JP5029570B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

この発明は、ロービーム用配光パターン（すれ違い用配光パターン）とハイビーム用配光パターン（走行用配光パターン）とを切り替えて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。

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、ロービーム用配光パターンを形成する第１光源ユニットと、ハイビーム用配光パターンを形成する第２光源ユニットと、から構成されているものである。第１光源ユニットは、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。また、第２光源ユニットは、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、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。第１光源ユニットの光源を点灯すると、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フラインを有する配光パターンすなわちロービーム用配光パターンが形成され、ロービーム用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。また、第２光源ユニットの光源を点灯すると、光源からの光がリフレクタで反射し、反射光がハイビーム用配光パターンとして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。

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第１光源ユニットと、光源とリフレクタと投影レンズとを備える第２光源ユニットと、から構成されているものである。このために、従来の車両用前照灯は、部品点数が多く、かつ、ハイビーム用配光パターン用の第２光源ユニットを必要とし、その分、小型化、軽量化、省電力化、コスト軽減化に課題がある。

特開２００７−１０９４９３号公報

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、ハイビーム用配光パターン用の第２光源ユニットを必要とするので、小型化、軽量化、省電力化、コスト軽減化に課題があるという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、反射面を有する固定リフレクタと、反射面を有する可動リフレクタと、発光チップを有する半導体型光源と、可動リフレクタを発光チップの中心もしくはその近傍を通る水平軸回りに回転可能に取り付けているホルダと、可動リフレクタを水平軸回りに第１位置と第２位置との間において回転させる駆動装置と、を備え、固定リフレクタの反射面がロービーム用配光パターンを形成するロービーム用反射面とハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム用反射面とから構成されていて、可動リフレクタの反射面がハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム用反射面から構成されていて、可動リフレクタが第１位置に位置するときには、発光チップから固定リフレクタのハイビーム用反射面に放射される光あるいは固定リフレクタのハイビーム用反射面で反射される反射光が可動リフレクタにより遮蔽され、かつ、固定リフレクタのロービーム用反射面で反射される反射光がロービーム用配光パターンとして車両の前方に照射され、可動リフレクタが第２位置に位置するときには、可動リフレクタのハイビーム用反射面で反射される反射光および固定リフレクタのハイビーム用反射面で反射される反射光および固定リフレクタのロービーム用反射面で反射される反射光がハイビーム用配光パターンとして、それぞれ車両の前方に照射される、ことを特徴とする。

また、この発明（請求項２にかかる発明）は、ロービーム用配光パターンが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フラインを有する配光パターンであり、固定リフレクタの反射面および可動リフレクタの反射面がパラボラ系の自由曲面からなり、半導体型光源の発光チップが平面矩形形状をなし、発光チップの中心が、固定リフレクタの反射面および可動リフレクタの反射面の基準焦点もしくはその近傍に位置しかつ固定リフレクタの反射面および可動リフレクタの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、ロービーム用反射面が、鉛直軸方向に分割された中央部の第１反射面および第２反射面と端部の第３反射面とから構成されていて、第１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、第２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フラインにほぼ接するようにしてまた発光チップの反射像群の密度が第１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第１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り、第３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第１反射面および第２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第１反射面および第２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。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）は、固定リフレクタが、ほぼ回転放物面形状をなし、固定リフレクタの開口部の大きさが、直径約１００ｍｍ以下であり第２位置に位置するときの可動リフレクタの開口部の大きさよりも大きく、固定リフレクタの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、固定リフレクタの反射面の基準焦点距離が、約１０〜１８ｍｍであり可動リフレクタの反射面の基準焦点距離よりも大きく、第１反射面および第２反射面が、発光チップの中心から経度角が±約４０°以内の範囲であって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に相当しかつ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。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）は、固定リフレクタの反射面および可動リフレクタの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。

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、可動リフレクタが第１位置に位置するときに、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固定リフレクタのロービーム用反射面で反射されて、その反射光がロー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、可動リフレクタが第２位置に位置するときに、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可動リフレクタのハイビーム用反射面および固定リフレクタのハイビーム用反射面およびロービーム用反射面でそれぞれ反射されて、その反射光がハイビーム用配光パターンとして、それぞれ車両の前方に照射される。

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、固定リフレクタと可動リフレクタと半導体型光源と駆動装置とからなるので、従来の車両用前照灯と比較して、ハイビーム用配光パターン用の第２光源ユニットを必要とせず、部品点数が少なくて済み、その分、小型化、軽量化、省電力化、コスト軽減化を図ることができる。

また、この発明（請求項２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、可動リフレクタが第１位置に位置するときに、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固定リフレクタのロービーム用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フラインを有するロービーム用配光パターンが車両の前方に照射される。すなわち、第１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、第２反射面で反射された発光チップの反射像は、同じく、斜めカットオフラインおよび水平カット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フラインにほぼ接するようにして、かつ、発光チップの反射像群の密度が第１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。さらに、第３反射面で反射された発光チップの反射像は、ロービーム用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第１反射面および第２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２にかかる発明）の車両用前照灯は、第１反射面により、ロービーム用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。しかも、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、第２反射面で配光制御される中光度ゾーンが第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フライン付近の高光度ゾーンを包含するので、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フライン付近の高光度ゾーンと、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全体の低光度ゾーンとの間が、第２反射面で配光制御されるロービーム用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フライン付近の中光度ゾーンで繋がられて滑らかな光度変化となる。この結果、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、斜めカットオフラインおよび水平カットフラインを有する配光パターンであって、車両用として最適なロービーム用配光パターンを配光制御することができる。

その上、この発明（請求項２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固定リフレクタおよび可動リフレクタの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２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（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）および光源の１構成部品と光学素子の２構成部品（リフレクタおよび投影レンズ）との部品数関係（１：２）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。

さらに、この発明（請求項３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ロービーム用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。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、固定リフレクタの反射面および可動リフレクタの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４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、ロービーム用配光パターンおよびハイビーム用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ロービーム用配光パターンおよびハイビーム用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。

以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例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１８、図１９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。また、図９、図１０、図１１においては、発明の構成を明確にするために、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄおよび駆動装置１４の図示を省略してある。さらに、図１、図２、図３、図４において、ヒートシンク部材７のフィン形状の図示を省略してある。

以下、この実施例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、この実施例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２０に示すすれ違い用配光パターン（ロービーム用配光パターン）、すなわち、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）に水平カットフラインＣＬ２を有するロービーム用配光パターンＬＰと、図２１に示す走行用配光パターン（ハイビーム用配光パターン）、すなわち、第１ハイビーム用配光パターンＨＰ１および第２ハイビーム用配光パターンＨＰ２および第３ハイビーム用配光パターンＨＰ３および減光ロービーム用配光パターンＬＰ１と、を切り替えて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。

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を有する固定リフレクタ３と、同じくパラボラ系の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）からなる上側反射面１２Ｕを有する上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側反射面１２Ｄを有する下側可動リフレクタ１３Ｄと、平面矩形形状（平面長方形状）の発光チップ４を有する上側半導体型光源５Ｕおよび下側半導体型光源５Ｄと、ホルダ６と、ヒートシンク部材７と、駆動装置１４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。

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。

前記固定リフレクタ３および前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄ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および前記駆動装置１４は、ランプユニットを構成する。すなわち、前記固定リフレクタ３は、前記ホルダ６に固定保持されている。前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄは、前記ホルダ６に水平軸Ｘ回りに回転可能に取り付けられている。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。前記駆動装置１４は、前記ホルダ６および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。

前記ランプユニット３、５Ｕ、５Ｄ、６、７、１３Ｕ、１３Ｄ、１４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、１３Ｕ、１３Ｄ、１４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。

前記固定リフレクタ３の前記上側反射面２Ｕおよび前記上側可動リフレクタ１３Ｕの前記上側反射面１２Ｕ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、前記固定リフレクタ３の前記下側反射面２Ｄおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄの前記下側反射面１２Ｄ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、１２Ｕ、１３Ｕと、前記下側のユニット２Ｄ、５Ｄ、１２Ｄ、１３Ｄとは、図１０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、１２Ｕの反射面設計と前記下側反射面２Ｄ、１２Ｄの反射面設計とは、単なる点対称（反転）ではない。

前記固定リフレクタ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。前記固定リフレクタ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。前記固定リフレクタ３の前側は、ほぼ円形に開口されている。前記固定リフレクタ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、前記固定リフレクタ３の後側は、閉塞されている。前記固定リフレクタ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。前記固定リフレクタ３の前記窓部８には、前記ホルダ６が挿入されている。前記固定リフレクタ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。

前記固定リフレクタ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、前記固定リフレクタ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。

前記固定リフレクタ３の前記上側反射面２Ｕおよび前記下側反射面２Ｄは、前記ロービーム用配光パターンＬＰおよび前記減光ロービーム用配光パターンＬＰ１を形成するロービーム用反射面と、前記第１ハイビーム用配光パターンＨＰ１および前記第２ハイビーム用配光パターンＨＰ２を形成する第１ハイビーム用反射面および第２ハイビーム用反射面と、から構成されている。

前記駆動装置１４は、モータ１５と、駆動力伝達機構１６と、可動リフレクタ復帰用のスプリング（図示せず）と、から構成されている。前記モータ１５は、前記ヒートシンク部材７の上固定面に直接固定保持されている。これにより、前記モータ１５の通電時に発生する熱を前記ヒートシンク部材７で外部に放射（放熱）することができる。前記駆動力伝達機構１６は、前記モータ１５と前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄとの間に設けられている。前記駆動装置１４は、前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄを、前記ホルダ６に対して、前記水平軸Ｘ回りに、第１位置（図１、図３、図５、図７に示す状態の位置）と第２位置（図２、図４、図６、図８に示す状態の位置）との間において、回転させるものである。

前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄ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。前記第２位置に位置する前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄ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。前記第２位置に位置する前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄの前側は、ほぼ円形に開口されている。前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄの前方側の開口部の大きさすなわち開口面積は、前記固定リフレクタ３の前方側の開口部の大きさ（直径約１００ｍｍ以下、好ましくは、約５０ｍｍ以下）すなわち開口面積よりも小さい。

前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄの中央部には、半円形の透孔１７がそれぞれ設けられている。また、前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄの周辺部の中間部には、長方形の庇部１８がそれぞれ一体に設けられている。前記上側可動リフレクタ１３Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄの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に対向する側の面には、前記上側反射面１２Ｕおよび前記下側反射面１２Ｄ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１２Ｕおよび前記下側反射面１２Ｄは、基準焦点（擬似焦点）Ｆ１および基準光軸（擬似光軸）Ｚ７を有する。

前記上側可動リフレクタ１３Ｕの前記上側反射面２Ｕおよび前記下側可動リフレクタ１３Ｄの前記下側反射面２Ｄは、前記第３ハイビーム用配光パターンＨＰ３を形成する第３ハイビーム用反射面から構成されている。

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１２、図１３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。

前記発光チップ４の中心Ｏ１は、前記反射面２Ｕ、２Ｄ、１２Ｕ、１２Ｄの基準焦点Ｆ、Ｆ１もしくはその近傍に位置し、かつ、前記反射面２Ｕ、２Ｄ、１２Ｕ、１２Ｄの基準光軸Ｚ、Ｚ７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、Ｚ７および前記鉛直軸Ｙと直交する前記水平軸Ｘと平行である。前記水平軸Ｘは、前記発光チップ４の中心Ｏ１もしくはその近傍（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であって、この例では、前記発光チップ４の後方側の長辺上）、あるいは、前記反射面２Ｕ、２Ｄ、１２Ｕ、１２Ｄの基準焦点Ｆ、Ｆ１もしくはその近傍を通る。

前記水平軸Ｘと、前記鉛直軸Ｙと、前記基準光軸Ｚ、Ｚ７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、１２Ｕ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、１２Ｄ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、１２Ｕ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、１２Ｄ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、Ｚ７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。

前記固定リフレクタ３の前記反射面２Ｕ、２Ｄおよび前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの前記反射面１２Ｕ、１２Ｄは、パラボラ系の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）から構成されている。前記固定リフレクタ３の前記反射面２Ｕ、２Ｄの基準焦点Ｆと、前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの前記反射面１２Ｕ、１２Ｄの基準焦点Ｆ１とは、一致もしくはほぼ一致し、前記基準光軸Ｚ、Ｚ７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、前記固定リフレクタ３の前記反射面２Ｕ、２Ｄの基準焦点距離は、約１０〜１８ｍｍであり、前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの前記反射面１２Ｕ、１２Ｄの基準焦点距離Ｆ１よりも大きい。

前記固定リフレクタ９の前記反射面２Ｕ、２Ｄの基準光軸Ｚと第２位置に位置するときの前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの前記反射面１２Ｕ、１２Ｄの基準光軸Ｚ７とは、一致もしくはほぼ一致し、また、前記水平軸Ｘと直交し、さらに、前記発光チップ４の中心Ｏ１もしくはその近傍を通る。なお、前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの前記反射面１２Ｕ、１２Ｄの基準光軸Ｚ７は、前記発光チップ４の中心Ｏ１のもしくはその近傍から前方に向かって、前記固定リフレクタ９の前記反射面２Ｕ、２Ｄの基準光軸Ｚに対して上向きである。

前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄが前記第１位置に位置するときには、図５に示すように、前記発光チップ４から前記固定リフレクタ３の前記第１ハイビーム用反射面に放射される光Ｌ１、および、前記固定リフレクタ３の前記第２ハイビーム用反射面で反射された反射光Ｌ２が前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄにより遮蔽される。この結果、前記固定リフレクタ３の前記ロービーム用反射面で反射された反射光Ｌ３が、図２０に示す前記ロービーム用配光パターンＬＰ（すれ違い用配光パターン）として車両の前方に照射される。

前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄが前記第２位置に位置するときには、図６に示すように、前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの前記第３ハイビーム用反射面（前記反射面１２Ｕ、１２Ｄ）で反射された反射光Ｌ４が図２１に示す前記第３ハイビーム用配光パターンＨＰ３として、また、前記固定リフレクタ３の前記第１ハイビーム用反射面および第２ハイビーム用反射面で反射された反射光Ｌ５、Ｌ２が図２１に示す前記第１ハイビーム用配光パターンＨＰ１、前記第２ハイビーム用配光パターンＨＰ２として、さらに、前記固定リフレクタ３の前記ロービーム用反射面で反射される反射光Ｌ３が図２１に示す前記減光ロービーム用配光パターンＬＰ１として、それぞれ車両の前方に照射される。図２１に示すように、前記第１ハイビーム用配光パターンＨＰ１および前記第２ハイビーム用配光パターンＨＰ２および前記第３ハイビーム用配光パターンＨＰ３および前記減光ロービーム用配光パターンＬＰ１により、ハイビーム用配光パターン（走行用配光パターン）が形成されて車両の前方に照射される。

前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄが前記第２位置に位置するときには、図６に示すように、前記発光チップ４から前記固定リフレクタ３の前記ロービーム用反射面に放射される光の一部が、前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄにより遮蔽され、かつ、前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの前記第３ハイビーム用反射面（前記反射面１２Ｕ、１２Ｄ）で反射光Ｌ４として反射される。すなわち、前記発光チップ４からの光の一部が前記減光ロービーム用配光パターンＬＰ１から前記前記第３ハイビーム用配光パターンＨＰ３に入れ替わる。このために、図２１に示す前記減光ロービーム用配光パターンＬＰ１の光量は、図２０に示す前記ロービーム用配光パターンＬＰの光量よりも小さい。一方、前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄが前記第１位置に位置するときに、前記可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄにより遮蔽されていた前記発光チップ４からの光が前記第１ハイビーム用配光パターンＨＰ１および前記第２ハイビーム用配光パターンＨＰ２として利用される。このとき、図８に示すように、可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの前記反射面１２Ｕ、１２Ｄは、前記発光チップ４のエネルギー分布Ｚ２中の高エネルギーの範囲Ｚ３に位置する。この結果、総合的に見て、図２１に示すハイビーム用配光パターン（走行用配光パターン）ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＬＰ１の光量が図２０に示すロービーム用配光パターン（すれ違い用配光パターン）ＬＰの光量より大きくなる。

前記反射面２Ｕ、２Ｄは、鉛直軸Ｙ方向に８個に分割され、かつ、中央の２個が水平軸Ｘ方向にそれぞれ２個に分割されたセグメント２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、２０から構成されている。中央部および周辺部の第２セグメント２２、第３セグメント２３、第４セグメント２４、第５セグメント２５、第６セグメント２６、第７セグメント２７は、前記ロービーム用反射面を構成する。また、両端の第１セグメント２１、第８セグメント２８は、前記第１ハイビーム用反射面を構成する。さらに、中心部の第９セグメント２９、第１０セグメント２０は、前記第２ハイビーム用反射面を構成する。

そして、前記ロービーム用反射面において、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は、第３反射面を構成する。

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１０中の２本の縦の太い実線の間の範囲Ｚ１であって、図１４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１３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は、前記範囲Ｚ１以外の図１４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。

以下、前記反射面２Ｕ、２Ｄのうち前記ロービーム用反射面の各セグメント２２〜２７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１５、図１６、図１７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おいては、図１５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おいては、図１６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おいては、図１６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おいては、図１７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おいては、図１７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。

この結果、前記ロービーム用反射面の前記第４セグメント２４においては、図１５に示す傾きが約０°の反射像Ｉ１から図１６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、前記ロービーム用反射面の前記第５セグメント２５においては、図１５に示す傾きが約０°の反射像Ｉ１から図１６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、前記ロービーム用反射面の前記第３セグメント２３においては、図１６に示す傾きが約２０°の反射像Ｉ２から図１７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、前記ロービーム用反射面の前記第６セグメント２６においては、図１６に示す傾きが約２０°の反射像Ｉ３から図１７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、前記ロービーム用反射面の前記第２セグメント２２と前記第７セグメント２７においては、傾きが約４０°以上の反射像が得られる。

ここで、図１５に示す傾きが約０°の反射像Ｉ１から図１６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１７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。

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１１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７、図８、図１１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。

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。

前記第４セグメント２４からなる前記第１反射面は、図１８、図２０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。

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１９、図２０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。

さらに、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からなる前記第３反射面は、図２０に示すように、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。

以下、この実施例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。

まず、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄを第１位置（図１、図３、図５、図７に示す状態の位置）に位置させる。すなわち、駆動装置１４のモータ１５への通電を遮断すると、スプリングの作用および図示しないストッパの作用により、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄが第１位置に位置する。このときに、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。

この光の一部、すなわち、固定リフレクタ３の第１ハイビーム用反射面（第１セグメント２１および第８セグメント２８）に放射される光Ｌ１は、図５に示すように、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄにより遮蔽される。また、この光の一部、すなわち、固定リフレクタ３の第２ハイビーム用反射面（第９セグメント２９および第１０セグメント２０）で反射された反射光Ｌ２は、図５に示すように、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄにより遮蔽される。さらに、残りの光Ｌ３は、図５に示すように、固定リフレクタ３の上側反射面２Ｕおよび下側反射面２Ｄのロービーム用反射面（第２セグメント２２、第３セグメント２３、第４セグメント２４、第５セグメント２５、第６セグメント２６、第７セグメント２７）で反射される。この反射光Ｌ３は、図２０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。なお、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からの直射光（図示せず）は、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄ特に庇部１８により遮蔽される。なお、図５においては、固定リフレクタ３の下側反射面２Ｄおよび下側可動リフレクタ１３Ｄの下側反射面１２Ｄにおける光路の図示を省略してある。

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。

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。

さらに、反射面２Ｕ、２Ｄの第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。

以上のようにして、図２０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。

つぎに、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄを第２位置（図２、図４、図６、図８に示す状態の位置）に位置させる。すなわち、駆動装置１４のモータ１５に通電してモータ１５を駆動させると、モータ１５の駆動力が駆動力伝達機構１６を介して上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄに伝達されて、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄがスプリング力に抗して第１位置から第２位置に同期して回転し図示しないストッパの作用により第２位置に位置する。このときに、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。

この光の一部であって、固定リフレクタ３の上側反射面２Ｕおよび下側反射面２Ｄのロービーム用反射面（第２セグメント２２、第３セグメント２３、第４セグメント２４、第５セグメント２５、第６セグメント２６、第７セグメント２７）に放射される光の一部は、図６に示すように、可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの第３ハイビーム用反射面（反射面１２Ｕ、１２Ｄ）で反射されて、その反射光Ｌ４が図２１に示す第３ハイビーム用配光パターンＨＰ３として車両の前方に照射される。また、固定リフレクタ３の上側反射面２Ｕおよび下側反射面２Ｄのロービーム用反射面（第２セグメント２２、第３セグメント２３、第４セグメント２４、第５セグメント２５、第６セグメント２６、第７セグメント２７）に放射される光であって、可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの第３ハイビーム用反射面（反射面１２Ｕ、１２Ｄ）に入射しなかった残りの光は、図６に示すように、固定リフレクタ３のロービーム用反射面（第２セグメント２２、第３セグメント２３、第４セグメント２４、第５セグメント２５、第６セグメント２６、第７セグメント２７）で反射されて、その反射光Ｌ３が図２１に示す減光ロービーム用配光パターンＬＰ１として車両の前方に照射される。さらに、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄが第１位置に位置していたときにその上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄにより遮蔽されていた固定リフレクタ３の第１ハイビーム用反射面（第１セグメント２１および第８セグメント２８）に放射される光Ｌ１は、図６に示すように、固定リフレクタ３の第１ハイビーム用反射面（第１セグメント２１および第８セグメント２８）で反射されて、その反射光Ｌ５が図２１に示す第１ハイビーム用配光パターンＨＰ１として車両の前方に照射される。さらにまた、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄが第１位置に位置していたときにその上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄにより遮蔽されていた固定リフレクタ３の第２ハイビーム用反射面（第９セグメント２９および第１０セグメント２０）からの反射光Ｌ２は、図６に示すように、第２位置に位置する上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄの透孔１７を通って、図２１に示す第２ハイビーム用配光パターンＨＰ２として車両の前方に照射される。なお、図６においては、固定リフレクタ３の下側反射面２Ｄおよび下側可動リフレクタ１３Ｄの下側反射面１２Ｄにおける光路の図示を省略してある。

以上のようにして、図２１に示すハイビーム用配光パターンＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＬＰ１が車両の前方に照射される。

この実施例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。

この実施例における車両用前照灯１は、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄが第１位置に位置するときに、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を点灯発光させると、発光チップ４から放射される光が固定リフレクタ３のロービーム用反射面（第２セグメント２２、第３セグメント２３、第４セグメント２４、第５セグメント２５、第６セグメント２６、第７セグメント２７）で反射されて、その反射光Ｌ３が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。また、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄが第２位置に位置するときに、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を点灯発光させると、発光チップ４から放射される光が上側可動リフレクタ１３Ｕ、下側可動リフレクタ１３Ｄの第３ハイビーム用反射面２Ｕ、２Ｄおよび固定リフレクタ３の第１ハイビーム用反射面（第１セグメント２１、第８セグメント２８）および第２ハイビーム用反射面（第９セグメント２９、第１０セグメント２０）およびロービーム用反射面（第２セグメント２２、第３セグメント２３、第４セグメント２４、第５セグメント２５、第６セグメント２６、第７セグメント２７、）でそれぞれ反射されて、その反射光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５がハイビーム用配光パターンＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＬＰ１として、それぞれ車両の前方に照射される。

その上、この実施例における車両用前照灯１は、固定リフレクタ３と上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄと上側半導体型光源５Ｕおよび下側半導体型光源５Ｄと駆動装置１４とからなるので、従来の車両用前照灯と比較して、ハイビーム用配光パターン用の第２光源ユニットを必要とせず、部品点数が少なくて済み、その分、小型化、軽量化、省電力化、コスト軽減化を図ることができる。

また、この実施例における車両用前照灯１は、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄが第１位置に位置するときに、固定リフレクタ３の第１反射面（第４セグメント２４）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）の水平カットフラインＳＬ２付近に高光度ゾーン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、この実施例における車両用前照灯１は、固定リフレクタ３の第２反射面（第５セグメント２５）で配光制御される中光度ゾーンＺ５が第１反射面（第４セグメント２４）で配光制御される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）の水平カットフラインＣＬ２付近の高光度ゾーンＺ４を包含するので、第１反射面（第４セグメント２４）で配光制御される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）の水平カットフラインＣＬ２付近の高光度ゾーンＺ４と、第３反射面（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）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Ｚ６との間が、第２反射面（第５セグメント２５）で配光制御される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）の水平カットフラインＣＬ２付近の中光度ゾーンＺ５で繋がられて滑らかな光度変化となる。この結果、この実施例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。

その上、この実施例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固定リフレクタ３および上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄの１構成部品との部品数関係（１：１）となる。この結果、この実施例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（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）および光源の１構成部品と光学素子の２構成部品（リフレクタおよび投影レンズ）との部品数関係（１：２）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、光学素子側の固定リフレクタ３および上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄの組付精度を向上させることができる。

さらに、この実施例における車両用前照灯１は、固定リフレクタ３が、ほぼ回転放物面形状をなし、固定リフレクタ３の開口部の大きさが、直径約１００ｍｍ以下であり第２位置に位置するときの上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄの開口部の大きさよりも大きく、固定リフレクタ３の反射面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、固定リフレクタ３の反射面２Ｕ、２Ｄの基準焦点距離が約１０〜１８ｍｍであり上側可動リフレクタ１３Ｕの上側反射面１２Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄの下側反射面１２Ｄの基準焦点距離よりも大きく、第１反射面（第４セグメント２４）および第２反射面（第５セグメント２５）が、発光チップ４の中心Ｏ１から経度角が±約４０°以内の範囲であって、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、この実施例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。

さらにまた、この実施例における車両用前照灯１は、固定リフレクタ３の反射面２Ｕ、２Ｄおよび可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄの反射面１２Ｕ、１２Ｄおよび半導体型光源５Ｕ、５Ｄが、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２Ｕ、５Ｕ、１２Ｕ、１３Ｕと発光チップ４の発光面が鉛直軸方向の下向きの下側のユニット２Ｄ、５Ｄ、１２Ｄ、１３Ｄ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、この実施例における車両用前照灯１は、固定リフレクタ３および可動リフレクタ１３Ｕ、１３Ｄを小型化しても、ロービーム用配光パターンＬＰおよびハイビーム用配光パターンＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＬＰ１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およびハイビーム用配光パターンＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＬＰ１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。

さらにまた、この実施例における車両用前照灯１は、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄの回転中心（水平軸Ｘ）を発光チップ４の中心Ｏ１もしくはその近傍に位置させるので、上側可動リフレクタ１３Ｕおよび下側可動リフレクタ１３Ｄを第２位置に位置させたときにおける上側反射面１２Ｕおよび下側反射面１２Ｄの配光設計や配光制御が簡単となる。

なお、前記の実施例においては、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、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フラインを有する配光パターンであっても良い。

また、前記の実施例においては、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。

さらに、前記の実施例においては、上側反射面２Ｕ、１２Ｕ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、１２Ｄ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、１２Ｕ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、１２Ｄ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。

この発明にかかる車両用前照灯の実施例を示し、上側可動リフレクタおよび下側可動リフレクタが第１位置に位置するときの要部の斜視図である。 同じく、上側可動リフレクタおよび下側可動リフレクタが第２位置に位置するときの要部を示す斜視図である。 同じく、上側可動リフレクタおよび下側可動リフレクタが第１位置に位置するときの要部を示す正面図である。 同じく、上側可動リフレクタおよび下側可動リフレクタが第２位置に位置するときの要部を示す正面図である。 同じく、光路を示す図３におけるＶ−Ｖ線断面図である。 同じく、光路を示す図４におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。 同じく、半導体型光源のエネルギー分布を示す図３におけるＶ−Ｖ線断面図である。 同じく、半導体型光源のエネルギー分布を示す図４におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。 同じく、上側可動リフレクタおよび下側可動リフレクタおよび駆動装置を省略した要部を示す斜視図である。 同じく、上側可動リフレクタおよび下側可動リフレクタおよび駆動装置を省略した要部を示す正面図である。 同じく、図１０におけるＸＩ−ＸＩ線断面図である。 同じく、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。 同じく、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。 同じく、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。 同じく、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。 同じく、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。 同じく、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。 同じく、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。 同じく、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。 同じく、斜めカットオフラインと水平カット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。 同じく、ハイビーム用配光パターンを示す説明図である。

符号の説明

１ 車両用前照灯
２Ｕ 上側反射面
２Ｄ 下側反射面
３ 固定リフレクタ
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 封止樹脂部材
１２Ｕ 上側反射面（第３ハイビーム用反射面）
１２Ｄ 下側反射面（第３ハイビーム用反射面）
１３Ｕ 上側可動リフレクタ
１３Ｄ 下側可動リフレクタ
１４ 駆動装置
１５ モータ
１６ 駆動力伝達機構
１７ 透孔
１８ 庇部
２１ 第１セグメント（第１ハイビーム用反射面）
２２ 第２セグメント（ロービーム用反射面、第３反射面）
２３ 第３セグメント（ロービーム用反射面、第３反射面）
２４ 第４セグメント（ロービーム用反射面、第１反射面）
２５ 第５セグメント（ロービーム用反射面、第２反射面）
２６ 第６セグメント（ロービーム用反射面、第３反射面）
２７ 第７セグメント（ロービーム用反射面、第３反射面）
２８ 第８セグメント（第１ハイビーム用反射面）
２９ 第９セグメント（第２ハイビーム用反射面）
２０ 第１０セグメント（第２ハイビーム用反射面）
Ｅ エルボー点
ＣＬ１ 斜めカットオフライン
ＣＬ２ 水平カットフライン
ＬＰ ロービーム用配光パターン
ＬＰ１ 減光ロービーム用配光パターン
ＨＰ１ 第１ハイビーム用配光パターン
ＨＰ２ 第２ハイビーム用配光パターン
ＨＰ３ 第３ハイ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 点対称となる点
Ｏ１ 発光チップの中心
Ｆ 固定リフレクタの反射面の基準焦点
Ｆ１ 可動リフレクタの反射面の基準焦点
Ｘ 水平軸
Ｙ 鉛直軸
Ｚ 固定リフレクタの反射面の基準光軸
Ｚ７ 可動リフレクタの反射面の基準光軸
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
Ｌ１ 第１ハイビーム用反射面に放射される光
Ｌ２ 第２ハイビーム用反射面で反射された反射光
Ｌ３ ロービーム用反射面で反射された反射光
Ｌ４ 第３ハイビーム用反射面で反射された反射光
Ｌ５ 第１ハイビーム用反射面で反射された反射光

Claims (4)

1. ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとを切り替えて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固定リフレクタと、
   パラボラ系の自由曲面からなる反射面を有する可動リフレクタと、
   発光チップを有する半導体型光源と、
   前記可動リフレクタが前記発光チップの中心もしくはその近傍を通る水平軸回りに回転可能に取り付けられているホルダと、
   前記可動リフレクタを前記水平軸回りに第１位置と第２位置との間を回転させる駆動装置と、
   を備え、
   前記固定リフレクタの前記反射面の基準焦点と前記可動リフレクタの前記反射面の基準焦点とは、一致もしくはほぼ一致し、かつ、前記発光チップの中心もしくはその近傍に位置し、
   前記固定リフレクタの前記反射面の基準光軸と前記可動リフレクタの前記反射面の基準光軸とは、一致もしくはほぼ一致し、また、前記水平軸と直交し、さらに、前記発光チップの中心もしくはその近傍を通り、
   前記固定リフレクタの前記反射面の面積は、前記可動リフレクタの前記反射面の面積よりも大きく、
   前記固定リフレクタの前記反射面の基準焦点距離は、前記可動リフレクタの前記反射面の基準焦点距離よりも大きく、
   前記固定リフレクタの前記反射面は、前記ロービーム用配光パターンを形成するロービーム用反射面と、前記ハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム用反射面と、から構成されていて、
   前記可動リフレクタの前記反射面は、前記ハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム用反射面から構成されていて、
   前記可動リフレクタが前記第１位置に位置するときには、前記発光チップから前記固定リフレクタの前記ハイビーム用反射面に放射される光、あるいは、前記固定リフレクタの前記ハイビーム用反射面で反射される反射光が前記可動リフレクタにより遮蔽され、かつ、前記固定リフレクタの前記ロービーム用反射面で反射される反射光が前記ロービーム用配光パターンとして車両の前方に照射され、
   前記可動リフレクタが前記第２位置に位置するときには、前記可動リフレクタの前記ハイビーム用反射面で反射される反射光、および、前記固定リフレクタの前記ハイビーム用反射面で反射される反射光、および、前記固定リフレクタの前記ロービーム用反射面で反射される反射光が前記ハイビーム用配光パターンとして、それぞれ車両の前方に照射される、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記ロービーム用配光パターンは、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フラインを有する配光パターンであり、
   前記発光チップは、平面矩形形状をなし、
   前記発光チップの発光面は、前記基準光軸および前記水平軸と直交する鉛直軸方向に向き、
   前記発光チップの長辺は、前記水平軸と平行であり、
   前記ロービーム用反射面は、鉛直軸方向に分割された、中央部の第１反射面および第２反射面と、端部の第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、
   前記第２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フラインにほぼ接するようにして、また、前記発光チップの反射像群の密度が前記第１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第１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り、
   前記第３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第１反射面および前記第２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第１反射面および前記第２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、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記固定リフレクタは、ほぼ回転放物面形状をなし、
   前記固定リフレクタの開口部の大きさは、直径約１００ｍｍ以下であり、前記第２位置に位置するときの前記可動リフレクタの開口部の大きさよりも大きく、
   前記固定リフレクタの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、
   前記固定リフレクタの前記反射面の基準焦点距離は、約１０〜１８ｍｍであり、前記可動リフレクタの前記反射面の基準焦点距離よりも大きく、
   前記第１反射面および前記第２反射面は、前記発光チップの中心から経度角が±約４０°以内の範囲であって、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に相当し、かつ、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または２に記載の車両用前照灯。
4. 前記固定リフレクタの前記反射面および前記可動リフレクタの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１〜３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。

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