JP2018060725A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】ロービーム配光パターンに切り替えたときの見栄えが良いハイビーム配光パターンのホットゾーンの光量を高める補助ユニット部を備えた車両用灯具を提供する。【解決手段】本発明の車両用灯具は、ハイビーム及びロービーム配光パターンに多重される配光パターンを形成する補助ユニット部を備え、補助ユニット部は、第１レンズと、前方側に設けられた第２レンズと、第１レンズの第１後方焦点に配置された第１発光チップと、第１後方焦点よりも前方側に配置され、上辺が第１発光チップよりも鉛直方向下側に位置する第１位置と第１位置よりも鉛直方向上側の第２位置の間を移動する第１シェードと、を備え、第１シェードが第１位置に位置すると、カットオフラインに対応した形状を有する第２補助スポット配光パターンが形成され、第１シェードが第２位置に位置すると、カットオフラインに対応する形状を有しない第１補助スポット配光パターンが形成される。【選択図】図２

Description

本発明は車両用灯具に関するものである。

特許文献１には、ＬＥＤを光源に用いた車両用灯具であって、可動シェードを用いることでハイビーム配光パターンとロービーム配光パターンとが切り替えられる車両用灯具が開示されている。

特開２０１５―１４４０５９号公報

ところで、近年、ＬＥＤ等の半導体型の光源がハイパワーになってきたことに伴い、特許文献１にも見られるように、車両用灯具の光源として、ＬＥＤ等の半導体型の光源が用いられるようになってきている。
一方、ＬＥＤ等の半導体型の光源を使用すると、ハイビーム配光パターンの中央側に求められる高光度帯（ホットゾーンともいう）の光量が不足気味になる場合がある。

そこで、このハイビーム配光パターンの中央側に多重してホットゾーンの光量を高める補助スポット配光パターンを形成する補助ユニット部を設けるようにすることが考えられる。

しかしながら、補助ユニット部が形成する補助スポット配光パターンは、ハイビーム配光パターンのホットゾーンに対応することから、ロービーム配光パターンのカットフランよりも鉛直方向上側まで配光領域を有するものとなる。
したがって、ロービーム配光パターンのカットフランよりも鉛直方向上側に光を照射しないように、ロービーム配光パターンに切り替えるときには、補助ユニット部を消灯する必要がある。

そうすると、車両用灯具において、ハイビーム配光パターン時に点灯している領域とロービーム配光パターン時に点灯している領域とが異なることになり、見栄えが悪くなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ロービーム配光パターンに切り替えたときの見栄えが良いハイビーム配光パターンのホットゾーンの光量を高める補助ユニット部を備えた車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の構成によって把握される。
（１）本発明の車両用灯具は、ハイビーム配光パターンの中心側に多重される第１補助スポット配光パターンとロービーム配光パターンの中心側に多重される第２補助スポット配光パターンを形成する補助ユニット部を備え、前記補助ユニット部は、第１レンズと、前記第１レンズの前方側に設けられた第２レンズと、前記第１レンズの第１後方焦点又は前記第１後方焦点近傍に配置された半導体型の第１発光チップと、前記第１後方焦点よりも前方側であって、前記第１発光チップと前記第１レンズの間の位置に配置され、上辺が前記第１発光チップよりも鉛直方向下側に位置する第１位置と前記第１位置よりも鉛直方向上側の第２位置の間を移動する第１シェードと、を備え、前記第１シェードが前記第１位置に位置すると、ハイビーム配光パターンに対応する前記第１補助スポット配光パターンが形成され、前記第１シェードが前記第２位置に位置すると、前記第１発光チップからの一部の光が遮光され、ロービーム配光パターンに対応する前記第２補助スポット配光パターンが形成される。

（２）上記（１）の構成において、前記第２位置は、前記第１発光チップよりも鉛直方向上側の位置である。

（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記第１シェードは、水平方向に直線状に形成された前記上辺を有している。

（４）上記（１）から（３）のいずれか１つの構成において、前記第１レンズは、前記第１シェードが第２位置に位置するときに、前記光が通過する第１領域を有し、前記第１レンズは、前記第１領域を通過する光が前記第２レンズを介して前方側に照射されたときに、前記カットオフラインに対応する形状を有する前記第２補助スポット配光パターンを形成する配光制御を行う形状に形成されている。

（５）上記（４）の構成において、前記第２レンズは、前記第２レンズの第２後方焦点からの光をほぼ平行光に配光制御するように形成され、前記第１レンズは、前記第２レンズの第２出射面から前方側に照射される光が水平方向外側ほど内向きになる配光制御をするとともに、前記第１領域の水平方向左外側を通過して前記第２レンズの第２出射面から前方側に照射される光ほど鉛直方向下向きになる配光制御を行うように形成されている。

（６）上記（５）の構成において、前記第１領域は、前記第１レンズの前記第１入射面の鉛直幅の上側約１／４の範囲から入射する光が通過する領域であり、前記第１位置は、前記第１発光チップから前記鉛直幅の上側約１／４の範囲よりも鉛直方向下側の前記第１入射面に向かう光を遮光する位置である。

（７）上記（５）又は（６）の構成において、前記第２レンズは、任意の面として形成された第２出射面と、前記第２出射面に対応して前記第２後方焦点からの光をほぼ平行光にする曲面として形成された第２入射面と、を備え、前記第１レンズは、複合二次曲面として形成された前記第１入射面と、前記第１入射面に対応して前記第１後方焦点に対して焦点をズラす自由曲面として形成された前記第１出射面と、を備えている。

（８）上記（１）から（７）のいずれか１つの構成において、ハイビーム配光パターン及びロービーム配光パターンのメイン配光を形成するメインユニット部を備え、前記メインユニット部は、少なくとも第１ユニット部を備えており、前記第１ユニット部は、第３レンズと、前記第３レンズの前方側に設けられる第４レンズと、前記第３レンズの第３後方焦点よりも後方に配置された半導体型の第２発光チップと、前記第３レンズの前記第３後方焦点又は前記第３後方焦点近傍の前記第２発光チップと前記第３レンズの間の位置に配置され、上辺が前記第２発光チップよりも鉛直方向下側に位置する第３位置と前記上辺が鉛直方向で前記第２発光チップと重なる第４位置の間を移動する第２シェードと、を備え、前記第２シェードは、前記上辺が前記カットオフラインに対応した形状に形成されており、前記第２シェードが前記第４位置に位置すると、前記ロービーム配光パターン用の前記カットオフラインを有する配光パターンが形成され、前記第２シェードが第３位置に位置すると、前記カットオフラインを有しない前記ハイビーム配光パターン用の配光パターンが形成される。

（９）上記（８）の構成において、前記第１シェード及び前記第２シェードは、１つのシェード部材に一体に形成されている。

（１０）上記（８）又は（９）の構成において、前記第２シェードは、鉛直方向下側から鉛直方向上側に向かって形成された円弧状の切欠部が形成され、前記第４位置に位置するときに、前記第３レンズの鉛直方向下側の領域に光が入射できるようになっている。

（１１）上記（８）から（１０）のいずれか１つの構成において、前記メインユニット部は第２ユニット部を備えており、前記第２ユニット部は、第５レンズと、前記第５レンズの前方側に設けられる第６レンズと、前記第５レンズの第５後方焦点又は前記第５後方焦点近傍に配置される半導体型の第３発光チップと、を備え、前記第１ユニット部が前記メイン配光のメインスポット配光パターンを形成しており、前記第２ユニット部が前記メイン配光の拡散配光パターンを形成している。

（１２）上記（１１）の構成において、前記第１レンズ、前記第３レンズ及び前記第５レンズは、１つのレンズ部材に一体形成されており、前記第２レンズ、前記第４レンズ及び前記第６レンズは、１つのレンズ部材に一体形成されており、前記第１発光チップ、前記第２発光チップ及び前記第３発光チップは、１つの基板上に設けられている。

（１３）上記（８）から（１２）のいずれか１つの構成において、前記メインユニット部を複数備えている。

本発明によれば、ロービーム配光パターンに切り替えたときの見栄えが良いハイビーム配光パターンのホットゾーンの光量を高める補助ユニット部を備えた車両用灯具を提供することができる。

本発明に係る実施形態の車両用灯具を備えた車両の平面図である。 本発明に係る実施形態の灯具ユニットの主要部を後方側から見た平面図である。 本発明に係る実施形態の灯具ユニットの主要部を前方側から見た平面図である。 本発明に係る実施形態の第１ユニット部の主要部を示す斜視図である。 本発明に係る実施形態の第２シェードを説明するための図であり、（ａ）は第２シェードの裏面図であり、（ｂ）は斜視図である。 本発明に係る実施形態の第２シェードが移動することで形成される第１ユニット部の形成する配光パターンを説明する図であり、（ａ）は第２シェードが第４位置に位置するときの配光パターンを説明する図であり、（ｂ）は第２シェードが第３位置に位置するときの配光パターンを説明する図である。 本発明に係る実施形態の第２ユニット部の主要部を上側から見た平面図である。 本発明に係る実施形態の第２ユニット部の主要部を横側から見た側面図である。 本発明に係る実施形態の第２ユニット部の形成するスクリーン上での拡散配光パターンを等光度線で示す図である。 本発明に係る実施形態の補助ユニット部の主要部を横側から見た側面図である。 本発明に係る実施形態の第１レンズの基本構成を説明するための図である。 本発明に係る実施形態の基本構成を有する第１レンズを用いた場合のスクリーン上での配光パターンを等光度線で示した図である。 本発明に係る実施形態の第１レンズの調整について説明するための図である。 本発明に係る実施形態の第１レンズの調整後のスクリーン上に形成される配光パターンを等光度線で示す図である。 本発明に係る実施形態の第１シェードを第２位置から鉛直方向下側に約３．０ｍｍ移動させて第１シェードが第１位置に位置するときに形成されるスクリーン上での配光パターンを等光度線で示す図である。 本発明に係る実施形態のメインユニット部（第１ユニット部及び第２ユニット部）と補助ユニット部の形成する配光パターンが多重されたスクリーン上での車両用灯具としての配光パターンを等光度線で示す図であり、（ａ）はロービーム配光パターンを示す図であり、（ｂ）はハイビーム配光パターンを示す図である。 本発明に係る実施形態の第２シェードの変形例を示す図である。 本発明に係る実施形態の変形例の灯具ユニットの主要部を後方側から見た平面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について詳細に説明する。実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

また、実施形態及び図中において、特に断りがない場合、「前」、「後」は、各々、車両の「前進方向」、「後進方向」を示し、「上」、「下」、「左」、「右」は、各々、車両に乗車する運転者から見た方向を示す。

本発明に係る実施形態の車両用灯具は、図１に示す車両１０２の前方の左右のそれぞれに設けられる車両用前照灯（１０１Ｒ、１０１Ｌ）であり、以下では単に車両用灯具と記載する。

なお、車両用灯具において、基本的な構成は左右の車両用灯具で共通であるので、左側の車両用灯具で説明を行うこととし、左右で異なる点については、その異なる点についてだけ説明を行うものとする。

本実施形態の車両用灯具は、車両前方側に開口したハウジング（図示せず）と開口を覆うようにハウジングに取り付けられるアウターレンズ（図示せず）を備え、ハウジングとアウターレンズとで形成される灯室内に灯具ユニット１０（図２及び図３参照）等が配置されている。

図２は灯具ユニット１０の主要部を後方側から見た平面図であり、図３は灯具ユニット１０の主要部を前方側から見た平面図である。

なお、以降においても同様であるが、図において、Ｘ軸は車両１０２における水平方向を示しており、Ｙ軸は車両１０２における鉛直方向を示しており、Ｚ軸はチップ光軸を示している。
また、図２では、発光チップ（第１発光チップ５３、第２発光チップ２３及び第３発光チップ３３）の外形を実線で示すとともに発光チップが配置される基板６０の外形を点線で示すようにしている。

本実施形態の灯具ユニット１０は、図２に示すように、ハイビーム配光パターン及びロービーム配光パターンのメイン配光を形成するメインユニット部４０と、ハイビーム配光パターンの中心側に多重される第１補助スポット配光パターンとロービーム配光パターンの中心側に多重される第２補助スポット配光パターンを形成する補助ユニット部５０と、を備えている。

本実施形態では、メインユニット部４０及び補助ユニット部５０に対応した給電構造（導電パターン）を設けた１つのアルミ実装基板（以下、単に基板６０という）を用いて、その基板６０上にメインユニット部４０及び補助ユニット部５０の後述する各発光チップ（第１発光チップ５３、第２発光チップ２３及び第３発光チップ３３）を配置するようにしている。

しかしながら、メインユニット部４０及び補助ユニット部５０で共通の基板６０を使用する必要はなく、メインユニット部４０及び補助ユニット部５０に対応して個別に基板を設けるようにしてもよい。
ただし、本実施形態のように共通の基板６０とすることで部品点数を削減し、コストダウンが行えるため、１つの基板６０上に後述する各発光チップ（第１発光チップ５３、第２発光チップ２３及び第３発光チップ３３）を設けるようにすることが好ましい。

（メインユニット部）
メインユニット部４０は、ハイビーム配光パターン及びロービーム配光パターンのメイン配光を形成する部分であり、メインユニット部４０は、メイン配光のメインスポット配光パターンを形成する第１ユニット部２０と、メイン配光の拡散配光パターンを形成する第２ユニット部３０と、を備えている。

ただし、メインユニット部４０に関しては、以下で、具体的に説明する第１ユニット部２０と第２ユニット部３０を備えるものに限定される必要はなく、他の構成からなるものであってもよい。
しかしながら、後述するように、補助ユニット部５０等との部品の共通化を行う観点で、以下で具体的に説明する第１ユニット部２０と第２ユニット部３０を備えるものとすることが好ましい。

また、第１ユニット部２０の配光範囲を拡散配光パターンに対応する範囲まで広げたものとすることで第２ユニット部３０を省略することが可能であるため、第２ユニット部３０は、メインユニット部４０における必須の構成ではない。

（第１ユニット部）
図４は第１ユニット部２０の主要部を示す斜視図である。
図４に示すように、第１ユニット部２０は、第３レンズ２１と、第３レンズ２１の前方側に設けられる第４レンズ２２と、第３レンズ２１の第３後方焦点ＰＦ３よりも後方に配置された半導体型の第２発光チップ２３と、第３レンズ２１の第３後方焦点ＰＦ３又は第３後方焦点ＰＦ３近傍の第２発光チップ２３と第３レンズ２１の間の位置に配置された第２シェード２４と、を備えている。

（第２発光チップ）
第２発光チップ２３は、本実施形態では、半導体型の発光素子であるＬＥＤチップを用いるようにしているが、例えば、同様に半導体型の発光素子である半導体レーザチップ（ＬＤチップ）を用いるようにしてもよい。

なお、第２発光チップ２３の一部に欠けがある場合があり、このように一部に欠けがある場合には、その欠けの部分が鉛直方向下側に位置するように第２発光チップ２３を配置するとよい。

そのように欠けの部分が鉛直方向下側に位置するように第２発光チップ２３を配置することで、この欠けの部分を上方に投影することができ、配光パターンの上方に逃がすようにすることで良好な配光パターンを形成することが可能となる。

（第４レンズ）
第４レンズ２２は、透明なガラス材料や樹脂材料等を用いて形成されるが、成形性がよく、屈折率の波長依存性が小さく、青色分光色を抑制しやすい観点からＰＭＭＡ等のアクリル系樹脂を用いるのが好ましい。

第４レンズ２２は、図３に示すように、前方側から見た正面視で、外形が矩形状で、図４に示すように、平らな平面状に形成された第４出射面２２１を有している。
なお、第４出射面２２１は、平面状に形成されることに限定される必要はなく、デザイン等の要求に応じて適宜変更可能な自由面としてよい。
つまり、第４出射面２２１は、デザイン等の様々な要求に応じて自由に設定される任意の面として形成される。

また、第４レンズ２２は、図４に示すように、後方側（第２発光チップ２３側）に突出した形状の光が入射する第４入射面２２２を有している。
この第４入射面２２２は自由曲面で形成され、第４出射面２２１の形状に応じて、第４出射面２２１から前方側に照射される光が所定の配光パターンを形成するように配光制御する面形状に形成されている。

第４レンズ２２の具体的な配置について説明すると、第４レンズ２２は、図４に示すように、第２発光チップ２３のチップ光軸Ｚと第４レンズ２２の第４レンズ光軸がほぼ一致するように配置されており、さらに、第４レンズ２２は、後述する第２シェード２４の基準点ＣＰ２から約１４ｍｍ後方側のチップ光軸Ｚ上に、第４レンズ２２の第４後方焦点ＳＦ４が位置するように配置されている。

（第３レンズ）
第３レンズ２１は、第２発光チップ２３から第４レンズ２２に至るまでの前後方向の距離を縮めるとともに、第４レンズ２２のサイズを小型化する役目を果たしており、以下、具体的に説明する。

第２シェード２４は、カットオフラインを形成するために、基準点ＣＰ２がレンズの後方焦点若しくは後方焦点近傍に配置されることになる。
このため、仮に、第４レンズ２２だけの場合、図４を見るとわかるように、第２シェード２４は、第４レンズ２２から離れた後方の位置（第４後方焦点ＳＦ４の位置）に配置されることになる。

また、第２発光チップ２３は、第２シェード２４よりも後方側に位置する必要があるため、第４レンズ２２だけの場合、第２発光チップ２３は第４後方焦点ＳＦ４よりも更に後方側に配置されることになる。

そして、そのような後方の位置に第２発光チップ２３が配置されているとすると、第４レンズ２２に至るまでの間に第２発光チップ２３から放射される光は、大きく広がることになり、その光を受けるために第４レンズ２２をかなり大きなものとする必要がある。

一方、第４レンズ２２よりも第２発光チップ２３側に、本実施形態のように、第３レンズ２１を設けるようにすると、この第３レンズ２１の配光制御によって、第２シェード２４を第４レンズ２２に近づけて配置しても、あたかも第２シェード２４が第４後方焦点ＳＦ４又は第４後方焦点ＳＦ４近傍に位置しているのと同様の状態とすることができる。

具体的には、本実施形態では、第３レンズ２１は、第３レンズ２１から後方側に約５．５ｍｍの位置に第３後方焦点ＰＦ３が位置するように形成されており、第３レンズ２１は、第２発光チップ２３のチップ光軸Ｚと第３レンズ２１の第３レンズ光軸がほぼ一致するように配置されている。

そして、第２シェード２４は、第３レンズ２１の第３後方焦点ＰＦ３又は第３後方焦点ＰＦ３近傍に第２シェード２４の基準点ＣＰ２が位置するように配置されるとともに、その第３レンズ２１の第３後方焦点ＰＦ３から約１．０ｍｍ後方に第２発光チップ２３が位置するように配置されている。
この第３レンズ２１は、第３レンズ２１を介して第４レンズ２２に照射される光が、図４に示す第４レンズ２２と第４レンズ２２の第４後方焦点ＳＦ４を結ぶコーンＬＣ４（以下、第４レンズコーンともいう）と同程度の広がりのライトコーンを有するように配光制御を行うことで、第２シェード２４及び第２発光チップ２３があたかも第４レンズ２２の第４後方焦点ＳＦ４を基準として配置されているかのような状態を作り出している。

本実施形態では、第３レンズ２１は、第２発光チップ２３からの光が入射する第３入射面２１２が水平方向と鉛直方向の二軸によって織り成される内側に緩やかに凹む複合二次曲面に形成されており、第３出射面２１１が第３入射面２１２の形状に応じて、入射した光が第４レンズコーン内に収まるように変換する配光制御を行う自由曲面に形成されている。

具体的には、第３レンズ２１は、第３入射面２１２の形状に応じて、第２発光チップ２３の発光中心から放射される光のうち、チップ光軸Ｚを基準に放射角が水平方向左右に３５度（左３５度、右３５度）の範囲の光を第４レンズコーンとほぼ同様の広がり状態に変換して第４レンズ２２へ照射する形状に第３出射面２１１が形成されている。

また、第２発光チップ２３の発光中心から放射される光のうち、放射角が水平方向で３５度以上の光に関しては、第４レンズコーンの広がり状態と同様な状態にすると、第４レンズ２２の水平方向左右外側に光が照射されるため、第３レンズ２１は、第３入射面２１２の形状に応じて、放射角が３５度以上の光について、若干内向きに変換して、第４レンズ２２の第４入射面２２２の水平方向外側の部分に照射する形状に第３出射面２１１が形成されている。

そして、第３レンズ２１は、上述したように、第３レンズ２１に近い位置に第３レンズ２１の第３後方焦点ＰＦ３が設定されており、第３レンズ２１の近く（第３後方焦点ＰＦ３から後方側約１．０ｍｍの位置）に第２発光チップ２３が配置されている。

このため、第２発光チップ２３から放射される光は、第３レンズ２１に到達するまでの間に大きく広がらないので、第２発光チップ２３からの光を受けるために、第３レンズ２１を大型化する必要はない。

そして、第２発光チップ２３からの光が適切に第４レンズ２２に入射できるように第３レンズ２１が配光制御を行って、第２発光チップ２３からの光が適切なライトコーンとして第４レンズ２２側に照射されるため、第４レンズ２２を大型化する必要もない。

このように、第３レンズ２１を設けるようにすることで、第２発光チップ２３から第４レンズ２２に至るまでの前後方向の距離を縮めることが可能であるとともに、第４レンズ２２のサイズを小型化することが可能となる。

ところで、第３レンズ２１も第４レンズ２２と同様に透明なガラス材料や樹脂材料等を用いて形成すればよいが、第３レンズ２１は第２発光チップ２３の近くに配置されることになるため、第３レンズ２１には、成形性がよく、耐熱性に優れる観点で、ポリカーボネート系樹脂を用いるのが好適である。

（第２シェード）
図５は第２シェード２４を説明するための図であり、（ａ）は第２シェード２４の裏面図であり、（ｂ）は斜視図である。
なお、図５（ｂ）では第２発光チップ２３の発光面２３ａを併せて図示している。

第２シェード２４は、例えば、光を透過しない材料を用いて形成され、第２発光チップ２３からの光の一部を遮光し、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。
なお、第２シェード２４に光を透過する透明な材料を用いる場合には、光を透過しない塗料等を用いて表面コーティングを行えば良い。

図５に示すように、第２シェード２４は厚さが約０．２ｍｍの金属板で形成された平板状であり、第２シェード２４の上辺２４ａは、カットオフラインを形成するために、カットオフラインの形状に形成されている。

そして、図５（ａ）に示すように、斜めカットオフラインを形成するための傾斜部の上側頂点に位置するように第２シェード２４の基準点ＣＰ２が設定されており、この基準点ＣＰ２は、図５（ｂ）に示すように、チップ光軸Ｚ上に位置するとともに、第２シェード２４の上辺２４ａの第２発光チップ２３（発光面２３ａ）側の位置に設定されている。

なお、本実施形態では、第２シェード２４の基準点ＣＰ２と第３レンズ２１の第３後方焦点ＰＦ３（図４参照）が一致しており、基準点ＣＰ２及び第３後方焦点ＰＦ３から約１.０ｍｍ後方側に第２発光チップ２３の発光面２３ａの中心が位置している。

このようにすると、図５（ｂ）に示すように、第２発光チップ２３からの光の一部（光線Ｌ１参照）が、第２シェード２４の上辺２４ａの面で反射され、その反射された光（光線Ｌ１参照）が、配光パターンのカットオフラインの上方近傍に照射されるようになる。

つまり、第２シェード２４は、第２シェード２４の上辺２４ａの面で反射される第２発光チップ２３からの光が、配光パターンのカットオフラインの上方近傍に照射される位置に設けられている。
この結果、カットオフラインの明暗境界線を暈すことができ、視認性の高いロービーム配光パターンとすることができるようになる。

一方、本実施形態は、ハイビーム配光パターン及びロービーム配光パターンが切り替え可能なものであり、第２シェード２４は、上述した位置関係よりも鉛直方向下側の位置に位置するように図示しない駆動機構で移動するようになっている。

つまり、第２シェード２４は、上辺２４ａが第２発光チップ２３よりも鉛直方向下側に位置する第３位置と上辺２４ａが鉛直方向で第２発光チップ２３と重なる第４位置の間を移動し、第２シェード２４が第３位置に位置すると、カットオフラインを有しないハイビーム配光パターン用の配光パターンを形成し、第２シェード２４が第４位置に位置すると、ロービーム配光パターン用のカットオフラインを有する配光パターンが形成されるようになっている。

図６は第２シェード２４が移動することで形成される第１ユニット部２０の形成する配光パターンを説明する図であり、図６（ａ）は第２シェード２４が第４位置に位置するときの配光パターンを説明する図であり、図６（ｂ）は第２シェード２４が第３位置に位置するときの配光パターンを説明する図である。

なお、図６は下側に図２に対応した第１ユニット部２０の図を示し、上側にスクリーン上での配光パターンの図を示している。
図６では、配光パターンは等光度線で示している。
また、以降の図においてもスクリーン上での配光パターンを示す図においては同様であるが、図６の配光パターンを示す図におけるＶＵ−ＶＬ線はスクリーン上の鉛直基準線であり、ＨＬ−ＨＲ線はスクリーン上の水平基準線である。

図６（ａ）に示すように、上辺２４ａが鉛直方向で第２発光チップ２３と重なる第４位置に第２シェード２４が位置すると、ロービーム配光パターン用のカットオフラインＣＬ（上側水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２及び下側水平カットオフラインＣＬ３を有するカットオフラインＣＬ）を有する配光パターンが形成される。

一方、図６（ａ）に示す状態から、第２シェード２４が２ｍｍ以上（具体的には約３ｍｍ）鉛直方向下側に移動して、上辺２４ａが第２発光チップ２３よりも鉛直方向下側に位置する第３位置に第２シェード２４が位置するようになると、第３レンズ２１のより鉛直方向下側に光が入射できるようになり、図６（ｂ）に示すように、配光範囲が鉛直方向上側に広がり、カットオフラインＣＬを有しないハイビーム配光パターン用の配光パターンが形成される。

（第２ユニット部）
次に、第２ユニット部３０について説明する。
図７は第２ユニット部３０の主要部を上側から見た平面図であり、図８は第２ユニット部３０の主要部を横側から見た側面図である。

図７及び図８に示すように、第２ユニット部３０は、第５レンズ３１と、第５レンズ３１の前方側に設けられる第６レンズ３２と、第５レンズ３１の第５後方焦点ＰＦ５又は第５後方焦点ＰＦ５近傍に配置される半導体型の第３発光チップ３３と、を備えている。

第２ユニット部３０はメイン配光の拡散配光パターンを形成し、本実施形態では、ハイビーム配光パターンのときと、ロービーム配光パターンのときとで配光状態を同じものとしている。

そして、ロービーム配光パターンでは、カットオフラインから下側に配光パターンが位置することが求められるので、第２ユニット部３０が形成する拡散配光パターンは、配光パターンの上辺がカットオフラインに沿ったものとされており、以下、第５レンズ３１及び第６レンズ３２の説明を通して配光パターンの上辺がカットオフラインに沿った拡散配光パターンとする配光制御等についても説明する。

（第３発光チップ）
第３発光チップ３３は、第２発光チップ２３と同様であり、本実施形態では、半導体型の発光素子であるＬＥＤチップを用いている。
ただし、ＬＥＤチップに限定される必要はなく、半導体型の発光素子である半導体レーザチップ（ＬＤチップ）を用いるようにしてもよい。

なお、第３発光チップ３３においても第２発光チップ２３と同様に一部に欠けがある場合には、その欠けのある部分が鉛直方向上側に位置するように配置するようにして、欠けの部分を下方に投影することで配光パターンの下方に逃がすようにすればよく、このようにすることで、良好な配光パターンを形成することが可能となる。

（第６レンズ）
第６レンズ３２は、透明なガラス材料や樹脂材料等を用いて成形されるが、成形性がよく、屈折率の波長依存性が小さく、青色分光色を抑制しやすい観点からＰＭＭＡ等のアクリル系樹脂を用いるのが好ましい。

また、第６レンズ３２を第４レンズ２２（図３参照）と一体化させて２つのレンズを有する１つのレンズ部材として構成するほうが製造コストを低減できるので第６レンズ３２と第４レンズ２２の材料を統一しておくことが好ましい。

第６レンズ３２の具体的な配置について説明すると、第６レンズ３２は、図７に示すように、第３発光チップ３３のチップ光軸Ｚと第６レンズ３２の第６レンズ光軸がほぼ一致するように配置されており、さらに、第６レンズ３２は、後述する第５レンズ３１の第５後方焦点ＰＦ５から約１６ｍｍ後方側のチップ光軸Ｚ上に、第６レンズ３２の第６後方焦点ＳＦ６が位置するように配置されている。

図７及び図８では、第３発光チップ３３の発光中心から放射される光線についても示しており、次に、これらを参照しながら第６レンズ３２の配光制御について説明する。
なお、図７及び図８に示す光線は光線群の一部についてのものであり、図示される光線の間にも、無数の光線が存在することに留意されたい。

第６レンズ３２は、図３に示すように、前方側から見た正面視で、外形が矩形状で、図７に示すように、平らな平面状に形成された第６出射面３２１を有している。
この第６出射面３２１の表面形状に関しては、平面状に形成されることに限定される必要はなく、デザイン等の要求に応じて適宜変更可能な自由面としてよい。
つまり、第６出射面３２１は、デザイン等の様々な要求に応じて自由に設定される任意の面として形成される。

一方、第６レンズ３２は、第６出射面３２１の形状に応じて、第６出射面３２１から前方側に照射される光が所定の配光パターンを形成するように配光制御する面形状に形成された光が入射する第６入射面３２２を有している。

具体的には、図７に示すように、第６入射面３２２は、水平方向の中央（チップ光軸Ｚ上の位置）よりも水平方向外側で第３発光チップ３３側に向かって出っ張る２つの凸状部分３２ａ、３２ｂが中央側で繋がり中央側において内側に凹む部分３２ｃが形成された形状になっている。

このような形状に第６入射面３２２を形成すると、凸状部分３２ａ、３２ｂの最も第３発光チップ３３側に突出している変曲点となる位置よりも水平方向の内側の凹む部分３２ｃでは、中央側から外側に向かって第６出射面３２１から照射される光が外側に照射されるようになる。
なお、この部分で拡散配光パターンのほぼ全体形状となる配光パターンが形成されている。

そして、その凹む部分３２ｃから、更に外側の第６入射面３２２に入射する光は、水平方向外側の位置で入射する光ほど、内側に向かって第６出射面３２１から照射されるようになっている。

この内側に照射される光は、拡散配光パターンの中央側の高光度帯を形成するように、水平方向右外側の第６入射面３２２から入射した光と水平方向左外側の第６入射面３２２から入射した光がチップ光軸Ｚを跨いでオーバーラップするようになっている。
このようにすることで、拡散配光パターンの中央側に光度の高い高光度帯を適切に形成することができる。

一方、図８に示すように、第６入射面３２２は、鉛直方向上側及び鉛直方向下側の第６入射面３２２に入射した光が第６出射面３２１から照射されるときに、カットオフライン近傍に向けて照射されるように形成されている。
また、第６入射面３２２は、鉛直方向中央側の第６入射面３２２に入射した光が第６出射面３２１から照射されるときに、拡散配光パターンの下側を形成するように下側に照射されるように形成されている。

このようにしておくことで、第５レンズ３１からの距離が近く、第５レンズ３１や第３発光チップ３３の位置ズレ等の影響を受けやすい第６入射面３２２の鉛直方向中央側に入射する光が拡散配光パターンの下側を形成するように照射されるため、第３発光チップ３３の位置ズレ等の影響でカットオフラインより上側に光が照射されることが抑制できる。

（第５レンズ）
第５レンズ３１は、透明なガラス材料や樹脂材料等を用いて形成すればよいが、第５レンズ３１は第３発光チップ３３の近くに配置されることになるため、第５レンズ３１には、成形性がよく、耐熱性に優れる観点で、ポリカーボネート系樹脂を用いるのが好適である。

また、図２に示すように、第３レンズ２１と第５レンズ３１は離間した位置に位置するが、これは光学的に配光制御を行うところだけで見れば、離間しているにすぎず、配光制御に影響しない構成を追加することで１つのレンズ部材とすることが可能である。

つまり、第３レンズ２１と第５レンズ３１の間を架橋する架橋部を設けるようにすれば、第３レンズ２１と第５レンズ３１を有する１つのレンズ部材として構成することが可能であり、そうすることで、製造コストが低減できるため、第５レンズ３１と第３レンズ２１の材料を統一しておくことが好ましい。

第５レンズ３１は、第３レンズ２１と同様に第３発光チップ３３を第６レンズ３２に近づけて配置できるようにして第６レンズ３２から第３発光チップ３３に至るまでの前後方向の距離を縮めるとともに、第６レンズ３２のサイズを小型化する役目を果たしており、以下、具体的に説明する。

仮に、第６レンズ３２だけの場合、第３発光チップ３３は、第６レンズ３２の第６後方焦点ＳＦ６又は第６後方焦点ＳＦ６近傍に配置されることになり、図７を見ればわかるとおり、第６レンズ３２から離れた後方の位置に配置されることになる。

また、そのように後方に離れた位置に配置された第３発光チップ３３から放射される光は、第６レンズ３２に至るまでに大きく広がるため、その光を受けるには、大きな第６レンズ３２が必要となる。

一方、第６レンズ３２よりも第３発光チップ３３側に、本実施形態のように、第５レンズ３１を設けるようにすると、この第５レンズ３１の配光制御によって、第３発光チップ３３を第６レンズ３２に近づけて配置しても、あたかも第３発光チップ３３が第６後方焦点ＳＦ６又は第６後方焦点ＳＦ６近傍に位置しているのと同様の状態とすることができる。

具体的には、本実施形態では、第５レンズ３１は、第５レンズ３１から後方側に約５．５ｍｍの位置に第５後方焦点ＰＦ５が位置するように形成されており、第５レンズ３１は、第３発光チップ３３のチップ光軸Ｚと第５レンズ３１のレンズ光軸がほぼ一致するように配置されている。

そして、第５後方焦点ＰＦ５又は第５後方焦点ＰＦ５近傍に配置された第３発光チップ３３からの光を、図７に示す第６レンズ３２と第６後方焦点ＳＦ６を結ぶコーンＬＣ６（以下、第６レンズコーンともいう）と同程度の広がりのライトコーンを有するように配光制御を行うことで、第３発光チップ３３があたかも第６レンズ３２の第６後方焦点ＳＦ６を基準として配置されているかのような状態を作り出している。

具体的には、第５レンズ３１は、第３発光チップ３３からの光が入射する第５入射面３１２が水平方向と鉛直方向の二軸によって織り成される内側に緩やかに凹む複合二次曲面に形成されており、第５出射面３１１が第５入射面３１２の形状に応じて、入射した光が第６レンズコーン内に収まるように変換する配光制御を行う自由曲面に形成されている。

そして、第５レンズ３１も基本となる形状は、第３レンズ２１の形状をベースとした上で拡散配光パターンが車両外側に広がるように第５出射面３１１の形状を調整するようにしている。

つまり、第５レンズ３１の第５出射面３１１の基本形状は、第５入射面３１２の形状に応じて、第３発光チップ３３の発光中心から放射される光のうち、チップ光軸Ｚを基準に放射角が水平方向左右に３５度（左３５度、右３５度）の範囲の光を第６レンズコーンとほぼ同様の広がり状態に変換するとともに、放射角が水平方向で３５度以上の光を若干内向きに変換して、第６レンズ３２の第６入射面３２２の水平方向外側の部分に照射する形状になっている。

そして、第５レンズ３１は、上述のように、第５レンズ３１に近い位置に第５レンズ３１の第５後方焦点ＰＦ５が設定されており、第５レンズ３１の近く（第５後方焦点ＰＦ５から後方側約１．０ｍｍの位置）に第３発光チップ３３が配置されている。

したがって、第３発光チップ３３から放射される光は、第５レンズ３１に到達するまでの間に大きく広がらないので、第３発光チップ３３からの光を受けるために、第５レンズ３１を大型化する必要がないとともに、第３発光チップ３３からの光が適切に第６レンズ３２に入射できるように第５レンズ３１が配光制御を行って、第３発光チップ３３からの光が適切なライトコーンとして第６レンズ３２側に照射されるため、第６レンズ３２を大型化する必要もない。

このため、第５レンズ３１を設けるようにすることで、第３発光チップ３３から第６レンズ３２に至るまでの前後方向の距離を縮めることが可能であるとともに、第６レンズ３２のサイズを小型化することが可能となる。

その上で、第６レンズコーンを逸脱しない範囲で拡散配光パターンが車両外側に広がるように第５出射面３１１の形状を調整している。

具体的には、図７に示すように、第５レンズ３１の第５出射面３１１の第３発光チップ３３側から離れる側に最も突出する部分がチップ光軸Ｚ（第５レンズ３１のレンズ光軸）より水平方向左側に位置し、その最も突出する部分を基準に、水平方向右側（チップ光軸Ｚ側）のほうが、水平方向左側（チップ光軸Ｚから離れる側）よりも曲率が小さい形状（緩やかな曲面形状）に形成されている。

なお、本実施形態では、車両左側の車両用灯具の場合で説明しているので、最も突出する部分を基準に、車両内側のほうが、車両外側よりも曲率が小さい形状に形成されている。

一方、車両右側の車両用灯具の場合には、車両外側が水平方向右側となるため、上述した第５レンズ３１の水平方向の関係を逆転させるようにすればよい。
つまり、チップ光軸Ｚ（第５レンズ３１のレンズ光軸）を基準に水平方向の状態を左右逆転させるようにすればよい。

そのように左右を逆転させると、第５レンズ３１の第５出射面３１１の第３発光チップ３３側から離れる側に最も突出する部分がチップ光軸Ｚ（第５レンズ３１のレンズ光軸）より水平方向右側に位置し、その最も突出する部分を基準に、車両内側のほうが、車両外側よりも曲率が小さい形状に形成されている状態となり、拡散配光パターンを水平方向右側（車両右側の車両用灯具における車両外側）に広げることができる。

図９は第２ユニット部３０の形成するスクリーン上での拡散配光パターンを等光度線で示す図である。
図９に示すように、第６レンズ３２によって適切に配光制御が行われているため、拡散配光パターンの上辺がカットオフラインの下側に沿ったものとなるとともに、中央側に良好な高光度帯が形成されている。

また、第５レンズ３１によって車両外側（水平方向左側）に拡散配光パターンが拡張され、車両外側の視認性がよい拡散配光パターンになっている。

（補助ユニット部）
次に、補助ユニット部５０について説明する。
図１０は補助ユニット部５０の主要部を横側から見た側面図である。
図１０に示すように、補助ユニット部５０は、第１レンズ５１と、第１レンズ５１の前方側に設けられた第２レンズ５２と、第１レンズ５１の第１後方焦点ＰＦ１又は第１後方焦点ＰＦ１近傍に配置された半導体型の第１発光チップ５３と、第１後方焦点ＰＦ１よりも前方側の第１発光チップ５３と第１レンズ５１の間の位置に配置された第１シェード５４と、を備えている。

（第１発光チップ）
第１発光チップ５３は、第２発光チップ２３と同様であり、本実施形態では、半導体型の発光素子であるＬＥＤチップを用いている。
ただし、ＬＥＤチップに限定される必要はなく、半導体型の発光素子である半導体レーザチップ（ＬＤチップ）を用いるようにしてもよい。

なお、第１発光チップ５３にも第２発光チップ２３と同様に一部に欠けがある場合があり、このように一部に欠けがある場合には、その欠けの部分が鉛直方向下側に位置するように第１発光チップ５３を配置するとよい。

そのように欠けの部分が鉛直方向下側に位置するように第１発光チップ５３を配置することで、この欠けの部分を上方に投影することができ、配光パターンの上方に逃がすようにすることで良好な配光パターンを形成することが可能となる。

（第２レンズ）
第２レンズ５２は、透明なガラス材料や樹脂材料等を用いて成形されるが、成形性がよく、屈折率の波長依存性が小さく、青色分光色を抑制しやすい観点からＰＭＭＡ等のアクリル系樹脂を用いるのが好ましい。

また、第２レンズ５２を第４レンズ２２及び第６レンズ３２（図３参照）と一体化させて３つのレンズを有する１つのレンズ部材として構成するほうが製造コストを低減できるので第２レンズ５２を第４レンズ２２及び第６レンズ３２の材料と同じ材料に統一しておくことが好ましい。

次に、第２レンズ５２の具体的な配置について説明すると、第２レンズ５２は、図１０に示すように、第１発光チップ５３のチップ光軸Ｚと第２レンズ５２の第２レンズ光軸がほぼ一致するように配置されており、さらに、第２レンズ５２は、後述する第１レンズ５１の第１後方焦点ＰＦ１から約１５ｍｍ後方側のチップ光軸Ｚ上に、第２レンズ５２の第２後方焦点ＳＦ２が位置するように配置されている。

また、第２レンズ５２は、図３に示すように、前方側から見た正面視で、外形が矩形状で、図１０に示すように、平らな平面状に形成された第２出射面５２１を有している。
この第２出射面５２１の表面形状に関しては、平面状に形成されることに限定される必要はなく、デザイン等の要求に応じて適宜変更可能な自由面としてよい。
つまり、第２出射面５２１は、デザイン等の様々な要求に応じて自由に設定される任意の面として形成される。

一方、第２レンズ５２は、第２出射面５２１の形状に応じて、第２出射面５２１から前方側に照射される光が所定の配光パターンを形成するように配光制御する面形状に形成された光が入射する第２入射面５２２を有している。

本実施形態では、第２入射面５２２が、第２後方焦点ＳＦ２からの光を仮定したときに、チップ光軸Ｚ（第２レンズ５２の第２レンズ光軸）に平行な平行光として、第２出射面５２１から前方に照射する配光制御を行う形状に形成されている。

（第１シェード）
第１シェード５４も、第２シェード２４と同様に、例えば、光を透過しない材料を用いて形成すればよく、光を透過する透明な材料を用いる場合には、光を透過しない塗料等を用いて表面コーティングを行えば良い。

一方、第１レンズ５１の第１後方焦点ＰＦ１又は第１後方焦点ＰＦ１近傍には、形成される配光パターンの配光範囲を適切なものとするために、第１発光チップ５３が配置されているため、第１シェード５４は、第２シェード２４のように、第１後方焦点ＰＦ１又は第１後方焦点ＰＦ１近傍に配置することができず、具体的には、第１後方焦点ＰＦ１よりも約１．０ｍｍ前方側に配置されている。

このため、第２シェード２４のように、上辺をカットオフラインの形状に形成する方法で、ロービーム配光パターン（カットオフラインの中央側）に対応した形状を有する配光パターンを形成することができない。

そこで、後述する第１レンズ５１の配光制御によって、ロービーム配光パターン（カットオフラインの中央側）に対応した形状を有する配光パターンが形成しやすいように、第１シェード５４は、第１発光チップ５３からの光の一部を遮光する上辺５４ａの形状とされている。

具体的には、第１シェード５４は、水平方向に直線状に形成された上辺５４ａを有するものとされており、理由については、第１レンズ５１のところで後述するが、このようにすることで、第１レンズ５１の配光制御によって、カットオフラインの中央側に対応した形状を有する配光パターンが形成しやすくなる。

（第１レンズ）
第１レンズ５１は、透明なガラス材料や樹脂材料等を用いて形成すればよいが、第１レンズ５１は第１発光チップ５３の近くに配置されることになるため、第１レンズ５１には、成形性がよく、耐熱性に優れる観点で、ポリカーボネート系樹脂を用いるのが好適である。

また、図２に示すように、第１レンズ５１は、第３レンズ２１及び第５レンズ３１と離間した位置に位置するが、これは光学的に配光制御を行うところだけで見れば、離間しているにすぎず、配光制御に影響しない構成を追加することで１つのレンズ部材とすることが可能である。

つまり、第１レンズ５１、第３レンズ２１及び第５レンズ３１の間を架橋する架橋部を設けるようにすれば、第１レンズ５１、第３レンズ２１及び第５レンズ３１を有する１つのレンズ部材として構成することが可能であり、そうすることで、製造コストが低減できるため、第１レンズ５１を第３レンズ２１及び第５レンズ３１の材料と同じ材料に統一しておくことが好ましい。

そして、第１レンズ５１は、第１発光チップ５３のチップ光軸Ｚと第１レンズ５１のレンズ光軸がほぼ一致するように配置されており、第３レンズ２１と同様に第１発光チップ５３を第２レンズ５２に近づけて配置できるようにして第２レンズ５２から第１発光チップ５３に至るまでの前後方向の距離を縮めるとともに、第２レンズ５２のサイズを小型化する役目を果たしており、以下、具体的に説明する。

図１１は第１レンズ５１の基本構成を説明するための図であり、上側から見た平面図になっている。
なお、図１１は第１シェード５４を設けていない状態を示す図であり、図１１では第１発光チップ５３の発光中心から放射される光線についても図示しているが、図１１で図示する光線は光線群の一部についてのものであり、図示される光線の間にも、無数の光線が存在することに留意されたい。

第１レンズ５１は、第３レンズ２１と同様に、第１発光チップ５３からの光が入射する第１入射面５１２を水平方向と鉛直方向の二軸によって織り成される内側に緩やかに凹む複合二次曲面に形成した上で、第１出射面５１１が第１入射面５１２の形状に応じて、入射した光が、図１１に示す第２レンズ５２と第２レンズ５２の第２後方焦点ＳＦ２を結ぶコーンＬＣ２（以下、第２レンズコーンともいう）と同程度の広がりのライトコーンを有するように配光制御し、第１レンズ５１から第２レンズ５２に向けて照射される光が第２レンズコーン内に収まるように変換する自由曲面に形成されている。

なお、この第２レンズコーン内に収まるように変換する配光制御は、そのままではより広がる状態にある光を第１レンズ５１の第１出射面５１１による配光制御によって、内向きにする配光制御になっており、第１レンズ５１は、水平方向左右外側ほど第１出射面５１１から照射される光を内向きに照射するようにしている。

ただし、水平方向外側の第１入射面５１２に入射する光を、第１出射面５１１から前方に照射するときに、第２レンズコーンの広がり状態と同様な状態とすると、第２レンズ５２の水平方向左右外側に光が照射されるため、第３レンズ２１と同様に、第１レンズ５１でも、第１入射面５１２の形状に応じて、チップ光軸Ｚを基準として水平方向の放射角が所定の角度以上の光については、所定の角度未満の光の場合よりも、更に若干内向きに変換して、第２レンズ５２の第２入射面５２２の水平方向外側の部分に照射する形状に第１出射面５１１が形成されている。

なお、第１レンズ５１は、チップ光軸Ｚを基準として水平方向の放射角が所定の角度以上の光について、より内向きに照射する配光制御を行っているだけであるため、第１レンズ５１は、全体的に見ても、水平方向左右外側の光ほど内向きに光を照射する配光制御を行っている。

そして、第１レンズ５１も、第３レンズ２１と同様に、第１レンズ５１に近い位置（具体的には、第１レンズ５１から後方側に約５．５ｍｍの位置）に第１レンズ５１の第１後方焦点ＰＦ１が設定されており、第１レンズ５１の近く（第１レンズ５１から後方側約５．５ｍｍの位置）に第１発光チップ５３が配置されている。

したがって、第１発光チップ５３から放射される光は、第１レンズ５１に到達するまでの間に大きく広がらないので、第１発光チップ５３からの光を受けるために、第１レンズ５１を大型化する必要がないとともに、第１発光チップ５３からの光が適切に第２レンズ５２に入射できるように第１レンズ５１が配光制御を行って、第１発光チップ５３からの光が適切なライトコーンとして第２レンズ５２側に照射されるため、第２レンズ５２を大型化する必要もない。

このため、第１レンズ５１を設けるようにすることで、第１発光チップ５３から第２レンズ５２に至るまでの前後方向の距離を縮めることが可能であるとともに、第２レンズ５２のサイズを小型化することが可能となる。

ここで、図１１に示すように、第１出射面５１１は、第２レンズ５２の第２出射面５２１側から光を入射させたときに、第１入射面５１２の中央から照射される光が第２後方焦点ＳＦ２に照射されるように配光制御を行う面形状になっているが、上述のような内向きに光を照射する配光制御のために、中央から右外側及び左外側の第１入射面５１２から照射される光ほど、第２後方焦点ＳＦ２の右側及び左側に焦点をズラす面形状に形成されている。

具体的には、図１１に示すように、第１出射面５１１は、水平方向右外側の第１入射面５１２から第２後方焦点ＳＦ２側に照射される光ほど第２後方焦点ＳＦ２の右外側に焦点をズラすように形成されており、最も水平方向右外側の第１入射面５１２から照射される光を第２後方焦点ＳＦ２の右側外側約５.０ｍｍの位置ＦＲに焦点をズラすように形成されている。

同様に、第１出射面５１１は、中央から左外側の第１入射面５１２から照射される光ほど、第２後方焦点ＳＦ２の左側に焦点をズラす面形状に形成されており、具体的には、図１１に示すように、第１出射面５１１は、最も水平方向左外側の第１入射面５１２から照射される光を第２後方焦点ＳＦ２の左側外側約５.０ｍｍの位置ＦＬに焦点をズラすように形成されている。

このように焦点をズラすようにすると、図１１に示すように、第２レンズ５２の第２出射面５２１から前方に照射される光は、第２出射面５２１の水平方向外側から照射される光ほど内側に照射される配光制御（クロス拡散配光制御）となる。
つまり、第１レンズ５１は、第２レンズ５２の第２出射面５２１から前方側に照射される光が水平方向外側ほど内向きになる配光制御をするように形成されている。

このため、ハイビーム配光パターンの中心側に多重される第１補助スポット配光パターン及びロービーム配光パターンの中心側に多重される第２補助スポット配光パターンに適した水平方向の配光範囲を有するように配光範囲を拡大することができる。

そして、上述のような第１レンズ５１を用いた状態で、図１０に示すように、第１発光チップ５３からの光の一部を遮光するように第１シェード５４を配置する。
具体的には、第１発光チップ５３のチップ光軸Ｚを基準に、鉛直方向上側への放射角がθ１（本例では約３５度）以上である放射角の光以外の光が第１レンズ５１に入射しないように第１発光チップ５３からの光の一部を遮光する位置に第１シェード５４を配置する。
なお、本実施形態では、第１レンズ５１に入射する最も大きい放射角の光は、約６０度の放射角で放射された光になっている。

図１２は、上述の基本構成を有する第１レンズ５１を用いた場合のスクリーン上での配光パターンを等光度線で示した図である。
なお、図１２では、カットオフラインの位置を点線で模式的に示している。

上述したように、第１シェード５４の上辺５４ａ（図１０参照）は水平方向に直線状に形成されている。
このような上辺５４ａを有する第１シェード５４で光の一部を遮光すると、第１発光チップ５３から第１シェード５４の上辺５４ａまでの距離が水平方向外側ほど長くなることに伴って、第１レンズ５１の鉛直方向での光の入射範囲が、水平方向中央側と外側で異なることになる。
この結果、図１２に示すように、スクリーン上での配光パターンは、水平方向外側ほど吊り上がるように湾曲した形状となる。

そして、水平方向左側では、ほぼカットオフラインより下側に収まっているものの、鉛直基準線（ＶＵ−ＶＬ線）近傍から水平方向右側の領域では、形成された配光パターンがカットオフラインより上側に位置している。
したがって、上述した第１レンズ５１基本形状を基準として、主に水平方向右側の配光部分を鉛直方向下側にズラすように、第１レンズ５１の第１出射面５１１を調整するだけで、全体としてカットオフラインより下側に形成されたロービーム配光パターンの中央側に多重するのに良好な第２補助スポット配光パターンとすることができる。

なお、水平方向に直線状の上辺５４ａを有する第１シェード５４で形成された配光パターンの場合、図１２に示すように、水平方向左右外側が吊り上がった形状であるため、斜めカットオフラインに合わせやすい湾曲を有している。
したがって、カットオフラインに合わせるように調節するために必要な第１レンズ５１の調整は、以下で説明する微調整程度で済む。

そこで、次に、ロービーム配光パターンの中央側に多重するのに良好な全体としてカットオフラインより下側に形成された第２補助スポット配光パターンとするための第１レンズ５１の調整について説明する。

図１３は、第１レンズ５１の調整について説明するための図であり、図１０と同様の横側から見た側面図になっている。
ただし、図１３では右下側に第１レンズ５１の第１入射面５１２を模式的に示した図を併せて示している。

図１３に示すように、ロービーム配光パターン（カットオフラインの中央側）に対応した形状を有する第２補助スポット配光パターンを形成するために、第１発光チップ５３からの一部の光を遮光する第２位置に第１シェード５４が位置するときには、第１レンズ５１の第１入射面５１２の鉛直幅の上側約１／４の範囲（範囲Ａ参照）にしか光が入射していない。

そして、第１入射面５１２の鉛直幅の上側約１／４の範囲から入射した光が第１出射面５１１に向かって通過する領域を第１領域とすると、第１レンズ５１の調整は、第２レンズ５２の第２出射面５２１側から光を入射させたときに、第１入射面５１２から照射される光の焦点をズラすように第１出射面５１１の形状を調整するようにして行われている。

なお、この第１入射面５１２の鉛直幅の上側約１／４の範囲を指して、以降、第１入射面５１２の上側入射面と呼ぶ場合がある。

具体的には、第１レンズ５１及び第２レンズ５２を介して照射される光のうち、スクリーン上の水平方向右側に照射される光は、第１レンズ５１の水平方向左側の第１入射面５１２の上側入射面に入射した光であるので、この光の配光制御の状態を調整することによって、図１２に示した配光パターンの水平方向右側の状態を変えることができる。

ここで、図１２を見るとわかるように、カットオフラインより上側に位置している配光部分が、鉛直基準線（ＶＵ−ＶＬ線）近傍から水平方向右側の領域であることから、具体的には、第１入射面５１２の上側入射面のうち、水平方向中央側から水平方向左側に入射する光に関して、主に配光制御の状態を調節することでカットオフラインより上側に位置している配光部分をカットオフラインより下側に位置するように調整することができる。

そこで、図１３に示すように、第２レンズ５２の第２出射面５２１側から光を照射して、第１出射面５１１側から光を第１領域に入射させたときに、少なくとも水平方向中央側よりも水平方向左外側の第１入射面５１２から照射される光ほど、第２後方焦点ＳＦ２よりも鉛直方向上側に光が照射されるように焦点をズラすように第１出射面５１１が形成されている。

具体的には、水平方向中央側から照射される光は、第２後方焦点ＳＦ２よりも鉛直方向上側の約０．７ｍｍの位置ＦＵ１に焦点が位置するように焦点がズラされている。
なお、水平方向右外側から水平方向中央側に向かっても、第２後方焦点ＳＦ２よりも鉛直方向上側の約０．７ｍｍの位置ＦＵ１に徐々に焦点が近づくようにズレるようになっているため、配光パターンにおける鉛直基準線（ＶＵ−ＶＬ線）近傍から水平方向左側の領域においても、若干配光パターンが調整されている。

また、水平方向左外側ほどその焦点の鉛直方向上側へのズレが大きくなるように第１出射面５１１は形成されており、最も水平方向左外側の第１入射面５１２から照射される光は、第２後方焦点ＳＦ２よりも鉛直方向上側の約２．０ｍｍの位置ＦＵ２に焦点が位置するように焦点がズラされている。
このように焦点の位置を鉛直方向上側にズラすようにすると、第２レンズ５２から前方側に照射される光は、鉛直方向下側に照射されるようになる。
つまり、第１レンズ５１は、第１領域（第１入射面５１２の鉛直幅の上側約１／４の範囲（範囲Ａ参照）から入射する光が通過する領域）の水平方向左外側を通過して第２レンズ５２の第２出射面５２１から前方側に照射される光ほど鉛直方向下向きになる配光制御を行うように形成されている。

図１４は、第１レンズ５１の調整後のスクリーン上に形成される配光パターンを等光度線で示す図である。
なお、図１４でも図１２と同様にカットオフラインの位置を点線で模式的に示している。

図１４に示すように、焦点の位置をズラす調整を行った後の第１レンズ５１を用いた場合、図１２で見られたカットオフラインより上側に位置する配光領域がなくなり、ロービーム配光パターンの中心側に多重するのに良好な状態の第２補助スポット配光パターンが形成されていることがわかる。

一方、以上のような構成を有する補助ユニット部５０において、図１０に示した上辺５４ａが第１発光チップ５３よりも鉛直方向上側の位置に位置する第２位置に第１シェード５４が配置されている状態から、上辺５４ａが第１発光チップ５３よりも鉛直方向下側に位置する第１位置に第１シェード５４が配置されている状態にすると、第１レンズ５１の鉛直方向下側の領域にも光が入射するようになり、図１４に示す第２補助スポット配光パターンが鉛直方向上側へ拡張される。

図１５は、第１シェード５４を第２位置から鉛直方向下側に約３．０ｍｍ移動させて第１シェード５４が第１位置に位置するときに形成されるスクリーン上での配光パターンを等光度線で示す図である。

第１シェード５４を第１位置に移動すると、第１シェード５４で遮光されていた光が第１レンズ５１に入射するようになり、図１５に示すように、鉛直基準線（ＶＵ−ＶＬ線）及び水平基準線（ＨＬ−ＨＬ線）が交わる位置を含むハイビーム配光パターンの中心側に多重されるのに好適な第１補助スポット配光パターンが形成されるようになる。

図１６は、メインユニット部４０（第１ユニット部２０及び第２ユニット部３０）と補助ユニット部５０の形成する配光パターンが多重されたスクリーン上での車両用灯具としての配光パターンを等光度線で示す図であり、図１６（ａ）はロービーム配光パターンを示す図であり、図１６（ｂ）はハイビーム配光パターンを示す図である。

図１６（ｂ）を見るとわかるように、補助ユニット部５０を備えていることで、ハイビーム配光パターンの中央には光度の高い良好な高光度帯（ホットゾーンともいう）が形成されている。

また、第１シェード５４を第２位置に位置させることで補助ユニット部５０の第１発光チップ５３を点灯した状態でも図１６（ａ）に示すように、良好なカットオフラインを有するロービーム配光パターンが形成されている。

そして、ロービーム配光パターンに切り替える際に補助ユニット部５０を消灯しないので、ハイビーム配光パターンのときと、ロービーム配光パターンのときとで点灯しているユニット部の数が変化せず、見栄えが悪くなることがない。

ところで、上記でも少し触れたが、第１レンズ５１、第３レンズ２１及び第５レンズ３１を１つのレンズ部材に一体形成し、第２レンズ５２、第４レンズ２２及び第６レンズ３２を１つのレンズ部材に一体形成し、更に第１シェード５４及び第２シェード２４を一体に繋げるようにして１つのシェード部材として形成するようにすれば、部品点数が削減でき、製造コストを低減することができるので好ましい。

また、第１発光チップ５３、第２発光チップ２３及び第３発光チップ３３を１つの基板６０上に配置するようにし、基板６０の共通化を図ることで製造コストを低減できるので好ましい。

このように各部を一体化させるようにすれば、例えば、ヒートシンク上に基板６０を配置するとともに、レンズホルダで第１レンズ５１、第３レンズ２１及び第５レンズ３１が形成されたレンズ部材と第２レンズ５２、第４レンズ２２及び第６レンズ３２が形成されたレンズ部材をヒートシンクに取り付けるようにすることができ、車両用灯具の組み立て作業をシンプルなものとすることができる。

また、第１シェード５４及び第２シェード２４が一体に形成されたシェード部材を用いることで、シェード部材を駆動させる１つの駆動装置を設けるだけとして、第１シェード５４及び第２シェード２４を一体で駆動させるようにすれば、個別に第１シェード５４と第２シェード２４を駆動させる駆動装置を設けて第１シェード５４と第２シェード２４を個別に駆動させる場合に比べ、構成をシンプルなものとでき、部品コストを低減することができる。
なお、車両用灯具の組み立て作業をシンプルなものとすることができるので組み立てに要するコストも低減することができる。

一方、上述したように、第１発光チップ５３、第２発光チップ２３及び第３発光チップ３３は、第１レンズ５１、第３レンズ２１及び第５レンズ３１の後方焦点を基準とした配置位置が若干異なる。

しかしながら、基板６０に第１発光チップ５３、第２発光チップ２３及び第３発光チップ３３を設ける際に、基板６０を最も後方側に配置されることになる発光チップの位置に合わせるようにして、それよりも前方側に設けることになる発光チップに関してはサブマウントを介して基板６０上に設けるようにすれば、第１発光チップ５３、第２発光チップ２３及び第３発光チップ３３の前後方向の配置位置の違いを簡単に吸収することが可能である。

以上、具体的な実施形態を基に本発明の説明を行ってきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、図１７に示すように、第１ユニット部２０に設けられている第２シェード２４に鉛直方向下側から鉛直方向上側に向かって形成された円弧状の切欠部２４ｂを設けるようにしてもよい。

このような切欠部２４ｂを設けておくと、ロービーム配光パターン用のカットオフラインを有する配光パターンを形成する第４位置に第２シェード２４が位置するときにも、この切欠部２４ｂを通過する光が、第３レンズ２１の鉛直方向下側の領域に入射するようになる。

そして、第３レンズ２１の鉛直方向下側の領域に入射した光は、第４レンズ２２を介してスクリーン上の鉛直方向上方に照射され、標識や看板等を照らすことができるオーバーヘッド配光が形成されるので、視認性を一層高めることができる。
なお、このような切欠部２４ｂを設けておいても、ハイビーム配光パターンを形成するときに問題になることはない。

また、上記実施形態では、１つのメインユニット部４０だけを設けた場合について示してきた。
しかしながら、１つのメインユニット部４０だけではハイビーム配光パターン及びロービーム配光パターンのメイン配光に求められる光量が不足する場合があり、そのような場合には、図１８に示すように、車両用灯具に、２つのメインユニット部４０を設けるようにしてもよい。
なお、図１８は、車両用灯具の灯具ユニット１０の変形例を示す図であり、この灯具ユニット１０の主要部を後方側から見た平面図である。

このように、本発明は、上記具体的な実施形態に限定されるものではなく、技術的思想を逸脱することのない変更や改良を行ったものも発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ 灯具ユニット
２０ 第１ユニット部
２１ 第３レンズ
２１１ 第３出射面
２１２ 第３入射面
２２ 第４レンズ
２２１ 第４出射面
２２２ 第４入射面
２３ 第２発光チップ
２３ａ 発光面
２４ 第２シェード
２４ａ 上辺
３０ 第２ユニット部
３１ 第５レンズ
３１１ 第５出射面
３１２ 第５入射面
３２ 第６レンズ
３２ａ、３２ｂ 凸状部分
３２ｃ 凹む部分
３２１ 第６出射面
３２２ 第６入射面
３３ 第３発光チップ
４０ メインユニット部
５０ 補助ユニット部
５１ 第１レンズ
５１１ 第１出射面
５１２ 第１入射面
５２ 第２レンズ
５２１ 第２出射面
５２２ 第２入射面
５３ 第１発光チップ
５４ 第１シェード
５４ａ 上辺
６０ 基板
ＣＬ カットオフライン
ＣＬ１ 上側水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
ＣＬ３ 下側水平カットオフライン
ＣＰ２ 基準点
ＬＣ２、ＬＣ４、ＬＣ６ コーン
ＰＦ１ 第１後方焦点
ＰＦ３ 第３後方焦点
ＰＦ５ 第５後方焦点
ＳＦ２ 第２後方焦点
ＳＦ４ 第４後方焦点
ＳＦ６ 第６後方焦点
Ｘ 水平方向
Ｙ 鉛直方向
Ｚ チップ光軸
１０１Ｌ、１０１Ｒ 車両用前照灯
１０２ 車両

Claims (13)

1. ハイビーム配光パターンの中心側に多重される第１補助スポット配光パターンとロービーム配光パターンの中心側に多重される第２補助スポット配光パターンを形成する補助ユニット部を備え、
   前記補助ユニット部は、
   第１レンズと、
   前記第１レンズの前方側に設けられた第２レンズと、
   前記第１レンズの第１後方焦点又は前記第１後方焦点近傍に配置された半導体型の第１発光チップと、
   前記第１後方焦点よりも前方側の前記第１発光チップと前記第１レンズの間の位置に配置され、上辺が前記第１発光チップよりも鉛直方向下側に位置する第１位置と前記第１位置よりも鉛直方向上側の第２位置の間を移動する第１シェードと、を備え、
   前記第１シェードが前記第１位置に位置すると、ハイビーム配光パターンに対応する前記第１補助スポット配光パターンが形成され、
   前記第１シェードが前記第２位置に位置すると、前記第１発光チップからの一部の光が遮光され、ロービーム配光パターンに対応する前記第２補助スポット配光パターンが形成されることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第２位置は、前記第１発光チップよりも鉛直方向上側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第１シェードは、水平方向に直線状に形成された前記上辺を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記第１レンズは、前記第１シェードが第２位置に位置するときに、前記光が通過する第１領域を有し、
   前記第１レンズは、前記第１領域を通過する光が前記第２レンズを介して前方側に照射されたときに、前記カットオフラインに対応する形状を有する前記第２補助スポット配光パターンを形成する配光制御を行う形状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
5. 前記第２レンズは、前記第２レンズの第２後方焦点からの光をほぼ平行光に配光制御するように形成され、
   前記第１レンズは、前記第２レンズの第２出射面から前方側に照射される光が水平方向外側ほど内向きになる配光制御をするとともに、前記第１領域の水平方向左外側を通過して前記第２レンズの第２出射面から前方側に照射される光ほど鉛直方向下向きになる配光制御を行うように形成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。
6. 前記第１領域は、前記第１レンズの前記第１入射面の鉛直幅の上側約１／４の範囲から入射する光が通過する領域であり、
   前記第１位置は、前記第１発光チップから前記鉛直幅の上側約１／４の範囲よりも鉛直方向下側の前記第１入射面に向かう光を遮光する位置であ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２レンズは、
   任意の面として形成された第２出射面と、
   前記第２出射面に対応して前記第２後方焦点からの光をほぼ平行光にする曲面として形成された第２入射面と、を備え、
   前記第１レンズは、
   前記第１入射面と、
   前記第１入射面に対応して前記第１後方焦点に対して焦点をズラす自由曲面として形成された前記第１出射面と、を備えていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の車両用灯具。
8. ハイビーム配光パターン及びロービーム配光パターンのメイン配光を形成するメインユニット部を備え、
   前記メインユニット部は、少なくとも第１ユニット部を備えており、
   前記第１ユニット部は、
   第３レンズと、
   前記第３レンズの前方側に設けられる第４レンズと、
   前記第３レンズの第３後方焦点よりも後方に配置された半導体型の第２発光チップと、
   前記第３レンズの前記第３後方焦点又は前記第３後方焦点近傍の前記第２発光チップと前記第３レンズの間の位置に配置され、上辺が前記第２発光チップよりも鉛直方向下側に位置する第３位置と前記上辺が鉛直方向で前記第２発光チップと重なる第４位置の間を移動する第２シェードと、を備え、
   前記第２シェードは、前記上辺が前記カットオフラインに対応した形状に形成されており、
   前記第２シェードが前記第４位置に位置すると、前記ロービーム配光パターン用の前記カットオフラインを有する配光パターンが形成され、
   前記第２シェードが第３位置に位置すると、前記カットオフラインを有しない前記ハイビーム配光パターン用の配光パターンが形成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両用灯具。
9. 前記第１シェード及び前記第２シェードは、１つのシェード部材に一体に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の車両用灯具。
10. 前記第２シェードは、鉛直方向下側から鉛直方向上側に向かって形成された円弧状の切欠部が形成され、前記第４位置に位置するときに、前記第３レンズの鉛直方向下側の領域に光が入射できるようになっていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の車両用灯具。
11. 前記メインユニット部は第２ユニット部を備えており、
    前記第２ユニット部は、
    第５レンズと、
    前記第５レンズの前方側に設けられる第６レンズと、
    前記第５レンズの第５後方焦点又は前記第５後方焦点近傍に配置される半導体型の第３発光チップと、を備え、
    前記第１ユニット部が前記メイン配光のメインスポット配光パターンを形成しており、
    前記第２ユニット部が前記メイン配光の拡散配光パターンを形成していることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の車両用灯具。
12. 前記第１レンズ、前記第３レンズ及び前記第５レンズは、１つのレンズ部材に一体形成されており、
    前記第２レンズ、前記第４レンズ及び前記第６レンズは、１つのレンズ部材に一体形成されており、
    前記第１発光チップ、前記第２発光チップ及び前記第３発光チップは、１つの基板上に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の車両用灯具。
13. 前記メインユニット部を複数備えていることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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