JP6246007B2

JP6246007B2 - 車両用灯具

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Publication number: JP6246007B2
Application number: JP2014020573A
Authority: JP
Inventors: 貴彦本多
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-02-05
Filing date: 2014-02-05
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-02-05
Also published as: CN104819422A; FR3017188A1; US20150219301A1; KR101817830B1; KR20150092716A; CN104819422B; DE102015202019A1; FR3017188B1; JP2015149158A; US9631786B2

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来、一つの灯具に複数の光源を配置し、各光源の点消灯状態を個別に制御することでロービーム用配光とハイビーム用配光パターンとを切り替え可能な車両用灯具が考案されている。

例えば、投影レンズと、投影レンズの後方側焦点よりも後方に配置された第１光源からの直接光を前方に向けて光軸寄りに反射させるリフレクタと、投影レンズと前記第１光源との間に配置され、その先端縁が投影レンズの後方側焦点近傍に位置してリフレクタからの反射光のうち、後方側焦点の下方を通る光の一部を遮蔽することによりロービーム用配光パターンのカットオフラインを形成するカットオフライン形成部材と、第２光源からの光を投影レンズの後方側焦点近傍に集光させるための付加リフレクタと、を備え、カットオフライン形成部材の先端縁と投影レンズの後方側焦点とを相対的に離した状態で第２光源からの光を投影レンズの後方側焦点近傍に集光させることによりハイビーム用配光パターンを形成する車両用灯具ユニットが考案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−１２３７５３号公報

しかしながら、上述の車両用灯具ユニットでは、ハイビーム用配光パターンを形成する際に、カットオフライン形成部材は、第１光源や第２光源からの光を遮蔽しない位置に移動する。そのため、各光源から出射した光により形成される配光パターンは、カットオフラインを有さない。

また、上述の車両用灯具ユニットにおいて、一つのカットオフライ形成部材を、第１光源からの光の一部および第２光源からの光の一部のいずれも遮蔽する位置（つまり投影レンズの後方側焦点近傍）に配置したとすると、各配光パターンは、いずれもカットオフラインを有することになる。その場合、カットオフライン形性部材の形状によっては、２つの配光パターンの間に非照射領域が発生することがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の光源と一つのシェードで複数の配光パターンを形成できる車両用灯具において、２つの配光パターンの一部が互いにオーバーラップする車両用灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、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、投影レンズの後方側焦点に向かう光を出射する第１光源と、投影レンズの後方側焦点に向かう光を出射する第２光源と、第１光源から出射した光の一部を遮って第１カットオフラインを有する第１配光パターンを形成できるとともに、第２光源から出射した光の一部を遮って第２カットオフラインを有する第２配光パターンを形成できるように構成されているシェードと、を備える。シェードは、その先端部が後方側焦点より後方に位置している。

この態様によると、投影レンズの後方側焦点より前方を通過する光だけでなく、投影レンズの後方側焦点より後方を通過する一部の光も第１の配光パターンや第２の配光パターンの形成に寄与する。そのため、第１の配光パターンおよび第２の配光パターンの一部が互いにオーバーラップし、２つの配光パターンの間の非照射領域の発生が抑制される。

シェードは、第１カットオフラインおよび第２カットオフラインの中央からその左右近傍領域まで水平なカットオフラインとなるように構成されていてもよい。これにより、例えば、二輪用に好適な配光パターンが得られる。

シェードは、その先端部が投影レンズの焦点カーブと対向するように配置されており、光軸近傍領域での先端部と焦点カーブとの距離よりも、光軸から離れた領域での先端部と焦点カーブとの距離が大きい形状であってもよい。これにより、光軸から離れた配光パターンの両端部のカットオフラインの形状に変化をつけることができる。

第１光源から出射した光を投影レンズに向けて光軸寄りに反射する第１リフレクタと、光軸を挟んで第１リフレクタの反対側に設けられ、第２光源から出射した光を投影レンズに向けて光軸寄りに反射する第２リフレクタと、を更に備えてもよい。シェードは、上縁部に第１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できるとともに、下縁部に第２カットオフラインを有するハイビーム用配光パターンを形成できるように構成されていてもよい。これにより、各配光パターンにそれぞれ異なるカットオフラインを形成できる。

シェードは、第１配光パターンおよび第２配光パターンのそれぞれの領域の一部が重畳するように構成されていてもよい。これにより、第１配光パターンと第２配光パターンとが重畳した照射領域の明るさを向上できる。

シェードは、その先端部が後方焦点より上方に位置していてもよい。これにより、第１の配光パターンまたは第２の配光パターンの一方を形成する光を減らしつつ、第１の配光パターンまたは第２の配光パターンの他方を形成する光を増やすことができる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、２つの配光パターンの一部が互いにオーバーラップする車両用灯具を提供できる。

第１の実施の形態に係る車両用灯具の縦断面図である。第１の実施の形態に係る車両用灯具を上方から見た場合のシェード形状を説明するための模式図である。第１の実施の形態に係る車両用灯具が形成する配光パターンの一例を説明するための模式図である。図４（ａ）〜図４（ｈ）は、投影レンズの後方側焦点Ｆに対するシェード先端の位置と配光パターンとの関係を説明するための図である。第２の実施の形態に係る車両用灯具の概略構成を示す縦断面図である。第３の実施の形態に係る車両用灯具の概略構成を示す縦断面図である。車両用灯具がロービーム用配光パターン（ＰＬ）およびオーバーヘッドサイン（ＯＨＳ）を形成している状態の光線図である。車両用灯具がハイビーム用配光パターン（ＰＨ）を形成している状態の光線図である。

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合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る車両用灯具の縦断面図である。図２は、第１の実施の形態に係る車両用灯具を上方から見た場合のシェード形状を説明するための模式図である。図３は、第１の実施の形態に係る車両用灯具が形成する配光パターンの一例を説明するための模式図である。

本実施の形態に係る車両用灯具１０は、配光パターンの切替えが可能な車両用前照灯として用いられる。車両用灯具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、投影レンズ１２の後方に配置された第１光源及び第２光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）１４，１６と、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆよりも後方に配置されたＬＥＤ１４から上方へ出射した光を前方に向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第１リフレクタ１８と、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆよりも後方に配置されたＬＥＤ１６から下方へ出射した光を前方に向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２リフレクタ２０と、投影レンズ１２と、ＬＥＤ１４，１６との間の領域に先端縁２２ａが位置するシェード２２と、を備える。

投影レンズ１２としては、前方側表面が凸曲面で後方側表面が平面の平凸レンズが一般に用いられる。投影レンズ１２は、第１リフレクタ１８と対向する平面である後端面の上端と下端とを結ぶ線が鉛直に対して平行に配置される。

ＬＥＤ１４，１６は、例えば１ｍｍ四方程度の大きさの単一発光チップ、またはチップを複数並べた長方形の発光部を有する白色発光ダイオードである。そして、各ＬＥＤ１４，１６は、基板に実装された状態で共用の基台部２４の上面または下面に固定されている。そして、ＬＥＤ１４は、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆに向かう光を出射し、ＬＥＤ１６は、投影レンズ１２の後方焦点Ｆに向かう光を出射する。

また、ＬＥＤ１４は、第１の配光パターンとしてロービーム用配光パターンの形成時に点灯されるだけでなく、第２の配光パターンとしてハイビーム用配光パターンの形成時にも点灯される。一方、ＬＥＤ１６は、ハイビーム用配光パターンの形成時に点灯される。

第１リフレクタ１８は、光軸Ａｘを中心軸とする略回転楕円面状の反射面１８ａを有している。この反射面１８ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が略楕円で形成されている。ＬＥＤ１４は、この反射面１８ａの光軸Ａｘを含む鉛直断面で形成される楕円の第１焦点Ｆ１近傍に配置されている。これにより、反射面１８ａは、ＬＥＤ１４からの光を前方へ光軸Ａｘ寄りに反射させるようになっている。その際、光軸Ａｘを含む鉛直断面内においては上記楕円の第２焦点Ｆ２に略収束させるようになっている。本実施の形態において、この第２焦点Ｆ２は、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆと略一致する。

第２リフレクタ２０は、光軸Ａｘを中心軸とする略回転楕円面状の反射面２０ａを有している。この反射面２０ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が略楕円で形成されている。ＬＥＤ１６は、この反射面２０ａの光軸Ａｘを含む鉛直断面で形成される楕円の第１焦点Ｆ１’近傍に配置されている。これにより、反射面２０ａは、ＬＥＤ１６からの光を前方へ光軸Ａｘ寄りに反射させるようになっている。その際、光軸Ａｘを含む鉛直断面内においては上記楕円の第２焦点Ｆ２に略収束させるようになっている。なお、第１リフレクタ１８および第２リフレクタ２０の反射面の形状は、必要とする配光パターンの形状に応じて適宜選択、微修正されるものであり、互いの形状が異なっていてもよい。

カットオフラインを形成するシェード２２は、ＬＥＤ１４から出射され、第１リフレクタ１８の反射面１８ａにて反射された光を一部遮蔽する遮蔽部材である。シェード２２は、その先端縁２２ａが後方側焦点Ｆより後方（図１に示す右側）に位置している。そのため、図２に示すように、シェード２２の円弧状の先端縁２２ａと、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆを連続的につないだレンズ焦点カーブＦ_Ｌとの間には間隔Ｇがある。

そのため、車両用灯具１０は、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆより前方を通過する光だけでなく、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆより後方を通過する一部の光、つまり、先端縁２２ａと後方側焦点Ｆ（レンズ焦点カーブＦ_Ｌ）との間を通過する光も第１の配光パターンや第２の配光パターンの形成に寄与する。また、シェード２２は、前方に投影される配光パターンに応じた形状の先端縁２２ａを有している。

本実施の形態に係るシェード２２は、図３に示すように、ＬＥＤ１４から出射した光の一部を遮って第１カットオフラインＣＬ１を有するロービーム用配光パターンＰＬを形成できるとともに、ＬＥＤ１６から出射した光の一部を遮って第２カットオフラインＣＬ２を有するハイビーム用配光パターンＰＨを形成できるように構成されている。そして、図３に示すように、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の一部が互いにオーバーラップしているため、２つの配光パターンの間の非照射領域の発生が抑制される。また、ハイビーム用配光パターンＰＨの下端に第２カットオフラインＣＬ２が形成されるため、車両前方の近傍領域が必要以上に明るく照射されなくなり、視認性の低下が抑制できる。

次に、シェード２２の先端縁２２ａを後方側焦点Ｆからずらした場合の作用効果について詳述する。図４（ａ）〜図４（ｈ）は、投影レンズの後方側焦点Ｆに対するシェード先端の位置と配光パターンとの関係を説明するための図である。なお、図４（ａ）、図４（ｃ）、図４（ｅ）、図４（ｇ）における配光パターンは、図３に示すＨ−Ｈ線とＶ−Ｖ線との交点を含む中央領域Ｒを拡大したものである。

図４（ｂ）に示すように、シェード２２がない場合、中央領域Ｒの全部が照射される。そして、配光パターンＰＬ１のうち、Ｈ−Ｈ線を含む真ん中の領域Ｒ２が明るく、その上下にある領域Ｒ１，Ｒ３は領域Ｒ２より暗くなる（図４（ａ）参照）。なお、実際の配光パターンは、Ｈ−Ｈ線付近が最も明るく、Ｈ−Ｈ線から上方または下方に向かって徐々に暗くなる。しかし、本件では、便宜的に中央領域ＲをＲ１，Ｒ２，Ｒ３に分け、以下説明を行う。

次に、図４（ｄ）に示すように、シェード２２の先端縁２２ａが後方側焦点Ｆとほぼ一致している場合、中央領域Ｒのうちほぼ下半分が照射されるが、シェード２２に厚みがあるため、ロービーム用配光パターンＰＬ２の上端のカットオフラインＣＬ３はＨ−Ｈ線よりわずかに下方に形成される。また、ロービーム用配光パターンＰＬ２のうちＨ−Ｈ線より下の領域Ｒ２が明るく、その下にある領域Ｒ３は領域Ｒ２より暗くなる（図４（ｃ）参照）。そのため、カットオフラインＣＬ３は比較的鮮明になる。なお、図４（ｄ）に示すシェード２２の配置の場合、ロービーム用配光パターンＰＬ２に加えて、下端にカットオフラインＣＬ４を有するハイビーム用配光パターンＰＨ２を形成したとき、Ｈ−Ｈ線近傍に非照射領域Ｒ’が発生することがある。

そこで、図４（ｆ）に示すように、シェード２２の先端縁２２ａが後方側焦点Ｆよりも後方に位置している場合（図１に示す配置と同様）、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆより前方を通過する光だけでなく、後方側焦点Ｆと先端縁２２ａとの間を通過する一部の光も配光パターンの形成に寄与する。そのため、ロービーム用配光パターンＰＬ３は、図４（ｃ）に示すロービーム用配光パターンＰＬ２と比較して、カットオフラインＣＬ５が上方に移動する。同様に、ハイビーム用配光パターンＰＨ３は、図４（ｃ）に示すハイビーム用配光パターンＰＨ２と比較して、カットオフラインＣＬ６が下方に移動する（図４（ｅ）参照）。これにより、２つの配光パターンの一部をオーバーラップ（領域Ｒ”参照）させることができる。これにより、図４（ｃ）に示すような非照射領域Ｒ’の発生が確実に防止される。

しかしながら、ロービーム用配光パターンＰＬ３の上端のカットオフラインＣＬ５は、中心（Ｈ−Ｈ線）から離れているため、図４（ｃ）に示す中心近傍のカットオフラインＣＬ３と比較して暗くなる。また、カットオフラインＣＬ５を中心（Ｈ−Ｈ線）に近付けるために灯具を下方に向けると、車両前方の近傍領域が明るくなりすぎるおそれがある。そこで、この点を改良するため、図４（ｈ）に示すように、シェード２２の先端縁２２ａを、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆよりも後方かつ上方に配置する。

このようにシェード２２を配置することで、ロービーム用光源から出射した光のうち配光パターンの上半分を形成する光の多くが遮蔽されるため、図４（ｇ）に示すロービーム用配光パターンＰＬ４は、図４（ｅ）に示すロービーム用配光パターンＰＬ２と比較して、カットオフラインＣＬ７が中心（Ｈ−Ｈ線）近傍まで下がる。ロービーム用配光パターンＰＬ４は、図４（ａ）に示す領域Ｒ２と同様、Ｈ−Ｈ線近傍が明るいため、この領域にカットオフラインが形成されることで、カットオフラインを鮮明にすることができる。

一方、シェード２２を上方に移動することで、ハイビーム用光源から出射した光のうち、先端縁２２ａと後方側焦点Ｆとの間を通過する光が多くなり、ハイビーム用配光パターンＰＨ４のカットオフラインＣＬ８も下に移動する（図４（ｇ）参照）。そのため、ハイビーム用配光パターンＰＨ４の最も明るくなる領域が、Ｈ−Ｈ線とロービーム用配光パターンＰＬ４のカットオフラインＣＬ７との間に位置するようにできる。

上述に加え本実施の形態に係る車両用灯具１０は以下の作用効果を奏する。

本実施の形態に係るシェード２２は、図３に示すように、第１カットオフラインＣＬ１および第２カットオフラインＣＬ２の中央からその左右近傍領域まで水平なカットオフラインとなるように構成されている。これにより、例えば、二輪車両に好適な配光パターンが得られる。二輪車両は、走行中に車体を傾けることが多く、四輪車両と異なり段違いのカットオフラインの必要性が乏しい。そのため、配光パターンの簡素化、ひいてはシェード２２の形状を簡便にできる。

シェード２２は、図２に示すように、その先端縁２２ａが投影レンズ１２の焦点カーブと対向するように配置されており、光軸Ａｘ近傍領域での先端縁２２ａと焦点カーブＦ_Ｌとの距離Ｇ１よりも、光軸から離れた外側領域での先端縁２２ａと焦点カーブＦ_Ｌとの距離Ｇ２が大きい形状である。これにより、光軸から離れた配光パターンの両端部のカットオフラインの形状に変化をつけることができる。具体的には、図３に示すように、ロービーム用配光パターンＰＬの第１カットオフラインＣＬ１のうち両端部のカットオフラインＣＬ１’がＨ−Ｈ線の上部まで突出するようにできる。これにより、例えば、車両用灯具１０を搭載した二輪車両において、車体を左右に傾けることで、ロービーム用配光パターンＰＬの一方の端部のカットオフラインＣＬ１’が矢印Ａ方向に下がっても、Ｈ−Ｈ線近傍を照射し続けることができ、前方の視認性が低下しにくい。

また、車両用灯具１０は、ＬＥＤ１４から出射した光を投影レンズに向けて光軸寄りに反射する第１リフレクタ１８と、光軸Ａｘを挟んで第１リフレクタ１８の反対側に設けられ、ＬＥＤ１６から出射した光を投影レンズ１２に向けて光軸Ａｘ寄りに反射する第２リフレクタ２０と、を備えている。そして、シェード２２は、上縁部に第１カットオフラインＣＬ１を有するロービーム用配光パターンＰＬを形成できるとともに、下縁部に第２カットオフラインＣＬ２を有するハイビーム用配光パターンＰＨを形成できるように構成されている。これにより、各配光パターンにそれぞれ異なるカットオフラインを形成できる。

また、シェード２２は、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のそれぞれの領域の一部が重畳するように構成されている。このような構成のシェード２２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が重畳した照射領域の明るさを向上できる。

また、図１に示すように、ハイビーム用配光パターンとロービーム用配光パターンＰＬ２とを一つのプロジェクタ型灯具ユニットで実現できるため、車両用灯具全体を小型化できる。

（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態に係る車両用灯具３０の概略構成を示す縦断面図である。車両用灯具３０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の切替え、およびロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターン形成時にオーバーヘッドサインの形成が可能な車両用前照灯である。オーバーヘッドサインとは、主として頭上標識を照射するための配光パターンであり、上下方向４°、水平方向２０°程度以上の広がりをもつ薄い光である。

車両用灯具３０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３２と、投影レンズ３２の後方に配置された第１光源及び第２光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）３４，３６と、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆよりも後方に配置されたＬＥＤ３４から上方へ出射した光を前方に向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第１リフレクタ３８と、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆよりも後方に配置されたＬＥＤ３６から下方へ出射した光を前方に向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２リフレクタ４０と、投影レンズ３２と、ＬＥＤ３４，３６との間の領域に先端縁４２ａが位置するシェード４２と、を備える。なお、投影レンズ３２、ＬＥＤ３４，３６は、第１の実施の形態とほぼ同じ構成である。

各ＬＥＤ３４，３６は、基板に実装された状態で共用の基台部４４の上面または下面に固定されている。基台部４４は、ヒートシンクを兼ねており、放熱性の観点からＬＥＤ３４の載置部４４ａとＬＥＤ３６の載置部４４ｂとが離れて設けられている。また、ハイビーム用配光パターンの光源であるＬＥＤ３６の載置部４４ｂは、載置部４４ａよりも後方に設けられている。このように、２つの光源の載置部を離すことで、効率のよい放熱が可能となり、基台部４４の小型化にも寄与する。

そして、ＬＥＤ３４は、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆに向かう光を出射し、ＬＥＤ３６は、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆの上方に位置する第２リフレクタ４０の第２焦点Ｆ２’に向かう光を出射する。

また、ＬＥＤ３４は、第１の配光パターンとしてロービーム用配光パターン（ＰＬ）およびオーバーヘッドサイン（ＯＨＳ）の形成時に点灯されるだけでなく、第２の配光パターンとしてハイビーム用配光パターン（ＰＨ）の形成時にも点灯される。一方、ＬＥＤ３６は、ハイビーム用配光パターン（ＰＨ）の形成時に点灯される。

第１リフレクタ３８は、光軸Ａｘを中心軸とする略楕円状の反射面３８ａと、反射面３８ａより第１リフレクタ３８の前端側に形成され、オーバーヘッドサインを形成するための二回反射面の一方を構成する反射面３８ｂと、を有している。

反射面３８ａは、縦断面形状が略楕円で形成されている。ＬＥＤ３４は、この反射面３８ａの光軸Ａｘを含む鉛直断面で形成される楕円の第１焦点Ｆ１近傍に配置されている。これにより、反射面３８ａは、ＬＥＤ３４からの光を前方へ光軸Ａｘ寄りに反射させるようになっている。その際、光軸Ａｘを含む鉛直断面内においては上記楕円の第２焦点Ｆ２に略収束させるようになっている。本実施の形態において、この第２焦点Ｆ２は、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆと略一致する。反射面３８ｂは、ＬＥＤ３４から出射した光の一部を第２リフレクタ４０に向けて反射するように構成されている。

第２リフレクタ４０は、光軸Ａｘを中心軸とする略回転楕円面状の反射面４０ａと、反射面４０ａより第２リフレクタ４０の前端側に形成され、オーバーヘッドサインを形成するための二回反射面の他方を構成する反射面４０ｂと、を有している。

反射面４０ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が略楕円で形成されている。ＬＥＤ３６は、この反射面４０ａの光軸Ａｘを含む鉛直断面で形成される楕円の第１焦点Ｆ１’近傍に配置されている。これにより、反射面４０ａは、ＬＥＤ３６からの光を前方へ光軸Ａｘ寄りに反射させるようになっている。その際、光軸Ａｘを含む鉛直断面内においては上記楕円の第２焦点Ｆ２’に略収束させるようになっている。

なお、第２リフレクタ４０は、第２焦点Ｆ２’が投影レンズ３２の後方側焦点Ｆの上方に位置するように、配置されている。そして、回転楕円面を有する第２リフレクタ４０の長軸は、光軸Ａｘに対して傾いている。また、反射面４０ｂは、反射面３８ｂで反射されたＬＥＤ３４の光を投影レンズ３２に向けて反射するように構成されている。

カットオフライン形成するシェード４２は、ＬＥＤ３４から出射され、第１リフレクタ３８の反射面３８ａにて反射された光を一部遮蔽する遮蔽部材である。シェード４２は、その先端縁４２ａが後方側焦点Ｆより後方（図５に示す右側）かつ上方に位置している。そのため、シェード４２の先端縁４２ａと、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆを連続的につないだレンズ焦点カーブとの間には間隔がある。

そのため、車両用灯具３０は、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆより前方を通過する光だけでなく、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆより後方を通過する一部の光、つまり、先端縁４２ａと後方側焦点Ｆとの間を通過する光もロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターンの形成に寄与する。

したがって、本実施の形態に係る車両用灯具３０も、図３と同様に、ＬＥＤ３４から出射した光の一部を遮って第１カットオフラインＣＬ１を有するロービーム用配光パターンＰＬを形成できるとともに、ＬＥＤ３６から出射した光の一部を遮って第２カットオフラインＣＬ２を有するハイビーム用配光パターンＰＨを形成できるように構成されている。そして、車両用灯具３０においては、図３と同様に、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の一部が互いにオーバーラップするため、２つの配光パターンの間の非照射領域の発生が抑制される。

また、車両用灯具３０においては、シェード４２の先端縁４２ａが、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆよりも後方かつ上方に配置されている。これにより、第２リフレクタ４０の第２焦点Ｆ２’が後方側焦点Ｆより上方となるように第２リフレクタ４０を配置しても、反射面４０ａから第２焦点Ｆ２’に向かう光とシェード４２との干渉が抑制される。また、第２リフレクタ４０の第２焦点Ｆ２’を後方側焦点Ｆよりも上方に設定することで、ハイビーム用配光パターンＰＨにおける最大光度の位置をＨ−Ｈ線よりも下方に移動できる。また、前述の図４（ｇ）や図４（ｈ）を参照して説明したように、ロービーム用配光パターンのカットオフラインを鮮明にできる。

また、車両用灯具３０において、ハイビーム用配光パターンの形成に寄与する第２リフレクタ４０は、ロービーム用配光パターンの形成に寄与する第１リフレクタ３８よりも後方に位置している。このように、回転楕円面を有する第２リフレクタの第１焦点Ｆ１’と、後方側焦点Ｆ近傍の第２焦点Ｆ２’との距離が大きくなると、２つの焦点により定義される楕円自体が大きくなるため、距離が小さい場合と比較して、第２リフレクタ４０の反射面４０ａが大きくなる。そのため、ＬＥＤ３６から出射した光を多く反射できるため、ハイビーム用配光パターンにおける最大光度を上げることができる。

また、車両用灯具３０において、仮にシェード４２の先端縁４２ａに、第１リフレクタ３８の反射面３８ｂで反射したオーバーヘッドサイン用の反射光を再度反射するための反射部材（反射面４０ｂに相当）を設けたとすると、この反射部材と、第２リフレクタ４０の反射面４０ａで反射されたハイビーム用配光パターンを形成する一部の光とが干渉し、所望のハイビーム用配光パターンを形成できない。

しかしながら、本実施の形態に係る車両用灯具３０は、第１リフレクタ３８の反射面３８ｂで反射したオーバーヘッドサイン用の反射光を再度反射するための反射面４０ｂを、第２リフレクタ４０の先端部に設けているため、前述のような干渉の問題は生じない。

（第３の実施の形態）
図６は、第３の実施の形態に係る車両用灯具５０の概略構成を示す縦断面図である。図７は、車両用灯具５０がロービーム用配光パターン（ＰＬ）およびオーバーヘッドサイン（ＯＨＳ）を形成している状態の光線図である。図８は、車両用灯具５０がハイビーム用配光パターン（ＰＨ）およびオーバーヘッドサイン（ＯＨＳ）を形成している状態の光線図である。

車両用灯具５０は、第２の実施の形態に係る車両用灯具３０と同様に、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の切替え、およびロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターン形成時にオーバーヘッドサインの形成が可能な車両用前照灯である。以下では、第２の実施の形態に係る車両用灯具３０と同様の構成や作用効果については、同様の符号を付して説明を適宜省略する。

車両用灯具５０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３２と、投影レンズ３２の後方に配置されたＬＥＤ５２，５４と、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆよりも後方に配置されたＬＥＤ５２から上方へ出射した光を前方に向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第１リフレクタ５６と、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆよりも後方に配置されたＬＥＤ５４から下方へ出射した光を前方に向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２リフレクタ５８と、投影レンズ３２と、ＬＥＤ５２，５４との間の領域に先端縁６０ａが位置するシェード６０と、を備える。なお、ＬＥＤ５２，５４は、第１の実施の形態および第２の実施の形態とほぼ同じ構成である。

各ＬＥＤ５２，５４は、基板に実装された状態で共用の基台部６２の上面または下面に固定されている。基台部６２は、ヒートシンクを兼ねており、放熱性の観点からＬＥＤ５２の載置部６２ａとＬＥＤ５４の載置部６２ｂとが離れて設けられている。

そして、ＬＥＤ５２は、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆに向かう光を出射し、ＬＥＤ５４は、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆの上方に位置する第２リフレクタ５８の第２焦点Ｆ２’に向かう光を出射する。

また、ＬＥＤ５２は、第１の配光パターンとしてロービーム用配光パターン（ＰＬ）およびオーバーヘッドサイン（ＯＨＳ）の形成時（図７参照）に点灯されるだけでなく、第２の配光パターンとしてハイビーム用配光パターン（ＰＨ）の形成時にも点灯される。一方、ＬＥＤ５４は、ハイビーム用配光パターン（ＰＨ）の形成時に点灯される（図８参照）。その際、オーバーヘッドサイン（ＯＨＳ）も形成される。

第１リフレクタ５６は、光軸Ａｘを中心軸とする略楕円形状を基本とする自由曲面で構成された反射面５６ａと、反射面５６ａより第１リフレクタ５６の前端側に形成され、オーバーヘッドサインを形成するための二回反射面の一方を構成する反射面５６ｂと、を有している。

反射面５６ａのうち後方部５６ａ１は、ＬＥＤ５２から出射した光を灯具前方の下方に向けて反射するような形状で構成されている。また、反射面５６ａの前方部５６ａ２は、後方部５６ａ１から連続し、かつ灯具前方に向かうにつれて徐々に拡がる形状で構成されている。

ＬＥＤ５２は、この反射面５６ａの後方部５６ａ１の光軸Ａｘを含む鉛直断面で形成される楕円の第１焦点Ｆ１（図６参照）近傍に配置されている。これにより、図７に示すロービーム用配光パターン形成時においては、反射面５６ａの後方部５６ａ１は、ＬＥＤ５２からの光を前方へ光軸Ａｘ寄りに反射させるようになっている。その際、光軸Ａｘを含む鉛直断面内においては上記楕円の第２焦点Ｆ２（図６参照）に略収束させるようになっている。本実施の形態において、この第２焦点Ｆ２は、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆ（図６参照）と略一致する。また、反射面５６ａの前方部５６ａ２で反射された光は、投影レンズ３２の入射面３２ａの中心近傍にほぼ平行な光として入射する。なお、反射面５６ｂは、ＬＥＤ５２から出射した光の一部を第２リフレクタ５８に向けて反射するように構成されている。

第２リフレクタ５８は、光軸Ａｘを中心軸とする略回転楕円面状の反射面５８ａ，５８ｃと、反射面５８ａより第２リフレクタ５８の前端側に形成され、オーバーヘッドサインを形成するための二回反射面の他方を構成する反射面５８ｂと、を有している。

反射面５８ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が略楕円で形成されている。ＬＥＤ５４は、この反射面５８ａの光軸Ａｘを含む鉛直断面で形成される楕円の第１焦点Ｆ１’（図６参照）近傍に配置されている。これにより、反射面５８ａは、ＬＥＤ５４からの光を前方へ光軸Ａｘ寄りに反射させるようになっている。その際、光軸Ａｘを含む鉛直断面内においては上記楕円の第２焦点Ｆ２’（図６参照）に略収束させるようになっている。

なお、第２リフレクタ５８は、第２焦点Ｆ２’が投影レンズ３２の後方側焦点Ｆの上方に位置するように、配置されている（図６参照）。そして、回転楕円面を有する第２リフレクタ５８の長軸は、光軸Ａｘに対して傾いている。また、反射面５８ｂは、反射面５６ｂで反射されたＬＥＤ５２の光を投影レンズ３２に向けて反射するように構成されている。

同様に、反射面５８ｃは、ＬＥＤ５４から出射された光を投影レンズ３２に向けて反射するように構成されている。なお、反射面５８ｂで反射された反射光は、オーバーヘッドサイン用の光として用いられる。このように、第２リフレクタ５８は、ＬＥＤ５４から出射した光を反射してハイビーム用配光パターンＰＨの形成に寄与する反射面５８ａと、ＬＥＤ５２から出射し、第１リフレクタ５６で反射された光を再反射してオーバーヘッドサインの形成に寄与する反射面５８ｂと、が一体で構成されている。

カットオフライン形成するシェード６０は、ＬＥＤ５２から出射され、第１リフレクタ５６の反射面５６ａにて反射された光を一部遮蔽する遮蔽部材である。シェード６０は、その先端縁６０ａが後方側焦点Ｆより後方（図６に示す右側）かつ上方に位置している。

そのため、車両用灯具５０は、前述の各実施の形態に係る車両用灯具と同様の作用効果を奏することができる。

また、第３の実施の形態に係る車両用灯具５０は、主としてロービーム用配光パターンを形成するＬＥＤ５２が載置される基台部６２の載置部６２ａが、投影レンズ３２の光軸とほぼ平行となっている。これにより、図７に示すように、ロービーム用配光パターンＰＬを形成する光は、投影レンズ３２の中央付近を通過するため、投影レンズ３２の周辺領域を通過する場合（例えば図５のロービーム用配光パターンＰＬ）と比較して色分離が少なくなり、カットラインが青っぽくなることを抑制できる。なお、ＬＥＤ５４が載置される載置部６２ｂと載置部６２ａとが成す角は、１５〜１６°程度である。

また、車両用灯具５０のシェード６０は、後端を下方に折り曲げた折り曲げ部６０ｂを有する。これにより、シェード６０の強度を向上できる。加えて、第２リフレクタ５８の反射面５８ａで反射された光が、シェード６０の下面６０ｃで反射されて迷光となることを防止できる。また、シェード６０は、先端縁６０ａよりも後端（折り曲げ部６０ｂ）側が下がっている。これにより、ＬＥＤ５２から出射し、第１リフレクタ５６で反射された光がシェード６０の上面６０ｄで反射された場合であっても、その反射光が投影レンズ３２に入射しないようにできる。このように、シェード６０による再反射光が投影レンズ３２に入射しないことで、一つの配光パターン内での明暗境界の発生を抑制し、車両前方の照射領域に対するドライバの視認性を向上できる。

また、シェード６０は、後端を上方に折り曲げた折り曲げ部６０ｅを有していてもよい。この場合は、第１リフレクタ５６の後方部５６ａ１で反射して、シェード６０の上面６０ｄに水平に近い角度で入射する光を確実に遮光することで、シェード６０の上面６０ｄでの再反射光が投影レンズ３２に入射することを防止できる。

なお、２つの配光パターンの一部が互いにオーバーラップする車両用灯具を実現するという観点からは、シェード６０の下面６０ｃまたは上面６０ｄでの再反射光を投影レンズ３２に入射させて明るさを向上させてもかまわない。

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

ＣＬ１第１カットオフライン、ＣＬ２第２カットオフライン、１０車両用灯具、１２投影レンズ、１４，１６ＬＥＤ、１８第１リフレクタ、１８ａ反射面、２０第２リフレクタ、２０ａ反射面、２２シェード、２２ａ先端縁、２４基台部。

Claims

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、
前記投影レンズの後方焦点に向かう光を出射する第１光源と、
前記投影レンズの後方焦点に向かう光を出射する第２光源と、
前記第１光源から出射した光の一部を遮って第１カットオフラインを有する第１配光パターンを形成できるとともに、前記第２光源から出射した光の一部を遮って第２カットオフラインを有する第２配光パターンを形成できるように構成されているシェードと、
前記第１光源から出射した光を前記投影レンズに向けて光軸寄りに反射する第１リフレクタと、
前記光軸を挟んで前記第１リフレクタの反対側に設けられ、前記第２光源から出射した光を前記投影レンズに向けて光軸寄りに反射する第２リフレクタと、を備え、
前記シェードは、
その先端部が前記後方焦点より後方に位置しており、
上縁部に前記第１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できるとともに、下縁部に前記第２カットオフラインを有するハイビーム用配光パターンを形成できるように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
前記シェードは、前記第１カットオフラインおよび前記第２カットオフラインの中央からその左右近傍領域まで水平なカットオフラインとなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記シェードは、
その先端部が前記投影レンズの焦点カーブと対向するように配置されており、
光軸近傍領域での前記先端部と前記焦点カーブとの距離よりも、光軸から離れた領域での前記先端部と前記焦点カーブとの距離が大きい形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
前記シェードは、前記第１配光パターンおよび前記第２配光パターンのそれぞれの領域の一部が重畳するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
前記シェードは、その先端部が前記後方焦点より上方に位置していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用灯具。