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(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】P2024108821
(43)【公開日】2024-08-13
(54)【発明の名称】車両用灯具
(51)【国際特許分類】
F21S 41/675 20180101AFI20240805BHJP
F21S 41/148 20180101ALI20240805BHJP
F21S 41/32 20180101ALI20240805BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240805BHJP
F21Y 115/15 20160101ALN20240805BHJP
【ＦＩ】
F21S41/675
F21S41/148
F21S41/32
F21Y115:10
F21Y115:15
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023013409
(22)【出願日】2023-01-31
(71)【出願人】
【識別番号】000000136
【氏名又は名称】市光工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】小野間 慶
(57)【要約】
【課題】配光パターンを有効適切に拡張することができる車両用灯具を提供する。
【解決手段】光源２と、光源２からの光を反射する反射面Ｒを有するリフレクタ３と、反射面Ｒからの反射光を車両の前方に照射して配光パターンを形成する投影レンズ４と、を備え、反射面Ｒは、光源２側から投影レンズ４方向へ向けて主反射領域Ｘと拡張領域Ｙとをこの順に有し、主反射領域Ｘは、光源２又はその近傍に位置する第１焦点Ｆ１と、第１焦点Ｆ１よりも投影レンズ４側に位置する第２焦点Ｆ２とを有し、投影レンズ４は、後方側焦点が、第２焦点Ｆ２よりも光源２側に位置しており、拡張領域Ｙは、光源２からの光を第２焦点Ｆ２よりも光源２側の位置を通って投影レンズ４方向へ反射する領域である、車両用灯具１とする。
【選択図】図４
【解決手段】光源２と、光源２からの光を反射する反射面Ｒを有するリフレクタ３と、反射面Ｒからの反射光を車両の前方に照射して配光パターンを形成する投影レンズ４と、を備え、反射面Ｒは、光源２側から投影レンズ４方向へ向けて主反射領域Ｘと拡張領域Ｙとをこの順に有し、主反射領域Ｘは、光源２又はその近傍に位置する第１焦点Ｆ１と、第１焦点Ｆ１よりも投影レンズ４側に位置する第２焦点Ｆ２とを有し、投影レンズ４は、後方側焦点が、第２焦点Ｆ２よりも光源２側に位置しており、拡張領域Ｙは、光源２からの光を第２焦点Ｆ２よりも光源２側の位置を通って投影レンズ４方向へ反射する領域である、車両用灯具１とする。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、前記光源からの光を反射する反射面を有するリフレクタと、前記反射面からの反射光を車両の前方に照射して配光パターンを形成する投影レンズと、を備え、
前記反射面は、前記光源側から前記投影レンズ方向へ向けて主反射領域と拡張領域とをこの順に有し、
前記主反射領域は、前記光源又はその近傍に位置する第１焦点と、前記第１焦点よりも前記投影レンズ側に位置する第２焦点とを有し、
前記投影レンズは、後方側焦点が、前記第２焦点よりも前記光源側に位置しており、
前記拡張領域は、前記光源からの光を前記第２焦点よりも前記光源側の位置を通って前記投影レンズ方向へ反射する領域である、車両用灯具。
前記反射面は、前記光源側から前記投影レンズ方向へ向けて主反射領域と拡張領域とをこの順に有し、
前記主反射領域は、前記光源又はその近傍に位置する第１焦点と、前記第１焦点よりも前記投影レンズ側に位置する第２焦点とを有し、
前記投影レンズは、後方側焦点が、前記第２焦点よりも前記光源側に位置しており、
前記拡張領域は、前記光源からの光を前記第２焦点よりも前記光源側の位置を通って前記投影レンズ方向へ反射する領域である、車両用灯具。
【請求項2】
前記主反射領域は、回転楕円面又は回転楕円面を基調とする面で構成されており、
前記拡張領域の曲率半径は、前記主反射領域の前記投影レンズ側の端部より小さい曲率半径とされている、請求項１に記載の車両用灯具。
前記拡張領域の曲率半径は、前記主反射領域の前記投影レンズ側の端部より小さい曲率半径とされている、請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項3】
前記拡張領域は、前記光源からの光を反射する箇所が前記光源側から前記投影レンズ側に向けて変移するにしたがい、前記拡張領域で反射した光と前記投影レンズの光軸との交差する箇所が前記投影レンズ側から前記光源側へ向けて徐変するように構成されている、請求項１又は２に記載の車両用灯具。
【請求項4】
前記反射面は、前記拡張領域を含む面が前記投影レンズから前記光源へ向けて段差のない連続した面で構成されている、請求項１又は２に記載の車両用灯具。
【請求項5】
前記投影レンズの後方側焦点が、前記拡張領域の先端より前記光源側に位置している、請求項１又は２に記載の車両用灯具。
【請求項6】
前記投影レンズの像面の一部が、前記リフレクタと交差する構成とされている、請求項１又は２に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両用灯具に関する。より詳しくは、プロジェクタタイプの車両用灯具に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的なプロジェクタタイプの車両用灯具は、投影レンズと、投影レンズの後方側焦点よりも車両の後方側に配置された光源と、光源からの光を反射させるリフレクタと、反射光の一部を遮るシェードを備えている（例えば、特許文献１）。光源を点灯すると、光源からの出射光がリフレクタで反射され、その反射光が投影レンズに入射して投影レンズから照射され、所定の配光パターンが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０－１２３４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
また、従来の車両用灯具として、図１０に示す車両用灯具も知られている。
図１０の車両用灯具１００は、光源２００と、光源２００からの光を反射させるリフレクタ３００と、投影レンズ４００と、リフレクタ３００からの反射光の一部を遮るシェード５００と、を備えている。リフレクタ３００の第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２は、投影レンズ４００の光軸Ｚ上に位置する。光源２００は、リフレクタ３００の第１焦点Ｆ１に一致するように配置されている。リフレクタ３００の第２焦点Ｆ２は、投影レンズ４００の後方側焦点Ｆ３に一致する、又はその近傍に位置している。リフレクタ３００の反射面は、投影レンズ４００の光軸Ｚを回転軸とする回転楕円面で構成されている。
図１０の車両用灯具１００は、光源２００と、光源２００からの光を反射させるリフレクタ３００と、投影レンズ４００と、リフレクタ３００からの反射光の一部を遮るシェード５００と、を備えている。リフレクタ３００の第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２は、投影レンズ４００の光軸Ｚ上に位置する。光源２００は、リフレクタ３００の第１焦点Ｆ１に一致するように配置されている。リフレクタ３００の第２焦点Ｆ２は、投影レンズ４００の後方側焦点Ｆ３に一致する、又はその近傍に位置している。リフレクタ３００の反射面は、投影レンズ４００の光軸Ｚを回転軸とする回転楕円面で構成されている。
【0005】
車両用灯具１００において、光源２００を点灯すると、光源２００からの出射光Ｌ０がリフレクタ３００で反射され、その後、第２焦点Ｆ２に集光する。リフレクタ３００の第２焦点Ｆ２は、投影レンズ４００の後方側焦点Ｆ３に一致する、又はその近傍に位置しているので、リフレクタ３００で反射された反射光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、投影レンズ４００の後方側焦点Ｆ３、又はその近傍を通過する。言い換えると、リフレクタ３００で反射された反射光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、リフレクタ３００の第２焦点Ｆ２、又はその近傍を通過する。なお、このとき、反射光の一部はシェード５００で遮られる。その後、反射光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、投影レンズ４００に入射し、図１１に示すようにスクリーンのＨＬ－ＨＲ線よりも上側（ＶＵ側）に所定の配光パターンＰ１００として照射される。
図１１の点線で示される領域は、シェード５００により遮られた反射光が、シェード５００がない場合に照射するはずであった領域を示す。
図１１の点線で示される領域は、シェード５００により遮られた反射光が、シェード５００がない場合に照射するはずであった領域を示す。
【0006】
ところで、上記特許文献１及び図１０に示す車両用灯具は、車両用灯具として一般的に広く用いられているものであるが、このような車両用灯具においては、必要に応じて目視できる領域を広げるために配光パターンの拡張が要請される場合がある。
そこで、配光パターンの拡張が可能な車両用灯具としては、図１２に示す車両用灯具１１０が知られている。
そこで、配光パターンの拡張が可能な車両用灯具としては、図１２に示す車両用灯具１１０が知られている。
【0007】
図１２の車両用灯具１１０は、図１０の車両用灯具１００の配光パターン（図１１）を上方向に拡張するものである。車両用灯具１１０は、リフレクタ３０１の形状が車両用灯具１００のリフレクタ３００と異なることを除き、車両用灯具１００と同じ構成を有している。図１２のリフレクタ３０１は、図１１のリフレクタ３００の反射面が回転楕円面で構成されているのに対して、図１２のリフレクタ３０１の反射面が回転楕円を基調とする自由曲面で構成されている点で、図１１のリフレクタ３００と形状が異なっている。
【0008】
リフレクタ３０１は、光源２００に近い側で反射した光ほど第２焦点Ｆ２の近傍を通過し、光源から遠い側で反射した光ほど投影レンズ４００の光軸Ｚ上において第２焦点Ｆ２よりも投影レンズ４００側（車両の前方向側）を通過するように、反射面が徐変されている。
【0009】
リフレクタ３０１は、上記したように、反射面が回転楕円を基調とする自由曲面で構成されている。リフレクタ３０１の反射面のうち、光源２００に近い側に位置する領域は、投影レンズ４００からの出射光Ｌ１１が図１３に示すようにスクリーンのＨＬ－ＨＲ線付近（主に集光パターン）に照射されるように、反射光Ｌ１が第２焦点Ｆ２の近傍を通過する曲率で設けられている。一方、リフレクタ３０１の反射面のうち、光源２００から遠い側に位置する領域は、スクリーンのＨＬ－ＨＲ線から遠い側（主に拡散パターン）に照射されるように、反射光Ｌ２、Ｌ３が光軸Ｚにおいて第２焦点Ｆ２から離れた箇所Ｆ２０、Ｆ２１を通過する曲率で設けられている。すなわち、反射面は、光源２００から遠い側で反射された光ほど、第２焦点Ｆ２よりも前方（光軸において光源２００から離れた方向、つまり投影レンズ４００側）を通過するように調整されている。反射面の曲率は、反射された光がシェード５００により遮られず、かつ投影レンズ４００へ入射することが考慮されて決定される。
【0010】
上記の車両用灯具１１０において、光源２００を点灯すると、光源２００からの出射光Ｌ０がリフレクタ３０１で反射される。リフレクタ３０１の光源２００に近い側で反射した反射光Ｌ１は、第２焦点Ｆ２又はその近傍（つまり、投影レンズ４００の後方側焦点Ｆ３又はその近傍、図１２では省略している）を通過する。リフレクタ３０１の光源２００から遠い側で反射された反射光Ｌ２は、第２焦点Ｆ２よりも投影レンズ４００側（車両の前方向側）の箇所Ｆ２０を通過する。リフレクタ３０１の光源２００からさらに遠い側で反射された反射光Ｌ３は、第２焦点Ｆ２よりもさらに投影レンズ４００に近い側（車両のより前方向側）の箇所Ｆ２１を通過する。つまり、リフレクタ３０１の光源２００から遠い側で反射された反射光ほど、投影レンズ４００の光軸Ｚと交差する箇所Ｆ２０、Ｆ２１が、投影レンズ４００側（車両の前方向側）に近づく。これにより、投影レンズ４００から照射される配光パターンＰ２００を上方向に延ばすことができる。図１３の矢印で示すように、得られる配光パターンＰ２００は、点線で示される図１１の配光パターンＰ１００よりも上端部が上方向に延びている。
【0011】
上記の車両用灯具１１０によれば、リフレクタ３０１の形状を、光源２００から遠い側で反射された光ほど、第２焦点Ｆ２よりも前方（光軸において光源２００から離れた方向、つまり投影レンズ４００側）を通過するように調整することによって、配光パターンの上端部を上方へ拡張することができる。
【0012】
ところで、この種の車両用灯具は、車両の形式によってレンズ縦寸の薄型化が要請されることがある。薄型化するためには、例えば、シェードをなくしたり、投影レンズの後方側焦点の位置を変更したりすることが有効であるが、上記特許文献１及び図１０～１３に示すように、反射面の第２焦点をレンズ側に徐変させる従来の方法では、配光パターンを拡張することができないという問題がある。
本開示は、配光パターンの適宜箇所を有効適切に拡張することができる車両用灯具を提供することを課題とする。
本開示は、配光パターンの適宜箇所を有効適切に拡張することができる車両用灯具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本開示に係る車両用灯具は、光源と、前記光源からの光を反射する反射面を有するリフレクタと、前記反射面からの反射光を車両の前方に照射して配光パターンを形成する投影レンズと、を備え、前記反射面は、前記光源側から前記投影レンズ方向へ向けて主反射領域と拡張領域とをこの順に有し、前記主反射領域は、前記光源又はその近傍に位置する第１焦点と、前記第１焦点よりも前記投影レンズ側に位置する第２焦点とを有し、前記投影レンズは、後方側焦点が、前記第２焦点よりも前記光源側に位置しており、前記拡張領域は、前記光源からの光を前記第２焦点よりも前記光源側の位置を通って前記投影レンズ方向へ反射する領域であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、配光パターンを有効適切に拡張することができる車両用灯具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本開示の一実施形態として示した車両用灯具の斜視図である。
【図4】本開示の一実施形態として示した車両用灯具の概念図である。
【図7】リフレクタの反射面に拡張領域Ｙが存在しない車両用灯具の概念図である。
【図8】リフレクタの反射面に拡張領域Ｙが存在しない車両用灯具が照射する配光パターンを示す図である。
【図10】従来のプロジェクタタイプの車両用灯具の一構成例を示す概念図である。
【図12】従来の車両用灯具において配光パターンを拡張する場合の一構成例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、本開示に係る車両用灯具の実施形態の一例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図６、８、１１、１３において、符号「ＶＵ－ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ－ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。本明細書において、前、後、上、下、左、右とは、車両用灯具を車両に装備した際の前、後、上、下、左、右である。
【0017】
以下、この実施形態における車両用灯具の構成及び作用について図１～９に基づいて説明する。ここでは、一例として、自動車用前照灯のヘッドランプについて、特にハイビーム（走行用ビーム）配光パターン照射用灯具について説明する。ロービーム（すれ違い用ビーム）照射用灯具は、ハイビーム配光パターン照射用灯具において上下が反転した構成を有している。
【0018】
（車両用灯具１）
図１～４において、符号１は、この実施形態における車両用灯具である。車両用灯具１は、車両の前部の左右両側にそれぞれ搭載されている。車両用灯具１は、光源２と、リフレクタ３と、投影レンズ４とを備えている。また、図１及び図２において、符号５はヒートシンク部材５であり、光源２、リフレクタ３、投影レンズ４が取り付けられている。なお、図１、２においては、光源２、リフレクタ３及び投影レンズ４が、車両の幅方向に複数組設けられる場合の一構成例を示している。
図１～４において、符号１は、この実施形態における車両用灯具である。車両用灯具１は、車両の前部の左右両側にそれぞれ搭載されている。車両用灯具１は、光源２と、リフレクタ３と、投影レンズ４とを備えている。また、図１及び図２において、符号５はヒートシンク部材５であり、光源２、リフレクタ３、投影レンズ４が取り付けられている。なお、図１、２においては、光源２、リフレクタ３及び投影レンズ４が、車両の幅方向に複数組設けられる場合の一構成例を示している。
【0019】
光源２、リフレクタ３、投影レンズ４及びヒートシンク部材５は、所定の配光パターン（この例では図６に示すハイビーム配光パターン）を外部、すなわち車両の前方に照射するプロジェクタタイプのランプユニットを構成する。光源２、リフレクタ３、投影レンズ４及びヒートシンク部材５は、灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）及び左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介してランプハウジングに取り付けられている。
【0020】
なお、灯室内には、光源２、リフレクタ３、投影レンズ４及びヒートシンク部材５以外のランプユニット、例えば、ロービーム配光パターン照射ランプユニット、クリアランスランプユニット、ターンシグナルランプユニット、デイタイムランニングランプユニット等が配置される場合がある。また、灯室内には、インナーパネル（図示せず）やインナーハウジング（図示せず）やインナーレンズ（図示せず）等が配置される場合がある。
【0021】
（ヒートシンク部材５）
ヒートシンク部材５は、必要に応じて使用される部材であり、例えば、金属製ダイカスト（アルミダイカスト）等の熱伝導率が高い材料で構成されている。ヒートシンク部材５には、光源２、リフレクタ３及び投影レンズ４が取り付けられている。ヒートシンク部材５は、ここでは放熱部材と取付部材とを兼用している。
ヒートシンク部材５は、必要に応じて使用される部材であり、例えば、金属製ダイカスト（アルミダイカスト）等の熱伝導率が高い材料で構成されている。ヒートシンク部材５には、光源２、リフレクタ３及び投影レンズ４が取り付けられている。ヒートシンク部材５は、ここでは放熱部材と取付部材とを兼用している。
【0022】
ヒートシンク部材５は、取付部としての板部５１と、放熱部としての複数枚のフィン部５２と、を備えている。複数枚のフィン部５２は、板部５１の上面に垂直にかつ前後方向に平行若しくはほぼ平行に一体に設けられている。
【0023】
（光源２）
光源２は、半導体型光源であり、例えば、ＬＥＤ、ＯＥＬ又はＯＬＥＤ（有機ＥＬ）等の自発光半導体型光源である。この実施形態においては、光源２は、板形状の基板２０を介してヒートシンク部材５に取り付けられている。基板２０の上面は、ヒートシンク部材５の板部５１の下面に取り付けられ、基板２０の下面にはリフレクタ３の反射面Ｒに対向する位置に光源２が実装されている。光源２には、点灯回路（図示せず）からの電流が供給される。
光源２は、半導体型光源であり、例えば、ＬＥＤ、ＯＥＬ又はＯＬＥＤ（有機ＥＬ）等の自発光半導体型光源である。この実施形態においては、光源２は、板形状の基板２０を介してヒートシンク部材５に取り付けられている。基板２０の上面は、ヒートシンク部材５の板部５１の下面に取り付けられ、基板２０の下面にはリフレクタ３の反射面Ｒに対向する位置に光源２が実装されている。光源２には、点灯回路（図示せず）からの電流が供給される。
【0024】
光源２は、光を放射する発光面Ｓを有する。発光面Ｓは、この例では、図３及び図４に示すように下向きであって、正方形形状をなす。なお、発光面は長方形であってもよい。発光面Ｓの中心点は、リフレクタ３の反射面Ｒが有する主反射領域Ｘの第１焦点Ｆ１と一致する、又はほぼ一致する。発光面Ｓが長方形の場合、発光面Ｓの長手方向は、投影レンズ４の光軸Ｚに対して、左右方向に直交若しくはほぼ直交する。図４の例においては、発光面Ｓは、投影レンズ４の光軸Ｚよりも上にある。
【0025】
（リフレクタ３）
リフレクタ３は、例えば、樹脂部材などの耐熱性が高くかつ光不透過性の材料で構成されている。この実施形態においては、リフレクタ３は、ヒートシンク部材５に取り付けられている。リフレクタ３は、前側部分および上側部分が開口し、かつ、後側部分および下側部分および左右両側部分が閉塞した中空形状になっている。リフレクタ３は、光源２からの光を反射する反射面Ｒを有する。反射面Ｒは、収束型反射面であり、光源２の近傍から投影レンズ４側へ向かって延びている。反射面Ｒは、光源２の発光面Ｓに対向している。
リフレクタ３は、例えば、樹脂部材などの耐熱性が高くかつ光不透過性の材料で構成されている。この実施形態においては、リフレクタ３は、ヒートシンク部材５に取り付けられている。リフレクタ３は、前側部分および上側部分が開口し、かつ、後側部分および下側部分および左右両側部分が閉塞した中空形状になっている。リフレクタ３は、光源２からの光を反射する反射面Ｒを有する。反射面Ｒは、収束型反射面であり、光源２の近傍から投影レンズ４側へ向かって延びている。反射面Ｒは、光源２の発光面Ｓに対向している。
【0026】
反射面Ｒは、図４に示すように、光源２側から投影レンズ４方向に向かって、主反射領域Ｘと、拡張領域Ｙとをこの順に有する。主反射領域Ｘは、投影レンズ４の光軸Ｚを回転軸とする回転楕円面又は回転楕円面を基調とする面で構成されており、拡張領域Ｙは、自由曲面で構成されている。主反射領域Ｘは、光源２側から投影レンズ４方向へ向けて漸次曲率半径が大きくなるように形成された反射面であり、拡張領域Ｙは、主反射領域Ｘの投影レンズ４側の先端部Ｔより小さい曲率半径とされている反射面である。この構成の下に、主反射領域Ｘは、光源２側から投影レンズ４方向に向かうにしたがい、漸次曲率半径が大きくなり（曲率が小さくなる、つまりカーブが緩くなる）、さらにその前方の投影レンズ４側に位置する拡張領域Ｙに至ると、主反射領域Ｘの曲率半径よりも小さな曲率半径を持つ（曲率が大きくなる、つまりカーブが急になる）湾曲面となる。主反射領域Ｘと拡張領域Ｙとは、滑らかに連続した面とされている。すなわち、反射面Ｒは、拡張領域Ｙを含む面が、投影レンズ４から光源２へ向けて段差のない連続した面で構成されている。
【0027】
（投影レンズ４）
投影レンズ４は、例えば、ＰＣ材、ＰＭＭＡ材などの樹脂製のレンズである。この実施形態においては、投影レンズ４は、ヒートシンク部材５に直接もしくは別個のホルダ（図示しない）等を介して取り付けられている。
投影レンズ４は、例えば、ＰＣ材、ＰＭＭＡ材などの樹脂製のレンズである。この実施形態においては、投影レンズ４は、ヒートシンク部材５に直接もしくは別個のホルダ（図示しない）等を介して取り付けられている。
【0028】
投影レンズ４は、非球面を基調とする投影レンズである。投影レンズ４は、後面の入射面Ｅ１と、前面の出射面Ｅ２と、から構成されている。
入射面Ｅ１は、リフレクタ３と対向する。入射面Ｅ１は、平面若しくはリフレクタ３に対して凸面あるいは凹面をなす。出射面Ｅ２は、非球面の凸面をなす。
入射面Ｅ１は、リフレクタ３と対向する。入射面Ｅ１は、平面若しくはリフレクタ３に対して凸面あるいは凹面をなす。出射面Ｅ２は、非球面の凸面をなす。
【0029】
（光源、リフレクタ及び投影レンズについての光学系の説明）
ここでの説明においては、一か所の光源を特定し、その光源から発した光をもとに図４を参照して説明する。
ここでの説明においては、一か所の光源を特定し、その光源から発した光をもとに図４を参照して説明する。
【0030】
この車両用灯具１において、光源２は、下向きに出射光Ｌ０を照射する。投影レンズ４は、後方側焦点（レンズ像面Ｍを構成する焦点）が、光源２の近傍の符号Ｆ３で示す位置にある。上記したように、光源２は、リフレクタ３の反射面Ｒの主反射領域Ｘの第１焦点Ｆ１と一致する、又はほぼ一致するので、投影レンズ４の後方側焦点Ｆ３は、拡張領域Ｙの先端Ｕ（リフレクタ３の投影レンズ４側の端部）よりも光源２側（後方側）に位置している。また、投影レンズ４のレンズ像面Ｍの一部は、リフレクタ３の一部と交差している。つまり、投影レンズ４のレンズ像面Ｍの一部は、リフレクタ３の一部を横切っている。また、図４において、拡張領域Ｙは、レンズ像面Ｍよりも前方（投影レンズ４側）に設けられている。
【0031】
光源２を点灯させたとき、この光源２から下向きに照射される出射光Ｌ０は、リフレクタ３の反射面Ｒで反射される。リフレクタ３の反射面Ｒにおける主反射領域Ｘは、光源２又はその近傍に位置する第１焦点Ｆ１と、第１焦点Ｆ１よりも投影レンズ４側に位置する第２焦点Ｆ２とを有している。すなわち、主反射領域Ｘの第１焦点は、光源２又はその近傍の符号Ｆ１で示す位置にある。主反射領域Ｘの第１焦点は、投影レンズ４の光軸Ｚよりもやや上側に位置している。
【0032】
主反射領域Ｘの第２焦点は、投影レンズ４の光軸Ｚ上において投影レンズ４の近傍の符号Ｆ２で示す位置にある。第２焦点Ｆ２と、投影レンズ４の後方側焦点Ｆ３との位置は一致しておらず、第２焦点Ｆ２は、投影レンズ４の後方側焦点Ｆ３よりも前側（投影レンズ４側）に位置している。すなわち、第２焦点Ｆ２は、投影レンズ４と後方側焦点Ｆ３との間に位置している。
【0033】
拡張領域Ｙは、上記したように、主反射領域Ｘの先端部Ｔより曲率半径が小（曲率が大）であるため、光源２からの出射光Ｌ０を受けるとその反射光Ｌ３ｂは光軸Ｚ上において主反射領域Ｘの第２焦点Ｆ２より光源２側の箇所Ｆ２０で交わり、投影レンズ４方向へ向かう。すなわち、拡張領域Ｙは、光源２からの出射光Ｌ０を、主反射領域Ｘの第２焦点Ｆ２よりも光源２側の箇所Ｆ２０を通って投影レンズ４方向へ反射する。
【0034】
また、この実施形態においては、拡張領域Ｙは、光源２からの光が光軸Ｚと交わる箇所が、主反射領域Ｘの第２焦点Ｆ２から徐々に後方（光源２方向）へ徐変するように形成されている。すなわち、拡張領域Ｙは、光源２からの光を反射する箇所が光源２側から投影レンズ４側に向けて変移する（移動する）にしたがい、拡張領域Ｙで反射した光と投影レンズ４の光軸Ｚとの交差する箇所Ｆ２０が、投影レンズ４側から光源２側へ向けて徐変するように構成されている。また、主反射領域Ｘの第１焦点Ｆ１と拡張領域Ｙによる反射光Ｌ３ｂが光軸Ｚと交差する箇所Ｆ２０との距離（拡張領域Ｙにおける焦点間距離）は、主反射領域Ｘの第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２との焦点間距離（主反射領域Ｘにおける焦点間距離）よりも短い。また、第１焦点Ｆ１と拡張領域Ｙによる反射光Ｌ３ｂが光軸Ｚと交差する箇所Ｆ２０との距離（拡張領域Ｙにおける焦点間距離）は、拡張領域Ｙにおいて光源２から離れるほど短くなる。
【0035】
（車両用灯具１の作用）
まず、本開示の内容の理解を深めるために、リフレクタの反射面に拡張領域Ｙが存在しない場合について説明する。図７、８は、それを説明するための図である。図７に示す車両用灯具１０は、拡張領域Ｙに替えて、主反射領域を延長させて（つまり、主反射領域のみで）リフレクタ３の反射面Ｒを構成したこと以外は、図４の車両用灯具１と同じ構成を有している。この反射面Ｒは、回転楕円面又は回転楕円面を基調とする面で構成されている。車両用灯具１０は、図８に示す配光パターンＰ１を照射する。
まず、本開示の内容の理解を深めるために、リフレクタの反射面に拡張領域Ｙが存在しない場合について説明する。図７、８は、それを説明するための図である。図７に示す車両用灯具１０は、拡張領域Ｙに替えて、主反射領域を延長させて（つまり、主反射領域のみで）リフレクタ３の反射面Ｒを構成したこと以外は、図４の車両用灯具１と同じ構成を有している。この反射面Ｒは、回転楕円面又は回転楕円面を基調とする面で構成されている。車両用灯具１０は、図８に示す配光パターンＰ１を照射する。
【0036】
車両用灯具１０において、リフレクタ３の反射面Ｒの光源２から近い領域で反射された反射光Ｌ１は、投影レンズ４の光軸Ｚに近い領域に入射して出射光Ｌ１１としてスクリーンのＨＬ－ＨＲ線付近に照射され配光パターンＰ１の中央付近を形成する。反射面Ｒの光源２からやや離れた領域で反射された反射光Ｌ２は、投影レンズ４の光軸Ｚよりも上側の領域に入射して出射光Ｌ２１としてＨＬ－ＨＲ線よりも離れた領域に照射され、配光パターンＰ１の中央付近よりも上側（符号ＶＵ側）を形成する。反射面Ｒの光源２からさらに離れた領域で反射された反射光Ｌ３ａは、投影レンズ４の光軸Ｚよりもさらに上側の領域に入射して出射光Ｌ３１としてＨＬ－ＨＲ線よりもさらに離れた領域に照射され、図８に示す配光パターンＰ１の上端部付近を形成する。
【0037】
次に、図４～６を参照して、上記の図７に示す構成を変更しリフレクタの反射面に拡張領域Ｙを形成した場合の作用について説明する。拡張領域Ｙは、光源２からの光を主反射領域Ｘの第２焦点Ｆ２より光源２側の位置を通って投影レンズ４方向へ反射することによって配光パターンの適宜箇所（この例では上端部）を拡張する作用を有する。車両用灯具１は、図６に示す配光パターンＰ２を照射する。
【0038】
図４～６に示すように、光源２から照射された出射光Ｌ０のうち、リフレクタ３の反射面Ｒの主反射領域Ｘにおいて光源２付近で反射された反射光Ｌ１は、光軸Ｚ付近を通って主反射領域Ｘの第１焦点を通過し、投影レンズ４の光軸Ｚに近い領域（投影レンズ４の中央付近）に入射して出射光Ｌ１１としてスクリーンのＨＬ－ＨＲ線付近に照射され、図６に示す配光パターンＰ２の中央付近を形成する。光源２よりやや離れた主反射領域Ｘで反射された反射光Ｌ２は、例えば、第２焦点Ｆ２を通って投影レンズ４の光軸Ｚよりもやや上側の領域に入射して出射光Ｌ２１としてＨＬ－ＨＲ線よりも離れた領域に照射され、配光パターンＰ２の中央付近よりもやや上側（符号ＶＵ側）を形成する。そして、光源２からさらに離れた、拡張領域Ｙで反射された反射光Ｌ３ｂは、主反射領域Ｘの第２焦点Ｆ２よりも光源２側の箇所Ｆ２０において投影レンズ４の光軸Ｚを通過し、投影レンズ４の光軸Ｚよりもさらに上側の領域に入射して出射光Ｌ３１としてＨＬ－ＨＲ線よりもさらに上側（符号ＶＵ側）に照射され、配光パターンＰ２の上端部付近を形成する。このとき、図４に示す反射光Ｌ３ｂは、図７に示す上記拡張領域Ｙが存在しない場合の反射光Ｌ３ａよりも、光軸Ｚと交差する角度が大きい。また、反射光Ｌ３ｂは、上記拡張領域Ｙが存在しない場合の反射光Ｌ３ａよりも、投影レンズ４に入射する位置がより上方向である。これにより、図７の車両用灯具１０により照射される配光パターンＰ１の上端部（図６において点線で示される）を上方向（図６の矢印方向；スクリーンのＶＵ方向）に延ばした（つまり、拡張した）配光パターンＰ２を照射することができる。つまり、車両用灯具１は、車両用灯具１０の配光パターンＰ１の上端部をＨＬ－ＨＲ線からより遠ざけることができる。
【0039】
また、車両用灯具１について、図４の符号Ｎ部分の拡大図である図５を参照してさらにその作用の詳細を説明する。図５において、符号Ｋで示す点線は、主反射領域Ｘを、先端部Ｔからさらに投影レンズ４側へ延長した延長領域Ｋを示す。延長領域Ｋを有する反射面は、図７に示す上記拡張領域Ｙが存在しない場合のリフレクタの反射面と同じ形状となっている。延長領域Ｋは、主反射領域Ｘに引き続き、先端部Ｔから投影レンズ４方向へ向けて漸次曲率半径が大きくなるように形成されている。図５に示すように、延長領域Ｋに向かった出射光Ｌ０は、小さい角度で反射され（反射光Ｌ３ａ）、符号Ｄ１方向へ向かう。一方、拡張領域Ｙは、図５の白矢印で示すように、延長領域Ｋよりも小さい曲率半径となっており（大きい曲率となっており）、延長領域Ｋより上側に湾曲している。拡張領域Ｙに向かった出射光Ｌ０は、延長領域Ｋで反射された反射光Ｌ３ａよりも大きい角度で上側に向かって反射され（反射光Ｌ３ｂ）、Ｄ１方向よりも上側の符号Ｄ２方向へ向かう。これにより、拡張領域Ｙを有する構成においては、投影レンズ４から照射される配光パターンの上端部を上方向に延ばした配光パターンＰ２を照射することができる。
【0040】
また、図５において、符号Ａで示す点線は、拡張領域Ｙで反射された反射光Ｌ３ｂの光路を投影レンズ４のレンズ像面Ｍ側へ延ばした線（逆光路）であり、符号Ｂで示す点線は、延長領域Ｋで反射された反射光Ｌ３ａの光路をレンズ像面Ｍ側へ延ばした線（逆光路）である。図５に示すように、拡張領域Ｙで反射された反射光Ｌ３ｂの逆光路Ａとレンズ像面Ｍとが交差する箇所は、延長領域Ｋで反射された反射光Ｌ３ａの逆光路Ｂとレンズ像面Ｍとが交差する箇所よりも、光源から離れている。これにより、投影レンズ４から照射される配光パターンＰ１の上端部を上方向に延ばした配光パターンＰ２を照射することができる。
【0041】
上記の車両用灯具１によれば、リフレクタ３の反射面Ｒが、投影レンズ４側端部又は投影レンズ４側端部近傍に形成されかつ光源２からの光を反射面Ｒの第２焦点より光源２側の位置を通って投影レンズ４方向へ反射する拡張領域Ｙを有することによって、配光パターンの上端部を上方へ拡張することができる。光源とリフレクタの上下を逆にすると下方への配光パターンを拡張することも可能である。このように、光源２からの光を第２焦点Ｆ２よりも光源２側の位置を通って投影レンズ４方向へ反射することにより、配光パターンの適宜箇所を有効適切に拡張することができる。
【0042】
さらに、上記の車両用灯具１は、拡張領域Ｙが、光源２からの光が光軸Ｚと交わる箇所が、主反射領域Ｘの第２焦点Ｆ２から徐々に後方（光源２方向）へ徐変するように形成されているので、拡張領域Ｙにおいて光源２からの光を反射する箇所が投影レンズ４側に向けて遠くなるほど、投影レンズ４のより上側に向けて反射され、配光パターンの上端部をより上方へ拡張することができる。どの程度上方へ拡張するかは、視認性を高めることが求められる対象がある位置や方向に応じて、拡張領域Ｙの長さや曲率を変更することによって適宜調整することができる。
【0043】
また、上記の車両用灯具１は、投影レンズ４の後方側焦点Ｆ３が、リフレクタ３の反射面Ｒに近い位置にあるので、リフレクタ３に映されたパターンが、照射される配光パターンに近似する。これにより、リフレクタ３の反射面Ｒからの反射光の一部を遮って配光パターンの形状を調整するシェードを備える必要がなく、車両用灯具の小型化を図ることができる。また、光源２とリフレクタ３との距離が近いので、リフレクタ３に当たる照度値を高めることができ、それにより照射される光の光度を高めることができる。
また、リフレクタ３の反射面Ｒにおいて、主反射領域Ｘと拡張領域Ｙとが段差のない連続した面で構成されているので、配光パターン内にスジ斑が発生しにくい。
また、リフレクタ３の反射面Ｒにおいて、主反射領域Ｘと拡張領域Ｙとが段差のない連続した面で構成されているので、配光パターン内にスジ斑が発生しにくい。
【0044】
上記の実施の形態においては、リフレクタ３の反射面Ｒを構成する主反射領域Ｘの第２焦点は、投影レンズ４の近傍に設けたが、その位置は限定されず、投影レンズ４の後方側焦点Ｆ３よりも前側（投影レンズ４側）において、適宜変更することができる。主反射領域Ｘの第１焦点は、投影レンズ４の光軸Ｚよりもやや上側に位置しているが、投影レンズ４の光軸Ｚ上に位置していてもよい。
また、拡張領域Ｙは、自由曲面で構成されているが、主反射領域Ｘよりも曲率半径が小さい回転楕円面（投影レンズ４の光軸Ｚを回転軸とする）を基調とする自由曲面であってもよい。
また、光源２は、板形状の基板２０を介してヒートシンク部材５に取り付けられているが、ヒートシンク部材５に替えて他の取り付け部材に取り付けられていてもよい。
また、投影レンズ４の後方側焦点Ｆ３は、光源２の近傍に位置しているが、光源２よりも前側（投影レンズ４側）であってもよく、後ろ側であってもよい。
また、車両用灯具１は、リフレクタ３の反射面Ｒからの反射光の一部を遮るシェードを有していてもよいが、小型化することができる点で、特に配光パターンを形成するためのシェードを有しないことが好ましい。
また、投影レンズ４のレンズ像面Ｍは、その一部がリフレクタ３の一部と交差しているが、リフレクタの後方側に位置していてもよい。
また、拡張領域Ｙは、自由曲面で構成されているが、主反射領域Ｘよりも曲率半径が小さい回転楕円面（投影レンズ４の光軸Ｚを回転軸とする）を基調とする自由曲面であってもよい。
また、光源２は、板形状の基板２０を介してヒートシンク部材５に取り付けられているが、ヒートシンク部材５に替えて他の取り付け部材に取り付けられていてもよい。
また、投影レンズ４の後方側焦点Ｆ３は、光源２の近傍に位置しているが、光源２よりも前側（投影レンズ４側）であってもよく、後ろ側であってもよい。
また、車両用灯具１は、リフレクタ３の反射面Ｒからの反射光の一部を遮るシェードを有していてもよいが、小型化することができる点で、特に配光パターンを形成するためのシェードを有しないことが好ましい。
また、投影レンズ４のレンズ像面Ｍは、その一部がリフレクタ３の一部と交差しているが、リフレクタの後方側に位置していてもよい。
【0045】
上記の実施の形態においては、配光パターンを上下方向に拡張する場合の例について説明したが、拡張領域Ｙを光軸Ｚの水平断面に近い位置まで形成することにより、配光パターンを左右方向に拡張することも可能である。図９に基づいて詳細に説明すると、拡張領域Ｙを光源２に近い高さまで形成することにより、光源２に近い領域Ｏにおいて拡張領域Ｙの曲率が主反射領域Ｘの曲率よりも大きくなる。領域Ｏの拡張領域Ｙにおいて反射された光は、第２焦点Ｆ２よりも光源２側の位置を通って投影レンズ４方向へ反射され、図６におけるスクリーンのＶＵ－ＶＤ線よりもＨＬ側及びＨＲ側を照射することができる。これにより、配光パターンを左右方向に拡張することが可能となる。
【0046】
上記の実施の形態においては、光源２、リフレクタ３及び投影レンズ４が、車両の幅方向に複数組設けられる場合の一構成例を示したが、光源２、リフレクタ３及び投影レンズ４を一組以上備えていればよく、その数は車種等に対応させて適宜選択することができる。また、一組以上の光源２、リフレクタ３及び投影レンズ４と、異なる光学系とを組み合わせて用いることもできる。
【0047】
本開示の構成をまとめると以下のとおりである。
［１］光源と、前記光源からの光を反射する反射面を有するリフレクタと、前記反射面からの反射光を車両の前方に照射して配光パターンを形成する投影レンズと、を備え、
前記反射面は、前記光源側から前記投影レンズ方向へ向けて主反射領域と拡張領域とをこの順に有し、
前記主反射領域は、前記光源又はその近傍に位置する第１焦点と、前記第１焦点よりも前記投影レンズ側に位置する第２焦点とを有し、
前記投影レンズは、後方側焦点が、前記第２焦点よりも前記光源側に位置しており、
前記拡張領域は、前記光源からの光を前記第２焦点よりも前記光源側の位置を通って前記投影レンズ方向へ反射する領域である、車両用灯具。
［２］前記主反射領域は、回転楕円面又は回転楕円面を基調とする面で構成されており、
前記拡張領域の曲率半径は、前記主反射領域の前記投影レンズ側の端部より小さい曲率半径とされている、［１］に記載の車両用灯具。
［３］前記拡張領域は、前記光源からの光を反射する箇所が前記光源側から前記投影レンズ側に向けて変移するにしたがい、前記拡張領域で反射した光と前記投影レンズの光軸との交差する箇所が前記投影レンズ側から前記光源側へ向けて徐変するように構成されている、［１］又は［２］に記載の車両用灯具。
［４］前記反射面は、前記拡張領域を含む面が前記投影レンズから前記光源へ向けて段差のない連続した面で構成されている、［１］から［３］のいずれかに記載の車両用灯具。
［５］前記投影レンズの後方側焦点が、前記拡張領域の先端より前記光源側に位置している、［１］から［４］のいずれかに記載の車両用灯具。
［６］前記投影レンズの像面の一部が、前記リフレクタと交差する構成とされている、［１］から［５］のいずれかに記載の車両用灯具。
［１］光源と、前記光源からの光を反射する反射面を有するリフレクタと、前記反射面からの反射光を車両の前方に照射して配光パターンを形成する投影レンズと、を備え、
前記反射面は、前記光源側から前記投影レンズ方向へ向けて主反射領域と拡張領域とをこの順に有し、
前記主反射領域は、前記光源又はその近傍に位置する第１焦点と、前記第１焦点よりも前記投影レンズ側に位置する第２焦点とを有し、
前記投影レンズは、後方側焦点が、前記第２焦点よりも前記光源側に位置しており、
前記拡張領域は、前記光源からの光を前記第２焦点よりも前記光源側の位置を通って前記投影レンズ方向へ反射する領域である、車両用灯具。
［２］前記主反射領域は、回転楕円面又は回転楕円面を基調とする面で構成されており、
前記拡張領域の曲率半径は、前記主反射領域の前記投影レンズ側の端部より小さい曲率半径とされている、［１］に記載の車両用灯具。
［３］前記拡張領域は、前記光源からの光を反射する箇所が前記光源側から前記投影レンズ側に向けて変移するにしたがい、前記拡張領域で反射した光と前記投影レンズの光軸との交差する箇所が前記投影レンズ側から前記光源側へ向けて徐変するように構成されている、［１］又は［２］に記載の車両用灯具。
［４］前記反射面は、前記拡張領域を含む面が前記投影レンズから前記光源へ向けて段差のない連続した面で構成されている、［１］から［３］のいずれかに記載の車両用灯具。
［５］前記投影レンズの後方側焦点が、前記拡張領域の先端より前記光源側に位置している、［１］から［４］のいずれかに記載の車両用灯具。
［６］前記投影レンズの像面の一部が、前記リフレクタと交差する構成とされている、［１］から［５］のいずれかに記載の車両用灯具。
【符号の説明】
【0048】
１、１０、１００、１１０ 車両用灯具
２、２００ 光源
３、３００、３０１ リフレクタ
４、４００ 投影レンズ
５ ヒートシンク部材
２０ 基板
５１ 板部
５２ フィン部
５００ シェード
Ｅ１ 入射面
Ｅ２ 出射面
Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点
Ｆ３ 投影レンズの後方側焦点
Ｋ 延長領域
Ｌ０ 光源からの出射光
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ 反射光
Ｌ１１、Ｌ２１、３１ 出射光
Ｍ レンズ像面
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１００、Ｐ２００ 配光パターン
Ｒ 反射面
Ｓ 発光面
Ｔ 先端部
Ｘ 主反射領域
Ｙ 拡張領域
Ｚ 光軸
２、２００ 光源
３、３００、３０１ リフレクタ
４、４００ 投影レンズ
５ ヒートシンク部材
２０ 基板
５１ 板部
５２ フィン部
５００ シェード
Ｅ１ 入射面
Ｅ２ 出射面
Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点
Ｆ３ 投影レンズの後方側焦点
Ｋ 延長領域
Ｌ０ 光源からの出射光
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ 反射光
Ｌ１１、Ｌ２１、３１ 出射光
Ｍ レンズ像面
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１００、Ｐ２００ 配光パターン
Ｒ 反射面
Ｓ 発光面
Ｔ 先端部
Ｘ 主反射領域
Ｙ 拡張領域
Ｚ 光軸
【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】