JP2008243434A - 車両用前照灯の灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】車両用前照灯の灯具ユニットとして、発光素子を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニットを採用した場合において、その発光素子が、互いに車幅方向に隣接するようにして配置された複数の発光チップを有する構成となっている場合においても、配光ムラの発生を抑制する。
【解決手段】リフレクタ１６からの反射光の一部を上方側へ反射させるミラー部材１８の上向き反射面１８ａにおける、投影レンズ１２の後側焦点Ｆから後方側に離れた位置に、拡散反射部３０を形成する。これにより、発光素子１４が、車幅方向に隣接するようにして配置された１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲを有する構成となっているにもかかわらず、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘの真上に近い中央反射領域からの反射光により形成される光によって、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ相互間の隙間Ｇが、縦スジ状の暗部として投影されてしまうのを未然に防止する。
【選択図】図３

Description

本願発明は、車両用前照灯の灯具ユニットに関するものであり、特に発光素子を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニットに関するものである。

近年、車両用前照灯においても、発光ダイオード等の発光素子を光源とする灯具ユニット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、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でかつ光軸近傍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前方へ向けて光軸寄りに反射させるリフレクタとを備えた、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットが記載されている。

その際、この「特許文献１」に記載された灯具ユニットは、リフレクタと投影レンズとの間に、リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するミラー部材が設けられており、また、その発光素子として、互いに車幅方向に隣接するようにして配置された複数の発光チップを有する発光素子が用いられている。

特開２００６−３３５３２８号公報

上記「特許文献１」に記載されているようなミラー部材を備えたプロジェクタ型の灯具ユニットを採用すれば、発光素子の光源光束を高めるとともに、発光素子からの光に対する光束利用率を高めることが可能となり、これにより配光パターンの明るさを十分に確保することが可能となる。

しかしながら、プロジェクタ型の灯具ユニットにおいては、その投影レンズの後側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ようになっているので、その光源として、互いに車幅方向に隣接するようにして配置された複数の発光チップを有する発光素子を用いるようにした場合には、リフレクタにおける光軸の真上に近い中央反射領域からの反射光により形成される光源像は、発光チップ相互間の隙間を有するものとなる。このため、この隙間が、縦スジ状の暗部として投影されてしまい、これにより配光パターンに配光ムラを発生させてしまう、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、車両用前照灯の灯具ユニットとして、発光素子を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニットを採用した場合において、その発光素子が、互いに車幅方向に隣接するようにして配置された複数の発光チップを有する構成となっている場合においても、配光ムラの発生を抑制することができる灯具ユニットを提供することを目的とするものである。

本願発明は、リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させるミラー部材を備えた構成とした上で、そのミラー部材の構成に工夫を施すことにより、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前照灯の灯具ユニットは、
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でかつ上記光軸近傍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前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用前照灯の灯具ユニットにおいて、
上記発光素子が、互いに車幅方向に隣接するようにして配置された複数の発光チップを有しており、
上記リフレクタと上記投影レンズとの間に、上記リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するミラー部材が設けられており、
上記上向き反射面に、上記リフレクタからの反射光を拡散反射させる拡散反射部が、上記光軸を車幅方向に跨ぐようにして形成されている、ことを特徴とするものである。

本願発明に係る灯具ユニットからの照射光により形成される配光パターンは、特に限定されるものではなく、ロービーム用配光パターンであってもよいし、ハイビーム用配光パターンであってもよい。

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く、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等が採用可能である。その際、この「発光素子」は、互いに車幅方向に隣接するようにして配置された複数の発光チップを有しているが、これら各発光チップの形状や大きさおよび各発光チップ相互間の間隔等の具体的な構成は特に限定されるものではない。さらに、この「発光素子」は、光軸近傍において上向きに配置されているが、必ずしも鉛直上向きに配置されていることは必要でない。

上記「拡散反射部」は、リフレクタからの反射光を拡散反射させるように構成されたものであれば、その具体的な構成およびその形成位置は特に限定されるものではない。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯の灯具ユニットは、発光素子を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されているが、そのリフレクタと投影レンズとの間には、リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するミラー部材が設けられているので、発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができ、また、その発光素子が、複数の発光チップを備えているので、発光素子の光源光束を高めることができ、これにより配光パターンの明るさを十分に確保することができる。

その際、複数の発光チップは、互いに車幅方向に隣接するようにして配置されているので、リフレクタにおける光軸の真上に近い中央反射領域からの反射光により形成される光源像は、発光チップ相互間の隙間を有するものとなるが、ミラー部材の上向き反射面には、リフレクタからの反射光を拡散反射させる拡散反射部が、光軸を車幅方向に跨ぐようにして形成されているので、この拡散反射部で反射したリフレクタの中央反射領域からの光により形成される光源像は、発光チップ相互間の隙間が塞がったものとなり、この隙間が縦スジ状の暗部として投影されてしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより、配光パターンに配光ムラが発生してしまうのを抑制することができる。

このように本願発明によれば、車両用前照灯の灯具ユニットとして、発光素子を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニットを採用した場合において、その発光素子が、互いに車幅方向に隣接するようにして配置された複数の発光チップを有する構成となっている場合においても、配光ムラの発生を抑制することができる。

上記構成において、拡散反射部を、前後方向に延びる複数の溝部を車幅方向に互いに隣接させるようにして形成することにより構成すれば、これら各溝部からの反射光を水平拡散光とすることができる。このため、この拡散反射部で反射したリフレクタの中央反射領域からの光により形成される配光パターンを、横長の配光パターンとすることができる。そしてこれにより、配光ムラの発生を一層効果的に抑制することができる。

その際、複数の溝部のうち、光軸から離れた位置にある各溝部を、光軸から離れる方向へ向けて徐々に高さが低くなる上向き斜面を有する構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、リフレクタからの反射光は、光軸寄りの方向へ向かう光となるので、リフレクタの左側反射領域からの反射光は、主として光軸の左側に位置する溝部に入射し、リフレクタの右側反射領域からの反射光は、主として光軸の右側に位置する溝部に入射することとなる。そこで、複数の溝部のうち、光軸から離れた位置にある各溝部を、光軸から離れる方向へ向けて徐々に高さが低くなる上向き斜面を有する構成とすることにより、各溝部からの反射光が水平拡散光となるにもかかわらず、その反射光を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、光源光束の有効利用を図ることができる。

上記構成において、「拡散反射部」の形成位置が特に限定されないことは上述したとおりであるが、その前端縁の位置が、投影レンズの後側焦点から１〜４ｍｍの位置になるように設定すれば、車両前方路面の比較的近距離領域（すなわち配光ムラが目立ってしまう領域）へ向かう光を拡散させることができるので、配光ムラの発生を効果的に抑制することができる。また、上記ミラー部材を、その上向き反射面の前端縁が投影レンズの後側焦点を通るように形成すれば、この前端縁の反転投影像としてのカットオフラインを上端部に有するロービーム用配光パターンを形成することが可能となるが、このようにした場合において、拡散反射部の前端縁の位置を、投影レンズの後側焦点から１〜４ｍｍの位置になるように設定しておけば、上向き反射面における拡散反射部よりも前方側に位置する部分は、上向き反射面としての機能が確保されるので、上向き反射面の前端縁により形成されるカットオフラインを鮮明に形成し得るようにした上で、配光ムラの発生を抑制することができる。

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灯具ユニット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１のIII-III 線断面図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る灯具ユニット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を上方側から覆うように配置され、該発光素子１４からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させるリフレクタ１６と、このリフレクタ１６と投影レンズ１２との間に配置され、該リフレクタ１６からの反射光の一部を上方側へ反射させるミラー部材１８とを備えてなっている。

この灯具ユニット１０は、車両用前照灯の一部として組み込まれた状態で用いられるようになっており、車両用前照灯に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。そして、この灯具ユニット１０は、左配光の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ようになっている。

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からなり、その後側焦点面（すなわち後側焦点Ｆを含む焦点面）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ようになっている。この投影レンズ１２は、ミラー部材１８の前方側に位置するようにして該ミラー部材１８と一体的に形成されたリング状のレンズホルダ１８Ａ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、１×２ｍｍ角程度の大きさの長方形の発光面を有する１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲと、これら１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲを支持する基板１４ｂとからなっている。そして、この発光素子１４は、ミラー部材１８から後方へ延長形成された後方延長部１８Ｂの上面に形成された凹部に位置決め固定されている。

その際、この発光素子１４における１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲは、その短辺部分を向き合わせるようにして配置されており、各発光チップ１４ａＬ、１４ａＲは、その発光面を覆うように形成された薄膜によりそれぞれ封止されている。そして、この発光素子１４は、その１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲが互いに車幅方向に隣接するようにした状態で、かつ、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲの発光中心（すなわち両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲの間の隙間Ｇの中心）を光軸Ａｘ上に位置させるようにした状態で、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲが鉛直上向きになるように配置されている。

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素子１４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、発光素子１４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のやや前方に位置する点に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後側焦点Ｆからかなり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の周縁下端部においてミラー部材１８の後方延長部１８Ｂの上面に固定されている。

ミラー部材１８は、水平方向に延びる略平板状の部材として構成されており、その上面は、後側焦点Ｆの位置から光軸Ａｘに沿って後方へ延びる上向き反射面１８ａとして構成されている。そして、このミラー部材１８は、その上向き反射面１８ａにおいて、リフレクタ１６からの反射光の一部を上方側へ反射させるようになっている。この上向き反射面１８ａは、ミラー部材１８の上面にアルミニウム蒸着等による鏡面処理を施すことにより形成されている。

この上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂは、投影レンズ１２の後側焦点面に沿って延びるように形成されている。すなわち、この前端縁１８ｂは、平面視において後側焦点Ｆから光軸Ａｘの両側へ向けて徐々に前方側へ変位するように湾曲して形成されている。

また、この上向き反射面１８ａは、光軸Ａｘよりも自車線側である左側（灯具正面視では右側）に位置する左側領域が光軸Ａｘを含む第１水平面１８ａ１で構成されており、光軸Ａｘよりも対向車線側である右側に位置する右側領域が、光軸から斜め下方へ延びる中間斜面１８ａ３を介して左側領域よりも一段低い第２水平面１８ａ２で構成されている。ただし、右側領域における後側焦点Ｆから十分離れた右端部分および後方延長部１８Ｂは、左側領域を構成する第１水平面１８ａ１と面一で形成されている。その際、中間斜面１８ａ３の下向き傾斜角度は、１５°に設定されており、第２水平面１８ａ２は、第１水平面１８ａ１に対して０．４ｍｍ程度下方に位置するように形成されている。

図２および３に示すように、リフレクタ１６の反射面１６ａで反射した発光素子１４からの光は、前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射して、投影レンズ１２の下部領域に入射するが、その一部は、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａに入射し、この上向き反射面１８ａで反射してから、投影レンズ１２の上部領域に入射する。そして、投影レンズ１２の下部領域および上部領域に入射した光は、いずれも下向き光として投影レンズ１２から前方へ出射する。

この上向き反射面１８ａには、その前端縁１８ｂから後方側に離れた位置に、リフレクタ１６からの反射光を拡散反射させる拡散反射部３０が形成されている。

図４は、図３のIV-IV 線断面詳細図である。また、図５は、拡散反射部３０を、その前方左斜め上方から見て示す斜視図である。

これらの図にも示すように、拡散反射部３０は、光軸Ａｘを中心にして、上向き反射面１８ａの中間斜面１８ａ３を車幅方向に跨ぐようにして、その第１および第２水平面１８ａ１、１８ａ２まで延びるように形成されている、具体的には、この拡散反射部３０は、左右幅１５〜２５ｍｍ（例えば２０ｍｍ）、前後幅５〜１０ｍｍ（例えば７ｍｍ）の横長矩形領域に形成されており、その前端縁の位置は、後側焦点Ｆから１〜４ｍｍ（例えば２ｍｍ）の位置に設定されている。

この拡散反射部３０は、前後方向に延びる複数の溝部３０ａ、３０ｂ、３０ｃを車幅方向に互いに隣接させるようにして形成することにより構成されている。本実施形態においては、これら複数の溝部３０ａ、３０ｂ、３０ｃとして、光軸Ａｘの両側に１０本ずつ合計２０本の溝部が形成されている。

その際、光軸Ａｘの左側に形成された１０本の溝部３０ａは、第１水平面１８ａ１に位置しており、光軸Ａｘのすぐ右側に形成された１本の溝部３０ｂは、中間斜面１８ａ３に位置しており、その右側に形成された９本の溝部３０ｃは、第２水平面１８ａ２に位置している。

１０本の溝部３０ａは、いずれも同一の断面形状で形成されており、略鋸歯状に配置されている。その際、各溝部３０ａは、左上向きに傾斜した（すなわち中間斜面１８ａ３とは反対側に傾斜した）上向き斜面３０ａ１を有しており、その断面形状は上向き円弧状に設定されている。そして、これら各溝部３０ａは、その上向き斜面３０ａ１の上端縁が第１水平面１８ａ１よりもやや下方に位置するように形成されている。

これら１０本の溝部３０ａは、光軸Ａｘよりも左側に位置しているので、これら各溝部３０ａには、主としてリフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘよりも左側の領域で反射した発光素子１４からの光が、斜め右向きの光として入射することとなるが、これら各溝部３０ａの上向き斜面３０ａ１は、左上向きに傾斜しているので、この上向き斜面３０ａ１で反射したリフレクタ１６からの光は、水平方向に拡散した光となるにもかかわらず、投影レンズ１２に確実に入射することとなる。

一方、９本の溝部３０ｃは、いずれも同一の断面形状で形成されており、略鋸歯状に配置されている。その際、各溝部３０ｃは、右上向きに傾斜した（すなわち中間斜面１８ａ３と同じ側に傾斜した）上向き斜面３０ｃ１を有しており、その断面形状は上向き円弧状に設定されている。そして、これら各溝部３０ｃは、その上向き斜面３０ｃ１の上端縁が第２水平面１８ａ２よりも僅かに下方に位置するように形成されている。

これら９本の溝部３０ｃは、光軸Ａｘよりも右側に位置しているので、これら各溝部３０ｃには、主としてリフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘよりも右側の領域で反射した発光素子１４からの光が、斜め左向きの光として入射することとなるが、これら各溝部３０ｃの上向き斜面３０ｃ１は、右上向きに傾斜しているので、この上向き斜面３０ｃ１で反射したリフレクタ１６からの光は、水平方向に拡散した光となるにもかかわらず、投影レンズ１２に確実に入射することとなる。

残り１本の溝部３０ｂは、左上向きに傾斜した（すなわち中間斜面１８ａ３とは反対側に傾斜した）上向き斜面３０ｂ１を有しており、その断面形状は上向き円弧状に設定されている。そして、この溝部３０ｂは、その上向き斜面３０ｂ１の上端縁が第２水平面１８ａ２よりも僅かに下方に位置するように形成されている。

この溝部３０ｂは、光軸Ａｘの右側に隣接した位置にあるので、この溝部３０ｂには、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘの右側近傍の領域で反射した発光素子１４からの光が、平面視において光軸Ａｘと略平行な光として入射するが、この溝部３０ｂの上向き斜面３０ｂ１は、左上向きに傾斜しているので、この上向き斜面３０ｂ１で反射したリフレクタ１６からの光は、やや左寄りで水平方向に拡散した光となって、投影レンズ１２に入射し、この投影レンズ１２からはやや右寄りで水平方向に拡散する光として前方へ出射することとなる。

図６は、図３の要部詳細図であって、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘの真上に近い中央反射領域に位置する点Ｒで反射して拡散反射部３０へ入射する発光素子１４からの光を取り上げて示す図である。

同図に示すように、点Ｒは、光軸Ａｘの真上から僅かに左側へ変位しているが、この点で反射した発光素子１４からの光は、全体としては、平面視において光軸Ａｘと略平行な方向へ向けて反射することとなる。

ただし、この発光素子１４における１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲは、光軸Ａｘに対して車幅方向に変位しているので、光軸Ａｘの左側に位置する発光チップ１４ａＬからの光は、点Ｒで反射して右方向へ進み、光軸Ａｘよりも右側に位置する溝部３０ｃに入射し、一方、光軸Ａｘの右側に位置する発光チップ１４ａＲからの光は、点Ｒで反射して左方向へ進み、光軸Ａｘよりも左側に位置する溝部３０ａに入射する。そして、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ間の隙間Ｇに位置する光軸Ａｘ上の点からの仮想光は、点Ｒで反射して光軸Ａｘに略沿って進み、光軸Ａｘの左側に隣接する溝部３０ａに入射する。

その際、仮に上向き反射面１８ａに拡散反射部３０が形成されていないとすると、２点鎖線で示すように、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ間の隙間Ｇからの仮想光は、上向き反射面１８ａの第１水平面１８ａ１で正反射してそのまま光軸Ａｘに略沿って進み、左側の発光チップ１４ａＬからの光は、上向き反射面１８ａの第２水平面１８ａ２で正反射して右方向へ進み、右側の発光チップ１４ａＲからの光は、上向き反射面１８ａの第１水平面１８ａ１で正反射して左方向へ進むこととなる。

実際には、拡散反射部３０が形成されているので、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ間の隙間Ｇからの仮想光は、溝部３０ａで左寄りに拡散反射し、左側の発光チップ１４ａＬからの光は、溝部３０ｃで右寄りに拡散反射し、右側の発光チップ１４ａＲからの光は、溝部３０ａで左寄りに拡散反射することとなる。

図７は、本実施形態に係る灯具ユニット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、ＣＬ３を有している。

このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３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。そして、この自車線側カットオフラインＣＬ２におけるＶ−Ｖ線寄りの端部は、斜めカットオフラインＣＬ３として形成されている。この斜めカットオフラインＣＬ３は、対向車線側カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点から左斜め上方へ１５°の傾斜角で延びている。

このロービーム用配光パターンＰＬ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。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅを囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ１６で反射した発光素子１４からの光によって投影レンズ１２の後側焦点面上に形成された発光素子１４の像を、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、ＣＬ３は、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂの反転投影像として形成されるようになっている。

その際、このロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ１６の反射面１６ａで反射した発光素子１４からの光のうち、投影レンズ１２の下部領域に直接入射した光により形成される配光パターンと、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａで反射してから投影レンズ１２の上部領域に入射した光により形成される配光パターンとの合成配光パターンとして形成されることとなる。

同図において、破線で示す１対の光源像ＩｃＬ、ＩｃＲは、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける中央反射領域の点Ｒで反射してミラー部材１８の上向き反射面１８ａへ入射した１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲからの光により形成される光源像である。ただし、これら１対の光源像ＩｃＬ、ＩｃＲは、上向き反射面１８ａに拡散反射部３０が形成されていないとした場合に形成される光源像である。

その際、点Ｒは、光軸Ａｘの真上から僅かに左側へ変位しているので、１対の光源像ＩｃＬ、ＩｃＲは、Ｖ−Ｖ線に対して左右対称配置ではなく、僅かに右側に変位している。これら１対の光源像ＩｃＬ、ＩｃＲの間には、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ間の隙間Ｇの像Ｉｇが形成される。この隙間Ｇの像Ｉｇは、暗部として形成されるので、車両前方路面は、その車両正面方向における近距離領域に配光ムラが生じてしまうこととなる。

しかしながら、本実施形態に係る灯具ユニット１０においては、そのミラー部材１８の上向き反射面１８ａに拡散反射部３０が形成されているので、上記配光ムラの発生が抑制されることとなる。

すなわち、左側の発光チップ１４ａＬからの光は、拡散反射部３０における溝部３０ｃで右寄りに拡散反射し、右側の発光チップ１４ａＲからの光は、拡散反射部３０における溝部３０ａで左寄りに拡散反射するので、左側の発光チップ１４ａＬの光源像は、左方向へ大きく拡がるとともに右方向へ小さく拡がるものとなり、右側の発光チップ１４ａＲの光源像は、右方向へ大きく拡がるとともに左方向へ小さく拡がるものとなる。したがって、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲの光源像は、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ間の隙間Ｇの像Ｉｇが塞がって暗部が消失したものとなる。

しかも、左側の発光チップ１４ａＬからの光の一部は、リフレクタ１６の反射面１６ａの点Ｒで反射した後、光軸Ａｘの右側に隣接した位置にある溝部３０ｂに入射し、この溝部３０ｂで左寄りに拡散反射するので、左側の発光チップ１４ａＬの光源像の一部は、右方向へ大きく拡がるとともに左方向へ小さく拡がるものとなり、これにより両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ間の隙間Ｇの像Ｉｇは確実に塞がることとなる。

そしてこれにより、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ間の隙間Ｇが縦スジ状の暗部として投影されてしまうのが未然に防止されるので、車両前方路面の車両正面方向における近距離領域の配光ムラが緩和されることとなる。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニット１０は、発光素子１４を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニット１０として構成されているが、そのリフレクタ１６と投影レンズ１２との間には、リフレクタ１６からの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面１８ａを有するとともに、該上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂが投影レンズ１２の後側焦点Ｆを通るように形成されたミラー部材１８が設けられているので、発光素子１４からの光に対する光束利用率を高めた上で、上端部に鮮明なカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＰＬを形成することが可能となる。

また、その発光素子１４は、１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲを備えているので、発光素子１４の光源光束を高めることができ、これによりロービーム用配光パターンＰＬの明るさを十分に確保することができる。

その際、１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲは、互いに車幅方向に隣接するようにして配置されているので、リフレクタ１６の反射面１６ａにおける光軸Ａｘの真上に近い中央反射領域の点Ｒからの反射光により形成される光源像ＩｃＬ、ＩｃＲは、その間に発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ相互間の隙間Ｇの像Ｉｇとしての暗部を有するものとなるが、ミラー部材１８の上向き反射面１８ａには、リフレクタ１６からの反射光を拡散反射させる拡散反射部３０が、光軸Ａｘを車幅方向に跨ぐようにして形成されているので、この拡散反射部３０で反射したリフレクタ１６の中央反射領域からの光により形成される光源像は、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ相互間の隙間Ｇが塞がったものとなり、これにより、この隙間Ｇが縦スジ状の暗部として投影されてしまうのを未然に防止することができる。このため、ロービーム用配光パターンＰＬに配光ムラが発生してしまうのを抑制することができる。

このように本実施形態によれば、車両用前照灯の灯具ユニット１０として、発光素子１４を光源とするプロジェクタ型の灯具ユニットを採用した場合において、その発光素子１４が、互いに車幅方向に隣接するようにして配置された１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲを有する構成となっているにもかかわらず、配光ムラの発生を抑制することができる。

しかも本実施形態においては、拡散反射部３０が、前後方向に延びる複数の溝部３０ａ、３０ｂ、３０ｃを車幅方向に互いに隣接させるようにして形成することにより構成されているので、これら各溝部３０ａ、３０ｂ、３０ｃからの反射光を水平拡散光とすることができる。このため、この拡散反射部３０で反射したリフレクタ１６の中央反射領域からの光により形成される配光パターンを、横長の配光パターンとすることができる。そしてこれにより、配光ムラの発生を一層効果的に抑制することができる。

その際、複数の溝部３０ａ、３０ｂ、３０ｃのうち、光軸Ａｘから離れた位置にある各溝部３０ａ、３０ｃが、光軸Ａｘから離れる方向へ向けて徐々に高さが低くなる上向き斜面３０ａ１、３０ｃ１を有しているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、リフレクタ１６からの反射光は、光軸Ａｘ寄りの方向へ向かう光となるので、リフレクタ１６の左側反射領域からの反射光は、主として光軸Ａｘの左側に位置する溝部３０ａに入射し、リフレクタの右側反射領域からの反射光は、主として光軸Ａｘの右側に位置する溝部３０ｂ、３０ｃに入射することとなる。そこで、複数の溝部３０ａ、３０ｂ、３０ｃのうち、光軸Ａｘから離れた位置にある各溝部３０ａ、３０ｃを、光軸Ａｘから離れる方向へ向けて徐々に高さが低くなる上向き斜面３０ａ１、３０ｃ１を有する構成とすることにより、各溝部３０ａ、３０ｃからの反射光が水平拡散光となるにもかかわらず、その反射光を投影レンズ１２に入射させることができる。そしてこれにより。光源光束の有効利用を図ることができる。

また本実施形態においては、光軸Ａｘの右側に隣接した位置にある溝部３０ｂが、光軸Ａｘから離れる方向へ向けて徐々に高さが高くなる上向き斜面３０ｂ１を有しているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、左側の発光チップ１４ａＬからの光の一部は、リフレクタ１６の反射面１６ａの点Ｒで反射した後、光軸Ａｘの右側に隣接した位置にある溝部３０ｂに入射し、この溝部３０ｂで左寄りに拡散反射するので、左側の発光チップ１４ａＬの光源像の一部は、右方向へ大きく拡がるとともに左方向へ小さく拡がるものとなる。したがって、両発光チップ１４ａＬ、１４ａＲ間の隙間Ｇの像Ｉｇを確実に塞ぐことができ、これにより配光ムラの発生をより一層効果的に抑制することができる。

さらに本実施形態においては、拡散反射部３０の前端縁の位置が、投影レンズ１２の後側焦点Ｆから１〜４ｍｍの位置に設定されているので、車両前方路面の比較的近距離領域（すなわち配光ムラが目立ってしまう領域）へ向かう光を拡散させることができ、これにより、配光ムラの発生を効果的に抑制することができる。また、上向き反射面１８ａにおける拡散反射部３０よりも前方側に位置する部分は、上向き反射面１８ａとしての機能が確保されることとなるので、上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂにより形成されるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を鮮明に形成することができる。

また本実施形態においては、１×２ｍｍ角程度の大きさの長方形の発光面を有する１対の発光チップ１４ａＬ、１４ａＲが、その短辺部分を向き合わせるようにして車幅方向に隣接配置されているので、その１対の光源像ＩｃＬ、ＩｃＲをロービーム用配光パターンＰＬの形成に適した横長の光源像とすることができる。

なお、上記実施形態においては、発光素子１４の各発光チップ１４ａＬ、１４ａＲが、１×２ｍｍ角程度の大きさの長方形の発光面を有しているものとして説明したが、これ以外の形状や大きさの発光面を有する構成とすることも可能であり、さらに、３つ以上の発光チップが互いに車幅方向に隣接するようにして配置された構成とすることも可能である。

また、上記実施形態においては、左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有する左配光のロービーム用配光パターンＰＬを形成するように構成された灯具ユニット１０について説明したが、水平カットオフラインと斜め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するように構成された灯具ユニット、あるいは水平カットオフラインのみを有するロービーム用配光パターンを形成するように構成された灯具ユニット、さらには、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た灯具ユニットにおいても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。

さらに、上記実施形態に係る灯具ユニット１０は、ロービーム用配光パターンＰＬを形成するために、そのミラー部材１８における上向き反射面１８ａの前端縁１８ｂが、投影レンズ１２の後側焦点面に沿って延びるように形成されているが、ハイビーム用配光パターン等を形成する場合には、上向き反射面１８ａの前端縁の位置を、上記実施形態の前端縁１８ｂの位置よりも後方側に位置設定することも可能である。

また、上記実施形態においては、上向き反射面１８ａが、後側焦点Ｆの位置から光軸Ａｘに沿って後方へ延びるように形成されているものとして説明したが、この上向き反射面１８ａを車両前後方向に関して僅かに（例えば１．５°程度）前下がりで形成された構成とすることも可能である。このような構成を採用することにより、ミラー部材１８を成形する際に金型を抜きやすくすることができ、また、上向き反射面１８ａで反射したリフレクタ１６からの反射光をより多く投影レンズ１２に入射させることができる。

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。

本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニットを示す正面図 図１のII-II 線断面図 図１のIII-III 線断面図 図３のIV-IV 線断面詳細図 上記灯具ユニットの拡散反射部を、その前方左斜め上方から見て示す斜視図 図３の要部詳細図 上記灯具ユニット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を透視的に示す図

符号の説明

１０ 灯具ユニット
１２ 投影レンズ
１４ 発光素子
１４ａＬ、１４ａＲ 発光チップ
１４ｂ 基板
１６ リフレクタ
１６ａ 反射面
１８ ミラー部材
１８Ａ レンズホルダ
１８Ｂ 後方延長部
１８ａ 上向き反射面
１８ａ１ 第１水平面
１８ａ２ 第２水平面
１８ａ３ 中間斜面
１８ｂ 前端縁
３０ 拡散反射部
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 溝部
３０ａ１、３０ｂ１、３０ｃ１ 上向き斜面
Ａｘ 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 斜めカットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後側焦点
Ｇ 隙間
ＨＺ ホットゾーン
ＩｃＬ、ＩｃＲ 光源像
Ｉｇ 隙間の像
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、 配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン
Ｒ 中央反射領域に位置する点

Claims (4)

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でかつ上記光軸近傍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前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用前照灯の灯具ユニットにおいて、
   上記発光素子が、互いに車幅方向に隣接するようにして配置された複数の発光チップを有しており、
   上記リフレクタと上記投影レンズとの間に、上記リフレクタからの反射光の一部を上方側へ反射させる上向き反射面を有するミラー部材が設けられており、
   上記上向き反射面に、上記リフレクタからの反射光を拡散反射させる拡散反射部が、上記光軸を車幅方向に跨ぐようにして形成されている、ことを特徴とする車両用前照灯の灯具ユニット。
2. 上記拡散反射部が、前後方向に延びる複数の溝部を車幅方向に互いに隣接させるようにして形成することにより構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
3. 上記複数の溝部のうち、上記光軸から離れた位置にある各溝部が、上記光軸から離れる方向へ向けて徐々に高さが低くなる上向き斜面を有している、ことを特徴とする請求項２記載の車両用前照灯の灯具ユニット。
4. 上記拡散反射部の前端縁の位置が、上記投影レンズの後側焦点から１〜４ｍｍの位置に設定されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用前照灯の灯具ユニット。

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