特開 2024-172015 車両用前照灯

(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】P2024172015

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】車両用前照灯

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/265 20180101AFI20241205BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20241205BHJP

   F21S 41/20 20180101ALI20241205BHJP

   F21W 102/155 20180101ALN20241205BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20241205BHJP

【ＦＩ】

F21S41/265

F21S41/143

F21S41/20

F21W102:155

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023089423

(22)【出願日】2023-05-31

(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】100145908

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 信雄

(74)【代理人】

【識別番号】100136711

【弁理士】

【氏名又は名称】益頭 正一

(72)【発明者】

【氏名】持丸 治美

(72)【発明者】

【氏名】井上 克彦

(72)【発明者】

【氏名】杉江 良裕

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 英治

(72)【発明者】

【氏名】大橋 悠二

(72)【発明者】

【氏名】原尾 卓司

(57)【要約】

【課題】効率良く配光設計すること、及び部品点数や部品コストを抑えることを可能にする車両用前照灯を提供する。
【解決手段】車両用前照灯１は、車両前方側に光を出射する光源２１１と、光源２１１から出射された光が透過するレンズユニット１０と、レンズユニット１０を透過した光により車両前方にロービームパターンを照射する投影レンズ２とを備え、レンズユニット１０は、光源２１１から出射された光が入射する光入射部１１５に設けられたレンズ１１５Ｄと、レンズ１１５Ｄを通過した光を車両上下方向に反射する一次反射面１１２と、一次反射面１１２で反射された光を車両前方側に反射する二次反射面１１３と、二次反射面１１３で反射された光が出射する光出射部に設けられた出射レンズ１１１とを備え、投影レンズ２の焦点Ｆが、二次反射面１１３の所定位置に設定され、二次反射面１１３の所定位置には、ロービームパターンのカットオフラインを形成するための段差部１１６が形成されている。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両前方側に光を出射する第１光源と、
前記第１光源から出射された光が透過するレンズユニットと、
前記レンズユニットを透過した光により車両前方にロービームパターンを照射する非球面レンズと
を備え、
前記レンズユニットは、
前記第１光源から出射された光が入射する光入射部に設けられた第１レンズと、
前記第１レンズを通過した光を車両上下方向に反射する一次反射面と、
前記一次反射面で反射された光を車両前方側に反射する二次反射面と、
前記二次反射面で反射された光が出射する光出射部に設けられた第２レンズと
を備え、
前記非球面レンズの焦点が、前記二次反射面の所定位置に設定され、
前記二次反射面の前記所定位置には、前記ロービームパターンのカットオフラインを形成するための段差部が形成されている車両用前照灯。

【請求項2】

前記第１レンズは、
前記第１光源から出射された光が前記一次反射面側に通過する中央部と、
前記中央部の外周側に設けられ、前記第１光源から出射された光を前記一次反射面側に反射する外側部と
を備え、
前記中央部は、前記外側部に比して相対的に光を拡散させ、
前記外側部は、前記中央部に比して相対的に集光させる請求項１に記載の車両用前照灯。

【請求項3】

複数の前記第１光源が横に並べて配され、
複数の前記第１レンズのそれぞれが前記第１光源に対向して配され、
複数の前記第１レンズの少なくとも一つの前記中央部の面積が、他の前記第１レンズの前記中央部の面積と相違する請求項２に記載の車両用前照灯。

【請求項4】

前記レンズユニットは、前記一次反射面と車両前後方向に対向し、前記一次反射面で反射された光を前記二次反射面に向けて反射する背面側反射面を備える請求項１又は２に記載の車両用前照灯。

【請求項5】

前記背面側反射面は、前記第１レンズ側から前記二次反射面側にかけて車両前方側に傾斜している請求項４に記載の車両用前照灯。

【請求項6】

前記非球面レンズの前記焦点と車両前後方向に対向するように配され、光を車両前方側に出射する第２光源を備え、
前記二次反射面は、前記第２光源から出射された光を透過させ、
前記第２レンズは、前記二次反射面を透過した光を集光して前記非球面レンズに出射し、
前記非球面レンズは、前記第２レンズから出射された光により車両前方に配光パターンを照射する請求項１又は２に記載の車両用前照灯。

【請求項7】

前記第２光源と前記二次反射面との間に配され、前記第２光源から出射された光を集光する第３レンズを備える請求項６に記載の車両用前照灯。

【請求項8】

前記二次反射面に対向して配された有色材を備える請求項１又は２に記載の車両用前照灯。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用前照灯に関する。

【背景技術】

【0002】

車両用照明灯具として、発光素子と、発光素子からの光が透過する透光ブロックとを備え、透光ブロックを透過する光を反射する第１反射面及び第２反射面が透光ブロックの表面に形成されているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の車両用照明灯具では、発光素子が、灯具前後方向に延びる光軸上に配置され、第１反射面が、発光素子からの光を上記光軸の径方向外方へ向けて反射し、第２反射面が、第１反射面で反射した光を前方へ向けて反射させる。特許文献１に記載の車両用照明灯具は、ハイビーム用のヘッドランプの一部として構成されている。

【0003】

ロービームパターンとハイビームパターンとを形成する車両用前照灯が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の車両用前照灯は、ロービーム用の第１光源と、ハイビーム用の第２光源と、第１反射面、第２反射面、及び第３反射面を備えるリフレクタと、投影レンズとを備える。特許文献２に記載の車両用前照灯では、第２光源が第１光源の上方に配され、第１反射面が、第１光源からの光を上方に反射し、第２反射面が、第１反射面からの光を前方に反射し、第３反射面が、第２反射面からの光を前方に反射する。投影レンズは、第１光源から出射されたロービーム用の光と第２光源から出射されたハイビーム用の光とを前方に照射する。特許文献２に記載の車両用前照灯では、第２反射面と第３反射面との境界にカットオフラインを形成するためのカットオフ形成部が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－３２４０１３号公報

【特許文献2】特開２０２２－７２８９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の車両用照明灯具を、ロービーム用のヘッドランプの一部として構成する場合には、カットオフラインを形成するためのシェードを設ける必要があり、部品点数や部品コストが増加する。また、特許文献２に記載の車両用前照灯は、コリメータレンズ等のレンズを設ける場合、リフレクタに加えてレンズが必要となり、部品点数や部品コストが増加する。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑み、効率良く配光設計すること、及び部品点数や部品コストを抑えることを可能にする車両用前照灯を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る車両用前照灯は、車両前方側に光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射された光が透過するレンズユニットと、前記レンズユニットを透過した光により車両前方にロービームパターンを照射する非球面レンズとを備え、前記レンズユニットは、前記第１光源から出射された光が入射する光入射部に設けられた第１レンズと、前記第１レンズを通過した光を車両上下方向に反射する一次反射面と、前記一次反射面で反射された光を車両前方側に反射する二次反射面と、前記二次反射面で反射された光が出射する光出射部に設けられた第２レンズとを備え、前記非球面レンズの焦点が、前記二次反射面の所定位置に設定され、前記二次反射面の前記所定位置には、前記ロービームパターンのカットオフラインを形成するための段差部が形成されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、効率良く配光設計すること、及び部品点数や部品コストを抑えることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る車両用前照灯を正面側から示す分解斜視図である。

【図2】図２は、図１に示す車両用前照灯を正面側から示す斜視図である。

【図3】図３は、図１に示すレンズユニットを正面側から示す斜視図である。

【図4】図４は、図１に示すレンズユニットを背面側から示す斜視図である。

【図5】図５は、図１に示すレンズユニットを示す正面図である。

【図6】図６は、図５の６－６断面図である。

【図7】図７は、図６の７部分拡大図である。

【図8】図８は、図４に示すレンズユニットの段差部を拡大して示す斜視図である。

【図9】図９は、図１に示す車両用前照灯の光路を示す断面図である。

【図10】図１０は、車両前方の仮想のスクリーンに照射されるロービームパターンの一例を示す図である。

【図11】図１１は、本発明の他の実施形態に係る車両用前照灯が備えるレンズユニットを示す背面図である。

【図12】図１２は、図１１に示すレンズユニットを備える車両用前照灯の光路を示す断面図である。

【図13】図１３は、図１１に示すレンズユニットのレンズを示す背面図である。

【図14】図１４は、本発明の他の実施形態に係る車両用前照灯を示す断面図である。

【図15】図１５は、本発明の他の実施形態に係る車両用前照灯を正面側から示す分解斜視図である。

【図16】図１６は、図１５に示すレンズユニットを背面側から示す斜視図である。

【図17】図１７は、図１５に示す車両用前照灯の光路を示す断面図である。

【図18】図１８は、図１７の１８部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用される。

【0011】

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用前照灯１を正面側から示す分解斜視図である。また、図２は、図１に示す車両用前照灯１を正面側から示す斜視図である。これらの図に示す車両用前照灯１は、ロービームパターンを車両前方に照射するロービーム用の前照灯である。

【0012】

図１に示すように、車両用前照灯１は、投影レンズ２と、レンズホルダ３と、レンズユニット１０と、光源基板ユニット２０と、ベース部４と、放熱部材５とを備える。投影レンズ２は、非球面レンズであり、レンズユニット１０との共働により、光源基板ユニット２０の光源部２１から出射された光をコリメートし、車両前方にロービームパターンを照射する。この投影レンズ２の背面側の周縁部にはフランジ部２Ｆが形成されている。なお、投影レンズ２の光軸ＡＸと平行な方向を車両前後方向、投影レンズ２の光軸ＡＸに対して直交する縦方向を車両上下方向、投影レンズ２の光軸ＡＸに対して直交する横方向を車幅方向と定義する。

【0013】

レンズホルダ３は、正面側と背面側とに矩形状の開口が形成された枠体である。レンズホルダ３の正面側の開口３０Ａの周縁部には、複数の係止爪３０Ｂが設けられている。投影レンズ２は、レンズホルダ３の前面に対して開口３０Ａを塞ぐように取り付けられている。複数の係止爪３０Ｂが投影レンズ２のフランジ部２Ｆに対して係止することにより、投影レンズ２がレンズホルダ３の前面に固定されている。

【0014】

ベース部４は、レンズホルダ３の背面に対して開口を塞ぐように取り付けられている。レンズホルダ３とベース部４とは、ボルト・ナット等の締結部材により締結されている。

【0015】

放熱部材５は、並列された複数のフィン５１により構成されている。これらの複数のフィン５１は、ベース部４の背面に取り付けられている。ベース部４と放熱部材５とは、光源部２１で発せられた熱を外部に放出する。

【0016】

光源基板ユニット２０は、光源部２１と、光源部２１が実装された基板２２とを備える。光源部２１は、基板２２の前面に車幅方向に並べて配された複数の光源２１１を備える。各光源２１１は、発光ダイオード等の発光素子である。なお、各光源２１１は、レーザー等の他の発光体でもよい。

【0017】

光源部２１は、投影レンズ２の光軸ＡＸよりも車両下側に配されており、車両前方側に光を出射する。光源部２１から出射された光は、レンズユニット１０に入射し、レンズユニット１０に形成された反射面で全反射されてレンズユニット１０から車両前方側に出射し、投影レンズ２に至る。

【0018】

レンズユニット１０は、光源基板ユニット２０と投影レンズ２との間に配されている。レンズユニット１０は、レンズ本体部１１と、一対のブラケット部１２とを備える透明樹脂製の一体成形品である。一対のブラケット部１２は、レンズ本体部１１を車幅方向に挟むように設けられている。一対のブラケット部１２と基板２２とが、レンズホルダ３とベース部４との間に挟まれた状態で、レンズホルダ３とベース部４とが締結されている。

【0019】

図３は、図１に示すレンズユニット１０を正面側から示す斜視図である。図４は、図１に示すレンズユニット１０を背面側から示す斜視図である。図３に示すように、レンズ本体部１１は、上部１１Ａと下部１１Ｂとで構成されている。上部１１Ａの正面側には、出射レンズ１１１が形成され、下部１１Ｂの正面側には、一次反射面１１２が形成されている。出射レンズ１１１は、車両上下方向及び車幅方向に対して正のパワーを持つ球面レンズや非球面レンズ等のレンズであり、上部１１Ａから車両前方側に出射される光を車両上下方向及び車幅方向に集光する。

【0020】

一次反射面１１２の上端は、出射レンズ１１１の下端に接続され、一次反射面１１２の下部は、光源部２１と車両前後方向に対向している。一次反射面１１２は、下端から上端にかけて車両前方側に傾斜すると共に、車両前方側に膨らむように円弧状に湾曲しており、光源部２１から車両前方側に出射された光を車両上方側へ反射する。

【0021】

図４に示すように、上部１１Ａの背面側には、二次反射面１１３が形成され、下部１１Ｂの背面側には、背面側反射面１１４と光入射部１１５とが形成されている。二次反射面１１３は、出射レンズ１１１の背面側に位置する平坦な傾斜面であり、下端から上端にかけて車両前方側に傾斜しており、一次反射面１１２で反射された光を車両前方側へ反射する。

【0022】

背面側反射面１１４は、一次反射面１１２の背面側に位置する平坦な傾斜面であり、下端から上端にかけて車両前方側に傾斜しており、一次反射面１１２で反射された光を車両上方側へ反射する。背面側反射面１１４の上端は、二次反射面１１３の下端に接続されている。

【0023】

二次反射面１１３と背面側反射面１１４との境界線Ｌ上には、段差部１１６が形成されている。詳細は後述するが、段差部１１６は、ロービームパターンのカットオフラインを形成するために設けられている。

【0024】

光入射部１１５は、車幅方向に並べて配された複数のレンズ１１５Ｄを備える。各レンズ１１５Ｄは、各光源２１１と対向して配されている。各レンズ１１５Ｄは、円錐台形状に形成されており、中央側の拡散部１１５Ｆと外周側の集光部１１５Ｇとを備える。各光源２１１の光軸は、拡散部１１５Ｆの中心を通過する。拡散部１１５Ｆは、凸レンズ又凹レンズであり、各光源２１１から出射され拡散部１１５Ｆを通過する光を各レンズ１１５Ｄの縦軸方向及び横軸方向に拡散させる。拡散部１１５Ｆで拡散された光は、ビーム径が拡大された状態で投影レンズ２からコリメート光として車両前方に照射される。

【0025】

集光部１１５Ｇは、光源２１１側から一次反射面１１２側にかけて漸次的に拡径する円錐台形の斜面であり、各光源２１１から出射された拡散光を全反射により集光させる。集光部１１５Ｇで集光された光は、ビーム径が縮小された状態で投影レンズ２からコリメート光として車両前方に照射される。

【0026】

図５は、図１に示すレンズユニット１０を示す正面図である。図６は、図５の６－６断面図である。図７は、図６の７部分拡大図である。図８は、図４に示すレンズユニット１０の段差部１１６を拡大して示す斜視図である。図６には、レンズユニット１０の車幅方向中央の縦断面が示されている。

【0027】

図５に示すように、一次反射面１１２は、車幅方向に並んだ複数の反射面１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃを備える。反射面１１２Ａは、中央の光源２１１に対応して設けられ、反射面１１２Ｂは、中央から２番目の光源２１１に対応して設けられ、反射面１１２Ｃは、最も外側の光源２１１に対応して設けられている。下部１１Ｂの横断面における反射面１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの形状は、円弧状である。

【0028】

ここで、下部１１Ｂの横断面における中央の反射面１１２Ａの形状は、車両前方側に凸で左右対称の円弧状であり、当該反射面１１２Ａは、主に中央の光源２１１からの光をレンズユニット１０の車幅方向中央側に反射する。また、下部１１Ｂの横断面における中央から２番目の反射面１１２Ｂの形状は、斜め前方外側に凸の円弧状であり、当該反射面１１２Ｂは、主に中央から２番目の光源２１１からの光をレンズユニット１０の車幅方向中央側に反射する。さらに、下部１１Ｂの横断面における最も外側の反射面１１２Ｃの形状は、斜め前方外側に凸の円弧状であり、当該反射面１１２Ｃは、主に最も外側の光源２１１からの光をレンズユニット１０の車幅方向中央側に反射する。

【0029】

図６に示すように、反射面１１２Ａは、下端から上端にかけて車両前方側に傾斜した傾斜面である。また、反射面１１２Ａは、前方斜め下方に凸の円弧状の曲面である。図示は省略するが、反射面１１２Ｂ，１１２Ｃも同様に、下端から上端にかけて車両前方側に傾斜した傾斜面であり、且つ、前方斜め下方に凸の円弧状の曲面である。

【0030】

反射面１１２Ａは、主に中央の光源２２１からの光を車両上方側に向けて反射する。また、反射面１１２Ｂは、主に中央から２番目の光源２２１からの光を車両上方側に向けて反射する。さらに、反射面１１２Ｃは、主に最も外側の光源２２１からの光を車両上方側に向けて反射する。

【0031】

図４、図６～図８に示すように、段差部１１６は、二次反射面１１３と背面側反射面１１４との境界（境界線Ｌ）の中央部に形成されている。図８に示すように、段差部１１６は、面１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃ，１１６Ｄを備える。面１１６Ａは、背面側反射面１１４の上端から車両上方側に突出した台形状の面である。面１１６Ｂは、台形状の面１１６Ａの上底と二次反射面１１３との間に位置する水平面である。面１１６Ｃは、台形状の面１１６Ａの脚の一方（図中右側）と二次反射面１１３との間に位置する斜面である。面１１６Ｄは、台形状の面１１６Ａの脚の他方（図中左側）と二次反射面１１３との間に位置する斜面である。

【0032】

ここで、投影レンズ２の光軸ＡＸは、境界線Ｌと面１１６Ｃとの交点を通過する。また、投影レンズ２の焦点Ｆは、境界線Ｌと面１１６Ｃとの交点の位置に設定されている。このため、境界線Ｌと面１１６Ｃと面１１６Ｂとは、ロービームパターンのカットオフラインを形成するカットオフライン形成部として機能する。

【0033】

図６に示すように、レンズユニット１０の各部は、車両前方側から、出射レンズ１１１の出射面、二次反射面１１３の上端、一次反射面１１２の上端、段差部１１６、背面側反射面１１４の下端、レンズ１１５Ｄの順序で配されている。なお、二次反射面１１３の上端と一次反射面１１２の上端との車両前後方向の位置関係は逆になってもよい。

【0034】

図９は、図１に示す車両用前照灯１の光路を示す断面図である。この図に示すように、光源２１１から出射された光は、レンズ１１５Ｄに入射する。レンズ１１５Ｄに入射した光は、拡散部１１５Ｆで拡散され又は集光部１１５Ｇで集光されて一次反射面１１２に至る。

【0035】

レンズ１１５Ｄからの光は、一次反射面１１２において、車幅方向についてはレンズユニット１０の中央側に向けて反射され、車両上下方向については、主に車両上方側に反射される。一次反射面１１２で反射された光は、二次反射面１１３、背面側反射面１１４、又はこれらの境界に至る。ここで、一次反射面１１２で反射されて二次反射面１１３に至る光の割合を高めることを目的として、一次反射面１１２が、前方斜め下方に凸の円弧状の曲面に形成されている。

【0036】

一次反射面１１２で光を全反射させることを目的として、一次反射面１１２の光の入射角が所定角度（例えば３９°）以上となるように、レンズ１１５Ｄの車両前方側端部と一次反射面１１２との水平距離Ｄ、及び、背面側反射面１１４の傾斜角度αが設定されている。水平距離Ｄは、例えば、１０ｍｍであり、傾斜角度αは、例えば１２°である。

【0037】

一次反射面１１２で二次反射面１１３に向けて反射された光は、二次反射面１１３で車両前方側に向けて反射されて出射レンズ１１１に至る。また、一次反射面１１２で背面側反射面１１４に向けて反射された光は、背面側反射面１１４で二次反射面１１３に向けて反射され、二次反射面１１３で車両前方側に向けて反射されて出射レンズ１１１に至る。なお、二次反射面１１３で光を全反射させることを目的として、二次反射面１１３の光の入射角度が所定角度（例えば３９°）以上となるように、二次反射面１１３の傾斜角度（例えば、３６°）が設定されている。

【0038】

出射レンズ１１１を通過する光は、出射レンズ１１１の車両上下方向及び車幅方向についての正のパワーにより集光されて、出射レンズ１１１の出射面から出射する。出射レンズ１１１の出射面から出射した光は、投影レンズ２によりコリメート光として車両前方に照射される。

【0039】

図１０は、車両前方の仮想のスクリーンに照射されるロービームパターンＰ_Ｌの一例を示す図である。この図には、左側走行の車両に搭載される車両用前照灯１により照射されるロービームパターンＰ_Ｌの一例が示されている。また、この図において、Ｖ－Ｖ線がスクリーンの垂直線を示し、Ｈ－Ｈ線がスクリーンの水平線を示している。さらに、Ｖ－Ｖ線とＨ－Ｈ線との交点が、水平方向の基準位置に相当する。

【0040】

図１０に示すように、投影レンズ２から照射された光により、車両前方にロービームパターンＰ_Ｌが形成される。ここで、二次反射面１１３と背面側反射面１１４との境界線Ｌにより、カットオフラインＣＬが形成される。このカットオフラインＣＬは、水平カットオフラインＣＬ１，ＣＬ３と、斜めカットオフラインＣＬ２とを含む。水平カットオフラインＣＬ１は、段差部１１６の面１１６Ｂにより形成され、斜めカットオフラインＣＬ２は、段差部１１６の面１１６Ｃにより形成される。また、水平カットオフラインＣＬ３は、境界線Ｌにより形成される。

【0041】

ここで、レンズ１１５Ｄの拡散部１１５Ｆにより拡散された光は、ロービームパターンＰ_Ｌの外周側の範囲Ｐ_Ｆを照射し、レンズ１１５Ｄの集光部１１５Ｇにより集光された光は、ロービームパターンＰ_Ｌの中央側の範囲Ｐ_Ｇを照射する。拡散部１１５Ｆの面積が広いほど、ロービームパターンＰ_Ｌの外周側の範囲Ｐ_Ｆが広くなり、中央側の範囲Ｐ_Ｇが狭くなる。

【0042】

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１は、光源２１１と、レンズユニット１０と、非球面レンズである投影レンズ２とを備える。光源２１１は、車両前方側に光を出射し、レンズユニット１０は、光源２１１から出射された光を透過し、投影レンズ２は、レンズユニット１０を透過した光により車両前方にロービームパターンＰ_Ｌを照射する。

【0043】

レンズユニット１０は、レンズ１１５Ｄと、一次反射面１１２と、二次反射面１１３と、出射レンズ１１１とを備える。レンズ１１５Ｄは、光源２１１から出射された光を拡散又は集光し、一次反射面１１２は、レンズ１１５Ｄで拡散又は集光された光を車両上下方向側に反射する。二次反射面１１３は、一次反射面１１２で反射された光を車両前方側に反射し、出射レンズ１１１は、二次反射面１１３で反射された光を集光して投影レンズ２に出射する。投影レンズ２は、出射レンズ１１１から出射された光により車両前方にロービームパターンＰ_Ｌを照射する。

【0044】

ここで、投影レンズ２の焦点Ｆが、二次反射面１１３の所定位置（境界線Ｌ）に設定され、当該所定位置には、ロービームパターンＰ_ＬのカットオフラインＣＬを形成するための段差部１１６が形成されている。これにより、光源２１１と投影レンズ２との間にシェードやリフレクタを設けることなく、レンズ１１５Ｄ、一次反射面１１２、二次反射面１１３、及び出射レンズ１１１で配光を制御し、カットオフラインＣＬを有するロービームパターンＰ_Ｌを照射することができる。従って、効率良い配光設計と、部品点数や部品コストの低減とを実現できる。

【0045】

また、本実施形態の車両用前照灯１では、背面側反射面１１４が一次反射面１１２と対向するようにレンズユニット１０に設けられており、一次反射面１１２で車両後方側に反射された光が、背面側反射面１１４で二次反射面１１３に向けて反射される。これにより、一次反射面１１２で反射されて二次反射面１１３に至る光量を増加させることができる。特に、背面側反射面１１４が、レンズ１１５Ｄ側から二次反射面１１３側にかけて車両前方側に傾斜し、背面側反射面１１４への光の入射角度が抑えられていることにより、背面側反射面１１４で全反射を生じさせることができ、背面側反射面１１４で反射されて二次反射面１１３に至る光量を増加させることができる。

【0046】

図１１は、本発明の他の実施形態に係る車両用前照灯１Ａ（図１２参照）が備えるレンズユニット１０Ａを示す背面図である。この図に示すように、レンズユニット１０Ａは、光入射部１１５０を備える。レンズユニット１０Ａの構成は、光入射部１１５０を除いて、上記実施形態のレンズユニット１０と同様である。なお、上記実施形態と同様の構成については上記実施形態についての説明を援用する。

【0047】

光入射部１１５０は、車幅方向に並べて配された複数のレンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃを備える。レンズ１１５Ａは、中央の光源２１１に対向して配されている。また、２個のレンズ１１５Ｂは、レンズ１１５Ａを左右に挟むように配され、各レンズ１１５Ｂは、中央から２番目の光源２１１に対向して配されている。さらに、２個のレンズ１１５Ｃは、３個のレンズ１１５Ａ，１１５Ｂを左右に挟むように配され、各レンズ１１５Ｃは、最も外側の光源２１１に対向して配されている。

【0048】

各レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃは、円錐台形状に形成されており、中央側の拡散部１１５Ｆと外周側の集光部１１５Ｇとを備える。拡散部１１５Ｆと集光部１１５Ｇとの構成及び機能は、上記実施形態と同様である。

【0049】

図１２は、図１１に示すレンズユニット１０Ａを備える車両用前照灯１Ａの光路を示す断面図である。この図には、投影レンズ２の焦点Ｆと中央のレンズ１１５Ａの中心とを含む縦断面を示している。この図に示すように、レンズ１１５Ａに入射した光は、拡散部１１５Ｆにより拡散され、集光部１１５Ｇにより集光される。同様に、図示は省略するが、レンズ１１５Ｂ，１１５Ｃに入射した光も、拡散部１１５Ｆにより拡散され、集光部１１５Ｇにより集光される。

【0050】

図１３は、図１１に示すレンズユニット１０Ａのレンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃを示す背面図である。この図に示すように、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃの拡散部１１５Ｆの面積が、相互に相違する。中央のレンズ１１５Ａの拡散部１１５Ｆの面積が最小であり、最も外側のレンズ１１５Ｃの拡散部１１５Ｆの面積が最大である。即ち、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃの拡散部１１５Ｆの面積は、車幅方向中央側から外側にかけて（焦点Ｆの車幅方向の位置からの距離が大きくなるほど）漸次的に大きくなる。他方で、集光部１１５Ｇの面積は、車幅方向中央側から外側にかけて漸次的に小さくなる。

【0051】

ここで、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃの拡散部１１５Ｆの面積が大きくなるほど、拡散部１１５Ｆで拡散されたコリメート光の照射範囲（図１０の範囲Ｐ_Ｆ）が広くなり、集光部１１５Ｇで集光されたコリメート光の照射範囲（図１０の範囲Ｐ_Ｇ）が狭くなる。そのため、本実施形態では、中央のレンズ１１５Ａで拡散されたコリメート光の照射範囲が、中央から２番目のレンズ１１５Ｂで拡散されたコリメート光の照射範囲よりも狭くなる。また、中央から２番目のレンズ１１５Ｂで拡散されたコリメート光の照射範囲が、最も外側のレンズ１１５Ｃで拡散されたコリメート光の照射範囲よりも狭くなる。他方で、中央のレンズ１１５Ａで集光されたコリメート光の照射範囲が、中央から２番目のレンズ１１５Ｂで集光されたコリメート光の照射範囲よりも広くなる。また、中央から２番目のレンズ１１５Ｂで集光されたコリメート光の照射範囲が、最も外側のレンズ１１５Ｃで集光されたコリメート光の照射範囲よりも広くなる。これにより、車幅方向の中央側ほど集光されたコリメート光の照射範囲が広くなり、車幅方向の外側ほど拡散されたコリメート光の照射範囲が広くなるロービームパターンＰ_Ｌが形成される。

【0052】

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１Ａでは、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃが、各光源２１１の光軸が通過する拡散部１１５Ｆと、拡散部１１５Ｆの外周側に設けられた集光部１１５Ｇとを備える。拡散部１１５Ｆは、光源２１１から出射された光を拡散する。また、集光部１１５Ｇは、光源２１１から出射された光を集光する。これにより、ロービームパターンＰ_Ｌの中央側の範囲Ｐ_Ｇに、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃで集光された光をコリメート光として照射させ、ロービームパターンＰ_Ｌの外周側の範囲Ｐ_Ｆにレンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃで拡散された光をコリメート光として照射させることができる。

【0053】

また、本実施形態の車両用前照灯１Ａでは、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃの拡散部１１５Ｆの面積が、相互に相違している。これにより、ロービームパターンＰ_Ｌのレンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃで集光された光をコリメート光として照射させる範囲Ｐ_Ｇとレンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃで拡散された光をコリメート光として照射させる範囲Ｐ_Ｆとを、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ毎に調整することができる。従って、配光設計の自由度が高くなる。なお、本実施形態では、中央のレンズ１１５Ａと中央から２番目のレンズ１１５Ｂとの拡散部１１５Ｆの面積を相違させ、中央から２番目のレンズ１１５Ｂと最も外側のレンズ１１５Ｃとの拡散部１１５Ｆの面積を相違させたが、必須ではない。複数のレンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃの少なくとも一つの拡散部１１５Ｆの面積が、他のレンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃの拡散部１１５Ｆの面積と相違すればよい。

【0054】

図１４は、本発明の他の実施形態に係る車両用前照灯１Ｂを示す断面図である。この図に示す車両用前照灯１Ｂは、有色材６を備える。車両用前照灯１Ｂの構成は、有色材６を備える点を除いて、上記実施形態の車両用前照灯１と同様である。なお、上記実施形態と同様の構成については上記実施形態についての説明を援用する。

【0055】

有色材６は、二次反射面１１３に面して配された有色の面６１を備える生地、又は、板状又はブロック状の部材である。有色の面６１は、二次反射面１１３に対して平行に間隔を空けて配されている。また、有色の面６１の下端から上端までの高さは、投影レンズ２の縦軸方向の寸法と同等以上であり、有色の面６１は、正面視で投影レンズ２の全体と重なるように配されている。さらに、有色の面６１の下端から上端までの高さは、出射レンズ１１１の縦軸方向の寸法と同等以上であり、有色の面６１は、正面視で出射レンズ１１１の全体と重なるように配されている。

【0056】

ここで、有色材６は、光源２１１の消灯時の投影レンズ２の色味を調整する機能を有する。有色の面６１が黒色であれば、光源２１１の消灯時の投影レンズ２は黒味を帯びた色味となる等、光源２１１の消灯時の投影レンズ２の色味は、有色の面６１の色に応じて調整される。

【0057】

また、有色材６は、二次反射面１１３を透過してレンズユニット１０から出る光を吸収する機能を有する。有色の面６１が黒色であれば、有色の面６１で吸収される光量が多くなる等、二次反射面１１３を透過したレンズホルダ３内の光の吸収量が、有色の面６１の色に応じて調整される。レンズユニット１０からレンズホルダ３内に出た光が吸収されることで、グレアが低減される。

【0058】

なお、有色材６の色は、黒色に限らず任意の色を選択すればよい。また、有色材６は、二次反射面１１３の光の全反射が妨げられないように、二次反射面１１３から離して配置する必要があるが、寸法や形状は、適宜選択すればよい。

【0059】

図１５は、本発明の他の実施形態に係る車両用前照灯１Ｃを正面側から示す分解斜視図である。この図に示す車両用前照灯１Ｃは、レンズユニット１０Ｃと、光源基板ユニット２０Ｃと、プライマリーレンズユニット３０とを備える。車両用前照灯１Ｃの構成は、レンズユニット１０Ｃの一部の構成、光源基板ユニット２０Ｃにハイビーム用の光源部２３が設けられている点、ハイビーム用のプライマリーレンズユニット３０を備える点を除いて、上記実施形態の車両用前照灯１と同様である。なお、上記実施形態と同様の構成については上記実施形態についての説明を援用する。

【0060】

図１５に示すように、光源基板ユニット２０Ｃでは、ハイビーム用の光源部２３が、基板２２に実装されている。このハイビーム用の光源部２３は、ロービーム用の光源部２１の車両上側に配されており、車幅方向に並べて配された複数の光源２３１を備える。各光源２３１は、発光ダイオード等の発光素子である。なお、各光源２３１は、レーザー等の他の発光体でもよい。

【0061】

光源部２３は、投影レンズ２の光軸ＡＸの高さに配されており、車両前方側に光を出射する。光源部２３から出射された光は、プライマリーレンズユニット３０に入射し、プライマリーレンズユニット３０で集光されてレンズユニット１０Ｃに至る。

【0062】

プライマリーレンズユニット３０は、レンズ本体部３１とブラケット部３２とを備える透明樹脂製の一体成形品である。ブラケット部３２は、車幅方向に延びる横長の部材である。ブラケット部３２と基板２２とがレンズホルダ３とベース部４との間に挟まれた状態で、レンズホルダ３とベース部４とが締結されている。

【0063】

レンズ本体部３１は、ブラケット部３２の長手方向中央部から下方に延びており、レンズユニット１０Ｃのレンズ本体部１１Ｂとハイビーム用の光源部２３との間に配されている。このレンズ本体部３１には、投影レンズ２の光軸ＡＸが通過する。

【0064】

図１６は、図１５に示すレンズユニット１０Ｃを背面側から示す斜視図である。また、図１７は、図１５に示す車両用前照灯１Ｃの光路を示す断面図である。さらに、図１８は、図１７の１８部分拡大図である。

【0065】

図１６に示すように、レンズユニット１０Ｃは、二次反射面１１３Ｃを備える。二次反射面１１３Ｃと背面側反射面１１４との境界は、不連続になっており、二次反射面１１３Ｃの下端Ｅは、背面側反射面１１４の上端に対して車両後方側に位置する。また、二次反射面１１３Ｃは、段差部１１６よりも車両下方側且つ車両後方側まで広がっている。

【0066】

図１７に示すように、プライマリーレンズユニット３０のレンズ本体部３１の先端部は、光源２３１と段差部１１６との間に配されている。また、投影レンズ２の光軸ＡＸが、段差部１１６とレンズ本体部３１の先端部と光源２３１とを通過している。投影レンズ２の焦点Ｆは、段差部１１６の位置に設定されている。

【0067】

図１８に示すように、レンズ本体部３１の先端部には、光源２３１側に凸で車両上下方向及び車幅方向に正のパワーを持つレンズ部３１１が形成されている。光源２３１から出射された光は、レンズ部３１１で集光されて二次反射面１１３Ｃに至る。

【0068】

ここで、二次反射面１１３Ｃの下端側は、段差部１１６よりも車両下方側且つ車両後方側まで広がっており、二次反射面１１３Ｃの下端Ｅは、レンズ部３１１の先端に対して近接している。このため、レンズ部３１１を透過して段差部１１６と下端Ｅとの間に至る光を、二次反射面１１３Ｃからレンズユニット１０Ｃに入射させることができる。

【0069】

図１７に示すように、各光源２３１から出射された光は、プライマリーレンズユニット３０のレンズ部３１１により集光され二次反射面１１３Ｃを透過してレンズユニット１０Ｃに入射する。当該光は、出射レンズ１１１の正のパワーにより集光されて投影レンズ２に至り、投影レンズ２によりコリメート光として車両前方に照射される。これにより、車両前方にハイビームパターンが照射される。

【0070】

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１Ｃは、投影レンズ２の焦点Ｆと車両前後方向に対向するように配された光源２３１を備える。本実施形態の車両用前照灯１Ｃでは、光源２３１が、光を車両前方側に出射し、二次反射面１１３Ｃが、光源２３１から出射された光を透過させ、出射レンズ１１１が、二次反射面１１３Ｃを透過した光を集光して投影レンズ２に出射する。そして、投影レンズ２は、光源部２１の各光源２１１から出射された光により車両前方にロービームパターンＰ_Ｌ（図１０参照）を照射し、光源部２３の各光源２３１から出射された光により車両前方にハイビームパターンを照射する。これにより、本実施形態の車両用前照灯１Ｃによれば、光源２１１，２３１と投影レンズ２との間にシェードやリフレクタを設けることなく、レンズ１１５Ｄ、一次反射面１１２、二次反射面１１３Ｃ、及び出射レンズ１１１で配光を制御し、カットオフラインＣＬを有するロービームパターンＰ_Ｌを照射すると共に、ハイビームパターンを照射することができる。

【0071】

また、本実施形態の車両用前照灯１Ｃは、光源２３１から出射された光を集光するレンズ部３１１を備える。これにより、光源２３１から出射されてレンズユニット１０Ｃに入射する光量を増加させることができ、ハイビームパターンの光度を高めることができる。

【0072】

なお、光源２３１から出射された光により車両前方に照射する配光パターンを、ハイビームパターンにすることは必須ではない。当該配光パターンは、デイライト等の他機能の配光パターンでもよい。また、光源２１１と光源２３１とを同時に点灯させ、光源２１１から出射された光と光源２３１から出射された光とによりロービームパターンを照射してもよい。この場合、例えば、光源２１１から出射された光により照射するロービームパターンの照射範囲を相対的に広くし、光源２３１から出射された光により照射するロービームパターンの光度を相対的に高くする等、ロービームパターンの照射範囲や光度の設計の自由度を高めることができる。

【0073】

以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、実施形態同士の技術や公知・周知技術を組み合わせてもよい。

【0074】

例えば、上記実施形態では、光源部２１を投影レンズ２より車両下側に配し、光源部２１から出射された光を一次反射面１１２により車両上方側に向けて反射させた。しかしながら、これは必須ではなく、光源部２１を投影レンズ２より車両上側に配し、光源部２１から出射された光を一次反射面１１２により車両下方側に向けて反射させてもよい。

【0075】

また、上記実施形態では、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄの中央部を拡散部１１５Ｆとし、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄの外側部を集光部１１５Ｇとした。しかしながら、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄの中央部は、光源２１１から出射された光が一次反射面１１２側に通過し、外側部に比して相対的に光を拡散させる部位であればよく、当該部位から出射される光が拡散光であることは必須ではない。また、レンズ１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄの外側部は、光源２１１から出射された光を一次反射面１１２側に反射し、中央部に比して相対的に光を集光させる部位（反射面）であればよく、当該部位で反射された光が集光であることは必須ではない。

【符号の説明】

【0076】

１ ：車両用前照灯
１Ａ ：車両用前照灯
１Ｂ ：車両用前照灯
１Ｃ ：車両用前照灯
２ ：投影レンズ（非球面レンズ）
６ ：有色材
１０ ：レンズユニット
１０Ａ ：レンズユニット
１０Ｃ ：レンズユニット
１１１ ：出射レンズ（第２レンズ）
１１２ ：一次反射面
１１３ ：二次反射面
１１３Ｃ ：二次反射面
１１４ ：背面側反射面
１１５ ：光入射部
１１５Ａ ：レンズ（第１レンズ）
１１５Ｂ ：レンズ（第１レンズ）
１１５Ｃ ：レンズ（第１レンズ）
１１５Ｄ ：レンズ（第１レンズ）
１１５Ｆ ：拡散部（中央部）
１１５Ｇ ：集光部（外側部）
１１５０ ：光入射部
１１６ ：段差部
２１１ ：光源（第１光源）
２３１ ：光源（第２光源）
３１１ ：レンズ部（第３レンズ）
ＣＬ ：カットオフライン
Ｆ ：焦点
Ｐ_Ｌ ：ロービームパターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】