JP5935507B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

この発明は、半導体型光源とリフレクタと複数の領域を有する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）。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と、リフレクタと、第一のレンズカット部と第二のレンズカット部を有するレンズと、を備えるものである。ＬＥＤを点灯させると、ＬＥＤからの光がリフレクタで反射して、その反射光が第一のレンズカット部から集束された配光パターンとしてまた第二のレンズカット部から拡散された配光パターンとして車両の前方に照射される。

特許第４８９５８３１号公報

かかる車両用前照灯においては、車体デザイン上から、レンズの上辺がリフレクタの上辺よりも下側に位置するように設定される場合がある。この場合においては、レンズの上辺がリフレクタの上辺よりも下側に位置するように設定されるので、リフレクタからの反射光の一部がレンズの第一のレンズカット部と第２のレンズカット部に入射しない。このために、配光パターンの一部が不足することがある。

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、配光パターンの一部が不足すること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、半導体型光源と、リフレクタと、レンズと、を備え、半導体型光源が下向きの発光面を有し、リフレクタが半導体型光源からの光を反射させる反射面を有し、レンズが反射面からの反射光を配光制御する複数の領域に区画されていて、レンズの上辺がリフレクタの上辺よりも下側に位置し、レンズの上辺よりも上側に位置するリフレクタの反射面のうち少なくとも一部が、半導体型光源からの光をレンズの領域に入射させるように設定されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、レンズの上辺が車両の正面視において車両の内側から外側にかけて車両の下側から上側に傾斜していて、レンズの上辺よりも上側に位置するリフレクタの反射面のうち車両の外側の部分が、半導体型光源からの光を下側に向けてレンズの領域に入射させるように設定されていて、レンズの上辺よりも上側に位置するリフレクタの反射面のうち車両の内側の部分の少なくとも一部が、半導体型光源からの光を下側に向けかつ車両の外側に向けてレンズの領域に入射させるように設定されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、半導体型光源の発光面がリフレクタの基準光軸に対して車両の後側に傾斜している、ことを特徴とする。

この発明の車両用前照灯は、レンズの上辺よりも上側に位置するリフレクタの反射面のうち少なくとも一部が、半導体型光源からの光をレンズの領域に入射させるように設定されている。このために、レンズの上辺がリフレクタの上辺よりも下側に位置していても、レンズの上辺よりも上側に位置するリフレクタの反射面からの反射光のうち少なくとも一部がレンズの領域に入射することができる。これにより、レンズの上辺がリフレクタの上辺よりも下側に位置している場合における配光パターンの一部の不足を補うことができ、一部不足の配光パターンが改善される。しかも、レンズの上辺がリフレクタの上辺よりも下側に位置するので、レンズの上下幅をリフレクタの上下幅よりも小さくすることができる。

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、左右両側の車両用前照灯を搭載した車両の平面図である。 図２は、左側のランプユニットを示す正面図である。 図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、左側のランプユニットの半導体型光源、リフレクタ、レンズの相対位置関係を示す正面図である。 図５は、左側のランプユニットの半導体型光源、リフレクタ、レンズの相対位置関係を示す斜視図である。 図６は、左側のランプユニットの半導体型光源、リフレクタの相対位置関係を示す正面図である。 図７は、左側のランプユニットの半導体型光源、リフレクタの相対位置関係を示す斜視図である。 図８は、左側のランプユニットの半導体型光源、リフレクタ、レンズの相対位置関係を示す縦断面図（垂直断面図）であって、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（図３）に対応する断面図である。 図９は、左側のランプユニットの半導体型光源、リフレクタ、レンズの相対位置関係を示す横断面図（水平断面図）である。 図１０は、補助反射面の作用を示す説明図である。 図１１は、車両の前方に照射されるロービーム用配光パターンの概略を示す説明図である。 図１２は、車両の前方に照射されるロービーム用配光パターンを示す説明図である。 図１３は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態２を示す縦断面図（垂直断面図）であって、図８に対応する断面図である。

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２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。

図面において、符号「Ｆ」は、車両の前側（車両の前進方向側）を示す。符号「Ｂ」は、車両の後側を示す。符号「Ｕ」は、ドライバー側から前側を見た上側を示す。符号「Ｄ」は、ドライバー側から前側を見た下側を示す。符号「Ｌ」は、ドライバー側から前側を見た場合の左側を示す。符号「Ｒ」は、ドライバー側から前側を見た場合の右側を示す。また、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。スクリーンの左側とは、上下の垂直線ＶＵ−ＶＤより左側を言う。スクリーンの右側とは、上下の垂直線ＶＵ−ＶＤより右側を言う。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。スクリーンの下側とは、左右の水平線ＨＬ−ＨＲより下側を言う。

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１２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１Ｌ、１Ｒ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１Ｌ、１Ｒは、左側通行用の車両Ｃの前部の左右両端部に搭載されている。以下、車両Ｃの左側Ｌに搭載される左側の車両用前照灯１Ｌについて説明する。なお、車両Ｃの右側Ｒに搭載される右側の車両用前照灯１Ｒは、左側の車両用前照灯１Ｌ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１Ｌの説明）
前記車両用前照灯１Ｌは、図２、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２と、リフレクタ３と、レンズ４と、ヒートシンク部材５と、カバー部材６と、を備えるものである。

前記半導体型光源２、前記リフレクタ３、前記レンズ４、前記ヒートシンク部材５、前記カバー部材６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２、３、４、５、６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２の説明）
前記半導体型光源２は、図３に示すように、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である。前記半導体型光源２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、前記基板２１に取り付けられていて前記発光チップ２０に電源（バッテリー）からの電流を供給するコネクタ２２と、から構成されている。前記基板２１は、スクリュー（図示せず）により、前記ヒートシンク部材５に固定されている。この結果、前記半導体型光源２は、前記ヒートシンク部材５に固定されている。

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の長方形の下側Ｄの面（下面）は、発光面をなす。この結果、前記発光面は、下側Ｄに向いている。前記発光チップ２０の前記発光面の中心Ｏは、前記リフレクタ３の基準焦点Ｆ１もしくはその近傍に位置し、かつ、前記リフレクタ３の基準光軸（基準軸）Ｚ上もしくはその近傍に位置する。

図３、図４、図６〜図１０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。前記Ｘ軸は、前記発光チップ２０の前記発光面の中心Ｏを通る左右方向の水平軸である。前記Ｘ軸は、車両Ｃの内側、すなわち、この実施形態１において、右側Ｒが＋方向であり、車両Ｃの外側、すなわち、この実施形態１において、左側Ｌが−方向である。また、前記Ｙ軸は、前記発光チップ２０の前記発光面の中心Ｏを通る上下方向の鉛直軸（垂直軸、法線、垂線）である。前記Ｙ軸は、この実施形態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、前記Ｚ軸は、前記リフレクタ３の基準光軸Ｚであり、前記発光チップ２０の前記発光面の中心Ｏを通り、かつ、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交する前後方向の軸である。前記Ｚ軸は、この実施形態１において、前側Ｆが＋方向であり、後側Ｂが−方向である。

（リフレクタ３の説明）
前記リフレクタ３は、図３に示すように、反射部３０と、取付部（図示せず）と、から構成されている。前記取付部は、スクリュー（図示せず）により、前記ヒートシンク部材５に固定されている。この結果、前記リフレクタ３は、前記ヒートシンク部材５に固定されている。前記反射部３０の前側Ｆの面（内面）には、反射面３２が設けられている。

前記反射面３２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３２（前記リフレクタ３）は、前記基準焦点Ｆ１および前記基準光軸Ｚを有する。前記反射面３２は、前記半導体型光源２からの光を、斜めカットオフラインと水平カットオフラインとエルボー点（斜めカットオフラインと水平カットオフラインとの交点もしくはその近傍の点）とを有する基本配光パターン（ロービーム用基本配光パターン、図示せず）として反射させる自由曲面の反射面である。

（レンズ４の説明）
前記レンズ４は、図２〜図５に示すように、正面視長方形形状をなすレンズ部４０と、取付部（図示せず）と、から構成されている。前記取付部は、スクリュー（図示せず）により、前記ヒートシンク部材５に固定されている。この結果、前記レンズ４は、前記ヒートシンク部材５に固定されている。

前記レンズ部４０は、複数の領域（プリズム、プリズムカット、カット、プリズム面、プリズムカット面、カット面）４１に区画されているレンズ（薄肉レンズ、プリズムレンズ）である。前記レンズ４の前記レンズ部４０は、車両Ｃの正面視において、車両Ｃの内側（右側Ｒ）から外側（左側Ｌ）にかけて車両Ｃの下側Ｄから上側Ｕに傾斜（スラント）している（つり上がっている）。

すなわち、前記レンズ４の上下両辺は、車両Ｃの正面視において、車両Ｃの内側（右側Ｒ）から外側（左側Ｌ）にかけて車両Ｃの下側Ｄから上側Ｕに傾斜（スラント）している（つり上がっている）。前記レンズ４の上下両辺は、相互に平行をなし、かつ、直線をなす。

前記レンズ４の前記レンズ部４０の内面（後側Ｂの面）には、入射面が設けられている。前記レンズ４の前記レンズ部４０の外面（前側Ｆの面）には、出射面が設けられている。前記入射面は、平面もしくは複合２次曲面をなす。前記出射面は、複数の前記領域４１であって、凸状自由曲面をなす。前記レンズ４の複数の前記領域４１は、軸が上下方向のシリンドリカル形状をなす。

複数の前記領域４１のうち、上側Ｕの中間の４個は、大拡散の領域４２を構成する。複数の前記領域４１のうち、下側Ｕの中間の４個は、小拡散もしくは素通しもしくは小拡散と素通しとの組み合わせの領域（以下、「小拡散の領域」と称する）４３を構成する。左側Ｌの２個および右側Ｒの２個は、中拡散の領域４４を構成する。

前記レンズ４の前記レンズ部４０は、前記リフレクタ３の前記反射面３２からの前記基本配光パターンを、図１１に示すロービーム用配光パターンＬＰとして配光制御して車両Ｃの前方に照射するレンズ部である。前記ロービーム用配光パターンＬＰは、斜めカットオフラインＣＬ１と水平カットオフラインＣＬ２とエルボー点Ｅ（斜めカットオフラインＣＬ１と水平カットオフラインＣＬ２との交点もしくはその近傍の点）とを有する。

前記レンズ４の上下幅は、前記リフレクタ３の上下幅よりも小さい。前記レンズ４の上辺４５は、前記リフレクタ３の上辺３１よりも下側Ｄに位置する。この結果、前記レンズ４の前記上辺４５よりも上側Ｕに位置する前記リフレクタ３の前記反射面３２の上側Ｕの部分３３、３４は、前記レンズ４の前記上辺４５よりも上側Ｕにはみ出す。

（はみ出し反射面３３、３４の説明）
前記はみ出し反射面３３、３４のうち、前記基準光軸Ｚよりも車両Ｃの外側（左側Ｌ）の部分の第１はみ出し反射面３３は、前記半導体型光源２の前記発光チップ２０の発光面からの光Ｌ１を下側Ｄに向けて前記レンズ４の複数の前記領域４１の前記大拡散の領域４２に入射させるように、設定されている。すなわち、前記第１はみ出し反射面３３は、前記半導体型光源２の前記発光チップ２０からの光Ｌ１が下側補足配光パターンＰＤ（図１１参照）としてスクリーンの下側Ｄを狙いながら前記レンズ４の前記大拡散の領域４２に入射するように設定されている。

ここで、前記レンズ４の前記上辺４５は、車両Ｃの正面視において、車両Ｃの内側から外側にかけて、車両Ｃの下側Ｄから上側Ｕに傾斜している。これに対して、前記リフレクタ３の上辺３１は、ほぼ水平である。また、前記第１はみ出し反射面３３は、前記基準光軸Ｚよりも車両Ｃの外側に位置する。このために、前記第１はみ出し反射面３３と前記レンズ４との重なり量は、前記基準光軸Ｚよりも車両Ｃの内側に位置する第２はみ出し反射面３４と前記レンズ４との重なり量と比較して大きい。この結果、前記第１はみ出し反射面３３からの反射光Ｌ３を前記レンズ４の前記大拡散の領域４２に入射させるために、反射光Ｌ３を下側Ｄに向ける角度が小さくてよい。これにより、前記第１はみ出し反射面３３を下側Ｄに小さく向けるだけでよい。

前記はみ出し反射面３３、３４のうち、前記基準光軸Ｚよりも車両Ｃの内側（右側Ｒ）の部分の前記第２はみ出し反射面３４の一部は、前記半導体型光源２の前記発光チップ２０からの光Ｌ２を左側Ｌかつ下側Ｄに向けて前記レンズ４の前記領域４１の前記大拡散の領域４２に入射させるように、設定されている。すなわち、前記第２はみ出し反射面３４は、前記半導体型光源２の前記発光チップ２０からの光Ｌ２が左側補足配光パターンＰＬ（図１１参照）としてスクリーンの左側Ｌかつ下側Ｄを狙いながら前記レンズ４の前記大拡散の領域４２に入射するように設定されている。なお、前記左側補足配光パターンＰＬは、左側の前記車両用前照灯１Ｌから車両Ｃの前方に照射される配光パターンである。右側の前記車両用前照灯１Ｒからは、図１１に示すように、右側補足配光パターンＰＲが車両Ｃの前方に照射される。

ここで、前記第２はみ出し反射面３４は、前記第１はみ出し反射面３３よりも車両Ｃの内側に位置する。このために、前記第２はみ出し反射面３４と前記レンズ４との重なり量は、前記第１はみ出し反射面３３と前記レンズ４との重なり量と比較して小さい。この結果、前記第２はみ出し反射面３４からの反射光Ｌ４を前記レンズ４に入射させるために、反射光Ｌ４を下側Ｄに向ける角度が大きくなり、反射光Ｌ４が前記レンズ４の前記大拡散の領域４２のみならず前記小拡散の領域４３にも入射する場合がある。そこで、前記第２はみ出し反射面３４を車両Ｃの外側に向けることにより、反射光Ｌ４を車両Ｃの外側にかつ下側Ｄに向けて前記レンズ４の前記大拡散の領域４２にのみ入射させることができる。これにより、前記第２はみ出し反射面３４を車両Ｃの外側にかつ下側Ｄに小さく向けるだけでよい。

前記第２はみ出し反射面３４は、図４〜図７に示すように、前記レンズ４の前記上辺４５よりも上側Ｕに位置する前記リフレクタ３の前記反射面３２の上側Ｕの部分であって、かつ、前記基準光軸Ｚ（前記第１はみ出し反射面３３）よりも車両内側の部分の一部から構成されている。前記第２はみ出し反射面３４を設ける範囲は、前記左側補足配光パターンＰＬの光量を十分に確保することができ、かつ、前記第２はみ出し反射面３４の段差により発生する前記反射面３２への影の影響を極力抑制できる範囲とする。具体的には、図６に示すように、前記第２はみ出し反射面３４のＸ軸方向の長さａと、前記反射面３２のＸ軸方向の長さｂとの比が、ａ：ｂ＝３：２となる範囲、および、図７に示すように、前記第２はみ出し反射面３４の段差ｃが約６ｍｍとなる範囲である。

前記第１はみ出し反射面３３は、破線にて示すように、周囲の他の反射面３２、３４と曲率連続の状態で接続されている。前記第２はみ出し反射面３４は、実線にて示すように、周囲の他の反射面３２、３３と分割されている。

（ヒートシンク部材５の説明）
前記ヒートシンク部材５は、図２、図３に示すように、水平板部５０と、フィン部５１と、取付部と、シェード部５３と、から構成されている。前記水平板部５０の一面（下側Ｄの面）には、前記半導体型光源２および前記リフレクタ３が前記スクリューにより取り付けられている。

前記水平板部５０の他面（上側Ｕの面）には、複数枚の垂直板形状の前記フィン部５１が一体に設けられている。前記フィン部５１は、前記半導体型光源２の前記発光チップ２０で発生する熱を外部に放出するものである。

前記水平板部５０の一面の前側Ｆの縁の左右両端部には、前記取付部が一体に設けられている。前記取付部には、前記レンズ４が前記スクリューにより取り付けられている。

前記水平板部５０の一面の前側Ｆの縁の中央部には、前記シェード部５３が一体に設けられている。前記シェード部５３は、前記半導体型光源２の前記発光面からの光が前記レンズ４の前記レンズ部４０に直接入射するのを防ぐものである。

（カバー部材６の説明）
前記カバー部材６は、図２、図３に示すように、前側Ｆの部分の上下幅が小さく、かつ、後側Ｂの部分の上下幅が大きく、上下幅が前側Ｆの部分から後側Ｂの部分にかけて末広がり形状をなすものである。前記カバー部材６は、光不透過性部材から構成されている。

前記カバー部材６の前側Ｆの部分には、長方形形状をなす挿入開口部６０が設けられている。前記挿入開口部６０には、前記レンズ４の前記レンズ部４０が挿入されている。前記カバー部材６の前側Ｆの部分の前記挿入開口部６０の内側の左右両側の縁には、取付部が一体に設けられている。前記取付部は、前記レンズ４の前記取付部に取り付けられている。この結果、前記カバー部材６は、前記レンズ４を介して前記ヒートシンク部材５に固定されている。前記カバー部材６の後側Ｂの開口部の上下の縁の中央部には、通気開口部６２が設けられている。

（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１Ｌ、１Ｒ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２０を点灯する。すると、発光チップ２０の発光面から放射される光の大部分は、リフレクタ３の反射面３２でレンズ４側に反射される。

反射面３２で反射された反射光は、斜めカットオフラインと水平カットオフラインとエルボー点とを有する基本配光パターン（図示せず）に配光制御されて、レンズ４のレンズ部４０を、入射面から出射面の複数の領域４１へと、透過する。レンズ部から出射する出射光は、図１１に示すように、斜めカットオフラインＣＬ１と水平カットオフラインＣＬ２とエルボー点Ｅとを有するロービーム用配光パターンＬＰに配光制御されて車両Ｃの前方に照射される。

一方、半導体型光源２の発光チップ２０からの光Ｌ１は、リフレクタ３の第１はみ出し反射面３３でレンズ４の大拡散の領域４２に入射するように下側Ｄに向けて反射される。その反射光Ｌ３は、レンズ４の大拡散の領域４２から、下側補足配光パターンＰＤとして、ロービーム用配光パターンＬＰの下側Ｄの部分からスクリーンの下側Ｄにかけての範囲に照射されて照明する。

また、半導体型光源２の発光チップ２０からの光Ｌ２は、リフレクタ３の第２はみ出し反射面３４でレンズ４の大拡散の領域４２に入射するように車両Ｃの外側にかつ下側Ｄに向けて反射される。その反射光Ｌ４は、レンズ４の大拡散の領域４２から、左側補足配光パターンＰＬ、右側補足配光パターンＰＲとして、ロービーム用配光パターンＬＰの左側Ｌ、右側Ｒの部分からスクリーンの下側Ｄにかけての範囲に照射されて照明する。

前記のロービーム用配光パターンＬＰと、前記の下側補足配光パターンＰＤと、前記の左側補足配光パターンＰＬと、前記の右側補足配光パターンＰＲとを、重畳（合成）することにより、図１２（Ｂ）に示す理想のロービーム用配光パターンＬＰ１が得られる。

（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１Ｌ、１Ｒ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１Ｌ、１Ｒは、レンズ４の上辺４５よりも上側に位置するリフレクタ３のはみ出し反射面３３、３４のうち少なくとも一部が、半導体型光源２からの光Ｌ１、Ｌ２をレンズ４の領域４１に入射させるように設定されている。このために、レンズ４の上辺４５がリフレクタ３の上辺３１よりも下側に位置していても、レンズ４の上辺４５よりも上側に位置するリフレクタ３のはみ出す反射面３３、３４からの反射光Ｌ３、Ｌ４のうち少なくとも一部がレンズ４の領域４１に入射することができる。これにより、レンズ４の上辺４５がリフレクタ３の上辺３１よりも下側Ｄに位置している場合における配光パターンすなわちロービーム用配光パターンＬＰの一部（下側Ｄの部分、左側Ｌの部分、右側Ｒの部分）の不足を補うことができ、一部不足の配光パターンすなわちロービーム用配光パターンＬＰ（図１２（Ａ）参照）が、図１２（Ｂ）に示す理想のロービーム用配光パターンＬＰ１に改善される。しかも、レンズ４の上辺４５がリフレクタ３の上辺３１よりも下側Ｄに位置するので、レンズ４の上下幅をリフレクタ３の上下幅よりも小さくすることができる。

ここで、レンズ４の上辺４５よりも上側に位置するリフレクタ３の反射面３５（図１０中の二点鎖線を参照）が、この実施形態１におけるはみ出し反射面３３、３４のような設定がなれていない場合において説明する。すなわち、図１０中の二点鎖線にて示すように、半導体型光源２の発光チップ２０からの光Ｌ１、Ｌ２が反射面３５（なんら設定されていないはみ出し反射面）で反射された反射光Ｌ５は、レンズ４の上辺４５の上側Ｕを通過してレンズ４の領域４１に入射しない。

この結果、図１２（Ｂ）に示す理想のロービーム用配光パターンＬＰ１に対して、図１２（Ａ）中の破線にて示す下側部分の配光ＰＤ１、左側部分の配光ＰＬ１、右側部分の配光ＰＲ１がそれぞれ不足するロービーム用配光パターンＬＰ（図１２（Ａ）参照）が車両Ｃの前方に照射される。なお、レンズ４の上下幅とリフレクタ３の上下幅とがほぼ同等であれば、反射面３５からの反射光Ｌ５はレンズ４に入射するので、配光不足がない理想のロービーム用配光パターンＬＰ１が得られる。ところが、レンズ４の上下幅がリフレクタ３の上下幅よりも小さいので、反射面３５からの反射光Ｌ５はレンズ４に入射しないので、配光不足のロービーム用配光パターンＬＰが照射される。

これに対して、この実施形態１における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、レンズ４の上辺４５よりも上側Ｕに位置するリフレクタ３の反射面３３、３４のうち、車両Ｃの外側の部分の第１はみ出し反射面３３が、半導体型光源２の発光チップ２０からの光Ｌ１を下側に向けてレンズ４の大拡散の領域４２に入射させるように、設定されている。この結果、半導体型光源２の発光チップ２０からの光Ｌ１は、リフレクタ３の第１はみ出し反射面３３でレンズ４の大拡散の領域４２に入射するように下側Ｄに向けて反射される。その反射光Ｌ３は、レンズ４の大拡散の領域４２から、下側補足配光パターンＰＤとして、ロービーム用配光パターンＬＰの下側Ｄの部分からスクリーンの下側Ｄにかけての範囲に照射されて照明する。

また、この実施形態１における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、レンズ４の上辺４５よりも上側に位置するリフレクタ３の反射面３３、３４のうち、車両Ｃの内側の部分の少なくとも一部の第２はみ出し反射面３４が、半導体型光源２の発光チップ２０からの光Ｌ２を下側に向けかつ車両Ｃの外側に向けてレンズ４の大拡散の領域４２に入射させるように、設定されている。この結果、半導体型光源２の発光チップ２０からの光Ｌ２は、リフレクタ３の第２はみ出し反射面３４でレンズ４の大拡散の領域４２に入射するように車両Ｃの外側にかつ下側Ｄに向けて反射される。その反射光Ｌ４は、レンズ４の大拡散の領域４２から、左側補足配光パターンＰＬ、右側補足配光パターンＰＲとして、ロービーム用配光パターンＬＰの左側Ｌ、右側Ｒの部分からスクリーンの下側Ｄにかけての範囲に照射されて照明する。

この実施形態１における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、ロービーム用配光パターンＬＰと、下側補足配光パターンＰＤと、左側補足配光パターンＰＬと、右側補足配光パターンＰＲとを、重畳（合成）することにより、図１２（Ｂ）に示す理想のロービーム用配光パターンＬＰ１が得られる。また、この実施形態１における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、今まで、レンズ４に入射しなかったレンズ４の上辺４５よりも上側Ｕに位置するリフレクタ３の反射面３３、３４からの反射光Ｌ３、Ｌ４を、レンズ４の大拡散の領域４２に入射させるものであるから、半導体型光源２からの光を有効に利用することができる。

この実施形態１における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、レンズ４の上辺４５が車両Ｃの正面視において、車両Ｃの内側から外側にかけて、車両Ｃの下側Ｄから上側Ｕに傾斜していて、第１はみ出し反射面３３が第２はみ出し反射面３４よりも車両Ｃの外側に位置する。このために、第１はみ出し反射面３３とレンズ４との重なり量が第２はみ出し反射面３４とレンズ４との重なり量と比較して大きい。この結果、第１はみ出し反射面３３からの反射光Ｌ３をレンズ４の大拡散の領域４２に入射させるために、反射光Ｌ３を下側Ｄに向ける角度が小さくてよい。これにより、第１はみ出し反射面３３は、下側補足配光パターンＰＤを形成するのに適している。

一方、第２はみ出し反射面３４が第１はみ出し反射面３３よりも車両Ｃの内側に位置する。このために、第２はみ出し反射面３４とレンズ４との重なり量が第１はみ出し反射面３３とレンズ４との重なり量と比較して小さい。この結果、第２はみ出し反射面３４からの反射光Ｌ４をレンズ４に入射させるために、反射光Ｌ４を下側Ｄに向ける角度が大きくなり、反射光Ｌ４がレンズ４の大拡散の領域４２のみならず小拡散の領域４３にも入射する場合がある。そこで、第２はみ出し反射面３４を車両Ｃの外側に向けることにより、反射光Ｌ４を車両Ｃの外側にかつ下側Ｄに向けてレンズ４の大拡散の領域４２にのみ入射させることができる。これにより、第２はみ出し反射面３４は、左側補足配光パターンＰＬ、右側補足配光パターンＰＲを形成するのに適している。

（実施形態２の説明）
図１３は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態２を示す。以下、この実施形態２における車両用前照灯について説明する。図中、図１〜図１２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１Ｌ、１Ｒは、半導体型光源２の発光チップ２０の発光面が下側Ｄに向くものである。これに対して、この実施形態２の車両用前照灯は、半導体型光源２の発光チップ２０の発光面を、リフレクタ３の基準光軸Ｚに対して車両Ｃの後側Ｂに傾斜させたものである。すなわち、半導体型光源２の発光チップ２０の発光面が前側Ｆから後側Ｂにかけて下側Ｄから上側Ｕに傾斜するものである。

発光チップ２０の発光面を傾斜させる角度θ°は、下記式を目安として任意に決定することができる。
θ°＝ｔａｎ^-1（Ｈ１／Ｌ１）
但し、Ｈ１は、リフレクタ３の上辺３１とレンズ４の上辺４５との間の寸法、Ｌ１は、半導体型光源２の発光チップ２０の発光面の中心からレンズ４の内面までの寸法である。ここで、図１３において、符号「Ｚ１」は、発光チップ２０の発光面の中心から発光面と平行な水平線であって、基準光軸Ｚに対してθ°下側Ｄに傾斜している。また、符号「Ｙ１」は、発光チップ２０の発光面の中心から発光面と垂直な鉛直線であって、Ｙ軸に対してθ°前側Ｆに傾斜している。

この実施形態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、前記の実施形態１における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒとほぼ同様の作用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は、発光チップ２０の発光面をリフレクタ３の基準光軸Ｚに対して車両Ｃの後側に傾斜させたものである。この結果、発光チップ２０の発光面から放射される光のうち、比較的強い光がリフレクタ３の反射面３２および第１はみ出し反射面３３、第２はみ出し反射面３４に入射することとなる。これにより、半導体型光源２の光をさらに有効に利用することができる。

また、この実施形態２における車両用前照灯は、発光チップ２０の発光面を傾斜させる角度θ°が、Ｚ軸上のリフレクタ３の上辺３１とレンズ４の上辺４５と間の寸法Ｈ１分すなわちＺ軸上のレンズ４の上下幅をリフレクタ３の上下幅よりも小さくした分に相当する角度とすることができる。このために、レンズ４の上下幅をリフレクタ３の上下幅よりも小さくしても、半導体型光源２の発光チップ２０からの光を有効に利用することができる。

（実施形態１、２以外の例の説明）
この実施形態１、２においては、車両Ｃが左側通行の場合の車両用前照灯１Ｌ、１Ｒ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Ｃ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、２においては、レンズ４の入射面が平面もしくは複合２次曲面をなし、レンズ４の出射面が複数の領域４１（大拡散の領域４２、小拡散の領域４３、中拡散の領域４４）であって、凸状自由曲面をなすものである。ところが、この発明においては、レンズ４の入射面が複数の領域４１（大拡散の領域４２、小拡散の領域４３、中拡散の領域４４）であって、凸状自由曲面をなし、レンズ４の出射面が平面もしくは複合２次曲面をなすものであっても良い。また、レンズ４の出射面および入射面が複数の領域４１（大拡散の領域４２、小拡散の領域４３、中拡散の領域４４）をなすものであって、凸状自由曲面をなすものであっても良い。

さらに、この実施形態１、２においては、ロービーム用配光パターンＬＰを照射するものである。ところが、この発明においては、フォグランプ用配光パターンを照射するもの、あるいは、カットオフラインを有する配光パターンを照射するものであっても良い。

さらにまた、この実施形態１、２においては、レンズ４の上辺４５が車両Ｃの正面視において車両Ｃの内側から外側にかけて車両Ｃの下側Ｄから上側Ｕに傾斜している。ところが、この発明においては、レンズ４の上辺をリフレクタ３の上辺３１と同様にほぼ水平としても良い。

さらにまた、この実施形態１、２においては、レンズ４の上下幅がリフレクタ３の上下幅よりも小さいものである。ところが、この発明においては、レンズ４の上下幅がリフレクタ３の上下幅とほぼ同等のもの、もしくは、レンズ４の上下幅がリフレクタ３の上下幅よりも大きいものであっても良い。ただし、レンズ４の上辺４５がリフレクタ３の上辺３１よりも下側Ｄに位置していることが必要である。

１Ｌ 左側の車両用前照灯
１Ｒ 右側の車両用前照灯
２ 半導体型光源
２０ 発光チップ
２１ 基板
２２ コネクタ
３ リフレクタ
３０ 反射部
３１ 上辺
３２ 反射面
３３ 第１はみ出し反射面
３４ 第２はみ出し反射面
３５ 反射面
４ レンズ
４０ レンズ部
４１ 領域
４２ 大拡散の領域
４３ 小拡散の領域
４４ 中拡散の領域
４５ 上辺
５ ヒートシンク部材
５０ 水平板部
５１ フィン部
５３ シェード部
６ カバー部材
６０ 挿入開口部
６２ 通気開口部
Ｃ 車両
Ｆ 前側
Ｂ 後側
Ｕ 上側
Ｄ 下側
Ｌ 左側（車両外側）
Ｒ 右側（車両内側）
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
ＬＰ１ 理想のロービーム用配光パターン
ＬＰ ロービーム用配光パターン
ＣＬ１ 斜めカットオフライン
ＣＬ２ 水平カットオフライン
Ｅ エルボー点
Ｆ１ 基準焦点
Ｏ 発光面の中心
Ｘ Ｘ軸
Ｙ Ｙ軸
Ｚ 基準光軸（Ｚ軸）
Ｌ１、Ｌ２ 発光チップからの光
Ｌ３ 第１はみ出し反射面からの反射光
Ｌ４ 第２はみ出し反射面からの反射光
Ｌ５ 反射面からの反射光
ＰＤ 下側補足配光パターン
ＰＬ 左側補足配光パターン
ＰＲ 右側補足配光パターン
ＰＤ１ 下側部分の配光
ＰＬ１ 左側部分の配光
ＰＲ１ 右側部分の配光
ａ 第２はみ出し反射面のＸ軸方向の長さ
ｂ 反射面のＸ軸方向の長さ
ｃ 第２はみ出し反射面の段差
Ｈ１ 寸法
Ｌ１ 寸法
θ° 傾斜角度

Claims (3)

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、下向きの発光面を有し、
   前記リフレクタは、前記半導体型光源からの光を反射させる反射面を有し、
   前記レンズは、前記反射面からの反射光を配光制御する複数の領域に区画されていて、
   前記レンズの上辺は、前記リフレクタの上辺よりも下側に位置し、
   前記レンズの上辺よりも上側に位置する前記リフレクタの前記反射面のうち、少なくとも一部は、前記半導体型光源からの光を前記レンズの前記領域に入射させるように、設定されており、
   複数の前記領域は、
   前記レンズの上辺よりも上側に位置する前記リフレクタの前記反射面のうち、車両の外側の部分は、前記半導体型光源からの光を下側に向けて前記レンズの前記領域に入射させるように、設定されていて、
   前記レンズの上辺よりも上側に位置する前記リフレクタの前記反射面のうち、車両の内側の部分の少なくとも一部は、前記半導体型光源からの光を下側に向けかつ車両の外側に向けて前記レンズの前記領域に入射させるように、設定されている、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記レンズの上辺は、車両の正面視において、車両の内側から外側にかけて、車両の下側から上側に傾斜している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記半導体型光源の前記発光面は、前記リフレクタの基準光軸に対して車両の後側に傾斜している、
   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。

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