CN102213389B - 车辆用前照灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆用前照灯。本发明的课题重要在于将半导体型光源和光学构件高精度地相互安装。本发明的车辆用前照灯具备：半导体型光源(5U)、反射镜(3)、支架(6)、安装部件(70U)、以及作为光学构件的具有第一附加反射面(15U、5U)的遮光构件(12U)。安装部件(70U)和具有第一附加反射面(15U、5U)的遮光构件(12U)构成为一体结构。其结果、本发明能够将半导体型光源(5U)和作为光学构件的具有第一附加反射面(15U、5U)的遮光构件(12U)高精度地相互安装。

Description

车辆用前照灯
技术领域
本发明涉及以半导体型光源为光源的车辆用前照灯。
背景技术
这种车辆用前照灯以往就有(例如专利文献1-日本特开2008-226707号公报)。以下对现有的车辆用前照灯进行说明。现有的车辆用前照灯具备：半导体发光元件；使来自半导体发光元件的光向灯具前方反射的反射镜；以及设置在半导体发光元件的灯具前方侧并通过安装螺钉螺纹固定在反射镜上的光学构件。以下对现有的车辆用前照灯的作用进行说明。来自半导体发光元件的光一部分由反射镜反射后以预定的配光图案反射到灯具前方。另外，来自半导体发光元件的光的其余部分利用光学构件调整射出方向后向灯具前方射出以及/或者一部分被遮断。
在该车辆用前照灯中，为了将来自半导体发光元件的光的其余部分高精度地射出以及/或者遮断，将半导体发光元件和光学构件高精度地相互安装是非常重要的。
发明内容
本发明所要解决的问题在于，在这种车辆用前照灯中，为了将来自半导体发光元件的光的其余部分高精度地射出以及/或者遮断，重要的是将半导体发光元件和光学构件高精度地相互安装这一点。
本发明(方案一的发明)是一种车辆用前照灯，其特征是，具备：具有发光芯片的上述半导体型光源；具有使来自上述发光芯片的光反射并作为预定配光图案照射到车辆前方的反射面的反射镜；保持上述反射镜的保持部件；将上述半导体型光源安装在上述保持部件上的安装部件；以及对从上述发光芯片直接放射到车辆前方的光进行光学处理的光学构件，上述安装部件和上述光学构件构成为一体结构。
另外，本发明(方案二的发明)的车辆用前照灯的特征是，上述光学构件的结构至少包括由第一基准焦点位于上述发光芯片上或其附近，而且第二基准焦点位于偏离了上述发光芯片的位置的椭圆系的自由曲面构成的附加反射面，为了将从上述发光芯片直接放射到车辆前方的光作为预定的附加配光图案由设置在上述反射镜上的上述附加反射面照射到车辆前方，该附加反射面将从上述发光芯片直接放射到车辆前方的光会聚反射到上述第二基准焦点处。
并且，本发明(方案三的发明)的车辆用前照灯的特征是，上述光学构件由透镜焦点位于上述发光芯片上或其附近，且将从上述发光芯片直接放射到车辆前方的光作为预定的附加配光图案照射到车辆前方的自由曲面透镜构成。
再有，本发明(方案四的发明)的车辆用前照灯的特征是，上述光学构件由遮蔽从上述发光芯片直接放射到车辆前方的光的遮光罩构成。
本发明的效果如下。
本发明(方案一的发明)的车辆用前照灯由于安装部件和光学构件构成为一体结构，因此通过用安装部件将半导体型光源安装在保持部件上，从而能借助于安装部件将半导体型光源和光学构件高精度地相互安装在保持部件上。其结果，本发明(方案一的发明)的车辆用前照灯的半导体型光源和光学构件的相对位置成为高精度，因而能够利用光学构件对从半导体型光源的发光芯片直接放射到车辆前方的光高精度地进行光学处理。
而且，本发明(方案一的发明)的车辆用前照灯由于安装部件和光学构件构成为一体结构，因此能够减少零部件数，其结果，安装操作简单，制造成本低廉。
另外，本发明(方案二的发明)的车辆用前照灯利用解决上述课题的方法，能够使从半导体型光源的发光芯片直接放射到车辆前方的光由与安装部件一体结构的光学构件的附加反射面反射到反射镜的附加反射面侧，并使该反射光由反射镜的附加反射面作为预定的附加配光图案照射到车辆前方。这样，本发明(方案二的发明)的车辆用前照灯能够有效地利用从半导体型光源的发光芯片直接放射到车辆前方射的光、即通常为无效的光。
而且，本发明(方案二的发明)的车辆用前照灯，由于附加反射面的光学构件与安装部件构成为一体结构并借助于该安装部件与半导体型光源一起安装在保持部件上，另一方面，设有附加反射面的反射镜保持在保持部件上，因此通过光学构件的附加反射面和反射镜的附加反射面，能够对附加配光图案高精度地进行配光控制。
再有，本发明(方案三的发明)的车辆用前照灯，利用解决上述课题的方法，能够将从半导体型光源的发光芯片直接放射到车辆前方的光作为预定的附加配光图案由与安装部件一体结构的光学构件的自由曲面透镜照射到车辆前方。这样，本发明(方案三的发明)的车辆用前照灯能够有效地利用从半导体型光源的发光芯片直接放射到车辆前方射的光、即通常为无效的光。
而且，本发明(方案三的发明)的车辆用前照灯，由于自由曲面透镜的光学构件与安装部件构成为一体结构并借助于该安装部件与半导体型光源一起安装在保持部件上，因此利用光学构件的自由曲面透镜，能够对附加配光图案高精度地进行配光控制。
再有，本发明(方案四的发明)的车辆用前照灯，利用解决上述课题的方法，能够由与安装部件一体结构的光学构件的遮光罩可靠地遮蔽从半导体型光源的发光芯片直接放射到车辆前方的光、即未进行配光控制的光。
而且，本发明(方案四的发明)的车辆用前照灯，由于遮光罩的光学构件与安装部件构成为一体结构并借助于该安装部件与半导体型光源一起安装在保持部件上，因此利用光学构件的遮光罩，能够可靠地遮蔽未进行配光控制的光并可靠地防止照射到车辆前方。
附图说明
图1是表示本发明的车辆用前照灯的实施例1的主要部分(半导体型光源、保持部件、安装部件、光学构件)的分解立体图。
图2是表示同图1的实施例1的主要部分(半导体型光源、保持部件、安装部件、光学构件)的取付状态的俯视图。
图3是同图1的实施例1的沿图2的III-III线的剖视图。
图4是表示同图1的实施例1的主要部分(半导体型光源、反射镜、保持部件、安装部件、光学构件)的立体图。
图5是表示同图1的实施例1的主要部分(半导体型光源、反射镜、保持部件、安装部件、光学构件)的主视图。
图6是同图1的实施例1的沿图5的VI-VI线的剖视图。
图7是表示同图1的实施例1的来自第一附加反射面的反射光及来自第二附加反射面的反射光的光路的说明主视图。
图8是表示同图1的实施例1的来自第一附加反射面的反射光及来自第二附加反射面的反射光的光路的说明俯视图。
图9是表示同图1的实施例1的卸除了遮光构件及第一附加反射面以及遮光罩的状态的主要部分(半导体型光源、反射镜、保持部件、散热构件)的立体图。
图10是表示同图1的实施例1的卸除了遮光构件及第一附加反射面以及遮光罩的状态的主要部分(半导体型光源、反射镜、保持部件、散热构件)的主视图。
图11是同图1的实施例1的沿图10的XI-XI线的剖视图。
图12是表示同图1的实施例1的发光芯片的中心和反射面的基准焦点的相对位置关系的说明立体图。
图13是表示同图1的实施例1的发光芯片的中心和反射面的基准焦点的相对位置关系的说明俯视图。
图14是表示同图1的实施例1的设置由第四片段构成的第一反射面及由第五片段构成的第二反射面的范围的说明主视图。
图15是表示同图1的实施例1的在反射面的点P1获得的发光芯片的反射图像的说明图。
图16是表示同图1的实施例1的在反射面的点P2、P3获得的发光芯片的反射图像的说明图。
图17是表示同图1的实施例1的在反射面的点P4、P5获得的发光芯片的反射图像的说明图。
图18是表示同图1的实施例1的由第四片段构成的第一反射面获得的发光芯片的反射图像组的说明图。
图19是表示同图1的实施例1的由第五片段构成的第二反射面获得的发光芯片的反射图像组的说明图。
图20是表示同图1的实施例1的具有倾斜明暗截止线和水平明暗截止线的近光用配光图案和附加配光图案的说明图。
图21是表示本发明的车辆用前照灯的实施例2的主要部分(半导体型光源、反射镜、保持部件、安装部件、光学构件)的主视图。
图22是表示同图21的实施例2的沿图21的XXII-XXII线的剖视图。
图23是表示同图21的实施例2的卸除了遮光构件及第一附加反射面以及遮光罩的状态的主要部分(半导体型光源、反射镜、保持部件、散热构件)的立体图。
图24是表示同图21的实施例2的卸除了遮光构件及第一附加反射面以及遮光罩的状态的主要部分(半导体型光源、反射镜、保持部件、散热构件)的主视图。
图25是表示同图21的实施例2的沿图24的XXV-XXV线的剖视图。
图26是表示同图21的实施例2的从第一附加反射面向第二附加反射面反射的反射光的光路的说明图。
图27是表示同图21的实施例2的从第一附加反射面向第二附加反射面反射的反射光的光路的第一变形例的说明图。
图28是表示同图21的实施例2的从第一附加反射面向第二附加反射面反射的反射光的光路的第二变形例的说明图。
图29是表示本发明的车辆用前照灯的实施例3的远光用配光图案的说明图。
图30是表示本发明的车辆用前照灯的实施例4的主要部分(半导体型光源、保持部件、安装部件、光学构件)的分解立体图。
图31是表示同图30的实施例4的主要部分(半导体型光源、保持部件、安装部件、光学构件)的安装状态的俯视图。
图32是表示同图30的实施例4的主要部分(半导体型光源、反射镜、保持部件、安装部件、光学构件)的主视图。
图33是表示同图30的实施例4的沿图32的XXXIII-XXXIII线的剖视图。
图34是表示同图30的实施例4的具有倾斜明暗截止线和水平明暗截止线的近光用配光图案和附加配光图案的说明图。
图35是表示本发明的车辆用前照灯的实施例5的主要部分(半导体型光源、保持部件、安装部件、光学构件)的分解立体图。
图36是表示同图35的实施例5的主要部分(半导体型光源、保持部件、安装部件、光学构件)的安装状态的俯视图。
图37是表示同图35的实施例5的主要部分(半导体型光源、反射镜、保持部件、安装部件、光学构件)的主视图。
图38是表示同图35的实施例5的沿图37的XXXVIII-XXXVIII线的剖视图。
图39是表示同图35的实施例5的具有倾斜明暗截止线和水平明暗截止线的近光用配光图案和附加配光图案的说明图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的车辆用前照灯的实施例中的五个例子进行详细说明。此外，本发明不受这些实施例的限定。在图4～图6、图21、图22、图33、图37、38中，省略了散热构件的图示。图18、图19是表示通过电脑模拟获得的屏幕上的发光芯片的反射图像组的说明图。在图18～图20、图29、图34、图39中，附图标记“VU-VD”表示屏幕上下的垂直线。附图标记“HL-HR”表示屏幕左右的水平线。此外，在本说明书及技术方案的保护范围中，“上、下、前、后、左、右”是指将本发明的车辆用前照灯安装于车辆(汽车)上时的车辆的“上、下、前、后、左、右”。
实施例1
首先，说明结构。
图1～图20表示本发明的车辆用前照灯的实施例1。以下，对本实施例1的车辆用前照灯的结构进行说明。在附图中，附图标记1是本实施例1的车辆用前照灯(汽车用前照灯)。如图20所示，上述车辆用前照灯1将以肘形拐点E为界在行驶车线侧(左侧)具有倾斜明暗截止线CL1，并且在对置车线侧(右侧)具有水平明暗截止线CL2的配光图案、例如近光用配光图案(错车用配光图案)LP照射到车辆前方。此外，上述倾斜明暗截止线CL1与屏幕的水平线HL-HR形成的角度约为15°。
上述车辆用前照灯1包括：具有由抛物面系的自由曲面(NURBS曲面)构成的作为反射面的上侧主反射面2U以及由抛物面系的自由曲面构成的作为附加反射面的第二附加反射面9、9的反射镜3；作为具有平面矩形形状(平面长方形状)的发光芯片4的半导体型光源的上侧半导体型光源5U；作为保持部件的支架6；散热构件7；上侧安装部件70U；具有由作为上侧光学构件的椭圆形的自由曲面构成的作为附加反射面的第一附加反射面15U、15U的遮光构件12U；同样地作为上侧光学构件的两个遮光罩13U、13U、14U、14U；以及未图示的灯壳体及灯玻璃(例如、透明的外透镜等)。
上述安装部件70U，作为光学构件的上述遮光构件12U、即上述第一附加反射面15U、15U，以及同样地作为光学构件的两个上述第一遮光罩13U、13U构成为一体结构。另外，上述反射镜3和两个上述第二遮光罩14U、14U构成为一体结构。一体结构的上述反射镜3及两个上述第二遮光罩14U、14U被固定保持在上述支架6上。上述上侧半导体型光源5U通过上述安装部件70U安装在上述支架6上。光学构件的上述遮光构件12U、即上述第一附加反射面15U、15U及两个上述第一遮光罩13U、13U利用一体结构的上述安装部件70U安装在上述支架6上。并且，上述支架6安装在上述散热构件7上。
上述反射镜3、上述上侧半导体型光源5U、上述支架6、上述散热构件7、上述安装部件70U、上述遮光构件12U以及两个上述遮光罩13U、13U、14U、14U构成灯单元。上述灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U通过例如光轴调整机构配置在由上述灯壳体和上述灯玻璃区划成的灯室内。此外，在上述灯室内，除了上述灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U以外，有时还配置有雾灯、转弯指示灯、示宽轮廓灯和转向信号灯等其它灯单元。
在上述灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U中至少对上述反射镜3的上述上侧主反射面2U及上述第二附加反射面9、9、和上述遮光构件12U的上述第一附加反射面15U、15U实施了光反射处理。另外，在上述灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U中至少对上述两个遮光罩13U、13U、14U、14U实施了光遮蔽处理。
上述上侧主反射面2U、上述上侧半导体型光源5U、上侧的上述遮光构件12U以及上侧的上述两个遮光罩13U、13U、14U、14U构成了上述发光芯片4的发光面沿铅垂轴Y方向的朝上的上侧单元。
如图4～图6所示，上述反射镜3固定保持在上述支架6上。即、在上述反射镜3的窗部8的左右两侧和上述支架6的主体61的左右两侧一体地设有固定部30和固定部60。上述反射镜3的上述固定部30在利用定位机构进行定位的状态下，利用螺钉36或固定构件(弹性爪与嵌合部的弹性嵌合、即所谓卡扣嵌合)固定保持在上述支架6的上述固定部60上。
上述定位机构由设置在上述反射镜3的上述固定部30上的小圆形的通孔、和一体地设置在上述支架6的上述固定部60上的小圆柱的第一销64构成，通过将上述第一销64插入到上述通孔中，从而进行上述反射镜3和上述支架6的定位。
上述反射镜3由例如非透光性的树脂构件等构成。上述反射镜3形成以通过中心点(未图示)的轴为旋转轴的大致呈旋转抛物面形状的大致上侧一半的部分。上述反射镜3的前侧呈大致上侧一半的半圆形开口。上述反射镜3的前方侧的开口部的大小为直径约100mm以下。另一方面，上述反射镜3的后侧被封闭。在上述反射镜3的封闭部的中间部分设有横向较长的大致长方形的上述窗部8。在上述反射镜3的上述窗部8的左右两侧地边缘部分一体地设有两个上述第二遮光罩14U、14U。
在上述反射镜3的封闭部的内侧(前侧)的面中的上述窗部8上侧的面上，设有上述上侧主反射面2U。由抛物面系的自由曲面(NURBS曲面)构成的上述上侧主反射面2U具有基准焦点(赝焦点)F和基准光轴(赝光轴)Z。上述反射镜3的封闭部的内侧(前侧)的面中的上述窗部8左右两侧的面、即上述上侧主反射面2U的下侧部分的面是从上述上侧半导体型光源5U的上述发光芯片4的发光面放射出的光无法到达的面。
如图1～图3、图6所示，上述上侧半导体型光源5U在利用定位机构进行定位的状态下通过上述安装部件70U及螺钉65固定保持在上述支架6的上述主体61的上固定面上。
即、上述上侧半导体型光源5U由绝缘部件10、设置在上述绝缘部件10的上固定面上的基板11、以及借助于封装树脂材料(未图示)设置在上述基板11的上固定面上的上述发光芯片4构成。在上述基板11上，安装有向上述发光芯片4供给电流并进行控制的电路和零部件等。在上述上侧半导体型光源5U的上述绝缘部件10上设有多个在本例中为三个定位用的小圆形的通孔50。另外，在上述上侧半导体型光源5U的上述绝缘部件10上设有多个在本例中为两个具有台阶部51的长方形的凹部52。
在上述支架6的上述主体61的上固定面上，一体地设有多根在本例中为三根定位用的小圆柱的第二销62。另外，在上述支架6的上述主体61的上固定面上设有多个在本例中为两个小圆形的通孔63。再有，在上述支架6的上述主体61上设有连接器部(未图示)。通过将电源侧的连接器与上述支架6的连接器部电连接，从而能够向上述上侧半导体型光源5U的上述发光芯片4供给电流。
上述安装部件70U由例如导热率高的树脂构件或金属构件构成。在上述安装部件70U的上固定面的中央部的前方侧，一体地设有光学构件的上述遮光构件12U、即上述第一附加反射面15U、15U。另外，在上述安装部件70U的上固定面的左右两端部的前方侧一体地设有两个上述第一遮光罩13U、13U。再有，在上述安装部件70U的左右两端部的后侧设有多个在本例中为两个具有台阶部71的圆形通孔72。另外，在上述安装部件70U的中央部的后侧开口部的左右两侧缘部，一体地设有多个在本例中为两个长方形的凸部73。
在上述上侧半导体型光源5U的上述通孔50中插入上述支架6的上述第二销62，以将上述上侧半导体型光源5U定位于上述支架6的上述主体61的上固定面上的状态下放置。在该状态下，在上述上侧半导体型光源5U的上述凹部52的上述台阶部51上放置上述安装部件70U的上述凸部73。在该状态下，将螺钉65插入上述安装部件70U的通孔72中并拧入上述支架6的上述通孔63中。上述螺钉65的头部压接在上述安装部件70U的上述通孔72的上述台阶部71上。其结果，上述上侧半导体型光源5U在利用定位机构(通孔50及第二销62)定位的状态下，通过与光学构件的上述遮光构件12U、即上述第一附加反射面15U、15U及两个上述第一遮光罩13U、13U一体结构的上述安装部件70U以及上述螺钉65固定保持在上述支架6的上述主体61的上固定面上。
上述支架6由例如导热率高的树脂构件或金属构件构成。上述散热构件7形成为在上部具有上固定面的梯形形状，并且从中间部到下部形成为翼片形状。上述散热构件7由例如导热率高的树脂构件或金属构件构成。上述支架6利用未图示的固定构件(螺钉、或者弹性爪与嵌合部的弹性嵌合、即所谓卡扣嵌合)固定保持在上述散热构件7的上固定面上。
如图12、图13所示，上述上侧半导体型光源5U的上述发光芯片4在水平轴X方向排列着五个正方形的芯片而成。此外，既可以使用一个长方形的芯片，或者，也可以使用多个(2～4个、6个以上)芯片。
上述发光芯片4的中心O1位于上述主反射面2U的基准焦点F处或其附近，并且位于上述主反射面2U的基准光轴Z上。另外，上述发光芯片4的发光面(与同上述绝缘部件10对置的面相反一侧的面)朝向铅垂轴Y方向。即，上述上侧半导体型光源5U的上述发光芯片4的发光面朝向铅垂轴Y方向的上侧。进而，上述发光芯片4的长边与正交于上述基准光轴Z及上述铅垂轴Y的上述水平轴X平行。
上述水平轴X、上述铅垂轴Y和上述基准光轴Z构成了以上述发光芯片4的中心O1为原点的正交坐标(X-Y-Z正交坐标系)。在上述水平轴X上，对于上述的上侧单元2U、5U、12U、13U、13U、14U、14U而言，右侧为+方向，左侧为-方向。在上述铅垂轴Y上，对于上述的上侧单元2U、5U、12U、13U、13U、14U、14U而言，上侧为+方向，下侧为-方向。在上述基准光轴Z上，对于上述的上侧单元2U、5U、12U、13U、13U、14U、14U而言，前侧为+方向，后侧为-方向。
上述主反射面2U由抛物面系的自由曲面(NURBS曲面)构成。上述主反射面2U的基准焦点F在上述基准光轴Z上，且位于从上述发光芯片4的中心O1到上述发光芯片4的后方侧的长边之间，在该例子中，上述主反射面2U的基准焦点F位于上述发光芯片4的后方侧的长边上。另外，上述主反射面2U的基准焦点距离约为10～18mm。上述主反射面2U配置于从包含上述发光芯片4的发光面的平面(包含上述水平轴X和上述基准光轴Z的平面)与上述发光芯片4的发光面相对一侧的空间(上述铅垂轴Y的向上的空间)内。
上述主反射面2U包括沿铅垂轴Y方向分割为八个的片段21、22、23、24、25、26、27、28。中央部的第四片段24构成第一反射面。另外，中央部的第五片段25构成第二反射面。再有，端部的第一片段21、第二片段22、第三片段23、第六片段26、第七片段27和第8片段28构成第三反射面。
中央部的第一反射面的上述第四片段24和第二反射面的上述第五片段25设置在图10中的二条纵向粗实线之间的范围Z1内，也就是图14中的施加了格子斜线的范围Z1内、即从上述发光芯片4的中心O1起经度角为±40°(图13中的±θ°)以内的范围Z1内。此外，端部的第三反射面的上述第一片段21、上述第二片段22、上述第三片段23、上述第六片段26、上述第七片段27和上述第8片段28被设置在上述范围Z1以外的图14中的空白的范围中、即从上述发光芯片4的中心O1起经度角为±40°以上的范围。
以下，参照图15、图16和图17，对在上述主反射面2U的各片段21～28获得的平面矩形形状的上述发光芯片4的反射图像(屏幕映像)进行说明。即，如图15所示，在第四片段24与第五片段25的边界P1处，获得相对于屏幕水平线HL-HR倾斜度约为0°的上述发光芯片4的反射图像I1。另外，如图16所示，在第三片段23与第四片段24的边界P2处，获得相对于屏幕水平线HL-HR倾斜度约为20°的上述发光芯片4的反射图像I2。再有，如图16所示，在第五片段25与第六片段26的边界P3，获得相对于屏幕水平线HL-HR的倾斜度约为20°的上述发光芯片4的反射图像I3。再者，如图17所示，在第二片段22与第三片段23的边界P4处，获得相对于屏幕水平线HL-HR倾斜度约为40°的上述发光芯片4的反射图像I4。进而，如图17所示，在第六片段26与第七片段27的边界P5处，获得相对于屏幕水平线HL-HR倾斜度约为40°的上述发光芯片4的反射图像I5。
其结果为，在上述主反射面2U的上述第四片段24上，获得从图15所示的倾斜度约为0°的反射图像I1到图16所示的倾斜度约为20°的反射图像I2的反射图像。另外，在上述主反射面2U的上述第五片段25上，获得从图15所示的倾斜度约为0°的反射图像I1到图16所示的倾斜度约为20°的反射图像I3的反射图像。再有，在上述主反射面2U的上述第三片段23上，获得从图16所示的倾斜度约为20°的反射图像I2到图17所示的倾斜度约为40°的反射图像I4的反射图像。再者，在上述主反射面2U的上述第六片段26上，获得从图16所示的倾斜度约为20°的反射图像I3到图17所示的倾斜度约为40°的反射图像I5的反射图像。进而，在上述主反射面2U的上述第一片段21、上述第二片段22、上述第七片段27以及上述第8片段28上，获得倾斜度约为40°以上的反射图像。
在此，从图15所示的倾斜度约为0°的反射图像I1到图16所示的倾斜度约为20°的反射图像I2、I3的反射图像是为了形成包含上述近光用配光图案LP的倾斜明暗截止线CL1的配光的最佳反射图像。即，这是因为容易使从倾斜度约为0°的反射图像I1到倾斜度约为20°的反射图像I2、I3的反射图像沿着倾斜度约为15°的倾斜明暗截止线CL1。另一方面，包含图17所示的倾斜度约为40°的反射图像I4、I5的倾斜度约为20°以上的反射图像是不适合于形成包含上述近光用配光图案LP的倾斜明暗截止线CL1的配光的反射图像。即，这是因为当使倾斜度约为20°以上的反射图像沿着倾斜度约为15°的倾斜明暗截止线CL1时，配光沿上下方向变厚，导致辨认性过近的配光(即，远方的辨认性降低的配光)的结果。
另外，倾斜明暗截止线CL1的配光承担远方辨认配光。因此，在倾斜明暗截止线CL1的配光中需要形成高光度带(高能量带)。因此，如图11所示，中央部的第一反射面的上述第四片段24和第二反射面的上述第五片段25被容纳在上述发光芯片4的能量分布(朗伯分布)Z2中的高能量的范围Z3内。
由上述可知，最适于形成倾斜明暗截止线CL1的配光的反射面由抛物面系的自由曲面的反射面中获得倾斜度为20°以内的反射图像I1、I2的范围与上述半导体型光源5U的能量分布(朗伯分布)的相对关系来决定。其结果为，最适于形成倾斜明暗截止线CL1的配光的反射面、即上述第四片段24和上述第五片段25设置在从上述发光芯片4的中心O1起经度角为±40°以内的范围Z1内，即相当于获得在对倾斜度为上述倾斜明暗截止线CL1的倾斜角度(约15°)加上约5°的角度(约20°)以内的上述发光芯片4的反射图像I1、I2的范围，并且设置在上述发光芯片4的能量分布(朗伯分布)Z2中的高能量的范围Z3内。
如图18、图20所示，由上述第四片段24构成的上述第一反射面是，由将上述发光芯片4的反射图像I1、I2配光控制于上述近光用配光图案LP中的范围Z4内的自由曲面构成的反射面，从而使上述发光芯片4的反射图像I1、I2不从上述倾斜明暗截止线CL1和上述水平明暗截止线CL2跑出去，并且使得上述发光芯片4的反射图像I1、I2的一部分与上述倾斜明暗截止线CL1及上述水平明暗截止线CL2基本相接。
另外，如图19、图20所示，由上述第五片段5构成的上述第二反射面是，由将上述发光芯片4的反射图像I1、I3配光控制在上述近光用配光图案LP中的含有范围Z4的范围Z5内的自由曲面构成的反射面，从而使上述发光芯片4的反射图像I1、I3不从上述倾斜明暗截止线CL1和上述水平明暗截止线CL2跑出去，并且使得上述发光芯片4的反射图像I1、I3的一部分与上述倾斜明暗截止线CL1及上述水平明暗截止线CL2基本相接，另外，使得上述发光芯片4的反射图像I1、I3组的密度低于由上述第四片段24构成的上述第一反射面所产生的上述发光芯片4的反射图像I1、I2组的密度，并且使得上述发光芯片4的反射图像I1、I3组含有由上述第四片段24构成的上述第一反射面所产生的上述发光芯片4的反射图像I1、I2组。此外，一个上述发光芯片4的反射图像I1、I2的密度与一个上述发光芯片4的反射图像I1、I3的密度同等或大致同等。
再有，由上述第一片段21、上述第二片段22、上述第三片段23、上述第六片段26、上述第七片段27和上述第8片段28构成的上述第三反射面是，由将上述发光芯片4的反射图像I4、I5配光控制在上述近光用配光图案LP中的含有范围Z4、Z5的范围Z6内的自由曲面构成的反射面，从而使上述发光芯片4的反射图像I4、I5大致容纳在上述近光用配光图案LP内，且使得上述发光芯片4的反射图像I4、I5组的密度低于由上述第四片段24构成的上述第一反射面所产生的上述发光芯片4的反射图像I1、I2组和由上述第五片段25构成的上述第二反射面所产生的上述发光芯片4的反射图像I1、I3组的密度，并且，使得上述发光芯片4的反射图像I4、I5组含有由上述第四片段24构成的上述第一反射面所产生的上述发光芯片4的反射图像I1、I2组和由上述第五片段25构成的上述第二反射面所产生的上述发光芯片4的反射图像I1、I3组。
一个上述遮光构件12U、两个上述第一遮光罩13U、13U和两个上述第二遮光罩14U、14U分别个别地构成，且如图6所示配置在除了从上述主反射面2U照射到车辆前方的光路L1以外的空间内。一个上述遮光构件12U与一个上述反射镜3分别个别地构成。
上述遮光构件12U相对于上述发光芯片4，设置在从前方到稍微倾斜的上方并且从前方到稍微倾斜的左右两侧的范围内。上述遮光构件12U由例如非透光性的树脂构件等构成。如图6所示，上述遮光构件12U是遮蔽从上述发光芯片4的发光面直接放射到车辆前方的光L2的构件。
在上述遮光构件12U的内侧面、即与上述发光芯片4的发光面对置的面上设有由椭圆系的自由曲面构成的两个第一附加反射面15U、15U，就上述两个第一附加反射面15U、15U而言，第一基准焦点F1、F1位于上述上侧主反射面2U的基准焦点F上或其附近、即共有或大致共有第一基准焦点F1、F1，而且，第二基准焦点F2、F2位于上述水平轴X上或上述水平轴X的下方附近且相对于上述上侧半导体型光源5U的左右两侧、并位于比上述上侧主反射面2U的基准焦点F或上述第一基准焦点F1更靠前侧。左右两侧的上述两个第一附加反射面15U、15U使从上述发光芯片4的发光面直接放射到车辆前方的光L2会聚反射至上述第二基准焦点F2、F2。
在上述反射镜3的封闭部的内侧(前侧)的面中作为上述窗部8的左右两侧的面的上述上侧主反射面2U的下侧部分的面、即上述反射镜3的除上述上侧主反射面2U以外的部位、也就是相对于上述上侧主反射面2U下方的上述上侧半导体型光源5U位于左右两侧的面上，分别设有由基准焦点F3、F3位于上述两个第一附加反射面15U、15U的第二基准焦点F2、F2处或其附近的抛物面系的自由曲面构成的两个第二附加反射面9、9。如图7及图8所示，左右两侧的上述两个第二附加反射面9、9使来自上述两个第一附加反射面15U、15U的反射光L3反射，将该反射光L4作为预定的附加配光图案、在本例子中作为具有明暗截止线CL1、CL2的附加配光图案LP1(图20中由虚线包围的部分的图案)照射到车辆前方。此外，图7中的反射光L4虽以向下的箭头表示，但实际上是照射到车辆的前方稍微靠下。
与上述安装部件70U一体结构的上述两个第一遮光罩13U、13U、和与上述反射镜3一体结构的上述两个第二遮光罩14U、14U配置在上述两个第一附加反射面15U、15U(上述遮光构件12U)和上述两个第二附加反射面9、9之间，即上述两个第一附加反射面15U、15U的第二基准焦点F2、F2以及上述两个第二附加反射面9、9的基准焦点F3、F3处或其附近。左右两侧的上述两个第一遮光罩13U、13U及左右两侧的上述两个第二遮光罩14U、14U由例如非透光性的树脂构件等构成。在上述两个第一遮光罩13U、13U及上述两个第二遮光罩14U、14U上，分别设有使来自上述两个第一附加反射面15U、15U的反射光L3通过并形成具有上述明暗截止线CL1、CL2的上述附加配光图案LP1的两个开口部16U、16U。左右两侧的上述两个开口部16U、16U的上缘、即上述两个第二遮光罩14U、14U的下缘呈水平状。上述两个开口部16U、16U的下缘、即上述两个第一遮光罩13U、13U的上缘形成为右侧一半相对于左侧一半下降一级的台阶不同的水平状。
将上述附加配光图案LP1配光控制在上述近光用配光图案LP中的含有范围Z4和范围Z5的一部分的范围内。上述附加配光图案LP1的上述明暗截止线CL1、CL2与上述近光用配光图案LP的上述明暗截止线CL1、CL2一致。
下面，说明作用。
本实施例的车辆用前照灯1具有如上所述的结构，以下，对其作用进行说明。
首先，使车辆用前照灯1的上侧半导体型光源5U的发光芯片4点亮发光。于是，如图6所示，将光从上侧半导体型光源5U的发光芯片4的向上发光面放射出。该光的一部分(发光芯片4的能量分布(朗伯分布)Z2中的高能量的范围Z3内的光)被反射镜3的上侧主反射面2U反射。该反射光L1作为图20所示的近光用配光图案LP被照射到车辆前方。
即、将来自由主反射面2U的第四片段24构成的第一反射面的反射光L1配光控制在近光用配光图案LP中的范围Z4内，从而使发光芯片4的反射图像I1、I2不从倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2跑出，并且使得发光芯片4的反射图像I1、I2的一部分与倾斜明暗截止线CL1及水平明暗截止线CL2基本相接。
另外，将来自由主反射面2U的第五片段25构成的第二反射面的反射光L2配光控制在近光用配光图案LP中的含有范围Z4的范围Z5内，从而使发光芯片4的反射图像I1、I3不从倾斜明暗截止线CL1及水平明暗截止线CL2跑出，并且使得发光芯片4的反射图像I1、I3一部分与倾斜明暗截止线CL1及水平明暗截止线CL2基本相接，另外，使得发光芯片4的反射图像I1、I3组的密度低于由第四片段24构成的第一反射面所产生的发光芯片4的反射图像I1、I2组的密度，并且使得发光芯片4的反射图像I1、I3组含有由第四片段24构成的第一反射面所产生的发光芯片4的反射图像I1、I2组。
再有，将来自由主反射面2U的第一片段21、第二片段22、第三片段23、第六片段26、第七片段27和第8片段28构成的第三反射面的反射光L1配光控制在近光用配光图案LP中的含有范围Z4、Z5的范围Z6内，从而使发光芯片4的反射图像I4、I5大致容纳在近光用配光图案LP内，使得发光芯片4的反射图像I4、I5组的密度低于由第四片段24构成的第一反射面所产生的发光芯片4的反射图像I1、I2组和由第五片段25构成的第二反射面所产生的发光芯片4的反射图像I1、I3组的密度，并且，使得发光芯片4的反射图像I4、I5组含有由第四片段24构成的第一反射面所产生的发光芯片4的反射图像I1、I2组和由第五片段25构成的第二反射面所产生的发光芯片4的反射图像I1、I3组。
如上所述，图20所示的近光用配光图案LP照射到车辆前方。
另一方面，如图6～图8所示，从上侧半导体型光源5U的发光芯片4的向上的发光面直接放射到车辆前方的光L2，由遮光构件12U的两个第一附加反射面15U、15U，分别会聚反射到相对于上侧半导体型光源5U的左右两侧的两个第一附加反射面15U、15U的第二基准焦点F2、F2侧、即，在水平轴X上或比其水平轴X稍靠下方，比上侧反射面2U的基准焦点F和第一附加反射面15U、15U的第一基准焦点F1、F1靠前侧。该反射光L3会聚在两个第一附加反射面15U、15U的第二基准焦点F2、F2处，并且从两个第一附加反射面15U、15U的第二基准焦点F2、F2放射(扩散)。此时，反射光L3通过两个第一遮光罩13U、13U与两个第二遮光罩14U、14U之间的两个开口部16U、16U，作为具有明暗截止线CL1、CL2的附加配光图案LP1相对于上侧半导体型光源5U由左右两侧的两个第二附加反射面9、9进行反射。
由两个第二附加反射面9、9反射的反射光L4作为具有明暗截止线CL1、CL2的附加配光图案LP1照射到车辆前方。附加配光图案LP1如图17中的以虚线包围的部分的配光图案所示，被配光控制在近光用配光图案LP中的含有范围Z4和范围Z5的一部分的范围内，且附加配光图案LP1的明暗截止线CL1、CL2与近光用配光图案LP的明暗截止线CL1、CL2一致。
下面，说明效果。
本实施例的车辆用前照灯1具有如上所述的结构及作用，以下，对其效果进行说明。
本实施例1的车辆用前照灯1由于安装部件70U和光学构件的遮光构件12U即第一附加反射面15U、15U和第一遮光罩13U、13U构成为一体结构，因此通过将上侧半导体型光源5U用安装部件70U及螺钉65安装在支架6上，从而上侧半导体型光源5U和光学构件的遮光构件12U即第一附加反射面15U、15U和第一遮光罩13U、13U通过安装部件70U高精度地相互安装在支架6上。其结果，本实施例1的车辆用前照灯1由于上侧半导体型光源5U和光学构件的遮光构件12U即第一附加反射面15U、15U和第一遮光罩13U、13U的相对位置为高精度，因此能够利用光学构件的遮光构件12U即第一附加反射面15U、15U和第一遮光罩13U、13U对从上侧半导体型光源5U的发光芯片4直接放射到车辆前方的光L2高精度地进行光学处理。
即、本实施例1的车辆用前照灯1能够利用与安装部件70U为一体结构的光学构件的第一附加反射面15U、15U使从上侧半导体型光源5U的发光芯片4直接放射到车辆前方的光L2反射到设置在反射镜3上的第二附加反射面9、9侧，并利用反射镜3的第二附加反射面9、9将该反射光L3作为预定的附加配光图案LP1照射到车辆前方。这样，本实施例1的车辆用前照灯1能够有效地利用从上侧半导体型光源5U的发光芯片4直接放射到车辆前方的光L2即通常为无效的光。
而且，本实施例1的车辆用前照灯1由于第一附加反射面15U、15U的光学构件通过遮光构件12U与安装部件70U构成为一体结构并通过该安装部件70U与上侧半导体型光源5U一起安装在支架6上，另一方面，设有第二附加反射面9、9的反射镜3被保持在支架6上，因此利用光学构件的第一附加反射面15U、15U和反射镜3的第二附加反射面9、9能够对附加配光图案LP1高精度地进行配光控制。
而且，本实施例1的车辆用前照灯1由于安装部件70U和光学构件的遮光构件12U即第一附加反射面15U、15U以及第一遮光罩13U、13U构成为一体结构，因此能够减少零部件数，其结果，安装操作简单，制造成本低廉。
本实施例1的车辆用前照灯1若使上侧半导体型光源5U的发光芯片4点亮发光，则从发光芯片4放射出的光的一部分由上侧主反射面2U反射，其反射光L1作为预定的主配光图案即具有明暗截止线CL1、CL2的近光用配光图案LP(以下称为“预定的近光用配光图案LP”)照射到车辆前方。另一方面，本实施例1的车辆用前照灯1从上侧半导体型光源5U的发光芯片4直接放射到车辆前方的光L2由左右两侧的两个第一附加反射面15U、15U反射到相对于上侧半导体型光源5U的左右两侧的水平轴或比水平轴X稍微靠下方、即比上侧反射面2U的基准焦点F及第一附加反射面15U、15U的第一基准焦点F1、F1靠前侧。该反射光L3由上侧主反射面2U下方的左右两侧的两个第二附加反射面9、9反射。该反射光L4作为预定的附加配光图案即具有明暗截止线CL1、CL2的附加配光图案LP1(以下称为“预定的附加配光图案LP1”)照射到车辆前方。这样，本实施例1的车辆用前照灯1利用第一附加反射面15U、15U及第二附加反射面9、9将不用于形成预定的近光用配光图案LP的从发光芯片4直接放射到车辆前方的光L2形成为预定的附加配光图案LP1来使用，能够有效利用来自上侧半导体型光源5U的光。由此，本实施例1的车辆用前照灯1能够实现灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U的小型化及制造成本的降低。
并且，本实施例1的车辆用前照灯1，由于将具有两个第一附加反射面15U、15U的遮光构件12U至少配置于除从上侧主反射面2U照射到车辆前方的光路L1以外的空间内，因此，具有两个第一附加反射面15U、15U的遮光构件12U不会妨碍从上侧主反射面2U照射到车辆前方的预定的近光用配光图案LP的光路L1。其结果为，本实施例1的车辆用前照灯1不会因具有两个第一附加反射面15U、15U的遮光构件12U而遮挡来自上侧主反射面2U的反射光L1，几乎能够将该全部反射光L1有效地利用作为预定的近光用配光图案LP，几乎不会发生因具有两个第一附加反射面15U、15U的遮光构件12U而导致在预定的近光用配光图案LP中的光量(光度、照度)局部降低等不良情况。即，即使遮光构件12U的一部分在从上侧主反射面2U照射到车辆前方的光路L1中突出，也几乎不会发生上述的不良情况。由此，本实施例1的车辆用前照灯1能够实现灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U的小型化及制造成本的降低。
而且，本实施例1的车辆用前照灯1，由于在反射镜3中的除上侧主反射面2U以外的部位即上侧主反射面2U的下方左右两侧设有两个第二附加反射面9、9，因此，不会发生上侧主反射面2U的一部分由两个第二附加反射面9、9面侵蚀的情况。其结果为，本实施例1的车辆用前照灯1，能够维持由已有的上侧主反射面2U形成的预定的近光用配光图案LP的光量(光度、照度)原有的状态，另一方面，由于通过新设的两个第一附加反射面15U、15U和两个第二附加反射面9、9面来有效利用来自上侧半导体型光源5U的发光芯片4的无效光L2，因此，能够将预定的附加配光图案LP1的光量(光度、照度)有效地利用到预定的近光用配光图案LP的光量(光度、照度)中。由此，本实施例1的车辆用前照灯1能够实现灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U的小型化及制造成本的降低。
另外，本实施例1的车辆用前照灯1由上侧主反射面2U来形成预定的近光用配光图案LP，另一方面，由左右两侧的两个遮光罩即两个第一遮光罩13U、13U和两个第二遮光罩14U、14U来形成预定的附加配光图案LP1。其结果为，本实施例1的车辆用前照灯1能够通过预定的近光用配光图案LP和预定的附加配光图案LP1来简单而可靠地获得增大了光量(光度、照度)的具有明暗截止线CL1、CL2的配光图案LP、LP1。由此，本实施例1的车辆用前照灯1能够实现灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U的小型化及制造成本的降低。
并且，本实施例1的车辆用前照灯1，由于将左右两侧的两个第一遮光罩13U、13U和左右两侧的两个第二遮光罩14U、14U配置于除了从上侧主反射面2U照射到车辆前方的光路L1以外的空间内，即左右两侧的两个第一附加反射面15U、15U与左右两侧的两个第二附加反射面9、9之间，因此，两个第一遮光罩13U、13U和两个第二遮光罩14U、14U不会妨碍从上侧主反射面2U照射到车辆前方的主配光图案即具有明暗截止线CL1、CL2的近光用配光图案LP的光路L1。其结果为，本实施例1的车辆用前照灯1，不会由两个第一遮光罩13U、13U和两个第二遮光罩14U、14U遮蔽来自上侧主反射面2U的反射光L1，几乎能够将该反射光L1全部有效地利用作预定的近光用配光图案LP，从而在预定的近光用配光图案LP中不会发生光量(光度、照度)等因两个第一遮光罩13U、13U和两个第二遮光罩14U、14U而局部降低等的不良情况。由此，本实施例1的车辆用前照灯1能够实现灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U的小型化及制造成本的降低。
再有，就本实施例1的车辆用前照灯1而言，由于第一附加反射面15U、15U由左右两侧的两个椭圆系的自由曲面构成，第二附加反射面9、9由左右两侧的两个抛物面系的自由曲面构成，遮光罩由左右两侧的两个第一遮光罩13U、13U和左右两侧的两个第二遮光罩14U、14U构成，因此，能够由两个第一附加反射面15U、15U、两个第二附加反射面9、9、两个第一遮光罩13U、13U以及两个第二遮光罩14U、14U，将从上侧半导体型光源5U的发光芯片4直接放射到车辆前方的光L2作为预定的附加配光图案LP1照射到车辆前方，与一个第一附加反射面和一个第二附加反射面相比，能够进一步高效而可靠地利用来自上侧半导体型光源5U的光L2。由此，本实施例1的车辆用前照灯1能够实现灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U的小型化及制造成本的降低。
并且，本实施例1的车辆用前照灯1，将两个第一遮光罩13U、13U和两个第二遮光罩14U、14U配置于两个第一附加反射面15U、15U与两个第二附加反射面9、9之间、即两个第一附加反射面15U、15U的第二基准焦点F2、F2处或其附近。其结果为，本实施例1的车辆用前照灯1，利用配置于两个第一附加反射面15U、15U的第二基准焦点F2、F2处或其附近的两个第一遮光罩13U、13U、两个第二遮光罩14U、14U以及两个开口部16U、16U，能够将会聚于两个第一附加反射面15U、15U的第二基准焦点F2、F2处的反射光L3或从两个第一附加反射面15U、15U的第二基准焦点F2、F2放射(扩散)的反射光L3准确、简单且可靠地配光控制为预定的附加配光图案LP1。由此，本实施例1的车辆用前照灯1能够实现灯单元3、5U、6、7、70U、12U、13U、13U、14U、14U的小型化及制造成本的降低。
此外，在上述的实施例1中，在一个遮光构件12U的左右各设有一个第一附加反射面15U、15U，而且在一个反射镜3的左右各设有一个第二附加反射面9、9，进而在第一附加反射面15U、15U与第二附加反射面9、9之间各设有一个第一遮光罩13U、13U和第二遮光罩14U、14U。但是，在本发明中，也可以将第一附加反射面、第二附加反射面以及遮光罩即第一遮光罩和第二遮光罩分别仅在左侧设置一个或仅在右侧设置一个。
另外，在上述实施例1中，灯单元3、5U、6、7、12U、13U、13U、14U、14U为设置于比水平轴X靠上侧的上侧灯单元。但是，在本发明中，灯单元也可以是设置于比水平轴靠下侧的下侧灯单元。
实施例2
图21～图28表示本发明的车辆用前照灯的实施例2。以下，对本实施例2的车辆用前照灯进行说明。在附图中，与图1～图20相同的附图标记表示同一构件。在此，在主反射面、半导体型光源、安装部件、遮光构件、第一遮光罩、第二遮光罩、第一附加反射面和开口部中，对上侧单元标注2U、5U、70U、12U、13U、14U、15U、16U的附图标记，另一方面，对下侧单元标注2D、5D、70D、12D、13D、14D、15D、16D的附图标记。
本实施例2的车辆用前照灯100，将发光芯片4的发光面朝向铅垂轴Y方向下方的下侧单元(下侧反射面2D和下侧半导体型光源5D)配置成：相对于发光芯片4的发光面朝向铅垂轴Y方向上方的上侧单元(即，上述的实施例1的上侧反射面2U和上侧半导体型光源5U)，使其处于以点O为中心的点对称状态。此外，上述上侧反射面2U的各片段21～28的反射面设计与上述下侧反射面2D的各片段21～28的反射面设计不是简单的点对称(反转)。
另外，左右两侧的两个上侧第一遮光罩13U、13U和上侧第二遮光罩14U、14U与左右两侧的两个下侧第一遮光罩13D、13D和下侧第二遮光罩14D、14D不是简单的点对称(反转)。即，若将左右两侧的两个上侧第一遮光罩13U、13U与上侧第二遮光罩14U、14U之间的上侧开口部16U、16U以原有状态从上侧向下侧平行移动，则成为左右两侧的两个下侧第一遮光罩13D、13D与下侧第二遮光罩14D、14D之间的下侧开口部16D、16D。因此，两个下侧开口部16D、16D的上缘即两个下侧第一遮光罩13D、13D的下缘呈水平状。两个下侧开口部16D、16D的下缘即两个下侧第二遮光罩14D、14D的上缘形成为，右侧一半相对于左侧一半低一级的台阶不同的水平状。
在图21～图25中，水平轴X、铅垂轴Y和基准光轴Z如上述的第一实施例那样，构成以发光芯片4的中心O1为原点的正交坐标(X-Y-Z正交坐标系)。在上侧单元为2U、5U、12U、13U、13U、14U、14U的场合，水平轴X、铅垂轴Y和基准光轴Z都如上述的实施例1所述。在下侧单元为2D、5D、12D、13D、13D、14D、14D的场合，在水平轴X上，左侧为+方向，右侧为-方向。在上述铅垂轴Y上，下侧为+方向，上侧为-方向。在上述基准光轴Z上，前侧为+方向，后侧为-方向。
本实施例2的车辆用前照灯100与上述的实施例1的车辆用前照灯1同样，包括：具有由抛物面系的自由曲面(NURBS曲面)构成的作为反射面的上侧主反射面2U及下侧主反射面2D以及由抛物面系的自由曲面构成的作为附加反射面的第二附加反射面9、9的反射镜300；作为具有平面矩形形状(平面长方形状)的发光芯片4的半导体型光源的上侧半导体型光源5U及下侧半导体型光源5D；作为保持部件的支架6；散热构件7；上侧的安装部件70U及下侧的安装部件70D；作为上侧的光学构件的具有由椭圆形的自由曲面构成的作为附加反射面的第一附加反射面15U、15U的遮光构件12U；同样地作为上侧的光学构件的两个遮光罩13U、13U、14U、14U；作为下侧的光学构件的具有由椭圆形的自由曲面构成的作为附加反射面的第一附加反射面15D、15D的遮光构件12D；同样地作为下侧的光学构件的两个遮光罩13D、13D、14D、14D；以及未图示的灯壳体及灯玻璃(例如、透明的外透镜等)。
在上侧单元中，上述安装部件70U、作为光学构件的上述遮光构件12U即上述第一附加反射面15U、15U、和同样地作为光学构件的两个上述第一遮光罩13U、13U构成为一体结构。另外，上述反射镜300和两个上述第二遮光罩14U、14U构成为一体结构。另一方面，在下侧单元中，上述安装部件70D、作为光学构件的上述遮光构件12D即上述第一附加反射面15D、15D、和同样地作为光学构件的两个上述第一遮光罩13D、13D构成为一体结构。另外，上述反射镜300和两个上述第二遮光罩14D、14D构成为一体结构。
一体结构的上述反射镜300及两个上述第二遮光罩14U、14U、14D、14D固定保持在上述支架6上。上述上侧半导体型光源5U及下侧半导体型光源5D利用上述安装部件70U及安装部件70D安装在上述支架6上。上侧单元的光学构件的上述遮光构件12U即上述第一附加反射面15U、15U及两个上述第一遮光罩13U、13U利用一体结构的上述安装部件70U安装在上述支架6上。另一方面，下侧单元的光学构件的上述遮光构件12D即上述第一附加反射面15D、15D及两个上述第一遮光罩13D、13D利用一体结构的上述安装部件70D安装在上述支架6上。并且，上述支架6安装在上述散热构件7上。
上述反射镜300、上述上侧半导体型光源5U和下侧半导体型光源5D、上述支架6、上述散热构件7、上述安装部件70U、70D、上述遮光构件12U、12D以及两个上述遮光罩13U、13U、14U、14U、13D、13D、14D、14D构成灯单元。上述灯单元300、5U、5D、6、7、70U、70D、12U、13U、13U、13D、13D、14U、14U、14D、14D通过例如光轴调整机构配置在由上述灯壳体及上述灯玻璃划分成的灯室内。而且，在上述灯室内，除了上述灯单元300、5U、5D、6、7、70U、70D、12U、13U、13U、13D、13D、14U、14U、14D、14D以外，有时配置了雾灯、转弯指示灯、示宽轮廓灯、转向信号灯等其他灯单元。
反射镜300由例如非透光性的树脂构件等构成。上述反射镜300形成为以通过中心点O的轴作为旋转轴的大致旋转抛物面形状。上述反射镜300的前侧呈大致圆形开口。上述反射镜300的前方侧的大致圆形的开口部大小为直径约100mm以下。另一方面，上述反射镜300的后侧被封闭。在上述反射镜300的封闭部的中间部分设有横向较长的大致长方形的上述窗部8。上述支架6插入到上述反射镜300的上述窗部8中。
在上述反射镜300的封闭部的内侧(前侧)的面中的上述窗部8的上侧面，设有上述上侧主反射面2U。由抛物面系的自由曲面(NURBS曲面)构成的上述上侧主反射面2U具有基准焦点(赝焦点)F和基准光轴(赝光轴)Z。上述反射镜300的封闭部的内侧(前侧)的面中的上述窗部8的左右两侧的面、即上述上侧主反射面2U的下侧部分的面是，从上述上侧半导体型光源5U的上述发光芯片4的发光面放射出的光无法到达的不发光面即非发光面9、9。
在上述反射镜300的封闭部的内侧(前侧)的面中的上述窗部8的下侧面，设有上述下侧主反射面2D。由抛物面系的自由曲面(NURBS曲面)构成的上述下侧主反射面2D具有基准焦点(赝焦点)F和基准光轴(赝光轴)Z。上述反射镜300的封闭部的内侧(前侧)的面中的上述窗部8的左右两侧的面、即上述下侧主反射面2D的上侧部分的面是，从上述下侧半导体型光源5D的上述发光芯片4的发光面放射出的光无法到达的面即非发光面9、9。
另外，本实施例2的车辆用前照灯100，与上述的实施例1的上侧的一个遮光构件12U、左右两侧的两个第一遮光罩13U、13U、左右两侧的两个第二遮光罩14U、14U、左右两侧的两个第一附加反射面15U、15U以及左右两侧的两个开口部16U、16U同样，设有下侧的一个遮光构件12D、左右两侧的两个第一遮光罩13D、13D、左右两侧的两个第二遮光罩14D、14D、左右两侧的两个第一附加反射面15D、15D以及左右两侧的两个开口部16D、16D。
即，将下侧单元的遮光构件12D、第一遮光罩13D、13D、第二遮光罩14D、14D、第一附加反射面15D、15D以及开口部16D、16D配置成：相对于上侧单元的遮光构件12U、第一遮光罩13U、13U、第二遮光罩14U、14U、第一附加反射面15U、15U以及开口部16U、16U，使其处于以点O为中心的点对称状态。
下侧单元的两个第一附加反射面15D、15D的第一基准焦点F1、F1位于下侧主反射面2D的基准焦点F处或其附近，并为共有或大致共有。另外，下侧单元的两个第一附加反射面15D、15D的第二基准焦点F2、F2位于水平轴X上或水平轴X的上方附近且相对于下侧半导体型光源5D的左右两侧，并位于比下侧主反射面2D的基准焦点F或上述第一基准焦点F1、F1靠前侧的位置。
一个上侧遮光构件12U、两个上侧第一遮光罩13U、13U和两个上侧第二遮光罩14U、14U配置于除了从上侧主反射面2U照射到车辆前方的光路L1以外的空间内。另外，同样地，一个下侧遮光构件12D、两个下侧第一遮光罩13D、13D和两个下侧第二遮光罩14D、14D配置于除了从下侧主反射面2D照射到车辆前方的光路L1以外的空间内。
如图26所示，在该例子中，上述上侧单元的左右两侧的两个第二附加反射面9、9和上述下侧单元的左右两侧的两个第二附加反射面9、9为共有，配置在上述上侧单元的上述主反射面2U与上述下侧单元的上述主反射面2D之间。其结果为，来自上侧第一附加反射面15U、15U的反射光L3U和来自下侧第一附加反射面15D、15D的反射光L3D，入射到共有的上述上侧单元的左右两侧的两个第二附加反射面9、9和上述下侧单元的左右两侧的两个第二附加反射面9、9上，并作为预定的附加配光图案照射到车辆前方。
此外，上述上侧单元的左右两侧的两个第二附加反射面9、9和上述下侧单元的左右两侧的两个第二附加反射面9、9例如如图27所示，存在分别分配于上下两侧的情况。即，有时将左侧的第二附加反射面分配为上侧部分9LU和下侧部分9LD，并且将右侧的第二附加反射面分配为上侧的部分9RU和下侧的部分9RD。
例如，有包括来自上侧单元的第一附加反射面15U、15U的反射光L3U(以实线表示的反射光L3U)入射的左右上侧的第二附加反射面9LU、9RU；以及来自下侧单元的第一附加反射面15D、15D的反射光L3D(以实线表示的反射光L3D)入射的左右下侧的第二附加反射面9LD、9RD的情况。另外，还有包括来自上侧单元的第一附加反射面15U、15U的反射光L3U(以虚线表示的反射光L3U)入射的左右下侧的第二附加反射面9LD、9RD；以及来自下侧单元的第一附加反射面15D、15D的反射光L3D(以虚线表示的反射光L3D)入射的左右上侧的第二附加反射面9LU、9RU的情况。进而，还有包括来自上侧单元的第一附加反射面15U、15U的反射光L3U(左侧为以实线表示的反射光L3U，右侧为以虚线表示的反射光L3U)入射的左上侧的第二附加反射面9LU和右下侧的第二附加反射面9RD；以及来自下侧单元的第一附加反射面15D、15D的反射光L3D(左侧为以实线表示的反射光L3D，右侧为以虚线表示的反射光L3D)入射的左下侧的第二附加反射面9LD和右上侧的第二附加反射面9RU的情况。再者，还有包括来自上侧单元的第一附加反射面15U、15U的反射光L3U(左侧为以虚线表示的反射光L3U，右侧为以实线表示的反射光L3U)入射的左下侧的第二附加反射面9LD和右上侧的第二附加反射面9RU；以及来自下侧单元的第一附加反射面15D、15D的反射光L3D(左侧为以虚线表示的反射光L3D，右侧为以实线表示的反射光L3D)入射的左上侧的第二附加反射面9LU和右下侧的第二附加反射面9RD的情况。
另外，上述上侧单元的左右两侧的两个第二附加反射面9、9和上述下侧单元的左右两侧的两个第二附加反射面9、9例如如图28所示，存在分别分配于左右两侧的情况。即，存在将左侧的第二附加反射面分配为左侧的部分9LL和右侧的部分9LR，并且将右侧的第二附加反射面分配为左侧的部分9RL和右侧的部分9RR的情况。
例如，有包括来自上侧单元的第一附加反射面15U、15U的反射光L3U(以实线表示的反射光L3U)入射的左左侧的第二附加反射面9LL及右右侧的第二附加反射面9RR；以及来自下侧单元的第一附加反射面15D、15D的反射光L3D(以实线表示的反射光L3D)入射的左右侧的第二附加反射面9LR及右左侧的第二附加反射面9RL的情况。另外，还有包括来自上侧单元的第一附加反射面15U、15U的反射光L3U(以虚线表示的反射光L3U)入射的左右侧的第二附加反射面9LR和右左侧的第二附加反射面9RL；以及来自下侧单元的第一附加反射面15D、15D的反射光L3D(以虚线表示的反射光L3D)入射的左左侧的第二附加反射面9LL和右右侧的第二附加反射面9RR的情况。进而，还有包括来自上侧单元的第一附加反射面15U、15U的反射光L3U(左侧为以实线表示的反射光L3U，右侧为以虚线表示的反射光L3U)入射的左左侧的第二附加反射面9LL和右左侧的第二附加反射面9RL；以及来自下侧单元的第一附加反射面15D、15D的反射光L3D(左侧为以实线表示的反射光L3D，右侧为以虚线表示的反射光L3D)入射的左右侧的第二附加反射面9LR和右右侧的第二附加反射面9RR的情况。再者，还有包括来自上侧单元的第一附加反射面15U、15U的反射光L3U(左侧为以虚线表示的反射光L3U，右侧为以实线表示的反射光L3U)入射的左右侧的第二附加反射面9LR和右右侧的第二附加反射面9RR；以及来自下侧单元的第一附加反射面15D、15D的反射光L3D(左侧为以虚线表示的反射光L3D、右侧为以实线表示的反射光L3D)入射的左左侧的第二附加反射面9LL和右左侧的第二附加反射面9RL的情况。
本实施例2的车辆用前照灯100由如上所述的结构构成，因此，能够达到与上述实施例1的车辆用前照灯1大致同样的作用效果。
特别是本实施例2的车辆用前照灯100，将主反射面2U、2D，半导体型光源5U、5D，遮光构件12U、12D，第一附加反射面15U、15U、15D、15D，第二附加反射面9、9，第一遮光罩13U、13U、13D、13D，第二遮光罩14U、14U、14D、14D以及开口部16U、16U、16D、16D，分别设置在将发光芯片4的发光面朝向铅垂轴Y方向上方的上侧单元(即，上述的实施例1的上侧反射面2U和上侧半导体型光源5U)和将发光芯片4的发光面朝向铅垂轴Y方向下方的下侧单元(下侧反射面2D和下侧半导体型光源5D)上。其结果为，就本实施例2的车辆用前照灯100而言，即使反射镜300小型化，也能充分地获得预定的近光用配光图案LP和预定的附加配光图案LP1的光量(光度、照度)，因此，能够兼顾对作为车辆用最佳的预定的近光用配光图案LP和预定的附加配光图案LP1进行配光控制，同时使灯单元小型化。由此，本实施例2的车辆用前照灯100能够实现灯单元3、5U、5D、6、7、12U、12D、13U、13U、14U、14U、13D、13D、14D、14D的小型化以及制造成本的降低。
另外，本实施例2的车辆用前照灯100，将上侧单元的第二附加反射面9、9和下侧单元的第二附加反射面9、9配置于上侧单元的主反射面2U与下侧单元的主反射面2D之间。其结果为，就本实施例2的车辆用前照灯100而言，位于中间的上侧单元的第二附加反射面9、9和下侧单元的第二附加反射面9、9，位于上侧的上侧单元的主反射面2U，以及位于下侧的下侧单元的主反射面2D整体地发光。由此，本实施例2的车辆用前照灯100能够实现灯单元3、5U、5D、6、7、12U、12D、13U、13U、14U、14U、13D、13D、14D、14D的小型化以及制造成本的降低。而且，本实施例2的车辆用前照灯100，由于不会在上侧单元的主反射面2U与下侧单元的主反射面2D之间形成不发光部分，因此，提高了被辨认性和质量。
此外，在上述的实施例2中，在上下的各一个遮光构件12U、12D的左右设有两个上下的第一附加反射面15U、15U、15D、15D，另外在一个反射镜300的左右设有两个第二附加反射面9、9，进而将上下的遮光罩即上下的第一遮光罩13U、13U、13D、13D和上下的第二遮光罩14U、14U、14D、14D左右两个地设置在上下的第一附加反射面15U、15U、15D、15D与上下的第二附加反射面9、9、9、9之间。但是，在本发明中，也可以将第一附加反射面、第二附加反射面以及遮光罩即第一遮光罩和第二遮光罩分别仅在左侧设置一个，或者仅在右侧设置一个。
实施例3
图29表示本发明的车辆用前照灯的实施例3。以下，对本实施例3的车辆用前照灯进行说明。在附图中，与图1～图28相同的附图标记表示同一构件。本实施例3的车辆用前照灯作为预定的主配光图案照射远光用配光图案(行驶用配光图案)HP，另外，作为预定的附加配光图案照射包含远光用配光图案HP的中央部分的附加配光图案HP1。
本实施例3的车辆用前照灯，将主反射面2U及/或2D的各片段21～28的反射面设为照射作为预定的主配光图案的远光用配光图案HP的反射面，另外，省去了第一遮光罩13U、13U、13D、13D和第二遮光罩14U、14U、14D、14D，并且将第一附加反射面15U、15U及/或15D、15D和第二附加反射面9、9、9、9的反射面设为照射作为预定的附加配光图案的附加配光图案HP1的反射面。
本实施例3的车辆用前照灯由如上所述的结构构成，因此，能够达到与上述实施例1、2的车辆用前照灯1、100大致同样的作用效果。特别是本实施例3的车辆用前照灯能够照射远光用配光图案HP和附加配光图案HP1。由此，本实施例3的车辆用前照灯能够实现灯单元的小型化以及制造成本的降低。
实施例4
图30～图34表示本发明的车辆用前照灯的实施例4。以下，对本实施例4的车辆用前照灯进行说明。在附图中，与图1～图29相同的附图标记表示同一构件。本实施例4的车辆用前照灯与上述实施例1的车辆用前照灯1同样地由上侧单元构成。还有，本实施例4的车辆用前照灯也可以与上述实施例2的车辆用前照灯100同样地由上侧单元和下侧单元构成。
上述实施例1的车辆用前照灯1及上述实施例2的车辆用前照灯100的光学构件由具有第一附加反射面5U、15U及/或15D、15D的遮光构件12U及/或12D构成，相对于此，本实施例4的车辆用前照灯的光学构件由自由曲面透镜74U(参照日本特开2008-226559号公报)构成。
上述自由曲面透镜74U一体地设置在安装部件70U上。通过将上述安装部件70U安装在支架6上，上述自由曲面透镜74U与上侧半导体型光源5U一起被安装在支架6上。上述自由曲面透镜74U的透镜焦点(未图示)位于上侧半导体型光源5U的发光芯片4上或其附近。
本实施例4的车辆用前照灯具有如上所述的的结构，因此若使上侧半导体型光源5U的发光芯片4点亮发光，则从上侧半导体型光源5U的发光芯片4向上的发光面放射的光的一部分L1由上侧主反射面2U作为近光用配光图案LP照射到车辆前方。另外，从上侧半导体型光源5U的发光芯片4向上的发光面直接放射到车辆前方的光L2由自由曲面透镜74U作为预定的附加配光图案、在本例中作为用于辅助中间区域扩散、附近光(跟前侧即车辆侧的光)的附加配光图案LP2(图34中以虚线包围的部分的配光图案)照射到车辆前方。
本实施例4的车辆用前照灯具有如上所述的结构及作用，因此能够将从上侧半导体型光源5U的发光芯片4直接照射到车辆前方的光L2利用与安装部件70U为一体结构的光学构件的自由曲面透镜74U作为预定的附加配光图案LP2照射到车辆前方。这样，本实施例4的车辆用前照灯能够有效地利用从上侧半导体型光源5U的发光芯片4直接放射到车辆前方的光L2即通常为无效的光L2。
而且，本实施例4的车辆用前照灯由于将自由曲面透镜74U的光学构件与安装部件70U做成一体结构并通过该安装部件70U与上侧半导体型光源5U一起安装在支架6上，因此能够通过光学构件的自由曲面透镜74U对附加配光图案LP2高精度地进行配光控制。
实施例5
图35～图39表示本发明的车辆用前照灯的实施例5。以下，对本实施例5的车辆用前照灯进行说明。在附图中，与图1～图34相同的附图标记表示同一构件。本实施例5的车辆用前照灯与上述实施例1的车辆用前照灯1同样地由上侧单元构成。还有，本实施例5的车辆用前照灯也可以与上述实施例2的车辆用前照灯100同样地由上侧单元和下侧单元构成。
上述实施例1的车辆用前照灯1及上述实施例2的车辆用前照灯100的光学构件由具有第一附加反射面5U、15U及/或15D、15D的遮光构件12U及/或12D构成，上述实施例4的车辆用前照灯的光学构件由自由曲面透镜74U构成，相对于此，本实施例5的车辆用前照灯的光学构件由遮光罩75U构成。
上述遮光罩75U一体地设置在安装部件70U上。通过将上述安装部件70U安装在支架6上，上述遮光罩75U便与上侧半导体型光源5U一起安装在支架6上。上述遮光罩75U遮蔽从上侧半导体型光源5U的发光芯片4放射的光中未入射到上侧主反射面2U而直接放射到车辆前方的光L2。
本实施例5的车辆用前照灯具有如上所述的结构，因此若使上侧半导体型光源5U的发光芯片4点亮发光，则从上侧半导体型光源5U的发光芯片4向上的发光面放射的光的一部分L1通过上侧主反射面2U作为近光用配光图案LP照射到车辆前方。另外，从上侧半导体型光源5U的发光芯片4向上的发光面未入射到上侧主反射面2U而直接放射到车辆前方的光L2被遮光罩75U遮蔽。
在此，对在安装部件70U上未设置遮光罩75U的情况进行说明。在这种情况下，从上侧半导体型光源5U的发光芯片4向上的发光面放射的光中未入射到上侧主反射面2U的光L2直接放射到车辆前方，并在近光用配光图案LP的中央部的上方侧作为杂散光带LP3(图39中用虚线包围的部分的区域)照射到车辆前方。该杂散光带LP3的光对于对开车的驾驶者等成为眩光。
相对于此，本实施例5的车辆用前照灯由于能够通过设置在安装部件70U上的遮光罩75U，遮蔽从上侧半导体型光源5U的发光芯片4向上的发光面未入射到上侧主反射面2U而直接放射到车辆前方的光、即未经配光控制的光L2，因此能够可靠地防止在近光用配光图案LP的中央部的上方侧照射杂散光带LP3。
而且，本实施例5的车辆用前照灯由于遮光罩75U的光学构件与安装部件70U构成为一体结构并通过该安装部件70U与上侧半导体型光源5U一起安装在支架6上，因此通过光学构件的遮光罩75U能够可靠地遮蔽未经配光控制的光L2并能可靠地防止将其照射到车辆前方。
其他实施例
此外，在上述实施例2、4、5中，作为预定的主配光图案，对具有明暗截止线CL1、CL2的近光用配光图案LP进行了说明，在上述实施例2中，作为预定的附加配光图案对具有明暗截止线CL1、CL2的附加配光图案LP1进行了说明，在上述实施例4中，作为预定的附加配光图案对用于辅助中间区域扩散及附近光的附加配光图案LP2进行了说明，在上述实施例3中，作为预定的主配光图案对远光用配光图案HP、以及作为预定的附加配光图案对附加配光图案HP1进行了说明。但是，在本发明中，也可以是除了具有明暗截止线CL1、CL2的近光用配光图案LP、具有明暗截止线CL1、CL2的附加配光图案LP1、用于辅助中间区域扩散及附近光的附加配光图案LP2以及远光用配光图案HP、附加配光图案HP1以外的预定的主配光图案、预定的附加配光图案。例如，既可以是高速道路用配光图案、雾灯用配光图案等以肘形拐点为边界，在行驶车线侧具有倾斜明暗截止线，且在对置车线侧具有水平明暗截止线的配光图案；也可以是不具有明暗截止线的配光图案。
另外，在上述的实施例2、3、4中，对左侧行驶车线用的车辆用前照灯1、100进行了说明。但是，本发明也能够适用于右侧行驶车线用的车辆用前照灯。

Claims (4)

1.一种车辆用前照灯，是以半导体型光源为光源的车辆用前照灯，其特征在于，具备：
具有发光芯片的上述半导体型光源；
具有使来自上述发光芯片的光反射并作为预定配光图案照射到车辆前方的反射面的反射镜；
保持上述反射镜的保持部件；
将上述半导体型光源放置于上述保持部件的定位机构；
将利用上述定位机构放置于上述保持部件的上述半导体型光源安装在上述保持部件上的安装部件；以及
对从上述发光芯片直接放射到车辆前方的光进行光学处理的光学构件，
上述光学构件具有预定的位置关系地与上述安装部件为一体结构，该预定的位置关系为，在将上述半导体型光源安装在上述保持部件上时，通过上述光学处理形成预定的附加配光图案，
上述安装部件具有用于将与上述光学构件为一体结构的上述安装部件放置于上述半导体型光源的凹部的凸部，
在与上述光学构件为一体结构的上述安装部件放置于上述半导体型光源的状态下，通过将插入上述安装部件的通孔的螺钉拧入上述保持部件的通孔，从而将上述半导体型光源固定于上述保持部件，其中，上述半导体型光源利用上述定位机构放置于上述保持部件。
2.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，
上述光学构件的第一附加反射面至少由第一基准焦点位于上述发光芯片上或其附近，而且第二基准焦点位于偏离了上述发光芯片的位置的椭圆系的自由曲面构成，为了将从上述发光芯片直接放射到车辆前方的光作为上述预定的附加配光图案由设置在上述反射镜上的第二附加反射面照射到车辆前方，该第一附加反射面将从上述发光芯片直接放射到车辆前方的光会聚反射到上述第二基准焦点处。
3.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，
上述光学构件由透镜焦点位于上述发光芯片上或其附近，且将从上述发光芯片直接放射到车辆前方的光作为上述预定的附加配光图案照射到车辆前方的自由曲面透镜构成。
4.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，
上述光学构件由遮蔽从上述发光芯片直接放射到车辆前方的光的遮光罩构成。
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