WO2014185510A1 - 車両用前照灯 - Google Patents

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WO2014185510A1
WO2014185510A1 PCT/JP2014/063044 JP2014063044W WO2014185510A1 WO 2014185510 A1 WO2014185510 A1 WO 2014185510A1 JP 2014063044 W JP2014063044 W JP 2014063044W WO 2014185510 A1 WO2014185510 A1 WO 2014185510A1
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light
distribution pattern
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light distribution
semiconductor
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大久保 泰宏
安部 俊也
寿佳 井上
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市光工業株式会社
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    • F21S45/40Cooling of lighting devices
    • F21S45/49Attachment of the cooling means

Definitions

  • the present invention is a lens direct-illumination type in which light from a semiconductor-type light source is incident on a lens and can be irradiated from the lens to the front of a vehicle as two light distribution patterns, for example, a low-beam light distribution pattern and a high-beam light distribution pattern. This relates to a vehicle headlamp.
  • the conventional vehicular headlamp disclosed in Patent Document 1 includes a semiconductor light emitting element, a projection lens, a light guide, a movable light shielding member, and an actuator that moves the movable light shielding member.
  • the movable light shielding member when the movable light shielding member is located at the non-shielding position, the light from the semiconductor light emitting element is incident on the projection lens and the light guide, respectively, and the side zone from the projection lens.
  • the light distribution pattern for the vehicle is irradiated in front of the vehicle, and the light distribution for the center zone is applied to the front of the vehicle.
  • the movable light shielding member when the movable light shielding member is located at the shielding position, the light incident on the light guide from the semiconductor light emitting element is shielded by the movable light shielding member, so that only the side zone light distribution pattern is irradiated from the projection lens to the front of the vehicle.
  • a high beam light distribution pattern and a split high beam light distribution pattern are obtained.
  • the conventional vehicle headlamp disclosed in Patent Document 2 includes a light source, a lens, a first reflection surface, and a second reflection surface.
  • the first reflecting surface when the first reflecting surface is located at the open position, the light from the light source passes through the lens and is irradiated to the front of the vehicle as a light distribution pattern for passing beams.
  • the first reflecting surface when the first reflecting surface is located at the light shielding position, the light from the light source is reflected by the first reflecting surface, and the reflected light is reflected by the second reflecting surface, and the light distribution pattern for the traveling beam is forward of the vehicle. Irradiated.
  • the projection lens can be applied to a lamp unit (lens direct-lighting type lamp unit) that irradiates two light distribution patterns, for example, a high beam light distribution pattern and a split high beam light distribution pattern, respectively, in front of the vehicle. Can not.
  • the means for forming the traveling beam light distribution pattern is the first reflecting surface and the second reflecting surface, the light from the semiconductor light source is incident on the lens. It is not applicable to a lamp unit (lens direct-type lamp unit) that irradiates two light distribution patterns from the lens as a light distribution pattern for a passing beam and a light distribution pattern for a traveling beam. .
  • the problem to be solved by the present invention is that a conventional vehicle headlamp cannot obtain two light distribution patterns, for example, a low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern, in a lens direct light type lamp unit. It is in.
  • a semiconductor-type light source a lens that irradiates light from the semiconductor-type light source as a first light distribution pattern and a second light distribution pattern, respectively, in front of the vehicle, a light control member, and a light control member.
  • a driving member that can be moved and switched between the first position and the second position, the lens is composed of a main lens portion and an auxiliary lens portion, and the light control member is a semiconductor-type light source and an auxiliary lens.
  • a second position where the first light distribution pattern is irradiated in front of the vehicle and the light control member is a position between the semiconductor light source and the main lens portion. The second light distribution pattern is irradiated to the front of the vehicle when the vehicle is located in the position.
  • variable focus lens that displaces the focal point of the auxiliary lens unit when the light control member is positioned at the first position upward relative to the focal point of the auxiliary lens unit when positioned at the second position. It is characterized by providing a part.
  • the light control member is rotated between the first position and the second position by the driving member, and the rotation center of the light control member is located behind the light emitting surface of the semiconductor light source. It is characterized by that.
  • the fourth invention is characterized in that the auxiliary lens portion is disposed below the main lens portion.
  • the fifth invention is characterized in that a part of the light control member and the auxiliary lens portion positioned at the first position overlap vertically.
  • a semiconductor-type light source a lens that irradiates light from the semiconductor-type light source as a first light distribution pattern and a second light distribution pattern, respectively, in front of the vehicle, a light control member, and a light control member.
  • a driving member that can be moved and switched between the first position and the second position, the lens is composed of a main lens portion and an auxiliary lens portion, and the light control member is a semiconductor-type light source and an auxiliary lens.
  • a second position where the first light distribution pattern is irradiated in front of the vehicle and the light control member is a position between the semiconductor light source and the main lens portion.
  • the second light distribution pattern is irradiated to the front of the vehicle, and when the light control member is located at the first position, the portion of the light control member located on the main lens portion side is The focal point is displaced downward.
  • the light control member is rotated between the first position and the second position by the driving member, and the rotation center of the light control member is located behind the light emitting surface of the semiconductor light source. It is characterized by that.
  • the eighth invention is characterized in that the auxiliary lens portion is disposed below the main lens portion.
  • the ninth invention is characterized in that the light control member located at the first position and the auxiliary lens portion partially overlap each other in the vertical direction.
  • a semiconductor light source a lens that irradiates light from the semiconductor light source to the front of the vehicle as a first light distribution pattern and a second light distribution pattern, a light control member, and a light control member.
  • a drive member that is movable and switchable between the first position and the second position, and when the lens is located at a first position, which is a position between the semiconductor light source and the auxiliary lens unit,
  • the first light distribution pattern is irradiated to the front of the vehicle and the light control member is positioned at the second position, which is a position between the semiconductor light source and the main lens portion
  • the second light distribution pattern is respectively applied to the front of the vehicle.
  • the focus of the upper part of the light control member is displaced upward or downward relative to the focus of the other part, and the focus of the lower part of the light control member becomes the focus of the other part. In contrast, it is displaced downward or upward To.
  • the eleventh invention is characterized in that the focal points of the upper and lower intermediate portions of the light control member are not displaced in the upper and lower sides.
  • the focal point of the portion that becomes the optical axis side of the main lens portion is displaced downward with respect to the focal point of the other portion, and the light The focal point of the portion of the control member that is opposite to the optical axis side of the main lens portion when positioned at the first position is displaced upward with respect to the focal point of the other portion.
  • the light control member is rotated between the first position and the second position by the driving member, and the rotation center of the light control member is located behind the light emitting surface of the semiconductor-type light source. It is characterized by that.
  • the fourteenth invention is characterized in that the auxiliary lens portion is disposed below the main lens portion.
  • the fifteenth invention is characterized in that the light control member and the auxiliary lens portion located at the first position partially overlap each other in the vertical direction.
  • a semiconductor-type light source a lens that irradiates light from the semiconductor-type light source as a first light distribution pattern and a second light distribution pattern, respectively, in front of the vehicle, a light control member, and a light control member.
  • a drive member that is movable and switchable between the first position and the second position, and when the lens is located at a first position, which is a position between the semiconductor light source and the auxiliary lens unit, When the first light distribution pattern is irradiated to the front of the vehicle and the light control member is positioned at the second position, which is a position between the semiconductor light source and the main lens portion, the second light distribution pattern is respectively applied to the front of the vehicle.
  • the irradiation and light control member is formed of a light transmission member, and includes a variable focus lens part and an attachment part.
  • the seventeenth invention is characterized in that a fixed focus lens portion is provided between the variable focus lens portion and the attachment portion.
  • the eighteenth aspect of the invention is characterized in that a gradual change focus lens portion is provided between the variable focus lens portion and the fixed focus lens portion.
  • At least a surface of the light control member that faces the semiconductor light source of the attachment portion forms a concave curved surface that is recessed with respect to the semiconductor light source, and at least a surface that faces the semiconductor light source of the attachment portion.
  • the surface on the opposite side forms a convex curved surface that protrudes on the opposite side to the semiconductor light source.
  • the vehicle headlamp of the first to fifth inventions when the light control member is located at the first position, most of the light from the semiconductor-type light source is directly incident on the main lens portion of the lens, and Part of the light from the semiconductor-type light source enters the auxiliary lens portion of the lens via the light control member, and the first light distribution pattern is irradiated from the lens to the front of the vehicle. Further, when the light control member is located at the second position, a part of the light from the semiconductor-type light source is incident on the main lens portion of the lens through the light control member, and the remaining light from the semiconductor-type light source is The light directly enters the auxiliary lens portion of the lens, and the second light distribution pattern is irradiated from the lens to the front of the vehicle. As a result, two light distribution patterns, such as a low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern, can be obtained with certainty in a lens direct-type lamp unit.
  • the light control member when the light control member is located at the first position, most of the light from the semiconductor-type light source is directly incident on the main lens portion of the lens, and A part of the light from the semiconductor-type light source enters the auxiliary lens portion of the lens through the light control member, and a first light distribution pattern, for example, a low beam light distribution pattern is irradiated from the lens to the front of the vehicle.
  • a first light distribution pattern for example, a low beam light distribution pattern is irradiated from the lens to the front of the vehicle.
  • the focal point of the portion on the optical axis side of the main lens portion of the light control member is displaced downward with respect to the focal point of the other portion. For this reason, the outgoing light emitted from the portion of the light control member on the optical axis side of the main lens portion becomes downward outgoing light.
  • the light control member when the light control member is located at the second position, most of the light from the semiconductor-type light source passes through the light control member to the main lens portion of the lens.
  • a part of the light from the semiconductor-type light source is directly incident on the auxiliary lens portion of the lens, and a second light distribution pattern, for example, a high beam light distribution pattern is irradiated to the front of the vehicle from the lens.
  • the focal point of the upper part of the light control member is displaced upward or downward relative to the focal point of the other part. For this reason, the outgoing light emitted from the upper part of the light control member becomes upward outgoing light or downward outgoing light.
  • the focal point of the lower part of the light control member is displaced downward or upward with respect to the focal point of the other part. For this reason, the outgoing light emitted from the lower part of the light control member becomes downward outgoing light or upward outgoing light.
  • the upward outgoing light emitted from the light control member is transmitted upward through the main lens portion of the lens and deflected upward, while the downward outgoing light emitted from the light control member is transmitted through the main lens portion of the lens. And deflected downward.
  • the light in the upper part of the second light distribution pattern for example, the high beam light distribution pattern is sufficient, and the visibility of traffic signs (overhead signs), trees, people, and the like can be improved.
  • the second light distribution pattern for example, the high-beam light distribution pattern is sufficient, preventing part of the light distribution from being lost, and breaking the light distribution to improve the light distribution continuity.
  • the lateral visibility from the front side of the vehicle can be improved.
  • a good second light distribution pattern for example, a high beam light distribution pattern is obtained.
  • the first light distribution pattern such as the low beam distribution when the second light distribution pattern such as the high beam light distribution pattern is irradiated by the variable focus lens portion of the light control member.
  • a part of the light pattern can be deflected, or a part of the second light distribution pattern such as the high beam light distribution pattern can be deflected when the first light distribution pattern such as the low beam light distribution pattern is irradiated.
  • a 2nd light distribution pattern and a 1st light distribution pattern can be irradiated with high precision.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of main components of a lamp unit showing Embodiment 1 of a vehicle headlamp according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the lamp unit.
  • FIG. 3 is a front view showing the lamp unit.
  • 4 is an explanatory diagram showing an optical path when the light control member is located at the first position (an explanatory diagram corresponding to the sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3).
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an optical path when the light control member is located at the second position (an explanatory diagram corresponding to the sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3).
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of an isoluminous curve showing a low beam light distribution pattern.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of an isoluminous curve showing a high beam light distribution pattern.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of an isoillumination curve showing a low beam distribution pattern and a high beam distribution pattern.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing the radiant heat and thermal convection of the semiconductor light source (an explanatory diagram corresponding to the sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3).
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the center of rotation between the first position and the second position of the light control member (an explanatory diagram corresponding to the sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3).
  • FIG. 11 is a front view showing an outline of a semiconductor-type light source.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram (an explanatory diagram corresponding to a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3) showing a vehicle headlamp according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing an optical path when the light control member is located at the first position in the third embodiment of the vehicle headlamp (an explanatory diagram corresponding to a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3). It is.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing an optical path when the light control member is located at the second position (an explanatory diagram corresponding to the sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3).
  • FIG. 15 is a rear view showing the variable focus lens portion of the light control member.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing the position of the focus of the variable focus lens portion of the light control member.
  • FIG. 17 is an explanatory view (an explanatory view corresponding to a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3) showing Embodiment 4 of the vehicle headlamp according to the present invention.
  • FIG. 18 is a rear view showing the variable focus lens portion of the light control member in Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing the position of the focal point of the variable focus lens portion of the light control member.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram showing a light distribution pattern irradiated from the upper portion, the middle portion, and the lower portion of the variable focus lens portion of the light control member during irradiation of the high beam light distribution pattern.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram showing a light distribution pattern irradiated from the variable focus lens portion of the light control member when the high beam light distribution pattern is irradiated.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram of an isoluminous curve showing a high beam light distribution pattern.
  • FIG. 23 is a plan view showing the entire light control member according to the sixth embodiment of the present invention. 24 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram showing a light distribution pattern irradiated from the variable focus lens portion and the fixed focus lens portion of the light control member when the high beam light distribution pattern is irradiated.
  • FIGS. 6, 7, 20, 21, 22, and 25 are explanatory diagrams of isoluminous intensity curves that show simplified light distribution patterns on the screen drawn by computer simulation.
  • the central isoluminous curve indicates high luminous intensity
  • the outer isoluminous curve indicates low luminous intensity.
  • FIGS. 8 is an explanatory diagram of an isoilluminance curve showing a simplified light distribution pattern on the road surface drawn by computer simulation.
  • the central isoilluminance curve indicates high illuminance
  • the outer isoilluminance curve indicates low illuminance.
  • the unit of the number is “m”.
  • FIGS. 4, 5, 9, 10, 12, 13, 14, and 17, cross-sectional hatching of the lens and the light control member is omitted.
  • front, rear, upper, lower, left, and right are front, rear, upper, lower, left, and right when the vehicle headlamp according to the present invention is mounted on a vehicle.
  • FIG. 1 denotes a vehicle headlamp (for example, a headlamp) according to the first embodiment.
  • the vehicle headlamp 1 is mounted on both left and right ends of the front portion of the vehicle C.
  • the vehicle headlamp 1 includes a lamp housing (not shown), a lamp lens (not shown), a semiconductor light source 2, a lens (fixed lens) 3, and the like. , A light control member (movable lens) 4, a drive member 5, a lens cover member 6, a bearing member 7, a base member 8, and a cooling member 9.
  • the semiconductor-type light source 2, the lens 3, the light control member 4, the drive member 5, the lens cover member 6, the bearing member 7, the base member 8, and the cooling member 9 constitute a lamp unit.
  • the lamp housing and the lamp lens define a lamp chamber (not shown).
  • the lamp units 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9 are disposed in the lamp chamber, and have an optical axis adjustment mechanism for vertical direction (not shown) and an optical axis adjustment for horizontal direction It is attached to the lamp housing via a mechanism (not shown).
  • the semiconductor-type light source 2 is a self-luminous semiconductor-type light source such as an LED, an OEL, or an OLED (organic EL) in this example.
  • the semiconductor light source 2 includes a light emitting chip (LED chip) 20, a package (LED package) in which the light emitting chip 20 is sealed with a sealing resin member, a substrate 21 on which the package is mounted, and an attachment to the substrate 21. And a connector 22 for supplying a current from a power source (battery) to the light emitting chip 20. 4, 5, 9 to 11, 13, and 14, the connector 22 is not shown.
  • the substrate 21 is positioned on the light source mounting portion 80 of the base member 8 by positioning holes and positioning pins, and is mounted on the light source mounting portion 80 of the base member 8 by screws or the like. As a result, the semiconductor light source 2 is attached to the base member 8.
  • the light emitting chip 20 has a planar rectangular shape (planar rectangular shape). That is, four square chips are arranged in the X-axis direction (horizontal direction). Two, three, or five or more square chips, one rectangular chip, or one square chip may be used. Front of the light emitting chip 20 In this example, the rectangular front forms the light emitting surface 23.
  • the light emitting surface 23 faces the front side of the reference optical axis (reference axis) Z of the lens 3.
  • the center O of the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20 is located at or near the reference focal point F of the lens 3 and on or near the reference optical axis Z of the lens 3.
  • X, Y, and Z constitute an orthogonal coordinate (XYZ orthogonal coordinate system).
  • the X axis is a horizontal axis in the left-right direction that passes through the center O of the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20.
  • the right side is the + direction and the left side is the-direction.
  • the Y axis is a vertical axis passing through the center O of the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20, and in the first embodiment, the upper side is the + direction and the lower side is the ⁇ direction.
  • the Z axis is a normal line (perpendicular) passing through the center O of the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20, that is, an axis in the front-rear direction orthogonal to the X axis and the Y axis.
  • the front side is the + direction
  • the rear side is the ⁇ direction.
  • the lens 3 is composed of a light transmissive member. As shown in FIGS. 1 to 5, 9, and 10, the lens 3 includes a main lens portion 30, an auxiliary lens portion (additional lens portion) 31, and a mounting portion 32. Note that a two-dot chain line in FIG. 9 indicates a boundary line between the main lens unit 30 and the auxiliary lens unit 31.
  • the attachment portion 32 is integrally provided at both left and right end portions of the main lens portion 30.
  • the mounting portion 32 is positioned on the lens mounting portion 81 of the base member 8 by a positioning hole and a positioning pin through the lens cover member 6, and the lens mounting portion 81 of the base member 8 by a screw or the like. Is attached. As a result, the lens 3 is attached to the base member 8 via the lens cover member 6.
  • the attachment portion 32 has an integral structure with the lens 3, but may have a separate structure from the lens 3.
  • the lens 3 uses light from the semiconductor-type light source 2 as a first light distribution pattern shown in FIGS. 6C and 8A, a low beam light distribution pattern (passing light distribution pattern) LP, and 7C and FIG. 8B irradiate the front C of the vehicle as a high beam light distribution pattern (running light distribution pattern) HP as the second light distribution pattern.
  • the low-beam light distribution pattern LP includes a lower horizontal cut-off line CL1, an oblique cut-off line CL2, and an upper horizontal cut-off line CL3.
  • the high beam light distribution pattern HP has a hot zone (high luminous intensity band) HZ at the center.
  • the main lens unit 30 has the reference optical axis Z and the reference focal point F as shown in FIGS.
  • the main lens unit 30 uses the central light L1 and a part of the ambient light among the light emitted from the semiconductor light source 2.
  • the central light L1 is light having a predetermined angle (in this example, about 60 °) or more from the X-axis or Y-axis of the hemispherical emission range of the semiconductor-type light source 2, and is the center of the main lens unit 30. It is light incident on the part.
  • the ambient light is light having a predetermined angle (about 60 ° in this example) or less from the X axis or Y axis of the hemispherical emission range of the semiconductor light source 2.
  • a part of the ambient light is light that is incident on a peripheral part of the main lens unit 30 in the peripheral light.
  • the main lens unit 30 is a transmissive lens unit that transmits light from the semiconductor light source 2.
  • the main lens unit 30 uses the light from the semiconductor-type light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light) as a main light distribution pattern (basic light distribution pattern).
  • FIG. A main light distribution pattern MLP of the low-beam light distribution pattern shown in A) and a main light distribution pattern MHP of the high-beam light distribution pattern shown in FIG. That is, the main lens unit 30 uses the light directly incident from the semiconductor light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light) as the main light distribution pattern MLP of the low beam light distribution pattern.
  • Incident light (a part of the remaining ambient light excluding the part of the ambient light in the X-axis direction) is irradiated to the front of the vehicle C as the main light distribution pattern MHP of the high beam light distribution pattern.
  • the main lens unit 30 includes an incident surface 300 on which light from the semiconductor-type light source 2 enters the main lens unit 30 and an output surface 301 on which light incident on the main lens unit 30 exits.
  • the entrance surface 300 of the main lens unit 30 is composed of a free-form surface or a composite quadric surface.
  • the exit surface 301 of the main lens portion 30 has a convex shape protruding to the opposite side of the semiconductor light source 2, and is composed of a free curved surface or a compound quadratic curved surface.
  • the auxiliary lens portion 31 is provided around the main lens portion 30 on the lower side (lower side) in the first embodiment. As a result, as shown in FIG. 9, an opening (upper opening WU) is formed between the semiconductor-type light source 2 and the upper portion of the lens 3.
  • the auxiliary lens unit 31 effectively uses another part L2 of ambient light among the light emitted from the semiconductor-type light source 2.
  • the other part L2 of the ambient light is light that is incident on the auxiliary lens unit 31 among the ambient light.
  • the auxiliary lens portion 31 is a total reflection type lens portion that totally reflects the other part L2 of the ambient light.
  • the auxiliary lens unit 31 is integral with the main lens unit 30.
  • the auxiliary lens unit 31 uses the other part L2 of the ambient light as an auxiliary light distribution pattern, and in the first embodiment, the auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern shown in FIG.
  • Light directly incident on C and incident directly from the semiconductor-type light source 2 (the other part L2 of the ambient light) is used as an auxiliary light distribution pattern SHP of the high-beam light distribution pattern in front of the vehicle C. Irradiate.
  • the auxiliary lens unit 31 includes an incident surface 310 on which another part L2 of the ambient light is incident on the auxiliary lens unit 31, and a reflection on which light incident on the auxiliary lens unit 31 from the incident surface 310 is reflected.
  • a surface 311 and an exit surface 312 from which reflected light reflected by the reflecting surface 311 exits from the auxiliary lens portion 31 to the outside are configured.
  • the entrance surface 310, the reflection surface 311 and the exit surface 312 are each composed of a free-form surface (or a composite quadric surface).
  • the light control member 4 includes a varifocal lens portion 40 at a central portion and mounting portions 41 at both left and right portions.
  • the varifocal lens portion 40 and the attachment portion 41 are made of a light transmitting member and have an integral structure.
  • the attachment portion 41 is positioned and attached to the base member 8 via the bearing member 7. As a result, the light control member 4 is attached to the base member 8 via the bearing member 7 so as to be rotatable between a first position and a second position.
  • the rotation center O ⁇ b> 1 of the light control member 4 is located behind and below the center O of the light emitting surface 23.
  • the light control member 4 is configured to be switchable (rotated) between the first position and the second position by the drive member 5.
  • the first position is a position where the variable focus lens unit 40 is located between the light emitting surface 23 of the semiconductor light source 2 and the incident surface 310 of the auxiliary lens unit 31. is there.
  • the varifocal lens unit 40 is incident on the light emitting surface 23 of the semiconductor light source 2 and the central light L ⁇ b> 1 on the incident surface 300 of the main lens unit 30. It is a position located between the central part.
  • the varifocal lens portion 40 of the light control member 4 located at the first position and the auxiliary lens portion 31 of the lens 3 are partially (mostly) ) Overlap vertically.
  • a slight opening (lower opening WD) is formed between the semiconductor-type light source 2 and the lower portion of the lens 3 and the light control member 4.
  • the varifocal lens unit 40 When the varifocal lens unit 40 is located at the second position, as shown in FIG. 5, the varifocal lens unit 40 transmits the central light L ⁇ b> 1 and enters the central part of the main lens unit 30. As a result, as shown in FIG. 7A, the main light distribution pattern MHP of the high beam light distribution pattern is irradiated from the center of the emission surface 301 of the main lens unit 30 to the front of the vehicle C.
  • the variable focus lens unit 40 has an entrance surface 400 having a concave shape and an exit surface 401 having a convex shape.
  • the incident surface 400 of the varifocal lens unit 40 is in the optical axis (light emission axis) direction of the varifocal lens unit 40, that is, with respect to the light emitting surface 23 of the semiconductor light source 2.
  • the exit surface 401 of the varifocal lens unit 40 is in the optical axis (light exit axis) direction of the varifocal lens unit 40, that is, with respect to the light emitting surface 23 of the semiconductor-type light source 2. Convex shape outside.
  • the variable focus lens unit 40 changes the focus of the auxiliary lens unit 31. That is, as shown in FIG. 11, the focal point (pseudo focal point) F1 of the auxiliary lens unit 31 when positioned at the first position is changed to the focal point F of the auxiliary lens unit 31 when positioned at the second position. On the other hand, it is displaced upward and to the right. The upper displacement of the pseudo focus F1 is shown in FIG. 9 (FIG. 13), but the right displacement is not shown.
  • the pseudo focus F ⁇ b> 1 is a pseudo focus of the auxiliary lens unit 31 through the variable focus lens unit 40.
  • variable focus lens portion 40 gradually decreases in distance from the incident surface 400 and the exit surface 401 from the right side in this example to the left side in this example. That is, the distance between the entrance surface 400 and the exit surface 401 at the right end of the variable focus lens unit 40 is long, and the entrance surface 400 and the exit surface 401 at the left end of the variable focus lens unit 40 are long. The distance between is short.
  • the distance between the incident surface 400 and the exit surface 401 gradually decreases from the upper side to the lower side in the vertical cross section. That is, the distance between the entrance surface 400 and the exit surface 401 at the upper end of the variable focus lens unit 40 is long, and the entrance surface 400 and the exit surface at the lower end of the variable focus lens unit 40.
  • the distance to 401 is short. In the vertical cross section, the distance between the upper entrance surface 400 and the exit surface 401 and the distance between the lower entrance surface 400 and the exit surface 401 may not change.
  • variable focus lens unit 40 has the focal point (pseudo focus) F1 of the auxiliary lens unit 31 when located at the first position, and the auxiliary lens unit 31 when located at the second position. Is displaced upward and to the right with respect to the focal point F. That is, the varifocal lens unit 40 changes the position of the light emitting chip 20 (the light emitting surface 23) of the semiconductor-type light source 2 from an actual position to a virtual position obliquely downward to the right.
  • the auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern shown in FIG. 6B is diagonally lower right than the auxiliary light distribution pattern SHP of the high beam light distribution pattern shown in FIG. 7B.
  • the auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern is positioned below the lower horizontal cut-off line CL1 of the low beam light distribution pattern LP.
  • the variable focus lens unit 40 changes the focal point of the main lens unit 30 and switches the main light distribution pattern irradiated from the main lens unit 30. That is, when the varifocal lens unit 40 is located at the first position, as shown in FIG. 4, the central light L ⁇ b> 1 and a part of the ambient light are directly incident on the main lens unit 30. As a result, the main light distribution pattern MLP (see FIG. 6A) of the low beam light distribution pattern is irradiated from the emission surface 301 of the main lens unit 30 to the front of the vehicle C.
  • the varifocal lens unit 40 When the varifocal lens unit 40 is located at the second position, as shown in FIG. 5, the varifocal lens unit 40 transmits the central light L ⁇ b> 1 and enters the central part of the main lens unit 30. As a result, the main light distribution pattern MHP (see FIG. 7A) of the high beam light distribution pattern is irradiated from the center of the emission surface 301 of the main lens unit 30 to the front of the vehicle C.
  • the varifocal lens unit 40 cuts a part of the light at the central portion of the main light distribution pattern MLP of the low beam light distribution pattern into a central portion of the main light distribution pattern MLP of the low beam light distribution pattern. Raise upward from the offline CL1, CL2, CL3 into a chevron shape. As a result, the central portion of the main light distribution pattern MLP of the low beam light distribution pattern shown in FIG. 6A is aligned with the central portion of the main light distribution pattern MHP of the high beam light distribution pattern shown in FIG. ,Deform. Due to the deformation of the central portion of the main light distribution pattern, a moderation feeling of switching the light distribution pattern can be obtained.
  • the drive member 5 positions the light control member 4 so that the movement (rotation and rotation) can be switched between the first position and the second position.
  • the drive member 5 includes a solenoid 50, a connecting pin 51, and a spring 52.
  • a mounting portion 53 is provided integrally with the solenoid 50.
  • the mounting portion 53 is positioned on the back side of the base mounting portion 82 of the base member 8 by positioning holes and positioning pins, and is mounted on the back side of the base mounting portion 82 of the base member 8 by screws or the like. It has been.
  • the solenoid 50 of the drive member 5 is attached to the base member 8.
  • the solenoid 50 has an advance / retreat rod 54.
  • One end of the connecting pin 51 is fixed to the tip of the advance / retreat rod 54.
  • the other end of the connecting pin 51 is inserted into a long hole 42 provided in the mounting portion 41 of the light control member 4.
  • the forward / backward movement of the forward / backward rod 54 of the solenoid 50 is converted into the rotational movement of the light control member 4 via the connecting pin 51 and the long hole 42.
  • the spring 52 is attached to the bearing member 7. One end of the spring 52 is in elastic contact with the bearing member 7. The other end of the spring 52 is in elastic contact with the light control member 4.
  • the light control member 4 is positioned at the first position by the force of the spring 52.
  • the solenoid 50 is energized, the advancing / retracting rod 54 positioned at the forward movement position moves against the force of the spring 52, and the light control member 4 rotates from the first position to the second position. Located in the second position.
  • the advance / retreat rod 54 located at the retracted position moves forward by the force of the spring 52, and the light control member 4 rotates from the second position to the first position. Located in the first position.
  • the lens cover member 6 has a shape covering the lens 3 as shown in FIGS.
  • the lens cover member 6 is made of a light impermeable member, for example.
  • An opening 60 through which light from the semiconductor-type light source 2 passes through the main lens portion 30 and the auxiliary lens portion 31 of the lens 3 is provided at the center of the lens cover member 6.
  • Attachment portions 61 are integrally provided at both left and right ends of the lens cover member 6.
  • the mounting portion 61 is positioned on the lens mounting portion 81 of the base member 8 by a positioning hole and a positioning pin together with the mounting portion 32 of the lens 3, and the lens of the base member 8 by a screw or the like. It is attached to the attachment part 81.
  • the lens cover member 6 is attached to the base member 8 together with the lens 3.
  • the bearing member 7 has a shape that covers the semiconductor light source 2 and the light source mounting portion 80 of the base member 8.
  • the bearing member 7 is made of a light-impermeable member, for example.
  • An opening through which light from the semiconductor-type light source 2 passes through the main lens portion 30 and the auxiliary lens portion 31 of the lens 3 and the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 is provided at the center of the bearing member 7.
  • a portion 70 is provided.
  • Mounting portions 71 are integrally provided at the four corners of the bearing member 7.
  • the mounting portion 71 is positioned on the front side of the base mounting portion 82 of the base member 8 by positioning holes and positioning pins, and is positioned on the front side of the base mounting portion 82 of the base member 8 by screws or the like. It is attached. As a result, the bearing member 7 is attached to the base member 8.
  • a shaft portion 72 is integrally provided at each of the left and right central portions of the bearing member 7.
  • a rotation hole 43 provided in the attachment portion 41 of the light control member 4 is rotatably supported on the shaft portion 72.
  • the light control member 4 is attached to the bearing member 7 so as to be rotatable between the first position and the second position.
  • the bearing member 7 and the light control member 4 are integrally provided with stoppers 73 and 44, respectively. Thereby, the light control member 4 can be positioned at the first position and the second position.
  • the base member 8 includes the base mounting portion 82, the light source mounting portion 80 at the center of the front side of the base mounting portion 82, and the front side of the base mounting portion 82. And the lens mounting portions 81 at both the left and right end portions.
  • the semiconductor light source 2 is attached to the light source attachment portion 80.
  • the lens 3 is attached to the lens attachment portion 81 via the lens cover member 6.
  • the bearing member 7 on which the light control member 4 is rotatably supported between the first position and the second position is attached to the front side of the base attachment portion 82.
  • the drive member 5 and the cooling member 9 are respectively attached to the back side of the base attachment portion 82.
  • the cooling member 9 has a cooling fan as shown in FIGS.
  • the cooling member 9 is positioned on the back side of the base mounting portion 82 of the base member 8 and is mounted on the back side of the base mounting portion 82 of the base member 8 with a screw or the like. As a result, the cooling member 9 is attached to the base member 8.
  • the vehicle headlamp 1 according to the first embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
  • the advance / retreat rod 54 is located at the advance position and the light control member 4 is located at the first position by the spring force of the spring 52.
  • the variable focus lens unit 40 of the light control member 4 is positioned between the light emitting surface 23 of the semiconductor light source 2 and the incident surface 310 of the auxiliary lens unit 31 of the lens 3. .
  • the light emitting chip 20 of the semiconductor light source 2 is turned on. Then, among the light radiated from the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20, the central light L1 and the part of the peripheral light of the semiconductor light source 2 are directly from the main lens portion 30 of the lens 3 as shown in FIG.
  • the light enters the main lens unit 30 from the incident surface 300. At this time, the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 300. Incident light that enters the main lens unit 30 exits from the exit surface 301 of the main lens unit 30. At this time, the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 301. As shown in FIG.
  • the light emitted from the main lens unit 30 is a main distribution of a low beam light distribution pattern having a lower horizontal cut-off line CL1, an oblique cut-off line CL2, and an upper horizontal cut-off line CL3.
  • the light pattern MLP is irradiated in front of the vehicle C.
  • the light radiated from the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20 another part L2 of the ambient light of the semiconductor light source 2 is as shown in FIG.
  • the light enters from the incident surface 400 into the variable focus lens unit 40.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 400.
  • Incident light that enters the varifocal lens unit 40 exits from the exit surface 401 of the varifocal lens unit 40.
  • the emitted light is subjected to light distribution control on the emission surface 401.
  • the emitted light from the auxiliary lens unit 31 is for the low beam emitted from the main lens unit 30 in front of the vehicle C as an auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern.
  • the central portion of the main light distribution pattern MLP of the light distribution pattern is irradiated obliquely downward to the right.
  • the focal point F of the auxiliary lens unit 31 is displaced to the pseudo focal point F1 diagonally upward to the right as shown in FIG.
  • the position of the light-emitting chip 20 (light-emitting surface 23) of the semiconductor light source 2 changes from the actual position to a virtual position diagonally downward to the right.
  • the auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern is obliquely downward to the right with respect to the center of the screen (intersection of the horizontal line HL-HR on the left and right of the screen and the vertical line VU-VD on the upper and lower sides of the screen).
  • the auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern is located below the lower horizontal cut-off line CL1 of the main light distribution pattern MLP of the low beam light distribution pattern, as shown in FIG. 6B.
  • a main light distribution pattern MLP (see FIG. 6A) of a low beam light distribution pattern having a lower horizontal cut-off line CL1, an oblique cut-off line CL2, and an upper horizontal cut-off line CL3, and a low beam light distribution pattern.
  • the auxiliary light distribution pattern SLP (see FIG. 6B) is combined (superimposed) and has a lower horizontal cut-off line CL1, an oblique cut-off line CL2, and an upper horizontal cut-off line CL3.
  • LP (see FIGS. 6C and 8A) is obtained.
  • the solenoid 50 is energized.
  • the advancing / retreating rod 54 moves backward against the spring force of the spring 52 and is positioned at the retracted position, and the light control member 4 rotates from the first position toward the second position and is positioned at the second position. . That is, the light control member 4 that has been positioned between the semiconductor-type light source 2 and the auxiliary lens unit 31 until now has the light-emitting surface 23 of the semiconductor-type light source 2 and the main lens unit 30 of the lens 3 as shown in FIG. Between the light incident surface 300 and the light incident surface 300.
  • the central light L ⁇ b> 1 of the semiconductor-type light source 2 enters the variable focus lens unit 40 from the incident surface 400 of the variable focus lens unit 40 of the light control member 4. To do. At this time, the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 400. Incident light that enters the varifocal lens unit 40 exits from the exit surface 401 of the varifocal lens unit 40. At this time, the emitted light is subjected to light distribution control on the emission surface 401.
  • Light emitted from the variable focus lens unit 40 enters the main lens unit 30 from the incident surface 300 of the main lens unit 30.
  • a part of the ambient light of the semiconductor light source 2 is directly incident on the main lens unit 30 from the incident surface 300 of the main lens unit 30.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 300.
  • Incident light that has entered the main lens unit 30 exits from the exit surface 301 of the main lens unit 30.
  • the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 301.
  • the emitted light from the main lens part 30 is irradiated ahead of the vehicle C as the main light distribution pattern MHP of the high beam light distribution pattern as shown in FIG.
  • the main light distribution pattern MHP of the high beam light distribution pattern is emitted from the main lens unit 30 via the variable focus lens unit 40. Therefore, the central portion of the main light distribution pattern MHP of the high beam light distribution pattern shown in FIG. 7A is the light of the central portion of the main light distribution pattern MLP of the low beam light distribution pattern shown in FIG. It is deformed into a state where a part of is raised upward in a mountain shape. At this time, a moderation feeling of switching the light distribution pattern is obtained.
  • the other part L2 of the ambient light of the semiconductor light source 2 is directly from the incident surface 310 of the auxiliary lens unit 31, as shown in FIG.
  • the light enters the auxiliary lens unit 31.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 310.
  • Incident light that has entered the auxiliary lens unit 31 is totally reflected by the reflecting surface 311 of the auxiliary lens unit 31.
  • the reflected light is subjected to light distribution control on the reflecting surface 311.
  • the totally reflected light is emitted from the emission surface 312.
  • the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 312. As shown in FIG.
  • the light emitted from the auxiliary lens unit 31 is used for the high beam irradiated from the main lens unit 30 in front of the vehicle C as an auxiliary light distribution pattern SHP of the high beam light distribution pattern.
  • the central portion of the main light distribution pattern MHP of the light distribution pattern is irradiated.
  • the auxiliary light distribution pattern SHP of the high beam light distribution pattern is directly irradiated from the auxiliary lens unit 31 without passing through the variable focus lens unit 40.
  • the focal point F of the auxiliary lens unit 31 is located at the original position, that is, at the center O of the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20 of the semiconductor light source 2 or in the vicinity thereof.
  • the auxiliary light distribution pattern SHP of the high beam light distribution pattern is located at or near the center of the screen (intersection of the horizontal line HL-HR on the left and right of the screen and the vertical line VU-VD on the upper and lower sides of the screen). That is, the auxiliary light distribution pattern SHP of the high beam light distribution pattern is located at the center of the main light distribution pattern MHP of the high beam light distribution pattern.
  • the main light distribution pattern MHP (see FIG. 7A) of the high beam light distribution pattern and the auxiliary light distribution pattern SHP (see FIG. 7B) of the high beam light distribution pattern are combined (superimposed).
  • a high beam light distribution pattern HP (see FIGS. 7C and 8B) having a hot zone HZ in the center is obtained.
  • the advance / retreat rod 54 moves forward by the spring force of the spring 52 and is located at the advance position, and the light control member 4 rotates from the second position toward the first position and is located at the first position. That is, the light control member 4 that has been positioned between the semiconductor-type light source 2 and the main lens unit 30 is positioned between the semiconductor-type light source 2 and the auxiliary lens unit 31.
  • the light control member 4 when the light control member 4 is located at the first position, a part of the light from the semiconductor light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light) is directly received.
  • the light enters the main lens portion 30 of the lens 3 and the remainder of the light from the semiconductor light source 2 (the other part L2 of the ambient light) enters the auxiliary lens portion 31 of the lens 3 via the light control member 4.
  • the low beam light distribution pattern LP is irradiated to the front of the vehicle C from the lens 3.
  • a part of the light from the semiconductor light source 2 enters the main lens portion 30 of the lens 3 via the light control member 4, and Part of light from the semiconductor-type light source 2 (part of ambient light) directly enters the main lens portion 30 of the lens 3 and the rest of the light from the semiconductor-type light source 2 (other part of ambient light) L ⁇ b> 2) directly enters the auxiliary lens portion 31 of the lens 3, and the high beam light distribution pattern HP is irradiated from the lens 3 to the front of the vehicle C.
  • the low-beam light distribution pattern LP and the high-beam light distribution pattern HP can be reliably obtained in the lens direct-type lamp unit.
  • the semiconductor light source 2 when the light control member 4 is located at the first position, a part of the light from the semiconductor light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light) is directly received. Since the remaining light (other part L2 of ambient light) from the semiconductor-type light source 2 enters the auxiliary lens unit 31 through the light control member 4, the semiconductor-type light source 2 is incident on the main lens unit 30. Light (central light L1 and part of ambient light, other part L2 of ambient light) can be used effectively.
  • a part of the light from the semiconductor light source 2 enters the main lens portion 30 through the light control member 4, and the semiconductor type A part of the light from the light source 2 (a part of the ambient light) directly enters the main lens unit 30, and the remaining light from the semiconductor light source 2 (the other part L2 of the ambient light) is directly the auxiliary lens. Since the light is incident on the part 31, the light from the semiconductor-type light source 2 (the central light L1, part of the ambient light, and the other part L2 of the ambient light) can be used effectively.
  • a single light control member 4 is moved and switched between a first position and a second position by a drive member 5. For this reason, the positional accuracy of the first position and the second position of the light control member 4 can be improved.
  • the drive member 5 may be an inexpensive low-output one, for example, a low-output solenoid 50 and a small spring-loaded spring 52, the manufacturing cost can be reduced.
  • the focal point F1 of the auxiliary lens unit 31 when the light control member 4 is located at the first position is the focal point F1 of the auxiliary lens unit 31 when the light control member 4 is located at the second position.
  • a variable focus lens unit 40 that is displaced upward with respect to the focal point F is provided.
  • the auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern obtained when the light control member 4 is positioned at the first position can be positioned below the center of the screen. That is, the auxiliary light distribution pattern SLP of the low beam light distribution pattern may be positioned below the lower horizontal cutoff line CL1 of the main light distribution pattern MLP of the low beam light distribution pattern, as shown in FIG. 6B. It is possible to reliably prevent the occurrence of glare.
  • the light control member 4 is rotated between the first position and the second position by the drive member 5, and the rotation center O1 of the light control member 4 is a semiconductor type. It is located behind the light emitting surface 23 of the light source 2. Therefore, as shown in FIG. 10, the rotation angle ⁇ 1 of the light control member 4 is made smaller than the rotation angle ⁇ 2 when the center O of the light emitting surface 23 is the rotation center of the light control member 4. Can do. Thereby, since the drive member 5 can be reduced in size and output, the unit can be reduced in size and cost.
  • the auxiliary lens unit 31 is disposed below the main lens unit 30. For this reason, when the light control member 4 is positioned at the first position when the drive member 5 is not driven, the light control member 4 can be stopped in the lower side, that is, in the direction of gravity.
  • the drive member 5 can be an inexpensive low-output one, for example, a low-output solenoid 50 and a spring 52 with a small spring load, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • the light control member 4 and the auxiliary lens unit 31 located at the first position partially overlap each other.
  • a large upper opening WU is obtained at the upper part, and a slight lower opening WD is provided at the lower part. It is formed.
  • thermal convection from the lower opening WD to the upper opening WU occurs.
  • the heat (LED radiant heat) generated in the semiconductor light source 2 can be released from the upper opening WU to the outside along the thermal convection as shown by the solid arrow B in FIG. Can be improved.
  • FIG. 12 shows Embodiment 2 of the vehicle headlamp according to the present invention.
  • the vehicle headlamp according to the second embodiment will be described.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 11 denote the same components.
  • the vehicle headlamp 1 according to the first embodiment has the auxiliary lens portion 31 positioned on the lower side with respect to the main lens portion 30, and the first position of the light control member 4 on the lower side.
  • the auxiliary lens unit 31 is positioned above the main lens unit 30, and the first position of the light control member 4 is positioned above.
  • the rotation center O1 of the light control member 4 is positioned behind and above the center O of the light emitting surface 23.
  • the vehicular headlamp according to the second embodiment is configured as described above, substantially the same effect as the vehicular headlamp 1 of the first embodiment can be achieved.
  • FIGS. 1 to 12 show a vehicle headlamp according to a third embodiment of the present invention.
  • the vehicle headlamp according to the third embodiment will be described.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 12 denote the same components.
  • a conventional vehicle headlamp includes a light source, a lens, a first reflecting surface, and a second reflecting surface.
  • the first reflecting surface when the first reflecting surface is located at the open position, the light from the light source passes through the lens and is irradiated to the front of the vehicle as a passing beam light distribution pattern. Further, when the first reflecting surface is located at the light shielding position, the light from the light source is reflected by the first reflecting surface, and the reflected light is reflected by the second reflecting surface, and the light distribution pattern for the traveling beam is forward of the vehicle. Irradiated.
  • stray light may be generated when a light distribution pattern for a passing beam is irradiated to the front of the vehicle due to dimensional tolerances and mounting variations of components.
  • conventional vehicle headlamps are not provided with means for preventing stray light from being generated.
  • the problem to be solved by the present invention is that a conventional vehicle headlamp is not provided with means for preventing stray light from being generated.
  • the present invention includes a semiconductor light source 2, a lens 3, a light control member 4, and a drive member 5.
  • the lens 3 includes a main lens unit 30 and an auxiliary lens unit 31.
  • the drive member 5 positions the light control member 4 so that the movement can be switched between the first position and the second position.
  • the focal point F40U of the upper portion 40U on the optical axis Z side of the main lens portion 30 when positioned at the first position in the light control member 4 is displaced downward relative to the focal point F40D of the lower portion 40D. ing.
  • the present invention can prevent the generation of stray light.
  • a portion 40U located on the main lens portion 30 side of the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 is indicated by a two-dot chain line shown in FIG. This is the upper part. Further, when the light control member 4 is located at the first position, a portion 40D on the opposite side of the portion 40U located on the main lens portion 30 side of the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 is: It is a lower part than the dashed-two dotted line shown in FIG.
  • the upper portion 40U of the varifocal lens portion 40 continuously displaces the reference focus F of the main lens portion 30 downward (see F40U in FIG. 16).
  • the lower portion 40D of the varifocal lens portion 40 continuously displaces the reference focus F of the main lens portion 30 upward (see F40D in FIG. 16). That is, the focal point F40U of the upper portion 40U of the varifocal lens unit 40 is displaced downward with respect to the focal point F40D of the other portion (the lower portion 40D).
  • the vehicle headlamp 1 according to the third embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
  • the advance / retreat rod 54 is located at the advance position and the light control member 4 is located at the first position by the spring force of the spring 52.
  • the varifocal lens portion 40 of the light control member 4 is located between the light emitting surface 23 of the semiconductor light source 2 and the incident surface 310 of the auxiliary lens portion 31 of the lens 3 as shown in FIG. .
  • the light emitting chip 20 of the semiconductor light source 2 is turned on. Then, among the light radiated from the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20, the central light L1 and part of the peripheral light of the semiconductor light source 2 are directly emitted from the main lens portion 30 of the lens 3 as shown in FIG. The light enters the main lens unit 30 from the incident surface 300. At this time, the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 300. Incident light that has entered the main lens unit 30 exits from the exit surface 301 of the main lens unit 30. At this time, the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 301.
  • the emitted light from the main lens unit 30 is irradiated in front of the vehicle C as a main light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP having a lower horizontal cut-off line, an oblique cut-off line, and an upper horizontal cut-off line. .
  • the other part L2 of the ambient light of the semiconductor light source 2 is as shown in FIG. 13 of the variable focus lens unit 40 of the light control member 4.
  • the light enters from the incident surface 400 into the variable focus lens unit 40.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 400.
  • Incident light that enters the varifocal lens unit 40 exits from the exit surface 401 of the varifocal lens unit 40.
  • the emitted light is subjected to light distribution control on the emission surface 401.
  • the emitted light from the auxiliary lens unit 31 is irradiated in front of the vehicle C as an auxiliary light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP.
  • the main light distribution pattern and the auxiliary light distribution pattern are combined (superimposed) to obtain a low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the focal point F40U of the upper portion 40U on the reference optical axis Z side of the main lens portion 30 in the variable focus lens portion 40 is displaced downward with respect to the focal point F40D of the lower portion 40D.
  • the emitted light L3 emitted from the upper portion 40U of the varifocal lens portion 40 becomes a downward emitted light.
  • the outgoing light L4 emitted from the main lens part 30 remains.
  • the downward emitted light L4 becomes a part of the low beam light distribution pattern LP.
  • the solenoid 50 is energized.
  • the advancing / retreating rod 54 moves backward against the spring force of the spring 52 and is positioned at the retracted position, and the light control member 4 rotates from the first position toward the second position and is positioned at the second position. . That is, the light control member 4 that has been positioned between the semiconductor-type light source 2 and the auxiliary lens unit 31 until now has the light-emitting surface 23 of the semiconductor-type light source 2 and the main lens unit 30 of the lens 3 as shown in FIG. Between the light incident surface 300 and the light incident surface 300.
  • the central light L ⁇ b> 1 of the semiconductor-type light source 2 enters the variable focus lens unit 40 from the incident surface 400 of the variable focus lens unit 40 of the light control member 4. To do. At this time, the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 400. Incident light that has entered the varifocal lens unit 40 exits from the exit surface 401 of the varifocal lens unit 40. At this time, the emitted light is subjected to light distribution control on the emission surface 401.
  • Light emitted from the variable focus lens unit 40 enters the main lens unit 30 from the incident surface 300 of the main lens unit 30.
  • a part of the ambient light of the semiconductor light source 2 is directly incident on the main lens unit 30 from the incident surface 300 of the main lens unit 30.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 300.
  • Incident light that enters the main lens unit 30 exits from the exit surface 301 of the main lens unit 30.
  • the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 301.
  • the emitted light from the main lens unit 30 is irradiated in front of the vehicle C as the main light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP.
  • the light emitted from the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20 another part L2 of the ambient light of the semiconductor light source 2 is directly from the incident surface 310 of the auxiliary lens unit 31, as shown in FIG.
  • the light enters the auxiliary lens unit 31.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 310.
  • Incident light that has entered the auxiliary lens unit 31 is totally reflected by the reflecting surface 311 of the auxiliary lens unit 31.
  • the reflected light is subjected to light distribution control on the reflecting surface 311.
  • the totally reflected light is emitted from the emission surface 312.
  • the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 312.
  • the light emitted from the auxiliary lens unit 31 is irradiated in front of the vehicle C as an auxiliary light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP.
  • the main light distribution pattern and the auxiliary light distribution pattern are combined (superimposed) to obtain a high beam light distribution pattern HP shown in FIG. 8B.
  • the advance / retreat rod 54 moves forward by the spring force of the spring 52 and is located at the advance position, and the light control member 4 rotates from the second position toward the first position and is located at the first position. That is, the light control member 4 that has been positioned between the semiconductor-type light source 2 and the main lens unit 30 is positioned between the semiconductor-type light source 2 and the auxiliary lens unit 31.
  • the focal point F40U of the upper portion 40U on the reference optical axis Z side of the main lens portion 30 in the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 is the other portion.
  • the lower portion 40D is displaced downward with respect to the focal point F40D.
  • the emitted light L3 emitted from the upper portion 40U of the varifocal lens portion 40 becomes a downward emitted light.
  • the outgoing light L4 emitted from the main lens part 30 remains.
  • the downward emitted light L4 becomes a part of the low beam light distribution pattern LP. As a result, generation of stray light can be prevented.
  • the case where the focal point of the upper portion 40U of the varifocal lens unit 40 is not displaced with respect to the focal point of the lower portion 40D or is displaced upward will be described.
  • the outgoing light emitted from the upper portion 40U of the varifocal lens unit 40 does not become downward outgoing light.
  • the outgoing light L5 emitted from the main lens portion 30 faces upward (in FIG. 13). (See the dashed arrow).
  • the vehicular headlamp 1 according to the third embodiment can prevent the generation of stray light as described above.
  • the light control member 4 when the light control member 4 is located at the first position, a part of the light from the semiconductor light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light) is directly received.
  • the light enters the main lens portion 30 of the lens 3 and the remainder of the light from the semiconductor light source 2 (the other part L2 of the ambient light) enters the auxiliary lens portion 31 of the lens 3 via the light control member 4.
  • the low beam light distribution pattern LP is irradiated to the front of the vehicle C from the lens 3.
  • a part of the light from the semiconductor light source 2 enters the main lens portion 30 of the lens 3 via the light control member 4, and Part of light from the semiconductor-type light source 2 (part of ambient light) directly enters the main lens portion 30 of the lens 3 and the rest of the light from the semiconductor-type light source 2 (other part of ambient light) L ⁇ b> 2) directly enters the auxiliary lens portion 31 of the lens 3, and the high beam light distribution pattern HP is irradiated from the lens 3 to the front of the vehicle C.
  • the low-beam light distribution pattern LP and the high-beam light distribution pattern HP can be reliably obtained in the lens direct-type lamp unit.
  • the semiconductor light source 2 when the light control member 4 is located at the first position, a part of the light from the semiconductor light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light) is directly received. Since the remaining light (other part L2 of ambient light) from the semiconductor-type light source 2 enters the auxiliary lens unit 31 through the light control member 4, the semiconductor-type light source 2 is incident on the main lens unit 30. Light (central light L1 and part of ambient light, other part L2 of ambient light) can be used effectively.
  • a part of the light from the semiconductor light source 2 enters the main lens portion 30 through the light control member 4, and the semiconductor type A part of the light from the light source 2 (a part of the ambient light) directly enters the main lens unit 30, and the remaining light from the semiconductor light source 2 (the other part L2 of the ambient light) is directly the auxiliary lens. Since the light is incident on the part 31, the light from the semiconductor-type light source 2 (the central light L1, part of the ambient light, and the other part L2 of the ambient light) can be used effectively.
  • a single light control member 4 is moved and switched between a first position and a second position by a drive member 5. For this reason, the positional accuracy of the first position and the second position of the light control member 4 can be improved.
  • the drive member 5 may be an inexpensive low-output one, for example, a low-output solenoid 50 and a small spring-loaded spring 52, the manufacturing cost can be reduced.
  • the light control member 4 is rotated between the first position and the second position by the drive member 5, and the rotation center O ⁇ b> 1 of the light control member 4 is a semiconductor type. It is located behind the light emitting surface 23 of the light source 2. Therefore, as shown in FIG. 10, the rotation angle ⁇ 1 of the light control member 4 is made smaller than the rotation angle ⁇ 2 when the center O of the light emitting surface 23 is the rotation center of the light control member 4. Can do. Thereby, since the drive member 5 can be reduced in size and output, the unit can be reduced in size and cost.
  • the auxiliary lens unit 31 is disposed below the main lens unit 30. For this reason, when the light control member 4 is positioned at the first position when the drive member 5 is not driven, the light control member 4 can be stopped in the lower side, that is, in the direction of gravity.
  • the drive member 5 can be an inexpensive low-output one, for example, a low-output solenoid 50 and a spring 52 with a small spring load, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • the light control member 4 and the auxiliary lens unit 31 located at the first position partially overlap each other in the vertical direction. For this reason, as shown in FIG. 9, when the light control member 4 and the auxiliary lens part 31 are positioned on the lower side, a large upper opening WU is obtained at the upper part, and a slight lower opening WD is provided at the lower part. It is formed. As a result, as shown by a solid arrow A in FIG. 9, thermal convection from the lower opening WD to the upper opening WU occurs. As a result, the heat (LED radiant heat) generated in the semiconductor light source 2 can be released from the upper opening WU to the outside along the thermal convection as shown by the solid arrow B in FIG. Can be improved.
  • FIG. 17 shows Embodiment 4 of the vehicle headlamp according to the present invention.
  • the vehicle headlamp according to the fourth embodiment will be described.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 16 denote the same components.
  • the vehicle headlamp 1 of the third embodiment is such that the auxiliary lens portion 31 is positioned below the main lens portion 30 and the first position of the light control member 4 is positioned below.
  • the portion on the reference optical axis Z side of the main lens portion 30 is the upper portion 40U, and the other portion is the lower portion 40D.
  • the vehicular headlamp according to the fourth embodiment has the auxiliary lens unit 31 positioned on the upper side with respect to the main lens unit 30, and the first position of the light control member 4 is set on the upper side.
  • the portion of the main lens portion 30 on the reference optical axis Z side is the lower portion, and the other portion is the upper portion.
  • the rotation center O ⁇ b> 1 of the light control member 4 is positioned behind and above the center O of the light emitting surface 23.
  • the vehicle headlamp according to the fourth embodiment is configured as described above, it is possible to achieve substantially the same effect as that of the vehicle headlamp 1 of the third embodiment.
  • Embodiment 5 18 to 22 show Embodiment 5 of a vehicle headlamp according to the present invention.
  • the vehicle headlamp according to the fifth embodiment will be described.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 17 denote the same components.
  • a conventional vehicle headlamp includes a light source, a lens, a first reflecting surface, and a second reflecting surface.
  • the first reflecting surface when the first reflecting surface is located at the open position, the light from the light source passes through the lens and is irradiated to the front of the vehicle as a passing beam light distribution pattern. Further, when the first reflecting surface is located at the light shielding position, the light from the light source is reflected by the first reflecting surface, and the reflected light is reflected by the second reflecting surface, and the light distribution pattern for the traveling beam is forward of the vehicle. Irradiated.
  • the conventional vehicle headlamp is not provided with a means for allowing sufficient light to reach the upper and lower portions of the traveling beam light distribution pattern. For this reason, the conventional vehicle headlamp may not provide a good traveling beam light distribution pattern.
  • the problem to be solved by the present invention is that a conventional light distribution pattern for a traveling beam may not be obtained with a conventional vehicle headlamp.
  • the present invention includes a semiconductor light source 2, a lens 3, a light control member 4, and a drive member 5.
  • the lens 3 includes a main lens unit 30 and an auxiliary lens unit 31.
  • the drive member 5 positions the light control member 4 so that the movement can be switched between the first position and the second position.
  • the focal point F40U of the upper portion 40U of the light control member 4 is displaced downward, and the focal point F40D of the lower portion 40D of the light control member 4 is displaced upward.
  • the present invention provides a good high beam light distribution pattern HP.
  • FIG. 18 When the light control member 4 is located at the first position shown in FIG. 4, a portion 40 ⁇ / b> U located on the main lens portion 30 side of the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 is shown in FIG. 18. It is a part above the upper two-dot chain line shown.
  • the intermediate portion 40C of the varifocal lens portion 40 is a portion between the upper two-dot chain line and the lower two-dot chain line shown in FIG.
  • the upper portion 40U of the varifocal lens portion 40 continuously displaces the reference focus F of the main lens portion 30 downward (see F40U in FIG. 19).
  • the intermediate portion 40C of the varifocal lens unit 40 continuously displaces the reference focus F of the main lens unit 30 upward (see F40C in FIG. 19).
  • the lower portion 40D of the varifocal lens portion 40 continuously displaces the reference focal point F of the main lens portion 30 upward (see F40D in FIG. 19) larger than the intermediate portion 40C. Is.
  • the focal point F40U of the upper portion 40U of the variable focus lens unit 40 of the light control member 4 is the focal point of the other portion (the focal point F40C of the intermediate portion 40C, the focal point F40D of the lower portion 40D). Is displaced downward.
  • the focus F40D of the lower portion 40D of the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 is set to the focus of other portions (the focus F40C of the intermediate portion 40C, the focus F40U of the upper portion 40U). On the other hand, it is displaced upward.
  • the focal point F40C of the intermediate portion 40C of the variable focus lens unit 40 of the light control member 4 is not displaced on both the upper and lower sides.
  • the vehicle headlamp 1 according to the fifth embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
  • the advance / retreat rod 54 is located at the advance position and the light control member 4 is located at the first position by the spring force of the spring 52.
  • the variable focus lens unit 40 of the light control member 4 is positioned between the light emitting surface 23 of the semiconductor light source 2 and the incident surface 310 of the auxiliary lens unit 31 of the lens 3. .
  • the light emitting chip 20 of the semiconductor light source 2 is turned on. Then, among the light radiated from the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20, the central light L1 and the part of the peripheral light of the semiconductor light source 2 are directly from the main lens portion 30 of the lens 3 as shown in FIG. The light enters the main lens unit 30 from the incident surface 300. At this time, the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 300. Incident light that has entered the main lens unit 30 exits from the exit surface 301 of the main lens unit 30. At this time, the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 301.
  • the emitted light from the main lens unit 30 is irradiated in front of the vehicle C as a main light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP having a lower horizontal cut-off line, an oblique cut-off line, and an upper horizontal cut-off line. .
  • the light radiated from the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20 another part L2 of the ambient light of the semiconductor light source 2 is as shown in FIG.
  • the light enters from the incident surface 400 into the variable focus lens unit 40.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 400.
  • Incident light that has entered the varifocal lens unit 40 exits from the exit surface 401 of the varifocal lens unit 40.
  • the emitted light is subjected to light distribution control on the emission surface 401.
  • the emitted light from the auxiliary lens unit 31 is irradiated in front of the vehicle C as an auxiliary light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP.
  • the main light distribution pattern and the auxiliary light distribution pattern are combined (superimposed) to obtain a low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the focal point F40U of the upper portion 40U of the varifocal lens unit 40 that is, the focal point F40U of the upper portion 40U on the reference optical axis Z side of the main lens unit 30 in the varifocal lens unit 40 is the intermediate portion 40C.
  • the focal point F40C (and the focal point F40D of the lower portion 40D) is displaced downward.
  • the emitted light L3 emitted from the upper portion 40U of the variable focus lens unit 40 becomes a downward emitted light.
  • the outgoing light L4 emitted from the main lens part 30 remains.
  • the downward emitted light L4 becomes a part of the low beam light distribution pattern LP.
  • the solenoid 50 is energized.
  • the advancing / retreating rod 54 moves backward against the spring force of the spring 52 and is positioned at the retracted position, and the light control member 4 rotates from the first position toward the second position and is positioned at the second position. . That is, the light control member 4 that has been positioned between the semiconductor-type light source 2 and the auxiliary lens unit 31 until now has the light-emitting surface 23 of the semiconductor-type light source 2 and the main lens unit 30 of the lens 3 as shown in FIG. Between the light incident surface 300 and the light incident surface 300.
  • the central light L ⁇ b> 1 of the semiconductor-type light source 2 enters the variable focus lens unit 40 from the incident surface 400 of the variable focus lens unit 40 of the light control member 4. To do. At this time, the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 400. Incident light that has entered the varifocal lens unit 40 exits from the exit surface 401 of the varifocal lens unit 40. At this time, the emitted light is subjected to light distribution control on the emission surface 401.
  • Light emitted from the variable focus lens unit 40 enters the main lens unit 30 from the incident surface 300 of the main lens unit 30.
  • a part of the ambient light of the semiconductor light source 2 is directly incident on the main lens unit 30 from the incident surface 300 of the main lens unit 30.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 300.
  • Incident light that has entered the main lens unit 30 exits from the exit surface 301 of the main lens unit 30.
  • the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 301.
  • the emitted light from the main lens unit 30 is irradiated in front of the vehicle C as the main light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP.
  • the other part L2 of the ambient light of the semiconductor light source 2 is directly from the incident surface 310 of the auxiliary lens unit 31, as shown in FIG.
  • the light enters the auxiliary lens unit 31.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 310.
  • Incident light that has entered the auxiliary lens unit 31 is totally reflected by the reflecting surface 311 of the auxiliary lens unit 31.
  • the reflected light is subjected to light distribution control on the reflecting surface 311.
  • the totally reflected light is emitted from the emission surface 312.
  • the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 312.
  • the light emitted from the auxiliary lens unit 31 is irradiated in front of the vehicle C as an auxiliary light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP.
  • the main light distribution pattern and the auxiliary light distribution pattern are combined (superimposed) to obtain a high beam light distribution pattern HP shown in FIG. 8B.
  • the focal point F40U of the upper portion 40U of the varifocal lens unit 40 is displaced downward with respect to the focal point F40C of the intermediate portion 40C (and the focal point F40D of the lower portion 40D). For this reason, the outgoing light emitted from the upper portion 40U of the varifocal lens portion 40 becomes downward outgoing light. As a result, downward outgoing light emitted from the upper portion 40U of the variable focus lens portion 40 is transmitted through the main lens portion 30 and deflected downward. As a result, the first variable light distribution pattern HPM1 irradiated from the upper portion 40U and the main lens portion 30 of the varifocal lens portion 40 is diffused downward (lower) as shown in FIG. Is cheated on the side).
  • the focus F40D of the lower portion 40D of the variable focus lens unit 40 is displaced upward with respect to the focus F40C of the intermediate portion 40C (and the focus F40U of the upper portion 40U).
  • the outgoing light emitted from the lower portion 40D of the variable focus lens section 40 becomes upward outgoing light.
  • the upward outgoing light emitted from the lower portion 40D of the varifocal lens portion 40 is transmitted through the main lens portion 30 and deflected upward.
  • the lower variable portion 40D and the third variable light distribution pattern HPM3 irradiated from the main lens portion 30 are diffused upward (upper side) as shown in FIG. Have been deceived by
  • the focal point F40C of the intermediate portion 40C of the variable focus lens unit 40 is not displaced. For this reason, the outgoing light emitted from the intermediate portion 40C of the variable focus lens unit 40 becomes outgoing light in the same direction. Thereby, the outgoing light in the same direction emitted from the intermediate portion 40C of the variable focus lens unit 40 is transmitted through the main lens unit 30 in the same direction. As a result, as shown in FIG. 20B, the second variable light distribution pattern HPM2 irradiated from the intermediate portion 40C of the varifocal lens portion 40 and the main lens portion 30 is not diffused vertically (upper and lower sides). Not be deceived by.)
  • variable light distribution pattern HPM1 The first variable light distribution pattern HPM1, the second variable light distribution pattern HPM2, and the third variable light distribution pattern HPM3 are combined (superimposed), and the variable light distribution shown in FIG. A pattern HPM is obtained.
  • the variable light distribution pattern HPMA shown in FIG. 21B is a variable light distribution pattern obtained when using a variable focus lens unit in which the focal point is not displaced and is fixed.
  • the variable light distribution pattern HPM shown in FIG. 21A is diffused on both the upper and lower sides with respect to the variable light distribution pattern HPMA shown in FIG. . That is, the variable light distribution pattern HPM shown in FIG. 21A has sufficient light distributed on both the upper and lower sides.
  • variable light distribution pattern HPM shown in FIG. 21A and a fixed light distribution pattern (not shown) are combined (superimposed) to obtain a high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the high beam light distribution pattern HPA shown in FIG. 22B is a high beam obtained by combining (superimposing) the variable light distribution pattern HPMA shown in FIG. 21B and a fixed light distribution pattern (not shown). This is a light distribution pattern.
  • the fixed light distribution pattern is a light distribution pattern obtained by removing the variable light distribution pattern HPM shown in FIG. 21A from the high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the fixed light distribution pattern is a light distribution pattern other than the variable light distribution pattern HPM irradiated from the variable focus lens unit 40 and the main lens unit 30, and does not pass through the variable focus lens unit 40 and from the main lens unit 30.
  • This is a fixed light distribution pattern formed by combining (superimposing) the fixed light distribution pattern irradiated and the fixed light distribution pattern irradiated from the auxiliary lens unit 31.
  • variable light distribution pattern HPMA shown in FIG. 21B sufficient light is not distributed on both the upper and lower sides.
  • the light in the upper part is insufficient (see the arrow in FIG. 22B).
  • traffic signs overhead signs
  • the light in the lower part is insufficient, a part of the light distribution (see the small circle in FIG. 22B) is lost, and the light distribution is broken between the variable light distribution pattern HPMA and the fixed light distribution pattern. Occurs and there is a problem in visibility from the front side of the vehicle to the side.
  • variable light distribution pattern HPM shown in FIG. 21A has sufficient light distributed on both the upper and lower sides.
  • the light in the upper part is sufficient (see the arrow in FIG. 22A).
  • the visibility of traffic signs (overhead signs), standing trees and people is improved.
  • the light in the lower part is sufficient, and part of the light distribution (see the small circle in FIG. 22A) is prevented from being lost, and the light distribution between the variable light distribution pattern HPM and the fixed light distribution pattern. The side visibility from the front side of the vehicle is improved.
  • the advance / retreat rod 54 moves forward by the spring force of the spring 52 and is located at the advance position, and the light control member 4 rotates from the second position toward the first position and is located at the first position. That is, the light control member 4 that has been positioned between the semiconductor-type light source 2 and the main lens unit 30 is positioned between the semiconductor-type light source 2 and the auxiliary lens unit 31.
  • the focal point F40U of the upper portion 40U of the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 is lower than the focal points F40C and F40U of the other portions 40C and 40D. It is displaced. Therefore, as shown in FIG. 5, when the light control member 4 is located at the second position, the emitted light emitted from the upper portion 40U of the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 is emitted downward. It becomes a light. On the other hand, the focal point of the lower portion 40D of the variable focus lens unit 40 of the light control member 4 is displaced upward with respect to the focal points F40C and F40U of the other portions 40C and 40U. For this reason, as shown in FIG.
  • the focal point F40C of the intermediate portion 40C of the variable focus lens unit 40 is not displaced on both the upper and lower sides. For this reason, the outgoing light emitted from the intermediate portion 40C of the variable focus lens unit 40 becomes outgoing light in the same direction. Thereby, the outgoing light in the same direction emitted from the intermediate portion 40C of the variable focus lens unit 40 is transmitted through the main lens unit 30 in the same direction.
  • the second variable light distribution pattern HPM2 irradiated from the intermediate portion 40C of the varifocal lens portion 40 and the main lens portion 30 is not diffused vertically (upper and lower sides). Not be deceived by.) As a result, a hot zone (high luminous intensity band) HZ is obtained at the center of the high beam light distribution pattern HP, and distant visibility is ensured.
  • the focal point F40U of the upper portion 40U on the reference optical axis Z side of the main lens portion 30 in the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 is the other portion.
  • the lower portion 40D is displaced downward with respect to the focal point F40D. Therefore, as shown in FIG. 4, when the light control member 4 is located at the first position, the emitted light L3 emitted from the upper portion 40U of the varifocal lens portion 40 becomes downward emitted light. For this reason, even if the outgoing light L3 emitted from the upper portion 40U of the variable focus lens part 40 is incident on the main lens part 30 instead of the auxiliary lens part 31, the outgoing light L4 emitted from the main lens part 30 remains. , Turn down. The downward emitted light L4 becomes a part of the low beam light distribution pattern LP. As a result, generation of stray light can be prevented.
  • the focal point of the upper portion 40U of the varifocal lens unit 40 is not displaced with respect to the focal point of the lower portion 40D or is displaced upward.
  • the outgoing light emitted from the upper portion 40U of the varifocal lens unit 40 does not become downward outgoing light.
  • the outgoing light L5 emitted from the main lens portion 30 faces upward (in FIG. 4). (See the dashed arrow).
  • the vehicle headlamp 1 according to the fifth embodiment can prevent the generation of stray light as described above.
  • the light control member 4 when the light control member 4 is located at the first position, a part of the light from the semiconductor light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light) is directly received.
  • the light enters the main lens portion 30 of the lens 3 and the remainder of the light from the semiconductor light source 2 (the other part L2 of the ambient light) enters the auxiliary lens portion 31 of the lens 3 via the light control member 4.
  • the low beam light distribution pattern LP is irradiated to the front of the vehicle C from the lens 3.
  • a part of the light from the semiconductor light source 2 enters the main lens portion 30 of the lens 3 via the light control member 4, and Part of light from the semiconductor-type light source 2 (part of ambient light) directly enters the main lens portion 30 of the lens 3 and the rest of the light from the semiconductor-type light source 2 (other part of ambient light) L ⁇ b> 2) directly enters the auxiliary lens portion 31 of the lens 3, and the high beam light distribution pattern HP is irradiated from the lens 3 to the front of the vehicle C.
  • the low-beam light distribution pattern LP and the high-beam light distribution pattern HP can be reliably obtained in the lens direct-type lamp unit.
  • the semiconductor light source 2 when the light control member 4 is located at the first position, a part of the light from the semiconductor light source 2 (the central light L1 and a part of the ambient light) is directly received. Since the remaining light (other part L2 of ambient light) from the semiconductor-type light source 2 enters the auxiliary lens unit 31 through the light control member 4, the semiconductor-type light source 2 is incident on the main lens unit 30. Light (central light L1 and part of ambient light, other part L2 of ambient light) can be used effectively.
  • a part of the light from the semiconductor light source 2 enters the main lens portion 30 through the light control member 4, and the semiconductor type A part of the light from the light source 2 (a part of the ambient light) directly enters the main lens unit 30, and the remaining light from the semiconductor light source 2 (the other part L2 of the ambient light) is directly the auxiliary lens. Since the light is incident on the part 31, the light from the semiconductor-type light source 2 (the central light L1, part of the ambient light, and the other part L2 of the ambient light) can be used effectively.
  • a single light control member 4 is moved and switched between a first position and a second position by a drive member 5. For this reason, the positional accuracy of the first position and the second position of the light control member 4 can be improved.
  • the drive member 5 may be an inexpensive low-output one, for example, a low-output solenoid 50 and a small spring-loaded spring 52, the manufacturing cost can be reduced.
  • the light control member 4 is rotated between the first position and the second position by the drive member 5, and the rotation center O1 of the light control member 4 is a semiconductor type. It is located behind the light emitting surface 23 of the light source 2. Therefore, as shown in FIG. 10, the rotation angle ⁇ 1 of the light control member 4 is made smaller than the rotation angle ⁇ 2 when the center O of the light emitting surface 23 is the rotation center of the light control member 4. Can do. Thereby, since the drive member 5 can be reduced in size and output, the unit can be reduced in size and cost.
  • the auxiliary lens unit 31 is disposed below the main lens unit 30. For this reason, when the light control member 4 is positioned at the first position when the drive member 5 is not driven, the light control member 4 can be stopped in the lower side, that is, in the direction of gravity.
  • the drive member 5 can be an inexpensive low-output one, for example, a low-output solenoid 50 and a spring 52 with a small spring load, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • the light control member 4 and the auxiliary lens unit 31 located at the first position partially overlap each other in the vertical direction. For this reason, as shown in FIG. 9, when the light control member 4 and the auxiliary lens part 31 are positioned on the lower side, a large upper opening WU is obtained at the upper part, and a slight lower opening WD is provided at the lower part. It is formed. As a result, as shown by a solid arrow A in FIG. 9, thermal convection from the lower opening WD to the upper opening WU occurs. As a result, the heat (LED radiant heat) generated in the semiconductor light source 2 can be released from the upper opening WU to the outside along the thermal convection as shown by the solid arrow B in FIG. Can be improved.
  • Embodiment 6 show Embodiment 6 of a vehicle headlamp according to the present invention.
  • the vehicle headlamp according to the sixth embodiment will be described.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 23 to 25 denote the same components.
  • a conventional vehicle headlamp includes a light source, a lens, a first reflecting surface, and a second reflecting surface.
  • the first reflecting surface when the first reflecting surface is located at the open position, the light from the light source passes through the lens and is irradiated to the front of the vehicle as a passing beam light distribution pattern. Further, when the first reflecting surface is located at the light shielding position, the light from the light source is reflected by the first reflecting surface, and the reflected light is reflected by the second reflecting surface, and the light distribution pattern for the traveling beam is forward of the vehicle. Irradiated.
  • the problem to be solved by the present invention is that it is necessary to irradiate the light distribution pattern for the passing beam and the light distribution pattern for the traveling beam with high accuracy.
  • the present invention includes a semiconductor light source 2, a lens 3, a light control member 4, and a drive member 5.
  • the lens 3 includes a main lens unit 30 and an auxiliary lens unit 31.
  • the drive member 5 positions the light control member 4 so that the movement can be switched between the first position and the second position.
  • the light control member 4 includes a variable focus lens unit 40 and a fixed focus lens unit 45. As a result, the present invention can irradiate the low beam light distribution pattern LP and the high beam light distribution pattern HP with high accuracy.
  • the light control member 4 includes a variable focus lens unit 40, an attachment unit 41, a fixed focus lens unit 45, and a gradual change focus lens unit 46.
  • the light control member 4 is composed of a light transmission member and has an integral structure.
  • the varifocal lens portion 40 is provided in a central portion.
  • the mounting portion 41 is provided on both the left and right sides.
  • the fixed focus lens portion 45 is provided between the variable focus lens portion 40 and the attachment portion 41 and on the attachment portion 41 side.
  • the gradual focus lens unit 46 is provided between the variable focus lens unit 40 and the fixed focus lens unit 45.
  • the attachment portion 41 is positioned and attached to the base member 8 via the bearing member 7.
  • the light control member 4 is attached to the base member 8 via the bearing member 7 so as to be rotatable between a first position and a second position.
  • the rotation center O ⁇ b> 1 of the light control member 4 is located behind and below the center O of the light emitting surface 23.
  • the light control member 4 is configured to be switchable (rotated) between the first position and the second position by the drive member 5.
  • the first position is a position where the variable focus lens unit 40 is located between the light emitting surface 23 of the semiconductor light source 2 and the incident surface 310 of the auxiliary lens unit 31. is there.
  • the varifocal lens unit 40 is incident on the light emitting surface 23 of the semiconductor light source 2 and the central light L ⁇ b> 1 on the incident surface 300 of the main lens unit 30. It is a position located between the central part.
  • the variable focus lens portion 40, the mounting portion 41, the fixed focus lens portion 45, and the gradual change focus lens portion 46 are Parallel to the X-axis direction.
  • variable focus lens part 40 of the light control member 4 and the auxiliary lens part 31 of the lens 3 overlap each other in the vertical direction.
  • a slight opening is formed between the semiconductor-type light source 2 and the lower portion of the lens 3 and the light control member 4.
  • the varifocal lens unit 40 When the varifocal lens unit 40 is located at the second position, as shown in FIG. 5, the varifocal lens unit 40 transmits the central light L ⁇ b> 1 and enters the central part of the main lens unit 30. As a result, a part of the variable light distribution pattern HPM (see FIG. 25A) of the main light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP is transmitted from the center of the emission surface 301 of the main lens unit 30 to the vehicle C. Irradiated forward.
  • the variable light distribution pattern HPM is formed by deflecting a part of the main light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP.
  • variable focus lens portion 40 of the light control member 4 when located at the first position shown in FIG. 4, the upper portion 40U on the reference optical axis Z side of the main lens portion 30 (FIG. 18).
  • the focal point F40U of the upper part of the upper two-dot chain line shown in the figure is displaced downward with respect to the focal points F40C and F40D of the other parts 40C and 40D.
  • the lower side of the main lens portion 30 is opposite to the reference optical axis Z side.
  • the focal point F40D of the side portion (a portion below the lower two-dot chain line shown in FIG.
  • 40D is displaced upward with respect to the focal points F40C and F40U of the other portions 40C and 40U.
  • the focal points F40C of the upper and lower intermediate portions 40C of the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 are not displaced on both upper and lower sides (directions).
  • the focus F40U of the upper portion 40U is continuously displaced downward with respect to the focus F40C of the intermediate portion 40C (and the focus F40D of the lower portion 40D).
  • the focal point F40D of the lower portion 40D is continuously displaced upward with respect to the focal point F40C of the intermediate portion 40C (and the focal point F40U of the upper portion 40U) as shown in FIG. ing.
  • the focal point F40C of the intermediate portion 40C is not displaced on both the upper and lower sides (directions).
  • the fixed focus lens unit 45 and the gradual change focus lens unit 46 are located at the second position, the light emitting surface 23 of the semiconductor-type light source 2 and the center of the incident surface 300 of the main lens unit 30 are arranged. It is located between the left and right sides of the central part where the light L1 is incident.
  • the fixed focus lens unit 45 allows a part of the ambient light to pass through without being deflected as it is and enter the left and right side portions of the central portion of the main lens unit 30.
  • a fixed light distribution pattern HPF see FIG.
  • the fixed light distribution pattern HPF is formed without deflecting a portion irradiated to the side of the main light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP.
  • the gradual-focus lens unit 46 changes a part of the ambient light from the deflection state of the variable focus lens unit 40 to the fixed state of the fixed focus lens unit 45 or from the fixed state of the fixed focus lens unit 45.
  • the varifocal lens 40 is transmitted in a state of being gradually changed to the deflected state and is incident on the left and right sides of the central portion of the main lens 30.
  • a gradually changing light distribution pattern (not shown) between the variable light distribution pattern HPM and the fixed light distribution pattern HPF, which is a part of the main light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP, is the main lens.
  • the light is irradiated in front of the vehicle C from the left and right sides of the central portion of the exit surface 301 of the portion 30.
  • the gradual light distribution pattern is formed between the left and right ends of the variable light distribution pattern HPM and the right end of the left fixed light distribution pattern HPF and the left end of the right fixed light distribution pattern HPF. Is done.
  • the focal point of the fixed focus lens unit 45 is located at or near the reference focus F and is fixed with respect to the reference focus F.
  • the focal point of the gradually changing focal point lens unit 46 is fixed to the reference focal point F as shown by an inclined straight line in FIG. It gradually changes between the focal points F40C, F40D, and F40U.
  • the horizontal cross-sectional shape (transverse cross-sectional shape) of the light control member 4 has a substantially arc shape centered on the reference focal point F or its vicinity.
  • the horizontal cross-sectional shape (transverse cross-sectional shape) of the mounting portion 41 is almost an arc shape.
  • the vertical cross-sectional shape (longitudinal cross-sectional shape) of the mounting portion 41 has a shape as shown in FIG. 24. That is, the inner surface 410 that is the surface of the mounting portion 41 that faces the semiconductor light source 2 forms a concave curved surface that is recessed with respect to the semiconductor light source 2.
  • an outer surface 411 that is a surface opposite to the surface facing the semiconductor-type light source 2 of the mounting portion 41 forms a convex curved surface that protrudes on the opposite side to the semiconductor-type light source 2.
  • the attachment portion 41 has a part of a tire shape.
  • the variable focus lens portion 40 has a thick shape, while the attachment portion 41 has a thin shape.
  • the attachment portion 41 is rotatably attached to the bearing member 7 by elastic fitting (snap fit).
  • the vehicle headlamp 1 according to the sixth embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
  • the advance / retreat rod 54 is located at the advance position and the light control member 4 is located at the first position by the spring force of the spring 52.
  • the variable focus lens unit 40 of the light control member 4 is positioned between the light emitting surface 23 of the semiconductor light source 2 and the incident surface 310 of the auxiliary lens unit 31 of the lens 3. .
  • the light emitting chip 20 of the semiconductor light source 2 is turned on. Then, among the light radiated from the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20, the central light L1 and the part of the peripheral light of the semiconductor light source 2 are directly from the main lens portion 30 of the lens 3 as shown in FIG. The light enters the main lens unit 30 from the incident surface 300. At this time, the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 300. Incident light that has entered the main lens unit 30 exits from the exit surface 301 of the main lens unit 30. At this time, the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 301.
  • the emitted light from the main lens unit 30 is irradiated in front of the vehicle C as a main light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP having a lower horizontal cut-off line, an oblique cut-off line, and an upper horizontal cut-off line. .
  • the light radiated from the light emitting surface 23 of the light emitting chip 20 another part L2 of the ambient light of the semiconductor light source 2 is as shown in FIG.
  • the light enters from the incident surface 400 into the variable focus lens unit 40.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 400.
  • Incident light that has entered the varifocal lens unit 40 exits from the exit surface 401 of the varifocal lens unit 40.
  • the emitted light is subjected to light distribution control on the emission surface 401.
  • the emitted light from the auxiliary lens unit 31 is irradiated in front of the vehicle C as an auxiliary light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP.
  • the main light distribution pattern and the auxiliary light distribution pattern are combined (superimposed) to obtain a low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the solenoid 50 is energized.
  • the advancing / retreating rod 54 moves backward against the spring force of the spring 52 and is positioned at the retracted position, and the light control member 4 rotates from the first position toward the second position and is positioned at the second position. . That is, the light control member 4 that has been positioned between the semiconductor-type light source 2 and the auxiliary lens unit 31 until now has the light-emitting surface 23 of the semiconductor-type light source 2 and the main lens unit 30 of the lens 3 as shown in FIG. Between the light incident surface 300 and the light incident surface 300.
  • the central light L 1 of the semiconductor light source 2 is incident on the light distribution from the incident surface 400 of the variable focus lens unit 40 of the light control member 4.
  • the light is emitted from the emission surface 401 under light distribution control.
  • the light emitted from the varifocal lens unit 40 is deflected, is incident upon light distribution control from the entrance surface 300 at the center of the main lens unit 30, and exits from the output surface 301 under light distribution control.
  • the light emitted from the central portion of the main lens unit 30 is a variable light distribution pattern HPM that is a part of the main light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP obtained by deflecting a part of the main light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP.
  • the light is irradiated in front of the vehicle C.
  • a part of the ambient light of the semiconductor light source 2 passes through the fixed focus lens portions 45 on the left and right sides of the variable focus lens portion 40 of the light control member 4.
  • the light passes through without being deflected.
  • the transmitted light is incident on the left and right sides of the central portion of the main lens portion 30.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 300.
  • Incident light that has entered the left and right side portions of the central portion of the main lens portion 30 is emitted from the exit surfaces 301 of the left and right portions of the central portion of the main lens portion 30.
  • the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 301.
  • the light emitted from the left and right side portions of the central portion of the main lens portion 30 is the main light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP that has not deflected the remaining portion of the main light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP.
  • a part of the fixed light distribution pattern HPF is irradiated in front of the vehicle C.
  • the varifocal lens unit 46 is deflected and transmitted with a smaller deflection angle than in the varifocal lens unit 40.
  • the transmitted light is incident on the left and right sides of the central portion of the main lens portion 30.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 300. Incident light that has entered the left and right side portions of the central portion of the main lens portion 30 is emitted from the exit surfaces 301 of the left and right portions of the central portion of the main lens portion 30.
  • the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 301.
  • Light emitted from the left and right side portions of the central portion of the main lens portion 30 is deflected by a smaller angle than the deflection angle at which the remaining portion of the main light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP is transmitted through the variable focus lens portion 40.
  • An angle is applied to the front of the vehicle C as a part of the main light distribution pattern of the deflected high beam light distribution pattern HP.
  • variable light distribution pattern HPM the fixed light distribution pattern HPF, and the gradually changing light distribution pattern are combined (superimposed) to combine a part of the main light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP.
  • the light distribution pattern HPMF (see FIG. 25C) is irradiated in front of the vehicle C.
  • a part of the ambient light of the semiconductor-type light source 2 is directly incident on the main lens unit 30 from the incident surface 300 of the upper part and the lower part of the main lens unit 30.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 300.
  • Incident light that has entered the upper portion and the lower portion of the main lens portion 30 exits from the exit surface 301 of the main lens portion 30.
  • the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 301.
  • the emitted light from the upper part and the lower part of the main lens part 30 is irradiated to the front of the vehicle C together with the composite light distribution pattern HPMF as a part of the main light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP. .
  • the other part L2 of the ambient light of the semiconductor light source 2 is directly from the incident surface 310 of the auxiliary lens unit 31, as shown in FIG.
  • the light enters the auxiliary lens unit 31.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 310.
  • Incident light that has entered the auxiliary lens unit 31 is totally reflected by the reflecting surface 311 of the auxiliary lens unit 31.
  • the reflected light is subjected to light distribution control on the reflecting surface 311.
  • the totally reflected light is emitted from the emission surface 312.
  • the light distribution of the outgoing light is controlled on the outgoing surface 312.
  • the light emitted from the auxiliary lens unit 31 is irradiated in front of the vehicle C as an auxiliary light distribution pattern of the high beam light distribution pattern HP.
  • the main light distribution pattern and the auxiliary light distribution pattern are combined (superimposed) to obtain a high beam light distribution pattern HP shown in FIG. 8B. Note that the light incident on the mounting portion 41 of the light control member 4 is transmitted as it is and shielded by the lens cover member 6, so that it is not irradiated to the outside.
  • the advance / retreat rod 54 moves forward by the spring force of the spring 52 and is located at the advance position, and the light control member 4 rotates from the second position toward the first position and is located at the first position. That is, the light control member 4 that has been positioned between the semiconductor-type light source 2 and the main lens unit 30 is positioned between the semiconductor-type light source 2 and the auxiliary lens unit 31.
  • the vehicle headlamp 1 according to the sixth embodiment has the above-described configuration and action, and the effects thereof will be described below.
  • the vehicular headlamp 1 can deflect a portion of the low beam light distribution pattern LP by the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 when the high beam light distribution pattern HP is irradiated.
  • the fixed focus lens portion 45 of the light control member 4 can prevent a portion irradiated to the side of the low beam light distribution pattern LP from being deflected when the high beam light distribution pattern HP is irradiated. Thereby, the high beam light distribution pattern HP and the low beam light distribution pattern LP can be irradiated with high accuracy.
  • the boundary between the portion that deflects the low beam light distribution pattern and the portion that does not deflect when the high beam light distribution pattern is irradiated. May become ambiguous and a high-precision light distribution pattern for high beams may not be obtained.
  • the vehicle headlamp 1 according to the sixth embodiment is provided with a fixed focus lens portion 45 that does not deflect part of the low beam light distribution pattern LP. For this reason, at the time of irradiation of the high beam light distribution pattern HP, the boundary between the portion that deflects the low beam light distribution pattern LP and the portion that does not deflect can be clarified. Can be obtained.
  • the vehicular headlamp 1 according to the sixth embodiment is provided with a gradual change focus lens unit 46 between the variable focus lens unit 40 and the fixed focus lens unit 45.
  • a pattern can be connected smoothly. Thereby, a good combined light distribution pattern HPMF is obtained, and a good high beam light distribution pattern HP is obtained.
  • the vertical cross-sectional shape (vertical cross-sectional shape) of the mounting portion 41 is a shape as shown in FIG. That is, the inner surface 410 that is the surface facing the semiconductor light source 2 of the mounting portion 41 forms a concave curved surface that is recessed with respect to the semiconductor light source 2. Further, the outer surface 411 which is the surface opposite to the surface facing the semiconductor light source 2 of the mounting portion 41 forms a convex curved surface protruding to the opposite side to the semiconductor light source 2. That is, since the attachment portion 41 forms a part of the tire shape, it has sufficient elasticity and rigidity even if it is thin.
  • the mounting portion 41 is optimally mounted on the bearing member 7 so as to be rotatable by elastic fitting (snap fit). Moreover, it is optimal for the stopper 44 of the mounting portion 41 to come into contact with the stopper 73 of the bearing member 7 to position the light control member 4 at the first position and the second position.
  • the planar shape of the mounting portion 41 is substantially a circular arc shape
  • the inner surface 410 is a concave curved surface
  • the outer surface 411 is a convex curved surface.
  • the light control member 4 is composed of a light transmitting member and has an integral structure. For this reason, the light from the semiconductor light source 2 can be used through the variable focus lens unit 40, the fixed focus lens unit 45, and the gradual change focus lens unit 46. That is, the light from the semiconductor light source 2 can be used effectively.
  • the vehicle headlamp 1 in case the vehicle C is left-hand traffic is demonstrated.
  • the present invention can also be applied to a vehicle headlamp when the vehicle C is right-hand traffic.
  • the main lens part 30 and the auxiliary lens part 31 of the lens 3 are integral.
  • the main lens portion 30 and the auxiliary lens portion 31 of the lens 3 may be separate.
  • the light control member 4 is rotated between the first position and the second position.
  • the light control member 4 may be slid between the first position and the second position.
  • a slide means is provided instead of the rotating shaft.
  • the solenoid 50 is used as the drive member 5.
  • a member other than the solenoid 50 such as a motor may be used as the drive member 5.
  • a driving force transmission mechanism is provided between the motor and the light control member 4.
  • the auxiliary lens portion 31 of the lens 3 is a total reflection type lens portion.
  • the auxiliary lens portion of the lens 3 may be a lens portion other than the total reflection type lens portion, for example, a refraction type lens portion or a Fresnel type lens portion.
  • the first light distribution pattern is the low beam light distribution pattern LP
  • the second light distribution pattern is the high beam light distribution pattern HP.
  • a light distribution pattern other than the low beam light distribution pattern LP such as AFS or ADB
  • the second light distribution pattern may be a light pattern other than the high beam light distribution pattern HP, for example, AFS, ADB, etc., above the horizontal line HL-HR on the left and right of the screen. It may be a light distribution pattern to be irradiated.
  • the auxiliary lens unit 31 is positioned below the main lens unit 30, and the first position of the light control member 4 is positioned below, so that the variable focus is achieved.
  • the focal point F40U of the upper portion 40U of the lens unit 40 is displaced downward, and the focal point F40D of the lower portion 40D of the variable focus lens unit 40 is displaced upward.
  • the auxiliary lens unit 31 is positioned below the main lens unit 30 and the first position of the light control member 4 is positioned below.
  • the focus F40U of the upper portion 40U may be displaced upward, and the focus F40D of the lower portion 40D of the variable focus lens unit 40 may be displaced downward.
  • the gradual change focus lens unit 46 is provided between the variable focus lens unit 40 and the fixed focus lens unit 45.
  • the light control member 4 is composed of a light transmissive member and forms an integral structure.
  • the attachment portion 41 may be light opaque.
  • a portion of the low beam light distribution pattern LP is deflected by the variable focus lens portion 40 of the light control member 4 when the high beam light distribution pattern HP is irradiated.
  • the fixed focus lens unit 45 is configured so that the remaining portion of the low beam light distribution pattern LP is not deflected when the high beam light distribution pattern HP is irradiated.
  • a portion of the high beam light distribution pattern is deflected by the variable focus lens portion of the light control member when the low beam light distribution pattern is irradiated, and the low focus light lens portion of the light control member is used by the fixed focus lens portion of the light control member.
  • the remaining portion of the high beam light distribution pattern may be configured not to be deflected when the light distribution pattern is irradiated.
  • the light control member 4 in which the fixed focus lens portion 45 is provided between the variable focus lens portion 40 and the attachment portion 41 is used.
  • the light control member 4 not provided with the fixed focus lens unit 45 may be used. In this case, at the time of irradiation of the high beam light distribution pattern, the boundary between the portion that deflects the low beam light distribution pattern and the portion that does not deflect is slightly ambiguous, but there is a particular problem in the accuracy of the high beam light distribution pattern. Absent.

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Abstract

従来の車両用前照灯では、レンズ直射型のランプユニットにおいて、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンが得られない。 この発明は、半導体型光源2と、レンズ3と、光制御部材4と、駆動部材5と、を備える。レンズ3は、主レンズ部30と、補助レンズ部31と、から構成されている。駆動部材5は、光制御部材4を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる。この結果、この発明は、レンズ直射型のランプユニットにおいて、ロービーム用配光パターンLP、ハイビーム用配光パターンHPが得られる。

Description

車両用前照灯
この発明は、半導体型光源からの光をレンズに入射させて、そのレンズから2つの配光パターンたとえばロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンとして車両の前方に照射することができるレンズ直射型の車両用前照灯に関するものである。
この種の車両用前照灯は、従来からある(たとえば、特許文献1、特許文献2)。以下、従来の車両用前照灯について説明する。
特許文献1の従来の車両用前照灯は、半導体発光素子と、投影レンズと、導光体と、可動遮光部材と、可動遮光部材を移動させるアクチュエータと、を備えるものである。そして、特許文献1の従来の車両用前照灯は、可動遮光部材が非遮蔽位置に位置すると、半導体発光素子からの光が投影レンズと導光体にそれぞれ入射して、投影レンズからサイドゾーン用配光パターンとして車両の前方に照射され、かつ、導光体からセンターゾーン用配光パターンとして車両の前方に照射される。また、可動遮光部材が遮蔽位置に位置すると、半導体発光素子から導光体に入射する光が可動遮光部材により遮蔽されるので、投影レンズからサイドゾーン用配光パターンのみが車両の前方に照射される。これにより、ハイビーム用配光パターンとスプリットハイビーム用配光パターン(二分割ハイビーム用配光パターン)とが得られる。
特許文献2の従来の車両用前照灯は、光源と、レンズと、第1反射面と、第2反射面と、を備えるものである。そして、特許文献2の従来の車両用前照灯は、第1反射面が開放位置に位置すると、光源からの光がレンズを透過して、すれ違いビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。また、第1反射面が遮光位置に位置すると、光源からの光が第1反射面で反射し、その反射光が第2反射面で反射して、走行ビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。
特開2010-212089号公報 特開2011-113732号公報
ところが、特許文献1の従来の車両用前照灯は、導光体からハイビーム用配光パターンのセンターゾーン用配光パターンを照射するものであるから、半導体発光素子からの光を投影レンズに入射させてその投影レンズから2つの配光パターンたとえばハイビーム用配光パターンとスプリットハイビーム用配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するタイプのランプユニット(レンズ直射型のランプユニット)には適用することができない。また、特許文献2の従来の車両用前照灯は、走行ビーム用配光パターンを形成する手段が第1反射面および第2反射面であるから、半導体型光源からの光をレンズに入射させてそのレンズから2つの配光パターンたとえばすれ違いビーム用配光パターンと走行ビーム用配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するタイプのランプユニット(レンズ直射型のランプユニット)には適用することができない。
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、レンズ直射型のランプユニットにおいて、2つの配光パターンたとえばロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンが得られないという点にある。
第1の発明は、半導体型光源と、半導体型光源からの光を第1配光パターン、第2配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、光制御部材と、光制御部材を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる駆動部材と、を備え、レンズが、主レンズ部と、補助レンズ部と、から構成されていて、光制御部材が半導体型光源と補助レンズ部との間の位置である第1位置に位置するときには、第1配光パターンを車両の前方に照射し、光制御部材が半導体型光源と主レンズ部との間の位置である第2位置に位置するときには、第2配光パターンを車両の前方にそれぞれ照射する、ことを特徴とする。
第2の発明は、光制御部材が、第1位置に位置するときの補助レンズ部の焦点を、第2位置に位置するときの補助レンズ部の焦点に対して、上側に変位させる可変焦点レンズ部を備える、ことを特徴とする。
第3の発明は、光制御部材が、駆動部材により第1位置と第2位置との間を回転し、光制御部材の回転中心が、半導体型光源の発光面よりも後側に位置する、ことを特徴とする。
第4の発明は、補助レンズ部が、主レンズ部に対して下側に配置されている、ことを特徴とする。
第5の発明は、第1位置に位置する光制御部材と補助レンズ部とが、一部が上下において重なる、ことを特徴とする。
第6の発明は、半導体型光源と、半導体型光源からの光を第1配光パターン、第2配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、光制御部材と、光制御部材を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる駆動部材と、を備え、レンズが、主レンズ部と、補助レンズ部と、から構成されていて、光制御部材が半導体型光源と補助レンズ部との間の位置である第1位置に位置するときには、第1配光パターンを車両の前方に照射し、光制御部材が半導体型光源と主レンズ部との間の位置である第2位置に位置するときには、第2配光パターンを車両の前方にそれぞれ照射し、光制御部材が第1位置に位置するとき、光制御部材のうち主レンズ部側に位置する部分が、主レンズ部の焦点を下側に変位させる、ことを特徴とする。
第7の発明は、光制御部材が、駆動部材により第1位置と第2位置との間を回転し、光制御部材の回転中心が、半導体型光源の発光面よりも後側に位置する、ことを特徴とする。
第8の発明は、補助レンズ部が、主レンズ部に対して下側に配置されている、ことを特徴とする。
第9の発明は、第1位置に位置する光制御部材と補助レンズ部とが、一部が上下において重なる、ことを特徴とする。
第10の発明は、半導体型光源と、半導体型光源からの光を第1配光パターン、第2配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、光制御部材と、光制御部材を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる駆動部材と、を備え、レンズが、光制御部材が半導体型光源と補助レンズ部との間の位置である第1位置に位置するときには、第1配光パターンを車両の前方に照射し、光制御部材が半導体型光源と主レンズ部との間の位置である第2位置に位置するときには、第2配光パターンを車両の前方にそれぞれ照射し、光制御部材の上側の部分の焦点が、他の部分の焦点に対して上側もしくは下側に変位していて、光制御部材の下側の部分の焦点が、他の部分の焦点に対して下側もしくは上側に変位している、ことを特徴とする。
第11の発明は、光制御部材の上下の中間部分の焦点が、上下両側に変位していない、ことを特徴とする。
第12の発明は、光制御部材のうち第1位置に位置するときに主レンズ部の光軸側となる部分の焦点が、他の部分の焦点に対して下側に変位していて、光制御部材のうち第1位置に位置するときに主レンズ部の光軸側と反対側となる部分の焦点が、他の部分の焦点に対して上側に変位している、ことを特徴とする。
第13の発明は、光制御部材が、駆動部材により第1位置と第2位置との間を回転し、光制御部材の回転中心が、半導体型光源の発光面よりも後側に位置する、ことを特徴とする。
第14の発明は、補助レンズ部が、主レンズ部に対して下側に配置されている、ことを特徴とする。
第15発明は、第1位置に位置する光制御部材と補助レンズ部とが、一部が上下において重なる、ことを特徴とする。
第16の発明は、半導体型光源と、半導体型光源からの光を第1配光パターン、第2配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、光制御部材と、光制御部材を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる駆動部材と、を備え、レンズが、光制御部材が半導体型光源と補助レンズ部との間の位置である第1位置に位置するときには、第1配光パターンを車両の前方に照射し、光制御部材が半導体型光源と主レンズ部との間の位置である第2位置に位置するときには、第2配光パターンを車両の前方にそれぞれ照射し、光制御部材が、光透過部材から構成されていて、可変焦点レンズ部と、取付部と、を備える、ことを特徴とする。
第17の発明は、可変焦点レンズ部と取付部との間には、固定焦点レンズ部が設けられている、ことを特徴とする。
第18の発明は、可変焦点レンズ部と固定焦点レンズ部との間には、徐変焦点レンズ部が設けられている、ことを特徴とする。
第19の発明は、光制御部材のうち、少なくとも取付部の半導体型光源と対向する面が、半導体型光源に対して凹んでいる凹曲面をなし、少なくとも取付部の半導体型光源と対向する面と反対側の面が、半導体型光源と反対側に突出する凸曲面をなす、ことを特徴とする。
第1から第5の発明の車両用前照灯によれば、光制御部材が第1位置に位置するときには、半導体型光源からの光の大半が直接レンズの主レンズ部に入射し、かつ、半導体型光源からの光の一部が光制御部材を介してレンズの補助レンズ部に入射し、そのレンズから第1配光パターンを車両の前方に照射する。また、光制御部材が第2位置に位置するときには、半導体型光源からの光の一部が光制御部材を介してレンズの主レンズ部に入射し、かつ、半導体型光源からの光の残りが直接レンズの補助レンズ部に入射し、そのレンズから第2配光パターンを車両の前方に照射する。この結果、レンズ直射型のランプユニットにおいて、2つの配光パターンたとえばロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンが確実に得られる。
第6から第9の発明の車両用前照灯によれば、光制御部材が第1位置に位置するときには、半導体型光源からの光の大半が直接レンズの主レンズ部に入射し、かつ、半導体型光源からの光の一部が光制御部材を介してレンズの補助レンズ部に入射し、そのレンズから第1配光パターンたとえばロービーム用配光パターンを車両の前方に照射する。このとき、光制御部材のうち主レンズ部の光軸側となる部分の焦点が他の部分の焦点に対して下側に変位している。このために、光制御部材のうち主レンズ部の光軸側となる部分から出射される出射光は、下向きの出射光となる。これにより、部品の寸法公差および取付ばらつきなどにより、光制御部材のうち主レンズ部の光軸側となる部分から出射される出射光が補助レンズ部ではなく主レンズ部に入射しても、主レンズ部から出射する出射光が下向きとなり、第1配光パターンの一部となる。この結果、迷光の発生を防ぐことができる。
第10乃至第15の発明の車両用前照灯によれば、光制御部材が第2位置に位置するときには、半導体型光源からの光の大半が光制御部材を介してレンズの主レンズ部に入射し、かつ、半導体型光源からの光の一部が直接レンズの補助レンズ部に入射し、そのレンズから第2配光パターンたとえばハイビーム用配光パターンを車両の前方に照射する。このとき、光制御部材の上側の部分の焦点が他の部分の焦点に対して上側もしくは下側に変位している。このために、光制御部材の上側の部分から出射される出射光は、上向きの出射光もしくは下向きの出射光となる。一方、光制御部材の下側の部分の焦点が他の部分の焦点に対して下側もしくは上側に変位している。このために、光制御部材の下側の部分から出射される出射光は、下向きの出射光もしくは上向きの出射光となる。これにより、光制御部材から出射された上向きの出射光がレンズの主レンズ部を透過して上方に偏向され、一方、光制御部材から出射された下向きの出射光がレンズの主レンズ部を透過して下方に偏向される。この結果、第2配光パターンたとえばハイビーム用配光パターンの上方部の光が十分となり、交通標識(オーバーヘッドサイン)や立木や人などの視認性を向上させることができる。また、第2配光パターンたとえばハイビーム用配光パターンの下方部の光が十分となり、配光の一部の抜けを防止して、配光の割れをなくして配光の連続性が改善されて、車両の手前側から側方の視認性を向上させることができる。このように、良好な第2配光パターンたとえばハイビーム用配光パターンが得られる。
第16乃至第19の発明の車両用前照灯によれば、光制御部材の可変焦点レンズ部により、第2配光パターンたとえばハイビーム用配光パターン照射時において第1配光パターンたとえばロービーム用配光パターンの一部分を偏向させ、あるいは、第1配光パターンたとえばロービーム用配光パターン照射時において第2配光パターンたとえばハイビーム用配光パターンの一部分を偏向させることができる。これにより、第2配光パターンと第1配光パターンとを高精度に照射することができる。
図1は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態1を示すランプユニットの主要構成部品の分解斜視図である。 図2は、ランプユニットを示す斜視図である。 図3は、ランプユニットを示す正面図である。 図4は、光制御部材が第1位置に位置しているときの光路を示す説明図(図3におけるIV-IV線断面図に対応する説明図)である。 図5は、光制御部材が第2位置に位置しているときの光路を示す説明図(図3におけるIV-IV線断面図に対応する説明図)である。 図6は、ロービーム用配光パターンを示す等光度曲線の説明図である。 図7は、ハイビーム用配光パターンを示す等光度曲線の説明図である。 図8は、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンを示す等照度曲線の説明図である。 図9は、半導体型光源の放射熱および熱対流を示す説明図(図3におけるIV-IV線断面図に対応する説明図)である。 図10は、光制御部材の第1位置と第2位置との間の回転中心を示す説明図(図3におけるIV-IV線断面図に対応する説明図)である。 図11は、半導体型光源の概略を示す正面図である。 図12は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態2を示す説明図(図3におけるIV-IV線断面図に対応する説明図)である。 図13は、車両用前照灯の実施形態3において、光制御部材が第1位置に位置しているときの光路を示す説明図(図3におけるIV-IV線断面図に対応する説明図)である。 図14は、光制御部材が第2位置に位置しているときの光路を示す説明図(図3におけるIV-IV線断面図に対応する説明図)である。 図15は、光制御部材の可変焦点レンズ部を示す背面図である。 図16は、光制御部材の可変焦点レンズ部の焦点の位置を示す説明図である。 図17は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態4を示す説明図(図3におけるIV-IV線断面図に対応する説明図)である。 図18は、本発明の実施形態5において、光制御部材の可変焦点レンズ部を示す背面図である。 図19は、光制御部材の可変焦点レンズ部の焦点の位置を示す説明図である。 図20は、ハイビーム用配光パターン照射時における光制御部材の可変焦点レンズ部の上側の部分、中間部分、下側の部分から照射される配光パターンを示す説明図である。 図21は、ハイビーム用配光パターン照射時における光制御部材の可変焦点レンズ部から照射される配光パターンを示す説明図である。 図22は、ハイビーム用配光パターンを示す等光度曲線の説明図である。 図23は、本発明の実施形態6における光制御部材の全体を示す平面図である。 図24は、図23におけるVIII-VIII線断面図である。 図25は、ハイビーム用配光パターン照射時における光制御部材の可変焦点レンズ部および固定焦点レンズ部から照射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。図6、図7、図20、図21、図22、図25において、符号「VU-VD」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「HL-HR」は、スクリーンの左右の水平線を示す。また、図6、図7、図20、図21、図22、図25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る。この等光度曲線の説明図において、中央の等光度曲線は、高光度を示し、外側の等光度曲線は、低光度を示す。さらに、図8は、コンピュータシミュレーションにより作図された路面上の配光パターンを簡略化して示す等照度曲線の説明図である。この等照度曲線の説明図において、中央の等照度曲線は、高照度を示し、外側の等照度曲線は、低照度を示す。数字の単位は、「m」である。さらにまた、図4、図5、図9、図10、図12、図13、図14、図17において、レンズおよび光制御部材の断面のハッチングは、省略してある。この明細書において、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。
(実施形態1の構成の説明)
図1~図11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にかかる車両用前照灯の構成について説明する。図1中、符号1は、この実施形態1にかかる車両用前照灯(たとえば、ヘッドランプなど)である。前記車両用前照灯1は、車両Cの前部の左右両端部に搭載されている。
(ランプユニットの説明)
前記車両用前照灯1は、図1~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、レンズ(固定レンズ)3と、光制御部材(可動レンズ)4と、駆動部材5と、レンズカバー部材6と、軸受部材7と、ベース部材8と、冷却部材9と、を備えるものである。
前記半導体型光源2および前記レンズ3および前記光制御部材4および前記駆動部材5および前記レンズカバー部材6および前記軸受部材7および前記ベース部材8および前記冷却部材9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、7、8、9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1、図4、図5、図9~図11に示すように、この例では、たとえば、LED、OELまたはOLED(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。なお、図4、図5、図9~図11、図13及び図14においては、前記コネクタ22の図示を省略してある。
前記基板21は、位置決め孔および位置決めピンなどにより前記ベース部材8の光源取付部80に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材8の前記光源取付部80に取り付けられている。この結果、前記半導体型光源2は、前記ベース部材8に取り付けられている。
前記発光チップ20は、この例では、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の正面この例では長方形の正面が発光面23をなす。前記発光面23は、前記レンズ3の基準光軸(基準軸)Zの前側に向いている。前記発光チップ20の前記発光面23の中心Oは、前記レンズ3の基準焦点Fもしくはその近傍に位置し、かつ、前記レンズ3の基準光軸Z上もしくはその近傍に位置する。
図において、X、Y、Zは、直交座標(X-Y-Z直交座標系)を構成する。X軸は、前記発光チップ20の前記発光面23の中心Oを通る左右方向の水平軸であって、この実施形態1において、右側が+方向であり、左側が-方向である。また、Y軸は、前記発光チップ20の前記発光面23の中心Oを通る上下方向の鉛直軸であって、この実施形態1において、上側が+方向であり、下側が-方向である。さらに、Z軸は、前記発光チップ20の前記発光面23の中心Oを通る法線(垂線)、すなわち、前記X軸および前記Y軸と直交する前後方向の軸であって、この実施形態1において、前側が+方向であり、後側が-方向である。
(レンズ3の説明)
前記レンズ3は、光透過性部材から構成されている。前記レンズ3は、図1~図5、図9、図10に示すように、主レンズ部30と、補助レンズ部(付加レンズ部)31と、取付部32と、から構成されている。なお、図9における二点鎖線は、前記主レンズ部30と前記補助レンズ部31との境界線を示す。前記取付部32は、前記主レンズ部30の左右両端部に一体に設けられている。前記取付部32は、前記レンズカバー部材6を介して位置決め孔および位置決めピンなどにより前記ベース部材8のレンズ取付部81に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材8の前記レンズ取付部81に取り付けられている。この結果、前記レンズ3は、前記レンズカバー部材6を介して前記ベース部材8に取り付けられている。前記取付部32は、この例では、前記レンズ3と一体構造であるが、前記レンズ3と別体構造であっても良い。
前記レンズ3は、前記半導体型光源2からの光を、図6(C)、図8(A)に示す第1配光パターンとしてのロービーム用配光パターン(すれ違い用配光パターン)LP、および、図7(C)、図8(B)に示す第2配光パターンとしてのハイビーム用配光パターン(走行用配光パターン)HPとして車両の前方Cに照射するものである。前記ロービーム用配光パターンLPは、下水平カットオフラインCL1と、斜めカットオフラインCL2と、上水平カットオフラインCL3とを、有する。前記ハイビーム用配光パターンHPは、中央部にホットゾーン(高光度帯)HZを有する。
(主レンズ部30の説明)
前記主レンズ部30は、図4、図5に示すように、前記基準光軸Zおよび前記基準焦点Fを有する。前記主レンズ部30は、前記半導体型光源2から放射される光のうち、中央光L1および周辺光の一部を利用するものである。前記中央光L1は、前記半導体型光源2の半球放射範囲のX軸もしくはY軸から所定の角度(この例では、約60°)以上の範囲の光であって、前記主レンズ部30の中央部に入射する光である。また、前記周辺光は、前記半導体型光源2の半球放射範囲のX軸もしくはY軸から所定の角度(この例では、約60°)以下の範囲の光である。前記周辺光の一部は、前記周辺光のうち前記主レンズ部30の周辺部に入射する光である。前記主レンズ部30は、この例では、前記半導体型光源2からの光を透過させる透過タイプのレンズ部である。
前記主レンズ部30は、前記半導体型光源2からの光(前記中央光L1および前記周辺光の一部)を主配光パターン(基本配光パターン)、この実施形態1においては、図6(A)に示すロービーム用配光パターンの主配光パターンMLP、および、図7(A)に示すハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHP、として車両Cの前方に照射する。すなわち、前記主レンズ部30は、前記半導体型光源2からの直接入射した光(前記中央光L1および前記周辺光の一部)を前記ロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPとして車両Cの前方に照射し、かつ、前記半導体型光源2から前記光制御部材4を透過した光(前記中央光L1、および、X軸方向の前記周辺光の一部)および前記半導体型光源2からの直接入射した光(X軸方向の前記周辺光の一部を除いた残りの前記周辺光の一部)を前記ハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPとして車両Cの前方に照射する。
前記主レンズ部30は、前記半導体型光源2からの光が前記主レンズ部30中に入射する入射面300と、前記主レンズ部30中に入射した光が出射する出射面301と、から構成されている。前記主レンズ部30の前記入射面300は、自由曲面あるいは複合2次曲面から構成されている。前記主レンズ部30の前記出射面301は、前記半導体型光源2と反対側に突出した凸形状をなし、自由曲面あるいは複合2次曲面から構成されている。
(補助レンズ部31の説明)
前記補助レンズ部31は、図4、図5に示すように、前記主レンズ部30の周辺この実施形態1においては下辺(下側)に設けられている。この結果、図9に示すように、前記半導体型光源2と、前記レンズ3の上部との間には、開口部(上部開口部WU)が形成されている。
前記補助レンズ部31は、前記半導体型光源2から放射される光のうち、周辺光の他の一部L2を有効利用するものである。前記周辺光の他の一部L2は、前記周辺光のうち前記補助レンズ部31に入射する光である。前記補助レンズ部31は、この例では、前記周辺光の他の一部L2を全反射させる全反射タイプのレンズ部である。前記補助レンズ部31は、前記主レンズ部30と一体のものである。
前記補助レンズ部31は、前記周辺光の他の一部L2を補助配光パターン、この実施形態1においては、図6(B)に示すロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLP、および、図7(B)に示すハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHP、として車両Cの前方に照射する。すなわち、前記補助レンズ部31は、前記半導体型光源2から前記光制御部材4を透過した光(前記周辺光の他の一部L2)を前記ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPとして車両Cの前方に照射し、かつ、前記半導体型光源2からの直接入射した光(前記周辺光の他の一部L2)を前記ハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPとして車両Cの前方に照射する。
前記補助レンズ部31は、前記周辺光の他の一部L2が前記補助レンズ部31中に入射する入射面310と、前記入射面310から前記補助レンズ部31中に入射した光が反射する反射面311と、前記反射面311で反射した反射光が前記補助レンズ部31中から外部に出射する出射面312と、から構成されている。前記入射面310および前記反射面311および前記出射面312は、それぞれ自由曲面(あるいは複合2次曲面)から構成されている。
(光制御部材4の説明)
前記光制御部材4は、中央側の部分の可変焦点レンズ部40と、左右両側の部分の取付部41と、を備える。前記可変焦点レンズ部40と前記取付部41とは、光透過部材から構成されていて、一体構造をなす。前記取付部41は、前記軸受部材7を介して前記ベース部材8に位置決めされて取り付けられている。この結果、前記光制御部材4は、前記軸受部材7を介して前記ベース部材8に、第1位置と第2位置との間を回転可能に取り付けられている。前記光制御部材4の回転中心O1は、前記発光面23の中心Oよりも、後側でかつ下側に位置する。
前記光制御部材4は、前記駆動部材5により前記第1位置と前記第2位置とに移動(回転)切替可能に構成されている。前記第1位置は、図4に示すように、前記可変焦点レンズ部40が前記半導体型光源2の前記発光面23と、前記補助レンズ部31の前記入射面310との間に位置する位置である。前記第2位置は、図5に示すように、前記可変焦点レンズ部40が前記半導体型光源2の前記発光面23と、前記主レンズ部30の前記入射面300の前記中央光L1が入射する中央部との間に位置する位置である。
前記第1位置に位置する前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40と前記レンズ3の前記補助レンズ部31とは、図4、図9、図10に示すように、一部(大部分)が上下において重なる。この結果、図9に示すように、前記半導体型光源2と、前記レンズ3の下部および前記光制御部材4との間には、若干の開口部(下部開口部WD)が形成されている。
(可変焦点レンズ部40の説明)
前記可変焦点レンズ部40は、前記第1位置に位置するときには、図4に示すように、前記周辺光の他の一部L2を透過させて前記補助レンズ部31中に入射させる。この結果、図6(B)に示すように、前記ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPが前記補助レンズ部31の前記出射面312から車両Cの前方に照射される。
前記可変焦点レンズ部40は、前記第2位置に位置するときには、図5に示すように、前記中央光L1を透過させて前記主レンズ部30の中央部中に入射させる。この結果、図7(A)に示すように、前記ハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPが前記主レンズ部30の前記出射面301の中央部から車両Cの前方に照射される。
前記可変焦点レンズ部40は、図1、図4、図5に示すように、入射面400が凹形状をなし、かつ、出射面401が凸形状をなすものである。前記可変焦点レンズ部40の入射面400は、前記可変焦点レンズ部40の光軸(光出射軸)方向に、すなわち、前記半導体型光源2の前記発光面23に対して前記可変焦点レンズ部40の内側に凹形状をなす。前記可変焦点レンズ部40の出射面401は、前記可変焦点レンズ部40の光軸(光出射軸)方向に、すなわち、前記半導体型光源2の前記発光面23に対して前記可変焦点レンズ部40の外側に凸形状をなす。
前記可変焦点レンズ部40は、前記補助レンズ部31の焦点を変化させるものである。すなわち、図11に示すように、前記第1位置に位置するときの前記補助レンズ部31の焦点(疑似焦点)F1を、前記第2位置に位置するときの前記補助レンズ部31の焦点Fに対して、上側かつ右側に変位させるものである。なお、前記疑似焦点F1の上側の変位は、図9(図13)に示すが、右側の変位は、図示しない。前記疑似焦点F1は、前記可変焦点レンズ部40を通した前記補助レンズ部31の疑似焦点である。
前記可変焦点レンズ部40は、水平断面において、対向車線側この例では右側から走行車線側この例では左側にかけて徐々に前記入射面400と前記出射面401との間の距離が近くなる。すなわち、前記可変焦点レンズ部40の右側端部の前記入射面400と前記出射面401との間の距離は長く、前記可変焦点レンズ部40の左側端部の前記入射面400と前記出射面401との間の距離は短い。
前記可変焦点レンズ部40は、鉛直断面において、上側から下側にかけて徐々に前記入射面400と前記出射面401との間の距離が近くなる。すなわち、前記可変焦点レンズ部40の上側端部の前記入射面400と前記出射面401との間の距離は長く、前記可変焦点レンズ部40の下側端部の前記入射面400と前記出射面401との間の距離は短い。なお、鉛直断面において、上側の前記入射面400と前記出射面401との間の距離と、下側の前記入射面400と前記出射面401との間の距離とは、変わらない場合がある。
前記可変焦点レンズ部40は、前記の構造により、前記第1位置に位置するときの前記補助レンズ部31の焦点(疑似焦点)F1を、前記第2位置に位置するときの前記補助レンズ部31の焦点Fに対して、上側かつ右側に変位させる。すなわち、前記可変焦点レンズ部40は、前記半導体型光源2の前記発光チップ20(前記発光面23)の位置を、実際の位置から、右斜め下方の仮想の位置に変化させる。
これにより、図6(B)に示す前記ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPは、図7(B)に示す前記ハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPに対して、右斜め下方に変化する。この結果、図6(B)に示すように、前記ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPは、前記ロービーム用配光パターンLPの前記下水平カットオフラインCL1よりも下側に位置する。
また、前記可変焦点レンズ部40は、前記主レンズ部30の焦点を変化させて、前記主レンズ部30から照射される主配光パターンを切り替えるものである。すなわち、前記可変焦点レンズ部40は、前記第1位置に位置するときには、図4に示すように、前記中央光L1および前記周辺光の一部を直接前記主レンズ部30中に入射させる。この結果、前記ロービーム用配光パターンの主配光パターンMLP(図6(A)参照)が前記主レンズ部30の前記出射面301から車両Cの前方に照射される。
前記可変焦点レンズ部40は、前記第2位置に位置するときには、図5に示すように、前記中央光L1を透過させて前記主レンズ部30の中央部中に入射させる。この結果、前記ハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHP(図7(A)参照)が前記主レンズ部30の前記出射面301の中央部から車両Cの前方に照射される。
このとき、前記可変焦点レンズ部40は、前記ロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの中央部分の光の一部を、前記ロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの中央部分のカットオフラインCL1、CL2、CL3から上方に山形形状にせり上げる。この結果、図6(A)に示す前記ロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの中央部分は、図7(A)に示す前記ハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPの中央部分に、変形する。この主配光パターンの中央部分の変形により、配光パターンの切替の節度感が得られる。
(駆動部材5の説明)
前記駆動部材5は、図1、図2に示すように、前記光制御部材4を前記第1位置と前記第2位置とに移動(回転、回動)切替可能に位置させるものである。前記駆動部材5は、ソレノイド50と、連結ピン51と、スプリング52と、から構成されている。
前記ソレノイド50には、取付部53が一体に設けられている。前記取付部53は、位置決め孔および位置決めピンなどにより前記ベース部材8のベース取付部82の背面側に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材8の前記ベース取付部82の背面側に取り付けられている。この結果、前記駆動部材5の前記ソレノイド50は、前記ベース部材8に取り付けられている。前記ソレノイド50は、進退ロッド54を有する。
前記連結ピン51の一端は、前記進退ロッド54の先端に固定されている。前記連結ピン51の他端は、前記光制御部材4の前記取付部41に設けられている長孔42中に挿入されている。この結果、前記ソレノイド50の前記進退ロッド54の進退運動が前記連結ピン51および前記長孔42を介して前記光制御部材4の回転運動に変換される。
前記スプリング52は、前記軸受部材7に取り付けられている。前記スプリング52の一端は、前記軸受部材7に弾性当接している。前記スプリング52の他端は、前記光制御部材4に弾性当接している。この結果、通常時すなわち前記ソレノイド50が非通電時においては、前記スプリング52の力により、前記光制御部材4は、前記第1位置に位置する。前記ソレノイド50に通電すると、前記スプリング52の力に抗して前進位置に位置する前記進退ロッド54が後退して、前記光制御部材4は、前記第1位置から前記第2位置に回転して前記第2位置に位置する。前記ソレノイド50への通電を遮断すると、前記スプリング52の力により、後退位置に位置する前記進退ロッド54が前進して、前記光制御部材4は、前記第2位置から前記第1位置に回転して前記第1位置に位置する。
(レンズカバー部材6の説明)
前記レンズカバー部材6は、図1~図3に示すように、前記レンズ3を覆う形状をなす。前記レンズカバー部材6は、たとえば、光不透過性の部材から構成されている。前記レンズカバー部材6の中央部には、前記半導体型光源2からの光を前記レンズ3の前記主レンズ部30および前記補助レンズ部31に通す開口部60が設けられている。前記レンズカバー部材6の左右両端部には、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3の前記取付部32と共に、位置決め孔および位置決めピンなどにより前記ベース部材8の前記レンズ取付部81に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材8の前記レンズ取付部81に取り付けられている。この結果、前記レンズカバー部材6は、前記レンズ3と共に前記ベース部材8に取り付けられている。
(軸受部材7の説明)
前記軸受部材7は、図1、図2に示すように、前記半導体型光源2および前記ベース部材8の前記光源取付部80を覆う形状をなす。前記軸受部材7は、たとえば、光不透過性の部材から構成されている。前記軸受部材7の中央部には、前記半導体型光源2からの光を前記レンズ3の前記主レンズ部30および前記補助レンズ部31、前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40に通す開口部70が設けられている。前記軸受部材7の4角部には、取付部71が一体に設けられている。前記取付部71は、位置決め孔および位置決めピンなどにより前記ベース部材8の前記ベース取付部82の正面側に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材8の前記ベース取付部82の正面側に取り付けられている。この結果、前記軸受部材7は、前記ベース部材8に取り付けられている。
前記軸受部材7の左右両側の中央部には、軸部72がそれぞれ一体に設けられている。前記軸部72には、前記光制御部材4の前記取付部41に設けられている回転孔43が回転可能に軸受されている。この結果、前記軸受部材7には、前記光制御部材4が前記第1位置と前記第2位置との間を回転可能に取り付けられている。
前記軸受部材7と前記光制御部材4とには、それぞれストッパ73、44が一体に設けられている。これにより、前記光制御部材4を前記第1位置と前記第2位置とに位置させることができる。
(ベース部材8の説明)
前記ベース部材8は、図1~図3に示すように、前記ベース取付部82と、前記ベース取付部82の正面側の中央部の前記光源取付部80と、前記ベース取付部82の正面側の左右両端部の前記レンズ取付部81と、から構成されている。前記光源取付部80には、前記半導体型光源2が取り付けられている。前記レンズ取付部81には、前記レンズ3が前記レンズカバー部材6を介して取り付けられている。前記ベース取付部82の正面側には、前記光制御部材4が前記第1位置と前記第2位置との間を回転可能に軸受されている前記軸受部材7が取り付けられている。前記ベース取付部82の背面側には、前記駆動部材5および前記冷却部材9がそれぞれ取り付けられている。
(冷却部材9の説明)
前記冷却部材9は、図1、図2に示すように、冷却ファンを有する。前記冷却部材9は、前記ベース部材8の前記ベース取付部82の背面側に位置決めされ、かつ、スクリューなどにより、前記ベース部材8の前記ベース取付部82の背面側に取り付けられている。この結果、前記冷却部材9は、前記ベース部材8に取り付けられている。
(実施形態1の作用の説明)
この実施形態1にかかる車両用前照灯1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。
通常時すなわちソレノイド50が非通電時においては、スプリング52のスプリング力により、進退ロッド54が前進位置に位置していて光制御部材4が第1位置に位置する。このとき、光制御部材4の可変焦点レンズ部40は、図4に示すように、半導体型光源2の発光面23とレンズ3の補助レンズ部31の入射面310との間に位置している。
この通常時において、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23から放射される光のうち、半導体型光源2の中央光L1および周辺光の一部は、図4に示すように、直接、レンズ3の主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。このとき、入射光は、入射面300において配光制御される。主レンズ部30中に入射した入射光は、主レンズ部30の出射面301から出射する。このとき、出射光は、出射面301において配光制御される。主レンズ部30からの出射光は、図6(A)に示すように、下水平カットオフラインCL1と、斜めカットオフラインCL2と、上水平カットオフラインCL3とを、有するロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPとして、車両Cの前方に照射される。
一方、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の他の一部L2は、図4に示すように、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の入射面400から可変焦点レンズ部40中に入射する。このとき、入射光は、入射面400において配光制御される。可変焦点レンズ部40中に入射した入射光は、可変焦点レンズ部40の出射面401から出射する。このとき、出射光は、出射面401において配光制御される。
可変焦点レンズ部40からの出射光は、補助レンズ部31の入射面310から補助レンズ部31中に入射する。このとき、入射光は、入射面310において配光制御される。補助レンズ部31中に入射した入射光は、補助レンズ部31の反射面311で全反射する。このとき、反射光は、反射面311において配光制御される。全反射した反射光は、出射面312から出射する。このとき、出射光は、出射面312において配光制御される。補助レンズ部31からの出射光は、図6(B)に示すように、ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPとして、車両Cの前方であって主レンズ部30から照射されるロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの中央部に対して、右斜め下方に照射される。
ここで、可変焦点レンズ部40の焦点の変位の作用により、補助レンズ部31の焦点Fは、図11に示すように、右斜め上方の疑似焦点F1に変位する。このために、半導体型光源2の発光チップ20(発光面23)の位置は、実際の位置から、右斜め下方の仮想の位置に変化する。これにより、ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPは、スクリーンの中心(スクリーンの左右の水平線HL-HRとスクリーンの上下の垂直線VU-VDとの交点)に対して、右斜め下方に位置する。すなわち、ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPは、図6(B)に示すように、ロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの下水平カットオフラインCL1よりも下方に位置する。
そして、下水平カットオフラインCL1と、斜めカットオフラインCL2と、上水平カットオフラインCL3とを、有するロービーム用配光パターンの主配光パターンMLP(図6(A)参照)と、ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLP(図6(B)参照)とが合成(重畳)されて、下水平カットオフラインCL1と、斜めカットオフラインCL2と、上水平カットオフラインCL3とを、有するロービーム用配光パターンLP(図6(C)、図8(A)参照)が得られる。
それから、ソレノイド50に通電する。すると、進退ロッド54がスプリング52のスプリング力に抗して後退して後退位置に位置していて、光制御部材4が第1位置から第2位置に向かって回転して第2位置に位置する。すなわち、今まで半導体型光源2と補助レンズ部31との間に位置している光制御部材4は、図5に示すように、半導体型光源2の発光面23とレンズ3の主レンズ部30の入射面300との間に位置する。
そして、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の中央光L1は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の入射面400から可変焦点レンズ部40中に入射する。このとき、入射光は、入射面400において配光制御される。可変焦点レンズ部40中に入射した入射光は、可変焦点レンズ部40の出射面401から出射する。このとき、出射光は、出射面401において配光制御される。
可変焦点レンズ部40からの出射光は、主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。また、半導体型光源2の周辺光の一部は、直接、主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。このとき、入射光は、入射面300において配光制御される。主レンズ部30中に入射した入射光は、主レンズ部30の出射面301から出射する。このとき、出射光は、出射面301において配光制御される。主レンズ部30からの出射光は、図7(A)に示すように、ハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPとして、車両Cの前方に照射される。
ここで、ハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPは、可変焦点レンズ部40を介して主レンズ部30から照射されるものである。このために、図7(A)に示すハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPの中央部分は、図6(A)に示すロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの中央部分の光の一部を上方に山形形状にせり上げた状態に変形する。このとき、配光パターンの切替の節度感が得られる。
一方、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の他の一部L2は、図5に示すように、直接、補助レンズ部31の入射面310から補助レンズ部31中に入射する。このとき、入射光は、入射面310において配光制御される。補助レンズ部31中に入射した入射光は、補助レンズ部31の反射面311で全反射する。このとき、反射光は、反射面311において配光制御される。全反射した反射光は、出射面312から出射する。このとき、出射光は、出射面312において配光制御される。補助レンズ部31からの出射光は、図7(B)に示すように、ハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPとして、車両Cの前方であって主レンズ部30から照射されるハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPの中央部に照射される。
ここで、ハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPは、可変焦点レンズ部40を介さずに直接補助レンズ部31から照射されるものである。このために、補助レンズ部31の焦点Fは、本来の位置、すなわち、半導体型光源2の発光チップ20の発光面23の中心Oもしくはその近傍に位置する。これにより、ハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPは、スクリーンの中心(スクリーンの左右の水平線HL-HRとスクリーンの上下の垂直線VU-VDとの交点)もしくはその近傍に位置する。すなわち、ハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHPは、ハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHPの中央部に位置する。
そして、ハイビーム用配光パターンの主配光パターンMHP(図7(A)参照)と、ハイビーム用配光パターンの補助配光パターンSHP(図7(B)参照)とが合成(重畳)されて、中央部にホットゾーンHZを有するハイビーム用配光パターンHP(図7(C)、図8(B)参照)が得られる。
それから、ソレノイド50への通電を遮断する。すると、進退ロッド54がスプリング52のスプリング力により前進して前進位置に位置していて、光制御部材4が第2位置から第1位置に向かって回転して第1位置に位置する。すなわち、今まで半導体型光源2と主レンズ部30との間に位置していた光制御部材4は、半導体型光源2と補助レンズ部31との間に位置する。
(実施形態1の効果の説明)
この実施形態1にかかる車両用前照灯1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にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が第1位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1および周辺光の一部)が直接レンズ3の主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が光制御部材4を介してレンズ3の補助レンズ部31に入射し、そのレンズ3からロービーム用配光パターンLPを車両Cの前方に照射する。また、光制御部材4が第2位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1)が光制御部材4を介してレンズ3の主レンズ部30に入射し、また、半導体型光源2からの光の一部(周辺光の一部)が直接レンズ3の主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が直接レンズ3の補助レンズ部31に入射し、そのレンズ3からハイビーム用配光パターンHPを車両Cの前方に照射する。この結果、レンズ直射型のランプユニットにおいて、ロービーム用配光パターンLP、ハイビーム用配光パターンHPが確実に得られる。
この実施形態1にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が第1位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1および周辺光の一部)が直接主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が光制御部材4を介して補助レンズ部31に入射するので、半導体型光源2からの光(中央光L1および周辺光の一部、周辺光の他の一部L2)を有効に利用することができる。また、光制御部材4が第2位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1)が光制御部材4を介して主レンズ部30に入射し、また、半導体型光源2からの光の一部(周辺光の一部)が直接主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が直接補助レンズ部31に入射するので、半導体型光源2からの光(中央光L1および周辺光の一部、周辺光の他の一部L2)を有効に利用することができる。
この実施形態1にかかる車両用前照灯1は、一部品の光制御部材4を駆動部材5により第1位置と第2位置とに移動切替するものである。このために、光制御部材4の第1位置および第2位置の位置精度を向上させることができる。しかも、駆動部材5が安価な低出力のもの、たとえば、低出力のソレノイド50および小さいばね荷重のスプリング52で良いので製造コストを安価にすることができる。
この実施形態1にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が、第1位置に位置するときの補助レンズ部31の焦点F1を、第2位置に位置するときの補助レンズ部31の焦点Fに対して、上側に変位させる可変焦点レンズ部40を備えるものである。このために、光制御部材4が第1位置に位置するときに得られるロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPを、スクリーンの中心に対して、下方に位置させることができる。すなわち、ロービーム用配光パターンの補助配光パターンSLPを、図6(B)に示すように、ロービーム用配光パターンの主配光パターンMLPの下水平カットオフラインCL1よりも下方に位置させることができ、グレアの発生を確実に防ぐことができる。
この実施形態1にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が、駆動部材5により第1位置と第2位置との間を回転し、光制御部材4の回転中心O1が、半導体型光源2の発光面23よりも後側に位置する。このために、図10に示すように、光制御部材4の回転角度θ1を、発光面23の中心Oを光制御部材4の回転中心とした場合の回転角度θ2と比較して、小さくすることができる。これにより、駆動部材5を小型化および低出力化することができるので、ユニットの小型化および低コスト化を図ることができる。
この実施形態1にかかる車両用前照灯1は、補助レンズ部31が、主レンズ部30に対して下側に配置されている。このために、駆動部材5の非駆動時において、光制御部材4を第1位置に位置させると、光制御部材4を下側すなわち重力方向に停止させることができる。これにより、駆動部材5が安価な低出力のもの、たとえば、低出力のソレノイド50および小さいばね荷重のスプリング52で良いので製造コストを安価にすることができる。
この実施形態1にかかる車両用前照灯1は、第1位置に位置する光制御部材4と補助レンズ部31とが、一部が上下において重なる。このために、図9に示すように、光制御部材4と補助レンズ部31とを下側に位置させると、上部に大きな上部開口部WUが得られると共に、下部に若干の下部開口部WDが形成される。これにより、図9中の実線矢印Aに示すように、下部開口部WDから上部開口部WUへの熱対流が発生する。この結果、半導体型光源2において発生する熱(LED放射熱)を、図9中の実線矢印Bに示すように、熱対流に沿って上部開口部WUから外部に逃がすことができ、放熱効果を向上させることができる。
(実施形態2)
図12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にかかる車両用前照灯について説明する。図中、図1~図11と同符号は、同一のものを示す。
前記の実施形態1の車両用前照灯1は、補助レンズ部31を主レンズ部30に対して下側に位置させ、かつ、光制御部材4の第1位置を下側にしたものである。これに対して、この実施形態2にかかる車両用前照灯は、補助レンズ部31を主レンズ部30に対して上側に位置させ、かつ、光制御部材4の第1位置を上側にしたものであって、光制御部材4の回転中心O1を発光面23の中心Oよりも後側でかつ上側に位置させる。
この実施形態2にかかる車両用前照灯は、以上のごとき構成作用からなるので、前記の実施形態1の車両用前照灯1の効果とほぼ同様の効果を達成することができる。
(実施形態3)
図13乃至図16は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態3を示す。以下、この実施形態3にかか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。
従来の車両用前照灯は、光源と、レンズと、第1反射面と、第2反射面と、を備えるものである。そして、従来の車両用前照灯は、第1反射面が開放位置に位置すると、光源からの光がレンズを透過して、すれ違いビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。また、第1反射面が遮光位置に位置すると、光源からの光が第1反射面で反射し、その反射光が第2反射面で反射して、走行ビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。
このような従来の車両用前照灯においては、部品の寸法公差および取付ばらつきなどにより、すれ違いビーム用配光パターンを車両の前方に照射する際に、迷光が発生する場合がある。ところが、従来の車両用前照灯は、迷光が発生するのを防ぐ手段が設けられていない。
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においては、迷光が発生するのを防ぐ手段が設けられていない、という点にある。
この発明は、図13に示すように、半導体型光源2と、レンズ3と、光制御部材4と、駆動部材5と、を備える。レンズ3は、主レンズ部30と、補助レンズ部31と、から構成されている。駆動部材5は、光制御部材4を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる。光制御部材4のうち第1位置に位置するときに主レンズ部30の光軸Z側となる上側の部分40Uの焦点F40Uは、下側の部分40Dの焦点F40Dに対して下側に変位している。この結果、この発明は、迷光の発生を防ぐことができる。
前記光制御部材4が前記第1位置に位置するとき、前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40のうち前記主レンズ部30側に位置する部分40Uは、図15中に示す二点鎖線よりも上側の部分である。また、前記光制御部材4が前記第1位置に位置するとき、前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40のうち前記主レンズ部30側に位置する部分40Uと反対側の部分40Dは、図15中に示す二点鎖線よりも下側の部分である。
前記可変焦点レンズ部40の前記上側の部分40Uは、前記主レンズ部30の前記基準焦点Fを下側(図16中のF40U参照)に連続的に変位させるものである。前記可変焦点レンズ部40の前記下側の部分40Dは、前記主レンズ部30の前記基準焦点Fを上側(図16中のF40D参照)に連続的に変位させるものである。すなわち、前記可変焦点レンズ部40の前記上側の部分40Uの焦点F40Uは、他の部分(前記下側の部分40D)の焦点F40Dに対して下側に変位している。
(実施形態3の作用の説明)
この実施形態3にかかる車両用前照灯1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。
通常時すなわちソレノイド50が非通電時においては、スプリング52のスプリング力により、進退ロッド54が前進位置に位置していて光制御部材4が第1位置に位置する。このとき、光制御部材4の可変焦点レンズ部40は、図13に示すように、半導体型光源2の発光面23とレンズ3の補助レンズ部31の入射面310との間に位置している。
この通常時において、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23から放射される光のうち、半導体型光源2の中央光L1および周辺光の一部は、図13に示すように、直接、レンズ3の主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。このとき、入射光は、入射面300において配光制御される。主レンズ部30中に入射した入射光は、主レンズ部30の出射面301から出射する。このとき、出射光は、出射面301において配光制御される。主レンズ部30からの出射光は、下水平カットオフラインと、斜めカットオフラインと、上水平カットオフラインとを、有するロービーム用配光パターンLPの主配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
一方、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の他の一部L2は、図13に示すように、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の入射面400から可変焦点レンズ部40中に入射する。このとき、入射光は、入射面400において配光制御される。可変焦点レンズ部40中に入射した入射光は、可変焦点レンズ部40の出射面401から出射する。このとき、出射光は、出射面401において配光制御される。
可変焦点レンズ部40からの出射光は、補助レンズ部31の入射面310から補助レンズ部31中に入射する。このとき、入射光は、入射面310において配光制御される。補助レンズ部31中に入射した入射光は、補助レンズ部31の反射面311で全反射する。このとき、反射光は、反射面311において配光制御される。全反射した反射光は、出射面312から出射する。このとき、出射光は、出射面312において配光制御される。補助レンズ部31からの出射光は、ロービーム用配光パターンLPの補助配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
そして、前記の主配光パターンと、前記の補助配光パターンとが合成(重畳)されて、図8(A)に示すロービーム用配光パターンLPが得られる。
このとき、可変焦点レンズ部40のうち主レンズ部30の基準光軸Z側となる上側の部分40Uの焦点F40Uは、下側の部分40Dの焦点F40Dに対して下側に変位している。このために、図13に示すように、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光L3は、下向きの出射光となる。このために、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光L3が、補助レンズ部31ではなく主レンズ部30に入射しても、主レンズ部30から出射する出射光L4が、下向きとなる。この下向きの出射光L4は、ロービーム用配光パターンLPの一部となる。
それから、ソレノイド50に通電する。すると、進退ロッド54がスプリング52のスプリング力に抗して後退して後退位置に位置していて、光制御部材4が第1位置から第2位置に向かって回転して第2位置に位置する。すなわち、今まで半導体型光源2と補助レンズ部31との間に位置している光制御部材4は、図14に示すように、半導体型光源2の発光面23とレンズ3の主レンズ部30の入射面300との間に位置する。
そして、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の中央光L1は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の入射面400から可変焦点レンズ部40中に入射する。このとき、入射光は、入射面400において配光制御される。可変焦点レンズ部40中に入射した入射光は、可変焦点レンズ部40の出射面401から出射する。このとき、出射光は、出射面401において配光制御される。
可変焦点レンズ部40からの出射光は、主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。また、半導体型光源2の周辺光の一部は、直接、主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。このとき、入射光は、入射面300において配光制御される。主レンズ部30中に入射した入射光は、主レンズ部30の出射面301から出射する。このとき、出射光は、出射面301において配光制御される。主レンズ部30からの出射光は、ハイビーム用配光パターンHPの主配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
一方、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の他の一部L2は、図14に示すように、直接、補助レンズ部31の入射面310から補助レンズ部31中に入射する。このとき、入射光は、入射面310において配光制御される。補助レンズ部31中に入射した入射光は、補助レンズ部31の反射面311で全反射する。このとき、反射光は、反射面311において配光制御される。全反射した反射光は、出射面312から出射する。このとき、出射光は、出射面312において配光制御される。補助レンズ部31からの出射光は、ハイビーム用配光パターンHPの補助配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
そして、前記の主配光パターンと、前記の補助配光パターンとが合成(重畳)されて、図8(B)に示すハイビーム用配光パターンHPが得られる。
それから、ソレノイド50への通電を遮断する。すると、進退ロッド54がスプリング52のスプリング力により前進して前進位置に位置していて、光制御部材4が第2位置から第1位置に向かって回転して第1位置に位置する。すなわち、今まで半導体型光源2と主レンズ部30との間に位置していた光制御部材4は、半導体型光源2と補助レンズ部31との間に位置する。
(実施形態3の効果の説明)
この実施形態3にかかる車両用前照灯1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3にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40のうち主レンズ部30の基準光軸Z側となる上側の部分40Uの焦点F40Uが、他の部分である下側の部分40Dの焦点F40Dに対して下側に変位している。このために、図13に示すように、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光L3が、下向きの出射光となる。このために、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光L3が、補助レンズ部31ではなく主レンズ部30に入射しても、主レンズ部30から出射する出射光L4が、下向きとなる。この下向きの出射光L4は、ロービーム用配光パターンLPの一部となる。この結果、迷光の発生を防ぐことができる。
ここで、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uの焦点が、下側の部分40Dの焦点に対して、変位していない、もしくは、上側に変位している場合について説明する。この場合においては、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光が、下向きの出射光とはならない。このために、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光が、主レンズ部30に入射すると、主レンズ部30から出射する出射光L5が、上向きとなる場合(図13中の破線矢印参照)がある。この結果、迷光の発生を防ぐことができない。これに対して、この実施形態3にかかる車両用前照灯1は、前記の通り、迷光の発生を防ぐことができる。
この実施形態3にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が第1位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1および周辺光の一部)が直接レンズ3の主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が光制御部材4を介してレンズ3の補助レンズ部31に入射し、そのレンズ3からロービーム用配光パターンLPを車両Cの前方に照射する。また、光制御部材4が第2位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1)が光制御部材4を介してレンズ3の主レンズ部30に入射し、また、半導体型光源2からの光の一部(周辺光の一部)が直接レンズ3の主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が直接レンズ3の補助レンズ部31に入射し、そのレンズ3からハイビーム用配光パターンHPを車両Cの前方に照射する。この結果、レンズ直射型のランプユニットにおいて、ロービーム用配光パターンLP、ハイビーム用配光パターンHPが確実に得られる。
この実施形態3にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が第1位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1および周辺光の一部)が直接主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が光制御部材4を介して補助レンズ部31に入射するので、半導体型光源2からの光(中央光L1および周辺光の一部、周辺光の他の一部L2)を有効に利用することができる。また、光制御部材4が第2位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1)が光制御部材4を介して主レンズ部30に入射し、また、半導体型光源2からの光の一部(周辺光の一部)が直接主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が直接補助レンズ部31に入射するので、半導体型光源2からの光(中央光L1および周辺光の一部、周辺光の他の一部L2)を有効に利用することができる。
この実施形態3にかかる車両用前照灯1は、一部品の光制御部材4を駆動部材5により第1位置と第2位置とに移動切替するものである。このために、光制御部材4の第1位置および第2位置の位置精度を向上させることができる。しかも、駆動部材5が安価な低出力のもの、たとえば、低出力のソレノイド50および小さいばね荷重のスプリング52で良いので製造コストを安価にすることができる。
この実施形態3にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が、駆動部材5により第1位置と第2位置との間を回転し、光制御部材4の回転中心O1が、半導体型光源2の発光面23よりも後側に位置する。このために、図10に示すように、光制御部材4の回転角度θ1を、発光面23の中心Oを光制御部材4の回転中心とした場合の回転角度θ2と比較して、小さくすることができる。これにより、駆動部材5を小型化および低出力化することができるので、ユニットの小型化および低コスト化を図ることができる。
この実施形態3にかかる車両用前照灯1は、補助レンズ部31が、主レンズ部30に対して下側に配置されている。このために、駆動部材5の非駆動時において、光制御部材4を第1位置に位置させると、光制御部材4を下側すなわち重力方向に停止させることができる。これにより、駆動部材5が安価な低出力のもの、たとえば、低出力のソレノイド50および小さいばね荷重のスプリング52で良いので製造コストを安価にすることができる。
この実施形態3にかかる車両用前照灯1は、第1位置に位置する光制御部材4と補助レンズ部31とが、一部が上下において重なる。このために、図9に示すように、光制御部材4と補助レンズ部31とを下側に位置させると、上部に大きな上部開口部WUが得られると共に、下部に若干の下部開口部WDが形成される。これにより、図9中の実線矢印Aに示すように、下部開口部WDから上部開口部WUへの熱対流が発生する。この結果、半導体型光源2において発生する熱(LED放射熱)を、図9中の実線矢印Bに示すように、熱対流に沿って上部開口部WUから外部に逃がすことができ、放熱効果を向上させることができる。
(実施形態4)
図17は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態4を示す。以下、この実施形態4にかかる車両用前照灯について説明する。図中、図1~図16と同符号は、同一のものを示す。
前記の実施形態3の車両用前照灯1は、補助レンズ部31を主レンズ部30に対して下側に位置させ、かつ、光制御部材4の第1位置を下側にしたものであって、光制御部材4の可変焦点レンズ部40のうち主レンズ部30の基準光軸Z側となる部分が上側の部分40Uであり、他の部分が下側の部分40Dである。これに対して、この実施形態4にかかる車両用前照灯は、補助レンズ部31を主レンズ部30に対して上側に位置させ、かつ、光制御部材4の第1位置を上側にしたものであって、光制御部材4の可変焦点レンズ部40のうち主レンズ部30の基準光軸Z側となる部分が下側の部分であり、他の部分が上側の部分である。また、光制御部材4の回転中心O1を発光面23の中心Oよりも後側でかつ上側に位置させる。
この実施形態4にかかる車両用前照灯は、以上のごとき構成作用からなるので、前記の実施形態3の車両用前照灯1の効果とほぼ同様の効果を達成することができる。
(実施形態5)
図18乃至図22は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態5を示す。以下、この実施形態5にかかる車両用前照灯について説明する。図中、図1~図17と同符号は、同一のものを示す。
従来の車両用前照灯は、光源と、レンズと、第1反射面と、第2反射面と、を備えるものである。そして、従来の車両用前照灯は、第1反射面が開放位置に位置すると、光源からの光がレンズを透過して、すれ違いビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。また、第1反射面が遮光位置に位置すると、光源からの光が第1反射面で反射し、その反射光が第2反射面で反射して、走行ビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。
このように従来の車両用前照灯においては、走行ビーム用配光パターンの上方部の光が不足すると、交通標識(オーバーヘッドサイン)や立木や人などの視認性が低下する傾向にある。また、走行ビーム用配光パターンの下方部の光が不足すると、配光の一部が抜けて、配光の割れや配光の不連続などが発生し、車両の手前側から側方の視認性が低下する傾向にある。
ところが、従来の車両用前照灯は、走行ビーム用配光パターンの上方部および下方部に十分な光を行き届かせる手段が設けられていない。このために、従来の車両用前照灯では、良好な走行ビーム用配光パターンが得られない場合がある。
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、良好な走行ビーム用配光パターンが得られない場合がある、という点にある。
この発明は、図19に示すように、半導体型光源2と、レンズ3と、光制御部材4と、駆動部材5と、を備える。レンズ3は、主レンズ部30と、補助レンズ部31と、から構成されている。駆動部材5は、光制御部材4を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる。光制御部材4の上側の部分40Uの焦点F40Uが下側に変位していて、光制御部材4の下側の部分40Dの焦点F40Dが上側に変位している。この結果、この発明は、良好なハイビーム用配光パターンHPが得られる。
前記光制御部材4が図4に示す前記第1位置に位置するとき、前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40のうち前記主レンズ部30側に位置する部分40Uは、図18中に示す上の二点鎖線よりも上側の部分である。前記光制御部材4が図4に示す前記第1位置に位置するとき、前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40のうち前記主レンズ部30側に位置する部分40Uと反対側の部分40Dは、図18中に示す下の二点鎖線よりも下側の部分である。前記可変焦点レンズ部40のうち中間部分40Cは、図18中に示す上の二点鎖線と下の二点鎖線との間の部分である。
前記可変焦点レンズ部40の前記上側の部分40Uは、前記主レンズ部30の前記基準焦点Fを下側(図19中のF40U参照)に連続的に変位させるものである。前記可変焦点レンズ部40の前記中間部分40Cは、前記主レンズ部30の前記基準焦点Fを上側(図19中のF40C参照)に連続的に変位させるものである。前記可変焦点レンズ部40の前記下側の部分40Dは、前記主レンズ部30の前記基準焦点Fを上側(図19中のF40D参照)に、前記中間部分40Cよりも大きく、連続的に変位させるものである。
すなわち、前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uの焦点F40Uは、他の部分の焦点(前記中間部分40Cの焦点F40C、前記下側の部分40Dの焦点F40D)に対して下側に変位している。反対に、前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40の下側の部分40Dの焦点F40Dは、他の部分の焦点(前記中間部分40Cの焦点F40C、前記上側の部分40Uの焦点F40U)に対して上側に変位している。前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40の前記中間部分40Cの焦点F40Cは、上下両側において変位していない。
(実施形態5の作用の説明)
この実施形態5にかかる車両用前照灯1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。
通常時すなわちソレノイド50が非通電時においては、スプリング52のスプリング力により、進退ロッド54が前進位置に位置していて光制御部材4が第1位置に位置する。このとき、光制御部材4の可変焦点レンズ部40は、図4に示すように、半導体型光源2の発光面23とレンズ3の補助レンズ部31の入射面310との間に位置している。
この通常時において、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23から放射される光のうち、半導体型光源2の中央光L1および周辺光の一部は、図4に示すように、直接、レンズ3の主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。このとき、入射光は、入射面300において配光制御される。主レンズ部30中に入射した入射光は、主レンズ部30の出射面301から出射する。このとき、出射光は、出射面301において配光制御される。主レンズ部30からの出射光は、下水平カットオフラインと、斜めカットオフラインと、上水平カットオフラインとを、有するロービーム用配光パターンLPの主配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
一方、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の他の一部L2は、図4に示すように、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の入射面400から可変焦点レンズ部40中に入射する。このとき、入射光は、入射面400において配光制御される。可変焦点レンズ部40中に入射した入射光は、可変焦点レンズ部40の出射面401から出射する。このとき、出射光は、出射面401において配光制御される。
可変焦点レンズ部40からの出射光は、補助レンズ部31の入射面310から補助レンズ部31中に入射する。このとき、入射光は、入射面310において配光制御される。補助レンズ部31中に入射した入射光は、補助レンズ部31の反射面311で全反射する。このとき、反射光は、反射面311において配光制御される。全反射した反射光は、出射面312から出射する。このとき、出射光は、出射面312において配光制御される。補助レンズ部31からの出射光は、ロービーム用配光パターンLPの補助配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
そして、前記の主配光パターンと、前記の補助配光パターンとが合成(重畳)されて、図8(A)に示すロービーム用配光パターンLPが得られる。
このとき、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uの焦点F40U、すなわち、可変焦点レンズ部40のうち主レンズ部30の基準光軸Z側となる上側の部分40Uの焦点F40Uは、中間部分40Cの焦点F40C(および下側の部分40Dの焦点F40D)に対して下側に変位している。
このために、図4に示すように、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光L3は、下向きの出射光となる。このために、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光L3が、補助レンズ部31ではなく主レンズ部30に入射しても、主レンズ部30から出射する出射光L4が、下向きとなる。この下向きの出射光L4は、ロービーム用配光パターンLPの一部となる。
それから、ソレノイド50に通電する。すると、進退ロッド54がスプリング52のスプリング力に抗して後退して後退位置に位置していて、光制御部材4が第1位置から第2位置に向かって回転して第2位置に位置する。すなわち、今まで半導体型光源2と補助レンズ部31との間に位置している光制御部材4は、図5に示すように、半導体型光源2の発光面23とレンズ3の主レンズ部30の入射面300との間に位置する。
そして、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の中央光L1は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の入射面400から可変焦点レンズ部40中に入射する。このとき、入射光は、入射面400において配光制御される。可変焦点レンズ部40中に入射した入射光は、可変焦点レンズ部40の出射面401から出射する。このとき、出射光は、出射面401において配光制御される。
可変焦点レンズ部40からの出射光は、主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。また、半導体型光源2の周辺光の一部は、直接、主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。このとき、入射光は、入射面300において配光制御される。主レンズ部30中に入射した入射光は、主レンズ部30の出射面301から出射する。このとき、出射光は、出射面301において配光制御される。主レンズ部30からの出射光は、ハイビーム用配光パターンHPの主配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
一方、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の他の一部L2は、図5に示すように、直接、補助レンズ部31の入射面310から補助レンズ部31中に入射する。このとき、入射光は、入射面310において配光制御される。補助レンズ部31中に入射した入射光は、補助レンズ部31の反射面311で全反射する。このとき、反射光は、反射面311において配光制御される。全反射した反射光は、出射面312から出射する。このとき、出射光は、出射面312において配光制御される。補助レンズ部31からの出射光は、ハイビーム用配光パターンHPの補助配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
そして、前記の主配光パターンと、前記の補助配光パターンとが合成(重畳)されて、図8(B)に示すハイビーム用配光パターンHPが得られる。
ここで、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uの焦点F40Uは、中間部分40Cの焦点F40C(および下側の部分40Dの焦点F40D)に対して下側に変位している。このために、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光は、下向きの出射光となる。これにより、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射された下向きの出射光が主レンズ部30を透過して下方に偏向される。この結果、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uおよび主レンズ部30から照射される第1可変配光パターンHPM1は、図20(A)に示すように、下側に拡散されている(下側に暈されている)。
反対に、可変焦点レンズ部40の下側の部分40Dの焦点F40Dは、中間部分40Cの焦点F40C(および上側の部分40Uの焦点F40U)に対して上側に変位している。このために、可変焦点レンズ部40の下側の部分40Dから出射される出射光は、上向きの出射光となる。これにより、可変焦点レンズ部40の下側の部分40Dから出射された上向きの出射光が主レンズ部30を透過して上方に偏向される。この結果、可変焦点レンズ部40の下側の部分40Dおよび主レンズ部30から照射される第3可変配光パターンHPM3は、図20(C)に示すように、上側に拡散されている(上側に暈されている)。
可変焦点レンズ部40の中間部分40Cの焦点F40Cは、変位していない。このために、可変焦点レンズ部40の中間部分40Cから出射される出射光は、そのままの向きの出射光となる。これにより、可変焦点レンズ部40の中間部分40Cから出射されたそのままの向きの出射光が主レンズ部30をそのままの向きで透過する。この結果、可変焦点レンズ部40の中間部分40Cおよび主レンズ部30から照射される第2可変配光パターンHPM2は、図20(B)に示すように、上下側に拡散されていない(上下側に暈されていない)。
前記の第1可変配光パターンHPM1と、前記の第2可変配光パターンHPM2と、前記の第3可変配光パターンHPM3とが合成(重畳)されて、図21(A)に示す可変配光パターンHPMが得られる。なお、図21(B)に示す可変配光パターンHPMAは、焦点が変位されておらず固定されている可変焦点レンズ部を使用した場合において得られる可変配光パターンである。このように、図21(A)に示す可変配光パターンHPMは、図21(B)に示す可変配光パターンHPMAに対して、上下両側に拡散されている(上下両側に暈されている)。すなわち、図21(A)に示す可変配光パターンHPMは、上下両側に十分な光が配されている。
そして、図21(A)に示す可変配光パターンHPMと、図示されていない固定配光パターンとが合成(重畳)されて、図22(A)に示すハイビーム用配光パターンHPが得られる。なお、図22(B)に示すハイビーム用配光パターンHPAは、図21(B)に示す可変配光パターンHPMAと、図示されていない固定配光パターンとが合成(重畳)されて得られるハイビーム用配光パターンである。固定配光パターンは、図22(A)に示すハイビーム用配光パターンHPから図21(A)に示す可変配光パターンHPMを除いた配光パターンである。すなわち、固定配光パターンは、可変焦点レンズ部40および主レンズ部30から照射される可変配光パターンHPM以外の配光パターンであって、可変焦点レンズ部40を通らずに主レンズ部30から照射される固定配光パターンと、補助レンズ部31から照射される固定配光パターンとを合成(重畳)してなる固定配光パターンである。
ここで、図21(B)に示す可変配光パターンHPMAは、上下両側に十分な光が配されていない。このために、図22(B)に示すハイビーム用配光パターンHPAにおいて、上方部の光が不足する(図22(B)中の矢印参照)。このために、交通標識(オーバーヘッドサイン)や立木や人などの視認性において課題がある。一方、下方部の光が不足して、配光の一部(図22(B)中の小円参照)が抜けて、可変配光パターンHPMAと固定配光パターンとの間において配光の割れが発生して、車両の手前側から側方の視認性において課題がある。
これに対して、図21(A)に示す可変配光パターンHPMは、上下両側に十分な光が配されている。このために、図22(A)に示すハイビーム用配光パターンHPにおいて、上方部の光が十分となる(図22(A)中の矢印参照)。このために、交通標識(オーバーヘッドサイン)や立木や人などの視認性が向上される。一方、下方部の光も十分となり、配光の一部(図22(A)中の小円参照)の抜けが防止されて、可変配光パターンHPMと固定配光パターンとの間において配光の割れがなくなり、車両の手前側から側方の視認性が向上される。
それから、ソレノイド50への通電を遮断する。すると、進退ロッド54がスプリング52のスプリング力により前進して前進位置に位置していて、光制御部材4が第2位置から第1位置に向かって回転して第1位置に位置する。すなわち、今まで半導体型光源2と主レンズ部30との間に位置していた光制御部材4は、半導体型光源2と補助レンズ部31との間に位置する。
(実施形態5の効果の説明)
この実施形態5にかかる車両用前照灯1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5にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uの焦点F40Uが他の部分40C、40Dの焦点F40C、F40Uに対して下側に変位している。このために、図5に示すように、光制御部材4が第2位置に位置するときには、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光は、下向きの出射光となる。一方、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の下側の部分40Dの焦点が他の部分40C、40Uの焦点F40C、F40Uに対して上側に変位している。このために、図5に示すように、光制御部材4が第2位置に位置するときには、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の下側の部分40Dから出射される出射光は、上向きの出射光となる。これにより、光制御部材4の可変焦点レンズ部40から出射された上向きの出射光がレンズ3の主レンズ部30を透過して上方に偏向され、一方、光制御部材4の可変焦点レンズ部40から出射された下向きの出射光がレンズ3の主レンズ部30を透過して下方に偏向される。この結果、ハイビーム用配光パターンHPの上方部の光が十分となり、交通標識(オーバーヘッドサイン)や立木や人などの視認性を向上させることができる。また、ハイビーム用配光パターンHPの下方部の光が十分となり、配光の一部の抜けを防止して、配光の割れをなくして配光の連続性が改善されて、車両の手前側から側方の視認性を向上させることができる。このように、良好なハイビーム用配光パターンが得られる。
この実施形態5にかかる車両用前照灯1は、可変焦点レンズ部40の中間部分40Cの焦点F40Cは、上下両側において変位していない。このために、可変焦点レンズ部40の中間部分40Cから出射される出射光は、そのままの向きの出射光となる。これにより、可変焦点レンズ部40の中間部分40Cから出射されたそのままの向きの出射光が主レンズ部30をそのままの向きで透過する。この結果、可変焦点レンズ部40の中間部分40Cおよび主レンズ部30から照射される第2可変配光パターンHPM2は、図20(B)に示すように、上下側に拡散されていない(上下側に暈されていない)。これにより、ハイビーム用配光パターンHPの中央部においてホットゾーン(高光度帯)HZが得られ、遠方の視認性が確保される。
この実施形態5にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40のうち主レンズ部30の基準光軸Z側となる上側の部分40Uの焦点F40Uが、他の部分である下側の部分40Dの焦点F40Dに対して下側に変位している。このために、図4に示すように、光制御部材4が第1位置に位置するときには、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光L3が、下向きの出射光となる。このために、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光L3が、補助レンズ部31ではなく主レンズ部30に入射しても、主レンズ部30から出射する出射光L4が、下向きとなる。この下向きの出射光L4は、ロービーム用配光パターンLPの一部となる。この結果、迷光の発生を防ぐことができる。
ここで、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uの焦点が、下側の部分40Dの焦点に対して、変位していない、もしくは、上側に変位している場合について説明する。この場合においては、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光が、下向きの出射光とはならない。このために、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uから出射される出射光が、主レンズ部30に入射すると、主レンズ部30から出射する出射光L5が、上向きとなる場合(図4中の破線矢印参照)がある。この結果、迷光の発生を防ぐことができない。これに対して、この実施形態5にかかる車両用前照灯1は、前記の通り、迷光の発生を防ぐことができる。
この実施形態5にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が第1位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1および周辺光の一部)が直接レンズ3の主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が光制御部材4を介してレンズ3の補助レンズ部31に入射し、そのレンズ3からロービーム用配光パターンLPを車両Cの前方に照射する。また、光制御部材4が第2位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1)が光制御部材4を介してレンズ3の主レンズ部30に入射し、また、半導体型光源2からの光の一部(周辺光の一部)が直接レンズ3の主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が直接レンズ3の補助レンズ部31に入射し、そのレンズ3からハイビーム用配光パターンHPを車両Cの前方に照射する。この結果、レンズ直射型のランプユニットにおいて、ロービーム用配光パターンLP、ハイビーム用配光パターンHPが確実に得られる。
この実施形態5にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が第1位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1および周辺光の一部)が直接主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が光制御部材4を介して補助レンズ部31に入射するので、半導体型光源2からの光(中央光L1および周辺光の一部、周辺光の他の一部L2)を有効に利用することができる。また、光制御部材4が第2位置に位置するときには、半導体型光源2からの光の一部(中央光L1)が光制御部材4を介して主レンズ部30に入射し、また、半導体型光源2からの光の一部(周辺光の一部)が直接主レンズ部30に入射し、かつ、半導体型光源2からの光の残り(周辺光の他の一部L2)が直接補助レンズ部31に入射するので、半導体型光源2からの光(中央光L1および周辺光の一部、周辺光の他の一部L2)を有効に利用することができる。
この実施形態5にかかる車両用前照灯1は、一部品の光制御部材4を駆動部材5により第1位置と第2位置とに移動切替するものである。このために、光制御部材4の第1位置および第2位置の位置精度を向上させることができる。しかも、駆動部材5が安価な低出力のもの、たとえば、低出力のソレノイド50および小さいばね荷重のスプリング52で良いので製造コストを安価にすることができる。
この実施形態5にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が、駆動部材5により第1位置と第2位置との間を回転し、光制御部材4の回転中心O1が、半導体型光源2の発光面23よりも後側に位置する。このために、図10に示すように、光制御部材4の回転角度θ1を、発光面23の中心Oを光制御部材4の回転中心とした場合の回転角度θ2と比較して、小さくすることができる。これにより、駆動部材5を小型化および低出力化することができるので、ユニットの小型化および低コスト化を図ることができる。
この実施形態5にかかる車両用前照灯1は、補助レンズ部31が、主レンズ部30に対して下側に配置されている。このために、駆動部材5の非駆動時において、光制御部材4を第1位置に位置させると、光制御部材4を下側すなわち重力方向に停止させることができる。これにより、駆動部材5が安価な低出力のもの、たとえば、低出力のソレノイド50および小さいばね荷重のスプリング52で良いので製造コストを安価にすることができる。
この実施形態5にかかる車両用前照灯1は、第1位置に位置する光制御部材4と補助レンズ部31とが、一部が上下において重なる。このために、図9に示すように、光制御部材4と補助レンズ部31とを下側に位置させると、上部に大きな上部開口部WUが得られると共に、下部に若干の下部開口部WDが形成される。これにより、図9中の実線矢印Aに示すように、下部開口部WDから上部開口部WUへの熱対流が発生する。この結果、半導体型光源2において発生する熱(LED放射熱)を、図9中の実線矢印Bに示すように、熱対流に沿って上部開口部WUから外部に逃がすことができ、放熱効果を向上させることができる。
(実施形態6)
図23乃至図25は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態6を示す。以下、この実施形態6にかかる車両用前照灯について説明する。図中、図23~図25と同符号は、同一のものを示す。
従来の車両用前照灯は、光源と、レンズと、第1反射面と、第2反射面と、を備えるものである。そして、従来の車両用前照灯は、第1反射面が開放位置に位置すると、光源からの光がレンズを透過して、すれ違いビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。また、第1反射面が遮光位置に位置すると、光源からの光が第1反射面で反射し、その反射光が第2反射面で反射して、走行ビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。
このように従来の車両用前照灯においては、可動型の第1反射面を使用して、すれ違いビーム用配光パターンと走行ビーム用配光パターンとを高精度に照射する必要がある。
この発明が解決しようとする課題は、すれ違いビーム用配光パターンと走行ビーム用配光パターンとを高精度に照射する必要がある、という点にある。
この発明は、図23に示すように、半導体型光源2と、レンズ3と、光制御部材4と、駆動部材5と、を備える。レンズ3は、主レンズ部30と、補助レンズ部31と、から構成されている。駆動部材5は、光制御部材4を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる。光制御部材4は、可変焦点レンズ部40と固定焦点レンズ部45とを備える。この結果、この発明は、ロービーム用配光パターンLPとハイビーム用配光パターンHPとを高精度に照射することができる。
(光制御部材4の説明)
前記光制御部材4は、図23に示すように、可変焦点レンズ部40と、取付部41と、固定焦点レンズ部45と、徐変焦点レンズ部46とを、備える。前記光制御部材4は、光透過部材から構成されていて、一体構造をなす。
前記可変焦点レンズ部40は、中央側の部分に設けられている。前記取付部41は、左右両側の部分に設けられている。前記固定焦点レンズ部45は、前記可変焦点レンズ部40と前記取付部41との間であって前記取付部41側に設けられている。前記徐変焦点レンズ部46は、前記可変焦点レンズ部40と前記固定焦点レンズ部45との間に設けられている。
前記取付部41は、前記軸受部材7を介して、前記ベース部材8に位置決めされて取り付けられている。この結果、前記光制御部材4は、前記軸受部材7を介して前記ベース部材8に、第1位置と第2位置との間を回転可能に取り付けられている。前記光制御部材4の回転中心O1は、前記発光面23の中心Oよりも、後側でかつ下側に位置する。
前記光制御部材4は、前記駆動部材5により前記第1位置と前記第2位置とに移動(回転)切替可能に構成されている。前記第1位置は、図4に示すように、前記可変焦点レンズ部40が前記半導体型光源2の前記発光面23と、前記補助レンズ部31の前記入射面310との間に位置する位置である。前記第2位置は、図5に示すように、前記可変焦点レンズ部40が前記半導体型光源2の前記発光面23と、前記主レンズ部30の前記入射面300の前記中央光L1が入射する中央部との間に位置する位置である。前記光制御部材4が前記第2位置に位置するときには、図23に示すように、前記可変焦点レンズ部40および前記取付部41および前記固定焦点レンズ部45および前記徐変焦点レンズ部46は、前記X軸方向に並列する。
前記第1位置に位置する前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40と前記レンズ3の前記補助レンズ部31とは、図4に示すように、一部(大部分)が上下において重なる。この結果、前記半導体型光源2と、前記レンズ3の下部および前記光制御部材4との間には、若干の開口部(下部開口部)が形成されている。
(可変焦点レンズ部40の説明)
前記可変焦点レンズ部40は、前記第1位置に位置するときには、図4に示すように、前記周辺光の他の一部L2を透過させて前記補助レンズ部31中に入射させる。この結果、前記ロービーム用配光パターンLPの補助配光パターンが前記補助レンズ部31の前記出射面312から車両Cの前方に照射される。
前記可変焦点レンズ部40は、前記第2位置に位置するときには、図5に示すように、前記中央光L1を透過させて前記主レンズ部30の中央部中に入射させる。この結果、前記ハイビーム用配光パターンHPの主配光パターンの一部の可変配光パターンHPM(図25(A)参照)が前記主レンズ部30の前記出射面301の中央部から車両Cの前方に照射される。前記可変配光パターンHPMは、前記ロービーム用配光パターンLPの主配光パターンの一部分を偏向して形成される。
前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40のうち、図4に示す前記第1位置に位置するときに、前記主レンズ部30の前記基準光軸Z側となる上側の部分40U(図18中に示す上の二点鎖線よりも上側の部分)の焦点F40Uは、他の部分40C、40Dの焦点F40C、F40Dに対して下側に変位している。反対に、前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40のうち、図4に示す前記第1位置に位置するときに、前記主レンズ部30の前記基準光軸Z側と反対側となる下側の部分(図18中に示す下の二点鎖線よりも下側の部分)40Dの焦点F40Dは、他の部分40C、40Uの焦点F40C、F40Uに対して上側に変位している。前記光制御部材4の前記可変焦点レンズ部40の上下の中間部分40Cの焦点F40Cは、上下両側(方向)において変位していない。
前記上側の部分40Uの焦点F40Uは、図19に示すように、前記中間部分40Cの焦点F40C(および前記下側の部分40Dの焦点F40D)に対して、連続的に下側に変位している。反対に、前記下側の部分40Dの焦点F40Dは、図19に示すように、前記中間部分40Cの焦点F40C(および前記上側の部分40Uの焦点F40U)に対して、連続的に上側に変位している。前記中間部分40Cの焦点F40Cは、図19に示すように、上下両側(方向)において変位していない。
(固定焦点レンズ部45、徐変焦点レンズ部46の説明)
前記固定焦点レンズ部45および前記徐変焦点レンズ部46は、前記第2位置に位置するときには、前記半導体型光源2の前記発光面23と、前記主レンズ部30の前記入射面300の前記中央光L1が入射する中央部の左右両側の部分との間に位置する。前記固定焦点レンズ部45は、前記周辺光の一部を、偏向させずにそのまま素通しの状態で透過させて前記主レンズ部30の中央部の左右両側の部分中に入射させる。この結果、前記ハイビーム用配光パターンHPの主配光パターンの一部の固定配光パターンHPF(図25(B)参照)が前記主レンズ部30の前記出射面301の中央部の左右両側の部分から車両Cの前方に照射される。前記固定配光パターンHPFは、前記ロービーム用配光パターンLPの主配光パターンの側方に照射される部分を偏向させずに形成される。
前記徐変焦点レンズ部46は、前記周辺光の一部を、前記可変焦点レンズ部40の偏向状態から前記固定焦点レンズ部45の固定状態に、あるいは、前記固定焦点レンズ部45の固定状態から前記可変焦点レンズ部40の偏向状態に、徐々に変化させた状態で透過させて前記主レンズ部30の中央部の左右両側の部分中に入射させる。この結果、前記ハイビーム用配光パターンHPの主配光パターンの一部の前記可変配光パターンHPMと前記固定配光パターンHPFとの間の徐変配光パターン(図示せず)が前記主レンズ部30の前記出射面301の中央部の左右両側の部分から車両Cの前方に照射される。なお、前記徐変配光パターンは、前記可変配光パターンHPMの左右両端部と、左側の前記固定配光パターンHPFの右端部および右側の前記固定配光パターンHPFの左端部との間に形成される。
前記固定焦点レンズ部45の焦点は、図19に示すように、前記基準焦点Fもしくはその近傍に位置していて、前記基準焦点Fに対して固定されている。前記徐変焦点レンズ部46の焦点は、図19中の傾斜した直線で示すように、前記基準焦点Fに対して固定されている前記固定焦点レンズ部45の焦点と、前記可変焦点レンズ部40の焦点F40C、F40D、F40Uとの間において、徐変している。
(取付部41の説明)
図23に示すように、前記光制御部材4の水平断面形状(横断面形状)は、前記基準焦点Fもしくはその近傍を中心とするほぼ円弧形状をなす。特に、前記取付部41の水平断面形状(横断面形状)は、ほぼ円弧形状に近い。前記光制御部材4のうち、少なくとも前記取付部41の垂直断面形状(縦断面形状)は、図24に示すような形状をなす。すなわち、前記取付部41の前記半導体型光源2と対向する面である内面410は、前記半導体型光源2に対して凹んでいる凹曲面をなす。また、前記取付部41の前記半導体型光源2と対向する面と反対側の面である外面411は、前記半導体型光源2と反対側に突出する凸曲面をなす。前記取付部41は、タイヤ形状の一部の形状をなす。前記可変焦点レンズ部40は、肉厚形状をなすが、前記取付部41は、肉薄形状をなす。この結果、前記取付部41は、前記軸受部材7に弾性嵌合(スナップフィット)により回転可能に取り付けられる。
(実施形態6の作用の説明)
この実施形態6にかかる車両用前照灯1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。
通常時すなわちソレノイド50が非通電時においては、スプリング52のスプリング力により、進退ロッド54が前進位置に位置していて光制御部材4が第1位置に位置する。このとき、光制御部材4の可変焦点レンズ部40は、図4に示すように、半導体型光源2の発光面23とレンズ3の補助レンズ部31の入射面310との間に位置している。
この通常時において、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23から放射される光のうち、半導体型光源2の中央光L1および周辺光の一部は、図4に示すように、直接、レンズ3の主レンズ部30の入射面300から主レンズ部30中に入射する。このとき、入射光は、入射面300において配光制御される。主レンズ部30中に入射した入射光は、主レンズ部30の出射面301から出射する。このとき、出射光は、出射面301において配光制御される。主レンズ部30からの出射光は、下水平カットオフラインと、斜めカットオフラインと、上水平カットオフラインとを、有するロービーム用配光パターンLPの主配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
一方、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の他の一部L2は、図4に示すように、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の入射面400から可変焦点レンズ部40中に入射する。このとき、入射光は、入射面400において配光制御される。可変焦点レンズ部40中に入射した入射光は、可変焦点レンズ部40の出射面401から出射する。このとき、出射光は、出射面401において配光制御される。
可変焦点レンズ部40からの出射光は、補助レンズ部31の入射面310から補助レンズ部31中に入射する。このとき、入射光は、入射面310において配光制御される。補助レンズ部31中に入射した入射光は、補助レンズ部31の反射面311で全反射する。このとき、反射光は、反射面311において配光制御される。全反射した反射光は、出射面312から出射する。このとき、出射光は、出射面312において配光制御される。補助レンズ部31からの出射光は、ロービーム用配光パターンLPの補助配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
そして、前記の主配光パターンと、前記の補助配光パターンとが合成(重畳)されて、図8(A)に示すロービーム用配光パターンLPが得られる。
それから、ソレノイド50に通電する。すると、進退ロッド54がスプリング52のスプリング力に抗して後退して後退位置に位置していて、光制御部材4が第1位置から第2位置に向かって回転して第2位置に位置する。すなわち、今まで半導体型光源2と補助レンズ部31との間に位置している光制御部材4は、図5に示すように、半導体型光源2の発光面23とレンズ3の主レンズ部30の入射面300との間に位置する。
そして、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の中央光L1は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の入射面400から配光制御されて入射し、かつ、出射面401から配光制御されて出射する。
可変焦点レンズ部40からの出射光は、偏向されていて、主レンズ部30の中央部の入射面300から配光制御されて入射し、かつ、出射面301から配光制御されて出射する。主レンズ部30の中央部からの出射光は、ロービーム用配光パターンLPの主配光パターンの一部分を偏向したハイビーム用配光パターンHPの主配光パターンの一部の可変配光パターンHPMとして、車両Cの前方に照射される。
また、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の一部は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40の左右両側の固定焦点レンズ部45中を偏向せずにそのまま素通しの状態で透過する。透過光は、主レンズ部30の中央部の左右両側の部分中に入射する。このとき、入射光は、入射面300において配光制御される。主レンズ部30の中央部の左右両側の部分中に入射した入射光は、主レンズ部30の中央部の左右両側の部分の出射面301から出射する。このとき、出射光は、出射面301において配光制御される。主レンズ部30の中央部の左右両側の部分からの出射光は、ロービーム用配光パターンLPの主配光パターンの残りの部分を偏向しなかったハイビーム用配光パターンHPの主配光パターンの一部の固定配光パターンHPFとして、車両Cの前方に照射される。
さらに、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の一部は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40と固定焦点レンズ部45との間の徐変焦点レンズ部46中を、可変焦点レンズ部40中よりも小さい偏向角度で、偏向して透過する。透過光は、主レンズ部30の中央部の左右両側の部分中に入射する。このとき、入射光は、入射面300において配光制御される。主レンズ部30の中央部の左右両側の部分中に入射した入射光は、主レンズ部30の中央部の左右両側の部分の出射面301から出射する。このとき、出射光は、出射面301において配光制御される。主レンズ部30の中央部の左右両側の部分からの出射光は、ロービーム用配光パターンLPの主配光パターンの残りの部分を、可変焦点レンズ部40中を透過する偏向角度よりも小さい偏向角度で、偏向したハイビーム用配光パターンHPの主配光パターンの一部の徐変配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
前記の可変配光パターンHPMと、前記の固定配光パターンHPFと、前記の徐変配光パターンとが合成(重畳)されて、ハイビーム用配光パターンHPの主配光パターンの一部の合成配光パターンHPMF(図25(C)参照)として、車両Cの前方に照射される。
さらにまた、半導体型光源2の周辺光の一部は、直接、主レンズ部30の上側部分および下側部分の入射面300から主レンズ部30中に入射する。このとき、入射光は、入射面300において配光制御される。主レンズ部30の上側部分および下側部分中に入射した入射光は、主レンズ部30の出射面301から出射する。このとき、出射光は、出射面301において配光制御される。主レンズ部30の上側部分および下側部分からの出射光は、ハイビーム用配光パターンHPの主配光パターンの一部として、前記の合成配光パターンHPMFと共に、車両Cの前方に照射される。
一方、発光チップ20の発光面23から放射される光のうち、半導体型光源2の周辺光の他の一部L2は、図5に示すように、直接、補助レンズ部31の入射面310から補助レンズ部31中に入射する。このとき、入射光は、入射面310において配光制御される。補助レンズ部31中に入射した入射光は、補助レンズ部31の反射面311で全反射する。このとき、反射光は、反射面311において配光制御される。全反射した反射光は、出射面312から出射する。このとき、出射光は、出射面312において配光制御される。補助レンズ部31からの出射光は、ハイビーム用配光パターンHPの補助配光パターンとして、車両Cの前方に照射される。
そして、前記の主配光パターンと、前記の補助配光パターンとが合成(重畳)されて、図8(B)に示すハイビーム用配光パターンHPが得られる。なお、光制御部材4の取付部41に入射した光は、そのまま透過して、レンズカバー部材6において遮蔽されるので、外部に照射することがない。
それから、ソレノイド50への通電を遮断する。すると、進退ロッド54がスプリング52のスプリング力により前進して前進位置に位置していて、光制御部材4が第2位置から第1位置に向かって回転して第1位置に位置する。すなわち、今まで半導体型光源2と主レンズ部30との間に位置していた光制御部材4は、半導体型光源2と補助レンズ部31との間に位置する。
(実施形態6の効果の説明)
この実施形態6にかかる車両用前照灯1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6にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4の可変焦点レンズ部40により、ハイビーム用配光パターンHP照射時においてロービーム用配光パターンLPの一部分を偏向させることができる。また、光制御部材4の固定焦点レンズ部45により、ハイビーム用配光パターンHP照射時においてロービーム用配光パターンLPの側方に照射される部分を偏向させずにすることができる。これにより、ハイビーム用配光パターンHPとロービーム用配光パターンLPとを高精度に照射することができる。
すなわち、可変焦点レンズ部のみを設けて固定焦点レンズ部を設けない光制御部材においては、ハイビーム用配光パターン照射時において、ロービーム用配光パターンを偏向させる部分と偏向させない部分との間の境界が曖昧となり、高精度のハイビーム用配光パターンが得られない場合がある。これに対して、この実施形態6にかかる車両用前照灯1は、ロービーム用配光パターンLPの一部を偏向させない固定焦点レンズ部45を設けるものである。このために、ハイビーム用配光パターンHP照射時において、ロービーム用配光パターンLPを偏向させる部分と偏向させない部分との間の境界を明確化することができ、高精度のハイビーム用配光パターンHPを得ることができる。
この実施形態6にかかる車両用前照灯1は、可変焦点レンズ部40と固定焦点レンズ部45との間に徐変焦点レンズ部46を設けるものである。このために、可変焦点レンズ部40により得られる可変配光パターンHPMと、固定焦点レンズ部45により得られる固定配光パターンHPFとの間を、徐変焦点レンズ部46により得られる徐変配光パターンにより、滑らかに繋ぐことができる。これにより、良好な合成配光パターンHPMFが得られ、かつ、良好なハイビーム用配光パターンHPが得られる。
この実施形態6にかかる車両用前照灯1は、取付部41の垂直断面形状(縦断面形状)が、図24に示すような形状をなす。すなわち、取付部41の半導体型光源2と対向する面である内面410が、半導体型光源2に対して凹んでいる凹曲面をなす。また、取付部41の半導体型光源2と対向する面と反対側の面である外面411が、半導体型光源2と反対側に突出する凸曲面をなす。すなわち、取付部41が、タイヤ形状の一部の形状をなすので、肉薄形状であっても、弾性と剛性を十分に有する。この結果、取付部41を軸受部材7に弾性嵌合(スナップフィット)により回転可能に取り付けるのに最適である。しかも、取付部41のストッパ44が軸受部材7のストッパ73に当接して光制御部材4を第1位置と第2位置とに位置させるのに最適である。
この実施形態6にかかる車両用前照灯1は、取付部41の平面形状がほぼ円弧形状に近い形状をなし、かつ、内面410が凹曲面をなし、かつ、外面411が凸曲面をなす。このために、半導体型光源2からの光が取付部41に入射しても、屈折せずに、ほぼそのまま素通しの状態で透過するので、迷光となることがない。しかも、取付部41からの透過光は、レンズカバー部材6により遮蔽されるので、外部に照射されることがない。
この実施形態6にかかる車両用前照灯1は、光制御部材4が光透過部材から構成されていて、一体構造をなすものである。このために、半導体型光源2からの光を可変焦点レンズ部40および固定焦点レンズ部45および徐変焦点レンズ部46を通して利用することができる。すなわち、半導体型光源2からの光を有効利用することができる。
(上記実施形態以外の例の説明)
上記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1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、上記実施形態においては、レンズ3の主レンズ部30と補助レンズ部31とが一体である。ところが、この発明においては、レンズ3の主レンズ部30と補助レンズ部31とが別体のものであっても良い。
さらに、上記実施形態においては、光制御部材4を第1位置と第2位置との間を回転させるものである。ところが、この発明においては、光制御部材4を第1位置と第2位置との間をスライドさせるものであっても良い。この場合においては、回転軸の代わりに、スライド手段を設ける。
さらにまた、上記実施形態においては、駆動部材5としてソレノイド50を使用するものである。ところが、この発明においては、駆動部材5としてソレノイド50以外の部材、たとえば、モータなどを使用しても良い。この場合においては、モータと光制御部材4との間に駆動力伝達機構を設ける。
さらにまた、上記実施形態においては、レンズ3の補助レンズ部31が全反射タイプのレンズ部である。ところが、この発明においては、レンズ3の補助レンズ部が全反射タイプのレンズ部以外のレンズ部、たとえば、屈折タイプのレンズ部やフレネルタイプのレンズ部であっても良い。
さらにまた、上記実施形態においては、第1配光パターンがロービーム用配光パターンLPであり、第2配光パターンがハイビーム用配光パターンHPである。ところが、この発明においては、第1配光パターンとして、ロービーム用配光パターンLP以外の配光パターン、たとえば、AFSやADBなどにおいて、スクリーンの左右の水平線HL-HRよりも下方に照射される配光パターンであっても良いし、また、第2配光パターンとして、ハイビーム用配光パターンHP以外の配光パターン、たとえば、AFSやADBなどにおいて、スクリーンの左右の水平線HL-HRよりも上方に照射される配光パターンであっても良い。
さらにまた、この実施形態5においては、補助レンズ部31を主レンズ部30に対して下側に位置させ、かつ、光制御部材4の第1位置を下側にしたものであって、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uの焦点F40Uを下側に変位させ、かつ、可変焦点レンズ部40の下側の部分40Dの焦点F40Dを上側に変位させるものである。ところが、この発明においては、補助レンズ部31を主レンズ部30に対して下側に位置させ、かつ、光制御部材4の第1位置を下側にしたものであって、可変焦点レンズ部40の上側の部分40Uの焦点F40Uを上側に変位させ、かつ、可変焦点レンズ部40の下側の部分40Dの焦点F40Dを下側に変位させるものであっても良い。
さらにまた、この実施形態6においては、光制御部材4において、可変焦点レンズ部40と固定焦点レンズ部45との間に徐変焦点レンズ部46を設けるものである。ところが、この発明においては、光制御部材4に徐変焦点レンズ部46を設けなくても良い。
さらにまた、この実施形態6においては、光制御部材4が光透過部材から構成されていて、一体構造をなすものである。ところが、この発明においては、取付部41を光不透過としても良い。
さらにまた、この実施形態6においては、光制御部材4の可変焦点レンズ部40により、ハイビーム用配光パターンHP照射時においてロービーム用配光パターンLPの一部分を偏向させ、また、光制御部材4の固定焦点レンズ部45により、ハイビーム用配光パターンHP照射時においてロービーム用配光パターンLPの残りの部分を偏向させずにするように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、光制御部材の可変焦点レンズ部により、ロービーム用配光パターン照射時においてハイビーム用配光パターンの一部分を偏向させ、また、光制御部材の固定焦点レンズ部により、ロービーム用配光パターン照射時においてハイビーム用配光パターンの残りの部分を偏向させずにするように構成しても良い。
さらにまた、この実施形態6においては、可変焦点レンズ部40と取付部41との間に固定焦点レンズ部45を設ける光制御部材4を使用するものである。ところが、この発明においては、固定焦点レンズ部45を設けない光制御部材4を使用する場合がある。この場合においては、ハイビーム用配光パターン照射時において、ロービーム用配光パターンを偏向させる部分と偏向させない部分との間の境界が若干曖昧となるが、ハイビーム用配光パターンの精度上特に問題がない。
1       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      発光面
3       レンズ
30      主レンズ部
300     主レンズ部の入射面
301     主レンズ部の出射面
31      補助レンズ部
310     補助レンズ部の入射面
311     補助レンズ部の反射面
312     補助レンズ部の出射面
32      取付部
4       光制御部材
40      可変焦点レンズ部
40C     中間部分
40D     下側の部分
40U     上側の部分
400     入射面
401     出射面
41      取付部
410     内面
411     外面
42      長孔
43      回転孔
44      ストッパ
45      固定焦点レンズ部
46      徐変焦点レンズ部
5       駆動部材
50      ソレノイド
51      連結ピン
52      スプリング
53      取付部
54      進退ロッド
6       レンズカバー部材
60      開口部
61      取付部
7       軸受部材
70      開口部
71      取付部
72      軸部
73      ストッパ
8       ベース部材
80      光源取付部
81      レンズ取付部
82      ベース取付部
9       冷却部材
C       車両
CL1     下水平カットオフライン
CL2     斜めカットオフライン
CL3     上水平カットオフライン
F       レンズの基準焦点
F1      疑似焦点
F40C    中間部分の焦点
F40D    下側の部分の焦点
F40U    上側の部分の焦点
HL-HR   スクリーンの左右の水平線
HPF     固定配光パターン
HPMF    合成配光パターン
HP、HPA  ハイビーム用配光パターン
HPM、HPMA 可変配光パターン
HPM1    第1可変配光パターン
HPM2    第2可変配光パターン
HPM3    第3可変配光パターン
HZ      ホットゾーン
L1      中央光
L2      周辺光の他の一部
L3      可変焦点レンズ部の上側の部分から出射される出射光
L4      下向きの出射光
L5      上向きの出射光
LP      ロービーム用配光パターン
MHP     ハイビーム用配光パターンの主配光パターン
MLP     ロービーム用配光パターンの主配光パターン
O       発光面の中心
O1      回転中心
SHP     ハイビーム用配光パターンの補助配光パターン
SLP     ロービーム用配光パターンの補助配光パターン
VU-VD   スクリーンの上下の垂直線
WD      下部開口部
WU      上部開口部
X       X軸
Y       Y軸
Z       レンズの基準光軸(Z軸)
θ1、θ2   回転角度
 

Claims (19)

  1. 半導体型光源と、
    前記半導体型光源からの光を第1配光パターン、第2配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、
    光制御部材と、
    前記光制御部材を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる駆動部材と、
    を備え、
    前記レンズは、
    主レンズ部と、補助レンズ部と、から構成されていて、
    前記光制御部材が前記半導体型光源と前記補助レンズ部との間の位置である前記第1位置に位置するときには、前記第1配光パターンを車両の前方に照射し、
    前記光制御部材が前記半導体型光源と前記主レンズ部との間の位置である前記第2位置に位置するときには、前記第2配光パターンを車両の前方にそれぞれ照射する、
    ことを特徴とする車両用前照灯。
  2. 前記光制御部材は、前記第1位置に位置するときの前記補助レンズ部の焦点を、前記第2位置に位置するときの前記補助レンズ部の焦点に対して、上側に変位させる可変焦点レンズ部を備える、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用前照灯。
  3. 前記光制御部材は、前記駆動部材により前記第1位置と前記第2位置との間を回転し、
    前記光制御部材の回転中心は、前記半導体型光源の発光面よりも後側に位置する、
    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。
  4. 前記補助レンズ部は、前記主レンズ部に対して下側に配置されている、
    ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の車両用前照灯。
  5. 前記第1位置に位置する前記光制御部材と前記補助レンズ部とは、一部が上下において重なる、
    ことを特徴とする請求項4に記載の車両用前照灯。
  6. 半導体型光源と、
    前記半導体型光源からの光を第1配光パターン、第2配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、
    光制御部材と、
    前記光制御部材を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる駆動部材と、
    を備え、
    前記レンズは、
    主レンズ部と、補助レンズ部と、から構成されていて、
    前記光制御部材が前記半導体型光源と前記補助レンズ部との間の位置である前記第1位置に位置するときには、前記第1配光パターンを車両の前方に照射し、
    前記光制御部材が前記半導体型光源と前記主レンズ部との間の位置である前記第2位置に位置するときには、前記第2配光パターンを車両の前方にそれぞれ照射し、
    前記光制御部材が前記第1位置に位置するとき、前記光制御部材のうち前記主レンズ部側に位置する部分は、前記主レンズ部の焦点を下側に変位させる、
    ことを特徴とする車両用前照灯。
  7. 前記光制御部材は、前記駆動部材により前記第1位置と前記第2位置との間を回転し、
    前記光制御部材の回転中心は、前記半導体型光源の発光面よりも後側に位置する、
    ことを特徴とする請求項6に記載の車両用前照灯。
  8. 前記補助レンズ部は、前記主レンズ部に対して下側に配置されている、
    ことを特徴とする請求項6に記載の車両用前照灯。
  9. 前記第1位置に位置する前記光制御部材と前記補助レンズ部とは、一部が上下において
    重なる、
    ことを特徴とする請求項6に記載の車両用前照灯。
  10. 半導体型光源と、
    前記半導体型光源からの光を第1配光パターン、第2配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、
    光制御部材と、
    前記光制御部材を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる駆動部材と、
    を備え、
    前記レンズは、
    前記光制御部材が前記半導体型光源と前記補助レンズ部との間の位置である前記第1位置に位置するときには、前記第1配光パターンを車両の前方に照射し、
    前記光制御部材が前記半導体型光源と前記主レンズ部との間の位置である前記第2位置に位置するときには、前記第2配光パターンを車両の前方にそれぞれ照射し、
    前記光制御部材の上側の部分の焦点は、他の部分の焦点に対して上側もしくは下側に変位していて、
    前記光制御部材の下側の部分の焦点は、他の部分の焦点に対して下側もしくは上側に変位している、
    ことを特徴とする車両用前照灯。
  11. 前記光制御部材の上下の中間部分の焦点は、上下両側に変位していない、
    ことを特徴とする請求項10に記載の車両用前照灯。
  12. 前記光制御部材のうち、前記第1位置に位置するときに、前記主レンズ部の光軸側となる部分の焦点は、他の部分の焦点に対して下側に変位していて、
    前記光制御部材のうち、前記第1位置に位置するときに、前記主レンズ部の光軸側と反対側となる部分の焦点は、他の部分の焦点に対して上側に変位している、
    ことを特徴とする請求項10に記載の車両用前照灯。
  13. 前記光制御部材は、前記駆動部材により前記第1位置と前記第2位置との間を回転し、
    前記光制御部材の回転中心は、前記半導体型光源の発光面よりも後側に位置する、
    ことを特徴とする請求項10に記載の車両用前照灯。
  14. 前記補助レンズ部は、前記主レンズ部に対して下側に配置されている、
    ことを特徴とする請求項10に記載の車両用前照灯。
  15. 前記第1位置に位置する前記光制御部材と前記補助レンズ部とは、一部が上下において重なる、
    ことを特徴とする請求項14に記載の車両用前照灯。
  16. 半導体型光源と、
    前記半導体型光源からの光を第1配光パターン、第2配光パターンとして車両の前方にそれぞれ照射するレンズと、
    光制御部材と、
    前記光制御部材を第1位置と第2位置とに移動切替可能に位置させる駆動部材と、
    を備え、
    前記レンズは、
    前記光制御部材が前記半導体型光源と前記補助レンズ部との間の位置である前記第1位置に位置するときには、前記第1配光パターンを車両の前方に照射し、
    前記光制御部材が前記半導体型光源と前記主レンズ部との間の位置である前記第2位置に位置するときには、前記第2配光パターンを車両の前方にそれぞれ照射し、
    前記光制御部材は、光透過部材から構成されていて、可変焦点レンズ部と、取付部と、
    を備える、
    ことを特徴とする車両用前照灯。
  17. 前記可変焦点レンズ部と前記取付部との間には、固定焦点レンズ部が設けられている、
    ことを特徴とする請求項16に記載の車両用前照灯。
  18. 前記可変焦点レンズ部と前記固定焦点レンズ部との間には、徐変焦点レンズ部が設けられている、
    ことを特徴とする請求項17に記載の車両用前照灯。
  19. 前記光制御部材のうち、少なくとも前記取付部の前記半導体型光源と対向する面は、前記半導体型光源に対して凹んでいる凹曲面をなし、少なくとも前記取付部の前記半導体型光源と対向する面と反対側の面は、前記半導体型光源と反対側に突出する凸曲面をなす、
    ことを特徴とする請求項16に記載の車両用前照灯。
     
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