JP7015701B2 - 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。

この「特許文献１」に記載された車両用灯具においては、各発光素子が個別に点灯したときには、その投影像（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）がスポット状の配光パターンとして形成され、また、複数の発光素子が同時に点灯したときには、各発光素子の投影像の集合体として横長の配光パターンが形成されるようになっている。

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、複数の発光素子のうち一部の発光素子を選択的に点灯させることにより、対向車のドライバ等にグレアを与えてしまわない範囲内で前方走行路を幅広く照射し得る構成となっている。

特開２０１６－５８１６６号公報

上記「特許文献１」に記載された車両用灯具において、その投影レンズの前面に複数の拡散レンズ素子が灯具正面視において縦縞状に形成された構成とすれば、各発光素子からの出射光を水平方向に拡散させることができ、これにより各発光素子の投影像を互いに部分的に重複した状態で形成することが可能となる。そしてこれにより、各発光素子の投影像の集合体としての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が可能となる。

一方、このように投影レンズの前面に複数の拡散レンズ素子が縦縞状に形成された構成とした場合には、各発光素子の投影像に縦縞状の光ムラが発生しやすくなってしまう。

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、複数の発光領域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、各発光領域の投影像を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左右方向に並列に配置された複数の発光領域とを備え、上記各発光領域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に、上記各発光領域からの出射光を水平方向に拡散させるための複数の第１拡散レンズ素子が、灯具正面視において縦縞状に形成されており、
上記投影レンズの後面は、灯具正面視において鉛直方向に対して傾斜した方向に延びる複数の境界線によって複数のセグメントに区分けされており、
上記複数のセグメントの各々に、上記各発光領域からの出射光を水平方向に対して傾斜した方向に拡散させるための複数の第２拡散レンズ素子が割り付けられており、
上記複数の発光領域の下方近傍に、該発光領域からの出射光を上記投影レンズの後面の下部領域へ向けて反射させるリフレクタが配置されており、
上記複数の第２拡散レンズ素子は、上記投影レンズの後面の下部領域に位置する第２拡散レンズ素子が、上記投影レンズの後面の上部領域に位置する第２拡散レンズ素子よりも、該第２拡散レンズ素子による光拡散角度が大き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「発光領域」は、一定の大きさで発光して見える領域を意味するものであって、発光ダイオード等のようにそれ自体が発光する発光素子であってもよいし、光源からの光を反射させることによって一定の大きさで発光して見える領域であってもよいし、光源からの光を透過させることによって一定の大きさで発光して見える領域であってもよい。

上記「複数の境界線」は、灯具正面視において鉛直方向に対して傾斜した方向に延びるように形成されていれば、その傾斜角度は特に限定されるものではなく、また、鉛直方向に対して傾斜した一方向に延びるように形成されていてもよいし、互いに交差する複数の方向に延びるように形成されていてもよい。

上記「第２拡散レンズ素子」は、各発光領域からの出射光を水平方向に対して傾斜した方向に拡散させるように形成されていれば、その具体的な表面形状は特に限定されるものではない。

上記「水平方向に対して傾斜した方向」は、上記「鉛直方向に対して傾斜した方向」と直交する方向であってもよいし、直交しない方向であってもよい。

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左右方向に複数の発光領域が並列に配置されており、各発光領域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、複数の発光領域を同時点灯させることにより、各発光領域の投影像の集合体として横長の配光パターンを形成することができる。

その際、投影レンズの前面には、各発光領域からの出射光を水平方向に拡散させるための複数の第１拡散レンズ素子が、灯具正面視において縦縞状に形成されているので、各発光領域の投影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、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ことができる。

その上で、本願発明においては、投影レンズの後面が、灯具正面視において鉛直方向に対して傾斜した方向に延びる複数の境界線によって複数のセグメントに区分けされており、これら複数のセグメントの各々には、各発光領域からの出射光を水平方向に対して傾斜した方向に拡散させるための複数の第２拡散レンズ素子が割り付けられているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、複数の第１拡散レンズ素子による各発光領域からの出射光の拡散方向が水平方向であるのに対し、複数の第２拡散レンズ素子による各発光領域からの出射光の拡散方向は水平方向に対して傾斜した方向であるので、各発光領域の投影像に縦縞状の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。

このように本願発明によれば、複数の発光領域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、各発光領域の投影像を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。

上記構成において、各セグメントが灯具正面視において菱形の外形形状を有する構成とすれば、複数の第２拡散レンズ素子によって各発光領域からの出射光を左右均等に拡散させることができ、これにより各発光領域の投影像に光ムラが発生してしまうのをより効果的に抑制することができる。

上記構成において、複数の発光領域の下方近傍に、該発光領域からの出射光を投影レンズの後面の下部領域へ向けて反射させるリフレクタが配置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、リフレクタで反射して投影レンズの後面の下部領域に入射した各発光領域からの出射光により、各投影像の上端部に該投影像と部分的に重複するスポット状の配光パターンとして付加投影像を形成することができる。そして、この付加投影像の付加形成により、投影像が上方向に拡張された拡張投影像を形成することができる。

このような構成を採用した場合において、複数の第２拡散レンズ素子の構成として、投影レンズの後面の下部領域に位置する第２拡散レンズ素子の方が、投影レンズの後面の上部領域に位置する第２拡散レンズ素子よりも、該第２拡散レンズ素子による光拡散角度が大き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、下部領域に位置する第２拡散レンズ素子による光拡散角度を大きい値に設定することにより、付加投影像に拡がりを持たせることができる。したがって、各拡張投影像において付加投影像が投影像に対して明るくなりすぎてしまわないようにすることができる。また、このような構成を採用することにより、各投影像の輪郭も曖昧なものとなるので、各拡張投影像において付加投影像の付加形成に起因する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。さらに、このようにして形成された各拡張投影像は、その上部領域の明るさが抑えられた光度分布を有するものとなるので、これを前方走行路の照射に適したものとすることができる。

このような構成を採用した上で、さらに、投影レンズの後面において上部領域と下部領域との間の中央領域に位置する第２拡散レンズ素子の光拡散角度が、上部領域に位置する第２拡散レンズ素子による光拡散角度よりも大きくかつ下部領域に位置する第２拡散レンズ素子による光拡散角度よりも小さい値（すなわち中間的な値）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、リフレクタの構成によっては、該リフレクタからの反射光の一部が投影レンズの後面の中央領域に入射してしまうことが考えられる。このような場合においても、この中央領域に位置する第２拡散レンズ素子による光拡散角度は中間的な値に設定されているので、各拡張投影像において付加投影像の付加形成に起因する光ムラが発生してしまうのを一層効果的に抑制することができる。

上記構成において、投影レンズの前面の構成として、その下部領域がそれ以外の一般領域よりも曲率が大きい鉛直断面形状を有する構成とすれば、投影レンズに入射してその前面の下部領域に到達した各発光領域からの出射光を、上方向に拡散する光として出射させることができる。

そしてこれにより、各投影像の上端部を上方向に拡がるとともに明るさが徐々に減少するように形成することができるので、各投影像を前方走行路の照射により一層適したものとすることができる。また、リフレクタの追加配置によって各拡張投影像が形成される場合には、投影像のみならず付加投影像も上方向に拡がるとともに明るさが徐々に減少するように形成されるので、各拡張投影像を前方走行路の照射により一層適したものとすることができる。

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 上記車両用灯具の投影レンズを単品で示す後面図 （ａ）は、図３のＶａ部詳細斜視図、（ｂ）は、上記実施形態の第１変形例を示す、（ａ）と同様の図 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 上記付加配光パターンの成立過程をより詳細に説明するための図 上記実施形態の第２および第３変形例を示す、図４と同様の図 上記実施形態の第４変形例を示す、図２と同様の図 上記第４変形例の作用を示す、図８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の上下両端部を水平に切り落としたような外形形状を有しており、その外周縁部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。

１１個の発光素子１４の下方近傍には、該発光素子１４からの出射光を投影レンズ１２へ向けて反射させるリフレクタ２２が配置されている。

リフレクタ２２は、１１個の発光素子１４の発光面１４ａの下端縁の近傍から斜め下前方へ向けて平面状に延びる反射面２２ａを有している。この反射面２２ａ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２２は、各発光素子１４から斜め下前方へ向けて出射した光を、その反射面２２ａにおいて正反射させ、この反射光を投影レンズ１２の後面１２ｂの下部領域１２ｂＬに入射させるようになっている。このリフレクタ２２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第１拡散レンズ素子１２ｓ１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。

これら複数の第１拡散レンズ素子１２ｓ１は、その水平断面形状が波形状に設定されている。その際、各第１拡散レンズ素子１２ｓ１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、各第１拡散レンズ素子１２ｓ１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、投影レンズ１２を単品で示す後面図である。

図４にも示すように、投影レンズ１２の後面１２ｂは、灯具正面視において鉛直方向に対して傾斜した方向に延びる複数の境界線Ｌによって複数のセグメントに区分けされている。具体的には、各セグメントは、灯具正面視において横方向に長い菱形の外形形状を有している。そして、これら複数のセグメントの各々には、各発光素子１４からの出射光を水平方向に対して傾斜した方向に拡散させるための複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２が割り付けられている。

図５（ａ）は、図３のＶａ部詳細斜視図である。

図５（ａ）にも示すように、各第２拡散レンズ素子１２ｓ２は、凸曲面状に形成されている。その際、各第２拡散レンズ素子１２ｓ２の外周縁は、光軸Ａｘと直交する鉛直面内において境界線Ｌに位置している。

図４に示すように、投影レンズ１２の後面１２ｂに形成された複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２のうち、後面１２ｂの下部領域１２ｂＬに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２は、後面１２ｂの上部領域１２ｂＵに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２よりも、該第２拡散レンズ素子１２ｓ２による光拡散角度が大きい値に設定されている。さらに、後面１２ｂの下部領域１２ｂＬと上部領域１２ｂＵとの間の中央領域１２ｂＭに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２は、該第２拡散レンズ素子１２ｓ２による光拡散角度が、上部領域１２ｂＵに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２による光拡散角度よりも大きく、かつ、下部領域１２ｂＬに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２による光拡散角度よりも小さい値に設定されている。

図６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６（ａ）は、ハイビーム用配光パターンＰＨの付加配光パターンＰＡを示す図であり、図６（ｂ）は、中間的配光パターンＰＭの付加配光パターンＰＡｍを示す図である。

図６（ａ）に示すハイビーム用配光パターンＰＨ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ＰＨ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個の拡張投影像Ｉａによって構成されている。

各拡張投影像Ｉａ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の投影像ＩａＡに対して、各発光素子１４から出射してリフレクタ２２で反射した光により形成される付加投影像ＩａＢが重畳された投影像となっている。

その際、各投影像ＩａＡ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、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、複数の第１拡散レンズ素子１２ｓ１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、各投影像ＩａＡ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。

一方、各付加投影像ＩａＢも、横長の略矩形状の外形形状を有しているが、各投影像ＩａＡよりも狭い上下幅でかつ各投影像ＩａＡよりもやや広い左右幅で形成されている。そして、各付加投影像ＩａＢは、各投影像ＩａＡの上端部と部分的に重複するようにして形成されている。

１１個の拡張投影像Ｉａは、その中心に位置する拡張投影像Ｉａが最も小さくて明るく、その左右両側に隣接する拡張投影像Ｉａが次に小さくて明るく、そして左右両端に位置する拡張投影像Ｉａ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６（ｂ）に示す中間的配光パターンＰＭは、ハイビーム用配光パターンＰＨ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個の拡張投影像Ｉａのうち右から３番目と４番目の拡張投影像Ｉａ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拡張投影像Ｉａ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７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。

図７（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に複数の第１拡散レンズ素子１２ｓ１が形成されておらず、また投影レンズ１２の後面１２ｂに複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２が形成されておらず、さらにリフレクタ２２が配置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を構成する各投影像ＩａＡ０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、各投影像ＩａＡ０相互間には暗部が形成されている。

１１個の投影像ＩａＡ０は、その中心に位置する投影像ＩａＡ０が最も小さくて明るく、その左右両側に隣接する投影像ＩａＡ０が次に小さくて明るく、そして左右両端に位置する投影像ＩａＡ０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、その投影像ＩａＡ０の鮮鋭度が低下することによるものである。

図７（ｂ）に示す付加配光パターンＰＡは、投影レンズ１２の前面１２ａに複数の第１拡散レンズ素子１２ｓ１が形成されており、かつリフレクタ２２が配置された構成となっているが、投影レンズ１２の後面１２ｂに複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２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ＰＡ´を構成する各拡張投影像Ｉａ´は、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第１拡散レンズ素子１２ｓ１の光拡散作用によって、各投影像ＩａＡ´が図７（ａ）に示す各投影像ＩａＡ０に対して左右方向に拡張され、また、各付加投影像ＩａＢ´も同様に複数の第１拡散レンズ素子１２ｓ１の光拡散作用を受けることによるものである。

図７（ｃ）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を構成する各拡張投影像Ｉａも、互いに部分的に重複するようにして形成されている。

その際、この付加配光パターンＰＡは、投影レンズ１２の後面１２ｂに形成された複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２の光拡散作用によって、各拡張投影像Ｉａを構成する投影像ＩａＡおよび付加投影像ＩａＢが、図７（ｂ）に示す各拡張投影像Ｉａ´を構成する投影像ＩａＡ´および付加投影像ＩａＢ´を左右両側へ向けて斜め方向に拡張したものとなっている。

図８は、付加配光パターンＰＡの成立過程をさらに詳細に説明するために、Ｖ－Ｖ線上に形成される１つの拡張投影像Ｉａを取り出して示す図である。

図８（ａ１）は、図７（ａ）に示す付加配光パターンＰＡ０の投影像ＩａＡ０を示す図であり、図８（ｂ１）は、図７（ｂ）に示す付加配光パターンＰＡ´の拡張投影像Ｉａ´を構成する投影像ＩａＡ´を示す図であり、図８（ｃ１）は、図７（ｃ）に示す付加配光パターンＰＡの拡張投影像Ｉａを構成する投影像ＩａＡを示す図である。

図８（ｂ１）に示す投影像ＩａＡ´は、図８（ａ１）に示す投影像ＩａＡ０を左右方向に拡張したものとなっているので、縦縞状の光ムラが発生しやすいものとなっている。

図８（ｃ１）に示す投影像ＩａＡは、図８（ｂ１）に示す投影像ＩａＡ´を左右両側へ向けて斜め方向に拡張したものとなっているので、縦縞状の光ムラが解消されたものとなる。その際、投影レンズ１２の後面１２ｂの上部領域１２ｂＵに入射した光よりも中央領域１２ｂＭに入射した光の光拡散角度が大きく、また中央領域１２ｂＭに入射した光よりも下部領域１２ｂＬに入射した光の光拡散角度が大きいので、投影像ＩａＡは大きさの異なる３つの投影像ＩａＡＵ、ＩａＡＭ、ＩａＡＬが重畳されたものとなる。したがって投影像ＩａＡは縦縞状の光ムラが確実に解消されたものとなる。

一方、図８（ｂ２）は、図７（ｂ）に示す付加配光パターンＰＡ´の拡張投影像Ｉａ´を構成する付加投影像ＩａＢを示す図であり、図８（ｃ２）は、図７（ｃ）に示す付加配光パターンＰＡの拡張投影像Ｉａを構成する付加投影像ＩａＢを示す図である。

図８（ｃ２）に示す付加投影像ＩａＢは、図８（ｂ２）に示す付加投影像ＩａＢ´を左右両側へ向けて斜め方向に拡張したものとなっている。この付加投影像ＩａＢは、各発光面１４ａから出射してリフレクタ２２で反射した光により形成されるが、リフレクタ２２からの反射光の大半は投影レンズ１２の後面１２ｂの下部領域１２ｂＬに入射して付加投影像ＩａＢＬを形成するものの、その一部は中央領域１２ｂＭに入射して付加投影像ＩａＢＭを形成する。その際、中央領域１２ｂＭの光拡散角度は下部領域１２ｂＬよりは小さいが上部領域１２ｂＵよりは大きいので、付加投影像ＩａＢＭは付加投影像ＩａＢＬよりもやや小さい像となるが明るくなりすぎてしまうことはない。

図８（ｄ）に示すように、拡張投影像Ｉａは、図８（ｃ１）に示す投影像ＩａＡと図８（ｃ２）に示す付加投影像ＩａＢとを重畳させることによって形成されるが、この拡張投影像Ｉａは、投影像ＩａＡの部分が略均一に明るく、かつ、その上端部が付加投影像ＩａＢによってやや明るいものとなっている。

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に複数の発光素子１４（発光領域）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、複数の発光素子１４を同時点灯させることにより、各発光素子１４の投影像ＩａＡの集合体として付加配光パターンＰＡ（横長の配光パターン）を形成することができる。

その際、投影レンズ１２の前面１２ａには、各発光素子１４からの出射光を水平方向に拡散させるための複数の第１拡散レンズ素子１２ｓ１が、灯具正面視において縦縞状に形成されているので、各発光素子１４の投影像ＩａＡを互いに部分的に重複した状態で形成することができ、これにより付加配光パターンＰＡを連続的な配光パターンとして形成することができる。

その上で、本実施形態においては、投影レンズ１２の後面１２ｂが、灯具正面視において鉛直方向に対して傾斜した方向に延びる複数の境界線Ｌによって複数のセグメントに区分けされており、これら複数のセグメントの各々には、各発光素子１４からの出射光を水平方向に対して傾斜した方向に拡散させるための複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２が割り付けられているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、複数の第１拡散レンズ素子１２ｓ１による各発光素子１４からの出射光の拡散方向が水平方向であるのに対し、複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２による各発光素子１４からの出射光の拡散方向は水平方向に対して傾斜した方向であるので、各発光素子１４の投影像ＩａＡに縦縞状の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。

このように本実施形態によれば、複数の発光素子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、各発光素子１４の投影像ＩａＡを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。

なお、投影レンズ１２の後面１２ｂに、本実施形態のような複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２の代わりに、複数の拡散レンズ素子が縦縞状あるいは横縞状に形成されているとした場合には、各発光素子１４からの出射光の拡散方向は水平方向あるいは上下方向となるので、各発光素子１４の投影像に縦縞状の光ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することはできない。

これに対し、本実施形態のように、複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２による各発光素子１４からの光の拡散方向が水平方向に対して傾斜した方向に設定された構成とすることにより、各発光素子１４の投影像ＩａＡに縦縞状の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。

しかも本実施形態においては、各セグメントが灯具正面視において菱形の外形形状を有しているので、複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２によって各発光素子１４からの出射光を左右均等に拡散させることができ、これにより各発光素子１４の投影像ＩａＡに光ムラが発生してしまうのをより効果的に抑制することができる。

さらに、本実施形態の投影レンズ１２は、その後面１２ｂが平面状に形成されているので、菱形の外形形状を有する複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２を形成することが容易に可能である。

また本実施形態においては、複数の発光素子１４の下方近傍に、該発光素子１４からの出射光を投影レンズ１２の後面１２ｂの下部領域１２ｂＬへ向けて反射させるリフレクタ２２が配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、リフレクタ２２で反射して投影レンズ１２の後面１２ｂの下部領域１２ｂＬに入射した各発光素子１４からの出射光により、各投影像ＩａＡの上端部に該投影像ＩａＡと部分的に重複するスポット状の配光パターンとして付加投影像ＩａＢを形成することができる。そして、この付加投影像ＩａＢの付加形成により、投影像ＩａＡが上方向に拡張された拡張投影像Ｉａを形成することができる。

しかも、複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２は、投影レンズ１２の後面１２ｂの下部領域１２ｂＬに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２の方が、投影レンズ１２の後面１２ｂの上部領域１２ｂＵに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２よりも、該第２拡散レンズ素子１２ｓ２による光拡散角度が大き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、下部領域１２ｂＬに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２による光拡散角度を大きい値に設定することにより、付加投影像ＩａＢに拡がりを持たせることができる。したがって、各拡張投影像Ｉａにおいて付加投影像ＩａＢが投影像ＩａＡに対して明るくなりすぎてしまわないようにすることができる。また、このような構成を採用することにより、各投影像ＩａＡの輪郭も曖昧なものとなるので、各拡張投影像Ｉａにおいて付加投影像ＩａＢの付加形成に起因する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。さらに、このようにして形成された各拡張投影像Ｉａは、その上部領域１２ｂＵの明るさが抑えられた光度分布を有するものとなるので、これを前方走行路の照射に適したものとすることができる。

さらに、投影レンズ１２の後面１２ｂにおいて上部領域１２ｂＵと下部領域１２ｂＬとの間の中央領域１２ｂＭに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２の光拡散角度が、上部領域１２ｂＵに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２による光拡散角度よりも大きくかつ下部領域１２ｂＬに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２による光拡散角度よりも小さい値（すなわち中間的な値）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、リフレクタ２２からの反射光の一部が投影レンズ１２の後面１２ｂの中央領域１２ｂＭに入射してしまうことがあっても、この中央領域１２ｂＭに位置する第２拡散レンズ素子１２ｓ２による光拡散角度は中間的な値に設定されているので、各拡張投影像Ｉａにおいて付加投影像ＩａＢの付加形成に起因する光ムラが発生してしまうのを一層効果的に抑制することができる。

上記実施形態においては、投影レンズ１２として前面１２ａが凸面で後面１２ｂが平面の平凸非球面レンズで構成されているものとして説明したが、両凸レンズ等で構成されたものとすることも可能である。このように投影レンズ１２を両凸レンズ等で構成した場合においても、一般に投影レンズ１２は前面１２ａよりも後面１２ｂの方が曲率が小さいので、灯具正面視において菱形の外形形状を有するセグメントに複数の第２拡散レンズ素子１２ｓ２を割り付けることが容易に可能である。

上記実施形態においては、複数の第１拡散レンズ素子１２ｓ１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の一部を切り落とした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、円形、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。

上記実施形態においては、複数の「発光領域」が、それ自体が発光する発光素子１４で構成されているものとして説明したが、例えばマイクロミラーアレイ等のように光源からの光を反射させることによって一定の大きさで発光して見える領域で構成したり、あるいは、例えば液晶シェード等のように光源からの光を透過させることによって一定の大きさで発光して見える領域で構成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５（ｂ）は、本変形例に係る車両用灯具の投影レンズ１１２の要部を示す、図５（ａ）と同様の図である。

図５（ｂ）に示すように、本変形例においても、投影レンズ１１２の後面１１２ｂは、灯具正面視において鉛直方向に対して傾斜した方向に延びる複数の境界線Ｌによって複数の菱形のセグメントに区分けされており、その各々には複数の第２拡散レンズ素子１１２ｓ２が割り付けられている。

ただし本変形例においては、凸曲面状に形成された第２拡散レンズ素子１１２ｓ２と凹曲面状に形成された第２拡散レンズ素子１１２ｓ２とが交互に波形に配置された構成となっている。そして、各第２拡散レンズ素子１１２ｓ２により、各発光素子１４からの出射光を水平方向に対して傾斜した方向に拡散させるようになっている。

本変形例の構成を採用した場合においても、複数の第２拡散レンズ素子１１２ｓ２によって各発光素子１４からの出射光を左右均等に拡散させることができ、これにより上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

図９（ａ）は、本変形例に係る車両用灯具の投影レンズ２１２を示す、図４と同様の図である。

図９（ａ）に示すように、本変形例においても、投影レンズ２１２の後面２１２ｂは、灯具正面視において鉛直方向に対して傾斜した方向に延びる複数の境界線Ｌによって複数のセグメントに区分けされており、その各々には複数の第２拡散レンズ素子２１２ｓ２が割り付けられている。

ただし本変形例においては、投影レンズ２１２の後面２１２ｂが複数の正三角形のセグメントに区分けされている。そして、本変形例においても、各第２拡散レンズ素子２１２ｓ２により、各発光素子１４からの出射光を水平方向に対して傾斜した方向に拡散させるようになっている。

本変形例の構成を採用した場合においても、複数の第２拡散レンズ素子２１２ｓ２によって各発光素子１４からの出射光を左右均等に拡散させることができ、これにより上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

次に、上記実施形態の第３変形例について説明する。

図９（ｂ）は、本変形例に係る車両用灯具の投影レンズ３１２を示す、図４と同様の図である。

図９（ｂ）に示すように、本変形例においても、投影レンズ３１２の後面３１２ｂは、灯具正面視において鉛直方向に対して傾斜した方向に延びる複数の境界線Ｌによって複数のセグメントに区分けされており、その各々には複数の第２拡散レンズ素子３１２ｓ２が割り付けられている。

ただし本変形例においては、投影レンズ３１２の後面３１２ｂが光軸Ａｘを含む鉛直面を中心にしてＶ字状に延びる複数のセグメントに区分けされている。そして、本変形例においても、各第２拡散レンズ素子３１２ｓ２により、各発光素子１４からの出射光を水平方向に対して傾斜した方向に拡散させるようになっている。

本変形例の構成を採用した場合においても、複数の第２拡散レンズ素子３１２ｓ２によって各発光素子１４からの出射光を左右均等に拡散させることができ、これにより上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

次に、上記実施形態の第４変形例について説明する。

図１０は、本変形例に係る車両用灯具４１０を示す、図２と同様の図である。

図１０に示すように、この車両用灯具４１０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４１２の前面４１２ａの形状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も、投影レンズ４１２の前面４１２ａには複数の第１拡散レンズ素子４１２ｓ１が縦縞状に形成されているが、この投影レンズ４１２の前面４１２ａは、その下部領域４１２ａＬがそれ以外の一般領域よりも曲率が大きい鉛直断面形状を有する構成となっている。

これにより本変形例においては、投影レンズ４１２に入射してその前面４１２ａの下部領域４１２ａＬに到達した各発光素子１４からの出射光を、上方向に拡散する光として出射させるようになっている。

なお、図１０においては、上記実施形態の投影レンズ１２の前面１２ａの鉛直断面形状および光出射方向を２点鎖線で示している。

図１１は、本変形例において形成される拡張投影像Ｉａを示す、図８と同様の図である。その際、図１１（ａ１）、（ｂ１）、（ｂ２）は、図８（ａ１）、（ｂ１）、（ｂ２）と同様である。

本変形例においても、図１１（ｃ１）に示す投影像ＩａＡは、３つの投影像ＩａＡＵ、ＩａＡＭ、ＩａＡＬが重畳されたものとして形成されるが、図８（ｃ１）に示す投影像ＩａＡに対して、その上端部が上方向に拡張するとともに明るさが徐々に減少するように形成されている。

また、図１１（ｃ２）に示す付加投影像ＩａＢは、２つの付加投影像ＩａＢＭ、ＩａＢＬが重畳されたものとして形成されるが、図８（ｃ２）に示す付加投影像ＩａＢに対して、付加投影像ＩａＢＬが上方側に拡張したものとなっている。

これにより、図１１（ｄ）に示す拡張投影像Ｉａは、投影像ＩａＡのみならず付加投影像ＩａＢも上方向に拡張するとともに明るさが徐々に減少するように形成されている。

したがって本変形例の構成を採用することにより、各拡張投影像Ｉａを前方走行路の照射により一層適したものとすることができる。

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、４１０ 車両用灯具
１２、１１２、２１２、３１２、４１２ 投影レンズ
１２ａ、４１２ａ 前面
１２ｂ、１１２ｂ、２１２ｂ、３１２ｂ 後面
１２ｂＬ、４１２ａＬ 下部領域
１２ｂＭ 中央領域
１２ｂＵ 上部領域
１２ｓ１、４１２ｓ１ 第１拡散レンズ素子
１２ｓ２、１１２ｓ２、２１２ｓ２、３１２ｓ２ 第２拡散レンズ素子
１４ 発光素子（発光領域）
１４ａ 発光面
１６ 基板
１８ レンズホルダ
２０ ベース部材
２０ａ 後部鉛直壁
２２ リフレクタ
２２ａ 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
Ｉａ、Ｉａ´ 拡張投影像
ＩａＡ、ＩａＡＬ、ＩａＡＭ、ＩａＡＵ、ＩａＡ０、ＩａＡ´ 投影像
ＩａＢ、ＩａＢＬ、ＩａＢＭ、ＩａＢ´ 付加投影像
Ｌ 境界線
ＰＡ、ＰＡｍ、ＰＡ０、ＰＡ´ 付加配光パターン
ＰＨ ハイビーム用配光パターン
ＰＭ 中間的配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン

Claims (4)

1. 投影レンズとこの投影レンズの後方において左右方向に並列に配置された複数の発光領域とを備え、上記各発光領域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に、上記各発光領域からの出射光を水平方向に拡散させるための複数の第１拡散レンズ素子が、灯具正面視において縦縞状に形成されており、
   上記投影レンズの後面は、灯具正面視において鉛直方向に対して傾斜した方向に延びる複数の境界線によって複数のセグメントに区分けされており、
   上記複数のセグメントの各々に、上記各発光領域からの出射光を水平方向に対して傾斜した方向に拡散させるための複数の第２拡散レンズ素子が割り付けられており、
   上記複数の発光領域の下方近傍に、該発光領域からの出射光を上記投影レンズの後面の下部領域へ向けて反射させるリフレクタが配置されており、
   上記複数の第２拡散レンズ素子は、上記投影レンズの後面の下部領域に位置する第２拡散レンズ素子が、上記投影レンズの後面の上部領域に位置する第２拡散レンズ素子よりも、該第２拡散レンズ素子による光拡散角度が大きい値に設定されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記各セグメントは、灯具正面視において菱形の外形形状を有している、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記投影レンズの後面において上記上部領域と上記下部領域との間の中央領域に位置する第２拡散レンズ素子は、該第２拡散レンズ素子による光拡散角度が、上記上部領域に位置する第２拡散レンズ素子による光拡散角度よりも大きく、かつ、上記下部領域に位置する第２拡散レンズ素子による光拡散角度よりも小さい値に設定されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
4. 上記投影レンズの前面は、下部領域が該下部領域以外の一般領域よりも曲率が大きい鉛直断面形状を有している、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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