特開 2023-180530 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】P2023180530

(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 41/255 20180101AFI20231214BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20231214BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20231214BHJP

   F21W 102/17 20180101ALN20231214BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20231214BHJP

【ＦＩ】

F21S41/255

F21S41/143

F21V5/04 650

F21W102:17

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 2022093906

(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】光源からの出射光をレンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、鮮明なカットオフラインを有する配光パターンを形成可能な構成とする。
【解決手段】レンズ３０の前面３０ａの上半部に位置する出射領域３０ａ１において、複数のレンズ素子３０ｓ１が縦横格子状に区分けされた状態で形成された構成とする。その際、これら複数のレンズ素子３０ｓ１は、出射領域３０ａ１の下端縁側に位置するものほど光軸Ａｘと直交する鉛直面に対する傾斜角度が大きな値に設定された構成とする。これにより、複数のレンズ素子３０ｓ１からの出射光によって形成される複数の配光パターンの上端縁の位置を揃えるようにする。そして、これら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配光パターンの上端縁を、ロービーム用配光パターンの下段カットオフラインに沿ったものとする。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源とレンズとを備え、上記光源からの出射光を上記レンズを介して灯具前方へ向けて照射することにより、カットオフラインを有する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、
上記レンズの前面に、上記複数の全反射プリズム素子から到達した光を出射制御する複数のレンズ素子が、縦横格子状に区分けされた状態で形成されており、
上記複数のレンズ素子のうち少なくとも一部は、上記縦横格子状に区分けされた縦の列を構成する複数のレンズ素子相互間において上下方向傾斜角が互いに異なる値に設定されている、ことを特徴とする車両用灯具。

【請求項2】

上記縦横格子状に区分けされた縦の列において、上下方向傾斜角が互いに異なる値に設定された上記複数のレンズ素子は、互いに連続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】

上下方向傾斜角が互いに異なる値に設定された上記複数のレンズ素子として、水平断面形状が互いに異なる複数種類のレンズ素子を備えている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。

【請求項4】

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、ことを特徴とする請求項１～３いずれか記載の車両用灯具。

【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１～３いずれか記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、光源からの出射光をレンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成され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レンズを介して灯具前方へ向けて照射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レンズの構成として、灯具前後方向に延びる光軸を中心とする中心領域と、この中心領域の周囲に位置する周辺領域とを備えており、その周辺領域の後面に、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たものが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１８７８５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記「特許文献１」に記載されているような車両用灯具において、そのレンズの前面に、複数の全反射プリズム素子から到達した光を出射制御する複数のレンズ素子が縦横格子状に区分けされた状態で形成された構成とすれば、これら複数のレンズ素子の向きを適宜調整することにより上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成することが可能となる。

【0006】

その際、できるだけ鮮明なカットオフラインを有する配光パターンを形成することが望まれる。

【0007】

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、光源からの出射光をレンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、鮮明なカットオフラインを有する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】

【0008】

本願発明は、レンズにおける前面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。

【0009】

すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
光源とレンズとを備え、上記光源からの出射光を上記レンズを介して灯具前方へ向けて照射することにより、カットオフラインを有する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、
上記レンズの前面に、上記複数の全反射プリズム素子から到達した光を出射制御する複数のレンズ素子が、縦横格子状に区分けされた状態で形成されており、
上記複数のレンズ素子のうち少なくとも一部は、上記縦横格子状に区分けされた縦の列を構成する複数のレンズ素子相互間において上下方向傾斜角が互いに異なる値に設定されている、ことを特徴とするものである。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

上記「レンズの前面」は、その全領域が縦横格子状に区分けされていてもよいし、その一部領域のみが縦横格子状に区分けされていてもよい。

【0014】

上記「複数のレンズ素子」は、縦横格子状に区分けされた状態で形成されていれば、その各々の具体的な形状やサイズは特に限定されるものではない。

【発明の効果】

【0015】

本願発明に係る車両用灯具は、光源からの出射光をレンズを介して灯具前方へ向けて照射する構成となっているが、上記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、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。

【0016】

その上で、レンズの前面には、複数の全反射プリズム素子から到達した光を出射制御する複数のレンズ素子が、縦横格子状に区分けされた状態で形成されているので、これら複数のレンズ素子の向きを適宜調整することにより上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成することが容易に可能となる。

【0017】

その際、複数のレンズ素子のうち少なくとも一部は、縦横格子状に区分けされた縦の列を構成する複数のレンズ素子相互間において上下方向傾斜角が互いに異なる値に設定されているので、これら複数のレンズ素子の各々からの出射光によって形成される配光パターンの上端縁の位置を揃えることが可能となり、これにより上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成することが容易に可能となる。

【0018】

このように本願発明によれば、光源からの出射光をレンズを介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、鮮明なカットオフラインを有する配光パターンを形成することができる。

【0019】

上記構成において、さらに、縦横格子状に区分けされた縦の列において、上下方向傾斜角が互いに異なる値に設定された複数のレンズ素子が互いに連続的に形成された構成とすれば、これら複数のレンズ素子相互間に段差が形成されないようにすることが可能となる。そしてこれにより、上記段差部分から不用意に上方散乱光が照射されてしまうのを未然に防止することが可能となるので、鮮明なカットオフラインを維持することが容易に可能となる。また、このように複数のレンズ素子相互間に段差が形成されない構成とすることにより、レンズの前面をシンプルな意匠とすることができ、これによりレンズの見映え向上を図ることができる。

【0020】

上記構成において、さらに、上下方向傾斜角が互いに異なる値に設定された複数のレンズ素子として、水平断面形状が互いに異なる複数種類のレンズ素子を備えた構成とすれば、鮮明なカットオフラインを有する配光パターンを形成するようにした上で、その高光度領域の位置を灯具正面方向から左右方向に適宜変位させることができ、これにより車両走行に適した配光分布を得ることが容易に可能となる。

【0021】

上記構成において、さらに、複数の全反射プリズム素子の構成として、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た構成とすれば、光源から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。

【0022】

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、車両用灯具からの照射光によってカットオフラインを有する配光パターンを形成することが一層容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【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】図１のIV－IV線断面図

【図5】（ａ）は図３のＶａ方向矢視図、（ｂ）は図３のＶｂ方向矢視図

【図6】上記車両用灯具からの照射光によって形成されるロービーム用配光パターンを透視的に示す図

【図7】上記ロービーム用配光パターンの一部の形成過程を説明するための図

【図8】上記ロービーム用配光パターンの他の一部の形成過程を説明するための図

【図9】上記実施形態の第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５と同様の図

【図11】上記実施形態の第２変形例を示す、図５と同様の図

【図12】上記第２変形例の作用を示す、図６と同様の図

【発明を実施するための形態】

【0024】

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。

【0025】

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線断面図である。

【0026】

図１、２において、Ｘで示す方向が「灯具前方」であり、Ｙで示す方向が「灯具前方」と直交する「左方向」（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、２以外の図においても同様である。

【0027】

図１、２に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、車両前端部に配置されるヘッドランプであって、ランプボディ１２とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に灯具ユニット２０が組み込まれた構成となっている。そして、この車両用灯具１０は、灯具ユニット２０からの照射光によってロービーム用配光パターン（これについては後述する）を形成するようになっている。

【0028】

灯具ユニット２０は、発光素子２２とその灯具前方側に配置されたレンズ３０とを備えており、発光素子２２からの出射光をレンズ３０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。

【0029】

発光素子２２は、基板２４を介してランプボディ１２に支持されており、レンズ３０は、図示しない取付構造を介してランプボディ１２に支持されている。

【0030】

次に、灯具ユニット２０の具体的な構成について説明する。

【0031】

図３は、図１のIII－III線断面図であり、図４は、図１のIV－IV線断面図である。また、図５（ａ）は、図３のＶａ方向矢視図であり、図５（ｂ）は、図３のＶｂ方向矢視図である。

【0032】

図１～５に示すように、レンズ３０は、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘを有しており、灯具正面視において光軸Ａｘを中心とする円形の外形形状を有している。レンズ３０の外形寸法は５０ｍｍ以下（例えば３５ｍｍ程度）の値に設定されている。

【0033】

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、その発光面２２ａの下端縁における左右方向の中心位置（以下「基準位置」という）をレンズ３０の光軸Ａｘ上に位置させた状態で配置されている。

【0034】

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とを備えている。

【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の基準位置からの出射光を灯具正面方向へ向かう平行光としてレンズ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の基準位置からの出射光を、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３、４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１～５に示すように、レンズ３０の前面３０ａは、光軸Ａｘと直交する鉛直面上に複数のレンズ素子（これについては後述する）が形成された構成となっている。

【0042】

レンズ３０の前面３０ａは、５つの出射領域３０ａ１、３０ａ２、３０ａ３、３０ａ４、３０ａ５に区分けされている。

【0043】

出射領域３０ａ１は、前面３０ａの上半部に位置する半円状の領域であり、出射領域３０ａ２、３０ａ４は、前面３０ａの下半部においてその外周縁に沿って帯状に延びる半円弧状の領域であり、出射領域３０ａ３は、前面３０ａの下部領域において下方へ向けて扇状に拡がる縦長の外形形状を有する領域であり、出射領域３０ａ５は、前面３０ａの下半部における残りの領域である。

【0044】

出射領域３０ａ１は、横長（例えば２×４ｍｍ程度）の縦横格子状に区分けされており、その各々に凸曲面状のレンズ素子３０ｓ１が割り付けられた構成となっている。各レンズ素子３０ｓ１は、レンズ３０の後面３２ｂ、３４ｂから平行光として到達した発光素子２２からの光を、下方向に偏向させた上で左右方向に拡散させる態様で、灯具前方へ向けて出射させるように構成されている。

【0045】

出射領域３０ａ１を構成する複数のレンズ素子３０ｓ１は、縦横格子状に区分けされた縦の列を構成する複数のレンズ素子３０ｓ１相互間において上下方向傾斜角が互いに異なる値に設定されている。具体的には、複数のレンズ素子３０ｓ１の各々は、その上端縁から下端縁へ向けて斜め下方に突出して延びるように形成されており、その際、光軸Ａｘと直交する鉛直面に対する傾斜角度は、出射領域３０ａ１の下端縁側に位置するレンズ素子３０ｓ１ほど大きな値に設定されている。また、複数のレンズ素子３０ｓ１の各々の左右方向の曲率は、出射領域３０ａ１の下端縁側に位置するレンズ素子３０ｓ１ほど大きな値に設定されている。

【0046】

出射領域３０ａ２、３０ａ４は、縦縞状（例えば横幅２ｍｍ程度）に区分けされており、その各々に凸曲面状のレンズ素子３０ｓ２、３０ｓ４が割り付けられた構成となっている。

【0047】

出射領域３０ａ３の左側（灯具正面視では右側）に位置する出射領域３０ａ２を構成する各レンズ素子３０ｓ２は、レンズ３０の後面３４ｂから平行光として到達した発光素子２２からの光を、やや下方向に偏向させた上で右方向に大きく拡散させる態様で、灯具前方へ向けて出射させるように構成されている。

【0048】

出射領域３０ａ３の右側に位置する出射領域３０ａ４を構成する各レンズ素子３０ｓ４は、レンズ３０の後面３４ｂから平行光として到達した発光素子２２からの光を、やや上方向に偏向させた上で左方向に大きく拡散させる態様で、灯具前方へ向けて出射させるように構成されている。

【0049】

出射領域３０ａ３は、その左側縁（灯具正面視では右側縁）が光軸Ａｘから真下の方向に延びる直線で構成されており、その右側縁が、光軸Ａｘから真下の方向に対して右側に傾斜した方向（具体的には真下の方向から右側に１５°程度傾斜した方向）に延びる直線で構成されている。この出射領域３０ａ３の上端縁は、光軸Ａｘを中心とする円弧で構成されている。この円弧は、レンズ３０の中心領域３２と周辺領域３４との境界位置よりも僅かに外周側に位置している。また、出射領域３０ａ３の下端縁は、前面３０ａの外周縁で構成されている。

【0050】

出射領域３０ａ３は、単一のレンズ素子３０ｓ３で構成されている。このレンズ素子３０ｓ３は、凸曲面状の自由曲面からなる表面形状を有している。すなわち、このレンズ素子３０ｓ３の表面は、その右半部３０ｓ３Ａから左半部３０ｓ３Ｂにかけて凸曲面の曲率が徐々に変化する自由曲面で構成されている。そして、このレンズ素子３０ｓ３においては、レンズ３０の後面３４ｂから平行光として到達した発光素子２２からの光を、やや上方向に偏向させた上で右半部３０ｓ３Ａから左半部３０ｓ３Ｂにかけて出射方向を徐々に変化させる態様で、灯具前方へ向けて出射させるように構成されている。

【0051】

出射領域３０ａ５は、出射領域３０ａ１と同様、縦縞状に区分けされており、その各々に凸曲面状のレンズ素子３０ｓ５が割り付けられた構成となっている。ただし、各レンズ素子３０ｓ５は、レンズ３０の後面３２ｂ、３４ｂから平行光として到達した発光素子２２からの光を、やや下方向に偏向させた上で左方向に大きく拡散させる態様で、灯具前方へ向けて出射させるように構成されている。

【0052】

図３、４に示すように、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５～６ｍｍ程度の肉厚になっている。

【0053】

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ロービーム用配光パターンＰＬを透視的に示す図である。

【0054】

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、その上端部には段付カットオフラインＣＬが形成されている。

【0055】

段付カットオフラインＣＬは、左右段違いで水平方向に延びる下段カットオフラインＣＬ１と上段カットオフラインＣＬ２とが傾斜部ＣＬ３を介して繋がれた形状を有している。その際、段付カットオフラインＣＬは、灯具正面方向の消点であるＨ－Ｖを通る鉛直線であるＶ－Ｖ線に対して、対向車線側に下段カットオフラインＣＬ１が位置するとともに、自車線側に傾斜部ＣＬ３および上段カットオフラインＣＬ２が位置するようにして形成されている。上段カットオフラインＣＬ２は、Ｈ－Ｖを通る水平線であるＨ－Ｈ線のやや上方に位置している。

【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と傾斜部ＣＬ３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おり、傾斜部ＣＬ３はエルボ点Ｅから水平方向に対して１５°の傾斜角度で斜め左上方向に延びている。このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅの左下方近傍に高光度領域ＨＺが形成されている。

【0057】

ロービーム用配光パターンＰＬは、５つの配光パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を重畳させた合成配光パターンとして形成されている。

【0058】

配光パターンＰ１は、レンズ３０の前面３０ａにおける出射領域３０ａ１からの出射光によって形成される配光パターンであって、Ｈ－Ｈ線の下方において比較的大きい上下幅で左右方向に大きく拡がる横長の配光パターンとして形成されている。この配光パターンＰ１は、ロービーム用配光パターンＰＬの広拡散領域を形成するようになっている。その際、この配光パターンＰ１自体としても、エルボ点Ｅの下方近傍に高光度領域ＨＺの明るさを補強するための高光度領域ＨＺ１を形成するようになっている。なお、この配光パターンＰ１の形成過程については後述する。

【0059】

配光パターンＰ２は、レンズ３０の前面３０ａにおける出射領域３０ａ２からの出射光によって形成される配光パターンであって、Ｈ－Ｈ線の下方近傍において狭い上下幅でＶ－Ｖ線近傍から右方向に拡がる横長の明るい配光パターンとして形成されている。この配光パターンＰ２は、その上端縁によってロービーム用配光パターンＰＬの下段カットオフラインＣＬ１を形成するようになっている。

【0060】

このような配光パターンＰ２が形成されるのは、周辺領域３４の外周側領域３４ｂ２においてその外周縁部からの発光素子２２の発光面２２ａの見込み角は小さいものとなり、このため、その灯具前方に位置する出射領域３０ａ２からの出射光によって形成される配光パターンは小さくて明るいものとなりやすいことによるものである。

【0061】

配光パターンＰ３は、レンズ３０の前面３０ａにおける出射領域３０ａ３からの出射光によって形成される配光パターンであって、Ｈ－Ｖの下方近傍において狭い上下幅で左斜め上方向に延びる小さくて明るい配光パターンとして形成されている。この配光パターンＰ３は、その上端縁によってロービーム用配光パターンＰＬの傾斜部ＣＬ３および上段カットオフラインＣＬ２の右端部を形成するようになっている。なお、この配光パターンＰ３の形成過程については後述する。

【0062】

配光パターンＰ４は、レンズ５０の前面３０ａにおける出射領域３０ａ４からの出射光によって形成される配光パターンであって、略Ｈ－Ｈ線に沿って狭い上下幅でＶ－Ｖ線の左側近傍から左方向に拡がる横長の明るい配光パターンとして形成されている。この配光パターンＰ４は、その上端縁によってロービーム用配光パターンＰＬの上段カットオフラインＣＬ２を形成するようになっている。その際、この配光パターンＰ４は、その右端部が配光パターンＰ３と重複した状態で滑らかに繋がるように形成されている。

【0063】

このような配光パターンＰ４が形成されるのは、配光パターンＰ２の場合と同様、周辺領域３４の外周側領域３４ｂ２においてその外周縁部からの発光素子２２の発光面２２ａの見込み角は小さいものとなり、このため、その灯具前方に位置する出射領域３０ａ４からの出射光によって形成される配光パターンは小さくて明るいものとなりやすいことによるものである。

【0064】

配光パターンＰ５は、レンズ３０の前面３０ａにおける出射領域３０ａ５からの出射光によって形成される配光パターンであって、配光パターンＰ４と配光パターンＰ１とに跨るようにして比較的狭い上下幅でＶ－Ｖ線の左側近傍から左方向に拡がる横長の比較的明るい配光パターンとして形成されており、その右端部が配光パターンＰ３と重複している。

【0065】

図７（ａ）は、ロービーム用配光パターンＰＬから配光パターンＰ１のみを取り出して示す図である。

【0066】

図７（ａ）に示すように、配光パターンＰ１は、比較的大きい上下幅でＶ－Ｖ線を中心にして左右方向に大きく拡がる横長の配光パターンとして形成されており、その上端縁の位置は下段カットオフラインＣＬ１と略一致している。そして、この配光パターンＰ１の上端部には、Ｖ－Ｖ線を中心とする横長の高光度領域ＨＺ１が形成されており、その上端縁の位置は下段カットオフラインＣＬ１と略一致している。

【0067】

図７（ｂ）は、配光パターンＰ１の形成過程を説明するための図である。

【0068】

図７（ｂ）においては、配光パターンＰ１を大きさの異なる３つの配光パターンＰ１Ａ、Ｐ１Ｂ、Ｐ１Ｃの合成配光パターンとして示している。

【0069】

３つの配光パターンＰ１Ａ～Ｐ１Ｃのうち、最も大きい配光パターンＰ１Ａは、出射領域３０ａ１の下部領域に位置する複数のレンズ素子３０ｓ１からの出射光によって形成される配光パターンであり、最も小さい配光パターンＰ１Ｃは、出射領域３０ａ１の上部領域に位置する複数のレンズ素子３０ｓ１からの出射光によって形成される配光パターンであり、中間的な大きさの配光パターンＰ１Ｂは、出射領域３０ａ１の上下方向の中間領域に位置する複数のレンズ素子３０ｓ１からの出射光によって形成される配光パターンである。

【0070】

３つの配光パターンＰ１Ａ～Ｐ１Ｃは、その上端縁の位置が略一致している。これは、複数のレンズ素子３０ｓ１の各々の構成として、光軸Ａｘと直交する鉛直面に対する傾斜角度が出射領域３０ａ１の下端縁側に位置するレンズ素子３０ｓ１ほど大きな値に設定されていることによるものである。

【0071】

なお、３つの配光パターンＰ１Ａ～Ｐ１Ｃの各々の左右拡散角の大きさは、複数のレンズ素子３０ｓ１の各々の左右方向の曲率の大きさによって設定されている。

【0072】

一方、図７（ｂ）において破線で示す配光パターンＰ１оは、仮に、出射領域３０ａ１を構成する複数のレンズ素子３０ｓ１が、レンズ３０の後面３２ｂ、３４ｂから平行光として到達した発光素子２２からの光を下方向に偏向させずに出射させる構成となっているとした場合に形成される配光パターンである。

【0073】

なお、図７（ｂ）においては、配光パターンＰ１に対応させて、配光パターンＰ１оを大きさの異なる３つの配光パターンＰ１оＡ、Ｐ１оＢ、Ｐ１оＣの合成配光パターンとして示している。

【0074】

３つの配光パターンＰ１оＡ～Ｐ１оＣは、その上端部においてＨ－Ｈ線を上下方向に跨ぐようにした状態で多重的に形成されており、かつ、その上端縁の位置は配光パターンＰ１оＡ、Ｐ１оＢ、Ｐ１оＣの順番で下方に変位している。

【0075】

また、図７（ｂ）において２点鎖線で示す配光パターンＰ１´は、複数のレンズ素子３０ｓ１の各々の構成として、仮に、光軸Ａｘと直交する鉛直面に対する傾斜角度が出射領域３０ａ１の下端縁部に位置するレンズ素子３０ｓ１の傾斜角度で統一されているとした場合に形成される配光パターンである。

【0076】

なお、図７（ｂ）においては、配光パターンＰ１´についても、配光パターンＰ１に対応させて、大きさの異なる３つの配光パターンＰ１Ａ´、Ｐ１Ｂ´、Ｐ１Ｃ´の合成配光パターンとして示している。

【0077】

３つの配光パターンＰ１Ａ´～Ｐ１Ｃ´は、３つの配光パターンＰ１оＡ～Ｐ１оＣを、そのまま同一の角度θａ´分だけ下方に平行移動させたものとなっている。

【0078】

これに対し、３つの配光パターンＰ１Ａ～Ｐ１Ｃは、配光パターンＰ１Ａが配光パターンＰ１оＡを角度θａ（θａ＝θａ´）分だけ下方に平行移動させたものとなっており、配光パターンＰ１Ｂが配光パターンＰ１оＢを角度θｂ（θｂ＜θａ）分だけ下方に平行移動させたものとなっており、配光パターンＰ１Ｃが配光パターンＰ１оＣを角度θｃ（θｃ＜θｂ）分だけ下方に平行移動させたものとなっている。

【0079】

このため、配光パターンＰ１は、３つの配光パターンＰ１Ａ～Ｐ１Ｃの上端縁の位置が略一致したものとなっている。そしてこれにより、図７（ａ）に示すように、配光パターンＰ１は、その上端部に横長の高光度領域ＨＺ１が形成されたものとなっている。

【0080】

図８は、配光パターンＰ３の形成過程を説明するための図であって、レンズ３０の前面３０ａの一部およびロービーム用配光パターンＰＬの一部をそれぞれ斜視図で示している。

【0081】

図８に示すように、レンズ３０の前面３０ａにおいて出射領域３０ａ３を構成しているレンズ素子３０ｓ３からの出射光によって形成される配光パターンＰ３は、上述したとおり、その上端縁がロービーム用配光パターンＰＬの傾斜部ＣＬ３から上段カットオフラインＣＬ２の右端部まで延びるように形成されている。

【0082】

一方、図８において２点鎖線で示す配光パターンＰ３оは、仮に出射領域３０ａ３にレンズ素子３０ｓ３が形成されていないとした場合に形成される配光パターンであって、傾斜部ＣＬ３の下方近傍において斜め左上方向に延びるように形成されている。この配光パターンＰ３оは、その上端縁が明瞭な明暗境界線として形成されたものとなる。これは発光素子２２がその発光面２２ａの下端縁をレンズ３０の光軸Ａｘ上に位置させた状態で配置されていることによるものである。

【0083】

実際には、出射領域３０ａ３にレンズ素子３０ｓ３が形成されているので、配光パターンＰ３оは配光パターンＰ３のように変化する。これはレンズ素子３０ｓ３が、その右半部３０ｓ３Ａから左半部３０ｓ３Ｂにかけて凸曲面の曲率が徐々に変化する自由曲面で構成されていることにより、レンズ３０の前面３０ａに到達した平行光をやや上方向に偏向させた上で右半部３０ｓ３Ａから左半部３０ｓ３Ｂにかけて出射方向を徐々に変化させるようになっていることによるものである。

【0084】

また、出射領域３０ａ３は、単一のレンズ素子３０ｓ３で構成されており、その表面には段差が存在していないので、配光パターンＰ３として傾斜部ＣＬ３の上方空間にグレアの原因となる光溜りが不用意に形成されてしまうようなことはない。

【0085】

次に本実施形態の作用について説明する。

【0086】

本実施形態に係る車両用灯具１０は、灯具ユニット２０の発光素子２２（光源）からの出射光をレンズ３０を介して灯具前方へ向けて照射することにより、段付カットオフラインＣＬを有するロービーム用配光パターンＰＬを形成するように構成されているが、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３４の後面３４ｂ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ので、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。

【0087】

その上で、レンズ３０は、その前面３０ａが５つの出射領域３０ａ１、３０ａ２、３０ａ３、３０ａ４、３０ａ５に区分けされており、その各々に、レンズ３０の後面３２ｂ、３４ｂから平行光として到達した発光素子２２からの光を出射制御する複数のレンズ素子３０ｓ１、３０ｓ２、３０ｓ３、３０ｓ４、３０ｓ５が形成された構成となっているので、配光制御の自由度を高めることができる。

【0088】

その際、前面３０ａの上半部に位置する出射領域３０ａ１を構成する複数のレンズ素子３０ｓ１は、縦横格子状に区分けされた状態で形成されているので、これら複数のレンズ素子３０ｓ１の向きを適宜調整することにより配光パターンＰ１を任意の配光分布で形成することが容易に可能となる。具体的には、これら複数のレンズ素子３０ｓ１は、出射領域３０ａ１の下端縁側に位置するものほど光軸Ａｘと直交する鉛直面に対する傾斜角度が大きな値に設定されているので、複数のレンズ素子３０ｓ１からの出射光によって形成される複数の配光パターン（図７（ｂ）に示す３つの配光パターンＰ１Ａ、Ｐ１Ｂ、Ｐ１Ｃ参照）の上端縁の位置を揃えることができる。したがって、これら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配光パターンＰ１の上端縁を、ロービーム用配光パターンＰＬの下段カットオフラインＣＬ１に沿ったものとすることができる。

【0089】

このように本実施形態によれば、発光素子２２からの出射光をレンズ３０を介して灯具前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具１０において、鮮明な段付カットオフラインＣＬを有するロービーム用配光パターンＰＬを形成することができる。

【0090】

その際、本実施形態においては、灯具ユニット２０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段付カットオフラインＣＬ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。

【0091】

しかも本実施形態においては、複数の全反射プリズム素子３４ｓが、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。

【0092】

上記実施形態においては、出射領域３０ａ１の全領域を構成する複数のレンズ素子３０ｓ１が、出射領域３０ａ１の下端縁側に位置するものほど光軸Ａｘと直交する鉛直面に対する傾斜角度が大きな値となるように設定されているものとして説明したが、出射領域３０ａ１の一部領域（例えば左右方向の中央領域あるいは上部領域）を構成する複数のレンズ素子３０ｓ１に関して、このような設定がなされている構成とすることも可能である。さらに、出射領域３０ａ５においても、縦横格子状に区分けされた縦の列を構成する複数のレンズ素子３０ｓ５相互間で、上下方向傾斜角が互いに異なる値に設定された構成を採用することが可能である。

【0093】

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。

【0094】

上記実施形態においては、灯具ユニット２０のレンズ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。

【0095】

上記実施形態においては、灯具ユニット２０のレンズ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。

【0096】

上記実施形態においては、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。

【0097】

上記実施形態においては、車両用灯具１０からの照射光によって段付カットオフラインＣＬを有する左配光のロービーム用配光パターンＰＬを形成するものとして説明したが、これ以外の配光パターンを形成する構成とすることも可能である。

【0098】

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

【0099】

まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。

【0100】

図９は、本変形例に係る車両用灯具の灯具ユニット１２０を示す、図３と同様の図である。また、図１０は、灯具ユニット１２０のレンズ１３０を示す、図５と同様の図である。

【0101】

図９、１０に示すように、本変形例の灯具ユニット１２０の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、レンズ１３０の前面１３０ａの構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。

【0102】

具体的には、本変形例のレンズ１３０は、その前面１３０ａの出射領域１３０ａ１を構成する複数のレンズ素子１３０ｓ１の各々が上下方向にシリンドリカルレンズ状に延びるように形成された構成となっている。

【0103】

すなわち本変形例においては、上記実施形態のレンズ３０の前面３０ａの出射領域３０ａ１において縦横格子状に区分けされた縦の列を構成する複数のレンズ素子３０ｓ１が、互いに連続的に形成されることによって１つのレンズ素子１３０ｓ１として構成されている。

【0104】

その際、複数のレンズ素子１３０ｓ１の各々は、上記実施形態の複数のレンズ素子３０ｓ１の各々と同一の左右幅で形成されており、かつ、その上下方向傾斜角はレンズ素子１３０ｓ１における上下方向の部位によって互いに異なる値に設定されている。

【0105】

具体的には、複数のレンズ素子１３０ｓ１の各々は、その上端縁から下端縁へ向けて灯具前方側に傾斜して延びるように形成されており、その際、光軸Ａｘと直交する鉛直面に対する傾斜角度は、出射領域１３０ａ１の下端縁側に位置する部位ほど大きな値に設定されている。また、複数のレンズ素子１３０ｓ１の各々の左右方向の曲率は、出射領域１３０ａ１の下端縁側に位置する部位ほど大きな値に設定されている。

【0106】

そして、本変形例においても、そのレンズ１３０の前面１３０ａにおける出射領域１３０ａ１からの出射光によって、上記実施形態の場合と同様の配光パターン（すなわち図７（ａ）に示す配光パターンＰ１）を形成するようになっている。

【0107】

なお、本変形例のレンズ１３０も、その前面１３０ａにおける他の出射領域３０ａ２～３０ａ５の構成に関しては上記実施形態の場合と同様であり、また、その後面３２ｂ、３４ｂの構成に関しても上記実施形態の場合と同様である。

【0108】

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。

【0109】

しかも、本変形例の構成を採用することにより、上記実施形態のレンズ３０のように出射領域３０ａ１において縦の列を構成する複数のレンズ素子３０ｓ１相互間に段差が形成されてしまうことはないので、その段差部分から不用意に上方散乱光が照射されてしまうのを未然に防止することできる。したがって、ロービーム用配光パターンＰＬの段付カットオフラインＣＬを、より鮮明なものとすることができる。

【0110】

また、本変形例の構成を採用することにより、上記実施形態の場合に比して、レンズ１３０の前面１３０ａをシンプルな意匠とすることができ、これによりレンズ１３０の見映え向上を図ることができる。

【0111】

なお本変形例のように、複数のレンズ素子１３０ｓ１の各々が上下方向にシリンドリカルレンズ状に延びる構成を採用した場合には、図９に示すように出射領域１３０ａ１は後傾した表面形状となるが、レンズ１３０の周辺領域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、レンズ１３０の肉厚がその上端部において過度に薄くなってしまわないようにすることができる。

【0112】

上記第１変形例においては、出射領域１３０ａ１の全領域を構成する複数のレンズ素子１３０ｓ１が、その下端縁側に位置する部位ほど光軸Ａｘと直交する鉛直面に対する傾斜角度が大きな値に設定されているものとして説明したが、出射領域１３０ａ１の一部領域（例えば左右方向の中央領域）を構成する複数のレンズ素子１３０ｓ１に関して、このような設定がなされている構成とすることも可能である。さらに、出射領域３０ａ５においても、縦横格子状に区分けされた縦の列を構成する複数のレンズ素子３０ｓ５が連続的に形成された構成を採用することが可能である。

【0113】

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

【0114】

図１１は、本変形例に係る車両用灯具の灯具ユニットにおけるレンズ２３０を示す、図５と同様の図である。

【0115】

図１１に示すように、本変形例のレンズ２３０の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、その前面２３０ａにおける出射領域２３０ａ１の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。

【0116】

すなわち、本変形例のレンズ２３０の前面２３０ａにおける出射領域２３０ａ１は、その上部領域２３０ａ１Ｂを構成する複数のレンズ素子２３０ｓ１Ｂの構成が上記実施形態の場合と異なっている。

【0117】

具体的には、複数のレンズ素子２３０ｓ１Ｂの各々は、レンズ２３０の後面３２ｂ、３４ｂから平行光として到達した発光素子２２からの光を、やや下方向に偏向させた上で右方向よりも左方向に大きく拡散させる態様で、灯具前方へ向けて出射させるように構成されている。

【0118】

なお、出射領域２３０ａ１における上部領域２３０ａ１Ｂ以外の一般領域２３０ａ１Ａを構成する複数のレンズ素子２３０ｓ１Ａの構成に関しては上記実施形態の場合と同様である。

【0119】

図１２は、本変形例に係る車両用灯具からの照射光によって上記仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンＰＬ－２を透視的に示す図である。

【0120】

ロービーム用配光パターンＰＬ－２も、上記実施形態のロービーム用配光パターンＰＬと同様、５つの配光パターンＰ１－２、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を重畳させた合成配光パターンとして形成されるが、配光パターンＰ１－２における高光度領域ＨＺ１－２の形成位置が上記実施形態の配光パターンＰ１における高光度領域ＨＺ１よりも左側に変位している。これは、出射領域２３０ａ１の上部領域２３０ａ１Ｂを構成する複数のレンズ素子２３０ｓ１Ｂが、発光素子２２からの光を右方向よりも左方向に大きく拡散させる態様で灯具前方へ向けて出射させるように構成されていることによるものである。

【0121】

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。

【0122】

しかも、本変形例の構成を採用することにより、ロービーム用配光パターンＰＬ－２として、その高光度領域ＨＺ－２が上記実施形態の場合よりも自車線側の路肩寄りの位置に形成されたものとすることができ、これにより車両走行に一層適した配光分布を得ることができる。

【0123】

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。

【0124】

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】

【0125】

１０ 車両用灯具
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
２０、１２０ 灯具ユニット
２２ 発光素子（光源）
２２ａ 発光面
２４ 基板
３０、１３０、２３０ レンズ
３０ａ、１３０ａ、２３０ａ 前面
３０ａ１、３０ａ２、３０ａ３、３０ａ４、３０ａ５、１３０ａ１、２３０ａ１ 出射領域
３０ｓ１、３０ｓ２、３０ｓ３、３０ｓ４、３０ｓ５、１３０ｓ１、２３０ｓ１Ａ、２３０ｓ１Ｂ レンズ素子
３０ｓ３Ａ 右半部
３０ｓ３Ｂ 左半部
３２ 中心領域
３２ｂ、３４ｂ 後面
３２ｓ レンズ素子
３４ 周辺領域
３４ｓ 全反射プリズム素子
２３０ａ１Ａ 一般領域
２３０ａ１Ｂ 上部領域
Ａｘ 光軸
Ｃ 円環状凹曲面
ＣＬ 段付カットオフライン
ＣＬ１ 下段カットオフライン
ＣＬ２ 上段カットオフライン
ＣＬ３ 傾斜部
Ｅ エルボ点
ＨＺ、ＨＺ１、ＨＺ－２、ＨＺ１－２ 高光度領域
ＰＬ、ＰＬ－２ ロービーム用配光パターン
Ｐ１、Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂ、Ｐ１Ｃ、Ｐ１－２、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５ 配光パターン
θａ、θｂ、θｃ 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】