JP6131571B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

この発明は、半導体型光源からの光を、レンズに入射させてかつそのレンズから所定の配光パターンとして照射するレンズ直射型の車両用灯具に関するものである。

この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１、特許文献２）。以下、従来の車両用灯具について説明する。

特許文献１の車両用灯具は、レンズと、光源とを、備え、レンズが、全反射型フレネルレンズの複数の輪帯状プリズムの入射面と、放射状に複数個に分割されている出射面と、から構成されているものである。光源を点灯すると、光源からの光がレンズの入射面からレンズ中に入射し、その入射光がレンズの出射面から出射して、ロービーム用配光パターンとして車両の前方に照射される。

特許文献２の車両用灯具は、投影レンズと、光源とを、備え、投影レンズが、光軸を中心に放射状に分割された複数の分割レンズ部から構成されていて、複数の分割レンズ部の出射面が、異なる曲率からなり、複数の分割レンズ部の入射面が、複数の分割レンズの厚みおよび焦点が同一となるように設定されているものである。光源を点灯すると、光源からの光が複数の分割レンズ部の入射面から複数の分割レンズ部中に入射し、その入射光が複数の分割レンズ部の出射面から出射して、所定の配光パターンとして車両の前方に照射される。

特開２０１０−１２３４４７号公報 特開２０１２−１５５９０２号公報

ところが、特許文献１の車両用灯具においては、放射状に複数個に分割されている出射面の分割段差面からの出射光を配光制御する手段が設けられていない。また、特許文献２の車両用灯具においても、複数の分割レンズ部の出射面の分割段差面からの出射光を配光制御する手段が設けられていない。このために、従来の車両用灯具においては、分割段差面から配光制御されていない出射光が出射される場合がある。

この発明が解決しようとする課題は、従来の車両用灯具では、分割段差面から配光制御されていない出射光が出射される場合がある、という点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、レンズと、半導体型光源と、を備え、レンズが、１個の入射面と、水平分割段差面により鉛直方向において複数個に分割されている出射面と、から構成されていて、水平分割段差面は、鉛直方向上位側の端部から鉛直方向下位側の端部に向かうにしたがって、入射面と反対側に向けて延びる、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、出射面は、垂直分割段差面により水平方向において複数個に分割されており、垂直分割段差面は、レンズの水平方向中央側の端部からレンズの水平方向外側の端部に向かうにしたがって、入射面と反対側に向けて延びる、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、複数個の出射面の水平分割段差面および垂直分割段差面が、レンズの正面視において、半導体型光源が位置する箇所以外の箇所に設けられている、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、複数個の出射面が、少なくとも、中間の部分と、車両の内側の部分と、車両の外側の部分と、に分割されていて、中間の出射面が、ロービーム配光パターンのカットオフラインを形成する集光配光パターンを出射し、車両の内側の出射面が、ロービーム配光パターンの中拡散配光パターンを出射し、車両の外側の出射面が、ロービーム配光パターンの大拡散配光パターンを出射する、ことを特徴とする。

この発明（請求項５にかかる発明）は、中間の出射面および車両の内側の出射面および車両の外側の出射面が、それぞれ、上側の部分と、中央の部分と、下側の部分と、に分割されている、ことを特徴とする。

この発明の車両用灯具は、複数個の出射面のうち下位の出射面が上位の出射面より光の出射方向側に位置するので、水平分割段差面が、上位の出射面から下位の出射面にかけて、上から下に傾斜している。この結果、水平分割段差面から出射する出射光が、上から下に傾斜している水平分割段差面により配光制御されて、レンズの光軸に対して下向きに屈折して出射する。

また、この発明の車両用灯具は、複数個の出射面のうち中間側の出射面が左右の端側の出射面より光の出射方向側に位置するので、中間側の出射面から右端側の出射面にかけて、左側から右側に傾斜していて、中間側の出射面から左端側の出射面にかけて、右側から左側に傾斜している。この結果、垂直分割段差面から出射する出射光が、左側から右側にまた右側から左側に傾斜している垂直分割段差面により配光制御されて、レンズの光軸に対して外側に屈折して出射する。

図１は、この発明にかかる車両用灯具の実施形態を示し、左右両側の車両用灯具を搭載した車両の平面図である。 図２は、左側のランプユニットを示す正面図である。 図３は、左側のランプユニットを示す平面図（図２におけるＩＩＩ矢視図）である。 図４は、左側のランプユニットを示す側面図（図２におけるＩＶ矢視図）である。 図５は、左側のランプユニットを示す斜視図である。 図６は、半導体型光源を示す斜視説明図である。 図７は、左側のランプユニットからの光路を示す水平断面説明図（図２におけるＶＩＩＡ−ＶＩＩＡ線断面説明図、図２におけるＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線断面説明図、図２におけるＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ線断面説明図）である。 図８は、左側のランプユニットからの光路を示す垂直断面説明図（図２におけるＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線断面説明図、図２におけるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線断面説明図、図２におけるＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣ線断面説明図）である。 図９は、左側のランプユニットのレンズの車両の内側（右側）の出射面から照射されるロービーム配光パターンの中拡散配光パターンを示す説明図である。 図１０は、左側のランプユニットのレンズの中間の出射面から照射されるロービーム配光パターンのカットオフラインを形成する集光配光パターンを示す説明図である。 図１１は、左側のランプユニットのレンズの車両の外側（左側）の出射面から照射されるロービーム配光パターンの大拡散配光パターンを示す説明図である。 図１２は、左側のランプユニットの補助レンズ部から照射されるオーバーヘッドサイン配光パターンを示す説明図である。 図１３は、左側のランプユニットのレンズから照射されるロービーム配光パターンと左側のランプユニットの補助レンズ部から照射されるオーバーヘッドサイン配光パターンとを示す説明図である。 図１４は、左側のランプユニットのレンズの水平な分割段差面からの光路を示す垂直一部断面説明図（図２におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線断面説明図）である。 図１５は、左側のランプユニットのレンズの垂直な分割段差面からの光路を示す水平一部断面説明図（図２におけるＸＶ−ＸＶ線断面説明図）である。 図１６は、左側のランプユニットのレンズの水平な分割段差面および垂直な分割段差面から照射される配光パターンであって、コンピュータシミュレーションによる配光パターンを示す説明図である。

以下、この発明にかかる車両用灯具の実施形態（実施例）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図９〜図１３、図１６において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。この明細書において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用灯具を車両に搭載した際の前、後、上、下、左、右である。図中、レンズの断面図においては、光路を明確にするためにハッチングを省略してある。

（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態にかかる車両用灯具の構成について説明する。図中、符号１Ｌ、１Ｒは、この実施形態にかかる車両用灯具（たとえば、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプなど）である。前記車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、車両Ｃの前部の左右両端部に搭載されている。以下、車両Ｃの左側に搭載される左側の車両用灯具１Ｌについて説明する。なお、車両Ｃの右側に搭載される右側の車両用灯具１Ｒは、左側の車両用灯具１Ｌとほぼ同様の構成（左右がほぼ逆となる構成）をなすので、説明を省略する。

（ランプユニットの説明）
前記車両用灯具１Ｌは、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、レンズ２と、半導体型光源３と、ヒートシンク部材４と、図示しないホルダ（取付部材）と、を備えるものである。

前記レンズ２および前記半導体型光源３および前記ヒートシンク部材４および前記ホルダは、ランプユニットを構成する。前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズは、灯室（図示せず）を画成する。前記ランプユニット２、３、４は、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。なお、前記灯室内には、前記ランプユニット２、３、４以外のランプユニット、たとえば、フォグランプ、ハイビーム用ヘッドランプ、ローハイ用ヘッドランプ、ターンシグナルランプ、クリアランスランプ、デイタイムランニングランプ、コーナーリングランプなどが配置されている場合がある。

（半導体型光源３の説明）
前記半導体型光源３は、図２〜図８、図１４、図１５に示すように、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源３は、発光チップ（ＬＥＤチップ）３０を封止樹脂部材で封止したパッケージ（ＬＥＤパッケージ）から構成されている。前記パッケージは、基板（図示せず）に実装されている。前記基板に取り付けられているコネクタ（図示せず）を介して前記発光チップ３０には、電源（バッテリー）からの電流が供給される。前記半導体型光源３は、前記ヒートシンク部材４に取り付けられている。

前記発光チップ３０は、図６に示すように、平面矩形形状（平面長方形状）をなす。すなわち、４個の正方形のチップをＸ軸方向（水平方向）に配列してなるものである。なお、２個もしくは３個もしくは５個以上の正方形のチップ、あるいは、１個の長方形のチップ、あるいは、１個の正方形のチップ、を使用しても良い。前記発光チップ３０の正面この例では長方形の正面が発光面３１をなす。前記発光面３１は、前記レンズ２の基準光軸（基準軸）Ｚの前側に向いている。前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏは、前記レンズ２の基準焦点Ｆもしくはその近傍に位置し、かつ、前記レンズ２の基準光軸Ｚ上もしくはその近傍に位置する。

図６において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、直交座標（Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系）を構成する。Ｘ軸は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏを通る左右方向の水平軸であって、車両Ｃの外側、すなわち、この実施形態において、左側が＋方向であり、右側が−方向である。また、Ｙ軸は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏを通る上下方向の鉛直軸であって、この実施形態において、上側が＋方向であり、下側が−方向である。さらに、Ｚ軸は、前記発光チップ３０の前記発光面３１の中心Ｏを通る法線（垂線）、すなわち、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交する前後方向の軸（前記レンズ２の基準光軸Ｚ）であって、この実施形態において、前側が＋方向であり、後側が−方向である。

（レンズ２の説明）
前記レンズ２は、図２〜図５、図７、図８、図１４、図１５に示すように、１個の入射面２０と、複数個この例では９個の出射面、すなわち、第１出射面２１、第２出射面２２、第３出射面２３、第４出射面２４、第５出射面２５、第６出射面２６、第７出射面２７、第８出射面２８、第９出射面２９（以下、「出射面２１〜２９」と記載する場合がある）と、から構成されている。前記レンズ２は、前記ホルダを介して前記ヒートシンク部材４に、前記半導体型光源３と対向するように、取り付けられている。

前記レンズ２の正面視（前記出射面２１〜２９）の形状は、左右非対称の形状をなしている。このために、前記レンズ２は、左側の前記車両用灯具１Ｌの専用レンズと、右側の前記車両用灯具１Ｒの専用レンズと、を使用することとなる。

（入射面２０の説明）
１個の前記入射面２０は、前記半導体型光源３と対向する面であって、この例では２次曲面または複合２次曲面または自由曲面により連続的に形成されている。

（出射面２１〜２９の説明）
前記出射面２１〜２９は、前記半導体型光源３と対向する面と反対側の面であって、２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒおよび２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄにより、左右に３分割上下に３分割、合計９個に分割されている。

すなわち、前記出射面２１〜２９は、２本の前記垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒにより、中間の部分２２、２５、２８と、車両Ｃの内側（右側）の部分２１、２４、２７と、車両Ｃの外側（左側）の部分２３、２６、２９と、に３分割されている。また、前記出射面２１〜２９は、２本の前記水平分割段差面２Ｕ、２Ｄにより、上側の部分２１、２２、２３と、中央の部分２４、２５、２６と、下側の部分２７、２８、２９と、に３分割されている。この結果、前記出射面２１〜２９は、２本の前記垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒおよび２本の前記水平分割段差面２Ｕ、２Ｄにより、左右に３分割上下に３分割、合計９個に分割されている。

９個の前記出射面２１〜２９のうち、下位の前記出射面２４、２５、２６または２７、２８、２９は、図２、図４、図５、図８、図１４に示すように、上位の前記出射面２１、２２、２３または２４、２５、２６より、光Ｌ１〜Ｌ９、Ｌ５０の出射方向側（図中の実線矢印方向側）に位置する。すなわち、前記レンズ２の基準光軸Ｚに対して前側（前記レンズ２の基準光軸Ｚ方向前方、前記半導体型光源３から離れる方向）に凸である。

９個の前記出射面２１〜２９のうち、中間側の前記出射面２２、２５、２８は、図２〜図５、図７、図１５に示すように、左右の端側の前記出射面２１、２４、２７および２３、２６、２９より、光Ｌ１〜Ｌ９、Ｌ５０の出射方向と反対側（図中の実線矢印方向と反対側）に位置する。すなわち、前記レンズ２の基準光軸Ｚに対して後側（前記レンズ２の基準光軸Ｚ方向後方、前記半導体型光源３に近づく方向）に凹である。

９個の前記出射面２１〜２９は、この例では自由曲面または複合２次曲面または２次曲面からそれぞれ独立して形成されている。９個の前記出射面２１〜２９は、図３、図７に示すように、前記レンズ２の平面視において、図１の前記車両Ｃの前部の左右両端部の湾曲傾斜（スラント）に沿って、車両Ｃの内側（この例では右側）から外側（この例では左側）にかけて、車両Ｃの前側から後側に湾曲傾斜（スラント）している。

中間の３個の前記第２出射面２２、前記第５出射面２５、前記第８出射面２８は、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ロービーム配光パターンＬＰの水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２を形成する集光配光パターンＰ２、Ｐ５、Ｐ８を出射する。

車両Ｃの内側（右側）の３個の前記第１出射面２１、前記第４出射面２４、前記第７出射面２７は、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記ロービーム配光パターンＬＰの中拡散配光パターンＰ１、Ｐ４、Ｐ７を出射する。

車両Ｃの外側（左側）の３個の前記第３出射面２３、前記第６出射面２６、前記第９出射面２９は、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記ロービーム配光パターンＬＰの大拡散配光パターンＰ３、Ｐ６、Ｐ９を出射する。

（配光パターンＰ１〜Ｐ９の説明）
各前記配光パターンＰ１〜Ｐ９は、前記半導体型光源３からの光を、前記レンズ２の１個の前記入射面２０および９個の前記出射面２１〜２９により、配光制御されている。以下、その詳細について説明する。

中央の前記第５出射面２５から出射する前記集光配光パターンＰ５は、図１０（Ｂ）に示すように、最も集光されていて、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左右にほぼ均等に配光されていて、対向車線側（右側）の水平カットオフラインＣＬ１がスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲに対して下側に位置し、走行車線側（左側）の斜めカットオフラインＣＬ２がスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲを斜めに交差している。

上側の前記第２出射面２２から出射する前記集光配光パターンＰ２、および、下側の前記第８出射面２８から出射する前記集光配光パターンＰ８は、図１０（Ａ）、（Ｃ）に示すように、中央の前記集光配光パターンＰ５よりも上下左右にやや拡散されている。

中央の前記第４出射面２４から出射する前記中拡散配光パターンＰ４は、図９（Ｂ）に示すように、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して大部分が右側に配光されていて、水平カットオフラインＣＬ１がスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲに対して下側に位置する。

上側の前記第１出射面２１から出射する前記中拡散配光パターンＰ１は、図９（Ａ）に示すように、中央の前記中拡散配光パターンＰ４よりも上下左右にやや拡散されていて、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左右にほぼ均等に配光されていて、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲに対して下側に配光されている。

下側の前記第７出射面２７から出射する前記中拡散配光パターンＰ７は、図９（Ｃ）に示すように、中央の前記中拡散配光パターンＰ４よりも上下にやや拡散されていて、中央の前記中拡散配光パターンＰ４とほぼ同様に、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して大部分が右側に配光されていて、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲに対して下側に配光されている。

中央の前記第６出射面２６から出射する前記大拡散配光パターンＰ６は、図１１（Ｂ）に示すように、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して大部分が左側に配光されていて、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲに対して大部分が下側に配光されている。

上側の前記第３出射面２３から出射する前記大拡散配光パターンＰ３は、図１１（Ａ）に示すように、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して大部分が左側に配光されていて、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲに対して下側に配光されている。

下側の前記第９出射面２９から出射する前記大拡散配光パターンＰ９は、図１１（Ｃ）に示すように、中央の前記大拡散配光パターンＰ６よりも上下にやや拡散されていて、中央の前記大拡散配光パターンＰ６とほぼ同様に、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して大部分が左側に配光されていて、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲに対して大部分が下側に配光されている。

（分割段差面２Ｌ、２Ｒ、２Ｕ、２Ｄの説明）
９個の前記出射面２１〜２９の前記分割段差面２Ｌ、２Ｒ、２Ｕ、２Ｄは、図２に示すように、前記レンズ２の正面視において、前記半導体型光源３が位置する箇所（図２中において、破線で示す箇所）以外の箇所に設けられている。前記分割段差面２Ｌ、２Ｒ、２Ｕ、２Ｄは、傾斜している。

すなわち、２本の前記水平分割段差面２Ｕ、２Ｄは、図２、図４、図５、図８、図１４に示すように、上位の前記出射面２１、２２、２３または２４、２５、２６から下位の前記出射面２４、２５、２６または２７、２８、２９にかけて、車両Ｃの後側から前側に傾斜している。この結果、２本の前記水平分割段差面２Ｕ、２Ｄから出射する出射光Ｌ５０は、図１４に示すように、上から下にかけて車両Ｃの後側から前側に傾斜している２本の前記水平分割段差面２Ｕ、２Ｄにより配光制御されて、光軸（前記基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ２に対して下向きに屈折して出射する。なお、図１４においては、上側の前記水平分割段差面２Ｕから出射する出射光Ｌ５０が図示されているだけであるが、下側の前記水平分割段差面２Ｄから出射する出射光Ｌ５０も同様に下向きに屈折して出射する。

２本の前記垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒは、図２〜図５、図７、図１５に示すように、中間側の前記出射面２２、２５、２８から右端側の前記出射面２１、２４、２７および左端側の前記出射面２３、２６、２９にかけて、車両Ｃの後側から前側に傾斜している。この結果、２本の前記垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒから出射する出射光Ｌ５０は、図１５に示すように、中間から左右にかけて車両Ｃの後側から前側に傾斜している２本の前記垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒにより配光制御されて、光軸（前記基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ２に対して外側に屈折して出射する。すなわち、右側の前記垂直分割段差面２Ｒから出射する出射光Ｌ５０は、右側に屈折して出射し、左側の前記垂直分割段差面２Ｌから出射する出射光Ｌ５０は、左側に屈折して出射する。

前記分割段差面２Ｌ、２Ｒ、２Ｕ、２Ｄの傾斜は、前記レンズ２の成形金型（図示せず）の抜き傾斜とほぼ合致する。すなわち、前記分割段差面２Ｌ、２Ｒ、２Ｕ、２Ｄは、図３、図４に示すように、車両Ｃの前後方向に対して若干傾斜している。なお、図７、図８、図１４、図１５においては、光路を明確にするために、前記分割段差面２Ｌ、２Ｒ、２Ｕ、２Ｄは、車両Ｃの前後方向に対して大きく傾斜させて図示してある。

（ヒートシンク部材４の説明）
前記ヒートシンク部材４は、前記半導体型光源３で発生する熱を外部に放射させるものである。前記ヒートシンク部材４は、たとえば、熱伝導性なお導電性をも有するアルミダイカストや樹脂部材からなる。前記ヒートシンク部材４は、垂直板部と、前記垂直板部の一面（後側の面、背面）に一体に設けた複数枚の垂直板形状のフィン部と、から構成されている。

前記ヒートシンク部材４の前記垂直板部の他面（前側の面、正面）の固定面には、前記半導体型光源３が取り付けられている。前記ヒートシンク部材４には、前記レンズ２が前記ホルダを介して前記半導体型光源３と対向するように取り付けられている。

（補助レンズ部５の説明）
前記レンズ２の下辺には、補助レンズ部５が一体に設けられている。前記補助レンズ部５は、入射面５０と、全反射面５１と、出射面５２と、から構成されている。前記補助レンズ部５は、前記半導体型光源３からの光を前記入射面５０から入射して、その入射光を前記全反射面５１で全反射させ、その全反射光を前記出射面５２から出射させ、その出射光Ｌ１０により、図１２、図１３に示すオーバーヘッドサイン配光パターンＰ１０として照射する。

前記補助レンズ部５により形成される前記オーバーヘッドサイン配光パターンＰ１０は、前記レンズ２により形成される前記ロービーム配光パターンＬＰの主配光パターンに対する補助配光パターンである。

（実施形態の作用の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

半導体型光源３を点灯する。すると、半導体型光源３からの光の大部分は、レンズ２の１個の入射面２０からレンズ２中に入射する。その入射光は、レンズ２の９個の出射面２１〜２９から外部にそれぞれ出射する。その出射光Ｌ１〜Ｌ９は、９個の配光パターンＰ１〜Ｐ９として車両Ｃの前方に照射される。

すなわち、右側の上側の第１出射面２１からは、出射光Ｌ１（図７（Ａ）、図８（Ａ）参照）が出射されて図９（Ａ）に示す中拡散配光パターンＰ１として車両Ｃの前方に照射される。中間の上側の第２出射面２２からは、出射光Ｌ２（図７（Ａ）、図８（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ａ） に示す水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２を有する集光配光パターンＰ２として車両Ｃの前方に照射される。左側の上側の第３出射面２３からは、出射光Ｌ３（図７（Ａ）、図８（Ｃ）参照）が出射されて図１１（Ａ） に示す大拡散配光パターンＰ３として車両Ｃの前方に照射される。

右側の中央の第４出射面２４からは、出射光Ｌ４（図７（Ｂ）、図８（Ａ）参照）が出射されて図９（Ｂ）に示す水平カットオフラインＣＬ１を有する中拡散配光パターンＰ４として車両Ｃの前方に照射される。中間の中央の第５出射面２５からは、出射光Ｌ５（図７（Ｂ）、図８（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ｂ）に示す水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２を有する最も集光された集光配光パターンＰ５として車両Ｃの前方に照射される。左側の中央の第６出射面２６からは、出射光Ｌ６（図７（Ｂ）、図８（Ｃ）参照）が出射されて図１１（Ｂ）に示す大拡散配光パターンＰ６として車両Ｃの前方に照射される。

右側の下側の第７出射面２７からは、出射光Ｌ７（図７（Ｃ）、図８（Ａ）参照）が出射されて図９（Ｃ）に示す中拡散配光パターンＰ７として車両Ｃの前方に照射される。中間の下側の第８出射面２８からは、出射光Ｌ８（図７（Ｃ）、図８（Ｂ）参照）が出射されて図１０（Ｃ）に示す水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２を有する集光配光パターンＰ８として車両Ｃの前方に照射される。左側の下側の第９出射面２９からは、出射光Ｌ９（図７（Ｃ）、図８（Ｃ）参照）が出射されて図１１（Ｃ）に示す大拡散配光パターンＰ９として車両Ｃの前方に照射される。

ここで、中間の３個の出射面、すなわち、第２出射面２２、第５出射面２５、第８出射面２８は、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ロービーム配光パターンＬＰの水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２を形成する集光配光パターンＰ２、Ｐ５、Ｐ８を出射する。

車両Ｃの内側（右側）の３個の出射面、すなわち、第１出射面２１、第４出射面２４、第７出射面２７は、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ロービーム配光パターンＬＰの中拡散配光パターンＰ１、Ｐ４、Ｐ７を出射する。この第１出射面２１、第４出射面２４、第７出射面２７からの出射光Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７は、図３に示すように、光軸（基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ１に対して外側（車両Ｃの内側、右側）に小さい角度θ２（約２５°）で振り分けられている。

車両Ｃの外側（左側）の３個の出射面、すなわち、第３出射面２３、第６出射面２６、第９出射面２９は、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ロービーム配光パターンＬＰの大拡散配光パターンＰ３、Ｐ６、Ｐ９を出射する。この第３出射面２３、第６出射面２６、第９出射面２９からの出射光Ｌ３、Ｌ６、Ｌ９は、図３に示すように、光軸（基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ１に対して外側（車両Ｃの外側、左側）に大きい角度θ１（約６５°）で振り分けられている。

前記の９個の配光パターンＰ１〜Ｐ９が重畳されることにより、図１３に示すロービーム配光パターンＬＰが形成される。なお、図１３に示すロービーム配光パターンＬＰは、左側の車両用灯具１Ｌから照射されるものであって、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して左側にやや偏っている。たとえば、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから左側に約６０°右側に約４０°である。

右側の車両用灯具１Ｒから照射されるロービーム配光パターンは、図示されていないが、図１３に示すロービーム配光パターンＬＰと比較して、水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２が変わらず、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤに対して右側にやや偏っている。たとえば、スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから左側に約４０°右側に約６０°である。

左側の車両用灯具１Ｌから照射される図１３に示すロービーム配光パターンＬＰと、右側の車両用灯具１Ｒから照射される図示されていないロービーム配光パターンとが重畳されることにより、左右両端がスクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから左右両側に約６０°である理想のロービーム配光パターン（図示せず）が得られる。

一方、半導体型光源３からの光の一部は、補助レンズ部５の入射面５０から補助レンズ部５中に入射する。その入射光は、補助レンズ部５の全反射面５１で全反射する。その全反射光は、補助レンズ部５の出射面５２から外部に出射する。その出射光Ｌ１０は、図１２、図１３に示すオーバーヘッドサイン配光パターンＰ１０として車両Ｃの前上方に照射される。

ここで、レンズ２中に入射した入射光がレンズ２の分割段差面２Ｕ、２Ｄ、２Ｌ、２Ｒからこの分割段差面２Ｕ、２Ｄ、２Ｌ、２Ｒにより配光制御されて外部に出射する。すなわち、２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄから外部に出射する出射光Ｌ５０は、図１４に示すように、２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄにより配光制御されて、光軸（基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ２に対して下向きに屈折して出射する。また、２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒから出射する出射光Ｌ５０は、図１５に示すように、２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒにより配光制御されて、光軸（基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ２に対して外側に屈折して出射する。

この結果、分割段差面２Ｕ、２Ｄ、２Ｌ、２Ｒから外部に出射する出射光Ｌ５０により形成される配光（以下、「段差面からの配光」と称する）Ｐ０は、図１６に示す配光となる。すなわち、上縁がスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲよりも下方に位置し、中央部分が下方に拡散され、左右両端部分が左右に拡散されている。特に、この段差面からの配光Ｐ０の上縁の中央部（スクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤと左右の水平線ＨＬ−ＨＲとが交差する部分に対応する中央部）は、左右の水平線ＨＬ−ＨＲよりも下方に位置する。

（実施形態の効果の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、９個の出射面２１〜２９のうち、下位の出射面２４、２５、２６または２７、２８、２９が上位の出射面２１、２２、２３または２４、２５、２６より、光Ｌ１〜Ｌ９、Ｌ５０の出射方向側に位置する。すなわち、レンズ２の基準光軸Ｚに対して前側（レンズ２の基準光軸Ｚ方向前方、半導体型光源３から離れる方向）に凸である。このために、２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄが、上位の出射面２１、２２、２３または２４、２５、２６から下位の出射面２４、２５、２６または２７、２８、２９にかけて、上から下に傾斜している。この結果、２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄから出射する出射光Ｌ５０が、図１４に示すように、上から下に傾斜している２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄにより配光制御されて、光軸（基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ２に対して下向きに屈折して出射する。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、９個の出射面２１〜２９のうち、中間側の出射面２２、２５、２８が左右の端側の出射面２１、２４、２７および２３、２６、２９より、光Ｌ１〜Ｌ９、Ｌ５０の出射方向と反対側に位置する。すなわち、レンズ２の基準光軸Ｚに対して後側（レンズ２の基準光軸Ｚ方向後方、半導体型光源３に近づく方向）に凹である。このために、２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒが、中間側の出射面２２、２５、２８から右端側の出射面２１、２４、２７にかけて左側から右側に傾斜していて、中間側の出射面２２、２５、２８から左端側の出射面２３、２６、２９にかけて、右側から左側に傾斜している。この結果、２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒから出射する出射光Ｌ５０が、図１５に示すように、左側から右側にまた右側から左側に傾斜している２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒにより配光制御されて、光軸（基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ２に対して外側に屈折して出射する。すなわち、右側の垂直分割段差面２Ｒから出射する出射光Ｌ５０は、右側に屈折して出射し、左側の垂直分割段差面２Ｌから出射する出射光Ｌ５０は、左側に屈折して出射する。

このように、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄから外部に出射する出射光Ｌ５０が、図１４に示すように、光軸（基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ２に対して下向きに屈折して出射し、また、２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒから出射する出射光Ｌ５０が、図１５に示すように、光軸（基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ２に対して外側に屈折して出射する。この結果、分割段差面２Ｕ、２Ｄ、２Ｌ、２Ｒから外部に出射する出射光Ｌ５０により形成される段差面からの配光Ｐ０は、ロービーム配光パターンＬＰの水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２に対して下方にかつ外側にそれぞれ配光される。すなわち、図１６に示すように、段差面からの配光Ｐ０の上縁の中央部は、左右の水平線ＨＬ−ＨＲよりも下方に位置する。これにより、ロービーム配光パターンＬＰの水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２に対して上方に配光される光の増加を抑制することができ、もしくは、上方に配光される光を無くすことができる。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、レンズ２が１個の入射面２０から構成されているので、レンズの入射面が全反射型フレネルレンズの複数の輪帯状プリズムから構成されている特許文献１の車両用灯具と比較して、レンズ２の入射面２０の構造を簡単にすることができ、その分、製造コストを安価にすることができる。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、９個の出射面２１〜２９の分割段差面２Ｕ、２Ｄ、２Ｌ、２Ｒが、レンズ２の正面視において、半導体型光源３が位置する箇所以外の箇所に設けられているので、複数の分割レンズ部の入射面および出射面が光軸を中心に放射状に分割されている特許文献２の車両用灯具と比較して、半導体型光源３からの光のうち最も強い光が分割段差面２Ｕ、２Ｄ、２Ｌ、２Ｒを通過しないので、屈折などの光の損失が無く、そのまま配光に寄与することができる。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、中間の３個の出射面すなわち第２出射面２２、第５出射面２５、第８出射面２８が、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ロービーム配光パターンＬＰの水平カットオフラインＣＬ１および斜めカットオフラインＣＬ２を形成する集光配光パターンＰ２、Ｐ５、Ｐ８を出射する。すなわち、中間の３個の出射面すなわち第２出射面２２、第５出射面２５、第８出射面２８は、車両Ｃの内側（右側）の３個の出射面すなわち第１出射面２１、第４出射面２４、第７出射面２７、および、車両Ｃの外側（左側）の３個の出射面すなわち第３出射面２３、第６出射面２６、第９出射面２９と比較して、半導体型光源３の近くに位置する。このために、第２出射面２２、第５出射面２５、第８出射面２８により形成される集光配光パターンＰ２、Ｐ５、Ｐ８の分光作用が、第１出射面２１、第４出射面２４、第７出射面２７により形成される中拡散配光パターンＰ１、Ｐ４、Ｐ７の分光作用、および、第３出射面２３、第６出射面２６、第９出射面２９により形成される大拡散配光パターンＰ３、Ｐ６、Ｐ９の分光作用よりも低く抑制することができる。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、車両Ｃの内側（右側）の３個の出射面すなわち第１出射面２１、第４出射面２４、第７出射面２７が、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ロービーム配光パターンＬＰの中拡散配光パターンＰ１、Ｐ４、Ｐ７を出射する。このために、図３に示すように、第１出射面２１、第４出射面２４、第７出射面２７からの出射光Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７を、光軸（基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ１に対して外側（車両Ｃの内側、右側）に小さい角度θ２（約２５°）で振り分けることができる。これにより、車両用灯具１Ｌ、１Ｒよりも車両Ｃの内側に他の車両構造物が配置されていても、その車両構造物を避けて、第１出射面２１、第４出射面２４、第７出射面２７から出射光Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７を出射させることができ、配光の損失を無くすことができる。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、車両Ｃの外側（左側）の３個の出射面すなわち第３出射面２３、第６出射面２６、第９出射面２９が、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ロービーム配光パターンＬＰの大拡散配光パターンＰ３、Ｐ６、Ｐ９を出射する。このために、図３に示すように、第３出射面２３、第６出射面２６、第９出射面２９からの出射光Ｌ３、Ｌ６、Ｌ９を、光軸（基準光軸Ｚに対して平行な軸）Ｚ１に対して外側（車両Ｃの外側、左側）に大きい角度θ１（約６５°）で振り分けることができる。これにより、車両Ｃの前部の左右両端部が内側から外側にかけて、前側から後側に湾曲傾斜（スラント）している場合において、第３出射面２３、第６出射面２６、第９出射面２９から出射光Ｌ３、Ｌ６、Ｌ９を、他の車両構造物に遮られずに、外側に大きい角度で振り分けることができる。

このように、この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、車両Ｃの内側（右側）の３個の出射面すなわち第１出射面２１、第４出射面２４、第７出射面２７からの出射光Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７により形成されるロービーム配光パターンＬＰの中拡散配光パターンＰ１、Ｐ４、Ｐ７と、車両Ｃの外側（左側）の３個の出射面すなわち第３出射面２３、第６出射面２６、第９出射面２９からの出射光Ｌ３、Ｌ６、Ｌ９により形成されるロービーム配光パターンＬＰの大拡散配光パターンＰ３、Ｐ６、Ｐ９と、により、左右両端が左右両外側に広がった理想のロービーム配光パターン（左右両端がスクリーンの上下の垂直線ＶＵ−ＶＤから左右両側に約６０°である理想のロービーム配光パターン）が得られる。

この実施形態にかかる車両用灯具１Ｌ、１Ｒは、レンズ２の出射面２１〜２９が、２本の垂直分割段差面２Ｌ、２Ｒおよび２本の水平分割段差面２Ｕ、２Ｄにより、左右に３分割上下に３分割、合計９個に分割されている。このために、９個の出射面２１〜２９から出射される出射光Ｌ１〜Ｌ９により形成される配光パターンＰ１〜Ｐ９において、配光分布、配光制御、配光設計が行い易い。

（実施形態以外の例の説明）
この実施形態においては、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプについて説明するものである。ところが、この発明においては、車両用前照灯、ロービーム用ヘッドランプ以外の車両用灯具たとえばフォグランプ、ハイビーム用ヘッドランプなどであっても良い。

また、この実施形態においては、レンズ２の出射面２１〜２９が９個の場合について説明するものである。ところが、この発明においては、レンズ２の出射面は、２個〜８個、１０個以上であっても良い。この場合において、出射面の個数が多くなると、配光制御が行い易くなるが、その反面、半導体型光源３からの光の損失が多くなる。また、出射面の個数が少なくなると、半導体型光源３からの光の損失を少なく抑制することができるが、その反面、配光制御が難しくなる。このために、半導体型光源３からの光の損失と配光制御との兼ね合いで、出射面の個数を調整する。

さらに、この実施形態においては、レンズ２の正面視（出射面２１〜２９）の形状が左右非対称の形状をなしている。ところが、この発明においては、レンズの正面視の形状を左右対称の形状とし、レンズを左側の車両用灯具１Ｌと右側の車両用灯具１Ｒとの共用レンズとしても良い。

さらにまた、この実施形態においては、レンズ２の下辺に補助レンズ部５を設けて、オーバーヘッドサイン配光パターンＰ１０を形成するものである。ところが、この発明においては、レンズ２の周辺に補助レンズ部を設けて、オーバーヘッドサイン配光パターンＰ１０以外の補助配光パターンを形成するようにしても良い。また、複数個の補助レンズ部を設けて、複数個の補助配光パターンを形成しても良い。さらに、補助レンズ部を設けず、補助配光パターンを形成しなくても良い。

１Ｌ、１Ｒ 車両用灯具
２ レンズ
２０ 入射面
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９ 出射面
２Ｌ、２Ｒ 垂直分割段差面
２Ｕ、２Ｄ 水平分割段差面
３ 半導体型光源
３０ 発光チップ
３１ 発光面
４ ヒートシンク部材
５ 補助レンズ部５
５０ 入射面
５１ 全反射面
５２ 出射面
Ｃ 車両
ＣＬ１ 水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
Ｆ 基準焦点
ＨＬ−ＨＲ スクリーンの左右の水平線
Ｏ 中心
Ｐ１、Ｐ４、Ｐ７ 中拡散配光パターン
Ｐ２、Ｐ５、Ｐ８ 集光配光パターン
Ｐ３、Ｐ６、Ｐ９ 大拡散配光パターン
Ｐ１０ オーバーヘッドサイン配光パターン
ＬＰ ロービーム配光パターン
ＶＵ−ＶＤ スクリーンの上下の垂直線
Ｘ Ｘ軸
Ｙ Ｙ軸
Ｚ 基準光軸（Ｚ軸）

Claims (5)

1. レンズと、半導体型光源と、を備え、
   前記レンズは、１個の入射面と、水平分割段差面により鉛直方向において複数個に分割されている出射面と、から構成されていて、
   前記水平分割段差面は、鉛直方向上位側の端部から鉛直方向下位側の端部に向かうにしたがって、前記入射面と反対側に向けて延びる、
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記出射面は、垂直分割段差面により水平方向において複数個に分割されており、
   前記垂直分割段差面は、前記レンズの水平方向中央側の端部から前記レンズの水平方向外側の端部に向かうにしたがって、前記入射面と反対側に向けて延びる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 複数個の前記出射面の前記水平分割段差面および前記垂直分割段差面は、前記レンズの正面視において、前記半導体型光源が位置する箇所以外の箇所に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 複数個の前記出射面は、少なくとも、中間の部分と、車両の内側の部分と、車両の外側の部分と、に分割されていて、
   中間の前記出射面は、ロービーム配光パターンのカットオフラインを形成する集光配光パターンを出射し、
   車両の内側の前記出射面は、前記ロービーム配光パターンの中拡散配光パターンを出射し、
   車両の外側の前記出射面は、前記ロービーム配光パターンの大拡散配光パターンを出射する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
5. 中間の前記出射面および車両の内側の前記出射面および車両の外側の前記出射面は、それぞれ、上側の部分と、中央の部分と、下側の部分と、に分割されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。

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