特開 2023-180529 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】P2023180529

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/25 20180101AFI20231214BHJP

   F21S 41/43 20180101ALI20231214BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20231214BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20231214BHJP

   F21W 102/13 20180101ALN20231214BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20231214BHJP

【ＦＩ】

F21S41/25

F21S41/43

F21S41/143

F21V5/04 600

F21V5/04 350

F21W102:13

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093905

(22)【出願日】2022-06-09

(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】コリチバ ニキタ

(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】発光素子２２からの出射光を、コリメータレンズ３０を介して平行光としてマイクロレンズアレイ４０に入射させる構成とする。その際、コリメータレンズ３０の構成として、その中心領域３２の周囲に位置する周辺領域３２の後面３２ｂに、複数の全反射プリズム素子３２ｓが同心円状に並んだ状態で形成されたものとする。これにより、車両用灯具１０の奥行寸法を抑えた上で発光素子２２からの出射光を広範囲にわたって前方照射光として利用可能とする。その上で、複数の全反射プリズム素子３２ｓの構成として、光軸Ａｘを中心とする円環状凹曲面Ｃを包絡面として形成されたものとする。これにより、発光素子２２からコリメータレンズ３０の外周縁部へ向かう出射光に関しても十分な光量が得られるようにする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源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、上記光源からの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部を有する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を有する前側レンズアレイとを備えており、
上記光源と上記後側レンズアレイとの間に、上記光源からの出射光を平行光として上記後側レンズアレイに入射させるためのコリメータレンズが配置されており、
上記コリメータレンズは、灯具前後方向に延びる光軸を中心とする中心領域と、上記中心領域の周囲に位置する周辺領域とを備えており、
上記周辺領域の後面に、上記光源からの出射光を入射させた後に灯具前方へ向けて全反射させる複数の全反射プリズム素子が、上記光軸を中心にして同心円状に並んだ状態で形成されており、
上記複数の全反射プリズム素子は、上記光軸を中心とする円環状凹曲面を包絡面として形成されている、ことを特徴とする車両用灯具。

【請求項2】

上記コリメータレンズと上記後側レンズアレイとが一体的に形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。

【請求項3】

上記前側レンズアレイは、上記複数の投影レンズ部のうち少なくとも一部の投影レンズ部の焦点距離が互いに異なる値に設定されている、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5】

上記光源は、発光面を灯具前方へ向けた状態で配置された発光素子で構成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。

【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、光源からの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部を有する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を有する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においては、光源からの出射光を平行光にした状態で後側レンズアレイに入射させるためのコリメータレンズを備えた構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【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】

【0006】

このような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、マイクロレンズアレイにおける複数の集光レンズ部の各々に対して光源からの出射光を均一な明るさの平行光として入射させることが望まれる。

【0007】

これを実現するため、上記「特許文献１」に記載された車両用灯具においては、コリメータレンズが大型のブロック状の透光部材として構成されており、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。

【0008】

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】

【0009】

本願発明は、コリメータレンズ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。

【0010】

すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
光源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、上記光源からの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部を有する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を有する前側レンズアレイとを備えており、
上記光源と上記後側レンズアレイとの間に、上記光源からの出射光を平行光として上記後側レンズアレイに入射させるためのコリメータレンズが配置されており、
上記コリメータレンズは、灯具前後方向に延びる光軸を中心とする中心領域と、上記中心領域の周囲に位置する周辺領域とを備えており、
上記周辺領域の後面に、上記光源からの出射光を入射させた後に灯具前方へ向けて全反射させる複数の全反射プリズム素子が、上記光軸を中心にして同心円状に並んだ状態で形成されており、
上記複数の全反射プリズム素子は、上記光軸を中心とする円環状凹曲面を包絡面として形成されている、ことを特徴とするものである。

【0011】

上記「車両用灯具」の種類は特に限定されるものではなく、例えばヘッドランプやフォグランプ等が採用可能である。

【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、あるいはフォグランプ用配光パターン、路面描画用配光パターン等が採用可能である。

【0013】

上記「光源」の種類は特に限定されるものではなく、例えば発光ダイオード等の発光素子や光源バルブ等が採用可能である。

【0014】

上記「中心領域」および「周辺領域」の各々の具体的な範囲および外形形状は特に限定されるものではない。

【0015】

上記「円環状凹曲面」の具体的な曲率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においては、コリメータレンズを介して平行光としてマイクロレンズアレイに入射した光源からの出射光を、マイクロレンズアレイの後側レンズアレイを構成する複数の集光レンズ部によって集光させるとともに、これにより形成される複数の光源像の各々を、マイクロレンズアレイの前側レンズアレイを構成する複数の投影レンズ部によって投影するように構成されているので、所要の配光パターンを任意の形状で形成することが容易に可能となる。

【0017】

その際、コリメータレンズにおいて、灯具前後方向に延びる光軸を中心とする中心領域の周囲に位置する周辺領域の後面には、光源からの出射光を入射させた後に灯具前方へ向けて全反射させる複数の全反射プリズム素子が、上記光軸を中心にして同心円状に並んだ状態で形成されているので、車両用灯具の奥行寸法を抑えた上で、光源からの出射光を広範囲にわたって前方照射光として利用することができる。

【0018】

しかも、複数の全反射プリズム素子は、上記光軸を中心とする円環状凹曲面を包絡面として形成されているので、光源からコリメータレンズの外周縁部へ向かう出射光に関しても十分な光量が得られるようにすることができる。したがって、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の平行光として入射させることができ、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、コリメータレンズと後側レンズアレイとが一体的に形成された構成とすれば、車両用灯具の奥行寸法をさらに小さくすることができ、かつ、部品点数の削減による車両用灯具のコスト低減を図ることができる。

【0021】

上記構成において、さらに、前側レンズアレイとして、複数の投影レンズ部のうち少なくとも一部の投影レンズ部の焦点距離が互いに異なる値に設定された構成とすれば、複数の投影レンズ部からの出射光によって異なる大きさの配光パターンを形成することができ、その合成配光パターンの配光分布の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、後側レンズアレイと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た構成とすれば、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。

【0023】

その際、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。

【0024】

上記構成において、さらに、光源の構成として、発光面を灯具前方へ向けた状態で配置された発光素子で構成されたものとすれば、車両用灯具の奥行寸法を小さくすることが容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【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１のIII－III線断面図

【図4】（ａ）は図２のIVａ方向矢視図、（ｂ）は図２のIVｂ方向矢視図

【図5】図１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】上記第１変形例を示す、図２と同様の図

【図9】上記第１変形例を示す、図３と同様の図

【図10】上記第１変形例を示す、図４と同様の図

【図11】上記実施形態の第２変形例を示す、図３と同様の図

【図12】上記第２変形例に係る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

【発明を実施するための形態】

【0026】

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。

【0027】

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１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。

【0028】

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。

【0029】

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、光源としての発光素子２２と、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘを有するコリメータレンズ３０と、マイクロレンズアレイ４０と、遮光シート５０とが収容された構成となっている。

【0030】

そして車両用灯具１０は、発光素子２２からの出射光を、コリメータレンズ３０によって平行光にした状態でマイクロレンズアレイ４０に入射させ、この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、ロービーム用配光パターン（これについては後述する）を形成するように構成されている。

【0031】

発光素子２２は、白色発光ダイオードであって、その発光面２２ａを灯具前方（具体的には灯具正面方向）へ向けた状態で配置されている。発光素子２２の発光面２２ａは、矩形状（具体的には１×１ｍｍ程度の正方形）の外形形状を有している。そして、発光素子２２は、その発光中心（すなわち発光面２２ａの中心位置）を光軸Ａｘ上に位置させた状態で配置されている。

【0032】

次に、コリメータレンズ３０の具体的な構成について説明する。

【0033】

図４（ａ）は、図２のIVａ方向矢視図であり、図４（ｂ）は、図２のIVｂ方向矢視図である。

【0034】

図４にも示すように、コリメータレンズ３０は、透明樹脂製の射出成形品であって、光軸Ａｘを中心とする中心領域３２と、この中心領域３２の周囲に位置する周辺領域３４と、この周辺領域３４の周囲に位置するフランジ部３６とを備えている。中心領域３２および周辺領域３４は、灯具正面視において光軸Ａｘを中心とする円形状の外形形状を有しており、フランジ部３６は、灯具正面視において周辺領域３４に外接する矩形状（具体的には一辺が５０ｍｍ以下（例えば３５ｍｍ程度）の正方形）の外形形状を有している。

【0035】

中心領域３２の後面３２ｂは、複数のレンズ素子３２ｓが光軸Ａｘを中心として同心円状に配置されたフレネルレンズで構成されており、これにより発光素子２２からの出射光を光軸Ａｘ寄りの方向へ屈折させる態様でコリメータレンズ３０に入射させるようになっている。具体的には、中心領域３２の後面３２ｂは、各レンズ素子３２ｓにおいて発光素子２２の発光中心からの出射光を灯具正面方向へ向かう平行光としてコリメータレンズ３０の前面３０ａに導くようになっている。

【0036】

周辺領域３４の後面３４ｂには、複数の全反射プリズム素子３４ｓが光軸Ａｘを中心にして同心円状に並んだ状態で形成されている。これら複数の全反射プリズム素子３４ｓの各々は、フレネルレンズ型全反射プリズムであって、発光素子２２からの出射光を入射させた後に灯具前方へ向けて全反射させるように構成されている。具体的には、複数の全反射プリズム素子３４ｓの各々は、発光素子２２の発光中心からの出射光を、光軸Ａｘから離れる方向へ屈折させる態様で入射させた後、灯具正面方向へ向かう平行光としてコリメータレンズ３０の前面３０ａに導くようになっている。

【0037】

中心領域３２と周辺領域３４との境界位置は、光軸Ａｘを中心とする半径４～６ｍｍ（例えば半径５ｍｍ程度）の円によって規定されている。

【0038】

図２、３に示すように、周辺領域３４の後面３４ｂに形成された複数の全反射プリズム素子３４ｓは、光軸Ａｘを中心とする円環状凹曲面Ｃ（図中２点鎖線で断面形状を示す）を包絡面として形成されている。

【0039】

その際、周辺領域３４の後面３４ｂにおいては、複数の全反射プリズム素子３４ｓの各々に対して発光素子２２からの出射光が略均等に入射するように、複数の全反射プリズム素子３４ｓのピッチおよび円環状凹曲面Ｃの曲率が設定されている。

【0040】

その結果、複数の全反射プリズム素子３４ｓは、周辺領域３４の後面３４ｂの内周縁寄りに位置する全反射プリズム素子３４ｓよりも外周縁寄りに位置する全反射プリズム素子３４ｓの方が大きい断面形状を有するものとなっている。

【0041】

図１～４に示すように、コリメータレンズ３０の前面３０ａは、光軸Ａｘ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。そして、コリメータレンズ３０は、その前面３０ａをマイクロレンズアレイ４０に近接させた状態で配置されている。

【0042】

図２、３に示すように、コリメータレンズ３０は、その中心領域３２が３～４ｍｍ程度の略一定の肉厚になっているが、周辺領域３４は、その中間部においては中心領域３２よりも薄肉になっており、その外周縁部においては６～８ｍｍ程度の肉厚になっている。

【0043】

図４に示すように、コリメータレンズ３０のフランジ部３６は、中心領域３２よりも薄肉でかつ前面３０ａと面一で平板状に延びるように形成されている。そして、このコリメータレンズ３０は、そのフランジ部３６においてランプボディ１２に支持されるようになっている。

【0044】

次に、マイクロレンズアレイ４０の具体的な構成について説明する。

【0045】

図1～３に示すように、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。

【0046】

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、その後面には発光素子２２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Ａｘ１を有している。

【0047】

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２～３ｍｍ程度（例えば２．５ｍｍ程度）の矩形状（例えば正方形）の外形形状を有している。

【0048】

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Ａｘ１は、複数の集光レンズ部４２ｓの各々の光軸Ａｘ１と同軸となるように設定されている。

【0049】

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４２ｃは平板状に形成されている。

【0050】

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４４ｃは平板状に形成されている。

【0051】

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。

【0052】

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が形成されている。その際、複数の透光部５０ａ、５０ｂ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おり、かつ、複数の透光部５０ａと複数の透光部５０ｂとが、それぞれ縦１列で左右方向に交互に配置されている。

【0053】

図５は、図１のＶ部詳細図である。

【0054】

図５にも示すように、複数の透光部５０ａ、５０ｂ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。

【0055】

すなわち、複数の透光部５０ａの各々は、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。透光部５０ａの下端縁５０ａ１は、投影レンズ５０の後側焦点の位置において光軸Ａｘ１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Ａｘ１よりも左側の部分（灯具正面視では右側の部分）が光軸Ａｘ１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Ａｘ１よりも右側の部分が光軸Ａｘ１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Ａｘ１よりも左側の部分と接続されている。

【0056】

また、複数の透光部５０ｂの各々も、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よりもかなり小さい開口形状に設定されている。そして、透光部５０ｂ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。

【0057】

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、その後側レンズアレイ４２の外周縁領域４２ｃにおいてランプボディ１２に支持されている。

【0058】

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る。

【0059】

図６に示す配光パターンは、左配光のロービーム用配光パターンＰＬ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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

大きい方の配光パターンＰＬＡは、複数の透光部５０ａを透過した複数の発光素子２２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、複数の透光部５０ｂを透過した複数の発光素子２２からの出射光によって形成される配光パターンである。

【0063】

そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、配光パターンＰＬＡによって拡散領域が形成されるとともに、配光パターンＰＬＢによってエルボ点Ｅの近傍に高光度領域ＨＺが形成されるようになっている。

【0064】

次に本実施形態の作用について説明する。

【0065】

本実施形態に係る車両用灯具１０は、コリメータレンズ３０を介して平行光としてマイクロレンズアレイ４０に入射した発光素子２２（光源）からの出射光を、マイクロレンズアレイ４０の後側レンズアレイ４２を構成する複数の集光レンズ部４２ｓによって集光させるとともに、これにより形成される複数の光源像の各々を、マイクロレンズアレイ４０の前側レンズアレイ４４を構成する複数の投影レンズ部４４ｓによって投影するように構成されているので、ロービーム用配光パターンＰＬ（所要の配光パターン）を任意の形状で形成することが容易に可能となる。

【0066】

その上で、コリメータレンズ３０において、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘを中心とする中心領域３２の周囲に位置する周辺領域３２の後面３２ｂには、発光素子２２からの出射光を入射させた後に灯具前方へ向けて全反射させる複数の全反射プリズム素子３２ｓが、光軸Ａｘを中心にして同心円状に並んだ状態で形成されているので、車両用灯具１０の奥行寸法を抑えた上で、発光素子２２からの出射光を広範囲にわたって前方照射光として利用することができる。

【0067】

しかも、複数の全反射プリズム素子３２ｓは、光軸Ａｘを中心とする円環状凹曲面Ｃを包絡面として形成されているので、発光素子２２からコリメータレンズ３０の外周縁部へ向かう出射光に関しても十分な光量が得られるようにすることができる。したがって、発光素子２２からの出射光を複数の集光レンズ部４２ｓの各々に対して略均一な明るさの平行光として入射させることができ、これにより配光ムラの少ないロービーム用配光パターンＰＬを形成することができる。

【0068】

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。

【0069】

その際、本実施形態においては、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の各々の大きさや外形形状に応じた配光パターンＰＬＡ、ＰＬＢを形成することができ、これによりロービーム用配光パターンＰＬを任意の配光分布で形成することができる。

【0070】

また本実施形態においては、車両用灯具１０の光源が、発光面２２ａを灯具前方へ向けた状態で配置された発光素子２２で構成されているので、車両用灯具１０からの照射光によってカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有するロービーム用配光パターンＰＬを形成することが容易に可能となる。

【0071】

上記実施形態においては、発光素子２２の発光面２２ａが１×１ｍｍ程度の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の形状の発光面を有するものを用いることも可能である。

【0072】

上記実施形態においては、コリメータレンズ３０における中心領域３２の後面３２ｂが、フレネルレンズ状に形成されているものとして説明したが、これ以外の構成（例えば単一の凸レンズ面で構成されたもの等）を採用することも可能である。

【0073】

上記実施形態においては、コリメータレンズ３０が灯具正面視において円形の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の外形形状を有する構成を採用することも可能である。

【0074】

上記実施形態においては、コリメータレンズ３０が射出成形品として構成されているものとして説明したが、これ以外の構成（例えば圧縮成形品として構成されたもの等）を採用することも可能である。

【0075】

上記実施形態においては、マイクロレンズアレイ４０における後側レンズアレイ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。

【0076】

上記実施形態においては、遮光シート５０が、複数の透光部５０ａ、５０ｂが複数の開口部として形成された遮光板で構成されているものとして説明したが、複数の透光部５０ａ、５０ｂ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。

【0077】

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が、縦１列で左右方向に交互に形成され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。

【0078】

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を形成する場合について説明したが、これ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。

【0079】

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

【0080】

まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。

【0081】

図７～１０は、本変形例に係る車両用灯具１１０を示す、図１～４と同様の図である。

【0082】

図７～１０に示すように、本変形例に係る車両用灯具１１０の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、コリメータレンズ１３０およびマイクロレンズアレイ１４０の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。

【0083】

すなわち、本変形例のコリメータレンズ１３０は、上記実施形態のコリメータレンズ３０とマイクロレンズアレイ４０の後側レンズアレイ４２とが一体的に形成されたような構成となっている。

【0084】

具体的には、本変形例のコリメータレンズ１３０には、その前面１３０ａに複数の集光レンズ部１３０ｓが形成されており、これにより上記実施形態のマイクロレンズアレイ４０の後側レンズアレイ４２としての機能を果たすように構成されている。これら複数の集光レンズ部１３０ｓは、いずれも凸曲面状の魚眼レンズであって、上記実施形態のマイクロレンズアレイ４０の後側レンズアレイ４２に形成された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。

【0085】

また、本変形例のマイクロレンズアレイ１４０は、上記実施形態のマイクロレンズアレイ４０における前側レンズアレイ４４としての機能を果たすように構成されている。すなわち、このマイクロレンズアレイ１４０は、その前面１４０ａに複数の投影レンズ部１４０ｓ２が形成されるとともに、その後面１４０ｂに複数の集光レンズ部１４０ｓ１が形成された構成となっている。これら複数の集光レンズ部１４０ｓ１および複数の投影レンズ部１４０ｓ２は、コリメータレンズ１３０の前面１３０ａに形成された複数の集光レンズ部１３０ｓ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。

【0086】

マイクロレンズアレイ１４０は、その外周縁領域１４０ｃが平板状に形成されており、かつ、灯具後方側へ向けて厚肉となるように形成されている。

【0087】

本変形例においては、上記実施形態と同様の構成を有する遮光シート５０がコリメータレンズ１３０とマイクロレンズアレイ１４０との間に配置されている。この遮光シート５０は、その外周縁部においてマイクロレンズアレイ１４０の外周縁領域１４０ｃ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、その外周縁領域１４０ｃにおいてランプボディ１２に支持されている。

【0088】

本変形例に係る車両用灯具１１０においては、発光素子２２からの出射光をコリメータレンズ１３０に入射させて平行光とした後、その前面１３０ａに形成された複数の集光レンズ部１３０ｓおよびマイクロレンズアレイ１４０の後面１４０ｂに形成された複数の集光レンズ部１４０ｓ１によって集光させるとともに、これにより形成される複数の光源像の各々を、マイクロレンズアレイ１４０の前面１４０ａに形成された複数の投影レンズ部１４０ｓ２によって投影するように構成されているので、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。

【0089】

しかも、本変形例のコリメータレンズ１３０は、上記実施形態のコリメータレンズ３０とマイクロレンズアレイ４０の後側レンズアレイ４２とが一体的に形成された構成となっているので、車両用灯具１１０の奥行寸法をさらに小さくすることができ、かつ、部品点数の削減による車両用灯具１１０のコスト低減を図ることができる。

【0090】

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

【0091】

図１１は、本変形例に係る車両用灯具２１０を示す、図３と同様の図である。

【0092】

図１１に示すように、本変形例に係る車両用灯具２１０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、上記第１変形例に係る車両用灯具１１０のように遮光シート５０を備えた構成とはなっておらず、かつ、マイクロレンズアレイ２４０の構成が上記第１変形例の場合と一部異なっている。

【0093】

すなわち、本変形例のマイクロレンズアレイ２４０も、その後面２４０ｂに複数の集光レンズ部２４０ｓ１が形成されるとともに、その前面２４０ａに複数の投影レンズ部２４０ｓ２が形成された構成となっているが、複数の投影レンズ部２４０ｓ２は、コリメータレンズ１３０の光軸Ａｘから離れた位置にあるものほど、その表面形状を構成する凸曲面の水平断面形状の曲率が大きくなるように形成されている。一方、これら複数の投影レンズ部２４０ｓ２の各々の表面形状を構成する凸曲面の鉛直断面形状に関しては、その曲率が略一定の値に設定されている。

【0094】

すなわち、複数の投影レンズ部２４０ｓ２は、鉛直面内における焦点距離は略一定の値であるが、水平面内における焦点距離は光軸Ａｘから離れた位置にあるものほど短くなっている。

【0095】

これにより、マイクロレンズアレイ２４０からの出射光は、光軸Ａｘに近い位置にある投影レンズ部２４０ｓ２においては左右方向に大きく拡がる光となり、光軸Ａｘから離れた位置にある投影レンズ部２４０ｓ２においては左右方向に小さく拡がる光となる。

【0096】

図１２は、車両用灯具２１０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る。

【0097】

図１２に示す配光パターンは、ハイビーム用配光パターンＰＨを形成する際に、ロービーム用配光パターンＰＬに対して付加的に形成される付加配光パターンＰＡである。

【0098】

図１２に示すように、付加配光パターンＰＡは、Ｈ－Ｖを中心にしてＶ－Ｖ線から左右両側に拡がる横長の配光パターンとして形成されている。その際、付加配光パターンＰＡは、左右拡散角の異なる複数の配光パターンが重畳的に形成されたものとなっている。これは、マイクロレンズアレイ２４０の前面２４０ａを構成する複数の投影レンズ部２４０ｓ２の焦点距離が、鉛直面内においては略一定の値であるが水平面内においては光軸Ａｘから離れた位置にあるものほど短くなっていることによるものである。

【0099】

本変形例の構成を採用した場合にも、車両用灯具２１０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。

【0100】

また本変形例のように、複数の投影レンズ部２４０ｓ２の各々について、その焦点距離の値を適宜調整することにより、複数の配光パターンの合成配光パターンとして形成される付加配光パターンＰＡの配光分布の自由度を高めることができる。

【0101】

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。

【0102】

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】

【0103】

１０、１１０、２１０ 車両用灯具
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
２２ 発光素子（光源）
２２ａ 発光面
３０、１３０ コリメータレンズ
３０ａ、１３０ａ、１４０ａ、２４０ａ 前面
３２ 中心領域
３２ｂ、３４ｂ、１４０ｂ、２４０ｂ 後面
３２ｓ レンズ素子
３４ 周辺領域
３４ｓ 全反射プリズム素子
３６ フランジ部
４０、１４０、２４０ マイクロレンズアレイ
４２ 後側レンズアレイ
４２ｃ、４４ｃ、１４０ｃ 外周縁領域
４２ｓ、１３０ｓ、１４０ｓ１、２４０ｓ１ 集光レンズ部
４４ 前側レンズアレイ
４４ｓ、１４０ｓ２、２４０ｓ２ 投影レンズ部
５０ 遮光シート
５０ａ、５０ｂ 透光部
５０ａ１、５０ｂ１ 下端縁
Ａｘ、Ａｘ１ 光軸
Ｃ 円環状凹曲面
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
ＨＺ 高光度領域
ＰＡ 付加配光パターン（所要の配光パターン）
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（所要の配光パターン）
ＰＬＡ、ＰＬＢ 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】

【図11】

【図12】