JP5711558B2

JP5711558B2 - 光学ユニットおよび車両用灯具

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Publication number: JP5711558B2
Application number: JP2011023861A
Authority: JP
Inventors: 松本　昭則; 昭則松本
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2031-02-07
Also published as: EP2484553A3; EP2484553A2; EP2484553B1; JP2012164515A

Description

本発明は、光学ユニットと当該光学ユニットを備えた車両用灯具に関する。

特許文献１および２には、発光素子と、当該発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタとを備えた、いわゆるパラボラ型の車両用灯具が開示されている。これらの車両用灯具は、ロービーム用配光パターンを形成するための車両用灯具である。

特開２００８−２２６７０７号公報特開２００８−２２６７０６号公報

一般に、車両用前照灯として用いられる車両用灯具は、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとを形成することが可能である。また、近年、ロービーム用配光パターン形成時における運転者の視認性を高めるために、ロービーム用配光パターンに付加的に照射される付加配光パターンを形成する技術が開発されている。このような付加配光パターンは、ロービーム用配光パターン形成用の灯具ユニットおよびハイビーム用配光パターン形成用の灯具ユニットとは別に車両用灯具に搭載される灯具ユニットによって形成される。

上述した付加配光パターンとしては、例えば、水平線より下方でロービーム用配光パターンよりも水平方向外側に拡がる広拡散配光パターンがある。通常、この広拡散配光パターンを形成するための灯具ユニットは、略長方形の発光面を有する発光素子が、発光面の長辺が水平方向に沿うようにしてパラボラ光学系リフレクタの水平方向中央に配置された構造を有する。パラボラ光学系リフレクタは、発光面に対応する略長方形の光源像の長辺が水平方向に沿うように発光素子からの光を反射し、横長の光源像を上下左右に配列して水平方向に拡がる広拡散配光パターンを形成する。すなわち、従来の広拡散配光パターン形成用の灯具ユニットでは、パラボラ光学系リフレクタが発光素子からの光を鉛直方向および水平方向に拡散させていた。したがって、パラボラ光学系リフレクタは、上下左右方向に拡がった形状を有していた。

一方、上述のように付加配光パターン形成用の灯具ユニットは、ロービーム用配光パターン形成用およびハイビーム用配光パターン形成用の灯具ユニットとは別に設けられていた。そのため、広拡散配光パターンを形成可能な車両用灯具は、灯具ユニットの数が増加する分だけ通常の車両用灯具に比べて大型化する傾向にあった。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水平方向に拡がる配光パターンを形成するための車両用灯具の大型化を抑制することができる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具であり、当該車両用灯具は、水平方向に拡がる配光パターンを形成するための車両用灯具であって、略長方形の発光面を有し、当該発光面の長辺が略鉛直方向に延びるように配置された発光素子と、発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタと、を備え、パラボラ光学系リフレクタは、発光面の長辺が配光パターンの鉛直方向に沿うよう発光素子からの光を反射するとともに、灯具上方から見て一端領域で反射した光と他端領域で反射した光を互いに交差させて灯具前方へ照射することを特徴とする。

この態様によれば、水平方向に拡がる配光パターンを形成するための車両用灯具の大型化を抑制することができる。

上記態様において、発光素子は、パラボラ光学系リフレクタの一端領域の近傍に配置され、パラボラ光学系リフレクタは、一端領域において車幅方向外側に向けて光を反射し、他端領域において車幅方向中央側に向けて光を反射してもよい。これによれば、車幅方向中央部の鉛直方向幅に比べて車幅方向外側の鉛直方向幅が大きい配光パターンを形成することができる。

上記態様において、車両用灯具は、発光素子から灯具前方に直接照射された光によって配光パターンより車幅方向外側に拡がる他の配光パターンが形成されるよう構成されてもよい。これによれば、前記配光パターンで照射される領域よりも車幅方向外側の領域における運転者の視認性を向上させることができる。

本発明の他の態様は光学ユニットであり、当該光学ユニットは、水平方向に拡がる配光パターンを形成するための車両用灯具に用いられる光学ユニットであって、略長方形の発光面を有する発光素子を、当該発光面の長辺が略鉛直方向に延びるように固定するための素子搭載部と、素子搭載部に固定された発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタと、を備え、パラボラ光学系リフレクタは、発光面の長辺が配光パターンの鉛直方向に沿うよう発光素子からの光を反射するとともに、ユニット上方から見て一端領域で反射した光と他端領域で反射した光を互いに交差させてユニット前方へ照射するよう構成されていることを特徴とする。

この態様によっても、水平方向に拡がる配光パターンを形成するための車両用灯具の大型化を抑制することができる。

本発明によれば、水平方向に拡がる配光パターンを形成するための車両用灯具の大型化を抑制することができる。

実施形態１に係る車両用灯具の概略構成を示す水平断面図である。図２（Ａ）は、広拡散配光パターン形成用の灯具ユニットの概略構成を示す平面図である。図２（Ｂ）は、広拡散配光パターン形成用の灯具ユニットの概略構成を示す正面図である。図２（Ｃ）は、広拡散配光パターン形成用の灯具ユニットの発光素子近傍を図２（Ａ）の矢印Ａ方向から見た図である。実施形態１に係る車両用灯具における広拡散配光パターン形成用の灯具ユニット近傍の概略構成を示す水平断面図である。図４（Ａ）は、左側の前照灯ユニットにより灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に形成される広拡散配光パターンの等照度曲線図である。図４（Ｂ）は、左側の前照灯ユニットにより灯具前方の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および広拡散配光パターンが合成された配光パターンの等照度曲線図である。図５（Ａ）は、左右の前照灯ユニットにより路面上に形成される広拡散配光パターンが合成された配光パターンの等照度曲線図である。図５（Ｂ）は、路面上に形成されるロービーム用配光パターンの等照度曲線図である。図５（Ｃ）は、路面上に形成される、ロービーム用配光パターンおよび広拡散配光パターンが合成された配光パターンの等照度曲線図である。図６（Ａ）は、広拡散配光パターンおよび追加配光パターンを形成可能な灯具ユニットの概略構成を説明するための水平断面図である。図６（Ｂ）は、左側の前照灯ユニットにより灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に形成される広拡散配光パターンおよび追加配光パターンの模式図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用灯具の概略構成を示す水平断面図である。本実施形態に係る車両用灯具１は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１として車両前方の左側に配置される前照灯ユニットの構造を示す。

図１に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１は、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口部を覆うように取り付けられた透光カバー４とを備える。透光カバー４は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成されている。ランプボディ２と透光カバー４とにより形成される灯室３内には、灯具ユニット１０、灯具ユニット３０および灯具ユニット５０が収容されている。灯具ユニット１０、灯具ユニット３０および灯具ユニット５０は、それぞれ図示しない支持部材によってランプボディ２に取り付けられて灯室３内に支持されている。なお、灯具ユニット１０，３０，５０のランプボディ２への取付構造は公知であるため詳細な説明は省略する。

また、灯室３内には、灯具ユニット１０，３０，５０の存在領域に開口部を有するエクステンション部材６が収容されている。エクステンション部材６は、ランプボディ２に固定されている。エクステンション部材６により、灯具前方から見てランプボディ２の開口部と灯具ユニット１０，３０，５０の間の領域が覆われている。

灯具ユニット１０は、ロービーム用配光パターンを形成するための灯具ユニットである。灯具ユニット１０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであり、光源バルブ１２、リフレクタ１４、シェード１６、レンズホルダ１８、および投影レンズ２０を備える。

光源バルブ１２には、白熱灯や放電灯を採用することができる。なお、光源としては、ＬＥＤなどの発光素子を採用してもよい。リフレクタ１４は、カップ型に形成され、中央に挿通孔が設けられている。光源バルブ１２は、リフレクタ１４の挿通孔に挿通されてリフレクタ１４に固定されている。リフレクタ１４は、その少なくとも一部に略楕円球面状の反射面を有し、この反射面の第１焦点近傍に光源バルブ１２が配置されている。また、反射面の第２焦点近傍には、後述する投影レンズ２０の後方焦点が配置されている。

シェード１６は、平板状の部材であり、その先端部がリフレクタ１４の第２焦点あるいは投影レンズ２０の後方焦点の近傍に位置するように設けられている。当該先端部は、ロービーム用配光パターンのカットオフラインに対応した形状を有する。シェード１６によって光源バルブ１２から直接進行した光およびリフレクタ１４で反射された光の一部が遮蔽される。投影レンズ２０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、投影レンズ２０の後方焦点を含む後方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。投影レンズ２０は、レンズホルダ１８の前端部に固定されている。レンズホルダ１８の後端部は、リフレクタ１４の前端部に固定されている。

光源バルブ１２から照射された光は、直接あるいはリフレクタ１４で反射されて、シェード１６を経て投影レンズ２０へと導かれる。投影レンズ２０に向かう光の一部がシェード１６によって遮蔽され、これによりロービーム用配光パターンが形成される。ロービーム用配光パターンの形状は公知であるため、ロービーム用配光パターンに関する詳細な説明は省略する。なお、灯具ユニット１０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであってもよい。

灯具ユニット３０は、ハイビーム用配光パターンを形成するための灯具ユニットである。灯具ユニット３０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、光源バルブ３２およびパラボラ光学系リフレクタ３４を備える。光源バルブ３２は、光源バルブ１２と同様の構成である。パラボラ光学系リフレクタ３４は、光源バルブ３２の近傍に焦点を有する回転放物面の一部を基準面とする反射面を有する。光源バルブ３２から照射された光は、直接あるいはパラボラ光学系リフレクタ３４で反射されて灯具前方へ照射される。これにより、ハイビーム用配光パターンが形成される。ハイビーム用配光パターンの形状は公知であるため、ハイビーム用配光パターンに関する詳細な説明は省略する。なお、灯具ユニット３０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであってもよい。

灯具ユニット５０は、水平方向に拡がる配光パターンとしての広拡散配光パターンを形成するための灯具ユニットである。灯具ユニット５０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、光源モジュール５２と、光学ユニット５４とを有する。光学ユニット５４は、素子搭載部５４ａとパラボラ光学系リフレクタ５４ｂとを備える。光源モジュール５２は、光学ユニット５４の素子搭載部５４ａに固定されている。素子搭載部５４ａおよびパラボラ光学系リフレクタ５４ｂは、ヒートシンク５６に連結されている。ヒートシンク５６は、複数の放熱フィン５６ａを有する。また、ヒートシンク５６は、エイミングスクリューやレベリングシャフト（いずれも図示せず）を介してランプボディ２に取り付けられる。

光源モジュール５２の発光素子から照射された光は、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂにより灯具前方に向けて反射される。これにより、発光素子の発光面に対応する光源像が車両前方に投影されて、後述する広拡散配光パターンが形成される。

続いて、広拡散配光パターンを形成するための灯具ユニット５０について詳細に説明する。図２（Ａ）は、広拡散配光パターン形成用の灯具ユニットの概略構成を示す平面図である。図２（Ｂ）は、広拡散配光パターン形成用の灯具ユニットの概略構成を示す正面図である。図２（Ｃ）は、広拡散配光パターン形成用の灯具ユニットの発光素子近傍を図２（Ａ）の矢印Ａ方向から見た図である。図３は、実施形態１に係る車両用灯具における広拡散配光パターン形成用の灯具ユニット近傍の概略構成を示す水平断面図である。

図２（Ａ）〜図２（Ｃ）および図３に示すように、光源モジュール５２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、発光素子５２ａと、発光素子５２ａを支持する基盤５２ｂとを有する。発光素子５２ａは、略長方形の発光面５２ａｆを有する。基盤５２ｂは、たとえばセラミックなどで形成された熱伝導性絶縁基板である。基盤５２ｂには、発光素子５２ａに電力を伝達するための電極５２ｂ１が形成されている。

素子搭載部５４ａは、略板状のベース部５４ａ１と、ベース部５４ａ１に形成された開口部５４ａ２と、一端がベース部５４ａ１に固定され、他端が開口部５４ａ２内に延びた給電端子５４ａ３とを有する。光源モジュール５２は、開口部５４ａ２内にはめ込まれてベース部５４ａ１に固定される。光源モジュール５２がベース部５４ａ１に固定された状態で、給電端子５４ａ３が光源モジュール５２の電極５２ｂ１に接続される。素子搭載部５４ａに固定された発光素子５２ａは、発光面５２ａｆの長辺５２ａｆ１が略鉛直方向に延びるように配置されている。

パラボラ光学系リフレクタ５４ｂは、素子搭載部５４ａに固定された発光素子５２ａからの光を灯具前方へ反射するための反射部材であり、発光素子５２ａの近傍に焦点を有する回転放物面の一部を基準面とする反射面を有する。パラボラ光学系リフレクタ５４ｂは、発光素子５２ａの有する発光面５２ａｆの長辺５２ａｆ１が広拡散配光パターンの鉛直方向に沿うように、発光素子５２ａからの光を反射するよう設定されている。すなわち、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂは、発光面５２ａｆに対応する光源像を車両前方に投影する際、投影された略長方形の光源像の長辺が鉛直線Ｖに対して略平行となるように発光素子５２ａの光を反射する。

素子搭載部５４ａは、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂの一端領域５４ｂ１の近傍に配置されている。よって、発光素子５２ａは、当該一端領域５４ｂ１の近傍に配置されている。また、発光素子５２ａは、発光面５２ａｆが車幅方向外側を向くようにして素子搭載部５４ａに固定されている。パラボラ光学系リフレクタ５４ｂは、灯具上方から見て一端領域５４ｂ１で反射した光と他端領域５４ｂ２で反射した光を互いに交差させて灯具前方へ照射する。具体的には、図３に示すように、平面視で一端領域５４ｂ１で反射した光線Ａと他端領域で反射した光線Ｂとが交差して灯具前方へ進出している。

本実施形態に係る灯具ユニット５０において、発光素子５２ａが配置されるパラボラ光学系リフレクタ５４ｂの一端領域５４ｂ１は、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂの車幅方向内側の端部領域である。また、他端領域５４ｂ２は、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂの車幅方向外側の端部領域である。したがって、一端領域５４ｂ１において反射された光は、他端領域５４ｂ２において反射された光の進行方向よりも車幅方向外側に向けて進行する。本実施形態では、一端領域５４ｂ１において反射された光は、自車前方の車幅方向外側に向けて進行し、広拡散配光パターンＰの車幅方向外側の領域を形成する。また、他端領域５４ｂ２において反射された光は、自車前方の車幅方向中央側に向けて進行し、広拡散配光パターンＰの車幅方向中央側の領域を形成する。

また、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂは、一端領域５４ｂ１に近いほど車幅方向外側に向けて光を反射する。すなわち、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂによる発光素子５２ａの光の反射方向は、反射位置が一端領域５４ｂ１から他端領域５４ｂ２に向かうにつれて、車幅方向外側から内側に連続的に変化する。

このように、本実施形態に係る灯具ユニット５０では、灯具上方から見て、言い換えれば、発光面５２ａｆの長辺５２ａｆ１に平行な方向から見て（長辺５２ａｆ１に垂直な面内で）、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂの一端領域５４ｂ１で反射した光と他端領域５４ｂ２で反射した光を互いに交差させて灯具前方へ照射している。そのため、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂから灯具前方に進行する発光素子５２ａの光の通過領域は、一端領域５４ｂ１で反射した光と他端領域５４ｂ２で反射した光が交差する交差部に近づくにつれてその幅が小さくなり、交差部から灯具前方に向かうにつれてその幅が大きくなる。

ここで、従来の広拡散配光パターン形成用の灯具ユニットは、発光素子がパラボラ光学系リフレクタの水平方向中心に配置されていた。そして、パラボラ光学系リフレクタは、その反射面のうち、灯具上方から見て車幅方向内側の領域が車幅方向内側に向けて発光素子の光を反射し、車幅方向外側の領域が車幅方向外側に向けて発光素子の光を反射するように構成されていた。したがって、灯具正面から見て、広拡散配光パターン形成用の灯具ユニットに対応するエクステンション部材６の開口部の大きさを、パラボラ光学系リフレクタの大きさ以上とする必要があった。

これに対し、本実施形態では、一端領域５４ｂ１で反射した光と他端領域５４ｂ２で反射した光が交差する交差部の近傍に、灯具ユニット５０に対応するエクステンション部材６の開口部６ａを配置することで、開口部６ａの大きさ（開口部６ａの幅Ｌ）を従来の構造に比べて小さくすることができる。そのため、従来の構造に比べて、広拡散配光パターン形成用の灯具ユニット５０を追加したことによる車両用灯具１の大型化を抑制することができる。

灯具ユニット５０により形成される広拡散配光パターンについて説明する。図４（Ａ）は、左側の前照灯ユニットにより灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に形成される広拡散配光パターンの等照度曲線図である。図４（Ｂ）は、左側の前照灯ユニットにより灯具前方の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および広拡散配光パターンが合成された配光パターンの等照度曲線図である。図５（Ａ）は、左右の前照灯ユニットにより路面上に形成される広拡散配光パターンが合成された配光パターンの等照度曲線図である。図５（Ｂ）は、路面上に形成されるロービーム用配光パターンの等照度曲線図である。図５（Ｃ）は、路面上に形成される、ロービーム用配光パターンおよび広拡散配光パターンが合成された配光パターンの等照度曲線図である。なお、図４（Ａ）および図４（Ｂ）では、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方１０ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成された配光パターンを示している。

図４（Ａ）に示すように、左側の前照灯ユニットに設けられた灯具ユニット５０により形成される広拡散配光パターンＰ１は、水平線Ｈより下方で水平方向に拡がった横長の形状を有する。広拡散配光パターンＰ１は、水平方向の一端側が鉛直線Ｖの近傍、すなわち車幅方向中央部に位置する。また、図４（Ａ）および図４（Ｂ）の比較から分かるように、広拡散配光パターンＰ１は、水平方向の他端側がロービーム用配光パターンＬｏよりも外側に大きく拡がっている。また、広拡散配光パターンＰ１の鉛直方向の幅は、水平方向の一端側よりも他端側が広くなっている。広拡散配光パターンＰ１は、水平方向の一端側から他端側にかけて徐々に鉛直方向下方に拡がる形状を有する。なお、右側の前照灯ユニットにより形成される広拡散配光パターンＰ２は、左側の前照灯ユニットにより形成される広拡散配光パターンＰ１と左右対称の形状を有する。以下では適宜、広拡散配光パターンＰ１および広拡散配光パターンＰ２を併せて広拡散配光パターンＰと称する。

また、図５（Ａ）および図５（Ｂ）の比較から分かるように、広拡散配光パターンＰ１および広拡散配光パターンＰ２は、自車前方の自車近傍領域でロービーム用配光パターンＬｏよりも車幅方向外側に拡がっている。したがって、図５（Ｃ）に示すように、ロービーム用配光パターンＬｏに対して付加的に広拡散配光パターンＰ１，Ｐ２を形成した場合、ロービーム用配光パターンＬｏのみを形成した場合と比べて、自車近傍の水平方向外側の領域における運転者の視認性を高めることができる。

ここで、従来の広拡散配光パターン形成用の灯具ユニットでは、パラボラ光学系リフレクタの水平方向中心部に、発光面の長辺が水平線Ｈに平行となるように発光素子が配置され、当該長辺が広拡散配光パターンの水平方向に沿うように、発光素子の光が反射されていた。また、発光素子の光は鉛直方向および水平方向に拡散され、発光面に対応する横長の光源像が上下左右に配列されて広拡散配光パターンが形成されていた。これに対し、本実施形態に係る灯具ユニット５０では、発光面５２ａｆの長辺５２ａｆ１が鉛直線Ｖに平行となるように発光素子５２ａが配置され、長辺５２ａｆ１が広拡散配光パターンＰの鉛直方向に沿うように発光素子５２ａの光が反射されている。すなわち、灯具ユニット５０は、水平方向の長さに比べて鉛直方向の長さが短い広拡散配光パターンＰにおける鉛直方向と、発光面５２ａｆの長辺５２ａｆ１とを対応付けしている。したがって、発光素子５２ａの光の鉛直方向への拡散量を従来構造に比べて小さくすることができる。そのため、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂの上下方向の幅を小さくすることができる。

また、パラボラ光学系リフレクタで投影される光源像は、発光素子からパラボラ光学系リフレクタまでの距離が長くなるほど小さくなる。したがって、パラボラ光学系リフレクタの水平方向中央部に発光素子が配置された従来の構造では、パラボラ光学系リフレクタの水平方向両端部で投影された光源像が水平方向中央部で投影された光源像よりも小さくなる。そのため、従来の構造で形成された広拡散配光パターンは、水平方向両端部の鉛直方向幅が水平方向中央部の鉛直方向幅よりも小さい形状であり、自車近傍の水平方向外側の領域を十分に光照射することができなかった。広拡散配光パターン全体の鉛直方向幅を大きくすることで自車近傍の水平方向外側の領域を光照射することができるが、その場合は水平方向中央部の鉛直方向幅がさらに大きくなる。水平方向中央部における鉛直方向下方の領域は、自車両の車体に隠れて運転者の死角となる領域であるため、無駄な光照射領域が増えてしまう。

これに対し、本実施形態の灯具ユニット５０では、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂは、発光素子５２ａからの距離が近い一端領域５４ｂ１で車幅方向外側に光を反射し、発光素子５２ａからの距離が遠い他端領域５４ｂ２で車幅方向中央側に光を反射している。したがって、本実施形態の灯具ユニット５０で形成される広拡散配光パターンＰは、水平方向外側の鉛直方向幅が水平方向中央部の鉛直方向幅よりも大きい形状となり、自車近傍の水平方向外側の領域を十分に光照射することができる。したがって、本実施形態によれば、水平方向中央部の鉛直方向幅を大きくすることなく、水平方向外側の鉛直方向幅が大きい広拡散配光パターンＰを形成することができる。また、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂによる発光素子５２ａの光の反射方向は、反射位置が一端領域５４ｂ１から他端領域５４ｂ２に向かうにつれて車幅方向外側から内側に連続的に変化する。そのため、広拡散配光パターンＰは、鉛直方向幅が水平方向中央部から水平方向外側にかけて連続的に大きくなる。

図６（Ａ）は、広拡散配光パターンおよび追加配光パターンを形成可能な灯具ユニットの概略構成を説明するための水平断面図である。図６（Ｂ）は、左側の前照灯ユニットにより灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に形成される広拡散配光パターンおよび追加配光パターンの模式図である。なお、図６（Ｂ）では、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方１０ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成された配光パターンを示している。

図６（Ａ）に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１に搭載された灯具ユニット５０は、発光素子５２ａからの光（図６（Ａ）における光線Ｃ）が灯具前方に直接照射されるよう構成されている。すなわち、発光素子５２ａからの光のうち、一部の光がパラボラ光学系リフレクタ５４ｂで反射されずに車両用灯具１の外に照射されるように、発光素子５２ａとパラボラ光学系リフレクタ５４ｂとの位置関係が定められている。そして、発光素子５２ａから直接照射された光線Ｃによって追加配光パターンＰ３（他の配光パターン）が形成される。

図６（Ｂ）に示すように、追加配光パターンＰ３は、広拡散配光パターンＰ１より車幅方向外側に拡がる配光パターンである。なお、右側の前照灯ユニットにより形成される追加配光パターンＰ３は、左側の前照灯ユニットにより形成される追加配光パターンＰ３と左右対称の形状を有し、左右対称の位置に形成される。このように、追加配光パターンＰ３を形成することで、広拡散配光パターンＰで照射される領域よりも車幅方向外側の領域における運転者の視認性を向上させることができる。

なお、前記「略長方形」は、長方形だけでなく、長方形に近い形状であって本発明の目的が達せられる形状を含むことを意味する。また、前記「略鉛直方向」は、鉛直線Ｖに対して平行である場合だけでなく、本発明の目的が達せられる角度だけ鉛直線Ｖに対して傾いている場合、例えば鉛直線Ｖに対して±１５°の範囲で傾いている場合を含むことを意味する。また、前記「発光面５２ａｆの長辺５２ａｆ１が広拡散配光パターンＰの鉛直方向に沿う」は、長辺５２ａｆ１が鉛直線Ｖに対して平行な場合だけでなく、本発明の目的が達せられる角度だけ鉛直線Ｖに対して傾いている場合、例えば鉛直線Ｖに対して±１５°の範囲で傾いている場合を含むことを意味する。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具１に設けられた、水平方向に拡がる広拡散配光パターンＰを形成するための灯具ユニット５０において、略長方形の発光面５２ａｆを有する発光素子５２ａは、発光面５２ａｆの長辺５２ａｆ１が略鉛直方向に延びるように配置されている。そして、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂは、発光面５２ａｆの長辺５２ａｆ１が広拡散配光パターンＰの鉛直方向に沿うよう発光素子５２ａからの光を反射するとともに、灯具上方から見て一端領域５４ｂ１で反射した光と他端領域５４ｂ２で反射した光を互いに交差させて灯具前方へ照射している。

このように、水平方向に長く鉛直方向に短い広拡散配光パターンＰにおける鉛直方向と、発光面５２ａｆの長辺５２ａｆ１とを対応付けることで、発光面の長辺を広拡散配光パターンの水平方向と対応付けていた従来の構造に比べて、発光素子５２ａの光を鉛直方向に拡散させる量を小さくすることができる。これにより、パラボラ光学系リフレクタ５４ｂの鉛直方向の幅を小さくすることができる。その結果、灯具ユニット５０の小型化が可能となり、広拡散配光パターン形成用の灯具ユニット５０を追加したことによる車両用灯具１の大型化を抑制することができる。

また、灯具上方から見て一端領域５４ｂ１で反射した光と他端領域５４ｂ２で反射した光を互いに交差させて灯具前方へ照射することで、エクステンション部材６の灯具ユニット５０に対応する開口部６ａの大きさを従来の構造に比べて小型化することが可能である。これにより、広拡散配光パターン形成用の灯具ユニット５０を追加したことによる車両用灯具１の大型化を抑制することができる。また、開口部６ａを大きく取ることができない領域に広拡散配光パターン形成用の灯具ユニット５０を配置することが可能となるため、車両用灯具１の設計自由度を高めることができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることが可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の実施形態に変形が加えられた新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。

上述の実施形態１では、車両用灯具１にロービーム用配光パターン形成用の灯具ユニット１０およびハイビーム用配光パターン形成用の灯具ユニット３０が設けられている。しかしながら、車両用灯具１の構成は特に限定されず、灯具ユニット１０，３０の両方あるいは片方が設けられていなくてもよく、また灯具ユニット１０，３０に代えて、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の両方を形成可能な灯具ユニットが設けられていてもよい。

１車両用灯具、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２広拡散配光パターン、Ｐ３追加配光パターン、５２ａ発光素子、５２ａｆ発光面、５２ａｆ１長辺、５４光学ユニット、５４ａ素子搭載部、５４ｂパラボラ光学系リフレクタ、５４ｂ１一端領域、５４ｂ２他端領域。

Claims

水平方向に拡がる配光パターンを形成するための車両用灯具であって、
略長方形の発光面を有し、当該発光面の長辺が略鉛直方向に延びるように配置された発光素子と、
前記発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタと、を備え、
前記パラボラ光学系リフレクタは、前記発光面の長辺が前記配光パターンの鉛直方向に沿うよう前記発光素子からの光を反射するとともに、灯具上方から見て一端領域で反射した光と他端領域で反射した光を互いに交差させて灯具前方へ照射することを特徴とする車両用灯具。
前記発光素子は、前記パラボラ光学系リフレクタの前記一端領域の近傍に配置され、
前記パラボラ光学系リフレクタは、前記一端領域において車幅方向外側に向けて光を反射し、前記他端領域において車幅方向中央側に向けて光を反射する請求項１に記載の車両用灯具。
前記発光素子から灯具前方に直接照射された光によって前記配光パターンより車幅方向外側に拡がる他の配光パターンが形成されるよう構成されている請求項１または２に記載の車両用灯具。
水平方向に拡がる配光パターンを形成するための車両用灯具に用いられる光学ユニットであって、
略長方形の発光面を有する発光素子を、当該発光面の長辺が略鉛直方向に延びるように固定するための素子搭載部と、
前記素子搭載部に固定された発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタと、を備え、
前記パラボラ光学系リフレクタは、発光面の長辺が前記配光パターンの鉛直方向に沿うよう発光素子からの光を反射するとともに、ユニット上方から見て一端領域で反射した光と他端領域で反射した光を互いに交差させてユニット前方へ照射するよう構成されていることを特徴とする光学ユニット。