JP5772542B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

この発明は、半導体型光源と、反射面と、を備える車両用前照灯に関するものである。すなわち、この発明は、半導体型光源の発光チップを反射面の基準光軸方向（横方向）に設ける横置きタイプで、かつ、半導体型光源からの光を反射面で反射させて所定の配光パターンを車両の前方に照射する反射タイプ（リフレクタタイプ）の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、ＬＥＤ光源と、第１反射面と、第２反射面と、を備えるものである。従来の車両用前照灯は、ＬＥＤ光源からの光が、第１反射面で反射して水平カットオフラインを有する第１部分配光パターンとして、また、第２反射面で反射して斜めのカットオフラインを有する第２部分配光パターンとして、それぞれ車両の前方に照射される。すなわち、従来の車両用前照灯は、ロービーム用配光パターン（すれ違い用配光パターン）を車両の前方に照射するものである。

特開２０１１−３４８７５号公報

ところが、前記の従来の車両用前照灯は、反射面を、ＬＥＤ光源に近い第１反射面と、ＬＥＤ光源から離れた第２反射面と、に分割するものである。このために、前記の従来の車両用前照灯は、ロービーム用配光パターンの代わりに、ハイビーム用配光パターン（走行用配光パターン）を車両の前方に照射すると、図８に示すように、光軸（図８中のスクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤ）に対して左右対称でないハイビーム用配光パターンＨＰＢ（高光度帯ＳＰＢを含む）となる。このように、前記の従来の車両用前照灯では、図７に示す理想に近いハイビーム用配光パターンＨＰＡ（高光度帯ＳＰＡを含む）を形成することが難しい。なお、理想に近いハイビーム用配光パターンＨＰＡとは、図７に示すように、光軸（図７中のスクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤ）に対してほぼ左右対称であるハイビーム用配光パターンである。

この発明が解決しようとする課題は、従来の車両用前照灯では、理想に近いハイビーム用配光パターンを形成することが難しい、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、半導体型光源からの光を反射して所定の配光パターンで車両の前方に照射する反射面と、を備え、半導体型光源が、反射面の基準焦点もしくはその近傍に配置されていて、反射面が、半導体型光源から光が放射される方向であって、半導体型光源の中心もしくはその近傍を通る法線に対して上下に分割されていて、上下の反射面のうち、いずれか一方が収束型拡散反射面であり、他方が発散型拡散反射面であり、上下の反射面のうち、半導体型光源に近い上下の反射面が、所定の配光パターンのうちの全体外形の配光パターンを形成する反射面であり、上下の反射面のうち、半導体型光源に遠い上下の反射面が、所定の配光パターンのうちの高光度帯の配光パターンを形成する反射面であり、上下の反射面のうち、半導体型光源に近い上下の反射面と半導体型光源に遠い上下の反射面との間の上下の反射面が、半導体型光源から離れるに従って、全体外形の配光パターンを形成する比率から高光度帯の配光パターンを形成する比率が高くなる反射面である、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、半導体型光源と、半導体型光源からの光を反射して所定の配光パターンで車両の前方に照射する反射面と、を備え、半導体型光源が、反射面の基準焦点もしくはその近傍に配置されていて、反射面が、半導体型光源から光が放射される方向であって、半導体型光源の中心もしくはその近傍を通る法線に対して上下に分割されていて、上下の反射面のうち、いずれか一方が収束型拡散反射面であり、他方が発散型拡散反射面であり、上下の反射面が、半導体型光源から光が放射される方向であって、半導体型光源の中心もしくはその近傍を通る法線に対して垂直に複数のセグメントに分割されていて、複数のセグメントのうち、半導体型光源に最も近いセグメントの上下の反射面が、所定の配光パターンのうちの全体外形の配光パターンを形成する反射面であり、複数のセグメントのうち、半導体型光源から最も遠いセグメントの上下の反射面が、所定の配光パターンのうちの高光度帯の配光パターンを形成する反射面であり、複数のセグメントのうち、半導体型光源に最も近いセグメントと半導体型光源から最も遠いセグメントとの間のセグメントの上下の反射面が、全体外形の配光パターンと高光度帯の配光パターンとの間をつなげる中間の配光パターンを形成する反射面である、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、複数のセグメントの上下の反射面のうち、いずれか一方が全てのセグメントにおいて収束型拡散反射面であり、他方が全てのセグメントにおいて発散型拡散反射面である、ことを特徴とする。

この発明（請求項１、２にかかる発明）の車両用前照灯は、上下の反射面のうちいずれか一方の収束型拡散反射面で反射して形成されるハイビーム用配光パターンの一部の配光パターンと、上下の反射面のうちいずれか他方の発散型拡散反射面で反射して形成されるハイビーム用配光パターンの一部の配光パターンと、がほぼ左右対称となる。このために、この発明（請求項１、２にかかる発明）の車両用前照灯は、上下の反射面のうちいずれか一方の収束型拡散反射面で形成されるハイビーム用配光パターンの一部の配光パターンと、上下の反射面のうちいずれか他方の発散型拡散反射面で形成されるハイビーム用配光パターンの一部の配光パターンと、を重畳（合成）することにより、光軸に対してほぼ左右対称である理想に近いハイビーム用配光パターンを確実に形成することができる。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、半導体型光源に近い上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角が大きいので、その上下の反射面で半導体型光源からの光を大きく拡散させて所定の配光パターンのうちの全体外形の配光パターンを形成するのに最適である。また、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、半導体型光源に遠い上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角が半導体型光源に近い上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角と比較して小さいので、その上下の反射面で半導体型光源からの光を小さく拡散させてかつ集中させて所定の配光パターンのうちの高光度帯の配光パターンを形成するのに最適である。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、半導体型光源に近い上下の反射面と半導体型光源に遠い上下の反射面との間の上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角が半導体型光源に近い上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角と比較して小さくかつ半導体型光源に遠い上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角と比較して大きいので、その上下の反射面で半導体型光源からの光を全体外形の配光パターンよりも小さくかつ高光度帯の配光パターンよりも大きく拡散させて全体外形の配光パターンと高光度帯の配光パターンとの間をつなげる中間の配光パターンを形成するのに最適である。

この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、前記の発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯と同様に、半導体型光源に最も近いセグメントの上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角が大きいので、そのセグメントの上下の反射面で半導体型光源からの光を大きく拡散させて所定の配光パターンのうちの全体外形の配光パターンを形成するのに最適である。また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、半導体型光源から最も遠いセグメントの上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角が半導体型光源に最も近い上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角と比較して小さいので、そのセグメントの上下の反射面で半導体型光源からの光を小さく拡散させてかつ集中させて所定の配光パターンのうちの高光度帯の配光パターンを形成するのに最適である。さらに、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、半導体型光源に最も近いセグメントの上下の反射面と半導体型光源から最も遠いセグメントの上下の反射面との間のセグメントの上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角が半導体型光源に最も近いセグメントの上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角と比較して小さくかつ半導体型光源から最も遠いセグメントの上下の反射面に入射する半導体型光源からの光の立体角と比較して大きいので、そのセグメントの上下の反射面で半導体型光源からの光を全体外形の配光パターンよりも小さくかつ高光度帯の配光パターンよりも大きく拡散させて全体外形の配光パターンと高光度帯の配光パターンとの間をつなげる中間の配光パターンを形成するのに最適である。

この発明（請求項３にかかる発明）の車両用前照灯は、複数のセグメントの上下の反射面のうち、いずれか一方が全てのセグメントにおいて収束型拡散反射面であり、他方が全てのセグメントにおいて発散型拡散反射面であるから、法線方向（左右方向）に隣り合う複数のセグメントの反射面が収束型拡散反射面あるいは発散型拡散反射面として連続するものである。このために、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用前照灯は、複数のセグメントを、半導体型光源からの光の損失が無く、滑らかに連続的に構成することができる。

図１は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態を示す要部の正面概略説明図（車両の前方から反射面の基準光軸方向に見た概略説明図）である。 図２は、半導体型光源の発光チップを示す説明図である。 図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面概略説明図である。 図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面概略説明図である。 図５は、上側の収束型拡散反射面から反射されてスクリーンに照射された発光チップの反射像群を示す説明図である。 図６は、下側の発散型拡散反射面から反射されてスクリーンに照射された発光チップの反射像群を示す説明図である。 図７は、理想に近いハイビーム用配光パターンを示す説明図である。 図８は、従来の車両用前照灯により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。

以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態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。図５〜図８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。また、図５〜図７は、コンピュータシミュレーションにより作図された説明図である。さらに、図３、図４において、リフレクタの断面のハッチングは、省略してある。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。

（構成の説明）
以下、この実施形態における車両用前照灯の構成について説明する。この実施形態における車両用前照灯１は、図７に示す理想に近いハイビーム用配光パターンＨＰＡ（高光度帯ＳＰＡを含む）を車両の前方に照射するハイビーム用の車両用前照灯すなわちヘッドランプである。前記車両用前照灯１は、図示しない車両の前部の左側（もしくは右側）に取り付けられる車両用前照灯である。車両の前部の右側（もしくは左側）に取り付けられる車両用前照灯は、この実施形態の車両用前照灯１の半導体型光源および反射面の配置がほぼ左右逆となる。このために、車両の前部の右側（もしくは左側）に取り付けられる車両用前照灯の構成の説明は、省略する。

前記車両用前照灯１は、半導体型光源２と、反射面３１Ｕ、３２Ｕ、３３Ｕ、３４Ｕ、３１Ｄ、３２Ｄ、３３Ｄ、３４Ｄを有するリフレクタ３と、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、を備えるものである。前記半導体型光源２と前記リフレクタ３とは、ヘッドランプユニットを構成する。前記ランプハウジングと前記ランプレンズ（所謂、アウターカバー）とは、灯室（図示せず）を区画する。前記ヘッドランプユニット（前記半導体型光源２および前記リフレクタ３）は、前記灯室内に光軸調整機構（図示せず）を介して光軸調整可能に配置されている。なお、前記灯室内には、前記ヘッドランプユニット（前記半導体型光源２および前記リフレクタ３）以外のランプユニット、たとえば、フロントクリアランスランプユニット、フロントターンシグナルランプ、デイタイムランニングランプなどが配置されている場合がある。

前記半導体型光源２は、ヒートシンク部材（図示せず）を介して前記ランプハウジングもしくは前記リフレクタ３のうち少なくともいずれか一方に取り付けられている。前記半導体型光源２は、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源（この例ではＬＥＤ）を使用する。前記半導体型光源２は、基板２０と、前記基板２０に設けられている発光チップ２１と、前記発光チップ２１を封止する封止樹脂部材（図示せず）と、から構成されている。前記半導体型光源２は、取付部材（図示せず）により前記ヒートシンク部材に取り付けられている。前記半導体型光源２の前記発光チップ２１は、前記取付部材および前記基板２０を介して電流が供給されて発光する。

前記発光チップ２１は、図２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、４個の正方形のチップを前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄの基準光軸Ｚ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、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２１の中心Ｏは、前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄの基準焦点Ｆもしくはその近傍に位置し、かつ、前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄの基準光軸Ｚ上もしくはその近傍に位置する。前記発光チップ２１の発光面は、この実施形態において、右側に向いている。

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、前記発光チップ２１の中心Ｏもしくはその近傍を通る法線（垂線）、すなわち、前記発光チップ２１の中心Ｏもしくはその近傍を通る左右方向の水平軸であって、この実施形態において、右側が＋方向であり、左側が−方向である。また、Ｙ軸は、前記発光チップ２１の中心Ｏもしくはその近傍を通る上下方向の鉛直軸であって、この実施形態において、上側が＋方向であり、下側が−方向である。さらに、Ｚ軸は、前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄの基準光軸Ｚ、すなわち、前記発光チップ２１の中心Ｏもしくはその近傍を通る前後方向の水平軸であって、この実施形態において、前側が＋方向であり、後側が−方向である。

前記リフレクタ３の内面すなわち前記発光チップ２１の発光面と対向する面には、パラボラ系のたとえば自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）の前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄが設けられている。

前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄは、図１、図３、図４に示すように、Ｘ軸もしくはその近傍に対して、上側の反射面３１Ｕ、３２Ｕ、３３Ｕ、３４Ｕと、下側の反射面３１Ｄ、３２Ｄ、３３Ｄ、３４Ｄと、に分割されている。すなわち、前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄは、図１、図３、図４に示すように、前記半導体型光源２から光（図３、図４中の実線矢印参照）が放射される方向（Ｘ軸の＋方向）であって、前記半導体型光源２の中心Ｏもしくはその近傍を通る法線に対して、上下に分割されている。前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄは、図１に示すように、Ｘ軸（法線）に対して、上側のセグメント（上側の反射面３１Ｕ〜３４Ｕ）と下側のセグメント（下側の反射面３１Ｄ〜３４Ｄ）との上下２個のセグメントに分割されている。

上下の前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄは、前記法線（Ｘ軸もしくはその近傍）に対して垂直に複数この例では４個のセグメントに分割されている。すなわち、上下の前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄは、第１セグメントの上下の第１反射面３１Ｕ、３１Ｄと、第２セグメントの上下の第２反射面３２Ｕ、３２Ｄと、第３セグメントの上下の第３反射面３３Ｕ、３３Ｄと、第４セグメントの上下の第４反射面３４Ｕ、３４Ｄと、に分割されている。この結果、前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄは、上下左右に合計８個のセグメントに分割されている。なお、図３、図４中の二点鎖線は、Ｘ軸方向の法線方向（左右方向）に隣り合う４個のセグメントの境界線を示す。

前記４個のセグメントの上下の前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄのうち、いずれか一方は、収束型拡散反射面であり、他方は、発散型拡散反射面である。この例では、前記４個のセグメントの上下の前記反射面３１Ｕ〜３４Ｄのうち、上側の反射面３１Ｕ〜３４Ｕは、４個全てのセグメントにおいて収束型拡散反射面であり、下側の反射面３１Ｄ〜３４Ｄは、４個全てのセグメントにおいて発散型拡散反射面である。

前記４個のセグメントのうち、前記半導体型光源２に最も近い第１セグメントの上下の前記第１反射面３１Ｕ、３１Ｄは、図５（Ａ）、図６（Ａ）に示すように、前記ハイビーム用配光パターンＨＰＡのうち全体外形の配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｒを形成する反射面である。

前記４個のセグメントのうち、前記半導体型光源２から最も遠い第４セグメントの上下の前記第４反射面３４Ｕ、３４Ｄは、図５（Ｄ）、図６（Ｄ）に示すように、前記ハイビーム用配光パターンＨＰＡのうち高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒを形成する反射面である。

前記４個のセグメントのうち、前記半導体型光源２に最も近い第１セグメントと前記半導体型光源２から最も遠い第４セグメントとの間の第２セグメントの上下の前記第２反射面３２Ｕ、３２Ｄ、および、第３セグメントの上下の前記第３反射面３３Ｕ、３３Ｄは、図５（Ｂ）および（Ｃ）、図６（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、前記全体外形の配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｒと前記高光度帯の配光パターンＰ４Ｌ，Ｐ４Ｒとの間をつなげる中間の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ３Ｌ、Ｐ２Ｒ、Ｐ３Ｒを形成する反射面である。

第２セグメントの上下の前記第２反射面３２Ｕ、３２Ｄと、第３セグメントの上下の前記第３反射面３３Ｕ、３３Ｄとは、前記半導体型光源２から離れるに従って、前記全体外形の配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｒを形成する比率から高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒを形成する比率が高くなる反射面である。すなわち、第２セグメントの上下の前記第２反射面３２Ｕ、３２Ｄは、第３セグメントの上下の前記第３反射面３３Ｕ、３３Ｄよりも、前記全体外形の配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｒを形成する比率が高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒを形成する比率よりも高い。逆に、第３セグメントの上下の前記第３反射面３３Ｕ、３３Ｄは、第２セグメントの上下の前記第２反射面３２Ｕ、３２Ｄよりも、前記高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒを形成する比率が全体外形の配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｒを形成する比率よりも高い。

（作用の説明）
この実施形態にかかる車両用前照灯は、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２の発光チップ２１を点灯発光させる。すると、発光チップ２１から放射される光は、図３、図４中の実線矢印に示すように、リフレクタ３の反射面３１Ｕ〜３４Ｄにおいて反射される。この反射光は、所定の配光パターン、すなわち、図７に示す理想に近いハイビーム用配光パターンＨＰＡ（高光度帯ＳＰＡを含む）として、車両の前方に照射される。

ここで、リフレクタ３の反射面３１Ｕ〜３４Ｄにおいて反射される反射光についてさらに詳細に説明する。

まず、第１セグメントの上の第１反射面３１Ｕにおいて反射された反射光は、図５（Ａ）の発光チップ２１の反射像群に示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰＡのうちほぼ左側半分以上の全体外形の配光パターンＰ１Ｌとして、車両の前方に照射される。この第１セグメントの上の第１反射面３１Ｕ（すなわち、発光チップ２１に最も近くでかつＸ軸に対して上側の反射面３１Ｕ）で得られる反射像群の大部分は、図５（Ａ）に示すように、上側が内側（中央側、右側）にかつ下側が外側（左側）に傾斜している。この反射像群は、図７に示す理想に近いハイビーム用配光パターンＨＰＡ（高光度帯ＳＰＡを含む）の全体形状（山形もしくは富士山形）のうちの左側の全体形状、すなわち、上側が内側（中央側、右側）から外側（左側）にかけて傾斜していて、かつ、下側が内側（中央側、右側）から外側（左側）にかけてほぼ水平である全体形状に最適である。

つぎに、第２セグメントの上の第２反射面３２Ｕにおいて反射された反射光は、図５（Ｂ）の発光チップ２１の反射像群に示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰＡのうちほぼ左側半分以上の全体外形の配光パターンＰ１Ｌを形成する比率が高い中間の配光パターンＰ２Ｌとして、車両の前方に照射される。この第２セグメントの上の第２反射面３２Ｕで得られる反射像郡の大部分は、先の第１セグメントの上の第１反射面３１Ｕで得られる反射像群の大部分とほぼ同様に、上側が内側（中央側、右側）にかつ下側が外側（左側）に傾斜している。この第２セグメントの上の第２反射面３２Ｕで得られる反射像郡は、先の第１セグメントの上の第１反射面３１Ｕで得られる反射像群よりも集中している。

さらに、第３セグメントの上の第３反射面３３Ｕにおいて反射された反射光は、図５（Ｃ）の発光チップ２１の反射像群に示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰＡのうちほぼ左側半分以上の高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｌを形成する比率が高い中間の配光パターンＰ３Ｌとして、車両の前方に照射される。この第３セグメントの上の第３反射面３３Ｕで得られる反射像郡の大部分は、先の第２セグメントの上の第２反射面３２Ｕで得られる反射像群の大部分とほぼ同様に、上側が内側（中央側、右側）にかつ下側が外側（左側）に傾斜している。この第３セグメントの上の第３反射面３３Ｕで得られる反射像郡は、先の第２セグメントの上の第２反射面３２Ｕで得られる反射像群よりも集光している。

そして、第４セグメントの上の第３反射面３４Ｕにおいて反射された反射光は、図５（Ｄ）の発光チップ２１の反射像群に示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰＡのうちほぼ左側半分以上の高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｌとして、車両の前方に照射される。この第４セグメントの上の第４反射面３４Ｕ（すなわち、発光チップ２１に最も遠くでかつＸ軸に対して上側の反射面３４Ｕ）で得られる反射像郡の大部分は、先の第３セグメントの上の第３反射面３３Ｕで得られる反射像群の大部分とほぼ同様に、上側が内側（中央側、右側）にかつ下側が外側（左側）に傾斜している。この第４セグメントの上の第４反射面３４Ｕで得られる反射像郡は、先の第３セグメントの上の第３反射面３３Ｕで得られる反射像群よりも集光している。

なお、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示される各配光パターンＰ１Ｌ〜Ｐ４Ｌの右側（ＨＲ）の部分は、図３に示されるリフレクタ３の４個のセグメントの上側の各収束型拡散反射面３１Ｕ〜３４Ｕのうち半導体型光源２の発光チップ２１に近い部分において反射された反射光により形成される。また、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示される各配光パターンＰ１Ｌ〜Ｐ４Ｌの左側（ＨＬ）の部分は、図３に示されるリフレクタ３の４個のセグメントの上側の各収束型拡散反射面３１Ｕ〜３４Ｕのうち半導体型光源２の発光チップ２１に遠い部分において反射された反射光により形成される。

一方、第１セグメントの下の第１反射面３１Ｄにおいて反射された反射光は、図６（Ａ）の発光チップ２１の反射像群に示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰＡのうちほぼ右側半分以上の全体外形の配光パターンＰ１Ｒとして、車両の前方に照射される。この第１セグメントの下の第１反射面３１Ｄ（すなわち、発光チップ２１に最も近くでかつＸ軸に対して下側の反射面３１Ｄ）で得られる反射像群の大部分は、図６（Ａ）に示すように、上側が内側（中央側、左側）にかつ下側が外側（右側）に傾斜している。この反射像群は、図７に示す理想に近いハイビーム用配光パターンＨＰＡ（高光度帯ＳＰＡを含む）の全体形状（山形もしくは富士山形）のうちの右側の全体形状、すなわち、上側が内側（中央側、左側）から外側（右側）にかけて傾斜していて、かつ、下側が内側（中央側、左側）から外側（右側）にかけてほぼ水平である全体形状に最適である。また、この第１セグメントの下の第１反射面３１Ｄで得られる反射像群の大部分と、先の第１セグメントの上の第１反射面３１Ｕで得られる反射像群の大部分とは、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ―ＶＤに対して、ほぼ左右対称である。

つぎに、第２セグメントの下の第２反射面３２Ｄにおいて反射された反射光は、図６（Ｂ）の発光チップ２１の反射像群に示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰＡのうちほぼ右側半分以上の全体外形の配光パターンＰ１Ｒを形成する比率が高い中間の配光パターンＰ２Ｒとして、車両の前方に照射される。この第２セグメントの下の第２反射面３２Ｄで得られる反射像郡の大部分は、先の第１セグメントの下の第１反射面３１Ｄで得られる反射像群の大部分とほぼ同様に、上側が内側（中央側、左側）にかつ下側が外側（右側）に傾斜している。この第２セグメントの下の第２反射面３２Ｄで得られる反射像郡は、先の第１セグメントの下の第１反射面３１Ｄで得られる反射像群よりも集中している。また、この第２セグメントの下の第２反射面３２Ｄで得られる反射像群の大部分と、先の第１セグメントの上の第２反射面３２Ｕで得られる反射像群の大部分とは、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ―ＶＤに対して、ほぼ左右対称である。

さらに、第３セグメントの下の第３反射面３３Ｄにおいて反射された反射光は、図６（Ｃ）の発光チップ２１の反射像群に示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰＡのうちほぼ右側半分以上の高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｒを形成する比率が高い中間の配光パターンＰ３Ｒとして、車両の前方に照射される。この第３セグメントの下の第３反射面３３Ｄで得られる反射像郡の大部分は、先の第２セグメントの下の第２反射面３２Ｄで得られる反射像群の大部分とほぼ同様に、上側が内側（中央側、左側）にかつ下側が外側（右側）に傾斜している。この第３セグメントの下の第３反射面３３Ｄで得られる反射像郡は、先の第２セグメントの下の第２反射面３２Ｄで得られる反射像群よりも集光している。また、この第３セグメントの下の第３反射面３３Ｄで得られる反射像群の大部分と、先の第３セグメントの上の第３反射面３３Ｕで得られる反射像群の大部分とは、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ―ＶＤに対して、ほぼ左右対称である。

最後に、第４セグメントの下の第３反射面３４Ｄにおいて反射された反射光は、図６（Ｄ）の発光チップ２１の反射像群に示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰＡのうちほぼ右側半分以上の高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｒとして、車両の前方に照射される。この第４セグメントの下の第４反射面３４Ｄ（すなわち、発光チップ２１に最も遠くでかつＸ軸に対して下側の反射面３４Ｄ）で得られる反射像郡の大部分は、先の第３セグメントの下の第３反射面３３Ｄで得られる反射像群の大部分とほぼ同様に、上側が内側（中央側、左側）にかつ下側が外側（右側）に傾斜している。この第４セグメントの下の第４反射面３４Ｄで得られる反射像郡は、先の第３セグメントの下の第３反射面３３Ｄで得られる反射像群よりも集光している。また、この第４セグメントの下の第４反射面３４Ｄで得られる反射像群の大部分と、先の第４セグメントの上の第４反射面３４Ｕで得られる反射像群の大部分とは、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ―ＶＤに対して、ほぼ左右対称である。

なお、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示される各配光パターンＰ１Ｒ〜Ｐ４Ｒの左側（ＨＬ）の部分は、図４に示されるリフレクタ３の４個のセグメントの下側の各発散型拡散反射面３１Ｄ〜３４Ｄのうち半導体型光源２の発光チップ２１に近い部分において反射された反射光により形成される。また、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示される各配光パターンＰ１Ｒ〜Ｐ４Ｒの右側（ＨＲ）の部分は、図４に示されるリフレクタ３の４個のセグメントの下側の各発散型拡散反射面３１Ｄ〜３４Ｄのうち半導体型光源２の発光チップ２１に遠い部分において反射された反射光により形成される。

（効果の説明）
この実施形態にかかる車両用前照灯は、以上のごとき構成作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態における車両用前照灯１は、リフレクタ３の上側４個のセグメントの収束型拡散反射面３１Ｕ〜３４Ｕで反射して形成されるハイビーム用配光パターンＨＰＡの一部の配光パターンＰ１Ｌ〜Ｐ４Ｌと、リフレクタ３の下側４個のセグメントの発散型拡散反射面３１Ｄ〜３４Ｄで反射して形成されるハイビーム用配光パターンＨＰＡの一部の配光パターンＰ１Ｒ〜Ｐ４Ｒと、が反射面３１Ｕ〜３４Ｄの基準光軸Ｚ（図７中のスクリーンの上下の垂直線ＶＵ―ＶＤ）に対してほぼ左右対称となる。このために、この実施形態における車両用前照灯１は、リフレクタ３の上側４個のセグメントの収束型拡散反射面３１Ｕ〜３４Ｕで反射して形成されるハイビーム用配光パターンＨＰＡの一部の配光パターンＰ１Ｌ〜Ｐ４Ｌと、リフレクタ３の下側４個のセグメントの発散型拡散反射面３１Ｄ〜３４Ｄで反射して形成されるハイビーム用配光パターンＨＰＡの一部の配光パターンＰ１Ｒ〜Ｐ４Ｒと、を重畳（合成）することにより、反射面３１Ｕ〜３４Ｄの基準光軸Ｚ（図７中のスクリーンの上下の垂直線ＶＵ―ＶＤ）に対してほぼ左右対称である理想に近いハイビーム用配光パターンＨＰＡ（高光度帯ＳＰＡを含む）を確実に形成することができる。

この実施形態における車両用前照灯１は、半導体型光源２の発光チップ２１に最も近い第１セグメントの上下の第１反射面３１Ｕ、３１Ｄに入射する半導体型光源２の発光チップ２１からの光の立体角が大きいので、その第１セグメントの上下の第１反射面３１Ｕ、３１Ｄで半導体型光源２の発光チップ２１からの光を大きく拡散させてハイビーム用配光パターンＨＰＡのうちの全体外形の配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｒを形成するのに最適である。また、この実施形態における車両用前照灯１は、半導体型光源２の発光チップ２１から最も遠い第４セグメントの上下の第４反射面３４Ｕ、３４Ｄに入射する半導体型光源２の発光チップ２１からの光の立体角が半導体型光源２の発光チップ２１に最も近い上下の第１反射面３１Ｕ、３１Ｄに入射する半導体型光源２の発光チップ２１からの光の立体角と比較して小さいので、その第４セグメントの上下の第４反射面３４Ｕ、３４Ｄで半導体型光源２の発光チップ２１からの光を小さく拡散させてかつ集中させてハイビーム用配光パターンＨＰＡのうちの高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒを形成するのに最適である。さらに、この実施形態における車両用前照灯１は、半導体型光源２の発光チップ２１に最も近い第１セグメントの上下の第１反射面３１Ｕ、３１Ｄと半導体型光源２の発光チップ２１から最も遠い第４セグメントの上下の第４反射面３４Ｕ、３４Ｄとの間の第２セグメントの上下の第２反射面３２Ｕ、３２Ｄおよび第３セグメントの上下の第３反射面３３Ｕ、３３Ｄに入射する半導体型光源２の発光チップ２１からの光の立体角が半導体型光源２の発光チップ２１に最も近い第１セグメントの上下の第１反射面３１Ｕ、３１Ｄに入射する半導体型光源２の発光チップ２１からの光の立体角と比較して小さくかつ半導体型光源２の発光チップ２１から最も遠い第４セグメントの上下の第４反射面３４Ｕ、３４Ｄに入射する半導体型光源２の発光チップ２１からの光の立体角と比較して大きいので、その第２セグメントの上下の第２反射面３２Ｕ、３２Ｄおよび第３セグメントの上下の第３反射面３３Ｕ、３３Ｄで半導体型光源２の発光チップ２１からの光を全体外形の配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｒよりも小さくかつ高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒよりも大きく拡散させて全体外形の配光パターンＰ１Ｌ、Ｐ１Ｒと高光度帯ＳＰＡの配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒとの間をつなげる中間の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２ＲおよびＰ３Ｌ、Ｐ３Ｒを形成するのに最適である。

この実施形態における車両用前照灯１は、リフレクタ３の４個のセグメントの上下の反射面のうち、上側が４個全てのセグメントにおいて収束型拡散反射面３１Ｕ〜３４Ｕであり、下側が４個全てのセグメントにおいて発散型拡散反射面３１Ｄ〜３４Ｄであるから、Ｘ軸方向の法線方向（左右方向）に隣り合う４個のセグメントの上下の反射面が、上側の収束型拡散反射面３１Ｕ〜３１Ｄとして、また、下側の発散型拡散反射面３１Ｄ〜３４Ｄとして連続するものである。このために、この実施形態における車両用前照灯１は、４個のセグメントを、半導体型光源２の発光チップ２１からの光の損失が無く、滑らかに連続的に構成することができる。

（実施形態以外の例の説明）
なお、前記の実施形態においては、リフレクタ３の４個のセグメントのうち、上側の反射面が全て収束型拡散反射面３１Ｕ〜３４Ｕであり、下側の反射面が全て発散型拡散反射面３１Ｄ〜３４Ｄである。ところが、この発明においては、逆に、リフレクタ３の４個のセグメントのうち、上側の反射面を全て発散型拡散反射面３１Ｄ〜３４Ｄとし、下側の反射面を全て収束型拡散反射面３１Ｕ〜３４Ｕとしても良い。

また、前記の実施形態においては、リフレクタ３の４個のセグメントのうち、上側の反射面が全て収束型拡散反射面３１Ｕ〜３４Ｕであり、下側の反射面が全て発散型拡散反射面３１Ｄ〜３４Ｄである。ところが、この発明においては、各セグメントの上下の反射面のうち、いずれか一方（上側または下側）を収束型拡散反射面とし、他方（下側または上側）を発散型拡散反射面としても良い。この場合において、収束型拡散反射面と発散型拡散反射面とがＸ軸方向の法線方向（左右方向）に隣り合う場合がある。

さらに、前記の実施形態においては、リフレクタ３の上下の反射面３１Ｕ〜３４ＤがＸ軸方向の法線方向（左右方向）に対して垂直に４個のセグメントに分割されている。ところが、この発明においては、リフレクタの上下の反射面を３個のセグメントもしくは５個以上のセグメントに分割しても良い。

さらにまた、前記の実施の形態においては、リフレクタ３の上下の反射面３１Ｕ〜３４Ｄを、境界線を有する４個のセグメントに分割して、第１反射面３１Ｕ、３１Ｄ〜第４反射面３４Ｕ、３４Ｄを設けるものである。ところが、この発明においては、リフレクタの上下の反射面を、境界線を有する複数のセグメントにより分割せずに、全体外形の配光パターンを形成する反射面と、中間の反射面を形成する反射面と、高光度帯の配光パターンを形成する反射面と、を滑らかに連続的に設けても良い。

１ 車両用前照灯
２ 半導体型光源
２０ 基板
２１ 発光チップ
３ リフレクタ
３１Ｕ 上側の第１反射面（収束型拡散反射面）
３２Ｕ 上側の第２反射面（収束型拡散反射面）
３３Ｕ 上側の第３反射面（収束型拡散反射面）
３４Ｕ 上側の第４反射面（収束型拡散反射面）
３１Ｄ 上側の第１反射面（発散型拡散反射面）
３２Ｄ 上側の第２反射面（発散型拡散反射面）
３３Ｄ 上側の第３反射面（発散型拡散反射面）
３４Ｄ 上側の第４反射面（発散型拡散反射面）
Ｆ 基準焦点
Ｏ 発光チップの中心
Ｘ Ｘ軸
Ｙ Ｙ軸（鉛直軸）
Ｚ Ｚ軸（基準光軸）
ＨＬ−ＨＲ スクリーンの左右の水平線
ＶＵ―ＶＤ スクリーンの上下の垂直線
ＨＰＡ 理想に近いハイビーム用配光パターン
ＳＰＡ 理想に近いハイビーム用配光パターンの高光度帯
ＨＰＢ 従来の車両用前照灯のハイビーム用配光パターン
ＳＰＢ 従来の車両用前照灯の近いハイビーム用配光パターンの高光度帯
Ｐ１Ｌ 左側の全体外形の配光パターン
Ｐ１Ｒ 右側の全体外形の配光パターン
Ｐ２Ｌ、Ｐ３Ｌ 左側の中間の配光パターン
Ｐ２Ｒ、Ｐ３Ｒ 右側の中間の配光パターン
Ｐ４Ｌ 左側の高光度帯の配光パターン
Ｐ４Ｒ 右側の高光度帯の配光パターン

Claims (3)

1. 半導体型光源と、
   前記半導体型光源からの光を反射して所定の配光パターンで車両の前方に照射する反射面と、
   を備え、
   前記半導体型光源は、前記反射面の基準焦点もしくはその近傍に配置されていて、
   前記反射面は、前記半導体型光源から光が放射される方向であって、前記半導体型光源の中心もしくはその近傍を通る法線に対して上下に分割されていて、
   上下の前記反射面のうち、いずれか一方は、収束型拡散反射面であり、他方は、発散型拡散反射面であり、
   上下の前記反射面のうち、前記半導体型光源に近い上下の前記反射面は、前記所定の配光パターンのうちの全体外形の配光パターンを形成する反射面であり、
   上下の前記反射面のうち、前記半導体型光源に遠い上下の前記反射面は、前記所定の配光パターンのうちの高光度帯の配光パターンを形成する反射面であり、
   上下の前記反射面のうち、前記半導体型光源に近い上下の前記反射面と前記半導体型光源に遠い上下の前記反射面との間の上下の前記反射面は、前記半導体型光源から離れるに従って、全体外形の配光パターンを形成する比率から高光度帯の配光パターンを形成する比率が高くなる反射面である、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 半導体型光源と、
   前記半導体型光源からの光を反射して所定の配光パターンで車両の前方に照射する反射面と、
   を備え、
   前記半導体型光源は、前記反射面の基準焦点もしくはその近傍に配置されていて、
   前記反射面は、前記半導体型光源から光が放射される方向であって、前記半導体型光源の中心もしくはその近傍を通る法線に対して上下に分割されていて、
   上下の前記反射面のうち、いずれか一方は、収束型拡散反射面であり、他方は、発散型拡散反射面であり、
   上下の前記反射面は、前記法線に対して垂直に複数のセグメントに分割されていて、
   前記複数のセグメントのうち、前記半導体型光源に最も近いセグメントの上下の前記反射面は、前記所定の配光パターンのうちの全体外形の配光パターンを形成する反射面であり、
   前記複数のセグメントのうち、前記半導体型光源から最も遠いセグメントの上下の前記反射面は、前記所定の配光パターンのうちの高光度帯の配光パターンを形成する反射面であり、
   前記複数のセグメントのうち、前記半導体型光源に最も近いセグメントと前記半導体型光源から最も遠いセグメントとの間のセグメントの上下の前記反射面は、全体外形の配光パターンと高光度帯の配光パターンとの間をつなげる中間の配光パターンを形成する反射面である、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
3. 前記複数のセグメントの上下の前記反射面のうち、いずれか一方は、全てのセグメントにおいて収束型拡散反射面であり、他方は、全てのセグメントにおいて発散型拡散反射面である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。