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(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】2024-06-11
(45)【発行日】2024-06-19
(54)【発明の名称】車両用のマイクロレンズアレイおよびそれを用いた車両用灯具
(51)【国際特許分類】
F21S 41/265 20180101AFI20240612BHJP
F21S 41/43 20180101ALI20240612BHJP
F21S 41/63 20180101ALI20240612BHJP
F21S 41/68 20180101ALI20240612BHJP
F21S 41/143 20180101ALI20240612BHJP
F21S 41/27 20180101ALI20240612BHJP
F21W 102/15 20180101ALN20240612BHJP
F21W 102/18 20180101ALN20240612BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240612BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20240612BHJP
F21W 105/00 20180101ALN20240612BHJP
【ＦＩ】
F21S41/265
F21S41/43
F21S41/63
F21S41/68
F21S41/143
F21S41/27
F21W102:15
F21W102:18
F21Y115:10
F21Y115:30
F21W105:00
【請求項の数】
33
(21)【出願番号】P 2021548888
(86)(22)【出願日】2020-09-18
(86)【国際出願番号】 JP2020035550
(87)【国際公開番号】W WO2021060200
(87)【国際公開日】2021-04-01
【審査請求日】2023-06-28
(31)【優先権主張番号】P 2019173243
(32)【優先日】2019-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019173244
(32)【優先日】2019-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019173245
(32)【優先日】2019-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019173246
(32)【優先日】2019-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019173247
(32)【優先日】2019-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019173248
(32)【優先日】2019-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019173249
(32)【優先日】2019-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】110001416
【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所
(72)【発明者】
【氏名】元辻 彩香
【審査官】安食 泰秀
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１６－５３４５０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０３５９８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３３５１９１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－００１６１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１７７０９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０５０１０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５３１４９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０９６４０９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｓ ４１／２６５
Ｆ２１Ｓ ４１／４３
Ｆ２１Ｓ ４１／６３
Ｆ２１Ｓ ４１／６８
Ｆ２１Ｓ ４１／１４３
Ｆ２１Ｓ ４１／２７
Ｆ２１Ｗ １０２／１５
Ｆ２１Ｗ １０２／１８
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
Ｆ２１Ｙ １１５／３０
Ｆ２１Ｗ １０５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部と、前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部との間に設けられた遮光体と、を有し、
各々の前記光学系は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する方向について隣接されて一体化されており、
各々の前記遮光体はそれぞれ、前記入射側レンズ部の光軸と直交する方向に延びて特定の配光パターンに対応する形状を有する第一遮光面と、前記第一遮光面と直交する方向に延びて隣接する前記光学系から入射するクロストーク光を遮る第二遮光面と、を有する、車両用のマイクロレンズアレイ。
【請求項2】
前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部とが共通の光軸上に設けられている、請求項１に記載の車両用のマイクロレンズアレイ。
【請求項3】
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部と、前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部との間に設けられた遮光体と、を有し、
前記遮光体は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する面方向に延び、配光パターンに対応する形状の遮光部を有し、
前記入射側レンズ部の断面形状が非対称形状である、車両用のマイクロレンズアレイ。
【請求項4】
上下方向および前後方向に延びる断面において、上下方向について前記入射側レンズ部の断面形状は中心線に対して非対称形状である、請求項３に記載の車両用のマイクロレンズアレイ。
【請求項5】
前記上下方向および前後方向に延びる断面において、前記入射側レンズ部の上部の曲率が前記入射側レンズ部の下部の曲率よりも大きい、請求項４に記載の車両用のマイクロレンズアレイ。
【請求項6】
前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部は共通の光軸上に設けられている、請求項３に記載の車両用のマイクロレンズアレイ。
【請求項7】
前記入射側レンズ部の断面形状は、前記遮光部に入射する光よりも前記遮光部に入射しない光が多くなるように、非対称形状である、請求項３に記載の車両用のマイクロレンズアレイ。
【請求項8】
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部を有し、
前記光学系には、前記入射側レンズ部から前記出射側レンズ部に向かう光が通過する光通過面にロービーム配光パターンに対応する形状の通常遮光部を有する通常光学系と、ＯＨＳ配光パターンに対応する形状のＯＨＳ遮光部を有するＯＨＳ光学系または前記光通過面に前記遮光部が設けられず前記入射側レンズ部に入射した全ての光を前記出射側レンズ部に透過させる透過光学系とが混在している、車両用のマイクロレンズアレイ。
【請求項9】
前記透過光学系の前記入射側レンズ部の焦点距離が前記通常光学系の前記入射側レンズ部の焦点距離以下である、請求項８に記載の車両用のマイクロレンズアレイ。
【請求項10】
前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部は共通の光軸上に設けられている、請求項８に記載の車両用のマイクロレンズアレイ。
【請求項11】
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部を一体に有し、
各々の前記光学系は、前記入射側レンズ部の出射方向に直交する方向について隣接されて一体化されており、
各々の前記光学系の前記入射側レンズ部の水平方向の有効口径は鉛直方向の有効口径よりも小さい、マイクロレンズアレイ。
【請求項12】
前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部とが共通の光軸上に設けられている、請求項１１に記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項13】
光源と、プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射される請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイと、
を備えた車両用灯具。
【請求項14】
光源と、プライマリレンズと、
マイクロレンズアレイを有する車両用灯具であって、
前記マイクロレンズアレイは複数の光学系を有し、
各々の前記光学系の前記マイクロレンズアレイはそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを一体に有し、
各々の前記光学系は、前記入射側レンズ部の出射方向に直交する方向について隣接されて一体化されており、
各々の前記光学系の前記入射側レンズ部の水平方向の有効口径は鉛直方向の有効口径よりも小さい、および／または、プライマリレンズの水平方向の焦点距離が鉛直方向の焦点距離よりも小さい、および／または前記光源の水平方向寸法が前記光源の鉛直方向寸法よりも大きい、車両用灯具。
【請求項15】
光源と、プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記入射側レンズ部は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する第１方向における第１焦点距離が、前記光軸と前記第１方向とに直交する第２方向における第２焦点距離よりも短く、
前記光源は、前記第１方向と平行な方向における長さが、前記第２方向と平行な方向における長さよりも短い、
車両用灯具。
【請求項16】
前記入射側レンズ部は、前記第１方向における第１有効口径が、前記第２方向における第２有効口径よりも短い、請求項１５に記載の車両用灯具。
【請求項17】
前記一対に設けられた前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部は、共通の光軸上に設けられている、請求項１５又は請求項１６に記載の車両用灯具。
【請求項18】
光源と、プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記入射側レンズ部は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する第１方向における第１有効口径が、前記光軸と前記第１方向とに直交する第２方向における第２有効口径よりも短く、
前記光源は、前記第１方向と平行な方向における長さが、前記第２方向と平行な方向における長さよりも短い、
車両用灯具。
【請求項19】
前記一対に設けられた前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部は、共通の光軸上に設けられている、請求項１８に記載の車両用灯具。
【請求項20】
光源と、プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記プライマリレンズは、前記光源に対して第１焦点距離を有する第１部位と、前記光源に対して前記第１焦点距離よりも長い第２焦点距離を有する第２部位とを有し、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記複数の光学系において、前記第１部位からの平行光が入射する第１光学系における第１入射側レンズ部の焦点距離は、前記第２部位からの平行光が入射する第２光学系における第２入射側レンズ部の焦点距離よりも長い、
車両用灯具。
【請求項21】
前記第１入射側レンズ部の有効口径は、前記第２入射側レンズ部の有効口径よりも大きい、請求項２０に記載の車両用灯具。
【請求項22】
前記一対に設けられた前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部は、共通の光軸上に設けられている、請求項２０又は請求項２１に記載の車両用灯具。
【請求項23】
光源と、プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記プライマリレンズは、前記光源に対して第１焦点距離を有する第１部位と、前記光源に対して前記第１焦点距離よりも長い第２焦点距離を有する第２部位と、を有し、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記複数の光学系において、前記第１部位からの平行光が入射する第１光学系における第１入射側レンズ部の有効口径は、前記第２部位からの平行光が入射する第２光学系における第２入射側レンズ部の有効口径よりも大きい、
車両用灯具。
【請求項24】
前記一対に設けられた前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部は、共通の光軸上に設けられている、請求項２３に記載の車両用灯具。
【請求項25】
光源と、プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１プライマリレンズの第１光源に対する第１焦点距離よりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２プライマリレンズの第２光源に対する第２焦点距離の方が長く、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの焦点距離は、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの焦点距離よりも長い、
車両用灯具。
【請求項26】
前記第１マイクロレンズアレイを構成する前記複数の第１入射側レンズ部それぞれの有効口径は、前記第２マイクロレンズアレイを構成する前記複数の第２入射側レンズ部それぞれの有効口径よりも大きい、請求項２５に記載の車両用灯具。
【請求項27】
光源と、プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１プライマリレンズの第１光源に対する第１焦点距離よりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２プライマリレンズの第２光源に対する第２焦点距離の方が長く、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの有効口径は、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの有効口径よりも大きい、
車両用灯具。
【請求項28】
光源と、プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１光源のサイズよりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２光源のサイズの方が大きく、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの焦点距離よりも、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの焦点距離の方が長い、
車両用灯具。
【請求項29】
前記第１マイクロレンズアレイを構成する前記複数の第１入射側レンズ部それぞれの有効口径よりも、前記第２マイクロレンズアレイを構成する前記複数の第２入射側レンズ部それぞれの有効口径の方が大きい、請求項２８に記載の車両用灯具。
【請求項30】
光源と、プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１光源のサイズよりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２光源のサイズの方が大きく、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの有効口径よりも、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの有効口径の方が長い、
車両用灯具。
【請求項31】
光源と、プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１光源のサイズよりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２光源のサイズの方が大きく、
前記第１光学ユニットが有する第１プライマリレンズの第１光源に対する焦点距離は、前記第２光学ユニットが有する第２プライマリレンズの第２光源に対する焦点距離よりも長い、
車両用灯具。
【請求項32】
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの焦点距離よりも、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの焦点距離の方が長い、請求項３１に記載の車両用灯具。
【請求項33】
前記第１マイクロレンズアレイを構成する前記複数の第１入射側レンズ部それぞれの有効口径よりも、前記第２マイクロレンズアレイを構成する前記複数の第２入射側レンズ部それぞれの有効口径の方が大きい、請求項３２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、車両用のマイクロレンズアレイおよびそれを用いた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１などにより、光源ユニットからの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより、所要の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具が知られている。
【0003】
この特許文献１に記載された車両用灯具は、後側レンズアレイと前側レンズアレイとの間に、複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々の形状を規定するための遮光板を備えている。この遮光板が光源ユニットからの出射光の一部を遮ることにより、カットオフラインを有するロービーム配光パターンが形成される。
【0004】
また、特許文献１～２などにより、マイクロレンズアレイ（以下、「ＭＬＡ」とも称する）を用いた車両用灯具が提案されている。特許文献１では、ＭＬＡに遮光体を設けて光源から出射された光の一部を遮ることにより、所定のアスペクト比を有する投影像を形成することが提案されている。また、特許文献２では、ＭＬＡの有効口径が縦横方向のそれぞれで異なるように制御することにより、所定のアスペクト比を有する投影像を形成することが提案されている。
【0005】
また、特許文献１では、ＭＬＡに遮光体を設けて光源から出射された光の一部を遮ることにより、車両用灯具の配光パターンを形成することが提案されている。また、特許文献２では、有効口径の異なるマイクロレンズを複数用いることにより、配光パターンを形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】日本国特表２０１６－５３４５０３号公報
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３３５１９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで特許文献１に記載の車両用灯具において、後側レンズアレイのあるレンズ要素に入射した光が、この後側レンズアレイに向かい合う前側レンズアレイのレンズ要素とは別のレンズ要素に入射してしまうクロストークが生じてしまうことがあった。クロストークが生じてしまうと、意図せぬ領域に光が照射されてしまう。
【0008】
また、特許文献１に記載の車両用灯具において、後側レンズアレイのあるレンズ要素に入射した光が、遮光板に遮られることにより、光の利用効率が低下していた。
【0009】
また、特許文献１に記載のようにマイクロレンズアレイを用いた車両用灯具は、投影レンズやリフレクタを用いた車両用灯具に比べて灯具の奥行寸法を小さくできる。しかしながら、特許文献１の車両用灯具は、オーバーヘッドサイン配光パターン（以降、ＯＨＳ配光パターンと呼ぶ）を形成することができない。
【0010】
また、クロストークが生じると、灯具の設計者の想定していない領域に光が照射されてしまうことから、本来はクロストークが生じないように光学系を設計することが一般的である。
しかし本発明者は、このクロストークを積極的に使って側方に広がった配光パターンを形成することを考えた。近年、車両用灯具にＬＥＤやレーザなど直進性の高い光源を用いることが多くなってきた。車両用灯具には上下方向に比べて左右方向に広い照射範囲が求められるため、このように直進性の高い光源を用いた場合に左右方向に広い照射範囲を実現することが難しい。
本発明者は、クロストークが生じた場合には光は大きく屈折することに着目し、クロストークを積極的に利用することでより左右方向に広い照射範囲を実現することを着想し、本発明を完成させた。
しかし本発明者は、このクロストークを積極的に使って側方に広がった配光パターンを形成することを考えた。近年、車両用灯具にＬＥＤやレーザなど直進性の高い光源を用いることが多くなってきた。車両用灯具には上下方向に比べて左右方向に広い照射範囲が求められるため、このように直進性の高い光源を用いた場合に左右方向に広い照射範囲を実現することが難しい。
本発明者は、クロストークが生じた場合には光は大きく屈折することに着目し、クロストークを積極的に利用することでより左右方向に広い照射範囲を実現することを着想し、本発明を完成させた。
【0011】
また、特許文献１～２では光源の形状について言及されていないが、発光面のアスペクト比が略１：１の光源を用いる場合、実現可能なアスペクト比に限界が生じたり、光学的な設計の自由度を低下したりしてしまう。一方で、発光面のアスペクト比が高い光源を用いた場合、例えば、水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い発光面を有する光源を用いた場合、上記のような問題は解消し得るが、マイクロレンズアレイ内で水平方向のクロストークが発生し易くなり、結果として、グレア光が生じ易くなってしまう。
【0012】
本開示は、所定の配光パターンが形成可能でかつクロストークを防止できる車両用のマイクロレンズアレイおよびそれを用いた車両用灯具を提供することを第１の目的とする。
【0013】
本開示は、所定の配光パターンが形成可能でかつ光の利用効率が高い車両用のマイクロレンズアレイおよびそれを用いた車両用灯具を提供することを第２の目的とする。
【0014】
本開示は、ロービーム配光パターンとＯＨＳ配光パターンを形成可能なマクロレンズアレイおよびそれを用いた車両用灯具を提供することを第３の目的とする。
【0015】
本開示は、左右方向に広い照射範囲を有する車両用灯具およびそれに用いられるマイクロレンズアレイを提供することを第４の目的とする。
【0016】
本開示は、所望のアスペクト比を有する投影像を容易に形成可能であり、かつ、グレア光の発生を抑制可能な、車両用灯具を提供することを第５の目的とする。
【0017】
本開示は、新たな構成により所望の配光パターンを形成可能な車両用灯具を提供することを第６の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記第１の目的を達成するために、本開示の一態様の車両用のマイクロレンズアレイは、
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、
各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部と、前記入射側レンズ部と前記出射側レンズとの間に設けられた遮光体と、を有し、
各々の前記光学系は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する方向について隣接されて一体化されており、
各々の前記遮光体はそれぞれ、前記入射側レンズ部の光軸と直交する方向に延びて特定の配光パターンに対応する形状を有する第一遮光面と、前記第一遮光面と直交する方向に延びて隣接する前記光学系から入射するクロストーク光を遮る第二遮光面と、を有する。
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、
各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部と、前記入射側レンズ部と前記出射側レンズとの間に設けられた遮光体と、を有し、
各々の前記光学系は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する方向について隣接されて一体化されており、
各々の前記遮光体はそれぞれ、前記入射側レンズ部の光軸と直交する方向に延びて特定の配光パターンに対応する形状を有する第一遮光面と、前記第一遮光面と直交する方向に延びて隣接する前記光学系から入射するクロストーク光を遮る第二遮光面と、を有する。
【0019】
上記第２の目的を達成するために、本開示の一態様の車両用のマイクロレンズアレイは、
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、
各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部と、前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部との間に設けられた遮光体と、を有し、
前記遮光体は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する面方向に延び、配光パターンに対応する形状の遮光部を有し、
前記入射側レンズ部の断面形状が非対称形状である。
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、
各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部と、前記入射側レンズ部と前記出射側レンズ部との間に設けられた遮光体と、を有し、
前記遮光体は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する面方向に延び、配光パターンに対応する形状の遮光部を有し、
前記入射側レンズ部の断面形状が非対称形状である。
【0020】
上記第３の目的を達成するために、本開示の一態様の車両用のマイクロレンズアレイは、
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、
各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部を有し、
前記光学系には、前記入射側レンズ部から前記出射側レンズ部に向かう光が通過する光通過面にロービーム配光パターンに対応する形状の通常遮光部を有する通常光学系と、ＯＨＳ配光パターンに対応する形状のＯＨＳ遮光部を有するＯＨＳ光学系または前記光通過面に前記遮光部が設けられず前記入射側レンズ部に入射した全ての光を前記出射側レンズ部に透過させる透過光学系とが混在している。
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、
各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部を有し、
前記光学系には、前記入射側レンズ部から前記出射側レンズ部に向かう光が通過する光通過面にロービーム配光パターンに対応する形状の通常遮光部を有する通常光学系と、ＯＨＳ配光パターンに対応する形状のＯＨＳ遮光部を有するＯＨＳ光学系または前記光通過面に前記遮光部が設けられず前記入射側レンズ部に入射した全ての光を前記出射側レンズ部に透過させる透過光学系とが混在している。
【0021】
上記第１～３の目的のいずれかを達成するために、本開示の一態様の車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射される上記のいずれかのマイクロレンズアレイと、を備える。
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射される上記のいずれかのマイクロレンズアレイと、を備える。
【0022】
上記第４の目的を達成するために、本開示の一態様の車両用のマイクロレンズアレイは、
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、
各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部を一体に有し、
各々の前記光学系は、前記入射側レンズ部の出射方向に直交する方向について隣接されて一体化されており、
各々の前記光学系の入射側レンズ部の水平方向の有効口径は鉛直方向の有効口径よりも小さい。
車両用灯具に用いられる、複数の光学系を有するマイクロレンズアレイであって、
各々の前記光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部を一体に有し、
各々の前記光学系は、前記入射側レンズ部の出射方向に直交する方向について隣接されて一体化されており、
各々の前記光学系の入射側レンズ部の水平方向の有効口径は鉛直方向の有効口径よりも小さい。
【0023】
上記第４の目的を達成するために、本開示の一態様の車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
マイクロレンズアレイを有する車両用灯具であって、
前記マイクロレンズアレイは複数の光学系を有し、
各々の前記光学系のマイクロレンズアレイはそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを一体に有し、
各々の前記光学系は、前記入射側レンズ部の出射方向に直交する方向について隣接されて一体化されており、
各々の前記光学系の入射側レンズ部の水平方向の有効口径は鉛直方向の有効口径よりも小さい、および／または、プライマリレンズの水平方向の焦点距離が鉛直方向の焦点距離よりも小さい、および／または前記光源の水平方向寸法が前記光源の鉛直方向寸法よりも大きい。
光源と、
プライマリレンズと、
マイクロレンズアレイを有する車両用灯具であって、
前記マイクロレンズアレイは複数の光学系を有し、
各々の前記光学系のマイクロレンズアレイはそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを一体に有し、
各々の前記光学系は、前記入射側レンズ部の出射方向に直交する方向について隣接されて一体化されており、
各々の前記光学系の入射側レンズ部の水平方向の有効口径は鉛直方向の有効口径よりも小さい、および／または、プライマリレンズの水平方向の焦点距離が鉛直方向の焦点距離よりも小さい、および／または前記光源の水平方向寸法が前記光源の鉛直方向寸法よりも大きい。
【0024】
上記第５の目的を達成するために、本開示の一態様に係る車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記入射側レンズ部は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する第１方向における第１焦点距離が、前記光軸と前記第１方向とに直交する第２方向における第２焦点距離よりも短く、
前記光源は、前記第１方向と平行な方向における長さが、前記第２方向と平行な方向における長さよりも短い。
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記入射側レンズ部は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する第１方向における第１焦点距離が、前記光軸と前記第１方向とに直交する第２方向における第２焦点距離よりも短く、
前記光源は、前記第１方向と平行な方向における長さが、前記第２方向と平行な方向における長さよりも短い。
【0025】
この構成によれば、所望のアスペクト比を有する投影像を容易に形成可能であり、かつ、グレア光の発生を抑制可能になる。
【0026】
また、上記第５の目的を達成するために、本開示の一態様に係る車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記入射側レンズ部は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する第１方向における第１有効口径が、前記光軸と前記第１方向とに直交する第２方向における第２有効口径よりも短く、
前記光源は、前記第１方向と平行な方向における長さが、前記第２方向と平行な方向における長さよりも短い。
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記入射側レンズ部は、前記入射側レンズ部の光軸に直交する第１方向における第１有効口径が、前記光軸と前記第１方向とに直交する第２方向における第２有効口径よりも短く、
前記光源は、前記第１方向と平行な方向における長さが、前記第２方向と平行な方向における長さよりも短い。
【0027】
この構成によれば、所望のアスペクト比を有する投影像を容易に形成可能であり、かつ、グレア光の発生を抑制可能になる。
【0028】
上記第６の目的を達成するために、本開示の一態様に係る車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記プライマリレンズは、前記光源に対して第１焦点距離を有する第１部位と、前記光源に対して前記第１焦点距離よりも長い第２焦点距離を有する第２部位とを有し、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記複数の光学系において、前記第１部位からの平行光が入射する第１光学系における第１入射側レンズ部の焦点距離は、前記第２部位からの平行光が入射する第２光学系における第２入射側レンズ部の焦点距離よりも長い。
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記プライマリレンズは、前記光源に対して第１焦点距離を有する第１部位と、前記光源に対して前記第１焦点距離よりも長い第２焦点距離を有する第２部位とを有し、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記複数の光学系において、前記第１部位からの平行光が入射する第１光学系における第１入射側レンズ部の焦点距離は、前記第２部位からの平行光が入射する第２光学系における第２入射側レンズ部の焦点距離よりも長い。
【0029】
この構成によれば、所望の配光パターンを形成可能になる。
【0030】
また、上記第６の目的を達成するために、本開示の一態様に係る車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記プライマリレンズは、前記光源に対して第１焦点距離を有する第１部位と、前記光源に対して前記第１焦点距離よりも長い第２焦点距離を有する第２部位と、を有し、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記複数の光学系において、前記第１部位からの平行光が入射する第１光学系における第１入射側レンズ部の有効口径は、前記第２部位からの平行光が入射する第２光学系における第２入射側レンズ部の有効口径よりも大きい。
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を備えた車両用灯具であって、
前記プライマリレンズは、前記光源に対して第１焦点距離を有する第１部位と、前記光源に対して前記第１焦点距離よりも長い第２焦点距離を有する第２部位と、を有し、
前記マイクロレンズアレイは、複数の光学系を有し、
前記複数の光学系はそれぞれ、一対に設けられた入射側レンズ部と出射側レンズ部とを有し、
前記複数の光学系において、前記第１部位からの平行光が入射する第１光学系における第１入射側レンズ部の有効口径は、前記第２部位からの平行光が入射する第２光学系における第２入射側レンズ部の有効口径よりも大きい。
【0031】
この構成によれば、所望の配光パターンを形成可能になる。
【0032】
また、上記第６の目的を達成するために、本開示の一態様に係る車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１プライマリレンズの第１光源に対する第１焦点距離よりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２プライマリレンズの第２光源に対する第２焦点距離の方が長く、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの焦点距離は、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの焦点距離よりも長い。
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１プライマリレンズの第１光源に対する第１焦点距離よりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２プライマリレンズの第２光源に対する第２焦点距離の方が長く、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの焦点距離は、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの焦点距離よりも長い。
【0033】
この構成によれば、所望の配光パターンを形成可能になる。
【0034】
また、上記第６の目的を達成するために、本開示の一態様に係る車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１プライマリレンズの第１光源に対する第１焦点距離よりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２プライマリレンズの第２光源に対する第２焦点距離の方が長く、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの有効口径は、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの有効口径よりも大きい。
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１プライマリレンズの第１光源に対する第１焦点距離よりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２プライマリレンズの第２光源に対する第２焦点距離の方が長く、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの有効口径は、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの有効口径よりも大きい。
【0035】
この構成によれば、所望の配光パターンを形成可能になる。
【0036】
上記第６の目的を達成するために、本開示の一態様に係る車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１光源のサイズよりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２光源のサイズの方が大きく、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの焦点距離よりも、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの焦点距離の方が長い。
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１光源のサイズよりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２光源のサイズの方が大きく、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの焦点距離よりも、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの焦点距離の方が長い。
【0037】
この構成によれば、所望の配光パターンを形成可能になる。
【0038】
また、上記第６の目的を達成するために、本開示の一態様に係る車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１光源のサイズよりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２光源のサイズの方が大きく、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの有効口径よりも、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの有効口径の方が長い。
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１光源のサイズよりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２光源のサイズの方が大きく、
前記第１光学ユニットが有する第１マイクロレンズアレイを構成する複数の第１入射側レンズ部それぞれの有効口径よりも、前記第２光学ユニットが有する第２マイクロレンズアレイを構成する複数の第２入射側レンズ部それぞれの有効口径の方が長い。
【0039】
この構成によれば、所望の配光パターンを形成可能になる。
【0040】
また、上記第６の目的を達成するために、本開示の一態様に係る車両用灯具は、
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１光源のサイズよりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２光源のサイズの方が大きく、
前記第１光学ユニットが有する第１プライマリレンズの第１光源に対する焦点距離は、前記第２光学ユニットが有する第２プライマリレンズの第２光源に対する焦点距離よりも長い。
光源と、
プライマリレンズと、
前記光源から出射された光が前記プライマリレンズを介して入射されるマイクロレンズアレイと、を有する光学ユニットを複数備えた車両用灯具であって、
前記光学ユニットのうちの第１光学ユニットが有する第１光源のサイズよりも、前記光学ユニットのうちの第２光学ユニットが有する第２光源のサイズの方が大きく、
前記第１光学ユニットが有する第１プライマリレンズの第１光源に対する焦点距離は、前記第２光学ユニットが有する第２プライマリレンズの第２光源に対する焦点距離よりも長い。
【0041】
この構成によれば、所望の配光パターンを形成可能になる。
【発明の効果】
【0042】
本開示の一態様によれば、所定の配光パターンが形成可能でかつクロストークを防止できる車両用のマイクロレンズアレイおよびそれを用いた車両用灯具が提供される。
【0043】
本開示の一態様によれば、所定の配光パターンが形成可能でかつクロストークを防止できる車両用のマイクロレンズアレイおよびそれを用いた車両用灯具が提供される。
【0044】
本開示の一態様によれば、光の利用効率を高く維持しながらロービーム配光パターンとＯＨＳ配光パターンを形成可能な車両用灯具、およびそれに用いられるマイクロレンズアレイが提供される。
【0045】
本開示の一態様によれば、左右方向に広い照射範囲を有する車両用灯具およびそれに用いられるマイクロレンズアレイが提供される。
【0046】
本開示の一態様によれば、所望のアスペクト比を有する投影像を容易に形成可能であり、かつ、グレア光の発生を抑制可能な、車両用灯具を提供することができる。
【0047】
本開示の一態様によれば、新たな構成により所望の配光パターンを形成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】
【0048】
【図1】第１～第５の実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイが組み込まれた車両用灯具の断面図である。
【図3】マイクロレンズアレイの一部の拡大図である。
【図6】マイクロレンズアレイの一つの光学系の拡大図である。
【図9】マイクロレンズアレイの一部の拡大図である。
【図15】クロストークを説明するための図であり、マイクロレンズアレイを左右方向および前後方向に延びる断面で切った断面図を示している。
【図16A】マイクロレンズアレイを前後方向および左右方向に延びる断面で切った断面図を示す図である。
【図16B】マイクロレンズアレイを前後方向および上下方向に延びる断面で切った断面図を示す図である。
【図17】車両用灯具を前後方向および左右方向に延びる断面で切った断面図を示している。
【図18】車両用灯具を前後方向および上下方向に延びる断面で切った断面図を示している。
【図19A】光源を前後方向および左右方向に延びる断面で切った断面図を示す図である。
【図19B】光源を前後方向および上下方向に延びる断面で切った断面図を示す図である。
【図20】第６～第７の実施形態に係る車両用灯具の水平断面図である。
【図21】マイクロレンズアレイを構成する光学系の分解斜視図である。
【図24A】本開示の車両用灯具に適用可能なプライマリレンズの一例である。
【図24B】本開示の車両用灯具に適用可能なプライマリレンズの一例である。
【図24C】本開示の車両用灯具に適用可能なプライマリレンズの一例である。
【図24D】本開示の車両用灯具に適用可能なプライマリレンズの一例である。
【図25A】第６の実施形態の第一変形例に係る車両用灯具の鉛直面における構成を示す模式図である。
【図25B】第６の実施形態の第一変形例に係る車両用灯具の水平面における構成を示す模式図である。
【図26A】第６の実施形態の第二変形例に係る車両用灯具の鉛直面における構成を示す模式図である。
【図26B】第６の実施形態の第二変形例に係る車両用灯具の水平面における構成を示す模式図である。
【図27】マイクロレンズアレイの一部の拡大模式図である。
【図28】第一実施形態に係る車両用灯具によって形成される配光パターンの模式図である。
【図29】第７の実施形態に係る車両用灯具の第一変形例を示す模式図である。
【図30】第７の実施形態に係る車両用灯具の第二変形例を示す模式図である。
【図31】第８の実施形態に係る車両用灯具の一部の構成を示す模式図である。
【図35】本開示の車両用灯具によって形成可能な配光パターンの一例である。
【図36】第９の実施形態に係る車両用灯具の水平断面図である。
【図37】マイクロレンズアレイを構成する光学系の分解斜視図である。
【図38】第９の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す模式図である。
【図41】第１０の実施形態に係る車両用灯具の一部の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0049】
以下、本発明を実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述される全ての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【0050】
なお、本明細書において、「左右方向」、「前後方向」、「上下方向」とは、本開示に係る車両用灯具について、説明の便宜上、設定された相対的な方向である。「前後方向」とは、「前方向」および「後方向」を含む方向である。「左右方向」とは、「左方向」および「右方向」を含む方向である。「上下方向」とは、「上方向」および「下方向」を含む方向である。
【0051】
本開示に係る車両用灯具を車両用前照灯として用いる場合、車両用灯具における「前後方向」、「左右方向」、及び「上下方向」は、車両における「前後方向」、「左右方向」、及び「上下方向」とそれぞれ一致する。なお、以下の説明において、「左右方向」を「水平方向」と称することもある。同様に、「上下方向」を「垂直方向」と称することもある。また、本明細書において、車両用灯具の水平方向における各構成は、特に言及のない限り垂直方向においても適用可能である。
【0052】
（第１の実施形態）
図１は、本開示の第１の実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイ１０を備えた車両用灯具１の断面図である。図１に示すように車両用灯具１は、アウタカバー２とハウジング３とを備えている。アウタカバー２とハウジング３によって灯室４が形成されている。
図１は、本開示の第１の実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイ１０を備えた車両用灯具１の断面図である。図１に示すように車両用灯具１は、アウタカバー２とハウジング３とを備えている。アウタカバー２とハウジング３によって灯室４が形成されている。
【0053】
灯室４内には、光源５と、プライマリレンズ６と、マイクロレンズアレイ１０とが設けられている。光源５としては例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。以降の説明においては、光源５の発光面の中心点から灯具の前後方向に延びる仮想的な直線を、車両用灯具１の主光軸Ｍｘと呼ぶ。
【0054】
プライマリレンズ６は、光源５から出射される光を平行光にしてマイクロレンズアレイ１０に入射させる。プライマリレンズ６として、コリメートレンズ、アプラナートレンズ、フレネルレンズなどを用いることができる。図示のプライマリレンズ６は、光源５と向かい合う位置に設けられた第一入射部６１と、第一入射部６１の周囲を囲む縦壁として設けられた第二入射部６２を備えている。光源５から第一入射部６１に入射した光Ｂ１は、第一入射部６１で主光軸Ｍｘに平行となるように屈折される。光源５から第二入射部６２に入射した光Ｂ２は、反射部６３によって主光軸Ｍｘに平行光となるように反射される。
【0055】
なお、図示した車両用灯具１においては、光源５、プライマリレンズ６、マイクロレンズアレイ１０で一つの光源ユニットを構成している。車両用灯具１は、同一の灯室４内に複数の光源ユニットを備えていてもよい。
【0056】
マイクロレンズアレイ１０は、複数の光学系２０を有する。マイクロレンズアレイ１０は、後述する遮光体２３を除いて透明樹脂材またはガラス材からなる単一の光学部品である。各々の光学系２０は、光の出射方向（主光軸Ｍｘ：入射側レンズ部２１の光軸）に直交する方向に隣接しており、各々の光学系２０は一体化されている。光学系２０（各々のマイクロレンズ）の大きさは任意であるが、照射方向正面視で約０．５～３．０ｍｍ四方が好ましく、１．０ｍｍ四方がより好ましい。
【0057】
各々の光学系２０は、一対に設けられた入射側レンズ部２１と出射側レンズ部２２と、入射側レンズ部２１と出射側レンズ部２２との間に設けられた遮光体２３とを備えている。入射側レンズ部２１は遮光体２３よりもプライマリレンズ６側に設けられている。出射側レンズ部２２は遮光体２３よりもアウタカバー２側に設けられている。入射側レンズ部２１と出射側レンズ部２２は共通の光軸Ａｘ上に設けられており、互いに向かい合っている。各々の光学系２０の光軸Ａｘは、車両用灯具１の主光軸Ｍｘに平行である。入射側レンズ部２１と出射側レンズ部２２はそれぞれ凸レンズ形状とされている。ある光学系２０の入射側レンズ部２１に入射した光は、基本的には、同じ光学系２０に属する出射側レンズ部２２に入射するように構成されている。図示したマイクロレンズアレイ１０においては、各々の光学系２０は互いに同一の形状・寸法となっている。
【0058】
図２は、このような車両用灯具１が形成する配光パターンＰを示す図である。図２に示すように本実施形態に係る車両用灯具１は、いわゆるロービーム配光パターンを形成可能である。各々の光学系２０から出射された光が各々、図２に示したような配光パターンＰを形成する。つまり、各々の光学系２０が形成する配光パターンＰは同一である。各々の光学系２０から出射された光が重ねあわされることで所望の照度の配光パターンＰが形成されている。
【0059】
図３は、マイクロレンズアレイ１０の一部の拡大図である。図３は、マイクロレンズアレイ１０を上下方向および前後方向に延びる断面で切った断面図を示している。図３に示すように、各々の光学系２０において、遮光体２３は入射側レンズ部２１と出射側レンズ部２２との間に設けられている。遮光体２３は、入射側レンズ部２１の光軸Ａｘと直交する方向に延びる第一遮光面２４と、第一遮光面２４と直交する方向に延びる第二遮光面２５とを備えている。図示の例では、第二遮光面２５は、水平方向と前後方向に延びる面に形成されている。
【0060】
図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。図４は、ある光学系２０の遮光体２３の第一遮光面２４の形状を示している。図４に示すように、第一遮光面２４は図２に示したロービーム配光パターンの遮光領域に対応する形状を有している。各々の光学系２０は、同じ形状の第一遮光面２４を有している。第一遮光面２４は、入射側レンズ部２１から出射側レンズ部２２に入射する光の一部を透過させ、別の一部を遮ることにより、配光パターンの遮光領域を形成する。
【0061】
図３に戻り、第二遮光面２５は第一遮光面２４と直交する方向に延びている。第二遮光面２５は第一遮光面２４から出射側レンズ部２２まで延びている。
【0062】
ところで、ある光学系２０の入射側レンズ部２１に入射し、この光学系２０に光軸Ａｘに直交する方向に隣接する別の光学系２０の出射側レンズ部２２に入射する光をクロストーク光と呼ぶ。ある光学系２０の入射側レンズ部２１に入射した光が、この光学系２０に光軸Ａｘに直交する方向に隣接する別の光学系２０の出射側レンズ部２２に入射することをクロストークと呼ぶ。例えば入射側レンズ部２１の曲率半径が小さい、入射側レンズ部２１の有効面積が小さい、入射側レンズ部２１と出射側レンズ部２２との距離が大きい、光源５の寸法が大きいなどの理由によって、クロストークが生じやすい状況が生じてしまう。
【0063】
第二遮光面２５は、このクロストークが生じることを防止する。すなわち、第二遮光面２５は、ある光学系２０の入射側レンズ部２１に入射した光が、光軸Ａｘに直交する方向においてこの光学系２０に隣接する別の光学系２０の出射側レンズ部２２に入射することを防止する。
【0064】
なお図３に示した例においては、遮光体２３は、第一遮光面２４と第二遮光面２５とを含む中実の三次元形状をなしている。このような遮光体２３は、入射側レンズ部２１と出射側レンズとを含むマイクロレンズアレイ１０を多色成形するときに同時に形成することが好ましい。遮光体２３の形状は特に限定されないが、くさび型あるいはＬ字型などが好ましい。
【0065】
本実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０によれば、各々の光学系２０が、入射側レンズ部２１の曲率半径が小さい、入射側レンズ部２１の有効面積が小さい、入射側レンズ部２１と出射側レンズ部２２との距離が大きいなどの理由によってクロストークが生じやすい設計であったとしても、第二遮光面２５によってクロストーク光を遮り、確実にクロストークが生じることを防止できる。このように本実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイ１０によれば、所定の配光パターンが形成可能でかつクロストークが生じにくい。また、このマイクロレンズアレイ１０を用いた車両用灯具１が提供される。
【0066】
なお図３で説明したように、本実施形態のマイクロレンズアレイ１０において、第二遮光面２５は車両用灯具１の水平方向と前後方向に延びるように設けられている。このため、第二遮光面２５は上下方向に生じるクロストークを防止する。すなわち、第二遮光面２５は、ある光学系２０の入射側レンズ部２１に入射した光が、この光学系２０の上隣あるいは下隣の光学系２０の出射側レンズ部２２に入射することを防止する。一般に、車両用灯具１の前方の上方に強い光が出射されてしまうと、対向車などにグレアを与えてしまい、好ましくない。クロストーク光により上方へ光が出射されてしまうと、対向車にグレアを与えてしまうことがある。本実施形態に係る車両用灯具によれば、第二遮光面２５によって上下方向に出射されるクロストーク光を遮ることができるため、好ましい。
もっとも、上述した実施形態とは異なり、第二遮光面２５を車両用灯具１の上下方向と前後方向に延びるように設けてもよい。このような第二遮光面２５は、車両用灯具１の左右方向に出射されるクロストーク光を遮ることができる。
もっとも、上述した実施形態とは異なり、第二遮光面２５を車両用灯具１の上下方向と前後方向に延びるように設けてもよい。このような第二遮光面２５は、車両用灯具１の左右方向に出射されるクロストーク光を遮ることができる。
【0067】
図５は第１の実施形態の変形例に係るマイクロレンズアレイ１１の図３に対応する図である。図５に示すように遮光体２６は、第一遮光面２４と第二遮光面２５とを有する折り曲げた板状に形成されている。このような遮光体２６は、マイクロレンズアレイ１０の多色成形時に一括して形成する他、遮光体２６をマイクロレンズアレイ１０に印刷することによって形成することができる。
【0068】
なお上述した実施形態では、遮光体２３、２６がロービーム配光パターンを形成する第一遮光面２４を備えた例を説明したが、本開示はこの例に限られない。遮光体２３の第一遮光面２４は、ＯＨＳ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｓｉｇｎ）用の配光パターンを形成する形状としてもよいし、フォグランプ用の配光パターンなど、任意の配光パターンを形成してもよい。
【0069】
また上述した実施形態においては、各々の光学系２０が同一の形状・寸法を有する例を説明したが、本開示はこの例に限られない。各々の光学系２０の形状や寸法が異なっていてもよい。この場合でも、各々の光学系２０が第二遮光面２５を備えていることにより、クロストークが生じることを防止できる。
【0070】
なお上述した実施形態においては、各々の光学系２０において、入射側レンズ部２１と出射側レンズ部２２は互いに共通の光軸Ａｘ上に配置されていたが、本開示はこれに限られない。出射側レンズ部２２が入射側レンズ部２１の光軸からずれた位置に設けられていてもよい。この場合でも出射側レンズ部２２の光軸は入射側レンズ部２１の光軸と平行であることが好ましい。
【0071】
（第２の実施形態）
本開示の第２の実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイ１０を備えた車両用灯具１の断面図は、図１に示すものと同様であってよい。以下、第２の実施形態に係る車両用灯具１について説明するが、第１の実施形態において説明した事項については適宜省略する。
本開示の第２の実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイ１０を備えた車両用灯具１の断面図は、図１に示すものと同様であってよい。以下、第２の実施形態に係る車両用灯具１について説明するが、第１の実施形態において説明した事項については適宜省略する。
【0072】
本開示の第２の実施形態に係る車両用灯具１が形成する配光パターンＰは、図２に示すものと同様であってよい。後述する第２の実施形態に係る遮光体２３の遮光部１０２４は、正面視で、ロービーム配光パターンの遮光領域に対応する形状を有している。
【0073】
図６は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０の一つの光学系２０の拡大図である。図６は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０を上下方向および前後方向に延びる断面で切った断面図を示している。遮光体２３は、入射側レンズ部２１の光軸Ａｘと直交する面方向に延びる板状の部材である。遮光体２３は、入射側レンズ部２１の光軸Ａｘと直交する面方向に延びる遮光部１０２４を有している。遮光部１０２４が、入射側レンズ部２１に入射し出射側レンズ部２２に向かう光の一部を透過し、他の一部を遮ることにより、図２に示したロービーム配光パターンＰが形成される。このような遮光体２３は、印刷によって形成することができる。あるいはこのような遮光体２３は、マイクロレンズアレイ１０の多色成形時に他の部位と一緒に形成することができる。
【0074】
図６に示したように、出射側レンズ部２２の断面形状は上下方向において中心線に対して対称形状である。一方で、入射側レンズ部２１の断面形状は上下方向において中心線に対して非対称形状となっている。図示の例では、入射側レンズ部２１の上部の曲率半径は入射側レンズ部２１の下部の曲率半径よりも大きくなっている。つまり、入射側レンズ部２１の上部に入射した光が下方に向かう屈折の度合いが、入射側レンズ部２１の下部に入射した光が上方に向かう屈折の度合いよりも低くなっている。
【0075】
図７は、参考例に係るマイクロレンズアレイ５０の図６と同様の図である。図７に示した参考例に係るマイクロレンズアレイ５０においては、入射側レンズ部５１および出射側レンズ部５２はいずれも上下方向について中心線に対して対称形状である。
【0076】
例えば図７のマイクロレンズアレイ５０において、入射側レンズ部５１の上部のある位置Ｑ１にある入射角度で入射した光Ａ２は、遮光体５３で遮られていたものとする。しかし、入射側レンズ部２１の上部の曲率半径は、入射側レンズ部５１の上部の曲率半径よりも大きいので、図６のマイクロレンズアレイ１０においては、入射側レンズ部２１の上部のある位置Ｑ１にある入射角度で入射した光Ａ１は、入射側レンズ部２１の焦点よりも上方を通過し、遮光体２３で遮られない。
つまり、参考例のマイクロレンズアレイ５０においては入射側レンズ部５１の焦点面（入射側レンズ部の焦点を通って光軸に直交する仮想的な面）に広く光が当てられていたところ、本実施形態のマイクロレンズアレイ１０においては入射側レンズ部２１の焦点面の上部に集中して光が照射されるので、遮光体２３に遮られる光が低減されている。参考例に係るマイクロレンズアレイ５０においては遮光部５３によって遮られていた光の一部を、ロービーム配光パターンを形成する光に用いることができ、光の利用効率が高められている。
つまり、参考例のマイクロレンズアレイ５０においては入射側レンズ部５１の焦点面（入射側レンズ部の焦点を通って光軸に直交する仮想的な面）に広く光が当てられていたところ、本実施形態のマイクロレンズアレイ１０においては入射側レンズ部２１の焦点面の上部に集中して光が照射されるので、遮光体２３に遮られる光が低減されている。参考例に係るマイクロレンズアレイ５０においては遮光部５３によって遮られていた光の一部を、ロービーム配光パターンを形成する光に用いることができ、光の利用効率が高められている。
【0077】
このように、本実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイ１０によれば、遮光体２３の遮光部１０２４によって遮られる光が少なくなり、光源５の光の利用効率が高められており、より明るい光を照射することができる。
【0078】
なお第２の実施形態では、遮光体２３がロービーム配光パターンを形成する遮光部１０２４を備えた例を説明したが、本開示はこの例に限られない。遮光部１０２４は、ＯＨＳ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｓｉｇｎ）用の配光パターンを形成する形状としてもよいし、フォグランプ用の配光パターンなど、任意の配光パターンを形成してもよい。
【0079】
上述した説明のように、車両前方の上方の一部に遮光領域が形成されるロービーム配光パターンを形成する場合には、入射側レンズ部２１の断面形状が上下方向において中心線に対して非対称形状とする。一方で、車両前方の右部や左部に遮光領域を形成したい場合には、入射側レンズ部２１の断面形状の左右方向において中心線に対して非対称形状とすればよい。
【0080】
（第３の実施形態）
本開示の第３の実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイ１０を備えた車両用灯具１の断面図は、図１に示すものと同様であってよい。以下、第３の実施形態に係る車両用灯具１について説明するが、第１の実施形態において説明した事項については適宜省略する。
本開示の第３の実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイ１０を備えた車両用灯具１の断面図は、図１に示すものと同様であってよい。以下、第３の実施形態に係る車両用灯具１について説明するが、第１の実施形態において説明した事項については適宜省略する。
【0081】
図８は、第３の実施形態に係る車両用灯具１が形成する配光パターンを示す図である。図８に示すように本実施形態に係る車両用灯具１は、いわゆるロービーム配光パターンＰ１とＯＨＳ配光パターンＰ２を形成可能である。
【0082】
図９は、第３の実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０の一部の拡大図である。図９は、第３の実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０を上下方向および前後方向に延びる断面で切った断面図を示している。図９に示した光学系２０においては、遮光体２３は入射側レンズ部２１と出射側レンズ部２２との間に設けられている。遮光体２３は、入射側レンズ部２１から出射側レンズ部２２に向かう光が通過する光通過面に設けられている。この光通過面は、光軸Ａｘと直交する方向に延びている。
【0083】
図１０は図９のＩＶ－ＩＶ線断面図である。図１０に示すように、ある光学系２０（以降の説明においてＯＨＳ光学系２０Ａと呼ぶ）の遮光体２３（以降、ＯＨＳ遮光部２０２４と呼ぶ）の形状は、別の光学系２０（以降の説明において通常光学系２０Ｂと呼ぶ）の遮光体２３（以降、通常遮光部２０２５）の形状と異なる。
【0084】
具体的には、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０の光学系２０には、光通過面にロービーム配光パターンＰ１に対応する形状の通常遮光部２０２５を有する通常光学系２０Ｂと、ＯＨＳ配光パターンＰ２に対応する形状のＯＨＳ遮光部２０２４を有するＯＨＳ光学系２０Ａとが混在している。ＯＨＳ遮光部２０２４は、通常遮光部２０２５に、ＯＨＳ配光パターンＰ２に対応する形状の透過部２０２６が設けられた形状である。図１０において透過部２０２６は中央の下部に設けられている。このため、ＯＨＳ光学系２０Ａから出射された光により、ロービーム配光パターンＰ１に加えてＯＨＳ配光パターンＰ２が照射された領域Ｐ１＋Ｐ２の領域が照射される。一方で、通常光学系２０Ｂから出射された光により、ロービーム配光パターンＰ１が形成される。図１０に示した例では、８個の通常光学系２０Ｂから出射された光と、１個のＯＨＳ光学系２０Ａから出射された光とが合成される。これにより、いずれの光学系にも同じ強度の光が入射したものと仮定すると、ＯＨＳ配光パターンＰ２の照度を１としたとき、ロービーム配光パターンＰ１の照度が９となる。
【0085】
一般に、ＯＨＳ配光パターンＰ２に求められる照度は、ロービーム配光パターンＰ１に求められる照度の１／２０程度である。このため、ＯＨＳ光学系２０Ａと通常光学系２０Ｂの数の比率を調節したり、灯具を正面視したときの光源５に対するＯＨＳ光学系２０Ａを配置する位置を調整することにより、適した照度のＯＨＳ配光パターンＰ２を形成することができる。なお、車両用灯具１の正面視で光源５に近い位置に配置された光学系２０ほど強い光が入射し、該光学系２０から強い光が出射される。
【0086】
本実施形態に係る車両用灯具１は、上記のようなマイクロレンズアレイ１０を用いているので、光源５とレンズ要素（マイクロレンズアレイ１０）との間の距離が短くなり、車両用灯具１の奥行寸法を短くできる。また、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０は通常遮光部２０２５とＯＨＳ遮光部２０２４を備えており、ＯＨＳ配光パターンＰ２とロービーム配光パターンＰ１とを形成することができる。
【0087】
（第４の実施形態）
図１１は、本開示の第４の実施形態に係るマイクロレンズアレイ２０１１の図１０に対応する図である。図１１に示すように、マイクロレンズアレイ２０１１の光学系２０は、光通過面にロービーム配光パターンＰ１に対応する形状の通常遮光部２０２５を有する通常光学系２０Ｂと、光通過面に遮光部が設けられず入射側レンズ部２１に入射した全ての光を出射側レンズ部２２に透過させる透過光学系２０Ｃとが混在している。
図１１は、本開示の第４の実施形態に係るマイクロレンズアレイ２０１１の図１０に対応する図である。図１１に示すように、マイクロレンズアレイ２０１１の光学系２０は、光通過面にロービーム配光パターンＰ１に対応する形状の通常遮光部２０２５を有する通常光学系２０Ｂと、光通過面に遮光部が設けられず入射側レンズ部２１に入射した全ての光を出射側レンズ部２２に透過させる透過光学系２０Ｃとが混在している。
【0088】
通常光学系２０Ｂの入射側レンズ部２１に入射した光の一部は通常遮光部２０２５によって遮られ、出射側レンズ部２２から出射した光によりロービーム配光パターンＰ１を形成する。一方で、透過光学系２０Ｃの入射側レンズ部２１に入射した全ての光が出射側レンズ部２２に到達する。透過光学系２０Ｃから出射された光は照射可能なすべての範囲Ｐ３に照射される。つまり透過光学系２０Ｃから出射された光は、ＯＨＳ配光パターンＰ２を含む領域Ｐ３に照射される。通常光学系２０Ｂの数と、車両用灯具１の正面視における光源５に対する通常光学系２０ＢとＯＨＳ光学系２０Ａの配置を調整することにより、ロービーム配光パターンＰ１に求められる照度とＯＨＳ配光パターンＰ２に求められる照度とを両立することができる。
【0089】
第４の実施形態に係る車両用灯具１によれば、上述した第３の実施形態の車両用灯具１と同様に、奥行寸法が短く、かつ、ロービーム配光パターンＰ１とＯＨＳ配光パターンＰ２とを両方形成できる。さらに本実施形態のマイクロレンズアレイ２０１１によれば、透過光学系２０Ｃの入射側レンズ部２１に入射した全ての光が出射側レンズ部２２に到達するので、光の利用効率が高められている。
【0090】
図１２は図１１に示したマイクロレンズアレイ２０１１の図９に対応する図である。図１２に示すように、透過光学系２０Ｃの入射側レンズ部２１の焦点距離ｆ１が通常光学系２０Ｂの入射側レンズ部２１の焦点距離ｆ２以上であることが好ましい。焦点距離が長くなるほど、該入射側レンズ部２１を含む光学系２０から出射される光が拡散する度合いが大きくなる。つまり、図１２に示したマイクロレンズアレイ２０１１においては、透過光学系２０Ｃから出射される光は、通常光学系２０Ｂから出射される光よりも、より拡散して灯具前方に照射される。夜間に灯具の反射光により頭上の標識などを認識しようとする場合には、強い照度が求められず、むしろ、幅広い領域に弱い照度の光が照射されていることが求められる。本実施形態のマイクロレンズアレイ２０１１は、このような用途に適している。
【0091】
なお、遮光体２３の形状は図１１に示したものに限られない。図１１に示した例においては、透過光学系２０Ｃとして光通過面に遮光部を設けない例を説明したが、図１３に示したように透過光学系２０Ｃとして光通過面の下部にのみ遮光部２０２６を設けてもよい。ＯＨＳ配光パターンＰ２においては、灯具前方の上部が照射されることが求められるので、図１３に示したように、灯具前方の上部にのみ光が照射され灯具前方の下部に光が照射されない透過光学系２０Ｃと、ロービーム配光パターンを形成可能な通常光学系２０Ｂとを組み合わせてもよい。
【0092】
（第５の実施形態）
本開示の第５の実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイ１０を備えた車両用灯具１の断面図は、図１に示すものと同様であってよい。以下、第５の実施形態に係る車両用灯具１について説明するが、第１の実施形態において説明した事項については適宜省略する。
本開示の第５の実施形態に係る車両用のマイクロレンズアレイ１０を備えた車両用灯具１の断面図は、図１に示すものと同様であってよい。以下、第５の実施形態に係る車両用灯具１について説明するが、第１の実施形態において説明した事項については適宜省略する。
【0093】
図１４は、第５の実施形態に係る車両用灯具１が形成する配光パターンを示す図である。第５の実施形態に係る車両用灯具１が形成する配光パターンは、左右方向の中央部に形成される第一領域Ａと、第一領域よりも右方および左方に形成される第二領域Ｂとを備えている。第二領域Ｂは、クロストーク光によって形成される配光パターンである。第一領域Ａは、入射側レンズ部２１に入射した光が、この入射側レンズ部２１と同じ光学系２０に属する出射側レンズ部２２に入射した光によって照射される領域である。一方、第二領域Ｂは、入射側レンズ部２１に入射した光が、この入射側レンズ部２１と異なる光学系２０に属する出射側レンズ部２２に入射した光によって照射される領域である。この入射側レンズ部２１に入射した光が、この入射側レンズ部２１と異なる光学系２０に属する出射側レンズ部２２に入射することを、クロストークと呼ぶ。
【0094】
図１５は、クロストークを説明するための図であり、第５の実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０の一部の拡大図である。図１５は、第５の実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０を左右方向および前後方向に延びる断面で切った断面図を示している。図１５に示すように、ある光学系２０の入射側レンズ部２１に入射した光Ｂ１１は、通常、この入射側レンズ部２１が属する光学系２０と同じ光学系２０に属する出射側レンズ部２２に入射する。一方で、ある光学系２０の入射側レンズ部２１に入射した光Ｂ１２が、この入射側レンズ部２１が属する光学系２０に光軸Ａｘに直交する方向に隣接する別の光学系２０の出射側レンズ部２２に入射する。このような光Ｂ１２をクロストーク光と呼ぶ。
【0095】
一般的には、このようなクロストークが生じてしまうと灯具の設計者の意図とは異なる方向へ光が出射されてしまうため、当業者はこのようにクロストークが生じないように設計しようと考える。しかしながら本発明者は、車両用灯具には上下方向に比べて左右方向に広い配光パターンが求められるところ、ＬＥＤやレーザなど直進性の高い光源を用いる場合には左右方向に広い配光パターンを形成することが難しく、このクロストークを積極的に使って左右方向に広い配光パターンを形成することを考えた。
【0096】
図１６Ａは第５の実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０を前後方向および左右方向に延びる断面で切った断面図を示している。図１６Ａに示す断面は、入射側レンズ部２１に入射した光を左右方向に拡散させるように機能する。
図１６Ｂは第５の実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０を前後方向および上下方向に延びる断面で切った断面図を示している。図１６Ｂに示す断面は、入射側レンズ部２１に入射した光を上下方向に拡散させるように機能する。
図１６Ａに示したマイクロレンズアレイ１０の各々の光学系２０の入射側レンズ部２１の左右方向（水平方向）の有効口径ａ１は、図１６Ｂに示したマイクロレンズアレイ１０の各々の光学系２０の入射側レンズ部２１の上下方向（鉛直方向）の有効口径ａ２よりも小さくされている。
図１６Ｂは第５の実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０を前後方向および上下方向に延びる断面で切った断面図を示している。図１６Ｂに示す断面は、入射側レンズ部２１に入射した光を上下方向に拡散させるように機能する。
図１６Ａに示したマイクロレンズアレイ１０の各々の光学系２０の入射側レンズ部２１の左右方向（水平方向）の有効口径ａ１は、図１６Ｂに示したマイクロレンズアレイ１０の各々の光学系２０の入射側レンズ部２１の上下方向（鉛直方向）の有効口径ａ２よりも小さくされている。
【0097】
図１６Ｂに示した構成においては光Ｂ１３が示すように、クロストークが生じないような光学系に設定されている。これにより、上下方向についてはクロストーク光が生じず、図１４に示したように領域Ａよりも上方や下方には光が照射されない。
一方で、図１６Ａに示した構成においては、入射側レンズ部２１の有効口径ａ１がクロストークが生じないように設定された有効口径ａ２よりも小さいため、左右方向にはクロストークが生じている。これにより、図１４に領域Ｂで示したように、領域Ａの左方および右方にクロストーク光が照射される領域が形成されている。
一方で、図１６Ａに示した構成においては、入射側レンズ部２１の有効口径ａ１がクロストークが生じないように設定された有効口径ａ２よりも小さいため、左右方向にはクロストークが生じている。これにより、図１４に領域Ｂで示したように、領域Ａの左方および右方にクロストーク光が照射される領域が形成されている。
【0098】
このように本実施形態に係るマイクロレンズアレイ１０を用いた車両用灯具１によれば、光源として直進性の高い光を出射するＬＥＤを用いながらも、左右方向にクロストークを積極的に生じさせているため、左右方向に広い配光パターンを形成することができる。
【0099】
なお、左右方向にクロストークを生じさせる設計は、図１６Ａに示した例に限られない。図１６Ａ及び１６Ｂにおいては、マイクロレンズアレイ１０の光学系２０の設計を工夫した例を説明したが、マイクロレンズアレイ１０に加えて、または、マイクロレンズアレイ１０の代わりに、プライマリレンズ６の光学系を工夫したり、光源５の形状を工夫してもよい。以下、プライマリレンズ６および光源５についてクロストークを積極的に用いる構成を説明する。
【0100】
図１７および図１８は、左右方向にクロストークを生じさせるのに適したプライマリレンズ６Ａを含む車両用灯具１Ａを示す図である。光源５から出射された光は、プライマリレンズ６Ａによって光軸と平行な光線として出射される。プライマリレンズ６Ａはアナモルフックレンズであり、水平方向と垂直方向で焦点距離ｆ１１，ｆ１２が異なる。
図１７は車両用灯具１Ａを前後方向および左右方向に延びる断面で切った断面図を示している。図１７に示す断面において、入射部６１ａに入射した光は左右方向に拡散される。図１８はプライマリレンズ６Ａを前後方向および上下方向に延びる断面で切った断面図を示している。図１８に示す断面において、入射部６１ｂに入射した光は上下方向に拡散される。
図１７に示したプライマリレンズ６Ａの入射部６１ａの焦点距離ｆ１１（水平方向の焦点距離）は、図１８に示したプライマリレンズ６Ａの入射部６１ｂの焦点距離ｆ１２（鉛直方向の焦点距離）よりも短くされている。
図１７は車両用灯具１Ａを前後方向および左右方向に延びる断面で切った断面図を示している。図１７に示す断面において、入射部６１ａに入射した光は左右方向に拡散される。図１８はプライマリレンズ６Ａを前後方向および上下方向に延びる断面で切った断面図を示している。図１８に示す断面において、入射部６１ｂに入射した光は上下方向に拡散される。
図１７に示したプライマリレンズ６Ａの入射部６１ａの焦点距離ｆ１１（水平方向の焦点距離）は、図１８に示したプライマリレンズ６Ａの入射部６１ｂの焦点距離ｆ１２（鉛直方向の焦点距離）よりも短くされている。
【0101】
図１８に示した構成においてはクロストークが生じないような光学系に設定されている。これにより、上下方向についてはクロストーク光が生じず、図１４に示したように領域Ａよりも上方や下方には光が照射されない。
一方で、図１７に示した構成においては、プライマリレンズ６Ａの入射部６１ａの焦点距離ｆ１１は、入射部６１ｂの焦点距離ｆ１２よりも短いため、左右方向にクロストークが生じている。これにより、図１４に領域Ｂで示したように、領域Ａの左方および右方にクロストーク光が照射される領域が形成されている。
一方で、図１７に示した構成においては、プライマリレンズ６Ａの入射部６１ａの焦点距離ｆ１１は、入射部６１ｂの焦点距離ｆ１２よりも短いため、左右方向にクロストークが生じている。これにより、図１４に領域Ｂで示したように、領域Ａの左方および右方にクロストーク光が照射される領域が形成されている。
【0102】
図１９Ａは基板５１上の光源５ａを前後方向および左右方向に延びる断面で切った断面図を示している。図１９Ｂは基板５１上の光源５ａを前後方向および上下方向に延びる断面で切った断面図を示している。
図１９Ａに示した光源５ａの左右方向（水平方向）の寸法ｈ１は、図１９Ｂに示した光源５ａの上下方向（鉛直方向）の寸法ｈ２よりも小さくされている。
図１９Ａに示した光源５ａの左右方向（水平方向）の寸法ｈ１は、図１９Ｂに示した光源５ａの上下方向（鉛直方向）の寸法ｈ２よりも小さくされている。
【0103】
図１９Ｂに示した構成においてはクロストークが生じないような大きさの光源５ａに設定されている。これにより、上下方向についてはクロストーク光が生じず、図１４に示したように領域Ａよりも上方や下方には光が照射されない。
一方で、図１９Ａに示した構成においては、光源５ａの左右方向の寸法ｈ１がクロストークが生じないように設定された寸法ｈ２よりも大きいため、左右方向にはクロストークが生じている。これにより、図１４に領域Ｂで示したように、領域Ａの左方および右方にクロストーク光が照射される領域が形成されている。
一方で、図１９Ａに示した構成においては、光源５ａの左右方向の寸法ｈ１がクロストークが生じないように設定された寸法ｈ２よりも大きいため、左右方向にはクロストークが生じている。これにより、図１４に領域Ｂで示したように、領域Ａの左方および右方にクロストーク光が照射される領域が形成されている。
【0104】
なお、図１６Ａおよび図１６Ｂに示したマイクロレンズアレイ１０、図１７および図１８に示したプライマリレンズ６Ａ、図１９Ａおよび図１９Ｂに示した寸法の光源５ａとを組み合わせて車両用灯具１を構成してもよい。
【0105】
（第６の実施形態）
図２０は、本開示の第６の実施形態に係る車両用灯具３０１０の水平断面図である。図２０に示すように、車両用灯具３０１０は、ランプボディ３０１１及び透光カバー３０１２によって形成される灯室内に、光源３０２０と、プライマリレンズ３０３０と、マイクロレンズアレイ３０４０と、を備えた構成となっている。
図２０は、本開示の第６の実施形態に係る車両用灯具３０１０の水平断面図である。図２０に示すように、車両用灯具３０１０は、ランプボディ３０１１及び透光カバー３０１２によって形成される灯室内に、光源３０２０と、プライマリレンズ３０３０と、マイクロレンズアレイ３０４０と、を備えた構成となっている。
【0106】
光源３０２０は、ランプボディ３０１１によって支持される基板３０２１に搭載された状態で、前方向へ向けて配置されている。光源３０２０から出射される光は、プライマリレンズ３０３０及びマイクロレンズアレイ３０４０を通過して、車両用灯具３０１０の前方向へと出射される。
【0107】
光源３０２０は、例えば、白色発光ダイオード又は半導体レーザである。光源３０２０は、例えば、矩形状（例えば、長方形）の発光面を有している。車両用灯具に適したアスペクト比を実現しやすいという観点から、光源３０２０の発光面におけるアスペクト比（垂直方向の長さ：水平方向の長さ）は、例えば、１：１～５が好ましく、１：２～３がより好ましい。
【0108】
また、光源３０２０の発光面の長さ（以下、単に「光源３０２０の長さ」とも称する）は、特に制限はされないが、例えば、垂直方向において０．２５～２ｍｍの範囲であり、水平方向において０．５～５ｍｍの範囲である。なお、光源３０２０は、複数の光源を並列させたものでもよく、例えば、正方形の発光面を有する光源３０２０を複数並列させたものでもよい。
【0109】
プライマリレンズ３０３０は、光源３０２０に対して第１焦点距離ｆ２１を有する第１部位３０３１ａと、光源３０２０に対して第１焦点距離ｆ２１よりも長い第２焦点距離ｆ２２を有する第２部位３０３１ｂ及び３０３１ｃとを有している。これらの焦点距離の違いにより、第１部位３０３１ａからマイクロレンズアレイ３０４０へ向けて出射される平行光と、第２部位３０３１ｂ及び３０３１ｃからマイクロレンズアレイ３０４０へ向けて出射される平行光とでは、マイクロレンズアレイ３０４０を介して投影される投影像の投影画角が異なることになる。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。プライマリレンズ３０３０における光源３０２０に対する焦点距離が小さいほど、投影画角が大きくなる。
【0110】
なお、プライマリレンズ３０３０の上記構成および以下で説明する構成は、好ましい構成であって、必須の構成ではない。例えば、プライマリレンズ３０３０として、光源に対する焦点距離ｆがレンズ内で変化せずに一定のコリメートレンズ（例えば、アプラナートレンズ）を用いてもよい。
【0111】
プライマリレンズ３０３０は、光源３０２０に対する焦点距離（以下、「焦点距離ｆ」とも称する）がレンズ内で変化するコリメートレンズである。プライマリレンズ３０３０は、例えば、３種類以上の焦点距離ｆを有する構成であってもよい。また、プライマリレンズ３０３０は、焦点距離ｆが光軸Ａｘ１からの距離等に応じて連続的に変化するよう構成してもよいし、不連続的に変化するよう構成してもよい。プライマリレンズ３０３０の各部位における焦点距離ｆは、例えば、その部位と光源３０２０との距離に応じたものとすることが好ましい。
【0112】
プライマリレンズ３０３０は、光源３０２０からの光を入射させる入射面３０３２ａ～３０３２ｃと、入射面３０３２ａ～３０３２ｃから入射した光をマイクロレンズアレイ３０４０へ向けて出射させる出射面３０３３とを備えている。プライマリレンズ３０３０の形状は、特に制限はされないが、例えば、後方視において円形状である。プライマリレンズ３０３０は、出射面３０３３の外周部に形成されるフランジ部３０３４において、ランプボディ３０１１に支持される。
【0113】
入射面３０３２ａは、光源３０２０の発光中心を通るようにして前後方向に延びる光軸Ａｘ１を中心とする回転曲面で構成されている。入射面３０３２ａから入射する光は、例えば、入射面３０３２ａにおいて屈折し、光軸Ａｘ１に略平行な光となって、出射面３０３３から出射される。
【0114】
入射面３０３２ｂから入射する光は、例えば、光軸Ａｘ１から離れる方向に向けて進んだ後、第２部位３０３１ｂの周辺領域において全反射によって内面反射し、光軸Ａｘ１と略平行な光となって、出射面３０３３から出射される。入射面３０３２ｃから入射する光も、上記と同様である。
【0115】
出射面３０３３は、光軸Ａｘ１と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されている。出射面３０３３は、例えば、入射面３０３２ａ～３０３２ｃから入射した光を光軸Ａｘ１と平行な光としてマイクロレンズアレイ３０４０へ向けて出射する。
【0116】
マイクロレンズアレイ３０４０は、複数の光学系によって構成されている。図２１は、マイクロレンズアレイ３０４０を構成する光学系３０４４の分解斜視図である。図２１に示す光学系３０４４は、光軸Ａｘ２を有する入射側レンズ部３０４１と、光軸Ａｘ２’を有する出射側レンズ部３０４２と、遮光板３０４３とを備えている。光軸Ａｘ２と光軸Ａｘ２’は一致してもよいし、ずれていてもよい。光軸Ａｘ２と光軸Ａｘ２’は、図２０に示す光軸Ａｘ１に略平行である。
【0117】
入射側レンズ部３０４１は、プライマリレンズ３０３０の出射面３０３３から出射された光が入射する部位であり、例えば、出射面３０３３に対向する面が凸曲面を有するように形成されている。一方で、入射側レンズ部３０４１における出射側レンズ部３０４２と対向する面は、光軸Ａｘ２と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されている。
【0118】
入射側レンズ部３０４１の垂直方向における長さ（有効口径）ａｖと、水平方向における長さ（有効口径）ａｈとは、互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。車両用灯具に適した横長の配光パターンを形成することを容易にするという観点からは、長さａｖよりも長さａｈを長くすることが好ましい。なお、本実施形態に係る車両用灯具３０１０は、垂直方向における有効口径ａｖと、水平方向における有効口径ａｈとが等しくなるように構成されている。
【0119】
遮光板３０４３は、入射側レンズ部３０４１と出射側レンズ部３０４２との間に設けられている。遮光板３０４３は、投影像の形状を規定するものであり、例えば、カットオフラインを形成するものである。遮光板３０４３は、開口部３０４３ａと、遮光部３０４３ｂとを有している。入射側レンズ部３０４１に入射した光は、その一部が遮光部３０４３ｂによって遮られる。遮られなかった光は、開口部３０４３ａを通過して、出射側レンズ部３０４２から前方向へと出射される。
【0120】
マイクロレンズアレイ３０４０を構成する複数の光学系３０４４のうちの一部は、遮光板３０４３を有していなくてもよい。また、カットオフラインを必要としない場合等は、マイクロレンズアレイ３０４０は、遮光板３０４３を有さないように構成してもよい。また、マイクロレンズアレイ３０４０は、入射側レンズ部３０４１と出射側レンズ部３０４２との間に、光源３０２０から出射された光の色を変更するためのカラーフィルタを備えていてもよい。
【0121】
また、複数の光学系３０４４それぞれが遮光板３０４３を有する場合、各遮光板３０４３の形状は、異なっていてもよいし、同一の形状であってもよい。各遮光板３０４３の形状を同一の形状とした場合、マイクロレンズアレイの製造難度や製造コストを過度に上昇させることなく、ロービーム用の配光パターン等を形成することが容易になる。
【0122】
出射側レンズ部３０４２は、入射側レンズ部３０４１から入射した光を前方向へ向けて出射する部位である。出射側レンズ部３０４２における前方向側の面は、凸曲面を有するように形成されている。一方で、出射側レンズ部３０４２における後方向側の面（入射側レンズ部３０４１と対向する面）は、光軸Ａｘ２’と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されている。
【0123】
入射側レンズ部３０４１と、出射側レンズ部３０４２とは、互いに対向する面同士が同一形状を有するように構成されている。入射側レンズ部３０４１と、出射側レンズ部３０４２とは、互いの間に遮光板３０４３を挟んだ状態で一体化されている。
【0124】
図２０に示すマイクロレンズアレイ３０４０は、上記の光学系３０４４を複数備えており、各々の光学系３０４４が光軸Ａｘ１に交差する方向に隣接して並んだ状態（例えば、左右方向および上下方向に並んだ状態）で一体化したアレイ状の構造を有している。マイクロレンズアレイ３０４０の形状は、特に制限はされないが、例えば、後方視において矩形状または円形状である。
【0125】
図２２Ａは、図２０の車両用灯具３０１０の鉛直面における構成を示す模式図である。図２２Ｂは、図２０の車両用灯具３０１０の水平面における構成を示す模式図である。図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、マイクロレンズアレイ３０４０を構成する各光学系３０４４は、上下方向（垂直方向）と左右方向（水平方向）とにおいて、光源３０２０の長さ及び入射面の曲率半径が異なっている。具体的には、光源３０２０の左右方向の長さｄ２は、上下方向の長さｄ１よりも大きくなっている。また、入射側レンズ部３０４１ａの曲率半径は、上下方向よりも左右方向において大きくなっている。すなわち、入射側レンズ部３０４１ａの入射側焦点距離ｆ’は、上下方向よりも水平方向において大きくなっている。このように、光源３０２０の長さが長い水平方向において、マイクロレンズアレイ３０４０の入射側焦点距離ｆ’を大きくすることにより、水平方向におけるクロストークを抑制できる。
【0126】
また、本実施形態においては、これらの入射側焦点距離ｆ’の違いにより、車両用灯具３０１０の前方へと投影される投影像の投影画角を、垂直方向と水平方向とで異ならせている。入射側焦点距離ｆ’が大きいほど、投影画角が大きくなるので、水平方向ではより投影画角を大きくし、垂直方向では投影画角を小さくしている。すなわち、光源３０２０の長さが長い水平方向においては、より長い投影像を形成可能にし、光源３０２０の長さが短い垂直方向においては、より短い投影像を形成可能にしている。
【0127】
なお、既に述べたが、本実施形態において、マイクロレンズアレイ３０４０を構成する各光学系３０４４は、上下方向の有効口径ａｖ１と、左右方向の有効口径ａｈ１とが略等しい。よって、マイクロレンズアレイ３０４０のサイズが大きくなることを抑制でき、省スペース性に寄与できる。
【0128】
マイクロレンズアレイ３０４０の出射側レンズ部３０４２ｂは、上下方向（垂直方向）と左右方向（水平方向）とで、構成上の差異はない。このような構成により、マイクロレンズアレイ３０４０を製造し易くし、製造コストを抑えることが可能になる。なお、図２２Ａ及び図２２Ｂでは遮光板３０４３を図示していないが、マイクロレンズアレイ３０４０は、上述した遮光板３０４３を備えていてもよい。
【0129】
図２３は、図２０の車両用灯具３０１０によって形成される投影像の模式図である。領域Ｚ１は、車両用灯具３０１０によって形成される投影像が投影される領域である。図２３に示すように、本実施形態に係る車両用灯具３０１０によれば、鉛直方向に通るＶ－Ｖ線の方向よりも、水平方向に通るＨ－Ｈ線の方向の方に広がった投影像が容易に形成可能である。なお、既に述べたように、光源３０２０の垂直方向の長さ及び水平方向の長さ、並びに、マイクロレンズアレイ３０４０の入射側焦点距離ｆ’のうちのいずれか１以上を調整することにより、得られる投影像のアスペクト比を調整可能である。
【0130】
図２４Ａ～図２４Ｄは、本開示の車両用灯具３０１０に適用可能なプライマリレンズの一例である。図２４Ａに示すプライマリレンズ３０５０は、いわゆるフレネルレンズである。プライマリレンズ３０５０は、部位３０５１ａ（想像線Ｌ３及びＬ４の間の部位）の焦点距離ｆが、部位３０５１ｂ（想像線Ｌ４及びＬ５の間の部位）及び部位３０５１ｃ（想像線Ｌ２及びＬ３の間の部位）の焦点距離ｆよりも短いレンズである。
【0131】
図２４Ｂに示すプライマリレンズ３０６０は、部位３０６１ａ（想像線Ｌ３及びＬ４の間の部位）の焦点距離ｆが、部位３０６１ｂ（想像線Ｌ４及びＬ５の間の部位）及び部位３０６１ｃ（想像線Ｌ２及びＬ３の間の部位）の焦点距離ｆよりも長いレンズである。
【0132】
図２４Ｃに示すプライマリレンズ３０７０では、焦点距離ｆが短い順に、部位３０７１ａ（想像線Ｌ３及びＬ４の間の部位）、部位３０７１ｂ（想像線Ｌ４及びＬ５の間の部位）及び部位３０７１ｃ（想像線Ｌ２及びＬ３の間の部位）、部位３０７１ｄ（想像線Ｌ５の下の部位）及び部位３０７１ｅ（想像線Ｌ２の上の部位）となっている。
【0133】
図２４Ｄに示すプライマリレンズ３０８０は、いわゆるアプラナートレンズであり、光源に対する焦点距離ｆがレンズ内で変化せずに一定のコリメートレンズである。
【0134】
（第６の実施形態の第一変形例）
以下、上述した車両用灯具３０１０の第一変形例を説明する。図２５Ａは、第一変形例に係る車両用灯具３０１０の鉛直面における構成を示す模式図である。図２５Ｂは、第一変形例に係る車両用灯具３０１０の水平面における構成を示す模式図である。
以下、上述した車両用灯具３０１０の第一変形例を説明する。図２５Ａは、第一変形例に係る車両用灯具３０１０の鉛直面における構成を示す模式図である。図２５Ｂは、第一変形例に係る車両用灯具３０１０の水平面における構成を示す模式図である。
【0135】
本変形例では、プライマリレンズ３０３０に代えて、図２４Ａに示したプライマリレンズ３０５０を用いている。また、マイクロレンズアレイ３０４０に代えて、マイクロレンズアレイ３１４０を用いている。その他の構成は、第６の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、マイクロレンズアレイ３１４０についてのみ説明する。
【0136】
マイクロレンズアレイ３１４０を構成する各光学系（入射側レンズ部３１４１ａと、出射側レンズ部３１４２ｂをそれぞれ含む）は、上下方向と左右方向とにおいて、有効口径の大きさが異なっている。具体的には、左右方向における有効口径ａｈ２は、上下方向における有効口径ａｖ２よりも大きくなっている。このように、光源３０２０の長さが長い水平方向において、マイクロレンズアレイ３１４０の有効口径を大きくすることにより、水平方向におけるクロストークを抑制できる。
【0137】
また、本実施形態においては、これらの有効口径の違いにより、車両用灯具３０１０の前方へと投影される投影像の投影画角を、垂直方向と水平方向とで異ならせている。有効口径が大きいほど、投影画角が大きくなるので、水平方向ではより投影画角を大きくし、垂直方向では投影画角を小さくしている。すなわち、光源３０２０の長さが長い水平方向においては、より長い投影像を形成可能にし、光源３０２０の長さが短い垂直方向においては、より短い投影像を形成可能にしている。なお、第一変形例において、入射側レンズ部３１４１ａの入射側焦点距離ｆ’は、垂直方向と水平方向とで略等しい。
【0138】
（第６の実施形態の第二変形例）
以下、上述した車両用灯具３０１０の第二変形例を説明する。図２６Ａは、第二変形例に係る車両用灯具３０１０の鉛直面における構成を示す模式図である。図２６Ｂは、第二変形例に係る車両用灯具３０１０の水平面における構成を示す模式図である。
以下、上述した車両用灯具３０１０の第二変形例を説明する。図２６Ａは、第二変形例に係る車両用灯具３０１０の鉛直面における構成を示す模式図である。図２６Ｂは、第二変形例に係る車両用灯具３０１０の水平面における構成を示す模式図である。
【0139】
本変形例では、プライマリレンズ３０３０に代えて、図２４Ａに示したプライマリレンズ５０を用いている。また、マイクロレンズアレイ３０４０に代えて、マイクロレンズアレイ３２４０を用いている。その他の構成は、第６の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、マイクロレンズアレイ３２４０についてのみ説明する。
【0140】
マイクロレンズアレイ３２４０を構成する各光学系（入射側レンズ部３２４１ａと、出射側レンズ部３２４２ｂをそれぞれ含む）は、上下方向と左右方向とにおいて、有効口径の大きさが異なっている。具体的には、左右方向における有効口径ａｈ３は、上下方向における有効口径ａｖ３よりも大きくなっている。このように、光源３０２０の長さが長い水平方向において、マイクロレンズアレイ３２４０の有効口径を大きくすることにより、水平方向におけるクロストークを抑制できる。
【0141】
また、本実施形態においては、これらの有効口径の違いにより、車両用灯具３０１０の前方へと投影される投影像の投影画角を、垂直方向と水平方向とで異ならせている。有効口径が大きいほど、投影画角が大きくなるので、水平方向ではより投影画角を大きくし、垂直方向では投影画角を小さくしている。すなわち、光源３０２０の長さが長い水平方向においては、より長い投影像を形成可能にし、光源３０２０の長さが短い垂直方向においては、より短い投影像を形成可能にしている。
【0142】
また、マイクロレンズアレイ３２４０を構成する各光学系は、入射側レンズ部３２４１ａの入射面の曲率半径が、上下方向よりも左右方向において大きくなっている。すなわち、入射側レンズ部３２４１ａの入射側焦点距離ｆ’は、上下方向よりも水平方向において大きくなっている。このように、光源３０２０の長さが長い水平方向において、マイクロレンズアレイ３０４０の入射側焦点距離ｆ’を大きくすることにより、水平方向におけるクロストークを抑制できる。
【0143】
また、本実施形態においては、これらの入射側焦点距離ｆ’の違いにより、車両用灯具３０１０の前方へと投影される投影像の投影画角を、垂直方向と水平方向とで異ならせている。入射側焦点距離ｆ’が大きいほど、投影画角が大きくなるので、水平方向ではより投影画角を大きくし、垂直方向では投影画角を小さくしている。すなわち、光源３０２０の長さが長い水平方向においては、より長い投影像を形成可能にし、光源３０２０の長さが短い垂直方向においては、より短い投影像を形成可能にしている。
【0144】
本変形例では、垂直方向と水平方向とにおいて、光源３０２０の長さ、並びに、マイクロレンズアレイ３２４０における各光学系の有効口径および入射側焦点距離ｆ’を上記のように構成したことで、所望のアスペクト比を有する投影像をさらに容易に形成可能にし、かつ、グレア光の発生を更に抑制することを可能にしている。
【0145】
（第７の実施形態）
本開示の第７の実施形態に係る車両用灯具の水平断面図は、図１に示すものと同様であってよい。以下、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０について説明するが、第６の実施形態において説明した事項については適宜省略する。
本開示の第７の実施形態に係る車両用灯具の水平断面図は、図１に示すものと同様であってよい。以下、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０について説明するが、第６の実施形態において説明した事項については適宜省略する。
【0146】
光源３０２０は、例えば、矩形状（例えば、正方形や長方形）の発光面を有している。発光面の形状として長方形を採用した場合、車両用灯具に適した横長の配光パターンを形成することが容易になる。
【0147】
プライマリレンズ３０３０は、光源３０２０に近接して配置されていてもよく、光源３０２０から一定の距離を置いて配置されていてもよい。
【0148】
第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０に係る光学系３０４４の構成としては、図２１に示した構成を採用できる。
【0149】
図２０では示していないが、本実施形態において、光学系３０４４における入射側レンズ部３０４１の入射側焦点距離ｆ’は、その光学系３０４４の位置に応じて異なっている。以下、入射側レンズ部３０４１について、図２７を用いて詳述する。
【0150】
図２７は、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ３０４０の一部の拡大模式図である。図２７に示す入射側レンズ部４０４１ａ（想像線Ｌ１の左方向側の入射側レンズ部３０４１）は、プライマリレンズ３０３０における第１部位３０３１ａに対向する位置、すなわち、第１部位３０３１ａからの平行光が入射する位置にある。一方、入射側レンズ部４０４１ｂ（想像線Ｌ１の右方向側の入射側レンズ部３０４１）は、プライマリレンズ３０３０における第２部位３０３１ｂに対向する位置、すなわち、第２部位３０３１ｂからの平行光が入射する位置にある。
【0151】
図２７に示すように、入射側レンズ部４０４１ａの入射面の曲率半径は、入射側レンズ部４０４１ｂの入射面の曲率半径よりも大きい。すなわち、入射側レンズ部４０４１ａにおける入射側焦点距離ｆ’１は、入射側レンズ部４０４１ｂにおける入射側焦点距離ｆ’２よりも長い。これらの入射側焦点距離ｆ’の違いにより、入射側レンズ部４０４１ａを通過する光と、入射側レンズ部４０４１ｂを通過する光とでは、車両用灯具３０１０の前方へと投影される投影像の投影画角が異なることになる。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側焦点距離ｆ’が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0152】
また、第６の実施形態において述べたように、第１部位３０３１ａにおける第１焦点距離ｆ２１が第２部位３０３１ｂにおける第２焦点距離ｆ２２よりも短いことにより、第１部位３０３１ａからの平行光の投影画角は、第２部位３０３１ｂからの平行光の投影画角よりも大きくなっている。そのうえで、さらに、投影画角が大きい第１部位３０３１ａからの平行光については入射側レンズ部４０４１ａを通過させ、投影画角が小さい第２部位３０３１ｂからの平行光については入射側レンズ部４０４１ｂを通過させることで、両者の投影画角の差を大きくしている。
【0153】
このような構成により、プライマリレンズ３０３０の焦点距離ｆ又はマイクロレンズアレイ３０４０の入射側焦点距離ｆ’のどちらか一方のみで投影画角を制御するよりも、所望の配光パターンを形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を高めることが可能である。
【0154】
また、投影画角が小さい第２部位３０３１ｂからの平行光は、入射側レンズ部４０４１ｂを通過することで、さらに投影画角が小さくなるため、当該平行光による投影像の光度を増加させることが可能になる。
【0155】
また、本実施形態に係る車両用灯具３０１０によれば、各入射側レンズ部３０４１の有効口径を変えなくとも所望の配光パターンを形成可能になるので、マイクロレンズアレイ３０４０のサイズが大きくなることを抑制でき、省スペース性に寄与できる。なお、図２７に示す入射側レンズ部４０４１ａの有効口径ａｈ１１は、入射側レンズ部４０４１ｂの有効口径ａｈ１２と同一である。
【0156】
入射側レンズ部４０４１ａからの光が入射する出射側レンズ部４０４２ａと、入射側レンズ部４０４１ｂからの光が入射する出射側レンズ部４０４２ｂとは、同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。なお、図２７において、遮光板３０４３の開口部３０４３ａは省略している。
【0157】
図２８は、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０によって形成される配光パターンの模式図である。図２８に示す領域Ｚ１１は、例えば、第１部位３０３１ａ及び入射側レンズ部４０４１ａを通過した光が照射される領域である。領域Ｚ１２は、例えば、第１部位３０３１ａ及び入射側レンズ部４０４１ａを通過した光、及び第２部位３０３１ｂ及び入射側レンズ部４０４１ｂを通過した光が照射される領域である。なお、図２８に示す配光パターンは、遮光板３０４３の影響を考慮しない場合のものである。
【0158】
車両用灯具３０１０において、プライマリレンズ３０３０を更に複数の焦点距離ｆを有するものに変更し、当該変更に応じてマイクロレンズアレイ３０４０の各入射側レンズ部３０４１の入射側焦点距離ｆ’も変更することで、更に多様な配光パターンを形成することも可能である。なお、プライマリレンズ３０３０が３以上の焦点距離ｆを有する場合、焦点距離ｆが最も大きい部位に入射側焦点距離ｆ’の最も小さい入射側レンズ部３０４１が対応するようにし、焦点距離ｆが２番目に大きい部位に入射側焦点距離ｆ’の２番目に小さい入射側レンズ部３０４１が対応するように構成することが好ましい。
【0159】
【0160】
（第７の実施形態の第一変形例）
以下、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０の第一変形例を説明する。図２９は、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０の第一変形例を示す模式図である。本変形例では、プライマリレンズ３０３０に代えて、図２４Ａに示したプライマリレンズ３０５０を用いている。また、マイクロレンズアレイ３０４０に代えて、マイクロレンズアレイ４１４０を用いている。その他の構成は、第７の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
以下、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０の第一変形例を説明する。図２９は、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０の第一変形例を示す模式図である。本変形例では、プライマリレンズ３０３０に代えて、図２４Ａに示したプライマリレンズ３０５０を用いている。また、マイクロレンズアレイ３０４０に代えて、マイクロレンズアレイ４１４０を用いている。その他の構成は、第７の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
【0161】
本変形例において、プライマリレンズ３０５０は、光源３０２０に対して第１焦点距離ｆ１１を有する第１部位３０５１ａ（想像線Ｌ３及びＬ４の間の部位）と、光源３０２０に対して第１焦点距離ｆ１１よりも長い第２焦点距離ｆ１２を有する第２部位３０５１ｂ（想像線Ｌ４の右方向側の部位）及び３０５１ｃ（想像線Ｌ３の左方向側の部位）とを有している。第７の実施形態で説明したように、これらの焦点距離の違いにより、マイクロレンズアレイ３０４０を介して投影される投影像の投影画角を異ならせ、所望の配光パターンを形成できる。
【0162】
マイクロレンズアレイ４１４０は、複数の入射側レンズ部４１４１ａ～４１４１ｃと、複数の出射側レンズ部４１４２ａ～４１４２ｃとを備えている。入射側レンズ部４１４１ａ（想像線Ｌ３及びＬ４の間の部位）は、第１部位３０５１ａからの平行光が入射する部位である。同様に、入射側レンズ部４１４１ｂ（想像線Ｌ４の右方向側の部位）は第２部位３０５１ｂからの平行光が入射する部位であり、入射側レンズ部４１４１ｃ（想像線Ｌ３の左方向側の部位）は第２部位３０５１ｃからの平行光が入射する部位である。
【0163】
本変形例において、入射側レンズ部４１４１ａ～４１４１ｃにおける各入射面の曲率半径は略等しい。すなわち、入射側レンズ部４１４１ａ～４１４１ｃの各入射側焦点距離ｆ’は、略等しい。一方で、入射側レンズ部４１４１ａの有効口径ａｈ１３は、入射側レンズ部４１４１ｃの有効口径ａｈ１４よりも大きい。なお、入射側レンズ部４１４１ｂの有効口径は、有効口径ａｈ１４と略同一である。
【0164】
本変形例では、入射側レンズ部４１４１ａにおける有効口径ａｈ１３と、入射側レンズ部４１４１ｃにおける有効口径ａｈ１４の違いにより、入射側レンズ部４１４１ａを通過する光と、入射側レンズ部４１４１ｃを通過する光とで、車両用灯具３０１０の前方へと投影される投影像の投影画角を異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の有効口径が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0165】
本変形例においても、プライマリレンズ３０５０の焦点距離ｆ又はマイクロレンズアレイ４１４０の有効口径のどちらか一方のみで投影画角を制御するよりも、所望の配光パターンを形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を高めることが可能である。また、投影画角が小さい第２部位３０５１ｃからの平行光は、入射側レンズ部４１４１ｃを通過することで、さらに投影画角が小さくなるため、当該平行光による投影像の光度を増加させることが可能になる。
【0166】
入射側レンズ部４１４１ａからの光が入射する出射側レンズ部４１４２ａと、入射側レンズ部４１４１ｃからの光が入射する出射側レンズ部４１４２ｃとは、有効口径を除いて、同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
【0167】
（第７の実施形態の第二変形例）
以下、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０の第二変形例を説明する。図３０は、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０の第二変形例を示す模式図である。本変形例は、第７の実施形態の第一変形例におけるマイクロレンズアレイ４１４０に代えて、マイクロレンズアレイ４２４０を用いた例である。その他の構成は、第７の実施形態の第一変形例と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
以下、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０の第二変形例を説明する。図３０は、第７の実施形態に係る車両用灯具３０１０の第二変形例を示す模式図である。本変形例は、第７の実施形態の第一変形例におけるマイクロレンズアレイ４１４０に代えて、マイクロレンズアレイ４２４０を用いた例である。その他の構成は、第７の実施形態の第一変形例と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
【0168】
マイクロレンズアレイ４２４０は、複数の入射側レンズ部４２４１ａ～４２４１ｃと、複数の出射側レンズ部４２４２ａ～４２４２ｃとを備えている。入射側レンズ部４２４１ａ（想像線Ｌ３及びＬ４の間の部位）は、第１部位３０５１ａからの平行光が入射する部位である。同様に、入射側レンズ部４２４１ｂ（想像線Ｌ４の右方向側の部位）は第２部位３０５１ｂからの平行光が入射する部位であり、入射側レンズ部４２４１ｃ（想像線Ｌ３の左方向側の部位）は第２部位３０５１ｃからの平行光が入射する部位である。
【0169】
本変形例において、入射側レンズ部４２４１ａの入射面の曲率半径は、入射側レンズ部４２４１ｂ及び４２４１ｃの入射面の曲率半径よりも大きい。すなわち、入射側レンズ部４２４１ａにおける入射側焦点距離ｆ’１は、入射側レンズ部４２４１ｂ及び４２４１ｃにおける入射側焦点距離ｆ’２よりも長い。加えて、入射側レンズ部４２４１ａの有効口径ａｈ１５は、入射側レンズ部４２４１ｃの有効口径ａｈ１６よりも大きい。なお、入射側レンズ部４２４１ｂの有効口径は、有効口径ａｈ１６と略同一である。
【0170】
本変形例は、入射側焦点距離ｆ’及び有効口径ａｈの両方を上記のように構成したことにより、入射側レンズ部４２４１ａを通過する光の投影画角と、入射側レンズ部４２４１ｂ及び４２４１ｃを通過する光の投影画角との差を、更に大きくすることができる。そのため、所望の配光パターンを更に形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を更に高めることが可能である。また、所定の領域における光度を更に増加させることも可能である。
【0171】
入射側レンズ部４２４１ａからの光が入射する出射側レンズ部４２４２ａと、入射側レンズ部４２４１ｃからの光が入射する出射側レンズ部４２４２ｃとは、有効口径を除いて、同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
【0172】
（第８の実施形態）
本開示の第８の実施形態に係る車両用灯具は、複数の光学ユニットから構成される。図３１は、第８の実施形態に係る車両用灯具４１１０の一部の構成を示す模式図である。図３１に示すように、車両用灯具４１１０は、光学ユニット４０９０ａ～４０９０ｃを備えている。光学ユニット４０９０ａは、光源４０２０ａと、プライマリレンズ４０８０ａと、マイクロレンズアレイ４３４０ａとを備えている。光学ユニット４０９０ｂは、光源４０２０ｂと、プライマリレンズ４０８０ｂと、マイクロレンズアレイ４３４０ｂとを備えている。光学ユニット４０９０ｃは、光源４０２０ｃと、プライマリレンズ４０８０ｃと、マイクロレンズアレイ４３４０ｃとを備えている。
本開示の第８の実施形態に係る車両用灯具は、複数の光学ユニットから構成される。図３１は、第８の実施形態に係る車両用灯具４１１０の一部の構成を示す模式図である。図３１に示すように、車両用灯具４１１０は、光学ユニット４０９０ａ～４０９０ｃを備えている。光学ユニット４０９０ａは、光源４０２０ａと、プライマリレンズ４０８０ａと、マイクロレンズアレイ４３４０ａとを備えている。光学ユニット４０９０ｂは、光源４０２０ｂと、プライマリレンズ４０８０ｂと、マイクロレンズアレイ４３４０ｂとを備えている。光学ユニット４０９０ｃは、光源４０２０ｃと、プライマリレンズ４０８０ｃと、マイクロレンズアレイ４３４０ｃとを備えている。
【0173】
光源４０２０ａ～４０２０ｃは、光源３０２０と同様の構成を採用できる。プライマリレンズ４０８０ａ～４０８０ｃは、いわゆるアプラナートレンズであり、光源に対する焦点距離ｆがレンズ内で変化せずに一定のコリメートレンズである。
【0174】
プライマリレンズ４０８０ａ～４０８０ｃの焦点距離ｆは、小さい順から、プライマリレンズ４０８０ａ～４０８０ｃとなっている。すなわち、プライマリレンズ４０８０ａの焦点距離ｆが一番小さく、プライマリレンズ４０８０ｃの焦点距離ｆが一番大きい。これらの焦点距離ｆの違いにより、プライマリレンズ４０８０ａ～４０８０ｃのそれぞれから出射される平行光の間で、投影像の投影画角が異なることになる。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、焦点距離ｆが小さいほど、投影画角が大きくなる。
【0175】
マイクロレンズアレイ４３４０ａを構成する各光学系は、全て同一である。すなわち、マイクロレンズアレイ４３４０ａの入射面は、１種類の入射側レンズ部４３４１ａで構成されており、各入射側レンズ部４３４１ａの入射側焦点距離ｆ’及び有効口径ａｈは等しい。同様に、マイクロレンズアレイ４３４０ｂ及び４３４０ｃも、それぞれ１種類の光学系により構成されている。
【0176】
一方で、マイクロレンズアレイ４３４０ａ～４３４０ｃ間で比較すると、それらを構成する光学系は異なっている。マイクロレンズアレイ４３４０ａ～４３４０ｃにおける入射側レンズ部４３４１ａ～４３４１ｃを比較すると、入射側レンズ部４３４１ａの有効口径ａｈ１７が最も大きく、入射側レンズ部４３４１ｂの有効口径ａｈ１８が次に大きく、入射側レンズ部４３４１ｃの有効口径ａｈ１９が最も小さい。これらの有効口径の違いにより、車両用灯具４１１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の有効口径が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0177】
また、既に述べたように、プライマリレンズ４０８０ａ～４０８０ｃからの各平行光の投影画角は、それらの焦点距離ｆの違いにより、プライマリレンズ４０８０ａ～４０８０ｃの順で大きくなっている。本実施形態では、そのうえで、マイクロレンズアレイ４３４０ａ～４３４０ｃの有効口径の違いにより、マイクロレンズアレイ４３４０ａ～４３４０ｃを通過する各平行光の投影画角の差をさらに大きくしている。
【0178】
上記のような構成により、プライマリレンズの焦点距離ｆ又はマイクロレンズアレイの有効口径のどちらか一方のみで投影画角を制御するよりも、所望の配光パターンを形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を高めることが可能である。また、投影画角が小さいプライマリレンズ４０８０ｃからの平行光は、マイクロレンズアレイ４３４０ｃを通過することで、さらに投影画角が小さくなるため、当該平行光による投影像の光度を増加させることが可能になる。
【0179】
なお、入射側レンズ部４３４１ａ～４３４１ｃの入射面における曲率半径は略等しい。すなわち、入射側レンズ部４３４１ａ～４３４１ｃそれぞれの入射側焦点距離ｆ’は略同一である。出射側レンズ部４３４２ａ～４３４２ｃは、有効口径を除いて、それぞれ同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。図３１では遮光板を図示していないが、各マイクロレンズアレイ４３４０ａ～４３４０ｃは、遮光板を備えていてもよい。上記で説明していない構成については、第７の実施形態で説明した内容を矛盾が生じない範囲で適宜採用することができる。
【0180】
図３２は、第８の実施形態に係る車両用灯具４１１０によって形成される配光パターンの模式図である。図３２に示す領域Ｚ１３は、プライマリレンズ４０８０ａ及び入射側レンズ部４３４１ａを通過した光によって形成される領域である。領域Ｚ１４は、プライマリレンズ４０８０ｂ及び入射側レンズ部４３４１ｂを通過した光によって形成される領域である。領域Ｚ１５は、プライマリレンズ４０８０ｃ及び入射側レンズ部４３４１ｃを通過した光によって形成される領域である。なお、図３２に示す配光パターンは、遮光板の影響を考慮しない場合のものである。
【0181】
車両用灯具４１１０において、更に複数の光学ユニットを備えるように変更することで、更に多様な配光パターンを形成することも可能である。また、少なくとも１以上のマイクロレンズアレイについて、第７の実施形態のように複数種類の光学系から構成されるものとすることで、更に多様な配光パターンを形成することも可能である。
【0182】
（第８の実施形態の第一変形例）
以下、第８の実施形態に係る車両用灯具４１１０の第一変形例を説明する。図３３は、図３１の車両用灯具４１１０の第一変形例を示す模式図である。本変形例では、マイクロレンズアレイ４３４０ａ～４３４０ｃに代えて、マイクロレンズアレイ４４４０ａ～４４４０ｃを用いている。その他の構成は、第８の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
以下、第８の実施形態に係る車両用灯具４１１０の第一変形例を説明する。図３３は、図３１の車両用灯具４１１０の第一変形例を示す模式図である。本変形例では、マイクロレンズアレイ４３４０ａ～４３４０ｃに代えて、マイクロレンズアレイ４４４０ａ～４４４０ｃを用いている。その他の構成は、第８の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
【0183】
マイクロレンズアレイ４４４０ａ～４４４０ｃを構成する各光学系は、それぞれのマイクロレンズアレイにおいて全て同一である。一方で、マイクロレンズアレイ４４４０ａ～４４４０ｃ間で比較すると、それらを構成する各光学系は、有効口径ａｈ２０～ａｈ２２は略等しいが、入射側焦点距離ｆ’が異なっている。
【0184】
マイクロレンズアレイ４４４０ａ～４４４０ｃにおける各入射面における曲率半径は、マイクロレンズアレイ４４４０ａ～４４４０ｃの順で小さくなっている。すなわち、入射側レンズ部４４４１ａの入射側焦点距離ｆ’が最も大きく、入射側レンズ部４４４１ｂの入射側焦点距離ｆ’が次に大きく、入射側レンズ部４４４１ｃの入射側焦点距離ｆ’が最も小さい。これらの入射側焦点距離ｆ’の違いにより、車両用灯具４１１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の入射側焦点距離ｆ’が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0185】
本変形例においても、プライマリレンズの焦点距離ｆ又はマイクロレンズアレイの入射側焦点距離ｆ’のどちらか一方のみで投影画角を制御するよりも、所望の配光パターンを形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を高めることが可能である。また、投影画角が小さいプライマリレンズ４０８０ｃからの平行光は、マイクロレンズアレイ４４４０ｃを通過することで、さらに投影画角が小さくなるため、当該平行光による投影像の光度を増加させることが可能になる。
【0186】
なお、出射側レンズ部４４４２ａ～４４４２ｃは、それぞれ同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。また、図３３では遮光板を図示していないが、各マイクロレンズアレイ４４４０ａ～４４４０ｃは、遮光板を備えていてもよい。
【0187】
（第８の実施形態の第二変形例）
以下、車両用灯具４１１０の第二変形例を説明する。図３４は、図３１の車両用灯具４１１０の第二変形例を示す模式図である。本変形例は、マイクロレンズアレイ４３４０ａ～４３４０ｃに代えて、マイクロレンズアレイ４５４０ａ～４５４０ｃを用いている。その他の構成は、第８の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
以下、車両用灯具４１１０の第二変形例を説明する。図３４は、図３１の車両用灯具４１１０の第二変形例を示す模式図である。本変形例は、マイクロレンズアレイ４３４０ａ～４３４０ｃに代えて、マイクロレンズアレイ４５４０ａ～４５４０ｃを用いている。その他の構成は、第８の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
【0188】
マイクロレンズアレイ４５４０ａ～４５４０ｃを構成する各光学系は、それぞれのマイクロレンズアレイにおいて全て同一である。一方で、マイクロレンズアレイ４５４０ａ～４５４０ｃ間で比較すると、それらを構成する各光学系は、有効口径および入射側焦点距離ｆ’が異なっている。
【0189】
マイクロレンズアレイ４５４０ａ～４５４０ｃにおける入射側レンズ部４５４１ａ～４５４１ｃを比較すると、入射側レンズ部４５４１ａの有効口径ａｈ２３が最も大きく、入射側レンズ部４５４１ｂの有効口径ａｈ２４が次に大きく、入射側レンズ部４５４１ｃの有効口径ａｈ２５が最も小さい。これらの有効口径の違いにより、車両用灯具４１１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の有効口径が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0190】
また、マイクロレンズアレイ４５４０ａ～４５４０ｃにおける各入射面における曲率半径は、マイクロレンズアレイ４５４０ａ～４５４０ｃの順で小さくなっている。すなわち、入射側レンズ部４５４１ａの入射側焦点距離ｆ’が最も大きく、入射側レンズ部４５４１ｂの入射側焦点距離ｆ’が次に大きく、入射側レンズ部４５４１ｃの入射側焦点距離ｆ’が最も小さい。これらの入射側焦点距離ｆ’の違いにより、車両用灯具４１１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の入射側焦点距離ｆ’が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0191】
本変形例は、入射側焦点距離ｆ’及び有効口径ａｈの両方を上記のように構成したことにより、各光学ユニットによるそれぞれの投影像の投影画角の差を、更に大きくすることができる。そのため、所望の配光パターンを更に形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を更に高めることが可能である。また、所定の領域における光度を更に増加させることも可能である。
【0192】
なお、出射側レンズ部４５４２ａ～４５４２ｃは、有効口径を除いて、それぞれ同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。また、図３４では遮光板を図示していないが、各マイクロレンズアレイ４５４０ａ～４５４０ｃは、遮光板を備えていてもよい。
【0193】
図３５は、本開示の車両用灯具３０１０又は４１１０によって形成可能な配光パターンの一例である。図３５は、具体的には、車両用灯具３０１０又は４１１０を車両用の前照灯に適用し、当該前照灯からの照射光によって形成したロービーム用配光パターンＰｔを示した図である。
【0194】
ロービーム用配光パターンＰｔは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁にカットオフラインＣＬ１及びＣＬ２を有している。具体的には、前照灯の正面方向の消点であるＨ－Ｖを鉛直方向に通るＶ－Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が水平方向のカットオフラインＣＬ１として形成され、Ｖ－Ｖ線よりも左側の自車線側部分が斜め方向のカットオフラインＣＬ２として形成されている。また、両者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いる。
【0195】
ロービーム用配光パターンＰｔにおける領域Ｚ１３は、例えば、投影画角が最も大きい光によって照射される部分であり、領域Ｚ１４及びＺ１５よりも光度が低い。領域Ｚ１４は、例えば、投影画角が最も大きい光および投影画角が二番目に大きい光によって照射される部分であり、Ｚ１５よりも光度が低い。領域Ｚ１４は、例えば、投影画角が最も大きい光、投影画角が二番目に大きい光、及び投影画角が最も小さい光によって照射される部分であり、各領域の中で最も光度が高い。
【0196】
（第９の実施形態）
図３６は、本開示の第９の実施形態に係る車両用灯具５０１０の水平断面図である。図３６に示すように、車両用灯具５０１０は、ランプボディ５０１１及び透光カバー５０１２によって形成される灯室内に、３つの光学ユニット５０９０Ａ、５０９０Ｂ、５０９０Ｃが左右方向に並んで配置された構成となっている。
図３６は、本開示の第９の実施形態に係る車両用灯具５０１０の水平断面図である。図３６に示すように、車両用灯具５０１０は、ランプボディ５０１１及び透光カバー５０１２によって形成される灯室内に、３つの光学ユニット５０９０Ａ、５０９０Ｂ、５０９０Ｃが左右方向に並んで配置された構成となっている。
【0197】
光学ユニット５０９０Ａは、光源５０２０Ａと、プライマリレンズ５０３０Ａと、マイクロレンズアレイ５０４０Ａと、を備えている。同様に、光学ユニット５０９０Ｂは、光源５０２０Ｂと、プライマリレンズ５０３０Ｂと、マイクロレンズアレイ５０４０Ｂと、を備えている。同様に、光学ユニット５０９０Ｃは、光源５０２０Ｃと、プライマリレンズ５０３０Ｃと、マイクロレンズアレイ５０４０Ｃと、を備えている。以下では、主に光学ユニット５０９０Ａの構成について説明するが、特に言及がない限り、光学ユニット５０９０Ｂ及び５０９０Ｃについても、光学ユニット５０９０Ａと同様の構成を採用可能である。
【0198】
光源５０２０Ａは、ランプボディ５０１１によって支持される基板５０２１Ａに搭載された状態で、前方向へ向けて配置されている。光源５０２０Ａから出射される光は、プライマリレンズ５０３０Ａ及びマイクロレンズアレイ５０４０Ａを通過して、車両用灯具５０１０の前方向へと出射される。
【0199】
光源５０２０Ａは、他の実施形態で説明した光源３０２０と同様の構成を採用できる。なお、光源５０２０Ａ、５０２０Ｂ、５０２０Ｃは、サイズがそれぞれ異なっている。サイズの違いついては、図３８を用いて後述する。
【0200】
プライマリレンズ５０３０Ａは、光源５０２０Ａに対して第１焦点距離ｆ３１を有する第１部位５０３１ａと、光源５０２０Ａに対して第１焦点距離ｆ３１よりも長い第２焦点距離ｆ３２を有する第２部位５０３１ｂ及び５０３１ｃとを有している。これらの焦点距離の違いにより、第１部位５０３１ａからマイクロレンズアレイ５０４０Ａへ向けて出射される平行光と、第２部位５０３１ｂ及び５０３１ｃからマイクロレンズアレイ５０４０Ａへ向けて出射される平行光とでは、マイクロレンズアレイ５０４０Ａを介して投影される投影像の投影画角が異なることになる。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、プライマリレンズ５０３０Ａにおける光源５０２０Ａに対する焦点距離が小さいほど、投影画角が大きくなる。
【0201】
なお、プライマリレンズ５０３０Ａの上記構成および以下で説明する構成は、好ましい構成の一つであって、必須の構成ではない。例えば、プライマリレンズ５０３０Ａとして、光源に対する焦点距離ｆがレンズ内で変化せずに一定のコリメートレンズ（例えば、アプラナートレンズ）を用いてもよい。プライマリレンズ５０３０Ａは、光源５０２０Ａに近接して配置されていてもよく、光源５０２０Ａから一定の距離を置いて配置されていてもよい。
【0202】
プライマリレンズ５０３０Ａは、光源５０２０Ａに対する焦点距離ｆがレンズ内で変化するコリメートレンズである。プライマリレンズ５０３０Ａは、例えば、３種類以上の焦点距離ｆを有する構成であってもよい。また、プライマリレンズ５０３０Ａは、焦点距離ｆが光軸Ａｘ１１からの距離等に応じて連続的に変化するよう構成してもよいし、不連続的に変化するよう構成してもよい。プライマリレンズ５０３０Ａの各部位における焦点距離ｆは、例えば、その部位と光源５０２０Ａとの距離に応じたものとすることが好ましい。
【0203】
プライマリレンズ５０３０Ａは、光源５０２０Ａからの光を入射させる入射面５０３２ａ～５０３２ｃと、入射面５０３２ａ～５０３２ｃから入射した光をマイクロレンズアレイ５０４０Ａへ向けて出射させる出射面５０３３とを備えている。プライマリレンズ５０３０Ａの形状は、特に制限はされないが、例えば、後方視において円形状である。プライマリレンズ５０３０Ａは、出射面５０３３の外周部に形成されるフランジ部５０３４において、ランプボディ５０１１に支持される。
【0204】
入射面５０３２ａは、光源５０２０Ａの発光中心を通るようにして前後方向に延びる光軸Ａｘ１１を中心とする回転曲面で構成されている。入射面５０３２ａから入射する光は、例えば、入射面５０３２ａにおいて屈折し、光軸Ａｘ１１に略平行な光となって、出射面５０３３から出射される。
【0205】
入射面５０３２ｂから入射する光は、例えば、光軸Ａｘ１１から離れる方向に向けて進んだ後、第２部位５０３１ｂの周辺領域において全反射によって内面反射し、光軸Ａｘ１１と略平行な光となって、出射面５０３３から出射される。入射面５０３２ｃから入射する光も、上記と同様である。
【0206】
出射面５０３３は、光軸Ａｘ１１と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されている。出射面５０３３は、例えば、入射面５０３２ａ～５０３２ｃから入射した光を光軸Ａｘ１１と平行な光としてマイクロレンズアレイ５０４０Ａへ向けて出射する。
【0207】
マイクロレンズアレイ５０４０Ａは、複数の光学系によって構成されている。図３７は、マイクロレンズアレイ５０４０Ａを構成する光学系５０４４の分解斜視図である。図３７に示す光学系５０４４は、光軸Ａｘ１４を有する入射側レンズ部５０４１と、光軸Ａｘ１４’を有する出射側レンズ部５０４２と、遮光板５０４３とを備えている。光軸Ａｘ１４と光軸Ａｘ１４’は一致してもよいし、ずれていてもよい。光軸Ａｘ１４と光軸Ａｘ１４’は、図３６に示す光軸Ａｘ１１に略平行である。
【0208】
入射側レンズ部５０４１は、プライマリレンズ５０３０Ａの出射面５０３３から出射された光が入射する部位であり、例えば、出射面５０３３に対向する面が凸曲面を有するように形成されている。一方で、入射側レンズ部５０４１における出射側レンズ部５０４２と対向する面は、光軸Ａｘ１４と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されている。
【0209】
入射側レンズ部５０４１の垂直方向における有効口径（長さ）ａｖと、水平方向における有効口径（長さ）ａｈとは、互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。車両用灯具に適した横長の配光パターンを形成することを容易にするという観点からは、有効口径ａｖよりも有効口径ａｈを長くすることが好ましい。
【0210】
遮光板５０４３は、入射側レンズ部５０４１と出射側レンズ部５０４２との間に設けられている。遮光板５０４３は、投影像の形状を規定するものであり、例えば、カットオフラインを形成するものである。遮光板５０４３は、開口部５０４３ａと、遮光部５０４３ｂとを有している。入射側レンズ部５０４１に入射した光は、その一部が遮光部５０４３ｂによって遮られる。遮られなかった光は、開口部５０４３ａを通過して、出射側レンズ部５０４２から前方向へと出射される。
【0211】
マイクロレンズアレイ５０４０Ａを構成する複数の光学系５０４４のうちの一部は、遮光板５０４３を有していなくてもよい。また、カットオフラインを必要としない場合等は、マイクロレンズアレイ５０４０Ａは、遮光板５０４３を有さないように構成してもよい。また、マイクロレンズアレイ５０４０Ａは、入射側レンズ部５０４１と出射側レンズ部５０４２との間に、光源５０２０から出射された光の色を変更するためのカラーフィルタを備えていてもよい。
【0212】
出射側レンズ部５０４２は、入射側レンズ部５０４１から入射した光を前方向へ向けて出射する部位である。出射側レンズ部５０４２における前方向側の面は、凸曲面を有するように形成されている。一方で、出射側レンズ部５０４２における後方向側の面（入射側レンズ部５０４１と対向する面）は、光軸Ａｘ１４’と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されている。
【0213】
入射側レンズ部５０４１と、出射側レンズ部５０４２とは、互いに対向する面同士が同一形状を有するように構成されている。入射側レンズ部５０４１と、出射側レンズ部５０４２とは、互いの間に遮光板５０４３を挟んだ状態で一体化されている。
【0214】
図３６に示すマイクロレンズアレイ５０４０Ａは、上記の光学系５０４４を複数備えており、各々の光学系５０４４が光軸Ａｘ１１に交差する方向に隣接して並んだ状態（例えば、左右方向および上下方向に並んだ状態）で一体化したアレイ状の構造を有している。マイクロレンズアレイ５０４０Ａの形状は、特に制限はされないが、例えば、後方視において矩形状または円形状である。
【0215】
図３６では示していないが、本実施形態において、光源５０２０Ａ～５０２０Ｃは、それぞれのサイズが異なっている。また、マイクロレンズアレイ５０４０Ａ～５０４０Ｃ間で比較すると、それらを構成する光学系は異なっている。以下、これらの違いについて、図３８を用いて詳述する。
【0216】
【0217】
各光学ユニット５０９０Ａ～５０９０Ｃ間において、光源５０２０Ａ、５０２０Ｂ、５０２０Ｃは、左右方向の長さ（発光面の長さ）がそれぞれ異なっている。左右方向における光源５０２０Ａの長さｄ１１、光源５０２０Ｂの長さｄ１２、及び光源５０２０Ｃの長さｄ１３は、長さｄ１１＜長さｄ１２＜長さｄ１３の関係にある。このような構成により、光学ユニット毎に、それぞれのマイクロレンズアレイを介して投影される投影像の左右方向における投影画角が異なることになる。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、光源の長さが長いほど、投影画角が大きくなる。
【0218】
長さｄ１１～ｄ１３の比（長さｄ１１：長さｄ１２：長さｄ１３）は、所望する配光パターンに応じて適宜決定すればよいが、例えば、１：１～３：１～５の範囲であることが好ましい。また、長さｄ１１の長さは、特に制限はされないが、例えば、０．２５～２ｍｍであることが好ましい。同様に、長さｄ１２の長さは、例えば、０．２５～１０ｍｍであることが好ましい。長さｄ１３の長さは、例えば、０．２５～１０ｍｍであることが好ましい。なお、光源５０２０Ａ～５０２０Ｃは、複数の光源を並列させたものでもよく、例えば、正方形の発光面を有する光源を複数並列させたものでもよい。
【0219】
光源５０２０Ａ～５０２０Ｃの上下方向における各々の長さは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。光源５０２０Ａ～５０２０Ｃの上下方向における各々の長さを異ならせる場合、光学ユニット毎に、それぞれのマイクロレンズアレイを介して投影される投影像の上下方向における投影画角も異ならせることができる。結果として、より多彩な配光パターンを実現可能になる。光源５０２０Ａ～５０２０Ｃの上下方向における各々の長さは、特に制限されないが、例えば、０．１～２ｍｍの範囲であることが好ましい。
【0220】
また、各光学ユニット５０９０Ａ～５０９０Ｃ間において、マイクロレンズアレイ５０４０Ａ、５０４０Ｂ、５０４０Ｃは、それらを構成する光学系が異なっている。具体的には、マイクロレンズアレイ５０４０Ａ～５０４０Ｃをそれぞれ構成する入射側レンズ部５０４１ａ～５０４１ｃ間で比較すると、それぞれの有効口径ａｈ３１～ａｈ３３は略等しいが、入射側焦点距離ｆ’が異なっている。
【0221】
入射側レンズ部５０４１ａ～５０４１ｃの各入射面における曲率半径は、小さい順から、入射側レンズ部５０４１ａ～５０４１ｃとなっている。すなわち、入射側レンズ部５０４１ａの入射側焦点距離ｆ’が最も小さく、入射側レンズ部５０４１ｂの入射側焦点距離ｆ’が次に小さく、入射側レンズ部５０４１ｃの入射側焦点距離ｆ’が最も大きい。これらの入射側焦点距離ｆ’の違いにより、車両用灯具５０１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部５０４１の入射側焦点距離ｆ’が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0222】
また、既に述べたように、光源５０２０Ａ～５０２０Ｃの長さｄ１１～ｄ１３の違いにより、光学ユニット毎に、それぞれのマイクロレンズアレイを介して投影される投影像の左右方向における投影画角が異なっている。そのうえで、さらに、入射側レンズ部５０４１ａ～５０４１ｃの各入射側焦点距離ｆ’の違いにより、投影画角の差をさらに大きくしている。
【0223】
このような構成により、光源５０２０Ａ～５０２０Ｃそれぞれの長さ又はマイクロレンズアレイ５０４０Ａ～５０４０Ｃの入射側焦点距離ｆ’のどちらか一方のみで投影画角を制御するよりも、所望の配光パターンを形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を高めることが可能である。
【0224】
また、光学ユニット５０９０Ａでは、光源の長さが短く投影画角の小さい光源５０２０Ａからの光が入射側レンズ部５０４１ａを通過することで、さらに投影画角が小さくなるため、当該光学ユニット５０９０Ａによる投影像の光度を増加させることが可能になる。
【0225】
また、本実施形態に係る車両用灯具５０１０によれば、各入射側レンズ部５０４１の有効口径を変えなくとも所望の配光パターンを形成可能になるので、マイクロレンズアレイのサイズが大きくなることを抑制でき、省スペース性に寄与できる。
【0226】
出射側レンズ部５０４２ａ～５０４２ｃは、それぞれ同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。なお、図３８において、遮光板５０４３は図示を省略している。
【0227】
本実施形態に係る車両用灯具５０１０によって形成される配光パターンは、図３２に示すものと同様でありうる。図３２に示す領域Ｚ１３は、例えば、光学ユニット９０Ｃから照射される光によって形成される領域である。領域Ｚ１４は、例えば、光学ユニット９０Ｃ及び９０Ｂから照射される光によって形成される領域である。領域Ｚ１５は、例えば、光学ユニット９０Ｃ、９０Ｂ、及び９０Ａから照射される光によって形成される領域である。
【0228】
車両用灯具５０１０において、例えば、更に複数種類の光学ユニットを備えるように構成することで、更に多様な配光パターンを形成することも可能である。車両用灯具５０１０が更に複数種類の光学ユニットを備える場合、各光学ユニット間において、例えば、各光源の長さの大小関係と、各入射側レンズ部の入射側焦点距離の大小関係とが対応するように構成することが好ましい。
【0229】
【0230】
（第９の実施形態の第一変形例）
以下、上述した車両用灯具５０１０の第一変形例を説明する。図３９は、図３６の車両用灯具５０１０の第一変形例を示す模式図である。本変形例では、プライマリレンズ５０３０Ａ～５０３０Ｃに代えて、プライマリレンズ５０５０Ａ～５０５０Ｃを用いている。また、マイクロレンズアレイ５０４０Ａ～５０４０Ｃに代えて、マイクロレンズアレイ５１４０Ａ～５１４０Ｃを用いている。その他の構成は、第９の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
以下、上述した車両用灯具５０１０の第一変形例を説明する。図３９は、図３６の車両用灯具５０１０の第一変形例を示す模式図である。本変形例では、プライマリレンズ５０３０Ａ～５０３０Ｃに代えて、プライマリレンズ５０５０Ａ～５０５０Ｃを用いている。また、マイクロレンズアレイ５０４０Ａ～５０４０Ｃに代えて、マイクロレンズアレイ５１４０Ａ～５１４０Ｃを用いている。その他の構成は、第９の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
【0231】
プライマリレンズ５０５０Ａ～５０５０Ｃは、図２４Ａに示したプライマリレンズ５０５０と同様のレンズである。プライマリレンズ５０５０Ａ～５０５０Ｃは、各光学ユニット５１９０Ａ～５１９０Ｃにおいて、例えば、プライマリレンズ５０３０Ａ～５０３０Ｃと同等の機能を発揮する。
【0232】
各光学ユニット５１９０Ａ～５１９０Ｃ間において、マイクロレンズアレイ５１４０Ａ、５１４０Ｂ、５１４０Ｃは、それらを構成する光学系が異なっている。具体的には、マイクロレンズアレイ５１４０Ａ～５１４０Ｃをそれぞれ構成する入射側レンズ部５１４１ａ～５１４１ｃ間で比較すると、それぞれの入射側焦点距離ｆ’は略等しいが、有効口径ａｈ３４～ａｈ３６が異なっている。
【0233】
入射側レンズ部５１４１ａ～５１４１ｃの有効口径ａｈ３４～ａｈ３６は、小さい順から、有効口径ａｈ３４～ａｈ３６となっている。すなわち、入射側レンズ部５１４１ａの有効口径ａｈ３４が最も小さく、入射側レンズ部５１４１ｂの有効口径ａｈ３５が次に小さく、入射側レンズ部５０４１ｃの有効口径ａｈ３６が最も大きい。これらの有効口径の違いにより、車両用灯具５０１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の有効口径が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0234】
本変形例においても、光源５０２０Ａ～５０２０Ｃそれぞれの長さ又はマイクロレンズアレイ５１４０Ａ～５１４０Ｃの各有効口径のどちらか一方のみで投影画角を制御するよりも、所望の配光パターンを形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を高めることが可能である。また、光学ユニット５１９０Ａでは、光源の長さが短く投影画角の小さい光源５０２０Ａからの光が入射側レンズ部５１４１ａを通過することで、さらに投影画角が小さくなるため、当該光学ユニット５１９０Ａによる投影像の光度を増加させることが可能になる。なお、出射側レンズ部５１４２ａ～５１４２ｃとは、有効口径を除いて、同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
【0235】
（第９の実施形態の第二変形例）
以下、上述した車両用灯具５０１０の第二変形例を説明する。図４０は、図３６の車両用灯具５０１０の第二変形例を示す模式図である。第二変形例は、第一変形例におけるマイクロレンズアレイ５１４０Ａ～５１４０Ｃに代えて、マイクロレンズアレイ５２４０Ａ～５２４０Ｃを用いた例である。その他の構成は、第一変形例と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
以下、上述した車両用灯具５０１０の第二変形例を説明する。図４０は、図３６の車両用灯具５０１０の第二変形例を示す模式図である。第二変形例は、第一変形例におけるマイクロレンズアレイ５１４０Ａ～５１４０Ｃに代えて、マイクロレンズアレイ５２４０Ａ～５２４０Ｃを用いた例である。その他の構成は、第一変形例と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
【0236】
各光学ユニット５２９０Ａ～５２９０Ｃ間において、マイクロレンズアレイ５２４０Ａ、５２４０Ｂ、５２４０Ｃは、それらを構成する光学系が異なっている。具体的には、マイクロレンズアレイ５２４０Ａ～５２４０Ｃをそれぞれ構成する入射側レンズ部５２４１ａ～５２４１ｃ間で比較すると、それぞれの入射側焦点距離ｆ’、及び、有効口径ａｈ３７～ａｈ３９が異なっている。
【0237】
入射側レンズ部５２４１ａ～５２４１ｃの各入射面における曲率半径は、小さい順から、入射側レンズ部５２４１ａ～５２４１ｃとなっている。すなわち、入射側レンズ部５２４１ａの入射側焦点距離ｆ’が最も小さく、入射側レンズ部５２４１ｂの入射側焦点距離ｆ’が次に小さく、入射側レンズ部５２４１ｃの入射側焦点距離ｆ’が最も大きい。これらの入射側焦点距離ｆ’の違いにより、車両用灯具５０１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の入射側焦点距離ｆ’が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0238】
また、入射側レンズ部５２４１ａ～５２４１ｃの有効口径ａｈ３７～ａｈ３９は、小さい順から、有効口径ａｈ３７～ａｈ３９となっている。すなわち、入射側レンズ部５２４１ａの有効口径ａｈ３７が最も小さく、入射側レンズ部５２４１ｂの有効口径ａｈ３８が次に小さく、入射側レンズ部５２４１ｃの有効口径ａｈ３９が最も大きい。これらの有効口径の違いにより、車両用灯具５０１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の有効口径が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0239】
本変形例では、入射側焦点距離ｆ’及び有効口径ａｈの両方を上記のように構成したことにより、各光学ユニットによるそれぞれの投影像の投影画角の差を、更に大きくすることができる。そのため、所望の配光パターンを更に形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を更に高めることが可能である。また、所定の領域における光度を更に増加させることも可能である。なお、出射側レンズ部５２４２ａ～５２４２ｃは、有効口径を除いて、それぞれ同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
【0240】
（第１０の実施形態）
以下、本開示の第１０の実施形態に係る車両用灯具５１１０の構成を説明する。なお、以下で言及をしない構成については、第９の実施形態で説明した内容を矛盾が生じない範囲で適宜採用することができる。
以下、本開示の第１０の実施形態に係る車両用灯具５１１０の構成を説明する。なお、以下で言及をしない構成については、第９の実施形態で説明した内容を矛盾が生じない範囲で適宜採用することができる。
【0241】
図４１は、第１０の実施形態に係る車両用灯具５１１０の一部の構成を示す模式図である。第１０の実施形態に係る車両用灯具５１１０は、光学ユニット５３９０Ａ～５３９０Ｃを備えている。光学ユニット５３９０Ａは、光源５０２０Ａと、プライマリレンズ５０８０Ａと、マイクロレンズアレイ５３４０Ａとを備えている。光学ユニット５０９０Ｂは、光源５０２０Ｂと、プライマリレンズ５０８０Ｂと、マイクロレンズアレイ５３４０Ｂとを備えている。光学ユニット５０９０Ｃは、光源５０２０Ｃと、プライマリレンズ５０８０Ｃと、マイクロレンズアレイ５３４０Ｃとを備えている。
【0242】
光源５０２０Ａ～５０２０Ｃは、第９の実施形態における光源５０２０Ａ～５０２０Ｃのそれぞれと同様の構成を採用できる。プライマリレンズ５０８０Ａ～５０８０Ｃは、いわゆるアプラナートレンズであり、光源に対する焦点距離ｆがレンズ内で変化せずに一定のコリメートレンズである。
【0243】
プライマリレンズ５０８０Ａ～５０８０Ｃの焦点距離ｆは、小さい順から、プライマリレンズ５０８０Ｃ～５０８０Ａとなっている。すなわち、プライマリレンズ５０８０Ｃの焦点距離ｆが一番小さく、プライマリレンズ５０８０Ｂの焦点距離ｆが次に小さく、プライマリレンズ５０８０Ａの焦点距離ｆが最も大きい。これらの焦点距離ｆの違いにより、車両用灯具５１１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、プライマリレンズの焦点距離ｆが小さいほど、投影画角が大きくなる。
【0244】
本実施形態においても、光源５０２０Ａ～５０２０Ｃそれぞれの長さ又はプライマリレンズ５０８０Ａ～５０８０Ｃの各焦点距離のどちらか一方のみで投影画角を制御するよりも、所望の配光パターンを形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を高めることが可能である。また、光学ユニット５３９０Ａでは、光源の長さが短く投影画角の小さい光源５０２０Ａからの光がプライマリレンズ５０８０Ａを通過することで、さらに投影画角が小さくなるため、当該光学ユニット５３９０Ａによる投影像の光度を増加させることが可能になる。
【0245】
マイクロレンズアレイ５３４０Ａ～５３４０Ｃは、同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。本実施形態では、マイクロレンズアレイ５３４０Ａ～５３４０Ｃが同一のものであったとしても、所望の配光パターンを形成することが可能である。マイクロレンズアレイ５３４０Ａ～５３４０Ｃを同一のものにする場合、例えば、車両用灯具５１１０の製造コストを抑えることができる。
【0246】
（第１０の実施形態の第一変形例）
以下、車両用灯具５１１０の第一変形例を説明する。図４２は、図４１の車両用灯具５１１０の第一変形例を示す模式図である。本変形例では、マイクロレンズアレイ５３４０Ａ～５３４０Ｃ代えて、マイクロレンズアレイ５４４０Ａ～５４４０Ｃを用いている。その他の構成は、第１０の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
以下、車両用灯具５１１０の第一変形例を説明する。図４２は、図４１の車両用灯具５１１０の第一変形例を示す模式図である。本変形例では、マイクロレンズアレイ５３４０Ａ～５３４０Ｃ代えて、マイクロレンズアレイ５４４０Ａ～５４４０Ｃを用いている。その他の構成は、第１０の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
【0247】
各光学ユニット５４９０Ａ～５４９０Ｃ間において、マイクロレンズアレイ５４４０Ａ、５４４０Ｂ、５４４０Ｃは、それらを構成する光学系が異なっている。具体的には、マイクロレンズアレイ５４４０Ａ～５４４０Ｃをそれぞれ構成する入射側レンズ部５４４１ａ～５４４１ｃ間で比較すると、それぞれの有効口径ａｈ４０～ａｈ４２は略等しいが、入射側焦点距離ｆ’が異なっている。
【0248】
入射側レンズ部５４４１ａ～５４４１ｃの各入射面における曲率半径は、小さい順から、入射側レンズ部５４４１ａ～５４４１ｃとなっている。すなわち、入射側レンズ部５４４１ａの入射側焦点距離ｆ’が最も小さく、入射側レンズ部５４４１ｂの入射側焦点距離ｆ’が次に小さく、入射側レンズ部５４４１ｃの入射側焦点距離ｆ’が最も大きい。これらの入射側焦点距離ｆ’の違いにより、車両用灯具５１１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の入射側焦点距離ｆ’が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0249】
本変形例では、光源５０２０Ａ～５０２０Ｃの長さｄ１１～ｄ１３の違い、及び、プライマリレンズ５０８０Ａ～５０８０Ｃの各焦点距離ｆの違いに加えて、さらに、マイクロレンズアレイ５４４０Ａ～５４４０Ｃの入射側焦点距離ｆ’を上記のように構成したことにより、各光学ユニットによるそれぞれの投影像の投影画角の差を、更に大きくすることができる。そのため、所望の配光パターンを更に形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を更に高めることが可能である。また、所定の領域における光度を更に増加させることも可能である。また、各入射側レンズ部の有効口径を変えなくともよいので、マイクロレンズアレイのサイズが大きくなることを抑制でき、省スペース性に寄与できる。なお、出射側レンズ部５４４２ａ～５４４２ｃは、それぞれ同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
【0250】
（第１０の実施形態の第二変形例）
以下、車両用灯具５１１０の第二変形例を説明する。図４３は、図４１の車両用灯具５１１０の第二変形例を示す模式図である。本変形例では、マイクロレンズアレイ５３４０Ａ～５３４０Ｃに代えて、マイクロレンズアレイ５５４０Ａ～５５４０Ｃを用いている。その他の構成は、第１０の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
以下、車両用灯具５１１０の第二変形例を説明する。図４３は、図４１の車両用灯具５１１０の第二変形例を示す模式図である。本変形例では、マイクロレンズアレイ５３４０Ａ～５３４０Ｃに代えて、マイクロレンズアレイ５５４０Ａ～５５４０Ｃを用いている。その他の構成は、第１０の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
【0251】
各光学ユニット５５９０Ａ～５５９０Ｃ間において、マイクロレンズアレイ５５４０Ａ、５５４０Ｂ、５５４０Ｃは、それらを構成する光学系が異なっている。具体的には、マイクロレンズアレイ５５４０Ａ～５５４０Ｃをそれぞれ構成する入射側レンズ部５５４１ａ～５５４１ｃ間で比較すると、それぞれの入射側焦点距離ｆ’は略等しいが、有効口径ａｈ４３～ａｈ４５が異なっている。
【0252】
入射側レンズ部５５４１ａ～５５４１ｃの有効口径ａｈ４３～ａｈ４５は、小さい順から、有効口径ａｈ４３～ａｈ４５となっている。すなわち、入射側レンズ部５５４１ａの有効口径ａｈ４３が最も小さく、入射側レンズ部５５４１ｂの有効口径ａｈ４４が次に小さく、入射側レンズ部５５４１ｃの有効口径ａｈ４５が最も大きい。これらの有効口径の違いにより、車両用灯具５１１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の有効口径が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0253】
本変形例では、光源５０２０Ａ～５０２０Ｃの長さｄ１１～ｄ１３の違い、及び、プライマリレンズ５０８０Ａ～５０８０Ｃの各焦点距離ｆの違いに加えて、さらに、マイクロレンズアレイ５５４０Ａ～５５４０Ｃの各有効口径を上記のように構成したことにより、各光学ユニットによるそれぞれの投影像の投影画角の差を、更に大きくすることができる。そのため、所望の配光パターンを更に形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を更に高めることが可能である。また、所定の領域における光度を更に増加させることも可能である。なお、出射側レンズ部５５４２ａ～５５４２ｃは、有効口径を除いて、それぞれ同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
【0254】
（第１０の実施形態の第三変形例）
以下、車両用灯具５１１０の第三変形例を説明する。図４４は、図４１の車両用灯具５１１０の第三変形例を示す模式図である。本変形例では、マイクロレンズアレイ５３４０Ａ～５３４０Ｃに代えて、マイクロレンズアレイ５６４０Ａ～５６４０Ｃを用いている。その他の構成は、第１０の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
以下、車両用灯具５１１０の第三変形例を説明する。図４４は、図４１の車両用灯具５１１０の第三変形例を示す模式図である。本変形例では、マイクロレンズアレイ５３４０Ａ～５３４０Ｃに代えて、マイクロレンズアレイ５６４０Ａ～５６４０Ｃを用いている。その他の構成は、第１０の実施形態と同一の構成を採用できるため、以下では、変更点についてのみ説明する。
【0255】
各光学ユニット５６９０Ａ～５６９０Ｃ間において、マイクロレンズアレイ５６４０Ａ、５６４０Ｂ、５６４０Ｃは、それらを構成する光学系が異なっている。具体的には、マイクロレンズアレイ５６４０Ａ～５６４０Ｃをそれぞれ構成する入射側レンズ部５６４１ａ～５６４１ｃ間で比較すると、それぞれの入射側焦点距離ｆ’、及び、有効口径ａｈ４６～ａｈ４８が異なっている。
【0256】
入射側レンズ部５６４１ａ～５６４１ｃの各入射面における曲率半径は、小さい順から、入射側レンズ部５６４１ａ～５６４１ｃとなっている。すなわち、入射側レンズ部５６４１ａの入射側焦点距離ｆ’が最も小さく、入射側レンズ部５６４１ｂの入射側焦点距離ｆ’が次に小さく、入射側レンズ部５６４１ｃの入射側焦点距離ｆ’が最も大きい。これらの入射側焦点距離ｆ’の違いにより、車両用灯具５１１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の入射側焦点距離ｆ’が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0257】
また、入射側レンズ部５６４１ａ～５６４１ｃの有効口径ａｈ４６～ａｈ４８は、小さい順から、有効口径ａｈ４６～ａｈ４８となっている。すなわち、入射側レンズ部５６４１ａの有効口径ａｈ４６が最も小さく、入射側レンズ部５６４１ｂの有効口径ａｈ４７が次に小さく、入射側レンズ部５６４１ｃの有効口径ａｈ４８が最も大きい。これらの有効口径の違いにより、車両用灯具５１１０の前方へと投影される投影像の投影画角を光学ユニット毎に異ならせている。そのため、これら画角の異なる投影像を重ね合わせることにより、所望の配光パターンを形成できる。なお、入射側レンズ部の有効口径が大きいほど、投影画角が大きくなる。
【0258】
本変形例では、光源５０２０Ａ～５０２０Ｃの長さｄ１１～ｄ１３の違い、及び、プライマリレンズ５０８０Ａ～５０８０Ｃの各焦点距離ｆの違いに加えて、さらに、各マイクロレンズアレイの入射側焦点距離ｆ’及び有効口径ａｈの両方を上記のように構成したことにより、各光学ユニットによるそれぞれの投影像の投影画角の差を、更に大きくすることができる。そのため、所望の配光パターンを更に形成し易くなっており、光学的な設計の自由度を更に高めることが可能である。また、所定の領域における光度を更に増加させることも可能である。なお、出射側レンズ部５６４２ａ～５６４２ｃは、有効口径を除いて、それぞれ同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
【0259】
上述の車両用灯具５０１０又は５１１０によって形成可能な配光パターンは、図３５に示すものと同様でありうる。図１２は、具体的には、車両用灯具１０又は１１０を車両用の前照灯に適用し、当該前照灯からの照射光によって形成したロービーム用配光パターンＰｔを示した図である。
【0260】
ロービーム用配光パターンＰｔは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁にカットオフラインＣＬ１及びＣＬ２を有している。具体的には、前照灯の正面方向の消点であるＨ－Ｖを鉛直方向に通るＶ－Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が水平方向のカットオフラインＣＬ１として形成され、Ｖ－Ｖ線よりも左側の自車線側部分が斜め方向のカットオフラインＣＬ２として形成されている。また、両者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いる。
【0261】
ロービーム用配光パターンＰｔにおける領域Ｚ１３は、例えば、投影画角が最も大きい光によって照射される部分であり、領域Ｚ１４及びＺ１５よりも光度が低い。領域Ｚ１４は、例えば、投影画角が最も大きい光および投影画角が二番目に大きい光によって照射される部分であり、Ｚ１５よりも光度が低い。領域Ｚ１５は、例えば、投影画角が最も大きい光、投影画角が二番目に大きい光、及び投影画角が最も小さい光によって照射される部分であり、各領域の中で最も光度が高い。
【0262】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【0263】
本出願は、２０１９年９月２４日出願の日本特許出願２０１９－１７３２４３号、日本特許出願２０１９－１７３２４４号、日本特許出願２０１９－１７３２４５、日本特許出願２０１９－１７３２４６、日本特許出願２０１９－１７３２４７、日本特許出願２０１９－１７３２４８、及び日本特許出願２０１９－１７３２４９号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【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16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22A】
【図22B】
【図23】
【図24A】
【図24B】
【図24C】
【図24D】
【図25A】
【図25B】
【図26A】
【図26B】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】