JP5157884B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

この発明は、半導体型光源を光源とし、カットオフラインを有する配光パターン（ロービーム用配光パターン、すれ違い用配光パターン）とハイビーム用配光パターン（走行用配光パターン）とを切り替えて車両の前方に照射す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）。以下、従来の車両用前照灯について説明する。従来の車両用前照灯は、ロービーム用配光パターンを形成する第１光源ユニットと、ハイビーム用配光パターンを形成する第２光源ユニットと、から構成されているものである。第１光源ユニットは、プロジェクタタイプのランプユニットであって、光源と、楕円系（収束系）のリフレクタと、シェードと、投影レンズと、を備えるものである。また、第２光源ユニットは、プロジェクタタイプのランプユニットであって、光源と、楕円系（収束系）のリフレクタと、投影レンズと、を備えるものである。以下、従来の車両用前照灯の作用について説明する。第１光源ユニットの光源を点灯すると、光源からの光がリフレクタで反射し、反射光の一部がシェードでカットオフされて、斜めカットオフラインおよび水平カットフラインを有する配光パターンすなわちロービーム用配光パターンが形成され、ロービーム用配光パターンが投影レンズから上下左右反転して車両の前方に照射（投影）される。また、第２光源ユニットの光源を点灯すると、光源からの光がリフレクタで反射し、反射光がハイビーム用配光パターンとして投影レンズから上下左右反転して車両の前方に照射（投影）される。

ところが、従来の車両用前照灯は、光源とリフレクタとシェードと投影レンズとを備える第１光源ユニットと、光源とリフレクタと投影レンズとを備える第２光源ユニットと、から構成されているものである。このために、従来の車両用前照灯は、部品点数が多く、かつ、ハイビーム用配光パターン用の第２光源ユニットを必要とし、その分、小型化、軽量化、省電力化、コスト軽減化に課題がある。

特開２００７−１０９４９３号公報

この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用前照灯では、ハイビーム用配光パターン用の第２光源ユニットを必要とするので、小型化、軽量化、省電力化、コスト軽減化に課題があるという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、平面矩形形状の発光チップを有する半導体型光源と、半導体型光源の発光チップからの光の一部を、カットオフラインを有する配光パターンとして、前方に照射するレンズと、半導体型光源の発光チップからの光であってレンズに入射する光以外の光を、ハイビーム用配光パターンの主光軸を含むスポット配光として、前方に反射させる反射面を有するリフレクタと、第１位置と第２位置との間を移動可能に配置されていて、第１位置に位置するときに、半導体型光源の発光チップからの光の一部がレンズに入射するのを妨げとならず、かつ、反射面に入射しようとする半導体型光源の発光チップからのレンズ入射外の光を遮蔽する遮光部材と、遮光部材と一体構造をなし、遮光部材と入れ替わりに第１位置と第２位置との間を移動可能に配置されていて、第１位置に位置するときに、半導体型光源の発光チップからのレンズ入射外の光が反射面に入射するのを妨げとならず、かつ、レンズの基準焦点を仮想的に移動させた状態で、半導体型光源の発光チップからの光の一部をレンズに入射させるプリズム部材と、一体構造をなす遮光部材およびプリズム部材を第１位置と第２位置との間で入れ替わりに切り替えて、カットオフラインを有する配光パターンとハイビーム用配光パターンとに切り替える切替装置と、を備えることを特徴とする。

また、この発明（請求項２にかかる発明）は、発光チップの中心が、レンズの基準焦点もしくはその近傍に位置し、かつ、レンズの基準軸上もしくはその近傍に位置し、発光チップの発光面が、レンズの基準軸の前方向に向き、発光チップの長辺が、レンズの基準軸と直交する水平軸と平行でありもしくは水平軸に対して傾斜し、レンズの入射面が、円錐曲面からなり、レンズの出射面が、レンズの出射面から出射される発光チップの投影像が配光パターンのスクリーン配光上のカットオフラインから上方向に突出しないように、発光チップの投影像の一部が前記カットオフラインにほぼ接するように曲面制御されている自由曲面からなり、レンズの出射面の自由曲面が、正面視でレンズの基準軸を原点として、原点を通り相互に直交する鉛直軸と水平軸とにより分割された第１象限、第２象限、第３象限、第４象限とし、鉛直軸に関して第１象限と前記第２象限とを対称の位置関係で比較した場合、第１象限の約１／３以上の部分がレンズの基準軸の前方向において第２象限よりも高く、かつ、水平軸に関して第１象限と第４象限とを対称の位置関係で比較した場合、第１象限の約１／３以上の部分がレンズの基準軸の前方向において第４象限よりも低い、自由曲面からなり、プリズム部材の出射面が、円錐曲面からなり、プリズム部材の入射面が、レンズの基準焦点を仮想的に上側あるいは斜め上側に移動させるように曲面制御されている自由曲面からなり、プリズム部材の入射面の自由曲面が、半導体型光源側に突出する突出部を有し、かつ、突出部のピークが、背面視でレンズの基準軸を原点として、原点を通り相互に直交する鉛直軸と水平軸とにより分割された第１象限、第２象限、第３象限、第４象限とし、第１象限と第２象限とに跨っている部分あるいは第１象限の部分にある、ことを特徴とする。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）は、半導体型光源およびレンズおよび遮光部材およびプリズム部材が、カットオフラインを有する配光パターンおよびハイビーム用配光パターンのスクリーン配光上のほぼ中央部分のスポット配光を機能するスポット配光用半導体型光源およびレンズおよび遮光部材およびプリズム部材と、カットオフラインを有する配光パターンおよびハイビーム用配光パターンのスクリーン配光上の全体部分の拡散配光を機能する拡散配光用半導体型光源およびレンズおよび遮光部材およびプリズム部材と、を備える、ことを特徴とする。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）は、カットオフラインが、エルボー点から走行車線側にかけて上り勾配の斜めカットオフラインと、斜めカットオフラインから走行車線側にかけて水平な上水平カットオフラインと、エルボー点から対向車線側にかけて水平な下水平カットオフラインと、からなり、スポット配光用半導体型光源の発光チップの長辺が、レンズの基準軸を中心として、水平軸に対して走行車線側が対向車線側よりも上になるように、約５°回転させて、水平軸に対して傾斜し、拡散配光用半導体型光源の発光チップの長辺が、水平軸と平行であり、スポット配光用レンズおよび拡散配光用レンズの出射面の第１象限および第４象限から出射される発光チップの投影像が、主に配光パターンのスクリーン配光上のエルボー点から走行車線側の配光を形成し、スポット配光用レンズおよび拡散配光用レンズの出射面の第２象限および第３象限から出射される発光チップの投影像が、主に配光パターンのスクリーン配光上のエルボー点から対向車線側の配光を形成する、ことを特徴とする。

さらにまた、この発明（請求項５にかかる発明）は、プリズム部材が、ハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム用プリズム部材と、１個もしくは複数個の他の配光パターンを形成する１個もしくは複数個の他の配光パターン用プリズム部材と、を備え、切替装置が、一体構造をなす遮光部材およびハイビーム用プリズム部材および１個もしくは複数個の他の配光パターン用プリズム部材を第１位置と第２位置との間で入れ替わりに切り替えて、カットオフラインを有する配光パターンとハイビーム用配光パターンと１個もしくは複数個の他の配光パターンとに切り替える切替装置である、ことを特徴とする。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、切替装置で遮光部材を第１位置にプリズム部材を第２位置に入れ替わりに切替位置させた状態のときに、半導体型光源の発光チップを点灯発光させると、発光チップから放射される光の一部がレンズを透過してカットオフラインを有する配光パターンとして車両の前方に照射される。このとき、反射面に入射しようとする半導体型光源の発光チップからのレンズ入射外の光が遮光部材で遮蔽される。また、切替装置でプリズム部材を第１位置に遮光部材を第２位置に入れ替わりに切替位置させた状態のときに、半導体型光源の発光チップを点灯発光させると、発光チップから放射される光の一部がプリズム部材およびそのプリズム部材により基準焦点が仮想的に移動させた状態のレンズを透過してハイビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。このとき、半導体型光源の発光チップからのレンズ入射外の光がプリズム部材に妨げられずにリフレクタの反射面に入射反射してハイビーム用配光パターンの主光軸を含むスポット配光として車両の前方に照射される。このように、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、半導体型光源を光源とし、カットオフラインを有する配光パターンとハイビーム用配光パターンとを切り替えて車両の前方に照射することができる。

その上、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、半導体型光源とレンズとリフレクタと一体構造の遮光部材およびプリズム部材と切替装置とからなるので、従来の車両用前照灯と比較して、ハイビーム用配光パターン用の第２光源ユニットを必要とせず、部品点数が少なくて済み、その分、小型化、軽量化、コスト軽減化を図ることができる。

しかも、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、プリズム部材により、レンズの基準焦点を仮想的に移動させるので、レンズから出射する配光パターンをカットオフラインを有する配光パターンからハイビーム用配光パターンに確実に切り替えることができる。さらに、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、リフレクタの反射面により、ハイビーム用配光パターンの主光軸を含むスポット配光が得られるので、十分な最高光度を有するハイビーム用配光パターンが得られる。

また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、遮光部材が第１位置に位置するときには、発光チップから放射される光がレンズの入射面から入射してレンズの出射面から出射する際に、カットオフラインを有する配光パターンのスクリーン配光上のカットオフラインから上方向に突出しないようにカットオフラインにほぼ接する発光チップの投影像として出射するので、カットオフラインを有する配光パターンを確実に得ることができる。かつ、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、プリズム部材が第１位置に位置するときには、レンズの基準焦点が仮想的に上側あるいは斜め上側に移動するので、カットオフラインを有する配光パターンの高光度帯の部分が上側あるいは斜めに移動してハイビーム用配光パターンの高光度帯の部分となり、また、配光パターンのカットオフラインの部分が上側あるいは斜め上側に滑らかに（スムーズに）拡がって移動してハイビーム用配光パターンの上側の部分となる。このように、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、良好なカットオフラインを有する配光パターンと良好なハイビーム用配光パターンとを切り替えて得ることができる。

しかも、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、固定されている半導体型光源とレンズとによりカットオフラインを有する配光パターンが得られるので、カットオフラインを有する配光パターンのカットオフライン近傍の高光度帯の部分すなわち重要な部分（ポイント）が変化しない。また、固定されている半導体型光源とリフレクタの反射面とによりハイビーム用配光パターンの主光軸を含むスポット配光が得られるので、ハイビーム用配光パターンの主光軸を含むスポット配光の部分すなわち重要な部分（ポイント）が変化しない。このように、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、狙った配光特性が配光設計通りに得られる。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、中央部分の光度（照度、光量）が最も高く、中央部分から周辺部分に移行するに従って光度（照度、光量）が徐々に低くなる配光パターンが得られるので、カットオフラインを有する配光パターンたとえばロービーム用配光パターンと、ハイビーム用配光パターンとを得るのに適している。しかも、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用前照灯は、半導体型光源およびレンズおよび遮光部材およびプリズム部材をスポット配光機能の半導体型光源およびレンズおよび遮光部材およびプリズム部材と拡散配光機能の半導体型光源およびレンズおよび遮光部材およびプリズム部材とにそれぞれ分担させるので、半導体型光源の発光出力が小さくても、十分な配光パターン（カットオフラインを有する配光パターンたとえばロービーム用配光パターンと、ハイビーム用配光パターン）の光度（照度、光量）、特に、配光パターン（カットオフラインを有する配光パターンたとえばロービーム用配光パターンと、ハイビーム用配光パターン）の中央部分において十分な光度（照度、光量）のスポット配光が得られる。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、走行車線側の上水平カットオフラインと走行車線側の斜めカットオフラインと対向車線側の下水平カットオフラインとからなるカットオフライン（Ｚカットオフライン）を有する配光パターンたとえばロービーム用配光パターンを得るのに最適である。しかも、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、スポット配光用半導体型光源の発光チップの長辺を水平軸に対して傾斜させ、かつ、拡散配光用半導体型光源の発光チップの長辺を水平軸と平行にさせるので、スポット配光を斜めカットオフラインに沿わせ、かつ、拡散配光を上水平カットオフラインおよび下水平カットオフラインに沿わせることができ、Ｚカットオフラインを有する配光パターンたとえばロービーム用配光パターンを確実に得ることができる。

さらにまた、この発明（請求項５にかかる発明）の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、半導体型光源を光源とし、カットオフラインを有する配光パターンとハイビーム用配光パターンと、１個もしくは複数個の他の配光パターンと、を切り替えて車両の前方に照射することができる。

以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施例のうちの２例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。図面において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。図１２〜図１７は、コンピュータのシミュレーションで得られたスクリーン上の発光チップの投影像（出射像）もしくは投影像群（出射像群）を示す説明図である。なお、この明細書および特許請求の範囲において、「上、下、前、後、左、右」とは、この発明にかかる車両用前照灯を車両（自動車）に取り付けた際の車両の「上、下、前、後、左、右」である。なお、図６〜図９においては、説明を明瞭にするために、ハッチングを省略してある。

図１〜図３５は、この発明にかかる車両用前照灯の実施例１を示す。以下、この実施例１における車両用前照灯の構成について説明する。図中、符号１は、この実施例１における車両用前照灯（自動車用前照灯）ある。前記車両用前照灯１は、左側走行車線用の車両用前照灯である。なお、右側走行車線用の車両用前照灯は、左側走行車線用の前記車両用前照灯１の構成などにおいて、左右が逆となる。また、図２において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、直交座標（Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系）を構成する。Ｘ軸は、左右方向の水平軸であって、対向車線側、すなわち、この実施例１において、右側Ｒが＋方向であり、左側Ｌが−方向である。また、Ｙ軸は、上下方向の鉛直軸であって、この実施例１において、上側Ｕが＋方向であり、下側Ｄが−方向である。さらに、Ｚ軸は、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交する前後方向の軸であって、この実施例１において、前側Ｆが＋方向であり、後側Ｂが−方向である。

前記車両用前照灯１は、図３２に示すカットオフラインを有する配光パターンと、図３５に示すハイビーム用配光パターン（走行用配光パターン）ＨＰと、を車両（図示せず）の前方に照射するものである。図３２に示すカットオフラインを有する配光パターンは、エルボー点Ｅから走行車線側（左側）にかけて上り勾配の斜めカットオフラインＣＬ１と、斜めカットオフラインＣＬ１から走行車線側にかけて水平な上水平カットオフラインＣＬ２と、エルボー点Ｅから対向車線側（右側）にかけて水平な下水平カットオフラインＣＬ３と、からなるカットオフライン（Ｚカットオフライン）を有する配光パターンたとえばロービーム用配光パターン（すれ違い用配光パターン）ＬＰである。なお、前記斜めカットオフラインＣＬ１とスクリーンの水平線ＨＬ−ＨＲとのなす角度は、約１５°である。また、前記エルボー点Ｅは、上下垂直線ＶＵ−ＶＤ上であって、左右水平線ＨＬ−ＨＲよりも下方のであり、前記斜めカットオフラインＣＬ１と前記下水平カットオフラインＣＬ３との交点である。

前記車両用前照灯１は、図２に示すように、スポット配光用の半導体型光源２Ｓおよびレンズ３Ｓおよび遮光部材１３Ｓおよびプリズム部材１４Ｓと、拡散配光用の半導体型光源２Ｗおよびレンズ３Ｗおよび遮光部材１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｗと、ヒートシンク部材４と、切替装置１５と、リフレクタ１６と、図示しないランプハウジングおよびランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）と、から構成されている。

前記ヒートシンク部材４は、前面（正面）に円形の固定面を有する円板形状の前部５と、中間部から後部にかけてフィン形状の後部６と、から構成されている。前記ヒートシンク部材４は、たとえば、熱伝導率が高い樹脂部材もしくは金属部材から構成されている。

前記スポット配光用の半導体型光源２Ｓと前記拡散配光用の半導体型光源２Ｗ（以下、単に「半導体型光源２Ｓ、２Ｗ」と称する）は、前記ヒートシンク部材４の前部５の固定面の上下方向の中間部の左右にそれぞれ固定されている。一方、前記スポット配光用のレンズ３Ｓと前記拡散配光用のレンズ３Ｗ（以下、単に「レンズ３Ｓ、３Ｗ」と称する）は、一体に構成されていて、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前側Ｆに配置されていて、前記ヒートシンク部材４の前部５の側面に固定されている。

前記リフレクタ１６は、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗおよび前記レンズ３Ｓ、３Ｗを外側から覆うように配置されていて、前記ヒートシンク部材４の前部５の固定面の周辺部に固定されている。また、前記切替装置１５は、前記ヒートシンク部材４の前部５の固定面と反対側の面に固定されている。さらに、前記スポット配光用の遮光部材１３Ｓおよびプリズム部材１４Ｓと前記拡散配光用の遮光部材１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｗとは、十字形状に一体に構成されていて、前記切替装置１５により、第１位置と第２位置との間を入れ替わりに位置するように配置されている。前記第１位置は、図２２、図２３に示すように、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗと前記レンズ３Ｓ、３Ｗとの間の位置であって、前記第２位置は、前記第１位置に対して前記Ｚ軸回りに９０°回転した位置である。

前記スポット配光用の半導体型光源２Ｓおよびレンズ３Ｓおよび遮光部材１３Ｓおよびプリズム部材１４Ｓおよび前記拡散配光用の半導体型光源２Ｗおよびレンズ３Ｗおよび遮光部材１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｗおよび前記ヒートシンク部材４および切替装置１５およびリフレクタ１６は、ランプユニットを構成する。前記ランプユニット２Ｓ、３Ｓ、１３Ｓ、１４Ｓ、２Ｗ、３Ｗ、１３Ｗ、１４Ｗ、４、１５、１６は、前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズにより区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して水平軸回りに上下にかつ垂直軸回りに左右に光軸調整可能に配置されている。なお、前記灯室内には、前記ランプユニット２Ｓ、３Ｓ、１３Ｓ、１４Ｓ、２Ｗ、３Ｗ、１３Ｗ、１４Ｗ、４、１５、１６以外に、フォグランプ、コーナリングランプ、クリアランスランプ、ターンシグナルランプなどの他のランプユニットが配置されている場合がある。

前記スポット配光用の半導体型光源２Ｓおよびレンズ３Ｓおよび遮光部材１３Ｓおよびプリズム部材１４Ｓは、図３２に示すカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰおよび図３５に示すハイビーム用配光パターンＨＰのスクリーン配光上のほぼ中央部分のスポット配光ＳＰおよびＳＰ１を形成する機能を有している。また、前記拡散配光用の半導体型光源２Ｗおよびレンズ３Ｗおよび遮光部材１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｗは、図３２に示すカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰおよび図３５に示すハイビーム用配光パターンＨＰのスクリーン配光上の全体部分の拡散配光ＷＰおよびＷＰ１を形成する機能を有するものである。

前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗは、図３に示すように、基板７Ｓ、７Ｗと、前記基板７Ｓ、７Ｗに設けられている発光チップ８Ｓ、８Ｗと、前記発光チップ８Ｓ、８Ｗを封止する薄い直方体形状の封止樹脂部材（レンズ部材）９Ｓ、９Ｗと、から構成されている。なお、前記封止樹脂部材９Ｓ、９Ｗの表面は、凸曲面をなしている。前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗは、ホルダもしくは固定枠を介して前記ヒートシンク部材４の前部５の固定面にそれぞれ固定されている。図３においては、説明を明瞭にするために、前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗおよび前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗの図示を省略してある。

前記発光チップ８Ｓ、８Ｗは、図１０、図１１に示すように、平面矩形形状（平面長方形状）をなす。すなわち、５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、１個の長方形のチップを使用しても良い。

前記発光チップ８Ｓ、８Ｗの中心ＯＳ、ＯＷは、前記レンズ３Ｓ、３Ｗの基準焦点ＦＳ、ＦＷもしくはその近傍に位置し、かつ、前記レンズ３Ｓ、３Ｗの基準軸（光軸）ＺＳ、ＺＷ上もしくはその近傍に位置する。前記レンズ３Ｓ、３Ｗの基準軸ＺＳ、ＺＷは、前記Ｚ軸と平行であって、前記発光チップ８Ｓ、８Ｗの中心ＯＳ、ＯＷを通る法線である。また、前記発光チップ８Ｓ、８Ｗの中心ＯＳ、ＯＷには、前記Ｘ軸が通っている。なお、図１０、図１１において、ＹＳ、ＹＷは、前記Ｙ軸と平行であり、かつ、前記発光チップ８Ｓ、８Ｗの中心ＯＳ、ＯＷを通るスポット配光用の鉛直軸（Ｙ軸）、拡散配光用の鉛直軸（Ｙ軸）である。

前記発光チップ８Ｓ、８Ｗの発光面は、前記レンズ３Ｓ、３Ｗの基準軸ＺＳ、ＺＷの前側Ｆ（前方向）に向いている。また、前記拡散配光用の半導体型光源２Ｗの前記発光チップ８Ｓの長辺は、図１０に示すように、前記レンズ３Ｗの基準軸ＺＷと直交する前記Ｘ軸（水平軸）と平行である。一方、前記スポット配光用の半導体型光源２Ｓの前記発光チップ８Ｓの長辺は、図１１に示すように、前記Ｘ軸に対して走行車線側（この例では、左側Ｌ）が対向車線側（この例では右側Ｒ）よりも上になるように、前記スポット配光用の半導体型光源２Ｓの前記発光チップ８Ｓを、前記レンズ３Ｓの基準軸ＺＳを中心としてθ°（たとえば、約５°）回転させて、前記Ｘ軸に対して傾斜している。

なお、前記スポット配光用の半導体型光源２Ｓの前記発光チップ８Ｓの長辺を、前記拡散配光用の半導体型光源２Ｗの前記発光チップ８Ｓの長辺と同様に、前記Ｘ軸と平行にさせても良い。また、前記スポット配光用の半導体型光源２Ｓの前記発光チップ８Ｓの長辺を、前記スポット配光用の半導体型光源２Ｓの前記発光チップ８Ｓの長辺と同様に、前記Ｘ軸に対して傾斜させても良い。

前記スポット配光用のレンズ３Ｓと前記拡散配光用のレンズ３Ｗとは、一体に構成されている。前記レンズ３Ｓ、３Ｗの左右両側部には、固定部１０が一体に設けられている。前記固定部１０は、前記ヒートシンク部材４の前部５の左右両側面にスクリューなどにより固定されている。この結果、前記レンズ３Ｓ、３Ｗは、前記ヒートシンク部材４に固定されることとなる。

固定式の前記レンズ３Ｓ、３Ｗは、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光が入射する入射面１１Ｓ、１１Ｗと、前記レンズ３Ｓ、３Ｗ中に入射した光が出射する出射面１２Ｓ、１２Ｗと、を備える。

前記レンズ３Ｓ、３Ｗの入射面１１Ｓ、１１Ｗは、円錐曲面（たとえば、楕円、円、放物、双曲などの曲線、あるいは、平面、などの２次曲面）からなる。なお、この例では、前記レンズ３Ｓ、３Ｗの入射面１１Ｓ、１１Ｗは、鉛直断面（垂直断面、縦断面）において、中央部が周辺部に対して後側Ｂに突出した凸面（円柱面）をなす。前記レンズ３Ｓ、３Ｗの入射面１１Ｓ、１１Ｗは、凸面となすことが好ましいが、鉛直断面において、中央部が周辺部に対して前側Ｆに凹んだ凹面をなすものであっても良いし、また、平面でも良い。前記レンズ３Ｓ、３Ｗの入射面１１Ｓ、１１Ｗには、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗの中心ＯＳ、ＯＷ（前記レンズ３Ｓ、３Ｗの基準軸ＺＳ、ＺＷ）からθ１°（たとえば、約５０°以上で、この例では、約６０°）までの光が入射する。

前記レンズ３Ｓ、３Ｗの出射面１２Ｓ、１２Ｗは、前記レンズ３Ｓ、３Ｗの出射面１２Ｓ、１２Ｗから出射される前記発光チップ８Ｓ、８Ｗの投影像が前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＬＣ３から上方向に突出しないように、前記発光チップ８Ｓ、８Ｗの投影像の一部が前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３にほぼ接するように曲面制御されている自由曲面からなる。

以下、前記スポット配光用のレンズ３Ｓの出射面１２Ｓの曲面制御について、図４、図１２〜図１５を参照して説明する。

まず、前記スポット配光用の前記半導体型光源２Ｓと前記レンズ３Ｓとを、前記の構成の通りに配置させる。前記レンズ３Ｓの入射面１１Ｓの円錐曲面を固定させる。一方、前記レンズ３Ｓの出射面１２Ｓの自由曲面を初期の自由曲面とする。

つぎに、前記半導体型光源２Ｓの発光チップ８Ｓを点灯発光させる。すると、前記発光チップ８Ｓの投影像群がスクリーンに投影（出射）される。ここで、図４に示す前記レンズ３Ｓの出射面１２Ｓの４つの標本点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４から出射される前記発光チップ８Ｓの投影像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４について説明する。前記発光チップ８Ｓの投影像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４は、図１２、図１３に示すようにスクリーンに投影（出射）される。このとき、前記レンズ３Ｓの出射面１２Ｓの自由曲面は、初期の自由曲面であるから、スクリーンに投影された投影像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４の一部（半分もしくは半分以上の部分）は、前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＬＣ３から上方向に突出している。

それから、図１２、図１３に示す投影像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４を、図１４、図１５に示す投影像Ｉ１０、Ｉ２０、Ｉ３０、Ｉ４０に、設計修正する。設計修正された投影像Ｉ１０、Ｉ２０、Ｉ３０、Ｉ４０の一部Ｐ１０、Ｐ２０、Ｐ３０、Ｐ４０は、前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＬＣ３にほぼ接していて、設計修正された投影像Ｉ１０、Ｉ２０、Ｉ３０、Ｉ４０は、前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＬＣ３から上方向に突出していない。

そして、設計修正された投影像Ｉ１０、Ｉ２０、Ｉ３０、Ｉ４０が得られるように、前記スポット配光用のレンズ３Ｓの出射面１２Ｓの自由曲面の曲面を制御する。以上のようにして、前記スポット配光用のレンズ３Ｓの出射面１２Ｓの自由曲面が得られる。さらに、同様にして、前記拡散配光用のレンズ３Ｗの出射面１２Ｗの自由曲面が得られる。

前記のようにして曲面制御された前記レンズ３Ｓ、３Ｗの出射面１２Ｓ、１２Ｗの自由曲面は、下記の特徴を有している。すなわち、図４〜図７に示すように、前記レンズ３Ｓ、３Ｗの出射面１２Ｓ、１２Ｗの自由曲面を、正面視（前側Ｆから見た状態）で前記レンズ３Ｓ、３Ｗの基準軸ＺＳ、ＺＷを原点として、前記原点を通り相互に直交する鉛直軸ＹＳ、ＹＷと水平軸のＸ軸とにより、第１象限Ｑ１、第２象限Ｑ２、第３象限Ｑ３、第４象限Ｑ４に分割する。ここで、前記スポット配光用のレンズ３Ｓにおいて、前記鉛直軸ＹＳに関して前記第１象限Ｑ１と前記第２象限Ｑ２とを対称の位置関係で比較した場合。すなわち、前記スポット配光用のレンズ３Ｓの前記第１象限Ｑ１と前記第２象限Ｑ２とを、前記第１標本点Ｐ１と前記第２標本点Ｐ２とを通る前記水平軸のＸ軸と平行な水平面で切断したときに得られる、前記第１標本点Ｐ１と前記第２標本点Ｐ２とを通る前記第１象限Ｑ１における断面カーブＣ１２と、前記第２象限Ｑ２における断面カーブであって前記鉛直軸ＹＳを境に反転させた前記第１象限Ｑ１における前記第２象限Ｑ２の反転断面カーブＣ２２と、を比較した場合。前記第１象限Ｑ１の約１／３以上の部分（この例では、全部の部分）が前記レンズ３Ｓの基準軸ＺＳの前方向（前側Ｆ）において前記第２象限Ｑ２よりも高い。たとえば、図６に示すように、前記第１象限Ｑ１における前記第１標本点Ｐ１と、前記第１象限Ｑ１における前記第２象限Ｑ２の前記第２標本点Ｐ２の反転点Ｐ２１と、を比較した場合、前記第１象限Ｑ１における前記第１標本点Ｐ１が、前記第１象限Ｑ１における前記第２象限Ｑ２の前記第２標本点Ｐ２の反転点Ｐ２１よりも前側Ｆに寸法Ｔ１分高い。前記第１象限Ｑ１の前記第２象限Ｑ２よりも高くなる部分ＴＨは、約３分の１から全部（１／３＜ＴＨ≦１）である。前記高くなる部分ＴＨは、図８に示すように、前記レンズ３Ｓの縁から始まって良いし、また、図９に示すように前記レンズ３Ｓの中央から始まっても良いし、さらに、図に示さないが前記レンズ３Ｓの縁と中央との間の中間から始まっても良い。なお、図８、図９において、ＴＴは、前記第１象限Ｑ１の前記第２象限Ｑ２と同じ高さの部分である。

また、前記スポット配光用のレンズ３Ｓにおいて、前記水平軸のＸ軸に関して前記第１象限Ｑ１と前記第４象限Ｑ４とを対称の位置関係で比較した場合。すなわち、前記スポット配光用のレンズ３Ｓの前記第１象限Ｑ１と前記第４象限Ｑ４とを、前記第１標本点Ｐ１と前記第４標本点Ｐ４とを通る前記鉛直軸ＹＳと平行な鉛直面で切断したときに得られる、前記第１標本点Ｐ１と前記第４標本点Ｐ４とを通る前記第４象限Ｑ４における断面カーブＣ１４と、前記第１象限Ｑ１における断面カーブであって前記水平軸のＸ軸を境に反転させた前記第４象限Ｑ４における前記第１象限Ｑ１の反転断面カーブＣ１１と、を比較した場合。前記第１象限Ｑ１の約１／３以上の部分（この例では、全部の部分）が前記レンズ３Ｓの基準軸ＺＳの前方向（前側Ｆ）において前記第４象限Ｑ４よりも低い。たとえば、図７に示すように、前記第４象限Ｑ４における前記第４標本点Ｐ４と、前記第４象限Ｑ４における前記第１象限Ｑ１の前記第１標本点Ｐ１の反転点Ｐ１４と、を比較した場合、前記第４象限Ｑ４における前記第１象限Ｑ１の前記第１標本点Ｐ１の反転点Ｐ１４が、前記第４象限Ｑ４における前記第４標本点Ｐ４よりも前側Ｆに寸法Ｔ２分低い。前記第１象限Ｑ１の前記第４象限Ｑ４よりも低くなる部分は、約３分の１から全部である。前記低くなる部分は、前記レンズ３Ｓの縁から始まって良いし、また、前記レンズ３Ｓの中央から始まっても良いし、さらに、前記レンズ３Ｓの縁と中央との間の中間から始まっても良い。

一方、前記拡散配光用のレンズ３Ｗの出射面１２Ｗの自由曲面も、前記スポット配光用のレンズ３Ｓの出射面１２Ｓの自由曲面と同様の特徴を有する。すなわち、前記拡散配光用のレンズ３Ｗの出射面１２Ｗの自由曲面は、前記鉛直軸ＹＷに関して前記第１象限Ｑ１と前記第２象限Ｑ２とを対称の位置関係で比較した場合、前記第１象限Ｑ１の約１／３以上の部分が前記レンズ３Ｗの基準軸ＺＷの前方向において前記第２象限Ｑ２よりも高く、かつ、前記水平軸のＸ軸に関して第１象限Ｑ１と第４象限Ｑ４とを対称の位置関係で比較した場合、前記第１象限Ｑ１の約１／３以上の部分が前記レンズ３Ｗの基準軸ＺＷの前方向において前記第４象限Ｑ４よりも低い、自由曲面からなる。

ここで、前記レンズ３Ｓ、３Ｗの曲面制御された出射面１２Ｓ、１２Ｗの４つの標本点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４から出射される前記発光チップ８Ｓ、８Ｗの投影像Ｉ１０、Ｉ２０、Ｉ３０、Ｉ４０は、図１２、図１３の状態から図１４、図１５の状態に設計修正される。

この結果、図１６（Ｂ）に示すように、前記スポット配光用レンズ３Ｓの出射面１２Ｓの前記第１象限Ｑ１から出射される前記発光チップ８Ｓの投影像群は、主に前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記エルボー点Ｅから走行車線側（左側）の配光を形成する。

また、図１６（Ｃ）に示すように、前記スポット配光用レンズ３Ｓの出射面１２Ｓの前記第２象限Ｑ２から出射される前記発光チップ８Ｓの投影像群は、主に前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記エルボー点Ｅから対向車線側（右側）の配光を形成する。

さらに、図１６（Ｄ）に示すように、前記スポット配光用レンズ３Ｓの出射面１２Ｓの前記第３象限Ｑ３から出射される前記発光チップ８Ｓの投影像群は、主に前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記エルボー点Ｅから対向車線側（右側）の配光を形成する。

さらにまた、図１６（Ｅ）に示すように、前記スポット配光用レンズ３Ｓの出射面１２Ｓの前記第４象限Ｑ４から出射される前記発光チップ８Ｓの投影像群は、主に前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記エルボー点Ｅから走行車線側（左側）の配光を形成する。

そして、図１６（Ｂ）に示す配光と、図１６（Ｃ）に示す配光と、図１６（Ｄ）に示す配光と、図１６（Ｅ）に示す配光とを、合成すると、図１６（Ａ）に示す前記ロービーム用配光パターンＬＰのスポット配光ＳＰが形成される。

一方、図１７（Ｂ）に示すように、前記拡散配光用レンズ３Ｗの出射面１２Ｗの前記第１象限Ｑ１から出射される前記発光チップ８Ｗの投影像群は、主に前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記エルボー点Ｅから走行車線側（左側）の配光を形成する。

また、図１７（Ｃ）に示すように、前記拡散配光用レンズ３Ｗの出射面１２Ｗの前記第２象限Ｑ２から出射される前記発光チップ８Ｗの投影像群は、主に前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記エルボー点Ｅから対向車線側（右側）の配光を形成する。

さらに、図１７（Ｄ）に示すように、前記拡散配光用レンズ３Ｗの出射面１２Ｗの前記第３象限Ｑ３から出射される前記発光チップ８Ｗの投影像群は、主に前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記エルボー点Ｅから対向車線側（右側）の配光を形成する。

さらにまた、図１７（Ｅ）に示すように、前記拡散配光用レンズ３Ｗの出射面１２Ｗの前記第４象限Ｑ４から出射される前記発光チップ８Ｗの投影像群は、主に前記ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上の前記エルボー点Ｅから走行車線側（左側）の配光を形成する。

そして、図１７（Ｂ）に示す配光と、図１７（Ｃ）に示す配光と、図１７（Ｄ）に示す配光と、図１７（Ｅ）に示す配光とを、合成すると、図１７（Ａ）に示す前記ロービーム用配光パターンＬＰの拡散配光ＷＰが形成される。

図２、図２０〜図２３に示すように、前記リフレクタ１６は、前記ヒートシンク部材４の前部５の前側の固定面の周辺部に固定されている。固定式の前記リフレクタ１６の中央部には、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗおよび前記レンズ３Ｓ、３Ｗおよび前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗまたはプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗが位置する開口部１７が設けられている。また、固定式の前記リフレクタ１６の周縁部には、自由曲面の反射面１８が設けられている。前記反射面１８は、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光であって前記レンズ３Ｓ、３Ｗに入射する光Ｌ１（前記図３に示すように、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗの中心ＯＳ、ＯＷ（前記レンズ３Ｓ、３Ｗの基準軸ＺＳ、ＺＷ）からθ１°までの光）以外の光Ｌ２（レンズ入射外の光Ｌ２であって、θ１°以上の光）を、図３５に示すハイビーム用配光パターンＨＰの主光軸ＳＺを含むスポット配光ＳＰ２として、前方に反射させる反射面である。前記スポット配光ＳＰ２の主光軸ＳＺは、図３２に示すロービーム用配光パターンＬＰのエルボー点Ｅよりも上側Ｕでスクリーンの水平線ＨＬ−ＨＲと上下垂直線ＶＵ−ＶＤとの交点もしくはその近傍に位置する（図３３、図３４の点線で示すスポット配光ＳＰ２の主光軸ＳＺを参照）。前記主光軸ＳＺを含む前記スポット配光ＳＰ２は、前記ヒートシンク部材４にそれぞれ固定されている前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗと前記リフレクタ１６の反射面１８とにより形成されるものであるから、前記主光軸ＳＺを含む前記スポット配光ＳＰ２の位置は、ずれることなく固定されている。

図２、図１８〜図２２、図２６〜図２８に示すように、可動式の前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗの中央部には、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光の一部Ｌ１が前記レンズ３Ｓ、３Ｗに入射するのを妨げとならないように開口部１９Ｓ、１９Ｗが設けられている。また、前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗの周縁部には、前記反射面１８に入射しようとする前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光チップ８Ｓ、８Ｗからの前記レンズ入射外の光Ｌ２を遮蔽するロ形状の遮光枠２０Ｓ、２０Ｗが設けられている。前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗは、前記第１位置と前記第２位置との間を移動可能に配置されていて、図２２に示すように、前記第１位置に位置するときに、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光の一部Ｌ１が前記開口部１９Ｓ、１９Ｗを通過して前記レンズ３Ｓ、３Ｗの入射面１１Ｓ、１１Ｗに入射するのを妨げとならず、かつ、前記反射面１８に入射しようとする前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光チップ８Ｓ、８Ｗからの前記レンズ入射外の光Ｌ２を前記遮光枠２０Ｓ、２０Ｗで遮蔽するものである。

同じく、図２、図１８〜図２１、図２３、図２５〜図２８に示すように、可動式の前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗは、可動式の前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗと十字形状に一体構造をなす。可動式の前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗは、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光Ｌ１が入射する入射面２１Ｓ、２１Ｗと、前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗ中に入射した光が出射する出射面２２Ｓ、２２Ｗと、を備える。

前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗの出射面２２Ｓ、２２Ｗは、円錐曲面（たとえば、楕円、円、放物、双曲などの曲線、あるいは、平面、などの２次曲面）からなる。なお、この例では、平面からなる。

前記スポット配光用のプリズム部材１４Ｓの入射面２１Ｓは、前記スポット配光用のレンズ３Ｓの基準焦点ＦＳを仮想的に右斜め上側に移動させるように曲面制御されている自由曲面からなる（図２５中の仮想レンズ基準焦点ＦＳ１を参照）。前記スポット配光用のプリズム部材１４Ｓの入射面２１Ｓの自由曲面は、前記スポット配光用の半導体型光源２Ｓ側に突出する突出部２３Ｓ（図２６中の小点線円および図２７中の隆起線を参照）を有する。前記突出部２３Ｓのピークは、図２６に示すように、背面視（後側Ｂから見た状態）で前記スポット配光用のレンズ３Ｓの基準軸ＺＳを原点として、前記原点を通り相互に直交する鉛直軸ＹＳと水平軸のＸ軸とにより分割された第１象限Ｑ１、第２象限Ｑ２、第３象限Ｑ３、第４象限Ｑ４とし、前記第１象限Ｑ１の部分にある。

一方、前記拡散配光用のプリズム部材１４Ｗの入射面２１Ｗは、前記拡散配光用のレンズ３Ｗの基準焦点ＦＷを仮想的に上側に移動させるように曲面制御されている自由曲面からなる（図２５中の仮想レンズ基準焦点ＦＷ１を参照）。前記拡散配光用のプリズム部材１４Ｗの入射面２１Ｗの自由曲面は、前記拡散配光用の半導体型光源２Ｗ側に突出する突出部２３Ｗ（図２６中の小点線円および図２７中の隆起線を参照）を有する。前記突出部２３Ｗのピークは、図２６に示すように、背面視（後側Ｂから見た状態）で前記拡散配光用のレンズ３Ｗの基準軸ＺＷを原点として、前記原点を通り相互に直交する鉛直軸ＹＷと水平軸のＸ軸とにより分割された第１象限Ｑ１、第２象限Ｑ２、第３象限Ｑ３、第４象限Ｑ４とし、前記第１象限Ｑ１と前記第２象限Ｑ２とに跨っている部分にある。

前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗは、前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗと一体構造をなし、前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗと入れ替わりに第１位置と第２位置との間を移動可能に配置されている。前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗは、図２３に示すように、前記第１位置に位置するときに、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光チップ８Ｓ、８Ｗからの前記レンズ入射外の光Ｌ２が前記反射面１８に入射するのを妨げとならず、かつ、前記レンズ２Ｓ、２Ｗの基準焦点ＦＳ、ＦＷを仮想レンズ基準焦点ＦＳ１、ＦＷ１に仮想的に移動させた状態で、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光の一部Ｌ１を前記レンズ３Ｓ、３Ｗの入射面１１Ｓ、１１Ｗに入射させるものである。

前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗと前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗとは、十字形状に一体に構成されている。前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗおよび前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗの中央部には、十字形状の係合溝２４が設けられている。前記係合溝２４には、前記切替装置１５のシャフト２５の十字形状の係合部２６が係合されている。この結果、前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗと前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗとは、前記切替装置１５により、入れ替わりに第１位置と第２位置との間を移動可能に配置されている。

前記切替装置１５は、図２、図１８、図１９、図２８〜図３１に示すように、前記シャフト２５と、ハウジング２７、２８と、モータ２９と、減速機構と、フェールセーフ用（復帰用）のスプリング３０と、を備えるものである。

前記ハウジング２７、２８は、前側のハウジング２７と後側のハウジング２８とに２分割されている。前記シャフト２５は、前記ハウジング２７、２８内に収納され、かつ、前記ハウジング２７、２８に軸受３５を介して回転可能に支持されている。かつ、前記シャフト２５の前端は、前記前側のハウジング２７から前方に突出している。前記シャフト２５の前端には、前記係合部２６が設けられている。前記係合部２６が一体構造の前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗおよび前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗの係合溝２４に係合されている。

前記モータ２９は、この例ではステッピングモータを使用する。なお、ステッピングモータ以外のモータを使用しても良い。前記モータ２９は、前記後側のハウジング２８の外面に取り付けられている。

前記減速機構は、第１ギア３１と、第２ギア３２と、第３ギア３３と、第４ギア３４と、から構成されている。前記第１ギア３１は、前記モータ２０の出力軸（駆動軸、回転軸）に固定されている。前記第２ギア３２と前記第３ギア３３とは、同軸上に固定されていて、前記前側のハウジング２７の軸部３６に回転可能に支持されている。前記第４ギア３４は、前記シャフト２５に固定されている。

前記第１ギア３１と前記第２ギア３２とは噛み合っている。前記第３ギア３３と前記第４ギア３４とは噛み合っている。前記第１ギア３１の歯数は、前記第２ギア３２の歯数よりも少ない。前記第２ギア３２の歯数は、前記第３ギア３３の歯数よりも多い。前記第３ギア３３の歯数は、前記第４ギア３４の歯数よりも少ない。

前記スプリング３０は、この例ではコイルスプリングである。前記スプリング３０の一端は、前記前側のハウジング２７の係合孔３７に係合している。また、前記スプリング３０の他端は、前記第４ギア３４の係合孔３８に係合されている。なお、前記スプリング３０は、コイルスプリング以外のスプリングでも良い。また、前記スプリング３０の一端は、前記前側のハウジング２７以外の固定側の部材に係合しても良い。さらに、前記スプリング３０の他端は、前記第４ギア３４以外の回転側の部材に係合しても良い。

前記第４ギア３４には、第１ストッパ段部３９と第２ストッパ段部４０とがそれぞれ設けられている。一方、前記前側のハウジング２７には、第１ストッパ段部３９が当接する第１ストッパ凸部４１と第２ストッパ段部４０が当接する第２ストッパ凸部４２とがそれぞれ設けられている。

図３０に示すように、前記第４ギア３４の第１ストッパ段部３９が前記前側のハウジング２７の第１ストッパ凸部４１に当接している状態のときには、図１８、図２０、図２２に示すように、前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗが前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗと前記レンズ３Ｓ、３Ｗとの間の第１位置に位置することとなる。また、図３１に示すように、前記第４ギア３４の第２ストッパ段部４０が前記前側のハウジング２７の第２ストッパ凸部４２に当接している状態のときには、図１９、図２１、図２３に示すように、前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗが前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗと前記レンズ３Ｓ、３Ｗとの間の第１位置に位置することとなる。

以下、この実施例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。

モータ２９に通電していない状態においては、切替装置１５のスプリング３０のスプリング力により、図３０に示すように、第４ギア３４の第１ストッパ段部３９が前側のハウジング２７の第１ストッパ凸部４１に当接していて、また、図１８、図２０、図２２に示すように、遮光部材１３Ｓ、１３Ｗが半導体型光源２Ｓ、２Ｗとレンズ３Ｓ、３Ｗとの間の第１位置に位置している。

この状態において、車両用前照灯１の半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗを点灯発光させる。すると、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗから光Ｌ１、Ｌ２が放射される。このとき、遮光部材１３Ｓ、１３Ｗが半導体型光源２Ｓ、２Ｗとレンズ３Ｓ、３Ｗとの間の第１位置に位置している。このために、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光の一部Ｌ１は、遮光部材１３Ｓ、１３Ｗの開口部１９Ｓ、１９Ｗを通過してレンズ３Ｓ、３Ｗの入射面１１Ｓ、１１Ｗに入射して、かつ、レンズ３Ｓ、３Ｗの出射面１２Ｓ、１２Ｗから出射する。この際に、発光チップ８Ｓ、８Ｗの投影像Ｉ１０、Ｉ２０、Ｉ３０、Ｉ４０は、ロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上のカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３から上方向に突出しないようにかつカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３にほぼ接するように出射する。

この結果、図１６に示すロービーム用配光パターンＬＰのスポット配光ＳＰと、図１７に示すロービーム用配光パターンＬＰの拡散配光ＷＰとが、それぞれ得られ、かつ、それらが合成されて、図３２に示すロービーム用配光パターンＬＰが得られる。

また、遮光部材１３Ｓ、１３Ｗが半導体型光源２Ｓ、２Ｗとレンズ３Ｓ、３Ｗとの間の第１位置に位置しているので、リフレクタ１６の反射面１８に入射しようとする半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからのレンズ入射外の光Ｌ２は、遮光部材１３Ｓ、１３Ｗの遮光枠２０Ｓ、２０Ｗにより、遮蔽される。この結果、図３２に示すロービーム用配光パターンＬＰが確実に得られる。すなわち、遮光部材１３Ｓ、１３Ｗの遮光枠２０Ｓ、２０Ｗが無かった場合には、図３３、図３４に示すように、ロービーム用配光パターンＬＰに主光軸ＳＺを含むスポット配光ＳＰ２（図３３、図３４中において点線で示す）が照射される。この主光軸ＳＺを含むスポット配光ＳＰ２は、図３３、図３４に示すように、ロービーム用配光パターンＬＰのエルボー点Ｅ、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３よりも上側Ｕに突出しているので、ロービーム用配光パターンＬＰとして好ましくない。ところが、この実施例１の車両用前照灯１は、遮光部材１３Ｓ、１３Ｗの遮光枠２０Ｓ、２０Ｗにより、リフレクタ１６の反射面１８に入射しようとする半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからのレンズ入射外の光Ｌ２を遮蔽することができるので、図３２に示すロービーム用配光パターンＬＰが確実に得られるのである。

つぎに、切替装置１５のモータ２９に通電する。すると、モータ２９が駆動して第１ギア３１、第２ギア３２、第３ギア３３、第４ギア３４が図３０に示す矢印方向にそれぞれ回転する。それに伴って、第４ギア３４に固定されているシャフト２５がスプリング３０のスプリング力に抗して図３０中の時計方向の矢印方向に回転する。このシャフト２５の回転により、このシャフト２５に取り付けられている十字形状の一体構造の遮光部材１３Ｓ、１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗが図１８、図２７中の時計方向の矢印方向に回転する。

そして、図３１に示すように、切替装置１５の第４ギア３４の第２ストッパ段部４０が前側のハウジング２７の第２ストッパ凸部４２に当接する。すると、図１９、図２１、図２３に示すように、今まで第２位置に位置していたプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗが遮光部材１３Ｓ、１３Ｗと入れ替わりに半導体型光源２Ｓ、２Ｗとレンズ３Ｓ、３Ｗとの間の第１位置に位置する。一方、今まで半導体型光源２Ｓ、２Ｗとレンズ３Ｓ、３Ｗとの間の第１位置に位置していた遮光部材１３Ｓ、１３Ｗがプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗと入れ替わりに第２位置に位置する。

プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗが第１位置に位置すると、図２３に示すように、今まで遮光部材１３Ｓ、１３Ｗの遮光枠２０Ｓ、２０Ｗにより遮蔽されていた半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからのレンズ入射外の光Ｌ２は、リフレクタ１６の反射面１８に入射して反射する。この結果、図３５に示すように、主光軸ＳＺを含むスポット配光ＳＰ２がスクリーンの水平線ＨＬ−ＨＲと上下垂直線ＶＵ−ＶＤとの交点もしくはその近傍に照射される。

一方、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光の一部Ｌ１は、プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗの入射面２１Ｓ、２１Ｗに入射してかつプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗの出射面２２Ｓ、２２Ｗから出射する。このために、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光の一部Ｌ１は、プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗの作用により、レンズ２Ｓ、２Ｗの基準焦点ＦＳ、ＦＷを仮想レンズ基準焦点ＦＳ１、ＦＷ１に仮想的に移動させた状態で、レンズ３Ｓ、３Ｗの入射面１１Ｓ、１１Ｗに入射して、かつ、レンズ３Ｓ、３Ｗの出射面１２Ｓ、１２Ｗから出射する。

この結果、図３４に示すように、ロービーム用配光パターンＬＰのスポット配光ＳＰが上側Ｕで対向車線側（右側Ｒ）すなわちハイビーム用配光パターンＨＰの主光軸ＳＺ側に移動する。また、ロービーム用配光パターンＬＰの拡散配光ＷＰが上側Ｕに移動する。さらに、ロービーム用配光パターンＬＰのエルボー点Ｅ、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が上側Ｕで対向車線側（右側Ｒ）すなわちハイビーム用配光パターンＨＰの主光軸ＳＺ側もしくは上側Ｕに滑らかに拡がる。これにより、図３２に示すロービーム用配光パターンＬＰのスポット配光ＳＰ、拡散配光ＷＰが、図３５に示すハイビーム用配光パターンＨＰのスポット配光ＳＰ１、拡散配光ＷＰに切り替わる。

ここで、切替装置１５のモータ２９への通電を遮断する。すると、スプリング３０のスプリング力により、第１ギア３１、第２ギア３２、第３ギア３３、第４ギア３４が図３１に示す矢印方向にそれぞれ回転する。それに伴って、第４ギア３４に固定されているシャフト２５が図３１中の反時計方向の矢印方向に回転する。このシャフト２５の回転により、このシャフト２５に取り付けられている十字形状の一体構造の遮光部材１３Ｓ、１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗが図１９、図２７中の時計方向の矢印方向に回転する。

そして、図３０に示すように、切替装置１５の第４ギア３４の第１ストッパ段部３９が前側のハウジング２７の第１ストッパ凸部４１に当接する。すると、図１８、図２０、図２２に示すように、今まで第２位置に位置していた遮光部材１３Ｓ、１３Ｗがプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗと入れ替わりに半導体型光源２Ｓ、２Ｗとレンズ３Ｓ、３Ｗとの間の第１位置に位置する。一方、今まで半導体型光源２Ｓ、２Ｗとレンズ３Ｓ、３Ｗとの間の第１位置に位置していたプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗが遮光部材１３Ｓ、１３Ｗと入れ替わりに第２位置に位置する。

また、プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗが第１位置に位置する状態または第２位置から第１位置への回転状態のとき、切替装置１５のモータ２９への通電が遮断されると（電力供給が断たれると）、スプリング３０のスプリング力により、遮光部材１３Ｓ、１３Ｗが第１位置に復帰する。このために、図３５に示すハイビーム用配光パターンＨＰから図３２に示すロービーム用配光パターンＬＰに切り替えることができる。これにより、フェールセーフ機能が作用することとなる。

以上のようにして、図３２に示すロービーム用配光パターンＬＰと図３５に示すハイビーム用配光パターンＨＰとが車両の前方に照射される。

この実施例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。

この実施例１における車両用前照灯１は、切替装置１５で遮光部材１３Ｓ、１３Ｗを第１位置にプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗを第２位置に入れ替わりに切替位置させた状態のときに、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗを点灯発光させると、発光チップ８Ｓ、８Ｗから放射される光の一部Ｌ１がレンズ３Ｓ、３Ｗを透過してカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰとして車両の前方に照射される。このとき、リフレクタ１６の反射面１８に入射しようとする半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからのレンズ入射外の光Ｌ２が遮光部材１３Ｓ、１３Ｗで遮蔽される。また、切替装置１５でプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗを第１位置に遮光部材１３Ｓ、１３Ｗを第２位置に入れ替わりに切替位置させた状態のときに、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗを点灯発光させると、発光チップ８Ｓ、８Ｗから放射される光の一部Ｌ１がプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗおよびそのプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗにより基準焦点ＦＳ、ＦＷが仮想基準焦点ＦＳ１、ＦＷ１に仮想的に移動させた状態のレンズ３Ｓ、３Ｗを透過してハイビーム用配光パターンＨＰとして車両の前方に照射される。このとき、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからのレンズ入射外の光Ｌ２がプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗに妨げられずにリフレクタ１６の反射面１８に入射反射してハイビーム用配光パターンＨＰの主光軸ＳＺを含むスポット配光ＳＰ２として車両の前方に照射される。このように、この実施例１における車両用前照灯１は、半導体型光源２Ｓ、２Ｗを光源とし、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰとハイビーム用配光パターンＨＰとを切り替えて車両の前方に照射することができる。

その上、この実施例１における車両用前照灯１は、半導体型光源２Ｓ、２Ｗとレンズ３Ｓ、３Ｗとリフレクタ１６と一体構造の遮光部材１３Ｓ、１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗと切替装置１５とからなるので、従来の車両用前照灯と比較して、ハイビーム用配光パターン用の第２光源ユニットを必要とせず、部品点数が少なくて済み、その分、小型化、軽量化、コスト軽減化を図ることができる。

しかも、この実施例１における車両用前照灯１は、プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗにより、レンズ３Ｓ、３Ｗの基準焦点ＦＳ、ＦＷを仮想基準焦点ＦＳ１、ＦＷ１に仮想的に移動させるので、レンズ３Ｓ、３Ｗから出射する配光パターンをカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰからハイビーム用配光パターンＨＰに確実に切り替えることができる。さらに、この実施例１における車両用前照灯１は、リフレクタ１６の反射面１８により、ハイビーム用配光パターンＨＰの主光軸ＳＺを含むスポット配光ＳＰ２が得られるので、十分な最高光度を有するハイビーム用配光パターンＨＰが得られる。

また、この実施例１における車両用前照灯１は、遮光部材１３Ｓ、１３Ｗが第１位置に位置するときには、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗから放射される光Ｌ１がレンズ３Ｓ、３Ｗの入射面１１Ｓ、１１Ｗから入射してレンズ３Ｓ、３Ｗの出射面１２Ｓ、１２Ｗから出射する際に、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰのスクリーン配光上のカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３から上方向に突出しないようにカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３にほぼ接する発光チップ８Ｓ、８Ｗの投影像Ｉ１０、Ｉ２０、Ｉ３０、Ｉ４０として出射するので、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰを確実に得ることができる。かつ、この実施例１における車両用前照灯１は、プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗが第１位置に位置するときには、レンズ３Ｓ、３Ｗの基準焦点ＦＳ、ＦＷが仮想基準焦点ＦＳ１、ＦＷ１に仮想的に上側Ｕあるいは右斜め上側に移動するので、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰの高光度帯の部分が上側Ｕあるいは右斜め上側に移動してハイビーム用配光パターンＨＰの高光度帯の部分となり、また、ロービーム用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の部分が上側Ｕあるいは右斜め上側に滑らかに（スムーズに）拡がって移動してハイビーム用配光パターンＨＰの上側の部分となる。このように、この実施例１における車両用前照灯１は、良好なカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰと良好なハイビーム用配光パターンＨＰとを切り替えて得ることができる。

しかも、この実施例１における車両用前照灯１は、ヒートシンク部材４に固定されている半導体型光源２Ｓ、２Ｗとレンズ３Ｓ、３ＷとによりカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰが得られるので、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３近傍の高光度帯の部分すなわち重要な部分（ポイント）が変化しない。また、ヒートシンク部材４に固定されている半導体型光源２Ｓ、２Ｗとリフレクタ１５の反射面１８とによりハイビーム用配光パターンＨＰの主光軸ＳＺを含むスポット配光ＳＰ２が得られるので、ハイビーム用配光パターンＨＰの主光軸ＳＺを含むスポット配光ＳＰ２の部分すなわち重要な部分（ポイント）が変化しない。このように、この実施例１における車両用前照灯１は、狙った配光特性が配光設計通りに得られる。

さらに、この実施例における車両用前照灯１は、スポット配光用の半導体型光源２Ｓおよびレンズと３Ｓおよび遮光部材１３Ｓおよびプリズム部材１４Ｓによりスポット配光ＳＰが得られ、また、拡散配光用の半導体型光源２Ｗおよびレンズ３Ｗおよび遮光部材１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｗにより拡散配光ＷＰが得られる。このために、この実施例１における車両用前照灯１は、中央部分の光度（照度、光量）が最も高く、中央部分から周辺部分に移行するに従って光度（照度、光量）が徐々に低くなる配光パターンが得られるので、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰと、ハイビーム用配光パターンＨＰとを得るのに適している。しかも、この実施例１における車両用前照灯１は、半導体型光源およびレンズおよび遮光部材およびプリズム部材をスポット配光機能の半導体型光源２Ｓおよびレンズ３Ｓおよび遮光部材１３Ｓおよびプリズム部材１４Ｓと拡散配光機能の半導体型光源２Ｗおよびレンズ３Ｗおよび遮光部材１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｗとにそれぞれ分担させるので、半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光出力が小さくても、十分な配光パターン（カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰと、ハイビーム用配光パターンＨＰ）の光度（照度、光量）、特に、配光パターン（カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬＰと、ハイビーム用配光パターンＨＰ）の中央部分において十分な光度（照度、光量）のスポット配光が得られる。

さらにまた、この実施例における車両用前照灯１は、スポット配光用の半導体型光源２Ｓの発光チップ８Ｓの長辺を水平軸のＸ軸に対して傾斜させ、また、拡散配光用の半導体型光源２Ｗの発光チップ８Ｗの長辺を水平軸のＸ軸と平行にさせるので、スポット配光ＳＰを斜めカットオフラインＣＬ１に沿わせ、かつ、拡散配光ＷＰを上水平カットオフラインＣＬ２および下水平カットオフラインＣＬ３に沿わせることができ。このために、この実施例１における車両用前照灯１は、走行車線側（左側Ｌ）の上水平カットオフラインＣＬ２と走行車線側（左側Ｌ）の斜めカットオフラインＣＬ１と対向車線側（右側Ｒ）の下水平カットオフラインＣＬ３とからなるカットオフライン（Ｚカットオフライン）を有するロービーム用配光パターンＬＰを得るのに最適である。しかも、この実施例１における車両用前照灯１は、スポット配光用半導体型光源２Ｓの発光チップ８Ｓの長辺を水平軸のＸ軸に対して傾斜させ、かつ、拡散配光用半導体型光源２Ｗの発光チップ８Ｗの長辺を水平軸のＸ軸と平行にさせるので、スポット配光ＳＰを斜めカットオフラインＣＬ１に沿わせ、かつ、拡散配光ＷＰを上水平カットオフラインＣＬ２および下水平カットオフラインＣＬ３に沿わせることができ、Ｚカットオフラインを有するロービーム用配光パターンＬＰを確実に得ることができる。

図３６〜図３８は、この発明にかかる車両用前照灯の実施例２を示す。以下、この実施例２における車両用前照灯ついて説明する。図中、図１〜図３５と同符号は、同一のものを示す。

この実施例２における車両用前照灯は、図３２に示すロービーム用配光パターンＬＰと図３５に示すハイビーム用配光パターンＨＰと図３８に示すミッドビーム用配光パターンＭＰを車両の前方に照射するものである。図３８に示すミッドビーム用配光パターンＭＰは、ほぼ水平なカットオフラインＣＬを有する。図３８に示すミッドビーム用配光パターンＭＰのカットオフラインＣＬは、図３２に示すロービーム用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３より上側に位置する。

この実施例２における車両用前照灯は、プリズム部材として、前記ハイビーム用配光パターンＨＰを形成するハイビーム用プリズム部材すなわち前記の実施例１における車両用前照灯１のプリズム部材１４Ｓ、１４Ｗと、前記ミッドビーム用配光パターンＭＰを形成するミッドビーム用プリズム部材４３Ｓ、４３Ｗと、を備えるものである。

前記ミッドビーム用プリズム部材４３Ｓ、４３Ｗは、ハイビーム用プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗとほぼ同様の構成をなす。前記ミッドビーム用プリズム部材４３Ｓ、４３Ｗは、前記ハイビーム用プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗおよび前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗと六花弁形状に一体構造をなす。前記ミッドビーム用プリズム部材４３Ｓ、４３Ｗは、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光Ｌ１が入射する入射面と、前記プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗ中に入射した光が出射する出射面と、を備える。

前記ミッドビーム用プリズム部材４３Ｓ、４３Ｗの出射面Ｗは、円錐曲面（たとえば、楕円、円、放物、双曲などの曲線、あるいは、平面、などの２次曲面）からなる。なお、この例では、平面からなる。

前記スポット配光用のミッドビーム用プリズム部材４３Ｓの入射面は、前記スポット配光用のレンズ３Ｓの基準焦点ＦＳを、仮想的に右斜め上側に（図２５中の仮想レンズ基準焦点ＦＳ１と、発光チップ８Ｓ、８Ｗの中心ＯＳ、ＯＷおよびレンズ３Ｓ、３Ｗの基準焦点ＦＳ、ＦＷと、の間に）、移動させるように曲面制御されている自由曲面からなる。前記スポット配光用のミッドビーム用プリズム部材４３Ｓの入射面の自由曲面は、前記スポット配光用の半導体型光源２Ｓ側に突出する突出部を有する。前記突出部のピークは、背面視（後側Ｂから見た状態）で前記スポット配光用のレンズ３Ｓの基準軸ＺＳを原点として、前記原点を通り相互に直交する鉛直軸と水平軸とにより分割された第１象限、第２象限、第３象限、第４象限とし、前記第１象限の部分にある。

一方、前記拡散配光用のミッドビーム用プリズム部材４３Ｗの入射面は、前記拡散配光用のレンズ３Ｗの基準焦点ＦＷを、仮想的に上側に（図２５中の仮想レンズ基準焦点ＦＳ１と、発光チップ８Ｓ、８Ｗの中心ＯＳ、ＯＷおよびレンズ３Ｓ、３Ｗの基準焦点ＦＳ、ＦＷと、の間に）、移動させるように曲面制御されている自由曲面からなる。前記拡散配光用のミッドビーム用プリズム部材４３Ｗの入射面の自由曲面は、前記拡散配光用の半導体型光源２Ｗ側に突出する突出部を有する。前記突出部のピークは、背面視（後側Ｂから見た状態）で前記拡散配光用のレンズ３Ｗの基準軸ＺＷを原点として、前記原点を通り相互に直交する鉛直軸と水平軸とにより分割された第１象限、第２象限、第３象限、第４象限とし、前記第１象限と前記第２象限とに跨っている部分にある。

前記ミッドビーム用プリズム部材４３Ｓ、４３Ｗは、前記ハイビーム用プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗおよび前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗと入れ替わりに前記第１位置と新たな第２位置と第３位置との間を移動可能に配置されている。前記ミッドビーム用プリズム部材４３Ｓ、４３Ｗは、前記第１位置に位置するときに、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光チップ８Ｓ、８Ｗからの前記レンズ入射外の光Ｌ２が前記反射面１８に入射するのを妨げとならず、かつ、前記レンズ２Ｓ、２Ｗの基準焦点ＦＳ、ＦＷを仮想レンズ基準焦点（図２５中の仮想レンズ基準焦点ＦＳ１と、発光チップ８Ｓ、８Ｗの中心ＯＳ、ＯＷおよびレンズ３Ｓ、３Ｗの基準焦点ＦＳ、ＦＷと、の間の仮想レンズ基準焦点）に仮想的に移動させた状態で、前記半導体型光源２Ｓ、２Ｗの前記発光チップ８Ｓ、８Ｗからの光の一部Ｌ１を前記レンズ３Ｓ、３Ｗの入射面１１Ｓ、１１Ｗに入射させるものである。

前記ミッドビーム用プリズム部材４３Ｓ、４３Ｗと前記ハイビーム用プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗと前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗとは、切替装置１５により、入れ替わりに第１位置と第２位置と第３位置との間を移動可能に配置されている。前記切替装置１５は、前記ミッドビーム用プリズム部材４３Ｓ、４３Ｗと前記ハイビーム用プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗと前記遮光部材１３Ｓ、１３Ｗとを、６０°ごとに回転させるものである。

この実施例２における車両用前照灯は、以上のごとき構成からなるので、切替装置１５により、ミッドビーム用プリズム部材４３Ｓ、４３Ｗとハイビーム用プリズム部材１４Ｓ、１４Ｗと遮光部材１３Ｓ、１３Ｗとを、６０°ごとに回転させて、入れ替わりに第１位置に位置させると、図３８に示すミッドビーム用配光パターンＭＰと、図３５に示すハイビーム用配光パターンＨＰと、図３２に示すロービーム用配光パターンＬＰとを車両の前方に照射することができる。

図３８に示すミッドビーム用配光パターンＭＰは、拡散配光機能の半導体型光源２Ｗおよびレンズ３Ｗおよび遮光部材１３Ｗおよびミッドビーム用プリズム部材４３Ｗにより形成される拡散配光ＷＰ２と、スポット配光機能の半導体型光源２Ｓおよびレンズ３Ｓおよび遮光部材１３Ｓおよびミッドビーム用プリズム部材４３Ｓにより形成されるスポット配光ＳＰ３と、リフレクタ１６の反射面１８により形成される高光度のスポット配光ＳＰ４と、が合成されて形成される。

なお、前記の実施例１、２においては、ロービーム用配光パターンＬＰとハイビーム用配光パターンＨＰとミッドビーム用配光パターンＭＰとを車両の前方に照射するものである。ところが、この発明おいては、ロービーム用配光パターンＬＰとハイビーム用配光パターンＨＰとミッドビーム用配光パターンＭＰ以外の配光パターン、たとえば、高速道路用配光パターン、フォグランプ用配光パターンなど配光パターンをも車両の前方に照射するものであっても良い。

また、前記の実施例１、２においては、ロービーム用配光パターンＬＰのカットオフラインが斜めカットオフラインＣＬ１と、上水平カットオフラインＣＬ２と、下水平カットオフラインＣＬ３とからなるＺカットオフラインである。ところが、この発明においては、カットオフラインとして、Ｚカットオフライン以外のカットオフライン、たとえば、単に水平なカットオフライン、あるいは、エルボー点を境に、走行車線側の斜めカットオフラインと、対向車線側の水平カットオフラインとからなるカットオフラインでも良い。

さらに、前記の実施例１、２においては、左側走行車線用の車両用前照灯１について説明する。ところが、この発明においては、右側走行車線用の車両用前照灯についても適用することができる。

さらにまた、前記の実施例１、２においては、スポット配光用の半導体型光源２Ｓおよびレンズ３Ｓと、拡散配光用の半導体型光源２Ｗおよびレンズ３ＷとがＸ軸方向に並列状態で配置されている。ところが、この発明においては、スポット配光用の半導体型光源２Ｓおよびレンズ３Ｓと、拡散配光用の半導体型光源２Ｗおよびレンズ３Ｗとを、上下方向に位置したり、上下左右斜め方向に配置したり、前後に互い違いに配置したりしても良い。この場合においては、スポット配光用の遮光部材１３Ｓおよびプリズム部材１４Ｓおよびミッドビーム用プリズム部材４３Ｓと、拡散配光用の遮光部材１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｗおよびミッドビーム用プリズム部材４３Ｗと、をそれぞれ別個に、切替装置により第１位置と第２位置と第３位置との間を入れ替わり可能に位置させる必要がある。

さらにまた、前記の実施例１、２においては、スポット配光用の半導体型光源２Ｓおよびレンズ３Ｓおよび遮光部材１３Ｓおよびプリズム部材１４Ｓおよびミッドビーム用プリズム部材４３Ｓからなるランプユニットと、拡散配光用の半導体型光源２Ｗおよびレンズ３Ｗおよび遮光部材１３Ｗおよびプリズム部材１４Ｗおよびミッドビーム用プリズム部材４３Ｗからなるランプユニットとから構成されているものである。ところが、この発明においては、１個の半導体型光源および１個のレンズおよび１個の遮光部材および１個のプリズム部材および１個のミッドビーム用プリズム部材からなる１個のランプユニットで、カットオフラインを有する配光パターンを形成するものであっても良いし、また、３個以上のランプユニットによりカットオフラインを有する配光パターンを形成するものであっても良い。

この発明にかかる車両用前照灯の実施例１を示す要部の斜視図である。 同じく、要部を示す分解斜視図である。 同じく、スポット配光用の半導体型光源およびレンズと、拡散配光用の半導体型光源およびレンズを示す平面図である。 同じく、スポット配光用のレンズと、拡散配光用のレンズを示す正面図である。 同じく、スポット配光用のレンズを示す斜視図である。 同じく、スポット配光用のレンズを示す図４におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。 同じく、スポット配光用のレンズを示す図４におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 同じく、スポット配光用のレンズの変形例を示す図７に対応する断面図である。 同じく、スポット配光用のレンズの変形例を示す図７に対応する断面図である。 同じく、拡散配光用の半導体型光源の発光チップを示す説明図である。 同じく、スポット配光用の半導体型光源の発光チップを示す説明図である。 同じく、スポット配光用のレンズの出射面が初期状態のときの第１象限と第４象限から出射されるスポット配光用の半導体型光源の発光チップの投影像を示す説明図である。 同じく、スポット配光用のレンズの出射面が初期状態のときの第２象限と第３象限から出射されるスポット配光用の半導体型光源の発光チップの投影像を示す説明図である。 同じく、スポット配光用のレンズの出射面が曲面制御されたときの第１象限と第４象限から出射されるスポット配光用の半導体型光源の発光チップの投影像を示す説明図である。 同じく、スポット配光用のレンズの出射面が曲面制御されたときの第２象限と第３象限から出射されるスポット配光用の半導体型光源の発光チップの投影像を示す説明図である。 同じく、スポット配光用の半導体型光源およびレンズからなるランプユニットにより得られるスポット配光（スポット配光用の半導体型光源の発光チップの投影像群）を示す説明図である。 同じく、拡散配光用の半導体型光源およびレンズからなるランプユニットにより得られる拡散配光（拡散配光用の半導体型光源の発光チップの投影像群）を示す説明図である。 同じく、遮光部材が第１位置に位置している状態を示す遮光部材およびプリズム部材および切替装置の斜視図である。 同じく、プリズム部材が第１位置に位置している状態を示す遮光部材およびプリズム部材および切替装置の斜視図である。 同じく、遮光部材が第１位置に位置している状態を示す遮光部材およびプリズム部材およびリフレクタの正面図である。 同じく、プリズム部材が第１位置に位置している状態を示す遮光部材およびプリズム部材およびリフレクタの正面図である。 同じく、遮光部材が第１位置に位置しているときの光路を示す説明図である。 同じく、プリズム部材が第１位置に位置しているときの光路を示す説明図である。 同じく、レンズ基準焦点が発光チップ中心に位置するときの光路を示す説明図である。 同じく、プリズム部材によりレンズ基準焦点が発光チップ中心より上側に移動したときの光路を示す説明図である。 同じく、プリズム部材が第１位置に位置しているときの遮光部材およびプリズム部材を示す背面図である。 同じく、遮光部材およびプリズム部材を示す斜視図である。 同じく、遮光部材およびプリズム部材および切替装置の構成部品を示す分解斜視図である。 同じく、切替装置の要部の縦断面図である。 同じく、遮光部材が第１位置に位置しているときの切替装置の減速機構およびストッパ機構の状態を示す説明図である。 同じく、プリズム部材が第１位置に位置しているときの切替装置の減速機構およびストッパ機構の状態を示す説明図である。 同じく、図１６のスポット配光と図１７の拡散配光とを合成して得られるロービーム用配光パターンを示す説明図である。 同じく、遮光部材の遮光枠が無かった場合の図３２のロービーム用配光パターンに主光軸を含むスポット配光が照射される状態を示す説明図である。 同じく、プリズム部材が遮光部材と入れ替わって第１位置に位置する過程において図３２のロービーム用配光パターンが変形する状態を示す説明図である。 同じく、プリズム部材が第１位置に位置したときに得られるハイビーム用配光パターンを示す説明図である。 この発明にかかる車両用前照灯の実施例２を示す遮光部材およびプリズム部材および切替装置の斜視図である。 同じく、遮光部材が第１位置に位置している状態を示す遮光部材およびプリズム部材の背面図である。 同じく、ミッドビーム用プリズム部材が第１位置に位置したときに得られるミッドビーム用配光パターンを示す説明図である。

符号の説明

１ 車両用前照灯
２Ｓ スポット配光用の半導体型光源
３Ｓ スポット配光用のレンズ
２Ｗ 拡散配光用の半導体型光源
３Ｗ 拡散配光用のレンズ
４ ヒートシンク部材
５ 前部
６ 後部
７Ｓ、７Ｗ 基板
８Ｓ、８Ｗ 発光チップ
９Ｓ、９Ｗ 封止樹脂部材
１０ 固定部
１１Ｓ、１１Ｗ 入射面
１２Ｓ、１２Ｗ 出射面
１３Ｓ スポット配光用の遮光部材
１４Ｓ スポット配光用のプリズム部材
１３Ｗ 拡散配光用の遮光部材
１４Ｗ 拡散配光用のプリズム部材
１５ 切替装置
１６ リフレクタ
１７ 開口部
１８ 反射面
１９ 開口部
２０Ｓ、２０Ｗ 遮光枠
２１Ｓ、２１Ｗ 入射面
２２Ｓ、２２Ｗ 出射面
２３Ｓ、２３Ｗ 突出部
２４ 係合溝
２５ シャフト
２６ 係合部
２７ 前側のハウジング
２８ 後側のハウジング
２９ モータ
３０ スプリング
３１ 第１ギア
３２ 第２ギア
３３ 第３ギア
３４ 第４ギア
３５ 軸受
３６ 軸部
３７ 係合孔
３８ 係合孔
３９ 第１ストッパ段部
４０ 第２ストッパ段部
４１ 第１ストッパ凸部
４２ 第２ストッパ凸部
４３Ｓ スポット配光用のミッドビーム用プリズム部材
３３Ｗ 拡散配光用のミッドビーム用プリズム部材
ＶＵ−ＶＤ スクリーンの上下の垂直線
ＨＬ−ＨＲ スクリーンの左右の水平線
Ｘ Ｘ軸（水平軸）
Ｙ Ｙ軸（鉛直軸）
Ｚ Ｚ軸
Ｒ 右側
Ｌ 左側
Ｕ 上側
Ｄ 下側
Ｆ 前側
Ｂ 後側
Ｅ エルボー点
ＣＬ１ 斜めカットオフライン
ＣＬ２ 上水平カットオフライン
ＣＬ３ 下水平カットオフライン
ＣＬ カットオフライン
ＬＰ ロービーム用配光パターン
ＨＰ ハイビーム用配光パターン
ＭＰ ミッドビーム用配光パターン
ＳＰ、ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４ スポット配光
ＷＰ、ＷＰ１、ＷＰ２ 拡散配光
ＯＳ、ＯＷ 発光チップの中心
ＦＳ、ＦＷ レンズの基準焦点
ＦＳ１、ＦＷ１ 仮想レンズ基準焦点
ＺＳ、ＺＷ レンズの基準軸
ＹＳ、ＹＷ 発光チップの中心を通る鉛直軸
θ° スポット配光用の半導体型光源の発光チップの傾斜角度
θ１° レンズの入射面に入射する光の半導体型光源の発光チップの中心からの角度
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４ 出射面が初期状態のときの発光チップの投影像
Ｉ１０、Ｉ２０、Ｉ３０、Ｉ４０ 出射面が曲面制御されたときの発光チップの投影像
Ｑ１ 第１象限
Ｑ２ 第２象限
Ｑ３ 第３象限
Ｑ４ 第４象限
Ｐ１ 第１標本点
Ｐ２ 第２標本点
Ｐ３ 第３標本点
Ｐ４ 第４標本点
Ｃ１２ 第１標本点と第２標本点とを通る断面カーブ
Ｃ２２ 第１象限における第２象限の反転断面カーブ
Ｃ１４ 第１標本点と第４標本点とを通る断面カーブ
Ｃ１１ 第４象限における第１象限の反転断面カーブ
Ｔ１ 高い分の寸法
Ｔ２ 低い分の寸法
ＴＨ 高くなる部分
ＴＴ 同じ高さの部分
Ｌ１ レンズに入射する光
Ｌ２ レンズ入射外の光
ＳＺ 主光軸

Claims (5)

1. 半導体型光源を光源とし、カットオフラインを有する配光パターンとハイビーム用配光パターンとを切り替えて車両の前方に照射する車両用前照灯において、
   平面矩形形状の発光チップを有する半導体型光源と、
   前記半導体型光源の前記発光チップからの光の一部を、カットオフラインを有する配光パターンとして、前方に照射するレンズと、
   前記半導体型光源の前記発光チップからの光であって前記レンズに入射する光以外の光を、ハイビーム用配光パターンの主光軸を含むスポット配光として、前方に反射させる反射面を有するリフレクタと、
   第１位置と第２位置との間を移動可能に配置されていて、前記第１位置に位置するときに、前記半導体型光源の前記発光チップからの光の一部が前記レンズに入射するのを妨げとならず、かつ、前記反射面に入射しょうとする前記半導体型光源の前記発光チップからの前記レンズ入射外の光を遮蔽する遮光部材と、
   前記遮光部材と一体構造をなし、前記遮光部材と入れ替わりに第１位置と第２位置との間を移動可能に配置されていて、前記第１位置に位置するときに、前記半導体型光源の前記発光チップからの前記レンズ入射外の光が前記反射面に入射するのを妨げとならず、かつ、前記レンズの基準焦点を仮想的に移動させた状態で、前記半導体型光源の前記発光チップからの光の一部を前記レンズに入射させるプリズム部材と、
   一体構造をなす前記遮光部材および前記プリズム部材を第１位置と第２位置との間で入れ替わりに切り替えて、カットオフラインを有する配光パターンとハイビーム用配光パターンとに切り替える切替装置と、
   を備える、ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記発光チップの中心は、前記レンズの基準焦点もしくはその近傍に位置し、かつ、前記レンズの基準軸上もしくはその近傍に位置し、
   前記発光チップの発光面は、前記レンズの基準軸の前方向に向き、
   前記発光チップの長辺は、前記レンズの基準軸と直交する水平軸と平行でありもしくは前記水平軸に対して傾斜し、
   前記レンズの入射面は、円錐曲面からなり、
   前記レンズの出射面は、前記レンズの出射面から出射される前記発光チップの投影像が前記配光パターンのスクリーン配光上の前記カットオフラインから上方向に突出しないように、前記発光チップの投影像の一部が前記カットオフラインにほぼ接するように曲面制御されている自由曲面からなり、
   前記レンズの出射面の自由曲面は、正面視で前記レンズの基準軸を原点として、前記原点を通り相互に直交する鉛直軸と水平軸とにより分割された第１象限、第２象限、第３象限、第４象限とし、前記鉛直軸に関して前記第１象限と前記第２象限とを対称の位置関係で比較した場合、前記第１象限の約１／３以上の部分が前記レンズの基準軸の前方向において前記第２象限よりも高く、かつ、前記水平軸に関して前記第１象限と前記第４象限とを対称の位置関係で比較した場合、前記第１象限の約１／３以上の部分が前記レンズの基準軸の前方向において前記第４象限よりも低い、自由曲面からなり、
   前記プリズム部材の出射面は、円錐曲面からなり、
   前記プリズム部材の入射面は、前記レンズの基準焦点を仮想的に上側あるいは斜め上側に移動させるように曲面制御されている自由曲面からなり、
   前記プリズム部材の入射面の自由曲面は、前記半導体型光源側に突出する突出部を有し、かつ、前記突出部のピークが、背面視で前記レンズの基準軸を原点として、前記原点を通り相互に直交する鉛直軸と水平軸とにより分割された第１象限、第２象限、第３象限、第４象限とし、前記第１象限と前記第２象限とに跨っている部分あるいは前記第１象限の部分にある、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記半導体型光源および前記レンズおよび前記遮光部材および前記プリズム部材は、前記カットオフラインを有する配光パターンおよび前記ハイビーム用配光パターンのスクリーン配光上のほぼ中央部分のスポット配光を機能するスポット配光用半導体型光源およびレンズおよび遮光部材およびプリズム部材と、前記カットオフラインを有する配光パターンおよび前記ハイビーム用配光パターンのスクリーン配光上の全体部分の拡散配光を機能する拡散配光用半導体型光源およびレンズおよび遮光部材およびプリズム部材と、を備える、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯。
4. 前記カットオフラインは、エルボー点から走行車線側にかけて上り勾配の斜めカットオフラインと、前記斜めカットオフラインから走行車線側にかけて水平な上水平カットオフラインと、エルボー点から対向車線側にかけて水平な下水平カットオフラインと、からなり、
   前記スポット配光用半導体型光源の前記発光チップの長辺は、前記レンズの基準軸を中心として、前記水平軸に対して走行車線側が対向車線側よりも上になるように、約５°回転させて、前記水平軸に対して傾斜し、
   前記拡散配光用半導体型光源の前記発光チップの長辺は、前記水平軸と平行であり、
   前記スポット配光用レンズおよび前記拡散配光用レンズの出射面の前記第１象限および前記第４象限から出射される前記発光チップの投影像は、主に前記カットオフラインを有する前記配光パターンのスクリーン配光上の前記エルボー点から走行車線側の配光を形成し、
   前記スポット配光用レンズおよび前記拡散配光用レンズの出射面の前記第２象限および前記第３象限から出射される前記発光チップの投影像は、主に前記カットオフラインを有する前記配光パターンのスクリーン配光上の前記エルボー点から対向車線側の配光を形成する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯。
5. 前記プリズム部材は、前記ハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム用プリズム部材と、１個もしくは複数個の他の配光パターンを形成する１個もしくは複数個の他の配光パターン用プリズム部材と、を備え、
   前記切替装置は、一体構造をなす前記遮光部材および前記ハイビーム用プリズム部材および前記１個もしくは複数個の他の配光パターン用プリズム部材を第１位置と第２位置との間で入れ替わりに切り替えて、カットオフラインを有する配光パターンとハイビーム用配光パターンと１個もしくは複数個の他の配光パターンとに切り替える切替装置である、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用前照灯。