JP6303587B2 - 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、レンズに入射させてかつそのレンズから所定の配光パターンとして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。

この種の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）。以下、従来の車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、発光素子と、投影レンズと、を備える。発光素子を発光させることにより、投影レンズの出射面から所定の配光パターンが照射される。かかるレンズ直射型の車両用灯具においては、配光パターンにおいてレンズ分光現象（レンズの色収差現象）による色帯が出現するのを抑制すること、すなわち、色消し効果が得られることが重要である。

色消し効果がある車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献２、特許文献３）。以下、従来の色消し効果がある車両用灯具について説明する。特許文献２の車両用灯具は、レンズ直射型ではなくプロジェクタ型であって、投影レンズの上半分を大きい屈折率の材質で構成し、投影レンズの下半分を小さい屈折率の材質で構成するものである。投影レンズの上半分から光が、投影レンズの下半分から照射される光の屈折よりも大きく屈折して照射される。これにより、投影レンズの上半分から照射される光の分光色と、投影レンズの下半分から照射される光の分光色とが、打ち消し合って色消し効果が得られる。

特許文献３の車両用灯具は、同じく、レンズ直射型ではなくプロジェクタ型であって、凸レンズの上方部を赤色光が水平方向に出射するように構成し、凸レンズの下方部を青色光が水平方向に出射するように構成するものである。凸レンズの上方部から出射する水平方向の赤色光および下向き方向の青色光と、凸レンズの下方部から出射する水平方向の青色光および下向き方向の赤色光とが、打ち消し合って色消し効果が得られる。

特開２０１１−２２８１９６号公報 特開２００９−１８１８４５号公報 特開平１−１８６７０１号公報

ところが、特許文献２の車両用灯具および特許文献３の車両用灯具は、レンズ直射型ではなくプロジェクタ型であるから、レンズ直射型の車両用灯具に適用した場合において、確実な色消し効果が得られない場合がある。

この発明が解決しようとする課題は、レンズ直射型の車両用灯具において、確実な色消し効果が得られること、にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、レンズと、半導体型光源と、を備え、レンズが、入射面と、出射面と、から構成されていて、出射面が、レンズの基準光軸を含む部分と、基準光軸を含まない部分と、から形成されていて、基準光軸を含む部分の出射面が、基準光軸もしくはその近傍を通る段差面により、上下に２分割されており、上側の出射面から照射される半導体型光源の発光面像と、下側の出射面から照射される半導体型光源の発光面像とが、相互に重なり合うように、それぞれ配光制御されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、上側の出射面のうち段差面側の部分から照射される半導体型光源の発光面像と、下側の出射面のうち段差面側の部分から照射される半導体型光源の発光面像とは、相互に重なり合うように、それぞれ配光制御されていて、上側の出射面のうち段差面から離れた部分から照射される半導体型光源の発光面像、および、下側の出射面のうち段差面から離れた部分から照射される半導体型光源の発光面像が、段差面から離れるにつれて下側に位置するように、それぞれ配光制御されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、基準光軸を含む部分の出射面が、斜めカットオフラインを有する配光パターンを照射する、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、下側の出射面が、上側の出射面より、光の出射方向側に位置する、ことを特徴とする。

この発明の車両用灯具は、レンズの出射面のうち、基準光軸を含む部分の出射面が、基準光軸もしくはその近傍を通る段差面により、上下に２分割されているものである。このために、上側の出射面から照射される半導体型光源の発光面像（配光パターン）と、下側の出射面から照射される半導体型光源の発光面像（配光パターン）と、の重なり合いを調整することができる。これにより、上側の出射面から照射される発光面像の分光色と、下側の出射面から照射される発光面像の分光色とを、混ぜ合わせて消し合うことができる。このように、この発明の車両用灯具は、レンズ直射型の車両用灯具において、確実な色消し効果が得られる。

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）を示す正面図である。 図２は、半導体型光源を示す斜視説明図である。 図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、上側の出射面から照射される発光面像を示す説明図である。 図５は、下側の出射面から照射される発光面像を示す説明図である。 図６は、第１出射面、第２出射面、第３出射面、第４出射面、第５出射面、補助レンズ部により形成される配光パターンを示す説明図である。 図７は、ロービーム配光パターンおよびオーバーヘッドサイン配光パターンを示す説明図である。 図８は、基準光軸を含む部分の出射面が上下に２分割されていないレンズを示す一部断面図（図３に対応する一部断面図）である。 図９は、図８のレンズの基準光軸を含む部分の出射面から照射される発光面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４〜図７、図９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。この明細書および別紙の特許請求の範囲において、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。図３、図８のレンズの断面図においては、光路を明確にするためにハッチングを省略してある。

（実施形態の構成の説明）
以下、図１〜図７を参照して、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１Ｌ、１Ｒ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１Ｌ、１Ｒは、車両（図示せず）の前部の左右両端部に搭載されている。前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒ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１Ｌ、１Ｒ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２と、半導体型光源３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。

前記レンズ２および前記半導体型光源３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３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）から構成されている。前記パッケージは、基板（図示せず）に実装されている。前記基板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個以上の正方形のチップ、あるいは、複数個の長方形のチップ、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３１をなす。前記発光面３１は、前記レンズ２の基準光軸（前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒの基準光軸）Ｚの前側に向いている。前記発光チップ３０の前記発光面３１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、前記発光チップ３０の前記発光面３１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、左側が＋方向であり、右側が−方向である。また、Ｙ軸は、前記発光チップ３０の前記発光面３１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、前記発光チップ３０の前記発光面３１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３に示すように、入射面２０と、出射面２１、２２、２３Ｕ、２３Ｄ、２４、２５（以下、「出射面２１〜２５」と記載する場合がある）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。この例において、前記レンズ２の中心（図示せず）は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏ（前記Ｘ軸、前記基準光軸Ｚ）に対して、下に位置する。なお、前記レンズ２の中心と前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏとを一致もしくはほぼ一致させても良いし、前記レンズ２の中心を前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏに対して、上に位置させても良い。

（入射面２０の説明）
前記入射面２０は、１個の面から構成されている。前記入射面２０は、前記半導体型光源３と対向する面であって、この例では２次曲面または複合２次曲面または自由曲面により連続的に形成されている。前記入射面２０は、前記半導体型光源３からの光（直射光）を前記レンズ２中に入射させるものである。

（出射面２１〜２５の説明）
前記出射面２１〜２５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または複合２次曲面または２次曲面からそれぞれ独立して形成されている。前記出射面２１〜２５は、前記入射面２０から前記レンズ２中に入射した前記半導体型光源３からの光を、外部（前記車両の前方）に、所定の配光パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、ＬＰ（図６、図７を参照）として出射（照射）させるものである。

前記出射面２１〜２５は、２本の水平分割段差面（横方向の分割線）２Ｕ、２Ｄにより、上段の前記出射面２１と中段の前記出射面２２、２３Ｕ、２３Ｄ、２４と下段の前記出射面２５とに分割されている。中段の前記出射面２２、２３Ｕ、２３Ｄ、２４は、２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒにより、左側（走行車線側）の前記出射面２４と中央の前記出射面２３Ｕ、２３Ｄと右側（対向車線側）の前記出射面２２とに分割されている。前記出射面２１〜２５は、前記基準光軸Ｚを含む部分の中央の中段の前記出射面２３Ｕ、２３Ｄと、前記基準光軸Ｚを含まない部分の上段の前記出射面２１、左右両側の中段の前記出射面２２、２４、下段の前記出射面２５と、に分割されている。

上段の前記出射面２１は、中段の前記出射面２２、２３Ｕ、２３Ｄ、２４より、後側に凹んでいる。中段の前記出射面２２、２３Ｕ、２３Ｄ、２４は、下段の前記出射面２５より、後側に凹んでいる。中央の中段の前記出射面２３Ｕ、２３Ｄは、左右両側の中段の前記出射面２２、２４より、後側に凹んでいる。

上段の前記出射面２１は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称の拡散配光パターンとしての第１配光パターンＰ１（図６（Ａ）を参照）を出射する。

右側の中段の前記出射面２２は、右側の下水平カットオフラインＣＬ１を有する拡散配光パターンとしての第２配光パターンＰ２（図６（Ｂ）を参照）を照射する。

中央の中段の前記出射面２３Ｕ、２３Ｄは、右側の下水平カットオフラインＣＬ１、中央の斜めカットオフラインＣＬ２、左側の上水平カットオフラインＣＬ３を有する集光配光パターンとしての第３配光パターンＰ３（図６（Ｃ）を参照）を照射する。

左側の中段の前記出射面２４は、左側の上水平カットオフラインＣＬ３を有する拡散配光パターンとしての第４配光パターンＰ４（図６（Ｄ）を参照）を照射する。

下段の前記出射面２５は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称の拡散配光パターンとしての第５配光パターンＰ５（図６（Ｅ）を参照）を出射する。

前記第１配光パターンＰ１、前記第２配光パターンＰ２、前記第３配光パターンＰ３、前記第４配光パターンＰ４、前記第５配光パターンＰ５が合成（重畳）されることにより、ロービーム配光パターンＬＰ（図７（Ａ）、（Ｂ）を参照）が得られる。

（基準光軸Ｚを含む部分の出射面２３Ｕ、２３Ｄの説明）
前記基準光軸Ｚを含む部分の前記出射面（中央の中段の前記出射面）２３Ｕ、２３Ｄは、前記基準光軸Ｚもしくはその近傍を通る段差面２３０により、上下に２分割されている。下側の前記出射面２３Ｄは、上側の前記出射面２３Ｕより、光の出射方向側に位置する。すなわち、上側の前記出射面２３Ｕは、下側の前記出射面２３Ｄより、後側に凹んでいる。

上側の前記出射面２３Ｕのうち前記段差面２３０側の部分から照射される出射光Ｌ３Ｕ（図３参照）により形成される発光面像Ｉ３Ｕ（図４参照）と、下側の前記出射面２３Ｄのうち前記段差面２３０側の部分から照射される出射光Ｌ１Ｄ（図３参照）により形成される発光面像Ｉ１Ｄ（図５参照）とは、相互に重なり合うように、それぞれ配光制御されている。

上側の前記出射面２３Ｕのうち前記段差面２３０から離れた部分から照射される出射光Ｌ２Ｕ、Ｌ１Ｕ（図３参照）により形成される発光面像Ｉ２Ｕ、Ｉ１Ｕ（図４参照）、および、下側の前記出射面２３Ｄのうち前記段差面２３０から離れた部分から照射される出射光Ｌ２Ｄ、Ｌ３Ｄ（図３参照）により形成される発光面像Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄ（図５参照）は、前記段差面２３０から離れるにつれて下側に位置するように、それぞれ配光制御されている。

（発光面像の発光制御の説明）
以下、前記発光面像Ｉ１Ｕ、Ｉ２Ｕ、Ｉ３Ｕ、Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄの配光制御について図４、図５を参照して説明する。

前記発光面像Ｉ３Ｕは、上縁が前記上水平カットオフラインＣＬ３もしくはその近傍に位置し、かつ、右上角が前記上水平カットオフラインＣＬ３と前記斜めカットオフラインＣＬ２との交点もしくはその近傍に位置するように、配光制御されている。前記発光面像Ｉ２Ｕは、右上角が前記斜めカットオフラインＣＬ２もしくはその近傍に位置するように、配光制御されている。前記発光面像Ｉ１Ｕは、上縁が前記下水平カットオフラインＣＬ１の延長線もしくはその近傍に位置し、かつ、右上角が前記下水平カットオフラインＣＬ１と前記斜めカットオフラインＣＬ２との交点もしくはその近傍に位置するように、配光制御されている。

前記レンズ２の肉厚は、上側の前記出射面２３Ｕの基準光軸Ｚを含む部分の肉厚が厚く、上側の前記出射面２３Ｕの基準光軸Ｚから離れた部分の肉厚が薄い。このために、前記レンズ２の分光現象（前記レンズ２の色収差現象）により、上側の前記出射面２３Ｕから出射される前記出射光Ｌ１Ｕ、Ｌ２Ｕ、Ｌ３Ｕは、上側にやや赤色の光と下側にやや青色の光とに分光される。この結果、前記発光面像Ｉ３Ｕ、Ｉ２Ｕ、Ｉ１Ｕの上縁には、やや赤色の分光Ｒが存在する。なお、前記発光面像Ｉ２Ｕ、Ｉ１Ｕの上縁の左側の一部は、前記発光面像Ｉ３Ｕ、Ｉ２Ｕ中にそれぞれ重なるので、前記やや赤色の分光Ｒが消えている。

前記発光面像Ｉ１Ｄは、上縁が前記上水平カットオフラインＣＬ３もしくはその近傍に位置し、かつ、右上角が前記上水平カットオフラインＣＬ３と前記斜めカットオフラインＣＬ２との交点もしくはその近傍に位置するように、配光制御されている。前記発光面像Ｉ２Ｄは、右上角が前記斜めカットオフラインＣＬ２もしくはその近傍に位置するように、配光制御されている。前記発光面像Ｉ３Ｄは、上縁が前記下水平カットオフラインＣＬ１の延長線もしくはその近傍に位置し、かつ、右上角が前記下水平カットオフラインＣＬ１と前記斜めカットオフラインＣＬ２との交点もしくはその近傍に位置するように、配光制御されている。

前記レンズ２の肉厚は、下側の前記出射面２３Ｄの基準光軸Ｚを含む部分の肉厚が厚く、下側の前記出射面２３Ｄの基準光軸Ｚから離れた部分の肉厚が薄い。このために、前記レンズ２の分光現象（前記レンズ２の色収差現象）により、下側の前記出射面２３Ｄから出射される前記出射光Ｌ１Ｄ、Ｌ２Ｄ、Ｌ３Ｄは、上側にやや青色の光と下側にやや赤色の光とに分光される。この結果、前記発光面像Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄの上縁には、やや青色の分光Ｂが存在する。なお、前記発光面像Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄの上縁の左側の一部は、前記発光面像Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ中にそれぞれ重なるので、前記やや青色の分光Ｂが消えている。

（出射光、発光面像、配光パターンの説明）
図３に示す前記出射光Ｌ１Ｕ、Ｌ２Ｕ、Ｌ３Ｕ、Ｌ１Ｄ、Ｌ２Ｄ、Ｌ３Ｄは、この例では、前記基準光軸Ｚを含む部分の前記出射面（中央の中段の前記出射面）２３Ｕ、２３Ｄの縦断面（図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面）の任意の点から外部に出射（照射）されている光である。図４、図５に示す前記発光面像Ｉ１Ｕ、Ｉ２Ｕ、Ｉ３Ｕ、Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄは、この例では、図３に示す出射光Ｌ１Ｕ、Ｌ２Ｕ、Ｌ３Ｕ、Ｌ１Ｄ、Ｌ２Ｄ、Ｌ３Ｄによりそれぞれ形成される像である。

前記基準光軸Ｚを含む部分の前記出射面２３Ｕ、２３Ｄの全面からは、図３に示す前記出射光Ｌ１Ｕ、Ｌ２Ｕ、Ｌ３Ｕ、Ｌ１Ｄ、Ｌ２Ｄ、Ｌ３Ｄと同様に、それぞれ配光制御されている出射光（図示せず）が外部に出射されている。前記基準光軸Ｚを含む部分の前記出射面２３Ｕ、２３Ｄの全面から出射されている前記出射光により、図４、図５に示す前記発光面像Ｉ１Ｕ、Ｉ２Ｕ、Ｉ３Ｕ、Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄと同様に、発光面像（図示せず）がそれぞれ形成されている。前記発光面像が重ねられて図６（Ｃ）に示す前記第３配光パターンＰ３が形成されている。

前記第３配光パターンＰ３以外の配光パターン（前記第１配光パターンＰ１、前記第２配光パターンＰ２、前記第４配光パターンＰ４、前記第５配光パターンＰ５）も、図示されていないが、同様に、上段の前記出射面２１、左右両側の中段の前記出射面２２、２４、下段の前記出射面２５の全面から出射されている出射光により形成されている発光面像が重ねられて形成されているものである。

（補助レンズ部４の説明）
前記レンズ２の下辺には、補助レンズ部４が一体に設けられている。前記補助レンズ部４は、入射面（図示せず）と、全反射面（図示せず）と、出射面４２と、から構成されている。前記補助レンズ部４は、前記半導体型光源３からの光を前記入射面から入射して、その入射光を前記全反射面で全反射させ、その全反射光を前記出射面４２から出射させ、その出射光Ｌ６により、図６（Ｆ）、図７（Ａ）に示すオーバーヘッドサイン配光パターンＰ６として照射する。

前記補助レンズ部４により形成される前記オーバーヘッドサイン配光パターンＰ６は、前記レンズ２により形成される前記ロービーム配光パターンＬＰの主配光パターンに対する補助配光パターンである。

（フランジ部５の説明）
前記レンズ２および前記補助レンズ部４の周囲には、フランジ部５が一体に設けられている。前記フランジ部５は、前記取付部材に取り付けるためのものである。前記フランジ部５を介して前記レンズ２および前記補助レンズ部４は、前記取付部材に取り付けられる。

（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１Ｌ、１Ｒ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。

半導体型光源３を点灯する。すると、半導体型光源３の発光面３１からの光の大部分は、レンズ２の１個の入射面２０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２０において配光制御される。その入射光は、レンズ２の６個の出射面２１〜２５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２１〜２５において配光制御される。その出射光は、５個の配光パターンＰ１〜Ｐ５として車両の前方に照射される。

すなわち、上段の出射面２１からは、出射光が出射されて図６（Ａ）に示す第１配光パターンＰ１として車両の前方に照射される。右側の中段の出射面２２からは、出射光が出射されて図６（Ｂ） に示す下水平カットオフラインＣＬ１を有する第２配光パターンＰ２として車両の前方に照射される。中央の中段の上側の出射面２３Ｕおよび下側の出射面２３Ｄからは、出射光Ｌ１Ｕ、Ｌ２Ｕ、Ｌ３Ｕ、Ｌ１Ｄ、Ｌ２Ｄ、Ｌ３Ｄ（図３参照）が出射されて図６（Ｃ） に示す下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３を有する第３配光パターンＰ３として車両の前方に照射される。左側の中段の出射面２４からは、出射光が出射されて図６（Ｄ）に示す上水平カットオフラインＣＬ３を有する第４配光パターンＰ４として車両の前方に照射される。下段の出射面２５からは、出射光が出射されて図６（Ｅ） に示す第５配光パターンＰ５として車両の前方に照射される。

前記の５個の配光パターンＰ１〜Ｐ５が重畳されることにより、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３を有するロービーム配光パターンＬＰが形成される。ここで、第１配光パターンＰ１および第５配光パターンＰ５の上縁は、下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３より若干下側に位置する。

一方、半導体型光源３からの光の一部は、補助レンズ部４の入射面から補助レンズ部４中に屈折して入射する。このとき、入射光は、入射面において配光制御される。その入射光は、補助レンズ部４の全反射面で全反射する。このとき、全反射光は、反射面において配光制御される。その全反射光は、補助レンズ部４の出射面４２から外部に屈折して出射する。このとき、出射光は、出射面４２において配光制御される。その出射光は、図６（Ｆ）、図７（Ａ）に示すオーバーヘッドサイン配光パターンＰ６として車両の前上方に照射される。

（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１Ｌ、１Ｒ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１Ｌ、１Ｒは、レンズ２の出射面２１〜２５のうち、基準光軸Ｚを含む部分の出射面２３Ｕ、２３Ｄが、基準光軸Ｚもしくはその近傍を通る段差面２３０により、上下に２分割されているものである。このために、上側の出射面２３Ｕから照射される半導体型光源３の発光面像Ｉ３Ｕ、Ｉ２Ｕ、Ｉ１Ｕ（配光パターン）と、下側の出射面２３Ｄから照射される半導体型光源３の発光面像Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄ（配光パターン）と、の重なり合いを調整することができる。これにより、上側の出射面２３Ｕから照射される発光面像Ｉ３Ｕ、Ｉ２Ｕ、Ｉ１Ｕの分光色（やや赤色）と、下側の出射面２３Ｄから照射される発光面像Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄの分光色（やや青色）とを、混ぜ合わせて消し合うことができる。このように、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、レンズ直射型の車両用灯具において、確実な色消し効果が得られる。

特に、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、上側の出射面２３Ｕのうち段差面２３０側の部分から照射される出射光Ｌ３Ｕにより形成される発光面像Ｉ３Ｕと、下側の出射面２３Ｄのうち段差面２３０側の部分から照射される出射光Ｌ１Ｄにより形成される発光面像Ｉ１Ｄとが、図３〜図５に示すように、相互に重なり合うように、それぞれ配光制御されている。また、上側の出射面２３Ｕのうち段差面２３０から離れた部分から照射される出射光Ｌ２Ｕ、Ｌ１Ｕにより形成される発光面像Ｉ２Ｕ、Ｉ１Ｕ、および、下側の出射面２３Ｄのうち段差面２３０から離れた部分から照射される出射光Ｌ２Ｄ、Ｌ３Ｄにより形成される発光面像Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄが、図３〜図５に示すように、段差面２３０から離れるにつれて下側に位置するように、それぞれ配光制御されている。

このために、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、発光面像Ｉ３Ｕ、Ｉ２Ｕ、Ｉ１Ｕの上縁に存在する分光色（やや赤色）と、発光面像Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄの上縁に存在する分光色（やや青色）とが、相互に打ち消し合うものであるから、レンズ直射型の車両用灯具において、さらに確実な色消し効果が得られる。

ここで、レンズの出射面のうち、基準光軸Ｚを含む部分の出射面２３が上下に２分割されていない１個の出射面２３からなるレンズにおける出射光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６（以下、「出射光Ｌ１〜Ｌ６」と称する場合がある）および発光面像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６（以下、「発光面像Ｉ１〜Ｉ６」と称する場合がある）について、図８、図９を参照して説明する。

かかるレンズにおいて、半導体型光源３からの光は、レンズの入射面２０からレンズ中に入射する。その入射光は、レンズの出射面２３から外部に出射光Ｌ１〜Ｌ６（図８参照）として出射される。その出射光Ｌ１〜Ｌ６により形成される発光面像Ｉ１〜Ｉ６は、図９に示すように、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に沿って、上から下に連続して配光制御される。

すなわち、出射光Ｌ１により形成される発光面像Ｉ１は、上縁が上水平カットオフラインＣＬ３もしくはその近傍に位置し、かつ、右上角が上水平カットオフラインＣＬ３と斜めカットオフラインＣＬ２との交点もしくはその近傍に位置するように、配光制御されている。出射光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４により形成されている発光面像Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４は、右上角が斜めカットオフラインＣＬ２もしくはその近傍に位置するように、上から下に連続して配光制御されている。出射光Ｌ５により形成される発光面像Ｉ５は、上縁が下水平カットオフラインＣＬ１の延長線もしくはその近傍に位置し、かつ、右上角が下水平カットオフラインＣＬ１と斜めカットオフラインＣＬ２との交点もしくはその近傍に位置するように、配光制御されている。出射光Ｌ６により形成されている発光面像Ｉ６は、下水平カットオフラインＣＬ１よりも下側に位置するように、配光制御されている。

かかるレンズの肉厚は、出射面２３の基準光軸Ｚを含む部分（出射面２３の中央部分）の肉厚が厚く、出射面２３の基準光軸Ｚから離れた部分（出射面２３の周辺部分）の肉厚が薄い。このために、レンズの分光現象（レンズの色収差現象）により、出射面２３の上側の部分から出射される出射光Ｌ１、Ｌ２の上側にやや赤色の光と下側にやや青色の光とに分光され、一方、出射面２３の下側の部分から出射される出射光Ｌ６、Ｌ５の上側にやや青色の光と下側にやや赤色の光とに分光される。なお、出射面２３の基準光軸Ｚを含む部分から出射される出射光Ｌ３、Ｌ４は、レンズの分光現象（レンズの色収差現象）の影響を受けない。もしくは、受けてもその影響が小さい。

この結果、発光面像Ｉ１、Ｉ２の上縁には、やや赤色の分光Ｒが存在する。なお、前記発光面像Ｉ２の上縁の左側の一部は、発光面像Ｉ１Ｕ中に重なるので、やや赤色の分光Ｒが消えている。一方、発光面像Ｉ６、Ｉ５の上縁には、やや青色の分光Ｂが存在する。なお、発光面像Ｉ６、Ｉ５の上縁の左側の一部は、発光面像Ｉ５、Ｉ４、Ｉ３中にそれぞれ重なるので、やや青色の分光Ｂが消えている。

このように、かかるレンズにおいては、図９に示すように、上水平カットオフラインＣＬ３にやや赤色の分光Ｒが、下水平カットオフラインＣＬ１にやや青色の分光Ｂが、斜めカットオフラインＣＬ２にやや赤色の分光Ｒとやや青色の分光Ｂとが、それぞれ現れて目立つ。

これに対して、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、レンズ２の基準光軸Ｚを含む部分の出射面２３Ｕ、２３Ｄを段差面２３０で上下に２分割するものであるから、上側の出射面２３Ｕから照射される発光面像Ｉ３Ｕ、Ｉ２Ｕ、Ｉ１Ｕと、下側の出射面２３Ｄから照射される発光面像Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄと、の重なり合いを調整して、上側の出射面２３Ｕから照射される発光面像Ｉ３Ｕ、Ｉ２Ｕ、Ｉ１Ｕの分光色（やや赤色）と、下側の出射面２３Ｄから照射される発光面像Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄの分光色（やや青色）とを、混ぜ合わせて消し合うことができる。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、１つの材質からなるものであるから、製造が簡単であり、コストが安価である。

また、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、レンズ２の出射面２１〜２５のうち、基準光軸Ｚを含む部分の出射面２３Ｕ、２３Ｄが、基準光軸Ｚもしくはその近傍を通る段差面２３０により、上下に２分割されているものである。このために、基準光軸Ｚを含む部分の出射面２３Ｕ、２３Ｄから出射される強い光の出射光Ｌ１Ｕ、Ｌ２Ｕ、Ｌ３Ｕ、Ｌ１Ｄ、Ｌ２Ｄ、Ｌ３Ｄの分光色を消すことができるものである。

ここで、特許文献２の車両用灯具は、投影レンズとして屈折率が異なる２つの材質を使用するので、製造上やコスト上で課題がある。特許文献３の車両用灯具は、凸レンズの上方部と下方部とから出射される弱い光の分光色を打ち消し合うものであるから、凸レンズの中央部（凸レンズの基準光軸を含む部分）から出射される強い光の分光色を打ち消し合うことができないという課題がある。

これに対して、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、１つの材質からなるものであるから、製造が簡単であり、コストが安価である。また、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、強い光の出射光Ｌ１Ｕ、Ｌ２Ｕ、Ｌ３Ｕ、Ｌ１Ｄ、Ｌ２Ｄ、Ｌ３Ｄの分光色を消すことができるものである。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、基準光軸Ｚを含む部分の出射面２３Ｕ、２３Ｄが、斜めカットオフラインＣＬ２を有する第３配光パターンＰ３を照射するものである。斜めカットオフラインＣＬ２は、ロービーム配光パターンＬＰのうち、最高光度が存在していて、ドライバーが注視する部分である。このために、ドライバーが注視する斜めカットオフラインＣＬ２部分における分光色を消すことができるので、ドライバーにおいて分光色による煩わしさがなく、視認性が向上する。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、下側の出射面２３Ｄが上側の出射面２３Ｕより光の出射方向側に位置する。すなわち、上側の出射面２３Ｕが下側の出射面２３Ｄより後側に凹んでいる。このために、段差面２３０を、上側の出射面２３Ｕから下側の出射面２３Ｄにかけて、上から下に傾斜させることができる。この結果、段差面２３０から出射する出射光が、上から下に傾斜している段差面２３０により配光制御されて、レンズ２の基準光軸Ｚに対して下向きに屈折して出射する。これにより、段差面２３０からの迷惑光の発生を確実に防ぐことができる。

（実施形態以外の例の説明）
この実施形態においては、車両用前照灯、ロービーム用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、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプ以外の車両用灯具たとえばフォグランプ、ハイビーム用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、基準光軸Ｚを含まない部分の出射面が、上段の出射面２１、左右両側の中段の出射面２２、２４、下段の出射面２５と、４個に分割されている。ところが、この発明においては、基準光軸Ｚを含まない部分の出射面を、１個〜３個、あるいは、５個以上に分割しても良い。

さらに、この実施形態においては、レンズ２の下辺に補助レンズ部４を設けて、オーバーヘッドサイン配光パターンＰ６を形成するものである。ところが、この発明においては、レンズ２の周辺に補助レンズ部を設けて、オーバーヘッドサイン配光パターンＰ６以外の補助配光パターンを形成するようにしても良い。また、複数個の補助レンズ部を設けて、複数個の補助配光パターンを形成しても良い。さらに、補助レンズ部を設けず、補助配光パターンを形成しなくても良い。

１Ｌ、１Ｒ 車両用灯具
２ レンズ
２０ 入射面
２１、２２、２３Ｕ、２３Ｄ、２４、２５ 出射面
２３ 出射面
２３０ 段差面
３ 半導体型光源
３０ 発光チップ
３１ 発光面
４ 補助レンズ部
４２ 出射面
５ フランジ部
Ｂ やや青色の分光
ＣＬ１ 下水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
ＣＬ３ 上水平カットオフライン
Ｆ 基準焦点
ＨＬ−ＨＲ スクリーンの左右の水平線
Ｉ１Ｕ、Ｉ２Ｕ、Ｉ３Ｕ、Ｉ１Ｄ、Ｉ２Ｄ、Ｉ３Ｄ 発光面像
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６ 発光面像
Ｌ１Ｕ、Ｌ２Ｕ、Ｌ３Ｕ、Ｌ１Ｄ、Ｌ２Ｄ、Ｌ３Ｄ 出射光
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６ 出射光
ＬＰ ロービーム配光パターン
Ｏ 中心
Ｐ１ 第１配光パターン
Ｐ２ 第２配光パターン
Ｐ３ 第３配光パターン
Ｐ４ 第４配光パターン
Ｐ５ 第５配光パターン
Ｐ６ オーバーヘッドサイン配光パターン
Ｒ やや赤色の分光
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 (4)

1. レンズと、半導体型光源と、を備え、
   前記レンズは、入射面と、出射面と、から構成されていて、
   前記出射面は、前記レンズの基準光軸を含む部分と、前記基準光軸を含まない部分と、から形成されていて、
   前記基準光軸を含む部分の前記出射面は、前記基準光軸もしくはその近傍を通る段差面により、上下に２分割されており、
   上側の前記出射面から照射される前記半導体型光源の発光面像と、下側の前記出射面から照射される前記半導体型光源の発光面像とは、相互に重なり合うように、それぞれ配光制御されている、
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上側の前記出射面のうち前記段差面側の部分から照射される前記半導体型光源の発光面像と、下側の前記出射面のうち前記段差面側の部分から照射される前記半導体型光源の発光面像とは、相互に重なり合うように、それぞれ配光制御されていて、
   上側の前記出射面のうち前記段差面から離れた部分から照射される前記半導体型光源の発光面像、および、下側の前記出射面のうち前記段差面から離れた部分から照射される前記半導体型光源の発光面像は、前記段差面から離れるにつれて下側に位置するように、それぞれ配光制御されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記基準光軸を含む部分の前記出射面は、斜めカットオフラインを有する配光パターンを照射する、
   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。
4. 下側の前記出射面は、上側の前記出射面より、光の出射方向側に位置する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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