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JP4080780B2 - 光源ユニット - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、車両用灯具に用いられる光源ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ヘッドランプ等の車両用灯具においては、その灯具形式の１つとして、いわゆるプロジェクタ型のものが知られている。
【０００３】
このプロジェクタ型の車両用灯具は、光軸上に配置された光源からの光を、リフレクタにより前方へ向けて光軸寄りに集光反射させ、この反射光をリフレクタの前方に設けられた投影レンズを介して灯具前方へ照射するように構成されている。
【０００４】
そしてこのようなプロジェクタ型の車両用灯具を採用することにより、いわゆるパラボラ型の車両用灯具に比して灯具の小型化を図ることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプロジェクタ型の車両用灯具においては、その光源として放電バルブの放電発光部やハロゲンバルブのフィラメント等が用いられているので、次のような問題がある。
【０００６】
すなわち、光源が線分光源としてある程度の大きさを有しているので、この光源からの光を適正に反射制御するためには、リフレクタについてもある程度大きさを確保しておく必要がある。また、放電バルブやハロゲンバルブ等を取り付けるためのスペースを確保する必要があるため、この点においてもリフレクタサイズをある程度大きく設定する必要がある。さらに、光源が発熱するので、その熱の影響を考慮したリフレクタサイズを確保しておく必要がある。
【０００７】
このようなことから、従来のプロジェクタ型の車両用灯具においては、灯具の大幅な小型化を図ることができない、という問題がある。
【０００８】
なお、特開２００２−５０２１４号公報、特開２００１−３３２１０４号公報、特開平９−３３０６０４号公報には、車両用灯具において小型光源であるＬＥＤを用いたものが記載されている。また、特開２００２−４２５２０号公報、特開２０００−７７６８９号公報には、ＬＥＤの近くに反射面が配置された発光装置が記載されている。
【０００９】
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、車両用灯具の大幅な小型化を図ることができる光源ユニットを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、光源として半導体発光素子を採用するとともに、その配置およびリフレクタ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。
【００１１】
すなわち、本願発明に係る光源ユニットは、
車両用灯具に用いられる光源ユニットであって、
上記光源ユニットの光軸上に該光軸と略直交する所定方向へ向けて配置された半導体発光素子と、この半導体発光素子に対して上記所定方向前方側に設けられ、該半導体発光素子からの光を上記光軸方向前方へ向けて該光軸寄りに集光反射させる第１反射面を有するリフレクタとを備えてなり、
上記第１反射面が、上記半導体発光素子から該第１反射面までの上記所定方向の距離が２０ｍｍ以下の値となるように形成されており、
上記リフレクタに対して上記光軸方向前方側の所定位置に、投影レンズが設けられており、
上記リフレクタにおける上記第１反射面の上記光軸方向前端部に、該光軸方向前方へ向けて該光軸寄りに傾斜するようにして延びる第２反射面が形成されており、
上記半導体発光素子の上記光軸方向前方側に、上記光軸方向前方へ向けて上記第２反射面と対向するようにして延びる反射面を有する第２リフレクタが設けられており、この第２リフレクタの反射面により、上記第２反射面で反射した上記半導体発光素子からの光を反射させて上記投影レンズに入射させるように構成されている、ことを特徴とするするものである。
【００１２】
上記「車両用灯具」は、特定種類の車両用灯具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、ベンディングランプ等が採用可能である。
【００１３】
上記「光源ユニットの光軸」は、車両前後方向に延びるように設定されたものであってよいし、それ以外の方向に延びるように設定されたものであってよい。
【００１４】
上記「所定方向」は、光源ユニットの光軸と略直交する方向であれば、特定の方向に限定されるものではなく、例えば、上向き、横向き、下向き等に設定することが可能である。
【００１５】
上記「半導体発光素子」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（半導体レーザ）等が採用可能である。
【００１６】
【発明の作用効果】
上記構成に示すように、本願発明に係る光源ユニットは、その光軸上に半導体発光素子が光軸と略直交する所定方向へ向けて配置されるとともに、この半導体発光素子に対して上記所定方向前方側に、該半導体発光素子からの光を光軸方向前方へ向けて光軸寄りに集光反射させる第１反射面を有するリフレクタが設けられており、このリフレクタの第１反射面が、半導体発光素子から第１反射面までの上記所定方向の距離が２０ｍｍ以下の値となるように形成されているので、従来のプロジェクタ型の車両用灯具に用いられているリフレクタに比して、リフレクタを大幅に小型化することができる。
【００１７】
その際、光源として半導体発光素子が用いられているので、光源を略点光源として取り扱うことが可能となり、このためリフレクタを小型化した場合においても、該リフレクタにより半導体発光素子からの光を適正に反射制御することが可能となる。しかも、この半導体発光素子は、光源ユニットの光軸と略直交する所定方向へ向けて配置されているので、半導体発光素子から出射される光の大半を第１反射面からの反射光として利用することができる。
【００１８】
また、光源として半導体発光素子が用いられているので、従来のように放電バルブやハロゲンバルブ等を取り付けるための大きなスペースを確保する必要がなく、この点においてもリフレクタを小型化することができる。しかも、半導体発光素子の採用により、発熱の影響をほとんど考慮する必要がなくなるので、この点においてもリフレクタを小型化することができる。
【００１９】
したがって、本願発明に係る光源ユニットを車両用灯具に用いることにより、該車両用灯具の大幅な小型化を図ることができる。
【００２０】
なお、本願発明に係る光源ユニットを車両用灯具に用いる際、光源ユニットを１つだけ用いるようにしてもよいし、複数の光源ユニットを用いるようにしてもよい。後者の場合には、光源ユニットの個数分だけ車両用灯具の明るさを増大させることができる。その際、各光源ユニットの配置を任意に設定することが容易に可能となるので、車両用灯具としての形状自由度を高めることができる。
【００２１】
上記構成において、リフレクタにおける第１反射面の光軸方向前端部に、光軸方向前方へ向けて光軸寄りに傾斜するようにして延びる第２反射面を形成するようにすれば、その分だけさらにリフレクタの利用立体角を増大させることができ、これにより光源ユニットとしての利用光束を一層増大させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
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。
【００２６】
図１は、本願発明の一実施形態に係る光源ユニット１０を備えた車両用灯具１００を示す正面図である。
【００２７】
この車両用灯具１００は、ロービーム照射用のヘッドランプであって、素通し状の透明カバー１０２とランプボディ１０４とで形成される灯室内に、１０個の光源ユニット１０が略横一列で収容されてなっている。
【００２８】
これら各光源ユニット１０は、いずれも同様の構成を有しており、その光軸Ａｘが車両前後方向（正確には車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向））に延びるようにした状態で灯室内に収容されている。
【００２９】
図２は、１つの光源ユニット１０を示す正面図であり、図３および４は、その側断面図および平断面図である。
【００３０】
これらの図に示すように、光源ユニット１０は、光源としてのＬＥＤ１２（半導体発光素子）と、リフレクタ１４と、光制御部材１６と、投影レンズ１８とを備えてなっている。
【００３１】
ＬＥＤ１２は、１ｍｍ四方程度の大きさの発光部を有する白色ＬＥＤであって、基板２０に支持された状態で光軸Ａｘ上において鉛直方向上方へ向けて配置されている。
【００３２】
リフレクタ１４は、ＬＥＤ１２に対して上方側に設けられた略ドーム状の部材であって、該ＬＥＤ１２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させる第１反射面１４ａを有している。この第１反射面１４ａは、ＬＥＤ１２から該第１反射面１４ａまでの鉛直方向の距離Ｌが２０ｍｍ以下の値（具体的には１０ｍｍ程度）となるように形成されている。
【００３３】
この第１反射面１４ａは、光軸Ａｘを中心軸とする略楕円球面状に形成されている。具体的には、この第１反射面１４ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が略楕円形状に設定されており、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。ただし、これら各断面を形成する楕円の後方側頂点は同一位置に設定されている。ＬＥＤ１２は、この第１反射面１４ａの鉛直断面を形成する楕円の第１焦点Ｆ１に配置されている。そしてこれにより、第１反射面１４ａは、ＬＥＤ１２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させ、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。
【００３４】
リフレクタ１４における第１反射面１４ａの前端部には、その上部に該第１反射面１４ａから前方へ向けて下向き（光軸Ａｘ寄り）に傾斜するようにして延びる第２反射面１４ｂが形成されている。
【００３５】
投影レンズ１８は、リフレクタ１４の前方において、その後方側焦点位置をリフレクタ１４の第１反射面１４ａの第２焦点Ｆ２に一致させるようにして光軸Ａｘ上に配置されており、これにより第２焦点Ｆ２を含む焦点面上の像を反転像として前方へ投影するようになっている。この投影レンズ１８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、その上下左右４箇所に面取りが施されている。
【００３６】
光制御部材１６は、ＬＥＤ１２と投影レンズ１８との間に設けられている。この光制御部材１６は、正面視において略へ字状に形成された遮光端面１６ａを有しており、この遮光端面１６ａにおいて第１反射面１４ａからの反射光の一部を遮蔽するとともに、投影レンズ１８から上向きに出射されるべき光の大半を、投影レンズ１８から下向きに出射される光に変換する制御を行うようになっている。
【００３７】
具体的には、この遮光端面１６ａは、光軸Ａｘから左方向へ水平に延びる水平カットオフ形成面１６ａ１と、光軸Ａｘから右方向へ斜め１５°下向きに延びる斜めカットオフ形成面１６ａ２とからなる遮光端面１６ａを有しており、この遮光端面１６ａの前端縁（遮光端面１６ａと光制御部材１６の前端面１６ｂとの間の稜線）が第２焦点Ｆ２を通るように形成されている。この遮光端面１６ａは、後方へ向けて延長形成されるとともに、その表面には反射面処理が施されている。そして、この延長形成された遮光端面１６ａにより、第１反射面１４ａからの反射光を上方側へ反射させる第３反射面１６ｃが形成されている。
【００３８】
なお、光制御部材１６の前端面１６ｂは、投影レンズ１８の像面湾曲に対応すべく、平面視において左右両側が前方へ湾曲するように形成されている。
【００３９】
光制御部材１６の後端部には基板支持部１６ｄが形成されており、この基板支持部１６ｄにおいて基板２０が光制御部材１６に固定されている。
【００４０】
また、リフレクタ１４は、その下端周縁部において光制御部材１６に固定されている。さらに、投影レンズ１８も、図示しないブラケットを介して光制御部材１６に固定されている。
【００４１】
図５は、光源ユニット１０から照射されるビームの光路を詳細に示す側断面図である。
【００４２】
図示のように、ＬＥＤ１２からの出射光のうち、リフレクタ１４の第１反射面１４ａで反射した光は、その一部が光制御部材１６によって遮蔽され、その残りがそのまま投影レンズ１８に入射する。その際、光制御部材１６によって遮蔽された光も、その遮光端面１６ａに形成された第３反射面１６ｃにより上向きに反射して投影レンズ１８に入射する。こうして投影レンズ１８に入射してこれを透過した光は、投影レンズ１８から前方へロービーム照射光Ｂｏとして出射する。
【００４３】
一方、リフレクタ１４の第２反射面１４ｂで反射したＬＥＤ１２からの光は、第２焦点Ｆ２の上方を通るようにして投影レンズ１８に入射し、該投影レンズ１８から前方へ付加照射光Ｂａとして出射する。この付加照射光Ｂａは、ロービーム照射光Ｂｏよりも下向きの光として照射される。
【００４４】
図６は、光源ユニット１０から前方へ照射されるビームにより灯具前方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配光パターンＰ（Ｌ）を、光源ユニット１０と共にその背面側から透視的に示す図である。
【００４５】
図示のように、ロービーム配光パターンＰ（Ｌ）は、基本配光パターンＰｏと付加配光パターンＰａとの合成配光パターンとして形成される。
【００４６】
基本配光パターンＰｏは、第１反射面１４ａからの反射光（ロービーム照射光Ｂｏ）により形成される左配光パターンであって、その上端縁に水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。水平カットオフラインＣＬ１は、光制御部材１６の水平カットオフ形成面１６ａ１の反転像としてＨ−Ｖ（灯具前方真正面）の右側（対向車線側）に形成され、斜めカットオフラインＣＬ２は、光制御部材１６の斜めカットオフ形成面１６ａ２の反転像としてＨ−Ｖの左側（自車線側）に形成される。これら水平カットオフラインＣＬ１と斜めカットオフラインＣＬ２との交点（エルボ点）Ｅの位置は、Ｈ−Ｖのやや下方位置（０．５〜０．６°程度下方位置）に設定されている。そして、この基本配光パターンＰｏにより、車両前方路面における遠方領域の視認性を確保するようになっている。
【００４７】
一方、付加配光パターンＰａは、第２反射面１４ｂからの反射光（付加照射光Ｂａ）により形成される配光パターンであって、基本配光パターンＰｏの下半部と重複して左右方向に幅広く拡散するように形成される。そして、この付加配光パターンＰａにより、車両前方路面における近距離領域の視認性を確保するようになっている。
【００４８】
本実施形態に係る車両用灯具１００は、光源ユニット１０を１０個備えているので、この車両用灯具１００全体としては、各光源ユニット１０からの照射ビームによって形成されるロービーム配光パターンＰ（Ｌ）が１０重に重畳された合成配光パターンでビーム照射を行うこととなる。そしてこれによりヘッドランプのロービーム照射に必要な明るさを十分に確保するようになっている。
【００４９】
以上詳述したように、本実施形態に係る光源ユニット１０は、その車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上にＬＥＤ１２が鉛直方向上方へ向けて配置されるとともに、このＬＥＤ１２の上方側に、該ＬＥＤ１２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させる第１反射面１４ａを有するリフレクタ１４が設けられており、このリフレクタ１４の第１反射面１４ａが、ＬＥＤ１２から第１反射面１４ａまでの鉛直方向の距離が１０ｍｍ程度の値となるように形成されているので、従来のプロジェクタ型の車両用灯具に用いられているリフレクタに比して、リフレクタ１４を大幅に小型化することができる。
【００５０】
その際、光源としてＬＥＤ１２が用いられているので、光源を略点光源として取り扱うことが可能となり、このためリフレクタ１４を小型化した場合においても、リフレクタ１４によりＬＥＤ１２からの光を適正に反射制御することが可能となる。しかも、このＬＥＤ１２は、光源ユニット１０の光軸Ａｘと略直交する方向へ向けて配置されているので、ＬＥＤ１２から出射される光の大半を第１反射面１４ａからの反射光として利用することができる。
【００５１】
また、光源としてＬＥＤ１２が用いられているので、従来のように放電バルブやハロゲンバルブ等を取り付けるための大きなスペースを確保する必要がなく、この点においてもリフレクタ１４を小型化することができる。しかも、ＬＥＤ１２の採用により、発熱の影響をほとんど考慮する必要がなくなるので、この点においてもリフレクタ１４を小型化することができる。
【００５２】
したがって、本実施形態に係る光源ユニット１０を車両用灯具に用いることにより、該車両用灯具の大幅な小型化を図ることができる。
【００５３】
本実施形態に係る車両用灯具１００は、ロービーム照射用のヘッドランプであり、そのロービーム照射に必要な明るさが十分に確保されるよう、光源ユニット１０を１０個備えた構成となっているが、その際、各光源ユニット１０の配置を任意に設定することが容易に可能であるので、車両用灯具としての形状自由度を高めることができる。
【００５４】
なお本実施形態においては、リフレクタ１４の第１反射面１４ａが、ＬＥＤ１２から該第１反射面１４ａまでの鉛直方向の距離Ｌが１０ｍｍ程度の値となるように形成されているものとして説明したが、この距離Ｌを１０ｍｍよりも多少大きい値（すなわち、２０ｍｍ以下、好ましくは１６ｍｍ以下、さらに好ましくは１２ｍｍ以下）に設定した場合においても、従来のプロジェクタ型の車両用灯具に用いられているリフレクタに比して、リフレクタ１４を大幅に小型化することができる。
【００５５】
本実施形態においては、リフレクタ１４における第１反射面１４ａの前端部に、前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに傾斜するようにして延びる第２反射面１４ｂが形成されているので、その分だけさらにリフレクタ１４の利用立体角を増大させることができ、これにより光源ユニット１０としての利用光束を一層増大させることができる。
【００５６】
また本実施形態においては、ＬＥＤ１２に対して前方側の所定位置に、第１反射面１４ａからの反射光の一部を遮蔽する光制御部材１６が設けられているので、光源ユニット１０からのビーム照射により、水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有するロービーム配光パターンＰ（Ｌ）を形成することが可能となる。
【００５７】
その際、この光制御部材１６は、その遮光端面１６ａが後方へ向けて延長形成されており、この延長形成された遮光端面１６ａにより、第１反射面１４ａからの反射光を上方側へ反射させる第３反射面１６ｃが形成されているので、本来は光制御部材１６によって遮蔽されて無駄になるべき光をビーム照射用として有効に活用することができ、これにより光源ユニット１０としての利用光束をより一層増大させることができる。なお、本実施形態のような光制御部材１６を設ける代わりに、第１反射面１４ａからの反射光の一部を遮蔽する機能のみを有するシェードを設けるようにしてもよい。
【００５８】
さらに本実施形態に係る光源ユニット１０は、投影レンズ１８を備えた構成となっているので、車両用灯具１００の組付けを行う前の段階で投影レンズ１８とリフレクタ１４および光制御部材１６との位置関係を精度良く設定しておくことができ、これにより車両用灯具１００の組付けを容易に行うことができる。
【００５９】
本実施形態に係る光源ユニット１０においては、ＬＥＤ１２が鉛直方向上方へ向けて配置された構成となっているが、図７に示すように、ＬＥＤ１２を鉛直方向上方に対して光軸Ａｘ回りに右方向へ１５°回転した方向へ向けて配置することも可能である。このようにした場合には、次のような作用効果を得ることができる。
【００６０】
すなわち、一般に、ＬＥＤから出射される光の配光曲線は、該ＬＥＤの正面方向が最大光度で正面方向からの角度が大きくなるに従って光度が減少する光度分布を有している。そこで、ＬＥＤ１２を上述したように１５°回転した配置とすることにより、基本配光パターンＰｏにおける斜めカットオフラインＣＬ２の下方領域（図７において２点鎖線で示す領域）Ａを明るく照射することができる。そしてこれにより、ロービーム配光パターンＰ（Ｌ）を一層遠方視認性に優れたものとすることができる。
【００６１】
なお本実施形態においては、水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有するロービーム配光パターンＰ（Ｌ）を形成するために、光制御部材１６の遮光端面１６ａが水平カットオフ形成面１６ａ１および斜めカットオフ形成面１６ａ２からなるものとして説明したが、これ以外のカットオフライン（例えば左右段違いの段付き水平カットオフラインからなるもの）を有するロービーム配光パターンを形成するために、光制御部材１６の遮光端面１６ａを本実施形態とは異なる形状に設定するようにした場合においても、本実施形態と同様の構成を採用することにより本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
次に上記実施形態の第１の変形例について説明する。
【００６３】
図８は、本変形例に係る光源ユニット１０Ａを示す側断面図である。
【００６４】
図示のように、本変形例に係る光源ユニット１０Ａは、その光制御部材１６Ａおよび投影レンズ１８Ａの構成が、上記実施形態の光制御部材１６および投影レンズ１８と異なっているが、それ以外の構成については上記実施形態と同様である。
【００６５】
光制御部材１６Ａは、その前端面１６ｂの形状については上記実施形態の光制御部材１６（図中２点鎖線で示す）と同様であるが、その遮光端面１６Ａａが前端面１６ｂから後方へ向けてやや上向きに傾斜するようにして延びている。この上向き傾斜角度αは、例えば１〜１０°程度の範囲内の適当な値に設定されている。
【００６６】
遮光端面１６Ａａがこのように形成されることにより、第１反射面１４ａからの反射光を上方側へ反射させる第３反射面１６Ａｃも上向き傾斜角度αで形成されることとなるので、該第３反射面１６Ａｃからの反射光の上向き角度は、上記実施形態の場合（図中２点鎖線で反射光の光路を示す）に比して角度２α分だけ小さくなる。したがって、第３反射面１６Ａｃからの反射光が投影レンズ１８Ａへ入射する位置は、上記実施形態の場合に比して低い位置になる。
【００６７】
このため、本変形例における投影レンズ１８Ａは、上記実施形態の投影レンズ１８（図中２点鎖線で示す）において第３反射面１６Ａｃからの反射光が入射しない部分となる上端部が切り取られた形状となっている。
【００６８】
本変形例の構成を採用することにより、投影レンズ１８Ａの上下幅を小さくすることができ、これにより光源ユニット１０Ａを一層小型化することができる。
【００６９】
次に上記実施形態の第２の変形例について説明する。
【００７０】
図９は、本変形例に係る車両用灯具１００Ａを示す正面図である。
【００７１】
この車両用灯具１００Ａも、上記実施形態の車両用灯具１００と同様、ロービーム照射用のヘッドランプであって、１０個の光源ユニットが略横一列で設けられた構成となっているが、これら光源ユニットが複数種類の光源ユニットの組合せで構成されている点で、上記実施形態と異なっている。
【００７２】
すなわち、１０個の光源ユニットのうち４個は、上記実施形態と同様の光源ユニット１０であるが、残り６個はホットゾーン（高光度領域）形成用の光源ユニットであって、そのうち３個が水平カットオフ形成用の光源ユニット１０Ｂであり、残り３個が斜めカットオフ形成用の光源ユニット１０Ｃである。
【００７３】
水平カットオフ形成用の光源ユニット１０Ｂは、その基本的構成は光源ユニット１０と同様であるが、次の点で異なっている。すなわち、この光源ユニット１０Ｂにおいては、光制御部材１６Ｂの遮光端面１６Ｂａ全体が、光軸Ａｘから左右両方向へ水平に延びる水平カットオフ形成面として形成されている。また、この光源ユニット１０Ｂにおいては、投影レンズ１８Ｂとして光源ユニット１０の投影レンズ１８よりもバックフォーカル長が長いレンズが用いられている。
【００７４】
一方、斜めカットオフ形成用の光源ユニット１０Ｃも、その基本的構成は光源ユニット１０と同様であるが、次の点で異なっている。すなわち、この光源ユニット１０Ｃにおいては、光制御部材１６Ｃの遮光端面１６Ｃａ全体が、光軸Ａｘから左方向へ斜め１５°上向きに延びるとともに右方向へ斜め１５°下向きに延びる斜めカットオフ形成面として形成されており、また、この光源ユニット１０Ｃにおいては、その投影レンズ１８Ｃとして光源ユニット１０Ｂの投影レンズ１８Ｂよりもさらにバックフォーカル長が長いレンズが用いられている。なお、この光源ユニット１０ＣのＬＥＤ１２は、鉛直方向上方に対して光軸Ａｘ回りに右方向へ１５°回転した方向へ向けて配置されている（図１１参照）。
【００７５】
図１０は、光源ユニット１０Ｂから前方へ照射されるビームにより灯具前方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水平カットオフ形成用配光パターンＰ１を、光源ユニット１０Ｂと共にその背面側から透視的に示す図である。
【００７６】
図示のように、水平カットオフ形成用配光パターンＰ１は、基本配光パターンＰ１ｏと付加配光パターンＰ１ａとの合成配光パターンとして形成される。
【００７７】
基本配光パターンＰ１ｏは、第１反射面１４ａからの反射光（ホットゾーン形成用照射光Ｂ１ｏ）により形成される配光パターンであって、その上端縁に水平カットオフラインＣＬ１を有している。この水平カットオフラインＣＬ１は、光源ユニット１０により形成される水平カットオフラインＣＬ１と同じ高さに形成されるようになっている。
【００７８】
光源ユニット１０Ｂの投影レンズ１８Ｂは、光源ユニット１０の投影レンズ１８よりもバックフォーカル長が長いので、基本配光パターンＰ１ｏは、光源ユニット１０により形成される基本配光パターンＰｏに比して、小さくて明るい配光パターンとなる。そしてこれにより、基本配光パターンＰ１ｏは水平カットオフラインＣＬ１に沿ったホットゾーンを形成し、車両前方路面における遠方領域の視認性を十分に高めるようになっている。
【００７９】
一方、付加配光パターンＰ１ａは、第２反射面１４ｂからの反射光（付加照射光Ｂ１ａ）により形成される配光パターンであって、基本配光パターンＰ１ｏの下半部と重複して左右方向に幅広く拡散するように形成される。なお、この付加配光パターンＰ１ａについても、投影レンズ１８Ｂのバックフォーカル長が長い分だけ、光源ユニット１０により形成される付加配光パターンＰａよりも小さい配光パターンとなっている。そして、この付加配光パターンＰ１ａにより、車両前方路面における基本配光パターンＰ１ｏの手前側領域の視認性を確保するようになっている。
【００８０】
図１１は、光源ユニット１０Ｃから前方へ照射されるビームにより灯具前方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斜めカットオフ形成用配光パターンＰ２を、光源ユニット１０Ｃと共にその背面側から透視的に示す図である。
【００８１】
図示のように、斜めカットオフ形成用配光パターンＰ２は、基本配光パターンＰ２ｏと付加配光パターンＰ２ａとの合成配光パターンとして形成される。
【００８２】
基本配光パターンＰ２ｏは、第１反射面１４ａからの反射光（ホットゾーン形成用照射光Ｂ２ｏ）により形成される配光パターンであって、その上端縁に斜めカットオフラインＣＬ２を有している。この斜めカットオフラインＣＬ２は、光源ユニット１０により形成される斜めカットオフラインＣＬ２と同じ高さに形成されるようになっている。
【００８３】
光源ユニット１０Ｃの投影レンズ１８Ｃは、光源ユニット１０Ｂの投影レンズ１８Ｂよりもさらにバックフォーカル長が長いので、基本配光パターンＰ２ｏは、光源ユニット１０Ｂにより形成される基本配光パターンＰ１ｏに比して、さらに小さくて明るい配光パターンとなる。そしてこれにより、基本配光パターンＰ２ｏは斜めカットオフラインＣＬ２に沿ったホットゾーンを形成し、車両前方路面における遠方領域の視認性を十分に高めるようになっている。
【００８４】
一方、付加配光パターンＰ２ａは、第２反射面１４ｂからの反射光（付加照射光Ｂ２ａ）により形成される配光パターンであって、基本配光パターンＰ２ｏの下半部と重複して左右方向に幅広く拡散するように形成される。なお、この付加配光パターンＰ２ａについても、投影レンズ１８Ｃのバックフォーカル長が長い分だけ、光源ユニット１０Ｂにより形成される付加配光パターンＰ１ａよりもさらに小さい配光パターンとなっている。そして、この付加配光パターンＰ２ａにより、車両前方路面における基本配光パターンＰ２ｏの手前側領域の視認性を確保するようになっている。
【００８５】
図１２は、本変形例に係る車両用灯具１００Ａから前方へ照射されるビームにより灯具前方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合成ロービーム配光パターンＰΣ（Ｌ）を透視的に示す図である。
【００８６】
図示のように、この合成ロービーム配光パターンＰΣ（Ｌ）は、４個の光源ユニット１０の各々からの照射ビームによって形成されるロービーム配光パターンＰ（Ｌ）が４重に重畳され、３個の光源ユニット１０Ｂからの照射ビームによって形成される水平カットオフ形成用配光パターンＰ１が３重に重畳され、３個の光源ユニット１０Ｃからの照射ビームによって形成される斜めカットオフ形成用配光パターンＰ２が３重に重畳された配光パターンとなっている。
【００８７】
本変形例に係る車両用灯具１００Ａを採用することにより、エルボ点Ｅの近傍にホットゾーンが形成された合成ロービーム配光パターンＰΣ（Ｌ）を得ることができ、これにより上記実施形態に比して一層遠方視認性に優れた配光パターンでロービーム照射を行うことができる。
【００８８】
なお本変形例においては、３種類の光源ユニット１０、１０Ｂ、１０Ｃの組合せで構成された車両用灯具１００Ａについて説明したが、さらに多くの種類の光源ユニットの組合せで車両用灯具を構成することも可能であり、このようにすることにより一層きめ細かく配光制御を行うことが可能となる。
【００８９】
次に上記実施形態の第３の変形例について説明する。
【００９０】
図１３は、本変形例に係る光源ユニット３０を示す側断面図である。
【００９１】
図示のように、本変形例に係る光源ユニット３０は、ハイビーム配光パターンでビーム照射を行うための光源ユニットとして構成されている。
【００９２】
すなわち、本変形例に係る光源ユニット３０においては、上記実施形態のような光制御部材１６は設けられておらず、代わりに前方へ向けて下向きに傾斜するようにして延びる第４反射面３６ａを有する第２リフレクタ３６が設けられている。
【００９３】
また、本変形例のリフレクタ３４は、その第１反射面３４ａの構成については上記実施形態の第１反射面１４ａと同様であるが、第１反射面３４ａの前端部の上部に形成された第２反射面３４ｂについては、その下向き傾斜角度が上記実施形態の第２反射面１４ｂに比して大きい値に設定されている。
【００９４】
本変形例においては、光制御部材１６が設けられていないので、第１反射面３４ａで反射したＬＥＤ１２からの光は、すべてそのまま投影レンズ１８に入射し、該投影レンズ１８から前方へ上向き光および下向き光を含むハイビーム照射光Ｂｏ´として出射する。
【００９５】
また本変形例においては、第２反射面３４ｂで反射したＬＥＤ１２からの光は、第２リフレクタ３６の第４反射面３６ａに入射する。そして、この第４反射面３６ａで反射した光は投影レンズ１８に入射し、該投影レンズ１８から前方へ上向き光および下向き光を含む付加照射光Ｂａ´として出射する。この付加照射光Ｂａ´の照射方向は、第４反射面３６ａでの反射位置によって異なったものとなるが、全体としてはハイビーム照射光Ｂｏ´よりも上向きの光として左右方向に幅広く照射される。
【００９６】
図１４は、光源ユニット３０から前方へ照射されるビームにより灯具前方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ハイビーム配光パターンＰ（Ｈ）を、光源ユニット３０と共にその背面側から透視的に示す図である。
【００９７】
図示のように、ハイビーム配光パターンＰ（Ｈ）は、基本配光パターンＰｏ´と付加配光パターンＰａ´との合成配光パターンとして形成される。
【００９８】
基本配光パターンＰｏ´は、第１反射面３４ａからの反射光（ハイビーム照射光Ｂｏ´）により形成される配光パターンであり、上記実施形態の基本配光パターンＰｏを上方に延長形成したような形状を有している。そして、この基本配光パターンＰｏ´により、Ｈ−Ｖを略中心にして車両前方を幅広く照射するようになっている。
【００９９】
一方、付加配光パターンＰａ´は、第４反射面３６ａからの反射光（付加照射光Ｂａ´）により形成される配光パターンであって、基本配光パターンＰｏ´の上半部と重複して左右方向に幅広く拡散するように形成される。そして、この付加配光パターンＰａ´により、車両前方をさらに幅広く照射するようになっている。
【０１００】
本変形例に係る光源ユニット３０は、上記実施形態に係る車両用灯具１００において、該車両用灯具１００を構成する１０個の光源ユニット１０の代わりに１０個設けるようにしてもよいし、本変形例に係る光源ユニット３０と上記実施形態に係る光源ユニット１０とを適宜組み合わせて用いるようにしてもよい。前者の構成を採用した場合には、ハイビーム照射用のヘッドランプとして、そのハイビーム照射に必要な明るさを十分に確保することができ、また、後者の構成を採用した場合には、ロービーム照射機能とハイビーム照射機能とを兼ね備えたヘッドランプを構成することができる。
【０１０１】
上記実施形態および各変形例においては、光源ユニット１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、３０がヘッドランプに用いられる場合について説明したが、これら光源ユニット１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、３０を、フォグランプ、ベンディングランプ等に用いることも可能であり、このようにした場合においても上記実施形態および各変形例と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る光源ユニットを備えた車両用灯具を示す正面図
【図２】上記光源ユニットを示す正面図
【図３】上記光源ユニットを示す側断面図
【図４】上記光源ユニットを示す平断面図
【図５】上記光源ユニットから照射されるビームの光路を詳細に示す側断面図
【図６】上記光源ユニットから前方へ照射されるビームにより灯具前方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、光源ユニットと共にその背面側から透視的に示す図
【図７】上記実施形態におけるＬＥＤ配置の変形例を示す、図６と同様の図
【図８】上記実施形態の第１の変形例を示す、図５と同様の図
【図９】上記実施形態の第２の変形例を示す、図１と同様の図
【図１０】上記第２の変形例を構成する水平カットオフ形成用の光源ユニットから前方へ照射されるビーム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、光源ユニットと共にその背面側から透視的に示す図
【図１１】上記第２の変形例を構成する斜めカットオフ形成用の光源ユニットから前方へ照射されるビーム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、光源ユニットと共にその背面側から透視的に示す図
【図１２】上記第２の変形例に係る車両用灯具から前方へ照射されるビームにより上記仮想鉛直スクリーン上に形成される合成ロービーム配光パターンを透視的に示す図
【図１３】上記実施形態の第３の変形例を示す、図５と同様の図
【図１４】上記第３の変形例を示す、図６と同様の図
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、３０ 光源ユニット
１２ ＬＥＤ（半導体発光素子）
１４、３４ リフレクタ
１４ａ、３４ａ 第１反射面
１４ｂ、３４ｂ 第２反射面
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 光制御部材（シェード）
１６ａ、１６Ａａ、１６Ｂａ、１６Ｃａ 遮光端面
１６ａ１ 水平カットオフ形成面
１６ａ２ 斜めカットオフ形成面
１６ｂ 前端面
１６ｃ、１６Ａｃ 第３反射面
１６ｄ 基板支持部
１８、１８Ａ、１８Ｂ 投影レンズ
２０ 基板
３６ 第２リフレクタ
３６ａ 第４反射面
１００、１００Ａ 車両用灯具
１０２ 透明カバー
１０４ ランプボディ
Ａｘ 光軸
Ｂｏ ロービーム照射光
Ｂｏ´ ハイビーム照射光
Ｂ１ｏ、Ｂ２ｏ ホットゾーン形成用照射光
Ｂａ、Ｂａ´、Ｂ１ａ、Ｂ２ａ 付加照射光
ＣＬ１ 水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点
Ｌ ＬＥＤから第１反射面までの鉛直方向の距離
Ｐ（Ｈ） ハイビーム配光パターン
Ｐ（Ｌ） ロービーム配光パターン
Ｐｏ、Ｐｏ´、Ｐ１ｏ、Ｐ２ｏ 基本配光パターン
Ｐａ、Ｐａ´、Ｐ１ａ、Ｐ２ａ 付加配光パターン
Ｐ１ 水平カットオフ形成用配光パターン
Ｐ２ 斜めカットオフ形成用配光パターン
ＰΣ（Ｌ） 合成ロービーム配光パターン

Claims (1)

  1. 車両用灯具に用いられる光源ユニットであって、
    上記光源ユニットの光軸上に該光軸と略直交する所定方向へ向けて配置された半導体発光素子と、この半導体発光素子に対して上記所定方向前方側に設けられ、該半導体発光素子からの光を上記光軸方向前方へ向けて該光軸寄りに集光反射させる第１反射面を有するリフレクタとを備えてなり、
    上記第１反射面が、上記半導体発光素子から該第１反射面までの上記所定方向の距離が２０ｍｍ以下の値となるように形成されており、
    上記リフレクタに対して上記光軸方向前方側の所定位置に、投影レンズが設けられており、
    上記リフレクタにおける上記第１反射面の上記光軸方向前端部に、該光軸方向前方へ向けて該光軸寄りに傾斜するようにして延びる第２反射面が形成されており、
    上記半導体発光素子の上記光軸方向前方側に、上記光軸方向前方へ向けて上記第２反射面と対向するようにして延びる反射面を有する第２リフレクタが設けられており、この第２リフレクタの反射面により、上記第２反射面で反射した上記半導体発光素子からの光を反射させて上記投影レンズに入射させるように構成されている、ことを特徴とする光源ユニット。
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