JP2021118119A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクト化を図りつつ、光源の光束利用効率を向上して所望の配光パターンを適切に形成することができる車両用灯具を提供する。【解決手段】第１光源１１と、第１光源１１から出射された光Ｌ１を車両前方に投影してすれ違い用配光パターンＬＰを形成する投影レンズ１７と、第１光源１１から出射された光の一部を遮光し、先端縁１６ａによってすれ違い用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＦを形成するシェード１６と、第１光源１１から出射された光をシェード１６を介して投影レンズ１７に導く第１レンズ導光部２１と、を備え、第１レンズ導光部２１は、入射光を内部で反射させることなく投影レンズ１７に向けて出射する上側レンズ部２２と、入射光を内部で反射させてから投影レンズ１７に向けて出射する下側レンズ部２３と、を有する。【選択図】図３

Description

本開示は、車両用灯具に関する。

従来の車両用灯具は、光源から出射された光を、投影レンズを介して車両前方に投影し、すれ違い用配光パターンを形成する（例えば、特許文献１参照）。

２０１２−１６０４５３号公報

しかしながら、従来の車両用灯具において、光源と投影レンズのレンズ軸との上下方向距離を短くして車両用灯具のコンパクト化を図る場合、光源から出射された光を投影レンズに十分に入射させることができず、光源の光束利用効率が低下する。そのため、すれ違い用配光パターンを適切に形成することが困難になるという問題が生じる。

本開示は、上記の事情に鑑みて為されたもので、コンパクト化を図りつつ、光源の光束利用効率を向上して所望の配光パターンを適切に形成することができる車両用灯具を提供することを目的とする。

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車両前方に投影して所定の配光パターンを形成する投影レンズと、前記光源から出射された光の一部を遮光し、先端縁によって前記配光パターンのカットオフラインを形成するシェードと、前記光源から出射された光を前記シェードを介して前記投影レンズに導くレンズ導光部と、を備え、前記レンズ導光部は、入射光を内部で反射させることなく前記投影レンズに向けて出射する上側レンズ部と、前記入射光を内部で反射させてから前記投影レンズに向けて出射する下側レンズ部と、を有することを特徴としている。

本開示の車両用灯具によれば、コンパクト化を図りつつ、光源の光束利用効率を向上して所望の配光パターンを適切に形成することができる。

実施例１の車両用灯具を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 実施例１の車両用灯具の要部を示す拡大図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 実施例１の車両用灯具によるすれ違い用配光パターンを示す説明図である。 比較例の車両用灯具のレンズ導光部を透過した光を示す説明図である。 実施例１の車両用灯具の第１導光レンズを透過した光を示す説明図である。

以下、本開示の車両用灯具を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

（実施例１）
実施例１の車両用灯具１０の全体構成を図１及び図２に基づいて説明する。

実施例１の車両用灯具１０は、自動車等の車両のヘッドランプやフォグランプ等に用いられる直射タイプの前照灯ユニットである。車両用灯具１０は、車両前部の左右両側に配置され、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る灯室に、上下方向用光軸調整機構や幅方向用光軸調整機構を介して設けられる。以下の説明では、車両用灯具１０において、投影レンズ１７のレンズ軸Ｌａが伸びる方向を前後方向（図面ではＺとする）とし、前後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、前後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。そして、前後方向の前側は、車両前方を指し示す。また、前後方向を規定するレンズ軸Ｌａは、投影レンズ１７における光学的な中心となる軸線であり、車両用灯具１０の照明方向となる。

車両用灯具１０は、図１及び図２に示すように、複数の第１光源１１（光源）と、複数の第２光源１２（図１では不図示、図２では一個のみ示す）と、ヒートシンク部材１３と、第１導光レンズ１４と、第２導光レンズ１５と、シェード１６と、投影レンズ１７と、を備えている。

複数（実施例１では七個）の第１光源１１は、すれ違い用配光パターンＬＰ（所定の配光パターン、図６参照）を形成するための光源であり、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子で構成されている。各第１光源１１は、図１に示すように、平板状の基板１８にそれぞれ実装され、幅方向に沿って整列配置されている。各第１光源１１は、平面発光部から光Ｌ１を出射し、図２に示すように、基板１８と直交する方向に出射光軸Ｌｉが設定されている。各第１光源１１は、点灯制御回路から電力が供給されて適宜点灯される。なお、七個の第１光源１１は、ここでは、上下方向に直交する平面において真ん中に位置する第１光源１１がレンズ軸Ｌａ上に配置され、この第１光源１１を中心に所定の間隔で幅方向に広がっている。ただし、第１光源１１の数や光源間隔は適宜設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。

複数（数は適宜設定可能）の第２光源１２は、走行用配光パターン（不図示）を形成するための光源であり、ＬＥＤ等の発光素子で構成されている。各第２光源１２は、第１光源１１が実装された基板１８に、それぞれ第１光源１１よりも下側の位置に実装され、図示しないが幅方向に整列配置されている。各第２光源１２は、平面発光部から光Ｌ２を出射し、図２に示すように、基板１８と直交する方向に出射光軸Ｌｊが設定されている。各第２光源１２は、点灯制御回路から電力が供給され、一斉又は個別に適宜点灯される。複数の第１光源１１及び複数の第２光源１２は、同一の平板状の基板１８に実装されることで、それぞれの出射光軸Ｌｉ、Ｌｊが平行になっている。

ヒートシンク部材１３は、複数の第１光源１１及び複数の第２光源１２で発生する熱を外部に逃がす放熱部材であり、熱伝導率の高い金属材料や樹脂材料で形成される。ヒートシンク部材１３は、前面１３ａに基板１８が固定され、前面１３ａとは反対側に、板状に形成された複数の放熱フィン１３ｂが並列して設けられている（図１参照）。ここで、ヒートシンク部材１３の前面１３ａは、上部が前側に傾いており、前面１３ａ及び基板１８の法線方向は、前後方向及び上下方向を含む面上で、前後方向に対して伏角とされている。一方、基板１８に実装された第１光源１１及び第２光源１２の各出射光軸Ｌｉ、Ｌｊの傾きは、異なる二つの配光パターン（すれ違い用配光パターン、走行用配光パターン）を適切に形成するため、前後方向に対して伏角で３０°〜５０°の範囲に設定されている。ここで、各出射光軸Ｌｉ、Ｌｊの傾きは、基板１８の前後方向に対する角度が定められることにより設定される。そのため、ヒートシンク部材１３の前面１３ａに対する基板１８の取付角度は、各出射光軸Ｌｉ、Ｌｊの傾きを上記の角度とするように規制される。

第１導光レンズ１４は、複数の第１光源１１から出射された光Ｌ１を投影レンズ１７へ導く導光部材である。第１導光レンズ１４は、透明な樹脂で形成されており、図１に示すように、複数の第１光源１１に個別に対応すると共に、幅方向に間隔を置いて並ぶ複数（実施例１では七個）の第１レンズ導光部２１（レンズ導光部）を有する。各第１レンズ導光部２１は、図示しない連結部により互いに連結されている。各第１レンズ導光部２１の構成については、後述する。

第２導光レンズ１５は、複数の第２光源１２から出射された光Ｌ２を投影レンズ１７へ導く導光部材である。第２導光レンズ１５は、透明な樹脂で形成されており、複数の第２光源１２に個別に対応した複数の第２レンズ導光部３１を有する。各第２レンズ導光部３１は、図２に示すように、第２光源１２と投影レンズ１７との間に延びる長尺な棒形状を呈しており、幅方向に所定の間隔を置いて並列されている。また、各第２レンズ導光部３１は、投影レンズ１７側の端部が一体化され、投影レンズ１７に向けられた幅方向に広がる板形状に形成されている。

各第２レンズ導光部３１は、図２に示すように、第２入射面３４と、導光反射面３５と、第２出射面３６と、を有している。第２入射面３４は、複数の第２光源１２に個別に対向した棒形状の端面であり、第２光源１２の光Ｌ２が入射する。導光反射面３５は、第２レンズ導光部３１における第２入射面３４の近傍（主に棒形状の部分）の下側面である。この導光反射面３５は、第２入射面３４から入射された光Ｌ２を、第２出射面３６へと反射する。なお、導光反射面３５は、第２レンズ導光部３１に入射した光Ｌ２を反射するものであれば、全反射を利用するものでも反射処理を施すものでも他の構成でもよい。さらに、第２レンズ導光部３１では、導光反射面３５以外の反射面を設け、第２入射面３４から入射された光Ｌ２を第２出射面３６に導いてもよく、実施例１の構成に限定されない。第２出射面３６は、第２レンズ導光部３１が一体化された投影レンズ１７に向いた端面であり、導光反射面３５により反射された光Ｌ２を投影レンズ１７へ向けて出射する。

シェード１６は、図２に示すように、第２導光レンズ１５の上に位置し、第１光源１１から第１導光レンズ１４を経る光路と、第２光源１２から第２導光レンズ１５を経る光路との間に設けられている。そして、このシェード１６は、第１光源１１から出射されて第１導光レンズ１４の各第１レンズ導光部２１によって導かれた光Ｌ１の一部を遮り、前側の先端縁１６ａによって、すれ違い用配光パターンＬＰの上縁にカットオフラインＣＦ（図６参照）を形成する。ここで、シェード１６は、図１に示すように、幅方向に伸びる板状に形成され、先端縁１６ａは、上下方向の位置が異なる二つの水平エッジが傾斜エッジで繋ぎ合わされた形状とされている。そのため、カットオフラインＣＦは、二つの水平ラインを傾斜ラインで繋ぎ合わせた形状となる。なお、シェード１６は、先端縁１６ａでカットオフラインＣＦを形成するものであれば、その大き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。

また、シェード１６は、上方に臨む上面１６ｂが反射面とされている。この上面１６ｂは、第１導光レンズ１４で導かれた光Ｌ１を反射し、投影レンズ１７へと進行させる。ここで、シェード１６は、前後方向に対して複数の第１光源１１及び複数の第２光源１２の各出射光軸Ｌｉ、Ｌｊが為す角度の１／２の大きさの伏角とされている。このため、シェード１６は、出射光軸Ｌｉに沿う光Ｌ１を、投影レンズ１７のレンズ軸Ｌａに平行な方向に反射する。さらに、シェード１６は、出射光軸Ｌｉに沿っていない光Ｌ１を、レンズ軸Ｌａと平行に近い方向で反射する。これらのことから、シェード１６は、光Ｌ１を、レンズ軸Ｌａと平行もしくはそれに近い方向で、レンズ軸Ｌａの近傍へと進行させることができる。

投影レンズ１７は、第１光源１１から出射されて第１導光レンズ１４によって導かれた光Ｌ１を車両の前方へ投影し、すれ違い用配光パターンＬＰ（図６参照）を形成する。また、投影レンズ１７は、第２光源１２から出射されて第２導光レンズ１５によって導かれた光Ｌ２を車両の前方へ投影し、図示しない走行用配光パターンを形成する。この投影レンズ１７は、凸レンズによって構成されており、実施例１では出射面１７ａが凸面に形成され、入射面１７ｂが平坦面に形成されている。なお、投影レンズ１７は、全体として凸レンズとされていればよいので、出射面１７ａが平坦面や凹面であったり、入射面１７ｂが凸面や凹面であったりしてもよく、実施例１の構成に限定されない。また、投影レンズ１７は、図示しないレンズホルダに支持されている。レンズホルダは、基板１８に実装された第１光源１１や第２光源１２、第１導光レンズ１４、第２導光レンズ１５およびシェード１６に対し、投影レンズ１７を位置決めした状態で、ヒートシンク部材１３に組み付けられる。

そして、投影レンズ１７は、図２に示すように、レンズ軸Ｌａを中心として、このレンズ軸Ｌａよりも下側に位置する下部領域４１と、レンズ軸Ｌａよりも上側に位置する上部領域４２とが設定されている。ここで、下部領域４１における出射面１７ａの曲率は、上部領域４２における出射面１７ａの曲率より小さく設定されている。そのため、下部領域４１の後側焦点となる下側焦点Ｆｄの焦点距離は、上部領域４２の後側焦点となる上側焦点Ｆｕの焦点距離より長くなる。すなわち、下側焦点Ｆｄは、上側焦点Ｆｕよりも、レンズ軸Ｌａ上で投影レンズ１７から遠い位置に設定され、シェード１６の先端縁１６ａの近傍に位置する。

以下、第１レンズ導光部２１の詳細な構成を図３〜図５に基づいて説明する。

第１レンズ導光部２１は、仮想線２１ａにおいて仮想的に上下方向に二分割したとき、上下方向の上側に位置する上側レンズ部２２と、上側レンズ部２２の下側に位置する下側レンズ部２３と、を有している。なお、仮想線２１ａは、任意に設定することができ、図３に示す位置に限らない。

上側レンズ部２２は、上側入射面２２ａ及び上側出射面２２ｂを有し、上側入射面２２ａから入射した光Ｌ１を、上側レンズ部２２の内部で反射させることなく上側出射面２２ｂを介して投影レンズ１７に向けて出射する。ここで、上側入射面２２ａは、第１光源１１の近傍位置に焦点が設定された曲面に設計されている。一方、上側出射面２２ｂは、投影レンズ１７の下部領域４１の下側焦点Ｆｄの近傍に向けて出射光を出射させる曲面に設計されている。つまり、上側レンズ部２２は、光学的な中心となる軸線であるレンズ軸Ｌｂが、第１光源１１と下側焦点Ｆｄとを結ぶ線分にほぼ一致し、第１光源１１の光Ｌ１を、下側焦点Ｆｄの近傍に集光する集光レンズである。さらに、上側レンズ部２２の上側出射面２２ｂには、図４に示すように、出射光を水平方向に分散する複数のプリズム部Ｐが形成されている。

下側レンズ部２３は、下側入射面２３ａと、下側出射面２３ｂと、内部反射面２３ｃと、を有し、下側入射面２３ａから入射した光Ｌ１を、内部反射面２３ｃで反射してから下側出射面２３ｂを介して投影レンズ１７に向けて出射する。

下側入射面２３ａは、縦断面において、入射光が直交する曲面に設計されている。ここで、「縦断面」とは、上下方向（鉛直方向）及び前後方向を含み、幅方向に直交する断面である。そして、実施例１では、下側入射面２３ａは、図３に示す縦断面で第１光源１１を中心とする円弧を基本とする自由曲面に形成されると共に、図５に示すように、第１光源１１を中心とする円弧に沿った曲面を幅方向（水平方向）に延ばした形状となっている。なお、下側入射面２３ａは、縦断面で入射光が直交する曲面であればよいため、例えば、縦断面で第１光源１１を中心とする球体を基本とする自由曲面に形成されてもよい。

下側出射面２３ｂは、縦断面において、出射光が直交する曲面に設計されている。実施例１では、下側出射面２３ｂは、図３に示す縦断面で投影レンズ１７の下部領域４１の下側焦点Ｆｄを中心とする球体を基本とする自由曲面に形成されている。なお、下側出射面２３ｂは、縦断面で出射光が直交する曲面であればよい。そのため、下側出射面２３ｂは、例えば、縦断面で下側焦点Ｆｄを中心とする円弧を基本とする自由曲面を、幅方向（水平方向）に延ばした形状に形成されてもよい。

内部反射面２３ｃは、入射光を全反射する曲面である。この内部反射面２３ｃは、図３に示す縦断面で見たとき、第１光源１１の近傍位置に第１焦点が設定され、シェード１６の先端縁１６ａの近傍に設定された通過点Ｓの近傍位置に第２焦点が設定された楕円を基本とする自由曲面に形成されている。また、この内部反射面２３ｃは、図３に示すように、ほぼ全面がシェード１６の後端縁１６ｃよりも上側に位置している。これにより、内部反射面２３ｃによって反射した光のほとんどを、シェード１６の上方を通過させることができる。

そして、下側レンズ部２３における光学的な中心となる軸線であるレンズ軸Ｌｃは、第１光源１１と、内部反射面２３ｃ上の任意の位置と、通過点Ｓとを結ぶ線分にほぼ一致し、通過点Ｓを通る。このため、下側レンズ部２３は、第１光源１１の光Ｌ１を通過点Ｓの近傍領域に集光する。

また、通過点Ｓは、シェード１６の先端縁１６ａの近傍位置であって、先端縁１６ａよりも上側の位置に設定されている。一方、上側レンズ部２２の上側出射面２２ｂは、投影レンズ１７の下部領域４１の下側焦点Ｆｄの近傍に向けて出射光を出射するが、下側焦点Ｆｄは、シェード１６の先端縁１６ａの近傍に位置している。このため、上側レンズ部２２のレンズ軸Ｌｂと下側レンズ部２３のレンズ軸Ｌｃとは、図３に示すように、第１レンズ導光部２１の前側であって、シェード１６の先端縁１６ａの近傍位置にて交差する。

以下、実施例１の車両用灯具１０の点灯について説明する。

車両用灯具１０は、灯室に設けられて、コネクタ接続部を介して基板１８に外部コネクタが接続される。車両用灯具１０は、外部コネクタおよびコネクタ接続部を介する点灯制御回路から基板１８に実装された複数の第１光源１１及び複数の第２光源１２へ電力を供給することで、複数の第１光源１１及び複数の第２光源１２を適宜点灯、消灯する。

車両用灯具１０において第１光源１１を点灯させると、第１光源１１から出射された光Ｌ１は、図２に示すように、第１導光レンズ１４の各第１レンズ導光部２１の上側入射面２２ａ及び下側入射面２３ａに入射する。

上側入射面２２ａから入射した光Ｌ１は、上側レンズ部２２を通り、内部反射されることなく上側出射面２２ｂから出射される。その出射光は、下側焦点Ｆｄの近傍領域に集光され、投影レンズ１７により投影される。このとき、上側出射面２２ｂからの出射光は、図６に示すように、第１レンズ導光部２１の上側レンズ部２２ごとに、第１配光領域αｐ１〜αｐ７を形成する。第１配光領域αｐ１〜αｐ７は、いずれもレンズ軸Ｌａの位置（水平線）よりも下側に位置し、幅方向（水平方向）に沿って並ぶ。なお、実施例１では、第１導光レンズ１４が七個の第１レンズ導光部２１を有しているため、七つの第１配光領域αｐ１〜αｐ７が形成される。

一方、下側入射面２３ａから入射した光Ｌ１は、下側レンズ部２３を通り、内部反射面２３ｃで反射して下側出射面２３ｂに向けられ、下側出射面２３ｂから出射される。その出射光は、通過点Ｓの近傍領域に集光され、投影レンズ１７により投影される。このとき、下側出射面２３ｂからの出射光は、図６に示すように、第１レンズ導光部２１の下側レンズ部２３ごとに、第２配光領域βｐ１〜βｐ７を形成する。第２配光領域βｐ１〜βｐ７は、いずれもレンズ軸Ｌａの位置（水平線）よりも下側に位置し、幅方向（水平方向）に沿って並ぶ。なお、実施例１では、第１導光レンズ１４が七個の第１レンズ導光部２１を有しているため、七つの第２配光領域βｐ１〜βｐ７が形成される。

そして、同じ第１レンズ導光部２１を透過した光Ｌ１によって形成された第１配光領域αｐ１〜αｐ７と第２配光領域βｐ１〜βｐ７は、一部が重複し、七個の第１レンズ導光部２１ごとに、それぞれ部分配光領域ｌｐ１〜ｌｐ７が形成される。

ここで、投影レンズ１７のレンズ軸Ｌａ上に配置された第１光源１１に対応し、中央に位置する第１レンズ導光部２１と、その両側に位置する二つの第１レンズ導光部２１の合計三個の第１レンズ導光部２１においては、上側レンズ部２２による第１配光領域αｐ１〜αｐ３が小さく、下側レンズ部２３による第２配光領域βｐ１〜βｐ３が大きい。そして、中央に位置する第１レンズ導光部２１と、その両側に位置する二つの第１レンズ導光部２１を通った光Ｌ１によって形成された部分配光領域ｌｐ１〜ｌｐ３では、第１配光領域αｐ１〜αｐ３が内側に形成され、その周囲を第２配光領域βｐ１〜βｐ３が取り囲む。

一方、幅方向の両端部に位置する二つの第１レンズ導光部２１と、その内側に位置する二つの第１レンズ導光部２１の合計四個の第１レンズ導光部２１においては、上側レンズ部２２による第１配光領域αｐ４〜αｐ７が大きく、下側レンズ部２３による第２配光領域βｐ４〜βｐ７が小さい。そして、幅方向両側に位置する二つの第１レンズ導光部２１と、その内側に位置する二つの第１レンズ導光部２１を通った光Ｌ１によって形成された部分配光領域ｌｐ４〜ｌｐ７では、第２配光領域βｐ４〜βｐ７が内側に形成され、その周囲を第１配光領域αｐ４〜αｐ７が取り囲む。

そして、七つの部分配光領域ｌｐ１〜ｌｐ７は、一部を重ねつつ幅方向（水平方向）に並んで一体に形成され、すれ違い用配光パターンＬＰ（いわゆるロービーム）を形成する。さらに、すれ違い用配光パターンＬＰは、光Ｌ１の一部がシェード１６によって遮られることで、投影レンズ１７によって投影された際、先端縁１６ａに沿ったカットオフラインＣＦが上縁に形成される。

また、車両用灯具１０において第２光源１２を点灯させると、第２光源１２から出射された光Ｌ２は、図２に示すように、第２導光レンズ１５の各第２レンズ導光部３１の第２入射面３４に入射する。各第２レンズ導光部３１では、導光反射面３５が、第２入射面３４から入射した光Ｌ２を第２出射面３６に向けて反射し、この光Ｌ２は、第２出射面３６から投影レンズ１７に向けて出射される。そして、光Ｌ２は、投影レンズ１７へと進行することで、投影レンズ１７により投影され、レンズ軸Ｌａの位置（水平線）よりも上側に走行用配光パターン（いわゆるハイビーム）を形成する。

以下、実施例１の車両用灯具１０の作用を説明する。

実施例１の車両用灯具１０では、すれ違い用配光パターンＬＰを形成するための第１光源１１と、走行用配光パターンを形成するための第２光源１２とが同一の基板１８に実装され、両光源１１、１２の出射光軸Ｌｉ、Ｌｊが平行にされている。そのため、異なる二つの配光パターン（すれ違い用配光パターンＬＰ、走行用配光パターン）を適切に形成するために、各出射光軸Ｌｉ、Ｌｊの傾きを前後方向に対して伏角で３０°〜５０°の範囲に設定する必要があり、基板１８の取付角度が規制される。また、第１光源１１と投影レンズ１７との間には、先端縁１６ａによってすれ違い用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＦを形成するシェード１６が配置されている。さらに、第１光源１１とシェード１６との間には、第１光源１１からの光をシェード１６の先端縁１６ａの近傍領域に導く第１レンズ導光部２１が配置されている。

ここで、図７に示す比較例の車両用灯具のように、第１光源１１から出射された光Ｌ１（図７では不図示）をシェード１６の先端縁１６ａの近傍領域に導く導光部材として、入射光を内部反射させることなく出射するレンズ導光部１００を適用する場合を考える。この場合において、シェード１６の先端縁１６ａの近傍領域（例えば、投影レンズ１７の下部領域４１の下側焦点Ｆｄの近傍）に第１光源１１の光を集光する際、第１光源１１の高い光束利用効率を担保するには、図７に示すように、下側焦点Ｆｄの上方に第１光源１１を配置する必要がある。つまり、第１光源１１からの光がシェード１６に遮られないよう、第１光源１１の出射光軸Ｌｉが、第１光源１１から下側焦点Ｆｄに向かって次第に下がるよう設定しなければならない。

これに対し、車両用灯具のコンパクト化を図るため、例えば、図７において破線で示すように、前後方向に対する出射光軸Ｌｉの傾きを維持したまま第１光源１１と投影レンズ（ここでは不図示）のレンズ軸Ｌａとの上下方向距離を短くする。この場合、第１光源１１の出射光軸Ｌｉは、下側焦点Ｆｄよりも下方の領域に向かってしまう。そのため、第１光源１１の前方に配置したレンズ導光部１００の下部を通った光は、シェード１６の下方から下側焦点Ｆｄに向かって進行することになり、第１光源１１からの光がシェード１６に遮られやすくなる。そして、第１光源１１の光をシェード１６の先端縁１６ａの近傍領域に集光することが難しくなり、第１光源１１の光を投影レンズに十分に入射させることができず、第１光源１１の光束利用効率が低下する。この結果、すれ違い用配光パターンＬＰの照度が下がって、適切なパターンを形成できなくなると想定される。

なお、第１光源１１の出射光軸Ｌｉの傾きを前後方向に対して伏角で３０°〜５０°の範囲よりも小さくすれば、入射光を内部反射させることなく出射するレンズ導光部１００を適用しても、車両用灯具のコンパクト化を図りつつ、第１光源１１の光を投影レンズに十分入射させることが可能と考えられる。しかし、この場合では、第１光源１１と同一の基板１８に実装された第２光源１２による走行用配光パターンを適切に形成できなくなる。

これに対し、実施例１の車両用灯具１０では、第１光源１１から出射された光Ｌ１を投影レンズ１７に導く第１レンズ導光部２１が、入射光を内部で反射させることなく出射する上側レンズ部２２と、入射光を内部で反射させてから出射する下側レンズ部２３と、を有している。

そのため、上側レンズ部２２に入射した光Ｌ１ａは、図８に示すように、上側レンズ部２２の内部を反射することなく進行し、上側出射面２２ｂから出射される。一方、下側レンズ部２３に入射した光Ｌ１ｂは、内部反射面２３ｃによって下側レンズ部２３の内部で反射する。このため、下側レンズ部２３に入射した光Ｌ１ｂは、下側出射面２３ｂよりも第１光源１１に近い位置で屈曲されて、下側出射面２３ｂから出射される。よって、下側レンズ部２３に入射した光Ｌ１ｂは、入射光を内部反射させることなく出射するレンズ導光部１００を適用する場合と比較して、投影レンズ１７のレンズ軸Ｌａに対してより平行に近い角度で光Ｌ１ｂを照射することができる。

これにより、上側レンズ部２２に入射した光Ｌ１ａが集光される領域の近傍に、下側レンズ部２３に入射した光Ｌ１ｂを集光させることが可能となり、光Ｌ１ｂがシェード１６によって遮られることを抑制できる。この結果、第１光源１１を投影レンズ１７のレンズ軸Ｌａに近づけて車両用灯具１０のコンパクト化を図りつつ、投影レンズ１７に第１光源１１から出射された光Ｌ１を十分に入射させることができる。よって、第１光源１１の光束利用効率を向上させ、適切なすれ違い用配光パターンＬＰを形成することができる。

また、実施例１の車両用灯具１０では、上側レンズ部２２のレンズ軸Ｌｂと下側レンズ部２３のレンズ軸Ｌｃとは、図３に示すように、第１レンズ導光部２１の前側であって、シェード１６の先端縁１６ａの近傍位置において交差する。そのため、上側レンズ部２２によって導かれる光Ｌ１ａと、下側レンズ部２３によって導かれる光Ｌ１ｂとをほぼ同一の領域に集めることができる。これにより、第１レンズ導光部２１を通過した光Ｌ１の集光領域を縮小することが可能となる。

また、実施例１の車両用灯具１０では、図３に示すように、下側レンズ部２３のレンズ軸Ｌｃが、カットオフラインＣＦを規定するシェード１６の先端縁１６ａの上側近傍位置に設定された通過点Ｓを通るように設定されている。

そのため、下側レンズ部２３によって投影レンズ１７に導かれる光Ｌ１ｂが照射される領域を、すれ違い用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＦに近づけることができる。この結果、すれ違い用配光パターンＬＰが不要に広がることを抑制し、すれ違い用配光パターンＬＰの中央付近の光度の向上を図ることが可能となる。

また、下側レンズ部２３のレンズ軸Ｌｃの設定基準となる通過点Ｓを、シェード１６の先端縁１６ａの上側に設定したことで、下側レンズ部２３によって投影レンズ１７に導かれる光Ｌ１ｂをシェード１６によって遮られにくくし、第１光源１１の光Ｌ１を投影レンズ１７にさらに入射させることができる。

さらに、下側レンズ部２３の内部反射面２３ｃは、第１光源１１の近傍位置に第１焦点が設定され、通過点Ｓの近傍位置に第２焦点が設定された楕円を基本とする自由曲面に形成されている。そのため、第１光源１１から出射された光Ｌ１を内部反射面２３ｃで反射した際、通過点Ｓの近傍位置に向けて反射することができ、シェード１６によって遮られにくい領域に適切に導くことができる。

しかも、下側レンズ部２３の下側入射面２３ａは、縦断面で入射光が直交する曲面であり、下側レンズ部２３の下側出射面２３ｂは、縦断面で出射光が直交する曲面である。そのため、内部反射面２３ｃに向かう光が下側入射面２３ａで屈曲したり、内部反射面２３ｃで反射した光が下側出射面２３ｂで屈折させられることが少ない。これにより、第１光源１１から出射した光をより適切に通過点Ｓに向けて進行させることができる。

そして、実施例１の車両用灯具１０では、第１レンズ導光部２１の上側レンズ部２２が、第１光源１１の近傍位置に焦点が設定される上側入射面２２ａと、出射光を投影レンズ１７の下部領域４１の下側焦点Ｆｄの近傍位置に向けて出射させる上側出射面２２ｂと、を有している。これにより、上側レンズ部２２に入射した第１光源１１の光Ｌ１ａを、投影レンズ１７の下側焦点Ｆｄの近傍位置へと進行させることができ、投影レンズ１７へと適切に光を導くことができる。よって、第１光源１１の光束利用効率をさらに向上させることができる。

また、上側レンズ部２２の上側出射面２２ｂには、図４に示すように、出射光を水平方向に分散するプリズム部Ｐが形成されている。これにより、上側レンズ部２２から出射する光Ｌ１ａによる照射面積を水平方向に広げることが可能となる。このため、すれ違い用配光パターンＬＰを幅方向（水平方向）に拡大して投影することができる。

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。

実施例１では、第１レンズ導光部２１の上側レンズ部２２が、第１光源１１の近傍位置に焦点が設定される上側入射面２２ａと、出射光を投影レンズ１７の下部領域４１の下側焦点Ｆｄ近傍に向けて出射させる上側出射面２２ｂと、を有する例を示した。また、実施例１では、第１レンズ導光部２１の下側レンズ部２３が、縦断面で入射光が直交する下側入射面２３ａ及び出射光が直交する下側出射面２３ｂを有すると共に、第１光源１１の近傍位置に第１焦点が設定され、シェード１６の先端縁１６ａの近傍に設定した通過点Ｓの近傍位置に第２焦点が設定された内部反射面２３ｃを有する例を示した。

しかしながら、第１レンズ導光部２１の上側レンズ部２２や下側レンズ部２３の光学的な設計は実施例１に限定されるものではない。上側レンズ部２２や下側レンズ部２３の光学的な設計は、上側レンズ部２２によって、入射光を内部で反射させることなく投影レンズ１７に向けて出射し、下側レンズ部２３によって入射光を内部で反射させてから投影レンズ１７に向けて出射して、車両前方にすれ違い用配光パターンＬＰを適切に形成するように任意に設計することができる。

また、実施例１では、第１光源１１及び第２光源１２を同一の基板１８に実装し、単一の車両用灯具１０によってすれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンを形成する例を示したが、これに限らない。例えば、第１光源１１と第２光源１２とを異なる基板に実装し、第１光源１１の出射光軸Ｌｉと第２光源１２の出射光軸Ｌｊとを平行に設定しなくてもよい。また、すれ違い用配光パターンＬＰのみを形成する車両用灯具や、走行用配光パターンのみを形成する車両用灯具であっても、本開示を適用することができる。

さらに、実施例１の車両用灯具１０では、投影レンズ１７によって、第１光源１１が出射した光Ｌ１ですれ違い用配光パターンＬＰ（いわゆるロービーム）を形成する例を示したが、これに限らない。第１光源１１が出射した光Ｌ１を、内部反射させずに出射する上側レンズ部２２と、内部反射させてから出射する下側レンズ部２３を有する第１レンズ導光部２１によって投影レンズ１７へと導き、走行用配光パターン（いわゆるハイビーム）を形成してもよい。

また、実施例１では、上側レンズ部２２の上側出射面２２ｂに、出射光を水平方向に分散するプリズム部Ｐが形成されている例を示した。しかしながら、すれ違い用配光パターンＬＰを水平方向に拡大して投影することができればよい。そのため、出射光を水平方向に分散するプリズム部Ｐを下側レンズ部２３の下側出射面２３ｂに形成してもよいし、上側出射面２２ｂ及び下側出射面２３ｂの双方にプリズム部Ｐを形成してもよい。

また、実施例１では、第１導光レンズ１４の七個の第１レンズ導光部２１を有し、その各第１レンズ導光部２１を、幅方向で間隔を置いて並列すると共に、図示しない連結部により互いに連結する例を示した。しかしながら、第１導光レンズ１４は、複数の第１光源１１に個別に対応する第１レンズ導光部２１を有するものであれば、実施例１の構成に限定されない。すなわち、第１レンズ導光部２１を連結することなく、間隔をあけて配置してもよい。

１０ 車両用灯具
１１ 第１光源（光源）
１４ 第１導光レンズ
２１ 第１レンズ導光部（レンズ導光部）
２２ 上側レンズ部
２２ａ 上側入射面
２２ｂ 上側出射面
Ｌｂ レンズ軸
２３ 下側レンズ部
２３ａ 下側入射面
２３ｂ 下側出射面
２３ｃ 内部反射面
Ｌｃ レンズ軸
１６ シェード
１６ａ 先端縁
１７ 投影レンズ
Ｌａ レンズ軸
４１ 下部領域
４２ 上部領域
Ｆｄ 下側焦点
Ｓ 通過点
Ｐ プリズム部
ＬＰ すれ違い用配光パターン（所定の配光パターン）
ＣＬ カットオフライン

Claims (7)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光を車両前方に投影して所定の配光パターンを形成する投影レンズと、
   前記光源から出射された光の一部を遮光し、先端縁によって前記配光パターンのカットオフラインを形成するシェードと、
   前記光源から出射された光を前記シェードを介して前記投影レンズに導くレンズ導光部と、を備え、
   前記レンズ導光部は、
   入射光を内部で反射させることなく前記投影レンズに向けて出射する上側レンズ部と、
   前記入射光を内部で反射させてから前記投影レンズに向けて出射する下側レンズ部と、
   を有することを特徴とする車両用灯具。
2. 請求項１に記載の車両用灯具において、
   前記上側レンズ部のレンズ軸と前記下側レンズ部のレンズ軸とが交差する
   ことを特徴とする車両用灯具。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具において、
   前記下側レンズ部のレンズ軸は、前記シェードの先端縁の上側近傍位置に設定された通過点を通る
   ことを特徴とする車両用灯具。
4. 請求項３に記載の車両用灯具において、
   前記下側レンズ部は、前記光源の近傍位置に第１焦点が設定され、前記通過点の近傍位置に第２焦点が設定された内部反射面を有する
   ことを特徴とする車両用灯具。
5. 請求項４に記載の車両用灯具において、
   前記下側レンズ部は、鉛直方向において、縦断面で前記入射光が直交する下側入射面と、前記縦断面で出射光が直交する下側出射面と、を有する
   ことを特徴とする車両用灯具。
6. 請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の車両用灯具において、
   前記投影レンズは、レンズ軸を中心として下部領域と上部領域とが設定され、
   前記上側レンズ部は、前記光源の近傍位置に焦点が設定される上側入射面と、出射光を前記下部領域の焦点の近傍位置に向けて出射させる上側出射面と、を有する
   ことを特徴とする車両用灯具。
7. 請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の車両用灯具において、
   前記上側レンズ部の上側出射面又は前記下側レンズ部の下側出射面の少なくとも一方は、出射光を水平方向に分散させるプリズム部が形成されている
   ことを特徴とする車両用灯具。

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