KR101232048B1

KR101232048B1 - 차량용 전조등

Info

Publication number: KR101232048B1
Application number: KR1020100031824A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 오쿠보; 토시야 아베
Original assignee: 이치코 고교가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2013-02-12
Also published as: KR20110112621A

Abstract

소형화, 경량화, 전력 절약화, 비용 경감화.
본 발명은 반도체형 광원(2S, 2W)과, 렌즈(3S, 3W)와, 리플렉터(16), 차광 부재(13S, 13W)와, 프리즘 부재(14S, 14W)와, 전환 장치(15)를 구비한다. 전환 장치(15)에서 차광 부재(13S, 13)를 제 1 위치에 위치시켰을 때에는, 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)이 조사된다. 또, 전환 장치(15)에서 프리즘 부재(14S, 14)을 제 1 위치에 위치시켰을 때에는, 하이빔용 배광 패턴(HP)이 조사된다. 이 결과, 본 발명은, 소형화, 경량화, 전력 절약화, 비용 경감화를 도모할 수 있다.

Description

차량용 전조등{HEADLIGHT FOR VEHICLES}

본 발명은 반도체형 광원을 광원으로 하고, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴(로우빔용 배광 패턴, 마주지나감용 배광 패턴)과 하이빔용 배광 패턴(주행용 배광 패턴)을 전환하여 차량의 전방으로 조사하는 차량용 전조등에 관한 것이다.

이 종류의 차량용 전조등은 종래부터 있었다(예를 들면, 특허문헌 1). 이하, 종래의 차량용 전조등에 대하여 설명한다. 종래의 차량용 전조등은 로우빔용 배광 패턴을 형성하는 제 1 광원 유닛과, 하이빔용 배광 패턴을 형성하는 제 2 광원 유닛으로 구성되어 있는 것이다. 제 1 광원 유닛은 프로젝터 타입의 램프 유닛이며, 광원과, 타원계(수속계)의 리플렉터와, 셰이드와, 투영 렌즈를 구비하는 것이다. 또, 제 2 광원 유닛은 프로젝터 타입의 램프 유닛이며, 광원과, 타원계(수속계)의 리플렉터와 투영 렌즈를 구비하는 것이다. 이하, 종래의 차량용 전조등의 작용에 대하여 설명한다. 제 1 광원 유닛의 광원을 점등하면, 광원으로부터의 광이 리플렉터에서 반사되고, 반사광의 일부가 셰이드에서 컷오프되어, 경사 컷오프 라인 및 수평 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴 즉 로우빔용 배광 패턴이 형성되고, 로우빔용 배광 패턴이 투영 렌즈로부터 상하좌우 반전하여 차량의 전방으로 조사(투영)된다. 또, 제 2 광원 유닛의 광원을 점등하면, 광원으로부터의 광이 리플렉터에서 반사되고, 반사광이 하이빔용 배광 패턴으로서 투영 렌즈로부터 상하좌우 반전하여 차량의 전방으로 조사(투영)된다.

그런데, 종래의 차량용 전조등은 광원과 리플렉터와 셰이드와 투영 렌즈를 구비하는 제 1 광원 유닛과, 광원과 리플렉터와 투영 렌즈를 구비하는 제 2 광원 유닛으로 구성되어 있는 것이다. 이 때문에, 종래의 차량용 전조등은 부품수가 많고, 또한, 하이빔용 배광 패턴용의 제 2 광원 유닛을 필요로 하여, 그만큼, 소형화, 경량화, 전력 절약화, 비용 경감화에 과제가 있다.

특허문헌 1: 일본 특개 2007-109493호 공보

본 발명이 해결하고자 하는 문제점은, 종래의 차량용 전조등에서는, 하이빔용 배광 패턴용의 제 2 광원 유닛을 필요로 하므로, 소형화, 경량화, 전력 절약화, 비용 경감화에 과제가 있다고 하는 점에 있다.

본 발명(청구항 1에 따른 발명)은 평면 직사각형 형상의 발광칩을 갖는 반도체형 광원과, 반도체형 광원의 발광칩으로부터의 광의 일부를, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴으로 하여, 전방으로 조사하는 렌즈와, 반도체형 광원의 발광칩으로부터의 광이며 렌즈에 입사하는 광 이외의 광을, 하이빔용 배광 패턴의 주광축을 포함하는 스폿 배광으로 하여, 전방으로 반사시키는 반사면을 갖는 리플렉터와, 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동할 수 있게 배치되어 있어, 제 1 위치에 위치할 때, 반도체형 광원의 발광칩으로부터의 광의 일부가 렌즈에 입사하는 것을 방해하지 않고, 또한, 반사면에 입사하려고 하는 반도체형 광원의 발광칩으로부터 의 렌즈 입사외의 광을 차폐하는 차광 부재와, 차광 부재와 일체 구조를 이루고, 차광 부재와 교체로 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동할 수 있게 배치되어 있어, 제 1 위치에 위치할 때, 반도체형 광원의 발광칩으로부터의 렌즈 입사외의 광이 반사면에 입사하는 것을 방해하지 않고, 또한, 렌즈의 기준 초점을 가상적으로 이동시킨 상태에서, 반도체형 광원의 발광칩으로부터의 광의 일부를 렌즈에 입사시키는 프리즘 부재와, 일체 구조를 이루는 차광 부재 및 프리즘 부재를 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 교체로 전환하고, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴과 하이빔용 배광 패턴으로 전환하는 전환 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명(청구항 2에 따른 발명)은, 발광칩의 중심이 렌즈의 기준 초점 혹은 그 근방에 위치하고, 또한, 렌즈의 기준축 위 혹은 그 근방에 위치하고, 발광칩의 발광면이 렌즈의 기준축의 전(前)방향을 향하고, 발광칩의 장변이, 렌즈의 기준축과 직교하는 수평축과 평행하거나 혹은 수평축에 대하여 경사지고, 렌즈의 입사면이 원추 곡면으로 이루어지고, 렌즈의 출사면이 렌즈의 출사면으로부터 출사되는 발광칩의 투영상이 배광 패턴의 스크린 배광상의 컷오프 라인으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록, 발광칩의 투영상의 일부가 상기 컷오프 라인에 거의 접하도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어지고, 렌즈의 출사면의 자유 곡면이, 정면에서 보아 렌즈의 기준축을 원점으로 하고, 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축과 수평축에 의하여 분할된 제 1 사분면, 제 2 사분면, 제 3 사분면, 제 4 사분면으로 하여, 연직축에 관하여 제 1 사분면과 상기 제 2 사분면을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 제 1 사분면의 약 1/3 이상의 부분이 렌즈의 기준축의 전방향에서 제 2 사분면보다도 높고, 또한, 수평축에 관하여 제 1 사분면과 제 4 사분면을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 제 1 사분면의 약 1/3 이상의 부분이 렌즈의 기준축의 전방향에서 제 4 사분면보다도 낮은, 자유 곡면으로 이루어지고, 프리즘 부재의 출사면이 원추 곡면으로 이루어지고, 프리즘 부재의 입사면이 렌즈의 기준 초점을 가상적으로 상측 혹은 비스듬히 상측으로 이동되도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어지고, 프리즘 부재의 입사면의 자유 곡면이 반도체형 광원측으로 돌출하는 돌출부를 갖고, 또한, 돌출부의 피크가 배면에서 보아 렌즈의 기준축을 원점으로 하고, 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축과 수평축에 의하여 분할된 제 1 사분면, 제 2 사분면, 제 3 사분면, 제 4 사분면으로 하여, 제 1 사분면과 제 2 사분면에 걸쳐 있는 부분 혹은 제 1 사분면의 부분에 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명(청구항 3에 따른 발명)은, 반도체형 광원 및 렌즈 및 차광 부재 및 프리즘 부재가, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴 및 하이빔용 배광 패턴의 스크린 배광상의 거의 중앙 부분의 스폿 배광을 기능하는 스폿 배광용 반도체형 광원 및 렌즈 및 차광 부재 및 프리즘 부재와, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴 및 하이빔용 배광 패턴의 스크린 배광상의 전체 부분의 확산 배광을 기능하는 확산 배광용 반도체형 광원 및 렌즈 및 차광 부재 및 프리즘 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

게다가 본 발명(청구항 4에 따른 발명)은, 컷오프 라인이 엘보우점으로부터 주행차선측에 걸쳐서 상승 구배의 경사 컷오프 라인과, 경사 컷오프 라인으로부터 주행차선측에 걸쳐서 수평한 상측 수평 컷오프 라인과, 엘보우점으로부터 대향차선측에 걸쳐서 수평한 하측 수평 컷오프 라인으로 이루어지고, 스폿 배광용 반도체형 광원의 발광칩의 장변이 렌즈의 기준축을 중심으로 하고, 수평축에 대하여 주행차선측이 대향차선측보다도 위가 되도록, 약 5°회전시켜, 수평축에 대하여 경사지고, 확산 배광용 반도체형 광원의 발광칩의 장변이 수평축과 평행하고, 스폿 배광용 렌즈 및 확산 배광용 렌즈의 출사면의 제 1 사분면 및 제 4 사분면으로 출사되는 발광칩의 투영상이 주로 배광 패턴의 스크린 배광상의 엘보우점으로부터 주행차선측의 배광을 형성하고, 스폿 배광용 렌즈 및 확산 배광용 렌즈의 출사면의 제 2 사분면 및 제 3 사분면으로부터 출사되는 발광칩의 투영상이 주로 배광 패턴의 스크린 배광상의 엘보우점으로부터 대향차선측의 배광을 형성하는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 본 발명(청구항 5에 따른 발명)은, 프리즘 부재가 하이빔용 배광 패턴을 형성하는 하이빔용 프리즘 부재와, 1개 혹은 복수개의 다른 배광 패턴을 형성하는 1개 혹은 복수개의 다른 배광 패턴용 프리즘 부재를 구비하고, 전환 장치가, 일체 구조를 이루는 차광 부재 및 하이빔용 프리즘 부재 및 1개 혹은 복수개의 다른 배광 패턴용 프리즘 부재를 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 교대로 전환하고, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴과 하이빔용 배광 패턴과 1개 혹은 복수개의 다른 배광 패턴으로 전환하는 전환 장치인 것을 특징으로 한다.

본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 상기의 과제를 해결하기 위한 수단에 의해, 전환 장치에서 차광 부재를 제 1 위치로 프리즘 부재를 제 2 위치로 교대로 전환 위치시킨 상태일 때, 반도체형 광원의 발광칩을 점등 발광시키면, 발광칩으로부터 방사되는 광의 일부가 렌즈를 투과하여 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴으로서 차량의 전방으로 조사된다. 이때, 반사면에 입사하려고 하는 반도체형 광원의 발광칩으로부터의 렌즈 입사외의 광이 차광 부재로 차폐된다. 또, 전환 장치에서 프리즘 부재를 제 1 위치로 차광 부재를 제 2 위치로 교대로 전환 위치시킨 상태일 때, 반도체형 광원의 발광칩을 점등 발광시키면, 발광칩으로부터 방사되는 광의 일부가 프리즘 부재 및 그 프리즘 부재에 의해 기준 초점이 가상적으로 이동시킨 상태의 렌즈를 투과하여 하이빔용 배광 패턴으로서 차량의 전방으로 조사된다. 이때, 반도체형 광원의 발광칩으로부터의 렌즈 입사외의 광이 프리즘 부재에 방해받지 않고 리플렉터의 반사면에 입사반사하여 하이빔용 배광 패턴의 주광축을 포함하는 스폿 배광으로서 차량의 전방으로 조사된다. 이와 같이, 본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은 반도체형 광원을 광원으로 하고, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴과 하이빔용 배광 패턴을 전환하여 차량의 전방으로 조사할 수 있다.

게다가, 본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 반도체형 광원과 렌즈와 리플렉터와 일체 구조의 차광 부재 및 프리즘 부재와 전환 장치로 이루어지므로, 종래의 차량용 전조등과 비교하여, 하이빔용 배광 패턴용의 제 2 광원 유닛을 필요로 하지 않고, 부품수가 적어도 되고, 그만큼, 소형화, 경량화, 비용 경감화를 도모할 수 있다.

게다가, 본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 프리즘 부재에 의해, 렌즈의 기준 초점을 가상적으로 이동시키므로, 렌즈로부터 출사하는 배광 패턴을 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴으로부터 하이빔용 배광 패턴으로 확실하게 전환할 수 있다. 또한, 본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 리플렉터의 반사면에 의해, 하이빔용 배광 패턴의 주광축을 포함하는 스폿 배광이 얻어지므로, 충분한 최고 광도를 갖는 하이빔용 배광 패턴이 얻어진다.

또, 본 발명(청구항 2에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 상기의 과제를 해결하기 위한 수단에 의해, 차광 부재가 제 1 위치에 위치할 때에는, 발광칩으로부터 방사되는 광이 렌즈의 입사면으로부터 입사하여 렌즈의 출사면으로부터 출사할 때, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴의 스크린 배광상의 컷오프 라인으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록 컷오프 라인에 거의 접하는 발광칩의 투영상으로서 출사하므로, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴을 확실하게 얻을 수 있다. 또한, 본 발명(청구항 2에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 상기의 과제를 해결하기 위한 수단에 의해, 프리즘 부재가 제 1 위치에 위치할 때에는, 렌즈의 기준 초점이 가상적으로 상측 또는 비스듬히 상측으로 이동하므로, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴의 고광도대의 부분이 상측 또는 비스듬히 이동하여 하이빔용 배광 패턴의 고광도대의 부분으로 되고, 또, 배광 패턴의 컷오프 라인의 부분이 상측 또는 비스듬히 상측으로 매끄럽게(순조롭게) 넓어져서 이동하여 하이빔용 배광 패턴의 상측 부분으로 된다. 이와 같이, 본 발명(청구항 2에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 양호한 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴과 양호한 하이빔용 배광 패턴을 전환하여 얻을 수 있다.

게다가, 본 발명(청구항 2에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 고정되어 있는 반도체형 광원과 렌즈에 의하여 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴이 얻어지므로, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴의 컷오프 라인 근방의 고광도대의 부분 즉 중요 부분(포인트)이 변화되지 않는다. 또, 고정되어 있는 반도체형 광원과 리플렉터의 반사면에 의하여 하이빔용 배광 패턴의 주광축을 포함하는 스폿 배광이 얻어지므로, 하이빔용 배광 패턴의 주광축을 포함하는 스폿 배광의 부분 즉 중요한 부분(포인트)이 변화되지 않는다. 이와 같이, 본 발명(청구항 2에 따른 발명)의 차량용 전조등은 목적한 배광 특성이 배광 설계대로 얻어진다.

또한, 본 발명(청구항 3에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 상기의 과제를 해결하기 위한 수단에 의해, 중앙 부분의 광도(조도, 광량)가 가장 높고, 중앙 부분으로부터 주변 부분으로 이행함에 따라 광도(조도, 광량)가 서서히 낮아지는 배광 패턴이 얻어지므로, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴과, 하이빔용 배광 패턴을 얻는데 적합하다. 게다가, 본 발명(청구항 3에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 반도체형 광원 및 렌즈 및 차광 부재 및 프리즘 부재를 스폿 배광 기능의 반도체형 광원 및 렌즈 및 차광 부재 및 프리즘 부재와 확산 배광 기능의 반도체형 광원 및 렌즈 및 차광 부재 및 프리즘 부재에 각각 분담시키므로, 반도체형 광원의 발광 출력이 작아도, 충분한 배광 패턴(컷오프 라인을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴과, 하이빔용 배광 패턴)의 광도(조도, 광량), 특히, 배광 패턴(컷오프 라인을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴과, 하이빔용 배광 패턴)의 중앙 부분에서 충분한 광도(조도, 광량)의 스폿 배광이 얻어진다.

더욱이, 본 발명(청구항 4에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 상기의 과제를 해결하기 위한 수단에 의해, 주행차선측의 상측 수평 컷오프 라인과 주행차선측의 경사 컷오프 라인과 대향차선측의 하측 수평 컷오프 라인으로 이루어지는 컷오프 라인(Z 컷오프 라인)을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴을 얻는데 최적이다. 게다가, 본 발명(청구항 4에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 스폿 배광용 반도체형 광원의 발광칩의 장변을 수평축에 대하여 경사지게 하고, 또한, 확산 배광용 반도체형 광원의 발광칩의 장변을 수평축과 평행하게 하므로, 스폿 배광을 경사 컷오프 라인을 따르게 하고, 또한, 확산 배광을 상측 수평 컷오프 라인 및 하측 수평 컷오프 라인을 따르게 할 수 있어, Z 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴을 확실하게 얻을 수 있다.

더욱이 또한, 본 발명(청구항 5에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 상기의 과제를 해결하기 위한 수단에 의해, 반도체형 광원을 광원으로 하고, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴과 하이빔용 배광 패턴과, 1개 혹은 복수개의 다른 배광 패턴을 전환하여 차량의 전방으로 조사할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 전조등의 실시예 1을 도시하는 주요부의 사시도이다.
도 2는 마찬가지로, 주요부를 도시하는 분해 사시도이다.
도 3은 마찬가지로, 스폿 배광용의 반도체형 광원 및 렌즈와, 확산 배광용의 반도체형 광원 및 렌즈를 도시하는 평면도이다.
도 4는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈와, 확산 배광용의 렌즈를 도시하는 정면도이다.
도 5는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈를 도시하는 사시도이다.
도 6은 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈를 도시하는 도 4에서의 VI-VI선 단면도이다.
도 7은 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈를 도시하는 도 4에서의 VII-VII선 단면도이다.
도 8은 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 변형예를 도시하는 도 7에 대응하는 단면도이다.
도 9는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 변형예를 도시하는 도 7에 대응하는 단면도이다.
도 10은 마찬가지로, 확산 배광용의 반도체형 광원의 발광칩을 나타내는 설명도이다.
도 11은 마찬가지로, 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩을 나타내는 설명도이다.
도 12는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 출사면이 초기 상태일 때의 제 1 사분면과 제 4 사분면으로부터 출사되는 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상을 나타내는 설명도이다.
도 13은 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 출사면이 초기 상태일 때의 제 2 사분면과 제 3 사분면으로부터 출사되는 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상을 나타내는 설명도이다.
도 14는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 출사면이 곡면 제어되었을 때의 제 1 사분면과 제 4 사분면으로부터 출사되는 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상을 나타내는 설명도이다.
도 15는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 출사면이 곡면 제어되었을 때의 제 2 사분면과 제 3 사분면으로부터 출사되는 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상을 나타내는 설명도이다.
도 16은 마찬가지로, 스폿 배광용의 반도체형 광원 및 렌즈로 이루어지는 램프 유닛에 의해 얻어지는 스폿 배광(스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상 군)을 나타내는 설명도이다.
도 17은 마찬가지로, 확산 배광용의 반도체형 광원 및 렌즈로 이루어지는 램프 유닛에 의해 얻어지는 확산 배광(확산 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상 군)을 나타내는 설명도이다.
도 18은 마찬가지로, 차광 부재가 제 1 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내는 차광 부재 및 프리즘 부재 및 전환 장치의 사시도이다.
도 19는 마찬가지로, 프리즘 부재가 제 1 위치에 위치해 있는 상태를 나타내는 차광 부재 및 프리즘 부재 및 전환 장치의 사시도이다.
도 20은 마찬가지로, 차광 부재가 제 1 위치에 위치해 있는 상태를 나타내는 차광 부재 및 프리즘 부재 및 리플렉터의 정면도이다.
도 21은 마찬가지로, 프리즘 부재가 제 1 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내는 차광 부재 및 프리즘 부재 및 리플렉터의 정면도이다.
도 22는 마찬가지로, 차광 부재가 제 1 위치에 위치해 있을 때의 광로를 나타내는 설명도이다.
도 23은 마찬가지로, 프리즘 부재가 제 1 위치에 위치해 있을 때의 광로를 나타내는 설명도이다.
도 24는 마찬가지로, 렌즈 기준 초점이 발광칩 중심에 위치할 때의 광로를 나타내는 설명도이다.
도 25는 마찬가지로, 프리즘 부재에 의해 렌즈 기준 초점이 발광칩 중심보다 상측으로 이동했을 때의 광로를 나타내는 설명도이다.
도 26은 마찬가지로, 프리즘 부재가 제 1 위치에 위치해 있을 때의 차광 부재 및 프리즘 부재를 나타내는 배면도이다.
도 27은 마찬가지로, 차광 부재 및 프리즘 부재를 나타내는 사시도이다.
도 28은 마찬가지로, 차광 부재 및 프리즘 부재 및 전환 장치의 구성부품을 나타내는 분해 사시도이다.
도 29는 마찬가지로, 전환 장치의 주요부의 종단면도이다.
도 30은 마찬가지로, 차광 부재가 제 1 위치에 위치해 있을 때의 전환 장치의 감속 기구 및 스토퍼 기구의 상태를 나타내는 설명도이다.
도 31은 마찬가지로, 프리즘 부재가 제 1 위치에 위치해 있을 때의 전환 장치의 감속 기구 및 스토퍼 기구의 상태를 나타내는 설명도이다.
도 32는 마찬가지로, 도 16의 스폿 배광과 도 17의 확산 배광을 합성하여 얻어지는 로우빔용 배광 패턴을 나타내는 설명도이다.
도 33은 마찬가지로, 차광 부재의 차광 프레임이 없는 경우의 도 32의 로우빔용 배광 패턴에 주광축을 포함하는 스폿 배광이 조사되는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 34는 마찬가지로, 프리즘 부재가 차광 부재와 교체되어 제 1 위치에 위치하는 과정에서 도 32의 로우빔용 배광 패턴이 변형하는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 35는 마찬가지로, 프리즘 부재가 제 1 위치에 위치했을 때에 얻어지는 하이빔용 배광 패턴을 나타내는 설명도이다.
도 36은 본 발명에 따른 차량용 전조등의 실시예 2를 나타내는 차광 부재 및 프리즘 부재 및 전환 장치의 사시도이다.
도 37은 마찬가지로, 차광 부재가 제 1 위치에 위치해 있는 상태를 나타내는 차광 부재 및 프리즘 부재의 배면도이다.
도 38은 마찬가지로, 미드빔용 프리즘 부재가 제 1 위치에 위치했을 때에 얻어지는 미드빔용 배광 패턴을 나타내는 설명도이다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이하, 본 발명에 따른 차량용 전조등의 실시예 중 2예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 도면에서, 부호 「VU-VD」는 스크린의 상하의 수직선을 나타낸다. 부호 「HL-HR」은 스크린의 좌우의 수평선을 나타낸다. 도 12∼도 17은 컴퓨터의 시뮬레이션에서 얻어진 스크린상의 발광칩의 투영상(출사상) 혹은 투영상 군(출사상 군)을 나타내는 설명도이다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서, 「상, 하, 전, 후, 좌, 우」란 본 발명에 따른 차량용 전조등을 차량(자동차)에 부착했을 때의 차량의 「상, 하, 전, 후, 좌, 우」이다. 또한, 도 6∼도 9에서는, 설명을 명료하게 하기 위하여, 해칭을 생략했다.

(실시예 1)

도 1∼도 35는 본 발명에 따른 차량용 전조등의 실시예 1을 나타낸다. 이하, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등의 구성에 대하여 설명한다. 도면 중, 부호 1은 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(자동차용 전조등) 있다. 상기 차량용 전조등(1)은 좌측 주행차선용의 차량용 전조등이다. 또한, 우측 주행차선용의 차량용 전조등은 좌측 주행차선용의 상기 차량용 전조등(1)의 구성 등에서, 좌우가 반대로 된다. 또, 도 2에서, X, Y, Z는 직교 좌표(X-Y-Z 직교 좌표계)를 구성한다. X축은 좌우방향의 수평축이며, 대향차선측, 즉, 이 실시예 1에서, 우측(R)이 +방향이고, 좌측(L)이 -방향이다. 또, Y축은 상하방향의 연직축이며, 이 실시예 1에서, 상측(U)이 +방향이고, 하측(D)이 -방향이다. 또한, Z축은 상기 X축 및 상기 Y축과 직교하는 전후방향의 축이며, 이 실시예 1에서, 전측(F)이 +방향이며, 후측(B)이 -방향이다.

상기 차량용 전조등(1)은, 도 32에 도시하는 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴과, 도 35에 도시하는 하이빔용 배광 패턴(주행용 배광 패턴)(HP)을 차량(도시 생략)의 전방으로 조사하는 것이다. 도 32에 도시하는 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴은 엘보우점(E)으로부터 주행차선측(좌측)에 걸쳐서 상승 구배의 경사 컷오프 라인(CL1)과, 경사 컷오프 라인(CL1)으로부터 주행차선측에 걸쳐서 수평한 상측 수평 컷오프 라인(CL2)과, 엘보우점(E)으로부터 대향차선측(우측)에 걸쳐서 수평한 하측 수평 컷오프 라인(CL3)으로 이루어지는 컷오프 라인(Z 컷오프 라인)을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴(마주지나감용 배광 패턴)(LP)이다. 또한, 상기 경사 컷오프 라인(CL1)과 스크린의 수평선(HL-HR)이 이루는 각도는 약 15°이다. 또, 상기 엘보우점(E)은, 상하 수직선(VU-VD) 위이며, 좌우 수평선(HL-HR)보다도 하방이고, 상기 경사 컷오프 라인(CL1)과 상기 하측 수평 컷오프 라인(CL3)의 교점이다.

상기 차량용 전조등(1)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S) 및 차광 부재(13S) 및 프리즘 부재(14S)와, 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W) 및 차광 부재(13W) 및 프리즘 부재(14W)와, 히트싱크 부재(4)와, 전환 장치(15)와, 리플렉터(16)와, 도시하지 않은 램프 하우징 및 램프 렌즈(예를 들면, 투명의 아우터 렌즈 등)로부터 구성되어 있다.

상기 히트싱크 부재(4)는 전면(정면)에 원형의 고정면을 갖는 원판 형상의 전방부(5)와, 중간부로부터 후방부에 걸쳐 핀 형상의 후방부(6)로 구성되어 있다. 상기 히트싱크 부재(4)은, 예를 들면, 열전도율이 높은 수지 부재 혹은 금속 부재로 구성되어 있다.

상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)과 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W)(이하, 단지 「반도체형 광원(2S, 2W)」이라 칭함)은 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5)의 고정면의 상하방향의 중간부의 좌우에 각각 고정되어 있다. 한편, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)와 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)(이하, 단지 「렌즈(3S, 3W)」라고 칭함)은 일체로 구성되어 있고, 상기 반도체형 광원(2S, 2W) 전측(F)에 배치되어 있고, 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5)의 측면에 고정되어 있다.

상기 리플렉터(16)는 상기 반도체형 광원(2S, 2W) 및 상기 렌즈(3S, 3W)를 외측에서 덮도록 배치되어 있고, 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5)의 고정면의 주변부에 고정되어 있다. 또한, 상기 전환 장치(15)는 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5)의 고정면과 반대측의 면에 고정되어 있다. 또한, 상기 스폿 배광용의 차광 부재(13S) 및 프리즘 부재(14S)과 상기 확산 배광용의 차광 부재(13W) 및 프리즘 부재(14W)는, 십자 형상으로 일체로 구성되어 있고, 상기 전환 장치(15)에 의해, 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 교대로 위치하도록 배치되어 있다. 상기 제 1 위치는, 도 22, 도 23에 도시하는 바와 같이, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)과 상기 렌즈(3S, 3W) 사이의 위치이며, 상기 제 2 위치는 상기 제 1 위치에 대하여 상기 Z축 둘레로 90° 회전한 위치이다.

상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S) 및 차광 부재(13S) 및 프리즘 부재(14S) 및 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W) 및 차광 부재(13W) 및 프리즘 부재(14W) 및 상기 히트싱크 부재(4) 및 전환 장치(15) 및 리플렉터(16)는 램프 유닛을 구성한다. 상기 램프 유닛(2S, 3S, 13S, 14S, 2W, 3W, 13W, 14W, 4, 15, 16)은, 상기 램프 하우징 및 상기 램프 렌즈에 의해 구획되어 있는 등실 내에, 예를 들면, 광축 조정 기구를 통하여 수평축 둘레에 상하로 또한 수직축 둘레에 좌우로 광축 조정 가능하게 배치되어 있다. 또한, 상기 등실 내에는, 상기 램프 유닛(2S, 3S, 13S, 14S, 2W, 3W, 13W, 14W, 4, 15, 16) 이외에, 포그 램프, 코너링 램프, 클리어런스 램프, 턴 시그널 램프 등의 다른 램프 유닛이 배치되어 있는 경우가 있다.

상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S) 및 차광 부재(13S) 및 프리즘 부재(14S)는, 도 32에 도시하는 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP) 및 도 35에 도시하는 하이빔용 배광 패턴(HP)의 스크린 배광상의 거의 중앙 부분의 스폿 배광(SP 및 SP1)을 형성하는 기능을 가지고 있다. 또, 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W) 및 차광 부재(13W) 및 프리즘 부재(14W)는 도 32에 도시하는 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP) 및 도 35에 도시하는 하이빔용 배광 패턴(HP)의 스크린 배광상의 전체 부분의 확산 배광(WP 및 WP1)을 형성하는 기능을 갖는 것이다.

상기 반도체형 광원(2S, 2W)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(7S, 7W)과 상기 기판(7S, 7W)에 설치되어 있는 발광칩(8S, 8W)과, 상기 발광칩(8S, 8W)을 밀봉하는 얇은 직방체 형상의 밀봉수지 부재(렌즈 부재)(9S, 9W)로 구성되어 있다. 또한, 상기 밀봉수지 부재(9S, 9W)의 표면은 볼록 곡면을 이루고 있다. 상기 반도체형 광원(2S, 2W)은 홀더 혹은 고정 프레임을 통하여 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5)의 고정면에 각각 고정되어 있다. 도 3에서는, 설명을 명료하게 하기 위하여, 상기 차광 부재(13S, 13W) 및 상기 프리즘 부재(14S, 14W)의 도시를 생략했다.

상기 발광칩(8S, 8W)은, 도 10, 도 11에 도시하는 바와 같이, 평면 직사각형 형상(평면 장방형 형상)을 이룬다. 즉, 5개의 정방형의 칩을 X축방향(수평방향)으로 배열하여 이루어지는 것이다. 또한, 1개의 장방형의 칩을 사용해도 된다.

상기 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)은 상기 렌즈(3S, 3W)의 기준 초점(FS, FW) 혹은 그 근방에 위치하고, 또한, 상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(광축)(ZS, ZW) 위 혹은 그 근방에 위치한다. 상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(ZS, ZW)은 상기 Z축과 평행하며, 상기 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)을 통과하는 법선이다. 또, 상기 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)에는, 상기 X축이 통과하고 있다. 또한, 도 10, 도 11에서, YS, YW는 상기 Y축과 평행하고, 또한, 상기 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)을 통과하는 스폿 배광용의 연직축(Y축), 확산 배광용의 연직축(Y축)이다.

상기 발광칩(8S, 8W)의 발광면은 상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(ZS, ZW) 전측(F)(전방향)을 향해 있다. 또, 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W)의 상기 발광칩(8S)의 장변은, 도 10에 도시하는 바와 같이, 상기 렌즈(3W)의 기준축(ZW)과 직교하는 상기 X축(수평축)과 평행하다. 한편, 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 상기 발광칩(8S)의 장변은, 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 X축에 대하여 주행차선측(이 예에서는, 좌측이 대향차선측(이 예에서는 우측(R))보다도 위가 되도록, 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 상기 발광칩(8S)을, 상기 렌즈(3S)의 기준축(ZS)을 중심으로 하여 θ°(예를 들면, 약 5°) 회전시켜, 상기 X축에 대하여 경사지게 하고 있다.

또한, 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 상기 발광칩(8S)의 장변을, 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W)의 상기 발광칩(8S)의 장변과 동일하게, 상기 X축과 평행하게 해도 된다. 또, 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 상기 발광칩(8S)의 장변을, 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 상기 발광칩(8S)의 장변과 동일하게, 상기 X축에 대하여 경사지게 해도 된다.

상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)와 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)는 일체로 구성되어 있다. 상기 렌즈(3S, 3W)의 좌우 양측부에는, 고정부(10)가 일체로 설치되어 있다. 상기 고정부(10)는 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5)의 좌우 양측면에 스크루 등에 의해 고정되어 있다. 이 결과, 상기 렌즈(3S, 3W)는 상기 히트싱크 부재(4)에 고정되게 된다.

고정식의 상기 렌즈(3S, 3W)는 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광이 입사하는 입사면(11S, 11W)과, 상기 렌즈(3S, 3W) 중에 입사한 광이 출사하는 출사면(12S, 12W)을 구비한다.

상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)은 원추 곡면(예를 들면, 타원, 원, 포물선, 쌍곡선 등의 곡선, 또는, 평면, 등의 2차 곡면)으로 이루어진다. 또한, 이 예에서는, 상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)은 연직 단면(수직 단면, 종단면)에서, 중앙부가 주변부에 대하여 후측(B)으로 돌출한 볼록면(원기둥면)을 이룬다. 상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)은 볼록면으로 하는 것이 바람직하지만, 연직단면에서, 중앙부가 주변부에 대하여 전측(F)으로 움푹 들어간 오목면을 이루는 것이어도 되고, 또, 평면이어도 된다. 상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)에는, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)(상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(ZS, ZW))으로부터 θ1°(예를 들면, 약 50° 이상으로, 이 예에서는, 약 60°)까지의 광이 입사한다.

상기 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)은 상기 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S, 8W)의 투영상이 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 컷오프 라인(CL1, CL2, LC3)으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록, 상기 발광칩(8S, 8W)의 투영상의 일부가 상기 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)에 거의 접하도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어진다.

이하, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 곡면 제어에 대하여, 도 4, 도 12∼도 15를 참조하여 설명한다.

우선, 상기 스폿 배광용의 상기 반도체형 광원(2S)과 상기 렌즈(3S)를 상기의 구성과 같이 배치시킨다. 상기 렌즈(3S)의 입사면(11S)의 원추 곡면을 고정시킨다. 한편, 상기 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 자유 곡면을 초기의 자유 곡면으로 한다.

다음에, 상기 반도체형 광원(2S)의 발광칩(8S)을 점등 발광시킨다. 그러면, 상기 발광칩(8S)의 투영상 군이 스크린에 투영(출사)된다. 여기에서, 도 4에 도시하는 상기 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 4개의 표본점(P1, P2, P3, P4)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S)의 투영상(I1, I2, I3, I4)에 대하여 설명한다. 상기 발광칩(8S)의 투영상(I1, I2, I3, I4)은, 도 12, 도 13에 도시하는 바와 같이, 스크린에 투영(출사)된다. 이때, 상기 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 자유 곡면은, 초기의 자유 곡면이기 때문에, 스크린에 투영된 투영상(I1, I2, I3, I4)의 일부(절반 혹은 절반 이상의 부분)는 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 컷오프 라인(CL1, CL2, LC3)으로부터 상방향으로 돌출해 있다.

그것으로부터, 도 12, 도 13에 도시하는 투영상(I1, I2, I3, I4)을, 도 14, 도 15에 도시하는 투영상(I10, I20, I30, I40)으로 설계수정한다. 설계수정된 투영상(I10, I20, I30, I40)의 일부(P10, P20, P30, P40)은 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 컷오프 라인(CL1, CL2, LC3)에 거의 접해 있고, 설계수정된 투영상(I10, I20, I30, I40)은, 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 컷오프 라인(CL1, CL2, LC3)으로부터 상방향으로 돌출해 있지 않다.

그리고, 설계수정된 투영상(I10, I20, I30, I40)이 얻어지도록, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 자유 곡면의 곡면을 제어한다. 이상과 같이 하여, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 자유 곡면이 얻어진다. 또한, 동일하게 하여, 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 자유 곡면이 얻어진다.

상기한 바와 같이 하여, 곡면 제어된 상기 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)의 자유 곡면은 하기의 특징을 가지고 있다. 즉, 도 4∼도 7에 도시하는 바와 같이, 상기 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)의 자유 곡면을, 정면에서 보아(전측(F)에서 본 상태) 상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(ZS, ZW)을 원점으로 하고, 상기 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축(YS, YW)과 수평축의 X축에 의하여, 제 1 사분면(Q1), 제 2 사분면(Q2), 제 3 사분면(Q3), 제 4 사분면(Q4)으로 분할한다. 여기에서, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)에서, 상기 연직축(YS)에 대하여 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 2 사분면(Q2)을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우. 즉, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 2 사분면(Q2)을, 상기 제 1 표본점(P1)과 상기 제 2 표본점(P2)을 통과하는 상기 수평축의 X축과 평행한 수평면으로 절단했을 때에 얻어지는, 상기 제 1 표본점(P1)과 상기 제 2 표본점(P2)을 통과하는 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 단면 커브(C12)와, 상기 제 2 사분면(Q2)에서의 단면 커브이며 상기 연직축(YS)을 경계로 반전시킨 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 상기 제 2 사분면(Q2)의 반전 단면 커브(C22)를 비교한 경우. 상기 제 1 사분면(Q1)의 약 1/3 이상의 부분(이 예에서는, 전부의 부분)이 상기 렌즈(3S)의 기준축(ZS)의 전방향(전측(F))에서 상기 제 2 사분면(Q2)보다도 높다. 예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 상기 제 1 표본점(P1)과, 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 상기 제 2 사분면(Q2)의 상기 제 2 표본점(P2)의 반전점(P21)을 비교한 경우, 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 상기 제 1 표본점(P1)이, 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 상기 제 2 사분면(Q2)의 상기 제 2 표본점(P2)의 반전점(P21)보다도 전측(F)으로 치수 T1만큼 높다. 상기 제 1 사분면(Q1)의 상기 제 2 사분면(Q2)보다도 높아지는 부분(TH)은 약 3분의 1부터 전부(1/3 <TH≤1)이다. 상기 높아지는 부분(TH)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 상기 렌즈(3S)의 가장자리부터 시작되어도 되고, 또한 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 렌즈(3S)의 중앙부터 시작되어도 되고, 또한, 도시하지 않지만, 상기 렌즈(3S)의 가장자리와 중앙 사이의 중간부터 시작되어도 된다. 또한, 도 8, 도 9에서, TT는 상기 제 1 사분면(Q1)의 상기 제 2 사분면(Q2)과 동일한 높이의 부분이다.

또, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)에서, 상기 수평축의 X축에 대하여 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 4 사분면(Q4)을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우. 즉, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 4 사분면(Q4)을, 상기 제 1 표본점(P1)과 상기 제 4 표본점(P4)을 통과하는 상기 연직축(YS)과 평행한 연직면으로 절단했을 때에 얻어지는, 상기 제 1 표본점(P1)과 상기 제 4 표본점(P4)을 통과하는 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 단면 커브(C14)와, 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 단면 커브이며 상기 수평축의 X축을 경계로 반전시킨 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 상기 제 1 사분면(Q1)의 반전 단면 커브(C11)를 비교한 경우. 상기 제 1 사분면(Q1)의 약 1/3 이상의 부분(이 예에서는, 전부의 부분)이 상기 렌즈(3S)의 기준축(ZS)의 전방향(전측(F))에서 상기 제 4 사분면(Q4)보다도 낮다. 예를 들면, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 상기 제 4 표본점(P4)과, 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 상기 제 1 사분면(Q1)의 상기 제 1 표본점(P1)의 반전점(P14)을 비교한 경우, 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 상기 제 1 사분면(Q1)의 상기 제 1 표본점(P1)의 반전점(P14)이 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 상기 제 4 표본점(P4)보다도 전측(F)으로 치수 T2만큼 낮다. 상기 제 1 사분면(Q1)의 상기 제 4 사분면(Q4)보다도 낮아지는 부분은 약 3분의 1부터 전부이다. 상기 낮아지는 부분은 상기 렌즈(3S)의 가장자리로부터 시작되어도 되고, 또한 상기 렌즈(3S)의 중앙부터 시작되어도 되고, 또한, 상기 렌즈(3S)의 가장자리와 중앙 사이의 중간부터 시작되어도 된다.

한편, 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 자유 곡면도 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 자유 곡면과 동일한 특징을 갖는다. 즉, 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 자유 곡면은 상기 연직축(YW)에 관하여 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 2 사분면(Q2)을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 상기 제 1 사분면(Q1)의 약 1/3 이상의 부분이 상기 렌즈(3W)의 기준축(ZW)의 전방향에서 상기 제 2 사분면(Q2)보다도 높고, 또한, 상기 수평축의 X축에 관하여 제 1 사분면(Q1)과 제 4 사분면(Q4)을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 상기 제 1 사분면(Q1)의 약 1/3 이상의 부분이 상기 렌즈(3W)의 기준축(ZW)의 전방향에서 상기 제 4 사분면(Q4)보다도 낮은, 자유 곡면으로 이루어진다.

여기에서, 상기 렌즈(3S, 3W)의 곡면 제어된 출사면(12S, 12W)의 4개의 표본점(P1, P2, P3, P4)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S, 8W)의 투영상(I10, I20, I30, I40)은 도 12, 도 13의 상태로부터 도 14, 도 15의 상태로 설계수정된다.

이 결과, 도 16(B)에 도시하는 바와 같이, 상기 스폿 배광용 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 상기 제 1 사분면(Q1)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(E)으로부터 주행차선측(좌측)의 배광을 형성한다.

또, 도 16(C)에 도시하는 바와 같이, 상기 스폿 배광용 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 상기 제 2 사분면(Q2)로부터 출사되는 상기 발광칩(8S)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(E)으로부터 대향차선측(우측)의 배광을 형성한다.

또한, 도 16(D)에 도시하는 바와 같이, 상기 스폿 배광용 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 상기 제 3 사분면(Q3)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(E)으로부터 대향차선측(우측)의 배광을 형성한다.

더욱이, 도 16(E)에 도시하는 바와 같이, 상기 스폿 배광용 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 상기 제 4 사분면(Q4)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(E)으로부터 주행차선측(좌측)의 배광을 형성한다.

그리고, 도 16(B)에 도시하는 배광과, 도 16(C)에 도시하는 배광과, 도 16(D)에 도시하는 배광과, 도 16(E)에 도시하는 배광을 합성하면, 도 16(A)에 도시하는 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스폿 배광(SP)이 형성된다.

한편, 도 17(B)에 도시하는 바와 같이, 상기 확산 배광용 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 상기 제 1 사분면(Q1)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8W)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(E)으로부터 주행차선측(좌측)의 배광을 형성한다.

또, 도 17(C)에 도시하는 바와 같이, 상기 확산 배광용 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 상기 제 2 사분면(Q2)로부터 출사되는 상기 발광칩(8W)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(E)으로부터 대향차선측(우측)의 배광을 형성한다.

또한, 도 17(D)에 도시하는 바와 같이, 상기 확산 배광용 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 상기 제 3 사분면(Q3)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8W)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(E)으로부터 대향차선측(우측)의 배광을 형성한다.

더욱이, 도 17(E)에 도시하는 바와 같이, 상기 확산 배광용 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 상기 제 4 사분면(Q4)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8W)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(E)으로부터 주행차선측(좌측)의 배광을 형성한다.

그리고, 도 17(B)에 도시하는 배광과, 도 17(C)에 도시하는 배광과, 도 17(D)에 도시하는 배광과, 도 17(E)에 도시하는 배광을 합성하면, 도 17(A)에 도시하는 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 확산 배광(WP)이 형성된다.

도 2, 도 20∼도 23에 도시하는 바와 같이, 상기 리플렉터(16)는 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5) 전측의 고정면의 주변부에 고정되어 있다. 고정식의 상기 리플렉터(16)의 중앙부에는, 상기 반도체형 광원(2S, 2W) 및 상기 렌즈(3S, 3W) 및 상기 차광 부재(13S, 13W) 또는 프리즘 부재(14S, 14W)가 위치하는 개구부(17)가 설치되어 있다. 또, 고정식의 상기 리플렉터(16)의 둘레 가장자리부에는 자유 곡면의 반사면(18)이 설치되어 있다. 상기 반사면(18)은, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 상기 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광이며 상기 렌즈(3S, 3W)에 입사하는 광(L1)(상기 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)(상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(ZS, ZW))으로부터 θ1°까지의 광) 이외의 광(L2)(렌즈 입사외의 광(L2)이며, θ1° 이상의 광)을, 도 35에 도시하는 하이빔용 배광 패턴(HP)의 주 광축(SZ)을 포함하는 스폿 배광(SP2)으로 하고, 전방으로 반사시키는 반사면이다. 상기 스폿 배광(SP2)의 주 광축(SZ)은 도 32에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)의 엘보우점(E)보다도 상측(U)에서 스크린의 수평선(HL-HR)과 상하 수직선(VU-VD)의 교점 혹은 그 근방에 위치한다(도 33, 도 34의 점선으로 나타내는 스폿 배광(SP2)의 주 광축(SZ)을 참조). 상기 주 광축(SZ)을 포함하는 상기 스폿 배광(SP2)은 상기 히트싱크 부재(4)에 각각 고정되어 있는 상기 반도체형 광원(2S, 2W)과 상기 리플렉터(16)의 반사면(18)에 의해 형성되는 것이므로, 상기 주 광축(SZ)을 포함하는 상기 스폿 배광(SP2)의 위치는 벗어나지 않고 고정되어 있다.

도 2, 도 18∼도 22, 도 26∼도 28에 도시하는 바와 같이, 가동식의 상기 차광 부재(13S, 13W)의 중앙부에는, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 상기 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광의 일부(L1)가 상기 렌즈(3S, 3W)에 입사하는 것을 방해가 되지 않도록 개구부(19S, 19W)가 설치되어 있다. 또, 상기 차광 부재(13S, 13W)의 둘레 가장자리부에는, 상기 반사면(18)에 입사하려고 하는 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 상기 발광칩(8S, 8W)으로부터의 상기 렌즈 입사외의 광(L2)을 차폐하는 ㅁ 형상의 차광 프레임(20S, 20W)이 설치되어 있다. 상기 차광 부재(13S, 13W)는, 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이를 이동할 수 있게 배치되어 있고, 도 22에 도시하는 바와 같이, 상기 제 1 위치에 위치할 때, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 상기 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광의 일부(L1)가 상기 개구부(19S, 19W)를 통과하여 상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)에 입사하는 것을 방해하지 않고, 또한, 상기 반사면(18)에 입사하려고 하는 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 상기 발광칩(8S, 8W)으로부터의 상기 렌즈 입사외의 광(L2)을 상기 차광 프레임(20S, 20W)으로 차폐하는 것이다.

마찬가지로, 도 2, 도 18∼도 21, 도 23, 도 25∼도 28에 도시하는 바와 같이, 가동식의 상기 프리즘 부재(14S, 14W)는 가동식의 상기 차광 부재(13S, 13W)와 십자 형상으로 일체 구조를 이룬다. 가동식의 상기 프리즘 부재(14S, 14W)는, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광(L1)이 입사하는 입사면(21S, 21W)과, 상기 프리즘 부재(14S, 14W) 중에 입사한 광이 출사하는 출사면(22S, 22W)을 구비한다.

상기 프리즘 부재(14S, 14W)의 출사면(22S, 22W)은 원추 곡면(예를 들면, 타원, 원, 포물선, 쌍곡선 등의 곡선, 또는, 평면, 등의 2차 곡면)으로 이루어진다. 또한, 이 예에서는, 평면으로 이루어진다.

상기 스폿 배광용의 프리즘 부재(14S)의 입사면(21S)은 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 기준 초점(FS)을 가상적으로 우측 비스듬히 상측으로 이동시키도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어진다(도 25 중의 가상 렌즈 기준 초점(FS1)을 참조). 상기 스폿 배광용의 프리즘 부재(14S)의 입사면(21S)의 자유 곡면은 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)측으로 돌출하는 돌출부(23S)(도 26 중의 작은 점선원 및 도 27 중의 융기선을 참조)를 갖는다. 상기 돌출부(23S)의 피크는, 도 26에 도시하는 바와 같이, 배면에서 보아(후측 B에서 본 상태) 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 기준축(ZS)을 원점으로 하고, 상기 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축(YS)과 수평축의 X축에 의하여 분할된 제 1 사분면(Q1), 제 2 사분면(Q2), 제 3 사분면(Q3), 제 4 사분면(Q4)으로 하여, 상기 제 1 사분면(Q1)의 부분에 있다.

한편, 상기 확산 배광용의 프리즘 부재(14W)의 입사면(21W)은, 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)의 기준 초점(FW)을 가상적으로 상측으로 이동시키도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어진다(도 25 중의 가상 렌즈 기준 초점(FW1)을 참조). 상기 확산 배광용의 프리즘 부재(14W)의 입사면(21W)의 자유 곡면은 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 측으로 돌출하는 돌출부(23W)(도 26 중의 작은 점선원 및 도 27 중의 융기선을 참조)를 갖는다. 상기 돌출부(23W)의 피크는, 도 26에 도시하는 바와 같이, 배면에서 보아(후측 B에서 본 상태) 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)의 기준축(ZW)을 원점으로 하고, 상기 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축(YW)과 수평축의 X축에 의하여 분할된 제 1 사분면(Q1), 제 2 사분면(Q2), 제 3 사분면(Q3), 제 4 사분면(Q4)으로 하여, 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 2 사분면(Q2)에 걸쳐 있는 부분에 있다.

상기 프리즘 부재(14S, 14W)는, 상기 차광 부재(13S, 13W)와 일체 구조를 이루고, 상기 차광 부재(13S, 13W)와 교대로 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동할 수 있게 배치되어 있다. 상기 프리즘 부재(14S, 14W)는, 도 23에 도시하는 바와 같이, 상기 제 1 위치에 위치할 때, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 상기 발광칩(8S, 8W)으로부터의 상기 렌즈 입사외의 광(L2)이 상기 반사면(18)에 입사하는 것을 방해하지 않고, 또한, 상기 렌즈(2S, 2W)의 기준 초점(FS, FW)을 가상 렌즈 기준 초점(FS1, FW1)에 가상적으로 이동시킨 상태에서, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 상기 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광의 일부(L1)를 상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)에 입사시키는 것이다.

상기 차광 부재(13S, 13W)와 상기 프리즘 부재(14S, 14W)는 십자 형상으로 일체로 구성되어 있다. 상기 차광 부재(13S, 13W) 및 상기 프리즘 부재(14S, 14W)의 중앙부에는, 십자 형상의 걸어맞춤홈(24)이 설치되어 있다. 상기 걸어맞춤홈(24)에는 상기 전환 장치(15)의 샤프트(25)의 십자 형상의 걸어맞춤부(26)가 걸어맞추어져 있다. 이 결과, 상기 차광 부재(13S, 13W)와 상기 프리즘 부재(14S, 14W)는, 상기 전환 장치(15)에 의해, 교대로 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동할 수 있게 배치되어 있다.

상기 전환 장치(15)는, 도 2, 도 18, 도 19, 도 28∼도 31에 도시하는 바와 같이, 상기 샤프트(25)와, 하우징(27, 28)과, 모터(29)와, 감속 기구와, 페일 세이프용(복귀용)의 스프링(30)을 구비하는 것이다.

상기 하우징(27, 28)은 전측의 하우징(27)과 후측의 하우징(28)으로 2분할되어 있다. 상기 샤프트(25)는, 상기 하우징(27, 28) 내에 수납되고, 또한, 상기 하우징(27, 28)에 축받이(35)를 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 상기 샤프트(25)의 전단은 상기 전측의 하우징(27)으로부터 전방으로 돌출해 있다. 상기 샤프트(25)의 전단에는 상기 걸어맞춤부(26)가 설치되어 있다. 상기 걸어맞춤부(26)가 일체 구조의 상기 차광 부재(13S, 13W) 및 상기 프리즘 부재(14S, 14W)의 걸어맞춤홈(24)에 걸어맞추어져 있다.

상기 모터(29)는 이 예에서는 스테핑 모터를 사용한다. 또한, 스테핑 모터 이외의 모터를 사용해도 된다. 상기 모터(29)는 상기 후측의 하우징(28)의 외면에 부착되어 있다.

상기 감속 기구는 제 1 기어(31)과, 제 2 기어(32)와, 제 3 기어(33)와, 제 4 기어(34)로 구성되어 있다. 상기 제 1 기어(31)는 상기 모터(20)의 출력축(구동축, 회전축)에 고정되어 있다. 상기 제 2 기어(32)와 상기 제 3 기어(33)는 동축 위에 고정되어 있고, 상기 전측의 하우징(27)의 축부(36)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 제 4 기어(34)는 상기 샤프트(25)에 고정되어 있다.

상기 제 1 기어(31)와 상기 제 2 기어(32)는 맞물려 있다. 상기 제 3 기어(33)와 상기 제 4 기어(34)는 맞물려 있다. 상기 제 1 기어(31)의 톱니수는 상기 제 2 기어(32)의 톱니수보다도 적다. 상기 제 2 기어(32)의 톱니수는 상기 제 3 기어(33)의 톱니수보다도 많다. 상기 제 3 기어(33)의 톱니수는 상기 제 4 기어(34)의 톱니수보다도 적다.

상기 스프링(30)은 이 예에서는 코일 스프링이다. 상기 스프링(30)의 일단은 상기 전측의 하우징(27)의 걸어맞춤 구멍(37)에 걸어맞추어져 있다. 또, 상기 스프링(30)의 타단은 상기 제 4 기어(34)의 걸어맞춤 구멍(38)에 걸어맞추어져 있다. 또한, 상기 스프링(30)은 코일 스프링 이외의 스프링이어도 된다. 또, 상기 스프링(30)의 일단은 상기 전측의 하우징(27) 이외의 고정측의 부재에 걸어맞추어져도 된다. 또한, 상기 스프링(30)의 타단은 상기 제 4 기어(34) 이외의 회전측의 부재에 걸어맞추어져도 된다.

상기 제 4 기어(34)에는, 제 1 스토퍼 단차부(39)와 제 2 스토퍼 단차부(40)가 각각 설치되어 있다. 한편, 상기 전측의 하우징(27)에는, 제 1 스토퍼 단차부(39)가 맞닿는 제 1 스토퍼 볼록부(41)와 제 2 스토퍼 단차부(40)가 맞닿는 제 2 스토퍼 볼록부(42)가 각각 설치되어 있다.

도 30에 도시하는 바와 같이, 상기 제 4 기어(34)의 제 1 스토퍼 단차부(39)가 상기 전측의 하우징(27)의 제 1 스토퍼 볼록부(41)에 맞닿아 있는 상태일 때에는, 도 18, 도 20, 도 22에 도시하는 바와 같이, 상기 차광 부재(13S, 13W)가 상기 반도체형 광원(2S, 2W)과 상기 렌즈(3S, 3W) 사이의 제 1 위치에 위치하게 된다. 또, 도 31에 도시하는 바와 같이, 상기 제 4 기어(34)의 제 2 스토퍼 단차부(40)가 상기 전측의 하우징(27)의 제 2 스토퍼 볼록부(42)에 맞닿아 있는 상태일 때에는, 도 19, 도 21, 도 23에 도시하는 바와 같이, 상기 프리즘 부재(14S, 14W)가 상기 반도체형 광원(2S, 2W)과 상기 렌즈(3S, 3W) 사이의 제 1 위치에 위치하게 된다.

이하, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은 이상과 같은 구성으로 이루어지고, 이하, 그 작용에 대하여 설명한다.

모터(29)에 통전하고 있지 않은 상태에서는, 전환 장치(15)의 스프링(30)의 스프링력에 의해, 도 30에 도시하는 바와 같이, 제 4 기어(34)의 제 1 스토퍼 단차부(39)가 전측의 하우징(27)의 제 1 스토퍼 볼록부(41)에 맞닿아 있고, 또, 도 18, 도 20, 도 22에 도시하는 바와 같이, 차광 부재(13S, 13W)가 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W) 사이의 제 1 위치에 위치해 있다.

이 상태에서, 차량용 전조등(1)의 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)을 점등 발광시킨다. 그러면, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W으)로부터 광(L1, L2)이 방사된다. 이때, 차광 부재(13S, 13W)가 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W) 사이의 제 1 위치에 위치해 있다. 이 때문에, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광의 일부(L1)는, 차광 부재(13S, 13W)의 개구부(19S, 19W)를 통과하여 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)에 입사하고, 또한, 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)으로부터 출사된다. 이때, 발광칩(8S, 8W)의 투영상(I10, I20, I30, I40)은 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록 또한 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)에 거의 접하도록 출사한다.

이 결과, 도 16에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스폿 배광(SP)과, 도 17에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)의 확산 배광(WP)이 각각 얻어지고, 또한, 그것들이 합성되어, 도 32에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)이 얻어진다.

또, 차광 부재(13S, 13W)가 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W) 사이의 제 1 위치에 위치해 있으므로, 리플렉터(16)의 반사면(18)에 입사하려고 하는 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 렌즈 입사외의 광(L2)은 차광 부재(13S, 13W)의 차광 프레임(20S, 20W)에 의해, 차폐된다. 이 결과, 도 32에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)이 확실하게 얻어진다. 즉, 차광 부재(13S, 13W)의 차광 프레임(20S, 20W)이 없었을 경우에는, 도 33, 도 34에 도시하는 바와 같이, 로우빔용 배광 패턴(LP)에 주 광축(SZ)을 포함하는 스폿 배광(SP2)(도 33, 도 34 중에서 점선으로 나타냄)이 조사된다. 이 주 광축(SZ)을 포함하는 스폿 배광(SP2)은, 도 33, 도 34에 도시하는 바와 같이, 로우빔용 배광 패턴(LP)의 엘보우점(E), 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)보다도 상측(U)으로 돌출해 있으므로, 로우빔용 배광 패턴(LP)으로서 바람직하지 않다. 그런데, 이 실시예 1의 차량용 전조등(1)은, 차광 부재(13S, 13W)의 차광 프레임(20S, 20W)에 의해, 리플렉터(16)의 반사면(18)에 입사하려고 하는 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 렌즈 입사외의 광(L2)을 차폐할 수 있으므로, 도 32에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)이 확실하게 얻어지는 것이다.

다음에, 전환 장치(15)의 모터(29)에 통전한다. 그러면, 모터(29)가 구동하여 제 1 기어(31), 제 2 기어(32), 제 3 기어(33), 제 4 기어(34)가 도 30에 도시하는 화살표방향으로 각각 회전한다. 그것에 따라, 제 4 기어(34)에 고정되어 있는 샤프트(25)가 스프링(30)의 스프링력에 저항하여 도 30 중의 시계방향의 화살표방향으로 회전한다. 이 샤프트(25)의 회전에 의해, 이 샤프트(25)에 부착되어 있는 십자 형상의 일체 구조의 차광 부재(13S, 13W) 및 프리즘 부재(14S, 14W)가 도 18, 도 27 중의 시계방향의 화살표방향으로 회전한다.

그리고, 도 31에 도시하는 바와 같이, 전환 장치(15)의 제 4 기어(34)의 제 2 스토퍼 단차부(40)가 전측의 하우징(27)의 제 2 스토퍼 볼록부(42)에 맞닿는다. 그러면, 도 19, 도 21, 도 23에 도시하는 바와 같이, 지금까지 제 2 위치에 위치해 있던 프리즘 부재(14S, 14W)가 차광 부재(13S, 13W)와 교대로 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W) 사이의 제 1 위치에 위치한다. 한편, 지금까지 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W) 사이의 제 1 위치에 위치해 있던 차광 부재(13S, 13W)가 프리즘 부재(14S, 14W)와 교대로 제 2 위치에 위치한다.

프리즘 부재(14S, 14W)가 제 1 위치에 위치하면, 도 23에 도시하는 바와 같이, 지금까지 차광 부재(13S, 13W)의 차광 프레임(20S, 20W)에 의해 차폐되어 있던 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 렌즈 입사외의 광(L2)은 리플렉터(16)의 반사면(18)에 입사하여 반사된다. 이 결과, 도 35에 도시하는 바와 같이, 주 광축(SZ)을 포함하는 스폿 배광(SP2)이 스크린의 수평선(HL-HR)과 상하 수직선(VU-VD)의 교점 혹은 그 근방에 조사된다.

한편, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광의 일부(L1)는 프리즘 부재(14S, 14W)의 입사면(21S, 21W)에 입사하고 또한 프리즘 부재(14S, 14W)의 출사면(22S, 22W)로부터 출사된다. 이 때문에, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광의 일부(L1)는, 프리즘 부재(14S, 14W)의 작용에 의해, 렌즈(2S, 2W)의 기준 초점(FS, FW)을 가상 렌즈 기준 초점(FS1, FW1)에 가상적으로 이동시킨 상태에서, 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)에 입사하고, 또한, 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)으로부터 출사한다.

이 결과, 도 34에 도시하는 바와 같이, 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스폿 배광(SP)이 상측(U)에서 대향차선측(우측(R)) 즉 하이빔용 배광 패턴(HP)의 주 광축(SZ) 측으로 이동한다. 또한, 로우빔용 배광 패턴(LP)의 확산 배광(WP)이 상측(U)으로 이동한다. 또, 로우빔용 배광 패턴(LP)의 엘보우점(E), 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)이 상측(U)에서 대향차선측(우측(R)) 즉 하이빔용 배광 패턴(HP)의 주 광축(SZ)측 혹은 상측(U)으로 매끄럽게 넓어진다. 이것에 의해, 도 32에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스폿 배광(SP), 확산 배광(WP)이 도 35에 도시하는 하이빔용 배광 패턴(HP)의 스폿 배광(SP1), 확산 배광(WP)으로 전환된다.

여기에서, 전환 장치(15)의 모터(29)로의 통전을 차단한다. 그러면, 스프링(30)의 스프링력에 의해, 제 1 기어(31), 제 2 기어(32), 제 3 기어(33), 제 4 기어(34)가 도 31에 도시하는 화살표방향으로 각각 회전한다. 그것에 따라, 제 4 기어(34)에 고정되어 있는 샤프트(25)가 도 31 중의 반시계방향의 화살표방향으로 회전한다. 이 샤프트(25)의 회전에 의해, 이 샤프트(25)에 부착되어 있는 십자 형상의 일체 구조의 차광 부재(13S, 13W) 및 프리즘 부재(14S, 14W)가 도 19, 도 27 중의 시계방향의 화살표방향으로 회전한다.

그리고, 도 30에 도시하는 바와 같이, 전환 장치(15)의 제 4 기어(34)의 제 1 스토퍼 단차부(39)가 전측의 하우징(27)의 제 1 스토퍼 볼록부(41)에 맞닿는다. 그러면, 도 18, 도 20, 도 22에 도시하는 바와 같이, 지금까지 제 2 위치에 위치해 있던 차광 부재(13S, 13W)가 프리즘 부재(14S, 14W)와 교대로 반도체형 광원(2S, 2W)와 렌즈(3S, 3W) 사이의 제 1 위치에 위치한다. 한편, 지금까지 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W) 사이의 제 1 위치에 위치해 있던 프리즘 부재(14S, 14W)가 차광 부재(13S, 13W)와 교대로 제 2 위치에 위치한다.

또, 프리즘 부재(14S, 14W)가 제 1 위치에 위치하는 상태 또는 제 2 위치로부터 제 1 위치로의 회전상태일 때, 전환 장치(15)의 모터(29)로의 통전이 차단되면(전력공급이 끊어지면), 스프링(30)의 스프링력에 의해, 차광 부재(13S, 13W)가 제 1 위치로 복귀한다. 이 때문에, 도 35에 도시하는 하이빔용 배광 패턴(HP)으로부터 도 32에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)으로 전환할 수 있다. 이것에 의해, 페일 세이프 기능이 작용하게 된다.

이상과 같이 하여, 도 32에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)과 도 35에 도시하는 하이빔용 배광 패턴(HP)이 차량의 전방으로 조사된다.

이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은 이상과 같은 구성 및 작용으로 이루어지며, 이하, 그 효과에 대하여 설명한다.

이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은, 전환 장치(15)에서 차광 부재(13S, 13W)를 제 1 위치로 프리즘 부재(14S, 14W)를 제 2 위치로 교대로 전환 위치시킨 상태일 때, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)을 점등 발광시키면, 발광칩(8S, 8W)으로부터 방사되는 광의 일부(L1)가 렌즈(3S, 3W)를 투과하여 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)으로서 차량의 전방으로 조사된다. 이때, 리플렉터(16)의 반사면(18)에 입사하려고 하는 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 렌즈 입사외의 광(L2)이 차광 부재(13S, 13W)로 차폐된다. 또, 전환 장치(15)에서 프리즘 부재(14S, 14W)를 제 1 위치로 차광 부재(13S, 13W)를 제 2 위치로 교대로 전환 위치시킨 상태일 때, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)을 점등 발광시키면, 발광칩(8S, 8W)으로부터 방사되는 광의 일부(L1)가 프리즘 부재(14S, 14W)에 및 그 프리즘 부재(14S, 14W)에 의해 기준 초점(FS, FW)이 가상 기준 초점(FS1, FW1)으로 가상적으로 이동시킨 상태의 렌즈(3S, 3W)를 투과하여 하이빔용 배광 패턴(HP)으로서 차량의 전방으로 조사된다. 이때, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 렌즈 입사외의 광(L2)이 프리즘 부재(14S, 14W)에 방해받지 않고 리플렉터(16)의 반사면(18)에 입사반사되어 하이빔용 배광 패턴(HP)의 주 광축(SZ)을 포함하는 스폿 배광(SP2)으로서 차량의 전방으로 조사된다. 이와 같이, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은 반도체형 광원(2S, 2W)을 광원으로 하여, 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)과 하이빔용 배광 패턴(HP)을 전환하여 차량의 전방으로 조사할 수 있다.

게다가, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W)와 리플렉터(16)와 일체 구조의 차광 부재(13S, 13W) 및 프리즘 부재(14S, 14W)와 전환 장치(15)로 이루어지므로, 종래의 차량용 전조등과 비교하여, 하이빔용 배광 패턴용의 제 2 광원 유닛을 필요로 하지 않아, 부품수가 적어도 되어, 그만큼, 소형화, 경량화, 비용 경감화를 도모할 수 있다.

게다가, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은, 프리즘 부재(14S, 14W)에 의해, 렌즈(3S, 3W)의 기준 초점(FS, FW)을 가상 기준 초점(FS1, FW1)으로 가상적으로 이동시키므로, 렌즈(3S, 3W)로부터 출사하는 배광 패턴을 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)으로부터 하이빔용 배광 패턴(HP)으로 확실하게 전환할 수 있다. 또한, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은, 리플렉터(16)의 반사면(18)에 의해, 하이빔용 배광 패턴(HP)의 주 광축(SZ)을 포함하는 스폿 배광(SP2)이 얻어지므로, 충분한 최고 광도를 갖는 하이빔용 배광 패턴(HP)이 얻어진다.

또, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은, 차광 부재(13S, 13W)가 제 1 위치에 위치할 때에는, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터 방사되는 광(L1)이 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)으로부터 입사하여 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)으로부터 출사할 때, 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)에 거의 접하는 발광칩(8S, 8W)의 투영상(I10, I20, I30, I40)으로서 출사하므로, 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)을 확실하게 얻을 수 있다. 또한, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은, 프리즘 부재(14S, 14W)가 제 1 위치에 위치할 때에는, 렌즈(3S, 3W)의 기준 초점(FS, FW)이 가상 기준 초점(FS1, FW1)에 가상적으로 상측(U) 혹은 우측 비스듬히 상측으로 이동하므로, 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)의 고광도대의 부분이 상측(U) 혹은 우측 비스듬히 상측으로 이동하여 하이빔용 배광 패턴(HP)의 고광도대의 부분이 되고, 또한 로우빔용 배광 패턴(LP)의 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)의 부분이 상측(U) 혹은 우측 비스듬히 상측으로 매끄럽게(순조롭게) 넓어져서 이동하여 하이빔용 배광 패턴(HP)의 상측의 부분으로 된다. 이와 같이, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은 양호한 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)과 양호한 하이빔용 배광 패턴(HP)을 전환하여 얻을 수 있다.

게다가, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은, 히트싱크 부재(4)에 고정되어 있는 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W)에 의해 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)이 얻어지므로, 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)의 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3) 근방의 고광도대의 부분 즉 중요한 부분(포인트)이 변화되지 않는다. 또, 히트싱크 부재(4)에 고정되어 있는 반도체형 광원(2S, 2W)과 리플렉터(15)의 반사면(18)에 의해 하이빔용 배광 패턴(HP)의 주 광축(SZ)을 포함하는 스폿 배광(SP2)이 얻어지므로, 하이빔용 배광 패턴(HP)의 주 광축(SZ)을 포함하는 스폿 배광(SP2)의 부분 즉 중요한 부분(포인트)이 변화되지 않는다. 이와 같이, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은 목적한 배광 특성이 배광설계 대로 얻어진다.

또한, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S) 및 차광 부재(13S) 및 프리즘 부재(14S)에 의해 스폿 배광(SP)이 얻어지고, 또한 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W) 및 차광 부재(13W) 및 프리즘 부재(14W)에 의해 확산 배광(WP)이 얻어진다. 이 때문에, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은 중앙 부분의 광도(조도, 광량)가 가장 높고, 중앙 부분으로부터 주변 부분으로 이행함에 따라 광도(조도, 광량)가 서서히 낮아지는 배광 패턴이 얻어지므로, 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)과, 하이빔용 배광 패턴(HP)을 얻는데 적합하다. 게다가, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은 반도체형 광원 및 렌즈 및 차광 부재 및 프리즘 부재를 스폿 배광 기능의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S) 및 차광 부재(13S) 및 프리즘 부재(14S)와 확산 배광 기능의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W) 및 차광 부재(13W) 및 프리즘 부재(14W)에 각각 분담시키므로, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광 출력이 작아도, 충분한 배광 패턴(컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)과, 하이빔용 배광 패턴(HP))의 광도(조도, 광량), 특히, 배광 패턴(컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)과, 하이빔용 배광 패턴(HP))의 중앙 부분에서 충분한 광도(조도, 광량)의 스폿 배광이 얻어진다.

더욱이, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 발광칩(8S)의 장변을 수평축의 X축에 대하여 경사지게 하고, 또한 확산 배광용의 반도체형 광원(2W)의 발광칩(8W)의 장변을 수평축의 X축과 평행하게 하므로, 스폿 배광(SP)을 경사 컷오프 라인(CL1)을 따르게 하고, 또한, 확산 배광(WP)을 상측 수평 컷오프 라인(CL2) 및 하측 수평 컷오프 라인(CL3)을 따르게 할 수 있다. 이 때문에, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은 주행차선측(좌측(L)) 상측 수평 컷오프 라인(CL2)과 주행차선측(좌측(L))의 경사 컷오프 라인(CL1)과 대향차선측(우측(R)) 하측 수평 컷오프 라인(CL3)으로 이루어지는 컷오프 라인(Z 컷오프 라인)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)을 얻는데 최적이다. 게다가, 이 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)은, 스폿 배광용 반도체형 광원(2S)의 발광칩(8S)의 장변을 수평축의 X축에 대하여 경사지게 하고, 또한, 확산 배광용 반도체형 광원(2W)의 발광칩(8W)의 장변을 수평축의 X축과 평행하게 하므로, 스폿 배광(SP)을 경사 컷오프 라인(CL1)을 따르게 하고, 또한, 확산 배광(WP)을 상측 수평 컷오프 라인(CL2) 및 하측 수평 컷오프 라인(CL3)을 따르게 할 수 있어, Z 컷오프 라인을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)을 확실하게 얻을 수 있다.

(실시예 2)

도 36∼도38은 본 발명에 따른 차량용 전조등의 실시예 2를 나타낸다. 이하, 이 실시예 2에서의 차량용 전조등에 대하여 설명한다. 도면 중, 도 1∼도 35와 동일한 부호는 동일한 것을 나타낸다.

이 실시예 2에서의 차량용 전조등은, 도 32에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)과 도 35에 도시하는 하이빔용 배광 패턴(HP)과 도 38에 도시하는 미드빔용 배광 패턴(MP)을 차량의 전방으로 조사하는 것이다. 도 38에 도시하는 미드빔용 배광 패턴(MP)은, 거의 수평한 컷오프 라인(CL)을 갖는다. 도 38에 도시하는 미드빔용 배광 패턴(MP)의 컷오프 라인(CL)은, 도 32에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)의 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)보다 상측에 위치한다.

이 실시예 2에서의 차량용 전조등은, 프리즘 부재로서, 상기 하이빔용 배광 패턴(HP)을 형성하는 하이빔용 프리즘 부재 즉 상기의 실시예 1에서의 차량용 전조등(1)의 프리즘 부재(14S, 14W)와, 상기 미드빔용 배광 패턴(MP)을 형성하는 미드빔용 프리즘 부재(43S, 43W)를 구비하는 것이다.

상기 미드빔용 프리즘 부재(43S, 43W)는 하이빔용 프리즘 부재(14S, 14W)와 거의 동일한 구성을 이룬다. 상기 미드빔용 프리즘 부재(43S, 43W)는 상기 하이빔용 프리즘 부재(14S, 14W) 및 상기 차광 부재(13S, 13W)와 6꽃잎 형상으로 일체 구조를 이룬다. 상기 미드빔용 프리즘 부재(43S, 43W)는 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광(L1)이 입사하는 입사면과, 상기 프리즘 부재(14S, 14W) 중에 입사한 광이 출사하는 출사면을 구비한다.

상기 미드빔용 프리즘 부재(43S, 43W)의 출사면(W)은 원추 곡면(예를 들면, 타원, 원, 포물선, 쌍곡선 등의 곡선, 또는, 평면, 등의 2차 곡면)으로 이루어진다. 또한, 이 예에서는, 평면으로 이루어진다.

상기 스폿 배광용의 미드빔용 프리즘 부재(43S)의 입사면은, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 기준 초점(FS)을, 가상적으로 우측 비스듬히 상측으로(도 25 중의 가상 렌즈 기준 초점(FS1)과, 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW) 및 렌즈(3S, 3W)의 기준 초점(FS, FW) 사이로), 이동시키도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어진다. 상기 스폿 배광용의 미드빔용 프리즘 부재(43S)의 입사면의 자유 곡면은 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)측으로 돌출하는 돌출부를 갖는다. 상기 돌출부의 피크는, 배면에서 보아(후측 B에서 본 상태) 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 기준축(ZS)을 원점으로 하고, 상기 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축과 수평축에 의해 분할된 제 1 사분면, 제 2 사분면, 제 3 사분면, 제 4 사분면으로 하여, 상기 제 1 사분면의 부분에 있다.

한편, 상기 확산 배광용의 미드빔용 프리즘 부재(43W)의 입사면은, 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)의 기준 초점(FW)을, 가상적으로 상측에(도 25 중의 가상 렌즈 기준 초점(FS1)과, 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW) 및 렌즈(3S, 3W)의 기준 초점(FS, FW) 사이로), 이동시키도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어진다. 상기 확산 배광용의 미드빔용 프리즘 부재(43W)의 입사면의 자유 곡면은 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 측으로 돌출하는 돌출부를 갖는다. 상기 돌출부의 피크는, 배면에서 보아(후측 B에서 본 상태) 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)의 기준축(ZW)을 원점으로 하고, 상기 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축과 수평축에 의해 분할된 제 1 사분면, 제 2 사분면, 제 3 사분면, 제 4 사분면으로 하여, 상기 제 1 사분면과 상기 제 2 사분면에 걸쳐 있는 부분에 있다.

상기 미드빔용 프리즘 부재(43S, 43W)는 상기 하이빔용 프리즘 부재(14S, 14W) 및 상기 차광 부재(13S, 13W)와 교대로 상기 제 1 위치와 새로운 제 2 위치와 제 3 위치와의 사이를 이동할 수 있게 배치되어 있다. 상기 미드빔용 프리즘 부재(43S, 43W)는, 상기 제 1 위치에 위치할 때, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 상기 발광칩(8S, 8W)으로부터의 상기 렌즈 입사외의 광(L2)이 상기 반사면(18)에 입사하는 것을 방해하지 않고, 또한, 상기 렌즈(2S, 2W)의 기준 초점(FS, FW)을 가상 렌즈 기준 초점(도 25 중의 가상 렌즈 기준 초점(FS1)과, 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW) 및 렌즈(3S, 3W)의 기준 초점(FS, FW) 사이의 가상 렌즈 기준 초점)으로 가상적으로 이동시킨 상태에서, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 상기 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광의 일부(L1)를 상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)에 입사시키는 것이다.

상기 미드빔용 프리즘 부재(43S, 43W)와 상기 하이빔용 프리즘 부재(14S, 14W)와 상기 차광 부재(13S, 13W)는, 전환 장치(15)에 의해, 교대로 제 1 위치와 제 2 위치와 제 3 위치 사이를 이동할 수 있게 배치되어 있다. 상기 전환 장치(15)는 상기 미드빔용 프리즘 부재(43S, 43W)와 상기 하이빔용 프리즘 부재(14S, 14W)와 상기 차광 부재(13S, 13W)를 60°마다 회전시키는 것이다.

이 실시예 2에서의 차량용 전조등은, 이상과 같은 구성으로 이루어지므로, 전환 장치(15)에 의해, 미드빔용 프리즘 부재(43S, 43W)와 하이빔용 프리즘 부재(14S, 14W)와 차광 부재(13S, 13W)를, 60°마다 회전시켜, 교대로 제 1 위치에 위치시키면, 도 38에 도시하는 미드빔용 배광 패턴(MP)과, 도 35에 도시하는 하이빔용 배광 패턴(HP)과, 도 32에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)을 차량의 전방으로 조사할 수 있다.

도 38에 도시하는 미드빔용 배광 패턴(MP)은, 확산 배광 기능의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W) 및 차광 부재(13W) 및 미드빔용 프리즘 부재(43W)에 의해 형성되는 확산 배광(WP2)과, 스폿 배광 기능의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S) 및 차광 부재(13S) 및 미드빔용 프리즘 부재(43S)에 의해 형성되는 스폿 배광(SP3)과, 리플렉터(16)의 반사면(18)에 의해 형성되는 고광도의 스폿 배광(SP4)이 합성되어 형성된다.

또한, 상기의 실시예 1, 2에서는, 로우빔용 배광 패턴(LP)과 하이빔용 배광 패턴(HP)과 미드빔용 배광 패턴(MP)을 차량의 전방으로 조사하는 것이다. 그런데, 본 발명에서는, 로우빔용 배광 패턴(LP)과 하이빔용 배광 패턴(HP)과 미드빔용 배광 패턴(MP) 이외의 배광 패턴, 예를 들면, 고속도로용 배광 패턴, 포그 램프용 배광 패턴 등 배광 패턴도 차량의 전방으로 조사하는 것이어도 된다.

또, 상기의 실시예 1, 2에서는, 로우빔용 배광 패턴(LP)의 컷오프 라인이 경사 컷오프 라인(CL1)과, 상측 수평 컷오프 라인(CL2)과, 하측 수평 컷오프 라인(CL3)으로 이루어지는 Z 컷오프 라인이다. 그런데, 본 발명에서는, 컷오프 라인으로서 Z 컷오프 라인 이외의 컷오프 라인, 예를 들면, 단지 수평한 컷오프 라인, 또는, 엘보우점을 경계로, 주행차선측의 경사 컷오프 라인과, 대향차선측의 수평 컷오프 라인으로 이루어지는 컷오프 라인이어도 된다.

또한, 상기의 실시예 1, 2에서는, 좌측 주행차선용의 차량용 전조등(1)에 대하여 설명한다. 그런데, 본 발명에서는, 우측 주행차선용의 차량용 전조등에 대해서도 적용할 수 있다.

더욱이, 상기의 실시예 1, 2에서는, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S)와, 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W)가 X축방향으로 병렬상태로 배치되어 있다. 그런데, 본 발명에서는, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S)와, 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W)를, 상하방향에 위치하거나, 상하좌우 경사 방향에 배치하거나, 전후에 번갈아 배치하거나 해도 된다. 이 경우에서는, 스폿 배광용의 차광 부재(13S) 및 프리즘 부재(14S) 및 미드빔용 프리즘 부재(43S)와, 확산 배광용의 차광 부재(13W) 및 프리즘 부재(14W) 및 미드빔용 프리즘 부재(43W)를 각각 별개로, 전환 장치에 의해 제 1 위치와 제 2 위치와 제 3 위치와의 사이를 교체 가능하게 위치시킬 필요가 있다.

더욱이 또한, 상기의 실시예 1, 2에서는, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S) 및 차광 부재(13S) 및 프리즘 부재(14S) 및 미드빔용 프리즘 부재(43S) 로 이루어지는 램프 유닛과, 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W) 및 차광 부재(13W) 및 프리즘 부재(14W) 및 미드빔용 프리즘 부재(43W)로 이루어지는 램프 유닛으로 구성되어 있는 것이다. 그런데, 본 발명에서는, 1개의 반도체형 광원 및 1개의 렌즈 및 1개의 차광 부재 및 1개의 프리즘 부재 및 1개의 미드빔용 프리즘 부재로 이루어지는 1개의 램프 유닛로, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴을 형성하는 것이어도 되고, 또한 3개 이상의 램프 유닛에 의해 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴을 형성하는 것이어도 된다.

1; 차량용 전조등 2S; 스폿 배광용의 반도체형 광원
3S; 스폿 배광용의 렌즈 2W; 확산 배광용의 반도체형 광원
3W; 확산 배광용의 렌즈 4; 히트싱크 부재
5; 전방부 6; 후방부
7S, 7W; 기판 8S, 8W; 발광칩
9S, 9W; 밀봉수지 부재 10; 고정부
11S, 11W; 입사면 12S, 12W; 출사면
13S; 스폿 배광용의 차광 부재 14S; 스폿 배광용의 프리즘 부재
13W; 확산 배광용의 차광 부재 14W; 확산 배광용의 프리즘 부재
15; 전환 장치 16; 리플렉터
17; 개구부 18; 반사면
19; 개구부 20S, 20W; 차광 프레임
21S, 21W; 입사면 22S, 22W; 출사면
23S, 23W; 돌출부 24; 걸어맞춤홈
25; 샤프트 26; 걸어맞춤부
27; 전측의 하우징 28; 후측의 하우징
29; 모터 30; 스프링
31; 제 1 기어 32; 제 2 기어
33; 제 3 기어 34; 제 4 기어
35; 축받이 36; 축부
37; 걸어맞춤 구멍 38; 걸어맞춤 구멍
39; 제 1 스토퍼 단차부 40; 제 2 스토퍼 단차부
41; 제 1 스토퍼 볼록부 42; 제 2 스토퍼 볼록부
43S; 스폿 배광용의 미드빔용 프리즘 부재
33W; 확산 배광용의 미드빔용 프리즘 부재
VU-VD; 스크린의 상하의 수직선
HL-HR; 스크린의 좌우의 수평선
X; X축(수평축) Y; Y축(연직축)
Z; Z축 R; 우측
L; 좌측 U; 상측
D; 하측 F; 전측
B; 후측 E; 엘보우점
CL1; 경사 컷오프 라인 CL2; 상측 수평 컷오프 라인
CL3; 하측 수평 컷오프 라인 CL; 컷오프 라인
LP; 로우빔용 배광 패턴 HP; 하이빔용 배광 패턴
MP; 미드빔용 배광 패턴 SP, SP1, SP2, SP3, SP4; 스폿 배광
WP, WP1, WP2; 확산 배광 OS, OW; 발광칩의 중심
FS, FW; 렌즈의 기준 초점 FS1, FW1; 가상 렌즈 기준 초점
ZS, ZW; 렌즈의 기준축
YS, YW; 발광칩의 중심을 통과하는 연직축
θ°; 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 경사각도
θ1°; 렌즈의 입사면에 입사하는 광의 반도체형 광원의 발광칩의 중심으로부터의 각도
I1, I2, I3, I4; 출사면이 초기 상태일 때의 발광칩의 투영상
I10, I20, I30, I40; 출사면이 곡면 제어되었을 때의 발광칩의 투영상
Q1; 제 1 사분면 Q2; 제 2 사분면
Q3; 제 3 사분면 Q4; 제 4 사분면
P1; 제 1 표본점 P2; 제 2 표본점
P3; 제 3 표본점 P4; 제 4 표본점
C12; 제 1 표본점과 제 2 표본점을 통과하는 단면 커브
C22; 제 1 사분면에서의 제 2 사분면의 반전 단면 커브
C14; 제 1 표본점과 제 4 표본점을 통과하는 단면 커브
C11; 제 4 사분면에서의 제 1 사분면의 반전 단면 커브
T1; 높은 분량의 치수 T2; 낮은 분량의 치수
TH; 높아지는 부분 TT; 동일한 높이의 부분
L1; 렌즈에 입사하는 광 L2; 렌즈 입사외의 광
SZ; 주 광축

Claims

반도체형 광원을 광원으로 하고, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴과 하이빔용 배광 패턴을 전환하여 차량의 전방으로 조사하는 차량용 전조등에 있어서,
평면 직사각형 형상의 발광칩을 갖는 반도체형 광원과,
상기 반도체형 광원의 상기 발광칩으로부터의 광의 일부를 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴으로 하여 전방으로 조사하는 렌즈와,
상기 반도체형 광원의 상기 발광칩으로부터의 광이며 상기 렌즈에 입사하는 광 이외의 광을 하이빔용 배광 패턴의 주광축을 포함하는 스폿 배광으로 하여 전방으로 반사시키는 반사면을 갖는 리플렉터와,
제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동할 수 있게 배치되어 있고, 상기 제 1 위치에 위치할 때, 상기 반도체형 광원의 상기 발광칩으로부터의 광의 일부가 상기 렌즈에 입사하는 것을 방해하지 않고, 또한, 상기 반사면에 입사하려고 하는 상기 반도체형 광원의 상기 발광칩으로부터의 상기 렌즈 입사외의 광을 차폐하는 차광 부재와,
상기 차광 부재와 일체 구조를 이루고, 상기 차광 부재와 교대로 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동할 수 있게 배치되어 있고, 상기 제 1 위치에 위치할 때, 상기 반도체형 광원의 상기 발광칩으로부터의 상기 렌즈 입사외의 광이 상기 반사면에 입사하는 것을 방해하지 않고, 또한, 상기 렌즈의 기준 초점을 가상적으로 이동시킨 상태에서, 상기 반도체형 광원의 상기 발광칩으로부터의 광의 일부를 상기 렌즈에 입사시키는 프리즘 부재와,
일체 구조를 이루는 상기 차광 부재 및 상기 프리즘 부재를 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 교대로 전환하여, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴과 하이빔용 배광 패턴으로 전환하는 전환 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
제 1 항에 있어서, 상기 발광칩의 중심은 상기 렌즈의 기준 초점에 위치하고, 또한, 상기 렌즈의 기준축 위에 위치하고,
상기 발광칩의 발광면은 상기 렌즈의 기준축의 전방향을 향하고,
상기 발광칩의 장변은 상기 렌즈의 기준축과 직교하는 수평축과 평행하거나 혹은 상기 수평축에 대하여 경사지고,
상기 렌즈의 입사면은 원추 곡면으로 이루어지고,
상기 렌즈의 출사면은, 상기 렌즈의 출사면으로부터 출사되는 상기 발광칩의 투영상이 상기 배광 패턴의 스크린 배광상의 상기 컷오프 라인으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록, 상기 발광칩의 투영상의 일부가 상기 컷오프 라인에 접하도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어지고,
상기 렌즈의 출사면의 자유 곡면은, 정면에서 보아 상기 렌즈의 기준축을 원점으로 하고, 상기 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축과 수평축에 의해 분할된 제 1 사분면, 제 2 사분면, 제 3 사분면, 제 4 사분면으로 하고, 상기 연직축에 관하여 상기 제 1 사분면과 상기 제 2 사분면을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 상기 제 1 사분면의 1/3 이상의 부분이 상기 렌즈의 기준축의 전방향에서 상기 제 2 사분면보다도 높고, 또한, 상기 수평축에 관하여 상기 제 1 사분면과 상기 제 4 사분면을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 상기 제 1 사분면의 1/3 이상의 부분이 상기 렌즈의 기준축의 전방향에서 상기 제 4 사분면보다도 낮은, 자유 곡면으로 이루어지고,
상기 프리즘 부재의 출사면은 원추 곡면으로 이루어지고,
상기 프리즘 부재의 입사면은 상기 렌즈의 기준 초점을 가상적으로 상측 혹은 비스듬히 상측으로 이동시키도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어지고,
상기 프리즘 부재의 입사면의 자유 곡면은, 상기 반도체형 광원측으로 돌출하는 돌출부를 갖고, 또한, 상기 돌출부의 피크가, 배면에서 보아 상기 렌즈의 기준축을 원점으로 하여, 상기 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축과 수평축에 의해 분할된 제 1 사분면, 제 2 사분면, 제 3 사분면, 제 4 사분면으로 하고, 상기 제 1 사분면과 상기 제 2 사분면에 걸쳐 있는 부분 또는 상기 제 1 사분면의 부분에 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반도체형 광원 및 상기 렌즈 및 상기 차광 부재 및 상기 프리즘 부재는, 상기 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴 및 상기 하이빔용 배광 패턴의 스크린 배광상의 중앙 부분의 스폿 배광을 기능하는 스폿 배광용 반도체형 광원 및 렌즈 및 차광 부재 및 프리즘 부재와, 상기 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴 및 상기 하이빔용 배광 패턴의 스크린 배광상의 전체 부분의 확산 배광을 기능하는 확산 배광용 반도체형 광원 및 렌즈 및 차광 부재 및 프리즘 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
제 3 항에 있어서, 상기 컷오프 라인은, 엘보우점으로부터 주행차선측에 걸쳐 상승 구배의 경사 컷오프 라인과, 상기 경사 컷오프 라인으로부터 주행차선측에 걸쳐 수평한 상측 수평 컷오프 라인과, 엘보우점으로부터 대향차선측에 걸쳐 수평한 하측 수평 컷오프 라인으로 이루어지고,
상기 스폿 배광용 반도체형 광원의 상기 발광칩의 장변은, 상기 렌즈의 기준축을 중심으로 하여, 상기 수평축에 대하여 주행차선측이 대향차선측보다도 위가 되도록, 5° 회전시켜, 상기 수평축에 대하여 경사지게 하고,
상기 확산 배광용 반도체형 광원의 상기 발광칩의 장변은, 상기 수평축과 평행하고,
상기 스폿 배광용 렌즈 및 상기 확산 배광용 렌즈의 출사면의 상기 제 1 사분면 및 상기 제 4 사분면으로 출사되는 상기 발광칩의 투영상은 상기 컷오프 라인을 갖는 상기 배광 패턴의 스크린 배광상의 상기 엘보우점으로부터 주행차선측의 배광을 형성하고,
상기 스폿 배광용 렌즈 및 상기 확산 배광용 렌즈의 출사면의 상기 제 2 사분면 및 상기 제 3 사분면으로부터 출사되는 상기 발광칩의 투영상은, 상기 컷오프 라인을 갖는 상기 배광 패턴의 스크린 배광상의 상기 엘보우점으로부터 대향차선측의 배광을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 프리즘 부재는, 상기 하이빔용 배광 패턴을 형성하는 하이빔용 프리즘 부재와, 1개 혹은 복수개의 다른 배광 패턴을 형성하는 1개 혹은 복수개의 다른 배광 패턴용 프리즘 부재를 구비하고,
상기 전환 장치는, 일체 구조를 이루는 상기 차광 부재 및 상기 하이빔용 프리즘 부재 및 상기 1개 혹은 복수개의 다른 배광 패턴용 프리즘 부재를 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 교대로 전환하여, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴과 하이빔용 배광 패턴과 1개 혹은 복수개의 다른 배광 패턴으로 전환하는 전환 장치인 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.