WO2022113785A1 - 車両用灯具 - Google Patents

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WO2022113785A1
WO2022113785A1 PCT/JP2021/041757 JP2021041757W WO2022113785A1 WO 2022113785 A1 WO2022113785 A1 WO 2022113785A1 JP 2021041757 W JP2021041757 W JP 2021041757W WO 2022113785 A1 WO2022113785 A1 WO 2022113785A1
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lens
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祐貴 杉原
真也 星野
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スタンレー電気株式会社
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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 vehicle lamp.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-194027 filed on November 24, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • vehicle lighting fixtures such as vehicle headlamps include a light source, a reflector that reflects the light emitted from the light source in the direction of travel of the vehicle, and a part of the light reflected by the reflector. It is equipped with a shade that blocks light and a projection lens that projects light partially cut by the shade toward the traveling direction of the vehicle.
  • a passing beam (low beam)
  • a light source image defined by the front end of the shade is inverted and projected by a projection lens to form a low beam light distribution pattern including a cut-off line at the upper end.
  • aspects of the present invention provide a vehicle lamp that can obtain a good light distribution pattern and can form an overhead light distribution pattern.
  • a first light source that emits the first light
  • a second light source that is arranged adjacent to the first light source and emits a second light in the same direction as the first light. It comprises a projection lens that projects the first light and the second light in the same direction as each other.
  • the projection lens includes a first lens body including a first incident portion located at a portion facing the first light source and an emitting portion located on a side opposite to the first incident portion, and the projection lens.
  • a second lens body including a second incident portion located at a portion facing the second light source and a third incident portion located between the first incident portion and the second incident portion.
  • a second interface provided between the first lens body and the second lens body is provided between the first incident portion and the third incident portion. It has a structure in which the first lens body and the second lens body are abutted against each other in a state of being sandwiched between the lens body and the second lens body. Moreover, the first boundary surface and the second boundary surface are arranged at an acute angle with the boundary line interposed therebetween. Of the first light incident on the inside of the first lens body from the first incident portion, the first light reflected by the second boundary surface is the first lens body from the emitting portion.
  • the second light transmitted through the first boundary surface and the second light is emitted from the emitting portion to the outside of the first lens body.
  • the first light transmitted through the first boundary surface is the first lens body from the emitting portion.
  • the first lens body and the second lens body have a structure in which they are butted with each other via an intermediate layer.
  • the emitting unit is a lens surface that condenses the first light and the second light in the direction in which the boundary line extends and in the direction in which the first light source and the second light source are lined up.
  • the projection lens has a third lens body located on the side facing the emitting portion, and the emitting portion has the boundary line extending the first light and the second light.
  • the third lens body has a lens surface that collects light in the direction of light
  • the third lens body is characterized by having a lens surface that collects the first light and the second light emitted from the emitting portion in the direction in which the first light source and the second light source are arranged.
  • the vehicle lamp according to any one of the above [1] to [3].
  • the third lens body is described in the above [5], wherein the third lens body is integrally combined with the first lens body in a state where an air layer is provided between the third lens body and the emitting portion.
  • Vehicle lighting equipment [7]
  • the first light incident from the first incident portion and projected by the projection lens forms a first light distribution pattern including a cut-off line defined by the boundary line at the upper end.
  • the second light incident from the second incident portion and projected by the projection lens forms a second light distribution pattern located above the first light distribution pattern.
  • the first light incident from the third incident portion and projected by the projection lens forms a third light distribution pattern located above the cut-off line.
  • a vehicle lamp that can obtain a good light distribution pattern and can form an overhead light distribution pattern.
  • FIG. 1st Embodiment of this invention It is a perspective view which shows the structure of the lamp for a vehicle which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is an exploded perspective view which shows the structure of the lamp for a vehicle shown in FIG. It is a vertical sectional view which shows the structure of the lamp for a vehicle shown in FIG. It is a horizontal sectional view which shows the structure of the 1st incident part side of the vehicle lamp shown in FIG. It is a horizontal sectional view which shows the structure of the 2nd incident part side of the vehicle lamp shown in FIG. It is a horizontal sectional view which shows the structure of the 3rd incident part side of the vehicle lamp shown in FIG. It is a perspective view which shows the structure of the lamp for a vehicle which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 7 It is an exploded perspective view which shows the structure of the lamp for a vehicle shown in FIG. 7. It is a vertical sectional view which shows the structure of the lamp for a vehicle shown in FIG. 7. It is a horizontal sectional view which shows the structure of the 1st incident part side of the vehicle lamp shown in FIG. 7. It is a horizontal sectional view which shows the structure of the 2nd incident part side of the vehicle lamp shown in FIG. 7. It is a horizontal sectional view which shows the structure of the 3rd incident part side of the vehicle lamp shown in FIG. 7. It is a vertical sectional view which shows the structure of the lamp for a vehicle which concerns on 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 It is a horizontal sectional view which shows the structure of the 3rd incident part side of the vehicle lamp shown in FIG. It is a schematic diagram which shows the light distribution pattern for low beam, the light distribution pattern for high beam, and the light distribution pattern for overhead formed by the first light and the second light.
  • the XYZ Cartesian coordinate system is set, the X-axis direction is the front-rear direction (length direction) of the vehicle lighting equipment, the Y-axis direction is the left-right direction (width direction) of the vehicle lighting equipment, and the Z-axis direction. Is shown as the vertical direction (height direction) of the vehicle lighting equipment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the vehicle lamp 1A.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the vehicle lamp 1A.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the vehicle lamp 1A.
  • FIG. 4 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the first incident portion 7 side of the vehicle lamp 1A.
  • FIG. 5 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the second incident portion 10 side of the vehicle lamp 1A.
  • FIG. 6 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the third incident portion 13 side of the vehicle lamp 1.
  • the vehicle lighting tool 1A of the present embodiment is an application of the present invention to a vehicle headlight (headlamp), and has a passing beam (low beam) forming a low beam light distribution pattern including a cut-off line at the upper end.
  • the traveling beam (high beam) forming the high beam light distribution pattern on the upper side of the low beam light distribution pattern is irradiated in a switchable manner toward the front of the vehicle (+ X-axis direction).
  • the vehicle lamp 1A has a first light source 2 that emits a first light L1 and a second light source 2 inside a lamp body (not shown).
  • a second light source 3 that emits the light L2 of the above, and a projection lens 4 that projects the first light L1 and the second light L2 are substantially provided.
  • the lamp body is composed of a housing with an open front surface and a transparent lens cover covering the opening of this housing. Further, the shape of the lamp body can be appropriately changed according to the design of the vehicle and the like.
  • the first light source 2 and the second light source 3 are composed of, for example, a light emitting diode (LED) that emits white light. Further, as the LED, a high output (high brightness) type LED (for example, SMD LED) for vehicle lighting can be used. As for the first light source 2 and the second light source 3, a light emitting element such as a laser diode (LD) can be used in addition to the above-mentioned LED.
  • LD laser diode
  • the first light source 2 and the second light source 3 are arranged side by side in the vertical direction (vertical direction) of the vehicle lamp 1A in a state of being adjacent to each other.
  • one LED constituting the first light source 2 is arranged on the upper side
  • one LED constituting the second light source 3 is arranged on the lower side.
  • the first light source 2 and the second light source 3 are mounted on one surface (front surface in this embodiment) of a circuit board 5 provided with a drive circuit for driving each LED.
  • the first light source 2 and the second light source 3 radially emit the first light L1 and the second light L2 toward the front (+ X-axis side). That is, the first light source 2 and the second light source 3 are provided on the same surface of the same circuit board 5, and emit the first light L1 and the second light L2 radially in the same direction as each other. It is configured to do.
  • a heat sink 6 that dissipates heat generated by the first light source 2 and the second light source 3 is attached to the other surface (rear surface in this embodiment) side of the circuit board 5.
  • the heat sink 6 is made of an extruded body made of a metal such as aluminum having high thermal conductivity.
  • the heat sink 6 has a base portion 6a that comes into contact with the circuit board 5, and a plurality of fin portions 6b that enhance the heat dissipation of heat transferred from the circuit board 5 to the base portion 6a.
  • the LED constituting the first light source 2 and the second light source 3 described above and the drive circuit for driving the LED are mounted on the circuit board 5, but the LED
  • the mounting board on which the LED is mounted and the circuit board provided with the drive circuit for driving the LED are separately arranged, and the mounting board and the circuit board are electrically connected via a wiring cord called a harness.
  • the drive circuit may be protected from the heat generated by the LED.
  • the projection lens 4 is a first lens body 9 including a first incident portion 7 located at a portion facing the first light source 2 and an emitting portion 8 located on the opposite side of the first incident portion 7. And a second incident portion 10 located at a portion facing the second light source 3, and a third incident portion 13 located between the first incident portion 7 and the second incident portion 10. It has a second lens body 11.
  • the refractive index of the second lens body 11 is smaller than the refractive index of the first lens body 9.
  • the first lens body 9 is made of a polycarbonate resin (PC)
  • the second lens body 11 is made of an acrylic resin (PMMA).
  • the combination of materials having different refractive indexes between the first lens body 9 and the second lens body 11 is not necessarily limited to such a combination, and can be appropriately changed. Further, not only the above-mentioned resin having light transmittance but also glass can be used.
  • the projection lens 4 has a first boundary surface T1 provided between the first lens body 9 and the second lens body 11 between the exit portion 8 and the third incident portion 13, and a first boundary.
  • a second boundary provided between the first lens body 9 and the second lens body 11 from the boundary line S with the surface T1 between the first incident portion 7 and the third incident portion 13.
  • a structure in which the first lens body 9 and the second lens body 11 are butted with each other via the intermediate layer M in a state where the surface T2 is sandwiched between the first lens body 9 and the second lens body 11. have.
  • the intermediate layer M is made of a light-transmitting adhesive that joins the first lens body 9 and the second lens body 11. Further, the thickness of the intermediate layer M may be sufficient as long as it is sufficient to join the first lens body 9 and the second lens body 11.
  • the refractive index of the intermediate layer M is smaller than the refractive index of the first lens body 9. Further, the refractive index of the second lens body 11 is equal to or lower than the refractive index of the intermediate layer M. That is, the refractive index of the second lens body 11 is the same as the refractive index of the intermediate layer M, or the refractive index of the intermediate layer M is larger than the refractive index of the second lens body 11. ..
  • the intermediate layer M when increasing the difference in refractive index (critical angle) between the first lens body 9 and the intermediate layer M, it is preferable to use the intermediate layer M having a value close to the refractive index of the second lens body 11.
  • an adhesive material satisfying such conditions can be appropriately selected and used from known adhesive materials.
  • the first boundary surface T1 is a surface that partitions between the first lens body 9 and the second lens body 11 downward from the boundary line S, and is directed diagonally rearward from the boundary line S. Is tilted.
  • the second boundary surface T2 is a surface that partitions the space between the first lens body 9 and the second lens body 11 rearward from the boundary line S, and is directed diagonally upward from the boundary line S. Is tilted.
  • the boundary line S defines the cut-off line of the above-mentioned low beam light distribution pattern while extending in the horizontal direction (left-right direction) of the vehicle lighting tool 1A.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 are of the first boundary surface T1 by abutting the first boundary surface T1 and the second boundary surface T2 of each other with the intermediate layer M interposed therebetween. It is joined via an intermediate layer M which is an adhesive material without interposing an air layer between the space and the second boundary surface T2.
  • the first lens body 9 has a pair of arm portions 9a and 9b.
  • the pair of arm portions 9a and 9b are provided so as to extend rearward from both the upper and lower sides of the first lens body 9. Further, the tip ends of the pair of arm portions 9a and 9b have a shape bent in a direction in which they are separated from each other.
  • the pair of arm portions 9a and 9b are fixed together with the circuit board 5 to a fixed position such as a bracket inside the lamp by screwing.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 are maintained in a state where the distance between the first light source 2 and the second light source 3 and the first incident portion 7 and the second incident portion 10 is maintained. Is positioned and fixed with respect to the first light source 2 and the second light source 3.
  • the first incident portion 7 is located at a portion facing the first light source 2, and is a convex first condensing part to which a part of the first light L1 emitted from the first light source 2 is incident.
  • a first light source emitted from the first light source 2 located on the inner peripheral side of the incident surface 7a and a portion protruding toward the first light source 2 from a position surrounding the incident surface 7a and the first condensing incident surface 7a.
  • the second light L1 having a substantially cylindrical shape on which a part of the light L1 is incident and the first light L1 incident from the second light-collecting incident surface 7b located on the outer peripheral side of the protruding portion. It has a conical light-collecting reflecting surface 7c that reflects light.
  • first incident portion 7 is adjacent to the third incident portion 13 with the first boundary surface T1 interposed therebetween, the first focused incident surface 7a, the second focused incident surface 7b, and the second incident surface 7b.
  • a part of the lower side of the light-collecting and reflecting surface 7c has a shape cut out along the second boundary surface T2.
  • the first incident portion 7 among the first light L1 radially emitted from the first light source 2, the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first condensing incident surface 7a.
  • the light L1 is focused toward the optical axis.
  • the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the second light-collecting incident surface 7b is reflected by the light-collecting reflection surface 7c so as to be focused toward the optical axis.
  • the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7 is emitted from the first light source 2 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the first lens body 9 while condensing light toward the optical axis AX2 which is inclined diagonally downward from the optical axis AX1 of the first light L1.
  • the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7 is the optical axis AX1 of the first light L1 in the horizontal cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the first lens body 9 while being parallel to the lens body 9.
  • the first light L1 is focused toward the optical axis AX1 and is incident on the inside of the first lens body 9. May be good.
  • first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7 is guided toward the emitting portion 8 in front of the first lens body 9.
  • first light L1 incident on the second boundary surface T2 is reflected by the second boundary surface T2 and then guided toward the emitting portion 8.
  • the refractive index of the intermediate layer M is smaller than the refractive index of the first lens body 9, so that the first light L1 incident on the second boundary surface T2 is referred to. It can be totally reflected toward the emitting unit 8.
  • the second incident portion 10 is located at a portion facing the second light source 3, and is a convex first condensing part to which a part of the second light L2 emitted from the second light source 3 is incident.
  • a second light source 3 emitted from the second light source 3 located on the inner peripheral side of the incident surface 10a and a portion protruding toward the second light source 3 from a position surrounding the surrounding of the first light collecting incident surface 10a.
  • the second incident portion 10 of the second light L2 radially emitted from the second light source 3 the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the first condensing incident surface 10a.
  • the light L2 is focused toward the optical axis.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second light-collecting incident surface 10b is reflected by the light-collecting and reflecting surface 10c to be condensed toward the optical axis.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10 is emitted from the second light source 3 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is focused toward the optical axis AX4, which is inclined diagonally upward from the optical axis AX3 of the second light L2, and is guided toward the front of the second lens body 11.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10 is the optical axis AX3 of the second light L2 in the horizontal cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the second lens body 11 while being parallel to the lens body 11.
  • the second incident portion 10 in the horizontal cross section of the vehicle lamp 1A the second light L2 is focused toward the optical axis AX3 and is incident on the inside of the second lens body 11. May be good.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10 is the first boundary surface T1 and the second boundary surface in front of the second lens body 11. It passes through T2 and is incident on the inside of the first lens body 9. The second light L2 incident on the inside of the first lens body 9 is guided toward the emitting portion 8.
  • the refractive indexes of the intermediate layer M and the second lens body 11 are smaller than the refractive index of the first lens body 9, and therefore these are the first.
  • the second light L2 incident on the boundary surface T1 of 1 and the second boundary surface T2 can be transmitted toward the emitting unit 8.
  • the refractive index of the intermediate layer M and the second lens body 11 is made smaller than the refractive index of the first lens body 9, so that the second boundary surface T2 is incident on the second boundary surface T2. While refracting the light L2 of 2 downward, it can be transmitted toward the front emitting portion 8. As a result, the projection lens 4 can be made thinner as a whole by keeping the height dimension low.
  • the third incident portion 13 is located above the light-collecting and reflecting surface 10c, and has a concave diffused incident surface 13a on which a part of the first light L1 emitted from the first light source 2 is incident. is doing.
  • the second from the diffused incident surface 13a located below the portion facing the first light source 2.
  • the first light L13 incident on the inside of the lens body 11 is diffused.
  • the first light L13 incident on the inside of the second lens body 11 from the third incident portion 13 is directed toward the vicinity of the boundary line S in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG. While diffusing, the light is guided toward the front of the second lens body 11.
  • the first light L13 incident on the inside of the second lens body 11 from the third incident portion 13 is in front of the second lens body 11 in the horizontal cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG. It is guided while diffusing toward it.
  • first light L13 incident on the inside of the second lens body 11 from the third incident portion 13 passes through the first boundary surface T1 in front of the second lens body 11 and is second. It is incident on the inside of the lens body 9 of 1. The first light L13 incident on the inside of the first lens body 9 is guided toward the emitting portion 8.
  • the refractive index of the intermediate layer M and the second lens body 11 is smaller than the refractive index of the first lens body 9, so that the light is incident on the first boundary surface T1. While refracting the first light L13 upward, it can be transmitted toward the front emitting portion 8.
  • the emission unit 8 has an emission surface 8a on the front side of the first lens body 9.
  • the emission surface 8a is the first light L1 and the first light L1 in the vertical direction (direction in which the first light source 2 and the second light source 3 are lined up) and the horizontal direction (direction in which the boundary line S extends) of the vehicle lighting tool 1A. It is composed of a spherical or aspherical convex lens surface that condenses the light L2 of 2. Further, the focal point of this convex lens surface is set to the boundary line S or its vicinity.
  • the first light L1 and the second light L2 guided inside the first lens body 9 are focused by the emission surface 8a and emitted to the outside of the first lens body 9. do. Further, in the emission unit 8, the first light L1 and the second light L2 emitted from the emission surface 8a are focused and then diffused in the horizontal direction and the vertical direction of the vehicle lamp 1A, so that the first light L1 and the second light L2 are condensed. The light L1 of 1 and the light L2 of the second light are magnified and projected toward the front of the first lens body 9 (projection lens 4).
  • the other surfaces for which illustration and description are omitted are the insides of the first lens body 9 and the second lens body 11. It is possible to freely design (for example, shield) the first light L1 and the second light L2 that pass through without adversely affecting the light L1 and the second light L2.
  • the first light L1 emitted by the first light source 2 is directed toward the traveling direction of the vehicle by the projection lens 4 as a passing beam (low beam). Project.
  • the first light L1 projected toward the front of the projection lens 4 reversely projects the light source image formed in the vicinity of the focal point of the emission surface 8a, and cut-off line defined by the boundary line S at the upper end.
  • a low beam light distribution pattern (first light distribution pattern) including the above is formed.
  • the first light L1 and the second light L2 emitted by the first light source 2 and the second light source 3 are emitted by the projection lens 4 as the traveling beam (high beam). Project in the direction of travel of the vehicle.
  • the second light L projected toward the front of the projection lens 4 forms a second light distribution pattern located above the low beam light distribution pattern (first light distribution pattern).
  • the high beam light distribution pattern is formed by superimposing the second light distribution pattern and the low beam light distribution pattern (second light distribution pattern) formed by the first light L1.
  • the first light L1 emitted from the first light source 2 described above is incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7.
  • the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7 is emitted from the first light source 2 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the first lens body 9 while condensing light toward the optical axis AX2 which is inclined diagonally downward from the optical axis AX1 of the first light L1.
  • the first light L11 guided toward the emitting unit 8 is emitted from the emitting unit 8 to the outside of the first lens body 9.
  • the first light L11 forms a light distribution pattern below the HH line in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the first light L12 incident on the second boundary surface T2 is reflected by the second boundary surface T2 and then guided toward the exit portion 8 and is guided from the exit portion 8 to the first lens. It is emitted to the outside of the body 9.
  • the first light L12 forms a light distribution pattern near the cut-off line CL in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the second light L2 emitted from the above-mentioned second light source 3 is incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10 is emitted from the second light source 3 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is focused toward the optical axis AX4, which is inclined diagonally upward from the optical axis AX3 of the second light L2, and is guided toward the front of the second lens body 11.
  • the second light L21 incident on the first boundary surface T1 passes through the first boundary surface T1 and is incident on the inside of the first lens body 9, and then toward the exit portion 8.
  • the light is guided and emitted from the emitting portion 8 to the outside of the first lens body 9.
  • the second light L21 forms a light distribution pattern above the HH line in the high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the second light L22 incident on the second boundary surface T2 passes through the second boundary surface T2, enters the inside of the first lens body 9, and then guides toward the exit portion 8. It is illuminated and emitted from the emitting unit 8 to the outside of the first lens body 9. As a result, the second light L22 forms a lower light distribution pattern in the high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the second light L22 incident on the second boundary surface T2 passes through the second boundary surface T2
  • the position and light rays of the first light L12 reflected by the second boundary surface T2 It can be brought closer to the angle.
  • the second light L22 is emitted below the cut-off line CL of the low beam light distribution pattern LP, so that the lower side of the high beam light distribution pattern HP and the low beam light distribution pattern LP shown in FIG. 15 are emitted. It is possible to overlap with the cut-off line CL.
  • the vehicle lamp 1A of the present embodiment a part of the first light L1 emitted from the first light source 2 described above is incident on the inside of the second lens body 11 from the third incident portion 13. do.
  • the first light L13 incident on the inside of the second lens body 11 from the third incident portion 13 is directed toward the vicinity of the boundary line S in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG. While diffusing, the light is guided toward the front of the second lens body 11.
  • the first light L13 incident on the first boundary surface T1 passes through the first boundary surface T1 and is incident on the inside of the first lens body 9 toward the exit portion 8.
  • the light is guided and emitted from the emitting portion 8 to the outside of the first lens body 9.
  • the first light L13 is an overhead light distribution pattern (third light distribution pattern) OP for irradiating a road sign or the like above the cut-off line CL in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG. To form.
  • the first light L1 and the second light L2 emitted from the first light source 2 and the second light source 3 described above are projected by the projection lens 4.
  • the projection lens 4 thereby, it is possible to obtain the overhead light distribution pattern OP required for a good low beam light distribution pattern LP, high beam light distribution pattern HP, and low beam light distribution pattern LP.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 constituting the projection lens 4 described above have a first boundary surface T1 with the intermediate layer M interposed therebetween. And by abutting the second boundary surface T2, they are joined via the intermediate layer M without interposing an air layer between the first boundary surface T1 and the second boundary surface T2.
  • the vehicle lamp 1A of the present embodiment it is possible to prevent Fresnel loss from occurring between the first boundary surface T1 and between the second boundary surface T2, and the first light source 2 and the first light source 2 and the second. It is possible to increase the utilization efficiency of the first light L1 and the second light L2 emitted from the light source 3 of 2.
  • the vehicle lamp 1A of the present embodiment it is possible to reduce the overall thickness by keeping the height dimension of the projection lens 4 described above low.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the vehicle lamp 1B.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing the configuration of the vehicle lamp 1B.
  • FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the vehicle lamp 1B.
  • FIG. 10 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the first incident portion 7 side of the vehicle lamp 1B.
  • FIG. 11 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the second incident portion 10 side of the vehicle lamp 1B.
  • FIG. 12 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the third incident portion 13 side of the vehicle lamp 1B.
  • the vehicle lamp 1B of the present embodiment includes a third lens body 12 constituting the projection lens 4 in addition to the configuration of the vehicle lamp 1A.
  • the projection lens 4 has a third lens body 12 located on the side facing the emitting portion 8 together with the first lens body 9 and the second lens body 11 described above.
  • the third lens body 12 has an incident surface 12a on which the first light L1 and the second light L2 are incident on the back surface side thereof, and emission of the first light L1 and the second light L2 on the front side thereof. It has a surface 12b.
  • the incident surface 12a is composed of a substantially semi-cylindrical concave lens surface whose cylindrical axis extends in the horizontal direction so as to condense the first light L1 and the second light L2 in the vertical direction of the vehicle lamp 1A. Has been done.
  • the emission surface 12b is composed of a substantially semi-cylindrical convex lens surface whose cylindrical axis extends in the horizontal direction so as to condense the first light L1 and the second light L2 in the vertical direction of the vehicle lamp 1A. Has been done.
  • the synthetic focus of the synthetic lens composed of the exit surface 8a of the first lens body 9, the entrance surface 12a of the third lens body 12, and the emission surface 12b is the boundary line. It is set to S or its vicinity.
  • the emission unit 8 has an emission surface 8a for condensing the first light L1 and the second light L2 in the vertical direction and the horizontal direction of the vehicle lamp 1A described above.
  • the configuration may include an exit surface 8a for condensing the first light L1 and the second light L2 only in the horizontal direction of the vehicle lamp 1A.
  • the emission surface 8a has a substantially semi-cylindrical axis whose columnar axis extends in the vertical direction so as to condense the first light L1 and the second light L2 in the horizontal direction of the vehicle lamp 1A. It can be configured with a convex lens surface.
  • the incident surface 12a described above is not limited to the concave lens surface, and the incident surface 12a may be formed by a flat surface.
  • the third lens body 12 is integrally combined with the first lens body 9 in a state where the air layer K is provided between the third lens body 12 and the emitting portion 8.
  • the third lens body 12 has a pair of arm portions 12c and 12d.
  • the pair of arm portions 12c and 12d are provided so as to extend rearward from both the upper and lower sides of the third lens body 12. Further, the tip ends of the pair of arm portions 12c and 12d have a shape bent in a direction in which they are separated from each other.
  • the pair of arm portions 12c and 12d are positioned and fixed with respect to the first lens body 9 in a state where the first lens body 9 is sandwiched between the pair of arm portions 12c and 12d.
  • the first lens body 9 and the third lens body 12 are integrally combined with the air layer K provided between the entrance surface 12a and the emission surface 8a.
  • the other surfaces whose illustrations and explanations are omitted are referred to as the first light L1 and the second light L2 passing through the inside of the third lens body 12. It is possible to freely design (for example, shield) as long as it does not adversely affect it.
  • the first light L1 emitted by the first light source 2 is directed toward the traveling direction of the vehicle by the projection lens 4 as a passing beam (low beam). Project.
  • the first light L1 projected toward the front of the projection lens 4 reversely projects the light source image formed in the vicinity of the focal point of the synthetic lens described above, and the cut defined by the boundary line S at the upper end.
  • a low beam light distribution pattern (first light distribution pattern) including offline is formed.
  • the first light L1 and the second light L2 emitted by the first light source 2 and the second light source 3 are emitted by the projection lens 4 as the traveling beam (high beam). Project in the direction of travel of the vehicle.
  • the second light L projected toward the front of the projection lens 4 forms a second light distribution pattern located above the low beam light distribution pattern (first light distribution pattern).
  • the high beam light distribution pattern is formed by superimposing the second light distribution pattern and the low beam light distribution pattern (second light distribution pattern) formed by the first light L1.
  • the first light L1 emitted from the first light source 2 described above is incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7.
  • the first light L1 incident on the inside of the first lens body 9 from the first incident portion 7 is emitted from the first light source 2 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1B shown in FIG.
  • the light is guided toward the front of the first lens body 9 while condensing light toward the optical axis AX2 which is inclined diagonally downward from the optical axis AX1 of the first light L1.
  • the first light L11 guided toward the emitting unit 8 is emitted from the emitting unit 8 to the outside of the first lens body 9. Further, the first light L11 emitted to the outside of the first lens body 9 is incident on the inside of the third lens body 12 from the incident surface 12a via the air layer K, and is incident on the inside of the third lens body 12 from the exit surface 12b to the third. Is emitted to the outside of the lens body 12. As a result, the first light L11 forms a light distribution pattern below the HH line in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the first light L12 incident on the second boundary surface T2 is reflected by the second boundary surface T2 and then guided toward the exit portion 8 and is guided from the exit portion 8 to the first lens. It is emitted to the outside of the body 9. Further, the first light L12 emitted to the outside of the first lens body 9 is incident on the inside of the third lens body 12 from the incident surface 12a via the air layer K, and is incident on the inside of the third lens body 12 from the exit surface 12b to the third. Is emitted to the outside of the lens body 12. As a result, the first light L12 forms a light distribution pattern near the cut-off line CL in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG.
  • the second light L2 emitted from the above-mentioned second light source 3 is incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10.
  • the second light L2 incident on the inside of the second lens body 11 from the second incident portion 10 is emitted from the second light source 3 in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG.
  • the light is focused toward the optical axis AX4, which is inclined diagonally upward from the optical axis AX3 of the second light L2, and is guided toward the front of the second lens body 11.
  • the second light L21 incident on the first boundary surface T1 passes through the first boundary surface T1 and is incident on the inside of the first lens body 9, and then toward the exit portion 8.
  • the light is guided and emitted from the emitting portion 8 to the outside of the first lens body 9.
  • the second light L21 emitted to the outside of the first lens body 9 is incident on the inside of the third lens body 12 from the incident surface 12a via the air layer K, and is incident on the inside of the third lens body 12 from the exit surface 12b to the third. Is emitted to the outside of the lens body 12.
  • the second light L21 forms a light distribution pattern above the HH line in the high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the second light L22 incident on the second boundary surface T2 passes through the second boundary surface T2, enters the inside of the first lens body 9, and then guides toward the exit portion 8. It is illuminated and emitted from the emitting unit 8 to the outside of the first lens body 9. Further, the second light L22 emitted to the outside of the first lens body 9 is incident on the inside of the third lens body 12 from the incident surface 12a via the air layer K, and is incident on the inside of the third lens body 12 from the exit surface 12b to the third. Is emitted to the outside of the lens body 12. As a result, the second light L22 forms a lower light distribution pattern in the high beam light distribution pattern HP shown in FIG.
  • the second light L22 incident on the second boundary surface T2 passes through the second boundary surface T2
  • the position and light rays of the first light L12 reflected by the second boundary surface T2 It can be brought closer to the angle.
  • the second light L22 is emitted below the cut-off line CL of the low beam light distribution pattern LP, so that the lower part of the high beam light distribution pattern HP and the cut of the low beam light distribution pattern LP shown in FIG. 15 are cut. It is possible to overlap with the offline CL.
  • the vehicle lamp 1B of the present embodiment a part of the first light L1 emitted from the first light source 2 described above is incident on the inside of the second lens body 11 from the third incident portion 13. do.
  • the first light L13 incident on the inside of the second lens body 11 from the third incident portion 13 is directed toward the vicinity of the boundary line S in the vertical cross section of the vehicle lamp 1A shown in FIG. While diffusing, the light is guided toward the front of the second lens body 11.
  • the first light L13 incident on the first boundary surface T1 passes through the first boundary surface T1 and is incident on the inside of the first lens body 9 toward the exit portion 8.
  • the light is guided and emitted from the emitting portion 8 to the outside of the first lens body 9.
  • the first light L13 emitted to the outside of the first lens body 9 is incident on the inside of the third lens body 12 from the incident surface 12a via the air layer K, and is incident on the inside of the third lens body 12 from the exit surface 12b to the third. Is emitted to the outside of the lens body 12.
  • the first light L13 is an overhead light distribution pattern (third light distribution pattern) OP for irradiating a road sign or the like above the cut-off line CL in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG. To form.
  • the first light L1 and the second light L2 emitted from the first light source 2 and the second light source 3 described above are projected by the projection lens 4.
  • the projection lens 4 thereby, it is possible to obtain the overhead light distribution pattern OP required for a good low beam light distribution pattern LP, high beam light distribution pattern HP, and low beam light distribution pattern LP.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 constituting the projection lens 4 described above have a first boundary surface T1 with the intermediate layer M interposed therebetween. And by abutting the second boundary surface T2, they are joined via the intermediate layer M without interposing an air layer between the first boundary surface T1 and the second boundary surface T2.
  • the vehicle lamp 1B of the present embodiment it is possible to prevent Fresnel loss from occurring between the first boundary surface T1 and between the second boundary surface T2, and the first light source 2 and the first light source 2 and the second. It is possible to increase the utilization efficiency of the first light L1 and the second light L2 emitted from the light source 3 of 2.
  • the vehicle lamp 1B of the present embodiment it is possible to reduce the overall thickness by keeping the height dimension of the projection lens 4 described above low.
  • the vehicle lighting tool 1B of the present embodiment by adding the third lens body 12 described above, the vehicle lighting tool is placed between the exit portion 8 of the first lens body 9 and the third lens body 12.
  • the function of condensing the first light L1 and the second light L2 in the vertical direction of 1B and the function of condensing the first light L1 and the second light L2 in the horizontal direction of the vehicle lamp 1B It is possible to share.
  • FIG. 13 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the vehicle lamp 1C.
  • FIG. 14 is a horizontal cross-sectional view showing the configuration of the vehicle lamp 1C. Further, in the following description, the same parts as those of the vehicle lamp 1A will be omitted and the same reference numerals will be given in the drawings.
  • the refractive index of the second lens body 11 is larger than the refractive index of the first lens body 9 in the configuration of the vehicle lighting tool 1A.
  • the second lens body 11 is made of a polycarbonate resin (PC)
  • the first lens body 9 is made of an acrylic resin (PMMA).
  • the third incident portion 13 is located above the portion protruding from above the light-collecting and reflecting surface 10c, and has a concave surface shape to which a part of the first light L1 emitted from the first light source 2 is incident. It has a diffusely incident surface 13b and a concave diffusely reflecting surface 13c located below the protruding portion and reflecting the first light L13 incident from the diffused incident surface 13b.
  • the second from the diffuse incident surface 13b located below the portion facing the first light source 2.
  • the first light L13 incident on the inside of the lens body 11 is refracted toward the diffuse reflection surface 13c, and then reflected forward by the diffuse reflection surface 13c.
  • the first light L13 incident on the inside of the second lens body 11 from the third incident portion 13 is directed toward the vicinity of the boundary line S in the vertical cross section of the vehicle lamp 1C shown in FIG. While diffusing, the light is guided toward the front of the second lens body 11.
  • the first light L13 incident on the inside of the second lens body 11 from the third incident portion 13 is in front of the second lens body 11 in the horizontal cross section of the vehicle lamp 1C shown in FIG. It is guided while diffusing toward it.
  • the first light L13 incident on the inside of the second lens body 11 from the third incident portion 13 passes through the first boundary surface T1 in front of the second lens body 11 and is second. It is incident on the inside of the lens body 9 of 1.
  • the first light L13 incident on the inside of the first lens body 9 is guided toward the emission unit 8 and is emitted from the emission unit 8 to the outside of the first lens body 9.
  • the first light L13 is an overhead light distribution pattern (third light distribution pattern) OP for irradiating a road sign or the like above the cut-off line CL in the low beam light distribution pattern LP shown in FIG. To form.
  • the first light L1 and the second light L2 emitted from the first light source 2 and the second light source 3 are the same as the vehicle lighting tool 1A. Is projected by the projection lens 4, it is possible to obtain a good low beam light distribution pattern LP, a high beam light distribution pattern HP, and an overhead light distribution pattern OP required for the low beam light distribution pattern LP.
  • the configuration of the vehicle lamp 1C is not limited to the configuration of the vehicle lamp 1A, but can also be applied to the configuration of the vehicle lamp 1B.
  • the present invention is not necessarily limited to that of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 are butted with each other via the intermediate layer M, but the intermediate layer M is omitted.
  • the first lens body 9 and the second lens body 11 may be directly butted against each other.
  • the vehicle lighting equipment to which the present invention is applied is suitably used for the vehicle headlamp (headlamp) described above
  • the vehicle lighting equipment to which the present invention is applied is the vehicle on the front side described above.
  • the present invention can be applied not only to lighting fixtures but also to vehicle lighting fixtures on the rear side such as rear combination lamps.
  • the present invention is a second light source that emits a first light and a second light source that is arranged adjacent to the first light source and emits a second light in the same direction as the first light.
  • the present invention can be widely applied to a vehicle lamp including a light source of the above and a projection lens that projects the first light and the second light in the same direction.
  • first light source and the second light source are not limited to the above-mentioned LEDs, and for example, a light emitting element such as a laser diode (LD) can be used.
  • the colors of the first light and the second light are not limited to the white light described above, but can be appropriately changed depending on the intended use such as red light and orange light. Further, it is also possible to configure the first light source and the second light source to selectively emit the first light and the second light having different colors from each other.
  • the direction in which the first light source 2 and the second light source 3 described above are lined up is the vertical direction of the vehicle lighting fixtures 1A, 1B, 1C, and the boundary line S extends.
  • the direction is the horizontal direction of the vehicle lamps 1A, 1B, 1C, but the direction in which the first light source and the second light source are lined up is the horizontal direction of the vehicle lamp, and the direction in which the boundary line extends is for the vehicle. It is also possible to apply the present invention to a vehicle lamp that is in the vertical direction of the lamp.

Landscapes

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Abstract

投影レンズ（４）は、第１の光源（２）と対向する部位に位置する第１の入射部（７）と、第１の入射部（７）とは反対側に位置する出射部（８）とを含む第１のレンズ体（９）と、第２の光源（３）と対向する部位に位置する第２の入射部（１０）と、第１の入射部（７）と第２の入射部（１０）との間に位置する第３の入射部（１３）とを含む第２のレンズ体（１１）とを有し、出射部（８）と第３の入射部（１３）との間に設けられた第１の境界面（Ｔ１）と、第１の境界面（Ｔ１）との境界ライン（Ｓ）から第１の入射部（７）と第３の入射部（１３）との間に亘って設けられた第２の境界面（Ｔ２）とを挟んで、第１のレンズ体（９）と第２のレンズ体（１１）とが突き合わされた構造を有し、且つ、第１の境界面（Ｔ１）と第２の境界面（Ｔ２）とが境界ライン（Ｓ）を挟んで鋭角に配置されている。

Description

車両用灯具
　本発明は、車両用灯具に関する。
　本願は、２０２０年１１月２４日に出願された日本国特願２０２０－１９４０２７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば、車両用前照灯（ヘッドランプ）などの車両用灯具は、光源と、光源から出射された光を車両の進行方向に向けて反射するリフレクタと、リフレクタにより反射された光の一部を遮光（カット）するシェードと、シェードにより一部がカットされた光を車両の進行方向に向けて投影する投影レンズとを備えている。
　このような車両用灯具では、すれ違い用ビーム（ロービーム）として、シェードの前端によって規定される光源像を投影レンズにより反転投影することで、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成している。
　また、車両用灯具では、車両の進行方向に向けて光を出射する別の光源をシェードの下方に配置し、走行用ビーム（ハイビーム）として、この光源が出射する光を投影レンズにより投影することで、ロービーム用配光パターンの上方にハイビーム用配光パターンを形成している。
　ところで、下記特許文献１に記載の車両用灯具では、上述したリフレクタ及びシェードの代わりに、上下２つの光源に対応して設けられた２つの導光部材を用いて、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとを形成することが提案されている。
国際公開第２０１８／０４３６６３号
　しかしながら、上述した特許文献１に記載の車両用灯具では、２つの導光部材の間に空気層（エアギャップ）を存在させ、第一導光レンズからの光を全反射面部で全反射することによりすれ違い用ビームを形成している。このため、ハイビーム用配光エリアへの光が照射されないものとなるものの、すれ違い用ビームとして必要となるハイビーム用配光エリアでのオーバーヘッド用配光パターンの形成が困難である。
　本発明の態様は、良好な配光パターンを得ると共に、オーバーヘッド用配光パターンを形成することを可能とした車両用灯具を提供する。
　上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を提供する。
〔１〕　第１の光を出射する第１の光源と、
　前記第１の光源と隣接して配置されて、前記第１の光と同一方向に向けて第２の光を出射する第２の光源と、
　前記第１の光及び前記第２の光を互いに同一方向に向けて投影する投影レンズとを備え、
　前記投影レンズは、前記第１の光源と対向する部位に位置する第１の入射部と、前記第１の入射部とは反対側に位置する出射部とを含む第１のレンズ体と、前記第２の光源と対向する部位に位置する第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部との間に位置する第３の入射部とを含む第２のレンズ体とを有し、
　前記出射部と前記第３の入射部との間で前記第１のレンズ体と前記第２のレンズ体の間に設けられた第１の境界面と、前記第１の境界面との境界ラインから前記第１の入射部と前記第３の入射部との間に亘って前記第１のレンズ体と前記第２のレンズ体の間に設けられた第２の境界面とを前記第１のレンズ体と前記第２のレンズ体の間に挟んだ状態で、前記第１のレンズ体と前記第２のレンズ体とが突き合わされた構造を有し、
　且つ、前記第１の境界面と前記第２の境界面とが前記境界ラインを挟んで鋭角に配置され、
　前記第１の入射部から前記第１のレンズ体の内部へと入射した第１の光のうち、前記第２の境界面で反射した第１の光が、前記出射部から第１のレンズ体の外部へと出射され、　前記第２の入射部から前記第２のレンズ体の内部へと入射した第２の光のうち、前記第１の境界面を透過した第２の光及び前記第２の境界面を透過した第２の光が、前記出射部から第１のレンズ体の外部へと出射され、
　前記第３の入射部から前記第２のレンズ体の内部へと入射した第１の光のうち、前記第１の境界面を透過した第１の光が、前記出射部から第１のレンズ体の外部へと出射されることを特徴とする車両用灯具。
〔２〕　前記第１のレンズ体の屈折率よりも前記第２のレンズ体の屈折率が小さいことを特徴とする前記〔１〕に記載の車両用灯具。
〔３〕　前記第１のレンズ体と前記第２のレンズ体とが中間層を介して突き合わされた構造を有し、
　前記第２のレンズ体の屈折率は、前記中間層の屈折率以下であることを特徴とする前記〔２〕に記載の車両用灯具。
〔４〕　前記出射部は、前記第１の光及び前記第２の光を前記境界ラインが延在する方向と前記第１の光源及び前記第２の光源が並ぶ方向とにおいて集光させるレンズ面を有することを特徴とする前記〔１〕～〔３〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔５〕　前記投影レンズは、前記出射部と対向する側に位置する第３のレンズ体を有し、　前記出射部は、前記第１の光及び前記第２の光を前記境界ラインが延在する方向において集光させるレンズ面を有し、
　前記第３のレンズ体は、前記出射部から出射された第１の光及び第２の光を前記第１の光源及び前記第２の光源が並ぶ方向において集光させるレンズ面を有することを特徴とする前記〔１〕～〔３〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔６〕　前記第３のレンズ体は、前記出射部との間に空気層を設けた状態で、前記第１のレンズ体と一体に組み合わされていることを特徴とする前記〔５〕に記載の車両用灯具。
〔７〕　前記第１の光源及び前記第２の光源は、同じ基板の同一面上に設けられていることを特徴とする前記〔１〕～〔６〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔８〕　前記第１の入射部から入射して前記投影レンズにより投影される第１の光が、上端に前記境界ラインにより規定されるカットオフラインを含む第１の配光パターンを形成し、
　前記第２の入射部から入射して前記投影レンズにより投影される第２の光が、前記第１の配光パターンよりも上方に位置する第２の配光パターンを形成し、
　前記第３の入射部から入射して前記投影レンズにより投影される第１の光が、前記カットオフラインの上方に位置する第３の配光パターンを形成することを特徴とする前記〔１〕～〔７〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
　本発明の態様によれば、良好な配光パターンを得ると共に、オーバーヘッド用配光パターンを形成することを可能とした車両用灯具を提供することが可能である。
本発明の第１の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す斜視図である。 図１に示す車両用灯具の構成を示す分解斜視図である。 図１に示す車両用灯具の構成を示す鉛直断面図である。 図１に示す車両用灯具の第１の入射部側の構成を示す水平断面図である。 図１に示す車両用灯具の第２の入射部側の構成を示す水平断面図である。 図１に示す車両用灯具の第３の入射部側の構成を示す水平断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す斜視図である。 図７に示す車両用灯具の構成を示す分解斜視図である。 図７に示す車両用灯具の構成を示す鉛直断面図である。 図７に示す車両用灯具の第１の入射部側の構成を示す水平断面図である。 図７に示す車両用灯具の第２の入射部側の構成を示す水平断面図である。 図７に示す車両用灯具の第３の入射部側の構成を示す水平断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す鉛直断面図である。 図１３に示す車両用灯具の第３の入射部側の構成を示す水平断面図である。 第１の光及び第２の光により形成されるロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターン及びオーバーヘッド用配光パターンを示す模式図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
　また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を車両用灯具の前後方向（長さ方向）、Ｙ軸方向を車両用灯具の左右方向（幅方向）、Ｚ軸方向を車両用灯具の上下方向（高さ方向）として、それぞれ示すものとする。
（第１の実施形態）
　先ず、本発明の第１の実施形態として、例えば図１～図６に示す車両用灯具１Ａについて説明する。
　なお、図１は、車両用灯具１Ａの構成を示す斜視図である。図２は、車両用灯具１Ａの構成を示す分解斜視図である。図３は、車両用灯具１Ａの構成を示す鉛直断面図である。図４は、車両用灯具１Ａの第１の入射部７側の構成を示す水平断面図である。図５は、車両用灯具１Ａの第２の入射部１０側の構成を示す水平断面図である。図６は、車両用灯具１の第３の入射部１３側の構成を示す水平断面図である。
　本実施形態の車両用灯具１Ａは、車両用前照灯（ヘッドランプ）に本発明を適用したものであり、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成するすれ違い用ビーム（ロービーム）と、ロービーム用配光パターンの上方側にハイビーム用配光パターンを形成する走行用ビーム（ハイビーム）とを、それぞれ車両の前方（＋Ｘ軸方向）に向けて切り替え自在に照射するものである。
　具体的に、この車両用灯具１Ａは、図１～図６に示すように、灯体（図示せず。）の内側に、第１の光Ｌ１を出射する第１の光源２と、第２の光Ｌ２を出射する第２の光源３と、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影する投影レンズ４とを概略備えている。
　なお、灯体は、前面が開口したハウジングと、このハウジングの開口を覆う透明なレンズカバーとにより構成される。また、灯体の形状については、車両のデザイン等に合わせて、適宜変更することが可能である。
　第１の光源２及び第２の光源３は、例えば白色光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる。また、ＬＥＤには、車両照明用の高出力（高輝度）タイプのもの（例えばＳＭＤ ＬＥＤなど。）を使用することができる。なお、第１の光源２及び第２の光源３については、上述したＬＥＤ以外にも、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いることができる。
　本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第１の光源２と第２の光源３とが互いに隣接した状態で、この車両用灯具１Ａの鉛直方向（上下方向）に並んで配置されている。このうち、第１の光源２を構成する１つのＬＥＤが上部側に配置され、第２の光源３を構成する１つのＬＥＤが下部側に配置されている。
　第１の光源２及び第２の光源３は、それぞれのＬＥＤを駆動する駆動回路が設けられた回路基板５の一面（本実施形態では正面）側に実装されている。これにより、第１の光源２と第２の光源３とは、前方（＋Ｘ軸側）に向けて第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とを放射状に出射する。すなわち、これら第１の光源２及び第２の光源３は、同じ回路基板５の同一面上に設けられて、互いに同一方向に向けて第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を放射状に出射する構成となっている。
　また、回路基板５の他面（本実施形態では背面）側には、第１の光源２及び第２の光源３が発する熱を放熱させるヒートシンク６が取り付けられている。ヒートシンク６は、熱伝導性の高い例えばアルミニウムなどの金属製の押出成形体からなる。ヒートシンク６は、回路基板５と接触するベース部６ａと、回路基板５からベース部６ａに伝わる熱の放熱性を高める複数のフィン部６ｂとを有している。
　なお、本実施形態では、上述した第１の光源２及び第２の光源３を構成するＬＥＤと、ＬＥＤを駆動する駆動回路とが回路基板５上に実装された構成となっているが、ＬＥＤが実装された実装基板と、ＬＥＤを駆動する駆動回路が設けられた回路基板とを別々に配置し、実装基板と回路基板との間をハーネスと呼ばれる配線コードを介して電気的に接続し、ＬＥＤが発する熱から駆動回路を保護する構成としてもよい。
　投影レンズ４は、第１の光源２と対向する部位に位置する第１の入射部７と、第１の入射部７とは反対側に位置する出射部８とを含む第１のレンズ体９と、第２の光源３と対向する部位に位置する第２の入射部１０と、第１の入射部７と第２の入射部１０との間に位置する第３の入射部１３とを含む第２のレンズ体１１とを有している。
　投影レンズ４では、第１のレンズ体９の屈折率よりも第２のレンズ体１１の屈折率が小さくなっている。本実施形態では、例えば、第１のレンズ体９がポリカーボネート樹脂（ＰＣ）からなり、第２のレンズ体１１がアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）からなる。
　なお、第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１との屈折率が異なる材質の組み合わせについては、このような組み合わせに必ずしも限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。また、上述した光透過性を有する樹脂に限らず、ガラスを用いることも可能である。
　投影レンズ４は、出射部８と第３の入射部１３との間で第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１の間に設けられた第１の境界面Ｔ１と、第１の境界面Ｔ１との境界ラインＳから第１の入射部７と第３の入射部１３との間に亘って第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１の間に設けられた第２の境界面Ｔ２とを第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１の間に挟んだ状態で、第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１とが中間層Ｍを介して突き合わされた構造を有している。
　中間層Ｍは、第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１とを接合する光透過性の接着材からなる。また、中間層Ｍの厚みは、第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１とを接合するのに十分な厚みであればよい。
　投影レンズ４では、第１のレンズ体９の屈折率よりも中間層Ｍの屈折率が小さくなっている。また、第２のレンズ体１１の屈折率は、中間層Ｍの屈折率以下となっている。すなわち、この第２のレンズ体１１の屈折率は、中間層Ｍの屈折率と同じか、中間層Ｍの屈折率の方が第２のレンズ体１１の屈折率よりも大きいものとなっている。
　一方、第１のレンズ体９と中間層Ｍとの屈折率の差（臨界角）を大きくする場合は、第２のレンズ体１１の屈折率に近い値の中間層Ｍを用いることが好ましい。中間層Ｍには、公知の接着材の中から、このような条件を満足する接着材を適宜選択して用いることが可能である。
　第１の境界面Ｔ１は、第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１との間を境界ラインＳから下方に向かって区画する面からなり、なお且つ、境界ラインＳから斜め後方に向かって傾斜している。第２の境界面Ｔ２は、第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１との間を境界ラインＳから後方に向かって区画する面からなり、なお且つ、境界ラインＳから斜め上方に向かって傾斜している。
　したがって、第１の境界面Ｔ１と第２の境界面Ｔ２とは、境界ラインＳを挟んで鋭角に配置されている。境界ラインＳは、この車両用灯具１Ａの水平方向（左右方向）に延在しながら、上述したロービーム用配光パターンのカットオフラインを規定している。
　第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１とは、互いの第１の境界面Ｔ１及び第２の境界面Ｔ２を中間層Ｍを挟んで突き合わせることによって、第１の境界面Ｔ１の間及び第２の境界面Ｔ２の間に空気層を介在させることなく、接着材となる中間層Ｍを介して接合されている。
　また、第１のレンズ体９は、一対のアーム部９ａ，９ｂを有している。一対のアーム部９ａ，９ｂは、第１のレンズ体９の上下両側から後方に向かって延長して設けられている。また、一対のアーム部９ａ，９ｂの先端側は、互いに離間する方向に向かって折り曲げられた形状を有している。
　投影レンズ４では、一対のアーム部９ａ，９ｂを回路基板５と共に、灯体内にあるブラケットなどの固定位置にネジ止めにより固定する。これにより、第１の光源２及び第２の光源３と第１の入射部７及び第２の入射部１０との間隔を保持した状態で、第１のレンズ体９及び第２のレンズ体１１が第１の光源２及び第２の光源３に対して位置決め固定されている。
　第１の入射部７は、第１の光源２と対向する部分に位置して、第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１の一部が入射する凸面状の第１の集光入射面７ａと、第１の集光入射面７ａの周囲を囲む位置から第１の光源２側に突出した部分の内周側に位置して、第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１の一部が入射する略円筒状の第２の集光入射面７ｂと、突出した部分の外周側に位置して、第２の集光入射面７ｂから入射した第１の光Ｌ１を反射する截頭円錐状の集光反射面７ｃとを有している。
　また、第１の入射部７は、第１の境界面Ｔ１を挟んで第３の入射部１３と隣接しているため、第１の集光入射面７ａ、第２の集光入射面７ｂ及び集光反射面７ｃの下部側の一部が第２の境界面Ｔ２に沿って切り欠かれた形状を有している。
　第１の入射部７では、第１の光源２から放射状に出射された第１の光Ｌ１のうち、第１の集光入射面７ａから第１のレンズ体９の内部に入射した第１の光Ｌ１を光軸寄りに集光させる。一方、第２の集光入射面７ｂから第１のレンズ体９の内部に入射した第１の光Ｌ１を集光反射面７ｃで反射させることによって光軸寄りに集光させる。
　これにより、第１の入射部７から第１のレンズ体９の内部へと入射した第１の光Ｌ１は、図３に示す車両用灯具１Ａの鉛直断面において、第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１の光軸ＡＸ１よりも斜め下方に向かって傾斜した光軸ＡＸ２寄りに集光しながら、第１のレンズ体９の前方に向かって導光される。
　一方、第１の入射部７から第１のレンズ体９の内部へと入射した第１の光Ｌ１は、図４に示す車両用灯具１Ａの水平断面において、第１の光Ｌ１の光軸ＡＸ１に対して平行化しながら、第１のレンズ体９の前方に向かって導光される。なお、第１の入射部７については、車両用灯具１Ａの水平断面において、第１の光Ｌ１が光軸ＡＸ１寄りに集光しながら、第１のレンズ体９の内部へと入射する構成としてもよい。
　また、第１の入射部７から第１のレンズ体９の内部へと入射した第１の光Ｌ１は、第１のレンズ体９の前方にある出射部８に向かって導光される。このうち、第２の境界面Ｔ２に入射した第１の光Ｌ１は、この第２の境界面Ｔ２で反射された後に、出射部８に向かって導光される。
　すなわち、第２の境界面Ｔ２では、第１のレンズ体９の屈折率よりも中間層Ｍの屈折率を小さくしているため、この第２の境界面Ｔ２に入射した第１の光Ｌ１を出射部８に向けて全反射することができる。
　第２の入射部１０は、第２の光源３と対向する部分に位置して、第２の光源３から出射された第２の光Ｌ２の一部が入射する凸面状の第１の集光入射面１０ａと、第１の集光入射面１０ａの周囲を囲む位置から第２の光源３側に突出した部分の内周側に位置して、第２の光源３から出射された第２の光Ｌ２の一部が入射する略円筒状の第２の集光入射面１０ｂと、突出した部分の外周側に位置して、第２の集光入射面１０ｂから入射した第２の光Ｌ２を反射する截頭円錐状の集光反射面１０ｃとを有している。
　第２の入射部１０では、第２の光源３から放射状に出射された第２の光Ｌ２のうち、第１の集光入射面１０ａから第２のレンズ体１１の内部に入射した第２の光Ｌ２を光軸寄りに集光させる。一方、第２の集光入射面１０ｂから第２のレンズ体１１の内部に入射した第２の光Ｌ２を集光反射面１０ｃで反射させることによって光軸寄りに集光させる。
　これにより、第２の入射部１０から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第２の光Ｌ２は、図３に示す車両用灯具１Ａの鉛直断面において、第２の光源３から出射された第２の光Ｌ２の光軸ＡＸ３よりも斜め上方に向かって傾斜した光軸ＡＸ４寄りに集光しながら、第２のレンズ体１１の前方に向かって導光される。
　一方、第２の入射部１０から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第２の光Ｌ２は、図５に示す車両用灯具１Ａの水平断面において、第２の光Ｌ２の光軸ＡＸ３に対して平行化しながら、第２のレンズ体１１の前方に向かって導光される。なお、第２の入射部１０については、車両用灯具１Ａの水平断面において、第２の光Ｌ２が光軸ＡＸ３寄りに集光しながら、第２のレンズ体１１の内部へと入射する構成としてもよい。
　また、第２の入射部１０から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第２の光Ｌ２は、第２のレンズ体１１の前方にある第１の境界面Ｔ１及び第２の境界面Ｔ２を透過して、第１のレンズ体９の内部へと入射する。第１のレンズ体９の内部に入射した第２の光Ｌ２は、出射部８に向かって導光される。
　すなわち、第１の境界面Ｔ１及び第２の境界面Ｔ２では、第１のレンズ体９の屈折率よりも中間層Ｍ及び第２のレンズ体１１の屈折率を小さくしているため、これら第１の境界面Ｔ１及び第２の境界面Ｔ２に入射した第２の光Ｌ２を出射部８に向けて透過することができる。
　また、第２の境界面Ｔ２では、第１のレンズ体９の屈折率よりも中間層Ｍ及び第２のレンズ体１１の屈折率を小さくすることで、第２の境界面Ｔ２に入射した第２の光Ｌ２を下方に屈折させながら、前方の出射部８に向けて透過することができる。これにより、投影レンズ４では、高さ寸法を低く抑えて、全体の薄型化を図ることが可能である。
　第３の入射部１３は、集光反射面１０ｃよりも上方に位置して、第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１の一部が入射する凹面状の拡散入射面１３ａを有している。
　第３の入射部１３では、第１の光源２から放射状に出射された第１の光Ｌ１のうち、第１の光源２と対向する部分よりも下方に位置する拡散入射面１３ａから第２のレンズ体１１の内部に入射した第１の光Ｌ１３を拡散させる。
　これにより、第３の入射部１３から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第１の光Ｌ１３は、図３に示す車両用灯具１Ａの鉛直断面において、境界ラインＳの近傍に向かって拡散しながら、第２のレンズ体１１の前方に向かって導光される。
　一方、第３の入射部１３から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第１の光Ｌ１３は、図６に示す車両用灯具１Ａの水平断面において、第２のレンズ体１１の前方に向かって拡散しながら導光される。
　また、第３の入射部１３から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第１の光Ｌ１３は、第２のレンズ体１１の前方にある第１の境界面Ｔ１を透過して、第１のレンズ体９の内部へと入射する。第１のレンズ体９の内部に入射した第１の光Ｌ１３は、出射部８に向かって導光される。
　すなわち、第１の境界面Ｔ１では、第１のレンズ体９の屈折率よりも中間層Ｍ及び第２のレンズ体１１の屈折率を小さくしているため、第１の境界面Ｔ１に入射した第１の光Ｌ１３を上方に屈折させながら、前方の出射部８に向けて透過することができる。
　出射部８は、第１のレンズ体９の正面側に出射面８ａを有している。出射面８ａは、車両用灯具１Ａの鉛直方向（第１の光源２及び第２の光源３が並ぶ方向）及び水平方向（境界ラインＳが延在する方向）において、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を集光させる球面状又は非球面状の凸レンズ面により構成されている。また、この凸レンズ面の焦点は、境界ラインＳ又はその近傍に設定されている。
　出射部８では、第１のレンズ体９の内部で導光される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を出射面８ａにより集光しながら、第１のレンズ体９の外部へと出射する。また、出射部８では、出射面８ａから出射された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が集光された後に、車両用灯具１Ａの水平方向及び鉛直方向に拡散されることによって、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が第１のレンズ体９（投影レンズ４）の前方に向けて拡大投影される。
　なお、第１のレンズ体９及び第２のレンズ体１１を構成する面のうち、図示や説明を省略したその他の面については、第１のレンズ体９及び第２のレンズ体１１の内部を通過する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２に悪影響を与えない範囲で自由に設計（例えば、遮蔽するなど。）することが可能である。
　以上のような構成を有する本実施形態の車両用灯具１Ａでは、すれ違い用ビーム（ロービーム）として、第１の光源２が出射する第１の光Ｌ１を投影レンズ４により車両の進行方向に向けて投影する。このとき、投影レンズ４の前方に向けて投影される第１の光Ｌ１が、出射面８ａの焦点近傍に形成される光源像を反転投影して、上端に境界ラインＳによって規定されるカットオフラインを含むロービーム用配光パターン（第１の配光パターン）を形成する。
　一方、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、走行用ビーム（ハイビーム）として、第１の光源２及び第２の光源３が出射する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影レンズ４により車両の進行方向に向けて投影する。このとき、投影レンズ４の前方に向けて投影される第２の光Ｌが、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターン）よりも上方に位置する第２の配光パターンを形成する。ハイビーム用配光パターンは、この第２の配光パターンと、第１の光Ｌ１により形成されるロービーム用配光パターン（第２の配光パターン）との重ね合わせによって形成される。
　本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上述した第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１が第１の入射部７から第１のレンズ体９の内部へと入射する。このとき、第１の入射部７から第１のレンズ体９の内部へと入射した第１の光Ｌ１は、図３に示す車両用灯具１Ａの鉛直断面において、第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１の光軸ＡＸ１よりも斜め下方に向かって傾斜した光軸ＡＸ２寄りに集光しながら、第１のレンズ体９の前方に向かって導光される。
　このうち、出射部８に向かって導光される第１の光Ｌ１１は、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。これにより、第１の光Ｌ１１は、図１５に示すロービーム用配光パターンＬＰにおけるＨ－Ｈ線より下方の配光パターンを形成する。
　一方、第２の境界面Ｔ２に入射した第１の光Ｌ１２は、この第２の境界面Ｔ２で反射された後に、出射部８に向かって導光され、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。これにより、第１の光Ｌ１２は、図１５に示すロービーム用配光パターンＬＰにおけるカットオフラインＣＬ付近の配光パターンを形成する。
　また、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上述した第２の光源３から出射された第２の光Ｌ２が第２の入射部１０から第２のレンズ体１１の内部へと入射する。このとき、第２の入射部１０から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第２の光Ｌ２は、図３に示す車両用灯具１Ａの鉛直断面において、第２の光源３から出射された第２の光Ｌ２の光軸ＡＸ３よりも斜め上方に向かって傾斜した光軸ＡＸ４寄りに集光しながら、第２のレンズ体１１の前方に向かって導光される。
　このうち、第１の境界面Ｔ１に入射した第２の光Ｌ２１は、この第１の境界面Ｔ１を透過し、第１のレンズ体９の内部へと入射した後、出射部８に向かって導光され、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。これにより、第２の光Ｌ２１は、図１５に示すハイビーム用配光パターンＨＰにおけるＨ－Ｈ線より上方の配光パターンを形成する。
　一方、第２の境界面Ｔ２に入射した第２の光Ｌ２２は、この第２の境界面Ｔ２を透過し、第１のレンズ体９の内部へと入射した後、出射部８に向かって導光され、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。これにより、第２の光Ｌ２２は、図１５に示すハイビーム用配光パターンＨＰにおける下方の配光パターンを形成する。
　また、第２の境界面Ｔ２に入射した第２の光Ｌ２２は、この第２の境界面Ｔ２を透過したときに、第２の境界面Ｔ２で反射された第１の光Ｌ１２の位置や光線角度と近づけられる。これにより、第２の光Ｌ２２は、ロービーム用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬよりも下方に出射されるため、図１５に示すハイビーム用配光パターンＨＰの下部側とロービーム用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬとを重ねることが可能である。
　また、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上述した第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１の一部が第３の入射部１３から第２のレンズ体１１の内部へと入射する。このとき、第３の入射部１３から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第１の光Ｌ１３は、図３に示す車両用灯具１Ａの鉛直断面において、境界ラインＳの近傍に向かって拡散しながら、第２のレンズ体１１の前方に向かって導光される。
　このうち、第１の境界面Ｔ１に入射した第１の光Ｌ１３は、この第１の境界面Ｔ１を透過し、第１のレンズ体９の内部へと入射した後、出射部８に向かって導光され、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。これにより、第１の光Ｌ１３は、図１５に示すロービーム用配光パターンＬＰにおけるカットオフラインＣＬの上方に、道路標識等を照射するためのオーバーヘッド用配光パターン（第３の配光パターン）ＯＰを形成する。
　以上のように、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上述した第１の光源２及び第２の光源３から出射された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影レンズ４により投影することによって、良好なロービーム用配光パターンＬＰ、ハイビーム用配光パターンＨＰ及びロービーム用配光パターンＬＰに必要となるオーバーヘッド用配光パターンＯＰを得ることが可能である。
　また、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上述した投影レンズ４を構成する第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１とが、中間層Ｍを挟んで互いの第１の境界面Ｔ１及び第２の境界面Ｔ２を突き合わせることによって、第１の境界面Ｔ１の間及び第２の境界面Ｔ２の間に空気層を介在させることなく、中間層Ｍを介して接合されている。
　これにより、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第１の境界面Ｔ１の間及び第２の境界面Ｔ２の間でフレネル損失が発生することを防ぐことができ、第１の光源２及び第２の光源３から出射された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の利用効率を高めることが可能である。
　さらに、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上述した投影レンズ４の高さ寸法を低く抑えることによって、全体の薄型化を図ることが可能である。
（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態として、例えば図７～図１２に示す車両用灯具１Ｂについて説明する。
　なお、図７は、車両用灯具１Ｂの構成を示す斜視図である。図８は、車両用灯具１Ｂの構成を示す分解斜視図である。図９は、車両用灯具１Ｂの構成を示す鉛直断面図である。図１０は、車両用灯具１Ｂの第１の入射部７側の構成を示す水平断面図である。図１１は、車両用灯具１Ｂの第２の入射部１０側の構成を示す水平断面図である。図１２は、車両用灯具１Ｂの第３の入射部１３側の構成を示す水平断面図である。また、以下の説明では、上記車両用灯具１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
　本実施形態の車両用灯具１Ｂは、図７～図１２に示すように、上記車両用灯具１Ａの構成に加えて、投影レンズ４を構成する第３のレンズ体１２を備えている。
　すなわち、この投影レンズ４は、上述した第１のレンズ体９及び第２のレンズ体１１と共に、出射部８と対向する側に位置する第３のレンズ体１２を有している。
　第３のレンズ体１２は、その背面側に第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が入射する入射面１２ａと、その正面側に第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が出射する出射面１２ｂとを有している。
　入射面１２ａは、車両用灯具１Ａの鉛直方向において、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた略半円柱状の凹レンズ面により構成されている。
　出射面１２ｂは、車両用灯具１Ａの鉛直方向において、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を集光させるように、その円柱軸が水平方向に延びた略半円柱状の凸レンズ面により構成されている。
　また、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、第１のレンズ体９の出射面８ａ、第３のレンズ体１２の入射面１２ａ及び出射面１２ｂにより構成される合成レンズの合成焦点が、境界ラインＳ又はその近傍に設定されている。
　なお、出射部８については、上述した車両用灯具１Ａの鉛直方向及び水平方向において、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を集光させる出射面８ａを有した構成となっているが、第３のレンズ体１２を有する場合、車両用灯具１Ａの水平方向のみにおいて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を集光させる出射面８ａを有した構成としてもよい。
　この場合、出射面８ａについては、車両用灯具１Ａの水平方向において、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を集光させるように、その円柱軸が鉛直方向に延びた略半円柱状の凸レンズ面により構成することが可能である。
　また、第３のレンズ体１２については、上述した入射面１２ａが凹レンズ面により構成されたものに限らず、入射面１２ａが平面により構成されたものであってよい。
　第３のレンズ体１２は、出射部８との間に空気層Ｋを設けた状態で、第１のレンズ体９と一体に組み合わされている。第３のレンズ体１２は、一対のアーム部１２ｃ，１２ｄを有している。一対のアーム部１２ｃ，１２ｄは、第３のレンズ体１２の上下両側から後方に向かって延長して設けられている。また、一対のアーム部１２ｃ，１２ｄの先端側は、互いに離間する方向に向かって折り曲げられた形状を有している。
　投影レンズ４では、一対のアーム部１２ｃ，１２ｄの間で第１のレンズ体９を挟み込んだ状態で、一対のアーム部１２ｃ，１２ｄが第１のレンズ体９に対して位置決め固定されている。これにより、入射面１２ａと出射面８ａとの間に空気層Ｋを設けた状態で、第１のレンズ体９と第３のレンズ体１２とが一体に組み合わされている。
　なお、第３のレンズ体１２を構成する面のうち、図示や説明を省略したその他の面については、第３のレンズ体１２の内部を通過する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２に悪影響を与えない範囲で自由に設計（例えば、遮蔽するなど。）することが可能である。
　以上のような構成を有する本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、すれ違い用ビーム（ロービーム）として、第１の光源２が出射する第１の光Ｌ１を投影レンズ４により車両の進行方向に向けて投影する。このとき、投影レンズ４の前方に向けて投影される第１の光Ｌ１が、上述した合成レンズの焦点近傍に形成される光源像を反転投影して、上端に境界ラインＳによって規定されるカットオフラインを含むロービーム用配光パターン（第１の配光パターン）を形成する。
　一方、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、走行用ビーム（ハイビーム）として、第１の光源２及び第２の光源３が出射する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影レンズ４により車両の進行方向に向けて投影する。このとき、投影レンズ４の前方に向けて投影される第２の光Ｌが、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターン）よりも上方に位置する第２の配光パターンを形成する。ハイビーム用配光パターンは、この第２の配光パターンと、第１の光Ｌ１により形成されるロービーム用配光パターン（第２の配光パターン）との重ね合わせによって形成される。
　本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１が第１の入射部７から第１のレンズ体９の内部へと入射する。このとき、第１の入射部７から第１のレンズ体９の内部へと入射した第１の光Ｌ１は、図９に示す車両用灯具１Ｂの鉛直断面において、第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１の光軸ＡＸ１よりも斜め下方に向かって傾斜した光軸ＡＸ２寄りに集光しながら、第１のレンズ体９の前方に向かって導光される。
　このうち、出射部８に向かって導光される第１の光Ｌ１１は、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。さらに、第１のレンズ体９の外部へと出射された第１の光Ｌ１１は、空気層Ｋを介して入射面１２ａから第３のレンズ体１２の内部に入射し、出射面１２ｂから第３のレンズ体１２の外部へと出射される。これにより、第１の光Ｌ１１は、図１５に示すロービーム用配光パターンＬＰにおけるＨ－Ｈ線より下方の配光パターンを形成する。
　一方、第２の境界面Ｔ２に入射した第１の光Ｌ１２は、この第２の境界面Ｔ２で反射された後に、出射部８に向かって導光され、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。さらに、第１のレンズ体９の外部へと出射された第１の光Ｌ１２は、空気層Ｋを介して入射面１２ａから第３のレンズ体１２の内部に入射し、出射面１２ｂから第３のレンズ体１２の外部へと出射される。これにより、第１の光Ｌ１２は、図１５に示すロービーム用配光パターンＬＰにおけるカットオフラインＣＬ付近の配光パターンを形成する。
　また、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した第２の光源３から出射された第２の光Ｌ２が第２の入射部１０から第２のレンズ体１１の内部へと入射する。このとき、第２の入射部１０から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第２の光Ｌ２は、図９に示す車両用灯具１Ａの鉛直断面において、第２の光源３から出射された第２の光Ｌ２の光軸ＡＸ３よりも斜め上方に向かって傾斜した光軸ＡＸ４寄りに集光しながら、第２のレンズ体１１の前方に向かって導光される。
　このうち、第１の境界面Ｔ１に入射した第２の光Ｌ２１は、この第１の境界面Ｔ１を透過し、第１のレンズ体９の内部へと入射した後、出射部８に向かって導光され、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。さらに、第１のレンズ体９の外部へと出射された第２の光Ｌ２１は、空気層Ｋを介して入射面１２ａから第３のレンズ体１２の内部に入射し、出射面１２ｂから第３のレンズ体１２の外部へと出射される。これにより、第２の光Ｌ２１は、図１５に示すハイビーム用配光パターンＨＰにおけるＨ－Ｈ線より上方の配光パターンを形成する。
　一方、第２の境界面Ｔ２に入射した第２の光Ｌ２２は、この第２の境界面Ｔ２を透過し、第１のレンズ体９の内部へと入射した後、出射部８に向かって導光され、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。さらに、第１のレンズ体９の外部へと出射された第２の光Ｌ２２は、空気層Ｋを介して入射面１２ａから第３のレンズ体１２の内部に入射し、出射面１２ｂから第３のレンズ体１２の外部へと出射される。これにより、第２の光Ｌ２２は、図１５に示すハイビーム用配光パターンＨＰにおける下方の配光パターンを形成する。
　また、第２の境界面Ｔ２に入射した第２の光Ｌ２２は、この第２の境界面Ｔ２を透過したときに、第２の境界面Ｔ２で反射された第１の光Ｌ１２の位置や光線角度と近づけられる。これにより、第２の光Ｌ２２は、ロービーム用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬよりも下方に出射されるため、図１５に示すハイビーム用配光パターンＨＰの下部とロービーム用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬとを重ねることが可能である。
　また、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１の一部が第３の入射部１３から第２のレンズ体１１の内部へと入射する。このとき、第３の入射部１３から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第１の光Ｌ１３は、図９に示す車両用灯具１Ａの鉛直断面において、境界ラインＳの近傍に向かって拡散しながら、第２のレンズ体１１の前方に向かって導光される。
　このうち、第１の境界面Ｔ１に入射した第１の光Ｌ１３は、この第１の境界面Ｔ１を透過し、第１のレンズ体９の内部へと入射した後、出射部８に向かって導光され、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。さらに、第１のレンズ体９の外部へと出射された第１の光Ｌ１３は、空気層Ｋを介して入射面１２ａから第３のレンズ体１２の内部に入射し、出射面１２ｂから第３のレンズ体１２の外部へと出射される。これにより、第１の光Ｌ１３は、図１５に示すロービーム用配光パターンＬＰにおけるカットオフラインＣＬの上方に、道路標識等を照射するためのオーバーヘッド用配光パターン（第３の配光パターン）ＯＰを形成する。
　以上のように、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した第１の光源２及び第２の光源３から出射された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影レンズ４により投影することによって、良好なロービーム用配光パターンＬＰ、ハイビーム用配光パターンＨＰ及びロービーム用配光パターンＬＰに必要となるオーバーヘッド用配光パターンＯＰを得ることが可能である。
　また、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した投影レンズ４を構成する第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１とが、中間層Ｍを挟んで互いの第１の境界面Ｔ１及び第２の境界面Ｔ２を突き合わせることによって、第１の境界面Ｔ１の間及び第２の境界面Ｔ２の間に空気層を介在させることなく、中間層Ｍを介して接合されている。
　これにより、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、第１の境界面Ｔ１の間及び第２の境界面Ｔ２の間でフレネル損失が発生することを防ぐことができ、第１の光源２及び第２の光源３から出射された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の利用効率を高めることが可能である。
　さらに、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した投影レンズ４の高さ寸法を低く抑えることによって、全体の薄型化を図ることが可能である。
　本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した第３のレンズ体１２を追加することで、第１のレンズ体９の出射部８と第３のレンズ体１２との間で、この車両用灯具１Ｂの鉛直方向において第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を集光させる機能と、この車両用灯具１Ｂの水平方向において第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を集光させる機能とを分担させることが可能である。
（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の実施形態として、例えば図１３及び図１４に示す車両用灯具１Ｃについて説明する。
　なお、図１３は、車両用灯具１Ｃの構成を示す鉛直断面図である。図１４は、車両用灯具１Ｃの構成を示す水平断面図である。また、以下の説明では、上記車両用灯具１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
　本実施形態の車両用灯具１Ｃは、図１３に示すように、上記車両用灯具１Ａの構成のうち、第１のレンズ体９の屈折率よりも第２のレンズ体１１の屈折率が大きくなる構成を有している。したがって、本実施形態では、例えば、第２のレンズ体１１がポリカーボネート樹脂（ＰＣ）からなり、第１のレンズ体９がアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）からなる。
　第３の入射部１３は、集光反射面１０ｃよりも上方から突出した部分の上側に位置して、第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１の一部が入射する凹面状の拡散入射面１３ｂと、突出した部分の下側に位置して、拡散入射面１３ｂから入射した第１の光Ｌ１３を反射する凹面状の拡散反射面１３ｃとを有している。
　第３の入射部１３では、第１の光源２から放射状に出射された第１の光Ｌ１のうち、第１の光源２と対向する部分よりも下方に位置する拡散入射面１３ｂから第２のレンズ体１１の内部に入射した第１の光Ｌ１３を拡散反射面１３ｃに向かって屈折させた後、拡散反射面１３ｃで前方に向かって反射する。
　これにより、第３の入射部１３から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第１の光Ｌ１３は、図１３に示す車両用灯具１Ｃの鉛直断面において、境界ラインＳの近傍に向かって拡散しながら、第２のレンズ体１１の前方に向かって導光される。
　一方、第３の入射部１３から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第１の光Ｌ１３は、図１４に示す車両用灯具１Ｃの水平断面において、第２のレンズ体１１の前方に向かって拡散しながら導光される。
　また、第３の入射部１３から第２のレンズ体１１の内部へと入射した第１の光Ｌ１３は、第２のレンズ体１１の前方にある第１の境界面Ｔ１を透過して、第１のレンズ体９の内部へと入射する。第１のレンズ体９の内部に入射した第１の光Ｌ１３は、出射部８に向かって導光され、この出射部８から第１のレンズ体９の外部へと出射される。
　これにより、第１の光Ｌ１３は、図１５に示すロービーム用配光パターンＬＰにおけるカットオフラインＣＬの上方に、道路標識等を照射するためのオーバーヘッド用配光パターン（第３の配光パターン）ＯＰを形成する。
　以上のように、本実施形態の車両用灯具１Ｃでは、上記車両用灯具１Ａと同様に、第１の光源２及び第２の光源３から出射された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影レンズ４により投影することによって、良好なロービーム用配光パターンＬＰ、ハイビーム用配光パターンＨＰ及びロービーム用配光パターンＬＰに必要となるオーバーヘッド用配光パターンＯＰを得ることが可能である。
　なお、上記車両用灯具１Ｃの構成については、上記車両用灯具１Ａの構成に適用する場合に限らず、上記車両用灯具１Ｂの構成にも適用することが可能である。
　なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、上記車両用灯具１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１とが中間層Ｍを介して突き合わされた構成となっているが、中間層Ｍを省略し、第１のレンズ体９と第２のレンズ体１１とが直接突き合わされた構成としてもよい。
　なお、本発明を適用した車両用灯具は、上述した車両用前照灯（ヘッドランプ）に対して好適に用いられるものの、本発明が適用される車両用灯具については、上述したフロント側の車両用灯具に限らず、例えばリアコンビネーションランプなどのリア側の車両用灯具に本発明を適用することも可能である。
　すなわち、本発明は、第１の光を出射する第１の光源と、第１の光源と隣接して配置されて、第１の光と同一方向に向けて第２の光を出射する第２の光源と、第１の光及び第２の光を互いに同一方向に向けて投影する投影レンズとを備える車両用灯具に対して本発明を幅広く適用することが可能である。
　また、第１の光源及び第２の光源については、上述したＬＥＤに限らず、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いることも可能である。また、第１の光及び第２の光の色についても、上述した白色光に限らず、赤色光や橙色光など、その用途に応じて適宜変更することが可能である。さらに、第１の光源と第２の光源とが互いに異なる色の第１の光と第２の光とを選択的に出射する構成とすることも可能である。
　また、上記車両用灯具１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、上述した第１の光源２及び第２の光源３が並ぶ方向が車両用灯具１Ａ，１Ｂ，１Ｃの鉛直方向となり、境界ラインＳが延在する方向が車両用灯具１Ａ，１Ｂ，１Ｃの水平方向となっているが、第１の光源及び第２の光源が並ぶ方向が車両用灯具の水平方向となり、境界ラインが延在する方向が車両用灯具の鉛直方向となる車両用灯具に対して本発明を適用することも可能である。
　１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…車両用灯具　２…第１の光源　３…第２の光源　４…投影レンズ　５…回路基板　６…ヒートシンク　７…第１の入射部　８…出射部　９…第１のレンズ体　１０…第２の入射部　１１…第２のレンズ体　１２…第３のレンズ体　１３…第３の入射部　Ｔ１…第１の境界面　Ｔ２…第２の境界面　Ｍ…中間層　Ｓ…境界ライン　Ｌ１…第１の光　Ｌ２…第２の光　ＬＰ…ロービーム用配光パターン　ＨＰ…ハイビーム用配光パターン　ＯＰ…オーバーヘッド用配光パターン

Claims (8)

  1. 　第１の光を出射する第１の光源と、
    　前記第１の光源と隣接して配置されて、前記第１の光と同一方向に向けて第２の光を出射する第２の光源と、
    　前記第１の光及び前記第２の光を互いに同一方向に向けて投影する投影レンズとを備え、
    　前記投影レンズは、前記第１の光源と対向する部位に位置する第１の入射部と、前記第１の入射部とは反対側に位置する出射部とを含む第１のレンズ体と、前記第２の光源と対向する部位に位置する第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部との間に位置する第３の入射部とを含む第２のレンズ体とを有し、
    　前記出射部と前記第３の入射部との間で前記第１のレンズ体と前記第２のレンズ体の間に設けられた第１の境界面と、前記第１の境界面との境界ラインから前記第１の入射部と前記第３の入射部との間に亘って前記第１のレンズ体と前記第２のレンズ体の間に設けられた第２の境界面とを前記第１のレンズ体と前記第２のレンズ体の間に挟んだ状態で、前記第１のレンズ体と前記第２のレンズ体とが突き合わされた構造を有し、
    　且つ、前記第１の境界面と前記第２の境界面とが前記境界ラインを挟んで鋭角に配置され、
    　前記第１の入射部から前記第１のレンズ体の内部へと入射した第１の光のうち、前記第２の境界面で反射した第１の光が、前記出射部から第１のレンズ体の外部へと出射され、
    　前記第２の入射部から前記第２のレンズ体の内部へと入射した第２の光のうち、前記第１の境界面を透過した第２の光及び前記第２の境界面を透過した第２の光が、前記出射部から第１のレンズ体の外部へと出射され、
    　前記第３の入射部から前記第２のレンズ体の内部へと入射した第１の光のうち、前記第１の境界面を透過した第１の光が、前記出射部から第１のレンズ体の外部へと出射されることを特徴とする、
    　車両用灯具。
  2. 　前記第１のレンズ体の屈折率よりも前記第２のレンズ体の屈折率が小さいことを特徴とする、
    　請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 　前記第１のレンズ体と前記第２のレンズ体とが中間層を介して突き合わされた構造を有し、
    　前記第２のレンズ体の屈折率は、前記中間層の屈折率以下であることを特徴とする、
    　請求項２に記載の車両用灯具。
  4. 　前記出射部は、前記第１の光及び前記第２の光を前記境界ラインが延在する方向と前記第１の光源及び前記第２の光源が並ぶ方向とにおいて集光させるレンズ面を有することを特徴とする、
    　請求項１～３の何れか一項に記載の車両用灯具。
  5. 　前記投影レンズは、前記出射部と対向する側に位置する第３のレンズ体を有し、
    　前記出射部は、前記第１の光及び前記第２の光を前記境界ラインが延在する方向において集光させるレンズ面を有し、
    　前記第３のレンズ体は、前記出射部から出射された第１の光及び第２の光を前記第１の光源及び前記第２の光源が並ぶ方向において集光させるレンズ面を有することを特徴とする、
    　請求項１～３の何れか一項に記載の車両用灯具。
  6. 　前記第３のレンズ体は、前記出射部との間に空気層を設けた状態で、前記第１のレンズ体と一体に組み合わされていることを特徴とする、
    　請求項５に記載の車両用灯具。
  7. 　前記第１の光源及び前記第２の光源は、同じ基板の同一面上に設けられていることを特徴とする、
    　請求項１～６の何れか一項に記載の車両用灯具。
  8. 　前記第１の入射部から入射して前記投影レンズにより投影される第１の光が、上端に前記境界ラインにより規定されるカットオフラインを含む第１の配光パターンを形成し、
    　前記第２の入射部から入射して前記投影レンズにより投影される第２の光が、前記第１の配光パターンよりも上方に位置する第２の配光パターンを形成し、
    　前記第３の入射部から入射して前記投影レンズにより投影される第１の光が、前記カットオフラインの上方に位置する第３の配光パターンを形成することを特徴とする、
    　請求項１～７の何れか一項に記載の車両用灯具。
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