JP7397849B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用灯具に関する。
車両用灯具として、自動車用ヘッドライトに代表される車両用前照灯や、路面等に画像を描画する描画装置等が知られている。ところで、車両用灯具における投影する画像を所望の画像とするために様々な構成が検討されている。
下記特許文献１には、光を出射する１つの発光光学系と、この発光光学系から出射する光を反射する反射装置とを備える車両用灯具が開示されている。この反射装置は、所謂ＤＭＤ（Digital Mirror Device）であり、傾倒状態を個別に切り替え可能である複数の反射素子の反射面によって構成される反射制御面を有し、発光光学系から出射する光を反射制御面によって反射して複数の反射素子の傾倒状態に応じる配光パターンを形成する。このため、この車両用灯具は、複数の反射素子の傾倒状態を制御することによって、所定の配光パターンの光を出射することができるとされる。また、下記特許文献１では、発光光学系は、光を出射する光源と当該光源から出射する光が透過するレンズとから構成されている。
特開２０１６－００８０４３号公報
ここで、上記特許文献１の反射装置は反射制御面による光の反射によって配光パターンを形成するため、当該配光パターンにおける光の強度分布は反射制御面における光の強度分布の影響を受ける傾向にある。反射制御面における光の強度分布は、発光光学系から出射する光の強度分布に依存するため、形成する配光パターンにおける光の強度分布は、発光光学系から出射する光の強度分布の影響を受ける傾向にある。上記特許文献１では、光源から出射する光がレンズを透過して発光光学系から出射し、当該光が反射制御面に照射される。一般的に光を屈折する光学部材としてのレンズでは、出射する光の強度分布は入射する光の強度分布の影響を受ける傾向にあり、レンズを用いて光の強度分布を変化させることは難しい傾向にある。このため、上記特許文献１の反射装置では、出射する光の配光パターンにおける光の強度分布の自由度が制限される場合があり、当該配光パターンにおける光の強度分布の自由度を向上したいとの要請がある。また、車両用灯具では、車両前方の広範囲に光を照射したり、路面に大きな画像を描画したり、照射する光の強度を高めたりする場合があり、多くの光量を必要とする場合がある。
そこで、本発明は、出射する光量を増加させつつ、出射する光の配光パターンにおける光の強度分布の自由度を向上させ得る車両用灯具を提供することを目的とする。
上記目的の達成のため、本発明の車両用灯具は、光を出射する複数の発光光学系と、前記複数の発光光学系から出射するそれぞれの光を反射する反射面を有し、当該反射面で反射する光によって所定の配光パターンを形成する反射装置と、を備え、前記複数の発光光学系は、第１光源と前記第１光源から出射する光を透過して前記反射装置の反射面に照射するレンズとを有する第１発光光学系と、第２光源と前記第２光源から出射する光を反射して前記反射装置の反射面に照射するリフレクタとを有する第２発光光学系と、を含むことを特徴とする。
この車両用灯具では、反射装置の反射面で反射する光によって、所定の配光パターンの光が形成される。ここで、上記のように、反射装置の反射面における光の強度分布は、発光光学系から出射する光の強度分布に依存するため、形成する配光パターンにおける光の強度分布は、発光光学系から出射する光の強度分布の影響を受ける傾向にある。この車両用灯具では、上記のように、複数の発光光学系から出射する光が反射装置の反射面に照射される。このため、この車両用灯具は、１つの発光光学系から出射する光が反射装置の反射面に照射される場合と比べて、反射装置の反射面に照射される光量を増加させつつ、当該反射面における光の強度分布の自由度を向上し得る。従って、この車両用灯具は、出射する光量を増加させつつ、出射する光の配光パターンにおける光の強度分布の自由度を向上し得る。また、この車両用灯具では、上記のように、複数の発光光学系は、第１光源と第１光源から出射する光を透過して反射装置の反射面に照射するレンズとを有する第１発光光学系と、第２光源と第２光源から出射する光を反射して反射装置の反射面に照射するリフレクタとを有する第２発光光学系と、を含む。レンズは入射面と出射面との２つの面を有するが、光を反射する光学部材であるリフレクタは反射面を有していればよく、レンズと比べて構造上の制約が少ない傾向にある。このため、一般的にリフレクタは、レンズと比べて、入射する光の強度分布を変化させて出射し易い傾向にある。このため、この車両用灯具は、第２発光光学系が第２光源と当該第２光源から出射する光を透過して反射装置の反射面に照射するレンズとから構成される場合と比べて、反射面における光の強度分布の自由度を向上し得る。また、リフレクタは光を反射するためリフレクタで反射する光が光源によって遮られる場合があるが、レンズは光を透過するためレンズを透過する光が光源によって遮られることが抑制される。このため、この車両用灯具は、第１発光光学系が第１光源と当該第１光源から出射する光を反射して反射装置の反射面に照射するリフレクタとから構成される場合と比べて、反射面に照射される光量が減少することを抑制し得、車両用灯具から出射する光量が減少することを抑制し得る。
前記複数の発光光学系は、第３光源と前記第３光源から出射する光を反射して前記反射装置の反射面に照射するリフレクタとを有する第３発光光学系を更に含むこととしてもよい。
このような構成にすることで、２つの発光光学系から出射する光が反射装置の反射面に照射される場合と比べて、反射装置の反射面に照射される光量を増加させつつ、当該反射面における光の強度分布の自由度を向上し得る。
複数の発光光学系が第３発光光学系を含む場合、前記第１発光光学系のレンズは前記反射装置の反射面の中心を通り前記反射装置の反射面に垂直な所定の平面と交わり、前記第２発光光学系のリフレクタは前記所定の平面よりも一方側に位置し、前記第３発光光学系のリフレクタは前記所定の平面よりも他方側に位置することとしてもよい。
このような構成にすることで、第１発光光学系のレンズが上記所定の平面と交わらない場合と比べて、第１発光光学系から反射装置の反射面に入射する光の上記所定の平面と垂直な方向における入射角が大きくなることを抑制し得る。このため、第１発光光学系から出射する光の反射装置の反射面における照射パターンを上記所定の平面と垂直な方向において対称にし易い。また、第２発光光学系から出射する光と第３発光光学系から出射する光は、上記所定の平面を基準とした互いに異なる側から反射装置の反射面に入射する。また、第２発光光学系及び第３発光光学系のそれぞれにおける反射装置の反射面に光を照射する部位は、リフレクタの反射面である。このため、第２発光光学系から出射する光の反射装置の反射面における照射パターンと、第３発光光学系から出射する光の反射装置の反射面における照射パターンとが上記所定の平面と垂直な方向において互いに対称となるようにし易い。このため、反射装置の反射面における光の強度分布を上記所定の平面と垂直な方向において対称となるようにし易い。従って、車両用灯具から出射する光の配光パターンにおける光の強度分布が所定の方向において対称に近い分布とされる場合に、特に有用である。
この場合、前記第１発光光学系のレンズ、前記第２発光光学系のリフレクタ、及び前記第３発光光学系のリフレクタは、前記反射装置の反射面の中心を通り前記所定の平面及び前記反射装置の反射面と垂直な他の所定の平面よりも一方側に位置することとしてもよい。
この場合、前記反射装置の反射面を平面視する場合に、前記第１発光光学系のレンズ、前記第２発光光学系のリフレクタ、及び前記第３発光光学系のリフレクタは、特定の方向に並列することとしてもよい。
複数の発光光学系が第３発光光学系を含む場合、前記反射装置の反射面を平面視する場合に、前記第１発光光学系のレンズ、前記第２発光光学系のリフレクタ、及び前記第３発光光学系のリフレクタは、互いに重ならないこととしてもよい。
このような構成にすることで、反射装置の反射面を平面視する場合に、第１発光光学系のレンズと第２発光光学系のリフレクタ、及び第３発光光学系のリフレクタにおける少なくとも２つが互いに重なる場合と比べて、第２発光光学系が有する部材及び第３発光光学系が有する部材によって第１発光光学系から出射する光の一部が遮られたり、第１発光光学系が有する部材及び第３発光光学系が有する部材によって第２発光光学系から出射する光の一部が遮られたり、第１発光光学系が有する部材及び第２発光光学系が有する部材によって第３発光光学系から出射する光の一部が遮られたりすることを抑制し得る。
前記複数の発光光学系は、第４光源と前記第４光源から出射する光を透過して前記反射装置の反射面に照射するレンズとを有する第４発光光学系を更に含むこととしてもよい。
このような構成にすることで、２つの発光光学系から出射する光が反射装置の反射面に照射される場合と比べて、反射装置の反射面に照射される光量を増加させつつ、当該反射面における光の強度分布の自由度を向上し得る。
複数の発光光学系が第４発光光学系を含む場合、前記第２発光光学系のリフレクタは前記反射装置の反射面の中心を通り前記反射装置の反射面に垂直な所定の平面と交わり、前記第１発光光学系のレンズは前記所定の平面よりも一方側に位置し、前記第４発光光学系のレンズは前記所定の平面よりも他方側に位置することとしてもよい。
このような構成にすることで、第２発光光学系のリフレクタが上記所定の平面と交わらない場合と比べて、第２発光光学系から反射装置の反射面に入射する光の上記所定の平面と垂直な方向における入射角が大きくなることを抑制し得る。このため、第２発光光学系から出射する光の反射装置の反射面における照射パターンを上記所定の平面と垂直な方向において対称にし易い。また、第１発光光学系から出射する光と第４発光光学系から出射する光は、反射装置の反射面を平面視する場合に上記所定の平面を基準とした互いに異なる側から反射装置の反射面に入射する。また、第１発光光学系及び第４発光光学系のそれぞれにおける反射装置の反射面に光を照射する部位は、レンズの出射面である。このため、第１発光光学系から出射する光の反射装置の反射面における照射パターンと、第４発光光学系から出射する光の反射装置の反射面における照射パターンとが上記所定の平面と垂直な方向において互いに対称となるようにし易い。このため、反射装置の反射面における光の強度分布を上記所定の平面と垂直な方向において対称となるようにし易い。従って、車両用灯具から出射する光の配光パターンにおける光の強度分布が所定の方向において対称に近い分布とされる場合に、特に有用である。
この場合、前記第１発光光学系のレンズ、前記第２発光光学系のリフレクタ、及び前記第４発光光学系のレンズは、前記反射装置の反射面の中心を通り前記所定の平面及び前記反射装置の反射面と垂直な他の所定の平面よりも一方側に位置することとしてもよい。
この場合、前記反射装置の反射面を平面視する場合に、前記第１発光光学系のレンズ、前記第２発光光学系のリフレクタ、及び前記第４発光光学系のレンズは、特定の方向に並列することとしてもよい。
複数の発光光学系が第４発光光学系を含む場合、前記反射装置の反射面を平面視する場合に、前記第１発光光学系のレンズ、前記第２発光光学系のリフレクタ、及び前記第４発光光学系のレンズは、互いに重ならないこととしてもよい。
このような構成にすることで、反射装置の反射面を平面視する場合に、第１発光光学系のレンズと第２発光光学系のリフレクタ、及び第４発光光学系のレンズにおける少なくとも２つが互いに重なる場合と比べて、第２発光光学系が有する部材及び第４発光光学系が有する部材によって第１発光光学系から出射する光の一部が遮られたり、第１発光光学系が有する部材及び第４発光光学系が有する部材によって第２発光光学系から出射する光の一部が遮られたり、第１発光光学系が有する部材及び第２発光光学系が有する部材によって第４発光光学系から出射する光の一部が遮られたりすることを抑制し得る。
前記反射装置から出射し前記所定の配光パターンを形成する光の発散角を調整する投影レンズを更に備えることとしてもよい。
このような構成にすることで、投影レンズを備えない場合と比べて、出射する光の配光パターンの大きさを所望の大きさにし易い。
前記反射装置の反射面は、傾倒状態を個別に切り替え可能である複数の反射素子の反射面によって構成されることとしてもよい。
この車両用灯具では、反射装置の反射面を構成する複数の反射素子の傾倒状態を制御することによって、出射する光の配光パターンを変更し得る。
以上のように本発明によれば、出射する光量を増加させつつ、出射する光の配光パターンにおける光の強度分布の自由度を向上させ得る車両用灯具を提供できる。
本発明の第１実施形態における車両用灯具を備える車両の概略を示す正面図である。 図１のII－II線における１つの灯具の水平方向の断面図である。 図２に示す灯具ユニットを概略的に示す斜視図である。 図２に示す灯具ユニットを概略的に示す側面図である。 図２に示す反射部の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。 図２に示す反射装置を概略的に示す正面図である。 ハイビームの配光パターンを示す図である。 図７に示すハイビームの配光パターンの一部を示す図である。 本発明の第２実施形態における車両用灯具の１つの灯具を図２と同様に示す図である。 本発明の第３実施形態における車両用灯具の１つの灯具を図２と同様に示す図である。
以下、本発明に係る車両用灯具を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における車両用灯具を備える車両の概略を示す正面図である。本実施形態の車両用灯具１は自動車用の前照灯とされる。図１に示すように車両１００は、前方の左右方向のそれぞれに一対の車両用灯具１を備える。車両１００に備わる一対の車両用灯具１は、互いに左右方向に対称な形状とされる。本実施形態の車両用灯具１は、複数の灯具１ａ，１ｂ，１ｃが互いに横並びに並べられており、灯具１ａが車両１００の最も外側に配置され、灯具１ｃが車両１００の最も中心側に配置され、灯具１ｂが灯具１ａと灯具１ｃとの間に配置される。本実施形態では、以下に説明するように、灯具１ａ及び灯具１ｂはハイビーム用の灯具とされ、灯具１ｃはロービーム用の灯具とされる。このため、車両用灯具１は、光を出射する灯具を切り替えることによって、出射する光をハイビームとロービームとに切り替え可能とされている。灯具１ｂ及び灯具１ｃの構成は特に限定されるものではない。灯具１ｂ及び灯具１ｃは、灯具１ａと同じ構成とされてもよく、灯具１ａと異なる構成とされてもよい。例えば、灯具１ｂ及び灯具１ｃは、パラボラ型の灯具やプロジェクター型の灯具や直射レンズ型の灯具等とされてもよい。
図２は、図１のII－II線における断面図であり、灯具１ａの水平方向の断面を概略的に示す図である。図２に示すように、車両用灯具１の一部である灯具１ａは、筐体１０と、灯具ユニット２０とを主な構成として備える。本実施形態において灯具ユニット２０は、ハイビームの一部を出射する灯具ユニットとされる。
筐体１０は、ランプハウジング１１、フロントカバー１２及びバックカバー１３を主な構成として備える。ランプハウジング１１の前方は開口しており、当該開口を塞ぐようにフロントカバー１２がランプハウジング１１に固定されている。また、ランプハウジング１１の後方には前方よりも小さな開口が形成されており、当該開口を塞ぐようにバックカバー１３がランプハウジング１１に固定されている。
ランプハウジング１１と、当該ランプハウジング１１の前方の開口を塞ぐフロントカバー１２と、当該ランプハウジング１１の後方の開口を塞ぐバックカバー１３とによって形成される空間は灯室Ｒであり、この灯室Ｒ内に灯具ユニット２０が収容されている。
図３は、図２に示す灯具ユニットを概略的に示す斜視図であり、灯具ユニットを後方側から見る斜視図である。また、図４は、図２に示す灯具ユニットを概略的に示す側面図である。図２、図３、図４に示すように、本実施形態の灯具ユニット２０は、第１発光光学系３０と、第２発光光学系４０と、反射装置５０と、投影レンズ６０と、光吸収板７０とを主な構成として備え、不図示の構成により筐体１０に固定されている。なお、理解容易のために、図３では光吸収板７０の記載が省略されている。
本実施形態では、第１発光光学系３０は、第１光源３１と主レンズ３５と補助レンズ３６とを有し、第２発光光学系４０は、第２光源４１とリフレクタ４２とを有する。
第１光源３１は、光を出射する発光素子とされ、本実施形態では光を出射する出射面が概ね長方形で白色の光を出射する表面実装型のＬＥＤ（Light Emitting Diode）とされる。また、第１光源３１は出射面が後方側を向くように配置される。なお、灯具ユニット２０は、不図示の回路基板を有しており、第１光源３１は当該回路基板に実装されている。
補助レンズ３６は、入射する光の発散角を調節するレンズである。補助レンズ３６は、当該補助レンズ３６の入射面が第１光源３１の出射面と対向するように配置され、第１光源３１から出射する光が補助レンズ３６に入射し、この光の発散角が補助レンズ３６で調整される。本実施形態では、補助レンズ３６は、入射面が平面状に形成され出射面が凸状に形成されたレンズとされ、第１光源３１から出射する光の発散角が補助レンズ３６で小さくなるように調節される。
主レンズ３５は、入射する光の発散角を調節するレンズである。主レンズ３５は、当該主レンズ３５の入射面３５ｉが補助レンズ３６の出射面と対向するように配置され、補助レンズ３６の出射面から出射する光が主レンズ３５に入射し、この光の発散角が主レンズ３５で調整される。このように主レンズ３５で発散角が調整された光が後述する反射装置５０の反射制御面に照射される。つまり、第１光源３１から出射して補助レンズ３６及び主レンズ３５を透過する光が第１発光光学系３０から出射する。このため、第１発光光学系３０における反射装置５０の反射制御面に光を照射する部位は、主レンズ３５の出射面３５ｏである。また、反射装置５０の反射制御面に照射される光の照射パターンは、主レンズ３５の入射面３５ｉや出射面３５ｏの形状に応じて変化する。この照射パターンには光の強度分布が含まれる。このため、入射面３５ｉや出射面３５ｏの形状を調節することで、反射装置５０の反射制御面に照射する光の照射パターンを調整できる。本実施形態では、主レンズ３５は、入射面３５ｉ及び出射面３５ｏが凸状に形成されたレンズとされ、第１光源３１から出射して補助レンズ３６を透過する光は、この主レンズ３５によって集光されて反射装置５０の反射制御面５３に照射される。
第２光源４１は、光を出射する発光素子とされ、本実施形態では、第１光源３１と同様に、光を出射する出射面が概ね長方形で白色の光を出射する表面実装型のＬＥＤとされる。また、第２光源４１は、出射面が前方側を向くように配置される。第２光源４１は、第１光源と同様に、上記の回路基板に実装されている。
リフレクタ４２は、第２光源４１から出射する光を反射面４２ｒによって反射して当該光を後述する反射装置５０の反射制御面に照射するように構成される。つまり、第２光源４１から出射してリフレクタ４２の反射面４２ｒによって反射される光が第２発光光学系４０から出射する。このため、第２発光光学系４０における反射装置５０の反射制御面に光を照射する部位は、リフレクタ４２の反射面４２ｒである。
本実施形態では、リフレクタ４２は、曲面状の板状部材とされ、前方側から第２光源４１に被さるように配置される。リフレクタ４２における第２光源４１側の面が第２光源４１から出射する光を反射する反射面４２ｒとされる。この反射面４２ｒは第２光源４１側と反対側に凹状となるように湾曲し、例えば、回転楕円曲面を基調として第２光源４１から出射する光を集光して反射制御面に照射するように構成される。なお、反射装置５０の反射制御面に照射される光の照射パターンは、リフレクタ４２の反射面４２ｒの形状に応じて変化する。この照射パターンには光の強度分布が含まれる。このため、反射面４２ｒの形状を調節することで、反射装置５０の反射制御面に照射する光の照射パターンを調整できる。図２、図３に示すように、この第２発光光学系４０のリフレクタ４２と第１発光光学系３０の主レンズ３５は左右方向に並列されている。本実施形態では、リフレクタ４２の主レンズ３５側の端部と主レンズ３５のリフレクタ４２側の端部とは離間しており、前後方向において主レンズ３５とリフレクタ４２とは互いに重なっていない。なお、リフレクタ４２の主レンズ３５側の端部と主レンズ３５のリフレクタ４２側の端部とは互いに接合されていてもよい。
本実施形態の反射装置５０は、所謂ＤＭＤ（Digital Mirror Device）とされ、図２に示すように、反射部５１と縁部カバー５２とを主な構成として備える。なお、図２では反射部５１の内部の記載が省略されている。反射部５１は、入射する光を反射する反射制御面５３を有し、この反射制御面５３によって反射する光によって所定の配光パターンを形成するように構成される。この反射部５１の反射制御面５３に第１発光光学系３０から出射する光及び第２発光光学系４０から出射する光が照射される。
図５は、図２に示す反射部の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図であり、反射部の一部の鉛直方向の断面を概略的に示す図である。本実施形態の反射部５１は、図示せぬ基板に二次元配列される複数の反射素子５４を有し、反射部５１の反射制御面５３はこれら複数の反射素子５４の反射面５４ｒによって構成されている。複数の反射素子５４は、上記の基板に回転軸５４ａを中心として個別に傾倒可能に支持される。この複数の反射素子５４は、一方側に所定の角度傾倒する第１傾倒状態と他方側に所定の角度傾倒する第２傾倒状態とにそれぞれ個別に切り替え可能とされている。反射部５１には不図示の反射部駆動回路が接続され、この反射部駆動回路によるそれぞれの反射素子５４に対する印加電圧に応じてそれぞれの反射素子５４の傾倒状態が切り換えられる。
本実施形態では、複数の反射素子５４の回転軸５４ａは、互いに概ね平行とされており、それぞれの反射素子５４は、第１傾倒状態において反射面５４ｒに入射する第１発光光学系３０からの光及び第２発光光学系４０からの光を第１方向に向けて反射する。一方、それぞれの反射素子５４は、第２傾倒状態において反射面５４ｒに入射する第１発光光学系３０からの光及び第２発光光学系４０からの光を第１方向と異なる第２方向に向けて反射する。なお、複数の反射素子５４は、第１傾倒状態において反射面５４ｒに入射する第１発光光学系３０からの光及び第２発光光学系４０からの光を第１方向に向けて反射することができればよい。例えば、複数の反射素子５４は、第１方向と異なる第２方向が互いに異なるような複数の反射素子を含んでいてもよい。つまり、複数の反射素子５４の回転軸５４ａは、互いに非平行とされていてもよい。
上記のように、複数の反射素子５４は、一方側に所定の角度傾倒する第１傾倒状態と他方側に所定の角度傾倒する第２傾倒状態とにそれぞれ個別に切り換え可能とされている。このため、反射部５１は、これらの反射素子５４の傾倒状態を制御することによって、例えば反射制御面５３から第１方向に向けて出射する光によって所定の配光パターンを形成し得る。また、反射装置５０は、反射素子５４の傾倒状態を制御することによって、反射制御面５３から第１方向に向けて出射する光によって形成される配光パターンを変更できる。また、これらの反射素子５４の傾倒状態を経時的に制御することによって、所定の配光パターンの光の強度分布を所定の強度分布にし得る。例えば、所定の時間間隔で第１傾倒状態と第２傾倒状態とに繰り返し切り換えられる反射素子５４から第１方向に向けて出射する光の単位時間当たりの光量は、常時第１傾倒状態とされる反射素子５４から第１方向に向けて出射する光の単位時間当たりの光量よりも低くなる。このように反射素子５４の傾倒状態の経時的な違いによって、それぞれの反射素子５４から第１方向に向けて出射する光の単位時間当たりの光量は変化する。このため、複数の反射素子５４の傾倒状態を経時的に制御することによって、第１方向に向けて出射する光の配光パターンにおける光の強度分布を所定の強度分布にし得る。本実施形態では、反射装置５０に電気的に接続される図示せぬ制御部によって、反射制御面５３から第１方向に向けて出射する光によってハイビームの配光パターンの一部を形成するように、複数の反射素子５４の傾倒状態が制御される。なお、複数の反射素子５４の数、形状、配列、大きさ等は特に限定されるものではない。また、反射制御面５３は、透光性を有する部材によって覆われていてもよい。
図６は、図２に示す反射装置を概略的に示す正面図であり、反射制御面５３側から見る反射装置５０の正面図である。本実施形態の反射部５１は、正面視において概ね長方形に形成され、正面視における全領域が反射制御面５３とされている。縁部カバー５２は、反射部５１の側面の全周及び反射制御面５３と反対側を覆っており、反射制御面５３は、縁部カバー５２に覆われずに外部に露出している。なお、縁部カバー５２は特に限定されるものではなく、例えば反射部５１の背面側を覆っていなくてもよく、反射装置５０は縁部カバー５２を備えなくてもよい。
上記のような反射装置５０は、反射制御面５３に第１発光光学系３０からの光及び第２発光光学系４０からの光が照射されるとともに、反射制御面５３から第１方向に向けて出射する光が投影レンズ６０に入射するように配置される。具体的には、本実施形態の反射装置５０は、反射制御面５３が鉛直方向と概ね平行で左右方向に延在するとともに第１発光光学系３０及び第２発光光学系４０よりも後方側に位置するように配置される。なお、ここでの反射制御面５３は、複数の反射素子５４の傾倒状態が当該複数の反射素子５４の反射面５４ｒが同一平面上に位置する状態とされる場合の反射制御面５３である。このように配置される反射装置５０では、複数の反射素子５４の回転軸５４ａの延在方向が左右方向と概ね平行とさている。また、図４に示すように、反射装置５０の反射制御面５３は、主レンズ３５及びリフレクタ４２よりも上方側かつ後方側に位置している。
本実施形態では、図２に示すように、主レンズ３５とリフレクタ４２は、反射制御面５３と平行な方向である左右方向に並列されている。また、反射制御面５３の中心５３ｃを通るとともに反射制御面５３と垂直で鉛直方向に延在する基準平面ＲＰ１を基準とする一方側に、第１発光光学系３０が位置し、この基準平面ＲＰ１を基準とする他方側に、第２発光光学系４０が位置している。このため、第１発光光学系３０における反射制御面５３に光を照射する部位である主レンズ３５の出射面３５ｏは、基準平面ＲＰ１を基準とする一方側に位置する。また、第２発光光学系４０における反射制御面５３に光を照射する部位であるリフレクタ４２の反射面４２ｒは、基準平面ＲＰ１を基準とする他方側に位置する。なお、上記のように、本実施形態の反射素子５４の回転軸５４ａの延在方向は左右方向と概ね平行であるため、本実施形態の基準平面ＲＰ１はこの回転軸５４ａと概ね垂直である。ここで、上記のように反射制御面５３は、主レンズ３５及びリフレクタ４２よりも上方側に位置している。このため、主レンズ３５及びリフレクタ４２は、反射制御面５３の中心５３ｃを通るとともに上記基準平面ＲＰ１及び反射制御面５３と垂直で左右方向に延在する別の基準平面ＲＰ２よりも一方側に位置する。また、反射装置５０の反射制御面５３を平面視する場合に、主レンズ３５及びリフレクタ４２のそれぞれと反射制御面５３とは互いに重ならない。また、上記のように、前後方向において主レンズ３５とリフレクタ４２とは互いに重なっていないため、反射制御面５３を平面視する場合に、主レンズ３５とリフレクタ４２とは互いに重ならない。また、上記のように、主レンズ３５とリフレクタ４２は左右方向に並列されているため、反射制御面５３を平面視する場合に、主レンズ３５とリフレクタ４２は左右方向に並列する。
投影レンズ６０は、入射する光の発散角を調節するレンズである。投影レンズ６０は、反射装置５０よりも前方に配置され、反射制御面５３から第１方向に向けて出射する光が投影レンズ６０に入射し、この光の発散角が投影レンズ６０で調整される。このように投影レンズ６０で発散角が調整された光がフロントカバー１２を介して灯具１ａから出射する。また、投影レンズ６０は、入射面６０ｉ及び出射面６０ｏが凸状に形成されたレンズとされ、投影レンズ６０の後方焦点は、反射装置５０の反射制御面５３上またはその近傍に位置している。また、投影レンズ６０は、当該投影レンズ６０の光軸６０ａと上記基準平面ＲＰ１とが互いに重なるように配置されている。
また、投影レンズ６０の下部が切り欠かれている。具体的には、図４に示すように、投影レンズ６０の下部を通り投影レンズ６０の入射面６０ｉ側から出射面６０ｏ側に向かうにつれて投影レンズ６０の光軸６０ａから離れるように傾く平面ＲＰを基準として、投影レンズ６０における当該投影レンズ６０の光軸６０ａ側と反対側が切り欠かれている。このため、投影レンズ６０が上記のように切り欠かれることによって投影レンズ６０に形成される底面６０ｂは、上記平面ＲＰ上に位置し、入射面６０ｉ側から出射面６０ｏ側に向かうにつれて投影レンズ６０の光軸６０ａから離れるように傾く。なお、投影レンズ６０を切り欠く際の基準とされる面は、投影レンズ６０を通り投影レンズ６０の入射面６０ｉ側から出射面６０ｏ側に向かうにつれて投影レンズ６０の光軸６０ａから離れるように傾いていればよく、曲面とされてもよい。このように投影レンズ６０が切り欠かれることによって形成される空間内に、主レンズ３５の一部及びリフレクタ４２の一部が位置している。
光吸収板７０は、光吸収性を有する板状部材であり、入射する光の多くを熱に変換するように構成される。図４に示すように、本実施形態では、光吸収板７０は、反射装置５０よりも前方かつ上方に配置され、反射制御面５３から第２方向に向けて出射する光が光吸収板７０に入射し、この光の多くが熱に変換される。光吸収板７０として、例えばアルミニウム等の金属から構成されて表面に黒アルマイト加工等が施される板状部材が挙げられる。なお、光吸収板７０は、筐体１０のランプハウジング１１と一体に形成されて、ランプハウジング１１の一部とされてもよい。
次に車両用灯具１の動作について説明する。具体的には、ハイビームを出射する動作について説明する。
本実施形態では、上記のように、車両用灯具１の灯具１ａ及び灯具１ｂはハイビーム用の灯具とされ、灯具１ａから出射する光と灯具１ｂから出射する光とによってハイビームの配光パターンが形成される。
図２、図３、図４に示すように、灯具１ａでは、不図示の電源から電力が供給されることで、第１光源３１及び第２光源４１から白色の光Ｌ１，Ｌ２が出射する。第１光源３１から出射する光Ｌ１は、補助レンズ３６及び主レンズ３５を透過して、第１発光光学系３０から出射する。この第１発光光学系３０から出射する光Ｌ１は、集光して反射装置５０の反射制御面５３に照射され、反射制御面５３によって反射される。また、第２光源４１から出射する光Ｌ２は、リフレクタ４２の反射面４２ｒによって反射され、第２発光光学系４０から出射する。この第２発光光学系４０から出射する光Ｌ２は、集光して反射装置５０の反射制御面５３に照射され、反射制御面５３によって反射される。本実施形態では、これら光Ｌ１，Ｌ２のそれぞれは、反射制御面５３の全面に照射される。
図７はハイビームの配光パターンを示す図である。図７においてＳは水平線を示し、配光パターンが太線で示される。図７に示されるハイビームの配光パターンＰＨのうち、領域ＨＡ１は最も光の強度が高い領域であり、領域ＨＡ２、領域ＨＡ３、領域ＨＡ４の順に光の強度が低くなる。本実施形態では、ハイビームの配光パターンＰＨのうち、領域ＨＡ１全体と領域ＨＡ２の一部とを含む領域ＰＨＡは灯具１ａから出射する光によって形成され、領域ＰＨＡ以外は灯具１ｂから出射する光によって形成される。
図８は、図７に示すハイビームの配光パターンの一部を示す図であり、灯具１ａから出射する光によって形成される領域ＰＨＡを示す図である。図８に示すように、光の強度が高い領域ＨＡ１における光の強度は一様ではなく、領域ＨＡ１ａは最も光の強度が高い領域であり、領域ＨＡ１ｂ、領域ＨＡ１ｃ、領域ＨＡ１ｄの順に光の強度が低くなり、領域ＨＡ２における強度は領域ＨＡ１ｄにおける強度よりも低い。また、領域ＨＡ１ａは領域ＰＨＡの中心ＰＨＡｃと重なっており、領域ＰＨＡの光の強度分布は概ね左右対称の分布とされている。つまり、灯具１ａの反射装置５０における反射部５１の複数の反射素子５４の傾倒状態は、反射制御面５３から第１方向に向けて出射する光ＬＦがハイビームの配光パターンＰＨにおけるこのような領域ＰＨＡを形成する光となるように制御される。このため、反射部５１の反射制御面５３から第１方向へ出射する光ＬＦによって形成される配光パターンはハイビームの配光パターンＰＨにおける領域ＰＨＡとなり、この光ＬＦは、投影レンズ６０を透過し、フロントカバー１２を介して灯具１ａから出射する。なお、反射制御面５３から第２方向に向けて出射する光ＬＳの多くは光吸収板７０に入射して熱に変換される。また、図示による説明は省略するが、本実施形態では、主レンズ３５の出射面３５ｏから出射して反射制御面５３に照射される光Ｌ１の反射制御面５３での照射パターンは、左右方向に概ね対称とされる。また、この照射パターンにおける光の強度分布は反射制御面５３の中心５３ｃ側の強度が高く中心５３ｃ側から外縁側に向かって強度が低下するような分布とされる。つまり、この照射パターンが上記のようになるように、主レンズ３５の入射面３５ｉ及び出射面３５ｏの形状が調節される。また、リフレクタ４２の反射面４２ｒで反射して反射制御面５３に照射される光Ｌ２の反射制御面５３での照射パターンは、左右方向に概ね対称とされる。また、この照射パターンにおける光の強度分布は反射制御面５３の中心５３ｃ側の強度が高く中心５３ｃ側から外縁側に向かって強度が低下するような分布とされる。つまり、この照射パターンが上記のようになるように、リフレクタ４２の反射面４２ｒの形状が調節される。このため、主レンズ３５の出射面３５ｏから出射して反射制御面５３に照射される光Ｌ１とリフレクタ４２の反射面４２ｒで反射して反射制御面５３に照射される光Ｌ２とが合成された光の反射制御面５３での照射パターンは、左右方向に概ね対称となる。また、この照射パターンにおける光の強度分布は反射制御面５３の中心５３ｃ側の強度が高く中心５３ｃ側から外縁側に向かって強度が低下するような分布とされる。
本実施形態では、上記のように、反射部５１の複数の反射素子５４の傾倒状態が制御されることによって、ハイビームの配光パターンＰＨの一部が灯具１ａから出射する光によって形成される。また、ハイビームの配光パターンＰＨの他の一部が灯具１ｂから出射する光によって形成される。そして、車両用灯具１からハイビームが出射される。なお、灯具１ａから出射する光によって形成される領域ＰＨＡは灯具１ｂから出射する光によって形成される領域と重なっていてもよい。
以上説明したように、本実施形態の車両用灯具１は、光Ｌ１を出射する第１発光光学系３０と、光Ｌ２を出射する第２発光光学系４０と、反射装置５０と、を備える。反射装置５０は、第１発光光学系３０から出射する光Ｌ１及び第２発光光学系４０から出射する光Ｌ２を反射する反射制御面５３を有し、この反射制御面５３で反射する光によって所定の配光パターンを形成する。
ここで、反射装置５０は反射制御面５３による光の反射によって配光パターンを形成するため、形成する配光パターンにおける光ＬＦの強度分布は反射制御面５３における光の強度分布の影響を受ける傾向にある。本実施形態の車両用灯具１では、上記のように、第１発光光学系３０から出射する光Ｌ１及び第２発光光学系４０から出射する光Ｌ２が反射制御面５３に照射される。このため、本実施形態の車両用灯具１は、１つの発光光学系から出射する光が反射制御面５３に照射される場合と比べて、反射装置５０の反射制御面５３に照射される光量を増加させつつ、当該反射制御面５３における光の強度分布の自由度を向上し得る。従って、本実施形態の車両用灯具１は、出射する光量を増加させつつ、出射する光の配光パターンにおける光の強度分布の自由度を向上し得る。
本実施形態の車両用灯具１では、第１発光光学系３０は、第１光源３１と第１光源３１から出射する光Ｌ１を透過して反射装置５０の反射制御面５３に照射する主レンズ３５とを有する。また、第２発光光学系４０は、第２光源４１と第２光源４１から出射する光Ｌ２を反射して反射装置５０の反射制御面５３に照射するリフレクタ４２とを有する。ここで、上記のように、レンズは入射面と出射面との２つの面を有するが、光を反射する光学部材であるリフレクタは反射面を有していればよく、レンズと比べて構造上の制約が少ない傾向にある。このため、一般的にリフレクタは、レンズと比べて、入射する光の強度分布を変化させて出射し易い傾向にある。このため、本実施形態の車両用灯具１は、第２発光光学系４０が第２光源４１と当該第２光源４１から出射する光Ｌ２を透過して反射装置５０の反射制御面５３に照射するレンズとから構成される場合と比べて、反射制御面５３における光の強度分布の自由度を向上し得る。また、上記のように、リフレクタは光を反射するためリフレクタで反射する光が光源によって遮られる場合があるが、レンズは光を透過するためレンズを透過する光が光源によって遮られることが抑制される。このため、本実施形態の車両用灯具１は、第１発光光学系３０が第１光源３１と当該第１光源３１から出射する光Ｌ１を反射して反射装置５０の反射制御面５３に照射するリフレクタとから構成される場合と比べて、反射制御面５３に照射される光量が減少することを抑制し得、車両用灯具１から出射する光量が減少することを抑制し得る。
本実施形態の車両用灯具１では、反射装置５０から出射し所定の配光パターンを形成する光ＬＦの発散角を調整する投影レンズ６０を更に備える。このため、本実施形態の車両用灯具１は、投影レンズ６０を備えない場合と比べて、出射する光の配光パターンの大きさを所望の大きさにし易い。
本実施形態の車両用灯具１では、反射装置５０の反射制御面５３は、傾倒状態を個別に切り替え可能である複数の反射素子５４の反射面５４ｒによって構成される。このため、これら複数の反射素子５４の傾倒状態を制御することによって出射する光の配光パターンを変化させることができる。
本実施形態の車両用灯具１では、投影レンズ６０を通り投影レンズ６０の入射面６０ｉ側から出射面６０ｏ側に向かうにつれて投影レンズ６０の光軸６０ａから離れるように傾く平面ＲＰを基準として、投影レンズ６０における当該投影レンズ６０の光軸６０ａ側と反対側が切り欠かれる。このため、投影レンズ６０が切り欠かれることによって形成される空間内に部材を配置することができ、車両用灯具が小型化され得る。また、投影レンズ６０が切り欠かれることによって当該投影レンズ６０に形成される底面６０ｂは、入射面６０ｉ側から出射面６０ｏ側に向かって投影レンズ６０の光軸６０ａから離れるように傾く。このため、投影レンズ６０が切り欠かれることによって投影レンズ６０に形成される底面６０ｂが投影レンズ６０の光軸６０ａと平行である場合や入射面６０ｉ側から出射面６０ｏ側に向かって投影レンズ６０の光軸６０ａに近づくように傾く場合と比べて、投影レンズ６０に入射する光がこの底面６０ｂで反射することを抑制し得、意図しない方向に光が出射されることを抑制し得る。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図９を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
図９は、本発明の第２実施形態における車両用灯具の１つの灯具を図２と同様に示す図であり、灯具１ａを図２と同様に示す図である。図９に示すように、本実施形態の灯具ユニット２０は、第３発光光学系８０を更に備える点において、第１実施形態の灯具ユニット２０と主に異なる。
第３発光光学系８０は、第２発光光学系４０と同様に、第３光源８１とリフレクタ８２とを有する。第３光源８１は、第２光源４１と同様に、光を出射する出射面が概ね長方形で白色の光を出射する表面実装型のＬＥＤとされる。また、第３光源８１は、出射面が前方側を向くように配置され、第２光源４１と同様に、不図示の回路基板に実装されている。
第３発光光学系８０のリフレクタ８２は、第３光源８１から出射する光を反射面８２ｒによって反射して当該光を反射装置５０の反射制御面５３に照射するように構成される。つまり、第３光源８１から出射してリフレクタ８２の反射面８２ｒによって反射される光が第３発光光学系８０から出射する。このため、第３発光光学系８０における反射装置５０の反射制御面５３に光を照射する部位は、リフレクタ８２の反射面８２ｒである。
本実施形態では、リフレクタ８２は、曲面状の板状部材とされ、前方側から第３光源８１に被さるように配置される。リフレクタ８２における第３光源８１側の面が第３光源８１から出射する光を反射する反射面８２ｒとされる。この反射面８２ｒは第３光源８１側と反対側に凹状となるように湾曲し、例えば、回転楕円曲面を基調として第３光源８１から出射する光を集光して反射制御面５３に照射するように構成される。
本実施形態では、第１発光光学系３０、第２発光光学系４０、及び第３発光光学系８０は、反射装置５０の反射制御面５３よりも下方側において、左右方向に並列されるように配置されている。具体的は、第１発光光学系３０の主レンズ３５、第２発光光学系４０のリフレクタ４２、第３発光光学系８０のリフレクタ８２が、所定の間隔を空けて左右方向に並列されている。これら部材の並列方向において、第２発光光学系４０のリフレクタ４２と第３発光光学系８０のリフレクタ８２との間に主レンズ３５が位置している。また、このように配置される第２発光光学系４０と第３発光光学系８０は左右方向において互いに対称の構成とされている。また、第１発光光学系３０の主レンズ３５は、反射制御面５３の中心を通り反射制御面５３に垂直な基準平面ＲＰ１と交わっており、この基準平面ＲＰ１よりも一方側に第２発光光学系４０のリフレクタ４２が位置し、この基準平面ＲＰ１よりも他方側に第３発光光学系８０のリフレクタ８２が位置している。また、上記のように第１発光光学系３０、第２発光光学系４０、及び第３発光光学系８０は、反射装置５０の反射制御面５３よりも下方側に位置している。このため、主レンズ３５、リフレクタ４２、及びリフレクタ８２は、反射制御面５３の中心を通り上記基準平面ＲＰ１及び反射制御面５３と垂直な基準平面ＲＰ２よりも一方側に位置する。また、反射装置５０の反射制御面５３を平面視する場合に、主レンズ３５、リフレクタ４２、及びリフレクタ８２のそれぞれと反射制御面５３とは互いに重ならない。また、上記のように、主レンズ３５、リフレクタ４２、及びリフレクタ８２は、所定の間隔を空けて左右方向に並列されているため、反射制御面５３を平面視する場合に、主レンズ３５、リフレクタ４２、及びリフレクタ８２は互いに重ならない。また、反射制御面５３を平面視する場合に、主レンズ３５、リフレクタ４２、及びリフレクタ８２は、左右方向に並列する。
本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、ハイビームの配光パターンＰＨにおける領域ＰＨＡは灯具１ａから出射する光によって形成され、領域ＰＨＡ以外は灯具１ｂから出射する光によって形成される。灯具１ａでは、第１光源３１から出射する光Ｌ１は、補助レンズ３６及び主レンズ３５を透過して、第１発光光学系３０から出射する。この第１発光光学系３０から出射する光Ｌ１は、集光して反射装置５０の反射制御面５３に照射され、反射制御面５３によって反射される。また、第２光源４１から出射する光Ｌ２は、リフレクタ４２の反射面４２ｒによって反射され、第２発光光学系４０から出射する。この第２発光光学系４０から出射する光Ｌ２は、集光して反射装置５０の反射制御面５３に照射され、反射制御面５３によって反射される。また、第３光源８１から出射する光Ｌ３は、リフレクタ８２の反射面８２ｒによって反射され、第３発光光学系８０から出射する。この第３発光光学系８０から出射する光Ｌ３は、集光して反射装置５０の反射制御面５３に照射され、反射制御面５３によって反射される。本実施形態では、これら光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれは、反射制御面５３の全面に照射される。また、これら光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が合成された光の反射制御面５３での照射パターンは、左右方向に概ね対称とされ、この照射パターンにおける光の強度分布は反射制御面５３の中心５３ｃ側の強度が高く中心５３ｃ側から外縁側に向かって強度が低下するような分布とされる。つまり、この照射パターンが上記のようになるように、主レンズ３５の入射面３５ｉ及び出射面３５ｏの形状、リフレクタ４２の反射面４２ｒの形状、及びリフレクタ８２の反射面８２ｒの形状が調節される。そして、反射装置５０における反射部５１の複数の反射素子５４の傾倒状態は、反射制御面５３から第１方向に向けて出射する光ＬＦがハイビームの配光パターンＰＨにおける領域ＰＨＡを形成する光となるように制御される。このため、反射部５１の反射制御面５３から第１方向へ出射する光ＬＦによって形成される配光パターンはハイビームの配光パターンＰＨにおける領域ＰＨＡとなり、この光ＬＦは、投影レンズ６０を透過し、フロントカバー１２を介して灯具１ａから出射する。
本実施形態の車両用灯具１は、上記のように、第１発光光学系３０、第２発光光学系４０、及び第３発光光学系８０を備える。このため、本実施形態の車両用灯具１は、２つの発光光学系から出射する光が反射制御面５３に照射される場合と比べて、反射制御面５３に照射される光量を増加させつつ、当該反射制御面５３における光の強度分布の自由度を向上し得る。
本実施形態の車両用灯具１は、上記のように、第１発光光学系３０の主レンズ３５は反射装置５０の反射制御面５３の中心５３ｃを通り反射装置５０の反射制御面５３に垂直な基準平面ＲＰ１と交わり、第２発光光学系４０のリフレクタ４２は基準平面ＲＰ１よりも一方側に位置し、第３発光光学系８０のリフレクタ８２は基準平面ＲＰ１よりも他方側に位置する。このため、第１発光光学系３０の主レンズ３５が反射制御面５３の中心５３ｃを通り反射装置５０の反射制御面５３に垂直な基準平面ＲＰ１と交わらない場合と比べて、第１発光光学系３０から反射装置５０の反射制御面５３に入射する光Ｌ１の基準平面ＲＰ１と垂直な方向における入射角が大きくなることを抑制し得る。このため、第１発光光学系３０から出射する光Ｌ１の反射装置５０の反射制御面５３における照射パターンを基準平面ＲＰ１と垂直な方向において対称にし易い。また、第２発光光学系４０から出射する光Ｌ２と第３発光光学系８０から出射する光Ｌ３は、反射装置５０の反射制御面５３を平面視する場合に基準平面ＲＰ１を基準とした互いに異なる側から反射装置５０の反射制御面５３に入射する。また、第２発光光学系４０及び第３発光光学系８０のそれぞれにおける反射装置５０の反射制御面５３に光を照射する部位は、リフレクタ４２，８２の反射面４２ｒ，８２ｒである。このため、第２発光光学系４０から出射する光Ｌ２の反射装置５０の反射制御面５３における照射パターンと、第３発光光学系８０から出射する光Ｌ３の反射装置５０の反射制御面５３における照射パターンとが基準平面ＲＰ１と垂直な方向において互いに対称となるようにし易い。このため、反射装置５０の反射制御面５３における光の強度分布を基準平面ＲＰ１と垂直な方向において対称となるようにし易い。従って、車両用灯具１から出射する光の配光パターンにおける光の強度分布が所定の方向において対称に近い分布とされる場合に、特に有用である。なお、主レンズ３５は、反射装置５０の反射制御面５３の中心５３ｃを通り反射装置５０の反射制御面５３に垂直な基準平面ＲＰ１と交わらないように配置されてもよい。また、リフレクタ４２とリフレクタ８２とは、基準平面ＲＰ１を基準とした同じ側に位置するように配置されてもよい。
本実施形態の車両用灯具１は、上記のように、反射装置５０の反射制御面５３を平面視する場合に、第１発光光学系３０の主レンズ３５、第２発光光学系４０のリフレクタ４２、及び第３発光光学系８０のリフレクタ８２は、互いに重ならない。このため、反射装置５０の反射制御面５３を平面視する場合に主レンズ３５とリフレクタ４２とリフレクタ８２における少なくとも２つが互いに重なる場合と比べて、第２発光光学系４０が有する部材及び第３発光光学系８０が有する部材によって第１発光光学系３０から出射する光Ｌ１の一部が遮られたり、第１発光光学系３０が有する部材及び第３発光光学系８０が有する部材によって第２発光光学系４０から出射する光Ｌ２の一部が遮られたり、第１発光光学系３０が有する部材及び第２発光光学系４０が有する部材によって第３発光光学系８０から出射する光Ｌ３の一部が遮られたりすることを抑制し得る。なお、主レンズ３５、リフレクタ４２、及びリフレクタ８２は、反射装置５０の反射制御面５３を平面視する場合に、少なくとも２つが互いに重なるように配置されてもよい。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
図１０は、本発明の第３実施形態における車両用灯具の１つの灯具を図２と同様に示す図であり、灯具１ａを図２と同様に示す図である。図１０に示すように、本実施形態の灯具ユニット２０は、第４発光光学系９０を更に備える点において、第１実施形態の灯具ユニット２０と主に異なる。
第４発光光学系９０は、第１発光光学系３０と同様に、第４光源９１と主レンズ９５と補助レンズ９６とを有する。第４光源９１は、第１光源３１と同様に、光を出射する出射面が概ね長方形で白色の光を出射する表面実装型のＬＥＤとされる。また、第４光源９１は、出射面が後方側を向くように配置され、第１光源３１と同様に、不図示の回路基板に実装されている。
補助レンズ９６は、第１発光光学系３０の補助レンズ３６と同様に、入射する光の発散角を調節するレンズである。補助レンズ９６は、当該補助レンズ９６の入射面が第４光源９１の出射面と対向するように配置され、第４光源９１から出射する光が補助レンズ９６に入射し、この光の発散角が補助レンズ９６で調整される。本実施形態では、補助レンズ９６は、入射面が平面状に形成され出射面が凸状に形成されたレンズとされ、第４光源９１から出射する光の発散角が補助レンズ９６で小さくなるように調節される。
主レンズ９５は、第１発光光学系３０の主レンズ３５と同様に、入射する光の発散角を調節するレンズである。主レンズ９５は、当該主レンズ９５の入射面９５ｉが補助レンズ９６の出射面と対向するように配置され、補助レンズ９６の出射面から出射する光が主レンズ９５に入射し、この光の発散角が主レンズ９５で調整される。このように主レンズ９５で発散角が調整された光が反射装置５０の反射制御面５３に照射される。つまり、第４光源９１から出射して補助レンズ９６及び主レンズ９５を透過する光が第４発光光学系９０から出射する。このため、第４発光光学系９０における反射装置５０の反射制御面５３に光を照射する部位は、主レンズ９５の出射面９５ｏである。本実施形態では、主レンズ９５は、入射面９５ｉ及び出射面９５ｏが凸状に形成されたレンズとされ、第４光源９１から出射して補助レンズ９６を透過する光は、この主レンズ９５によって集光されて反射装置５０の反射制御面５３に照射される。
本実施形態では、第１発光光学系３０、第２発光光学系４０、及び第４発光光学系９０は、反射装置５０の反射制御面５３よりも下方側において、左右方向に並列されるように配置されている。具体的は、第１発光光学系３０の主レンズ３５、第２発光光学系４０のリフレクタ４２、第４発光光学系９０の主レンズ３５が、所定の間隔を空けて左右方向に並列されている。これら部材の並列方向において、第１発光光学系３０の主レンズ３５と第４発光光学系９０の主レンズ９５との間に第２発光光学系４０のリフレクタ４２が位置している。また、このように配置される第１発光光学系３０と第４発光光学系９０は左右方向において互いに対称の構成とされている。また、第２発光光学系４０のリフレクタ４２は、反射制御面５３の中心を通り反射制御面５３に垂直な基準平面ＲＰ１と交わっており、この基準平面ＲＰ１よりも一方側に第１発光光学系３０の主レンズ３５が位置し、この基準平面ＲＰ１よりも他方側に第４発光光学系９０の主レンズ９５が位置している。また、上記のように第１発光光学系３０、第２発光光学系４０、及び第４発光光学系９０は、反射装置５０の反射制御面５３よりも下方側に位置している。このため、主レンズ３５、リフレクタ４２、及び主レンズ９５は、反射制御面５３の中心を通り上記基準平面ＲＰ１及び反射制御面５３と垂直な基準平面ＲＰ２よりも一方側に位置する。また、反射装置５０の反射制御面５３を平面視する場合に、主レンズ３５、リフレクタ４２、及び主レンズ９５のそれぞれと反射制御面５３とは互いに重ならない。また、上記のように、主レンズ３５、リフレクタ４２、及び主レンズ９５は、所定の間隔を空けて左右方向に並列されているため、反射制御面５３を平面視する場合に、主レンズ３５、リフレクタ４２、及び主レンズ９５は互いに重ならない。また、反射制御面５３を平面視する場合に、主レンズ３５、リフレクタ４２、及び主レンズ９５は、左右方向に並列する。
本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、ハイビームの配光パターンＰＨにおける領域ＰＨＡは灯具１ａから出射する光によって形成され、領域ＰＨＡ以外は灯具１ｂから出射する光によって形成される。灯具１ａでは、第１光源３１から出射する光Ｌ１は、補助レンズ３６及び主レンズ３５を透過して、第１発光光学系３０から出射する。この第１発光光学系３０から出射する光Ｌ１は、集光して反射装置５０の反射制御面５３に照射され、反射制御面５３によって反射される。また、第２光源４１から出射する光Ｌ２は、リフレクタ４２の反射面４２ｒによって反射され、第２発光光学系４０から出射する。この第２発光光学系４０から出射する光Ｌ２は、集光して反射装置５０の反射制御面５３に照射され、反射制御面５３によって反射される。また、第４光源９１から出射する光Ｌ４は、補助レンズ９６及び主レンズ９５を透過して、第４発光光学系９０から出射する。この第４発光光学系９０から出射する光Ｌ４は、集光して反射装置５０の反射制御面５３に照射され、反射制御面５３によって反射される。本実施形態では、これら光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４のそれぞれは、反射制御面５３の全面に照射される。また、これら光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４が合成された光の反射制御面５３での照射パターンは、左右方向に概ね対称とされ、この照射パターンにおける光の強度分布は反射制御面５３の中心５３ｃ側の強度が高く中心５３ｃ側から外縁側に向かって強度が低下するような分布とされる。つまり、この照射パターンが上記のようになるように、主レンズ３５の入射面３５ｉ及び出射面３５ｏの形状、リフレクタ４２の反射面４２ｒの形状、及び主レンズ９５の入射面９５ｉ及び出射面９５ｏの形状が調節される。そして、反射装置５０における反射部５１の複数の反射素子５４の傾倒状態は、反射制御面５３から第１方向に向けて出射する光ＬＦがハイビームの配光パターンＰＨにおける領域ＰＨＡを形成する光となるように制御される。このため、反射部５１の反射制御面５３から第１方向へ出射する光ＬＦによって形成される配光パターンはハイビームの配光パターンＰＨにおける領域ＰＨＡとなり、この光ＬＦは、投影レンズ６０を透過し、フロントカバー１２を介して灯具１ａから出射する。
本実施形態の車両用灯具１は、上記のように、第１発光光学系３０、第２発光光学系４０、及び第４発光光学系９０を備える。このため、本実施形態の車両用灯具１は、２つの発光光学系から出射する光が反射制御面５３に照射される場合と比べて、反射制御面５３に照射される光量を増加させつつ、当該反射制御面５３における光の強度分布の自由度を向上し得る。
本実施形態の車両用灯具１は、上記のように、第２発光光学系４０のリフレクタ４２は反射装置５０の反射制御面５３の中心５３ｃを通り反射装置５０の反射制御面５３に垂直な基準平面ＲＰ１と交わり、第１発光光学系３０の主レンズ３５は基準平面ＲＰ１よりも一方側に位置し、第４発光光学系９０の主レンズ９５は基準平面ＲＰ１よりも他方側に位置する。このため、第２発光光学系４０のリフレクタ４２が反射制御面５３の中心５３ｃを通り反射装置５０の反射制御面５３に垂直な基準平面ＲＰ１と交わらない場合と比べて、第２発光光学系４０から反射装置５０の反射制御面５３に入射する光Ｌ２の基準平面ＲＰ１と垂直な方向における入射角が大きくなることを抑制し得る。このため、第２発光光学系４０から出射する光Ｌ２の反射装置５０の反射制御面５３における照射パターンを基準平面ＲＰ１と垂直な方向において対称にし易い。また、第１発光光学系３０から出射する光Ｌ１と第４発光光学系９０から出射する光Ｌ４は、基準平面ＲＰ１を基準とした互いに異なる側から反射装置５０の反射制御面５３に入射する。また、第１発光光学系３０及び第４発光光学系９０のそれぞれにおける反射装置５０の反射制御面５３に光を照射する部位は、主レンズ３５，９５の出射面３５ｏ，９５ｏである。このため、第１発光光学系３０から出射する光Ｌ１の反射装置５０の反射制御面５３における照射パターンと、第４発光光学系９０から出射する光Ｌ４の反射装置５０の反射制御面５３における照射パターンとが基準平面ＲＰ１と垂直な方向において互いに対称となるようにし易い。このため、反射装置５０の反射制御面５３における光の強度分布を基準平面ＲＰ１と垂直な方向において対称となるようにし易い。従って、車両用灯具１から出射する光の配光パターンにおける光の強度分布が所定の方向において対称に近い分布とされる場合に、特に有用である。なお、リフレクタ４２は、反射装置５０の反射制御面５３の中心５３ｃを通り反射装置５０の反射制御面５３に垂直な基準平面ＲＰ１と交わらないように配置されてもよい。また、主レンズ３５と主レンズ９５とは、基準平面ＲＰ１を基準とした同じ側に位置するように配置されてもよい。
本実施形態の車両用灯具１は、上記のように、反射装置５０の反射制御面５３を平面視する場合に、第１発光光学系３０の主レンズ３５、第２発光光学系４０のリフレクタ４２、及び第４発光光学系９０の主レンズ９５は、互いに重ならない。このため、反射装置５０の反射制御面５３を平面視する場合に主レンズ３５とリフレクタ４２と主レンズ９５における少なくとも２つが互いに重なる場合と比べて、第２発光光学系４０が有する部材及び第４発光光学系９０が有する部材によって第１発光光学系３０から出射する光Ｌ１の一部が遮られたり、第１発光光学系３０が有する部材及び第４発光光学系９０が有する部材によって第２発光光学系４０から出射する光Ｌ２の一部が遮られたり、第１発光光学系３０が有する部材及び第２発光光学系４０が有する部材によって第４発光光学系９０から出射する光Ｌ４の一部が遮られたりすることを抑制し得る。なお、主レンズ３５、リフレクタ４２、及び主レンズ９５は、反射装置５０の反射制御面５３を平面視する場合に、少なくとも２つが互いに重なるように配置されてもよい。
以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、車両用灯具１は、ハイビームまたはロービームを照射するものとされたが、本発明は特に限定されない。例えば、車両用灯具１は、画像を構成する光を路面等の被照射体に照射するものとされてもよい。また、車両用灯具が画像を構成する光を路面等の被照射体に照射するものとされる場合、車両用灯具が出射する光の方向や車両用灯具が車両に取り付けられる位置は特に限定されない。
また、上記実施形態では、灯具１ａから出射する光と灯具１ｂから出射する光とによってハイビームの配光パターンが形成されていた。しかし、車両用灯具１は、灯具１ａから出射する光のみによって、ハイビーム等の所定の配光パターンを形成してもよい。この場合、灯具１ａの反射装置５０における反射部５１の複数の反射素子５４の傾倒状態は、反射制御面５３から第１方向に向けて出射する光ＬＦが所定の配光パターンを形成する光となるように制御される。
また、上記第１実施形態では車両用灯具１は２つの発光光学系３０，４０を有し、上記第２実施形態では車両用灯具１は３つの発光光学系３０，４０，８０を有し、上記第３実施形態では車両用灯具１は３つの発光光学系３０，４０，９０を有していた。しかし、車両用灯具１は複数の発光光学系を有していればよく、発光光学系の数は特に限定されるものではない。
また、上記実施形態では、複数の発光光学系は、左右方向に並列して配置されていたが、複数の発光光学系は、上下方向に並列して配置されていてもよく、特定の方向に並列していなくてもよく、並列方向や並び順は特に限定されるものではない。例えば、上記第２実施形態において、主レンズ３５、リフレクタ４２、リフレクタ８２は、反射装置５０の反射制御面５３に沿った方向から見て、反射装置５０側と反対側に凹状となる弧状に配置されてもよい。つまり、主レンズ３５がリフレクタ４２及びリフレクタ８２よりも前方側に配置されてもよい。また、上記第３実施形態において、主レンズ３５、リフレクタ４２、主レンズ９５は、反射装置５０の反射制御面５３に沿った方向から見て、反射装置５０側と反対側に凹状となる弧状に配置されてもよい。つまり、リフレクタ４２が主レンズ３５及び主レンズ９５よりも前方側に配置されてもよい。
また、上記第２実施形態では、第２発光光学系４０と第３発光光学系８０とは対称の構成とされ、上記第３実施形態では、第１発光光学系３０と第４発光光学系９０とは対称の構成とされていた。しかし、これらの発光光学系は、非対称の構成とされてもよい。また、上記実施形態では、第１発光光学系３０及び第４発光光学系９０は補助レンズ３６，９６を有していたが、補助レンズ３６，９６を有していなくてもよい。この場合、主レンズ３５は補助レンズ３６を兼ねるような構成とされ、主レンズ９５は補助レンズ９６を兼ねるような構成とされることが好ましい。つまり、主レンズ３５は、第１光源３１から出射する光の発散角が小さくなるように調節しつつ、主レンズ３５の出射面３５ｏから出射する光が反射制御面５３に照射されるように構成されることが好ましい。また、主レンズ９５は、第４光源９１から出射する光の発散角が小さくなるように調節しつつ、主レンズ９５の出射面９５ｏから出射する光が反射制御面５３に照射されるように構成されることが好ましい。また、上記実施形態では、リフレクタ４２，８２は、光源４１，８１から出射する光を集光して反射制御面５３に照射するような曲面状に形成されていた。しかし、リフレクタ４２，８２は、光源４１，８１から出射する光を反射制御面５３に照射可能に構成されていればよい。
また、上記実施形態では、発光光学系から出射する光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、反射制御面５３の全面に照射されていた。しかし、発光光学系から出射する光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、反射制御面５３に照射されればよく、反射制御面５３の一部にのみ照射されてもよい。
また、上記実施形態では、反射装置５０は、傾倒状態を個別に切り替え可能である複数の反射素子５４の反射面５４ｒによって構成される反射制御面５３を有している所謂ＤＭＤとされた。しかし、反射装置は、複数の発光光学系から出射するそれぞれの光を反射する反射面を有し、当該反射面で反射する光によって所定の配光パターンを形成すればよい。このような反射装置として、例えば、反射型の液晶パネルであるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）が挙げられる。
ＬＣＯＳは、それぞれ独立して電位が制御される複数の電極が表面にマトリックス状に配置されたシリコン基板、透明電極、及び電極と透明電極とに挟まれる液晶層を備える。ＬＣＯＳでは、複数の電極の電位がそれぞれ独立して制御されることによって、それぞれの電極と透明電極とに挟まれる液晶層の屈折率が独立して変化する。このため、透明電極側から入射して電極で反射して透明電極側から出射する光は、電極の電位に応じる屈折率とされる液晶層を透過する。従って、ＬＣＯＳに入射する光の位相は各電極に対応する部位ごとに調節され、位相分布が変調された光がＬＣＯＳから出射する。位相が互いに異なる光は干渉し合って回折するため、ＬＣＯＳは、各電極に対応する液晶層の屈折率から成るパターンに応じて入射する光を回折し、この屈折率のパターンに基づく配光パターンの光を出射する。上記のように、ＬＣＯＳでは、透明電極側から入射する光は、電極で反射して透明電極側から出射し、この透明電極側から出射する光によって配光パターンが形成される。このため、ＬＣＯＳでは、電極の透明電極側の面が光を反射する反射面であり、電極の透明電極側の面によって反射する光によって配光パターンが形成されると理解できる。また、ＬＣＯＳは、複数の電極の電位を制御することで、電極の透明電極側の面によって反射する光によって形成される配光パターンを変更できる。
また、上記実施形態では、光源３１，４１，８１，９１は、表面実装型のＬＥＤとされた。しかし、光源は特に限定されるものではなく、例えば、光源はレーザ光を出射するレーザ素子とされてもよい。
本発明によれば、出射する光量を増加させつつ、出射する光の配光パターンにおける光の強度分布の自由度を向上させ得る車両用灯具が提供され、自動車等の車両用灯具などの分野において利用可能である。
１・・・車両用灯具
１ａ，１ｂ，１ｃ・・・灯具
１０・・・筐体
２０・・・灯具ユニット
３０・・・第１発光光学系
３１・・・第１光源
３５・・・主レンズ
３６・・・補助レンズ
４０・・・第２発光光学系
４１・・・第２光源
４２・・・リフレクタ
４２ｒ・・・反射面
５０・・・反射装置
５１・・・反射部
５３・・・反射制御面（反射面）
５４・・・反射素子
５４ｒ・・・反射面
６０・・・投影レンズ
８０・・・第３発光光学系
８１・・・第３光源
８２・・・リフレクタ
９０・・・第４発光光学系
９１・・・第４光源
９５・・・主レンズ
９６・・・補助レンズ
ＲＰ１，ＲＰ２・・・基準平面

Claims (6)

  1. 光を出射する複数の発光光学系と、
    前記複数の発光光学系から出射するそれぞれの光を反射する反射面を有し、当該反射面で反射する光によって所定の配光パターンを形成する反射装置と、
    を備え、
    前記複数の発光光学系は、第１光源と前記第１光源から出射する光を透過して前記反射装置の反射面に照射するレンズとを有する第１発光光学系と、第２光源と前記第２光源から出射する光を反射して前記反射装置の反射面に照射するリフレクタとを有する第２発光光学系と、第４光源と前記第４光源から出射する光を透過して前記反射装置の反射面に照射するレンズとを有する第４発光光学系と、を含み、
    前記第２発光光学系のリフレクタは前記反射装置の反射面の中心を通り前記反射装置の反射面に垂直な所定の平面と交わり、前記第１発光光学系のレンズは前記所定の平面よりも一方側に位置し、前記第４発光光学系のレンズは前記所定の平面よりも他方側に位置する
    ことを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記第１発光光学系のレンズ、前記第２発光光学系のリフレクタ、及び前記第４発光光学系のレンズは、前記反射装置の反射面の中心を通り前記所定の平面及び前記反射装置の反射面と垂直な他の所定の平面よりも一方側に位置する
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記反射装置の反射面を平面視する場合に、前記第１発光光学系のレンズ、前記第２発光光学系のリフレクタ、及び前記第４発光光学系のレンズは、特定の方向に並列する
    ことを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
  4. 前記反射装置の反射面を平面視する場合に、前記第１発光光学系のレンズ、前記第２発光光学系のリフレクタ、及び前記第４発光光学系のレンズは、互いに重ならない
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
  5. 前記反射装置から出射し前記所定の配光パターンを形成する光の発散角を調整する投影レンズを更に備える
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
  6. 前記反射装置の反射面は、傾倒状態を個別に切り替え可能である複数の反射素子の反射面によって構成され、
    前記複数の反射素子の傾倒状態は、前記所定の配光パターンに応じる状態とされる
    ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用灯具。
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