特許 6277613 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】6277613

(24)【登録日】2018年1月26日

(45)【発行日】2018年2月14日

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/00 20180101AFI20180205BHJP

   F21S 43/00 20180101ALI20180205BHJP

   F21S 45/00 20180101ALI20180205BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20180205BHJP

   F21W 103/00 20180101ALN20180205BHJP

   F21W 104/00 20180101ALN20180205BHJP

   F21W 105/00 20180101ALN20180205BHJP

   F21W 102/00 20180101ALN20180205BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20180205BHJP

【ＦＩ】

   F21S8/12 140

   F21S8/10 170

   F21V5/04 300

   F21V5/04 350

   F21W101:10

   F21Y115:10

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-134165(P2013-134165)

(22)【出願日】2013年6月26日

(65)【公開番号】特開2015-11783(P2015-11783A)

(43)【公開日】2015年1月19日

【審査請求日】2016年6月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000136

【氏名又は名称】市光工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】岩▲崎▼ 和則

【審査官】 松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２９４４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８１３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２３５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２２３７０８０（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２２８１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２９５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７６８０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ８／１２

Ｆ２１Ｓ ８／１０

Ｆ２１Ｖ ５／０４

Ｆ２１Ｗ １０１／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズと、半導体型光源と、を備え、
前記レンズは、前記半導体型光源からの直射光を前記レンズ中に入射させる入射面と、上段と中段と下段とに分割されている出射面と、から構成されていて、
前記上段の出射面および前記下段の出射面の焦点は、前記半導体型光源の発光面の中心もしくはほぼ中心に位置する前記レンズの基準焦点であり、
前記上段の出射面および前記下段の出射面は、鉛直軸に対して左右対称若しくはほぼ左右対称である１つの曲面から構成されていて、拡散配光パターンを出射し、
前記中段の出射面は、左右に対向車線側、中央、走行車線側の３個に分割されていて、
前記中央の前記中段の出射面は、
下水平カットオフライン、斜めカットオフライン、及び上水平カットオフラインを含む配光パターンを出射し、
前記半導体型光源の左端辺から、前記基準焦点と前記半導体型光源の左端辺との間の所定点までの線分を焦線とし、
かつ、前記対向車線側の端部から前記走行車線側の端部の途中までの部分が、前記半導体型光源の左端辺上であって前記基準焦点を通る左右方向の水平軸上の点を焦点とする、
ことを特徴とする車両用灯具。

【請求項2】

前記中段の出射面は、正面視において、前記半導体型光源の中心から左右にほぼ等距離の位置にある２本の縦方向の分割線により分割されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項3】

前記中段の出射面の左右両端は、正面視において、前記半導体型光源の中心からほぼ等距離の位置にある、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。

【請求項4】

前記対向車線側の中段の出射面は、対向車線側の拡散配光パターンを照射し、
前記中央の中段の出射面は、中央の集光配光パターンを照射し、
前記走行車線側の中段の出射面は、走行車線側の拡散配光パターンを照射する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【請求項5】

前記半導体型光源の発光面の中心は、基準光軸もしくはその近傍に位置する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、半導体型光源からの光（直射光）を、レンズに入射させてかつそのレンズから所定の配光パターンとして照射するレンズ直射型の車両用灯具に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、従来の車両用灯具について説明する。

【0003】

従来の車両用灯具は、発光素子と、投影レンズと、を備える。投影レンズの出射面が、自車線側水平カットオフラインを形成する自車線側の領域の第一屈折面と、対向車線側水平カットオフラインを形成する対向車線側の領域の第二屈折面と、斜めカットオフラインを形成する第一屈折面と第二屈折面との間の第三屈折面と、から構成されている。発光素子を発光させることにより、ロービームが照射される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−２２８１９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

かかる車両用灯具においては、製造コストを低減するために、車両の左側に搭載する左側灯具の投影レンズと車両の右側に搭載する右側灯具の投影レンズとが同一の投影レンズで使用できることが重要である。

【0006】

この発明が解決しようとする課題は、同じレンズを左右共通で使用できることが重要である、という点にある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明（請求項１にかかる発明）は、レンズと、半導体型光源と、を備え、レンズが、半導体型光源からの直射光をレンズ中に入射させる入射面と、上段と中段と下段とに分割されている出射面と、から構成されていて、上段の出射面および下段の出射面の焦点が、半導体型光源の発光面の中心もしくはほぼ中心に位置するレンズの基準焦点であり、上段の出射面および下段の出射面は、鉛直軸に対して左右対称若しくはほぼ左右対称である１つの曲面から構成されていて、拡散配光パターンを出射し、中段の出射面が、左右に対向車線側、中央、走行車線側の３個に分割されていて、中央の中段の出射面が、下水平カットオフライン、斜めカットオフライン、及び上水平カットオフラインを含む配光パターンを出射し、半導体型光源の左端辺から、基準焦点と半導体型光源の左端辺との間の所定点までの線分を焦線とし、かつ、対向車線側の端部から走行車線側の端部の途中までの部分が、半導体型光源の左端辺上であって基準焦点を通る左右方向の水平軸上の点を焦点とする、ことを特徴とする。

【0008】

この発明（請求項２にかかる発明）は、中段の出射面が、正面視において、半導体型光源の中心から左右にほぼ等距離の位置にある２本の縦方向の分割線により分割されている、ことを特徴とする。

【0009】

この発明（請求項３にかかる発明）は、中段の出射面の左右両端が、正面視において、半導体型光源の中心からほぼ等距離の位置にある、ことを特徴とする。

【0010】

この発明（請求項４にかかる発明）は、対向車線側の中段の出射面が、対向車線側の拡散配光パターンを照射し、中央の中段の出射面が、中央の集光配光パターンを照射し、走行車線側の中段の出射面が、走行車線側の拡散配光パターンを照射する、ことを特徴とする。

【0011】

この発明（請求項５にかかる発明）は、半導体型光源の発光面の中心が、基準光軸もしくはその近傍に位置する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

この発明の車両用灯具は、レンズの出射面が上段と中段と下段とに分割されていて、その上段の出射面の焦点および下段の出射面の焦点が、それぞれ、半導体型光源の発光面の中心もしくはほぼ中心に位置するものである。この結果、上段の出射面および下段の出射面がスクリーンの上下の垂直線に対して左右対称もしくはほぼ左右対称の拡散配光パターンを出射することができる。このために、上段の出射面の曲面および下段の出射面の曲面を、基準光軸を通る垂直線もしくはほぼ垂直線に対して左右対称もしくはほぼ左右対称の曲面に、構成することができる。これにより、同じレンズを左右共通で使用できることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、この発明にかかる車両用灯具の実施形態を示し、左右両側の車両用灯具を搭載した車両の平面図である。

【図2】図２は、ランプユニット（レンズ）を示す正面図である。

【図3】図３は、半導体型光源を示す斜視説明図である。

【図4】図４は、第１出射面における光路を示す説明図である。

【図5】図５は、第２出射面における光路を示す説明図である。

【図6】図６は、第３出射面における光路を示す説明図である。

【図7】図７は、第４出射面における光路を示す説明図である。

【図8】図８は、第５出射面における光路を示す説明図である。

【図9】図９は、補助レンズ部における光路を示す説明図である。

【図10】図１０は、第１出射面、第２出射面、第３出射面、第４出射面、第５出射面、補助レンズ部により形成される配光パターンを示す説明図である。

【図11】図１１は、ロービーム配光パターンおよびオーバーヘッドサイン配光パターンを示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、この発明にかかる車両用灯具の実施形態（実施例）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図５〜図７、図１０、図１１において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。この明細書において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用灯具を車両に搭載した際の前、後、上、下、左、右である。図中、レンズの断面図においては、光路を明確にするためにハッチングを省略してある。

【0015】

（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態にかかる車両用灯具の構成について説明する。図中、符号１Ｌ、１Ｒは、この実施形態にかかる車両用灯具（たとえば、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプなど）である。前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、車両Ｃの前部の左右両端部に搭載されている。前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、左側通行用の車両用灯具である。従って、走行車線側が左側であり、対向車線側が右側である。

【0016】

（ランプユニットの説明）
前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、レンズ２と、半導体型光源３と、ヒートシンク部材（図示せず）と、図示しない取付部材（ホルダおよびレンズホルダなど）と、を備えるものである。

【0017】

前記レンズ２および前記半導体型光源３および前記ヒートシンク部材および前記取付部材は、ランプユニットを構成する。前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズは、灯室（図示せず）を画成する。前記ランプユニットは、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。なお、前記灯室内には、前記ランプユニット以外のランプユニット、たとえば、フォグランプ、ハイビーム用ヘッドランプ、ローハイ用ヘッドランプ、ターンシグナルランプ、クリアランスランプ、デイタイムランニングランプ、コーナーリングランプなどが配置されている場合がある。

【0018】

（半導体型光源３の説明）
前記半導体型光源３は、図２〜図９に示すように、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源３は、発光チップ（ＬＥＤチップ）３０を封止樹脂部材で封止したパッケージ（ＬＥＤパッケージ）から構成されている。前記パッケージは、基板（図示せず）に実装されている。前記基板に取り付けられているコネクタ（図示せず）を介して前記発光チップ３０には、電源（バッテリー）からの電流が供給される。前記半導体型光源３は、前記ヒートシンク部材に取り付けられている。

【0019】

前記発光チップ３０は、平面矩形形状（平面長方形状）をなす。すなわち、４個の正方形のチップをＸ軸方向（水平方向）に配列してなるものである。なお、２個もしくは３個もしくは５個以上の正方形のチップ、あるいは、１個の長方形のチップ、あるいは、１個の正方形のチップ、を使用しても良い。前記発光チップ３０の正面この例では長方形の正面が発光面３１をなす。前記発光面３１は、基準光軸（前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒの基準光軸、前記レンズ２の基準光軸、基準軸）Ｚの前側に向いている。前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏは、前記レンズ２の基準焦点Ｆもしくはその近傍に位置し、かつ、前記基準光軸Ｚ上もしくはその近傍に位置する。

【0020】

図３において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、直交座標（Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系）を構成する。Ｘ軸は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏを通る左右方向の水平軸であって、この実施形態において、左側が＋方向であり、右側が−方向である。また、Ｙ軸は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏを通る上下方向の鉛直軸であって、この実施形態において、上側が＋方向であり、下側が−方向である。さらに、Ｚ軸は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏを通る法線（垂線）、すなわち、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交する前後方向の軸（前記基準光軸Ｚ）であって、この実施形態において、前側が＋方向であり、後側が−方向である。

【0021】

（レンズ２の説明）
前記レンズ２は、図２、図４〜図８に示すように、１個の入射面２０と、複数個この例では５個の出射面、すなわち、第１出射面２１、第２出射面２２、第３出射面２３、第４出射面２４、第５出射面２５（以下、「出射面２１〜２５」と記載する場合がある）と、から構成されている。前記レンズ２は、前記取付部材を介して前記ヒートシンク部材に、前記半導体型光源３と対向するように、取り付けられている。この例において、前記レンズ２の中心（図示せず）は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏ（前記Ｘ軸、前記基準光軸Ｚ）に対して、下に位置する。なお、前記レンズ２の中心と前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏとを一致もしくはほぼ一致させても良いし、前記レンズ２の中心を前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏに対して、上に位置させても良い。

【0022】

（入射面２０の説明）
１個の前記入射面２０は、前記半導体型光源３と対向する面であって、この例では２次曲面または複合２次曲面または自由曲面により連続的に形成されている。前記入射面２０は、前記半導体型光源３からの光（直射光）を前記レンズ２中に入射させる。

【0023】

（出射面２１〜２５の説明）
前記出射面２１〜２５は、前記半導体型光源３と対向する面と反対側の面であって、この例では自由曲面または複合２次曲面または２次曲面からそれぞれ独立して形成されている。

【0024】

前記出射面２１〜２５は、全体が２本の水平分割段差面（横方向の分割線）２Ｕ、２Ｄにより、上段と中段と下段とに分割されていて、かつ、中段が２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒにより、左側（走行車線側）と中央と右側（対向車線側）とに分割されている。すなわち、前記中段の出射面２２、２３、２４は、正面視（図２参照）において、前記半導体型光源３の中心Ｏ（前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏ）から左右にほぼ等距離の位置にある２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒにより３個に分割されている。このように、前記出射面２１〜２５は、合計５個に分割されている。

【0025】

前記上段の出射面２１は、前記中段の出射面２２、２３、２４より、後側に凹んでいる。前記中段の出射面２２、２３、２４は、前記下段の出射面２５より、後側に凹んでいる。前記中央の中段の出射面２３は、前記左右両側の中段の出射面２２、２４より、後側に凹んでいる。前記中段の出射面２２、２３、２４の左右両端は、正面視（図２参照）において前記半導体型光源３の中心Ｏ（前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏ）からほぼ等距離の位置にある。

【0026】

（上段の出射面２１の説明）
前記上段の出射面２１は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称の拡散配光パターンとしての第１配光パターンＰ１（図１０（Ａ）を参照）を出射する。

【0027】

前記上段の出射面２１は、図４（Ａ）に示すように、前記基準焦点Ｆを焦点とし、前記半導体型光源３（前記発光面３１）からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ１として、所定の角度で左右に出射させる。前記出射光Ｌ１は、前記基準光軸Ｚを基準として、左右に行くに従って左右の偏向角が徐々に大きくなる。

【0028】

前記上段の出射面２１は、図４（Ｂ）に示すように、前記基準焦点Ｆを焦点とし、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ１として、所定の角度で上下に出射させる。前記出射光Ｌ１は、前記基準光軸Ｚを基準として、上に行くに従って下の偏向角が徐々に大きくなる。この結果、前記基準光軸Ｚに最も近い前記出射光Ｌ１は、前記第１配光パターンＰ１の上縁に配光される。前記基準光軸Ｚから徐々に上に行く前記出射光Ｌ１は、前記第１配光パターンＰ１の上縁から徐々に下に配光される。

【0029】

前記上段の出射面２１は、前記出射光Ｌ１を前記第１配光パターンＰ１の左右、上下の狙った位置に出射させる。前記出射光Ｌ１の狙った位置は、前記Ｙ軸に対して、左右対称である。この結果、前記第１配光パターンＰ１は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称である。また、前記上段の出射面２１は、前記Ｙ軸に対して左右対称もしくはほぼ左右対称の曲面から構成される。

【0030】

（右側の中段の出射面２２の説明）
前記右側の中段の出射面２２は、右側の下水平カットオフラインＣＬ１を有する拡散配光パターンとしての第２配光パターンＰ２（図１０（Ｂ）を参照）を照射する。

【0031】

前記右側の中段の出射面２２は、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記半導体型光源３（前記発光面３１）の前記Ｘ軸上であって、前記基準焦点Ｆから前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍までの線分を焦線とする。すなわち、前記右側の中段の出射面２２の右端（外周）は、前記基準焦点Ｆを焦点とする。前記右側の中段の出射面２２の左端は、前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍の前記Ｘ軸上の点Ｆ１を焦点とする。前記右側の中段の出射面２２の中央は、前記半導体型光源３の前記Ｘ軸上の前記基準焦点Ｆと前記焦点Ｆ１との中間点Ｆ２を焦点とする。

【0032】

前記右側の中段の出射面２２は、図５（Ａ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ２として、所定の角度で左右に出射させる。前記出射光Ｌ２は、前記右側の中段の出射面２２の左端を基準として、右に行くに従って右の偏向角が徐々に大きくなる。

【0033】

前記右側の中段の出射面２２の左端からの前記出射光Ｌ２は、図５（Ｃ）中の発光面像Ｉ２１に示すように、前記第２配光パターンＰ２の左端に配光される。前記右側の中段の出射面２２の右端からの前記出射光Ｌ２は、図５（Ｃ）中の発光面像Ｉ２に示すように、前記第２配光パターンＰ２の右端に配光される。前記右側の中段の出射面２２の中央からの前記出射光Ｌ２は、図５（Ｃ）中の発光面像Ｉ２２に示すように、前記第２配光パターンＰ２の中央に配光される。

【0034】

前記右側の中段の出射面２２は、図５（Ｂ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ２として、所定の角度で上下に出射させる。前記出射光Ｌ２は、前記基準光軸Ｚを基準として、上下に行くに従って下の偏向角が徐々に大きくなる。この結果、前記基準光軸Ｚに最も近い前記出射光Ｌ２は、前記第２配光パターンＰ２の上縁に配光され、かつ、図５（Ｃ）中の発光面像Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２の上辺を前記下水平カットオフラインＣＬ１とする。前記基準光軸Ｚから徐々に上下に行く前記出射光Ｌ２は、前記第２配光パターンＰ２の上縁の前記下水平カットオフラインＣＬ１から徐々に下に配光される。

【0035】

前記右側の中段の出射面２２の左端における焦点の位置を、前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍の前記Ｘ軸上の点Ｆ１にすることにより、前記第２配光パターンＰ２の左端の位置（図５（Ｃ）中の発光面像Ｉ２１の左辺の位置）を高精度に設計することができる。

【0036】

（中央の中段の出射面２３の説明）
前記中央の中段の出射面２３は、右側の下水平カットオフラインＣＬ１、中央の斜めカットオフラインＣＬ２、左側の上水平カットオフラインＣＬ３を有する集光配光パターンとしての第３配光パターンＰ３（図１０（Ｃ）を参照）を照射する。

【0037】

前記中央の中段の出射面２３は、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記半導体型光源３（前記発光面３１）の前記Ｘ軸上であって、前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍から、前記基準焦点Ｆと前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍との間の任意の点までの線分を焦線とする。すなわち、前記中央の中段の出射面２３の右端から左端の途中までの部分２３Ｒ、２３Ｃは、前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍の前記Ｘ軸上の点Ｆ１を焦点とする。前記中央の中段の出射面２３の左端は、前記Ｘ軸上であって、前記基準焦点Ｆと前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍との間の任意の点Ｆ３を焦点とする。前記中央の中段の出射面２３の左端の部分２３Ｌは、左端の前記焦点Ｆ１と任意の前記焦点Ｆ３との間の線分を焦線（焦点）とする。

【0038】

前記中央の中段の出射面２３は、図６（Ａ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ３として、所定の角度で左右に出射させる。前記出射光Ｌ３は、前記基準光軸Ｚを基準として、左右に行くに従って左右の偏向角が徐々に大きくなる。

【0039】

前記中央の中段の出射面２３の右端の部分２３Ｒからの前記出射光Ｌ３は、図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｒに示すように、前記第３配光パターンＰ３の右端部に配光される。前記中央の中段の出射面２３の中央の部分２３Ｃからの前記出射光Ｌ３は、図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｃに示すように、前記第３配光パターンＰ３の中央部に配光される。前記中央の中段の出射面２３の左端の部分２３Ｌからの前記出射光Ｌ３は、図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｌに示すように、前記第３配光パターンＰ３の左端部に配光される。

【0040】

前記中央の中段の出射面２３は、図６（Ｂ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ３として、所定の角度で上下に出射させる。前記出射光Ｌ３は、前記基準光軸Ｚを基準として、上下に行くに従って下の偏向角が徐々に大きくなる。この結果、前記基準光軸Ｚに最も近い前記出射光Ｌ３は、前記第３配光パターンＰ３の上縁に配光され、かつ、図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｒ、Ｉ３Ｃ、Ｉ３Ｌの上辺を前記下水平カットオフラインＣＬ１、前記斜めカットオフラインＣＬ２、前記上水平カットオフラインＣＬ３とする。前記基準光軸Ｚから徐々に上下に行く前記出射光Ｌ３は、前記第３配光パターンＰ３の上縁の前記下水平カットオフラインＣＬ１、前記斜めカットオフラインＣＬ２、前記上水平カットオフラインＣＬ３から徐々に下に配光される。

【0041】

前記中央の中段の出射面２３の右端から左端の途中までの部分２３Ｒ、２３Ｃにおける焦点の位置を、前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍の前記Ｘ軸上の点Ｆ１にすることにより、前記第３配光パターンＰ３の前記下水平カットオフラインＣＬ１、前記斜めカットオフラインＣＬ２、前記上水平カットオフラインＣＬ３の位置（図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｒ、Ｉ３Ｃの上辺の位置）を高精度に設計することができる。

【0042】

（左側の中段の出射面２４の説明）
前記左側の中段の出射面２４は、左側の上水平カットオフラインＣＬ３を有する拡散配光パターンとしての第４配光パターンＰ４（図１０（Ｄ）を参照）を照射する。

【0043】

前記左側の中段の出射面２４は、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記半導体型光源３（前記発光面３１）の前記Ｘ軸上であって、前記基準焦点Ｆから任意の前記焦点Ｆ３までの線分を焦線とする。すなわち、前記左側の中段の出射面２４の左端（外周）は、前記基準焦点Ｆを焦点とする。前記左側の中段の出射面２４の右端は、任意の前記焦点Ｆ３を焦点とする。前記左側の中段の出射面２４の中央は、前記半導体型光源３の前記Ｘ軸上の前記基準焦点Ｆと任意の前記焦点Ｆ３との中間点Ｆ４を焦点とする。

【0044】

前記左側の中段の出射面２４は、図７（Ａ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ４として、所定の角度で左右に出射させる。前記出射光Ｌ４は、前記左側の中段の出射面２４の右端を基準として、左に行くに従って左の偏向角が徐々に大きくなる。

【0045】

前記中央の中段の出射面２４の右端からの前記出射光Ｌ４は、図７（Ｃ）中の発光面像Ｉ４３に示すように、前記第４配光パターンＰ４の右端に配光される。前記左側の中段の出射面２４の左端からの前記出射光Ｌ４は、図７（Ｃ）中の発光面像Ｉ４に示すように、前記第４配光パターンＰ４の左端に配光される。前記左側の中段の出射面２４の中央からの前記出射光Ｌ４は、図７（Ｃ）中の発光面像Ｉ４４に示すように、前記第４配光パターンＰ４の中央に配光される。

【0046】

前記左側の中段の出射面２４は、図７（Ｂ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ４として、所定の角度で上下に出射させる。前記出射光Ｌ４は、前記基準光軸Ｚを基準として、上下に行くに従って下の偏向角が徐々に大きくなる。この結果、前記基準光軸Ｚに最も近い前記出射光Ｌ４は、前記第４配光パターンＰ４の上縁に配光され、かつ、図７（Ｃ）中の発光面像Ｉ４４の上辺を前記上水平カットオフラインＣＬ３とする。前記基準光軸Ｚから徐々に上下に行く前記出射光Ｌ４は、前記第４配光パターンＰ４の上縁の前記上水平カットオフラインＣＬ３から徐々に下に配光される。

【0047】

前記左側の中段の出射面２４の右端における焦点の位置を、任意の前記焦点Ｆ３にすることにより、前記第３配光パターンＰ３の左端と前記第４配光パターンＰ４の右端とを滑らかに繋げることができる。

【0048】

（下段の出射面２５の説明）
前記下段の出射面２５は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称の拡散配光パターンとしての第５配光パターンＰ５（図１０（Ｅ）を参照）を出射する。

【0049】

前記下段の出射面２５は、図８（Ａ）に示すように、前記基準焦点Ｆを焦点とし、前記半導体型光源３（前記発光面３１）からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ５として、所定の角度で左右に出射させる。前記出射光Ｌ５は、前記基準光軸Ｚを基準として、左右に行くに従って左右の偏向角が徐々に大きくなる。

【0050】

前記下段の出射面２５は、図８（Ｂ）に示すように、前記基準焦点Ｆを焦点とし、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ５として、所定の角度で上下に出射させる。前記出射光Ｌ５は、前記基準光軸Ｚを基準として、下に行くに従って下の偏向角が徐々に大きくなる。この結果、前記基準光軸Ｚに最も近い前記出射光Ｌ５は、前記第５配光パターンＰ５の上縁に配光される。前記基準光軸Ｚから徐々に下に行く前記出射光Ｌ５は、前記第５配光パターンＰ５の上縁から徐々に下に配光される。

【0051】

前記下段の出射面２５は、前記出射光Ｌ５を前記第５配光パターンＰ５の左右、上下の狙った位置に出射させる。前記出射光Ｌ５の狙った位置は、前記Ｙ軸に対して、左右対称である。この結果、前記第５配光パターンＰ５は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称である。また、前記下段の出射面２５は、前記Ｙ軸に対して左右対称もしくはほぼ左右対称の曲面から構成される。

【0052】

（補助レンズ部４の説明）
前記レンズ２の下辺には、補助レンズ部４が一体に設けられている。前記補助レンズ部４は、入射面４０と、全反射面４１と、出射面４２と、から構成されている。前記補助レンズ部４は、前記半導体型光源３からの光を前記入射面４０から入射して、その入射光を前記全反射面４１で全反射させ、その全反射光を前記出射面４２から出射させ、その出射光Ｌ６により、図１０（Ｆ）、図１１（Ａ）に示すオーバーヘッドサイン配光パターンＰ６として照射する。

【0053】

前記補助レンズ部４により形成される前記オーバーヘッドサイン配光パターンＰ６は、前記レンズ２により形成されるロービーム配光パターンＬＰの主配光パターンに対する補助配光パターンである。

【0054】

（フランジ部５の説明）
前記レンズ２および前記補助レンズ部４の周囲には、フランジ部５が一体に設けられている。前記フランジ部５は、前記取付部材に取り付けるためのものである。前記フランジ部５を介して前記レンズ２および前記補助レンズ部４は、前記取付部材に取り付けられる。

【0055】

（実施形態の作用の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

【0056】

半導体型光源３を点灯する。すると、半導体型光源３の発光面３１からの光の大部分は、レンズ２の１個の入射面２０からレンズ２中に屈折して入射する。このとき、入射光は、入射面２０において配光制御される。その入射光は、レンズ２の５個の出射面２１〜２５から外部にそれぞれ屈折して出射する。このとき、出射光は、出射面２１〜２５において配光制御される。その出射光Ｌ１〜Ｌ５は、５個の配光パターンＰ１〜Ｐ５として車両Ｃの前方に照射される。

【0057】

すなわち、上段の出射面２１からは、出射光Ｌ１（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ａ）に示す第１配光パターンＰ１として車両Ｃの前方に照射される。右側の中段の出射面２２からは、出射光Ｌ２（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ｂ） に示す下水平カットオフラインＣＬ１を有する第２配光パターンＰ２として車両Ｃの前方に照射される。中央の中段の出射面２３からは、出射光Ｌ３（図６（Ａ）、（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ｃ） に示す下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３を有する第３配光パターンＰ３として車両Ｃの前方に照射される。左側の中段の出射面２４からは、出射光Ｌ４（図７（Ａ）、（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ｄ）に示す上水平カットオフラインＣＬ３を有する第４配光パターンＰ４として車両Ｃの前方に照射される。下段の出射面２５からは、出射光Ｌ５（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ｅ） に示す第５配光パターンＰ５として車両Ｃの前方に照射される。

【0058】

前記の５個の配光パターンＰ１〜Ｐ５が重畳されることにより、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示す下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３を有するロービーム配光パターンＬＰが形成される。ここで、第１配光パターンＰ１および第５配光パターンＰ５の上縁は、下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３より若干下側に位置する。

【0059】

一方、半導体型光源３からの光の一部は、補助レンズ部４の入射面４０から補助レンズ部４中に屈折して入射する。このとき、入射光は、入射面４０において配光制御される。その入射光は、補助レンズ部４の全反射面４１で全反射する。このとき、全反射光は、反射面４１において配光制御される。その全反射光は、補助レンズ部４の出射面４２から外部に屈折して出射する。このとき、出射光Ｌ６は、出射面４２において配光制御される。その出射光Ｌ６は、図１０（Ｆ）、図１１（Ａ）に示すオーバーヘッドサイン配光パターンＰ６として車両Ｃの前上方に照射される。

【0060】

（実施形態の効果の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

【0061】

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、上段の出射面２１の焦点、下段の出射面２５の焦点が、それぞれ、半導体型光源３の発光面３１の中心Ｏもしくはほぼ中心Ｏすなわち基準焦点Ｆに位置するものである。このために、上段の出射面２１、下段の出射面２５が、出射光Ｌ１、Ｌ５を第１配光パターンＰ１、第５配光パターン、の左右、上下の狙った位置に出射させることができる。その出射光Ｌ１、Ｌ５の狙った位置が、Ｙ軸に対して、左右対称である。この結果、第１配光パターンＰ１、第５配光パターンＰ５は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称である。また、上段の出射面２１、下段の出射面２５は、Ｙ軸に対して左右対称もしくはほぼ左右対称の曲面から構成される。これにより、同じレンズ２を左右共通で使用できることができる。すなわち、車両Ｃの左側に搭載する左側の車両用灯具１Ｌのレンズ２と車両Ｃの右側に搭載する右側の車両用灯具１Ｒのレンズ２とが同一のレンズ２で使用することができる。このように、外観上左右共通化を図ることができる。この結果、製造コストを安価にすることができる。

【0062】

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、上段の出射面２１および下段の出射面２５が１つの面から構成されているので、上段の出射面２１の曲面および下段の出射面２５の曲面を滑らかな曲面で結ぶことができる。これにより、滑らかな第１配光パターンＰ１および第５配光パターンＰ５が得られる。

【0063】

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、中段の出射面２２、２３、２４が、正面視において、半導体型光源３の中心Ｏから左右にほぼ等距離の位置にある２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒにより３個に分割されているものである。このために、左右２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒを左右対称もしくはほぼ左右対称とすることが容易である。レンズ２の外観の左右対称性の設計が容易である。

【0064】

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、中段の出射面２２、２３、２４の左右両端が、正面視において、半導体型光源３の中心Ｏからほぼ等距離の位置にあるものである。このために、右側の中段の出射面２２の右端（外周）と左側の中段の出射面２４の左端（外周）とを左右対称もしくはほぼ左右対称とすることが容易である。レンズ２の外観の左右対称性の設計が容易である。

【0065】

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、右側の中段の出射面２２の右端（外周）の焦点、および、左側の中段の出射面２４の左端（外周）の焦点が、半導体型光源３の発光面３１の中心Ｏもしくはほぼ中心Ｏすなわち基準焦点Ｆに位置するものである。このために、右側の中段の出射面２２の右端（外周）と左側の中段の出射面２４の左端（外周）とを左右対称もしくはほぼ左右対称とすることが容易である。レンズ２の外観の左右対称性の設計が容易である。

【0066】

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、中段の出射面２２、２３、２４が左右に３個分割されていて、右側の中段の出射面２２が右側の下水平カットオフラインＣＬ１を有する拡散配光パターンとしての第２配光パターンＰ２を照射し、中央の中段の出射面２３が、右側の下水平カットオフラインＣＬ１および中央の斜めカットオフラインＣＬ２および左側の上水平カットオフラインＣＬ３を有する集光配光パターンとしての第３配光パターンＰ３を照射し、左側の中段の出射面２４が左側の上水平カットオフラインＣＬ３を有する拡散配光パターンとしての第４配光パターンＰ４を照射する。この結果、理想的なロービーム配光パターンＬＰを得ることができる。

【0067】

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、中央の中段の出射面２３の右端から左端の途中までの部分２３Ｒ、２３Ｃが半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍のＸ軸上の点Ｆ１を焦点とする。このために、第３配光パターンＰ３の下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３の位置（図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｒ、Ｉ３Ｃの上辺の位置）を高精度に設計することができる。

【0068】

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、半導体型光源３の発光面３１の中心Ｏが基準光軸Ｚもしくはその近傍に位置する。このために、半導体型光源３の中心Ｏを基準光軸Ｚに配置したままでレンズ２を設計することができる。これにより、中段の出射面（右側の中段の出射面２２、中央の中段の出射面２３、左側の中断の出射面２４）を左右反転させることにより、左側通行用の車両用灯具１Ｌ、１Ｒを、右側通行用の車両用灯具として使用することができる。しかも、半導体型光源３を取り付けている取付部材およびヒートシンク部材を、左側通行用の車両用灯具１Ｌ、１Ｒと右側通行用の車両用灯具とに区別する必要がない。この結果、製造コストを安価にすることができる。

【0069】

（実施形態以外の例の説明）
この実施形態においては、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプについて説明するものである。ところが、この発明においては、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプ以外の車両用灯具たとえばフォグランプ、ハイビーム用ヘッドランプなどであっても良い。

【0070】

また、この実施形態においては、中段の出射面２２、２３、２４が３個に分割されている場合について説明するものである。ところが、この発明においては、中段の出射面を１個の無分割の場合、もしくは、２個、４個以上の分割の場合であっても良い。この場合において、出射面の個数が多くなると、配光制御が行い易くなるが、その反面、半導体型光源３からの光の損失が多くなる。また、出射面の個数が少なくなると、半導体型光源３からの光の損失を少なく抑制することができるが、その反面、配光制御が難しくなる。このために、半導体型光源３からの光の損失と配光制御との兼ね合いで、出射面の個数を調整する。

【0071】

さらに、この実施形態においては、レンズ２の下辺に補助レンズ部４を設けて、オーバーヘッドサイン配光パターンＰ６を形成するものである。ところが、この発明においては、レンズ２の周辺に補助レンズ部を設けて、オーバーヘッドサイン配光パターンＰ６以外の補助配光パターンを形成するようにしても良い。また、複数個の補助レンズ部を設けて、複数個の補助配光パターンを形成しても良い。さらに、補助レンズ部を設けず、補助配光パターンを形成しなくても良い。

【0072】

さらにまた、この実施形態においては、中段の出射面２２、２３、２４が２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒにより、左側（走行車線側）と中央と右側（対向車線側）とに３つに分割されているものである。ところが、この発明においては、中段の出射面を、４本以上であって複数本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）により、５つ以上であって複数個に分割しても良い。

【符号の説明】

【0073】

１Ｌ、１Ｒ 車両用灯具
２ レンズ
２０ 入射面
２１、２２、２３、２４、２５ 出射面
２Ｌ、２Ｒ 垂直分割段差面
２Ｕ、２Ｄ 水平分割段差面
３ 半導体型光源
３０ 発光チップ
３１ 発光面
４ 補助レンズ部
４０ 入射面
４１ 全反射面
４２ 出射面
５ フランジ部
Ｃ 車両
ＣＬ１ 下水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
ＣＬ３ 上水平カットオフライン
Ｆ 基準焦点
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４ 焦点
ＨＬ−ＨＲ スクリーンの左右の水平線
Ｉ２、Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ３Ｃ、Ｉ３Ｌ、Ｉ３Ｒ、Ｉ４、Ｉ４３、Ｉ４４ 発光面像
ＬＰ ロービーム配光パターン
Ｏ 中心
Ｐ１ 第１配光パターン
Ｐ２ 第２配光パターン
Ｐ３ 第３配光パターン
Ｐ４ 第４配光パターン
Ｐ５ 第５配光パターン
Ｐ６ オーバーヘッドサイン配光パターン
ＶＵ−ＶＤ スクリーンの上下の垂直線
Ｘ Ｘ軸
Ｙ Ｙ軸
Ｚ 基準光軸（Ｚ軸）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】