車両用前照灯
【課題】小型化、軽量化、コスト軽減化、光学素子の組付精度の向上。
【解決手段】この発明は、パラボラ系の自由曲面からなる反射面2U、2Dを有するリフレクタ3と、平面矩形形状の発光チップ4を有する半導体型光源5U、5Dと、を備えるものである。反射面2U、2Dは、高光度帯および中光度帯を形成する中央部の反射面(第1反射面および第2反射面)と、低光度帯を形成する端部の反射面(第3反射面)と、から構成されている。この結果、この発明は、小型化、軽量化、コスト軽減化、を図ることができる。また、光学素子の組付精度を向上させることができる。
【解決手段】この発明は、パラボラ系の自由曲面からなる反射面2U、2Dを有するリフレクタ3と、平面矩形形状の発光チップ4を有する半導体型光源5U、5Dと、を備えるものである。反射面2U、2Dは、高光度帯および中光度帯を形成する中央部の反射面(第1反射面および第2反射面)と、低光度帯を形成する端部の反射面(第3反射面)と、から構成されている。この結果、この発明は、小型化、軽量化、コスト軽減化、を図ることができる。また、光学素子の組付精度を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、エルボー点を境に、走行車線側に斜めカットオフラインを有し、かつ、対向車線側に水平カットオフラインを有する配光パターンたとえばロービーム用配光パターン(すれ違い用配光パターン)を車両の前方に照射する車両用前照灯に関するものである。
【背景技術】
【0002】
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。従来の車両用前照灯は、プロジェクタタイプのランプユニットであって、光源と、楕円系(収束系)のリフレクタと、シェードと、投影レンズと、を備えるものである。以下、従来の車両用前照灯の作用について説明する。光源を点灯すると、光源からの光がリフレクタで反射し、反射光の一部がシェードでカットオフされて、斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインを有する配光パターンが形成され、斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインを有する配光パターンが投影レンズから上下左右反転して車両の前方に照射(投影)される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−109493号公報
【特許文献2】特開2007−172882号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、従来の車両用前照灯は、光源と、リフレクタと、シェードと、投影レンズと、を備えるものであるから、部品点数が多く、その分、小型化、軽量化、コスト軽減化に課題がある。しかも、従来の車両用前照灯は、光源と光学素子との部品数関係が光源の1構成部品と光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズとの部品数関係(1:3)となる。このために、従来の車両用前照灯は、光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズにおいてばらつきの組み合わせの誤差が生じ、光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズの組付精度に課題がある。
【0005】
この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用前照灯では、小型化、軽量化、コスト軽減化に課題があり、しかも、光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズの組付精度に課題があるという点にある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明(請求項1にかかる発明)は、パラボラ系の自由曲面からなる反射面を有する1個のリフレクタと、平面矩形形状の発光チップを有する1個の半導体型光源と、を備え、発光チップの中心が、反射面の基準焦点もしくはその近傍に位置しかつ反射面の基準光軸上に位置し、発光チップの発光面が、鉛直軸方向に向き、発光チップの長辺が、基準光軸および鉛直軸と直交する水平軸と平行であり、反射面が、中央部の反射面と端部の反射面とから構成されていて、中央部の反射面が、発光チップの反射像が斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインから飛び出ないようにかつ発光チップの反射像の一部が斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインにほぼ接するようにして発光チップの反射像を配光制御する自由曲面からなる反射面であり、端部の反射面が、発光チップの反射像が配光パターン内にほぼ収まるようにして発光チップの反射像群の密度が中央部の反射面による発光チップの反射像群の密度よりも低くなりかつ発光チップの反射像群が中央部の反射面による発光チップの反射像群を含有するようにして発光チップの反射像を配光制御する自由曲面からなる反射面である、ことを特徴とする。
【0007】
この発明(請求項2にかかる発明)は、中央部の反射面が、発光チップの中心から経度角が±約40°以内の範囲内に、設けられている、ことを特徴とする。
【0008】
この発明(請求項3にかかる発明)は、中央部の反射面が、発光チップの反射像のスクリーン水平線に対する傾きが斜めカットオフラインの傾斜角度に約5°を足した角度以内の反射像が得られる範囲内に、設けられている、ことを特徴とする。
【0009】
この発明(請求項4にかかる発明)は、中央部の反射面が、発光チップのエネルギー分布中の高エネルギーの範囲内に、設けられている、ことを特徴とする。
【0010】
この発明(請求項5にかかる発明)は、リフレクタが、ほぼ回転放物面形状をなし、リフレクタの開口部の大きさが、直径約100mm以下であり、反射面の基準焦点が、基準光軸上であって、発光チップの中心から発光チップの後方側の長辺までの間に位置し、反射面の基準焦点距離が、約10〜18mmである、ことを特徴とする。
【0011】
この発明(請求項6にかかる発明)は、反射面および半導体型光源が、発光チップの発光面が鉛直軸方向の上向きの上側のユニットと発光チップの発光面が鉛直軸方向の下向きの下側のユニットとが点対称の状態になるように配置されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
この発明(請求項1にかかる発明)の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、半導体型光源の発光チップを点灯発光させると、発光チップから放射される光がリフレクタの反射面で反射されて、エルボー点を境に、走行車線側に斜めカットオフラインを有し、かつ、対向車線側に水平カットオフラインを有する配光パターンが車両の前方に照射される。すなわち、中央部の反射面で反射された配光チップの反射像は、斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインから飛び出ないように、発光チップの反射像の一部が斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインにほぼ接するようにして、車両の前方に照射される。また、端部の反射面で反射された発光チップの反射像は、配光パターン内にほぼ収まるようにして、発光チップの反射像群の密度が中央部の反射面による発光チップの反射像群の密度よりも低くなるようにして、車両の前方に照射される。このように、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用前照灯は、中央部の反射面により、配光パターンの走行車線側の斜めカットオフラインおよび対向車線側の水平カットオフライン付近に高光度ゾーンが配光制御されるので、遠方の視認性が向上しかつ対向車や歩行者などに迷光を与えることがなく、その結果、交通安全に貢献することができる。
【0013】
その上、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用前照灯は、1個のリフレクタと1個の半導体型光源とからなるので、従来の車両用前照灯と比較して、部品点数が少なくて済み、その分、小型化、軽量化、コスト軽減化を図ることができる。しかも、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用前照灯は、光源と光学素子との部品数関係が半導体型光源の1構成部品と光学素子のリフレクタの1構成部品との部品数関係(1:1)となる。この結果、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用前照灯は、光源と光学素子との部品数関係が光源の1構成部品と光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズとの部品数関係(1:3)となる従来の車両用前照灯と比較して、光学素子側のばらつきの組み合わせの誤差がなくなり、光学素子側のリフレクタの組付精度を向上させることができる。
【0014】
また、この発明(請求項2、3、4、5にかかる発明)の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、車両用として最適な配光パターンを配光制御することと、ランプユニットの小型化とを、確実に両立させることができる。
【0015】
さらに、この発明(請求項6にかかる発明)の車両用前照灯は、反射面および半導体型光源が、発光チップの発光面が鉛直軸方向の上向きの上側のユニットと発光チップの発光面が鉛直軸方向の下向きの下側のユニットとが点対称の状態になるように、配置されている。この結果、この発明(請求項6にかかる発明)の車両用前照灯は、リフレクタを小型化しても、配光パターンの光度が十分に得られるので、車両用として最適な配光パターンを配光制御することと、ランプユニットの小型化とを、さらに確実に両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】図1は、この発明にかかる車両用前照灯の実施の形態を示す要部の斜視図である。
【図2】図2は、要部を示す正面図である。
【図3】図3は、図2におけるIII−III線断面図である。
【図4】図4は、発光チップの中心と反射面の基準焦点との相対位置関係を示す説明斜視図である。
【図5】図5は、発光チップの中心と反射面の基準焦点との相対位置関係を示す説明平面図である。
【図6】図6は、第4セグメントからなる第1反射面および第5セグメントからなる第2反射面を設ける範囲を示す説明正面図である。
【図7】図7は、反射面のポイントP1で得られる発光チップの反射像を示す説明図である。
【図8】図8は、反射面のポイントP2、P3で得られる発光チップの反射像を示す説明図である。
【図9】図9は、反射面のポイントP4、P5で得られる発光チップの反射像を示す説明図である。
【図10】図10は、第4セグメントからなる第1反射面で得られる発光チップの反射像群を示す説明図である。
【図11】図11は、第5セグメントからなる第2反射面で得られる発光チップの反射像群を示す説明図である。
【図12】図12は、斜めカットオフラインと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を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。図面において、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。図10、図11は、コンピュータのシミュレーションで得られたスクリーン上の発光チップの反射像群を示す説明図である。なお、この明細書および特許請求の範囲において、「上、下、前、後、左、右」とは、この発明にかかる車両用前照灯を車両(自動車)に取り付けた際の車両の「上、下、前、後、左、右」である。
【0018】
(実施の形態の構成の説明)
以下、この実施の形態における車両用前照灯の構成について説明する。図中、符号1は、この実施の形態における車両用前照灯(自動車用前照灯)ある。前記車両用前照灯1は、図12に示すように、エルボー点Eを境に、走行車線側(左側)に斜めカットオフラインCL1を有し、かつ、対向車線側(右側)に水平カットオフラインCL2を有する配光パターンたとえばロービーム用配光パターン(すれ違い用配光パターン)LPを車両の前方に照射するものである。なお、前記斜めカットオフラインCL1とスクリーンの水平線HL−HRとのなす角度は、約15°である。
【0019】
前記車両用前照灯1は、パラボラ系の自由曲面(NURBS曲面)からなる上側反射面2Uおよび下側反射面2Dを有する1個のリフレクタ3と、平面矩形形状(平面長方形状)の発光チップ4を有する1個の上側半導体型光源5Uおよび1個の下側半導体型光源5Dと、ホルダ6と、ヒートシンク部材7と、図示しないランプハウジングおよびランプレンズ(たとえば、素通しのアウターレンズなど)と、から構成されている。
【0020】
前記ホルダ6は、上固定面と下固定面とを有する板形状をなす。前記ホルダ6は、たとえば、熱伝導率が高い樹脂部材もしくは金属部材から構成されている。前記ヒートシンク部材7は、上部に上固定面を有する台形形状をなし、かつ、中間部から下部にかけてフィン形状をなす。前記ヒートシンク部材7は、たとえば、熱伝導率が高い樹脂部材もしくは金属部材から構成されている。
【0021】
前記リフレクタ3および前記上側半導体型光源5Uおよび前記下側半導体型光源5Dおよび前記ホルダ6および前記ヒートシンク部材7は、ランプユニットを構成する。すなわち、前記リフレクタ3は、前記ホルダ6に固定保持されている。前記上側半導体型光源5Uは、前記ホルダ6の上固定面に固定保持されている。前記下側半導体型光源5Dは、前記ホルダ6の下固定面に固定保持されている。前記ホルダ6は、前記ヒートシンク部材7の上固定面に固定保持されている。
【0022】
前記ランプユニット3、5U、5D、6、7は、前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズにより区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して配置されている。なお、前記灯室内には、前記ランプユニット3、5U、5D、6、7以外に、フォグランプ、コーナリングランプ、クリアランスランプ、ターンシグナルランプなどの他のランプユニットが配置されている場合がある。
【0023】
前記上側反射面2Uおよび前記上側半導体型光源5Uは、前記発光チップ4の発光面が鉛直軸Y方向の上向きの上側のユニットを構成する。また、前記下側反射面2Dおよび前記下側半導体型光源5Dは、前記発光チップ4の発光面が鉛直軸Y方向の下向きの下側のユニットを構成する。前記上側のユニット2U、5Uと、前記下側のユニット2D、5Dとは、図2に示すように、点Oを中心とした点対称の状態になるように、配置されている。なお、前記上側反射面2Uの反射面設計と前記下側反射面2Dの反射面設計とは、単なる点対称(反転)ではない。
【0024】
前記リフレクタ3は、たとえば、光不透過性の樹脂部材などから構成されている。前記リフレクタ3は、前記点対称の点Oを通る軸を回転軸とするほぼ回転放物面形状をなす。前記リフレクタ3の前側は、ほぼ円形に開口されている。前記リフレクタ3の前方側の開口部の大きさは、直径約100mm以下、好ましくは、約50mm以下である。一方、前記リフレクタ3の後側は、閉塞されている。前記リフレクタ3の閉塞部の中間部には、横長のほぼ長方形の窓部8が設けられている。前記リフレクタ3の前記窓部8には、前記ホルダ6が挿入されている。前記リフレクタ3は、閉塞部の外側(後側)において、前記ホルダ6に固定保持されている。
【0025】
前記リフレクタ3の閉塞部の内側(前側)のうち前記窓部8の上側および下側には、前記上側反射面2Uおよび前記下側反射面2Dがそれぞれ設けられている。パラボラ系の自由曲面(NURBS曲面)からなる前記上側反射面2Uおよび前記下側反射面2Dは、基準焦点(擬似焦点)Fおよび基準光軸(擬似光軸)Zを有する。前記上側反射面2Uと前記下側反射面2Dとの間であって、前記リフレクタ3の閉塞部の内側(前側)のうち前記窓部8の左右両側には、無反射面9が設けられている。
【0026】
前記半導体型光源5U、5Dは、基板10と、前記基板10に設けられている前記発光チップ4と、前記発光チップ4を封止する薄い直方体形状の封止樹脂部材11と、から構成されている。前記発光チップ4は、図4、図5に示すように、5個の正方形のチップを水平軸X方向に配列してなるものである。なお、1個の長方形のチップを使用しても良い。
【0027】
前記発光チップ4の中心O1は、前記反射面2U、2Dの基準焦点Fもしくはその近傍に位置し、かつ、前記反射面2U、2Dの基準光軸Z上に位置する。また、前記発光チップ4の発光面(前記基板10と対向する面と反対側の面)は、鉛直軸Y方向に向いている。すなわち、前記上側半導体型光源5Uの前記発光チップ4の発光面は、鉛直軸Y方向の上向きに向いている。一方、前記下側半導体型光源5Dの前記発光チップ4の発光面は、鉛直軸Y方向の下向きに向いている。さらに、前記発光チップ4の長辺は、前記基準光軸Zおよび前記鉛直軸Yと直交する水平軸Xと平行である。
【0028】
前記水平軸Xと、前記鉛直軸Yと、前記基準光軸Zとは、前記発光チップ4の中心O1を原点とする直交座標(X−Y−Z直交座標系)を構成する。前記水平軸Xにおいては、前記上側のユニット2U、5Uの場合、右側が+方向であり、左側が−方向であり、前記下側のユニット2D、5Dの場合、左側が+方向であり、右側が−方向である。前記鉛直軸Yにおいては、前記上側のユニット2U、5U場合、上側が+方向であり、下側が−方向であり、前記下側のユニット2D、5Dの場合、下側が+方向であり、上側が−方向である。前記基準光軸Zにおいては、前記上側のユニット2U、5Uおよび前記下側のユニット2D、5D共に、前側が+方向であり、後側が−方向である。
【0029】
前記反射面2U、2Dは、パラボラ系の自由曲面(NURBS曲面)から構成されている。前記反射面2U、2Dの基準焦点Fは、前記基準光軸Z上であって、前記発光チップ4の中心O1から前記発光チップ4の後方側の長辺までの間に位置し、この例では、前記発光チップ4の後方側の長辺に位置する。また、前記反射面2U、2Dの基準焦点距離は、約10〜18mmである。
【0030】
前記反射面2U、2Dは、鉛直軸Y方向に8個に分割されたセグメント21、22、23、24、25、26、27、28から構成されている。中央部の第4セグメント24は、第1反射面を構成する。また、中央部の第5セグメント25は、第2反射面を構成する。さらに、端部の第1セグメント21、第2セグメント22、第3セグメント23、第6セグメント26、第7セグメント27、第8セグメント28は、第3反射面を構成する。すなわち、前記反射面2U、2Dは、鉛直軸Y方向に分割された、中央部の反射面と、端部の反射面と、から構成されている。前記中央部の反射面は、中央部の第1反射面の前記第4セグメント24および中央部の第2反射面の前記第5セグメント25から構成されている。前記端部の反射面は、端部の第3反射面の前記第1セグメント21、前記第2セグメント22、前記第3セグメント23、前記第6セグメント26、前記第7セグメント27、前記第8セグメント28から構成されている。
【0031】
中央部の第1反射面の前記第4セグメント24および第2反射面の前記第5セグメント25は、図2中の2本の縦の太い実線の間の範囲Z1であって、図6中の格子斜線が施されている範囲Z1、すなわち、前記発光チップ4の中心O1から経度角±40°(図5中の±θ°)以内の範囲Z1に設けられている。なお、端部の第3反射面の前記第1セグメント21、前記第2セグメント22、前記第3セグメント23、前記第6セグメント26、前記第7セグメント27、前記第8セグメント28は、前記範囲Z1以外の図6中の白地の範囲、すなわち、前記発光チップ4の中心O1から経度角±40°以上の範囲に設けられている。
【0032】
以下、前記反射面2U、2Dの各セグメント21〜28において得られる平面矩形形状の前記発光チップ4の反射像(スクリーン写像)について、図7、図8、図9を参照して説明する。すなわち、第4セグメント24と第5セグメント25との境界P1においては、図7に示すように、スクリーンの水平線HL−HRに対して、傾きが約0°の前記発光チップ4の反射像I1が得られる。また、第3セグメント23と第4セグメント24との境界P2においては、図8に示すように、スクリーンの水平線HL−HRに対して、傾きが約20°の前記発光チップ4の反射像I2が得られる。さらに、第5セグメント25と第6セグメント26との境界P3においては、図8に示すように、スクリーンの水平線HL−HRに対して、傾きが約20°の前記発光チップ4の反射像I3が得られる。さらにまた、第2セグメント22と第3セグメント23との境界P4においては、図9に示すように、スクリーンの水平線HL−HRに対して、傾きが約40°の前記発光チップ4の反射像I4が得られる。さらにまた、第6セグメント26と第7セグメント27との境界P5においては、図9に示すように、スクリーンの水平線HL−HRに対して、傾きが約40°の前記発光チップ4の反射像I5が得られる。
【0033】
この結果、前記反射面2U、2Dの前記第4セグメント24においては、図7に示す傾きが約0°の反射像I1から図8に示す傾きが約20°の反射像I2までの反射像が得られる。また、前記反射面2U、2Dの前記第5セグメント25においては、図7に示す傾きが約0°の反射像I1から図8に示す傾きが約20°の反射像I3までの反射像が得られる。さらに、前記反射面2U、2Dの前記第3セグメント23においては、図8に示す傾きが約20°の反射像I2から図9に示す傾きが約40°の反射像I4までの反射像が得られる。さらにまた、前記反射面2U、2Dの前記第6セグメント26においては、図8に示す傾きが約20°の反射像I3から図9に示す傾きが約40°の反射像I5までの反射像が得られる。さらにまた、前記反射面2U、2Dの前記第1セグメント21および前記第2セグメント22と前記第7セグメント27および前記第8セグメント28においては、傾きが約40°以上の反射像が得られる。
【0034】
ここで、図7に示す傾きが約0°の反射像I1から図8に示す傾きが約20°の反射像I2、I3までの反射像は、前記ロービーム用配光パターンLPの斜めカットオフラインCL1を含む配光を形成するのに最適な反射像である。すなわち、傾きが約0°の反射像I1から傾きが約20°の反射像I2、I3までの反射像を、傾きが約15°の斜めカットオフラインCL1に沿わせることが容易であるからである。一方、図9に示す傾きが約40°の反射像I4、I5を含む傾きが約20°以上の反射像は、前記ロービーム用配光パターンLPの斜めカットオフラインCL1を含む配光を形成するのには不適な反射像である。すなわち、傾きが約20°以上の反射像を、傾きが約15°の斜めカットオフラインCL1に沿わせると、配光が上下方向に厚くなり、過度な近方配光(すなわち、遠方の視認性が低下する配光)を招く結果となるからである。
【0035】
また、斜めカットオフラインCL1における配光は、遠方視認配光を担っている。このために、斜めカットオフラインCL1における配光には、高光度帯(高エネルギー帯)を形成する必要がある。このために、中央部の第1反射面の前記第4セグメント24および第2反射面の前記第5セグメント25は、図3に示すように、前記発光チップ4のエネルギー分布(ランバーシアン)Z2中の高エネルギーの範囲Z3内に収められている。なお、図3において、下側半導体型光源5Dのエネルギー分布の図示を省略してある。
【0036】
以上から、斜めカットオフラインCL1における配光を形成するのに最適な反射面は、パラボラ系の自由曲面の反射面のうち傾きが20°以内の反射像I1、I2が得られる範囲と、前記半導体型光源5U、5Dのエネルギー分布(ランバーシアン)との相対関係より決定される。この結果、斜めカットオフラインCL1における配光を形成するのに最適な反射面、すなわち、前記第4セグメント24と前記第5セグメント25は、前記発光チップ4の中心O1から経度角±40°以内の範囲Z1であって、傾きが前記斜めカットオフラインCL1の傾斜角度(約15°)に約5°を足した角度(約20°)以内の前記発光チップ4の反射像I1、I2が得られる範囲に相当し、かつ、前記発光チップ4のエネルギー分布(ランバーシアン)Z2中の高エネルギーの範囲Z3内に、設けられている。
【0037】
前記第4セグメント24からなる前記第1反射面は、図10、図12に示すように、前記発光チップ4の反射像I1、I2が前記斜めカットオフラインCL1および前記水平カットオフラインCL2から飛び出ないように、かつ、前記発光チップ4の反射像I1、I2の一部が前記斜めカットオフラインCL1および前記水平カットオフラインCL2にほぼ接するようにして、前記発光チップ4の反射像I1、I2を前記ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4に配光制御する自由曲面からなる反射面である。
【0038】
また、前記第5セグメント5からなる前記第2反射面は、図11、図12に示すように、前記発光チップ4の反射像I1、I3が前記斜めカットオフラインCL1および前記水平カットオフラインCL2から飛び出ないように、かつ、前記発光チップ4の反射像I1、I3の一部が前記斜めカットオフラインCL1および前記水平カットオフラインCL2にほぼ接するようにして、また、前記発光チップ4の反射像I1、I3群の密度が前記第4セグメント24からなる前記第1反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I2群の密度よりも低くなり、かつ、前記発光チップ4の反射像I1、I3群が前記第4セグメント24からなる前記第1反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I2群を含有するようにして、前記発光チップ4の反射像I1、I3を前記ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4を含有する範囲Z5に配光制御する自由曲面からなる反射面である。なお、1個の前記発光チップ4の反射像I1、I2の密度と、1個の前記発光チップ4の反射像I1、I3の密度とは、同等もしくはほぼ同等である。
【0039】
さらに、前記第1セグメント21、前記第2セグメント22、前記第3セグメント23、前記第6セグメント26、前記第7セグメント27、前記第8セグメント28からなる前記第3反射面は、前記発光チップ4の反射像I4、I5が前記ロービーム用配光パターンLP内にほぼ収まるようにして、前記発光チップ4の反射像I4、I5群の密度が前記第4セグメント24からなる前記第1反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I2群および前記第5セグメント25からなる前記第2反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I3群よりも低くなり、かつ、前記発光チップ4の反射像I4、I5群が前記第4セグメント24からなる前記第1反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I2群および前記第5セグメント25からなる前記第2反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I3群を含有するようにして、前記発光チップ4の反射像I4、I5を前記ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4、Z5を含有する範囲Z6に配光制御する自由曲面からなる反射面である。
【0040】
(実施形態の作用の説明)
以下、この実施の形態における車両用前照灯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。
【0041】
まず、車両用前照灯1の上側半導体型光源5Uおよび下側半導体型光源5Dの発光チップ4を点灯発光させる。すると、上側半導体型光源5Uおよび下側半導体型光源5Dの発光チップ4から光が放射される。この光は、リフレクタ3の上側反射面2Uおよび下側反射面2Dで反射される。この反射光は、図12に示すロービーム用配光パターンLPとして車両の前方に照射される。
【0042】
すなわち、反射面2U、2Dの第4セグメント24からなる第1反射面からの反射光は、発光チップ4の反射像I1、I2が斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2から飛び出ないように、かつ、発光チップ4の反射像I1、I2の一部が斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2にほぼ接するようにして、ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4に配光制御される。
【0043】
また、反射面2U、2Dの第5セグメント25からなる第2反射面からの反射光は、発光チップ4の反射像I1、I3が斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2から飛び出ないように、かつ、発光チップ4の反射像I1、I3の一部が斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2にほぼ接するようにして、また、発光チップ4の反射像I1、I3群の密度が第4セグメント24からなる第1反射面による発光チップ4の反射像I1、I2群の密度よりも低くなり、かつ、発光チップ4の反射像I1、I3群が第4セグメント24からなる第1反射面による発光チップ4の反射像I1、I2群を含有するようにして、ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4を含有する範囲Z5に配光制御される。
【0044】
さらに、反射面2U、2Dの第1セグメント21、第2セグメント22、第3セグメント23、第6セグメント26、第7セグメント27、第8セグメント28からなる第3反射面からの反射光は、発光チップ4の反射像I4、I5がロービーム用配光パターンLP内にほぼ収まるようにして、発光チップ4の反射像I4、I5群の密度が第4セグメント24からなる第1反射面による発光チップ4の反射像I1、I2群および第5セグメント25からなる第2反射面による発光チップ4の反射像I1、I3群よりも低くなり、かつ、発光チップ4の反射像I4、I5群が第4セグメント24からなる第1反射面による発光チップ4の反射像I1、I2群および第5セグメント25からなる第2反射面による発光チップ4の反射像I1、I3群を含有するようにして、ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4、Z5を含有する範囲Z6に配光制御される。
【0045】
以上のようにして、図12に示すロービーム用配光パターンLPが車両の前方に照射される。
【0046】
(実施形態の効果の説明)
この実施の形態における車両用前照灯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。
【0047】
この実施の形態における車両用前照灯1は、第4セグメント24からなる第1反射面により、ロービーム用配光パターンLPの走行車線側(左側)の斜めカットオフラインCL1および対向車線側(右側)の水平カットオフラインCL2付近に高光度ゾーン(範囲Z4)が配光制御されるので、遠方の視認性が向上しかつ対向車や歩行者などに迷光を与えることがなく、その結果、交通安全に貢献することができる。しかも、この実施の形態における車両用前照灯1は、第5セグメント25からなる第2反射面で配光制御される中光度ゾーン(範囲Z5)が第1反射面で配光制御されるロービーム用配光パターンLPの斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2付近の高光度ゾーン(範囲Z4)を包含するので、第1反射面で配光制御される高光度ゾーン(範囲Z4)と、第1セグメント21、第2セグメント22、第3セグメント23、第6セグメント26、第7セグメント27、第8セグメント28からなる第3反射面で配光制御されるロービーム用配光パターンLP全体の低光度ゾーン(範囲Z6)との間が、第2反射面で配光制御される中光度ゾーン(範囲Z5)で繋がられて滑らかな光度変化となる。この結果、この実施の形態における車両用前照灯1は、斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2を有するロービーム用配光パターンLPであって、車両用として最適なロービーム用配光パターンLPを配光制御することができる。
【0048】
その上、この実施の形態における車両用前照灯1は、1個のリフレクタ3と1個の上側半導体型光源5Uおよび1個の下側半導体型光源5Dとからなるので、従来の車両用前照灯と比較して、部品点数が少なくて済み、その分、小型化、軽量化、コスト軽減化を図ることができる。しかも、この実施の形態における車両用前照灯1は、光源と光学素子との部品数関係が上側半導体型光源5Uおよび下側半導体型光源5Dの1構成部品と光学素子のリフレクタ3の1構成部品との部品数関係(1:1)となる。この結果、この実施の形態における車両用前照灯1は、光源と光学素子との部品数関係が光源の1構成部品と光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズとの部品数関係(1:3)となる従来の車両用前照灯と比較して、光学素子側のばらつきの組み合わせの誤差がなくなり、光学素子側のリフレクタ3の組付精度を向上させることができる。
【0049】
また、この実施の形態における車両用前照灯1は、リフレクタ3がほぼ回転放物面形状をなし、リフレクタ3の開口部の大きさが直径約100mm以下であり、反射面2U、2Dの基準焦点Fが基準光軸Z上であって発光チップ4の中心O1から発光チップ4の後方側の長辺までの間に位置し、反射面2U、2Dの基準焦点距離が約10〜18mmであり、第4セグメント24からなる第1反射面および第5セグメント25からなる第2反射面が、発光チップ4の中心O1から経度角が±約40°以内の範囲Z1であって、発光チップ4の反射像のスクリーン水平線HL−HRに対する傾きが斜めカットオフラインCL1の傾斜角度(約15°)に約5°を足した角度(約20°)以内の反射像が得られる範囲に相当し、かつ、発光チップ4のエネルギー分布Z2中の高エネルギーの範囲Z3内に、設けられている。この結果、この実施の形態における車両用前照灯1は、車両用として最適なロービーム用配光パターンLPを配光制御することと、ランプユニットの小型化とを、確実に両立させることができる。
【0050】
さらに、この実施の形態における車両用前照灯1は、発光チップ4の発光面が鉛直軸Y方向の上向きの上側反射面2Uおよび上側半導体型光源5Uからなる上側のユニットと、発光チップ4の発光面が鉛直軸Y方向の下向きの下側反射面2Dおよび下側半導体型光源5Dからなる下側のユニットとが点対称の状態になるように、配置されている。この結果、この実施の形態における車両用前照灯1は、リフレクタ3を小型化しても、ロービーム用配光パターンLPの光度が十分に得られるので、車両用として最適なロービーム用配光パターンLPを配光制御することと、ランプユニットの小型化とを、さらに確実に両立させることができる。
【0051】
なお、前記の実施の形態においては、配光パターンとしてロービーム用配光パターンLPについて説明するものである。ところが、この発明おいては、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、高速道路用配光パターン、フォグランプ用配光パターンなど、エルボー点を境に、走行車線側に斜めカットオフラインを有し、かつ、対向車線側に水平カットオフラインを有する配光パターンであれば良い。
【0052】
また、前記の実施の形態においては、左側走行車線用の車両用前照灯1について説明する。ところが、この発明においては、右側走行車線用の車両用前照灯についても適用することができる。
【0053】
さらに、前記の実施の形態においては、上側反射面2Uおよび上側半導体型光源5Uからなる上側のユニットと、下側反射面2Dおよび下側半導体型光源5Dからなる下側のユニットとが点対称の状態に配置されている車両用前照灯1について説明する。ところが、この発明においては、上側反射面2Uおよび上側半導体型光源5Uからなる上側のユニットのみから構成されている車両用前照灯、または、下側反射面2Dおよび下側半導体型光源5Dからなる下側のユニットのみから構成されている車両用前照灯であっても良い。
【0054】
さらにまた、前記の実施の形態においては、第1セグメント21から第8セグメント28をロービーム用配光パターンLPを形成する反射面として使用するものである。ところが、この発明においては、第1セグメント21および第8セグメント28を、無発光面、もしくは、その他の配光パターンを形成する反射面として使用しても良い。また、第4セグメント24および第5セグメント25の二点鎖線よりも下側の部分、上側の部分を、同じく、無発光面、もしくは、その他の配光パターンを形成する反射面として使用しても良い。
【符号の説明】
【0055】
1 車両用前照灯
2U 上側反射面
2D 下側反射面
3 リフレクタ
4 発光チップ
5U 上側半導体型光源
5D 下側半導体型光源
6 ホルダ
7 ヒートシンク部材
8 窓部
9 無反射面
10 基板
11 封止部材
21 第1セグメント(第3反射面、端部の反射面)
22 第2セグメント(第3反射面、端部の反射面)
23 第3セグメント(第3反射面、端部の反射面)
24 第4セグメント(第1反射面、中央部の反射面)
25 第5セグメント(第2反射面、中央部の反射面)
26 第6セグメント(第3反射面、端部の反射面)
27 第7セグメント(第3反射面、端部の反射面)
28 第8セグメント(第3反射面、端部の反射面)
E エルボー点
CL1 斜めカットオフライン
CL2 水平カットオフライン
LP ロービーム用配光パターン
HL−HR スクリーンの左右の水平線
VU−VD スクリーンの上下の垂直線
O 点対象となる中心点
O1 発光チップの中心
F 反射面の基準焦点
X 水平軸
Y 鉛直軸
Z 反射面の基準光軸
P1 第4セグメントと第5セグメントとの境界
P2 第3セグメントと第4セグメントとの境界
P3 第5セグメントと第6セグメントとの境界
P4 第2セグメントと第3セグメントとの境界
P5 第6セグメントと第7セグメントとの境界
I1 境界P1における発光チップの反射像
I2 境界P2における発光チップの反射像
I3 境界P3における発光チップの反射像
I4 境界P4における発光チップの反射像
I5 境界P5における発光チップの反射像
Z1 発光チップの中心から経度角が±40°以内の範囲
Z2 発光チップのエネルギー分布の範囲
Z3 高エネルギーの範囲
Z4 第1反射面による配光範囲
Z5 第2反射面による配光範囲
Z6 第3反射面による配光範囲
【技術分野】
【0001】
この発明は、エルボー点を境に、走行車線側に斜めカットオフラインを有し、かつ、対向車線側に水平カットオフラインを有する配光パターンたとえばロービーム用配光パターン(すれ違い用配光パターン)を車両の前方に照射する車両用前照灯に関するものである。
【背景技術】
【0002】
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。従来の車両用前照灯は、プロジェクタタイプのランプユニットであって、光源と、楕円系(収束系)のリフレクタと、シェードと、投影レンズと、を備えるものである。以下、従来の車両用前照灯の作用について説明する。光源を点灯すると、光源からの光がリフレクタで反射し、反射光の一部がシェードでカットオフされて、斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインを有する配光パターンが形成され、斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインを有する配光パターンが投影レンズから上下左右反転して車両の前方に照射(投影)される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−109493号公報
【特許文献2】特開2007−172882号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、従来の車両用前照灯は、光源と、リフレクタと、シェードと、投影レンズと、を備えるものであるから、部品点数が多く、その分、小型化、軽量化、コスト軽減化に課題がある。しかも、従来の車両用前照灯は、光源と光学素子との部品数関係が光源の1構成部品と光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズとの部品数関係(1:3)となる。このために、従来の車両用前照灯は、光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズにおいてばらつきの組み合わせの誤差が生じ、光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズの組付精度に課題がある。
【0005】
この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用前照灯では、小型化、軽量化、コスト軽減化に課題があり、しかも、光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズの組付精度に課題があるという点にある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明(請求項1にかかる発明)は、パラボラ系の自由曲面からなる反射面を有する1個のリフレクタと、平面矩形形状の発光チップを有する1個の半導体型光源と、を備え、発光チップの中心が、反射面の基準焦点もしくはその近傍に位置しかつ反射面の基準光軸上に位置し、発光チップの発光面が、鉛直軸方向に向き、発光チップの長辺が、基準光軸および鉛直軸と直交する水平軸と平行であり、反射面が、中央部の反射面と端部の反射面とから構成されていて、中央部の反射面が、発光チップの反射像が斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインから飛び出ないようにかつ発光チップの反射像の一部が斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインにほぼ接するようにして発光チップの反射像を配光制御する自由曲面からなる反射面であり、端部の反射面が、発光チップの反射像が配光パターン内にほぼ収まるようにして発光チップの反射像群の密度が中央部の反射面による発光チップの反射像群の密度よりも低くなりかつ発光チップの反射像群が中央部の反射面による発光チップの反射像群を含有するようにして発光チップの反射像を配光制御する自由曲面からなる反射面である、ことを特徴とする。
【0007】
この発明(請求項2にかかる発明)は、中央部の反射面が、発光チップの中心から経度角が±約40°以内の範囲内に、設けられている、ことを特徴とする。
【0008】
この発明(請求項3にかかる発明)は、中央部の反射面が、発光チップの反射像のスクリーン水平線に対する傾きが斜めカットオフラインの傾斜角度に約5°を足した角度以内の反射像が得られる範囲内に、設けられている、ことを特徴とする。
【0009】
この発明(請求項4にかかる発明)は、中央部の反射面が、発光チップのエネルギー分布中の高エネルギーの範囲内に、設けられている、ことを特徴とする。
【0010】
この発明(請求項5にかかる発明)は、リフレクタが、ほぼ回転放物面形状をなし、リフレクタの開口部の大きさが、直径約100mm以下であり、反射面の基準焦点が、基準光軸上であって、発光チップの中心から発光チップの後方側の長辺までの間に位置し、反射面の基準焦点距離が、約10〜18mmである、ことを特徴とする。
【0011】
この発明(請求項6にかかる発明)は、反射面および半導体型光源が、発光チップの発光面が鉛直軸方向の上向きの上側のユニットと発光チップの発光面が鉛直軸方向の下向きの下側のユニットとが点対称の状態になるように配置されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
この発明(請求項1にかかる発明)の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、半導体型光源の発光チップを点灯発光させると、発光チップから放射される光がリフレクタの反射面で反射されて、エルボー点を境に、走行車線側に斜めカットオフラインを有し、かつ、対向車線側に水平カットオフラインを有する配光パターンが車両の前方に照射される。すなわち、中央部の反射面で反射された配光チップの反射像は、斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインから飛び出ないように、発光チップの反射像の一部が斜めカットオフラインおよび水平カットオフラインにほぼ接するようにして、車両の前方に照射される。また、端部の反射面で反射された発光チップの反射像は、配光パターン内にほぼ収まるようにして、発光チップの反射像群の密度が中央部の反射面による発光チップの反射像群の密度よりも低くなるようにして、車両の前方に照射される。このように、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用前照灯は、中央部の反射面により、配光パターンの走行車線側の斜めカットオフラインおよび対向車線側の水平カットオフライン付近に高光度ゾーンが配光制御されるので、遠方の視認性が向上しかつ対向車や歩行者などに迷光を与えることがなく、その結果、交通安全に貢献することができる。
【0013】
その上、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用前照灯は、1個のリフレクタと1個の半導体型光源とからなるので、従来の車両用前照灯と比較して、部品点数が少なくて済み、その分、小型化、軽量化、コスト軽減化を図ることができる。しかも、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用前照灯は、光源と光学素子との部品数関係が半導体型光源の1構成部品と光学素子のリフレクタの1構成部品との部品数関係(1:1)となる。この結果、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用前照灯は、光源と光学素子との部品数関係が光源の1構成部品と光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズとの部品数関係(1:3)となる従来の車両用前照灯と比較して、光学素子側のばらつきの組み合わせの誤差がなくなり、光学素子側のリフレクタの組付精度を向上させることができる。
【0014】
また、この発明(請求項2、3、4、5にかかる発明)の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、車両用として最適な配光パターンを配光制御することと、ランプユニットの小型化とを、確実に両立させることができる。
【0015】
さらに、この発明(請求項6にかかる発明)の車両用前照灯は、反射面および半導体型光源が、発光チップの発光面が鉛直軸方向の上向きの上側のユニットと発光チップの発光面が鉛直軸方向の下向きの下側のユニットとが点対称の状態になるように、配置されている。この結果、この発明(請求項6にかかる発明)の車両用前照灯は、リフレクタを小型化しても、配光パターンの光度が十分に得られるので、車両用として最適な配光パターンを配光制御することと、ランプユニットの小型化とを、さらに確実に両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】図1は、この発明にかかる車両用前照灯の実施の形態を示す要部の斜視図である。
【図2】図2は、要部を示す正面図である。
【図3】図3は、図2におけるIII−III線断面図である。
【図4】図4は、発光チップの中心と反射面の基準焦点との相対位置関係を示す説明斜視図である。
【図5】図5は、発光チップの中心と反射面の基準焦点との相対位置関係を示す説明平面図である。
【図6】図6は、第4セグメントからなる第1反射面および第5セグメントからなる第2反射面を設ける範囲を示す説明正面図である。
【図7】図7は、反射面のポイントP1で得られる発光チップの反射像を示す説明図である。
【図8】図8は、反射面のポイントP2、P3で得られる発光チップの反射像を示す説明図である。
【図9】図9は、反射面のポイントP4、P5で得られる発光チップの反射像を示す説明図である。
【図10】図10は、第4セグメントからなる第1反射面で得られる発光チップの反射像群を示す説明図である。
【図11】図11は、第5セグメントからなる第2反射面で得られる発光チップの反射像群を示す説明図である。
【図12】図12は、斜めカットオフラインと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を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。図面において、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。図10、図11は、コンピュータのシミュレーションで得られたスクリーン上の発光チップの反射像群を示す説明図である。なお、この明細書および特許請求の範囲において、「上、下、前、後、左、右」とは、この発明にかかる車両用前照灯を車両(自動車)に取り付けた際の車両の「上、下、前、後、左、右」である。
【0018】
(実施の形態の構成の説明)
以下、この実施の形態における車両用前照灯の構成について説明する。図中、符号1は、この実施の形態における車両用前照灯(自動車用前照灯)ある。前記車両用前照灯1は、図12に示すように、エルボー点Eを境に、走行車線側(左側)に斜めカットオフラインCL1を有し、かつ、対向車線側(右側)に水平カットオフラインCL2を有する配光パターンたとえばロービーム用配光パターン(すれ違い用配光パターン)LPを車両の前方に照射するものである。なお、前記斜めカットオフラインCL1とスクリーンの水平線HL−HRとのなす角度は、約15°である。
【0019】
前記車両用前照灯1は、パラボラ系の自由曲面(NURBS曲面)からなる上側反射面2Uおよび下側反射面2Dを有する1個のリフレクタ3と、平面矩形形状(平面長方形状)の発光チップ4を有する1個の上側半導体型光源5Uおよび1個の下側半導体型光源5Dと、ホルダ6と、ヒートシンク部材7と、図示しないランプハウジングおよびランプレンズ(たとえば、素通しのアウターレンズなど)と、から構成されている。
【0020】
前記ホルダ6は、上固定面と下固定面とを有する板形状をなす。前記ホルダ6は、たとえば、熱伝導率が高い樹脂部材もしくは金属部材から構成されている。前記ヒートシンク部材7は、上部に上固定面を有する台形形状をなし、かつ、中間部から下部にかけてフィン形状をなす。前記ヒートシンク部材7は、たとえば、熱伝導率が高い樹脂部材もしくは金属部材から構成されている。
【0021】
前記リフレクタ3および前記上側半導体型光源5Uおよび前記下側半導体型光源5Dおよび前記ホルダ6および前記ヒートシンク部材7は、ランプユニットを構成する。すなわち、前記リフレクタ3は、前記ホルダ6に固定保持されている。前記上側半導体型光源5Uは、前記ホルダ6の上固定面に固定保持されている。前記下側半導体型光源5Dは、前記ホルダ6の下固定面に固定保持されている。前記ホルダ6は、前記ヒートシンク部材7の上固定面に固定保持されている。
【0022】
前記ランプユニット3、5U、5D、6、7は、前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズにより区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して配置されている。なお、前記灯室内には、前記ランプユニット3、5U、5D、6、7以外に、フォグランプ、コーナリングランプ、クリアランスランプ、ターンシグナルランプなどの他のランプユニットが配置されている場合がある。
【0023】
前記上側反射面2Uおよび前記上側半導体型光源5Uは、前記発光チップ4の発光面が鉛直軸Y方向の上向きの上側のユニットを構成する。また、前記下側反射面2Dおよび前記下側半導体型光源5Dは、前記発光チップ4の発光面が鉛直軸Y方向の下向きの下側のユニットを構成する。前記上側のユニット2U、5Uと、前記下側のユニット2D、5Dとは、図2に示すように、点Oを中心とした点対称の状態になるように、配置されている。なお、前記上側反射面2Uの反射面設計と前記下側反射面2Dの反射面設計とは、単なる点対称(反転)ではない。
【0024】
前記リフレクタ3は、たとえば、光不透過性の樹脂部材などから構成されている。前記リフレクタ3は、前記点対称の点Oを通る軸を回転軸とするほぼ回転放物面形状をなす。前記リフレクタ3の前側は、ほぼ円形に開口されている。前記リフレクタ3の前方側の開口部の大きさは、直径約100mm以下、好ましくは、約50mm以下である。一方、前記リフレクタ3の後側は、閉塞されている。前記リフレクタ3の閉塞部の中間部には、横長のほぼ長方形の窓部8が設けられている。前記リフレクタ3の前記窓部8には、前記ホルダ6が挿入されている。前記リフレクタ3は、閉塞部の外側(後側)において、前記ホルダ6に固定保持されている。
【0025】
前記リフレクタ3の閉塞部の内側(前側)のうち前記窓部8の上側および下側には、前記上側反射面2Uおよび前記下側反射面2Dがそれぞれ設けられている。パラボラ系の自由曲面(NURBS曲面)からなる前記上側反射面2Uおよび前記下側反射面2Dは、基準焦点(擬似焦点)Fおよび基準光軸(擬似光軸)Zを有する。前記上側反射面2Uと前記下側反射面2Dとの間であって、前記リフレクタ3の閉塞部の内側(前側)のうち前記窓部8の左右両側には、無反射面9が設けられている。
【0026】
前記半導体型光源5U、5Dは、基板10と、前記基板10に設けられている前記発光チップ4と、前記発光チップ4を封止する薄い直方体形状の封止樹脂部材11と、から構成されている。前記発光チップ4は、図4、図5に示すように、5個の正方形のチップを水平軸X方向に配列してなるものである。なお、1個の長方形のチップを使用しても良い。
【0027】
前記発光チップ4の中心O1は、前記反射面2U、2Dの基準焦点Fもしくはその近傍に位置し、かつ、前記反射面2U、2Dの基準光軸Z上に位置する。また、前記発光チップ4の発光面(前記基板10と対向する面と反対側の面)は、鉛直軸Y方向に向いている。すなわち、前記上側半導体型光源5Uの前記発光チップ4の発光面は、鉛直軸Y方向の上向きに向いている。一方、前記下側半導体型光源5Dの前記発光チップ4の発光面は、鉛直軸Y方向の下向きに向いている。さらに、前記発光チップ4の長辺は、前記基準光軸Zおよび前記鉛直軸Yと直交する水平軸Xと平行である。
【0028】
前記水平軸Xと、前記鉛直軸Yと、前記基準光軸Zとは、前記発光チップ4の中心O1を原点とする直交座標(X−Y−Z直交座標系)を構成する。前記水平軸Xにおいては、前記上側のユニット2U、5Uの場合、右側が+方向であり、左側が−方向であり、前記下側のユニット2D、5Dの場合、左側が+方向であり、右側が−方向である。前記鉛直軸Yにおいては、前記上側のユニット2U、5U場合、上側が+方向であり、下側が−方向であり、前記下側のユニット2D、5Dの場合、下側が+方向であり、上側が−方向である。前記基準光軸Zにおいては、前記上側のユニット2U、5Uおよび前記下側のユニット2D、5D共に、前側が+方向であり、後側が−方向である。
【0029】
前記反射面2U、2Dは、パラボラ系の自由曲面(NURBS曲面)から構成されている。前記反射面2U、2Dの基準焦点Fは、前記基準光軸Z上であって、前記発光チップ4の中心O1から前記発光チップ4の後方側の長辺までの間に位置し、この例では、前記発光チップ4の後方側の長辺に位置する。また、前記反射面2U、2Dの基準焦点距離は、約10〜18mmである。
【0030】
前記反射面2U、2Dは、鉛直軸Y方向に8個に分割されたセグメント21、22、23、24、25、26、27、28から構成されている。中央部の第4セグメント24は、第1反射面を構成する。また、中央部の第5セグメント25は、第2反射面を構成する。さらに、端部の第1セグメント21、第2セグメント22、第3セグメント23、第6セグメント26、第7セグメント27、第8セグメント28は、第3反射面を構成する。すなわち、前記反射面2U、2Dは、鉛直軸Y方向に分割された、中央部の反射面と、端部の反射面と、から構成されている。前記中央部の反射面は、中央部の第1反射面の前記第4セグメント24および中央部の第2反射面の前記第5セグメント25から構成されている。前記端部の反射面は、端部の第3反射面の前記第1セグメント21、前記第2セグメント22、前記第3セグメント23、前記第6セグメント26、前記第7セグメント27、前記第8セグメント28から構成されている。
【0031】
中央部の第1反射面の前記第4セグメント24および第2反射面の前記第5セグメント25は、図2中の2本の縦の太い実線の間の範囲Z1であって、図6中の格子斜線が施されている範囲Z1、すなわち、前記発光チップ4の中心O1から経度角±40°(図5中の±θ°)以内の範囲Z1に設けられている。なお、端部の第3反射面の前記第1セグメント21、前記第2セグメント22、前記第3セグメント23、前記第6セグメント26、前記第7セグメント27、前記第8セグメント28は、前記範囲Z1以外の図6中の白地の範囲、すなわち、前記発光チップ4の中心O1から経度角±40°以上の範囲に設けられている。
【0032】
以下、前記反射面2U、2Dの各セグメント21〜28において得られる平面矩形形状の前記発光チップ4の反射像(スクリーン写像)について、図7、図8、図9を参照して説明する。すなわち、第4セグメント24と第5セグメント25との境界P1においては、図7に示すように、スクリーンの水平線HL−HRに対して、傾きが約0°の前記発光チップ4の反射像I1が得られる。また、第3セグメント23と第4セグメント24との境界P2においては、図8に示すように、スクリーンの水平線HL−HRに対して、傾きが約20°の前記発光チップ4の反射像I2が得られる。さらに、第5セグメント25と第6セグメント26との境界P3においては、図8に示すように、スクリーンの水平線HL−HRに対して、傾きが約20°の前記発光チップ4の反射像I3が得られる。さらにまた、第2セグメント22と第3セグメント23との境界P4においては、図9に示すように、スクリーンの水平線HL−HRに対して、傾きが約40°の前記発光チップ4の反射像I4が得られる。さらにまた、第6セグメント26と第7セグメント27との境界P5においては、図9に示すように、スクリーンの水平線HL−HRに対して、傾きが約40°の前記発光チップ4の反射像I5が得られる。
【0033】
この結果、前記反射面2U、2Dの前記第4セグメント24においては、図7に示す傾きが約0°の反射像I1から図8に示す傾きが約20°の反射像I2までの反射像が得られる。また、前記反射面2U、2Dの前記第5セグメント25においては、図7に示す傾きが約0°の反射像I1から図8に示す傾きが約20°の反射像I3までの反射像が得られる。さらに、前記反射面2U、2Dの前記第3セグメント23においては、図8に示す傾きが約20°の反射像I2から図9に示す傾きが約40°の反射像I4までの反射像が得られる。さらにまた、前記反射面2U、2Dの前記第6セグメント26においては、図8に示す傾きが約20°の反射像I3から図9に示す傾きが約40°の反射像I5までの反射像が得られる。さらにまた、前記反射面2U、2Dの前記第1セグメント21および前記第2セグメント22と前記第7セグメント27および前記第8セグメント28においては、傾きが約40°以上の反射像が得られる。
【0034】
ここで、図7に示す傾きが約0°の反射像I1から図8に示す傾きが約20°の反射像I2、I3までの反射像は、前記ロービーム用配光パターンLPの斜めカットオフラインCL1を含む配光を形成するのに最適な反射像である。すなわち、傾きが約0°の反射像I1から傾きが約20°の反射像I2、I3までの反射像を、傾きが約15°の斜めカットオフラインCL1に沿わせることが容易であるからである。一方、図9に示す傾きが約40°の反射像I4、I5を含む傾きが約20°以上の反射像は、前記ロービーム用配光パターンLPの斜めカットオフラインCL1を含む配光を形成するのには不適な反射像である。すなわち、傾きが約20°以上の反射像を、傾きが約15°の斜めカットオフラインCL1に沿わせると、配光が上下方向に厚くなり、過度な近方配光(すなわち、遠方の視認性が低下する配光)を招く結果となるからである。
【0035】
また、斜めカットオフラインCL1における配光は、遠方視認配光を担っている。このために、斜めカットオフラインCL1における配光には、高光度帯(高エネルギー帯)を形成する必要がある。このために、中央部の第1反射面の前記第4セグメント24および第2反射面の前記第5セグメント25は、図3に示すように、前記発光チップ4のエネルギー分布(ランバーシアン)Z2中の高エネルギーの範囲Z3内に収められている。なお、図3において、下側半導体型光源5Dのエネルギー分布の図示を省略してある。
【0036】
以上から、斜めカットオフラインCL1における配光を形成するのに最適な反射面は、パラボラ系の自由曲面の反射面のうち傾きが20°以内の反射像I1、I2が得られる範囲と、前記半導体型光源5U、5Dのエネルギー分布(ランバーシアン)との相対関係より決定される。この結果、斜めカットオフラインCL1における配光を形成するのに最適な反射面、すなわち、前記第4セグメント24と前記第5セグメント25は、前記発光チップ4の中心O1から経度角±40°以内の範囲Z1であって、傾きが前記斜めカットオフラインCL1の傾斜角度(約15°)に約5°を足した角度(約20°)以内の前記発光チップ4の反射像I1、I2が得られる範囲に相当し、かつ、前記発光チップ4のエネルギー分布(ランバーシアン)Z2中の高エネルギーの範囲Z3内に、設けられている。
【0037】
前記第4セグメント24からなる前記第1反射面は、図10、図12に示すように、前記発光チップ4の反射像I1、I2が前記斜めカットオフラインCL1および前記水平カットオフラインCL2から飛び出ないように、かつ、前記発光チップ4の反射像I1、I2の一部が前記斜めカットオフラインCL1および前記水平カットオフラインCL2にほぼ接するようにして、前記発光チップ4の反射像I1、I2を前記ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4に配光制御する自由曲面からなる反射面である。
【0038】
また、前記第5セグメント5からなる前記第2反射面は、図11、図12に示すように、前記発光チップ4の反射像I1、I3が前記斜めカットオフラインCL1および前記水平カットオフラインCL2から飛び出ないように、かつ、前記発光チップ4の反射像I1、I3の一部が前記斜めカットオフラインCL1および前記水平カットオフラインCL2にほぼ接するようにして、また、前記発光チップ4の反射像I1、I3群の密度が前記第4セグメント24からなる前記第1反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I2群の密度よりも低くなり、かつ、前記発光チップ4の反射像I1、I3群が前記第4セグメント24からなる前記第1反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I2群を含有するようにして、前記発光チップ4の反射像I1、I3を前記ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4を含有する範囲Z5に配光制御する自由曲面からなる反射面である。なお、1個の前記発光チップ4の反射像I1、I2の密度と、1個の前記発光チップ4の反射像I1、I3の密度とは、同等もしくはほぼ同等である。
【0039】
さらに、前記第1セグメント21、前記第2セグメント22、前記第3セグメント23、前記第6セグメント26、前記第7セグメント27、前記第8セグメント28からなる前記第3反射面は、前記発光チップ4の反射像I4、I5が前記ロービーム用配光パターンLP内にほぼ収まるようにして、前記発光チップ4の反射像I4、I5群の密度が前記第4セグメント24からなる前記第1反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I2群および前記第5セグメント25からなる前記第2反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I3群よりも低くなり、かつ、前記発光チップ4の反射像I4、I5群が前記第4セグメント24からなる前記第1反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I2群および前記第5セグメント25からなる前記第2反射面による前記発光チップ4の反射像I1、I3群を含有するようにして、前記発光チップ4の反射像I4、I5を前記ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4、Z5を含有する範囲Z6に配光制御する自由曲面からなる反射面である。
【0040】
(実施形態の作用の説明)
以下、この実施の形態における車両用前照灯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。
【0041】
まず、車両用前照灯1の上側半導体型光源5Uおよび下側半導体型光源5Dの発光チップ4を点灯発光させる。すると、上側半導体型光源5Uおよび下側半導体型光源5Dの発光チップ4から光が放射される。この光は、リフレクタ3の上側反射面2Uおよび下側反射面2Dで反射される。この反射光は、図12に示すロービーム用配光パターンLPとして車両の前方に照射される。
【0042】
すなわち、反射面2U、2Dの第4セグメント24からなる第1反射面からの反射光は、発光チップ4の反射像I1、I2が斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2から飛び出ないように、かつ、発光チップ4の反射像I1、I2の一部が斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2にほぼ接するようにして、ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4に配光制御される。
【0043】
また、反射面2U、2Dの第5セグメント25からなる第2反射面からの反射光は、発光チップ4の反射像I1、I3が斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2から飛び出ないように、かつ、発光チップ4の反射像I1、I3の一部が斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2にほぼ接するようにして、また、発光チップ4の反射像I1、I3群の密度が第4セグメント24からなる第1反射面による発光チップ4の反射像I1、I2群の密度よりも低くなり、かつ、発光チップ4の反射像I1、I3群が第4セグメント24からなる第1反射面による発光チップ4の反射像I1、I2群を含有するようにして、ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4を含有する範囲Z5に配光制御される。
【0044】
さらに、反射面2U、2Dの第1セグメント21、第2セグメント22、第3セグメント23、第6セグメント26、第7セグメント27、第8セグメント28からなる第3反射面からの反射光は、発光チップ4の反射像I4、I5がロービーム用配光パターンLP内にほぼ収まるようにして、発光チップ4の反射像I4、I5群の密度が第4セグメント24からなる第1反射面による発光チップ4の反射像I1、I2群および第5セグメント25からなる第2反射面による発光チップ4の反射像I1、I3群よりも低くなり、かつ、発光チップ4の反射像I4、I5群が第4セグメント24からなる第1反射面による発光チップ4の反射像I1、I2群および第5セグメント25からなる第2反射面による発光チップ4の反射像I1、I3群を含有するようにして、ロービーム用配光パターンLP中の範囲Z4、Z5を含有する範囲Z6に配光制御される。
【0045】
以上のようにして、図12に示すロービーム用配光パターンLPが車両の前方に照射される。
【0046】
(実施形態の効果の説明)
この実施の形態における車両用前照灯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。
【0047】
この実施の形態における車両用前照灯1は、第4セグメント24からなる第1反射面により、ロービーム用配光パターンLPの走行車線側(左側)の斜めカットオフラインCL1および対向車線側(右側)の水平カットオフラインCL2付近に高光度ゾーン(範囲Z4)が配光制御されるので、遠方の視認性が向上しかつ対向車や歩行者などに迷光を与えることがなく、その結果、交通安全に貢献することができる。しかも、この実施の形態における車両用前照灯1は、第5セグメント25からなる第2反射面で配光制御される中光度ゾーン(範囲Z5)が第1反射面で配光制御されるロービーム用配光パターンLPの斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2付近の高光度ゾーン(範囲Z4)を包含するので、第1反射面で配光制御される高光度ゾーン(範囲Z4)と、第1セグメント21、第2セグメント22、第3セグメント23、第6セグメント26、第7セグメント27、第8セグメント28からなる第3反射面で配光制御されるロービーム用配光パターンLP全体の低光度ゾーン(範囲Z6)との間が、第2反射面で配光制御される中光度ゾーン(範囲Z5)で繋がられて滑らかな光度変化となる。この結果、この実施の形態における車両用前照灯1は、斜めカットオフラインCL1および水平カットオフラインCL2を有するロービーム用配光パターンLPであって、車両用として最適なロービーム用配光パターンLPを配光制御することができる。
【0048】
その上、この実施の形態における車両用前照灯1は、1個のリフレクタ3と1個の上側半導体型光源5Uおよび1個の下側半導体型光源5Dとからなるので、従来の車両用前照灯と比較して、部品点数が少なくて済み、その分、小型化、軽量化、コスト軽減化を図ることができる。しかも、この実施の形態における車両用前照灯1は、光源と光学素子との部品数関係が上側半導体型光源5Uおよび下側半導体型光源5Dの1構成部品と光学素子のリフレクタ3の1構成部品との部品数関係(1:1)となる。この結果、この実施の形態における車両用前照灯1は、光源と光学素子との部品数関係が光源の1構成部品と光学素子の3構成部品のリフレクタおよびシェードおよび投影レンズとの部品数関係(1:3)となる従来の車両用前照灯と比較して、光学素子側のばらつきの組み合わせの誤差がなくなり、光学素子側のリフレクタ3の組付精度を向上させることができる。
【0049】
また、この実施の形態における車両用前照灯1は、リフレクタ3がほぼ回転放物面形状をなし、リフレクタ3の開口部の大きさが直径約100mm以下であり、反射面2U、2Dの基準焦点Fが基準光軸Z上であって発光チップ4の中心O1から発光チップ4の後方側の長辺までの間に位置し、反射面2U、2Dの基準焦点距離が約10〜18mmであり、第4セグメント24からなる第1反射面および第5セグメント25からなる第2反射面が、発光チップ4の中心O1から経度角が±約40°以内の範囲Z1であって、発光チップ4の反射像のスクリーン水平線HL−HRに対する傾きが斜めカットオフラインCL1の傾斜角度(約15°)に約5°を足した角度(約20°)以内の反射像が得られる範囲に相当し、かつ、発光チップ4のエネルギー分布Z2中の高エネルギーの範囲Z3内に、設けられている。この結果、この実施の形態における車両用前照灯1は、車両用として最適なロービーム用配光パターンLPを配光制御することと、ランプユニットの小型化とを、確実に両立させることができる。
【0050】
さらに、この実施の形態における車両用前照灯1は、発光チップ4の発光面が鉛直軸Y方向の上向きの上側反射面2Uおよび上側半導体型光源5Uからなる上側のユニットと、発光チップ4の発光面が鉛直軸Y方向の下向きの下側反射面2Dおよび下側半導体型光源5Dからなる下側のユニットとが点対称の状態になるように、配置されている。この結果、この実施の形態における車両用前照灯1は、リフレクタ3を小型化しても、ロービーム用配光パターンLPの光度が十分に得られるので、車両用として最適なロービーム用配光パターンLPを配光制御することと、ランプユニットの小型化とを、さらに確実に両立させることができる。
【0051】
なお、前記の実施の形態においては、配光パターンとしてロービーム用配光パターンLPについて説明するものである。ところが、この発明おいては、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、高速道路用配光パターン、フォグランプ用配光パターンなど、エルボー点を境に、走行車線側に斜めカットオフラインを有し、かつ、対向車線側に水平カットオフラインを有する配光パターンであれば良い。
【0052】
また、前記の実施の形態においては、左側走行車線用の車両用前照灯1について説明する。ところが、この発明においては、右側走行車線用の車両用前照灯についても適用することができる。
【0053】
さらに、前記の実施の形態においては、上側反射面2Uおよび上側半導体型光源5Uからなる上側のユニットと、下側反射面2Dおよび下側半導体型光源5Dからなる下側のユニットとが点対称の状態に配置されている車両用前照灯1について説明する。ところが、この発明においては、上側反射面2Uおよび上側半導体型光源5Uからなる上側のユニットのみから構成されている車両用前照灯、または、下側反射面2Dおよび下側半導体型光源5Dからなる下側のユニットのみから構成されている車両用前照灯であっても良い。
【0054】
さらにまた、前記の実施の形態においては、第1セグメント21から第8セグメント28をロービーム用配光パターンLPを形成する反射面として使用するものである。ところが、この発明においては、第1セグメント21および第8セグメント28を、無発光面、もしくは、その他の配光パターンを形成する反射面として使用しても良い。また、第4セグメント24および第5セグメント25の二点鎖線よりも下側の部分、上側の部分を、同じく、無発光面、もしくは、その他の配光パターンを形成する反射面として使用しても良い。
【符号の説明】
【0055】
1 車両用前照灯
2U 上側反射面
2D 下側反射面
3 リフレクタ
4 発光チップ
5U 上側半導体型光源
5D 下側半導体型光源
6 ホルダ
7 ヒートシンク部材
8 窓部
9 無反射面
10 基板
11 封止部材
21 第1セグメント(第3反射面、端部の反射面)
22 第2セグメント(第3反射面、端部の反射面)
23 第3セグメント(第3反射面、端部の反射面)
24 第4セグメント(第1反射面、中央部の反射面)
25 第5セグメント(第2反射面、中央部の反射面)
26 第6セグメント(第3反射面、端部の反射面)
27 第7セグメント(第3反射面、端部の反射面)
28 第8セグメント(第3反射面、端部の反射面)
E エルボー点
CL1 斜めカットオフライン
CL2 水平カットオフライン
LP ロービーム用配光パターン
HL−HR スクリーンの左右の水平線
VU−VD スクリーンの上下の垂直線
O 点対象となる中心点
O1 発光チップの中心
F 反射面の基準焦点
X 水平軸
Y 鉛直軸
Z 反射面の基準光軸
P1 第4セグメントと第5セグメントとの境界
P2 第3セグメントと第4セグメントとの境界
P3 第5セグメントと第6セグメントとの境界
P4 第2セグメントと第3セグメントとの境界
P5 第6セグメントと第7セグメントとの境界
I1 境界P1における発光チップの反射像
I2 境界P2における発光チップの反射像
I3 境界P3における発光チップの反射像
I4 境界P4における発光チップの反射像
I5 境界P5における発光チップの反射像
Z1 発光チップの中心から経度角が±40°以内の範囲
Z2 発光チップのエネルギー分布の範囲
Z3 高エネルギーの範囲
Z4 第1反射面による配光範囲
Z5 第2反射面による配光範囲
Z6 第3反射面による配光範囲
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エルボー点を境に、走行車線側に斜めカットオフラインを有し、かつ、対向車線側に水平カットオフラインを有する配光パターンを車両の前方に照射する車両用前照灯において、
パラボラ系の自由曲面からなる反射面を有する1個のリフレクタと、
平面矩形形状の発光チップを有する1個の半導体型光源と、
を備え、
前記発光チップの中心は、前記反射面の基準焦点もしくはその近傍に位置し、かつ、前記反射面の基準光軸上に位置し、
前記発光チップの発光面は、鉛直軸方向に向き、
前記発光チップの長辺は、前記基準光軸および前記鉛直軸と直交する水平軸と平行であり、
前記反射面は、中央部の反射面と、端部の反射面と、から構成されていて、
前記中央部の反射面は、前記発光チップの反射像が前記斜めカットオフラインおよび前記水平カットオフラインから飛び出ないように、かつ、前記発光チップの反射像の一部が前記斜めカットオフラインおよび前記水平カットオフラインにほぼ接するようにして、前記発光チップの反射像を配光制御する自由曲面からなる反射面であり、
前記端部の反射面は、前記発光チップの反射像が前記配光パターン内にほぼ収まるようにして、前記発光チップの反射像群の密度が前記中央部の反射面による前記発光チップの反射像群の密度よりも低くなり、かつ、前記発光チップの反射像群が前記中央部の反射面による前記発光チップの反射像群を含有するようにして、前記発光チップの反射像を配光制御する自由曲面からなる反射面である、
ことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項2】
前記中央部の反射面は、前記発光チップの中心から経度角が±約40°以内の範囲内に、設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用前照灯。
【請求項3】
前記中央部の反射面は、前記発光チップの反射像のスクリーン水平線に対する傾きが前記斜めカットオフラインの傾斜角度に約5°を足した角度以内の反射像が得られる範囲内に、設けられている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用前照灯。
【請求項4】
前記中央部の反射面は、前記発光チップのエネルギー分布中の高エネルギーの範囲内に、設けられている、
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。
【請求項5】
前記リフレクタは、ほぼ回転放物面形状をなし、
前記リフレクタの開口部の大きさは、直径約100mm以下であり、
前記反射面の基準焦点は、前記基準光軸上であって、前記発光チップの中心から前記発光チップの後方側の長辺までの間に位置し、
前記反射面の基準焦点距離は、約10〜18mmである、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用前照灯。
【請求項6】
前記反射面および前記半導体型光源は、前記発光チップの発光面が鉛直軸方向の上向きの上側のユニットと、前記発光チップの発光面が鉛直軸方向の下向きの下側のユニットと、が点対称の状態になるように、配置されている、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用前照灯。
【請求項1】
エルボー点を境に、走行車線側に斜めカットオフラインを有し、かつ、対向車線側に水平カットオフラインを有する配光パターンを車両の前方に照射する車両用前照灯において、
パラボラ系の自由曲面からなる反射面を有する1個のリフレクタと、
平面矩形形状の発光チップを有する1個の半導体型光源と、
を備え、
前記発光チップの中心は、前記反射面の基準焦点もしくはその近傍に位置し、かつ、前記反射面の基準光軸上に位置し、
前記発光チップの発光面は、鉛直軸方向に向き、
前記発光チップの長辺は、前記基準光軸および前記鉛直軸と直交する水平軸と平行であり、
前記反射面は、中央部の反射面と、端部の反射面と、から構成されていて、
前記中央部の反射面は、前記発光チップの反射像が前記斜めカットオフラインおよび前記水平カットオフラインから飛び出ないように、かつ、前記発光チップの反射像の一部が前記斜めカットオフラインおよび前記水平カットオフラインにほぼ接するようにして、前記発光チップの反射像を配光制御する自由曲面からなる反射面であり、
前記端部の反射面は、前記発光チップの反射像が前記配光パターン内にほぼ収まるようにして、前記発光チップの反射像群の密度が前記中央部の反射面による前記発光チップの反射像群の密度よりも低くなり、かつ、前記発光チップの反射像群が前記中央部の反射面による前記発光チップの反射像群を含有するようにして、前記発光チップの反射像を配光制御する自由曲面からなる反射面である、
ことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項2】
前記中央部の反射面は、前記発光チップの中心から経度角が±約40°以内の範囲内に、設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用前照灯。
【請求項3】
前記中央部の反射面は、前記発光チップの反射像のスクリーン水平線に対する傾きが前記斜めカットオフラインの傾斜角度に約5°を足した角度以内の反射像が得られる範囲内に、設けられている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用前照灯。
【請求項4】
前記中央部の反射面は、前記発光チップのエネルギー分布中の高エネルギーの範囲内に、設けられている、
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。
【請求項5】
前記リフレクタは、ほぼ回転放物面形状をなし、
前記リフレクタの開口部の大きさは、直径約100mm以下であり、
前記反射面の基準焦点は、前記基準光軸上であって、前記発光チップの中心から前記発光チップの後方側の長辺までの間に位置し、
前記反射面の基準焦点距離は、約10〜18mmである、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用前照灯。
【請求項6】
前記反射面および前記半導体型光源は、前記発光チップの発光面が鉛直軸方向の上向きの上側のユニットと、前記発光チップの発光面が鉛直軸方向の下向きの下側のユニットと、が点対称の状態になるように、配置されている、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用前照灯。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2012−227165(P2012−227165A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−166050(P2012−166050)
【出願日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【分割の表示】特願2008−280071(P2008−280071)の分割
【原出願日】平成20年10月30日(2008.10.30)
【出願人】(000000136)市光工業株式会社 (774)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【分割の表示】特願2008−280071(P2008−280071)の分割
【原出願日】平成20年10月30日(2008.10.30)
【出願人】(000000136)市光工業株式会社 (774)
【Fターム(参考)】
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