JP6116660B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ等の半導体発光素子を光源とする車両用前照灯に関するものである。

近年、光源として半導体発光素子を用いた車両用前照灯が種々提案されている。一般に、この様な車両用前照灯には半導体発光素子としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられている。例えば、アレイを形成する複数個のＬＥＤから投影レンズへ向けて直接光照射を行う車両用前照灯（以下、直射型前照灯とも称する）が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−２１１９４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるような直射型前照灯の構成であると、投影レンズに入射しない光（漏れる光）も存在するため、ＬＥＤから発せられる光の利用効率を向上させにくかった。また、一般的に前走車近傍に形成する配光パターンのカットオフラインを明確に見せたいという要求がある。

本発明の目的は、半導体発光素子から照射される光の利用効率を向上させつつ、配光パターンのカットオフラインを明確に形成することが可能な車両用前照灯を提供することにある。

（１）上記課題を解決することのできる本発明の車両用前照灯は、
複数の半導体発光素子チップと、
反射面を有し、該反射面によって前記複数の半導体発光素子チップから発せられる光を反射して車両前方へ照射するリフレクタと、
を備え、
前記複数の半導体発光素子チップは、車両の左右方向に並んで配置され、
隣り合う前記複数の半導体発光素子チップは、互いに独立して点消灯可能であり、
前記複数の半導体発光素子チップが全て点灯する第１点灯モードと、前記複数の半導体発光素子チップの一部のみが点灯する第２点灯モードと、を有し、
前記第２点灯モードにおいて、点灯している半導体発光素子チップによって形成される照射領域の右端又は左端の少なくとも一方にカットオフラインを形成する。

（２）また、上記（１）の車両用前照灯において、
前記カットオフラインは、前記反射面によって得られる少なくとも一つの半導体発光素子チップの照射領域における仮想最小像から仮想最大像までの各像が、その右端部又は左端部で重なった状態として照射されることにより形成されても良い。
（３）また、上記（２）の車両用前照灯において、
前記仮想最大像の寸法は、前記仮想最小像の２倍以下となるように設定されても良い。
（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかの車両用前照灯において、
前記カットオフラインは、前記反射面の焦点付近から発せられた光が収束した領域であり、同一の半導体発光素子チップから発せられる照射領域における他の領域よりも明瞭且つ輝度が高い領域でも良い。
（５）また、上記（１）〜（４）のいずれかの車両用前照灯において、
前記反射面は、回転放物面を基調としても良い。
（６）また、上記（１）〜（５）のいずれかの車両用前照灯において、
前記反射面の焦点に対して前記半導体発光素子チップの右側又は左側が近接配置されていても良い。

本発明の車両用前照灯によれば、焦点付近から発せられた光は収束するため、焦点に隣接する半導体発光素子チップから発せられた光が形成する照射領域の端部に、明瞭かつ輝度の高いカットラインを形成することができる。また、投影レンズを使わずにリフレクタを介して光源からの光を漏れなく前方へ反射するため、光の利用効率も向上する。

本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の構成を示す断面図である。 図１に示す光源の構成を説明する拡大斜視図である。 図３（ａ）〜（ｇ）は、図２に示す半導体発光素子チップにおける複数の点灯モードに従い形成される配光パターンを示す模式図である。 左右の車両用前照灯それぞれにおける半導体発光素子チップとリフレクタの反射面の焦点との位置関係を示す模式図である。 図５（ａ）〜（ｈ）は、左右両方の車両用前照灯を用いたときの配光パターンを示す模式図である。

以下において添付図面を参照しながら、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。
なお、各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の構成を示す断面図であり、車両用前照灯を垂直面で切断して左側方から見た構造を示している。本実施形態の車両前部左側に取り付けられる車両用前照灯１Ｌは、図１に示すように、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有し、灯具ボディ２１、アウターカバー２２、及び灯具ユニット３０を備えている。なお、車両前部右側に取り付けられる車両用前照灯１Ｒの基本的構成は車両用前照灯１Ｌと同様である。以下では、車両用前照灯１Ｌについて説明し、車両用前照灯１Ｒの構成については車両用前照灯１Ｌと重複する説明を省略する。

車両用前照灯１Ｌは、前方に開口が形成された灯具ボディ２１と、素通し状のアウターカバー２２とを備えている。アウターカバー２２は、灯具ボディ２１の開口を塞ぐように灯具ボディ２１に取り付けられている。灯具ボディ２１とアウターカバー２２とにより密閉された灯室が形成されている。

灯室に収容される灯具ユニット３０は、ホルダ３１、姿勢調整機構３２、光源ユニット４０、及び制御部５０を有している。また、灯具ユニット３０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、光源ユニット４０から発せられた光を車両前方へ投射する。

ホルダ３１は熱伝導性の高い金属などのブロック状の部材から形成され、その上面３１ａに光源ユニット４０を固定支持している。ホルダ３１の後端部にはフランジ３１ｂが設けられており、更にその後方には放熱フィン３１ｃが取付けられている。放熱フィン３１ｃは、光源ユニット４０から発生する熱を効率良く放熱するのに適した形状及び配置とされている。

灯具ユニット３０は、姿勢調整機構３２を介して灯具ボディ２１に固定配置されている。姿勢調整機構３２は、複数のボルト部材３２ａ及び複数のナット部材３２ｂを有している。ボルト部材３２ａの後端部それぞれは灯具ボディ２１にねじ止め固定されている。また、ボルト部材３２ａの前端部それぞれはナット部材３２ｂに螺合接合し、このナット部材３２ｂを介してホルダ３１のフランジ３１ｂに固定配置されている。これにより、姿勢調整機構３２の複数箇所に配置されるボルト部材３２ａにおいて、そのナット部材３２ｂの螺合位置を適宜調整することにより、灯室内での灯具ユニット３０の姿勢を任意に調整することができる。

制御部５０は、電力線５１、制御線５２などを介して、光源ユニット４０の半導体発光素子チップ４３（後述）と通信可能に電気的に接続されている。また、制御部５０は、車両が備える統合制御部と通信可能に電気的に接続されている。統合制御部は、各種制御プログラムを実行するＣＰＵ、そのプログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭなどを有し、車両における種々の制御を実行する。即ち、制御部５０は本発明における制御手段の少なくとも一部として機能するものであり、その少なくとも一部は、コンピュータのプロセッサやメモリをはじめとする素子、機械装置、電気回路などのハードウェアと、コンピュータプログラムなどのソフトウェアと、の組み合せで構成されている。

光源ユニット４０は、光軸Ａｘ上に、上方へ向けて配置される光源４１と、この光源４１の上方側においてこの光源４１から発せられる光を反射して車両前方へ照射するリフレクタ４５と、を有している。

リフレクタ４５は、その反射面４５ａが回転放物面を基調とする面である。光源４１から発せられた光はリフレクタ４５の反射面４５ａで反射されて車両前方に照射されることになる。リフレクタ４５の反射面４５ａの内面には、例えば入射する光を高効率で反射することができる材料が塗布又は蒸着されている。

図２は、光源４１の構成を説明する拡大斜視図である。光源４１は、図２に示すように、基板４２と、この基板４２上に配置される複数（本実施形態では３つ）の半導体発光素子チップ４３と、を有している。この複数の半導体発光素子チップ４３は、いずれも白色ＬＥＤ（発光ダイオード）で構成されている。また、この複数の半導体発光素子チップ４３は、車両の左右方向に沿って配列されている。より具体的には基板４２上に光軸Ａｘに対し垂直な水平方向に沿って一列の状態で互いに微小間隔を置いて隣接配置されている。各半導体発光素子チップ４３は１ｍｍ角程度の正方形（四角形状）の発光面４４を有している。光源４１は、その複数の半導体発光素子チップ４３の発光面４４が鉛直上方を向くようにホルダ３１に固定支持されている。

ここで、車両左右方向に一列に並ぶ半導体発光素子チップ４３において、左側から第１半導体発光素子チップ４３ａ、第２半導体発光素子チップ４３ｂ、及び第３半導体発光素子チップ４３ｃとすると、リフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆは、第２半導体発光素子チップ４３ｂ及び第３半導体発光素子チップ４３ｃの間に位置するように設けられている。

これにより、第２半導体発光素子チップ４３ｂが形成する照射領域全体のうち、チップ４３ｂの各辺のうち焦点Ｆに隣接する辺の近傍から発せられた光は収束するため、第２半導体発光素子チップ４３ｂが形成する照射領域の一方の端部は、明瞭であり輝度が高いカットラインを形成する。第２半導体発光素子チップ４３ｃも同様である。また、その第２及び第３半導体発光素子チップ４３ｂ，４３ｃの発光面４４では、その四角形状の各辺のうちリフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆに最も近い一辺が車両の前後方向に沿うように配置されている。

そして、半導体発光素子チップ４３は、前述の通り、電力線５１、制御線５２を介して制御部５０との間に電流回路を形成している。このため、制御部５０は、この電力線５１、制御線５２を介して半導体発光素子チップ４３への電流の供給又は遮断を、第１、第２及び第３半導体発光素子チップ４３ａ，４３ｂ，４３ｃごとに個別に行って点消灯を行うことにより、半導体発光素子チップ４３における複数の点灯モードを実現している。

図３は、半導体発光素子チップ４３における複数の点灯モードに従い形成される配光パターンを示す模式図である。本実施形態では片方の車両用前照灯で、図３（ａ）〜（ｇ）に示す７つの配光パターンを実現することができる。
なお、図３は、車両用前照灯１Ｌの前方２５ｍの位置に配置される仮想鉛直スクリーン上に投影される配光パターンを示している。また、仮想鉛直スクリーン上にＨ−Ｖ領域を設定して、その配光パターンを説明する。Ｈ軸を水平方向（車両左右方向）、Ｖ軸をＨ軸に垂直な方向（車両上下方向）とする。

また、図３中、符号「ＰＡ１」は第１半導体発光素子チップ４３ａによる照射領域を示し、符号「ＨＳ１」はその照射領域ＰＡ１のうちの仮想最小像を示し、符号「ＨＭ１」はその照射領域ＰＡ１のうちの仮想最大像を示している。また、符号「ＰＡ２」は第２半導体発光素子チップ４３ｂによる照射領域を示し、符号「ＨＳ２」はその照射領域ＰＡ２のうちの仮想最小像を示し、符号「ＨＭ２」はその照射領域ＰＡ２のうちの仮想最大像を示している。また、符号「ＰＡ３」は第３半導体発光素子チップ４３ｃによる照射領域を示し、符号「ＨＳ３」はその照射領域ＰＡ３のうちの仮想最小像を示し、符号「ＨＭ３」はその照射領域ＰＡ３のうちの仮想最大像を示している。また、図３（ｃ）等の符号「ＨＣＡ」は焦点近傍から発せられた光が収束して明瞭かつ輝度が高い領域（以下、明瞭領域とも称する）を示している。

図３（ａ）は、第１、第２及び第３半導体発光素子チップ４３ａ，４３ｂ，４３ｃの全部が点灯される第１点灯モードによって形成される配光パターンを示している。この配光パターンではＨ−Ｖ領域の全域に亘ってハイビームが照射されている。第１半導体発光素子チップ４３ａは、リフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆと近接配置されていない。このため、照射領域ＰＡ１において仮想最大像ＨＭ１と仮想最小像ＨＳ１とは重ならず、互いに隣り合った状態で形成される。なお、照射領域ＰＡ１では、仮想最小像ＨＳ１から仮想最大像ＨＭ１までの各像が焦点Ｆ側の端部が重ならない状態で連続的に形成されるため、全体としての照射領域ＰＡ１は左右方向に延びる略台形状に形成されている。

また、第２半導体発光素子チップ４３ｂは、その右側で焦点Ｆと近接配置されているため、その照射領域ＰＡ２において仮想最小像ＨＳ２から仮想最大像ＨＭ２までの各像がその右端部で重なった状態で照射領域ＰＡ２が形成される。同様に、第３半導体発光素子チップは、その左側で焦点Ｆと近接配置されているため、その照射領域ＰＡ３において仮想最小像ＨＳ３から仮想最大像ＨＭ３までの各像がその左端部で重なった状態で照射領域ＰＡ３が形成されている。
なお、図３（ａ）に図示される全部点灯の配光パターンでは照射領域ＰＡ１と照射領域ＰＡ２とはその一部分が重なる状態で配光されている。

また、本実施形態では、各仮想最大像ＨＭ１，ＨＭ２，ＨＭ３の寸法が、各仮想最小像ＨＳ１，ＨＳ２，ＨＳ３の２倍以下となるように設定されている。このため、隣り合う仮想最大像ＨＭ１，ＨＭ２，ＨＭ３同士で重なるのを防止し、輝度ムラが発生するのを防止することができる。

図３（ｂ）は、第１半導体発光素子チップ４３ａのみが点灯される第２点灯モードによって形成される配光パターンを示している。この配光パターンではＨ−Ｖ領域のうち左側領域にハイビームが照射されている。第１半導体発光素子チップ４３ａは、リフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆと離れた状態で配置されているため、その照射領域ＰＡ１において明瞭領域ＨＣＡは形成されない。

図３（ｃ）は、第２半導体発光素子チップ４３ｂのみが点灯される第３点灯モードによって形成される配光パターンを示している。この配光パターンではＨ−Ｖ領域のうち中央領域にハイビームが照射されている。第２半導体発光素子チップ４３ｂはその右側で焦点Ｆと近接配置されており、その照射領域ＰＡ２の右縁部の明瞭領域ＨＣＡが非照射領域との境界となり、カットオフラインＣＬとなっている。

図３（ｄ）は、第３半導体発光素子チップ４３ｃのみが点灯される第４点灯モードによって形成される配光パターンを示している。この配光パターンではＨ−Ｖ領域のうち右側領域にハイビームが照射されている。第３半導体発光素子チップ４３ｃはその左側で焦点Ｆと近接配置されており、照射領域ＰＡ３の左縁部の明瞭領域ＨＣＡが非照射領域との境界となり、カットオフラインＣＬとなっている。

図３（ｅ）は、第１及び第２半導体発光素子チップ４３ａ，４３ｂが点灯される第５点灯モードによって形成される配光パターンを示している。この配光パターンではＨ−Ｖ領域のうち左側領域及び中央領域にハイビームが照射されている。第１半導体発光素子チップ４３ａは、リフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆと離れた状態で配置されているため、その照射領域ＰＡ１において明瞭領域ＨＣＡは形成されない。その一方、第２半導体発光素子チップ４３ｂはその右側で焦点Ｆと近接配置されており、その照射領域ＰＡ２の右縁部の明瞭領域ＨＣＡが非照射領域との境界となり、カットオフラインＣＬとなっている。

図３（ｆ）は、第１及び第３半導体発光素子チップ４３ａ，４３ｃが点灯される第６点灯モードによって形成される配光パターンを示している。この配光パターンではＨ−Ｖ領域のうち左側領域及び右側領域にハイビームが照射されている。第１半導体発光素子チップ４３ａは、リフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆと離れた状態で配置されているため、その照射領域ＰＡ１において明瞭領域ＨＣＡは形成されない。その一方で、第３半導体発光素子チップ４３ｃはその左側で焦点Ｆと近接配置されており、その照射領域ＰＡ３の左縁部の明瞭領域ＨＣＡが非照射領域との境界となり、カットオフラインＣＬとなっている。

図３（ｇ）は、第２及び第３半導体発光素子チップ４３ｂ，４３ｃが点灯される第７点灯モードによって形成される配光パターンを示している。この配光パターンではＨ−Ｖ領域のうち中央領域及び右側領域にハイビームが照射されている。第２及び第３半導体発光素子チップ４３ｂ，４３ｃそれぞれはリフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆに近接配置されているが、その照射領域ＰＡ２，ＰＡ３が隣り合った状態で配光されるため、明瞭領域ＨＣＡが形成されていない。

次に、左右両方の車両用前照灯１Ｌ，１Ｒを用いたときの配光パターンについて図４、図５を参照しながら説明する。図４は、左右の車両用前照灯１Ｌ，１Ｒそれぞれにおいて半導体発光素子チップ４３とリフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆとの位置関係を示す模式図である。

図５は、左右両方の車両用前照灯１Ｌ，１Ｒを用いたときの配光パターンを示す図である。また、図５は、図３と同様に車両用前照灯１Ｌ，１Ｒの車両前方２５ｍの位置に配置される仮想鉛直スクリーン上に投影される配光パターンを示している。図５中、図中左側の配光パターンは車両右側の車両用前照灯１Ｒによるハイビームの配光パターンを示し、図中中央の配光パターンは車両左側の車両用前照灯１Ｌによるハイビームの配光パターンを示し、図中右側の配光パターンは、左右の車両用前照灯１Ｌ，１Ｒによるハイビームが合成された状態の配光パターンを示している。

また、図５中、符号「ＰＡ４」は第４半導体発光素子チップ４３ｄによる照射領域を示し、符号「ＨＳ４」はその照射領域ＰＡ４のうちの仮想最小像を示し、符号「ＨＭ４」はその照射領域ＰＡ４のうちの仮想最大像を示している。また、符号「ＰＡ５」は第５半導体発光素子チップ４３ｅによる照射領域を示し、符号「ＨＳ５」はその照射領域ＰＡ５のうちの仮想最小像を示し、符号「ＨＭ５」はその照射領域ＰＡ５のうちの仮想最大像を示している。また、符号「ＰＡ６」は第６半導体発光素子チップ４３ｆによる照射領域を示し、符号「ＨＳ６」はその照射領域ＰＡ６のうちの仮想最小像を示し、符号「ＨＭ６」はその照射領域ＰＡ６のうちの仮想最大像を示している。

車両前部左側に取付けられる車両用前照灯（以下、左前照灯ともいう）１Ｌでは、前述の通り、図２及び図４に示すように、リフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆは、第２及び第３半導体発光素子チップ４３ｂ，４３ｃの間に位置するように設けられている。その一方、車両右側に取付けられる車両用前照灯（以下、右前照灯ともいう）１Ｒでは、図４に示すように、車両左右方向で一列の状態で並ぶ半導体発光素子チップ４３において、左側から第４半導体発光素子チップ４３ｄ、第５半導体発光素子チップ４３ｅ、及び第６半導体発光素子チップ４３ｆとすると、第４及び第５半導体発光素子チップ４３ｄ，４３ｅの間にリフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆが位置するように設けられている。即ち、左前照灯１Ｌと右前照灯１Ｒとの間で、半導体発光素子チップ４３とリフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆとの位置関係が左右対称となるように構成されている。

本実施形態では、このように構成された左右両方の車両用前照灯１Ｌ，１Ｒを用いることにより図５（ａ）〜（ｈ）に示す８つのハイビーム配光パターンを形成することができる。

図５（ａ）は、通常ハイビームの配光パターンを示している。この配光パターンではＨ−Ｖ領域の全域に亘ってハイビームが照射されており、運転者の前方視界を最大まで確保できる配光パターンである。この配光パターンでは、左前照灯１Ｌ及び右前照灯１Ｒの第１〜第６半導体発光素子チップ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ全部が制御部５０により点灯される。

図５（ｂ）は、正面及び右側のハイビーム配光パターンを示している。この配光パターンではＨ-Ｖ領域のうち中央領域及び右側領域にハイビームが照射されており、例えば対向車線側に対向車や歩行者が存在せず、自車線側のうち更に外方に先行車や歩行者が存在する場合に適した配光パターンであり、運転者の前方視認性を運転者の前方視認性を確保しつつ、対向車や対向車線の歩行者にグレアを与えないようにしたものである。

この配光パターンでは、右前照灯１Ｒの第５及び第６半導体発光素子チップ４３ｅ，４３ｆ、及び左前照灯１Ｌの第２及び第３半導体発光素子チップ４３ｂ，４３ｃが制御部５０により点灯される。このとき、右前照灯１Ｒにおいてリフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆが第４及び第５半導体発光素子チップ４３ｄ，４３ｅの間に位置するため、第５半導体発光素子チップ４３ｅによる照射領域ＰＡ５のうち左縁部の明瞭領域ＨＣＡがカットラインＣＬとなる。

従って、この配光合成では、合成された照射領域のうち照射領域ＰＡ５の左縁部の明瞭領域ＨＣＡが非照射領域との境界となりカットラインとなっている。

図５（ｃ）は、右側ハイビームの配光パターンを示している。この配光パターンではＨ-Ｖ領域のうち右側領域にハイビームが照射されており、例えば対向車線側に対向車や歩行者が存在せず、自車線側のうち車両正面と外側との間、より具体的にはＶ軸から車一台分程度左方に離れた位置に先行車や歩行者が存在する場合に適した配光パターンである。

この配光パターンでは、右前照灯１Ｒの第６半導体発光素子チップ４３ｆ、及び左前照灯１Ｌの第３半導体発光素子チップ４３ｃが制御部５０により点灯される。
右前照灯１Ｒの照射領域ＰＡ６と左前照灯１Ｌの照射領域ＰＡ３との配光合成では、照射領域ＰＡ６が左右方向に延びる略台形状であるため、前述の照射領域ＰＡ３での明瞭領域ＨＣＡは照射領域ＰＡ６の中央部で重なることになり、結果的に非照射領域との境界に位置せず、カットラインＣＬとならない。

図５（ｄ）は、車両正面を除く左右両側のハイビーム配光パターンを示している。この配光パターンではＨ-Ｖ領域のうち中央領域を除く左右両側の領域にハイビームが照射されており、例えば対向車線側に対向車や歩行者が存在せず、自車線側のうち車両正面左側、より具体的にはＶ軸に対し左側で接する位置に先行車や歩行者が存在する場合に適した配光パターンである。

この配光パターンでは、右前照灯１Ｒの第４及び第６半導体発光素子チップ４３ｄ，４３ｆ、及び左前照灯１Ｌの第３半導体発光素子チップ４３ｃが制御部５０により点灯される。右前照灯１Ｒの照射領域ＰＡ６と左前照灯１Ｌの照射領域ＰＡ３との配光合成では、上述のように、照射領域ＰＡ３の明瞭領域ＨＣＡはカットラインＣＬとはならない。その一方、合成された照射領域のうち左側の一領域、即ち照射領域ＰＡ４では、右縁部の明瞭領域ＨＣＡが、非照射領域との境界となり、カットオフラインＣＬとなっている。

図５（ｅ）は、車両正面を除く左右両側のハイビーム配光パターンを示している。この配光パターンではＨ-Ｖ領域のうち中央領域を除く左右両側の領域にハイビームが照射されており、例えば対向車線側に対向車や歩行者が存在せず、自車線側のうち車両真正面、より具体的にはＶ軸に重なる位置に先行車や歩行者が存在する場合に適した配光パターンである。

この配光パターンでは、右前照灯１Ｒの第４半導体発光素子チップ４３ｄ、及び左前照灯１Ｌの第３半導体発光素子チップ４３ｃが制御部５０により点灯される。このとき、右前照灯１Ｒにおいてリフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆが第４及び第５半導体発光素子チップ４３ｄ，４３ｅの間に位置するため、第４半導体発光素子チップ４３ｄによる照射領域ＰＡ４のうち右縁部が明瞭領域ＨＣＡとなる。また、左前照灯１Ｌにおいてリフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆが第２及び第３半導体発光素子チップ４３ｂ，４３ｃの間に位置するため、第３半導体発光素子チップ４３ｃによる照射領域ＰＡ３のうち左縁部領域が明瞭領域ＨＣＡとなる。

この合成配光では、合成された照射領域のうち左側の一領域、即ち合成領域ＰＡ４では右縁部の明瞭領域ＨＣＡが、そして右側の一領域、即ち合成領域ＰＡ３では左縁部の明瞭領域ＨＣＡが、それぞれ非照射領域との境界となり、それぞれカットオフラインＣＬとなっている。

図５（ｆ）は、車両正面を除く左右両側のハイビーム配光パターンを示している。この配光パターンではＨ-Ｖ領域のうち中央領域を除く左右両側の領域にハイビームが照射されており、例えば自車線側に先行者や歩行者が存在せず、対向車線側のうち車両正面右側、より具体的にはＶ軸に対し右側で接する位置に対向車や歩行者が存在する場合に適した配光パターンである。

この配光パターンでは、右前照灯１Ｒの第４半導体発光素子チップ４３ｄ、及び左前照灯１Ｌの第１及び第３半導体発光素子チップ４３ａ，４３ｃが制御部５０により点灯される。右前照灯１Ｒの照射領域ＰＡ４と左前照灯１Ｌの照射領域ＰＡ１との配光合成では、照射領域ＰＡ１が左右方向に延びる略台形形状であるため、前述の照射領域ＰＡ４での明瞭領域ＨＣＡは照射領域ＰＡ１の中央部で重なることになり、結果的に非照射領域との境界に位置せず、カットラインＣＬとなっていない。

その一方、合成された照射領域のうち右側の一領域、即ち合成領域ＰＡ３では左縁部の明瞭領域ＨＣＡが非照射領域との境界となり、カットオフラインＣＬとなっている。

図５（ｇ）は、左側ハイビームの配光パターンを示している。この配光パターンではＨ-Ｖ領域のうち左側領域にハイビームが照射されており、例えば自車線側に先行者や歩行者が存在せず、対向車線側のうち車両正面と外側との間、より具体的にはＶ軸から車一台分程度右方に離れた位置に対向車や歩行者が存在する場合に適した配光パターンである。

この配光パターンでは、右前照灯１Ｒの第４半導体発光素子チップ４３ｄ、及び左前照灯１Ｌの第１半導体発光素子チップ４３ａが制御部５０により点灯される。右前照灯１Ｒの照射領域ＰＡ４と左前照灯１Ｌの照射領域ＰＡ１との配光合成では、照射領域ＰＡ１が左右方向に延びる略台形状であるため、前述の照射領域ＰＡ４での明瞭領域ＨＣＡは照射領域ＰＡ１の中央部で重なることになり、結果的に非照射領域との境界に位置せず、カットオフラインＣＬとなっていない。

図５（ｈ）は、正面及び左側のハイビーム配光パターンを示している。この配光パターンではＨ-Ｖ領域のうち中央領域及び左側領域にハイビームが照射されており、例えば自車線側に先行車や歩行者が存在せず、対向車線側のうち更に外方に対向車や歩行者が存在する場合に適した配光パターンである。

この配光パターンでは、右前照灯１Ｒの第４及び第５半導体発光素子チップ４３ｄ，４３ｅ、及び左前照灯１Ｌの第１及び第２半導体発光素子チップ４３ａ，４３ｂが制御部５０により点灯される。この配光合成では、合成された照射領域にうち照射領域ＰＡ２の右縁部の明瞭領域ＨＣＡが非照射領域との境界となり、カットオフラインＣＬとなっている。

このように、左右両方の車両用前照灯１Ｌ，１Ｒを用いることで、図５（ａ）〜（ｈ）に示す８つのハイビーム配光パターンを形成することができる。従って、例えば、前方車両がカーブにさしかかって、前方車両の位置が図５（ｂ）に図示される位置から図５（ｈ）に図示される位置まで（すなわち、図５中の左側から右側へ）移動する際、前方車両の位置の変化に応じて、配光パターンを図５（ｂ）から図５（ｈ）に示される配光パターンに次々と切り替えていくことで、カットオフラインＣＬを形成する位置を順次切り替えることができる。このように、運転者の前方視認性を確保しつつ、対向車や対向車線の歩行者にグレアを与えないように、きめ細やかな配光パターンの制御を実現することができる。

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１Ｌ（１Ｒ）によれば、複数の半導体発光素子チップ４３は、車両の左右方向に沿って配置され、リフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆは、隣り合う半導体発光素子チップ４３ｂ，４３ｃ（４３ｄ，４３ｅ）の間に配置されるため、車両前方に照射される照射領域ＰＡ２〜ＰＡ３（ＰＡ４〜ＰＡ５）の端部が明瞭領域ＨＣＡとなる。その照射領域ＰＡ２〜ＰＡ３（ＰＡ４〜ＰＡ５）の明瞭領域ＨＣＡを配光パターンの端部に配置することで、輪郭が明瞭で輝度の高いカットオフラインＣＬを形成することができる。また、カットオフラインＣＬから徐々に光度が変化する自然な光度分布とすることができる。

また、本実施形態の車両用前照灯１Ｌ（１Ｒ）によれば、投影レンズを用いなくても車両前方に配光できる構造であるため、製造コストを削減することができる。また、投影レンズを使わずにリフレクタ４５を介して半導体発光素子チップ４３からの光を漏れなく前方へ反射するため、光の利用効率も向上する。

また、本実施形態の車両用前照灯１Ｌ（１Ｒ）によれば、半導体発光素子チップ４３の発光面４４は四角形状であり、この四角形状の各辺のうち焦点Ｆに近い一辺が車両の前後方向に沿うように半導体発光素子チップ４３が配置されているため、カットオフラインＣＬを上下方向により明確に形成することができる。

また、本実施形態の車両用前照灯１Ｌ，１Ｒによれば、左前照灯１Ｌと右前照灯１Ｒとの間で、半導体発光素子チップ４３とリフレクタ４５の反射面４５ａの焦点Ｆとの位置関係が左右対称となるように構成されているため、左前照灯１Ｌと右前照灯１Ｒとを制御部５０により協調して制御することにより、先行車又は対向車などの走行位置に応じて、カットオフラインＣＬの配置を含めた緻密且つ最適な配光パターンの制御を実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
上記実施形態では、各車両用前照灯に設けられる半導体発光素子チップを３つとしたが、これに限らずそれ以外の数としても良い。また、複数の半導体発光素子チップを一列の状態で並べたが、これに限らず二列などの複数列にしても良い。また、半導体発光素子チップの発光面の形状を正方形としたが、これに限らず長方形などの矩形状を採用することができる。

１Ｌ，１Ｒ：車両用前灯具、２１：灯具ボディ、２２：アウターカバー、３０：灯具ユニット、３１：ホルダ、３１ａ：上面、３１ｂ：フランジ、３１ｃ：放熱フィン、３２：姿勢調整機構、３２ａ：ボルト部材、３２ｂ：ナット部材、４０：光源ユニット、４１：光源、４２：基板、４３：半導体発光素子チップ、４３ａ：第１半導体発光素子チップ、４３ｂ：第２半導体発光素子チップ、４３ｃ：第３半導体発光素子チップ、４３ｄ：第４半導体発光素子チップ、４３ｅ：第５半導体発光素子チップ、４３ｆ：第６半導体発光素子チップ、４４：発光面、４５：リフレクタ、４５ａ：反射面、５０：制御部、５１：電力線、５２：制御線

Claims (5)

1. 複数の半導体発光素子チップと、
   反射面を有し、該反射面によって前記複数の半導体発光素子チップから発せられる光を反射して車両前方へ照射するリフレクタと、
   を備え、
   前記複数の半導体発光素子チップは、車両の左右方向に並んで配置され、
   隣り合う前記複数の半導体発光素子チップは、互いに独立して点消灯可能であり、
   前記複数の半導体発光素子チップが全て点灯する第１点灯モードと、前記複数の半導体発光素子チップの一部のみが点灯する第２点灯モードと、を有し、
   前記第２点灯モードにおいて、点灯している半導体発光素子チップによって形成される照射領域の右端又は左端の少なくとも一方にカットオフラインを形成し、
   前記カットオフラインは、前記反射面によって得られる少なくとも一つの半導体発光素子チップの照射領域における仮想最小像から仮想最大像までの各像が、その右端部又は左端部で重なった状態として照射されることにより形成される、
   車両用前照灯。
2. 前記仮想最大像の寸法は、前記仮想最小像の２倍以下となるように設定されている、
   請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記カットオフラインは、前記反射面の焦点付近から発せられた光が収束した領域であり、同一の半導体発光素子チップから発せられる照射領域における他の領域よりも明瞭且つ輝度が高い領域である、
   請求項１または２に記載の車両用前照灯。
4. 前記反射面は、回転放物面を基調としている、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
5. 前記反射面の焦点に対して前記半導体発光素子チップの右側又は左側が近接配置されている、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
   
   
   
   
   
   
   
   

Images