特開 2024-83955 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】P2024083955

(43)【公開日】2024-06-24

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 43/20 20180101AFI20240617BHJP

   F21S 43/14 20180101ALI20240617BHJP

   F21W 103/60 20180101ALN20240617BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240617BHJP

【ＦＩ】

F21S43/20

F21S43/14

F21W103:60

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198068

(22)【出願日】2022-12-12

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大久保 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】安部 俊也

(57)【要約】

【課題】路面に照射されるパターンの外観の低下を抑制する。
【解決手段】車両用灯具は、光源と、板状であり、光源からの光の波面を変換するメタサーフェス部を有し、波面が変換された光を出射する光源側レンズと、出射された光の一部を通過させるスリットを有する遮光部材と、スリットを通過した光を路面に照射して照射パターンを形成する投影レンズとを備え、スリットは、一方向に長手方向を有するように形成され、メタサーフェス部は、光源側レンズの光軸に対応する基準位置を中心として、スリットの長手方向に平行な第１方向と、第１方向と直交する第２方向とに所定のピッチで複数配置されたピラー部を有し、メタサーフェス部は、基準位置を含み当該基準位置から離れるにつれてピラー部の径が徐々に小さくなる部分を含む中央領域を有し、中央領域は、基準位置に対して第１方向の一方側の方が第１方向の他方側よりもピラー部の径の変化が緩やかである。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を出射する光源と、
板状であり、前記光源からの前記光の波面を変換するメタサーフェス部を有し、波面が変換された前記光を出射する光源側レンズと、
前記光源側レンズから出射された前記光の一部を通過させるスリットを有する遮光部材と、
前記スリットを通過した前記光を路面に照射して照射パターンを形成する投影レンズと
を備え、
前記スリットは、一方向に長手方向を有するように形成され、
前記メタサーフェス部は、前記光源側レンズの光軸に対応する基準位置を中心として、前記スリットの長手方向に平行な第１方向と、前記第１方向と直交する第２方向とに所定のピッチで複数配置されたピラー部を有し、
前記メタサーフェス部は、前記基準位置を含み当該基準位置から離れるにつれて前記ピラー部の径が徐々に小さくなる部分を含む中央領域を有し、
前記中央領域は、前記基準位置に対して前記第１方向の一方側の方が前記第１方向の他方側よりも前記ピラー部の径の変化が緩やかである
車両用灯具。

【請求項2】

前記メタサーフェス部は、前記中央領域において、前記基準位置から前記第２方向の一方側と前記第２方向の他方側とで前記ピラー部の径の変化が同一である
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項3】

前記メタサーフェス部は、前記中央領域において、前記基準位置から前記第１方向の一方側の前記ピラー部の径の変化が、前記基準位置から前記第２方向の一方又は他方側の前記ピラー部の径の変化よりも緩やかである
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項4】

前記メタサーフェス部は、前記中央領域において、前記基準位置から前記第１方向の他方側の前記ピラー部の径の変化が、前記基準位置から前記第２方向の一方又は他方側の前記ピラー部の径の変化よりも急峻である
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項5】

前記メタサーフェス部は、前記中央領域において、前記第１方向で前記ピラー部の径が最大となるピーク位置が前記基準位置よりも一方側に配置される
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項6】

前記中央領域は、前記基準位置を基準として前記第１方向の前記ピラー部の数が前記第２方向の前記ピラー部の数よりも多い
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項7】

前記中央領域は、前記基準位置から前記第１方向の一方側に配置される前記ピラー部の数は前記基準位置から前記第２方向の一方側及び他方側にそれぞれ配置される前記ピラー部の数に対して２０％以上多く、前記基準位置から前記第１方向の他方側に配置される前記ピラー部の数は前記基準位置から前記第２方向の一方側及び他方側にそれぞれ配置される前記ピラー部の数に対して１０％以上少ない
請求項６に記載の車両用灯具。

【請求項8】

前記メタサーフェス部は、前記基準位置を含む中心部から前記入射面に沿った放射方向に位相が周期的に変化するように位相分布が設定され、
前記中央領域は、前記基準位置を含む前記位相分布の第１周期に対応する領域であり、
前記メタサーフェス部は、前記中央領域を囲うように環状に設けられ前記位相分布の第２周期以降の周期に対応する周辺領域を有し、
前記周辺領域は、前記中央領域から前記入射面に沿って離れるにつれて前記ピラー部の径が徐々に小さくなるように形成される
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項9】

前記周辺領域は、前記中央領域から外側に離れる方向に多重に設けられ、前記第１方向の一方側よりも他方側の方が前記ピラー部の径が最大となるピーク位置の数が多い
請求項８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。

【背景技術】

【0002】

路面にパターンを照射することが可能な車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１１１４６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の車両用灯具は、光源からの光を遮光部材のスリットに向けて集光レンズで集光し、スリットを通過した光を投影レンズにより路面に照射する構成である。この構成では、集光レンズとして凸レンズが用いられる。そのため、凸レンズの厚さの分、凸レンズの出射面を遮光部材側に配置する必要があり、スリットに向けた集光角度を大きくする必要がある。集光レンズの集光角度が大きくなると、スリットを通過した光が投影レンズの外周側まで入射するため、投影レンズの収差の影響を受けやすくなる。この場合、路面に形成されるパターンのエッジ部分がぼやけたり、カラーフリンジが発生したりする等、パターンの外観が低下する可能性がある。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、路面に照射されるパターンの外観が低下することを抑制することが可能な車両用灯具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】

【0006】

本開示に係る車両用灯具は、光を出射する光源と、板状であり、前記光源からの前記光の波面を変換するメタサーフェス部を有し、波面が変換された前記光を出射する光源側レンズと、前記光源側レンズから出射された前記光の一部を通過させるスリットを有する遮光部材と、前記スリットを通過した前記光を路面に照射して照射パターンを形成する投影レンズとを備え、前記スリットは、一方向に長手方向を有するように形成され、前記メタサーフェス部は、前記光源側レンズの光軸に対応する基準位置を中心として、前記スリットの長手方向に平行な第１方向と、前記第１方向と直交する第２方向とに所定のピッチで複数配置されたピラー部を有し、前記メタサーフェス部は、前記基準位置を含み当該基準位置から離れるにつれて前記ピラー部の径が徐々に小さくなる部分を含む中央領域を有し、前記中央領域は、前記基準位置に対して前記第１方向の一方側の方が前記第１方向の他方側よりも前記ピラー部の径の変化が緩やかである。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、路面に照射されるパターンの外観が低下することを抑制することが可能な車両用灯具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す分解斜視図である。

【図2】図２は、車両用灯具を前方から見た状態を示す図である。

【図3】図３は、光源側レンズの一例を示す図である。

【図4】図４は、メタサーフェス部における位相分布の一例を示す図である。

【図5】図５は、メタサーフェス部を光軸の軸線方向から見た場合の一例を示す図である。

【図6】図６は、図５で示すメタサーフェス部におけるピラー部の径の変化を示す図である。

【図7】図７は、本実施形態に係る車両用灯具の動作の一例を示す図である。

【図8】図８は、本実施形態に係る車両用灯具の動作の一例を示す図である。

【図9】図９は、車両用灯具により路面に形成される照射パターンの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示に係る車両用灯具の実施形態を図面に基づいて説明する。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。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0010】

図１は、本実施形態に係る車両用灯具１００の一例を示す分解斜視図である。図２は、車両用灯具１００を前方から見た状態を示す図である。図１及び図２に示すように、車両用灯具１００は、光源部１０と、光源側レンズ２０と、遮光部材３０と、投影レンズ４０と、支持部材５０とを備える。

【0011】

光源部１０は、光源１１及び基板１２を有する。光源１１は、例えばＬＥＤ等の半導体型光源である。光源１１は、光を出射する発光面１１ａを有する。発光面１１ａは、光源側レンズ２０の入射面２０ａに対向して配置される。光源１１は、発光面１１ａから単一色の光、例えば橙色（アンバー）の光を出射する。光源１１は、例えば１つ配置される。なお、光源１１は、複数設けられてもよい。また、発光面１１ａから出射される光の色は、橙色に限定されない。

【0012】

基板１２は、光源１１が実装される。基板１２は、光源１１に信号を伝達する配線、回路等が形成される。基板１２は、後述する支持部材５０のベース部５１に固定される。

【0013】

光源側レンズ２０は、光源１１から出射される光を遮光部材３０側に出射する。光源側レンズ２０は、例えば石英ガラス等、光を透過可能な材料を用いて例えば平板状等の板状に形成される。光源側レンズ２０は、厚さ（前後方向の寸法）を０．１ｍｍ～１ｍｍ程度に形成することができる。光源側レンズ２０は、基板１２に固定されてもよいし、後述する支持部材５０のベース部５１に固定されてもよい。図３は、光源側レンズ２０の一例を示す図である。なお、図３では、光源側レンズ２０に加えて、光源部１０及び後述する遮光部材３０についても示している。

【0014】

図３に示すように、光源側レンズ２０は、入射面２０ａ及び出射面２０ｂを有する。入射面２０ａ及び出射面２０ｂは、例えば平面状である。なお、入射面２０ａ及び出射面２０ｂは、湾曲した面であってもよい。光源側レンズ２０は、入射面２０ａが光源１１に対向し、出射面２０ｂが遮光部材３０に対向するように配置される。

【0015】

光源側レンズ２０は、当該光源側レンズ２０の表面のうち例えば入射面２０ａにメタサーフェス部２１を有する、いわゆるメタレンズである。なお、メタサーフェス部２１は、出射面２０ｂに設けられてもよい。メタサーフェス部２１は、入射面２０ａ及び出射面２０ｂの少なくとも一方に設けられる構成とすることができる。メタサーフェス部２１は、光源１１からの入射波面を後述するスリット３３に向けて変換する。メタサーフェス部２１は、例えばＧａＮ（窒化ガリウム）、Ｓｉ_３Ｎ_４（窒化ケイ素）等を用いて形成される。入射面２０ａに設けられるメタサーフェス部２１の作用により、入射面２０ａから入射した光の波面が後述するスリット３３に向けて変換されて出射面２０ｂから出射される。このため、出射面２０ｂから出射される光は、凸レンズのレンズ面から出射される場合と同様に、遮光部材３０の後述するスリット３３の形状に合わせて光軸ＡＸ側に収束するように集光された状態となる。

【0016】

メタサーフェス部２１は、複数のピラー部２２を有する。ピラー部２２は、柱状であり、入射面２０ａから光源１１側に突出する。複数のピラー部２２は、例えば左右方向及び前後方向に沿って、所定のピッチでマトリクス状に配置される。複数のピラー部２２は、所定方向の寸法がそれぞれ光源１１から出射される光の波長の２倍以下である。このように複数のピラー部２２の所定方向の寸法を光源１１からの光の波長の２倍以下とすることで、位相への安定性が高くなり、より作り易くなるためコストを低減できる。本実施形態において、所定方向については、例えば前後方向又は左右方向のいずれかの寸法とすることができる。

【0017】

複数のピラー部２２は、例えば電子ビームリソグラフィ法、イオンエッチング法などの技術により形成することができる。なお、光源側レンズ２０は、メタサーフェス部２１と当該メタサーフェス部２１以外の部分とが誘電率及び透磁率の異なる材料で構成することができる。

【0018】

光源側レンズ２０において、メタサーフェス部２１は、光源１１から所定角度α以下の出射角度で出射される光が入射する範囲に設けられる。すなわち、光源側レンズ２０の入射面２０ａには、光源１１から所定角度α以下の出射角度で出射される光が入射する範囲に複数のピラー部２２が形成される。また、光源側レンズ２０は、遮光部材３０側に進行する光の集光角度が光軸ＡＸ側に対して例えば水平方向で所定角度β以下となるように、複数のピラー部２２が形成される。

【0019】

本実施形態において、基板１２と光源側レンズ２０の入射面２０ａとの距離をＤ１、入射面２０ａから遮光部材３０までの距離をＤ２、遮光部材３０の後述するスリット３３について光軸ＡＸから左右方向の両端までの距離をＤ３、メタサーフェス部２１について光軸ＡＸから左右方向の両端までの寸法をＤ４とする。ここで、距離Ｄ１を２．５ｍｍ、距離Ｄ２を１３．５ｍｍ、距離Ｄ３を２ｍｍ、距離Ｄ４を４．０ｍｍとした場合、所定角度αを例えば６０°とすることができ、所定角度βを例えば１５°とすることができる。なお、距離Ｄ１から距離Ｄ４の各値、所定角度α、βの値については、上記に限定されない。メタサーフェス部２１の具体的な構成については、後述する。

【0020】

図１及び図２に戻り、遮光部材３０は、スリット形成部３１及びフレーム部３２を有する。遮光部材３０は、スリット形成部３１及びフレーム部３２が一つの部材として平板状に形成される。遮光部材３０は、光を遮光可能な材料を用いて全体が形成される。このような材料としては、例えば金属等の材料が挙げられるが、他の材料が用いられてもよい。なお、遮光部材３０は、スリット形成部３１とフレーム部３２とが別部材で形成された構成であってもよい。

【0021】

スリット形成部３１は、例えば円形状に設けられる。スリット形成部３１は、スリット３３を有する。スリット３３は、光源側レンズ２０から出射された光の一部を通過させる。スリット３３は、例えば上下方向に３つ並んだ状態で形成される。スリット３３の数及び配置については上記に限定されない。本実施形態において、スリット３３は、全体として一方向、例えば上下方向に長手方向を有するように形成される。なお、スリット３３は、全体として左右方向、斜め方向等のように、上下方向とは異なる方向に長手方向を有する構成であってもよい。

【0022】

フレーム部３２は、スリット形成部３１から左右方向に直線状に突出する。フレーム部３２は、左右方向の両側の角部は、丸みを帯びた形状となっている。フレーム部３２は、前側及び後側の両面が平面状である。フレーム部３２は、位置決め用開口部３２ａ及び固定用開口部３２ｂを有する。位置決め用開口部３２ａは、後述する支持部材５０の位置決め用突出部５３ａが挿入される。固定用開口部３２ｂは、後述する固定部材６０が挿入される。

【0023】

遮光部材３０は、前方から見て、光源側レンズ２０を覆うように形成される。この構成により、光源側レンズ２０を通過した光を遮光部材３０により遮光することが可能となる。

【0024】

投影レンズ４０は、レンズ部４１と、筒状部４２と、フレーム部４３とを有する。レンズ部４１は、スリット３３を通過した光を車両前方の路面に投影して照射パターンを形成する。投影レンズ４０は、レンズ部４１、筒状部４２及びフレーム部４３が一つの部材として形成される。なお、投影レンズ４０は、レンズ部４１、筒状部４２及びフレーム部４３の少なくとも１つが別部材で形成された構成であってもよい。レンズ部４１は、光源１１からの光を透過可能な材料を用いて形成される。このような材料としては、例えばアクリル等の樹脂材料が挙げられるが、他の材料が用いられてもよい。この場合、レンズ部４１を構成する材料を用いて一体成型することで、投影レンズ４０の全体を容易に形成することができる。投影レンズ４０は、光源側レンズ２０とは異なる材料により全体が形成された構成であるが、光源側レンズ２０と同一の材料を用いて全体が形成されてもよい。なお、投影レンズ４０は、レンズ部４１とは異なる部分、すなわち筒状部４２及びフレーム部４３のうちの少なくとも一部がレンズ部４１とは異なる材料を用いて形成されてもよい。

【0025】

レンズ部４１は、入射面４１ａと、出射面４１ｂとを有する（図７参照）。入射面４１ａは、スリット３３を通過した光が入射する。出射面４１ｂは、入射面４１ａから入射した光を前方に出射する。

【0026】

筒状部４２は、レンズ部４１を保持する。筒状部４２は、例えば円筒状である。筒状部４２は、レンズ部４１とフレーム部４３との間を接続する。筒状部４２は、フレーム部４３に対して前方に突出するように設けられる。この構成により、レンズ部４１がフレーム部４３に対して前方に配置された状態となる。

【0027】

フレーム部４３は、筒状部４２を介してレンズ部４１を保持する。フレーム部４３は、平板状である。フレーム部４３は、筒状部４２から上下方向に突出する環状部４５と、筒状部４２から左右方向に突出する帯状部４６とを有する。環状部４５は、筒状部４２の外周に沿って環状に設けられる。帯状部４６は、筒状部４２から左右方向に直線状に設けられる。帯状部４６の左右方向の両側の角部は、丸みを帯びた形状となっている。帯状部４６は、位置決め用開口部４６ａ及び固定用開口部４６ｂを有する。位置決め用開口部４６ａは、後述する支持部材５０の位置決め用突出部５３ａが挿入される。固定用開口部４６ｂは、後述する固定部材６０が挿入される。帯状部４６は、接触部４６ｃ、４６ｄを有する。接触部４６ｃは、位置決め用開口部４６ａの外周に沿って配置され、帯状部４６から後方に突出する。接触部４６ｄは、固定用開口部４６ｂの外周に沿って配置され、帯状部４６から後方に突出する。接触部４６ｃ、４６ｄは、突出方向の先端面が平面状に形成される。フレーム部４３は、接触部４６ｃ、４６ｄにおいて遮光部材３０に接触する。この構成により、帯状部４６のうち接触部４６ｃ、４６ｄの突出方向の高さ等の寸法を適切に規定することで、フレーム部４３の位置精度を確保することができる。

【0028】

支持部材５０は、ベース部５１と、フィン５２と、固定部５３とを有する。ベース部５１は、平板状である。ベース部５１は、光源部１０を支持する支持面５１ａを有する。支持面５１ａは、ベース部５１の前側の面であり、基板１２を支持する。

【0029】

フィン５２は、ベース部５１から後方に突出する。フィン５２は、複数設けられる。フィン５２は、光源１１において発生する熱を放出する。

【0030】

固定部５３は、ベース部５１の支持面５１ａから前方に突出している。固定部５３は、フレーム部３２及びフレーム部４３を固定する。固定部５３は、位置決め用突出部５３ａと、固定用開口部５３ｂとを有する。位置決め用突出部５３ａ及び固定用開口部５３ｂは、固定部５３の前方の端面５３ｃに設けられる。

【0031】

位置決め用突出部５３ａは、前方に突出し、フレーム部３２に設けられる位置決め用開口部３２ａ、フレーム部４３の帯状部４６に設けられる位置決め用開口部４６ａを前後方向に貫通する。固定用開口部５３ｂは、後述する固定部材６０が挿入される。

【0032】

端面５３ｃは、例えば平面状に形成される。端面５３ｃは、光軸ＡＸに垂直又はほぼ垂直となるように形成される。

【0033】

固定部材６０は、フレーム部３２及びフレーム部４３を固定部５３に固定する。固定部材６０は、例えばねじ等の締結部材が用いられる。固定部材６０は、フレーム部３２に設けられる固定用開口部３２ｂ、フレーム部４３の帯状部４６に設けられる固定用開口部４６ｂを貫通して、固定部５３の固定用開口部５３ｂに挿入される。

【0034】

次に、メタサーフェス部２１の構成について具体的に説明する。図４は、メタサーフェス部２１における位相分布の一例を示す図である。図４に示すように、メタサーフェス部２１は、光源側レンズ２０の光軸ＡＸに対応する基準位置Ｑを含む基準領域２１ａから入射面２０ａに沿った放射方向に位相が周期的に変化するように位相分布が設定される。具体的には、メタサーフェス部２１は、位相分布において基準領域２１ａから放射方向に位相が２πから０まで変化する第１周期に対応する部分を有する。本実施形態では、当該第１周期に対応する部分が中央領域２３である。

【0035】

メタサーフェス部２１は、中央領域２３の外側に、第２周期以降の各周期に対応する部分を有する。第２周期に対応する部分は、中央領域２３の外周部から放射方向に位相が２πから０まで変化する。本実施形態では、当該第２周期に対応する部分が周辺領域２４である。また、位相分布における第３周期に対応する部分は、周辺領域２４の外周部から放射方向に位相が２πから０まで変化する。本実施形態では、当該第３周期に対応する部分が周辺領域２５である。また、位相分布における第４周期に対応する部分は、周辺領域２５の外周部から放射方向に位相が２πから減少する。本実施形態では、当該第４周期に対応する部分が周辺領域２６である。

【0036】

図５は、メタサーフェス部２１を光軸ＡＸの軸線方向から見た場合の一例を模式的に示す図である。図５に示すように、メタサーフェス部２１において、ピラー部２２は、中央領域２３、周辺領域２４、２５、２６の全体に亘って、基準位置Ｑを中心として第１方向Ｃ１と第２方向Ｃ２とに所定のピッチで複数配置される。第１方向Ｃ１は、入射面２０ａに沿ってスリット３３の長手方向に平行な方向である。第２方向Ｃ２は、入射面２０ａに沿って第１方向Ｃ１に直交する方向である。本実施形態において、第１方向Ｃ１は上下方向であり、第２方向Ｃ２は左右方向である。

【0037】

メタサーフェス部２１において、中央領域２３は、基準位置Ｑを含み当該基準位置Ｑから離れるにつれてピラー部２２の径が小さくなる部分を有する。中央領域２３では、上記した基準領域２１ａ（図４、図５参照）において、ピラー部２２の径が最大となっている。本実施形態において、基準領域２１ａに配置されるピラー部２２は、径が同一である。中央領域２３では、基準領域２１ａから放射方向に離れるにつれて、ピラー部２２の径が徐々に小さくなっている。

【0038】

中央領域２３では、基準領域２１ａにおいて、第１方向Ｃ１及び第２方向Ｃ２における中心位置が、ピラー部２２の径が最大となるピーク位置２１ｂとなる。当該ピーク位置２１ｂは、基準位置Ｑに対して第１方向Ｃ１の下方にずれた位置である。このように、ピーク位置２１ｂは、基準位置Ｑよりも第１方向Ｃ１の下方に配置される。

【0039】

中央領域２３では、基準位置Ｑを基準として第１方向Ｃ１のピラー部２２の数が第２方向Ｃ２のピラー部２２の数よりも多い。中央領域２３において、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の下方側に配置されるピラー部２２の数は、基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の左方側及び右方側にそれぞれ配置されるピラー部２２の数に対して２０％以上多くなっている。また、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の上方側に配置されるピラー部２２の数は、基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の左方側及び右方側にそれぞれ配置されるピラー部２２の数に対して１０％以上少なくなっている。なお、第１方向Ｃ１及び第２方向Ｃ２についての上記のピラー部２２の数については、基準位置Ｑのピラー部２２を含まない数である。また、上記のピラー部２２の数については、一例であり、上記に限定されない。

【0040】

図６は、図５で示すメタサーフェス部２１におけるピラー部２２の径の変化を示す図である。図６では、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の下方（第１方向の一方）及び上方（第１方向の他方）に向けた径の変化を白抜き四角及び破線で示し、基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の左方（第２方向の一方）及び右方（第２方向の他方）に向けた径の変化を黒丸及び実線で示している。

【0041】

図５及び図６に示すように、中央領域２３において、基準位置Ｑに対して第１方向Ｃ１の下方側の方が、第１方向Ｃ１の上方側よりも、基準位置Ｑから離れる方向へのピラー部２２の径の変化が緩やかである。つまり、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の下方側と上方側とにそれぞれ等しい距離だけ離れる場合において、ピラー部２２の径の変化の割合は、下方側の方が上方側よりも小さい。換言すると、中央領域２３において、基準位置Ｑに対して第１方向Ｃ１の下方側よりも、第１方向Ｃ１の上方側の方が、基準位置Ｑから離れる方向へのピラー部２２の径の変化が急峻である。つまり、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の下方側と上方側とにそれぞれ等しい距離だけ離れる場合において、ピラー部２２の径の変化の割合は、下方側よりも上方側の方が大きい。

【0042】

また、中央領域２３において、基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の左方側と第２方向Ｃ２の右方側とでは、ピラー部２２の径の変化が同一である。つまり、中央領域２３においては、基準位置Ｑを基準とした場合、ピラー部２２の径の変化が第２方向Ｃ２について対称となっている。

【0043】

中央領域２３において、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の下方側のピラー部２２の径の変化は、基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の左方側又は右方側のピラー部２２の径の変化よりも緩やかである。つまり、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の下方側と第２方向Ｃ２の左方側（又は右方側）とにそれぞれ等しい距離だけ離れる場合において、ピラー部２２の径の変化の割合は、第１方向Ｃ１の下方側の方が第２方向Ｃ２の左方側（又は右方側）よりも小さい。

【0044】

中央領域２３において、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の上方側のピラー部２２の径の変化は、基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の左方側又は右方側のピラー部２２の径の変化よりも急峻である。つまり、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の上方側と第２方向Ｃ２の左方側（又は右方側）とにそれぞれ等しい距離だけ離れる場合において、ピラー部２２の径の変化の割合は、第１方向Ｃ１の上方側の方が第２方向Ｃ２の左方側（又は右方側）よりも大きい。

【0045】

中央領域２３において、第１方向Ｃ１で径が最大となるピラー部２２は、基準位置Ｑを含み当該基準位置Ｑから下方に延びる領域に設けられる。具体的には、基準位置Ｑに配置されるピラー部２２と、当該基準位置Ｑから下方に並ぶ複数のピラー部２２とが、第１方向Ｃ１で径が最大となる。

【0046】

また、周辺領域２４、２５、２６は、中央領域２３の外周を囲うように環状に設けられる。周辺領域２４、２５、２６は、中央領域２３から入射面２０ａに沿って離れる方向に多重に設けられる。それぞれの周辺領域２４、２５、２６において、ピラー部２２は、中央領域２３から入射面２０ａに沿って離れるにつれて径が徐々に小さくなるように形成される。周辺領域２４、２５、２６は、第１方向Ｃ１の下方側よりも上方側の方がピラー部２２の径が最大となるピーク位置２１ｃの数が多い。

【0047】

次に、上記のように構成された車両用灯具１００の動作の一例を説明する。図７及び図８は、本実施形態に係る車両用灯具１００の動作の一例を示す図である。図７は上方から見た図であり、図８は左方から見た図である。図８では、光源１１及び光源側レンズ２０側の構成を拡大して示している。運転者による方向指示器等の操作に応じて、又はハザードランプ等の点灯に連動して、車両用灯具１００は、光源１１の発光面１１ａから光を出射する。

【0048】

発光面１１ａの中心から出射された光Ｌは、光源側レンズ２０の入射面２０ａに入射し、入射面２０ａに設けられるメタサーフェス部２１の作用により入射波面が収束方向の湾曲波面に変換される。波面が変換された光Ｌは、第１方向Ｃ１については下方側に光が拡散され、かつ上方側に光の拡散が抑制されるように（図８参照）、第２方向Ｃ２については光軸ＡＸ側に集光されるように（図３及び図７参照）、出射面２０ｂから前方に出射される。また、本実施形態において、光Ｌは、第１方向Ｃ１の最上部において、光軸ＡＸに平行又はほぼ平行な方向に出射される。

【0049】

出射面２０ｂから前方に出射された光Ｌは、遮光部材３０のスリット形成部３１に到達する。スリット形成部３１に到達した光Ｌの一部は、遮光部材３０のスリット３３を通過し、残りは遮光部材３０により遮光される。本実施形態では、メタサーフェス部２１により第１方向Ｃ１の下方側に光Ｌが拡散された状態でスリット形成部３１に到達するため、第１方向Ｃ１に長手方向を有するスリット３３をカバーするように光Ｌが効率的に供給される。スリット３３を通過した光Ｌは、レンズ部４１の入射面４１ａに入射し、出射面４１ｂから車両前方に出射される。

【0050】

図９は、車両用灯具１００により路面に形成される照射パターンの一例を示す図である。図９に示すように、車両前方に出射された光Ｌにより、車両前方の路面上に、一方向に長手方向を有する照射パターンＰが形成される。照射パターンＰは、長手方向の全体に亘って十分な明るさで照射される。

【0051】

以上のように、本実施形態に係る車両用灯具１００は、光を出射する光源１１と、板状であり、光源１１からの光の波面を変換するメタサーフェス部２１を有し、波面が変換された光を出射する光源側レンズ２０と、光源側レンズ２０で集光された光の一部を通過させるスリット３３を有する遮光部材３０と、スリット３３を通過した光を路面に照射して照射パターンＰを形成する投影レンズ４０とを備え、スリット３３は、一方向に長手方向を有するように形成され、メタサーフェス部２１は、光源側レンズ２０の光軸に対応する基準位置Ｑを中心として、スリット３３の長手方向に平行な第１方向Ｃ１と、第１方向Ｃ１と直交する第２方向Ｃ２とに所定のピッチで複数配置されたピラー部２２を有し、メタサーフェス部２１は、基準位置Ｑを含み当該基準位置Ｑから離れるにつれてピラー部２２の径が徐々に小さくなる部分を含む中央領域２３を有し、中央領域２３は、基準位置Ｑに対して第１方向Ｃ１の一方側の方が第１方向Ｃ１の他方側よりもピラー部２２の径の変化が緩やかである。

【0052】

この構成によれば、光源側レンズ２０が入射面２０ａ及び出射面２０ｂを有する平板状であり、光源１１からの光の波面を収束方向の湾曲波面に変換するメタサーフェス部２１を入射面２０ａに有するため、凸レンズを用いる場合に比べて、厚さを薄くすることができる。このため、出射面２０ｂの位置を光源１１側に配置させる構成とすることができ、遮光部材３０への集光角度を小さくすることができる。したがって、投影レンズ４０のうち収差の影響が大きい部分を利用することなく照射パターンＰを形成できるため、照射パターンＰの外観の低下を抑制することができる。また、スリット３３が一方向に長手方向を有する構成において、メタサーフェス部２１の中央領域２３が、基準位置Ｑに対して第１方向Ｃ１の一方側の方が他方側よりもピラー部２２の径の変化が緩やかであるため、メタサーフェス部２１により第１方向Ｃ１の下方側に光Ｌが拡散された状態でスリット形成部３１に到達する。このため、第１方向Ｃ１に長手方向を有するスリット３３をカバーするように光Ｌが効率的に供給され、一方向に長手方向を有する照射パターンＰが長手方向の全体に亘って十分な明るさで照射される。これにより、路面に照射されるパターンの外観が低下することを抑制することができる。

【0053】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、メタサーフェス部２１は、中央領域２３において、基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の一方側と第２方向Ｃ２の他方側とでピラー部２２の径の変化が同一である。この構成によれば、スリット３３に対して第２方向Ｃ２については均一な光量で光を到達させることができる。これにより、照射パターンＰが短手方向について均一な明るさで照射される。

【0054】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、メタサーフェス部２１は、中央領域２３において、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の一方側のピラー部２２の径の変化が、基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の一方又は他方側のピラー部２２の径の変化よりも緩やかである。この構成によれば、第１方向Ｃ１の下方側に光Ｌを適切に拡散させることができる。

【0055】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、メタサーフェス部２１は、中央領域２３において、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の他方側のピラー部２２の径の変化は、基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の一方又は他方側のピラー部２２の径の変化よりも急峻である。この構成によれば、第１方向Ｃ１の上方側については光Ｌの拡散を抑制しつつ、下方側に光Ｌを適切に拡散させることができる。

【0056】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、メタサーフェス部２１は、中央領域２３において、第１方向Ｃ１でピラー部２２の径が最大となるピーク位置２１ｂが基準位置Ｑよりも一方側に配置される。この構成によれば、第１方向Ｃ１の下方側に光Ｌを適切に拡散させることができる。

【0057】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、中央領域２３は、基準位置Ｑを基準として第１方向Ｃ１のピラー部２２の数が第２方向Ｃ２のピラー部２２の数よりも多い。この構成によれば、第１方向Ｃ１の下方側に光Ｌを適切に拡散させることができる。

【0058】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、中央領域２３は、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の一方側に配置されるピラー部２２の数は基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の左方側及び右方側にそれぞれ配置されるピラー部２２の数に対して２０％以上多く、基準位置Ｑから第１方向Ｃ１の他方側に配置されるピラー部２２の数は基準位置Ｑから第２方向Ｃ２の左方側及び右方側にそれぞれ配置されるピラー部２２の数に対して１０％以上少ない。この構成によれば、第１方向Ｃ１の下方側に光Ｌを適切に拡散させることができる。

【0059】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、メタサーフェス部２１は、基準位置Ｑから入射面２０ａに沿った放射方向に位相が周期的に変化するように位相分布が設定され、中央領域２３は、基準位置Ｑを含む位相分布の第１周期に対応する領域であり、メタサーフェス部２１は、中央領域２３を囲うように環状に設けられ位相分布の第２周期以降の周期に対応する周辺領域２４、２５、２６を有し、周辺領域２４、２５、２６は、中央領域２３から入射面２０ａに沿って離れるにつれてピラー部２２の径が徐々に小さくなるように形成される。この構成によれば、第１方向Ｃ１の下方側に光Ｌを適切に拡散させることができる。

【0060】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、周辺領域２４、２５、２６は、中央領域２３から外側に離れる方向に多重に設けられ、第１方向Ｃ１の一方側よりも他方側の方がピラー部２２の径が最大となるピーク位置２１ｃの数が多い。この構成によれば、第１方向Ｃ１の下方側に光Ｌを適切に拡散させることができる。

【0061】

本開示の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、車両用灯具１００が車両Ｍの前部に配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。車両用灯具１００は、車両Ｍの後部又は側部に配置される構成であり、車両Ｍの後方又は側方の路面に照射パターンを形成する構成であってもよい。

【符号の説明】

【0062】

ＡＸ…光軸、Ｃ１…第１方向、Ｃ２…第２方向、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４…距離、Ｌ…光、Ｍ…車両、Ｐ…照射パターン、Ｑ…基準位置、１０…光源部、１１…光源、１１ａ…発光面、１２…基板、２０…光源側レンズ、２０ａ，４１ａ…入射面、２０ｂ，４１ｂ…出射面、２１…メタサーフェス部、２１ａ…基準領域、２１ｂ，２１ｃ…ピーク位置、２２…ピラー部、２３…中央領域、２４，２５，２６…周辺領域、３０…遮光部材、３１…スリット形成部、３２，４３…フレーム部、３２ａ，４６ａ…位置決め用開口部、３２ｂ，４６ｂ，５３ｂ…固定用開口部、３３…スリット、４０…投影レンズ、４１…レンズ部、４２…筒状部、４５…環状部、４６…帯状部、４６ｃ，４６ｄ…接触部、５０…支持部材、５１…ベース部、５１ａ…支持面、５２…フィン、５３…固定部、５３ａ…位置決め用突出部、５３ｃ…端面、６０…固定部材、１００…車両用灯具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】