特許 6812411 車両用灯具、車両用灯具制御システムおよびこれらを備えた車両

(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】6812411

(24)【登録日】2020年12月18日

(45)【発行日】2021年1月13日

(54)【発明の名称】車両用灯具、車両用灯具制御システムおよびこれらを備えた車両

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/147 20180101AFI20201228BHJP

   F21S 41/16 20180101ALI20201228BHJP

   F21S 41/25 20180101ALI20201228BHJP

   F21S 41/20 20180101ALI20201228BHJP

   F21S 41/65 20180101ALI20201228BHJP

   F21S 41/43 20180101ALI20201228BHJP

   F21S 41/153 20180101ALI20201228BHJP

   F21S 41/148 20180101ALI20201228BHJP

   F21S 41/663 20180101ALI20201228BHJP

   F21V 5/02 20060101ALI20201228BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20201228BHJP

   F21S 41/24 20180101ALI20201228BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20201228BHJP

   B60Q 1/00 20060101ALI20201228BHJP

   B60Q 1/04 20060101ALI20201228BHJP

   F21W 102/10 20180101ALN20201228BHJP

   F21W 103/60 20180101ALN20201228BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20201228BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20201228BHJP

【ＦＩ】

   F21S41/147

   F21S41/16

   F21S41/25

   F21S41/20

   F21S41/65

   F21S41/43

   F21S41/153

   F21S41/148

   F21S41/663

   F21V5/02 400

   F21V5/00 320

   F21S41/24

   F21V5/04 600

   B60Q1/00 G

   B60Q1/04 Z

   F21W102:10

   F21W103:60

   F21Y115:10

   F21Y115:30

【請求項の数】17

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2018-507414(P2018-507414)

(86)(22)【出願日】2017年3月23日

(86)【国際出願番号】JP2017011796

(87)【国際公開番号】WO2017164328

(87)【国際公開日】20170928

【審査請求日】2019年12月12日

(31)【優先権主張番号】特願2016-59877(P2016-59877)

(32)【優先日】2016年3月24日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2016-82004(P2016-82004)

(32)【優先日】2016年4月15日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】特許業務法人 信栄特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神谷 美紗子

(72)【発明者】

【氏名】増田 剛

(72)【発明者】

【氏名】田中 秀忠

(72)【発明者】

【氏名】柴田 裕一

【審査官】 下原 浩嗣

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１０７６７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１２９３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６２７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１２９２５１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ４１／１４７

Ｂ６０Ｑ １／００

Ｂ６０Ｑ １／０４

Ｆ２１Ｓ ４１／１４８

Ｆ２１Ｓ ４１／１５３

Ｆ２１Ｓ ４１／１６

Ｆ２１Ｓ ４１／２０

Ｆ２１Ｓ ４１／２４

Ｆ２１Ｓ ４１／２５

Ｆ２１Ｓ ４１／４３

Ｆ２１Ｓ ４１／６５

Ｆ２１Ｓ ４１／６６３

Ｆ２１Ｖ ５／００

Ｆ２１Ｖ ５／０２

Ｆ２１Ｖ ５／０４

Ｆ２１Ｗ １０２／１０

Ｆ２１Ｗ １０３／６０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

灯具左右方向よりも上下方向に長い光源像を形成可能な路面描画用の光源ユニットと、
前記光源像を形成する光を透過して、所定の配光パターンを路面に投影する投影レンズと、
を備え、
前記光源ユニットの発光面あるいは光透過面が前記投影レンズの後方焦点付近に配置され、
前記発光面あるいは前記光透過面が、前記投影レンズの光軸に直交する上下方向に対して傾斜し、
前記光源ユニットは、前記後方焦点付近に配置されて前記光軸側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能な一つの発光素子を含み、
前記発光素子の発光面は、前記上方向に向かうにつれて前記後方焦点よりも後方側に離れるように傾斜して配置されている、車両用灯具。

【請求項2】

灯具左右方向よりも上下方向に長い光源像を形成可能な路面描画用の光源ユニットと、
前記光源像を形成する光を透過して、所定の配光パターンを路面に投影する投影レンズと、
を備え、
前記光源ユニットの発光面あるいは光透過面が前記投影レンズの後方焦点付近に配置され、
前記発光面あるいは前記光透過面が、前記投影レンズの光軸に直交する上下方向に対して傾斜し、
前記光源ユニットは、前記後方焦点付近に配置されて前記光軸側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能に配列された個別点消灯可能な複数の発光素子を含み、
前記複数の発光素子の発光面は、前記後方焦点付近に配置された発光素子から前記上方向側の発光素子に向かうにつれて前記後方焦点よりも後方側へ離れるように傾斜して配置されている、車両用灯具。

【請求項3】

灯具左右方向よりも上下方向に長い光源像を形成可能な路面描画用の光源ユニットと、
前記光源像を形成する光を透過して、所定の配光パターンを路面に投影する投影レンズと、
を備え、
前記光源ユニットの発光面あるいは光透過面が前記投影レンズの後方焦点付近に配置され、
前記発光面あるいは前記光透過面が、前記投影レンズの光軸に直交する上下方向に対して傾斜し、
前記光源ユニットは、少なくとも一つの発光素子と、前記少なくとも一つの発光素子と前記投影レンズとの間であって前記後方焦点上に配置された遮光部材とを含み、
前記遮光部材は、前記光軸側から上方向に向かって延びる開口部を備え、
前記遮光部材の光透過面は、前記開口部の上方向に向かうにつれて前記後方焦点よりも後方側に離れるように傾斜して配置されている、車両用灯具。

【請求項4】

幅が均一でない光源像を形成可能な路面描画用の光源ユニットと、前記光源像を形成する光を透過して、所定の配光パターンを路面に投影する投影レンズと、
を備え、
前記投影レンズの焦点面内における前記光源像のうち車両の遠方へ投影される部分の領域が、車両の近傍へ投影される部分の領域よりも、灯具左右方向の幅が細くなっている、車両用灯具。

【請求項5】

前記光源ユニットは、前記投影レンズの後方焦点付近に配置され、前記投影レンズの光軸側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能な一つの発光素子を含み、
前記発光素子は、前記後方焦点付近から上方側に向かうにつれて前記幅が太くなっている、請求項４に記載の車両用灯具。

【請求項6】

前記光源ユニットは、前記投影レンズの後方焦点付近に配置され、前記投影レンズの光軸側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能に配列された個別点消灯可能な複数の発光素子を含み、
前記複数の発光素子は、前記後方焦点付近に配置された発光素子から前記上方向側の発光素子に向かうにつれて、その数が増えるように配列されている、請求項４に記載の車両用灯具。

【請求項7】

前記光源ユニットは、少なくとも一つの発光素子と、前記少なくとも一つの発光素子と前記投影レンズとの間であって前記投影レンズの後方焦点付近に配置された遮光部材と、を含み、
前記遮光部材には、前記後方焦点付近から上方側に向かうにつれて前記幅が太くなっている開口部が形成されている、請求項４に記載の車両用灯具。

【請求項8】

請求項２または６に記載の車両用灯具と、前記複数の発光素子の点灯を制御する点灯制御部と、
を備え、
前記点灯制御部は、前記投影レンズから路面に投影される配光パターンまでの距離に応じて各発光素子の光度を変更させる、車両用灯具制御システム。

【請求項9】

路面描画用のレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を透過させる投影レンズと、
前記レーザ光源と前記投影レンズとの間に配置され、前記レーザ光が入射される光学部材と、
を備え、
前記光学部材は、その出射面において、その入射面よりも輝度が均一化された四角形状の光源像を形成するように構成され、
前記光学部材は、前記投影レンズの後方焦点付近に配置された遮光部材から構成され、
前記遮光部材は、前記レーザ光の少なくとも一部を通過させる四角形状の開口部を備えている、車両用灯具。

【請求項10】

路面描画用のレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を透過させる投影レンズと、
前記レーザ光源と前記投影レンズとの間に配置され、前記レーザ光が入射される光学部材と、
を備え、
前記光学部材は、その出射面において、その入射面よりも輝度が均一化された四角形状の光源像を形成するように構成され、
前記光学部材は、前記投影レンズの後方焦点付近であって前記レーザ光源に近接して配置された拡散部材から構成され、
前記拡散部材は、その出射面が四角形状を有している、車両用灯具。

【請求項11】

路面描画用のレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を透過させる投影レンズと、
前記レーザ光源と前記投影レンズとの間に配置され、前記レーザ光が入射される光学部材と、
を備え、
前記光学部材は、その出射面において、その入射面よりも輝度が均一化された四角形状の光源像を形成するように構成され、
前記光学部材は、前記投影レンズの後方焦点付近に配置された付加レンズから構成され、
前記付加レンズは、その出射面が四角形状を有し、
前記四角形状は、前記後方焦点から離れるにつれてその幅が広くなるような形状である、車両用灯具。

【請求項12】

前記レーザ光源は、励起光を出射するものであり、
前記付加レンズは、その入射面あるいは出射面に前記励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体層を含む、請求項１１に記載の車両用灯具。

【請求項13】

前記付加レンズは、ロッドインテグレータである、請求項１１または１２に記載の車両用灯具。

【請求項14】

路面描画用のレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を透過させる投影レンズと、
を備え、
前記レーザ光源は、
レーザ出射部と、
前記レーザ出射部から出射された前記レーザ光を集光する集光レンズと、
前記レーザ出射部と前記集光レンズとを収容する筐体と、
前記投影レンズの後方焦点付近に配置された蛍光体と、
を含み、
前記蛍光体は、その出射面が四角形状を有し、
前記四角形状は、前記後方焦点から離れるにつれてその幅が広くなるような形状である、車両用灯具。

【請求項15】

前記投影レンズの入射面または出射面には、前記レーザ光から形成される光源像を、灯具左右方向および灯具上下方向のいずれか一方を他方よりも大きくするステップが形成されている、請求項９から１４のいずれか一項に記載の車両用灯具。

【請求項16】

前記レーザ光源は、白色レーザダイオード、またはＲＧＢ光を合成して白色レーザ光を照射するための複数のレーザダイオードを含む、請求項９から１５のいずれか一項に記載の車両用灯具。

【請求項17】

請求項１から７、９から１６のいずれか一項に記載の車両用灯具、または請求項８に記載の車両用灯具制御システムを備えている、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特に路面描画用の配光パターンを照射可能な車両用灯具、車両用灯具制御システムおよびこれらを備えた車両に関する。

【0002】

また、本発明は、路面描画用のレーザ光源を備えた車両用灯具、および当該車両用灯具を備えた車両に関する。

【背景技術】

【0003】

特許文献１には、位置検出装置によって検出された歩行者位置を取得して、歩行者位置と車速とを用いて車両が歩行者に衝突する危険度を判定し、危険度が高くなった場合には、照射幅の変更を繰り返しながら歩行者位置に向けて光が照射されるように車両用スポットランプによる光の照射を制御する車両用スポットランプシステムが開示されている。

【0004】

特許文献２には、ＬＥＤ光源と、レーザ光源と、ＬＥＤ光源およびレーザ光源からそれぞれ出射した光により配光パターンを形成する光学系と、を有する車両用灯具が開示されている。ＬＥＤ光源および光学系は、すれ違いビーム用の配光パターンを形成するように構成され、レーザ光源および光学系は、配光パターンの中央部近傍であってカットオフラインを有する高輝度領域を形成するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】日本国特開２０１３−８２２５３号公報

【特許文献2】日本国特開２０１５−２３０７６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の車両用スポットランプは、ＬＥＤからなる複数の発光素子が鉛直方向に３列で並列された発光素子ユニットを有しており、歩行者が存在する領域とその手前の領域に光を照射することにより、歩行者に向けて延在する配光パターンを形成して光の延在方向に歩行者が存在することを運転者に報知する。ところで、特許文献１においては、複数の発光素子の各々の発光面が投影レンズの後方焦点面に位置するよう配置されているため、特許文献１の図６や図７に示すように車両の遠方を照射する光源像の照射幅が車両の近傍を照射する光源像の照射幅よりも広くなり、車両近傍から遠方まで均一な照射幅の配光パターンを得ることが困難であった。

【0007】

また、特許文献２に開示のようなレーザ光源を用いて、路面描画用のマークとして四角形状または線状の配光パターンを形成したいという要求がある。このとき、当該四角形状または線状の配光パターンは照度ムラのない均一な配光とさせることが望ましい。

【0008】

本発明の第一の目的は、簡便な構成で、車両近傍から遠方に亘って均一な照射幅の配光パターンを得ることが可能な車両用灯具、車両用灯具制御システムおよびこれらを備えた車両を提供することにある。

【0009】

また、本発明の第二の目的は、レーザ光源を用いて照度ムラの少ない四角形状または線状の配光パターンを形成可能な車両用灯具および当該車両用灯具を備えた車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記第一の目的を達成するため、本発明に係る車両用灯具は、
灯具左右方向よりも上下方向に長い光源像を形成可能な路面描画用の光源ユニットと、
前記光源像を形成する光を透過して、所定の配光パターンを路面に投影する投影レンズと、を備え、
前記光源ユニットの発光面あるいは光透過面が前記投影レンズの後方焦点付近に配置され、
前記発光面あるいは前記光透過面が、前記投影レンズの光軸に直交する上下方向に対して傾斜している。

【0011】

この構成によれば、例えば、歩行者等の対象物を検知して検知された対象物がいる方向に向けて左右方向よりも前後方向により大きく延伸された配光パターンを路面描画する際に、簡便な構成で、車両近傍から遠方に亘って均一な照射幅の配光パターンを照射することができる。

【0012】

前記光源ユニットは、前記後方焦点付近に配置され、前記光軸側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能な一つの発光素子を含み、
前記発光素子の発光面は、前記上方向に向かうにつれて前記後方焦点よりも後方側に離れるように傾斜して配置されていてもよい。

【0013】

前記光源ユニットは、前記後方焦点付近に配置され、前記光軸側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能に配列された個別点消灯可能な複数の発光素子を含み、
前記複数の発光素子の発光面は、前記後方焦点付近に配置された発光素子から前記上方向側の発光素子に向かうにつれて前記後方焦点よりも後方側へ離れるように傾斜して配置されていてもよい。

【0014】

前記光源ユニットは、少なくとも一つの発光素子と、前記少なくとも一つの発光素子と前記投影レンズとの間であって前記後方焦点上に配置された遮光部材とを含み、
前記遮光部材は、前記光軸側から上方向に向かって延びる開口部を備え、
前記遮光部材の光透過面は、前記開口部の上方向に向かうにつれて前記後方焦点よりも後方側に離れるように傾斜して配置されていてもよい。

【0015】

これらの構成によれば、投影レンズの後方焦点面内において下端よりも上端の幅が広い光源像を形成することができる。

【0016】

また、上記第一の目的を達成するため、本発明に係る車両用灯具は、
幅が均一でない光源像を形成可能な路面描画用の光源ユニットと、
前記光源像を形成する光を透過して、所定の配光パターンを路面に投影する投影レンズと、を備え、
前記投影レンズの焦点面内における前記光源像のうち車両の遠方へ投影される部分の領域が、車両の近傍へ投影される部分の領域よりも、灯具左右方向の幅が細くなっている。

【0017】

この構成によれば、簡便な構成で、車両近傍から遠方に亘って均一な照射幅の配光パターンを路面描画することができる。

【0018】

前記光源ユニットは、前記投影レンズの後方焦点付近に配置され、前記投影レンズの光軸側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能な一つの発光素子を含み、
前記発光素子は、前記後方焦点付近から上方側に向かうにつれて前記幅が太くなっていてもよい。

【0019】

前記光源ユニットは、前記投影レンズの後方焦点付近に配置され、前記投影レンズの光軸側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能に配列された個別点消灯可能な複数の発光素子を含み、
前記複数の発光素子は、前記後方焦点付近に配置された発光素子から前記上方向側の発光素子に向かうにつれて、その数が増えるように配列されていてもよい。

【0020】

前記光源ユニットは、少なくとも一つの発光素子と、前記少なくとも一つの発光素子と前記投影レンズとの間であって前記投影レンズの後方焦点付近に配置された遮光部材と、を含み、
前記遮光部材には、前記後方焦点付近から上方側に向かうにつれて前記幅が太くなっている開口部が形成されていてもよい。

【0021】

これらの構成によれば、投影レンズの後方焦点面内において下端よりも上端の幅が広い光源像を形成することができる。

【0022】

また、上記第一の目的を達成するため、本発明に係る車両用灯具制御システムは、
上記に記載の車両用灯具と、
前記複数の発光素子の点灯を制御する点灯制御部と、を備え、
前記点灯制御部は、前記光学系から路面に投影される光源像までの距離に応じて各発光素子の光度を変更させる。

【0023】

この構成によれば、車両近傍から遠方に亘って均一な照度の線状配光パターンを得ることができる。

【0024】

また、上記第二の目的を達成するため、本発明に係る車両用灯具は、
路面描画用のレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を透過させる投影レンズと、
前記レーザ光源と前記投影レンズとの間に配置され、前記レーザ光が入射される光学部材と、を備え、
前記光学部材は、その出射面において、その入射面よりも輝度が均一化された四角形状の光源像を形成するように構成されている。

【0025】

この構成によれば、レーザ光源を用いて、輝度ムラの少ない光源像を形成し、照度ムラの少ない四角形状の配光パターンを路面描画することができる。また、四角形状の光源像を延ばして投影することで照度ムラの少ない線状の配光パターンを得ることもできる。

【0026】

前記光学部材は、前記投影レンズの後方焦点付近に配置された遮光部材から構成され、
前記遮光部材は、前記レーザ光の少なくとも一部を通過させる四角形状の開口部を備えていてもよい。

【0027】

前記光学部材は、前記投影レンズの後方焦点付近であって前記レーザ光源に近接して配置された拡散部材から構成され、
前記拡散部材は、その出射面が四角形状を有していてもよい。

【0028】

前記光学部材は、前記投影レンズの後方焦点付近に配置された付加レンズから構成され、
前記導光体は、その出射面が四角形状を有していてもよい。

【0029】

これらの構成によれば、簡便な構成で、路面に描画される四角形状の配光パターンの照度の均一化を図ることができる。

【0030】

前記レーザ光源は、励起光を出射するものであり、
前記付加レンズは、その入射面あるいは出射面に前記励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体層を含んでもよい。

【0031】

この構成によれば、蛍光体層により光の照度分布を均一化することができる。

【0032】

前記付加レンズは、ロッドインテグレータであってもよい。

【0033】

この構成によれば、レーザ光をロッドインテグレータの内部で全反射させて照度分布を均一化することができる。

【0034】

また、上記第二の目的を達成するため、本発明の別の例に係る車両用灯具は、
路面描画用のレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を透過させる投影レンズと、を備え、
前記レーザ光源は、
レーザ出射部と、
前記レーザ出射部から出射された前記レーザ光を集光する集光レンズと、
前記レーザ出射部と前記集光レンズとを収容する筐体と、
前記投影レンズの後方焦点付近に配置された蛍光体と、を含み、
前記蛍光体は、その出射面が四角形状を有している。

【0035】

この構成によれば、レーザ光源と投影レンズとを備えた簡便な構成で、照度ムラの少ない四角形状または線状の配光パターンを路面描画することができる。

【0036】

前記四角形状は、前記後方焦点から離れるにつれてその幅が広くなるような形状であってもよい。

【0037】

この構成によれば、均一な照射幅の線状配光パターンを得ることができる。

【0038】

前記投影レンズの入射面または出射面には、前記レーザ光から形成される光源像を、灯具左右方向および灯具上下方向のいずれか一方を他方よりも大きくするステップが形成されていてもよい。

【0039】

この構成によれば、車両の左右方向あるいは前後方向に延伸された線状配光パターンを路面描画することで、運転者に所望の情報を報知することができ、運転の安全性の向上を図ることができる。

【0040】

前記レーザ光源は、白色レーザダイオード、またはＲＧＢ光を合成して白色レーザ光を照射するための複数のレーザダイオードを含んでもよい。

【0041】

この構成によれば、白色光からなる配光パターンを路面描画することができる。

【0042】

また、上記第一の目的および上記第二の目的を達成するため、本発明に係る車両は、
上記に記載の車両用灯具、または上記に記載の車両用灯具制御システムを備えている。

【0043】

この構成によれば、上記の車両用灯具や車両用灯具制御システムを搭載することで、車両における安全性を高めることができる。

【発明の効果】

【0044】

本発明によれば、簡便な構成で、車両近傍から遠方に亘って均一な照射幅の配光パターンを得ることが可能な車両用灯具、車両用灯具制御システムおよびこれらを備えた車両を提供することができる。

【0045】

また、本発明によれば、レーザ光源を用いて照度ムラの少ない四角形状または線状の配光パターンを形成可能な車両用灯具および当該車両用灯具を備えた車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】本発明の第一実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。

【図2】第一実施形態に係る光源の正面図である。

【図3】第一実施形態に係る光源によって投影レンズの焦点面上に形成される光源像の一例を説明するための図である。

【図4】第一実施形態に係る灯具を用いて路面上に投影された配光パターンの一例を説明するための図である。

【図5】第一実施形態の変形例（変形例１）に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。

【図6】第一実施形態の別の変形例（変形例２）に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。

【図7】図６に示す変形例２に係る遮光部材の正面図である。

【図8】本発明の第二実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。

【図9】第二実施形態に係る光源の正面図である。

【図10】第二実施形態の変形例（変形例３）に係る光源の正面図である。

【図11】第二実施形態の別の変形例（変形例４）に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。

【図12】図１１に示す変形例４に係る遮光部材の正面図である。

【図13】本発明の第三実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。

【図14】第三実施形態に係る遮光部材の正面図である。

【図15】第三実施形態の灯具により形成される配光パターンの一例を示す図である。

【図16】第三実施形態の灯具により形成される配光パターンの一例を示す図である。

【図17】本発明の第四実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。

【図18】第四実施形態に係る拡散部材の正面図である。

【図19】本発明の第五実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。

【図20】第五実施形態に係るロッドインテグレータの正面斜視図である。

【図21】本発明の第六実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。

【図22】本発明の第三から第六実施形態に係る灯具により形成される光源像の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

以下、本発明の実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図であり、図２は、図１に示す光源の正面図である。
本実施形態に係る車両用灯具１は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯の少なくとも一方に搭載された路面描画用の灯具ユニット（路面描画装置）である。図１には車両用灯具１として一方の前照灯に搭載された路面描画用灯具ユニットの構造を示す。

【0048】

図１に示すように、車両用灯具１は、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口部を覆うように取り付けられた透光カバー４とを備える。透光カバー４は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成される。ランプボディ２と透光カバー４とにより形成される灯室３内には、光源１０（光源ユニットの一例）と、投影レンズ２０と、が収容される。各構成要素は、図示しない支持機構によりランプボディ２に取り付けられる。

【0049】

図１および図２に示すように、光源１０は、車両用灯具１の上下方向に沿って基板１１のチップ搭載面１１ａ上に密接して配列された複数（ここでは４個）のＬＥＤチップ（発光素子の一例）１２（１２ａ〜１２ｄ）を備えている。なお、発光素子は、ＬＥＤチップ以外の半導体発光素子によって構成されていてもよい。図２に示すように、ＬＥＤチップ１２のそれぞれは、略正方形の発光面を有する。なお、各ＬＥＤチップ１２が、例えば長方形など正方形以外の発光面を有していても良い。各ＬＥＤチップ１２からの光によって形成される光源像は、車両左右方向の幅を１とすると、左右方向の幅に対する上下方向の幅のアスペクト比が例えば０．５以上１．５以下であることが好ましい。また、各ＬＥＤチップ１２は、制御部３０からの制御信号に応じて個別に点消灯が可能である。

【0050】

図１に示すように、投影レンズ２０は、例えば平凸レンズであって、平面状の入射面２０ａと、凸状の出射面２０ｂとを備えている。入射面２０ａは、ＬＥＤチップ１２に対向しており、出射面２０ｂは、灯具前方に向けられている。投影レンズ２０は、光軸Ａｘと後方焦点面ｆｐが交差する後方焦点ｆが複数のＬＥＤチップ１２のうち最下部のＬＥＤチップ１２ｄ付近に位置するように配置される。なお、投影レンズ２０の光軸Ａｘは、投影レンズ２０を透過した光が灯具前方の所定範囲の路面を照射するような方向に向けられていることが好ましい。

【0051】

基板１１は、投影レンズ２０の後方焦点ｆを通り光軸Ａｘに直交する上下方向Ｄに沿って傾斜するように配置されている。すなわち、基板１１は、上下方向Ｄにおいて、そのチップ搭載面１１ａが、投影レンズ２０の入射面２０ａに対して傾斜する、具体的にはチップ搭載面１１ａの上側が投影レンズ２０の後方焦点ｆから離れるように傾斜している。これにより、複数のＬＥＤチップ１２は、後方焦点ｆ付近に配置されたＬＥＤチップ１２ｄから上方向側のＬＥＤチップ１２ｃ，１２ｂ，１２ａに向かうにつれて、その発光面１２Ｐが後方焦点ｆよりも灯具後方側へ離れるように傾斜して配置されている。

【0052】

各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄから出射された光は、投影レンズ２０の入射面２０ａから入射され、出射面２０ｂから出射される。このとき、基板１１の上側に配置されたＬＥＤチップ１２ａからの光Ｌａは、灯具前方の近傍に照射され、ＬＥＤチップ１２ａよりも下側のＬＥＤチップ１２ｂ〜１２ｄからの光（例えば、光Ｌｂや光Ｌｃ）は、ＬＥＤチップ１２ａからの光Ｌａよりも灯具前方の遠方側に照射される。なお、投影レンズ２０の入射面２０ａあるいは出射面２０ｂに所定のステップを形成することにより、各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄからの光を光軸Ａｘに対して上下に拡散した光線となるように屈折させてもよい。

【0053】

各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄの点消灯や、各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄからの光の出射強度調節、点滅速度調節は、制御部３０によりなされる。これにより、制御部３０は、複数のＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄの個別点消灯や、各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄの光度や点滅速度を変化させることができる。制御部３０は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵや記憶部などの素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。なお、制御部３０は、図１では灯室３の外部に設けられているが、灯室３内に設けられてもよい。制御部３０は、図示しないランプスイッチ等からの信号を受信し、受信した信号に応じて、各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄに各種の制御信号を送信する。

【0054】

図３は、第一実施形態に係る複数のＬＥＤチップ１２によって投影レンズ２０の焦点面上に形成される光源像の一例を説明するための図であり、図４は、第一実施形態に係る光源１０および投影レンズ２０を用いて投影された配光パターンの一例を説明するための図である。
各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄから出射された光は、図１に示す投影レンズ２０の焦点面ｆｐ上において、図３に示すような左右方向よりも上下方向に長い光源像Ｉを形成する。光源像Ｉは、各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄによってそれぞれ形成される各光源像Ｉａ〜Ｉｄより構成されている。上述の通り、複数のＬＥＤチップ１２は、後方焦点ｆ付近に配置されたＬＥＤチップ１２ｄから上方向側のＬＥＤチップ１２ｃ，１２ｂ，１２ａに向かうにつれて後方焦点ｆよりも灯具後方側へ離れるように傾斜して配置されている。そのため、各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄの焦点面ｆｐ上の光源像Ｉａ〜Ｉｄは、最下部の光源像Ｉｄから上側の光源像Ｉａに向かうにつれて左右方向の幅が広くなっている（すなわち、「光源像Ｉの最上部の幅Ｗａ＞光源像Ｉの最下部の幅Ｗｄ」となる）。

【0055】

このような光源像Ｉａ〜Ｉｄが投影レンズ２０を透過して路面上に投影されると、図４に示す配光パターンＰａ〜Ｐｄがそれぞれ形成される。最上部のＬＥＤチップ１２ａの光源像Ｉａは、車両Ｖから最も近傍の配光パターンＰａを形成し、ＬＥＤチップ１２ａの下部に配置されたＬＥＤチップ１２ｂの光源像Ｉｂは、配光パターンＰａと接するように配光パターンＰａより遠方に配置された配光パターンＰｂを形成する。また、ＬＥＤチップ１２ｂの下部に配置されたＬＥＤチップ１２ｃの光源像Ｉｃは、配光パターンＰｂと接するように配光パターンＰｂより遠方に配置された配光パターンＰｃを形成し、最下部のＬＥＤチップ１２ｄの光源像Ｉｄは、配光パターンＰｃと接するように車両Ｖから最も遠方の配光パターンＰｄを形成する。これらの配光パターンＰａ〜Ｐｄにより、車両Ｖの左右方向よりも車両Ｖの前後方向により大きく延伸された線状の配光パターンＰが形成されている。

【0056】

上述の特許文献１のように、複数のＬＥＤチップの各々の発光面が投影レンズの後方焦点面に位置するよう配置されていると、車両の近傍から遠方に向かうにつれて配光パターンの照射幅は広がる。これに対して、本実施形態においては、各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄによって形成される焦点面ｆｐ上の光源像Ｉａ〜Ｉｄが最下部の光源像Ｉｄから上側の光源像Ｉａに向かうにつれてその幅が広くなっているため、図４に示すように、線状配光パターンＰは、車両Ｖの前後方向におけるいずれの領域においても略均一な幅を有している。このように、本実施形態においては、車両Ｖの近傍から遠方に向かうにつれて均一な照射幅の線状配光パターンＰを得ることができる。なお、均一な照射幅の線状配光パターンＰを得るためには、光源像Ｉの左右方向の幅（例えば、図３の幅Ｗａや幅Ｗｄ）と車両Ｖから配光パターンＰまでの距離との積が光源像Ｉの上下方向のどの領域においても一定となるように、ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄが傾斜して配置されていることが好ましい。また、各配光パターンＰａ〜Ｐｄから形成される線状配光パターンＰは、車両左右方向の幅を１とすると、当該左右方向の幅に対する車両前後方向の幅のアスペクト比が４以上となるようなパターンであることが好ましい。これにより、描画マーク（ライン）として、車両の１０ｍ前方から１００ｍ前方の範囲を照射可能である。

【0057】

なお、図４では、ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄを全て点灯させた状態の配光パターンＰａ〜Ｐｄを図示しているが、例えば、点消灯制御部３０からの制御信号により、ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄを順に点灯させてもよい。また、図４では、車両Ｖの左側前照灯に搭載された車両用灯具１により形成される線状配光パターンＰが図示されているが、車両Ｖの右側前照灯にも車両用灯具１を搭載し、破線で示す線状配光パターンＰ１を形成することで、路面上に車両Ｖの車幅に沿った平行な２本のラインを描画することができる。

【0058】

以上説明したように、本実施形態においては、車両用灯具１の左右方向よりも上下方向に長い光源像Ｉを形成可能な路面描画用の光源１０と、光源１０の光源像Ｉを形成する光を透過して、所定の配光パターンＰを路面に投影する投影レンズ２０と、を備えており、光源１０の発光面１２Ｐが投影レンズ２０の後方焦点ｆ付近に配置され、発光面１２Ｐが、投影レンズ２０の光軸Ａｘに直交する上下方向Ｄに対して傾斜している。具体的には、光源１０は、投影レンズ２０の後方焦点ｆ付近に配置されて投影レンズ２０の光軸Ａｘ側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能に配列された個別点消灯可能な複数のＬＥＤチップ１２を備え、複数のＬＥＤチップ１２は、投影レンズ２０の後方焦点ｆ付近に配置されたＬＥＤチップ１２ｄから上方向側のＬＥＤチップ１２ｃ，１２ｂ，１２ａに向かうにつれて後方焦点ｆよりも後方側へ離れるように傾斜して配置されている。この構成によれば、例えば、車両Ｖの左右方向よりも前後方向により大きく延伸された２本の線状配光パターンＰ，Ｐ１を車幅に沿った平行線として路面描画する際に、車両Ｖ近傍から遠方に亘って均一な照射幅のパターンを照射することができる。また、さらに、例えば、複数のＬＥＤチップ１２のうち車両Ｖの近傍を照射するＬＥＤチップ１２ａから車両Ｖの遠方を照射するＬＥＤチップ１２ｄに向かって順に点灯させることで、車両近傍から遠方へ向けて順に配光パターンＰａ〜Ｐｄを路面描画することができる。

【0059】

また、制御部３０からの制御信号により、各ＬＥＤチップ１２は、その光度が可変とされているため、例えば車両Ｖから各配光パターンＰａ〜Ｐｄまでの距離に応じて、ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄの光度を変化させてもよい。各ＬＥＤチップ１２ａ〜１２ｄの光度が同一の場合は、車両近傍の配光パターンＰａのほうが遠方の配光パターンＰｄよりも明るく照射されるが、近傍を照射するＬＥＤチップの光度よりも遠方を照射するＬＥＤチップの光度を高くすることで、各配光パターンＰａ〜Ｐｄから形成される線状配光パターンＰの照度を近傍から遠方に亘って均一化させることができる。

【0060】

なお、車両用灯具１の配光方向を左右に旋回させるスイブル機構を備え、スイブル機構が車両用灯具１を機械的に旋回させることで、配光方向（投影レンズ２０の光軸Ａｘの向き）を左右に移動させる構成としても良い。これにより、線状配光パターンＰを形成する光の照射方向を任意に変更することができ、例えば歩行者等の対象物を検知して検知された対象物がいる方向に向けて線状配光パターンＰを路面描画することができる。

【0061】

（変形例１）
図５は、本実施形態の変形例（変形例１）に係る車両用灯具の鉛直方向断面図である。
変形例１の車両用灯具１Ａにおいては、第一実施形態のように基板１１上に複数のＬＥＤチップ１２が縦方向に並列されている構成の代わりに、投影レンズ２０の光軸Ａｘ側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能な縦長の一つのＬＥＤチップ１２Ａを備えている。当該ＬＥＤチップ１２Ａは、その下端側が投影レンズ２０の後方焦点ｆ付近に位置するように配置されている。図５に示すように、変形例１においても、基板１１は、投影レンズ２０の光軸Ａｘに直交する上下方向Ｄに沿って傾斜するように配置されており、ＬＥＤチップ１２Ａは、上方向に向かうにつれて投影レンズ２０の後方焦点ｆよりも後方側に離れるように傾斜している。この構成によれば、第一実施形態と同様に、投影レンズ２０の焦点面ｆｐ（図１参照）上においては下側から上側に向かうにつれてその幅が広くなった光源像Ｉ（図３参照）を形成することができ、車両Ｖ近傍から遠方に亘って均一な照射幅の線状配光パターンＰ（図４参照）を路面描画することができる。

【0062】

（変形例２）
図６は、本実施形態の変形例（変形例２）に係る車両用灯具の鉛直方向断面図であり、図７は、図６に示す変形例２に係る遮光部材の正面図である。
変形例２の車両用灯具１Ｂは、光源ユニット１０Ｂと、投影レンズ２０と、を備えている。光源ユニット１０Ｂは、基板１１Ｂと、基板１１Ｂ上に搭載された少なくとも一つのＬＥＤチップ１２Ｂと、リフレクタ１３と、遮光部材４０とを備えている。基板１１Ｂは、そのチップ搭載面１１Ｂａが、投影レンズ２０の光軸Ａｘに沿うように配置されている。リフレクタ１３は、基板１１Ｂの上部に配置されており、ＬＥＤチップ１２Ｂから出射した光を投影レンズ２０に向けて反射する楕円反射面１３ａを有している。

【0063】

遮光部材４０は、ＬＥＤチップ１２Ｂから出射されリフレクタ１３の楕円反射面１３ａにて反射された光の一部を遮光する部材である。図６および図７に示すように、遮光部材４０は、リフレクタ１３の楕円反射面１３ａにて反射された光の他方の部分を透過させる透光部４１を備えている。透光部４１は、例えば開口部であって、当該透光部４１の下端が投影レンズと２０の後方焦点ｆに配置されている。透光部４１は、投影レンズ２０の光軸Ａｘ側から上方向に向かって延びるように略均一な幅で開口されている。この透光部４１は、灯具左右方向の幅を１とすると、左右方向の幅に対する上下方向の幅のアスペクト比が４以上であることが好ましい。遮光部材４０は、透光部４１の光透過面４１Ｐが、投影レンズ２０の光軸Ａｘに直交する上下方向Ｄに沿って傾斜するように配置されている。すなわち、透光部４１は、上方向に向かうにつれて投影レンズ２０の後方焦点ｆよりも後方側に離れるように傾斜している。なお、透光部４１は開口部とは限られず、光を透過させる透明ガラスあるいは透明樹脂等であっても良い。

【0064】

このような車両用灯具１Ｂにおいて、ＬＥＤチップ１２Ｂから出射され遮光部材４０の透光部４１を通過した光Ｌ１，Ｌ２は、投影レンズ２０の焦点面ｆｐ上において、灯具左右方向よりも上下方向に長い光源像を形成する。そして、遮光部材４０の光透過面４１ａが、上方向に向かうにつれて後方焦点ｆよりも後方側に離れるように傾斜して配置されている。そのため、変形例２においても、第一実施形態と同様に、投影レンズ２０の焦点面（図１参照）上において、下側から上側に向かうにつれてその幅が広くなった光源像Ｉ（図３参照）を形成することができ、車両Ｖ近傍から遠方に亘って均一な照射幅の線状配光パターンＰ（図４参照）を路面描画することができる。

【0065】

なお、上記の変形例２においては、光源ユニット１０Ｂが、少なくとも一つのＬＥＤチップ１２Ｂを含む構成としているが、これに限られない。例えば、基板１１上に灯具前後方向に沿って複数のＬＥＤチップを密接して配列しても良い。また、光源としては、ＬＥＤチップ１２を用いるほか、光源バルブを用いても良い。光源バルブは、例えば、ハロゲンランプなどフィラメントを有する白熱灯によって構成され、カップ型に形成されてその中央にハロゲンランプが挿通される挿通孔が設けられたリフレクタを備えている。光源バルブを用いる場合は、リフレクタにより光源バルブからの光を前方に向けて反射させ、遮光部材４０の透光部４１を通過した光のみが投影レンズ２０を介して前方に照射される。なお、光源バルブとしては、放電灯等他のタイプの光源が採用されても良い。
また、リフレクタ１３を設けることなく、少なくとも一つのＬＥＤチップ１２の発光面を投影レンズ２０の入射面２０ａと対向するように配置し、ＬＥＤチップ１２からの光が遮光部材４０に向けて直接出射される構成としても良い。

【0066】

（第二実施形態）
図８は、第二実施形態に係る車両用灯具の鉛直方向断面図であり、図９は、第二実施形態に係る光源の正面図である。
第二実施形態の車両用灯具１００は、ランプボディ２と透光カバー４とにより形成される灯室３内において、光源１１０と、投影レンズ２０とを備えている。光源１１０は、基板１１１と、基板１１１上に搭載された複数のＬＥＤチップ１１２とを備えている。基板１１１は、そのチップ搭載面１１１ａが、投影レンズ２０の入射面２０ａと略平行となるように配置されている。

【0067】

図８および図９に示すように、基板１１１上には、複数（ここでは１０個）のＬＥＤチップ１１２が密接して配列されている。例えば、投影レンズ２０の後方焦点ｆ付近に１つのＬＥＤチップ１１２が配置され、その上列に２つのＬＥＤチップ１１２、さらに上列に３つのＬＥＤチップ１１２、そして最上列に４つのＬＥＤチップ１１２が配置されている。各ＬＥＤチップ１１２は、制御部３０からの制御信号に応じて個別に点消灯が可能である。各ＬＥＤチップ１１２からの光によって形成される光源像は、車両左右方向の幅を１とすると、左右方向の幅に対する上下方向の幅のアスペクト比が例えば０．５以上１．５以下である。

【0068】

このような構成の車両用灯具１００において、すべてのＬＥＤチップ１１２から出射された光は、投影レンズ２０の焦点面ｆｐ上において、左右方向よりも上下方向に長く、且つ下側から上側に向かうにつれて左右方向の幅が広くなっている（すなわち、幅が均一ではない）光源像を形成する。

【0069】

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具１００は、幅が均一でない光源像を形成可能な路面描画用の光源１１０と、光源像を形成する光を透過して、所定の配光パターンを路面に投影する投影レンズ２０と、を備えており、投影レンズ２０の焦点面ｆｐ内の光源像のうち車両の遠方へ投影される部分の領域が、車両の近傍へ投影される部分の領域よりもその幅が細くなっている。具体的には、光源１１０は、投影レンズ２０の後方焦点ｆ付近に配置され、投影レンズ２０の光軸Ａｘ側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能に配列された個別点消灯可能な複数のＬＥＤチップ１１２から構成され、複数のＬＥＤチップ１１２は、投影レンズ２０の後方焦点ｆ付近に配置されたＬＥＤチップ１１２から上方向側のＬＥＤチップ１１２に向かうにつれて、その数が増えるように配列されている。この構成によれば、例えば、歩行者等の対象物を検知して検知された対象物がいる方向に向けて車両Ｖの左右方向よりも前後方向により大きく延伸された線状配光パターンＰ（図４参照）を路面描画する際に、車両Ｖ近傍から遠方に亘って略均一な照射幅のパターンを照射することができる。また、例えば、複数のＬＥＤチップ１１２のうち車両Ｖの近傍を照射する最上列のＬＥＤチップ１１２から順に点灯させることで、歩行者等の対象物の方向へ向けて車両近傍から遠方へ向けて順に配光パターンＰａ〜Ｐｄを路面描画することができる。

【0070】

また、制御部３０からの制御信号により、車両Ｖから各配光パターンＰａ〜Ｐｄまでの距離に応じて、ＬＥＤチップ１１２の光度を変化させる、具体的には、近傍を照射するＬＥＤチップ１１２の光度よりも遠方を照射するＬＥＤチップ１１２の光度を高くすることで、各配光パターンＰａ〜Ｐｄから形成される線状配光パターンＰの照度を近傍から遠方に亘って均一化させることができる。

【0071】

（変形例３）
図１０は、本実施形態の変形例（変形例３）に係る車両用灯具の鉛直方向断面図である。
変形例１の車両用灯具においては、第二実施形態のように基板１１１上に複数のＬＥＤチップ１１２が配列されている構成の代わりに、投影レンズ２０の光軸Ａｘ側から上方向に向かって延びる光源像を形成可能な一つのＬＥＤチップ１１２Ａを備えている。当該ＬＥＤチップ１１２Ａは、その下端側が投影レンズ２０の後方焦点ｆ付近に位置するように位置されており、後方焦点ｆ付近から上方側に向かうにつれて左右方向の幅が順次太くなっている。このような縦長台形状のＬＥＤチップ１１２Ａを用いることでも、投影レンズ２０の焦点面ｆｐ上において幅が均一ではない、すなわち下側から上側に向かうにつれてその幅が広くなった光源像Ｉ（図３参照）を形成することができる。特に、変形例２のように縦長台形状のＬＥＤチップ１１２Ａを用いる場合は、第二実施形態のように四角形の複数のＬＥＤチップ１１２を段階的に配列させた場合と異なり、直線的な側辺を有する光源像を形成することができる。この光源像を、投影レンズ２０を透過させて灯具前方に照射することで、車両Ｖ近傍から遠方に亘って、より均一な照射幅の線状配光パターンＰ（図４参照）を路面描画することができる。

【0072】

（変形例４）
図１１は、本実施形態の変形例（変形例４）に係る車両用灯具の鉛直方向断面図であり、図１２は、図１１に示す変形例４に係る遮光部材の正面図である。
変形例４の車両用灯具１００Ｂは、変形例２の車両用灯具１Ｂと同様に、光源ユニット１１０Ｂと、投影レンズ２０と、を備えている。光源ユニット１１０Ｂは、基板１１１Ｂと、基板１１１Ｂ上に搭載された少なくとも一つのＬＥＤチップ１１２Ｂと、リフレクタ１１３と、遮光部材１４０とを備えている。基板１１１Ｂは、そのチップ搭載面１１１Ｂａが、投影レンズ２０の光軸Ａｘに沿うように配置されている。リフレクタ１１３は、基板１１１Ｂの上部に配置されており、ＬＥＤチップ１１２Ｂから出射した光を投影レンズ２０に向けて反射する楕円反射面１１３ａを有している。

【0073】

遮光部材１４０は、ＬＥＤチップ１１２Ｂから出射されリフレクタ１１３の楕円反射面１１３ａにて反射された光の一部を遮光する部材である。図１１および図１２に示すように、遮光部材１４０は、リフレクタ１１３の楕円反射面１１３ａにて反射された光の他方の部分を透過させる透光部１４１を備えている。透光部１４１は、例えば開口部であって、当該透光部１４１の下端が投影レンズと２０の後方焦点ｆに配置されている。透光部１４１は、投影レンズ２０の後方焦点ｆから上方側に向かうにつれて左右方向の幅が順次太くなっている。遮光部材１４０は、透光部１４１の光透過面１４１ａが、投影レンズ２０の入射面２０ａと略平行となるように配置されている。なお、透光部１４１は、開口部とは限られず、光を透過させる透明ガラスあるいは透明樹脂等であっても良い。

【0074】

このような車両用灯具１００Ｂにおいて、ＬＥＤチップ１１２Ｂから出射され遮光部材１４０の透光部１４１を通過した光は、投影レンズ２０の焦点面ｆｐ上において、灯具左右方向よりも上下方向に長い光源像を形成する。そして、遮光部材１４０の透光部１４１が投影レンズ２０の後方焦点ｆから上方側に向かうにつれてその左右方向の幅が順次太くなっていることで、本変形例においても、変形例３と同様に、投影レンズ２０の焦点面ｆｐ上において幅が均一ではない、すなわち下側から上側に向かうにつれて左右方向の幅が広くなった直線的な側辺を有する光源像Ｉ（図３参照）を形成することができる。この光源像Ｉを、投影レンズ２０を透過させて灯具前方に照射することで、変形例３と同様に、車両Ｖ近傍から遠方に亘って均一な照射幅の線状配光パターンＰ（図４参照）を路面描画することができる。

【0075】

なお、上記の変形例４においても、変形例２と同様に、光源として、図２に示すような上下方向に沿って密接して配列された複数のＬＥＤチップ１２を用いても良く、ハロゲンランプや放電灯などの光源バルブを用いても良い。

【0076】

以下、本発明の第三実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
（第三実施形態）
図１３は、本発明の第三実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図であり、図１４は、第三実施形態に係る遮光部材の正面図である。
本実施形態に係る車両用灯具２００（以下、灯具２００と称する。）は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯の少なくとも一方に搭載された路面描画用の灯具ユニット（路面描画装置）である。図１３には灯具２００として一方の前照灯に搭載された路面描画用灯具ユニットの構造を示す。

【0077】

図１３に示すように、灯具２００は、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口部を覆うように取り付けられた透光カバー４とを備える。透光カバー４は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成される。ランプボディ２と透光カバー４とにより形成される灯室３内には、レーザ光源２１０と、投影レンズ２２０と、遮光部材２３０（光学部材の一例）と、が収容されている。各構成要素は、図示しない支持機構によりランプボディ２に取り付けられる。

【0078】

レーザ光源２１０は、筐体２１１と、レーザチップ２１２と、集光レンズ２１３と、蛍光体２１４とを備えている。レーザチップ２１２は、筐体２１１内に載置されており、例えば、一つまたは複数の白色ＬＤを並べたものから構成されている。集光レンズ２１３は、筐体２１１内に収容されており、レーザチップ２１２から出射したレーザ光を集光するために例えば両凸レンズから構成されている。筐体２１１において、集光レンズ２１３の出射面と対向する位置には、貫通部２１１ａが形成されている。この貫通部２１１ａには蛍光体２１４が設けられている。蛍光体２１４としては、例えば、蛍光物質を透明な封止部材に分散させたものや、板状の蛍光体セラミック等が用いられる。このように構成されたレーザ光源２１０においては、レーザチップ２１２からの光が集光レンズ２１３を透過して蛍光体２１４に向けて出射され、蛍光体２１４が励起発光されることで投影レンズ２２０側に向けて光が照射される。このとき、集光レンズ２１３により集光された光が蛍光体２１４に入射されるため、蛍光体２１４が励起発光されることで発生した光により形成される光源像は、その中心部の輝度よりも周囲の輝度が小さくなる、すなわち輝度にムラがある場合がある。

【0079】

図１３に示すように、投影レンズ２２０は、入射面２２０ａと、凸状の出射面２２０ｂとを備えている。入射面２２０ａは、後述の遮光部材２３０を間にして、レーザ光源２１０の蛍光体２１４に対向して配置されており、出射面２２０ｂは、灯具前方に向けられている。投影レンズ２２０の光軸Ａｘは、投影レンズ２２０を透過した光が灯具前方の所定範囲の路面を照射するような方向に向けられていることが好ましい。投影レンズ２２０の入射面２２０ａには、所望の配光パターンを得るために、灯具上下方向に沿って並列されたシリンドリカル状の複数の拡散ステップＳが形成されている。この拡散ステップＳは、投影レンズ２２０の出射面２２０ｂ側に形成されていてもよい。これにより、投影レンズ２２０に入射した光を上下方向に拡散させることができる。なお、拡散ステップは、シリンドリカル状のものに限られず、接線連続形状のステップ（接線連続性を有する凹凸形状）や曲率連続形状のステップ（曲率連続性を有する凹凸形状）であってもよい。また、拡散ステップは曲面に限定されず、三角形状等でもよい。

【0080】

図１３および図１４に示すように、遮光部材２３０は、レーザ光源２１０と投影レンズ２２０との間に配置された平板状の部材である。遮光部材２３０は、投影レンズ２２０の光軸Ａｘに直交する平面に沿うように配置されている。遮光部材２３０は、その中心部が投影レンズ２２０の後方焦点ｆと略一致している。遮光部材２３０の中心部より上側には、レーザ光源２１０の蛍光体２１４と対向する位置に、当該蛍光体２１４から発生する光の一部が通過可能な開口部２３２が形成されている。なお、遮光部材２３０の開口部２３２に、光を透過させる透明ガラスあるいは透明樹脂等を配置して、透光部として構成しても良い。また、本実施形態においては、開口部２３２は、下側の幅よりも上側の幅が広い台形状に形成されている。開口部２３２がこのような台形状に開口されていることにより、当該開口部２３２を通過する光は、開口部２３２の出射面２３２ｂにおいて左右方向よりも上下方向により長く、且つ下側から上側に向かうにつれて左右方向の幅が広い台形状の光源像を形成する。

【0081】

レーザ光源２１０の点消灯や、レーザ光源２１０からの光の出射強度調節、点滅速度調節は、制御部２４０によりなされる。制御部２４０は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵや記憶部などの素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。なお、制御部２４０は、図１３では灯室３の外部に設けられているが、灯室３内に設けられてもよい。制御部２４０は、図示しないランプスイッチ等からの信号を受信し、受信した信号に応じて、レーザ光源２１０に各種の制御信号を送信する。

【0082】

図１３に示すように、レーザ光源２１０から出射された光Ｌは、その一部が遮光部材２３０の開口部２３２を通過する。上述の通り、蛍光体２１４から発生した光により形成される光源像は、その中心部と周辺部とで輝度にムラがある場合がある。本実施形態においては、このような光源像を形成する光について、光源像のうち輝度の低い傾向にある周辺部を構成する光（例えば、図１３の光Ｌ_０）を遮光部材２３０で遮光するとともに、輝度の高い傾向にある中心部を構成する光のみを開口部２３２から通過させている。これにより、開口部２３２の出射面２３２ｂにおいて、その入射面２３２ａよりも輝度ムラが少ない光源像が形成される。

【0083】

開口部２３２を通過した光Ｌは、開口部２３２の出射面２３２ｂにおいて下側から上側に向かうにつれて左右方向の幅が広い台形状の光源像を形成する。そして、この台形状の光源像は、平凸レンズである投影レンズ２２０の入射面２２０ａから入射され、左右方向においては光軸Ａｘに向けて収束する略平行光とされ、かつ、拡散ステップＳにより上下方向においては光軸Ａｘに対して拡がる略拡散光とされて、出射面２２０ｂから出射される。これにより、レーザ光源２１０から出射された光Ｌは、遮光部材２３０の開口部２３２を通過して投影レンズ２２０を透過することで、左右方向よりも上下方向により大きい縦長の線状配光パターン（後述の線状配光パターンＰ）を形成する。

【0084】

図１５は、灯具２００から照射された光により形成される配光パターンの一例を示す図である。
上述の通り、レーザ光源２１０から出射された光Ｌは、遮光部材２３０の開口部２３２を通過して投影レンズ２２０を透過することで、図１５に示すような縦長の線状配光パターンＰを路面上に描画する。平坦な路面上に描画された線状配光パターンＰは、例えば、車両左右方向の幅を１とすると、左右方向の幅に対する前後方向の幅のアスペクト比が５以上である。線状配光パターンＰのアスペクト比は、左右方向の幅に対する前後方向の幅のアスペクト比が１：１０以上であることが特に好ましい。これにより、例えば、線状配光パターンＰは、車両Ｖの１０ｍ前方から１００ｍ前方の範囲を照射可能である。上記の例よりもアスペクト比がより大きい、さらに縦長の線状配光パターンが必要な場合は、遮光部材２３０の開口部２３２の縦横のアスペクト比を大きくしたり、投影レンズ２２０による光源像の拡大率を変更させたりすることで対応可能である。なお、仮に遮光部材の開口部が均一な幅を有する矩形状に形成されている場合は、車両の近傍から遠方に向かうにつれて照射される配光パターンの照射幅は広がる。これに対して、本実施形態においては、台形状の開口部２３２により、その出射面２３２ｂにおいて下側から上側に向かうにつれて左右方向の幅が広い台形状の光源像が形成されるため、図１５に示すように、線状配光パターンＰは、車両Ｖの前後方向におけるいずれの領域においても略均一な幅を有している。

【0085】

なお、車両Ｖの左右前照灯にそれぞれ本実施形態に係る灯具２００を搭載し、各灯具２００により１本ずつの線状配光パターンＰを形成することで路面上に車両Ｖの車幅に沿った平行な２本のラインを描画することができる。また、遮光部材２３０に２つの開口部を左右に並列させて形成することで、当該２つの開口部をそれぞれ通過した光により２本の線状配光パターンＰを形成することもできる。

【0086】

以上説明したように、本実施形態において、灯具２００は、路面描画用のレーザ光源２１０と、レーザ光源２１０から出射されたレーザ光を透過させる投影レンズ２２０と、レーザ光源２１０と投影レンズ２２０との間に配置されてレーザ光の少なくとも一部を通過させる台形状の開口部２３２を備えた遮光部材２３０と、を備えている。この遮光部材２３０の開口部２３２は、その出射面２３２ｂにおいて、その入射面２３２ａよりも輝度が均一化された四角形状の光源像を形成することができる。このような灯具２００の構成により、レーザ光源２１０を用いて輝度ムラの少ない光源像を形成し、この光源像を投影レンズ２２０によって、灯具左右方向よりも上下方向に延伸させて投影することで、照度ムラの少ない線状配光パターンＰを得ることができる。

【0087】

なお、灯具２００の配光方向を左右に旋回させるスイブル機構を備え、スイブル機構が灯具２００を機械的に旋回させることで、配光方向（投影レンズ２２０の光軸Ａｘの向き）を左右に移動させる構成としても良い。これにより、灯具前方の路面に描画される線状配光パターンＰを法線方向（放射状）に移動させることができる。図１６に示すように、対象物である歩行者Ｗが左右に移動する場合には、歩行者Ｗの動きに合わせて灯具２００をスイブルさせることで、歩行者Ｗのいる位置に向けて線状配光パターンＰが照射されるようにその照射位置を変更することができる。

【0088】

（第四実施形態）
図１７は、第四実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す斜視図であり、図１８は、第四実施形態に係る拡散板を示す正面図である。
図１７に示すように、灯具３００は、レーザ光源２１０と、投影レンズ２２０と、拡散板３３０と、を備えている。各構成要素は、図示しない支持機構によりランプボディに取り付けられる。灯室３を構成する部材や、レーザ光源２１０および投影レンズ２２０の構成は、第三実施形態の構成と同一であるため、その詳細な説明は省略する。

【0089】

拡散板３３０は、レーザ光源２１０と投影レンズ２２０との間であって、その入射面３３０ａがレーザ光源２１０の蛍光体２１４に近接して配置された平板状の拡散部材である。蛍光体２１４から発生した光の全てが拡散板３３０に入射されるように、蛍光体２１４および拡散板３３０の入射面３３０ａの大きさや、蛍光体２１４と入射面３３０ａとの間隔が設定されている。拡散板３３０は、投影レンズ２２０の光軸Ａｘに直交する平面に沿うように配置されており、その下端が投影レンズ２２０の後方焦点ｆと略一致している。拡散板３３０は、その内部に散乱剤が分散された透明部材から構成されている。なお、拡散板３３０内部に散乱剤を分散させる代わりに、拡散板３３０の入射面３３０ａあるいは出射面３３０ｂに、光拡散ステップを形成したりシボ加工を施しても良い。

【0090】

図１８に示すように、拡散板３３０は、下端側から上端側に向かってその幅が広くなる台形状に形成されている。これにより、拡散板３３０を透過した光は、拡散板３３０の出射面３３０ｂにおいて左右方向よりも上下方向により長く、且つ下側から上側に向かうにつれて左右方向の幅が広い台形状の光源像を形成する。

【0091】

このような灯具３００においては、レーザ光源２１０の蛍光体２１４から発生した光は、その全てが拡散板３３０の入射面３３０ａに入射される。拡散板３３０の内部には散乱剤が分散されているため、出射面３３０ｂにおける光の輝度ムラ（色度ムラ）を抑えられる。すなわち、本実施形態においては、レーザ光源２１０の蛍光体２１４で発生した光が拡散板３３０を透過することによって、拡散板３３０の出射面３３０ｂにおいて入射面３３０ａよりも輝度ムラが少ない（輝度がより均一化された）光源像を形成することができる。したがって、本実施形態によれば、第三実施形態と同様に、照度ムラの少ない線状配光パターンＰを車両前方の路面上に描画することができる。

【0092】

（第五実施形態）
図１９は、第五実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す斜視図であり、図２０は、第五実施形態に係るロッドインテグレータの斜視図である。
図１９に示すように、灯具４００は、レーザ光源４１０と、投影レンズ２２０と、ロッドインテグレータ４３０（付加レンズの一例）と、を備えている。各構成要素は、図示しない支持機構によりランプボディに取り付けられる。灯室３を構成する部材や、投影レンズ２２０の構成は、第三実施形態の構成と同一であるため、その詳細な説明は省略する。

【0093】

レーザ光源４１０は、ベース部４１１と、レーザチップ４１２とを備えている。レーザチップ４１２はその出射面が、ロッドインテグレータ４３０を介して、投影レンズ２２０の入射面２２０ａと対向するように配置されている。

【0094】

ロッドインテグレータ４３０は、レーザ光源４１０と投影レンズ２２０との間に配置されている。図２０に示すように、ロッドインテグレータ４３０は、入射面４３０ａと出射面４３０ｂとを有する四角柱状のレンズである。ロッドインテグレータ４３０は、その入射面４３０ａがレーザチップ４１２に近接して配置され、その出射面４３０ｂが投影レンズ２２０の後方焦点ｆ付近に配置されている。レーザチップ４１２から出射された光の全てがロッドインテグレータ４３０に入射されるように、レーザチップ４１２およびロッドインテグレータ４３０の入射面４３０ａの大きさや、レーザチップ４１２と入射面４３０ａとの間隔が設定されている。ロッドインテグレータ４３０の入射面４３０ａには、レーザ光源４１０から出射された光により励起されて蛍光を発する蛍光体層４３１が形成されている。なお、蛍光体層４３１は、ロッドインテグレータ４３０の出射面４３０ｂ側に形成されていても良い。

【0095】

このような灯具４００においては、レーザ光源４１０のレーザチップ４１２から出射された光は、その全てがロッドインテグレータ４３０の入射面４３０ａからロッドインテグレータ４３０内へ入射される。入射面４３０ａに入射された光は蛍光体層４３１により励起発光される。そして、ロッドインテグレータ４３０は、この励起発光された光をその内部で全反射させ、出射面４３０ｂから灯具前方に向けて出射する。これにより、ロッドインテグレータ４３０の出射面４３０ｂにおける輝度分布を均一化させることができる。すなわち、本実施形態においては、レーザチップ４１２から出射される光がロッドインテグレータ４３０を透過されることによって、ロッドインテグレータ４３０の出射面４３０ｂにおいて入射面４３０ａよりも輝度ムラが少ない光源像を形成することができる。したがって、本実施形態によれば、第三実施形態と同様に、照度ムラの少ない線状配光パターンＰを車両前方の路面上に描画することができる。

【0096】

なお、レーザ光源として、第三実施形態のレーザ光源２１０と同様の構成の光源を用いることもできる。この場合は、ロッドインテグレータ４３０の入射面４３０ａあるいは出射面４３１ｂに蛍光体層４３１を形成する必要はない。

【0097】

（第六実施形態）
図２１は、第六実施形態に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。
図２１に示すように、灯具５００は、光源ユニット５１０と、投影レンズ２２０と、導光体５３０と、を備えている。各構成要素は、図示しない支持機構によりランプボディに取り付けられる。灯室３を構成する部材や投影レンズ２２０の構成は第三実施形態の構成と同一であるため、その詳細な説明は省略する。

【0098】

光源ユニット５１０は、赤色レーザ光を出射する赤色レーザ光源５１０Ｒと、緑色レーザ光を出射する緑色レーザ光源５１０Ｇと、青色レーザ光を出射する青色レーザ光源５１０Ｂとから構成されている。赤色レーザ光源５１０Ｒは赤色光を出射するレーザチップ５１１Ｒを備え、緑色レーザ光源５１０Ｇは緑色光を出射するレーザチップ５１１Ｇを備え、青色レーザ光源５１０Ｂは青色光を出射するレーザチップ５１１Ｂを備えている。

【0099】

導光体５３０は、三股の分岐部分５３１と集光部分５３２とを備えている。各分岐部分５３１の入射面５３１ａＲ，５３１ａＧ，５３１ａＢが各レーザ素子５１１Ｒ，５１１Ｇ，５１１Ｂに近接して配置され、集光部分５３２側の出射面５３２ａが投影レンズ２２０の後方焦点ｆ付近に配置されている。赤色レーザ光源５１０Ｒから出射された赤色レーザ光は、三股の分岐部分５３１のうち最上部の分岐部分５３１の入射面５３１ａＲから入射され、集光部分５３２へと導光される。緑色レーザ光源５１０Ｇから出射された緑色レーザ光は、三股の分岐部分５３１のうち中央の分岐部分５３１の入射面５３１ａＧから入射され、集光部分５３２へと導光される。青色レーザ光源５１０Ｂから出射された青色レーザ光は、三股の分岐部分５３１のうち最下部の分岐部分５３１の入射面５３１ａＢから入射され、集光部分５３２へと導光される。このように各分岐部分５３１を導光されたＲＧＢの各色レーザ光は、集光部分５３２により合成されて白色光を生成する。集光部分５３２で生成された白色光は出射面５３２ａから投影レンズ３２０に向けて出射される。

【0100】

このように、本実施形態においては、各レーザ光源５１０Ｒ，５１０Ｇ，５１０Ｂから出射されるＲＧＢ光が導光体５３０内で合成されて白色光を生成することによって、導光体５３０の出射面５３２ａにおいて、各分岐部分５３１の入射面５３１ａＲ，５３１ａＧ，５３１ａＢよりも輝度ムラが少ない光源像を形成することができる。したがって、本実施形態によれば、第三実施形態と同様に、照度ムラの少ない線状配光パターンＰを車両前方の路面上に描画することができる。

【0101】

以上において本発明の各実施形態の例を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、必要に応じて他の構成を採用することが可能である。

【0102】

上記の第一実施形態においては、図４に示すような、車両左右方向よりも前後方向により大きく延伸された線状配光パターンＰを形成しているが、路面描画される配光パターンは線状配光パターンＰに限られない。例えば、矢印その他の任意の形状の配光パターンを路面描画する際に、車両近傍から遠方に亘って形の整った配光パターンを得るために、投影レンズ２０の後方焦点ｆ上の光源像が投影レンズ２０の光軸Ａｘに直交する上下方向Ｄに対して傾斜している構成としてもよい。

【0103】

上記の第三実施形態から第六実施形態においては、レーザ光源と投影レンズとの間に遮光部材や拡散板等を配置して、輝度ムラの少ない四角形状の光源像を形成しているが、この例に限られない。例えば、レーザ光源の筐体の貫通部に設けられた蛍光体（例えば、第三実施形態の蛍光体２１４）を四角形状とし、この蛍光体から発生した光により形成される四角形状の光源像を投影レンズに直接入射させる構成としても良い。このとき、蛍光体の発光面で形成される四角形状の光源像の輝度ムラを少なくするために、集光レンズを透過した光により形成される光源像のうち輝度の高い部分の光のみが蛍光体に入射されるように、集光レンズの形状や蛍光体の大きさを適宜設定することが望ましい。

【0104】

なお、四角形状の光源像としては、上記の実施形態に記載の形状の他に、例えば、図２２の（ａ）〜（ｅ）に示すような様々な形状の光源像を形成することができる。図２２において、（ａ）は略正方形、（ｂ）は前後方向よりも左右方向により延伸された長方形、（ｃ）は平行な辺（上底および下底）が左辺および右辺を構成する横向きの台形、（ｄ）は平行四辺形、（ｅ）は角部が丸みを帯びた矩形である。これらの形状は、発光素子１２や、開口部２３２、拡散板３３０、ロッドインテグレータ４３０の形状を適宜変更することで形成可能である。

【0105】

本出願は、２０１６年３月２４日出願の日本特許出願２０１６−５９８７７号と、２０１６年４月１５日出願の日本特許出願２０１６−８２０４４号と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。

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】