JP2013110068A - 車両用灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】個別に点消灯制御される複数の照射領域間に隙間（周囲よりも暗い部分）ができるのを防止又は低減することが可能な車両用灯具ユニットを提供する。
【解決手段】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、前記投影レンズの後側焦点面よりも後方側に配置された光源ユニットと、を備えた車両用灯具ユニットにおいて、前記光源ユニットは、内周面に反射面が形成された複数の筒部と、前記筒部の一端である入射口から当該筒部内に入射し前記反射面で反射されて前記筒部の他端である出射口から出射する光を発光する複数の半導体発光素子と、を備えており、前記複数の筒部の出射口は、前記投影レンズの後側焦点面より後方側において、略水平方向に隣接配置されており、前記複数の筒部の出射口のうち互いに隣接する出射口は、同一の縦エッジを含んで構成されるとともに当該同一の縦エッジで仕切られており、前記複数の筒部はそれぞれ、前記出射口から前記入射口に向かうにつれ略錐体状に狭まる形状に構成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用灯具ユニットに係り、特に個別に点消灯制御される複数の照射領域間に隙間（周囲よりも暗い部分）ができるのを防止又は低減することが可能な車両用灯具ユニットに関する。

従来、個別に点消灯制御される複数の照射領域を含む配光パターンを形成する車両用灯具ユニットが知られている（例えば特許文献１参照）。

図１４に示すように、特許文献１に記載の車両用灯具ユニット２００は、内周面２１１に鏡面処理が施された複数の筒状部材２１０と、リフレクタ２２０を介して筒状部材２１０の一端２１２から筒状部材２１０内に入射し鏡面処理が施された内周面２１１で反射されて筒状部材２１０の他端２１３（出射口）から出射する光を発光する複数の発光素子２３０等を備えている。複数の筒状部材２１０の出射口２１３は、投影レンズ２４０の後側焦点面近傍に配置されている。

上記構成の特許文献１に記載の車両用灯具ユニット２００においては、発光素子２３０からの光は、リフレクタ２２０を介して対応する筒状部材２１０の一端２１２から筒状部材２１０内に入射し鏡面処理が施された内周面２１１で反射されて出射口２１３から出射し、出射口２１３に均一（又は特定）の光度分布を形成する。出射口２１３（すなわち、出射口２１３に形成される光度分布）は、投影レンズ２４０の作用により前方に反転投影され、個別に点消灯制御される複数の照射領域を含む配光パターンを形成する。

特開２００９−０７０６７９号公報

しかしながら、上記構成の車両用灯具ユニット２００においては、複数の出射口２１３のうち互いに隣接する出射口２１３の間に肉厚部分Ｂが存在するため、この肉厚部分Ｂが前方に投影され、個別に点消灯制御される複数の照射領域間に隙間（周囲よりも暗い部分）ができてしまう、という問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、個別に点消灯制御される複数の照射領域間に隙間（周囲よりも暗い部分）ができるのを防止又は低減することが可能な車両用灯具ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、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、前記投影レンズの後側焦点面よりも後方側に配置された光源ユニットと、を備えた車両用灯具ユニットにおいて、前記光源ユニットは、内周面に反射面が形成された複数の筒部と、前記筒部の一端である入射口から当該筒部内に入射し前記反射面で反射されて前記筒部の他端である出射口から出射する光を発光する複数の半導体発光素子と、を備えており、前記複数の筒部の出射口は、前記投影レンズの後側焦点面より後方側において、略水平方向に隣接配置されており、前記複数の筒部の出射口のうち互いに隣接する出射口は、同一の縦エッジを含んで構成されるとともに当該同一の縦エッジで仕切られており、前記複数の筒部はそれぞれ、前記出射口から前記入射口に向かうにつれ略錐体状に狭まる形状に構成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、複数の筒部の出射口は、投影レンズの後側焦点面より後方側において、略水平方向に隣接配置されている。従って、複数の筒部の出射口のうち互いに隣接する出射口から出射する光は投影レンズの後側焦点面上で部分的に重なり合う。これにより、投影レンズの後側焦点面上に、重なり部分と非重なり部分とが水平方向に交互に連続する照度分布が形成される。

この投影レンズの後側焦点面上に形成される照度分布は、投影レンズの作用により前方へ反転投影される。

これにより、重なり部分と非重なり部分とが水平方向に交互に連続し、個別に点消灯制御される（又は個別に照度が増減される）複数の照射領域を含む配光パターンが形成される。

このように、複数の照射領域のうち互いに隣接する領域が水平方向に重なり合うため（重なり部分が縦エッジをカバーするため）、投影レンズの後側焦点面上に形成される照度分布の反転投影像である複数の照射領域間に縦エッジに起因する隙間（周囲よりも暗い部分）や光筋ができるのを抑え、輝度ムラ（又は配光ムラ）を調整し緩和することが可能となる。

また、請求項１に記載の発明によれば、複数の筒部の出射口を投影レンズの後側焦点面より後方側において、略水平方向に隣接配置することで、各半導体発光素子の配光パターン（照射領域）の水平方向の角度を自由に調整することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の筒部を含む導光部材をさらに備えており、前記複数の半導体発光素子は、発光面が車両前方を向いた姿勢で、水平方向に一列に配置されており、前記導光部材は、前記複数の半導体発光素子からの光が前記複数の筒部の入射口から前記複数の筒部内に入射するように、前記複数の半導体発光素子の前方に配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、複数の半導体発光素子は発光面が車両前方を向いた姿勢で、水平方向に一列に配置されているため、複数の半導体発光素子が光軸方向に分散配置されている従来と比べ、光軸方向寸法が短い小型の車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、個別に点消灯制御される複数の照射領域間に隙間（周囲よりも暗い部分）ができるのを防止又は低減することが可能な車両用灯具ユニットを提供することが可能となる。

車両用灯具ユニット１０を含む車両用前照灯の水平断面図である。 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の分解斜視図である。 （ａ）車両用灯具ユニット１０の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。 （ａ）図５（ｂ）に示した光源ユニット３０のＡ−Ａ断面図、（ｂ）正面図、（ｃ）図５（ｂ）に示した光源ユニット３０のＢ−Ｂ断面図である。 半導体発光素子３３ａからの光と投影レンズ２０との関係を説明するための図である。 （ａ）筒部３１内に入射した半導体発光素子３３ａからの光のうち光軸ＡＸに対し広角方向の光Ｒａｙ２が一回反射で出射口３１（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から出射する様子を模式的に表した縦断面図、（ｂ）図７（ａ）中の円内を拡大した図である。 筒部３１内に入射した半導体発光素子３３ａからの光のうち光軸ＡＸに対し広角方向の光Ｒａｙ２が一回反射で出射口３１（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から出射する様子を模式的に表した横断面図である。 （ａ）出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓに沿って略水平方向に一列に隣接配置した例、（ｂ）出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側において、略水平方向に一列に隣接配置した例である。 （ａ）出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓに沿って略水平方向に一列に隣接配置した場合に形成される配光パターンＰａの模式図、（ｂ）出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側において、略水平方向に一列に隣接配置した場合に形成される配光パターンＰ１の模式図である。 （ａ）車両用灯具ユニット１０により形成される配光パターンＰ１の例（全半導体発光素子３３ａ点灯）、（ｂ）車両用灯具ユニット１０により形成される配光パターンＰ１の例（遠方の先行車Ｖ１をカバーする照射領域に対応する半導体発光素子３３ａを消灯）、（ｃ）車両用灯具ユニット１０により形成される配光パターンＰ１の例（近くの先行車Ｖ１をカバーする照射領域に対応する半導体発光素子３３ａを消灯）である。 （ａ）車両用灯具ユニット１０により形成される配光パターンＰ１の例（遠方の対向車Ｖ２をカバーする照射領域に対応する半導体発光素子３３ａを消灯）、（ｂ）車両用灯具ユニット１０により形成される配光パターンＰ１の例（遠方の対向車Ｖ２をカバーする照射領域に対応する半導体発光素子３３ａを消灯）、（ｃ）車両用灯具ユニット１０により形成される配光パターンＰ１の例（近くの対向車Ｖ２をカバーする照射領域に対応する半導体発光素子３３ａを消灯）である。 導光部材３２の変形例を説明するための図である。 従来の個別に点消灯制御される複数の照射領域を含む配光パターンを形成する車両用灯具ユニットの構成を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態である車両用灯具ユニットについて、図面を参照しながら説明する。

図１は車両用灯具ユニット１０を含む車両用前照灯の水平断面図である。

図１に示すように、車両用灯具ユニット１０は、ハウジング６１と透光カバー６２とを組み合わせて構成される灯室６０内に、すれ違いビーム専用の灯具ユニット７０とともに配置されている。各灯具ユニット１０、７０は、自動車等の車両の前面の左右両側に配置されて車両用前照灯を構成している。各灯具ユニット１０、７０には、その光軸調整が可能なように公知のエイミング機構（図示せず）が連結されている。

図２は車両用灯具ユニット１０の斜視図、図３は分解斜視図、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は側面図である。

図２〜図４に示すように、車両用灯具ユニット１０は、いわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型）の灯具ユニットであり、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２０、投影レンズ２０の後側焦点面よりも後方側に配置された光源ユニット３０等を備えている。

投影レンズ２０は、非球面レンズであり、ヒートシンク５０前面にネジ止め固定されたレンズ保持枠４０に保持されて、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置されている。

図５（ａ）は図５（ｂ）に示した光源ユニット３０のＡ−Ａ断面図、図５（ｂ）は光源ユニット３０の正面図、図５（ｃ）は図５（ｂ）に示した光源ユニット３０のＢ−Ｂ断面図である。

図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、光源ユニット３０は、内周面に反射面３１ａが形成された複数の筒部３１を含む導光部材３２と、筒部３１の一端である入射口３１ｂから筒部３１内に入射し反射面３１ａで反射されて筒部３１の他端である出射口３１ｃ（３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から出射する光を発光する複数の半導体発光素子３３ａが実装された基板３３と、を備えている。

半導体発光素子３３ａは、例えば、青色ＬＥＤ素子（例えば、０．７ｍｍ角の発光面を有する青色ＬＥＤ素子×９）と黄色蛍光体（例えば、ＹＡＧ蛍光体）とを組み合わせた構造の白色ＬＥＤである。

半導体発光素子３３ａは、その発光面を前方（投影レンズ２０）に向けた状態でヒートシンク５０前面にネジ止め固定された基板３３上に配置されている（図５（ｂ）参照）。半導体発光素子３３ａは、その一辺を光軸ＡＸに直交する水平線に沿わせて所定間隔で一列にかつ光軸ＡＸに対して略対称に配置されている。

半導体発光素子３３ａはこれに接続された制御装置（図示せず）からの制御に従い個別に点消灯制御される。半導体発光素子３３ａから発生する熱量はヒートシンク５０の作用により放熱される。なお、半導体発光素子３３ａは９つに限られず、８つ以下又は１０以上であってもよい。

なお、半導体発光素子３３ａは、発光色が法規で規定されたＣＩＥ色度図上の白色範囲を満たす光源であればよく、青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体とを組み合わせた構造の白色ＬＥＤに限定されない。例えば、半導体発光素子３３ａは、青色ＬＥＤ素子と緑及び赤色蛍光体とを組み合わせた構造の白色ＬＥＤであってもよいし、赤色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子と青色ＬＥＤ素子とを組み合わせた構造の白色ＬＥＤであってもよいし、紫外若しくは近紫外ＬＥＤ素子とＲＧＢ蛍光体とを組み合わせた構造の白色ＬＥＤであってもよい。これらの構造の白色ＬＥＤであっても、蛍光体の濃度等を調整することで、発光色が法規で規定されたＣＩＥ色度図上の白色範囲を満たすことが可能である。また、半導体発光素子３３ａは、例えば、半導体レーザーと蛍光体とを組み合わせた構造の白色光源であってもよい。

図６は、半導体発光素子３３ａからの光と投影レンズ２０との関係を説明するための図である。

図６に示すように、半導体発光素子３３ａから放射される光には、光軸ＡＸに対し狭角方向の光Ｒａｙ１だけでなく、光軸ＡＸに対し広角方向の光Ｒａｙ２がある。光軸ＡＸに対し広角方向の光Ｒａｙ２をも投影レンズ２０に入射させるために、半導体発光素子３３ａの前方には、光軸ＡＸに対し広角方向の光Ｒａｙ２を制御する導光部材３２が配置されている（図５（ａ）、図５（ｃ）等参照）。

図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、導光部材３２は、光軸ＡＸ上に配置された前面３２ａ及び後面３２ｂ、前面３２ａに形成された複数の出射口３１ｃ（３１ｃ_１〜３１ｃ_９）と後面３２ｂに形成された複数の入射口３１ｂとを連通する筒部３１（筒状の開口）、並びに、筒部３１の内周面に鏡面処理（例えばアルミ蒸着）を施すことで形成された反射面３１ａ等を含んでいる。導光部材３２は、例えば、耐熱性を有するプラスチック材料を射出成形することで一体的に成形されている。

図７（ａ）は筒部３１内に入射した半導体発光素子３３ａからの光のうち光軸ＡＸに対し広角方向の光Ｒａｙ２が一回反射で出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９から出射する様子を模式的に表した縦断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）中の円内を拡大した図である。図８は、筒部３１内に入射した半導体発光素子３３ａからの光のうち光軸ＡＸに対し広角方向の光Ｒａｙ２が一回反射で出射口３１（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から出射する様子を模式的に表した横断面図である。

図７（ａ）、図７（ｂ）、図８に示すように、筒部３１（反射面３１ａ）は、筒部３１内に入射した半導体発光素子３３ａからの光Ｒａｙ２が一回反射で出射口３１ｃ（３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から出射するように、出射口３１ｃ（３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から入射口３１ｂに向かうにつれ略錐体状に狭まる形状に構成されている。従って、筒部３１の出射口３１ｃ（３１ｃ_１〜３１ｃ_９）のうち互いに隣接する出射口３１ｃ（例えば出射口３１ｃ_１と出射口３１ｃ_２）を仕切る縦エッジＥは、その幅をほとんど無視することができるエッジとなる（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）。

この筒部３１（反射面３１ａ）の作用により、光軸ＡＸに対し狭角方向の光Ｒａｙ１だけでなく、光軸ＡＸに対し広角方向の光Ｒａｙ２をも投影レンズ２０に入射させることが可能となる（光利用効率の向上。図７（ａ）、図７（ｂ）、図８参照）。

なお、筒部３１は、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から入射口３１ｂに向かうにつれ略錐体状に狭まる形状に構成され、かつ、互いに隣接する出射口（例えば出射口３１ｃ_１と出射口３１ｃ_２）が同一の縦エッジＥ（その幅をほとんど無視することができる縦エッジ。略鉛直方向に延びている）を含んで構成されるとともに当該同一の縦エッジＥで仕切られていれば、その具体的な形状や拡がり度合等は限定されない。

図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、入射口３１ｂは、半導体発光素子３３ａよりひとまわり大きな寸法（例えば、左右幅：１ｍｍ、上下幅：１．５ｍｍの矩形）で、半導体発光素子３３ａの前方近傍に配置されている。入射口３１ｂの中心と半導体発光素子３３ａ（の発光面）の中心とは略一致している。従って、半導体発光素子３３ａからの光Ｒａｙ１、Ｒａｙ２は、入射口３１ｂから筒部３１内に入射する。入射口３１ｂは、水平方向に一列にかつ光軸ＡＸに対して略対称に配置されている。入射口３１ｂ（導光部材３２の後面３２ｂ）は、投影レンズ２０の後方側焦点Ｆより２．０ｍｍ程度後方に配置されている。

図５（ａ）に示すように、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）は、略矩形で、投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側において、略水平方向に一列にかつ光軸ＡＸに対して略対称に隣接配置されている。出射口３１ｃ（３１ｃ_１〜３１ｃ_９）のうち互いに隣接する出射口３１ｃ（例えば出射口３１ｃ_１と出射口３１ｃ_２）は、縦エッジＥで仕切られている。

図５（ｂ）に示すように、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）の上端縁は正面視で水平方向に延びている。一方、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）の下端縁は正面視で上に凸の円弧状に延びている。このように、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）は、光軸ＡＸから離れるにつれ徐々に水平方向及び鉛直方向のサイズが大きくなるように設定されている（例えば、上下幅：３ｍｍ〜６ｍｍ、出射口３１ｃ_２〜３１ｃ_８の左右幅：２ｍｍ、出射口３１ｃ_１、３１ｃ_９の左右幅：４．５ｍｍ）。これにより、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、遠方で高さ及び幅が小さく、近辺になるにつれ高さ及び幅が大きくなる照射領域Ａ_１〜Ａ_９を形成することが可能となる（図１１（ａ）参照）。従って、遠方を高い光束密度で照射し、近辺を広範囲に照射することが可能となる。なお、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）は、上下方向の中心が光軸ＡＸを含む水平面に対し若干下方（１ｍｍ程度）に位置するように配置されている。

次に、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側に配置した理由について、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓに沿って略水平方向に一列に隣接配置した例と対比して説明する。

図９（ａ）は、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓに沿って略水平方向に一列に隣接配置した例である。図１０（ａ）は、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓに沿って略水平方向に一列に隣接配置した場合に形成される配光パターンＰａの模式図である。

図９（ａ）に示すように、投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓに沿って配置された出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）に形成される照度分布は、投影レンズ２０の作用により前方に反転投影され、図１０（ａ）に示すように、水平方向に隣接配置され個別に照度が制御される複数の照射領域ａ_１〜ａ_９を含む配光パターンＰａを形成する。

出射口３１ｃ（３１ｃ_１〜３１ｃ_９）のうち互いに隣接する出射口３１（例えば出射口３１ｃ_１と出射口３１ｃ_２）は、縦エッジＥで仕切られているが、この縦エッジＥは、その幅をほとんど無視することができるエッジである。従って、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）が投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓに所定の精度で沿っている限り、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）に形成される照度分布の反転投影像である複数の照射領域ａ_１〜ａ_９は、水平方向に隙間無く密に隣接配置される（図１０（ａ）参照）。

しかしながら、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓに所定の精度で沿わせるのは難しく、例えば、投影レンズ２０の製造誤差や組み付け誤差により、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）が投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓに対してずれてしまうことがある。その結果、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）に形成される照度分布の反転投影像である複数の照射領域ａ_１〜ａ_９間に縦エッジＥに起因する隙間（周囲よりも暗い部分）や光筋ができてしまうという問題がある。

この問題は、図９（ｂ）に示すように、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側に配置することで解決される。

図９（ｂ）は、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側において、略水平方向に一列に隣接配置した例である。図１０（ｂ）は、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側において、略水平方向に一列に隣接配置した場合に形成される配光パターンＰ１の模式図である。

図９（ｂ）に示すように、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側において、略水平方向に一列に隣接配置することで、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）のうち互いに隣接する出射口３１ｃ（例えば出射口３１ｃ_８と出射口３１ｃ_９）から出射する光は投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上で部分的に重なり合う（図９（ｂ）中符号ｂ参照）。これにより、投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上に、重なり部分ｂと非重なり部分ｃとが水平方向に交互に連続する照度分布が形成される。

この投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上に形成される照度分布は、投影レンズ２０の作用により前方へ反転投影される。

これにより、図１０（ｂ）、図１１に示すように、重なり部分Ｂと非重なり部分Ｃとが水平方向に交互に連続し、個別に点消灯制御される（又は個別に照度が増減される）複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９を含む配光パターンＰ１が形成される。このように、複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９のうち互いに隣接する領域（例えば照射領域Ａ_１とＡ_２）は水平方向に重なり合う（重なり部分ｂが縦エッジＥをカバーする（図９（ｂ）参照））。

従って、投影レンズ２０の製造誤差や組み付け誤差により、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）が投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓに対してずれたとしても、投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上に形成される照度分布の反転投影像である複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９間に縦エッジＥに起因する隙間（周囲よりも暗い部分）や光筋ができるのを抑え、輝度ムラ（又は配光ムラ）を調整し緩和することが可能となる。

また、上記のように出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側において、略水平方向に一列に隣接配置することで（図９（ｂ）参照）、各半導体発光素子３３ａの配光パターン（照射領域Ａ_１〜Ａ_９）の水平方向の角度を自由に調整することが可能となる。例えば、筒部３１（反射面３１ａ）の形状を調整することで、図９（ｂ）に示すように、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）のうち両端に近い出射口３１ｃ（例えば出射口３１ｃ_１、３１ｃ_９）から出射する光ほど内側にきつい角度で出射するように調整することが可能となる。このようにすれば、個別に点消灯制御される（又は個別に照度が増減される）複数の照射領域（例えば照射領域Ａ_２〜Ａ_８）の水平方向サイズをより細くし、なおかつ、複数の照射領域（例えば照射領域Ａ_２〜Ａ_８）を光軸ＡＸ寄りに密に配置することが可能となる（図１１（ａ）参照）。

このようにサイズを細くし密に配置する利点は次の通りである。

すなわち、車両前方の遠方に存在する車両（先行車又は対向車）は、車両前方の近くに存在する車両（先行車又は対向車）と比べ、見かけ上の大きさが小さく見かけ上の速度が遅い。従って、上記のように複数の照射領域（例えば照射領域Ａ_２〜Ａ_８）の水平方向サイズをより細くし、なおかつ、複数の照射領域（例えば照射領域Ａ_２〜Ａ_８）を光軸ＡＸ寄りに密に配置することで、見かけ上の大きさが小さく見かけ上の速度が遅い車両前方の遠方に存在する車両（先行車又は対向車）の位置に応じて、各照射領域（例えば照射領域Ａ_２〜Ａ_８）を細かく点消灯制御することが可能となる。

なお、出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９は、矩形に限られず、平行四辺形、台形その各種の形状であってもよい。

上記構成の導光部材３２は、入射口３１ｂを半導体発光素子３３ａの前方近傍に位置させた状態で、ヒートシンク５０前面にネジ止め固定されている（図３等参照）。

次に、上記構成の車両用灯具ユニット１０により形成される配光パターンＰ１について説明する。

半導体発光素子３３ａからの光のうち光軸ＡＸに対し狭角方向の光Ｒａｙ１は、入射口３１ｂから筒部３１内に入射し反射面３１ａで反射されることなく出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から出射し、投影レンズ２０に直接入射する。一方、光軸ＡＸに対し広角方向の光Ｒａｙ２は、入射口３１ｂから筒部３１内に入射し反射面３１ａで一回反射されて出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から出射し、投影レンズ２０に入射する（図７（ａ）、図７（ｂ）、図８参照）。これら直接光Ｒａｙ１及び一回反射光Ｒａｙ２は、投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上に、重なり部分ｂと非重なり部分ｃとが水平方向に交互に連続する照度分布を形成する（図９（ｂ）参照）。

この投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上に形成される照度分布は、投影レンズ２０の作用により前方へ反転投影される。

これにより、図１０（ｂ）、図１１（ａ）に示すように、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、重なり部分Ｂと非重なり部分Ｃとが水平方向に交互に連続し、個別に点消灯制御される（又は個別に照度が増減される）複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９を含む配光パターンＰ１が形成される。なお、仮想鉛直スクリーン上においては、投影レンズ２０の後側焦点面上の１ｍｍ四方の大きさの像が、１°四方程度の大きさの像として形成される。

照射領域Ａ_１〜Ａ_９は、水平方向に関し次のように形成される。すなわち、出射口３１ｃ_２〜３１ｃ_８は、上下幅：３ｍｍ、左右幅：２ｍｍの矩形形状を有しており、その中心が光軸ＡＸを含む鉛直面上に位置するように配置されているため、これら出射口３１ｃ_２〜３１ｃ_８に対応する照射領域Ａ_２〜Ａ_８は、中心がＶ−Ｖ線上に位置し、上下幅：３°、左右幅２°程度の略矩形領域として形成される。

そして、出射口３１ｃ_１、３１ｃ_９は、上下幅：３ｍｍ、左右幅４．５ｍｍの矩形形状を有しており、出射口３１ｃ_２〜３１ｃ_８の外側に配置されているため、これら出射口３１ｃ_１、３１ｃ_９に対応する照射領域Ａ_１、Ａ_９は、照射領域Ａ_２〜Ａ_８の外側に上下幅：３°、左右幅：４．５°程度の略矩形領域として形成される。

次に、すれ違いビーム専用の灯具ユニット７０により形成されるロービーム用配光パターンＰ２について説明する。

図１１（ａ）に示すように、ロービーム用配光パターンＰ２は、その上端縁に左右段違いのカットオフラインを有している。

このカットオフラインは、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ＣＬ_Ｒ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線より左側が、自車線側カットオフラインＣＬ_Ｌとして対向車線側カットオフラインＣＬ_Ｒ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ＣＬ_ＬにおけるＶ−Ｖ線寄りの端部は、斜めカットオフラインＣＬ_Ｓとして形成されている。この斜めカットオフラインＣＬ_Ｓは、対向車線側カットオフラインＣＬ_Ｒ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Ｐ２においては、対向車線側カットオフラインＣＬ_Ｒ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おり、このエルボ点Ｅをやや左寄りに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンが形成されている。

以上の配光パターンＰ１、Ｐ２は重畳されて図１１（ａ）に示す合成配光パターンを形成する。

次に、複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９（半導体発光素子３３ａ）を個別に点消灯制御する例について説明する。

以下の説明では、各半導体発光素子３３ａ及び先行車や対向車の検出手段が、制御装置（図示せず）に電気的に接続されているものとする。

図１１（ａ）は、全半導体発光素子３３ａが点灯している場合の配光パターンＰ１の例である。車両前方の遠方に先行車Ｖ１（又は対向車Ｖ２）が検出されない場合、制御装置は、全半導体発光素子３３ａを点灯する。

次に、図１１（ｂ）に示すように、車両前方の遠方に先行車Ｖ１が検出された場合（又は、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、車両前方の対向車線の遠方に対向車Ｖ２が検出された場合）、制御装置は、複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９のうち遠方に存在する先行車Ｖ１（又は対向車Ｖ２）をカバーする照射領域に対応する半導体発光素子３３ａを消灯（又は減光）する。これにより、当該遠方に存在する先行車Ｖ１（又は対向車Ｖ２）に対するグレアを防止することが可能となる。これとともに、車両前方路面の視認性を向上させることが可能となる。

一方、図１１（ｃ）に示すように、先行車Ｖ１がある程度自車に近づいた場合（又は、図１２（ｃ）に示すように、対向車Ｖ２がある程度自車に近づいた場合）、すなわち、近辺に先行車Ｖ１（又は対向車Ｖ２）が検出された場合、制御装置は、複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９のうち近辺に存在する先行車Ｖ１（又は対向車Ｖ２）をカバーする照射領域に対応する半導体発光素子３３ａを消灯（又は減光）する。これにより、当該近辺に存在する先行車Ｖ１（又は対向車Ｖ２）に対するグレアを防止することが可能となる。これとともに、車両前方路面の視認性を向上させることが可能となる。

なお、対向車Ｖ１又は先行車Ｖ２の位置（例えば、仮想鉛直スクリーン上における位置）を検出する手段としては、例えば、車両前方の対向車Ｖ１又は先行車Ｖ２を含む画像を撮像しその撮像画像に基づいて検出する手段を用いることが可能である。例えば、ＣＣＤカメラ等により車両前方を撮像し、その撮像データに基づいて対向車Ｖ１（又は先行車Ｖ２）の点灯状態にある前照灯（又は尾灯）の位置を高濃度の画素として検出する手段を用いることが可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、図９（ｂ）に示すように、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）は、投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側において、略水平方向に一列に隣接配置されている。従って、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）のうち互いに隣接する出射口３１ｃ（例えば出射口３１ｃ_８と出射口３１ｃ_９）から出射する光は投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上で部分的に重なり合う（図９（ｂ）中符号ｂ参照）。これにより、投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上に、重なり部分ｂと非重なり部分ｃとが水平方向に交互に連続する照度分布が形成される。

この投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上に形成される照度分布は、投影レンズ２０の作用により前方へ反転投影される。

これにより、図１０（ｂ）、図１１に示すように、重なり部分Ｂと非重なり部分Ｃとが水平方向に交互に連続し、個別に点消灯制御される（又は個別に照度が増減される）複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９を含む配光パターンＰ１が形成される。

このように、複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９のうち互いに隣接する領域（例えば照射領域Ａ_１とＡ_２）は水平方向に重なり合うため（重なり部分ｂが縦エッジＥをカバーするため（図９（ｂ）参照））、投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上に形成される照度分布の反転投影像である複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９間に縦エッジＥに起因する隙間（周囲よりも暗い部分）や光筋ができるのを抑え、輝度ムラ（又は配光ムラ）を調整し緩和することが可能となる。（従来は、個別に点消灯制御される複数の照射領域間の隙間（周囲よりも暗い部分）を埋めるために、当該隙間を照射する別の灯具を追加する必要があった）。

また、上記のように出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９及び縦エッジＥ）を投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓより後方側において、略水平方向に一列に隣接配置することで（図９（ｂ）参照）、各半導体発光素子３３ａの配光パターン（照射領域Ａ_１〜Ａ_９）の水平方向の角度を自由に調整することが可能となる。例えば、筒部３１（反射面３１ａ）の形状を調整することで、図９（ｂ）に示すように、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）のうち両端に近い出射口３１ｃ（例えば出射口３１ｃ_１、３１ｃ_９）から出射する光ほど内側にきつい角度で出射するように調整することが可能となる。このようにすれば、個別に点消灯制御される（又は個別に照度が増減される）複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９の水平方向サイズをより細くし、なおかつ、複数の照射領域Ａ_１〜Ａ_９を光軸ＡＸ寄りに密に配置することが可能となる。

また、本実施形態によれば、複数の半導体発光素子３３ａはその発光面が車両前方を向いた姿勢で、水平方向に一列に配置されているため（図３等参照）、複数の半導体発光素子が光軸ＡＸ方向に分散配置されている従来と比べ（図１４中発光素子２３０参照）、光軸ＡＸ方向寸法が短い小型の車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。

また、本実施形態によれば、図７（ａ）、図７（ｂ）、図８に示すように、筒部３１（反射面３１ａ）は、筒部３１内に入射した半導体発光素子３３ａからの光Ｒａｙ２が一回反射で出射口３１ｃ（３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から出射するように、出射口３１ｃ（３１ｃ_１〜３１ｃ_９）から入射口３１ｂに向かうにつれ略錐体状に狭まる形状に構成されている。この筒部３１（反射面３１ａ）の作用により、光軸ＡＸに対し狭角方向の光Ｒａｙ１だけでなく、光軸ＡＸに対し広角方向の光Ｒａｙ２をも投影レンズ２０に入射させることが可能となる（光利用効率の向上）。

また、本実施形態によれば、リフレクタを用いない構成であるため、リフレクタを用いる従来と比べ（図１４中リフレクタ２２０参照）、より少ない部品点数で車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。

また、本実施形態によれば、複数の半導体発光素子３３ａが同一の基板３３に実装されているため（すなわち、複数の半導体発光素子３３ａが１ユニット化されているため）、複数の発光素子が同一の基板に実装されることなく光軸ＡＸ方向に分散配置されている従来と比べ（図１４中発光素子２３０参照）、複数の半導体発光素子３３ａの組み付けを極めて容易に行うことが可能となる。また、複数の半導体発光素子３３ａの複数の筒部３１に対する位置決めを極めて精度良く行うことが可能となる。

また、本実施形態によれば、複数の半導体発光素子３３ａ自体ではなく、投影レンズ２０の後側焦点面Ｆｓ上に形成される照度分布を前方へ反転投影する構成であるため、複数の半導体発光素子３３ａの像自体を反転投影する構成と比べ、複数の半導体発光素子３３ａの配置間隔を広くすることが可能となる。これにより、半導体発光素子３３ａの発光に伴って発生する熱の影響を緩和することが可能となる。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）の下端縁は正面視で上に凸の円弧状に延びているように説明したが（図５（ｂ）参照）、本発明はこれに限定されない。

例えば、図１３に示すように、出射口３１ｃ（出射口３１ｃ_１〜３１ｃ_９）の下端縁は正面視で水平方向に直線状に延びていてもよい。

なお、車両の前面の左右両側に配置された車両用灯具ユニット１０それぞれの照射領域Ａ_１〜Ａ_９が部分的に重なるように照準調整することで（例えば１°分左右にずらすことで）、より多くの領域を点消灯制御することが可能となる（例えば、中心付近を１°刻みで点消灯制御することが可能となる）。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これら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。本発明はその精神又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。

１０…車両用灯具ユニット、２０…投影レンズ、３０…光源ユニット、３１…筒部、３
１ａ…反射面、３１ｂ…入射口、３１ｃ１-３１ｃ９…出射口、３２…遮光部材、３３…
基板、３３ａ…半導体発光素子、４０…レンズ保持枠、５０…ヒートシンク、６０…灯室、６１…ハウジング、６２…透光カバー、７０…灯具ユニット

Claims (2)

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、前記投影レンズの後側焦点面よりも後方側に配置された光源ユニットと、を備えた車両用灯具ユニットにおいて、
   前記光源ユニットは、内周面に反射面が形成された複数の筒部と、前記筒部の一端である入射口から当該筒部内に入射し前記反射面で反射されて前記筒部の他端である出射口から出射する光を発光する複数の半導体発光素子と、を備えており、
   前記複数の筒部の出射口は、前記投影レンズの後側焦点面より後方側において、略水平方向に隣接配置されており、
   前記複数の筒部の出射口のうち互いに隣接する出射口は、同一の縦エッジを含んで構成されるとともに当該同一の縦エッジで仕切られており、
   前記複数の筒部はそれぞれ、前記出射口から前記入射口に向かうにつれ略錐体状に狭まる形状に構成されていることを特徴とする車両用灯具ユニット。
2. 前記複数の筒部を含む導光部材をさらに備えており、
   前記複数の半導体発光素子は、発光面が車両前方を向いた姿勢で、水平方向に一列に配置されており、
   前記導光部材は、前記複数の半導体発光素子からの光が前記複数の筒部の入射口から前記複数の筒部内に入射するように、前記複数の半導体発光素子の前方に配置されてい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。

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