(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-17
(45)【発行日】2023-04-25
(54)【発明の名称】車両用灯具
(51)【国際特許分類】
F21S 43/20 20180101AFI20230418BHJP
F21S 43/14 20180101ALI20230418BHJP
F21W 103/60 20180101ALN20230418BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20230418BHJP
【ＦＩ】
F21S43/20
F21S43/14
F21W103:60
F21Y115:10
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020001417
(22)【出願日】2020-01-08
(65)【公開番号】P2020205237
(43)【公開日】2020-12-24
【審査請求日】2022-05-18
(31)【優先権主張番号】P 2019109667
(32)【優先日】2019-06-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】240000327
【弁護士】
【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大久保 泰宏
【審査官】山崎 晶
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－１３２８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１５５７６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－９８０６６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｓ ４３／２０
Ｆ２１Ｓ ４３／１４
Ｆ２１Ｗ １０３／６０
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、前記光源から出射された光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズで集光された光を部分的に通す照射スリットが設けられた遮光部材と、
前記遮光部材を通過した光を投影して照射パターンを形成する投影レンズと、を備え、
前記照射スリットは、前記照射パターンにおいて最も離れた位置に投影される最遠部に対応する最遠箇所と、前記照射パターンにおいて最も近い位置に投影される最近部に対応する最近箇所と、を有し、
前記集光レンズは、前記遮光部材上において、上下方向では前記最遠箇所を最も明るくかつ前記最近箇所を最も暗くするとともに、光軸方向および上下方向に直交する幅方向では前記光源から出射された光を上下方向よりも拡散させることを特徴とする車両用灯具。
【請求項2】
前記照射パターンは、並べられた複数の照射図柄を有し、前記照射スリットは、前記照射図柄に個別に対応するスリット部を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項3】
前記集光レンズは、前記遮光部材上において、幅方向では前記スリット部内で前記光源からの光を拡散させることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項4】
前記集光レンズは、前記遮光部材上において、幅方向で前記スリット部が設けられる設定範囲内で前記光源からの光を拡散させることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項5】
前記照射スリットは、前記最近箇所が上側でかつ前記最遠箇所が下側とされて複数の前記スリット部が上下方向に並べられ、前記スリット部は、前記最近箇所から前記最遠箇所に向かうに連れて小さくされて、光軸よりも上側に位置する数よりも光軸よりも下側に位置する数の方が多くされており、
前記集光レンズは、上下方向で上側レンズ部と下側レンズ部とで構成され、
前記上側レンズ部は、少なくとも光軸近傍の光束を前記スリット部と前記投影レンズとの間で光軸に交差させ、
前記下側レンズ部は、光軸から最も離れた位置を通る光束を前記スリット部と前記投影レンズとの間において最も前記スリット部側で光軸に交差させることを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項6】
前記投影レンズは、前記遮光部材において光軸から径方向で所定の間隔とされた径方向位置からの平行光に対する焦点面が、前記径方向位置が大きくなるに連れて曲率半径が小さくされていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項7】
前記焦点面は、前記径方向位置に拘わらず前記遮光部材とは反対側に曲率中心が設定されていることを特徴とする請求項６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】
車両用灯具は、車両の周辺の路面に照射パターンを形成することが考えられている。
【0003】
ここで、このような車両用灯具は、車両に取り付けられて、その車両の周辺の路面に対して傾斜する方向で照射パターンを投影する。このため、その車両用灯具は、照射パターン内の位置によって車両の設置位置から路面までの距離が変化するので、照射パターンにおける車両から離れた個所が極端に暗くなってしまう。
【0004】
そこで、車両用灯具は、光源からの光を投影する投影レンズとしてマイクロアレイレンズを用いることが考えられている（例えば、特許文献１等参照）。そうすると、照射パターンにおける路面までの距離に応じてマイクロアレイレンズにおける各レンズ部の焦点位置を調節することで、照射パターンにおける輝度分布を所望のものにできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特表２０１２－５３０２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記の技術は、路面までの距離に応じて各レンズ部の焦点位置を調節したマイクロアレイレンズを用いる必要があるので、複雑な構成となってしまう。
【0007】
本開示は、上記の事情に鑑みて為されたもので、簡易な構成としつつ照射パターンにおける輝度分布を所望のものにできる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】
【0008】
本開示の車両用灯具は、光源と、前記光源から出射された光を集光する集光レンズと、前記集光レンズで集光された光を部分的に通す照射スリットが設けられた遮光部材と、前記遮光部材を通過した光を投影して照射パターンを形成する投影レンズと、を備え、前記照射スリットは、前記照射パターンにおいて最も離れた位置に投影される最遠部に対応する最遠箇所と、前記照射パターンにおいて最も近い位置に投影される最近部に対応する最近箇所と、を有し、前記集光レンズは、前記遮光部材上において、上下方向では前記最遠箇所を最も明るくかつ前記最近箇所を最も暗くするとともに、光軸方向および上下方向に直交する幅方向では前記光源から出射された光を上下方向よりも拡散させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本開示の車両用灯具によれば、簡易な構成としつつ照射パターンにおける輝度分布を所望のものにできる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示に係る車両用灯具が車両に搭載されて照射パターンを形成した様子を示す説明図である。
【図2】実施例１の車両用灯具の構成を示す説明図である。
【図3】フィルタの構成を示す説明図である。
【図4】車両用灯具において光軸方向と幅方向とを含む横断面上で集光レンズを通過した光が進行する様子を示す説明図である。
【図5】車両用灯具において光軸を含む縦断面で集光レンズの上側レンズ部を通過した光が進行する様子を示す説明図である。
【図6】車両用灯具において光軸を含む縦断面で集光レンズの下側レンズ部を通過した光が進行する様子を示す説明図である。
【図7】フィルタ上における光束分布を示す説明図である。
【図8】投影レンズにおけるフィルタからの平行光に対する焦点面の関係性を示す説明図である。
【図9】スクリーン上に投影した照射パターンを示す説明図である。
【図10】路面上に投影した照射パターンを示す説明図である。
【図11】路面上に投影した照射パターンにおける各照射図柄Ｄｉの輝度を示すグラフであり、縦軸で輝度値を示し、横軸で各照射図柄Ｄｉ（その位置）を示している。
【図12】車両用灯具で形成した照射パターンの一例としての使用例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本開示に係る車両用灯具の一例としての車両用灯具１０の実施例１について図面を参照しつつ説明する。なお、図１では、車両用灯具１０が設けられている様子の把握を容易とするために、車両１に対して車両用灯具１０を強調して示しており、必ずしも実際の様子とは一致するものではない。
【実施例1】
【0012】
本開示に係る車両用灯具の一実施形態に係る実施例１の車両用灯具１０を、図１から図１２を用いて説明する。実施例１の車両用灯具１０は、図１に示すように、自動車等の車両１の灯具として用いられるもので、車両１に設けられる前照灯とは別に、車両１の周辺の路面２に照射パターンＰｉを形成する。ここで、車両１の周辺とは、車両１に設けられる前照灯により照射される前照灯領域よりも車両１に近い近接領域を必ず含むものであり、部分的に前照灯領域を含む場合もある。車両用灯具１０は、実施例１では、車両の前部の左右両側の灯室に配置されている。その灯室は、ランプハウジングの開放された前端がアウターレンズで覆われて形成されている。車両用灯具１０は、灯室において、光軸Ｌａが路面２に対して傾斜した状態で設けられる。これは、灯室が路面２よりも高い位置に設けられていることによる。以下の説明では、車両用灯具１０において、光を照射する方向となる光軸Ｌａが伸びる方向を光軸方向（図面ではＺとする）とし、光軸方向を水平面に沿う状態とした際の鉛直方向を上下方向（図面ではＹとする）とし、光軸方向および上下方向に直交する方向（水平方向）を幅方向（図面ではＸとする）とする（図２等参照）。
【0013】
車両用灯具１０は、図２に示すように、光源部１１と集光レンズ１２とフィルタ１３と投影レンズ１４とが筐体１５に収容され、その筐体１５に放熱部材１６が取り付けられており、プロジェクタタイプの路面投影ユニットを構成する。筐体１５は、下側部材１５ａと上側部材１５ｂとで構成されており、下側部材１５ａに上記の各部材（１１から１４）が設置された状態で、上側部材１５ｂが嵌め合わされる。筐体１５では、集光レンズ１２を嵌め入れる集光レンズ溝１５ｃと、フィルタ１３を嵌め入れるフィルタ溝１５ｄと、投影レンズ１４を嵌め入れる投影レンズ溝１５ｅとが設けられている（下側部材１５ａ側のみ図示）。
【0014】
光源部１１は、光源２１が基板２２に実装されている。光源２１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子で構成され、出射光軸が光軸Ｌａと一致されて設けられる。光源２１は、実施例１では、光軸Ｌａを中心とするランバーシアン分布で、アンバー色の単色光（縦軸を光量とし横軸を波長としたグラフにおいてピークが１つとされたもの）を出射する。なお、光源２１は、出射する光における、色（波長帯域）や、分布の態様や、色の数（上記したグラフでのピークの数）等は適宜設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。
【0015】
基板２２は、点灯制御回路からの電力を適宜供給して光源２１を点灯させる。基板２２は、放熱部材１６の設置面（光源設置部１６ａ）に取り付けられた状態で、筐体１５の後端部（投影レンズ溝１５ｅとは光軸方向で反対側の端部）に収容される。
【0016】
集光レンズ１２は、光源２１から出射された光を集光するものであり、フィルタ１３上に光を集める。集光レンズ１２は、実施例１では両凸レンズで形成されて、入射面１２ａおよび出射面１２ｂ（図４等参照）が自由曲面とされている。集光レンズ１２における光学的な設定については後述する。集光レンズ１２では、幅方向の両端に取付フランジ部１２ｃが設けられている。各取付フランジ部１２ｃは、筐体１５の集光レンズ溝１５ｃに嵌め入れることが可能とされている。集光レンズ１２は、光軸方向に延びるレンズ軸を有する。そのレンズ軸は、集光レンズ１２において光軸方向での厚さが最も大きい位置を通る光学的な軸線である。集光レンズ１２は、取付フランジ部１２ｃが集光レンズ溝１５ｃに嵌め入れられるとレンズ軸の延びる方向が光軸Ｌａと一致される。なお、入射面１２ａと出射面１２ｂとは、集光レンズ１２を凸レンズとするものであって後述の光学的な設定を満たすものであれば、凸面でもよく凹面でもよく、実施例１の構成に限定されない。
【0017】
フィルタ１３は、集光レンズ１２で集光された光源２１からの光を部分的に通すことで照射パターンＰｉを形成する遮光部材の一例である。その照射パターンＰｉは、図１等に示すように、４つの照射図柄Ｄｉが車両１から遠ざかる方向に略等しい間隔で整列されている。各照射図柄Ｄｉは、大きく開くＶ字形状とされており、互いに略等しい大きさとされている。ここで、各照射図柄Ｄｉは、個別に示す際には、車両１から最も遠いものを第１照射図柄Ｄｉ１とし、そこから車両１に順に近づくにつれて、第２照射図柄Ｄｉ２、第３照射図柄Ｄｉ３、第４照射図柄Ｄｉ４とする。このため、照射パターンＰｉでは、第１照射図柄Ｄｉ１が最遠部となり、第４照射図柄Ｄｉ４が最近部となる。照射パターンＰｉは、Ｖ字形状の頂点が略一直線上に位置されて４つの各照射図柄Ｄｉが並べられることで、車両１から所定の方向を指し示す矢印のように見せることができる。実施例１では、車両用灯具１０は、車両１の左右の先端部にそれぞれ設けられ、車両１の前後方向の前側であって幅方向の外側へ向けて斜めに指し示すように、周辺の路面２上に照射パターンＰｉを形成する。この照射パターンＰｉは、車両１が進む方向を周辺に知らせることができ、実施例１ではターンランプと連動して形成される。
【0018】
フィルタ１３は、図３に示すように、フィルタ部２３がフィルタ枠部２４に設けられている。フィルタ枠部２４は、フィルタ部２３を取り囲む枠状とされており、筐体１５のフィルタ溝１５ｄに嵌め入れることが可能とされている（図１参照）。
【0019】
フィルタ部２３は、基本的に光の透過を阻む板状のフィルム部材で形成されており、照射スリット２５が設けられている。照射スリット２５は、集光レンズ１２で集光された光源２１からの光を部分的に透過させることで、照射パターンＰｉの形状に成形する。照射スリット２５は、照射パターンＰｉに対応されており、実施例１では４つのスリット部２６で構成されている。４つのスリット部２６は、４つの照射図柄Ｄｉに一対一で対応しており、各照射図柄Ｄｉと同様に大きく開くＶ字形状とされ、各照射図柄Ｄｉとは異なり互いに異なる大きさとされるとともに異なる間隔とされている。詳細には、車両用灯具１０は、路面２に対して光軸Ｌａが傾斜して設けられることでフィルタ１３および投影レンズ１４から路面２までの距離が異なるので、投影レンズ１４により路面２上に投影されると各スリット部２６（そこを透過した光である各照射図柄Ｄｉ）がその距離に応じた大きさおよび間隔とされる。このため、各スリット部２６は、路面２上で各スリット部２６（各照射図柄Ｄｉ）が略等しい大きさで略等間隔となるように、路面２までの距離に応じて大きさおよび間隔が設定されている。
【0020】
また、各スリット部２６は、照射パターンＰｉの各照射図柄Ｄｉの位置関係に対して、光軸Ｌａを中心として回転対象な位置関係とされている。詳細には、車両用灯具１０は、投影レンズ１４が反転させてフィルタ１３（照射スリット２５）を路面２に投影させることから、路面２上で各照射図柄Ｄｉが狙った位置関係となるように、各照射図柄Ｄｉに対して光軸Ｌａを中心として回転対象な位置関係で各スリット部２６を設けている。このため、各スリット部２６は、上下方向の最も下側の第１スリット部２６１が、照射パターンＰｉの第１照射図柄Ｄｉ１（最遠部）に対応する最遠箇所となる。そして、各スリット部２６は、その上の第２スリット部２６２が第２照射図柄Ｄｉ２に対応し、その上の第３スリット部２６３が第３照射図柄Ｄｉ３に対応し、最も上側の第４スリット部２６４が照射パターンＰｉの第４照射図柄Ｄｉ４（最近部）に対応する最近箇所となる。実施例１のフィルタ１３では、上下方向において、第３スリット部２６３が光軸Ｌａを跨いで設けられ、その上に第４スリット部２６４が設けられ、第３スリット部２６３の下に第２スリット部２６２と第１スリット部２６１とが設けられている。
【0021】
ここで、車両用灯具１０は、図１に示すように、車両１の左右で、車両１の幅方向に直交する面に関して面対称に照射パターンＰｉを形成するものとされている。このため、車両用灯具１０では、図３に示すように、車両１の右前に設けられた際の右側用のフィルタ１３Ｒと、車両１の左前に設けられた際の左側用のフィルタ１３Ｌと、の２つが設定されている。この両フィルタ１３Ｒ、１３Ｌは、幅方向に直交する面に関して面対称とされて照射スリット２５（その各スリット部２６）が設けられていることを除くと、互いに等しい構成とされている。このフィルタ１３（照射スリット２５の各スリット部２６を透過した光）は、投影レンズ１４により路面２に投影される。
【0022】
投影レンズ１４は、図２に示すように、光軸方向で見て円形状の凸レンズとされたレンズ本体部２７と、その周辺を取り巻くフランジ部２８と、を備える。レンズ本体部２７は、実施例１では、入射面２７ａおよび出射面２７ｂが、凸面とされた自由曲面とされている。投影レンズ１４のレンズ本体部２７における光学的な設定については後述する。投影レンズ１４は、光軸方向に延びるレンズ軸を有する。このレンズ軸は、レンズ本体部２７において光軸方向での厚さが最も大きい位置を通る光学的な軸線である。なお、入射面２７ａと出射面２７ｂとは、レンズ本体部２７を凸レンズとするものであって後述の光学的な設定を満たすものであれば、凸面でもよく凹面でもよく、実施例１の構成に限定されない。
【0023】
フランジ部２８は、レンズ本体部２７から光軸Ｌａを中心とする放射方向に突出しており、光軸Ｌａを中心する周方向で全周に亘っている。フランジ部２８は、筐体１５の投影レンズ溝１５ｅに嵌め入れることが可能とされている。投影レンズ１４は、フランジ部２８が投影レンズ溝１５ｅに嵌め入れられるとレンズ軸の延びる方向が光軸Ｌａと一致される。
【0024】
放熱部材１６は、光源２１で発生する熱を外部に逃がすヒートシンク部材であり、熱伝導性を有するアルミダイカストや樹脂で形成される。この放熱部材１６は、光源部１１（その基板２２）が設置される光源設置部１６ａと、複数の放熱フィン１６ｂとを有する。放熱部材１６は、光源設置部１６ａに設置された光源部１１で発生した熱を各放熱フィン１６ｂから外部に放熱する。
【0025】
車両用灯具１０は、図２を参照して以下のように組み付けられる。先ず、基板２２に光源２１が実装されて光源部１１が組み付けられ、その光源部１１が放熱部材１６の光源設置部１６ａに固定される。その後、筐体１５の下側部材１５ａにおいて、集光レンズ溝１５ｃに集光レンズ１２を嵌め入れ、フィルタ溝１５ｄにフィルタ１３を嵌め入れ、投影レンズ溝１５ｅに投影レンズ１４を嵌め入れる。そして、光源２１の出射光軸が光軸Ｌａと一致させて位置決めした状態で、筐体１５の下側部材１５ａの後端部に基板２２を収容しつつ、下側部材１５ａの後端に放熱部材１６の光源設置部１６ａを固定する。その後、下側部材１５ａの上側に上側部材１５ｂを嵌め合わせることで、光源部１１と集光レンズ１２とフィルタ１３と投影レンズ１４とが筐体１５に収容されつつ放熱部材１６が取り付けられる。これにより、光源部１１の光源２１の光軸Ｌａ上に、光源２１側から集光レンズ１２とフィルタ１３と投影レンズ１４との順に並べて所定の位置関係で配置されるとともに、光源部１１に放熱部材１６が固定されて、車両用灯具１０が組み付けられる。
【0026】
この車両用灯具１０は、光軸Ｌａが車両１の外側の斜め前側に向けられつつ車両１の周辺の路面２に対して傾斜された状態で灯室に設けられる（図１参照）。車両用灯具１０は、点灯制御回路からの電力を基板２２から光源２１に供給することで、光源２１を適宜点灯および消灯することができる。光源２１からの光は、集光レンズ１２で集光されてフィルタ１３を照射し、その照射スリット２５（各スリット部２６）を透過した後に、投影レンズ１４により投影されることで、４つの照射図柄Ｄｉが略一直線上に並ぶ照射パターンＰｉを路面２上に形成する。
【0027】
次に、集光レンズ１２の光学的な設定について、図４から図７を用いて説明する。その図７では、色が濃くなるほど相対的に明るいことを示し、色が薄くなるほど相対的に暗いことを示す。先ず、集光レンズ１２は、基本的に、光源２１からの光を集光することで、フィルタ１３における設定範囲Ｓｒ（図３参照）内を照射させる。設定範囲Ｓｒは、実施例１では、右側用のフィルタ１３Ｒおよび左側用のフィルタ１３Ｌの双方の照射スリット２５（その各スリット部２６）が設けられている範囲、すなわち左右双方のフィルタ１３Ｒ、１３Ｌの照射スリット２５を網羅する範囲とされている。設定範囲Ｓｒは、光軸Ｌａを中心とする略楕円形状とされており（図７参照）、集光レンズ１２も設定範囲Ｓｒに合わせて光軸Ｌａを中心とする略楕円形状とされている。なお、設定範囲Ｓｒは、照射スリット２５の形状に合わせて形状を設定すればよく、また、集光レンズ１２も設定範囲Ｓｒに合わせて形状を設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。以下では、光軸Ｌａに直交する方向を径方向とする。
【0028】
集光レンズ１２は、図４に示すように、光軸方向と幅方向とを含む横断面において、光源２１からの光を出射面１２ｂからフィルタ１３までの間で、径方向で光軸Ｌａの近傍を通る光束を拡散させるとともに、径方向で光軸Ｌａから離れた位置を通る光束を平行とさせる。すなわち、集光レンズ１２は、ランバーシアン分布とされて光量が高い光軸Ｌａの近傍では光を拡散させるとともに、光軸Ｌａの近傍から外側へ向かうほど光を集めるものとしている。このため、集光レンズ１２は、横断面すなわち幅方向において、光源２１からの光をフィルタ１３の設定範囲Ｓｒ内で、略等しい光量分布となるように略均等に拡散させる。
【0029】
集光レンズ１２は、図５および図６に示すように、光軸Ｌａを中心として上下方向で上側レンズ部３１と下側レンズ部３２とからなる自由曲面とされている。その上側レンズ部３１は、図５に示すように、光軸方向と上下方向とを含む縦断面において、光源２１からの光を光軸Ｌａと交差させるように集光する。上側レンズ部３１は、光源２１からの光のうち少なくとも光軸Ｌａ近傍の光束を、フィルタ１３と投影レンズ１４との間において他の光束よりも最もフィルタ１３側で光軸Ｌａに交差させる。そして、上側レンズ部３１は、光軸Ｌａ近傍の光束を除く大半の光束を、投影レンズ１４を超えてから光軸Ｌａに交差させる。なお、上側レンズ部３１は、少なくとも光軸Ｌａ近傍の光束をフィルタ１３と投影レンズ１４との間で他の光束よりも最もフィルタ１３側で光軸Ｌａに交差させるものであれば、それ以外の光束に関しては投影レンズ１４の前後のいずれで光軸Ｌａに交差させてもよい。これにより、上側レンズ部３１は、自らを通過した光源２１からの光を、設定範囲Ｓｒにおける光軸Ｌａよりも上側において、上下方向で満遍なく拡散させつつ、径方向で光軸Ｌａに近づくほど多くの光を集める。なお、図５では、上側の方が多くの光束が集められているようにも見えるが、集光レンズ１２の形状に応じて光源２１からの光束を記載しているためであり、実際には上記の設定により光軸Ｌａに近づくほど多くの光を集めている。
【0030】
下側レンズ部３２は、図６に示すように、上記の縦断面において、光源２１からの光を光軸Ｌａと交差させるように集光する。下側レンズ部３２は、光源２１からの光のうち径方向で光軸Ｌａから最も離れた位置を通る光束を、フィルタ１３と投影レンズ１４との間において最もフィルタ１３側で光軸Ｌａに交差させる。すなわち、下側レンズ部３２は、光源２１からの光において、光軸Ｌａから最も離れた位置を通る光束を最も手前で光軸Ｌａに交差させ、光軸Ｌａに近づく光束ほどフィルタ１３から離れた位置で光軸Ｌａに交差させる。そして、下側レンズ部３２は、光軸Ｌａ近傍の光束を含む大半の光束を、フィルタ１３と投影レンズ１４との間で光軸Ｌａに交差させる。なお、下側レンズ部３２は、少なくとも光軸Ｌａから最も離れた位置を通る光束をフィルタ１３と投影レンズ１４との間で光軸Ｌａに交差させるものであれば、それ以外の光束に関しては投影レンズ１４の前後のいずれで光軸Ｌａに交差させてもよい。これにより、下側レンズ部３２は、自らを通過した光源２１からの光を、設定範囲Ｓｒにおける光軸Ｌａよりも下側において上下方向で満遍なく拡散させつつ、径方向で光軸Ｌａから遠ざかるほど光を集める。
【0031】
この集光レンズ１２は、上記した光学的な設定とされることで、自らを通過した光源２１からの光を、図７に示すように、フィルタ１３（図示の例では左側用のフィルタ１３Ｌ）に対して設定範囲Ｓｒ内を照射させる。その設定範囲Ｓｒでは、集光レンズ１２（その上側レンズ部３１および下側レンズ部３２）における上下方向での設定により、上下方向において、最遠箇所となる第１スリット部２６１が最も明るく、最近箇所となる第４スリット部２６４が最も暗くなるように、第１から第４のスリット部２６１、２６２、２６３、２６４の順に徐々に明るさが変化している。すなわち、集光レンズ１２は、上下方向において、最遠箇所となる第１スリット部２６１が設けられている位置を最も明るくしつつ（ピークとして）、そこから離れるに連れて漸次的に暗くして、光源２１からの光で設定範囲Ｓｒ内を照射させる。このため、集光レンズ１２は、光源２１からの光を集光することで、フィルタ１３の縦断面すなわち上下方向において、最遠箇所を最も明るくしかつ最近箇所を最も暗くするように光軸Ｌａを挟んで明るさを漸次的に変化させている。
【0032】
また、設定範囲Ｓｒでは、集光レンズ１２における横断面（幅方向）での設定により、各スリット部２６すなわち上下方向での各位置において、幅方向における明るさが略均一なものとされている。すなわち、集光レンズ１２は、幅方向において、上下方向と比較して明るさの差が生じないように拡散させて、光源２１からの光で設定範囲Ｓｒ内を照射させる。そして、設定範囲Ｓｒは、上記のように設定されているので、左右のいずれのフィルタ１３Ｒ、１３Ｌを用いた場合であっても、同様の光束分布で照射スリット２５（各スリット部２６）を照射できる。このような光束分布とされたフィルタ１３すなわち各スリット部２６を透過した光が、投影レンズ１４により路面２に投影される。
【0033】
次に、投影レンズ１４の光学的な設定について、図８を用いて説明する。図８では、（ａ）に６ｍｍの径方向位置から出射された場合を示し、（ｂ）に４ｍｍの径方向位置から出射された場合を示し、（ｃ）に２ｍｍの径方向位置から出射された場合を示す。そのレンズ本体部２７（投影レンズ１４）は、図８に示すように、焦点面Ｆｐを設定している。その焦点面Ｆｐは、フィルタ１３が設けられた光軸方向での位置（符号１３で示す面）において、光軸Ｌａ上および光軸Ｌａから径方向に所定の間隔とされた径方向位置ｄからの平行光を集光させる点が位置する面である。その径方向位置ｄは、光軸Ｌａに対する上下左右の全ての径方向での位置であり、レンズ本体部２７は光軸Ｌａに直交するいずれの方向であっても同様の設定とされている。レンズ本体部２７は、径方向位置ｄが大きくなるほど、焦点面Ｆｐの曲率半径ｒが小さくなる、すなわち焦点面Ｆｐの曲率が大きくなるように設定している。そして、レンズ本体部２７は、径方向位置ｄに拘わらず、焦点面Ｆｐに対してフィルタ１３とは反対側（図８で焦点面Ｆｐよりも左側）に曲率中心Ｃｃ（一番上と真ん中には記載）を設定しており、焦点面Ｆｐを投影レンズ１４側に凸としている。すなわち、レンズ本体部２７は、径方向位置ｄが変化しても、焦点面Ｆｐの凸方向が逆転しないものとしている。
【0034】
実施例１のレンズ本体部２７は、一例として次のように焦点面Ｆｐを設定している。レンズ本体部２７は、図８の一番上に示すように、６ｍｍの径方向位置ｄおよび光軸Ｌａ上から出射された平行光に対しては、焦点面Ｆｐの曲率半径ｒを約７ｍｍとしている。また、レンズ本体部２７は、図８の真ん中に示すように、４ｍｍの径方向位置ｄおよび光軸Ｌａ上から出射された平行光に対しては、焦点面Ｆｐの曲率半径ｒを約１４ｍｍとしている。そして、レンズ本体部２７は、図８の一番下に示すように、２ｍｍの径方向位置ｄおよび光軸Ｌａ上から出射された平行光に対しては、焦点面Ｆｐの曲率半径ｒを約１２８ｍｍとしている。なお、レンズ本体部２７は、径方向位置ｄが大きくなるほど焦点面Ｆｐの曲率半径ｒを小さくするものであれば、径方向位置ｄに対する曲率半径ｒの値は適宜設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。特に、レンズ本体部２７は、近軸エリア（実施例１では径方向位置ｄで２ｍｍ未満）よりも径方向位置ｄが大きくなる位置（近軸エリアの外側）で、上記の焦点面Ｆｐの設定（径方向位置ｄと曲率半径ｒとの関係）としている。これにより、レンズ本体部２７は、近軸エリアを含む全面で設定した場合と比較して、殆ど変わりなく照射パターンＰｉの輪郭を鮮明としてボケを抑制でき、効率の良い光学的な設定とすることができる。
【0035】
この投影レンズ１４は、上記した光束分布とされたフィルタ１３の照射スリット２５（その各スリット部２６）を投影することで、図９および図１０に示すように、照射パターンＰｉを形成する。図９は、光軸Ｌａに直交させて配置したスクリーン上に形成した照射パターンＰｉを示し、図１０は、光軸Ｌａに対して傾斜する路面２上に形成した照射パターンＰｉを示す。照射パターンＰｉは、スクリーン上において、輪郭が鮮明とされており、ボケが抑制されている。これは、投影レンズ１４（レンズ本体部２７）を上記した設定とすることにより、投影レンズ１４の像面湾曲の影響を低減することができることによる。
【0036】
また、照射パターンＰｉは、路面２上においても、輪郭が鮮明とされており、ボケが防止されている。これは、投影レンズ１４（レンズ本体部２７）を上記した設定とすることにより、光軸Ｌａに対する路面２の傾斜により路面２までの距離が変化する影響を低減することができることによる。
【0037】
特に、実施例１の車両用灯具１０では、光源２１を単色光としているので、投影レンズ１４における色収差の影響を大幅に抑制することができる。このため、投影レンズ１４は、輪郭が鮮明とされてボケが抑制された照射パターンＰｉの形成できる。
【0038】
この照射パターンＰｉは、路面２上において、各照射図柄Ｄｉが図１１に示す輝度値とされている。図１１は、各照射図柄ＤｉにおけるＶ字形状とされた頂点近傍の輝度値を示している。なお、図１１では、一般に明るさの感覚が輝度の対数に比例することが知られているので、縦軸の輝度値を対数としている。図１１に示すように、照射パターンＰｉは、車両１から最も遠い第１照射図柄Ｄｉ１を最も暗く、かつ車両１に最も近い第４照射図柄Ｄｉ４を最も明るくしつつ、車両１からの距離の変化に対する明るさの変化の度合いが対数的に直線状とされている。すなわち、照射パターンＰｉは、各照射図柄Ｄｉが互いに等しい間隔で配置されるとともに、第１照射図柄Ｄｉ１、第２照射図柄Ｄｉ２、第３照射図柄Ｄｉ３、第４照射図柄Ｄｉ４の順で、直線的に明るさが大きくされている。
【0039】
この作用の説明のために、比較例の車両用灯具を用いる。その比較例の車両用灯具は、車両用灯具１０と同様の構成であって、フィルタ１３の設定範囲Ｓｒすなわち各スリット部２６を、集光レンズ１２を通過した光源２１からの光で一様な明るさで照射したものとする。比較例の車両用灯具は、路面２に投影すると、最近箇所の第４照射図柄Ｄｉ４から、第３照射図柄Ｄｉ３、第２照射図柄Ｄｉ２、第１照射図柄Ｄｉ１の順に暗くなっていくことは実施例１の車両用灯具１０と同様であるが、その変化が直線的とはならず最遠箇所（第１照射図柄Ｄｉ１）に近づくと急激に暗くする。これは、投影レンズ１４で投影された照射パターンＰｉでは、投影レンズ１４から投影面（この例では路面２）までの距離の二乗に比例して明るさが変化することによる。このため、比較例の車両用灯具は、最遠箇所（第１照射図柄Ｄｉ１）の視認性が悪くなるとともに、明るさの急激な変化により見ている者に違和感を与えてしまう。
【0040】
これに対して、実施例１の車両用灯具１０は、第１スリット部２６１が最も明るくかつ第４スリット部２６４が最も暗くなるように、フィルタ１３の設定範囲Ｓｒを第１から第４のスリット部２６１、２６２、２６３、２６４の順に徐々に明るさを変化させて、光源２１からの光でフィルタ１３を照射している。すなわち、車両用灯具１０は、照射パターンＰｉの各照射図柄Ｄｉにおける明るさとは逆に、最遠箇所の第１照射図柄Ｄｉ１に対応する第１スリット部２６１を最も明るくし、最近箇所の第４照射図柄Ｄｉ４に対応する第４スリット部２６４を最も暗くしている。このため、車両用灯具１０は、投影レンズ１４で路面２に投影することによる距離の変化に起因する明るさの急激な変化を、フィルタ１３における明るさの設定で緩和することができ、各照射図柄Ｄｉの明るさの変化を直線的にできる。このため、車両用灯具１０は、最遠箇所（第１照射図柄Ｄｉ１）の視認性を確保できるとともに、明るさの直線的な変化とすることで見ている者の違和感を抑制できる。
【0041】
次に、この車両用灯具１０の作用について、図１２を用いて説明する。車両用灯具１０は、ターンランプと連動されており、左右いずれかのターンランプが点灯されると、その点灯された側に設けられたものの光源２１が点灯されて、照射パターンＰｉを路面２上に形成する。例えば、図１２に示す例では、見通しの悪い路地から出てくる車両１が左折しようとしている場面を示している。車両１では、左側のターンランプが点滅されることで、左前に設けられた車両用灯具１０が照射パターンＰｉを路面２上に形成する。すると、図１２を正面視して右側から進行してきた車両１Ａの運転手は、車両１を視認できない場合であっても、路面２上に形成された照射パターンＰｉを視認することができる。
【0042】
また、車両１は、左右の車両用灯具１０がターンランプと連動されているので、ハザードランプが点灯された場合には、左右の２つの車両用灯具１０が同時に照射パターンＰｉを路面２上に形成することとなる（図１参照）。このため、車両用灯具１０は、左右のターンランプのみを点滅させている場合と比較して、車両１の周辺にいる者に対して、ハザードランプが点灯されていることをより確実に認識させることができる。
【0043】
実施例１の車両用灯具１０は、以下の各作用効果を得ることができる。
【0044】
車両用灯具１０は、光源２１から出射された光を集光する集光レンズ１２と、集光レンズ１２で集光された光を部分的に通す照射スリット２５が設けられた遮光部材としてのフィルタ１３と、フィルタ１３を通した光を投影して照射パターンＰｉを形成する投影レンズ１４と、を備える。そして、車両用灯具１０は、集光レンズ１２が、フィルタ１３上において、上下方向では照射スリット２５の最遠箇所を最も明るくしかつ照射スリット２５の最近箇所を最も暗くするとともに、幅方向では光源２１から出射された光を上下方向よりも拡散させている。このため、車両用灯具１０は、投影レンズ１４から投影面までの距離の変化に起因する明るさの急激な変化を、フィルタ１３における明るさの設定で緩和することができる。これにより、車両用灯具１０は、光軸Ｌａが路面２に対して傾斜して設けられた場合であっても、集光レンズ１２によるフィルタ１３上での明るさの設定により、照射パターンＰｉにおける輝度分布を所望のものにできる。そして、車両用灯具１０は、単一の入射面１２ａおよび出射面１２ｂで構成される集光レンズ１２と、単一の出射面２７ｂおよび入射面２７ａで構成される投影レンズ１４と、により照射パターンＰｉを所望の輝度分布としているので、簡単な構成にできる。
【0045】
また、車両用灯具１０は、照射パターンＰｉが並べられた複数の照射図柄Ｄｉを有し、照射スリット２５が照射図柄Ｄｉに個別に対応するスリット部２６を有する。このため、車両用灯具１０は、各スリット部２６の明るさを集光レンズ１２で設定することで、各照射図柄Ｄｉを所望の明るさにでき、照射パターンＰｉの視認性を向上できる。
【0046】
さらに、車両用灯具１０は、集光レンズ１２が、フィルタ１３上において、幅方向でスリット部２６が設けられる設定範囲Ｓｒ内で光源２１からの光を拡散させる。このため、車両用灯具１０は、設定範囲Ｓｒ内であれば、例えば実施例１の幅方向に直交する面に関して面対称とされて照射スリット２５（各スリット部２６）が設けられている左右のフィルタ１３を用いることのように、各スリット部２６の位置を変更しても同様の光束分布とすることができる。これにより、車両用灯具１０は、簡単な構成としつつ、汎用性を高めることができる。
【0047】
車両用灯具１０は、照射スリット２５では最近箇所が上側でかつ最遠箇所が下側とされて複数のスリット部２６が上下方向に並べられている。また、車両用灯具１０は、スリット部２６では、最近箇所から最遠箇所に向かうに連れて小さくされて、光軸Ｌａよりも上側に位置する数よりも光軸Ｌａよりも下側に位置する数の方が多くされている。そして、車両用灯具１０は、上下方向で上側レンズ部３１と下側レンズ部３２とで構成されている。加えて、車両用灯具１０は、上側レンズ部３１が少なくとも光軸Ｌａ近傍の光束をスリット部２６と投影レンズ１４との間で光軸Ｌａに交差させ、下側レンズ部３２が光軸Ｌａから最も離れた位置を通る光束をスリット部２６と投影レンズ１４との間において最もスリット部２６側で光軸Ｌａに交差させている。このため、車両用灯具１０は、光軸Ｌａが路面２に対して傾斜して設けられた場合であっても、複数の照射図柄Ｄｉを等しい大きさとしつつそれぞれを所望の明るさとすることができる。また、車両用灯具１０は、最近箇所となる上側よりも最遠箇所となる下側にスリット部２６の数を多く設けているので、光軸Ｌａからの径方向で等しい範囲の中に全てのスリット部２６を入れることができ、光源２１からの光を効率良く利用することができる。
【0048】
車両用灯具１０は、投影レンズ１４において、フィルタ１３からの平行光に対する焦点面Ｆｐが、光軸Ｌａの近傍から径方向に遠ざかるに連れて曲率半径が小さくされている。このため、車両用灯具１０は、光軸Ｌａが路面２に対して傾斜して設けられた場合であっても、投影レンズ１４の像面湾曲の影響を低減してフィルタ１３（照射スリット２５（各スリット部２６））を路面２上に投影でき、輪郭が鮮明でボケが抑制された照射パターンＰｉを路面２上に形成できる。
【0049】
車両用灯具１０は、焦点面Ｆｐが、光軸Ｌａから径方向での距離に拘わらずフィルタ１３とは反対側に曲率中心Ｃｃが設定されている。このため、車両用灯具１０は、光軸Ｌａが路面２に対して傾斜して設けられた場合であっても、より輪郭が鮮明でボケがより抑制された照射パターンＰｉを路面２上に形成できる。
【0050】
したがって、本開示に係る車両用灯具としての実施例１の車両用灯具１０は、簡易な構成としつつ照射パターンＰｉにおける輝度分布を所望のものにできる。
【0051】
以上、本開示の車両用灯具を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【0052】
なお、実施例１では、４つの照射図柄Ｄｉを車両１から遠ざかる方向に略等しい間隔で整列させて照射パターンＰｉを構成している。しかしながら、照射パターンＰｉは、車両１の周辺の路面２に形成されて、実施例１のターンランプやハザードランプを示すもののように、車両１の周辺の者に対して運転手の何らかの意図を知らせるものであれば、図柄等は適宜設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。例えば、照射パターンＰｉは、単一の照射図柄Ｄｉで形成されていたり、互いに異なる図柄とされた各照射図柄Ｄｉで形成されていたり、してもよく、大きさや図柄が並び順で変化していてもよい。
【0053】
また、実施例１では、集光レンズ１２が、左右のフィルタ１３Ｒ、１３Ｌに対応可能とするために、幅方向で各スリット部２６が設けられる設定範囲Ｓｒ内で光源２１からの光を拡散させるものとしている。しかしながら、集光レンズ１２は、幅方向において、光を拡散させることで、各スリット部２６を透過する光の輝度を略等しくするものであればよく、実施例１の構成に限定されない。この一例として、集光レンズ１２は、幅方向において、左右のいずれか一方のフィルタ１３のスリット部２６内で光源２１からの光を拡散させる、すなわちスリット部２６の幅方向での大きさに合わせた範囲に集光しつつその中で拡散させるものでもよく、実施例１の構成に限定されない。このように、集光レンズ１２は、幅方向でスリット部２６の範囲に集光すると、最遠箇所に近付くほどスリット部２６が小さくされているので、より効率良く第４から第１のスリット部２６４、２６３、２６２、２６１の順に徐々に明るくしていくことができる。
【0054】
さらに、実施例１では、各スリット部２６において、幅方向における明るさを略均一なものとしている。しかしながら、各スリット部２６における幅方向での明るさは適宜設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。例えば、各スリット部２６では、Ｖ字形状とされた頂点近傍を明るくすることができる。この場合、集光レンズ１２は、横断面において、光源２１からの光を出射面１２ｂからフィルタ１３までの間で、径方向で光軸Ｌａの近傍を通る光束を平行とし、そこよりも径方向で外側の光束を拡散させるとともに、径方向で光軸Ｌａから離れた位置を通る光束を平行とさせるものとする。このようにすると、照射パターンＰｉは、４つの照射図柄Ｄｉが略一直線上に並ぶ方向を指し示している様子を強調することができる。
【0055】
実施例１では、集光レンズ１２において、光軸Ｌａを中心として上下方向で上側レンズ部３１と下側レンズ部３２とが設定されている。しかしながら、集光レンズ１２は、上下方向の上側に上側レンズ部３１が設定されるとともに下側に下側レンズ部３２が設定されていれば、それぞれの位置は適宜設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。
【0056】
実施例１では、遮光部材として、集光レンズ１２で集光された光を照射スリット２５から透過させるフィルタ１３を用いている。しかしながら、遮光部材は、集光レンズ１２で集光された光を部分的に通す照射スリット２５が設けられたものであれば、他の構成でもよく、実施例１の構成に限定されない。その他の構成としては、例えば、光を通さない板状の部材に、その部材を貫通する照射スリットを設け、集光レンズ１２を経た光を照射スリットから通過させる遮光板とすることができる。
【符号の説明】
【0057】
１０ 車両用灯具 １２ 集光レンズ １３ （遮光部材の一例としての）フィルタ １４ 投影レンズ ２１ 光源 ２５ 照射スリット ２６ スリット部 ３１ 上側レンズ部 ３２ 下側レンズ部 Ｃｃ 曲率中心 ｄ 径方向位置 Ｄｉ 照射図柄 Ｆｐ 焦点面 Ｌａ 光軸 Ｐｉ 照射パターン ｒ 曲率半径 Ｓｒ 設定範囲
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
