JP2014102941A

JP2014102941A - 車両用前照灯

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Publication number: JP2014102941A
Application number: JP2012253324A
Authority: JP
Inventors: Ryutaro Owada; 竜太郎大和田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2032-11-19
Also published as: JP6052599B2

Abstract

【課題】半導体発光素子からの直射光のうち投影レンズの入射面で反射されて投影レンズ内部に入射しない光の利用効率を高めることが可能な車両用前照灯を提供する。
【解決手段】レンズの基準点Ｆ又はその近傍に配置され、前記第２面から前記レンズ内部に入射し、前記第１面から出射して前方に照射される光を放出する半導体発光素子１２と、前記半導体発光素子１２の下方に配置されたオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６と、を備えており、前記第２面は、前記半導体発光素子１２からの光の一部を反射し、前記オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面側に集光して向かうように設計されており、前記第１面は、前記第１面から出射して前方に照射される前記半導体発光素子１２からの光が、ロービーム用配光パターンを形成するように設計されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用前照灯に係り、特に、光源として半導体発光素子を用いた車両用前照灯に関する。

従来、車両用前照灯の分野においては、光源として半導体発光素子を用いた車両用前照灯が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１２は、特許文献１に記載の車両用前照灯２００の斜視図である。

図１２に示すように、特許文献１に記載の車両用前照灯２００は、いわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の車両用前照灯で、投影レンズ２１０、投影レンズ２１０の後方に配置され、投影レンズ２１０を透過して前方に照射される光を放出するＬＥＤ発光部２２０等を備えている。

ＬＥＤ発光部２２０は、半導体発光素子（ＬＥＤチップ）と蛍光材料を含んでいる。投影レンズ２１０は、ＬＥＤ発光部２２０からの光を投影するレンズとされている。ＬＥＤ発光部２２０の一部は、当該ＬＥＤ発光部２２０に近接して配置された遮光部材（図示せず）で覆われている。遮光部材は、蛍光材料よりもＬＥＤランプ照射方向前方に位置している。遮光部材のうち、ＬＥＤ発光部２２０と対峙する側の面は、当該遮光部材に入射するＬＥＤ発光部２２０からの光を反射する反射部材とされている。

上記構成の車両用前照灯２００によれば、ＬＥＤ発光部２２０の遮光部材で覆われない部分の形状が、投影レンズ２１０により照射方向に拡大投影されることで、明暗境界線を有する所定配光パターンＰが形成される。

特許第４１３８５８６号公報

しかしながら、特許文献１においては、ＬＥＤ発光部２２０（半導体発光素子）からの光のうち一部の光が、投影レンズ２１０の入射面で反射されて、投影レンズ２１０内部に入射せず、所定配光パターンＰの形成に利用されない結果、光利用効率が低下する、という問題ある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、半導体発光素子からの直射光のうち投影レンズの入射面で反射されて投影レンズ内部に入射しない光の利用効率を高めることが可能な車両用前照灯を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両前方側に配置される第１面と、車両後方側に配置される第２面と、を含むレンズと、前記レンズの基準点又はその近傍に配置され、前記第２面から前記レンズ内部に入射し、前記第１面から出射して前方に照射される光を放出する半導体発光素子と、前記半導体発光素子の下方に配置されたオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面と、を備えており、前記第２面は、前記半導体発光素子からの光の一部を反射し、前記オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面側に集光して向かうように設計されており、前記第１面は、前記第１面から出射して前方に照射される前記半導体発光素子からの光が、ロービーム用配光パターンを形成するように設計されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、半導体発光素子からの直射光のうち第２面（入射面）で反射されてレンズ内部に入射しない光線を利用して、オーバーヘッドサイン用配光パターンを形成することが可能な、光利用効率の高い車両用前照灯を提供することが可能となる。すなわち、主配光（例えば、ロービーム用配光パターン）には影響を与えずに、光の利用効率を向上できる車両用前照灯を提供することが可能となる。

これは、半導体発光素子の下方に、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面を配置したことにより、レンズの基準点から下側に離れた場所にあたかも発光面が位置しているかのような効果を生じ、レンズの第１面（出射面）から出射される光線が上向きとなることによるものである。

また、請求項１に記載の発明によれば、半導体発光素子からの直射光のうち第２面（入射面）で反射されて投影レンズ１４内部に入射しない光を、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面へ効率よく入射させることが可能となる。これは、第２面（入射面）が、当該第２面（入射面）で反射される半導体発光素子からの直射光が集光されて、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面側に向かうように設計されていることによるものである。

第２面は、当該第２面で反射される半導体発光素子からの光が集光されて、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面側に向かうように設計された面であればよい。例えば、第２面は、請求項２に記載のように、第１焦点が半導体発光素子の発光面又はその近傍に設定され、第２焦点がオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面又はその近傍に設定された回転楕円面であってもよいし、請求項３に記載のように、中心が半導体発光素子の発光面又はその近傍に設定された球面であってもよい。

前記オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面は、請求項４に記載のように、ミラーであってもよいし、高反射率部材であってもよいし、その他の反射手段であってもよい。

請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の発明において、前記半導体発光素子を取り囲むように配置され、前記半導体発光素子からの光を反射して取り出すように構成された高反射率部材と、前記高反射率部材のうち前記オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面として機能させる部分以外を覆う遮光部材と、をさらに備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、半導体発光素子を取り囲むように配置され、前記半導体発光素子からの光を反射して取り出すように構成された高反射率部材の一部を、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面として機能させることが可能となる。したがって、オーバーヘッドサイン用配光パターン専用の反射面が不要となり、その分、コスト低減が可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の発明において、前記高反射率部材は、白樹脂であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、白樹脂を、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面として機能させることが可能となる。

本発明によれば、半導体発光素子からの直射光のうち投影レンズの入射面で反射されて投影レンズ内部に入射しない光の利用効率を高めることが可能な車両用前照灯を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態である車両用前照灯１０の斜視図である。半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）及びオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６が実装された基板１８の正面図である。（ａ）車両用前照灯１０の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。（ａ）図４（ｂ）中の車両用前照灯１０のＡ−Ａ断面図、（ｂ）車両用前照灯１０の正面図、（ｃ）図４（ｂ）中の車両用前照灯１０のＢ−Ｂ断面図である。車両用前照灯１０により形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ及びオーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳの例である。変形例である車両用前照灯１０Ａの斜視図である。半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６としての高反射率部材２２（例えば、白樹脂）及び遮光部材２４が実装された基板１８の正面図である。図７中のＣ−Ｃ断面図である。（ａ）車両用前照灯１０Ａの上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。（ａ）図１０（ｂ）中の車両用前照灯１０ＡのＣ−Ｃ断面図、（ｂ）車両用前照灯１０Ａの正面図、（ｃ）図１０（ｂ）中の車両用前照灯１０のＤ−Ｄ断面図である。車両用前照灯１０により形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ´及びオーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳ´の例である。特許文献１に記載の車両用前照灯２００の斜視図である。

以下、本発明の一実施形態である車両用前照灯について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態である車両用前照灯１０の斜視図である。

本実施形態の車両用前照灯１０は、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。車両用前照灯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。

図１に示すように、本実施形態の車両用前照灯１０は、半導体発光素子１２、投影レンズ１４、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６等を備えている。半導体発光素子１２、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６は、基板１８の表面に実装されている。

半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）は、投影レンズ１４の入射面１４ｂから投影レンズ１４内部に入射し、投影レンズ１４の出射面１４ａから出射して前方に照射される直射光を放出する光源で、投影レンズ１４の後方かつ投影レンズ１４の光学設計上の基準点Ｆ（又はその近傍）に配置されている。

図２は、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）及びオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６が実装された基板１８の正面図である。

図２に示すように、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）は、例えば、１ｍｍ角の発光面を含むＬＥＤチップ×５で、セラミック製（又は金属製）基板１８の表面に一列に実装されて、横長矩形の発光面２０を構成している。半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）は５つに限られず、１〜４又は６つ以上であってもよい。

半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）は、横長矩形の発光面２０の長辺を水平とし、半導体発光素子１２（横長矩形の発光面２０）を前方（投影レンズ１４の入射面１４ｂ）に向けた状態で、投影レンズ１４の基準点Ｆ（又はその近傍）に配置されている。

車両前後方向に延びる光軸ＡＸは、横長矩形の発光面２０を通り、かつ、発光面２０の法線方向に延びている。

投影レンズ１４の光学設計上の基準点Ｆは、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）又はその近傍（例えば、横長矩形の発光面２０の水平方向に延びる下端縁の中心近傍）に設定されている。

投影レンズ１４の基準点Ｆは一般的な投影レンズの焦点（又は光学的中心）に相当し、投影レンズ１４の出射面１４ａの面形状は、当該基準点Ｆに基づいて設計されている。

半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）は、法規で規定されたＣＩＥ色度図上の白色範囲を満たす白色光を放出するものであればよく、発光色が青系のＬＥＤチップ（又はレーザーダイオード）とこれを覆う黄色系の蛍光体（例えば、ＹＡＧ蛍光体）とを組み合わせた構造の半導体発光素子であってもよいし、ＲＧＢ三色のＬＥＤチップ（又はレーザーダイオード）を組み合わせた構造の半導体発光素子であってもよいし、その他構造の半導体発光素子であってもよい。

図３（ａ）は車両用前照灯１０の上面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は側面図である。

図１、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、投影レンズ１４は、車両前方側に配置される出射面１４ａ（本発明の第１面に相当）、車両後方側に配置される入射面１４ｂ（本発明の第２面に相当）、外周に配置されたフランジ部１４ｃ等を含んでいる。投影レンズ１４は、そのフランジ部１４ｃがハウジング等に固定されたレンズホルダ等の支持部（図示せず）によって支持されることで、出射面１４ａが車両前方側に配置され、入射面１４ｂが車両後方側に配置されている。

投影レンズ１４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、固化させることで一体成形されている。なお、投影レンズ１４の材質は、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）以外の、例えば、ガラスであってもよい。

図４（ａ）は図４（ｂ）中の車両用前照灯１０のＡ−Ａ断面図、図４（ｂ）は車両用前照灯１０の正面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）中の車両用前照灯１０のＢ−Ｂ断面図である。

入射面１４ｂは、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光が入射する面である（図４（ａ）、図４（ｃ）参照）。入射面１４ｂは、当該入射面１４ｂで反射（フレネル反射）される半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光が集光されて、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の下方、すなわち、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６側に向かうように、その面形状が設計された面で、例えば、図４（ｃ）に示すように、第１焦点Ｆ１が半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の発光面２０又はその近傍に設定され、第２焦点Ｆ２がオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６又はその近傍に設定された回転楕円面である。このようにすれば、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光のうち入射面１４ｂで反射される光を、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６へ効率よく入射させることが可能となる。

入射面１４ｂは、当該入射面１４ｂで反射される半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光が集光されて、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６側に向かうように、その面形状が設計された面であればよく、上記回転楕円面に限定されない。例えば、入射面１４ｂは、中心が半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の発光面２０又はその近傍に設定された球面であってもよいし、その他面形状の面（例えば、半導体発光素子１２に向かって凹の面）であってもよい。これによっても、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光のうち入射面１４ｂで反射される光を、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６へ効率よく入射させることが可能となる。

図５中の下段は、車両用前照灯１０により形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの例である。

図５に示すように、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏは、水平方向に延びるカットオフラインＣＬを含み、水平方向にワイドな配光パターン（例えば、Ｈ線より下０．５７度以下に配置される）として形成される。

上記構成のロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏは、投影レンズ１４の出射面１４ａを、次のように構成することで実現される。

出射面１４ａは、入射面１４ｂから投影レンズ１４内部に入射し、出射面１４ａから出射して前方に照射される半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光（半導体発光素子１２の光源像）が、図５に示すように、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏを形成するように、その面形状が設計されている。

具体的には、出射面１４ａは、図４（ａ）に示すように、水平断面形状が、出射面１４ａから出射する半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光Ｒａｙ１が水平方向に拡散する形状とされ、図４（ｃ）に示すように、鉛直断面形状が、出射面１４ａから出射する半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光Ｒａｙ１が水平面に対して下向きの方向を照射する形状とされている。

図５中の上段は、車両用前照灯１０により形成されるオーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳの例である。

オーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳは、前方上方の道路案内板や道路標識等を照明するための配光パターンで、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６を、次のように構成することで実現される。

オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６は、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光のうち入射面１４ｂで反射される光を反射する反射面で、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の下方に配置されている。

オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６は、例えば、図２に示すように、灯具正面視において水平方向に長い矩形形状のミラー（例えば、薄い板状の平面ミラー又は曲面ミラー）で、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）が実装された基板１８のうち半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の下方に接着等の公知の手段で固定されて、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の下方に配置されている。なお、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６は、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）とは別の部材として構成されて、基板１８上に実装されていてもよいし、あるいは、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）と組み合わされて（例えば、パッケージ化されて）、１つの部材として構成されて、基板１８上に実装されていてもよい。

通常、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光Ｒａｙ１は、図４（ａ）、図４（ｃ）に実線で示すように、入射面１４ｂから投影レンズ１４内部に入射し、出射面１４ａから屈折して出射して前方に照射され、車両前面（出射面１４ａ）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、図５に示すように、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏを形成する。

しかしながら、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光のうち一部の光は、入射面１４ｂで反射されて、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の下方に向かう。

この入射面１４ｂからの反射光Ｒａｙ２（図４（ｃ）中の点線参照）は、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６で反射されて、入射面１４ｂから投影レンズ１４内部に入射し、出射面１４ａから屈折して出射して前方かつ水平面に対して所定角度上向きに照射される。これにより、仮想鉛直スクリーン上かつロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの上方に、図５に示すように、オーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳが形成される。これは、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の下方に、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６を配置したことにより、投影レンズ１４の基準点Ｆから下側に離れた場所にあたかも発光面が位置しているかのような効果を生じ、投影レンズ１４の出射面１４ａから出射される光線Ｒａｙ２が上向きとなることによるものである。

オーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳの水平方向寸法及び鉛直方向寸法は、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６の水平方向寸法及び鉛直方向寸法を調整することで、調整することが可能である。また、オーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳが形成される鉛直方向の位置（仮想鉛直スクリーン上の位置）は、半導体発光素子１２とオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６との間の距離Ｌ（図２参照）を調整することで、調整することが可能である。

したがって、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６の水平方向寸法及び鉛直方向寸法、並びに、半導体発光素子１２とオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６との間の距離Ｌを調整することで、例えば、水平線Ｈ−Ｈより上２〜４度かつ鉛直線Ｖ−Ｖに対して左右適宜の角度の範囲を照明するオーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳを形成することが可能となる。

なお、車両用前照灯１０は、各配光パターンＰ_Ｌｏ、Ｐ_ＯＨＳ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。

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光のうち入射面１４ｂで反射されて投影レンズ１４内部に入射しない光線Ｒａｙ２を利用して、オーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳを形成することが可能な、光利用効率の高い車両用前照灯を提供することが可能となる。すなわち、主配光（例えば、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ）には影響を与えずに、光の利用効率を向上できる車両用前照灯を提供することが可能となる。

これは、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の下方に、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６を配置したことにより、投影レンズ１４の基準点Ｆから下側に離れた場所にあたかも発光面が位置しているかのような効果を生じ、投影レンズ１４の出射面１４ａから出射される光線Ｒａｙ２が上向きとなることによるものである。

また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光のうち入射面１４ｂで反射されて投影レンズ１４内部に入射しない光を、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６へ効率よく入射させることが可能となる。これは、入射面１４ｂが、当該入射面１４ｂで反射される半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光が集光されて、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６側に向かうように設計されていることによるものである。

次に、車両用前照灯１０の変形例として、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として高反射率部材２２（例えば、白樹脂）を用いた車両用前照灯１０Ａについて説明する。

本変形例の車両用前照灯１０Ａは、上記実施形態の車両用前照灯１０と比べ、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として高反射率部材２２（例えば、白樹脂）を用いた点、及び、遮光部材２４を追加した点が相違する。それ以外、上記実施形態の車両用前照灯１０と同様の構成である。以下、上記実施形態の車両用前照灯１０との相違点を中心に説明し、上記実施形態の車両用前照灯１０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図６は、変形例である車両用前照灯１０Ａの斜視図である。

図７は半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６としての高反射率部材２２（例えば、白樹脂）及び遮光部材２４が実装された基板１８の正面図、図８は図７中のＣ−Ｃ断面図である。図９（ａ）は車両用前照灯１０Ａの上面図、図９（ｂ）は正面図、図９（ｃ）は側面図である。

図６、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、本変形例の車両用前照灯１０Ａは、半導体発光素子１２、投影レンズ１４に加え、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２（例えば、白樹脂）及び遮光部材２４等を備えている。

図７、図８に示すように、従来、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）を取り囲むように配置され、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）が主に側方に放出する光を反射して効率よく取り出すように構成された高反射率部材２２（例えば、白樹脂）が知られている。高反射率部材２２は、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）が主に側方に放出する光を前方に向けて反射するための反射面２２ｂ（図８参照）を含んでいる。なお、図８中、符号１２Ａが示す部材は半導体発光素子１２を構成するＬＥＤチップで、符号１２Ｂが示す部材は半導体発光素子１２を構成する蛍光体で、符号１２Ｃが示す部材はガラス板である。

高反射率部材２２は、少なくとも、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の一辺（下端縁）よりも下方に配置されている（図７参照）。

図６、図９（ａ）に示すように、遮光部材２４は、投影レンズ１４の焦点面に沿って湾曲した前面２４ａ、その反対側の後面２４ｂを備えている。図７に示すように、遮光部材２４は、前面２４ａから後面２４ｂに貫通した開口２４ｃ（例えば、灯具正面視において水平方向に長い矩形形状の開口２４ｃ）から高反射率部材２２の一部２２ａを露出させ、それ以外の高反射率部材２２の部分を覆っている。遮光部材２４の開口２４ｃを適切な箇所に形成することで、当該開口２４ｃから露出した高反射率部材２２の一部２２ａを、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能させることが可能となる。以上のように、高反射率部材２２（例えば、白樹脂）のうちオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能させる部分２２ａ以外は、遮光部材２４で覆われている。

図１０（ａ）は図１０（ｂ）中の車両用前照灯１０ＡのＣ−Ｃ断面図、図１０（ｂ）は車両用前照灯１０Ａの正面図、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）中の車両用前照灯１０のＤ−Ｄ断面図である。

入射面１４ｂは、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光が入射する面である（図１０（ａ）、図１０（ｃ）参照）。入射面１４ｂは、当該入射面１４ｂで反射（フレネル反射）される半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光が集光されて、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の下方、すなわち、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａ側に向かうように、その面形状が設計された面で、例えば、図１０（ｃ）に示すように、第１焦点Ｆ１が半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の発光面２０又はその近傍に設定され、第２焦点Ｆ２がオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａ又はその近傍（例えば、遮光部材２４の開口２４ｃ内）に設定された回転楕円面である。このようにすれば、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光のうち入射面１４ｂで反射される光を、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａへ効率よく入射させることが可能となる。

入射面１４ｂは、当該入射面１４ｂで反射される半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光が集光されて、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａ側に向かうように、その面形状が設計された面であればよく、上記回転楕円面に限定されない。例えば、入射面１４ｂは、中心が半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の発光面２０又はその近傍に設定された球面であってもよいし、その他面形状の面（例えば、半導体発光素子１２に向かって凹の面）であってもよい。これによっても、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光のうち入射面１４ｂで反射される光を、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａへ効率よく入射させることが可能となる。

図１１中の下段は、車両用前照灯１０Ａにより形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ´の例である。

図１１に示すように、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ´は、左右段違いに水平方向に延びる一対の水平カットオフラインＣＬ_Ｌ、ＣＬ_Ｒ及び当該一対の水平ラインＣＬ_Ｌ、ＣＬ_Ｒの端点を連結する斜めカットオフラインＣＬ_Ｓを含む配光パターンとして形成される。

これは、図７に示すように、半導体発光素子１２（横長矩形の発光面２０）の一部が、遮光部材２４（例えば、後面２４ｂ）のうち斜め右方向に延びる斜めラインＬ_Ｓ及び水平方向に延びる水平ラインＬ_Ｌを含む部分で覆われていることによるものである。

本変形例では、出射面１４ａは、図１０（ａ）に示すように、水平断面形状が、出射面１４ａから出射する半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光Ｒａｙ１が水平方向に関し、光軸ＡＸ寄りに集光する形状とされ、図１０（ｃ）に示すように、鉛直断面形状が、出射面１４ａから出射する半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光Ｒａｙ１が水平面に対して下向きの方向を照射する形状とされている。

図１１中の上段は、車両用前照灯１０Ａにより形成されるオーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳ´の例である。

オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａは、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光のうち入射面１４ｂで反射される光を反射する反射面で、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の下方に配置されている。

通常、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）からの直射光Ｒａｙ１は、図１０（ａ）、図１０（ｃ）に実線で示すように、入射面１４ｂから投影レンズ１４内部に入射し、出射面１４ａから屈折して出射して前方に照射され、車両前面（出射面１４ａ）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、図１１に示すように、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ´を形成する。

この入射面１４ｂからの反射光Ｒａｙ２（図１０（ｃ）中の点線参照）は、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａで反射されて、入射面１４ｂから投影レンズ１４内部に入射し、出射面１４ａから屈折して出射して前方かつ水平面に対して所定角度上向きに照射される。これにより、仮想鉛直スクリーン上かつロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの上方に、図１１に示すように、オーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳ´が形成される。これは、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）の下方に、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａを配置したことにより、投影レンズ１４の基準点Ｆから下側に離れた場所にあたかも発光面が位置しているかのような効果を生じ、投影レンズ１４の出射面１４ａから出射される光線Ｒａｙ２が上向きとなることによるものである。

オーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳ´の水平方向寸法及び鉛直方向寸法は、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａ（すなわち、開口２４ｃ）の水平方向寸法及び鉛直方向寸法を調整することで、調整することが可能である。また、オーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳ´が形成される鉛直方向の位置（仮想鉛直スクリーン上の位置）は、半導体発光素子１２とオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａ（すなわち、開口２４ｃ）との間の距離Ｌ（図７参照）を調整することで、調整することが可能である。

したがって、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａ（すなわち、開口２４ｃ）の水平方向寸法及び鉛直方向寸法、並びに、半導体発光素子１２とオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能する高反射率部材２２の一部２２ａ（すなわち、開口）との間の距離Ｌを調整することで、例えば、水平線Ｈ−Ｈより上２〜４度かつ鉛直線Ｖ−Ｖに対して左右適宜の角度の範囲を照明するオーバーヘッドサイン用配光パターンＰ_ＯＨＳ´を形成することが可能となる。

なお、車両用前照灯１０Ａは、各配光パターンＰ_Ｌｏ´、Ｐ_ＯＨＳ´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。

本変形例によれば、上記実施形態で説明した効果に加え、半導体発光素子１２（１２ａ〜１２ｅ）が主に側方に放出する光を反射して効率よく取り出すように構成された高反射率部材２２（例えば、白樹脂）の一部２２ａを、オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面１６として機能させることが可能となる。これにより、オーバーヘッドサイン用配光パターン専用の反射面１６が不要となり、その分、コスト低減が可能となる。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１０、１０Ａ…車両用前照灯、１２…半導体発光素子、１４…投影レンズ、１４ａ…出射面、１４ｂ…入射面、１４ｃ…フランジ部、１６…オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面、１８…基板、２０…発光面、２２…高反射率部材、２２ａ…一部（部分）、２２ｂ…反射面、２４…遮光部材、２４ａ…前面、２４ｂ…後面、２４ｃ…開口

Claims

車両前方側に配置される第１面と、車両後方側に配置される第２面と、を含むレンズと、
前記レンズの基準点又はその近傍に配置され、前記第２面から前記レンズ内部に入射し、前記第１面から出射して前方に照射される光を放出する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の下方に配置されたオーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面と、を備えており、
前記第２面は、前記半導体発光素子からの光の一部を反射し、前記オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面側に集光して向かうように設計されており、
前記第１面は、前記第１面から出射して前方に照射される前記半導体発光素子からの光が、ロービーム用配光パターンを形成するように設計されていることを特徴とする車両用前照灯。
前記第２面は、第１焦点が前記半導体発光素子の発光面又はその近傍に設定され、第２焦点が前記オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面又はその近傍に設定された回転楕円面であることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
前記第２面は、中心が前記半導体発光素子の発光面又はその近傍に設定された球面であることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
前記オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面は、ミラー又は高反射率部材であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用前照灯。
前記半導体発光素子を取り囲むように配置され、前記半導体発光素子からの光を反射して取り出すように構成された高反射率部材と、
前記高反射率部材のうち前記オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面として機能させる部分以外を覆う遮光部材と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用前照灯。
前記高反射率部材は、白樹脂であることを特徴とする請求項４又は５に記載の車両用前照灯。