(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の発光チップが一列に配列されてなる発光部を有する半導体型光源と、
パラボラ系の自由曲面からなる反射面を有するリフレクタと、
を備え、
前記発光部は、長方形形状の発光面を有し、
前記発光部は、前記発光面の長手方向の軸と前記反射面の基準光軸とが直交するように配置されていて、
前記発光面は、鉛直軸方向に向き、
前記発光面の中心は、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、
前記反射面は、前記発光面に対向する側の空間に配置されていて、前記発光面から放射される光を反射させてロービーム用配光パターンとして車両の前方に照射する反射面であり、
前記反射面は、中央部に設けられている第１反射面と、前記第１反射面の両側に設けられている第２反射面と、前記第２反射面の外側に設けられている第３反射面と、から構成されていて、
前記第１反射面は、前記ロービーム用配光パターンの中央部の高光度のスポット部を形成する反射面であり、
前記第２反射面は、前記ロービーム用配光パターンの全体の低光度の拡散部を形成する反射面であり、
前記第３反射面は、前記スポット部と前記拡散部とを跨ぐ前記ロービーム用配光パターンの中光度の中間部を形成する反射面であり、
前記第３反射面は、前記反射面のうち、前記発光面の中心を中心として、かつ、前記基準光軸のうち前記反射面の光反射方向と反対側の軸を基準として、前記発光面の経度方向で経度９０°以上の範囲に設けられている、
ことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記第３反射面は、前記発光面の経度方向で経度９０°以上の範囲のうち、スクリーン上の前記発光面の反射像の垂直方向の厚さがスクリーン上の角度の目盛で３．５°以下の前記発光面の反射像が得られる領域に設けられている、
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】
前記第３反射面は、前記発光面の経度方向で経度９０°以上の範囲のうち、スクリーン上の前記ロービーム用配光パターンのカットオフラインの垂直方向のブレがスクリーン上の角度の目盛で±０．５°以下に収まる領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
【請求項４】
前記第３反射面は、前記発光面の経度方向で経度９０°以上から、前記中間部の中央側の端がスクリーン上の垂直線に接する経度まで、の範囲に設けられている、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体型光源を光源と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）。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、複数の半導体発光素子と、リフレクタと、を備え、リフレクタが複数の反射領域に区画され、一方の反射領域が高照度で照射域の狭い集光配光パターンを形成し、他方の反射領域が低照度で照射域が水平方向に広がった拡散配光パターンを形成し、集光配光パターンと拡散配光パターンとを組み合わせて所定の配光パターンを形成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２６７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる車両用前照灯においては、最適な配光パターン、たとえば、最適なロービーム用配光パターン（すれ違い用配光パターン）を得ることが重要である。
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、最適なロービーム用配光パターンを得ることにある。
【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、複数個の発光チップが一列に配列されてなる発光部を有する半導体型光源と、パラボラ系の自由曲面からなる反射面を有するリフレクタと、を備え、発光部が、長方形形状の発光面を有し、発光部が、発光面の長手方向の軸と反射面の基準光軸とが直交するように配置されていて、発光面が、鉛直軸方向に向き、発光面の中心が、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、反射面が、発光面に対向する側の空間に配置されていて、発光面から放射される光を反射させてロービーム用配光パターンとして車両の前方に照射する反射面であり、反射面が、中央部に設けられている第１反射面と、第１反射面の両側に設けられている第２反射面と、第２反射面の外側に設けられている第３反射面と、から構成されていて、第１反射面が、ロービーム用配光パターンの中央部の高光度のスポット部を形成する反射面であり、第２反射面が、ロービーム用配光パターンの全体の低光度の拡散部を形成する反射面であり、第３反射面が、スポット部と拡散部とを跨ぐロービーム用配光パターンの中光度の中間部を形成する反射面であり、第３反射面が、反射面のうち、発光面の中心を中心として、かつ、基準光軸のうち反射面の光反射方向と反対側の軸を基準として、発光面の経度方向で経度９０°以上の範囲に設けられている、ことを特徴とする。
【０００８】
この発明（請求項２にかかる発明）は、第３反射面が、発光面の経度方向で経度９０°以上の範囲のうち、スクリーン上の発光面の反射像の垂直方向の厚さがスクリーン上の角度の目盛で３．５°以下の発光面の反射像が得られる領域に設けられている、ことを特徴とする。
【０００９】
この発明（請求項３にかかる発明）は、第３反射面が、発光面の経度方向で経度９０°以上の範囲のうち、スクリーン上のロービーム用配光パターンのカットオフラインの垂直方向のブレがスクリーン上の角度の目盛で±０．５°以下に収まる領域に設けられている、ことを特徴とする。
【００１０】
この発明（請求項４にかかる発明）は、第３反射面が、発光面の経度方向で経度９０°以上から、中間部の中央側の端がスクリーン上の垂直線に接する経度まで、の範囲に設けられている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、反射面の中央部に第１反射面を設け、その第１反射面の両側に第２反射面を設け、その第２反射面の外側に第３反射面を設けるものである。これにより、第１反射面において得られるスクリーン上の発光面の反射像（スクリーン写像）は、光度（照度）が高く、また、傾きが０°から所定角度（たとえば±θ１）までの小さい角度の範囲であり、さらに、立体角が大きい。この結果、第１反射面は、前記の反射像を集中してロービーム用配光パターンの中央部でかつカットオフライン近傍の高光度のスポット部を形成するのに適している。また、第２反射面において得られるスクリーン上の発光面の反射像は、光度が第１反射面よりも低く、また、傾きが第１反射面よりも大きい角度の範囲であり、さらに、立体角が第１反射面よりも小さい。この結果、第２反射面は、前記の反射像を広げてロービーム用配光パターンの全体の低光度の拡散部を形成するのに適している。さらに、第３反射面において得られるスクリーン上の発光面の反射像は、光度が第１反射面および第２反射面よりも低く、また、傾きが第１反射面よりも大きい角度の範囲であり、かつ、第２反射面とほぼ同等の角度の範囲であり、さらに、立体角が第１反射面および第２反射面よりも小さい。この結果、第３反射面は、前記の反射像を若干集中してスポット部と拡散部とを跨ぐロービーム用配光パターンのカットオフライン近傍の中光度の中間部を形成するのに適している。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、最適なロービーム用配光パターンを得ることができる。
【００１２】
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、従来なかったスポット部と拡散部とを跨ぐ中光度の配光パターンを中光度の中間部として形成するものであるから、最適なロービーム用配光パターンを得ることができる。
【００１３】
この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、発光面の経度方向で経度９０°以上の範囲に第３反射面を設けるものであるから、第３反射面において得られる反射像の光度、傾き、立体角の条件を請求項１の条件に確実に満足させることができる。
【００１４】
この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、第３反射面において得られる反射像の垂直方向の厚さがスクリーン上の角度の目盛で３．５°以下であるから、路面のうち、車両前方１０ｍからさらに前方の路面を照明するのに最適である。
【００１５】
この発明（請求項３にかかる発明）の車両用前照灯は、第３反射面において得られるロービーム用配光パターンのカットオフラインの垂直方向のブレがスクリーン上の角度の目盛で±０．５°以下であるから、スポット部と拡散部とを跨ぐロービーム用配光パターンのカットオフライン近傍の中光度の中間部を形成するのに最適である。
【００１６】
この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、第３反射面の範囲を、発光面の経度方向で経度９０°以上から、中間部の中央側の端がスクリーン上の垂直線に接する経度まで、の範囲に規制することができるので、リフレクタの基準光軸方向の長さをコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態１を示す概略の斜視図である。
【図２】図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図４は、遠近法により示す図１におけるＩＶ−ＩＶ線矢視図である。
【図５】図５は、反射面のポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４において得られるスクリーン上の発光面の反射像を示す説明図である。
【図６】図６は、スクリーン上の発光面の反射像の垂直方向の厚さの分布解析を示す説明図（図４に対応する説明図）である。
【図７】図７は、スクリーン上の発光面の反射像の傾きとスクリーン上の発光面の反射像の垂直方向の厚さとの分布解析を示す説明図（図４に対応する説明図）である。
【図８】図８は、複数個の発光チップの位置のバラツキに対するロバスト性解析（ロービーム用配光パターンのカットオフラインの垂直方向のブレの許容範囲）を示す説明図（図４に対応する説明図）である。
【図９】図９は、第３反射面における反射光の光路とロービーム用配光パターンを示す説明図である。
【図１０】図１０は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態２を示すロービーム用配光パターンの説明図である。
【図１１】図１１は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態３を示す第３反射面における反射光の光路とロービーム用配光パターンの説明図である。
【図１２】図１２は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態４を示す概略の縦断面図（垂直断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態（実施例）のうちの４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。また、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装備した際の前、後、上、下、左、右である。さらに、この明細書および特許請求の範囲に記載の「スクリーン」とは、車両用前照灯から前方に１０ｍの位置に配置されたスクリーンである。このスクリーンには、車両用前照灯から照射される配光パターンや光源の発光面の反射像が写し出される。前記スクリーンには、角度の目盛が付されている。この目盛の１目盛をたとえば角度１°とする。
【００１９】
図５、図９（Ａ）、図１０、図１１（Ａ）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５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光源の発光面の反射像を示す説明図である。図９（Ａ）、図１０、図１１（Ａ）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配光パターンを簡略化して示す光度曲線の説明図である。
【００２０】
（実施形態１の構成の説明）
図１〜図９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、この実施形態１における車両用前照灯である。前記車両用前照灯１は、車両（図示せず）の前部の左右両側に装備される。
【００２１】
前記車両用前照灯１は、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、半導体型光源２と、リフレクタ３と、取付部材４と、保持部材５と、ヒートシンク部材６と、を備えるものである。
【００２２】
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。前記灯室内には、前記半導体型光源２および前記リフレクタ３および前記取付部材４および前記保持部材５および前記ヒートシンク部材６が配置されている。
【００２３】
前記半導体型光源２は、複数個この例では４個の発光チップ（図示せず）が一列に配列されてなる発光部２０を有する。前記リフレクタ３は、パラボラ系の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）からなる反射面３０を有する。
【００２４】
前記半導体型光源２は、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源、すなわち、半導体型光源（この実施例ではＬＥＤ）を使用する。前記半導体型光源２は、基板（図示せず）と、前記基板に適宜に配置されて設けられている複数個（４個）の前記発光チップと、前記発光チップを封止する封止樹脂部材（図示せず）と、から構成されている。前記半導体型光源２は、前記取付部材４により前記保持部材５に取り付けられている。
【００２５】
前記半導体型光源２の前記発光部２０は、長方形形状の発光面２１を有する。前記発光部２０は、前記発光面２１の長手方向の軸（Ｘ軸、水平軸Ｘ）と前記反射面３０の基準光軸（Ｚ軸）とが直交するように配置されている。前記発光面２１は、鉛直軸（Ｙ軸）方向に向いている。前記発光面２１の中心Ｏは、前記反射面３０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３０の基準光軸Ｚ上に位置する。
【００２６】
前記水平軸Ｘと、前記鉛直軸Ｙと、前記基準光軸Ｚとは、前記発光面２１の中心Ｏ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、右側が＋方向であり、左側が−方向である。前記鉛直軸Ｙにおいては、上側が＋方向であり、下側が−方向である。前記基準光軸Ｚにおいては、前側が＋方向であり、後側が−方向である。
【００２７】
前記リフレクタ３は、光不透過性の部材、この例では、樹脂部材から構成されている。前記リフレクタ３は、一方側（前方側）７が開口し、かつ、他方側（後方側、上方側、下方側、左方側、右方側）８が閉塞した中空形状をなす。前記閉塞部８の後方側、上方側、左方側、右方側は、回転放物線形状をほぼ２分の１とした湾曲板形状をなす。前記閉塞部８の下方側は、ほぼ水平板形状をなし、前記閉塞部８の奥側（後方側）から前記開口部７側（前方側）にかけて上方側から下方側に傾斜している。前記閉塞部８の下方側の水平板部の傾斜は、前記リフレクタ３の成形金型（図示せず）の抜きのために設けられていて、この例では、約５°である。
【００２８】
前記リフレクタ３の前記閉塞部８の水平板部の中央部から後方部にかけての箇所、および、前記リフレクタ３の前記閉塞部８の湾曲板部の中央部の若干の箇所には、窓部９が設けられている。前記窓部９には、前記半導体型光源２および前記取付部材４および前記保持部材５の一部が位置する。前記リフレクタ３の前記閉塞部８の湾曲板部の下部後側には、固定凸部１０が一体に設けられている。前記固定凸部１０は、前記ヒートシンク部材６にスクリュー１１により固定されている。前記リフレクタ３の前記閉塞部８の内面（特に、湾曲板部の内面）には、前記反射面３０が形成されている。
【００２９】
前記反射面３０は、前記発光面２１に対向する側（上方側）の空間に配置されている。前記反射面３０は、前記発光面２１から放射される光Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒを反射させてロービーム用配光パターンＬＰとして車両の前方に照射する反射面である。
【００３０】
前記ロービーム用配光パターンＬＰは、図９（Ａ）に示すように、左右の水平線ＨＬ−ＨＲ近傍に、上水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、下水平カットオフラインＣＬ３、エルボー点Ｅを有し、前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３よりも下方側の路面（図示せず）を照明する。図９（Ａ）中において、符号「１２」は路面のセンターライン、符号「１３」は路面の自車の走行車線、符号「１４」は対向車線、符号「１５」は走行車線側の路肩である。
【００３１】
前記反射面３０は、図１、図３、図４に示すように、中央部に設けられている第１反射面３１と、前記第１反射面３１の両側に設けられている第２反射面３２Ｌ、３２Ｒと、前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒの外側に設けられている第３反射面３３Ｌ、３３Ｒと、から構成されている。
【００３２】
前記第１反射面３１は、前記ロービーム用配光パターンＬＰの中央部の高光度のスポット部ＳＰを形成する反射面である。前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒは、前記ロービーム用配光パターンＬＰの全体の低光度の拡散部ＷＰを形成する反射面である。前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒは、前記スポット部ＳＰと前記拡散部ＷＰとを跨ぐ前記ロービーム用配光パターンＬＰの中光度の中間部ＭＰ１、ＭＰ２を形成する反射面である。
【００３３】
前記第１反射面３１は、前記反射面３０の中央部、すなわち、前記発光面２１の中心Ｏを中心として、かつ、前記基準光軸Ｚのうち前記反射面３０の光反射方向（矢印Ｚ方向参照）と反対側の軸（−方向の基準光軸Ｚ）を基準として、前記発光面２１の経度方向で経度０°から経度所定の角度±θ１（たとえば、約４５°）までの範囲に設けられている。
【００３４】
前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒは、前記反射面３０のうち前記第１反射面３１の両側、すなわち、前記発光面２１の中心Ｏを中心として、かつ、前記基準光軸Ｚのうち前記反射面３０の光反射方向（矢印Ｚ方向参照）と反対側の軸（−方向の基準光軸Ｚ）を基準として、前記発光面２１の経度方向で経度所定の角度±θ１（たとえば、約４５°）から経度所定の角度±θ２（たとえば、約９０°）までの範囲に設けられている。
【００３５】
前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒは、前記反射面３０のうち前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒの外側、すなわち、前記発光面２１の中心Ｏを中心として、かつ、前記基準光軸Ｚのうち前記反射面３０の光反射方向（矢印Ｚ方向参照）と反対側の軸（−方向の基準光軸Ｚ）を基準として、前記発光面２１の経度方向で経度所定の角度±θ２（たとえば、約９０°）以上の範囲に設けられている。そして、前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒは、前記発光面２１の経度方向で経度所定の角度±θ２（たとえば、約９０°）以上から、経度所定の角度±θ３（たとえば、約１１５°）まで、すなわち、前記中間部ＭＰ１、ＭＰ２の中央側の端がスクリーン上の垂直線ＶＵ−ＶＤに接する経度まで、の範囲に設けられている。
【００３６】
以下、前記反射面３０の前記第１反射面３１および前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒおよび前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒにおいて得られるスクリーン上の前記発光面２１の反射像（スクリーン写像）について、図５を参照して説明する。
【００３７】
前記第１反射面３１の中央（経度０°）Ｐ１においては、図５（Ａ）に示すように、スクリーンの水平線ＨＬ−ＨＲに対する傾きがＡ１（約０°）で、かつ、スクリーン上の垂直方向の厚さがＢ１である反射像Ｉ１が得られる。
【００３８】
また、前記第１反射面３１と前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒとの境界（経度４５°）Ｐ２Ｌ、Ｐ２Ｒにおいては、図５（Ｂ）に示すように、スクリーンの水平線ＨＬ−ＨＲに対する傾きがＡ２（約４５°）で、かつ、スクリーン上の垂直方向の厚さがＢ２である反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒが得られる。
【００３９】
さらに、前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒと前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒとの境界（経度９０°）Ｐ３Ｌ、Ｐ３Ｒにおいては、図５（Ｃ）に示すように、スクリーンの水平線ＨＬ−ＨＲに対する傾きがＡ３（約９０°）で、かつ、スクリーン上の垂直方向の厚さがＢ３である反射像Ｉ３が得られる。
【００４０】
さらにまた、前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒの外側端（経度１１５°）Ｐ４Ｌ、Ｐ４Ｒにおいては、図５（Ｄ）に示すように、スクリーンの水平線ＨＬ−ＨＲに対する傾きがＡ４（約１１５°）で、かつ、スクリーン上の垂直方向の厚さがＢ４である反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒが得られる。
【００４１】
この結果、前記第１反射面３１においては、図５（Ａ）に示す傾きがＡ１で厚さがＢ１の反射像Ｉ１から図５（Ｂ）に示す傾きがＡ２で厚さがＢ２の反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでが得られる。また、前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒにおいては、図５（Ｂ）に示す傾きがＡ２で厚さがＢ２の反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒから図５（Ｃ）に示す傾きがＡ３で厚さがＢ３の反射像Ｉ３までが得られる。さらに、前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒにおいては、図５（Ｃ）に示す傾きがＡ３で厚さがＢ３の反射像Ｉ３から図５（Ｄ）に示す傾きがＡ４で厚さがＢ４の反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでが得られる。
【００４２】
ここで、図５（Ａ）に示す傾きがＡ１で厚さがＢ１の反射像Ｉ１から図５（Ｂ）に示す傾きがＡ２で厚さがＢ２の反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像は、光度が高い反射像であり、また、傾きが０°〜約４５°の反射像であり、さらに、立体角が大きい反射像である。この結果、前記第１反射面３１で得られる前記反射像Ｉ１から前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像は、集中することによって、前記ロービーム用配光パターンＬＰのスポット部ＳＰ、および、そのスポット部ＳＰにおける上水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、下水平カットオフラインＣＬ３、エルボー点Ｅを形成するのに適している反射像である。
【００４３】
図５（Ｂ）に示す傾きがＡ２で厚さがＢ２の反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒから図５（Ｃ）に示す傾きがＡ３で厚さがＢ３の反射像Ｉ３までの反射像は、光度が前記第１反射面３１で得られる反射像（前記反射像Ｉ１から前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像）よりも低い反射像であり、また、傾きが前記第１反射面３１で得られる反射像（前記反射像Ｉ１から前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像）よりも大きい角度約４５°〜約９０°の反射像であり、さらに、立体角が前記第１反射面３１で得られる反射像（前記反射像Ｉ１から前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像）よりも小さい反射像である。この結果、前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒで得られる前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒから前記反射像Ｉ３までの反射像は、広げることによって、前記ロービーム用配光パターンＬＰの全体の低光度の拡散部ＷＰを形成するのに適している反射像である。
【００４４】
図５（Ｃ）に示す傾きがＡ３で厚さがＢ３の反射像Ｉ３から図５（Ｄ）に示す傾きがＡ４で厚さがＢ４の反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでの反射像は、光度が前記第１反射面３１で得られる反射像（前記反射像Ｉ１から前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像）および前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒで得られる反射像（前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒから前記反射像Ｉ３までの反射像）よりも低い反射像であり、傾きが前記第１反射面３１で得られる反射像（前記反射像Ｉ１から前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像）よりも大きく、かつ、前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒで得られる反射像（前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒから前記反射像Ｉ３までの反射像）とほぼ同等の角度約４５°〜約９０°の反射像であり、さらに、立体角が前記第１反射面３１で得られる反射像（前記反射像Ｉ１から前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像）および前記第２反射面３２Ｌ、３２Ｒで得られる反射像（前記反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒから前記反射像Ｉ３までの反射像）よりも小さい反射像である。この結果、前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒで得られる前記反射像Ｉ３から前記反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでの反射像は、若干集中することによって、前記スポット部ＳＰと前記拡散部ＷＰとを跨ぐ前記ロービーム用配光パターンＬＰの上水平カットオフラインＣＬ１および下水平カットオフラインＣＬ３近傍の中光度の中間部ＭＰ１、ＭＰ２を形成するのに適している反射像である。
【００４５】
図６は、スクリーン上の前記発光面２１の反射像の垂直方向の厚さの分布解析を示す説明図である。図７は、スクリーン上の前記発光面２１の反射像の傾きとスクリーン上の前記発光面２１の反射像の垂直方向の厚さとの分布解析を示す説明図である。前記の図６、図７中の左右のほぼ楕円形状の境界線Ｃは、スクリーン上の前記発光面２１の反射像の垂直方向の厚さがスクリーン上の角度の目盛で３．５°である。従って、前記境界線Ｃから外側の範囲は、スクリーン上の前記発光面２１の反射像の垂直方向の厚さがスクリーン上の角度の目盛で３．５°以下であり、前記境界線Ｃから内側の範囲は、スクリーン上の前記発光面２１の反射像の垂直方向の厚さがスクリーン上の角度の目盛で３．５°以上である。
【００４６】
前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒは、前記発光面２１の経度方向で経度所定の角度±θ２（たとえば、約９０°）以上の範囲のうち、スクリーン上の前記発光面２１の反射像の垂直方向の厚さがスクリーン上の角度の目盛で３．５°以下の前記発光面２１の反射像が得られる領域、すなわち、図６、図７中の前記境界線Ｃから外側の範囲に設けられている。前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒにおいて得られる前記反射像Ｉ３から前記反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでの反射像は、垂直方向の厚さがスクリーン上の角度の目盛で３．５°以下であるから、路面のうち、車両前方１０ｍからさらに前方の路面を照明するのに適している反射像である。
【００４７】
図７中の境界線Ｄ１は、スクリーン上の前記発光面２１の反射像の傾きが±約３°の境界線である。Ｄ２は、±約１０°の境界線である。Ｄ３は、±約２０°の境界線である。Ｄ４は、±約３０°の境界線である。Ｄ５は、±約４０°の境界線である。Ｄ６は、±約５０°の境界線である。Ｄ７は、±約６０°の境界線である。Ｄ８は、±約７０°の境界線である。Ｄ９は、±約８０°の境界線である。Ｄ１０は、±約８０°の境界線である。Ｄ１１は、±約７０°の境界線である。Ｄ１２は、±約６０°の境界線である。Ｄ１３は、±約５０°の境界線である。Ｄ１４は、±約４０°の境界線である。Ｄ１５は、±約３０°の境界線である。Ｄ１６は、±約２０°の境界線である。Ｄ１７は、±約１０°の境界線である。なお、境界線Ｄ９と境界線Ｄ１０との中間が約９０°である。
【００４８】
図８は、複数個の発光チップの位置のバラツキに対するロバスト性解析（ロービーム用配光パターンのカットオフラインの垂直方向のブレの許容範囲）を示す説明図である。前記の図８の境界線Ｇ１〜Ｇ３において、境界線Ｇ１より内側（下側）の範囲は、ロバスト性が低い範囲（スクリーン上の前記ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の垂直方向のブレが大きい範囲）であり、境界線Ｇ３よりも外側（上側）の範囲は、ロバスト性が高い範囲（スクリーン上の前記ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の垂直方向のブレが小さい、たとえば、スクリーン上の角度の目盛で±０．５°以下の範囲）である。
【００４９】
前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒは、前記発光面２１の経度方向で経度所定の角度±θ２（たとえば、約９０°）以上の範囲のうち、スクリーン上の前記ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の垂直方向のブレがスクリーン上の角度の目盛で±０．５°以下に収まる領域、すなわち、図８中の境界線Ｇ３よりも外側の範囲に設けられている。前記第３反射面３３Ｌ、３３Ｒにおいて得られる前記反射像Ｉ３から前記反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでの反射像は、前記ロービーム用配光パターンＬＰの中間部ＭＰ１、ＭＰ２の上水平カットオフラインＣＬ１および下水平カットオフラインＣＬ３の垂直方向のブレがスクリーン上の角度の目盛で±０．５°以下であるから、前記スポット部ＳＰと前記拡散部ＷＰとを跨ぐ前記ロービーム用配光パターンＬＰの上水平カットオフラインＣＬ１および下水平カットオフラインＣＬ３近傍の中光度の中間部ＭＰ１、ＭＰ２を形成するのに適している反射像である。
【００５０】
前記保持部材５は、板形状のベース形状をなしている。前記保持部材５の上面の前方側には、前記半導体型光源２が前記取付部材４を介して取り付けられている。前記保持部材５の後面は、前記ヒートシンク部材６にスクリュー１１により固定されている。この結果、前記ヒートシンク部材６に固定されている前記リフレクタ３の前記窓部９には、前記半導体型光源２および前記取付部材４および前記保持部材５の一部が位置する。
【００５１】
前記ヒートシンク部材６は、放熱性が高い部材、たとえば、アルミダイカストや樹脂から構成されている。前記ヒートシンク部材６は、前方側の垂直板部１６と、後方側のフィン部１７と、から構成されている。前記ヒートシンク部材６の前記垂直板部１６には、前記リフレクタ３および前記保持部材５がスクリュー１１により固定されている。前記保持部材５と前記ヒートシンク部材６とを一体に構成しても良い。前記保持部材５にフィン部１７を一体に設けても良い。
【００５２】
（実施形態１の作用の説明）
この実施形態１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。
【００５３】
半導体型光源２を点灯する。すると、半導体型光源２の発光部２０の発光面２１から放射される光Ｌ１、Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒは、図２、図９（Ｂ）中の実線矢印に示すように、リフレクタ３の反射面３０に入射してその反射面３０において反射する。この反射光Ｌ２、Ｌ２Ｌ、Ｌ２Ｒは、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。
【００５４】
すなわち、反射面の３０の第１反射面３１において反射した反射光Ｌ２は、図５（Ａ）に示す傾きがＡ１で厚さがＢ１の反射像Ｉ１から図５（Ｂ）に示す傾きがＡ２で厚さがＢ２の反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像で、ロービーム用配光パターンＬＰのスポット部ＳＰを形成する。
【００５５】
また、反射面３０の第２反射面３２Ｌ、３２Ｒにおいて反射した反射光（図示せず）は、図５（Ｂ）に示す傾きがＡ２で厚さがＢ２の反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒから図５（Ｃ）に示す傾きがＡ３で厚さがＢ３の反射像Ｉ３までの反射像で、ロービーム用配光パターンＬＰの拡散部ＷＰを形成する。
【００５６】
さらに、反射面３０の左側の第３反射面３３Ｌにおいて反射した反射光Ｌ２Ｌは、図５（Ｃ）に示す傾きがＡ３で厚さがＢ３の反射像Ｉ３から図５（Ｄ）に示す傾きがＡ４で厚さがＢ４の反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでの反射像で、スポット部ＳＰと右側の拡散部ＷＰとを跨ぐロービーム用配光パターンＬＰの中間部ＭＰ２を形成する。一方、反射面３０の右側の第３反射面３３Ｒにおいて反射した反射光Ｌ２Ｒは、図５（Ｃ）に示す傾きがＡ３で厚さがＢ３の反射像Ｉ３から図５（Ｄ）に示す傾きがＡ４で厚さがＢ４の反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでの反射像で、スポット部ＳＰと左側の拡散部ＷＰとを跨ぐロービーム用配光パターンＬＰの中間部ＭＰ１を形成する。
【００５７】
このようにして、スポット部ＳＰと拡散部ＷＰと中間部ＭＰ１、ＭＰ２とが重畳されて、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。
【００５８】
（実施形態１の効果の説明）
この実施形態１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。
【００５９】
この実施形態１における車両用前照灯１は、反射面３０の中央部に第１反射面３１を設け、その第１反射面３１の両側に第２反射面３２Ｌ、３２Ｒを設け、その第２反射面３２Ｌ、３２Ｒの外側に第３反射面３３Ｌ、３３Ｒを設けるものである。
【００６０】
これにより、第１反射面３１において得られるスクリーン上の発光面２１の反射像（図５（Ａ）に示す傾きがＡ１で厚さがＢ１の反射像Ｉ１から図５（Ｂ）に示す傾きがＡ２で厚さがＢ２の反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像）は、光度が高く、また、傾きが０°から所定角度±θ１（約４５°）までの小さい角度の範囲であり、さらに、立体角が大きい。この結果、第１反射面３１は、図５（Ａ）に示す反射像Ｉ１から図５（Ｂ）に示す反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒまでの反射像を集中してロービーム用配光パターンＬＰの中央部でかつカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３近傍の高光度のスポット部ＳＰを形成するのに適している。
【００６１】
また、第２反射面３２Ｌ、３２Ｒにおいて得られるスクリーン上の発光面２１の反射像（図５（Ｂ）に示す傾きがＡ２で厚さがＢ２の反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒから図５（Ｃ）に示す傾きがＡ３で厚さがＢ３の反射像Ｉ３までの反射像）は、光度が第１反射面３１で得られる反射像よりも低く、また、傾きが第１反射面３１で得られる反射像よりも大きい角度約４５°〜約９０°であり、さらに、立体角が第１反射面３１で得られる反射像よりも小さい。この結果、第２反射面３２Ｌ、３２Ｒは、図５（Ｂ）に示す反射像Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒから図５（Ｃ）に示す反射像Ｉ３までの反射像を広げてロービーム用配光パターンＬＰの全体の低光度の拡散部ＷＰを形成するのに適している。
【００６２】
さらに、第３反射面３３Ｌ、３３Ｒにおいて得られるスクリーン上の発光面２１の反射像（図５（Ｃ）に示す傾きがＡ３で厚さがＢ３の反射像Ｉ３から図５（Ｄ）に示す傾きがＡ４で厚さがＢ４の反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでの反射像）は、光度が第１反射面３１および第２反射面３２Ｌ、３２Ｒで得られる反射像よりも低く、また、傾きが第１反射面３１で得られる反射像よりも大きく、かつ、第２反射面３２Ｌ、３２Ｒとほぼ同等の角度約４５°〜約９０°であり、さらに、立体角が第１反射面３１および第２反射面３２Ｌ、３２Ｒよりも小さい。この結果、第３反射面３３Ｌ、３３Ｒは、図５（Ｃ）に示す反射像Ｉ３から図５（Ｄ）に示す反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでの反射像を若干集中してスポット部ＳＰと拡散部ＷＰとを跨ぐロービーム用配光パターンＬＰの上水平カットオフラインＣＬ１および下水平カットオフラインＣＬ３近傍の中光度の中間部ＭＰ１、ＭＰ２を形成するのに適している。
【００６３】
このように、この実施形態１における車両用前照灯１は、スポット部ＳＰと拡散部ＷＰと中間部ＭＰ１、ＭＰ２とを重畳することにより、最適なロービーム用配光パターンＬＰを得ることができる。
【００６４】
しかも、この実施形態１における車両用前照灯１は、従来なかったスポット部ＳＰと拡散部ＷＰとを跨ぐ中光度の配光パターンを中光度の中間部ＭＰ１、ＭＰ２として形成するものであるから、最適なロービーム用配光パターンＬＰを得ることができる。
【００６５】
この実施形態１における車両用前照灯１は、発光面２１の経度方向で経度９０°以上の範囲に第３反射面３３Ｌ、３３Ｒを設けるものであるから、第３反射面３３Ｌ、３３Ｒにおいて得られる反射像（図５（Ｃ）に示す反射像Ｉ３から図５（Ｄ）に示す反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでの反射像）の光度、傾き、立体角の条件を、ロービーム用配光パターンＬＰの中間部ＭＰ１、ＭＰ２を形成する反射像の条件に確実に満足させることができる。
【００６６】
この実施形態１における車両用前照灯１は、第３反射面３３Ｌ、３３Ｒにおいて得られる反射像（図５（Ｃ）に示す反射像Ｉ３から図５（Ｄ）に示す反射像Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒまでの反射像）の垂直方向の厚さがスクリーン上の角度の目盛で３．５°以下であるから、路面のうち、車両前方１０ｍからさらに前方の路面を照明するのに最適である。
【００６７】
ここの実施形態１における車両用前照灯１は、第３反射面３３Ｌ、３３Ｒにおいて得られるロービーム用配光パターンＬＰの上水平カットオフラインＣＬ１および下水平カットオフラインＣＬ３の垂直方向のブレがスクリーン上の角度の目盛で±０．５°以下であるから、スポット部ＳＰと拡散部ＷＰとを跨ぐロービーム用配光パターンＬＰの上水平カットオフラインＣＬ１および下水平カットオフラインＣＬ３近傍の中光度の中間部ＭＰ１、ＭＰ２を形成するのに最適である。
【００６８】
この実施形態１における車両用前照灯１は、第３反射面３３Ｌ、３３Ｒの範囲を、発光面の経度方向で経度９０°以上から、中間部ＭＰ１、ＭＰ２の中央側の端（左側の中間部ＭＰ１の右側の端、右側の中間部ＭＰ２の左側の端）がスクリーン上の垂直線ＶＵ−ＶＤに接する経度まで、の範囲に規制することができるので、リフレクタ３の基準光軸Ｚ方向の長さをコンパクトにすることができる。すなわち、図９（Ｂ）中の二点鎖線で示す延長リフレクタ１８の分リフレクタ３をコンパクトにすることができる。
【００６９】
（実施形態２の説明）
図１０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における車両用前照灯について説明する。図中、図１〜図９と同符号は、同一のものを示す。
【００７０】
前記の実施形態１の車両用前照灯１は、右側の第３反射面３３Ｒにおいてクロス反射された反射光Ｌ２Ｒにより図９（Ａ）に示す左側の中間部ＭＰ１を形成するものである。この実施形態２における車両用前照灯は、右側の第３反射面３３Ｒにおいてオープン反射された反射光Ｌ３Ｒにより図１０に示す右側の中間部ＭＰ３を形成するものである。この中間部ＭＰ３は、左側の第３反射面３３Ｌにおいてクロス反射された反射光Ｌ２Ｌにより図１０に示す右側の中間部ＭＰ２に重畳される。
【００７１】
この実施形態２における車両用前照灯は、前記の実施形態１における車両用前照灯１とほぼ同様の作用効果を達成することができる。特に、この実施形態２の車両用前照灯は、対向車線１４側の下水平カットオフラインＣＬ３近傍に、左側の第３反射面３３Ｌにおいて得られる中間部ＭＰ２と右側の第３反射面３３Ｒにおいて得られる中間部ＭＰ３とを重畳するので、対向車線１４側の光度が向上されて対向車線１４側の視認性が向上され、交通安全に貢献することができる。
【００７２】
（実施形態３の説明）
図１１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における車両用前照灯について説明する。図中、図１〜図１０と同符号は、同一のものを示す。
【００７３】
この実施形態３の車両用前照灯は、第３反射面３３Ｌ、３３Ｒの範囲を、発光面２１の経度方向で経度所定の角度±θ２（たとえば、約９０°）以上から、経度所定の角度±θ３（たとえば、約１１５°）を経て、経度約１２０°まで、の範囲に広げたものである。第３反射面３３Ｌ、３３Ｒの範囲を広げたことにより、リフレクタ３の左右両端部から延長リフレクタ１８が延設される。この延長リフレクタ１８には、延長第３反射面３４Ｌ、３４Ｒが延設される。
【００７４】
この実施形態３の車両用前照灯は、以上のごとき構成からなるので、延長第３反射面３４Ｌ、３４Ｒにおいてクロス反射された反射光Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒにより、中間部ＭＰ４、ＭＰ４の中央側の端（左側の中間部ＭＰ４の右側の端、右側の中間部ＭＰ５の左側の端）がスクリーン上の垂直線ＶＵ−ＶＤを跨いで反対側の中間部ＭＰ５、ＭＰ４に若干重畳される。
【００７５】
この実施形態３における車両用前照灯は、前記の実施形態１、２における車両用前照灯１とほぼ同様の作用効果を達成することができる。特に、この実施形態３における車両用前照灯は、中間部ＭＰ４、ＭＰ５の中央側の端がスクリーン上の垂直線ＶＵ−ＶＤを跨ぐので、ロービーム用配光パターンＬＰの中央部すなわち走行車線１３側の光度が向上されて走行車線１３側の視認性が向上され、交通安全に貢献することができる。
【００７６】
（実施形態４の説明）
図１２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における車両用前照灯１００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。
【００７７】
前記の実施形態１、２、３の車両用前照灯１は、半導体型光源２の発光部２０の発光面２１が上向きであって、リフレクタ３が半導体型光源２の上方側に配置されているものである。この実施形態４における車両用前照灯１００は、半導体型光源２の発光部２０の発光面２１が下向きであって、リフレクタ３が半導体型光源２の下方側に配置されているものである。
【００７８】
この実施形態４における車両用前照灯１００は、前記の実施形態１、２、３における車両用前照灯１とほぼ同様の作用効果を達成することができる。特に、この実施形態４における車両用前照灯１００は、半導体型光源２の発光部２０の発光面２１が下向きであって、リフレクタ３が半導体型光源２の下方側に配置されているものであるから、車両用前照灯１００の設置スペースや設定デザインの自由度が向上される。
【符号の説明】
【００７９】
１、１００  車両用前照灯
２  半導体型光源
２０  発光部
２１  発光面
３  リフレクタ
３０  反射面
３１  第１反射面
３２Ｌ、３２Ｒ  第２反射面
３３Ｌ、３３Ｒ  第３反射面
３４Ｌ、３４Ｒ  延長第３反射面
４  取付部材
５  保持部材
６  ヒートシンク部材
７  開口部
８  閉塞部
９  窓部
１０  固定凸部
１１  スクリュー
１２  センターライン
１３  走行車線
１４  対向車線
１５  走行車線側の路肩
１６  垂直板部
１７  フィン部
１８  延長リフレクタ
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４  反射像の傾き
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４  反射像の厚み
Ｃ  反射像の厚みが３．５°の境界線
ＣＬ１  上水平カットオフライン
ＣＬ２  斜めカットオフライン
ＣＬ３  下水平カットオフライン
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５、Ｄ１６、Ｄ１７  反射像の傾きの所定角度の境界線
Ｅ  エルボー点
Ｆ  基準焦点
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３  ロバスト性の高低の境界線
ＨＬ−ＨＲ  スクリーンの左右の水平線
Ｉ１、Ｉ２Ｌ、Ｉ２Ｒ、Ｉ３、Ｉ４Ｌ、Ｉ４Ｒ  反射像
ＬＰ  ロービーム用配光パターン
Ｌ１、Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒ  発光面からの光
Ｌ２、Ｌ２Ｌ、Ｌ２Ｒ、Ｌ３Ｒ、Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒ  反射面からの反射光
ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３、ＭＰ４、ＭＰ５  中間部
Ｏ  発光面の中心
Ｐ１、Ｐ２Ｌ、Ｐ２Ｒ、Ｐ３Ｌ、Ｐ３Ｒ  反射面のポイント
ＳＰ  スポット部
ＶＵ−ＶＤ  スクリーンの上下の垂直線
ＷＰ  拡散部
Ｘ  水平軸
Ｙ  鉛直軸
Ｚ  基準光軸
【図１】
0005790231.tif 000002
【図２】
0005790231.tif 000003
【図３】
0005790231.tif 000004
【図４】
0005790231.tif 000005
【図５】
0005790231.tif 000006
【図６】
0005790231.tif 000007
【図７】
0005790231.tif 000008
【図８】
0005790231.tif 000009
【図９】
0005790231.tif 000010
【図１０】
0005790231.tif 000011
【図１１】
0005790231.tif 000012
【図１２】
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