JP2024101856A

JP2024101856A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2024101856A
Application number: JP2023006022A
Authority: JP
Inventors: 明弘白石; Akihiro Shiraishi; 将太西村; Shota Nishimura
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2023-01-18
Filing date: 2023-01-18
Publication date: 2024-07-30
Also published as: WO2024154751A1; CN120476277A; DE112024000562T5

Abstract

【課題】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の間の暗部を軽減することができる車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具１０であって、投影レンズ２０と、前記投影レンズの焦点Ｆ_２０より上方にロービーム用配光パターンに対応する第１光度分布ｐ１を形成する第１光度分布形成手段３０Ａと、前記投影レンズの焦点より下方にハイビーム用配光パターンに対応する第２光度分布ｐ２を形成する第２光度分布形成手段３０Ｂと、を備え、前記投影レンズの焦点は、前記第１光度分布の下端縁近傍に配置されており、前記投影レンズは、前記第１光度分布及び前記第２光度分布を投影することにより前記ロービーム用配光パターン及び前記ハイビーム用配光パターンを形成し、前記第２光度分布は、前記第１光度分布より前記投影レンズ側に形成される。
【選択図】図２

Description

本開示は、車両用灯具に関する。

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を同時に形成可能な車両用灯具であって、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の間に発生する暗部を軽減するように構成された車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開２０１８／０４３６６３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用灯具においては、ロービーム用導光レンズ及びその下方に配置されたハイビーム用導光レンズを用い、ハイビーム用導光レンズから出光した光がロービーム用導光レンズの一部を透過することにより、上記暗部を軽減する構成であるため、ハイビーム用導光レンズから出光した光がロービーム用導光レンズの一部を透過する際の光損失（フレネル損失）が大きく、同時に形成されるロービーム用配光パターン及びハイビーム用配光パターン（合成配光パターン）の最大光度が低下するという課題がある。

本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ハイビーム用導光レンズから出光した光がロービーム用導光レンズの一部を透過することなく、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の間の暗部を軽減す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。

本開示にかかる車両用灯具は、投影レンズと、前記投影レンズの焦点より上方にロービーム用配光パターンに対応する第１光度分布を形成する第１光度分布形成手段と、前記投影レンズの焦点より下方にハイビーム用配光パターンに対応する第２光度分布を形成する第２光度分布形成手段と、を備え、前記投影レンズの焦点は、前記第１光度分布の下端縁近傍に配置されており、前記投影レンズは、前記第１光度分布及び前記第２光度分布を投影することにより前記ロービーム用配光パターン及び前記ハイビーム用配光パターンを形成し、前記ハイビーム用配光パターンの下端部が前記ロービーム用配光パターンの上端部にオーバーラップするように、前記第２光度分布は、前記第１光度分布より前記投影レンズ側に形成される。

このような構成により、ハイビーム用導光レンズから出光した光がロービーム用導光レンズの一部を透過することなく、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の間の暗部を軽減することができる。

これは、ハイビーム用出光面（第２光度分布）を、ロービーム用出光面（第１光度分布）より投影レンズ側に配置したことによるものである。

また、上記車両用灯具において、前記第１光度分布は、その下端縁近傍の光度が相対的に高く、前記第２光度分布は、その上端縁近傍の光度が相対的に高くてもよい。

また、上記車両用灯具において、前記第１光度分布の下端縁は、前記ロービーム用配光パターンの上端縁であるカットオフラインに対応するカットオフ形状を含み、前記第２光度分布の上端縁は、前記ハイビーム用配光パターンの下端縁であるカットオフラインに対応するカットオフ形状を含んでいてもよい。

また、上記車両用灯具において、前記第１光度分布形成手段は、前記投影レンズの焦点より上方に配置されたロービーム用出光面と、前記ロービーム用出光面から出光する第１の光を当該ロービーム用出光面まで導光するロービーム用導光部と、を含むロービーム用導光レンズであり、前記第１光度分布は、前記第１の光が前記ロービーム用出光面から出光することにより当該ロービーム用出光面に形成され、前記第２光度分布形成手段は、前記投影レンズの焦点より下方に配置されたハイビーム用出光面と、前記ハイビーム用出光面から出光する第２の光を当該ハイビーム用出光面まで導光するハイビーム用導光部と、を含むハイビーム用導光レンズであり、前記第２光度分布は、前記第２の光が前記ハイビーム用出光面から出光することにより当該ハイビーム用出光面に形成され、前記ハイビーム用出光面は、前記ロービーム用出光面より前記投影レンズ側に配置されていてもよい。

また、上記車両用灯具において、前記ロービーム用導光部は、前記ロービーム用出光面の下端縁から後方に向かって延びる全反射面である下面を含み、前記ハイビーム用導光部は、前記ハイビーム用出光面の上端縁から後方に向かって延びる全反射面である上面を含んでいてもよい。

また、上記車両用灯具において、前記ロービーム用導光レンズの後方に配置され、前記第１の光を発光するロービーム用光源と、前記ハイビーム用導光レンズの後方に配置され、前記第２の光を発光するハイビーム用光源と、をさらに備え、前記ロービーム用導光レンズは、前記ロービーム用光源が対向しかつ当該ロービーム用光源が発光した前記第１の光が入光するロービーム用入光部をさらに含み、前記ハイビーム用導光レンズは、前記ハイビーム用光源が対向しかつ当該ハイビーム用光源が発光した前記第２の光が入光するハイビーム用入光部をさらに含み、前記ロービーム用入光部は、当該ロービーム用入光部から前記ロービーム用導光レンズ内に入光した前記第１の光が前記ロービーム用導光部の前記下面に向かって集光するように構成されており、前記ハイビーム用入光部は、当該ハイビーム用入光部から前記ハイビーム用導光レンズ内に入光した前記第２の光が前記ハイビーム用導光部の前記上面に向かって集光するように構成されていてもよい。

また、上記車両用灯具において、前記ロービーム用出光面の下端縁は、前記ロービーム用配光パターンの上端縁であるカットオフラインに対応する形状であり、前記ハイビーム用出光面の上端縁は、前記ハイビーム用配光パターンの下端縁であるカットオフラインに対応する形状であってもよい。

また、上記車両用灯具において、前記第１光度分布形成手段及び前記第２光度分布形成手段のうち少なくとも一方は、半導体発光素子群を含むマトリックス光源であってもよい。

また、上記車両用灯具において、前記第１光度分布形成手段及び前記第２光度分布形成手段のうち少なくとも一方は、光偏向器により走査される光により光度分布が形成されるスクリーン部材であってもよい。

また、上記車両用灯具において、前記第１光度分布形成手段及び前記第２光度分布形成手段のうち少なくとも一方は、マイクロミラー群を含むＤＭＤ（Digital Mirror Device）であってもよい。

本開示により、ハイビーム用導光レンズから出光した光がロービーム用導光レンズの一部を透過することなく、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の間の暗部を軽減することができる車両用灯具を提供することができる。

車両用灯具１０の概略構成図である。ロービーム用導光レンズ３０Ａを通る水平面による車両用灯具１０の水平断面図である。ハイビーム用導光レンズ３０Ｂを通る水平面による車両用灯具１０の水平断面図である。図２中の矢印Ａ１方向から見たロービーム用導光レンズ３０Ａ及びハイビーム用導光レンズ３０Ｂである。斜め方向から見たロービーム用導光レンズ３０Ａ（ロービーム用出光面３２Ａ）及びハイビーム用導光レンズ３０Ｂ（ハイビーム用出光面３２Ｂ）の斜視図である。（ａ）車両用灯具１０により形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの一例、（ｂ）車両用灯具１０により形成されるハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉの一例、（ｃ）車両用灯具１０により形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏとハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉとを合成した合成配光パターンＰ_Ｌｏ＋Ｐ_Ｈｉの一例である。比較例の車両用灯具により形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏとハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉとを合成した合成配光パターンＰ_Ｌｏ＋Ｐ_Ｈｉの一例である。

以下、本開示の実施形態である車両用灯具１０について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

図１は、車両用灯具１０の概略構成図である。

本実施形態の車両用灯具１０は、ロービーム用又はハイビーム用のヘッドランプとして機能する車両用前照灯で、自動車等の車両（図示せず）の前端部の左右両側にそれぞれ搭載される。左右両側に搭載される車両用灯具１０は左右対称の構成であるため、以下、代表して、車両の前端部の右側（車両前方に向かって右側）に搭載される車両用灯具１０について説明する。

図１に示すように、車両用灯具１０は、投影レンズ２０、本開示の第１光度分布形成手段の一例であるロービーム用導光レンズ３０Ａ、本開示の第２光度分布形成手段の一例であるハイビーム用導光レンズ３０Ｂ、ロービーム用導光レンズ３０Ａの後方に配置され、第１の光Ｒａｙ１を発光するロービーム用光源４０Ａ、ハイビーム用導光レンズ３０Ｂの後方に配置され、第２の光Ｒａｙ２を発光するハイビーム用光源４０Ｂを備えている。以下、説明の便宜のため、ＸＹＺ軸を定義する。Ｘ軸は車両前後方向に延びており、Ｙ軸は車幅方向に延びており、Ｚ軸は鉛直方向に延びている。

投影レンズ２０は非球面レンズである。投影レンズ２０の焦点Ｆ_２０は、ロービーム用導光レンズ３０Ａのロービーム用出光面３２Ａ（第１光度分布ｐ１）の下端縁近傍に配置されている。投影レンズ２０の光軸ＡＸ_２０は、Ｘ軸方向に延びている。

ロービーム用光源４０Ａ及びハイビーム用光源４０Ｂは、ＬＥＤ等の半導体発光素子である。

図２は、ロービーム用導光レンズ３０Ａを通る水平面による車両用灯具１０の水平断面図である。

図２に示すように、本実施形態では、４個のロービーム用光源４０Ａ_１～４０Ａ_４が基板５０（光源実装面５０ａ）の上段に互いに間隔をあけてＹ軸方向に一列に配置された状態で実装されている。なお、ロービーム用光源４０の個数は、４に限らず、１又は複数であってよい。以下、ロービーム用光源４０Ａ_１～４０Ａ_４を特に区別しない場合、ロービーム用光源４０Ａと記載する。

図３は、ハイビーム用導光レンズ３０Ｂを通る水平面による車両用灯具１０の水平断面図である。

図３に示すように、本実施形態では、３個のハイビーム用光源４０Ｂ_１～４０Ｂ_３が基板５０（光源実装面５０ａ）の下段に互いに間隔をあけてＹ軸方向に一列に配置された状態で実装されている。なお、ハイビーム用光源４０Ｂの個数は、３に限らず、１又は複数であってよい。以下、ハイビーム用光源４０Ｂ_１～４０Ｂ_３を特に区別しない場合、ハイビーム用光源４０Ｂと記載する。

ロービーム用光源４０Ａ及びハイビーム用光源４０Ｂは、発光面を備えている。発光面は、例えば、１ｍｍ角の矩形の発光面である。ロービーム用光源４０及びハイビーム用光源４０Ｂは、発光面が光源実装面５０ａに対して平行の状態で基板５０（光源実装面５０ａ）に実装されている。ロービーム用光源４０Ａ_１～４０Ａ_４の光軸ＡＸ_４０Ａ１～ＡＸ_４０Ａ４（図２参照）は、発光面の中央をとおりかつ発光面に直交する方向に延びている。同様に、ハイビーム用光源４０Ｂ_１～４０Ｂ_３の光軸ＡＸ_４０Ｂ１～ＡＸ_４０Ｂ３（図３参照）は、発光面の中央をとおりかつ発光面に直交する方向に延びている。

次に、ロービーム用導光レンズ３０Ａについて説明する。

図１に示すように、ロービーム用導光レンズ３０Ａは、投影レンズ２０の焦点Ｆ_２０（及び投影レンズ２０の光軸ＡＸ_２０）より上方に配置されている。ロービーム用導光レンズ３０Ａは、車両後方側に配置されたロービーム用入光部３１Ａ、車両前方側に配置されたロービーム用出光面３２Ａ、ロービーム用入光部３１Ａとロービーム用出光面３２Ａとの間に配置されたロービーム用導光部３３Ａを含む。

図２に示すように、ロービーム用入光部３１Ａ_１～３１Ａ_４は、ロービーム用光源４０Ａ_１～４０Ａ_４が対向した状態でＹ軸方向に一列に配置されている。以下、ロービーム用入光部３１Ａ_１～３１Ａ_４を特に区別しない場合、ロービーム用入光部３１Ａと記載する。ロービーム用光源４０Ａ_１が発光した第１の光は、当該ロービーム用光源４０Ａ_１が対向するロービーム用入光部３１Ａ_１からロービーム用導光レンズ３０Ａ内に入光する。ロービーム用光源４０Ａ_２～４０Ａ_４が発光した光も同様である。

図１に示すように、ロービーム用入光部３１Ａは、中央入光面３１Ａ１、この中央入光面３１Ａ１の外周縁からロービーム用光源４０Ａに向かって延びる筒状の周囲入光面３１Ａ２、この周囲入光面３１Ａ２の外側に配置された筒状の周囲反射面３１Ａ３を含むキャップ型入光部である。なお、図示しないが、ロービーム用入光部３１Ａは、ロービーム用光源４０Ａに向かって凸の凸型入光部であってもよい。

中央入光面３１Ａ１の面形状は、当該中央入光面３１Ａ１から入光した第１の光Ｒａｙ１（ロービーム用光源４０Ａが発光した光）の少なくとも一部の光Ｒａｙ１ａ（図１参照）が屈折してロービーム用導光部３３Ａの下面３３Ａ１に向かって集光（少なくともＺ軸方向に関し集光）するように構成（調整）されている。同様に、周囲入光面３１Ａ２、周囲反射面３１Ａ３それぞれの面形状は、当該周囲入光面３１Ａ２から入光し周囲反射面３１Ａ３で全反射された第１の光Ｒａｙ１（ロービーム用光源４０Ａが発光した光）の少なくとも一部の光Ｒａｙ１ａ（図１参照）が屈折してロービーム用導光部３３Ａの下面３３Ａ１に向かって集光（少なくともＺ軸方向に関し集光）するように構成（調整）されている。

その際、各々のロービーム用入光部３１Ａ_１～３１Ａ_４から入光した第１の光Ｒａｙ１が水平方向に関し投影レンズ２０の光軸ＡＸ_２０近傍に集光するように、図２に示すように、ロービーム用入光部３１Ａ_１～３１Ａ_４は、各々の光軸ＡＸ_３１Ａ１～ＡＸ_３１Ａ４が水平方向に関し傾斜した状態で配置されている。

図２に示すように、ロービーム用出光面３２Ａは、平面視で、投影レンズ２０の後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲）に沿って湾曲している。なお、ロービーム用出光面３２Ａは、投影レンズ２０の後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲）に沿って湾曲していればよく、投影レンズ２０の後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲）に完全一致していなくてもよい。

図４は、図２中の矢印Ａ１方向から見たロービーム用導光レンズ３０Ａ及びハイビーム用導光レンズ３０Ｂである。

図４に示すように、ロービーム用出光面３２Ａの下端縁３２Ａ１は、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの上端縁であるカットオフラインＣＬ_Ｌｏ（図６（ａ）参照）に対応するカットオフ形状３２Ａ２（Ｚ型段差部）を含む。

次に、ハイビーム用導光レンズ３０Ｂについて説明する。

図１に示すように、ハイビーム用導光レンズ３０Ｂは、投影レンズ２０の焦点Ｆ_２０（及び投影レンズ２０の光軸ＡＸ_２０）より下方に配置されている。ハイビーム用導光レンズ３０Ｂは、車両後方側に配置されたハイビーム用入光部３１Ｂ、車両前方側に配置されたハイビーム用出光面３２Ｂ、ハイビーム用入光部３１Ｂとハイビーム用出光面３２Ｂとの間に配置されたハイビーム用導光部３３Ｂを含む。

図３に示すように、ハイビーム用入光部３１Ｂ_１～３１Ｂ_３は、ハイビーム用光源４０Ｂ_１～４０Ｂ_３が対向した状態でＹ軸方向に一列に配置されている。以下、ハイビーム用入光部３１Ｂ_１～３１Ｂ_３を特に区別しない場合、ハイビーム用入光部３１Ｂと記載する。ハイビーム用光源４０Ｂ_１が発光した第２の光は、当該ハイビーム用光源４０Ｂ_１が対向するハイビーム用入光部３１Ｂ_１からハイビーム用導光レンズ３０Ｂ内に入光する。ハイビーム用光源４０Ｂ_２～４０Ｂ_３が発光した光も同様である。

図１に示すように、ハイビーム用入光部３１Ｂは、中央入光面３１Ｂ１、この中央入光面３１Ｂ１の外周縁からハイビーム用光源４０Ｂに向かって延びる筒状の周囲入光面３１Ｂ２、この周囲入光面３１Ｂ２の外側に配置された筒状の周囲反射面３１Ｂ３を含むキャップ型入光部である。なお、図示しないが、ハイビーム用入光部３１Ｂは、ハイビーム用光源４０Ｂに向かって凸の凸型入光部であってもよい。

中央入光面３１Ｂ１の面形状は、当該中央入光面３１Ｂ１から入光した第２の光Ｒａｙ２（ハイビーム用光源４０Ｂが発光した光）の少なくとも一部の光Ｒａｙ２ａ（図１参照）が屈折してハイビーム用導光部３３Ｂの上面３３Ｂ１に向かって集光（少なくともＺ軸方向に関し集光）するように構成（調整）されている。同様に、周囲入光面３１Ｂ２、周囲反射面３１Ｂ３それぞれの面形状は、当該周囲入光面３１Ｂ２から入光し周囲反射面３１Ｂ３で全反射された第２の光Ｒａｙ２（ハイビーム用光源４０Ｂが発光した光）の少なくとも一部の光Ｒａｙ２ａ（図１参照）が屈折してハイビーム用導光部３３Ｂの上面３３Ｂ１に向かって集光（少なくともＺ軸方向に関し集光）するように構成（調整）されている。

その際、各々のハイビーム用入光部３１Ｂ_１～３１Ｂ_３から入光した第２の光Ｒａｙ２が水平方向に関し投影レンズ２０の光軸ＡＸ_２０近傍に集光するように、図３に示すように、ハイビーム用入光部３１Ｂ_１～３１Ｂ_３は、各々の光軸ＡＸ_３１Ｂ１～ＡＸ_３１Ｂ３が水平方向に関し傾斜した状態で配置されている。

図３に示すように、ハイビーム用出光面３２Ｂは、平面視で、投影レンズ２０の後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲）に沿って湾曲している。その際、図１、図５に示すように、ハイビーム用出光面３２Ｂは、ロービーム用出光面３２Ａ（及び投影レンズ２０の後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲））より距離Ｌ１だけ投影レンズ２０側に配置されている。これにより、ハイビーム用配光パターンの下端部とロービーム用配光パターンの上端部とをオーバーラップさせることができる。この点についてはさらに後述する。図５は、斜め方向から見たロービーム用導光レンズ３０Ａ（ロービーム用出光面３２Ａ）及びハイビーム用導光レンズ３０Ｂ（ハイビーム用出光面３２Ｂ）の斜視図である。

図４に示すように、ハイビーム用出光面３２Ｂの上端縁３２Ｂ１は、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉの下端縁であるカットオフラインＣＬ_Ｈｉ（図６（ｂ）参照）に対応するカットオフ形状３２Ｂ２（Ｚ型段差部）を含む。

図６（ａ）は、車両用灯具１０により形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの一例である。なお、図６（ａ）～図６（ｃ）に示す各配光パターンは、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に形成される。

図６（ａ）に示すロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏは、次のようにして形成される。

まず、ロービーム用光源４０Ａ_１～４０Ａ_４を点灯する。例えば、ロービーム用光源４０Ａ_１が発光する第１の光Ｒａｙ１（図１参照）は、当該ロービーム用光源４０Ａ_１が対向するロービーム用入光部３１Ａ_１からロービーム用導光レンズ３０Ａ内に入光する。このロービーム用入光部３１Ａ_１から入光した第１の光Ｒａｙ１のうち一部の光Ｒａｙ１ａはロービーム用導光部３３Ａの下面３３Ａ１で全反射されて折り返されロービーム用出光面３２Ａのうち下端縁３２Ａ１近傍及び投影レンズ２０の光軸ＡＸ_２０近傍の領域から出光し、一方、他の一部の光Ｒａｙ１ｂはロービーム用出光面３２Ａから直接出光する（図１参照）。ロービーム用光源４０Ａ_２～４０Ａ_４が発光する第１の光Ｒａｙ１についても同様である。これにより、第１光度分布ｐ１（図１参照）がロービーム用出光面３２Ａ（後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲）近傍）に形成される。第１光度分布ｐ１は、その下端縁近傍及び投影レンズ２０の光軸ＡＸ_２０近傍の光度が相対的に高い。第１光度分布ｐ１は、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏ（図６（ａ）参照）に対応する。なお、ロービーム用導光部３３Ａの下面３３Ａ１は、ロービーム用出光面３２Ａの下端縁から後方に向かって延びる全反射面である。

この第１光度分布ｐ１が、投影レンズ２０により前方に反転投影されることにより、図６（ａ）に示すように、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏが形成される。このロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏは、カットオフラインＣＬ_Ｌｏ近傍及びＨ線とＶ線との交点近傍の領域が相対的に明るい遠方視認性に優れたものとなる。

図６（ｂ）は、車両用灯具１０により形成されるハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉの一例である。

図６（ｂ）に示すハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉは、次のようにして形成される。

まず、ハイビーム用光源４０Ｂ_１～４０Ｂ_３を点灯する。例えば、ハイビーム用光源４０Ｂ_１が発光する第２の光Ｒａｙ２（図１参照）は、当該ハイビーム用光源４０Ｂ_１が対向するハイビーム用入光部３１Ｂ_１からハイビーム用導光レンズ３０Ｂ内に入光する。このハイビーム用入光部３１Ｂ_１から入光した第２の光Ｒａｙ２のうち一部の光Ｒａｙ２ａはハイビーム用導光部３３Ｂの上面３３Ｂ１で全反射されて折り返されハイビーム用出光面３２Ｂのうち上端縁３２Ｂ１近傍及び投影レンズ２０の光軸ＡＸ_２０近傍の領域から出光し、一方、他の一部の光Ｒａｙ２ｂはハイビーム用出光面３２Ｂから直接出光する（図１参照）。ハイビーム用光源４０Ｂ_２～４０Ｂ_３が発光する第２の光Ｒａｙ２についても同様である。これにより、第２光度分布ｐ２（図１参照）がハイビーム用出光面３２Ｂ（後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲）近傍）に形成される。第２光度分布ｐ２は、その上端縁近傍及び投影レンズ２０の光軸ＡＸ_２０近傍の光度が相対的に高い。第２光度分布ｐ２は、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉ（図６（ｂ）参照）に対応する。なお、ハイビーム用導光部３３Ｂの上面３３Ｂ１は、ハイビーム用出光面３２Ｂの上端縁から後方に向かって延びる全反射面である。

この第２光度分布ｐ２が、投影レンズ２０により前方に反転投影されることにより、図６（ｂ）に示すように、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉが形成される。このハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉは、カットオフラインＣＬ_Ｈｉ近傍及びＨ線とＶ線との交点近傍の領域が相対的に明るい遠方視認性に優れたものとなる。

図６（ｃ）は、車両用灯具１０により形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏとハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉとを合成した合成配光パターンＰ_Ｌｏ＋Ｐ_Ｈｉの一例である。

図６（ｃ）に示す合成配光パターンＰ_Ｌｏ＋Ｐ_Ｈｉは、ロービーム用光源４０Ａ_１～４０Ａ_４及びハイビーム用光源４０Ｂ_１～４０Ｂ_３を同時に点灯することにより形成される第１光度分布ｐ１及び第２光度分布ｐ２が投影レンズ２０により前方に反転投影されることにより形成される。

図６（ｃ）中の符号ｆ_２０が示す黒丸は投影レンズ２０の焦点Ｆ_２０（図１参照）に対応する位置を表し、符号ａが示す黒丸は図１中の符号Ａが示す黒丸に対応する位置を表す。

図６（ｃ）に示すように、合成配光パターンＰ_Ｌｏ＋Ｐ_Ｈｉは、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉの下端部とロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの上端部とがオーバーラップするオーバーラップ領域ＯＬを含む。

上記のように両配光パターンがオーバーラップするのは、図１、図５に示すように、ハイビーム用出光面３２Ｂを、ロービーム用出光面３２Ａ（及び投影レンズ２０の後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲））より距離Ｌ１だけ投影レンズ２０側に配置したことによるものである。すなわち、第２光度分布ｐ２を第１光度分布ｐ１より距離Ｌ１だけ投影レンズ２０側に形成したことによるものである。

すなわち、ハイビーム用出光面３２Ｂを、ロービーム用出光面３２Ａ（及び投影レンズ２０の後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲））より距離Ｌ１だけ投影レンズ２０側に配置したことにより、投影レンズ２０から見ると、ハイビーム用出光面３２Ｂのうち上端縁３２Ｂ１近傍から出光する第２の光Ｒａｙ２_ＯＬ（図１参照）が、ロービーム用出光面３２Ａのうち黒丸Ａ（図１参照）と投影レンズ２０の焦点Ｆ_２０との間の領域Ｌ２から出光した第１の光Ｒａｙ１のように見える。そのため、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉの下端部とロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの上端部とがオーバーラップするオーバーラップ領域ＯＬが形成される。オーバーラップ領域ＯＬは、周囲より相対的に明るい。そのため、上記合成配光パターンＰ_Ｌｏ＋Ｐ_Ｈｉは、遠方視認性に優れたものとなる。

オーバーラップ領域ＯＬの幅Ｌ３（図６（ｃ）参照）は、距離Ｌ１を変更することにより自在に調整することができる。距離Ｌ１は、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏとハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉとの間の暗部が軽減される程度の長さに設定するのが望ましい。また、距離Ｌ１は、オーバーラップ領域ＯＬが水平線Ｈより上だけでなく、水平線Ｈより下にも形成されるように設定するのがさらに望ましい。このようにすれば、オーバーラップ領域ＯＬにより路面をさらに明るく照射することができる。

上記のようにハイビーム用出光面３２Ｂを、ロービーム用出光面３２Ａ（及び投影レンズ２０の後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲））より距離Ｌ１だけ投影レンズ２０側に配置したことの効果について、比較例の車両用灯具を用いてさらに説明する。

比較例の車両用灯具は、ロービーム用出光面３２Ａとハイビーム用出光面３２Ｂとの間の距離Ｌ１（図１参照）が０（ゼロ）である以外、上記実施形態の車両用灯具１０と同様の構成である。

図７は、比較例の車両用灯具により形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏとハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉとを合成した合成配光パターンＰ_Ｌｏ＋Ｐ_Ｈｉの一例である。

図７を参照すると、比較例の車両用灯具により形成されるロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏとハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉとの間には、暗部Ｇ（周囲より相対的に暗いダーク部）が形成されることが分かる。

これに対して、本実施形態の車両用灯具１０においては、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏとハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉとの間には周囲より相対的に明るいオーバーラップ領域ＯＬが配置されるため（図６（ｃ）参照）、上記暗部Ｇが形成されないことが分かる。

なお、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の間の暗部Ｇを軽減するための条件（距離Ｌ１。図１参照）は、例えば、投影レンズ１０、ロービーム用導光レンズ３０Ａ、ハイビーム用導光レンズ３０Ｂ、ロービーム用光源４０Ａ、ハイビーム用光源４０Ｂそれぞれのサイズ、ロービーム用光源４０Ａ、ハイビーム用光源４０Ｂそれぞれの個数により変動する。そのため、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の間の暗部Ｇを軽減するための条件（距離Ｌ１。図１参照）を具体的な数値で表すのは困難である。

しかしながら、所定のシミュレーションソフトウエアを用いて、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の間の暗部Ｇを軽減するための条件（距離Ｌ１。図１参照）を変更（調整）し、変更するごとに、合成配光パターンＰ_Ｌｏ＋Ｐ_Ｈｉ（オーバーラップ領域ＯＬ）を確認することにより、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の間の暗部Ｇを軽減するための条件（距離Ｌ１。図１参照）を見出すことができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ハイビーム用導光レンズ３０Ｂから出光した光がロービーム用導光レンズ３０Ａの一部を透過することなく、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏとハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉとの間の暗部を軽減することができる。

これは、ハイビーム用出光面３２Ｂを、ロービーム用出光面３２Ａ（及び投影レンズ２０の後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲））より距離Ｌ１だけ投影レンズ２０側に配置したことによるものである。すなわち、第２光度分布ｐ２を第１光度分布ｐ１より距離Ｌ１だけ投影レンズ２０側に形成したことによるものである。

すなわち、ハイビーム用出光面３２Ｂを、ロービーム用出光面３２Ａ（及び投影レンズ２０の後方焦点面ＦＰ_２０（像面湾曲））より距離Ｌ１だけ投影レンズ２０側に配置したことにより、投影レンズ２０から見ると、ハイビーム用出光面３２Ｂのうち上端縁３２Ｂ１近傍から出光する第２の光Ｒａｙ２_ＯＬ（図１参照）が、ロービーム用出光面３２Ａのうち黒丸Ａ（図１参照）と投影レンズ２０の焦点Ｆ_２０との間の領域Ｌ２から出光した第１の光Ｒａｙ１の光のように見える。そのため、ハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉの下端部とロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏの上端部とがオーバーラップするオーバーラップ領域ＯＬが形成される。オーバーラップ領域ＯＬは、周囲より相対的に明るい。そのため、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏとハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉとの間の暗部を軽減することができる。その結果、合成配光パターンＰ_Ｌｏ＋Ｐ_Ｈｉは配光フィーリングが改善され、かつ、遠方視認性が優れたものとなる。

また、本実施形態によれば、ハイビーム用導光レンズ３０Ｂから出光した第２の光がロービーム用導光レンズ３０Ａの一部を透過することがないため、上記特許文献１に記載の車両用灯具と比べ、最大光度が低下するのが抑制される。

また、本実施形態によれば、周囲より相対的に明るいオーバーラップ領域ＯＬにより路面をさらに明るく照射することができる。

以上のように、本実施形態によれば、ロービーム用配光パターンＰ_Ｌｏとハイビーム用配光パターンＰ_Ｈｉとの間の暗部の軽減、最大光度の低下の抑制、及びオーバーラップ領域ＯＬによる路面をさらに明るく照射することを同時に実現することができる。

次に変形例について説明する。

上記実施形態では、第１光度分布形成手段としてロービーム用導光レンズ３０Ａを用い、かつ、第２光度分布形成手段としてハイビーム用導光レンズ３０Ｂを用いる例について説明したが、これに限らない。

例えば、第１光度分布形成手段及び第２光度分布形成手段のうち少なくとも一方は、半導体発光素子群を含むマトリックス光源であってよい。このようにすれば、半導体発光素子群の点消灯状態（減光状態を含む）を個別に制御することにより、光度分布（第１光度分布ｐ１又は第２光度分布ｐ２）を形成することができる。

また例えば、第１光度分布形成手段及び第２光度分布形成手段のうち少なくとも一方は、光偏向器（例えば、ＭＥＭＳミラーを用いた光偏向器）により走査される光（例えば、レーザー光）により光度分布（第１光度分布ｐ１、第２光度分布ｐ２）が形成されるスクリーン部材（例えば、蛍光体プレート）であってよい。このようにすれば、光偏向器等を制御することにより、光度分布（第１光度分布ｐ１又は第２光度分布ｐ２）を形成することができる。

また例えば、第１光度分布形成手段及び第２光度分布形成手段のうち少なくとも一方は、マイクロミラー群を含むＤＭＤ（Digital Mirror Device）であってよい。このようにすれば、マイクロミラー群等を個別に制御することにより、光度分布（第１光度分布ｐ１又は第２光度分布ｐ２）を形成することができる。

また、上記実施形態では、後方焦点面ＦＰ_２０が湾曲した（像面湾曲）した投影レンズ２０を用いる例について説明したが、これに限らない。例えば、後方焦点面ＦＰ_２０が平面形状の投影レンズ（１又は複数枚）を用いてよい。

上記実施形態で示した数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１０…車両用灯具、２０…投影レンズ、３０Ａ…ロービーム用導光レンズ、３０Ｂ…ハイビーム用導光レンズ、３１Ａ…ロービーム用入光部、３１Ａ１…中央入光面、３１Ａ２…周囲入光面、３１Ａ３…周囲反射面、３１Ｂ…ハイビーム用入光部、３１Ｂ１…中央入光面、３１Ｂ２…周囲入光面、３１Ｂ３…周囲反射面、３２Ａ…ロービーム用出光面、３２Ａ１…下端縁、３２Ａ２…カットオフ形状、３２Ｂ…ハイビーム用出光面、３２Ｂ１…上端縁、３２Ｂ２…カットオフ形状、３３Ａ…ロービーム用導光部、３３Ａ１…下面、３３Ｂ…ハイビーム用導光部、３３Ｂ１…上面、４０…ロービーム用光源、４０Ａ…ロービーム用光源、４０Ａ_１～４０Ａ_４…ロービーム用光源、４０Ｂ…ハイビーム用光源、４０Ｂ_１～４０Ｂ_３…ハイビーム用光源、５０…基板、５０ａ…光源実装面、ＡＸ_２０…光軸、ＡＸ_３１Ａ１…光軸、ＡＸ_３１Ｂ１…光軸、ＡＸ_４０Ａ１…光軸、ＡＸ_４０Ｂ１…光軸、ＣＬ_Ｈｉ…カットオフライン、ＣＬ_Ｌｏ…カットオフライン、Ｆ_２０…焦点、ＦＰ_２０…後方焦点面、Ｇ…暗部、
ＯＬ…オーバーラップ領域、Ｐ_Ｈｉ…ハイビーム用配光パターン、Ｐ_Ｌｏ…ロービーム用配光パターン、Ｒａｙ１…第１の光、Ｒａｙ２…第２の光、ｐ１…第１光度分布、ｐ２…第２光度分布

Claims

投影レンズと、
前記投影レンズの焦点より上方にロービーム用配光パターンに対応する第１光度分布を形成する第１光度分布形成手段と、
前記投影レンズの焦点より下方にハイビーム用配光パターンに対応する第２光度分布を形成する第２光度分布形成手段と、を備え、
前記投影レンズの焦点は、前記第１光度分布の下端縁近傍に配置されており、
前記投影レンズは、前記第１光度分布及び前記第２光度分布を投影することにより前記ロービーム用配光パターン及び前記ハイビーム用配光パターンを形成し、
前記ハイビーム用配光パターンの下端部が前記ロービーム用配光パターンの上端部にオーバーラップするように、前記第２光度分布は、前記第１光度分布より前記投影レンズ側に形成される車両用灯具。
前記第１光度分布は、その下端縁近傍の光度が相対的に高く、
前記第２光度分布は、その上端縁近傍の光度が相対的に高い請求項１に記載の車両用灯具。
前記第１光度分布の下端縁は、前記ロービーム用配光パターンの上端縁であるカットオフラインに対応するカットオフ形状を含み、
前記第２光度分布の上端縁は、前記ハイビーム用配光パターンの下端縁であるカットオフラインに対応するカットオフ形状を含む請求項２に記載の車両用灯具。
前記第１光度分布形成手段は、前記投影レンズの焦点より上方に配置されたロービーム用出光面と、前記ロービーム用出光面から出光する第１の光を当該ロービーム用出光面まで導光するロービーム用導光部と、を含むロービーム用導光レンズであり、
前記第１光度分布は、前記第１の光が前記ロービーム用出光面から出光することにより当該ロービーム用出光面に形成され、
前記第２光度分布形成手段は、前記投影レンズの焦点より下方に配置されたハイビーム用出光面と、前記ハイビーム用出光面から出光する第２の光を当該ハイビーム用出光面まで導光するハイビーム用導光部と、を含むハイビーム用導光レンズであり、
前記第２光度分布は、前記第２の光が前記ハイビーム用出光面から出光することにより当該ハイビーム用出光面に形成され、
前記ハイビーム用出光面は、前記ロービーム用出光面より前記投影レンズ側に配置されている請求項１に記載の車両用灯具。
前記ロービーム用導光部は、前記ロービーム用出光面の下端縁から後方に向かって延びる全反射面である下面を含み、
前記ハイビーム用導光部は、前記ハイビーム用出光面の上端縁から後方に向かって延びる全反射面である上面を含む請求項４に記載の車両用灯具。
前記ロービーム用導光レンズの後方に配置され、前記第１の光を発光するロービーム用光源と、
前記ハイビーム用導光レンズの後方に配置され、前記第２の光を発光するハイビーム用光源と、をさらに備え、
前記ロービーム用導光レンズは、前記ロービーム用光源が対向しかつ当該ロービーム用光源が発光した前記第１の光が入光するロービーム用入光部をさらに含み、
前記ハイビーム用導光レンズは、前記ハイビーム用光源が対向しかつ当該ハイビーム用光源が発光した前記第２の光が入光するハイビーム用入光部をさらに含み、
前記ロービーム用入光部は、当該ロービーム用入光部から前記ロービーム用導光レンズ内に入光した前記第１の光が前記ロービーム用導光部の前記下面に向かって集光するように構成されており、
前記ハイビーム用入光部は、当該ハイビーム用入光部から前記ハイビーム用導光レンズ内に入光した前記第２の光が前記ハイビーム用導光部の前記上面に向かって集光するように構成されている請求項５に記載の車両用灯具。
前記ロービーム用出光面の下端縁は、前記ロービーム用配光パターンの上端縁であるカットオフラインに対応する形状であり、
前記ハイビーム用出光面の上端縁は、前記ハイビーム用配光パターンの下端縁であるカットオフラインに対応する形状である請求項４から６のいずれか１項に記載の車両用灯具。
前記第１光度分布形成手段及び前記第２光度分布形成手段のうち少なくとも一方は、半導体発光素子群を含むマトリックス光源である請求項１に記載の車両用灯具。
前記第１光度分布形成手段及び前記第２光度分布形成手段のうち少なくとも一方は、光偏向器により走査される光により光度分布が形成されるスクリーン部材である請求項１に記載の車両用灯具。
前記第１光度分布形成手段及び前記第２光度分布形成手段のうち少なくとも一方は、マイクロミラー群を含むＤＭＤ（Digital Mirror Device）である請求項１に記載の車両用灯具。