、
   このリフレクタの上方に、該リフレクタの反射面における前部領域に入射すべき上記発光素子からの光を上記第２投影レンズへ向けて反射させる第２リフレクタが配置されており、
   この第２リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するための第２シェードが、該第２シェードの上端縁が上記第２投影レンズの後側焦点近傍を通るようにして配置されており、
   上記第２投影レンズの焦点距離が、上記投影レンズの焦点距離よりも小さい値に設定されており、
   上記第２投影レンズが、上記投影レンズに対して後方側に変位するようにして配置されている、ことを特徴とする車両用照明灯具。
2. 上記シェードが、該シェードの上端縁から後方へ延びる上向き鏡面を有するミラー部材として構成されており、
   上記第２シェードが、該第２シェードの上端縁から後方へ延びる上向き鏡面を有する第２ミラー部材として構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用照明灯具。
3. 上記投影レンズが、灯具正面視において円形の外形形状を有する非球面レンズにおける上下両端部が切除されたレンズとして構成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用照明灯具。

Images