JP5457925B2

JP5457925B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP5457925B2
Application number: JP2010098544A
Authority: JP
Inventors: 竜太郎大和田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-04-22
Also published as: JP2011228196A

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

特許文献１に記載されたダイレクトプロジェクション型灯具では、凸レンズ（１２）が発光素子（１４）の前方に配設され、発光素子（１４）から発した光が凸レンズ（１２）によって直接前方に投影される。この凸レンズ（１２）は、発光素子（１４）から発した光を鉛直面内においては略平行光として出射させるとともに、水平面内においては拡散光として出射させるように構成されている。そのため、前方の仮想スクリーンには、左右方向に延びた配光パターン（ＰＡ）が形成される（特許文献１の図４等参照）。

特開２００７−３３５３０１号公報

しかし、配光パターン（ＰＡ）とその下側の領域との間に大きな明暗差が生じ、ドライバーがその明暗差を道路上の段差と誤認してしまう。
また、特許文献１に記載の技術では、鉛直方向（上下方向）の照射領域が限られるため、配光パターン（ＰＡ）の下側の領域が暗いことから、手前側の視認性が良くない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、明暗差を解消できるようにするとともに、手前側の視認性を向上できるようにすることである。

以上の課題を解決するため、本発明に係る車両用灯具は、前向きに設置されるとともに、正面から見て水平に設けられた下辺と、正面から見て自車線側の側辺と、前記下辺と前記側辺が交差した角とを有した発光素子と、前記発光素子の前記角から前方に延びた光軸上に配設され、前記発光素子から発した光を前方に投影する投影レンズと、を備え、前記投影レンズが、前記発光素子から発した光が入射される後ろ側の入射面と、前記入射面に入射した入射光を前方に出射させる前側の出射面と、を有し、前記出射面が、自車線側の領域の第一屈折面と、対向車線側の領域の第二屈折面と、前記第一屈折面と前記第二屈折面との間の領域の第三屈折面と、から構成され、前記出射面が、前記発光素子から発して前記入射面に入射した光線を左右両側に拡散するよう出射させ、前記第一屈折面が、前記光軸を通る水平面を上限としてそれよりも下方の領域のうち、前記光軸を通る鉛直面よりも自車線側の所定位置を限界としてそれよりも自車線側の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記入射面に入射した光線を出射させ、前記第二屈折面が、前記光軸を通る水平面よりも下方の所定位置を上限としてそれよりも下方の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記入射面に入射した光線を出射させ、前記第三屈折面が、前記第一屈折面による照射領域の上限の前記光軸寄りの端から前記第二屈折面による照射領域の上限まで斜めに下る線分を上限としてそれよりも下方の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記入射面に入射した光線を出射させ、前記第一屈折面が、前記発光素子から発して前記第一屈折面から出射する光線の水平面を基準とした下への偏向角を、前記光軸から当該光線が上下に離れるにつれて漸次大きくし、前記第二屈折面が、前記発光素子から発して前記第二屈折面から出射する光線の水平面を基準とした下への偏向角を、前記光軸から当該光線が上下に離れるにつれて漸次大きくし、前記第三屈折面が、前記発光素子から発して前記第三屈折面から出射する光線の水平面を基準とした下への偏向角を、前記光軸から当該光線が上下に離れるにつれて漸次大きくすることとした。

好ましくは、前記投影レンズが、前記入射面及び前記出射面の外周に設けられたプリズム部を有し、前記プリズム部が、前記発光素子から発した光が入射される後ろ側のプリズム入射面と、前記プリズム入射面に入射した入射光を前方に出射させる前側のプリズム出射面と、を有し、前記プリズム出射面が、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を左右両側に拡散するよう出射させるとともに、前記プリズム出射面が、前記光軸を通る水平面よりも下方の所定位置を上限としてそれよりも下方の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させることとした。

好ましくは、前記投影レンズが、前記入射面及び前記出射面の外周に設けられたプリズム部を有し、前記プリズム部が、前記発光素子から発した光が入射される後ろ側のプリズム入射面と、前記プリズム入射面に入射した入射光を前方に出射させる前側のプリズム出射面と、を有し、前記プリズム出射面が、自車線側の領域の第四屈折面と、対向車線側の領域の第五屈折面と、から構成され、前記プリズム出射面が、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を左右両側に拡散するよう出射させ、前記第四屈折面が、前記光軸を通る水平面を上限としてそれよりも下方の領域のうち、前記光軸を通る鉛直面よりも自車線側の所定位置を限界としてそれよりも自車線側の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させ、前記第五屈折面が、前記光軸を通る水平面よりも下方の所定位置を上限としてそれよりも下方の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させることとした。

好ましくは、前記投影レンズが、前記入射面及び前記出射面の外周に設けられたプリズム部を有し、前記プリズム部が、前記発光素子から発した光が入射される後ろ側のプリズム入射面と、前記プリズム入射面に入射した入射光を前方に出射させる前側のプリズム出射面と、を有し、前記プリズム出射面が、自車線側の領域の第四屈折面と、対向車線側の領域の第五屈折面と、前記第四屈折面と前記第五屈折面との間の領域の第六屈折面と、から構成され、前記プリズム出射面が、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を左右両側に拡散するよう出射させ、前記第四屈折面が、前記光軸を通る水平面を上限としてそれよりも下方の領域のうち、前記光軸を通る鉛直面よりも自車線側の所定位置を限界としてそれよりも自車線側の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させ、前記第五屈折面が、前記光軸を通る水平面よりも下方の所定位置を上限としてそれよりも下方の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させ、前記第六屈折面が、前記第四屈折面による照射領域の上限の前記光軸寄りの端から前記第第五屈折面による照射領域の上限まで斜めに下る線分を上限としてその下方領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させることとした。

本発明によれば、第一屈折面が、発光素子から発してその第一屈折面から出射する光線の水平面を基準とした下への偏向角を、光軸から上下に離れるにつれて漸次大きくし、第二屈折面が、発光素子から発して第二屈折面から出射する光線の水平面を基準とした下への偏向角を、光軸から上下に離れるにつれて漸次大きくし、更に、第三屈折面が、発光素子から発して第三屈折面から出射する光線の水平面を基準とした下への偏向角を、光軸から上下に離れるにつれて漸次大きくするので、下に延びるような配光パターンを形成することができる。そのため、顕著な明暗差を解消することができるとともに、手前側の視認性を向上することができる。
また、第一屈折面から出射した光線によって、光軸を通る水平面に沿った明暗境界線が前方の自車線側に形成される。第二屈折面から出射した光線によって、光軸を通る水平面よりも下側の水平面に沿った明暗境界線が前方の対向車線側に形成される。また、第三屈折面から出射した光線によって、自車線側の明暗境界線から対向車線側の明暗境界線に斜めに下った明暗境界線が前方の光軸近傍に形成される。

本発明の第一実施形態の車両用灯具の斜視図である。同実施形態の車両用灯具の正面図である。図２に示されたIII−IIIに沿った面の矢視断面図である。図２に示されたIV−IVに沿った面の矢視断面図である。同実施形態の車両用灯具を模式的に示した斜視図である。同実施形態の車両用灯具における光線の軌跡を上から見て示した水平断面図である。同実施形態の車両用灯具における光線の軌跡を横から見て示した鉛直断面図である。同実施形態の車両用灯具における光線の軌跡を横から見て示した鉛直断面図である。同実施形態の車両用灯具における光線の軌跡を横から見て示した鉛直断面図である。同実施形態の車両用灯具の凸レンズ部の一部により仮想スクリーンに投影される光源像を模式的に示した斜視図である。同実施形態の車両用灯具の凸レンズ部の一部により仮想スクリーンに投影される光源像を模式的に示した斜視図である。同実施形態の車両用灯具の凸レンズ部の一部により仮想スクリーンに投影される光源像を模式的に示した斜視図である。同実施形態の車両用灯具の凸レンズ部により仮想スクリーンに投影される光源像を模式的に示した斜視図である。同実施形態の車両用灯具の凸レンズ部により仮想スクリーンに形成される配光パターンを模式的に示した斜視図である。同実施形態の車両用灯具の凸レンズ部の一部により仮想スクリーンに形成される配光パターンを模式的に示した斜視図である。同実施形態の車両用灯具の凸レンズ部の一部により仮想スクリーンに形成される配光パターンを模式的に示した斜視図である。同実施形態の車両用灯具の凸レンズ部の一部により仮想スクリーンに形成される配光パターンを模式的に示した斜視図である。同実施形態の車両用灯具のプリズム部により仮想スクリーンに形成される配光パターンを模式的に示した図である。本発明の第二実施形態の車両用灯具の斜視図である。同実施形態の車両用灯具の正面図である。同実施形態の車両用灯具のプリズム部により仮想スクリーンに形成される配光パターンを模式的に示した図である。本発明の第三実施形態の車両用灯具の斜視図である。同実施形態の車両用灯具の正面図である。同実施形態の車両用灯具のプリズム部により仮想スクリーンに形成される配光パターンを模式的に示した図である。

以下に、本発明を実施するための形態に係る車両用灯具について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
また、以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」は、それぞれ、ダイレクトプロジェクション型灯具が装備された車両の「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」である。従って、後ろから前に向かって見て（いわゆる車内のドライバー視点で）、左右の向きを定める。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１の斜視図である。図２は、車両用灯具１の正面図である。図３は、図２に示されたIII−III線に沿った面の矢視断面図である。図４は、図２に示されたIV−IV線に沿った面の矢視断面図である。図５は、車両用灯具１を模式的に示した斜視図である。

車両用灯具１としての光軸Ａｘは所定の基準点Ｐを通っている。その光軸Ａｘを水平面に対して平行にして車両用灯具１を車両に装備したものとして、車両用灯具１について具体的に説明する。光軸Ａｘは、基準点Ｐから水平面に沿って前方に延びる仮想的な直線である。光軸Ａｘに沿う方向が前後方向であり、光軸Ａｘに直交するとともに水平面に沿う方向が左右方向であり、光軸Ａｘに直交するとともに鉛直面に沿う方向が上下方向である。光軸Ａｘを通る水平面を基準水平面といい、光軸Ａｘを通る鉛直面を基準鉛直面という。
この車両用灯具１は、左側通行用ロービームに用いられる車両用前照灯である。従って、右側が対向車線側であり、左側が自車線側である。

この車両用灯具１は、支持プレート１０、放熱フィン２０、レンズホルダ３０、発光素子４０及び投影レンズ５０等を備える。この車両用灯具１は、発光素子４０から発した直接光を投影レンズ５０によって前方に投影するダイレクトプロジェクション型灯具である。

支持プレート１０は、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って配置されている。支持プレート１０の後面には、複数の放熱フィン２０が凸設されている。

発光素子４０は発光ダイオードであって、基板４１上に実装されている。この発光素子４０は、支持プレート１０の前面側に設けられている。具体的には、基板４１がネジ、接着剤その他の固定部材によって支持プレート１０の前面に接合され、発光素子４０が前向きに設置されている。正面から見て、この発光素子４０は、短辺４３，４５及び長辺４２，４４を有する長方形に設けられている。発光素子４０の長辺４２，４４が水平面に対して平行に設けられ、発光素子４０の短辺４３，４５が鉛直面に対して平行に設けられている。正面から見て自車線側の短辺４３が基準鉛直面に重なり、下の長辺４４が基準水平面に重なり、短辺４３と長辺４４が交差する角４６が基準点Ｐに重なっている。光軸Ａｘは、その角４６から水平面に沿って前方に延びている。

支持プレート１０の前面であって発光素子４０の周囲には、レンズホルダ３０が取り付けられている。一方、投影レンズ５０の周縁部には脚部５９が設けられ、脚部５９が後方に延出し、脚部５９の突端が支持プレート１０との間にレンズホルダ３０を挟持した状態で支持プレート１０に取り付けられている。なお、支持プレート１０とレンズホルダ３０が一体となった部品であってもよい。

投影レンズ５０は光軸Ａｘ上に配設されている。投影レンズ５０は、複数に区分けされた出射面を有する凸レンズである。この投影レンズ５０は、中央部に設けられた凸レンズ部５８と、凸レンズ部５８の外周において凸レンズ部５８と同心状に設けられたプリズム部６０と、を有する。凸レンズ部５８は、発光素子４０から発した直接光が入射される後ろ側の入射面５１と、入射面５１に入射した入射光を前方に出射させる前側の出射面５２と、を有する。後ろ側の入射面５１は球面状の凹面である。出射面５２は、非球面（自由曲面）状の凸面である。

出射面５２は、基準鉛直面よりも自車線側（左側）の領域の第一屈折面５３と、基準鉛直面よりも対向車線側（右側）の領域の第二屈折面５４と、第一屈折面５３と第二屈折面５４との間の領域の第三屈折面５５と、から構成されている。正面から見て、第二屈折面５４の自車線側の縁が基準鉛直面に重なっており、第三屈折面５５の対向車線側の縁も基準鉛直面に重なっている。第三屈折面５５の自車線側の縁が基準鉛直面よりも僅かに自車線側（左側）に位置している。第三屈折面５５の自車線側の縁と第一屈折面５３の対向車線側の縁が重なっており、それらの縁が基準鉛直面に対して平行に設けられている。

プリズム部６０は、発光素子４０から発した直接光が入射される後ろ側のプリズム入射面６１と、プリズム入射面６１に入射した入射光を前方に出射させる前側のプリズム出射面６２と、を有する。プリズム入射面６１は円球面状の凹面であり、プリズム入射面６１と入射面５１が面一に設けられている。プリズム出射面６２は非球面状の凸面である。

図６は、図２に示されたII−IIに沿った水平断面を上から見た場合、発光素子４０の所定点（例えば、基準点Ｐ）から発した光線の軌跡を示したものである。光線は二点鎖線で表されている。図６に示すように、出射面５２は、水平面内において、発光素子４０の所定点から発して入射面５１に入射した入射光線を左右両側に拡散するよう出射させる。

図７は、第一屈折面５３を通る鉛直断面を横から見た場合、発光素子４０の所定点（例えば、基準点Ｐ）から発した光線の軌跡を示したものである。図８は、第二屈折面５４を通る鉛直断面を横から見た場合、発光素子４０の所定点（例えば、基準点Ｐ）から発した光線の軌跡を示したものである。図９は、第三屈折面５５を通る鉛直断面を横から見た場合、発光素子４０の所定点（例えば、基準点Ｐ）から発した光線の軌跡を示したものである。図７〜図９において、二点鎖線は、発光素子４０の所定点から発した光線を示す。図７〜図９に示すように、投影レンズ５０の出射面５２は、鉛直面内において、発光素子４０の所定点から発して入射面５１に入射した入射光線を水平面より上方に出射させず、入射光線の一部を水平面より下方に出射させ、残りの一部を水平面に沿って出射させる。
具体的には、図７に示すように、出射面５２のうち自車線側の第一屈折面５３は、鉛直面内において、発光素子４０の所定点から発して入射面５１に入射した入射光線を水平面よりも上方に出射させず、入射光線の一部を水平面よりも下方に出射させ、残りの一部を水平面に沿って出射させる。図８に示すように、出射面５２のうち対向車線の第二屈折面５４は、鉛直面内において、発光素子４０の所定点から発して入射面５１に入射した入射光線を水平面よりも上方に出射させず、その入射光線を水平面よりも下方に出射させる。図９に示すように、出射面５２のうち中央部の第三屈折面５５は、鉛直面内において、発光素子４０の所定点から発して入射面５１に入射した入射光線を水平面よりも上方に出射させず、その入射光線を水平面よりも下方に出射させる。

また、図７、図８に示すように、第二屈折面５４は、第一屈折面５３に比べて、発光素子４０から発して入射面５１に入射した入射光を、より下方に偏向させるよう出射させる。

また、図７に示すように、発光素子４０の所定点から発して第一屈折面５３から出射する出射光線については、水平面を基準とした第一屈折面５３による下への出射光線の偏向角は、光軸Ａｘから上下に離れるにつれて漸次大きくなる。同様に、図８に示すように、発光素子４０の所定点から発して屈折面５４から出射する出射光線については、水平面を基準とした第二屈折面５４による下への出射光線の偏向角は、光軸Ａｘから上下に離れるにつれて漸次大きくなる。同様に、図９に示すように、発光素子４０の所定点から発して屈折面５４から出射する出射光線については、水平面を基準とした第三屈折面５５による下への出射光線の偏向角は、光軸Ａｘから上下に離れるにつれて漸次大きくなる。

図１０は、凸レンズ部５８の入射面５１及び第一屈折面５３によって仮想スクリーンに投影される光源像を示したものである。図１１は、凸レンズ部５８の入射面５１及び第二屈折面５４によって仮想スクリーンに投影される光源像を示したものである。図１２は、凸レンズ部５８の入射面５１及び第三屈折面５５によって仮想スクリーンに投影される光源像を示したものである。図１３は、図１０〜図１２に示された光源像を合成したものである。ここで、図１０〜図１２では、屈折面５３〜５５のうち基準水平面やその近傍で投影される光源像を示す。仮想スクリーンとは、車両用灯具１から前方に所定距離離れているとともに光軸Ａｘに対して直交する仮想的な面である。図１０〜図１３において、線Ｈは、仮想スクリーンと基準水平面との交線であり、線Ｖは、仮想スクリーンと基準鉛直面との交線である。

図１０〜図１３に示すように、凸レンズ部５８全体によって、発光素子４０の反転投影像Ｉが左右方向に配列されるようにして仮想スクリーンに投影される。これは、発光素子４０の所定点から発した光線が、水平面内において、出射面５２によって左右両側に拡散するよう出射するためである。

図示は省略するが、凸レンズ部５８によって、発光素子４０の反転投影像Ｉが、Ｈ線の下において上下方向に配列されるよう仮想スクリーンに投影される。発光素子４０の反転投影像Ｉの投影箇所は、凸レンズ部５８のうち基準水平面近傍部分によってはＨ線近傍であり、基準水平面から上下に離れるにつれてＨ線から下に漸次離れていく。これは、発光素子４０の所定点から発した光線については、水平面を基準とした屈折面５３〜５５による下への出射光線の偏向角が、光軸Ａｘから上下に離れるにつれて漸次大きくなるためである。

図１０に示すように、入射面５１と第一屈折面５３の組合せは、線Ｖよりも僅かに自車線側（左側）の鉛直線Ｖ１よりも自車線側（左側）であって、線Ｈよりも下側の領域内に、発光素子４０の反転投影像Ｉを投影する。入射面５１と第一屈折面５３の組合せは、鉛直線Ｖ１よりも対向車線側や線Ｈよりも上側には、発光素子４０の反転投影像Ｉを投影しない。入射面５１と第一屈折面５３の組合せによって投影される発光素子４０の反転投影像Ｉのうち最も上に投影されたものの上縁が線Ｈに揃っており、その上縁は発光素子４０の下側長辺４４を投影したものである。なお、鉛直線Ｖ１と線Ｖの交点を交点Ｅ１という。

図１１に示すように、入射面５１と第二屈折面５４の組合せは、線Ｈよりも僅かに下側の水平線Ｈ１よりも下側に、発光素子４０の反転投影像Ｉを投影する。入射面５１と第二屈折面５４の組合せは、水平線Ｈ１よりも上側には、発光素子４０の反転投影像Ｉを投影しない。また、入射面５１と第二屈折面５４の組合せによって投影される発光素子４０の反転投影像Ｉのうち最も上に投影されたものの上縁が水平線Ｈ１に揃っており、その上縁は発光素子４０の下側長辺４４を投影したものである。なお、水平線Ｈ１と線Ｈの交点を交点Ｅ２という。

図１２に示すように、入射面５１と第三屈折面５５の組合せは、交点Ｅ１と交点Ｅ２とを結ぶ斜め線Ｔよりも下側に、発光素子４０の反転投影像Ｉを投影する。入射面５１と第三屈折面５５の組合せは、斜め線Ｔよりも上や基準水平線よりも上には、発光素子４０の反転投影像Ｉを投影しない。また、入射面５１と第三屈折面５５の組合せのうち基準水平面近傍部分は、発光素子４０の角４６を斜め線Ｔに揃えるように投影する。

図１４に示すように、発光素子４０が発光し、発光素子４０から発した光が凸レンズ部５８によって偏向されて前方に投影されることによって、明部Ｂと暗部を区切るカットオフラインを明部Ｂの上縁に有する配光パターンが仮想スクリーンに形成される。この配光パターンにおいて、明部Ｂの上縁のカットオフラインは、鉛直線Ｖ１よりも自車線側（左側）において線Ｈに沿った自車線側水平カットオフラインＣ１と、線Ｖよりも対向車線側（右側）において水平線Ｈ１に沿った対向車線側水平カットオフラインＣ２と、線Ｖと鉛直線Ｖ１との間において自車線側水平カットオフラインＣ１の右端から対向車線側水平カットオフラインＣ２の左端へ斜めに下った斜めカットオフラインＣ３と、から構成される。自車線側水平カットオフラインＣ１の光軸Ａｘ寄りの端が交点Ｅ１と一致し、対向車線側水平カットオフラインＣ２の光軸Ａｘ寄りの端が交点Ｅ２と一致し、斜めカットオフラインＣ３が交点Ｅ１と交点Ｅ２とを結んだ線分である。

図１５は、第一屈折面５３から前方に出射した光線の照射領域Ｂ１を示した図である。図１５に示すように、第一屈折面５３は、発光素子４０から発して入射面５１に入射した入射光線を前方に出射させて、その出射光線を照射領域Ｂ１に照射する。照射領域Ｂ１は、基準水平面を上限としてそれよりも下方の領域のうち、基準鉛直面よりも自車線側の鉛直線Ｖ１を限界としてそれよりも自車線側の領域である。照射領域Ｂ１の上縁が、自車線側水平カットオフラインＣ１となる。

照射領域Ｂ１は、線Ｈから下に拡がっている。これは、発光素子４０の反転投影像Ｉの投影箇所が、第一屈折面５３のうち基準水平面近傍部分によってはＨ線近傍であり、基準水平面から上下に離れるにつれてＨ線から下に漸次離れていくためである。つまり、発光素子４０の所定点から発した光線については、水平面を基準とした第一屈折面５３による下への出射光線の偏向角が、光軸Ａｘから上下に離れるにつれて漸次大きくなるためである。

照射領域Ｂ１内では、自車線側水平カットオフラインＣ１近傍において最も明るく、自車線側水平カットオフラインＣ１から下に離れるにつれて漸次暗くなる。これは、発光素子４０の所定点から発した光線については、水平面を基準とした第一屈折面５３による下への出射光線の偏向角が、光軸Ａｘから上下に離れるにつれて漸次大きくなるためである。照射領域Ｂ１内の明るさが自車線側水平カットオフラインＣ１から下に離れるにつれて漸次暗くなるため、遠方側と手前側との間に大きな明暗差が生じない。そのため、ドライバーにとって手前側の視認性を高くすることができる。

図１６は、第二屈折面５４から前方に出射した光線の照射領域Ｂ２を示した図である。図１６に示すように、第二屈折面５４は、発光素子４０から発して入射面５１に入射した入射光線を前方に出射させて、その出射光線を照射領域Ｂ２に照射する。照射領域Ｂ２は、基準水平面よりも下方の水平線Ｈ１を上限としてそれよりも下方の領域である。照射領域Ｂ２の上縁が、対向車線側水平カットオフラインＣ２となる。

照射領域Ｂ２は、水平線Ｈ１から下に拡がっている。これは、発光素子４０の反転投影像Ｉの投影箇所が、第二屈折面５４のうち基準水平面近傍部分によっては水平線Ｈ１近傍であり、基準水平面から上下に離れるにつれて水平線Ｈ１から下に漸次離れていくためである。つまり、発光素子４０の所定点から発した光線については、水平面を基準とした第二屈折面５４による下への出射光線の偏向角が、光軸Ａｘから上下に離れるにつれて漸次大きくなるためである。

照射領域Ｂ２内では、対向車線側水平カットオフラインＣ２近傍において最も明るく、対向車線側水平カットオフラインＣ２から下に離れるにつれて漸次暗くなる。これは、発光素子４０の所定点から発した光線については、水平面を基準とした第二屈折面５４による下への出射光線の偏向角が、光軸Ａｘから上下に離れるにつれて漸次大きくなるためである。照射領域Ｂ２内の明るさが対向車線側水平カットオフラインＣ２から下に離れるにつれて漸次暗くなるため、遠方側と手前側との間に大きな明暗差が生じない。そのため、ドライバーにとって手前側の視認性を高くすることができる。

図１７に示すように、第三屈折面５５は、発光素子４０から発して入射面５１に入射した入射光線を前方に出射させて、その出射光線を照射領域Ｂ３に照射する。照射領域Ｂ３のうち鉛直線Ｖ１よりも光軸Ａｘ寄りの部分は、交点Ｅ１と交点Ｅ２とを結ぶ斜め線Ｔを上限としてそれよりも下方の領域であり、その領域の上縁が斜めカットオフラインＣ３となる。また、照射領域Ｂ３のうち鉛直線Ｖ１よりも自車線寄りの部分は、基準水平面よりも下方の領域であり、その領域の上縁が自車線側水平カットオフラインＣ１となる。

照射領域Ｂ３は、斜め線Ｔから下に拡がっている。これは、発光素子４０の反転投影像Ｉの投影箇所が、第三屈折面５５のうち基準水平面近傍部分によっては斜め線Ｔ近傍であり、基準水平面から上下に離れるにつれて斜め線Ｔから下に漸次離れていくためである。つまり、発光素子４０の所定点から発した光線については、水平面を基準とした第三屈折面５５による下への出射光線の偏向角が、光軸Ａｘから上下に離れるにつれて漸次大きくなるためである。

照射領域Ｂ３内では、斜めカットオフラインＣ３近傍において最も明るく、斜めカットオフラインＣ３から下に離れるにつれて漸次暗くなる。これは、発光素子４０の所定点から発した光線については、水平面を基準とした第三屈折面５５による下への出射光線の偏向角が、光軸Ａｘから上下に離れるにつれて漸次大きくなるためである。照射領域Ｂ３内の明るさが斜めカットオフラインＣ３から下に離れるにつれて漸次暗くなため、遠方側と手前側との間に大きな明暗差が生じない。そのため、ドライバーにとって手前側の視認性を高くすることができる。

以上のように図１５〜図１７に示された照射領域Ｂ１〜Ｂ３内の明部を合成したものが、図１４に示された明部Ｂである。上述したように、第一屈折面５３によって出射された出射光線が鉛直線Ｖ１を限界としてそれよりも自車線側の領域に照射されるから、それらの出射光線によって斜めカットオフラインＣ３が不明瞭になるということはない。

図６に示すように、プリズム出射面６２は、水平面内において、発光素子４０の所定点から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を左右両側に拡散するよう出射させる。また、図７〜図９に示すように、プリズム出射面６２は、鉛直面内において、発光素子４０の所定点から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を水平面よりも上方に出射させず、その入射光線を水平面よりも下方に出射させる。

図１８は、凸レンズ部５８によって形成される配光パターンと、プリズム部６０によって形成される配光パターンと、を示したものである。
プリズム部６０のプリズム出射面６２は、発光素子４０から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を前方に出射させて、その出射光線を照射領域Ｂ４に照射する。照射領域Ｂ４は、基準水平面よりも下方の水平線Ｈ１を上限としてそれよりも下方の領域である。照射領域Ｂ４の上縁が、対向車線側水平カットオフラインＣ２に重なる。基準鉛直面よりも対向車線側では、照射領域Ｂ４の上縁と照射領域Ｂ２（図１６参照）の上縁が重なっているので、対向車線側水平カットオフラインＣ２が明瞭に表れる。

プリズム出射面６２が水平面内において光線を左右両側に拡散するよう前方に出射させるから、照射領域Ｂ４が線Ｖから左右に拡がっている。また、プリズム出射面６２が鉛直面内において水平面よりも下方に出射させるから、照射領域Ｂ４が水平線Ｈ１から下に拡がっている。

以上に説明したように、凸レンズ部５８によって形成される明部Ｂの明るさが、下に向かい漸次暗くなるから、遠方側と手前側との間に大きな明暗差が生じない。そのため、ドライバーにとって手前側の視認性を高くすることができる。

また、自車線側水平カットオフラインＣ１が対向車線側水平カットオフラインＣ２の上に形成されるから、自車線の側道側の視認性を確保しつつ、対向車に対するグレアの発生を抑えることができる。つまり、この車両用灯具１をすれ違い用のロービームとして利用することができる。

また、凸レンズ部５８の周囲にプリズム部６０が設けられているから、凸レンズ部５８によって形成された明部Ｂが、プリズム部６０によって形成された明部（照射領域Ｂ４）によって補強される。そのため、全体として左右に広がりのある配光を得ることができる。

また、投影レンズ５０がフルネルレンズ型の凸レンズであるから、投影レンズ５０の厚みが増すことなく、投影レンズ５０の開口度を高めることができ、より明るくより広がりのある配光を得ることができる。

なお、本実施形態では、車両用灯具１が左側通行用のものであったが、右側通行用のものであってもよい。この場合、正面から見て投影レンズ５０を左右反転させる。
また、入射面５１が球面としたが、平面、シリンドリカル面又は非球面（任意の自由曲面）であってもよい。入射面５１を平面、球面又は非球面に変更した場合には、出射面５２のカーブ形状を変更して、出射面５２による出射光を上述したように屈折させればよい。

〔第２の実施の形態〕
図１９は、本発明の第２実施形態に係る車両用灯具１Ａの斜視図である。図２０は、車両用灯具１Ａの正面図である。第２実施形態の車両用灯具１Ａと、第１実施形態の車両用灯具１との間で互いに対応する部分には、同一の符号を付す。第２実施形態の車両用灯具１Ａと、第１実施形態の車両用灯具１との間で互いに対応する部分のうち、相違する点について説明する。また、以下に説明したことを除いて、第２実施形態の車両用灯具１Ａと、第１実施形態の車両用灯具１との間で互いに対応する部分は同様に設けられている。

第２実施形態の車両用灯具１Ａでは、プリズム部６０のプリズム出射面６２は、自車線側（左側）の領域の第四屈折面６３と、残りの対向車線側（右側）の領域の第五屈折面６４と、から構成される。正面から見て、第四屈折面６３と第五屈折面６４を区切る境界線が基準鉛直面に対して平行になっており、その境界線が基準鉛直面の近傍に位置している。

プリズム出射面６２がこれら屈折面６３，６４から構成されていても、このプリズム出射面６２は、水平面内において、発光素子４０の所定点から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を左右両側に拡散するよう出射させる（図６参照）。

プリズム出射面６２のうち自車線側の第四屈折面６３は、鉛直面内において、発光素子４０の所定点から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を水平面よりも上方に出射させず、入射光線の一部を水平面よりも下方に出射させ、残りの一部を水平面に沿って出射させる。第五屈折面６４は、鉛直面内において、発光素子４０の所定点から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を水平面よりも上方に出射させず、その入射光線を水平面よりも下方に出射させる。

図２２は、凸レンズ部５８によって形成される配光パターンと、プリズム部６０によって形成される配光パターンと、を示したものである。

プリズム部６０の第四屈折面６３は、発光素子４０から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を前方に出射させて、その出射光線を照射領域Ｂ５に照射する。照射領域Ｂ５は、基準水平面を上限としてそれよりも下方の領域のうち、基準鉛直面よりも自車線側の鉛直線Ｖ１を限界としてそれよりも自車線側の領域である。照射領域Ｂ５の上縁が照射領域Ｂ１（図１５参照）の上縁と重なり、それらの上縁が自車線側水平カットオフラインＣ１となる。照射領域Ｂ５の上縁が照射領域Ｂ１（図１５参照）の上縁と重なっているので、自車線側水平カットオフラインＣ１が明瞭に表れる。また、第四屈折面６３によって出射された出射光線が基準鉛直面よりも自車線側の鉛直線Ｖ１を限界としてそれよりも自車線側の領域に照射されるから、それらの出射光線によって斜めカットオフラインＣ３が不明瞭になるということはない。

プリズム部６０の第五屈折面６４は、発光素子４０から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を前方に出射させて、その出射光線を照射領域Ｂ６に出射する。照射領域Ｂ６は、基準水平面よりも下方の水平線Ｈ１を上限としてそれよりも下方の領域である。照射領域Ｂ６の上縁が、対向車線側水平カットオフラインＣ２となる。照射領域Ｂ６の上縁が照射領域Ｂ２（図１６参照）の上縁と重なるので、それらの上縁が対向車線側水平カットオフラインＣ２となり、その対向車線側水平カットオフラインＣ２が明瞭に表れる。

〔第３の実施の形態〕
図２２は、本発明の第３実施形態に係る車両用灯具１Ｂの斜視図である。図２３は、車両用灯具１Ｂの正面図である。第３実施形態の車両用灯具１Ｂと、第１実施形態の車両用灯具１との間で互いに対応する部分には、同一の符号を付す。第３実施形態の車両用灯具１Ｂと、第１実施形態の車両用灯具１との間で互いに対応する部分のうち、相違する点について説明する。また、以下に説明したことを除いて、第３実施形態の車両用灯具１Ｂと、第１実施形態の車両用灯具１との間で互いに対応する部分は同様に設けられている。

第３実施形態の車両用灯具１Ｂでは、プリズム部６０のプリズム出射面６２は、基準鉛直面よりも自車線側（左側）の領域の第四屈折面６３と、基準鉛直面よりも対向車線側（右側）の領域の第五屈折面６４と、第四屈折面６３と第五屈折面６４との間の領域の第六屈折面６５と、から構成されている。正面から見て、第五屈折面６４の自車線側の縁が基準鉛直面に重なっており、第六屈折面６５の対向車線側の縁も基準鉛直面に重なっている。第六屈折面６５の自車線側の縁が基準鉛直面よりも僅かに自車線側（左側）に位置している。第六屈折面６５の自車線側の縁と第四屈折面６３の対向車線側の縁が重なっており、それらの縁が基準鉛直面に対して平行に設けられている。

プリズム出射面６２がこれら屈折面６３〜６５から構成されていても、このプリズム出射面６２は、水平面内において、発光素子４０の所定点から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を左右両側に拡散するよう出射させる（図６参照）。

プリズム出射面６２のうち自車線側の第四屈折面６３は、鉛直面内において、発光素子４０の所定点から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を水平面よりも上方に出射させず、入射光線の一部を水平面よりも下方に出射させ、残りの一部を水平面に沿って出射させる。第五屈折面６４は、鉛直面内において、発光素子４０の所定点から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を水平面よりも上方に出射させず、その入射光線を水平面よりも下方に出射させる。第六屈折面６５は、鉛直面内において、発光素子４０の所定点から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を水平面よりも上方に出射させず、その入射光線を水平面よりも下方に出射させる。

図２４は、凸レンズ部５８によって形成される配光パターンと、プリズム部６０によって形成される配光パターンと、を示したものである。

プリズム部６０の第四屈折面６３は、発光素子４０から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を前方に出射させて、その出射光線を照射領域Ｂ７に照射する。照射領域Ｂ７は、基準水平面を上限としてそれよりも下方の領域のうち、鉛直線Ｖ１を限界としてそれよりも自車線側の領域である。照射領域Ｂ７の上縁が照射領域Ｂ１（図１５参照）の上縁と重なり、それらの上縁が自車線側水平カットオフラインＣ１となる。照射領域Ｂ７の上縁が照射領域Ｂ１（図１５参照）の上縁と重なっているので、自車線側水平カットオフラインＣ１が明瞭に表れる。また、第四屈折面６３によって出射された出射光線が基準鉛直面よりも自車線側の鉛直線Ｖ１を限界としてそれよりも自車線側の領域に照射されるから、それらの出射光線によって斜めカットオフラインＣ３が不明瞭になるということはない。

プリズム部６０の第五屈折面６４は、発光素子４０から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を前方に出射させて、その出射光線を照射領域Ｂ８に出射する。照射領域Ｂ８は、基準水平面よりも下方の水平線Ｈ１を上限としてそれよりも下方の領域である。照射領域Ｂ８の上縁が、対向車線側水平カットオフラインＣ２となる。照射領域Ｂ８の上縁が照射領域Ｂ２（図１６参照）の上縁と重なるので、それらの上縁が対向車線側水平カットオフラインＣ２となり、その対向車線側水平カットオフラインＣ２が明瞭に表れる。

プリズム部６０の第六屈折面６５は、発光素子４０から発してプリズム入射面６１に入射した入射光線を前方に出射させて、その出射光線を照射領域Ｂ８に照射する。照射領域Ｂ８のうち鉛直線Ｖ１よりも光軸Ａｘ寄りの部分は、交点Ｅ１と交点Ｅ２とを結ぶ斜め線を上限としてそれよりも下方の領域である。また、照射領域Ｂ３のうち鉛直線Ｖ１寄りも自車線よりの部分は、基準水平面よりも下方の領域であり、その領域の上縁が自車線側水平カットオフラインＣ１となる。照射領域Ｂ８の上縁が照射領域Ｂ３（図１７参照）の上縁と重なるので、斜めカットオフラインＣ３や自車線側水平カットオフラインＣ１が明瞭に表れる。

〔その他の実施の形態〕
以上に説明した車両用灯具は、一つ（一組）の灯具により車両用灯具としての所望の配光パターンを成立させていたが、本発明の車両用灯具はこの例に限定されない。すなわち、本発明の車両用灯具と他の車両用灯具（不図示）を組み合わせて用いることができる。その場合に、本発明の車両用灯具と他の車両用灯具との組合せにより車両用灯具としての所望の配光パターンを成立させるような構成であってもよい。

１，１Ａ，１Ｂ車両用灯具
４０発光素子
４３短辺（自車線側の側辺）
４６角
５０投影レンズ
５１入射面
５２出射面
５３第一屈折面
５４第二屈折面
５５第三屈折面
５８凸レンズ部
６０プリズム部
６１プリズム入射面
６２プリズム出射面
６３第四屈折面
６４第五屈折面
６５第六屈折面
Ａｘ光軸
Ｃ１自車線側水平カットオフライン
Ｃ２対向車線側水平カットオフライン
Ｃ３斜めカットオフライン

Claims

前向きに設置されるとともに、正面から見て水平に設けられた下辺と、正面から見て自車線側の側辺と、前記下辺と前記側辺が交差した角とを有した発光素子と、
前記発光素子の前記角から前方に延びた光軸上に配設され、前記発光素子から発した光を前方に投影する投影レンズと、を備え、
前記投影レンズが、前記発光素子から発した光が入射される後ろ側の入射面と、前記入射面に入射した入射光を前方に出射させる前側の出射面と、を有し、
前記出射面が、自車線側の領域の第一屈折面と、対向車線側の領域の第二屈折面と、前記第一屈折面と前記第二屈折面との間の領域の第三屈折面と、から構成され、
前記出射面が、前記発光素子から発して前記入射面に入射した光線を左右両側に拡散するよう出射させ、
前記第一屈折面が、前記光軸を通る水平面を上限としてそれよりも下方の領域のうち、前記光軸を通る鉛直面よりも自車線側の所定位置を限界としてそれよりも自車線側の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記入射面に入射した光線を出射させ、
前記第二屈折面が、前記光軸を通る水平面よりも下方の所定位置を上限としてそれよりも下方の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記入射面に入射した光線を出射させ、
前記第三屈折面が、前記第一屈折面による照射領域の上限の前記光軸寄りの端から前記第二屈折面による照射領域の上限まで斜めに下る線分を上限としてそれよりも下方の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記入射面に入射した光線を出射させ、
前記第一屈折面が、前記発光素子から発して前記第一屈折面から出射する光線の水平面を基準とした下への偏向角を、前記光軸から当該光線が上下に離れるにつれて漸次大きくし、
前記第二屈折面が、前記発光素子から発して前記第二屈折面から出射する光線の水平面を基準とした下への偏向角を、前記光軸から当該光線が上下に離れるにつれて漸次大きくし、
前記第三屈折面が、前記発光素子から発して前記第三屈折面から出射する光線の水平面を基準とした下への偏向角を、前記光軸から当該光線が上下に離れるにつれて漸次大きくすることを特徴とする車両用灯具。
前記投影レンズが、前記入射面及び前記出射面の外周に設けられたプリズム部を有し、
前記プリズム部が、前記発光素子から発した光が入射される後ろ側のプリズム入射面と、前記プリズム入射面に入射した入射光を前方に出射させる前側のプリズム出射面と、を有し、
前記プリズム出射面が、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を左右両側に拡散するよう出射させるとともに、
前記プリズム出射面が、前記光軸を通る水平面よりも下方の所定位置を上限としてそれよりも下方の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記投影レンズが、前記入射面及び前記出射面の外周に設けられたプリズム部を有し、
前記プリズム部が、前記発光素子から発した光が入射される後ろ側のプリズム入射面と、前記プリズム入射面に入射した入射光を前方に出射させる前側のプリズム出射面と、を有し、
前記プリズム出射面が、自車線側の領域の第四屈折面と、対向車線側の領域の第五屈折面と、から構成され、
前記プリズム出射面が、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を左右両側に拡散するよう出射させ、
前記第四屈折面が、前記光軸を通る水平面を上限としてそれよりも下方の領域のうち、前記光軸を通る鉛直面よりも自車線側の所定位置を限界としてそれよりも自車線側の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させ、
前記第五屈折面が、前記光軸を通る水平面よりも下方の所定位置を上限としてそれよりも下方の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記投影レンズが、前記入射面及び前記出射面の外周に設けられたプリズム部を有し、
前記プリズム部が、前記発光素子から発した光が入射される後ろ側のプリズム入射面と、前記プリズム入射面に入射した入射光を前方に出射させる前側のプリズム出射面と、を有し、
前記プリズム出射面が、自車線側の領域の第四屈折面と、対向車線側の領域の第五屈折面と、前記第四屈折面と前記第五屈折面との間の領域の第六屈折面と、から構成され、
前記プリズム出射面が、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を左右両側に拡散するよう出射させ、
前記第四屈折面が、前記光軸を通る水平面を上限としてそれよりも下方の領域のうち、前記光軸を通る鉛直面よりも自車線側の所定位置を限界としてそれよりも自車線側の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させ、
前記第五屈折面が、前記光軸を通る水平面よりも下方の所定位置を上限としてそれよりも下方の領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させ、
前記第六屈折面が、前記第四屈折面による照射領域の上限の前記光軸寄りの端から前記第第五屈折面による照射領域の上限まで斜めに下る線分を上限としてその下方領域を照射するようにして、前記発光素子から発して前記プリズム入射面に入射した光線を出射させることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。