JP6264847B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

この発明は、半導体型光源からの光（直射光）を、レンズに（直接）入射させてかつそのレンズからエルボー点を含むカットオフラインが形成されている配光パターンと補助配光パターンとを同時に照射するレンズ直射型の車両用灯具に関するものである。

レンズ直射型の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１、特許文献２）。以下、従来の車両用灯具について説明する。

特許文献１の車両用灯具は、発光素子と、投影レンズと、を備え、投影レンズの出射面が第一屈折面と第二屈折面と第三屈折面と第四屈折面とから構成されているものである。特許文献１の車両用灯具は、発光素子からの光が投影レンズの第一屈折面、第二屈折面、第三屈折面、第四屈折面からそれぞれ所定の配光パターンとして出射する。それぞれの配光パターンが合成されることにより、エルボー点を含むカットオフラインが形成されているロービーム配光パターンが照射される。

特許文献２の車両用灯具は、半導体発光素子と、投影レンズと、を備え、投影レンズの出射面が第１屈折面と第２屈折面と第３屈折面とから構成されているものである。特許文献２の車両用灯具は、半導体発光素子からの光が、投影レンズの第１屈折面、第３屈折面からカットオフラインを有する基本配光パターンとして出射し、かつ、投影レンズの第２屈折面からオーバーヘッド配光パターンとして出射する。

特開２０１１−９０９１３号公報 特開２０１３−２００９９２号公報

ところが、特許文献１の車両用灯具は、エルボー点を含むカットオフラインが形成されているロービーム配光パターンを照射することができるが、ロービーム配光パターンと補助配光とを同時に照射することができない。一方、特許文献２の車両用灯具は、カットオフラインを有する基本配光パターンとオーバーヘッド配光パターンとを同時に照射することができるが、エルボー点を含むカットオフラインが形成されているロービーム配光パターンを照射することができない。

この発明が解決しようとする課題は、従来の車両用灯具では、エルボー点を含むカットオフラインが形成されている配光パターンと補助配光パターンとを同時に照射することができない、という点にある。

この発明は、レンズと、半導体型光源と、を備え、レンズが、半導体型光源からの光をレンズ中に入射させる入射面と、入射面から入射した入射光を、エルボー点を含むカットオフラインが形成されている配光パターンとして、レンズから外部に出射させる出射面と、から構成されていて、入射面が、レンズの基準光軸を通る水平線もしくはほぼ水平線において上下に２分割されていて、上側の入射面を含むレンズが、エルボー点を含むカットオフラインが形成されている上側の配光パターンを照射し、下側の入射面を含むレンズが、エルボー点を含むカットオフラインが形成されている下側の配光パターンを照射し、上側の入射面が、基準入射面に対して対向車線側に振り向けられていて、下側の入射面が、基準入射面に対して走行車線側に振り向けられていて、上側の入射面と下側の入射面とが、接続面により接続されていて、接続面が、半導体型光源からの光を補助配光パターンとして照射する自由曲面から構成されている、ことを特徴とする。

この発明は、上側の入射面または出射面が、基準入射面または基準出射面に対して対向車線側に振り向けられていて、下側の入射面または出射面が、基準入射面または基準出射面に対して走行車線側に振り向けられている、ことを特徴とする。

この発明は、入射面が、レンズの基準光軸を通る水平線もしくはほぼ水平線において上下に２分割されていて、上側の入射面が、基準入射面に対して対向車線側に振り向けられていて、下側の入射面が、基準入射面に対して走行車線側に振り向けられていて、上側の入射面と下側の入射面とが、接続面により接続されている、ことを特徴とする。

この発明は、カットオフラインが、中央の斜めカットオフラインと、走行車線側の上水平カットオフラインと、対向車線側の下水平カットオフラインと、斜めカットオフラインと下水平カットオフラインとの交点のエルボー点と、を有し、入射面または出射面のうち上下に２分割されている部分が、少なくとも、基準光軸を含む中央部分であって、配光パターンのうち集光配光パターンを形成する部分であり、接続面が、集光配光パターンを形成する部分に設けられていて、補助配光パターンとしてオーバーヘッドサイン配光パターンを照射する、ことを特徴とする。

この発明は、可動レンズと、駆動部材と、を備え、可動レンズが、駆動部材により、配光パターンと補助配光パターンとが同時に照射される第１位置と、レンズと半導体型光源との間の位置であって、配光パターンと補助配光パターンとを合成変化させた合成変化配光パターンが照射される第２位置と、に移動切替可能に位置する、ことを特徴とする。

この発明の車両用灯具は、半導体型光源を点灯すると、上側の入射面または出射面を含む上側のレンズから、エルボー点を含むカットオフラインが形成されている上側の配光パターンが照射され、かつ、下側の入射面または出射面を含む下側のレンズから、同じく、エルボー点を含むカットオフラインが形成されている下側の配光パターンが照射される。一方、上側の入射面または出射面と下側の入射面または出射面との間の接続面から、補助配光パターンが配光パターンのカットオフラインの上方に照射される。このように、この発明の車両用灯具は、エルボー点を含むカットオフラインが形成されている配光パターンと補助配光パターンとを同時に照射することができる。

図１は、この発明にかかる車両用灯具の実施形態を示すランプユニット（レンズ、半導体型光源）の背面側斜め上から見た概略斜視図である。 図２は、ランプユニットの背面図（図１におけるＩＩ矢視図）である。 図３は、レンズの一部拡大断面図（図２におけるＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線拡大断面図、図２におけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線拡大断面図）である。 図４は、レンズの一部拡大断面図（図２におけるＩＶ−ＩＶ線拡大断面図）である。 図５は、接続面を設けなかった場合における上側の入射面の段差面と下側の入射面の段差面とが交差するレンズの中央部分の一部を示す拡大斜視図である。 図６は、レンズの中央部分の一部を示す拡大斜視図である。 図７は、可動レンズが第１位置に位置する状態を示す概略側面図である。 図８は、可動レンズが第２位置に位置する状態を示す概略側面図である。 図９は、レンズの接続面を含む一部拡大断面図（図６におけるＩＸ−ＩＸ線拡大断面図）である。 図１０は、可動レンズが第１位置に位置するときに同時に照射されるロービーム配光パターンとオーバーヘッドサイン配光パターンとを示す説明図である。 図１１は、可動レンズが第２位置に位置するときに照射されるハイビーム配光パターンを示す説明図である。 図１２は、ロービーム配光パターンを示す説明図である。 図１３は、レンズの中央部分から出射される矯正された配光（半導体型光源の発光面の投影像）を示す説明図である。 図１４は、レンズの中央部分から出射される偏った配光（半導体型光源の発光面の投影像）を示す説明図である。

以下、この発明にかかる車両用灯具の実施形態（実施例）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図１０〜図１４において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。図１３、図１４におけるカットオフラインは、太い実線にて示す。この明細書において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用灯具を車両に搭載した際の前、後、上、下、左、右である。

（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態にかかる車両用灯具の構成について説明する。図中、符号１は、この実施形態にかかる車両用灯具（たとえば、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプなど）である。前記車両用灯具１は、車両の前部の左右両端部に搭載されている。前記車両用灯具１は、左側通行用の車両用灯具である。従って、走行車線側が左側であり、対向車線側が右側である。

（ランプユニットの説明）
前記車両用灯具１は、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、レンズ（投影レンズ、直射レンズ）２と、半導体型光源３と、可動レンズ４と、駆動部材５と、ヒートシンク部材（図示せず）と、図示しない取付部材（ホルダおよびレンズホルダなど）と、を備えるものである。なお、前記可動レンズ４および前記駆動部材５は、図７、図８において図示されているが、図１、図２においては図示が省略されている。

前記レンズ２および前記半導体型光源３および前記可動レンズ４および前記駆動部材５および前記ヒートシンク部材および前記取付部材は、ランプユニットを構成する。前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズは、灯室（図示せず）を画成する。前記ランプユニットは、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。なお、前記灯室内には、前記ランプユニット以外のランプユニット、たとえば、フォグランプ、ハイビーム用ヘッドランプ、ローハイ用ヘッドランプ、ターンシグナルランプ、クリアランスランプ、デイタイムランニングランプ、コーナーリングランプなどが配置されている場合がある。

（半導体型光源３の説明）
前記半導体型光源３は、図１、図２、図７、図８に示すように、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源３は、発光チップ（ＬＥＤチップ）３０を封止樹脂部材で封止したパッケージ（ＬＥＤパッケージ）３１あるいは前記発光チップ３０がシリコンで充填されたものから構成されている。前記パッケージ３１は、基板３２に実装されている。前記基板３２に取り付けられているコネクタ（図示せず）を介して前記発光チップ３０には、電源（バッテリー）からの電流が供給される。前記半導体型光源３は、前記ヒートシンク部材に取り付けられている。

前記発光チップ３０は、平面矩形形状（平面長方形状）をなす。すなわち、４個の正方形あるいは長方形のチップをＸ軸方向（水平方向）に配列してなるものである。なお、２個もしくは３個もしくは５個以上の正方形あるいは長方形のチップ、あるいは、１個の長方形のチップ、あるいは、１個の正方形のチップ、を使用しても良い。前記発光チップ３０の正面この例では長方形の正面が発光面をなす。前記発光面（前記発光チップ３０の正面）は、前記レンズ２の基準光軸（前記車両用灯具１の基準光軸、基準軸）Ｚの前側に向いている。前記発光面の中心Ｏは、前記レンズ２の基準焦点Ｆもしくはその近傍に位置し、かつ、前記基準光軸Ｚ上もしくはその近傍に位置する。

図１、図２において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、直交座標（Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系）を構成する。Ｘ軸は、前記発光面の中心Ｏを通る左右方向の水平軸であって、この実施形態において、右側が＋方向であり、左側が−方向である。また、Ｙ軸は、前記発光面の中心Ｏを通る上下方向の鉛直軸であって、この実施形態において、上側が＋方向であり、下側が−方向である。さらに、Ｚ軸は、前記発光面の中心Ｏを通る法線（垂線）、すなわち、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交する前後方向の軸（前記基準光軸Ｚ）であって、この実施形態において、前側が＋方向であり、後側が−方向である。

（レンズ２の説明）
前記レンズ２は、図１〜図９に示すように、入射面２０Ｕ、２０Ｄと、出射面２１と、から構成されている。前記レンズ２は、前記取付部材を介して前記ヒートシンク部材に、前記半導体型光源３と対向するように、取り付けられている。すなわち、前記レンズ２の前記入射面２０Ｕ、２０Ｄと前記半導体型光源３の前記発光面とは、対向している。なお、前記レンズ２の中心と前記発光面の中心Ｏとは、一致していても良いし、あるいは、前記レンズ２の中心が前記発光面の中心Ｏに対して下または上に位置していても良い。

前記レンズ２は、前記半導体型光源３からの光を、エルボー点Ｅを有するカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が形成されている配光パターンすなわち図１２（Ｃ）に示すロービーム配光パターンＬＰとして、車両の前方に照射するものである。前記ロービーム配光パターンＬＰは、中央部分の光度（照度、光量）が高い集光配光パターンＳＰと、全体部分の光度（照度、光量）が低い拡散配光パターンＷＰと、から概ね構成されている。

前記カットオフラインは、中央の斜めカットオフラインＣＬ１と、走行車線側（左側）の上水平カットオフラインＣＬ２と、対向車線側（右側）の下水平カットオフラインＣＬ３と、からなる。前記エルボー点Ｅは、前記斜めカットオフラインＣＬ１と前記下水平カットオフラインＣＬ３との交点である。

前記レンズ２の前記基準光軸Ｚを含む中央部分２２は、前記集光配光パターンＳＰを形成する。前記中央部分２２は、前記発光面の中心Ｏを頂点とし、前記基準光軸Ｚに対し約２０°の範囲に設定されている。前記中央部分２２は、前記集光配光パターンＳＰの前記斜めカットオフラインＣＬ１および前記エルボー点Ｅと、前記斜めカットオフラインＣＬ１および前記エルボー点Ｅと近傍の前記上水平カットオフラインＣＬ２および前記下水平カットオフラインＣＬ３を形成する。前記中央部分２２は、照射する光の色収差が小さく、かつ、光度（照度、光量）が十分であるから、前記集光配光パターンＳＰを形成するのに適している。前記レンズ２の前記中央部分２２以外の部分は、左右両側の前記上水平カットオフラインＣＬ２および前記下水平カットオフラインＣＬ３を有する前記拡散配光パターンＷＰを形成する。

前記中央部分２２は、上側の入射面２０Ｕに属する上側の中央部分２２Ｕと、分割境界線を跨って上側の入射面２０Ｕと下側の入射面２０Ｄとに属する中間の中央部分２２Ｃと、下側の入射面２０Ｄに属する下側の中央部分２２Ｄと、から構成されている。

なお、中間の前記中央部分２２Ｃのみでは、前記集光配光パターンＳＰを形成するのに十分な光度（照度、光量）が得られない。このために、中間の前記中央部分２２Ｃに上側の前記中央部分２２Ｕおよび下側の前記中央部分２２Ｄを付加して、前記集光配光パターンＳＰを形成するのに十分な光度（照度、光量）が得られるように構成されている。

（入射面２０Ｕ、２０Ｄの説明）
前記入射面２０Ｕ、２０Ｄは、この例では、自由曲面により形成されている。前記入射面２０Ｕ、２０Ｄは、前記半導体型光源３からの前記光（直射光）を前記レンズ２中に入射させる。前記入射面２０Ｕ、２０Ｄは、前記レンズ２の前記基準光軸Ｚを通る水平線もしくはほぼ水平線（すなわち、前記Ｘ軸もしくはほぼＸ軸）において上下に２分割されている。

上側の前記入射面２０Ｕは、図３（Ａ）に示すように、基準入射面２０（図３中の二点鎖線参照）に対して対向車線側に振り向けられている。一方、下側の前記入射面２０Ｄは、図３（Ｂ）に示すように、前記基準入射面２０に対して走行車線側に振り向けられている。なお、前記基準入射面２０は、１つの連続した面からなる既存の入射面である。

ここで、上側の前記入射面２０Ｕを前記基準入射面２０に対して対向車線側に振り向け、一方、下側の前記入射面２０Ｄを前記基準入射面２０に対して走行車線側に振り向けた状態について説明する。前記の状態おいて、上側の前記入射面２０Ｕと下側の前記入射面２０Ｄとは、図４、図５に示すように、上（平面）から見て、前記基準光軸ＺにおいてＸ字状に交差している。すなわち、前記基準光軸Ｚから走行車線側においては、下側の前記入射面２０Ｄが上側の前記入射面２０Ｕよりも前記半導体型光源３側に位置する。一方、前記基準光軸Ｚから対向車線側においては、上側の前記入射面２０Ｕが下側の前記入射面２０Ｄよりも前記半導体型光源３側に位置する。

この結果、前記基準光軸Ｚから走行車線側の上側の前記入射面２０Ｕと下側の前記入射面２０Ｄとの間の分割境界においては、上側に向いている段差面２３Ｕが形成されている。一方、前記基準光軸Ｚから対向車線側の上側の前記入射面２０Ｕと下側の前記入射面２０Ｄとの間の分割境界においては、下側に向いている段差面２３Ｄが形成されている。ここで、上側の前記入射面２０Ｕと下側の前記入射面２０Ｄとは、図４、図５に示すように、上（平面）から見て、前記基準光軸ＺにおいてＸ字状に交差している。このために、前記段差面２３Ｕ、２３Ｄは、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記中央部分２２の範囲内の前記基準光軸Ｚにおいて最少であり、前記基準光軸Ｚから走行車線側および対向車線側に行くに従って大きくなる。

なお、前記段差面２３Ｕ、２３Ｄには、金型の加工曲面（加工Ｒ）および抜き度（傾斜）がある。このために、前記半導体型光源３からの前記光が下側に向いている前記段差面２３Ｄ、および、前記段差面２３Ｄと前記入射面２０Ｕとの角の曲面に入射すると、その入射光が上向きとなり、制御できない迷光となる虞がある。

そこで、図１、図２、図６〜図９に示すように、上側の前記入射面２０Ｕと下側の前記入射面２０Ｄとを接続面２３によりＣ０連続（位置ベクトル連続）に接続する。この結果、前記段差面２３Ｕ、２３Ｄが解消される。前記接続面２３は、前記半導体型光源３からの光を補助配光パターンこの例ではオーバーヘッドサイン配光パターンＯＰとして照射する凸状の自由曲面から構成されている。前記オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰは、図１０中の破線にて示すように、前記ロービーム配光パターンＬＰの中央部分であって、前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３から上方および下方の範囲に照射される。なお、図１０中の前記オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰは、模式的に四角形形状に図示されている。

前記接続面２３の前記入射面２０Ｕ、２０Ｄからの高さは、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記基準光軸Ｚが通る部分が最高であり、前記基準光軸Ｚから対向車線側に行くに従って低くなる。これにより、前記オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰのうち対向車線側の部分であって拡散する傾向にある部分を集光させることができる。なお、前記基準光軸Ｚから走行車線側においては、高さが一定であっても良いし、あるいは、前記基準光軸Ｚから走行車線側に行くに従って低くなるように構成しても良いし、あるいは、逆に、前記基準光軸Ｚから走行車線側に行くに従って高くなるように構成しても良い。

（出射面２１の説明）
前記出射面２１は、前記半導体型光源３と対向する面と反対側の面であって、この例では、自由曲面から形成されている。前記出射面２１は、上側の前記入射面２０Ｕおよび下側の前記入射面２０Ｄから入射した前記入射光を前記ロービーム配光パターンＬＰとして前記レンズ２から外部に出射させる。前記出射面２１は、１つの連続した面からなる既存の出射面である。

上側の前記入射面２０Ｕと対応する上側の前記出射面２１（すなわち、上側の前記入射面２０Ｕを含む上側の前記レンズ２）は、上側の前記入射面２０Ｕから入射した前記入射光を図１２（Ａ）に示す上側のロービーム配光パターンＵＬＰとして車両の前方に照射させる。すなわち、上側の前記入射面２０Ｕの前記中央部分２２と対応する前記出射面２１は、上側の前記入射面２０Ｕの前記中央部分２２から入射した前記入射光を図１２（Ａ）に示す上側の前記ロービーム配光パターンＵＬＰの前記集光配光パターンＵＳＰとして車両の前方に照射させる。また、上側の前記入射面２０Ｕの前記中央部分２２以外の部分と対応する前記出射面２１は、上側の前記入射面２０Ｕの前記中央部分２２以外の部分から入射した前記入射光を図１２（Ａ）に示す上側の前記ロービーム配光パターンＵＬＰの前記拡散配光パターンＵＷＰとして車両の前方に照射させる。上側の前記ロービーム配光パターンＵＬＰは、前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３および前記エルボー点Ｅを有する。

一方、下側の前記入射面２０Ｄと対応する下側の前記出射面２１（すなわち、下側の前記入射面２０Ｄを含む下側の前記レンズ２）は、下側の前記入射面２０Ｄから入射した前記入射光を図１２（Ｂ）に示す下側のロービーム配光パターンＤＬＰとして車両の前方に照射させる。すなわち、下側の前記入射面２０Ｄの前記中央部分２２と対応する前記出射面２１は、下側の前記入射面２０Ｄの前記中央部分２２から入射した前記入射光を図１２（Ｂ）に示す下側の前記ロービーム配光パターンＤＬＰの前記集光配光パターンＤＳＰとして車両の前方に照射させる。また、下側の前記入射面２０Ｄの前記中央部分２２以外の部分と対応する前記出射面２１は、下側の前記入射面２０Ｄの前記中央部分２２以外の部分から入射した前記入射光を図１２（Ｂ）に示す下側の前記ロービーム配光パターンＤＬＰの前記拡散配光パターンＤＷＰとして車両の前方に照射させる。下側の前記ロービーム配光パターンＤＬＰは、前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３および前記エルボー点Ｅを有する。

前記接続面２３と対応する前記出射面２１、すなわち、前記基準光軸Ｚを通る水平部分もしくはほぼ水平線部分の前記出射面２１は、前記接続面２３から入射した前記入射光を、前記オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰとして照射させる。

（可動レンズ４の説明）
前記可動レンズ４は、前記取付部材あるいは前記ヒートシンク部材に第１位置と第２位置との間を回転可能に取り付けられている。前記可動レンズ４は、前記駆動部材５により前記第１位置と前記第２位置とに移動（回転）切替可能に構成されている。

前記第１位置は、図７に示すように、前記半導体型光源３の前記発光面と前記レンズ２の前記入射面２０Ｕ、２０Ｄ、前記接続面２３との間から離れた位置である。すなわち、前記第１位置は、前記半導体型光源３からの光が前記レンズ２の前記入射面２０Ｕ、２０Ｄ、前記接続面２３に入射する際に前記可動レンズ４により遮られない位置である。この結果、図１０に示す前記ロービーム配光パターンＬＰと前記オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰとが照射される。

前記第２位置は、図８に示すように、前記半導体型光源３の前記発光面と前記レンズ２の前記入射面２０Ｕ、２０Ｄ、前記接続面２３との間の位置である。すなわち、前記第２位置は、前記半導体型光源３からの光が前記可動レンズ４を透過して前記レンズ２の前記入射面２０Ｕ、２０Ｄおよび前記接続面２３に入射する位置である。

前記可動レンズ４は、前記ロービーム配光パターンＬＰと前記オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰとを合成変化させた合成変化配光パターン、この例では、図１１に示すハイビーム配光パターンＤＨＰ、ＵＨＰとして照射させるものである。すなわち、前記ロービーム配光パターンＬＰの高光度帯を集光させ、かつ、前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を上側に山形形状に迫り上げた下側のハイビーム配光パターンＤＨＰを形成する。また、前記オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰを集光させた上側のハイビーム配光パターンＵＨＰを形成するものである。前記可動レンズ４による前記ロービーム用配光パターンＬＰおよび前記オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰと前記ハイビーム用配光パターンＤＨＰ、ＵＨＰとの切替において、切替感を向上させることができる。前記上側のハイビーム配光パターンＵＨＰは、図１１中の破線にて示すように、前記下側のハイビーム配光パターンＤＨＰの中央部分の範囲に照射される。なお、図１１中の前記下側のハイビーム配光パターンＤＨＰは、模式的に四角形形状に図示されている。

（駆動部材５の説明）
前記駆動部材５は、図７、図８に示すように、前記可動レンズ４を前記第１位置と前記第２位置とに移動（回転、回動）切替可能に位置させるものである。前記駆動部材５は、ソレノイドなどから構成されている。前記駆動部材５は、前記取付部材あるいは前記ヒートシンク部材に取り付けられている。前記ソレノイドの進退ロッドを前記可動レンズ４に連結する。前記ソレノイドの前記進退ロッドの進退運動が前記可動レンズ４の回転運動に変換される。

（実施形態の作用の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

通常時すなわちソレノイドが非通電時においては、可動レンズ４が第１位置に位置する。この通常時において、半導体型光源３を点灯する。すると、半導体型光源３の発光チップ３０の発光面からの光は、レンズ２の入射面２０Ｕ、２０Ｄからレンズ２中に屈折して入射する。このとき、入射光は、入射面２０Ｕ、２０Ｄにおいて配光制御される。その入射光は、レンズ２の出射面２１から外部にそれぞれ屈折して出射する。このとき、出射光は、出射面２１において配光制御される。その出射光は、ロービーム配光パターンＬＰとして車両の前方に照射される。

すなわち、上側の入射面２０Ｕと対応する上側の出射面２１（上側の入射面２０Ｕを含む上側のレンズ２）からは、図１２（Ａ）に示す上側のロービーム配光パターンＵＬＰとして車両の前方に照射される。ここで、上側の入射面２０Ｕの中央部分２２と対応する出射面２１からは、上側のロービーム配光パターンＵＬＰの集光配光パターンＵＳＰとして車両の前方に照射される。また、上側の入射面２０Ｕの中央部分２２以外の部分と対応する出射面２１からは、上側のロービーム配光パターンＵＬＰの拡散配光パターンＵＷＰとして車両の前方に照射される。この上側のロービーム配光パターンＵＬＰは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３およびエルボー点Ｅを有する。

一方、下側の入射面２０Ｄと対応する下側の出射面２１（下側の入射面２０Ｄを含む下側のレンズ２）からは、図１２（Ｂ）に示す下側のロービーム配光パターンＤＬＰとして車両の前方に照射される。ここで、下側の入射面２０Ｄの中央部分２２と対応する出射面２１からは、下側のロービーム配光パターンＤＬＰの集光配光パターンＤＳＰとして車両の前方に照射される。また、下側の入射面２０Ｄの中央部分２２以外の部分と対応する出射面２１からは、下側のロービーム配光パターンＤＬＰの拡散配光パターンＤＷＰとして車両の前方に照射される。この下側のロービーム配光パターンＤＬＰは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３およびエルボー点Ｅを有する。

そして、上側の入射面２０Ｕと対応する上側の出射面２１から照射される上側のロービーム配光パターンＵＬＰと、下側の入射面２０Ｄと対応する下側の出射面２１から照射される下側のロービーム配光パターンＤＬＰとが、合成（重畳）されて、図１２（Ｃ）に示すロービーム配光パターンＬＰが形成される。このロービーム配光パターンＬＰは、半導体型光源３の発光チップ３０の発光面の投影像から構成されている。

また、半導体型光源３の発光チップ３０の発光面からの光は、レンズ２の接続面２３からレンズ２中に屈折して入射する。このとき、入射光は、接続面２３において配光制御される。その入射光は、レンズ２の出射面２１から外部にそれぞれ屈折して出射する。このとき、出射光は、出射面２１において配光制御される。その出射光は、オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰとして車両の前方に照射される。

このように、可動レンズ４が第１位置に位置するときには、図１０に示すように、ロービーム配光パターンＬＰと、オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰとが照射される。

ここで、入射面２０Ｕ、２０Ｄの中央部分２２と対応する出射面２１から照射される半導体型光源３の発光チップ３０の発光面の投影像ＵＩ、ＣＩ、ＤＩについて説明する。すなわち、上側の中央部分２２Ｕから照射される投影像ＵＩ、および、中間の中央部分２２Ｃから照射される投影像ＣＩ、および、下側の中央部分２２Ｄから照射される投影像ＤＩについて説明する。

まず、上側の中央部分２２Ｕから照射される投影像ＵＩは、図１３（Ａ）に示すように、中央部分が上側に湾曲し、かつ、両端部分が下側に垂れ下がった横長のほぼ長方形状をなす。この投影像ＵＩは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３およびエルボー点Ｅに沿って照射されている。このために、斜めカットオフラインＣＬ１およびエルボー点Ｅの部分（小円形を参照）においては、投影像ＵＩすなわち光が抜けていない。

また、中間の中央部分２２Ｃから照射される投影像ＣＩは、図１３（Ｂ）に示すように、横長の長方形状をなす。この投影像ＣＩは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３およびエルボー点Ｅに沿って照射されている。

さらに、下側の中央部分２２Ｄから照射される投影像ＤＩは、図１３（Ｃ）に示すように、中央部分が下側に湾曲し、かつ、両端部分が上側にせり上がった横長のほぼ長方形状をなす。この投影像ＤＩは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３およびエルボー点Ｅに沿って照射されている。このために、斜めカットオフラインＣＬ１およびエルボー点Ｅの部分（小円形を参照）においては、投影像ＤＩすなわち光が抜けていない。

それから、駆動部材５のソレノイドに通電する。すると、可動レンズ４が第１位置から第２位置に位置する。すると、導体型光源３からの光が可動レンズ４を透過してレンズ２の入射面２０Ｕ、２０Ｄおよび接続面２３に入射しかつレンズ２の出射面２１から図１１に示すハイビーム配光パターンＤＨＰ、ＵＨＰとして照射される。すなわち、ロービーム配光パターンＬＰとオーバーヘッドサイン配光パターンＯＰとが合成変化されて合成変化配光パターン、この例では、ハイビーム配光パターンＤＨＰ、ＵＨＰとして照射される。このとき、ロービーム配光パターンＬＰの高光度帯が集光され、かつ、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が上側に山形形状に迫り上げられて、下側のハイビーム配光パターンＤＨＰが形成される。また、オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰが集光されて、上側のハイビーム配光パターンＵＨＰが形成される。

（実施形態の効果の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態にかかる車両用灯具１は、半導体型光源３を点灯すると、上側の入射面２０Ｕを含む上側のレンズ２から、エルボー点Ｅを含むカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が形成されている上側のロービーム配光パターンＵＬＰが照射され、かつ、下側の入射面２０Ｄを含む下側のレンズ２から、同じく、エルボー点Ｅを含むカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が形成されている下側のロービーム配光パターンＤＬＰが照射される。一方、上側の入射面２０Ｕと下側の入射面２０Ｄとの間の接続面２３から、オーバーヘッドサイン配光パターンＯＰが照射される。このように、この実施形態にかかる車両用灯具１は、エルボー点Ｅを含むカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が形成されているロービーム配光パターンＬＰとオーバーヘッドサイン配光パターンＯＰとを同時に照射することができる。

この実施形態にかかる車両用灯具１は、上側の入射面２０Ｕと下側の入射面２０Ｄとを接続面２３で接続するものである。このために、上側の入射面２０Ｕと下側の入射面２０Ｄとの間の分割境界における段差面が解消されて見栄えが向上される。しかも、半導体型光源３からの光が下側に向いている段差面（および、段差面と入射面２０Ｕとの角の曲面を含む）に入射して、その入射光が上向きとなり制御できない迷光となる虞がない。

この実施形態にかかる車両用灯具１は、上側の入射面２０Ｕを基準入射面２０に対して対向車線側に振り向け、一方、下側の入射面２０Ｄを基準入射面２０に対して走行車線側に振り向けるものである。このために、レンズ２の出射面２１から出射される配光（半導体型光源３の発光チップ３０の発光面の投影像ＵＩ、ＣＩ、ＤＩ）の偏りを矯正することができる。すなわち、レンズ２の上側から出射されて走行車線側に偏る特性がある配光を対向車線側に矯正することができる。一方、レンズ２の下側から出射されて対向車線側に偏る特性がある配光を走行車線側に矯正することができる。これにより、ロービーム配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３のうちエルボー点Ｅを含む部分の光抜けを防止することができる。この結果、ロービーム配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３のうちエルボー点Ｅを含む部分を鮮明とすることができる。

ここで、入射面が１つの連続した面からなる既存のレンズ直射型の車両用灯具について説明する。なお、既存のレンズ直射型の車両用灯具の構成部品において、この実施形態にかかる車両用灯具１の構成部品と同じ構成部品には、同じ符号を付す。

この既存のレンズ直射型の車両用灯具においては、レンズ２から出射される配光（半導体型光源３の発光チップ３０の発光面の投影像ＵＩ、ＤＩ）が偏る特性がある。すなわち、レンズ２の上側から出射される配光（投影像ＵＩ）は、図１４（Ａ）中の左斜め上方向の実線矢印に示すように、走行車線側に偏る特性がある。このために、図１４（Ａ）に示すように、上側の中央部分２２Ｕから照射される投影像ＵＩは、斜めカットオフラインＣＬ１およびエルボー点Ｅの部分（小円形を参照）において、抜けている。一方、レンズ２の下側から出射される配光（投影像ＤＩ）は、図１４（Ｂ）中の右斜め下方向の実線矢印に示すように、対向車線側に偏る特性がある。このために、図１４（Ｂ）に示すように、下側の中央部分２２Ｄから照射される投影像ＤＩは、斜めカットオフラインＣＬ１およびエルボー点Ｅの部分（小円形を参照）において、抜けている。この場合においては、ロービーム配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３のうちエルボー点Ｅを含む部分が不鮮明となる。

これに対して、この実施形態にかかる車両用灯具１は、上側の入射面２０Ｕが基準入射面２０に対して対向車線側に振り向けられている。これにより、レンズ２の上側から出射されて走行車線側に偏る特性がある配光（投影像ＵＩ）は、図１３（Ａ）中の右斜め下方向の実線矢印に示すように、対向車線側に矯正される。このために、図１３（Ａ）に示すように、上側の中央部分２２Ｕから照射される投影像ＵＩは、斜めカットオフラインＣＬ１およびエルボー点Ｅの部分（小円形を参照）において、抜けていない。一方、下側の入射面２０Ｄが基準入射面２０に対して走行車線側に振り向けられている。これにより、レンズ２の下側から出射されて対向車線側に偏る特性がある配光（投影像ＤＩ）は、図１３（Ｃ）中の左斜め上方向の実線矢印に示すように、走行車線側に矯正される。このために、図１３（Ｃ）に示すように、下側の中央部分２２Ｄから照射される投影像ＤＩは、斜めカットオフラインＣＬ１およびエルボー点Ｅの部分（小円形を参照）において、抜けていない。この結果、ロービーム配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３のうちエルボー点Ｅを含む部分を鮮明とすることができる。

この実施形態にかかる車両用灯具１は、レンズ２の入射面２０Ｕ、２０Ｄを上下に２分割するものである。このために、レンズ２の出射面２１を上下に２分割するものと比較して、上側の入射面２０Ｕと下側の入射面２０Ｄとの間の分割境界の接続面２３が見え難い。これにより、レンズ２の見栄えが損なわれることがない。

この実施形態にかかる車両用灯具１は、可動レンズ４と、駆動部材５とを備えるものである。このために、駆動部材５により、可動レンズ４を第１位置に位置させるときには、ロービーム配光パターンＬＰとオーバーヘッドサイン配光パターンＯＰとが照射される。また、駆動部材５により、可動レンズ４を第２位置に位置させるときには、ロービーム配光パターンＬＰとオーバーヘッドサイン配光パターンＯＰとが合成変化されてハイビーム配光パターンＤＨＰ、ＵＨＰが照射される。このように、ロービーム配光パターンＬＰおよびオーバーヘッドサイン配光パターンＯＰと、ハイビーム配光パターンＤＨＰ、ＵＨＰとを照射させることができる。

（実施形態以外の例の説明）
この実施形態においては、ロービーム配光パターンＬＰおよびオーバーヘッドサイン配光パターンＯＰと、ハイビーム配光パターンＤＨＰ、ＵＨＰとを切り替えて照射する車両用前照灯、ヘッドランプについて説明するものである。ところが、この発明においては、可動レンズ４および駆動部材５を使用せずに、ロービーム配光パターンＬＰおよびオーバーヘッドサイン配光パターンＯＰが照射される車両用前照灯、ヘッドランプなどであっても良い。すなわち、エルボー点を含むカットオフラインが形成されている配光パターンと、その配光パターンのカットオフラインから上方に照射する補助配光パターンとが得られる車両用前照灯、ヘッドランプなどであっても良い。

また、この実施形態においては、入射面２０Ｕ、２０Ｄを上側の入射面２０Ｕと下側の入射面２０Ｄとに２分割し、その２分割した上側の入射面２０Ｕと下側の入射面２０Ｄとを接続面２３で接続するものである。ところが、この発明においては、出射面２１を上側の出射面と下側の出射面とに２分割し、その２分割した上側の出射面と下側の出射面とを接続面で接続しても良い。この場合においても、上側の出射面を基準出射面に対して対向車線側に振り向け、下側の出射面を基準出射面に対して走行車線側に振り向ける。

さらに、この実施形態においては、接続面２３が凸形状をなすものであるが、凹形状をなすものであっても良い。

さらにまた、この実施形態においては、入射面２０Ｕ、２０Ｄ全面を上側の入射面２０Ｕと下側の入射面２０Ｄとに２分割するものである。ところが、この発明においては、出射面２１の一部を上側の出射面と下側の出射面とに２分割しても良い。この場合においては、少なくとも、中央部分２２を上下に２分割する必要がある。

１ 車両用灯具
２ レンズ
２０ 基準入射面
２０Ｄ 下側の入射面
２０Ｕ 上側の入射面
２１ 出射面
２２ 中央部分
２２Ｃ 中間の中央部分
２２Ｄ 下側の中央部分
２２Ｕ 上側の中央部分
２３ 接続面
３ 半導体型光源
３０ 発光チップ
３１ パッケージ
３２ 基板
４ 可動レンズ
５ 駆動部材
ＣＬ１ 斜めカットオフライン
ＣＬ２ 上水平カットオフライン
ＣＬ３ 下水平カットオフライン
ＤＨＰ 下側のハイビーム配光パターン
ＤＬＰ 下側のロービーム配光パターン
ＤＳＰ 下側の集光配光パターン
ＤＷＰ 下側の拡散配光パターン
Ｅ エルボー点
Ｆ 基準焦点
ＨＬ−ＨＲ スクリーンの左右の水平線
ＬＰ ロービーム配光パターン
Ｏ 中心
ＯＰ オーバーヘッドサイン配光パターン
ＳＰ 集光配光パターン
ＵＨＰ 上側のハイビーム配光パターン
ＵＬＰ 上側のロービーム配光パターン
ＵＳＰ 上側の集光配光パターン
ＵＷＰ 上側の拡散配光パターン
ＷＰ 拡散配光パターン
ＶＵ−ＶＤ スクリーンの上下の垂直線
Ｘ Ｘ軸
Ｙ Ｙ軸
Ｚ 基準光軸（Ｚ軸）

Claims (3)

1. レンズと、半導体型光源と、を備え、
   前記レンズは、前記半導体型光源からの光を前記レンズ中に入射させる入射面と、前記入射面から入射した入射光を、エルボー点を含むカットオフラインが形成されている配光パターンとして、前記レンズから外部に出射させる出射面と、から構成されていて、
   前記入射面は、前記レンズの基準光軸を通る水平線もしくはほぼ水平線において上下に２分割されていて、
   上側の前記入射面を含む前記レンズは、前記エルボー点を含む前記カットオフラインが形成されている上側の前記配光パターンを照射し、
   下側の前記入射面を含む前記レンズは、前記エルボー点を含む前記カットオフラインが形成されている下側の前記配光パターンを照射し、
   上側の前記入射面は、基準入射面に対して対向車線側に振り向けられていて、
   下側の前記入射面は、前記基準入射面に対して走行車線側に振り向けられていて、
   上側の前記入射面と下側の前記入射面とは、接続面により接続されていて、
   前記接続面は、前記半導体型光源からの光を補助配光パターンとして照射する自由曲面から構成されている、
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記カットオフラインは、中央の斜めカットオフラインと、走行車線側の上水平カットオフラインと、対向車線側の下水平カットオフラインと、前記斜めカットオフラインと前記下水平カットオフラインとの交点の前記エルボー点と、を有し、
   前記入射面または前記出射面のうち上下に２分割されている部分は、少なくとも、前記基準光軸を含む中央部分であって、前記配光パターンのうち集光配光パターンを形成する部分であり、
   前記接続面は、前記集光配光パターンを形成する部分に設けられていて、前記補助配光パターンとしてオーバーヘッドサイン配光パターンを照射する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 可動レンズと、駆動部材と、を備え、
   前記可動レンズは、前記駆動部材により、前記配光パターンと前記補助配光パターンとが同時に照射される第１位置と、前記レンズと前記半導体型光源との間の位置であって、前記配光パターンと前記補助配光パターンとを合成変化させた合成変化配光パターンが照射される第２位置と、に移動切替可能に位置する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。

Images