JP2017016784A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイビーム配光パターンとロービーム配光パターンとの配光設計および配光制御を容易に行うことができる。【解決手段】この発明は、レンズ３と、第１光学ユニット１と、右側第２光学ユニット２Ｒ、左側第２光学ユニット２Ｌと、シェード４と、を備える。この結果、この発明は、第１光学ユニット１により、ハイビーム配光パターン（第１配光パターンＰ１）の配光設計および配光制御を容易に行うことができる。右側第２光学ユニット２Ｒ、左側第２光学ユニット２Ｌと、シェード４とにより、ロービーム配光パターン（右側第２配光パターンＰ２Ｒ、左側第２配光パターンＰ２Ｌ）の配光設計および配光制御を容易に行うことができる。【選択図】 図１

Description

この発明は、車両の前方に照射される配光パターンを、すれ違いビーム配光パターン（ロービーム配光パターン）と、走行ビーム配光パターン（ハイビーム配光パターン）と、に切り替えることができ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、特許文献２）。以下、特許文献１の車両用前照灯と特許文献２の車両用前照灯とについて説明する。

特許文献１の車両用前照灯は、投影レンズと、プロジェクタ型の第１光学ユニットと、プロジェクタ型の第２光学ユニット、を備える。投影レンズは、第１光軸を有する中央の第１レンズ部と、第１レンズ部の左右両側にそれぞれ配置されていてそれぞれ第２光軸を有する左右の第２レンズ部と、を含む。第１光学ユニットは、第１半導体発光素子と、回転楕円系の第１反射面と、第１シェードと、を含み、中央の第１レンズ部の後側に配置されている。第２光学ユニットは、第２半導体発光素子と、回転楕円系の第２反射面と、を含み、左右の第２レンズ部の後側にそれぞれ配置されている。

特許文献１の車両用前照灯において、中央の第１半導体発光素子を点灯させると、中央の第１半導体発光素子からの光が中央の第１反射面で反射されて、その反射光が中央の第１シェードで一部をカットオフされて、残りの反射光が中央の第１レンズ部を透過して、上端縁にカットオフラインを有する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。このロービーム用配光パターンは、集光性の高い（スポット的な）高照度のパターンである。また、特許文献１の車両用前照灯において、中央の第１半導体発光素子の点灯と同時に左右の第２半導体発光素子を点灯させると、左右の第２半導体発光素子からの光が左右の第２反射面で反射されて、その反射光が左右の第２レンズ部を透過して、ハイビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。このハイビーム用配光パターンは、集光性の高い（スポット的な）高照度のパターンである。そして、ロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとが重畳されたハイビーム用の合成パターンが形成される。

特許文献２の車両用前照灯は、投影レンズと、第１光源と、断面楕円のプロジェクタ光学系リフレクタと、第２光源と、プロジェクタ光学系リフレクタよりも下方に延在されているパラボラ光学系リフレクタと、を備える。

特許文献２の車両用前照灯において、第１光源を点灯させると、第１光源からの光が上方のプロジェクタ光学系リフレクタで反射されて、その反射光が投影レンズを透過して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。第２光源を点灯させると、第２光源からの光が下方のパラボラ光学系リフレクタで反射されて、その反射光が投影レンズの下方を通過してハイビーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。パラボラ光学系のハイビーム用配光パターンは、プロジェクタ光学系のロービーム用配光パターンよりも拡散させた配光パターンであって、ロービーム用配光パターンの周囲を補完する。

特開２０１３−１５２８５５号公報 特開２００９−３０１９８０号公報

ところが、特許文献１の車両用前照灯は、第１レンズ部とプロジェクタ型の第１光学ユニット（第１半導体発光素子と第１反射面と第１シェードと第１レンズ部とを含む）とを中央に配置してなるものであるから、集光性の高い（スポット的な）高照度のパターンのロービーム用配光パターンを形成するのに適しているが、拡散タイプのロービーム配光パターンの配光設計および配光制御には課題がある。

特許文献２の車両用前照灯は、パラボラ光学系リフレクタをプロジェクタ光学系リフレクタよりも下方に延在するものであるから、プロジェクタ光学系のロービーム用配光パターンよりも拡散させた配光パターンであって、ロービーム用配光パターンの周囲を補完するパラボラ光学系のハイビーム用配光パターンを形成するのに適しているが、集光タイプのハイビーム配光パターンの配光設計および配光制御には課題がある。

この発明が解決しようとする課題は、集光タイプのハイビーム配光パターンの配光設計および配光制御と、拡散タイプのロービーム配光パターンの配光設計および配光制御と、を容易に両立させることができる車両用前照灯を提供することにある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、レンズと、第１光学ユニットと、第２光学ユニットと、シェードと、を備え、レンズと第１光学ユニットとにより集光タイプの第１配光パターンを車両の前方に照射し、レンズと第２光学ユニットとシェードとにより上縁にカットオフラインを有する拡散タイプの第２配光パターンを車両の前方に照射する車両用前照灯であって、レンズが、第１レンズ部と、第２レンズ部と、を有し、第１レンズ部が、第２レンズ部に対して上側に配置されていて、第２レンズ部が、焦点と光軸とを有する投影レンズであり、第１レンズ部が、肉厚が第２レンズ部の肉厚よりも薄いレンズであり、第１光学ユニットが、第１光源と、第１反射面と、を有し、第１反射面が、第１光源もしくはその近傍を焦点とする放物面を基本とする反射面であって、平面視において、第２レンズ部の光軸に対して交差して配置されていて、第１光源からの光を反射させて第１レンズ部の入射面に入射させる反射面であり、第２光学ユニットが、第２光源と、第２反射面と、を有し、平面視において、第１光学ユニットの両側にそれぞれ配置されていて、第２反射面が、第２光源もしくはその近傍を第１焦点とし、および、第２レンズ部の焦点もしくはその近傍を第２焦点とする楕円面を基本とする反射面であって、第２光源からの光を反射させて第２レンズ部の入射面に入射させる反射面であり、シェードが、第２レンズ部と第２光学ユニットとの間に配置されていて、カットオフラインを形成するシェードの上縁が、第２レンズ部の焦点もしくはその近傍に配置されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、第１レンズ部が、第２レンズ部の光軸に対して上側に位置している、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、第１レンズ部のエリアが、第２レンズ部のエリアよりも狭い、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、レンズの出射面が、凸非球面をなし、レンズが、正面視円形もしくはほぼ円形をなし、第１レンズ部が、正面視上側の弧と下側の弦もしくは弧とからなる形状をなし、第１レンズ部の下側の弦もしくは弧が、車両の内側から外側にかけて、上り勾配で傾斜している、ことを特徴とする。

この発明（請求項５にかかる発明）は、第１レンズ部の入射面もしくは出射面のうち少なくともいずれか一方の面には、光学素子群が設けられている、ことを特徴とする。

この発明（請求項６にかかる発明）は、第１光学ユニットが、第２光学ユニットに対して後側に配置されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項７にかかる発明）は、第２光学ユニットが、第１光学ユニットに対して後側にそれぞれ配置されている、ことを特徴とする。

この発明の車両用前照灯は、第１レンズ部を第２レンズ部に対して上側に配置し、第１レンズ部として肉厚が投影レンズの第２レンズ部の肉厚よりも薄いレンズを使用し、第１光学ユニットを中央に配置し、第１光源もしくはその近傍を焦点とする放物面を基本とする第１反射面を第２レンズ部の光軸に対して交差して配置するものである。このために、この発明の車両用前照灯は、第１レンズ部と第１光学ユニットとにより、特許文献２の車両用前照灯と比較して、集光タイプの第１配光パターン、たとえば、車両の前方の正面（中央）の範囲を照らすハイビーム配光パターン（図４を参照）の配光設計および配光制御を容易に行うことができる。

この発明の車両用前照灯は、第２レンズ部を第１レンズ部に対して下側に配置し、第２レンズ部として投影レンズを使用し、第２光学ユニットを第１光学ユニットの両側にそれぞれ配置し、第２光源もしくはその近傍を第１焦点とし、および第２レンズ部の焦点もしくはその近傍を第２焦点とする楕円面を基本とする第２反射面を第１反射面の両側に配置し、第２レンズ部と第２光学ユニットとの間にシェードを配置するものである。このために、この発明の車両用前照灯は、第２レンズ部と第２光学ユニットとシェードとにより、特許文献１の車両用前照灯と比較して、拡散タイプの第２配光パターン、たとえば、車両の前方の下側（手前側）を中央から左右までの広い範囲を照らすロービーム配光パターン（図９を参照）の配光設計および配光制御を容易に行うことができる。

このように、この発明の車両用前照灯は、集光タイプのハイビーム配光パターンの配光設計および配光制御と、拡散タイプのロービーム配光パターンの配光設計および配光制御と、を容易に両立させることができる。

図１は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態１を示す概略横断面図（概略水平断面図）であって、図２（Ａ）におけるＩ−Ｉ線概略断面図である。 図２は、レンズを示す正面図であって、図１におけるＩＩ矢視図である。 図３は、レンズと第１光学ユニットとを示す概略縦断面図（概略垂直断面図）であって、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線概略断面図である。 図４は、図３に示す第１レンズ部と第１光学ユニットとにより車両の前方に照射される集光タイプの第１配光パターン（ハイビーム配光パターン）を示す説明図である。 図５は、レンズと右側の第２光学ユニットとシェードとを示す概略縦断面図（概略垂直断面図）であって、図１におけるＶ−Ｖ線概略断面図である。 図６は、図５に示す第２レンズ部と右側の第２光学ユニットとシェードとにより車両の前方に照射される拡散タイプの左側第２配光パターン（左側ロービーム配光パターン）を示す説明図である。 図７は、レンズと左側の第２光学ユニットとシェードとを示す概略縦断面図（概略垂直断面図）であって、図１におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線概略断面図である。 図８は、図７に示す第２レンズ部と左側の第２光学ユニットとシェードとにより車両の前方に照射される拡散タイプの右側第２配光パターン（右側ロービーム配光パターン）を示す説明図である。 図９は、図６に示す左側第２配光パターンと図８に示す右側第２配光パターンとを合成（重畳）したすれ違いビーム配光パターン（ロービーム配光パターン）を示す説明図である。 図１０は、図４に示す第１配光パターンと図９に示すすれ違いビーム配光パターン（ロービーム配光パターン）とを合成（重畳）した走行ビーム配光パターン（ハイビーム配光パターン）を示す説明図である。 図１１は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態２を示すレンズの正面図である。 図１２は、レンズの縦断面図（垂直断面図）であって、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。

以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態（実施例）の２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。この明細書および別紙の特許請求の範囲において、前、後、上、下、左、右とは、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。図１〜図３、図５、図７、図１１、図１２において、符号「Ｆ」は「前」、「Ｂ」は「後」、「Ｕ」は「上」、「Ｄ」は「下」、「Ｌ」は「左」、「Ｒ」は「右」である。

図４、図６、図８〜図１０において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーン上の上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーン上の左右の水平線を示す。図４、図６、図８、図９は、スクリーン上の配光パターンを簡略化して示す等光度曲線（等照度曲線）の説明図である。この等光度曲線（等照度曲線）の説明図において、中央の等光度曲線（等照度曲線）は、高光度（高照度）を示し、外側の等光度曲線（等照度曲線）は、低光度（低照度）を示す。図１、図３、図５、図７、図１２において、レンズの断面のハッチングは、省略してある。

（実施形態１の構成の説明）
図１〜図１０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１００の構成について説明する。この例は、たとえば、自動車用前照灯のヘッドランプについて説明する。

（車両用前照灯１００の説明）
前記車両用前照灯１００は、車両（図示せず）の前部の左右両側にそれぞれ搭載されている。以下、車両の左側に搭載されている前記車両用前照灯１００について説明する。車両の左側に搭載されている前記車両用前照灯１００においては、左側が車両の外側であり、右側が車両の内側である。なお、車両の右側に搭載されている前記車両用前照灯１００においては、右側が車両の外側であり、左側が車両の内側である。

前記車両用前照灯１００は、図に示すように、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、レンズ３と、第１光学ユニット１と、右側第２光学ユニット２Ｒおよび左側第２光学ユニット２Ｌと、シェード４と、ヒートシンク部材５と、リフレクタ６と、ホルダ（図示せず）と、を備える。前記車両用前照灯１００は、１眼（１個の前記レンズ３）タイプの車両用前照灯である。

前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）は、灯室（図示せず）を区画する。前記レンズ３および前記第１光学ユニット１および前記右側第２光学ユニット２Ｒおよび前記左側第２光学ユニット２Ｌおよび前記シェード４および前記ヒートシンク部材５および前記リフレクタ６および前記ホルダは、前記灯室内に配置されていて、かつ、取付ブラケット（図示せず）および上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。

前記車両用前照灯１００は、図１、図３、図４に示すように、前記レンズ３と前記第１光学ユニット１とにより、集光タイプの第１配光パターンＰ１を車両の前方に照射する。前記第１配光パターンＰ１は、この例では、車両の前方の正面（中央）の範囲を照らすハイビーム配光パターンである。

前記車両用前照灯１００は、図１、図５、図６に示すように、前記レンズ３と前記右側第２光学ユニット２Ｒと前記シェード４とにより、上縁にカットオフラインＣＬを有する拡散タイプの左側第２配光パターンＰ２Ｌを車両の前方に照射する。前記左側第２配光パターンＰ２Ｌは、この例では、車両の前方の下側（手前側）を中央から左側までの広い範囲を照らす左側ロービーム配光パターンである。

前記車両用前照灯１００は、図１、図７、図８に示すように、前記レンズ３と前記左側第２光学ユニット２Ｌと前記シェード４とにより、上縁にカットオフラインＣＬを有する拡散タイプの右側第２配光パターンＰ２Ｒを車両の前方に照射する。前記右側第２配光パターンＰ２Ｒは、この例では、車両の前方の下側（手前側）を中央から右側までの広い範囲を照らす右側ロービーム配光パターンである。

図６に示す前記左側第２配光パターンＰ２Ｌと図８に示す前記右側第２配光パターンＰ２Ｒとを合成（重畳）する。すると、図９に示すすれ違いビーム配光パターンＰＬが形成される。前記すれ違いビーム配光パターンＰＬは、上縁にカットオフラインＣＬを有する拡散タイプの第２配光パターンである。前記すれ違いビーム配光パターンＰＬは、この例では、車両の前方の下側（手前側）を中央から左右までの広い範囲を照らすロービーム配光パターンである。

前記カットオフラインＣＬは、この例では、水平カットオフラインと、斜めカットオフラインと、からなる。なお、カットオフラインとしては、前記カットオフラインＣＬ以外に、下水平カットオフラインと、斜めカットオフラインと、上水平カットオフラインと、からなるカットオフラインがある。

図４に示す前記第１配光パターンＰ１を、図９に示す前記すれ違いビーム配光パターンＰＬの中央の部分であって、前記すれ違いビーム配光パターンＰＬの前記カットオフラインＣＬのやや下側から上側にかけての部分に、合成（重畳）する。すると、図１０に示すように、走行ビーム配光パターンＰＨが形成される。前記走行ビーム配光パターンＰＨは、車両の前方の正面（中央）の限られた範囲と車両の前方の下側（手前側）を中央から左右までの広い範囲とを照らすハイビーム配光パターンである。

（レンズ３の説明）
前記レンズ３は、前記ホルダを介して前記ヒートシンク部材５に取り付けられている。前記レンズ３は、図１〜図３、図５、図７に示すように、第１レンズ部３１と、第２レンズ部３２と、前記第１レンズ部３１および前記第２レンズ部３２の周囲の円環形状のフランジ部３３と、を有する。

前記第１レンズ部３１は、前記第２レンズ部３２に対して上側に配置されている。前記第２レンズ部３２は、焦点（以下、「レンズ焦点」と称する）Ｆ３と光軸（以下、「レンズ光軸」と称する）Ｚと入射面３２０と出射面３２１とを有する投影レンズである。前記第１レンズ部３１は、肉厚（板厚）が前記第２レンズ部３２の肉厚よりも薄いレンズである。前記第１レンズ部３１は、前記レンズ３の一部分をくりぬいた部分に設けられている。前記第１レンズ部３１は、肉厚（板厚）がほぼ一定であって、ほぼ素通しのレンズである。前記第１レンズ部３１は、焦点と光軸とを有しないが、入射面３１０と出射面３１１とを有するレンズである。

前記レンズ３の出射面、すなわち、前記第１レンズ部３１の前記出射面３１１および前記第２レンズ部３２の前記出射面３２１は、凸非球面をなす。前記レンズ３は、正面視円形もしくはほぼ円形をなす（図２を参照）。前記第１レンズ部３１のエリア（正面視のエリア）は、前記第２レンズ部３２のエリア（正面視のエリア）よりも狭い。

前記第１レンズ部３１は、正面視上側の弧と下側の弦とからなる形状をなす。前記第１レンズ部３１は、前記レンズ光軸Ｚに対して上側に位置している。すなわち、前記第１レンズ部３１の前記下側の弦は、前記レンズ光軸Ｚを通る水平線に対して上側に位置している。

前記第１レンズ部３１の前記下側の弦の一部は、図２（Ａ）中の二点鎖線で示すように、車両の内側（右側）から外側（左側）にかけて、上り勾配で傾斜している。なお、図２（Ｂ）に示すように、前記第１レンズ部３１の前記下側の弦の全部が、車両の内側（右側）から外側（左側）にかけて、上り勾配で傾斜していても良い。また、前記第１レンズ部３１の正面視下側の形状は、前記の弦以外に、弧であっても良い。

前記第１レンズ部３１の前記入射面３１０もしくは前記出射面３１１のうち少なくともいずれか一方の面（好ましくは前記入射面３１０）には、光学素子群（図２中の縦の破線にて示す）が設けられている。前記光学素子群としては、断面弧もしくは２辺の縦プリズム（縦かまぼこ型のプリズム、縦三角型のプリズム）群、あるいは、魚眼プリズム群、あるいは、シボ加工が施されたシボ面などである。

（第１光学ユニット１の説明）
前記第１光学ユニット１は、図１、図３示すように、第１光源１０と、第１反射面１１と、を有する。

前記第１光源１０は、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源（半導体型光源）である。前記第１光源１０は、基板７の中央に実装されていて、前記基板７を介して前記ヒートシンク部材５に取り付けられている。

前記第１光源１０は、長方形形状の発光面を有する。前記発光面は、上側に向いている。前記第１光源１０は、前記レンズ光軸Ｚ上に、前記発光面の長手方向が前記レンズ光軸Ｚに対して直交もしくはほぼ直交するように、配置されている。

前記第１反射面１１は、前記リフレクタ６の前記第１光源１０と対向する面の中央部分に設けられている。前記第１反射面１１は、前記第１光源１０もしくはその近傍を焦点Ｆ１とする放物面を基本（基調）とする反射面である。前記焦点Ｆ１と前記発光面の中心とは、一致もしくはほぼ一致する。

前記第１反射面１１は、図１に示すように、平面視において、前記レンズ光軸Ｚに対して交差して配置されている。すなわち、前記第１反射面１１は、前記レンズ光軸Ｚを被る（跨ぐ）。前記第１反射面１１は、前記第１光源１０からの光Ｌ１を反射させて前記第１レンズ部３１の前記入射面３１０に入射させる反射面である。

（右側第２光学ユニット２Ｒ、左側第２光学ユニット２Ｌの説明）
前記右側第２光学ユニット２Ｒ、前記左側第２光学ユニット２Ｌは、図１、図５、図７に示すように、右側第２光源２０Ｒ、左側第２光源２０Ｌと、右側第２反射面２１Ｒ、左側第２反射面２１Ｌと、を有する。前記右側第２光学ユニット２Ｒ、前記左側第２光学ユニット２Ｌは、平面視において、前記第１光学ユニット１の左右両側にそれぞれ配置されている。

前記右側第２光源２０Ｒ、前記左側第２光源２０Ｌは、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源（半導体型光源）である。前記右側第２光源２０Ｒ、前記左側第２光源２０Ｌは、前記基板７の左右両端に実装されていて、前記基板７を介して前記ヒートシンク部材５に取り付けられている。

前記右側第２光源２０Ｒ、前記左側第２光源２０Ｌは、長方形形状の発光面を有する。前記発光面は、上側に向いている。前記右側第２光源２０Ｒ、前記左側第２光源２０Ｌは、前記第１光源１０の左右両側に、前記発光面の長手方向が前記レンズ光軸Ｚに対して直交もしくはほぼ直交するように、配置されている。

前記右側第２反射面２１Ｒ、前記左側第２反射面２１Ｌは、前記リフレクタ６の中央部分の前記第１反射面１１の左右両側であって、前記右側第２光源２０Ｒ、前記左側第２光源２０Ｌと対向する面の左右両側部分に設けられている。前記右側第２反射面２１Ｒ、前記左側第２反射面２１Ｌは、前記右側第２光源２０Ｒ、前記左側第２光源２０Ｌもしくはその近傍を右側第１焦点Ｆ１Ｒ、左側第１焦点Ｆ１Ｌとし、および、前記レンズ焦点Ｆ３もしくはその近傍を右側第２焦点Ｆ２Ｒ、左側第２焦点Ｆ２Ｌとする楕円面を基本（基調）とする反射面である。

前記右側第１焦点Ｆ１Ｒ、前記左側第１焦点Ｆ１Ｌと、前記右側第２光源２０Ｒの前記発光面の中心、前記左側第２光源２０Ｌの前記発光面の中心とは、一致もしくはほぼ一致する。前記右側第２焦点Ｆ２Ｒ、前記左側第２焦点Ｆ２Ｌとは、一致もしくはほぼ一致する。

前記右側第２反射面２１Ｒ、前記左側第２反射面２１Ｌは、前記右側第２光源２０Ｒ、前記左側第２光源２０Ｌからの光Ｌ２Ｒ、Ｌ２Ｌを反射させて前記第２レンズ部３２の前記入射面３２０に入射させる反射面である。

前記右側第２光学ユニット２Ｒと投影レンズの前記第２レンズ部３２とは、プロジェクタタイプのランプユニットを構成する。また、前記左側第２光学ユニット２Ｌと投影レンズの前記第２レンズ部３２とは、同じく、プロジェクタタイプのランプユニットを構成する。このために、前記右側第２光源２０Ｒの前記発光面の像、前記左側第２光源２０Ｌの前記発光面の像において、前記レンズ焦点Ｆ３を含みかつ前記レンズ光軸Ｚに対して垂直もしくはほぼ垂直な面を通過したときの前記発光面の像と、前記第２レンズ部３２から出射してスクリーン上に投影されたときの前記発光面の像とは、左右上下反転している。

（シェード４の説明）
前記シェード４は、光不透過性の部材から構成されている。前記シェード４は、前記ヒートシンク部材５に取り付けられている。前記シェード４は、前記第２レンズ部３２と前記右側第２光学ユニット２Ｒ、前記左側第２光学ユニット２Ｌとの間に配置されている。前記カットオフラインＣＬを形成する前記シェード４の上縁は、前記レンズ焦点Ｆ３もしくはその近傍に配置されている。

（ヒートシンク部材５の説明）
前記ヒートシンク部材５は、たとえば、熱伝導率が高い材料からなる。前記ヒートシンク部材５は、板形状の取付部５０と、フィン形状の放熱部５１と、から構成されている。前記取付部５０には、前記レンズ３が前記ホルダを介して取り付けられていて、また、前記第１光源１０、前記右側第２光源２０Ｒ、前記左側第２光源２０Ｌが前記基板７を介して取り付けられていて、さらに、前記シェード４および前記リフレクタ６が取り付けられている。

前記ヒートシンク部材５は、前記第１光源１０、前記右側第２光源２０Ｒ、前記左側第２光源２０Ｌにおいて発生する熱を外部に放出するものである。前記ヒートシンク部材５は、前記レンズ３、前記ホルダ、前記第１光源１０、前記右側第２光源２０Ｒ、前記左側第２光源２０Ｌ、前記基板７、前記シェード４および前記リフレクタ６を取り付ける取付部材を兼用する。

（リフレクタ６の説明）
前記リフレクタ６は、光不透過性の材料からなる。前記リフレクタ６は、前記ヒートシンク部材５に取り付けられている。前記リフレクタ６は、前側部分および下側部分が開口し、かつ、後側部分および上側部分および左右両側部分が閉塞した中空形状をなす。前記リフレクタ６の閉塞部分の凹内面には、前記第１反射面１１、前記右側第２反射面２１Ｒ、前記左側第２反射面２１Ｌが設けられている。

（実施形態１の作用の説明）
この実施形態１における車両用前照灯１００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。

右側第２光学ユニット２Ｒの右側第２光源２０Ｒと左側第２光学ユニット２Ｌの左側第２光源２０Ｌとを同時に点灯する。

すると、図１、図５に示すように、右側第２光源２０Ｒから放射された光Ｌ２Ｒは、右側第２光学ユニット２Ｒの右側第２反射面２１Ｒで右側第２焦点Ｆ２Ｒ、レンズ焦点Ｆ３に向かって反射される。その右側第２焦点Ｆ２Ｒ、レンズ焦点Ｆ３に向かった反射光Ｌ２Ｒの一部は、シェード４によりカットオフされる。シェード４によりカットオフされなかった反射光Ｌ２Ｒは、第２レンズ部３２の入射面３２０に入射して、第２レンズ部３２の出射面３２１から出射する。その出射光Ｌ２Ｒは、図６に示すように、上縁にカットオフラインＣＬを有する拡散タイプの左側第２配光パターン（左側ロービーム配光パターン）Ｐ２Ｌとして、車両の前方の下側（手前側）を中央から左側までの広い範囲を照らす。

ここで、右側第２光学ユニット２Ｒと投影レンズの第２レンズ部３２とは、プロジェクタタイプのランプユニットを構成する。このために、右側第２光源２０Ｒの発光面の像において、レンズ焦点Ｆ３を含みかつレンズ光軸Ｚに対して垂直もしくはほぼ垂直な面を通過したときの発光面の像と、第２レンズ部３２から出射してスクリーン上に投影されたときの発光面の像とは、左右上下反転している。これにより、前記の反射光Ｌ２Ｒにおいて、シェード４によりカットオフされなかった反射光Ｌ２Ｒの大部分は、レンズ焦点Ｆ３に対して右側を通過する。このために、左側第２配光パターンＰ２Ｌの大部分は、スクリーン上の上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左側の広い範囲に投影されている。

一方、図１、図７に示すように、左側第２光源２０Ｌから放射された光Ｌ２Ｌは、左側第２光学ユニット２Ｌの左側第２反射面２１Ｌで左側第２焦点Ｆ２Ｌ、レンズ焦点Ｆ３に向かって反射される。その左側第２焦点Ｆ２Ｌ、レンズ焦点Ｆ３に向かった反射光Ｌ２Ｌの一部は、シェード４によりカットオフされる。シェード４によりカットオフされなかった反射光Ｌ２Ｌは、第２レンズ部３２の入射面３２０に入射して、第２レンズ部３２の出射面３２１から出射する。その出射光Ｌ２Ｌは、図８に示すように、上縁にカットオフラインＣＬを有する拡散タイプの右側第２配光パターン（右側ロービーム配光パターン）Ｐ２Ｒとして、車両の前方の下側（手前側）を中央から右側までの広い範囲を照らす。

ここで、左側第２光学ユニット２Ｌと投影レンズの第２レンズ部３２とは、プロジェクタタイプのランプユニットを構成する。このために、左側第２光源２０Ｌの発光面の像において、レンズ焦点Ｆ３を含みかつレンズ光軸Ｚに対して垂直もしくはほぼ垂直な面を通過したときの発光面の像と、第２レンズ部３２から出射してスクリーン上に投影されたときの発光面の像とは、左右上下反転している。これにより、前記の反射光Ｌ２Ｌにおいて、シェード４によりカットオフされなかった反射光Ｌ２Ｌの大部分は、レンズ焦点Ｆ３に対して左側を通過する。このために、右側第２配光パターンＰ２Ｒの大部分は、スクリーン上の上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して右側の広い範囲に投影されている。

そして、図６に示す左側第２配光パターンＰ２Ｌと図８に示す右側第２配光パターンＰ２Ｒとが合成（重畳）される。すると、図９に示すように、上縁にカットオフラインＣＬを有する拡散タイプの第２配光パターンであるすれ違いビーム配光パターン（ロービーム配光パターン）ＰＬが形成される。このすれ違いビーム配光パターンＰＬは、車両の前方の下側（手前側）を中央から左右までの広い範囲を照らす。

つぎに、右側第２光源２０Ｒと左側第２光源２０Ｌとの同時点灯と共に、第１光学ユニット１の第１光源１０を同時に点灯する。すると、図１、図３に示すように、第１光源１０から放射された光Ｌ１は、第１光学ユニット１の第１反射面１１で平行もしくはほぼ平行に反射される。その平行もしくはほぼ平行な反射光Ｌ１は、第１レンズ部３１の入射面３１０に入射して、第１レンズ部３１の出射面３１１から出射する。その出射光Ｌ１は、図４に示すように、集光タイプの第１配光パターン（ハイビーム配光パターン）Ｐ１として、車両の前方の正面（中央）の範囲を照らす。

そして、図４に示す第１配光パターンＰ１が、図９に示すすれ違いビーム配光パターンＰＬの中央の部分であって、すれ違いビーム配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬのやや下側から上側にかけての部分に、合成（重畳）される。すると、図１０に示すように、走行ビーム配光パターン（ハイビーム配光パターン）ＰＨが形成される。この走行ビーム配光パターンＰＨは、車両の前方の正面（中央）の限られた範囲と車両の前方の下側（手前側）を中央から左右までの広い範囲とを照らす。

（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１００は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態１における車両用前照灯１００は、レンズ３において、第１レンズ部３１を第２レンズ部３２に対して上側に配置し、第１レンズ部３１として肉厚が投影レンズの第２レンズ部３２の肉厚よりも薄いレンズを使用する。また、この実施形態１における車両用前照灯１００は、第１光学ユニット１を中央に配置し、第１光源１０もしくはその近傍を焦点Ｆ１とする放物面を基本とする第１反射面１１をレンズ光軸Ｚに対して交差して配置するものである。このために、この実施形態１における車両用前照灯１００は、第１レンズ部３１と第１光学ユニット１とにより、特許文献２の車両用前照灯と比較して、集光タイプの第１配光パターンＰ１、たとえば、図４に示すように、車両の前方の正面（中央）の範囲を照らすハイビーム配光パターンの配光設計および配光制御を容易に行うことができる。

この実施形態１における車両用前照灯１００は、レンズ３において、第２レンズ部３２を第１レンズ部３１に対して下側に配置し、第２レンズ部３２として投影レンズを使用する。また、この実施形態１における車両用前照灯１００は、右側第２光学ユニット２Ｒ、左側第２光学ユニット２Ｌを第１光学ユニット１の左右両側にそれぞれ配置し、右側第２光源２０Ｒ、左側第２光源２０Ｌもしくはその近傍を右側第１焦点Ｆ１Ｒ、左側第１焦点Ｆ１Ｌとし、および、レンズ焦点Ｆ３もしくはその近傍を右側第２焦点Ｆ２Ｒ、左側第２焦点Ｆ２Ｌとする楕円面を基本とする右側第２反射面２１Ｒ、左側第２反射面２１Ｌを第１反射面１１の左右両側に配置し、第２レンズ部３２と右側第２光学ユニット２Ｒ、左側第２光学ユニット２Ｌとの間にシェード４を配置するものである。このために、この実施形態１における車両用前照灯１００は、第２レンズ部３２と右側第２光学ユニット２Ｒ、左側第２光学ユニット２Ｌとシェード４とにより、特許文献１の車両用前照灯と比較して、拡散タイプの左側第２配光パターンＰ２Ｌと拡散タイプの右側第２配光パターンＰ２Ｒとが合成（重畳）された拡散タイプの第２配光パターンとしてのすれ違いビーム配光パターンＰＬ、たとえば、図９に示すように、車両の前方の下側（手前側）を中央から左右までの広い範囲を照らすロービーム配光パターンの配光設計および配光制御を容易に行うことができる。

このように、この実施形態１における車両用前照灯１００は、集光タイプのハイビーム配光パターンの配光設計および配光制御と、拡散タイプのロービーム配光パターンの配光設計および配光制御と、を容易に両立させることができる。

この実施形態１における車両用前照灯１００は、右側第２光学ユニット２Ｒ、左側第２光学ユニット２Ｌを第１光学ユニット１の左右両側にそれぞれ配置されているものである。このために、この実施形態１における車両用前照灯１００は、右側第２光学ユニット２Ｒの右側第２光源２０Ｒ、左側第２光学ユニット２Ｌの左側第２光源２０Ｌの点灯時間が第１光学ユニット１の第１光源１０と比較して長い場合であっても、右側第２光学ユニット２Ｒの右側第２光源２０Ｒ、左側第２光学ユニット２Ｌの左側第２光源２０Ｌにおいて発生する熱をヒートシンク部材５を介して効率良く外部に排出することができる。

この実施形態１における車両用前照灯１００は、第１レンズ部３１が、第２レンズ部３２の光軸（レンズ光軸）Ｚに対して上側に位置している。すなわち、第２レンズ部３２には、光軸（レンズ光軸）Ｚを有する。このために、この実施形態１における車両用前照灯１００は、すれ違いビーム配光パターンＰＬの照射時において、すれ違いビーム配光パターンＰＬのホットゾーン（高光度帯、高照度帯）の光量を十分に得ることができる。しかも、この実施形態１における車両用前照灯１００は、すれ違いビーム配光パターンＰＬの照射時において、右側第２光学ユニット２Ｒからの反射光Ｌ２Ｒおよび左側第２光学ユニット２Ｌからの反射光Ｌ２Ｌが第１レンズ部３１の入射面３１０に入射して配光制御されていない出射光として第１レンズ部３１の出射面３１１から出射するのを確実に防ぐことができる。

この実施形態１における車両用前照灯１００は、第１レンズ部３１のエリアが、第２レンズ部３２のエリアよりも狭い。このために、この実施形態１における車両用前照灯１００は、すれ違いビーム配光パターンＰＬの照射時において、右側第２光学ユニット２Ｒからの反射光Ｌ２Ｒおよび左側第２光学ユニット２Ｌからの反射光Ｌ２Ｌが第１レンズ部３１の入射面３１０に入射して配光制御されていない出射光として第１レンズ部３１の出射面３１１から出射するのを確実に防ぐことができる。

この実施形態１における車両用前照灯１００は、レンズ３の出射面３１１，３２１が、凸非球面をなし、レンズ３が、正面視円形もしくはほぼ円形をなし、第１レンズ部３１が、正面視上側の弧と下側の弦とからなる形状をなし、第１レンズ部３１の下側の弦が、車両の内側から外側にかけて、上り勾配で傾斜している。このために、この実施形態１における車両用前照灯１００は、斬新なデザインを得ることができる。

この実施形態１における車両用前照灯１００は、第１レンズ部３１の入射面３１０もしくは出射面３１１のうち少なくともいずれか一方の面には、光学素子群が設けられている。このために、この実施形態１における車両用前照灯１００は、光学素子群により、第１レンズ部３１から照射される第１配光パターンＰ１の配光設計および配光制御を容易に行うことができる。しかも、外側から第１レンズ部３１を通してこの実施形態１における車両用前照灯１００の内部であってレンズ３より後側の部分を見えるのを防ぐことができる。すなわち、光学素子群が目隠しとなる。

（実施形態２の構成、作用、効果の説明）
図１１、図１２は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態２を示す。以下、この実施形態２における車両用前照灯１００Ａの構成、作用、効果について説明する。図中、図１〜図１０と同符号は、同一のものを示す。

前記の実施形態１における車両用前照灯１００は、レンズ３が正面視円形もしくはほぼ円形をなし、また、第１レンズ部３１のエリア（正面視のエリア）が第２レンズ部３２のエリア（正面視のエリア）よりも狭く、さらに、第１レンズ部３１の出射面３１１が第２レンズ部３２の出射面３２１と同様に凸非球面をなすものである。

これに対して、この実施形態２における車両用前照灯１００Ａは、レンズ３Ａが正面視平行四辺形をなし、また、第１レンズ部３１のエリア（正面視のエリア）と第２レンズ部３２のエリア（正面視のエリア）とが同等もしくはほぼ同等であり、さらに、第１レンズ部３１の出射面３１１が第２レンズ部３２の出射面３２１の凸非球面に対して平面をなすものである。なお、この実施形態２における車両用前照灯１００Ａの第１レンズ部３１の出射面３１１は、前記の実施形態１における車両用前照灯１００の第１レンズ部３１の出射面３１１と同様に、凸非球面をなすものであっても良い。

ここで、この実施形態２における車両用前照灯１００Ａは、前記の実施形態１における車両用前照灯１００と同様に、第１レンズ部３１が、第２レンズ部３２の光軸（レンズ光軸）Ｚに対して上側に位置している。すなわち、第２レンズ部３２には、光軸（レンズ光軸）Ｚを有する。この結果、ここで、この実施形態２における車両用前照灯１００Ａは、前記の実施形態１における車両用前照灯１００と同様もしくはほぼ同様の作用効果を達成することができる。

（実施形態１、２以外の例の説明）
なお、この実施形態１、２においては、集光タイプの第１配光パターンＰ１として図４に示すハイビーム配光パターンＰ１であり、上縁にカットオフラインＣＬを有する拡散タイプの第２配光パターンＰ２Ｒ、Ｐ２Ｌとして図９に示すすれ違いビーム配光パターンＰＬである。ところが、この発明においては、集光タイプの第１配光パターンＰ１として、図４に示すハイビーム配光パターンＰ１以外の配光パターンであっても良いし、上縁にカットオフラインＣＬを有する拡散タイプの第２配光パターンＰ２Ｒ、Ｐ２Ｌとして、図９に示すすれ違いビーム配光パターンＰＬ以外の配光パターンであっても良い。

また、この実施形態１、２においては、第１光学ユニット１と右側第２光学ユニット２Ｒおよび左側第２光学ユニット２Ｌとが左右に並べて配置されているものである。ところが、この発明においては、第１光学ユニット１と右側第２光学ユニット２Ｒおよび左側第２光学ユニット２Ｌとを、前後に、あるいは、上下に、あるいは、左右にずらして配置しても良い。

たとえば、第１光学ユニット１を右側第２光学ユニット２Ｒおよび左側第２光学ユニット２Ｌに対して後側に配置しても良い。すなわち、第１光学ユニット１の第１光源１０、第１反射面１１を右側第２光学ユニット２Ｒの右側第２光源２０Ｒ、右側第２反射面２１Ｒおよび左側第２光学ユニット２Ｌの左側第２光源２０Ｌ、左側第２反射面２１Ｌに対して後側に配置しても良い。この場合においては、第１光学ユニット１により得られる集光タイプの第１配光パターンＰ１の配光設計および配光制御をさらに容易に行うことができる。

また、右側第２光学ユニット２Ｒおよび左側第２光学ユニット２Ｌを第１光学ユニット１に対して後側に配置しても良い。すなわち、右側第２光学ユニット２Ｒの右側第２光源２０Ｒ、右側第２反射面２１Ｒおよび左側第２光学ユニット２Ｌの左側第２光源２０Ｌ、左側第２反射面２１Ｌを第１光学ユニット１の第１光源１０、第１反射面１１に対して後側に配置しても良い。この場合においては、右側第２光学ユニット２Ｒおよび左側第２光学ユニット２Ｌにより得られる上縁にカットオフラインＣＬを有する拡散タイプの第２配光パターンＰ２Ｒ、Ｐ２Ｌ（すれ違いビーム配光パターンＰＬ）の配光設計および配光制御をさらに容易に行うことができる。

さらに、この実施形態１、２においては、第１光学ユニット１が１個の第１光源１０と１個の第１反射面１１とから構成されているものである。ところが、この発明においては、第１光学ユニット１が複数個の第１光源１０と複数個の第１反射面１１とから構成されているものであっても良い。

さらにまた、この実施形態１、２においては、右側第２光学ユニット２Ｒが１個の右側第２光源２０Ｒと１個の右側第２反射面２１Ｒとから構成されているものである。ところが、この発明においては、右側第２光学ユニット２Ｒが複数個の右側第２光源２０Ｒと複数個の右側第２反射面２１Ｒとから構成されているものであっても良い。

さらにまた、この実施形態１、２においては、左側第２光学ユニット２Ｌが１個の左側第２光源２０Ｌと１個の左側第２反射面２１Ｌとから構成されているものである。ところが、この発明においては、左側第２光学ユニット２Ｌが複数個の左側第２光源２０Ｌと複数個の左側第２反射面２１Ｌとから構成されているものであっても良い。

１００、１００Ａ 車両用前照灯
１ 第１光学ユニット
１０ 第１光源
１１ 第１反射面
２Ｒ 右側第２光学ユニット
２０Ｒ 右側第２光源
２１Ｒ 右側第２反射面
２Ｌ 左側第２光学ユニット
２０Ｌ 左側第２光源
２１Ｌ 左側第２反射面
３、３Ａ レンズ
３１ 第１レンズ部
３１０ 入射面
３１１ 出射面
３２ 第２レンズ部
３２０ 入射面
３２１ 出射面
３３ フランジ部
４ シェード
５ ヒートシンク部材
５０ 取付部
５１ 放熱部
６ リフレクタ
７ 基板
Ｂ 後
ＣＬ カットオフライン
Ｄ 下
Ｆ 前
Ｆ１ 焦点
Ｆ１Ｒ 右側第１焦点
Ｆ１Ｌ 左側第１焦点
Ｆ２Ｒ 右側第２焦点
Ｆ２Ｌ 左側第２焦点
Ｆ３ レンズ焦点（焦点）
ＨＬ−ＨＲ スクリーン上の左右の水平線
Ｌ 左
Ｌ１、Ｌ２Ｒ、Ｌ２Ｌ 光（反射光、出射光）
Ｐ１ 第１配光パターン
Ｐ２Ｒ 右側第２配光パターン
Ｐ２Ｌ 左側第２配光パターン
ＰＨ 走行ビーム配光パターン
ＰＬ すれ違いビーム配光パターン
Ｒ 右
ＶＵ−ＶＤ スクリーン上の上下の垂直線
Ｕ 上
Ｚ レンズ光軸（光軸）

Claims (7)

1. レンズと、第１光学ユニットと、第２光学ユニットと、シェードと、を備え、
   前記レンズと前記第１光学ユニットとにより集光タイプの第１配光パターンを車両の前方に照射し、
   前記レンズと前記第２光学ユニットと前記シェードとにより上縁にカットオフラインを有する拡散タイプの第２配光パターンを車両の前方に照射する車両用前照灯であって、
   前記レンズは、第１レンズ部と、第２レンズ部と、を有し、前記第１レンズ部は、前記第２レンズ部に対して上側に配置されていて、前記第２レンズ部は、焦点と光軸とを有する投影レンズであり、前記第１レンズ部は、肉厚が前記第２レンズ部の肉厚よりも薄いレンズであり、
   前記第１光学ユニットは、第１光源と、第１反射面と、を有し、前記第１反射面は、前記第１光源もしくはその近傍を焦点とする放物面を基本とする反射面であって、平面視において、前記第２レンズ部の前記光軸に対して交差して配置されていて、前記第１光源からの光を反射させて前記第１レンズ部の入射面に入射させる反射面であり、
   前記第２光学ユニットは、第２光源と、第２反射面と、を有し、平面視において、前記第１光学ユニットの両側にそれぞれ配置されていて、前記第２反射面は、前記第２光源もしくはその近傍を第１焦点とし、および、前記第２レンズ部の前記焦点もしくはその近傍を第２焦点とする楕円面を基本とする反射面であって、前記第２光源からの光を反射させて前記第２レンズ部の入射面に入射させる反射面であり、
   前記シェードは、前記第２レンズ部と前記第２光学ユニットとの間に配置されていて、前記カットオフラインを形成する前記シェードの上縁は、前記第２レンズ部の前記焦点もしくはその近傍に配置されている、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記第１レンズ部は、前記第２レンズ部の前記光軸に対して上側に位置している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記第１レンズ部のエリアは、前記第２レンズ部のエリアよりも狭い、
   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. 前記レンズの出射面は、凸非球面をなし、
   前記レンズは、正面視円形もしくはほぼ円形をなし、
   前記第１レンズ部は、正面視上側の弧と下側の弦もしくは弧とからなる形状をなし、
   前記第１レンズ部の前記下側の弦もしくは弧は、車両の内側から外側にかけて、上り勾配で傾斜している、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。
5. 前記第１レンズ部の前記入射面もしくは出射面のうち少なくともいずれか一方の面には、光学素子群が設けられている、
   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。
6. 前記第１光学ユニットは、前記第２光学ユニットに対して後側に配置されている、
   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。
7. 前記第２光学ユニットは、前記第１光学ユニットに対して後側にそれぞれ配置されている、
   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。

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