以下、本発明の第1実施形態である車両用灯具について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1実施形態である車両用灯具10の縦断面図である。
図1に示すように、本実施形態の車両用灯具10は、レンズ体12、レンズ体12の入射面12a近傍に配置された光源14等を備え、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(車両前面から約25m前方に配置されている)上に、図11(a)等に示す上端縁にカットオフラインCL1〜CL3を含むロービーム用配光パターンP1等を形成する車両用前照灯として構成されている。
図2(a)は前方から見たレンズ体12の斜視図、図2(b)は後方から見たレンズ体12の斜視図、図3(a)はレンズ体12の上面図、図3(b)は下面図、図3(c)は側面図である。
図1に示すように、レンズ体12は、水平方向に延びる第1基準軸AX1に沿って延びた形状のレンズ体で、入射面12a、反射面12b、シェード12c、出射面12d及び入射面12a近傍に配置された光学設計上の基準点Fを含んでいる。入射面12a、反射面12b、シェード12c及び出射面12dは、第1基準軸AX1に沿ってこの順に配置されている。レンズ体12の材質は、ポリカーボネイトであってもよいし、それ以外のアクリル等の透明樹脂であってもよいし、ガラスであってもよい。
図1中の先端に矢印が付いた点線は、レンズ体12内部に入射した光源14(正確には、基準点F)からの光の光路を表している。
レンズ体12の主な機能は、第1に、光源14からの光をレンズ体12内部に取り込むこと、第2に、レンズ体12内部に取り込まれた光のうち出射面12dに向かって進行する直射光RayA及び反射面12bで内面反射された反射光RayBにより、出射面12d(レンズ部)の焦点F12d近傍に形成される光度分布(光源像)を反転投影して、上端縁にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成することである。
図4(a)は光源14(正確には、基準点F)からの光が入射面12aに入射する様子を表す図、図4(b)はレンズ体12内部に入射した光源14からの光(直射光RayA)が集光する様子を表す図である。
入射面12aは、レンズ体12の後端部に形成され、当該入射面12a近傍に配置される光源14(正確には、光学設計上の基準点F)からの光(図4(a)参照)が屈折してレンズ体12内部に入射する面(例えば、光源14に向かって凸の自由曲面)で、レンズ体12内部に入射した光源14からの光(直射光RayA)が、少なくとも鉛直方向に関し、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光するように(図4(b)参照)、その面形状が構成されている。第2基準軸AX2は、光源14の中心(正確には、基準点F)とシェード12c近傍の点とを通過し、第1基準軸AX1に対して前方斜め下方に向かって傾斜している(図1参照)。
光源14は、例えば、金属製の基板(図示せず)、当該基板の表面に実装された白色LED光源(又は白色LD光源)等の半導体発光素子(図示せず)を備えている。半導体発光素子の個数は、1以上であればよい。なお、光源14は、白色LED光源(又は白色LD光源)等の半導体発光素子以外の光源であってもよい。光源14は、その発光面(図示せず)を前方斜め下方に向けた姿勢、すなわち、当該光源14の光軸AX14が第2基準軸AX2に一致した姿勢でレンズ体12の入射面12a近傍(基準点F近傍)に配置されている。なお、光源14は、当該光源14の光軸AX14が第2基準軸AX2に一致していない姿勢(例えば、光源14の光軸AX14が水平方向に配置された姿勢)でレンズ体12の入射面12a近傍(基準点F近傍)に配置されていてもよい。
光源14が半導体発光素子(例えば白色LED光源)である場合、当該光源14(発光面)から放出される光の指向特性はランバーシアンで、I(θ)=I0×cosθで表すことができる。これは、光源14が放出する光の広がりを表している。但し、I(θ)は光源14の光軸AX14から角度θ傾いた方向の光度を表し、I0は光軸AX14上の光度を表している。光源14では、光軸AX14上(θ=0)の光度が最大となる。
図5は入射面12aの一例(横断面図)、図6は入射面12aの他の一例(横断面図)である。
図5に示すように、入射面12aは、水平方向に関し、レンズ体12内部に入射した光源14からの光(直射光RayA)が、シェード12cに向かって第1基準軸AX1寄りに集光するように、その面形状が構成されている。なお、入射面12aは、図6に示すように、水平方向に関し、レンズ体12内部に入射した光源14からの光(直射光RayA)が、基準軸AX1に対して平行な光となるように、その面形状が構成されていてもよい。
ロービーム用配光パターンの水平方向の拡散の程度は、入射面12aの面形状(例えば、入射面12aの水平方向の曲率)を調整することで自在に調整することができる。
図7(a)及び図7(b)は、入射面12aと光源14との間の距離について説明するための図である。
入射面12aと光源14との間の距離を短くすることで(図7(b)参照)、入射面12aと光源14との間の距離を長くした場合(図7(a)参照)と比べ、光源像が小さくなる。その結果、出射面12d(レンズ部)の焦点F12d近傍に形成される光度分布(及びロービーム用配光パターン)の最大光度をより高くすることができる。
また、入射面12aと光源14との間の距離を短くすることで(図7(b)参照)、入射面12aと光源14との間の距離を長くした場合(図7(a)参照)と比べ、レンズ体12内部に取り込まれる光源14からの光が増加する(β>α)。その結果、高効率なレンズ体となる。
反射面12bは、入射面12aの下端縁から前方に向かって水平方向に延びた平面形状の反射面である。反射面12bは、レンズ体12内部に入射した光源14からの光のうち当該反射面12bに入射した光を全反射する反射面で、金属蒸着は用いていない。レンズ体12内部に入射した光源14からの光のうち反射面12bに入射した光は、当該反射面12bで内面反射されて出射面12dに向かい、出射面12dで屈折して路面方向に向かう。すなわち、反射面12bで内面反射された反射光RayBがカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。これにより、ロービーム用配光パターンの上端縁にカットオフラインが形成される。
なお、反射面12bは、入射面12aの下端縁から第1基準軸AX1に対して前方斜め下方に向かって傾斜した平面形状の反射面であってもよい(図14(b)参照)。このように反射面12bを第1基準軸AX1に対して傾けて配置することの利点については後述する。
反射面12bの先端部には、左右方向に延びるシェード12cが形成されている。
図8は、シェード12cの役割を説明するための図である。
図8に示すように、シェード12cの主な役割は、レンズ体12内部に入射した光源14からの光の一部を遮光し、出射面12d(レンズ部)の焦点F12d近傍に、下端縁にシェード12cによって規定されるカットオフラインに対応する辺を含む光度分布(光源像)を形成することである。
図9(a)は光源14位置から見たシェード12cの概略図、図9(b)は図2(a)に示した反射面12b(シェード12cを含む)を拡大した拡大斜視図、図9(c)は図2(a)に示した反射面12b(シェード12cを含む)の上面図である。
図2(a)、図9(a)〜図9(c)に示すように、シェード12cは、左水平カットオフラインに対応する辺e1、右水平カットオフラインに対応する辺e2、及び、左水平カットオフラインと右水平カットオフラインとを接続する斜めカットオフラインに対応する辺e3を含んでいる。
反射面12bは、入射面12aの下端縁と左水平カットオフラインに対応する辺e1との間の第1反射領域12b1、入射面12aの下端縁と右水平カットオフラインに対応する辺e2との間の第2反射領域12b2、及び、第1反射領域12b1と第2反射領域12b2との間の第3反射領域12b3を含んでいる。
第1反射領域12b1は、入射面12aの下端縁から左水平カットオフラインに対応する辺e1に近づくに従って徐々に上方に湾曲しており、一方、第2反射領域12b2は、入射面12aの下端縁から前方に向かって水平方向に延びている。
その結果、左水平カットオフラインに対応する辺e1は、鉛直方向に関し、右水平カットオフラインに対応する辺e2より一段高い位置に配置されている(右側通行の場合)。もちろん、左水平カットオフラインに対応する辺e1は、鉛直方向に関し、右水平カットオフラインに対応する辺e2より一段低い位置に配置されていてもよい(左側通行の場合)。
なお、シェード12cは、反射面12bの先端部に、左水平カットオフラインに対応する溝部、右水平カットオフラインに対応する溝部、及び、左水平カットオフラインと右水平カットオフラインとを接続する斜めカットオフラインに対応する溝部を含む溝部を形成することで形成することもできる。
図10(a)〜図10(c)には、シェード12cの変形例(側面図)が示されている。シェード12cは、側面視において、反射面12bの先端部から上方に向かって延びていてもよいし(図10(a)参照)、前方斜め上方に向かって延びていてもよいし(図10(b)参照)、前方斜め上方に向かって湾曲して延びていてもよい(図10(c)参照)。シェード12cは、これらに限らず、レンズ体12内部に入射する光源14からの光の一部を、出射面12dに向かって進行しないように遮光する形状であれば如何なる形状であってもよい。なお、遮光された光は、他の配光や導光に用いてもよい。
出射面12dは、図1に示すように、レンズ体12内部に入射した光源14からの光のうち出射面12dに向かって進行する直射光RayA及び反射面12bで内面反射された後、出射面12dに向かって進行する反射光RayBが出射する面(例えば、前方に向かって凸の凸面)で、シェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に焦点F12dが設定されたレンズ部として構成されている。出射面12dは、当該出射面12dに向かって進行する直射光RayA及び反射光RayBにより、出射面12d(レンズ部)の焦点F12d近傍に形成される光度分布(光源像)を反転投影して、上端縁にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成する。
なお、シェード12cと出射面12dとの間の距離(焦点距離)を長くすることで、シェード12cと出射面12dとの間の距離(焦点距離)を短くした場合と比べ、光源像が小さくなる。その結果、出射面12d(レンズ部)の焦点F12d近傍に形成される光度分布(及びロービーム用配光パターン)の最大光度をより高くすることができる。
また、出射面12dと光源14(又はシェード12c)との間の距離を短くすることで、出射面12dと光源14(又はシェード12c)との間の距離を長くした場合と比べ、出射面12dに取り込まれる直射光RayA及び反射光Bが増加する。その結果、効率が増加する。
なお、ロービーム用配光パターンの水平方向・鉛直方向の拡散の程度は、出射面12dの面形状を調整することで自在に調整することができる。
反射面12bの先端縁と出射面12dの下端縁とを接続する面は、反射面12bの先端縁から前方斜め下方に向けて延びた傾斜面とされている。なお、反射面12bの先端縁と出射面12dの下端縁とを接続する面は、これに限らず、出射面12dに向かって進行する直射光RayA及び反射光RayBを遮らない面であれば如何なる面であってもよい。同様に、入射面12aの上端縁と出射面12dの上端縁とを接続する面は、入射面12aの上端縁と出射面12dの上端縁との間で水平方向に延びた平面形状の面とされている。なお、入射面12aの上端縁と出射面12dの上端縁とを接続する面は、これに限らず、出射面12dに向かって進行する直射光RayA及び反射光RayBを遮らない面であれば如何なる面であってもよい。
上記構成のレンズ体12においては、入射面12aからレンズ体12内部に入射した光は、図1に示すように、鉛直方向に関し、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光する(例えば、シェード12cの中心に集光する)。そして、入射面12aの面形状が図5に示すように構成されている場合、入射面12aからレンズ体内部に入射した光は、図5に示すように、水平方向に関し、シェード12cに向かって第1基準軸AX1寄りに集光する(例えば、シェード12cの中心に集光する)。
以上のように鉛直方向及び水平方向に関し集光する直射光RayA及び反射面12bで内面反射された反射光RayBは、出射面12dに向かって進行し、出射面12dから出射する。その際、出射面12dに向かって進行する直射光RayA及び反射光RayBにより、出射面12d(レンズ部)の焦点F12d近傍に、下端縁にシェード12cによって規定されるカットオフラインに対応する辺を含む光度分布(光源像)が形成される。そして、出射面12dは、この光度分布を反転投影して、仮想鉛直スクリーン上に、図11(a)に示す上端縁にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンP1を形成する。
このロービーム用配光パターンP1は、中心光度が相対的に高く、遠方視認性に優れたものとなる。これは、光源14が、当該光源14の光軸AX14が第2基準軸AX2に一致した姿勢でレンズ体12の入射面12a近傍(基準点F近傍)に配置されていること、そして、相対強度(光度)が高い光軸AX14上の光(直射光)が、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光する(例えば、シェード12cの中心に集光する)ことによるものである。
なお、入射面12a及び/又は出射面12dの面形状(例えば、曲率)を調整することで、図11(b)に示すように、水平方向に拡散したロービーム用配光パターンP2を形成することもできる。
また、第1基準軸AX1に対する第2基準軸AX2の傾き(図1に示す角度θ参照)を大きくすることで、ロービーム用配光パターンP1、P2の下端縁を下方に延ばすことができる。
一方、入射面12aの面形状が図6に示すように構成されている場合、入射面12aからレンズ体12内部に入射した光は、図6に示すように、水平方向に関し、第1基準軸AX1に対して平行な光となる。
以上のように鉛直方向に関し集光し、水平方向に関し平行となった直射光RayA及び反射面12bで内面反射された反射光RayBは、出射面12dに向かって進行し、出射面12dから出射する。その際、出射面12dに向かって進行する直射光RayA及び反射光RayBにより、出射面12d(レンズ部)の焦点F12d近傍に、下端縁にシェード12cによって規定されるカットオフラインCL1〜CL3に対応する辺を含む光度分布(光源像)が形成される。そして、出射面12dは、この光度分布を反転投影して、仮想鉛直スクリーン上に、図11(c)に示す上端縁にカットオフラインCL1〜CL3を含むロービーム用配光パターンP3を形成する。図11(c)に示すロービーム用配光パターンP3は、水平方向に関し集光されない分、図11(a)に示すロービーム用配光パターンP1より水平方向に関し拡散されたものとなる。
次に、レンズ体12内部に入射した光源14からの光による光源像とロービーム用配光パターンとの関係について説明する。
図12は、各断面Cs1〜Cs3における光源14からの光による光源像を説明するための図である。
図12に示すように、断面Cs1、Cs2における光源像ICs1、ICs2の外形形状は、光源の外形形状と同様(光源14の外形形状と相似型で光源像として大きい)のものとなる。
一方、反射面12bやシェード12cを通過した後の断面Cs3における光源像ICs3の外形形状は、下端縁にシェード12cによって規定されるカットオフラインCL1〜CL3に対応する辺e1、e2、e3を含むものとなる。この光源像ICs3は、出射面12d(レンズ部)の作用により反転して、上端縁にシェード12cによって規定されるカットオフラインCL1〜CL3に対応する辺e1、e2、e3を含むものとなる。
図11(a)〜図11(c)に示すロービーム用配光パターンP1〜P3は、この上端縁にシェード12cによって規定されるカットオフラインCL1〜CL3に対応する辺e1、e2、e3を含む光源像に基づいて形成されるため、上端縁に明瞭なカットオフラインCL1、CL2、CL3を含むものとなる。
次に、反射面12bを第1基準軸AX1に対して傾けて配置することの利点について、反射面12bを水平方向に配置する場合と対比して説明する。
第1の利点は、反射面12bを水平方向に配置する場合と比べ、迷光の減少・高効率化を達成することができる点である。
すなわち、図13(a)に示すように、反射面12bを水平方向に配置した場合、反射面12bで内面反射された反射光RayB´は、出射面12dに入射しない方向に進行する迷光RayB´となる。その結果、効率が低下する。
これに対して、図13(b)に示すように、反射面12bを第1基準軸AX1に対して傾けて配置した場合、反射面12bで内面反射され、出射面12dに向かって進行する反射光RayBが増加し、出射面12dが取り込む光(反射面12bで内面反射された反射光)が増加する。その結果、反射面12bを水平方向に配置する場合と比べ、迷光の減少・高効率化を達成することができる。
本出願の発明者らが行ったシミュレーションでは、反射面12bを第1基準軸AX1に対して5°傾けて配置した場合、効率が33.8%増加し、10°傾けて配置した場合、効率が60%増加した。
第2の利点は、反射面12bを水平方向に配置する場合と比べ、レンズ体12の小型化を達成することができる点である。
すなわち、図13(a)に示すように、反射面12bを水平方向に配置した場合、反射面12bで内面反射された反射光RayB´は、出射面12dに入射しない方向に進行する迷光RayB´となる。出射面12dは、これを図14(a)に示すように上方に延ばすことで迷光RayB´を取り込むことができるが、上方に延ばす分、出射面12dが大型化する。
これに対して、図14(b)に示すように、反射面12bを第1基準軸AX1に対して傾けて配置した場合、出射面12dは、これを上方に延ばすことなくより多くの光(反射面12bで内面反射された反射光RayB)を取り込むことができる。その結果、反射面12bを水平方向に配置する場合と比べ、出射面12d(ひいてはレンズ体12)の小型化を達成することができる。
本出願の発明者らが行ったシミュレーションでは、反射面12bを第1基準軸AX1に対して5°傾けて配置した場合、図14(b)に示す高さA(出射面12dから出射する光の鉛直方向の高さ)が、図14(a)に示す場合と比べ8%減少し、10°傾けて配置した場合、図14(b)に示す高さAが、図14(a)に示す場合と比べ18.1%減少した。
次に、第2基準軸AX2を第1基準軸AX1に対して傾けて配置し、レンズ体12内部に入射した光源14からの光を、少なくとも鉛直方向に関し、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光させることの利点について、第2基準軸AX2を水平方向に配置し、レンズ体12内部に入射した光源14からの光を、少なくとも鉛直方向に関し、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光させる場合と対比して説明する。
この利点は、第2基準軸AX2を水平方向に配置し、レンズ体12内部に入射した光源14からの光を、少なくとも鉛直方向に関し、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光させる場合と比べ、迷光の減少・高効率化を達成することができる点である。
すなわち、図15(a)に示すように、第2基準軸AX2を水平方向に配置し、レンズ体12内部に入射した光源14からの光を、少なくとも鉛直方向に関し、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光させた場合、レンズ体12内部に入射した光源14からの光の多くがシェード12cで遮光される。その結果、効率が大幅に低下する。また、図15(a)において、反射面12bに相当する反射面を追加したとしてもと、当該反射面で内面反射された反射光が、出射面12dに入射しない方向に進行する迷光となる。
これに対して、図15(b)に示すように、第2基準軸AX2を第1基準軸AX1に対して傾けて配置し、レンズ体12内部に入射した光源14からの光を、少なくとも鉛直方向に関し、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光させた場合、出射面12dが取り込む光(反射面12bで内面反射された反射光RayB)が増加する。その結果、第2基準軸AX2を水平方向に配置し、レンズ体12内部に入射した光源14からの光を、少なくとも鉛直方向に関し、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光させる場合と比べ、迷光の減少・高効率化を達成することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、第1に、コストアップの要因となる金属蒸着による反射面を省略したレンズ体12及びこれを用いた車両用灯具10を提供することができる。第2に、光源14で発生した熱に起因して、レンズ体12が融解したり、光源14出力が低下するのを抑制することができるレンズ体12及びこれを用いた車両用灯具10を提供することができる。
コストアップの要因となる金属蒸着による反射面を省略することができるのは、光源14からの光が、金属蒸着による反射面ではなく、入射面12aでの屈折及び反射面12bでの内面反射により制御されることによるものである。
光源14で発生した熱に起因して、レンズ体12が融解したり、光源14出力が低下するのを抑制することができるのは、入射面12aがレンズ体12の後端部に形成されており、かつ、光源14がレンズ体12の外部(すなわち、レンズ体12の入射面12aから離間した位置)に配置されることによるものである。
次に、本発明の第2実施形態である車両用灯具について、図面を参照しながら説明する。
図16は本発明の第2実施形態である車両用灯具10Aの斜視図、図17(a)は縦断面図、図17(b)は光源14からの光がレンズ体12A内部を進行する様子を表す図である。
本実施形態の車両用灯具10Aと上記第1実施形態の車両用灯具10とを対比すると、両者は主に次の点で相違する。
第1に、上記第1実施形態の車両用灯具10においては、水平方向の集光及び鉛直方向の集光を主にレンズ体12の最終的な出射面である出射面12dが担当していたのに対して、本実施形態の車両用灯具10Aにおいては、水平方向の集光を主に第1レンズ部12A1の第1出射面12A1aが担当し、鉛直方向の集光を主にレンズ体12Aの最終的な出射面である第2レンズ部12A2の第2出射面12A2bが担当している点。すなわち、本実施形態の車両用灯具10Aにおいては、「集光機能を分解する」という考え方を採っている点。
第2に、上記第1実施形態の車両用灯具10においては、水平方向の集光及び鉛直方向の集光を担当するため、レンズ体12の最終的な出射面である出射面12dを半球状の面(半球状の屈折面)として構成していた(図2(a)参照)のに対して、本実施形態の車両用灯具10Aにおいては、水平方向の集光を担当するため、第1レンズ部12A1の第1出射面12A1aを鉛直方向に延びる半円柱状の面(半円柱状の屈折面)として構成し(図23参照)、かつ、鉛直方向の集光を担当するため、レンズ体12Aの最終的な出射面である第2レンズ部12A2の第2出射面12A2bを水平方向に延びる半円柱状の面(半円柱状の屈折面)として構成した(図23参照)点。
第3に、上記第1実施形態の車両用灯具10においては、レンズ体12の最終的な出射面である出射面12dが半球状の面(半円柱状の屈折面)として構成されている結果、複数の車両用灯具10(複数のレンズ体12)を一列に配置(図18参照)しても、点が連続する外観となり、所定方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの車両用灯具(レンズ結合体)を構成することができないのに対して、本実施形態の車両用灯具10Aにおいては、レンズ体12Aの最終的な出射面である第2出射面12A2bが水平方向に延びる半円柱状の面(半円柱状の屈折面)として構成されている結果、複数の車両用灯具10A(複数のレンズ体12A)を一列に配置(図19(a)及び図19(b)参照)することで、水平方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの車両用灯具(レンズ結合体16)を構成することができる点。なお、図18は、複数の第1実施形態の車両用灯具10(複数のレンズ体12)を一列に配置した様子を表す上面図である。
それ以外、上記第1実施形態の車両用灯具10と同様の構成である。以下、上記第1実施形態の車両用灯具10との相違点を中心に説明し、上記第1実施形態の車両用灯具10と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図16、図17(b)に示すように、本実施形態の車両用灯具10Aは、光源14、第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2を含み、光源14からの光が、第1レンズ部12A1の第1入射面12aから第1レンズ部12A1内部に入射して第1レンズ部12A1のシェード12cによって一部遮光された後、第1レンズ部12A1の第1出射面12A1aから出射し、さらに、第2レンズ部12A2の第2入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して第2レンズ部12A2の第2出射面12A2bから出射して前方に照射されることにより、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(車両前面から約25m前方に配置されている)上に、図20(a)等に示す上端縁にシェード12cによって規定されるカットオフラインCL1〜CL3を含むロービーム用配光パターンP1a等(本発明の所定配光パターンに相当)を形成するように構成されたレンズ体12Aを備えた車両用前照灯として構成されている。
図21(a)は第2実施形態のレンズ体12Aの上面図、図21(b)は側面図、図21(c)は下面図である。図22は第1入射面12aの一例(横断面図)、図23は第2実施形態のレンズ体12A(第1出射面12A1a、第2入射面12A2a及び第2出射面12A2b)について説明するための斜視図である。
図17(a)、図21(a)〜図21(c)に示すように、レンズ体12Aは、水平方向に延びる第1基準軸AXに沿って延びた形状のレンズ体で、第1レンズ部12A1、第2レンズ部12A2、及び、第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とを連結した連結部12A3を含んでいる。
第1レンズ部12A1は、第1入射面12a、反射面12b、シェード12c、第1出射面12A1a及び第1入射面12a近傍に配置された光学設計上の基準点Fを含んでいる。第2レンズ部12A2は、第2入射面12A2a及び第2出射面12A2bを含んでいる。第1入射面12a、反射面12b、シェード12c、第1出射面12A1a、第2入射面12A2a及び第2出射面12A2bは、第1基準軸AX1に沿ってこの順に配置されている。
第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とは、連結部12A3によって連結されている。
連結部12A3は、第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とを、それぞれの上部において、第1出射面12A1a、第2入射面12A2a及び連結部12A3で囲まれ(それ以外が開放され)た空間Sが形成された状態で連結している。
レンズ体12Aは、金型に、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより(射出成形により)一体的に成形されている。
空間Sは、抜き方向が連結部12A3とは反対方向(図17(a)中、矢印参照)の金型により形成される。この金型をスムーズに抜くため、第1出射面12A1a及び第2入射面12A2aには、それぞれ、抜き角α、β(抜き勾配とも称される。2°以上が望ましい)が設定されている。これにより、成形時に上下抜きでの型抜きが可能となり、レンズ体12(及び後述のレンズ結合体16)を、一度の型抜きで(スライドを使用することなく)安価に製造することができる。なお、レンズ体12Aの材料は、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂以外のガラスであってもよい。
第1入射面12aは、第1レンズ部12A1の後端部に形成され、当該第1入射面12a近傍に配置される光源14(正確には、光学設計上の基準点F)からの光が屈折して第1レンズ部12A1内部に入射する面(例えば、光源14に向かって凸の自由曲面)で、第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光が、鉛直方向に関し、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光し(図17(b)参照)、かつ、水平方向に関し、シェード12cに向かって第1基準軸AX1寄りに集光する(図22参照)ように、その面形状が構成されている。第1基準軸AXは、シェード12c近傍の点(例えば、焦点F12A4)を通過し、車両前後方向に延びている。第2基準軸AX2は、光源14の中心(正確には、基準点F)とシェード12c近傍の点(例えば、焦点F12A4)とを通過し、かつ、第1基準軸AX1に対して前方斜め下方に向かって傾斜している。なお、第1入射面12aは、第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光が、水平方向に関し、基準軸AX1に対して平行な光となる(図6参照)ように、その面形状が構成されていてもよい。
第1出射面12A1aは、当該第1出射面12A1aから出射する光源14からの光、すなわち、第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光のうち第1出射面12A1aに向かって進行する直射光及び反射面12bで内面反射された後、第1出射面12A1aに向かって進行する反射光を水平方向(本発明の第1方向に相当)に関し集光させる面である。具体的には、図23に示すように、その円柱軸が鉛直方向に延びた半円柱状の面として構成されている。第1出射面12A1aの焦線は、シェード12c近傍において鉛直方向に延びている。
第2入射面12A2aは、第2レンズ部12A2の後端部に形成され、第1出射面12A1aから出射した光源14からの光が第2レンズ部12A2内部に入射する面で、例えば、平面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、第2入射面12A2aは、曲面形状の面として構成されていてもよい。
第2出射面12A2bは、当該第2出射面12A2bから出射する光源14からの光を鉛直方向(本発明の第2方向に相当)に関し集光させる面である。具体的には、図23に示すように、その円柱軸が水平方向に延びた半円柱状の面として構成されている。第2出射面12A2bの焦線は、シェード12c近傍において水平方向に延びている。
上記構成の第1出射面12A1a及び第2レンズ部12A2(第2入射面12A2a及び第2出射面12A2b)からなるレンズ12A4の焦点F12A4は、上記第1実施形態の出射面12dの焦点F12dと同様、シェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に設定されている。このレンズ12A4は、上記第1実施形態の出射面12dと同様、第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光、すなわち、第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光のうち第1出射面12A1aに向かって進行する直射光及び反射面12bで内面反射された後、第1出射面12A1aに向かって進行する反射光により、当該レンズ12A4の焦点F12A4近傍に形成される光度分布(光源像)を反転投影して、仮想鉛直スクリーン上に、図20(a)等に示す上端縁にカットオフラインCL1〜CL3を含むロービーム用配光パターンP1a等を形成する。
第2出射面12A2bの基本的な面形状は、上記のとおりであるが、第1出射面12A1a及び第2入射面12A2aに抜き角α、βが設定されているため、実際には、次のように調整されている。
図24は、第1出射面12A1a、第2入射面12A2a及び第2出射面12A2bそれぞれの法線を説明するための図である。
すなわち、第1出射面12A1a及び第2入射面12A2aに抜き角α、βが設定されている場合、図24に示すように、第1出射面12A1a及び第2入射面12A2aそれぞれの中心を通る法線N12A1a、N12A2aは、水平に対して傾く。この場合、第2出射面12A2bの中心を通る法線N12A2bが水平方向に延びていると、第2出射面12A2bから出射する光源14からの光は、水平に対して斜め上向きに進行する光となり、グレアの原因となる恐れがある。
これを抑制するため、第2出射面12A2bは、当該第2出射面12A2bから出射する光源14からの光が、第1基準軸AX1に対して平行な光となるようにその面形状が調整されている。例えば、第2出射面12A2bは、当該第2出射面12A2bから出射する光源14からの光が、第1基準軸AX1に対して平行な光となるように、その法線N12A2bが前方斜め上方に向かって傾斜した面形状に調整されている。この調整は、最終的に、第1出射面12A1a及び第2レンズ部12A2(第2入射面12A2a及び第2出射面12A2b)からなるレンズ12A4の焦点F12A4をシェード12c位置付近に合わせるための調整である。図24中の先端に矢印が付いた線は、レンズ体12A内部に入射した光源14(正確には、基準点F)からの光の光路を表している。
反射面12bの先端縁と第1出射面12A1aの下端縁とを接続する面は、反射面12bの先端縁から前方斜め下方に向けて延びた傾斜面とされているが、これに限らず、第2出射面12A2bに向かって進行する光源14からの光を遮らない面であれば如何なる面であってもよい。同様に、レンズ体12Aの上面、すなわち、第1入射面12aの上端縁と第2出射面12A2bの上端縁とを接続する面は、略水平方向に延びた面とされているが、これに限らず、第2出射面12A2bに向かって進行する光源14からの光を遮らない面であれば如何なる面であってもよい。同様に、レンズ体12Aの両側面、すなわち、第1入射面12aの左右端縁と第2出射面12A2bの左右端縁とを接続する面は、第1入射面12aに向かうに従ってテーパー状に狭まる傾斜面とされている(図21(a)参照)が、これに限らず、第2出射面12A2bに向かって進行する光源14からの光を遮らない面であれば如何なる面であってもよい。
上記構成の車両用灯具10A(レンズ体12A)においては、光源14からの光は、図17(b)に示すように、第1レンズ部12A1の第1入射面12aから第1レンズ部12A1内部に入射して第1レンズ部12A1のシェード12cによって一部遮光された後、第1レンズ部12A1の第1出射面12A1aから出射する。その際、第1出射面12A1aから出射する光源14からの光は、第1出射面12A1aの作用により、水平方向に関し集光される(図22参照。鉛直方向に関し集光されない又はほとんど集光されない)。そして、第1出射面12A1aから出射した光源14からの光は、空間Sを通過して、さらに、第2レンズ部12A2の第2入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して第2レンズ部12A2の第2出射面12A2bから出射して前方に照射される。その際、第2出射面12A2bから出射する光源14からの光は、第2出射面12A2bの作用により、鉛直方向に関し集光される(図17(b)参照。水平方向に関し集光されない又はほとんど集光されない)。以上により、仮想鉛直スクリーン上に、図20(a)等に示す上端縁にシェード12cによって規定されるカットオフラインCL1〜CL3を含むロービーム用配光パターンP1a等(本発明の所定配光パターンに相当)が形成される。
このロービーム用配光パターンP1a等は、中心光度が相対的に高く、遠方視認性に優れたものとなる。これは、光源14が、当該光源14の光軸AX14が第2基準軸AX2に一致した姿勢でレンズ体12Aの入射面12a近傍(基準点F近傍)に配置されていること、そして、相対強度(光度)が高い光軸AX14上の光(直射光)が、シェード12cに向かって第2基準軸AX2寄りに集光する(例えば、シェード12cの中心に集光する)ことによるものである。
ロービーム用配光パターンの水平方向及び/又は鉛直方向の拡散の程度は、第1出射面12A1a及び/又は第2出射面12A2bの面形状(例えば、曲率)を調整することで、図20(a)〜図20(c)に示すように、自在に調整することができる。例えば、ロービーム用配光パターンの水平方向の拡散の程度は、第1出射面12A1aの面形状(例えば、曲率)を調整することで自在に調整することができる。同様に、ロービーム用配光パターンの鉛直方向の拡散の程度は、第2出射面12A2bの面形状(例えば、曲率)を調整することで自在に調整することができる。
図19(a)は複数の第2実施形態の車両用灯具10A(複数のレンズ体12A)を水平方向に一列に配置した様子を表す正面図、図19(b)は上面図である。
図19(a)、図19(b)に示すように、レンズ結合体16は、レンズ体12Aを複数含んでいる。レンズ結合体16(複数のレンズ体12A)は、金型に、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより一体的に成形(射出成形)されている。複数のレンズ体12Aそれぞれの第2出射面12A2bは、互いに隣接した状態で水平方向に一列に配置されて、水平方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの半円柱状の出射面群を構成している。
上記構成のレンズ結合体16を用いることで、水平方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの車両用灯具を構成することができる。なお、レンズ結合体16は、複数のレンズ体12を物理的に分離した状態で成形し、レンズホルダ等の保持部材(図示せず)によって連結(保持)することで構成してもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果に加え、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、第1に、水平方向にライン状に延びる一体感のある見栄えのレンズ体12A(レンズ結合体16)及びこれを用いた車両用灯具10Aを提供することができる。第2に、最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(水平方向に延びた半円柱状の屈折面)であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したロービーム用配光パターンP1a等を形成することができるレンズ体12A(レンズ結合体16)及びこれを用いた車両用灯具10A)を提供することができる。
水平方向にライン状に延びる一体感のある見栄えとすることができるのは、最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(水平方向に延びた半円柱状の屈折面)として構成されていることによるものである。
最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(水平方向に延びた半円柱状の屈折面)であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したロービーム用配光パターンP1a等を形成することができるのは、水平方向の集光を主に第1レンズ部12A1の第1出射面12A1a(鉛直方向に延びた半円柱状の屈折面)が担当し、鉛直方向の集光を主にレンズ体12Aの最終的な出射面である第2レンズ部12A2の第2出射面12A2b(水平方向に延びた半円柱状の屈折面)が担当することによるものである。すなわち、集光機能を分解したことによるものである。
また、本実施形態によれば、第1出射面12A1a及び第2入射面12A2aに抜き角α、βが設定されているにもかかわらず、最終的な出射面である第2出射面12A2bから出射する光源14からの光が、第1基準軸AX1に対して平行な光となる、車両用灯具に適したレンズ体12A(レンズ結合体16)及びこれを用いた車両用灯具10Aを提供することができる。
次に、変形例について説明する。
図25は、上記第2実施形態のレンズ体12Aの第1変形例であるレンズ体12Bについて説明する図である。
本変形例のレンズ体12Bは、図25に示すように、第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とを物理的に分離した状態で成形し、レンズホルダ等の保持部材18によって両者を連結(保持)することで構成されている。第1出射面12A1a及び第2入射面12A2aは、抜き角α、βが設定されておらず、それぞれ、基準軸AX1に直交する平面形状(又は曲面形状)の面とされている。
本変形例によれば、抜き角α、βが不要となる結果、第2出射面12A2bの調整を省略することができる。
図26は、上記第2実施形態のレンズ体12Aの第2変形例であるレンズ体12C(第1出射面12A1a、第2入射面12A2a及び第2出射面12A2b)について説明するための斜視図である。
本変形例のレンズ体12Cは、上記第2実施形態の第1出射面12A1aと第2出射面12A2b)とを入れ替えたものに相当する。
すなわち、本変形例のレンズ体12Cの第1出射面12A1aは、当該第1出射面12A1aから出射する光源14からの光を鉛直方向(本発明の第1方向に相当)に関し集光させる面である。具体的には、図26に示すように、その円柱軸が水平方向に延びた半円柱状の面として構成されている。この場合、第1出射面12A1aの焦線は、シェード12c近傍において水平方向に延びている。また、本変形例のレンズ体12Cの第2出射面12A2bは、当該第2出射面12A2bから出射する光源14からの光を水平方向(本発明の第2方向に相当)に関し集光させる面である。具体的には、図26に示すように、その円柱軸が鉛直方向に延びた半円柱状の面として構成されている。この場合、第2出射面12A2bの焦線は、シェード12c近傍において鉛直方向に延びている。
本変形例のレンズ体12Cの第1出射面12A1a及び第2レンズ部12A2(第2入射面12A2a及び第2出射面12A2b)からなるレンズ12A4の焦点F12A4は、上記第2実施形態と同様、シェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に設定されている。
図27は、複数の車両用灯具10C(複数のレンズ体12C)を鉛直方向に一列に配置した様子を表す正面図である。
図27に示すように、レンズ結合体16Cは、レンズ体12Cを複数含んでいる。レンズ結合体16C(複数のレンズ体12C)は、金型に、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより一体的に成形(射出成形)されている。複数のレンズ体12Cそれぞれの第2出射面12A2bは、互いに隣接した状態で鉛直方向に一列に配置されて、鉛直方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの半円柱状の出射面群を構成している。
上記構成のレンズ結合体16Cを用いることで、鉛直方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの車両用灯具10Cを構成することができる。なお、レンズ結合体16Cは、複数のレンズ体12Cを物理的に分離した状態で成形し、レンズホルダ等の保持部材(図示せず)によって連結(保持)することで構成してもよい。
本変形例によれば、第1に、鉛直方向にライン状に延びる一体感のある見栄えのレンズ体12C(レンズ結合体16C)及びこれを用いた車両用灯具10Cを提供することができる。第2に、最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(鉛直方向に延びた半円柱状の屈折面)であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したロービーム用配光パターンP1a等を形成することができるレンズ体12C(レンズ結合体16C)及びこれを用いた車両用灯具10Cを提供することができる。
鉛直方向にライン状に延びる一体感のある見栄えとすることができるのは、最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(鉛直方向に延びた半円柱状の屈折面)として構成されていることによるものである。
最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(鉛直方向に延びた半円柱状の屈折面)であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したロービーム用配光パターンP1a等を形成することができるのは、鉛直方向の集光を主に第1レンズ部12A1の第1出射面12A1a(水平方向に延びた半円柱状の屈折面)が担当し、水平方向の集光を主にレンズ体12Aの最終的な出射面である第2レンズ部12A2の第2出射面12A2b(鉛直方向に延びた半円柱状の屈折面)が担当することによるものである。すなわち、集光機能を分解したことによるものである。
上記第2実施形態で説明した「集光機能を分解する」という考え方は、上記第1実施形態の車両用灯具10に限らず、最終的な出射面が半球状の面(半球状の屈折面)である、あらゆる車両用灯具(例えば、背景技術で説明した特開2005−228502号公報に記載の車両用灯具)に適用することができる。以下、この点を、第3実施形態、第4実施形態を用いて説明する。
次に、第3実施形態として、上記第2実施形態で説明した「集光機能を分解する」という考え方を適用したダイレクトプロジェクション型の車両用灯具20について説明する。以下、上記第2実施形態の車両用灯具10Aと同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図28は、上記「集光機能を分解する」という考え方を適用したダイレクトプロジェクション型の車両用灯具20の概略図である。
図28に示すように、本実施形態のダイレクトプロジェクション型の車両用灯具20は、光源14、シェード22、第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2を含み、光源14からの光が、シェード22によって一部遮光された後、第1レンズ部12A1の第1入射面12A1bから第1レンズ部12A1内部に入射して第1レンズ部12A1の第1出射面12A1aから出射し、さらに、第2レンズ部12A2の第2入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して第2レンズ部12A2の第2出射面12A2bから出射して前方に照射されることにより、仮想鉛直スクリーン上に、図20(a)等に示す上端縁にシェード22によって規定されるカットオフラインCL1〜CL3を含むロービーム用配光パターンP1a等(本発明の所定配光パターンに相当)を形成するように構成されたレンズ体を備えた車両用前照灯として構成されている。
すなわち、本実施形態のダイレクトプロジェクション型の車両用灯具20は、一般的なダイレクトプロジェクション型の車両用灯具において用いられる凸レンズ(最終的な出射面が半球状の面である凸レンズ)を、第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2で置き換えたものに相当する。第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2からなるレンズ12A5の焦点F12A5は、光源14の前方に当該光源14(発光面)の一部を覆った状態で配置されたシェード22の上端縁近傍に設定されている。なお、第1入射面12A1bは、上記第2実施形態とは異なり、基準軸AX1に直交する平面形状(又は曲面形状)の面とされている。
上記構成の車両用灯具20においては、光源14からの光は、シェード22によって一部遮光された後、第1レンズ部12A1の第1入射面12A1bから第1レンズ部12A1内部に入射して第1レンズ部12A1の第1出射面12A1aから出射する。その際、第1出射面12A1aから出射する光源14からの光は、第1出射面12A1aの作用により、水平方向に関し集光される(鉛直方向に関し集光されない又はほとんど集光されない)。そして、第1出射面12A1aから出射した光源14からの光は、空間Sを通過して、さらに、第2レンズ部12A2の第2入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して第2レンズ部12A2の第2出射面12A2bから出射して前方に照射される。その際、第2出射面12A2bから出射する光源14からの光は、第2出射面12A2bの作用により、鉛直方向に関し集光される(水平方向に関し集光されない又はほとんど集光されない)。以上により、仮想鉛直スクリーン上に、図20(a)等に示す上端縁にシェード22によって規定されるカットオフラインCL1〜CL3を含むロービーム用配光パターンP1a等(本発明の所定配光パターンに相当)が形成される。
なお、図28に示す構成からシェード22を省略し、各面12A1a、12A1b、12A2a、12A2bを調整することで、仮想鉛直スクリーン上に、図29に示すハイビーム用配光パターンPHiを形成する車両用灯具を構成することができる。この場合、光源14からの光は、第1レンズ部12A1の第1入射面12A1bから第1レンズ部12A1内部に入射して第1レンズ部12A1の第1出射面12A1aから出射する。その際、第1出射面12A1aから出射した光源14からの光は、第1出射面12A1aの作用により、水平方向に関し集光される(鉛直方向に関し集光されない又はほとんど集光されない)。そして、第1出射面12A1aから出射した光源14からの光は、空間Sを通過して、さらに、第2レンズ部12A2の第2入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して第2レンズ部12A2の第2出射面12A2bから出射して前方に照射される。その際、第2出射面12A2bから出射した光源14からの光は、第2出射面12A2bの作用により、鉛直方向に関し集光される(水平方向に関し集光されない又はほとんど集光されない)。以上により、仮想鉛直スクリーン上に、図29に例示するハイビーム用配光パターンPHiが形成される。図29は、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(車両前面から約25m前方に配置されている)上に形成されるハイビーム用配光パターンPHiの例である。
次に、第4実施形態として、上記第2実施形態で説明した「集光機能を分解する」という考え方を適用したプロジェクタ型の車両用灯具30について説明する。以下、上記第2実施形態の車両用灯具10Aと同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図30は、上記「集光機能を分解する」という考え方を適用したプロジェクタ型の車両用灯具30の概略図である。
図30に示すように、本実施形態のプロジェクタ型の車両用灯具30は、光源14、リフレクタ32(楕円系反射面)、シェード34、第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2を含み、光源14からの光が、リフレクタ32で反射され、シェード34によって一部遮光された後、第1レンズ部12A1の第1入射面12A1bから第1レンズ部12A1内部に入射して第1レンズ部12A1の第1出射面12A1aから出射し、さらに、第2レンズ部12A2の第2入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して第2レンズ部12A2の第2出射面12A2bから出射して前方に照射されることにより、仮想鉛直スクリーン上に、上端縁にシェード34によって規定されるカットオフラインCL1〜CL3を含むロービーム用配光パターンP1a等(本発明の所定配光パターンに相当)を形成するように構成されたレンズ体を備えた車両用前照灯として構成されている。
すなわち、本実施形態のプロジェクタ型の車両用灯具30は、一般的なプロジェクタ型の車両用灯具において用いられる凸レンズ(最終的な出射面が半球状の面である凸レンズ)を、第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2で置き換えたものに相当する。シェード34は、第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2からなるレンズ12A5の焦点F12A5近傍から後方に向かって略水平に延びたミラー面として構成されている。第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2からなるレンズ12A5の焦点F12A5は、シェード34の先端縁近傍に設定されている。また、リフレクタ32(楕円系反射面)の第1焦点F1は光源14近傍に設定され、かつ、第2焦点F2は第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2からなるレンズ12A5の焦点F12A5と略一致している。なお、第1入射面12A1bは、上記第2実施形態とは異なり、基準軸AX1に直交する平面形状(又は曲面形状)の面とされている。
上記構成の車両用灯具30においては、光源14からの光は、リフレクタ32で反射され、シェード34によって一部遮光された後、第1レンズ部12A1の第1入射面12A1bから第1レンズ部12A1内部に入射して第1レンズ部12A1の第1出射面12A1aから出射する。その際、第1出射面12A1aから出射する光源14からの光は、第1出射面12A1aの作用により、水平方向に関し集光される(鉛直方向に関し集光されない又はほとんど集光されない)。そして、第1出射面12A1aから出射した光源14からの光は、空間Sを通過して、さらに、第2レンズ部12A2の第2入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して第2レンズ部12A2の第2出射面12A2bから出射して前方に照射される。その際、第2出射面12A2bから出射する光源14からの光は、第2出射面12A2bの作用により、鉛直方向に関し集光される(水平方向に関し集光されない又はほとんど集光されない)。以上により、仮想鉛直スクリーン上に、図20(a)等に示す上端縁にシェード34によって規定されるカットオフラインCL1〜CL3を含むロービーム用配光パターンP1a等(本発明の所定配光パターンに相当)が形成される。
なお、図30に示す構成からシェード34を省略し、リフレクタ32(楕円系反射面)等を調整することで、仮想鉛直スクリーン上に、図29に示すハイビーム用配光パターンPHiを形成する車両用前照灯を構成することができる。この場合、光源14からの光は、リフレクタ32で反射され、第1レンズ部12A1の第1入射面12A1bから第1レンズ部12A1内部に入射して第1レンズ部12A1の第1出射面12A1aから出射する。その際、第1出射面12A1aから出射する光源14からの光は、第1出射面12A1aの作用により、水平方向に関し集光される(鉛直方向に関し集光されない又はほとんど集光されない)。そして、第1出射面12A1aから出射した光源14からの光は、空間Sを通過して、さらに、第2レンズ部12A2の第2入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して第2レンズ部12A2の第2出射面12A2bから出射して前方に照射される。その際、第2出射面12A2bから出射した光源14からの光は、第2出射面12A2bの作用により、鉛直方向に関し集光される(水平方向に関し集光されない又はほとんど集光されない)。以上により、仮想鉛直スクリーン上に、図29に例示するハイビーム用配光パターンPHiが形成される。
次に、第5実施形態として、キャンバー角が付与された車両用灯具10Dについて、図面を参照しながら説明する。
図31(a)はキャンバー角が付与された車両用灯具10Dの側面図(主要光学面のみ)、図31(b)は上面図(主要光学面のみ)、図31(c)は車両用灯具10Dにより形成されるロービーム用配光パターンの例である。図31(d)〜図31(f)は比較例で、図31(d)はキャンバー角が付与されていない第2実施形態の車両用灯具10Aの側面図(主要光学面のみ)、図31(e)は上面図(主要光学面のみ)、図31(f)は第2実施形態の車両用灯具10Aにより形成されるロービーム用配光パターンの例である。図32は、キャンバー角を付与した場合の問題点を説明するための上面図(主要光学面のみ)である。
本実施形態の車両用灯具10Dは、図31(b)に示すように、上記第2実施形態の車両用灯具10Aの第2レンズ部12A2を、上面視で、第1基準軸AX1に対して傾けたもの、すなわち、上記第2実施形態の車両用灯具10Aの第2出射面12A2bを、上面視で、第1基準軸AX1に対して所定角度傾斜した方向に延びた半円柱状の面として構成したもの(すなわち、キャンバー角θ1(例えば、θ1=30°)を付与したもの)に相当する。
本発明者らがシミュレーションで確認したところ、キャンバー角θ1を付与しただけでは、図32に示すように、第1出射面12A1aと第2入射面12A2aとの間の間隔が、第1基準軸AX1の両側(図32中矢印B及びC参照)で異なることとなり、第1出射面12A1aのB位置から出射する光の焦点位置FBとC位置から出射する光の焦点位置FCが大幅にずれる結果、図33に示すように、仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンのうち、第1出射面12A1aと第2入射面12A2aとの間の間隔が広くなる側(図33中右側)が集光せずにボケることが判明した。
このボケが発生する原因は、図を用いて説明すると、次のとおりである。
図34(a)は図32に示すB位置における断面図(主要光学面のみ)で、図34(a)中の先端に矢印が付いた線は、第1出射面12A1a(B位置)に対してある入射角で入射する光Ray1Bが辿る光路を表している。図34(b)は図32に示すC位置における断面図(主要光学面のみ)で、図34(b)中の先端に矢印が付いた線は、第1出射面12A1a(C位置)に対して図34(a)に示したのと同一の入射角で入射する光Ray1Cが辿る光路を表している。なお、説明の便宜のため、図34(a)、図34(b)では、抜き角が設定されていない状態で第1出射面12A1a及び第2入射面12A2aを描いてあるが、抜き角が設定されている場合も同様である。
図34(b)に示すように、位置Cでは、位置B(図34(a)参照)と比べ、第1出射面12A1aと第2入射面12A2aとの間の間隔が広い。そのため、光Ray1Cの第2入射面12A2aに対する入射位置が図34(a)に示す光Ray1Bの第2入射面12A2aに対する入射位置より下方となり、この下方の入射位置から入射する光Ray1Cが、図34(b)に示すように、水平に対して上向きに向かう。その結果、上記ボケが発生する。
本発明者らは、このボケを改善するため、鋭意検討した結果、第1出射面12A1aの面形状を調整することで上記ボケが改善されて、ロービーム用配光パターンが全体的に集光する(図31(c)参照)ことを見出した。
この知見に基づき、本実施形態の第1出射面12A1aは、鉛直方向に延びた半円柱状の面であって、ロービーム用配光パターンが全体的に集光する(図31(c)参照)ようにその面形状が調整されている。この調整は、ずれた焦点位置FB、FC等をシェード12c位置付近に合わせるための調整で、所定のシミュレーションソフトウエアを用いて行われる。図35(a)は第5実施形態の車両用灯具10Dの斜視図(主要光学面のみ)、図35(b)は比較例で、第2実施形態の車両用灯具10Aの斜視図(主要光学面のみ)である。図35(a)を参照すると、上記のように調整された本実施形態の第1出射面12A1aは、基準軸AX1に対して左右非対称の形状となることが分かる。
本実施形態の車両用灯具10Dは、以上の点以外、上記第2実施形態の車両用灯具10Aと同様の構成である。
本実施形態によれば、上記第2実施形態の効果に加え、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、第1に、キャンバー角が付与された新規見栄えのレンズ体(レンズ結合体)及びこれを用いた車両用灯具を提供することができる。すなわち、上面視で、第1基準軸AX1に対して所定角度傾斜した方向にライン状に延びる一体感のある見栄えのレンズ体(レンズ結合体)及びこれを用いた車両用灯具を提供することができる。第2に、最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(半円柱状の屈折面)であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したロービーム用配光パターンを形成することができるレンズ体(レンズ結合体)及びこれを用いた車両用灯具を提供することができる。第3に、キャンバー角が付与されているにもかかわらず、ロービーム用配光パターンが全体的に集光するレンズ体(レンズ結合体)及びこれを用いた車両用灯具を提供することができる。
第1基準軸AX1に対して所定角度傾斜した方向にライン状に延びる一体感のある見栄えとすることができるのは、最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(半円柱状の屈折面)として構成されており、かつ、この第2出射面12A2bが、上面視で、第1基準軸AX1に対して傾斜した方向に延びていることによるものである。
最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(半円柱状の屈折面)であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したロービーム用配光パターンを形成することができるのは、水平方向の集光を主に第1レンズ部12A1の第1出射面12A1a(半円柱状の屈折面)が担当し、鉛直方向の集光を主にレンズ体12Aの最終的な出射面である第2レンズ部12A2の第2出射面12A2b(半円柱状の屈折面)が担当することによるものである。すなわち、集光機能を分解したことによるものである。
キャンバー角が付与されているにもかかわらず、ロービーム用配光パターンが全体的に集光するのは、第1出射面12A1aが、鉛直方向に延びた半円柱状の面であって、ロービーム用配光パターンが全体的に集光するようにその面形状が調整されていることによるものである。
なお、本実施形態で説明した「キャンバー角を付与する」という考え方、及び、このキャンバー角の付与に伴い発生する上記ボケを上記のようにして改善するという考え方は、第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)に限らず、その各変形例、第3、第4実施形態の車両用灯具(レンズ体)等に適用することもできる。同様に、後述の第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)に適用することもできる。
次に、第6実施形態として、スラント角が付与された車両用灯具10Eについて、図面を参照しながら説明する。
図36は、スラント角が付与された車両用灯具10Eの正面図である。
本実施形態の車両用灯具10Eは、図36に示すように、上記第2実施形態の車両用灯具10Aの第2レンズ部12A2を、正面視で、水平に対して傾けたもの、すなわち、上記第2実施形態の車両用灯具10Aの第2出射面12A2bを、正面視で、水平に対して所定角度θ2傾斜した方向に延びた半円柱状の面として構成したもの(すなわち、スラント角θ2(例えば、θ2=12°)を付与したもの)に相当する。具体的には、本実施形態の第2レンズ部12A2(第2出射面12A2b)は、上記第2実施形態の第2レンズ部12A2(第2出射面12A2b)を、第1基準軸AX1を中心として所定角度θ2回転させたものに相当する。
本発明者らがシミュレーションで確認したところ、スラント角θ2を付与しただけでは、第2レンズ部12A2の焦線がシェード12cに対して傾く結果、図37(a)、図37(b)に示すように、仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンが回転した状態(又は、ボケた状態ともいえる)となることが判明した。図37(a)はスラント角を付与した場合、ロービーム用配光パターンに現れる問題点を説明するための図、図37(b)は図37(a)を模式的に表した図である。
本発明者らは、この回転(又は、ボケた状態)を抑制するため、鋭意検討した結果、図36に示すように、第1出射面12A1aを、正面視で、鉛直に対して所定角度θ2傾斜した方向に延びた半円柱状の面として構成し、かつ、反射面12b及びシェード12cを、正面視で、水平に対して第2出射面12A2b及び第1出射面12A1aと逆方向に所定角度θ2傾斜した姿勢で配置することで上記回転が抑制される(図38(a)、図38(b)参照)ことを見出した。図38(a)はロービーム用配光パターンに現れる問題点(回転)が抑制されたことを説明するための図、図38(b)は図38(a)を模式的に表した図である。
上記回転(又は、ぼけた状態)が抑制される理由は、図を用いて説明すると、次のとおりである。
図52(a)は本実施形態の車両用灯具10E(レンズ体12A)の側面図(第1出射面12A1aを省略した主要光学面のみ)、図52(b)は上面図(第1出射面12A1aを省略した主要光学面のみ)で、いずれも、第2出射面12A2bからレンズ体12A内部に入射した平行光線RayAAが辿る光路(すなわち、逆光線追跡の結果)を表している。
図52(d)は本実施形態の車両用灯具10E(レンズ体12A)の側面図(第1出射面12A1aを省略した主要光学面のみ)、図52(e)は上面図(第1出射面12A1aを省略した主要光学面のみ)で、いずれも、第2出射面12A2bからレンズ体12A内部に入射した平行光線RayBBが辿る光路(すなわち、逆光線追跡の結果)を表している。
なお、図52(a)〜図52(d)中、第2レンズ部12A2にはスラント角θ2(=10°)が付与されており、第2レンズ部12A2の焦線も水平に対してスラント角θ2分、傾斜している。その結果、図52(c)中の焦点FBBは、図52(a)中の焦点FAAより高くに位置している。
次に、第1出射面12A1aを配置した場合の平行光線RayAA、RayBBが辿る光路を検討すると、この光路は、図53(a)、図53(b)に示すとおりのものとなる。
図53(a)は図52(b)に第1出射面12A1aを追加した上面図で、第2出射面12A2bからレンズ体12A内部に入射した平行光線RayAAが辿る光路(すなわち、逆光線追跡の結果)を表している。図53(b)は図52(d)に第1出射面12A1aを追加した上面図で、第2出射面12A2bからレンズ体12A内部に入射した平行光線RayBBが辿る光路(すなわち、逆光線追跡の結果)を表している。
第1出射面12A1aにスラント角θ2(=10°)が付与されている場合(すなわち、第1出射面12A1aが鉛直に対して所定角度θ2傾斜した方向に延びた半円柱状の面として構成されている場合)、低い焦点FAAを持つ成分(すなわち、RayAA)は、図53(a)に示すように、第1出射面12A1aの作用により屈折して逆側へ進行し、焦点を結ぶ。一方、高い焦点FBBを持つ成分(すなわち、RayBB)は、図53(b)に示すように、第1出射面12A1aの作用により屈折して逆側へ進行し、焦点を結ぶ。その結果、焦線がスラント方向とは逆に傾いた状態となる。
そこで、このスラント方向とは逆に傾いた焦線にシェード12cを一致(略一致)させるため、反射面12b及びシェード12cを、正面視で、水平に対して第2出射面12A2b及び第1出射面12A1aと逆方向に所定角度θ2傾斜した姿勢で配置する。これにより、シェード12cがスラント方向とは逆に傾いた焦線に一致(略一致)し、上記回転(又は、ぼけた状態)が抑制される。
以上の知見に基づき、本実施形態の第1出射面12A1aは、正面視で、鉛直に対して所定角度θ2傾斜した方向に延びた半円柱状の面として構成されている。具体的には、本実施形態の第1出射面12A1aは、第2実施形態の第1出射面12A1aを、第1基準軸AX1を中心として第2出射面12A2bと同一方向に所定角度θ2回転させたものに相当する。
また、反射面12b及びシェード12cは、正面視で、水平に対して第2出射面12A2b及び第1出射面12A1aと逆方向に所定角度θ2傾斜した姿勢で配置されている。具体的には、本実施形態の反射面12b及びシェード12cは、第2実施形態の反射面12b及びシェード12cを、第1基準軸AX1を中心として第2出射面12A2b及び第1出射面12A1aと逆方向に所定角度θ2回転させたものに相当する。
本実施形態の車両用灯具10Eは、以上の点以外、上記第2実施形態の車両用灯具10Aと同様の構成である。
本実施形態によれば、上記第2実施形態の効果に加え、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、第1に、スラント角が付与された新規見栄えのレンズ体(レンズ結合体)及びこれを用いた車両用灯具を提供することができる。すなわち、正面視で、水平に対して所定角度傾斜した方向にライン状に延びる一体感のある見栄えのレンズ体(レンズ結合体)及びこれを用いた車両用灯具を提供することができる。第2に、最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(半円柱状の屈折面)であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したロービーム用配光パターンを形成することができるレンズ体(レンズ結合体)及びこれを用いた車両用灯具を提供することができる。第3に、スラント角が付与されているにもかかわらず、ロービーム用配光パターンの回転が抑制されるレンズ体(レンズ結合体)及びこれを用いた車両用灯具を提供することができる。
水平に対して所定角度傾斜した方向にライン状に延びる一体感のある見栄えとすることができるのは、最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(半円柱状の屈折面)として構成されており、かつ、この第2出射面12A2bが、正面視で、水平に対して傾斜した方向に延びていることによるものである。
最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面(半円柱状の屈折面)であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したロービーム用配光パターンを形成することができるのは、水平方向の集光を主に第1レンズ部12A1の第1出射面12A1a(半円柱状の屈折面)が担当し、鉛直方向の集光を主にレンズ体12Aの最終的な出射面である第2レンズ部12A2の第2出射面12A2b(半円柱状の屈折面)が担当することによるものである。すなわち、集光機能を分解したことによるものである。
スラント角が付与されているにもかかわらず、ロービーム用配光パターンの回転が抑制されるのは、第1出射面12A1aが、正面視で、鉛直に対して所定角度傾斜した方向に延びた半円柱状の面とされ、かつ、シェード12c(及び反射面12b)が、正面視で、水平に対して第2出射面12A2b及び第1出射面12A1aと逆方向に所定角度傾斜した姿勢で配置されていることによるものである。
なお、本実施形態で説明した「スラント角を付与する」という考え方、及び、このスラント角の付与に伴い発生する上記回転を上記のようにして抑制するという考え方は、第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)に限らず、その各変形例、第3、第4実施形態の車両用灯具(レンズ体)等に適用することもできる。同様に、後述の第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)に適用することもできる。
次に、第7実施形態として、キャンバー角及びスラント角が付与された車両用灯具10Fについて、図面を参照しながら説明する。
図39(a)はキャンバー角及びスラント角が付与された車両用灯具10Fの側面図(主要光学面のみ)、図39(b)は上面図(主要光学面のみ)、図39(c)は車両用灯具10Fにより形成されるロービーム用配光パターンの例である。
本実施形態の車両用灯具10Fは、図39(a)及び図39(b)に示すように、上記第2実施形態の車両用灯具10Aの第2レンズ部12A2を、上面視で、第1基準軸AX1に対して傾け(すなわち、キャンバー角θ1を付与し)、かつ、正面視で、水平に対して傾けた(すなわち、スラント角θ2を付与した)もの、すなわち、上記第5実施形態と上記第6実施形態とを組み合わせたものに相当する。
すなわち、本実施形態の第2出射面12A2bは、上記第5実施形態と同様、上面視で、第1基準軸AX1に対して所定角度傾斜した方向に延び、かつ、上記第6実施形態と同様、正面視で、水平に対して所定角度θ2傾斜した方向に延びた半円柱状の面として構成されている。
そして、本実施形態の第1出射面12A1aは、正面視で、鉛直に対して所定角度θ2傾斜した方向に延びた半円柱状の面であって(図36参照)、ロービーム用配光パターンが全体的に集光したものとなるようにその面形状が調整されている。
さらに、本実施形態の反射面12b及びシェード12cは、上記第6実施形態と同様、正面視で、水平に対して第2出射面12A2b及び第1出射面12A1aと逆方向に所定角度θ2傾斜した姿勢で配置されている。
本実施形態によれば、キャンバー角及びスラント角が付与された新規見栄えのレンズ体(レンズ結合体)及びこれを用いた車両用灯具を提供することができる他、上記第5実施形態及び第6実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、本実施形態で説明した「キャンバー角及びスラント角を付与する」という考え方、及び、このキャンバー角及びスラント角の付与に伴い発生する上記ボケ及び回転を、上記のようにして改善及び抑制するという考え方は、第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)に限らず、その各変形例、第3、第4実施形態の車両用灯具(レンズ体)等に適用することもできる。同様に、後述の第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)に適用することもできる。
次に、第1比較例の車両用灯具10Gについて、図面を参照しながら説明する。
図40(a)は第1比較例の車両用灯具10Gの側面図(主要光学面のみ)、図40(b)は上面図(主要光学面のみ)、図40(c)は車両用灯具10Gにより形成される配光パターンの例である。
本比較例の車両用灯具10Gは、図40(a)、図40(b)に示すように、上記第5実施形態の車両用灯具10Dの第2レンズ部12A2を、正面視で、水平に対して傾けた(すなわち、スラント角θ2を付与した)ものに相当する。
すなわち、本比較例の第1出射面12A1aは、第5実施形態と同様、正面視で、鉛直方向に延びた半円柱状の面として構成されている。つまり、本比較例の第1出射面12A1aは、第6実施形態とは異なり、正面視で、鉛直に対して所定角度θ2傾斜した方向に延びた半円柱状の面として構成されていない。
また、本比較例の反射面12b及びシェード12cは、第5実施形態と同様、正面視で、水平となる姿勢で配置されている。つまり、本比較例の第1出射面12A1aは、第6実施形態とは異なり、正面視で、水平に対して第2出射面12A2b及び第1出射面12A1aと逆方向に所定角度θ2傾斜した姿勢で配置されていない。
本比較例の車両用灯具10Gにより形成される配光パターンは、図40(c)に示すように、水平線から上に大きくはみ出たものとなり、ロービーム用配光パターンとして適さないことが分かる。
次に、第2比較例の車両用灯具10Hについて、図面を参照しながら説明する。
図41(a)は第2比較例の車両用灯具10Hの側面図(主要光学面のみ)、図41(b)は上面図(主要光学面のみ)、図41(c)は車両用灯具10Hにより形成される配光パターンの例である。
本比較例の車両用灯具10Hは、図41(a)、図41(b)に示すように、上記第1比較例の車両用灯具10Gの第1出射面12A1aを、第6実施形態と同様、正面視で、鉛直に対して所定角度θ2傾斜した方向に延びた半円柱状の面として構成したものに相当する。
すなわち、本比較例の第1出射面12A1aは、第6実施形態と同様、正面視で、鉛直に対して所定角度θ2傾斜した方向に延びた半円柱状の面として構成されている。
また、本比較例の反射面12b及びシェード12cは、第5実施形態と同様、正面視で、水平となる姿勢で配置されている。つまり、本比較例の第1出射面12A1aは、第6実施形態とは異なり、正面視で、水平に対して第2出射面12A2b及び第1出射面12A1aと逆方向に所定角度θ2傾斜した姿勢で配置されていない。
本比較例の車両用灯具10Hにより形成される配光パターンは、図41(c)に示すように、水平線から上に大きくはみ出たものとなり、ロービーム用配光パターンとして適さないことが分かる。
次に、第8実施形態として、キャンバー角θ1を大きくした場合の問題点及びこれを解決するための手法について説明する。
図42(a)は、キャンバー角θ1が30°の場合に、第5実施形態の車両用灯具10D(第7実施形態の車両用灯具10Fも同様)により形成されるロービーム用配光パターンの例、図42(b)は、キャンバー角θ1が45°の場合に、第5実施形態の車両用灯具10D(第7実施形態の車両用灯具10Fも同様)により形成されるロービーム用配光パターンの例である。図42(b)中のハッチング領域は、当該領域が図42(a)中の同様の領域と比べて明るいことを表している。
本発明者らがシミュレーションで確認したところ、第5実施形態の車両用灯具10D(第7実施形態の車両用灯具10Fも同様)においてキャンバー角θ1を大きくすると(例えば、θ1=45°)、図42(b)に示すように、カットオフラインより上が明るくなることが判明した。
この原因は、図を用いて説明すると、次のとおりである。
図43は第5実施形態の車両用灯具10Dの断面図(主要光学面のみ)である。図43中の先端に矢印が付いた線は、第1出射面12A1aに対してある入射角で入射する光源14からの光Ray2が辿る光路を表している。
第5実施形態の車両用灯具10D(第7実施形態の車両用灯具10Fも同様)においてキャンバー角θ1を大きくすると(例えば、θ1=45°)、キャンバー角θ1が小さい(例えば、θ1=30°)場合と比べ、図43に示すように、第1出射面12A1aと第2入射面12A2aとの間の間隔が広くなる。そのため、光Ray2の第2入射面12A2aに対する入射位置が、キャンバー角θ1が小さい(例えば、θ1=30°)場合より下方となり、この下方の入射位置から入射する光Ray2が、図43に示すように、水平に対して斜め上向きに進行する光となる。その結果、グレアが発生したり、カットオフラインが不明瞭なものとなる。
なお、第1出射面12A1a及び第2入射面12A2aに設定する抜き角α、βを大きくしても、上記と同様の原因で、光Ray2が、水平に対して斜め上向きに進行する光となることが判明している。
次に、上記問題点を解決するための手法について説明する。
本発明者らは、上記問題点を改善するため、鋭意検討した結果、上記水平に対して上向きに向かう光Ray2は、第2出射面12A2bのうち下方の一部領域から出射することを見出し、この一部領域を物理的にカットするか、又は、当該一部領域から出射する光Ray2が第1基準軸AXに対して平行又は下向きの光となるようにその一部領域の面形状(例えば、曲率)を調整することで、上記問題点を改善することができるとの着想を得た。
図44(a)は、上記知見に基づき、第2出射面12A2bのうち下方の一部領域12A2b2を物理的にカットし、上方の領域12A2b1を残した例である。このように、本来水平に対して斜め上向きに向かう光が出射する一部領域をカットすることで、斜め上向きに進行する光を抑制することができる。その結果、グレアの発生を抑え、かつ、カットオフラインを明瞭なものとすることができる。
図44(b)は、上記知見に基づき、第2出射面12A2bのうち下方の一部領域12A2b2から出射する光Ray2が第1基準軸AXに対して平行又は下向きの光となるようにその一部領域12A2b2の面形状(例えば、曲率)を調整し、第2出射面12A2bを、上領域12A2b1と下領域12A2b2とに分割した例である。このように、本来水平に対して上向きに向かう光が出射する一部領域を上記のとおりに調整することでも、斜め上向きに進行する光を抑制することができる。その結果、グレアの発生を抑え、かつ、カットオフラインを明瞭なものとすることができる。
本発明者らは、上記いずれの手法でも、上記問題点、すなわち、カットオフラインより上が明るくなるのを抑制することができることをシミュレーションで確認した。
次に、第9実施形態として、第2基準軸AX2が、上面視で、第1基準軸AX1に対して傾斜している車両用灯具10Iについて、図面を参照しながら説明する。
図45は、第2基準軸AX2が、上面視で、第1基準軸AX1に対して傾斜している車両用灯具10Iの上面図(主要光学面のみ)である。
本実施形態の車両用灯具10Iは、図45に示すように、上記第5実施形態の車両用灯具10D(又は、上記第7実施形態の車両用灯具10F)の第2基準軸AX2を、シェード12cの左右方向の略中心を回転中心として所定角度回転させて、上面視で、第1基準軸AX1に対して傾けたものに相当する。
本実施形態によれば、上記第5実施形態の効果に加え、さらに、フレネル反射損失(特に、図45に示すように、キャンバー角が付与された第2出射面12A2bに対するフレネル反射損失)が抑制される結果、光利用効率が向上するという効果を奏することができる。
なお、本実施形態で説明した「第2基準軸AX2を、上面視で、第1基準軸AX1に対して傾斜させる」という考え方は、第5実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)に限らず、その各変形例、第1〜第4、第6〜第8実施形態の車両用灯具(レンズ体)等に適用することもできる。同様に、後述の第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)に適用することもできる。
次に、第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)は、次のように構成されている。
図46は車両用灯具10J(レンズ体12J)の斜視図、図47(a)は上面図、図47(b)は正面図、図47(c)は側面図である。図48(a)は車両用灯具10J(レンズ体12J)により形成されるロービーム用配光パターンPLO(合成配光パターン)の例で、図48(b)〜図48(d)に示す各部分配光パターンPSPOT、PMID、PWIDEが重畳されることで形成される。
本実施形態のレンズ体12Jは、スポット用配光パターンPSPOT(図48(b)参照)を形成する、第2実施形態のレンズ体12Aと同様の第1光学系(図49(a)参照)に加えて、さらに、スポット用配光パターンPSPOTより拡散したミッド用配光パターンPMID(図48(c)参照)を形成する第2光学系(図49(b)参照)、及び、ミッド用配光パターンPMIDより拡散したワイド用配光パターンPWIDE(図48d(d)参照)を形成する第3光学系(図49(c)参照)を備えている。
以下、上記第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)との相違点を中心に説明し、上記第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図46、図47に示すように、本実施形態のレンズ体12Jは、第2実施形態のレンズ体12Aと同様の構成で、第1後端部12A1aa、前端部12A1bb、第1後端部12A1aaと第1前端部12A1bbとの間に配置された左右一対の側面44a、44b、及び、第1後端部12A1aaと第1前端部12A1bbとの間に配置された下反射面12bを含む第1レンズ部12A1と、第1レンズ部12A1の前方に配置され、第2後端部12A2aa、第2前端部12A2bbを含む第2レンズ部12A2と、第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とを連結した連結部12A3を含み、さらに、第1レンズ部12A1の第1後端部12A1aaと第1前端部12A1bbとの間に配置された上面44cを含むレンズ体として構成されている。
本実施形態のレンズ体12Jは、上記各実施形態と同様、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより(射出成形により)一体的に成形されている。
図50(a)は第1レンズ部12A1の第1後端部12A1aaの正面図、図50(b)は図50(a)のA−A断面図(模式図)、図50(c)は図50(a)のB−B断面図(模式図)である。
図50(a)、図50(b)に示すように、第1レンズ部12A1の第1後端部12A1aaは、第1入射面12a、及び、第1入射面12aの左右両側に、第1入射面12a近傍に配置される光源14と第1入射面12aとの間の空間を左右両側から取り囲むように配置された左右一対の入射面42a、42bを含んでいる。第1後端部12A1aaは、図50(a)、図50(c)に示すように、さらに、第1入射面12aの上側に、光源14と第1入射面12aとの間の空間を上側から取り囲むように配置された上入射面42cを含んでいる。
下反射面12bの先端部は、シェード12cを含んでいる。
第1レンズ部12A1の第1前端部12A1bbは、図46に示すように、鉛直方向に延びる半円柱状の第1出射面12A1a、及び、第1出射面12A1aの左右両側に配置された左右一対の出射面46a、46bを含んでいる。
第2レンズ部12A2の第2後端部12A2aaは、第2入射面12A2aを含んでおり、第2レンズ部12A2の第2前端部12A2bbは、第2出射面12A2bを含んでいる。
第2出射面12A2bは、水平方向に延びる半円柱状の領域12A2b3と、当該半円柱状の領域12A2b3の上縁から上方斜め後方に延長された延長領域12A2b4と、を含んでいる。
連結部12A3は、第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とを、それぞれの上部において、第1レンズ部12A1の第1前端部12A1bb、第2レンズ部12A2の第2後端部12A2aa及び連結部12A3で囲まれた空間Sが形成された状態で連結している。
図49(a)は、第1光学系の側面図(主要光学面のみ)である。
図49(a)に示すように、第1入射面12a、下反射面12b(及びシェード12c)、第1出射面12A1a、第2入射面12A2a、及び、第2出射面12A2b(半円柱状の領域12A2b3)は、第1入射面12aから第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光RaySPOTのうちシェード12cによって一部遮光された光、及び、下反射面12bで内面反射された光が、第1出射面12A1aから出射し、さらに、第2入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して第2出射面12A2b(半円柱状の領域12A2b3)のうち一部領域A1(図47(b)参照)から出射して前方に照射されることにより、図48(b)に示すように、上端縁にシェード12cによって規定されるカットオフラインを含むスポット用配光パターンPSPOT(本発明の第1配光パターンに相当)を形成する第1光学系を構成している。
図49(b)は、第2光学系の上面図(主要光学面のみ)である。
図49(b)に示すように、左右一対の入射面42a、42b、左右一対の側面44a、44b、左右一対の出射面46a、46b、第2入射面12A2a、及び、第2出射面12A2b(半円柱状の領域12A2b3)は、左右一対の入射面42a、42bから第1レンズ部12A1内部に入射して左右一対の側面44a、44bで内面反射された光源14からの光RayMIDが、左右一対の出射面46a、46bから出射し、さらに、第2入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して主に第2出射面12A2b(半円柱状の領域12A2b3)のうち一部領域A1の左右両側の領域A2、A3(図47(b)参照)から出射して前方に照射されることにより、図48(c)に示すように、スポット用配光パターンPSPOTに重畳される、スポット用配光パターンPSPOTより拡散したミッド用配光パターンPMIDを形成する第2光学系を構成している。
左右一対の入射面42a、42bは、光源14からの光のうち第1入射面12aに入射しない光(主に、左右方向に広がる光RayMID。図50(b)参照)が屈折して第1レンズ部12A1内部に入射する面で、図50(b)に示すように、光源14に向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。
左右一対の側面44a、44bは、図47(a)に示すように、上面視で、第1レンズ部12A1の第1前端部12A1bb側から第1後端部12A1aa側に向かうに従って左右一対の側面44a、44b間の間隔がテーパー状に狭まる外側に向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。また、左右一対の側面44a、44bは、図47(c)に示すように、側面視で、第1レンズ部12A1の第1前端部12A1bb側から第1後端部12A1aa側に向かうに従ってその上縁及び下縁がテーパー状に狭まる形状の面として構成されている。
なお、左右一対の側面44a、44bは、左右一対の入射面42a、42bから第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光RayMIDを左右一対の出射面46a、46bに向けて内面反射(全反射)する反射面で、金属蒸着は用いていない。
左右一対の出射面46a、46bは、平面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、曲面形状の面として構成されていてもよい。
上記構成の第2光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図48(c)に示すミッド用配光パターンPMIDが形成される。
ミッド用配光パターンPMIDの鉛直方向寸法は、図48(c)では約10度であるが、これに限らず、例えば、左右一対の入射面42a、42bの面形状(例えば、鉛直方向の曲率)を調整することで自在に調整することができる。
また、ミッド用配光パターンPMIDの上端縁の位置は、図48(c)では水平線の若干下であるが、これに限らず、左右一対の入射面42a、42bの面形状(例えば、左右一対の入射面42a、42bの傾き)を調整することで自在に調整することができる。
また、ミッド用配光パターンPMIDの右端及び左端は、図48(c)では右約30度及び左約30度まで延びているが、これに限らず、例えば、左右一対の入射面42a、42b及び/又は左右一対の側面44a、44b(例えば、それぞれの水平方向の曲率)を調整することで自在に調整することができる。
図49(c)は、第3光学系の側面図(主要光学面のみ)である。
図49(c)に示すように、上入射面42c、上面44c、連結部12A3、及び、第2出射面12A2b(延長領域12A2b4)は、上入射面42cから第1レンズ部12A1内部に入射して上面44cで内面反射され、連結部12A3内部を進行した光源14からの光RayWIDEが、第2出射面12A2b(各領域A1〜A3の上方の領域A4。すなわち、延長領域12A2b4)から出射して前方に照射されることにより、図48(d)に示すように、スポット用配光パターンPSPOT及びミッド用配光パターンPMIDに重畳される、ミッド用配光パターンPMIDより拡散したワイド用配光パターンPWIDEを形成する第3光学系を構成している。
上入射面42cは、光源14からの光のうち第1入射面12aに入射しない光(主に、上方向に広がる光RayWIDE。図50(c)参照)が屈折して第1レンズ部12A1内部に入射する面で、図50(c)に示すように、光源14に向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。
上面44cは、図46、図49(c)に示すように、側面視で、第1レンズ部12A1の第1前端部12A1bb側から第1後端部12A1aa側に向かって斜め下方に傾いた外側に向かって凸の曲面形状の面として構成されている。また、上面44cは、図47(a)に示すように、上面視で、第1レンズ部12A1の第1前端部12A1bb側から第1後端部12A1aa側に向かうに従ってその左縁及び右縁がテーパー状に狭まる形状の面として構成されている。具体的には、上面44cは、上入射面42cから第1レンズ部12A1内部に入射した光源14(正確には、基準点F)からの光RayWIDEが、鉛直方向に関し、平行光となるようにその面形状が構成されている。また、上面44cは、水平方向に関し、図49(c)中、紙面に直交する方向に延びている。
なお、上面44cは、上入射面42cから第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光RayWIDEを第2出射面12A2b(延長領域12A2b4)に向けて内面反射(全反射)する反射面で、金属蒸着は用いていない。
延長領域12A2b4は、第2出射面12A2b(半円柱状の領域12A2b3)の上縁から上方斜め後方に延長された平面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、曲面形状の面として構成されていてもよい。なお、半円柱状の領域12A2b3と延長領域12A2b4とは、段差無く滑らかに接続されている。
上面44cは、図49(c)に示すように、カットオフライン上方の道路標識等を照射するオーバーヘッドサイン用配光パターンPOHを形成するためのオーバーヘッドサイン用反射面44c1を含んでいる。オーバーヘッドサイン用反射面44c1は、上入射面42cから第1レンズ部12A1内部に入射し、オーバーヘッドサイン用反射面44c1で反射され、連結部12A3内部を進行した光源14からの光RayOHが、第2出射面12A2b(延長領域12A2b4)から出射して前方斜め上方に照射されることにより、図48(d)に示すように、カットオフライン上方にオーバーヘッドサイン用配光パターンPOHを形成するようにその面形状が構成されている。なお、オーバーヘッドサイン用反射面44c1は適宜省略することができる。
なお、第3光学系としては、上記に代えて、上入射面42c、連結部12A3、及び、第2出射面12A2b(延長領域12A2b4)を含み、上入射面42cから第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光RayWIDEが内面反射されることなく連結部12A3内部を進行し、第2出射面12A2b(延長領域12A2b4)から直接出射して前方に照射されることにより、図48(d)に示すように、ワイド用配光パターンPWIDEを形成する光学系を用いてもよい。
上記構成の第3光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図48(d)に示すワイド用配光パターンPWIDE及びオーバーヘッドサイン用配光パターンPOHが形成される。
ワイド用配光パターンPWIDEの鉛直方向寸法は、図48(d)では約15度であるが、これに限らず、例えば、上入射面42cの面形状(例えば、鉛直方向の曲率)を調整することで自在に調整することができる。
また、ワイド用配光パターンPWIDEの上端縁の位置は、図48(d)では水平線に沿っているが、これに限らず、上面44cの傾きを調整することで自在に調整することができる。
本実施形態では、上面44cは、図46に示すように、基準軸AX1を含む鉛直面により左右に区画された左上面44c2及び右上面44c3を含んでおり、左上面44c2及び右上面44c3それぞれの傾きは、相互に異なっている。具体的には、左上面44c2を右上面44c3より下に傾けている。これにより、図48(d)に示すように、ワイド用配光パターンPWIDEを、上端縁に、鉛直線に対して左側の上端縁が右側の上端縁より低い左右段違いのカットオフラインを含むものとすることができる(右側通行の場合)。もちろん、これとは逆に、左上面44c2を右上面44c3より上に傾けてもよい。これにより、ワイド用配光パターンPWIDEを、鉛直線に対して左側の上端縁が右側の上端縁より高い左右段違いのカットオフラインを含むものとすることができる(左側通行の場合)。
また、ワイド用配光パターンPWIDEの右端及び左端は、図48(d)では右約65度及び左約65度まで延びているが、これに限らず、例えば、上入射面42c(例えば、水平方向の曲率)を調整することで自在に調整することができる。
本実施形態によれば、上記第2実施形態の効果に加え、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、第1に、視点位置が変わってもライン状の発光見栄えを維持することができるレンズ体12J及びこれを備えた車両用灯具10Jを提供することができる。第2に、均一発光(又は略均一発光)の見栄えを実現することができるレンズ体12J及びこれを備えた車両用灯具10Jを提供することができる。第3に、光源14からの光をレンズ体12J内部に取り込む効率が飛躍的に向上する。第4に、所定方向にライン状に延びる一体感のある見栄えのレンズ体12J及びこれを備えた車両用灯具10Jを提供することができる。第5に、最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面12A2b3(半円柱状の屈折面)であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したスポット用配光パターンPSPOTを形成することができるレンズ体12J及びこれを備えた車両用灯具10Jを提供することができる。
視点位置が変わってもライン状の発光見栄えを維持することができるのは、1つのレンズ体12Jが、拡散の程度が異なる複数の配光パターン、すなわち、スポット用配光パターンPSPOT(本発明の第1配光パターンに相当)、ミッド用配光パターンPMID(本発明の第2配光パターンに相当)及びワイド用配光パターンPWIDE(本発明の第3配光パターンに相当)を形成する複数の光学系、すなわち、第1光学系(図49(a)参照)、第2光学系(図49(b)参照)及び第3光学系(図49(c)参照)を備えていることによるものである。なお、この効果を奏するには、最低限、第1光学系(図49(a)参照)及び第2光学系(図49(b)参照)を備えていればよく、第3光学系(図49(c)参照)は適宜省略することができる。
均一発光(又は略均一発光)の見栄えを実現することができるのは、各々の入射面、すなわち、第1入射面12a、左右一対の入射面42a、42b及び上入射面42cから第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光が各々の反射面、すなわち、下反射面12b、左右一対の側面44a、44b及び上面44cで反射される結果、レンズ体12J内部で多点発光する(図51参照)ことに加え、各々の反射面、すなわち、下反射面12b、左右一対の側面44a、44b及び上面44cからの反射光が、最終的な出射面である第2出射面12A2bのほぼ全域から一様に出射すること、すなわち、下反射面12bからの反射光が最終的な出射面である第2出射面12A2b(半円柱状の領域12A2b3)のうち一部領域A1(図47(b)参照)から出射し、左右一対の側面44a、44bからの反射光が、主に最終的な出射面である第2出射面12A2b(半円柱状の領域12A2b3)のうち一部領域A1の左右両側の領域A2、A3(図47(b)参照)から出射し、上面44cからの反射光が、主に最終的な出射面である第2出射面12A2b(各領域A1〜A3の上方の領域A4。すなわち、延長領域12A2b4)から出射することによるものである。なお、この効果を奏するには、最低限、第1光学系(図49(a)参照)及び第2光学系(図49(b)参照)を備えていればよく、第3光学系(図49(c)参照)は適宜省略することができる。
光源14からの光をレンズ体12J内部に取り込む効率が飛躍的に向上するのは、各々の入射面、すなわち、第1入射面12a、左右一対の入射面42a、42b及び上入射面42cが光源14を取り囲むように配置されている(図50(a)〜図50(c)参照)ことによるものである。なお、この効果を奏するには、最低限、第1入射面12a及び左右一対の入射面42a、42bを備えていればよく、上入射面42cは適宜省略することができる。
本実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)は、以上の考え方を、第1出射面12A1a及び第2出射面12A2bを含む第2実施形態の車両用灯具10Aに適用したものに相当するが、これに限らない。すなわち、以上の考え方は、第1出射面12A1a及び第2出射面12A2bを含む第2実施形態の車両用灯具10A以外の、例えば、1つの出射面を含む第1実施形態の車両用灯具10に適用することもできる。
所定方向にライン状に延びる一体感のある見栄えとすることができるのは、最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面12A2b3(半円柱状の屈折面)として構成されていることによるものである。
最終的な出射面である第2出射面12A2bが半円柱状の面12A2b3(半円柱状の屈折面)であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したスポット用配光パターンPSPOT形成することができるのは、水平方向の集光を主に第1レンズ部12A1の第1出射面12A1a(半円柱状の屈折面)が担当し、鉛直方向の集光を主にレンズ体12Jの最終的な出射面である第2レンズ部12A2の第2出射面12A2b(半円柱状の屈折面)が担当することによるものである。すなわち、集光機能を分解したことによるものである。
なお、上記第1〜第9実施形態及びその各変形例で説明した各考え方、例えば、第5実施形態で説明した「キャンバー角を付与する」という考え方、及び、このキャンバー角の付与に伴い発生する上記ボケを上記のようにして改善するという考え方、第6実施形態で説明した「スラント角を付与する」という考え方、及び、このスラント角の付与に伴い発生する上記回転を上記のようにして抑制するという考え方、第7実施形態で説明した「キャンバー角及びスラント角を付与する」という考え方、及び、このキャンバー角及びスラント角の付与に伴い発生する上記ボケ及び回転を、上記のようにして改善及び抑制するという考え方を、本実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)に適用できるのは無論である。
また、上記第10実施形態では、第2光学系(図49(b)参照)がミッド用配光パターンPMIDを形成するように構成され、第3光学系(図49(c)参照)がワイド用配光パターンPWIDEを形成するよう構成されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、これとは逆に、第2光学系(図49(b)参照)がワイド用配光パターンPWIDEを形成するように構成され、第3光学系(図49(c)参照)がミッド用配光パターンPMIDを形成するように構成されていてもよい。
例えば、第2光学系を構成する左右一対の入射面42a、42b及び/又は左右一対の側面44a、44bの面形状(例えば、水平方向の曲率)を図54(a)に示すように調整することで、配光パターンを(例えば、水平方向に)拡げることができ、図54(b)に示すように調整することで、配光パターンを(例えば、水平方向に)狭くすることができる。したがって、第2光学系を構成する左右一対の入射面42a、42b及び/又は左右一対の側面44a、44bの面形状(例えば、水平方向の曲率)を調整することで、ミッド用配光パターンに限らず、ワイド用配光パターンを形成することもできる。
同様に、第3光学系を構成する上入射面42cの面形状(例えば、水平方向の曲率)を図55(a)に示すように調整することで、配光パターンを(例えば、水平方向に)拡げることができ、図55(b)に示すように調整することで、配光パターンを(例えば、水平方向に)狭くすることができる。したがって、第3光学系を構成する上入射面42bの面形状(例えば、水平方向の曲率)を調整することで、ワイド用配光パターンに限らず、ミッド用配光パターンを形成することもできる。
もちろん、第2光学系(図49(b)参照)及び第3光学系(図49(c)参照)が、いずれもワイド用配光パターンPWIDEを形成するように構成されていてもよい。逆に、第2光学系(図49(b)参照)及び第3光学系(図49(c)参照)が、いずれもミッド用配光パターンPMIDを形成するように構成されていてもよい。
次に、第11実施形態の車両用灯具10K(レンズ体12K)について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具10K(レンズ体12K)は、次のように構成されている。
図56は車両用灯具10K(レンズ体12K)の斜視図、図57(a)は上面図、図57(b)は正面図、図57(c)は側面図である。図58(a)は車両用灯具10K(レンズ体12K)により形成されるロービーム用配光パターンPLO(合成配光パターン)の例で、図58(b)〜図58(d)に示す各部分配光パターンPSPOT、PMID、PWIDEが重畳されることで形成される。
本実施形態のレンズ体12Kは、第10実施形態と同様、スポット用配光パターンPSPOT(図58(b)参照)を形成する第1光学系(図59(a)、図59(b)参照)、スポット用配光パターンPSPOTより拡散したミッド用配光パターンPMID(図58(c)参照)を形成する第2光学系(図60(a)参照)、及び、ミッド用配光パターンPMIDより拡散したワイド用配光パターンPWIDE(図58(d)参照)を形成する第3光学系(図60(b)参照)を備えている。
以下、上記第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)との相違点を中心に説明し、上記第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図56、図57に示すように、本実施形態のレンズ体12Kは、光源14の前方に配置されるレンズ体であって、後端部12Kaa、前端部12Kbb、後端部12Kaaと前端部12Kbbとの間に配置された左右一対の側面44a、44b、上面44c及び下面44dを含み、レンズ体12K内部に入射した光源14(正確には、基準点F)からの光が、前端部12Kbb(出射面12Kb)から出射して前方に照射されることにより、図58(a)に示すロービーム用配光パターンPLo(本発明の所定配光パターンに相当)を形成するレンズ体として構成されている。レンズ体12Kは、後端部12Kaaと前端部12Kbbとの間に配置された下反射面12bを含み、前端部12Kbb側から後端部12Kaa側に向かうに従って錐体状に狭まる釣鐘形状のレンズ体として構成されている。
本実施形態のレンズ体12Kは、上記各実施形態と同様、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより(射出成形により)一体的に成形されている。
図61(a)はレンズ体12Kの後端部12Kaaの正面図、図61(b)は図61(a)のA1−A1断面図(模式図)、図61(c)は図61(a)のB1−B1断面図(模式図)である。
図61(a)、図61(b)に示すように、レンズ体12Kの後端部12Kaaは、第1入射面12a、及び、第1入射面12aの左右両側に、光源14と第1入射面12aとの間の空間を左右両側から取り囲むように配置された左右一対の入射面42a、42bを含んでいる。後端部12Kaaは、図61(a)、図61(c)に示すように、さらに、第1入射面12aの上側に、光源14と第1入射面12aとの間の空間を上側から取り囲むように配置された上入射面42cを含んでいる。
下反射面12bの先端部は、シェード12cを含んでいる。
レンズ体12Kの前端部12Kbbは出射面12Kbを含んでおり、この出射面12Kbは、図56に示すように、第1実施形態と同様の出射面12d(前方に向かって凸の凸面)、当該出射面12dの左右両側に配置された左右一対の出射面46a、46b、並びに、出射面12d及び左右一対の出射面46a、46bの上方に配置された出射面46cを含んでいる。出射面12dと左右一対の出射面46a、46b(及び出射面46c)とは、出射面12dの周囲を取り囲むつなぎの面46d(光学的機能が意図されていない面)を介して段差無く滑らかに接続されている。
図59(a)は第1光学系の側面図、図59(b)は拡大側面図である。
図59(a)、図59(b)に示すように、第1入射面12a、下反射面12b(及びシェード12c)及び出射面12Kbは、第1入射面12aからレンズ体12K内部に入射した光源14からの光RaySPOTのうちシェード12cによって一部遮光された光、及び、下反射面12bで内面反射された光が、出射面12Kbのうち一部領域A1(出射面12d。図57(b)参照)から出射して前方に照射されることにより、図58(b)に示すように、上端縁にシェード12cによって規定されるカットオフラインを含むスポット用配光パターンPSPOT(本発明の第1配光パターンに相当)を形成する第1光学系を構成している。
図60(a)は、第2光学系の上面図である。
図60(a)に示すように、左右一対の入射面42a、42b、左右一対の側面44a、44b、及び、出射面12Kbは、左右一対の入射面42a、42bからレンズ体12K内部に入射して左右一対の側面44a、44bで内面反射された光源14からの光RayMIDが、主に出射面12Kbのうち一部領域A1の左右両側の領域A2、A3(左右一対の出射面46a、46b。図57(b)参照)から出射して前方に照射されることにより、図58(c)に示すように、スポット用配光パターンPSPOTに重畳される、スポット用配光パターンPSPOTより拡散したミッド用配光パターンPMIDを形成する第2光学系を構成している。
左右一対の入射面42a、42bは、光源14からの光のうち第1入射面12aに入射しない光(主に、左右方向に広がる光RayMID。図61(b)参照)が屈折してレンズ体12K内部に入射する面で、図61(b)に示すように、光源14に向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。
左右一対の側面44a、44bは、図57(a)に示すように、上面視で、前端部12Kbb側から後端部12Kaa側に向かうに従って左右一対の側面44a、44b間の間隔がテーパー状に狭まる外側に向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。また、左右一対の側面44a、44bは、図57(c)に示すように、側面視で、前端部12Kbb側から後端部12Kaa側に向かうに従ってその上縁及び下縁がテーパー状に狭まる形状の面として構成されている。
なお、左右一対の側面44a、44bは、左右一対の入射面42a、42bからレンズ体12K内部に入射した光源14からの光RayMIDを左右一対の出射面46a、46bに向けて内面反射(全反射)する反射面で、金属蒸着は用いていない。
左右一対の出射面46a、46bは、平面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、曲面形状の面として構成されていてもよい。
上記構成の第2光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図58(c)に示すミッド用配光パターンPMIDが形成される。
ミッド用配光パターンPMIDの鉛直方向寸法は、図58(c)では約15度であるが、これに限らず、例えば、左右一対の入射面42a、42bの面形状(例えば、鉛直方向の曲率)を調整することで自在に調整することができる。
また、ミッド用配光パターンPMIDの上端縁の位置は、図58(c)では水平線に沿っているが、これに限らず、左右一対の入射面42a、42bの面形状(例えば、左右一対の入射面42a、42bの傾き)を調整することで自在に調整することができる。
また、ミッド用配光パターンPMIDの右端及び左端は、図58(c)では右約55度及び左約55度まで延びているが、これに限らず、例えば、左右一対の入射面42a、42b及び/又は左右一対の側面44a、44b(例えば、それぞれの水平方向の曲率)を調整することで自在に調整することができる。
図60(b)は、第3光学系の側面図である。
図60(b)に示すように、上入射面42c、上面44c、及び、出射面12Kbは、上入射面42cからレンズ体12K内部に入射して上面44cで内面反射された光源14からの光RayWIDEが、主に出射面12Kbのうち一部領域A1及び一部領域A1の左右両側の領域A2、A3それぞれの上側の領域A4(出射面46c。図57(b)参照)から出射して前方に照射されることにより、図58(d)に示すように、スポット用配光パターンPSPOT及びミッド用配光パターンPMIDに重畳される、ミッド用配光パターンPMIDより拡散したワイド用配光パターンPWIDEを形成する第3光学系を構成している。
上入射面42cは、光源14からの光のうち第1入射面12aに入射しない光(主に、上方向に広がる光RayWIDE。図61(c)参照)が屈折してレンズ体12K内部に入射する面で、図61(c)に示すように、光源14に向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。
上面44cは、図56、図57(c)に示すように、側面視で、レンズ体12Kの前端部12Kbb側から後端部12Kaa側に向かって斜め下方に傾いた外側に向かって凸の曲面形状の面として構成されている。また、上面44cは、図57(a)に示すように、上面視で、レンズ体12Kの前端部12Kbb側から後端部12Kaa側に向かうに従ってその左縁及び右縁がテーパー状に狭まる形状の面として構成されている。具体的には、上面44cは、上入射面42cからレンズ体12K内部に入射した光源14(正確には、基準点F)からの光RayWIDEが、鉛直方向に関し、平行光となるようにその面形状が構成されている。また、上面44cは、水平方向に関し、図57(c)中、紙面に直交する方向に延びている。
なお、上面44cは、上入射面42cからレンズ体12K内部に入射した光源14からの光RayWIDEを出射面46cに向けて内面反射(全反射)する反射面で、金属蒸着は用いていない。
出射面46cは、平面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、曲面形状の面として構成されていてもよい。
なお、第3光学系としては、上記に代えて、上入射面42c、及び、出射面46cを含み、上入射面42cからレンズ体12K内部に入射した光源14からの光RayWIDEが内面反射されることなく出射面46cから直接出射して前方に照射されることにより、図58(d)に示すように、ワイド用配光パターンPWIDEを形成する光学系を用いてもよい。
上記構成の第3光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図58(d)に示すワイド用配光パターンPWIDEが形成される。
ワイド用配光パターンPWIDEの鉛直方向寸法は、図58(d)では約15度であるが、これに限らず、例えば、上入射面42cの面形状(例えば、鉛直方向の曲率)を調整することで自在に調整することができる。
また、ワイド用配光パターンPWIDEの上端縁の位置は、図58(d)では水平線に略沿っているが、これに限らず、上面44cの傾きを調整することで自在に調整することができる。
本実施形態では、上面44cは、図56に示すように、基準軸AX1を含む鉛直面により左右に区画された左上面44c2及び右上面44c3を含んでおり、左上面44c2及び右上面44c3それぞれの傾きは、相互に異なっている。具体的には、左上面44c2を右上面44c3より下に傾けている。これにより、図58(d)に示すように、ワイド用配光パターンPWIDEを、上端縁に、鉛直線に対して左側の上端縁が右側の上端縁より低い左右段違いのカットオフラインを含むものとすることができる(右側通行の場合)。もちろん、これとは逆に、左上面44c2を右上面44c3より上に傾けてもよい。これにより、ワイド用配光パターンPWIDEを、鉛直線に対して左側の上端縁が右側の上端縁より高い左右段違いのカットオフラインを含むものとすることができる(左側通行の場合)。
また、ワイド用配光パターンPWIDEの右端及び左端は、図58(d)では右約60度及び左約60度まで延びているが、これに限らず、例えば、上入射面42c(例えば、水平方向の曲率)を調整することで自在に調整することができる。
次に、レンズ体12Kの光源14非点灯時における見栄えについて説明する。
本実施形態のレンズ体12Kは、光源14非点灯時において、多方向から見たときに、あたかもレンズ体内部が発光しているかのような「きらきら感」のある見栄えとなる。
これは、出射面12Kbからレンズ体12K内部に入射する外光(例えば、太陽光)が当該レンズ体12K内部において内面反射(全反射)する条件を満たしやすい構成となっていること、具体的には、レンズ体12Kが前端部12Kbb側から後端部12Kaa側に向かって錐体状に狭まる釣鐘形状のレンズ体として構成されている(図57(a)、図57(c)参照)こと(第1条件)に加えて、入射面12a、42a、42b、42cのうち少なくとも1つが、上面視及び/又は側面視で、前端部12Kbb側に向かって開いたV字形状(又はV字形状の一部)を構成している(図62(a)〜図62(c)中の符号C1〜C4が示す点線の円内(太線)参照)こと(第2条件)によるものである。なお、第1条件、第2条件のうち少なくとも一方の条件を満たしていればよい。
例えば、左右一対の入射面42a、42bは、側面視で、前端部12Kbb側に向かって開いたV字形状を構成している(図62(a)、図62(c)中の符号C1が示す点線の円内(太線)参照)。また、左右一対の入射面42a、42bは、上面視で、前端部12Kbb側に向かって開いたV字形状の一部を構成している(図62(b)中の符号C2が示す点線の円内(太線)参照)。また、第1入射面12aは、上面視で、前端部12Kbb側に向かって開いたV字形状を構成している(図62(b)中の符号C3が示す点線の円内(太線)参照)。また、上入射面42cは、側面視で、前端部12Kbb側に向かって開いたV字形状の一部を構成している(図62(c)中の符号C4が示す点線の円内(太線)参照)。
以上のように、レンズ体12Kが前端部12Kbb側から後端部12Kaa側に向かって錐体状に狭まる釣鐘形状のレンズ体として構成されていることに加えて、入射面12a、42a、42b、42cのうち少なくとも1つが、上面視及び/又は側面視で、前端部12Kbb側に向かって開いたV字形状(又はV字形状の一部)を構成している結果、出射面12Kbからレンズ体12K内部に入射した外光(例えば、太陽光)は、当該レンズ体12K内部(当該V字形状部分等)において内面反射(全反射)を繰り返し、その大部分が再び出射面12Kbから様々な方向に出射する。
例えば、図63(a)、図63(b)に示す外光RayCCは、出射面12Kbからレンズ体12K内部に入射し、左側の側面44a、右側の側面44bでこの順に内面反射(全反射)された後、再び出射面12Kbから出射する。また、例えば、図63(a)、図63(c)に示す外光RayDDは、出射面12Kbからレンズ体12K内部に入射し、下面44d、上入射面42c、上面44cでこの順に内面反射(全反射)された後、再び出射面12Kbから出射する。
実際の走行環境下(例えば、白昼での走行環境下)では、上記外光RayCC、RayDDに限らず、あらゆる方向からの外光(例えば、太陽光)がレンズ体12K内部に入射し、当該レンズ体12K内部(当該V字形状部分等)において内面反射(全反射)を繰り返し、その大部分が再び出射面12Kbから様々な方向に出射する(図64参照)。その結果、レンズ体12Kは、光源14非点灯時において、多方向から見たときに、あたかもレンズ体内部が発光しているかのような「きらきら感」のある見栄えとなる。図64は、レンズ体12Kの前方に外光に見立てた光源50を配置し、出射面12Kbからレンズ体12K内部に入射した当該光源50からの光が辿る光路(シミュレーション結果)を表している。
本実施形態によれば、上記第10実施形態の効果に加え、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、その見栄えが単調にならないレンズ体12K及びこれを備えた車両用灯具10K、特に、光源14非点灯時において、多方向から見たときに、あたかもレンズ体内部が発光しているかのような「きらきら感」のある見栄えとなるレンズ体12K及びこれを備えた車両用灯具10Kを提供することができる。その結果、光源14非点灯時における被視認性(車両用灯具10K、ひいては、これが搭載された車両の被視認性)を高めることができる。
その見栄えが単調にならないのは、レンズ体12Kが、従来の単純な平凸レンズではなく、後端部12Kaaと前端部と12bbの間に配置された左右一対の側面44a、44b、上面44c及び下面44dで囲まれた断面が矩形形状のレンズ体として構成されていることによるものである。
また、光源14非点灯時において、多方向から見たときに、あたかもレンズ体内部が発光しているかのような「きらきら感」のある見栄えとなるのは、レンズ体12Kが前端部12Kbb側から後端部12Kaa側に向かって錐体状に狭まるように構成されていることに加えて、入射面のうち少なくとも1つが、上面視及び/又は側面視で、前端部12Kbb側に向かって開いたV字形状又はV字形状の一部を構成している結果、出射面12Kbからレンズ体12K内部に入射した外光(例えば、太陽光)が、当該レンズ体12K内部(当該V字形状部分等)において内面反射(全反射)を繰り返し、その大部分が再び出射面12Kbから様々な方向に出射することによるものである。
なお、上記第1〜第10実施形態及びその各変形例で説明した各考え方、例えば、第2実施形態で説明した「集光機能を分解する」という考え方、第5実施形態で説明した「キャンバー角を付与する」という考え方、及び、このキャンバー角の付与に伴い発生する上記ボケを上記のようにして改善するという考え方、第6実施形態で説明した「スラント角を付与する」という考え方、及び、このスラント角の付与に伴い発生する上記回転を上記のようにして抑制するという考え方、第7実施形態で説明した「キャンバー角及びスラント角を付与する」という考え方、及び、このキャンバー角及びスラント角の付与に伴い発生する上記ボケ及び回転を、上記のようにして改善及び抑制するという考え方を、本実施形態の車両用灯具10K(レンズ体12K)に適用できるのは無論である。
次に、上記第11実施形態のレンズ体12Kの第1変形例であるレンズ体12Lについて、図面を参照しながら説明する。
図65(a)は第11実施形態のレンズ体12K内部に入射した光源14からの光が辿る光路を表す縦断面図、図65(b)は本変形例のレンズ体12Lの斜視図である。
本発明者らがシミュレーションで確認したところ、図65(a)に示すように、上記第11実施形態のレンズ体12Kにおいては、各入射面12a、42a、42b、42cからレンズ体12K内部に入射した光源14からの光は下面44dに入射しないこと、すなわち、下面44dは各配光パターンPSPOT、PMID、PWIDEの形成に用いられない領域であることが判明した。
本変形例のレンズ体12Lは、図65(b)に示すように、この各配光パターンPSPOT、PMID、PWIDEの形成に用いられない下面44dに四角錐形状の複数のレンズカットLC(例えば、射面角30°、ピッチ5mm、山高さ3mm)を付与したものに相当する。それ以外、上記第11実施形態のレンズ体12Kと同様の構成である。なお、各々のレンズカットLCは同一のサイズ、同一の形状であってもよいし、異なるサイズ、異なる形状であってもよい。また、整列して配置されていてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。
本変形例によれば、上記第11実施形態の効果に加え、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、光源14非点灯時において、多方向から見たときに、あたかもレンズ体内部が発光しているかのような「きらきら感」のある見栄えとなるレンズ体12L及びこれを備えた車両用灯具10Lを提供することができる。その結果、光源14非点灯時における被視認性(車両用灯具10L、ひいては、これが搭載された車両の被視認性)を高めることができる。
これは、出射面12Kbからレンズ体12L内部に入射した外光(例えば、太陽光)が、当該レンズ体12L内部(下面44dに付与された四角錐形状の複数のレンズカットLC等)において様々な方向に内面反射(全反射)されて再び出射面12Kbから様々な方向に出射することによるものである。
本発明者らは、この効果を確認するため、本変形例のレンズ体12L及び比較例のレンズ体(第11実施形態のレンズ体12K)を実際に製作し、各々の出射面12Kbを、輝度計(商品名:プロメトリック)を用いて測定した。
図66(a)〜図66(c)は本変形例のレンズ体12Lの出射面12Kbの測定結果(輝度分布)を表す図で、図66(d)〜図66(f)は比較例のレンズ体(第11実施形態のレンズ体12K)の出射面12Kbの測定結果(輝度分布)を表す図である。各図中の数値は、測定位置を表している。例えば、図66(a)中の左右0°、上下0°は、同図に示す測定結果(輝度分布)の測定位置が出射面12Kbの中心に対して左右0°、上下0°(すなわち、真正面)の位置であることを表している。他の図についても同様である。そして、各図中、黒い部分は相対的に低輝度であることを表し、白い部分は相対的に高輝度であることを表している。
図66(a)〜図66(f)を参照すると、四角錐形状の複数のレンズカットLCが付与された下面44dを持つ本変形例のレンズ体12Lの方が、平坦な下面44dを持つ比較例のレンズ体(第11実施形態のレンズ体12K)より、出射面12Kb全域に渡り白い部分と黒い部分がはっきりと分かれていること、すなわち、本変形例のレンズ体12Lの方が、比較例のレンズ体(第11実施形態のレンズ体12K)より、光源14非点灯時において、多方向から見たときに、あたかも発光しているかのような「きらきら感」のある見栄えとなることが分かる。
なお、下面44dは、四角錐形状の複数のレンズカットLCを含む面に限らず、出射面12Kbからレンズ体12L内部に入射して当該下面44dに到達する外光が様々な方向に内面反射(全反射)されて再び出射面12Kbから出射する面として構成されていればよい。例えば、下面44dは、四角錐形状以外の多角錐形状の複数のレンズカットを含む面として構成されていてもよいし、それ以外の複数の微小凹凸を含むシボ面又はカット面を含む面として構成されていてもよい。
次に、上記第11実施形態のレンズ体12Kの第2変形例であるレンズ体12Mについて、図面を参照しながら説明する。
図67(a)は第11実施形態のレンズ体12K内部に入射した光源14からの光が辿る光路を表す横断面図、図67(b)は本変形例のレンズ体12Mの斜視図である。
本発明者らがシミュレーションで確認したところ、図67(a)に示すように、上記第11実施形態のレンズ体12Kにおいては、各入射面12a、42a、42b、42cからレンズ体12K内部に入射した光源14からの光は左右一対の側面44a、44bの前端縁から前方に延長(例えば、基準軸AX1に対して平行な方向に延長)された延長領域44aa、44bbに入射しないこと、すなわち、延長領域44aa、44bbは各配光パターンPSPOT、PMID、PWIDEの形成に用いられない領域であることが判明した。
本変形例のレンズ体12Mは、図67(b)に示すように、この各配光パターンPSPOT、PMID、PWIDEの形成に用いられない延長領域44aa及び/又は44bbに四角錐形状の複数のレンズカットLC(例えば、射面角30°、ピッチ5mm、山高さ3mm)を付与したものに相当する。それ以外、上記第11実施形態のレンズ体12Kと同様の構成である。なお、各々のレンズカットLCは同一のサイズ、同一の形状であってもよいし、異なるサイズ、異なる形状であってもよい。また、整列して配置されていてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。
本変形例によれば、上記第11実施形態の効果に加え、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、光源14非点灯時において、多方向から見たときに、あたかもレンズ体内部が発光しているかのような「きらきら感」のある見栄えとなるレンズ体12M及びこれを備えた車両用灯具10Mを提供することができる。その結果、光源14非点灯時における被視認性(車両用灯具10M、ひいては、これが搭載された車両の被視認性)を高めることができる。
これは、出射面12Kbからレンズ体12M内部に入射した外光(例えば、太陽光)が、当該レンズ体12M内部(延長領域44aa、44bbに付与された四角錐形状の複数のレンズカットLC等)において様々な方向に内面反射(全反射)されて再び出射面12Kbから様々な方向に出射することによるものである。
なお、延長領域44aa、44bbは、四角錐形状の複数のレンズカットLCを含む面に限らず、出射面12Kbからレンズ体12M内部に入射して当該延長領域44aa、44bbに到達する外光が様々な方向に内面反射(全反射)されて再び出射面12Kbから出射する面として構成されていればよい。例えば、延長領域44aa、44bbは、四角錐形状以外の多角錐形状の複数のレンズカットを含む面として構成されていてもよいし、それ以外の複数の微小凹凸を含むシボ面又はカット面を含む面として構成されていてもよい。
図68(a)は第11実施形態のレンズ体12Kの第1変形例である複数のレンズ体12Lを連結したレンズ結合体16Lの斜視図である。
図68(a)に示すように、レンズ結合体16Lは、レンズ体12Lを複数含んでいる。レンズ結合体16L(複数のレンズ体12L)は、金型に、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより一体的に成形(射出成形)されている。複数のレンズ体12Lそれぞれの出射面12Kbは、互いに隣接した状態で水平方向に一列に配置されて、水平方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの出射面群を構成している。
上記構成のレンズ結合体16Lを用いることで、水平方向にライン状に延びる一体感のある見栄えの車両用灯具を構成することができる。なお、レンズ結合体16Lは、複数のレンズ体12Lを物理的に分離した状態で成形し、レンズホルダ等の保持部材(図示せず)によって連結(保持)することで構成してもよい。
なお、図68(b)に示すように、各々のレンズ体12L間の隙間に加肉16Laをしてもよい。例えば、下面44dを延長して各々のレンズ体12L間の隙間を塞いでもよいし、あるいは、各々のレンズ体12L間の隙間に、物理的に別部材として成形された付加レンズ部(下面44dと同様の下面を含む付加レンズ部)を配置してもよい。このようにすれば、ここから入射した外光も、レンズ体12L内部において下面44d(すなわち、複数のレンズカットLC)の作用により様々な方向に内面反射(全反射)されて再び出射面12Kbから出射することとなる結果、上記「きらきら感」をより高めることができる。
次に、第12実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)は、次のように構成されている。
図69は車両用灯具10N(レンズ体12N)の斜視図、図70(a)は上面図、図70(b)は正面図、図70(c)は側面図である。図71(a)は車両用灯具10N(レンズ体12N)により形成されるロービーム用配光パターンPLO(合成配光パターン)の例で、図71(b)〜図71(e)に示す各部分配光パターンPSPOT、PMID_L、PMID_R、PWIDEが重畳されることで形成される。
本実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)は、図46に示す第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)に対して、左右一対の第2下反射面48a、48b(及びシェード48c、48d)を追加したものに相当する。そして、本実施形態のレンズ体12Nの最終出射面(第2出射面12A2b)は、第10実施形態と異なり、スラント角及び/又はキャンバー角が付与された半円柱状の面(シリンドリカル面)として構成されている。さらに、本実施形態の上面44Ncは、第10実施形態とは異なり、上入射面42cからレンズ体12N内部に入射した光源14からの光が出射する出射面として機能する。それ以外、第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)と同様の構成である。
本発明者がシミュレーションで確認したところ、第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)においては、光源14に対するレンズ体12Jの相対的な位置関係が設計値からズレた場合、図77(a)に示すように、ミッド用配光パターンPMIDにグレアが発生することが判明した。図77(a)は、光源14(発光面)が1mm角で、光源14に対するレンズ体12Jの相対的な位置関係が設計値からY方向(鉛直方向)に+0.2mmズレた場合に発生したグレアを表している。
光源14に対するレンズ体12Jの相対的な位置関係が設計値どおりである場合、図77(b)に示すように、ミッド用配光パターンPMIDにグレアは発生しない。
しかしながら、実際に車両用灯具を製造する場合、組み付け誤差等の影響により、光源14に対するレンズ体12Jの相対的な位置関係を設計値どおりにするのは難しく、光源14に対するレンズ体12Jの相対的な位置関係が設計値からズレる。
本発明者は、上記のように光源14に対するレンズ体12Jの相対的な位置関係が設計値からズレることに起因して、ミッド用配光パターンPMIDにグレアが発生するのを抑制するため、鋭意検討した結果、スポット用配光パターンPSPOTを形成する第1光学系を構成する第1下反射面12b(及びシェード12c)とは別に、ミッド用配光パターンPMIDを形成する第2光学系に対して左右一対の第2下反射面48a、48b(及びシェード48c、48d)を追加することで、上記グレアの原因となる光がカットオフラインより下に配光されて、ミッド用配光パターンPMIDにグレアが発生するのを抑制することがで
きることを見出した。
この知見に基づき、本実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)は、第1下反射面12b(及びシェード12c)とは別に、その左右両側に配置された左右一対の第2下反射面48a、48b(及びシェード48c、48d)を備えている。
以下、第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)との相違点を中心に説明し、第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態のレンズ体12Nは、第10実施形態と同様、スポット用配光パターンPSPOT(図71(b)参照)を形成する第1光学系(図49(a)参照)に加えて、さらに、スポット用配光パターンPSPOTより拡散したミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R(図71(c)、図71(d)参照)を形成する第2光学系(図73、図74参照)、及び、ミッド用配光パターンPMIDより拡散したワイド用配光パターンPWIDE(図71(e)参照)を形成する第3光学系(図76参照)を備えている。
本実施形態のレンズ体12Nは、光源14の前方に配置されるレンズ体であって、図69、図70に示すように、後端部、前端部、後端部と前端部との間に配置された左右一対の側面44a、44b及び上面44Ncを含み、レンズ体12N内部に入射した光源14からの光が、前端部(第2出射面12A2b)及び上面44Ncから出射して前方に照射されることにより、図71(a)に示すように、上端縁にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンPLoを形成するレンズ体として構成されている。
具体的には、レンズ体12Nは、第1後端部12A1aa、第1前端部12A1bb、第1後端部12A1aaと第1前端部12A1bbとの間に配置された左右一対の側面44a、44b、及び、第1後端部12A1aaと第1前端部12A1bbとの間に配置された第1下反射面12bを含む第1レンズ部12A1と、第1レンズ部12A1の前方に配置され、第2後端部12A2aa、第2前端部12A2bbを含む第2レンズ部12A2と、第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とを連結した連結部12A3を含み、さらに、第1レンズ部12A1の第1後端部12A1aaと第2レンズ部12A2の第2前端部12A2bbとの間に配置された上面44Nc、及び、第1レンズ部12A1aaの第1後端部12A1aaと第1前端部12A1bbとの間、かつ、第1下反射面12bの左右両側に配置された左右一対の第2下反射面48a、48bを含むレンズ体として構成されている。
本実施形態のレンズ体12Nは、上記各実施形態と同様、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより(射出成形により)一体的に成形されている。
図72(a)は第1レンズ部12A1の第1後端部12A1aaの正面図、図72(b)は図72(a)のB−B断面図(模式図)である。なお、図72(a)のA−A断面図(模式図)は、図50(b)と同様である。
図50、図72(a)に示すように、第1レンズ部12A1の第1後端部12A1aaは、第1入射面12a、及び、第1入射面12aの左右両側に、第1入射面12a近傍に配置される光源14と第1入射面12aとの間の空間を左右両側から取り囲むように配置された左右一対の入射面42a、42bを含んでいる。第1後端部12A1aaは、図72(a)、図72(b)に示すように、さらに、第1入射面12aの上側に、光源14と第1入射面12aとの間の空間を上側から取り囲むように配置された上入射面42cを含んでいる。
第1下反射面12bの先端部は、シェード12cを含んでいる。
第1レンズ部12A1の第1前端部12A1bbは、図69に示すように、鉛直方向又は略鉛直方向に延びる半円柱状の第1出射面12A1a(本発明の第1の半円柱状の面に相当)、及び、第1出射面12A1aの左右両側に配置された左右一対の出射面46a、46b(本発明の左右一対の中間出射面に相当)を含んでいる。
第2レンズ部12A2の第2後端部12A2aaは第2入射面12A2a(本発明の中間入射面に相当)を含んでおり、第2レンズ部12A2の第2前端部12A2bbは第2出射面12A2b(本発明の最終出射面に相当)を含んでいる。
最終出射面(第2出射面12A2b)は、第10実施形態と異なり、スラント角及び/又はキャンバー角が付与された半円柱状の面として構成されている。これに伴い、最終出射面(第2出射面12A2b)の円柱軸(及び焦線F12A2b)は水平に対して傾斜している。スラント角及び/又はキャンバー角は、第5〜第7実施形態等で説明した手法により付与されている。そして、スラント角及び/又はキャンバー角の付与に伴い発生する上記ボケ及び回転は、第5〜第7実施形態等で説明した手法により改善及び抑制されている。
もちろん、これに限らず、最終出射面(第2出射面12A2b)は、スラント角及び/又はキャンバー角が付与されていない、すなわち、円柱軸(及び焦線F12A2b)が水平方向に延びた半円柱状の面として構成されていてもよい。
連結部12A3は、第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とを、それぞれの上部において、第1レンズ部12A1の第1前端部12A1bb、第2レンズ部12A2の第2後端部12A2aa及び連結部12A3で囲まれた空間Sが形成された状態で連結している。
図49(a)に示すように、第1入射面12a、第1下反射面12b(及びシェード12c)、第1の半円柱状の面(第1出射面12A1a)、中間入射面(第2入射面12A2a)及び最終出射面(第2出射面12A2b)は、第1入射面12aからレンズ体12N内部に入射した光源14からの光のうち第1下反射面12bのシェード12cによって一部遮光された光及び第1下反射面12bで内面反射された光が、第1の半円柱状の面(第1出射面12A1a)からレンズ体12N外部に出射し、さらに、中間入射面(第2入射面12A2a)からレンズ体12N内部に入射して最終出射面(第2出射面12A2b)から出射し、前方に照射されることにより、上端縁に第1下反射面12bのシェード12cによって規定されるカットオフラインを含むスポット用配光パターンPSPOT(本発明の集光パターンに相当)を形成する第1光学系を構成している。
上記構成の第1光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図71(b)に示すスポット用配光パターンPSPOTが形成される。
図73は第2光学系の横断面図(主要光学面のみ)、図74は縦断面図(主要光学面のみ)である。
図73、図74に示すように、左右一対の入射面42a、42b、左右一対の側面44a、44b、左右一対の第2下反射面48a、48b(及びシェード48c、48d)、左右一対の中間出射面(左右一対の出射面46a、46b)、中間入射面(第2入射面12A2a)及び最終出射面(第2出射面12A2b)は、左右一対の入射面42a、42bからレンズ体12N内部に入射して左右一対の側面44a、44bで内面反射された光源14からの光のうち左右一対の第2下反射面48a、48bのシェード48c、48dによって一部遮光された光及び左右一対の第2下反射面48a、48bで内面反射された光が、左右一対の中間出射面(左右一対の出射面46a、46b)からレンズ体12N外部に出射し、さらに、中間入射面(第2入射面12A2a)からレンズ体12N内部に入射して最終出射面(第2出射面12A2b)から出射し、前方に照射されることにより、図71(c)、図71(d)に示すように、スポット用配光パターンPSPOTに重畳される、スポット用配光パターンPSPOTより拡散したミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R(本発明の第1拡散パターンに相当)を形成する左右一対の第2光学系を構成している。
左右一対の第2下反射面48a、48bは、左右一対の入射面42a、42bの下端縁(又は下端縁近傍)から前方に向かって延びた平面形状の反射面である。図75は、左側に配置された第2下反射面48a(及びシェード48c)付近の拡大斜視図である。左右一対の第2下反射面48a、48bの先端部は、シェード48c、48dを含んでいる。
左右一対の第2下反射面48a、48bは、レンズ体12N内部に入射した光源14からの光のうち当該左右一対の第2下反射面48a、48bに入射した光を全反射する反射面で、金属蒸着は用いていない。レンズ体12N内部に入射した光源14からの光のうち左右一対の第2下反射面48a、48bに入射した光は、当該左右一対の第2下反射面48a、48bで内面反射されて最終出射面(第2出射面12A2b)に向かい、当該最終出射面(第2出射面12A2b)で屈折して路面方向に向かう。すなわち、左右一対の第2下反射面48a、48bで内面反射された反射光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。これにより、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R(図71(c)、図71(d)参照)の上端縁にカットオフラインが形成される。
ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rのカットオフラインが適切に形成されるシェード48c、48dの位置は、スラント角及び/又はキャンバー角等の条件によって異なるため、具体的な数値等で表すのは困難である。
しかしながら、例えば、所定のシミュレーションソフトウエアを用いて、最終出射面(第2出射面12A2b)の焦線F12A2b(図73参照)に対するシェード48c、48dの位置を徐々に変更し、変更するごとにミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rを確認することで、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rのカットオフラインが適切に形成されるシェード48c、48dの位置を見出すことができる。
左右一対の入射面42a、42bは、光源14からの光のうち第1入射面12aに入射しない光(主に、左右方向に広がる光RayMID。図50(b)参照)が屈折して第1レンズ部12A1内部に入射する面で、図50(b)に示すように、光源14に向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。
具体的には、左右一対の入射面42a、42bは、主に、当該左右一対の入射面42a、42bからレンズ体12N内部に入射して左右一対の側面44a、44bで内面反射された光源14からの光が、鉛直方向に関し、左右一対の第2下反射面48a、48bのシェード48c、48d近傍に集光し(図74参照)、かつ、水平方向に関し、拡散する(図73参照)ように、その面形状が構成されている。
例えば、図73中、左入射面42aは、当該左入射面42aからレンズ体12N内部に入射して左側面44aで内面反射された光源14からの光が、鉛直方向に関し、左第2下反射面48aのシェード48c近傍に集光し(図74参照)、かつ、水平方向に関し、集光することなく拡散する(図73参照)ように、その面形状が構成されている。
一方、図73中、右入射面42bは、当該右入射面42bからレンズ体12N内部に入射して右側面44bで内面反射された光源14からの光が、鉛直方向に関し、右第2下反射面48bのシェード48d近傍に集光し(図74参照)、かつ、水平方向に関し、最終出射面(第2出射面12A2b)近傍で集光した後、拡散する(図73参照)ように、その面形状が構成されている。
上記構成の第2光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図71(c)、図71(d)に示すミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rが形成される。
本発明者は、上記のように左右一対の第2下反射面48a、48b(及びシェード48c、48d)を追加することで、光源14に対するレンズ体12Nの相対的な位置関係が設計値からいずれの方向にズレたとしても、ミッド用配光パターンPMID(PMID_L、PMID_R)にグレアが発生するのを抑制することができることをシミュレーションで確認した。
なお、図71(c)に示すミッド用配光パターンPMID_Lと図71(d)に示すミッド用配光パターンPMID_Rとが相互に左右対称でないのは、最終出射面(第2出射面12A2b)が、スラント角及び/又はキャンバー角が付与された半円柱状の面として構成されていることによるものである。最終出射面(第2出射面12A2b)が、スラント角及び/又はキャンバー角が付与されていない、すなわち、円柱軸(及び焦線F12A2b)が水平方向に延びた半円柱状の面として構成されている場合、ミッド用配光パターンPMID_Lとミッド用配光パターンPMID_Rとは、相互に左右対称の形状となる。
図76は、第3光学系の側面図(主要光学面のみ)である。
図76に示すように、上入射面42c及び上面44Ncは、上入射面42cからレンズ体12N内部に入射した光源14からの光が、上面44Ncから出射して前方に照射されることにより、図71(e)に示すように、スポット用配光パターンPSPOT及びミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rに重畳される、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rより拡散したワイド用配光パターンPWIDE(本発明の第2拡散パターンに相当)を形成する第3光学系を構成している。
ワイド用配光パターンPWIDEは、上端縁の中央近傍が下方に凹んだ凹部を含む形状の配光パターンとされている。その理由は、次のとおりである。
本発明者がシミュレーションで確認したところ、光源14に対するレンズ体12Nの相対的な位置関係が設計値からズレた場合(例えば、光源14に対してレンズ体12Nが鉛直下方にズレた場合)、図78に点線で示すように、ワイド用配光パターンPWIDEが全体的に鉛直上方に移動する結果、H線及びV線の交点近傍の領域(先行車や対向車が存在する領域)にグレアが発生することが判明した。図78は、光源14に対するレンズ体12Nの相対的な位置関係が設計値からY方向(鉛直方向)にズレた場合にグレアが発生することを表している。
光源14に対するレンズ体12Nの相対的な位置関係が設計値どおりである場合、図71(e)に示すように、ワイド用配光パターンPWIDEが適正位置に形成されるため、グレアは発生しない。
しかしながら、実際に車両用灯具(レンズ体)を製造する場合、組み付け誤差等の影響により、光源14に対するレンズ体12Nの相対的な位置関係を設計値どおりにするのは難しく、光源14に対するレンズ体12Nの相対的な位置関係が設計値からズレる。
本発明者は、上記のように光源14に対するレンズ体12Nの相対的な位置関係が設計値からズレて、ワイド用配光パターンPWIDEが全体的に鉛直上方に移動することに起因して、H線及びV線の交点近傍の領域(先行車や対向車が存在する領域)にグレアが発生するのを抑制するため、鋭意検討した結果、ワイド用配光パターンPWIDEを、上端縁の中央近傍が下方に凹んだ凹部を含む形状の配光パターンとすることで、仮に、ワイド用配光パターンPWIDEが全体的に鉛直上方に移動したとしても、H線及びV線の交点近傍の領域(先行車や対向車が存在する領域)にグレアが発生するのを抑制することができることを見出した。
この知見に基づき、ワイド用配光パターンPWIDEは、上端縁の中央近傍が下方に凹んだ凹部を含む形状の配光パターンとされている。
この上端縁の中央近傍が下方に凹んだ凹部を含む形状のワイド用配光パターンPWIDEは、次のようにして形成することができる。
上入射面42cは、光源14からの光のうち第1入射面12aに入射しない光(主に、上方向に広がる光RayWIDE。図72(b)参照)が屈折して第1レンズ部12A1内部に入射する面で、図72(b)に示すように、光源14に向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。
上面44Ncは、第10実施形態とは異なり、図69、図76に示すように、レンズ体12Nの前端部(第2前端部12A2bb)側から後端部(第1後端部12A1aa)側に向かって斜め上方に傾斜した姿勢で配置されており、上入射面42cからレンズ体12N内部に入射した光源14からの光が出射する出射面として機能する。上面44Ncは、平面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、上面44cは、曲面形状の面として構成されていてもよい。
上入射面42c及び/又は上面44Ncは、図71(e)に示すように、上端縁の中央近傍が下方に凹んだ凹部を含む形状のワイド用配光パターンPWIDEが形成されるように、その面形状が構成されている。
上記構成の第3光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図71(e)に示すワイド用配光パターンPWIDEが形成される。
本実施形態によれば、上記第10実施形態の効果に加え、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、所定方向にライン状に延びる一体感のある見栄えを実現でき、なおかつ、1つで複数の配光パターン(スポット用配光パターンPSPOT、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R等)を形成することができるレンズ体12Nを提供することができる。なお、この効果を奏するには、最低限、第1光学系及び第2光学系を備えていればよく、第3光学系は適宜省略することができる。
所定方向にライン状に延びる一体感のある見栄えを実現できるのは、最終出射面(第2出射面12A2b)が半円柱状の面(半円柱状の屈折面)として構成されていることによるものである。
1つで複数の配光パターン(スポット用配光パターンPSPOT、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R等)を形成することができるのは、1つのレンズ体12Nが複数の光学系、すなわち、スポット用配光パターンPSPOTを形成する第1光学系、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rを形成する第2光学系等を備えていることによるものである。
また、本実施形態によれば、組み付け誤差等の影響により、光源14に対するレンズ体12Nの相対的な位置関係が設計値からズレたとしても、ミッド用配光パターンPMID(
PMID_L、PMID_R)にグレアが発生するのを抑制することができる。これは、ミッド用配光パターンPMID(PMID_L、PMID_R)を形成する第2光学系が左右一対の第2下反射面
48a、48b(及びシェード48c、48d)を備えていることによるものである。
また、本実施形態によれば、組み付け誤差等の影響により、光源14に対するレンズ体12Nの相対的な位置関係が設計値からズレて、ワイド用配光パターンPWIDEが鉛直上方に移動したとしても、グレアが発生するのを抑制することができる。これは、ワイド用配光パターンPWIDEが、上端縁の中央近傍が下方に凹んだ凹部を含む形状の配光パターンとして形成されることによるものである。なお、この効果を奏するには、最低限、第3光学系を備えていればよく、第1光学系及び/又は第2光学系は適宜省略することができる。
次に、レンズ体12Nの変形例について説明する。本変形例は、上面44Ncに代えて、第10実施形態の上面44cを用い、さらに、第10実施形態の第2出射面12A2b(延長領域12A2b4)を追加したレンズ体12Nに相当する。
本変形例では、図49(c)に示すように、上入射面42c、上面44c及び第2出射面12A2b(延長領域12A2b4)が、上入射面42cからレンズ体12N内部に入射して上面44cで内面反射された光源14からの光RayWIDEが、第2出射面12A2b(延長領域12A2b4)から出射して前方に照射されることにより、図71(e)に示すように、スポット用配光パターンPSPOT及びミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rに重畳される、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rより拡散したワイド用配光パターンPWIDEを形成する第3光学系を構成する。
上入射面42c及び/又は上面44cは、上端縁の中央近傍が下方に凹んだ凹部を含む形状のワイド用配光パターンPWIDEが形成されるように、その面形状が構成されている。例えば、上面44cのうち左右方向の中央付近の領域からの反射光がその左右両側の領域からの反射光より下向きに照射されるように、左右方向の中央付近の領域をその左右両側の領域より下に傾ける(又は、凹ませる)。これにより、図71(e)に示すように、上端縁の中央近傍が下方に凹んだ凹部を含む形状のワイド用配光パターンPWIDEを形成することができる。
本変形例によっても、上記第12実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、第13実施形態として、ハイビーム用配光パターンを形成する車両用灯具60(レンズ体62)について、図面を参照しながら説明する。
図79(a)は車両用灯具60(レンズ体62)の縦断面図、図79(b)は正面図である。図80(a)は、車両用灯具60(レンズ体62)により形成されるハイビーム用配光パターンPHi(合成配光パターン)の例で、図80(b)、図80(c)に示す各部分配光パターンPHi_SPOT、PHi_WIDEが重畳されることで形成される。スポット用配光パターンPHi_SPOTは本発明の集光パターンに相当し、ワイド用配光パターンPHi_WIDEは本発明の拡散パターンに相当する。
図79に示すように、本実施形態の車両用灯具60は、光源14、光源14の前方に配置されたレンズ体62等を備え、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(車両前面から約25m前方に配置されている)上に、図80(a)に示すハイビーム用配光パターンPHiを形成する。
光源14は、その発光面を前方に向けた姿勢でレンズ体62の後端部62a近傍(光学設計上の基準点F62近傍)に配置されている。光源14の光軸AX14は、車両前後方向に延びる基準軸AX62に一致していてもよいし、基準軸AX62に対して傾斜していてもよい。
レンズ体62は、光源14の前方に配置されるレンズ体であって、後端部62a、前端部62bを含み、レンズ体62内部に入射した光源14からの光が、前端部62b(ワイド用配光パターン用の出射面62b1及びスポット用配光パターン用の出射面62b2)から出射して前方に照射されることにより、図80(a)に示すハイビーム用配光パターンPHiを形成するレンズ体として構成されている。レンズ体62は、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより(射出成形により)一体的に成形されている。
レンズ体62は、スポット用配光パターンPHi_SPOTより拡散したワイド用配光パターンPHi_WIDE(図80(b)参照)を形成する第1光学系、及び、スポット用配光パターンPHi_SPOT(図80(c)参照)を形成する第2光学系を備えている。
レンズ体62の後端部62aは、ワイド用配光パターン用の入射面A、ワイド用配光パターン用の入射面Aからレンズ体62内部に入射した光源14からの光を内面反射(全反射)するワイド用配光パターン用の反射面62a3、スポット用配光パターン用の入射面62a5、及び、スポット用配光パターン用の入射面62a5からレンズ体62内部に入射した光源14からの光を内面反射するスポット用配光パターン用の反射面62a6を含んでいる。
図79(a)に示すように、ワイド用配光パターン用の入射面Aは、光源14に向かって凸の第1入射面62a1、第1入射面62a1の外周縁から後方に向かって延びて、光源14と第1入射面62a1との間の空間のうち、光源14からの光が通過する切り欠き部62a4以外の範囲を取り囲む筒状の第2入射面62a2を含んでいる。
ワイド用配光パターン用の反射面62a3は、第2入射面62a2の外側に配置され、第2入射面62a2からレンズ体62内部に入射した光源14からの光を内面反射(全反射)する反射面である。
図81(a)は、レンズ体62の後端部62a(第1入射面62a1、第2入射面62a2及びワイド用配光パターン用の反射面62a3付近)の正面図である。
光源14と第1入射面62a1との間の空間のうち、図81(a)に示す角度θ1の範囲は第2入射面62a2(及びワイド用配光パターン用の反射面62a3)で取り囲まれているが、角度θ2の範囲は第2入射面62a2(及びワイド用配光パターン用の反射面62a3)で取り囲まれておらず、光源14からの光が通過する扇形の切り欠き部62a4を構成している。
なお、図82に示すように、角度θ2の範囲は、基準軸AX62方向の寸法が相対的に短い第2入射面62a2(及びワイド用配光パターン用の反射面62a3)で取り囲まれていてもよい。
図79(a)に示すように、スポット用配光パターン用の入射面62a5は、切り欠き部62a4を通過した光源14からの光がレンズ体62内部に入射する光源14に向かって凹の入射面である。
スポット用配光パターン用の反射面62a6は、スポット用配光パターン用の入射面62a5の外側に配置され、スポット用配光パターン用の入射面62a5からレンズ体62内部に入射した光源14からの光を内面反射(全反射)する反射面である。
レンズ体62の前端部62bは、ワイド用配光パターン用の出射面62b1及びその下方に配置されたスポット用配光パターン用の出射面62b2を含んでいる。
ワイド用配光パターンPHi_WIDE(図80(b)参照)を形成する第1光学系は、次のように構成されている。
図79(a)に示すように、ワイド用配光パターン用の入射面A(第1入射面62a1及び第2入射面62a2)、ワイド用配光パターン用の反射面62a3、及び、ワイド用配光パターン用の出射面62b1は、ワイド用配光パターン用の入射面A(第1入射面62a1及び第2入射面62a2)からレンズ体62内部に入射した光源14からの光が、ワイド用配光パターン用の出射面62b1から出射し、前方に照射されてワイド用配光パターンPHi_WIDEを形成する第1光学系を構成している。
具体的には、第1入射面62a1、第2入射面62a2、ワイド用配光パターン用の反射面62a3、及び、ワイド用配光パターン用の出射面62b1は、第1入射面62aからレンズ体62内部に入射した光源14からの光、及び、第2入射面62aからレンズ体62内部に入射してワイド用配光パターン用の反射面62a3で内面反射(全反射)された光源14からの光がワイド用配光パターン用の出射面62b1から出射し、前方に照射されてワイド用配光パターンPHi_WIDEを形成する第1光学系を構成している。
ワイド用配光パターン用の出射面62b1は、円柱軸が水平方向(図79(a)中紙面に直交する方向)に延びた半円柱状の面(シリンドリカル面)として構成されている。ワイド用配光パターン用の出射面62b1の焦線は、図79(a)中、符号F62b1で示す位置において水平方向(図79(a)中紙面に直交する方向)に延びている。もちろん、これに限らず、ワイド用配光パターン用の出射面62b1は、スラント角及び/又はキャンバー角が付与された半円柱状の面(シリンドリカル面)として構成されていてもよい。
第1入射面62a1は、光源14からの光が屈折してレンズ体62内部に入射する面で、光源14に向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。具体的には、第1入射面62a1は、当該第1入射面62a1からレンズ体62内部に入射した光源14からの光が、鉛直方向に関し、ワイド用配光パターン用の出射面62b1の焦線F62b1近傍に集光し(図79(a)参照)、かつ、水平方向に関し、拡散する(図83(a)参照)ように(又は、コリメートされるように)、その面形状が構成されている。
第2入射面62a2は、光源14からの光のうち第1入射面62a1に入射しない光が屈折してレンズ体62内部に入射する面で、第1入射面62a1の外周縁から後方に向かって延びて、光源14と第1入射面62a1との間の空間のうち、光源14からの光が通過する切り欠き部62a4以外の範囲を取り囲む筒状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。
ワイド用配光パターン用の反射面62a3は、第2入射面62a2の外側に配置され、第2入射面62a2からレンズ体62内部に入射した光源14からの光を内面反射(全反射)する面として構成されている。ワイド用配光パターン用の反射面62a3は、第2入射面62a2からレンズ体62内部に入射した光源14からの光を内面反射(全反射)する反射面で、金属蒸着は用いていない。具体的には、ワイド用配光パターン用の反射面62a3は、第2入射面62a2からレンズ体62内部に入射して当該ワイド用配光パターン用の反射面62a3で内面反射(全反射)された光源14からの光が、鉛直方向に関し、ワイド用配光パターン用の出射面62b1の焦線F62b1近傍に集光し(図79(a)参照)、かつ、水平方向に関し、拡散する(図83(a)参照)ように(又は、コリメートされるように)、その面形状が構成されている。
上記構成の第1光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図80(b)に示すワイド用配光パターンPHi_WIDEが形成される。
すなわち、第1入射面62a1からレンズ体62内部に入射した光源14からの光、及び、第2入射面62a2からレンズ体62内部に入射してワイド用配光パターン用の反射面62a3で内面反射(全反射)された光源14からの光は、鉛直方向に関し、ワイド用配光パターン用の出射面62b1の焦線F62b1近傍に集光(図79(a)参照)した後、ワイド用配光パターン用の出射面62b1から出射する。その際、ワイド用配光パターン用の出射面62b1から出射する光源14からの光は、ワイド用配光パターン用の出射面62b1の作用により、鉛直方向に関し集光されて、基準軸AX62に対して平行で、かつ、水平方向に関し拡散された光として前方に照射されることにより、図80(b)に示すワイド用配光パターンPHi_WIDEを形成する。
スポット用配光パターンPHi_SPOT(図80(c)参照)を形成する第2光学系は、次のように構成されている。
図79(a)に示すように、スポット用配光パターン用の入射面62a5、スポット用配光パターン用の反射面62a6、及び、スポット用配光パターン用の出射面62b2は、スポット用配光パターン用の入射面62a5からレンズ体62内部に入射してスポット用配光パターン用の反射面62a6で内面反射された光源14からの光が、スポット用配光パターン用の出射面62b2から出射し、前方に照射されてスポット用配光パターンPHi_SPOTを形成する第2光学系を構成している。
具体的には、スポット用配光パターン用の入射面62a5、スポット用配光パターン用の反射面62a6、及び、スポット用配光パターン用の出射面62b2は、切り欠き部62a4を通過し、スポット用配光パターン用の入射面62a5からレンズ体62内部に入射してスポット用配光パターン用の反射面62a6で内面反射(全反射)された光源14からの光が、スポット用配光パターン用の出射面62b2から出射し、前方に照射されてスポット用配光パターンPHi_SPOTを形成する第2光学系を構成している。
スポット用配光パターン用の出射面62b2は、基準軸AX62に直交する平面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、スポット用配光パターン用の出射面62b2は、曲面形状の面として構成されていてもよい。また、スポット用配光パターン用の出射面62b2は、図84に示すように、ワイド用配光パターン用の出射面62b1の下端縁に連続する平面形状又は曲面形状の面として構成されていてもよい。
スポット用配光パターン用の出射面62b2は、ワイド用配光パターン用の出射面62b1より後方の位置に配置されている(図79(a)参照)。もちろん、これに限らず、スポット用配光パターン用の出射面62b2は、ワイド用配光パターン用の出射面62b1より前方の位置又はワイド用配光パターン用の出射面62b1と同一の位置に配置されていてもよい。
スポット用配光パターン用の入射面62a5は、光源14からの光がレンズ体62内部に入射する面で、光源14に向かって凹の曲面形状の面として構成されている。具体的には、スポット用配光パターン用の入射面62a5は、光源14(正確には、基準点F62)を中心とする球面形状の面として構成されている。これにより、光源14からの光がスポット用配光パターン用の入射面62a5からレンズ体62内部に入射する際のフレネル反射損失を抑制することができる。もちろん、これに限らず、スポット用配光パターン用の入射面62a5は、光源14を中心とする球面形状の面以外の面(例えば、自由曲面)として構成されていてもよい。
スポット用配光パターン用の反射面62a6は、スポット用配光パターン用の入射面62a5の外側に配置され、スポット用配光パターン用の入射面62a5からレンズ体62内部に入射した光源14からの光を内面反射(全反射)する面として構成されている。スポット用配光パターン用の反射面62a6は、スポット用配光パターン用の入射面62a5からレンズ体62内部に入射した光源14からの光を内面反射(全反射)する反射面で、金属蒸着は用いていない。具体的には、スポット用配光パターン用の反射面62a6は、スポット用配光パターン用の入射面62a5からレンズ体62内部に入射して当該スポット用配光パターン用の反射面62a6で内面反射(全反射)され、スポット用配光パターン用の出射面62b2から出射する光源14からの光が、鉛直方向に関し、コリメートされ(図79(a)参照)、かつ、水平方向に関してもコリメートされる(図83(b)参照)ように、その面形状が構成されている。スポット用配光パターン用の反射面62a6としては、例えば、焦点が光源14(正確には、基準点F62)近傍に設定された回転放物面系の反射面を用いることができる。
上記構成の第2光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図80(c)に示すスポット用配光パターンPHi_SPOTが形成される。
すなわち、切り欠き部62a4を通過し、スポット用配光パターン用の入射面62a5からレンズ体62内部に入射してスポット用配光パターン用の反射面62a6で内面反射(全反射)された光源14からの光は、鉛直方向及び水平方向に関し、コリメートされた後、スポット用配光パターン用の出射面62b2から出射する。その際、スポット用配光パターン用の出射面62b2から出射する光源14からの光は、スポット用配光パターン用の出射面62b2が基準軸AX62に直交する平面形状の面として構成されているため、鉛直方向及び水平方向に関し、基準軸AX62に対して平行な光として前方に照射されることにより、図80(c)に示すスポット用配光パターンPHi_SPOTを形成する。
スポット用配光パターンPHi_SPOTは、ワイド用配光パターンPHi_WIDEより集光し、かつ、光度が高いものとなる。その結果、スポット用配光パターンPHi_SPOT及びワイド用配光パターンPHi_WIDEが重畳されることで形成されるハイビーム用配光パターンPHi(合成配光パターン)は、中心光度が高く、遠方視認性に優れたものとなる。
スポット用配光パターンPHi_SPOTがワイド用配光パターンPHi_WIDEより集光したものとなるのは、ワイド用配光パターンPHi_WIDEが鉛直方向に関し基準軸AX62に対して平行で、かつ、水平方向に関し拡散された光で形成されるのに対して、スポット用配光パターンPHi_SPOTが鉛直方向及び水平方向に関し、基準軸AX62に対して平行な光で形成されることによるものである。
スポット用配光パターンPHi_SPOTの光度がワイド用配光パターンPHi_WIDEより高くなるのは、光源14とスポット用配光パターン用の反射面62a6(及び/又はスポット用配光パターン用の入射面62a5)との間の距離が、光源14とワイド用配光パターン用の反射面62a3(及び/又はワイド用配光パターン用の入射面62a1、62a2)との間の距離と比べ、長く設定されているため、スポット用配光パターンPHi_SPOTを形成する第2光学系においては、ワイド用配光パターンPHi_WIDEを形成する第1光学系と比べ、光源14の光源像が相対的に小さなものとなり、この相対的に小さな光源像でスポット用配光パターンPHi_SPOTが形成されることによるものである。
すなわち、図79(a)に示すように、光源14とワイド用配光パターン用の反射面62a3との間の距離Wが相対的に近い第1光学系においては、光源14の光源像が大きくなるので、ワイド用配光パターンPHi_WIDEに適している。一方、光源14とスポット用配光パターン用の反射面62a6との間の距離Sが相対的に遠い第2光学系においては、光源14の光源像が小さくなるので、スポット用配光パターンPHi_SPOTに適している。
なお、図81(a)に示す角度θ1及びθ2を調整することで、スポット用配光パターンPHi_SPOTの光度及びワイド用配光パターンPHi_WIDEの光度のバランスを調整することができる。
なお、本実施形態のレンズ体62は、図85に示すように、上下を逆にして用いることもできる。
本実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
すなわち、1つでスポット用配光パターンPHi_SPOT及びワイド用配光パターンPHi_WIDEが重畳されたハイビーム用配光パターンPHi(合成配光パターン)を形成することができるレンズ体62を提供することができる。
これは、1つのレンズ体62が、ワイド用配光パターンPHi_WIDEを形成する第1光学系及びスポット用配光パターンPHi_SPOTを形成する第2光学系を備えていることによるものである。
また、本実施形態によれば、スポット用配光パターンPHi_SPOTの光度がワイド用配光パターンPHi_WIDEより高くなる結果、スポット用配光パターンPHi_SPOT及びワイド用配光パターンPHi_WIDEが重畳されることで形成されるハイビーム用配光パターンPHi(合成配光パターン)を、中心光度が高く、遠方視認性に優れたものとすることができる。
スポット用配光パターンPHi_SPOTの光度がワイド用配光パターンPHi_WIDEより高くなるのは、光源14とスポット用配光パターン用の反射面62a6(及び/又はスポット用配光パターン用の入射面62a5)との間の距離が、光源14とワイド用配光パターン用の反射面62a3(及び/又はワイド用配光パターン用の入射面62a1、62a2)との間の距離と比べ、長く設定されているため、スポット用配光パターンPHi_SPOTを形成する第2光学系においては、ワイド用配光パターンPHi_WIDEを形成する第1光学系と比べ、光源14の光源像が相対的に小さなものとなり、この相対的に小さな光源像でスポット用配光パターンPHi_SPOTが形成されることによるものである。
次に、レンズ体62の変形例であるレンズ体62Aについて説明する。
図86は、レンズ体62Aの縦断面図である。
本変形例のレンズ体62Aにおいては、ワイド用配光パターン用の出射面62b1は、平面形状の面として構成されている。
また、第1入射面62a1は、当該第1入射面62a1からレンズ体62A内部に入射してワイド用配光パターン用の出射面62Ab1から出射する光源14からの光が、鉛直方向に関し、コリメートされ、かつ、水平方向に関し、拡散するように、その面形状が構成されている。また、ワイド用配光パターン用の反射面62a3は、第2入射面62aからレンズ体62A内部に入射して当該ワイド用配光パターン用の反射面62a3で内面反射(全反射)され、ワイド用配光パターン用の出射面62a1から出射する光源14からの光が、鉛直方向に関し、コリメートされ、かつ、水平方向に関し、拡散するように、その面形状が構成されている。それ以外、第13実施形態のレンズ体62と同様の構成である。
本変形例のレンズ体62Aによっても、第13実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、レンズ体62の変形例であるレンズ体62Bについて説明する。
図87は、レンズ体62Bの後端部62aの縦断面図である。
本変形例のレンズ体62Bにおいては、第1入射面62a1が省略されている。すなわち、ワイド用配光パターン用の入射面Aは、第2入射面62aのみで構成されている。それ以外、第13実施形態のレンズ体62と同様の構成である。
本変形例のレンズ体62Bによっても、第13実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、第14実施形態として、ロービーム用配光パターン又はハイビーム用配光パターンを形成する車両用灯具70(レンズ体72)について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具70(レンズ体72)は、次のように構成されている。
図88(a)は車両用灯具70(レンズ体72)の前方斜め下方から見た斜視図、図88(b)は車両用灯具70(レンズ体72)の後方斜め上方から見た斜視図である。図89(a)は上面図、図89(b)は正面図、図89(c)は側面図である。図90は、車両用灯具70(レンズ体72)の分解斜視図である。
図88〜図90に示すように、本実施形態の車両用灯具70(レンズ体72)は、2つの第12実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)及び1つの第13実施形態の車両用灯具60(レンズ体62)を備えたものに相当する。
以下、一方のレンズ体12Nを第1レンズ部12NLo1(本発明のロービーム用の第1レンズ部に相当)と称し、他方のレンズ体12Nを第2レンズ部12NLo2(本発明のロービーム用の第2レンズ部に相当)と称し、レンズ体62を第3レンズ部62Hi(本発明のハイビーム用の第3レンズ部に相当)と称する。
レンズ体72(12NLo1、12NLo2、62Hi)は、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより(射出成形により)一体的に成形されている。すなわち、各々のレンズ部12NLo1、12NLo2、62Hiは、一体成形されることで、界面を介することなく相互に連結されている。
第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2は、図70に示すレンズ体12Nと同様の構成である。すなわち、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2は、図89(a)等に示すように、ロービーム用の第1光源14Lo1及びロービーム用の第2光源14Lo2の前方に配置されるレンズ部であって、それぞれ、後端部12A1aa及び前端部12A2bbを含み、各々のレンズ部12NLo1、12NLo2内部に入射した各々の光源14Lo1、14Lo2からの光が、各々のレンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(第2出射面12A2b)から出射して前方に照射されることにより、上端縁にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンPLo(図71(a)参照)を形成するレンズ部として構成されている。
図89(b)中の一点鎖線で囲んだ領域AA1は、ロービーム用配光パターンPLo(図71(a)参照)を形成する第1光源14Lo1及び第2光源14Lo2からの光が出射する領域を示している。
第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の後端部12A1aaは、それぞれ、各々のレンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb側から後端部12A1aaの先端側に向かうに従って錐体状(又は釣鐘状)に狭まる錐体部(図89(a)中、左右一対の側面44a、44bを含む部分参照)を含んでいる。
第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2は、図89(b)、図89(c)に示すように、水平に対して傾いた方向に並列配置され、かつ、図89(a)に示すように、第1レンズ部12NLo1の錐体部(本発明の第1錐体部に相当)と第2レンズ体12NLo2の錐体部(本発明の第2錐体部に相当)との間にスペースが形成された状態で相互に連結されている。もちろん、これに限らず、第1レンズ部12NLo1及び第2レンズ部12NLo2は、水平方向に並列配置されて相互に連結されていてもよい。
第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2は、第1レンズ部12NLo1のうち光学的機能が意図されていない箇所(例えば、左側部)と第2レンズ部12NLo2のうち光学的機能が意図されていない箇所(例えば、右側部)とが連結されている(図88(b)参照)。
第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bbは、スラント角及び/又はキャンバー角が付与された半円柱状の出射面(第2出射面12A2b)を含んでいる。もちろん、これに限らず、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bbは、円柱軸が水平方向に延びた半円柱状の出射面(第2出射面12A2b)を含んでいてもよい。
ロービーム用配光パターンは、ロービーム用の第1光源14Lo1及びロービーム用の第2光源14Lo2が点灯されることで、各々のレンズ部12NLo1、12NLo2により形成されるロービーム用配光パターンPLo(図71(a)参照)が重畳された合成配光パターンとして形成される。
第3レンズ部62Hiは、図79(a)に示すレンズ体62と同様の構成である。但し、第3レンズ部62Hiの前端部は、図79(a)に示すレンズ体62と異なり、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の後端部12A1aa及び第2レンズ部12NLo2の後端部12A1aaに連結されている(図88(b)参照)。それ以外、第3レンズ部62Hiは、図79(a)に示すレンズ体62と同様の構成である。
第3レンズ部62Hiは、図89(a)等に示すように、ハイビーム用の第3光源14Hiの前方に配置されるレンズ部であって、第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光が、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(第2出射面12A2b)から出射して前方に照射されることにより、図91(a)、図91(b)に示す各部分配光パターンPHi_SPOT、PHi_WIDEが重畳されたハイビーム用配光パターンPHi(合成配光パターン)を形成するレンズ体として構成されている。
図89(b)中の二点鎖線で囲んだ領域AA2は、ハイビーム用のワイド用配光パターンPHi_WIDE(図91(a)参照)を形成する第3光源14Hiからの光が出射する領域を示している。図89(b)中の実線で囲んだ領域AA3は、ハイビーム用のスポット用配光パターンPHi_SPOT(図91(b)参照)を形成する第3光源14Hiからの光が出射する領域を示している。
図88(b)に示すように、第3レンズ部62Hiは、少なくともその一部が第1レンズ部12NLo1の錐体部と第2レンズ部12NLo2の錐体部との間のスペースに配置された状態で、第1レンズ部12NLo1の後端部12A1aa及び第2レンズ部12NLo2の後端部12A1aaのうち光学的機能が意図されていない箇所(例えば、第1レンズ部12NLo1の後端部12A1aaと第2レンズ部12NLo2の後端部12A1aaとの連結部)に、各々の錐体部(特に、左右一対の側面44a、44b)に干渉しない形態で連結されている。
図92は、第3レンズ部62Hiの後方斜め上方から見た斜視図である。図93は、レンズ体72の縦断面図(概略図)である。
図92、図93に示すように、第3レンズ部62Hiの後端部62aは、図79(a)に示すレンズ体62と同様の構成である。すなわち、第3レンズ部62Hiの後端部62aは、ワイド用配光パターン用の入射面A、ワイド用配光パターン用の入射面Aから第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光を内面反射するワイド用配光パターン用の反射面62a3、スポット用配光パターン用の入射面62a5、及び、スポット用配光パターン用の入射面62a5から第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光を内面反射するスポット用配光パターン用の反射面62a6を含んでいる。
ワイド用配光パターン用の入射面Aは、第3光源14Hiに向かって凸の第1入射面62a1、第1入射面62a1の外周縁から後方に向かって延びて、第3光源14Hiと第1入射面62a1との間の空間のうち、第3光源14Hiからの光が通過する切り欠き部62a4以外の範囲を取り囲む筒状の第2入射面62a2を含んでいる。
ワイド用配光パターン用の反射面62a3は、第2入射面62a2の外側に配置され、第2入射面62a2から第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光を内面反射する反射面である。
ワイド用配光パターン用の入射面A(第1入射面62a1及び第2入射面62a2)及びワイド用配光パターン用の反射面62a3は、図88(b)、図92に示すように、第1レンズ部12NLo1の後端部12A1aa及び第2レンズ部12NLo2の後端部12A1aaが連結された部分から後方に向かって延びた延長部62a7の先端部に配置されている。
なお、延長部62a7を省略し、第1レンズ部12NLo1の後端部12A1aa及び第2レンズ部12NLo2の後端部12A1aaが連結された部分近傍に、ワイド用配光パターン用の入射面A(第1入射面62a1及び第2入射面62a2)及びワイド用配光パターン用の反射面62a3を配置することもできる(第1レンズ部12NLo1の錐体部と第2レンズ部12NLo2の錐体部との間のスペースに、第3光源14Hi及びこれが実装された基板を配置することができる場合)。
第3光源14Hiと第1入射面62a1との間の空間のうち、図81(a)に示すのと同様の角度θ1の範囲は第2入射面62a2(及びワイド用配光パターン用の反射面62a3)で取り囲まれているが、角度θ2の範囲は第2入射面62a2(及びワイド用配光パターン用の反射面62a3)で取り囲まれておらず、第3光源14Hiからの光が通過する扇形の切り欠き部62a4を構成している。なお、図82に示すのと同様に、角度θ2の範囲は、基準軸AX62Hi方向の寸法が相対的に短い第2入射面62a2(及びワイド用配光パターン用の反射面62a3)で取り囲まれていてもよい。
スポット用配光パターン用の入射面62a5は、切り欠き部62a4を通過した第3光源14Hiからの光が第3レンズ部62Hi内部に入射する第3光源14Hiに向かって凹の入射面である。
スポット用配光パターン用の反射面62a6は、スポット用配光パターン用の入射面62a5の外側に配置され、スポット用配光パターン用の入射面62a5から第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光を内面反射する反射面である。
図89(b)、図89(c)に示すように、第3レンズ部62Hiの前端部は、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)の下方に配置されたスポット用配光パターン用の出射面62b2を含んでいる。
ワイド用配光パターンPHi_WIDE(図91(a)参照)を形成する第1光学系は、次のように構成されている。
図92〜図94に示すように、ワイド用配光パターン用の入射面A(第1入射面62a1及び第2入射面62a2)、ワイド用配光パターン用の反射面62a3、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)は、ワイド用配光パターン用の入射面A(第1入射面62a1及び第2入射面62a2)から第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光RayHi_WIDEが、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)から出射し、前方に照射されてハイビーム用のワイド用配光パターンPHi_WIDE(図91(a)参照)を形成する第1光学系を構成している。
第1入射面62a1は、第3光源14Hiからの光が屈折して第3レンズ部62Hi内部に入射する面で、第3光源14Hiに向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。具体的には、第1入射面62a1は、当該第1入射面62a1から第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光RayHi_WIDEが、鉛直方向に関し、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)の焦線F12A2b近傍に集光し(図93及び図94(a)参照)、かつ、水平方向に関し、拡散する(図94(b)参照)ように(又は、コリメートされるように)、その面形状が構成されている。
第2入射面62a2は、第3光源14Hiからの光のうち第1入射面62a1に入射しない光RayHi_WIDEが屈折して第3レンズ部62Hi内部に入射する面で、第1入射面62a1の外周縁から後方に向かって延びて、第3光源14Hiと第1入射面62a1との間の空間のうち、第3光源14Hiからの光RayHi_SPOTが通過する切り欠き部62a4以外の範囲を取り囲む筒状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。
ワイド用配光パターン用の反射面62a3は、第2入射面62a2の外側に配置され、第2入射面62a2から第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光RayHi_WIDEを内面反射(全反射)する面として構成されている。ワイド用配光パターン用の反射面62a3は、第2入射面62a2から第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光RayHi_WIDEを内面反射(全反射)する反射面で、金属蒸着は用いていない。具体的には、ワイド用配光パターン用の反射面62a3は、第2入射面62a2から第3レンズ部62Hi内部に入射して当該ワイド用配光パターン用の反射面62a3で内面反射(全反射)された第3光源14Hiからの光RayHi_WIDEが、鉛直方向に関し、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)の焦線F12A2b近傍に集光し(図93及び図94(a)参照)、かつ、水平方向に関し、拡散する(図94(b)参照)ように(又は、コリメートされるように)、その面形状が構成されている。
上記構成の第1光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図91(a)に示すワイド用配光パターンPHi_WIDEが形成される。
すなわち、第1入射面62a1から第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光RayHi_WIDE、及び、第2入射面62a2から第3レンズ部62Hi内部に入射してワイド用配光パターン用の反射面62a3で内面反射(全反射)された第3光源14Hiからの光RayHi_WIDEは、鉛直方向に関し、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)の焦線F12A2b近傍に集光(図93及び図94(a)参照)した後、図94(b)に示すように、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の中間出射面(左右一対の出射面46a、46b)からレンズ体72外部に出射し、さらに、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の中間入射面(第2入射面12A2a)からレンズ体72内部に入射して第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)のうち、図89(b)中の二点鎖線で囲んだ領域AA2から出射する。その際、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)から出射する第3光源14Hiからの光RayHi_WIDEは、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)の作用により、鉛直方向に関し集光されて、基準軸AX62Hiに対して平行で、かつ、水平方向に関し拡散された光として前方に照射されることにより、図91(a)に示すワイド用配光パターンPHi_WIDEを形成する
。
スポット用配光パターンPHi_SPOT(図91(b)参照)を形成する第2光学系は、次のように構成されている。
図92〜図94に示すように、スポット用配光パターン用の入射面62a5、スポット用配光パターン用の反射面62a6、及び、スポット用配光パターン用の出射面62b2は、スポット用配光パターン用の入射面62a5から第3レンズ部62Hi内部に入射してスポット用配光パターン用の反射面62a6で内面反射された第3光源14Hiからの光RayHi_SPOTが、スポット用配光パターン用の出射面62b2から出射し、前方に照射されてハイビーム用のスポット用配光パターンPHi_SPOT(図91(b)参照)を形成する第2光学系を構成している。
具体的には、スポット用配光パターン用の入射面62a5、スポット用配光パターン用の反射面62a6、及び、スポット用配光パターン用の出射面62b2は、切り欠き部62a4を通過し、スポット用配光パターン用の入射面62a5から第3レンズ部62Hi内部に入射してスポット用配光パターン用の反射面62a6で内面反射(全反射)された第3光源14Hiからの光RayHi_SPOTが、スポット用配光パターン用の出射面62b2から出射し、前方に照射されてスポット用配光パターンPHi_SPOT(図91(b)参照)を形成する第2光学系を構成している。
スポット用配光パターン用の出射面62b2は、基準軸AX62Hiに直交する平面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、スポット用配光パターン用の出射面62b2は、曲面形状の面として構成されていてもよい。
スポット用配光パターン用の出射面62b2は、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)より後方の位置に配置されている(図93参照)。もちろん、これに限らず、スポット用配光パターン用の出射面62b2は、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)より前方の位置又は第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bb(半円柱状の出射面12A2b)と同一の位置に配置されていてもよい。
スポット用配光パターン用の入射面62a5は、第3光源14Hiからの光RayHi_SPOTが第3レンズ部62Hi内部に入射する面で、第3光源14Hiに向かって凹の曲面形状の面として構成されている。具体的には、スポット用配光パターン用の入射面62a5は、第3光源14Hi(正確には、基準点F62Hi)を中心とする球面形状の面として構成されている。これにより、第3光源14Hiからの光RayHi_SPOTがスポット用配光パターン用の入射面62a5から第3レンズ部62Hi内部に入射する際のフレネル反射損失を抑制することができる。もちろん、これに限らず、スポット用配光パターン用の入射面62a5は、第3光源14Hiを中心とする球面形状の面以外の面(例えば、自由曲面)として構成されていてもよい。
スポット用配光パターン用の反射面62a6は、スポット用配光パターン用の入射面62a5の外側に配置され、スポット用配光パターン用の入射面62a5から第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光RayHi_SPOTを内面反射(全反射)する面として構成されている。スポット用配光パターン用の反射面62a6は、スポット用配光パターン用の入射面62a5から第3レンズ部62Hi内部に入射した第3光源14Hiからの光RayHi_SPOTを内面反射(全反射)する反射面で、金属蒸着は用いていない。具体的には、スポット用配光パターン用の反射面62a6は、スポット用配光パターン用の入射面62a5から第3レンズ部62Hi内部に入射して当該スポット用配光パターン用の反射面62a6で内面反射(全反射)され、スポット用配光パターン用の出射面62b2から出射する第3光源14Hiからの光RayHi_SPOTが、鉛直方向に関し、コリメートされ(図93及び図95(a)参照)、かつ、水平方向に関してもコリメートされる(図95(b)参照)ように、その面形状が構成されている。スポット用配光パターン用の反射面62a6としては、例えば、焦点が第3光源14Hi(正確には、基準点F62Hi)近傍に設定された回転放物面系の反射面を用いることができる。
上記構成の第2光学系により、仮想鉛直スクリーン上に、図91(b)に示すスポット用配光パターンPHi_SPOTが形成される。
すなわち、切り欠き部62a4を通過し、スポット用配光パターン用の入射面62a5から第3レンズ部62Hi内部に入射してスポット用配光パターン用の反射面62a6で内面反射(全反射)された第3光源14Hiからの光RayHi_SPOTは、鉛直方向及び水平方向に関し、コリメートされた後、スポット用配光パターン用の出射面62b2から出射する。その際、スポット用配光パターン用の出射面62b2から出射する第3光源14Hiからの光RayHi_SPOTは、スポット用配光パターン用の出射面62b2が基準軸AX62Hiに直交する平面形状の面として構成されているため、鉛直方向及び水平方向に関し、基準軸AX62Hiに対して平行な光として前方に照射されることにより、図91(b)に示すスポット用配光パターンPHi_SPOTを形成する。
スポット用配光パターンPHi_SPOTは、ワイド用配光パターンPHi_WIDEより集光し、かつ、光度が高いものとなる。その結果、スポット用配光パターンPHi_SPOT及びワイド用配光パターンPHi_WIDEが重畳されることで形成されるハイビーム用配光パターンPHi(合成配光パターン)は、中心光度が高く、遠方視認性に優れたものとなる。
スポット用配光パターンPHi_SPOTがワイド用配光パターンPHi_WIDEより集光したものとなるのは、ワイド用配光パターンPHi_WIDEが鉛直方向に関し基準軸AX62Hiに対して平行で、かつ、水平方向に関し拡散された光RayHi_WIDEで形成されるのに対して、スポット用配光パターンPHi_SPOTが鉛直方向及び水平方向に関し、基準軸AX62Hiに対して平行な光RayHi_SPOTで形成されることによるものである。
スポット用配光パターンPHi_SPOTの光度がワイド用配光パターンPHi_WIDEより高くなるのは、第3光源14Hiとスポット用配光パターン用の反射面62a6(及び/又はスポット用配光パターン用の入射面62a5)との間の距離が、第3光源14Hiとワイド用配光パターン用の反射面62a3(及び/又はワイド用配光パターン用の入射面62a1、62a2)との間の距離と比べ、長く設定されているため、スポット用配光パターンPHi_SPOTを形成する第2光学系においては、ワイド用配光パターンPHi_WIDEを形成する第1光学系と比べ、第3光源14Hiの光源像が相対的に小さなものとなり、この相対的に小さな光源像でスポット用配光パターンPHi_SPOTが形成されることによるものである。
すなわち、図93に示すように、第3光源14Hiとワイド用配光パターン用の反射面62a3との間の距離Wが相対的に近い第1光学系においては、第3光源14Hiの光源像が大きくなるので、ワイド用配光パターンPHi_WIDEに適している。一方、第3光源14Hiとスポット用配光パターン用の反射面62a6との間の距離Sが相対的に遠い第2光学系においては、第3光源14Hiの光源像が小さくなるので、スポット用配光パターンPHi_SPOTに適している。
なお、図81(a)に示す角度θ1及びθ2を調整することで、スポット用配光パターンPHi_SPOTの光度及びワイド用配光パターンPHi_WIDEの光度のバランスを調整することができる。
ハイビーム用配光パターンPHiは、ロービーム用の第1光源14Lo1、ロービーム用の第2光源14Lo2及びハイビーム用の第3光源14Hiが点灯されることで、ハイビーム用のスポット用配光パターンPHi_SPOT(図91(b)参照)、ハイビーム用のワイド用配光パターンPHi_WIDE(図91(a)参照)及びロービーム用配光パターンPLo(図71(a)参照)が重畳された合成配光パターンとして形成される。もちろん、これに限らず、ハイビーム用配光パターンPHiは、ハイビーム用の第3光源14Hiが点灯されることで、ハイビーム用のスポット用配光パターンPHi_SPOT(図91(b)参照)及びハイビーム用のワイド用配光パターンPHi_WIDE(図91(a)参照)が重畳された合成配光パターンとして形成されてもよい。
本実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
すなわち、ロービーム用の第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2並びにハイビーム用の第3レンズ部62Hiが一体成形されたレンズ体72の小型化を実現することができる。これは、第1に、第3レンズ部62Hiが、少なくともその一部が第1レンズ部12NLo1の第1錐体部と第2レンズ部12NLo2の第2錐体部との間のスペースに配置された状態で、第1レンズ部12NLo1の後端部及び第2レンズ部12NLo2の後端部に連結されている(並列配置ではなく、直列配置の形態で連結されている)こと、第2に、ロービーム用の第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部(出射面12A2b)、並びに、ハイビーム用の第3レンズ部62Hiの前端部(出射面)が物理的に分離した別個の前端部(出射面)として構成されているのではなく、ロービーム用の第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部(出射面12A2b)の一部(図89(b)中の二点鎖線で囲んだ領域AA2参照)がハイビーム用の第3レンズ部62Hiの前端部(出射面)を構成していること(すなわち、ロービーム用の出射面12A2bの一部がハイビーム用の出射面を兼ねていること)によるものである。
また、1つでスポット用配光パターンPHi_SPOT及びワイド用配光パターンPHi_WIDEが重畳されたハイビーム用配光パターンPHi(合成配光パターン)を形成することができるレンズ体72を提供することができる。
これは、1つのレンズ体72が、ワイド用配光パターンPHi_WIDEを形成する第1光学系及びスポット用配光パターンPHi_SPOTを形成する第2光学系を備えていることによるものである。
また、スポット用配光パターンPHi_SPOTの光度がワイド用配光パターンPHi_WIDEより高くなる結果、スポット用配光パターンPHi_SPOT及びワイド用配光パターンPHi_WIDEが重畳されることで形成されるハイビーム用配光パターンPHi(合成配光パターン)を、中心光度が高く、遠方視認性に優れたものとすることができる。
スポット用配光パターンPHi_SPOTの光度がワイド用配光パターンPHi_WIDEより高くなるのは、第3光源14Hiとスポット用配光パターン用の反射面62a6(及び/又はスポット用配光パターン用の入射面62a5)との間の距離が、第3光源14Hiとワイド用配光パターン用の反射面62a3(及び/又はワイド用配光パターン用の入射面62a1、62a2)との間の距離と比べ、長く設定されているため、スポット用配光パターンPHi_SPOTを形成する第2光学系においては、ワイド用配光パターンPHi_WIDEを形成する第1光学系と比べ、第3光源14Hiの光源像が相対的に小さなものとなり、この相対的に小さな光源像でスポット用配光パターンPHi_SPOTが形成されることによるものである。
上記のように、「ロービーム用の第1レンズ部、ロービーム用の第2レンズ部、及び、ハイビーム用の第3レンズ部を一体成形する」という考え方は、図69に示す第12実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)及び図79に示す第13実施形態の車両用灯具64(レンズ体66)に限らず、上記各実施形態に記載の車両用灯具(レンズ体)及びそれ以外の他の様々な車両用灯具(レンズ体)に適用することができる。
例えば、第1及び第2レンズ部として、図69に示す第12実施形態のレンズ体12Nに代えて、図1に示す第1実施形態のレンズ体12、図16に示す第2実施形態のレンズ体12A、図46に示す第10実施形態のレンズ体12J、又は、図56に示す第11実施形態のレンズ体12Kを用いることができる。これらレンズ体はいずれも、ロービーム用のレンズ部だからである。
ここで、第1及び第2レンズ部として、図69に示す第12実施形態のレンズ体12Nに代えて、図56に示す第11実施形態のレンズ体12Kを用いたレンズ体72Aについて説明する。
図96(a)はレンズ体72Aの上面図、図96(b)は正面図である。
本変形例のレンズ体72Aは、第14実施形態のレンズ体72を構成する2つの第12実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)を、2つの第11実施形態の車両用灯具10K(レンズ体12K)で置きかえたものに相当する。それ以外、本変形例のレンズ体72Aは、第14実施形態のレンズ体72と同様の構成である。
図96(a)に示すように、第1及び第2レンズ部12KLo1、12KLo2の後端部12A1aaは、それぞれ、各々のレンズ部12KLo1、12KLo2の前端部12A2bb側から後端部12A1aaの先端側に向かうに従って錐体状(又は釣鐘状)に狭まる錐体部(図96(a)中、左右一対の側面44a、44bを含む部分参照)を含んでいる。
第1及び第2レンズ部12KLo1、12KLo2は、図96(b)に示すように、水平方向に並列配置され、図96(a)に示すように、第1レンズ部12KLo1の錐体部(本発明の第1錐体部に相当)と第2レンズ体12KLo2の錐体部(本発明の第2錐体部に相当)との間にスペースが形成された状態で相互に連結されている。もちろん、これに限らず、第1レンズ部12KLo1及び第2レンズ部12KLo2は、水平に対して傾いた方向に並列配置されて相互に連結されていてもよい。
第1及び第2レンズ部12KLo1、12KLo2の前端部12A2bbは、水平方向に延びた平面形状の出射面12Kb(図56中の46a、46b、46c参照)を含んでいる。もちろん、これに限らず、第1及び第2レンズ部12NLo1、12NLo2の前端部12A2bbは、スラント角及び/又はキャンバー角が付与された平面形状の出射面12Kbを含んでいてもよい。
また、第1入射面62a1は、当該第1入射面62a1から第3レンズ部62Hi内部に入射して第1及び第2レンズ部12KLo1、12KLo2の前端部12A2bb(平面形状の出射面12Kb)から出射する第3光源14Hiからの光が、鉛直方向に関し、コリメートされ、かつ、水平方向に関し、拡散するように、その面形状が構成されている。また、ワイド用配光パターン用の反射面62a3は、第2入射面62aから第3レンズ部62Hi内部に入射して当該ワイド用配光パターン用の反射面62a3で内面反射(全反射)され、第1及び第2レンズ部12KLo1、12KLo2の前端部12A2bb(平面形状の出射面12Kb)から出射する第3光源14Hiからの光が、鉛直方向に関し、コリメートされ、かつ、水平方向に関し、拡散するように、その面形状が構成されている。それ以外、第14実施形態のレンズ体72と同様の構成である。
本変形例のレンズ体72Aによっても、第14実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、レンズ体72の変形例であるレンズ体72Bについて説明する。
本変形例のレンズ体72Bにおいては、図87に示すレンズ体62Bの後端部62aと同様、第1入射面62a1が省略されている。すなわち、ワイド用配光パターン用の入射面Aは、第2入射面62a2のみで構成されている。それ以外、第14実施形態のレンズ体72と同様の構成である。
本変形例のレンズ体72Bによっても、第14実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、レンズ体72(第3レンズ部62Hi)の変形例であるレンズ体72C(第3レンズ部62CHi)について説明する。
本変形例のレンズ体72C(第3レンズ部62CHi)は、図92等に示す第3レンズ部62Hiからスポット用配光パターン用の入射面62a5、スポット用配光パターン用の反射面62a6、及び、スポット用配光パターン用の出射面62b2、すなわち、ハイビーム用のスポット用配光パターンPHi_SPOT(図91(b)参照)を形成する第2光学系を省略したものに相当する。
図81(b)は、レンズ体72C(第3レンズ部62CHi)の後端部62a(第1入射面62a1、第2入射面62a2及びワイド用配光パターン用の反射面62a3付近)の正面図である。
本変形例のレンズ体72C(第3レンズ部62CHi)においては、図81(b)に示すように、第3光源14Hiと第1入射面62a1との間の空間は第2入射面62a2(及びワイド用配光パターン用の反射面62a3)で取り囲まれている。すなわち、本変形例のレンズ体72C(第3レンズ部62CHi)においては、第3光源14Hiからの光が通過する扇形の切り欠き部62a4は省略されている。
本変形例によれば、ハイビーム用の拡散パターンPHi_WIDEのみを形成することができる。また、第1入射面62a1及び/又は第2入射面62a2の面形状を調整することで、ハイビーム用のスポット用配光パターンのみを形成することもできる。
次に、第15実施形態の車両用灯具10Pについて、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具10Pは、次のように構成されている。
図97(a)は本実施形態の車両用灯具10Pを構成するレンズ体12Nの後端部12A1aaの正面図、図97(b)は図97(a)のA−A断面図(模式図)、図97(c)は図97(a)のB−B断面図(模式図)である。
図97(a)〜図97(c)に示すように、本実施形態の車両用灯具10Pは、図69に示す第12実施形態の車両用灯具10Nに対して反射面Refを追加したものに相当する。
第12実施形態の車両用灯具10Nにおいては、光源14と第1入射面12aとの間の空間のうち左右両側が左右一対の入射面42a、42bで取り囲まれ(図50(b)参照)ているため、左右方向に拡がる光源14からの光RayMIDは、当該左右一対の入射面42a、42bからレンズ体12N内部に直接入射し、ロービーム用配光パターンPLO(ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R)の形成に用いられる。また、光源14と第1入射面12aとの間の空間のうち上側が上入射面42cで取り囲まれ(図72(b)参照)ているため、上方向に拡がる光源14からの光RayWIDEは、当該上入射面42cからレンズ体12N内部に直接入射し、ロービーム用配光パターンPLO(ワイド用配光パターンPWIDE)の形成に用いられる。
しかしながら、第12実施形態の車両用灯具10Nにおいては、図98に示すように、下方向に拡がる光源14からの光RayOUTは、レンズ体12N内部に入射せず、ロービーム用配光パターンPLOの形成に用いられない。
本実施形態の車両用灯具10Nは、このレンズ体12N内部に入射しない下方向に拡がる光源14からの光RayOUTをレンズ体12Nの後端部12A1aa(すなわち入射面12a、42a、42b)からレンズ体12N内部に入射させて、ロービーム用配光パターンPLOの形成に用いるため、反射面Refを備えている。
反射面Refは、光源14からの光のうちレンズ体12Nの後端部12A1aaからレンズ体12N内部に直接入射する光以外の光RayOUTを反射して後端部12A1aa(すなわち入射面12a、42a、42b)からレンズ体12N内部に入射させる反射面である。
図97(a)〜図97(c)に示すように、反射面Refは、光源14と第1入射面12aとの間の空間の下側に、当該空間を下側から取り囲むように配置されている。反射面Refは、光源14が実装された基板Kに固定されている。もちろん、これに限らず、反射面Refは、車両用灯具10Pが収容される灯室を構成するハウジング(図示せず)等に固定されていてもよい。
反射面Refは、アルミ蒸着等の金属蒸着が施されたリフレクタであってもよいし、鏡面処理が施された金属板であってもよいし、ミラー部材であってもよいし、これ以外の反射部材であってもよい。
反射面Refは、平面形状の反射面であってもよいし、曲面形状の反射面であってもよい。
上記構成の車両用灯具10Pにおいては、図97(c)に示すように、下方向に拡がる光源14からの光は、光源14と第1入射面12aとの間の空間の下側に配置された反射面Refで反射されて、レンズ体12Nの後端部12A1aa(すなわち入射面12a、42a、42b)からレンズ体12N内部に入射し、ロービーム用配光パターンPLO(スポット用配光パターンPSPOT、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R)の形成に用いられる。
その際、第1入射面12aからレンズ体12N内部に入射した反射面Refからの反射光が、スポット用配光パターンPSPOT(図71(b)参照)を形成する第1光学系(図49(a)参照)を構成する第1下反射面12b(及びシェード12c)によって、カットオフラインより下に制御される。そのため、第1入射面12aからレンズ体12N内部に入射した反射面Refからの反射光に起因して、ロービーム用のスポット用配光パターンPSPOT(図71(b)参照)にグレアが発生するのを抑制することができる。
また、左右一対の入射面42a、42bからレンズ体12N内部に入射した反射面Refからの反射光が、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R(図71(c)、図71(d)参照)を形成する第2光学系(図73、図74参照)を構成する左右一対の第2下反射面48a、48b(及びシェード48c、48d)によって、カットオフラインより下に制御される。そのため、左右一対の入射面42a、42bからレンズ体12N内部に入射した反射面Refからの反射光に起因して、ロービーム用のミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rにグレアが発生するのを抑制することができる。
本実施形態によれば、第12実施形態の効果に加えて、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、光源14と光源14の前方に配置されたレンズ体12Nとを備え、上端縁にカットオフラインを含む配光パターン(スポット用配光パターンPSPOT、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R)を形成するように構成された車両用灯具10Pにおいて、光利用効率が低下するのを抑制することができる。これは、光源14からの光のうちレンズ体12N内部に直接入射する光以外の光(下方向に拡がる光源14からの光RayOUT。図98参照)を反射してレンズ体12Nの後端部12A1aa(すなわち入射面12a、42a、42b)からレンズ体12N内部に入射させる反射面Refを備えたことによるものである。
次に、反射面Refの変形例である反射面RefAについて説明する。
図99は、本変形例の反射面RefAの例(上面図)である。
本変形例の反射面RefAは、入射面12a、42a、42bに対応して3つに区画された第1反射領域RefSPOT、第2反射領域RefMID_L、第3反射領域RefMID_Rを含む反射面として構成されている。具体的には、本変形例の反射面RefAは、光源14からの光の一部を反射して第1入射面12aからレンズ体12N内部に入射させる第1反射領域RefSPOT、光源14からの光の他の一部を反射して左右一対の入射面のうち一方の入射面42aからレンズ体12N内部に入射させる第2反射領域RefMID_L、及び、光源14からの光の他の一部を反射して左右一対の入射面のうち他方の入射面42bからレンズ体12N内部に入射させる第3反射領域RefMID_Rを含む反射面として構成されている。各々の反射領域RefSPOT、RefMID_L、RefMID_Rの先端縁は、上面視で、入射面12a、42a、42bに沿った形状とされている。
第1反射領域RefSPOTは、第1入射面12aからレンズ体12N内部に入射した当該第1反射領域RefSPOTからの反射光が、例えば、図100中の符号PSPOT(Ref)で示す領域に配光されるように、その面形状が構成されている。第2反射領域RefMID_Lは、左入射面42aからレンズ体12N内部に入射した当該第2反射領域RefMID_Lからの反射光が、例えば、図100中の符号PMID_L(Ref)で示す領域に配光されるように、その面形状が構成されている。第3反射領域RefMID_Rは、右入射面42bからレンズ体12N内部に入射した当該第3反射領域RefMID_Rからの反射光が、例えば、図100中の符号PMID_R(Ref)で示す領域に配光されるように、その面形状が構成されている。もちろん、これに限らず、各々の反射領域RefSPOT、RefMID_L、RefMID_Rは、各々の反射光がこれ以外の領域に配光されるように、その面形状が構成されていてもよい。
本変形例の反射面RefAによれば、各々の反射領域RefSPOT、RefMID_L、RefMID_Rを個別に調整することで、各々の入射面12a、42a、42bからレンズ体12N内部に入射した各々の反射領域RefSPOT、RefMID_L、RefMID_Rからの反射光を個別に制御することができる。
上記のように、「反射面を追加することで、光源14からの光の利用効率を向上させる」という考え方は、第12実施形態の車両用灯具10Nに限らず、上記各実施形態に記載の車両用灯具及びそれ以外の他の様々な車両用灯具に適用することができる。
以下、この点について説明する。
例えば、図101(a)に示すように、第12実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)から上入射面42c、すなわち、ワイド用配光パターンPWIDE(図71(e)参照)を形成する第3光学系(図76参照)を省略した車両用灯具10N1(レンズ体12N1)を想定する。
この車両用灯具10N1においては、図101(a)に示すように、上方向及び下方向に拡がる光源14からの光RayOUTは、レンズ体12N1内部に入射せず、ロービーム用配光パターンPLOの形成に用いられない。
そこで、「反射面を追加することで、光源14からの光の利用効率を向上させる」という考え方に基づき、図101(b)に示すように、反射面Ref(又はRefA)を配置する。
反射面Ref(又はRefA)は、光源14と第1入射面12aとの間の空間の上側及び下側に、それぞれ、当該空間を上側及び下側から取り囲むように配置されている。
上記のように反射面Ref(又はRefA)を追加した車両用灯具10N1においては、図101(b)に示すように、レンズ体12N1の後端部(すなわち入射面12a、42a、42b)から当該レンズ体12N1内部に直接入射する光以外の光、すなわち、上下方向に拡がる光源14からの光は、光源14と第1入射面12aとの間の空間の上側及び下側に配置された反射面Ref(又はRefA)で反射されて、レンズ体12N1の後端部(すなわち入射面12a、42a、42b)からレンズ体12N1内部に入射し、ロービーム用配光パターンPLO(スポット用配光パターンPSPOT、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R)の形成に用いられる。
その際、第1入射面12aからレンズ体12N1内部に入射した反射面Ref(又はRefA)からの反射光が、スポット用配光パターンPSPOT(図71(b)参照)を形成する第1光学系(図49(a)参照)を構成する第1下反射面12b(及びシェード12c)によって、カットオフラインより下に制御される。そのため、第1入射面12aからレンズ体12N1内部に入射した反射面Ref(又はRefA)からの反射光に起因して、ロービーム用のスポット用配光パターンPSPOT(図71(b)参照)にグレアが発生するのを抑制することができる。
また、左右一対の入射面42a、42bからレンズ体12N1内部に入射した反射面Ref(又はRefA)からの反射光が、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R(図71(c)、図71(d)参照)を形成する第2光学系(図73、図74参照)を構成する左右一対の第2下反射面48a、48b(及びシェード48c、48d)によって、カットオフラインより下に制御される。そのため、左右一対の入射面42a、42bからレンズ体12N1内部に入射した反射面Ref(又はRefA)からの反射光に起因して、ロービーム用のミッド用配光パターンPMID_L、PMID_Rにグレアが発生するのを抑制することができる。
本変形例によれば、第15実施形態と同様、次の効果を奏することができる。
すなわち、光源14と光源14の前方に配置されたレンズ体12N1とを備え、上端縁にカットオフラインを含む配光パターン(スポット用配光パターンPSPOT、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R)を形成するように構成された車両用灯具10N1において、光利用効率が低下するのを抑制することができる。これは、光源14からの光のうちレンズ体12N1内部に直接入射する光以外の光(上下方向に拡がる光源14からの光RayOUT。図101(a)参照)を反射してレンズ体12N1の後端部12A1aa(すなわち入射面12a、42a、42b)からレンズ体12N1内部に入射させる反射面Ref(又はRefA)を備えたことによるものである。
また例えば、図1に示す第1実施形態の車両用灯具10(図16に示す第2実施形態の車両用灯具10Aも同様)においては、図102(a)に示すように、上下左右方向に拡がる光源14からの光RayOUTは、レンズ体12、12A内部に入射せず、ロービーム用配光パターンPLOの形成に用いられない。
そこで、「反射面を追加することで、光源14からの光の利用効率を向上させる」という考え方に基づき、図102(b)に示すように、反射面RefBを配置する。
反射面RefBは、入射面12a側から後方(光源14側)に向かって延びる筒状の反射面として構成されており、光源14と入射面12aとの間の空間を取り囲むように配置されている。
上記のように反射面RefBを追加した第1実施形態の車両用灯具10N(第2実施形態の車両用灯具10Aも同様)においては、図102(b)に示すように、レンズ体12、12Aの後端部(すなわち入射面12a)から当該レンズ体12、12A内部に直接入射する光以外の光、すなわち、上下左右方向に拡がる光源14からの光は、光源14と入射面12aとの間の空間を取り囲むように配置された筒状の反射面RefBで反射されて、レンズ体12、12Aの後端部(すなわち入射面12a)からレンズ体12、12A内部に入射し、ロービーム用配光パターンの形成に用いられる。
その際、第1入射面12aからレンズ体12、12A内部に入射した反射面RefBからの反射光が、ロービーム用配光パターンを形成する光学系(図2(a)、図17(a)参照)を構成する下反射面12b(及びシェード12c)によって、カットオフラインより下に制御される。そのため、入射面12aからレンズ体12、12A内部に入射した反射面RefBからの反射光に起因して、ロービーム用配光パターンにグレアが発生するのを抑制することができる。
本変形例によれば、第15実施形態と同様、次の効果を奏することができる。
すなわち、光源14と光源14の前方に配置されたレンズ体12、12Aとを備え、上端縁にカットオフラインを含む配光パターン(ロービーム用配光パターン)を形成するように構成された車両用灯具10、10Aにおいて、光利用効率が低下するのを抑制することができる。これは、光源14からの光のうちレンズ体12、12A内部に直接入射する光以外の光(上下左右方向に拡がる光源14からの光RayOUT。図102(a)参照)を反射してレンズ体12、12Aの後端部12A1aa(すなわち入射面12a)からレンズ体12、12A内部に入射させる反射面RefBを備えたことによるものである。
次に、第16実施形態として、ADB用配光パターンを形成する車両用灯具64(レンズ体66)について、図面を参照しながら説明する。
図103は車両用灯具64(レンズ体66)の斜視図、図104(a)はレンズ体66の背面図、図104(b)は上面図、図104(c)は正面図、図104(d)は左側面図、図105(a)は右側面図、図105(b)は下面図である。図106(a)及び図106(b)は、車両用灯具64(レンズ体66)により形成されるADB用配光パターンPL1〜PL3、PR1〜PR3の例である。
図103〜図105に示すように、本実施形態の車両用灯具64は、光源14、光源14の前方に配置されたレンズ体66等を備え、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(車両前面から約25m前方に配置されている)上に、図106(a)に示すADB用配光パターン(例えばADB用配光パターンPL1)を形成する。
複数の車両用灯具64を用いることで、配光可変型の車両用灯具(ADB:Adaptive Driving Beam)を実現することができる。
例えば、図106(a)中の鉛直線Vに対して左側に配置される3つのADB用配光パターンPL1〜PL3を形成するように構成された3つの車両用灯具64L1〜64L3、及び、鉛直線Vに対して右側に配置される3つのADB用配光パターンPR1〜PR3を形成するように構成された3つの車両用灯具64R1〜64R3を用意する。そして、これら車両用灯具64L1〜64L3、64R1〜64R3が搭載された自車両前方の物体を検出する検出手段として機能する撮像装置(例えば、CCDカメラ)等の検出結果に基づいて、CPU等の制御装置が、自車両前方に照射禁止対象(例えば先行車又は対向車)が存在しているか否かを判定し、照射禁止対象が存在していると判定した場合、その照射禁止対象が存在する領域にADB用配光パターンが形成されないように、該当の光源14を消灯又は減光する。図106(b)は、照射禁止対象(先行車V1又は対向車V2)が存在する領域にADB用配光パターンPL1、PR1が形成されないように、該当の光源14を消灯した例である。
図106(a)中の鉛直線Vに対して左側に配置されるADB用配光パターン(例えばADB用配光パターンPL1)は、図103〜図105等の各図に示すレンズ体66によって形成される。一方、図106(a)中の鉛直線Vに対して右側に配置されるADB用配光パターン(例えばADB用配光パターンPR1)は、図103〜図105等の各図に示すレンズ体66の左右を反転させた形状のレンズ体(図示せず)によって形成される。すなわち、鉛直線Vに対して左側に配置されるADB用配光パターン(例えばADB用配光パターンPL1)を形成するレンズ体66と鉛直線Vに対して右側に配置されるADB用配光パターン(例えばADB用配光パターンPR1)を形成するレンズ体とは左右対称で実質的に同一の形状である。このため、以下、鉛直線Vに対して左側に配置されるADB用配光パターン(例えばADB用配光パターンPL1)を形成するレンズ体66について説明し、鉛直線Vに対して右側に配置されるADB用配光パターン(例えばADB用配光パターンPR1)を形成するレンズ体の説明は省略する。
図104(b)、図104(d)に示すように、光源14は、その発光面を前方に向けた姿勢でレンズ体66の後端部66a近傍(光学設計上の基準点F66近傍)に配置されている。光源14の光軸AX14は、車両前後方向に延びる基準軸AX66に一致していてもよいし、基準軸AX66に対して傾斜していてもよい。
以下、図106(a)に示すADB用配光パターンPL1を形成するレンズ体66L1について説明する。
レンズ体66L1は、光源14の前方に配置されるレンズ体であって、後端部66a及び前端部66bを含み、レンズ体66L1内部に入射した光源14からの光が、前端部66b(出射面66b1)から出射して前方に照射されることにより、図106(a)に示すように、下カットオフラインCL66e及び縦カットオフラインCL66fを含むADB用配光パターンPL1を形成するレンズ体として構成されている。レンズ体66L1は、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより(射出成形により)一体的に成形されている。
レンズ体66L1は、その後端部66aと前端部66bとの間に配置された上反射面66c及び縦反射面66dを備えている。上反射面66cの先端部及び縦反射面66dの先端部は、それぞれ、シェード66e、66fを含んでいる。
レンズ体66L1の後端部66aは、光源14からの光がレンズ体66L1内部に入射する入射部AA、及び、入射部AAからレンズ体66L1内部に入射した光源14からの光を内面反射(全反射)する反射面66a3を含んでいる。
図107(a)はレンズ体66L1の縦断面図、図107(b)は横断面図である。
図107(a)、図107(b)に示すように、入射部AAは、光源14に向かって凸の第1入射面66a1、第1入射面66a1の外周縁から後方に向かって延びて、光源14と第1入射面66a1との間の空間を取り囲む筒状の第2入射面66a2を含んでいる。
反射面66a3は、第2入射面66a2の外側に配置され、第2入射面66a2からレンズ体66L1内部に入射した光源14からの光を内面反射(全反射)する反射面である。
レンズ体66L1の前端部66bは、出射面66b1を含んでいる。
入射部AA(第1入射面66a及び第2入射面66a2)、反射面66a3、上反射面66c、縦反射面66d及び前端部66b(出射面66b1)は、入射部AA(第1入射面66a及び第2入射面66a2)からレンズ体66L1内部に入射した光源14からの光のうち上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって一部遮光された光並びに上反射面66c及び縦反射面66dで内面反射された光が、前端部66bから出射して前方に照射されることにより、図106(a)に示すように、下端縁及び一方の側縁(図106(a)中鉛直線V側の側縁)に上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって規定されるカットオフラインCL66e、CL66fを含むADB用配光パターンPL1を形成する光学系を構成している。
具体的には、第1入射面66a1、第2入射面66a2、反射面66a3、上反射面66c、縦反射面66d及び出射面66b1は、第1入射面66a1からレンズ体66L1内部に入射した光源14からの光、及び、第2入射面66a2からレンズ体66L1内部に入射して反射面66a3で内面反射(全反射)された光源14からの光のうち上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって一部遮光された光並びに上反射面66c及び縦反射面66dで内面反射(全反射)された光が、出射面66b1から出射して前方に照射されることにより、図106(a)に示すように、下端縁及び一方の側縁(図106(a)中鉛直線V側の側縁)に上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって規定されるカットオフラインCL66e、CL66fを含むADB用配光パターンPL1を形成する光学系を構成している。
出射面66b1は、前方に向かって凸のレンズ面として構成されている。出射面66b1の焦点F66b1は、上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fの交点近傍に位置している(図107(a)、図107(b)参照)。出射面66b1の光軸AX66b1は、車両前後方向に延びる基準軸AX66に一致している。
第1入射面66a1は、光源14からの光が屈折してレンズ体66L1内部に入射する面で、光源14に向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。具体的には、第1入射面66a1は、当該第1入射面66a1からレンズ体66L1内部に入射した光源14からの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、出射面66b1の焦点F66b1近傍に集光する(図107(a)及び図107(b)参照)ように、その面形状が構成されている。もちろん、これに限らず、第1入射面66a1は、当該第1入射面66a1からレンズ体66L1内部に入射した光源14からの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、コリメートされるように、その面形状が構成されていてもよい。
第2入射面66a2は、光源14からの光のうち第1入射面66a1に入射しない光が屈折してレンズ体66L1内部に入射する面で、第1入射面66a1の外周縁から後方に向かって延びて、光源14と第1入射面66a1との間の空間を取り囲む筒状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。
反射面66a3は、第2入射面66a2の外側に配置され、第2入射面66a2からレンズ体66L1内部に入射した光源14からの光を内面反射(全反射)する面で、金属蒸着は用いていない。具体的には、反射面66a3は、第2入射面66a2からレンズ体66L1内部に入射して当該反射面66a3で内面反射(全反射)された光源14からの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、出射面66b1の焦点F66b1近傍に集光する(図107(a)及び図107(b)参照)ように、その面形状が構成されている。もちろん、これに限らず、反射面66a3は、当該反射面66a3で内面反射された光源14からの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、コリメートされるように、その面形状が構成されていてもよい。
上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fは、基準軸AX66に直交する平面に含まれている。レンズ体66L1の当該平面による断面は、上反射面66cのシェード66e(エッジ)及び縦反射面66dのシェード66f(エッジ)を含む略矩形の断面形状となっている。
上反射面66cは、当該上反射面66cで内面反射(全反射)される光源14からの光を、上反射面66cのシェード66eによって規定される下カットオフラインCL66eを境に折り返してADB用配光パターンPL1に重畳させる反射面として構成されている。具体的には、上反射面66cは、当該上反射面66cからの反射光が下カットオフラインCL66eより上に制御されるように、当該上反射面66cのシェード66eから後方に向かうに従って基準軸AX66から離れる方向に傾斜した平面形状の反射面として構成されている(図104(d)参照)。
上反射面66cは、レンズ体66L1内部に入射した光源14からの光のうち当該上反射面66cに入射した光を全反射する反射面で、金属蒸着は用いていない。レンズ体66L1内部に入射した光源14からの光のうち上反射面66cに入射した光は、当該上反射面66cで内面反射(全反射)されて出射面66b1に向かい、出射面66b1で屈折してADB用配光パターンPL1が形成されるべき領域(予め定められた領域)に向かう。すなわち、上反射面66cで内面反射(全反射)された反射光が下カットオフラインCL66eを境に折り返されてADB用配光パターンPL1に重畳される形となる。
上記構成の上反射面66cによれば、第1に、ADB用配光パターンPL1の下端縁に形成される下カットオフラインCL66eを明瞭なものとすることができる。第2に、ADB用配光パターンとして不要な範囲、すなわち、下カットオフラインCL66eより下に光源14からの光が配光されるのを抑制することができる。第3に、ADB用配光パターンPL1の光度、特に、下カットオフラインCL66e近傍の光度をより高くすることができる。これは、レンズ体66L1内部に入射した光源14からの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、出射面66b1の焦点F66b1近傍に集光する(図107(a)及び図107(b)参照)こと、及び、上反射面66cで内面反射(全反射)された反射光が下カットオフラインCL66eを境に折り返されてADB用配光パターンPL1に重畳されることによるものである。
縦反射面66dは、当該縦反射面66dで内面反射(全反射)される光源14からの光を、縦反射面66dのシェード66fによって規定される縦カットオフラインCL66fを境に折り返してADB用配光パターンPL1に重畳させる反射面として構成されている。具体的には、縦反射面66dは、当該縦反射面66dからの反射光が縦カットオフラインCL66fより左に制御されるように、当該縦反射面66dのシェード66fから後方に向かうに従って基準軸AX66から離れる方向に傾斜した平面形状の反射面として構成されている(図104(b)参照)。
縦反射面66dは、レンズ体66L1内部に入射した光源14からの光のうち当該縦反射面66dに入射した光を全反射する反射面で、金属蒸着は用いていない。レンズ体66L1内部に入射した光源14からの光のうち縦反射面66dに入射した光は、当該縦反射面66dで内面反射(全反射)されて出射面66b1に向かい、出射面66b1で屈折してADB用配光パターンPL1が形成されるべき領域(予め定められた領域)に向かう。すなわち、縦反射面66dで内面反射(全反射)された反射光が縦カットオフラインCL66fを境に折り返されてADB用配光パターンPL1に重畳される形となる。
上記構成の縦反射面66dによれば、第1に、ADB用配光パターンPL1の一方の側縁(図106(a)中鉛直線V側の側縁)に形成される縦カットオフラインCL66fを明瞭なものとすることができる。第2に、ADB用配光パターンとして不要な範囲、すなわち、縦カットオフラインCL66fより鉛直線V側に光源14からの光が配光されるのを抑制することができる。その結果、自車両前方の照射禁止対象(例えば、先行車又は対向車)に対するグレアの発生を効果的に抑制することができる。第3に、ADB用配光パターンPL1の光度、特に、縦カットオフラインCL66f近傍の光度をより高くすることができる。これは、レンズ体66L1内部に入射した光源14からの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、出射面66b1の焦点F66b1近傍に集光する(図107(a)及び図107(b)参照)こと、及び、縦反射面66dで内面反射(全反射)された反射光が縦カットオフラインCL66fを境に折り返されてADB用配光パターンPL1に重畳されることによるものである。
図104(b)及び図104(d)に示すように、上反射面66cの先端縁(シェード66e)と出射面66b1の上端縁との間には、概ね水平方向に延びる平面形状の面66g(光学的機能が意図されていないつなぎの面)が形成されている。また、上反射面66cの後端縁と反射面66a3の上端縁との間には、上反射面66cの後端縁から後方に向かうに従って基準軸AX66から離れる方向に傾斜した平面形状の面66h(光学的機能が意図されていないつなぎの面)が形成されている。
また、縦反射面66dの先端縁(シェード66f)と出射面66b1の左側縁との間には、出射面66b1の左側縁から後方に向かうに従って基準軸AX66に近づく方向に傾斜した平面形状の面66i(光学的機能が意図されていないつなぎの面)が形成されている。また、縦反射面66dの後端縁と反射面66a3の左側縁との間には、縦反射面66dの後端縁から後方に向かうに従って基準軸AX66から離れる方向に傾斜した平面形状の面66j(光学的機能が意図されていないつなぎの面)が形成されている。
また、出射面66b1の右側縁と反射面66a3の右側縁との間には、出射面66b1の右側縁から後方に向かうに従って基準軸AX66に近づく方向に傾斜した平面形状の面66k(光学的機能が意図されていないつなぎの面)が形成されている。
さらに、レンズ体66L1の下面66mも、概ね水平方向に延びる平面形状の面(光学的機能が意図されていないつなぎの面)とされている。
もちろん、これに限らず、上記各つなぎの面は、平面形状以外の曲面形状であってもよい。
上記構成のレンズ体66L1により、仮想鉛直スクリーン上に、図106(a)に示すADB用配光パターンPL1が形成される。
図106(a)に示すADB用配光パターンPL1の下端部が水平線Hより下方に位置しているのは、ADB用配光パターンPL1の下端部が水平線Hより下方に位置するように、出射面66b1の焦点F66b1と上反射面66cとの位置関係、基準軸AX62の傾き及び/又は出射面66b1の面形状が調整されていることによるものである。
もちろん、これに限らず、出射面66b1の焦点F66b1と上反射面66cとの位置関係、基準軸AX62の傾き及び/又は出射面66b1の面形状を調整することで、適宜の位置にADB用配光パターンPL1を形成することができる。例えば、各々のADB用配光パターンは、図108に示すように、その下端部が水平線H上に位置するように形成してもよい。
なお、図106(a)に示すADB用配光パターンPL1以外のADB用配光パターンPL2、PL3を形成するレンズ体66L2,L3は、各々の出射面66b1の面形状、及び/又は、上反射面66cのシェード66e(エッジ)及び縦反射面66dのシェード66f(エッジ)を含む略矩形の断面形状(又はサイズ)を調整することで構成することができる。
本実施形態によれば、上反射面66c及び縦反射面66dの作用により、次の効果を奏することができる。
第1に、下端縁及び一方の側縁に上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって規定されるカットオフライン(下カットオフラインCL66e及び縦カットオフラインCL66f)を含むADB用配光パターンPL1を形成することができる。
第2に、ADB用配光パターンPL1の下端縁に形成される下カットオフラインCL66e及び一方の側縁に形成される縦カットオフラインCL66fを明瞭なものとすることができる。
第3に、ADB用配光パターンとして不要な範囲、すなわち、下カットオフラインより下に光源からの光が配光されるのを抑制することができる。同様に、縦カットオフラインCL66fより鉛直線V側に光源14からの光が配光されるのを抑制することができる。その結果、自車両前方の照射禁止対象(例えば、先行車又は対向車)に対するグレアの発生を効果的に抑制することができる。
第4に、組み付け誤差等の影響により、光源14に対するレンズ体66の相対的な位置関係が設計値からズレたとしても、ADB用配光パターンPL1の下カットオフラインCL66e及び縦カットオフラインCL66fがズレるのを抑制することができる。
次に、第17実施形態の車両用灯具74(レンズ体76)について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具74(レンズ体76)は、次のように構成されている。
図109は車両用灯具74(レンズ体76)の斜視図、図110(a)は背面図、図110(b)は正面図、図110(c)は下面図、図110(d)は右側面図である。
図109、図110に示すように、本実施形態の車両用灯具74(レンズ体76)は、図69に示す第12実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)及び図103に示す第16実施形態の車両用灯具64(レンズ体66)を備えたものに相当する。
以下、レンズ体12Nを第1レンズ部12Nと称し、レンズ体66を第2レンズ部66と称する。
図110(a)及び図110(d)に示すように、レンズ体74は、第1レンズ部12N、第2レンズ部66L1、及び、第1レンズ部12Nと第2レンズ部66L1とを連結した連結部68を含むレンズ体で、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂を注入し、冷却、固化させることにより(射出成形により)一体的に成形されている。すなわち、各々のレンズ部12N、66L1は、一体成形されることで、界面を介することなく相互に連結されている。
図111は、第1レンズ部12Nにより形成されるロービーム用配光パターンPLo及び第2レンズ部66等により形成されるADB用配光パターンPL1〜PL3、PR1〜PR3の例である。図111に示すように、ADB用配光パターンPL1〜PL3、PR1〜PR3は、その下端部がロービーム用配光パターンPLoの上部に一部重なる形態で、水平方向に配置されている。もちろん、これに限らず、ADB用配光パターンPL1〜PL3、PR1〜PR3は、その下端部がロービーム用配光パターンPLoの上部に重ならない形態で、水平方向に配置されていてもよい。
第1レンズ部12Nは、図70に示すレンズ体12Nと同様の構成である。すなわち、第1レンズ部12Nは、図110(a)等に示すように、第1光源14Loの前方に配置されるレンズ部であって、後端部12A1aa及び前端部12A2bbを含み、第1レンズ部12N内部に入射した第1光源14Loからの光が、第1レンズ部12Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)から出射して前方に照射されることにより、図111に示すように、上端縁にカットオフラインCLLoを含むロービーム用配光パターンPLoを形成するレンズ部として構成されている。この上端縁にカットオフラインCLLoを含むロービーム用配光パターンPLoが、本発明の「第1カットオフラインを含む第1配光パターン」に相当する。
第2レンズ部66L1は、図103に示すレンズ体66L1と同様の構成である。すなわち、第2レンズ部66L1は、図110(a)等に示すように、第2光源14ADBの前方に配置されるレンズ部であって、後端部66a及び前端部66bを含み、第2レンズ部66L1内部に入射した第2光源14ADBからの光が、前端部66b(出射面66b1)から出射して前方に照射されることにより、図111に示すように、下カットオフラインCL66e及び縦カットオフラインCL66fを含むADB用配光パターンPL1を形成するレンズ部として構成されている。この下カットオフラインCL66e及び縦カットオフラインCL66fを含むADB用配光パターンPL1が、本発明の「第2カットオフラインを含む第2配光パターン」に相当する。
第1レンズ部12N及び第2レンズ部66L1は、ロービーム用配光パターンPLo(カットオフラインCLLo)とADB用配光パターンL1(カットオフラインCL66e、CL66f)との間の相対的な位置関係が予め定められた位置関係(例えば、図111参照)となるように、位置決めされた状態で、一体成形されている。
第1レンズ部12Nと第2レンズ部66L1とは、連結部68によって連結されている。もちろん、これに限らず、第1レンズ部12Nと第2レンズ部66L1とは、直接連結されていてもよい。
連結部68は、第1レンズ部12Nのうち光学的機能が意図されていない箇所と第2レンズ部66L1のうち光学的機能が意図されていない箇所とを連結している。具体的には、連結部68は、図110(a)及び図110(d)に示すように、第1レンズ部12Nの下面と第2レンズ部66L1の上反射面66cの後端縁と反射面66a3の上端縁との間に形成された面66g(図103参照)とを連結している。もちろん、これに限らず、連結部68は、第1レンズ部12Nの下面以外の面(例えば、側面)と第2レンズ部66L1の面66g以外の面(例えば、面66h、面66i、面66j、面66k及び下面66mのうち少なくとも1つ)とを連結してもよい。また、第1レンズ部12Nと第2レンズ部66L1とは、連結部68によることなく、第1レンズ部12Nのうち光学的機能が意図されていない箇所(例えば、第1レンズ部12Nの下面)と第2レンズ部66L1のうち光学的機能が意図されていない箇所(例えば、面66g)とが直接連結されることで、一体成形されていてもよい。
本実施形態によれば、第16実施形態の効果に加えて、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、上端縁にカットオフラインCLLoを含むロービーム用配光パターンPLoを形成する第1レンズ部12N及びカットオフライン(例えば、下カットオフラインCL66e及び縦カットオフラインCL66f)を含むADB用配光パターンPL1を形成する第2レンズ部66L1を備えたレンズ体76において、ロービーム用配光パターンPLo(カットオフラインCLLo)とADB用配光パターンPL1(カットオフラインCL66e、CL66f)との間の相対的な位置関係が経時的にズレることがないレンズ体を提供することができる。その結果、エイミング調整機構、及び、当該エイミング調整機構による、ロービーム用配光パターンPLoとADB用配光パターンPL1との間の相対的な位置関係の修正が不要となる。
これは、ロービーム用配光パターンPLo(カットオフラインCLLo)とADB用配光パターンPL1(カットオフラインCL66e、CL66f)との間の相対的な位置関係が予め定められた位置関係となるように、位置決めされた状態で、第1レンズ部12N及び第2レンズ部66L1が一体成形されていることによるものである。
上記のように、「第1カットオフラインを含む第1配光パターンを形成する第1レンズ部及び第2カットオフラインを含む第2配光パターンを形成する第2レンズ部を、第1配光パターン(第1カットオフライン)と第2配光パターン(第2カットオフライン)との間の相対的な位置関係が予め定められた位置関係となるように、一体成形する」という考え方は、図69に示す第12実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)及び図103に示す第16実施形態の車両用灯具64(レンズ体66)に限らず、上記各実施形態に記載の車両用灯具(レンズ体)及びそれ以外の他の様々な車両用灯具(レンズ体)に適用することができる。
例えば、第1レンズ部として、図69に示す第12実施形態のレンズ体12Nに代えて、図1に示す第1実施形態のレンズ体12、図16に示す第2実施形態のレンズ体12A、図46に示す第10実施形態のレンズ体12J、図56に示す第11実施形態のレンズ体12K、又は、図103に示す第16実施形態のレンズ体66を用いることができる。これらレンズ体はいずれも、第1カットオフラインを含む第1配光パターンを形成する第1レンズ部だからである。
また例えば、第2レンズ部として、図103に示す第16実施形態のレンズ体66に代えて、図1に示す第1実施形態のレンズ体12、図16に示す第2実施形態のレンズ体12A、図46に示す第10実施形態のレンズ体12J、図56に示す第11実施形態のレンズ体12K、又は、図69に示す第12実施形態のレンズ体12Nを用いることができる。これらレンズ体はいずれも、第2カットオフラインを含む第2配光パターンを形成する第2レンズ部だからである。
次に、第18実施形態の車両用灯具10Q(レンズ体12Q)について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具10Q(レンズ体12Q)は、次のように構成されている。
図112は車両用灯具10Q(レンズ体12Q)の斜視図(主要光学面のみ)、図113(a)は側面図(主要光学面のみ)、図113(b)は上面図(主要光学面のみ)、図114(a)は正面図(主要光学面のみ)、図114(b)は背面図(主要光学面のみ)である。
図112〜図114に示すように、本実施形態の車両用灯具10Q(レンズ体12Q)は、図16に示す第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)の最終出射面(第2出射面12A2b)を平面形状の面として構成したものに相当する。
本実施形態の車両用灯具10Qと上記第2実施形態の車両用灯具10Aとを対比すると、両者は主に次の点で相違する。
第1に、上記第2実施形態の車両用灯具10Aにおいては、最終出射面(第2出射面12A2b)が、半円柱状の面(シリンドリカル面)として構成されており、鉛直方向の集光を担当していたのに対して、本実施形態の車両用灯具10Qにおいては、最終出射面(第2出射面12A2b)が平面形状の面として構成されており、鉛直方向の集光を担当していない(又はほとんど担当していない)点。
第2に、上記第2実施形態の車両用灯具10Aにおいては、第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び中間入射面(第2入射面12A2a)は、それぞれ、鉛直方向に関し曲率が付与されておらず(図17(a)等参照)、鉛直方向の集光を担当していない(又はほとんど担当していない)のに対して、本実施形態の車両用灯具10Qにおいては、第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び中間入射面(第2入射面12A2a)のうち少なくとも一方は、鉛直方向に関し曲率が付与されており(図113(a)参照)、鉛直方向の集光を担当している点。
それ以外、上記第2実施形態の車両用灯具10Aと同様の構成である。以下、上記第2実施形態の車両用灯具10Aとの相違点を中心に説明し、上記第2実施形態の車両用灯具10Aと同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図112〜図114に示すように、本実施形態の車両用灯具10Qは、第2実施形態の車両用灯具10Aと同様、光源14と、光源14の前方に配置された第1レンズ部12A1と、第1レンズ部12A1の前方に配置された第2レンズ部12A2と、を備え、光源14からの光が、第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2をこの順に透過して前方に照射されることにより、上端縁にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成するように構成されている。
本実施形態の第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2は、それぞれ、第2実施形態の第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2と同様の構成である。
すなわち、本実施形態の第1レンズ部12A1は、第1レンズ部12A1の後端部12A1aaと前端部12A1bbとの間に配置された下反射面12bを備えている。下反射面12bの先端部は、シェード12cを含んでいる。第1レンズ部12A1の後端部12A1aaは、第1入射面12aを含んでいる。第1レンズ部12A1の前端部12A1bbは、第1中間出射面(第1出射面12A1a)を含んでいる。第2レンズ部12A2の後端部12A2aaは、中間入射面(第2入射面12A2a)を含んでいる。第2レンズ部12A2の前端部12A2bbは、最終出射面(第2出射面12A2b)を含んでいる。
第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2は、図16等に示すように、連結部12A3で連結されたレンズ体として構成されていてもよいし、図25に示すように、レンズホルダ等の保持部材18で連結されたレンズ体として構成されていてもよい。
図115に示すように、第1入射面12a、下反射面12b、第1中間出射面(第1出射面12A1a)、中間入射面(第2入射面12A2a)及び最終出射面(第2出射面12A2b)は、第1入射面12aから第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光のうち下反射面12bのシェード12cによって一部遮光された光及び下反射面12bで内面反射(全反射)された光が、第1中間出射面(第1出射面12A1a)から第1レンズ部12A1外部に出射し、さらに、中間入射面(第2入射面12A2a)から第2レンズ部12A2内部に入射して最終出射面(第2出射面12A2b)から出射し、前方に照射されることにより、上端縁に下反射面12bのシェード12cによって規定されるカットオフラインを含む第1配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターン)を形成する第1光学系を構成している。
最終出射面(第2出射面12A2b)は、キャンバー角θ1が付与され(図113(b)参照)、かつ、水平方向に延びた(図114(a)参照)平面形状(例えば、外形が矩形の平面形状)の面として構成されている。もちろん、これに限らず、最終出射面(第2出射面12A2b)は、図36に示すのと同様に、スラント角θ2が付与された平面形状の面として構成されていてもよいし、キャンバー角θ1及びスラント角θ2が付与された平面形状の面として構成されていてもよい。
また、最終出射面(第2出射面12A2b)は、図116(a)に示すように、キャンバー角θ1及びスラント角θ2が付与されていない平面形状の面、すなわち、第1基準軸AX1に直交し、かつ、水平方向に延びた平面形状(例えば、外形が矩形の平面形状)の面として構成されていてもよい。また、最終出射面(第2出射面12A2b)は、図116(b)に示すように、その下端縁が上端縁に対して前方に位置するように、後方斜め上方に傾斜した姿勢で配置されていてもよいし、さらに、キャンバー角及び/又はスラント角が付与されていてもよい。逆に、最終出射面(第2出射面12A2b)は、その上端縁が下端縁に対して前方に位置するように、後方斜め下方に傾斜した姿勢で配置されていてもよいし、さらに、キャンバー角及び/又はスラント角が付与されていてもよい。
なお、キャンバー角を付与すると、第5実施形態と同様、ロービーム用配光パターンのうち、第1中間出射面(第1出射面12A1a)と中間入射面(第2入射面12A2a)との間の間隔が広くなる側が集光せずにボケる。このキャンバー角の付与に伴い発生するボケは、第5実施形態で説明した手法により改善することができる。
また、スラント角を付与すると、第6実施形態と同様、ロービーム用配光パターンが回転した状態(又は、ボケた状態ともいえる)となる。このスラント角の付与に伴い発生する回転は、第6実施形態で説明した手法により抑制することができる。
最終出射面(第2出射面12A2b)は、平面形状の面であればよく、第1基準軸AX1に直交するフラットな面(図116(a)参照)に限らず、前方に向かって若干凸の面(図116(c)参照)として構成されていてもよいし、逆に、後方に向かって若干凸の面として構成されていてもよい。最終出射面(第2出射面12A2b)は、前方に向かって若干凸の面(図116(c)参照)として構成することで、フラット感を強調することができる。
第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び中間入射面(第2入射面12A2a)のうち少なくとも一方は、最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する光源14からの光(正確には、基準点Fからの光)が、鉛直方向に関し、コリメートされた光(第1基準軸AX1に対して平行な光線)となるように、その面形状が構成されている(図115参照)。
最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する光源14からの光(正確には、基準点Fからの光)が、鉛直方向に関し、コリメートされた光(第1基準軸AX1に対して平行な光線)となる第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び/又は中間入射面(第2入射面12A2a)(それぞれの面形状等の条件)は、スラント角及び/又はキャンバー角等の条件によって異なるため、具体的な数値等で表すのは困難である。
しかしながら、例えば、所定のシミュレーションソフトウエアを用いて、第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び/又は中間入射面(第2入射面12A2a)の面形状を徐々に変更(調整)し、変更するごとに最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する光源14からの光(正確には、基準点Fからの光)の光路を確認することで、最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する光源14からの光(正確には、基準点Fからの光)が、鉛直方向に関し、コリメートされた光(第1基準軸AX1に対して平行な光線)となる第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び/又は中間入射面(第2入射面12A2a)(それぞれの面形状等の条件)を見出すことができる。
本実施形態の車両用灯具10Q(レンズ体12Q)によれば、第2実施形態等の効果に加え、さらに、次の効果を奏することができる。
第1に、所定方向にライン状に延びる一体感のある見栄えのレンズ体12Q及びこれを備えた車両用灯具10Qを提供することができる。これは、最終出射面(第2出射面12A2b)が平面形状の面として構成されていることによるものである。
第2に、最終出射面(第2出射面12A2b)が平面形状であるにもかかわらず、水平方向及び鉛直方向に集光したロービーム用配光パターンを形成することができるレンズ体12Q及びこれを備えた車両用灯具10Qを提供することができる。これは、水平方向の集光を主に第1レンズ部12A1の第1中間出射面(第1出射面12A1a)が担当し、鉛直方向の集光を主に第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び中間入射面(第2入射面12A2a)のうち少なくとも一方が担当することによるものである。
第3に、最終出射面(第2出射面12A2b)の鉛直方向寸法H1(図117(a)参照)を、第2実施形態の最終出射面(第2出射面12A2b)の鉛直方向寸法H2(図117(b)参照)と比べ、短くすることができる。その結果、レンズ体12Qを小型化することができる。
最終出射面(第2出射面12A2b)の鉛直方向寸法H1を、第2実施形態の最終出射面(第2出射面12A2b)の鉛直方向寸法H2と比べ、短くすることができるのは、第1に、第2実施形態においては、図117(b)に示すように、第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び中間入射面(第2入射面12A2a)はそれぞれ鉛直方向に関し曲率が付与されていないため、焦点F12A4(又は焦点F12A4に相当する基準点)から出て第1中間出射面(第1出射面12A1a)から出射する光の鉛直方向に関する拡がりが相対的に大きくなるのに対して、本実施形態においては、図117(a)に示すように、第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び/又は中間入射面(第2入射面12A2a)は鉛直方向に関し曲率が付与されているため、焦点F12A4(又は焦点F12A4に相当する基準点)から出て第1中間出射面(第1出射面12A1a)から出射する光の鉛直方向に関する拡がりが相対的に小さくなること、第2に、第2実施形態においては、図117(b)に示すように、焦点F12A4(又は焦点F12A4に相当する基準点)から出た光は、最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する際、コリメートされ、中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間で鉛直方向に関して拡がるのに対して、本実施形態においては、図117(a)に示すように、焦点F12A4(又は焦点F12A4に相当する基準点)から出た光は、中間入射面(第2入射面12A2a)から第2レンズ部12A2内部に入射する際、コリメートされ、中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間で鉛直方向に関して拡がらないこと、によるものである。
第4に、最終出射面(第2出射面12A2b)の鉛直方向寸法H1を維持したまま、第2レンズ部12A2の第1基準軸AX1方向寸法、すなわち、中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間の間隔L(図117(a)参照)を相対的に長くすることができる。すなわち、中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間の間隔Lが相対的に長い新規見栄えのレンズ体12Q及びこれを備えた車両用灯具10Qを提供することができる。これは、焦点F12A4(又は焦点F12A4に相当する基準点)から出た光が中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間で鉛直方向に関して拡がらない(図117(a)参照)ことによるものである。
第5に、中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間の上面及び/又は側面に、シボ加工や刻印等により表現される文字、記号及び/又は図形等の意匠を施すことができ、また、当該意匠が形成されたシールやプレート等を貼り付けることができる。すなわち、中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間の上面及び/又は側面にシボ加工や刻印等により表現される文字、記号及び/又は図形等の意匠が施された(又は当該意匠が形成されたシールやプレート等が貼り付けられた)新規見栄えのレンズ体12Q及びこれを備えた車両用灯具10Qを提供することができる。これは、中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間の間隔Lを相対的に長くすることができるため、中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間に、シボ加工や刻印等により表現される文字、記号及び/又は図形等の意匠を施すのに充分なスペース(上面及び/又は側面)を確保することができることによるものである。
上記のように、「最終出射面(第2出射面12A2b)を平面形状の面として構成する」という考え方は、第2実施形態の車両用灯具10Aに限らず、上記各実施形態に記載の車両用灯具及びそれ以外の他の様々な車両用灯具に適用することができる。
以下、この点について説明する。
例えば、「最終出射面(第2出射面12A2b)を平面形状の面として構成する」という考え方は、図46に示す第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)に適用することができる。
この場合、スポット用配光パターンPSPOT(図48(b)参照)を形成する第1光学系(図49(a)参照)においては、第18実施形態と同様、第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び中間入射面(第2入射面12A2a)のうち少なくとも一方は、最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する光源14からの光(正確には、基準点Fからの光)が、鉛直方向に関し、コリメートされた光(第1基準軸AX1に対して平行な光線)となるように、その面形状が構成されている。
また、ミッド用配光パターンPMID(図48(c)参照)を形成する第2光学系(図49(b)参照)においては、第18実施形態と同様、左右一対の第2中間出射面(左右一対の出射面46a、46b)及び中間入射面(第2入射面12A2a)のうち少なくとも一方は、最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する光源14からの光が、鉛直方向に関し、コリメートされた光となるように、その面形状が構成されている。例えば、左右一対の第2中間出射面46a、46b(及び/又は中間入射面12A2a)は、最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する光源14からの光が、鉛直方向に関し、コリメートされた光となるように、図118に示すように、曲率が付与された面として構成されている。
本変形例によっても、上記第18実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、本変形例のレンズ体は、図25に示すのと同様に、第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とを物理的に分離した状態で成形し、レンズホルダ等の保持部材18によって両者を連結(保持)することで構成されていてもよい。
なお、本変形例においても、中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間の上面44d(図119(a)参照)及び/又は側面に、シボ加工や刻印等により表現される文字、記号及び/又は図形等の意匠を施すことができ、また、当該意匠が形成されたシールやプレート(例えば、透明シールや透明プレート)等を貼り付けることができる。
また例えば、「最終出射面(第2出射面12A2b)を平面形状の面として構成する」という考え方は、図46に示す第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)から上入射面42c、すなわち、ワイド用配光パターンPWIDE(図48(d)参照)を形成する第3光学系(図49(c)参照)を省略した車両用灯具(レンズ体)に適用することもできる。
また例えば、「最終出射面(第2出射面12A2b)を平面形状の面として構成する」という考え方は、図69に示す第12実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)に適用することもできる。
この場合、スポット用配光パターンPSPOT(図71(b)参照)を形成する第1光学系(図49(a)参照)においては、第18実施形態と同様、第1中間出射面(第1出射面12A1a)及び中間入射面(第2入射面12A2a)のうち少なくとも一方は、最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する光源14からの光(正確には、基準点Fからの光)が、鉛直方向に関し、コリメートされた光(第1基準軸AX1に対して平行な光線)となるように、その面形状が構成されている。
また、ミッド用配光パターンPMID_L、PMID_R(図71(c)、図71(d)参照)を形成する第2光学系(図73、図74参照)においては、第18実施形態と同様、左右一対の第2中間出射面(左右一対の出射面46a、46b)及び中間入射面(第2入射面12A2a)のうち少なくとも一方は、最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する光源14からの光が、鉛直方向に関し、コリメートされた光となるように、その面形状が構成されている。例えば、左右一対の第2中間出射面46a、46b(及び/又は中間入射面12A2a)は、最終出射面(第2出射面12A2b)から出射する光源14からの光が、鉛直方向に関し、コリメートされた光となるように、図118に示すように、曲率が付与された面として構成されている。
本変形例によっても、上記第18実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、本変形例のレンズ体は、図25に示すのと同様に、第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とを物理的に分離した状態で成形し、レンズホルダ等の保持部材18によって両者を連結(保持)することで構成されていてもよい。
なお、本変形例においても、中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間の上面44Nc(図119(b)参照)及び/又は側面に、シボ加工や刻印等により表現される文字、記号及び/又は図形等の意匠を施すことができ、また、当該意匠が形成されたシールやプレート(例えば、透明シールや透明プレート)等を貼り付けることができる。
中間入射面(第2入射面12A2a)と最終出射面(第2出射面12A2b)との間の上面44Nc(図119(b)参照)に、シボ加工や刻印等により表現される文字、記号及び/又は図形等の意匠を施した場合、又は、当該意匠が形成されたシールやプレート(例えば、透明シールや透明プレート)等を貼り付けた場合、当該文字、記号及び/又は図形等の意匠を、路面上に投影することができる。
また例えば、「最終出射面(第2出射面12A2b)を平面形状の面として構成する」という考え方は、図69に示す第12実施形態の車両用灯具10N(レンズ体12N)から上入射面42c、すなわち、ワイド用配光パターンPWIDE(図71(e)参照)を形成する第3光学系(図76参照)を省略した車両用灯具(レンズ体)に適用することもできる。
次に、第19実施形態の車両用灯具74Aについて、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具74Aは、次のように構成されている。
図120は、本実施形態の車両用灯具74Aの概略構成図である。
図120に示すように、本実施形態の車両用灯具74Aは、車両前部左側に並列配置される3つの車両用灯具74AL1〜74AL3、車両前部右側に並列配置される3つの車両用灯具74AR1〜74AR3を備えた配光可変型の車両用灯具(ADB:Adaptive Driving Beam)で、各々の車両用灯具74AL1〜74AL3、74AR1〜74AR3から前方に照射される光により、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(車両前面から約25m前方に配置されている)上にロービーム用配光パターンPLo(PLo1〜PLo6)及びADB用配光パターンPL1〜PL3、PR1〜PR3を形成する。ロービーム用配光パターンPLoは、各々の車両用灯具74AL1〜74AL3、74AR1〜74AR3が形成するロービーム用配光パターンPLo1〜PLo6が重畳された合成配光パターンとして形成される。ADB用配光パターンPL1〜PL3、PR1〜PR3は、それぞれの下端部がロービーム用配光パターンPLo(PLo1〜PLo6)の上端部に重なる形態で水平方向に配置される。これにより、両配光パターンが重なったときに違和感が生じるのを抑制することができる。
車両前部右側に並列配置される3つの車両用灯具74AR1〜74AR3は、実質的に同一の構成である。また、車両前部右側に並列配置される3つの車両用灯具74AR1〜74AR3と車両前部左側に並列配置される3つの車両用灯具74AL1〜74AL3とは左右対称で実質的に同一の構成である。
そこで、以下、ロービーム用配光パターンPLo4及びADB用配光パターンPR1を形成するように構成された車両用灯具74AR1を中心に説明する。
図121は車両用灯具74AR1の縦断面図(概略図)、図122は上面図(概略図)である。
図121及び図122に示すように、車両用灯具74AR1は、図69に示す第12実施形態の車両用灯具10N(第1光源14Lo、第1レンズ体12N)に対して、第2光源14ADB、第2レンズ体66AR1を追加したものに相当する。
車両用灯具74AR1は、第1光源14Lo、第1光源14Loの前方に配置された第1レンズ体12N、第2光源14ADB、及び、第2光源14ADBの前方に配置された第2レンズ体66AR1等を備え、仮想鉛直スクリーン上に、図120に示すように、ロービーム用配光パターンPLo4及びそれぞれの下端部がロービーム用配光パターンPLoの上端部に重なる形態で水平方向に配置されるADB用配光パターンPL1〜PL3、PR1〜PR3のうちADB用配光パターンPR1を形成する。
第1レンズ体12Nは、図70に示すレンズ体12Nと同様の構成である。すなわち、第1レンズ体12Nは、図121及び図122に示すように、当該第1レンズ体12Nの後端部12A1aaと前端部12A2bbとの間に配置された第1下反射面12b及び第1下反射面12bの先端部から前方斜め下方に延長された延長入射面44fを備えている。
延長入射面44fは、第2レンズ体66AR1の前端部(出射面66Ab1)から出射する第2光源14ADBからの光が第1レンズ体12N内部に入射する面で、第1下反射面12bの先端部(シェード12c)から前方斜め下方に延長された平面形状又は曲面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、延長入射面44fは、第1下反射面12bの先端部(シェード12c)から後方斜め下方に延長された平面形状又は曲面形状の面として構成されていてもよい(図123参照)。
第1レンズ体12Nの後端部12A1aaは、第1入射面12aを含んでいる。第1下反射面12bの先端部は、シェード12cを含んでいる。
第1入射面12a、第1下反射面12b及び第1レンズ体12Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)は、第1入射面12aから第1レンズ体12N内部に入射した第1光源14Loからの光のうち第1下反射面12bのシェード12cによって一部遮光された光及び第1下反射面12bで内面反射(全反射)された光が、第1レンズ体12Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)から出射して前方に照射されることにより、上端縁に第1下反射面12bのシェード12cによって規定されるカットオフラインCLLoを含むロービーム用配光パターンPLo4を形成する第1光学系を構成している。
第2光源14ADBは、図121及び図122に示すように、その発光面を前方に向けた姿勢で第2レンズ体66AR1の後端部66a近傍(光学設計上の基準点F66A近傍)に配置されている。第2光源14ADBの光軸AX14は、車両前後方向に延びる基準軸AX66Aに一致していてもよいし、基準軸AX66Aに対して傾斜していてもよい。
図124は、第2レンズ体66AR1の斜視図である。
図124に示すように、第2レンズ体66AR1は、図104に示す第16実施形態のレンズ体66を、シェード66e、66fを含み、かつ、基準軸AX66に直交する平面で切断し、出射面66b1を含む部分を除去したものに相当する。
第2レンズ体66AR1は、当該第2レンズ体66AR1の後端部66aと前端部66bとの間に配置された上反射面66c及び縦反射面66dを備えている。上反射面66cの先端部及び縦反射面66dの先端部は、それぞれ、シェード66e、66fを含んでいる。
第2レンズ体66AR1の後端部66aは、第2光源14ADBからの光が第2レンズ体66AR1内部に入射する入射部AA、及び、入射部AAから第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光を内面反射(全反射)する反射面66a3を含んでいる。
図121、図122に示すように、入射部AAは、第2光源14ADBに向かって凸の第1入射面66a1、第1入射面66a1の外周縁から後方に向かって延びて、第2光源14ADBと第1入射面66a1との間の空間を取り囲む筒状の第2入射面66a2を含んでいる。
反射面66a3は、第2入射面66a2の外側に配置され、第2入射面66a2から第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光を内面反射(全反射)する反射面である。
第2レンズ体66AR1の前端部66bは、出射面66Ab1を含んでいる。
出射面66Ab1は、図124に示すように、その外形が上反射面66cのシェード66e、縦反射面66dのシェード66f及び円弧Cで囲まれた扇形で、かつ、基準軸AX66Aに直交する平面形状又は曲面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、出射面66Ab1は、その外形が上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fを含む矩形形状で、かつ、基準軸AX66Aに直交する平面形状又は曲面形状の面として構成されていてもよい。
図125は、第1レンズ体12Nの延長入射面44f及び第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1付近の拡大縦断面図である。
図125に示すように、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1のうち上反射面66cのシェード66e近傍の領域66Ab2は、当該領域66Ab2から第2レンズ体66AR1外部に出射する第2光源14ADBからの光が拡散する(図125中の先端に矢印が付された直線参照)ように、その面形状が構成されているのが望ましい。具体的には、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1のうち上反射面66cのシェード66e近傍の領域66Ab2は、図125に示すように、外側に向かって凸の曲面形状の面として構成されている。もちろん、これに限らず、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1のうち上反射面66cのシェード66e近傍の領域66Ab2は、シボ加工や複数の微少凹凸(例えば、レンズカット)が施された面として構成されていてもよい。
第2レンズ体66AR1(出射面66Ab1)は、当該第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1から出射する第2光源14ADBからの光が、延長入射面44f及び第1下反射面12bのうち当該第1下反射面12bのシェード12c近傍の領域12b1から第1レンズ体12N内部に入射するように、延長入射面44f近傍に配置されている(図125参照)。
第2レンズ体66AR1は、当該第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1から出射する第2光源14ADBからの光のより多くが第1レンズ体12N内部に入射するように、その基準軸AX66Aが水平に対して傾斜した姿勢で配置されている(図121参照)。もちろん、これに限らず、第2レンズ体66AR1は、その基準軸AX66Aが水平方向に延びた姿勢で配置されていてもよい。
第1レンズ体12N及び第2レンズ体66AR1は、上記両者間の関係を保った状態で、ブラケット等の保持部材(図示せず)により保持されている。
入射部AA(第1入射面66a1及び第2入射面66a2)、上反射面66c、縦反射面66d、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1、延長入射面44f、及び、第1レンズ体12Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)は、入射部AA(第1入射面66a1及び第2入射面66a2)から第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光のうち上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって一部遮光された光並びに上反射面66c及び縦反射面66dで内面反射(全反射)された光が、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1から出射し、さらに、延長入射面44f及び第1下反射面12bのうち当該第1下反射面12bのシェード12c近傍の領域12b1から第1レンズ体12N内部に入射して第1レンズ体12Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)から出射し、前方に照射されることにより、下端縁及び一方の側縁(図120中鉛直線V側の側縁)に上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって規定されるカットオフラインCL66e、CL66fを含むADB用配光パターンPR1を形成する第2光学系を構成している。
具体的には、第1入射面66a1、第2入射面66a2、反射面66a3、上反射面66c、縦反射面66d、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1、延長入射面44f、及び、第1レンズ体12Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)は、第1入射面66a1から第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光、及び、第2入射面66a2から第2レンズ体66AR1内部に入射して反射面66a3で内面反射(全反射)された第2光源14ADBからの光のうち上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって一部遮光された光並びに上反射面66c及び縦反射面66dで内面反射(全反射)された光が、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1から出射し、さらに、延長入射面44f及び第1下反射面12bのうち当該第1下反射面12bのシェード12c近傍の領域12b1から第1レンズ体12N内部に入射して第1レンズ体12Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)から出射し、前方に照射されることにより、下端縁及び一方の側縁(図120中鉛直線V側の側縁)に上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって規定されるカットオフラインCL66e、CL66fを含むADB用配光パターンPR1を形成する第2光学系を構成している。
延長入射面44fから第1レンズ体12N内部に入射した光は、図121中の角度θAの範囲を通って第1レンズ体12Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)の一部から出射する。なお、延長入射面44fが第1下反射面12bの先端部(シェード12c)から後方斜め下方に延長された平面形状又は曲面形状の面として構成されている場合(図123参照)、当該延長入射面44fから第1レンズ体12N内部に入射した光は、図121中の角度θBの範囲を通って第1レンズ体12Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)の全面から出射する。その結果、第1レンズ体12Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)の全面が発光しているように視認させることができる。
第1入射面66a1は、第2光源14ADBからの光が屈折して第2レンズ体66AR1内部に入射する面で、第2光源14ADBに向かって凸の曲面形状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。具体的には、第1入射面66a1は、当該第1入射面66a1から第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fの交点Cp近傍に集光する(図121及び図122参照)ように、その面形状が構成されている。
なお、第1入射面66a1から第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光が集光するのは、交点Cp近傍に限らず、例えば、第1レンズ体12N(レンズ12A4)の焦点F12A4近傍等の他の位置であってもよい。また、第1入射面66a1から第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光が集光するのは、第2レンズ体66AR1内部であってもよいし、第2レンズ体66AR1外部であってもよい。
もちろん、これに限らず、第1入射面66a1は、当該第1入射面66a1から第1レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、コリメートされるように、その面形状が構成されていてもよい。
第2入射面66a2は、第2光源14ADBからの光のうち第1入射面66a1に入射しない光が屈折して第2レンズ体66R1内部に入射する面で、第1入射面66a1の外周縁から後方に向かって延びて、第2光源14ADBと第1入射面66a1との間の空間を取り囲む筒状の面(例えば、自由曲面)として構成されている。
反射面66a3は、第2入射面66a2の外側に配置され、第2入射面66a2から第2レンズ体66R1内部に入射した第2光源14ADBからの光を内面反射(全反射)する面で、金属蒸着は用いていない。具体的には、反射面66a3は、第2入射面66a2から第2レンズ体66AR1内部に入射して当該反射面66a3で内面反射(全反射)された第2光源14ADBからの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fの交点Cp近傍に集光する(図121及び図122参照)ように、その面形状が構成されている。
なお、反射面66a3で内面反射(全反射)された第2光源14ADBからの光が集光するのは、交点Cp近傍に限らず、例えば、第1レンズ体12N(レンズ12A4)の焦点F12A4近傍等の他の位置であってもよい。また、反射面66a3で内面反射(全反射)された第2光源14ADBからの光が集光するのは、第2レンズ体66AR1内部であってもよいし、第2レンズ体66AR1外部であってもよい。
もちろん、これに限らず、反射面66a3は、当該反射面66a3で内面反射された第2光源14ADBからの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、コリメートされるように、その面形状が構成されていてもよい。
上反射面66cは、当該上反射面66cで内面反射(全反射)される第2光源14ADBからの光を、上反射面66cのシェード66eによって規定される下カットオフラインCL66eを境に折り返してADB用配光パターンPR1に重畳させる反射面として構成されている。具体的には、上反射面66cは、当該上反射面66cからの反射光が下カットオフラインCL66eより上に制御されるように、当該上反射面66cのシェード66eから後方に向かうに従って基準軸AX66Aから離れる方向に傾斜した平面形状の反射面として構成されている(図121参照)。
上反射面66cは、第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光のうち当該上反射面66cに入射した光を全反射する反射面で、金属蒸着は用いていない。第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光のうち上反射面66cに入射した光は、当該上反射面66cで内面反射(全反射)されて出射面66Ab1に向かい、出射面66Ab1で屈折してADB用配光パターンPR1が形成されるべき領域(予め定められた領域)に向かう。すなわち、上反射面66cで内面反射(全反射)された反射光が下カットオフラインCL66eを境に折り返されてADB用配光パターンPR1に重畳される形となる。
上記構成の上反射面66cによれば、第1に、ADB用配光パターンPR1の下端縁に形成される下カットオフラインCL66eを明瞭なものとすることができる。第2に、ADB用配光パターンとして不要な範囲、すなわち、下カットオフラインCL66eより下に第2光源14ADBからの光が配光されるのを抑制することができる。第3に、ADB用配光パターンPR1の光度、特に、下カットオフラインCL66e近傍の光度をより高くすることができる。これは、第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fの交点Cp近傍に集光する(図121及び図122参照)こと、及び、上反射面66cで内面反射(全反射)された反射光が下カットオフラインCL66eを境に折り返されてADB用配光パターンPR1に重畳されることによるものである。
縦反射面66dは、当該縦反射面66dで内面反射(全反射)される第2光源14ADBからの光を、縦反射面66dのシェード66fによって規定される縦カットオフラインCL66fを境に折り返してADB用配光パターンPR1に重畳させる反射面として構成されている。具体的には、縦反射面66dは、当該縦反射面66dからの反射光が縦カットオフラインCL66fより右に制御されるように、当該縦反射面66dのシェード66fから後方に向かうに従って基準軸AX66Aから離れる方向に傾斜した平面形状の反射面として構成されている(図122参照)。
縦反射面66dは、第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光のうち当該縦反射面66dに入射した光を全反射する反射面で、金属蒸着は用いていない。第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光のうち縦反射面66dに入射した光は、当該縦反射面66dで内面反射(全反射)されて出射面66Ab1に向かい、出射面66Ab1で屈折してADB用配光パターンPR1が形成されるべき領域(予め定められた領域)に向かう。すなわち、縦反射面66dで内面反射(全反射)された反射光が縦カットオフラインCL66fを境に折り返されてADB用配光パターンPR1に重畳される形となる。
上記構成の縦反射面66dによれば、第1に、ADB用配光パターンPR1の一方の側縁(図120中鉛直線V側の側縁)に形成される縦カットオフラインCL66fを明瞭なものとすることができる。第2に、ADB用配光パターンとして不要な範囲、すなわち、縦カットオフラインCL66fより鉛直線V側に第2光源14ADBからの光が配光されるのを抑制することができる。その結果、自車両前方の照射禁止対象(例えば、先行車又は対向車)に対するグレアの発生を効果的に抑制することができる。第3に、ADB用配光パターンPR1の光度、特に、縦カットオフラインCL66f近傍の光度をより高くすることができる。これは、第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光が、鉛直方向及び水平方向に関し、上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fの交点Cp近傍に集光する(図121及び図122参照)こと、及び、縦反射面66dで内面反射(全反射)された反射光が縦カットオフラインCL66fを境に折り返されてADB用配光パターンPR1に重畳されることによるものである。
なお、出射面66Ab1の外形のうち円弧Cと反射面66a3の先端縁との間には、光学的機能が意図されていないつなぎの面66pが形成されている。
上記構成の第2レンズ体66AR1においては、第1入射面66a1から第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14ADBからの光、及び、第2入射面66a2から第2レンズ体66AR1内部に入射して反射面66a3で内面反射(全反射)された第2光源14ADBからの光のうち上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって一部遮光された光並びに上反射面66c及び縦反射面66dで内面反射(全反射)された光は、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1から出射する。その際、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1から出射する光により、当該第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1に光度分布(光源像)が形成される。
この第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1に形成される光度分布(光源像)は、焦点F12A4がシェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に設定された第1レンズ体12N(レンズ12A4)、すなわち、中間出射面(第1出射面12A1a)、中間入射面(第2入射面12A2a)及び最終出射面(第2出射面12A2b)の作用により、反転投影されて、仮想鉛直スクリーン上に、図120に示すADB用配光パターンPR1を形成する。図126は、仮想鉛直スクリーン上に形成されるADB用配光パターンPR1のシミュレーション結果を表している。
上記構成の車両用灯具74AR1により、仮想鉛直スクリーン上に、図120に示すロービーム用配光パターンPLo4及びADB用配光パターンPR1が形成される。
ADB用配光パターンPR1は、図120に示すように、その下端部がロービーム用配光パターンPLoの上端部に重なる形態で配置される。これは、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1から出射する第2光源14ADBからの光の一部が、第1下反射面12bのうち当該第1下反射面12bのシェード12c近傍の領域12b1から第1レンズ体12N内部に入射して、第1レンズ体12N(レンズ12A4)の焦点F12A4より上方を通ることによるものである。
以上、ロービーム用配光パターンPLo4及びADB用配光パターンPR1を形成するように構成された車両用灯具74AR1について説明したが、ロービーム用配光パターンPLo5及びADB用配光パターンPR2を形成するように構成された車両用灯具74AR2、並びに、ロービーム用配光パターンPLo6及びADB用配光パターンPR3を形成するように構成された車両用灯具74AR3についても、上記車両用灯具74AR1と同様にして構成することができる。
例えば、ADB用配光パターンPR2は、車両用灯具74AR2を構成する第1レンズ体12N(レンズ12A4)の焦点F12A4と第2レンズ体66AR2(出射面66Ab1)との相対的な位置関係を調整することで、図120に示すように、ADB用配光パターンPR1に対して右側にシフトした位置に形成することができる。ADB用配光パターンPR3についても同様である。
また、ロービーム用配光パターンPLo1及びADB用配光パターンPL1を形成するように構成された車両用灯具74AL1、ロービーム用配光パターンPLo2及びADB用配光パターンPL2を形成するように構成された車両用灯具74AL2、並びに、ロービーム用配光パターンPLo3及びADB用配光パターンPL3を形成するように構成された車両用灯具74AL3についても、図124に示す第2レンズ体66AR1の左右を反転させた形状の第2レンズ体66AL1等(図示せず)を用いることで、上記車両用灯具74AR1と同様にして構成することができる。
なお、各々の第2レンズ体66AL1〜66AL3、66AR1〜66AR3の出射面66Ab1は、同一のサイズであってもよいし、異なるサイズであってもよい。
次に、上記構成の車両用灯具74Aの動作例(配光可変型の車両用灯具としての動作例)について説明する。
以下の説明では、車両用灯具74AL1〜74AL3、74AR1〜74AR3が搭載された自車両前方の物体を検出する検出手段として機能する撮像装置(例えば、CCDカメラ)等の検出結果に基づいて、CPU等の制御装置が、自車両前方に照射禁止対象(例えば先行車又は対向車)が存在しているか否かを判定し、照射禁止対象が存在していると判定した場合、その照射禁止対象が存在する領域にADB用配光パターンが形成されないように、該当の第2光源14ADBを消灯又は減光する。図127(a)は、CPU等の制御装置が、自車両前方に照射禁止対象(例えば先行車又は対向車)が存在していないと判定し、車両用灯具74AL1〜74AL3、74AR1〜74AR3それぞれの第2光源14ADBを点灯した例である。図127(b)は、CPU等の制御装置が、自車両前方に照射禁止対象(先行車V1又は対向車V2)が存在していると判定し、当該照射禁止対象が存在する領域にADB用配光パターンPL1、PR1が形成されないように、該当の第2光源14ADBを消灯した例である。
本実施形態によれば、第12実施形態の効果に加えて、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、ロービーム用配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターンPLo4)及びその下端部がロービーム用配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターンPLo4)の上端部に重なる形態で配置されるADB用配光パターン(例えば、ADB用配光パターンPR4)を形成するように構成された車両用灯具(例えば、車両用灯具74AR1)の小型化が可能となる。
これは、ロービーム用配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターンPLo4)を形成する光(第1光源14Loからの光)及びADB用配光パターン(例えば、ADB用配光パターンPR1)を形成する光(第2光源14ADBからの光)が正面視で並列に配置された別々のレンズ体から出射するのではなく、同一のレンズ体である第1レンズ体10Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)から出射することによるものである。
また、第2レンズ体(例えば、第2レンズ体66AR1)の出射面66Ab1から出射する第2光源14ADBからの光が、延長入射面44f及び第1下反射面12bのうち当該第1下反射面12bのシェード12c近傍の領域12b1から第1レンズ体12N内部に入射するように、第2レンズ体(例えば、第2レンズ体66AR1)の出射面66Ab1を延長入射面44f近傍に配置することで、その下端部がロービーム用配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターンPLo4)の上端部に重なる形態で配置されるADB用配光パターン(例えば、ADB用配光パターンPR1)を形成することができる。
また、上反射面66c及び縦反射面66dの作用により、次の効果を奏することができる。
第1に、下端縁及び一方の側縁に上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって規定される下カットオフラインCL66e及び縦カットオフラインCL66fを含むADB用配光パターン(例えば、ADB用配光パターンPR1)を形成することができる。
第2に、ADB用配光パターン(例えば、ADB用配光パターンPR1)の下端縁に形成される下カットオフラインCL66e及び一方の側縁に形成される縦カットオフラインCL66fを明瞭なものとすることができる。
第3に、ADB用配光パターン(例えば、ADB用配光パターンPR1)として不要な範囲、すなわち、下カットオフラインCL66eより下に第2光源14ADBからの光が配光されるのを抑制することができる。同様に、縦カットオフラインCL66fより鉛直線V側に第2光源14ADBからの光が配光されるのを抑制することができる。その結果、自車両前方の照射禁止対象(例えば、先行車又は対向車)に対するグレアの発生を効果的に抑制することができる。
第4に、組み付け誤差等の影響により、第2光源14ADBに対する第2レンズ体(例えば、第2レンズ体66AR1)の相対的な位置関係が設計値からズレたとしても、ADB用配光パターン(例えば、ADB用配光パターンPR1)の下カットオフラインCL66e及び縦カットオフラインCL66fがズレるのを抑制することができる。
また、第2レンズ体(例えば、第2レンズ体66AR1)の出射面66Ab1のうち上反射面66cのシェード66e近傍の領域66Ab2の面形状を調整することで、ロービーム用配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターンPLo4)とADB用配光パターン(例えば、ADB用配光パターンPR1)とが違和感なく(自然に)連結されているように視認させることができる。
また、最終出射面(第2出射面12A2b)の鉛直方向寸法を、第17実施形態の最終出射面(第2出射面12A2b)の鉛直方向寸法と比べ、長くすることができる。また、第1レンズ体12N(つまり、レンズ12A4)の焦点距離を、第17実施形態の第2レンズ部66(つまり、出射面66b1)の焦点距離と比べ、長くすることができる。その結果、各々のADB用配光パターンのMAX光度を第17実施形態より高くすることができる。
次に、変形例について説明する。
上記第19実施形態の車両用灯具74Aにおいては、車両用灯具10N(レンズ体12N)に代えて、図1に示す第1実施形態の車両用灯具10(レンズ体12)、図16に示す第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)、図46に示す第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)、図56に示す第11実施形態の車両用灯具10K(レンズ体12K)、又は、図135(a)に示す従来の車両用灯具200(レンズ体220)を用いることができる。これらはいずれも、第1下反射面12b(及びシェード12c)、延長入射面44f及び焦点F12A4がシェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に設定された第1レンズ体12N(レンズ12A4)それぞれに相当する構成を備えている(又は備えることができる)からである。
本変形例によっても、上記第19実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、第20実施形態の車両用灯具74Bについて、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具74Bは、次のように構成されている。
図128は、本実施形態の車両用灯具74Bの概略構成図である。
図128に示すように、本実施形態の車両用灯具74Bは、車両前部左側に配置される車両用灯具74BL、車両前部右側に配置される車両用灯具74BRを備えた配光可変型の車両用灯具(ADB:Adaptive Driving Beam)で、各々の車両用灯具74BL、74BRから前方に照射される光により、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(車両前面から約25m前方に配置されている)上にロービーム用配光パターンPLo(PLo1、PLo2)及びADB用配光パターンPL1〜PL3、PR1〜PR3を形成する。ロービーム用配光パターンPLoは、各々の車両用灯具74BL、74BRが形成するロービーム用配光パターンPLo1、PLo2が重畳された合成配光パターンとして形成される。ADB用配光パターンPL1〜PL3、PR1〜PR3は、それぞれの下端部がロービーム用配光パターンPLo(PLo1、PLo2)の上端部に重なる形態で水平方向に配置される。これにより、両配光パターンが重なったときに違和感が生じるのを抑制することができる。
車両前部右側に配置される車両用灯具74BRと車両前部左側に配置される車両用灯具74BLとは左右対称で実質的に同一の構成である。
そこで、以下、ロービーム用配光パターンPLo2及びADB用配光パターンPR1〜PR3を形成するように構成された車両用灯具74BRを中心に説明する。
図129は、車両用灯具74BRの上面図(概略図)である。
図129に示すように、車両用灯具74BRは、図69に示す第12実施形態の車両用灯具10N(第1光源14Lo、第1レンズ体12N)に対して、第2光源14ADBと第2レンズ体66Aとの組み合わせ(3組)を追加したもの、具体的には、第2光源14ADBと第2レンズ体66AR1との組み合わせ、第2光源14ADBと第2レンズ体66AR2との組み合わせ、及び、第2光源14ADBと第2レンズ体66AR3との組み合わせを追加したものに相当する。なお、図128及び図129中、第2光源14ADBは省略されている。
そして、各々の第2レンズ体66AR1〜66AR3の出射面66Ab1R1〜66Ab1R3は、各々の第2レンズ体66AR1〜66AR3の出射面66Ab1R1〜66Ab1R3から出射する各々の第2光源14ADBからの光が、延長入射面44f及び第1下反射面12bのうち当該第1下反射面12bのシェード12c近傍の領域12b1から第1レンズ体12N内部に入射するように、延長入射面44f近傍に水平方向に並列配置されている(図129参照)。
上記構成の車両用灯具74BRにおいては、各々の第2レンズ体66AR1〜66AR3の出射面66Ab1R1〜66Ab1R3から出射する各々の第2光源14ADBからの光により、各々の第2レンズ体66AR1〜66AR3の出射面66Ab1R1〜66Ab1R3に光度分布(光源像)が形成される。
この各々の第2レンズ体66AR1〜66AR3の出射面66Ab1R1〜66Ab1R3に形成される光度分布(光源像)は、焦点F12A4がシェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に設定された第1レンズ体12N(レンズ12A4)、すなわち、中間出射面(第1出射面12A1a)、中間入射面(第2入射面12A2a)及び最終出射面(第2出射面12A2b)の作用により、反転投影されて、仮想鉛直スクリーン上に、図128に示すADB用配光パターンPR1〜PR3を形成する。
上記構成の車両用灯具74BRにより、仮想鉛直スクリーン上に、図128に示すロービーム用配光パターンPLo2及びADB用配光パターンPR1〜PR3が形成される。
ADB用配光パターンPR1〜PR3は、図128に示すように、その下端部がロービーム用配光パターンPLoの上端部に重なる形態で配置される。これは、各々の第2レンズ体66AR1〜66AR3の出射面66Ab1R1〜66Ab1R3から出射する各々の第2光源14ADBからの光の一部が、第1下反射面12bのうち当該第1下反射面12bのシェード12c近傍の領域12b1から第1レンズ体12N内部に入射して、第1レンズ体12N(レンズ12A4)の焦点F12A4より上方を通ることによるものである。
以上、ロービーム用配光パターンPLo2及びADB用配光パターンPR1〜PR3を形成するように構成された車両用灯具74BRについて説明したが、ロービーム用配光パターンPLo1及びADB用配光パターンPL1〜PL3を形成するように構成された車両用灯具74BLについても、上記車両用灯具74BR1と同様にして構成することができる。
本実施形態によれば、第19実施形態の効果に加えて、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、1つの第1レンズ体12Nに対して第2光源14ADBと第2レンズ体66Aとの組み合わせを複数(例えば、3組)用意することで、複数のADB用配光パターン(例えば、ADB用配光パターンPR1〜PR3)を形成することができる。
次に、変形例について説明する。
上記第20実施形態の車両用灯具74Bにおいては、車両用灯具10N(レンズ体12N)に代えて、図1に示す第1実施形態の車両用灯具10(レンズ体12)、図16に示す第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)、図46に示す第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)、図56に示す第11実施形態の車両用灯具10K(レンズ体12K)、又は、図135(a)に示す従来の車両用灯具200(レンズ体220)を用いることができる。これらはいずれも、第1下反射面12b(及びシェード12c)、延長入射面44f及び焦点F12A4がシェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に設定された第1レンズ体12N(レンズ12A4)それぞれに相当する構成を備えている(又は備えることができる)からである。
本変形例によっても、上記第20実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、第2レンズ体66Aの変形例である第2レンズ体66Bについて、図面を参照しながら説明する。
図130は、第2レンズ体66AR1の変形例である第2レンズ体66BR1を用いた車両用灯具74AR1の縦断面図である。
図130に示すように、本変形例の第2レンズ体66BR1は、第2レンズ体66AR1の後端部66aと前端部66bとの間に屈曲部66qを配置したものに相当する。屈曲部66qは、中間反射面66rを含んでいる。中間反射面66rは、第2レンズ体66BR1内部に入射した第2光源14ADBからの光を内面反射(全反射)する面で、金属蒸着は用いていない。中間反射面66rは、平面形状の面として構成されている。それ以外、第2レンズ体66AR1と同様の構成である。
上記構成の第2レンズ体66BR1においては、第1入射面66a1から第2レンズ体66BR1内部に入射して中間反射面66rで内面反射(全反射)された第2光源14ADBからの光、及び、第2入射面66a2から第2レンズ体66BR1内部に入射して反射面66a3及び中間反射面66rで順次で内面反射(全反射)された第2光源14ADBからの光のうち上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって一部遮光された光並びに上反射面66c及び縦反射面66dで内面反射(全反射)された光は、第2レンズ体66BR1の出射面66Ab1から出射する。その際、第2レンズ体66BR1の出射面66Ab1から出射する光により、当該第2レンズ体66BR1の出射面66Ab1に光度分布(光源像)が形成される。
この第2レンズ体66BR1の出射面66Ab1に形成される光度分布(光源像)は、焦点F12A4がシェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に設定された第1レンズ体12N(レンズ12A4)、すなわち、中間出射面(第1出射面12A1a)、中間入射面(第2入射面12A2a)及び最終出射面(第2出射面12A2b)の作用により、反転投影されて、仮想鉛直スクリーン上に、図120に示すADB用配光パターンPR1を形成する。
以上、第2レンズ体66AR1の変形例である第2レンズ体66BR1について説明したが、第2レンズ体66AR2、66AR3、66AL1〜66AL3についても、上記第2レンズ体66BR1と同様にして、各々の後端部66aと前端部66bとの間に屈曲部66q(中間反射面66r)を含む第2レンズ体66BR2、66BR3、66BL1〜66BL3として構成することができる。
なお、本変形例のように「後端部66aと前端部66bとの間に屈曲部66q(中間反射面66r)を配置する」という考え方は、第19実施形態の車両用灯具74Aに限らず、第20〜22実施形態の車両用灯具74B〜74Dやそれ以外の車両用灯具に適用することができるのは無論である。
本変形例の第2レンズ体66Bによれば、第2光源14ADB(又は14Hi)を所望の箇所に配置することができる。特に、第20実施形態の車両用灯具74Bに適用した場合、複数の第2光源14ADBを異なる場所に分散配置することが可能となる(すなわち、レイアウト性が向上する)。
次に、第21実施形態の車両用灯具74Cについて、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具74Cは、次のように構成されている。
図131は、本実施形態の車両用灯具74Cの概略構成図である。
図131に示すように、本実施形態の車両用灯具74Cは、車両前部左側に並列配置される4つの車両用灯具74AL1〜74AL4、車両前部右側に並列配置される4つの車両用灯具74AR1〜74AR4(図示せず)を備えた配光可変型の車両用灯具(ADB:Adaptive Driving Beam)で、各々の車両用灯具74AL1〜74AL4、74AR1〜74AR4から前方に照射される光により、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(車両前面から約25m前方に配置されている)上にロービーム用配光パターンPLo(PLo1〜PLo8)及びADB用配光パターンPL1〜PL4、PR1〜PR4を形成する。ロービーム用配光パターンPLoは、各々の車両用灯具74AL1〜74AL4、74AR1〜74AR4が形成するロービーム用配光パターンPLo1〜PLo8が重畳された合成配光パターンとして形成される。ADB用配光パターンPL1〜PL4、PR1〜PR4は、それぞれの下端部がロービーム用配光パターンPLo(PLo1〜PLo8)の上端部に重なる形態で水平方向に配置される。これにより、両配光パターンが重なったときに違和感が生じるのを抑制することができる。
本実施形態の車両用灯具74Cは、上記第19実施形態の車両用灯具74Aに対して、車両用灯具74AL4及び車両用灯具74AR4を追加したものに相当する。
車両用灯具74AL4は、車両用灯具74AL1〜74AL3と実質的に同様の構成で、ロービーム用配光パターンPLo7及びADB用配光パターンPL4を形成する。
車両用灯具74AR4は、車両用灯具74AR1〜74AR3と実質的に同様の構成で、ロービーム用配光パターンPLo8及びADB用配光パターンPR4を形成する。
ADB用配光パターンPL4及びADB用配光パターンPR4は、ADB用配光パターンPL1とADB用配光パターンPR1との間に、互いに重畳された形態で形成される。
上記構成の車両用灯具74Cは、第19実施形態の車両用灯具74Aと同様、配光可変型の車両用灯具として動作する。
また、本実施形態の車両用灯具74Cによれば、各々の車両用灯具74AL1〜74AL4、74AR1〜74AR4の第1光源14Lo及び第2光源14ADBを全点灯することで、図132に示すように、各々の車両用灯具74AL1〜74AL4、74AR1〜74AR4により形成されるロービーム用配光パターンPLo(PLo1〜PLo8)及びそれぞれの下端部がロービーム用配光パターンPLo(PLo1〜PLo8)の上端部に重なる形態で水平方向に配置される複数のADB用配光パターンPL1〜PL4、PR1〜PR4が重畳されたハイビーム用配光パターン(合成配光パターン)を形成することができる。
その際、ADB用配光パターンPL1〜PL4、PR1〜PR4は、鉛直線Vに近いものほど、鉛直方向寸法が長く、かつ、明るいのが望ましい。このようにすれば、図132に示すハイビーム用配光パターン(合成配光パターン)を、中心光度が相対的に高く、遠方視認性に優れたものとすることができる。なお、ADB用配光パターンPL1〜PL4、PR1〜PR4の鉛直方向寸法は、各々の車両用灯具74AL1〜74AL4、74AR1〜74AR4を構成する第2レンズ体66AL1〜66AL4、66AR1〜66AR4の出射面66Ab1のサイズ(特に、鉛直方向寸法)を調整することで個別に調整することができる。また、ADB用配光パターンPL1〜PL4、PR1〜PR4の明るさは、各々の第2光源14ADBに印加する電流を調整することで個別に調整することができる。
本実施形態によれば、第19実施形態の効果に加えて、さらに、ハイビーム用配光パターン(図132参照)を形成することが可能となる。
次に、変形例について説明する。
上記第21実施形態の車両用灯具74Cにおいては、車両用灯具10N(レンズ体12N)に代えて、図1に示す第1実施形態の車両用灯具10(レンズ体12)、図16に示す第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)、図46に示す第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)、図56に示す第11実施形態の車両用灯具10K(レンズ体12K)、又は、図135(a)に示す従来の車両用灯具200(レンズ体220)を用いることができる。これらはいずれも、第1下反射面12b(及びシェード12c)、延長入射面44f及び焦点F12A4がシェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に設定された第1レンズ体12N(レンズ12A4)それぞれに相当する構成を備えている(又は備えることができる)からである。
本変形例によっても、上記第21実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、第22実施形態の車両用灯具74Dについて説明する。
本実施形態の車両用灯具74Dは、次のように構成されている。
図133は、本実施形態の車両用灯具74Dの概略構成図である。
図133に示すように、本実施形態の車両用灯具74Dは、車両前部左側に並列配置される3つの車両用灯具74DL1〜74DL3、車両前部右側に並列配置される3つの車両用灯具74DR1〜74DR3を備えた車両用灯具で、各々の車両用灯具74DL1〜74DL3、74DR1〜74DR3から前方に照射される光により、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(車両前面から約25m前方に配置されている)上にロービーム用配光パターンPLo(PLo1〜PLo6)及びハイビーム用配光パターンPHi(PHi1〜PHi6)を形成する。ロービーム用配光パターンPLoは、各々の車両用灯具74DL1〜74DL3、74DR1〜74DR3が形成するロービーム用配光パターンPLo1〜PLo6が重畳された合成配光パターンとして形成される。同様に、ハイビーム用配光パターンPHiは、各々の車両用灯具74DL1〜74DL3、74DR1〜74DR3が形成するハイビーム用配光パターンPHi1〜PHi6が重畳された合成配光パターンとして形成される。ハイビーム用配光パターンPHi1〜PHi6は、それぞれの下端部がロービーム用配光パターンPLo(PLo1〜PLo6)の上端部に重なる形態で配置される。これにより、両配光パターンが重なったときに違和感が生じるのを抑制することができる。
車両前部右側に並列配置される3つの車両用灯具74DR1〜74DR3は、実質的に同一の構成である。また、車両前部右側に並列配置される3つの車両用灯具74DR1〜74DR3と車両前部左側に並列配置される3つの車両用灯具74DL1〜74DL3とは左右対称で実質的に同一の構成である。
そこで、以下、ロービーム用配光パターンPLo4及びハイビーム用配光パターンPHi4を形成するように構成された車両用灯具74DR1を中心に説明する。
本実施形態の車両用灯具74DR1は、上記第19実施形態の車両用灯具74AR1を構成する第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1(及び/又は延長入射面44f)のサイズ(特に、水平方向寸法)を、ハイビーム用配光パターンに適したサイズとしたものに相当する。
本実施形態の車両用灯具74DR1と上記第19実施形態の車両用灯具74AR1とを対比すると、両者は主に次の点で相違する。以下、上記第19実施形態の車両用灯具74AR1との相違点を中心に説明し、上記第19実施形態の車両用灯具74AR1と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
第1に、上記第19実施形態の車両用灯具74AR1は、ロービーム用配光パターンPLo4及びADB用配光パターンPR1を形成する(図120参照)のに対して、本実施形態の車両用灯具74DR1は、ロービーム用配光パターンPLo4及びハイビーム用配光パターンPHi4を形成する(図133参照)点。
第2に、上記第19実施形態の車両用灯具74AR1においては、当該車両用灯具74AR1を構成する第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1(及び/又は延長入射面44f)のサイズ(特に、水平方向寸法L1。図124参照)が、ADB用配光パターンに適したサイズとされていたのに対して、本実施形態の車両用灯具74DR1においては、当該車両用灯具74DR1を構成する第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1(及び/又は延長入射面44f)のサイズ(特に、水平方向寸法L2。図134(a)参照)が、ハイビーム用配光パターンに適したサイズとされている(L2>L1)点。
第3に、上記第19実施形態の車両用灯具74AR1においては、当該車両用灯具74AR1を構成する第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1の外形が上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fを含んでいる(図124参照)結果、ADB用配光パターンPR1が当該上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fによって規定されるカットオフラインCL66e、CL66fを含む(図120参照)ものとなるのに対して、本実施形態の車両用灯具74DR1においては、当該車両用灯具74DR1を構成する第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1の外形が上反射面66cのシェード66eを含むが、縦反射面66dのシェード66fを含まない(図134(a)参照)結果、ハイビーム用配光パターンPHi4が当該上反射面66cのシェード66eによって規定されるカットオフラインCL66eを含むが、縦反射面66dのシェード66fによって規定されるカットオフラインCL66fを含まない(図133参照)ものとなる点。
本実施形態の第2レンズ体66AR1においては、第1入射面66a1から第2レンズ体66AR1内部に入射した第2光源14Hiからの光、及び、第2入射面66a2から第2レンズ体66AR1内部に入射して反射面66a3で内面反射(全反射)された第2光源14Hiからの光のうち上反射面66cのシェード66eによって一部遮光された光並びに上反射面66cで内面反射(全反射)された光は、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1から出射する。その際、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1から出射する光により、当該第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1に光度分布(光源像)が形成される。
この第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1に形成される光度分布(光源像)は、焦点F12A4がシェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に設定された第1レンズ体12N(レンズ12A4)、すなわち、中間出射面(第1出射面12A1a)、中間入射面(第2入射面12A2a)及び最終出射面(第2出射面12A2b)の作用により、反転投影されて、仮想鉛直スクリーン上に、図133に示すハイビーム用配光パターンPHi4を形成する。
上記構成の車両用灯具74DR1により、仮想鉛直スクリーン上に、図133に示すロービーム用配光パターンPLo4及びハイビーム用配光パターンPHi4が形成される。
ハイビーム用配光パターンPHi4は、図133に示すように、その下端部がロービーム用配光パターンPLoの上端部に重なる形態で配置される。これは、第2レンズ体66AR1の出射面66Ab1から出射する第2光源14Hiからの光の一部が、第1下反射面12bのうち当該第1下反射面12bのシェード12c近傍の領域12b1から第1レンズ体12N内部に入射して、第1レンズ体12N(レンズ12A4)の焦点F12A4より上方を通ることによるものである。
以上、ロービーム用配光パターンPLo4及びハイビーム用配光パターンPHi4を形成するように構成された車両用灯具74DR1について説明したが、ロービーム用配光パターンPLo5及びハイビーム用配光パターンPHi5を形成するように構成された車両用灯具74DR2、並びに、ロービーム用配光パターンPLo6及びハイビーム用配光パターンPHi6を形成するように構成された車両用灯具74DR3についても、上記車両用灯具74DR1と同様にして構成することができる。
また、ロービーム用配光パターンPLo1及びハイビーム用配光パターンPHi1を形成するように構成された車両用灯具74DL1、ロービーム用配光パターンPLo2及びハイビーム用配光パターンPHi2を形成するように構成された車両用灯具74DL2、並びに、ロービーム用配光パターンPLo3及びハイビーム用配光パターンPHi3を形成するように構成された車両用灯具74DL3についても、上記車両用灯具74DR1と同様にして構成することができる。
本実施形態によれば、第12実施形態の効果に加えて、さらに、次の効果を奏することができる。
すなわち、ロービーム用配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターンPLo4)及びその下端部がロービーム用配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターンPLo4)の上端部に重なる形態で配置されるハイビーム用配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターンPHi4)を形成するように構成された車両用灯具(例えば、車両用灯具74DR1)の小型化が可能となる。
これは、ロービーム用配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターンPLo4)を形成する光(第1光源14Loからの光)及びハイビーム用配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターンPHi4)を形成する光(第2光源14Hiからの光)が正面視で並列に配置された別々のレンズ体から出射するのではなく、同一のレンズ体である第1レンズ体10Nの前端部12A2bb(第2出射面12A2b)から出射することによるものである。
また、第2レンズ体(例えば、第2レンズ体66AR1)の出射面66Ab1から出射する第2光源14Hiからの光が、延長入射面44f及び第1下反射面12bのうち当該第1下反射面12bのシェード12c近傍の領域12b1から第1レンズ体12N内部に入射するように、第2レンズ体(例えば、第2レンズ体66AR1)の出射面66Ab1を延長入射面44f近傍に配置することで、その下端部がロービーム用配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターンPLo4)の上端部に重なる形態で配置されるハイビーム用配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターンPHi4)を形成することができる。
また、上反射面66cの作用により、次の効果を奏することができる。
第1に、下端縁に上反射面66cのシェード66eによって規定される下カットオフラインCL66eを含むハイビーム用配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターンPHi4)を形成することができる。
第2に、ハイビーム用配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターンPHi4)の下端縁に形成される下カットオフラインCL66eを明瞭なものとすることができる。
第3に、ハイビーム用配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターンPHi4)として不要な範囲、すなわち、下カットオフラインCL66eより下に第2光源14Hiからの光が配光されるのを抑制することができる。
第4に、組み付け誤差等の影響により、第2光源14Hiに対する第2レンズ体(例えば、第2レンズ体66AR1)の相対的な位置関係が設計値からズレたとしても、ハイビーム用配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターンPHi4)の下カットオフラインCL66eがズレるのを抑制することができる。
また、第2レンズ体(例えば、第2レンズ体66AR1)の出射面66Ab1のうち上反射面66cのシェード66e近傍の領域66Ab2の面形状を調整することで、ロービーム用配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターンPLo4)とハイビーム用配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターンPHi4)とが違和感なく(自然に)連結されているように視認させることができる。
なお、車両用灯具74Dを構成する第2レンズ体66A(例えば、車両用灯具74DR1を構成する第2レンズ体66AR1)の出射面66Ab1の外形は、図134(b)に示すように、上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fを含まない円形状又は楕円形状であってもよいし、図134(c)に示すように、上反射面66cのシェード66e及び縦反射面66dのシェード66fを含む矩形形状であってもよいし、それ以外の形状であってもよい。
次に、変形例について説明する。
上記第22実施形態の車両用灯具74Dにおいては、車両用灯具10N(レンズ体12N)に代えて、図1に示す第1実施形態の車両用灯具10(レンズ体12)、図16に示す第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)、図46に示す第10実施形態の車両用灯具10J(レンズ体12J)、図56に示す第11実施形態の車両用灯具10K(レンズ体12K)、又は、図135(a)に示す従来の車両用灯具200(レンズ体220)を用いることができる。これらはいずれも、第1下反射面12b(及びシェード12c)、延長入射面44f及び焦点F12A4がシェード12c近傍(例えば、シェード12cの左右方向の中心近傍)に設定された第1レンズ体12N(レンズ12A4)それぞれに相当する構成を備えている(又は備えることができる)からである。
本変形例によっても、上記第22実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、第23実施形態として、キャンバー角が付与された車両用灯具10Rについて、図面を参照しながら説明する。
図135はキャンバー角が付与された車両用灯具10Rの上面図(主要光学面のみ)、図136(a)は側面図(主要光学面のみ)である。
本実施形態の車両用灯具10Rは、図135、図136(a)に示すように、上記第2実施形態の車両用灯具10Aの第2レンズ部12A2を、上面視で、第1基準軸AX1に対して傾けたもの、すなわち、キャンバー角θ1(例えば、θ1=30°)が付与されたものに相当する。
本実施形態の車両用灯具10R(レンズ体12R)は、最終出射面12A2bの面形状が異なる点以外、上記第2実施形態の車両用灯具10Aの第2レンズ部12A2を、上面視で、第1基準軸AX1に対して傾けたものと同様の構成である。
すなわち、本実施形態のレンズ体12Rは、光源14の前方に配置される第1レンズ部12A1と、第1レンズ部12A1の前方に配置された第2レンズ部12A2と、を備え、光源14からの光が、第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2をこの順に透過して前方に照射されることにより、上端縁にカットオフラインを含む所定配光パターン(例えばロービーム用配光パターン)を形成するように構成されたレンズ体である。
第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とは、図16に示すように、連結部12A3によって連結されていてもよいし、図25に示すように、物理的に分離した状態で成形し、レンズホルダ等の保持部材18によって両者を連結(保持)することで構成されていてもよい。
第1レンズ部12A1は、その後端部と前端部との間に配置された第1下反射面12bを備えている。
第1下反射面12bの先端部は、シェード12cを含んでいる。
第1レンズ部12A1の後端部は、第1入射面12aを含んでいる。
第1レンズ部12A1の前端部は、円柱軸が鉛直方向又は略鉛直方向に延びた第1の半円柱状の中間出射面12A1a(第1出射面)を含んでいる。
第2レンズ部12A2の後端部は、中間入射面12A2a(第2入射面)を含んでいる。
第2レンズ部12A2の前端部は、円柱軸が水平方向に延びた半円柱状の面(基準面又は基準シリンドリカル面といえる)に対して、キャンバー角θ1(又は、キャンバー角及びスラント角)が付与された第2の半円柱状の最終出射面12A2b(第2出射面)を含んでいる。
そして、第1入射面12a、第1下反射面12b、中間出射面12A1a、中間入射面12A2a及び最終出射面12A2bは、第1入射面12aから第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光のうち第1下反射面12bのシェード12cによって一部遮光された光及び第1下反射面12bで内面反射された光が、中間出射面12A1aから第1レンズ部12A1外部に出射し、さらに、中間入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して最終出射面12A2bから出射し、前方に照射されることにより、上端縁に第1下反射面12bのシェード12cによって規定されるカットオフラインを含む所定配光パターンを形成する第1光学系を構成している。
本発明者がシミュレーションで確認したところ、キャンバー角θ1を付与しただけでは、図138(b)に示すように、仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンの少なくとも一部(例えば、図138(b)中のH線とV線との交点近傍)が集光せずにボケることが判明した。
このボケを改善するため、中間出射面12A1a、中間入射面12A2a及び最終出射面12A2bは、焦点F12A4がシェード12c近傍に設定されたレンズ12A4を構成している。
この焦点F12A4がシェード12c近傍に設定されたレンズ12A4を実現するため、第2レンズ部12A2は、次のように構成されている。
第2レンズ部12A2は、焦点F12A4から放射状に延びる複数の光線群のうち、複数の鉛直面それぞれに含まれる光線群が透過する複数のレンズ断面を含んでいる。
例えば、第2レンズ部12A2は、光線Ray1を含む鉛直面に含まれる光線群Ray1Ls1が透過するレンズ断面Ls1(図135及び図137(a)参照)、光線Ray2を含む鉛直面に含まれる光線群Ray2Ls2が透過するレンズ断面Ls2(図135及び図137(b)参照)、光線Ray3を含む鉛直面に含まれる光線群が透過するレンズ断面Ls3(図135参照)を含んでいる。もちろん、光線Ray1と光線Ray2との間、及び、光線Ray2と光線Ray3との間には無数の光線(図示せず)が存在するため、第2レンズ部12A2は、レンズ断面Ls1〜Ls3以外の複数の(無数の)レンズ断面を含んでいる。図137(a)はレンズ断面Ls1を、光線Ray1を含む鉛直面に含まれる光線群Ray1Ls1が透過する様子を表す縦断面図、図137(b)はレンズ断面Ls2を、光線Ray2を含む鉛直面に含まれる光線群Ray2Ls2が透過する様子を表す縦断面図である。
そして、これら複数のレンズ断面は、それぞれ、当該レンズ断面を透過する光線群が、鉛直方向に関し、コリメートされた光線群(すなわち、第1基準軸AX1に対して平行な光線群)となるように、当該レンズ断面の最終出射面12A2bの形状が調整されている。
例えば、レンズ断面Ls1は、図137(a)に示すように、当該レンズ断面Ls1を透過する光線群Ray1Ls1が、鉛直方向に関し、コリメートされた光線群となるように、当該レンズ断面Ls1の最終出射面12A2bLs1の形状が調整されている。同様に、レンズ断面Ls2は、図137(b)に示すように、当該レンズ断面Ls2を透過する光線群Ray2Ls2が、鉛直方向に関し、コリメートされた光線群となるように、当該レンズ断面Ls2の最終出射面12A2bLs2の形状が調整されている。レンズ断面Ls3、レンズ断面Ls1〜Ls3以外の複数の(無数の)レンズ断面についても同様である。
上記構成のレンズ12A4(最終出射面12A2b)は、所定のシミュレーションソフトウエアを用いることで設計することができる。
最終出射面12A2bは、以上のように調整されている結果、その断面形状が一様の半円柱状の面(完全なシリンドリカル面)ではなく、その断面形状が変動する半円柱状の面、具体的には、中間出射面12A1aと中間入射面12A2aとの間の距離(又は光路長)に応じてその断面形状が変動する半円柱状の面(シリンドリカル状の面といえる)となる。
以上のように、最終出射面12A2bは、その断面形状が一様の半円柱状の面ではなく、その断面形状が変動する半円柱状の面であるが、図136(b)に示すように、その断面形状の変動幅がごく僅かであるため、その断面形状が一様の半円柱状の面として視認される。図136(b)は、車両用灯具10R(レンズ体12R)を図135中の矢印A方向から見た矢視図で、レンズ体12R(上下方向寸法が20mm程度)の断面形状の変動幅がごく僅かであることを表している。
次に、本実施形態の車両用灯具10R(レンズ体12R)により上記ボケが改善される点について説明する。
図138(a)は本実施形態の車両用灯具10R(最終出射面12A2bは、断面形状が変動する半円柱状の面)により仮想鉛直スクリーン上に形成される所定配光パターン(ロービーム用配光パターン)の例、図138(b)は、比較例で、第2実施形態の車両用灯具10Aの第2レンズ部12A2を、上面視で、第1基準軸AX1に対して傾けたもの(最終出射面12A2bは、断面形状が一様の半円柱状の面)により仮想鉛直スクリーン上に形成される所定配光パターン(ロービーム用配光パターン)の例である。なお、両者は最終出射面12A2bの面形状が異なる点以外同一である。
図138(a)と図138(b)とを対比すると、最終出射面12A2bの断面形状が変動する半円柱状の面である本実施形態の車両用灯具10Rにより形成される所定配光パターン(図138(a)参照)の方が、最終出射面12A2bの断面形状が一様の半円柱状の面(すなわち、完全なシリンドリカル面))である比較例により形成される所定配光パターン(図138(b)参照)より鮮明なカットオフライン(すなわち、中央の段差部が明瞭に現れるカットオフライン)となること、すなわち、上記ボケが改善されることが分かる。
なお、中間出射面12A1a等は、最終出射面12A2bから出射する光線群が、水平方向に関しコリメートされるように(図135参照)、その面形状が調整されていてもよいし、水平方向に関し拡散するように(図139参照)、その面形状が調整されていてもよい。前者の場合、集光した所定配光パターン(例えば、図138(a)参照)を形成することができ、後者の場合、拡散した所定配光パターン(例えば、図11(b)、図11(c)参照)を形成することができる。もちろん、これに限らず、第1入射面12aの面形状を調整することでも、集光した所定配光パターン又は拡散した所定配光パターンを形成することができる。
本実施形態の考え方、すなわち、キャンバー角θ1の付与に伴って発生する上記ボケを、「複数のレンズ断面は、それぞれ、当該レンズ断面を透過する光線群が、鉛直方向に関し、コリメートされた光線群(すなわち、第1基準軸AX1に対して平行な光線群)となるように、当該レンズ断面の最終出射面12A2bの形状が調整されている。」を適用することで改善するという考え方は、第2実施形態の車両用灯具10A(レンズ体12A)に限らず、半円柱状の最終出射面12A2bを含むレンズ体を備えたあらゆる車両用灯具に適用することができる。例えば、図28に示す車両用灯具20、図30に示す車両用灯具30、図36に示す車両用灯具10E、図46に示す車両用灯具10J、図69に示す車両用灯具10N、図88に示す車両用灯具70等に適用することができる。
本実施形態によれば、中間出射面12A1a(円柱軸が鉛直方向又は略鉛直方向に延びた半円柱状の面)、及び、キャンバー角が付与された最終出射面12A2b(円柱軸が水平方向に延びた半円柱状の面)を含むレンズ体12Rにおいて、仮想鉛直スクリーン上に形成される所定配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターン)が集光せずにボケるのを抑制することができる。
これは、中間出射面12A1a、中間入射面12A2a及び最終出射面12A2bが、焦点F12A4がシェード12c近傍に設定されたレンズ12A4を構成しており、第2レンズ部12A2が、焦点F12A4から放射状に延びる複数の光線群のうち、複数の鉛直面それぞれに含まれる光線群が透過する複数のレンズ断面(Ls1〜Ls3等)を含み、複数のレンズ断面は、それぞれ、当該レンズ断面を透過する光線群が、鉛直方向に関し、コリメートされた光線群となるように、当該レンズ断面の最終出射面12A2bの形状が調整されていることによるものである。
なお、最終出射面12A2bは、以上のように調整されている結果、その断面形状が一様の半円柱状の面(完全なシリンドリカル面)ではなく、その断面形状が変動する半円柱状の面、具体的には、中間出射面12A1aと中間入射面12A2aとの間の距離(又は光路長)に応じてその断面形状が変動する半円柱状の面(シリンドリカル状の面といえる)となるが、その断面形状の変動幅がごく僅かであるため、その断面形状が一様の半円柱状の面として視認される。
次に、第24実施形態として、キャンバー角が付与された車両用灯具10Sについて、図面を参照しながら説明する。
図140はキャンバー角が付与された車両用灯具10Sの上面図(主要光学面のみ)、図141(a)は側面図(主要光学面のみ)である。
本実施形態の車両用灯具10S(レンズ体12S)は、図140、図141(a)に示すように、上記第23実施形態の車両用灯具10R(レンズ体12R)と同様の構成であるが、中間入射面12A2aの面形状及び最終出射面12A2bの面形状が異なっている。
すなわち、本実施形態のレンズ体12Sは、光源14の前方に配置される第1レンズ部12A1と、第1レンズ部12A1の前方に配置された第2レンズ部12A2と、を備え、光源14からの光が、第1レンズ部12A1及び第2レンズ部12A2をこの順に透過して前方に照射されることにより、上端縁にカットオフラインを含む所定配光パターン(例えばロービーム用配光パターン)を形成するように構成されたレンズ体である。
第1レンズ部12A1と第2レンズ部12A2とは、図16に示すように、連結部12A3によって連結されていてもよいし、図25に示すように、物理的に分離した状態で成形し、レンズホルダ等の保持部材18によって両者を連結(保持)することで構成されていてもよい。
第1レンズ部12A1は、その後端部と前端部との間に配置された第1下反射面12bを備えている。
第1下反射面12bの先端部は、シェード12cを含んでいる。
第1レンズ部12A1の後端部は、第1入射面12aを含んでいる。
第1レンズ部12A1の前端部は、円柱軸が鉛直方向又は略鉛直方向に延びた第1の半円柱状の中間出射面12A1a(第1出射面)を含んでいる。
第2レンズ部12A2の後端部は、上記第23実施形態と異なり、円柱軸が水平方向に延びた半円柱状の面(基準面又は基準シリンドリカル面といえる)に対して、キャンバー角θ1(又は、キャンバー角及びスラント角)が付与された第2の半円柱状の中間入射面12A2a(第2入射面)を含んでいる。
第2レンズ部12A2の前端部は、上記第23実施形態と異なり、キャンバー角θ1(又は、キャンバー角及びスラント角)が付与された平面形状の最終出射面12A2b(第2出射面)を含んでいる。
そして、第1入射面12a、第1下反射面12b、中間出射面12A1a、中間入射面12A2a及び最終出射面12A2bは、上記第23実施形態と同様、第1入射面12aから第1レンズ部12A1内部に入射した光源14からの光のうち第1下反射面12bのシェード12cによって一部遮光された光及び第1下反射面12bで内面反射された光が、中間出射面12A1aから第1レンズ部12A1外部に出射し、さらに、中間入射面12A2aから第2レンズ部12A2内部に入射して最終出射面12A2bから出射し、前方に照射されることにより、上端縁に第1下反射面12bのシェード12cによって規定されるカットオフラインを含む所定配光パターンを形成する第1光学系を構成している。
本発明者がシミュレーションで確認したところ、キャンバー角θ1を付与しただけでは、上記第23実施形態と同様に、仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンの少なくとも一部(例えば、図138(b)と同様、H線とV線との交点近傍)が集光せずにボケることが判明した。
このボケを改善するため、中間出射面12A1a、中間入射面12A2a及び最終出射面12A2bは、上記第23実施形態と同様、焦点F12A4がシェード12c近傍に設定されたレンズ12A4を構成している。
この焦点F12A4がシェード12c近傍に設定されたレンズ12A4を実現するため、第2レンズ部12A2は、次のように構成されている。
第2レンズ部12A2は、焦点F12A4から放射状に延びる複数の光線群のうち、複数の鉛直面それぞれに含まれる光線群が透過する複数のレンズ断面を含んでいる。
例えば、第2レンズ部12A2は、光線Ray1を含む鉛直面に含まれる光線群Ray1Ls1が透過するレンズ断面Ls1(図140及び図142(a)参照)、光線Ray2を含む鉛直面に含まれる光線群Ray2Ls2が透過するレンズ断面Ls2(図140及び図142(b)参照)、光線Ray3を含む鉛直面に含まれる光線群が透過するレンズ断面Ls3(図140参照)を含んでいる。もちろん、光線Ray1と光線Ray2との間、及び、光線Ray2と光線Ray3との間には無数の光線(図示せず)が存在するため、第2レンズ部12A2は、レンズ断面Ls1〜Ls3以外の複数の(無数の)レンズ断面を含んでいる。図142(a)はレンズ断面Ls1を、光線Ray1を含む鉛直面に含まれる光線群Ray1Ls1が透過する様子を表す縦断面図、図142(b)はレンズ断面Ls2を、光線Ray2を含む鉛直面に含まれる光線群Ray2Ls2が透過する様子を表す縦断面図である。
そして、これら複数のレンズ断面は、それぞれ、当該レンズ断面を透過する光線群が、鉛直方向に関し、コリメートされた光線群(すなわち、第1基準軸AX1に対して平行な光線群)となるように、当該レンズ断面の中間入射面12A2aの形状が調整されている。
例えば、レンズ断面Ls1は、図142(a)に示すように、当該レンズ断面Ls1を透過する光線群Ray1Ls1が、鉛直方向に関し、コリメートされた光線群となるように、当該レンズ断面Ls1の中間入射面12A2aLs1の形状が調整されている。同様に、レンズ断面Ls2は、図142(b)に示すように、当該レンズ断面Ls2を透過する光線群Ray2Ls2が、鉛直方向に関し、コリメートされた光線群となるように、当該レンズ断面Ls2の中間入射面12A2aLs2の形状が調整されている。レンズ断面Ls3、レンズ断面Ls1〜Ls3以外の複数の(無数の)レンズ断面についても同様である。
上記構成のレンズ12A4(中間入射面12A2a)は、所定のシミュレーションソフトウエアを用いることで設計することができる。
中間入射面12A2aは、以上のように調整されている結果、その断面形状が一様の半円柱状の面(完全なシリンドリカル面)ではなく、その断面形状が変動する半円柱状の面、具体的には、中間出射面12A1aと中間入射面12A2aとの間の距離(又は光路長)に応じてその断面形状が変動する半円柱状の面(シリンドリカル状の面といえる)となる。
以上のように、中間入射面12A2aは、その断面形状が一様の半円柱状の面ではなく、その断面形状が変動する半円柱状の面であるが、図141(b)に示すように、その断面形状の変動幅がごく僅かであるため、その断面形状が一様の半円柱状の面として視認される。図141(b)は、車両用灯具10S(レンズ体12S)を図140中の矢印B方向から見た矢視図で、レンズ体12S(上下方向寸法が20mm程度)の断面形状の変動幅がごく僅かであることを表している。
本実施形態の車両用灯具10S(レンズ体12S)によっても、上記第23実施形態と同様、上記ボケが改善される。
なお、中間出射面12A1a等は、最終出射面12A2bから出射する光線群が、水平方向に関しコリメートされるように(図140参照)、その面形状が調整されていてもよいし、図139と同様に水平方向に関し拡散するように、その面形状が調整されていてもよい。前者の場合、集光した所定配光パターン(例えば、図138(a)参照)を形成することができ、後者の場合、拡散した所定配光パターン(例えば、図11(b)、図11(c)参照)を形成することができる。もちろん、これに限らず、第1入射面12aの面形状を調整することでも、集光した所定配光パターン又は拡散した所定配光パターンを形成することができる。
本実施形態の考え方、すなわち、キャンバー角θ1の付与に伴って発生する上記ボケを、「複数のレンズ断面は、それぞれ、当該レンズ断面を透過する光線群が、鉛直方向に関し、コリメートされた光線群(すなわち、第1基準軸AX1に対して平行な光線群)となるように、当該レンズ断面の中間入射面12A2aの形状が調整されている。」を適用することで改善するという考え方は、平面形状の最終出射面12A2bを含むレンズ体を備えたあらゆる車両用灯具に適用することができる。例えば、図112に示す車両用灯具10Q等に適用することができる。
本実施形態によれば、中間出射面12A1a(円柱軸が鉛直方向又は略鉛直方向に延びた半円柱状の面)、及び、キャンバー角が付与された最終出射面12A2b(平面形状の面)を含むレンズ体12Sにおいて、仮想鉛直スクリーン上に形成される所定配光パターン(例えば、ロービーム用配光パターン)が集光せずにボケるのを抑制することができる。
これは、中間出射面12A1a、中間入射面12A2a及び最終出射面12A2bが、焦点F12A4がシェード12c近傍に設定されたレンズ12A4を構成しており、第2レンズ部12A2が、焦点F12A4から放射状に延びる複数の光線群のうち、複数の鉛直面それぞれに含まれる光線群が透過する複数のレンズ断面(Ls1〜Ls3等)を含み、複数のレンズ断面は、それぞれ、当該レンズ断面を透過する光線群が、鉛直方向に関し、コリメートされた光線群となるように、当該レンズ断面の中間入射面12A2aの形状が調整されていることによるものである。
なお、中間入射面12A2aは、以上のように調整されている結果、その断面形状が一様の半円柱状の面(完全なシリンドリカル面)ではなく、その断面形状が変動する半円柱状の面、具体的には、中間出射面12A1aと中間入射面12A2aとの間の距離(又は光路長)に応じてその断面形状が変動する半円柱状の面(シリンドリカル状の面といえる)となるが、その断面形状の変動幅がごく僅かであるため、その断面形状が一様の半円柱状の面として視認される。
上記実施形態及び各変形例で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができる。
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。