JP7108359B2

JP7108359B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP7108359B2
Application number: JP2017246051A
Authority: JP
Inventors: 隆志金澤; 達也関口
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2037-12-22
Also published as: JP2019114386A; CN109958967A; CN109958967B

Description

本発明は、車両用灯具、特に、ヒートシンクの小型化が可能な車両用灯具に関する。

従来、ロービーム用のＬＥＤとハイビーム用のＬＥＤとを備え、ロービーム用のＬＥＤを点灯しかつハイビーム用のＬＥＤを消灯することで、ロービーム用配光パターンを形成し、ロービーム用のＬＥＤ及びハイビーム用のＬＥＤを同時点灯することで、ハイビーム用配光パターン（ロービーム用のＬＥＤからの光で形成されるロービーム用配光パターンとハイビーム用のＬＥＤからの光で形成されるハイビーム用配光パターンの一部とが合成された合成配光パターン）を形成するように構成された車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の車両用灯具においては、各ＬＥＤで発生する熱（熱量）は、ヒートシンクにより放熱される。

特開２０１３－２４３１３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用灯具においては、ロービーム用配光パターンからハイビーム用配光パターンに切り替えられた場合、ロービーム用のＬＥＤに加えて、ハイビーム用のＬＥＤが追加点灯されるため、ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯されるロービーム用のＬＥＤ及びハイビーム用のＬＥＤに供給される電力（消費電力）が、ロービーム用配光パターン形成時に点灯されるロービーム用のＬＥＤに供給される電力（消費電力）より大きくなる。

そのため、ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯されるロービーム用のＬＥＤ及びハイビーム用のＬＥＤで発生する熱が、ロービーム用配光パターン形成時に点灯されるロービーム用のＬＥＤで発生する熱より大きくなる。

その結果、車両用灯具の性能を維持する観点から、ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯されるロービーム用のＬＥＤ及びハイビーム用のＬＥＤで発生する熱を適切に放熱することができるように、ヒートシンクが大型化するという課題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ヒートシンクを小型化しても、ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯されるロービーム用光源及びハイビーム用光源で発生する熱を適切に放熱することができる車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一つの側面は、複数のロービーム用光源と前記複数のロービーム用光源からの光を制御してロービーム用配光パターンを形成する第１光制御部材とを備える第１光学系と、少なくとも一つのハイビーム用光源と前記ハイビーム用光源からの光を制御してハイビーム用配光パターンの一部を形成する第２光制御部材とを備える第２光学系と、を備えた車両用灯具において、前記ロービーム用配光パターンは、前記複数のロービーム用光源が点灯しかつ前記ハイビーム用光源が消灯することで形成さ
れ、前記ハイビーム用配光パターンは、前記複数のロービーム用光源のうち少なくとも一つが消灯又は減光状態で点灯し、それ以外が点灯し、かつ、前記ハイビーム用光源が点灯することで形成され、前記ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯される前記ロービーム用光源及び前記ハイビーム用光源に供給される電力は、前記ロービーム用配光パターン形成時に点灯される前記ロービーム用光源に供給される電力以下であり、前記ハイビーム用配光パターン形成時に、前記複数のロービーム用光源のうち前記ロービーム用配光パターンの中心及び左右両側に対応するロービーム用光源が消灯又は減光状態で点灯し、かつ、それ以外が点灯することを特徴とする。

この側面によれば、例えば、ロービーム用配光パターン形成時に点灯されるロービーム用光源で発生する熱を適切に放熱することができるように、ヒートシンクを小型化しても、ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯されるロービーム用光源及びハイビーム用光源で発生する熱を適切に放熱することができる車両用灯具を提供することができる。

これは、ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯されるロービーム用光源及びハイビーム用光源に供給される電力（消費電力）が、ロービーム用配光パターン形成時に点灯されるロービーム用光源に供給される電力（消費電力）以下となることによるものである。

この側面によれば、ロービーム用配光パターンからハイビーム用配光パターンに切り替えられた場合（ハイビーム用配光パターン形成時）、ロービーム用配光パターンの中心に対応するロービーム用光源が消灯（又は減光状態で点灯）するため、当該ロービーム用配光パターンの中心が暗くなる。

しかしながら、ハイビーム用配光パターンは、その中心が暗くなったロービーム用配光パターンにハイビーム用配光パターンの一部が付加されることで形成される。

その結果、ハイビーム用配光パターンは、Ｈ線とＶ線との交点近傍が相対的に明るい遠方視認性に優れたものとなる。

また、ロービーム用配光パターンからハイビーム用配光パターンに切り替えられた場合（ハイビーム用配光パターン形成時）、ロービーム用配光パターンの左右両側に対応するロービーム用光源が消灯（又は減光状態で点灯）するため、当該ロービーム用配光パターン（ハイビーム用配光パターン）の左右方向が短くなる。

その結果、運転者の視線を遠方に誘導することができる。また、ロービーム用配光パターンからハイビーム用配光パターンに切り替えられたことを運転者等が容易に認識することができる。

また、上記発明において、好ましい態様は、複数の前記ハイビーム用光源を備えることを特徴とする。

また、上記発明において、好ましい態様は、前記複数のロービーム用光源及び前記複数
のハイビーム用光源それぞれの点消灯状態を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする。

また、上記発明において、好ましい態様は、前記ロービーム用光源及び前記ハイビーム用光源は、それぞれ、半導体発光素子であることを特徴とする。

本発明の別の側面は、複数の半導体発光素子を配置した第１光学系光源と前記複数の第１光学系光源からの光を制御してロービーム用配光パターンを形成する第１光制御部材とを備える第１光学系と、少なくとも一つの半導体発光素子からなる第２光学系光源と前記第２光学系光源からの光を制御してハイビーム用配光パターンの一部を形成する第２光制御部材とを備える第２光学系と、前記複数の第１光学系光源及び前記第２光学系用光源それぞれの点消灯状態を制御する制御手段と、備えた車両用灯具において、前記ロービーム用配光パターンは、前記複数の第１光学系光源が点灯しかつ前記第２光学系光源光源が消灯することで形成され、前記ハイビーム用配光パターンは、前記複数の第１光学系光源のうち少なくとも一つが消灯又は減光状態で点灯し、それ以外が点灯し、かつ、前記第２光学系光源が点灯することで形成され、前記制御手段は、前記ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯される前記第１光学系光源及び前記第２光学系光源に供給される電力が、前記ロービーム用配光パターン形成時に点灯される前記複数の第１光学系光源に供給される電力以下となるように、前記複数の第１光学系光源及び前記第２光学系光源のそれぞれの点消灯状態をPWM信号により制御し、前記ハイビーム用配光パターン形成時に、前記複数の第１光学系光源のうち前記ロービーム用配光パターンの左右両側に対応する第１光学系光源が消灯又は減光状態で点灯し、かつ、それ以外が点灯することを特徴とする。

車両用灯具ユニット１０の斜視図である。車両用灯具ユニット１０の正面図である。車両用灯具ユニット１０の鉛直断面図である。第１光学系の水平断面図である。第２光学系の水平断面図である。（ａ）第２筒型反射面３１の斜視図、（ｂ）図６（ｃ）に示す第２筒型反射面３１のＫ－Ｋ断面図、（ｃ)第２筒型反射面３１の正面図、（ｄ）図６（ｃ）に示す第２筒型反射面３１のＪ－Ｊ断面図である。（ａ）ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１の例、（ｂ）ハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}の例、（ｃ）左側のレンズ部３３Ｌで制御された光によって形成された配光パターンＰ_Ｈｉ＿１の例、（ｄ）右側のレンズ部３３Ｒで制御された光によって形成された配光パターンＰ_Ｈｉ＿２の例である。第２投影レンズ３３と光源像との関係を説明するための図である。第２投影レンズ３３と光源像との関係を説明するための図である。第２投影レンズ３３と光源像との関係を説明するための図である。第１光学系２０を下側に、第２光学系３０を上側に配置した場合の問題点を説明するための図である。（ａ）ロービーム用配光パターン形成時の各光源２２、３２の点消灯状態を表す図（基板Ｋの正面図）、（ｂ）ロービーム用光源２２ａ～２２ｅからの光の光路図、（ｃ）ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１の例である。（ａ）ハイビーム用配光パターン形成時の各光源２２、３２の点消灯状態を表す図（基板Ｋの正面図）、（ｂ）ロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅ及びハイビーム用光源３２からの光の光路図、（ｃ）ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ２の一例である。制御手段１の一例である。制御手段１の制御の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態である車両用灯具ユニット１０について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

図１は、車両用灯具ユニット１０の斜視図である。

図１に示す車両用灯具ユニット１０は、車両用前照灯（ヘッドランプ）であり、車両（図示せず）の前端部の左側及び右側に搭載される。車両用灯具ユニット１０は、図示しないが、アウターレンズとハウジングとによって構成される灯室内に配置され、ハウジング等に取り付けられる。

図２は、車両用灯具ユニット１０の正面図である。図３は車両用灯具ユニット１０の鉛直断面図、図４は第１光学系の水平断面図、図５は第２光学系の水平断面図である。

図１～図５に示すように、本実施形態の車両用灯具ユニット１０は、ロービーム用配光パターンを形成する第１光学系２０と、ハイビーム用配光パターンの一部を形成する第２光学系３０と、を備える。第１光学系２０と第２光学系３０は、例えば、上下方向に並列に配置されている。具体的には、第１光学系２０は上側に、第２光学系３０は下側に配置されている。なお、これとは逆に、第１光学系２０は下側に、第２光学系３０は上側に配置してもよい。また、第１光学系２０と第２光学系３０は、左右方向に並列に配置してもよいし、斜め方向に並列に配置してもよい。

図３、図４に示すように、第１光学系２０は、第１筒型反射面２１と、複数のロービーム用光源２２ａ～２２ｅと、第１投影レンズ２３と、を備えるダイレクトプロジェクション型（直射型とも呼ばれる）の光学系である。以下、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅを特に区別しない場合、ロービーム用光源２２と記載する。ロービーム用光源２２の数は、１又は複数であればよい。第１筒型反射面２１、ロービーム用光源２２、第１投影レンズ２３は、車両前後方向に延びる第１光軸ＡＸ１上に配置されている。第１筒型反射面２１及び第１投影レンズ２３が本発明の第１光制御部材に相当する。

第１筒型反射面２１は、前端開口Ａ１が後端開口Ａ２より大きく前端開口Ａ１から後端開口Ａ２に向かうに従って錐体状（四角錐体状）に狭くなる筒型反射面で、上下左右に設けられた反射面２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄによって構成される。以下、反射面２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを特に区別しない場合、反射面２１と記載する。反射面２１が本発明の第１反射面の一例である。

下に設けられた反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１（エッジ部）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に構成される。前端縁２１ｂ１は、図示しないが、Ｚ型の段差部を有する。

図３、図４に示すように、第１筒型反射面２１は、ロービーム用光源２２（発光面）からの光が第１筒型反射面２１内を通過するように、後端開口Ａ２とロービーム用光源２２（発光面）とが対向した状態で保持部材４０に保持される。第１筒型反射面２１の後端開口Ａ２は、正面視で、ロービーム用光源２２（発光面）を取り囲んでいる（図示せず）。保持部材４０は、例えば、放熱フィン（図示せず）を有するヒートシンクである。以下、保持部材４０のことを、ヒートシンク４０ともいう。

第１筒型反射面２１は、例えば、左右両側に設けられたネジ穴Ｎ１、Ｎ２及び基板Ｋに形成されたネジ穴（図示せず）に挿入されたネジ（図示せず）を保持部材４０にネジ止めすることで保持部材４０に保持される。

ロービーム用光源２２ａ～２２ｅは、矩形（例えば、１ｍｍ角）の発光面を備えたＬＥＤやＬＤ等の半導体発光素子で、図１２（ａ）に示すように、発光面を前方（正面）に向けた状態で基板Ｋに実装される。ロービーム用光源２２ａ～２２ｅは、水平方向に一列に配置される。基板Ｋは、ネジ止め等により保持部材４０に保持される。なお、図１２（ａ）及び図１３（ａ）中、白抜き（ハッチング無し）の四角で描いたロービーム用光源２２は、該当するロービーム用光源２２が点灯していることを表す。また、図１３（ａ）中、ハッチングで塗りつぶされた四角で描いたロービーム用光源２２は、該当するロービーム用光源２２が消灯していることを表す。

第１投影レンズ２３は、第１筒型反射面２１を通過したロービーム用光源２２（発光面）からの直射光及び第１筒型反射面２１からの反射光が透過するように、第１投影レンズ２３の裏面２３ｂと第１筒型反射面２１の前端開口Ａ１とが対向した状態で保持部材４０に保持される（図３、図４参照）。

図１、図２に示すように、第１投影レンズ２３は、アクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂を射出成形することにより、第２投影レンズ３３、脚部５０と共に一体成形されており、脚部５０に設けられたネジ穴Ｎ５、Ｎ６に挿入されたネジ（図示せず）を保持部材４０にネジ止めすることで保持部材４０に保持される。

図２に示すように、第１投影レンズ２３は、正面視の外形が矩形の四隅をカットした形状（八角形形状）のレンズとして構成されている。

図３に示すように、第１投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３は、下に設けられた反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍に位置する。

図１２（ａ）はロービーム用配光パターン形成時の各光源２２、３２の点消灯状態を表す図（基板Ｋの正面図）、図１２（ｂ）はロービーム用光源２２ａ～２２ｅからの光の光路図である。

上記構成の第１光学系２０においては、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅを点灯すると（図１２（ａ）参照）、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅからの直射光及び第１筒型反射面２１からの反射光が第１投影レンズ２３を透過して前方に照射される（図１２（ｂ）中実線で示す矢印参照）。その際、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅからの直射光及び第１筒型反射面２１からの反射光によって第１筒型反射面２１の前端開口Ａ１に光度分布が形成される。この光度分布は、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅが点灯しているため、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅそれぞれが対応する領域が明るいものとなる。この光度分布が、第１投影レンズ２３によって前方に反転投影される。これにより、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１が形成される。

図７（ａ）及び図１２（ｃ）は、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１の例である。図７（ａ）には、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１の一例（概略図）が示されている。図１２（ｃ）には、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Ｐ_Ｌｏ１の一例（シミュレーション図）が示されている。ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１は、下に設けられた反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１によって規定されるカットオフラインＣＬを上端縁に含む。

図１３（ａ）はハイビーム用配光パターン形成時の各光源２２、３２の点消灯状態を表す図（基板Ｋの正面図）、図１３（ｂ）はロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅ及びハイビーム用光源３２からの光の光路図である。

上記構成の第１光学系２０においては、ロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅを消灯し、それ以外のロービーム用光源２２ｂ、２２ｄを点灯（間引き点灯）すると（図１３（ａ）参照）、ロービーム用光源２２ｂ、２２ｄからの直射光及び第１筒型反射面２１からの反射光が第１投影レンズ２３を透過して前方に照射される（図１３（ｂ）中点線で示す矢印参照）。その際、ロービーム用光源２２ｂ、２２ｄからの直射光及び第１筒型反射面２１からの反射光によって第１筒型反射面２１の前端開口Ａ１に光度分布が形成される。この光度分布は、ロービーム用光源２２ｂ、２２ｄが点灯し、ロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅが消灯しているため、第１筒型反射面２１の前端開口Ａ１に、ロービーム用光源２２ｂ、２２ｄそれぞれが対応する領域が明るく、ロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅそれぞれが対応する領域が暗い光度分布が形成される。この光度分布が、第１投影レンズ２３によって前方に反転投影される。これにより、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１と比べ、中心（Ｈ線より下の手前領域）が暗くかつ左右方向が短いロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ２が形成される。図１３（ｃ）には、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ２の一例（シミュレーション図）が示されている。

図３、図５に示すように、第２光学系３０は、第２筒型反射面３１と、複数のハイビーム用光源３２ａ～３２ｃと、第２投影レンズ３３と、を備えるダイレクトプロジェクション型（直射型とも呼ばれる）の光学系である。以下、ハイビーム用光源３２ａ～３２ｃを特に区別しない場合、ハイビーム用光源３２と記載する。ハイビーム用光源３２の数は、１又は複数であればよい。第２筒型反射面３１、ハイビーム用光源３２、第２投影レンズ３３は、車両前後方向に延びる第２光軸ＡＸ２上に配置されている。第２筒型反射面３１及び第２投影レンズ３３が本発明の第２光制御部材に相当する。

図６（ａ）は第２筒型反射面３１の斜視図、図６（ｂ）は図６（ｃ）に示す第２筒型反射面３１のＫ－Ｋ断面図、図６（ｃ)は第２筒型反射面３１の正面図、図６（ｄ）は図６（ｃ）に示す第２筒型反射面３１のＪ－Ｊ断面図である。

図６に示すように、第２筒型反射面３１は、前端開口Ｂ１が後端開口Ｂ２より大きく前端開口Ｂ１から後端開口Ｂ２に向かうに従って錐体状（四角錐体状）に狭くなる筒型反射面で、上下左右に設けられた反射面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄによって構成される。以下、反射面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを特に区別しない場合、反射面３１と記載する。反射面３１が本発明の第２反射面の一例である。

図３、図５に示すように、第２筒型反射面３１は、ハイビーム用光源３２（発光面）からの光が第２筒型反射面３１内を通過するように、後端開口Ｂ２とハイビーム用光源３２（発光面）とが対向した状態で保持部材４０に保持される。第２筒型反射面３１の後端開口Ｂ２は、正面視で、ハイビーム用光源３２（発光面）を取り囲んでいる（図示せず）。

第２筒型反射面３１は、例えば、左右両側に設けられたネジ穴Ｎ３、Ｎ４及び基板Ｋに形成されたネジ穴（図示せず）に挿入されたネジ（図示せず）を保持部材４０にネジ止めすることで保持部材４０に保持される。

図３、図６に示すように、下に設けられた反射面３１ｂは、上に設けられた反射面３１ａより前方に延長された延長反射面３１ｂ１を含む。

ハイビーム用光源３２ａ～３２ｃは、矩形（例えば、１ｍｍ角）の発光面を備えたＬＥＤやＬＤ等の半導体発光素子で、図１２（ａ）に示すように、発光面を前方（正面）に向けた状態で基板Ｋに実装される。ハイビーム用光源３２ａ～３２ｃは、水平方向に一列に配置される。なお、図１２（ａ）中、ハッチングで塗りつぶされた四角で描いたハイビーム用光源３２は、該当するハイビーム用光源３２が消灯していることを表す。また、図１３（ａ）中、白抜き（ハッチング無し）の四角で描いたハイビーム用光源３２は、該当するハイビーム用光源３２が点灯していることを表す。

以上のように、ロービーム用光源２２及びハイビーム用光源３２は、基板Ｋの実装面（平面ＰＬ１。図３参照）上に配置されている。基板Ｋの実装面（平面ＰＬ１）は、第１光軸ＡＸ１（及び第２光軸ＡＸ２）に直交する平面である。基板Ｋの実装面（平面ＰＬ１）が本発明の第１平面の一例である。

第２投影レンズ３３は、第２筒型反射面３１を通過したハイビーム用光源３２（発光面）からの直射光及び第２筒型反射面３１からの反射光が透過するように、第２投影レンズ３３の裏面３３ｂと第２筒型反射面３１の前端開口Ｂ１とが対向した状態で保持部材４０に保持される（図３、図５参照）。

図１、図２に示すように、第２投影レンズ３３は、第１投影レンズ２３、脚部５０と共に一体成形されており、脚部５０に設けられたネジ穴Ｎ５、Ｎ６に挿入されたネジ（図示せず）を保持部材４０にネジ止めすることで保持部材４０に保持される。

第２投影レンズ３３は、図２に示すように、正面視の外形が矩形で、正面視でのサイズが第１投影レンズ２３とほぼ同じサイズで、かつ、図３に示すように、縦断面でのサイズが第１投影レンズ２３とほぼ同じサイズのレンズとして構成されている。

図３に示すように、第１投影レンズ２３（裏面２３ｂ）及び第２投影レンズ３３（裏面３３ｂ）は、平面ＰＬ２上に配置されている。平面ＰＬ２は、第１光軸ＡＸ１（及び第２光軸ＡＸ２）に直交する平面である。平面ＰＬ２が本発明の第２平面の一例である。

第２投影レンズ３３の焦点距離は、第１投影レンズ２３の焦点距離より長い。図３に示すように、第２投影レンズ３３の焦点Ｆ_３３は、鉛直方向に関し、ハイビーム用光源３２（発光面）の中央近傍に位置する。一方、第２投影レンズ３３の焦点Ｆ_３３の位置は、水平方向に関し、第２投影レンズ３３の部分ごとに異なる。

例えば、図８に示すように、第２光軸ＡＸ２に対して左側のレンズ部３３Ｌにおいては、第２光軸ＡＸ２から遠いレンズ部３３Ａの焦点Ｆ_３３Ａは、第２光軸ＡＸ２から近くに位置する。一方、図９に示すように、第２光軸ＡＸ２から近いレンズ部３３Ｂの焦点Ｆ_３３Ｂは第２光軸ＡＸ２から遠くに位置する。そして、レンズ部３３Ａとレンズ部３３Ｂとの間の中間のレンズ部の焦点は、焦点Ｆ_３３Ａと焦点Ｆ_３３Ｂとの間に位置する。第２光軸ＡＸ２に対して右側のレンズ部３３Ｒにおいても同様である。

その結果、第２投影レンズ３３の焦点Ｆ_３３は、水平方向に関し、焦点ではなく、焦線となる。また、第２投影レンズ３３の表面３３ａのうち、左側のレンズ部３３Ｌと右側のレンズ部３３Ｒとが接合する部分Ｌがハイビーム用光源３２に向かって凹んだ形状となる。なお、第２投影レンズ３３の表面３３ａのうち、左側のレンズ部３３Ｌと右側のレンズ部３３Ｒとが接合する部分Ｌは、第２投影レンズ３３の表面３３ａと第２光軸ＡＸを含む鉛直面とが交差する部分である（図１、図２参照）。

上記構成の第２光学系３０においては、ハイビーム用光源３２ａ～３２ｃを点灯すると（図１３（ａ）参照）、ハイビーム用光源３２ａ～３２ｃからの直射光及び第２筒型反射面３１からの反射光が第２投影レンズ３３を透過して前方に照射される（図１３（ｂ）中実線で示す矢印参照）。これにより、ハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}が形成される。図１３（ｃ）には、ハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}の一例が示されている。

図７（ｃ）は、左側のレンズ部３３Ｌで制御された光によって形成された配光パターンＰ_Ｈｉ＿１の例である。図７（ｄ）は、右側のレンズ部３３Ｒで制御された光によって形成された配光パターンＰ_Ｈｉ＿２の例である。図７（ｃ）に示す配光パターンＰ_Ｈｉ＿１と図７（ｄ）に示す配光パターンＰ_Ｈｉ＿２とが重畳されることで、図７（ｂ）に示すハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}が形成される。

図７（ｂ）に示すように、ハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}は、水平線Ｈより上の鉛直方向の厚みＷ１が、水平線Ｈより下の鉛直方向の厚みＷ２より厚いものとなる。

これは、下に設けられた反射面３１ｂが、上に設けられた反射面３１ａより前方に延長された延長反射面３１ｂ１を含むことによるものである（図３、図６参照）。

また、ハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}は、Ｈ線とＶ線との交点近傍が相対的に明るく、かつ、水平方向にワイドな視認性に優れたものとなる。その理由は、次のとおりである。

図８～図１０は、第２投影レンズ３３と光源像との関係を説明するための図である。

図８に示すように、左側のレンズ部３３Ｌにおいては、第２光軸ＡＸ２から遠いレンズ部３３Ａにより、ハイビーム用光源３２（発光面）の光源像Ｉ_３３Ａが、仮想鉛直スクリーン上のＨ線とＶ線との交点付近に投影される。

また、図９に示すように、第２光軸ＡＸ２から近いレンズ部３３Ｂにより、ハイビーム用光源３２（発光面）の光源像Ｉ_３３Ｂが仮想鉛直スクリーン上のＨ線とＶ線との交点に対して右側にズレた位置に投影される。

また、図１０に示すように、第２光軸ＡＸ２から遠いレンズ部３３Ａと第２光軸ＡＸ２から近いレンズ部３３Ｂとの間の中間のレンズ部３３Ｃにより、ハイビーム用光源３２（発光面）の光源像Ｉ_３３Ｃ１が仮想鉛直スクリーン上のＨ線とＶ線との交点に対して右側にズレた位置（光源像Ｉ_３３Ａと光源像Ｉ_３３Ｂとの間の中間位置）に投影される。

図８～図１０に例示した光源像Ｉ_３３Ａ、Ｉ_３３Ｂ、Ｉ_３３Ｃ１は、実際には重畳される。これにより、Ｈ線とＶ線との交点近傍が相対的に明るい図７（ｄ）に示す配光パターンＰ_Ｈｉ＿２が形成される。レンズ部３３Ｒにおいても同様で、Ｈ線とＶ線との交点近傍が相対的に明るい図７（ｃ）に示す配光パターンＰ_Ｈｉ＿１が形成される。

そして、図７（ｃ）に示す配光パターンＰ_Ｈｉ＿１と図７（ｄ）に示す配光パターンＰ_Ｈｉ＿２とが重畳されることで、図７（ｂ）に示すハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}が形成される。その結果、ハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}は、Ｈ線とＶ線との交点近傍が相対的に明るいものとなる。

また、図１０に示すように、左側のレンズ部３３Ｌにおいては、レンズ部３３Ｃにより、左に設けられた反射面３１ｃからの反射光によるハイビーム用光源３２（発光面）の光源像Ｉ_３３ｃ２が、光源像Ｉ_３３Ｃ１（光源像Ｉ_３３Ａ、Ｉ_３３Ｂ）に対して左側にズレた状態で投影される。右側のレンズ部３３Ｒにおいても同様である。その結果、ハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}は、水平方向にワイドなものとなる。

以上の理由により、ハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}は、Ｈ線とＶ線との交点近傍が相対的に明るく、かつ、水平方向にワイドな視認性に優れたものとなる。

図１４は、制御手段１の一例である。

制御手段１は、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅ及びハイビーム用光源３２ａ～３２ｃそれぞれの点消灯状態を制御する手段で、例えば、図１４に示すように、ＬＥＤ駆動回路２、ＬＥＤ駆動回路２に対して周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号を印加するＥＣＵ等の制御部３によって構成される。ＬＥＤ駆動回路２は、例えば、バイポーラトランジスタ等のスイッチング素子を有する。ＬＥＤ駆動回路２は、例えば、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅ及びハイビーム用光源３２ａ～３２ｃそれぞれに対応して設けられる。制御部３は、ＬＥＤ駆動回路２（スイッチング素子）に対してＰＷＭ信号を印加する。

制御手段１は、ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯されるロービーム用光源２２及びハイビーム用光源３２に供給される電力が、ロービーム用配光パターン形成時に点灯されるロービーム用光源２２に供給される電力以下となるように、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅ及びハイビーム用光源３２ａ～３２ｃそれぞれの点消灯状態を制御する。

次に、制御手段１の制御の一例として、ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯されるロービーム用光源２２及びハイビーム用光源３２に供給される電力とロービーム用配光パターン形成時に点灯されるロービーム用光源２２に供給される電力とが等しくなるように、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅ及びハイビーム用光源３２ａ～３２ｃそれぞれの点消灯状態を制御する例について説明する。

図１５は、制御手段１の制御の一例を説明するためのフローチャートである。

以下の処理は、例えば、制御手段1（制御部３）のＣＰＵがＲＯＭからＲＡＭ（いずれも図示せず）に読み込まれた制御プログラムを実行することで実現される。

例えば、運転手が車内に設けられたヘッドランプスイッチ（図示せず）をロービーム側に切り替えた場合（Ｓ１０：ロービーム）、制御手段１は、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅを点灯しかつハイビーム用光源３２ａ～３２ｃを消灯する（Ｓ１２）。例えば、制御手段１は、デューティー比１００％のＰＷＭ信号によりロービーム用光源２２ａ～２２ｅに電力（合計電力：Ａワット）を供給することでロービーム用光源２２ａ～２２ｅを点灯しかつデューティー比０％のＰＷＭ信号によりハイビーム用光源３２ａ～３２ｃに電力を供給しないことでハイビーム用光源３２ａ～３２ｃを消灯する（図１２（ａ）参照）。

この場合、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅからの直射光及び第１筒型反射面２１からの反射光によって第１筒型反射面２１の前端開口Ａ１に光度分布が形成される。この光度分布は、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅが点灯しているため、ロービーム用光源２２ａ～２２ｅそれぞれが対応する領域が明るいものとなる。この光度分布が、第１投影レンズ２３によって前方に反転投影される。これにより、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１（図１２（ｃ））が形成される。

一方、運転手がヘッドランプスイッチをハイビーム側に切り替えた場合（Ｓ１０：ハイビーム）、制御手段１は、ロービーム用光源２２のうち少なくとも１つのロービーム用光源（ここでは、ロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅ）を消灯し、それ以外のロービーム用光源２２ｂ、２２ｄを点灯(間引き点灯)し、かつ、ハイビーム用光源３２ａ～３２ｃを点灯する（Ｓ１４）。例えば、制御手段１は、デューティー比０％のＰＷＭ信号によりロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅに電力を供給しないことでロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅを消灯しかつデューティー比１００％のＰＷＭ信号によりロービーム用光源２２ｂ、２２ｄ、ハイビーム用光源３２ａ～３２ｃに電力（合計電力：Ａワット）を供給することでロービーム用光源２２ｂ、２２ｄ、ハイビーム用光源３２ａ～３２ｃを点灯する（図１３（ａ）参照）。

この場合、ロービーム用光源２２ｂ、２２ｄからの直射光及び第１筒型反射面２１からの反射光によって第１筒型反射面２１の前端開口Ａ１に光度分布が形成される。この光度分布は、ロービーム用光源２２ｂ、２２ｄが点灯し、ロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅが消灯しているため、第１筒型反射面２１の前端開口Ａ１に、ロービーム用光源２２ｂ、２２ｄそれぞれが対応する領域が明るく、ロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅそれぞれが対応する領域が暗い光度分布が形成される。この光度分布が、第１投影レンズ２３によって前方に反転投影される。これにより、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１（図１２（ｃ）参照）と比べ、中心（Ｈ線より下の手前領域）が暗くかつ左右方向が短いロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ２（図１３（ｃ）参照）が形成される。

また、ハイビーム用光源３２ａ～３２ｃからの直射光及び第２筒型反射面３１からの反射光が第２投影レンズ３３を透過して前方に照射される。これにより、Ｈ線とＶ線との交点近傍が相対的に明るいハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}（図１３（ｃ）参照）が形成される。

ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉ（図１３（ｃ）参照）は、以上のように形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ２にハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}が付加されることで形成される。

以上説明したように、本実施形態によれば、例えば、ロービーム用配光パターン形成時に点灯されるロービーム用光源２２で発生する熱を適切に放熱することができるように、ヒートシンク４０を小型化しても、ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯されるロービーム用光源２２ｂ、２２ｄ及びハイビーム用光源３２で発生する熱を適切に放熱することができる車両用灯具１０を提供することができる。

これは、ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯されるロービーム用光源２２ｂ、２２ｄ及びハイビーム用光源３２に供給される電力（消費電力）が、ロービーム用配光パターン形成時に点灯されるロービーム用光源２２に供給される電力（消費電力）以下となることによるものである。

また、本実施形態によれば、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１からハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉに切り替えられた場合（ハイビーム用配光パターン形成時）、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１の中心に対応するロービーム用光源２２ｃが消灯（又は後述のように減光状態で点灯）するため、当該ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１の中心が暗くなる。

しかしながら、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉは、その中心が暗くなったロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１（つまり、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ２）にハイビーム用配光パターンの一部Ｐ_{Ｈｉ＿ＰＯ}が付加されることで形成される。

その結果、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉは、Ｈ線とＶ線との交点近傍が相対的に明るい遠方視認性に優れたものとなる。すなわち、本実施形態によれば、ハイビーム用配光パターン形成時、遠方視認性を低下させることなく、上記従来技術より、消費電力を低下させることができる。

また、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１からハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉに切り替えられた場合（ハイビーム用配光パターン形成時）、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１の左右両側に対応するロービーム用光源２２ａ、２２ｅが消灯（又は後述のように減光状態で点灯）するため、当該ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１の左右方向が短くなる。

その結果、運転者の視線を遠方に誘導することができる。また、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ１からハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉに切り替えられたことを運転者等に容易に認識させることができる。

また、本実施形態によれば、ロービーム用配光パターン形成時、左右方向の広範囲を照射することができ、ハイビーム用配光パターン形成時、左右両側を相対的に暗くし遠方を明るく照射することができる。

図１１は、第１光学系２０を下側に、第２光学系３０を上側に配置した場合の問題点を説明するための図である。

図１１に示すように、第１光学系２０を下側に、第２光学系３０を上側に配置した場合、第１筒型反射面２１（下に設けられた反射面２１ｂ）で反射された反射光ＲａｙＢが第２投影レンズ３３を透過して上空に照射され、グレア光が発生する恐れがある。

これに対して、本実施形態によれば、図３に示すように、第１光学系２０を上側に、第２光学系３０を下側に配置したため、第１筒型反射面２１（下に設けられた反射面２１ｂ）で反射された反射光が第２投影レンズ３３を透過して上空に照射され、グレア光が発生するのを抑制することができる。なお、図３に示すように、第１光学系２０を上側に、第２光学系３０を下側に配置した場合、第１筒型反射面２１（上に設けられた反射面２１ａ）で反射された反射光ＲａｙＡが第２投影レンズ３３を透過するが、この第２投影レンズ３３を透過する反射光ＲａｙＡは下方（路面方向）に照射されることとなるため、反射光ＲａｙＡに起因してグレア光が発生することはない。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、本発明の車両用灯具を車両用前照灯（ヘッドランプ）に適用した例について説明したが、これに限らない。例えば、車両用前照灯（ヘッドランプ）以外の車両用灯具にも本発明の車両用灯具を適用してもよい。

また、上記実施形態では、第１光学系２０と第２光学系３０とを一つの車両用灯具ユニット１０として構成した例について説明したが、これに限らない。例えば、第１光学系２０を一つの車両用灯具ユニットとして構成し、第２光学系３０を別の一つの車両用灯具ユニットとして構成してもよい。

また、上記実施形態では、第２光学系３０（第１光学系２０も同様）として、ダイレクトプロジェクション型の光学系を用いた例について説明したが、これに限らない。第２光学系３０（第１光学系２０も同様）として、例えば、プロジェクタ型の光学系、リフレクタ型の光学系、又は、導光レンズを用いた光学系を用いてもよい。

また、上記実施形態では、第１光学系２０として、第１筒型反射面２１を備えたダイレクトプロジェクション型の光学系を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、第１光学系２０として、第１筒型反射面２１を省略し、第１投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３がロービーム用光源２２近傍に位置するダイレクトプロジェクション型の光学系を用いてもよい。同様に、第２光学系３０として、第２筒型反射面３１を省略したダイレクトプロジェクション型の光学系を用いてもよい。

また、上記実施形態では、ハイビーム用配光パターン形成時（Ｓ１０：ハイビーム）、消灯されるのは、ロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅの３つである例について説明したが、これに限らない。ハイビーム用配光パターン形成時（Ｓ１０：ハイビーム）、消灯されるのは、２つのロービーム用光源２２であってもよいし、１つのロービーム用光源２２であってもよい。２つのロービーム用光源が消灯される場合、２つのハイビーム用光源３２を用いるのが望ましい。１つのロービーム用光源２２が消灯される場合、１つのハイビーム用光源３２を用いるのが望ましい。

また、上記実施形態では、運転手がヘッドランプスイッチをハイビーム側に切り替えた場合（Ｓ１０：ハイビーム）、制御手段１は、ロービーム用光源２２のうち少なくとも１つのロービーム用光源（ここでは、ロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅ）を消灯し、それ以外のロービーム用光源２２ｂ、２２ｄを点灯し、かつ、ハイビーム用光源３２ａ～３２ｃを点灯する（Ｓ１４）ように説明したが、これに限らない。

例えば、運転手がヘッドランプスイッチをハイビーム側に切り替えた場合（Ｓ１０：ハイビーム）、制御手段１は、ロービーム用光源２２のうち少なくとも１つのロービーム用光源（ここでは、ロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅ）を減光状態で点灯し、それ以外のロービーム用光源２２ｂ、２２ｄを非減光状態で点灯し、かつ、ハイビーム用光源３２のうち少なくとも１つのハイビーム用光源（ここでは、ハイビーム用光源３２ａ、３２ｃ）を減光状態で点灯し、それ以外のハイビーム用光源３２ｂを非減光状態で点灯してもよい（Ｓ１４）。

例えば、制御手段１は、第１に、デューティー比１０％のＰＷＭ信号によりロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅに電力を供給することでロービーム用光源２２ａ、２２ｃ、２２ｅを減光状態で点灯し、第２に、デューティー比１００％のＰＷＭ信号によりロービーム用光源２２ｂ、２２ｄ、ハイビーム用光源３２ｂに電力を供給することでロービーム用光源２２ｂ、２２ｄ、ハイビーム用光源３２ｂを非減光状態で点灯し、第３に、デューティー比８５％のＰＷＭ信号によりハイビーム用光源３２ａ、３２ｃに電力を供給することでハイビーム用光源３２ａ、３２ｃを減光状態で点灯してもよい（合計電力：Ａワット）。

本変形例によっても上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

上記各実施形態で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。

上記各実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記各実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１…制御手段、２…ＬＥＤ駆動回路、３…制御部、１０…車両用灯具ユニット、２０…第１光学系、２１…第１筒型反射面、２１ｂ１…前端縁、２２…ロービーム用光源、２３…第１投影レンズ、２３ｂ…裏面、３０…第２光学系、３１…第２筒型反射面、３１ｂ１…延長反射面、３２…ハイビーム用光源、３３…第２投影レンズ、４０…保持部材（ヒートシンク）

Claims

複数のロービーム用光源と前記複数のロービーム用光源からの光を制御してロービーム用配光パターンを形成する第１光制御部材とを備える第１光学系と、
少なくとも一つのハイビーム用光源と前記ハイビーム用光源からの光を制御してハイビーム用配光パターンの一部を形成する第２光制御部材とを備える第２光学系と、を備えた車両用灯具において、
前記ロービーム用配光パターンは、前記複数のロービーム用光源が点灯しかつ前記ハイビーム用光源が消灯することで形成され、
前記ハイビーム用配光パターンは、前記複数のロービーム用光源のうち少なくとも一つが消灯又は減光状態で点灯し、それ以外が点灯し、かつ、前記ハイビーム用光源が点灯することで形成され、
前記ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯される前記ロービーム用光源及び前記ハイビーム用光源に供給される電力は、前記ロービーム用配光パターン形成時に点灯される前記ロービーム用光源に供給される電力以下であり、
前記ハイビーム用配光パターン形成時に、前記複数のロービーム用光源のうち前記ロービーム用配光パターンの中心及び左右両側に対応するロービーム用光源が消灯又は減光状態で点灯し、かつ、それ以外が点灯する車両用灯具。
複数の前記ハイビーム用光源を備える請求項１に記載の車両用灯具。
前記複数のロービーム用光源及び前記複数のハイビーム用光源それぞれの点消灯状態を制御する制御手段をさらに備える請求項１又は２に記載の車両用灯具。
前記ロービーム用光源及び前記ハイビーム用光源は、それぞれ、半導体発光素子である請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
複数の半導体発光素子を配置した第１光学系光源と前記複数の第１光学系光源からの光を制御してロービーム用配光パターンを形成する第１光制御部材とを備える第１光学系と、
少なくとも一つの半導体発光素子からなる第２光学系光源と前記第２光学系光源からの光を制御してハイビーム用配光パターンの一部を形成する第２光制御部材とを備える第２光学系と、
前記複数の第１光学系光源及び前記第２光学系用光源それぞれの点消灯状態を制御する制御手段と、
を備えた車両用灯具において、
前記ロービーム用配光パターンは、前記複数の第１光学系光源が点灯しかつ前記第２光学系光源が消灯することで形成され、
前記ハイビーム用配光パターンは、前記複数の第１光学系光源のうち少なくとも一つが消灯又は減光状態で点灯し、それ以外が点灯し、かつ、前記第２光学系光源が点灯することで形成され、
前記制御手段は、前記ハイビーム用配光パターン形成時に同時点灯される前記第１光学系光源及び前記第２光学系光源に供給される電力が、前記ロービーム用配光パターン形成時に点灯される前記複数の第１光学系光源に供給される電力以下となるように、前記複数の第１光学系光源及び前記第２光学系光源のそれぞれの点消灯状態をPWM信号により制御し、
前記ハイビーム用配光パターン形成時に、前記複数の第１光学系光源のうち前記ロービーム用配光パターンの左右両側に対応する第１光学系光源が消灯又は減光状態で点灯し、かつ、それ以外が点灯する車両用灯具。