JP4339156B2 - 車両用灯具ユニット - Google Patents

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Description

本願発明は、発光ダイオード等の発光素子を光源とする車両用灯具ユニットに関するものである。
近年、発光ダイオードを光源とする車両用灯具ユニットが多く採用されている。
その際「特許文献１」には、灯具ユニット前方へ向けて配置された発光ダイオードと、この発光ダイオードの前方側に配置された透光部材とを備えた車両用灯具ユニットが記載されている。
この車両用灯具ユニットは、その透光部材の後端部に入射した発光ダイオードからの光を、該透光部材の前端面に導いて該前端面から出射させ、その前方に配置された投影レンズを介して灯具ユニット前方へ照射するように構成されている。
特開２００２−５０２１４号公報
上記「特許文献１」に記載された車両用灯具ユニットにおいては、透光部材から出射する光が、該透光部材の前端面において投影レンズの光軸から離れる方向へ屈折するので、投影レンズに入射する光の割合が少なくなってしまい、発光ダイオードからの光に対する光束利用率があまり良くない、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、発光素子を光源とする車両用灯具ユニットにおいて、発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができる車両用灯具ユニットを提供することを目的とするものである。
本願発明は、発光素子の前方側に所定形状の透光部材を配置するとともに、これら発光素子と透光部材との間に所定のリフレクタあるいは第２透光部材を配置することにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
すなわち、本願第１の発明に係る車両用灯具ユニットは、
灯具ユニット前後方向に延びる光軸上近傍に、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、を備えてなる車両用灯具ユニットにおいて、
上記透光部材が、上記光軸を中心軸とする回転楕円面で構成された前面と、上記回転楕円面の後側の第１焦点を通るように形成された後端面とを有しており、
この透光部材と上記発光素子と間に、該発光素子の発光部を略筒状に囲むように形成された反射面を有するリフレクタが、該リフレクタの前端開口部を上記透光部材の後端面に当接させるようにして設けられている、ことを特徴とするものである。
また、本願第２の発明に係る車両用灯具ユニットは、
灯具ユニット前後方向に延びる光軸上近傍に、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、を備えてなる車両用灯具ユニットにおいて、
上記透光部材が、上記光軸を中心軸とする回転楕円面で構成された前面と、上記回転楕円面の後側の第１焦点を通るように形成された後端面とを有しており、
この透光部材と上記発光素子と間に、該発光素子の発光部を略筒状に囲むように形成され、該発光部からの光を内面反射させる外周面と、この外周面で内面反射した上記発光部からの光を前方へ出射させる前端面とを有する第２透光部材が、該第２透光部材の前端面を上記透光部材の後端面に面接触させるようにして設けられている、ことを特徴とするものである。
上記「発光素子」とは、略点状に発光する発光部を有する素子状の光源を意味するものであって、その種類は特に限定されるものではなく、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等が採用可能である。
上記「透光部材」は、透光性を有する部材であれば、その材質は特に限定されるものではなく、例えば、透明な合成樹脂で構成されたものやガラスで構成されたもの等が採用可能である。
上記透光部材の「後端面」は、回転楕円面の後側の第１焦点を通るように形成されたものであれば、その具体的な形状は特に限定されるものではなく、例えば、光軸と直交する平面や曲面、あるいは、これら光軸直交平面や光軸直交曲面に対して多少傾斜した平面や曲面等が採用可能である。
本願第１の発明における「リフレクタ」は、発光素子の発光部を略筒状に囲むように形成された反射面を有するものであれば、その反射面の表面形状や前端開口部の内周縁形状等の具体的な構成は特に限定されるものではない。
本願第２の発明における「第２透光部材」は、透光性を有する部材であれば、その材質は特に限定されるものではなく、例えば、透明な合成樹脂で構成されたものやガラスで構成されたもの等が採用可能である。また、この「第２透光部材」は、発光部を略筒状に囲むように形成された外周面で内面反射した発光部からの光を前端面から前方へ出射させるように構成されたものであれば、その外周面の表面形状や前端面の外周縁形状等の具体的な構成は特に限定されるものではない。
上記構成に示すように、本願第１の発明に係る車両用灯具ユニットは、灯具ユニット前後方向に延びる光軸上近傍に、前方へ向けて発光素子が配置されるとともに、この発光素子の前方側に透光部材が配置されているが、この透光部材は、その前面が光軸を中心軸とする回転楕円面で構成されるとともに、その後端面が回転楕円面の後側の第１焦点を通るように形成されており、また、この透光部材と発光素子との間には、その発光部を略筒状に囲むように形成された反射面を有するリフレクタが、その前端開口部を透光部材の後端面に当接させるようにして設けられているので、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、発光素子からの出射光の一部は、リフレクタの前端開口位置に直接到達し、また、発光素子から出射するその他の光の大部分は、リフレクタの反射面で１回あるいは複数回反射した後に、その前端開口位置に到達する。そして、これら前端開口位置に到達した光は、透光部材の後端面で表面反射する一部の光以外は漏れなく透光部材に入射するので、これにより発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができる。
その際、透光部材の後端面は、その前面を構成する回転楕円面の後側の第１焦点を通るように形成されているので、この透光部材の前面からの出射光により形成される配光パターンは、その後端面に当接しているリフレクタの前端開口部の内周縁形状を反転投影させた形状となる。したがって、この前端開口部の内周縁形状を所望する配光パターン形状を反転させた形状に設定しておけば、所望する形状の配光パターンを得ることができる。
しかも、発光素子からの出射光は、透光部材に対してリフレクタの前端開口部の内周側空間全域において満遍なく入射するので、配光ムラの少ない配光パターンを形成することができる。また、リフレクタの前端開口部は透光部材の後端面に当接しているので、その前端開口部を回転楕円面の第１焦点の位置に正確に位置決めすることができ、これにより所望する形状の配光パターンを正確に形成することができる。
一方、本願第２の発明に係る車両用灯具ユニットは、灯具ユニット前後方向に延びる光軸上近傍に、前方へ向けて発光素子が配置されるとともに、この発光素子の前方側に透光部材が配置されているが、この透光部材は、その前面が光軸を中心軸とする回転楕円面で構成されるとともに、その後端面が回転楕円面の後側の第１焦点を通るように形成されており、また、この透光部材と発光素子との間には、その発光部を略筒状に囲むように形成され、該発光部からの光を内面反射させる外周面と、この外周面で内面反射した発光部からの光を前方へ出射させる前端面とを有する第２透光部材が、その前端面を透光部材の後端面に面接触させるようにして設けられているので、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、発光素子からの出射光の一部は、第２透光部材を透過してその前端面に直接到達し、また、発光素子から出射するその他の光の大部分は、第２透光部材内において、その外周面で１回あるいは複数回内面反射した後に、その前端面に到達する。そして、この前端面に到達した光は、透光部材の後端面で界面反射する一部の光以外は漏れなく透光部材に入射するので、これにより発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができる。しかも、第２透光部材の前端面は透光部材の後端面と面接触しているので、透光部材の後端面で界面反射する光も極僅かな量に抑えることができる。
その際、この透光部材の後端面は、その前面を構成する回転楕円面の後側の第１焦点を通るように形成されているので、この透光部材の前面からの出射光により形成される配光パターンは、その後端面に面接触している第２透光部材の前端面の外周縁形状を反転投影させた形状となる。したがって、この前端面の外周縁形状を所望する配光パターン形状を反転させた形状に設定しておけば、所望する形状の配光パターンを得ることができる。
しかも、発光素子からの出射光は、透光部材に対して第２透光部材の前端面全域において満遍なく入射するので、配光ムラの少ない配光パターンを形成することができる。また、第２透光部材の前端面は透光部材の後端面と面接触しているので、その前端面を回転楕円面の第１焦点の位置に正確に位置決めすることができ、これにより所望する形状の配光パターンを正確に形成することができる。
このように本願発明によれば、発光素子を光源とする車両用灯具ユニットにおいて、発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができ、しかもこの車両用灯具ユニットからの光照射によって形成される配光パターンを配光ムラの少ないものとすることができる。
上記構成において、透光部材の前面を構成する回転楕円面の離心率を、透光部材の屈折率の逆数に設定しておけば、回転楕円面の後側の第１焦点からの光を光軸と平行な光として透光部材からの出射させることができるので、これにより車両用灯具ユニットからの照射光の制御をより精度良く行うことができる。
特に、本願第１の発明に係る車両用灯具ユニットにおいては、リフレクタの前端開口位置に到達した発光素子からの光が透光部材に入射する際、この透光部材の後端面において光軸寄りに屈折するので、透光部材に入射した光がその前面に到達したときの該前面に対する入射角を小さくすることができ、これにより透光部材の前面に到達した光の多くを該前面で全反射させてしまうことなく前方へ出射させることができる。
また、本願第２の発明に係る車両用灯具ユニットにおいても、第２透光部材の屈折率を透光部材の屈折率よりも小さい値に設定しておけば、第２透光部材の前端面に到達した発光素子からの光が透光部材に入射する際、この透光部材の後端面において光軸寄りに屈折するので、透光部材に入射した光がその前面に到達したときの該前面に対する入射角を小さくすることができ、これにより透光部材の前面に到達した光の多くを該前面で全反射させてしまうことなく前方へ出射させることができる。
上記構成において「発光素子」の具体的構成が特に限定されないことは上述したとおりであるが、本願第２の発明に係る車両用灯具ユニットにおいて、この発光素子を、発光チップおよびこれを封止する封止樹脂部材を備えてなる発光ダイオードで構成するとともに、その封止樹脂部材を第２透光部材と一体的に形成するようにすれば、車両用灯具ユニットの構成を簡素化することができる。ここで、封止樹脂部材を透光部材と「一体的に形成」する際の具体的態様としては、第２透光部材で封止樹脂部材を封止するようにした態様や、第２透光部材で発光チップを直接封止することにより封止樹脂部材としての機能を兼ねるようにした態様等が採用可能である。
さらに、本願第１の発明におけるリフレクタの前端開口部の内周縁形状あるいは本願第２の発明における第２透光部材の前端面の外周縁形状を、下端縁に直線部を有する略扇形形状に設定するとともに、その直線部を、光軸付近を通るように形成しておけば、この直線部の反転投影像としてのカットオフラインを上端縁に有する配光パターンを形成することができ、これにより車両用灯具ユニットをロービーム用配光パターンの形成に適したものとすることができる。
この場合において、発光素子を、その発光部が光軸の上方近傍に位置するようにして配置すれば、リフレクタの前端開口部あるいは第２透光部材の前端面に到達する光の密度をその下端縁近傍において高めることができるので、これにより配光パターンのカットオフライン近傍にホットゾーンを形成することができる。そしてこれにより車両前方路面の近距離領域が過度に明るくならないようして、その遠距離領域の視認性を高めることができる。
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。
まず、本願発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る車両用灯具ユニット１０を示す正面図であり、図２および３は、その側断面図および平断面図である。
これらの図に示すように、この車両用灯具ユニット１０はヘッドランプユニットであって、ロービーム用配光パターンを形成するための光照射を行うように構成されている。
この車両用灯具ユニット１０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ近傍に、前方へ向けて配置された発光素子１２と、この発光素子１２の前方側に配置された透光部材１４と、この透光部材１４と発光素子１２と間に設けられたリフレクタ１６とを備えてなっている。そして、この車両用灯具ユニット１０は、その光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びるように配置された状態で、車両に取り付けられるようになっている。
図４は、発光素子１２およびリフレクタ１６を詳細に示す斜視図である。
同図にも示すように、発光素子１２は、０．３〜３ｍｍ四方程度の大きさの正方形の発光チップ１２ａと、この発光チップ１２ａを封止する封止樹脂部材１２ｂを有する白色発光ダイオードであって、その発光チップ１２ａを光軸Ａｘの上方近傍に位置させるようにして、リフレクタ１６の後端面１６ｂに固定されている。
透光部材１４は、透明樹脂製のブロック状の部材であって、その前面１４ａは、光軸Ａｘを中心軸とする回転楕円面で構成されており、その後端面１４ｂは、前面１４ａを構成する回転楕円面の後側の第１焦点Ｆ１を通り光軸Ａｘと直交する平面で構成されている。その際、この透光部材１４の前面１４ａを構成する回転楕円面の離心率ｅは、該透光部材１４の屈折率ｎの逆数（すなわちｅ＝１／ｎ）に設定されている。
リフレクタ１６は、発光チップ１２ａを略筒状に囲むように形成された反射面１６ａを有しており、その前端開口部１６ｃを透光部材１４の後端面１４ｂに当接させるようにして、該透光部材１４に固定されている、
このリフレクタ１６は、内面が平面状に形成された下壁部１６Ａと、内面が曲面状に形成された上壁部１６Ｂとからなっている。これら下壁部１６Ａおよび上壁部１６Ｂの内周面には、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されており、これにより上記反射面１６ａを構成している。
その際、下壁部１６Ａの内面は、光軸Ａｘを境にして「へ」字状に折れ曲がるようにして形成されており、その光軸Ａｘの左側部分が水平方向に延びるとともに光軸Ａｘの右側部分が水平方向に対して１５°下向きに延びている。一方、上壁部１６Ｂの内面は、光軸Ａｘと直交する断面形状が、横長の略半楕円形に設定されている。そして、この上壁部１６Ｂの内面は、その後端縁から前端縁へ向けて、徐々に断面形状が大きくなるとともに、その断面形状が略半円形から横長の略半楕円形に徐変するように形成されている。
図２および３に示すように、発光素子１２からの出射光の一部は、リフレクタ１６の前端開口位置に直接到達し、また、発光素子１２から出射するその他の光の大部分は、リフレクタ１６の反射面１６ａで１回あるいは複数回反射した後に、その前端開口位置に到達する。そして、これら前端開口位置に到達した光は、透光部材１４の後端面１４ｂで表面反射する一部の光以外は漏れなく透光部材１４に入射する。
図５は、本実施形態に係る車両用灯具ユニット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。
同図に示すように、このロービーム用配光パターンＰＬは、左配光の配光パターンであって、上端縁に水平カットオフラインＣＬ１とこの水平カットオフラインＣＬ１から１５°で立ち上がる斜めカットオフラインＣＬ２とを有しており、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の交点であるエルボ点Ｅの位置は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方の位置に設定されている。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅを囲むようにしてホットゾーンＨＺが形成されている。
このロービーム用配光パターンＰＬは、透光部材１４の後端面１４ｂが、その前面１４ａを構成する回転楕円面の後側の第１焦点Ｆ１を通るように形成されているので、この後端面１４ｂに当接しているリフレクタ１６の前端開口部１６ｃの内周縁形状を反転投影させた形状となる。
その際、水平カットオフラインＣＬ１は、リフレクタ１６の前端開口部１６ｃの内周下端縁において水平方向に延びる直線部（すなわち光軸Ａｘの左側に位置する部分）によって形成され、斜めカットオフラインＣＬ２は、リフレクタ１６の前端開口部１６ｃの内周下端縁において斜め方向に延びる直線部（すなわち光軸Ａｘの右側に位置する部分）によって形成される。また、ロービーム用配光パターンＰＬの外周縁形状は、リフレクタ１６の前端開口部１６ｃの内周上端縁を構成する曲線部によって形成される。
そして、このロービーム用配光パターンＰＬは、発光素子１２からの出射光が透光部材１４に対してリフレクタ１６の前端開口部の内周側空間全域において満遍なく入射するので、配光ムラの少ない配光パターンとなる。
このように本実施形態によれば、発光素子１２を光源とする車両用灯具ユニット１０において、発光素子１２からの光に対する光束利用率を高めることができ、しかもこの車両用灯具ユニット１０からの光照射によって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することができる。
特に、本実施形態においては、リフレクタ１６の前端開口位置に到達した発光素子１２からの光が透光部材１４に入射する際、この透光部材１４の後端面１４ｂにおいて光軸Ａｘ寄りに屈折するので、透光部材１４に入射した光がその前面１４ａに到達したときの該前面１４ａに対する入射角を小さくすることができ、これにより透光部材１４の前面１４ａに到達した光の多くを該前面１４ａで全反射させてしまうことなく前方へ出射させることができる。
しかも、本実施形態においては、透光部材１４の前面１４ａを構成する回転楕円面の離心率が、該透光部材１４の屈折率の逆数に設定されているので、回転楕円面の後側の第１焦点Ｆ１からの光を光軸Ａｘと平行な光として透光部材１４からの出射させることができ、これにより車両用灯具ユニット１０からの照射光の制御を一層精度良く行うことができる。そしてこれにより、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の鮮明度を一層向上させることができる。
次に、本願発明の第２実施形態について説明する。
図６は、本実施形態に係る車両用灯具ユニット１１０を示す正面図であり、図７および８は、その側断面図および平断面図である。
これらの図に示すように、この車両用灯具ユニット１１０もヘッドランプユニットであって、ロービーム用配光パターンを形成するための光照射を行うように構成されている。
この車両用灯具ユニット１１０は、その基本的な構成は上記第１実施形態の車両用灯具ユニット１０と全く同様であるが、その透光部材１４と発光素子１２と間に、リフレクタ１６の代わりに第２透光部材２６が設けられている点で上記第１実施形態と異なっている。
図９は、発光素子１２および第２透光部材２６を詳細に示す斜視図である。
同図にも示すように、第２透光部材２６は、透明樹脂製のブロック状の部材であって、その外表面が後端面２６ａと外周面２６ｂと前端面２６ｃとで構成されており、その屈折率は透光部材１４の屈折率よりも小さい値に設定されている。
この第２透光部材２６の後端面２６ａは、光軸Ａｘと直交する平面で構成されており、この後端面２６ａに発光素子１２が固定されている。その際、第２透光部材２６は、発光素子１２の発光チップ１２ａを直接封止するように構成されており、これにより上記第１実施形態の封止樹脂部材１２ｂとしての機能を兼ねている。
第２透光部材２６の外周面２６ｂは、発光素子１２の発光チップ１２ａを略筒状に囲むように形成されており、該発光チップ１２ａからの光を内面反射させるようになっている。これを実現するため、この外周面２６ｂ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。
この外周面２６ｂは、平面状に形成された下壁面２６ｂ１と、曲面状に形成された上壁面２６ｂ２とからなっている。その際、下壁面２６ｂ１は、リフレクタ１６の下壁部１６Ａの内面と同様、光軸Ａｘを境にして「へ」字状に折れ曲がるようにして形成されており、その光軸Ａｘの左側部分が水平方向に延びるとともに光軸Ａｘの右側部分が水平方向に対して１５°下向きに延びている。また、上壁面２６ｂ２は、リフレクタ１６の上壁部１６Ｂの内面と同様、光軸Ａｘと直交する断面形状が横長の略半楕円形に設定されており、その後端縁から前端縁へ向けて、徐々に断面形状が大きくなるとともに、その断面形状が略半円形から横長の略半楕円形に徐変するように形成されている。
第２透光部材２６の前端面２６ｃは、光軸Ａｘと直交する平面で構成されており、外周面２６ｂで内面反射した発光チップ１２ａからの光を前方へ出射させるように構成されている。そして、第２透光部材２６は、この前端面２６ｃを透光部材１４の後端面１４ｂに面接触させるようにして透光部材１４に固定されている。
図７および８に示すように、発光素子１２からの出射光の一部は、第２透光部材２６の前端面２６ｃに直接到達し、また、発光素子１２から出射するその他の光の大部分は、第２透光部材２６の外周面２６ｂで１回あるいは複数回内面反射した後に、その前端面２６ｃに到達する。そして、これら前端面２６ｃに到達した光は、透光部材１４の後端面１４ｂで界面反射する極僅かな光を除き、すべて透光部材１４に入射する。
本実施形態に係る車両用灯具ユニット１１０からの光照射によって形成されるロービーム用配光パターンは、上記第１実施形態に係る車両用灯具ユニット１０からの光照射によって形成されるロービーム用配光パターンＰＬと略同様のものとなる。
その際、このロービーム用配光パターンは、透光部材１４の後端面１４ｂに面接触している第２透光部材２６の前端面２６ｃの外周縁形状を反転投影させた形状となる。また、このロービーム用配光パターンは、発光素子１２からの出射光が透光部材１４に対して第２透光部材２６の前端面２６ｃの全域において満遍なく入射するので、配光ムラの少ない配光パターンとなる。
このように本実施形態によれば、発光素子１２を光源とする車両用灯具ユニット１１０において、発光素子１２からの光に対する光束利用率を高めることができ、しかもこの車両用灯具ユニット１１０からの光照射によって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することができる。
特に、本実施形態においては、第２透光部材２６の屈折率が透光部材１４の屈折率よりも小さい値に設定されており、第２透光部材２６の前端面２６ｃに到達した発光素子１２からの光が透光部材１４に入射する際、この透光部材１４の後端面１４ｂにおいて光軸Ａｘ寄りに屈折するので、透光部材１４に入射した光がその前面１４ａに到達したときの該前面１４ａに対する入射角を小さくすることができ、これにより透光部材１４の前面１４ａに到達した光の多くを該前面１４ａで全反射させてしまうことなく前方へ出射させることができる。
また、本実施形態においては、第２透光部材２６により発光素子１２の発光チップ１２ａを直接封止するように構成されているので、車両用灯具ユニット１１０の構成を簡素化することができる。
次に、本願発明の第３実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係る車両用灯具ユニット２１０を示す正面図である。
同図に示すように、この車両用灯具ユニット２１０もヘッドランプユニットであって、ロービーム用配光パターンを形成するための光照射を行うように構成されている。
この車両用灯具ユニット２１０は、その基本的な構成は上記第１実施形態の車両用灯具ユニット１０と全く同様であるが、そのリフレクタ１６の構成が上記第１実施形態の場合と異なっている。
すなわち、本実施形態のリフレクタ１６も、上記第１実施形態のリフレクタ１６と同様、その前端開口部１６ｃの内周縁形状が下端縁に直線部を有する略扇形形状に設定されているが、その中心角の大きさは異なっている。
具体的には、本実施形態のリフレクタ１６も、内面が平面状に形成された下壁部１６Ａと、内面が曲面状に形成された上壁部１６Ｂとからなっているが、その下壁部１６Ａの内面が左右段違いの水平面で構成されており、光軸Ａｘ上において下方へ折れ曲がるように形成されている。
図１１は、本実施形態に係る車両用灯具ユニット２１０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。
同図に示すように、このロービーム用配光パターンＰＬは、左配光の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ＣＬ３、ＣＬ４を有している。このカットオフラインＣＬ３、ＣＬ４は、リフレクタ１６の前端開口部１６ｃの内周下端縁の反転投影像として形成され、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ＣＬ３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ＣＬ３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ＣＬ４として形成されている。
本実施形態の構成を採用した場合においても、ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ３、ＣＬ４の形状が、上記第１実施形態の場合と異なるほかは、上記第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
次に、本願発明の第４実施形態について説明する。
図１２は、本実施形態に係る車両用灯具ユニット３１０を示す正面図である。
同図に示すように、この車両用灯具ユニット３１０もヘッドランプユニットであるが、ハイビーム用配光パターンを形成するための光照射を行うように構成されている。
この車両用灯具ユニット３１０は、その基本的な構成は上記第１実施形態の車両用灯具ユニット１０と全く同様であるが、発光素子１２の配置およびリフレクタ１６の構成が上記第１実施形態の場合と異なっている。
すなわち、本実施形態の発光素子１２は、その発光チップ１２ａを光軸Ａｘ上に位置させるようにして、リフレクタ１６の後端面１６ｂに固定されている。
また、本実施形態のリフレクタ１６は、光軸Ａｘを中心とする曲面状の内面を有する周壁で構成されており、その反射面１６ａは、上記第１実施形態のリフレクタ１６の上壁部１６Ｂの内面を全周にわたって延長形成したような形状を有している。
そして、本実施形態に係る車両用灯具ユニット３１０は、その光軸Ａｘが車両前後方向に延びるように配置された状態で、車両に取り付けられるようになっている。
図１３は、本実施形態に係る車両用灯具ユニット３１０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ハイビーム用配光パターンＰＨを透視的に示す図である。
同図に示すように、このハイビーム用配光パターンＰＨは、Ｖ−Ｖ線の左右両側に大きく広がる横長配光パターンとなっており、Ｈ−Ｖを中心にしてホットゾーンＨＺが形成されている。
本実施形態の構成を採用した場合においても、配光パターン形状が上記第１実施形態の場合と異なるほかは、上記第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
なお、上記各実施形態においては、透光部材１４の表面形状として、回転楕円面で構成された前面１４ａが、その後端面１４ｂまで延びるように形成されているものとして説明したが、この前面１４ａにおいて発光素子１２からの光が到達しない後部領域に関しては、回転楕円面以外の表面形状とすることも可能である。
また、上記各実施形態においては、発光素子１２の発光チップ１２ａが、０．３〜３ｍｍ四方程度の大きさの正方形に形成されているものとして説明したが、これ以外の外形形状（例えば横長の矩形形状等）に形成されたものを用いることも可能である。
上記各実施形態の車両用灯具ユニット１０、１１０、２１０、３１０により車両用前照灯を構成する場合には、必要とされる照射光量に応じて、上記各実施形態の車両用灯具ユニット１０、１１０、２１０、３１０を複数個用いたり、あるいは、これらを他の車両用灯具ユニットと適宜組み合わせて用いるようにすればよい。
本願発明の第１実施形態に係る車両用灯具ユニットを示す正面図 上記車両用灯具ユニットを示す側断面図 上記車両用灯具ユニットを示す平断面図 上記車両用灯具ユニットの発光素子およびリフレクタを詳細に示す斜視図 上記車両用灯具ユニット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 本願発明の第２実施形態に係る車両用灯具ユニットを示す正面図 図６の車両用灯具ユニットを示す側断面図 図６の車両用灯具ユニットを示す平断面図 図６の車両用灯具ユニットの発光素子および第２透光部材を詳細に示す斜視図 本願発明の第３実施形態に係る車両用灯具ユニットを示す正面図 図１０の車両用灯具ユニットから前方へ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ロービーム用配光パターンを透視的に示す図 本願発明の第４実施形態に係る車両用灯具ユニットを示す正面図 図１２の車両用灯具ユニットから前方へ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ハイビーム用配光パターンを透視的に示す図
符号の説明
１０、１１０、２１０、３１０ 車両用灯具ユニット
１２ 発光素子
１２ａ 発光チップ
１２ｂ 封止樹脂部材
１４ 透光部材
１４ａ 前面
１４ｂ 後端面
１６ リフレクタ
１６Ａ 下壁部
１６Ｂ 上壁部
１６ａ 反射面
１６ｂ 後端面
１６ｃ 前端開口部
２６ 第２透光部材
２６ａ 後端面
２６ｂ 外周面
２６ｂ１ 下壁面
２６ｂ２ 上壁面
２６ｃ 前端面
Ａｘ 光軸
ＣＬ１ 水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
ＣＬ３ 下段カットオフライン
ＣＬ４ 上段カットオフライン
Ｆ１ 第１焦点
ＨＺ ホットゾーン
ＰＨ ハイビーム用配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン

Claims (6)

  1. 灯具ユニット前後方向に延びる光軸上近傍に、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、を備えてなる車両用灯具ユニットにおいて、
    上記透光部材が、上記光軸を中心軸とする回転楕円面で構成された前面と、上記回転楕円面の後側の第１焦点を通るように形成された後端面とを有しており、
    この透光部材と上記発光素子と間に、該発光素子の発光部を略筒状に囲むように形成された反射面を有するリフレクタが、該リフレクタの前端開口部を上記透光部材の後端面に当接させるようにして設けられている、ことを特徴とする車両用灯具ユニット。
  2. 灯具ユニット前後方向に延びる光軸上近傍に、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、を備えてなる車両用灯具ユニットにおいて、
    上記透光部材が、上記光軸を中心軸とする回転楕円面で構成された前面と、上記回転楕円面の後側の第１焦点を通るように形成された後端面とを有しており、
    この透光部材と上記発光素子と間に、該発光素子の発光部を略筒状に囲むように形成され、該発光部からの光を内面反射させる外周面と、この外周面で内面反射した上記発光部からの光を前方へ出射させる前端面とを有する第２透光部材が、該第２透光部材の前端面を上記透光部材の後端面に面接触させるようにして設けられている、ことを特徴とする車両用灯具ユニット。
  3. 上記第２透光部材の屈折率が、上記透光部材の屈折率よりも小さい値に設定されている、ことを特徴とする請求項２記載の車両用灯具ユニット。
  4. 上記発光素子が、発光チップおよび該発光チップを封止する封止樹脂部材を備えてなる発光ダイオードで構成されており、
    上記封止樹脂部材が、上記第２透光部材と一体的に形成されている、ことを特徴とする請求項２または３記載の車両用灯具ユニット。
  5. 上記リフレクタの前端開口部の内周縁形状または上記第２透光部材の前端面の外周縁形状が、下端縁に直線部を有する略扇形形状に設定されており、
    上記直線部が、上記光軸付近を通るように形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の車両用灯具ユニット。
  6. 上記発光素子が、上記発光部を上記光軸の上方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５記載の車両用灯具ユニット。
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