JP6171163B2 - 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凸面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。特に、この発明は、良好な（理想の）ロービーム用配光パターン（すれ違い用配光パターン）を得ることができ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、半導体発光素子からなる光源と、リフレクタと、拡散プリズムレンズと、を備えるものである。光源を点灯発光させると、光源からの光がリフレクタで反射して、その反射光が拡散プリズムレンズを透過して、全体的に車幅方向に長くかつ中央部分に高輝度のホットスポットを有する配光パターンとして車両の前方に照射される。

特開２００８−４１５５８号公報

かかる車両用前照灯においては、良好なロービーム用配光パターンを形成することが重要である。

この発明が解決しようとする課題は、半導体型光源からの光を、リフレクタの反射面と複数の凸面を有するレンズとにより、良好なロービーム用配光パターンとして形成することが重要で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、下向きもしくは上向きの発光面を有し、リフレクタが、半導体型光源の発光面からの光を斜めカットオフラインを有する基本配光パターンとして反射させる第１反射面と、半導体型光源の発光面からの光を水平カットオフラインを有する基本配光パターンとして反射させる第２反射面と、を有し、レンズが、複数の凸面を有し、第１反射面からの斜めカットオフラインを有する基本配光パターンを照射する第１レンズ部と、第２反射面からの水平カットオフラインを有する基本配光パターンを拡散させて車両の前方に照射する第２レンズ部と、を有する、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、第１レンズ部が、第１反射面に対応して設けられていて、平面もしくは曲率半径が大きい凸面である凸状自由曲面を有し、第２レンズ部が、第２反射面に対応して設けられていて、曲率半径が第１レンズ部の曲率半径よりも小さい凸面である凸状自由曲面を有する、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、第１反射面が、リフレクタの所定の経度範囲と所定の緯度範囲内に設けられていて、所定の経度範囲が、リフレクタの基準光軸とリフレクタとの交点を通る経度線を経度０°として、経度０°から走行車線側に斜めカットオフラインの傾斜角度に対応した経度角度までの範囲であり、所定の緯度範囲が、リフレクタの基準光軸を含む面とリフレクタとの交線を緯度０°として、半導体型光源の発光面の上下方向の位置ずれが許容できる緯度角度以上の範囲である、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、レンズが、車両の平面視において、車両の内側から外側にかけて車両の前側から後側に傾斜していて、複数の凸状自由曲面が、リフレクタの基準光軸と平行な中心軸に対して車両内側の面を光の出射方向側に曲げ、中心軸に対して車両外側の面を光の出射方向と反対側に曲げてなる、ことを特徴とする。

この発明の車両用前照灯は、半導体型光源からの光を、リフレクタの反射面と複数の凸面を有するレンズとにより、良好なロービーム用配光パターンとして形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分解斜視図である。 図３は、左側のランプユニットを示す斜視図である。 図４は、左側のランプユニットを示す正面図である。 図５は、図４におけるＶ−Ｖ線断面図である。 図６は、リフレクタを示す正面図である。 図７は、レンズを示す正面図である。 図８は、リフレクタを示す平面図である。 図９は、半導体型光源の発光チップ（発光面）を示す説明図である。 図１０は、リフレクタの第１反射面の緯度の範囲を示す説明図である。 図１１は、リフレクタの第１反射面の経度の範囲を示す説明図である。 図１２は、リフレクタで反射されて得られる基本配光パターンを示す説明図である。 図１３は、レンズを透過して得られる配光パターンを示す説明図である。 図１４は、図４におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。 図１５は、図１４におけるレンズの１つのプリズム部を透過する光路（光線）を示す説明図である。 図１６は、図１５における光路がスクリーンに到達した位置を示す説明図である。 図１７は、図１４におけるレンズの１つのプリズム部により形成される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（実施例）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。スクリーンの上側とは、左右の水平線ＨＬ−ＨＲより上側を言う。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、図１３、図１７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。

（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。図１中、符号１Ｌ、１Ｒは、この実施形態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５、図１４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および前記リフレクタ３および前記レンズ４および前記ヒートシンク部材５および前記カバー部材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２、図５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２３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、図９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２４をなす。この結果、前記発光面２４は、下側Ｄに向いている。前記発光チップ２０の前記発光面２４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９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２４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２４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２４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２に示すように、反射部３０と、取付部３３と、から構成されている。前記取付部３３は、スクリュー３４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、ひとつの連続面で形成された反射面が設けられている。

前記反射面は、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（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。前記反射面は、図６、図８に示すように、第１反射面３１（図６、図８中の太い実線で囲まれた範囲の面）と、第２反射面３２（図６、図８中の太い実線の外側の範囲の面）と、を有する。

前記第１反射面３１は、前記半導体型光源２の前記発光面２４からの光を、図１２（Ａ）に示す、斜めカットオフラインＣＬ１と水平カットオフラインＣＬ２とを有する基本配光パターン（以下、「第１基本配光パターン」と称する）Ｐ１として反射させる自由曲面の反射面である。前記第１基本配光パターンＰ１は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから左側（走行車線側）に約５°にかけて斜めカットオフラインＣＬ１を有し、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから右側（対向車線側）に約５°にかけて水平カットオフラインＣＬ２を有する。また、前記第１基本配光パターンＰ１は、斜めカットオフラインＣＬ１からスクリーンの下側に約５°にかけて扇形状をなす。

前記第２反射面３２は、前記半導体型光源２の前記発光面２４からの光を、図１２（Ｂ）に示す、水平カットオフラインＣＬ２を有する基本配光パターン（以下、「第２基本配光パターン」と称する）Ｐ２として反射させる自由曲面の反射面である。前記第２基本配光パターンＰ２は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから左右両側に約１０°前後にかけて水平カットオフラインＣＬ２を有する。また、前記第２基本配光パターンＰ２は、水平カットオフラインＣＬ２からスクリーンの下側に約５°にかけて逆山形形状をなす。

前記第１基本配光パターンＰ１と前記第２基本配光パターンＰ２とを合成（重畳）すると、図１２（Ｃ）に示す、斜めカットオフラインＣＬ１と水平カットオフラインＣＬ２とを有する第３基本配光パターンＰ３が得られる。ここで、前記第１基本配光パターンＰ１は、斜めカットオフラインＣＬ１からスクリーンの下側にかけて扇形状をなす。このために、前記第３基本配光パターンＰ３において、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲの左側約５°から約１０°前後にかけての部分には、光の抜けを防止して、滑らかな配光パターンが形成されている。

（第１反射面３１の範囲の説明）
前記第１反射面３１は、前記リフレクタ３の所定の経度範囲と所定の緯度範囲内に設けられている。

前記所定の経度範囲は、図６、図１１に示すように、前記リフレクタ３の前記基準光軸Ｚと前記リフレクタ３との交点を通る経度線を経度０°として、経度０°から走行車線側（右側Ｒ、時計方向側）に前記第１基本配光パターンＰ１の斜めカットオフラインＣＬ１の傾斜角度に対応した経度角度、この例では、約９０°までの範囲である。

前記所定の緯度範囲は、図６、図１０に示すように、前記リフレクタ３の前記基準光軸Ｚを含む面と前記リフレクタ３との交線を緯度０°として、前記半導体型光源２の前記発光面２０の上下方向の位置ずれが許容できる緯度角度、この例では、約６５°以上の範囲である。

（補助反射面３５の説明）
前記リフレクタ３の上縁の中央部すなわち前記ヒートシンク部材５のシェード部５３に対応する部分には、補助反射面３５が設けられている。前記補助反射面３５は、前記半導体型光源２からの光の一部（図示せず）を前記ヒートシンク部材５のシェード部５３を交わすように反射させるものである。前記ヒートシンク部材５のシェード部５３を交わした反射光（図示せず）は、前記レンズ４を透過して車両Ｃの前方（前側Ｆ）に所定の配光パターン（図示せず）で照射され、もしくは、前記カバー部材６に設けた窓部（図示せず）を通過して車両Ｃの外側に所定の配光パターン（図示せず）で照射される。

（レンズ４の説明）
前記レンズ４は、図２〜図５、図７、図１４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４３と、から構成されている。前記取付部４３は、スクリュー４４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４と前記リフレクタ３との間の前後方向の距離は、小さい。

前記レンズ４の前記レンズ部４０は、複数の凸面を有するレンズ（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の平面視において、車両Ｃの内側（右側Ｒ）から外側（左側Ｌ）にかけて車両Ｃの前側Ｆから後側Ｂに傾斜（スラント）していて、かつ、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の前記レンズ部４０の内面（後側Ｂの面）には、入射面４５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４６、４７が設けられている。前記入射面４５は、平面もしくは複合２次曲面をなす。前記出射面４６、４７は、複数の前記凸面であって、凸状自由曲面をなす。この結果、前記レンズ４の前記レンズ部４０は、軸が上下方向のシリンドリカル状のレンズ部（プリズムレンズ部）をなす。

前記レンズ４の前記レンズ部４０は、第１レンズ部４１（図７中の太い実線で囲まれた範囲の部分）と、第２レンズ部４２（図７中の太い実線の外側の範囲の部分）と、を有する。

前記第１レンズ部４１は、前記リフレクタ３の前記第１反射面３１からの前記第１基本配光パターンＰ１を素通しで車両Ｃの前方に照射するレンズ部である。ここで、前記「素通し」とは、前記第１基本配光パターンＰ１をそのまま素通しする場合、前記第１基本配光パターンＰ１を上下左右に適宜移動させて透過させる場合、前記第１基本配光パターンＰ１を左右方向に低拡散させる場合、前記第１基本配光パターンＰ１を左右方向に低拡散させかつ上下方向にさらに低拡散させる場合、これらの組み合わせの場合、を言う。前記第１レンズ部４１は、前記第１反射面３１に対応して設けられていて、平面もしくは曲率半径が大きい前記凸面（前記出射面４７）を有する。なお、前記凸面は、微小凸面群からなる。

前記第２レンズ部４２は、前記リフレクタ３の前記第２反射面３２からの前記第２基本配光パターンＰ２を主に左右方向に（配光パターンの上下方向の厚みを出すために上下方向にも）拡散させて車両Ｃの前方に照射するレンズ部である。前記第２レンズ部４２は、前記第２反射面３２に対応して設けられていて、曲率半径が前記第１レンズ部４１の曲率半径よりも小さい前記凸面（前記出射面４６）を有する。なお、前記凸面は、前記と同様に、微小凸面群からなる。

前記第２レンズ部４２において、前記半導体型光源２に近い部分は、前記第２基本配光パターンＰ２を左右方向に広拡散させる部分であり、一方、前記半導体型光源２に遠い部分は、前記第２基本配光パターンＰ２を左右方向に近い部分と比較して低拡散させる部分である。前記第２レンズ部４２の前記半導体型光源２に近い部分の肉厚は厚く、一方、遠い部分の肉厚は近い部分と比較して薄い。また、前記第２レンズ部４２の前記半導体型光源２に近い部分の前記凸面（前記出射面４６）の曲率半径は小さく、一方、遠い部分の曲率半径は近い部分と比較して大きくかつ前記第１レンズ部４１と比較して小さいかほぼ同等である。

（凸面（出射面４６、４７）の説明）
複数の前記凸状自由曲面すなわち前記凸面（前記出射面４６、４７）は、図１５（Ｃ）に示すように、曲げられている。すなわち、前記リフレクタ３の前記基準光軸Ｚと平行な中心軸Ｚ１に対して車両Ｃの内側（右側Ｒ）の面４６Ｒは、光の出射方向側（前側Ｆ、Ｚ軸＋方向、図１５（Ｃ）中の実線矢印方向側）に曲げられている。一方、前記中心軸Ｚ１に対して車両Ｃの外側（左側Ｌ）の面４６Ｌは、光の出射方向と反対側（後側Ｂ、Ｚ軸−方向、図１５（Ｃ）中の実線矢印方向側）に曲げられている。

この結果、前記レンズ４は、傾斜していても、図１５（Ｃ）、図１６（Ｃ）、図１７（Ｃ）に示すように、傾斜していないレンズ４００と同様の出射光（図１５（Ａ）、図１６（Ａ）参照）および配光パターン（図１７（Ａ）参照）が得られる。すなわち、凸面（出射面）が曲げられていない傾斜したレンズ４０１では、図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ｂ）に示すように、出射光および配光パターンが右側Ｒに偏る。ところが、前記レンズ４は、傾斜していても、図１５（Ｃ）、図１６（Ｃ）、図１７（Ｃ）に示すように、出射光および配光パターンが偏らない。

なお、図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、出射光Ｌ３０、Ｌ３１、Ｌ３のスクリーンにおける上下の位置（°数）は、図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のレンズ４００、４０１、４の水平断面の上下の位置により変わるので、具体的な数値を省略する。

（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５、図１４に示すように、水平板部５０と、フィン部５１と、取付部５２と、前記シェード部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２３、３４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、湾曲腕形状の前記取付部５２が一体に設けられている。前記取付部５２には、前記レンズ４が前記スクリュー４４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、湾曲形状の前記シェード部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２４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５、図１４に示すように、前側Ｆの部分が閉塞し、かつ、後側Ｂの部分が開口した中空状のカバー形状をなす。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６１が一体に設けられている。前記取付部６１は、前記レンズ４の前記取付部４３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。

（作用の説明）
この実施形態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２４から放射される光の大部分Ｌ１は、リフレクタ３の第１反射面３１および第２反射面３２でレンズ４側にそれぞれ反射される。

第１反射面３１で反射された反射光（図示せず）は、図１２（Ａ）に示す第１基本配光パターンＰ１に配光制御されて、レンズ４の第１レンズ部４１を、入射面４５から出射面４７へと、素通しもしくは左右方向に低拡散されて、透過する。第１レンズ部４１から出射する出射光（図示せず）は、図１３（Ａ）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とを有する第１配光パターンＰ１１に配光制御されて車両Ｃの前方に照射される。

第２反射面３２で反射された反射光Ｌ２は、図１２（Ｂ）に示す第２基本配光パターンＰ２に配光制御されて、レンズ４の第２レンズ部４２を、入射面４５から出射面４６へと、左右方向に拡散されて、透過する。第２レンズ部４２から出射する出射光Ｌ３は、図１３（Ｂ）に示すように、水平カットオフラインＣＬ２を有する第２配光パターンＰ１２に配光制御されて車両Ｃの前方に照射される。

そして、図１３（Ａ）に示す第１配光パターンＰ１１と図１３（Ｂ）に示す第２配光パターンＰ１２とが合成（重畳）されて、図１３（Ｃ）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とを有する良好なロービーム用配光パターンＬＰが得られる。

（効果の説明）
この実施形態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。

この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、半導体型光源２からの光Ｌ１を、リフレクタ３の第１反射面３１、第２反射面３２と複数の凸面を有するレンズ４の第１レンズ部４１、第２レンズ部４２とにより、良好なロービーム用配光パターンＬＰとして形成することができる。

すなわち、この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、第１反射面３１で斜めカットオフラインＣＬ１と水平カットオフラインＣＬ２とを有する第１基本配光パターンＰ１を配光制御し、第２反射面３２で水平カットオフラインＣＬ２を有する第２基本配光パターンＰ２を配光制御するものである。また、この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、第１レンズ部４１で第１基本配光パターンＰ１を素通しもしくは左右方向に低拡散させて斜めカットオフラインＣＬ１と水平カットオフラインＣＬ２とを有する第１配光パターンＰ１１を配光制御し、第２レンズ部４２で第２基本配光パターンＰ２を左右方向に拡散させて水平カットオフラインＣＬ２を有する第２配光パターンＰ１２を配光制御する。そして、この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、第１配光パターンＰ１１と第２配光パターンＰ１２とを合成（重畳）して、斜めカットオフラインＣＬ１と水平カットオフラインＣＬ２とを有する良好なロービーム用配光パターンＬＰが得られる。

特に、この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、第１基本配光パターンＰ１が、斜めカットオフラインＣＬ１からスクリーンの下側にかけて扇形状をなす。このために、第３基本配光パターンＰ３において、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲの左側約５°から約１０°前後にかけての部分には、光の抜けを防止して、滑らかな配光パターンが形成されている。これにより、この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、光り抜けがない良好なロービーム用配光パターンＬＰが得られる。

この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、第１反射面３１で配光制御された第１基本配光パターンＰ１を第１レンズ部４１で素通しもしくは左右方向に低拡散させるものである。このために、第１反射面３１と第１レンズ部４１との間の相対位置のずれが多少あっても、第１基本配光パターンＰ１から第１配光パターンＰ１１への配光制御への影響が小さい。すなわち、高精度の配光制御が可能である。

この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、第１レンズ部４１が第１反射面３１に対応して設けられていて、平面もしくは曲率半径が大きい凸面４７を有する。この結果、第１基本配光パターンＰ１から第１配光パターンＰ１１を確実に配光制御することができる。一方、第２レンズ部４２が第２反射面３２に対応して設けられていて、曲率半径が第１レンズ部４１の曲率半径よりも小さい凸面４６を有する。この結果、第２基本配光パターンＰ２から第２配光パターンＰ１２を確実に配光制御することができる。これにより、この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、良好なロービーム用配光パターンＬＰが確実に得られる。

この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、第１反射面３１が、リフレクタ３の所定の経度範囲、すなわち、経度０°から経度約９０°の範囲に設けられているものである。この結果、走行車線側に斜めカットオフラインＣＬ１を確実に形成することができる。また、この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、第１反射面３１が、リフレクタ３の所定の緯度範囲、すなわち、緯度約６５°以上の範囲に設けられている。この結果、図１０に示すように、緯度０°から発光チップ２０を見た場合において、発光チップ２０の上下方向の位置ずれ（図１０中の二点鎖線を参照）が大きい。ところが、緯度９０°から発光チップ２０を見た場合において、発光チップ２０の上下方向の位置ずれ（図１０中の二点鎖線を参照）が小さい。これにより、第１反射面３１において第１基本配光パターンＰ１を配光制御する際に、半導体型光源２の発光チップ２０の発光面２４の上下方向の位置ずれによる影響が小さく、斜めカットオフラインＣＬ１と水平カットオフラインＣＬ２とを有する第１基本配光パターンＰ１を確実に配光制御することができる。

この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、複数の凸面（出射面４６、４７）が、図１５（Ｃ）に示すように、曲げられている。すなわち、リフレクタ３の基準光軸Ｚと平行な中心軸Ｚ１に対して車両Ｃの内側（右側Ｒ）の面４６Ｒは、光の出射方向側（前側Ｆ、Ｚ軸＋方向、図１５（Ｃ）中の実線矢印方向側）に曲げられている。一方、中心軸Ｚ１に対して車両Ｃの外側（左側Ｌ）の面４６Ｌは、光の出射方向と反対側（後側Ｂ、Ｚ軸−方向、図１５（Ｃ）中の実線矢印方向側）に曲げられている。

この結果、この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、レンズ４が傾斜していても、図１５（Ｃ）、図１６（Ｃ）、図１７（Ｃ）に示すように、傾斜していないレンズ４００と同様の出射光Ｌ３（図１５（Ａ）、図１６（Ａ）のＬ３０参照）および配光パターンＰ４（図１７（Ａ）のＰ４０参照）が得られる。すなわち、凸面（出射面）が曲げられていない傾斜したレンズ４０１では、図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ｂ）に示すように、出射光Ｌ３１および配光パターンＰ４１が右側Ｒに偏る。ところが、レンズ４が傾斜していても、図１５（Ｃ）、図１６（Ｃ）、図１７（Ｃ）に示すように、出射光Ｌ３および配光パターンＰ４が偏らない。これにより、この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、レンズ４が傾斜していても、良好なロービーム用配光パターンＬＰが確実に得られる。

なお、図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、符号Ｌ２０、Ｌ２１は、リフレクタ（図示せず）の反射面からの反射光であり、符号Ｌ２は、リフレクタ３の第２反射面３２からの反射光である。

この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、複数の凸面（出射面４６、４７）を有するレンズ４を使用するので、図１５（Ｃ）に示すように、レンズ４の複数の凸面（出射面４６、４７）から出射する出射光Ｌ３がレンズ４の前側Ｆで一度集中してから左右方向に拡散するものである。すなわち、拡散配光の開始点がレンズ４の前方に位置する。この結果、車両用前照灯１Ｌ、１Ｒが車両Ｃの後側Ｂ（奥側）に配置されたりしても、また、レンズ４が前記の通り傾斜しいたりしても、レンズ４の複数の凸面（出射面４６、４７）から出射する出射光Ｌ３が車両Ｃのその他の部品（車体など）により遮られるようなことがなく車両Ｃの前方に確実に照射される。また、車両用前照灯１Ｌ、１Ｒの車両Ｃへのレイアウトの自由度が増す。

この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、第２レンズ部４２のうち半導体型光源２に近い部分が第２基本配光パターンＰ２を左右方向に広拡散させる部分であり、一方、半導体型光源２に遠い部分が第２基本配光パターンＰ２を左右方向に近い部分と比較して低拡散させる部分である。この結果、半導体型光源２に近い部分が半導体型光源２からの強い光を広拡散させて、一方、半導体型光源２に遠い部分が半導体型光源２からの弱い光を低拡散させる。これにより、第２基本配光パターンＰ２を効率良く第１配光パターンＰ１２に配光制御することができる。

この実施形態における車両用前照灯１Ｌ、１Ｒは、レンズ４とリフレクタ３との間の前後方向の距離、すなわち、リフレクタ３の第１反射面３１、第２反射面３２からレンズ４の入射面４５までの距離が小さい。このために、リフレクタ３の第１反射面３１、第２反射面３２とレンズ４の第１レンズ部４１、第２レンズ部４２との間の相対位置のずれが多少あっても、第１基本配光パターンＰ１、第２基本配光パターンＰ２から第１配光パターンＰ１１、第２配光パターンＰ１２への配光制御への影響が小さい。すなわち、高精度の配光制御が可能である。

（実施形態以外の例の説明）
この実施形態においては、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、この実施形態においては、半導体型光源２の発光チップ２０の発光面２４が下側Ｄに向いているものである。ところが、この発明においては、半導体型光源２の発光チップ２０の発光面２４が上側Ｕに向いているものであっても良い。

さらに、この実施形態においては、レンズ４の出射面４６、４７が複数の凸面をなすものである。ところが、この発明においては、レンズの入射面が複数の凸面をなすものであっても良いし、レンズの出射面および入射面が複数の凸面をなすものであっても良い。

さらにまた、この実施形態においては、第２レンズ部４２が第２反射面２からの反射光Ｌ２を全て拡散させるレンズ部から構成されているものである。ところが、この発明においては、第２レンズ部４２のうち第１レンズ部４１に隣り合う第２レンズ部４２の全部もしくは一部が第２反射面２からの反射光Ｌ２を素通しさせるレンズ部から構成されているものであっても良い。

さらにまた、この実施形態においては、レンズ４の入射面４５が平面もしくは複合２次曲面をなし、レンズ４の出射面４６、４７が複数の凸面であって、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４５が複数の凸面であって、凸状自由曲面をなし、レンズ４の出射面４６、４７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。

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
２３ スクリュー
２４ 発光面
３ リフレクタ
３０ 反射部
３１ 第１反射面
３２ 第２反射面
３３ 取付部
３４ スクリュー
３５ 補助反射面
４ レンズ
４０ レンズ部
４１ 第１レンズ部
４２ 第２レンズ部
４３ 取付部
４４ スクリュー
４５ 入射面
４６、４７ 出射面
５ ヒートシンク部材
５０ 水平板部
５１ フィン部
５２ 取付部
５３ シェード部
６ カバー部材
６０ 挿入開口部
６１ 取付部
６２ 通気開口部
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）
Ｃ 車両
ＣＬ１ 斜めカットオフライン
ＣＬ２ 水平カットオフライン
Ｆ１ リフレクタの基準焦点
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
Ｌ１ 半導体型光源からの光
Ｌ２、Ｌ２０、Ｌ２１ 反射光
Ｌ３、Ｌ３０、Ｌ３１ 出射光
ＬＰ ロービーム用配光パターン
Ｏ 発光面の中心
Ｐ１ 第１基本配光パターン
Ｐ２ 第２基本配光パターン
Ｐ３ 第３基本配光パターン
Ｐ１１ 第１配光パターン
Ｐ１２ 第２配光パターン
Ｐ４、Ｐ４０、Ｐ４１ 配光パターン
Ｘ Ｘ軸
Ｙ Ｙ軸
Ｚ リフレクタの基準光軸（Ｚ軸）
Ｚ１ 中心軸

Claims (4)

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、下向きもしくは上向きの発光面を有し、
   前記リフレクタは、基準焦点及び基準光軸を有する１つの自由曲面からなる反射面を有し、前記反射面の一部であり前記半導体型光源の前記発光面からの光を斜めカットオフラインを有する基本配光パターンとして反射させる第１反射面と、前記反射面の一部であり前記半導体型光源の前記発光面からの光を水平カットオフラインを有する基本配光パターンとして反射させる第２反射面と、を有し、
   前記レンズは、複数の凸面を有し、前記第１反射面からの前記斜めカットオフラインを有する基本配光パターンを照射する第１レンズ部と、前記第２反射面からの前記水平カットオフラインを有する基本配光パターンを拡散させて車両の前方に照射する第２レンズ部と、を有し、
   前記第１レンズ部は、前記第１反射面に対応して設けられていて、曲率半径が大きい前記凸面である凸状自由曲面の出射面を有し、
   前記第２レンズ部は、前記第２反射面に対応して設けられていて、曲率半径が前記第１レンズ部の前記出射面の曲率半径よりも小さい前記凸面である凸状自由曲面の出射面を有する、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 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、下向きもしくは上向きの発光面を有し、
   前記リフレクタは、基準焦点及び基準光軸を有する１つの自由曲面からなる反射面を有し、前記反射面の一部であり前記半導体型光源の前記発光面からの光を斜めカットオフラインを有する基本配光パターンとして反射させる第１反射面と、前記反射面の一部であり前記半導体型光源の前記発光面からの光を水平カットオフラインを有する基本配光パターンとして反射させる第２反射面と、を有し、
   前記レンズは、複数の凸面を有し、前記第１反射面からの前記斜めカットオフラインを有する基本配光パターンを照射する第１レンズ部と、前記第２反射面からの前記水平カットオフラインを有する基本配光パターンを拡散させて車両の前方に照射する第２レンズ部と、を有し、
   前記第１レンズ部は、前記第１反射面に対応して設けられていて、平面の出射面を有し、
   前記第２レンズ部は、前記第２反射面に対応して設けられていて、凸状自由曲面の出射面を有する、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
3. 前記第１レンズ部は、前記基本配光パターンを素通しさせる平面の出射面を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
4. 前記第１反射面は、前記リフレクタの所定の経度範囲と所定の緯度範囲内に設けられていて、
   前記所定の経度範囲は、前記リフレクタの基準光軸と前記リフレクタとの交点を通る経度線を経度０°として、経度０°から走行車線側に前記斜めカットオフラインの傾斜角度に対応した経度角度までの範囲であり、
   前記所定の緯度範囲は、前記リフレクタの基準光軸を含む面と前記リフレクタとの交線を緯度０°として、前記半導体型光源の前記発光面の上下方向の位置ずれが許容できる緯度角度以上の範囲である、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用前照灯。

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