車両用灯具ユニット
【課題】機能の異なる複数のランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプとデイタイムランニングランプ）の両立が可能な車両用灯具ユニットを提供する。
【解決手段】車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズであって、上下に分割されたレンズ部と組み合わされて第１ランプを構成する第１ランプ構成要素と、前記投影レンズのうち凹部に対応する部分と組み合わされて第２ランプを構成する第２ランプ構成要素と、を備えており、前記投影レンズと第１半導体発光素子との間に配置された第１シェードと、前記上下に分割されたレンズ部を透過する光を遮らないように配置された第２シェード及び第２半導体発光素子と、を備えており、前記第２半導体発光素子は、その発光面を前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分に向けた状態で、当該凹部に対応する部分と前記第２シェードとの間に配置されている。
【解決手段】車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズであって、上下に分割されたレンズ部と組み合わされて第１ランプを構成する第１ランプ構成要素と、前記投影レンズのうち凹部に対応する部分と組み合わされて第２ランプを構成する第２ランプ構成要素と、を備えており、前記投影レンズと第１半導体発光素子との間に配置された第１シェードと、前記上下に分割されたレンズ部を透過する光を遮らないように配置された第２シェード及び第２半導体発光素子と、を備えており、前記第２半導体発光素子は、その発光面を前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分に向けた状態で、当該凹部に対応する部分と前記第２シェードとの間に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具ユニットに係り、特に、機能の異なる複数のランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプとデイタイムランニングランプ）の両立が可能な車両用灯具ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用灯具の分野においては、図９に示すように、ロービーム用ヘッドランプＡや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車両用灯具２００が知られている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Bosch Automotive Handbook(7th edition) P968
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１においては、機能の異なるランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプＡ、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９参照）、その構成上、限られたスペースに機能の異なる複数のランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプＡ、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。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、機能の異なる複数のランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプとデイタイムランニングランプ）の両立が可能な車両用灯具ユニット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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズであって、車両前方からの見かけ上、上下に分割されたレンズ部として視認されるように、車両前方側表面のうち前記光軸近傍に、略水平方向に延びる凹部が形成された投影レンズと、前記上下に分割されたレンズ部と組み合わされて第１ランプを構成する第１ランプ構成要素と、前記投影レンズのうち前記凹部に対応する部分と組み合わされて第２ランプを構成する第２ランプ構成要素と、を備えており、前記第１ランプ構成要素は、前記投影レンズの車両後方側焦点より後方側かつ前記光軸近傍に、略上向きに光を放射するように配置された第１半導体発光素子と、第１焦点が前記第１半導体発光素子近傍に設定され、第２焦点が前記投影レンズの車両後方側焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面であって、前記第１半導体発光素子からの光が入射するように、前記第１半導体発光素子の上方に配置された反射面と、前記第１半導体発光素子からの光の一部を遮光するように、前記投影レンズと前記第１半導体発光素子との間に配置された第１シェードと、を備えており、前記第２ランプ構成要素は、前記第１半導体発光素子からの光のうち前記上側のレンズ部を透過する光の光路と前記第１半導体発光素子からの光のうち前記下側のレンズ部を透過する光の光路との間のスペースに、前記上下に分割されたレンズ部を透過する光を遮らないように配置された第２シェード及び第２半導体発光素子と、を備えており、前記第２シェードは、前記第１半導体発光素子からの光が前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分に入射しないように、前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分を覆っており、前記第２半導体発光素子は、その発光面を前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分に向けた状態で、当該凹部に対応する部分と前記第２シェードとの間に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、上側のレンズ部と下側のレンズ部との間に凹部が配置されているため、第１半導体発光素子からの光のうち上側のレンズ部を透過する光の光路と第１半導体発光素子からの光のうち下側のレンズ部を透過する光の光路との間には、上下のレンズ部を透過する光が通過しないスペースが形成され、このスペースに、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子、第２シェード）を配置することが可能となる。なお、従来のプロジェクタ型の車両用灯具ユニット（例えば、特開２００６−２６９２７１号公報参照）においては、投影レンズに凹部が形成されておらず、上記デッドスペース（上側のレンズ部を透過する光の光路と下側のレンズ部を透過する光の光路との間のスペース）が形成されないため、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子、第２シェード）を配置することができない。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、プロジェクタ型の車両用灯具ユニットのデッドスペース（上側のレンズ部を透過する光の光路と下側のレンズ部を透過する光の光路との間のスペース）に、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子、第２シェード）を配置することが可能となるため、サイズを拡大することなく（又は、ほとんど拡大することなく）、一つのプロジェクタ型の車両用灯具ユニットで、機能の異なる複数のランプを両立させることが可能となる。
【０００９】
また、請求項１に記載の発明によれば、投影レンズに形成された凹部（及び、第２シェード）の作用により、車両前方からの見かけ上、投影レンズが上下のレンズ部に分割された多眼の車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。
【００１０】
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、前記投影レンズの前記凹部の鉛直方向寸法が１５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記投影レンズの前記凹部の鉛直方向寸法を１５ｍｍ以下とすることで、上側のレンズ部と下側のレンズ部とを一つの発光領域として視認させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、機能の異なる複数のランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプとデイタイムランニングランプ）の両立が可能な車両用灯具ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の車両用灯具ユニット１０をその光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した縦断面図である。
【図２】（ａ）車両用灯具ユニット１０の正面図、（ｂ）車両用灯具ユニット１０（変形例）の正面図、（ｃ）車両用灯具ユニット１０（変形例）の正面図である。
【図３】（ａ）第１半導体発光素子１２の斜視図、（ｂ）第２半導体発光素子１５の斜視図である。
【図４】第１半導体発光素子１２の指向特性の例である。
【図５】ロービーム用配光パターンＰ１の例である。
【図６】ＤＲＬ用配光パターンＰ２の例である。
【図７】各レンズ部１１Ａ、１１Ｂに対する明るさ感が一致（又は略一致）することを説明するための図である。
【図８】本実施形態の車両用灯具ユニット１０（変形例）をその光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した縦断面図である。
【図９】従来の車両用灯具２００の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態である車両用灯具ユニットについて図面を参照しながら説明する。
【００１５】
本実施形態の車両用灯具ユニット１０は、ＤＲＬ（デイタイムランニングランプ）又は車両用前照灯（兼ポジションランプ）として機能するコンビネーション型の車両用灯具ユニットであり、自動車等の車両の前面の左右両側にそれぞれ少なくとも１つ配置されている。車両用灯具ユニット１０には、その光軸調整が可能なように公知のエイミング機構（図示せず）が連結されている。
【００１６】
図１は、車両用灯具ユニット１０をその光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した縦断面図である。図２（ａ）は車両用灯具ユニット１０の正面図、図２（ｂ）は車両用灯具ユニット１０（変形例）の正面図、図２（ｃ）は車両用灯具ユニット１０（変形例）の正面図である。
【００１７】
図１に示すように、車両用灯具ユニット１０は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置されたレンズ１１、レンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１より後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置された第１半導体発光素子１２、第１半導体発光素子１２の上方に配置された反射面１３、反射面１３で反射された第１半導体発光素子１２からの光の一部を遮光するように、レンズ１１と第１半導体発光素子１２との間に配置された第１シェード１４、光軸ＡＸ上に配置された第２半導体発光素子１５、第１半導体発光素子１２からの光がレンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分に入射しないように、レンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分を覆う第２シェード１６、ヒートシンク１７、レンズホルダー１８、装飾部材としてのエクステンション１９等を備えている。
【００１８】
図１に示すように、レンズ１１は、ヒートシンク１７等に固定されたレンズホルダー１８に保持されて車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置されている。
【００１９】
レンズ１１は、例えば、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面の投影レンズである。レンズ１１は、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）を、金型に注入し、冷却、固化させることで成形された透明樹脂製レンズであってもよいし、ガラス製レンズであってもよい。レンズ１１は、正面視で円形、楕円形であってもよいし、正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の形状となるようにその外周がカットされた形状又はその他形状であってもよい。
【００２０】
レンズ１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍には、車両前方側表面から車両後方側表面に向かって延び、かつ、水平方向（図１中紙面に直交する方向）に延びる凹部１１ａが形成されている。凹部１１ａの内壁１１ｂとレンズ１１の車両前方側表面とがなす角は面取りされている。
【００２１】
凹部１１ａは、上下に分割されたレンズ部１１Ａ、１１Ｂを透過してロービーム用配光パターンを形成する第１半導体発光素子１２からの光を遮らない高さ寸法ｈ（例えば、１５［ｍｍ］以下）とされている。なお、凹部１１ａの光軸ＡＸ方向寸法ｄ（深さ）は特に限定されない。
【００２２】
この凹部１１ａにより、車両前方からの見かけ上、レンズ１１を、一つのレンズとしてではなく凹部１１ａを境界として上下に分割されたレンズ部１１Ａ、１１Ｂとして視認させることが可能となる（図２（ａ）参照）。
【００２３】
凹部１１ａは、レンズ１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍に配置されていてもよいし（図２（ａ）参照）、あるいは、レンズ１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍から上又は下に若干シフトした位置に配置されていてもよい（図２（ｂ）参照）。前者の場合、車両前方からの見かけ上、レンズ１１が同一形状・同一サイズのレンズ部１１Ａ、１１Ｂに分割されているように視認させることが可能となる。後者の場合、車両前方からの見かけ上、レンズ１１が異なる形状・異なるサイズのレンズ部１１Ａ、１１Ｂに分割されているように視認させることが可能となる。なお、凹部１１ａは、水平方向に対して若干傾いた方向に延びていてもよい（図２（ｃ）参照）。
【００２４】
まず、上下に分割されたレンズ部１１Ａ、１１Ｂと組み合わされてロービーム用配光パターンを形成する第１ランプ（本実施形態では、プロジェクタ型の車両用灯具ユニットであるヘッドランプ）を構成する第１ランプ構成要素について説明する。
【００２５】
第１ランプ構成要素は、第１半導体発光素子１２、反射面１３、第１シェード１４等からなる。
【００２６】
図３（ａ）は、第１半導体発光素子１２の斜視図である。
【００２７】
第１半導体発光素子１２は、例えば、複数のＬＥＤチップ１２ａ（例えば、１ｍｍ角の青色ＬＥＤチップ×４）である。各ＬＥＤチップ１２ａは蛍光体（例えば、黄色蛍光体であるＹＡＧ蛍光体）で覆われている。ＬＥＤチップ１２ａは４つに限られず、１〜３又は５つ以上であってもよい。各ＬＥＤチップ１２ａは、ＤＲＬ用配光パターンより明るさが求められるロービーム用配光パターンを形成するために、第２半導体発光素子１５の各ＬＥＤチップ１５ａより高輝度のものが用いられる。
【００２８】
各ＬＥＤチップ１２ａは、略上向き（図１中、斜め後方上向きを例示）に光を放射するようにヒートシンク１７の上面１７ａに固定された第１基板ＫＡ上に実装されて、レンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１より後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置されている。各ＬＥＤチップ１２ａは、その一辺を光軸ＡＸに直交する水平線に沿わせて所定間隔で一列（図１中紙面に直交する方向）にかつ光軸ＡＸに対して対称となるように配置されている（図３（ａ）参照）。
【００２９】
第１基板ＫＡは、車両前端側ＫＡａが車両後端側ＫＡｂより上方に位置するように水平面に対して傾斜して配置されている（図１参照）。これにより、各ＬＥＤチップ１２ａの軸ＡＸ１２ａが斜め後方上向きとなっている。なお、第１基板ＫＡは、車両前端側ＫＡａと車両後端側ＫＡｂとが同一水平面上に位置するように水平姿勢で配置されていてもよい。
【００３０】
第１半導体発光素子１２には、電源ケーブルＣを介して点灯回路（図示せず）が電気的に接続されている。第１半導体発光素子１２は、点灯回路から定電流が供給されることで点消灯制御される。第１半導体発光素子１２から発生する熱量はヒートシンク１７の作用により放熱される。
【００３１】
図４は、第１半導体発光素子１２（ＬＥＤチップ１２ａ）の指向特性の例である。第２半導体発光素子１５（ＬＥＤチップ１５ａ）の指向特性も同様である。
【００３２】
指向特性とは、第１半導体発光素子１２（ＬＥＤチップ１２ａ）上の軸ＡＸ１２ａ上光度を１００％とした場合の、第１半導体発光素子１２（ＬＥＤチップ１２ａ）に対して所定角度傾いた方向の光度の割合のことであり、第１半導体発光素子１２（ＬＥＤチップ１２ａ）が放射する光の広がりを表している。光度の割合が５０％となる角度が半値角である。図４では、±６０度が半値角である。
【００３３】
なお、第１半導体発光素子１２は、略点状に面発光する発光チップを有する素子状の光源であればよく、ＬＥＤチップ１２ａに限定されない。例えば、第１半導体発光素子１２は、ＬＥＤチップ以外の発光ダイオードやレーザダイオードであってもよい。
【００３４】
図１に示すように、反射面１３は、第１焦点Ｆ１１３が第１半導体発光素子１２近傍に設定され、第２焦点Ｆ２１３がレンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１近傍に設定された回転楕円系の反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）である。
【００３５】
反射面１３は、第１半導体発光素子１２から略上向きに放射される光のうち第１半導体発光素子１２の軸ＡＸ１２ａに対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光（例えば、半値角付近から内の光。図４では±６０度内の光）が入射するように、第１半導体発光素子１２の側方（図１中、車両後方側の側方）からレンズ１１に向かって延びて、第１半導体発光素子１２の上方を覆っている。第１半導体発光素子１２から放射されて反射面１３に入射する光は、当該反射面１３で反射されてレンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１近傍で集光した後、レンズ１１（下側のレンズ部１１Ｂ）を透過して前方に照射される。
【００３６】
第１シェード１４は、レンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１から第１半導体発光素子１２側に延びるミラー面１４ａを含んでいる。第１シェード１４の前端縁は、レンズ１１の車両後方側の焦点面に沿って凹に湾曲している。ミラー面１４ａに入射し上向きに反射される光はレンズ１１（上側のレンズ部１１Ａ）で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面１４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。
【００３７】
上側のレンズ部１１Ａと下側のレンズ部１１Ｂとの間に凹部１１ａが配置されているため、第１半導体発光素子１２からの光のうち上側のレンズ部１１Ａを透過する光の光路と第１半導体発光素子１２からの光のうち下側のレンズ部１１Ｂを透過する光の光路との間には、上下のレンズ部１１Ａ、１１Ｂを透過する光が通過しないスペースＳが形成され（図１参照）、このスペースＳに、他のランプ機能（本実施形態では、デイタイムランニングランプ又はポジションランプ）を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子１５、第２シェード１６）を配置することが可能となる。
【００３８】
なお、従来のプロジェクタ型の車両用灯具ユニット（例えば、特開２００６−２６９２７１号公報参照）においては、投影レンズに凹部が形成されておらず、上記デッドスペース（上側のレンズ部を透過する光の光路と下側のレンズ部を透過する光の光路との間のスペースＳ）が形成されないため、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子１５、第２シェード１６）を配置することができない。
【００３９】
次に、レンズ１１のうち凹部１１ａに対応する部分と組み合わされてＤＲＬ用配光パターン又はポジションランプ用配光パターンを形成する第２ランプ（本実施形態では、デイタイムランニングランプ兼ポジションランプ）を構成する第２ランプ構成要素について説明する。
【００４０】
第２ランプ構成要素は、第２半導体発光素子１５、第２シェード１６等からなる。第２半導体発光素子１５、第２シェード１６は、スペースＳに、上下に分割されたレンズ部１１Ａ、１１Ｂを透過する光を遮らないように配置されている。
【００４１】
図３（ｂ）は、第２半導体発光素子１５の斜視図である。
【００４２】
第２半導体発光素子１５は、例えば、複数のＬＥＤチップ１５ａ（例えば、１ｍｍ角の青色ＬＥＤチップ×４）である。各ＬＥＤチップ１５ａは蛍光体（例えば、黄色蛍光体であるＹＡＧ蛍光体）で覆われている。ＬＥＤチップ１５ａは４つに限られず、１〜３又は５つ以上であってもよい。
【００４３】
各ＬＥＤチップ１５ａは、その軸ＡＸ１５ａに対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光がレンズ１１のうち凹部１１ａに対応する部分（レンズ１１の中央部）を透過して前方に照射されるように、その発光面をレンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分に向けた状態で、第２シェード１６に固定された第２基板ＫＢ上に実装されて、当該凹部１１ａに対応する部分と第２シェード１６との間に配置されている。各ＬＥＤチップ１５ａの軸ＡＸ１５ａは光軸ＡＸと略同一の方向に延びている。各ＬＥＤチップ１５ａは、その一辺を光軸ＡＸに直交する水平線に沿わせて所定間隔で一列（図１中紙面に直交する方向）にかつ光軸ＡＸに対して対称となるように配置されている（図３（ｂ）参照）。
【００４４】
レンズ１１のうち、第２半導体発光素子１５から放射された光が透過するレンズ部分（主に、中央部、例えば、凹部１１ａの底面の形状）は、これを透過する光が上下左右方向に拡散されて、仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンの上下左右幅がＤＲＬ用配光パターンに適した上下左右幅となるように設計された形状（例えば、凸レンズ面又は凹レンズ面）とされている。なお、レンズ１１のうち、第２半導体発光素子１５から放射された光が透過するレンズ部分（主に、中央部）の車両後方側の焦点は、例えば、第２半導体発光素子１５近傍に設定されている。
【００４５】
第２半導体発光素子１５には、電源ケーブルを介して点灯回路（図示せず）が電気的に接続されている。第２半導体発光素子１５は、点灯回路から定電流が供給されることで点消灯制御される。
【００４６】
第２半導体発光素子１５から放射される光のうち第２半導体発光素子１５の軸ＡＸ１５ａに対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光（例えば、図４では±２５度内の光）は、主にレンズ１１のうち凹部１１ａに対応する部分（レンズ１１の中央部）を透過して、前方に照射される。
【００４７】
第２シェード１６は、第１半導体発光素子１２からの光がレンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分に入射しないように、レンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分を覆っている（図１参照）。第２シェード１６は、例えば、樹脂を、金型に注入し、冷却、固定させることで、一体成形されている。
【００４８】
第２シェード１６は、高さ寸法が凹部１１ａの高さ寸法ｈと略同一で、幅寸法が凹部１１ａの幅寸法ｗと略同一の水平方向に延びるプレート状の遮光部材１６ａ（図２（ａ）参照）、遮光部材１６ａの上端縁から前方斜め上方に延びる上遮光部材１６ｂ（図１参照）、遮光部材１６ａの下端縁から前方斜め下方に延びる下遮光部材１６ｃ（図１参照）を含んでおり、これら各遮光部材１６ａ〜１６ｃがレンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分を覆っている。上遮光部材１６ｂ及び下遮光部材１６ａが斜め上方及び斜め下方に延びている理由（すなわち、上遮光部材１６ｂ及び下遮光部材１６ａが水平面に対して傾斜して配置されている理由）は、上下のレンズ部１１Ａ、１１Ｂを透過する光を遮らないようにするためである。シェード１６は、レンズ１１の凹部１１ａを通して車両前方から視認される（図２（ａ）参照）。
【００４９】
本実施形態では、レンズ１１に凹部１１ａが形成されていることに加え、当該凹部１１ａを通して第２シェード１６が視認される構成であるため、車両前方からの見かけ上、レンズ１１を、一つのレンズとしてではなく第２シェード１６を境界として上下に分割されたレンズ部１１Ａ、１１Ｂとして視認させることが可能となる（図２（ａ）参照）。なお、第２シェード１６の表面にアルミ蒸着等の鏡面処理を施すことで、この効果をさらに高めることが可能となる。
【００５０】
次に、上記構成の車両用灯具ユニット１０の動作例について説明する。
【００５１】
点灯回路（図示せず）に接続されたスイッチ（図示せず）によりロービームが選択された場合、点灯回路（図示せず）は、第２半導体発光素子１５に定電流Ｉ１（ロービーム時の定電流Ｉ１＜ＤＲＬ時の定電流Ｉ２）を供給し、第１半導体発光素子１２に定電流Ｉ３を供給する。これにより、第１半導体発光素子１２及び第２半導体発光素子１５が点灯する（第２半導体発光素子１５はＤＲＬが選択された場合より減光された状態で点灯する）。
【００５２】
この場合、第２半導体発光素子１５からの光は、後述のＤＲＬ選択時と同様の光路を辿る。これにより、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、水平線Ｈ−Ｈより上及び下で水平方向に拡がるポジションランプ用配光パターンに適した配光パターンが形成される。
【００５３】
一方、第１半導体発光素子１２からの光は、次の光路を辿る。
【００５４】
すなわち、第１半導体発光素子１２から放射されて反射面１３に入射する光は、当該反射面１３で反射されてレンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１近傍で集光した後、レンズ１１（下側のレンズ部１１Ｂ）を透過して前方に照射される。また、反射面１３で反射されてミラー面１４ａに入射し上向きに反射される光はレンズ１１（上側のレンズ部１１Ａ）で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面１４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。
【００５５】
以上により、図５に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に、第１シェード１４によって規定されるカットオフラインＣＬを上端縁に含むロービーム用配光パターンに適した配光パターンＰ１が形成される。
【００５６】
次に、点灯回路（図示せず）に接続されたスイッチ（図示せず）によりＤＲＬが選択された場合、点灯回路は、第２半導体発光素子１５に定電流Ｉ２（ロービーム時の定電流Ｉ１＜ＤＲＬ時の定電流Ｉ２）を供給する。これにより、第２半導体発光素子１５が点灯する（第１半導体発光素子１２は点灯しない）。
【００５７】
この場合、第２半導体発光素子１５からの光は、次の光路を辿る。
【００５８】
すなわち、第２半導体発光素子１５から放射される光のうち第２半導体発光素子１５の軸ＡＸ１５ａに対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光（例えば、図４では±２５度内の光）は、レンズ１１のうち凹部１１ａに対応する部分（レンズ１１の中央部）を透過して、前方に照射される。レンズ１１のうち凹部１１ａに対応する部分（レンズ１１の中央部）を透過する第２半導体発光素子１５からの光は、当該凹部１１ａに対応する部分（レンズ１１の中央部）の作用によって、上下左右幅がＤＲＬ用配光パターンに適した上下左右幅となるように拡散される。
【００５９】
これにより、図６に示すように、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、水平線Ｈ−Ｈより上及び下（例えば、水平線Ｈ−Ｈより上１０度から下１０度にかけての範囲）で水平方向に拡がるＤＲＬ用配光パターンに適した第２配光パターンＰ２が形成される。
【００６０】
なお、レンズ１１のうち、第２半導体発光素子１５から放射された光が透過するレンズ部分（主に、中央部、例えば、凹部１１ａの底面の形状）を適切に設計することで、欧州で求められる水平線Ｈ−Ｈより上１０度から下５度にかけての範囲に拡散するＤＲＬ用配光パターン、北米で求められる水平線Ｈ−Ｈより上５度から下５度にかけての範囲に拡散するＤＲＬ用配光パターンを形成することが可能となる。
【００６１】
なお、車両用灯具ユニット１０は、各配光パターンＰ１、Ｐ２が仮想鉛直スクリーン上の適正範囲を照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、上側のレンズ部１１Ａと下側のレンズ部１１Ｂとの間に凹部１１ａが配置されているため、第１半導体発光素子１２からの光のうち上側のレンズ部１１Ａを透過する光の光路と第１半導体発光素子１２からの光のうち下側のレンズ部１１Ｂを透過する光の光路との間には、上下のレンズ部１１Ａ、１１Ｂを透過する光が通過しないスペースＳが形成され（図１参照）、このスペースＳに、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子１５、第２シェード１６）を配置することが可能となる。
【００６３】
すなわち、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、プロジェクタ型の車両用灯具ユニットのデッドスペース（上側のレンズ部１１Ａを透過する光の光路と下側のレンズ部１１Ｂを透過する光の光路との間のスペースＳ）に、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子１５、第２シェード１６）を配置することが可能となるため、サイズを拡大することなく（又は、ほとんど拡大することなく）、一つのプロジェクタ型の車両用灯具ユニットで、機能の異なる複数のランプ（本実施形態では、ヘッドランプ、デイタイムランニングランプ、ポジションランプ）を両立させることが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、レンズ１１に形成された凹部１１ａ（及び、第２シェード１６）の作用により、車両前方からの見かけ上、レンズ１１が上下のレンズ部１１Ａ、１１Ｂに分割された多眼の車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、第１半導体発光素子１２から放射されて反射面１３に入射する光が、当該反射面１３で反射されてレンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１近傍で集光する構成であるため、レンズ１１（上下のレンズ部１１Ａ、１１Ｂ）全体が光っているように視認させることが可能となる。これにより、図７に示すように、車両前方のある視点Ｅ（水平線Ｈ−Ｈより上のある視点）から見た上側のレンズ部１１Ａ及び下側のレンズ部１１Ｂに対する明るさ感を一致（又は略一致）させることが可能となる。
【００６６】
次に、変形例について説明する。
【００６７】
上記実施形態では、ロービームが選択された場合、第１半導体発光素子１２及び第２半導体発光素子１５が点灯する（第２半導体発光素子１５はＤＲＬが選択された場合より減光された状態で点灯する）ように説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、ロービームが選択された場合、第１半導体発光素子１２のみを点灯し、第２半導体発光素子１５を点灯しないようにしてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、レンズ１１のうち、第２半導体発光素子１５から放射された光が透過するレンズ部分（主に、中央部、例えば、凹部１１ａの底面の形状）は、これを透過する光が上下左右方向に拡散されて、仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンの上下左右幅がＤＲＬ用配光パターンに適した上下左右幅となるように設計された形状（例えば、凸レンズ面又は凹レンズ面）とされているように説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、図８に示すように、レンズ１１のうち、第２半導体発光素子１５から放射された光が透過するレンズ部分の前方（すなわち、凹部１１ａ内）に、当該レンズ部分を透過する光が上下左右方向に拡散されて、仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンの上下左右幅がＤＲＬ用配光パターンに適した上下左右幅となるように設計されたレンズ部２０を配置してもよい。以上のように、第２半導体発光素子１５から放射された光を上下左右方向に拡散する部分は、レンズ１１と一体であってもよいし、レンズ１１と別部品であってもよい。
【００６９】
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】
【００７０】
１０…車両用灯具ユニット、１１…レンズ、１１Ａ、１１Ｂ…レンズ部、１１ａ…凹部、１１ｂ…内壁、１２…第１半導体発光素子、１２ａ…ＬＥＤチップ、１３…反射面、１４…第１シェード、１４ａ…ミラー面、１５…第２半導体発光素子、１５ａ…ＬＥＤチップ、１６…第２シェード、１６ａ…遮光部材、１６ｂ…上遮光部材、１６ｃ…下遮光部材、１７…ヒートシンク、１７ａ…上面、１８…レンズホルダー、１９…エクステンション
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具ユニットに係り、特に、機能の異なる複数のランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプとデイタイムランニングランプ）の両立が可能な車両用灯具ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用灯具の分野においては、図９に示すように、ロービーム用ヘッドランプＡや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車両用灯具２００が知られている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Bosch Automotive Handbook(7th edition) P968
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１においては、機能の異なるランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプＡ、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９参照）、その構成上、限られたスペースに機能の異なる複数のランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプＡ、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。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、機能の異なる複数のランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプとデイタイムランニングランプ）の両立が可能な車両用灯具ユニット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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズであって、車両前方からの見かけ上、上下に分割されたレンズ部として視認されるように、車両前方側表面のうち前記光軸近傍に、略水平方向に延びる凹部が形成された投影レンズと、前記上下に分割されたレンズ部と組み合わされて第１ランプを構成する第１ランプ構成要素と、前記投影レンズのうち前記凹部に対応する部分と組み合わされて第２ランプを構成する第２ランプ構成要素と、を備えており、前記第１ランプ構成要素は、前記投影レンズの車両後方側焦点より後方側かつ前記光軸近傍に、略上向きに光を放射するように配置された第１半導体発光素子と、第１焦点が前記第１半導体発光素子近傍に設定され、第２焦点が前記投影レンズの車両後方側焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面であって、前記第１半導体発光素子からの光が入射するように、前記第１半導体発光素子の上方に配置された反射面と、前記第１半導体発光素子からの光の一部を遮光するように、前記投影レンズと前記第１半導体発光素子との間に配置された第１シェードと、を備えており、前記第２ランプ構成要素は、前記第１半導体発光素子からの光のうち前記上側のレンズ部を透過する光の光路と前記第１半導体発光素子からの光のうち前記下側のレンズ部を透過する光の光路との間のスペースに、前記上下に分割されたレンズ部を透過する光を遮らないように配置された第２シェード及び第２半導体発光素子と、を備えており、前記第２シェードは、前記第１半導体発光素子からの光が前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分に入射しないように、前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分を覆っており、前記第２半導体発光素子は、その発光面を前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分に向けた状態で、当該凹部に対応する部分と前記第２シェードとの間に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、上側のレンズ部と下側のレンズ部との間に凹部が配置されているため、第１半導体発光素子からの光のうち上側のレンズ部を透過する光の光路と第１半導体発光素子からの光のうち下側のレンズ部を透過する光の光路との間には、上下のレンズ部を透過する光が通過しないスペースが形成され、このスペースに、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子、第２シェード）を配置することが可能となる。なお、従来のプロジェクタ型の車両用灯具ユニット（例えば、特開２００６−２６９２７１号公報参照）においては、投影レンズに凹部が形成されておらず、上記デッドスペース（上側のレンズ部を透過する光の光路と下側のレンズ部を透過する光の光路との間のスペース）が形成されないため、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子、第２シェード）を配置することができない。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、プロジェクタ型の車両用灯具ユニットのデッドスペース（上側のレンズ部を透過する光の光路と下側のレンズ部を透過する光の光路との間のスペース）に、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子、第２シェード）を配置することが可能となるため、サイズを拡大することなく（又は、ほとんど拡大することなく）、一つのプロジェクタ型の車両用灯具ユニットで、機能の異なる複数のランプを両立させることが可能となる。
【０００９】
また、請求項１に記載の発明によれば、投影レンズに形成された凹部（及び、第２シェード）の作用により、車両前方からの見かけ上、投影レンズが上下のレンズ部に分割された多眼の車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。
【００１０】
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、前記投影レンズの前記凹部の鉛直方向寸法が１５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記投影レンズの前記凹部の鉛直方向寸法を１５ｍｍ以下とすることで、上側のレンズ部と下側のレンズ部とを一つの発光領域として視認させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、機能の異なる複数のランプ（例えば、ロービーム用ヘッドランプとデイタイムランニングランプ）の両立が可能な車両用灯具ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の車両用灯具ユニット１０をその光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した縦断面図である。
【図２】（ａ）車両用灯具ユニット１０の正面図、（ｂ）車両用灯具ユニット１０（変形例）の正面図、（ｃ）車両用灯具ユニット１０（変形例）の正面図である。
【図３】（ａ）第１半導体発光素子１２の斜視図、（ｂ）第２半導体発光素子１５の斜視図である。
【図４】第１半導体発光素子１２の指向特性の例である。
【図５】ロービーム用配光パターンＰ１の例である。
【図６】ＤＲＬ用配光パターンＰ２の例である。
【図７】各レンズ部１１Ａ、１１Ｂに対する明るさ感が一致（又は略一致）することを説明するための図である。
【図８】本実施形態の車両用灯具ユニット１０（変形例）をその光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した縦断面図である。
【図９】従来の車両用灯具２００の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態である車両用灯具ユニットについて図面を参照しながら説明する。
【００１５】
本実施形態の車両用灯具ユニット１０は、ＤＲＬ（デイタイムランニングランプ）又は車両用前照灯（兼ポジションランプ）として機能するコンビネーション型の車両用灯具ユニットであり、自動車等の車両の前面の左右両側にそれぞれ少なくとも１つ配置されている。車両用灯具ユニット１０には、その光軸調整が可能なように公知のエイミング機構（図示せず）が連結されている。
【００１６】
図１は、車両用灯具ユニット１０をその光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した縦断面図である。図２（ａ）は車両用灯具ユニット１０の正面図、図２（ｂ）は車両用灯具ユニット１０（変形例）の正面図、図２（ｃ）は車両用灯具ユニット１０（変形例）の正面図である。
【００１７】
図１に示すように、車両用灯具ユニット１０は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置されたレンズ１１、レンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１より後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置された第１半導体発光素子１２、第１半導体発光素子１２の上方に配置された反射面１３、反射面１３で反射された第１半導体発光素子１２からの光の一部を遮光するように、レンズ１１と第１半導体発光素子１２との間に配置された第１シェード１４、光軸ＡＸ上に配置された第２半導体発光素子１５、第１半導体発光素子１２からの光がレンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分に入射しないように、レンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分を覆う第２シェード１６、ヒートシンク１７、レンズホルダー１８、装飾部材としてのエクステンション１９等を備えている。
【００１８】
図１に示すように、レンズ１１は、ヒートシンク１７等に固定されたレンズホルダー１８に保持されて車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置されている。
【００１９】
レンズ１１は、例えば、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面の投影レンズである。レンズ１１は、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）を、金型に注入し、冷却、固化させることで成形された透明樹脂製レンズであってもよいし、ガラス製レンズであってもよい。レンズ１１は、正面視で円形、楕円形であってもよいし、正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の形状となるようにその外周がカットされた形状又はその他形状であってもよい。
【００２０】
レンズ１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍には、車両前方側表面から車両後方側表面に向かって延び、かつ、水平方向（図１中紙面に直交する方向）に延びる凹部１１ａが形成されている。凹部１１ａの内壁１１ｂとレンズ１１の車両前方側表面とがなす角は面取りされている。
【００２１】
凹部１１ａは、上下に分割されたレンズ部１１Ａ、１１Ｂを透過してロービーム用配光パターンを形成する第１半導体発光素子１２からの光を遮らない高さ寸法ｈ（例えば、１５［ｍｍ］以下）とされている。なお、凹部１１ａの光軸ＡＸ方向寸法ｄ（深さ）は特に限定されない。
【００２２】
この凹部１１ａにより、車両前方からの見かけ上、レンズ１１を、一つのレンズとしてではなく凹部１１ａを境界として上下に分割されたレンズ部１１Ａ、１１Ｂとして視認させることが可能となる（図２（ａ）参照）。
【００２３】
凹部１１ａは、レンズ１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍に配置されていてもよいし（図２（ａ）参照）、あるいは、レンズ１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍から上又は下に若干シフトした位置に配置されていてもよい（図２（ｂ）参照）。前者の場合、車両前方からの見かけ上、レンズ１１が同一形状・同一サイズのレンズ部１１Ａ、１１Ｂに分割されているように視認させることが可能となる。後者の場合、車両前方からの見かけ上、レンズ１１が異なる形状・異なるサイズのレンズ部１１Ａ、１１Ｂに分割されているように視認させることが可能となる。なお、凹部１１ａは、水平方向に対して若干傾いた方向に延びていてもよい（図２（ｃ）参照）。
【００２４】
まず、上下に分割されたレンズ部１１Ａ、１１Ｂと組み合わされてロービーム用配光パターンを形成する第１ランプ（本実施形態では、プロジェクタ型の車両用灯具ユニットであるヘッドランプ）を構成する第１ランプ構成要素について説明する。
【００２５】
第１ランプ構成要素は、第１半導体発光素子１２、反射面１３、第１シェード１４等からなる。
【００２６】
図３（ａ）は、第１半導体発光素子１２の斜視図である。
【００２７】
第１半導体発光素子１２は、例えば、複数のＬＥＤチップ１２ａ（例えば、１ｍｍ角の青色ＬＥＤチップ×４）である。各ＬＥＤチップ１２ａは蛍光体（例えば、黄色蛍光体であるＹＡＧ蛍光体）で覆われている。ＬＥＤチップ１２ａは４つに限られず、１〜３又は５つ以上であってもよい。各ＬＥＤチップ１２ａは、ＤＲＬ用配光パターンより明るさが求められるロービーム用配光パターンを形成するために、第２半導体発光素子１５の各ＬＥＤチップ１５ａより高輝度のものが用いられる。
【００２８】
各ＬＥＤチップ１２ａは、略上向き（図１中、斜め後方上向きを例示）に光を放射するようにヒートシンク１７の上面１７ａに固定された第１基板ＫＡ上に実装されて、レンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１より後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置されている。各ＬＥＤチップ１２ａは、その一辺を光軸ＡＸに直交する水平線に沿わせて所定間隔で一列（図１中紙面に直交する方向）にかつ光軸ＡＸに対して対称となるように配置されている（図３（ａ）参照）。
【００２９】
第１基板ＫＡは、車両前端側ＫＡａが車両後端側ＫＡｂより上方に位置するように水平面に対して傾斜して配置されている（図１参照）。これにより、各ＬＥＤチップ１２ａの軸ＡＸ１２ａが斜め後方上向きとなっている。なお、第１基板ＫＡは、車両前端側ＫＡａと車両後端側ＫＡｂとが同一水平面上に位置するように水平姿勢で配置されていてもよい。
【００３０】
第１半導体発光素子１２には、電源ケーブルＣを介して点灯回路（図示せず）が電気的に接続されている。第１半導体発光素子１２は、点灯回路から定電流が供給されることで点消灯制御される。第１半導体発光素子１２から発生する熱量はヒートシンク１７の作用により放熱される。
【００３１】
図４は、第１半導体発光素子１２（ＬＥＤチップ１２ａ）の指向特性の例である。第２半導体発光素子１５（ＬＥＤチップ１５ａ）の指向特性も同様である。
【００３２】
指向特性とは、第１半導体発光素子１２（ＬＥＤチップ１２ａ）上の軸ＡＸ１２ａ上光度を１００％とした場合の、第１半導体発光素子１２（ＬＥＤチップ１２ａ）に対して所定角度傾いた方向の光度の割合のことであり、第１半導体発光素子１２（ＬＥＤチップ１２ａ）が放射する光の広がりを表している。光度の割合が５０％となる角度が半値角である。図４では、±６０度が半値角である。
【００３３】
なお、第１半導体発光素子１２は、略点状に面発光する発光チップを有する素子状の光源であればよく、ＬＥＤチップ１２ａに限定されない。例えば、第１半導体発光素子１２は、ＬＥＤチップ以外の発光ダイオードやレーザダイオードであってもよい。
【００３４】
図１に示すように、反射面１３は、第１焦点Ｆ１１３が第１半導体発光素子１２近傍に設定され、第２焦点Ｆ２１３がレンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１近傍に設定された回転楕円系の反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）である。
【００３５】
反射面１３は、第１半導体発光素子１２から略上向きに放射される光のうち第１半導体発光素子１２の軸ＡＸ１２ａに対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光（例えば、半値角付近から内の光。図４では±６０度内の光）が入射するように、第１半導体発光素子１２の側方（図１中、車両後方側の側方）からレンズ１１に向かって延びて、第１半導体発光素子１２の上方を覆っている。第１半導体発光素子１２から放射されて反射面１３に入射する光は、当該反射面１３で反射されてレンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１近傍で集光した後、レンズ１１（下側のレンズ部１１Ｂ）を透過して前方に照射される。
【００３６】
第１シェード１４は、レンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１から第１半導体発光素子１２側に延びるミラー面１４ａを含んでいる。第１シェード１４の前端縁は、レンズ１１の車両後方側の焦点面に沿って凹に湾曲している。ミラー面１４ａに入射し上向きに反射される光はレンズ１１（上側のレンズ部１１Ａ）で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面１４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。
【００３７】
上側のレンズ部１１Ａと下側のレンズ部１１Ｂとの間に凹部１１ａが配置されているため、第１半導体発光素子１２からの光のうち上側のレンズ部１１Ａを透過する光の光路と第１半導体発光素子１２からの光のうち下側のレンズ部１１Ｂを透過する光の光路との間には、上下のレンズ部１１Ａ、１１Ｂを透過する光が通過しないスペースＳが形成され（図１参照）、このスペースＳに、他のランプ機能（本実施形態では、デイタイムランニングランプ又はポジションランプ）を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子１５、第２シェード１６）を配置することが可能となる。
【００３８】
なお、従来のプロジェクタ型の車両用灯具ユニット（例えば、特開２００６−２６９２７１号公報参照）においては、投影レンズに凹部が形成されておらず、上記デッドスペース（上側のレンズ部を透過する光の光路と下側のレンズ部を透過する光の光路との間のスペースＳ）が形成されないため、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子１５、第２シェード１６）を配置することができない。
【００３９】
次に、レンズ１１のうち凹部１１ａに対応する部分と組み合わされてＤＲＬ用配光パターン又はポジションランプ用配光パターンを形成する第２ランプ（本実施形態では、デイタイムランニングランプ兼ポジションランプ）を構成する第２ランプ構成要素について説明する。
【００４０】
第２ランプ構成要素は、第２半導体発光素子１５、第２シェード１６等からなる。第２半導体発光素子１５、第２シェード１６は、スペースＳに、上下に分割されたレンズ部１１Ａ、１１Ｂを透過する光を遮らないように配置されている。
【００４１】
図３（ｂ）は、第２半導体発光素子１５の斜視図である。
【００４２】
第２半導体発光素子１５は、例えば、複数のＬＥＤチップ１５ａ（例えば、１ｍｍ角の青色ＬＥＤチップ×４）である。各ＬＥＤチップ１５ａは蛍光体（例えば、黄色蛍光体であるＹＡＧ蛍光体）で覆われている。ＬＥＤチップ１５ａは４つに限られず、１〜３又は５つ以上であってもよい。
【００４３】
各ＬＥＤチップ１５ａは、その軸ＡＸ１５ａに対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光がレンズ１１のうち凹部１１ａに対応する部分（レンズ１１の中央部）を透過して前方に照射されるように、その発光面をレンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分に向けた状態で、第２シェード１６に固定された第２基板ＫＢ上に実装されて、当該凹部１１ａに対応する部分と第２シェード１６との間に配置されている。各ＬＥＤチップ１５ａの軸ＡＸ１５ａは光軸ＡＸと略同一の方向に延びている。各ＬＥＤチップ１５ａは、その一辺を光軸ＡＸに直交する水平線に沿わせて所定間隔で一列（図１中紙面に直交する方向）にかつ光軸ＡＸに対して対称となるように配置されている（図３（ｂ）参照）。
【００４４】
レンズ１１のうち、第２半導体発光素子１５から放射された光が透過するレンズ部分（主に、中央部、例えば、凹部１１ａの底面の形状）は、これを透過する光が上下左右方向に拡散されて、仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンの上下左右幅がＤＲＬ用配光パターンに適した上下左右幅となるように設計された形状（例えば、凸レンズ面又は凹レンズ面）とされている。なお、レンズ１１のうち、第２半導体発光素子１５から放射された光が透過するレンズ部分（主に、中央部）の車両後方側の焦点は、例えば、第２半導体発光素子１５近傍に設定されている。
【００４５】
第２半導体発光素子１５には、電源ケーブルを介して点灯回路（図示せず）が電気的に接続されている。第２半導体発光素子１５は、点灯回路から定電流が供給されることで点消灯制御される。
【００４６】
第２半導体発光素子１５から放射される光のうち第２半導体発光素子１５の軸ＡＸ１５ａに対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光（例えば、図４では±２５度内の光）は、主にレンズ１１のうち凹部１１ａに対応する部分（レンズ１１の中央部）を透過して、前方に照射される。
【００４７】
第２シェード１６は、第１半導体発光素子１２からの光がレンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分に入射しないように、レンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分を覆っている（図１参照）。第２シェード１６は、例えば、樹脂を、金型に注入し、冷却、固定させることで、一体成形されている。
【００４８】
第２シェード１６は、高さ寸法が凹部１１ａの高さ寸法ｈと略同一で、幅寸法が凹部１１ａの幅寸法ｗと略同一の水平方向に延びるプレート状の遮光部材１６ａ（図２（ａ）参照）、遮光部材１６ａの上端縁から前方斜め上方に延びる上遮光部材１６ｂ（図１参照）、遮光部材１６ａの下端縁から前方斜め下方に延びる下遮光部材１６ｃ（図１参照）を含んでおり、これら各遮光部材１６ａ〜１６ｃがレンズ１１の車両後方側表面のうち凹部１１ａに対応する部分を覆っている。上遮光部材１６ｂ及び下遮光部材１６ａが斜め上方及び斜め下方に延びている理由（すなわち、上遮光部材１６ｂ及び下遮光部材１６ａが水平面に対して傾斜して配置されている理由）は、上下のレンズ部１１Ａ、１１Ｂを透過する光を遮らないようにするためである。シェード１６は、レンズ１１の凹部１１ａを通して車両前方から視認される（図２（ａ）参照）。
【００４９】
本実施形態では、レンズ１１に凹部１１ａが形成されていることに加え、当該凹部１１ａを通して第２シェード１６が視認される構成であるため、車両前方からの見かけ上、レンズ１１を、一つのレンズとしてではなく第２シェード１６を境界として上下に分割されたレンズ部１１Ａ、１１Ｂとして視認させることが可能となる（図２（ａ）参照）。なお、第２シェード１６の表面にアルミ蒸着等の鏡面処理を施すことで、この効果をさらに高めることが可能となる。
【００５０】
次に、上記構成の車両用灯具ユニット１０の動作例について説明する。
【００５１】
点灯回路（図示せず）に接続されたスイッチ（図示せず）によりロービームが選択された場合、点灯回路（図示せず）は、第２半導体発光素子１５に定電流Ｉ１（ロービーム時の定電流Ｉ１＜ＤＲＬ時の定電流Ｉ２）を供給し、第１半導体発光素子１２に定電流Ｉ３を供給する。これにより、第１半導体発光素子１２及び第２半導体発光素子１５が点灯する（第２半導体発光素子１５はＤＲＬが選択された場合より減光された状態で点灯する）。
【００５２】
この場合、第２半導体発光素子１５からの光は、後述のＤＲＬ選択時と同様の光路を辿る。これにより、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、水平線Ｈ−Ｈより上及び下で水平方向に拡がるポジションランプ用配光パターンに適した配光パターンが形成される。
【００５３】
一方、第１半導体発光素子１２からの光は、次の光路を辿る。
【００５４】
すなわち、第１半導体発光素子１２から放射されて反射面１３に入射する光は、当該反射面１３で反射されてレンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１近傍で集光した後、レンズ１１（下側のレンズ部１１Ｂ）を透過して前方に照射される。また、反射面１３で反射されてミラー面１４ａに入射し上向きに反射される光はレンズ１１（上側のレンズ部１１Ａ）で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面１４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。
【００５５】
以上により、図５に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に、第１シェード１４によって規定されるカットオフラインＣＬを上端縁に含むロービーム用配光パターンに適した配光パターンＰ１が形成される。
【００５６】
次に、点灯回路（図示せず）に接続されたスイッチ（図示せず）によりＤＲＬが選択された場合、点灯回路は、第２半導体発光素子１５に定電流Ｉ２（ロービーム時の定電流Ｉ１＜ＤＲＬ時の定電流Ｉ２）を供給する。これにより、第２半導体発光素子１５が点灯する（第１半導体発光素子１２は点灯しない）。
【００５７】
この場合、第２半導体発光素子１５からの光は、次の光路を辿る。
【００５８】
すなわち、第２半導体発光素子１５から放射される光のうち第２半導体発光素子１５の軸ＡＸ１５ａに対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光（例えば、図４では±２５度内の光）は、レンズ１１のうち凹部１１ａに対応する部分（レンズ１１の中央部）を透過して、前方に照射される。レンズ１１のうち凹部１１ａに対応する部分（レンズ１１の中央部）を透過する第２半導体発光素子１５からの光は、当該凹部１１ａに対応する部分（レンズ１１の中央部）の作用によって、上下左右幅がＤＲＬ用配光パターンに適した上下左右幅となるように拡散される。
【００５９】
これにより、図６に示すように、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、水平線Ｈ−Ｈより上及び下（例えば、水平線Ｈ−Ｈより上１０度から下１０度にかけての範囲）で水平方向に拡がるＤＲＬ用配光パターンに適した第２配光パターンＰ２が形成される。
【００６０】
なお、レンズ１１のうち、第２半導体発光素子１５から放射された光が透過するレンズ部分（主に、中央部、例えば、凹部１１ａの底面の形状）を適切に設計することで、欧州で求められる水平線Ｈ−Ｈより上１０度から下５度にかけての範囲に拡散するＤＲＬ用配光パターン、北米で求められる水平線Ｈ−Ｈより上５度から下５度にかけての範囲に拡散するＤＲＬ用配光パターンを形成することが可能となる。
【００６１】
なお、車両用灯具ユニット１０は、各配光パターンＰ１、Ｐ２が仮想鉛直スクリーン上の適正範囲を照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、上側のレンズ部１１Ａと下側のレンズ部１１Ｂとの間に凹部１１ａが配置されているため、第１半導体発光素子１２からの光のうち上側のレンズ部１１Ａを透過する光の光路と第１半導体発光素子１２からの光のうち下側のレンズ部１１Ｂを透過する光の光路との間には、上下のレンズ部１１Ａ、１１Ｂを透過する光が通過しないスペースＳが形成され（図１参照）、このスペースＳに、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子１５、第２シェード１６）を配置することが可能となる。
【００６３】
すなわち、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、プロジェクタ型の車両用灯具ユニットのデッドスペース（上側のレンズ部１１Ａを透過する光の光路と下側のレンズ部１１Ｂを透過する光の光路との間のスペースＳ）に、他のランプ機能を実現するための第２ランプ構成要素（例えば、第２半導体発光素子１５、第２シェード１６）を配置することが可能となるため、サイズを拡大することなく（又は、ほとんど拡大することなく）、一つのプロジェクタ型の車両用灯具ユニットで、機能の異なる複数のランプ（本実施形態では、ヘッドランプ、デイタイムランニングランプ、ポジションランプ）を両立させることが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、レンズ１１に形成された凹部１１ａ（及び、第２シェード１６）の作用により、車両前方からの見かけ上、レンズ１１が上下のレンズ部１１Ａ、１１Ｂに分割された多眼の車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、第１半導体発光素子１２から放射されて反射面１３に入射する光が、当該反射面１３で反射されてレンズ１１の車両後方側焦点Ｆ１１近傍で集光する構成であるため、レンズ１１（上下のレンズ部１１Ａ、１１Ｂ）全体が光っているように視認させることが可能となる。これにより、図７に示すように、車両前方のある視点Ｅ（水平線Ｈ−Ｈより上のある視点）から見た上側のレンズ部１１Ａ及び下側のレンズ部１１Ｂに対する明るさ感を一致（又は略一致）させることが可能となる。
【００６６】
次に、変形例について説明する。
【００６７】
上記実施形態では、ロービームが選択された場合、第１半導体発光素子１２及び第２半導体発光素子１５が点灯する（第２半導体発光素子１５はＤＲＬが選択された場合より減光された状態で点灯する）ように説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、ロービームが選択された場合、第１半導体発光素子１２のみを点灯し、第２半導体発光素子１５を点灯しないようにしてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、レンズ１１のうち、第２半導体発光素子１５から放射された光が透過するレンズ部分（主に、中央部、例えば、凹部１１ａの底面の形状）は、これを透過する光が上下左右方向に拡散されて、仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンの上下左右幅がＤＲＬ用配光パターンに適した上下左右幅となるように設計された形状（例えば、凸レンズ面又は凹レンズ面）とされているように説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、図８に示すように、レンズ１１のうち、第２半導体発光素子１５から放射された光が透過するレンズ部分の前方（すなわち、凹部１１ａ内）に、当該レンズ部分を透過する光が上下左右方向に拡散されて、仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンの上下左右幅がＤＲＬ用配光パターンに適した上下左右幅となるように設計されたレンズ部２０を配置してもよい。以上のように、第２半導体発光素子１５から放射された光を上下左右方向に拡散する部分は、レンズ１１と一体であってもよいし、レンズ１１と別部品であってもよい。
【００６９】
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】
【００７０】
１０…車両用灯具ユニット、１１…レンズ、１１Ａ、１１Ｂ…レンズ部、１１ａ…凹部、１１ｂ…内壁、１２…第１半導体発光素子、１２ａ…ＬＥＤチップ、１３…反射面、１４…第１シェード、１４ａ…ミラー面、１５…第２半導体発光素子、１５ａ…ＬＥＤチップ、１６…第２シェード、１６ａ…遮光部材、１６ｂ…上遮光部材、１６ｃ…下遮光部材、１７…ヒートシンク、１７ａ…上面、１８…レンズホルダー、１９…エクステンション
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズであって、車両前方からの見かけ上、上下に分割されたレンズ部として視認されるように、車両前方側表面のうち前記光軸近傍に、略水平方向に延びる凹部が形成された投影レンズと、
前記上下に分割されたレンズ部と組み合わされて第１ランプを構成する第１ランプ構成要素と、
前記投影レンズのうち前記凹部に対応する部分と組み合わされて第２ランプを構成する第２ランプ構成要素と、
を備えており、
前記第１ランプ構成要素は、
前記投影レンズの車両後方側焦点より後方側かつ前記光軸近傍に、略上向きに光を放射するように配置された第１半導体発光素子と、
第１焦点が前記第１半導体発光素子近傍に設定され、第２焦点が前記投影レンズの車両後方側焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面であって、前記第１半導体発光素子からの光が入射するように、前記第１半導体発光素子の上方に配置された反射面と、
前記第１半導体発光素子からの光の一部を遮光するように、前記投影レンズと前記第１半導体発光素子との間に配置された第１シェードと、
を備えており、
前記第２ランプ構成要素は、
前記第１半導体発光素子からの光のうち前記上側のレンズ部を透過する光の光路と前記第１半導体発光素子からの光のうち前記下側のレンズ部を透過する光の光路との間のスペースに、前記上下に分割されたレンズ部を透過する光を遮らないように配置された第２シェード及び第２半導体発光素子と、を備えており、
前記第２シェードは、前記第１半導体発光素子からの光が前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分に入射しないように、前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分を覆っており、
前記第２半導体発光素子は、その発光面を前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分に向けた状態で、当該凹部に対応する部分と前記第２シェードとの間に配置されていることを特徴とする車両用灯具ユニット。
【請求項２】
前記投影レンズの前記凹部の鉛直方向寸法が１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具ユニット。
【請求項１】
車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズであって、車両前方からの見かけ上、上下に分割されたレンズ部として視認されるように、車両前方側表面のうち前記光軸近傍に、略水平方向に延びる凹部が形成された投影レンズと、
前記上下に分割されたレンズ部と組み合わされて第１ランプを構成する第１ランプ構成要素と、
前記投影レンズのうち前記凹部に対応する部分と組み合わされて第２ランプを構成する第２ランプ構成要素と、
を備えており、
前記第１ランプ構成要素は、
前記投影レンズの車両後方側焦点より後方側かつ前記光軸近傍に、略上向きに光を放射するように配置された第１半導体発光素子と、
第１焦点が前記第１半導体発光素子近傍に設定され、第２焦点が前記投影レンズの車両後方側焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面であって、前記第１半導体発光素子からの光が入射するように、前記第１半導体発光素子の上方に配置された反射面と、
前記第１半導体発光素子からの光の一部を遮光するように、前記投影レンズと前記第１半導体発光素子との間に配置された第１シェードと、
を備えており、
前記第２ランプ構成要素は、
前記第１半導体発光素子からの光のうち前記上側のレンズ部を透過する光の光路と前記第１半導体発光素子からの光のうち前記下側のレンズ部を透過する光の光路との間のスペースに、前記上下に分割されたレンズ部を透過する光を遮らないように配置された第２シェード及び第２半導体発光素子と、を備えており、
前記第２シェードは、前記第１半導体発光素子からの光が前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分に入射しないように、前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分を覆っており、
前記第２半導体発光素子は、その発光面を前記投影レンズの車両後方側表面のうち前記凹部に対応する部分に向けた状態で、当該凹部に対応する部分と前記第２シェードとの間に配置されていることを特徴とする車両用灯具ユニット。
【請求項２】
前記投影レンズの前記凹部の鉛直方向寸法が１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５１１７８（Ｐ２０１３−５１１７８Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８９６１０（Ｐ２０１１−１８９６１０）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【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２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【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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