JP6968686B2

JP6968686B2 - 車両用灯具

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Publication number: JP6968686B2
Application number: JP2017246034A
Authority: JP
Inventors: 隆志金澤
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2037-12-22
Also published as: CN109958961B; CN109958961A; JP2019114385A

Description

本発明は、車両用灯具、特に、筒型反射面の前端開口に、ロービーム用配光パターンに適した光度分布（下反射面の前端縁近傍の光度が相対的に高い光度分布）を形成することができる車両用灯具に関する。

従来、車両用灯具の分野においては、前端開口が後端開口より大きく前端開口から後端開口に向かうに従って錐体状（四角錐体状）に狭くなる筒型反射面であって、上下左右にそれぞれ設けられた上反射面、下反射面、左反射面及び右反射面によって構成される筒型反射面と、筒型反射面の前端開口に対向して配置された投影レンズと、筒型反射面の後端開口に対向して配置された光源と、を備え、光源からの直射光及び筒型反射面からの反射光によって筒型反射面の前端開口に形成される光度分布を投影レンズによって前方に反転投影することで、ロービーム用配光パターンを形成するように構成された車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１（図１等）参照）。

特許第５４４２４６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用灯具においては、光軸に対して平行な鉛直面による下反射面の断面形状が放物線であるため、筒型反射面の前端開口に均一な光度分布が形成され、ロービーム用配光パターンに適した光度分布（下反射面の前端縁近傍の光度が相対的に高い光度分布）を形成することができないという課題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、筒型反射面の前端開口に、ロービーム用配光パターンに適した光度分布（下反射面の前端縁近傍の光度が相対的に高い光度分布）を形成することができる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、本発明の一つの側面は、投影レンズと、前記投影レンズの後方かつ前記投影レンズの光軸より上側に設けられ、前記投影レンズを透過して前方に照射されてロービーム用配光パターンを形成する光を照射する第１光学系と、を備えた車両用灯具において、前記第１光学系は、前端開口が後端開口より大きく前端開口から後端開口に向かうに従って錐体状に狭くなる筒型反射面であって、上下左右にそれぞれ設けられた上反射面、下反射面、左反射面及び右反射面によって構成される筒型反射面と、前記後端開口に対向して設けられた第１光源と、を備え、前記投影レンズの焦点は、前記下反射面の前端縁近傍に位置し、前記下反射面の前端縁は、前記ロービーム用配光パターンのカットオフラインに対応した形状に構成され、前記下反射面は、第１焦点が前記第１光源近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点近傍に位置する回転楕円系反射面であることを特徴とする。

この側面によれば、筒型反射面の前端開口に、ロービーム用配光パターンに適した光度分布（下反射面の前端縁近傍の光度が相対的に高い光度分布）を形成することができる。

これは、下反射面で反射された第１光源からの光が、第２焦点（下反射面の前端縁近傍）近傍に集光することによるものである。

また、上記発明において、好ましい態様は、前記下反射面は、前記第１光源から近くに配置された第１下反射面と、前記第１光源から遠くに配置された第２下反射面と、を含み、前記第１下反射面は、第１焦点が前記第１光源近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点近傍に位置する回転楕円反射面であり、前記第２下反射面は、前記第１下反射面の前端から前方斜め下方に向かって延びた傾斜反射面であることを特徴とする。

この態様によれば、筒型反射面の前端開口に、ロービーム用配光パターンに適した光度分布（下反射面の前端縁近傍の光度が相対的に高い光度分布）を形成することができる。

これは、第１に、第１下反射面で反射された第１光源からの光が、第２焦点（下反射面の前端縁近傍）近傍に集光すること、第２に、第２下反射面で反射された第１光源からの光が、第２焦点近傍（下反射面の前端縁近傍）を通過すること、によるものである。

また、上記発明において、好ましい態様は、前記上反射面は、前記光軸に対して平行な鉛直面による断面が下方に向かって凸状に湾曲した形状の反射面で、前記第１光源から近くに配置された第１上反射面と、前記第１光源から遠くに配置された第２上反射面と、を含み、前記第１上反射面は、当該第１上反射面で反射された前記第１光源からの光が前記下反射面で反射されて前記第２焦点近傍を通過するようにその面形状が調整されており、前記第２上反射面は、当該第２上反射面で反射された前記第１光源からの光が上下方向に拡散されて、前記前端開口に形成される光度分布が、前記下反射面の前端縁近傍から上方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるようにその面形状が調整されていることを特徴とする。

これは、第１に、第１下反射面で反射された第１光源からの光が、第２焦点近傍（下反射面の前端縁近傍）に集光すること、第２に、第２下反射面で反射された第１光源からの光が、第２焦点近傍（下反射面の前端縁近傍）を通過すること、第３に、第１上反射面及び下反射面でこの順に反射された第１光源からの光が、第２焦点近傍（下反射面の前端縁近傍）を通過すること、によるものである。

また、この態様によれば、筒型反射面の前端開口に形成される光度分布を、下反射面の前端縁近傍から上方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布とすることができる。

これは、第２上反射面で反射された第１光源からの光が上下方向に拡散されて、前端開口に形成される光度分布が、下反射面の前端縁近傍から上方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるように、第２上反射面の面形状が調整されていることによるものである。

また、上記発明において、好ましい態様は、前記左反射面は、水平面による断面が右側に向かって凸状に湾曲した形状の反射面で、前記第１光源から近くに配置された第１左反射面と、前記第１光源から遠くに配置された第２左反射面と、を含み、前記第１左反射面は、当該第１左反射面で反射された前記第１光源からの光が、前記ロービーム用配光パターンの左右方向の中心近傍を照射するようにその面形状が調整されており、前記第２左反射面は、当該第２左反射面で反射された前記第１光源からの光が左右方向に拡散されて、前記ロービーム用配光パターンが、左右方向の中心近傍から右側に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるようにその面形状が調整されており、前記右反射面は、水平面による断面が左側に向かって凸状に湾曲した形状の反射面で、前記第１光源から近くに配置された第１右反射面と、前記第１光源から遠くに配置された第２右反射面と、を含み、前記第１右反射面は、当該第１右反射面で反射された前記第１光源からの光が、前記ロービーム用配光パターンの左右方向の中心近傍を照射するようにその面形状が調整されており、前記第２右反射面は、当該第２右反射面で反射された前記第１光源からの光が左右方向に拡散されて、前記ロービーム用配光パターンが、左右方向の中心近傍から左側に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるようにその面形状が調整されていることを特徴とする。

この態様によれば、筒型反射面の前端開口に形成される光度分布を、左右方向の中心近傍の光度が相対的に高く、かつ、左右方向の中心近傍から左右両側に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布とすることができる。

また、上記発明において、好ましい態様は、前記投影レンズの後方かつ前記投影レンズの光軸より下側に設けられ、前記投影レンズを透過して前方に照射されてハイビーム用配光パターンを形成する光を照射する第２光学系をさらに備え、前記第２光学系は、下向きに光を発光するように配置された第２光源と、前記第２光源からの光を反射する反射面であって、第１焦点が前記第２光源近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点近傍に位置する回転楕円反射面と、を備え、前記筒型反射面は、前記下反射面の前端縁から後方斜め下方に向かって延びた下向き反射面を備え、前記光軸に対して平行な鉛直面による前記下向き反射面の断面形状は、下方に向かって凸状に湾曲していることを特徴とする。

この態様によれば、鉛直方向の厚みが厚いハイビーム用配光パターンを形成することができる車両用灯具を提供することができる。

これは、光軸を含む鉛直面（及びこれに平行な平面）による下向き反射面の断面形状が、平面ではなく、下方に向かって凸状に湾曲していることによるものである。

車両用灯具ユニット１０の斜視図である。車両用灯具ユニット１０の縦断面図である。車両用灯具ユニット１０の分解斜視図である。筒型反射面２１の正面図である。第２光源３２の配置例を示す図である。（ａ）回転楕円反射面３３の斜視図、（ｂ）上面図である。筒型反射面２１の下面図である。（ａ）右側の複数の光源３２Ｒ_１、３２Ｒ_２の光源像Ｉ_３２Ｒ１、Ｉ_３２Ｒ２と下に設けられた反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１との関係を説明するための上面図、（ｂ）左側の複数の光源３２Ｌ_１、３２Ｌ_２の光源像Ｉ_３２Ｌ１、Ｉ_３２Ｌ２と下に設けられた反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１との関係を説明するための上面図、（ｃ）光源３２Ｌ_２、３２Ｒ_２の光源像Ｉ_３２Ｌ２、Ｉ_３２Ｒ２と下に設けられた反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１との関係を説明するための断面図である。第２光源３２からの光の光路図である。（ａ）ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉの例、（ｂ）ハイビーム用配光パターン（比較例）の例である。筒型反射面２１の縦断面図である。（ａ）下反射面２１ｂで反射される第１光源２２からの光の光路図、（ｂ）上反射面２１ａ及び下反射面２１ｂで反射される第１光源２２からの光の光路図である。（ａ）図１３（ｂ）中のＢ−Ｂ断面の光度分布の一例、（ｂ）ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの例、（ｃ）図１３（ｂ）中のＡ−Ａ断面の光度分布の一例である。

以下、本発明の実施形態である車両用灯具ユニット１０について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

図１は、車両用灯具ユニット１０の斜視図である。

図１に示す車両用灯具ユニット１０は、車両用前照灯（ヘッドランプ）であり、例えば、自動二輪車（図示せず）又は自動車等の車両の前端部に搭載される。車両用灯具ユニット１０は、図示しないが、アウターレンズとハウジングとによって構成される灯室内に配置され、ハウジング等に取り付けられる。

図２は、車両用灯具ユニット１０の縦断面図である。図３は、車両用灯具ユニット１０の分解斜視図である。

図２、図３に示すように、本実施形態の車両用灯具ユニット１０は、投影レンズ２３と、投影レンズ２３の後方かつ投影レンズ２３の光軸ＡＸより上側に設けられ、投影レンズ２３を透過して前方に照射されてロービーム用配光パターンを形成する光を照射する第１光学系２０と、投影レンズ２３の後方かつ投影レンズ２３の光軸ＡＸより下側に設けられ、投影レンズ２３を透過して前方に照射されてハイビーム用配光パターンを形成する光を照射する第２光学系３０と、を備える。

第１光学系２０は、筒型反射面２１と、第１光源２２と、を備える。第１光学系２０は、投影レンズ２３と共に、ダイレクトプロジェクション型（直射型とも呼ばれる）の光学系を構成する。筒型反射面２１、第１光源２２は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸより上側に配置されている。

図４は、筒型反射面２１の正面図である。図１１は、筒型反射面２１の縦断面図である。

図４、図１１に示すように、筒型反射面２１は、前端開口Ａ１が後端開口Ａ２より大きく前端開口Ａ１から後端開口Ａ２に向かうに従って錐体状（四角錐体状）に狭くなる筒型反射面であって、上下左右にそれぞれ設けられた上反射面２１ａ、下反射面２１ｂ、左反射面２１ｃ及び右反射面２１ｄによって構成される。

下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１（エッジ部）は、ロービーム用配光パターンのカットオフラインに対応した形状に構成される。

筒型反射面２１は、第１光源２２（発光面）からの光が筒型反射面２１内を通過するように、後端開口Ａ２と第１光源２２（発光面）とが対向した状態で保持部材４０に保持される（図２参照）。筒型反射面２１の後端開口Ａ２は、正面視で、第１光源２２（発光面）を取り囲んでいる（図示せず）。保持部材４０は、例えば、放熱フィン４１を有するヒートシンクである（図１参照）。

［下反射面２１ｂ］
図１１に示すように、下反射面２１ｂは、光軸ＡＸに対して平行な鉛直面による断面が上方に向かって凹状に湾曲した形状の反射面である。

下反射面２１ｂは、第１焦点Ｆ１_２１ｂ２が第１光源２２（例えば、発光面の中心）近傍に位置し、第２焦点Ｆ２_２１ｂ２が投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３近傍に位置する回転楕円系反射面である。

具体的には、下反射面２１ｂは、第１光源２２から近くに配置された第１下反射面２１ｂ２と、第１光源２２から遠くに配置された第２下反射面２１ｂ３と、を含む。

第１下反射面２１ｂ２は、第１焦点Ｆ１_２１ｂ２が第１光源２２（例えば、発光面の中心）近傍に位置し、第２焦点Ｆ２_２１ｂ２が投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３近傍に位置する回転楕円反射面である。これにより、第１下反射面２１ｂ２で反射された第１光源２２からの光Ｒａｙ１（図１２（ａ）参照）が、第２焦点Ｆ２_２１ｂ２近傍（下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍）に集光する。

第２下反射面２１ｂ３は、第１下反射面２１ｂ２の前端から前端開口Ａ１まで前方斜め下方に向かって延びた傾斜反射面である。これにより、第２下反射面２１ｂ３で反射された第１光源２２からの光Ｒａｙ２（図１２（ａ）参照）が、第２焦点Ｆ２_２１ｂ２近傍（下反射面２２ｂの前端縁２２ｂ１近傍）を通過する。これは、第１光源２２からの光Ｒａｙ２が比較的浅い角度で第２下反射面２１ｂ３に入射し、比較的浅い角度で反射されることによるものである。なお、第２下反射面２１ｂ３は、省略してもよい。

［上反射面２１ａ］
図１１に示すように、上反射面２１ａは、光軸ＡＸに対して平行な鉛直面による断面が下方に向かって凸状に湾曲した形状の反射面で、第１光源２２から近くに配置された第１上反射面２１ａ１と、第１光源２２から遠くに配置された第２上反射面２１ａ２と、を含む。

第１上反射面２１ａ１は、当該第１上反射面２１ａ１で反射された第１光源２２からの光Ｒａｙ３（図１２（ｂ）参照）が下反射面２１ｂで反射されて第２焦点Ｆ２_２１ｂ２近傍を通過するようにその面形状が調整されている。

第２上反射面２１ａ２は、当該第２上反射面２１ａ２で反射された第１光源２２からの光Ｒａｙ４、Ｒａｙ５（図１２（ｂ）参照）が上下方向に拡散されて、前端開口Ａ１に形成される光度分布が、下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍から上方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるようにその面形状が調整されている。

［左反射面２１ｃ］
以下、左とは車両前方に向かって左のことをいう。左反射面２１ｃは、水平面による断面が右側に向かって凸状に湾曲した形状の反射面で、図４に示すように、第１光源２２から近くに配置された第１左反射面２１ｃ１と、第１光源２２から遠くに配置された第２左反射面２１ｃ２と、を含む。

第１左反射面２１ｃ１は、当該第１左反射面２１ｃ１で反射された第１光源２２からの光が、ロービーム用配光パターンの左右方向の中心近傍を照射するようにその面形状が調整されている。

第２左反射面２１ｃ２は、当該第２左反射面２１ｃ２で反射された第１光源２２からの光が左右方向に拡散されて、ロービーム用配光パターンが、左右方向の中心近傍から右側に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるようにその面形状が調整されている。

［右反射面２１ｄ］
以下、右とは車両前方に向かって右のことをいう。右反射面２１ｄは、左反射面２１ｃと左右対称に構成される。

すなわち、右反射面２１ｄは、水平面による断面が左側に向かって凸状に湾曲した形状の反射面で、図４に示すように、第１光源２２から近くに配置された第１右反射面２１ｄ１と、第１光源２２から遠くに配置された第２右反射面２１ｄ２と、を含む。

第１右反射面２１ｄ１は、当該第１右反射面２１ｄ１で反射された第１光源２２からの光が、ロービーム用配光パターンの左右方向の中心近傍を照射するようにその面形状が調整されている。

第２右反射面２１ｄ２は、当該第２右反射面２１ｄ２で反射された第１光源２２からの光が左右方向に拡散されて、ロービーム用配光パターンが、左右方向の中心近傍から左側に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるようにその面形状が調整されている。

筒型反射面２１は、例えば、左右両側に設けられたネジ穴Ｎ１、Ｎ２（図３、図４参照）に挿入されたネジ（図示せず）を保持部材４０にネジ止めすることで保持部材４０に保持される。

第１光源２２は、矩形（例えば、１ｍｍ角）の発光面を備えたＬＥＤやＬＤ等の半導体発光素子である。第１光源２２は、発光面を前方（正面）に向けた状態で基板Ｋ１に実装される。第１光源２２の数は、特に限定されず、１であってもよいし、複数であってもよい。第１光源２２は、複数の場合、水平方向に一列に配置される。基板Ｋ１は、ネジ止め等により保持部材４０に保持される。

投影レンズ２３は、筒型反射面２１を通過した第１光源２２（発光面）からの直射光及び筒型反射面２１からの反射光が透過するように投影レンズ２３の裏面２３ｂと筒型反射面２１の前端開口Ａ１とが対向した状態で保持部材４０に保持される（図２参照）。

図２に示すように、投影レンズ２３は、例えば、当該投影レンズ２３を保持するレンズホルダ５０を保持部材４０にネジ止めすることで保持部材４０に保持される。

投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３は、下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１（水平方向の中心）近傍に位置する（図２、図４参照）。

図１２（ａ）は下反射面２１ｂで反射される第１光源２２からの光の光路図、図１２（ｂ）は上反射面２１ａ及び下反射面２１ｂで反射される第１光源２２からの光の光路図である。

上記構成の第１光学系２０においては、第１光源２２を点灯すると、第１光源２２からの直射光及び上反射面２１ａ、下反射面２１ｂ、左反射面２１ｃ及び右反射面２１ｄそれぞれからの反射光によって筒型反射面２１の前端開口Ａ１に、ロービーム用配光パターンに適した光度分布（下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍の光度が相対的に高い光度分布）が形成される。

これは、第１に、第１下反射面２１ｂ２で反射された第１光源２２からの光Ｒａｙ１（図１２（ａ）参照）が、第２焦点Ｆ２_２１ｂ２近傍（下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍）に集光すること、第２に、第２下反射面２１ｂ３で反射された第１光源２２からの光Ｒａｙ２（図１２（ａ）参照）が、第２焦点Ｆ２_２１ｂ２近傍（下反射面２２ｂの前端縁２２ｂ１近傍）を通過すること、第３に、第１上反射面２１ａ１及び下反射面２１ｂでこの順に反射された第１光源２２からの光Ｒａｙ３（図１２（ａ）参照）が、第２焦点Ｆ２_２１ｂ２近傍（下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍）を通過すること、によるものである。

筒型反射面２１の前端開口Ａ１に形成される光度分布は、下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍から上方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となる。

これは、第２上反射面２１ａで反射された第１光源２２からの光Ｒａｙ４、Ｒａｙ５（図１２（ｂ）参照）が上下方向に拡散されて、前端開口Ａ１に形成される光度分布が、下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍から上方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるように、第２上反射面２１ａの面形状が調整されていることによるものである。

以上のように筒型反射面２１の前端開口Ａ１に形成された光度分布が、投影レンズ２３によって前方に反転投影される。これにより、ロービーム用配光パターンが形成される。図１３（ｂ）は、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの例である。図１３（ｂ）には、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）上に形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの一例が示されている。ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏは、下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１によって規定されるカットオフラインＣＬを上端縁に含む。図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）中のＡ−Ａ断面の光度分布の一例である。図１３（ａ）は、図１３（ｂ）中のＢ−Ｂ断面の光度分布の一例である。

図１３（ｃ）に示すように、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏは、鉛直方向に関し、上端縁（カットオフラインＣＬ）近傍の光度が相対的に高く、かつ、上端縁近傍から下方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布の配光パターンとなる。

また、図１３（ａ）に示すように、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏは、水平方向に関し、左右方向の中心近傍の光度が相対的に高く、かつ、左右方向の中心近傍から左右両側に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布の配光パターンとなる。

これは、左反射面２１ｃ及び右反射面２１ｄの面形状がそれぞれ上記のように調整されていることによるものである。

図２に示すように、第２光学系３０は、第２光源３２と、回転楕円反射面３３と、下向き反射面３４と、を備える。第２光学系３０は、投影レンズ２３と共に、プロジェクタ型の光学系を構成する。第２光源３２、回転楕円反射面３３、下向き反射面３４は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸより下側に配置されている。

第２光源３２は、矩形（例えば、１ｍｍ角）の発光面を備えたＬＥＤやＬＤ等の半導体発光素子である。第２光源３２は、発光面を下方に向けた状態で基板Ｋ２に実装される。

図５は、第２光源３２の配置例を示す図である。

図５に示すように、第２光源３２は、光軸ＡＸを含む鉛直面に対して左側（車両前方に向かって左側。以下同様）に配置された複数の光源３２Ｌ_１、３２Ｌ_２と、光軸ＡＸを含む鉛直面に対して右側（車両前方に向かって右側。以下同様）に配置された複数の光源３２Ｒ_１、３２Ｒ_２と、を含む。以下、光源３２Ｌ_１、３２Ｌ_２、３２Ｒ_１、３２Ｒ_２を特に区別しない場合、光源３２（又は光源３２Ｌ、３２Ｒ）と記載する。

左側の２つの光源３２Ｌ_１、３２Ｌ_２は、水平かつ光軸ＡＸに対して垂直の方向に所定間隔をおいて配置されている。同様に、右側の２つの光源３２Ｒ_１、３２Ｒ_２は、水平かつ光軸ＡＸに対して垂直の方向に所定間隔をおいて配置されている。なお、第２光源３２の数は、特に限定されず、１であってもよいし、３以上であってもよい。

図６（ａ）は回転楕円反射面３３の斜視図、図６（ｂ）は上面図である。

図６に示すように、回転楕円反射面３３（回転楕円面を基調とする反射面）は、光軸ＡＸを含む鉛直面に対して左側に配置された回転楕円反射面３３Ｌと、光軸ＡＸを含む鉛直面に対して右側に配置された回転楕円反射面３３Ｒと、を含む。

左側の回転楕円反射面３３Ｌの第１焦点Ｆ１_３３Ｌは、左側の複数の光源３２Ｌ_１、３２Ｌ_２のうち最も光軸ＡＸに近い光源３２Ｌ_２近傍（例えば、光源３２Ｌ_２の発光面のうち相対的に輝度が高い中心）に位置し（図５参照）、かつ、第２焦点Ｆ２_３３Ｌが投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３近傍に位置している（図２、図４参照）。

同様に、右側の回転楕円反射面３３Ｒの第１焦点Ｆ１_３３Ｒは、右側の複数の光源３２Ｒ_１、３２Ｒ_２のうち最も光軸ＡＸに近い光源３２Ｒ_２近傍（例えば、光源３２Ｒ_２の発光面のうち相対的に輝度が高い中心）に位置し（図５参照）、かつ、第２焦点Ｆ２_３３Ｒが投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３近傍に位置している（図２、図４参照）。

このように、回転楕円反射面３３Ｌ、３３Ｒの第１焦点Ｆ１_３３Ｌ、Ｆ１_３３Ｒ及び第２焦点Ｆ２_３３Ｌ、Ｆ２_３３Ｒを位置させることで、後述のように、中心光度が相対的に高く、かつ、左右方向にワイドなハイビーム用配光パターンを形成することができる。

なお、第１焦点Ｆ１_３３Ｌと第１焦点Ｆ１_３３Ｒとの間の距離は、投影レンズ２３の直径の0.3〜0.5倍とするのが望ましい。0.3倍より小さいと、二つの回転楕円反射面３３Ｌ、３３Ｒを用いる効果が少ない、つまり、マックス光度を確保することができない。一方、0.5倍より大きいと、回転楕円反射面３３Ｌ、３３Ｒの軸（回転軸）が、投影レンズ２３の光軸ＡＸに対して角度を持つ（角度が大きくなる）ため、投影レンズ２３に入る光の量が少なくなる。つまり、光束利用率が低下する。そこで、マックス光度を確保し、光束利用率も落とさないため、第１焦点Ｆ１_３３Ｌと第１焦点Ｆ１_３３Ｒとの間の距離は、投影レンズ２３の直径の0.3〜0.5倍とするのが望ましい。

また、図９に示すように、左側の光源３２Ｌからの光が左側の回転楕円反射面３３Ｌにより多く入射するため（右側の回転楕円反射面３３Ｒに殆ど入射しなくなるため）、光利用効率が向上する。同様に、右側の光源３２Ｒからの光が右側の回転楕円反射面３３Ｒにより多く入射するため（左側の回転楕円反射面３３Ｌに殆ど入射しなくなるため）、光利用効率が向上する。

回転楕円反射面３３は、ネジ穴Ｎ３、Ｎ４（図６参照）に挿入されたネジ（図示せず）を保持部材４０にネジ止めすることで保持部材４０に保持される。

図２に示すように、下向き反射面３４は、投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３近傍から後方斜め下方に向かって延びている。具体的には、下向き反射面３４は、下に設けられた反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１から後方斜め下方に向かって延びている。図７は、筒型反射面２１の下面図である。図２、図４、図７に示すように、下向き反射面３４は、筒型反射面２１に設けられている。なお、下向き反射面３４の光軸ＡＸに対する角度は、例えば、マックス光度を確保し、かつ、光束利用率が落ちない（回転楕円反射面３３からの反射光がより多く投影レンズ２３に入射する）角度が望ましい。

そして、光軸ＡＸを含む鉛直面（及びこれに平行な平面）による下向き反射面３４の断面形状は、図８（ｃ）に示すように、下方に向かって凸状に湾曲している。これにより、後述のように、鉛直方向の厚みが厚いハイビーム用配光パターンを形成することができる。

図９は、第２光源３２からの光の光路図である。

上記構成の第２光学系３０においては、第２光源３２を点灯すると、図９に示すように、第２光源３２Ｌ、３２Ｒからの光が回転楕円反射面３３Ｌ、３３Ｒで反射されて第２焦点Ｆ２_３３Ｌ、Ｆ２_３３Ｒ（投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３）近傍に集光し、一部が下向き反射面３４で反射され、他の一部が下向き反射面３４で反射されることなく、投影レンズ２３を透過して前方に照射される。これにより、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉが形成される。

図１０（ａ）は、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉの例である。図１０（ａ）には、車両前面に正対し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Ｐ_Ｈｉの一例が示されている。

その際、図８（ａ）に示すように、右側の複数の光源３２Ｒ_１、３２Ｒ_２の光源像Ｉ_３２Ｒ１、Ｉ_３２Ｒ２は、下に設けられた反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１に対して、左側にズレた状態となる。そして、この左側にズレた状態の光源像Ｉ_３２Ｒ１、Ｉ_３２Ｒ２が仮想鉛直スクリーン上のＨ線とＶ線との交点に対して右側にズレた状態で投影される。

同様に、図８（ｂ）に示すように、左側の複数の光源３２Ｌ_１、３２Ｌ_２の光源像Ｉ_３２Ｌ１、Ｉ_３２Ｌ２は、下に設けられた反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１に対して、右側にズレた状態となる。そして、この右側にズレた状態の光源像Ｉ_３２Ｌ１、Ｉ_３２Ｌ２が仮想鉛直スクリーン上のＨ線とＶ線との交点に対して左側にズレた状態で投影される。

図８（ａ）、図８（ｂ）に例示した光源像Ｉ_３２Ｒ２、Ｉ_３２Ｌ２は、実際には重畳される。そして、この重畳された光源像Ｉ_３２Ｒ２、Ｉ_３２Ｌ２及びその両側に配置された光源像Ｉ_３２Ｒ１、Ｉ_３２Ｌ１が仮想鉛直スクリーン上に反転投影される。その結果、Ｈ線とＶ線との交点近傍が相対的に明るく、かつ、左右方向にワイドな図１０（ａ）に示すハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉが形成される。

また、図８（ｃ）に示すように、光軸ＡＸを含む鉛直面（及びこれに平行な平面）による下向き反射面３４の断面形状が下方に向かって凸状に湾曲しているため、下向き反射面３４で反射される光源像Ｉ_３２Ｒ１、Ｉ_３２Ｒ２、Ｉ_３２Ｌ１、Ｉ_３２Ｌ２の鉛直方向の寸法がｈ１＋ｈ２となる。この光源像Ｉ_３２Ｒ１、Ｉ_３２Ｒ２、Ｉ_３２Ｌ１、Ｉ_３２Ｌ２が仮想鉛直スクリーン上に投影されることで、鉛直方向の厚みが厚い図１０（ａ）に示すハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉが形成される。

これに対して、光軸ＡＸを含む鉛直面（及びこれに平行な平面）による下向き反射面３４の断面形状が平面形状の場合（図８（ｃ）中、符号３４´参照）、下向き反射面３４で反射される光源像Ｉ_３２Ｒ１、Ｉ_３２Ｒ２、Ｉ_３２Ｌ１、Ｉ_３２Ｌ２の鉛直方向の寸法がｈ１となる。この光源像Ｉ_３２Ｒ１、Ｉ_３２Ｒ２、Ｉ_３２Ｌ１、Ｉ_３２Ｌ２が仮想鉛直スクリーン上に投影されることで、鉛直方向の厚みが薄い図１０（ｂ）に示すハイビーム用配光パターンが形成される。図１０（ｂ）は、ハイビーム用配光パターン（比較例）の例である。

以上説明したように、本実施形態によれば、筒型反射面２１の前端開口Ａ１に、ロービーム用配光パターンに適した光度分布（下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍の光度が相対的に高い光度分布）を形成することができる。

また、本実施形態によれば、筒型反射面２１の前端開口Ａ１に形成された光度分布（下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍の光度が相対的に高い光度分布）が、投影レンズ２３によって前方に反転投影されることで、上端縁（カットオフラインＣＬ）近傍の光度が相対的に高い、遠方視認性に優れたロービーム用配光パターンを形成することができる。

また、本実施形態によれば、筒型反射面２１の前端開口Ａ１に形成される光度分布を、下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍から上方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布とすることができる。

これは、第２上反射面２１ａで反射された第１光源２２からの光が上下方向に拡散されて、前端開口Ａ１に形成される光度分布が、下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍から上方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるように、第２上反射面の面形状が調整されていることによるものである。

また、本実施形態によれば、筒型反射面２１の前端開口Ａ１に形成された光度分布（下反射面２１ｂの前端縁２１ｂ１近傍から上方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布）が、投影レンズ２３によって前方に反転投影されることで、上端縁近傍から下方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布の、配光フィーリングに優れたロービーム用配光パターンを形成することができる。

また、本実施形態によれば、左右方向の中心近傍の光度が相対的に高く、かつ、左右方向の中心近傍から左右両側に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布の、配光フィーリングに優れたロービーム用配光パターンを形成することができる。

また、本実施形態によれば、光度ムラ無く、鉛直方向の厚みが厚いハイビーム用配光パターンを形成することができる車両用灯具ユニット１０を提供することができる。

これは、光軸ＡＸを含む鉛直面（及びこれに平行な平面）による下向き反射面３４の断面形状が、平面ではなく、下方に向かって凸状に湾曲している（図８（ｃ）参照）ことによるものである。

また、本実施形態によれば、Ｈ線とＶ線との交点近傍が相対的に明るく、かつ、左右方向にワイドなハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉを形成することができる。

これは、左側の回転楕円反射面３３Ｌの第１焦点Ｆ１_３３Ｌが、左側の複数の光源３２Ｌ_１、３２Ｌ_２のうち最も光軸ＡＸに近い光源３２Ｌ_２近傍（例えば、光源３２Ｌ_２の発光面のうち相対的に輝度が高い中心）に位置し（図５参照）、かつ、第２焦点Ｆ２_３３Ｌが投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３近傍に位置している（図２参照）ことによるものである。

また、右側の回転楕円反射面３３Ｒの第１焦点Ｆ１_３３Ｒが、右側の複数の光源３２Ｒ_１、３２Ｒ_２のうち最も光軸ＡＸに近い光源３２Ｒ_２近傍（例えば、光源３２Ｒ_２の発光面のうち相対的に輝度が高い中心）に位置し（図５参照）、かつ、第２焦点Ｆ２_３３Ｒが投影レンズ２３の焦点Ｆ_２３近傍に位置している（図２参照）ことによるものである。

以上のように、本実施形態によれば、Ｈ線とＶ線との交点近傍を相対的に明るくしつつ、つまり、Ｈ線とＶ線との交点近傍のマックス光度を維持しつつ、鉛直方向及び水平方向にワイドで視認性に優れたハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉを形成することができる。

特に、本実施形態によれば、正面視で投影レンズ２３の背後に全体が概ね隠れる程度に回転楕円反射面３３を小型化しても（ひいては、車両用灯具ユニット１０全体を小型化しても）、Ｈ線とＶ線との交点近傍を相対的に明るくしつつ、つまり、Ｈ線とＶ線との交点近傍のマックス光度を維持しつつ、鉛直方向及び水平方向にワイドで視認性に優れたハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉを形成することができる。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、本発明の車両用灯具ユニットを車両用前照灯（ヘッドランプ）に適用した例について説明したが、これに限らない。例えば、車両用前照灯（ヘッドランプ）以外の車両用灯具にも本発明の車両用灯具を適用してもよい。

また、上記実施形態では、第１光学系２０と第２光学系３０とを一つの車両用灯具ユニット１０として構成した例について説明したが、これに限らない。例えば、投影レンズ２３と第１光学系２０とを組み合わせて一つの車両用灯具ユニットとして構成し、別の投影レンズ２３と第２光学系３０とを組み合わせて別の一つの車両用灯具ユニットとして構成してもよい。

また、上記実施形態では、回転楕円反射面３３として、左側の回転楕円反射面３３Ｌと、右側の回転楕円反射面３３Ｒと、を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、回転楕円反射面３３として、光軸ＡＸを含む鉛直面に対して左右対称の一つの回転楕円反射面（第１焦点、第２焦点がそれぞれ一つ）を用いてもよい。

また、上記実施形態では、筒型反射面２１として、前端開口Ａ１が後端開口Ａ２より大きく前端開口Ａ１から後端開口Ａ２に向かうに従って錐体状（四角錐体状）に狭くなる筒型反射面を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、筒型反射面２１として、前端開口Ａ１に相当する光学面（出光面）、後端開口Ａ２に相当する光学面（入光面）、上下左右に設けられた反射面２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄそれぞれに相当する光学面（入光面から入光した第１光源２２からの光を内面反射する光学面。全反射面）を表面に含む中実のレンズ体を用いてもよい。

上記各実施形態で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。

上記各実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記各実施形態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…車両用灯具ユニット、２０…第１光学系、２１…筒型反射面、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ…反射面、２１ｂ１…前端縁、２２…第１光源、２３…投影レンズ、２３ｂ…裏面、３０…第２光学系、３２（３２Ｌ、３２Ｒ）…第２光源、３３（３３Ｌ、３３Ｒ）…回転楕円反射面、３４…下向き反射面、４０…保持部材、４１…放熱フィン、５０…レンズホルダ

Claims

投影レンズと、前記投影レンズの後方かつ前記投影レンズの光軸より上側に設けられ、前記投影レンズを透過して前方に照射されてロービーム用配光パターンを形成する光を照射する第１光学系と、を備えた車両用灯具において、
前記第１光学系は、
前端開口が後端開口より大きく前端開口から後端開口に向かうに従って錐体状に狭くなる筒型反射面であって、上下左右にそれぞれ設けられた上反射面、下反射面、左反射面及び右反射面によって構成される筒型反射面と、
前記後端開口に対向して設けられた第１光源と、を備え、
前記投影レンズの焦点は、前記下反射面の前端縁近傍に位置し、
前記下反射面の前端縁は、前記ロービーム用配光パターンのカットオフラインに対応した形状に構成され、
前記下反射面は、第１焦点が前記第１光源近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点近傍に位置する回転楕円系反射面である車両用灯具。
前記下反射面は、前記第１光源から近くに配置された第１下反射面と、前記第１光源から遠くに配置された第２下反射面と、を含み、
前記第１下反射面は、第１焦点が前記第１光源近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点近傍に位置する回転楕円反射面であり、
前記第２下反射面は、前記第１下反射面の前端から前方斜め下方に向かって延びた傾斜反射面である請求項１に記載の車両用灯具。
前記上反射面は、前記光軸に対して平行な鉛直面による断面が下方に向かって凸状に湾曲した形状の反射面で、前記第１光源から近くに配置された第１上反射面と、前記第１光源から遠くに配置された第２上反射面と、を含み、
前記第１上反射面は、当該第１上反射面で反射された前記第１光源からの光が前記下反射面で反射されて前記第２焦点近傍を通過するようにその面形状が調整されており、
前記第２上反射面は、当該第２上反射面で反射された前記第１光源からの光が上下方向に拡散されて、前記前端開口に形成される光度分布が、前記下反射面の前端縁近傍から上方に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるようにその面形状が調整されている請求項１又は２に記載の車両用灯具。
前記左反射面は、水平面による断面が右側に向かって凸状に湾曲した形状の反射面で、前記第１光源から近くに配置された第１左反射面と、前記第１光源から遠くに配置された第２左反射面と、を含み、
前記第１左反射面は、当該第１左反射面で反射された前記第１光源からの光が、前記ロービーム用配光パターンの左右方向の中心近傍を照射するようにその面形状が調整されており、
前記第２左反射面は、当該第２左反射面で反射された前記第１光源からの光が左右方向に拡散されて、前記ロービーム用配光パターンが、左右方向の中心近傍から右側に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるようにその面形状が調整されており、
前記右反射面は、水平面による断面が左側に向かって凸状に湾曲した形状の反射面で、前記第１光源から近くに配置された第１右反射面と、前記第１光源から遠くに配置された第２右反射面と、を含み、
前記第１右反射面は、当該第１右反射面で反射された前記第１光源からの光が、前記ロービーム用配光パターンの左右方向の中心近傍を照射するようにその面形状が調整されており、
前記第２右反射面は、当該第２右反射面で反射された前記第１光源からの光が左右方向に拡散されて、前記ロービーム用配光パターンが、左右方向の中心近傍から左側に向かうに従って徐々に光度が低くなるグラデーション状の光度分布となるようにその面形状が調整されている請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
前記投影レンズの後方かつ前記投影レンズの光軸より下側に設けられ、前記投影レンズを透過して前方に照射されてハイビーム用配光パターンを形成する光を照射する第２光学系をさらに備え、
前記第２光学系は、
下向きに光を発光するように配置された第２光源と、
前記第２光源からの光を反射する反射面であって、第１焦点が前記第２光源近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点近傍に位置する回転楕円反射面と、を備え、
前記筒型反射面は、前記下反射面の前端縁から後方斜め下方に向かって延びた下向き反射面を備え、
前記光軸に対して平行な鉛直面による前記下向き反射面の断面形状は、下方に向かって凸状に湾曲している請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用灯具。