JP4782064B2 - 車両用灯具ユニット - Google Patents

Description

本発明は車両用灯具ユニットに関し、特に、カットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用灯具ユニットに関するものである。

従来より、車両用灯具ユニットとして、プロジェクタ型の灯具ユニットが知られている。このプロジェクタ型の車両用灯具ユニットは、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方側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源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構成となっている。
そして、このプロジェクタ型の車両灯具ユニットからの照射光により、すれ違い用（ロービーム用）配光パターンのようなカットオフラインを有する配光パターンを形成する場合には、投影レンズの後方側焦点近傍にリフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードを配置し、その上端縁の反転投影像としてカットオフラインを形成するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−９５４８１号公報

しかしながら、上述のようなプロジェクタ型の車両用灯具ユニットからの照射光によりカットオフラインを有する配光パターンを形成するようにした場合、そのカットオフラインはシェードの上端縁の反転投影像として極めて鮮明に形成されるので、このカットオフラインの上方側には殆ど光が照射されなくなってしまい、車両前方路面における遠方領域の視認性が不十分なものとなり易いという問題がある。

従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、カットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用灯具ユニットにおいて、カットオフラインを暈すことによりドライバーの視認性を向上することができる車両用灯具ユニットを提供するものである。

本発明の上記目的は、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方側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて前記光軸寄りに反射させるリフレクタと、このリフレクタからの反射光の一部を遮蔽するように、上端縁が前記投影レンズの後方側焦点近傍を通るようにして配置されたシェードと、を備えてなり、前記シェードの上端縁の反転投影像としてのカットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成された車両用灯具ユニットであって、
前記投影レンズの入射面には、該入射面の基準面に対して少なくとも凸状又は凹状の何れかに形成された鉛直断面形状で前記シェードの上端縁における水平部分と略平行に延びたレンズ素子からなるカットオフライン調整用の上下方向拡散部が設けられることを特徴とする車両用灯具ユニットにより達成される。

上記構成の車両用灯具ユニットによれば、投影レンズの入射面にカットオフライン調整用の上下方向拡散部が設けられているので、この上下方向拡散部を介して前方へ出射する光については、これを上下方向に拡散させることができ、これによりカットオフラインを暈すことができる。

また、カットオフライン調整用の上下方向拡散部は、投影レンズにおける入射面の基準面に対して少なくとも凸状又は凹状の何れかに形成された鉛直断面形状でシェードの上端縁における水平部分と略平行に延びたレンズ素子からなっているので、投影レンズからの出射光の上下方向の拡散度合を精度良く制御することができ、これによりカットオフラインを適度に暈すことができる。

そこで、カットオフラインの下方近傍領域の明るさが不用意に減少したり、カットオフライン上方への拡散光により対向車ドライバーにグレアを与えてしまうような事態が発生するのを効果的に抑制することができる。
しかも、上記上下方向拡散部における光拡散は略上下方向に対して行われることとなるので、この上下方向拡散部における光入射位置によってカットオフラインの暈しの効果にバラツキが生じないようにすることができる。

更に、カットオフラインは、シェードの上端縁における水平部分に対して正確に水平に暈す必要があるが、上記カットオフライン調整用の上下方向拡散部は、投影レンズの入射面に設けられているので、投影レンズの出射面でレンズに入って一度曲がった光を調整するよりも、入射面でレンズに入る前の光を調整する方が簡単であり、レンズ素子の形成及び細かい調整が容易である。

尚、上記構成の車両用灯具ユニットにおいて、前記投影レンズの出射面には、該出射面の基準面に対して凹凸状に形成された鉛直断面形状で略水平方向に延びる複数のレンズ素子からなる色収差調整用の上下方向拡散部が設けられることが望ましい。

このような構成の車両用灯具ユニットによれば、投影レンズの出射面に色収差調整用の上下方向拡散部が設けられているので、カットオフラインの上方近傍に、リフレクタで反射した光源からの光が投影レンズを通過する際に生じる分光現象に起因して現れる分光色を目立たなくすることができる。

また、上記構成の車両用灯具ユニットにおいて、前記カットオフライン調整用の上下方向拡散部は、鉛直断面形状がそれぞれ異なる複数のレンズ素子からなることが望ましい。

このような構成の車両用灯具ユニットによれば、それぞれ異なる複数のレンズ素子からなるカットオフライン調整用の上下方向拡散部を設けることで、様々なカットオフライン上下方向のずれ量を形成できるようになり、同一形状の複数のレンズ素子を設けた場合に発生する可能性がある二段カットオフを防止できる。

本発明に係る車両用灯具ユニットによれば、投影レンズの入射面に設けたカットオフライン調整用の上下方向拡散部を介して前方へ出射する光が上下方向に拡散するので、カットオフラインを暈すことができる。
従って、カットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用灯具ユニットにおいて、カットオフラインを暈すことによりドライバーの視認性を向上することができる。

以下、本発明に係る車両用灯具ユニットの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る車両用灯具ユニットを備えた車両用灯具を示す正面図、図２は図１に示した車両用灯具のＩＩ−ＩＩ断面矢視図、図３は図２に示した車両用灯具の要部拡大図、図４は図３に示した投影レンズ２４の縦断面における光線追跡図、図５は図４に示した投影レンズの要部拡大断面図、図６は図４に示した投影レンズの背面図である。なお、図４及び図５においては、投影レンズ２４の光学的機能を分かりやすく説明するため、その後方側焦点に配置された仮想点光源から投影レンズ２４に入射する光の光路を部分的に示している。

本実施形態の車両用灯具１０は、例えば車両の前端部分に取り付けられ、走行ビーム及びすれ違いビームを選択的に切り替えて点消灯可能な前照灯である。図１では、例として自動車等の車両の右前方に取り付けられる前照灯ユニット（ヘッドランプユニット）が車両用灯具１０として示されている。

この車両用灯具１０は、図１及び図２に示すように、光透過性の透光カバー１２と、ランプボディ（灯体）１４とを備えている。そして、透光カバー１２とランプボディ１４とで囲まれる灯室１０ａ内に３つの車両用灯具ユニット（第１ユニット２０、第２ユニット４０、第３ユニット６０）が支持部材１５上に固定配置されている。また、３つの車両用灯具ユニット２０，４０，６０と透光カバー１２との間には、灯具前方から見たときの隙間を覆うようにエクステンション１６が配置されている。

支持部材１５は、第１ユニット２０の第１光源である第１半導体発光素子（ＬＥＤ）２２の取付面２２ｂが取り付けられる支持面１５ａと、第２ユニット４０の第２光源である第２半導体発光素子（ＬＥＤ）４２の取付面４２ｂが取り付けられる支持面１５ｂとを備え、ランプボディ１４に固定されている。この支持部材１５は、図示しないレベリング機構を介してランプボディ１４に固定されており、各車両用灯具ユニットの光軸調整を行うことができる。

次に、各車両用灯具ユニット２０，４０，６０について説明する。
本実施形態の車両用灯具１０は、第１ユニット２０及び第２ユニット４０から出射する光を重ね合わせてすれ違いビームの配光パターンを形成し、第３ユニット６０から出射する光で走行ビームの配光パターンを形成するように構成されている。

以下では、まず第１ユニット２０について説明する。
第１ユニット２０は、後述する第２ユニット４０と共にすれ違いビームの配光パターンＰＬを形成する車両用灯具ユニットであり、図１に示すように、それぞれ略同一構成の３個のサブユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが、支持部材１５の上方の設置部に幅方向に並んで設置されている。

サブユニット２０Ａは、上端縁に水平及び斜めカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２を有するホットゾーン形成用パターンＰｂを形成する（図８参照）。サブユニット２０Ｂは、カットオフラインの下方においてホットゾーン形成用パターンＰｂよりも大きいカットオフライン形成用パターンＰａを形成する（図８参照）。サブユニット２０Ｃは、カットオフラインの下方においてホットゾーン形成用パターンＰｂとカットオフライン形成用パターンＰａとに重なり、カットオフライン形成用パターンＰａよりもさらに横広がりの拡散領域形成用パターンＰｃを形成する（図８参照）。

図２及び図３に示すように、サブユニット２０Ｂ（サブユニット２０Ａ，２０Ｃも略同様）は、支持部材１５の支持面１５ａに固定配置される第１光源としての第１半導体発光素子２２と、該第１半導体発光素子２２からの光を前方へ反射する第１主リフレクタ２６と、支持部材１５の前方に配置されたベース部材２１と、ベース部材２１に保持された投影レンズ２４と、を備える。

第１半導体発光素子２２は、１ｍｍ四方程度の大きさの発光部（発光チップ）２２ａを有する白色発光ダイオードであって、その照射軸Ｌ１がサブユニット２０Ｂの照射方向（図３中左方向）と略垂直となる略鉛直上方に向けられた状態で支持部材１５の支持面１５ａ上に載置されている。なお、発光部２２ａは、その発光部形状や前方に照射される配光に応じて多少角度をつけて配置されるように構成してもよい。また、一つの半導体発光素子の中に複数の発光部（発光チップ）を設けても良い。

第１主リフレクタ２６は、鉛直断面形状が略楕円形状であり、水平断面形状が楕円をベースとした自由曲面形状を有する反射面２７が内側に形成された反射部材である。第１主リフレクタ２６は、その第１焦点Ｆ１が第１半導体発光素子２２の発光部２２ａ近傍となり、そしてその第２焦点Ｆ２がベース部材２１の湾曲面２１ａと水平面２１ｂとが為す稜線２１ｃ近傍に位置するように設計配置されている。

第１半導体発光素子２２の発光部２２ａから出射した光Ｘは、第１主リフレクタ２６の反射面２７上にて反射され、第２焦点Ｆ２近傍を通って投影レンズ２４に入射する。また、サブユニット２０Ｂ（サブユニット２０Ａ，２０Ｃ）では、ベース部材２１の稜線２１ｃを境界線として、一部光が水平面２１ｂ上にて反射することにより、光を選択的にカットして車両前方に投影される配光パターンに斜めカットオフラインを形成するシェードが構成されている。すなわち、稜線２１ｃは、サブユニット２０Ｂ（サブユニット２０Ａ，２０Ｃ）の明暗境界線をシェードの上端縁として構成している。

なお、第１主リフレクタ２６の反射面２７上にて反射されさらにベース部材２１の水平面２１ｂにて反射された光Ｘ２の一部も、前方に有効光として照射されることが好ましい。したがって、本実施形態では、ベース部材２１の水平面２１ｂの車両前方側は、投影レンズ２４と第１主リフレクタ２６との位置関係を考慮した適宜反射角度が設定された光学的形状を有している。

投影レンズ２４は、入射面となる後方側表面が平面で出射面となる前方側表面が凸面のアクリル樹脂製の平凸非球面レンズであり、第１主リフレクタ２６の反射面２７にて反射した光Ｘを車両前方に投影するため、ベース部材２１の車両前方側先端部近傍にて固定されている。本実施形態では、投影レンズ２４の後方側焦点は、第１主リフレクタ２６の第２焦点Ｆ２と略一致するように構成されている。

したがって、第１主リフレクタ２６にて反射して投影レンズ２４に入射した光Ｘは、略平行な光として前方に投影される。すなわち、本実施形態の第１ユニット２０のサブユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、それぞれ集光カット形成用の反射型のプロジェクタ型灯具ユニットを構成している。但し、この投影レンズ２４の入射面２４ａ及び出射面２４ｂには、後述するカットオフライン調整用の上下方向拡散部３１及び色収差調整用の上下方向拡散部５１が形成されている。

次に、第２ユニット４０について説明する。
第２ユニット４０は、上述した第１ユニット２０と共にすれ違いビームの配光パターンを形成する車両用灯具ユニットであり、上記サブユニット２０Ｃの下方に配置されている。
第２ユニット４０は、第１ユニット２０のサブユニット２０Ｃにより形成される拡散領域形成用パターンＰｃよりもさらに横広がりの大拡散領域形成用パターンＰｄを形成する（図８参照）。

図２及び図３に示すように、第２ユニット４０は、支持部材１５の支持面１５ｂに固定配置される第２光源としての第２半導体発光素子４２と、該第２半導体発光素子４２からの光を前方へ反射する第２主リフレクタ４６と、を備える。

第２半導体発光素子４２は、第１半導体発光素子２２と同様に発光部４２ａを有する白色ダイオードであって、その照射軸Ｌ２が第２ユニット４０の照射方向（図３中左方向）と略垂直となる略鉛直下方に向けられた状態で支持部材１５の支持面１５ｂ上に載置されている。

第２主リフレクタ４６は、発光部４２ａを通る軸を焦点とする放物柱面を基準面とした反射面４６ａが内側に形成された反射部材である。第２半導体発光素子４２の発光部４２ａから出射した光Ｙは、第２主リフレクタ４６の反射面４６ａ上にて反射され、車両前方へ照射される。すなわち、本実施形態の第２ユニット４０は、反射型の車両用灯具ユニットを構成している。

次に、第３ユニット６０は、走行ビームの配光パターンを形成する車両用灯具ユニットであり、支持部材１５に固定配置される第３光源としての第３半導体発光素子（図示せず）と、投影レンズ６４と、を備える。
投影レンズ６４は、第３半導体発光素子の発光部からから出射した光を車両前方に投影する凸レンズ型の非球面レンズであって、投影レンズ６４の後方焦点が、第３半導体発光素子の発光部と略一致するように構成されている（図１参照）。したがって、投影レンズ６４には、第３半導体発光素子の発光部から出射した光が直接入射し、入射した光が略平行な光として光軸に沿って前方に投影される。すなわち、本実施形態の第３ユニット６０は、直射型のプロジェクタ型灯具ユニットを構成している。

本実施形態では、図４及び図６に示したように、第１ユニット２０のサブユニット２０Ｂにおける投影レンズ２４の入射面２４ａには、投影レンズ２４からの出射光を上下方向に拡散させるカットオフライン調整用の上下方向拡散部３１が設けられている。
このカットオフライン調整用の上下方向拡散部３１は、入射面２４ａの基準面（投影レンズ２４の後方側表面）３３に対して凸状に形成された鉛直断面形状でベース部材２１の稜線２１ｃにおける水平部分と略平行に延びた複数のレンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄで構成されている。

即ち、カットオフライン調整用の上下方向拡散部３１は、複数のレンズ素子が１本ずつ上下方向に所定間隔をおいて互いに平行に形成されている。なお、レンズ素子３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、光軸Ａｘを通る中央のレンズ素子３０Ａを挟んで上下対称に対を成している。

各レンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、その鉛直断面形状が円弧状に設定されており、それぞれの上下方向の光拡散角度はいずれも水平方向に沿って同じ値に設定されている。
但し、これらレンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、幅をｐ、高さをｄ、鉛直断面形状の円弧半径をｒとした時に、ｐ＝２ｒｓｉｎ１５°及びｄ＝ｒ（１−ｃｏｓ１５°）を満たすと共に、鉛直断面形状がそれぞれ異なるように形成されている。そして、レンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの幅ｐ及び円弧半径をｒは、中央のレンズ素子３０Ａから上下方向へ離れるほど順次小さくなっており、レンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの高さｄは、中央のレンズ素子３０Ａから上下方向へ離れるほど順次高くなっている。

一方、図５に示すように、投影レンズ２４の出射面２４ｂにおいて、光軸Ａｘから上下方向に離れた上部領域及び下部領域（図示せず）には、該投影レンズ２４からの出射光を上下方向に拡散させる色収差調整用の上下方向拡散部５１が設けられている。
この色収差調整用の上下方向拡散部５１は、出射面２４ｂの基準面（投影レンズ２４の前方側表面）５５に対して凹凸状に形成された鉛直断面形状で略水平方向に延びる複数のレンズ素子５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄで構成されている。

即ち、色収差調整用の上下方向拡散部５１は、複数のレンズ素子５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが１本ずつ上下方向に互いに所定間隔をおいて離散的に形成されている。その際、これらレンズ素子５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄは、その鉛直断面形状が波形形状に設定されており、それぞれの上下方向の光拡散角度はいずれも同じ値に設定されている。但し、これら各レンズ素子５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ相互間は、各上部領域及び下部領域内において光軸Ａｘから上下方向に離れた位置にあるレンズ素子ほど、上下方向の光拡散角度が大きい値に設定されている。

なお、上記各レンズ素子５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄの上下方向の光拡散角度の設定は、その波形の鉛直断面形状を構成する凹部及び凸部の曲率の大きさを調整することにより行われている。

図８は、本実施形態に係る車両用灯具１０から前方へ照射される光により、灯具ユニット前方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すれ違いビームの配光パターンＰＬを透視的に示す図である。
図８に示すように、このすれ違いビームの配光パターンＰＬは、上端縁に水平及び斜めカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２を有するホットゾーン形成用パターンＰｂと、カットオフラインの下方においてホットゾーン形成用パターンＰｂよりも大きいカットオフライン形成用パターンＰａと、カットオフラインの下方においてホットゾーン形成用パターンＰｂとカットオフライン形成用パターンＰａとに重なり、カットオフライン形成用パターンＰａよりもさらに横広がりの拡散領域形成用パターンＰｃと、拡散領域形成用パターンＰｃよりもさらに横広がりの大拡散領域形成用パターンＰｄとの合成配光パターンとして形成されている。

上記カットオフライン形成用パターンＰａにおけるカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２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線よりも右側の対向車線側カットオフラインＣＬ１が水平に延びるように形成されており、Ｖ−Ｖ線よりも左側の自車線側カットオフラインＣＬ２は、この対向車線側カットオフラインＣＬ１から所定角度（例えば１５°）で、Ｈ−Ｖを通る水平線であるＨ−Ｈ線のやや上方まで斜めに立ち上がった後、水平に延びるように形成された所謂Ｚ型カットオフラインである。

このカットオフライン形成用パターンＰａにおいて、対向車線側カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅの位置は、Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方の位置に設定されている。これは、車両用灯具１０の光軸Ａｘが車両前後方向に延びる軸線に対して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。

図９は、カットオフライン形成用パターンＰａにおけるエルボ点Ｅの近傍領域を拡大して示す図である。
同図に示すように、このカットオフライン形成用パターンＰａは、そのカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２が適度に暈けたものとなっている。
即ち、このカットオフライン形成用パターンＰａにおけるカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２の近傍には、該カットオフラインＣＬ１，ＣＬ２を挟んでそれぞれ異なる上下幅Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３で帯状に延びる拡散部Ｄが形成されている。その際、この拡散部Ｄは、上下幅Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の順で徐々に拡散光が広がって暈け量が大きくなるように形成されている。

この拡散部Ｄが、それぞれ異なる上下幅Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の拡散光で形成されるのは、投影レンズ２４の入射面２４ａに形成されたカットオフライン調整用の上下方向拡散部３１における各レンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの鉛直断面形状（幅ｐ、円弧半径ｒ及び高さｄ）がそれぞれ異なるように形成されていることによるものである。

また、拡散部Ｄの上下幅Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の各拡散光がそれぞれ一定幅で形成されるのは、各レンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄがベース部材２１の稜線２１ｃにおける水平部分と略平行に延びていることによるものである。この際、これら各レンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、投影レンズ２４の後方側表面とその後方側焦点Ｆ２近傍において光軸Ａｘと直交する水平線を含む平面との交線に沿って延びるように形成されているので、この拡散部Ｄは、エルボ点Ｅ近傍だけでなく、カットオフラインＣＬ１，ＣＬ２の全長にわたって略一定幅で形成されることとなる。

また、拡散部Ｄにおける上下幅Ｄ２，Ｄ３の拡散光が、上下幅Ｄ１の拡散光よりも広い上下幅で形成されるのは、投影レンズ２４の後方側表面に形成された各レンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄにおいて、その凸状の鉛直断面形状を形成している円弧半径ｒが、中央のレンズ素子３０Ａから上下方向へ離れるほど順次小さく設定されていることによるものである。

更に、上記カットオフライン形成用パターンＰａにおけるカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２の上方近傍には、該カットオフラインＣＬ１，ＣＬ２に沿って略一定幅で帯状に延びる薄明かり部が形成されている（図示略）。この薄明かり部は、カットオフラインＣＬ１，ＣＬ２から上方に離れるほど徐々に暗くなるように形成されている。

この薄明かり部は、投影レンズ２４の出射面２４ｂに形成された色収差調整用の上下方向拡散部５１から出射光により形成されるものである。この際、薄明かり部は０．５°程度の上下幅で形成されるが、これは色収差調整用の上下方向拡散部５１に形成された各レンズ素子５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄの波形の鉛直断面形状を形成している凹部及び凸部の曲率が、投影レンズ２４からの出射光を上下方向に０．５°程度拡散させるような値に設定されていることによるものである。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用灯具１０においては、その第１ユニット２０のサブユニット２０Ｂが、第２半導体発光素子４２の発光部４２ａを光源とするプロジェクタ型灯具ユニットとして構成されているが、その投影レンズ２４の入射面２４ａには、投影レンズ２４からの出射光を上下方向に拡散させるカットオフライン調整用の上下方向拡散部３１が設けられている。

そこで、このカットオフライン調整用の上下方向拡散部３１を介して前方へ出射する光については、これを上下方向に拡散させることができ、これによりカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２を暈すことができる。
従って、カットオフラインＣＬ１，ＣＬ２を有するすれ違いビームの配光パターンＰＬを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用灯具ユニットにおいて、カットオフラインＣＬ１，ＣＬ２を暈すことによりドライバーの視認性を向上することができる。

また、カットオフライン調整用の上下方向拡散部３１は、投影レンズ２４における入射面２４ａの基準面３３に対して少なくとも凸状に形成された鉛直断面形状でベース部材２１の稜線２１ｃにおける水平部分と略平行に延びた複数のレンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄで構成されているので、投影レンズ２４からの出射光の上下方向の拡散度合を精度良く制御することができ、これによりカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２を適度に暈すことができる。

そこで、カットオフラインＣＬ１，ＣＬ２の下方近傍領域の明るさが不用意に減少したり、カットオフラインＣＬ１，ＣＬ２上方への拡散光により対向車ドライバーにグレアを与えてしまうような事態が発生するのを効果的に抑制することができる。
しかも、上記上下方向拡散部３１における光拡散は略上下方向に対して行われることとなるので、この上下方向拡散部３１における光入射位置によってカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２の暈しの効果にバラツキが生じないようにすることができる。

更に、カットオフラインＣＬ１，ＣＬ２は、ベース部材２１の稜線２１ｃにおける水平部分に対して正確に水平に暈す必要があるが、上記カットオフライン調整用の上下方向拡散部３１は、投影レンズ２４の入射面２４ａに設けられているので、投影レンズ２４の出射面２４ｂでレンズに入って一度曲がった光を調整するよりも、入射面２４ａでレンズに入る前の光を調整する方が簡単であり、レンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの形成及び細かい調整が容易である。

即ち、例えばアクリル樹脂製の投影レンズ２４を一体成形する際、図７に示すように、投影レンズ２４の後方側表面を成形する金型面Ｔにはレンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄに対応した溝Ｇを形成するが、この時のカッターＫの刃先円の半径をｒ、溝深さをｄ、溝幅をｐに設定すると共に、金型面Ｔとの交点Ａにおける刃先円の接線ｓが金型面Ｔと成す角を１５°に設定し、ｐ＝２ｒｓｉｎ１５°及びｄ＝ｒ（１−ｃｏｓ１５°）を満たすように溝Ｇの断面円弧半径ｒ、溝深さｄ、溝幅ｐを調整すれば、各レンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄで生じるカットオフライン上下方向の様々なずれ量（上下幅）Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を形成できる。なお、金型面Ｔと成す角を１５°以外に設定して、カットオフライン上下方向の様々なずれ量を形成することも可能である。

そして、このように鉛直断面形状がそれぞれ異なる複数のレンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄからなるカットオフライン調整用の上下方向拡散部３１を設けることで、様々なカットオフライン上下方向のずれ量を形成できるようになり、同一形状の複数のレンズ素子を設けた場合に発生する可能性がある二段カットオフを防止できる。

更に、投影レンズ２４の出射面２４ｂにおける上部領域及び下部領域には、該投影レンズ２４からの出射光を上下方向に拡散させる色収差調整用の上下方向拡散部５１が設けられている。
そこで、この色収差調整用の上下方向拡散部５１から前方へ出射する光については、これを上下方向に拡散させることができ、これによりカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２の上方近傍に、リフレクタ２６で反射した第２半導体発光素子４２からの光が投影レンズ２４を透過する際に生じる分光現象に起因して現れる分光色を目立たなくすることができる。

また、投影レンズ２４の入射面２４ａにおける上端部領域及び下端部領域には、投影レンズ２４からの出射光をＯＨＳ（オーバーヘッドサイン）付近まで上下方向に大きく拡散させるＯＨＳ用の上下方向拡散部を構成することもできる。
このＯＨＳ用の上下方向拡散部は、例えば入射面２４ａの基準面３３に対して凸状に形成された円弧状の鉛直断面形状で略水平に延びる複数のレンズ素子により構成される。更に、このＯＨＳ用の上下方向拡散部は、上記カットオフライン調整用の上下方向拡散部３１のレンズ素子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄよりも細かく、且つ狭い間隔で互いに平行に形成された同じ形状の複数のレンズ素子により形成される。

即ち、上記ＯＨＳ用の上下方向拡散部は、投影レンズ２４からの出射光をＯＨＳ付近まで上下へ大きく拡散させると共に、同じ形状の複数のレンズ素子を設けることにより比較的はっきりと一定の範囲を照らすことができ、ＯＨＳを照射することができる。

尚、本発明の車両用灯具ユニットにおける投影レンズ、光源、リフレクタ、シェード、カットオフライン調整用の上下方向拡散部及び色収差調整用の上下方向拡散部等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
例えば、上記実施形態においては、カットオフライン調整用の上下方向拡散部を鉛直断面形状が凸状に形成された複数のレンズ素子により構成したが、鉛直断面形状が凹状に形成された複数のレンズ素子によってカットオフライン調整用の上下方向拡散部を構成することもでき、凸状のレンズ素子と凹状のレンズ素子を同時に形成することもできる。

また、上記実施形態の車両用灯具１０は、所謂Ｚ型カットオフラインを備えたすれ違いビームの配光パターンＰＬを形成する場合について説明したが、本発明は、斜めカットオフラインを備えたすれ違いビームの配光パターンを形成する車両用灯具ユニットにも適用可能であることは云うまでもない。

更に、本実施形態の車両用灯具１０においては、第１ユニット２０の第１光源及び第２ユニット４０の第２光源が、それぞれ第１半導体発光素子２２及び第２半導体発光素子４２で構成されている。
そこで、一般に小型で消費電力が小さい発光ダイオード（ＬＥＤ）のような半導体発光素子２２，４２を車両用灯具１０の光源とすることで、限られた電力の有効利用が可能となる。
勿論、本発明における車両用灯具の第１光源、第２光源及び第３光源は、放電発光部を光源とするメタルハライドバルブ等の放電バルブやハロゲンバルブ等を用いることもできることは云うまでもない。

本発明の一実施形態に係る車両用灯具ユニットを備えた車両用灯具を示す正面図である。 図１に示した車両用灯具のＩＩ−ＩＩ断面矢視図である。 図２に示した車両用灯具の要部拡大図である。 図３に示した投影レンズの縦断面における光線追跡図である。 図４に示した投影レンズの要部拡大断面図である。 図４に示した投影レンズの背面図である。 図３に示した投影レンズを一体成形する際、投影レンズの後方側表面を成形する金型面に形成する溝の形成条件を説明する説明図である。 図１に示した車両用灯具からの光照射により灯具前方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すれ違いビームの配光パターンを透視的に示す図である。 図８に示した配光パターンにおけるエルボ点の近傍領域を拡大して示す図である。

符号の説明

１０ 車両用灯具
１２ 透光カバー
１４ ランプボディ
１５ 支持部材
１５ａ，１５ｂ 支持面
１６ エクステンション
２０ 第１ユニット
２０Ａ サブユニット
２０Ｂ サブユニット
２０Ｃ サブユニット
２１ ベース部材（シェード）
２２ 第１半導体発光素子（第１光源）
２２ａ 発光部
２２ｂ 取付面
２４ 投影レンズ
２６ 第１主リフレクタ
２７ 反射面
３１ カットオフライン調整用の上下方向拡散部
４０ 第２ユニット
４２ 第２半導体発光素子（第２光源）
４２ａ 発光部
４２ｂ 取付面
４６ 第２主リフレクタ
５１ 色収差調整用の上下方向拡散部

Claims (3)

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方側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて前記光軸寄りに反射させるリフレクタと、このリフレクタからの反射光の一部を遮蔽するように、上端縁が前記投影レンズの後方側焦点近傍を通るようにして配置されたシェードと、を備えてなり、前記シェードの上端縁の反転投影像としてのカットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成された車両用灯具ユニットであって、
   前記投影レンズの入射面には、該入射面の基準面に対して少なくとも凸状又は凹状の何れかに形成された鉛直断面形状で前記シェードの上端縁における水平部分と略平行に延びたレンズ素子からなるカットオフライン調整用の上下方向拡散部が設けられることを特徴とする車両用灯具ユニット。
2. 前記投影レンズの出射面には、該出射面の基準面に対して凹凸状に形成された鉛直断面形状で略水平方向に延びる複数のレンズ素子からなる色収差調整用の上下方向拡散部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具ユニット。
3. 前記カットオフライン調整用の上下方向拡散部は、鉛直断面形状がそれぞれ異なる複数のレンズ素子からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具ユニット。

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