特開 2023-105414 車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023105414

(43)【公開日】2023-07-31

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/43 20180101AFI20230724BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20230724BHJP

   F21S 41/155 20180101ALI20230724BHJP

   F21S 41/265 20180101ALI20230724BHJP

   F21S 41/663 20180101ALI20230724BHJP

   F21W 102/135 20180101ALN20230724BHJP

   F21W 102/15 20180101ALN20230724BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230724BHJP

   F21Y 105/16 20160101ALN20230724BHJP

【ＦＩ】

F21S41/43

F21S41/143

F21S41/155

F21S41/265

F21S41/663

F21W102:135

F21W102:15

F21Y115:10

F21Y105:16

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022006210

(22)【出願日】2022-01-19

(71)【出願人】

【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】100099999

【弁理士】

【氏名又は名称】森山 隆

(72)【発明者】

【氏名】内田 直樹

(57)【要約】

【課題】マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具において、その奥行寸法を小さくした上で配光ムラの少ない配光パターンを形成可能とする。
【解決手段】光源ユニット３０からの出射光をマイクロレンズアレイ４０を介して灯具前方へ向けて照射する構成とする。その際、マイクロレンズアレイ４０を構成する後側レンズアレイ４２と前側レンズアレイ４４との間に、複数の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃを有する遮光シート５０が配置された構成とする。また、光源ユニット３０は、複数の集光レンズ部４２ｓの各々と対応する位置において発光面３２ａを灯具前方へ向けた状態で配置された複数の発光素子３２を備えた構成とする。そして、複数の発光素子３２の各々からの出射光を複数の集光レンズ部４２ｓの各々に入射させることにより、複数の集光レンズ部４２ｓの各々に入射する光の明るさを略均一なものとし、かつ、車両用灯具１０の奥行寸法を小さくする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源ユニットからの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより、所要の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具において、
上記マイクロレンズアレイは、上記光源ユニットからの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部が後面に形成された後側レンズアレイと、上記複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部が前面に形成された前側レンズアレイとを備えており、
上記後側レンズアレイと上記前側レンズアレイとの間に、上記複数の光源像の各々の外形形状を規定するための複数の透光部を有する遮光シートが配置されており、
上記光源ユニットは、上記複数の集光レンズ部の各々と対応する位置において発光面を灯具前方へ向けた状態で配置された複数の発光素子を備えている、ことを特徴とする車両用灯具。

【請求項2】

上記光源ユニットは、上記複数の発光素子のうちの一部が選択的に点灯し得るように構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。

【請求項3】

上記遮光シートは、上記複数の透光部として外形形状の異なる複数種類の透光部を備えている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。

【請求項4】

上記複数の透光部の各々は、上記複数の投影レンズ部の各々における上部領域の灯具後方側に位置するように形成されており、
上記複数の発光素子および上記複数の集光レンズ部の各々は、上記複数の投影レンズ部の各々に対して上方側にオフセットした状態で配置されている、ことを特徴とする請求項１～３いずれか記載の車両用灯具。

【請求項5】

上記マイクロレンズアレイの灯具後方側に、上記複数の発光素子の各々からの出射光を集光させるための複数の第２集光レンズ部を有する第２レンズアレイが配置されている、ことを特徴とする請求項１～３いずれか記載の車両用灯具。

【請求項6】

上記複数の透光部の各々は、上記複数の投影レンズ部の各々における上部領域の灯具後方側に位置するように形成されており、
上記複数の発光素子、上記複数の第２集光レンズ部および上記複数の集光レンズ部の各々は、上記複数の投影レンズ部の各々に対して上方側にオフセットした状態で配置されている、ことを特徴とする請求項５記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、車両用灯具の構成として、光源ユニットからの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより、所要の配光パターンを形成するように構成されたものが知られている。

【0003】

「特許文献１」には、このような車両用灯具におけるマイクロレンズアレイの構成として、光源ユニットからの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部が後面に形成された後側レンズアレイと、これら複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部が前面に形成された前側レンズアレイとを備えたものが記載されている。

【0004】

この「特許文献１」に記載された車両用灯具のマイクロレンズアレイは、後側レンズアレイと前側レンズアレイとの間に、複数の光源像の各々の外形形状を規定するための複数の透光部を有する遮光シートが配置された構成となっている。

【0005】

そして、この「特許文献１」に記載された車両用灯具の光源ユニットは、単一の光源と、この光源からの出射光を平行光として後側レンズアレイに入射させるための透光部材とを備えた構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－６１２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このようなマイクロレンズアレイを備えた車両用灯具において、その照射光によって形成される配光パターンを配光ムラの少ないものするためには、光源ユニットからの出射光を複数の集光レンズ部の各々に対して均一な明るさで入射させることが望まれる。

【0008】

上記「特許文献１」に記載された車両用灯具においては、単一の光源からの出射光を複数の集光レンズ部の各々に対して略均一な明るさを有する平行光として入射させる構成を実現するために、透光部材が大型で複雑な形状を有するものとなっており、このため車両用灯具の奥行寸法が大きいものとなっている。

【0009】

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具において、その奥行寸法を小さくした上で配光ムラの少ない配光パターンを形成することができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願発明は、光源ユニットの構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

【0011】

すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
光源ユニットからの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより、所要の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具において、
上記マイクロレンズアレイは、上記光源ユニットからの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部が後面に形成された後側レンズアレイと、上記複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部が前面に形成された前側レンズアレイとを備えており、
上記後側レンズアレイと上記前側レンズアレイとの間に、上記複数の光源像の各々の外形形状を規定するための複数の透光部を有する遮光シートが配置されており、
上記光源ユニットは、上記複数の集光レンズ部の各々と対応する位置において発光面を灯具前方へ向けた状態で配置された複数の発光素子を備えている、ことを特徴とするものである。

【0012】

上記「所要の配光パターン」の種類や具体的な形状は特に限定されるものではなく、例えば、ヘッドランプのハイビーム用配光パターンやロービーム用配光パターンあるいは路面描画用配光パターン等が採用可能である。

【0013】

上記「遮光シート」は、シート状に形成されていれば、その具体的な構成は特に限定されるものではなく、例えば、複数の透光部が複数の開口部として形成された遮光板や、複数の透光部を囲む領域の表面に遮光処理が施された透明シートや、後側レンズアレイの前面または前側レンズアレイの後面において複数の透光部を囲む領域に遮光処理が施されることによって形成された遮光膜等が採用可能である。

【0014】

上記「複数の透光部」の各々の具体的な大きさや外形形状は特に限定されるものではない。

【0015】

上記「複数の発光素子」の各々は、複数の集光レンズ部の各々と対応する位置において発光面を灯具前方へ向けた状態で配置されていれば、その発光面の具体的な大きさや外形形状は特に限定されるものではなく、また、複数の集光レンズ部の各々との具体的な位置関係は特に限定されるものではない。

【発明の効果】

【0016】

本願発明に係る車両用灯具は、光源ユニットからの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより所要の配光パターンを形成する構成となっているが、マイクロレンズアレイを構成する後側レンズアレイと前側レンズアレイとの間には、複数の光源像の各々の外形形状を規定するための複数の透光部を有する遮光シートが配置されているので、複数の透光部の各々の大きさや外形形状に応じた配光パターンを形成することができる。

【0017】

その上で、光源ユニットは、後側レンズアレイを構成する複数の集光レンズ部の各々と対応する位置において発光面を灯具前方へ向けた状態で配置された複数の発光素子を備えているので、複数の発光素子の各々からの出射光を複数の集光レンズ部の各々に入射させることができ、これにより複数の集光レンズ部の各々に入射する光の明るさを略均一なものとすることができる。そしてこれにより配光ムラの少ない配光パターンを形成することが容易に可能となる。

【0018】

その際、従来の光源ユニットのように、単一の光源からの出射光を略均一な明るさを有する平行光として複数の集光レンズ部の各々に入射させるために大型で複雑な形状を有する透光部材を配置する必要がなくなり、これにより車両用灯具の奥行寸法を小さくすることができる。

【0019】

このように本願発明によれば、マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具において、その奥行寸法を小さくした上で配光ムラの少ない配光パターンを形成することができる。

【0020】

上記構成において、さらに、光源ユニットとして、複数の発光素子のうちの一部が選択的に点灯し得る構成とすれば、車両走行状況等に応じて配光パターンの明るさを適宜調整することが容易に可能となる。

【0021】

上記構成において、さらに、遮光シートの構成として、外形形状の異なる複数種類の透光部を備えたものとすれば、配光パターンの形状自由度を高めることができる。

【0022】

上記構成において、さらに、複数の透光部の各々が、前側レンズアレイを構成する複数の投影レンズ部の各々における上部領域の灯具後方側に位置するように形成された構成とした上で、複数の発光素子および複数の集光レンズ部の各々が、複数の投影レンズ部の各々に対して上方側にオフセットした状態で配置された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

【0023】

すなわち、複数の透光部の各々が、複数の投影レンズ部の各々における上部領域の灯具後方側に位置するように形成された構成とすることによって、上記所要の配光パターンとしてロービーム用配光パターンや路面描画用配光パターン等を形成することが容易に可能となる。

【0024】

その上で、複数の発光素子および複数の集光レンズ部の各々が、複数の投影レンズ部の各々に対して上方側にオフセットした状態で配置された構成とすれば、複数の発光素子の各々からその発光面の面直方向へ向かう出射光を効率良く複数の集光レンズ部の各々に入射させて複数の透光部の各々を透過させることができ、これによりロービーム用配光パターンや路面描画用配光パターン等をより明るい配光パターンとして形成することができる。

【0025】

上記構成において、さらに、マイクロレンズアレイの灯具後方側に、複数の発光素子の各々からの出射光を集光させるための複数の第２集光レンズ部を有する第２レンズアレイが配置された構成とすれば、車両用灯具の奥行寸法は多少大きくなるものの、複数の発光素子の各々からの出射光を、第２レンズアレイを介して効率良く複数の集光レンズ部の各々に入射させることができ、これにより配光パターンの明るさを増大させることができる。

【0026】

その際、複数の透光部の各々が、複数の投影レンズ部の各々における上部領域の灯具後方側に位置するように形成された構成とした上で、複数の発光素子、複数の第２集光レンズ部および複数の集光レンズ部の各々が、複数の投影レンズ部の各々に対して上方側にオフセットした状態で配置された構成とすれば、ロービーム用配光パターンや路面描画用配光パターン等をより明るい配光パターンとして形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図

【図2】図１のII－II線断面図

【図3】図２のIII－III線断面図

【図4】図１のIV部詳細図

【図5】図３のＶ部詳細図

【図6】上記車両用灯具からの照射光により形成される配光パターンを透視的に示す図

【図7】上記実施形態の第１変形例を示す、図１と同様の図

【図8】図７のVIII－VIII線断面図

【図9】上記実施形態の第２変形例を示す、図７と同様の図

【図10】図９のＸ－Ｘ線断面図

【図11】上記実施形態の第３変形例を示す、図５と同様の図

【図12】上記実施形態の第４変形例を示す、図１１と同様の図

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

【0029】

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具１０を示す正面図である。また、図２は図１のII－II線断面図であり、図３は図２のIII－III線断面図である。なお、図１においては構成要素の一部を破断した状態で示している。

【0030】

図１～３において、Ｘで示す方向が灯具としての「前方」（車両としても「前方」）であり、Ｙで示す方向が「前方」と直交する「左方向」（車両としても「左方向」であるが灯具正面視では「右方向」）であり、Ｚで示す方向が「上方向」である。図１～３以外の図においても同様である。

【0031】

図１～３に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、車両の右前端部に設けられるヘッドランプであって、ランプボディ１２と透光カバー１４とで形成される灯室内に光源ユニット３０とマイクロレンズアレイ４０とが収容された構成となっている。そして、この車両用灯具１０は、光源ユニット３０からの出射光をマイクロレンズアレイ４０を介して灯具前方へ向けて照射するように構成されている。

【0032】

マイクロレンズアレイ４０は、後側レンズアレイ４２と、その灯具前方側に位置する前側レンズアレイ４４とを備えている。

【0033】

後側レンズアレイ４２の前面は、灯具前後方向と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されているが、その後面には光源ユニット３０からの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部４２ｓが形成されている。これら複数の集光レンズ部４２ｓは、いずれも凸曲面状の魚眼レンズであって、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘを有している。

【0034】

複数の集光レンズ部４２ｓは、縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられている。各セグメントは、一辺の長さが０．５～３ｍｍ程度（例えば１ｍｍ）のやや横長の矩形状の外形形状を有している。また、縦横格子状の区分けは、上下方向よりも左右方向に関して数多くなされている。具体的には、上下方向に関しては５～１５個程度（例えば９個）のセグメントに区分けされており、左右方向にはその３倍程度（例えば２７個）のセグメントに区分けされている。

【0035】

一方、前側レンズアレイ４４の後面は、灯具前後方向と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されているが、その前面には複数の集光レンズ部４２ｓによって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部４４ｓが形成されている。これら複数の投影レンズ部４４ｓは、いずれも凸曲面状の魚眼レンズであって、複数の集光レンズ部４２ｓの各々と同一サイズで縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられている。その際、複数の投影レンズ部４４ｓの各々の光軸Ａｘは、複数の集光レンズ部４２ｓの各々の光軸Ａｘと同軸となるように設定されている。

【0036】

後側レンズアレイ４２は、灯具正面視において横長矩形状の外形形状を有しており、複数の集光レンズ部４２ｓが形成されている部分を囲む外周縁領域４２ａは平板状に形成されている。

【0037】

一方、前側レンズアレイ４４も、灯具正面視において後側レンズアレイ４２と同一の外形形状を有しており、複数の投影レンズ部４４ｓが形成されている部分を囲む外周縁領域４４ａは平板状に形成されている。

【0038】

後側レンズアレイ４２と前側レンズアレイ４４との間には、複数の集光レンズ部４２ｓによって形成される複数の光源像の各々の形状を規定するための遮光シート５０が配置されている。

【0039】

遮光シート５０は、後側レンズアレイ４２および前側レンズアレイ４４と略同一の外形形状を有する遮光板（例えば０．１～０．５ｍｍ程度の板厚を有する金属板）で構成されている。この遮光シート５０には複数の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃが規則的に形成されている。すなわち、複数の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、前側レンズアレイ４４における複数の投影レンズ部４４ｓの各々に対応するようにして縦横格子状に配置されている。

【0040】

図１に示すように、複数の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、遮光シート５０を貫通する開口部として互いに異なる開口形状で形成されている。

【0041】

すなわち、上部３列に位置する複数の透光部５０ａは、横長楕円形の上半部と略同一形状の開口形状を有している。また、中央部３列に位置する複数の透光部５０ｂも、横長楕円形の上半部と略同一形状の開口形状を有しているが、透光部５０ａよりも小さい開口形状を有している。さらに、下部３列に位置する複数の透光部５０ｃは、透光部５０ａよりも左右幅がやや小さい横長楕円形の開口形状を有している。

【0042】

遮光シート５０は、後側レンズアレイ４２および前側レンズアレイ４４に対して接着等によって固定されている。そして、マイクロレンズアレイ４０は、後側レンズアレイ４２の外周縁領域４２ａにおいてランプボディ１２に支持されている。

【0043】

光源ユニット３０は、複数の発光素子３２を備えた構成となっている。これら複数の発光素子３２は、いずれも白色発光ダイオードであって、矩形状（例えば正方形）の発光面３２ａを有している。

【0044】

複数の発光素子３２は、後側レンズアレイ４２を構成する複数の集光レンズ部４２ｓの各々と対応する位置において、その発光面３２ａを灯具前方へ向けた状態で配置されている。具体的には、複数の発光素子３２は、その発光中心（すなわち発光面３２ａの中心位置）が複数の集光レンズ部４２ｓの各々の光軸Ａｘ上に位置するように配置されている。

【0045】

複数の発光素子３２は、共通のヒートシンク３４に搭載されている。このヒートシンク３４は、灯具前後方向と直交する鉛直面に沿って平板状に延びるように形成されており、その後面には複数の放熱フィン３４ａが形成されている。そして、このヒートシンク３４は、その外周縁部においてランプボディ１２に支持されている。

【0046】

光源ユニット３０は、図示しない点灯制御回路によって、複数の発光素子３２の全部またはその一部が選択的に点灯し得るように構成されている。

【0047】

図４は、図１のIV部詳細図である。また、図５は、図３のＶ部詳細図である。

【0048】

図５に示すように、前側レンズアレイ４４の各々の前面に形成された複数の投影レンズ部４４ｓは、いずれも同一の曲率の表面形状を有しており、その後側焦点Ｆは各投影レンズ部４４ｓの光軸Ａｘと前側レンズアレイ４４の後面との交点付近に位置している。

【0049】

なお、図５（ａ）においては、発光素子３２の発光中心からの出射光の光路を示しており、図５（ｂ）においては、発光素子３２の発光面３２ａの全領域から出射して集光レンズ部４２ｓの全領域へ向かう光の光路を示している。

【0050】

図４に示すように、遮光シート５０において上部３列に位置する透光部５０ａは、上述したとおり上半部が横長の半楕円形状を有しているが、その下端縁５０ａ１は、投影レンズ５０の後側焦点Ｆの位置において光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って、左右段違いで左右方向に延びるように形成されている。具体的には、この下端縁５０ａ１は、光軸Ａｘよりも左側の部分（灯具正面視では右側の部分）が光軸Ａｘに対してやや上方側の位置において水平方向に延びており、光軸Ａｘよりも右側の部分が光軸Ａｘに対して僅かに下方側の位置において水平方向に延びるとともにその左端部が斜め左上方向に延びた状態で光軸Ａｘよりも左側の部分と接続されている。

【0051】

また、中央部３列に位置する透光部５０ｂも、上述したとおり上半部が透光部５０ａよりも小さい横長の半楕円形状を有しているが、その下端縁５０ｂ１は透光部５０ａの下端縁５０ａ１と同一形状を有している。

【0052】

そして、遮光シート５０は、複数の透光部５０ａ、５０ｂの各々の下端縁５０ａ１、５０ｂ１において、集光レンズ部４２ｓを介して遮光シート５０に到達した複数の発光素子３２の各々からの光の一部を遮光することにより、下端部に明暗境界線を有する横長半楕円形の光源像を投影レンズ部４４ｓの後側焦点面上に異なる大きさで形成するようになっている。

【0053】

また、遮光シート５０は、下部３列に位置する複数の透光部５０ｃ（図１参照）によって、光軸Ａｘを中心とする横長楕円形の光源像を投影レンズ部４４ｓの後側焦点面上に形成するようになっている。

【0054】

図６は、車両用灯具１０からの照射光によって灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図であって、図６（ａ）はロービーム用配光パターンＰＬ、図６（ｂ）はハイビーム用配光パターンＰＨを示している。

【0055】

図６（ａ）に示すように、ロービーム用配光パターンＰＬは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、灯具正面方向の消点であるＨ－Ｖを鉛直方向に通るＶ－Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインＣＬ１として形成されるとともに、Ｖ－Ｖ線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインＣＬ１から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインＣＬ２として形成されている。

【0056】

ロービーム用配光パターンＰＬにおいて、下段カットオフラインＣＬ１とＶ－Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ－Ｖの０．５～０．６°程度下方に位置している。

【0057】

ロービーム用配光パターンＰＬは、大小２つの配光パターンＰＬＡ、ＰＬＢの合成配光パターンとして形成されている。

【0058】

大きい方の配光パターンＰＬＡは、上部３列に位置する複数の透光部５０ａを透過した複数の発光素子３０からの出射光によって形成される配光パターンである。また、小さい方の配光パターンＰＬＢは、中央部３列に位置する透光部５０ｂを透過した複数の発光素子３０からの出射光によって形成される配光パターンである。

【0059】

図６（ｂ）に示すように、ハイビーム用配光パターンＰＨは、ロービーム用配光パターンＰＬに対して付加配光パターンＰＡが付加された配光パターンとして形成されている。この付加配光パターンＰＡは、下部３列に位置する複数の透光部５０ｃを透過した複数の発光素子３０からの出射光によって形成される配光パターンである。

【0060】

付加配光パターンＰＡは、Ｈ－Ｖを中心とする横長の配光パターンであって、ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を上下に跨ぐようにして形成されている。この付加配光パターンＰＡは、ロービーム用配光パターンＰＬの配光パターンＰＬＡよりは左右拡散角が小さいが、配光パターンＰＬＢよりは左右拡散角が大きい配光パターンとして形成されている。

【0061】

次に本実施形態の作用について説明する。

【0062】

本実施形態に係る車両用灯具１０は、光源ユニット３０からの出射光をマイクロレンズアレイ４０を介して灯具前方へ向けて照射することにより、所要の配光パターンを形成する構成となっているが、マイクロレンズアレイ４０を構成する後側レンズアレイ４２と前側レンズアレイ４４との間には、複数の光源像の各々の外形形状を規定するための複数の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃを有する遮光シート５０が配置されているので、複数の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃの各々の大きさや外形形状に応じた配光パターンを形成することができる。

【0063】

その上で、光源ユニット３０は、後側レンズアレイ４２を構成する複数の集光レンズ部４２ｓの各々と対応する位置において発光面３２ａを灯具前方へ向けた状態で配置された複数の発光素子３２を備えているので、複数の発光素子３２の各々からの出射光を複数の集光レンズ部４２ｓの各々に入射させることができ、これにより複数の集光レンズ部４２ｓの各々に入射する光の明るさを略均一なものとすることができる。そしてこれにより配光ムラの少ない配光パターンを形成することが容易に可能となる。

【0064】

その際、従来の光源ユニットのように、単一の光源からの出射光を略均一な明るさを有する平行光として複数の集光レンズ部４２ｓの各々に入射させるために大型で複雑な形状を有する透光部材を配置する必要がなくなり、これにより車両用灯具１０の奥行寸法を小さくすることができる。

【0065】

このように本実施形態によれば、マイクロレンズアレイ４０を備えた車両用灯具１０において、その奥行寸法を小さくした上で配光ムラの少ない配光パターンを形成することができる。

【0066】

しかも本実施形態においては、光源ユニット３０として複数の発光素子３２のうちの一部が選択的に点灯し得る構成となっているので、車両走行状況等に応じて配光パターンの明るさを適宜調整することが容易に可能となる。

【0067】

また本実施形態においては、遮光シート５０が、外形形状の異なる複数種類の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃを備えているので、配光パターンの形状自由度を高めることができる。

【0068】

具体的には、上部３列に位置する複数の透光部５０ａを透過した複数の発光素子３０からの出射光によって形成される配光パターンＰＬＡと、中央部３列に位置する透光部５０ｂを透過した複数の発光素子３０からの出射光によって形成される配光パターンＰＬＢとの合成配光パターンとして、ロービーム用配光パターンＰＬを形成することができる。また、このロービーム用配光パターンＰＬに対して、下部３列に位置する複数の透光部５０ｃを透過した複数の発光素子３０からの出射光によって形成される付加配光パターンＰＡが付加されることにより、ハイビーム用配光パターンＰＨを形成することができる。

【0069】

上記実施形態においては、後側レンズアレイ４２の集光レンズ部４２ｓおよび前側レンズアレイ４４の投影レンズ部４４ｓが、縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられているものとして説明したが、縦横格子状以外の区分け（例えば斜め格子状やハニカム状の区分け等）を採用することも可能である。

【0070】

上記実施形態においては、遮光シート５０に形成された複数の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃが、上部３列、中央部３列、下部３列で互いに異なる開口形状を有しているものとして説明したが、これ以外の配置で複数種類の透光部が形成された構成とすることも可能である。

【0071】

上記実施形態においては、所要の配光パターンとして、ロービーム用配光パターンＰＬを構成する大小２つの配光パターンＰＬＡ、ＰＬＢおよびハイビーム用配光パターンＰＨを形成する際に付加される付加配光パターンＰＡについて説明したが、これら以外の配光パターン（例えば路面描画用配光パターン等）を形成する構成とすることも可能である。

【0072】

上記実施形態においては、遮光シート５０が遮光板で構成されており、複数の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃが複数の開口部として形成されているものとして説明したが、複数の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃを囲む領域の表面に遮光処理が施された透明シートや、後側レンズアレイ４２の前面または前側レンズアレイ４４の後面において複数の透光部５０ａ、５０ｂ、５０ｃを囲む領域に遮光処理が施されることによって形成された遮光膜等を採用することも可能である。

【0073】

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

【0074】

まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。

【0075】

図７、８は、本変形例に係る車両用灯具１１０を示す、図１、２と同様の図である。

【0076】

図７、８に示すように、本変形例に係る車両用灯具１１０も、車両の右前端部に設けられるヘッドランプであって、ランプボディ１１２と透光カバー１１４とで形成される灯室内に、３つの灯具ユニット１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃが収容された構成となっている。

【0077】

３つの灯具ユニット１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、左右方向に並んだ状態で、かつ、右端部（すなわち車幅方向外側）に位置する灯具ユニット１２０Ａが中央部に位置する灯具ユニット１２０Ｂよりも灯具後方側に変位するとともに中央部に位置する灯具ユニット１２０Ｂが左端部に位置する灯具ユニット１２０Ｃよりも灯具後方側に変位した状態で配置されている。

【0078】

これにより車両用灯具１１０は、車幅方向内側から車幅方向外側に向かって灯具後方側に傾斜するように形成された透光カバー１１４に対して、３つの灯具ユニット１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃが略等距離をおいて配置された構成となっている。

【0079】

３つの灯具ユニット１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、光源ユニット１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃとマイクロレンズアレイ１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃとを備えており、光源ユニット１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃからの出射光をマイクロレンズアレイ１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃを介して灯具前方へ向けて照射するように構成されている。

【0080】

灯具ユニット１２０Ａのマイクロレンズアレイ１４０Ａは、後側レンズアレイ１４２と前側レンズアレイ１４４とを備えており、両者間には遮光シート１５０Ａが配置されている。

【0081】

後側レンズアレイ１４２は、上記実施形態の後側レンズアレイ４２と同様の構成を有しているが、そのセグメント数が上記実施形態の場合と異なっている。

【0082】

すなわち、後側レンズアレイ１４２の後面は上記実施形態の場合と同一のセグメント形状で縦横格子状に区分けされており、その各々に上記実施形態の集光レンズ部４２ｓと同一の表面形状を有する集光レンズ部１４２ｓが割り付けられているが、そのセグメント数は縦横９個ずつに設定されている。

【0083】

一方、前側レンズアレイ１４４も、上記実施形態の前側レンズアレイ４４と同様、その前面には複数の投影レンズ部１４４ｓが形成されているが、これらは縦横９個ずつ集光レンズ部１４２ｓと同軸で配置されている。

【0084】

遮光シート１５０Ａは、複数の透光部１５０Ａａが開口部として形成された遮光板で構成されている。

【0085】

複数の透光部１５０Ａａは、前側レンズアレイ１４４における複数の投影レンズ部１４４ｓの各々に対応するようにして縦横格子状に配置されている。これら複数の透光部１５０Ａａは、横長楕円形の上半部と略同一形状の開口形状を有しており、そのサイズは上記実施形態の遮光シート５０に形成された透光部５０ａと同一サイズに設定されている。

【0086】

遮光シート１５０Ａは、後側レンズアレイ１４２および前側レンズアレイ１４４に対して接着等によって固定されている。そして、マイクロレンズアレイ１４０は、後側レンズアレイ１４２の外周縁領域１４２ａにおいてランプボディ１１２に支持されている。

【0087】

灯具ユニット１２０Ａの光源ユニット１３０Ａは、上記実施形態の光源ユニット３０と同様、矩形状の発光面１３２ａを有する複数の発光素子１３２とヒートシンク１３４とを備えた構成となっている。複数の発光素子１３２の構成および配置は上記実施形態の場合と同様であるが、複数の発光素子１３２の配置個数は複数の集光レンズ部１４２ｓの配置個数と同数になっている。ヒートシンク１３４は、上記実施形態のヒートシンク３４と同様、複数の放熱フィン１３４ａが後面に形成された構成となっているが、その外形形状が上記実施形態の場合よりも小さくなっている。

【0088】

中央部に位置する灯具ユニット１２０Ｂも、その基本的な構成は灯具ユニット１２０Ａと同様であるが、遮光シート１５０Ｂに形成された複数の透光部１５０Ｂａの開口形状が異なっている。

【0089】

すなわち、複数の透光部１５０Ｂａは、横長楕円形の上半部と略同一形状の開口形状を有しており、そのサイズは上記実施形態の遮光シート５０に形成された透光部５０ｂと同一サイズに設定されている。

【0090】

遮光シート１５０Ｂは、後側レンズアレイ１４２および前側レンズアレイ１４４に対して接着等によって固定されている。そして、マイクロレンズアレイ１４０Ｂは、後側レンズアレイ１４２の外周縁領域１４２ａにおいてランプボディ１１２に支持されている。

【0091】

左端部に位置する灯具ユニット１２０Ｃも、その基本的な構成は灯具ユニット１２０Ａと同様であるが、遮光シート１５０Ｃに形成された複数の透光部１５０Ｃａの開口形状が異なっている。

【0092】

すなわち、複数の透光部１５０Ｃａは、横長楕円形の開口形状を有しており、そのサイズは上記実施形態の遮光シート５０に形成された透光部５０ｃと同一サイズに設定されている。

【0093】

遮光シート１５０Ｃは、後側レンズアレイ１４２および前側レンズアレイ１４４に対して接着等によって固定されている。そして、マイクロレンズアレイ１４０Ｃは、後側レンズアレイ１４２の外周縁領域１４２ａにおいてランプボディ１１２に支持されている。

【0094】

これにより、本変形例に係る車両用灯具１１０においては、灯具ユニット１２０Ａからの照射光によって図６（ａ）に示す配光パターンＰＬＡを形成し、灯具ユニット１２０Ｂからの照射光によって図６（ａ）に示す配光パターンＰＬＢを形成し、灯具ユニット１２０Ａからの照射光によって図６（ｂ）に示す付加配光パターンＰＡを形成するようになっている。

【0095】

本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。

【0096】

特に、本変形例に係る車両用灯具１１０においては、左右方向に並んだ３つの灯具ユニット１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃが車幅方向内側から車幅方向外側に向かって灯具後方側に順次変位した状態で配置されているので、ランプボディ１１２も透光カバー１１４の傾斜に応じて階段状に形成することができ、これにより車両用灯具１１０のさらなる薄型化を図ることができる。

【0097】

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

【0098】

図９は、本変形例に係る車両用灯具２１０を示す、図７と同様の図である。

【0099】

図９に示すように、本変形例の基本的な構成は、上記第１変形例の場合と同様であるが、灯具ユニット２２０Ａ、２２０Ｂのマイクロレンズアレイ２４０Ａ、２４０Ｂの構成および光源ユニット２３０Ａ、２３０Ｂの配置が上記第１変形例の場合と一部異なっている。

【0100】

すなわち、灯具ユニット２２０Ａのマイクロレンズアレイ２４０Ａは、後側レンズアレイ２４２Ａを構成する複数の集光レンズ部２４２Ａｓが、上記第１変形例の場合よりも上方側に変位した状態で形成されている。また、灯具ユニット２２０Ａの光源ユニット２３０Ａは、上記第１変形例の光源ユニット３０Ａよりも上方側に変位した状態でランプボディ１１２に支持されている。

【0101】

なお、前側レンズアレイ１４４および遮光シート１５０Ａの構成については、上記第１変形例の場合と同様である。

【0102】

図１０は、図９のＸ－Ｘ線断面図である。

【0103】

図１０にも示すように、後側レンズアレイ２４２Ａは、複数の集光レンズ部２４２Ａｓの各々が、複数の投影レンズ部１４４ｓの各々に対して上方側にオフセットした状態で配置された構成となっている。すなわち、集光レンズ部２４２Ａｓの光軸Ａｘａは、投影レンズ部１４４ｓの光軸Ａｘに対して上方側にオフセットしており、そのオフセット量は光軸Ａｘａが透光部１５０Ａａの略中心を通るように設定されている。

【0104】

光源ユニット２３０Ａは、その構成自体は上記第１変形例の光源ユニット１３０Ａと同様であるが、発光素子１３２の発光中心が光軸Ａｘａ上に位置するように配置されている点で上記第１変形例の場合と異なっている。

【0105】

図９に示すように、灯具ユニット２２０Ｂのマイクロレンズアレイ２４０Ｂは、後側レンズアレイ２４２Ｂを構成する複数の集光レンズ部２４２Ｂｓが、上記第１変形例の場合よりも上方側に変位した状態で形成されている。また、灯具ユニット２２０Ｂの光源ユニット２３０Ｂは、上記第１変形例の光源ユニット３０Ｂよりも上方側に変位した状態でランプボディ１１２に支持されている。

【0106】

その際、集光レンズ部２４２Ｂｓの光軸Ａｘｂは、投影レンズ部１４４ｓの光軸Ａｘに対して上方側にオフセットしているが、そのオフセット量は光軸Ａｘｂが透光部１５０Ｂａの略中心を通るように設定されている。このため、オフセット量は灯具ユニット２２０Ａの場合よりも小さい値となっている。

【0107】

光源ユニット２３０Ｂは、その構成自体は上記第１変形例の光源ユニット１３０Ｂと同様であるが、発光素子１３２の発光中心が光軸Ａｘｂ上に位置するように配置されている点で上記第１変形例の場合と異なっている。

【0108】

なお、灯具ユニット２２０Ｃの構成については、上記第１変形例の灯具ユニット１２０Ｃと同様である。

【0109】

本変形例の構成を採用した場合においても、上記第１変形例の場合と同様の作用効果を得ることができる。

【0110】

特に、本変形例の灯具ユニット２２０Ａ、２２０Ｂにおいては、複数の透光部１５０Ａａ、１５０Ｂａの各々が複数の投影レンズ部１４４ｓ、１４４ｓの各々における上部領域の灯具後方側に位置しているのに対応して、複数の発光素子１３２、１３２および複数の集光レンズ部２４２Ａｓ、２４２Ｂｓの各々が、複数の投影レンズ部１４４ｓ、１４４ｓの各々に対して上方側にオフセットした状態で配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

【0111】

すなわち、灯具ユニット２２０Ａ、２２０Ｂにおいて、複数の発光素子１３２、１３２の各々からその発光面１３２ａ、１３２ａの面直方向へ向かう出射光を効率良く複数の集光レンズ部２４２Ａｓ、２４２Ｂｓの各々に入射させて透光部１５０Ａａ、１５０Ｂａを透過させることができる。そしてこれによりロービーム用配光パターンＰＬをより明るい配光パターンとして形成することができる。

【0112】

次に、上記実施形態の第３変形例について説明する。

【0113】

図１１は、本変形例に係る車両用灯具の要部を示す、図５と同様の図である。

【0114】

図１１に示すように、本変形例の基本的な構成は、上記実施形態の場合と同様であるが、マイクロレンズアレイ３４０の灯具後方側でかつ光源ユニット３０の灯具前方側に第２レンズアレイ３６０が配置されている点で上記実施形態の場合と異なっており、これに伴ってマイクロレンズアレイ３４０の構成も上記実施形態の場合と一部異なっている。

【0115】

すなわち、マイクロレンズアレイ３４０は、その前側レンズアレイ４４および遮光シート５０の構成については上記実施形態の場合と同様であるが、その後側レンズアレイ３４２の構成が上記実施形態の場合と異なっている。

【0116】

具体的には、後側レンズアレイ３４２は、その後面に複数の集光レンズ部３４２ｓが上記実施形態の場合と同様の配置で形成された構成となっているが、その表面を構成する凸曲面の曲率が上記実施形態の場合よりも小さい値に設定されている。

【0117】

第２レンズアレイ３６０は、その後面が灯具前後方向と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されており、この後面を複数の発光素子３２の発光面３２ａに近接させた状態で配置されている。この第２レンズアレイ３６０の前面には、複数の発光素子３２の各々からの出射光を集光させるための複数の第２集光レンズ部３６０ｓが形成されている。

【0118】

複数の第２集光レンズ部３６０ｓは、複数の集光レンズ部３４２ｓの各々と同一サイズで縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられている。その際、複数の第２集光レンズ部３６０ｓの各々の光軸Ａｘは、複数の集光レンズ部３４２ｓの各々の光軸Ａｘと同軸となるように設定されている。

【0119】

複数の発光素子３２の各々からの出射光は、第２レンズアレイ３６０の後面において光軸Ａｘ寄りの方向に屈折するようにして入射し、第２集光レンズ部３６０ｓからさらに光軸Ａｘ寄りの方向に屈折するようにして出射し、後側レンズアレイ３４２の集光レンズ部３４２ｓに入射する。

【0120】

後側レンズアレイ３４２の集光レンズ部３４２ｓは、発光素子３２の発光中心から出射して光を第２レンズアレイ３６０を透過した光が、光軸Ａｘと平行な光として入射するように、その表面を構成する凸曲面の曲率が設定されている。

【0121】

本変形例の構成を採用した場合には、マイクロレンズアレイ３４０の灯具後方側に第２レンズアレイ３６０が配置されることによって車両用灯具の奥行寸法は多少大きくなるが、複数の発光素子３２の各々からの出射光を、第２レンズアレイ３６０を介して効率良く複数の集光レンズ部３４２ｓの各々に入射させることができ、これにより配光パターンの明るさを増大させることができる。

【0122】

すなわち、上記実施形態においては、図５（ａ）に示すように、発光素子３２の発光中心から出射光は、光軸Ａｘを中心とする角度θ１の範囲内の方向へ向かう光が後側レンズアレイ４２の集光レンズ部４２ｓに入射するが、本変形例においては、図１１（ａ）に示すように、発光素子３２の発光中心から出射光は、光軸Ａｘを中心とする角度θ２（θ２＞θ１）の範囲内の方向へ向かう光が第２レンズアレイ３６０を介して後側レンズアレイ３４２の集光レンズ部３４２ｓに入射することとなる。

【0123】

次に、上記実施形態の第４変形例について説明する。

【0124】

図１２は、本変形例に係る車両用灯具の要部を示す、図１１と同様の図である。

【0125】

図１２に示すように、本変形例の基本的な構成は、上記第３変形例の場合と同様であるが、マイクロレンズアレイ４４０の構成が上記第３変形例の場合と一部異なっており、また、第２レンズアレイ４６０および光源ユニット４３０の配置が上記第３変形例の場合と異なっている。

【0126】

すなわち、マイクロレンズアレイ４４０は、後側レンズアレイ４４２を構成する複数の集光レンズ部４４２ｓが上記第３変形例の場合よりも上方側に変位した状態で形成されている。また、第２レンズアレイ４６０は、複数の第２集光レンズ部４６０ｓが上記第３変形例の場合よりも上方側に変位した状態で形成されている。さらに、光源ユニット４３０は、複数の発光素子３２が上記第３変形例の場合よりも上方側に変位した状態で配置されている。

【0127】

なお、前側レンズアレイ４４および遮光シート５０の構成については、上記第３変形例の場合と同様である。

【0128】

後側レンズアレイ４４２は、複数の集光レンズ部４４２ｓの各々が、複数の投影レンズ部４４ｓの各々に対して上方側にオフセットした状態で配置された構成となっている。すなわち、集光レンズ部４４２ｓの光軸Ａｘ１は、投影レンズ部４４ｓの光軸Ａｘに対して上方側にオフセットしており、そのオフセット量は光軸Ａｘ１が透光部５０ａの略中心を通るように設定されている。

【0129】

第２レンズアレイ４６０は、その構成自体は上記第３変形例の場合と同様であるが、複数の第２集光レンズ部４６０ｓの各々の光軸が光軸Ａｘ１と一致した状態で配置されている。

【0130】

光源ユニット４３０は、その構成自体は上記第３変形例の場合と同様であるが、発光素子３２の発光中心が光軸Ａｘ１上に位置するように配置されている点で上記第３変形例の場合と異なっている。

【0131】

本変形例の構成を採用した場合においても、上記第３変形例の場合と同様の作用効果を得ることができる。

【0132】

特に本変形例においては、複数の透光部５０ａの各々が複数の投影レンズ部４４ｓの各々における上部領域の灯具後方側に位置しているのに対応して、複数の発光素子４３２、複数の第２集光レンズ部４６０ｓおよび複数の集光レンズ部４４２ｓの各々が、複数の投影レンズ部４４ｓの各々に対して上方側にオフセットした状態で配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

【0133】

すなわち、複数の発光素子３２の各々からその発光面３２ａの面直方向へ向かう出射光を、複数の第２集光レンズ部４６０ｓを介して効率良く複数の集光レンズ部４４２ｓの各々に入射させて透光部５０ａを透過させることができる。そしてこれによりロービーム用配光パターンＰＬをより明るい配光パターンとして形成することができる。

【0134】

なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

【0135】

また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。

【符号の説明】

【0136】

１０、１１０、２１０ 車両用灯具
１２、１１２ ランプボディ
１４、１１４ 透光カバー
３０、１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、２３０Ａ、２３０Ｂ、４３０ 光源ユニット
３２、１３２ 発光素子
３２ａ、１３２ａ 発光面
３４、１３４ ヒートシンク
３４ａ、１３４ａ 放熱フィン
４０、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、２４０Ａ、２４０Ｂ、２４０Ｃ、３４０、４４０ マイクロレンズアレイ
４２、１４２、２４２Ａ、２４２Ｂ、３４２、４４２ 後側レンズアレイ
４２ａ、４４ａ、１４２ａ 外周縁領域
４２ｓ、１４２ｓ、２４２Ａｓ、２４２Ｂｓ、３４２ｓ、４４２ｓ 集光レンズ部
４４、１４４ 前側レンズアレイ
４４ｓ、１４４ｓ 投影レンズ部
５０、１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ 遮光シート
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、１５０Ａａ、１５０Ｂａ、１５０Ｃａ 透光部
５０ａ１、５０ｂ１ 下端縁
１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃ 灯具ユニット
３６０、４６０ 第２レンズアレイ
３６０ｓ、４６０ｓ 第２集光レンズ部
Ａｘ、Ａｘａ、Ａｘｂ、Ａｘ１ 光軸
ＣＬ１ 下段カットオフライン
ＣＬ２ 上段カットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後側焦点
ＰＡ 付加配光パターン
ＰＨ ハイビーム用配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン
ＰＬＡ、ＰＬＢ 配光パターン
θ１、θ２ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】