JP2017212167A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】灯具の大型化を抑制しつつ、所定の配光パターンに付加する配光パターンの設計自由度を向上させることが可能な車両用灯具を提供する。【解決手段】投影レンズ１２と、投影レンズ１２の後方に配置されるとともに、所定のロービーム配光パターンＰＬを形成する光を出射するロービーム用光源１４と、ロービーム用光源１４から出射された光Ｌを投影レンズ１２の第一後方焦点Ｆ１に向けて反射するリフレクタ１５と、投影レンズ１２の後方に配置されるとともに、複数の半導体発光素子５１が一列に並べられた第一アレイ光源１６と、投影レンズ１２の後方に配置されるとともに、複数の半導体発光素子５５が一列に並べられた第二アレイ光源１７と、を備え、第一アレイ光源１６と第二アレイ光源１７は上下に配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用灯具に関するものである。

近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子が複数個列状に配置されたアレイ光源を有する車両用灯具の開発が進められている。
特許文献１には、単一の投影レンズを用いたプロジェクタ型の光学系であって、アレイ光源を有する車両用灯具が開示されている。

特開２０１６−０３９０２０号公報

しかしながら、特許文献１の灯具では、灯具のスペース上、アレイ光源に搭載可能な半導体発光素子の数に制約がある。このため、ロービーム用の配光パターンなどの所定の配光パターンに対してアレイ光源を用いて所望の配光パターンを付加できない場合があった。

本発明は、灯具の大型化を抑制しつつ、所定の配光パターンに付加する配光パターンの設計自由度を向上させることが可能な車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる車両用灯具は、
投影レンズと、
前記投影レンズの後方に配置されるとともに、所定の配光パターンを形成する光を出射する第一光源と、
前記第一光源から出射された光を前記投影レンズに向けて反射するリフレクタと、
前記投影レンズの後方に配置されるとともに、複数の半導体発光素子が少なくとも一列に並べられた第一アレイ光源と、
前記投影レンズの後方に配置されるとともに、複数の半導体発光素子が少なくとも一列に並べられた第二アレイ光源と、
を備え、
前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源は上下に配置されている。

この構成によれば、第一アレイ光源と、第二アレイ光源とを備え、第一アレイ光源と第二アレイ光源は上下に配置されている。このため、灯具の左右方向の幅を大型化することなく、多くの半導体発光素子を灯具に搭載することができる。また、一つのアレイ光源を有する灯具と比較して、多くの半導体発光素子を搭載することができるため、第一光源の光で形成する所定の配光パターンに付加する配光パターンの設計自由度が向上する。

また、本発明の車両用灯具において、
前記投影レンズは、第一後方焦点と第二後方焦点を有しており、
前記第一アレイ光源は、前記第一後方焦点と対応する位置に配置されており、
前記第二アレイ光源は、前記第二後方焦点と対応する位置に配置されていても良い。

この構成によれば、灯具の大型化を抑制しつつ、第一アレイ光源および第二アレイ光源から出射される光を、それぞれ明瞭な配光パターンとして灯具前方へ照射することができる。また、第一アレイ光源から出射される光を、例えば路面照射の機能を強化する光として利用することができる。

また、本発明の車両用灯具において、
前記第一アレイ光源が有する複数の半導体発光素子は個別に点灯可能であり、
前記第二アレイ光源が有する複数の半導体発光素子は個別に点灯可能であり、
灯具前方の鉛直仮想スクリーン上に投影される配光パターンのうち、前記第一アレイ光源の各半導体発光素子により形成される配光パターンと前記第二アレイ光源の各半導体発光素子により形成される配光パターンとは、灯具左右方向においてオフセットされていても良い。

この構成によれば、第一アレイ光源および第二アレイ光源で構成する配光パターン内の分割数を増やしたり分解能を高くすることができ、用途や状況に応じて様々な配光パターンを形成することができる。

また、本発明の車両用灯具において、
前記第二アレイ光源は、ハイビーム用の配光パターンの少なくとも一部を形成する光を出射しても良い。

この構成によれば、第二アレイ光源から出射される光をハイビーム用の配光パターンの少なくとも一部として有効に活用することができる。

また、本発明の車両用灯具において、
灯具前後方向において、前記第一アレイ光源は、前記投影レンズの前記第一後方焦点と前記第一光源との間に配置されていても良い。

この構成によれば、灯具の前後方向の大型化を抑制しつつ、第一アレイ光源から出射した光を第一後方焦点付近を通過させて灯具前方へ照射することができる。

また、本発明の車両用灯具において、
前記第一光源は、ロービーム用の配光パターンを形成する光を出射するように構成され、
前記第一光源と前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが搭載されたベース部材と、
前記ベース部材とは別部品であり、前記ベース部材に取り付けられた状態において、前記ロービーム用の配光パターンのカットオフラインを形成するシェードとして機能する光学部材と、
を備えても良い。

ベース部材の先端にシェードとして機能する部分を形成する場合、ベース部材の加工条件の制約により、先端が一定の厚みを有してしまう。この先端は、光を前方に反射できないため、暗部の原因となる。
この構成によれば、光学部材はベース部材とは別部品であるため、ベース部材の加工条件に制約されることなく、先端の形状を細く形成することができる。このため、暗部の原因となる先端の厚さを小さくすることができ、暗部の発生を運転者から見て目立たない程度に抑えやすくなる。

また、本発明の車両用灯具において、
前記光学部材は、
前記第一アレイ光源から出射された光を前記投影レンズの入射面に向けて反射する第一反射面と、
前記第二アレイ光源から出射された光を前記投影レンズの入射面に向けて反射する第二反射面と、
を有しても良い。

この構成によれば、第一アレイ光源および第二アレイ光源から出射される光を更に効率よく利用することができる。

また、本発明の車両用灯具において、
前記ベース部材は、前記第一光源が配置された第一面と、前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが配置された第二面と、を有し、
前記第二面は、当該第二面に配置された前記第一アレイ光源の出射部が斜め前上方を向くとともに、前記第一アレイ光源の出射部が前記第一後方焦点よりも下方に配置されるように、前記投影レンズの光軸に対して傾斜する傾斜面であっても良い。

この構成によれば、第一アレイ光源を、ロービーム用の配光パターンを形成するための光の経路を回避した位置に配置しつつ、第一アレイ光源から出射される光の多くを第一後方焦点付近を通過させることが可能となる。このため、第一アレイ光源の光を効率よく利用することができる。

また、本発明の車両用灯具において、
前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが配置された剛性基板を有し、
前記剛性基板の少なくとも一部は、前記傾斜面に固定されていても良い。

この構成によれば、第一アレイ光源および第二アレイ光源をベース部材に対して予定された位置に配置しやすくなる。

また、本発明の車両用灯具において、
前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが配置された可撓性基板を有し、
前記可撓性基板の少なくとも一部は、前記傾斜面に固定されていても良い。

この構成によれば、第一アレイ光源および第二アレイ光源をベース部材に取り付ける際の作業性が向上する。

また、本発明の車両用灯具において、
灯具左右方向において、前記第一アレイ光源の中心位置は、前記第二アレイ光源の中心位置とは異なる位置に配置されていても良い。

この構成によれば、灯具の左右方向における配光パターンの設計自由度が向上し、例えば、路面照射の機能を強化することができる。

本発明によれば、灯具の大型化を抑制しつつ、所定の配光パターンに付加する配光パターンの設計自由度を向上させることが可能な車両用灯具を提供することができる。

本発明の実施形態に係る車両用灯具を備えた前照灯の正面から見た模式図である。 本発明の実施形態に係る車両用灯具を示す図であって、（ａ）は左側の側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側の側面図である。 本発明の実施形態に係る車両用灯具の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両用灯具の断面図である。 車両用灯具の光源が搭載されたベース部材の斜視図である。 車両用灯具の第一アレイ光源、第二アレイ光源および光学部材からなる構造体を説明する図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。 車両用灯具におけるロービーム用光源の光路を示す断面図である。 車両用灯具における第一アレイ光源および第二アレイ光源の光路を示す断面図である。 車両用灯具から照射される光により灯具前方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模式図である。 車両用灯具から照射される光の車両前方の照射範囲を示す上面視の模式図である。 変形例１を説明するための光源が搭載されたベース部材の斜視図である。 変形例２を説明するための光源が搭載されたベース部材の斜視図である。 変形例２を説明するための可撓性基板の概略平面図である。 変形例３を説明するための車両用灯具の概略断面図である。 変形例４を説明するための車両用灯具の概略断面図である。 変形例５を説明するための車両用灯具の概略断面図である。

以下、本実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、車両の前照灯１を構成する。前照灯１は、車両の前部における左右に設けられている。なお、図１では、車両の左側の前照灯１のみを図示している。各前照灯１は、本例では、一つの車両用灯具１０を備えた単眼とされている。車両用灯具１０は、ランプボディ（図示略）に設けられている。ランプボディの前方には、透光カバー２が装着されている。透光カバー２は、ランプボディに装着されて灯室を形成しており、車両用灯具１０は、灯室内に配置されている。

図２から図４に示すように、車両用灯具１０は、固定リング１１と、投影レンズ１２と、レンズホルダ１３と、ロービーム用光源（第一光源の一例）１４と、リフレクタ１５と、第一アレイ光源１６と、第二アレイ光源１７と、光学部材１８と、ベース部材１９と、固定部材２０と、ファン２１とを備えている。

車両用灯具１は、例えば、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ヘッドランプであり、プロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されている。

投影レンズ１２は、その前面に一つの円弧を基調とする凸状の出射面３０を有している。投影レンズ１２は、灯具前方から見て円形状である。投影レンズ１２は、第一後方焦点Ｆ１を形成する第一レンズ部３１と、第二後方焦点Ｆ２を形成する第二レンズ部３２とを有している。投影レンズ１２は、第一レンズ部３１の出射面３０と反対側が第一入射面３１ａとされ、第二レンズ部３２の出射面３０と反対側が第二入射面３２ａとされている。

投影レンズ１２は、第一レンズ部３１の第一入射面３１ａの光軸上に第一後方焦点Ｆ１を形成し、第二レンズ部３２の第二入射面３２ａの光軸上に第二後方焦点Ｆ２を形成する。投影レンズ１２は、第一後方焦点Ｆ１及び第二後方焦点Ｆ２を含むそれぞれの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。第一後方焦点Ｆ１が第二後方焦点Ｆ２の上側となるように、第一後方焦点Ｆ１と第二後方焦点Ｆ２とが上下に配置されている。このように、投影レンズ１２は、二つの後方焦点Ｆ１，Ｆ２を有する多焦点レンズである。

投影レンズ１２は、円筒状に形成されたレンズホルダ１３の前部に配設される。レンズホルダ１３には、前方側から固定リング１１が固定される。投影レンズ１２は、外周フランジ部１２ａがレンズホルダ１３と固定リング１１とで挟持され、これにより、レンズホルダ１３の前部に支持される。投影レンズ１２を支持するレンズホルダ１３は、ベース部材１９に固定される。これにより、投影レンズ１２は、レンズホルダ１３を介してベース部材１９に支持される。

ベース部材１９は、例えば、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料から形成されている。ベース部材１９は、水平面状に形成された上壁部１９ａと、上壁部１９ａの前端から斜め下前方へ向けて延びる傾斜壁部１９ｂとを有している。上壁部１９ａには、その下面から下方向へ延びる放熱フィン１９ｃが前後方向へ並んで複数配列されている。ファン２１は、ベース部材１９の下側に配置されている。ファン２１から発生された風は、下方向へ延びる放熱フィン１９ｃに対して下方から送り込まれる。

ベース部材１９は、上壁部１９ａの上面が第一面４１とされ、傾斜壁部１９ｂの前面が第二面４２とされている。ベース部材１９には、第一面４１にロービーム用光源１４が配置され、第二面４２に第一アレイ光源１６と第二アレイ光源１７とが配置される。

ロービーム用光源１４は、例えば白色発光ダイオードからなるもので、その上面側が発光面とされている。ロービーム用光源１４は、投影レンズ１２の後方に配置され、本例では、ロービーム用の配光パターンを形成する光を出射する。ロービーム用光源１４は、アタッチメント１４ａを介してベース部材１９の上壁部１９ａの第一面４１に固定されている。

リフレクタ１５は、ロービーム用光源１４を上方側から覆うように、ベース部材１９の上壁部１９ａの第一面４１に固定されている。リフレクタ１５は、その内面側が反射面１５ａとされており、反射面１５ａは、ロービーム用光源１４からの出射された光を投影レンズ１２に向けて反射する。反射面１５ａは、ロービーム用光源１４の発光中心を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。

図５及び図６に示すように、第一アレイ光源１６は、複数（本例では１１個）の半導体発光素子５１と、基板５２とを有している。第一アレイ光源１６は、投影レンズ１２の後方に配置されている。半導体発光素子５１は、左右方向へ一列に配置されている。なお、半導体発光素子５１の配列は二列以上でも良い。半導体発光素子５１は、例えば白色発光ダイオードで構成されており、例えば正方形状の発光面からなる出射部を有している。また、第一アレイ光源１６において、灯具左右方向における複数の半導体発光素子５１の各配列ピッチは、投影レンズ１２の第一後方焦点Ｆ１に近づくにつれて密になっている。

半導体発光素子５１は、基板５２に実装されている。基板５２には、コネクタ５３が設けられている。コネクタ５３は、正面視で基板５２の右側に配置されている。コネクタ５３には、給電線に設けられた相手方コネクタ（図示略）が接続され、給電線から半導体発光素子５１に給電される。そして、第一アレイ光源１６が有する複数の半導体発光素子５１は、個別に点灯可能とされている。

半導体発光素子５１が実装された基板５２は、ベース部材１９の傾斜壁部１９ｂの前面である第二面４２に支持されている。第一アレイ光源１６は、投影レンズ１２の第一後方焦点Ｆ１に対応する位置に配置されている。なお、第一後方焦点Ｆ１に対応する位置とは、この第一後方焦点Ｆ１に完全一致する位置に限らず、投影レンズ１２で反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影される第一後方焦点Ｆ１及びその周囲を含む位置である。

第一アレイ光源１６は、傾斜した第二面４２に基板５２を実装することで、半導体発光素子５１の発光面からなる出射部が斜め前上方を向くように配置される。また、第一アレイ光源１６は、半導体発光素子５１の出射部が、第一後方焦点Ｆ１よりも下方に配置されるように配置される。つまり、ベース部材１９の第二面４２は、第一アレイ光源１６の出射部が第一後方焦点Ｆ１よりも下方に配置されるように、投影レンズ１２の第一入射面３１ａの光軸に対して傾斜する傾斜面とされている。さらに、第一アレイ光源１６は、灯具前後方向において、投影レンズ１２の第一後方焦点Ｆ１とロービーム用光源１４との間に配置されている（図４等参照）。

第二アレイ光源１７は、複数（本例では１１個）の半導体発光素子５５と、基板５６とを有している。第二アレイ光源１７は、投影レンズ１２の後方に配置されている。半導体発光素子５５は、左右方向へ一列に配置されている。なお、半導体発光素子５５の配列は二列以上でも良い。半導体発光素子５５は、例えば白色発光ダイオードで構成されており、例えば正方形状の発光面からなる出射部を有している。

半導体発光素子５５は、基板５６に実装されている。基板５６には、コネクタ５７が設けられている。コネクタ５７は、正面視で基板５６の左側に配置されている。コネクタ５７には、給電線の相手方コネクタ（図示略）が接続され、給電線から半導体発光素子５５に給電される。そして、第二アレイ光源１７が有する複数の半導体発光素子５５は、個別に点灯可能とされている。

半導体発光素子５５が実装された基板５６は、固定部材２０を介してベース部材１９の傾斜壁部１９ｂの前面である第二面４２に支持されている。固定部材２０は、その厚さ寸法が上方へ向かって次第に薄くなるテーパ形状に形成されている。固定部材２０を介してベース部材１９の第二面４２に支持された第二アレイ光源１７は、投影レンズ１２の第二後方焦点Ｆ２に対応する位置に配置されている。なお、第二後方焦点Ｆ２に対応する位置とは、この第二後方焦点Ｆ２に完全一致する位置に限らず、投影レンズ１２で反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影される第二方向焦点Ｆ２及びその周囲を含む位置である。

第一アレイ光源１６と第二アレイ光源１７とは、上下に配置されている。具体的には、第一アレイ光源１６が第二アレイ光源１７の上方に配置されている。また、第二アレイ光源１７は、上方へ向かって厚さ寸法が小さくなる固定部材２０を介してベース部材１９の第二面４２に固定されることで、第一アレイ光源１６よりも傾きが大きくされている。これにより、第二アレイ光源１７の各半導体発光素子５５の発光面からなる出射部は、第一アレイ光源１６の各半導体発光素子５１の発光面からなる出射部よりも上方へ向けられている。つまり、第一アレイ光源１６の各半導体発光素子５１の出射部は、灯具上下方向において、第二アレイ光源１７の各半導体発光素子５５の出射部とは異なる方向に向いている。

第一アレイ光源１６の中心位置は、正面視で灯具中央位置よりも右側寄りに配置されており、第二アレイ光源１７の中心位置は、正面視で灯具中央位置よりも左側寄りに配置されている。これにより、灯具左右方向において、第一アレイ光源１６の中心位置は、第二アレイ光源１７の中心位置とは異なる位置に配置されている。

光学部材１８は、第一アレイ光源１６と第二アレイ光源１７とが搭載されたベース部材１９とは別部品からなるもので、ベース部材１９に支持された第一アレイ光源１６及び第二アレイ光源１７の前側に装着されている。光学部材１８は、例えば、耐熱性に優れたアルミダイキャスト又はポリカーボネート樹脂等で形成されている。

光学部材１８は、第一開口部６１と、第二開口部６２とを有している。第一開口部６１及び第二開口部６２は、光学部材１８の幅方向に沿って形成されている。光学部材１８をベース部材１９に支持させた状態で、第一開口部６１は、第一アレイ光源１６に対応する位置に配置され、第二開口部６２は、第二アレイ光源１７に対応する位置に配置される。これにより、第一アレイ光源１６は、光学部材１８の第一開口部６１において、灯具前方へ向けて露出し、第二アレイ光源１７は、光学部材１８の第二開口部６２において、灯具前方へ向けて露出する。

光学部材１８は、第一開口部６１の上下の縁部を形成する上下の壁面が、第一反射面６５とされている。第一反射面６５は、第一アレイ光源１６から出射された光を投影レンズ１２の第一入射面３１ａに向けて反射する。また、光学部材１８は、第二開口部６２の上下の縁部を形成する上下の壁面が、第二反射面６６とされている。第二反射面６６は、第二アレイ光源１７から出射された光を投影レンズ１２の第二入射面３２ａに向けて反射する。これらの第一反射面６５及び第二反射面６６は、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。

光学部材１８は、その上部に、シェード部６８を有している。このシェード部６８は、リフレクタ１５の反射面１５ａで反射されたロービーム用光源１４からの光の一部を遮光することで、ロービーム用の配光パターンのカットオフラインを形成するシェードとして機能する。このシェード部６８の上面は、リフレクタ１５の反射面１５ａで反射されたロービーム用光源１４からの光の一部を上向きに反射させる反射面６９を構成している。反射面６９は、水平面に対して、前方下向きへ僅かに傾斜するように形成されており、反射させた光を投影レンズ１２の第一入射面３１ａに入射させる。この反射面６９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。

図７に示すように、ロービーム用光源１４から出射された光Ｌは、リフレクタ１５の反射面１５ａで反射され、投影レンズ１２の第一入射面３１ａに入射される。また、リフレクタ１５の反射面１５ａで反射された光Ｌの一部は、光学部材１８の反射面６９で反射されて、投影レンズ１２の第一入射面３１ａに入射される。なお、リフレクタ１５の反射面１５ａで反射された光Ｌの一部は、第一後方焦点Ｆ１の付近を通過する。

図８に示すように、第一アレイ光源１６から出射された光ＬＡ１は、直接または光学部材１８の第一反射面６５で反射されて投影レンズ１２の第一入射面３１ａに入射される。第二アレイ光源１７から出射された光ＬＡ２は、直接または光学部材１８の第二反射面６６で反射されて投影レンズ１２の第二入射面３２ａに入射される。

図９は、灯具の前方２５メートルにおいて鉛直方向に設けられた仮想スクリーン上に投影された配光パターンを示している。図９に示すように、投影レンズ１２の第一入射面３１ａに入射したロービーム用光源１４からの光Ｌは、出射面３０から出射されてロービーム配光パターンＰＬを形成する。このロービーム配光パターンＰＬには、シェード部６８によってカットオフラインＣＬが形成される。

投影レンズ１２の第一入射面３１ａに入射された第一アレイ光源１６からの光ＬＡ１は、出射面３０から出射されて付加配光パターンＰ１を形成する。この付加配光パターンＰ１は、第一アレイ光源１６の各半導体発光素子５１の配光パターンＰ１ａが横一列に配列された配光パターンとなる。ここで、第一アレイ光源１６の半導体発光素子５１は、灯具左右方向における配列ピッチが、投影レンズ１２の第一後方焦点Ｆ１に近づくにつれて密になっているので、付加配光パターンＰ１は、中央部分の照度が高められ、遠方まで光が照射される。

投影レンズ１２の第二入射面３２ａに入射した第二アレイ光源１７からの光ＬＡ２は、出射面３０から出射されて追加配光パターンＰ２を形成する。この追加配光パターンＰ２は、第二アレイ光源１７の各半導体発光素子５５の配光パターンＰ２ａが横一列に配列された配光パターンとなる。

第一アレイ光源１６からの光ＬＡ１で形成される付加配光パターンＰ１は、ハイビーム用である。第二アレイ光源１７からの光ＬＡ２で形成される追加配光パターンＰ２は、灯具前方の鉛直仮想スクリーン上において、ロービーム用光源１４からの光Ｌで形成されるロービーム配光パターンＰＬと、第一アレイ光源１６からの光ＬＡ１で形成されるハイビーム用の付加配光パターンＰ１との両方に重なる。

ここで、光学部材１８のシェード部６８でカットオフラインが形成されるロービーム配光パターンＰＬと、ハイビーム用の付加配光パターンＰ１との間は、光を重ねにくくまた、光が重ならないこともあり、光量が少なくなる場合がある。

これに対して、本実施形態に係る車両用灯具１０では、ロービーム配光パターンＰＬを形成するとともに、ハイビーム用の配光パターンである付加配光パターンＰ１を形成した状態において、光量が少なくなるロービーム配光パターンＰＬと付加配光パターンＰ１との間に追加配光パターンＰ２が形成される。これにより、光量が少なくなるロービーム配光パターンＰＬと付加配光パターンＰ１との間が追加配光パターンＰ２で補われる。

また、灯具前方の鉛直仮想スクリーン上に投影される配光パターンのうち、第一アレイ光源１６の各半導体発光素子５１からの光ＬＡ１により形成される付加配光パターンＰ１と、第二アレイ光源１７の各半導体発光素子５５からの光ＬＡ２により形成される追加配光パターンＰ２とは、左右方向においてオフセットされる。具体的には、第一アレイ光源１６によって形成される付加配光パターンＰ１が右寄りとなり、第二アレイ光源１７によって形成される追加配光パターンＰ２が左寄りとなる。なお、ここで、オフセットとは、左右方向において配光パターンＰ１ａと配光パターンＰ２ａとが互いに一部重複するように配置される構成や、左右方向において配光パターンＰ１ａと配光パターンＰ２ａとが重ならずに交互に並ぶ構成を含む意味である。

これにより、図１０に示すように、一般的な車両用灯具による路面照射エリアＡＳに対して、本実施形態では、追加配光パターンＰ２による光量の補填とともに、付加配光パターンＰ１と追加配光パターンＰ２との左右方向へのオフセットによって、前方（図１０中矢印Ａ方向）及び左右方向（図１０中矢印Ｂ方向）に拡大された路面照射エリアＡＬが形成される。

また、第一アレイ光源１６の半導体発光素子５１及び第二アレイ光源１７の半導体発光素子５５は、それぞれ個別に点灯可能であるので、様々なシチュエーションに合わせた配光パターンが形成可能である。例えば、車載カメラによって検出した対向車に光が当たらないように、対向車の位置を照射する第一アレイ光源１６の一部の半導体発光素子５１を消灯させた付加配光パターンＰ１を形成することで、対向車のドライバにグレアを与えない範囲内で車両前方走行路を幅広く照射することが可能である。また同様に、対向車の位置を照射する第二アレイ光源１７の一部の半導体発光素子５５を消灯させた追加配光パターンＰ２を形成することで、対向車のドライバにグレアを与えない範囲内で車両前方走行路を幅広く照射することが可能である。

以上、説明したように、本実施形態に係る車両用灯具１０によれば、第一アレイ光源１６と、第二アレイ光源１７とを備え、第一アレイ光源１６と第二アレイ光源１７は上下に配置されている。このため、灯具の左右方向の幅を大型化することなく、多くの発光素子を灯具に搭載することができる。また、一つのアレイ光源を有する灯具と比較して、多くの発光素子を搭載することができるため、例えば、ロービーム用の配光パターンＰＬに付加する配光パターンの設計自由度が向上する。

また、灯具の大型化を抑制しつつ、第一アレイ光源１６および第二アレイ光源１７から出射される光ＬＡ１，ＬＡ２を、それぞれ明瞭な配光パターンとして灯具前方へ照射することができる。また、第一アレイ光源１６から出射される光ＬＡ１を、例えば路面照射の機能を強化する光として利用することができる。

また、第一アレイ光源１６の各半導体発光素子５１により形成される配光パターンＰ１と第二アレイ光源１７の各半導体発光素子５５により形成される配光パターンＰ２とが灯具左右方向においてオフセットされている。このため、第一アレイ光源１６および第二アレイ光源１７で構成する配光パターン内の分割数を増やしたり分解能を高くすることができ、用途や状況に応じて様々な配光パターンを形成することができる。

しかも、第二アレイ光源１７から出射される光ＬＡ２によって形成される配光パターンを第一アレイ光源１６から出射される光ＬＡ１によって形成される付加配光パターンＰ１に重ねることで、第二アレイ光源１７から出射される光ＬＡ２の一部をハイビーム用の配光パターンとして有効に活用することができる。

また、灯具前後方向において、第一アレイ光源１６が投影レンズ１２の第一後方焦点Ｆ１とロービーム用光源１４との間に配置されているので、灯具の前後方向の大型化を抑制しつつ、第一アレイ光源１６から出射した光ＬＡ１を第一後方焦点Ｆ１付近を通過させて灯具前方へ照射することができる。

ところで、ロービーム用の配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬを形成するシェードとして機能する部分をベース部材１９の先端に形成する場合、ベース部材１９の加工条件の制約により、先端が一定の厚みを有してしまう。この先端は、光を前方に反射できないため、暗部の原因となる。

これに対して、本実施形態では、ベース部材１９とは別部品の光学部材１８に、ベース部材１９に取り付けられた状態において、ロービーム用の配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬを形成するシェード部６８を設けている。このシェード部６８を備えた光学部材１８はベース部材１９とは別部品であるため、ベース部材１９の加工条件に制約されることなく、先端の形状を細く形成することができる。このため、暗部の原因となる先端の厚さを小さくすることができ、暗部の発生を運転者から見て目立たない程度に抑えやすくなる。

また、光学部材１８は、第一アレイ光源１６から出射された光ＬＡ１を投影レンズ１２の第一入射面３１ａに向けて反射する第一反射面６５と、第二アレイ光源１７から出射された光ＬＡ２を投影レンズ１２の第二入射面３２ａに向けて反射する第二反射面６６とを有するので、第一アレイ光源１６および第二アレイ光源１７から出射される光ＬＡ１，ＬＡ２を更に効率よく利用することができる。

また、ベース部材１９の第二面４２が、この第二面４２に配置された第一アレイ光源１６の半導体発光素子５１の出射部が斜め前上方を向くとともに、第一アレイ光源１６の半導体発光素子５１の出射部が第一後方焦点Ｆ１よりも下方に配置されるように、投影レンズ１２の光軸に対して傾斜する傾斜面とされている。したがって、第一アレイ光源１６を、ロービーム用の配光パターンＰＬを形成するための光の経路を回避した位置に配置しつつ、第一アレイ光源１６から出射される光ＬＡ１の多くを、第一後方焦点Ｆ１付近を通過させることが可能となる。このため、第一アレイ光源１６の光ＬＡ１を効率よく利用することができる。

また、灯具左右方向において、第一アレイ光源１６の中心位置が、第二アレイ光源１７の中心位置とは異なる位置に配置されている構造であるので、灯具の左右方向における配光パターンの設計自由度が向上し、例えば、路面照射の機能を強化することができる。

しかも、第一アレイ光源１６と第二アレイ光源１７とを上下二段に配列させた構造であるので、例えば、発光素子を増やして灯具左右方向に一段で配列させる場合と比較し、発光素子から投影レンズの後方焦点までの距離を極力短くでき、発光素子からの光の利用効率を高めることができる。

なお、上記第一アレイ光源１６の半導体発光素子５１及び第二アレイ光源１７の半導体発光素子５５の左右の配列数及び上下の段数を増やすことで、配光パターンの分解能を高めることができる。

また、本例では、プロジェクタ型の光学系の光源の一例として、ロービーム用光源１４を例に説明しているがこの例に限られない。この光源は、プロジェクタ型の光学系（リフレクタと投影レンズを用いた投影型の光学系）の光源であれば良く、配光パターンは用途に応じたものでよい。例えば、路面照射に特化した配光パターンを形成する光源であったり、特定の対象物に向けて照射する配光パターンを形成する光源であっても良い。

次に、本実施形態に係る車両用灯具１０の変形例について説明する。
（変形例１）
図１１に示すように、変形例１では、一枚の剛性基板７０を有している。この剛性基板７０は、例えば、ガラスエポキシ基板や紙フェノール基板である。この剛性基板７０は、ベース部材１９の傾斜面である第二面４２に固定されて取り付けられている。この剛性基板７０には、第一アレイ光源１６と第二アレイ光源１７とが上下に間隔をあけて搭載されている。この剛性基板７０には、一側部に、コネクタ７１が設けられている。コネクタ７１には、給電線のコネクタ（図示略）が接続され、給電線から第一アレイ光源１６の半導体発光素子５１及び第二アレイ光源１７の半導体発光素子５５に給電される。

このような構成によれば、第一アレイ光源１６および第二アレイ光源１７をベース部材１９に対して予定された位置に配置しやすくなる。また、第一アレイ光源１６と第二アレイ光源１７との相対的な位置ずれを抑えることができる。

（変形例２）
図１２及び図１３に示すように、変形例２では、一枚の可撓性基板８０を有している。この可撓性基板８０は、例えば、ポリイミドなどのプラスチックフィルムからなる可撓性に優れた基体８１に銅箔からなる配線パターン８２を形成した基板である。この可撓性基板８０は、ベース部材１９の傾斜面である第二面４２に固定されて取り付けられている。この可撓性基板８０には、第一アレイ光源１６と第二アレイ光源１７とが上下に間隔をあけて搭載されている。この可撓性基板８０には、一側部に、引き出し部８３が延在されており、この引き出し部８３にコネクタ８４が設けられている。コネクタ８４には、給電線のコネクタ（図示略）が接続され、給電線から第一アレイ光源１６の半導体発光素子５１及び第二アレイ光源１７の半導体発光素子５５に給電される。

可撓性基板８０は、第一アレイ光源１６の半導体発光素子５１の実装箇所と第二アレイ光源１７の半導体発光素子５５の実装箇所とが、ベース部材１９における異なる角度の傾斜面からなる第二面４２に取り付けられている。これにより、ベース部材１９に可撓性基板８０が取り付けられた状態において、第一アレイ光源１６の各半導体発光素子５１の発光面である出射部は、灯具上下方向において、第二アレイ光源１７の各半導体発光素子５５の発光面である出射部とは異なる方向に向いている。

なお、可撓性基板８０は、第一アレイ光源１６の半導体発光素子５１、第二アレイ光源１７の半導体発光素子５５及びコネクタ８４の実装部分に、アルミニウム等の金属板からなる補強板８５を設け、これらの部品の実装部分における剛性を高めるのが好ましい。このようにすれば、第一アレイ光源１６、第二アレイ光源１７及びコネクタ８４のベース部材１９への固定を容易にできる。また、可撓性基板８０をベース部材１９に固定する際には、ベース部材１９との間に熱伝導性接着剤やアルミニウム板などを介在ししても良く、このようにすれば、第一アレイ光源１６及び第二アレイ光源１７が発する熱をベース部材１９へ良好に伝達させることができる。また、第一アレイ光源１６及び第二アレイ光源１７は、半導体発光素子５１，５５を可撓性基板８０に直接実装して構成しても良く、または、半導体発光素子５１，５５を実装した基板を可撓性基板８０に実装して構成しても良い。

このような構成によれば、可撓性基板８０を曲げながら配設できるので、第一アレイ光源１６および第二アレイ光源１７をベース部材１９に取り付ける際の作業性が向上する。また、可撓性基板８０を用いることで、所定の姿勢で第一アレイ光源１６及び第二アレイ光源１７を配置する際の制約が低くなるため、第一アレイ光源１６及び第二アレイ光源１７で構成する配光パターンの設計自由度が向上する。しかも、可撓性基板８０を用いることで、引き出し部８３を容易に設けることができ、例えば、レンズホルダ１３や位置決めピンなどの灯具構成部品に干渉しない位置にコネクタ８４を配置させることができ、設計自由度が向上する。

（変形例３）
図１４に示すように、変形例３では、出射面の凸形状が上下に分割された投影レンズ９０を備えている。具体的には、投影レンズ９０は、上方側の第一レンズ部９１と、下方側の第二レンズ部９２とを有しており、これらの第一レンズ部９１と第二レンズ部９２とが一体化されている。第一レンズ部９１は、第一入射面９１ａと第一出射面９１ｂとを有しており、第二レンズ部９２は、第二入射面９２ａと第二出射面９２ｂとを有している。

変形例３では、ロービーム用光源１４からの光Ｌ及び第一アレイ光源１６からの光ＬＡ１は、第一レンズ部９１の第一入射面９１ａに入射して第一出射面９１ｂから出射される。また、第二アレイ光源１７からの光ＬＡ２は、第二レンズ部９２の第二入射面９２ａに入射して第二出射面９２ｂから出射する。

このような構造によれば、コストを抑えつつ配光パターンに前方への伸び及び左右への広がりを持たせることができる。

（変形例４）
図１５に示すように、変形例４では、投影レンズ１００と、サブレンズ１０２とを備えている。これらの投影レンズ１００及びサブレンズ１０２は、それぞれ単焦点レンズである。投影レンズ１００は、入射面１０１ａと出射面１０１ｂとを有している。また、サブレンズ１０２は、入射面１０３ａと出射面１０３ｂとを有している。サブレンズ１０２は、第二アレイ光源１７と投影レンズ１００との間に配置されている。

変形例４では、ロービーム用光源１４からの光Ｌ及び第一アレイ光源１６からの光ＬＡ１は、投影レンズ１００の入射面１０１ａに入射して出射面１０１ｂから出射される。また、第二アレイ光源１７からの光ＬＡ２は、サブレンズ１０２の入射面１０３ａに入射して出射面１０３ｂから出射された後に、投影レンズ１００の入射面１０１ａに入射して出射面１０１ｂから出射される。

このような構造によれば、灯具正面から見える投影レンズ１００が単焦点であるので、灯具正面からの見栄えを良くしつつ、サブレンズ１０２によって第二アレイ光源１７の光ＬＡ２を所定方向へ導き、配光パターンに前方への伸び及び左右への広がりを持たせることができる。

（変形例５）
図１６に示すように、変形例５では、第二アレイ光源１７が、ベース部材１９ではなく、ベース部材１９とは異なる位置に配置されたブラケット１１１に支持されて、第一アレイ光源１６の上方に配置されている。

変形例５では、ロービーム用光源１４からの光Ｌ及び第一アレイ光源１６からの光ＬＡ１は、投影レンズ１２の第二入射面３２ａに入射して出射面３０から出射される。また、第二アレイ光源１７からの光ＬＡ２は、投影レンズ１２の第一入射面３１ａに入射して出射面３０から出射される。

このような構造によれば、灯具正面からの見栄えの良さを維持しつつ配光に伸び及び広がりを持たせることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１０：車両用灯具、１２：投影レンズ、１４：ロービーム用光源（第一光源）、１５：リフレクタ、１６：第一アレイ光源、１７：第二アレイ光源、１８：光学部材、１９：ベース部材、４１：第一面、４２：第二面、５１，５５：半導体発光素子、６５：第一反射面、６６：第二反射面、７０：剛性基板、８０：可撓性基板、ＣＬ：カットオフライン、Ｆ１：第一後方焦点、Ｆ２：第二後方焦点、Ｐ１：付加配光パターン、Ｐ２：追加配光パターン、ＰＬ：ロービーム配光パターン

Claims (11)

1. 投影レンズと、
   前記投影レンズの後方に配置されるとともに、所定の配光パターンを形成する光を出射する第一光源と、
   前記第一光源から出射された光を前記投影レンズ向けて反射するリフレクタと、
   前記投影レンズの後方に配置されるとともに、複数の半導体発光素子が少なくとも一列に並べられた第一アレイ光源と、
   前記投影レンズの後方に配置されるとともに、複数の半導体発光素子が少なくとも一列に並べられた第二アレイ光源と、
   を備え、
   前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源は上下に配置されている、
   車両用灯具。
2. 前記投影レンズは、第一後方焦点と第二後方焦点を有しており、
   前記第一アレイ光源は、前記第一後方焦点と対応する位置に配置されており、
   前記第二アレイ光源は、前記第二後方焦点と対応する位置に配置されている、
   請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第一アレイ光源が有する複数の半導体発光素子は個別に点灯可能であり、
   前記第二アレイ光源が有する複数の半導体発光素子は個別に点灯可能であり、
   灯具前方の鉛直仮想スクリーン上に投影される配光パターンのうち、前記第一アレイ光源の各半導体発光素子により形成される配光パターンと前記第二アレイ光源の各半導体発光素子により形成される配光パターンとは、灯具左右方向においてオフセットされている、
   請求項１または請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記第二アレイ光源は、ハイビーム用の配光パターンの少なくとも一部を形成する光を出射する、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車両用灯具。
5. 灯具前後方向において、前記第一アレイ光源は、前記投影レンズの前記第一後方焦点と前記第一光源との間に配置されている、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用灯具。
6. 前記第一光源は、ロービーム用の配光パターンを形成する光を出射するように構成され、
   前記第一光源と前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが搭載されたベース部材と、
   前記ベース部材とは別部品であり、前記ベース部材に取り付けられた状態において、前記ロービーム用の配光パターンのカットオフラインを形成するシェードとして機能する光学部材と、
   を備える、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用灯具。
7. 前記光学部材は、
   前記第一アレイ光源から出射された光を前記投影レンズの入射面に向けて反射する第一反射面と、
   前記第二アレイ光源から出射された光を前記投影レンズの入射面に向けて反射する第二反射面と、
   を有する、
   請求項６に記載の車両用灯具。
8. 前記ベース部材は、前記第一光源が配置された第一面と、前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが配置された第二面と、を有し、
   前記第二面は、当該第二面に配置された前記第一アレイ光源の出射部が斜め前上方を向くとともに、前記第一アレイ光源の出射部が前記第一後方焦点よりも下方に配置されるように、前記投影レンズの光軸に対して傾斜する傾斜面である、
   請求項６または請求項７に記載の車両用灯具。
9. 前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが配置された剛性基板を有し、
   前記剛性基板の少なくとも一部は、前記傾斜面に固定されている、
   請求項８に記載の車両用灯具。
10. 前記第一アレイ光源と前記第二アレイ光源とが配置された可撓性基板を有し、
    前記可撓性基板の少なくとも一部は、前記傾斜面に固定されている、
    請求項８に記載の車両用灯具。
11. 灯具左右方向において、前記第一アレイ光源の中心位置は、前記第二アレイ光源の中心位置とは異なる位置に配置されている、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の車両用灯具。

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