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WO2015118905A1 - 車両用前照灯 - Google Patents

車両用前照灯 Download PDF

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Publication number
WO2015118905A1
WO2015118905A1 PCT/JP2015/050623 JP2015050623W WO2015118905A1 WO 2015118905 A1 WO2015118905 A1 WO 2015118905A1 JP 2015050623 W JP2015050623 W JP 2015050623W WO 2015118905 A1 WO2015118905 A1 WO 2015118905A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
region
light source
reflector
hot zone
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2015/050623
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
寛之 牧野
健 堀場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koito Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koito Manufacturing Co Ltd filed Critical Koito Manufacturing Co Ltd
Priority to CN201580007548.1A priority Critical patent/CN105980771B/zh
Priority to US15/117,008 priority patent/US10436402B2/en
Publication of WO2015118905A1 publication Critical patent/WO2015118905A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/06—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle
    • B60Q1/068—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle by mechanical means
    • B60Q1/0683—Adjustable by rotation of a screw
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/147—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device
    • F21S41/148—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device the main emission direction of the LED being perpendicular to the optical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F21S41/334—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors
    • F21S41/336—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors with discontinuity at the junction between adjacent areas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
    • F21S43/145—Surface emitters, e.g. organic light emitting diodes [OLED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings

Definitions

  • the present invention relates to a lamp, and more particularly to a vehicle headlamp that forms light distribution by reflecting light emitted from a light source that emits light in a planar shape with a reflector.
  • planar light source that emits light in a planar shape such as an LED (Light Emitting Diode)
  • LED Light Emitting Diode
  • planar light sources are approximately hemispherical (about half of conventional light sources)
  • the irradiation angle is 180 degrees.
  • a headlamp using an LED has oblique and horizontal cut-off lines by reflecting light source light with a reflector whose reflection surface is divided into a plurality of segments having different reflection characteristics, and synthesizing these projection images. Some form a light distribution pattern for low beams.
  • Patent Document 1 uses a light source that emits light in a planar shape using an LED, and when a reflector is viewed from the front, a hot zone of the light distribution pattern is formed in a segment in the central region, A headlamp is disclosed which forms a diffusion zone of the light distribution pattern in segments.
  • An object of the present invention is to provide a vehicular headlamp that increases the illuminance in the vicinity of the cut-off line in the low-beam light distribution pattern and improves the distance visibility.
  • a vehicle headlamp has a light source that emits light in a planar shape, and oblique and horizontal cut-off lines that reflect light emitted from the planar light source forward. And a reflector that forms a low beam light distribution pattern, wherein the planar light source is provided in a direction perpendicular to the optical axis of the reflector, and the reflector includes a plurality of segments having different reflection characteristics on a reflecting surface.
  • the plurality of segments includes a first region having a large arrangement angle from the light emitting surface of the planar light source and a second region having a small arrangement angle from the light emitting surface of the planar light source when the reflector is viewed from the front. Then, a hot zone of the light distribution pattern is formed, and a diffusion zone of the light distribution pattern is formed in a third region in an arrangement angle between the first region and the second region. .
  • the segment that was conventionally used for diffusion pattern formation has been turned into a hot zone formation application.
  • the illuminance of the hot zone can be increased. That is, unlike a point light source or a three-dimensional light source, a planar light source has a light source image that is condensed and reflected as the position angle with the light source is smaller. Utilizing this property, the segment of the second region at a position where the arrangement angle with the planar light source is small is used for hot zone formation, so that a light source image with a narrow and high intensity is concentrated in the hot zone. It can be projected (synthesized). Therefore, the illuminance of the hot zone can be increased.
  • a region that mainly irradiates the own lane traveling side irradiates a region including an oblique cut-off line in the hot zone.
  • the light source image that is narrow and has a high luminous intensity reflected in the second area is intensively projected on the area including the oblique cutoff line, so that the illuminance in the vicinity of the oblique cutoff line can be increased.
  • a region that mainly illuminates the opposite lane side irradiates a region including a horizontal cutoff line in the hot zone.
  • the illuminance in the vicinity of the horizontal cutoff line can be increased.
  • At least the region on the side that irradiates the region including the horizontal cutoff line of the second region, and the region far from the planar light source is the region in the hot zone Irradiate the area including the diagonal cut-off line.
  • the light source image of the planar light source As a characteristic of the light source image of the planar light source, not only the arrangement angle with the light source but also the light source image is condensed and reflected at a position where the arrangement distance from the light source is far. According to this configuration, by utilizing this characteristic, a light source image that is narrow and has a high intensity reflected in an area far from the light source is projected onto an area including the oblique cutoff line. It can be raised further.
  • the illuminance in the hot zone of the low beam light distribution pattern, particularly in the vicinity of the oblique and horizontal cut-off lines is increased, and the distant visibility is improved.
  • FIG. 1 is a front view of a vehicle headlamp according to an embodiment of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view of the headlamp of FIG. It is a perspective view of a planar light source. It is a figure which shows the light distribution pattern for low beams formed on a virtual vertical screen by a lamp unit. It is a front view of the reflector for demonstrating the structure of a reflective surface.
  • 6A is a light source image of the planar light source viewed from the viewpoint A in FIG. 1
  • FIG. 6B is a light source image of the planar light source viewed from the viewpoint B in FIG.
  • (C) is a light source image of the planar light source viewed from the viewpoint C in FIG.
  • FIG. 7A is a diagram schematically showing a segment included in the second hot zone forming unit
  • FIG. 7B is a diagram showing a hot formed on the virtual vertical screen by the segment of FIG. 7A. It is a figure which shows the light distribution pattern for zones.
  • FIG. 8A is a diagram schematically showing segments included in the third hot zone forming unit
  • FIG. 8B is a segment of FIG. 8A formed on a virtual vertical screen.
  • FIG. 9A is a diagram schematically showing segments included in the first hot zone forming unit
  • FIG. 9B is a segment of FIG. 9A formed on a virtual vertical screen.
  • FIG. 1 is a front view of a vehicle headlamp 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the headlamp 10 (cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1).
  • the vehicle headlamp 10 includes a box-shaped lamp body 2 having an opening, and a front cover 4 made of translucent resin or glass attached to the opening.
  • the vehicle headlamp 10 has a lamp unit 6 in a lamp chamber defined by the lamp body 2 and the front cover 4.
  • the headlamps 10 are respectively provided on the left and right sides of the front portion of the vehicle, and the following configurations are common to the left and right.
  • the direction of the front cover 4 is the front direction (arrow F) as referred to in this specification
  • the direction of the lamp body 2 is the rear direction (arrow B) as referred to in this specification.
  • the lamp unit 6 includes a planar light source 11 that emits light in a planar shape, a reflector 12, and a vertical support plate 14 and a horizontal support plate 15 that serve as support members for the planar light source 11 and the reflector 12.
  • An extension (not shown) for hiding the configuration of the lamp unit 6 from the front side of the lamp unit is provided in front of the lamp unit 6 in the area excluding the light emitting area.
  • the vertical support plate 14 is fixed to the lamp body 2 at the three corners by the aiming screw 16 and can be tilted in the vertical and horizontal directions.
  • the horizontal support plate 15 is fixed to the front surface of the vertical support plate 14.
  • the planar light source 11 is attached to the lower surface of the horizontal support plate 15.
  • the horizontal support plate 15 is made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum.
  • heat radiating fins 17 are integrally formed, and function as a heat sink. For this reason, the heat generated by the planar light source 11 is efficiently dissipated through the radiation fins 17.
  • FIG. 3 is a perspective view of the planar light source 11.
  • the planar light source 11 has a plurality of LED chips 21 and phosphors 22 on a substrate 23 made of aluminum nitride, and is a light emitting module capable of emitting light in a planar shape.
  • LED chips 21 of 1 mm square each are arranged in a line.
  • a blue LED that mainly emits blue light is employed.
  • the phosphor 22 is applied linearly on the row of LED chips 21.
  • As the phosphor 22, a material that converts the wavelength of blue light into yellow light is employed.
  • the planar light source 11 has a light emitting surface (phosphor surface) 22a that emits light in a rectangular shape, and has an irradiation angle of 180 degrees with respect to the direction in which the light emitting surface 22a is directed. Note that the value of the irradiation angle does not need to be strictly 180 degrees, and may be a numerical value before and after that. Further, the LED chip 21 may emit light other than blue, such as mainly ultraviolet light. Regarding the number and shape of the LED chips 21, the above is an example, and the LED chips 21 may be arranged in a form that can emit light in a planar shape. Since the phosphor 22 is known, the details are omitted.
  • the reflector 12 is an optical member having a reflecting surface 12a formed with a rotating paraboloid as a basic shape.
  • the reflector 12 reflects light emitted from the planar light source 11 forward to form a low beam light distribution pattern PL, which will be described later.
  • the base end of the reflector 12 is attached below the horizontal support plate 15 and on the front surface of the vertical support plate 14. That is, the planar light source 11 is provided in a direction perpendicular to the optical axis Ax of the reflector 12 (see FIG. 2).
  • “The light source 11 is provided in a direction perpendicular to the optical axis Ax of the reflector 12” means that the planar light source 11 is disposed above or below the optical axis Ax of the reflector 12.
  • the light emitting surface 22a of the planar light source 11 is arranged downward, and the optical axis Ay of the planar light source 11 intersects the optical axis Ax of the reflector perpendicularly.
  • the light emitting surface 22a of the planar light source 11 may be disposed so as to be inclined in the front-rear direction of the lamp, and the optical axis Ay of the planar light source 11 and the optical axis Ax of the reflector may be provided so as to intersect with each other.
  • the reflection surface 12a of the reflector 12 is divided into a plurality of segments having different reflection characteristics, which will be described later. Each segment is formed as a smooth curved surface. Adjacent segments are connected via a step or fold. Each segment of the reflector 12 includes a first hot zone forming unit 31, a second hot zone forming unit 32, a third hot zone forming unit 33, a first diffusion zone forming unit 41, and a second diffusion zone, which will be described later. It is divided into forming portions 42. The projection images reflected by these segments are combined to form the following low beam light distribution pattern PL.
  • FIG. 4 is a diagram showing a low beam light distribution pattern PL formed on the virtual vertical screen by the lamp unit 6.
  • the lamp unit 6 reflects light emitted from the planar light source 11 to the front of the lamp by the reflecting surface 12a, and on the virtual vertical screen virtually set at a position 25m ahead of the lamp, the low beam light distribution pattern PL.
  • the low beam light distribution pattern PL has a horizontal cutoff line CL1 and an oblique cutoff line CL2.
  • the horizontal cut-off line CL1 is a line extending in parallel below the HH line on the right side of the VV line on the virtual vertical screen.
  • the oblique cutoff line CL2 is a line that rises at an inclination of 15 degrees with respect to the HH line from the intersection of the horizontal cutoff line CL1 on the virtual vertical screen and the VV line toward the left.
  • the low beam light distribution pattern PL has a hot zone PA in the vicinity of the vanishing point (intersection of the HH line and the VV line) on the virtual vertical screen.
  • the hot zone PA includes an oblique cut-off line CL2 and a horizontal cut-off line CL1, and has higher illuminance than other areas (PB areas described later).
  • the low beam light distribution pattern PL has a diffusion zone PB.
  • the diffusion zone PB includes a horizontal region extending below the horizontal cutoff line CL1 below the horizontal cut-off line CL1 in the left region from the VV line, and hot zone PA below the HH line in the right region from the VV line. It includes a wider horizontal area. Further, the diffusion zone PB extends to the extended area of the oblique cutoff line CL2 above the HH line.
  • the low beam light distribution pattern PL is formed by combining the hot zone PA and the diffusion zone PB.
  • FIG. 5 is a front view of the reflector 12 for explaining the configuration of the reflecting surface 12a.
  • the reflection surface 12a of the reflector 12 has a first region ⁇ b having a large arrangement angle ⁇ from the light emitting surface 22a of the planar light source 11 and a second region having a small arrangement angle ⁇ from the light emitting surface 22a when the reflector 12 is viewed from the front.
  • ⁇ s and a third region ⁇ m having an arrangement angle ⁇ from the light emitting surface 22a.
  • the arrangement angle ⁇ is such that when the reflector 12 is viewed from the front, the center of the light emitting surface 22a of the planar light source 11 is the reference point, and the reference point passes through the reference point in the longitudinal direction of the light emitting surface 22a.
  • the extended line is defined as 0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 90 ° where the horizontal reference is 0 ° and the line orthogonal to the light emitting surface 22a at the reference point is 90 °. That is, the arrangement angle ⁇ is defined in each of the left region and the right region with respect to the reflecting surface 12a with the 90-degree line as a boundary. Therefore, the second region ⁇ s having a small arrangement angle, the third region ⁇ m in the arrangement angle, and the first region ⁇ b having a large arrangement angle exist on the reflecting surface 12a of the reflector as a pair on the left and right.
  • the first region ⁇ b having a large arrangement angle that is, a region around the arrangement angle of 90 degrees, preferably around the arrangement angle of 75 degrees to 90 degrees (from the 90-degree line to the left and right around 15 degrees) has the first hot A zone forming portion 31 is formed.
  • the second region ⁇ s having a small arrangement angle is a region around the arrangement angle of 0 °, preferably from the arrangement angle of 0 ° to around 15 °.
  • a second hot zone forming portion 32 is formed in the left second region ⁇ s, and a third hot zone forming portion 33 is formed in the right second region ⁇ s.
  • the term “periphery” means, for example, the vicinity of 15 degrees does not mean that it is strictly on the 15th line, but includes an area of plus or minus several tens of degrees on the 15th line. To do.
  • the third region ⁇ m in the arrangement angle is provided between the first region ⁇ b having a small arrangement angle and the second region ⁇ s having a large arrangement angle.
  • a first diffusion zone forming portion 41 is formed in the left third region ⁇ m, and a second diffusion zone forming portion 42 is formed in the right third region ⁇ m.
  • the first hot zone forming unit 31, the second hot zone forming unit 32, and the third hot zone forming unit 33 form the hot zone PA. Further, the first diffusion zone forming part 41 and the second diffusion zone forming part 42 form the diffusion zone PB.
  • the first hot zone forming unit 31, the second hot zone forming unit 32, and the third hot zone forming unit 33 are arranged in the first region ⁇ b or the second region ⁇ s in order to avoid complication of the shape of the reflector 12. It is not necessary to use all of the areas, and it is preferable that the first area ⁇ b and the second area ⁇ s are provided at the maximum in the formable area.
  • the configuration of the reflector of Patent Document 1 is such that when the reflector is viewed from the front, a hot zone PA is formed by a segment in the central region, that is, the first region ⁇ b, and a segment in the other region, that is, the second region ⁇ s, the second region ⁇ s.
  • a diffusion zone PB is formed in three regions ⁇ m.
  • the second hot zone forming portion 32 and the third hot zone forming portion 33 are formed in the second region ⁇ s that has been conventionally used for forming the diffusion zone PB. ing.
  • the reason why the second region ⁇ s is used for forming the hot zone PA is to maximize the characteristics of the light source image of the planar light source 11. This will be described in detail below.
  • FIG. 6A is a light source image of the planar light source 11 viewed from the viewpoint A of FIG. 1
  • FIG. 6B is a light source image of the planar light source 11 viewed from the viewpoint B of FIG.
  • FIG. 6C is a light source image of the planar light source 11 viewed from the viewpoint C in FIG.
  • the light emitting surface 22a (hereinafter also referred to as the light source image 22i) of the planar light source 11 is as shown in FIG. Looks like a rectangle.
  • the light source image 22i is as shown in FIG. It looks smaller than the light source image 22i of the viewpoint A. Further, when the planar light source 11 is viewed from the viewpoint C in FIG.
  • a light source image 22i is shown in FIG. As shown in FIG. 6C, it looks like a trapezoid smaller than the light source images 22i of the viewpoints A and B.
  • the light source image 22i of the planar light source 11 is reflected with a smaller concentration as the distance from the light source 11 increases, and as the arrangement angle ⁇ from the light source 11 decreases. Therefore, when the light source image 22i is projected, a projected image with high luminous intensity can be formed in a narrow range. In a point light source and a three-dimensional light source, the difference in the light source image due to such an angle and distance does not occur as much as in the planar light source, and this is a characteristic unique to the planar light source.
  • the first hot zone forming part 31, the second hot zone forming part 32, the third hot zone forming part 33, the first diffusion zone forming part 41, and the second diffusion zone forming part 42 Details will be described.
  • the segments of the first diffusion zone forming section 41 are formed by dividing the region of the first diffusion zone forming section 41 into four rows in the left-right direction and three rows in the up-down direction. The segment in the third row from the left and the third row from the top is further divided into two. As a result, the first diffusion zone forming unit 41 has 13 segments (see FIG. 5). Each of the segments of the first diffusion zone forming unit 41 forms a projection image that spreads to the left below the HH line on the virtual vertical screen.
  • the segments of the second diffusion zone forming part 42 are formed by dividing the region of the second diffusion zone forming part 42 into four rows in the left-right direction and three rows in the up-down direction. As a result, the second diffusion zone forming unit 42 has 12 segments (see FIG. 5). Each of the segments of the second diffusion zone forming unit 42 forms a projected image that spreads to the right below the HH line on the virtual vertical screen. The projection image of the first diffusion zone forming unit 41 and the projection image of the second diffusion zone forming unit 42 are combined to form the diffusion zone PB. Details of this light distribution are described in Patent Document 1 and are omitted.
  • FIG. 7A is a diagram schematically showing the segments A321 and A322 included in the second hot zone forming unit 32
  • FIG. 7B is a virtual vertical view of the segments A321 and A322 in FIG. It is a figure which shows the light distribution pattern PA321 and PA322 for hot zones formed on a screen.
  • a hypotenuse trapezoidal segment A321 having a hypotenuse substantially parallel to the arrangement angle 15 ° line is formed in the arrangement angle 0 ° to 15 ° of the second hot zone forming portion 32.
  • a parallelogram-shaped segment A322 having a hypotenuse substantially parallel to the line of the arrangement angle 15 degrees is formed in the region of the arrangement angle 15 degrees to 30 degrees of the second hot zone forming part 32.
  • the segment division number of the second hot zone forming unit 32 may be arbitrary in the vertical and horizontal directions, and the division number may be increased particularly in the vicinity of the arrangement angle of 15 to 30 degrees in order to facilitate light distribution design.
  • the segments A321 and A322 project the light source image 22i of the planar light source 11 to form rectangular projection images PA321 and PA322 in the hot zone PA.
  • the rectangular projection images PA321 and PA322 are formed at positions where one long side thereof substantially coincides with the oblique cutoff line CL2.
  • the segment A321 forms a projection image PA321 narrower than the projection image PA322 by utilizing the fact that the arrangement angle ⁇ is smaller than the segment A322.
  • FIG. 8A is a diagram schematically showing the segment A331 included in the third hot zone forming unit 33, and FIG. 8B is formed on the virtual vertical screen by the segment A331 of FIG. 8A. It is a figure which shows the light distribution pattern PA331 for hot zones.
  • a rectangular segment A331 having a horizontal side is formed in a region where the arrangement angle of the third hot zone forming portion 33 is 0 degrees to 15 degrees. Note that the number of segment divisions of the third hot zone forming unit 33 may be arbitrarily set in the vertical and horizontal directions.
  • the segment A331 projects the light source image 22i of the planar light source 11 to form a rectangular projection image PA331 in the hot zone PA.
  • the rectangular projection image PA331 is formed at a position where approximately half of one long side thereof substantially coincides with the horizontal cut-off line CL1.
  • FIG. 9A is a diagram schematically showing the segments A311 to A319 included in the first hot zone forming unit 31, and FIG. 9B is a schematic vertical view of the segments A311 to A319 in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing hot zone light distribution patterns PA311 to PA319 formed on a screen.
  • the first hot zone forming unit 31 is largely divided into two rows in the left-right direction, and a left region segment A311 to A313 and a right region segment A314 to A319 are formed.
  • Segments A311 to A313 in the left area are divided into three columns in the vertical direction, and segments A311, A312 and A313 are formed in order from the top.
  • the segments A314 to A319 in the right region are divided into six columns in the vertical direction, and segments A314, A315, A316, A317, A318, and A319 are formed in order from the top.
  • Each of the segments A315 to A319 is further divided in the left-right direction, and the segments A315 ′ to A319 ′ are formed on the left side and the segments A315 ′′ to A319 ′′ are formed on the right side.
  • the segment A311 to A313 in the left area and the segment A314 in the right area are formed in a rectangular shape.
  • the segment A315 in the right region is divided into a left hypotenuse trapezoidal segment A315 ′ and a right hypotenuse trapezoidal segment A315 ′′ at an arrangement angle of 75 ° (15 ° to 90 °).
  • the segment A316 is divided into a left-side oblique side trapezoidal segment A316 ′ and a right-side parallelogram-shaped segment A316 ′′ at an arrangement angle of 76 ° line (around 15 ° from the 90 ° line).
  • the segment A317 is divided into a left-side oblique side trapezoidal segment A317 ′ and a right-side parallelogram-shaped segment A317 ′′ at an arrangement angle of 78 ° line (around 15 ° from the 90 ° line).
  • the segment A318 is divided into a left-side hypotenuse-shaped segment A318 ′ and a right-side parallelogram-shaped segment A318 ′′ at an arrangement angle of 80 ° line (around 15 ° from the 90 ° line).
  • the segment A319 is divided into an oblique angle trapezoidal segment A319 ′ on the left side and a parallelogram-shaped segment A319 ′′ on the right side at an arrangement angle of 82 ° (around 15 ° from the 90 ° line).
  • the segments A316 ′′ to A319 ′′ are extended to the diffusion zone forming portion side of the hot zone forming portion of Patent Document 1.
  • the number of segment divisions of the first hot zone forming unit 31 may be arbitrary in the vertical and horizontal directions.
  • the left and right divisions of the segments A315 to A319 are made to facilitate the light distribution design, and the projected images are equivalent on the left and right. Therefore, one of them is shown as projection images PA315 to A319.
  • Segments A311 to A313 in the left region project the light source image 22i of the planar light source 11, and the projected images PA311 to PA313 form a horizontal area of the hot zone PA.
  • the segment A314 in the right region projects the light source image 22i of the planar light source 11, and forms a wide area in the projection image PA314 that extends substantially parallel to the oblique cutoff line CL2 in the hot zone PA. Details of this light distribution are described in Patent Document 1 and are omitted.
  • segments A315 to A319 (segments A315 ′ to A319 ′ and segments A315 ′′ to A319 ′′) in the right region project the light source image 22i of the planar light source 11, and the projection image PA314 is projected into the hot zone PA.
  • Narrower rectangular projection images PA315 to PA319 are formed.
  • the projection images PA315 to PA319 are formed at positions where one long side thereof substantially coincides with the oblique cutoff line CL2.
  • the segments A315 to A319 are narrow and light intensity in the order of the disposition distance from the planar light source 11, that is, in the order of the segments A319, A318, A317, A316, and A315.
  • High projected images PA319, PA318, PA317, PA316, and PA315 are formed in a direction approaching the vanishing point.
  • the hot zone PA is formed by the segments A321, A322, and A331 in the second region ⁇ s having a small arrangement angle from the light source. ing. Therefore, the illuminance of the hot zone PA increases.
  • the narrow and high-luminance projection images PA321 and PA322 of the second hot zone forming unit 32 that mainly irradiates the lane travel side are concentrated along the oblique cut-off line CL2. Projecting. Thereby, the illuminance near the oblique cutoff line CL2 is increased.
  • a narrow and high-luminance projection image PA331 of the third hot zone forming unit 33 that mainly irradiates the opposite lane side in the second region ⁇ s is projected intensively along the horizontal cutoff line CL1. Yes. Thereby, the illuminance near the horizontal cutoff line CL1 is increased.
  • the surface light source 11 is a region on the third hot zone forming unit 33 side (a region on the side that irradiates the region including the horizontal cutoff line CL1 of the second region ⁇ s).
  • Narrow and high-luminance projection images PA315 to PA319 of segments A315 to A319 (especially, segments A316 ′′, A317 ′′, A318 ′′, and A319 ′′) located in a region far from Projection is concentrated along CL2. Thereby, the illuminance near the oblique cutoff line CL2 is further increased.
  • the reflector 12 uses the second hot zone forming unit 32 located at a position suitable for irradiating mainly the own lane traveling side in the second region ⁇ s in order to increase the illuminance of the oblique cutoff line CL2.
  • the third hot zone forming unit 33 located at a position suitable for irradiating the opposite lane is mainly used to increase the illuminance of the horizontal cutoff line CL1.
  • the low beam light distribution pattern PL can be formed following the light distribution characteristic of the basic shape of the reflector 12. Therefore, complication of the shape of the reflector 12 is avoided.
  • FIG. 10 is a comparison diagram of the light distribution according to the embodiment of the present invention and the light distribution according to the conventional form.
  • FIG. 10 shows a light distribution pattern on a horizontal road surface in a plan view, and the vertical axis indicates the reach of irradiation light from the vehicle headlamp.
  • the broken line P1 is the light distribution obtained by the conventional reflector configuration of Patent Document 1
  • the solid line P2 is the light distribution obtained by the configuration of the reflector 12 of the present embodiment. According to FIG. 10, it can be seen that the configuration of the reflector 12 of the present example increases the maximum reachable distance of the irradiated light and improves the distance visibility.
  • the planar light source 11 is “laterally placed” in which the longitudinal direction of the light emitting surface 22a of the planar light source 11 is not the lamp front-rear direction (FB direction) but the left-right direction (LR direction). Place with. Further, after being placed horizontally, the planar light source 11 is preferably arranged so that the right end 22aR of the light emitting surface 22a coincides with the focal point F1 of the reflector 12 (see FIG. 1). As a result, a projected image sticking to the oblique cutoff line CL2 can be formed, which leads to further improvement of the far visibility.
  • the light source of the vehicle headlamp 10 may be one lamp of the planar light source 11 by adopting the configuration of the reflector 12 of the present embodiment.
  • the reflector 12 is disposed below the planar light source 11.
  • the reflector 12 may be disposed above the planar light source 11 with the optical axis Ay of the planar light source 11 positioned upward. good.
  • the above-described embodiment has a left light distribution configuration
  • the above configuration may be reversed left and right.
  • the focal point F1 of the reflector 12 may be adjusted to the left end 22aL of the light emitting surface 22a of the planar light source 11.

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Abstract

　車両用前照灯（10）は、面状光源（11）と、斜めおよび水平のカットオフライン（CL2,CL1）を有するロービーム用配光パターン（PL）を形成するリフレクタ（12）と、を備えている。面状光源（11）は、リフレクタ（12）の光軸（Ax）に対して垂直方向に設けられ、リフレクタ（12）は、配置角大の第一領域（θb）と、面状光源（11）の光源像（22i）が狭小となる配置角小の第二領域（θs）で、配光パターン（PL）のホットゾーン（PA）を形成する。

Description

車両用前照灯
　本願発明は、灯具に関し、特に、面状に発光する光源からの出射光をリフレクタで反射させて配光を形成する車両用前照灯に関する。
　近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの面状に発光する面状光源を用いた車両用前照灯の開発が進められている。車両用前照灯の従来光源であるハロゲンバルブやＨＩＤ（High　Intensity　Discharge）バルブの照射角度が全方位（３６０度）であるのに対し、面状光源は従来光源の半分のおよそ半球状（約１８０度）の照射角度である。ＬＥＤを用いた前照灯には、光源光を、反射面を反射特性が異なる複数のセグメントに分けたリフレクタで反射させ、これらの投影像を合成することで、斜めおよび水平のカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成するものがある。例えば、特許文献１は、ＬＥＤを用いて面状に発光させた光源を用い、リフレクタを正面視して、中央域のセグメントで、前記配光パターンのうちのホットゾーンを形成し、左右域のセグメントで、前記配光パターンのうちの拡散ゾーンを形成する前照灯が開示している。
日本国特開２０１２－２２７１０３号公報（図１～図７等）
　しかし、上記のような構成でロービーム用配光パターンを形成すると、カットオフライン近傍の照度が弱いという問題があった。
　本発明は、ロービーム用配光パターンのうちのカットオフライン近傍の照度を高め、遠方視認性を向上させた車両用前照灯を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するために、本発明に係る車両用前照灯では、面状に発光する光源と、前記面状光源が出射した光を前方へ反射して、斜めおよび水平のカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成するリフレクタと、を備え、前記面状光源は、前記リフレクタの光軸に対して垂直方向に設けられ、前記リフレクタは、反射面に、反射特性が異なる複数のセグメントを備え、前記複数のセグメントは、該リフレクタを正面視して、前記面状光源の発光面からの配置角が大きい第一領域と、前記面状光源の発光面からの配置角が小さい第二領域で、前記配光パターンのホットゾーンを形成し、前記第一領域と前記第二領域の間となる配置角中の第三領域で、前記配光パターンの拡散ゾーンを形成することを特徴とする。
　この構成によれば、面状に発光する光源（以下、面状光源）の光源像の特性を考慮した上で、従来拡散パターン形成用途であったセグメントを、ホットゾーン形成用途に転じたので、ホットゾーンの照度を上げることができる。すなわち、面状光源は、点光源や立体光源とは異なり、光源との配置角が小さい位置ほど、その光源像は小さく集光して映りこむ。この特性を利用して、面状光源との配置角が小さい位置にある第二領域のセグメントを、ホットゾーン形成用途に用いることで、ホットゾーンに、狭小で光度の高い光源像を集中的に投影（合成）させることができる。そのため、ホットゾーンの照度を上げることができる。
　好ましくは、前記第二領域のうち、主に自車線走行側を照射する領域は、前記ホットゾーンのうちの斜めカットオフラインを含む域を照射する。
　この構成によれば、上記第二領域に映る狭小で光度の高い光源像を、斜めカットオフラインを含む域に集中的に投影させるので、斜めカットオフライン近傍の照度を上げることができる。
　好ましくは、前記第二領域のうち、主に対向車線側を照射する領域は、前記ホットゾーンのうちの水平カットオフラインを含む域を照射する。
　この構成によれば、上記第二領域に映る狭小で光度の高い光源像を、水平カットオフラインを含む域に集中的に投影させるので、水平カットオフライン近傍の照度を上げることができる。
　好ましくは、前記第一領域のうち、少なくとも、前記第二領域の水平カットオフラインを含む域を照射する側の領域で、前記面状光源からの配置距離が遠い領域は、前記ホットゾーンのうちの斜めカットオフラインを含む域を照射する。
　面状光源の光源像の特性として、光源との配置角だけでなく、光源との配置距離が遠い位置でも、その光源像は小さく集光して映りこむ。この構成によれば、この特性を利用して、光源との配置距離が遠い領域に映る狭小で光度の高い光源像を、斜めカットオフラインを含む域に投影させるので、斜めカットオフライン近傍の照度をさらに上げることができる。
　本発明によれば、ロービーム用配光パターンのホットゾーン、特に、斜めおよび水平のカットオフライン近傍の照度が高まり、遠方視認性が向上する。
本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の正面図である。 図１の前照灯の縦断面図である。 面状光源の斜視図である。 灯具ユニットによって仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンを示す図である。 反射面の構成を説明するためのリフレクタの正面図である。 図６（ａ）は、図１の視点Ａから見た面状光源の光源像であり、図６（ｂ）は、図１の視点Ｂから見た面状光源の光源像であり、図６（ｃ）は、図１の視点Ｃから見た面状光源の光源像である。 図７（ａ）は第２のホットゾーン形成部に含まれるセグメントを模式的に示す図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のセグメントで仮想鉛直スクリーン上に形成されるホットゾーン用配光パターンを示す図である。 図８（ａ）は、第３のホットゾーン形成部に含まれるセグメントを模式的に示す図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のセグメントで仮想鉛直スクリーン上に形成されるホットゾーン用配光パターンを示す図である。 図９（ａ）は、第１のホットゾーン形成部に含まれるセグメントを模式的に示す図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のセグメントで仮想鉛直スクリーン上に形成されるホットゾーン用配光パターンを示す図である。 本発明の一実施形態に係る配光と従来の形態に係る配光との比較図である。
　次に、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る車両用前照灯１０の正面図であり、図２は前照灯１０の縦断面図（図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図）である。
　車両用前照灯１０は、開口部を有する箱状のランプボディ２と、前記開口部に取り付けられた透光性のある樹脂又はガラス等で形成された前面カバー４と、を有する。車両用前照灯１０は、ランプボディ２と前面カバー４とで画成された灯室内に、灯具ユニット６を有する。前照灯１０は、車両前部の左右にそれぞれ設けられており、以下の構成は左右共通である。図２に示すように、前面カバー４の方向が本明細書で言う前方（矢印Ｆ）、ランプボディ２の方向が本明細書で言う後方（矢印Ｂ）である。
　灯具ユニット６は、面状に発光する面状光源１１と、リフレクタ１２と、面状光源１１およびリフレクタ１２の支持部材となる垂直支持プレート１４および水平支持プレート１５と、を有する。灯具ユニット６の灯室内前方には、発光域を除く域に、灯具ユニット６の構成を灯具前方から目隠しするためのエクステンション（図示せず）が設けられている。
　垂直支持プレート１４は、コーナー部のうち３か所がエイミングスクリュ１６によってランプボディ２に固定され、上下および左右方向に傾動調整可能である。水平支持プレート１５は、垂直支持プレート１４の前面に固定される。面状光源１１は、水平支持プレート１５の下面に取り付けられている。水平支持プレート１５は、アルミニウムなどの熱伝導率が高い金属製である。水平支持プレート１５の上面には、放熱フィン１７が一体形成されており、ヒートシンクとして機能する。このため、面状光源１１の発熱は、放熱フィン１７を介して効率良く放散される。
　図３は、面状光源１１の斜視図である。面状光源１１は、窒化アルミニウム製の基板２３上に、複数のＬＥＤチップ２１と蛍光体２２とを有し、面状に発光可能な発光モジュールである。それぞれ１ｍｍ四方の４つのＬＥＤチップ２１が一列に並んで配置されている。ＬＥＤチップ２１には、主として青色光を発する青色ＬＥＤが採用されている。蛍光体２２は、ＬＥＤチップ２１の列上に線状に塗布されている。蛍光体２２は、青色光を黄色光に波長変換するものが採用されている。ＬＥＤチップ２１が発光すると、ＬＥＤチップ２１が発する青色光と、蛍光体２２によって波長変換された黄色光とが混色され、蛍光体２２の表面からは白色光が発せられる。すなわち、面状光源１１は、長方形状に発光する発光面（蛍光体の表面）２２ａを有し、かつ、発光面２２ａが向けられた方向に対して１８０度の照射角度を有する。なお、この照射角度の値は、厳密に１８０度である必要はなく、その前後の数値でも良い。また、ＬＥＤチップ２１は、主として紫外光など青色以外の他の波長を発するものでも良い。ＬＥＤチップ２１の数、形状については、上記は一例であって、面状に発光可能な形態に並べられれば良い。なお、蛍光体２２は公知であるため詳細は省略する。
　リフレクタ１２は、回転放物面を基本形状として形成された反射面１２ａを有する光学部材である。リフレクタ１２は、面状光源１１が出射した光を前方へ反射して、後述のロービーム用配光パターンＰＬを形成する。リフレクタ１２は、その基端部が、水平支持プレート１５の下方かつ垂直支持プレート１４の前面に取り付けられる。すなわち、面状光源１１は、リフレクタ１２の光軸Ａｘに対して垂直方向に設けられている（図２を参照）。なお、「光源１１は、リフレクタ１２の光軸Ａｘに対して垂直方向に設けられている」とは、面状光源１１がリフレクタ１２の光軸Ａｘに対して上方又は下方に配置されることを意味しており、必ずしも、図２のように、面状光源１１の発光面２２ａを下方に向けて配置し、面状光源１１の光軸Ａｙがリフレクタの光軸Ａｘと垂直に交わるようにする必要はない。すなわち、面状光源１１の発光面２２ａが灯具の前後方向に傾けて配置され、面状光源１１の光軸Ａｙとリフレクタの光軸Ａｘが傾斜して交わるように設けられてもよい。
　リフレクタ１２の反射面１２ａは、後述する、反射特性が異なる複数のセグメントに分けられている。各セグメントは、滑らかな曲面として形成されている。隣接するセグメント同士は、段差または折り目を介して接続されている。リフレクタ１２の各セグメントは、後述する第１のホットゾーン形成部３１、第２のホットゾーン形成部３２、第３のホットゾーン形成部３３、第１の拡散ゾーン形成部４１および第２の拡散ゾーン形成部４２に分けられている。この各セグメントで反射された投影像が合成して、以下のロービーム用配光パターンＰＬが形成される。
　図４は灯具ユニット６によって仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンＰＬを示す図である。灯具ユニット６は、面状光源１１が発した光を反射面１２ａで灯具前方に反射して、灯具前方２５ｍの位置に仮想的にたてられた仮想鉛直スクリーン上に、ロービーム用配光パターンＰＬを形成する。ロービーム用配光パターンＰＬは、水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２を有する。水平カットオフラインＣＬ１は、仮想鉛直スクリーン上のＶ－Ｖ線より右側においてＨ－Ｈ線の下方に平行にのびる線である。斜めカットオフラインＣＬ２は、仮想鉛直スクリーン上の水平カットオフラインＣＬ１とＶ－Ｖ線の交点から左方向に向けてＨ－Ｈ線に対して１５度の傾斜で立ち上がる線である。
　ロービーム用配光パターンＰＬは、仮想鉛直スクリーン上の消点（Ｈ－Ｈ線とＶ－Ｖ線との交点）近傍域に、ホットゾーンＰＡを有する。ホットゾーンＰＡは、斜めカットオフラインＣＬ２および水平カットオフラインＣＬ１を含み、他の域（後述のＰＢ域）よりも照度が高い。また、ロービーム用配光パターンＰＬは、拡散ゾーンＰＢを有する。拡散ゾーンＰＢは、Ｖ－Ｖ線より左域では水平カットオフラインＣＬ１の下方にホットゾーンＰＡよりも広がる水平域を含むとともに、Ｖ－Ｖ線より右域ではＨ－Ｈ線の下方にホットゾーンＰＡよりも広がった水平域を含む。さらに拡散ゾーンＰＢは、Ｈ－Ｈ線の上方の斜めカットオフラインＣＬ２の延長域にまで広がっている。ロービーム用配光パターンＰＬは、ホットゾーンＰＡと拡散ゾーンＰＢとの合成により形成されている。
　ここより、本願の要旨となるリフレクタ１２の反射面１２ａの構成について詳細を説明する。
　図５は、反射面１２ａの構成を説明するためのリフレクタ１２の正面図である。リフレクタ１２の反射面１２ａは、リフレクタ１２を正面視して、面状光源１１の発光面２２ａからの配置角θが大きい第一領域θｂと、発光面２２ａからの配置角θが小さい第二領域θｓと、発光面２２ａからの配置角θが中の第三領域θｍと、を有する。
　ここで、本明細書において、配置角θとは、リフレクタ１２を正面視して、面状光源１１の発光面２２ａの中心を基準点とし、発光面２２ａの長手方向に基準点を通るように伸ばした線を水平基準０度とし、発光面２２ａと基準点で直交する線を９０度とする、０°≦θ≦９０°で表せるものとする。すなわち配置角θは、反射面１２ａに、９０度線を境に、左側領域と右側領域のそれぞれで定義される。したがって、配置角小の第二領域θｓ、配置角中の第三領域θｍおよび配置角大の第一領域θｂは、リフレクタの反射面１２ａに、左右に一対で存在する。
　配置角大の第一領域θｂ、すなわち、配置角９０度周辺、好ましくは、配置角７５度周辺から９０度まで（９０度線から左右に１５度周辺まで）の領域には、第１のホットゾーン形成部３１が形成されている。
　配置角小の第二領域θｓは、配置角０度周辺、好ましくは、配置角０度から１５度周辺までの領域である。左側の第二領域θｓに第２のホットゾーン形成部３２が形成され、右側の第二領域θｓに第３のホットゾーン形成部３３が形成されている。なお、本明細書に云う「周辺」とは、例えば１５度周辺というときは、厳密に１５度線上と解釈するのではなく、１５度線のプラスマイナス数十度の領域を含むものであることを意味する。
　そして、配置角中の第三領域θｍは、配置角小の第一領域θｂと配置角大の第二領域θｓの間に設けられている。左側の第三領域θｍに第１の拡散ゾーン形成部４１が形成され、右側の第三領域θｍに第２の拡散ゾーン形成部４２が形成されている。
　第１のホットゾーン形成部３１、第２のホットゾーン形成部３２および第３のホットゾーン形成部３３で、上記のホットゾーンＰＡが形成されている。また、第１の拡散ゾーン形成部４１および第２の拡散ゾーン形成部４２で、上記の拡散ゾーンＰＢが形成されている。なお、第１のホットゾーン形成部３１、第２のホットゾーン形成部３２および第３のホットゾーン形成部３３は、リフレクタ１２の形状の複雑化を避けるべく、第一領域θｂ又は第二領域θｓの全ての域を利用する必要はなく、第一領域θｂおよび第二領域θｓの中に、形成可能なエリアで最大に設けられるのが好ましい。
　ここで、特許文献１のリフレクタの構成は、リフレクタを正面視して、中央域のセグメント、すなわち第一領域θｂでホットゾーンＰＡを形成し、その他の域のセグメント、すなわち第二領域θｓ，第三領域θｍで拡散ゾーンＰＢを形成している。この構成に対し、本実施例のリフレクタ１２は、従来拡散ゾーンＰＢの形成に使われていた第二領域θｓに、第２のホットゾーン形成部３２および第３のホットゾーン形成部３３が形成されている。第二領域θｓをホットゾーンＰＡ形成用に採用したのは、面状光源１１の光源像の特性を最大限に活用するためである。以下に詳細に説明する。
　図６（ａ）は、図１の視点Ａから見た面状光源１１の光源像であり、図６（ｂ）は、図１の視点Ｂから見た面状光源１１の光源像であり、図６（ｃ）は、図１の視点Ｃから見た面状光源１１の光源像である。
　図１の視点Ａ（配置角９０度線上の略中央位置）から面状光源１１を見ると、面状光源１１の発光面２２ａ（以下、光源像２２ｉとも称する）は、図６（ａ）のような長方形として見える。これに対し、同方向に、視点Ａよりも面状光源１１から離れた位置である図１の視点Ｂから面状光源１１を見ると、光源像２２ｉは、図６（ｂ）のように、視点Ａの光源像２２ｉよりも小さく見える。また、面状光源１１との距離は視点Ａと同程度であるが、視点Ａより配置角θが小さい位置である図１の視点Ｃから面状光源１１を見ると、光源像２２ｉは、図６（ｃ）のように、視点Ａ、視点Ｂの光源像２２ｉよりも小さい台形状に見える。
　このように、面状光源１１の光源像２２ｉは、光源１１からの距離が遠いほど、さらには、光源１１からの配置角θが小さいほど、小さく集光して映りこむ。したがって、光源像２２ｉを投影すると、狭小な範囲に光度の高い投影像を形成することができる。点光源や立体光源では、このような角度や距離による光源像の差は、面状光源ほど生じないため、このことは、面状光源ならではの特性となる。
　これを踏まえて、第１のホットゾーン形成部３１、第２のホットゾーン形成部３２、第３のホットゾーン形成部３３、第１の拡散ゾーン形成部４１および第２の拡散ゾーン形成部４２について詳細を説明する。
　第１の拡散ゾーン形成部４１のセグメントは、第１の拡散ゾーン形成部４１の域内を、左右方向に四列、上下方向に三列に分割して形成されている。左から三列目、上から三列目のセグメントはさらに二分割されている。結果、第１の拡散ゾーン形成部４１は、１３個のセグメントを有する（図５参照）。第１の拡散ゾーン形成部４１のセグメントの各々は、仮想鉛直スクリーン上のＨ－Ｈ線の下方に左寄りに広がる投影像を形成する。
　第２の拡散ゾーン形成部４２のセグメントは、第２の拡散ゾーン形成部４２の域内を、左右方向に四列、上下方向に三列に分割して形成されている。結果、第２の拡散ゾーン形成部４２は、１２個のセグメントを有する（図５参照）。第２の拡散ゾーン形成部４２のセグメントの各々は、仮想鉛直スクリーン上のＨ－Ｈ線の下方に右寄りに広がる投影像を形成する。第１の拡散ゾーン形成部４１の投影像と第２の拡散ゾーン形成部４２の投影像とが合成されて、拡散ゾーンＰＢが形成される。この配光の詳細は、特許文献１に記載があるため省略する。
　図７（ａ）は第２のホットゾーン形成部３２に含まれるセグメントＡ３２１、Ａ３２２を模式的に示す図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のセグメントＡ３２１、Ａ３２２で仮想鉛直スクリーン上に形成されるホットゾーン用配光パターンＰＡ３２１、ＰＡ３２２を示す図である。
　第２のホットゾーン形成部３２の配置角０度～１５度の域に、配置角１５度線と略平行な斜辺を有する斜辺台形状のセグメントＡ３２１が形成されている。また、第２のホットゾーン形成部３２の配置角１５度～３０度の域に、配置角１５度線と略平行な斜辺を有する平行四辺形状のセグメントＡ３２２が形成されている。なお、第２のホットゾーン形成部３２のセグメント分割数は、上下左右方向に任意でよく、配光設計を容易にするため、特に配置角１５度～３０度周辺で分割数を増やして良い。セグメントＡ３２１、Ａ３２２は、面状光源１１の光源像２２ｉを投影して、ホットゾーンＰＡ内に、矩形の投影像ＰＡ３２１、ＰＡ３２２を形成する。矩形の投影像ＰＡ３２１、ＰＡ３２２は、その一長辺が斜めカットオフラインＣＬ２と略一致する位置に形成されている。セグメントＡ３２１は、セグメントＡ３２２より配置角θが小さい位置にあることを利用して、投影像ＰＡ３２２よりも狭小な投影像ＰＡ３２１を形成する。
　図８（ａ）は第３のホットゾーン形成部３３に含まれるセグメントＡ３３１を模式的に示す図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のセグメントＡ３３１で仮想鉛直スクリーン上に形成されるホットゾーン用配光パターンＰＡ３３１を示す図である。
　第３のホットゾーン形成部３３の配置角０度～１５度の域に、水平な辺を有する長方形状のセグメントＡ３３１が形成されている。なお、第３のホットゾーン形成部３３のセグメント分割数も、上下左右方向に任意で良い。セグメントＡ３３１は、面状光源１１の光源像２２ｉを投影して、ホットゾーンＰＡ内に、矩形の投影像ＰＡ３３１を形成する。矩形の投影像ＰＡ３３１は、その一長辺の略半分が水平カットオフラインＣＬ１と略一致する位置に形成されている。
　図９（ａ）は第１のホットゾーン形成部３１に含まれるセグメントＡ３１１～Ａ３１９を模式的に示す図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のセグメントＡ３１１～Ａ３１９で仮想鉛直スクリーン上に形成されるホットゾーン用配光パターンＰＡ３１１～ＰＡ３１９を示す図である。
　第１のホットゾーン形成部３１は、大きく左右方向に二列に分割されており、左領域のセグメントＡ３１１～Ａ３１３と、右領域のセグメントＡ３１４～Ａ３１９が形成されている。左領域のセグメントＡ３１１～Ａ３１３は、上下方向３列に分割され、上から順にセグメントＡ３１１、Ａ３１２、Ａ３１３が形成されている。右領域のセグメントＡ３１４～Ａ３１９は、上下方向６列に分割され、上から順にセグメントＡ３１４、Ａ３１５、Ａ３１６、Ａ３１７、Ａ３１８、Ａ３１９が形成されている。セグメントＡ３１５～Ａ３１９は、それぞれ、さらに左右方向に分割され、左側にセグメントＡ３１５´～Ａ３１９´が、右側にセグメントＡ３１５´´～Ａ３１９´´が形成されている。
　左領域のセグメントＡ３１１～Ａ３１３、右領域のセグメントＡ３１４は、長方形状に形成されている。右領域のセグメントＡ３１５は、配置角７５度線（９０度線から１５度）で、左側の斜辺台形状のセグメントＡ３１５´と、右側の斜辺台形状のセグメントＡ３１５´´に分割されている。セグメントＡ３１６は、配置角７６度線（９０度線から１５度周辺）で、左側の斜辺台形状のセグメントＡ３１６´と、右側の平行四辺形状のセグメントＡ３１６´´に分割されている。セグメントＡ３１７は、配置角７８度線（９０度線から１５度周辺）で、左側の斜辺台形状のセグメントＡ３１７´と、右側の平行四辺形状のセグメントＡ３１７´´に分割されている。セグメントＡ３１８は、配置角８０度線（９０度線から１５度周辺）で、左側の斜辺台形状のセグメントＡ３１８´と、右側の平行四辺形状のセグメントＡ３１８´´に分割されている。セグメントＡ３１９は、配置角８２度線（９０度線から１５度周辺）で、左側の斜辺台形状のセグメントＡ３１９´と、右側の平行四辺形状のセグメントＡ３１９´´に分割されている。このうち、セグメントＡ３１６´´～Ａ３１９´´は、特許文献１のホットゾーン形成部よりも、拡散ゾーン形成部側に拡張されている。第１のホットゾーン形成部３１のセグメント分割数も、上下左右方向に任意でよい。なお、セグメントＡ３１５～Ａ３１９の左右分割は、配光設計を容易にするためになされたものであり、その投影像は左右で同等のものとなる。そのため、このうち一方を投影像ＰＡ３１５～Ａ３１９として図示している。
　左領域のセグメントＡ３１１～Ａ３１３は、面状光源１１の光源像２２ｉを投影して、投影像ＰＡ３１１～ＰＡ３１３で、ホットゾーンＰＡのうちの水平域を形成する。右領域のセグメントＡ３１４は、面状光源１１の光源像２２ｉを投影して、投影像ＰＡ３１４で、ホットゾーンＰＡのうち斜めカットオフラインＣＬ２と略平行に延在する域を広く形成する。この配光の詳細は、特許文献１に記載があるため省略する。
　一方、右領域のセグメントＡ３１５～Ａ３１９（セグメントＡ３１５´～Ａ３１９´およびセグメントＡ３１５´´～Ａ３１９´´）は、面状光源１１の光源像２２ｉを投影して、ホットゾーンＰＡ内に、投影像ＰＡ３１４よりも狭小な矩形の投影像ＰＡ３１５～ＰＡ３１９を形成する。投影像ＰＡ３１５～ＰＡ３１９は、その一長辺が斜めカットオフラインＣＬ２と略一致する位置に形成される。セグメントＡ３１５～Ａ３１９は、面状光源１１の特性を利用して、面状光源１１との配置距離が遠い位置となるほど、すなわち、セグメントＡ３１９、Ａ３１８、Ａ３１７、Ａ３１６、Ａ３１５の順に、狭小で光度の高い投影像ＰＡ３１９、ＰＡ３１８、ＰＡ３１７、ＰＡ３１６、ＰＡ３１５を、消点に近づく方向に形成する。
　以上の構成によれば、面状光源１１の光源像２２ｉの特性を考慮した上で、光源からの配置角が小の第二領域θｓのセグメントＡ３２１、Ａ３２２、Ａ３３１で、ホットゾーンＰＡが形成されている。そのため、ホットゾーンＰＡの照度が高まる。
　特に、第二領域θｓのうち、主に自車線走行側を照射する第２のホットゾーン形成部３２の、狭小で光度の高い投影像ＰＡ３２１、ＰＡ３２２を、斜めカットオフラインＣＬ２に沿って集中的に投影させている。これにより、斜めカットオフラインＣＬ２近傍の照度が高まる。また、第二領域θｓのうち、主に対向車線側を照射する第３のホットゾーン形成部３３の、狭小で光度の高い投影像ＰＡ３３１を、水平カットオフラインＣＬ１に沿って集中的に投影させている。これにより、水平カットオフラインＣＬ１近傍の照度が高まる。
　さらに、配置角大の第一領域θｂのうち、第３のホットゾーン形成部３３側の領域（第二領域θｓの水平カットオフラインＣＬ１を含む域を照射する側の領域）で、面状光源１１からの配置距離が遠い領域にあるセグメントＡ３１５～Ａ３１９（特に、セグメントＡ３１６´´、Ａ３１７´´、Ａ３１８´´、Ａ３１９´´）の、狭小で光度の高い投影像ＰＡ３１５～ＰＡ３１９を、斜めカットオフラインＣＬ２に沿って集中的に投影させている。これにより、斜めカットオフラインＣＬ２近傍の照度はさらに高まる。
　ここで、リフレクタ１２は、第二領域θｓのうち、主に自車線走行側を照射するに適した位置にある第２のホットゾーン形成部３２を、斜めカットオフラインＣＬ２の照度を上げるために利用し、主に対向車線側を照射するに適した位置にある第３のホットゾーン形成部３３を、水平カットオフラインＣＬ１の照度を上げるために利用している。これにより、リフレクタ１２の基本形状のもつ配光特性に倣ってロービーム用配光パターンＰＬを形成することができる。そのため、リフレクタ１２の形状の複雑化が回避される。
　図１０は本発明の一実施形態に係る配光と従来の形態に係る配光との比較図である。図１０は、水平路面上での配光パターンを平面視で示したもので、縦軸は車両用前照灯からの照射光の到達距離を示している。破線Ｐ１は、特許文献１の従来のリフレクタ構成により得られた配光であり、実線Ｐ２は、本実施例のリフレクタ１２の構成により得られた配光である。図１０によれば、本実施例のリフレクタ１２の構成としたことにより、照射光の最大到達距離が延長し、遠方視認性が向上したことがわかる。
　なお、好ましくは、面状光源１１は、面状光源１１の発光面２２ａの長手方向を、灯具前後方向（Ｆ-Ｂ方向）ではなく、左右方向（Ｌ-Ｒ方向）に取る「横置き」で配置する。さらに、横置きした上で、面状光源１１は、発光面２２ａの右端２２ａＲが、リフレクタ１２の焦点Ｆ１に一致するように配置するのが良い（図１参照）。これにより、より斜めカットオフラインＣＬ２に張りつくような投影像を形成することができるので、遠方視認性のさらなる向上につながる。
　なお、本実施例のリフレクタ１２の構成とすることによって、車両用前照灯１０の光源は、面状光源１１の一灯でよい。
　なお、上述の実施例では、リフレクタ１２は、面状光源１１の下方に配置したが、面状光源１１の光軸Ａｙを上方にとり、リフレクタ１２を面状光源１１の上方に配置する構成としても良い。
　また、上述の実施例は左配光における構成であるが、右配光とするときは、上述の構成を左右反転させればよい。このとき、リフレクタ１２の焦点Ｆ１は、面状光源１１の発光面２２ａの左端２２ａＬに合わせると良い。
　本出願は、２０１４年２月６日に提出された日本国特許出願２０１４－０２１０８０に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 

Claims (4)

  1. 　面状に発光する面状光源と、
    　前記面状光源が出射した光を前方へ反射して、斜めおよび水平のカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成するリフレクタと、を備え、
    　前記面状光源は、前記リフレクタの光軸に対して垂直方向に設けられ、
    　前記リフレクタは、反射面に、反射特性が異なる複数のセグメントを備え、
    　前記複数のセグメントは、該リフレクタを正面視して、
    　　前記面状光源の発光面からの配置角が大きい第一領域と、前記面状光源の発光面からの配置角が小さい第二領域で、前記配光パターンのホットゾーンを形成し、
    　　前記第一領域と前記第二領域の間となる配置角中の第三領域で、前記配光パターンの拡散ゾーンを形成する、車両用前照灯。
  2. 　前記第二領域のうち、主に自車線走行側を照射する領域は、前記ホットゾーンのうちの斜めカットオフラインを含む域を照射する、請求項１に記載の車両用前照灯。
  3. 　前記第二領域のうち、主に対向車線側を照射する領域は、前記ホットゾーンのうちの水平カットオフラインを含む域を照射する、請求項１又は２に記載の車両用前照灯。
  4. 　前記第一領域のうち、少なくとも、前記第二領域の水平カットオフラインを含む域を照射する側の領域で、前記面状光源からの配置距離が遠い領域は、前記ホットゾーンのうちの斜めカットオフラインを含む域を照射する、請求項１～３のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
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