JP6333470B2 - 前照灯用光源および前照灯 - Google Patents

Description

この発明は、発光素子が発する光を投影レンズによって車両前方に照射する構成の前照灯用光源、および当前照灯用光源を用いた前照灯に関するものである。

昨今、車載の前照灯に用いる光源には、従来のタングステンフィラメントの電球およびアーク放電による放電灯に代替して、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体光源が普及してきた。当ＬＥＤは、長寿命、かつ、少ない電力で必要な明るさを確保できる上に、一定の電流を供給する簡単な制御によって安定した明るさを発することができ、車載用灯具の光源としては好適である。

また、従来は光源の形状によって前照灯の形状と配光に係わる設計自由度が制限されていたが、ＬＥＤはサイズおよび明るさのバリエーションが多いため、ＬＥＤを光源として用いることで形状と配光に係わる設計自由度が高まっている。設計自由度が高まったことで、すれ違い灯と走行灯を複数の光源で形成する斬新なデザインの前照灯、およびすれ違い灯と走行灯を兼用して小さくまとめたデザインの前照灯などが実現可能になった。

以下に、ＬＥＤが発する光を投影レンズによって車両前方に照射する構成の前照灯に関し、すれ違い灯と走行灯を兼用し、一体に構成した従来例を示す。

例えば特許文献１に係る車両用照明灯具は、反射鏡と光源のそれぞれを上下に配置し、各光源が発する光を各反射鏡によって配光形成用の反射板の先端に集中させ、当反射板で反射した光を投影レンズによって前方に照射する構成である。上側の光源が発する光と配光形成用の反射板とを使用してすれ違い灯用の配光を形成し、下側の光源が発する光を当すれ違い灯用の配光に追加することによって走行灯用の配光を形成する。この構成においては、上側光源を用いたすれ違い灯用の配光と下側光源を用いた走行灯用に追加された配光が反射板によって分離され、各々が独立して車両前方に照射される。そのため、走行灯用に照射光を追加する下側光源を点灯したときに、カットオフライン近傍で、すれ違い灯用の照射光と走行灯用に追加された照射光との境目が照度差、または光のむらとして視認されやすかった。

特許文献２に係る車両用前照灯ユニットは、上記特許文献１に係る発明を改良したものであり、走行灯用照射光を追加する光源から発する光の一部を配光形成用の反射板の先端を介さずに前方に照射する反射鏡を追加した構成である。この構成においては、追加された反射鏡を介して前方に照射された照射光が、すれ違い灯用の照射光と走行灯用に追加された照射光との境目に重畳され、カットオフライン近傍の明るさのむらが軽減される。しかしながら、別系統の反射鏡を追加することで、前照灯に投影レンズ以外の出射面が必要となり、開口面が大きくなるため、前照灯または車両のデザインによっては使用できないことがあった。

特許文献３に係る車両用前照灯では、配光部材として、上記特許文献１の反射板の代わりにハーフミラーを使用し、下側の走行灯用照射光を追加する光源が発する光を当ハーフミラーで透過させて上側へ向かわせ、上側の光源が発する光に重畳する構成である。しかしながら、ハーフミラーを透過した光は減衰し、その上、平面状のハーフミラーでは透過した光を効率良く投影レンズの方向へ導くことが困難なため、カットオフラインの下側に十分な照射光を照射できない可能性がある。その場合、カットオフライン近傍の明るさのむらを十分に軽減できない。

上記特許文献１，２の反射板および上記特許文献３のハーフミラーのような配光部材の代わりに、プリズムのような透明な配光部材を用いた前照灯もある。例えば特許文献４に係る車両用灯具では、光源が発する光を投影レンズに導く光学部材と、当導かれた光を前方に照射する投影レンズとを一体にした透明な配光部材が用いられている。

特開２００６−１６４７３５号公報 特開２００９−９９４１３号公報 特開２０１４−１０７０４８号公報 特開２０１０−１０８６３９号公報

上記特許文献４に係る車両用灯具は、反射鏡を使用する構成の上記特許文献１〜３とは異なり、透明な配光部材を使用する灯具で、すれ違い灯専用であるが、仮に上記特許文献１のように下側にも光源を配置して、すれ違い灯用の照射光に走行灯用追加照射光を追加して走行灯用の配光を形成した場合には、上記特許文献２，３が指摘するように、カットオフライン近傍ですれ違い灯用の照射光と走行灯用追加照射光との境目が明るさのむらとして視認されやすいという課題があることは、容易に推測できる。
なお、上記特許文献４において、例えば特許文献３のハーフミラーを、当特許文献４の透明な配光部材の反射面に対して適用しても、上記ハーフミラーに起因する問題点を払拭することは困難である。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、透明な配光部材を使用する前照灯において、走行灯点灯時にカットオフライン近傍に生じる明るさのむらを軽減することを目的とする。

この発明に係る前照灯用光源は、すれ違い灯用の照射光を発する第１発光素子と、第１発光素子より下方に配置され、すれ違い灯用の照射光に重畳することによって走行灯を形成する照射光を発する第２発光素子と、第１発光素子および第２発光素子と投影レンズとの間に配置され、第１発光素子の発光面に対向して第１発光素子が発する光を入射する第１入射面、第２発光素子の発光面の一部に対向して第２発光素子が発する光の一部を入射する第２入射面、および前記投影レンズの焦点部に端辺を設けた出射面を有し、透明な材料によって形成された配光部材とを備え、第２発光素子が発する光の一部を配光部材の中を経由させるものである。

この発明によれば、すれ違い灯用のカットオフラインを形成する透明な材料によって形成された配光部材に、すれ違い灯の照射光に重畳することによって走行灯を形成する第２発光素子が発する光の一部を入射する第２入射面を形成して、第２発光素子が発する光をカットオフラインの上側だけでなく下側にも照射するようにしたので、走行灯点灯時にカットオフライン近傍に生じる明るさのむらを軽減することができる。

この発明の実施の形態１に係る前照灯の構成例を示す側面図である。 実施の形態１に係る前照灯用光源の構成例を示す側面図である。 実施の形態１に係る前照灯のうちのＬＥＤと配光部材の構成例を示す側面図である。 実施の形態１に係る前照灯から車両前方に照射された照射光の様子を示す図である。 実施の形態１の配光部材の変形例を示し、図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は斜視図である。 図５に示す配光部材を用いた前照灯から車両前方に照射された照射光の様子を示す図である。 実施の形態１の配光部材の変形例を示す斜視図である。 実施の形態１の配光部材の変形例を示し、図８（ａ）は側面図、図８（ｂ）は斜視図である。 図８に示す配光部材を用いた前照灯から車両前方に照射された照射光の様子を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る前照灯に用いる配光部材の構成例を示す側面図である。 実施の形態２の理解を助けるための参考例として、配光部材の一例と、この配光部材を用いた場合の照射光の様子を示す図である。 実施の形態２の配光部材の変形例を示す側面図である。 この発明の実施の形態３に係る前照灯に用いる配光部材の構成例を示す側面図である。 この発明の実施の形態４に係る前照灯に用いる配光部材の構成例を示す側面図である。 実施の形態４の配光部材の変形例を示す側面図である。 この発明の実施の形態５に係る前照灯に用いる配光部材の構成例を示す側面図である。 この発明の実施の形態６に係る前照灯に用いる一体部材の構成例を示す側面図である。 実施の形態６の一体部材の変形例を示す側面図である。 この発明の実施の形態７に係る前照灯に用いる前照灯用光源の構成例を示す側面図である。 この発明の実施の形態８に係る前照灯におけるすれ違い灯用ＬＥＤと重畳用ＬＥＤの配置例を示す側面図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る前照灯１の構成例を示す側面図である。図２は、図１に示す前照灯１のうち、前照灯用光源を抜粋して示した側面図である。図１および図２において紙面左側が車両前方（前照灯の照射方向）である。また、図１では、前照灯１の内部構造を図示するために、ＬＥＤ固定部材４、ケース５および前面レンズ６を切断した断面を模式的に示している。
図１に示すように、実施の形態１に係る前照灯１は、すれ違い灯および走行灯として機能する投影レンズを使用する前照灯の一例であり、すれ違い灯用ＬＥＤ８および重畳用ＬＥＤ９と、すれ違い灯用ＬＥＤ８および重畳用ＬＥＤ９が発する光を車両前方に投影する投影レンズ２と、配光形成用の透明な材料によって形成した配光部材３と、すれ違い灯用ＬＥＤ８および重畳用ＬＥＤ９を固定するＬＥＤ固定部材４と、これらを収容するケース５と、前面レンズ６と、すれ違い灯用ＬＥＤ８および重畳用ＬＥＤ９を点灯する点灯装置７とを備える。

なお、図１の構成例では、すれ違い灯用ＬＥＤ８および重畳用ＬＥＤ９が発する熱を放熱するために、放熱フィン等の放熱部材４ａをＬＥＤ固定部材４と一体に設けている。この放熱部材４ａをケース５の外へ露出させて、放熱性の向上を図ってもよい。また、図１の構成例では、ＬＥＤ固定部材４は、すれ違い灯用ＬＥＤ８と重畳用ＬＥＤ９の固定部材としての機能に加え、投影レンズ２と配光部材３の固定部材としての機能も兼ねる。

点灯装置７は、すれ違い灯用ＬＥＤ８および重畳用ＬＥＤ９に対して点灯用の電流を通電する。点灯装置７は、前照灯１を走行灯として機能させる場合にはすれ違い灯用ＬＥＤ８と重畳用ＬＥＤ９の両方を点灯させ、前照灯１をすれ違い灯として機能させる場合にはすれ違い灯用ＬＥＤ８のみを点灯させる。なお、図１の構成例では、点灯装置７がケース５の下面に設置されているが、これ以外の場所に設置されていてもよい。

図２に示すように、第１発光素子であるすれ違い灯用ＬＥＤ８は、発光面８ａが車両の前方を向いた状態でＬＥＤ固定部材４に固定されている。第２発光素子である重畳用ＬＥＤ９は、すれ違い灯用ＬＥＤ８よりも下方に配置され、発光面９ａが車両の前方を向いた状態でＬＥＤ固定部材４に固定されている。この例では、すれ違い灯用の光を発する第１発光素子と走行灯用の重畳光を発する第２発光素子にＬＥＤを用いているが、他の発光素子を用いてもよく、例えばＬＤ（レーザダイオード）またはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）等であってもよい。

図３は、実施の形態１に係る前照灯１のうちのすれ違い灯用ＬＥＤ８、重畳用ＬＥＤ９および配光部材３の構成例を示す側面図である。配光部材３は、透明な樹脂またはガラス等によって形成され、すれ違い灯用ＬＥＤ８および重畳用ＬＥＤ９と投影レンズ２との間に配置されている。この配光部材３には、すれ違い灯用ＬＥＤ８の発光面８ａに対向して配置されてすれ違い灯用ＬＥＤ８が発する光を入射する第１入射面３ａと、重畳用ＬＥＤ９の発光面９ａの一部に対向して配置されて重畳用ＬＥＤ９が発する光の一部を入射する第２入射面３ｂと、投影レンズ２のＬＥＤ側の焦点部Ｆに直線状の端辺３ｃ１を設けた出射面３ｃとが形成されている。
また、配光部材３において投影レンズ２の光軸側に形成された面は、入射した光を反射する反射面３ｄとなる。
配光部材３に入射した光は、出射面３ｃから出射され、投影レンズ２で上下左右が反転されて車両前方へ照射される。
なお、重畳用ＬＥＤ９が発する光は、配光部材３を経由して投影レンズ２の焦点部Ｆの上側を通過して前方に照射される光と、投影レンズ２の焦点部Ｆの下側を通過して前方に照射される光に分割されるため、発光面９ａは投影レンズ２の光軸上に配置される。
また、配光部材３の下部に設けた反射面３ｄは、カットオフライン直下の明るい配光を形成する反射面として機能するものもあり、投影レンズ２の光軸上に配置されている。したがって、第２入射面３ｂは、投影レンズ２の光軸より上側に配置され、重畳用ＬＥＤ９の発光面９ａの上部に対向する。

図４は、前照灯１から車両前方に照射されたすれ違い灯用照射光Ｌ１と、走行灯用にカットオフラインの上部に照射された上部照射光Ｌ２およびカットオフラインの下部に照射された下部照射光Ｌ３の様子を示している。すれ違い灯用の配光では、対向車を運転する運転者を照らさないように照射光の上側に暗部を設けることが必須であり、すれ違い灯用照射光Ｌ１は上側を暗く、下側（路面側）を明るく照らす必要がある。なお、当すれ違い灯用照射光Ｌ１の上側暗部と下側明部の境界線がカットオフラインである。
走行灯用の配光では、すれ違い灯用照射光Ｌ１に加え、当すれ違い灯用照射光Ｌ１のカットオフラインの上側に走行灯用上部照射光Ｌ２を照射し、下側に走行灯用下部照射光Ｌ３を照射して、すれ違い灯用照射光に走行灯用照射光を重畳する。

実施の形態１において、前照灯１がすれ違い灯として機能する場合、すれ違い灯用ＬＥＤ８が点灯する。
すれ違い灯用ＬＥＤ８が発した光は、配光部材３の第１入射面３ａに入射して出射面３ｃから出射し、投影レンズ２を経由してカットオフラインの下側を照らすすれ違い灯用照射光Ｌ１となる。また、すれ違い灯用ＬＥＤ８から下方へ向かう光は、反射面３ｄによって反射することで焦点部Ｆより上側に導かれて出射面３ｃから出射し、投影レンズ２を経由してすれ違い灯用照射光Ｌ１の一部となる。これにより、車両前方において上側が暗く、下側が明るい、すれ違い灯用の配光が形成される。また、投影レンズ２の焦点部Ｆを通る出射面３ｃの端辺３ｃ１の形状が、投影レンズ２により車両前方へ投影されて、カットオフラインの形状を形成する。

前照灯１が走行灯として機能する場合、すれ違い灯用ＬＥＤ８に加えて重畳用ＬＥＤ９も点灯する。
重畳用ＬＥＤ９が発した光の一部は、配光部材３の第２入射面３ｂに入射して出射面３ｃから出射する。この光は、焦点部Ｆより上側を通過し、投影レンズ２を経由するため、カットオフラインの下側を照らす走行灯用下部照射光Ｌ３となり、重畳用ＬＥＤ９が発した光の一部は、配光部材３の第２入射面３ｂに入射せず、焦点部Ｆの下側を通過し、投影レンズ２を経由するため、カットオフラインの上側を照らす走行灯用上部照射光Ｌ２となる。このように、重畳用ＬＥＤ９の光がカットオフラインの上下にまたがって走行灯用上部照射光Ｌ２および走行灯用下部照射光Ｌ３として照射されるため、前照灯１が走行灯として機能する場合にカットオフライン近傍の明るさのむらを軽減することができる。そして、車両前方を明るく照らすことにより、運転者の良好な視界が確保できる。ここで言う良好な視界とは、運転者が運転しやすい配光、例えば明るく、障害物を発見しやすく、疲労しにくい配光により確保される視界である。

実施の形態１の配光部材３は、図３に示すように、第１入射面３ａが、投影レンズ２の光軸に垂直な仮想の面Ａに対して傾いており、第１入射面３ａの上側端辺が下側端辺より投影レンズ２に近い。このように傾いた第１入射面３ａに入射した光は投影レンズ２の光軸側に屈折するため、すれ違い灯用照射光Ｌ１はカットオフライン側に集中する。従って、カットオフライン直下、即ち車両前方の遠方を明るく照らすことができ、視界が良好になり、前照灯１として好ましい配光となる。

さらに、第１入射面３ａの上側に、集光部となる集光用反射面３ｅが形成されている。
すれ違い灯用ＬＥＤ８が発した光のうちの第１入射面３ａに入射することなく上方へ向かう光は、車両前方に照射されず無駄になってしまう。そこですれ違い灯用ＬＥＤ８から上方へ向かう光の経路上に集光用反射面３ｅを形成し、当上方へ向かう光を反射して前方の投影レンズ２側へ導き車両前方に照射することにより、すれ違い灯用ＬＥＤ８の光を無駄なく有効に使うことができる。これにより、高効率、つまり低消費電力ながら明るい前照灯１を構成できる。

次に、実施の形態１の変形例を説明する。
図５に、実施の形態１の配光部材３を変形した配光部材３−１の構成を示す。図５（ａ）は配光部材３−１の側面図、図５（ｂ）は斜視図である。配光部材３−１において、焦点部Ｆを通る端辺３ｃ１のうち、車両の歩道側を水平にして水平部３ｃ１−１を成し、対向車線側を下方に傾斜させて傾斜部３ｃ１−２を成す。
なお、重畳用ＬＥＤ９から配光部材３−１の出射面３ｃの下側端辺３ｃ１方向へ発した光を、途中で遮られることなく出射面３ｃから出射するためには、第２入射面３ｂの下側端辺を、出射面３ｃの下側端辺３ｃ１に交わり重畳用ＬＥＤ９の発光面９ａを通る直線上に配置することが望ましい。

図６は、配光部材３−１を用いた前照灯１から車両前方に照射されたすれ違い灯用照射光Ｌ１と走行灯用上部照射光Ｌ２と走行灯用下部照射光Ｌ３の様子を示している。配光部材３−１の水平部３ｃ１−１と傾斜部３ｃ１−２の形状によって形成される出射光の陰影が、投影レンズ２により上下左右反転され車両前方へ投影されると、図６に示すように、対向車線側のカットオフラインを水平にしながら、歩道側のカットオフラインを傾斜させて高い位置まで照らすことのできるすれ違い灯用の配光を形成できる。これにより、対向車を運転する運転者を眩惑せずに、歩道の歩行者を照らすことができ、好ましい配光の前照灯１を実現できる。
図５と図６は道路の左側を走行する車両用の前照灯１を説明する図であったが、右側を走行する車両用の前照灯においては、配光部材３−１の水平部３ｃ１−１と傾斜部３ｃ１−２の形状を左右反転させればよい。

このように、出射面３ｃの形状、特に投影レンズ２の焦点部Ｆを通る端辺３ｃ１の形状を変えることで、カットオフラインの形状を変えることができる。その際、重畳用ＬＥＤ９が発した光を入射する第２入射面３ｂの下側端辺の形状を、上記のように当出射面３ｃの形状に対応した形状にしておくことが望ましい。図５に示した配光部材３−１の場合、出射面３ｃの対向車線側を下方に広げたため、これに対応して第２入射面３ｂの対向車線側も下方に広げることによって、出射面３ｃの下方に広げた傾斜部３ｃ１−２へ重畳用ＬＥＤ９の光が届き、走行灯用下部照射光Ｌ３がカットオフラインの形状変化に追従する。
ちなみに、第２入射面３ｂの対向車線側を下方に広げず、歩道側と同じように水平な形状のままにすると、傾斜部３ｃ１−２へ重畳用ＬＥＤ９の光が十分に届かず、走行灯用下部照射光Ｌ３が不足してカットオフライン近傍に明るさのむらが生じる可能性がある。

なお、第２入射面３ｂの形状と、出射面３ｃのうちの当第２入射面３ｂに対向する部分の形状とを必ずしも同じにする必要はなく、上記のように、第２入射面３ｂの形状が、重畳用ＬＥＤ９から配光部材３−１の出射面３ｃの下側端辺３ｃ１方向へ発した光を、途中で遮られることなく出射面３ｃから出射できる形状であればよい。

図７に、実施の形態１の配光部材３を変形した配光部材３−２の構成を示す。配光部材３−２は、出射面３ｃが曲面状になり、投影レンズ２の焦点部Ｆを通る端辺３ｃ１が円弧状の曲線になっている。また、配光部材３−１と同様に、投影レンズ２の焦点部Ｆを通る端辺３ｃ１のうち、車両の歩道側を水平にして水平部３ｃ１−１を成し、対向車線側を下方に傾斜させて傾斜部３ｃ１−２を成す。投影レンズ２の収差によって焦点部Ｆが光軸に直交する直線にならず円弧状になる場合、焦点部Ｆの円弧と同じ円弧状の端辺３ｃ１を形成した配光部材３−２を用いることにより、中央から左右方向の広範囲にわたってカットオフラインが鮮明なすれ違い灯用の配光を形成することができる。

図８は、実施の形態１の配光部材３を変形した配光部材３−３の構成を示す。図８（ａ）は配光部材３−３の側面図、図８（ｂ）は斜視図である。図９は、配光部材３−３を用いた前照灯１から車両前方に照射されたすれ違い灯用照射光Ｌ１と走行灯用上部照射光Ｌ２と走行灯用下部照射光Ｌ３の様子を示している。配光部材３−３において、反射面３ｄの出射面側に凹凸部３ｆを形成して焦点部Ｆを通る端辺３ｃ１を小さな凹凸の波状にすることで、図９に示すようにすれ違い灯用照射光Ｌ１のカットオフラインが不鮮明になる。これにより、例えばすれ違い灯の点灯中に車両が上下方向に揺れ、前照灯の光軸が上に傾いたときに、カットオフラインが上がって本来カットオフラインの下部を照らす照射光が対向車を運転する運転者の目に届いても、明るさの変化が緩慢なため、当運転者が感じる眩惑感を軽減することができる。また、走行灯点灯時には当カットオフライン近傍の明るさの変化が緩慢になり、当部の明るさのむらを軽減することができる。
なお、凹凸部３ｆの凹凸形状は、大きすぎるとすれ違い灯のカットオフラインのゆがみとして視認されてしまうため、カットオフラインがぼやけて不鮮明になる程度に小さいほうが好ましい配光を形成できる。

以上より、実施の形態１によれば、前照灯用光源は、すれ違い灯用の照射光を発するすれ違い灯用ＬＥＤ８と、すれ違い灯用ＬＥＤ８より下方に配置されてすれ違い灯用の照射光に重畳することによって走行灯を形成する照射光を発する重畳用ＬＥＤ９と、すれ違い灯用ＬＥＤ８の発光面８ａに対向してすれ違い灯用ＬＥＤ８が発する光を入射する第１入射面３ａ、重畳用ＬＥＤ９の発光面９ａの一部に対向して重畳用ＬＥＤ９が発する光の一部を入射する第２入射面３ｂ、および投影レンズ２の焦点部Ｆに端辺３ｃ１を設けた出射面３ｃを有し、透明な材料によって形成された配光部材３とを備える構成にしたので、重畳用ＬＥＤ９が発する光をカットオフラインの上側だけでなく下側にも照射することができ、走行灯点灯時にカットオフライン近傍に生じる明るさのむらを軽減することができる。なお、投影レンズ２の焦点部Ｆを通る端辺３ｃ１の形状は、図１〜図３もしくは図５のような直線状、図７のような曲線状、または図８のような凹凸の波状など、配光のデザインに応じて自由に選択可能である。

また、実施の形態１によれば、配光部材３の第２入射面３ｂの形状を、出射面３ｃの形状に対応させるようにしたので、走行灯用下部照射光Ｌ３の照射方向および照射態様を調整して好ましい配光の前照灯用光源および前照灯を構成できる。

また、実施の形態１によれば、前照灯用光源は、すれ違い灯用ＬＥＤ８が発する光を集光する集光用反射面３ｅを備える構成にしたので、すれ違い灯用ＬＥＤ８が発する光を有効に使うことができ、高効率で明るい前照灯用光源および前照灯を構成できる。

実施の形態２．
図１０は、実施の形態２に係る前照灯１に用いる配光部材３−４の構成例を示す側面図である。なお、実施の形態２に係る前照灯１のうち、配光部材３−４、すれ違い灯用ＬＥＤ８および重畳用ＬＥＤ９以外の構成は、上記実施の形態１の図１〜図９と同じであるため、ここでの図示および詳細な説明は省略する。
実施の形態２の配光部材３−４においては、第２入射面３ｂの上側端辺３ｂ１が、投影レンズ２の焦点部Ｆを通る出射面３ｃの端辺３ｃ１と、すれ違い灯用ＬＥＤ８の発光面８ａの下側端辺８ａ１とを通る仮想の面Ｂより下側に形成されている。

すれ違い灯用のカットオフラインを形成するためには、投影レンズ２のＬＥＤ側の焦点部Ｆに配置された端辺３ｃ１に、すれ違い灯用ＬＥＤ８が発する光を導く必要がある。従って、重畳用ＬＥＤ９が発する光を入射する第２入射面３ｂを仮想の面Ｂより下方に配置して、すれ違い灯用ＬＥＤ８から出射面３ｃの端辺３ｃ１に向かう光を遮らないようにする。

ここで、図１１を用いて、実施の形態２の配光部材３−４が奏する効果を説明する。図１１（ａ）には、実施の形態２の理解を助けるための参考例として、出射面３ｃの端辺３ｃ１とすれ違い灯用ＬＥＤ８の発光面８ａの下側端辺８ａ１とを通る仮想の面Ｂより上側に、第２入射面３ｂの上側端辺３ｂ１が形成された配光部材１００を示す。図１１（ｂ）には、実施の形態２の配光部材３−４を用いた前照灯１から車両前方に照射されたすれ違い灯用照射光Ｌ１のカットオフラインＣ１と、参考例の配光部材１００を用いた前照灯１から車両前方に照射されたすれ違い灯用照射光Ｌ１のカットオフラインＣ１００の様子を示す。参考例の配光部材１００においては、すれ違い灯用ＬＥＤ８からの光が、第２入射面３ｂの上側端辺３ｂ１によって遮られ、投影レンズ２の焦点部Ｆを通る端辺３ｃ１へ届かないため、カットオフラインＣ１００が本来あるべきカットオフラインＣ１の位置からずれてしまい、好ましい配光にならない。

以上より、実施の形態２によれば、配光部材３−４の第２入射面３ｂの上側端辺３ｂ１を、投影レンズ２の焦点部Ｆを通る出射面３ｃの端辺３ｃ１と、すれ違い灯用ＬＥＤ８の発光面８ａの下側端辺８ａ１とを通る仮想の面Ｂより下側に形成することにより、すれ違い灯のカットオフラインの形成を損ねることなく、好ましい配光の前照灯用光源および前照灯を構成できる。

次に、実施の形態２の変形例を説明する。
図１２に、実施の形態２の配光部材３−４を変形した配光部材３−５の構成を示す。配光部材３−５においては、第２入射面３ｂを複数の第２入射面３ｂ−１〜３ｂ−３にわけ、１つ当たりの面積を小さくしている。第２入射面３ｂ−１〜３ｂ−３の個々の面積を小さくすることにより、それぞれの上側端辺３ｂ１−１〜３ｂ１−３を仮想の面Ｂより下側に配置することが容易になる。これにより、すれ違い灯のカットオフラインの形成を損ねることなく、好ましい配光の前照灯用光源および前照灯を構成できる。

実施の形態３．
図１３は、実施の形態３に係る前照灯１に用いる配光部材３−６の構成例を示す側面図である。なお、実施の形態３に係る前照灯１のうち、配光部材３−６、すれ違い灯用ＬＥＤ８および重畳用ＬＥＤ９以外の構成は、上記実施の形態１の図１〜図９と同じであるため、ここでの図示および詳細な説明は省略する。
上記実施の形態１の配光部材３においては第１入射面３ａが傾いていたが、実施の形態３の配光部材３−６においては第２入射面３ｂも同様に傾いている。即ち、第２入射面３ｂが、投影レンズ２の光軸に垂直な仮想の面Ａに対して傾いており、第２入射面３ｂの上側端辺が下側端辺より投影レンズ２に近い。このように傾いた第２入射面３ｂに入射した光は投影レンズ２の光軸側に屈折するため、走行灯用下部照射光Ｌ３はカットオフライン側に集中する。これにより、走行灯点灯時にカットオフライン近傍に生じる明るさのむらをさらに軽減することができると同時に、カットオフライン直下、即ち遠方を明るく照らすことができ、好ましい配光の前照灯用光源および前照灯を構成できる。

以上より、実施の形態３によれば、第２入射面３ｂの傾斜角度を変更することによって、走行灯用下部照射光Ｌ３の照射方向を調整することができるので、好ましい配光の前照灯用光源および前照灯を構成できる。

実施の形態４．
図１４は、実施の形態４に係る前照灯１に用いる配光部材３−７の構成例を示す側面図である。なお、実施の形態４に係る前照灯１のうち、配光部材３−７、すれ違い灯用ＬＥＤ８および重畳用ＬＥＤ９以外の構成は、上記実施の形態１の図１〜図９と同じであるため、ここでの図示および詳細な説明は省略する。
実施の形態４の配光部材３−７においては、第１入射面３ａと第２入射面３ｂを曲面状にすることで、投影レンズ２の光軸と垂直な仮想の面に対して傾いた姿勢にしている。曲面状の第１入射面３ａに入射したすれ違い灯用ＬＥＤ８の光は、投影レンズ２の光軸側に屈折し、すれ違い灯用照射光Ｌ１はカットオフライン側に集中する。また、曲面状の第２入射面３ｂに入射した重畳用ＬＥＤ９の光も、投影レンズ２の光軸側に屈折するため、走行灯用下部照射光Ｌ３はカットオフライン側に集中する。これにより、走行灯点灯時にカットオフライン近傍に生じる明るさのむらをさらに軽減することができると同時に、カットオフライン直下、即ち遠方を明るく照らすことができ、好ましい配光の前照灯用光源および前照灯を構成できる。

なお、図１５に示す配光部材３−８のように、第２入射面３ｂに凹凸を形成してもよい。凹凸を設けた第２入射面３ｂに入射した重畳用ＬＥＤ９の光が当凹凸によって散乱するため、走行灯用下部照射光Ｌ３の明暗の変化が緩慢になり、走行灯点灯時にカットオフラインの下部に生じる明るさのむらをさらに軽減することができる。

また、図１４および図１５に示した配光部材３−７，３−８では、第１入射面３ａの上側に集光用反射面３ｅを形成すると共に、第１入射面３ａの下側にも集光用反射面３ｇを形成して、すれ違い灯用ＬＥＤ８が発する光をさらに有効に使うことができる構成にしている。集光用反射面３ｅ，３ｇは集光が可能な形状であればどのような形状であってもよく、例えば図３に示したような平面状であってもよいし、図１４および図１５に示したような曲面状であってもよい。

以上より、実施の形態４によれば、第２入射面３ｂに曲面または凹凸を形成することによって、走行灯用下部照射光Ｌ３の照射方向または照射態様を調整することができるので、好ましい配光の前照灯用光源および前照灯を構成できる。

実施の形態５．
図１６は、実施の形態５に係る前照灯１に用いる配光部材３に対して集光部材１０を追加した構成例を示す側面図である。なお、実施の形態５に係る前照灯１のうち、集光部材１０以外の構成は、上記実施の形態１の図１〜図９と同じであるため、ここでの図示および詳細な説明は省略する。
実施の形態５においては、重畳用ＬＥＤ９と配光部材３との間に、重畳用ＬＥＤ９が発する光を集光する集光部材１０が設置されている。集光部材１０を通過した重畳用ＬＥＤ９の光は、一部が配光部材３の第２入射面３ｂに入射して走行灯用下部照射光Ｌ３になり、一部がそのまま投影レンズ２へ入射して走行灯用上部照射光Ｌ２になる。

以上より、実施の形態５によれば、重畳用ＬＥＤ９に対向する位置に集光部材１０を配置することにより、重畳用ＬＥＤ９が発する光を有効に使うことができるようになり、高効率、つまり低消費電力ながら明るい前照灯１を構成できる。

実施の形態６．
図１７は、実施の形態６に係る前照灯１に用いる一体部材１１を示す側面図である。図１７において、上記実施の形態１の図１〜図９と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
実施の形態６の前照灯１においては、透明な材料を用いて投影レンズ２と配光部材３とを一体化し、一体部材１１を構成している。この一体部材１１は、投影レンズ２として機能する投影レンズ部１１ａと、配光部材３として機能する配光部１１ｂとを有する。投影レンズ２と配光部材３を別々に構成した場合には、投影レンズ２と配光部材３の位置関係を高精度に保持する部材が必要になるが、一体部材１１であれば投影レンズ部１１ａと配光部１１ｂの位置関係を高精度に保持する部材が不要となる。これにより、前照灯用光源および前照灯を簡素な構成にすることができる。

なお、図１８に示す一体部材１１−１のように、重畳用ＬＥＤ９から下方へ向かう光を反射して前方の投影レンズ部１１ａ側へ集光する集光部１１ｃを形成してもよい。これにより、重畳用ＬＥＤ９が発する光を有効に使うことができるようになり、高効率、つまり低消費電力ながら明るい前照灯１を構成できる。

実施の形態７．
図１９は、実施の形態７に係る前照灯１に用いる前照灯用光源の構成例を示す側面図である。図１９において、上記実施の形態１の図１〜図９と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
実施の形態７の前照灯１においては、投影レンズ２−１の出射面２ａに小さな凹凸が形成されている。投影レンズ２−１に小さな凹凸を形成することによって、投影レンズ２−１を通過する光を本来の方向に屈折させることに加えて、個々の小さな凹凸によってそれぞれの出射方向を歪め、投影レンズ２−１から車両前方に照射されるすれ違い灯用照射光Ｌ１の明暗の境界がぼけて不鮮明になる。これにより、カットオフライン近傍に発生する単色光の発生を軽減することができ、好ましい発光色の前照灯が構成できる。また、走行灯点灯時には当カットオフライン近傍の明るさの変化が緩慢になり、当部の明るさのむらを軽減することができる。

また、すれ違い灯用照射光Ｌ１のカットオフラインが不鮮明になることにより、例えばすれ違い灯の点灯中に車両が上下方向に揺れ、前照灯の光軸が上に傾いたときに、カットオフラインが上がって本来カットオフラインの下部を照らす照射光が対向車を運転する運転者の目に届いても、明るさの変化が緩慢なため、当運転者が感じる眩惑感を軽減することができる。

なお、投影レンズ２−１の凹凸形状は、大きすぎると明暗の境界をぼかす効果が薄れ、照射方向が変化して前照灯としての本来の特性が損なわれるため、明暗の境界がぼやけて不鮮明になる程度に小さいほうがよい。

なお、図１９に示す投影レンズ２−１では凹凸が出射面２ａに形成されているが、当凹凸は、入射面２ｂに形成されていてもよいし、出射面２ａと入射面２ｂの双方に形成されていてもよい。また、凹凸は、点状、同心円の筋状、縦方向あるいは横方向に延伸する筋状になっていてもよい。
さらに、凹凸に代替して、投影レンズ２−１を構成する透明な材料に光を散乱する微粒子を混ぜ込んで凹凸と同じ効果を得てもよいし、当透明な材料に微細な気泡を混ぜ込んで凹凸と同じ効果を得てもよい。

以上より、実施の形態７によれば、投影レンズ２−１の表面に凹凸を形成することによって、すれ違い灯用照射光Ｌ１の明暗の境界を不鮮明にすることができ、カットオフライン近傍に発生する単色光の発生を軽減することができる。

実施の形態８．
実施の形態８に係る前照灯１の構成は、上記実施の形態１〜７において図１〜図１９に示した構成と同じであるため、以下では図１を援用して説明する。
上記実施の形態１〜７では、前照灯１を走行灯として機能させる場合にすれ違い灯用ＬＥＤ８と重畳用ＬＥＤ９の両方を点灯し、前照灯１をすれ違い灯として機能させる場合にはすれ違い灯用ＬＥＤ８のみを点灯していた。これに対し、実施の形態８では、前照灯１をすれ違い灯として機能させる場合に、すれ違い灯用ＬＥＤ８を点灯しながら、重畳用ＬＥＤ９を走行灯点灯時より暗く減光して点灯する。
なお、重畳用ＬＥＤ９の減光は、点灯装置７から重畳用ＬＥＤ９へ通電する電流を定格電流より少なくする方式によって実現してもよいし、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によって通電する電流を櫛歯状にして通電電流のＤｕｔｙを下げることによって実現してもよい。

すれ違い灯の点灯時に、重畳用ＬＥＤ９を定格点灯より暗く減光して点灯することで、すれ違い灯用のカットオフラインの上側を薄明るく照らすことができる。これにより、すれ違い灯の点灯中に、カットオフラインの上側にある障害物の発見が容易になり、視認性が高く、運転者が運転しやすい配光、かつ運転者が疲労しにくい配光の前照灯を構成することができる。また、すれ違い灯のカットオフライン上部と下部の明るさの差を少なくすることができるため、車両が上下方向に揺れ、前照灯の光軸が上に傾いたときに、カットオフラインが上がって本来カットオフラインの下部を照らす照射光が対向車を運転する運転者の目に届いても、明るさの変化が少ないため、当運転者が感じる眩惑感を軽減することができる。ただし、対向車を運転する運転者を眩惑しないように、すれ違い灯点灯時に点灯する重畳用ＬＥＤ９は、走行灯点灯時の照射光よりも充分に暗くする。

また、上記実施の形態１〜７では、すれ違い灯用ＬＥＤ８と重畳用ＬＥＤ９をＬＥＤ固定部材４の同一平面上に並べて配置したが、配置位置はこの限りではない。
ここで、図２０に、すれ違い灯用ＬＥＤ８と重畳用ＬＥＤ９の配置例を示す。図２０では、ＬＥＤ固定部材４に段差を形成して、すれ違い灯用ＬＥＤ８と重畳用ＬＥＤ９を任意の位置および任意の向きに配置している。
また、図２０の構成例においては、走行灯用上部照射光Ｌ２の配光を調整する透明な配光部材１２が、入射面を重畳用ＬＥＤ９の発光面９ａの一部に対向させて、配光部材３−９の下方に設置されている。配光部材１２は、重畳用ＬＥＤ９が発した光を投影レンズ２の光軸側へ屈折させ、カットオフライン側へ集中させる。これによって、カットオフライン直上、即ち遠方を明るく照らすことができ、遠方の視界が良好になり、走行灯として好ましい配光となる。

以上より、実施の形態８によれば、点灯装置７は、重畳用ＬＥＤ９を、前照灯１が走行灯として機能する場合に点灯することに加え、前照灯１がすれ違い灯として機能する場合に走行灯として機能する場合より減光して点灯するようにしたので、視認性が高く、運転しやすい好ましい配光の前照灯を構成できる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る前照灯用光源は、走行灯とすれ違い灯を兼用した前照灯などに用いるのに適している。

１ 前照灯、２，２−１ 投影レンズ、２ａ 出射面、２ｂ 入射面、３，３−１〜３−９，１００ 配光部材、３ａ 第１入射面、３ｂ，３ｂ−１〜３ｂ−３ 第２入射面、３ｂ１，３ｂ１−１〜３ｂ１−３ 上側端辺、３ｃ 出射面、３ｃ１ 端辺、３ｃ１−１
水平部、３ｃ１−２ 傾斜部、３ｄ 反射面、３ｅ，３ｇ 集光用反射面（集光部材）、３ｆ 凹凸部、４ ＬＥＤ固定部材、４ａ 放熱部材、５ ケース、６ 前面レンズ、７ 点灯装置、８ すれ違い灯用ＬＥＤ（第１発光素子）、８ａ，９ａ 発光面、８ａ１
下側端辺、９ 重畳用ＬＥＤ（第２発光素子）、１０ 集光部材、１１，１１−１ 一体部材、１１ａ 投影レンズ部、１１ｂ 配光部、１１ｃ 集光部、１２ 配光部材、Ｆ
焦点部、Ｌ１ すれ違い灯用照射光、Ｌ２ 走行灯用上部照射光、Ｌ３ 走行灯用下部照射光。

Claims (12)

1. 発光素子が発する光を投影レンズによって車両の前方に照射する構成の前照灯用光源であって、
   すれ違い灯用の照射光を発する第１発光素子と、
   前記第１発光素子より下方に配置され、前記すれ違い灯用の照射光に重畳することによって走行灯を形成する照射光を発する第２発光素子と、
   前記第１発光素子および前記第２発光素子と前記投影レンズとの間に配置され、前記第１発光素子の発光面に対向して前記第１発光素子が発する光を入射する第１入射面、前記第２発光素子の発光面の一部に対向して前記第２発光素子が発する光の一部を入射する第２入射面、および前記投影レンズの焦点部に端辺を設けた出射面を有し、透明な材料によって形成された配光部材とを備え、
   前記第２発光素子が発する光の一部を前記配光部材の中を経由させることを特徴とする前照灯用光源。
2. 前記配光部材の前記第２入射面の上側端辺は、前記投影レンズの焦点部に配置した前記出射面の端辺と、前記第１発光素子の発光面の下側端辺とを通る面より下側に形成されていることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光源。
3. 前記配光部材の前記第２入射面は、複数の面で形成されていることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光源。
4. 前記配光部材の前記第１入射面または前記第２入射面の少なくとも一方は、前記投影レンズの光軸に垂直な面に対して傾いていることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光源。
5. 前記配光部材の前記第２入射面には、曲面または凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光源。
6. 前記配光部材の前記第２入射面の下側端辺の形状は、前記出射面の下側端辺の形状に対応していることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光源。
7. 前記第１発光素子または前記第２発光素子の少なくとも一方が発する光を集光する集光部材を備えることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光源。
8. 前記配光部材と前記投影レンズが、一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光源。
9. 前記投影レンズの表面には、凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光源。
10. すれ違い灯用の照射光を発する第１発光素子と、
    前記第１発光素子より下方に配置され、前記すれ違い灯用の照射光に重畳することによって走行灯を形成する照射光を発する第２発光素子と、
    前記第１発光素子および前記第２発光素子が発する光を車両の前方に照射する投影レンズと、
    前記第１発光素子および前記第２発光素子と前記投影レンズとの間に配置され、前記第１発光素子の発光面に対向して前記第１発光素子が発する光を入射する第１入射面、前記第２発光素子の発光面の一部に対向して前記第２発光素子が発する光の一部を入射する第２入射面、および前記投影レンズの焦点部に端辺を設けた出射面を有し、透明な材料によって形成された配光部材とを備え、前記第２発光素子が発する光の一部を前記配光部材の中を経由させる前照灯用光源を使用することを特徴とする前照灯。
11. 前記第１発光素子および前記第２発光素子を点灯する点灯装置を備えることを特徴とする請求項１０記載の前照灯。
12. 前記点灯装置は、前記第２発光素子を、前照灯が走行灯として機能する場合に点灯することに加え、当該前照灯がすれ違い灯として機能する場合に前記走行灯として機能する場合より減光して点灯することを特徴とする請求項１１記載の前照灯。

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