JP2015216056A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の配光パターンを精度良く配光制御すること。
【解決手段】この発明は、半導体型光源２Ｓ、２Ｗと、リフレクタ３Ｓ、３Ｗと、レンズ４Ｓ、４Ｗと、を備える。半導体型光源２Ｓ、２Ｗは、発光面２２を有する。リフレクタ３Ｓ、３Ｗは、自由曲面からなる反射面３０Ｓ、３０Ｗを有する。レンズ４Ｓ、４Ｗは、凸レンズ、凹レンズから構成されている。この結果、この発明は、所定の配光パターンを精度良く配光制御することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、半導体型光源とリフレクタとレンズとを備える車両用前照灯に関するものである。

この種の車両用前照灯は、従来からある（たとえば、特許文献１、特許文献２）。以下、従来の車両用前照灯について説明する。特許文献１の従来の車両用前照灯は、凹レンズと、複数個の発光素子と、楕円反射面を有するリフレクタと、を備え、所定の配光パターンを車両の前方に照射する。特許文献２の従来の車両用前照灯は、凸レンズおよび凹レンズと、複数個の発光素子と、楕円反射面および双曲線反射面を有するリフレクタと、を備え、所定の配光パターンを車両の前方に照射する。

特開２００８−１５３１２３号公報 特開２００８−１５３１２４号公報

かかる車両用前照灯においては、所定の配光パターンを精度良く配光制御することが重要である。

この発明が解決しようとする課題は、所定の配光パターンを精度良く配光制御することが重要である、という点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、半導体型光源と、リフレクタと、レンズと、を備え、半導体型光源が、発光面を有し、リフレクタが、発光面からの光をレンズ側に反射させる反射面を有し、反射面が、自由曲面から構成されていて、発光面が、反射面の光軸に対して、反射面に向くように傾斜していて、レンズが、凸レンズ、あるいは、凹レンズ、あるいは、凸レンズおよび凹レンズからなり、発光面からの光であって、反射面で反射した光を、所定の配光パターンとして、車両の前方に照射する、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、半導体型光源が、少なくとも、スポット用半導体型光源と、拡散用半導体型光源と、を備え、反射面が、少なくとも、スポット用半導体型光源に対応するスポット用反射面と、拡散用半導体型光源に対応する拡散用反射面と、を備え、レンズが、少なくとも、スポット用半導体型光源およびスポット用反射面に対応するスポット用レンズと、拡散用半導体型光源および拡散用反射面に対応する拡散用レンズと、を備え、スポット用半導体型光源およびスポット用反射面およびスポット用レンズが、所定の配光パターンのうち、スポット用配光パターンを形成し、拡散用半導体型光源および拡散用反射面および拡散用レンズが、所定の配光パターンのうち、拡散用配光パターンを形成する、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、スポット用半導体型光源およびスポット用反射面およびスポット用レンズが、車両の内側に配置されていて、拡散用半導体型光源および拡散用反射面および拡散用レンズが、車両の外側に配置されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、拡散用反射面の光軸が、スポット用反射面の光軸に対して、車両の外側に向いている、ことを特徴とする。

この発明（請求項５にかかる発明）は、スポット用レンズが、凸レンズであり、拡散用レンズが、凹レンズである、ことを特徴とする。

この発明の車両用前照灯は、あらかじめ反射光がオープン方向に反射するように反射面を設計し、凸レンズによりオープン方向に反射する反射光を正規の光路に補正する。また、あらかじめ反射光がクロス方向に反射するように反射面を設計し、凹レンズによりオープン方向に反射する反射光を正規の光路に補正する。このように、所定の配光パターンを精度良く配光制御することができる。

図１は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態１を示し、概略斜視図である。 図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線概略断面図である。 図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線概略断面図である。 図４は、所定の配光パターン示す説明図である。 図５は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態２を示し、概略斜視図である。 図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ線概略断面図である。 図７は、図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線概略断面図である。 図８は、所定の配光パターン示す説明図である。 図９は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態３を示し、概略斜視図である。 図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線概略断面図である。 図１１は、図９におけるＸＩ−ＸＩ線概略断面図である。 図１２は、所定の配光パターン示す説明図である。 図１３は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態４を示し、概略平面図である。 図１４は、図１３におけるＸＩＶ概略矢視図（概略背面図）である。

以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態（実施例）の４例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。この明細書および別紙の特許請求の範囲において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用前照灯を車両に搭載した際の前、後、上、下、左、右である。

図１、図５、図９において、半導体型光源の図示を省略してある。図２、図３、図６、図７、図１０、図１１においてレンズのハッチングを省略してある。図４、図８、図１２おいて、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示し、符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。また、図４、図８、図１２は、コンピュータシミュレーションにより作図されたスクリーン上の配光パターンを簡略化して示す等光度曲線の説明図であって、中央の等光度曲線は、高光度帯であって、その他の曲線は、外に行くにしたがって低くなる光度帯である。

（実施形態１の構成の説明）
図１〜図４は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態１を示す。以下、この実施形態１における車両用前照灯の構成について説明する。図１中、符号１は、この実施形態１における車両用前照灯（たとえば、ヘッドランプなど）である。前記車両用前照灯１は、左側通行用の車両の前部の左右両端部に搭載されている。以下、車両の左側に搭載される左側の車両用前照灯１について説明する。なお、車両の右側に搭載される右側の車両用前照灯は、左側の車両用前照灯１とほぼ同様の構成をなすので、説明を省略する。

（車両用前照灯１の説明）
前記車両用前照灯１は、図１〜図３に示すように、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、半導体型光源２Ｓ、２Ｗと、リフレクタ３Ｓ、３Ｗと、レンズ４Ｓ、４Ｗと、ヒートシンク部材（図示せず）と、取付部材（図示せず）と、を備えるものである。前記ヒートシンク部材と前記取付部材とは、一体構造として兼用しても良い。

前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗおよび前記リフレクタ３Ｓ、３Ｗおよび前記レンズ４Ｓ、４Ｗおよび前記ヒートシンク部材および前記取付部材は、ランプユニットを構成する。前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズは、灯室（図示せず）を画成する。前記ランプユニット２Ｓ、２Ｗ、３Ｓ、３Ｗ、４Ｓ、４Ｗは、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。

（半導体型光源２Ｓ、２Ｗの説明）
前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗは、図２、図３に示すように、少なくとも、スポット用半導体型光源２Ｓと、拡散用半導体型光源２Ｗと、を備える。前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗは、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗは、発光チップ（ＬＥＤチップ）２０と、前記発光チップ２０を封止樹脂部材で封止したパッケージ（ＬＥＤパッケージ）と、前記パッケージを実装した基板２１と、から構成されている。前記基板２１は、スクリューなど（図示せず）により、前記ヒートシンク部材に固定されている。この結果、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗは、前記ヒートシンク部材に固定されている。前記基板２１に取り付けられているコネクタ（図示せず）を介して前記発光チップ２０に電源（バッテリー）からの電流が供給される。

前記発光チップ２０は、平面矩形形状（平面長方形状）をなす。すなわち、４個の正方形のチップをＸ軸方向（水平方向）に配列してなるものである。なお、２個もしくは３個もしくは５個以上の正方形のチップ、あるいは、１個の長方形のチップ、あるいは、１個の正方形のチップ、を使用しても良い。前記発光チップ２０の長方形の上側の面（上面）は、発光面２２をなす。この結果、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗは、前記発光面２２を有する。前記発光面２２は、上側に向いていて、かつ、前記リフレクタ３Ｓ、３Ｗの反射面３０Ｓ、３０Ｗの光軸（基準光軸、基準軸）ＺＳ、ＺＷに対して、前記反射面３０Ｓ、３０Ｗに向くように、この例では、約２０°傾斜している。前記発光チップ２０の前記発光面２２の中心ＯＳ、ＯＷは、前記反射面３０Ｓ、３０Ｗの焦点（基準焦点）ＦＳ、ＦＷもしくはその近傍に位置し、かつ、前記光軸ＺＳ、ＺＷ上もしくはその近傍に位置する。

図１において、ＸＳ、ＹＳ、ＺＳおよびＸＷ、ＹＷ、ＺＷは、直交座標（Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系）を構成する。前記ＸＳ軸および前記ＸＷ軸は、前記発光面２２の前記中心ＯＳ、ＯＷを通る左右方向の水平軸である。前記ＸＳ軸および前記ＸＷ軸は、車両の内側（すなわち、この実施形態１において）右側が＋方向であり、車両の外側（すなわち、この実施形態１において）左側が−方向である。また、前記ＹＳ軸および前記ＹＷ軸は、前記発光面２２の前記中心ＯＳ、ＯＷを通る上下方向の鉛直軸（垂直軸、法線、垂線）である。前記ＹＳ軸および前記ＹＷ軸は、この実施形態１において、上側が＋方向であり、下側が−方向である。さらに、前記ＺＳ軸および前記ＺＷ軸は、前記反射面３０Ｓ、３０Ｗの光軸であり、前記発光チップ２０の前記発光面２２の前記中心ＯＳ、ＯＷを通り、かつ、前記ＸＳ軸および前記ＸＷ軸と前記ＹＳ軸および前記ＹＷ軸とそれぞれ直交する前後方向の軸である。前記ＺＳ軸および前記ＺＷ軸は、この実施形態１において、前側が＋方向であり、後側が−方向である。

（リフレクタ３Ｓ、３Ｗの説明）
前記リフレクタ３Ｓ、３Ｗは、図１〜図３に示すように、少なくとも、前記スポット用半導体型光源２Ｓに対応するスポット用リフレクタ３Ｓと、前記拡散用半導体型光源２Ｗに対応する拡散用リフレクタ３Ｗと、を備える。前記リフレクタ３Ｓ、３Ｗは、スクリューなど（図示せず）により、前記ヒートシンク部材、前記取付部材のうち少なくともいずれか一方に固定されている。

前記リフレクタ３Ｓ、３Ｗは、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光面２２からの光を反射光Ｌ１Ｓ、Ｌ１Ｗとして前記レンズ４Ｓ、４Ｗ側に反射させる前記反射面３０Ｓ、３０Ｗを有する。前記反射面３０Ｓ、３０Ｗは、自由曲面、この例では、放物線を基本とする自由曲面から構成されている。すなわち、前記反射面３０Ｓ、３０Ｗは、パラボラ系の自由曲面からなる反射面である。この結果、前記反射面３０Ｓ、３０Ｗは、前記焦点ＦＳ、ＦＷおよび前記光軸ＺＳ、ＺＷを有する。前記反射面３０Ｓ、３０Ｗの焦点距離は、約２０ｍｍ（最大で約２０ｍｍ、約２０ｍｍ以下）であり、短焦点距離である。

前記反射面３０Ｓ、３０Ｗは、少なくとも、前記スポット用半導体型光源２Ｓに対応するスポット用反射面３０Ｓと、前記拡散用半導体型光源２Ｗに対応する拡散用反射面３０Ｗと、を備える。前記スポット用反射面３０Ｓは、図２に示すように、あらかじめ前記反射光Ｌ１Ｓがオープン方向に反射するように設計されている。前記拡散用反射面３０Ｗは、図３に示すように、あらかじめ前記反射光Ｌ１Ｗがクロス方向に反射するように設計されている。

（レンズ４Ｓ、４Ｗの説明）
前記レンズ４Ｓ、４Ｗは、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光面２２からの光であって、前記反射面３０Ｓ、３０Ｗで反射した前記反射光Ｌ１Ｓ、Ｌ１Ｗを、所定の配光パターンとして、車両の前方に照射する。前記レンズ４Ｓ、４Ｗは、図１に示すように、１枚のレンズから構成されている。前記レンズ４Ｓ、４Ｗは、前記ヒートシンク部材、前記取付部材のうち少なくともいずれか一方に固定されている。

前記レンズ４Ｓ、４Ｗは、図１〜図３に示すように、少なくとも、前記スポット用半導体型光源２Ｓおよび前記スポット用反射面３０Ｓに対応するスポット用レンズ４Ｓと、前記拡散用半導体型光源２Ｗおよび前記拡散用反射面３０Ｗに対応する拡散用レンズ４Ｗと、を備える。前記スポット用レンズ４Ｓは、凸レンズから構成されている。前記拡散用レンズ４Ｗは、凹レンズから構成されている。前記スポット用レンズ４Ｓと前記拡散用レンズ４Ｗとの間には、凸レンズから凹レンズに、あるいは、凹レンズから凸レンズに変化する徐変部分４が設けられている。前記レンズ４Ｓ、４Ｗの厚みは、約６ｍｍ（最大で約６ｍｍ、約６ｍｍ以下）であり、肉薄である。

前記スポット用レンズ４Ｓは、図２に示すように、前記スポット用反射面３０Ｓで反射した前記反射光Ｌ１Ｓを、正規の光路に補正された出射光Ｌ２Ｓとして、車両の前方に照射する。前記拡散用レンズ４Ｗは、図３に示すように、前記拡散用反射面３０Ｗで反射した前記反射光Ｌ１Ｗを、正規の光路に補正された出射光Ｌ２Ｗとして、車両の前方に照射する。

（スポット用ランプユニット２Ｓ、３Ｓ、４Ｓの説明）
前記スポット用半導体型光源２Ｓおよび前記スポット用リフレクタ３Ｓの前記スポット用反射面３０Ｓおよび前記スポット用レンズ４Ｓは、スポット用ランプユニットを構成する。前記スポット用ランプユニット２Ｓ、３Ｓ、４Ｓは、前記所定の配光パターン（この例では、図４（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ１）の一部であるスポット用配光パターンＳＰ１（図４（Ａ）を参照）を形成するものである。前記ロービーム用配光パターンＬＰ１および前記スポット用配光パターンＳＰ１には、カットオフラインＣＬを有する。前記スポット用ランプユニット２Ｓ、３Ｓ、４Ｓは、車両の内側（この例では、右側）に配置されている。

（拡散用ランプユニット２Ｗ、３Ｗ、４Ｗの説明）
前記拡散用半導体型光源２Ｗおよび前記拡散用リフレクタ３Ｗの前記拡散用反射面３０Ｗおよび前記拡散用レンズ４Ｗは、拡散用ランプユニットを構成する。前記拡散用ランプユニット２Ｗ、３Ｗ、４Ｗは、前記所定の配光パターン（この例では、図４（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ１）の一部である拡散用配光パターンＷＰ１（図４（Ｂ）を参照）を形成するものである。前記拡散用ランプユニット２Ｗ、３Ｗ、４Ｗは、車両の外側（この例では、左側）に配置されている。前記拡散用反射面３０Ｗの前記光軸ＺＷは、前記スポット用反射面３０Ｓの前記光軸ＺＳに対して、車両の外側に向いている。

（実施形態１の作用の説明）
この実施形態１における車両用前照灯１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ２０を点灯する。すると、スポット用半導体型光源２Ｓの発光面２２から放射される光は、スポット用反射面３０Ｓで、反射光Ｌ１Ｓとして、あらかじめオープン方向にスポット用レンズ４Ｓ側に反射される。その反射光Ｌ１Ｓは、スポット用レンズ４Ｓを透過して、正規の光路に補正された出射光Ｌ２Ｓとして、車両の前方に照射する。その出射光Ｌ２Ｓは、所定の配光パターンであって、図４（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ１の一部であるスポット用配光パターンＳＰ１（図４（Ａ）を参照）を形成する。

また、拡散用半導体型光源２Ｗの発光面２２から放射される光は、拡散用反射面３０Ｗで、反射光Ｌ１Ｗとして、あらかじめクロス方向に拡散用レンズ４Ｗ側に反射される。その反射光Ｌ１Ｗは、拡散用レンズ４Ｗを透過して、正規の光路に補正された出射光Ｌ２Ｗとして、車両の前方に照射する。その出射光Ｌ２Ｗは、所定の配光パターンであって、図４（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ１の一部である拡散用配光パターンＷＰ１（図４（Ｂ）を参照）を形成する。

そして、図４（Ａ）に示すスポット用配光パターンＳＰ１と、図４（Ｂ）に示す拡散用配光パターンＷＰ１とが合成（重畳）されて、所定の配光パターンであって、図４（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ１が形成される。

（実施形態１の効果の説明）
この実施形態１における車両用前照灯１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態１における車両用前照灯１は、あらかじめ反射光Ｌ１Ｓがオープン方向に反射するようにスポット用反射面３０Ｓを設計し、スポット用レンズ４Ｓの凸レンズによりオープン方向に反射する反射光Ｌ１Ｓを正規の光路に補正する。また、あらかじめ反射光Ｌ１Ｗがクロス方向に反射するように拡散用反射面３０Ｗを設計し、拡散用レンズ４Ｗの凹レンズによりオープン方向に反射する反射光Ｌ１Ｗを正規の光路に補正する。このように、所定の配光パターンあって、図４（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ１を精度良く配光制御することができる。

この実施形態１における車両用前照灯１は、スポット用半導体型光源２Ｓおよびスポット用リフレクタ３Ｓのスポット用反射面３０Ｓおよびスポット用レンズ４Ｓから構成されているスポット用ランプユニット２Ｓ、３Ｓ、４Ｓは、所定の配光パターンであって、図４（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ１の一部であるスポット用配光パターンＳＰ１（図４（Ａ）を参照）を、前記の通り、精度良く配光制御することができる。

ここで、スポット用レンズ４Ｓは、凸レンズから構成されている。このために、凸レンズのスポット用レンズ４Ｓから出射する出射光Ｌ２Ｓは、集光される。この結果、凸レンズのスポット用レンズ４Ｓは、図４（Ａ）に示すスポット用配光パターンＳＰ１を形成するのに最適である。しかも、凸レンズのスポット用レンズ４Ｓから出射する出射光Ｌ２Ｓにより形成されるスポット用配光パターンＳＰ１は、集光されて上下幅が薄くなる（小さくなる）。これにより、スポット用配光パターンＳＰ１において、高光度帯がカットオフラインＣＬに沿って配置される。この結果、高光度帯がロービーム用配光パターンＬＰ１のカットオフラインＣＬに沿って配置されることとなるので、遠方の視認性が向上される。

この実施形態１における車両用前照灯１は、拡散用半導体型光源２Ｗおよび拡散用リフレクタ３Ｗの拡散用反射面３０Ｗおよび拡散用レンズ４Ｗから構成されている拡散用ランプユニット２Ｗ、３Ｗ、４Ｗは、所定の配光パターンであって、図４（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ１の一部である拡散用配光パターンＷＰ１（図４（Ｂ）を参照）を、前記の通り、精度良く配光制御することができる。

ここで、拡散用レンズ４Ｗは、凹レンズから構成されている。このために、凹レンズの拡散用レンズ４Ｗから出射する出射光Ｌ２Ｗは、拡散される。この結果、凹レンズの拡散用レンズ４Ｗは、図４（Ｂ）に示す拡散用配光パターンＷＰ１を形成するのに最適である。しかも、凹レンズの拡散用レンズ４Ｗから出射する出射光Ｌ２Ｗにより形成される拡散用配光パターンＷＰ１は、拡散されて上下幅が厚くなる（大きくなる）。これにより、拡散用配光パターンＷＰ１において、低光度帯が下側すなわち車両の手前側まで広がる。この結果、低光度帯がロービーム用配光パターンＬＰ１の下側まで広がることとなるので、車両の手前側の視認性が向上される。

この実施形態１における車両用前照灯１は、スポット用ランプユニット２Ｓ、３Ｓ、４Ｓが車両の内側に配置されていて、拡散用ランプユニット２Ｗ、３Ｗ、４Ｗが車両の外側に配置されているものである。このために、車両の内側に配置されているスポット用ランプユニット２Ｓ、３Ｓ、４Ｓにより、遠方の視認性がさらに向上される。また、車両の外側に配置されている拡散用ランプユニット２Ｗ、３Ｗ、４Ｗにより、車両の左右の外側すなわち左右の路肩の視認性が向上される。

この実施形態１における車両用前照灯１は、拡散用反射面３０Ｗの光軸ＺＷがスポット用反射面３０Ｓの光軸ＺＳに対して車両の外側に向いている。このために、車両の左右の外側すなわち左右の路肩の視認性がさらに向上される。しかも、車両の前部の左右両端部の形状が回り込み形状であって、ランプレンズの形状が回り込み形状の場合に最適である。

この実施形態１における車両用前照灯１は、反射面３０Ｓ、３０Ｗの焦点距離が約２０ｍｍ以下であり短焦点距離である。このために、反射面３０Ｓ、３０Ｗすなわちリフレクタ３Ｓ、３Ｗを小型化することができる。ここで、リフレクタ３Ｓ、３Ｗすなわち反射面３０Ｓ、３０Ｗを小型化すると、反射面３０Ｓ、３０Ｗからの発光面２２の反射投影像の面積が大きくなる。そこで、この実施形態１における車両用前照灯１は、発光面２２を反射面３０Ｓ、３０Ｗの光軸ＺＳ、ＺＷに対して、反射面３０Ｓ、３０Ｗに向くように傾斜させている。これにより、反射面３０Ｓ、３０Ｗを小型化しても、反射面３０Ｓ、３０Ｗからの発光面２２の反射投影像の面積をある程度小さくすることができる。しかも、この実施形態１における車両用前照灯１は、反射面３０Ｓ、３０Ｗの反射方向側にレンズ４Ｓ、４Ｗを配置するので、反射面３０Ｓ、３０Ｗからの発光面２２の反射投影像の面積をさらに小さくすることができる。これにより、所定の配光パターンＳＰ１、ＷＰ１、ＬＰ１を形成することができる。

この実施形態１における車両用前照灯１は、レンズ４Ｓ、４Ｗの厚みが最大で約６ｍｍであり肉薄である。すなわち、この実施形態１における車両用前照灯１は、反射面３０Ｓ、３０Ｗを小型化することにより、レンズ４Ｓ、４Ｗを肉薄型化することができる。これにより、１枚のレンズで凸レンズのスポット用レンズ４Ｓと凹レンズの拡散用レンズ４Ｗとを構成することができる。レンズ４Ｓ、４Ｗを１枚のレンズから構成することにより、部品点数や製造コストなどを軽減化することができる。

（実施形態２の構成の説明）
図５〜図８は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態２を示す。図中、図１〜図４と同符号は、同一のものを示す。

前記の実施形態１における車両用前照灯１の拡散用反射面３０Ｗは、図３に示すように、あらかじめ反射光Ｌ１Ｗがクロス方向に反射するように設計されている。これに対して、この実施形態２における車両用前照灯１２の拡散用反射面３２Ｗは、図７に示すように、あらかじめ反射光Ｌ１２Ｗがオープン方向に反射するように設計されている。

前記の実施形態１における車両用前照灯１の拡散用レンズ４Ｗは、図１、図３に示すように、凹レンズから構成されている。これに対して、この実施形態２における車両用前照灯１２の拡散用レンズ４２Ｗは、図５、図７に示すように、凸レンズから構成されている。この拡散用レンズ４２Ｗは、図７に示すように、前記拡散用反射面３２Ｗでオープン方向に反射した反射光Ｌ１２Ｗを、正規の光路に補正された出射光Ｌ２２Ｗとして、車両の前方に照射する。

（実施形態２の作用の説明）
この実施形態２における車両用前照灯１２は、以上のごとき構成からなるので、スポット用ランプユニット２Ｓ、３Ｓ、４Ｓから、所定の配光パターンであって、図８（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ２の一部であるスポット用配光パターンＳＰ１（図８（Ａ）を参照）が、車両の前方に照射される。このスポット用配光パターンＳＰ１は、前記の実施形態１における車両用前照灯１のスポット用配光パターンＳＰ１と同様もしくはほぼ同様である。

拡散用ランプユニット２Ｗ、３Ｗ（３２Ｗ）、４２Ｗから、所定の配光パターンであって、図８（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ２の一部である拡散用配光パターンＷＰ２（図８（Ｂ）を参照）が、車両の前方に照射される。

そして、図８（Ａ）に示すスポット用配光パターンＳＰ１と、図８（Ｂ）に示す拡散用配光パターンＷＰ２とが合成（重畳）されて、所定の配光パターンであって、図８（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ２が形成される。

（実施形態２の効果の説明）
この実施形態２における車両用前照灯１２は、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施形態１における車両用前照灯１の効果とほぼ同様の効果を達成することができる。

特に、この実施形態２における車両用前照灯１２は、拡散用反射面３２Ｗがあらかじめ反射光Ｌ１２Ｗをオープン方向に反射させるように設計されていて、かつ、拡散用レンズ４２Ｗが反射光Ｌ１２Ｗを正規の光路に補正された出射光Ｌ２２Ｗとして車両の前方に照射するように凸レンズから構成されている。このために、凸レンズの拡散用レンズ４２Ｗから出射する出射光Ｌ２２Ｗは、集光される。この結果、凸レンズの拡散用レンズ４２Ｗから出射する出射光Ｌ２２Ｗにより形成される拡散用配光パターンＷＰ２は、集光されて上下幅が薄くなる（小さくなる）。これにより、拡散用配光パターンＷＰ２において、高光度帯が上側に配置される。この結果、図８（Ａ）に示すスポット用配光パターンＳＰ１との合成により、高光度帯がロービーム用配光パターンＬＰ２のカットオフラインＣＬに沿って左右に広く配置されることとなるので、遠方の視認性がさらに向上される。

（実施形態３の構成の説明）
図９〜図１２は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態３を示す。図中、図１〜図８と同符号は、同一のものを示す。

前記の実施形態１における車両用前照灯１のスポット用反射面３０Ｓは、図２に示すように、あらかじめ反射光Ｌ１Ｓがオープン方向に反射するように設計されている。これに対して、この実施形態３における車両用前照灯１３のスポット用反射面３３Ｓは、図１０に示すように、あらかじめ反射光Ｌ１３Ｓがクロス方向に反射するように設計されている。

前記の実施形態１における車両用前照灯１のスポット用レンズ４Ｓは、図１、図２に示すように、凸レンズから構成されている。これに対して、この実施形態３における車両用前照灯１３のスポット用レンズ４３Ｓは、図９、図１０に示すように、凹レンズから構成されている。このスポット用レンズ４３Ｓは、図１０に示すように、前記スポット用反射面３３Ｓでクロス方向に反射した反射光Ｌ１３Ｓを、正規の光路に補正された出射光Ｌ２３Ｓとして、車両の前方に照射する。

（実施形態３の作用の説明）
この実施形態３における車両用前照灯１３は、以上のごとき構成からなるので、スポット用ランプユニット２Ｓ、３Ｓ（３３Ｓ）、４Ｓから、所定の配光パターンであって、図１２（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ３の一部であるスポット用配光パターンＳＰ３（図１２（Ａ）を参照）が、車両の前方に照射される。

拡散用ランプユニット２Ｗ、３Ｗ、４Ｗから、所定の配光パターンであって、図１２（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ３の一部である拡散用配光パターンＷＰ１（図１２（Ｂ）を参照）が、車両の前方に照射される。この拡散用配光パターンＷＰ１は、前記の実施形態１における車両用前照灯１の拡散用配光パターンＷＰ１と同様もしくはほぼ同様である。

そして、図１２（Ａ）に示すスポット用配光パターンＳＰ３と、図１２（Ｂ）に示す拡散用配光パターンＷＰ１とが合成（重畳）されて、所定の配光パターンであって、図１２（Ｃ）に示すロービーム用配光パターンＬＰ３が形成される。

（実施形態３の効果の説明）
この実施形態３における車両用前照灯１３は、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施形態１における車両用前照灯１および前記の実施形態２における車両用前照灯１２の効果とほぼ同様の効果を達成することができる。

特に、この実施形態３における車両用前照灯１３は、スポット用反射面３３Ｓがあらかじめ反射光Ｌ１３Ｓをクロス方向に反射させるように設計されていて、かつ、スポット用レンズ４３Ｓが反射光Ｌ１３Ｓを正規の光路に補正された出射光Ｌ２３Ｓとして車両の前方に照射するように凹レンズから構成されている。このために、凹レンズのスポット用レンズ４３Ｓから出射する出射光Ｌ２３Ｓは、拡散される。この結果、凹レンズのスポット用レンズ４３Ｓから出射する出射光Ｌ２３Ｓにより形成されるスポット用配光パターンＳＰ３は、拡散されて上下幅が厚くなる（大きくなる）。これにより、スポット用配光パターンＳＰ３において、低光度帯が下側すなわち車両の手前側まで広がる。この結果、図１２（Ｂ）に示す拡散用配光パターンＷＰ１との合成により、低光度帯がロービーム用配光パターンＬＰ３の下側まで広がることとなるので、車両の手前側の視認性がさらに向上される。

（実施形態４の構成の説明）
図１３、図１４は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態４を示す。図中、図１〜図１２と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態４における車両用前照灯１４は、前記の実施形態１における車両用前照灯１の変形例である。すなわち、この実施形態４における車両用前照灯１４は、車両の前部の左右両端部のデザイン造形に沿った構造および形状をなす。以下、詳細に説明する。

レンズ４Ｓ、４、４Ｗの平面視形状は、図１３に示すように、半径Ｒ（この例では、約３００ｍｍ）の湾曲形状をなす。また、レンズ４Ｓ、４、４Ｗの平面視形状は、図１３に示すように、車両の内側（図１３において右側）から外側（図１３において左側）にかけて、車両の前側（図１３において上側）から後側（図１３において下側）に、θ１（この例では、約２０°）傾斜している。さらに、レンズ４Ｓ、４、４Ｗの背面視形状（正面視形状）は、図１４に示すように、車両の内側（図１４において右側）から外側（図１４において左側）にかけて、車両の下側から上側に、θ２（この例では、約１０°）傾斜している。

拡散用リフレクタ３Ｗの拡散用反射面３０Ｗの光軸ＺＷは、図１３に示すように、スポット用リフレクタ３Ｓのスポット用反射面３０Ｓの光軸ＺＳに対して、車両外側にθ３（この例では、約１５°）傾斜している。なお、半導体型光源の発光面は、上側に向いていて、かつ、リフレクタ３Ｓ、３Ｗの反射面３０Ｓ、３０Ｗの光軸ＺＳ、ＺＷに対して、反射面３０Ｓ、３０Ｗに向くように、この例では、約２０°傾斜している。

拡散用リフレクタ３Ｗの拡散用反射面３０Ｗの焦点ＦＷ（拡散用半導体型光源の発光面の中心ＯＷ）と、スポット用リフレクタ３Ｓのスポット用反射面３０Ｓの焦点ＦＷ（スポット用半導体型光源の発光面の中心ＯＳ）との左右は、図１３、図１４に示すように、所定の距離（この例では、約４０ｍｍ）の間隔を有する。また、拡散用リフレクタ３Ｗの拡散用反射面３０Ｗの焦点ＦＷ拡散用半導体型光源の発光面の中心ＯＷ）と、スポット用リフレクタ３Ｓのスポット用反射面３０Ｓの焦点ＦＷ（スポット用半導体型光源の発光面の中心ＯＳ）との前後は、図１３に示すように、所定の距離（この例では、約２０ｍｍ）の間隔を有する。さらに、拡散用リフレクタ３Ｗの拡散用反射面３０Ｗの焦点ＦＷ拡散用半導体型光源の発光面の中心ＯＷ）と、スポット用リフレクタ３Ｓのスポット用反射面３０Ｓの焦点ＦＷ（スポット用半導体型光源の発光面の中心ＯＳ）との上下は、図１４に示すように、所定の距離（この例では、約１２ｍｍ）の間隔を有する。

（実施形態４の作用、効果の説明）
この実施形態４における車両用前照灯１４は、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態１における車両用前照灯１の作用、効果とほぼ同等の作用、効果を達成することができる。

なお、前記の実施形態２における車両用前照灯２、および、前記の実施形態３における車両用前照灯３においても、前記の実施形態１における車両用前照灯１の変形例、すなわち、この実施形態４における車両用前照灯１４と同様に、車両の前部の左右両端部のデザイン造形に沿った構造および形状としても良い。

（実施形態１〜４以外の例の説明）
この実施形態１〜３においては、車両が左側通行の場合の車両用前照灯１、１２、１３について説明するものである。ところが、この発明においては、車両が右側通行の場合の車両用前照灯にも適用することができる。

また、この実施形態１〜４においては、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ２０の発光面２２が上側に向いているものである。ところが、この発明においては、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ２０の発光面２２が下側に向いているものであっても良い。すなわち、図１〜図３、図５〜図７、図９〜図１１において、半導体型光源２Ｓ、２Ｗおよびリフレクタ３Ｓ、３Ｗ（反射面３０Ｓ、３０Ｗ、３２Ｗ、３３Ｓ）およびレンズ４Ｓ、４Ｗ、４２Ｗ、４３Ｓを上下逆に配置しても良い。

さらに、この実施形態１〜４においては、発光面２２を反射面３０Ｓ、３０Ｗ、３２Ｗ、３３Ｓの光軸ＺＳ、ＺＷに対して、反射面３０Ｓ、３０Ｗ、３２Ｗ、３３Ｓに向くように傾斜させている。ところが、この発明においては、発光面２２を傾斜させなくても良い。

さらにまた、この実施形態１〜４においては、レンズ４Ｓ、４Ｗ、４２Ｗ、４３Ｓにおいて、入射面が平面をなし、出射面が凸面、凹面をなすものである。ところが、この発明においては、入射面が凸面、凹面をなし、出射面が平面をなすものであっても良いし、入射面および出射面が凸面、凹面をなすものであっても良い。

さらにまた、この実施形態１〜４においては、拡散用反射面３０Ｗの光軸ＺＷがスポット用反射面３０Ｓの光軸ＺＳに対して車両の外側に向いているものである。ところが、この発明においては、拡散用反射面３０Ｗの光軸ＺＷとスポット用反射面３０Ｓの光軸ＺＳとが平行もしくはほぼ平行であっても良い。

さらにまた、この実施形態１〜４においては、反射面３０Ｓ、３３Ｓ、３０Ｗ、３２Ｗの焦点距離が約２０ｍｍ以下であり、レンズ４Ｓ、４３Ｓ、４Ｗ、４２Ｗの厚みが約６ｍｍ以下である。ところが、この発明においては、反射面３０Ｓ、３３Ｓ、３０Ｗ、３２Ｗの焦点距離およびレンズ４Ｓ、４３Ｓ、４Ｗ、４２Ｗの厚みを特に限定しない。

１、１２、１３ 車両用前照灯
２Ｓ スポット用半導体型光源
２Ｗ 拡散用半導体型光源
２０ 発光チップ
２１ 基板
２２ 発光面
３Ｓ スポット用リフレクタ
３Ｗ 拡散用リフレクタ
３０Ｓ、３３Ｓ スポット用反射面
３０Ｗ、３２Ｗ 拡散用反射面
４Ｓ、４３Ｓ スポット用レンズ
４Ｗ、４２Ｗ 拡散用レンズ
４ 徐変部分
ＣＬ カットオフライン
ＦＳ、ＦＷ 焦点
ＨＬ−ＨＲ スクリーンの左右の水平線
Ｌ１Ｓ、Ｌ１Ｗ、Ｌ１２Ｗ、Ｌ１３Ｓ 反射光
Ｌ２Ｓ、Ｌ２Ｗ、Ｌ２２Ｗ、Ｌ２３Ｓ 出射光
ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３ ロービーム用配光パターン
ＯＳ、ＯＷ 中心
ＳＰ１、ＳＰ３ スポット用配光パターン
ＶＵ−ＶＤ スクリーンの上下の垂直線
ＷＰ１、ＷＰ２ 拡散用配光パターン
ＸＳ、ＸＷ Ｘ軸
ＹＳ、ＹＷ Ｙ軸
ＺＳ、ＺＷ 光軸（Ｚ軸）

Claims (5)

1. 半導体型光源と、リフレクタと、レンズと、を備え、
   前記半導体型光源は、発光面を有し、
   前記リフレクタは、前記発光面からの光を前記レンズ側に反射させる反射面を有し、
   前記反射面は、自由曲面から構成されていて、
   前記発光面は、前記反射面の光軸に対して、前記反射面に向くように傾斜していて、
   前記レンズは、凸レンズ、あるいは、凹レンズ、あるいは、凸レンズおよび凹レンズからなり、前記発光面からの光であって、前記反射面で反射した光を、所定の配光パターンとして、車両の前方に照射する、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記半導体型光源は、少なくとも、スポット用半導体型光源と、拡散用半導体型光源と、を備え、
   前記反射面は、少なくとも、前記スポット用半導体型光源に対応するスポット用反射面と、前記拡散用半導体型光源に対応する拡散用反射面と、を備え、
   前記レンズは、少なくとも、前記スポット用半導体型光源および前記スポット用反射面に対応するスポット用レンズと、前記拡散用半導体型光源および前記拡散用反射面に対応する拡散用レンズと、を備え、
   前記スポット用半導体型光源および前記スポット用反射面および前記スポット用レンズは、前記所定の配光パターンのうち、スポット用配光パターンを形成し、
   前記拡散用半導体型光源および前記拡散用反射面および前記拡散用レンズは、前記所定の配光パターンのうち、拡散用配光パターンを形成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記スポット用半導体型光源および前記スポット用反射面および前記スポット用レンズは、車両の内側に配置されていて、
   前記拡散用半導体型光源および前記拡散用反射面および前記拡散用レンズは、車両の外側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
4. 前記拡散用反射面の前記光軸は、前記スポット用反射面の前記光軸に対して、車両の外側に向いている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯。
5. 前記スポット用レンズは、凸レンズであり、
   前記拡散用レンズは、凹レンズである、
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両用前照灯。

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