特許 5979414 車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5979414

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 8/12 20060101AFI20160817BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20160817BHJP

【ＦＩ】

   F21S8/12 150

   F21Y115:10

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-79911(P2012-79911)

(22)【出願日】2012年3月30日

(65)【公開番号】特開2013-211141(P2013-211141A)

(43)【公開日】2013年10月10日

【審査請求日】2015年3月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(72)【発明者】

【氏名】東海林 秀康

(72)【発明者】

【氏名】市原 元幸

【審査官】 柿崎 拓

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２７７３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０８−０１７０４５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００９−１９９９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８１８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３８４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１６８１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ８／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外形形状が正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点より後方に配置された光源と、前記光源からの光を前方に向けて前記光軸寄りに反射させる反射面と、を備えた車両用灯具において、
前記投影レンズは、前記光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した前記光源からの光が出射する出射面と、前記入射面の外周と前記出射面の外周との間に配置され、正面視で前記ｎ角形の各辺を構成するｎ個の側面と、を含む投影レンズであり、
前記ｎ個の側面のうち、前記入射面から前記投影レンズ内部に入射した前記光源からの光が入射する側面は、当該側面に入射する前記光源からの光を吸収する吸収手段が塗布されていることを特徴とする車両用灯具。

【請求項2】

外形形状が正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点より後方に配置された光源と、前記光源からの光を前方に向けて前記光軸寄りに反射させる反射面と、を備えた車両用灯具において、
前記投影レンズは、前記光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した前記光源からの光が出射する出射面と、前記入射面の外周と前記出射面の外周との間に配置され、正面視で前記ｎ角形の各辺を構成するｎ個の側面と、を含む投影レンズであり、
前記ｎ個の側面のうち、前記入射面から前記投影レンズ内部に入射した前記光源からの光が入射する側面は、粗面化されていることを特徴とする車両用灯具。

【請求項3】

外形形状が正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点より後方に配置された光源と、前記光源からの光を前方に向けて前記光軸寄りに反射させる反射面と、を備えた車両用灯具において、
前記投影レンズは、前記光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した前記光源からの光が出射する出射面と、前記入射面の外周と前記出射面の外周との間に配置され、正面視で前記ｎ角形の各辺を構成するｎ個の側面と、を含む投影レンズであり、
前記ｎ個の側面のうち、前記入射面から前記投影レンズ内部に入射した前記光源からの光が入射する側面には、前記光源からの光の光路と交差する溝部が形成されていることを特徴とする車両用灯具。

【請求項4】

前記投影レンズは、前記光源を通って車両前後方向に延びる光軸に対してシフトした位置に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用灯具に係り、特に、投影レンズを用いたプロジェクタ型の車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用灯具の分野においては、投影レンズを用いたいわゆるプロジェクタ型の車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図１３は、特許文献１に記載の車両用灯具２００の縦断面図である。

【0004】

図１３に示すように、特許文献１に記載の車両用前照灯２００は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ２１０と、投影レンズ２１０の後側焦点Ｆより後方に配置された光源２２０と、光源２２０からの光を前方に向けて光軸ＡＸ寄りに反射させる反射面２３０と、投影レンズ２１０と光源２２０との間に配置され、反射面２３０で反射される光源２２０からの光のうち投影レンズ２１０を透過して上向きに照射される光を遮光するシェード２４０と、を備えている。

【0005】

光源２２０は、ハロゲン電球等のバルブ光源である。反射面２３０は、第１焦点Ｆ１が光源２２０又はその近傍に配置され、第２焦点Ｆ２が投影レンズ２１０の後側焦点Ｆ又はその近傍に配置された回転楕円系の反射面である。シェード２４０は、上端縁２４１が投影レンズ２１０の後側焦点Ｆ又はその近傍を通るように投影レンズ２１０と光源２２０との間に配置されている。

【0006】

上記構成の車両用前照灯２００においては、光源２２０から放出される光は、反射面２３０で反射されて投影レンズ２１０の後側焦点Ｆ近傍に集光するとともに、一部（投影レンズを透過して上向きに照射される光）がシェード２４０により遮光された後、投影レンズ２１０を透過して前方に照射され、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前方約２５ｍに配置されている）上に、図１４に示すように、シェード２４０により規定されるカットオフラインＣＬを含むロービーム用配光パターンＰを形成する。

【0007】

以上のように、従来、車両用灯具においては、一般に、外形形状が正面視で円形の投影レンズが用いられている。

【0008】

これに対して、本願の発明者らは、上記外形形状が正面視で円形の投影レンズに代え、外形形状が正面視で四角形の投影レンズを用いた車両用灯具を試作した。

【0009】

外形形状が正面視で四角形の投影レンズは、光源からの光が入射する入射面と、入射面から入射した光源からの光が出射する出射面と、入射面の外周と出射面の外周との間に配置され、正面視で四角形の各辺を構成する４個の側面（上下面、左右側面）と、を含んでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】実開平５−６６８０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本願の発明者らが上記試作した車両用灯具により形成される配光を観察したところ、外形形状が正面視で四角形の投影レンズを用いた車両用灯具においては、入射面から入射する光源からの光が、側面（上下面、左右側面）を含む内面で内部反射を繰り返し、最終的に側面（例えば、上面）又は出射面から出射し、対向車や先行車等に対するグレアの原因となる恐れがあるという問題点を見出した。

【0012】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、外形形状が正面視で四角形の投影レンズを用いた車両用灯具において、グレアの原因となる光を抑制することが可能な車両用灯具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、外形形状が正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点より後方に配置された光源と、前記光源からの光を前方に向けて前記光軸寄りに反射させる反射面と、を備えた車両用灯具において、前記投影レンズは、前記光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した前記光源からの光が出射する出射面と、前記入射面の外周と前記出射面の外周との間に配置され、正面視で前記ｎ角形の各辺を構成するｎ個の側面と、を含む投影レンズであり、前記ｎ個の側面のうち、前記入射面から前記投影レンズ内部に入射した前記光源からの光が入射する側面は、当該側面に入射する前記光源からの光を吸収する吸収手段が塗布されていることを特徴とする。

【0014】

請求項１に記載の発明によれば、投影レンズ内部で内部反射を繰り返す光（グレアの原因となる光）が吸収手段で覆われた側面で吸収されることとなるため、外形形状が正面視でｎ角形（例えば四角形）の投影レンズを用いた車両用灯具において、グレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【0015】

請求項２に記載の発明は、外形形状が正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点より後方に配置された光源と、前記光源からの光を前方に向けて前記光軸寄りに反射させる反射面と、を備えた車両用灯具において、前記投影レンズは、前記光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した前記光源からの光が出射する出射面と、前記入射面の外周と前記出射面の外周との間に配置され、正面視で前記ｎ角形の各辺を構成するｎ個の側面と、を含む投影レンズであり、前記ｎ個の側面のうち、前記入射面から前記投影レンズ内部に入射した前記光源からの光が入射する側面は、粗面化されていることを特徴とする。

【0016】

請求項２に記載の発明によれば、投影レンズ内部で内部反射を繰り返す光（グレアの原因となる光）が粗面化された側面で散乱されることとなるため、外形形状が正面視でｎ角形（例えば四角形）の投影レンズを用いた車両用灯具において、グレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【0019】

請求項３に記載の発明は、外形形状が正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点より後方に配置された光源と、前記光源からの光を前方に向けて前記光軸寄りに反射させる反射面と、を備えた車両用灯具において、前記投影レンズは、前記光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した前記光源からの光が出射する出射面と、前記入射面の外周と前記出射面の外周との間に配置され、正面視で前記ｎ角形の各辺を構成するｎ個の側面と、を含む投影レンズであり、前記ｎ個の側面のうち、前記入射面から前記投影レンズ内部に入射した前記光源からの光が入射する側面には、前記光源からの光の光路と交差する溝部が形成されていることを特徴とする。

【0020】

請求項３に記載の発明によれば、投影レンズ内部で内部反射を繰り返す光（グレアの原因となる光）が溝部から外部へ出射し、グレアが発生する方向とは異なる方向へ照射されることとなるため（又、再度投影レンズへ入射するのを抑制することが可能となるため）、外形形状が正面視でｎ角形（例えば四角形）の投影レンズを用いた車両用灯具において、グレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【0023】

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の発明において、前記投影レンズは、前記光源を通って車両前後方向に延びる光軸に対してシフトした位置に配置されていることを特徴とする。

【0024】

外形形状が正面視でｎ角形（例えば四角形）の投影レンズを、光源を通って車両前後方向に延びる光軸に対してシフトした位置に配置した場合、入射面へ入射する光源からの光の入射角が大きくなって投影レンズ内部で内部反射を繰り返す光が増大し、グレアの原因となる光も増大することとなるが、請求項４に記載の発明によれば、外形形状が正面視でｎ角形（例えば四角形）の投影レンズを用いた車両用灯具において、当該増大するグレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、外形形状が正面視でｎ角形（例えば四角形）の投影レンズを用いた車両用灯具において、グレアの原因となる光を抑制することが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態である車両用灯具１０を、その光軸ＡＸを含む水平面で切断した断面図である。

【図2】（ａ）図１に示した車両用灯具１０を、その光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した断面図、（ｂ）図１に示した車両用灯具１０のＡ−Ａ断面図である。

【図3】光源１４の例である。

【図4】前側反射面２６Ｌ、２６Ｒ及び後側反射面２８の斜視図である。

【図5】シェード１８の正面図である。

【図6】（ａ）図１に示した車両用灯具１０のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）図１に示した車両用灯具１０のＡ−Ａ断面図である。

【図7】車両用灯具１０により形成される配光パターンＰ１、Ｐ２の例である。

【図8】車両用灯具１０Ａを、その光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した断面図である。

【図9】（ａ）投影レンズ１２Ａの正面図、（ｂ）上面図、（ｃ）側面図である。

【図10】（ａ）入射面３２のうち上方へ入射する光源１４からの光Ｒａｙ６の光路図、（ｂ）入射面３２のうち左右側方へ入射する光源１４からの光Ｒａｙ７の光路図である。

【図11】投影レンズ１２Ａを、光源１４を通って車両前後方向に延びる光軸ＡＸに対して左右にシフトした位置に配置した場合の問題点を説明するための図である。

【図12】（ａ）〜（ｃ）グレア対策を施した投影レンズ１２Ａの例である。

【図13】従来の車両用前照灯２００の縦断面図である。

【図14】従来の車両用前照灯２００により形成されるロービーム用配光パターンＰの例である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の一実施形態である車両用灯具１０（車両用前照灯）について、図面を参照しながら説明する。

【0028】

図１は本発明の一実施形態である車両用灯具１０を、その光軸ＡＸを含む水平面で切断した断面図、図２（ａ）は図１に示した車両用灯具１０を、その光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した断面図、図２（ｂ）は図１に示した車両用灯具１０のＡ−Ａ断面図、図３は光源１４の例、図４は前側反射面２６Ｌ、２６Ｒ及び後側反射面２８の斜視図、図５はシェード１８の正面図、図６（ａ）は図１に示した車両用灯具１０のＢ−Ｂ断面図、図６（ｂ）は図１に示した車両用灯具１０のＡ−Ａ断面図、図７は車両用灯具１０により形成される配光パターンＰ１、Ｐ２の例である。

【0029】

本実施形態の車両用灯具１０は、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、ロービーム用配光パターンを形成するプロジェクタ型の灯具ユニットであり、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ１２、投影レンズ１２の後側焦点Ｆより後方に配置された光源１４、光源１４からの光を前方に向けて光軸ＡＸ寄りに反射させる反射面１６、投影レンズ１２と光源１４との間に配置され、反射面１６で反射される光源１４からの光のうち投影レンズ１２を透過して上向きに照射される光を遮光するシェード１８等を備えている。

【0030】

投影レンズ１２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズであり、ホルダ（図示せず）により保持されて、光軸ＡＸ上に配置されている。

【0031】

光源１４は、その中心から全方向へ光を放出する光源であり、例えば、ハロゲン電球、ＨＩＤ電球である。光源１４は、その中心から全方向へ光を放出する光源であればよく、その構造は特に問わない。例えば、光源１４は、図３に示すように、半球方向に光を放出する半導体発光素子（例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザーダイオード）を用いた２つの光源２０、２０、例えば、ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせた構造の白色光源（又は、ＬＤと蛍光体とを組み合わせた構造の白色光源）の背面同士が基板２２を間に挟んで対向した構造の光源、その他構造の光源であってもよい。

【0032】

反射面１６は、第１焦点Ｆ１が光源１４又はその近傍に設定され、第２焦点Ｆ２が投影レンズ１２の後側焦点Ｆ又はその近傍に設定された回転楕円系の反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）である。

【0033】

図２（ａ）に示すように、反射面１６は、投影レンズ１２の光取り込み角αに対応する基本反射領域１６ａと、投影レンズ１２の光取り込み角αの下方外側に延長された延長反射領域１６ｂ（角度βに対応する延長反射領域１６ｂ）と、を含んでいる。なお、光取り込み角αとは、投影レンズ１２（有効径）の径方向両端と投影レンズ１２の焦点Ｆとを結んだ２本の直線がなす角度のことである。

【0034】

図１、図２（ａ）、図２（ｂ）、図４、図５に示すように、シェード１８は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆ又はその近傍を通り、投影レンズ１２の焦点面に沿って左右段違いで水平方向に延びる上端縁２４ａを含むシェード本体２４と、上端縁２４ａの両端部２４ａＬ、２４ａＲから前方に向かって斜め下方に延びる前側延長部２４ｂＬ、２４ｂＲの上面に形成された前側反射面２６Ｌ、２６Ｒと、上端縁２４ａから後方に向かって斜め下方に延びる後側延長部２４ｃの上面に形成された後側反射面２８と、後側延長部２４ｃの下面に形成された内側反射面３０と、を備えている。シェード本体２４の上端部には、内側反射面３０で反射された反射面１６（延長反射領域１６ｂ）からの反射光が通過する貫通穴２４ｄが形成されている（図２（ａ）、図５参照）。

【0035】

前側反射面２６Ｌ、２６Ｒは、鉛直断面が直線で（図２（ｂ）参照）、水平断面が上端縁２４ａに沿って湾曲した曲面形状の反射面であり（図１、図４参照）、例えば、上端縁２４ａの両端部２４ａＬ、２４ａＲから前方に向かって斜め下方に延びたシェード１８の前側延長部２４ｂＬ、２４ｂＲの上面に対して鏡面研磨又はアルミ等の金属蒸着を施すことで形成されている。あるいは、シェード１８の前側延長部２４ｂＬ、２４ｂＲの上面に薄い板状の反射板を貼り付けることで形成してもよい。前側反射面２６Ｌ、２６Ｒは、鉛直断面が直線に限られず、曲線であってもよい。前側反射面２６Ｌ、２６Ｒの鉛直断面の形状（及び／又は水平断面の形状）を調整することで、水平線Ｈ−Ｈより上の左右側方領域の高さ寸法（及び／又は水平方向寸法）を調整することが可能となる。

【0036】

図２（ｂ）に示すように、前側反射面２６Ｌ、２６Ｒの水平面に対する傾斜角度θ１は、光源１４から全方向へ放出されて投影レンズ１２へ入射する光（例えば、図６（ａ）、図６（ｂ）中、光軸ＡＸより上の基本反射領域１６ａで反射されるＲａｙ１参照）の進路を遮らないように、投影レンズ１２の光取り込み角α／２以上の角度とされている。すなわち、前側反射面２６Ｌ、２６Ｒは、光源１４から全方向へ放出されて投影レンズ１２へ入射する光（例えば、図６（ａ）、図６（ｂ）中、光軸ＡＸより上の基本反射領域１６ａで反射されるＲａｙ１参照）の進路を遮らないように、投影レンズ１２の光取り込み角αの下方外側において、前方斜め下方に延びている。

【0037】

上記構成の前側反射面２６Ｌ、２６Ｒによれば、光源１４から全方向へ放出され、前側反射面２６Ｌ、２６Ｒへあらゆる方向から入射する光（例えば、図６（ｂ）中、光軸ＡＸより上の基本反射領域１６ａで反射されて比較的きつい角度で入射するＲａｙ２参照）は、当該前側反射面２６Ｌ、２６Ｒで反射されて投影レンズ１２を透過し、車両前面に正対する仮想鉛直スクリーン上の水平線Ｈ−Ｈより上の左右側方領域ＡＬ、ＡＲを照射する付加配光パターンＰＬ、ＰＲを形成する（図７参照）。なお、左右側方領域ＡＬ、ＡＲを照射する付加配光パターンＰＬ、ＰＲの鉛直方向寸法は、前側反射面２６Ｌ、２６Ｒの長さ及び／又は前側反射面２６Ｌ、２６Ｒの水平面に対する傾斜角度θ１を調整することで、調整可能である。また、左右側方領域ＡＬ、ＡＲを照射する付加配光パターンＰＬ、ＰＲの水平方向寸法は、前側反射面２６Ｌ、２６Ｒの水平方向寸法を調整することで、調整可能である。

【0038】

なお、前側反射面２６Ｌ、２６Ｒは、水平線Ｈ−Ｈより上の左右９度より外側に対応する範囲に設けるのが望ましい。このようにすれば、水平線Ｈ−Ｈより上の左右９度より外側の左右側方領域ＡＬ、ＡＲのみを照射し、左右側方領域ＡＬ、ＡＲの間の領域を照射しない付加配光パターンＰＬ、ＰＲを形成することが可能となる。前側反射面２６Ｌ、２６Ｒを左右９度より外側に対応する範囲に設ける理由は、仮に前側反射面２６Ｌ、２６Ｒを左右９度より内側に対応する範囲に設けると、その反射光が対向車又は先行車に対してグレアを与えることとなるため、これを防止するためである（ＥＣＥ規則では、左右９度より内側にグレアが存在しないことが求められている）。

【0039】

後側反射面２８は、鉛直断面が直線で（図２（ａ）、図２（ｂ）参照）、水平断面が上端縁２４ａに沿って湾曲した曲面形状の反射面であり（図１、図４参照）、例えば、上端縁２４ａから後方に向かって斜め下方に延びたシェード１８の後側延長部２４ｃの上面に対して鏡面研磨又はアルミ等の金属蒸着を施すことで形成されている。あるいは、シェード１８の後側延長部２４ｃの上面に薄い板状の反射板を貼り付けることで形成してもよい。後側反射面２８は、鉛直断面が直線に限られず、曲線であってもよい。

【0040】

図２（ａ）に示すように、後側反射面２８の水平面に対する傾斜角度θ２は、光源１４から全方向へ放出されて投影レンズ１２へ入射する光（例えば、図６（ａ）、図６（ｂ）中、光軸ＡＸより下の基本反射領域１６ａで反射される光Ｒａｙ３参照）の進路を遮らないように、投影レンズ１２の光取り込み角α／２以上の角度とされている。すなわち、後側反射面２８は、光源１４から全方向へ放出されて投影レンズ１２へ入射する光（例えば、図６（ａ）、図６（ｂ）中、光軸ＡＸより下の基本反射領域１６ａで反射される光Ｒａｙ３参照）の進路を遮らないように、投影レンズ１２の光取り込み角αの下方外側において、前方斜め下方に延びている。

【0041】

上記構成の後側反射面２８によれば、光源１４から全方向へ放出され、後側反射面２８へあらゆる方向から入射する光のうち少なくとも一部（例えば、図６（ｂ）中、光軸ＡＸより上の基本反射領域１６ａで反射されて比較的浅い角度で入射するＲａｙ４参照）は、当該後側反射面２８で反射されて投影レンズ１２を透過して屈折し、路面方向に向かう。すなわち、光源１４から全方向へ放出され、後側反射面２８へあらゆる方向から入射する光のうち少なくとも一部（例えば、図６（ｂ）中、光軸ＡＸより下の基本反射領域１６ａで反射されて比較的浅い角度で入射するＲａｙ４参照）は、上端縁２４ａ（カットオフラインＣＬ）を境に折り返されてカットオフラインＣＬ以下の基本配光パターンＰ１に重畳される形となる。これにより、車両用灯具１０の光利用効率を高めることが可能となる。

【0042】

内側反射面３０は、シェード１８の後側延長部２４ｃの下面のうち、オーバーヘッドサイン領域（例えば、水平線Ｈ−Ｈより上０〜４度、左右９度の範囲）に対応する範囲に設定されている。内側反射面３０は、鉛直断面が直線で（図２（ａ）参照）、水平断面が凹状に湾曲した曲面形状の反射面であり（図５参照）、例えば、上端縁２４ａから後方に向かって斜め下方に延びたシェード１８の後側延長部２４ｃの下面に対して鏡面研磨又はアルミ等の金属蒸着を施すことで形成されている。あるいは、シェード１８の後側延長部２４ｃの下面に薄い板状の反射板を貼り付けることで形成してもよい。内側反射面３０は、鉛直断面が直線に限られず、曲線であってもよい。

【0043】

上記のように、内側反射面３０の水平断面を凹状に湾曲した曲面形状とすることで、シェード１８の後側延長部２４ｃを、中央部が薄肉で両端部（図５中、左右方向の両端部）が厚肉の成形しやすい構造とすることが可能となる。換言すれば、上記のように、内側反射面３０の水平断面を湾曲した曲面形状とすることで、シェード１８（後側延長部２４ｃ）の強度を保ちながら、オーバーヘッドサイン領域Ａ_ＯＨを照射するオーバーヘッド配光パターンＰ２を形成することが可能となる。

【0044】

上記構成の内側反射面３０によれば、光源１４から全方向へ放出され、反射面１６（延長反射領域１６ｂ）で反射されて内側反射面３０へ入射する光（例えば、図２（ａ）中、Ｒａｙ５参照）は、当該内側反射面３０で反射されてシェード本体２４に形成された貫通穴２４ｄ（図２（ａ）、図５参照）を通過し、投影レンズ１２を透過して屈折し、前方斜め上方へ照射されてオーバーヘッドサイン領域Ａ_ＯＨを照射するオーバーヘッド配光パターンＰ２を形成する（図７参照）。

【0045】

反射面１６（延長反射領域１６ｂ）で反射される光（例えば、図２（ａ）中、Ｒａｙ５参照）は、投影レンズ１２の光取り込み角αの下方外側を進行する光であり、本来、投影レンズ１２へ入射せず基本配光パターンＰ１に寄与しない光である。

【0046】

これに対して、上記構成の内側反射面３０によれば、内側反射面３０の作用により、反射面１６（延長反射領域１６ｂ）で反射される光（例えば、図２（ａ）中、Ｒａｙ５参照）を反射させてシェード本体２４に形成された貫通穴２４ｄ（図２（ａ）、図５参照）を通過させ、投影レンズ１２を透過させ、オーバーヘッドサイン領域Ａ_ＯＨを照射するオーバーヘッド配光パターンＰ２を形成することが可能となる。これにより、車両用灯具１０の光利用効率を高めることが可能となる。

【0047】

上記構成の車両用灯具１０によれば、図２（ａ）に示すように、光源１４から全方向へ放出された光は、反射面１６（基本反射領域１６ａ）で反射され、前側反射面２６Ｌ、２６Ｒ及び後側反射面２８で遮られることなく、投影レンズ１２の後側焦点Ｆ近傍に集光するとともに、一部（投影レンズ１２を透過して上向きに照射される光）がシェード１８により遮光された後、投影レンズ１２を透過して前方に照射され、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前方約２５ｍに配置されている）上に、シェード１８（上端縁２４ａ）により規定されるカットオフラインＣＬを含む基本配光パターンＰ１（ロービーム用配光パターン）を形成する（図７参照）。

【0048】

この基本配光パターンＰ１（ロービーム用配光パターン）には、前側反射面２６Ｌ、２６Ｒで反射される反射光により形成される付加配光パターンＰＬ、ＰＲ、及び、延長反射領域１６ｂ及び内側反射面３０で二回反射される反射光により形成されるオーバーヘッド配光パターンＰ２が付加される（図７参照）。

【0049】

以上説明したように、本実施形態の車両用灯具１０によれば、光源１４から放出された光が、基本反射領域１６ａ（従来の基本配光パターンを形成する光を反射する領域に相当）ではなく、投影レンズ１２の光取り込み角αの下方外側に延長された延長反射領域１６ｂ及び内側反射面３０で二回反射し、シェード１８の上端部に形成された貫通穴２４ｄを通過し、投影レンズ１２を透過して前方斜め上方へ照射され、車両前面に正対する仮想鉛直スクリーン上のオーバーヘッドサイン領域Ａ_ＯＨを照射するオーバーヘッド配光パターンＰ２を形成する構成であるため、基本配光パターンＰ１を形成する光を反射する領域（基本反射領域１６ａ）を浸食することなく、基本配光パターンＰ１及びオーバーヘッド配光パターンＰ２を形成することが可能となる。

【0050】

また、本実施形態の車両用灯具１０によれば、上端縁２４ａのうち両端部２４Ｌ、２４Ｒから前方に向かって斜め下方に延びる前側反射面２６Ｌ、２６Ｒの作用により、光源１４から全方向へ放出されて当該前側反射面２６Ｌ、２６Ｒへあらゆる方向から入射する光（例えば、図６（ｂ）中、光軸ＡＸより上の基本反射領域１６ａで反射されて比較的きつい角度で入射するＲａｙ２参照）を反射して投影レンズ１２を透過させることで、水平線Ｈ−Ｈより上の左右側方領域ＡＬ、ＡＲのみを照射し、左右側方領域ＡＬ、ＡＲの間の領域を照射しない付加配光パターンＰＬ、ＰＲが付加された、シェード１８（上端縁２４ａ）により規定されるカットオフラインＣＬを含む基本配光パターンＰ１を形成することが可能となる（前側反射面２６Ｌ、２６Ｒ間に前側反射面は存在しないため、左右側方領域ＡＬ、ＡＲ間の領域は照射されない）。

【0051】

以上のように、本実施形態の車両用灯具１０によれば、水平線Ｈ−Ｈより上の左右側方領域ＡＬ、ＡＲのみを照射し、左右側方領域ＡＬ、ＡＲの間の領域を照射しない付加配光パターンＰＬ、ＰＲが付加されるため、対向車や先行車に対するグレアを抑えつつ、水平線Ｈ−Ｈより上の左右側方領域ＡＬ、ＡＲに存在する歩行者や障害物等を照明することが可能となる。

【0052】

前側反射面２６Ｌ、２６Ｒへ比較的きつい角度で入射する光（例えば、図６（ｂ）中のＲａｙ２参照）は、投影レンズ１２の光取り込み角αの上方外側を進行する光であり、本来、投影レンズ１２へ入射せず基本配光パターンＰ１に寄与しない光である（図６（ｂ）点線参照）。

【0053】

これに対して、本実施形態の車両用灯具１０によれば、前側反射面２６Ｌ、２６Ｒの作用により、前側反射面２６Ｌ、２６Ｒへ比較的きつい角度で入射する光（例えば、図６（ｂ）中のＲａｙ２参照）を反射させて投影レンズ１２を透過させ、付加配光パターンＰＬ、ＰＲの形成に用いることが可能となる。これにより、車両用灯具１０の光利用効率を高めることが可能となる。

【0054】

また、本実施形態の車両用灯具１０によれば、上端縁２４ａから後方に向かって斜め下方に延びる後側反射面２８の作用により、光源１４から全方向へ放出されて当該後側反射面２８にあらゆる方向から入射する光のうち少なくとも一部（例えば、図６（ｂ）中、光軸ＡＸより上の基本反射領域１６ａで反射されて比較的浅い角度で入射するＲａｙ４参照）を反射して投影レンズ１２を透過させ、前方に照射することが可能となるため、車両用灯具１０の光利用効率を高めることが可能となる。

【0055】

次に、第２実施形態として、外形形状が正面視で四角形の投影レンズ１２Ａを用いた車両用灯具１０Ａ（車両用前照灯）について、図面を参照しながら説明する。

【0056】

図８は、車両用灯具１０Ａを、その光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した断面図である。図９（ａ）は投影レンズ１２Ａの正面図、図９（ｂ）は上面図、図９（ｃ）は側面図である。図１０（ａ）は入射面３２のうち上方へ入射する光源１４からの光Ｒａｙ６の光路図、図１０（ｂ）入射面３２のうち左右側方へ入射する光源１４からの光Ｒａｙ７の光路図である。

【0057】

図８に示す車両用灯具１０Ａは、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す車両用灯具１０と比べ、外形形状が正面視で円形の投影レンズ１２に代えて外形形状が正面視で四角形の投影レンズ１２Ａを用いている点が相違する。それ以外、車両用灯具１０と同様の構成である。以下、車両用灯具１０との相違点を中心に説明し、車両用灯具１０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

【0058】

図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、投影レンズ１２Ａは、外形形状（輪郭）が正面視で四角形の投影レンズで（図９（ａ）参照）、光源１４からの光が入射する入射面３２と、入射面３２から入射した光源１４からの光が出射する出射面３４と、入射面３２の外周と出射面３４の外周との間に配置され、正面視で四角形の各辺を構成する４個の側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）と、上下に設けられたフランジ部４４、４６と、を含む非球面レンズである。

【0059】

外形形状（輪郭）が正面視で四角形の投影レンズ１２Ａは、例えば、外形形状（輪郭）が正面視で円形の投影レンズ（非球面レンズ）の上下を略水平面でカットし、左右を略鉛直面でカットすることで構成される。なお、投影レンズ１２は、外形形状（輪郭）が正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の非球面レンズであればよく、外形形状（輪郭）が正面視で四角形の非球面レンズに限定されない。

【0060】

投影レンズ１２Ａは、上下に設けられたフランジ部４４、４６を介してホルダ（図示せず）により保持されて、光軸ＡＸ上に配置されている。投影レンズ１２Ａは、ガラス製であってもよいし、透明樹脂製（アクリルやポリカーボネイト等）であってもよい。

【0061】

本願の発明者らが上記構成の投影レンズ１２Ａを用いた車両用灯具１０Ａにより形成される配光を観察したところ、外形形状が正面視で四角形の投影レンズ１２Ａを用いた車両用灯具１０Ａにおいては、図８、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、入射面３２から入射する光源１４からの光の一部が、側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）を含む内面で内部反射を繰り返し、最終的に側面（例えば、上面３６）又は出射面３４から出射し、対向車や先行車等に対するグレアの原因となる恐れがあるという問題点を見出した。

【0062】

例えば、図８、図１０（ａ）に示すように、入射面３２のうち上方へ入射する光源１４からの光Ｒａｙ６は、例えば、上面３６→出射面３４（光軸ＡＸより上領域）→出射面３４（光軸ＡＸより下領域）→下面３８→入射面３２の順に内部反射を繰り返し、最終的に上面３６から出射し、対向車や先行車等に対するグレアの原因となる恐れがある。

【0063】

また例えば、図１０（ｂ）に示すように、入射面３２のうち左右側方（図１０（ｂ）中右側方を例示）へ入射する光源１４からの光Ｒａｙ７は、例えば、右側面４２→出射面３４→左側面４０→入射面３２の順に内部反射を繰り返し、最終的に出射面３４から出射し、対向車や先行車等に対するグレアの原因となる恐れがある。

【0064】

図１１は、投影レンズ１２Ａを、光源１４を通って車両前後方向に延びる光軸ＡＸに対して左右にシフトした位置に配置した場合の問題点を説明するための図である。

【0065】

特に、図１１に示すように、投影レンズ１２Ａを、光源１４を通って車両前後方向に延びる光軸ＡＸに対して左右にシフトした位置に配置した場合、入射面３２のうち左右側方（図１０（ｂ）中右側方を例示）へ入射する光源１４からの光の入射角が大きくなって投影レンズ１２Ａ（特に、図１１中左側の投影レンズ１２Ａ）内部で内部反射を繰り返す光が増大し、グレアの原因となる光も増大することとなるため、上記グレアの問題が顕著となる。

【0066】

上記グレアの原因となる光は、次の対策により抑制される。

【0067】

図１２（ａ）〜（ｃ）は、グレア対策を施した投影レンズ１２Ａの例である。

【0068】

例えば、図１２（ａ）に示すように、４個の側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）のうち、入射面３２から投影レンズ１２Ａ内部に入射した光源１４からの光が入射する側面を、当該側面に入射する光源１４からの光を吸収する吸収手段４８で覆う。例えば、入射面３２から投影レンズ１２Ａ内部に入射した光源１４からの光が入射する側面に対して黒色塗装を塗布する。

【0069】

このようにすれば、投影レンズ１２Ａ内部で内部反射を繰り返す光（グレアの原因となる光）が吸収手段４８で覆われた側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）で吸収されることとなるため、上記グレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【0070】

あるいは、４個の側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）のうち、入射面３２から投影レンズ１２Ａ内部に入射した光源１４からの光が入射する側面を、粗面化してもよい。

【0071】

粗面化は、例えば、シボや無数の微細なレンズカット等を施すことで行ってもよいし、側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）に対してレーザー光を吸収する塗装等を施し、当該塗装等に対してレーザー光を照射してこれを溶かすことで粗面化してもよいし、側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）に対してサンドペーパー等の研磨手段による研磨を施すことで粗面化してもよい。

【0072】

このようにすれば、投影レンズ１２Ａ内部で内部反射を繰り返す光（グレアの原因となる光）が粗面化された側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）で散乱されることとなるため、上記グレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【0073】

あるいは、４個の側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）のうち、入射面３２から投影レンズ１２Ａ内部に入射した光源１４からの光が入射する側面を、投影レンズ１２Ａより屈折率が高い手段で覆ってもよい。例えば、４個の側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）のうち、入射面３２から投影レンズ１２Ａ内部に入射した光源１４からの光が入射する側面に対して投影レンズ１２Ａより屈折率が高い塗料を塗布する。

【0074】

このようにすれば、投影レンズ１２Ａ内部で内部反射を繰り返す光（グレアの原因となる光）の進路が変更され、グレアが発生する方向とは異なる方向へ照射されることとなるため、上記グレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【0075】

また例えば、図１２（ｂ）に示すように、４個の側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）のうち、入射面３２から投影レンズ１２Ａ内部に入射した光源１４からの光が入射する側面に、光源１４からの光の光路と交差する溝部５０を形成してもよい。

【0076】

このようにすれば、投影レンズ１２Ａ内部で内部反射を繰り返す光（グレアの原因となる光）が溝部５０から外部へ出射し、グレアが発生する方向とは異なる方向へ照射されることとなるため（又、再度投影レンズ１２Ａへ入射するのを抑制することが可能となるため）、上記グレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【0077】

また例えば、図１２（ｃ）に示すように、入射面３２から投影レンズ１２Ａ内部に入射し、側面（上下面３６、３８、左右側面４０、４２）に向う光源１４からの光（グレアの原因となる光。図１２（ｃ）中Ｒａｙ８参照）の光路に沿って、投影レンズ１２Ａの一部をカットしてもよい。

【0078】

このようにすれば、投影レンズ１２Ａ内部へ入射した光（グレアの原因となる光。図１２（ｃ）中Ｒａｙ８参照）が、投影レンズ１２Ａ内部で内部反射を繰り返す前に、外部へ出射し、グレアが発生する方向とは異なる方向へ照射されることとなるため（又、再度投影レンズ１２Ａへ入射するのを抑制することが可能となるため）、上記グレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【0079】

このような機能を持つ投影レンズ１２Ａは、透明樹脂で成形する場合、例えば、一回目の成形で図１２（ｃ）中の符号１２Ａａの部分を成形し、二回目の成形で図１２（ｃ）中の符号１２Ａｂの部分を成形することで成形することが可能である。

【0080】

以上説明したように、本実施形態によれば、外形形状が正面視で四角形の投影レンズ１２Ａを用いた車両用灯具１０Ａにおいて、グレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【0081】

また、外形形状が正面視で四角形の投影レンズ１２Ａを、光源１４を通って車両前後方向に延びる光軸ＡＸに対してシフトした位置に配置した場合（図１１参照）、入射面３２へ入射する光源１４からの光の入射角が大きくなって投影レンズ１２Ａ内部で内部反射を繰り返す光が増大し、グレアの原因となる光も増大することとなるが、本実施形態によれば、外形形状が正面視で四角形の投影レンズ１２Ａを用いた車両用灯具１０Ａにおいて、当該増大するグレアの原因となる光を抑制することが可能となる。

【0082】

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0083】

１０、１０Ａ…車両用灯具、１２、１２Ａ…投影レンズ、１４…光源、１６…反射面、１８…シェード、２４…上端縁、２６Ｌ、２６Ｒ…前側反射面、２８…後側反射面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】