车辆用前照灯的制作方法

专利名称：车辆用前照灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及将半导体型光源作为光源，并将具有遮断线的配光图案(近光束用配
光图案、防眩用配光图案)和远光束用配光图案(行驶用配光图案)切换并向车辆前方照射的车辆用前照灯。
背景技术：
这种车辆用前照灯以往就有(例如，专利文献1 :日本特开2007-109493号公报)。以下，对现有的车辆用前照灯进行说明。现有的车辆用前照灯由形成近光束用配光图案的第一光源单元和形成远光束用配光图案的第二光源单元构成。第一光源单元是投影类型的灯单元，具备光源、椭圆系(会聚系)的反射体、灯罩和投影透镜。而且，第二光源单元是投
影类型的灯单元，具备光源、椭圆系(会聚系)的反射体和投影透镜。以下，对现有的车辆用前照灯的作用进行说明。若点亮第一光源单元的光源，则来自光源的光用反射体反射，反射光的一部分被灯罩遮蔽，形成具有倾斜遮断线及水平遮断线的配光图案、即近光束用配光图案，近光束用配光图案从投影透镜上下左右翻转并向车辆前方照射(投影)。而且，若点亮第二光源单元的光源，则来自光源的光用反射体反射，反射光作为远光束用配光图案从投影透镜上下左右翻转并向车辆前方照射(投影)。 但是，现有的车辆用前照灯由具备光源、反射体、灯罩和投影透镜的第一光源单元和具备光源、反射体和投影透镜的第二光源单元构成。因此，现有的车辆用前照灯部件件数多，而且需要远光束用配光图案用的第二光源单元，由此，在小型化、轻量化、省电化和成本降低化上存在问题。

发明内容
本发明所要解决的问题在于在现有的车辆用前照灯中，由于需要远光束用配光
图案用的第二光源单元，所以在小型化、轻量化、省电化和成本降低化上存在问题。
本发明(方案1的发明)的特征是具备半导体型光源，具有平面矩形形状的发光
芯片；透镜，将来自半导体型光源的发光芯片的一部分光作为具有遮断线的配光图案向前
方照射；反射体，具有将作为来自半导体型光源的发光芯片的光且除了向透镜入射的光以
外的光作为远光束用配光图案的包括主光轴的点配光向前方反射的反射面；遮光部件，在
第一位置与第二位置之间可移动地配置，在位于第一位置时，不妨碍来自半导体型光源的
发光芯片的一部分光入射透镜，而且，遮蔽要入射反射面的来自半导体型光源的发光芯片
的入射透镜以外的光；棱镜部件，与遮光部件成为一体构造，与遮光部件交替地在第一位置
与第二位置之间可移动地配置，在位于第一位置时，不妨碍来自半导体型光源的发光芯片
的入射透镜以外的光入射反射面，而且，在使透镜的基准焦点虚拟地移动的状态下，使来自
半导体型光源的发光芯片的一部分光入射透镜；以及切换装置，将成一体构造的遮光部件
及棱镜部件在第一位置与第二位置之间交替地切换，从而切换为具有遮断线的配光图案和
远光束用配光图案。
另外，本发明(方案2的发明)的特征是发光芯片的中心位于透镜的基准焦点或其附近且位于透镜的基准轴上或其附近，发光芯片的发光面朝向透镜的基准轴的前方向，发光芯片的长边与正交于透镜的基准轴的水平轴平行或者相对水平轴倾斜，透镜的入射面由圆锥曲面构成，透镜的出射面由以发光芯片的投影像的一部分与上述遮断线大致接触的方式进行了曲面控制以防从透镜的出射面出射的发光芯片的投影像从配光图案的屏幕配光上的遮断线向上方向突出的自由曲面构成，透镜的出射面的自由曲面如下在主视时以透镜的基准轴为原点，并利用通过原点且相互正交的铅垂轴和水平轴分割成第一象限、第二象限、第三象限、第四象限，在关于铅垂轴将第一象限和第二象限以对称的位置关系比较的场合，第一象限的约1/3以上的部分在透镜的基准轴的前方向比第二象限高，而且，在关于水平轴将第一象限和第四象限以对称的位置关系比较的场合，第一象限的约1/3以上的部分在透镜的基准轴的前方向比第四象限低，透镜部件的出射面由圆锥曲面构成，棱镜部件的入射面由以使透镜的基准焦点虚拟地向上侧或倾斜上侧移动的方式进行了曲面控制的自由曲面构成，棱镜部件的入射面的自由曲面具有向半导体型光源侧突出的突出部，而且，在后视时以透镜的基准轴为原点，并利用通过原点且相互正交的铅垂轴和水平轴分割成第 一象限、第二象限、第三象限、第四象限时，突出部的顶峰位于横跨第一象限和第二象限的部分或第一象限的部分。 而且，本发明(方案3的发明)的特征是半导体型光源、透镜、遮光部件及棱镜部件具备起到具有遮断线的配光图案及远光束用配光图案的屏幕配光上的大致中央部分的点配光的功能的点配光用半导体型光源、透镜、遮光部件及棱镜部件；以及起到具有遮断线的配光图案及远光束用配光图案的屏幕配光上的整体部分的扩散配光的功能的扩散配光用半导体型光源、透镜、遮光部件及棱镜部件。 还有，本发明(方案4的发明)的特征是遮断线包括从拐点直到行驶车线侧向上斜度的倾斜遮断线、从倾斜遮断线直到行驶车线侧水平的上水平遮断线、以及从拐点直到对向车线侧水平的下水平遮断线，点配光用半导体型光源的发光芯片的长边以透镜的基准轴为中心，并以相对水平轴使行驶车线侧比对向车线侧还靠上的方式，旋转约5°而相对水平轴倾斜，扩散配光用半导体型光源的发光芯片的长边与水平轴平行，从点配光用透镜及扩散配光用透镜的出射面的第一象限及第四象限出射的发光芯片的投影像主要形成从配光图案的屏幕配光上的拐点向行驶车线侧的配光，从点配光用透镜及扩散配光用透镜的出射面的第二象限及第三象限出射的发光芯片的投影像主要形成从配光图案的屏幕配光上的拐点向对向车线侧的配光。
另外，本发明(方案5的发明)的特征是棱镜部件具备形成远光束用配光图案的
远光束用棱镜部件和形成一个或多个其他配光图案的一个或多个其他配光图案用棱镜部
件，切换装置是将成一体构造的遮光部件及远光束用棱镜部件及一个或多个其他配光图案
用棱镜部件在第一位置与第二位置之间交替地切换，从而切换为具有遮断线的配光图案和
远光束用配光图案以及一个或多个其他配光图案的切换装置。 本发明具有以下效果。 本发明(方案1的发明)的车辆用前照灯通过用于解决上述问题的方法，在用切换装置交替地使遮光部件位于第一位置且使棱镜部件位于第二位置的状态时，若使半导体型光源的发光芯片点亮发光，则从发光芯片放射的一部分光透过透镜并作为具有遮断线的配光图案向车辆前方照射。此时，要入射反射面的来自半导体型光源的发光芯片的入射透镜以外的光被遮光部件遮蔽。而且，在用切换装置交替地使棱镜部件位于第一位置且使遮光部件位于第二位置的状态时，若使半导体型光源的发光芯片点亮发光，则从发光芯片放射的一部分光透过棱镜部件及利用该棱镜部件使基准焦点虚拟地移动了的状态的透镜并作为远光束用配光图案向车辆前方照射。此时，来自半导体型光源的发光芯片的入射透镜以外的光不受棱镜部件的妨碍而向反射体的反射面入射反射并作为远光束用配光图案的包括主光轴的点配光向车辆前方照射。这样，本发明(方案l的发明)的车辆用前照灯可以将半导体型光源作为光源，并切换具有遮断线的配光图案和远光束用配光图案而向车辆前方照射。 而且，本发明(方案1的发明)的车辆用前照灯由于包括半导体型光源、透镜、反射体、一体构造的遮光部件及棱镜部件、以及切换装置，因此与现有的车辆用前照灯比较，
不需要远光束用配光图案用的第二光源单元，部件件数少也可以，由此，能够实现小型化、轻量化、成本降低化。 还有，本发明(方案1的发明)的车辆用前照灯由于利用棱镜部件使透镜的基准焦点虚拟地移动，因此可以将从透镜出射的配光图案从具有遮断线的配光图案可靠地切换为远光束用配光图案。而且，本发明(方案l的发明)的车辆用前照灯由于利用反射体的反射面得到远光束用配光图案的包括主光轴的点配光，因此可得到具有足够的最高光度的远光束用配光图案。 另外，本发明(方案2的发明)的车辆用前照灯通过用于解决上述问题的方法，在遮光部件位于第一位置时，当从发光芯片放射的光从透镜的入射面入射并从透镜的出射面出射时，作为与遮断线大致接触的发光芯片的投影像出射以防从具有遮断线的配光图案的屏幕配光上的遮断线向上方突出，因此能可靠地得到具有遮断线的配光图案。而且，本发明(方案2的发明)的车辆用前照灯通过用于解决上述问题的方法，在棱镜部件位于第一位置时，透镜的基准焦点虚拟地向上侧或倾斜上侧移动，所以具有遮断线的配光图案的高光度带的部分向上侧或倾斜上侧移动而成为远光束用配光图案的高光度带的部分，而且，配光图案的遮断线的部分向上侧或倾斜上侧平滑地(顺利地)扩展移动而成为远光束用配光图案的上侧的部分。这样，本发明(方案2的发明)的车辆用前照灯能够切换而得到良好的具有遮断线的配光图案和良好的远光束用配光图案。 而且，本发明(方案2的发明)的车辆用前照灯由于利用所固定的半导体型光源和透镜得到具有遮断线的配光图案，所以具有遮断线的配光图案的遮断线附近的高光度带的部分即重要的部分(点)不发生变化。而且，由于利用所固定的半导体型光源和反射体的反射面得到远光束用配光图案的包括主光轴的点配光，因此远光束用配光图案的包括主光轴的点配光的部分即重要的部分(点)不发生变化。这样，本发明(方案2的发明)的车辆用前照灯可得到按照配光设计的所希望的配光特性。 另外，本发明(方案3的发明)的车辆用前照灯通过用于解决上述问题的方法，得到中央部分的光度(照度、光量)最高，且随着从中央部分向周边部分转移光度(照度、光量)逐渐变低的配光图案，所以适合得到具有遮断线的配光图案例如近光束用配光图案和远光束用配光图案。而且，本发明(方案3的发明)的车辆用前照灯将半导体型光源、透镜、遮光部件及棱镜部件分别由点配光功能的半导体型光源、透镜、遮光部件及棱镜部件和扩散配光功能的半导体型光源、透镜、遮光部件及棱镜部件分担，所以即使半导体型光源的发光输出功率小，也能得到足够的配光图案(具有遮断线的配光图案例如近光束用配光图案和远光束用配光图案)的光度(照度、光量)，尤其是，在配光图案(具有遮断线的配光图案例如近光束用配光图案和远光束用配光图案)的中央部分得到足够光度(照度、光量)的点配光。 而且，本发明(方案4的发明)的车辆用前照灯利用解决上述问题的方法，适合得到具有由行驶车线侧的上水平遮断线和行驶车线侧的倾斜遮断线和对向车线侧的下水平遮断线构成的遮断线(Z遮断线)的配光图案、例如近光束用配光图案。而且，本发明(方案4的发明)的车辆用前照灯由于使点配光用半导体型光源的发光芯片的长边相对水平轴倾斜，并且使扩散配光用半导体型光源的发光芯片的长边与水平轴平行，所以可以使点配光沿着倾斜遮断线，而且使扩散配光沿着上水平遮断线及下水平遮断线，能可靠地得到具有Z遮断线的配光图案、例如近光束用配光图案。 另外，本发明(方案5的发明)的车辆用前照灯利用解决上述问题的方法，可以将半导体型光源作为光源，并切换具有遮断线的配光图案和远光束用配光图案和一个或多个其他配光图案向车辆前方照射。


图1是表示本发明车辆用前照灯的实施例1的主要部分的立体图。
图2是同样是表示主要部分的分解立体图。 图3是表示点配光用的半导体型光源及透镜和扩散配光用的半导体型光源及透镜的俯视图。 图4是表示点配光用的透镜和扩散配光用的透镜的主视图。
图5是表示点配光用的透镜的立体图。
图6是表示点配光用的透镜的图4中的VI-VI线剖视图。
图7是表示点配光用的透镜的图4中的VII-VII线剖视图。
图8是表示点配光用的透镜的变形例的对应于图7的剖视图。
图9是表示点配光用的透镜的变形例的对应于图7的剖视图。
图10是表示扩散配光用的半导体型光源的发光芯片的说明图。
图11是表示点配光用的半导体型光源的发光芯片的说明图。 图12是表示点配光用的透镜的出射面处于初始状态时的从第一象限和第四象限出射的点配光用的半导体型光源的发光芯片的投影像的说明图。 图13是表示点配光用的透镜的出射面处于初始状态时的从第二象限和第三象限出射的点配光用的半导体型光源的发光芯片的投影像的说明图。 图14是表示点配光用的透镜的出射面被曲面控制时的从第一象限和第四象限出射的点配光用的半导体型光源的发光芯片的投影像的说明图。 图15是表示点配光用的透镜的出射面被曲面控制时的从第二象限和第三象限出射的点配光用的半导体型光源的发光芯片的投影像的说明图。 图16是表示利用由点配光用的半导体型光源及透镜构成的灯单元得到的点配光(点配光用的半导体型光源的发光芯片的投影像组)的说明图。
图17是表示利用由扩散配光用的半导体型光源及透镜构成的灯单元得到的扩散配光(扩散配光用的半导体型光源的发光芯片的投影像组)的说明图。
立体图.
立体图
视图。
视图。
图18是表示遮光部件位于第图19是表示棱镜部件位于第图20是表示遮光部件位于第图21是表示棱镜部件位于第
一位置的状态的遮光部件、棱镜部件及切换装置的一位置的状态的遮光部件、棱镜部件及切换装置的一位置的状态的遮光部件、棱镜部件及反射体的主一位置的状态的遮光部件、棱镜部件及反射体的主
图22是表示遮光部件位于第一1图23是表示棱镜部件位于第-
位置时的光路的说明图。位置时的光路的说明图。图24是表示透镜基准焦点位于发光芯片中心时的光路的说明图。图25是表示利用棱镜部件使透镜基准焦点移动到比发光芯片中心靠上侧时的光路的说明图。 图26是表示棱镜部件位于第一位置时的遮光部件及棱镜部件的后视图。
图27是表示遮光部件及棱镜部件的立体图。 图28是表示遮光部件、棱镜部件及切换装置的构成部件的分解立体图。
图29是切换装置的主要部分的纵剖视图。 图30是表示遮光部件位于第一位置时的切换装置的减速机构及限动机构的状态的说明图。 图31是表示棱镜部件位于第一位置时的切换装置的减速机构及限动机构的状态的说明图。 图32是表示将图16的点配光和图17的扩散配光合成而得到的近光束用配光图案的说明图。 图33是表示没有遮光部件的遮光框的场合的在图32的近光束用配光图案上照射包括主光轴的点配光的状态的说明图。 图34是表示在棱镜部件与遮光部件替换并位于第一位置的过场中图32的近光束用配光图案变形的状态的说明图。 图35是表示棱镜部件位于第一位置时得到的远光束用配光图案的说明图。
图36是表示本发明车辆用前照灯的实施例2的遮光部件、棱镜部件及切换装置的立体图。 图37是表示遮光部件位于第一位置时的遮光部件及棱镜部件的后视图。 图38是表示中间光线用棱镜部件位于第一位置时得到的中间光线用配光图案的
说明图。 图中 1-车辆用前照灯，2S-点配光用的半导体型光源，3S-点配光用的透镜， 2W-扩散配光用的半导体型光源，3W-扩散配光用的透镜， 4-散热部件，5-前部，6-后部，7S、7W_基板，8S、8W_发光芯片，
9S、9W-密封树脂部件，10-固定部，11S、11W入射面， 12S、12W-出射面，13S-点配光用的遮光部件， 14S-点配光用的棱镜部件，13W-扩散配光用的遮光部件， 14W-扩散配光用的棱镜部件，15-切换装置，16-反射体， 17-开口部，18-反射面，19-开口部，20S、20W-遮光框， 21S、21W-入射面，22S、22W-出射面，23S、23W-突出部， 24-配合槽，25-轴，26-配合部，27-前侧的壳体，28-后侧的壳体， 29-马达，30-弹簧，31-第一齿轮，32-第二齿轮，33-第三齿轮， 34-第四齿轮，35-轴承，36-轴部，37-配合孔，38-配合孔， 39-第一限动阶梯部，40-第二限动阶梯部，41-第一限动凸部， 42-第二限动凸部，43S-点配光用的中间光线用棱镜部件， 33W-扩散配光用的中间光线用棱镜部件， VU-VD-屏幕的上下的垂直线， HL-HR-屏幕的左右的水平线，X_X轴(水平轴)，Y_Y轴(铅垂轴)， Z-Z轴，R-右侧，L-左侧，U-上侧，D-下侧，F_前侧，B_后侧， E-拐点，CL1-倾斜遮断线，CL2-上水平遮断线， CL3-下水平遮断线，CL-遮断线，LP-近光束用配光图案， HP-远光束用配光图案，MP-中间光线用配光图案， SP、 SP1、 SP2、 SP3、 SP4_点配光，WP、 WPl、 WP2_扩散配光， 0S、 0W-发光芯片的中心，FS、 FW-透镜的基准焦点， FSl、 FW1-虚拟透镜基准焦点，ZS、 ZW-透镜的基准轴， YS、 YW-通过发光芯片的中心的铅垂轴， e° -点配光用的半导体型光源的发光芯片的倾斜角度， ei° -入射透镜的入射面的光从半导体型光源的发光芯片的中心的角度， II、 12、 13、 14-出射面处于初始状态时的发光芯片的投影像， 110、 120、 130、 140-出射面被曲面控制时的发光芯片的投影像， Ql-第一象限，Q2-第二象限，Q3-第三象限，Q4第四象限， PI-第一标本点，P2-第二标本点，P3-第三标本点，P4-第四标本点， C12-通过第一标本点和第二标本点的截面曲线， C22-第一象限中的第二象限的翻转截面曲线， C14-通过第一标本点和第四标本点的截面曲线， Cll-第四象限中的第一象限的翻转截面曲线， Tl-高的部分的尺寸，T2_低的部分的尺寸， TH-变高的部分，TT-相同高度的部分， LI-入射透镜的光，L2-入射透镜以外的光，SZ-主光轴。
具体实施例方式
以下，基于附图对本发明的车辆用前照灯的实施例中的两个例子进行详细说明。而且，本发明并不限定于该实施例。在图中，标记"VU-VD"表示屏幕的上下的垂直线。标记"HL-HR"表示屏幕的左右的水平线。图12 图17表示用电脑模拟得到的屏幕上的发光芯 片的投影像(出射像)或投影像组(出射像组)的说明图。另外，在本说明书及权利要求 中，"上、下、前、后、左、右"是将本发明的车辆用前照灯安装在车辆(汽车)上时的车辆的 "上、下、前、后、左、右"。而且，在图6 图9中，为了便于说明，省略了剖面线。
实施例1 图1 图35表示本发明的车辆用前照灯的实施例1。以下，对本实施例1的车辆 用前照灯的结构进行说明。图中，标记1是本实施例中的车辆用前照灯(汽车用前照灯)。 上述车辆用前照灯1是左侧行驶车线用的车辆用前照灯。而且，右侧行驶车线用的车辆用 前照灯在左侧行驶车线用的上述车辆用前照灯1的结构等中，左右相反。另外，在图2中， X、Y、Z构成直角坐标系(X-Y-Z直角坐标系)。X轴是左右方向的水平轴，对向车线侧，即在 本实施例1中右侧R为+方向，左侧L为-方向。而且，Y轴为上下方向的铅垂轴，在本实 施例1中，上侧U为+方向，下侧D为-方向。还有，Z轴为与上述X轴及上述Y轴正交的 前后方向的轴，在本实施例1中，前侧F为+方向，后侧8为-方向。 上述车辆用前照灯1将如图32所示的具有遮断线的配光图案和图35所示的远光 束用配光图案(行驶用配光图案)HP向车辆(未图示)的前方照射，图32所示的具有遮断 线的配光图案是具有包括从拐点E直到行驶车线侧(左侧)向上斜度的倾斜遮断线CL1、从 倾斜遮断线CL1直到行驶车线侧水平的上水平遮断线CL2、以及从拐点E直到对向车线侧 (右侧)水平的下水平遮断线CL3的遮断线(Z遮断线)的配光图案，例如近光束用配光图 案(防眩用配光图案)LP。而且，上述倾斜遮断线CL1与屏幕的水平线HL-HR所成的角度约 为15° 。另外，上述拐点E是在上下垂直线VU-VD上并且在比左右水平线HL-HR靠下方的 位置，上述倾斜遮断线CL1与上述下水平遮断线CL3的焦点。 上述车辆用前照灯1如图2所示，包括点配光用的半导体型光源2S及透镜3S及 遮光部件13S及棱镜部件14S、扩散配光用的半导体型光源2W及透镜3W及遮光部件13W及 棱镜部件14W、散热部件4、切换装置15、反射体16、未图示的灯壳体及灯玻璃(例如，透明 的外透镜等)。 上述散热部件4由在前面(正面)具有圆形的固定面的圆板形状的前部5和从中 间部直到后部翅片形状的后部6构成。上述散热部件4例如由热导率高的树脂部件或金属 部件构成。 上述点配光用的半导体型光源2S和上述扩散配光用的半导体型光源2W(以下，简 称为"半导体型光源2S、2W")分别固定在上述散热部件4的前部5的固定面的上下方向的 中间部的左右。另一方面，上述点配光用的透镜3S和上述扩散配光用的透镜3W(以下，简 称为"透镜3S、3W") —体地构成，并配置在上述半导体型光源2S、2W的前侧F，而且固定在 上述散热部件4的前部5的侧面。 上述反射体16配置成从外侧覆盖上述半导体型光源2S、2W及上述透镜3S、3W，并 固定在上述散热部件4的前部5的固定面的周边部。另外，上述切换装置15固定在与上述 散热部件4的前部5的固定面相反一侧的面。而且，上述点配光用的遮光部件13S及棱镜 部件14S和上述扩散配光用的遮光部件13W及棱镜部件14W—体构成为十字形状，并配置 成利用上述切换装置15交替地位于第一位置与第二位置之间。上述第一位置如图22、图 23所示，是上述半导体型光源2S、2W与上述透镜3S、3W之间的位置，上述第二位置是相对上
10述第一位置绕上述Z轴旋转了 90°的位置。 上述点配光用的半导体型光源2S、透镜3S、遮光部件13S及棱镜部件14S以及上 述扩散配光用的半导体型光源2W、透镜3W、遮光部件13W、棱镜部件14W以及上述散热部件 4及切换装置15及反射体16构成灯单元。上述灯单元2S、3S、 13S、 14S、2W、3W、 13W、 14W、4、 15、 16在由上述灯壳体及上述灯玻璃划分的灯室内，配置成例如可通过光轴调整机构绕水 平轴向上下且绕垂直轴向左右进行光轴调整。而且，在上述灯室内，除了上述灯单元2S、3S、 13S、14S、2W、3W、13W、14W、4、15、16以外，有时还配置雾灯、转向灯、最外端标识灯、方向指示 灯等的其他灯单元。 上述点配光用的半导体型光源2S、透镜3S、遮光部件13S及棱镜部件14S具有形 成图32所示的具有遮断线CL1、 CL2、 CL3的近光束用配光图案LP及图35所示的远光束用 配光图案HP的屏幕配光上的大致中央部分的点配光SP及SP1的功能。而且，上述扩散配 光用的半导体型光源2W、透镜3W、遮光部件13W及棱镜部件14W具有形成图32所示的具有 遮断线CL1、 CL2、 CL3的近光束用配光图案LP及图35所示的远光束用配光图案HP的屏幕 配光上的整体部分的扩散配光WP及WP1的功能。 上述半导体型光源2S、2W如图3所示，包括基板7S、7W、设在上述基板7S、7W上的 发光芯片8S、8W、以及密封上述发光芯片8S、8W的薄的长方体形状的密封树脂部件(透镜部 件)9S、9W。而且，上述密封树脂部件9S、9W的表面呈凸曲面。上述半导体型光源2S、2W通 过支架或固定框分别固定在上述散热部件4的前部5的固定面上。在图3中，为了便于说 明，省略了上述遮光部件13S、13W及上述棱镜部件14S、14W的图示。 上述发光芯片8S、8W如图10、图ll所示，呈平面矩形形状(平面长方形)。即，将 5个正方形的芯片沿X轴方向(水平方向)排列而成。而且，也可以使用一个长方形的芯 片。 上述发光芯片8S、8W的中心0S、 0W位于上述透镜3S、3W的基准焦点FS、 FW或其 附近，而且位于上述透镜3S、3W的基准轴(光轴)ZS、ZW或其附近。上述透镜3S、3W的基准 轴ZS、 ZW是与上述Z轴平行且通过上述发光芯片8S、8W的中心0S、 0W的法线。而且，上述 X轴通过上述发光芯片8S、8W的中心0S、0W。另外，在图10、图11中，YS、YW是与上述Y轴 平行且通过上述发光芯片8S、8W的中心0S、0W的点配光用的铅垂轴(Y轴)、扩散配光用的 铅垂轴(Y轴)。 上述发光芯片8S、8W的发光面朝向上述透镜3S、3W的基准轴ZS、 ZW的前侧F(前 方向)。而且，上述扩散配光用的半导体型光源2W的上述发光芯片8S的长边如图10所示， 平行于与上述透镜3W的基准轴ZW正交的上述X轴(水平轴)。另一方面，上述点配光用的 半导体型光源2S的上述发光芯片8S的长边如图11所示，将上述点配光用的半导体型光源 2S的上述发光芯片8S以上述透镜3S的基准轴ZS为中心旋转9 ° (例如，大约5。)而相 对上述X轴倾斜，以使相对于上述X轴使行驶车线侧(在该例子中为左侧L)比对向车线侧 (在该例子中为右侧R)靠上。 另外，也可以使上述点配光用的半导体型光源2S的上述发光芯片8S的长边与上 述扩散配光用的半导体型光源2W的上述发光芯片8S的长边同样，与上述X轴平行。而且， 也可以使上述点配光用的半导体型光源2S的上述发光芯片8S的长边与上述点配光用的半 导体型光源2S的上述发光芯片8S的长边同样，相对上述X轴倾斜。
上述点配光用的透镜3S与上述扩散配光用的透镜3W—体地形成。在上述透镜 3S、3W的左右两侧部，一体地设有固定部10。上述固定部10利用螺钉等固定在上述散热部 件4的前部5的左右两侧面。其结果，上述透镜3S、3W固定在上述散热部件4上。
固定式的上述透镜3S、3W具备来自上述半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W 的光入射的入射面11S、11W ;以及入射到上述透镜3S、3W中的光出射的出射面12S、12W。
上述透镜3S、3W的入射面11S、11W由圆锥曲面(例如，椭圆、圆、抛物、双曲等的曲 线、或者平面等的二次曲面)构成。而且，在该例子中，上述透镜3S、3W的入射面11S、11W 在铅垂截面(垂直截面、纵截面)内，呈中央部相对周边部向后侧B突出的凸面(圆柱面)。 上述透镜3S、3W的入射面11S、11W最好做成凸面，但是也可以是在铅垂截面内中央部相对 周边部向前侧F凹下的凹面，而且，也可以是平面。在上述透镜3S、3W的入射面11S、11W上， 入射从上述半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W的中心0S、 0W(上述透镜3S、3W的基准
轴zs、zw)到er (例如，约so。以上，在该例子中为约60° )的光。 上述透镜3S、3W的出射面12S、12W由被曲面控制成上述发光芯片8S、8W的投影像 的一部分与上述遮断线C L1、CL2、CL3大致接触的自由曲面构成，以防从上述透镜3S、3W的 出射面12S、12W出射的上述发光芯片8S、8W的投影像从上述近光束用配光图案LP的屏幕 配光上的上述遮断线CL1、CL2、CL3向上方突出。 以下，对上述点配光用的透镜3S的出射面12S的曲面控制，参照图4、图12 图 15进行说明。 首先，将上述点配光用的上述半导体型光源2S和上述透镜3S如上述结构那样进 行配置。固定上述透镜3S的入射面11S的圆锥曲面。另一方面，将上述透镜3S的出射面 12S的自由曲面设为初始的自由曲面。 然后，使上述半导体型光源2S的发光芯片8S点亮发光。于是，上述发光芯片8S 的投影像组投影(出射)到屏幕上。在此，说明从图4所示的上述透镜3S的出射面12S的 四个标本点P1、P2、P3、P4出射的上述发光芯片8S的投影像II、 12、 13、 14。上述发光芯片 8S的投影像I 1、12、13、14如图12、图13所示投影(出射)到屏幕上。此时，由于上述透 镜3S的出射面12S的自由曲面是初始的自由曲面，因此投影到屏幕上的投影像I1、I2、I3、 14的一部分( 一半或一半以上的部分)从上述近光束用配光图案LP的屏幕配光上的上述 遮断线CL1、CL2、CL3向上方突出。 然后，将图12、图13所示的投影像I1、I2、I3、I4设计修正为图14、图15所示的投 影像110、 120、 130、 140。进行了设计修正的投影像110、 120、 130、 140的一部分P10、P20、 P30、P40与上述近光束配光图案LP的屏幕配光上的上述遮断线CL1、CL2、CL3大致接触，进 行了设计修正的投影像110、 120、 130、 140不会从上述近光束用配光图案LP的屏幕配光上 的上述遮断线CL1、CL2、CL3向上方突出。 而且，对上述点配光用的透镜3S的出射面12S的自由曲面的曲面进行控制，以使 得到进行了设计修正的投影像110、 120、 130、 140。通过这样，得到上述点配光用的透镜3S 的出射面12S的自由曲面。而且，以同样的方法，得到上述扩散配光用的透镜3W的出射面 12W的自由曲面。 如上所述进行了曲面控制的上述透镜3S、3W的出射面12S、12W的自由曲面具有以 下特征。即，如图4 图7所示，将上述透镜3S、3W的出射面12S、12W的自由曲面，主视时(从前侧F观察的状态)以上述透镜3S、3W的基准轴ZS、ZW为原点，利用通过上述原点并彼 此正交的铅垂轴YS、YW和水平轴的X轴，分割成第一象限Ql、第二象限Q2、第三象限Q3、第 四象限Q4。在此，在上述点配光用的透镜3S中，关于上述铅垂轴YS将上述第一象限Ql和 上述第二象限Q2以对称的位置关系比较的场合，S卩、将上述点配光用的透镜3S的上述第一 象限Ql和上述第二象限Q2用通过上述第一标本点Pl和上述第二标本点P2的与上述水平 轴的X轴平行的水平面切断时所得到的、通过上述第一标本点Pl和上述第二标本点P2的 上述第一象限Ql中的截面曲线C12与作为上述第二象限Q2中的截面曲线且以上述铅垂轴 YS为边界翻转的上述第一象限Ql中的上述第二象限Q2的翻转截面曲线C22进行比较的场 合，上述第一象限Q1的约1/3以上的部分(在该例子中为全部的部分)在上述透镜3S的 基准轴ZS的前方向(前侧F)比上述第二象限Q2高。例如，如图6所示，在比较上述第一 象限Ql中的上述第一标本点Pl和上述第一象限Ql中的上述第二象限Q2的上述第二标本 点P2的翻转点P21的场合，上述第一象限Q1中的上述第一标本点P1比上述第一象限Q1 中的上述第二象限Q2的上述第二标本点P2的翻转点P21向前侧F高出尺寸Tl部分。上 述第一象限Ql的比上述第二象限Q2变高的部分TH是约1/3至全部(1/3 < TH《1)。上 述变高的部分TH如图8所示，可以从上述透镜3S的边缘开始，而且，也可以如图9所示从 上述透镜3S的中央开始，还有，虽然未图示，但也可以从上述透镜3S的边缘与中央之间的 中间开始。另外，在图8、图9中，TT是上述第一象限Q1的与上述第二象限Q2相同高度的 部分。 另外，在上述点配光用的透镜3S中，关于上述水平轴的X轴将上述第一象限Ql和 上述第四象限Q4以对称的位置关系比较的场合，S卩、将上述点配光用的透镜3S的上述第一 象限Ql和上述第四象限Q4用通过上述第一标本点Pl和上述第四标本点P4的与上述铅垂 轴YS平行的铅垂面切断时所得到的、通过上述第一标本点Pl和上述第四标本点P4的上述 第四象限Q4中的截面曲线C14与作为上述第一象限Ql中的截面曲线且以上述水平轴的X 轴为边界翻转的上述第四象限Q4中的上述第一象限Ql的翻转截面曲线Cll进行比较的场 合，上述第一象限Ql的约1/3以上的部分(在该例子中为全部的部分)在上述透镜3S的 基准轴ZS的前方向(前侧F)比上述第四象限Q4低。例如，如图7所示，在比较上述第四 象限Q4中的上述第四标本点P4和上述第四象限Q4中的上述第一象限Ql的上述第一标本 点Pl的翻转点P14的场合，上述第四象限Q4中的上述第一象限Ql的上述第一标本点Pl 的翻转点P14比上述第四象限Q4中的上述第四标本点P4向前侧F低尺寸T2部分。上述 第一象限Q1的比上述第四象限Q4变低的部分约为1/3至全部。上述变低的部分可以从上 述透镜3S的边缘开始，而且，也可以从上述透镜3S的中央开始，还有，也可以从上述透镜3S 的边缘与中央之间的中间开始。 另一方面，上述扩散配光用的透镜3W的出射面12W的自由曲面也具有与上述点配 光用的透镜3S的出射面12S的自由曲面相同的特征。即，上述扩散配光用的透镜3W的出 射面12W的自由曲面由如下自由曲面构成，在关于上述铅垂轴YW将上述第一象限Ql与上 述第二象限Q2以对称的位置关系进行了比较的场合，上述第一象限Q1的约1/3以上的部 分在上述透镜3W的基准轴ZW的前方向比上述第二象限Q2高，而且，在关于上述水平轴的 X轴将第一象限Q1与第四象限Q4以对称的位置关系进行了比较的场合，上述第一象限Q1 的约1/3以上的部分在上述透镜3W的基准轴ZW的前方向比上述第四象限Q4低。
在此，从上述透镜3S、 3W的被曲面控制的出射面12S、 12W的四个标本点P1 、P2 、P3 、 P4出射的上述发光芯片8S、8W的投影像110、 120、 130、 140从图12、图13的状态被设计修 正为图14、图15的状态。 其结果，如图16(B)所示，从上述点配光用透镜3S的出射面12S的上述第一象限 Ql出射的上述发光芯片8S的投影像组主要形成上述近光束用配光图案LP的屏幕配光上的 从上述拐点E向行驶车线侧(左侧)的配光。 而且，如图16(C)所示，从上述点配光用透镜3S的出射面12S的上述第二象限Q2 出射的上述发光芯片8S的投影像组主要形成上述近光束用配光图案LP的屏幕配光上的从 上述拐点E向对向车线侧(右侧)的配光。 还有，如图16(D)所示，从上述点配光用透镜3S的出射面12S的上述第三象限Q3 出射的上述发光芯片8S的投影像组主要形成上述近光束用配光图案LP的屏幕配光上的从 上述拐点E向对向车线侧(右侧)的配光。 另外，如图16(E)所示，从上述点配光用透镜3S的出射面12S的上述第四象限Q4 出射的上述发光芯片8S的投影像组主要形成上述近光束用配光图案LP的屏幕配光上的从 上述拐点E向行驶车线侧(左侧)的配光。 而且，若合成图16(B)所示的配光、图16(C)所示的配光、图16(D)所示的配光和 图16(E)所示的配光，则形成图16(A)所示的上述近光束用配光图案LP的点配光SP。
另一方面，如图17(B)所示，从上述扩散配光用透镜3W的出射面12W的上述第一 象限Ql出射的上述发光芯片8W的投影像组主要形成上述近光束用配光图案LP的屏幕配 光上的从上述拐点E向行驶车线侧(左侧)的配光。 而且，如图17(C)所示，从上述扩散配光用透镜3W的出射面12W的上述第二象限 Q2出射的上述发光芯片8W的投影像组主要形成上述近光束用配光图案LP的屏幕配光上的 从上述拐点E向对向车线侧(右侧)的配光。 还有，如图17(D)所示，从上述扩散配光用透镜3W的出射面12W的上述第三象限 Q3出射的上述发光芯片8W的投影像组主要形成上述近光束用配光图案LP的屏幕配光上的 从上述拐点E向对向车线侧(右侧)的配光。 另外，如图17(E)所示，从上述扩散配光用透镜3W的出射面12W的上述第四象限 Q4出射的上述发光芯片8W的投影像组主要形成上述近光束用配光图案LP的屏幕配光上的 从上述拐点E向行驶车线侧(左侧)的配光。 而且，若合成图17(B)所示的配光、图17(C)所示的配光、图17(D)所示的配光和 图17(E)所示的配光，则形成图17(A)所示的上述近光束用配光图案LP的点配光WP。
如图2、图20 图23所示，上述反射体16固定在上述散热部件4的前部5的前侧 的固定面的周边部。在固定式的上述反射体16的中央部，设有上述半导体型光源2S、2W、上 述透镜3S、3W及上述遮光部件13S、13W或棱镜部件14S、14W所在的开口部17。而且，在固 定式的上述反射体16的周边部，设有自由曲面的反射面18。上述反射面18是使作为来自 上述半导体型光源2S、2W的上述发光芯片8S、8W的光且入射上述透镜3S、3W的光Ll (如上 述图3所示，从上述半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W的中心0S、0W(上述透镜3S、3W 的基准轴ZS、ZW)到91°的光)以外的光L2(入射透镜以外的光L2且91°以上的光) 作为图35所示的远光束用配光图案HP的包括主光轴SZ的点配光SP2向前方反射的反射面。上述点配光SP2的主光轴SZ在图32所示的近光束用配光图案LP的拐点E靠上侧U位 于屏幕的水平线HL-HR与上侧垂直线VU-VD的交点或其附近(参照图33、图34所示的点配 光SP2的主光轴SZ)。包括上述主光轴SZ的上述点配光SP2由分别固定在上述散热部件4 上的上述半导体型光源2S、2W和上述反射体16的反射面18形成，因此包括上述主光轴SZ 的上述点配光SP2的位置被固定而不会偏移。 如图2、图18 图22、图26 图28所示，在可动式的上述遮光部件13S、13W的中 央部，设有开口部19S、19W，以防妨碍来自上述半导体型光源2S、2W的上述发光芯片8S、8W 的一部分光Ll入射上述透镜3S、3W。而且，在上述遮光部件13S、13W的周边部，设有遮蔽要 入射上述反射面18的来自上述半导体型光源2S、2W的上述发光芯片8S、8W的上述入射透 镜以外的光L2的"口"形状的遮光框20S、20W。上述遮光部件13S、13W在上述第一位置与 上述第二位置之间可移动地配置，如图22所示，在位于上述第一位置时，不妨碍来自上述 半导体型光源2S、2W的上述发光芯片8S、8W的一部分光Ll通过上述开口部19S、19W入射 上述透镜3S、3W的入射面11S、 11W，而且，用上述遮光框20S、20W遮蔽要入射上述反射面18 的来自上述半导体型光源2S、2W的上述发光芯片8S、8W的上述入射透镜以外的光L2。
同样，如图2、图18 图21、图23、图25 图28所示，可动式的上述棱镜部件14S、 14W与可动式的上述遮光部件13S、13W以十字形状成一体构造。可动式的上述棱镜部件 14S、14W具备来自上述半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W的光L2入射的入射面21S、 21W和入射到上述棱镜部件14S、14W中的光出射的出射面22S、22W。 上述棱镜部件14S、14W的出射面22S、22W由圆锥曲面(例如，椭圆、圆、抛物、双曲 等曲线、或者平面等二次曲线)构成。而且，在该例子中，由平面构成。
上述点配光用的棱镜部件14S的入射面21S由被曲面控制成使上述点配光用的透 镜3S的基准焦点FS虚拟地向右倾斜上侧移动的自由曲面构成(参照图25中的虚拟透镜 基准焦点FS1)。上述点配光用的棱镜部件14S的入射面21S的自由曲面具有向上述点配光 用的半导体型光源2S侧突出的突出部23S(参照图26中的小虚线圆及图27中的隆起线)。 上述突出部23S的顶峰如图26所示，在后视时(从后侧B观察的状态)以上述点配光用的 透镜3S的基准轴ZS为原点，并利用通过上述原点且相互正交的铅垂轴YS和水平轴的X轴 分割成第一象限Ql、第二象限Q2、第三象限Q3、第四象限Q4时，位于上述第一象限Ql的部 分。 另一方面，上述扩散配光用的棱镜部件14W的入射面21W由被曲面控制成使上述 扩散配光用的透镜3W的基准焦点FW虚拟地向上侧移动的自由曲面构成(参照图25中的 虚拟透镜基准焦点FW1)。上述扩散配光用的棱镜部件14W的入射面21W的自由曲面具有向 上述扩散配光用的半导体型光源2W侧突出的突出部23W(参照图26中的小虚线圆及图27 中的隆起线)。上述突出部23W的顶峰如图26所示，在后视时(从后侧B观察的状态)以 上述扩散配光用的透镜3W的基准轴ZW为原点，并利用通过上述原点且相互正交的铅垂轴 YW和水平轴的X轴分割成第一象限Ql、第二象限Q2、第三象限Q3、第四象限Q4时，位于横 跨上述第一象限Ql和上述第二象限Q2的部分。 上述棱镜部件14S、14W与上述遮光部件13S、13W成一体构造，并且配置成与上述 遮光部件13S、13W交替地在第一位置与第二位置之间可移动。上述棱镜部件14S、14W如 图23所示，在位于上述第一位置时，在不妨碍来自上述半导体型光源2S、2W的上述发光芯片8S、8W的上述入射透镜以外的光L2入射上述反射面18，而且，使上述透镜2S、2W的基准 焦点FS、FW虚拟地向虚拟透镜基准焦点FS1、FW1移动的状态下，使来自上述半导体型光源 2S、2W的上述发光芯片8S、8W的一部分光Ll入射上述透镜3S、3W的入射面11S、11W。
上述遮光部件13S、13W与上述棱镜部件14S、14W以十字形状构成为一体。在上述 遮光部件13S、13W及上述棱镜部件14S、14W的中央部，设有十字形状的配合槽24。在上述 配合槽24上配合上述切换装置15的轴25的十字形状的配合部26。其结果，上述遮光部 件13S、13W和上述棱镜部件14S、14W配置成可以利用上述切换装置15交替地在第一位置 与第二位置之间移动。 上述切换装置15如图2、图18、图19、图28 图31所示，具备上述轴25、壳体27、 28、马达29、减速机构和失效保护用(恢复用)的弹簧30。 上述壳体27、28分割为前侧的壳体27和后侧的壳体28这两部分。上述轴25容 纳在上述壳体27、28内，而且通过轴承可旋转地支撑在上述壳体27、28。而且，上述轴25的 前端从上述前侧的壳体27向前方突出。在上述轴25的前端，设有上述配合部26。上述配 合部26与一体构造的上述遮光部件13S、13W及上述棱镜部件14S、14W的配合槽24配合。
上述马达29在该例子中使用步进马达。另外，也可以使用步进马达以外的马达。 上述马达29安装在上述后侧的壳体28的外面。 上述减速机构包括第一齿轮31、第二齿轮32、第三齿轮33和第四齿轮34。上述第 一齿轮31固定在上述马达20的输出轴(驱动轴、旋转轴)上。上述第二齿轮32和上述第 三齿轮33固定在同轴上，并且可旋转地支撑在上述前侧的壳体27的轴部36。上述第四齿 轮34固定在上述轴25上。 上述第一齿轮31与上述第二齿轮32啮合。上述第三齿轮33与上述第四齿轮34 啮合。上述第一齿轮31的齿数比上述第二齿轮32的齿数还少。上述第二齿轮32的齿数 比上述第三齿轮33的齿数还多。上述第三齿轮33的齿数比上述第四齿轮34的齿数还少。
上述弹簧30在该例子中为螺旋弹簧。上述弹簧30的一端与上述前侧的壳体27 的配合孔37配合。而且，上述弹簧30的另一端与上述第四齿轮34的配合孔38配合。而 且，上述弹簧30也可以是螺旋弹簧以外的弹簧。另外，上述弹簧30的一端也可以与上述前 侧的壳体27以外的固定侧的部件配合。而且，上述弹簧30的另一端也可以与上述第四齿 轮34以外的旋转侧的部件配合。 在上述第四齿轮34上分别设有第一限动阶梯部39和第二限动阶梯部40。另一方 面，在上述前侧的壳体27上，分别设有由第一限动阶梯部39抵接的第一限动凸部41和由 第二限动阶梯部40抵接的第二限动凸部42。 如图30所示，在上述第四齿轮34的第一限动阶梯部39与上述前侧的壳体27的 第一限动凸部41抵接的状态时，如图18、图20、图22所示，上述遮光部件13S、 13W位于上 述半导体型光源2S、2W与上述透镜3S、3W之间的第一位置。而且，如图31所示，在上述第 四齿轮34的第二限动阶梯部40与上述前侧的壳体27的第二限动凸部42抵接的状态时， 如图19、图21、图23所示，上述棱镜部件14S、14W位于上述半导体型光源2S、2W与上述透 镜3S、3W之间的第一位置。 本实施例1中的车辆用前照灯1由如上所述的结构构成，以下，对其作用进行说 明。
在对马达29未通电的状态下，利用切换装置15的弹簧30的弹力，如图30所示，第 四齿轮34的第一限动阶梯部39与前侧的壳体27的第一限动凸部41抵接，而且，如图18、 图20、图22所示，遮光部件13S、13W位于半导体型光源2S、2W与透镜3S、3W之间的第一位置。 在该状态下，使车辆用前照灯1的半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W点亮发 光。于是，从半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W放射光L1、 L2。此时，遮光部件13S、 13W位于半导体型光源2S、2W与透镜3S、3W之间的第一位置。因此，来自半导体型光源2S、 2W的发光芯片8S、8W的一部分光Ll通过遮光部件13S、 13W的开口部19S、 19W入射透镜3S、 3W的入射面11S、11W，而且，从透镜3S、3W的出射面12S、12W出射。此时，发光芯片8S、8W 的透镜像110、 120、 130、 140如下出射，即不会从近光束用配光图案LP的屏幕配光上的遮 断线CL1、 CL2、 CL3向上方突出，而且与遮断线CL1、 CL2、 CL3大致接触。
其结果，分别得到图16所示的近光束用配光图案LP的点配光SP和图17所示的 近光束用配光图案LP的扩散配光WP，而且它们合成之后，得到图32所示的近光束用配光图 案LP。 另夕卜，由于遮光部件13S、 13W位于半导体型光源2S、2W与透镜3S、3W之间的第一 位置，因此要入射反射体16的反射面18的来自半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W的 入射透镜以外的光L2被遮光部件13S、 13W的遮光框20S、20W遮蔽。其结果，可靠地得到图 32所示的近光束用配光图案LP。即，在没有遮光部件13S、13W的遮光框20S、20W的场合， 如图33、图34所示，对近光束用配光图案LP照射包括主光轴SZ的点配光SP2 (在图33、图 34中用虚线表示)。该包括主光轴SZ的点配光SP2如图33、图34所示，比近光束用配光图 案LP的拐点E、遮断线CL1、 CL2、 CL3还向上侧U突出，所以不适合作为近光束用配光图案 LP。但是，本实施例1中的车辆用前照灯1利用遮光部件13S、13W的遮光框20S、20W，能够 遮蔽要入射反射体16的反射面18的来自半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W的入射透 镜以外的光L2，所以能可靠地得到图32所示的近光束用配光图案LP。
然后，对切换装置15的马达29通电。于是，马达29驱动并使第一齿轮31、第二齿 轮32、第三齿轮33、第四齿轮34向图30所示的方向分别旋转。随之，固定在第四齿轮34 上的轴25克服弹簧30的弹力而向图30中的顺时针方向的箭头方向旋转。通过该轴25的 旋转，安装在该轴25上的十字形状的一体构造的遮光部件13S、13W及棱镜部件14S、14W向 图18、图27中的顺时针方向的箭头方向旋转。 而且，如图31所示，切换装置15的第四齿轮34的第二限动阶梯部40与前侧的壳 体27的第二限动凸部42抵接。于是，如图19、图21、图23所示，至今位于第二位置的棱镜 部件14S、14W与遮光部件13S、13W交替而位于半导体型光源2S、2W与透镜3S、3W之间的第 一位置。另一方面，至今位于半导体型光源2S、2W与透镜3S、3W之间的第一位置的遮光部 件13S、13W与棱镜部件14S、14W交替而位于第二位置。 若棱镜部件14S、14W位于第一位置，则如图23所示，至今被遮光部件13S、13W的 遮光框20S、20W遮蔽的来自半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W的入射透镜以外的光L2 入射反射体16的反射面18并反射。其结果，如图35所示，包括主光轴SZ的点配光SP2照 射屏幕的水平线HL-HR与上下垂直线VU-VD的交点或其附近。 另一方面，来自半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W的一部分光Ll入射棱镜部件14S、14W的入射面21S、21W并从棱镜部件14S、14W的出射面22S、22W出射。因此，来自 半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W的一部分光Ll通过棱镜部件14S、14W的作用，在使 透镜2S、2W的基准焦点虚拟地向虚拟透镜基准焦点FS1、 FW1移动的状态下，入射透镜3S、 3W的入射面11S、11W，而且，从透镜3S、3W的出射面12S、12W出射。 其结果，如图34所示，近光束用配光图案LP的点配光SP在上侧U向对向车线侧 (右侧R)即远光束用配光图案HP的主光轴SZ侧移动。而且，近光束用配光图案LP的扩散 配光WP向上侧U移动。还有，近光束用配光图案LP的拐点E、遮断线CL1、CL2、CL3在上侧 U向对向车线侧(右侧R)即远光束用配光图案HP的主光轴SZ或上侧U平滑地移动。由 此，图32所示的近光束用配光图案LP的点配光SP、扩散配光WP切换为图35所示的远光束 用配光图案HP的点配光SP1、扩散配光WP1。 在这里，断开对切换装置15的马达29的通电。于是，由于弹簧30的弹力，第一齿 轮31、第二齿轮32、第三齿轮33、第四齿轮34向图31所示的箭头方向分别旋转。随之，固 定在第四齿轮34上的轴25向图31中的逆时针方向的箭头方向旋转。通过该轴25的旋转， 安装在该轴25上的十字形状的一体构造的遮光部件13S、 13W及棱镜部件14S、 14W向图19、 图27中的顺时针方向的箭头方向旋转。 而且，如图30所示，切换装置15的第四齿轮34的第一限动阶梯部39与前侧的壳 体27的第一限动凸部41抵接。于是，如图18、图20、图22所示，至今位于第二位置的遮光 部件13S、13W与棱镜部件14S、14W交替而位于半导体型光源2S、2W与透镜3S、3W之间的第 一位置。另一方面，至今位于半导体型光源2S、2W与透镜3S、3W之间的第一位置的棱镜部 件14S、14W与遮光部件13S、13W交替而位于第二位置。 另外，在棱镜部件14S、14W位于第一位置的状态或从第二位置向第一位置的旋转 状态时，若断开对切换装置15的马达29的通电(若断开供电)，则通过弹簧30的弹力，遮 光部件13S、13W返回第一位置。因此，能够从图35所示的远光束用配光图案HP切换到图 32所示的近光束用配光图案LP。由此，失效保护功能发挥作用。 通过如上所述，图32所示的近光束用配光图案LP和图35所示的远光束用配光图 案HP向车辆前方照射。 本实施例1中的车辆用前照灯1具有如上所述的结构及作用，以下，对其效果进行 说明。 本实施例1中的车辆用前照灯1在用切换装置15交替地使遮光部件13S、13W位 于第一位置且使棱镜部件14S、14W位于第二位置的状态时，若使半导体型光源2S、2W的发 光芯片8S、8W点亮发光，则从发光芯片8S、8W放射的一部分光Ll透过透镜3S、3W并作为具 有遮断线CL1、 CL2、 CL3的近光束用配光图案LP向车辆前方照射。此时，要入射反射体16 的反射面18的来自半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W的入射透镜以外的光L2被遮光 部件13S、13W遮蔽。而且，在用切换装置15交替地使棱镜部件14S、14W位于第一位置且使 遮光部件13S、13W位于第二位置的状态时，若使半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W点 亮发光，则从发光芯片8S、8W放射的一部分光Ll透过棱镜部件14S、14W及利用该棱镜部件 14S、14W使基准焦点FS、FW虚拟地向虚拟基准焦点FS1、FW1移动了的状态的透镜3S、3W并 作为远光束用配光图案HP向车辆前方照射。此时，来自半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、 8W的入射透镜以外的光L2不受棱镜部件14S、14W的妨碍而向反射体16的反射面18入射反射并作为远光束用配光图案HP的包括主光轴SZ的点配光SP2向车辆前方照射。这样， 本实施例1中的车辆用前照灯1可以将半导体型光源2S、2W作为光源，并切换具有遮断线 CL1、CL2、CL3的近光束用配光图案LP和远光束用配光图案HP而向车辆前方照射。
而且，本实施例1中的车辆用前照灯1由于包括半导体型光源2S、2W、透镜3S、3W、 反射体16、一体构造的遮光部件13S、13W及棱镜部件14S、14W、以及切换装置15，因此与现 有的车辆用前照灯比较，不需要远光束用配光图案用的第二光源单元，部件件数少也可以， 由此，能够实现小型化、轻量化、成本降低化。 还有，本实施例1中的车辆用前照灯1由于利用棱镜部件14S、14W使透镜3S、3W 的基准焦点FS、FW虚拟地向虚拟基准焦点FS1、FW1移动，因此可以将从透镜3S、3W出射的 配光图案从具有遮断线CL1、 CL2、 CL3的近光束用配光图案LP可靠地切换为远光束用配光 图案HP。而且，本实施例1中的车辆用前照灯1由于利用反射体16的反射面18而得到远 光束用配光图案HP的包括主光轴SZ的点配光SP2，因此可得到具有足够的最高光度的远光 束用配光图案HP。 另外，本实施例1中的车辆用前照灯1在遮光部件13S、13W位于第一位置时，当从 半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W放射的光Ll从透镜3S、3W的入射面11S、11W入射 并从透镜3S、3W的出射面12S、12W出射时，作为与遮断线CL1、CL2、CL3大致接触的发光芯 片8S、8W的投影像110、 120、 130、 140出射以防从具有遮断线CL1、 CL2、 CL3的近光束用配 光图案LP的屏幕配光上的遮断线CL1、CL2、CL3向上方突出，因此能可靠地得到具有遮断线 CL1、CL2、CL3的近光束用配光图案LP。而且，本实施例1中的车辆用前照灯1在棱镜部件 14S、14W位于第一位置时，透镜3S、3W的基准焦点FS、 FW虚拟地向虚拟基准焦点FS1、 FW1 向上侧或倾斜上侧移动，所以具有遮断线CL1、CL2、CL3的近光束用配光图案LP的高光度带 的部分向上侧或倾斜上侧移动而成为远光束用配光图案HP的高光度带的部分，而且，近光 束用配光图案LP的遮断线CL1、 CL2、 CL3的部分向上侧或倾斜上侧平滑地(顺利地)扩展 移动而成为远光束用配光图案HP的上侧的部分。这样，本实施例1中的车辆用前照灯1能 够切换而得到良好的具有遮断线CL1、CL2、CL3的近光束用配光图案LP和良好的远光束用 配光图案HP。 而且，本实施例1中的车辆用前照灯1由于利用固定在散热部件4上的半导体型 光源2S、2W和透镜3S、3W得到具有遮断线CL1、CL2、CL3的近光束用配光图案LP，所以具有 遮断线CL1、 CL2、 CL3的近光束用配光图案LP的遮断线CL1、 CL2、 CL3附近的高光度带的 部分即重要的部分(点)不发生变化。而且，由于利用固定在散热部件4上的半导体型光 源2S、2W和反射体15的反射面18而得到远光束用配光图案HP的包括主光轴SZ的点配光 SP2，因此远光束用配光图案HP的包括主光轴SZ的点配光SP2的部分即重要的部分(点) 不发生变化。这样，本实施例1中的车辆用前照灯1可得到按照配光设计的所希望的配光 特性。 另外，本实施例1中的车辆用前照灯1利用点配光用的半导体型光源2S、透镜3S、 遮光部件13S及棱镜部件14S得到点配光SP，而且，利用扩散配光用的半导体型光源2W、透 镜3W、遮光部件13W及棱镜部件14W得到扩散配光WP。因此，本实施例1中的车辆用前照灯 l得到中央部分的光度(照度、光量)最高，且随着从中央部分向周边部分转移而光度(照 度、光量)逐渐变低的配光图案，所以适合得到具有遮断线CL1、CL2、CL3的近光束用配光图
19案例LP和远光束用配光图案HP。而且，本实施例1中的车辆用前照灯1将半导体型光源、透镜、遮光部件及棱镜部件分别由点配光功能的半导体型光源2S、透镜3S、遮光部件13S及棱镜部件14S和扩散配光功能的半导体型光源2W、透镜3W、遮光部件13W及棱镜部件14W分担，所以即使半导体型光源2S、2W的发光输出功率小，也能得到足够的配光图案(具有遮断线CL1、 CL2、 CL3的近光束用配光图案LP和远光束用配光图案HP)的光度(照度、光量)，尤其是，在配光图案(具有遮断线CL1、CL2、CL3的近光束用配光图案LP和远光束用配光图案HP)的中央部分得到足够光度(照度、光量)的点配光。 而且，本实施例1中的车辆用前照灯1由于使点配光用的半导体型光源2S的发光芯片8S的长边相对水平轴的X轴倾斜，而且，使扩散配光用的半导体型光源2W的发光芯片8W的长边与水平轴的X轴平行，所以能够使点配光SP眼则会倾斜遮断线CL1，而且，使扩散配光WP沿着上水平遮断线CL2及下水平遮断线CL3。因此，本实施例1中的车辆用前照灯l适合得到具有由行驶车线侧(左侧)的上水平遮断线CL2和行驶车线侧(左侧L)的倾斜遮断线CL1和对向车线侧(右侧R)的下水平遮断线CL3构成的遮断线(Z遮断线)的近光束用配光图案LP。而且，本实施例1中的车辆用前照灯1由于使点配光用半导体型光源2S的发光芯片8S的长边相对水平轴的X轴倾斜，并且使扩散配光用半导体型光源2W的发光芯片8W的长边与水平轴的X轴平行，所以可以使点配光SP沿着倾斜遮断线CL1，而且使扩散配光WP沿着上水平遮断线CL2及下水平遮断线CL3，能可靠地得到具有Z遮断线的近光束用配光图案LP。
实施例2 图36 图38表示本发明的车辆用前照灯的实施例2。以下，对本实施例2中的车
辆用前照灯进行说明。图中，与图1 图35相同的符号表示相同的部件。 本实施例2中的车辆用前照灯用于将图32所示的近光束用配光图案LP和图35
所示的远光束用配光图案HP和图38所示的中间光线用配光图案MP向车辆前方照射。图
38所示的中间光线用配光图案MP具有大致水平的遮断线CL。图38所示的中间光线用配
光图案MP的遮断线CL比图32所示的近光束用配光图案LP的遮断线CL1、CL2、CL3还靠上
侧而存在。 本实施例2中的车辆用前照灯作为棱镜部件具备形成上述远光束用配光图案HP的远光束用棱镜部件及上述实施例1中的车辆用前照灯1的棱镜部件14S、14W ;以及形成上述中间光线用配光图案MP的中间光线用棱镜部件43S、43W。 上述中间光线用棱镜部件43S、43W形成与远光束用棱镜部件14S、14W大致同样的结构。上述中间光线用棱镜部件43S、43W以六花瓣形状与上述远光束用棱镜部件14S、14W及上述遮光部件13S、13W形成一体构造。上述中间光线用棱镜部件43S、43W具备来自上述半导体型光源2S、2W的发光芯片8S、8W的光Ll入射的入射面和入射到上述棱镜部件14S、14W中的光出射的出射面。 上述中间光线用棱镜部件43S、43W的出射面W由圆锥曲面(例如，椭圆、圆、抛物、双曲等的曲线，或者平面等的二次曲线)构成。。而且，在该例子中，由平面构成。
上述点配光用的中间光线用棱镜部件43S的入射面由被曲面控制成使上述点配光用的透镜3S的基准焦点FS虚拟地向右倾斜上侧(图25中的虚拟透镜基准焦点FS1与发光芯片8S、8W的中心0S、 0W及透镜3S、3W的基准焦点FS、 FW之间)移动的自由曲面构成。上述点配光用的中间光线用棱镜部件43S的入射面的自由曲面具有向上述点配光用的半导体型光源2S侧突出的突出部。上述突出部的顶峰在后视时(从后侧B观察的状态)以上述点配光用的透镜3S的基准轴ZS为原点，并利用通过上述原点且相互正交的铅垂轴和水平轴分割成第一象限、第二象限、第三象限、第四象限时，位于上述第一象限的部分。
另一方面，上述扩散配光用的中间光线用棱镜部件43W的入射面由被曲面控制成使上述扩散配光用的透镜3W的基准焦点FW虚拟地向上侧(图25中的虚拟透镜基准焦点FS 1与发光芯片8S、8W的中心0S、 0W及透镜3S、3W的基准焦点FS、 FW之间)移动的自由曲面构成。上述扩散配光用的中间光线用棱镜部件43W的入射面的自由曲面具有向上述扩散配光用的半导体型光源2W侧突出的突出部。上述突出部的顶峰在后视时(从后侧B观察的状态)以上述扩散配光用的透镜3W的基准轴ZW为原点，并利用通过上述原点且相互正交的铅垂轴和水平轴分割成第一象限、第二象限、第三象限、第四象限时，位于横跨上述第一象限和上述第二象限的部分。 上述中间光线用棱镜部件43S、43W配置成与上述远光束用棱镜部件14S、14W及上述遮光部件13S、13W交替地在第一位置与新的第二位置与第三位置之间可移动。上述中间光线用棱镜部件43S、43W在位于上述第一位置时，不妨碍来自上述半导体型光源2S、2W的上述发光芯片8S、8W的上述入射透镜以外的光L2入射上述反射面18，而且，使上述透镜2S、2W的基准焦点FS、 FW虚拟地向虚拟透镜基准焦点(图25中的虚拟基准焦点FS1与发光芯片8S、8W的中心0S、0W及透镜3S、3W的基准焦点FS、FW之间的虚拟透镜基准焦点)移动的状态下，使来自上述半导体型光源2S、2W的上述发光芯片8S、8W的一部分光Ll入射上述透镜3S、3W的入射面11S、11W。 上述中间光线用棱镜部件43S、43W与上述远光束用棱镜部件14S、 14W与上述遮光部件13S、13W配置成可利用切换装置15交替地在第一位置、第二位置与第三位置之间移动。上述切换装置15使上述中间光线用棱镜部件43S、43W、上述远光束用棱镜部件14S、14W和上述遮光部件13S、13W每旋转60° 。 本实施例2中的车辆用前照灯由如上所述的结构构成，所以若利用切换装置15，使中间光线用棱镜部件43S、43W、远光束用棱镜部件14S、14W和遮光部件13S、13W每旋转60° ，并交替地位于第一位置，则能够将图38所示的中间光线用配光图案MP、图35所示的远光束用配光图案HP和图32所示的近光束用配光图案LP向车辆前方照射。
图38所示的中间光线用配光图案MP合成利用扩散配光功能的半导体型光源2W、透镜3W、遮光部件13W及中间光线用棱镜部件43W形成的扩散配光WP2、利用点配光功能的半导体型光源2S、透镜3S、遮光部件13S及中间光线用棱镜部件43S形成的点配光SP3、和利用反射体16的反射面18形成的高光度的点配光SP4而形成。 另外，在上述实施例1、2中，近光束用配光图案LP。远光束用配光图案HP和中间光线用配光图案MP向车辆前方照射。但是，在本发明中，也可以将近光束用配光图案LP。远光束用配光图案HP和中间光线用配光图案MP以外的配光图案，例如高速公路用配光图案、雾灯用配光图案等的配光图案向车辆前方照射。 而且，在上述实施例1、2中，近光束用配光图案LP的遮断线是由倾斜遮断线CL1、上水平遮断线CL2和下水平遮断线CL3构成的Z遮断线。但是，在本发明中，作为遮断线，也可以是Z遮断线以外的遮断线，例如只是水平的遮断线，或者以拐点为边界由行驶车线侧的倾斜遮断线和对向车线侧的水平遮断线构成的遮断线。 还有，在上述实施例1、2中，对左侧行驶车线用的车辆用前照灯1进行了说明。但是，在本发明中，也能应用于右侧行驶车线用的车辆用前照灯。 另外，在上述实施例1、2中，点配光用的半导体型光源2S及透镜3S和扩散配光用的半导体型光源2W及3W在X轴方向上以并列状态配置。但是，在本发明中，也可以将点配光用的半导体型光源2S及透镜3S和扩散配光用的半导体型光源2W及3W在上下方向配置，或者在上下左右倾斜方向配置，或者在前后交错配置。在该场合，需要使点配光用的遮光部件13S及棱镜部件14S及中间光线用棱镜部件43S、和扩散配光用的遮光部件13W及棱镜部件14W及中间光线用棱镜部件43W分别个别利用切换装置，可交替地位于第一位置、第二位置与第三位置之间。 而且，在上述实施例1、2中，包括由点配光用的半导体型光源2S、透镜3S、遮光部件13S、棱镜部件14S及中间光线用棱镜部件43S构成的灯单元和由扩散配光用的半导体型光源2W、透镜3W、遮光部件13W、棱镜部件14W及中间光线用棱镜部件43W构成的灯单元。但是，在本发明中，可以是由一个半导体型光源、一个透镜、一个遮光部件、一个棱镜部件及一个中间光线用棱镜部件构成的一个灯单元，并形成具有遮断线的配光图案，或者，也可以由三个以上的灯单元形成具有遮断线的配光图案。
权利要求
一种车辆用前照灯，以半导体型光源为光源，且将具有遮断线的配光图案和远光束用配光图案切换并向车辆的前方照射，其特征在于，具备半导体型光源，具有平面矩形形状的发光芯片；透镜，将来自上述半导体型光源的上述发光芯片的一部分光作为具有遮断线的配光图案向前方照射；反射体，具有将作为来自上述半导体型光源的上述发光芯片的光且除了向上述透镜入射的光以外的光作为远光束用配光图案的包括主光轴的点配光向前方反射的反射面；遮光部件，在第一位置与第二位置之间可移动地配置，在位于上述第一位置时，不妨碍来自上述半导体型光源的上述发光芯片的一部分光入射到上述透镜，而且，遮蔽要入射上述反射面的来自上述半导体型光源的上述发光芯片的入射上述透镜以外的光；棱镜部件，与上述遮光部件成为一体构造，与上述遮光部件交替地在第一位置与第二位置之间可移动地配置，在位于上述第一位置时，不妨碍来自上述半导体型光源的上述发光芯片的入射上述透镜以外的光入射上述反射面，而且，在使上述透镜的基准焦点虚拟地移动的状态下，使来自上述半导体型光源的上述发光芯片的一部分光入射上述透镜；以及，切换装置，将成一体构造的上述遮光部件及上述棱镜部件在第一位置与第二位置之间交替地切换，从而切换为具有遮断线的配光图案和远光束用配光图案。
2. 根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，上述发光芯片的中心位于上述透镜的基准焦点或其附近，且位于上述透镜的基准轴上 或其附近，上述发光芯片的发光面朝向上述透镜的基准轴的前方向，上述发光芯片的长边与正交于上述透镜的基准轴的水平轴平行或者相对上述水平轴 倾斜，上述透镜的入射面由圆锥曲面构成，上述透镜的出射面由自由曲面构成，该自由曲面以上述发光芯片的投影像的一部分与 上述遮断线大致接触的方式进行了曲面控制从而使从上述透镜的出射面出射的上述发光 芯片的投影像不从上述配光图案的屏幕配光上的上述遮断线向上方向突出，上述透镜的出射面的自由曲面是如下自由曲面在主视时以上述透镜的基准轴为原 点，并利用通过上述原点且相互正交的铅垂轴和水平轴分割成第一象限、第二象限、第三象 限、第四象限，在关于上述铅垂轴将第一象限和第二象限以对称的位置关系比较的场合，上 述第一象限的约1/3以上的部分在上述透镜的基准轴的前方向比上述第二象限高，而且， 在关于上述水平轴将上述第一象限和上述第四象限以对称的位置关系比较的场合，上述第 一象限的约1/3以上的部分在上述透镜的基准轴的前方向比上述第四象限低，上述透镜部件的出射面由圆锥曲面构成，上述棱镜部件的入射面由以使上述透镜的基准焦点虚拟地向上侧或倾斜上侧移动的 方式进行了曲面控制的自由曲面构成，上述棱镜部件的入射面的自由曲面具有向上述半导体型光源侧突出的突出部，而且， 在后视时以上述透镜的基准轴为原点，并利用通过上述原点且相互正交的铅垂轴和水平轴 分割成第一象限、第二象限、第三象限、第四象限时，上述突出部的顶峰位于横跨上述第一 象限和上述第二象限的部分或上述第一象限的部分。
3. 根据权利要求1或2所述的车辆用前照灯，其特征在于，上述半导体型光源、上述透镜、上述遮光部件及上述棱镜部件具备起到具有上述遮断线的配光图案及上述远光束用配光图案的屏幕配光上的大致中央部分的点配光的功能的点配光用半导体型光源、透镜、遮光部件及棱镜部件；以及起到具有上述遮断线的配光图案及上述远光束用配光图案的屏幕配光上的整体部分的扩散配光的功能的扩散配光用半导体型光源、透镜、遮光部件及棱镜部件。
4. 根据权利要求3所述的车辆用前照灯，其特征在于，上述遮断线包括从拐点直到行驶车线侧向上斜度的倾斜遮断线、从上述倾斜遮断线直到行驶车线侧水平的上水平遮断线、以及从拐点直到对向车线侧水平的下水平遮断线，上述点配光用半导体型光源的上述发光芯片的长边以上述透镜的基准轴为中心，并以相对上述水平轴使行驶车线侧比对向车线侧还靠上的方式，旋转约5°而相对上述水平轴倾斜，上述扩散配光用半导体型光源的上述发光芯片的长边与上述水平轴平行，从上述点配光用透镜及上述扩散配光用透镜的出射面的上述第一象限及上述第四象限出射的上述发光芯片的投影像主要形成从具有上述遮断线的上述配光图案的屏幕配光上的上述拐点向行驶车线侧的配光，从上述点配光用透镜及上述扩散配光用透镜的出射面的上述第二象限及上述第三象限出射的上述发光芯片的投影像主要形成从具有上述遮断线的上述配光图案的屏幕配光上的上述拐点向对向车线侧的配光。
5. 根据权利要求1 4中任一项所述的车辆用前照灯，其特征在于，上述棱镜部件具备形成上述远光束用配光图案的远光束用棱镜部件和形成一个或多个其他配光图案的一个或多个其他配光图案用棱镜部件，上述切换装置是将成一体构造的上述遮光部件及上述远光束用棱镜部件及上述一个或多个其他配光图案用棱镜部件在第一位置与第二位置之间交替地切换，从而切换为具有遮断线的配光图案和远光束用配光图案以及一个或多个其他配光图案的切换装置。
全文摘要
本发明的课题是实现小型化、轻量化、省电化和成本降低化。本发明的车辆用前照灯具备半导体型光源(2S、2W)、透镜(3S、3W)、反射体(16)、遮光部件(13S、13W)、棱镜部件(14S、14W)和切换部件(15)。在用切换装置(15)使遮光部件(13S、13)位于第一位置时，照射具有遮断线(CL1、CL2、CL3)的近光束用配光图案(LP)。而且，在用切换装置(15)使棱镜部件(14S、14)位于第一位置时，照射远光束用配光图案(HP)。其结果，本发明能够实现小型化、轻量化、省电化和成本降低化。
文档编号F21V13/00GK101761847SQ200910164818
公开日2010年6月30日 申请日期2009年8月7日 优先权日2008年12月25日
发明者大久保泰宏, 安部俊也 申请人:市光工业株式会社