JP6955418B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本願発明は、プロジェクタ型の車両用灯具に関するものである。

従来より、投影レンズの後方に配置された光源からの光を、投影レンズを介して前方へ向けて照射するように構成されたプロジェクタ型の車両用灯具が知られている。

「特許文献１」には、このような車両用灯具の光源として、左右方向に並列に配置された複数の発光素子を備えたものが記載されている。

そして、この「特許文献１」に記載された車両用灯具においては、複数の発光素子を同時点灯させることにより、これら各発光素子の光源像（すなわち投影レンズによって反転投影された発光素子の像）の集合体として横長の配光パターンを形成するように構成されている。

その際、この「特許文献１」に記載された車両用灯具においては、複数の発光素子を投影レンズの後側焦点から後方側に変位した位置に配置することにより、投影レンズからの前方出射光によって形成される各発光素子の光源像を拡大してこれらを互いに部分的に重複させ、これにより横長の配光パターンを連続的な配光パターンとして形成するようになっている。

特開２０１６−５８１６６号公報

上記「特許文献１」に記載された構成を採用することにより、横長の配光パターンを連続的な配光パターンとして形成することは可能となるが、各発光素子の光源像が全方向に拡大してしまうので、横長の配光パターンの明るさを確保することが容易でない。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数の発光素子からの出射光を投影レンズを介して前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、その照射光によって形成される配光パターンを連続的な明るい配光パターンとして形成することができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。

本願発明は、投影レンズの構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
投影レンズとこの投影レンズの後方において所要方向に並列に配置された複数の発光素子とを備え、上記各発光素子からの出射光を上記投影レンズを介して前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、
上記投影レンズの前面および／または後面に、上記各発光素子からの出射光を上記所要方向に拡散させるための複数の拡散レンズ素子が、灯具正面視において上記所要方向と直交する方向に延びるようにして縞状に形成されており、
上記所要方向は左右方向に設定されており、
上記複数の拡散レンズ素子は、上記投影レンズの前面に縦縞状に形成されており、
上記投影レンズの後面に、上記各発光素子からの出射光を上下方向に拡散させるための複数の第２拡散レンズ素子が横縞状に形成されており、
上記各第２拡散レンズ素子は、上下方向への光拡散角度が上記投影レンズの中心領域においては大きい値に設定されるとともに該中心領域の上下両側に位置する周辺領域においては小さい値に設定されている、ことを特徴とするものである。

上記「所要方向」の具体的な方向は特に限定されるものではなく、例えば上下方向や左右方向等が採用可能である。

上記「発光素子」の種類は特に限定されるものではなく、例えば発光ダイオード等が採用可能である。

上記「複数の拡散レンズ素子」は、各発光素子からの出射光を上記所要方向に拡散させるように構成されていれば、各拡散レンズ素子による光拡散角度の具体的な値は特に限定されるものではない。

本願発明に係る車両用灯具は、投影レンズの後方において所要方向に複数の発光素子が並列に配置されており、各発光素子からの出射光を投影レンズを介して前方へ向けて照射する構成となっているので、複数の発光素子を同時点灯させることにより、各発光素子の光源像の集合体として上記所要方向に延びる配光パターンを形成することができる。

その上で、上記投影レンズの前面および／または後面には、各発光素子からの出射光を上記所要方向に拡散させるための複数の拡散レンズ素子が、灯具正面視において上記所要方向と直交する方向に延びるようにして縞状に形成されているので、各発光素子の光源像を互いに部分的に重複した状態で形成することができる。

その際、各発光素子の光源像は、複数の拡散レンズ素子によって上記所要方向には拡大するが全方向に拡大してしまうわけではないので、横長の配光パターンの明るさを確保することが容易に可能となる。

このように本願発明によれば、複数の発光素子からの出射光を投影レンズを介して前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、その照射光によって形成される配光パターンを連続的な明るい配光パターンとして形成することができる。

上記構成において、各拡散レンズ素子の構成として、上記所要方向への光拡散角度が、投影レンズの中心領域では大きい値に設定されるとともに該中心領域の上記所要方向両側に位置する周辺領域では小さい値に設定された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、仮に投影レンズの前面および／または後面に複数の拡散レンズ素子が形成されていないとした場合、投影レンズによる反転投影像として形成される発光素子の光源像は、発光素子の位置によってその明るさや大きさが異なったものとなる。具体的には、投影レンズの光軸近傍に位置する発光素子の光源像は小さくて明るいものとなる一方、投影レンズの光軸から離れた位置にある発光素子の光源像は大きくて暗いものとなる。

このため、横長の配光パターンは、灯具正面方向に位置する部分では明るくなるものの光源像相互間に形成される暗部が目立ってしまい、一方、灯具正面方向から左右方向に離れた部分では光源像相互間の暗部は目立たないものの光源像自体が暗いものとなってしまう。

これに対し、各拡散レンズ素子の構成として、上記所要方向への光拡散角度が投影レンズの中心領域では大きく、その周辺領域では小さい値に設定された構成とすることにより、上記所要方向に拡大された各発光素子の光源像に光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。したがって、これら複数の光源像の集合体としての配光パターンについても、光ムラの少ない配光パターンとして形成することができる。

しかも、各拡散レンズ素子の光拡散角度が小さい値に設定された周辺領域においては、その表面の凹凸を小さくすることができるので、これにより投影レンズの成形を容易に行うことができる。

上記構成において、複数の拡散レンズ素子として、上記所要方向に沿った断面形状が波形状に設定された構成とすれば、複数の光源像を上記所要方向に滑らかに連続するように形成することが容易に可能となり、これにより配光パターンの光ムラを効果的に抑えることができる。

上記構成において、複数の発光素子が投影レンズの後側焦点から前後方向に変位した位置に配置された構成とすれば、各発光素子の光源像を拡大してこれらを互いに部分的に重複させることが容易に可能となり、これにより配光パターンの光ムラを一層効果的に抑えることができる。

上記構成において、上記所要方向が左右方向に設定されている場合において、複数の拡散レンズ素子が投影レンズの前面に縦縞状に形成された構成とすれば、投影レンズに到達した各発光素子からの出射光を投影レンズから出射する際に拡散制御することができるので、左右方向の光拡散角度の精度を高めることができる。そしてこれにより、横長の配光パターンを光ムラの少ない配光パターンとして形成することが一層容易に可能となる。

このような構成を採用した上で、投影レンズの後面に、各発光素子からの出射光を上下方向に拡散させるための複数の第２拡散レンズ素子が横縞状に形成された構成とすれば、横長の配光パターンの上下幅を拡げることができる。

その際、各第２拡散レンズ素子の上下方向への光拡散角度が、投影レンズの中心領域においては大きい値に設定されるとともに該中心領域の上下両側に位置する周辺領域においては小さい値に設定された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、車両用灯具の構成として、左右方向に並列に配置された複数の発光素子が上下方向に複数段にわたって配置されている構成を採用した場合であっても、上下方向に拡大された各発光素子の光源像に光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。したがって、横長の配光パターンを上下方向に拡張した２次元的な拡がりを有する配光パターンを形成するようにした場合においても、その光ムラを効果的に抑えることができる。

本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図 図１のII−II線断面図 図１のIII−III線断面図 上記車両用灯具からの照射光により形成される付加配光パターンを透視的に示す図 上記付加配光パターンの成立過程を従来例と比較して説明するための図 図５に示す各付加配光パターンの水平方向の照度分布を示す図 上記実施形態の第１変形例を示す、図２と同様の図 上記第１変形例の作用を示す、図４と同様の図 上記実施形態の第２変形例を示す、図２と同様の図 上記第２変形例の作用を示す、図４と同様の図 上記実施形態の第３変形例を示す、図２と同様の図 上記第３変形例の作用を示す、図４と同様の図

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具１０を示す正面図である。また、図２は、図１のII−II線断面図であり、図３は、図１のIII−III線断面図である。

これらの図において、Ｘで示す方向が灯具としての「前方」（車両としても「前方」）であり、Ｙで示す方向が「前方」と直交する「右方向」（車両としても「右方向」であるが灯具正面視では「左方向」）であり、Ｚで示す方向が「上方向」である。これら以外の図においても同様である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、プロジェクタ型の灯具ユニットであって、ロービーム用配光パターンに対してハイビーム用の付加配光パターンを付加的に形成するように構成されている。

この車両用灯具１０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有する投影レンズ１２と、この投影レンズ１２の後方において左右方向に並列に配置された１１個の発光素子１４とを備えており、各発光素子１４からの出射光を投影レンズ１２を介して前方へ向けて照射するようになっている。

投影レンズ１２は、その前面１２ａが凸面でその後面１２ｂが平面の平凸非球面レンズであって、その後側焦点Ｆを含む焦点面である後側焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影するようになっている。この投影レンズ１２は、灯具正面視において円形の外形形状を有しており、その外周フランジ部１２ｃにおいてレンズホルダ１８に支持されている。

１１個の発光素子１４は、いずれも同様の構成を有する白色発光ダイオードであって、投影レンズ１２の後側焦点面上において光軸Ａｘを含む鉛直面の位置を中心にして等間隔で配置されている。

各発光素子１４は、矩形状（具体的には正方形）の発光面１４ａを有しており、この発光面１４ａを灯具正面方向へ向けた状態で共通の基板１６に支持されている。このとき、各発光素子１４の発光面１４ａ相互間には一定の隙間が形成された状態となっている。

各発光素子１４は、その発光面１４ａの中心を光軸Ａｘのやや下方に位置させるとともに、その上端縁を光軸Ａｘのやや上方に位置させた状態で配置されている。

１１個の発光素子１４は、個別に点灯し得るように構成されている。すなわち、これら１１個の発光素子１４は、図示しない電子制御ユニットによって自車の走行状況に応じてその点消灯制御が行われるようになっている。その際、自車の走行状況は、例えば、自車の舵角データ、ナビゲーションデータ、前方走行路の画像データ等の検出値に基づいて把握することが可能である。

レンズホルダ１８は、その下端部においてベース部材２０に支持されている。また、基板１６は、ベース部材２０の後部鉛直壁２０ａに支持されている。

次に、投影レンズ１２の具体的な構成について説明する。

この投影レンズ１２の前面１２ａには、各発光素子１４からの出射光を左右方向に拡散させるための複数の拡散レンズ素子１２ｓが、灯具正面視において等ピッチの縦縞状に形成されている、
これら複数の拡散レンズ素子１２ｓは、その水平断面形状が波形状に設定されている。その際、各拡散レンズ素子１２ｓは、左右方向の光拡散角度が投影レンズ１２の中心領域では大きい値に設定されるとともに該中心領域の左右両側に位置する周辺領域では小さい値に設定されている。具体的には、光軸Ａｘを含む鉛直面近傍の領域において左右方向の光拡散角度が最も大きく、光軸Ａｘを含む鉛直面から左右両側に離れるに従って左右方向の光拡散角度が徐々に小さくなるように設定されている。

これを実現するため、各拡散レンズ素子１２ｓは、その凹凸形状が光軸Ａｘを含む鉛直面から左右両側に離れるに従って徐々になだらかになるように形成されている。

図４は、車両用灯具１０から前方へ向けて照射される光により、車両前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される付加配光パターンを透視的に示す図である。その際、図４（ａ）は、ハイビーム用配光パターンＰＨ１の付加配光パターンＰＡを示す図であり、図４（ｂ）は、中間的配光パターンＰＭ１の付加配光パターンＰＡｍを示す図である。

図４（ａ）に示すハイビーム用配光パターンＰＨ１は、図示しない他の灯具ユニットからの照射光によって形成されるロービーム用配光パターンＰＬに対して、車両用灯具１０からの照射光によって形成される付加配光パターンＰＡが付加されたものとなっている。

ロービーム用配光パターンＰＬは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを鉛直方向に通るＶ−Ｖ線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、Ｖ−Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインＣＬ１として形成されるとともに、Ｖ−Ｖ線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインＣＬ１から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインＣＬ２として形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬにおいて、下段カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置している。

付加配光パターンＰＡは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２付近から上方に拡がる横長の配光パターンとして形成されている。その際、この付加配光パターンＰＡは、Ｖ−Ｖ線を中心にして左右両側に均等に拡がるようにして形成されている。そして、この付加配光パターンＰＡがロービーム用配光パターンＰＬに対して追加形成されることにより、前方走行路を幅広く照射するハイビーム用配光パターンＰＨ１が形成されるようになっている。

付加配光パターンＰＡは、１１個の光源像Ｐａによって構成されている。

各光源像Ｐａは、投影レンズ１２によって上記仮想鉛直スクリーン上に反転投影された各発光素子１４の発光面１４ａの像である。

その際、各光源像Ｐａは、その外形形状が横長の略矩形状となっており、互いに部分的に重複するようにして形成されている。これは、各発光素子１４の発光面１４ａが正方形の外形形状を有しており、この発光面１４ａが投影レンズ１２によって反転投影される際、複数の拡散レンズ素子１２ｓの光拡散作用によって左右方向に拡張されることによるものである。

また、各光源像Ｐａは、その下端縁の位置がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２と僅かに重複するように形成されているが、これは、各発光素子１４の発光面１４ａの中心が光軸Ａｘのやや下方に位置しており、その上端縁が光軸Ａｘのやや上方に位置していることによるものである。

１１個の光源像Ｐａは、その中心に位置する光源像Ｐａが最も小さくて明るく、その左右両側に隣接する光源像Ｐａが次に小さくて明るく、そして左右両端に位置する光源像Ｐａに向かって徐々に大きくなるとともに明るさが減少している。

図４（ｂ）に示す中間的配光パターンＰＭ１は、ハイビーム用配光パターンＰＨ１に対して、付加配光パターンＰＡの代わりにその一部が欠けた付加配光パターンＰＡｍを有する配光パターンとなっている。

具体的には、付加配光パターンＰＡｍは、１１個の光源像Ｐａのうち右から３番目と４番目の光源像Ｐａが欠落した配光パターンとなっている。この付加配光パターンＰＡｍは、１１個の発光素子１４のうち左から３番目と４番目の発光素子１４を消灯することによって形成されるようになっている。

このような付加配光パターンＰＡｍを形成することにより、車両用灯具１０からの照射光が対向車２に当たらないようにし、これにより対向車２のドライバにグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ前方走行路を幅広く照射するようになっている。

そして、対向車２の位置が変化するのに伴って、消灯の対象となる発光素子１４を順次切り換えることにより付加配光パターンＰＡｍの形状を変化させ、これにより対向車２のドライバにグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ前方走行路を幅広く照射する状態を維持するようになっている。

なお、対向車２の存在は、図示しない車載カメラ等によって検出するようになっている。そして、前方走行路に前走車が存在したり、その路肩部分に歩行者が存在するような場合にも、これを検出して一部の光源像Ｐａを欠落させることによりグレアを与えてしまわないようになっている。

図５は、付加配光パターンＰＡの成立過程を従来例と比較して説明するための図である。また、図６は、図５に示す各付加配光パターンの水平方向の照度分布を示す図である。

図５（ａ）に示す付加配光パターンＰＡ０は、仮に投影レンズ１２の前面１２ａに複数の拡散レンズ素子１２ｓが形成されていないとした場合に、付加配光パターンＰＡの代わりに形成される配光パターンである。

この付加配光パターンＰＡ０は、図６（ａ）において実線で示すような照度分布を有しており、これを構成する１１個の光源像Ｐａ０は、図６（ａ）において破線で示すような照度分布を有している。

この付加配光パターンＰＡ０を構成する各光源像Ｐａ０は、各発光素子１４の発光面１４ａが投影レンズ１２によってそのまま反転投影されることにより形成されるので、各光源像Ｐａ０相互間には暗部が形成されている。

１１個の光源像Ｐａ０は、その中心に位置する光源像Ｐａ０が最も小さくて明るく、その左右両側に隣接する光源像Ｐａ０が次に小さくて明るく、そして左右両端に位置する光源像Ｐａ０に向かって徐々に大きくなるとともに明るさが減少している。これは、各発光素子１４の発光面１４ａの光軸Ａｘからの距離によって、その光源像Ｐａ０の鮮鋭度が低下することによるものである。

図５（ｂ）に示す付加配光パターンＰＡは、本実施形態において形成される配光パターンである。

この付加配光パターンＰＡは、図６（ｂ）において実線で示すような照度分布を有しており、これを構成する１１個の光源像Ｐａは、図６（ｂ）において破線で示すような照度分布を有している。

この付加配光パターンＰＡを構成する各光源像Ｐａは、横長の略矩形状の外形形状を有しており、互いに部分的に重複するようにして形成されている。

これは、上述したとおり、投影レンズ１２の前面１２ａに形成された複数の拡散レンズ素子１２ｓの光拡散作用によって、図５（ａ）に示す各光源像Ｐａ０が左右方向に拡大されることによるものである。

その際、各光源像Ｐａは、各光源像Ｐａ０を左右方向にのみ拡大したものとなっているので、その明るさがある程度確保されたものとなっている。

また、投影レンズ１２の前面１２ａに形成された複数の拡散レンズ素子１２ｓは、その水平断面形状が波形状に設定されているので、各光源像Ｐａは各光源像Ｐａ０を均等に拡散させたものとなっている。

さらに、各拡散レンズ素子１２ｓは、左右方向の光拡散角度が投影レンズ１２の中心領域では大きい値に設定されるとともに該中心領域の左右両側に位置する周辺領域では小さい値に設定されているので、各光源像Ｐａは滑らかな照度分布を有するものとなっている。

そしてこれにより、図６（ｂ）に示すように、付加配光パターンＰＡは、１１個の光源像Ｐａが互いに部分的に重複した、なだらかな照度分布を有する配光パターンとして形成されている。

図５（ｃ）に示す付加配光パターンＰＡ´は、仮に投影レンズ１２の前面１２ａに複数の拡散レンズ素子１２ｓが形成されていないとした場合において、各発光素子１４を投影レンズ１２の後側焦点Ｆの位置に対して後方側に変位させたときに形成される配光パターンである。

この付加配光パターンＰＡ´は、図６（ｃ）において実線で示すような照度分布を有しており、これを構成する１１個の光源像Ｐａ´は、図６（ｃ）において破線で示すような照度分布を有している。

この付加配光パターンＰＡ´を構成する各光源像Ｐａ´は、各発光素子１４が投影レンズ１２の後側焦点Ｆの位置に対して後方側に変位していることによって、付加配光パターンＰＡ０を構成する各光源像Ｐａ０を全体的に拡大させたような略正方形の像として形成されている。

このため、図６（ｃ）に示すように、付加配光パターンＰＡ´は、１１個の光源像Ｐａが互いに部分的に重複した、なだらかな照度分布を有する配光パターンとして形成されるが、各光源像Ｐａ０は左右方向だけでなく上下方向にも拡大しているので、全体的に明るさが低下してしまうこととなる。

次に本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態に係る車両用灯具１０は、投影レンズ１２の後方において左右方向（所要方向）に１１個の発光素子１４が並列に配置されており、各発光素子１４からの出射光を投影レンズ１２を介して前方へ向けて照射する構成となっているので、１１個の発光素子１４を同時点灯させることにより、各発光素子１４の光源像Ｐａの集合体として、水平方向（上記所要方向）に延びる付加配光パターンＰＡを形成することができる。

その上で、投影レンズ１２の前面１２ａには、各発光素子１４からの出射光を左右方向に拡散させるための複数の拡散レンズ素子１２ｓが、灯具正面視において縦縞状（上記所要方向と直交する方向に延びる縞状）に形成されているので、各光源像Ｐａを互いに部分的に重複した状態で形成することができる。

その際、各発光素子１４の光源像Ｐａは、複数の拡散レンズ素子１２ｓによって左右方向には拡大するが全方向に拡大してしまうわけではないので、横長の付加配光パターンＰＡの明るさを確保することが容易に可能となる。

このように本実施形態によれば、１１個の発光素子１４からの出射光を投影レンズ１２を介して前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具１０において、その照射光によって形成される付加配光パターンＰＡを連続的な明るい配光パターンとして形成することができる。

その際、本実施形態においては、複数の拡散レンズ素子１２ｓが投影レンズ１２の前面１２ａに形成されているので、投影レンズ１２に到達した各発光素子１４からの出射光を投影レンズ１２から出射する際に拡散制御することができ、これにより左右方向の光拡散角度の精度を高めることができる。そしてこれにより、横長の付加配光パターンＰＡを光ムラの少ない配光パターンとして形成することが一層容易に可能となる。

また本実施形態においては、各拡散レンズ素子１２ｓの構成として、左右方向への光拡散角度が、投影レンズ１２の中心領域では大きい値に設定されるとともに該中心領域の左右両側に位置する周辺領域では小さい値に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、仮に投影レンズ１２の前面１２ａに複数の拡散レンズ素子１２ｓが形成されていないとした場合には、図５（ａ）に示すように、光源像Ｐａ０は発光素子１４の位置によってその明るさや大きさが異なったものとなる。具体的には、投影レンズ１２の光軸Ａｘ近傍に位置する発光素子１４の光源像Ｐａ０は小さくて明るいものとなる一方、光軸Ａｘから離れた位置にある発光素子１４の光源像Ｐａ０は大きくて暗いものとなる。

このため、図６（ａ）に示すように、横長の付加配光パターンＰＡ０は、灯具正面方向に位置する部分では明るくなるものの光源像Ｐａ０相互間に形成される暗部が目立ってしまい、一方、灯具正面方向から左右方向に離れた部分では光源像Ｐａ０相互間の暗部は目立たないものの光源像Ｐａ０自体が暗いものとなってしまう。

これに対し、各拡散レンズ素子１２ｓの構成として、左右方向への光拡散角度が投影レンズ１２の中心領域では大きく、その周辺領域では小さい値に設定された構成とすることにより、左右方向に拡大された各発光素子１４の光源像Ｐａに光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。したがって、これら１１個の光源像Ｐａの集合体としての付加配光パターンＰＡについても、光ムラの少ない配光パターンとして形成することができる。

しかも、各拡散レンズ素子１２ｓの光拡散角度が小さい値に設定された周辺領域においては、その表面の凹凸を小さくすることができるので、これにより投影レンズ１２の成形を容易に行うことができる。

さらに本実施形態においては、複数の拡散レンズ素子１２ｓの水平断面形状が波形状に設定されているので、１１個の光源像Ｐａを水平方向に滑らかに連続するように形成することが容易に可能となり、これにより付加配光パターンＰＡの光ムラを効果的に抑えることができる。

上記実施形態においては、複数の拡散レンズ素子１２ｓの水平断面形状が波形状に設定されているものとして説明したが、これ以外の水平断面形状（例えば凸曲線状や凹曲線状の水平断面形状等）を有する構成とすることも可能である。

上記実施形態においては、各発光素子１４の発光面１４ａが正方形の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の外形形状（例えば縦長矩形状や横長矩形状の外形形状等）を有する構成とすることも可能である。

上記実施形態においては、１１個の発光素子１４を備えているものとして説明したが、これ以外の個数の発光素子１４を備えた構成とすることも可能である。

上記実施形態においては、投影レンズ１２が灯具正面視において円形の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の外形形状（例えば、円の一部を切り落とした形状、矩形、台形、多角形等）を有する構成とすることも可能である。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。

図７は、本変形例に係る車両用灯具１１０を示す、図２と同様の図である。

同図に示すように、この車両用灯具１１０の基本的な構成は上記実施形態の車両用灯具１０と同様であるが、１１個の発光素子１４の配置が上記実施形態の場合と異なっており、これに伴ってベース部材１２０の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。

すなわち本変形例においては、１１個の発光素子１４が投影レンズ１２の後側焦点Ｆを含む後側焦点面から後方側に変位した位置に配置されている。これを実現するため、ベース部材１２０は、その後部鉛直壁１２０ａが上記実施形態の場合よりも後方側に変位している。

図８は、車両用灯具１１０からの照射光によって形成される付加配光パターンを透視的に示す図である。その際、図８（ａ）は、ハイビーム用配光パターンＰＨ２の付加配光パターンＰＢを示す図であり、図８（ｂ）は、中間的配光パターンＰＭ２の付加配光パターンＰＢｍを示す図である。

付加配光パターンＰＢを構成する各光源像Ｐｂは、上記実施形態の付加配光パターンＰＡを構成する各光源像Ｐａよりもやや暗い像となるが各光源像Ｐａよりもひとまわり大きい横長の像となっている。

この付加配光パターンＰＢも、各光源像Ｐｂが互いに部分的に重複した配光パターンとなっているが、その重複している部分の割合が上記実施形態の付加配光パターンＰＡの場合よりも大きくなっている。

このように本変形例においては、１１個の発光素子１４が投影レンズ１２の後側焦点Ｆから後方側に変位した位置に配置されているので、各発光素子１４の光源像Ｐｂを大きくしてこれらを互いに部分的に重複させることが容易に可能となり、これにより付加配光パターンＰＢの光ムラを一層効果的に抑えることができる。

上記第１変形例においては、各発光素子１４が投影レンズ１２の後側焦点Ｆの後方側に配置されているものとして説明したが、後側焦点Ｆの前方側に配置された構成とすることも可能である。

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

図９は、本変形例に係る車両用灯具２１０を示す、図２と同様の図である。

同図に示すように、この車両用灯具２１０の基本的な構成は上記実施形態の車両用灯具１０と同様であるが、投影レンズ２１２の構成が上記実施形態の場合と異なっており、これに伴ってレンズホルダ２１８およびベース部材２２０の構成も上記実施形態の場合と一部異なっている。さらに本変形例においては、１１個の発光素子１４の周囲にリフレクタ２２２が追加配置された構成となっている。

本変形例の投影レンズ２１２は、上記実施形態の投影レンズ１２の上端部および下端部を切り落としたような形状を有している。また、この投影レンズ２１２は、両凸レンズとして構成されており、その際、前面２１２ａの方が後面２１２ｂよりも大きい曲率の凸曲面で構成されている。

この投影レンズ２１２の前面２１２ａは、上記実施形態の投影レンズ１２の場合と同様、複数の拡散レンズ素子２１２ｓ１が縦縞状に形成された構成となっている。その上で、この投影レンズ２１２の後面２１２ｂには、各発光素子１４からの出射光を上下方向に拡散させるための複数の第２拡散レンズ素子２１２ｓ２が、灯具正面視において等ピッチの横縞状に形成されている。その際、各第２拡散レンズ素子２１２ｓ２は、凸曲線状の鉛直断面形状を有する構成となっている。

リフレクタ２２２は、１１個の発光素子１４の発光面１４ａの上端縁および下端縁の近傍から斜め上前方および斜め下前方へ向けて平面状に延びる上下１対の反射面２２２ａを有している。その際、各反射面２２２ａは、上記鉛直断面形状を維持したまま基板１６の左右両端縁近傍まで水平に延びるように形成されている。

そして、このリフレクタ２２２は、上下１対の反射面２２２ａにおいて各発光素子１４から斜め上前方および斜め下前方へ向けて出射された光を正反射させて投影レンズ２１２に入射させるようになっている。このリフレクタ２２２は、ベース部材２２０の後部鉛直壁２２０ａに支持されている。

図１０は、車両用灯具２１０からの照射光によって形成されるハイビーム用配光パターンＰＨ３の付加配光パターンＰＣを透視的に示す図である。

この付加配光パターンＰＣは、１１個の発光素子１４からの直射光によって形成される１１個の光源像Ｐｃからなる配光パターンＰＣ１と、リフレクタ２２２の上下１対の反射面２２２ａからの反射光によって形成される上下１対の配光パターンＰＣ２とを合成した配光パターンとして形成されている。

配光パターンＰＣ１を構成する各光源像Ｐｃは、上記実施形態の付加配光パターンＰＡを構成する各光源像Ｐａよりも大きい上下幅で形成されている。これは、投影レンズ２１２の後面２１２ｂに複数の第２拡散レンズ素子２１２ｓ２が形成されていることによるものである。

上下１対の配光パターンＰＣ２は、いずれも横長の配光パターンであって、配光パターンＰＣ１と部分的に重複するようにして形成されている。

本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

また、本変形例の構成を採用することにより、付加配光パターンＰＣを上下幅の大きい配光パターンとして形成した上で、その主要部分の明るさを確保することができる。

次に、上記実施形態の第３変形例について説明する。

図１１は、本変形例に係る車両用灯具３１０を示す、図２と同様の図である。

同図に示すように、この車両用灯具３１０の基本的な構成は上記実施形態の車両用灯具１０と同様であるが、投影レンズ３１２の構成が上記実施形態の場合と一部異なっており、また、上記実施形態の１１個の発光素子１４が上下５段で配置された構成となっている。これに伴ってベース部材３２０の構成も上記実施形態の場合と一部異なっている。

本変形例の投影レンズ３１２も、その前面３１２ａには上記実施形態の投影レンズ１２の場合と同様の複数の拡散レンズ素子３１２ｓ１が縦縞状に形成されており、その外周フランジ部３１２ｃにおいてレンズホルダ１８に支持されている。

ただし、本変形例の投影レンズ３１２においては、その後面３１２ｂに各発光素子１４からの出射光を上下方向に拡散させるための複数の第２拡散レンズ素子３１２ｓ２が形成されている点で、上記実施形態の投影レンズ１２と異なっている。

これら複数の第２拡散レンズ素子３１２ｓ２は、灯具正面視において等ピッチの横縞状に形成されており、その鉛直断面形状が波形状に設定されている。その際、各第２拡散レンズ素子３１２ｓ２は、上下方向の光拡散角度が投影レンズ３１２の中心領域では大きい値に設定されるとともに該中心領域の上下両側に位置する周辺領域では小さい値に設定されている。具体的には、光軸Ａｘを含む水平面近傍の領域において上下方向の光拡散角度が最も大きく、光軸Ａｘを含む水平面から上下両側に離れるに従って上下方向の光拡散角度が徐々に小さくなるように設定されている。これを実現するため、各第２拡散レンズ素子３１２ｓ２は、その凹凸形状が光軸Ａｘを含む水平面から上下両側に離れるに従って徐々になだらかになるように形成されている。

上下５段で配置された１１個の発光素子１４は、上記実施形態と同じ位置に配置された１１個の発光素子１４の上下両側に１１個の発光素子１４が２段ずつ追加配置された構成となっている。その際、これら縦横５×１１個の発光素子１４は、縦横いずれの方向に関しても互いに等間隔で配置された状態で基板３１６に支持されている。そして、この基板３１６は、ベース部材３２０の後部鉛直壁３２０ａに支持されている。

図１２は、車両用灯具３１０からの照射光によって形成されるハイビーム用配光パターンＰＨ４の付加配光パターンＰＤを透視的に示す図である。

この付加配光パターンＰＤは、縦横５×１１個の発光素子１４の光源像Ｐｄによって構成されている。各光源像Ｐｄは、投影レンズ３１２によって上記仮想鉛直スクリーン上に反転投影された各発光素子１４の発光面１４ａの像であって、横長の略矩形状の外形形状を有しており、上下方向および左右方向に互いに部分的に重複するようにして形成されている。

中段に位置する各光源像Ｐｄは、上記実施形態の付加配光パターンＰＡを構成する各光源像Ｐａよりも大きい上下幅で形成されている。これは、投影レンズ３１２の後面３１２ｂに複数の第２拡散レンズ素子３１２ｓ２が形成されていることによるものである。

そして、上から２段目および４段目に位置する各光源像Ｐｄは、中段に位置する各光源像Ｐｄよりもやや大きい上下幅で形成されており、さらに、最上段および最下段に位置する各光源像Ｐｄは、上から２段目および４段目に位置する各光源像Ｐｄよりもやや大きい上下幅で形成されている。

本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

また、本変形例の構成を採用することにより、付加配光パターンＰＤを上下幅が大きくかつ明るい配光パターンとして形成することができる。

しかも本変形例においては、各第２拡散レンズ素子３１２ｓ２の上下方向への光拡散角度が、投影レンズ３１２の中心領域においては大きい値に設定されるとともに該中心領域の上下両側に位置する周辺領域においては小さい値に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、本変形例のように、左右方向に並列に配置された１１個の発光素子３１２ｓ２が上下５段にわたって配置されている場合であっても、上下方向に拡大された各発光素子１４の光源像Ｐｄに光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。したがって、本変形例のように、上記実施形態の横長の付加配光パターンＰＡが上下方向に拡張された２次元的な拡がりを有する付加配光パターンＰＤを形成するようにした場合においても、その光ムラを効果的に抑えることができる。

なお、本変形例において形成される付加配光パターンＰＤを、ハイビーム用配光パターンＰＨ４においてロービーム用配光パターンＰＬに対して付加的に形成される配光パターンではなく、ハイビーム用配光パターン自体として用いるようにすることも可能である。

なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。

２ 対向車
１０、１１０、２１０、３１０ 車両用灯具
１２、２１２、３１２ 投影レンズ
１２ａ、２１２ａ、３１２ａ 前面
１２ｂ、２１２ｂ、３１２ｂ 後面
１２ｃ、３１２ｃ 外周フランジ部
１２ｓ、２１２ｓ１、３１２ｓ１ 拡散レンズ素子
１４ 発光素子
１４ａ 発光面
１６、３１６ 基板
１８、２１８ レンズホルダ
２０、１２０、２２０、３２０ ベース部材
２０ａ、１２０ａ、２２０ａ、３２０ａ 後部鉛直壁
２１２ｓ２、３１２ｓ２ 第２拡散レンズ素子
２２２ リフレクタ
２２２ａ 反射面
Ａｘ 光軸
ＣＬ１ 下段カットオフライン
ＣＬ２ 上段カットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後側焦点
ＰＡ、ＰＡｍ、ＰＡ０、ＰＡ´、ＰＢ、ＰＢｍ、ＰＣ、ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＤ 付加配光パターン
Ｐａ、Ｐａ０、Ｐａ´、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 光源像
ＰＨ１、ＰＨ２、ＰＨ３、ＰＨ４ ハイビーム用配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン
ＰＭ１、ＰＭ２ 中間的配光パターン

Claims (4)

1. 投影レンズとこの投影レンズの後方において所要方向に並列に配置された複数の発光素子とを備え、上記各発光素子からの出射光を上記投影レンズを介して前方へ向けて照射するように構成された車両用灯具において、
   上記投影レンズの前面および／または後面に、上記各発光素子からの出射光を上記所要方向に拡散させるための複数の拡散レンズ素子が、灯具正面視において上記所要方向と直交する方向に延びるようにして縞状に形成されており、
   上記所要方向は左右方向に設定されており、
   上記複数の拡散レンズ素子は、上記投影レンズの前面に縦縞状に形成されており、
   上記投影レンズの後面に、上記各発光素子からの出射光を上下方向に拡散させるための複数の第２拡散レンズ素子が横縞状に形成されており、
   上記各第２拡散レンズ素子は、上下方向への光拡散角度が上記投影レンズの中心領域においては大きい値に設定されるとともに該中心領域の上下両側に位置する周辺領域においては小さい値に設定されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記各拡散レンズ素子は、上記所要方向への光拡散角度が上記投影レンズの中心領域では大きい値に設定されるとともに該中心領域の上記所要方向両側に位置する周辺領域では小さい値に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記複数の拡散レンズ素子は、上記所要方向に沿った断面形状が波形状に設定されている、ことを特徴とする請求項１また２記載の車両用灯具。
4. 上記複数の発光素子は、上記投影レンズの後側焦点から前後方向に変位した位置に配置されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具。

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