JP5525299B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

直射投影型の車両用灯具は発光素子及び凸レンズを有するものであり、発光素子から発した光が凸レンズによって前方に投射され、これにより所望の配光パターンが前方の仮想スクリーンに形成される。
また、反射型レンズが凸レンズの周囲に設けられ、これら反射型レンズと凸レンズを一体成形した直射投影型車両用灯具もある（特許文献１参照）。発光素子から発した光が反射型レンズの全反射面によって前方に投射されるので、発光素子から発した光を有効利用することができる。
また、図９に示すように、二つの発光素子９０１と二つの凸レンズ９０２を用いた直射投影型車両用灯具９００もある。一方の発光素子９０１から発した光が一方の凸レンズ９０２によって前方に投射され、その光の照射範囲が水平面よりも下であり、その照射光は水平面よりも僅かに下の部分で最も照度が高くなっている。そのため、水平面に沿った明暗境界線（カットオフライン）を有する配光パターンが形成される。もう一方の発光素子９０１と凸レンズ９０２によっても同様の配光パターンが形成される。両方の配光パターンは同じ位置に形成され、両方の配光パターンが合成されることによって、照明が全体的に明るくなる。

特開２００９−１４６６６５号公報

ところで、図９に示す車両用灯具９００では、両方の配光パターンを同じ位置に重ねるために、これら発光素子９０１と凸レンズ９０２の位置関係を高精度にしなければならなかった。これら発光素子９０１と凸レンズ９０２の位置関係が高精度でないと、一方の配光パターンの明暗境界線と他方の配光パターンの明暗境界線がずれてしまい、合成配光パターンの明暗境界線が明りょうに現れなくなってしまう。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、複数のレンズ及び複数の発光素子の位置関係を高精度にしなくとも、複数のレンズから投射された光を重ね合わせて形成される配光パターンの明暗境界線が明りょうに現れるようにすることである。

以上の課題を解決するため、本発明の第一の側面に係る車両用灯具は、第一発光素子と、前記第一発光素子の前に配置され、前記第一発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有し、前記第一発光素子から発した光を前方に投射して、明部の上縁に明暗境界線を有する配光パターンを前方に形成する第一凸レンズ部と、前記第一発光素子の周辺に配置された第二発光素子と、前記第二発光素子の前に配置され、前記第一凸レンズ部の周辺に設けられ、後ろ側に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有した第二凸レンズ部と、前記第二凸レンズ部の周辺に設けられた第一反射型レンズ部と、を備え、前記第二発光素子が前記第二凸レンズ部の焦点から右又は左に離れた位置に配置されているとともに、前記第二凸レンズ部の焦点を通る水平面又はその上方に配置され前記第一反射型レンズが、前記第二発光素子側の入射面と、前記入射面に関して第二発光素子の反対側に位置した反射面と、前記反射面の前に位置した出射面と、を有し、前記反射面が、前記第二発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から右斜め前又は左斜め前に延びた中心軸を有する放物面系反射面であることとした。

本発明の第二の側面に係る車両用灯具は、第一発光素子と、前記第一発光素子の前に配置され、前記第一発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有し、前記第一発光素子から発した光を前方に投射して、明部の上縁に明暗境界線を有する配光パターンを前方に形成する第一凸レンズ部と、前記第一発光素子の周辺に配置された第二発光素子と、前記第二発光素子の前に配置され、前記第一凸レンズ部の周辺に設けられ、後ろ側に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有した第二凸レンズ部と、前記第一凸レンズ部の周辺に設けられた反射型レンズ部と、を備え、前記第二発光素子が前記第二凸レンズ部の焦点から右又は左に離れた位置に配置されているとともに、前記第二凸レンズ部の焦点を通る水平面又はその上方に配置され、前記反射型レンズが、前記第一発光素子側の入射面と、前記入射面に関して前記第一発光素子の反対側に位置した反射面と、前記反射面の前に位置した出射面と、を有し、前記反射面が、前記第一発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びた中心軸を有する放物面系反射面であることとした。

本発明の第三の側面に係る車両用灯具は、第一発光素子と、前記第一発光素子の前に配置され、前記第一発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有し、前記第一発光素子から発した光を前方に投射して、明部の上縁に明暗境界線を有する配光パターンを前方に形成する第一凸レンズ部と、前記第一発光素子の周辺に配置された第二発光素子と、前記第二発光素子の前に配置され、前記第一凸レンズ部の周辺に設けられ、後ろ側に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有した第二凸レンズ部と、を備え、前記第二発光素子が前記第二凸レンズ部の焦点から右又は左に離れた位置に配置されているとともに、前記第二凸レンズ部の焦点を通る水平面又はその上方に配置され、前記第一発光素子の発光強度が前記第二発光素子の発光強度よりも高いこととした。

本発明によれば、第二発光素子が第二凸レンズ部の焦点から右又は左に離れた位置に配置されていることによって、第二発光素子から発した光が第二凸レンズ部によって左前又は右前に投射される。そのため、第一凸レンズ部によって形成される配光パターンの中心部には、第二発光素子及び第二凸レンズ部による光が影響を与えず、その中心部における明暗境界線が、第二発光素子及び第二凸レンズ部による光によってぼやけることがない。そのため、明暗境界線を明りょうに形成することができる。
また、第二発光素子が第二凸レンズ部の焦点を通る水平面又はその上方に配置されているから、第二発光素子から発した光がその水平面よりも上に投射されず、対向車に対してグレアが発生しない。
また、第二発光素子が第二凸レンズ部の焦点から離れているから、第二凸レンズ部の正面から見た場合に第二発光素子を視認することができない。そのため、車両用灯具としての見栄えが良い。

本発明の実施形態における車両用灯具の前方斜視図である。 同実施形態における車両用灯具の後方斜視図である。 同実施形態における車両用灯具の正面図である。 図３に示されたIV−IVに沿った面の矢視断面図である。 図３に示されたV−Vに沿った面の矢視断面図である。 中心軸や光軸の関係を説明するための概略上面図である。 同実施形態における車両用灯具によって形成される配光パターンを示した図である。 同実施形態における車両用灯具によって形成される配光パターンを示した図である。 従来の直射投影型の車両用灯具の鉛直断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態に係る車両用灯具について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
また、以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」は、それぞれ、車両用灯具が装備された車両の「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」である。従って、後ろから前に向かって見て、左右の向きを定める。

図１は、本発明を適用した実施形態に係る車両用灯具１の前方斜視図である。図２は、この車両用灯具１の後方斜視図である。図３は、車両用灯具１の正面図である。図４は、図３に示されたIV−IVに沿った面の断面図である。図４の断面は、車両用灯具１の光軸Ａｘ１を通る鉛直断面である。図５は、図３に示されたV−Vに沿った面の断面図である。図６は、光軸や焦点等の位置関係を説明するための概略上面図である。なお、図１，図２では、車両用灯具１の主要部を詳細に示すべく、車両用灯具１のハウジング２及びフロントカバー３の図示を省略する。また、図３では、車両用灯具１の主要部を詳細に示すべく、フロントカバー３の図示を省略する。

この車両用灯具１は、右のフロントフォグランプとして用いられる灯具である。この車両用灯具１を左右反転させたものが、左のフロントフォグランプとして用いられる灯具である。この車両用灯具１の光軸Ａｘ１は、前後方向に延びるとともに、水平面に対して平行である。

この車両用灯具１は、ハウジング２、フロントカバー３、複合レンズ４、第一発光素子５及び第二発光素子６，７等を備える。

ハウジング２は、前側において開口するようカップ状に設けられている。このハウジング２内に、複合レンズ４及び発光素子５〜７が収容されている。フロントカバー３は、ハウジング２の前側開口を塞ぐようにしてハウジング２に取り付けられている。フロントカバー３は、光を素通しする透明カバーである。

ハウジング２内の後ろの突当り面２１は、光軸Ａｘ１に対して直交した鉛直面である。突当り面２１には発光素子５〜７が搭載されている。これら発光素子５〜７は、前向きに配置されている。正面から見て、この発光素子５〜７が長方形に設けられており、発光素子５〜７の長辺が水平方向（左右方向）と平行になるよう発光素子５〜７が設置されている。発光素子５の発光強度が発光素子６，７の発光強度よりも高く、発光素子６，７の発光強度が互いに等しい。発光素子５〜７は、発光ダイオード、無機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子その他の半導体発光素子である。なお、発光素子６，７又はハウジング２の後面には複数の放熱フィン（図示略）が取り付けられ、発光素子５〜７から発した熱がこれら放熱フィンによって放熱される。

発光素子６，７が発光素子５の周辺に配置されている。具体的には、発光素子６が発光素子５から左下に離れて配置され、発光素子７が発光素子５から右下に離れて配置されている。発光素子６，７が左右に並列され、発光素子６の上下方向の位置と、発光素子７の上下方向の位置とは揃っている。

ハウジング２内には複合レンズ４が取り付けられている。複合レンズ４は、ハウジング２内の突当り面２１とフロントカバー３との間に配置されている。

複合レンズ４は、第一凸レンズ部４１、左右一対の第二凸レンズ部４２，４３、左右一対の第一反射型レンズ部４４，４５、及び、第二反射型レンズ部４６等を有する。これらレンズ部４１〜４６が一体成形されている。

複合レンズ４の後面には、これらレンズ部４１〜４６の部分を除いて、左右方向に延びたシリンドリカル状凹面（不図示）が形成されていてもよい。小さな複数のシリンドリカル状凹面が配列されることで、発光素子５〜７から発した光がシリンドリカル状凹面によって散乱する。そのため、レンズ部４１〜４６以外の部分をレンズとして機能させないようにすることができ、グレアの発生等を抑えることができるとともに、車両用灯具１の見栄えが良くなる。

第一凸レンズ部４１は、屈折型レンズであって、発光素子５から発した直接光を前方に投射するものである。第一凸レンズ部４１の具体的な構成について説明すると、第一凸レンズ部４１は、発光素子５から発した直接光が入射される後ろ側の入射面４１ａと、入射面４１ａに入射した入射光を前方に出射させる前側の出射面４１ｂと、を有する。後ろ側の入射面４１ａの上部分が左右に湾曲したシリンドリカル状の凹面とされ、入射面４１ａの下部分が球面又は非球面状の凹面とされている。前側の出射面４１ｂは、非球面状の凸面である。なお、入射面４１ａや出射面４１ｂの形状は、目的とする配光に応じて適宜変更してもよい。

車両用灯具１としての光軸Ａｘ１は第一凸レンズ部４１の光軸でもあり、光軸Ａｘ１が第一凸レンズ部４１の出射面４１ｂの頂点を通る。第一凸レンズ部４１が凸レンズであるから、第一凸レンズ部４１の後方に焦点Ｆ１が設定され、光軸Ａｘ１が焦点Ｆ１から前方に延びている。なお、第一凸レンズ部４１の焦点Ｆ１が水平左右方向に延在した焦線であってもよいが、その場合、その焦線はその左右中心において光軸Ａｘ１に交差する。

発光素子５は、第一凸レンズ部４１の焦点Ｆ１又はその近傍に配置されている。例えば、発光素子５の前後方向の位置が第一凸レンズ部４１の焦点Ｆ１に揃っているとともに、発光素子５の下側の長辺が第一凸レンズ部４１の焦点Ｆ１に揃っているか、又は焦点Ｆ１よりも僅かに上に配置されている。つまり、光軸Ａｘ１は、発光素子５の下側長辺の中心点又はその僅かに下を通って、前後に延びている。

左の第二凸レンズ部４２は、第一凸レンズ部４１の左下に配置された状態で、第一凸レンズ部４１と一体に設けられている。第二凸レンズ部４２は、屈折型レンズであって、発光素子６から発した直接光を右斜め前方に投射するものである。第二凸レンズ部４２の具体的な構成について説明すると、第二凸レンズ部４２は、発光素子６から発した直接光が入射される後ろ側の入射面４２ａと、入射面４２ａに入射した入射光を左前方に出射させる前側の出射面４２ｂと、を有する。入射面４２ａは、平面、球面又は非球面である。出射面４２ｂは、非球面状の凸面である。なお、入射面４２ａや出射面４２ｂの形状は、目的とする配光に応じて適宜変更してもよい。

第二凸レンズ部４２の光軸Ａｘ２は、第一凸レンズ部４１の光軸Ａｘ１に対して平行である。第二凸レンズ部４２が凸レンズであるから、第二凸レンズ部４２の後方に焦点Ｆ２が設定され、光軸Ａｘ２が焦点Ｆ２から前方に延びている。

発光素子６から発した直接光が第二凸レンズ部４２によって右斜め前方に投射されるように、発光素子６が第二凸レンズ部４２の焦点Ｆ２から左上に離れて配置されているとともに、発光素子６の下側長辺が焦点Ｆ２に揃っているか、又は焦点Ｆ２よりも僅かに上に配置されている。発光素子６が第二凸レンズ部４２の焦点Ｆ２から離れているので、第二凸レンズ部４２を正面から見た場合、発光素子６を視認することができない。そのため、車両用灯具１の見栄えが良い。

右の第二凸レンズ部４３は、第一凸レンズ部４１の右下に配置された状態で、第一凸レンズ部４１と一体に設けられている。第二凸レンズ部４３は、屈折型レンズであって、発光素子６から発した直接光を左斜め前方に投射するものである。右の第二凸レンズ部４３は、光軸Ａｘ１を通る鉛直面に関して左の第二凸レンズ部４２を左右反転させたものである。なお、図面において、符号４３ａが右の第二凸レンズ部４３の入射面であり、符号４３ｂが右の第二凸レンズ部４３の出射面であり、符号Ａｘ３が右の第二凸レンズ部４３の光軸であり、符号Ｆ３が右の第二凸レンズ部４３の焦点である。

発光素子７は、光軸Ａｘ１を通る鉛直面に関して発光素子６の面対称となる位置に配置されている。それゆえ、発光素子７が第二凸レンズ部４３の焦点Ｆ３から右上に離れて配置されているとともに、発光素子７の下側長辺が焦点Ｆ３に揃っているか、又は焦点Ｆ３よりも僅かに上に配置されている。そのため、発光素子７から発した直接光が第二凸レンズ部４３によって左斜め前方に投射される。

左の第一反射型レンズ部４４は、発光素子６から発した直接光を右斜め前に投射し、その投射光を第二凸レンズ部４２による投射光に重ね合わせるものである。第一反射型レンズ部４４は、第一凸レンズ部４１の左下且つ第二凸レンズ部４２の左上に配置された状態で、第一凸レンズ部４１及び第二凸レンズ部４２と一体に設けられている。第一反射型レンズ部４４は、入射面４４ａ、反射面４４ｂ及び出射面４４ｃを有する。入射面４４ａは、第二凸レンズ部４２の入射面４２ａの左上縁から後ろに延びた面であって、第二凸レンズ部４２の入射面４２ａを部分的に囲うように設けられている。この入射面４２ａは、発光素子６の左上斜め前に位置しているとともに、右下を向いている。

反射面４４ｂは、入射面４４ａに関して発光素子６の反対側に位置し、入射面４４ａの左上に位置している。反射面４４ｂは、放物面系反射面である。例えば、反射面４４ｂは、所定の中心軸Ａｘ４を通る平面に描かれた放物線（該放物線の焦点は焦点Ｆ４である。）を中心軸Ａｘ４回りに回転移動して得られた回転放物面又はその回転放物面を基調とした自由曲面である。反射面４４ｂの中心軸Ａｘ４は、光軸Ａｘ１，Ａｘ２に対して右に傾いている。更に、反射面４４ｂの中心軸Ａｘ４は、水平面に対して平行であるか、又は、水平面に対して僅かに下に傾いている。

反射面４４ｂが回転放物面又はそれを基調とした自由曲面であるから、反射面４４ｂの焦点Ｆ４が設定され、中心軸Ａｘ４が焦点Ｆ４から右斜め前に延びている。反射面４４ｂの焦点Ｆ４は、左の第二凸レンズ部４２の焦点Ｆ２から左上に離れている。また、反射面４４ｂの焦点Ｆ４は、発光素子６又はその近傍に位置している。

出射面４４ｃは、反射面４４ｂの前に位置している。出射面４４ｃは、第二凸レンズ部４２の出射面４２ｂの左上縁から左上に延びた面である。出射面４４ｃは、前に向いている。

右の第一反射型レンズ部４５は、発光素子７から発した直接光を左斜め前に投射し、その投射光を第二凸レンズ部４３による投射光に重ね合わせるものである。右の第一反射型レンズ部４５は、第一凸レンズ部４１の右下且つ第二凸レンズ部４３の右上に配置された状態で、第一凸レンズ部４１及び第二凸レンズ部４３と一体に設けられている。右の第一反射型レンズ部４５は、光軸Ａｘ１を通る鉛直面に関して左の第一反射型レンズ部４４を左右反転させたものである。なお、図面において、符号４５ａが右の第一反射型レンズ部４５の入射面であり、符号４５ｂが右の第一反射型レンズ部４５の反射面であり、符号４５ｃが右の第一反射型レンズ部４５の出射面であり、符号Ａｘ５が右の第一反射型レンズ部４５の反射面４５ｂの中心軸であり、符号Ｆ５が右の第一反射型レンズ部４５の反射面４５ｂの焦点である。

反射面４５ｂの焦点Ｆ５は、右の第二凸レンズ部４３の焦点Ｆ３から右上に離れている。また、反射面４５ｂの焦点Ｆ５は、発光素子７又はその近傍に位置している。

第二反射型レンズ部４６は、発光素子５から発した直接光を前方に投射し、その投射光を第一凸レンズ部４１による投射光に重ね合わせるものである。第二反射型レンズ部４６は、第一凸レンズ部４１の上に配置された状態で、第一凸レンズ部４１と一体に設けられている。第二反射型レンズ部４６は、入射面４６ａ、反射面４６ｂ及び出射面４６ｃを有する。入射面４６ａは、第一凸レンズ部４１の入射面４１ａの上縁から後ろに延びた面であって、第一凸レンズ部４１の入射面４１ａを部分的に囲うように設けられている。この入射面４６ａは、発光素子５の上斜め前に位置しているとともに、下を向いている。

反射面４６ｂは、入射面４５ａに関して発光素子５の反対側に位置し、入射面４６ａの上に位置している。反射面４６ｂは、放物面系反射面である。例えば、反射面４６ｂは、光軸Ａｘ１を通る鉛直断面に描かれた放物線を水平左右方向に平行移動して得られる放物柱面又はその放物柱面を基調とした自由曲面である。その放物線の焦点Ｆ６が発光素子５又はその近傍に位置している。その放物線の中心軸Ａｘ６が前後方向に延びている。好ましくは、その放物線の中心軸Ａｘ６が、光軸Ａｘ１に対して下に傾いた状態で前後方向に延びている。なお、反射面４６ｂは、前記の放物線を中心軸Ａｘ６回りに回転移動して得られる回転放物面、その回転放物面を上下につぶした放物面、又は、その回転放物面を基調とした自由曲面であってもよい。

出射面４６ｃは、反射面４６ｂの前に位置している。出射面４６ｃは、第一凸レンズ部４１の出射面４１ｂの上縁から上に延びた面である。出射面４６ｃは、前に向いている。

車両用灯具１によって形成される配光パターンについて図７，図８を用いて説明する。図７は、発光素子５〜７、第一凸レンズ部４１及び第二凸レンズ部４２，４３によって形成される配光パターンを等照度線図で示したものである。図８は、発光素子５〜７、第一反射型レンズ部４４，４５及び第二反射型レンズ部４６によって形成される配光パターンを等照度線図で示したものである。図７，８では、第一凸レンズ部４１の焦点Ｆ１から前方に所定距離（例えば、２５ｍ）離れた仮想スクリーンに形成された配光パターンを示す。図７，８において、第一凸レンズ部４１の光軸Ａｘ１と仮想スクリーンの交点を原点（鉛直方向の位置及び水平方向の位置がともにゼロ°である。）とし、鉛直方向の位置及び水平方向の位置を光軸Ａｘ１からの角度で表している。また、図７，８に示されたLine 6、Line 7、Line 8L、Line 8R、Line 9L及びLine 9Rの位置は、下記表に示す通りである。

発光素子５が発光すると、発光素子５から発した光が第一凸レンズ部４１の入射面４１ａに入射し、その入射光が出射面４１ｂから前方に出射する。これにより、図７の点線で示すような配光パターンＰ１が仮想スクリーンに形成される。

第一凸レンズ部４１は、鉛直面内において、発光素子５から発した光を前方に向けてほぼ平行光として投射する。発光素子５の下側の長辺が第一凸レンズ部４１の焦点Ｆ１に揃っているか、又はその焦点Ｆ１よりも僅かに上に配置されているから、鉛直面内における出射平行光が光軸Ａｘ１よりも僅かに下に傾いている。つまり、第一凸レンズ部４１は、発光素子５の反転像をLine 6を中心に投影する。従って、配光パターンＰ１では、Line 6又はその近傍において照度が最も高くなっている。

また、第一凸レンズ部４１の入射面４１ａが左右に湾曲したシリンドリカル状の凹面である。そのため、第一凸レンズ部４１が、水平面内において、発光素子５から発した光を水平方向（左右方向）に拡散させるよう前方へ向けて出射させる。従って、図７に示すように、配光パターンＰ１が水平方向のゼロ°の位置から左右に延びるように形成される。

この配光パターンＰ１は、明部の上縁にカットオフライン（明暗境界線）Ｃ１を有する。カットオフラインＣ１は、光軸Ａｘ１を通る水平面よりも僅かに下の位置に形成される。カットオフラインＣ１は、発光素子５の反転像が第一凸レンズ部４１によって左右方向に伸びるように仮想スクリーンに投影されることによって、発光素子５の下辺から形成される。

発光素子６が発光すると、発光素子６から発した光が左の第二凸レンズ部４２の入射面４２ａに入射し、その入射光が出射面４２ｂから出射する。これにより、図７の実線で示すような配光パターンＰ２が仮想スクリーンに形成される。

発光素子６が第二凸レンズ部４２の焦点Ｆ２の左方に配置されているため、第二凸レンズ部４２が発光素子６から発した光を右斜め前に投射する。つまり、第二凸レンズ部４２は、光軸Ａｘ１を通る鉛直面から水平方向右へ所定角度（この例では、２５〜３０°の範囲内であり、好ましくは約２７．５°）の位置を中心に、発光素子６の反転像を投影する。

発光素子６の下側の長辺が第二凸レンズ部４２の焦点Ｆ２を通る水平面Ｈ２に揃っているか、又はその水平面Ｈ２よりも僅かに上に配置されているから、第二凸レンズ部４２によって投射される光が光軸Ａｘ１よりも僅かに下に傾いている。つまり、第二凸レンズ部４２は、光軸Ａｘ１を通る水平面から鉛直方向下へ所定角度（この例では、０〜５°の範囲内であって、好ましくは約３°）の位置を中心に、発光素子６の反転像を投影する。そのため、対向車に対してグレアが発生しない。また、配光パターンＰ２では、図７に示す最も内側の等照度線の内側における照度が最も高くなっている。

発光素子７が発光すると、発光素子７から発した光が右の第二凸レンズ部４２によって左斜め前に投射される。これにより、図７の一点鎖線で示すような配光パターンＰ３が形成される。右の第二凸レンズ部４３が左の第二凸レンズ部４２を左右反転させたものであり、発光素子７が発光素子６の対称となる位置に配置されているから、配光パターンＰ３は、光軸Ａｘ１を通る鉛直面に関して配光パターンＰ２を左右反転させたものとなる。

これら配光パターンＰ１〜Ｐ３が重なり合うことによって、Line 8Lにおける照度とLine 8Rにおける照度の平均値や、Line 9Lにおける照度とLine 9Rにおける照度の平均値が所定の規格（ECE R19 F3カテゴリー）の規格値を満たすようにすることができる。

発光素子６から発した光が第二凸レンズ部４２によって右前に投射されるから、第一凸レンズ部４１によって形成される配光パターンＰ１の中心部には、発光素子６及び第二凸レンズ部４２による光が影響を与えない。そのため、配光パターンＰ１の中心部におけるカットオフラインＣ１が、発光素子６及び第二凸レンズ部４２による光によってぼやけることがない。同様に、配光パターンＰ１の中心部におけるカットオフラインＣ１が、発光素子７及び第二凸レンズ部４３による光によってぼやけることがない。従って、カットオフラインＣ１を明りょうに形成することができる。

第二反射型レンズ部４６の入射面４６ａには、発光素子５から発した直接光が入射される。反射面４６ｂは、発光素子５から発して入射面４６ａに入射した光を前方に向けて全反射させる。出射面４６ｃは、反射面４６ｂによって反射された光を前方に出射する。これにより、図８の一点鎖線で示すような配光パターンＰ６が仮想スクリーンに形成される。

反射面４６ｂが放物柱面又はそれを基調とした自由曲面であるから、反射面４６ｂによって反射された反射光は、鉛直面内ではほぼ平行光である。反射面４６ｂに係る放物線の中心軸Ａｘ６が光軸Ａｘ１に対して僅かに下に傾いているから、鉛直面内における反射平行光が光軸Ａｘ１よりも僅かに下に傾いている。つまり、反射面４６ｂは、発光素子５の像をLine 6を中心に投影する。従って、配光パターンＰ６では、Line 6又はその近傍において照度が最も高くなっている。

また、反射面４６ｂが放物柱面又はそれを基調とした自由曲面であるから、反射面４６ｂはよって反射された反射光は、水平面内では水平方向に拡がった拡散光である。従って、図８に示すように、配光パターンＰ６が水平方向のゼロ°の位置から左右に延びるように形成される。

第二反射型レンズ部４６によって前方に投射される投射光と、第一凸レンズ部４１によって前方に投射される投射光が重なり合って、配光パターンＰ１と配光パターンＰ６が重なり合うから、Line 6における照度が高くなる。Line 6における照度が高くなるので、Line 6における照度とLine 7における照度の差を大きくすることができる。そのため、Line 7における照度がLine 6における照度の最大値の所定割合（例えば、５０％）未満にすることができ、Line 7における照度とLine 6における照度との関係が所定の規格（ECE R19 F3カテゴリー）を満たすようにすることができる。

また、発光素子５から発した光が、第二反射型レンズ部４６の反射面４６ｂによって、配光パターンＰ１のカットオフラインＣ１よりも僅かに下のLine 6に投射されるから、カットオフラインＣ１がより明りょうに現れる。

また、発光素子５から発した光のうち、第一凸レンズ部４１に入射できない光が第二反射型レンズ部４６によって前方に投射されるので、発光素子５の光の有効利用をすることができる。

第一反射型レンズ部４４の入射面４４ａには、発光素子６から発した直接光が入射される。反射面４４ｂは、発光素子６から発して入射面４４ａに入射した光を右前方に向けて全反射させる。出射面４４ｃは、反射面４４ｂによって反射された光を出射する。これにより、図８の実線で示すような配光パターンＰ４が仮想スクリーンに形成される。

反射面４４ｂが放物面又はそれを基調とした自由曲面であるから、反射面４４ｂによって反射された反射光は、ほぼ平行光である。反射面４４ｂの中心軸Ａｘ４が光軸Ａｘ１，Ａｘ２に対して右に傾いているから、反射面４４ｂは右斜め前に向けて反射させる。その反射平行光の角度は、光軸Ａｘ１から水平方向右へ所定角度（この例では、２５〜３０°の範囲内であり、好ましくは約２７．５°）である。反射面４４ｂの中心軸Ａｘ４が水平面に対して平行であるか、又は、水平面に対して僅かに下に傾いているので、反射面４４ｂによって反射された平行光が光軸Ａｘ１に平行であるか、又は、光軸Ａｘ１に対して鉛直方向下へ所定角度（例えば、０〜５°の範囲内であって、好ましくは約３°）だけ傾いている。従って、配光パターンＰ４では、図８に示す最も内側の等照度線の内側における照度が最も高くなっている。

一方、発光素子７から発した光が入射面４５ａに入射し、その入射光が反射面４５ｂによって左前方に向けて全反射し、その反射光が出射面４５ｃから出射する。これにより、図８の点線で示すような配光パターンＰ５が仮想スクリーンに形成される。右の第一反射型レンズ部４５が左の第一反射型レンズ部４４を左右反転させたものであり、発光素子７が発光素子６の対称となる位置に配置されているから、配光パターンＰ５は、光軸Ａｘ１を通る鉛直面に関して配光パターンＰ４を左右反転させたものとなる。

配光パターンＰ４と配光パターンＰ２が重なり合うから、Line 8R，Line 9Rにおける照度が高くなる。配光パターンＰ５と配光パターンＰ３が重なり合うから、Line 8L，Line 9Lにおける照度が高くなる。そのため、Line 8Lにおける照度とLine 8Rにおける照度の平均値や、Line 9Lにおける照度とLine 9Rにおける照度の平均値が所定の規格（ECE R19 F3カテゴリー）の規格値を満たすようにすることができる。

また、発光素子６から発した光のうち、第二凸レンズ部４２に入射できない光が第一反射型レンズ部４４によって前方に投射されるので、発光素子６の光の有効利用をすることができる。同様に、第一反射型レンズ部４５によって、発光素子７の光の有効利用をすることができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、幾つかの変形例を挙げる。以下に挙げる変形例は、可能な限り組み合わせてもよい。

〔変形例１〕
発光素子６が第二凸レンズ部４２の焦点Ｆ２を通る水平面Ｈ２又はその水平面Ｈ２よりも上に配置され、且つ、焦点Ｆ２からその焦点面に沿って離れて配置されていれば、発光素子６が焦点Ｆ２から離れる向きは左上に限るものではない。例えば、発光素子６が、第二凸レンズ部４２の焦点Ｆ２から右、右上又は左に離れて配置されていてもよい。発光素子６が第二凸レンズ部４２の焦点Ｆ２から右に離れて配置されていれば、発光素子６から発した直接光が第二凸レンズ部４２によって左斜め前方に投射され、発光素子６が第二凸レンズ部４２の焦点Ｆ２から右上に離れて配置されていれば、発光素子６から発した直接光が第二凸レンズ部４２によって左下斜め前方に投射され、発光素子６が第二凸レンズ部４２の焦点Ｆ２から左に離れて配置されていれば、発光素子６から発した直接光が第二凸レンズ部４２によって右斜め前方に投射される。
第二凸レンズ部４３の焦点Ｆ３と発光素子７との位置関係についても同様である。
発光素子６，７の位置を変更した場合、これらの反射面４４ｂ，４５ｂの焦点Ｆ４，Ｆ５も発光素子６，７の位置に合わせて変更することが好ましい。

〔変形例２〕
レンズ部４１〜４６の位置関係は一例であり、適宜変更してもよい。

例えば、第二凸レンズ部４２の位置は第一凸レンズ部４１の周辺であれば、第一凸レンズ部４１の左上であってもよいし、第一凸レンズ部４１の左であってもよい。同様に、第二凸レンズ部４３の位置は第一凸レンズ部４１の周辺であれば、第一凸レンズ部４１の右上であってもよいし、第一凸レンズ部４１の右であってもよい。
また、第一反射型レンズ部４４の位置は第二凸レンズ部４２の周辺であれば、第二凸レンズ部４２の左であってもよいし、第二凸レンズ部４２の左下であってもよいし、第二凸レンズ部４２の下であってもよいし、第二凸レンズ部４２の右下であってもよい。同様に、第一反射型レンズ部４５の位置は第二凸レンズ部４３の周辺であれば、第二凸レンズ部４３の右であってもよいし、第二凸レンズ部４３の右下であってもよいし、第二凸レンズ部４３の下であってもよいし、第二凸レンズ部４３の左下であってもよい。

〔変形例３〕
上記実施形態では、車両用灯具１をフォグランプとして用いたものであるが、車両用灯具１をロービーム用の前照灯として用いてもよい。この場合、第一凸レンズ部４１の光学設計を変更したり、車両用灯具１を他の灯具と組み合わせて用いたりすることが好ましい。こうすることによって、発光素子５及び第一凸レンズ部４１によって形成される配光パターンの明部の上縁が、水平方向ゼロ°よりも右側と左側で段違いとなる水平カットオフラインとなり、その段差部に斜めカットオフラインが形成される。

１ 車両用灯具
４ 複合レンズ
５ 第一発光素子
６，７ 第二発光素子
４１ 第一凸レンズ部
４２，４３ 第二凸レンズ部
４４，４５ 第一反射型レンズ部
４４ａ，４５ａ 入射面
４４ｂ，４５ｂ 反射面
４４ｃ，４５ｃ 出射面
４６ 第二反射型レンズ部
４６ａ 入射面（第二入射面）
４６ｂ 反射面（第二反射面）
４６ｃ 出射面（第二出射面）
Ａｘ１，Ａｘ２，Ａｘ３ 光軸
Ａｘ４，Ａｘ５，Ａｘ５ 中心軸
Ｃ１ カットオフライン
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６ 焦点
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６ 配光パターン

Claims (5)

1. 第一発光素子と、
   前記第一発光素子の前に配置され、前記第一発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有し、前記第一発光素子から発した光を前方に投射して、明部の上縁に明暗境界線を有する配光パターンを前方に形成する第一凸レンズ部と、
   前記第一発光素子の周辺に配置された第二発光素子と、
   前記第二発光素子の前に配置され、前記第一凸レンズ部の周辺に設けられ、後ろ側に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有した第二凸レンズ部と、
   前記第二凸レンズ部の周辺に設けられた第一反射型レンズ部と、を備え、
   前記第二発光素子が前記第二凸レンズ部の焦点から右又は左に離れた位置に配置されているとともに、前記第二凸レンズ部の焦点を通る水平面又はその上方に配置され、
   前記第一反射型レンズが、前記第二発光素子側の入射面と、前記入射面に関して第二発光素子の反対側に位置した反射面と、前記反射面の前に位置した出射面と、を有し、
   前記反射面が、前記第二発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から右斜め前又は左斜め前に延びた中心軸を有する放物面系反射面であることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第一凸レンズ部の周辺に設けられた第二反射型レンズ部を更に備え、
   前記第二反射型レンズが、前記第一発光素子側の第二入射面と、前記第二入射面に関して前記第一発光素子の反対側に位置した第二反射面と、前記第二反射面の前に位置した第二出射面と、を有し、
   前記第二反射面が、前記第一発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びた中心軸を有する放物面系反射面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. 第一発光素子と、
   前記第一発光素子の前に配置され、前記第一発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有し、前記第一発光素子から発した光を前方に投射して、明部の上縁に明暗境界線を有する配光パターンを前方に形成する第一凸レンズ部と、
   前記第一発光素子の周辺に配置された第二発光素子と、
   前記第二発光素子の前に配置され、前記第一凸レンズ部の周辺に設けられ、後ろ側に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有した第二凸レンズ部と、
   前記第一凸レンズ部の周辺に設けられた反射型レンズ部と、を備え、
   前記第二発光素子が前記第二凸レンズ部の焦点から右又は左に離れた位置に配置されているとともに、前記第二凸レンズ部の焦点を通る水平面又はその上方に配置され、
   前記反射型レンズが、前記第一発光素子側の入射面と、前記入射面に関して前記第一発光素子の反対側に位置した反射面と、前記反射面の前に位置した出射面と、を有し、
   前記反射面が、前記第一発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びた中心軸を有する放物面系反射面であることを特徴とする車両用灯具。
4. 前記第一発光素子の発光強度が前記第二発光素子の発光強度よりも高いことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の車両用灯具。
5. 第一発光素子と、
   前記第一発光素子の前に配置され、前記第一発光素子又はその近傍に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有し、前記第一発光素子から発した光を前方に投射して、明部の上縁に明暗境界線を有する配光パターンを前方に形成する第一凸レンズ部と、
   前記第一発光素子の周辺に配置された第二発光素子と、
   前記第二発光素子の前に配置され、前記第一凸レンズ部の周辺に設けられ、後ろ側に焦点を有するとともにその焦点から前方に延びる光軸を有した第二凸レンズ部と、を備え、
   前記第二発光素子が前記第二凸レンズ部の焦点から右又は左に離れた位置に配置されているとともに、前記第二凸レンズ部の焦点を通る水平面又はその上方に配置され、
   前記第一発光素子の発光強度が前記第二発光素子の発光強度よりも高いことを特徴とする車両用灯具。

Images