JP6119279B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、車両用前照灯に係り、特に、光源と光学部材とを組み合わせた構造の車両用前照灯に関する。

従来、車両用前照灯の分野においては、図８に示すように、すれ違いビーム用のランプＡ、走行ビーム用のランプＦ、昼間前方へ車両の存在を示すために用いられるデイタイムランニングランプＴ等の各種ランプを配置したコンビネーションランプが知られている（非特許文献１参照）。

Bosch Automotive Handbook(7th edition) P968

しかしながら、非特許文献１においては、すれ違いビーム用のランプＡ、走行ビーム用のランプＦ、デイタイムランニングランプＴを別個のランプとして構成して車両前部の異なる箇所に配置する構成であるため（図８参照）、限られたスペースにすれ違いビーム用のランプＡ、走行ビーム用のランプＦ、デイタイムランニングランプＴを配置することが難しいという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、限られたスペースであってもヘッドランプ機能とデイタイムランニングランプ機能とを実現することができる車両用前照灯を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、第１光源及び当該第１光源から放出される光を車両前方へ投影して、走行ビーム用配光パターン中の集光領域を形成するように構成された第１光学部材を含む少なくとも１つの走行ビーム用集光ユニットと、第２光源、当該第２光源から放出される光を車両前方へ投影して、すれ違いビーム用配光パターン中の集光領域を形成するように構成された第２光学部材、及び、第１ＤＲＬ用光源を含む少なくとも１つのすれ違いビーム用集光ユニットと、第３光源、当該第３光源から放出される光を車両前方へ投影して、前記すれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域を形成するように構成された第３光学部材、及び、第２ＤＲＬ用光源を含む少なくとも１つのすれ違いビーム用拡散ユニットと、を備えており、前記第１ＤＲＬ用光源は、前記第２光学部材によって車両前方へ投影される前記第１ＤＲＬ用光源からの光が、ＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線より下の領域を形成するように、前記第２光源の上方に配置されており、前記第２ＤＲＬ用光源は、前記第３光学部材によって車両前方へ投影される前記第２ＤＲＬ用光源からの光が、前記ＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線より上の領域を形成するように、前記第３光源の下方に配置されおり、さらに、前記第１光源、前記第２光源、前記第３光源、前記第１ＤＲＬ用光源及び前記第２ＤＲＬ用光源の点灯状態及びその光量を制御することで、走行ビーム用配光パターン、すれ違いビーム用配光パターン、ＤＲＬ用配光パターンのいずれかに切り換える制御手段を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、限られたスペースであってもヘッドランプ機能とデイタイムランニングランプ機能とを実現することができる車両用前照灯を提供することが可能となる。これは、主に、すれ違いビーム用集光ユニットに第１ＤＲＬ用光源を追加し、かつ、すれ違いビーム用拡散ユニットに第２ＤＲＬ用光源を追加することで、ヘッドランプ機能とデイタイムランニングランプ機能とを両立した車両用前照灯を構成したことによるものである。

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、前記制御手段は、少なくとも前記第１光源、第１ＤＲＬ用光源、第２ＤＲＬ用光源を点灯させかつその光量を制御することで、前記ＤＲＬ用配光パターンを、前記各ユニットにより形成される個々の配光パターンの合成配光パターンとして形成することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、ＤＲＬ用配光パターンを形成する場合、少なくとも第１光源、第１ＤＲＬ用光源、第２ＤＲＬ用光源が点灯するため、各ユニットそれぞれの光学部材が発光する新規かつデザイン性の高い見栄えを実現することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１光学部材は、前記第１光源の前方に配置され、第１入光面から内部に入光した前記第１光源からの光を、第１前面で反射させた後、第１後面で反射させて前記第１前面から出射させるように構成された第１導光レンズであり、前記第２光学部材は、前記第２光源の前方に配置され、第２入光面から内部に入光した前記第２光源からの光を、第２前面で反射させた後、第２後面で反射させて前記第２前面から出射させるように構成された第２導光レンズであり、前記第３光学部材は、前記第３光源の前方に配置され、第３入光面から内部に入光した前記第３光源からの光を、第３前面で反射させた後、第３後面で反射させて前記第３前面から出射させるように構成された第３導光レンズであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、導光レンズを用いた特徴ある見栄え（特に、ＤＲＬ用配光パターンを形成する場合）の車両用前照灯を構成することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１光学部材は、前記第１光源の前方に配置された非球面レンズであり、前記第２光学部材は、前記第２光源の前方に配置された非球面レンズであり、前記第３光学部材は、前記第３光源の前方に配置された非球面レンズであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、非球面レンズを用いた特徴ある見栄え（特に、ＤＲＬ用配光パターンを形成する場合）の車両用前照灯を構成することが可能となる。

本発明によれば、限られたスペースであってもヘッドランプ機能とデイタイムランニングランプ機能とを実現することができる車両用前照灯を提供することが可能な車両用前照灯を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態である車両用前照灯１０の正面図である。 （ａ）各灯具ユニット２０（３０、４０）の正面図、図２（ｂ）各灯具ユニット２０（３０、４０）の縦断面図である。 （ａ）第１光源２２の正面図、（ｂ）第２光源３２の正面図、（ｃ）第３光源４２の正面図である。 （ａ）走行ビーム用集光ユニット２０により形成される走行ビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ１の例、（ｂ）すれ違いビーム用集光ユニット３０により形成されるすれ違いビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ２の例、（ｃ）すれ違いビーム用拡散ユニット４０により形成されるすれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域Ｐ４の例、（ｄ）図４（ｂ）に示す集光領域Ｐ２と図４（ｃ）に示す拡散領域Ｐ４とが重畳されて形成されるすれ違いビーム用配光パターンの例である。 （ａ）走行ビーム用集光ユニット２０により形成される走行ビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ１の例、（ｂ）すれ違いビーム用拡散ユニット４０により形成されるすれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域Ｐ４の例、（ｃ）すれ違いビーム用集光ユニット３０により形成されるＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線Ｈより下の領域Ｐ３Ｄ及び上の領域Ｐ３Ｕの例、（ｄ）図５（ａ）に示す集光領域Ｐ１と図５（ｂ）に示す拡散領域Ｐ４と図５（ｃ）に示す領域Ｐ３Ｄ及びＰ３Ｕとが重畳されて形成されるＤＲＬ用配光パターンの例である。 各灯具ユニット２０、３０、４０（第１光源２２、第２光源３２、第３光源４２、第１ＤＲＬ用光源３６及び第２ＤＲＬ用光源４６）の点灯状態（点灯又は消灯）及びその光量の制御例を表す表である。 各灯具ユニット２０、３０、４０（変形例）の縦断面図である。 非特許文献１に記載の車両用前照灯２００の斜視図である。

以下、本発明の一実施形態である車両用前照灯について、図面を参照しながら説明する。図１は、自動車等の車両の前部の左右に配置される車両用前照灯のうち、左側に配置される車両用前照灯１０の正面図である。左側に配置される車両用前照灯１０と右側に配置される車両用前照灯とは、左右対称で実質的に同一の構成である。このため、以下、左側に配置される車両用前照灯１０を中心に説明し、右側に配置される車両用前照灯の説明は省略する。

図１に示すように、車両用前照灯１０は、２つの走行ビーム用集光ユニット２０、１つのすれ違いビーム用集光ユニット３０、２つのすれ違いビーム用拡散ユニット４０の合計５つの灯具ユニットを備えている。各灯具ユニット２０、３０、４０は、灯具正面から見て、斜め右上がりの方向に一列に並んだ状態で配置されている。

まず、走行ビーム用集光ユニット２０について説明する。

２つの走行ビーム用集光ユニット２０は、走行ビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ１（図４（ａ）参照）を形成する灯具ユニットである。

図２（ａ）は各灯具ユニット２０（３０、４０）の正面図、図２（ｂ）は各灯具ユニット２０（３０、４０）の縦断面図である。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、走行ビーム用集光ユニット２０は、第１光源２２、及び、当該第１光源２２から放出される光を車両前方へ投影して、走行ビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ１（図４（ａ）参照）を形成するように構成された第１光学部材２４を含む、いわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の灯具ユニットとして構成されている。

図３（ａ）は、第１光源２２の正面図である。

図３（ａ）に示すように、第１光源２２は、例えば、ＬＥＤ（例えば、１ｍｍ角の発光面２２ａを含む発光ダイオード×４）等の半導体発光素子で、セラミック製（又は金属製）基板Ｋ１の表面に所定間隔をおいて一列に実装されて、横長矩形の発光面２２Ａを構成している。

第１光源２２は、ＬＥＤ（例えば、発光色が青系のＬＥＤチップ）等の半導体発光素子と波長変換部材（例えば、発光色が黄系のＹＡＧ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し、ＲＧＢ三色のＬＥＤチップを組み合わせた構造の白色光源であってもよいし、その他構造の白色光源であってもよい。なお、第１光源２２（半導体発光素子）は、１以上であればよい。また、第１光源２２は、ＬＤ（例えば、発光色が青系のレーザーダイオード）と波長変換部材（例えば、発光色が黄系のＹＡＧ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。

第１光源２２は、半導体発光素子と波長変換部材とが近接して配置されてパッケージ化された構造の白色光源であってもよいし、半導体発光素子と波長変換部材とが離間して配置され、両者間に、半導体発光素子からの光を導光して波長変換部材を照射するライトガイド（例えば、光ファイバ）を配置した構造の白色光源であってもよいし、半導体発光素子と波長変換部材とが離間して配置され、両者間に、半導体発光素子からの光を集光して波長変換部材を照射する集光レンズを配置した構造の白色光源であってもよい。

第１光源２２は、図２（ｂ）に示すように、横長矩形の発光面２２Ａが第１光学部材２４の方向（車両前方）を向き、横長矩形の発光面２２Ａの長辺と車両前後方向に延びる基準軸ＡＸ（中心軸、光軸とも称される）とが直交（又は略直交）し、かつ、横長矩形の発光面２２Ａと第１光学部材２４の基準点Ｆ_２４とが一致（又は略一致）した状態で基板Ｋ１がヒートシンク等の保持部材（図示せず）に固定されて、第１光学部材２４の後方に配置されている。第１光学部材２４の基準点Ｆ_２４は、例えば、横長矩形の発光面２２Ａの略中央に位置している（図３（ａ）参照）。

第１光学部材２４は、第１光源２２から放出される光を車両前方へ投影して、走行ビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ１（図４（ａ）参照）を形成するように構成された光学部材である。

第１光学部材２４としては、例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）製で、入光面２４ａから内部に入光した第１光源２２からの光を、前面２４ｂで反射させた後、後面２４ｃで反射させて前面２４ｂから出射させるように構成された導光レンズを用いることができる。具体的には、その表面に、少なくとも、入光面２４ａを含む凹部２４ｄ、前面２４ｂ、後面２４ｃ、入光面２４ａ側の光学設計上の基準点Ｆ_２４（焦点又は光学的中心とも称される）を含む導光レンズ（例えば、米国特許第７４６０９８５号参照）を用いることができる。第１光学部材２４の材質は、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）以外の、例えば、ガラスであってもよい。

第１光学部材２４の基準点Ｆ_２４は凹部２４ｄ内に位置しており、第１光源２２は凹部２４ｄ内かつ基準点Ｆ_２４（又はその近傍）に配置されている。第１光源２２と入光面２４ａとの基準軸ＡＸに沿った距離Ｌは、例えば、２．７ｍｍである。

凹部２４ｄは、入光面２４ａを含んでいる。入光面２４ａは、第１光源２２からの光を第１光学部材２４内部に取り込むための面で、第１光源２２を取り囲むように配置されている。

凹部２４ｄとしては、例えば、縦断面形状が二等辺三角形で水平方向（図２（ｂ）中、紙面に直交する方向）に延びる略三角柱形状の凹部、半球形状の凹部、その他形状の凹部を用いることができる。

前面２４ｂは、入光面２４ａから入光した第１光源２２からの光を車両後方側（後面２４ｃ）に向けて反射するとともに、後面２４ｃからの反射光が出射する面であり、車両前方側に配置されている。

前面２４ｂは、上領域２４ｂ１、下領域２４ｂ２、中間領域２４ｂ３を含んでいる。

上領域２４ｂ１は、これに入射する入光面２４ａから入光した第１光源２２からの光の入射角が臨界角を超える領域で、中間領域２４ｂ３の上方に配置されている。下領域２４ｂ２は、これに入射する入光面２４ａから入光した第１光源２２からの光の入射角が臨界角を超える領域で、中間領域２４ｂ３の下方に配置されている。

中間領域２４ｂ３は、これに入射する入光面２４ａから入光した第１光源２２からの光の入射角が臨界角未満となる、基準軸ＡＸを含みかつ水平方向に延びる帯状の領域である。中間領域２４ｂ３は、これに入射する臨界角未満の光を車両後方側（後面２４ｃ）に向けて反射するため、アルミ蒸着等による鏡面処理が施されて、水平方向に延びる帯状の反射領域２６（図２（ａ）中ハッチング領域参照）を構成している。

後面２４ｃは、前面２４ｂからの反射光を前面２４ｂ（上領域２４ｂ１及び下領域２４ｂ２）に向けて反射し、前面２４ｂ（上領域２４ｂ１及び下領域２４ｂ２）から出射させる面であり、車両後方側に配置されている。

後面２４ｃは、上領域２４ｃ１、下領域２４ｃ２を含んでいる。

上領域２４ｃ１は、前面２４ｂからの反射光を前面２４ｂ（上領域２４ｂ１）に向けて反射し、前面２４ｂ（上領域２４ｂ１）から出射させる面であり、基準軸ＡＸの上方に配置されている。下領域２４ｃ２は、前面２４ｂからの反射光を前面２４ｂ（下領域２４ｂ２）に向けて反射し、前面２４ｂ（下領域２４ｂ２）から出射させる面であり、基準軸ＡＸの下方に配置されている。

後面２４ｃ（２４ｃ１、２４ｃ２）は、これに入射する前面２４ｂからの反射光を前面２４ｂ（上領域２４ｂ１、下領域２４ｂ２）に向けて反射し、前面２４ｂ（上領域２４ｂ１、下領域２４ｂ２）から出射させるため、アルミ蒸着等による鏡面処理が施されて、凹部２４ｄから上方及び下方に延びる反射領域２８を構成している。

第１光学部材２４を構成する入光面２４ａ、前面２４ｂ及び後面２４ｃのうち少なくとも一つは、入光面２４ａから第１光学部材２４内部に入光し、前面２４ｂ及び後面２４ｃで反射された後に、前面２４ｂ（上領域２４ｂ１、下領域２４ｂ２）から出射して前方に照射される第１光源２２からの光（半導体発光素子の光源像）が、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、走行ビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ１（図４（ａ）参照）を形成するように、その面形状が設計されている。

具体的には、第１光学部材２４を構成する入光面２４ａ、前面２４ｂ及び後面２４ｃのうち少なくとも一つは、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点付近の光度が高く、なだらかに上と左右に拡散するように、その面形状が設計されている。

次に、すれ違いビーム用集光ユニット３０について説明する。

すれ違いビーム用集光ユニット３０は、上記説明した走行ビーム用集光ユニット２０と比べ、第１光源２２に代えて第２光源３２を用いた点、第１ＤＲＬ用光源３６を追加した点が主に相違し、それ以外、上記説明した走行ビーム用集光ユニット２０と同様の構成である。

１つのすれ違いビーム用集光ユニット３０は、すれ違いビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ２（図４（ｂ）参照）、又は、ＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線Ｈより下の領域Ｐ３Ｄ（図５（ｃ）参照）を形成する灯具ユニットである。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、すれ違いビーム用集光ユニット３０は、第２光源３２、及び、当該第２光源３２から放出される光を車両前方へ投影して、すれ違いビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ２（図４（ｂ）参照）を形成するように構成された第２光学部材３４、第１ＤＲＬ用光源３６を含む、いわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の灯具ユニットとして構成されている。

図３（ｂ）は、第２光源３２の正面図である。

図３（ｂ）に示すように、第２光源３２は、第１光源２２と同様、例えば、ＬＥＤ（例えば、１ｍｍ角の発光面３２ａを含む発光ダイオード×３）等の半導体発光素子で、セラミック製（又は金属製）基板Ｋ２の表面に所定間隔をおいて一列に実装されて、横長矩形の発光面３２Ａを構成している。

第２光源３２は、図２（ｂ）に示すように、横長矩形の発光面３２Ａが第２光学部材３４の方向（車両前方）を向き、横長矩形の発光面３２Ａの長辺と基準軸ＡＸとが直交（又は略直交）し、かつ、横長矩形の発光面３２Ａと第２光学部材３４の基準点Ｆ_３４とが一致（又は略一致）した状態で基板Ｋ２がヒートシンク等の保持部材（図示せず）に固定されて、第２光学部材３４の後方に配置されている。

横長矩形の発光面３２Ａの一部は、カットオフライン（例えば、斜めカットオフライン）に対応した上端縁形状を含む遮光部材３８で覆われている（図３（ｂ）参照）。第２光学部材３４の基準点Ｆ_３４は、例えば、遮光部材３８の上端縁近傍に位置している。

第１ＤＲＬ用光源３６は、第１光源２２と同様、例えば、ＬＥＤ（例えば、１ｍｍ角の発光面３６ａを含む発光ダイオード×１）等の半導体発光素子で、第２光学部材３４によって車両前方へ投影される第１ＤＲＬ用光源３６からの光が、ＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線Ｈより下の領域Ｐ３Ｄ（図５（ｃ）参照）を形成するように、第２光源３２の上方に配置されている（図３（ｂ）参照）。具体的には、第１ＤＲＬ用光源３６は、セラミック製（又は金属製）基板Ｋ２の表面において第２光源３２の上方に実装されている。

なお、第２光源３２（基準点Ｆ_３４）に対する第１ＤＲＬ用光源３６の位置を調整することで、法規がＤＲＬ用配光パターンに求める領域を適切に照射することができる。

第２光学部材３４は、第２光源３２から放出される光を車両前方へ投影して、すれ違いビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ２（図４（ｂ）参照）を形成するように構成された光学部材である。

第２光学部材３４としては、第１光学部材２４と同様、例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）製で、入光面２４ａから内部に入光した第２光源３２からの光を、前面２４ｂで反射させた後、後面２４ｃで反射させて前面２４ｂから出射させるように構成された導光レンズを用いることができる。具体的には、その表面に、少なくとも、入光面２４ａを含む凹部２４ｄ、前面２４ｂ、後面２４ｃ、入光面２４ａ側の光学設計上の基準点Ｆ_３４（焦点又は光学的中心とも称される）を含む導光レンズ（例えば、米国特許第７４６０９８５号参照）を用いることができる。

第２光学部材３４を構成する入光面２４ａ、前面２４ｂ及び後面２４ｃのうち少なくとも一つは、入光面２４ａから第２光学部材３４内部に入光し、前面２４ｂ及び後面２４ｃで反射された後に、前面２４ｂ（上領域２４ｂ１、下領域２４ｂ２）から出射して前方に照射される第２光源３２からの光（半導体発光素子の光源像）が、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、すれ違いビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ２（図４（ｂ）参照）を形成するように、その面形状が設計されている。

具体的には、第２光学部材３４を構成する入光面２４ａ、前面２４ｂ及び後面２４ｃのうち少なくとも一つは、基準点Ｆ_３４からの光線を水平線Ｈ付近に並べ、遮光部材３８によって斜めカットオフラインが形成されるように、その面形状が設計されている。

次に、すれ違いビーム用拡散ユニット４０について説明する。

すれ違いビーム用拡散ユニット４０は、上記説明した走行ビーム用集光ユニット２０と比べ、第１光源２２に代えて第３光源４２を用いた点、第２ＤＲＬ用光源４６を追加した点が主に相違し、それ以外、上記説明した走行ビーム用集光ユニット２０と同様の構成である。

２つのすれ違いビーム用拡散ユニット４０は、すれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域Ｐ４（図４（ｃ）参照）、又は、ＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線Ｈより上の領域Ｐ３Ｕ（図５（ｃ）参照）を形成する灯具ユニットである。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、すれ違いビーム用拡散ユニット４０は、第３光源４２、及び、当該第３光源４２から放出される光を車両前方へ投影して、すれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域Ｐ４（図４（ｃ）参照）を形成するように構成された第３光学部材４４、第２ＤＲＬ用光源４６を含む、いわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の灯具ユニットとして構成されている。

図３（ｃ）は、第３光源４２の正面図である。

図３（ｃ）に示すように、第３光源４２は、第１光源２２と同様、例えば、ＬＥＤ（例えば、１ｍｍ角の発光面４２ａを含む発光ダイオード×４）等の半導体発光素子で、セラミック製（又は金属製）基板Ｋ３の表面に所定間隔をおいて一列に実装されて、横長矩形の発光面４２Ａを構成している。

第３光源４２は、図２（ｂ）に示すように、横長矩形の発光面４２Ａが第３光学部材４４の方向（車両前方）を向き、横長矩形の発光面４２Ａの長辺と基準軸ＡＸとが直交（又は略直交）し、かつ、横長矩形の発光面４２Ａと第３光学部材４４の基準点Ｆ_４４とが一致（又は略一致）した状態で基板Ｋ３がヒートシンク等の保持部材（図示せず）に固定されて、第３光学部材４４の後方に配置されている。第３光学部材４４の基準点Ｆ_４４は、例えば、横長矩形の発光面４２Ａの下方の長辺の中央近傍に位置している（図３（ｃ）参照）。

第２ＤＲＬ用光源４６は、第１光源２２と同様、例えば、ＬＥＤ（例えば、１ｍｍ角の発光面４６ａを含む発光ダイオード×２）等の半導体発光素子で、第３光学部材４４によって車両前方へ投影される第２ＤＲＬ用光源４６からの光が、ＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線Ｈより上の領域Ｐ３Ｕ（図５（ｃ）参照）を形成するように、第３光源４２の下方に配置されている（図３（ｃ）参照）。具体的には、第２ＤＲＬ用光源４６は、セラミック製（又は金属製）基板Ｋ３の表面において第３光源４２の下方に所定間隔をおいて一列に実装されて、縦長矩形の発光面を構成している。

なお、第３光源４２（基準点Ｆ_４４）に対する第２ＤＲＬ用光源４６の位置を調整することで、法規がＤＲＬ用配光パターンに求める領域を適切に照射することができる。

第３光学部材４４は、第３光源４２から放出される光を車両前方へ投影して、すれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域Ｐ４（図４（ｃ）参照）を形成するように構成された光学部材である。

第３光学部材４４としては、第１光学部材２４と同様、例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）製で、入光面２４ａから内部に入光した第３光源４２からの光を、前面２４ｂで反射させた後、後面２４ｃで反射させて前面２４ｂから出射させるように構成された導光レンズを用いることができる。具体的には、その表面に、少なくとも、入光面２４ａを含む凹部２４ｄ、前面２４ｂ、後面２４ｃ、入光面２４ａ側の光学設計上の基準点Ｆ_４４（焦点又は光学的中心とも称される）を含む導光レンズ（例えば、米国特許第７４６０９８５号参照）を用いることができる。

第３光学部材４４を構成する入光面２４ａ、前面２４ｂ及び後面２４ｃのうち少なくとも一つは、入光面２４ａから第３光学部材４４内部に入光し、前面２４ｂ及び後面２４ｃで反射された後に、前面２４ｂ（上領域２４ｂ１、下領域２４ｂ２）から出射して前方に照射される第３光源４２からの光（半導体発光素子の光源像）が、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、すれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域Ｐ４（図４（ｃ）参照）を形成するように、その面形状が設計されている。

具体的には、第３光学部材４４を構成する入光面２４ａ、前面２４ｂ及び後面２４ｃのうち少なくとも一つは、基準点Ｆ_４４からの光線を水平線Ｈより下０．５７度に並べられるように、その面形状が設計されている。

次に、上記構成の各灯具ユニット２０、３０、４０（第１光源２２、第２光源３２、第３光源４２、第１ＤＲＬ用光源３６及び第２ＤＲＬ用光源４６）の点灯状態（点灯又は消灯）及びその光量を制御して、走行ビーム用配光パターン、すれ違いビーム用配光パターン、ＤＲＬ用配光パターンのいずれかに切り換える例について説明する。

各灯具ユニット２０、３０、４０（第１光源２２、第２光源３２、第３光源４２、第１ＤＲＬ用光源３６及び第２ＤＲＬ用光源４６）の点灯状態（点灯又は消灯）及びその光量の制御は、第１光源２２、第２光源３２、第３光源４２、第１ＤＲＬ用光源３６及び第２ＤＲＬ用光源４６等が電気的に接続されたＥＣＵ等の制御回路５０（本発明の制御手段に相当）によって行われる。

図６は、各灯具ユニット２０、３０、４０（第１光源２２、第２光源３２、第３光源４２、第１ＤＲＬ用光源３６及び第２ＤＲＬ用光源４６）の点灯状態（点灯又は消灯）及びその光量の制御例を表す表である。

制御回路５０は、第１光源２２、第２光源３２、第３光源４２、第１ＤＲＬ用光源３６及び第２ＤＲＬ用光源４６の点灯状態（点灯又は消灯）及びその光量を個別に制御して、走行ビーム用配光パターン、すれ違いビーム用配光パターン、ＤＲＬ用配光パターンのいずれかに切り換える。

例えば、走行ビーム用配光パターンを形成する場合、制御回路５０は、図６に示すように、第１光源２２、第２光源３２及び第３光源４２を点灯し、かつ、各光源２２、３２、４２からの光量が予め定められた光量（第１光源２２＝１００％、第２光源３２＝１００％、第３光源４２＝１００％）となるように制御された定電流を、各光源２２、３２、４２に対して供給する。

これにより、２つの走行ビーム用集光ユニット２０により形成される走行ビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ１（図４（ａ）参照）と、１つのすれ違いビーム用集光ユニット３０により形成される集光領域Ｐ２（図４（ｂ）参照）と、２つのすれ違いビーム用拡散ユニット４０により形成される拡散領域Ｐ４（図４（ｃ）参照）とが重畳されて、走行ビーム用配光パターンが形成される。

一方、すれ違いビーム用配光パターンを形成する場合、制御回路５０は、図６に示すように、第２光源３２及び第３光源４２を点灯し、かつ、各光源３２、４２からの光量が予め定められた光量（第２光源３２＝１００％、第３光源４２＝１００％）となるように制御された定電流を、各光源３２、４２に対して供給する。

これにより、１つのすれ違いビーム用集光ユニット３０により形成されるすれ違いビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ２（図４（ｂ）参照）と、２つのすれ違いビーム用拡散ユニット４０により形成されるすれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域Ｐ４（図４（ｃ）参照）とが重畳されて、すれ違いビーム用配光パターン（図４（ｄ）参照）が形成される。

一方、ＤＲＬ用配光パターンを形成する場合、制御回路５０は、少なくとも第１光源２２、第１ＤＲＬ用光源３６、第２ＤＲＬ用光源４６を点灯させかつその光量を制御することで、ＤＲＬ用配光パターンを、各ユニットにより形成される個々の配光パターンの合成配光パターンとして形成する。

具体的には、制御回路５０は、図６に示すように、第１光源２２、第１ＤＲＬ用光源３６、第３光源４２及び第２ＤＲＬ用光源４６を点灯し、かつ、各光源２２、３６、４２、４６からの光量が予め定められた光量（第１光源２２＝１％、第１ＤＲＬ用光源３６＝１３％、第３光源４２＝４％、第２ＤＲＬ用光源４６＝１３％）となるように制御された定電流を、各光源２２、３６、４２、４６に対して供給する。これにより、第１光源２２、第１ＤＲＬ用光源３６、第３光源４２及び第２ＤＲＬ用光源４６がそれぞれ適正な明るさに調整されて点灯する。

これにより、２つの走行ビーム用集光ユニット２０により形成される走行ビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ１´（図５（ａ）参照）、１つのすれ違いビーム用集光ユニット３０により形成されるＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線Ｈより下の領域Ｐ３Ｄ（図５（ｃ）参照）と、２つのすれ違いビーム用拡散ユニット４０により形成されるすれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域Ｐ４´（図５（ｂ）参照）と、２つのすれ違いビーム用拡散ユニット４０により形成されるＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線Ｈより上の領域Ｐ３Ｕ（図５（ｃ）参照）が重畳されて、上下左右に大きく拡散したＤＲＬ用配光パターン（図５（ｄ）参照）が形成される。

以上のように、ＤＲＬ用配光パターンを形成する場合、少なくとも第１光源２２、第１ＤＲＬ用光源３６、第２ＤＲＬ用光源４６が点灯するため、各灯具ユニット２０、３０、４０それぞれの光学部材２４、３４、４４が発光（全発光）する新規かつデザイン性の高い見栄えを実現することが可能となる。

なお、図６に示した各数字は例示であり、各光源２２、３２、４２、３６、４６の明るさ（例えば、輝度）、サイズ等に応じて、適宜の数値を用いることができる。

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、限られたスペースであってもヘッドランプ機能とデイタイムランニングランプ機能とを実現することができる車両用前照灯を提供することが可能となる。これは、主に、すれ違いビーム用集光ユニット３０に第１ＤＲＬ用光源３６を追加し、かつ、すれ違いビーム用拡散ユニット４０に第２ＤＲＬ用光源４６を追加することで、ヘッドランプ機能とデイタイムランニングランプ機能とを両立した一つの車両用前照灯１０を構成したことによるものである。その結果、車両用前照灯（すれ違いビーム用のランプ、走行ビーム用のランプ）、デイタイムランニングランプを別個のランプとして構成して配置する場合と比べ、レイアウトの自由度が向上する。また、ヘッドランプ機能とデイタイムランニングランプ機能を一つの車両用前照灯１０で実現可能であるため、余分な光源や光学部品が不要となる。その結果、コストダウンを図ることができる。

また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、ＤＲＬ用配光パターンを形成する場合、少なくとも第１光源２２、第１ＤＲＬ用光源３６、第２ＤＲＬ用光源４６が点灯するため、各ユニット２０、３０、４０それぞれの光学部材２４、３４、４４が発光（全発光）する新規かつデザイン性の高い見栄えを実現することが可能となる。

また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、導光レンズを用いた特徴ある見栄え（特に、ＤＲＬ用配光パターンを形成する場合）の車両用前照灯を構成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、２つの走行ビーム用集光ユニット２０、１つのすれ違いビーム用集光ユニット３０、２つのすれ違いビーム用拡散ユニット４０の合計５つの灯具ユニットを用いて車両用前照灯１０を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

すなわち、少なくとも１つの走行ビーム用集光ユニット２０、少なくとも１つのすれ違いビーム用集光ユニット３０、少なくとも１つのすれ違いビーム用拡散ユニット４０の最低３つの灯具ユニットを用いて、車両用前照灯１０を構成することができる。なお、明るさが不足する場合には、第１光源２２、第２光源３２、第３光源４２として、より明るい（より高輝度の）光源を用いればよい。

また、上記実施形態では、第１光学部材２４、第２光学部材３４、第３光学部材４４として、図２（ａ）、図２（ｂ）に示した導光レンズを用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、第１光学部材２４としては、図７に示すように、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）製で、前面２４ｅ、その反対側の後面２４ｆ、後面２４ｆ側の光学設計上の基準点Ｆ_２４Ａ（焦点又は光学的中心とも称される）を含むメニスカスレンズやそれ以外の例えば平凸レンズ等の非球面レンズを用いることができる。

本変形例の第１光学部材２４Ａを構成する前面２４ｅ及び後面２４ｆのうち少なくとも一つは、後面２４ｆから本変形例の第１光学部材２４Ａ内部に入光し、前面２４ｅから出射して前方に照射される第１光源２２からの光（半導体発光素子の光源像）が、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、走行ビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ１（図４（ａ）参照）を形成するように、その面形状が設計されている。

具体的には、本変形例の第１光学部材２４Ａを構成する前面２４ｅ及び後面２４ｆのうち少なくとも一つは、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点付近の光度が高く、なだらかに上と左右に拡散するように、その面形状が設計されている。

また例えば、第２光学部材３４としても、上記変形例の第１光学部材２４Ａと同様、図７に示すように、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）製で、前面２４ｅ、その反対側の後面２４ｆ、後面２４ｆ側の光学設計上の基準点Ｆ_３４Ａ（焦点又は光学的中心とも称される）を含むメニスカスレンズやそれ以外の例えば平凸レンズ等の非球面レンズを用いることができる。

本変形例の第２光学部材３４Ａを構成する前面２４ｅ及び後面２４ｆのうち少なくとも一つは、後面２４ｆから本変形例の第２光学部材３４Ａ内部に入光し、前面２４ｅから出射して前方に照射される第２光源３２からの光（半導体発光素子の光源像）が、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、すれ違いビーム用配光パターン中の集光領域Ｐ２（図４（ｂ）参照）を形成するように、その面形状が設計されている。

具体的には、本変形例の第２光学部材３４Ａを構成する前面２４ｅ及び後面２４ｆのうち少なくとも一つは、基準点Ｆ_３４Ａからの光線を水平線Ｈ付近に並べ、遮光部材３８によって斜めカットオフラインが形成されるように、その面形状が設計されている。

また例えば、第３光学部材４４としても、上記変形例の第１光学部材２４Ａと同様、図７に示すように、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）製で、前面２４ｅ、その反対側の後面２４ｆ、後面２４ｆ側の光学設計上の基準点Ｆ_４４Ａ（焦点又は光学的中心とも称される）を含むメニスカスレンズやそれ以外の例えば平凸レンズ等の非球面レンズを用いることができる。

本変形例の第３光学部材４４Ａを構成する前面２４ｅ及び後面２４ｆのうち少なくとも一つは、後面２４ｆから本変形例の第３光学部材４４Ａ内部に入光し、前面２４ｅから出射して前方に照射される第３光源４２からの光（半導体発光素子の光源像）が、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、すれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域Ｐ４（図４（ｃ）参照）を形成するように、その面形状が設計されている。

具体的には、本変形例の第３光学部材４４Ａを構成する前面２４ｅ及び後面２４ｆのうち少なくとも一つは、基準点Ｆ_４４Ａからの光線を水平線Ｈより下０．５７度に並べられるように、その面形状が設計されている。

以上説明したように、本変形例の車両用前照灯（図７参照）によっても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

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。本発明はその精神また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…車両用前照灯、２０…走行ビーム用集光ユニット、２２…第１光源、２２Ａ…発光面、２２ａ…発光面、２４…第１光学部材、２４ａ…入光面、２４ｂ…前面、２４ｂ１…上領域、２４ｂ２…下領域、２４ｂ３…中間領域、２４ｃ…後面、２４ｃ１…上領域、２４ｃ２…下領域、２４ｄ…凹部、２６… 反射領域、２８…反射領域、３０…すれ違いビーム用集光ユニット、３２…第２光源、３２Ａ…発光面、３２ａ…発光面、３４…第２光学部材、３６…第１ＤＲＬ用光源、３８…遮光部材、４０…すれ違いビーム用拡散ユニット、４２…第３光源、４２Ａ…発光面、４２ａ…発光面、４４…第３光学部材、４６…第２ＤＲＬ用光源、５０…制御回路

Claims (4)

1. 第１光源及び当該第１光源から放出される光を車両前方へ投影して、走行ビーム用配光パターン中の集光領域を形成するように構成された第１光学部材を含む少なくとも１つの走行ビーム用集光ユニットと、
   第２光源、当該第２光源から放出される光を車両前方へ投影して、すれ違いビーム用配光パターン中の集光領域を形成するように構成された第２光学部材、及び、第１ＤＲＬ用光源を含む少なくとも１つのすれ違いビーム用集光ユニットと、
   第３光源、当該第３光源から放出される光を車両前方へ投影して、前記すれ違いビーム用配光パターン中の拡散領域を形成するように構成された第３光学部材、及び、第２ＤＲＬ用光源を含む少なくとも１つのすれ違いビーム用拡散ユニットと、
   を備えており、
   前記第１ＤＲＬ用光源は、前記第２光学部材によって車両前方へ投影される前記第１ＤＲＬ用光源からの光が、ＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線より下の領域を形成するように、前記第２光源の上方に配置されており、
   前記第２ＤＲＬ用光源は、前記第３光学部材によって車両前方へ投影される前記第２ＤＲＬ用光源からの光が、前記ＤＲＬ用配光パターン中の少なくとも水平線より上の領域を形成するように、前記第３光源の下方に配置されおり、
   さらに、
   前記第１光源、前記第２光源、前記第３光源、前記第１ＤＲＬ用光源及び前記第２ＤＲＬ用光源の点灯状態及びその光量を制御することで、走行ビーム用配光パターン、すれ違いビーム用配光パターン、ＤＲＬ用配光パターンのいずれかに切り換える制御手段を備えることを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記制御手段は、少なくとも前記第１光源、第１ＤＲＬ用光源、第２ＤＲＬ用光源を点灯させかつその光量を制御することで、前記ＤＲＬ用配光パターンを、前記各ユニットにより形成される個々の配光パターンの合成配光パターンとして形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記第１光学部材は、前記第１光源の前方に配置され、第１入光面から内部に入光した前記第１光源からの光を、第１前面で反射させた後、第１後面で反射させて前記第１前面から出射させるように構成された第１導光レンズであり、
   前記第２光学部材は、前記第２光源の前方に配置され、第２入光面から内部に入光した前記第２光源からの光を、第２前面で反射させた後、第２後面で反射させて前記第２前面から出射させるように構成された第２導光レンズであり、
   前記第３光学部材は、前記第３光源の前方に配置され、第３入光面から内部に入光した前記第３光源からの光を、第３前面で反射させた後、第３後面で反射させて前記第３前面から出射させるように構成された第３導光レンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用前照灯。
4. 前記第１光学部材は、前記第１光源の前方に配置された非球面レンズであり、
   前記第２光学部材は、前記第２光源の前方に配置された非球面レンズであり、
   前記第３光学部材は、前記第３光源の前方に配置された非球面レンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用前照灯。

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