JP4468857B2 - 車両用照明灯具 - Google Patents

Description

本願発明は、発光ダイオード等の発光素子を光源とする車両用照明灯具に関するものである。

近年、ヘッドランプ等の車両用照明灯具においても、発光ダイオード等の発光素子を光源とするものが開発されてきている。

その際「特許文献１」には、灯具側方に向けて配置された発光素子からの光を灯具後方へ向けて反射させる第１反射面と、この第１反射面で反射した発光素子からの光を灯具前方へ向けて反射させる第２反射面とを備えた車両用照明灯具が記載されている。この「特許文献１」に記載された車両用照明灯具においては、その第１反射面が、発光素子の発光中心を第１焦点とするとともに該第１焦点の側方に位置する点を第２焦点とする回転楕円面で構成されており、また、その第２反射面が、この回転楕円面の第２焦点を焦点とする回転放物面で構成されている。

なお「特許文献２」には、発光素子を光源とするものではないが、同様の灯具構成を有する車両用照明灯具が記載されている。

特開２００１−３３２１０４号公報 特開平４−２１２２０２号公報

上記「特許文献１」に記載された車両用照明灯具を採用することにより、あるいは上記「特許文献２」に記載された車両用照明においてその光源を発光素子に置き換えることにより、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、光照射制御を行うことが可能となる。

しかしながら、上記「特許文献１」あるいは「特許文献２」に記載された車両用照明灯具は、光源からの光を、第１反射面の表面形状を構成する回転楕円面の第２焦点に一旦収束させた後に、これを第２焦点からの発散光として第２反射面に入射させる構成となっているので、灯具の前後方向の幅がかなり大きくなってしまう、という問題がある。このため、車体側の灯具設置用スペースとして前後幅の狭いスペースしか確保することができない場合には、灯具を配置することができない、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、発光素子を光源とする車両用照明灯具において、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、灯具の前後方向の幅を薄くすることができる車両用照明灯具を提供することを目的とするものである。

本願発明は、第２反射面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照明灯具は、
灯具前後方向に延びる光軸上に配置された発光素子と、この発光素子からの光を上記光軸の径方向外方へ向けて反射させる第１反射面と、この第１反射面で反射した上記発光素子からの光を前方へ向けて反射させる第２反射面と、を備えてなる車両用照明灯具において、
上記第１反射面における上記光軸を含む所定平面に沿った断面形状が、上記発光素子の発光中心を第１焦点とするとともに上記光軸と交差する軸線を長軸とする楕円で構成されており、
上記第２反射面が、上記楕円の第１焦点と第２焦点との間に配置されており、
この第２反射面における上記所定平面に沿った断面形状が、上記楕円の第２焦点を焦点とするとともに該焦点の前方側に位置する点を頂点とする放物線で構成されており、
上記第１反射面における上記楕円の長軸を含みかつ上記所定平面と直交する平面に沿った断面形状が、上記発光素子の発光中心を焦点とする放物線で構成されており、
上記第２反射面が、上記放物線の焦点を通りかつ上記所定平面と直交する軸線を焦線とする放物柱面で構成されている、ことを特徴とするものである。

上記「車両用照明灯具」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、ヘッドランプ、フォグランプ、コーナリングランプ、デイタイムランニングランプ等、あるいはその一部を構成する灯具ユニット等が採用可能である。

上記「光軸」は、灯具前後方向に延びる軸線であれば、車両前後方向に延びる軸線と一致していてもよいし一致してなくてもよい。。

上記「発光素子」とは、略点状に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。

上記「光軸の径方向外方」とは、光軸から離れる方向を意味するものであって、その具体的な方向は特に限定されるものではない。

上記「第２反射面」における上記所定平面に沿った断面形状を構成する放物線の軸は、光軸と平行に延びる軸であってもよいし、光軸と交差して延びる軸であってもよい。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用照明灯具は、灯具前後方向に延びる光軸上に配置された発光素子からの光を、第１反射面により光軸の径方向外方へ向けて反射させ、この反射光を第２反射面により前方へ向けて反射させる構成となっているが、その際、第１反射面における光軸を含む所定平面に沿った断面形状は、発光素子の発光中心を第１焦点とするとともに光軸と交差する軸線を長軸とする楕円で構成されており、また、第２反射面は、この楕円の第１焦点と第２焦点との間に配置されており、その所定平面に沿った断面形状が、上記楕円の第２焦点を焦点とするとともに該焦点の前方側に位置する点を頂点とする放物線で構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、第１反射面で反射した発光素子からの光は、上記所定平面内においては、上記楕円の第２焦点へ向かう光となるが、この楕円の第１焦点と第２焦点との間には第２反射面が配置されているので、この光は第２焦点に収束する前に第２反射面に入射することとなる。その際、この第２反射面は、上記所定平面に沿った断面形状が、上記楕円の第２焦点を焦点とするとともに該焦点の前方側に位置する点を頂点とする放物線で構成されているので、第１反射面で反射した発光素子からの光は、第２反射面により上記放物線の軸と平行な光線として前方へ向けて反射することとなる。

そしてこのように、第２反射面の構成として、従来のように第２焦点からの発散光を前方へ反射させる構成ではなく、第２焦点に収束する前の収束光の段階で前方へ反射させる構成とすることにより、第２反射面を、従来のように第２焦点の後方側へ大きく張り出すように形成する必要をなくすことができ、これにより灯具の前後方向の幅を小さく抑えることができる。

このように本願発明によれば、発光素子を光源とする車両用照明灯具において、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、該灯具の前後方向の幅を薄くすることができる。そしてこれにより、車体側の灯具設置用スペースとして前後幅の狭いスペースしか確保することができない場合であっても、灯具を容易に配置することが可能となる。

上記構成において、第１反射面を、その所定平面に沿った断面形状を構成する楕円の長軸を中心軸とする回転楕円面で構成するとともに、第２反射面を、その所定平面に沿った断面形状を構成する放物線の軸を中心軸とする回転放物面で構成すれば、これら第１および第２反射面で順次反射した発光素子からの光により明るいスポット状の配光パターンを形成することができる。しかも、このような構成を採用することにより、灯具の前後方向の幅だけでなく、光軸と直交する方向の幅についても、これを狭くすることができる。

このようにする代わりに、第１反射面において、その所定平面に沿った断面形状を構成する楕円の長軸を含みかつ上記所定平面と直交する平面に沿った断面形状を、発光素子の発光中心を焦点とする放物線で構成するとともに、第２反射面を、その所定平面に沿った断面形状を構成する放物線の焦点を通りかつ上記所定平面と直交する軸線を焦線とする放物柱面で構成することによっても、明るいスポット状の配光パターンを形成することができる。しかも、このような構成を採用することにより、第１反射面から第２反射面へ向かう光を灯具正面視において平行光とすることができるので、第１反射面と第２反射面との位置関係が焦線方向に多少ずれていたとしても、所期の配光パターンを形成することができる。

あるいは、このようにする代わりに、第１反射面を、その所定平面の断面形状を構成する楕円を上記光軸回りに回転させることにより形成される曲面で構成するとともに、第２反射面を、その所定平面の断面形状を構成する放物線を上記光軸回りに回転させることにより形成される曲面で構成することによっても、明るいスポット状の配光パターンを形成することができる。しかも、このような構成を採用することにより、第２反射面を灯具正面視において円環状に形成することができ、これにより配光パターンの光度分布を全周にわたって均整のとれたものとすることができる。

上記構成において、第１および第２反射面は、それぞれ別のリフレクタの表面に形成された構成としてよいが、これら第１および第２反射面が単一の透光ブロックの表面に形成された構成とすれば、灯具をより薄型化することができるとともに、第１反射面と第２反射面との位置関係精度を高めることができる。

また、このような構成を採用した場合には、第２反射面で反射光した光は透光ブロックから出射することとなるので、その出射面の表面形状を適当な形状に設定しておくことにより、透光ブロックからの出射光を拡散偏向制御することも可能となり、これにより所望する配光パターンを容易に形成することができる。

しかも、この透光ブロックの出射面には、第２反射面からの反射光が平行光として到達するので、この出射面の位置を前後方向にずらしても、透光ブロックからの出射光の向きが変化することはない。したがって、車体側の灯具設置用スペースの形状等に応じて、透光ブロックの出射面の位置を適当に調整することも可能となり、これにより灯具レイアウトの自由度を高めることができる。

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。

まず、本願発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両用照明灯具１０を示す斜視図であり、図２および３は、その側断面図および正面図である。

これらの図に示すように、この車両用照明灯具１０は、ハイビーム用のヘッドランプの一部として組み込まれた状態で用いられる灯具ユニットであって、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘ上に灯具前方へ向けて配置された発光素子１２と、この発光素子１２を前方側から覆うように配置された透明樹脂製の透光ブロック１４とを備えてなっている。そして、この車両用照明灯具１０は、ヘッドランプに組み込まれた状態では、その光軸Ａｘが車両前後方向に延びるように配置されるようになっている。

発光素子１２は、白色発光ダイオードであって、灯具正面視において０．３〜３ｍｍ四方程度の大きさを有する発光チップ２２と、この発光チップ２２を実装するベース部材２４と、発光チップ２２を封止する封止樹脂部材２６とを備えてなり、金属製の支持プレート１６を介して透光ブロック１４の後面１４ｄに固定されている。

透光ブロック１４の後面１４ｄは、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って形成されており、その上部には発光素子１２を取り付けるための光源取付部１４ｄ１が形成されている。この光源取付部１４ｄ１は、発光素子１２の表面形状に沿って凹凸状に形成されており、これにより発光チップ２２を光軸Ａｘ上に位置決めするとともに封止樹脂部材２６を透光ブロック１４に密着させるようになっている。

この透光ブロック１４の前面には、発光素子１２からの光を光軸Ａｘの下方へ向けて反射させる第１反射面１４ａが形成されている。また、この透光ブロック１４の後面１４ｄの下側には、第１反射面１４ａで反射した発光素子１２からの光を前方へ向けて反射させる第２反射面１４ｂが形成されている。さらに、透光ブロック１４の前面において、第１反射面１４ａの下方に隣接する位置には、第２反射面１４ｂで反射した第１反射面１４ａからの光を透光ブロック１４から前方へ向けて出射させる出射面１４ｃが形成されている。

第１反射面１４ａは、光軸Ａｘを含む鉛直面（以下、本実施形態において「所定平面」という）に沿った断面形状が、発光素子１２の発光中心（すなわち発光チップ２２の中心位置）Ａを第１焦点とするとともにこの第１焦点Ａの鉛直下方に位置する点Ｂを第２焦点とする楕円Ｅで構成されている。また、この第１反射面１４ａにおける、楕円Ｅの長軸Ａｘ１を含みかつ所定平面と直交する平面（すなわち本実施形態においては光軸Ａｘと直交する鉛直面）に沿った断面形状は、発光素子１２の発光中心Ａを焦点とする放物線Ｐ１で構成されている。そして、この第１反射面１４ａは、その下端縁が楕円Ｅの中心を通る水平面まで延びるように形成されている。 この第１反射面１４ａに入射する発光素子１２からの光の多くは、その入射角が臨界角を超えるが、該第１反射面１４ａの上部領域１４ａ１への入射角は臨界角以下になるので、この上部領域１４ａ１にはアルミ蒸着等の鏡面処理が施されている。

第２反射面１４ｂは、楕円Ｅの第１焦点Ａと第２焦点Ｂとの間に配置されている。この第２反射面１４ｂにおける所定平面に沿った断面形状は、楕円Ｅの第２焦点Ｂを焦点とするとともに光軸Ａｘと平行に延びる軸線Ａｘ２を軸とし、かつ該焦点Ｂの前方側に位置する点Ｃを頂点とする放物線Ｐ２で構成されている。その際、この放物線Ｐ２の焦点距離は、該放物線Ｐ２が楕円Ｅの中心を通るような値に設定されている。

この第２反射面１４ｂは、放物線Ｐ２の断面形状のまま水平方向に延びる放物柱面で構成されており、透光ブロック１４の表面にアルミ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。その際、この放物柱面の焦線は、焦点Ｂを通りかつ上記所定平面と直交する軸線Ａｘ３で構成されている。また、この第２反射面１４ｂは、その下端縁が楕円Ｅの中心と第２焦点Ｂとの略中央に位置する点を通る水平面まで延びるように形成されている。この第２反射面１４ｂは、灯具正面視において横長矩形状の外形形状を有している。

出射面１４ｃは、第１反射面１４ａよりもやや前方に位置しており、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って平面状に形成されている。そして、この出射面１４ｃは、灯具正面視において第２反射面１４ｂと重複する横長矩形状の外形形状を有している。

次に本実施形態の作用について説明する。

第１反射面１４ａで下方へ向けて反射した発光素子１２からの光は、所定平面内においては、その真下に位置する楕円Ｅの第２焦点Ｂへ向かう光となるが、この楕円Ｅの第１焦点Ａと第２焦点Ｂとの間には第２反射面１４ｂが配置されているので、この光は第２焦点Ｂに収束する前に第２反射面１４ｂに入射する。この第２反射面１４ｂは、その所定平面に沿った断面形状が、楕円Ｅの第２焦点Ｂを焦点とするとともに該焦点Ｂの前方側に位置する点Ｃを頂点とする放物線Ｐ２で構成されているので、第１反射面１４ａで反射した発光素子１２からの光は、第２反射面１４ｂにより放物線Ｐ２の軸Ａｘ２と平行な光線として前方へ向けて反射する。その際、この放物線Ｐ２の軸Ａｘ２は光軸Ａｘと平行に延びているので、第２反射面１４ｂからの反射光は光軸Ａｘと平行な光線となる。

第１反射面１４ａにおける、楕円Ｅの長軸Ａｘ１を含みかつ所定平面と直交する平面に沿った断面形状は、発光素子１２の発光中心Ａを焦点とする放物線Ｐ１で構成されているので、この第１反射面１４ａの各位置で反射した発光素子１２からの光は、灯具正面視において平行光として第２反射面１４ｂに入射する。また、第２反射面１４ｂは、楕円Ｅの第２焦点Ｂを通りかつ所定平面と直交する軸線Ａｘ２を焦線とする放物柱面で構成されているので、灯具正面視において平行光として入射した第１反射面１４ａの各位置からの光は、第２反射面１４ｂにおいて、すべて放物線Ｐ２の軸Ａｘ２と平行な光線すなわち光軸Ａｘと平行な光線として前方へ向けて反射し、出射面１４ｃに到達する。この出射面１４ｃは光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿った平面として形成されているので、第２反射面１４ｂからの反射光は、この出射面１４ｃにおいて屈折することなくそのまま出射し、光軸Ａｘと平行な光線として灯具前方へ照射される。

図４は、本実施形態に係る車両用照明灯具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配光パターンＰａを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰａは、同図において２点鎖線で示すハイビーム用配光パターンＰＨの一部として形成されるようになっている。

ハイビーム用配光パターンＰＨは、車両用照明灯具１０を含むハイビーム用のヘッドランプ全体からの照射光により形成される配光パターンであって、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを中心にして左右方向に大きく拡がる横長配光パターンとして形成されており、その中心部に横長のホットゾーンＨＺを有している。

配光パターンＰａは、このハイビーム用配光パターンＰＨにおけるホットゾーンＨＺの形成に寄与するため、Ｈ−Ｖを中心とするスポット状の配光パターンとして形成されている。その際、この配光パターンＰａは、やや縦長の配光パターンとして形成されており、Ｈ−Ｖの上方側よりも下方側の方が光度差が緩やかな光度分布を有している。

このように配光パターンＰａが、Ｈ−Ｖの上方側よりも下方側の方が光度差が緩やかな光度分布を有するやや縦長のスポット状の配光パターンとして形成されるのは、第１反射面１４ａにおける所定断面と直交する平面に沿った断面形状が放物線Ｐ２で構成されるとともに、第２反射面１４ｂが放物柱面で構成されていることによるものである。

なお、この配光パターンＰａにおいて、その輪郭を示す曲線と略同心状に形成された複数の曲線は等光度曲線であって、配光パターンＰａがその外周縁からその中心へ向けて徐々に明るくなることを示している。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された発光素子１２からの光を、これを前方側から覆う第１反射面１４ａにより光軸Ａｘの下方へ向けて反射させ、この反射光を第２反射面１４ｂにより前方へ向けて反射させる構成となっているが、その際、第１反射面１４ａにおける所定平面に沿った断面形状は、発光素子１２の発光中心Ａを第１焦点とするとともに光軸Ａｘと直交する軸線Ａｘ１を長軸とする楕円Ｅで構成されており、また、第２反射面１４ｂは、この楕円Ｅの第１焦点Ａと第２焦点Ｂとの間に配置されており、その所定平面に沿った断面形状が、光軸Ａｘと平行な軸Ａｘ２を有しかつ楕円Ｅの第２焦点Ｂを焦点とするとともに該焦点Ｂの前方側に位置する点Ｃを頂点とする放物線Ｐ２で構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、第１反射面１４ａで反射した発光素子１２からの光は、所定平面内においては、この所定平面に沿った断面形状を構成する楕円Ｅの第２焦点Ｂへ向かう光となるが、この楕円Ｅの第１焦点Ａと第２焦点Ｂとの間には第２反射面１４ｂが配置されているので、この光は第２焦点Ｂに収束する前に第２反射面１４ｂに入射することとなる。その際、この第２反射面１４ｂは、所定平面に沿った断面形状が、光軸Ａｘと平行な軸Ａｘ２を有しかつ楕円Ｅの第２焦点Ｂを焦点とするとともに該焦点Ｂの前方側に位置する点Ｃを頂点とする放物線Ｐ２で構成されているので、第１反射面１４ａで反射した発光素子１２からの光は、第２反射面１４ｂにより放物線Ｐ２の軸Ａｘ２と平行な光線すなわち光軸Ａｘと平行な光線として前方へ向けて反射することとなる。

そしてこのように、第２反射面１４ｂの構成として、従来のように第２焦点Ｂからの発散光を前方へ反射させる構成ではなく、第２焦点Ｂに収束する前の収束光の段階で前方へ反射させる構成とすることにより、第２反射面１４ｂを、従来のように第２焦点Ｂの後方側へ大きく張り出すように形成する必要をなくすことができ、これにより灯具１０の前後方向の幅を小さく抑えることができる。

このように本実施形態によれば、発光素子１２を光源とする車両用照明灯具１０において、発光素子１２からの光に対する光束利用率を高めた上で、該灯具１０の前後方向の幅を薄くすることができる。そしてこれにより、車体側の灯具設置用スペースとして前後幅の狭いスペースしか確保することができない場合であっても、灯具１０を容易に配置することが可能となる。

しかも、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、その第１反射面１４ａにおける、楕円Ｅの長軸Ａｘ１を含みかつ所定平面と直交する平面に沿った断面形状が、発光素子１２の発光中心Ａを焦点とする放物線Ｐ１で構成されるとともに、その第２反射面１４ｂが、放物線Ｐ２の焦点Ｂを通りかつ所定平面と直交する軸線Ａｘ２を焦線とする放物柱面で構成されているので、第１反射面１４ａから第２反射面１４ｂへ向かう光は灯具正面視において平行光となる。このため、第１反射面１４ａと第２反射面１４ｂとの位置関係が焦線方向に多少ずれていたとしても、第２反射面１４ｂからの反射光を光軸Ａｘと平行な光線に維持することができる。

また、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、その第１および第２反射面１４ａ、１４ｂが単一の透光ブロック１４の表面に形成されているので、これらが別々のリフレクタの表面に形成されているとした場合に比して、灯具１０をより薄型化することができるとともに、第１反射面１４ａと第２反射面１４ｂとの位置関係精度を高めることができる。

その際、この透光ブロック１４の出射面１４ｃは、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って平面状に形成されているので、第２反射面１４ｂからの反射光をそのまま光軸Ａｘと平行な光線として透光ブロック１４から出射させることができ、これにより明るいスポット状の配光パターンＰａを形成することができる。

なお、上記実施形態においては、発光素子１２の発光チップ２２が、０．３〜３ｍｍ四方程度の大きさの正方形に形成されているものとして説明したが、これ以外の外形形状（例えば横長の矩形形状等）に形成されたものを用いることも可能である。

また、上記実施形態において、封止樹脂部材２６の代わりに透光ブロック１４で直接発光チップ２２を封止する構成とすることも可能である。

さらに、上記実施形態においては、車両用照明灯具１０がハイビーム用のヘッドランプの一部として構成されているものとして説明したが、ロービーム用のヘッドランプの一部として構成されたものとすることも可能であり、また、例えばコーナリングランプ等のようにヘッドランプとは別の独立した灯具として構成されたものとすることも可能である。その際、上記実施形態においては、車両用照明灯具１０が車両正面方向を向いた状態で用いられるものとして説明したが、この車両用照明灯具１０を車両前後方向に対して所定角度車幅方向外側へ傾斜した方向へ向けた状態で用いることも可能であり、このようにした場合には車両用照明灯具１０をコーナリングランプ等により適したものとすることができる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。

図５は、本変形例に係る車両用照明灯具１１０を示す斜視図である。

同図に示すように、この車両用照明灯具１１０は、その透光ブロック１１４の出射面１１４ｃの形状が上記実施形態の場合と異なっているが、それ以外の構成は上記実施形態の場合と全く同様である。

すなわち、この出射面１１４ｃは、その光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った断面形状が鉛直線で構成されている点は上記実施形態の出射面１４ｃと同様であるが、その水平断面形状が円弧状の凸曲線で構成されている点で上記実施形態の出射面１４ｃと異なっている。そしてこれにより、出射面１１４ｃは、第２反射面１４ｂから平行光として到達した反射光を、上下方向には拡散することなく左右方向には一旦収束した後に拡散する光として出射させるようになっている。

図６は、本変形例に係る車両用照明灯具１１０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配光パターンＰｂを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰｂは、出射面１１４ｃの左右拡散作用により、上記実施形態において形成される配光パターンＰａを左右方向に拡大したような配光パターンとして形成されるようになっている。このようなやや横長の配光パターンＰｂとすることにより、車両前方路面に配光ムラを発生させにくくした上で、この配光パターンＰｂをハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺの形成に寄与するものとすることができる。

なお、本変形例の透光ブロック１１４における出射面１１４ｃのように、その水平断面形状を円弧状の凸曲線で構成する代わりに、円弧状の凹曲線あるいは凸曲線と凹曲線とを組み合わせた波形曲線等で水平断面形状を構成することも可能である。

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

図７は、本変形例に係る車両用照明灯具２１０を示す側断面図である。

同図に示すように、この車両用照明灯具２１０は、その基本的な構成は上記実施形態に係る車両用照明灯具１０と同様であるが、これをやや後方側へ傾斜させるように配置した構成となっており、これに伴い、透光ブロック２１４の構成が部分的に上記実施形態の透光ブロック１４と異なっている。

すなわち、この透光ブロック２１４は、その第１反射面１４ａにおける所定平面に沿った断面形状を構成する楕円Ｅの長軸Ａｘ１が、発光素子１２の発光中心Ａから鉛直下方よりもやや前方側に傾斜した方向に延びている。ただし、透光ブロック２１４の第２反射面２１４ｂは、その所定平面に沿った断面形状を構成する放物線Ｐ２の軸Ａｘ２が光軸Ａｘと平行に延びたままの状態に維持されている。また、透光ブロック２１４の出射面２１４ｃも、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って平面状に形成されたままの状態に維持されている。

この車両用照明灯具２１０において、その第１反射面１４ａで下方へ向けて反射した発光素子１２からの光は、所定平面内においては、その下方斜め前方に位置する楕円Ｅの第２焦点Ｂへ向かう光となるが、この楕円Ｅの第１焦点Ａと第２焦点Ｂとの間には第２反射面２１４ｂが配置されているので、この光は第２焦点Ｂに収束する前に第２反射面２１４ｂに入射する。この第２反射面２１４ｂは、その所定平面に沿った断面形状が、光軸Ａｘと平行な軸Ａｘ２を有しかつ楕円Ｅの第２焦点Ｂを焦点とするとともに該焦点Ｂの前方側に位置する点Ｃを頂点とする放物線Ｐ２で構成されているので、第１反射面１４ａで反射した発光素子１２からの光は、第２反射面２１４ｂにより放物線Ｐ２の軸Ａｘ２と平行な光線すなわち光軸Ａｘと平行な光線として前方へ向けて反射する。そして、この第２反射面２１４ｂからの反射光は、出射面２１４ｃにおいて屈折することなくそのまま出射し、光軸Ａｘと平行な光線として灯具前方へ照射される。

本変形例に係る車両用照明灯具２１０のように、その第１反射面１４ａが後方側へ傾斜するように配置されている場合であっても、その第２反射面２１４ｂおよび出射面２１４ｃを傾斜させずに配置しておくことにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本変形例に係る車両用照明灯具２１０とは逆に、第１反射面が前方側へ傾斜するように配置されている場合においても、その第２反射面および出射面を傾斜させずに配置しておくことにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、上記実施形態の第３変形例について説明する。

図８は、本変形例に係る車両用照明灯具３１０を示す側断面図である。

同図に示すように、この車両用照明灯具３１０は、その基本的な構成は上記実施形態に係る車両用照明灯具１０と同様であるが、これをやや前方側へ傾斜させるように配置した構成となっており、これに伴い、透光ブロック３１４の構成が部分的に上記実施形態の透光ブロック１４と異なっている。

すなわち、この透光ブロック３１４は、その第１反射面１４ａにおける所定平面に沿った断面形状を構成する楕円Ｅの長軸Ａｘ１が、発光素子１２の発光中心Ａから鉛直下方よりもやや後方側に傾斜した方向に延びており、また、この透光ブロック３１４の第２反射面１４ｂも、その所定平面に沿った断面形状を構成する放物線Ｐ２の軸Ａｘ２が、長軸Ａｘ１の傾斜角度分だけ光軸Ａｘに対して下向きに傾斜した方向に延びている。ただし、透光ブロック３１４の出射面３１４ｃは、光軸Ａｘと直交する鉛直面に対して下向きに大きく傾斜した平面で形成されている。この出射面３１４ｃの傾斜角度は、後述するように該出射面３１４ｃからの出射光の向きが光軸Ａｘと平行になるような値に設定されている。

この車両用照明灯具３１０において、その第１反射面１４ａで下方へ向けて反射した発光素子１２からの光は、所定平面内においては、その下方斜め後方に位置する楕円Ｅの第２焦点Ｂへ向かう光となるが、この楕円Ｅの第１焦点Ａと第２焦点Ｂとの間には第２反射面１４ｂが配置されているので、この光は第２焦点Ｂに収束する前に第２反射面１４ｂに入射する。この第２反射面１４ｂは、その所定平面に沿った断面形状が、楕円Ｅの第２焦点Ｂを焦点とするとともに該焦点Ｂの前方側に位置する点Ｃを頂点とする放物線Ｐ２で構成されているので、第１反射面１４ａで反射した発光素子１２からの光は、第２反射面１４ｂにより放物線Ｐ２の軸Ａｘ２と平行な光線として前方へ向けて下向きに反射する。そして、この第２反射面１４ｂからの反射光は、出射面３１４ｃにおいて上向きに屈折して出射し、光軸Ａｘと平行な光線として灯具前方へ照射される。

本変形例に係る車両用照明灯具３１０のように、第１反射面１４ａおよび第２反射面１４ｂが前方側へ傾斜するように配置されている場合においても、出射面３１４ｃを所定角度下向きに傾斜させるように配置しておくことにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本変形例に係る車両用照明灯具３１０とは逆に、第１反射面および第２反射面が後方側へ傾斜するように配置されている場合においても、出射面を所定角度上向きに傾斜させるように配置しておくことにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

上記実施形態に係る車両用照明灯具１０は、上記第２および第３変形例に示すように、その構成を部分的に変更することにより後傾配置あるいは前傾配置することが可能となり、これにより灯具レイアウトの自由度を高めることができる。

次に、上記実施形態の第４変形例について説明する。

図９は、本変形例に係る車両用照明灯具４１０を示す平断面図である。

同図に示すように、この車両用照明灯具４１０は、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０と全く同じ構成を有する灯具４１０Ａを２つ用い、これらをその透光ブロック１４の下端面において互いに付き合わせるようにして横置きに配置した構成となっている。

すなわち、この車両用照明灯具４１０は、各灯具４１０Ａの出射面１４ｃが灯具正面視において縦長矩形状になった状態で左右に隣接配置された構成となっており、その１対の出射面１４ｃから光軸Ａｘと平行な光が出射されるようになっている。

図１０は、本変形例に係る車両用照明灯具４１０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配光パターンＰｃを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰｃは、横置きで左右対称に配置された１対の灯具４１０Ａからの光照射により形成されるので、上記実施形態の配光パターンＰａをＨ−Ｖ回りに右へ９０°回転させた配光パターンＰｃ１と左へ９０°回転させた配光パターンＰｃ２とを重畳させた合成配光パターンとして形成されている。

これら各配光パターンＰｃ１、Ｐｃ２は、Ｈ−Ｖを中心とするやや横長のスポット状の配光パターンとして、左右対称配置で形成されるので、その合成配光パターンである配光パターンＰｃは、車両前方路面に配光ムラを発生させにくく、かつハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺの形成に適した明るい配光パターンとなる。

なお、本変形例に係る車両用照明灯具４１０のように、両灯具４１０Ａの透光ブロック１４をその下端面において互いに付き合わせた構成とする代わりに、両灯具４１０Ａの透光ブロック１４を単一の透光ブロックとして一体成形品で構成することも可能である。

次に、上記実施形態の第５変形例について説明する。

図１１は、本変形例に係る車両用照明灯具５１０を示す平断面図である。

同図に示すように、この車両用照明灯具５１０は、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０と略同様の構成を有する１対の灯具５１０Ｂをその透光ブロック５１４Ｂの下端面において互いに付き合わせるようにして横置きに配置するとともに、これら１対の灯具５１０Ｂの前方近傍に、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０と全く同じ構成を有する１対の灯具５１０Ａを横置きに配置した構成となっている。

その際、各灯具５１０Ｂは、その出射面５１４Ｂｃの第２反射面１４ｂに対する前方突出量が、各灯具５１０Ａにおける出射面１４ｃの第２反射面１４ｂに対する前方突出量よりも所定量大きい値に設定されており、これにより各出射面５１４Ｂｃの位置を各出射面１４ｃの位置と揃えるようになっている。ただし、各出射面１４ｃが光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿った平面として構成されているのに対して、各出射面５１４Ｂｃは光軸Ａｘと直交する鉛直面に対して左右方向に多少傾斜した鉛直面に沿った平面として構成されている。

そしてこれにより、この車両用照明灯具５１０においては、各灯具５１０Ａの出射面１４ｃからは光軸Ａｘと平行な光が出射されるとともに、各灯具５１０Ｂの出射面５１４Ｂｃからは光軸Ａｘに対して多少左右方向に偏向した平行光が出射されるようになっている。

図１２は、本変形例に係る車両用照明灯具５１０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配光パターンＰｄを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰｄは、１対の灯具５１０Ａからの光照射により形成される１対の配光パターンＰｄ１、Ｐｄ２と、１対の灯具５１０Ｂからの光照射により形成される１対の配光パターンＰｄ３、Ｐｄ４とを重畳させた合成配光パターンとして形成されるようになっている。

各配光パターンＰｄ１、Ｐｄ２は、Ｈ−Ｖを中心とするやや横長のスポット状の配光パターンとして左右対称配置で形成され、各配光パターンＰｄ３、Ｐｄ４は、これら各配光パターンＰｄ１、Ｐｄ２の左右両側に多少ずれるようにしてやや横長のスポット状の配光パターンとして左右対称配置で形成されている。そして、これら４つの配光パターンＰｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３、Ｐｄ４の合成配光パターンである配光パターンＰｄは、横長のスポット状の非常に明るい配光パターンとなる。これにより、配光パターンＰｄは、車両前方路面に配光ムラを発生させにくく、かつハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺの形成に適したものとなる。

上記実施形態に係る車両用照明灯具１０は、その前後方向の幅を薄くすることができるので、車体側の灯具設置用スペースとしてその前後幅にある程度余裕があれば、本変形例のように各灯具５１０Ａ、５１０Ｂを前後方向に重ねるようにして配置することことが可能となる。そして本変形例のような構成を採用することにより、非常に明るい配光パターンを形成することができる。

なお、本変形例のように、各灯具５１０Ｂにおける出射面５１４Ｂｃの前方突出量を、各灯具５１０Ａにおける出射面１４ｃの前方突出量と異なる値に設定しても、各出射面１４ｃ、５１４Ｂｃには第２反射面１４ｂからの平行光が入射するので、これにより配光性能が損なわれてしまうことはない。

次に、上記実施形態の第６変形例について説明する。

図１３は、本変形例に係る車両用照明灯具６１０を示す平断面図である。

同図に示すように、この車両用照明灯具６１０は、その透光ブロック６１４が、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０の透光ブロック１４を光軸Ａｘの左右両側に横置きで左右対称に配置したような構成を有している。

そして、この車両用照明灯具６１０においては、その透光ブロック６１４の左右１対の出射面１４ｃから光軸Ａｘと平行な光が出射されるようになっている。

図１４は、本変形例に係る車両用照明灯具４１０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配光パターンＰｅを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰｅは、左右１対の出射面１４ｃからの出射光により形成されるＰｅ１、Ｐｅ２を重畳させた合成配光パターンとして形成されるようになっている。この配光パターンＰｅは、図１０に示す配光パターンＰｃと略同様の配光パターンとなるが、単一の発光素子１２からの光によって形成されるので、配光パターンＰｃを全体的にやや暗くしたような配光パターンとなっている。

本変形例に係る車両用照明灯具６１０を採用することにより、単一の発光素子１２であっても、Ｈ−Ｖを中心とするスポット状の配光パターンを横長で左右対称形状で形成することができ、これにより、車両前方路面に配光ムラを発生させにくく、かつハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺの形成に適した明るい配光パターンを得ることができる。

次に、本願発明の第２実施形態について説明する。

図１５は、本実施形態に係る車両用照明灯具７１０を示す正面図である。

同図に示すように、この車両用照明灯具７１０は、上記第１実施形態に係る車両用照明灯具１０と基本的な構成は同様であるが、その透光ブロック７１４の第１反射面７１４ａおよび第２反射面７１４ｂの表面形状およびその出射面７１４ｃの外形形状が上記第１実施形態の場合と異なっている。

すなわち、第１反射面７１４ａは、上記第１実施形態における第１反射面１４ａの所定平面に沿った断面形状を構成する楕円Ｅの長軸Ａｘ１を中心軸とする回転楕円面で構成されている。また、第２反射面７１４ｂは、上記第１実施形態における第２反射面１４ｂの所定平面に沿った断面形状を構成する放物線Ｐ２の軸Ａｘ２を中心軸とする回転放物面で構成されている。これに伴い、出射面７１４ｃは、その上縁形状および左右両側縁の形状が曲線状に形成されている。

なお、第１反射面７１４ａの上部領域７１４ａ１には、上記第１実施形態における第１反射面１４ａの上部領域１４ａ１と同様、アルミ蒸着等の鏡面処理が施されている。

この車両用照明灯具７１０においても、その出射面７１４ｃから光軸Ａｘと平行な光が出射されることとなる。

図１６は、本実施形態に係る車両用照明灯具７１０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配光パターンＰｆを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰｆは、Ｈ−Ｖを中心とするスポット状の配光パターンとして形成されており、Ｈ−Ｖの上方側よりも下方側の方が光度差が緩やかな光度分布を有している。その際、この配光パターンＰｆは、上記実施形態において形成される配光パターンＰａに比して左右両側にやや拡がった配光パターンとして形成されるが、これは第１反射面１４ａが回転楕円面で構成されるとともに第２反射面７１４ｂが回転放物面で構成されていることによるものである。

本実施形態に係る車両用照明灯具７１０を採用した場合においても、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺの形成に適した明るい配光パターンを形成することができる。

また、本実施形態に係る車両用照明灯具７１０も、その所定平面に沿った断面形状は、上記第１実施形態に係る車両用照明灯具１０の場合と全く同様である。したがって、本実施形態に係る車両用照明灯具７１０を採用した場合においても、発光素子１２からの光に対する光束利用率を高めた上で、その前後方向の幅を薄くすることができる。

しかも、本実施形態に係る車両用照明灯具７１０を採用することにより、上記第１実施形態に係る車両用照明灯具１０に比して、その左右方向の幅を狭くすることができる。

次に、本願発明の第３実施形態について説明する。

図１７は、本実施形態に係る車両用照明灯具８１０を示す平断面である。

同図に示すように、この車両用照明灯具８１０は、その透光ブロック８１４が、上記第１実施形態の第６変形例に係る車両用照明灯具６１０の透光ブロック６１４と同一の水平断面形状を有しているが、これを光軸Ａｘ回りに回転させた回転体形状を有している。

すなわち、この透光ブロック８１４は、その第１反射面８１４ａが、その所定平面の断面形状を構成する楕円Ｅを光軸Ａｘ回りに回転させることにより形成される曲面で構成されており、その第２反射面８１４ｂが、その所定平面の断面形状を構成する放物線Ｐ２を光軸Ａｘ回りに回転させることにより形成される曲面で構成されており、その出射面８１４ｃが、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿った円環状の平面として構成されている。

なお、第１反射面８１４ａの光軸近傍領域８１４ａ１には、上記第１実施形態における第１反射面１４ａの上部領域１４ａ１と同様、アルミ蒸着等の鏡面処理が施されている。

図１８は、本実施形態に係る車両用照明灯具８１０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配光パターンＰｇを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰｇは、Ｈ−Ｖを中心とするスポット状の配光パターンとして形成されており、その全周にわたって均整のとれた光度分布を有している。これは第１反射面８１４ａおよび第２反射面８１４ｂが、光軸Ａｘを中心とする回転体形状を有していることによるものである。

本実施形態に係る車両用照明灯具８１０を採用した場合においても、ハイビーム用配光パターンＰＨのホットゾーンＨＺの形成に適した明るい配光パターンを形成することができる。

また、本実施形態に係る車両用照明灯具８１０も上記第１実施形態に係る車両用照明灯具１０と前後方向の幅は同じである。したがって、本実施形態に係る車両用照明灯具８１０を採用した場合においても、発光素子１２からの光に対する光束利用率を高めた上で、その前後方向の幅を薄くすることができる。

本願発明の第１実施形態に係る車両用照明灯具を示す斜視図 上記車両用照明灯具を示す側断面図 上記車両用照明灯具を示す正面図 上記車両用照明灯具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配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の第１変形例に係る車両用照明灯具を示す斜視図 上記第１変形例に係る車両用照明灯具から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の第２変形例に係る車両用照明灯具を示す側断面図 上記実施形態の第３変形例に係る車両用照明灯具を示す側断面図 上記実施形態の第４変形例に係る車両用照明灯具を示す平断面図 上記第４変形例に係る車両用照明灯具から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の第５変形例に係る車両用照明灯具を示す平断面図 上記第５変形例に係る車両用照明灯具から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の第６変形例に係る車両用照明灯具を示す平断面図 上記第６変形例に係る車両用照明灯具から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 本願発明の第２実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面図 上記第２実施形態に係る車両用照明灯具から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 本願発明の第３実施形態に係る車両用照明灯具を示す平断面図 上記第３実施形態に係る車両用照明灯具から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図

符号の説明

１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０ 車両用照明灯具
１２ 発光素子
１４、１１４、２１４、３１４、５１４、５１４Ｂ、６１４、７１４、８１４ 透光ブロック
１４ａ、７１４ａ、８１４ａ 第１反射面
１４ａ１、７１４ａ１ 上部領域
１４ｂ、２１４ｂ、７１４ｂ、８１４ｂ 第２反射面
１４ｃ、１１４ｃ、２１４ｃ、３１４ｃ、５１４Ｂｃ、７１４ｃ、８１４ｃ 出射面
１４ｄ 後面
１４ｄ１ 光源取付部
１６ 支持プレート
２２ 発光チップ
２４ ベース部材
２６ 封止樹脂部材
４１０Ａ、５１０Ａ、５１０Ｂ 灯具
８１４ａ１ 光軸近傍領域
Ａ 発光中心、第１焦点
Ａｘ 光軸
Ａｘ１ 楕円の長軸としての軸線
Ａｘ２ 放物線の軸としての軸線
Ａｘ３ 放物柱面の焦線としての軸線
Ｂ 第２焦点、焦点
Ｃ 頂点
Ｅ 楕円
ＨＺ ホットゾーン
Ｐ１、Ｐ２ 放物線
ＰＨ ハイビーム用配光パターン
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｃ１、Ｐｃ２、Ｐｄ、Ｐｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３、Ｐｄ４、Ｐｅ、Ｐｅ１、Ｐｅ２、Ｐｆ、Ｐｇ 配光パターン

Claims (2)

1. 灯具前後方向に延びる光軸上に配置された発光素子と、この発光素子からの光を上記光軸の径方向外方へ向けて反射させる第１反射面と、この第１反射面で反射した上記発光素子からの光を前方へ向けて反射させる第２反射面と、を備えてなる車両用照明灯具において、
   上記第１反射面における上記光軸を含む所定平面に沿った断面形状が、上記発光素子の発光中心を第１焦点とするとともに上記光軸と交差する軸線を長軸とする楕円で構成されており、
   上記第２反射面が、上記楕円の第１焦点と第２焦点との間に配置されており、
   この第２反射面における上記所定平面に沿った断面形状が、上記楕円の第２焦点を焦点とするとともに該焦点の前方側に位置する点を頂点とする放物線で構成されており、
   上記第１反射面における上記楕円の長軸を含みかつ上記所定平面と直交する平面に沿った断面形状が、上記発光素子の発光中心を焦点とする放物線で構成されており、
   上記第２反射面が、上記放物線の焦点を通りかつ上記所定平面と直交する軸線を焦線とする放物柱面で構成されている、ことを特徴とする車両用照明灯具。
2. 上記第１および第２反射面が、単一の透光ブロックの表面に形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用照明灯具。

Images