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車両用灯具10を示す側断面図である。また、図2は、図1のII方向矢視図であり、図3は、図1のIII 部詳細図であり、図4は、車両用灯具10の主要構成要素を示す斜視図である。
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具10は、ロービーム照射とハイビーム照射とを選択的に行い得るように構成されたヘッドランプであって、プロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されている。
すなわち、この車両用灯具10は、車両前後方向に延びる光軸Axを有する投影レンズ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光源としての発光素子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からの光を投影レンズ12へ向けて反射させるリフレクタ16とを備えた構成となっている。
さらに、この車両用灯具10は、ロービーム用配光パターンを形成するために投影レンズ12へ向かう発光素子14からの光の一部を遮光するシェード20と、ロービーム用配光パターンに対してハイビーム用の付加配光パターンを付加的に形成するために投影レンズ12に光を入射させる複数の発光ユニット30とを備えた構成となっている。
なお、この車両用灯具10は、その光軸調整が完了した状態では、光軸Axが車両前後方向に対して僅かに下向きになるように構成されている。
以下、車両用灯具10の具体的な構成について説明する。
投影レンズ12は、その前面が凸面でその後面が平面の平凸非球面レンズであって、その後側焦点Fを含む焦点面である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。
この投影レンズ12は、その外周フランジ部においてレンズホルダ18に支持されている。そして、このレンズホルダ18はベース部材22に支持されている。
発光素子14は白色発光ダイオードであって、横長矩形状の発光面を有している。そして、この発光素子14は、その発光面を光軸Axを含む水平面上に位置させた状態で上向きに配置されている。この発光素子14はベース部材22に支持されている。
リフレクタ16の反射面16aは、光軸Axと略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。そしてこれにより、リフレクタ16は、発光素子14からの光を鉛直断面内においては後側焦点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かなり前方へ移動させるようになっている。このリフレクタ16はベース部材22に支持されている。
シェード20は、リフレクタ16で反射した発光素子14からの光の一部を遮光した上で、この遮光した光を上向きに反射させる上向き反射面20aを有している。そして、この上向き反射面20aで反射した光を投影レンズ12に入射させて、これを下向き光として投影レンズ12から出射させるようになっている。
このシェード20は、ベース部材22と一体で形成されており、その上向き反射面20aはベース部材22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20aは、光軸Axよりも左側(灯具正面視では右側)に位置する左側領域が光軸Axを含む水平面で構成されており、光軸Axよりも右側に位置する右側領域が、短い斜面を介して左側領域よりも一段低い水平面で構成されている。この上向き反射面20aの前端縁20a1は、後側焦点Fから左右両側へ向けて延びるように形成されている。
複数の発光ユニット30は、投影レンズ12の後側焦点Fよりも下方において左右方向に並列に配置されており、図示しない点灯制御回路によって個別に点灯し得るように構成されている。本実施形態においては、いずれも同様の構成を有する11個の発光ユニット30が、光軸Axの真下の位置を中心にして左右方向に等間隔で配置された構成となっている。
図3に詳細に示すように、各発光ユニット30は、発光素子32と、この発光素子32からの出射光を投影レンズ12へ向けて反射させるリフレクタ34とを備えている。
リフレクタ34は、シェード20の上向き反射面20aの前端縁20a1から(すなわち投影レンズ12の後側焦点面の近傍から)斜め下後方へ延びる第1反射面34aと、発光素子32からの出射光を第1反射面34aへ向けて反射させる第2反射面34bとを備えている。
このリフレクタ34は、その一部がベース部材22と一体で形成されている。すなわち、第1反射面34aは、ベース部材22の前端面の一部として構成されており、第2反射面34bは、ベース部材22に取り付けられたカバー部材36の一部として構成されている。
発光素子32は白色発光ダイオードであって、上向き反射面20aの前端縁20a1から斜め下後方へ離れた位置において第1反射面34aに支持されている。すなわち、この発光素子32は、その発光面を第1反射面34aと直交する斜め下前方へ向けるようにして配置されている。
第2反射面34bは、発光素子32を下方側から覆うようにして配置されている。この第2反射面34bは、略楕円面状の曲面で構成されており、発光素子32からの光を第1反射面34aの前端縁近傍領域へ向けて反射させるようになっている。
カバー部材36は、11個の発光ユニット30に跨るようにして横長に形成されている。このカバー部材36には、その左右両端位置および各第2反射面34b相互間の境界位置に、光軸Axと平行な鉛直方向に延びる隔壁部36aが形成されている。その際、これら各隔壁部36aの側面は反射面として構成されている。
これら各隔壁部36aは、第1反射面34aまで延びるように形成されており、これにより第2反射面34bを各発光ユニット30毎に仕切るようになっている。その際、これら各第2反射面34bおよび各隔壁部36aの前端位置は、投影レンズ12の後側焦点面よりも僅かに後方に位置している。
各発光ユニット30において発光素子32から出射した光の一部は、第2反射面34bで反射した後、第1反射面34aで再度反射して投影レンズ12に入射し、他の一部は直接第1反射面34aで反射して投影レンズ12に入射し、さらに他の一部は直射光として投影レンズ12に入射する。その際、いずれの場合においても、その一部は左右両側の隔壁部36aの側面で反射してから投影レンズ12に入射する。
すなわち、各発光ユニット30から投影レンズ12へ向かう光は、カバー部材36の前端縁の位置において、第1および第2反射面34a、34bと左右1対の隔壁部36aとで囲まれた開口形状に出射範囲が絞られてから、投影レンズ12の後側焦点面を通過する。したがって、互いに隣接する発光ユニット30相互間において、投影レンズ12の後側焦点面を通過する光線束の範囲が僅かに重複するものとなる。
図5は、車両用灯具10から前方へ向けて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であって、同図(a)はハイビーム用配光パターンPH1、同図(b)は中間的配光パターンPM1を示す図である。
同図(a)に示すハイビーム用配光パターンPH1は、ロービーム用配光パターンPL1とハイビーム用の付加配光パターンPAとの合成配光パターンとして形成されている。
ロービーム用配光パターンPL1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を有している。このカットオフラインCL1、CL2は、灯具正面方向の消点であるH−Vを鉛直方向に通る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線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインCL1として形成されるとともに、V−V線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインCL1から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインCL2として形成されている。
このロービーム用配光パターンPL1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の光源像を、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は、シェード20の上向き反射面20aの前端縁20a1の反転投影像として形成されるようになっている。
このロービーム用配光パターンPL1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。
ハイビーム用配光パターンPH1においては、付加配光パターンPAがカットオフラインCL1、CL2から上方に拡がるようにして横長の配光パターンとして追加形成されることにより、車両前方走行路を幅広く照射するようになっている。
付加配光パターンPAは、11個の配光パターンPaの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Paは、各発光ユニット30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各発光素子32の光源像の反転投影像として形成される配光パターンである。
その際、これら各配光パターンPaは、上下方向にやや長い略矩形状を有している。これは、各発光ユニット30からの光線束の出射範囲が第1および第2反射面34a、34bと左右1対の隔壁部36aとで囲まれた開口形状に絞られていることに対応するものである。
また、これら各配光パターンPaは、互いに隣接する配光パターンPa相互間で僅かに重複するようにして形成されている。これは、互いに隣接する発光ユニット30相互間で、投影レンズ12の後側焦点面を通過する光線束の範囲が僅かに重複することによるものである。
さらに、これら各配光パターンPaは、その下端縁の位置がカットオフラインCL1、CL2の位置と一致している。これは、第1反射面34aが、シェード20の上向き反射面20aの前端縁20a1から斜め下後方へ延びるように形成されていることによるものである。
これら各配光パターンPaを形成する光線束のうち、第2反射面34aで反射した発光素子32からの光は、第1反射面34aの前端縁近傍領域で反射するので、各配光パターンPaはその下端領域の光度が高い光度分布で形成される。このため、これらの合成配光パターンとして形成される付加配光パターンPAもカットオフラインCL1、CL2に沿った領域が明るい配光パターンとして形成され、これによりハイビーム用配光パターンPH1の形成により適したものとなっている。
同図(b)に示す中間的配光パターンPM1は、ハイビーム用配光パターンPH1に対して、付加配光パターンPAの代わりに、その一部が欠けた付加配光パターンPAmを有する配光パターンとなっている。
具体的には、この付加配光パターンPAmは、11個の配光パターンPaのうち右から3番目と4番目の配光パターンPaが欠落した配光パターンとなっている。この付加配光パターンPAmは、11個の発光ユニット30のうち左から3番目と4番目の発光ユニット30を消灯することによって形成される。
このような中間的配光パターンPM1を形成することにより、車両用灯具10からの照射光が対向車2に当たらないようにし、これにより対向車2のドライバにグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ車両前方走行路を幅広く照射するようになっている。
そして、対向車2の位置が変化するのに伴って、消灯の対象となる発光ユニット30を順次切り換えることにより付加配光パターンPAmの形状を変化させ、これにより対向車2のドライバにグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ車両前方走行路を幅広く照射する状態を維持するようになっている。
なお、対向車2の存在は、図示しない車載カメラ等によって検出するようになっている。そして、車両前方走行路に前走車が存在したり、その路肩部分に歩行者が存在するような場合にも、これを検出して一部の配光パターンPaを欠落させることによりグレアを与えてしまわないようにしている。
次に本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態に係る車両用灯具10は、ロービーム照射とハイビーム照射とを選択的に行うプロジェクタ型の灯具として構成されており、その投影レンズ12に11個の発光ユニット30からの光を入射させることによりハイビーム用の付加配光パターンPAを形成する構成となっているが、その際、11個の発光ユニット30は、投影レンズ12の後側焦点Fよりも下方において左右方向に並列に配置された状態で個別に点灯し得る構成となっているので、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、11個の発光ユニット30を同時点灯させて付加配光パターンPAを形成することにより、ハイビーム用配光パターンPH1を形成することができる。また、11個の発光ユニット30のうちの一部を選択的に点灯させることにより、付加配光パターンPAの一部が欠けた付加配光パターンPAmを形成することができ、これによりロービーム用配光パターンPL1とハイビーム用配光パターンPH1との中間に位置する形状の中間的配光パターンPM1を形成することができる。
しかもこれを、単一の投影レンズ12を用いたプロジェクタ型の光学系により実現することができる。
このように本実施形態によれば、ロービーム照射とハイビーム照射とを選択的に行い得るように構成された車両用灯具10において、コンパクトな構成によりハイビーム用の付加配光パターンPA、PAmを複数種類の照射パターンで形成することができる。
その際、本実施形態においては、各発光ユニット30が、発光素子32とその出射光を投影レンズ12へ向けて反射させるリフレクタ34とを備えた構成となっているので、各発光ユニット30の構成を簡素なものとすることができる。
しかも、リフレクタ34は、投影レンズ12の後側焦点面の近傍から斜め下後方へ延びる第1反射面34aと、発光素子32からの出射光を第1反射面34aへ向けて反射させる第2反射面34bとを備えた構成となっているので、発光素子32からの出射光を効率良く投影レンズ12に入射させることができる。
その際、第1反射面34aは、その前端縁の位置をシェード20の上向き反射面20aの前端縁20a1の位置と一致させるようにして形成されているので、ロービーム用配光パターンPL1と付加配光パターンPAとがカットオフラインCL1、CL2の部分において途切れてしまうのを未然に防止することができる。
さらに本実施形態においては、各発光ユニット30が左右両側の隔壁部36aで仕切られており、これにより互いに隣接する発光ユニット30相互間で投影レンズ12の後側焦点面を通過する光線束の範囲を僅かに重複させるようになっているので、付加配光パターンPAを構成している11個の配光パターンPaも互いに僅かに重複するように形成することができる。そしてこれにより、一部の発光ユニット30を消灯して一部の配光パターンPaを欠落させたときの付加配光パターンPAmを、その欠落部分の左右両側の境界線が比較的明瞭な配光パターンとして形成することができる。
上記実施形態においては、11個の発光ユニット30を備えているものとして説明したが、これ以外の個数の発光ユニット30を備えた構成とすることも可能である。
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6は、本変形例に係る車両用灯具110を示す、図1と同様の図である。
同図に示すように、この車両用灯具110の基本的な構成は上記実施形態の車両用灯具10と同様であるが、投影レンズ112の構成が上記実施形態の場合と異なっている。
すなわち、本変形例の投影レンズ112は、その上部領域112Aの後側焦点Faが該上部領域112A以外の一般領域の後側焦点Fよりも下方に位置するように形成されている。
具体的には、この投影レンズ112は、その前面112aが、光軸Axよりも上方側の領域において、図中2点鎖線で示す上記実施形態の投影レンズ12の前面よりも後方側に大きく湾曲するようにして形成されている。このため、一般領域の後側焦点Fが光軸Ax上に位置しているのに対し、上部領域112Aの後側焦点Faは後側焦点Fに対して下方に変位している。
これにより本変形例においては、シェード20の上向き反射面20aで反射して投影レンズ112の上部領域112Aに入射したリフレクタ16からの反射光および各発光ユニット30から出射して投影レンズ112の上部領域112Aに入射した光を、上記実施形態の場合よりもやや下向きの光として投影レンズ112から前方へ向けて出射させるようになっている。
図7は、車両用灯具110から前方へ向けて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であって、同図(a)はハイビーム用配光パターンPH2、同図(b)は中間的配光パターンPM2を示す図である。
同図(a)に示すハイビーム用配光パターンPH2は、ロービーム用配光パターンPL2とハイビーム用の付加配光パターンPBとの合成配光パターンとして形成されている。
付加配光パターンPBは、11個の配光パターンPbの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Pbは、各発光ユニット30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32の光源像の反転投影像として形成される配光パターンである。
その際、これら各配光パターンPbは、上記実施形態の各配光パターンPaと同様の形状および配置で形成されるが、その下端縁はカットオフラインCL1、CL2よりもやや下方の位置まで延びている。これは、投影レンズ112の上部領域112Aの後側焦点Faが一般領域の後側焦点Fに対して下方に変位していることによるものである。
なお、ロービーム用配光パターンPL2は、上記実施形態のロービーム用配光パターンPL1に対して多少光度分布が異なったものとなるが、全体的な形状はロービーム用配光パターンPL1の場合と同様である。
同図(b)に示す中間的配光パターンPM2は、ハイビーム用配光パターンPH2に対して、付加配光パターンPBの代わりに、その一部が欠けた付加配光パターンPBmを有する配光パターンとなっている。
本変形例の構成を採用した場合においても、コンパクトな構成によりハイビーム用の付加配光パターンPB、PBmを複数種類の照射パターンで形成することができる。
また、本変形例の構成を採用することにより、ハイビーム用配光パターンPH2において、ロービーム用配光パターンPL2と付加配光パターンPBとをカットオフラインCL1、CL2の部分において部分的に重複させることができ、これによりロービーム用配光パターンPL2と付加配光パターンPBとの連続性を高めることができる。
この点、中間的配光パターンPM2に関しても同様であり、ロービーム用配光パターンPL2と付加配光パターンPBmとの連続性を高めることができる。
なお、この第1変形例においては、投影レンズ112において光軸Axよりも上方に位置する領域を上部領域112Aであるものとして説明したが、上部領域112Aの下端縁の位置は必ずしも光軸Axと一致していなくてもよい。
次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。
図8は、本変形例に係る車両用灯具210の要部を示す、図3と同様の図である。
同図に示すように、この車両用灯具210の基本的な構成は上記実施形態の車両用灯具10と同様であるが、各発光ユニット230の構成が上記実施形態の場合と異なっており、これに伴ってシェード220およびベース部材222の構成も一部異なっている。
すなわち、本変形例においても、各発光ユニット230は、発光素子232と、この発光素子232からの出射光を投影レンズ12へ向けて反射させるリフレクタ234とを備えている。
リフレクタ234は、シェード220の上向き反射面220aの前端縁220a1から(すなわち投影レンズ12の後側焦点面の近傍から)斜め下後方へ延びる第1反射面234aと、発光素子232からの出射光を第1反射面234aへ向けて反射させる第2反射面234bとを備えている。
第1反射面234aは、ベース部材222の一部として構成されている。第2反射面234bは、ベース部材222に取り付けられたカバー部材236の一部として構成されている。
発光素子232は白色発光ダイオードであって、上向き反射面220aの前端縁220a1から斜め下後方へ離れた位置において第1反射面34aと直交する平面に支持されている。すなわち、この発光素子232は、その発光面を第1反射面234aと平行な斜め上前方へ向けるようにして配置されている。
第2反射面234bは、発光素子232を下方側から覆うようにして配置されている。この第2反射面234bは、平面状に形成されており、発光素子232からの光を第1反射面234aへ向けて反射させるようになっている。
カバー部材236は、11個の発光ユニット230に跨るようにして横長に形成されている。このカバー部材236には、その左右両端位置および各第2反射面234b相互間の境界位置に、光軸Axと平行な鉛直方向に延びる隔壁部236aが形成されている。その際、これら隔壁部236aの側面は反射面として形成されている。
これら各隔壁部236aは、第1反射面234aまで延びるように形成されており、これにより第2反射面234bを各発光ユニット230毎に仕切るようになっている。その際、各第2反射面234bおよび各隔壁部236aの前端位置は、投影レンズ12の後側焦点面よりも僅かに後方に位置している。
各発光ユニット230において発光素子232から出射した光の一部は、第2反射面234bで反射した後、第1反射面234aで再度反射して投影レンズ12に入射し、他の一部は直接第1反射面234aで反射して投影レンズ12に入射し、さらに他の一部は直射光として投影レンズ12に入射する。その際、いずれの場合においても、その一部は左右両側の隔壁部236aの側面で反射してから投影レンズ12に入射する。
このため、各発光ユニット230から投影レンズ12へ向かう光は、カバー部材236の前端縁の位置において、第1および第2反射面234a、234bと左右1対の隔壁部236aとで囲まれた開口形状に出射範囲が絞られてから、投影レンズ12の後側焦点面を通過する。したがって、互いに隣接する発光ユニット230相互間において、投影レンズ12の後側焦点面を通過する光線束の範囲が僅かに重複するものとなる。
図9は、車両用灯具210から前方へ向けて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であって、同図(a)はハイビーム用配光パターンPH3、同図(b)はロービーム用配光パターンPL3を示す図である。
同図(a)に示すハイビーム用配光パターンPH3は、ロービーム用の基本配光パターンPL0とハイビーム用の付加配光パターンPCとの合成配光パターンとして形成されている。
基本配光パターンPL0は、上記実施形態のロービーム用配光パターンPL1と全く同様である。
付加配光パターンPCは、11個の配光パターンPcの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Pcは、各発光ユニット230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232の光源像の反転投影像として形成される配光パターンである。
その際、これら各配光パターンPcは、上記実施形態の各配光パターンPaと同様の形状および配置で形成されるが、その光度分布が異なったものとなる。
すなわち、これら各配光パターンPcは、その中心部が最も明るく周縁部に向かって徐々に暗くなる光度分布で形成される。これは、第2反射面234bが平面状に形成されていることによるものである。
同図(b)に示すロービーム用配光パターンPL3は、基本配光パターンPL0に対して、車両前方走行路に設置された頭上標識OHSを照射するためのOHS照射用配光パターンPDが追加形成された配光パターンとなっている。
OHS照射用配光パターンPDは、11個の発光ユニット230のうち、両側に位置する4個の発光ユニット230を消灯した上で、残りの7個の発光ユニット230を減光した状態で点灯することによって形成される7個の配光パターンPdの合成配光パターンとして形成されるようになっている。
その際、各配光パターンPcは、その中心部が最も明るく周縁部に向かって徐々に暗くなる光度分布で形成されるので、これを減光によって全体的に暗くした配光パターンPdは、その外周縁領域が暗いものとなる。したがって、OHS照射用配光パターンPDは、その中央領域が適度に明るくカットオフラインCL1、CL2の近傍領域が暗い配光パターンとなり、頭上標識OHSの照射に適したものとなる。
なお本変形例においても、同図(a)に示すハイビーム用配光パターンPH3において、その付加配光パターンPCを構成する11個の配光パターンPcのうちの一部を欠落させることにより、上記実施形態の中間的配光パターンPM1と同様の中間的配光パターンを形成することができる。
本変形例の構成を採用した場合においても、コンパクトな構成によりハイビーム用の付加配光パターンPCを複数種類の照射パターンで形成することができる。
また、本変形例の構成を採用することにより、ロービーム用配光パターンPL3として、OHS照射用配光パターンPDを有する配光パターンを形成することができる。
特に、本変形例のように複数の発光ユニット230が投影レンズ12の後側焦点Fよりも下方において左右方向に並列に配置されている場合には、従来のようにシェード20の前方にリフレクタ16からの反射光を反射させてOHS照射用配光パターンPDを形成するための反射部材を配置することが困難となるため、本変形例の構成を採用することが効果的である。
上記実施形態においても、ロービーム用配光パターンPL1を形成する際に本変形例と同様の照射モードを採用することにより、OHS照射用配光パターンPDと同様のOHS照射用配光パターンを形成することが可能である。
次に、上記実施形態の第3変形例について説明する。
図10は、本変形例に係る車両用灯具310を示す、図1と同様の図であり、図11は、そのXI部詳細図である。
これらの図に示すように、この車両用灯具310の基本的な構成は上記第1変形例の車両用灯具110と同様であるが、発光素子14およびリフレクタ16の姿勢ならびにシェード320および各発光ユニット330の構成が上記第1変形例の場合と異なっており、これに伴ってベース部材322の形状が上記第1変形例の場合と異なっている。
すなわち、本変形例のシェード320は、厚さ0.2〜0.5mm程度の薄板(例えば金属板)で構成されており、その上面が上向き反射面320aとして構成されている。そして、このシェード320は、投影レンズ112の後側焦点面の近傍から斜め上後方へ向けて延びるように配置された状態でベース部材322に支持されている。その際、上向き反射面320aの水平面からの傾斜角度は10〜30°程度の値に設定されており、その前端縁320a1の位置は上記第1変形例の場合と略同じ位置に設定されている。
発光素子14およびリフレクタ16は、その構成自体は上記第1変形例の場合と同様であるが、シェード320の上向き反射面320aの傾斜角度分だけ水平面から傾斜した状態で配置されている。ただし、この程度の傾斜角度では、リフレクタ16で反射した発光素子14からの光が投影レンズ112の後側焦点面を通過する領域は、上記第1変形例の場合と略同様である。
本変形例においても、11個の発光ユニット330が、投影レンズ112の後側焦点Fよりも下方において左右方向に等間隔で並列に配置されており、これらは個別に点灯し得るように構成されている。
その際、これら発光ユニット330は、シェード320の前端部の下方に配置されている。そして、ベース部材322の前端上部には、これら発光ユニット330を支持するためのユニット支持部322aが形成されている。
各発光ユニット330は、発光素子332と、この発光素子332からの出射光を投影レンズ112へ向けて反射させるリフレクタ334とを備えている。
発光素子332は白色発光ダイオードであって、その発光面を上向きに配置した状態でベース部材322に支持されている。
リフレクタ334は、発光素子332をその後方から上方にかけて覆うように配置されており、ベース部材322に支持されている。
このリフレクタ334は、発光素子332の発光中心を第1焦点とする回転楕円面状の反射面334aを有している。そして、このリフレクタ334は、その反射面334aにおいて発光素子332からの光を前方へ向けて反射させて、投影レンズ112の後側焦点面の前方において一旦収束させた後、投影レンズ112に入射させるようになっている。
このリフレクタ334は、その上端縁がシェード320の前端部の下面近傍まで(すなわち光軸Axよりも上方まで)延びるように形成されており、これにより反射面334aをできるだけ広く確保するようになっている。
11個の発光ユニット330について、そのリフレクタ334は互いに一体的に形成されている。これら各リフレクタ334の左右両側には、光軸Axと平行な鉛直方向に延びる仕切り壁336が配置されている。これら各仕切り壁336は、各リフレクタ334と一体的に形成されている。
各仕切り壁336は、その上端縁がシェード320の前端部の下面近傍まで延びるように形成されており、その前端縁は投影レンズ112の後側焦点面よりも僅かに後方に位置している。これら各仕切り壁336は、そのリフレクタ334の反射面334a側の側面が反射面として構成されている。
各発光ユニット330から投影レンズ112に入射する光は、リフレクタ334からの反射光だけでなく、発光素子332からの直射光およびその両側の仕切り壁336からの反射光が含まれる。
図12は、車両用灯具310から前方へ向けて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であって、同図(a)はハイビーム用配光パターンPH4、同図(b)は中間的配光パターンPM4を示す図である。
同図(a)に示すハイビーム用配光パターンPH4は、ロービーム用配光パターンPL4とハイビーム用の付加配光パターンPEとの合成配光パターンとして形成されている。
付加配光パターンPEは、11個の配光パターンPeの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Peは、各発光ユニット330からの光によって投影レンズ112の後側焦点面上に形成された発光素子332の光源像の反転投影像として形成される配光パターンである。
その際、これら各配光パターンPeは、上記第1変形例の各配光パターンPbと略同様の形状および配置で形成されるが、全体的により明るい配光パターンとして形成されている。これは、各発光ユニット330においてリフレクタ334からの反射光および発光素子332からの直射光がより多く投影レンズ112に入射することによるものである。
ロービーム用配光パターンPL4は、上記第1変形例のロービーム用配光パターンPL2と略同様の形状で形成されている。
同図(b)に示す中間的配光パターンPM4は、ハイビーム用配光パターンPH4に対して、付加配光パターンPEの代わりに、その一部が欠けた付加配光パターンPEmを有する配光パターンとなっている。
本変形例の構成を採用した場合においても、コンパクトな構成によりハイビーム用の付加配光パターンPE、PEmを複数種類の照射パターンで形成することができる。
特に本変形例のように、薄板で構成されたシェード320を、その上向き反射面320aが投影レンズ112の後側焦点面の近傍から斜め上後方へ延びるように配置した上で、その前端部の下方に各発光ユニット330が配置された構成とすることにより、そのリフレクタ334の反射面334aを広く確保することができ、これにより付加配光パターンPE、PEmをより明るいものとすることができる。
その際、本変形例においても、投影レンズ112の上部領域112Aの後側焦点Faが一般領域の後側焦点Fよりも下方に位置しているので、リフレクタ16からの反射光と各発光ユニット330からの出射光とで投影レンズ112の後側焦点面を通過する領域に僅かな隙間(すなわちシェード320の板厚分の隙間)が生じてしまうにもかかわらず、ハイビーム用配光パターンPH4において、ロービーム用配光パターンPL4と付加配光パターンPEとを部分的に重複させることができ、その連続性を高めることができる。
この点、中間的配光パターンPM4に関しても同様であり、ロービーム用配光パターンPL4と付加配光パターンPEmとの連続性を高めることができる。
本変形例において、各発光ユニット330のリフレクタ334は、その上端縁が光軸Axよりも上方まで延びているが、該発光ユニット330からの出射光は、投影レンズ112の後側焦点面をその後側焦点Fよりも下方において通過している。したがって、各発光ユニット330は、投影レンズ112の後側焦点Fよりも下方に位置しているといえる。
次に、上記実施形態の第4変形例について説明する。
図13は、本変形例に係る車両用灯具410を示す、図1と同様の図である。
同図に示すように、この車両用灯具410の基本的な構成は上記実施形態の車両用灯具10と同様であるが、シェード420および各発光ユニット430の構成が上記実施形態の場合と異なっており、これに伴ってベース部材422の形状が上記実施形態の場合と異なっている。
すなわち、本変形例のシェード420は、厚さ0.2〜0.5mm程度の薄板(例えば金属板)で構成されており、その上面が上向き反射面420aとして構成されるとともに、その下面が下向き反射面420bとして構成されている。
このシェード420は、前後方向に水平に延びるように配置されており、その上向き反射面420aの前端縁420a1の位置は上記実施形態の場合と同じ位置に設定されている。このシェード420はベース部材422に支持されている。
本変形例においても、11個の発光ユニット430が、投影レンズ12の後側焦点Fよりも下方において左右方向に等間隔で並列に配置されており、これらは個別に点灯し得るように構成されている。
各発光ユニット430は、発光素子432と、この発光素子432からの出射光を投影レンズ12へ向けて偏向出射させるレンズ434とを備えている。
各発光素子432は、シェード420の下方においてその発光面を灯具正面方向に対して斜め上向きにした状態で配置されており、ベース部材422に支持されている。
各レンズ434は、左右方向に短く延びる凸シリンドリカルレンズであって、その前面は単一の凸状曲面で構成されており、その後面は段差付きの凸状曲面で構成されている。
これら各レンズ434は、各発光素子432の斜め上前方において、その光軸を斜め上前方に向けるようにして配置されており、各発光素子432から出射光を投影レンズ12へ向けて偏向透過させるようになっている。その際、これら各レンズ434は、その中央部においては各発光素子432から出射光を直接偏向制御して投影レンズ12の後側焦点Fの下方近傍において一旦収束させるようになっており、一方、その上部および下部においては各発光素子432から出射光をその後面で全反射させてから偏向制御するようになっている。
また、これら各レンズ434からの出射光の一部は、シェード420の下向き反射面420bで反射してから投影レンズ12に入射するようになっている。
11個の発光ユニット430の各々について、そのレンズ434の左右両側には、光軸Axと平行な鉛直方向に延びる仕切り壁436が配置されている。これら各仕切り壁436はベース部材422に支持されている。
各仕切り壁436は、その前端縁が投影レンズ12の後側焦点面よりも僅かに後方に位置している。これら各仕切り壁436は、そのレンズ434側の側面が反射面として構成されている。
図14は、車両用灯具410から前方へ向けて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であって、同図(a)はハイビーム用配光パターンPH5、同図(b)は中間的配光パターンPM5を示す図である。
同図(a)に示すハイビーム用配光パターンPH5は、ロービーム用配光パターンPL5とハイビーム用の付加配光パターンPFとの合成配光パターンとして形成されている。
ロービーム用配光パターンPL5は、上記実施形態のロービーム用配光パターンPL1と同様の形状で形成されている。
付加配光パターンPFは、11個の配光パターンPfの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Pfは、各発光ユニット430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432の光源像の反転投影像として形成される配光パターンである。
その際、これら各配光パターンPfは、上記実施形態の各配光パターンPaと略同様の形状および配置で形成されるが、その下端縁はカットオフラインCL1、CL2から上方に僅かに離れた位置に形成されている。これは、リフレクタ16からの反射光と各発光ユニット430からの出射光とで、投影レンズ12の後側焦点面を通過する領域に僅かな隙間(すなわちシェード420の板厚分の隙間)が生じてしまうことによるものである。
一方、これら各配光パターンPfは、カットオフラインCL1、CL2の上方近傍が明るい配光パターンとして形成されている。これは、各発光ユニット430からの出射光の一部が、投影レンズ12の後側焦点Fの下方近傍において収束することによるものである。
同図(b)に示す中間的配光パターンPM5は、ハイビーム用配光パターンPH5に対して、付加配光パターンPFの代わりに、その一部が欠けた付加配光パターンPFmを有する配光パターンとなっている。
本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
本変形例においては、各発光ユニット430からの出射光の一部が、投影レンズ12の後側焦点Fの下方近傍において収束するようになっているので、各発光ユニット430からの出射光により形成される配光パターンを、ロービーム用配光パターンPL5のカットオフラインCL1、CL2の上方近傍が明るい配光パターンとして形成することができる。
本変形例の構成において、投影レンズ12の代わりに上記第1変形例の投影レンズ112を用いるようにすれば、ハイビーム用配光パターンPH5において、ロービーム用配光パターンPL5と付加配光パターンPFとを部分的に重複させることができ、その連続性を高めることができる。
次に、上記実施形態の第5変形例について説明する。
図15は、本変形例に係る車両用灯具510を示す、図1と同様の図である。
同図に示すように、この車両用灯具510の基本的な構成は上記実施形態の車両用灯具10と同様であるが、シェード520および各発光ユニット530の構成が上記実施形態の場合と異なっており、これに伴ってベース部材522の形状が上記実施形態の場合と異なっている。
すなわち、本変形例のシェード520は、厚さ0.2〜0.5mm程度の薄板(例えば金属板)で構成されており、その上面が上向き反射面520aとして構成されている。
このシェード520は、前後方向に水平に延びるように配置されており、その上向き反射面520aの前端縁520a1の位置は上記実施形態の場合と同じ位置に設定されている。このシェード520はベース部材522に支持されている。
本変形例においても、11個の発光ユニット530が、投影レンズ12の後側焦点Fよりも下方において左右方向に等間隔で並列に配置されており、これらは個別に点灯し得るように構成されている。
各発光ユニット530は、発光素子532と、この発光素子532からの出射光を投影レンズ12へ向けて偏向出射させるレンズ534と、このレンズ534の後方に配置されたリフレクタ538を備えている。
各発光素子532は、シェード520の下方においてその発光面を灯具正面方向に対して斜め上向きにした状態で配置されており、ベース部材522に支持されている。
各レンズ534は、左右方向に短く延びる凸シリンドリカルレンズであって、その前面および後面がいずれも単一の凸状曲面で構成されている。
これら各レンズ534は、各発光素子532の斜め上前方において、その光軸を斜め上前方に向けるようにして配置されており、各発光素子532から出射光を投影レンズ12へ向けて偏向透過させるようになっている。その際、これら各レンズ534は、各発光素子532から出射光を投影レンズ12の後側焦点Fの下方近傍において一旦収束させるようになっている。
各リフレクタ538は、各発光素子532からの出射光を前方へ向けて反射させてレンズ534に入射させるようになっている。これら各リフレクタ538はベース部材522に支持されている。
11個の発光ユニット530の各々について、そのレンズ534およびリフレクタ538の左右両側には、光軸Axと平行な鉛直方向に延びる仕切り壁536が配置されている。これら各仕切り壁536はベース部材522に支持されている。
各仕切り壁536は、その前端縁が投影レンズ12の後側焦点面よりも僅かに後方に位置している。これら各仕切り壁536は、そのレンズ534およびリフレクタ538側の側面が反射面として構成されている。
本変形例の構成を採用した場合においても、上記第4変形例の場合と同様のハイビーム用の付加配光パターンを形成することができる。
本変形例の構成を採用することにより、各発光ユニット530からの出射光の多くを、投影レンズ12の後側焦点Fの下方近傍において投影レンズ12の後側焦点面を通過させることができるので、ロービーム用配光パターンのカットオフラインの上方近傍がより明るい配光パターンとして付加配光パターンを形成することができる。
本変形例の構成において、投影レンズ12の代わりに上記第1変形例の投影レンズ112を用いるようにすることも可能である。
なお、上記実施形態およびその変形例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。
また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。