特許 6595881 拡散配光光学系及び車両用灯具

(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】6595881

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】拡散配光光学系及び車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/143 20180101AFI20191010BHJP

   F21S 41/265 20180101ALI20191010BHJP

   F21S 41/29 20180101ALI20191010BHJP

   F21W 102/155 20180101ALN20191010BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20191010BHJP

【ＦＩ】

   F21S41/143

   F21S41/265

   F21S41/29

   F21W102:155

   F21Y115:10

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-211167(P2015-211167)

(22)【出願日】2015年10月27日

(65)【公開番号】特開2017-84581(P2017-84581A)

(43)【公開日】2017年5月18日

【審査請求日】2018年9月13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】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(72)【発明者】

【氏名】西村 将太

【審査官】 下原 浩嗣

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／０４０６７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２３８４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９４１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３１３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２４２５０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ４１／１４３

Ｆ２１Ｓ ４１／２６５

Ｆ２１Ｓ ４１／２９

Ｆ２１Ｗ １０２／１５５

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源から出射された光を車両進行方向に向けて拡散配光させるレンズ体を備え、前記レンズ体が車幅方向に複数並んで配置されるように構成された拡散配光光学系であって、
前記レンズ体は、第１入射面、反射面及び第１出射面を含む第１レンズ部と、第２入射面及び第２出射面を含む第２レンズ部とを有して、前記光源からの光が、前記第１入射面から前記第１レンズ部の内部に入射して、前記反射面によって一部が反射された後、前記第１出射面から前記第１レンズ部の外部に光が出射され、更に、前記第２入射面から前記第２レンズ部の内部に入射して、前記第２出射面から前記第２レンズ部の外部に光が出射されることによって、当該レンズ体の前方に照射される光が、上端縁に前記反射面の前端部によって規定されるカットオフラインを含む所定の配光パターンを形成するように構成されており、
前記第１出射面は、当該第１出射面から出射される光を水平方向に集光させるように、その円柱軸が鉛直方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、
前記第２出射面は、当該第２出射面から出射される光を鉛直方向に集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、
前記複数のレンズ体の各々の前記第２出射面は、互いに隣接した状態で前記車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成し、
前記複数のレンズ体のうち少なくとも１つ以上のレンズ体は、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されており、
前記第１レンズ部は、仮想の回転軸を有すると共に、この回転軸を中心として回転する方向に傾けられており、
前記回転軸は、上下方向に延びると共に、少なくとも前記第１レンズ部の光軸と前記第１出射面との接点を通る線であることを特徴とする拡散配光光学系。

【請求項2】

光源から出射された光を車両進行方向に向けて拡散配光させるレンズ体を備え、前記レンズ体が車幅方向に複数並んで配置されるように構成された拡散配光光学系であって、
前記レンズ体は、第１入射面、反射面及び第１出射面を含む第１レンズ部と、第２入射面及び第２出射面を含む第２レンズ部とを有して、前記光源からの光が、前記第１入射面から前記第１レンズ部の内部に入射して、前記反射面によって一部が反射された後、前記第１出射面から前記第１レンズ部の外部に光が出射され、更に、前記第２入射面から前記第２レンズ部の内部に入射して、前記第２出射面から前記第２レンズ部の外部に光が出射されることによって、当該レンズ体の前方に照射される光が、上端縁に前記反射面の前端部によって規定されるカットオフラインを含む所定の配光パターンを形成するように構成されており、
前記第１出射面は、当該第１出射面から出射される光を水平方向に集光させるように、その円柱軸が鉛直方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、
前記第２出射面は、当該第２出射面から出射される光を鉛直方向に集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、
前記複数のレンズ体の各々の前記第２出射面は、互いに隣接した状態で前記車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成し、
前記複数のレンズ体のうち少なくとも１つ以上のレンズ体は、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されており、
前記連続出射面は、前記車両進行方向に対して前記車幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かって所定の角度で傾斜しており、
前記複数のレンズ体のうち少なくとも１つ以上のレンズ体は、前記連続出射面が傾斜する角度に合わせて、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を前記第２レンズ部の光軸と同じ方向に傾けた状態で配置されていることを特徴とする拡散配光光学系。

【請求項3】

前記第１レンズ部の光軸と前記第２レンズ部の光軸とが互いに一致した方向を向いていることを特徴とする請求項２に記載の拡散配光光学系。

【請求項4】

光源から出射された光を車両進行方向に向けて拡散配光させるレンズ体を備え、前記レンズ体が車幅方向に複数並んで配置されるように構成された拡散配光光学系であって、
前記レンズ体は、第１入射面、反射面及び第１出射面を含む第１レンズ部と、第２入射面及び第２出射面を含む第２レンズ部とを有して、前記光源からの光が、前記第１入射面から前記第１レンズ部の内部に入射して、前記反射面によって一部が反射された後、前記第１出射面から前記第１レンズ部の外部に光が出射され、更に、前記第２入射面から前記第２レンズ部の内部に入射して、前記第２出射面から前記第２レンズ部の外部に光が出射されることによって、当該レンズ体の前方に照射される光が、上端縁に前記反射面の前端部によって規定されるカットオフラインを含む所定の配光パターンを形成するように構成されており、
前記第１出射面は、当該第１出射面から出射される光を水平方向に集光させるように、その円柱軸が鉛直方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、
前記第２出射面は、当該第２出射面から出射される光を鉛直方向に集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、
前記複数のレンズ体の各々の前記第２出射面は、互いに隣接した状態で前記車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成し、
前記複数のレンズ体のうち少なくとも１つ以上のレンズ体は、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されており、
前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されるレンズ体は、前記車幅方向の最も外側に位置するレンズ体から内側に向かって順に配置されていることを特徴とする拡散配光光学系。

【請求項5】

光源から出射された光を車両進行方向に向けて拡散配光させるレンズ体を備え、前記レンズ体が車幅方向に複数並んで配置されるように構成された拡散配光光学系であって、
前記レンズ体は、第１入射面、反射面及び第１出射面を含む第１レンズ部と、第２入射面及び第２出射面を含む第２レンズ部とを有して、前記光源からの光が、前記第１入射面から前記第１レンズ部の内部に入射して、前記反射面によって一部が反射された後、前記第１出射面から前記第１レンズ部の外部に光が出射され、更に、前記第２入射面から前記第２レンズ部の内部に入射して、前記第２出射面から前記第２レンズ部の外部に光が出射されることによって、当該レンズ体の前方に照射される光が、上端縁に前記反射面の前端部によって規定されるカットオフラインを含む所定の配光パターンを形成するように構成されており、
前記第１出射面は、当該第１出射面から出射される光を水平方向に集光させるように、その円柱軸が鉛直方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、
前記第２出射面は、当該第２出射面から出射される光を鉛直方向に集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、
前記複数のレンズ体の各々の前記第２出射面は、互いに隣接した状態で前記車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成し、
前記複数のレンズ体のうち少なくとも１つ以上のレンズ体は、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されており、
前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されるレンズ体以外のレンズ体は、前記第１レンズ部の光軸が前記車両進行方向を向くように配置されていることを特徴とする拡散配光光学系。

【請求項6】

請求項１〜５の何れか一項に記載の拡散配光光学系と、
前記拡散配光光学系を構成する前記複数のレンズ体に対して、各々の前記第１入射面に向けて光を照射する複数の光源とを備えることを特徴とする車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、拡散配光光学系及び車両用灯具に関し、特に、光源と組み合わせて用いられる拡散配光光学系、並びにこれを備えた車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、光源とレンズ体とを組み合わせた車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照。）。車両用灯具では、光源からの光が、レンズ体の入射面からレンズ体の内部に入射して、レンズ体の反射面によって一部が反射された後、レンズ体の出射面からレンズ体の外部に光が出射される。これにより、レンズ体の前方に照射される光は、レンズ体の出射面の焦点近傍に形成される光源像を反転投影して、上端縁に反射面の前端部によって規定されるカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−２４１３４９号公報

【特許文献2】特許第４０６８３８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述した車両用灯具では、車両先端側のコーナー部に付与されたスラント形状に合わせて、レンズ体の最終出射面にスラント角（傾ける向きによってはキャンバー角ともいう。）を付与することがある。例えば、最終出射面にスラント角が付与されたレンズ体では、車両進行方向に対して車幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かって所定の角度（スラント角）で最終出射面を傾斜させている。

【0005】

しかしながら、最終出射面にスラント角が付与されたレンズ体では、最終出射面を傾斜させたことによって、フレネル反射損失等が発生し、光源から出射された光を拡散配光させる際の光利用効率が低下してしまうことがあった。

【0006】

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、光源から出射された光を効率良く拡散配光させることができる拡散配光光学系、並びにこれを備えた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】

【0007】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、光源から出射された光を車両進行方向に向けて拡散配光させるレンズ体を備え、前記レンズ体が車幅方向に複数並んで配置されるように構成された拡散配光光学系であって、前記レンズ体は、第１入射面、反射面及び第１出射面を含む第１レンズ部と、第２入射面及び第２出射面を含む第２レンズ部とを有して、前記光源からの光が、前記第１入射面から前記第１レンズ部の内部に入射して、前記反射面によって一部が反射された後、前記第１出射面から前記第１レンズ部の外部に光が出射され、更に、前記第２入射面から前記第２レンズ部の内部に入射して、前記第２出射面から前記第２レンズ部の外部に光が出射されることによって、当該レンズ体の前方に照射される光が、上端縁に前記反射面の前端部によって規定されるカットオフラインを含む所定の配光パターンを形成するように構成されており、前記第１出射面は、当該第１出射面から出射される光を水平方向に集光させるように、その円柱軸が鉛直方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、前記第２出射面は、当該第２出射面から出射される光を鉛直方向に集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、前記複数のレンズ体の各々の前記第２出射面は、互いに隣接した状態で前記車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成し、前記複数のレンズ体のうち少なくとも１つ以上のレンズ体は、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されており、前記第１レンズ部は、仮想の回転軸を有すると共に、この回転軸を中心として回転する方向に傾けられており、前記回転軸は、上下方向に延びると共に、少なくとも前記第１レンズ部の光軸と前記第１出射面との接点を通る線であることを特徴とする拡散配光光学系である。

【0008】

請求項１に記載の発明では、車両進行方向に対して第１レンズ部の光軸を傾けることで、車幅方向の外側に向かって拡散配光させることができる。

【0009】

また、請求項１に記載の発明では、レンズ体を構成する第１レンズ部と第２レンズ部とのうち、第１レンズ部の第１出射面が水平方向に集光させる機能を有し、第２レンズ部の第２出射面が鉛直方向に集光させる機能を有することで、第１出射面と第２出射面とで集光機能を分解しながら、水平方向及び鉛直方向に集光した所定の配光パターンを形成することができる。

【0010】

また、請求項１に記載の発明では、複数のレンズ体の各々の第２出射面が、互いに隣接した状態で車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成していることから、車幅方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの拡散配光光学系を提供することができる。

【0012】

また、請求項１に記載の発明では、第１出射面と第２入射面との間の光路長を大きく変化させることがないため、配光に影響を与えることなく、車両進行方向に対して第１レンズ部の光軸を傾けることができる。

【0013】

請求項２に記載の発明は、光源から出射された光を車両進行方向に向けて拡散配光させるレンズ体を備え、前記レンズ体が車幅方向に複数並んで配置されるように構成された拡散配光光学系であって、前記レンズ体は、第１入射面、反射面及び第１出射面を含む第１レンズ部と、第２入射面及び第２出射面を含む第２レンズ部とを有して、前記光源からの光が、前記第１入射面から前記第１レンズ部の内部に入射して、前記反射面によって一部が反射された後、前記第１出射面から前記第１レンズ部の外部に光が出射され、更に、前記第２入射面から前記第２レンズ部の内部に入射して、前記第２出射面から前記第２レンズ部の外部に光が出射されることによって、当該レンズ体の前方に照射される光が、上端縁に前記反射面の前端部によって規定されるカットオフラインを含む所定の配光パターンを形成するように構成されており、前記第１出射面は、当該第１出射面から出射される光を水平方向に集光させるように、その円柱軸が鉛直方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、前記第２出射面は、当該第２出射面から出射される光を鉛直方向に集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、前記複数のレンズ体の各々の前記第２出射面は、互いに隣接した状態で前記車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成し、前記複数のレンズ体のうち少なくとも１つ以上のレンズ体は、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されており、前記連続出射面は、前記車両進行方向に対して前記車幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かって所定の角度で傾斜しており、前記複数のレンズ体のうち少なくとも１つ以上のレンズ体は、前記連続出射面が傾斜する角度に合わせて、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を前記第２レンズ部の光軸と同じ方向に傾けた状態で配置されていることを特徴とする拡散配光光学系である。

【0014】

請求項２に記載の発明では、車両進行方向に対して第１レンズ部の光軸を傾けることで、車幅方向の外側に向かって拡散配光させることができる。
また、請求項２に記載の発明では、レンズ体を構成する第１レンズ部と第２レンズ部とのうち、第１レンズ部の第１出射面が水平方向に集光させる機能を有し、第２レンズ部の第２出射面が鉛直方向に集光させる機能を有することで、第１出射面と第２出射面とで集光機能を分解しながら、水平方向及び鉛直方向に集光した所定の配光パターンを形成することができる。
また、請求項２に記載の発明では、複数のレンズ体の各々の第２出射面が、互いに隣接した状態で車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成していることから、車幅方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの拡散配光光学系を提供することができる。
また、請求項２に記載の発明では、各レンズ体の最終出射面である第２出射面（連続出射面）が所定の角度（スラント角）で傾斜しており、この連続出射面が傾斜するスラント角に合わせて、車両進行方向に対して第１レンズ部の光軸を第２レンズ部の光軸と同じ方向に傾けることで、フレネル反射損失等の発生を抑制し、光源から出射された光を拡散配光させる際の光利用効率を高めることができる。

【0015】

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の拡散配光光学系において、前記第１レンズ部の光軸と前記第２レンズ部の光軸とが互いに一致した方向を向いていることを特徴とする。

【0016】

請求項３に記載の発明では、車両進行方向に対して第１レンズ部の光軸を第２レンズ部の光軸と同じ方向に同じ角度（スラント角）で傾けることができる。この場合、フレネル反射損失等の発生を最小に抑え、光源から出射された光を拡散配光させる際の光利用効率を最も高めることができる。

【0017】

請求項４に記載の発明は、光源から出射された光を車両進行方向に向けて拡散配光させるレンズ体を備え、前記レンズ体が車幅方向に複数並んで配置されるように構成された拡散配光光学系であって、前記レンズ体は、第１入射面、反射面及び第１出射面を含む第１レンズ部と、第２入射面及び第２出射面を含む第２レンズ部とを有して、前記光源からの光が、前記第１入射面から前記第１レンズ部の内部に入射して、前記反射面によって一部が反射された後、前記第１出射面から前記第１レンズ部の外部に光が出射され、更に、前記第２入射面から前記第２レンズ部の内部に入射して、前記第２出射面から前記第２レンズ部の外部に光が出射されることによって、当該レンズ体の前方に照射される光が、上端縁に前記反射面の前端部によって規定されるカットオフラインを含む所定の配光パターンを形成するように構成されており、前記第１出射面は、当該第１出射面から出射される光を水平方向に集光させるように、その円柱軸が鉛直方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、前記第２出射面は、当該第２出射面から出射される光を鉛直方向に集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、前記複数のレンズ体の各々の前記第２出射面は、互いに隣接した状態で前記車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成し、前記複数のレンズ体のうち少なくとも１つ以上のレンズ体は、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されており、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されるレンズ体は、前記車幅方向の最も外側に位置するレンズ体から内側に向かって順に配置されていることを特徴とする拡散配光光学系である。

【0018】

請求項４に記載の発明では、車両進行方向に対して第１レンズ部の光軸を傾けることで、車幅方向の外側に向かって拡散配光させることができる。
また、請求項４に記載の発明では、レンズ体を構成する第１レンズ部と第２レンズ部とのうち、第１レンズ部の第１出射面が水平方向に集光させる機能を有し、第２レンズ部の第２出射面が鉛直方向に集光させる機能を有することで、第１出射面と第２出射面とで集光機能を分解しながら、水平方向及び鉛直方向に集光した所定の配光パターンを形成することができる。
また、請求項４に記載の発明では、複数のレンズ体の各々の第２出射面が、互いに隣接した状態で車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成していることから、車幅方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの拡散配光光学系を提供することができる。
また、請求項４に記載の発明では、車幅方向の外側に向かって効率良く拡散配光させることができる。

【0019】

請求項５に記載の発明は、光源から出射された光を車両進行方向に向けて拡散配光させるレンズ体を備え、前記レンズ体が車幅方向に複数並んで配置されるように構成された拡散配光光学系であって、前記レンズ体は、第１入射面、反射面及び第１出射面を含む第１レンズ部と、第２入射面及び第２出射面を含む第２レンズ部とを有して、前記光源からの光が、前記第１入射面から前記第１レンズ部の内部に入射して、前記反射面によって一部が反射された後、前記第１出射面から前記第１レンズ部の外部に光が出射され、更に、前記第２入射面から前記第２レンズ部の内部に入射して、前記第２出射面から前記第２レンズ部の外部に光が出射されることによって、当該レンズ体の前方に照射される光が、上端縁に前記反射面の前端部によって規定されるカットオフラインを含む所定の配光パターンを形成するように構成されており、前記第１出射面は、当該第１出射面から出射される光を水平方向に集光させるように、その円柱軸が鉛直方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、前記第２出射面は、当該第２出射面から出射される光を鉛直方向に集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた半円柱状のレンズ面として構成され、前記複数のレンズ体の各々の前記第２出射面は、互いに隣接した状態で前記車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成し、前記複数のレンズ体のうち少なくとも１つ以上のレンズ体は、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されており、前記車両進行方向に対して前記第１レンズ部の光軸を傾けた状態で配置されるレンズ体以外のレンズ体は、前記第１レンズ部の光軸が前記車両進行方向を向くように配置されていることを特徴とする拡散配光光学系である。

【0020】

請求項５に記載の発明では、車両進行方向に対して第１レンズ部の光軸を傾けることで、車幅方向の外側に向かって拡散配光させることができる。
また、請求項５に記載の発明では、レンズ体を構成する第１レンズ部と第２レンズ部とのうち、第１レンズ部の第１出射面が水平方向に集光させる機能を有し、第２レンズ部の第２出射面が鉛直方向に集光させる機能を有することで、第１出射面と第２出射面とで集光機能を分解しながら、水平方向及び鉛直方向に集光した所定の配光パターンを形成することができる。
また、請求項５に記載の発明では、複数のレンズ体の各々の第２出射面が、互いに隣接した状態で車幅方向にライン状に延びた半円柱状の連続出射面を構成していることから、車幅方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの拡散配光光学系を提供することができる。
また、請求項５に記載の発明では、車幅方向に広く拡散させた配光パターンを形成することができる。

【0021】

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の拡散配光光学系と、前記拡散配光光学系を構成する前記複数のレンズ体に対して、各々の前記第１入射面に向けて光を照射する複数の光源とを備えることを特徴とする車両用灯具である。

【0022】

請求項６に記載の発明では、フレネル反射損失等の発生を抑制し、光源から出射された光を拡散配光させる際の光利用効率を高めることができる拡散配光光学系を備えた車両用灯具を提供することが可能である。

【発明の効果】

【0023】

以上のように、本発明によれば、光源から出射された光を効率良く拡散配光させることができる拡散配光光学系、並びにこれを備えた車両用灯具を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る拡散配光光学系を備える車両用灯具の概略構成を示す上面図である。

【図2】図１に示す拡散配光光学系の主要面構成を示す斜視図である。

【図3】図１に示す拡散配光光学系を構成するレンズ体の概略構成を示す平面図である。

【図4】図３に示すレンズ体に入射した光の光路を示す上面図である。

【図5】図３に示すレンズ体に入射した光の光路を示す側面図である。

【図6】（ａ）第１のレンズ体の配置を示す上面図である。（ｂ）第２のレンズ体の配置を示す上面図である。

【図7】図６（ａ）に示す第１レンズ体により仮想鉛直スクリーンの面上に形成された配光パターンを示す光度分布図である。

【図8】図６（ｂ）に示す第２レンズ体により仮想鉛直スクリーンの面上に形成された配光パターンを示す光度分布図である。

【図9】図１に示す拡散配光光学系により仮想鉛直スクリーンの面上に形成された合成配光パターンを示す光度分布図である。

【図10】第２レンズ体を設けなかった場合の拡散配光光学系により仮想鉛直スクリーンの面上に形成された合成配光パターンを示す光度分布図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

【0026】

本発明の一実施形態として、例えば図１及び図２に示す拡散配光光学系１０を備える車両用灯具２０について説明する。なお、図１は、拡散配光光学系１０を備える車両用灯具２０の概略構成を示す上面図である。図２は、拡散配光光学系１０の主要面構成を示す斜視図である。また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を車両用灯具２０（拡散配光光学系１０）の前後方向、Ｙ軸方向を車両用灯具２０（拡散配光光学系１０）の左右方向、Ｚ軸方向を車両用灯具２０（拡散配光光学系１０）の上下方向として、それぞれ示すものとする。

【0027】

本実施形態の車両用灯具２０は、図１及び図２に示すように、車両先端側の両コーナー部（本例では左側コーナー部の場合を例示する。）に配置される車両用前照灯である。具体的に、この車両用灯具２０は、本発明を適用した拡散配光光学系１０と、拡散配光光学系１０を構成する複数（本例では４つ）のレンズ体１１の各々に対して光を照射する複数（本例では４つ）の光源１２とから構成される複数（本例では４つ）の灯体セル３０を備えている。

【0028】

車両用灯具２０は、複数の灯体セル３０が車幅方向（Ｙ軸方向）に一列に並んで配置された構成であり、各灯体セル３０を構成するレンズ体１１及び光源１２は、基本的に同じ構成を有している。

【0029】

ここで、灯体セル３０（レンズ体１１及び光源１２）の具体的な構成について図３〜図５を参照して説明する。なお、図３は、レンズ体１１の概略構成を示す平面図である。図４は、レンズ体１１に入射した光Ｌの光路を示す上面図である。図５は、レンズ体１１に入射した光Ｌの光路を示す側面図である。

【0030】

レンズ体１１は、図３〜図５に示すように、第１入射面１３ａ、反射面１３ｂ及び第１出射面１ｄを含む第１レンズ部１３と、第２入射面１４ａ及び第２出射面１４ｂを含む第２レンズ部１４とを有している。また、第１レンズ部１３の第１出射面１ｄと第２レンズ部１４の第２出射面１４ｂとは、空間Ｓを隔てて対向している。

【0031】

第１レンズ部１３は、水平方向（Ｘ軸方向）に延びる第１基準軸ＡＸ１に沿って、前後方向（Ｘ軸方向）に延びた形状の多面レンズ体である。具体的に、この第１レンズ部１３は、第１基準軸ＡＸ１に沿って、第１入射面１３ａと、反射面１３ｂと、第１出射面１３ｄとが、この順で配置された構成を有している。

【0032】

なお、第１レンズ部１３については、例えば、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂やガラスなど、空気よりも屈折率の高い材質のものを用いることができる。また、第１レンズ部１３に透明樹脂を用いた場合は、金型を用いた射出成形によって第１レンズ部１３を形成することが可能である。

【0033】

第１入射面１３ａは、第１レンズ部１３の後端部（後面）に位置して、この第１入射面１３ａ近傍に配置される光源１２（正確には、光学設計上の基準点Ｆ_１）からの光Ｌが屈折して第１レンズ部１３の内部に入射するレンズ面（例えば、光源１２に向かって凸となる自由曲面）を構成している。

【0034】

第１入射面１３ａは、少なくとも鉛直方向（Ｚ軸方向）に関し、この第１入射面１３ａ近傍に配置される光源１２からの光Ｌが、光源１２の中心（基準点Ｆ_１）と反射面１３ｂの前端部１３ｃ近傍の点（後述する合成レンズ１５の合成焦点Ｆ_２）とを通過し、且つ、第１基準軸ＡＸ１に対して前方斜め下方に向かって傾斜した第２基準軸ＡＸ２寄りに集光するように、その面形状が調整されている。

【0035】

また、第１入射面１３ａは、水平方向（Ｙ軸方向）に関し、第１レンズ部１３の内部に入射した光源１２からの光Ｌが、反射面１３ｂの前端部１３ｃに向かって第１基準軸ＡＸ１寄りに集光するように、その面形状が構成されている。なお、第１入射面１３ａは、水平方向（Ｙ軸方向）に関し、第１レンズ部体１３の内部に入射した光源１２からの光Ｌが、第１基準軸ＡＸ１に対して平行な光となるように、その面形状が構成されていてもよい。

【0036】

反射面１３ｂは、第１入射面１３ａの下端縁から前方（＋Ｘ軸方向）に向かって、水平方向（Ｘ軸方向）に延びた平面形状を有している。反射面１３ｂは、第１レンズ部１３の内部に入射した光源１２からの光Ｌのうち、この反射面１３ｂに入射した光Ｌを第１のレンズ部１３の内部で前方の第１出射面１３ｄに向けて内面反射（全反射）する。これにより、第１レンズ部１３では、金属蒸着による金属反射膜を用いることなく、反射面１３ｂを形成できるため、コストアップや反射率の低下等を防ぐことが可能である。

【0037】

また、反射面１３ｂは、第１基準軸ＡＸ１に対して前方斜め下方に向かって傾斜していてもよい。この場合、反射面１３ｂで反射した光Ｌの一部が第１出射面１３ｄに入射しない方向に進む光（迷光）となることを抑制しながら、反射面１３ｂで反射した光の利用効率を高めることができる。

【0038】

反射面１３ｂの前端部１３ｃは、第１レンズ部１３の内部に入射した光源１２からの光Ｌのカットオフラインを規定するものであり、第１レンズ部１３の左右方向（Ｙ軸方向）に延びるように形成されている。

【0039】

また、反射面１３ｂの前端部１３ｃは、カットオフラインに対応した段差形状を有している。なお、反射面１３ｂの前端部１３ｃについては、上述した段差形状に必ずしも限定されるものではなく、カットオフラインが規定可能な範囲で、適宜変更を加えることが可能である。また、反射面１３ｂの前端部１３ｃについては、上述した段差形状の代わりに、カットオフラインに対応した溝部によって形成することも可能である。

【0040】

第１出射面１３ｄは、第１レンズ部１３の前端部（前面）に位置して、この第１出射面１３ｄから出射される光Ｌを水平方向（Ｙ軸方向）に集光させるように、その円柱軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びた半円柱状のレンズ面として構成されている。また、第１出射面１３ｄの焦線は、反射面１３ｂの前端部１３ｃ近傍において鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びている。

【0041】

第２レンズ部１４は、左右方向（Ｙ軸方向）に延びた形状のレンズ体であり、第１基準軸ＡＸ１に沿って、第２入射面１４ａと、第２出射面１４ｂとが、この順で配置された構成を有している。

【0042】

なお、第２レンズ部１４については、第１レンズ部１３と同様に、例えば、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂やガラスなど、空気よりも屈折率の高い材質のものを用いることができる。また、第２レンズ部１４に透明樹脂を用いた場合は、金型を用いた射出成形によって第２レンズ部１４を形成することが可能である。

【0043】

第２入射面１４ａは、第２レンズ部１４の後端部（後面）に位置して、第１出射面１３ｄから出射した光Ｌが入射する面として、平面を構成している。なお、第２入射面１４ａの形状については、このような平面に限らず、曲面（レンズ面）とすることも可能である。

【0044】

第２出射面１４ｂは、最終出射面として第２レンズ部１４の前端部（前面）に位置して、この第２出射面１４ｂから出射される光Ｌを鉛直方向（Ｚ軸方向）に集光させるように、その円柱軸が水平方向（Ｙ軸方向）に延びた半円柱状のレンズ面として構成されている。また、第２出射面１４ｂの焦線は、反射面１３ｂの前端部１３ｃ近傍において水平方向（Ｙ軸方向）に延びている。

【0045】

また、第１出射面１３ｂ、第２入射面１４ａ及び第２出射面１４ｂから構成される合成レンズ１５の合成焦点Ｆ_２は、反射面１３ｂの前端部１３ｃ近傍（例えば、反射面１３ｂの前端部１３ｃの左右方向の中心近傍）に設定されている。

【0046】

なお、第１レンズ部１３及び第２のレンズ部１４を構成する面のうち、図示や説明を省略したその他の面については、第１レンズ部１３及び第２のレンズ部１４の内部を通過する光Ｌに悪影響（例えば、遮蔽するなど。）を与えない範囲で自由に設計することが可能である。

【0047】

光源１２には、図１及び図２に示すように、例えば、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）や白色レーザーダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子を用いることができる。本実施形態では、１つの白色ＬＥＤを用いている。なお、光源１２の種類については、特に限定されるものではなく、上述した半導体発光素子以外の光源を用いてもよい。

【0048】

光源１２は、その発光面を前方斜め下方に向けた状態、すなわち、この光源１２の光軸が第２基準軸ＡＸ２に一致した状態で、第１レンズ部１３の第１入射面１３ａの近傍（基準点Ｆ_１の近傍）に配置されている。また、光源１２は、この光源１２の光軸が第２基準軸ＡＸ２に一致していない状態（例えば、光源１２の光軸が第１基準軸ＡＸ１に平行に配置された状態）で、第１レンズ部１３の第１入射面１３ａの近傍（基準点Ｆ_１の近傍）に配置されていてもよい。

【0049】

以上のようなレンズ体１１及び光源１２から構成される灯体セル３０では、第１入射面１３ａから第１レンズ部１３の内部に入射した光源１２からの光Ｌのうち、反射面１３ｂで反射された後、第１出射面１３ｄに向かって進行する光（反射光）と、第１出射面１３ｄに向かって進行する光（直進光）とが、第１出射面１３ｄから第１レンズ部１３の外部（空間Ｓ）へと出射される。そして、この光Ｌは、空間Ｓを通過しながら、第２入射面１４ａから第２レンズ部１４の内部に入射した後、第２出射面１４ｂから第２レンズ部１４の外部へと出射される。

【0050】

これにより、レンズ体１１の前方に照射される光Ｌは、合成レンズ１５の合成焦点Ｆ_２近傍に形成される光源像を反転投影して、上端縁に反射面１３ｂの前端部１３ｃによって規定されるカットオフラインを含むロービーム（ＬＢ）用配光パターン（図示せず。）を形成する。

【0051】

また、本実施形態の車両用灯具２０は、図１及び図２に示すように、各灯体セル３０の光源１２から出射された光Ｌをレンズ体１１により車両進行方向に向けて拡散配光させる。これにより、各灯体セル３０により形成されるＬＢ用配光パターンを合成した配光パターンを形成する。

【0052】

ところで、本実施形態の拡散配光光学系１０では、各レンズ体１１の第２レンズ部１４が互いに隣接した状態で車幅方向（Ｙ軸方向）に一列に並んで配置されている。これにより、複数のレンズ体１１の各々の第２出射面１４ｂは、互いに隣接した状態で車幅方向（Ｙ軸方向）にライン状に延びた半円柱状の連続出射面１４Ｂを構成している。

【0053】

なお、拡散配光光学系１０では、複数の第２レンズ部１４を一体に成形した構成に限らず、複数の第２レンズ部１４を別体に成形した後に、これらをレンズホルダ等の保持部材に保持することで、一体の構成とすることも可能である。

【0054】

本実施形態の車両用灯具２０では、このような水平方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの拡散配光光学系１０を備えることで、そのデザイン性を向上させることが可能である。

【0055】

また、本実施形態の拡散配光光学系１０では、車両先端側のコーナー部に付与されたスラント形状に合わせて、レンズ体１１の最終出射面となる連続出射面１４Ｂにスラント角θが付与されている。すなわち、この連続出射面１４Ｂは、車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に対して車幅方向（Ｙ軸方向）の内側（＋Ｙ軸側）よりも外側（−Ｙ軸側）が後退する方向（−Ｘ軸方向）に向かって所定の角度（スラント角）θで傾斜している。

【0056】

本実施形態の拡散配光光学系１０では、４つのレンズ体１１のうち、車幅方向（Ｙ軸方向）の内側（＋Ｙ軸側）から順に並ぶ３つのレンズ体１１（以下、第１レンズ体１１Ａという。）が、図１及び図６（ａ）に示すように、第１レンズ部１３の光軸ＢＸ_１を車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向けた状態で配置されている。なお、図６（ａ）は、第１レンズ体１１Ａの配置を示す上面図である。一方、第２レンズ部１４の光軸ＢＸ_２は、連続出射面１４Ｂが傾斜するスラント角θに合わせて、車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に対して前方斜め外側に向かって傾斜している。

【0057】

これに対して、車幅方向（Ｙ軸方向）の最も外側（−Ｙ軸側）に位置する１つのレンズ体１１（以下、第２レンズ体１１Ｂという。）は、図１及び図６（ｂ）に示すように、第１レンズ部１３の光軸ＢＸ_１を車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に対して傾けた状態で配置されている。なお、図６（ｂ）は、第２レンズ体１１Ｂの配置を示す上面図である。第１レンズ部１３の光軸ＢＸ_１及び第２レンズ部１４の光軸ＢＸ_２は、連続出射面１４Ｂが傾斜するスラント角θに合わせて、車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に対して前方斜め外側に向かって傾斜している。

【0058】

なお、図１に示す拡散配光光学系１０では、第２レンズ体１１Ｂを構成する第１レンズ部１３が、その隣の第１レンズ体１１Ａを構成する第１レンズ部１３と上面視で重なるように配置されているが、これは第１レンズ体１１Ａと第２レンズ体１１Ｂとが異なる高さで配置されていることによるものである。

【0059】

ここで、シミュレーションにより第１レンズ体１１Ａに正対した正対した仮想鉛直スクリーンに対して、第１レンズ体１１Ａから出射された光を投影したときの光源像を図７に示す。また、シミュレーションにより第２レンズ体１１Ｂに正対した正対した仮想鉛直スクリーンに対して、第１レンズ体１１Ａから出射された光を投影したときの光源像を図８に示す。

【0060】

なお、図７は、第１レンズ体１１Ａにより仮想鉛直スクリーンの面上に形成されたＬＢ用配光パターンＰを示す光度分布図である。図８は、第２レンズ体１１Ｂにより仮想鉛直スクリーンの面上に形成されたＬＢ用配光パターンＰを示す光度分布図である。また、仮想鉛直スクリーンは、第１レンズ体１１Ａ及び第２レンズ体１１Ｂの第２出射面１４ｂから約２５ｍ前方に配置されている。

【0061】

第１レンズ体１１Ａ及び第２レンズ体１１Ｂによる光源像は、図７及び図８に示すように、それぞれの仮想鉛直スクリーンの面上において、上端縁に反射面１３ｂの前端部１３ｃによって規定されるカットオフラインを含むＬＢ用配光パターンＰを形成する。

【0062】

一方、図８に示す第２レンズ体１１Ｂによる光源像（ＬＢ用配光パターンＰ）は、図７に示す第１レンズ体１１Ａによる光源像（ＬＢ用配光パターンＰ）よりも、車幅方向（Ｙ軸方向）の外側（＋Ｙ軸側）にシフトしている。

【0063】

図６（ｂ）に示す第２レンズ体１１Ｂでは、連続出射面１４Ｂが傾斜するスラント角θに合わせて、車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に対して第１レンズ部１３の光軸ＢＸ_１を第２レンズ部１４の光軸ＢＸ_２と同じ方向に傾けることで、フレネル反射損失等の発生を抑制し、光源１２から出射された光Ｌを拡散配光させる際の光利用効率を高めることができる。

【0064】

また、図６（ｂ）に示す第２レンズ体１１Ｂでは、第１出射面１３ａの先端部に位置する仮想の回転軸Ｒを中心として回転する方向に第１レンズ部１３を傾けることが好ましい。回転軸Ｒは、上下方向（Ｚ軸方向）に延びると共に、少なくとも第１レンズ部１３の光軸ＢＸ_１と第１出射面１３ａとの接点を通る線である。

【0065】

この場合、第１出射面１３ａと第２入射面１４ａとの間の光路長を大きく変化させることがないため、配光に影響を与えることなく、車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に対して第１レンズ部１３の光軸ＢＸ_１を第２レンズ部１４の光軸ＢＸ_２と同じ方向に傾けることができる。

【0066】

また、図６（ｂ）に示す第２レンズ体１１Ｂでは、第１レンズ部１３の光軸ＢＸ_１と第２レンズ部１４の光軸ＢＸ_２とが互いに一致した方向を向いていることで、車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に対して第１レンズ部１３の光軸ＢＸ_１を第２レンズ部１４の光軸ＢＸ_２と同じ方向に同じ角度（スラント角θ）で傾けることができる。この場合、フレネル反射損失等の発生を最小に抑え、光源１２から出射された光Ｌを拡散配光させる際の光利用効率を最も高めることができる。

【0067】

したがって、本実施形態の拡散配光光学系１０では、上述した車両先端側のコーナー部に付与されたスラント形状に合わせて、第２レンズ体１１Ｂの第２出射面１４ｂにスラント角θが付与された場合でも、フレネル反射損失等の発生を抑制し、光源１２から出射された光Ｌを拡散配光させる際の光利用効率を高めることが可能である。

【0068】

また、本実施形態では、このような光源１２から出射された光Ｌを効率良く拡散配光させることができる拡散配光光学系１０を備えた車両用灯具２０を提供することが可能である。

【0069】

ここで、シミュレーションにより図１に示す拡散配光光学系１０に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、拡散配光光学系１０から出射された光を投影したときの光源像を図９に示す。なお、図９は、図１に示す拡散配光光学系１０により仮想鉛直スクリーンの面上に形成された配光パターンＰを示す光度分布図である。

【0070】

また、比較例として、第２レンズ体１１Ｂを設けなかった場合、すなわち拡散配光光学系１０を構成する４つのレンズ体１１の全てを第１レンズ体１１Ａで構成した場合の拡散配光光学系から出射された光を投影したときの光源像を図１０に示す。なお、図１０は、第２レンズ体１１Ｂを設けなかった場合の拡散配光光学系により仮想鉛直スクリーンの面上に形成された配光パターンＰを示す光度分布図である。

【0071】

図９及び図１０に示すように、本実施形態の拡散配光光学系１０は、第２レンズ体１１Ｂを設けなかった場合の拡散配光光学系に比べて、車幅方向（Ｙ軸方向）に広く拡散させた配光パターンＰを形成することが可能である。

【0072】

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、車両用灯具２０が４つの灯体セル３０により構成されたものとなっているが、車両用灯具２０を構成する灯体セル３０（拡散配光光学系１０を構成するレンズ体１１）の数については特に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。

【0073】

また、上記実施形態では、拡散配光光学系１０が３つの第１レンズ体１１Ａと１つの第２レンズ体１１Ｂとから構成される場合を例示しているが、このような構成に限らず、第２レンズ体１１Ｂを複数設けた構成としてもよい。この場合、車幅方向（Ｙ軸方向）の最も外側（＋Ｙ軸側）に位置するレンズ体１１から内側に向かって順に第２レンズ体１１Ｂを配置することが好ましい。これにより、車幅方向（Ｙ軸方向）の外側（＋Ｙ軸側）に向かって効率良く拡散配光させることができる。

【符号の説明】

【0074】

１０…拡散配光光学系 １１…レンズ体 １１Ａ…第１レンズ体 １１Ｂ…第２レンズ体 １２…光源 １３…第１レンズ部 １３ａ…第１入射面 １３ｂ…反射面 １３ｃ…反射面の前端部 １３ｄ…第１出射面 １４…第２レンズ部 １４ａ…第２入射面 １４ｂ…第２出射面 １４Ｂ…連続出射面 １５…合成レンズ ２０…車両用灯具 ３０…灯体セル ＡＸ_１…第１基準軸 ＡＸ_２…第２基準軸 Ｆ_１…基準点 Ｆ_２…合成焦点 Ｓ…空間 Ｌ…光 ＢＸ_１…第１レンズ部の光軸 ＢＸ_２…第２レンズ部の光軸 θ…スラント角 Ｒ…回転軸 Ｐ…配光パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】