WO2014208655A1 - 車両用灯具 - Google Patents

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WO2014208655A1
WO2014208655A1 PCT/JP2014/066952 JP2014066952W WO2014208655A1 WO 2014208655 A1 WO2014208655 A1 WO 2014208655A1 JP 2014066952 W JP2014066952 W JP 2014066952W WO 2014208655 A1 WO2014208655 A1 WO 2014208655A1
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light
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light distribution
lens
semiconductor
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和則 岩▲崎▼
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市光工業株式会社
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    • F21W2102/17—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam
    • F21W2102/18—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam for overhead signs

Definitions

  • the present invention relates to a lens direct illumination type vehicle lamp that makes light (direct light) from a semiconductor light source incident on a lens and irradiates the lens as a predetermined light distribution pattern.
  • a conventional vehicular lamp includes a light emitting element and a projection lens.
  • the exit surface of the projection lens is oblique to the first refracting surface in the own lane side area forming the own lane side horizontal cut-off line, and the second refracting surface in the opposite lane side area forming the opposite lane side horizontal cut off line.
  • a third refractive surface between the first refractive surface and the second refractive surface forming a cut-off line.
  • a low beam is emitted by causing the light emitting element to emit light.
  • a problem to be solved by the present invention is that it is important that the same lens can be used in common on the left and right.
  • the present invention includes a lens and a semiconductor-type light source, and the lens includes an incident surface and an exit surface that is divided into an upper stage, a middle stage, and a lower stage.
  • the focal point of the emission surface is located at or near the center of the light emitting surface of the semiconductor-type light source, and the upper emission surface and the lower emission surface are composed of one surface to emit the diffused light distribution pattern. It is characterized by.
  • the output surface of the middle stage is divided by a plurality of vertical dividing lines at least two at a position approximately equidistant from the center of the semiconductor light source to the left and right. It is characterized by that.
  • Another aspect of the invention is characterized in that the left and right ends of the output surface of the middle stage are substantially equidistant from the center of the semiconductor light source in front view.
  • the middle exit surface is divided into three on the left and right sides, the opposite lane side, the center, and the traveling lane side, and the middle exit surface on the opposite lane side has a diffused light distribution pattern on the opposite lane side. Irradiation is performed, and the middle middle emission surface irradiates the central light collection light distribution pattern, and the middle emission surface on the traveling lane side irradiates the diffusion light distribution pattern on the traveling lane side.
  • Another invention is characterized in that the center of the light emitting surface of the semiconductor-type light source is located at or near the reference optical axis.
  • the lens further includes a light diffusing portion that is provided on a part of the incident surface and diffuses a part of the light distribution of the light distribution pattern.
  • Another invention includes a lens and a semiconductor-type light source, and the lens has an incident surface that allows light from the semiconductor-type light source to enter the lens, and the incident light incident from the incident surface is used as a predetermined light distribution pattern. It is characterized by comprising an exit surface that emits light to the outside and a light diffusion portion that is provided on a part of the incident surface and diffuses a part of the light distribution of the light distribution pattern.
  • Another aspect of the invention is characterized in that the emission surface is divided into a plurality of portions, and the light diffusion portion is provided in a range corresponding to the divided emission surface of the incident surface.
  • the light distribution pattern is a low beam light distribution pattern
  • the light diffusing portion is provided on a part of the opposite lane side at or near the horizontal line passing through the reference optical axis on the incident surface.
  • the light distribution pattern having a cut-off line on the opposite lane side of the low beam light distribution pattern is diffused in the vertical direction or substantially in the vertical direction.
  • Another invention is characterized in that the light diffusing portion is provided in a part of the lower side of the incident surface and diffuses at least a part of the lower side of the light distribution pattern in the vertical and horizontal directions or substantially in the vertical and horizontal directions.
  • the exit surface of the lens is divided into an upper stage, a middle stage, and a lower stage, and the focal points of the upper and lower stages of the exit surface are the light emitting surfaces of the semiconductor-type light source, respectively. It is located at or near the center.
  • the curved surface of the upper output surface and the curved surface of the lower output surface can be configured to be a symmetrical surface or a substantially symmetrical surface with respect to a vertical line or a substantially vertical line passing through the reference optical axis.
  • the same lens can be used in common on the left and right.
  • the vehicular lamp according to the present invention can arbitrarily diffuse the light distribution of any part of the light distribution pattern by the light diffusion part provided on a part of the entrance surface of the lens.
  • FIG. 1 is a plan view of a vehicle equipped with a vehicular lamp according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing the lamp unit (lens).
  • FIG. 3 is an explanatory perspective view showing a semiconductor-type light source.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an optical path on the first exit surface.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an optical path on the second exit surface.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an optical path on the third exit surface.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an optical path on the fourth exit surface.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an optical path on the fifth exit surface.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an optical path in the auxiliary lens unit.
  • FIG. 1 is a plan view of a vehicle equipped with a vehicular lamp according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing the lamp unit (lens).
  • FIG. 3 is
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a light distribution pattern formed by the first emission surface, the second emission surface, the third emission surface, the fourth emission surface, the fifth emission surface, and the auxiliary lens portion.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a low beam light distribution pattern and an overhead sign light distribution pattern.
  • FIG. 12 is a front view of a lamp unit (lens) of a vehicular lamp according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a rear view showing the lamp unit (lens).
  • FIG. 14 is a rear perspective view showing the lamp unit (lens).
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of a light emitting surface image showing a partial diffusion state of light distribution.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing a low beam light distribution pattern and an overhead sign light distribution pattern.
  • reference numerals 1L and 1R denote vehicle lamps (for example, a vehicle headlamp, a low beam headlamp, etc.) according to this embodiment.
  • the vehicle lamps 1L and 1R are mounted on the left and right ends of the front portion of the vehicle C.
  • the vehicle lamps 1L and 1R are vehicle lamps for left-hand traffic. Therefore, the traveling lane side is the left side, and the opposite lane side is the right side.
  • the vehicle lamps 1L and 1R include a lamp housing (not shown), a lamp lens (not shown), a lens 2, a semiconductor-type light source 3, a heat sink member (not shown), and a mounting member (not shown). (Such as a holder and a lens holder).
  • the lens 2, the semiconductor-type light source 3, the heat sink member, and the mounting member constitute a lamp unit.
  • the lamp housing and the lamp lens define a lamp chamber (not shown).
  • the lamp unit is disposed in the lamp chamber and is attached to the lamp housing via a vertical optical axis adjustment mechanism (not shown) and a horizontal optical axis adjustment mechanism (not shown). ing.
  • lamp units other than the lamp unit for example, fog lamps, high beam headlamps, low / high headlamps, turn signal lamps, clearance lamps, daytime running lamps, cornering lamps, and the like are arranged. There is a case.
  • the semiconductor-type light source 3 is a self-luminous semiconductor-type light source such as an LED, an OEL, or an OLED (organic EL) in this example.
  • the semiconductor-type light source 3 includes a package (LED package) in which a light emitting chip (LED chip) 30 is sealed with a sealing resin member. The package is mounted on a substrate (not shown). A current from a power source (battery) is supplied to the light emitting chip 30 via a connector (not shown) attached to the substrate.
  • the semiconductor-type light source 3 is attached to the heat sink member.
  • the light emitting chip 30 has a planar rectangular shape (planar rectangular shape). That is, four square chips are arranged in the X-axis direction (horizontal direction). Two, three, or five or more square chips, one rectangular chip, or one square chip may be used. Front surface of the light emitting chip 30 In this example, the rectangular front surface forms the light emitting surface 31.
  • the light emitting surface 31 faces the front side of a reference optical axis (reference optical axes of the vehicle lamps 1L and 1R, reference optical axis and reference axis of the lens 2) Z.
  • the center O of the light emitting surface 31 of the light emitting chip 30 is located at or near the reference focal point F of the lens 2 and on or near the reference optical axis Z.
  • X, Y, and Z constitute an orthogonal coordinate (XYZ orthogonal coordinate system).
  • the X axis is a horizontal axis in the horizontal direction passing through the center O of the light emitting surface 31 of the light emitting chip 30, and in this embodiment, the left side is the + direction and the right side is the-direction.
  • the Y axis is a vertical axis passing through the center O of the light emitting surface 31 of the light emitting chip 30, and in this embodiment, the upper side is the + direction and the lower side is the-direction.
  • the Z axis is a normal line (perpendicular line) passing through the center O of the light emitting surface 31 of the light emitting chip 30, that is, an axis in the front-rear direction orthogonal to the X axis and the Y axis (the reference optical axis Z).
  • the front side is the + direction and the rear side is the ⁇ direction.
  • the lens 2 includes one incident surface 20 and a plurality of, in this example, five exit surfaces, that is, a first exit surface.
  • the surface 21, the second emission surface 22, the third emission surface 23, the fourth emission surface 24, and the fifth emission surface 25 (hereinafter sometimes referred to as “emission surfaces 21 to 25”).
  • the lens 2 is attached to the heat sink member via the attachment member so as to face the semiconductor light source 3.
  • the center (not shown) of the lens 2 is located below the center O (the X axis and the reference optical axis Z) of the light emitting surface 31 of the light emitting chip 30.
  • the center of the lens 2 and the center O of the light emitting surface 31 of the light emitting chip 30 may coincide with each other, or the center of the lens 2 may be the center O of the light emitting surface 31 of the light emitting chip 30. However, it may be positioned above.
  • One incident surface 20 is a surface facing the semiconductor-type light source 3, and in this example, is continuously formed by a quadratic curved surface, a composite quadratic curved surface, or a free curved surface.
  • the incident surface 20 allows light (direct light) from the semiconductor-type light source 3 to enter the lens 2.
  • the exit surfaces 21 to 25 are surfaces opposite to the surfaces facing the semiconductor-type light source 3, and in this example, are formed independently from a free-form surface, a composite quadric surface, or a quadric surface.
  • the exit surfaces 21 to 25 are entirely divided into upper, middle and lower stages by two horizontally divided step surfaces 2U and 2D, and the middle stage is divided by two vertically divided step surfaces 2L and 2R. It is divided into a left side (running lane side), a center, and a right side (opposite lane side). That is, it is divided into a total of five.
  • the exit surfaces 21 to 25 are divided into an upper stage, a middle stage, and a lower stage by two horizontal division step surfaces (horizontal dividing lines) 2U and 2D, and the middle stage is divided into two vertical divisions. It is divided into a left side (traveling lane side), a center, and a right side (opposing lane side) by step surfaces (vertical dividing lines) 2L and 2R. That is, the middle emission surfaces 22, 23, 24 are substantially equal to the left and right from the center O of the semiconductor light source 3 (center O of the light emitting surface 31 of the light emitting chip 30) in a front view (see FIG. 2). It is divided into three parts by two vertical division step surfaces (longitudinal dividing lines) 2L and 2R at the distance. Thus, the emission surfaces 21 to 25 are divided into a total of five.
  • the upper emission surface 21 is recessed rearward from the middle emission surfaces 22, 23, 24.
  • the middle output surfaces 22, 23, and 24 are recessed rearward from the lower output surface 25.
  • the middle middle exit surface 23 is recessed rearward from the middle exit surfaces 22 and 24 on both the left and right sides.
  • the left and right ends of the middle output surfaces 22, 23, 24 are substantially equidistant from the center O of the semiconductor light source 3 (center O of the light emitting surface 31 of the light emitting chip 30) in a front view (see FIG. 2). In position.
  • the upper emission surface 21 emits a first light distribution pattern P1 (see FIG. 10A) as a diffused light distribution pattern that is symmetric or substantially symmetric with respect to the vertical line VU-VD above and below the screen. To do.
  • the upper emission surface 21 is light from the semiconductor-type light source 3 (the light emitting surface 31) and is incident on the incident surface 20 with the reference focal point F as a focal point.
  • the incident light is emitted left and right at a predetermined angle as outgoing light L1.
  • the outgoing light L1 gradually increases in left and right deflection angles as it goes left and right with the reference optical axis Z as a reference.
  • the upper emission surface 21 emits light from the semiconductor-type light source 3 that is incident on the incident surface 20 and has the reference focal point F as a focal point.
  • the light L1 is emitted up and down at a predetermined angle.
  • the outgoing light L1 gradually increases in lower deflection angle as it goes upward with the reference optical axis Z as a reference.
  • the emitted light L1 closest to the reference optical axis Z is distributed to the upper edge of the first light distribution pattern P1.
  • the emitted light L1 gradually going upward from the reference optical axis Z is gradually distributed downward from the upper edge of the first light distribution pattern P1.
  • the upper emission surface 21 emits the emitted light L1 to the target positions on the left, right, and top and bottom of the first light distribution pattern P1.
  • the target position of the emitted light L1 is symmetrical with respect to the Y axis.
  • the first light distribution pattern P1 is symmetric or substantially symmetric with respect to the vertical line VU-VD above and below the screen.
  • the upper exit surface 21 is a curved surface that is bilaterally or substantially bilaterally symmetric with respect to the Y axis.
  • the right middle output surface 22 emits a second light distribution pattern P2 (see FIG. 10B) as a diffuse light distribution pattern having a lower horizontal cut-off line CL1 on the right side.
  • the middle output surface 22 on the right side is on the X axis of the semiconductor-type light source 3 (the light emitting surface 31), and the reference surface A line segment from the focal point F to the left end side of the semiconductor type light source 3 or the vicinity thereof is defined as a focal line.
  • the right end (outer periphery) of the right middle exit surface 22 has the reference focal point F as a focal point.
  • the left end of the right middle output surface 22 is focused on the point F1 on the X axis at or near the left end side of the semiconductor light source 3.
  • the center of the right middle exit surface 22 is focused on an intermediate point F2 between the reference focal point F and the focal point F1 on the X axis of the semiconductor-type light source 3.
  • the right middle emission surface 22 is light from the semiconductor-type light source 3, and incident light incident on the incident surface 20 is defined as a predetermined amount of light as emitted light L2.
  • the light is emitted left and right at an angle.
  • the outgoing light L2 gradually increases in right deflection angle as it goes to the right with reference to the left end of the middle output surface 22 on the right side.
  • the emitted light L2 from the left end of the right middle output surface 22 is distributed to the left end of the second light distribution pattern P2, as shown in a light emitting surface image I21 in FIG. 5C.
  • the emitted light L2 from the right end of the right middle exit surface 22 is distributed to the right end of the second light distribution pattern P2, as shown in the light emitting surface image I2 in FIG. 5C.
  • the emitted light L2 from the center of the right middle output surface 22 is distributed to the center of the second light distribution pattern P2, as shown in the light emission surface image I22 in FIG. 5C.
  • the right middle exit surface 22 is light from the semiconductor-type light source 3, and the incident light incident on the incident surface 20 is defined as a predetermined amount of emitted light L2.
  • the light is emitted up and down at an angle.
  • the outgoing light L2 gradually increases in lower deflection angle as it goes up and down with the reference optical axis Z as a reference.
  • the emitted light L2 closest to the reference optical axis Z is distributed on the upper edge of the second light distribution pattern P2, and the light emitting surface images I21, I22, I2 in FIG.
  • the upper side is the lower horizontal cut-off line CL1.
  • the emitted light L2 gradually going up and down from the reference optical axis Z is gradually distributed downward from the lower horizontal cut-off line CL1 at the upper edge of the second light distribution pattern P2.
  • the focal point position at the left end of the right middle exit surface 22 By setting the focal point position at the left end of the right middle exit surface 22 to the left end side of the semiconductor-type light source 3 or the point F1 on the X axis in the vicinity thereof, the left end of the second light distribution pattern P2
  • the position (the position of the left side of the light emitting surface image I21 in FIG. 5C) can be designed with high accuracy.
  • the middle middle emitting surface 23 has a right lower horizontal cutoff line CL1, a central oblique cutoff line CL2, and a left upper horizontal cutoff line CL3 as a third light distribution pattern P3 (FIG. 10). (See (C)).
  • the central middle emission surface 23 is on the X axis of the semiconductor-type light source 3 (the light emitting surface 31), and the semiconductor A line segment from the left end side of the mold light source 3 or the vicinity thereof to an arbitrary point between the reference focal point F and the left end side of the semiconductor type light source 3 or the vicinity thereof is defined as a focal line. That is, the portions 23R and 23C from the right end to the middle of the left end of the central middle emission surface 23 are focused on the point F1 on the X-axis at or near the left end side of the semiconductor-type light source 3.
  • the left end of the central middle exit surface 23 is focused on an arbitrary point F3 on the X axis and between the reference focus F and the left end side of the semiconductor-type light source 3 or the vicinity thereof.
  • the left end portion 23L of the central middle exit surface 23 uses a line segment between the left end focal point F1 and the arbitrary focal point F3 as a focal line (focal point).
  • the central middle emission surface 23 is light from the semiconductor-type light source 3, and the incident light incident on the incident surface 20 is defined as a predetermined amount of emitted light L3.
  • the light is emitted left and right at an angle.
  • the outgoing light L3 gradually increases in left and right deflection angles as it goes left and right with the reference optical axis Z as a reference.
  • the emitted light L3 from the right end portion 23R of the central middle emission surface 23 is distributed to the right end portion of the third light distribution pattern P3 as shown in the light emission surface image I3R in FIG. 6C. Is done.
  • the emitted light L3 from the central portion 23C of the central middle output surface 23 is distributed to the central portion of the third light distribution pattern P3 as shown in the light emitting surface image I3C in FIG. 6C. Is done.
  • the emitted light L3 from the left end portion 23L of the central middle emission surface 23 is distributed to the left end portion of the third light distribution pattern P3 as shown in the light emission surface image I3L in FIG. 6C. Is done.
  • the central middle emission surface 23 is light from the semiconductor-type light source 3, and the incident light incident on the incident surface 20 is defined as a predetermined amount of light as outgoing light L3.
  • the light is emitted up and down at an angle.
  • the outgoing light L3 gradually increases in lower deflection angle as it goes up and down with reference to the reference optical axis Z.
  • the emitted light L3 closest to the reference optical axis Z is distributed on the upper edge of the third light distribution pattern P3, and the emission surface images I3R, I3C, and I3L in FIG.
  • the upper side is defined as the lower horizontal cut-off line CL1, the oblique cut-off line CL2, and the upper horizontal cut-off line CL3.
  • the emitted light L3 gradually going up and down from the reference optical axis Z is gradually from the lower horizontal cutoff line CL1, the oblique cutoff line CL2, and the upper horizontal cutoff line CL3 at the upper edge of the third light distribution pattern P3. Light is distributed below.
  • the left middle output surface 24 irradiates a fourth light distribution pattern P4 (see FIG. 10D) as a diffused light distribution pattern having a left upper horizontal cutoff line CL3.
  • the left middle emission surface 24 is on the X axis of the semiconductor light source 3 (the light emitting surface 31), and the reference surface A line segment from the focal point F to an arbitrary focal point F3 is defined as a focal line. That is, the left end (outer periphery) of the left middle exit surface 24 is focused on the reference focus F.
  • the right end of the left middle output surface 24 has an arbitrary focal point F3 as a focal point.
  • the center of the left middle exit surface 24 is focused on an intermediate point F4 between the reference focal point F on the X axis of the semiconductor-type light source 3 and the arbitrary focal point F3.
  • the left middle output surface 24 is light from the semiconductor-type light source 3, and incident light incident on the incident surface 20 is set as a predetermined light L4 as a predetermined light.
  • the light is emitted left and right at an angle.
  • the outgoing light L4 gradually increases in left deflection angle as it goes to the left with the right end of the left middle outgoing surface 24 as a reference.
  • the emitted light L4 from the right end of the central middle emitting surface 24 is distributed to the right end of the fourth light distribution pattern P4 as shown in the light emitting surface image I43 in FIG. 7C.
  • the emitted light L4 from the left end of the left middle output surface 24 is distributed to the left end of the fourth light distribution pattern P4 as shown in the light emitting surface image I4 in FIG. 7C.
  • the emitted light L4 from the center of the left middle emitting surface 24 is distributed to the center of the fourth light distribution pattern P4 as shown in the light emitting surface image I44 in FIG. 7C.
  • the left middle output surface 24 is light from the semiconductor-type light source 3, and incident light incident on the incident surface 20 is set as a predetermined amount of light L4.
  • the light is emitted up and down at an angle.
  • the outgoing light L4 gradually increases in lower deflection angle as it goes up and down with reference to the reference optical axis Z.
  • the emitted light L4 closest to the reference optical axis Z is distributed to the upper edge of the fourth light distribution pattern P4, and the upper side of the light emitting surface image I44 in FIG.
  • the horizontal cut-off line CL3 is assumed.
  • the emitted light L4 gradually going up and down from the reference optical axis Z is gradually distributed downward from the upper horizontal cutoff line CL3 at the upper edge of the fourth light distribution pattern P4.
  • the left end of the third light distribution pattern P3 and the right end of the fourth light distribution pattern P4 are smoothly connected by setting the focus position at the right end of the left middle exit surface 24 to the arbitrary focus F3. be able to.
  • the lower emission surface 25 emits a fifth light distribution pattern P5 (see FIG. 10E) as a diffused light distribution pattern that is bilaterally symmetric or substantially bilaterally symmetric with respect to the vertical line VU-VD above and below the screen. To do.
  • the lower emission surface 25 is light from the semiconductor-type light source 3 (the light emitting surface 31) and is incident on the incident surface 20 with the reference focal point F as a focal point.
  • the incident light is emitted left and right at a predetermined angle as outgoing light L5.
  • the outgoing light L5 gradually increases in left and right deflection angles as it goes to the left and right with reference to the reference optical axis Z.
  • the lower emission surface 25 emits light from the semiconductor-type light source 3 that is incident on the incident surface 20 and has the reference focal point F as a focal point.
  • the emitted light L5 is emitted up and down at a predetermined angle.
  • the outgoing light L5 gradually increases in lower deflection angle as it goes downward with the reference optical axis Z as a reference.
  • the emitted light L5 closest to the reference optical axis Z is distributed to the upper edge of the fifth light distribution pattern P5.
  • the emitted light L5 that gradually goes down from the reference optical axis Z is gradually distributed downward from the upper edge of the fifth light distribution pattern P5.
  • the lower emission surface 25 emits the emitted light L5 to the target positions on the left and right and top and bottom of the fifth light distribution pattern P5.
  • the target position of the emitted light L5 is symmetrical with respect to the Y axis.
  • the fifth light distribution pattern P5 is symmetric or substantially symmetric with respect to the vertical line VU-VD above and below the screen.
  • the lower emission surface 25 is formed of a curved surface that is bilaterally or substantially bilaterally symmetric with respect to the Y axis.
  • auxiliary lens unit 4 is integrally provided on the lower side of the lens 2.
  • the auxiliary lens unit 4 includes an incident surface 40, a total reflection surface 41, and an exit surface 42.
  • the auxiliary lens unit 4 receives light from the semiconductor-type light source 3 from the incident surface 40, totally reflects the incident light on the total reflection surface 41, and emits the total reflected light from the emission surface 42.
  • the emitted light L6 is irradiated as an overhead sign light distribution pattern P6 shown in FIGS. 10 (F), 11 (A), and FIG. 16 (A) described later.
  • the overhead sign light distribution pattern P6 formed by the auxiliary lens unit 4 is an auxiliary light distribution pattern with respect to the main light distribution pattern of the low beam light distribution pattern LP formed by the lens 2.
  • a flange portion 5 is integrally provided around the lens 2 and the auxiliary lens portion 4.
  • the flange portion 5 is for attaching to the attachment member.
  • the lens 2 and the auxiliary lens portion 4 are attached to the attachment member via the flange portion 5.
  • the vehicular lamps 1L and 1R according to this embodiment are configured as described above, and the operation thereof will be described below.
  • the semiconductor light source 3 is turned on. Then, most of the light from the light emitting surface 31 of the semiconductor light source 3 is refracted and incident into the lens 2 from one incident surface 20 of the lens 2. At this time, the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 20. The incident light is refracted and emitted from the five exit surfaces 21 to 25 of the lens 2 to the outside. At this time, the emitted light is subjected to light distribution control on the emission surfaces 21 to 25.
  • the emitted lights L1 to L5 are irradiated in front of the vehicle C as five light distribution patterns P1 to P5.
  • the outgoing light L1 (see FIGS. 4A and 4B) is emitted from the upper emission surface 21, and is emitted in front of the vehicle C as the first light distribution pattern P1 shown in FIG.
  • Outgoing light L3 (see FIGS. 6A and 6B) is emitted from the central middle exit surface 23, and the lower horizontal cut-off line CL1, the oblique cut-off line CL2, and the upper horizontal cut shown in FIG. 10C.
  • the third light distribution pattern P3 having the offline CL3 is irradiated in front of the vehicle C.
  • emitted light L4 (see FIGS. 7A and 7B) is emitted from the left middle emission surface 24. Irradiates in front of the vehicle C.
  • Outgoing light L5 (see FIGS. 8A and 8B) is emitted from the lower emission surface 25 and is emitted in front of the vehicle C as a fifth light distribution pattern P5 shown in FIG.
  • a low beam light distribution pattern LP having an off-line CL2 and an upper horizontal cut-off line CL3 is formed.
  • the upper edges of the first light distribution pattern P1 and the fifth light distribution pattern P5 are located slightly below the lower horizontal cutoff line CL1, the oblique cutoff line CL2, and the upper horizontal cutoff line CL3.
  • part of the light from the semiconductor light source 3 is refracted and incident from the incident surface 40 of the auxiliary lens unit 4 into the auxiliary lens unit 4.
  • the light distribution of the incident light is controlled on the incident surface 40.
  • the incident light is totally reflected by the total reflection surface 41 of the auxiliary lens unit 4.
  • the light distribution of the totally reflected light is controlled on the reflecting surface 41.
  • the totally reflected light is refracted and emitted from the emission surface 42 of the auxiliary lens unit 4 to the outside.
  • the outgoing light L6 is subjected to light distribution control on the outgoing face 42.
  • the emitted light L6 is applied to the front upper side of the vehicle C as an overhead sign light distribution pattern P6 shown in FIGS. 10 (F), 11 (A) and 16A described later.
  • the vehicular lamps 1L and 1R according to the first embodiment are configured and operated as described above, and the effects thereof will be described below.
  • the focal point of the upper emission surface 21 and the focal point of the lower emission surface 25 are the center O or almost the center O of the light emitting surface 31 of the semiconductor-type light source 3, that is, the reference focal point. It is located at F. Therefore, the upper emission surface 21 and the lower emission surface 25 can emit the emitted lights L1 and L5 to the target positions on the left, right, and upper and lower sides of the first light distribution pattern P1 and the fifth light distribution pattern. .
  • the targeted positions of the emitted lights L1 and L5 are symmetrical with respect to the Y axis.
  • the first light distribution pattern P1 and the fifth light distribution pattern P5 are bilaterally or substantially bilaterally symmetric with respect to the vertical line VU-VD above and below the screen.
  • the upper emission surface 21 and the lower emission surface 25 are composed of curved surfaces that are bilaterally or substantially symmetrical with respect to the Y axis.
  • the same lens 2 can be used in common on the left and right. That is, the lens 2 of the left vehicle lamp 1L mounted on the left side of the vehicle C and the lens 2 of the right vehicle lamp 1R mounted on the right side of the vehicle C can be used by the same lens 2. In this way, the left and right can be shared in appearance. As a result, the manufacturing cost can be reduced.
  • the upper emission surface 21 and the lower emission surface 25 are formed of a single surface, and therefore the curved surface of the upper emission surface 21 and the curved surface of the lower emission surface 25. Can be connected with a smooth curved surface. Thereby, the smooth 1st light distribution pattern P1 and 5th light distribution pattern P5 are obtained.
  • the vehicular lamps 1L, 1R have two vertical divisions in which the middle emission surfaces 22, 23, 24 are located at approximately equal distances from the center O of the semiconductor light source 3 in the front view. It is divided into three by step surfaces (vertical dividing lines) 2L, 2R. For this reason, it is easy to make the two left and right vertical division step surfaces (vertical dividing lines) 2L and 2R symmetrical or almost symmetrical. The design of the symmetry of the appearance of the lens 2 is easy.
  • the left and right ends of the middle emission surfaces 22, 23, and 24 are located at substantially equal distances from the center O of the semiconductor light source 3 in a front view. For this reason, it is easy to make the right end (outer periphery) of the right middle exit surface 22 and the left end (outer periphery) of the left middle exit surface 24 symmetrical or almost symmetrical.
  • the design of the symmetry of the appearance of the lens 2 is easy.
  • the focus at the right end (outer periphery) of the right middle exit surface 22 and the focus at the left end (outer periphery) of the left middle exit surface 24 are the semiconductor-type light source 3.
  • the light emitting surface 31 is located at the center O or almost the center O, that is, at the reference focal point F. For this reason, it is easy to make the right end (outer periphery) of the right middle exit surface 22 and the left end (outer periphery) of the left middle exit surface 24 symmetrical or almost symmetrical.
  • the design of the symmetry of the appearance of the lens 2 is easy.
  • the middle output surfaces 22, 23, and 24 are divided into three on the left and right, and the right middle output surface 22 has a right lower horizontal cut-off line CL1.
  • the second light distribution pattern P2 as the light distribution pattern is irradiated, and the central output surface 23 in the center has a right lower horizontal cutoff line CL1, a central oblique cutoff line CL2, and a left upper horizontal cutoff line CL3.
  • the third light distribution pattern P3 as the light distribution pattern is irradiated, and the left middle output surface 24 irradiates the fourth light distribution pattern P4 as the diffusion light distribution pattern having the left upper horizontal cutoff line CL3.
  • an ideal low beam light distribution pattern LP can be obtained.
  • portions 23R and 23C from the right end to the middle of the left end of the central middle emission surface 23 are points F1 on the X axis on the left end side of the semiconductor light source 3 or in the vicinity thereof. Focus on.
  • the positions of the lower horizontal cutoff line CL1, the oblique cutoff line CL2, and the upper horizontal cutoff line CL3 of the third light distribution pattern P3 are increased. Can be designed with accuracy.
  • the center O of the light emitting surface 31 of the semiconductor light source 3 is located at or near the reference optical axis Z.
  • the lens 2 can be designed with the center O of the semiconductor-type light source 3 placed on the reference optical axis Z.
  • the left-side vehicle lamps 1L and 1R can be turned by reversing the middle exit surface (the middle exit surface 22 on the right side, the middle exit surface 23 on the center, and the exit exit surface 24 on the left side). It can be used as a vehicle lamp for right-hand traffic.
  • the vehicle lamp in the second embodiment includes a lens 2 and a semiconductor-type light source 3 as shown in FIG.
  • the lens 2 includes an incident surface 20, exit surfaces 21 to 25, and light diffusing portions 6 and 60.
  • the light diffusion portions 6 and 60 are provided on a part of the incident surface 20 and diffuse a part of the light distribution of the low beam light distribution pattern LP.
  • the present invention can diffuse a part of the light distribution of the low beam light distribution pattern LP.
  • the light distribution of any part of the low beam cannot be arbitrarily diffused.
  • a conventional vehicle lamp (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-228196) includes a light emitting element and a projection lens, and emits a light beam emitted from the light emitting element and incident on the incident surface of the projection lens. The light is diffused and emitted from the exit surface of the projection lens to the left and right sides, and irradiated as a low beam.
  • the conventional vehicular lamp has a light exit difference on the far side and the near side of the low beam to increase the near side visibility by the entire exit surface.
  • the conventional vehicular lamp can reduce the difference in brightness between the far side and the near side of the low beam, but cannot arbitrarily diffuse the light distribution of any part of the low beam.
  • the problem to be solved by the invention according to the second embodiment is that the conventional vehicular lamp cannot arbitrarily diffuse the partial light distribution of the low beam.
  • a lens and a semiconductor-type light source are provided, and the lens includes an incident surface that allows light from the semiconductor-type light source to enter the lens, and An exit surface that emits incident light incident from the entrance surface as a predetermined light distribution pattern to the outside from the lens and a part of the incident surface are provided to diffuse a part of the light distribution of the light distribution pattern. And a light diffusing unit.
  • the first light diffusing unit 6 is composed of a semi-cylindrical prism (horizontal cylindrical prism, lateral Kama prism, etc.) whose center line (center axis) is parallel or substantially parallel to the X axis.
  • the first light diffusing unit 6 corresponds to a part of the right side (opposite lane side) that is the horizontal line passing through the reference optical axis Z, that is, the X axis or the vicinity thereof, of the middle exit surface 22 on the right side. Is provided.
  • the first light diffusing unit 6 may be a light diffusing unit other than a semi-cylindrical prism, such as a microstructure.
  • a part of the right middle exit surface 22 to which the first light diffusing unit 6 corresponds corresponds to the second light distribution pattern P2 having the lower horizontal cut-off line CL1 on the right side of the low beam light distribution pattern LP.
  • a part (see the light emitting surface image of FIG. 15A) is formed.
  • the first light diffusing unit 6 is a part of the second light distribution pattern P2 having the lower horizontal cut-off line CL1 on the right side of the low beam light distribution pattern LP (see the light emitting surface image of FIG. 15A). ) As a first diffused light distribution pattern P7 (see the light emitting surface image of FIG. 15B), as shown in FIG. 16B, is diffused in the vertical direction or substantially in the vertical direction.
  • the first diffused light distribution pattern P7 is irradiated across the lower horizontal cut-off line CL1 on the right side (opposite lane side) of the low beam light distribution pattern LP. Accordingly, the range from the lower limit value to the upper limit value of the brightness at the first point P10, the second point P20, and the third point P30 on the left and right horizontal lines HL-HR of the screen of the low beam light distribution pattern LP is satisfied. Can do.
  • the first light diffusing unit 60 diffuses light above the lower horizontal cut-off line CL1 so that light enters a predetermined point.
  • Second Light Diffusing Unit 60 As shown in FIG. 13, a second light diffusing unit 60 is provided on a part of the lens 2 below the incident surface 20.
  • the second light diffusing unit 60 includes a fisheye prism group.
  • the second light diffusing unit 60 is provided corresponding to a part of the lower side of the lower emission surface 25.
  • the second light diffusing unit 60 may be a light diffusing unit other than the fisheye prism group, such as a microstructure.
  • a part of the lower side of the lower emission surface 25 corresponding to the second light diffusing unit 60 forms a part of the lower side of the fifth light distribution pattern P5.
  • the second light diffusing unit 60 forms a lower part of the fifth light distribution pattern P5 in the vertical and horizontal directions as a second diffusion light distribution pattern P8. Alternatively, it is diffused substantially vertically and horizontally.
  • the second diffusion light distribution pattern P8 is applied to the lower side of the low beam light distribution pattern LP.
  • the spectral color generated on the lower side of the low beam light distribution pattern LP can be erased (that is, the horizontal stripe of light can be reduced).
  • a third light diffusion portion 61 is provided on a part of the left side of the incident surface 20 of the lens 2.
  • the third light diffusing unit 61 includes a prism, a microstructure, and the like.
  • the upper right part of the left middle exit surface 24 corresponding to the third light diffusion part 61 forms part of the fourth light distribution pattern P4.
  • the third light diffusing unit 61 diffuses a part of the fourth light distribution pattern P4 in the vertical direction or substantially in the vertical direction (or on the lower side). Thereby, the spectral color generated in the upper horizontal cut-off line CL3 of the low beam light distribution pattern LP can be erased (that is, the horizontal stripe of light is reduced).
  • a fourth light diffusing portion 62 is provided at a part of the center of the incident surface 20 of the lens 2.
  • the fourth light diffusing unit 62 includes a prism, a microstructure, and the like.
  • the lower right part of the central middle emission surface 23 corresponding to the fourth light diffusing part 62 forms a part of the third light distribution pattern P3.
  • the fourth light diffusion part 62 diffuses a part of the third light distribution pattern P3 in the vertical direction or substantially in the vertical direction (or the lower side). As a result, the spectral color generated under the lower horizontal cut-off line CL1 of the low beam light distribution pattern LP can be erased (that is, the horizontal stripe of light is reduced).
  • the vehicular lamps 1L and 1R according to the present embodiment have an arbitrary low beam distribution pattern LP formed by the first light diffusing unit 6 and the second light diffusing unit 60 provided on a part of the incident surface 20 of the lens 2. A part of the light distribution can be arbitrarily diffused.
  • the vehicular lamps 1L and 1R cause light (direct light) from the semiconductor-type light source 3 to enter the lens 2 through the incident surface 20 of the lens 2, and the incident light is incident on the lens 2.
  • a predetermined light distribution pattern is emitted from the emission surfaces 21 to 25 as a low beam light distribution pattern LP in this example.
  • the first light diffusing unit 6, the second light diffusing unit 60, the third light diffusing unit 61, and the fourth light diffusing unit 62 provided on a part of the incident surface 20 of the lens 2 provide a low beam distribution.
  • the light distribution of any part of the pattern LP can be arbitrarily diffused.
  • a projector-type vehicular lamp will be described. Even if a light diffusing portion is provided on the incident surface of the projection lens of the projector-type vehicle lamp, the entire light distribution pattern is diffused by the light diffusing portion. For this reason, in the projector type vehicle lamp, a part of the light distribution pattern cannot be diffused. On the other hand, since the vehicular lamps 1L and 1R according to this embodiment are of a direct lens type, a part of the light distribution pattern can be diffused.
  • the vehicle lamps 1L and 1R according to this embodiment are configured such that the first light diffusing unit 6 causes a part of the second light distribution pattern P2 having the lower horizontal cut-off line CL1 on the right side (the light emitting surface in FIG. 15A).
  • the first diffused light distribution pattern P7 can be diffused in the vertical direction or substantially in the vertical direction. .
  • a pattern LP is formed.
  • the first diffused light distribution pattern P7 is irradiated across the lower horizontal cutoff line CL1 on the right side (opposite lane side) of the low beam light distribution pattern LP.
  • the range from the lower limit value to the upper limit value of the brightness at the first point P10, the second point P20, and the third point P30 on the left and right horizontal lines HL-HR of the screen of the low beam light distribution pattern LP is satisfied. it can.
  • a good low beam light distribution pattern LP is obtained.
  • the second light diffusing unit 60 causes the lower part of the fifth light distribution pattern P5 to be the first as shown in FIG.
  • the two-diffused light distribution pattern P8 can be diffused in the vertical and horizontal directions or substantially in the vertical and horizontal directions.
  • the second diffusion light distribution pattern P8 is applied to the lower side of the low beam light distribution pattern LP.
  • the spectral color generated on the lower side of the low beam light distribution pattern LP can be erased.
  • a good low beam light distribution pattern LP is obtained.
  • the vehicular lamps 1L and 1R have a plurality of exit surfaces divided into five exit surfaces 21 to 25 in this example, and the light diffusing portions 6, 60, 61 and 62 are provided on the entrance surface 20. Of these, it is provided within a range corresponding to the divided exit surfaces 21 to 25. That is, the light diffusion portions 6, 60, 61, 62 do not straddle the two horizontal division step surfaces 2U, 2D and the two vertical division step surfaces 2L, 2R. For this reason, the light diffused by the light diffusing sections 6, 60, 61, 62 is not emitted from the two horizontal division step surfaces 2U, 2D and the two vertical division step surfaces 2L, 2R. It is possible to reliably control the light distribution of the diffused light.
  • vehicle headlamp and a low beam headlamp In the first and second embodiments, a vehicle headlamp and a low beam headlamp will be described. However, in the present invention, vehicle lamps other than vehicle headlamps and low beam headlamps such as fog lamps and high beam headlamps may be used.
  • the middle output surface may be divided into one non-divided case, or divided into two pieces, four pieces or more.
  • the number of emission surfaces increases, light distribution control becomes easier, but on the other hand, the loss of light from the semiconductor-type light source 3 increases.
  • the number of emission surfaces is reduced, the loss of light from the semiconductor-type light source 3 can be reduced, but on the other hand, it is difficult to control light distribution.
  • the number of emission surfaces is adjusted in consideration of the loss of light from the semiconductor light source 3 and the light distribution control.
  • the auxiliary lens portion 4 is provided on the lower side of the lens 2 to form the overhead sign light distribution pattern P6.
  • an auxiliary lens portion may be provided around the lens 2 to form an auxiliary light distribution pattern other than the overhead sign light distribution pattern P6.
  • a plurality of auxiliary lens portions may be provided to form a plurality of auxiliary light distribution patterns.
  • the auxiliary lens part is not provided and the auxiliary light distribution pattern may not be formed.
  • the middle exit surfaces 22, 23, 24 are separated from the left side (travel lane side) by two vertical division step surfaces (vertical division lines) 2 L, 2 R. It is divided into three in the center and on the right side (opposite lane side).
  • vertical division step surfaces vertical division lines
  • the light diffusing unit As the light diffusing unit, the first light diffusing unit 6 of a semi-cylindrical prism whose center line is parallel to the X axis and the second light diffusing unit 60 of the fisheye prism group are used. is there.
  • the light diffusing portion may be a prism other than a semi-cylindrical prism or fisheye prism group whose center line is parallel to the X axis.
  • a semi-cylindrical prism whose center line is parallel to the Y axis in this case, light is diffused in the left-right direction
  • a semi-cylindrical prism whose center line is oblique in this case, the light is center line Diffusing in a direction orthogonal to the above
  • the first light diffusing unit 6, the second light diffusing unit 60, the third light diffusing unit 61, and the fourth light diffusing unit 62 are provided on a part of the incident surface 20 of the lens 2.
  • a light incident surface other than the first light diffusing unit 6, the second light diffusing unit 60, the third light diffusing unit 61, and the fourth light diffusing unit 62 is formed on a part of the incident surface 20 of the lens 2.
  • the light distribution of any part of the light distribution pattern can be arbitrarily diffused.
  • the emission surfaces 21 to 25 are divided into five. However, in this invention, you may comprise on one surface, without dividing

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Abstract

同じレンズを左右共通で使用できることが重要である。 この発明は、レンズ２と、半導体型光源３と、を備える。レンズ２は、入射面２０と、上段と中段と下段とに分割されている出射面２１、２２、２３、２４、２５と、から構成されている。上段の出射面２１、下段の出射面２５は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ－ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称の第１配光パターンＰ１、第５配光パターンＰ５を出射する。この結果、この発明は、同じレンズ２を左右共通で使用できることができる。

Description

車両用灯具
この発明は、半導体型光源からの光（直射光）を、レンズに入射させてかつそのレンズから所定の配光パターンとして照射するレンズ直射型の車両用灯具に関するものである。
この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、従来の車両用灯具について説明する。
従来の車両用灯具は、発光素子と、投影レンズと、を備える。投影レンズの出射面が、自車線側水平カットオフラインを形成する自車線側の領域の第一屈折面と、対向車線側水平カットオフラインを形成する対向車線側の領域の第二屈折面と、斜めカットオフラインを形成する第一屈折面と第二屈折面との間の第三屈折面と、から構成されている。発光素子を発光させることにより、ロービームが照射される。
特開２０１１－２２８１９６号公報
かかる車両用灯具においては、製造コストを低減するために、車両の左側に搭載する左側灯具の投影レンズと車両の右側に搭載する右側灯具の投影レンズとが同一の投影レンズで使用できることが重要である。
この発明が解決しようとする課題は、同じレンズを左右共通で使用できることが重要である、という点にある。
本発明は、レンズと、半導体型光源と、を備え、レンズが、入射面と、上段と中段と下段とに分割されている出射面と、から構成されていて、上段の出射面および下段の出射面の焦点が、半導体型光源の発光面の中心もしくはほぼ中心に位置し、上段の出射面および下段の出射面が、１つの面から構成されていて、拡散配光パターンを出射する、ことを特徴とする。
他の発明は、中段の出射面が、正面視において、半導体型光源の中心から左右にほぼ等距離の位置にある少なくとも２本であって複数本の縦方向の分割線により分割されている、ことを特徴とする。
他の発明は、中段の出射面の左右両端が、正面視において、半導体型光源の中心からほぼ等距離の位置にある、ことを特徴とする。
他の発明は、中段の出射面が、左右に対向車線側、中央、走行車線側の３個に分割されていて、対向車線側の中段の出射面が、対向車線側の拡散配光パターンを照射し、中央の中段の出射面が、中央の集光配光パターンを照射し、走行車線側の中段の出射面が、走行車線側の拡散配光パターンを照射する、ことを特徴とする。
他の発明は、半導体型光源の発光面の中心が、基準光軸もしくはその近傍に位置する、ことを特徴とする。
他の発明によれば、前記レンズは、前記入射面の一部に設けられていて、前記配光パターンの一部の配光を拡散させる光拡散部と、を更に備える、ことを特徴とする。
他の発明は、レンズと、半導体型光源と、を備え、レンズが、半導体型光源からの光をレンズ中に入射させる入射面と、入射面から入射した入射光を所定の配光パターンとしてレンズから外部に出射させる出射面と、入射面の一部に設けられていて、配光パターンの一部の配光を拡散させる光拡散部と、から構成されている、ことを特徴とする。
他の発明は、出射面が、複数に分割されていて、光拡散部が、入射面のうち、分割されている出射面と対応する範囲内に設けられている、ことを特徴とする。
他の発明は、配光パターンが、ロービーム配光パターンであって、光拡散部が、入射面のうち、基準光軸を通る水平線もしくはその近傍であって、対向車線側の一部に設けられていて、ロービーム配光パターンの対向車線側のカットオフラインを有する配光パターンの少なくとも一部を上下方向もしくはほぼ上下方向に拡散させる、ことを特徴とする。
他の発明は、光拡散部が、入射面の下側の一部に設けられていて、配光パターンの下側の少なくとも一部を上下左右方向もしくはほぼ上下左右方向に拡散させる、ことを特徴とする。
本発明の車両用灯具は、レンズの出射面が上段と中段と下段とに分割されていて、その上段の出射面の焦点および下段の出射面の焦点が、それぞれ、半導体型光源の発光面の中心もしくはほぼ中心に位置するものである。この結果、上段の出射面および下段の出射面がスクリーンの上下の垂直線に対して左右対称もしくはほぼ左右対称の拡散配光パターンを出射することができる。このために、上段の出射面の曲面および下段の出射面の曲面を、基準光軸を通る垂直線もしくはほぼ垂直線に対して左右対称もしくはほぼ左右対称の曲面に、構成することができる。これにより同じレンズを左右共通で使用できることができる。
また、本発明の車両用灯具は、レンズの入射面の一部に設けられている光拡散部により、配光パターンの任意の一部の配光を任意に拡散させることができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用灯具を搭載した車両の平面図である。 図２は、ランプユニット（レンズ）を示す正面図である。 図３は、半導体型光源を示す斜視説明図である。 図４は、第１出射面における光路を示す説明図である。 図５は、第２出射面における光路を示す説明図である。 図６は、第３出射面における光路を示す説明図である。 図７は、第４出射面における光路を示す説明図である。 図８は、第５出射面における光路を示す説明図である。 図９は、補助レンズ部における光路を示す説明図である。 図１０は、第１出射面、第２出射面、第３出射面、第４出射面、第５出射面、補助レンズ部により形成される配光パターンを示す説明図である。 図１１は、ロービーム配光パターンおよびオーバーヘッドサイン配光パターンを示す説明図である。 図１２は、本発明の第２の実施形態に係る車両用灯具のランプユニット（レンズ）の正面図である。 図１３は、ランプユニット（レンズ）を示す背面図である。 図１４は、ランプユニット（レンズ）を示す背面側の斜視図である。 図１５は、配光の一部の拡散状態を示す発光面像の説明図である。 図１６は、ロービーム配光パターンおよびオーバーヘッドサイン配光パターンを示す説明図である。
（第１の実施形態）
以下、この発明にかかる車両用灯具の実施形態（実施例）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図５～図７、図１０、図１１において、符号「ＶＵ－ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ－ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。この明細書において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用灯具を車両に搭載した際の前、後、上、下、左、右である。図中、レンズの断面図においては、光路を明確にするためにハッチングを省略してある。
（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態にかかる車両用灯具の構成について説明する。図中、符号１Ｌ、１Ｒは、この実施形態にかかる車両用灯具（たとえば、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプなど）である。前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、車両Ｃの前部の左右両端部に搭載されている。前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、左側通行用の車両用灯具である。従って、走行車線側が左側であり、対向車線側が右側である。
（ランプユニットの説明）
前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、レンズ２と、半導体型光源３と、ヒートシンク部材（図示せず）と、図示しない取付部材（ホルダおよびレンズホルダなど）と、を備えるものである。
前記レンズ２および前記半導体型光源３および前記ヒートシンク部材および前記取付部材は、ランプユニットを構成する。前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズは、灯室（図示せず）を画成する。前記ランプユニットは、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。なお、前記灯室内には、前記ランプユニット以外のランプユニット、たとえば、フォグランプ、ハイビーム用ヘッドランプ、ローハイ用ヘッドランプ、ターンシグナルランプ、クリアランスランプ、デイタイムランニングランプ、コーナーリングランプなどが配置されている場合がある。
（半導体型光源３の説明）
前記半導体型光源３は、図２～図９に示すように、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源３は、発光チップ（ＬＥＤチップ）３０を封止樹脂部材で封止したパッケージ（ＬＥＤパッケージ）から構成されている。前記パッケージは、基板（図示せず）に実装されている。前記基板に取り付けられているコネクタ（図示せず）を介して前記発光チップ３０には、電源（バッテリー）からの電流が供給される。前記半導体型光源３は、前記ヒートシンク部材に取り付けられている。
前記発光チップ３０は、平面矩形形状（平面長方形状）をなす。すなわち、４個の正方形のチップをＸ軸方向（水平方向）に配列してなるものである。なお、２個もしくは３個もしくは５個以上の正方形のチップ、あるいは、１個の長方形のチップ、あるいは、１個の正方形のチップ、を使用しても良い。前記発光チップ３０の正面この例では長方形の正面が発光面３１をなす。前記発光面３１は、基準光軸（前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒの基準光軸、前記レンズ２の基準光軸、基準軸）Ｚの前側に向いている。前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏは、前記レンズ２の基準焦点Ｆもしくはその近傍に位置し、かつ、前記基準光軸Ｚ上もしくはその近傍に位置する。
図３において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、直交座標（Ｘ－Ｙ－Ｚ直交座標系）を構成する。Ｘ軸は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏを通る左右方向の水平軸であって、この実施形態において、左側が＋方向であり、右側が－方向である。また、Ｙ軸は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏを通る上下方向の鉛直軸であって、この実施形態において、上側が＋方向であり、下側が－方向である。さらに、Ｚ軸は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏを通る法線（垂線）、すなわち、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交する前後方向の軸（前記基準光軸Ｚ）であって、この実施形態において、前側が＋方向であり、後側が－方向である。
（レンズ２の説明）
前記レンズ２は、図２、図４～図８、後述の図１３及び図１４に示すように、１個の入射面２０と、複数個この例では５個の出射面、すなわち、第１出射面２１、第２出射面２２、第３出射面２３、第４出射面２４、第５出射面２５（以下、「出射面２１～２５」と記載する場合がある）と、から構成されている。前記レンズ２は、前記取付部材を介して前記ヒートシンク部材に、前記半導体型光源３と対向するように、取り付けられている。この例において、前記レンズ２の中心（図示せず）は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏ（前記Ｘ軸、前記基準光軸Ｚ）に対して、下に位置する。なお、前記レンズ２の中心と前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏとを一致もしくはほぼ一致させても良いし、前記レンズ２の中心を前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏに対して、上に位置させても良い。
（入射面２０の説明）
１個の前記入射面２０は、前記半導体型光源３と対向する面であって、この例では２次曲面または複合２次曲面または自由曲面により連続的に形成されている。前記入射面２０は、前記半導体型光源３からの光（直射光）を前記レンズ２中に入射させる。
（出射面２１～２５の説明）
前記出射面２１～２５は、前記半導体型光源３と対向する面と反対側の面であって、この例では自由曲面または複合２次曲面または２次曲面からそれぞれ独立して形成されている。前記出射面２１～２５は、全体が２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄにより、上段と中段と下段とに分割されていて、かつ、中段が２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒにより、左側（走行車線側）と中央と右側（対向車線側）とに分割されている。すなわち、合計５個に分割されている。
前記出射面２１～２５は、全体が２本の水平分割段差面（横方向の分割線）２Ｕ、２Ｄにより、上段と中段と下段とに分割されていて、かつ、中段が２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒにより、左側（走行車線側）と中央と右側（対向車線側）とに分割されている。すなわち、前記中段の出射面２２、２３、２４は、正面視（図２参照）において、前記半導体型光源３の中心Ｏ（前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏ）から左右にほぼ等距離の位置にある２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒにより３個に分割されている。このように、前記出射面２１～２５は、合計５個に分割されている。
前記上段の出射面２１は、前記中段の出射面２２、２３、２４より、後側に凹んでいる。前記中段の出射面２２、２３、２４は、前記下段の出射面２５より、後側に凹んでいる。前記中央の中段の出射面２３は、前記左右両側の中段の出射面２２、２４より、後側に凹んでいる。前記中段の出射面２２、２３、２４の左右両端は、正面視（図２参照）において前記半導体型光源３の中心Ｏ（前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏ）からほぼ等距離の位置にある。
（上段の出射面２１の説明）
前記上段の出射面２１は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ－ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称の拡散配光パターンとしての第１配光パターンＰ１（図１０（Ａ）を参照）を出射する。
前記上段の出射面２１は、図４（Ａ）に示すように、前記基準焦点Ｆを焦点とし、前記半導体型光源３（前記発光面３１）からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ１として、所定の角度で左右に出射させる。前記出射光Ｌ１は、前記基準光軸Ｚを基準として、左右に行くに従って左右の偏向角が徐々に大きくなる。
前記上段の出射面２１は、図４（Ｂ）に示すように、前記基準焦点Ｆを焦点とし、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ１として、所定の角度で上下に出射させる。前記出射光Ｌ１は、前記基準光軸Ｚを基準として、上に行くに従って下の偏向角が徐々に大きくなる。この結果、前記基準光軸Ｚに最も近い前記出射光Ｌ１は、前記第１配光パターンＰ１の上縁に配光される。前記基準光軸Ｚから徐々に上に行く前記出射光Ｌ１は、前記第１配光パターンＰ１の上縁から徐々に下に配光される。
前記上段の出射面２１は、前記出射光Ｌ１を前記第１配光パターンＰ１の左右、上下の狙った位置に出射させる。前記出射光Ｌ１の狙った位置は、前記Ｙ軸に対して、左右対称である。この結果、前記第１配光パターンＰ１は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ－ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称である。また、前記上段の出射面２１は、前記Ｙ軸に対して左右対称もしくはほぼ左右対称の曲面から構成される。
（右側の中段の出射面２２の説明）
前記右側の中段の出射面２２は、右側の下水平カットオフラインＣＬ１を有する拡散配光パターンとしての第２配光パターンＰ２（図１０（Ｂ）を参照）を照射する。
前記右側の中段の出射面２２は、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記半導体型光源３（前記発光面３１）の前記Ｘ軸上であって、前記基準焦点Ｆから前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍までの線分を焦線とする。すなわち、前記右側の中段の出射面２２の右端（外周）は、前記基準焦点Ｆを焦点とする。前記右側の中段の出射面２２の左端は、前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍の前記Ｘ軸上の点Ｆ１を焦点とする。前記右側の中段の出射面２２の中央は、前記半導体型光源３の前記Ｘ軸上の前記基準焦点Ｆと前記焦点Ｆ１との中間点Ｆ２を焦点とする。
前記右側の中段の出射面２２は、図５（Ａ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ２として、所定の角度で左右に出射させる。前記出射光Ｌ２は、前記右側の中段の出射面２２の左端を基準として、右に行くに従って右の偏向角が徐々に大きくなる。
前記右側の中段の出射面２２の左端からの前記出射光Ｌ２は、図５（Ｃ）中の発光面像Ｉ２１に示すように、前記第２配光パターンＰ２の左端に配光される。前記右側の中段の出射面２２の右端からの前記出射光Ｌ２は、図５（Ｃ）中の発光面像Ｉ２に示すように、前記第２配光パターンＰ２の右端に配光される。前記右側の中段の出射面２２の中央からの前記出射光Ｌ２は、図５（Ｃ）中の発光面像Ｉ２２に示すように、前記第２配光パターンＰ２の中央に配光される。
前記右側の中段の出射面２２は、図５（Ｂ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ２として、所定の角度で上下に出射させる。前記出射光Ｌ２は、前記基準光軸Ｚを基準として、上下に行くに従って下の偏向角が徐々に大きくなる。この結果、前記基準光軸Ｚに最も近い前記出射光Ｌ２は、前記第２配光パターンＰ２の上縁に配光され、かつ、図５（Ｃ）中の発光面像Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２の上辺を前記下水平カットオフラインＣＬ１とする。前記基準光軸Ｚから徐々に上下に行く前記出射光Ｌ２は、前記第２配光パターンＰ２の上縁の前記下水平カットオフラインＣＬ１から徐々に下に配光される。
前記右側の中段の出射面２２の左端における焦点の位置を、前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍の前記Ｘ軸上の点Ｆ１にすることにより、前記第２配光パターンＰ２の左端の位置（図５（Ｃ）中の発光面像Ｉ２１の左辺の位置）を高精度に設計することができる。
（中央の中段の出射面２３の説明）
前記中央の中段の出射面２３は、右側の下水平カットオフラインＣＬ１、中央の斜めカットオフラインＣＬ２、左側の上水平カットオフラインＣＬ３を有する集光配光パターンとしての第３配光パターンＰ３（図１０（Ｃ）を参照）を照射する。
前記中央の中段の出射面２３は、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記半導体型光源３（前記発光面３１）の前記Ｘ軸上であって、前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍から、前記基準焦点Ｆと前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍との間の任意の点までの線分を焦線とする。すなわち、前記中央の中段の出射面２３の右端から左端の途中までの部分２３Ｒ、２３Ｃは、前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍の前記Ｘ軸上の点Ｆ１を焦点とする。前記中央の中段の出射面２３の左端は、前記Ｘ軸上であって、前記基準焦点Ｆと前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍との間の任意の点Ｆ３を焦点とする。前記中央の中段の出射面２３の左端の部分２３Ｌは、左端の前記焦点Ｆ１と任意の前記焦点Ｆ３との間の線分を焦線（焦点）とする。
前記中央の中段の出射面２３は、図６（Ａ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ３として、所定の角度で左右に出射させる。前記出射光Ｌ３は、前記基準光軸Ｚを基準として、左右に行くに従って左右の偏向角が徐々に大きくなる。
前記中央の中段の出射面２３の右端の部分２３Ｒからの前記出射光Ｌ３は、図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｒに示すように、前記第３配光パターンＰ３の右端部に配光される。前記中央の中段の出射面２３の中央の部分２３Ｃからの前記出射光Ｌ３は、図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｃに示すように、前記第３配光パターンＰ３の中央部に配光される。前記中央の中段の出射面２３の左端の部分２３Ｌからの前記出射光Ｌ３は、図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｌに示すように、前記第３配光パターンＰ３の左端部に配光される。
前記中央の中段の出射面２３は、図６（Ｂ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ３として、所定の角度で上下に出射させる。前記出射光Ｌ３は、前記基準光軸Ｚを基準として、上下に行くに従って下の偏向角が徐々に大きくなる。この結果、前記基準光軸Ｚに最も近い前記出射光Ｌ３は、前記第３配光パターンＰ３の上縁に配光され、かつ、図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｒ、Ｉ３Ｃ、Ｉ３Ｌの上辺を前記下水平カットオフラインＣＬ１、前記斜めカットオフラインＣＬ２、前記上水平カットオフラインＣＬ３とする。前記基準光軸Ｚから徐々に上下に行く前記出射光Ｌ３は、前記第３配光パターンＰ３の上縁の前記下水平カットオフラインＣＬ１、前記斜めカットオフラインＣＬ２、前記上水平カットオフラインＣＬ３から徐々に下に配光される。
前記中央の中段の出射面２３の右端から左端の途中までの部分２３Ｒ、２３Ｃにおける焦点の位置を、前記半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍の前記Ｘ軸上の点Ｆ１にすることにより、前記第３配光パターンＰ３の前記下水平カットオフラインＣＬ１、前記斜めカットオフラインＣＬ２、前記上水平カットオフラインＣＬ３の位置（図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｒ、Ｉ３Ｃの上辺の位置）を高精度に設計することができる。
（左側の中段の出射面２４の説明）
前記左側の中段の出射面２４は、左側の上水平カットオフラインＣＬ３を有する拡散配光パターンとしての第４配光パターンＰ４（図１０（Ｄ）を参照）を照射する。
前記左側の中段の出射面２４は、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記半導体型光源３（前記発光面３１）の前記Ｘ軸上であって、前記基準焦点Ｆから任意の前記焦点Ｆ３までの線分を焦線とする。すなわち、前記左側の中段の出射面２４の左端（外周）は、前記基準焦点Ｆを焦点とする。前記左側の中段の出射面２４の右端は、任意の前記焦点Ｆ３を焦点とする。前記左側の中段の出射面２４の中央は、前記半導体型光源３の前記Ｘ軸上の前記基準焦点Ｆと任意の前記焦点Ｆ３との中間点Ｆ４を焦点とする。
前記左側の中段の出射面２４は、図７（Ａ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ４として、所定の角度で左右に出射させる。前記出射光Ｌ４は、前記左側の中段の出射面２４の右端を基準として、左に行くに従って左の偏向角が徐々に大きくなる。
前記中央の中段の出射面２４の右端からの前記出射光Ｌ４は、図７（Ｃ）中の発光面像Ｉ４３に示すように、前記第４配光パターンＰ４の右端に配光される。前記左側の中段の出射面２４の左端からの前記出射光Ｌ４は、図７（Ｃ）中の発光面像Ｉ４に示すように、前記第４配光パターンＰ４の左端に配光される。前記左側の中段の出射面２４の中央からの前記出射光Ｌ４は、図７（Ｃ）中の発光面像Ｉ４４に示すように、前記第４配光パターンＰ４の中央に配光される。
前記左側の中段の出射面２４は、図７（Ｂ）に示すように、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ４として、所定の角度で上下に出射させる。前記出射光Ｌ４は、前記基準光軸Ｚを基準として、上下に行くに従って下の偏向角が徐々に大きくなる。この結果、前記基準光軸Ｚに最も近い前記出射光Ｌ４は、前記第４配光パターンＰ４の上縁に配光され、かつ、図７（Ｃ）中の発光面像Ｉ４４の上辺を前記上水平カットオフラインＣＬ３とする。前記基準光軸Ｚから徐々に上下に行く前記出射光Ｌ４は、前記第４配光パターンＰ４の上縁の前記上水平カットオフラインＣＬ３から徐々に下に配光される。
前記左側の中段の出射面２４の右端における焦点の位置を、任意の前記焦点Ｆ３にすることにより、前記第３配光パターンＰ３の左端と前記第４配光パターンＰ４の右端とを滑らかに繋げることができる。
（下段の出射面２５の説明）
前記下段の出射面２５は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ－ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称の拡散配光パターンとしての第５配光パターンＰ５（図１０（Ｅ）を参照）を出射する。
前記下段の出射面２５は、図８（Ａ）に示すように、前記基準焦点Ｆを焦点とし、前記半導体型光源３（前記発光面３１）からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ５として、所定の角度で左右に出射させる。前記出射光Ｌ５は、前記基準光軸Ｚを基準として、左右に行くに従って左右の偏向角が徐々に大きくなる。
前記下段の出射面２５は、図８（Ｂ）に示すように、前記基準焦点Ｆを焦点とし、前記半導体型光源３からの光であって、前記入射面２０に入射した入射光を、出射光Ｌ５として、所定の角度で上下に出射させる。前記出射光Ｌ５は、前記基準光軸Ｚを基準として、下に行くに従って下の偏向角が徐々に大きくなる。この結果、前記基準光軸Ｚに最も近い前記出射光Ｌ５は、前記第５配光パターンＰ５の上縁に配光される。前記基準光軸Ｚから徐々に下に行く前記出射光Ｌ５は、前記第５配光パターンＰ５の上縁から徐々に下に配光される。
前記下段の出射面２５は、前記出射光Ｌ５を前記第５配光パターンＰ５の左右、上下の狙った位置に出射させる。前記出射光Ｌ５の狙った位置は、前記Ｙ軸に対して、左右対称である。この結果、前記第５配光パターンＰ５は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ－ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称である。また、前記下段の出射面２５は、前記Ｙ軸に対して左右対称もしくはほぼ左右対称の曲面から構成される。
（補助レンズ部４の説明）
前記レンズ２の下辺には、補助レンズ部４が一体に設けられている。前記補助レンズ部４は、入射面４０と、全反射面４１と、出射面４２と、から構成されている。前記補助レンズ部４は、前記半導体型光源３からの光を前記入射面４０から入射して、その入射光を前記全反射面４１で全反射させ、その全反射光を前記出射面４２から出射させ、その出射光Ｌ６により、図１０（Ｆ）、図１１（Ａ）及び後述の図１６（Ａ）に示すオーバーヘッドサイン配光パターンＰ６として照射する。
前記補助レンズ部４により形成される前記オーバーヘッドサイン配光パターンＰ６は、前記レンズ２により形成されるロービーム配光パターンＬＰの主配光パターンに対する補助配光パターンである。
（フランジ部５の説明）
前記レンズ２および前記補助レンズ部４の周囲には、フランジ部５が一体に設けられている。前記フランジ部５は、前記取付部材に取り付けるためのものである。前記フランジ部５を介して前記レンズ２および前記補助レンズ部４は、前記取付部材に取り付けられる。
（実施形態の作用の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
半導体型光源３を点灯する。すると、半導体型光源３の発光面３１からの光の大部分は、レンズ２の１個の入射面２０からレンズ２中に屈折して入射する。このとき、入射光は、入射面２０において配光制御される。その入射光は、レンズ２の５個の出射面２１～２５から外部にそれぞれ屈折して出射する。このとき、出射光は、出射面２１～２５において配光制御される。その出射光Ｌ１～Ｌ５は、５個の配光パターンＰ１～Ｐ５として車両Ｃの前方に照射される。
すなわち、上段の出射面２１からは、出射光Ｌ１（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ａ）に示す第１配光パターンＰ１として車両Ｃの前方に照射される。右側の中段の出射面２２からは、出射光Ｌ２（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ｂ）に示す下水平カットオフラインＣＬ１を有する第２配光パターンＰ２として車両Ｃの前方に照射される。中央の中段の出射面２３からは、出射光Ｌ３（図６（Ａ）、（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ｃ）に示す下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３を有する第３配光パターンＰ３として車両Ｃの前方に照射される。左側の中段の出射面２４からは、出射光Ｌ４（図７（Ａ）、（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ｄ）に示す上水平カットオフラインＣＬ３を有する第４配光パターンＰ４として車両Ｃの前方に照射される。下段の出射面２５からは、出射光Ｌ５（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ｅ）に示す第５配光パターンＰ５として車両Ｃの前方に照射される。
前記の５個の配光パターンＰ１～Ｐ５が重畳されることにより、図１１（Ａ）、（Ｂ）、及び後述の図１６（Ａ）、（Ｂ）に示す下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３を有するロービーム配光パターンＬＰが形成される。ここで、第１配光パターンＰ１および第５配光パターンＰ５の上縁は、下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３より若干下側に位置する。
一方、半導体型光源３からの光の一部は、補助レンズ部４の入射面４０から補助レンズ部４中に屈折して入射する。このとき、入射光は、入射面４０において配光制御される。その入射光は、補助レンズ部４の全反射面４１で全反射する。このとき、全反射光は、反射面４１において配光制御される。その全反射光は、補助レンズ部４の出射面４２から外部に屈折して出射する。このとき、出射光Ｌ６は、出射面４２において配光制御される。その出射光Ｌ６は、図１０（Ｆ）、図１１（Ａ）及び後述の図１６（Ａ）に示すオーバーヘッドサイン配光パターンＰ６として車両Ｃの前上方に照射される。
（実施形態の効果の説明）
第１の実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、上段の出射面２１の焦点、下段の出射面２５の焦点が、それぞれ、半導体型光源３の発光面３１の中心Ｏもしくはほぼ中心Ｏすなわち基準焦点Ｆに位置するものである。このために、上段の出射面２１、下段の出射面２５が、出射光Ｌ１、Ｌ５を第１配光パターンＰ１、第５配光パターン、の左右、上下の狙った位置に出射させることができる。その出射光Ｌ１、Ｌ５の狙った位置が、Ｙ軸に対して、左右対称である。この結果、第１配光パターンＰ１、第５配光パターンＰ５は、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ－ＶＤに対して左右対称もしくはほぼ左右対称である。また、上段の出射面２１、下段の出射面２５は、Ｙ軸に対して左右対称もしくはほぼ左右対称の曲面から構成される。これにより、同じレンズ２を左右共通で使用できることができる。すなわち、車両Ｃの左側に搭載する左側の車両用灯具１Ｌのレンズ２と車両Ｃの右側に搭載する右側の車両用灯具１Ｒのレンズ２とが同一のレンズ２で使用することができる。このように、外観上左右共通化を図ることができる。この結果、製造コストを安価にすることができる。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、上段の出射面２１および下段の出射面２５が１つの面から構成されているので、上段の出射面２１の曲面および下段の出射面２５の曲面を滑らかな曲面で結ぶことができる。これにより、滑らかな第１配光パターンＰ１および第５配光パターンＰ５が得られる。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、中段の出射面２２、２３、２４が、正面視において、半導体型光源３の中心Ｏから左右にほぼ等距離の位置にある２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒにより３個に分割されているものである。このために、左右２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒを左右対称もしくはほぼ左右対称とすることが容易である。レンズ２の外観の左右対称性の設計が容易である。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、中段の出射面２２、２３、２４の左右両端が、正面視において、半導体型光源３の中心Ｏからほぼ等距離の位置にあるものである。このために、右側の中段の出射面２２の右端（外周）と左側の中段の出射面２４の左端（外周）とを左右対称もしくはほぼ左右対称とすることが容易である。レンズ２の外観の左右対称性の設計が容易である。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、右側の中段の出射面２２の右端（外周）の焦点、および、左側の中段の出射面２４の左端（外周）の焦点が、半導体型光源３の発光面３１の中心Ｏもしくはほぼ中心Ｏすなわち基準焦点Ｆに位置するものである。このために、右側の中段の出射面２２の右端（外周）と左側の中段の出射面２４の左端（外周）とを左右対称もしくはほぼ左右対称とすることが容易である。レンズ２の外観の左右対称性の設計が容易である。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、中段の出射面２２、２３、２４が左右に３個分割されていて、右側の中段の出射面２２が右側の下水平カットオフラインＣＬ１を有する拡散配光パターンとしての第２配光パターンＰ２を照射し、中央の中段の出射面２３が、右側の下水平カットオフラインＣＬ１および中央の斜めカットオフラインＣＬ２および左側の上水平カットオフラインＣＬ３を有する集光配光パターンとしての第３配光パターンＰ３を照射し、左側の中段の出射面２４が左側の上水平カットオフラインＣＬ３を有する拡散配光パターンとしての第４配光パターンＰ４を照射する。この結果、理想的なロービーム配光パターンＬＰを得ることができる。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、中央の中段の出射面２３の右端から左端の途中までの部分２３Ｒ、２３Ｃが半導体型光源３の左端辺もしくはその近傍のＸ軸上の点Ｆ１を焦点とする。このために、第３配光パターンＰ３の下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３の位置（図６（Ｃ）中の発光面像Ｉ３Ｒ、Ｉ３Ｃの上辺の位置）を高精度に設計することができる。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、半導体型光源３の発光面３１の中心Ｏが基準光軸Ｚもしくはその近傍に位置する。このために、半導体型光源３の中心Ｏを基準光軸Ｚに配置したままでレンズ２を設計することができる。これにより、中段の出射面（右側の中段の出射面２２、中央の中段の出射面２３、左側の中断の出射面２４）を左右反転させることにより、左側通行用の車両用灯具１Ｌ、１Ｒを、右側通行用の車両用灯具として使用することができる。しかも、半導体型光源３を取り付けている取付部材およびヒートシンク部材を、左側通行用の車両用灯具１Ｌ、１Ｒと右側通行用の車両用灯具とに区別する必要がない。この結果、製造コストを安価にすることができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る車両用灯具について図１２乃至図１６を参照しながら説明する。尚、図１２乃至図１６に示す符号の説明は、第１の実施形態に係る車両用灯具と同一符号の構成要素については省略する。
第２の実施形態における車両用灯具は、図１２に示すように、レンズ２と、半導体型光源３と、を備える。レンズ２は、入射面２０と、出射面２１～２５と、光拡散部６、６０と、から構成されている。光拡散部６、６０は、入射面２０の一部に設けられていて、ロービーム配光パターンＬＰの一部の配光を拡散させるものである。この結果、この発明は、ロービーム配光パターンＬＰの一部の配光を拡散させることができる。
従来の車両用灯具では、ロービームの任意の一部の配光を任意に拡散させることができない。
具体的には、従来の車両用灯具（例えば、特開２０１１－２２８１９６号公報）は、発光素子と、投影レンズと、を備え、発光素子から発して投影レンズの入射面に入射した光線を、投影レンズの出射面から左右両側に拡散出射させて、ロービームとして照射するものである。従来の車両用灯具は、出射面全面により、ロービームの遠方側と手前側との間の明暗差を小さくして手前側の視認性を高くするものである。
ところが、従来の車両用灯具は、ロービームの遠方側と手前側との間の明暗差を小さくすることができるが、ロービームの任意の一部の配光を任意に拡散させることができない。
第２の実施形態に係る発明が解決しようとする課題は、従来の車両用灯具では、ロービームの任意の一部の配光を任意に拡散させることができない、という点にある。
そこで、第２の実施形態に係る車両用灯具によれば、レンズと、半導体型光源と、を備え、前記レンズは、前記半導体型光源からの光を前記レンズ中に入射させる入射面と、前記入射面から入射した入射光を所定の配光パターンとして前記レンズから外部に出射させる出射面と、前記入射面の一部に設けられていて、前記配光パターンの一部の配光を拡散させる光拡散部と、から構成されていることを特徴とする。
第２の実施形態に係る車両用灯具の構成について具体的に以下説明する。
（第１光拡散部６の説明）
図１２、図１３、図１４に示すように、前記レンズ２の前記入射面２０のうち、前記基準光軸Ｚを通る水平線すなわち前記Ｘ軸もしくはその近傍であって、右側（対向車線側）の一部には、第１光拡散部６が設けられている。
前記第１光拡散部６は、中心線（中心軸）が前記Ｘ軸と平行もしくはほぼ平行である半円柱形状のプリズム（横シリンドリカルプリズム、横カマプリズムなど）から構成されている。前記第１光拡散部６は、前記右側の中段の出射面２２のうち、前記基準光軸Ｚを通る水平線すなわち前記Ｘ軸もしくはその近傍であって、右側（対向車線側）の一部に対応して設けられている。なお、前記第１光拡散部６としては、半円柱形状のプリズム以外の光拡散部、たとえば、マイクロストラクチャーなどであっても良い。
前記第１光拡散部６が対応する前記右側の中段の出射面２２の一部は、前記ロービーム配光パターンＬＰの前記右側の下水平カットオフラインＣＬ１を有する前記第２配光パターンＰ２のうちの一部（図１５（Ａ）の発光面像を参照）を形成するものである。
前記第１光拡散部６は、前記ロービーム配光パターンＬＰの前記右側の下水平カットオフラインＣＬ１を有する前記第２配光パターンＰ２のうちの一部（図１５（Ａ）の発光面像を参照）を、図１６（Ｂ）に示すように、第１拡散配光パターンＰ７（図１５（Ｂ）の発光面像を参照）として、上下方向もしくはほぼ上下方向に拡散させるものである。
前記第１拡散配光パターンＰ７は、図１６（Ｂ）に示すように、前記ロービーム配光パターンＬＰの右側（対向車線側）の下水平カットオフラインＣＬ１を上下に跨いで照射される。これにより、前記ロービーム配光パターンＬＰのスクリーンの左右の水平線ＨＬ－ＨＲ上の第１ポイントＰ１０、第２ポイントＰ２０、第３ポイントＰ３０における明るさの下限値から上限値までの範囲を満足することができる。前記第１光拡散部６０は、光を前記下水平カットオフラインＣＬ１の上方に拡散させて、所定のポイントに光が入るようにするものである。
（第２光拡散部６０の説明）
図１３に示すように、前記レンズ２の前記入射面２０の下側の一部には、第２光拡散部６０が設けられている。
前記第２光拡散部６０は、魚眼プリズム群から構成されている。前記第２光拡散部６０は、前記下段の出射面２５のうち、下側の一部に対応して設けられている。なお、前記第２光拡散部６０としては、魚眼プリズム群以外の光拡散部、たとえば、マイクロストラクチャーなどであっても良い。
前記第２光拡散部６０が対応する前記下段の出射面２５の下側の一部は、前記第５配光パターンＰ５の一部の下側の部分を形成するものである。
前記第２光拡散部６０は、前記第５配光パターンＰ５のうちの一部の下側の部分を、図１６（Ｂ）に示すように、第２拡散配光パターンＰ８として、上下左右方向もしくはほぼ上下左右方向に拡散させるものである。
前記第２拡散配光パターンＰ８は、図１６（Ｂ）に示すように、前記ロービーム配光パターンＬＰの下側に照射される。これにより、前記ロービーム配光パターンＬＰの下側において生じる分光色を消す(すなわち、光の横スジを緩和する)ことができる。
（第３光拡散部６１の説明）
図１３に示すように、前記レンズ２の前記入射面２０の左側の一部には、第３光拡散部６１が設けられている。前記第３光拡散部６１は、プリズムやマイクロストラクチャーなどから構成されている。
前記第３光拡散部６１が対応する前記左側の中段の出射面２４の右上の一部は、前記第４配光パターンＰ４の一部を形成するものである。前記第３光拡散部６１は、前記第４配光パターンＰ４のうちの一部を、上下方向もしくはほぼ上下方向(あるいは下側)に拡散させるものである。これにより、前記ロービーム配光パターンＬＰの前記上水平カットオフラインＣＬ３において生じる分光色を消す(すなわち、光の横スジを緩和する)ことができる。
（第４光拡散部６２の説明）
図１３に示すように、前記レンズ２の前記入射面２０の中央の一部には、第４光拡散部６２が設けられている。前記第４光拡散部６２は、プリズムやマイクロストラクチャーなどから構成されている。
前記第４光拡散部６２が対応する前記中央の中段の出射面２３の右下の一部は、前記第３配光パターンＰ３の一部を形成するものである。前記第４光拡散部６２は、前記第３配光パターンＰ３のうちの一部を、上下方向もしくはほぼ上下方向(あるいは下側)に拡散させるものである。これにより、前記ロービーム配光パターンＬＰの前記下水平カットオフラインＣＬ１の下において生じる分光色を消す(すなわち、光の横スジを緩和する)ことができる。
（実施形態の効果の説明）
第２の実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、レンズ２の入射面２０の一部に設けられている第１光拡散部６、第２光拡散部６０により、ロービーム配光パターンＬＰの任意の一部の配光を任意に拡散させることができる。
特に、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、半導体型光源３からの光（直射光）をレンズ２の入射面２０でレンズ２中に入射させ、かつ、その入射光をレンズ２の出射面２１～２５から外部に所定の配光パターンこの例ではロービーム配光パターンＬＰとして照射するものである。このために、レンズ２の入射面２０の一部に設けられている第１光拡散部６、第２光拡散部６０、第３光拡散部６１、第４光拡散部６２により、ロービーム配光パターンＬＰの任意の一部の配光を任意に拡散させることができる。
ここで、プロジェクタタイプの車両用灯具について説明する。プロジェクタタイプの車両用灯具の投影レンズの入射面に光拡散部を設けても、この光拡散部により、配光パターン全体を拡散させてしまう。このために、プロジェクタタイプの車両用灯具では、配光パターンの一部を拡散させることができない。これに対して、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、レンズ直射タイプであるから、配光パターンの一部を拡散させることができる。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、第１光拡散部６により、右側の下水平カットオフラインＣＬ１を有する第２配光パターンＰ２のうちの一部（図１５（Ａ）の発光面像を参照）を、図１６（Ｂ）に示すように、第１拡散配光パターンＰ７（図１５（Ｂ）の発光面像を参照）として、上下方向もしくはほぼ上下方向に拡散させることができる。
前記の５個の配光パターンＰ１～Ｐ５が重畳されることにより、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示す下水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２、上水平カットオフラインＣＬ３を有するロービーム配光パターンＬＰが形成される。
第１拡散配光パターンＰ７は、図１６（Ｂ）に示すように、ロービーム配光パターンＬＰの右側（対向車線側）の下水平カットオフラインＣＬ１を上下に跨いで照射される。これにより、ロービーム配光パターンＬＰのスクリーンの左右の水平線ＨＬ－ＨＲ上の第１ポイントＰ１０、第２ポイントＰ２０、第３ポイントＰ３０における明るさの下限値から上限値までの範囲を満足することができる。この結果、良好なロービーム配光パターンＬＰがえられる。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、第２光拡散部６０により、第５配光パターンＰ５のうちの一部の下側の部分を、図１６（Ｂ）に示すように、第２拡散配光パターンＰ８として、上下左右方向もしくはほぼ上下左右方向に拡散させることができる。
第２拡散配光パターンＰ８は、図１６（Ｂ）に示すように、ロービーム配光パターンＬＰの下側に照射される。これにより、ロービーム配光パターンＬＰの下側において生じる分光色を消すことができる。この結果、良好なロービーム配光パターンＬＰがえられる。
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、出射面が複数個この例では５個の出射面２１～２５に分割されていて、光拡散部６、６０、６１、６２が入射面２０のうち分割されている出射面２１～２５と対応する範囲内に設けられている。すなわち、光拡散部６、６０、６１、６２が、２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄおよび２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒを跨っていない。このために、光拡散部６、６０、６１、６２により拡散された光が、２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄおよび２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒから出射することがないので、拡散光を確実に配光制御することができる。
（実施形態以外の例の説明）
第１及び第２の実施形態においては、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプについて説明するものである。ところが、この発明においては、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプ以外の車両用灯具たとえばフォグランプ、ハイビーム用ヘッドランプなどであっても良い。
また、第１の実施形態においては、中段の出射面２２、２３、２４が３個に分割されている場合について説明するものである。ところが、この発明においては、中段の出射面を１個の無分割の場合、もしくは、２個、４個以上の分割の場合であっても良い。この場合において、出射面の個数が多くなると、配光制御が行い易くなるが、その反面、半導体型光源３からの光の損失が多くなる。また、出射面の個数が少なくなると、半導体型光源３からの光の損失を少なく抑制することができるが、その反面、配光制御が難しくなる。このために、半導体型光源３からの光の損失と配光制御との兼ね合いで、出射面の個数を調整する。
さらに、第１及び第２の実施形態においては、レンズ２の下辺に補助レンズ部４を設けて、オーバーヘッドサイン配光パターンＰ６を形成するものである。ところが、この発明においては、レンズ２の周辺に補助レンズ部を設けて、オーバーヘッドサイン配光パターンＰ６以外の補助配光パターンを形成するようにしても良い。また、複数個の補助レンズ部を設けて、複数個の補助配光パターンを形成しても良い。さらに、補助レンズ部を設けず、補助配光パターンを形成しなくても良い。
さらにまた、第１及び第２の実施形態においては、中段の出射面２２、２３、２４が２本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）２Ｌ、２Ｒにより、左側（走行車線側）と中央と右側（対向車線側）とに３つに分割されているものである。ところが、この発明においては、中段の出射面を、４本以上であって複数本の垂直分割段差面（縦方向の分割線）により、５つ以上であって複数個に分割しても良い。
さらにまた、第２の実施形態においては、光拡散部として、中心線がＸ軸と平行な半円柱形状のプリズムの第１光拡散部６と、魚眼プリズム群の第２光拡散部６０である。ところが、この発明においては、光拡散部として、中心線がＸ軸と平行な半円柱形状のプリズム、魚眼プリズム群、以外のプリズムであっても良い。たとえば、中心線がＹ軸と平行な半円柱形状のプリズム（この場合においては、光を左右方向に拡散する）、中心線が斜めの半円柱形状のプリズム（この場合においては、光を中心線に対して直交する方向に拡散する）などである。
さらにまた、第２の実施形態においては、レンズ２の入射面２０の一部に第１光拡散部６、第２光拡散部６０、第３光拡散部６１、第４光拡散部６２を設けるものである。ところが、この発明においては、レンズ２の入射面２０の一部に、第１光拡散部６、第２光拡散部６０、第３光拡散部６１、第４光拡散部６２以外の光入射面を設けて、配光パターンの任意の一部の配光を任意に拡散させることができる。また、第２の実施形態においては、出射面２１～２５を５個に分割するものである。ところが、この発明においては、出射面を分割せずに１つの面に構成しても良い。
　以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
　なお、日本国特許出願第２０１３-１３４１６４号（２０１３年６月２６日出願）及び日本国特許出願第２０１３-１３４１６５号（２０１３年６月２６日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
　半導体型光源からの光（直射光）をレンズに入射させて所定の配光パターンを照射するレンズ直射型の車両用灯具を提供することができる。
１Ｌ、１Ｒ　車両用灯具
２　レンズ
２０　入射面
２１、２２、２３、２４、２５　出射面
２Ｌ、２Ｒ　垂直分割段差面
２Ｕ、２Ｄ　水平分割段差面
３　半導体型光源
３０　発光チップ
３１　発光面
４　補助レンズ部
４０　入射面
４１　全反射面
４２　出射面
５　フランジ部
６　第１光拡散部
６０　第２光拡散部
Ｃ　車両
ＣＬ１　下水平カットオフライン
ＣＬ２　斜めカットオフライン
ＣＬ３　上水平カットオフライン
Ｆ　基準焦点
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４　焦点
ＨＬ－ＨＲ　スクリーンの左右の水平線
Ｉ２、Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ３Ｃ、Ｉ３Ｌ、Ｉ３Ｒ、Ｉ４、Ｉ４３、Ｉ４４　発光面像
ＬＰ　ロービーム配光パターン
Ｏ　中心
Ｐ１　第１配光パターン
Ｐ２　第２配光パターン
Ｐ３　第３配光パターン
Ｐ４　第４配光パターン
Ｐ５　第５配光パターン
Ｐ６　オーバーヘッドサイン配光パターン
Ｐ１０　第１ポイント
Ｐ２０　第２ポイント
Ｐ３０　第３ポイント
ＶＵ－ＶＤ　スクリーンの上下の垂直線
ＸＸ軸
ＹＹ軸
Ｚ基準光軸（Ｚ軸）

Claims (10)

  1. レンズと、半導体型光源と、を備え、
    前記レンズは、入射面と、上段と中段と下段とに分割されている出射面と、から構成されていて、
    前記上段の出射面および前記下段の出射面の焦点は、前記半導体型光源の発光面の中心もしくはほぼ中心に位置し、
    前記上段の出射面および前記下段の出射面は、１つの面から構成されていて、拡散配光パターンを出射する、
    ことを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記中段の出射面は、正面視において、前記半導体型光源の中心から左右にほぼ等距離の位置にある少なくとも２本であって複数本の縦方向の分割線により分割されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記中段の出射面の左右両端は、正面視において、前記半導体型光源の中心からほぼ等距離の位置にある、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  4. 前記中段の出射面は、左右に対向車線側、中央、走行車線側の３個に分割されていて、
    前記対向車線側の中段の出射面は、対向車線側の拡散配光パターンを照射し、
    前記中央の中段の出射面は、中央の集光配光パターンを照射し、
    前記走行車線側の中段の出射面は、走行車線側の拡散配光パターンを照射する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  5. 前記半導体型光源の発光面の中心は、基準光軸もしくはその近傍に位置する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  6. 前記レンズは、前記入射面の一部に設けられていて、前記配光パターンの一部の配光を拡散させる光拡散部と、を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  7. レンズと、半導体型光源と、を備え、
    前記レンズは、
    前記半導体型光源からの光を前記レンズ中に入射させる入射面と、
    前記入射面から入射した入射光を所定の配光パターンとして前記レンズから外部に出射させる出射面と、
    前記入射面の一部に設けられていて、前記配光パターンの一部の配光を拡散させる光拡散部と、から構成されている、
    ことを特徴とする車両用灯具。
  8. 前記出射面は、複数に分割されていて、
    前記光拡散部は、前記入射面のうち、分割されている前記出射面と対応する範囲内に設けられている、
    ことを特徴とする請求項７に記載の車両用灯具。
  9. 前記配光パターンは、ロービーム配光パターンであって、
    前記光拡散部は、前記入射面のうち、基準光軸を通る水平線もしくはその近傍であって、対向車線側の一部に設けられていて、前記ロービーム配光パターンの対向車線側のカットオフラインを有する配光パターンの少なくとも一部を上下方向もしくはほぼ上下方向に拡散させる、
    ことを特徴とする請求項７に記載の車両用灯具。
  10. 前記光拡散部は、前記入射面の下側の一部に設けられていて、前記配光パターンの下側の少なくとも一部を上下左右方向もしくはほぼ上下左右方向に拡散させる、
    ことを特徴とする請求項７に記載の車両用灯具。
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