車両用灯具
【課題】反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を提供する。
【解決手段】照射方向が鉛直略下方となる姿勢でプロジェクタ光学系２０の下方に配置された半導体発光素子２２と、少なくとも前記半導体発光素子２２から車両後方側に照射される光が入射するように配置されるとともに、その反射光が車両前方を照明するように構成された第１反射面３２と、正面視で投影レンズ２１の輪郭に沿った領域のうち前記半導体発光素子２２より上方の領域に配置された反射領域３３ａを含む第２反射面３３と、少なくとも前記半導体発光素子２２から車両前方側に照射される光が入射するように、前記第１反射面３２より車両前方側に配置されるとともに、その反射光が前記第２反射面３３に入射するように構成された第３反射面３４と、を備えている。
【解決手段】照射方向が鉛直略下方となる姿勢でプロジェクタ光学系２０の下方に配置された半導体発光素子２２と、少なくとも前記半導体発光素子２２から車両後方側に照射される光が入射するように配置されるとともに、その反射光が車両前方を照明するように構成された第１反射面３２と、正面視で投影レンズ２１の輪郭に沿った領域のうち前記半導体発光素子２２より上方の領域に配置された反射領域３３ａを含む第２反射面３３と、少なくとも前記半導体発光素子２２から車両前方側に照射される光が入射するように、前記第１反射面３２より車両前方側に配置されるとともに、その反射光が前記第２反射面３３に入射するように構成された第３反射面３４と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具に係り、特に、投影レンズから照射される光により車両前方を照明するように構成されたプロジェクタ光学系、投影レンズを介することなく反射面から反射される光により車両前方を照明するように構成されたパラボラ光学系を組み合わせた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用灯具の分野においては、投影レンズから照射される光により車両前方を照明するように構成されたプロジェクタ光学系、投影レンズを介することなく反射面から反射される光により車両前方を照明するように構成されたパラボラ光学系を組み合わせた車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、特許文献１に記載の車両用灯具２００は、投影レンズ２１１から照射される光によりスポット的な配光パターンＰＡ（図１３参照）を形成するように構成されたプロジェクタ光学系２１０、投影レンズ２１１を介することなく反射面２２１から反射される光により左右方向に拡散した配光パターンＰＢを形成するように構成されたパラボラ光学系２２０等を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２７４１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用灯具２００においては、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成するには、その構造上、パラボラ光学系２２０を構成する反射面２２１のサイズを大きくせざるをえず、その分、車両用灯具２２０が大型化してしまい、車両用灯具小型化の要請に反してしまうという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の車両用灯具２００においては、プロジェクタ光学系２２０を構成する投影レンズ２１１及びパラボラ光学系２２０を構成する反射面２２１（図１２（ｂ）中斜線領域）を発光させることが可能であるものの、投影レンズ２１１及び反射面２２１が上下に別個独立に配置されており、一体感、統一感なく個別に発光しているとの印象を与えてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、第１に、従来と比べ、パラボラ光学系を構成する反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成す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。第２に、プロジェクタ光学系を構成する投影レンズ及びパラボラ光学系を構成する反射面が一体的に発光しているとの印象を与え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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、投影レンズから照射される光により車両前方を照明するように構成されたプロジェクタ光学系と、照射方向が鉛直略下方となる姿勢で前記プロジェクタ光学系の下方に配置された半導体発光素子と、少なくとも前記半導体発光素子から車両後方側に照射される光が入射するように配置されるとともに、その反射光が車両前方を照明するように構成された第１反射面と、正面視で前記投影レンズの輪郭に沿った領域のうち前記半導体発光素子より上方の領域に配置された反射領域を含む第２反射面と、少なくとも前記半導体発光素子から車両前方側に照射される光が入射するように、前記第１反射面より車両前方側に配置されるとともに、その反射光が前記第２反射面に入射するように構成された第３反射面と、を備えており、前記第２反射面は、その反射光が車両前方を照明するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、正面視で投影レンズの輪郭に沿った領域のうち半導体発光素子より上方の領域に配置された反射領域及び第３反射面の作用により（すなわち二回反射により）、従来反射面として用いられていなかった図１２（ｂ）中符号Ａで示す領域（請求項１では、正面視で投影レンズの輪郭に沿った領域のうち半導体発光素子より上方の領域）を、車両前方を照明するための反射面として用いることが可能となるため、従来と比べ、第１反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明によれば、正面視で投影レンズの輪郭に沿った領域のうち半導体発光素子より上方の領域に配置された反射領域及び第３反射面の作用により、従来発光させることができなかった図１２（ｂ）中符号Ａで示す領域（すなわち、請求項１では、正面視で投影レンズと第１反射面との間の領域）を発光させることが可能となるため、プロジェクタ光学系を構成する投影レンズとパラボラ光学系を構成する第１反射面とが連結されて一体的に発光しているとの印象を与えることが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００１１】
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、前記投影レンズは、正面視で円形又は略円形であり、前記第１反射面及び前記第２反射面は、正面視で前記投影レンズの輪郭が内接又は略内接した、前記投影レンズの輪郭よりも大径の円又は略円と前記投影レンズの輪郭とで囲まれた三日月型領域に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、第１反射面及び前記第２反射面を、正面視で投影レンズの輪郭が内接（又は略内接）した、投影レンズの輪郭よりも大径の円（又は略円）と投影レンズの輪郭とで囲まれた三日月型領域に配置したことにより、従来と比べ、同等以上の明るさを確保しつつ、車両用灯具全体の発光領域の径を最小化することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記大径の円又は略円と前記投影レンズの輪郭とが鉛直方向最上部又はその近傍において内接又は略内接することにより、正面視で前記投影レンズの左右両側から下方にかけての領域に、前記三日月型領域が形成されており、前記第１反射面は、前記三日月型領域のうち正面視で前記投影レンズの下方に配置されており、前記第２反射面は、前記三日月型領域のうち正面視で前記第１反射面の片側又は両側に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、第１反射面及び第２反射面を、正面視で投影レンズの左右両側から下方にかけての領域（三日月型領域）に配置したことにより、従来と比べ、同等以上の明るさを確保しつつ、車両用灯具全体の発光領域の径を最小化することが可能となる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明によれば、第１反射面及び第２反射面を、正面視で投影レンズの左右両側から下方にかけての領域（三日月型領域）に配置したことにより、新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記大径の円又は略円の中心と前記投影レンズの輪郭の中心との間の軸間距離は５ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、従来と比べ、第１反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記投影レンズは、正面視で円形又は略円形であり、前記第１反射面及び前記第２反射面は、正面視で前記投影レンズを含む矩形領域に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、第１反射面及び第２反射面を、正面視で投影レンズを含む矩形領域に配置したことにより、新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の発明において、前記第３反射面は、前記第１反射面から車両前方に照射される反射光が干渉しないように、正面視で前記第１反射面の下方に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、第１反射面から車両前方に照射される反射光が、第３反射面に干渉してしまい、目的の方向に配光できなくなるのを防止することが可能となる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の発明において、前記プロジェクタ光学系は、前記投影レンズから照射される光が車両前端部に正対する仮想鉛直スクリーン上にスポット的な配光パターンを形成するように構成されており、前記第１反射面及び前記第２反射面はそれぞれ、車両前方に照射される反射光が前記仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、従来と比べ、第１反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターン（例えば、スポット的な配光パターンと左右方向に拡散した配光パターンとを含むロービーム用配光パターン）を形成することが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の発明において、前記プロジェクタ光学系は、前記投影レンズから照射される光が車両前端部に正対する仮想鉛直スクリーン上にスポット的な配光パターンを形成するように構成されており、前記第１反射面及び前記第２反射面はそれぞれ、車両前方に照射される反射光が前記投影レンズの光軸と略同一方向に進行するように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、従来と比べ、第１反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす所定配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の発明において、前記第１反射面及び前記第２反射面の前方には、前記第１反射面及び前記第２反射面から車両前方に照射される反射光が透過するレンズ部が配置されており、前記レンズ部には、当該レンズ部を透過する反射光を左右方向に拡散させて、前記仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンを形成するためのレンズカットが形成されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項９に記載の発明によれば、レンズ部の作用により、第１反射面や第２反射面から車両前方に照射される反射光が、エクステンション等の灯具構成要素に干渉してしまい、目的の方向に配光できなくなるのを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、第１に、従来と比べ、パラボラ光学系を構成する反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。第２に、プロジェクタ光学系を構成する投影レンズ及びパラボラ系光学系を構成する反射面が一体的に発光しているとの印象を与えることが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態である車両用灯具１０の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態である車両用灯具１０の縦断面図である。
【図３】半導体発光素子３１の照射範囲を説明するための模式図である。
【図４】（ａ）本発明の一実施形態である車両用灯具１０の上面図（光路図）、（ｂ）正面図（光路図）、（ｃ）斜視図、（ｄ）縦断面図（光路図）である。
【図５】車両用灯具１０により車両前端部に正対し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Ｐの例である。
【図６】本発明の一実施形態である車両用灯具１０の正面図である。
【図７】第１反射面３２や第２反射面３３から車両前方へ照射される反射光が、灯具構成要素４０に干渉することを説明するための図である。
【図８】（ａ）本発明の変形例１である車両用灯具１０の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）斜視図、（ｄ）縦断面図である。
【図９】第１反射面３２や第２反射面３３から車両前方へ照射される反射光が、灯具構成要素４０に干渉しないことを説明するための図である。
【図１０】本発明の変形例２である車両用灯具１０の正面図である。
【図１１】車両用灯具１０（変形例４）により車両前端部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Ｐ３の例である。
【図１２】（ａ）従来の車両用灯具２００の縦断面図、（ｂ）正面図である。
【図１３】従来の車両用灯具２００により車両前端部に正対し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の例である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
本実施形態の車両用灯具１０は、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光学ユニットであり、車両前部の左右両側にそれぞれ配置されて車両用前照灯（ヘッドランプ）を構成している。
【００３２】
図１（ａ）〜図１（ｃ）、図２に示すように、車両用灯具１０は、投影レンズ２１から照射される光により車両前方を照明するように構成されたプロジェクタ光学系２０、投影レンズ２１を介することなく各反射面３２、３３から反射される光により車両前方を照明するように構成されたパラボラ光学系３０等を備えている。
【００３３】
［プロジェクタ光学系２０］
図２に示すように、プロジェクタ光学系２０は、既存のプロジェクタ光学系と同様、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ２１、照射方向が鉛直略上方となる姿勢で投影レンズ２１の後方側焦点Ｆよりも車両後方側に配置された半導体発光素子２２、半導体発光素子２２からの光を光軸ＡＸ寄りに集光するように反射する反射面２３、上端縁が投影レンズ２１の後方側焦点Ｆ近傍に位置した状態で投影レンズ２１と半導体発光素子２２との間に配置されたシェード２４等を備えている。
【００３４】
投影レンズ２１は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面、かつ、正面視で円形（又は略円形）の平凸非球面レンズである（図１（ｂ）参照）。投影レンズ２１は、レンズホルダー等に保持されて光軸ＡＸ上に配置されている。投影レンズ２１は、その後側焦点面上に形成される光源像を反転像として投影する。これにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に配光パターンＰ１（図５参照）が形成される。
【００３５】
半導体発光素子２２としては、例えば、少なくとも１つのＬＥＤチップ（例えば青色ＬＥＤチップ）と蛍光体（例えば黄色蛍光体）とを組み合わせたＬＥＤ光源、又は、少なくとも１つのレーザー光源（例えば青色レーザー光を照射するレーザーダイオード）と蛍光体（例えば黄色蛍光体）とを組み合わせたレーザー光源等を用いることが可能である。
【００３６】
反射面２３は、半導体発光素子２２から上方へ照射される光が入射するように、半導体発光素子２２の上方を覆うように配置されている（図１（ｃ）、図２参照）。反射面２３は、光軸ＡＸを含む断面形状が略楕円形状に設定されるとともに、その離心率が鉛直断面から水平断面にむけて徐々に大きくなるように設定されている。これにより、反射面２３で反射された半導体発光素子２２からの光は、鉛直断面内においては後方側焦点Ｆのやや前方に略収束し、水平断面においては鉛直断面に比べ更に前方の位置で略収束する。
【００３７】
シェード２４は、反射面２３からの反射光の一部を遮光するための遮光部材であり、上端縁が投影レンズ２１の後側焦点Ｆ近傍に位置した状態で投影レンズ２１と半導体発光素子２２との間に配置されている（図２参照）。シェード２４は、反射面２３からの反射光の一部を遮光することでその上端縁により規定されるカットオフラインＣＬを形成する（図５参照）。反射面２３からの反射光の一部は、アルミ蒸着等の鏡面処理が施されたシェード２４上面で反射され、投影レンズ２１で路面方向に屈折して前方に照射される。これにより、光利用効率が向上する。
【００３８】
上記構成のプロジェクタ光学系２０によれば、半導体発光素子２２から照射された光は、反射面２３により反射されて光軸ＡＸ寄りに集光した後、投影レンズ２１から照射されて車両前方を照明する。これにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、シェード２４により規定されるカットオフラインＣＬを含むスポット的な配光パターンＰ１（図５参照）が形成される。
【００３９】
［パラボラ光学系３０］
図２に示すように、パラボラ光学系３０は、照射方向が鉛直略下方となる姿勢でプロジェクタ光学系２０の下方に配置された半導体発光素子３１、少なくとも半導体発光素子３１から下方かつ車両後方側（図３中後方領域参照）に照射される光Ｒａｙ１が入射するように配置されるとともに、その反射光が車両前方を照明するように構成された第１反射面３２、正面視で投影レンズ２１の輪郭に沿った領域（図１（ｂ）中三日月型領域Ａ１を例示）のうち半導体発光素子３１より上方の領域に配置された反射領域３３ａ（図１（ｂ）参照）を含む第２反射面３３、少なくとも半導体発光素子３１から下方かつ車両前方側（図３中前方領域参照）に照射される光Ｒａｙ２が入射するように、第１反射面３２より車両前方側に配置されるとともに、その反射光が第２反射面３３に入射するように構成された第３反射面３４等を備えている。
【００４０】
図１（ｂ）に示すように、第１反射面３２及び第２反射面３３は、正面視で投影レンズ２１の輪郭Ｃ２が内接（又は略内接）した、投影レンズ２１の輪郭Ｃ２よりも大径の円Ｃ１（又は略円）と投影レンズ２１の輪郭Ｃ２とで囲まれた三日月型領域Ａ１に配置されている。
【００４１】
より詳細には、大径の円Ｃ１（又は略円）と投影レンズ２１の輪郭Ｃ２とが鉛直方向最上部（又はその近傍）において内接（又は略内接）することにより、正面視で投影レンズ２１の左右両側から下方にかけての領域（すなわち、投影レンズ２１の輪郭に沿った領域）に、三日月型領域Ａ１が形成されている。
【００４２】
そして、第１反射面３２は、三日月型領域Ａ１のうち正面視で投影レンズ２１の下方に配置されており、第２反射面３３は、三日月型領域Ａ１のうち正面視で第１反射面３２の両側に配置されている（図１（ｂ）参照）。なお、第２反射面３３は、三日月型領域Ａ１のうち正面視で第１反射面３２の片側にのみ配置されていてもよい。
【００４３】
大径の円Ｃ１（又は略円）の中心と投影レンズ２１の輪郭Ｃ２の中心との間の軸間距離Ｈは５ｍｍ以上（例えば９ｍｍ）に設定されている（図１（ｂ）参照）。
【００４４】
第１反射面３２は、少なくとも半導体発光素子３１から下方かつ車両後方側（図３中後方領域参照）に照射される光Ｒａｙ１が入射するように、半導体発光素子３１の下方を覆うように配置されている（図２参照）。第１反射面３２としては、例えば、焦点Ｆ３２が半導体発光素子３１近傍に設定され（図２参照）、光軸ＡＸと略同一方向に延びる回転軸を持つ回転放物系の反射面を用いることが可能である。本実施形態では、第１反射面３２は、車両前方に照射される反射光が仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンＰ２を形成するように調整されている。
【００４５】
第２反射面３３は、三日月型領域Ａ１のうち半導体発光素子３１より上方の領域に配置された反射領域３３ａを含んでいる（図１（ｂ）参照）。第２反射面３３としては、例えば、焦点Ｆ３３が第３反射面３４の第２焦点近傍に設定され（図２参照）、光軸ＡＸと略同一方向に延びる回転軸を持つ回転放物系の反射面を用いることが可能である。本実施形態では、第２反射面３３は、車両前方に照射される反射光が仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンＰ２を形成するように調整されている。
【００４６】
第３反射面３４は、第１反射面３２から車両前方に照射される反射光が干渉しないように、正面視で第１反射面３２の下方に配置されている（図１（ｂ）参照）。これにより、第１反射面３２から車両前方に照射される反射光Ｒａｙ１が、第３反射面３４に干渉してしまい、目的の方向に配光できなくなるのを防止することが可能となる。第３反射面３４としては、例えば、第１焦点Ｆ１３４が半導体発光素子３１近傍に設定され、第２焦点Ｆ２３４が第２反射面３３と第３反射面３４との間に設定された（図２参照）回転楕円系の反射面を用いることが可能である。
【００４７】
上記構成のパラボラ光学系３０によれば、図４（ｄ）に示すように、半導体発光素子３１から下方かつ車両後方側（図３中後方領域参照）に照射される光Ｒａｙ１は、第１反射面３２により反射されて車両前方を照明する。一方、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、半導体発光素子３１から下方かつ車両前方側（図３中前方領域参照）に照射される光Ｒａｙ２は、第３反射面３４により反射されて第２焦点Ｆ２３４に集光した後、第２反射面３３に入射し、当該第２反射面３３により反射されて車両前方を照明する。これにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、左右方向に拡散された配光パターンＰ２（図５参照）が形成される。この拡散配光パターンＰ２がスポット的な配光パターンＰ１に重畳されることで、ロービーム用配光パターンＰが形成される（図５参照）。
【００４８】
上記構成の車両用灯具１０によれば、正面視で投影レンズ２１の輪郭に沿った三日月型領域Ａ１のうち半導体発光素子３１より上方の領域に配置された反射領域３３ａ（図１（ｂ）参照）及び第３反射面３４の作用により（すなわち二回反射により）、従来反射面として用いられていなかった図１２（ｂ）中符号Ａで示す領域（本実施形態では、正面視で投影レンズ２１の輪郭に沿った領域のうち半導体発光素子３１より上方の反射領域３３ａ。図１（ｂ）参照）を、車両前方を照明するための反射面として用いることが可能となるため、従来と比べ、第１反射面３２のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たすロービーム用配光パターンＰを形成することが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００４９】
また、上記構成の車両用灯具１０によれば、正面視で投影レンズ２１の輪郭に沿った三日月型領域Ａ１のうち半導体発光素子３１より上方の領域に配置された反射領域３３ａ（図１（ｂ）参照）及び第３反射面３４の作用により、従来発光させることができなかった図１２（ｂ）中符号Ａで示す領域（すなわち、本実施形態では、正面視で投影レンズ２１と第１反射面３２との間の反射領域３３ａ。図６参照）を発光させることが可能となるため、プロジェクタ光学系２０を構成する投影レンズ２１とパラボラ光学系３０を構成する第１反射面３２とが連結されて境界無く一体的に発光している（図６中斜線領域参照）との印象を与えることが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００５０】
また、上記構成の車両用灯具１０によれば、第１反射面３２及び第２反射面３３を、正面視で投影レンズ２１の左右両側から下方にかけての領域（三日月型領域Ａ１）に配置したことにより、従来と比べ、同等以上の明るさを確保しつつ、車両用灯具１０全体の発光領域の径を最小化することが可能となる（図６参照）。
【００５１】
また、上記構成の車両用灯具１０によれば、第１反射面３２及び第２反射面３３を、正面視で投影レンズ２１の左右両側から下方にかけての領域（三日月型領域Ａ１）に配置したことにより、新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる（図６参照）。
【００５２】
次に、変形例について説明する。
【００５３】
［変形例１］
上記実施形態のように、車両前方に照射される反射光が仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンＰ２を形成するように第１反射面３２、第２反射面３３が調整されていると、図７に示すように、その周囲に配置された灯具構成要素４０（例えば、装飾部材としてのエクステンションの一部）との関係で、第１反射面３２や第２反射面３３から車両前方へ照射される反射光が、灯具構成要素４０に干渉してしまい、目的の方向に配光できなくなるという問題が起こり得る。なお、図７、図９中、符号４１は、アウターレンズを示している。
【００５４】
これを防止するために、本変形例では、第１反射面３２及び第２反射面３３から車両前方に照射される反射光Ｒａｙ１、Ｒａｙ２を光軸ＡＸと略同一方向に進行させるために、第１反射面３２、第２反射面３３に対しては上記調整がされていない。そして、図８（ａ）〜図８（ｄ）、図９に示すように、第１反射面３２及び第２反射面３３の前方には、第１反射面３２及び第２反射面３３から車両前方に照射される反射光Ｒａｙ１、Ｒａｙ２が透過するレンズ部Ｌ（例えば、フレネルレンズ）が配置されている。レンズ部Ｌには、当該レンズ部Ｌを透過する反射光Ｒａｙ１、Ｒａｙ２を左右方向に拡散させて、仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンを形成するためのレンズカットＬＣが形成されている。なお、レンズ部Ｌは、投影レンズ２１と一体的に形成されていてもよいし（図８（ｂ）参照）、別個独立に形成されていてもよい。
【００５５】
本変形例によれば、半導体発光素子３１から下方かつ車両後方側（図３中後方領域参照）に照射される光Ｒａｙ１は、第１反射面３２により反射され、光軸ＡＸと略同一方向に進行してレンズ部Ｌを透過するとともにレンズカットＬＣにより左右方向に拡散されて車両前方を照明する（図９参照）。一方、半導体発光素子３１から下方かつ車両前方側（図３中前方領域参照）に照射される光Ｒａｙ２は、第３反射面３４により反射されて第２焦点Ｆ２３４に集光した後、第２反射面３３に入射し、当該第２反射面３３により反射され、光軸ＡＸと略同一方向に進行してレンズ部Ｌを透過するとともにレンズカットＬＣにより左右方向に拡散されて車両前方を照明する（図９参照）。これにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、左右方向に拡散された配光パターンＰ２（図５参照）が形成される。この拡散配光パターンＰ２がスポット的な配光パターンＰ１に重畳されることで、ロービーム用配光パターンＰが形成される（図５参照）。
【００５６】
以上説明したように、本変形例によれば、レンズ部Ｌの作用により、第１反射面３２や第２反射面３３から車両前方に照射される反射光が、灯具構成要素４０に干渉してしまい、目的の方向に配光できなくなるのを防止することが可能となる。
【００５７】
［変形例２］
上記実施形態では、第１反射面３２及び第２反射面３３は、三日月型領域Ａ１に配置されているように説明した（図１（ｂ）参照）が、本発明はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、第１反射面３２及び第２反射面３３は、正面視で投影レンズ２１を含む矩形領域Ａ２、あるいはその他形状（台形、三角以上の多角形等）の領域に配置されていてもよい。
【００５８】
本変形例によれば、第１反射面３２及び第２反射面３３を、正面視で投影レンズ２１を含む矩形領域Ａ２に配置したことにより、新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【００５９】
［変形例３］
上記実施形態では、投影レンズ２１が正面視で円形（又は略円形）であるように説明した（図１（ｂ）参照）が、本発明はこれに限定されない。例えば、投影レンズ２１は正面視で矩形その他の形状であってもよい。
【００６０】
本変形例によれば、新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【００６１】
［変形例４］
上記実施形態では、プロジェクタ光学系２０は、シェード２４の上端縁の反転投影像として形成されるカットオフラインを含むスポット的な配光パターンＰ１（図５参照）を形成するロービーム用のプロジェクタ光学系２０であるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００６２】
例えば、プロジェクタ光学系２０は、鉛直線Ｖと水平線Ｈの交点を含む領域に形成されたホットゾーンＨｚを含むハイビーム用配光パターンＰ３（図１１参照）を形成するハイビーム用の車両用灯具ユニットとして構成されていてもよい。例えば、図２に示したプロジェクタ光学系２０からシェード２４を取り除き、反射面２３をハイビーム用配光パターンＰ３を形成する反射面として構成することで、ハイビーム用のプロジェクタ光学系を構成することが可能である。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
１０…車両用灯具、２０…プロジェクタ光学系、２１…投影レンズ、２２…半導体発光素子、２３…反射面、２４…シェード、３０…パラボラ光学系、３１…半導体発光素子、３２…第１反射面、３３…第２反射面、３３ａ…反射領域、３４…第３反射面、４０…灯具構成要素、Ａ１…三日月型領域、Ａ２…矩形領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具に係り、特に、投影レンズから照射される光により車両前方を照明するように構成されたプロジェクタ光学系、投影レンズを介することなく反射面から反射される光により車両前方を照明するように構成されたパラボラ光学系を組み合わせた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用灯具の分野においては、投影レンズから照射される光により車両前方を照明するように構成されたプロジェクタ光学系、投影レンズを介することなく反射面から反射される光により車両前方を照明するように構成されたパラボラ光学系を組み合わせた車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、特許文献１に記載の車両用灯具２００は、投影レンズ２１１から照射される光によりスポット的な配光パターンＰＡ（図１３参照）を形成するように構成されたプロジェクタ光学系２１０、投影レンズ２１１を介することなく反射面２２１から反射される光により左右方向に拡散した配光パターンＰＢを形成するように構成されたパラボラ光学系２２０等を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２７４１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用灯具２００においては、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成するには、その構造上、パラボラ光学系２２０を構成する反射面２２１のサイズを大きくせざるをえず、その分、車両用灯具２２０が大型化してしまい、車両用灯具小型化の要請に反してしまうという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の車両用灯具２００においては、プロジェクタ光学系２２０を構成する投影レンズ２１１及びパラボラ光学系２２０を構成する反射面２２１（図１２（ｂ）中斜線領域）を発光させることが可能であるものの、投影レンズ２１１及び反射面２２１が上下に別個独立に配置されており、一体感、統一感なく個別に発光しているとの印象を与えてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、第１に、従来と比べ、パラボラ光学系を構成する反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成す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。第２に、プロジェクタ光学系を構成する投影レンズ及びパラボラ光学系を構成する反射面が一体的に発光しているとの印象を与え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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、投影レンズから照射される光により車両前方を照明するように構成されたプロジェクタ光学系と、照射方向が鉛直略下方となる姿勢で前記プロジェクタ光学系の下方に配置された半導体発光素子と、少なくとも前記半導体発光素子から車両後方側に照射される光が入射するように配置されるとともに、その反射光が車両前方を照明するように構成された第１反射面と、正面視で前記投影レンズの輪郭に沿った領域のうち前記半導体発光素子より上方の領域に配置された反射領域を含む第２反射面と、少なくとも前記半導体発光素子から車両前方側に照射される光が入射するように、前記第１反射面より車両前方側に配置されるとともに、その反射光が前記第２反射面に入射するように構成された第３反射面と、を備えており、前記第２反射面は、その反射光が車両前方を照明するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、正面視で投影レンズの輪郭に沿った領域のうち半導体発光素子より上方の領域に配置された反射領域及び第３反射面の作用により（すなわち二回反射により）、従来反射面として用いられていなかった図１２（ｂ）中符号Ａで示す領域（請求項１では、正面視で投影レンズの輪郭に沿った領域のうち半導体発光素子より上方の領域）を、車両前方を照明するための反射面として用いることが可能となるため、従来と比べ、第１反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明によれば、正面視で投影レンズの輪郭に沿った領域のうち半導体発光素子より上方の領域に配置された反射領域及び第３反射面の作用により、従来発光させることができなかった図１２（ｂ）中符号Ａで示す領域（すなわち、請求項１では、正面視で投影レンズと第１反射面との間の領域）を発光させることが可能となるため、プロジェクタ光学系を構成する投影レンズとパラボラ光学系を構成する第１反射面とが連結されて一体的に発光しているとの印象を与えることが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００１１】
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、前記投影レンズは、正面視で円形又は略円形であり、前記第１反射面及び前記第２反射面は、正面視で前記投影レンズの輪郭が内接又は略内接した、前記投影レンズの輪郭よりも大径の円又は略円と前記投影レンズの輪郭とで囲まれた三日月型領域に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、第１反射面及び前記第２反射面を、正面視で投影レンズの輪郭が内接（又は略内接）した、投影レンズの輪郭よりも大径の円（又は略円）と投影レンズの輪郭とで囲まれた三日月型領域に配置したことにより、従来と比べ、同等以上の明るさを確保しつつ、車両用灯具全体の発光領域の径を最小化することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記大径の円又は略円と前記投影レンズの輪郭とが鉛直方向最上部又はその近傍において内接又は略内接することにより、正面視で前記投影レンズの左右両側から下方にかけての領域に、前記三日月型領域が形成されており、前記第１反射面は、前記三日月型領域のうち正面視で前記投影レンズの下方に配置されており、前記第２反射面は、前記三日月型領域のうち正面視で前記第１反射面の片側又は両側に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、第１反射面及び第２反射面を、正面視で投影レンズの左右両側から下方にかけての領域（三日月型領域）に配置したことにより、従来と比べ、同等以上の明るさを確保しつつ、車両用灯具全体の発光領域の径を最小化することが可能となる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明によれば、第１反射面及び第２反射面を、正面視で投影レンズの左右両側から下方にかけての領域（三日月型領域）に配置したことにより、新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記大径の円又は略円の中心と前記投影レンズの輪郭の中心との間の軸間距離は５ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、従来と比べ、第１反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記投影レンズは、正面視で円形又は略円形であり、前記第１反射面及び前記第２反射面は、正面視で前記投影レンズを含む矩形領域に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、第１反射面及び第２反射面を、正面視で投影レンズを含む矩形領域に配置したことにより、新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の発明において、前記第３反射面は、前記第１反射面から車両前方に照射される反射光が干渉しないように、正面視で前記第１反射面の下方に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、第１反射面から車両前方に照射される反射光が、第３反射面に干渉してしまい、目的の方向に配光できなくなるのを防止することが可能となる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の発明において、前記プロジェクタ光学系は、前記投影レンズから照射される光が車両前端部に正対する仮想鉛直スクリーン上にスポット的な配光パターンを形成するように構成されており、前記第１反射面及び前記第２反射面はそれぞれ、車両前方に照射される反射光が前記仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、従来と比べ、第１反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターン（例えば、スポット的な配光パターンと左右方向に拡散した配光パターンとを含むロービーム用配光パターン）を形成することが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の発明において、前記プロジェクタ光学系は、前記投影レンズから照射される光が車両前端部に正対する仮想鉛直スクリーン上にスポット的な配光パターンを形成するように構成されており、前記第１反射面及び前記第２反射面はそれぞれ、車両前方に照射される反射光が前記投影レンズの光軸と略同一方向に進行するように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、従来と比べ、第１反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす所定配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の発明において、前記第１反射面及び前記第２反射面の前方には、前記第１反射面及び前記第２反射面から車両前方に照射される反射光が透過するレンズ部が配置されており、前記レンズ部には、当該レンズ部を透過する反射光を左右方向に拡散させて、前記仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンを形成するためのレンズカットが形成されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項９に記載の発明によれば、レンズ部の作用により、第１反射面や第２反射面から車両前方に照射される反射光が、エクステンション等の灯具構成要素に干渉してしまい、目的の方向に配光できなくなるのを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、第１に、従来と比べ、パラボラ光学系を構成する反射面のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たす配光パターンを形成することが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。第２に、プロジェクタ光学系を構成する投影レンズ及びパラボラ系光学系を構成する反射面が一体的に発光しているとの印象を与えることが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態である車両用灯具１０の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態である車両用灯具１０の縦断面図である。
【図３】半導体発光素子３１の照射範囲を説明するための模式図である。
【図４】（ａ）本発明の一実施形態である車両用灯具１０の上面図（光路図）、（ｂ）正面図（光路図）、（ｃ）斜視図、（ｄ）縦断面図（光路図）である。
【図５】車両用灯具１０により車両前端部に正対し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Ｐの例である。
【図６】本発明の一実施形態である車両用灯具１０の正面図である。
【図７】第１反射面３２や第２反射面３３から車両前方へ照射される反射光が、灯具構成要素４０に干渉することを説明するための図である。
【図８】（ａ）本発明の変形例１である車両用灯具１０の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）斜視図、（ｄ）縦断面図である。
【図９】第１反射面３２や第２反射面３３から車両前方へ照射される反射光が、灯具構成要素４０に干渉しないことを説明するための図である。
【図１０】本発明の変形例２である車両用灯具１０の正面図である。
【図１１】車両用灯具１０（変形例４）により車両前端部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Ｐ３の例である。
【図１２】（ａ）従来の車両用灯具２００の縦断面図、（ｂ）正面図である。
【図１３】従来の車両用灯具２００により車両前端部に正対し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の例である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
本実施形態の車両用灯具１０は、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光学ユニットであり、車両前部の左右両側にそれぞれ配置されて車両用前照灯（ヘッドランプ）を構成している。
【００３２】
図１（ａ）〜図１（ｃ）、図２に示すように、車両用灯具１０は、投影レンズ２１から照射される光により車両前方を照明するように構成されたプロジェクタ光学系２０、投影レンズ２１を介することなく各反射面３２、３３から反射される光により車両前方を照明するように構成されたパラボラ光学系３０等を備えている。
【００３３】
［プロジェクタ光学系２０］
図２に示すように、プロジェクタ光学系２０は、既存のプロジェクタ光学系と同様、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ２１、照射方向が鉛直略上方となる姿勢で投影レンズ２１の後方側焦点Ｆよりも車両後方側に配置された半導体発光素子２２、半導体発光素子２２からの光を光軸ＡＸ寄りに集光するように反射する反射面２３、上端縁が投影レンズ２１の後方側焦点Ｆ近傍に位置した状態で投影レンズ２１と半導体発光素子２２との間に配置されたシェード２４等を備えている。
【００３４】
投影レンズ２１は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面、かつ、正面視で円形（又は略円形）の平凸非球面レンズである（図１（ｂ）参照）。投影レンズ２１は、レンズホルダー等に保持されて光軸ＡＸ上に配置されている。投影レンズ２１は、その後側焦点面上に形成される光源像を反転像として投影する。これにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に配光パターンＰ１（図５参照）が形成される。
【００３５】
半導体発光素子２２としては、例えば、少なくとも１つのＬＥＤチップ（例えば青色ＬＥＤチップ）と蛍光体（例えば黄色蛍光体）とを組み合わせたＬＥＤ光源、又は、少なくとも１つのレーザー光源（例えば青色レーザー光を照射するレーザーダイオード）と蛍光体（例えば黄色蛍光体）とを組み合わせたレーザー光源等を用いることが可能である。
【００３６】
反射面２３は、半導体発光素子２２から上方へ照射される光が入射するように、半導体発光素子２２の上方を覆うように配置されている（図１（ｃ）、図２参照）。反射面２３は、光軸ＡＸを含む断面形状が略楕円形状に設定されるとともに、その離心率が鉛直断面から水平断面にむけて徐々に大きくなるように設定されている。これにより、反射面２３で反射された半導体発光素子２２からの光は、鉛直断面内においては後方側焦点Ｆのやや前方に略収束し、水平断面においては鉛直断面に比べ更に前方の位置で略収束する。
【００３７】
シェード２４は、反射面２３からの反射光の一部を遮光するための遮光部材であり、上端縁が投影レンズ２１の後側焦点Ｆ近傍に位置した状態で投影レンズ２１と半導体発光素子２２との間に配置されている（図２参照）。シェード２４は、反射面２３からの反射光の一部を遮光することでその上端縁により規定されるカットオフラインＣＬを形成する（図５参照）。反射面２３からの反射光の一部は、アルミ蒸着等の鏡面処理が施されたシェード２４上面で反射され、投影レンズ２１で路面方向に屈折して前方に照射される。これにより、光利用効率が向上する。
【００３８】
上記構成のプロジェクタ光学系２０によれば、半導体発光素子２２から照射された光は、反射面２３により反射されて光軸ＡＸ寄りに集光した後、投影レンズ２１から照射されて車両前方を照明する。これにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、シェード２４により規定されるカットオフラインＣＬを含むスポット的な配光パターンＰ１（図５参照）が形成される。
【００３９】
［パラボラ光学系３０］
図２に示すように、パラボラ光学系３０は、照射方向が鉛直略下方となる姿勢でプロジェクタ光学系２０の下方に配置された半導体発光素子３１、少なくとも半導体発光素子３１から下方かつ車両後方側（図３中後方領域参照）に照射される光Ｒａｙ１が入射するように配置されるとともに、その反射光が車両前方を照明するように構成された第１反射面３２、正面視で投影レンズ２１の輪郭に沿った領域（図１（ｂ）中三日月型領域Ａ１を例示）のうち半導体発光素子３１より上方の領域に配置された反射領域３３ａ（図１（ｂ）参照）を含む第２反射面３３、少なくとも半導体発光素子３１から下方かつ車両前方側（図３中前方領域参照）に照射される光Ｒａｙ２が入射するように、第１反射面３２より車両前方側に配置されるとともに、その反射光が第２反射面３３に入射するように構成された第３反射面３４等を備えている。
【００４０】
図１（ｂ）に示すように、第１反射面３２及び第２反射面３３は、正面視で投影レンズ２１の輪郭Ｃ２が内接（又は略内接）した、投影レンズ２１の輪郭Ｃ２よりも大径の円Ｃ１（又は略円）と投影レンズ２１の輪郭Ｃ２とで囲まれた三日月型領域Ａ１に配置されている。
【００４１】
より詳細には、大径の円Ｃ１（又は略円）と投影レンズ２１の輪郭Ｃ２とが鉛直方向最上部（又はその近傍）において内接（又は略内接）することにより、正面視で投影レンズ２１の左右両側から下方にかけての領域（すなわち、投影レンズ２１の輪郭に沿った領域）に、三日月型領域Ａ１が形成されている。
【００４２】
そして、第１反射面３２は、三日月型領域Ａ１のうち正面視で投影レンズ２１の下方に配置されており、第２反射面３３は、三日月型領域Ａ１のうち正面視で第１反射面３２の両側に配置されている（図１（ｂ）参照）。なお、第２反射面３３は、三日月型領域Ａ１のうち正面視で第１反射面３２の片側にのみ配置されていてもよい。
【００４３】
大径の円Ｃ１（又は略円）の中心と投影レンズ２１の輪郭Ｃ２の中心との間の軸間距離Ｈは５ｍｍ以上（例えば９ｍｍ）に設定されている（図１（ｂ）参照）。
【００４４】
第１反射面３２は、少なくとも半導体発光素子３１から下方かつ車両後方側（図３中後方領域参照）に照射される光Ｒａｙ１が入射するように、半導体発光素子３１の下方を覆うように配置されている（図２参照）。第１反射面３２としては、例えば、焦点Ｆ３２が半導体発光素子３１近傍に設定され（図２参照）、光軸ＡＸと略同一方向に延びる回転軸を持つ回転放物系の反射面を用いることが可能である。本実施形態では、第１反射面３２は、車両前方に照射される反射光が仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンＰ２を形成するように調整されている。
【００４５】
第２反射面３３は、三日月型領域Ａ１のうち半導体発光素子３１より上方の領域に配置された反射領域３３ａを含んでいる（図１（ｂ）参照）。第２反射面３３としては、例えば、焦点Ｆ３３が第３反射面３４の第２焦点近傍に設定され（図２参照）、光軸ＡＸと略同一方向に延びる回転軸を持つ回転放物系の反射面を用いることが可能である。本実施形態では、第２反射面３３は、車両前方に照射される反射光が仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンＰ２を形成するように調整されている。
【００４６】
第３反射面３４は、第１反射面３２から車両前方に照射される反射光が干渉しないように、正面視で第１反射面３２の下方に配置されている（図１（ｂ）参照）。これにより、第１反射面３２から車両前方に照射される反射光Ｒａｙ１が、第３反射面３４に干渉してしまい、目的の方向に配光できなくなるのを防止することが可能となる。第３反射面３４としては、例えば、第１焦点Ｆ１３４が半導体発光素子３１近傍に設定され、第２焦点Ｆ２３４が第２反射面３３と第３反射面３４との間に設定された（図２参照）回転楕円系の反射面を用いることが可能である。
【００４７】
上記構成のパラボラ光学系３０によれば、図４（ｄ）に示すように、半導体発光素子３１から下方かつ車両後方側（図３中後方領域参照）に照射される光Ｒａｙ１は、第１反射面３２により反射されて車両前方を照明する。一方、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、半導体発光素子３１から下方かつ車両前方側（図３中前方領域参照）に照射される光Ｒａｙ２は、第３反射面３４により反射されて第２焦点Ｆ２３４に集光した後、第２反射面３３に入射し、当該第２反射面３３により反射されて車両前方を照明する。これにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、左右方向に拡散された配光パターンＰ２（図５参照）が形成される。この拡散配光パターンＰ２がスポット的な配光パターンＰ１に重畳されることで、ロービーム用配光パターンＰが形成される（図５参照）。
【００４８】
上記構成の車両用灯具１０によれば、正面視で投影レンズ２１の輪郭に沿った三日月型領域Ａ１のうち半導体発光素子３１より上方の領域に配置された反射領域３３ａ（図１（ｂ）参照）及び第３反射面３４の作用により（すなわち二回反射により）、従来反射面として用いられていなかった図１２（ｂ）中符号Ａで示す領域（本実施形態では、正面視で投影レンズ２１の輪郭に沿った領域のうち半導体発光素子３１より上方の反射領域３３ａ。図１（ｂ）参照）を、車両前方を照明するための反射面として用いることが可能となるため、従来と比べ、第１反射面３２のサイズを小さくすることで小型化しても、法規が求める光度を満たすロービーム用配光パターンＰを形成することが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００４９】
また、上記構成の車両用灯具１０によれば、正面視で投影レンズ２１の輪郭に沿った三日月型領域Ａ１のうち半導体発光素子３１より上方の領域に配置された反射領域３３ａ（図１（ｂ）参照）及び第３反射面３４の作用により、従来発光させることができなかった図１２（ｂ）中符号Ａで示す領域（すなわち、本実施形態では、正面視で投影レンズ２１と第１反射面３２との間の反射領域３３ａ。図６参照）を発光させることが可能となるため、プロジェクタ光学系２０を構成する投影レンズ２１とパラボラ光学系３０を構成する第１反射面３２とが連結されて境界無く一体的に発光している（図６中斜線領域参照）との印象を与えることが可能な車両用灯具を構成することが可能となる。
【００５０】
また、上記構成の車両用灯具１０によれば、第１反射面３２及び第２反射面３３を、正面視で投影レンズ２１の左右両側から下方にかけての領域（三日月型領域Ａ１）に配置したことにより、従来と比べ、同等以上の明るさを確保しつつ、車両用灯具１０全体の発光領域の径を最小化することが可能となる（図６参照）。
【００５１】
また、上記構成の車両用灯具１０によれば、第１反射面３２及び第２反射面３３を、正面視で投影レンズ２１の左右両側から下方にかけての領域（三日月型領域Ａ１）に配置したことにより、新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる（図６参照）。
【００５２】
次に、変形例について説明する。
【００５３】
［変形例１］
上記実施形態のように、車両前方に照射される反射光が仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンＰ２を形成するように第１反射面３２、第２反射面３３が調整されていると、図７に示すように、その周囲に配置された灯具構成要素４０（例えば、装飾部材としてのエクステンションの一部）との関係で、第１反射面３２や第２反射面３３から車両前方へ照射される反射光が、灯具構成要素４０に干渉してしまい、目的の方向に配光できなくなるという問題が起こり得る。なお、図７、図９中、符号４１は、アウターレンズを示している。
【００５４】
これを防止するために、本変形例では、第１反射面３２及び第２反射面３３から車両前方に照射される反射光Ｒａｙ１、Ｒａｙ２を光軸ＡＸと略同一方向に進行させるために、第１反射面３２、第２反射面３３に対しては上記調整がされていない。そして、図８（ａ）〜図８（ｄ）、図９に示すように、第１反射面３２及び第２反射面３３の前方には、第１反射面３２及び第２反射面３３から車両前方に照射される反射光Ｒａｙ１、Ｒａｙ２が透過するレンズ部Ｌ（例えば、フレネルレンズ）が配置されている。レンズ部Ｌには、当該レンズ部Ｌを透過する反射光Ｒａｙ１、Ｒａｙ２を左右方向に拡散させて、仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンを形成するためのレンズカットＬＣが形成されている。なお、レンズ部Ｌは、投影レンズ２１と一体的に形成されていてもよいし（図８（ｂ）参照）、別個独立に形成されていてもよい。
【００５５】
本変形例によれば、半導体発光素子３１から下方かつ車両後方側（図３中後方領域参照）に照射される光Ｒａｙ１は、第１反射面３２により反射され、光軸ＡＸと略同一方向に進行してレンズ部Ｌを透過するとともにレンズカットＬＣにより左右方向に拡散されて車両前方を照明する（図９参照）。一方、半導体発光素子３１から下方かつ車両前方側（図３中前方領域参照）に照射される光Ｒａｙ２は、第３反射面３４により反射されて第２焦点Ｆ２３４に集光した後、第２反射面３３に入射し、当該第２反射面３３により反射され、光軸ＡＸと略同一方向に進行してレンズ部Ｌを透過するとともにレンズカットＬＣにより左右方向に拡散されて車両前方を照明する（図９参照）。これにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、左右方向に拡散された配光パターンＰ２（図５参照）が形成される。この拡散配光パターンＰ２がスポット的な配光パターンＰ１に重畳されることで、ロービーム用配光パターンＰが形成される（図５参照）。
【００５６】
以上説明したように、本変形例によれば、レンズ部Ｌの作用により、第１反射面３２や第２反射面３３から車両前方に照射される反射光が、灯具構成要素４０に干渉してしまい、目的の方向に配光できなくなるのを防止することが可能となる。
【００５７】
［変形例２］
上記実施形態では、第１反射面３２及び第２反射面３３は、三日月型領域Ａ１に配置されているように説明した（図１（ｂ）参照）が、本発明はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、第１反射面３２及び第２反射面３３は、正面視で投影レンズ２１を含む矩形領域Ａ２、あるいはその他形状（台形、三角以上の多角形等）の領域に配置されていてもよい。
【００５８】
本変形例によれば、第１反射面３２及び第２反射面３３を、正面視で投影レンズ２１を含む矩形領域Ａ２に配置したことにより、新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【００５９】
［変形例３］
上記実施形態では、投影レンズ２１が正面視で円形（又は略円形）であるように説明した（図１（ｂ）参照）が、本発明はこれに限定されない。例えば、投影レンズ２１は正面視で矩形その他の形状であってもよい。
【００６０】
本変形例によれば、新規見栄えの車両用灯具を構成することが可能となる。
【００６１】
［変形例４］
上記実施形態では、プロジェクタ光学系２０は、シェード２４の上端縁の反転投影像として形成されるカットオフラインを含むスポット的な配光パターンＰ１（図５参照）を形成するロービーム用のプロジェクタ光学系２０であるように説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００６２】
例えば、プロジェクタ光学系２０は、鉛直線Ｖと水平線Ｈの交点を含む領域に形成されたホットゾーンＨｚを含むハイビーム用配光パターンＰ３（図１１参照）を形成するハイビーム用の車両用灯具ユニットとして構成されていてもよい。例えば、図２に示したプロジェクタ光学系２０からシェード２４を取り除き、反射面２３をハイビーム用配光パターンＰ３を形成する反射面として構成することで、ハイビーム用のプロジェクタ光学系を構成することが可能である。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
１０…車両用灯具、２０…プロジェクタ光学系、２１…投影レンズ、２２…半導体発光素子、２３…反射面、２４…シェード、３０…パラボラ光学系、３１…半導体発光素子、３２…第１反射面、３３…第２反射面、３３ａ…反射領域、３４…第３反射面、４０…灯具構成要素、Ａ１…三日月型領域、Ａ２…矩形領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影レンズから照射される光により車両前方を照明するように構成されたプロジェクタ光学系と、
照射方向が鉛直略下方となる姿勢で前記プロジェクタ光学系の下方に配置された半導体発光素子と、
少なくとも前記半導体発光素子から車両後方側に照射される光が入射するように配置されるとともに、その反射光が車両前方を照明するように構成された第１反射面と、
正面視で前記投影レンズの輪郭に沿った領域のうち前記半導体発光素子より上方の領域に配置された反射領域を含む第２反射面と、
少なくとも前記半導体発光素子から車両前方側に照射される光が入射するように、前記第１反射面より車両前方側に配置されるとともに、その反射光が前記第２反射面に入射するように構成された第３反射面と、
を備えており、
前記第２反射面は、その反射光が車両前方を照明するように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記投影レンズは、正面視で円形又は略円形であり、
前記第１反射面及び前記第２反射面は、正面視で前記投影レンズの輪郭が内接又は略内接した、前記投影レンズの輪郭よりも大径の円又は略円と前記投影レンズの輪郭とで囲まれた三日月型領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記大径の円又は略円と前記投影レンズの輪郭とが鉛直方向最上部又はその近傍において内接又は略内接することにより、正面視で前記投影レンズの左右両側から下方にかけての領域に、前記三日月型領域が形成されており、
前記第１反射面は、前記三日月型領域のうち正面視で前記投影レンズの下方に配置されており、
前記第２反射面は、前記三日月型領域のうち正面視で前記第１反射面の片側又は両側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記大径の円又は略円の中心と前記投影レンズの輪郭の中心との間の軸間距離は５ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記投影レンズは、正面視で円形又は略円形であり、
前記第１反射面及び前記第２反射面は、正面視で前記投影レンズを含む矩形領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記第３反射面は、前記第１反射面から車両前方に照射される反射光が干渉しないように、正面視で前記第１反射面の下方に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記プロジェクタ光学系は、前記投影レンズから照射される光が車両前端部に正対する仮想鉛直スクリーン上にスポット的な配光パターンを形成するように構成されており、
前記第１反射面及び前記第２反射面はそれぞれ、車両前方に照射される反射光が前記仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項８】
前記プロジェクタ光学系は、前記投影レンズから照射される光が車両前端部に正対する仮想鉛直スクリーン上にスポット的な配光パターンを形成するように構成されており、
前記第１反射面及び前記第２反射面はそれぞれ、車両前方に照射される反射光が前記投影レンズの光軸と略同一方向に進行するように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項９】
前記第１反射面及び前記第２反射面の前方には、前記第１反射面及び前記第２反射面から車両前方に照射される反射光が透過するレンズ部が配置されており、
前記レンズ部には、当該レンズ部を透過する反射光を左右方向に拡散させて、前記仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンを形成するためのレンズカットが形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項１】
投影レンズから照射される光により車両前方を照明するように構成されたプロジェクタ光学系と、
照射方向が鉛直略下方となる姿勢で前記プロジェクタ光学系の下方に配置された半導体発光素子と、
少なくとも前記半導体発光素子から車両後方側に照射される光が入射するように配置されるとともに、その反射光が車両前方を照明するように構成された第１反射面と、
正面視で前記投影レンズの輪郭に沿った領域のうち前記半導体発光素子より上方の領域に配置された反射領域を含む第２反射面と、
少なくとも前記半導体発光素子から車両前方側に照射される光が入射するように、前記第１反射面より車両前方側に配置されるとともに、その反射光が前記第２反射面に入射するように構成された第３反射面と、
を備えており、
前記第２反射面は、その反射光が車両前方を照明するように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記投影レンズは、正面視で円形又は略円形であり、
前記第１反射面及び前記第２反射面は、正面視で前記投影レンズの輪郭が内接又は略内接した、前記投影レンズの輪郭よりも大径の円又は略円と前記投影レンズの輪郭とで囲まれた三日月型領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記大径の円又は略円と前記投影レンズの輪郭とが鉛直方向最上部又はその近傍において内接又は略内接することにより、正面視で前記投影レンズの左右両側から下方にかけての領域に、前記三日月型領域が形成されており、
前記第１反射面は、前記三日月型領域のうち正面視で前記投影レンズの下方に配置されており、
前記第２反射面は、前記三日月型領域のうち正面視で前記第１反射面の片側又は両側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記大径の円又は略円の中心と前記投影レンズの輪郭の中心との間の軸間距離は５ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記投影レンズは、正面視で円形又は略円形であり、
前記第１反射面及び前記第２反射面は、正面視で前記投影レンズを含む矩形領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記第３反射面は、前記第１反射面から車両前方に照射される反射光が干渉しないように、正面視で前記第１反射面の下方に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記プロジェクタ光学系は、前記投影レンズから照射される光が車両前端部に正対する仮想鉛直スクリーン上にスポット的な配光パターンを形成するように構成されており、
前記第１反射面及び前記第２反射面はそれぞれ、車両前方に照射される反射光が前記仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項８】
前記プロジェクタ光学系は、前記投影レンズから照射される光が車両前端部に正対する仮想鉛直スクリーン上にスポット的な配光パターンを形成するように構成されており、
前記第１反射面及び前記第２反射面はそれぞれ、車両前方に照射される反射光が前記投影レンズの光軸と略同一方向に進行するように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項９】
前記第１反射面及び前記第２反射面の前方には、前記第１反射面及び前記第２反射面から車両前方に照射される反射光が透過するレンズ部が配置されており、
前記レンズ部には、当該レンズ部を透過する反射光を左右方向に拡散させて、前記仮想鉛直スクリーン上に左右方向に拡散した配光パターンを形成するためのレンズカットが形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の車両用灯具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１１９２７６（Ｐ２０１２−１１９２７６Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７０７５３（Ｐ２０１０−２７０７５３）
【出願日】平成２２年１２月３日（２０１０．１２．３）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月３日（２０１０．１２．３）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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