JP6052599B2 - Vehicle headlamp - Google Patents

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    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/17—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam
    • F21W2102/18—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam for overhead signs

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。   The present invention relates to a vehicle headlamp, and more particularly, to a vehicle headlamp using a semiconductor light emitting element as a light source.
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）。   Conventionally, in the field of vehicle headlamps, vehicle headlamps using semiconductor light emitting elements as light sources have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
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。   FIG. 12 is a perspective view of the vehicle headlamp 200 described in Patent Document 1. As shown in FIG.
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。   As shown in FIG. 12, the vehicle headlamp 200 described in Patent Document 1 is a so-called direct projection type (also referred to as a direct-light type) vehicle headlamp, and is behind the projection lens 210 and the projection lens 210. And an LED light emitting section 220 that emits light irradiated through the projection lens 210 and forward.
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。   The LED light emitting unit 220 includes a semiconductor light emitting element (LED chip) and a fluorescent material. The projection lens 210 is a lens that projects the light from the LED light emitting unit 220. A part of the LED light emitting unit 220 is covered with a light shielding member (not shown) disposed in the vicinity of the LED light emitting unit 220. The light shielding member is located ahead of the fluorescent material in the LED lamp irradiation direction. Of the light shielding member, the surface facing the LED light emitting unit 220 is a reflecting member that reflects light from the LED light emitting unit 220 incident on the light shielding member.
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。   According to the vehicle headlamp 200 having the above-described configuration, the shape of the portion of the LED light emitting unit 220 that is not covered by the light shielding member is enlarged and projected in the irradiation direction by the projection lens 210, so that a predetermined arrangement having a light / dark boundary line is provided. A light pattern P is formed.
特許第４１３８５８６号公報Japanese Patent No. 4138586
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。   However, in Patent Document 1, a part of the light from the LED light emitting unit 220 (semiconductor light emitting element) is reflected by the incident surface of the projection lens 210 and does not enter the projection lens 210, and has a predetermined distribution. As a result of not being used for the formation of the light pattern P, there is a problem that the light use efficiency is lowered.
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。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to improve the utilization efficiency of light that is reflected from the incident surface of the projection lens and is not incident on the projection lens, out of direct light from the semiconductor light emitting device. An object of the present invention is to provide a vehicular headlamp.
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。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a lens including a first surface disposed on the vehicle front side and a second surface disposed on the vehicle rear side, and a reference point of the lens. Or a semiconductor light emitting element that is disposed in the vicinity thereof, emits light that is incident on the inside of the lens from the second surface, is emitted from the first surface and is irradiated forward, and is disposed below the semiconductor light emitting element. A reflection surface for the overhead sign light distribution pattern, wherein the second surface reflects a part of the light from the semiconductor light emitting element, and the reflection surface side for the light distribution pattern for the overhead sign The first surface is designed such that light from the semiconductor light emitting element emitted from the first surface and irradiated forward forms a low beam light distribution pattern. It is designed to be characterized by That.
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。   According to the first aspect of the present invention, a light distribution pattern for overhead sign is formed by using a light beam reflected by the second surface (incident surface) and not entering the lens among direct light from the semiconductor light emitting device. Therefore, it is possible to provide a vehicle headlamp with high light utilization efficiency. That is, it is possible to provide a vehicular headlamp that can improve the light use efficiency without affecting the main light distribution (for example, the low beam light distribution pattern).
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。   This is because the reflection surface for the overhead sign light distribution pattern is arranged below the semiconductor light emitting element, and the effect is as if the light emitting surface is located away from the reference point of the lens. This is because the light emitted from the first surface (outgoing surface) of the lens faces upward.
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。   According to the first aspect of the present invention, light that is reflected by the second surface (incident surface) and is not incident on the projection lens 14 out of direct light from the semiconductor light emitting element is used for the overhead sign light distribution pattern. It is possible to efficiently make the light incident on the reflecting surface. This is because the second surface (incident surface) is directed to the reflective surface side for the overhead sign light distribution pattern by collecting the direct light from the semiconductor light emitting element reflected by the second surface (incident surface). It is because it is designed so that.
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。   The second surface may be a surface designed so that light from the semiconductor light emitting element reflected by the second surface is collected and directed toward the reflecting surface for the overhead sign light distribution pattern. For example, as described in claim 2, the second surface is set such that the first focal point is set at or near the light emitting surface of the semiconductor light emitting element, and the second focal point is at or near the reflecting surface for the overhead sign light distribution pattern. Or a spherical surface whose center is set at or near the light emitting surface of the semiconductor light emitting element, as described in claim 3.
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。   The reflective surface for the overhead sign light distribution pattern may be a mirror, a high reflectivity member, or other reflecting means as described in claim 4. .
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。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the invention is arranged so as to surround the semiconductor light emitting element, and is configured to reflect and extract light from the semiconductor light emitting element. A high-reflectance member, and a light-shielding member that covers a portion of the high-reflectance member other than a portion that functions as a reflection surface for the light distribution pattern for the overhead sign.
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。   According to the fifth aspect of the present invention, a part of the high reflectance member that is arranged so as to surround the semiconductor light emitting element and is configured to reflect and extract the light from the semiconductor light emitting element is used for an overhead sign. It can function as a reflecting surface for the light distribution pattern. Therefore, a dedicated reflecting surface for the overhead sign light distribution pattern is not required, and the cost can be reduced accordingly.
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。   The invention according to claim 6 is the invention according to claim 4 or 5, wherein the high reflectance member is a white resin.
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。   According to invention of Claim 6, it becomes possible to make white resin function as a reflective surface for the light distribution pattern for overhead signs.
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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vehicle headlamp which can improve the utilization efficiency of the light which is reflected in the incident surface of a projection lens among the direct light from a semiconductor light-emitting device, and does not enter into a projection lens is provided. It becomes possible.
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。1 is a perspective view of a vehicle headlamp 10 according to an embodiment of the present invention. 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。It is a front view of the board | substrate 18 with which the semiconductor light-emitting element 12 (12a-12e) and the reflective surface 16 for light distribution patterns for overhead signs were mounted. （ａ）車両用前照灯１０の上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。(A) Top view of vehicle headlamp 10, (b) Front view, (c) Side view. （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。(A) AA sectional view of the vehicle headlamp 10 in FIG. 4 (b), (b) Front view of the vehicle headlamp 10, (c) Vehicle headlamp in FIG. 4 (b). FIG. 4 is a cross-sectional view of the lamp 10 taken along the line BB. 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ＰＬｏ及びオーバーヘッドサイン用配光パターンＰＯＨＳの例である。It is an example of a low beam light distribution pattern P Lo and overhead sign light distribution pattern P OHS formed by the headlamp 10 for a vehicle. 変形例である車両用前照灯１０Ａの斜視図である。It is a perspective view of vehicle headlamp 10A which is a modification. 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。It is a front view of the board | substrate 18 with which the semiconductor light-emitting device 12 (12a-12e), the high reflectance member 22 (for example, white resin) as the reflective surface 16 for light distribution patterns for overhead signs, and the light shielding member 24 were mounted. 図７中のＣ−Ｃ断面図である。It is CC sectional drawing in FIG. （ａ）車両用前照灯１０Ａの上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。(A) Top view of vehicle headlamp 10A, (b) Front view, (c) Side view. （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。(A) CC sectional view of the vehicle headlamp 10A in FIG. 10 (b), (b) Front view of the vehicle headlamp 10A, (c) Vehicle headlamp in FIG. 10 (b). 2 is a DD cross-sectional view of the lamp 10. FIG. 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ＰＬｏ´及びオーバーヘッドサイン用配光パターンＰＯＨＳ´の例である。This is an example of a low beam light distribution pattern P Lo ′ and an overhead sign light distribution pattern P OHS ′ formed by the vehicle headlamp 10. 特許文献１に記載の車両用前照灯２００の斜視図である。1 is a perspective view of a vehicle headlamp 200 described in Patent Document 1. FIG.
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。   Hereinafter, a vehicle headlamp according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
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。   FIG. 1 is a perspective view of a vehicle headlamp 10 according to an embodiment of the present invention.
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。   At least one vehicle headlamp 10 according to the present embodiment is disposed on each of the left and right sides of the front surface of a vehicle such as an automobile. A known aiming mechanism (not shown) is connected to the vehicle headlamp 10 so that the optical axis can be adjusted.
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。   As shown in FIG. 1, the vehicle headlamp 10 of this embodiment includes a semiconductor light emitting element 12, a projection lens 14, a reflecting surface 16 for an overhead sign light distribution pattern, and the like. The semiconductor light emitting element 12 and the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern are mounted on the surface of the substrate 18.
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。   The semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) is a light source that enters the projection lens 14 from the incident surface 14b of the projection lens 14 and emits direct light emitted from the emission surface 14a of the projection lens 14 and irradiated forward. The projection lens 14 is arranged behind the projection lens 14 and at a reference point F (or its vicinity) in the optical design of the projection lens 14.
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。   FIG. 2 is a front view of the substrate 18 on which the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) and the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern are mounted.
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。   As shown in FIG. 2, the semiconductor light emitting elements 12 (12 a to 12 e) are, for example, LED chips × 5 including a 1 mm square light emitting surface, and are mounted in a row on the surface of a ceramic (or metal) substrate 18. A horizontally long rectangular light emitting surface 20 is formed. The number of semiconductor light emitting elements 12 (12a to 12e) is not limited to five, and may be one to four or six or more.
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。   In the semiconductor light emitting device 12 (12a to 12e), the long side of the horizontally long rectangular light emitting surface 20 is horizontal, and the semiconductor light emitting device 12 (the horizontally long rectangular light emitting surface 20) faces forward (the incident surface 14b of the projection lens 14). In this state, the projection lens 14 is disposed at the reference point F (or in the vicinity thereof).
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。   The optical axis AX extending in the vehicle front-rear direction passes through the horizontally elongated light emitting surface 20 and extends in the normal direction of the light emitting surface 20.
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。   The reference point F in the optical design of the projection lens 14 is set at or near the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) (for example, near the center of the lower end edge of the horizontally elongated light emitting surface 20 extending in the horizontal direction). .
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。   The reference point F of the projection lens 14 corresponds to the focal point (or optical center) of a general projection lens, and the surface shape of the exit surface 14a of the projection lens 14 is designed based on the reference point F.
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。   The semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) may be any element that emits white light that satisfies the white range on the CIE chromaticity diagram stipulated by laws and regulations, and the light emitting color is a blue LED chip (or laser diode). May be a semiconductor light emitting device having a structure in which a yellow fluorescent material (for example, YAG phosphor) covering the same is combined, or a semiconductor light emitting device having a structure in which RGB three-color LED chips (or laser diodes) are combined. It may be an element or a semiconductor light emitting element having another structure.
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。   3A is a top view of the vehicle headlamp 10, FIG. 3B is a front view, and FIG. 3C is a side view.
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。   As shown in FIGS. 1 and 3 (a) to 3 (c), the projection lens 14 is disposed on the vehicle front side, an emission surface 14a (corresponding to the first surface of the present invention), and on the vehicle rear side. Incident surface 14b (corresponding to the second surface of the present invention), a flange portion 14c disposed on the outer periphery, and the like. The projection lens 14 is supported by a support portion (not shown) such as a lens holder whose flange portion 14c is fixed to a housing or the like, so that the exit surface 14a is disposed on the vehicle front side, and the entrance surface 14b is the vehicle. It is arranged on the rear side.
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。   The projection lens 14 is integrally formed by injecting a transparent resin (such as acrylic or polycarbonate) into a mold, and cooling and solidifying. The material of the projection lens 14 may be, for example, glass other than transparent resin (such as acrylic or polycarbonate).
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。   4A is a cross-sectional view taken along line AA of the vehicle headlamp 10 in FIG. 4B, FIG. 4B is a front view of the vehicle headlamp 10, and FIG. 4C is FIG. It is BB sectional drawing of the vehicle headlamp 10 in (b).
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。   The incident surface 14b is a surface on which direct light from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) is incident (see FIGS. 4A and 4C). On the incident surface 14b, direct light from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) reflected by the incident surface 14b (Fresnel reflection) is collected, and below the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e), that is, As shown in FIG. 4C, for example, as shown in FIG. 4C, the first focal point F1 is the surface of the semiconductor light emitting element 12 (12a). ˜12e) is set to the light emitting surface 20 or the vicinity thereof, and the second focal point F2 is a spheroidal surface set to the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern or the vicinity thereof. In this way, it is possible to efficiently make the light reflected by the incident surface 14b out of the direct light from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) incident on the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. It becomes.
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。   The incident surface 14b is configured so that direct light from the semiconductor light emitting elements 12 (12a to 12e) reflected by the incident surface 14b is collected and directed toward the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. It is sufficient that the surface shape is a designed surface, and it is not limited to the spheroid. For example, the incident surface 14b may be a spherical surface whose center is set at or near the light emitting surface 20 of the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e), or other surface-shaped surface (for example, the semiconductor light emitting element 12). A concave surface). This also makes it possible to efficiently make the light reflected by the incident surface 14b out of the direct light from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) incident on the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. .
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ＰＬｏの例である。 The lower part of FIG. 5 is an example of a low beam light distribution pattern P Lo formed by the vehicle headlamp 10.
図５に示すように、ロービーム用配光パターンＰＬｏ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。 As shown in FIG. 5, the low beam light distribution pattern P Lo includes a cut-off line CL extending in the horizontal direction, and is disposed at a horizontal light distribution pattern (for example, 0.57 degrees or less below the H line). ).
上記構成のロービーム用配光パターンＰＬｏ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。 The low beam light distribution pattern P Lo having the above configuration is realized by configuring the exit surface 14a of the projection lens 14 as follows.
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ＰＬｏを形成するように、その面形状が設計されている。 The exit surface 14a enters the projection lens 14 from the entrance surface 14b, and is emitted directly from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) emitted from the exit surface 14a and irradiated forward (a light source image of the semiconductor light emitting element 12). However, as shown in FIG. 5, the surface shape is designed so as to form a low beam light distribution pattern PLo .
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。   Specifically, as shown in FIG. 4A, the emission surface 14a has a horizontal cross-sectional shape such that direct light Ray1 emitted from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) emitted from the emission surface 14a is diffused in the horizontal direction. As shown in FIG. 4C, the vertical cross-sectional shape is such that the direct light Ray1 from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) emitted from the emission surface 14a irradiates a downward direction with respect to the horizontal plane. The shape is to
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ＰＯＨＳの例である。 The upper part in FIG. 5 is an example of the overhead sign light distribution pattern POHS formed by the vehicle headlamp 10.
オーバーヘッドサイン用配光パターンＰＯＨＳ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。 The overhead sign light distribution pattern POHS is a light distribution pattern for illuminating a road guide plate or road sign in the upper front, and the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern is configured as follows. It is realized with.
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。   The reflection surface 16 for the overhead sign light distribution pattern is a reflection surface that reflects light reflected from the incident surface 14b out of direct light from the semiconductor light emitting device 12 (12a to 12e), and the semiconductor light emitting device 12 (12a to 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。   As shown in FIG. 2, the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern is a rectangular mirror (for example, a thin plate-like flat mirror or curved mirror) that is long in the horizontal direction when the lamp is viewed from the front. The substrate 18 on which the light emitting elements 12 (12a to 12e) are mounted is fixed below the semiconductor light emitting elements 12 (12a to 12e) by known means such as adhesion, and below the semiconductor light emitting elements 12 (12a to 12e). Is arranged. The reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern may be configured as a member different from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) and may be mounted on the substrate 18, or may be semiconductor light emitting. The element 12 (12a to 12e) may be combined (for example, packaged), configured as one member, and mounted on the substrate 18.
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ＰＬｏを形成する。 Usually, the direct light Ray1 from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) is incident on the inside of the projection lens 14 from the incident surface 14b as shown by the solid line in FIGS. As shown in FIG. 5, on a virtual vertical screen (disposed approximately 25 m ahead from the front of the vehicle) that is refracted and emitted from 14a and irradiated forward, facing the front of the vehicle (exit surface 14a), A low-beam light distribution pattern P Lo is formed.
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。   However, some of the direct light from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) is reflected by the incident surface 14b and travels downward from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e).
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ＰＬｏ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ＰＯＨＳ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。 The reflected light Ray2 from the incident surface 14b (see the dotted line in FIG. 4C) is reflected by the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern, and enters the projection lens 14 from the incident surface 14b. The light is refracted and emitted from the emission surface 14a, and is irradiated forward and upward at a predetermined angle with respect to the horizontal plane. As a result, an overhead sign light distribution pattern P OHS is formed on the virtual vertical screen and above the low beam light distribution pattern P Lo as shown in FIG. This is because the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern is arranged below the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e), so that light is emitted as if it is located at a position away from the reference point F of the projection lens 14. This is because the effect is as if the surface is located, and the ray Ray2 emitted from the emission surface 14a of the projection lens 14 is directed upward.
オーバーヘッドサイン用配光パターンＰＯＨＳ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ＰＯＨＳ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。 Horizontal dimension and vertical dimension of the overhead sign light distribution pattern P OHS, by adjusting the horizontal dimension and the vertical dimension of the reflection surface 16 of the light distribution pattern for overhead sign, it can be adjusted . The vertical position (position on the virtual vertical screen) where the overhead sign light distribution pattern POHS is formed is a distance L between the semiconductor light emitting element 12 and the reflection surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. It can be adjusted by adjusting (see FIG. 2).
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ＰＯＨＳを形成することが可能となる。 Therefore, the horizontal dimension and the vertical dimension of the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern and the distance L between the semiconductor light emitting element 12 and the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern are adjusted. Thus, for example, it is possible to form an overhead sign light distribution pattern POHS that illuminates a range of 2 to 4 degrees above the horizontal line HH and an appropriate angle to the left and right with respect to the vertical line VV.
なお、車両用前照灯１０は、各配光パターンＰＬｏ、ＰＯＨＳ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。 The vehicle headlamp 10 is optically adjusted by a known aiming mechanism (not shown) so that each light distribution pattern P Lo , P OHS irradiates an appropriate range on the virtual vertical screen.
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ＰＯＨＳ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ＰＬｏ）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。 As described above, according to the vehicle headlamp 10 of the present embodiment, light rays that are reflected by the incident surface 14b and do not enter the projection lens 14 out of direct light from the semiconductor light emitting elements 12 (12a to 12e). Ray2 utilizing, capable of forming an overhead sign light distribution pattern P OHS, it is possible to provide a high vehicle headlamp light utilization efficiency. That is, it is possible to provide a vehicular headlamp that can improve the light use efficiency without affecting the main light distribution (for example, the low beam light distribution pattern P Lo ).
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。   This is because the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern is arranged below the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e), so that light is emitted as if it is located at a position away from the reference point F of the projection lens 14. This is because the effect is as if the surface is located, and the ray Ray2 emitted from the emission surface 14a of the projection lens 14 is directed upward.
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。   Further, according to the vehicle headlamp 10 of the present embodiment, the light that is reflected by the incident surface 14b and does not enter the projection lens 14 out of direct light from the semiconductor light emitting elements 12 (12a to 12e) is overhead sign. Therefore, the light can be efficiently incident on the reflection surface 16 for the light distribution pattern. This is because the incident surface 14 b is focused on the direct light from the semiconductor light emitting elements 12 (12 a to 12 e) reflected by the incident surface 14 b toward the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. It is because it is designed.
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。   Next, as a modified example of the vehicle headlamp 10, a vehicle headlamp 10A using a high reflectance member 22 (for example, white resin) as the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern will be described.
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。   The vehicle headlamp 10A according to the present modification uses a high reflectance member 22 (for example, white resin) as the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern, as compared with the vehicle headlamp 10 of the above embodiment. The difference is that the light shielding member 24 is added. Other than that, it is the structure similar to the vehicle headlamp 10 of the said embodiment. Hereinafter, the difference from the vehicle headlamp 10 of the above embodiment will be mainly described, and the same components as those of the vehicle headlamp 10 of the above embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. .
図６は、変形例である車両用前照灯１０Ａの斜視図である。   FIG. 6 is a perspective view of a vehicle headlamp 10A which is a modified example.
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。   FIG. 7 is a front view of the substrate 18 on which the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e), the high reflectance member 22 (for example, white resin) and the light shielding member 24 as the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern are mounted. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 9A is a top view of the vehicle headlamp 10A, FIG. 9B is a front view, and FIG. 9C is a side view.
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。   As shown in FIGS. 6 and 9 (a) to 9 (c), the vehicle headlamp 10A according to the present modification is used for the overhead sign light distribution pattern in addition to the semiconductor light emitting element 12 and the projection lens 14. A high reflectance member 22 (for example, white resin) that functions as the reflecting surface 16 and a light shielding member 24 are provided.
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。   As shown in FIGS. 7 and 8, conventionally, the semiconductor light emitting device 12 (12 a to 12 e) is disposed so as to surround the semiconductor light emitting device 12, and the semiconductor light emitting device 12 (12 a to 12 e) mainly reflects the light emitted sideways. A high reflectance member 22 (for example, white resin) configured to be efficiently taken out is known. The high reflectivity member 22 includes a reflection surface 22b (see FIG. 8) for reflecting light emitted from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) mainly to the side toward the front. In FIG. 8, the member indicated by reference numeral 12A is an LED chip constituting the semiconductor light emitting element 12, the member indicated by reference numeral 12B is a phosphor constituting the semiconductor light emitting element 12, and the member indicated by reference numeral 12C is a glass plate. .
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）。   The high reflectance member 22 is disposed below at least one side (lower end edge) of the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) (see FIG. 7).
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。   As shown in FIGS. 6 and 9A, the light shielding member 24 includes a front surface 24 a that is curved along the focal plane of the projection lens 14, and a rear surface 24 b on the opposite side. As shown in FIG. 7, the light-shielding member 24 has a portion 22a of the high-reflectance member 22 through an opening 24c (for example, a rectangular opening 24c that is long in the horizontal direction when viewed from the front of the lamp) penetrating from the front surface 24a to the rear surface 24b. It is exposed and covers the other portions of the high reflectivity member 22. By forming the opening 24c of the light shielding member 24 at an appropriate location, a part 22a of the high reflectance member 22 exposed from the opening 24c can function as the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. It becomes. As described above, the portion other than the portion 22a of the high reflectance member 22 (for example, white resin) that functions as the reflection surface 16 for the overhead sign light distribution pattern is covered with the light shielding member 24.
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。   10A is a cross-sectional view taken along the line C-C of the vehicle headlamp 10A in FIG. 10B, FIG. 10B is a front view of the vehicle headlamp 10A, and FIG. It is DD sectional drawing of the vehicle headlamp 10 in (b).
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。   The incident surface 14b is a surface on which direct light from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) is incident (see FIGS. 10A and 10C). On the incident surface 14b, direct light from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) reflected by the incident surface 14b (Fresnel reflection) is collected, and below the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e), that is, A surface whose surface shape is designed so as to face the part 22a side of the high reflectance member 22 that functions as the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern, for example, as shown in FIG. The first focal point F1 is set at or near the light emitting surface 20 of the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e), and the second focal point F2 functions as the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. Is a spheroidal surface set in a part 22a or in the vicinity thereof (for example, in the opening 24c of the light shielding member 24). If it does in this way, the high reflectance member 22 which functions the light reflected by the entrance plane 14b among the direct light from the semiconductor light-emitting device 12 (12a-12e) as the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. It becomes possible to make it efficiently inject into part 22a.
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。   The incident surface 14b is a high reflectivity member that functions as the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern by collecting direct light from the semiconductor light emitting elements 12 (12a to 12e) reflected by the incident surface 14b. Any surface may be used as long as the surface shape is designed so as to face the part 22a side of the member 22 and is not limited to the spheroid surface. For example, the incident surface 14b may be a spherical surface whose center is set at or near the light emitting surface 20 of the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e), or other surface-shaped surface (for example, the semiconductor light emitting element 12). A concave surface). Also by this, the light reflected by the incident surface 14b out of the direct light from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) is one of the high reflectance members 22 that function as the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. It is possible to efficiently enter the portion 22a.
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ＰＬｏ´の例である。 The lower part of FIG. 11 is an example of a low beam light distribution pattern P Lo ′ formed by the vehicle headlamp 10A.
図１１に示すように、ロービーム用配光パターンＰＬｏ´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ＣＬＬ、ＣＬＲ及び当該一対の水平ラインＣＬＬ、ＣＬＲの端点を連結する斜めカットオフラインＣＬＳを含む配光パターンとして形成される。 As shown in FIG. 11, the light distribution pattern P Lo 'is for low beam, connecting a pair of horizontal cut-off line CL L extending in the left-right stepped horizontally, CL R and the pair of horizontal line CL L, the end point of the CL R It is formed as a light distribution pattern including the oblique cutoff line CL S.
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ＬＳ及び水平方向に延びる水平ラインＬＬを含む部分で覆われていることによるものである。 As shown in FIG. 7, the semiconductor light emitting element 12 (the horizontally long light emitting surface 20) has a diagonal line L S extending in the diagonally right direction of the light shielding member 24 (for example, the rear surface 24 b) and the horizontal direction. This is because it is covered with a portion including a horizontal line L L extending in the direction.
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。   In the present modification, as shown in FIG. 10A, the emission surface 14a has a horizontal cross-sectional shape in which the direct light Ray1 from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) emitted from the emission surface 14a is in the horizontal direction. As shown in FIG. 10C, the vertical cross-sectional shape is such that the direct light Ray1 from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) emitted from the emission surface 14a is in a horizontal plane. On the other hand, it is set as the shape which irradiates a downward direction.
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ＰＯＨＳ´の例である。 The upper part in FIG. 11 is an example of the overhead sign light distribution pattern P OHS ′ formed by the vehicle headlamp 10A.
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。   A part 22a of the high reflectance member 22 that functions as the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern reflects light reflected by the incident surface 14b out of direct light from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e). The reflective surface is arranged below the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e).
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ＰＬｏ´を形成する。 Usually, the direct light Ray1 from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) is incident on the inside of the projection lens 14 from the incident surface 14b as shown by the solid line in FIG. 10A and FIG. As shown in FIG. 11, on a virtual vertical screen (arranged about 25 m ahead from the front of the vehicle) that is refracted and emitted from 14a and irradiated forward, facing the front of the vehicle (exit surface 14a), A low beam light distribution pattern P Lo ′ is formed.
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。   However, some of the direct light from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e) is reflected by the incident surface 14b and travels downward from the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e).
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ＰＬｏ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ＰＯＨＳ´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。 The reflected light Ray2 from the incident surface 14b (see the dotted line in FIG. 10C) is reflected by a part 22a of the high reflectance member 22 that functions as the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. The light enters the projection lens 14 from the incident surface 14b, is refracted and emitted from the output surface 14a, and is irradiated forward and upward by a predetermined angle with respect to the horizontal plane. As a result, an overhead sign light distribution pattern P OHS ′ is formed on the virtual vertical screen and above the low beam light distribution pattern P Lo as shown in FIG. This is because the part 22a of the high reflectivity member 22 that functions as the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern is disposed below the semiconductor light emitting element 12 (12a to 12e), thereby providing a reference for the projection lens 14. This is because the effect is as if the light emitting surface is located at a position away from the point F, and the light ray Ray2 emitted from the emission surface 14a of the projection lens 14 is directed upward.
オーバーヘッドサイン用配光パターンＰＯＨＳ´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ＰＯＨＳ´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。 The horizontal dimension and the vertical dimension of the overhead sign light distribution pattern P OHS ′ are the horizontal dimension of the portion 22a (that is, the opening 24c) of the high reflectance member 22 that functions as the reflective surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. It can be adjusted by adjusting the directional dimension and the vertical dimension. Further, the vertical position (position on the virtual vertical screen) where the overhead sign light distribution pattern P OHS ′ is formed is a high reflection functioning as the semiconductor light emitting element 12 and the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. Adjustment is possible by adjusting the distance L (see FIG. 7) between the portion 22a of the rate member 22 (that is, the opening 24c).
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ＰＯＨＳ´を形成することが可能となる。 Accordingly, the horizontal dimension and the vertical dimension of the part 22a (that is, the opening 24c) of the high reflectance member 22 functioning as the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern, and the semiconductor light emitting element 12 and the overhead sign. By adjusting the distance L between the portion 22a (that is, the opening) of the high reflectance member 22 functioning as the reflection surface 16 for the light distribution pattern, for example, 2 to 4 degrees above the horizontal line H-H and It is possible to form the overhead sign light distribution pattern P OHS ′ that illuminates a range of an appropriate angle to the left and right with respect to the vertical line VV.
なお、車両用前照灯１０Ａは、各配光パターンＰＬｏ´、ＰＯＨＳ´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。 The vehicle headlamp 10A is optically adjusted by a known aiming mechanism (not shown) so that each light distribution pattern P Lo ', P OHS ' irradiates an appropriate range on the virtual vertical screen. .
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。   According to this modification, in addition to the effects described in the above embodiment, the semiconductor light emitting device 12 (12a to 12e) is configured to reflect light emitted mainly laterally and efficiently extract the light. A part 22a of the member 22 (for example, white resin) can function as the reflecting surface 16 for the overhead sign light distribution pattern. This eliminates the need for the reflecting surface 16 dedicated to the overhead sign light distribution pattern, and accordingly reduces the cost.
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。   The above embodiment is merely an example in all respects. The present invention is not construed as being limited to these descriptions. The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A ... Vehicle headlamp, 12 ... Semiconductor light emitting element, 14 ... Projection lens, 14a ... Outgoing surface, 14b ... Incident surface, 14c ... Flange part, 16 ... Reflective surface for light distribution pattern for overhead signs, 18 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Board | substrate, 20 ... Light-emitting surface, 22 ... High reflectance member, 22a ... Part (part), 22b ... Reflective surface, 24 ... Light shielding member, 24a ... Front surface, 24b ... Rear surface, 24c ... Opening

Claims (5)

  1. 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おり、
    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車両用前照灯。     A lens including a first surface disposed on the vehicle front side and a second surface disposed on the vehicle rear side;
    A semiconductor light-emitting element that is disposed at or near the reference point of the lens, emits light that enters the lens from the second surface, exits from the first surface, and is irradiated forward;
    A reflective surface for a light distribution pattern for an overhead sign disposed below the semiconductor light emitting element,
    The second surface is designed to reflect a part of the light from the semiconductor light emitting element and condense toward the reflective surface side for the overhead sign light distribution pattern,
    The first surface is designed such that light from the semiconductor light emitting element emitted from the first surface and irradiated forward forms a low beam light distribution pattern ;
    A high reflectivity member disposed to surround the semiconductor light emitting element and configured to reflect and extract light from the semiconductor light emitting element;
    A light shielding member that covers a portion other than a portion that functions as a reflective surface for the overhead sign light distribution pattern of the high reflectance member;
    The vehicle headlamp further comprising:
  2. 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１に記載の車両用前照灯。 The vehicle headlamp according to claim 1 , wherein the high reflectance member is a white resin.
  3. 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又は２に記載の車両用前照灯。 The second surface is a spheroid having a first focal point set at or near the light emitting surface of the semiconductor light emitting element, and a second focal point set at or near the reflecting surface for the overhead sign light distribution pattern. the vehicle headlamp according to claim 1 or 2, characterized in that.
  4. 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又は２に記載の車両用前照灯。 The second surface, the vehicle headlamp according to claim 1 or 2, wherein the center is a light emitting surface or set spherical in the vicinity of the semiconductor light emitting element.
  5. 前記遮光部材は、前記レンズの焦点面に沿って湾曲した前面と、その反対側の後面と、前記前面から前記後面に貫通した開口とを備え、前記開口から前記オーバーヘッドサイン用配光パターン用の反射面が露出されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用前照灯。The light shielding member includes a front surface curved along the focal plane of the lens, a rear surface opposite to the front surface, and an opening penetrating from the front surface to the rear surface, and the light distribution pattern for the overhead sign from the opening. The vehicular headlamp according to any one of claims 1 to 4, wherein the reflecting surface is exposed.
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