WO2023219038A1 - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

複数の発光素子からの出射光を透光部材によって透過制御するように構成された車両用灯具において、複数の発光素子と透光部材との位置関係が多少ずれていても透光部材の見映え向上を図る。透光部材（３０）として、複数の透過制御部（４０）が左右方向に並んだ状態で配置された構成とし、その各々の中心領域（４０Ａ）をレンズ部（４２）として構成する。そして、レンズ部（４２）の後面（４２ｂ）および前面（４２ａ）において発光素子（２０）からの出射光を２段階で屈折させ、灯具正面方向へ向けて出射させる構成とする。その際、レンズ部（４２）の前面（４２ａ）に、略矩形状の外形形状を有する複数のレンズ素子（４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３）を形成する。これにより、複数の発光素子（２０）を点灯させた状態で透光部材（３０）を灯具前方から観察したとき、複数の透過制御部（４０）の各々において、その中心領域（４０Ａ）が略矩形状に区分けされた状態で明るく発光して見えるようにする

Description

車両用灯具

　本願発明は、複数の発光素子と透光部材とを備えた車両用灯具に関するものである。

　従来より、複数の発光素子からの出射光を透光部材によって透過制御するように構成された車両用灯具として、発光面を灯具前方へ向けた状態で配置された複数の発光素子の灯具前方側に、複数の透過制御部を備えた透光部材が配置されたものが知られている。

　「特許文献１」や「特許文献２」には、このような車両用灯具の構成として、複数の発光素子が灯具前後方向と交差する第１の方向に互いに間隔をおいて配置されるとともに、複数の透過制御部が上記第１の方向に並んだ状態で配置されたものが記載されている。

　その際、各透過制御部は各発光素子の灯具前方に位置する中心領域とその周囲に位置する周辺領域とを備えた構成となっており、その中心領域は発光素子からの出射光を偏向制御するレンズ部として構成されている。また、各発光素子は各透過制御部の中心領域に近接した状態で配置されている。

特開２０１０ー１９９０５３号公報 米国特許出願公開第２０１９／０１７０９９０号明細書

　このような車両用灯具の透光部材においては、各透過制御部の中心領域に対して各発光素子からの出射光が効率良く入射するので、この中心領域が明るく発光して見える。

　しかしながら、このような車両用灯具において、複数の発光素子と透光部材との位置関係が本来の状態からずれてしまうと、各透過制御部において明るく発光して見えるはずの中心領域の発光の仕方が大きく変化してしまい、このため透光部材の見映え向上を図ることができなくなってしまう。

　本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数の発光素子からの出射光を透光部材によって透過制御するように構成された車両用灯具において、複数の発光素子と透光部材との位置関係が多少ずれていても透光部材の見映え向上を図ることができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。

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

　すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
　複数の発光素子と、上記複数の発光素子の灯具前方側に配置された透光部材と、を備えた車両用灯具において、
　上記複数の発光素子は、発光面を灯具前方へ向けた状態で灯具前後方向と交差する第１の方向に互いに間隔をおいて配置されており、
　上記透光部材は、上記複数の発光素子の各々からの出射光を透過制御するための複数の透過制御部を備えており、
　上記複数の透過制御部は、上記第１の方向に並んだ状態で配置されており、
　上記各透過制御部は、上記各発光素子の灯具前方に位置する中心領域と、上記中心領域の周囲に位置する周辺領域とを備えており、
　上記中心領域は、上記発光素子からの出射光を偏向制御するレンズ部として構成されており、
　上記レンズ部の後面は、上記発光素子からの出射光を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させるように構成されており、
　上記レンズ部の前面に、複数のレンズ素子が形成されており、
　上記複数のレンズ素子の各々は、上記レンズ部の後面から入射した上記発光素子からの出射光の少なくとも一部を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させるように構成されている、ことを特徴とするものである。

　上記「車両用灯具」の種類は特に限定されるものではなく、例えばハイマウントストップランプ、デイタイムランニングランプ、ウェルカムランプあるいは自動運転状態や充電状態の表示を行うインジケータランプ等が採用可能である。

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

　上記「発光素子」は、発光面を灯具前方へ向けた状態で配置されていれば、必ずしも灯具正面方向へ向けた状態で配置されていなくてもよい。

　上記「中心領域」および「周辺領域」の各々の具体的な範囲は特に限定されるものではない。

　上記「レンズ部の後面」は、発光素子からの出射光を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させるように構成されていれば、その具体的な屈折角度は特に限定されるものではない。

　上記「複数のレンズ素子」は、同一の形状で形成されていてもよいし、互いに異なる形状で形成されていてもよい。

　上記「複数のレンズ素子の各々」は、レンズ部の後面から入射した発光素子からの出射光の少なくとも一部を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させるように構成されていれば、その具体的な屈折角度は特に限定されるものではない。

　本願発明に係る車両用灯具は、発光面を灯具前方へ向けて配置された複数の発光素子からの出射光を、第１の方向に延びる透光部材を構成する複数の透過制御部によって透過制御する構成となっているが、各透過制御部は各発光素子の灯具前方に位置する中心領域とその周囲に位置する周辺領域とを備えているので、複数の発光素子の点灯によって複数の透過制御部の各々がその中心領域および周辺領域毎に光って見えるようにすることができる。

　その際、各透過制御部の中心領域は各発光素子からの出射光を偏向制御するレンズ部として構成されているが、このレンズ部の後面は発光素子からの出射光を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させるように構成されており、また、このレンズ部の前面には複数のレンズ素子が形成されており、その各々がレンズ部の後面から入射した発光素子からの出射光の少なくとも一部を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させる構成となっているので、次のような作用効果を得ることができる。

　すなわち、各透過制御部の中心領域には各発光素子からの出射光が効率良く入射するので、この中心領域を構成するレンズ部の前面に形成された複数のレンズ素子はその各々が明るく発光して見える。

　しかも、各透過制御部の中心領域を構成するレンズ部は、その後面および前面において各発光素子からの出射光を２段階で屈折させる構成となっているので、複数の発光素子と透光部材との位置関係が多少ずれたような場合であっても、複数のレンズ素子の各々が明るく発光して見える状態が大きく変化してしまわないようにすることができ、これにより透光部材の見映えが維持されるようにすることができる。

　このように本願発明によれば、複数の発光素子からの出射光を透光部材によって透過制御するように構成された車両用灯具において、複数の発光素子と透光部材との位置関係が多少ずれていても透光部材の見映え向上を図ることができる。

　上記構成において、さらに、複数のレンズ素子が、上記第１の方向およびこれと直交する第２の方向に延びる境界線によって区分けされた複数のセグメントに割り付けられた構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

　すなわち、複数のレンズ素子の各々は略矩形状の外形形状を有するものとなるので、複数の発光素子を点灯させた状態で透光部材を灯具前方から観察したとき、上記第１の方向に並んだ状態で配置された複数の透過制御部の各々において、その中心領域が略矩形状に区分けされた状態で明るく発光して見えるようにすることができ、これにより透光部材の見映え向上を図ることができる。

　上記構成において、さらに、複数のレンズ素子の各々の構成として、レンズ部の後面から入射した発光素子からの出射光を灯具正面方向へ向けて出射させるように構成されたものとすれば、灯具正面視において各透過制御部の中心領域が一斉に明るく発光して見えるようにすることができる。

　上記構成において、さらに、各透過制御部の周辺領域の構成として、発光素子からの出射光を入射させる入射面と、この入射面から入射した光を灯具前方へ向けて全反射させる全反射面と、この全反射面で全反射した光を灯具前方へ向けて出射させる出射面とを備えたものとすれば、光源からの出射光を広範囲にわたって前方照射光として利用することができる。そしてこれにより、各透過制御部の中心領域のみならず周辺領域についても一定程度の明るさで発光して見えるようにすることができる。

　その際、周辺領域の出射面が、第１および第２の方向に延びる境界線によって区分けされた複数の出射素子で構成されたものとすれば、各透過制御部の中心領域のみならず周辺領域についても略矩形状に区分けされた状態で発光して見えるようにすることができ、これにより透光部材のさらなる見映え向上を図ることができる。

　また、その際、周辺領域の入射面および全反射面が、灯具前後方向に延びる軸線を中心にして同心円状に延びる境界線によって複数の入射素子および全反射素子に区分けされた構成とすれば、透光部材の薄型化を図った上で、発光素子からの出射光を広範囲にわたって前方照射光として利用することができる。

本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図 図１のII－II線断面図 上記車両用灯具の透光部材の一部分を複数の発光素子と共に示す、図１のIII部詳細図 上記透光部材の一部分を示す背面図 図３のＶ－Ｖ線断面図 上記透光部材の一部分を灯具前方斜め上方から見て示す斜視図 上記車両用灯具を点灯状態で示す正面図 （ａ）は上記実施形態の作用を示す図であって、図２の要部詳細図、（ｂ）は上記実施形態の比較例を示す、（ａ）と同様の図 上記実施形態の第１変形例を示す、図５と同様の図 上記実施形態の第２変形例を示す、図５と同様の図

　以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

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

　図１、２において、Ｘで示す方向が「灯具前方」（車両としては「後方」）であり、Ｙで示す方向が「灯具前方」と直交する「右方向」（車両としても「右方向」）であり、Ｚで示す方向が「上方向」である。なお、図１、２以外の図においても同様である。

　図１、２に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、車両後部に配置されるハイマウントストップランプであって、ランプボディ１２とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に、複数の（具体的には１２個の）発光素子２０と透光部材３０とが組み込まれた構成となっている。

　複数の発光素子２０は、その発光面２０ａを灯具前方（具体的には灯具正面方向）へ向けた状態で左右方向に互いに間隔をおいて（具体的には等間隔をおいて）配置されている。各発光素子２０は赤色発光ダイオードであって、その発光面２０ａは矩形状（具体的には１×１ｍｍ程度の正方形）の外形形状を有している。

　複数の発光素子２０は共通の基板２２に搭載されており、この基板２２はランプボディ１２に支持されている。

　透光部材３０は、灯具正面視において横長矩形状の外形形状を有しており、複数の発光素子２０の灯具前方側に配置されている。この透光部材３０は、複数の発光素子２０の各々からの出射光を透過制御するための複数の（具体的には１２個の）透過制御部４０が左右方向に並んだ状態で配置された構成となっている。各透過制御部４０は、灯具正面視において同一サイズの矩形状（具体的には１０×１０ｍｍ程度の正方形）の外形形状を有している。

　透光部材３０は、無色透明の合成樹脂製（例えばアクリル樹脂製）の射出成形品として構成されている。この透光部材３０には、複数の透過制御部４０の周囲に平板状の外周フランジ部３０ａが形成されており、また、この外周フランジ部３０ａの後面には、複数の透過制御部４０を囲むようにして灯具後方へ向けて延びるフレーム部３０ｂが形成されている。そして、この透光部材３０は、その外周フランジ部３０ａおよびフレーム部３０ｂにおいてランプボディ１２に支持されている。

　図３は、透光部材３０の一部分を複数の発光素子２０と共に示す、図１のIII部詳細図である。また、図４は透光部材３０の一部分を示す背面図であり、図５は図３のＶ－Ｖ線断面図である。さらに、図６は透光部材３０の一部分を灯具前方斜め上方から見て示す斜視図である。

　図３～６にも示すように、各透過制御部４０は、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘを有している。そして各発光素子２０は、その発光中心（すなわち発光面２０ａの中心位置）が各透過制御部４０の光軸Ａｘ上に位置する状態で配置されている。

　各透過制御部４０は、各発光素子２０の灯具前方に位置する中心領域４０Ａと、この中心領域４０Ａの周囲に位置する周辺領域４０Ｂとを備えている。

　中心領域４０Ａは、発光素子２０からの出射光を偏向制御するレンズ部４２として構成されている。

　レンズ部４２の後面４２ｂは、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って平面状に延びるように形成されており、これにより発光素子２０からの出射光を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させるように構成されている。このレンズ部４２の後面４２ｂは、光軸Ａｘを中心とする円形の外形形状を有している。

　レンズ部４２の前面４２ａは、灯具正面視においてレンズ部４２の後面４２ｂ外形形状よりもひと回り大きい正方形の外形形状を有している。そしてこれにより、レンズ部４２の後面４２ｂから入射した発光素子２０からの出射光が全て前面４２ａに到達するように構成されている。

　すなわち、レンズ部４２の前面４２ａは、複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３を備えており、その各々において、レンズ部４２の後面４２ｂから入射した発光素子２０からの出射光を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させるように構成されている。その際、この前面４２ａは、左右方向（すなわち第１の方向）および上下方向（すなわち第１の方向と直交する第２の方向）に延びる境界線によって区分けされた複数のセグメントに、複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３が割り付けられた構成となっている。

　具体的には、複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３は、前面４２ａの中央部において光軸Ａｘを中心にして配置された４つのレンズ素子４２ｓ１と、その左右両側および上下両側に配置された８つのレンズ素子４２ｓ２と、４箇所のコーナー部に配置された４つのレンズ素子４２ｓ３とで構成されている。

　４つのレンズ素子４２ｓ１は、いずれも平面状に形成されており、灯具正面視において略正方形の外形形状を有している。その際、各レンズ素子４２ｓ１は、光軸Ａｘから離れるに従って灯具後方側へ傾斜する方向に延びるように形成されている。各レンズ素子４２ｓ１の傾斜角度は、レンズ部４２の後面４２ｂから入射した発光素子２０からの出射光が灯具正面方向へ向けて出射するような値に設定されている。

　８つのレンズ素子４２ｓ２は、いずれも平面状に形成されており、灯具正面視において正方形に近い外形形状を有している。その際、各レンズ素子４２ｓ２は、光軸Ａｘから離れるに従って灯具後方側へ傾斜する方向に延びるように形成されている。各レンズ素子４２ｓ２の傾斜角度は、レンズ部４２の後面４２ｂから入射した発光素子２０からの出射光が灯具正面方向へ向けて出射するように、各レンズ素子４２ｓ１の傾斜角度よりも大きい値に設定されている。

　４つのレンズ素子４２ｓ３は、いずれも凹曲面状に形成されており、灯具正面視において正方形に近い外形形状を有している。その際、各レンズ素子４２ｓ３は、レンズ部４２の後面４２ｂから入射した発光素子２０からの出射光が灯具正面方向寄りの方向へ向けて拡散光として出射するように、その曲率が構成されている。

　各透過制御部４０の周辺領域４０Ｂは、発光素子２０からの出射光を入射させる入射面４０Ｂ１と、この入射面４０Ｂ１から入射した光を灯具前方へ向けて全反射させる全反射面４０Ｂ２と、この全反射面４０Ｂ２で全反射した光を灯具前方へ向けて出射させる出射面４０Ｂ３とを備えている。

　周辺領域４０Ｂの入射面４０Ｂ１および全反射面４０Ｂ２は、いわゆるフレネルレンズ型全反射プリズムとして構成されている。

　すなわち、入射面４０Ｂ１および全反射面４０Ｂ２は、光軸Ａｘ（すなわち灯具前後方向に延びる軸線）を中心にして同心円状に延びる境界線によって区分けされた複数の入射素子４０Ｂ１ｓおよび全反射素子４０Ｂ２ｓで構成されている。

　そして、これら複数の入射素子４０Ｂ１ｓおよび全反射素子４０Ｂ２ｓの各々において、発光素子２２の発光中心からの出射光を、光軸Ａｘから離れる方向へ屈折させる態様で入射させた後、灯具正面方向へ向かう平行光としてレンズ３０の前面３０ａに導くように構成されている。

　周辺領域４０Ｂの出射面４０Ｂ３は、上下方向および左右方向に延びる境界線によって区分けされた複数のセグメントに複数の出射素子４０Ｂ３ｓ１、４０Ｂ３ｓ２が割り付けられた構成となっている。

　具体的には、複数の出射素子４０Ｂ３ｓ１、４０Ｂ３ｓ２は、中心領域４０Ａの上下両側において左右方向に並んで配置された６つの出射素子４０Ｂ３ｓ１と、これら中心領域４０Ａおよび６つの出射素子４０Ｂ３ｓ１の左右両側において上下方向に並んで配置された１２個の出射素子４０Ｂ３ｓ２とで構成されている。

　６つの出射素子４０Ｂ３ｓ１は、いずれも灯具正面方向へ向けて凹曲面状に形成されており、灯具正面視において正方形の外形形状を有している。その際、各出射素子４０Ｂ３ｓ１は、複数の入射素子４０Ｂ１ｓおよび全反射素子４０Ｂ２ｓから到達した平行光を、灯具正面方向を中心にして上下および左右方向に多少拡散する光として出射させるように、その曲率が構成されている。

　１２個の出射素子４０Ｂ３ｓ２は、いずれも左右方向に関して灯具正面方向から光軸Ａｘ寄りの方向に傾斜した状態で凹曲面状に形成されており、灯具正面視においてやや横長矩形状の外形形状を有している。その際、各出射素子４０Ｂ３ｓ２は、複数の入射素子４０Ｂ１ｓおよび全反射素子４０Ｂ２ｓから到達した平行光を、上下方向に関しては灯具正面方向を中心にして多少拡散する光として出射させるとともに左右方向に関しては灯具正面方向から左右両側へ離れる方向にかけて多少拡散する光として出射させるように、その曲率が構成されている。

　図７は、車両用灯具１０を点灯状態で示す正面図である。

　図７に示すように、複数の発光素子２０が同時に点灯すると、透光部材３０を構成する複数の透過制御部４０の各々が光って見える。

　すなわち、各透過制御部４０は、中心領域４０Ａが複数箇所において光って見えるとともに周辺領域４０Ｂが複数箇所において光って見える。

　その際、各透過制御部４０の中心領域４０Ａを構成するレンズ部４２は、その前面４２ａが複数の略矩形状のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３で構成されているので、その各々が略矩形状の輪郭で光って見える。そして、中心領域４０Ａ全体としても略矩形状の輪郭で光って見える。

　また、各透過制御部４０の周辺領域４０Ｂも、その出射面４０Ｂ３が複数の略矩形状の出射素子４０Ｂ３ｓ１、４０Ｂ３ｓ２で構成されているので、その各々が略矩形状の輪郭で光って見える。そして、周辺領域４０Ｂ全体としても略矩形状の輪郭で光って見える。

　各透過制御部４０において、中心領域４０Ａは発光素子２０の発光面２０ａに近くかつ発光面２０ａの面直方向に近い方向に位置しているので、発光素子２０からの出射光が効率良く入射する。このため中心領域４０Ａは周辺領域４０Ｂよりも明るく光って見える。

　その際、中心領域４０Ａの中央部およびその上下および左右両側に位置する複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２は、レンズ部４２の後面４２ｂから入射した発光素子２０からの出射光を灯具正面方向へ向けて出射させるように構成されているので、中心領域４０Ａの四隅に位置するレンズ素子４２ｓ３や周辺領域４０Ｂに位置する複数の出射素子４０Ｂ３ｓ１、４０Ｂ３ｓ２よりも大きな略矩形状の輪郭で明るく光って見える。

　一方、中心領域４０Ａの四隅に位置する複数のレンズ素子４２ｓ３および周辺領域４０Ｂに位置する複数の出射素子４０Ｂ３ｓ１、４０Ｂ３ｓ２は、凹曲面状の表面形状を有しているので、灯具正面視において矩形状の輪郭で散点的に光って見える。

　次に、本実施形態に係る車両用灯具１０において、複数の発光素子２０と透光部材３０との位置関係がずれてしまった場合の光学的機能について説明する。

　図８（ａ）は、図２の要部詳細図であって、発光素子２０が透過制御部４０に対して本来の位置（図中２点鎖線で示す位置）から多少上方側に変位した場合における、発光素子２０の発光中心からの出射光の光路を示している。

　図８（ａ）において２点鎖線で示す光路は、本来の位置にある発光素子２０の発光中心からの出射光の光路である。一方、図８（ａ）において実線で示す光路は、本来の位置から多少上方側に変位した（以下単に「上方変位した」という）発光素子２０の発光中心からの出射光が、透過制御部４０に対して同一位置に入射した場合の光路である。

　図８（ａ）において実線で示すように、上方変位した発光素子２０からの出射光が、本来の位置にある発光素子２０からの出射光と同一位置において透過制御部４０の中心領域４０Ａに入射する際、そのレンズ部４２の後面４２ｂにおいて本来の位置にある発光素子２０からの出射光よりも下向きに偏向し、また、中心領域４０Ａから出射する際、そのレンズ部４２の前面４２ａにおいて本来の位置にある発光素子２０からの出射光よりも下向きに偏向する。

　その際、光軸Ａｘ寄りのレンズ素子４２ｓ１からの出射光の下向き偏向角度θ１は、光軸Ａｘから離れた位置にあるレンズ素子４２ｓ２からの出射光の下向き偏向角度θ２よりも大きい値となる。

　一方、上方変位した発光素子２０からの出射光が周辺領域４０Ｂに入射する際、その入射素子４０Ｂ１ｓにおいては本来の位置にある発光素子２０からの出射光よりも下向きに偏向するが、その後、全反射素子４０Ｂ２ｓで全反射することによって本来の位置にある発光素子２０からの出射光よりも上向きに偏向する光となる。このため、上方変位した発光素子２０からの出射光が周辺領域４０Ｂの出射素子４０Ｂ３ｓ１から出射する際には、本来の位置にある発光素子２０からの出射光よりも上向きに偏向する。

　すなわち、周辺領域４０Ｂからの出射光は、中心領域４０Ａからの出射光とは上下逆向きに偏向する光として透過制御部４０から出射することとなる。

　その際、出射素子４０Ｂ３ｓ１からの出射光の上向き偏向角度θ３は、下向き偏向角度θ１、θ２よりも小さい値となる。

　図８（ｂ）は、本実施形態の比較例に係る透光部材３０´を示す、図８（ａ）と同様の図である。

　図８（ｂ）に示すように、本比較例に係る透光部材３０´の基本的な構成は本実施形態の場合と同様であるが、各透過制御部４０´の構成が本実施形態の場合と一部異なっている。

　すなわち、本比較例の透過制御部４０´も、本実施形態の透過制御部４０と同様の周辺領域４０Ｂを有しているが、中心領域４０Ａ´の構成が本実施形態の場合と異なっている。

　具体的には、本比較例の透過制御部４０´も、その中心領域４０Ａ´がレンズ部４２´として構成されているが、その後面４０ｂ´は光軸Ａｘを中心とする凸球面状に形成されており、これにより本来の位置にある発光素子２０の発光中心からの出射光を灯具正面方向へ向かう平行光として入射させるようになっている。すなわち、本比較例の透過制御部４０´においては、発光素子２０からの出射光をレンズ部４２´の後面４０ｂ´において本実施形態の場合よりも大きく屈折させる構成となっている。

　また、このレンズ部４２´の前面４２ａ´は、上下および左右方向に延びる境界線によって区分けされた複数のセグメントに複数のレンズ素子４２ｓ１´、４２ｓ２´が割り付けられた構成となっている。

　これら複数のレンズ素子４２ｓ１´、４２ｓ２´は、本実施形態の複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２と同様、いずれも平面状に形成されており、灯具正面視において略正方形の外形形状を有しているが、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びるように形成されている。

　そして、中心領域４０Ａ´においては、本来の位置にある発光素子２０の発光中心からの出射光を、レンズ部４２´の後面４０ｂ´から灯具正面方向へ向かう平行光として入射させた後、レンズ部４２´の前面４２ａ´に形成された複数のレンズ素子４２ｓ１´、４２ｓ２´からそのまま灯具正面方向へ向かう平行光として出射させるようになっている。

　図８（ｂ）において実線で示すように、上方変位した発光素子２０からの出射光が、本来の位置にある発光素子２０からの出射光と同一位置において透過制御部４０´の中心領域４０Ａ´に入射する際、そのレンズ部４２´の後面４２ｂ´において、本来の位置にある発光素子２０からの出射光よりも下向きに偏向し、また、中心領域４０Ａ´から出射する際、そのレンズ部４２´の前面４２ａ´において、本来の位置にある発光素子２０からの出射光よりも下向きに偏向する。

　その際、透過制御部４０´の中心領域４０Ａ´は、そのレンズ部４２´の後面４２ｂ´において発光素子２０からの出射光を本実施形態の場合よりも大きく屈折させるので、その前面４２ａ´からの出射光は本実施形態の場合よりも大きく下向きに偏向するものとなる。すなわち、各レンズ素子４２ｓ１´、４２ｓ２´からの出射光の下向き偏向角度θ１´、θ２´は、本実施形態の各レンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２からの出射光の下向き偏向角度θ１、θ２よりも大きい値となる。

　なお、本比較例の透過制御部４０´も、その周辺領域４０Ｂの構成は本実施形態の場合と同様であるので、上方変位した発光素子２０からの出射光が周辺領域４０Ｂの出射素子４０Ｂ３ｓ１から出射する際には、本来の位置にある発光素子２０からの出射光よりも上向きに偏向し、その際の上向き偏向角度θ３は本実施形態の場合と同様である。

　このように本比較例の透過制御部４０´は、中心領域４０Ａ´を構成するレンズ部４２´の後面４０ｂ´において、発光素子２０の発光中心からの出射光を灯具正面方向へ向かう平行光として入射させるように構成されているので、発光素子２０と透過制御部４０´との位置関係がずれると、その中心領域４０Ａ´からの出射光の向きが大きくずれてしまう。そしてこれにより、複数のレンズ素子４２ｓ１´、４２ｓ２´の各々が略矩形状に区分けされた状態で明るく発光して見える状態が大きく変化してしまう。

　これに対し、本実施形態の透過制御部４０は、中心領域４０Ａを構成するレンズ部４２は、その後面４０ｂおよび前面４０ａにおいて、発光素子２０の発光中心からの出射光を２段階で屈折させて灯具正面方向へ向かう平行光とするようになっているので、発光素子２０と透過制御部４０との位置関係がずれても、その中心領域４０Ａからの出射光の向きが大きくずれてしまうことはない。そしてこれにより、複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２の各々が略矩形状に区分けされた状態で明るく発光して見える状態が大きく変化してしまうことはない。

　しかも、発光素子２０と透過制御部４０との位置関係がずれたとき、周辺領域４０Ｂからの出射光は中心領域４０Ａからの出射光とは上下逆方向にずれるので、本実施形態のように中心領域４０Ａからの出射光の向きが大きくずれない構成とすることが透光部材３０の見映え向上を図る上で肝要である。

　次に、本実施形態の作用効果について説明する。

　本実施形態に係る車両用灯具１０は、発光面２０ａを灯具前方へ向けて配置された複数の発光素子２０からの出射光を、左右方向（第１の方向）に延びる透光部材３０を構成する複数の透過制御部４０によって透過制御する構成となっているが、各透過制御部４０は各発光素子２０の灯具前方に位置する中心領域４０Ａとその周囲に位置する周辺領域４０Ｂとを備えているので、複数の発光素子２０の点灯によって複数の透過制御部４０の各々がその中心領域４０Ａおよび周辺領域４０Ｂ毎に光って見えるようにすることができる。

　その際、各透過制御部４０の中心領域４０Ａは各発光素子２０からの出射光を偏向制御するレンズ部４２として構成されているが、このレンズ部４２の後面４２ｂは発光素子２０からの出射光を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させるように構成されており、また、このレンズ部４２の前面４２ａには複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３が形成されており、その各々がレンズ部４２の後面４２ｂから入射した発光素子２０からの出射光を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させる構成となっているので、次のような作用効果を得ることができる。

　すなわち、各透過制御部４０の中心領域４０Ａには各発光素子２０からの出射光が効率良く入射するので、この中心領域４０Ａを構成するレンズ部４２の前面４２ａに形成された複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３はその各々が明るく発光して見える。

　しかも、各透過制御部４０の中心領域４０Ａを構成するレンズ部４２は、その後面４２ｂおよび前面４２ａにおいて各発光素子２０からの出射光を２段階で屈折させる構成となっているので、複数の発光素子２０と透光部材３０との位置関係が多少ずれたような場合であっても、複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３の各々が明るく発光して見える状態が大きく変化してしまわないようにすることができ、これにより透光部材３０の見映えが維持されるようにすることができる。

　このように本実施形態によれば、複数の発光素子２０からの出射光を透光部材３０によって透過制御するように構成された車両用灯具１０において、複数の発光素子２０と透光部材３０との位置関係が多少ずれていても透光部材３０の見映え向上を図ることができる。

　しかも本実施形態においては、複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３が、上下方向（第１の方向と直交する第２の方向）および左右方向に延びる境界線によって区分けされた複数のセグメントに割り付けられているので、次のような作用効果を得ることができる。

　すなわち、複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３の各々は略矩形状の外形形状を有するものとなるので、複数の発光素子２０を点灯させた状態で透光部材３０を灯具前方から観察したとき、左右方向に並んだ状態で配置された複数の透過制御部４０の各々において、その中心領域４０Ａが略矩形状に区分けされた状態で明るく発光して見えるようにすることができ、これにより透光部材３０の見映え向上を図ることができる。

　さらに本実施形態においては、中心領域４０Ａに位置する複数の複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３のうち、四隅に位置する複数のレンズ素子４２ｓ３以外の複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２は、レンズ部４２の後面４２ｂから入射した発光素子２０からの出射光を灯具正面方向へ向けて出射させるように構成されているので、灯具正面視において各透過制御部４０の中心領域４０Ａの主要部分が略矩形状に区分けされた状態で一斉に明るく発光して見えるようにすることができる。

　また、本実施形態の透光部材３０は、各透過制御部４０の周辺領域４０Ｂが、発光素子２０からの出射光を入射させる入射面４０Ｂ１と、この入射面４０Ｂ１から入射した光を灯具前方へ向けて全反射させる全反射面４０Ｂ２と、この全反射面４０Ｂ２で全反射した光を灯具前方へ向けて出射させる出射面４０Ｂ３とを備えているので、発光素子２０からの出射光を広範囲にわたって前方照射光として利用することができる。そしてこれにより、各透過制御部４０の中心領域４０Ａのみならず周辺領域４０Ｂについても一定程度の明るさで発光して見えるようにすることができる。

　その際、周辺領域４０Ｂの出射面４０Ｂ３は、上下方向および左右方向に延びる境界線によって区分けされた複数の出射素子４０Ｂ３ｓ１、４０Ｂ３ｓ２で構成されているので、各透過制御部４０の中心領域４０Ａのみならず周辺領域４０Ｂについても略矩形状に区分けされた状態で発光して見えるようにすることができ、これにより透光部材３０のさらなる見映え向上を図ることができる。

　さらに本実施形態においては、周辺領域４０Ｂの入射面４０Ｂ１および全反射面４０Ｂ２が、光軸Ａｘ（灯具前後方向に延びる軸線）を中心にして同心円状に延びる境界線によって複数の入射素子４０Ｂ１ｓおよび全反射素子４０Ｂ２ｓに区分けされているので、透光部材３０の薄型化を図った上で、発光素子２０からの出射光を広範囲にわたって前方照射光として利用することができる。

　上記実施形態においては、レンズ部４２の前面４２ａを構成する複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３が互いに異なる外形形状を有しているものとして説明したが、縦横格子状に区分けされた同一サイズの矩形状の外形形状を有する構成とすることも可能である。

　上記実施形態においては、複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３の各々が略矩形状の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の外形形状（例えば三角形や六角形等）の外形形状を有する構成とすることも可能である。

　上記実施形態においては、各透過制御部４０の周辺領域４４の構成として、周辺領域４０Ｂの入射面４０Ｂ１および全反射面４０Ｂ２が、複数の入射素子４０Ｂ１ｓおよび全反射素子４０Ｂ２ｓに区分けされているものとして説明したが、単一の入射面４０Ｂ１および単一の全反射面４０Ｂ２で構成されたものとすることも可能である。

　上記実施形態においては、周辺領域４４の出射面４０Ｂ３を構成する複数の出射素子４０Ｂ３ｓ１、４０Ｂ３ｓ２が互いに異なる外形形状を有するものとして説明したが、縦横格子状に区分けされた同一サイズの矩形状の外形形状を有するものとすることも可能であり、その際、レンズ部４２の前面４２ａを構成する複数のレンズ素子４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３と同一サイズの矩形状の外形形状を有する構成とすることも可能である。

　上記実施形態においては、透光部材３０が灯具正面視において横長矩形状の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の外形形状（例えば、縦長矩形状や斜め方向に細長く延びる外形形状等）を有する構成とすることも可能である。

　上記実施形態においては、透光部材３０が複数の透過制御部４０が左右方向に一列で配置されているものとして説明したが、これらが上下複数段にわたって配置された構成とすることも可能である。

　上記実施形態においては、車両用灯具１０の構成として、ランプボディ１２と透光カバー１４とで形成される灯室内に複数の発光素子２０と透光部材３０とが組み込まれているものとして説明したが、車室内後部に配置されるハイマウントストップランプ等の場合には透光カバー１４が存在しない構成することも可能である。

　上記実施形態においては、複数の発光素子２０が同時点灯するものとして説明したが、これに代えてあるいはこれに加えて一部の発光素子２０が順次点灯する構成とすることも可能である。

　上記実施形態においては、車両用灯具１０が車両後部に配置されるハイマウントストップランプである場合について説明したが、車両に設けられる箇所や機能にかかわらず、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、ハイマウントストップランプ以外にも、例えば、テール＆ストップランプ、リアフォグランプ、デイタイムランニングランプ、クリアランスランプ等が採用可能である。その際、各灯具の機能に合わせて複数の発光素子２０として赤色の発光ダイオードの他にも白色やアンバ色の発光ダイオードを使用することが可能である。

　次に、上記実施形態の変形例について説明する。

　まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。

　図９は、本変形例に係る車両用灯具の要部を示す、図５と同様の図である。

　図９に示すように、本変形例の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、透光部材１３０の構成が本実施形態の場合と一部異なっている。

　すなわち、本変形例の透光部材１３０も、複数の透過制御部１４０が左右方向に並んだ状態で配置された構成となっており、各透過制御部１４０は本実施形態の透過制御部４０と同様の周辺領域４０Ｂを有しているが、その中心領域１４０Ａの構成が上記実施形態の場合と異なっている。

　具体的には、本変形例の透光部材１３０も、各透過制御部１４０の中心領域１４０Ａがレンズ部１４２として構成されているが、その前面１４２ａを構成する複数のレンズ素子１４２ｓ１、１４２ｓ２の各々が凹曲面状に形成されている点で上記実施形態の場合と異なっている。

　なお本変形例においても、複数のレンズ素子１４２ｓ１、１４２ｓ２の配置およびその各々の外形形状は上記実施形態の場合と同様である。

　また本変形例においても、レンズ部１４２の後面１４２ｂの構成は上記実施形態の場合と同様である。

　そしてこれにより、本変形例の透光部材１３０においても、各透過制御部１４０の中心領域１４０Ａを構成するレンズ部１４２は、その後面１４２ｂおよび前面１４２ａにおいて各発光素子２０からの出射光を２段階で屈折させる構成となっている。その際、複数のレンズ素子１４２ｓ１、１４２ｓ２の各々は凹曲面状に形成されているので、レンズ部１４２の後面１４２ｂから入射した発光素子２０からの出射光は、灯具正面方向を中心とする拡散光として各レンズ素子１４２ｓ１、１４２ｓ２から出射することとなる。

　したがって、本変形例の透光部材１３０は、灯具正面視において各透過制御部４０の中心領域４０Ａの主要部分が略矩形状に区分けされた状態で明るく発光して見えるだけでなく、灯具正面視の状態から視点を多少移動させても各透過制御部４０の中心領域４０Ａの主要部分が略矩形状に区分けされた状態で明るく発光して見える状態を維持することができる。

　次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

　図１０は、本変形例に係る車両用灯具の要部を示す、図５と同様の図である。

　図１０に示すように、本変形例の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、透光部材２３０の構成が本実施形態の場合と一部異なっている。

　すなわち、本変形例の透光部材２３０も、複数の透過制御部２４０が左右方向に並んだ状態で配置された構成となっており、各透過制御部２４０は本実施形態の透過制御部４０と同様の周辺領域４０Ｂを有しているが、その中心領域２４０Ａの構成が上記実施形態の場合と異なっている。

　具体的には、本変形例の透光部材２３０も、各透過制御部２４０の中心領域２４０Ａがレンズ部２４２として構成されているが、その前面２４２ａを構成する複数のレンズ素子２４２ｓ２の各々における内周縁領域（すなわち光軸Ａｘ寄りの領域）２４２ｓ２ａの形状が上記実施形態の場合と一部異なっている。すなわち、各レンズ素子２４２ｓ２は、その内周縁領域２４２ｓ２ａが光軸Ａｘから離れるに従って灯具前方側へ傾斜する方向に延びるように形成されている。

　なお本変形例においても、複数のレンズ素子２４２ｓ１の配置およびその各々の外形形状は上記実施形態の場合と同様であり、また、複数のレンズ素子２４２ｓ２の各々における内周縁領域２４２ｓ２ａ以外の一般領域の構成については上記実施形態の場合と同様である。

　また本変形例においても、レンズ部２４２の後面２４２ｂの構成は上記実施形態の場合と同様である。

　そしてこれにより、本変形例の透過制御部２４０においては、レンズ部２４２の後面２４２ｂから入射して複数のレンズ素子２４２ｓ２の各々に到達した発光素子２０からの出射光は、その一般領域においては灯具正面方向へ向けて出射し、その内周縁領域２４２ｓ２ａにおいては灯具正面方向から外側に傾斜した方向へ向けて出射することとなる。

　したがって、本変形例の透光部材２３０は、灯具正面視において各透過制御部４０の中心領域４０Ａの主要部分が略矩形状に区分けされた状態で一斉に明るく発光して見える状態を維持した上で、灯具正面視の状態から視点を大きく移動させたときであっても、一部のレンズ素子２４２ｓ２の内周縁領域２４２ｓ２ａが明るく発光して見える状態を演出することができる。

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

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

　本国際出願は、２０２２年５月１３日に出願された日本国特許出願である特願２０２２－０７９３８３号に基づく優先権を主張するものであり、当該日本国特許出願である特願２０２２－０７９３８３号の全内容は、本国際出願に援用される。

　本発明の特定の実施の形態についての上記説明は、例示を目的として提示したものである。それらは、網羅的であったり、記載した形態そのままに本発明を制限したりすることを意図したものではない。数多くの変形や変更が、上記の記載内容に照らして可能であることは当業者に自明である。

　１０　車両用灯具
　１２　ランプボディ
　１４　透光カバー
　２０　発光素子
　２０ａ　発光面
　２２　基板
　３０、１３０、２３０　透光部材
　３０ａ　外周フランジ部
　３０ｂ　フレーム部
　４０、１４０、２４０　透過制御部
　４０Ａ、１４０Ａ、２４０Ａ　中心領域
　４０Ｂ　周辺領域
　４０Ｂ１　入射面
　４０Ｂ１ｓ　入射素子
　４０Ｂ２　全反射面
　４０Ｂ２ｓ　全反射素子
　４０Ｂ３　出射面
　４０Ｂ３ｓ１、４０Ｂ３ｓ２　出射素子
　４２、１４２、２４２　レンズ部
　４２ａ、１４２ａ、２４２ａ　前面
　４２ｂ、１４２ｂ、２４２ｂ　後面
　４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３、１４２ｓ１、１４２ｓ２、２４２ｓ１、２４２ｓ２　レンズ素子
　２４２ｓ２ａ　内周縁領域
　Ａｘ　光軸

Claims (6)

1. 　複数の発光素子と、上記複数の発光素子の灯具前方側に配置された透光部材と、を備えた車両用灯具において、
   　上記複数の発光素子は、発光面を灯具前方へ向けた状態で灯具前後方向と交差する第１の方向に互いに間隔をおいて配置されており、
   　上記透光部材は、上記複数の発光素子の各々からの出射光を透過制御するための複数の透過制御部を備えており、
   　上記複数の透過制御部は、上記第１の方向に並んだ状態で配置されており、
   　上記各透過制御部は、上記各発光素子の灯具前方に位置する中心領域と、上記中心領域の周囲に位置する周辺領域とを備えており、
   　上記中心領域は、上記発光素子からの出射光を偏向制御するレンズ部として構成されており、
   　上記レンズ部の後面は、上記発光素子からの出射光を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させるように構成されており、
   　上記レンズ部の前面に、複数のレンズ素子が形成されており、
   　上記複数のレンズ素子の各々は、上記レンズ部の後面から入射した上記発光素子からの出射光の少なくとも一部を灯具正面方向寄りの方向へ屈折させるように構成されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 　上記複数のレンズ素子は、上記第１の方向およびこれと直交する第２の方向に延びる境界線によって区分けされた複数のセグメントに割り付けられている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 　上記複数のレンズ素子の各々は、上記レンズ部の後面から入射した上記発光素子からの出射光を灯具正面方向へ向けて出射させるように構成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
4. 　上記周辺領域は、上記発光素子からの出射光を入射させる入射面と、上記入射面から入射した光を灯具前方へ向けて全反射させる全反射面と、上記全反射面で全反射した光を灯具前方へ向けて出射させる出射面とを備えている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
5. 　上記周辺領域の出射面に、上記第１および第２の方向に延びる境界線によって区分けされた複数の出射素子が形成されている、ことを特徴とする請求項４記載の車両用灯具。
6. 　上記周辺領域の入射面および全反射面は、灯具前後方向に延びる軸線を中心にして同心円状に延びる境界線によって区分けされた複数の入射素子および全反射素子で構成されている、ことを特徴とする請求項４記載の車両用灯具。

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