JP5350771B2 - 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からの光を、その前方側に配置された透光部材により前方へ出射させるように構成された車両用照明灯具に関するものである。

従来より、例えば「特許文献１」に記載されているように、車両前後方向に延びる光軸上の所定点の近傍において前方へ向けて配置された発光素子からの光を、その前方側に配置された透光部材により前方へ出射させるように構成された車両用照明灯具が知られている。

この車両用照明灯具においては、発光素子から出射した光を、透光部材に入射させてその前面で内面反射させた後、その後面で再度内面反射させてその前面から出射させるように構成されている。その際、この透光部材の前面における中央領域には、発光素子からの光を内面反射させるための鏡面処理が施されている。

また、この「特許文献１」には、発光素子が、その発光面の下端縁を光軸と直交する水平線上に位置させるようにして配置された構成も記載されている。

特開２００５−１１７０４号公報

上記「特許文献１」に記載された構成を採用することにより、車両用照明灯具を薄型に構成することが可能となり、その際、発光素子を、その発光面の下端縁が光軸と直交する水平線上に位置するように配置すれば、上端部に水平カットオフラインを有する配光パターンを形成することが可能となる。

しかしながら、この「特許文献１」に記載された車両用照明灯具において、その照射光により形成することができるカットオフラインは、一直線状に延びる水平カットオフラインのみである。

このため、この車両用照明灯具を用いて、ヘッドランプのロービーム用配光パターンを形成しようとした場合には、上記「特許文献１」にも記載されているように、水平カットオフラインを形成するための車両用照明灯具と、これと同様の構成で傾斜して配置された、斜めカットオフラインを形成するための車両用照明灯具とを、併用することが必要となってしまう、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、発光素子からの光を、その前方側に配置された透光部材により前方へ出射させるように構成された車両用照明灯具において、その照射光により水平および斜めカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成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、透光部材の後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、
車両前後方向に延びる光軸上の所定点の近傍において前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子の前方側に配置された透光部材とを備え、上記発光素子から出射した光を、上記透光部材に入射させて該透光部材の前面で内面反射させた後、該透光部材の後面で再度内面反射させて該透光部材の前面から出射させるように構成された車両用照明灯具において、
上記発光素子が、下端縁が直線状に延びる発光面を有するとともに、該発光面の下端縁を上記光軸と直交する水平線上に位置させるようにして配置されており、
上記透光部材の前面が、上記光軸と直交する平面で構成されるとともに、上記透光部材の後面が、該透光部材の前面に関して上記所定点と対称の位置を焦点とする回転放物面を基準面として形成された所定の光反射制御面で構成されており、
上記透光部材の前面における、上記光軸を中心とする所定範囲内の中央領域に鏡面処理が施されるとともに、上記透光部材の後面に鏡面処理が施されており、
上記透光部材の後面における、上記光軸に関して対向車線側の斜め上方に位置する第１領域が、灯具正面視において上記光軸へ向けて凸となるように形成された第１曲線を境にして、内周側領域と外周側領域とに区分けされるとともに、上記光軸に関して自車線側の斜め下方に位置する第２領域が、灯具正面視において上記光軸へ向けて凸となるように形成された第２曲線を境にして、内周側領域と外周側領域とに区分けされており、
上記第１領域の内周側領域における上記第１曲線の近傍領域および上記第２領域の内周側領域における上記第２曲線の近傍領域のうち、少なくともいずれか一方の領域が、該領域からの反射光により自車線側へ向けて斜め上方へ延びる斜めカットオフラインを形成するための領域として構成されている、ことを特徴とするものである。

上記「発光素子」は、下端縁が直線状に延びる発光面を有するものであれば、その発光面の具体的な形状や大きさは特に限定されるものではない。また、この「発光素子」は、その発光面の下端縁を光軸と直交する水平線上に位置させるようにして配置されたものであれば、その左右方向の具体的な位置については特に限定されるものではない。

上記「回転放物面を基準面として形成された所定の光反射制御面」の具体的形状は特に限定されるものではなく、例えば、回転放物面自体で構成されたもの、回転放物面上に複数の反射素子が形成されたもの、回転放物面を変形させた曲面で構成されたもの等が採用可能である。

上記「鏡面処理」は、鏡面反射を可能とするための処理を意味するものであって、アルミニウム蒸着等の表面処理によって鏡面処理を施すようにしてよいことはもちろんであるが、鏡面を有する部材を貼り付けること等によって鏡面処理を施すことも可能である。

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の所定点の近傍において前方へ向けて配置された発光素子からの光を、その前方側に配置された透光部材に入射させてその前面で内面反射させた後、その後面で再度内面反射させてその前面から出射させるように構成されているが、上記発光素子は、その発光面の下端縁を光軸と直交する水平線上に位置させるようにして配置されているので、上端部に水平カットオフラインを有する配光パターンを形成することが容易に可能となる。

また、上記透光部材は、その前面が、光軸と直交する平面で構成されるとともに、その後面が、該透光部材の前面に関して上記所定点と対称の位置を焦点とする回転放物面を基準面として形成された所定の光反射制御面で構成されているので、その基準面となる回転放物面からの反射光により形成される発光素子の発光面の光源像が、自車線側へ向けて斜め上方へ延びる上端縁を有する光源像となるような特別な位置を、その基準面上において見出すことが可能である。

この特別な位置は、具体的には、透光部材の後面において、光軸に関して対向車線側の斜め上方に位置する第１領域のうち、灯具正面視において光軸へ向けて凸となるように形成された第１曲線上の位置と、光軸に関して自車線側の斜め下方に位置する第２領域のうち、灯具正面視において光軸へ向けて凸となるように形成された第２曲線上の位置と、の２箇所であることが本願発明者の検討結果によって確認することができた。

このような知見に基づき、本願発明に係る車両用照明灯具は、透光部材の後面において、その第１領域の内周側領域における第１曲線の近傍領域および第２領域の内周側領域における第２曲線の近傍領域のうち、少なくともいずれか一方の領域が、該領域からの反射光により自車線側へ向けて斜め上方へ延びる斜めカットオフラインを形成するための領域として構成されているので、水平カットオフラインだけでなく、斜めカットオフラインも同時に形成することができる。

このように本願発明によれば、発光素子からの光を、その前方側に配置された透光部材により前方へ出射させるように構成された車両用照明灯具において、その照射光により水平および斜めカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成することができる。

ところで上記構成において、第１および第２領域の各々における外周側領域からの反射光により形成される光源像は、水平および斜めカットオフラインよりも上方へ突出するようにして形成されてしまうこととなる。

そこで、第１および第２領域の各々における外周側領域を、該外周側領域に入射する透光部材の前面からの内面反射光を下方へ偏向反射させる構成とすれば、該外周側領域に非反射処理等を施すことを必要とすることなく、水平および斜めカットオフラインよりも上方へ突出する光源像が形成されてしまうのを未然に防止することができる。

その際、第１および第２領域の各々における外周側領域を、該外周側領域に入射する透光部材の前面からの内面反射光を水平方向に拡散反射させる構成とすれば、該外周側領域での下方への偏向反射により下方に変位した光源像によって、車両前方路面に配光ムラが発生してしまうのを、効果的に抑制することができる。

上記構成において、発光素子が、その発光面の下端縁における自車線側の端点を、光軸よりも自車線側でかつ該光軸の近傍に位置させるようにして配置された構成とすれば、斜めカットオフラインを形成するための領域からの反射光により形成される光源像を、水平カットオフラインと斜めカットオフラインとの交点であるエルボ点の自車線側近傍の位置に形成することができる。そしてこれにより、ロービーム用配光パターンの高光度領域であるホットゾーンを、最適な位置に形成することができる。

上記構成において、透光部材の前面における中央領域（すなわち、光軸を中心とする所定範囲内の鏡面処理が施された領域）を、光軸を中心とする円環状領域として設定し、そして、この透光部材の前面における円環状領域よりも内周側に位置する領域を、該領域に到達した発光素子からの光を偏向出射させるレンズ部として構成すれば、このレンズ部からの出射光によって形成される配光パターンを、透光部材の後面で内面反射した光により形成される配光パターンに追加して形成することができ、これにより光源光束の有効利用を図ることができる。しかもその際、透光部材の後面で内面反射した光により形成される、比較的明るくて小さい配光パターンの周囲に、比較的暗くて大きい配光パターンを任意の大きさで形成することが容易に可能となる。したがって、車両用照明灯具からの照射光により形成されるロービーム用配光パターンを、配光ムラの少ない配光パターンとして形成することができる。

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。

図１は、本実施形態に係る車両用照明灯具１０を示す正面図である。また、図２は、図１のII−II線断面図であり、図３は、図１のIII−III線断面詳細図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘ上の所定点Ａの近傍において前向きに配置された発光素子１２と、この発光素子１２に対して前方側に配置された透光部材１４と、発光素子１２を支持する金属製の支持プレート１６と、この支持プレート１６の後面に固定された金属製のヒートシンク１８とを備えてなっている。

この車両用照明灯具１０は、図示しないランプボディ等に対して光軸調整可能に組み込まれた状態で用いられるようになっており、この光軸調整が完了した状態では、その光軸Ａｘが車両正面方向に対して０．５〜０．６°程度下向きに延びるようになっている。そして、この車両用照明灯具１０からの照射光により、図４に示すような左配光のロービーム用配光パターンＰＬを形成す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、水平方向に直列で配置された４つの発光チップ１２ａと、これらを支持する基板１２ｂとからなっている。

４つの発光チップ１２ａは、互いに略密着するようにして配置された状態で、その前面が薄膜により封止されており、これにより灯具正面視において横長矩形状に発光する発光面１２Ａを構成している。その際、各発光チップ１２ａは１×１ｍｍ程度の正方形の外形形状を有しており、これにより発光面１２Ａは１×４ｍｍ程度の外形形状を有するものとなっている。

この発光素子１２は、その発光面１２Ａの下端縁１２Ａ１を、光軸Ａｘと所定点Ａにおいて直交する水平線上に位置させるとともに、この下端縁１２Ａ１における自車線側（灯具正面視において右側）の端点Ｂを、その光軸Ａｘよりも自車線側でかつ該光軸Ａｘの近傍（具体的には、例えば光軸Ａｘから０．３〜１．０ｍｍ程度離れた位置）に位置させるようにして配置されている。

透光部材１４は、アクリル樹脂成形品等の透明な合成樹脂成形品からなり、灯具正面視において円形の外形形状を有している。そして、この透光部材１４は、発光素子１２から出射した光を、該透光部材１４に入射させて、その前面１４ａで内面反射させた後、その後面１４ｂで再度内面反射させて、その前面１４ａから前方へ出射させるように構成されている。

この透光部材１４の前面１４ａにおける光軸近傍領域は、発光素子１２からの光を偏向出射させるレンズ部１４ａ１として構成されており、それ以外の領域は光軸Ａｘと直交する平面で構成されている。

そして、この透光部材１４の前面１４ａにおける、レンズ部１４ａ１の外周側に隣接する円環状領域１４ａ２には、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。

この円環状領域１４ａ２の外周縁の位置は、透光部材１４の前面１４ａに到達した発光素子１２からの光（正確には所定点Ａからの光）の入射角が臨界角αとなる位置に設定されている。そしてこれにより、透光部材１４の前面１４ａに到達した発光素子１２からの光を、その円環状領域１４ａ２においては、鏡面処理が施された反射面で内面反射させるとともに、この円環状領域１４ａ２よりも外周側に位置する周辺領域１４ａ３においては、全反射により内面反射させるようになっている。

一方、この円環状領域１４ａ２の内周縁の位置は、透光部材１４の前面１４ａで内面反射した発光素子１２からの光（正確には所定点Ａからの光）が、その後面１４ｂにおける、円環状領域１４ａ２の外周縁の略真後ろの位置に入射する位置に設定されている
透光部材１４の前面１４ａにおけるレンズ部１４ａ１は、その表面が楕円球面状の形状を有している。その際、この表面を構成する楕円球面の曲率は、鉛直面に沿った断面形状よりも水平面に沿った断面形状の方が小さい値に設定されている。そして、このレンズ部１４ａ１は、該レンズ部１４ａ１に到達した発光素子１２からの光（正確には所定点Ａからの光）を、上下方向に関しては光軸Ａｘと平行な光として前方へ出射させるとともに、水平方向に関しては光軸Ａｘから左右両側へ多少拡がる光として前方へ出射させるように形成されている。

一方、この透光部材１４の後面１４ｂは、その前面１４ａに関して、所定点Ａと面対称となる位置を焦点Ｆとするとともに光軸Ａｘを中心軸とする回転放物面Ｐを基準面として形成された所定の光反射制御面（これについては後述する）で構成されている。そして、この後面１４ｂには、その光軸Ａｘの周辺領域を除く全域にわたって、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。

この透光部材１４の後面１４ｂは、光軸Ａｘを環状に囲むようにして形成されており、この後面１４ｂの内周側には、その中心に発光素子１２を囲む空間部１４ｃが形成されており、この空間部１４ｃの周囲に階段状の凹部１４ｄが形成されている。

空間部１４ｃは、その前端面が、所定点Ａを中心とする半球面状に形成されており、これにより、発光素子１２からの出射光（正確には所定点Ａからの出射光）を、屈折させることなく透光部材１４に入射させるようになっている。また、階段状の凹部１４ｄは、支持プレート１６およびヒートシンク１８の形状に沿った形状を有しており、これらを位置決め固定するようになっている。なお、ヒートシンク１８は、その後面に複数の放熱フィン１８ａが形成された構成となっている。

次に、透光部材１４の後面１４ｂの、光反射制御面としての具体的な構成について説明する。

図１に示すように、透光部材１４の後面１４ｂは、光軸Ａｘに関して対向車線側の斜め上方に位置する第１領域Ｚ１と、光軸Ａｘに関して自車線側の斜め下方に位置する第２領域Ｚ２と、光軸Ａｘに関して対向車線側の斜め下方に位置する第３領域Ｚ３と、光軸Ａｘに関して自車線側の斜め上方に位置する第４領域Ｚ４とからなっている。

第１領域Ｚ１は、灯具正面視において光軸Ａｘへ向けて凸となるように形成された第１曲線Ｃ１を境にして、内周側領域Ｚ１ｉ（図中、網線で示す部分）と外周側領域Ｚ１ｏとに区分けされている。また、第２領域Ｚ２も、灯具正面視において光軸Ａｘへ向けて凸となるように形成された第２曲線Ｃ２を境にして、内周側領域Ｚ２ｉ（図中、網線で示す部分）と外周側領域Ｚ２ｏとに区分けされている。

ここで、第１および第２曲線Ｃ１、Ｃ２は、透光部材１４の後面１４ｂが上記基準面自体（すなわち回転放物面Ｐ）で構成されているとした場合において、その基準面からの反射光により形成される発光素子１２の発光面１２Ａの光源像が、自車線側へ向けて１５°の傾斜角で斜め上方へ延びる上端縁を有する光源像となるような特別な位置を繋ぐことにより形成される曲線である（これについては後述する）。その際、これら第１および第２曲線Ｃ１、Ｃ２は、灯具正面視において光軸Ａｘを中心とする双曲線に近似した曲線となり、かつ、光軸Ａｘに関して略回転対称の位置関係で形成されたものとなる。

すなわち、第１曲線Ｃ１は、光軸Ａｘに最も接近する部分が、透光部材１４の後面１４ｂにおける内周縁と外周縁との略中央に位置しており、その後面１４ｂの外周縁と交差する上端側の端点は、光軸Ａｘを含む鉛直面から対向車線側に多少離れた位置にあり、また、その後面１４ｂの外周縁と交差する下端側の端点は、光軸Ａｘを含む水平面から上方側に僅かに離れた位置にある。そして、この第１曲線Ｃ１は、光軸Ａｘに最も接近している部分近傍の曲率が大きく、上端側の端点および下端側の端点へ向かうに従って、徐々に曲率が小さくなるように形成されている。

一方、第２曲線Ｃ２も、光軸Ａｘに最も接近する部分が、透光部材１４の後面１４ｂにおける内周縁と外周縁との略中央に位置しており、その後面１４ｂの外周縁と交差する下端側の端点は、光軸Ａｘを含む鉛直面から自車線側に多少離れた位置にあり、また、その後面１４ｂの外周縁と交差する上端側の端点は、光軸Ａｘを含む水平面から下方側に僅かに離れた位置にある。そして、この第２曲線Ｃ２は、光軸Ａｘに最も接近している部分近傍の曲率が大きく、下端側の端点および上端側の端点へ向かうに従って、徐々に曲率が小さくなるように形成されている。

透光部材１４の後面１４ｂは、その第１および第２領域Ｚ１、Ｚ２の内周側領域Ｚ１ｉ、Ｚ２ｉの各々が、上記基準面自体（すなわち回転放物面Ｐ）で構成されており、一方、それ以外の各領域は、上記基準面上に複数の拡散反射素子１４ｓが形成された構成となっており、該領域に入射する前面１４ａからの内面反射光を左右両側へ拡散反射させるようになっている。

その際、第３および第４領域Ｚ３、Ｚ４は、該領域に入射する前面１４ａからの内面反射光を左右両側へ拡散反射させるのみであるが、第１および第２領域Ｚ１の外周側領域Ｚ１ｏ、Ｚ２ｏは、該領域に入射する前面１４ａからの内面反射光を下方へ偏向反射させるように構成されている。

図４は、車両用照明灯具１０から前方へ照射される光により、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用配光パターンＰＬを透視的に示す図である。

このロービーム用配光パターンＰＬは、上述したように左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端部に水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。その際、車両正面方向の消点であるＨ−Ｖを通る鉛直線であるＶ−Ｖ線に対して、対向車線側に水平カットオフラインＣＬ１が形成されるとともに、自車線側に１５°の傾斜角度を有する斜めカットオフラインＣＬ２が形成されており、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２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、そして、このエルボ点Ｅの自車線側近傍に高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。なお、エルボ点ＥがＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置しているのは、車両用照明灯具１０の光軸Ａｘが車両正面方向に対して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。

このロービーム用配光パターンＰＬは、７つの配光パターンＰＺ１ｉ、ＰＺ１ｏ、ＰＺ２ｉ、ＰＺ２ｏ、ＰＺ３、ＰＺ４、Ｐ１を重畳させた合成配光パターンとして形成されている。

その際、配光パターンＰＺ１ｉ、ＰＺ１ｏ、ＰＺ２ｉ、ＰＺ２ｏ、ＰＺ３、ＰＺ４は、透光部材１４の前面１４ａおよび後面１４ｂで繰り返し反射した後に出射した光（以下「繰返し反射光」という）により形成される配光パターンであり、配光パターンＰ１は、透光部材１４の前面１４ａにおけるレンズ部１４ａ１から直接出射した光（以下「直接出射光」という）により形成される配光パターンである。

ロービーム用配光パターンＰＬの水平カットオフラインＣＬ１は、主として、配光パターンＰＺ３、ＰＺ４の上端縁によって形成されており、また、その斜めカットオフラインＣＬ２は、配光パターンＰＺ１ｉ、ＰＺ２ｉの上端縁によって形成されている。

そこで、まず、配光パターンＰＺ３、ＰＺ４について説明する。

配光パターンＰＺ３は、第３領域Ｚ３からの繰返し反射光により形成される配光パターンであり、配光パターンＰＺ４は、第４領域Ｚ４からの繰返し反射光により形成される配光パターンであり、これらは互いに略同一の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ＰＺ３、ＰＺ４は、水平カットオフラインＣＬ１に沿って水平方向に細長く延びる配光パターンとして形成されており、その上端縁に明瞭な明暗境界線を有している。

これは、第３および第４領域Ｚ３、Ｚ４の各々からの繰返し反射光が、上下方向に関しては、図３に示すように、発光面１２Ａの下端縁１２Ａ１からの光が光軸Ａｘと平行な光となり、発光面１２Ａの他の部位からの光が光軸Ａｘに対して下向きの光となり、また、水平方向に関しては、図２に示すように、発光面１２Ａからの光が複数の拡散反射素子１４ｓにより左右両側に拡散することによるものである。

その際、これら各配光パターンＰＺ３、ＰＺ４は、その左右方向の中心位置がＶ−Ｖ線に対してやや自車線側に変位しているが、これは、発光面１２Ａが光軸Ａｘに関して対向車線側にずれた位置に配置されていることによるものである。

そして、上述したように、これら配光パターンＰＺ３、ＰＺ４の上端縁により、水平カットオフラインＣＬ１の主要部を形成するようになっている。

次に、配光パターンＰＺ１ｉ、ＰＺ２ｉについて説明する。

配光パターンＰＺ１ｉは、第１領域Ｚ１の内周側領域Ｚ１ｉからの繰返し反射光により形成される配光パターンであり、配光パターンＰＺ２ｉは、第２領域Ｚ２の内周側領域Ｚ２ｉからの繰返し反射光により形成される配光パターンであり、これらは互いに略同一の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ＰＺ１ｉ、ＰＺ２ｉは、斜めカットオフラインＣＬ２に沿って延びる略扇形の配光パターンであって、その上端縁は明瞭な明暗境界線として形成されている。以下、その理由について、図５に基づいて説明する。

図５は、第１領域Ｚ１が、その全領域にわたって回転放物面Ｐで構成されているとした場合において、この第１領域Ｚ１上の複数の位置からの繰返し反射光により形成される発光面１２Ａの光源像を示す図である。

その際、同図（ａ）〜（ｃ）は、第１領域Ｚ１の部分を取り出して示す正面図であって、同図（ａ）は、第１領域Ｚ１の上段部における４つの反射点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の位置を示しており、同図（ｂ）は、その中段部における４つの反射点Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の位置を示しており、同図（ｃ）は、その下段部における４つの反射点Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２の位置を示している。

同図（ｄ）は、同図（ａ）に示す４つの反射点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の位置からの繰返し反射光により形成される発光面１２Ａの光源像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４を示す図である。

同図（ｄ）に示すように、これら各光源像Ｉ１〜Ｉ４は、エルボ点Ｅの下方近傍から自車線側へ向けて斜め上向きに延びる細長い像として形成されている。

これら各光源像Ｉ１〜Ｉ４の上端縁は、発光面１２Ａの下端縁１２Ａ１の光源像として形成されるが、この下端縁１２Ａは光軸Ａｘと所定点Ａにおいて直交する水平線上に位置しているので、これら各光源像Ｉ１〜Ｉ４の上端縁は、エルボ点Ｅを通る比較的鮮明な明暗境界線として形成されることとなる。

また、これら各光源像Ｉ１〜Ｉ４の対向車線側の端縁は、Ｖ−Ｖ線よりもやや対向車線側に位置しているが、これは、発光面１２Ａの下端縁１２Ａ１の端点Ｂが、その光軸Ａｘよりも自車線側でかつ該光軸Ａｘの近傍に位置していることによるものである。

そして、最も対向車線側に位置する反射点Ｒ１からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ１が最も大きく傾斜した像になり、反射点Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の順で自車線側に変位するに従って、光源像Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４の傾斜の度合が徐々に小さくなる。

その際、第１曲線Ｃ１上に位置する反射点Ｒ２からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ２は、その上端縁の傾斜角度が１５°となり、エルボ点Ｅから自車線側へ向けて１５°の傾斜角度で延びる斜めカットオフラインＣＬ２と一致する。また、外周側領域Ｚ１ｏに位置する反射点Ｒ１からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ１は、その上端縁の傾斜角度が１５°よりも大きくなる。一方、内周側領域Ｚ１ｉに位置する反射点Ｒ３、Ｒ４からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ３、Ｉ４は、その上端縁の傾斜角度が１５°よりも小さくなる。

同図（ｅ）は、同図（ｂ）に示す４つの反射点Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の位置からの繰返し反射光により形成される発光面１２Ａの光源像Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７、Ｉ８を示す図である。

同図（ｅ）に示すように、これら各光源像Ｉ５〜Ｉ８も、エルボ点Ｅの下方近傍から自車線側へ向けて斜め上向きに延びる細長い像として形成されており、その上端縁は、エルボ点Ｅを通る比較的鮮明な明暗境界線として形成されており、また、その対向車線側の端縁は、Ｖ−Ｖ線よりもやや対向車線側に位置している。

そして、最も対向車線側に位置する反射点Ｒ５からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ５が最も大きく傾斜した像になり、反射点Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の順で自車線側に変位するに従って、光源像Ｉ６、Ｉ７、Ｉ８の傾斜の度合が徐々に小さくなる。

その際、第１曲線Ｃ１上に位置する反射点Ｒ６からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ６は、その上端縁の傾斜角度が１５°となり、エルボ点Ｅから自車線側へ向けて１５°の傾斜角度で延びる斜めカットオフラインＣＬ２と一致する。また、外周側領域Ｚ１ｏに位置する反射点Ｒ５からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ５は、その上端縁の傾斜角度が１５°よりも大きくなる。一方、内周側領域Ｚ１ｉに位置する反射点Ｒ７、Ｒ８からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ７、Ｉ８は、その上端縁の傾斜角度が１５°よりも小さくなる。

同図（ｆ）は、同図（ｃ）に示す４つの反射点Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２の位置からの繰返し反射光により形成される発光面１２Ａの光源像Ｉ９、Ｉ１０、Ｉ１１、Ｉ１２を示す図である。

同図（ｆ）に示すように、これら各光源像Ｉ９〜Ｉ１２も、エルボ点Ｅの下方近傍から自車線側へ向けて斜め上向きに延びる細長い像として形成されており、その上端縁は、エルボ点Ｅを通る比較的鮮明な明暗境界線として形成されており、また、その対向車線側の端縁は、Ｖ−Ｖ線よりもやや対向車線側に位置している。

そして、最も対向車線側に位置する反射点Ｒ９からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ９が最も大きく傾斜した像になり、反射点Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２の順で自車線側に変位するに従って、光源像Ｉ１０、Ｉ１１、Ｉ１２の傾斜の度合が徐々に小さくなる。

その際、第１曲線Ｃ１上に位置する反射点Ｒ１０からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ１０は、その上端縁の傾斜角度が１５°となり、エルボ点Ｅから自車線側へ向けて１５°の傾斜角度で延びる斜めカットオフラインＣＬ２と一致する。また、外周側領域Ｚ１ｏに位置する反射点Ｒ９からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ９は、その上端縁の傾斜角度が１５°よりも大きくなる。一方、内周側領域Ｚ１ｉに位置する反射点Ｒ１１、Ｒ１２からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ１１、Ｉ１２は、その上端縁の傾斜角度が１５°よりも小さくなる。

これら１２個の光源像Ｉ１〜Ｉ１２のうち、内周側領域Ｚ１ｉに位置する反射点Ｒ２〜Ｒ４、Ｒ６〜Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１２からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ２〜Ｉ４、Ｉ６〜Ｉ８、Ｉ１０〜Ｉ１２（すなわち上端縁の傾斜角度が１５°以下となる光源像）を重畳させることにより、配光パターンＰＺ１ｉが形成されるようになっている。

第２領域Ｚ２の内周側領域Ｚ２ｉからの繰返し反射光により形成される配光パターンＰＺ２ｉも、この配光パターンＰＺ１ｉと同様にして形成されるようになっている。

そして、上述したように、これら配光パターンＰＺ１ｉ、ＰＺ２ｉの上端縁により、斜めカットオフラインＣＬ２を形成するようになっている。

次に、配光パターンＰＺ１ｏ、ＰＺ２ｏについて説明する。

配光パターンＰＺ１ｏは、第１領域Ｚ１の外周側領域Ｚ１ｏからの繰返し反射光により形成される配光パターンであり、配光パターンＰＺ２ｏは、第２領域Ｚ２の外周側領域Ｚ２ｏからの繰返し反射光により形成される配光パターンであり、これらは互いに略同一の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ＰＺ１ｏ、ＰＺ２ｏは、水平カットオフラインＣＬ１に略沿って水平方向に細長く延びる配光パターンとして形成されている。

その際、配光パターンＰＺ１ｏは、第１領域Ｚ１の外周側領域Ｚ１ｏに位置する反射点Ｒ１、Ｒ５、Ｒ９からの繰返し反射光により形成される光源像Ｉ１、Ｉ５、Ｉ９（すなわち上端縁の傾斜角度が１５°を超える光源像）を、それぞれ下方へ変位させた上で左右両側へ拡散させたものを重畳させることにより、形成されるようになっている。配光パターンＰＺ２ｏについても同様である。

これら各配光パターンＰＺ１ｏ、ＰＺ２ｏも、その左右方向の中心位置がＶ−Ｖ線に対してやや自車線寄りに変位しているが、これは、発光面１２Ａが光軸Ａｘに関して対向車線側にずれた位置に配置されていることによるものである。

次に、配光パターンＰ１について説明する。

この配光パターンＰ１は、透光部材１４の前面１４ａにおけるレンズ部１４ａ１からの直接出射光により形成される配光パターンである。

この配光パターンＰ１は、水平カットオフラインＣＬ１に沿って水平方向に延びる横長の大きい配光パターンとして形成されており、その上端縁に明暗境界線を有している。

これは、発光面１２Ａが横長矩形状に形成されており、かつ、レンズ部１４ａ１からの直接出射光が左右両側へ多少拡がる光となっていることによるものである。

その際、この配光パターンＰ１は、その左右方向の中心位置がＶ−Ｖ線に対してやや自車線寄りに変位しているが、これは、発光面１２Ａが光軸Ａｘに関して対向車線側にずれた位置に配置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照明灯具１０は、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘ上の所定点Ａの近傍において前方へ向けて配置された発光素子１２からの光を、その前方側に配置された透光部材１４に入射させてその前面１４ａで内面反射させた後、その後面１４ｂで再度内面反射させてその前面１４ａから出射させるように構成されているが、発光素子１２は、その発光面１２Ａの下端縁１２Ａ１を光軸Ａｘと直交する水平線上に位置させるようにして配置されているので、上端部に水平カットオフラインＣＬ１を有する配光パターンを形成することが容易に可能となる。

また、透光部材１４は、その前面１４ａが、光軸Ａｘと直交する平面で構成されるとともに、その後面１４ｂが、該透光部材１４の前面１４ａに関して上記所定点Ａと対称の位置を焦点とする回転放物面Ｐを基準面として形成された所定の光反射制御面で構成されているので、その基準面となる回転放物面Ｐからの反射光により形成される発光素子１２の発光面１２Ａの光源像が、自車線側へ向けて斜め上方へ延びる上端縁を有する光源像となるような特別な位置を、その基準面上において見出すことが可能である。

この特別な位置は、具体的には、透光部材１４の後面１４ｂにおいて、光軸Ａｘに関して対向車線側の斜め上方に位置する第１領域Ｚ１のうち、灯具正面視において光軸Ａｘへ向けて凸となるように形成された第１曲線Ｃ１上の位置と、光軸Ａｘに関して自車線側の斜め下方に位置する第２領域Ｚ２のうち、灯具正面視において光軸Ａｘへ向けて凸となるように形成された第２曲線Ｃ２上の位置と、の２箇所であることが本願発明者の検討結果によって確認することができた。

このような知見に基づき、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、透光部材１４の後面１４ｂにおいて、その第１領域Ｚ１の内周側領域Ｚ１ｉおよび第２領域Ｚ２の内周側領域Ｚ２ｉの各々が、該内周側領域Ｚ１ｉ、Ｚ２ｉからの反射光により自車線側へ向けて斜め上方へ延びる斜めカットオフラインＣＬ２を形成するための領域として構成されているので、水平カットオフラインＣＬ１だけでなく、斜めカットオフラインＣＬ２も同時に形成することができる。

このように本実施形態によれば、発光素子１２からの光を、その前方側に配置された透光部材１４により前方へ出射させるように構成された車両用照明灯具１０において、その照射光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用配光パターンＰＬを形成することができる。

しかも本実施形態においては、透光部材１４の後面１４ｂにおける第１領域Ｚ１の外周側領域Ｚ１ｏおよび第２領域Ｚ２の外周側領域Ｚ２ｏの各々が、該外周側領域Ｚ１ｏ、Ｚ２ｏに入射する透光部材１４の前面１４ａからの内面反射光を下方へ偏向反射させるように構成されているので、該外周側領域Ｚ１ｏ、Ｚ２ｏに非反射処理等を施すことを必要とすることなく、水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２よりも上方へ突出する光源像が形成されてしまうのを未然に防止することができる。

その際、これら各外周側領域Ｚ１ｏ、Ｚ２ｏは、該外周側領域Ｚ１ｏ、Ｚ２ｏに入射する透光部材１４の前面１４ａからの内面反射光を水平方向に拡散反射させるように構成されているので、該外周側領域Ｚ１ｏ、Ｚ２ｏでの下方への偏向反射により下方に変位した光源像によって、車両前方路面に配光ムラが発生してしまうのを、効果的に抑制することができる。

また本実施形態においては、発光素子１２が、その発光面１２Ａの下端縁１２Ａにおける自車線側の端点Ｂを、光軸Ａｘよりも自車線側でかつ該光軸Ａｘの近傍に位置させるようにして配置されているので、斜めカットオフラインＣＬを形成するための領域である第１領域Ｚ１の内周側領域Ｚ１ｉおよび第２領域Ｚ２の内周側領域Ｚ２ｉからの反射光により形成される光源像を、エルボ点Ｅの自車線側近傍の位置に形成することができる。そしてこれにより、ロービーム用配光パターンＰＬのホットゾーンＨＺを、最適な位置に形成することができる。

さらに本実施形態においては、透光部材１４の前面１４ａにおける中央領域が、光軸Ａｘを中心とする円環状領域１４ａ２として設定されており、そして、この円環状領域１４ａ２よりも内周側に位置する光軸近傍領域が、該領域に到達した発光素子１２からの光を偏向出射させるレンズ部１４ａ１として構成されているので、このレンズ部１４ａ１からの出射光によって形成される配光パターンＰ１を、透光部材１４の後面１４ｂで内面反射した光により形成される配光パターンＰＺ１ｉ、ＰＺ１ｏ、ＰＺ２ｉ、ＰＺ２ｏ、ＰＺ３、ＰＺ４に追加して形成することができ、これにより光源光束の有効利用を図ることができる。

しかもその際、レンズ部１４ａ１は、発光素子１２からの光を左右拡散光として出射させるように構成されているので、透光部材１４の後面１４ｂで内面反射した光により形成される、比較的明るくて小さい配光パターンＰＺ１ｉ、ＰＺ１ｏ、ＰＺ２ｉ、ＰＺ２ｏ、ＰＺ３、ＰＺ４の周囲に、比較的暗くて大きい配光パターンＰ１が横長の配光パターンとして形成されることとなる。したがって、車両用照明灯具１０からの照射光により形成されるロービーム用配光パターンＰＬを、配光ムラの少ない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、透光部材１４の後面１４ｂにおいて、その第１領域Ｚ１の内周側領域Ｚ１ｉおよび第２領域Ｚ２の内周側領域Ｚ２ｉの各々の全域が、斜めカットオフラインＣＬを形成するための領域として構成されているものとして説明したが、そのうちのいずれか一方の全域を、斜めカットオフラインＣＬを形成するための領域として構成することも可能であり、また、これら内周側領域Ｚ１ｉ、Ｚ２ｉの双方または一方における第１および第２曲線Ｃ１、Ｃ２の近傍領域のみを、斜めカットオフラインＣＬを形成するための領域として構成することも可能である。

上記実施形態においては、発光素子１２が、横長矩形状の発光面１２Ａを有しているものとして説明したが、これ以外の形状の発光面１２Ａを有する構成とすることももちろん可能である。

なお、上記実施形態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。

本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面図 図１のII−II線断面図 図１のIII−III線断面詳細図 上記車両用照明灯具から前方へ照射される光により、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用配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の透光部材の後面における第１領域が、その全領域にわたって回転放物面で構成されているとした場合において、この第１領域上の複数の位置からの繰返し反射光により形成される発光面の光源像を示す図

符号の説明

１０ 車両用照明灯具
１２ 発光素子
１２Ａ 発光面
１２Ａ１ 下端縁
１２ａ 発光チップ
１２ｂ 基板
１４ 透光部材
１４ａ 前面
１４ａ１ レンズ部
１４ａ２ 円環状領域
１４ａ３ 周辺領域
１４ｂ 後面
１４ｃ 空間部
１４ｄ 凹部
１６ 支持プレート
１８ ヒートシンク
１８ａ 放熱フィン
Ａ 所定点
Ａｘ 光軸
Ｂ 下端縁における自車線側の端点
ＣＬ１ 水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
Ｃ１ 第１曲線
Ｃ２ 第２曲線
Ｅ エルボ点
Ｆ 焦点
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７、Ｉ８、Ｉ９、Ｉ１０、Ｉ１１、Ｉ１２ 光源像
ＨＺ ホットゾーン
Ｐ 回転放物面
ＰＺ１ｉ、ＰＺ１ｏ、ＰＺ２ｉ、ＰＺ２ｏ、ＰＺ３、ＰＺ４、Ｐ１ 配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２ 反射点
Ｚ１ 第１領域
Ｚ１ｉ、Ｚ２ｉ 内周側領域
Ｚ１ｏ、Ｚ２ｏ 外周側領域
Ｚ２ 第２領域
Ｚ３ 第３領域
Ｚ４ 第４領域

Claims (5)

1. 車両前後方向に延びる光軸上の所定点の近傍において前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子の前方側に配置された透光部材とを備え、上記発光素子から出射した光を、上記透光部材に入射させて該透光部材の前面で内面反射させた後、該透光部材の後面で再度内面反射させて該透光部材の前面から出射させるように構成された車両用照明灯具において、
   上記発光素子が、下端縁が直線状に延びる発光面を有するとともに、該発光面の下端縁を上記光軸と直交する水平線上に位置させるようにして配置されており、
   上記透光部材の前面が、上記光軸と直交する平面で構成されるとともに、上記透光部材の後面が、該透光部材の前面に関して上記所定点と対称の位置を焦点とする回転放物面を基準面として形成された所定の光反射制御面で構成されており、
   上記透光部材の前面における、上記光軸を中心とする所定範囲内の中央領域に鏡面処理が施されるとともに、上記透光部材の後面に鏡面処理が施されており、
   上記透光部材の後面における、上記光軸に関して対向車線側の斜め上方に位置する第１領域が、灯具正面視において上記光軸へ向けて凸となるように形成された第１曲線を境にして、内周側領域と外周側領域とに区分けされるとともに、上記光軸に関して自車線側の斜め下方に位置する第２領域が、灯具正面視において上記光軸へ向けて凸となるように形成された第２曲線を境にして、内周側領域と外周側領域とに区分けされており、
   上記第１領域の内周側領域における上記第１曲線の近傍領域および上記第２領域の内周側領域における上記第２曲線の近傍領域のうち、少なくともいずれか一方の領域が、該領域からの反射光により自車線側へ向けて斜め上方へ延びる斜めカットオフラインを形成するための領域として構成されている、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領域の各々における上記外周側領域が、該外周側領域に入射する上記透光部材の前面からの内面反射光を、下方へ偏向反射させるように構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用照明灯具。
3. 上記第１および第２領域の各々における上記外周側領域が、該外周側領域に入射する上記透光部材の前面からの内面反射光を、水平方向に拡散反射させるように構成されている、ことを特徴とする請求項２記載の車両用照明灯具。
4. 上記発光素子が、該発光素子の発光面の下端縁における自車線側の端点を、上記光軸よりも自車線側でかつ該光軸の近傍に位置させるようにして配置されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用照明灯具。
5. 上記透光部材の前面における上記中央領域が、上記光軸を中心とする円環状領域として設定されており、
   上記透光部材の前面における上記円環状領域よりも内周側に位置する領域が、該領域に到達した上記発光素子からの光を偏向出射させるレンズ部として構成されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の車両用照明灯具。

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