JP6963380B2 - レンズ体および車両用灯具 - Google Patents

レンズ体および車両用灯具 Download PDF

Info

Publication number
JP6963380B2
JP6963380B2 JP2016242570A JP2016242570A JP6963380B2 JP 6963380 B2 JP6963380 B2 JP 6963380B2 JP 2016242570 A JP2016242570 A JP 2016242570A JP 2016242570 A JP2016242570 A JP 2016242570A JP 6963380 B2 JP6963380 B2 JP 6963380B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
reflecting surface
lens body
light source
emission region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016242570A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017112107A (ja
Inventor
竜太郎 大和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Publication of JP2017112107A publication Critical patent/JP2017112107A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6963380B2 publication Critical patent/JP6963380B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/265—Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/27—Thick lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/321—Optical layout thereof the reflector being a surface of revolution or a planar surface, e.g. truncated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/322—Optical layout thereof the reflector using total internal reflection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/36—Combinations of two or more separate reflectors
    • F21S41/365—Combinations of two or more separate reflectors successively reflecting the light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/40—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades
    • F21S41/43—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades characterised by the shape thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/17—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam
    • F21W2102/18—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam for overhead signs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

本発明は、レンズ体および車両用灯具に関する。
従来から、光源とレンズ体とを組み合わせた車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。車両用灯具では、光源からの光が、レンズ体の入射部からレンズ体の内部に入射して、レンズ体の反射面によって一部が反射された後、レンズ体の出射面からレンズ体の外部に光が出射される。
特許第４０４７１８６号公報
従来の車両用灯具では、レンズ体の表面に金属蒸着による金属反射膜（反射面）を形成し、この金属反射膜で反射した光を前方に向けて照射している。このため、反射面で光の損失が生じて光の利用効率の低下を招くという問題があった。また、上述の車両用灯具では、光が中央の領域に集中して照射されるために、中央に対して左右方向の照度が不足しやすいという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光源からの光を高効率で利用するとともに、光を左右方向に効果的に分散する車両用灯具および当該車両用灯具に採用可能なレンズ体の提供を目的とする。
本発明の一態様は、光源の前方に配置され、後端部及び前端部を含み、内部に入射した前記光源からの光を車両の前後方向に延びる前後基準軸に沿って前記前端部から前方に出射するレンズ体において、前記光源からの光のうち前記光源の光軸に対して所定角度範囲の光が集光する方向に屈折して内部に入射させる入射部と、前記入射部から入射した前記光源からの光を内面反射する第１反射面と、前記第１反射面で内面反射された光の少なくとも一部を内面反射する第２反射面と、前記前端部に位置し前記第１反射面で内面反射された光および前記第２反射面で内面反射された光をそれぞれ前方に出射する出射面と、を備え、前記光源の光軸は、前記入射部から入射した前記光源からの光の前記第１反射面に対する入射角が臨界角以上となるように、鉛直方向に対して傾斜しており、前記第１反射面は、長軸に対し回転対称な楕円球形状を含み、楕円球形状の焦点となり前方に位置する第１焦点および後方に位置する第２焦点を前記長軸上に構成し、前記第２焦点は、前記入射部から入射した前記光源からの光である屈折光を逆方向に延長した場合の交点である仮想光源位置の近傍に位置し、前記第２反射面は、後方に向かって前記前後基準軸と平行に延びた平面で構成され、前記平面の前方には前端縁を有し、前記第１焦点は、前記第２反射面の前記前端縁の近傍に位置しており、前記出射面は、前記車両の左右方向に垂直な面に沿う断面に、前記前後基準軸と平行な光軸を有し前記第１焦点の近傍に位置する点を基準点とする凸形状を有し、前記車両の上下方向に垂直な面に沿う断面に、左右方向に互いに隣り合う第１左右方向出射領域と第２左右方向出射領域と、前記車両の左右方向に垂直な面に沿う断面に、第１上下方向出射領域と第２上下方向出射領域と、を有し、前記第２上下方向出射領域は、前記第１上下方向出射領域の上側に位置しており、前記第１左右方向出射領域は、前記第１焦点を通過して入射した光を前記前後基準軸に近づける方向に屈折させ、前記第２左右方向出射領域は、前記第１焦点を通過して入射した光を前記前後基準軸から遠ざける方向に屈折させ、光源中心点から出射した光は、前記第２反射面で内面反射されることなく、前記第１焦点に集光して、前記出射面の前記第１上下方向出射領域に達し前方側に向けて出射され、光源後端点側から出射した光は、前記第２反射面で内面反射されることなく、前記第１焦点より上側を通過して、前記出射面の前記第１上下方向出射領域に達し前方の下側に向けて出射され、光源前端点側から出射した光は、前記第２反射面で内面反射され、前記第１焦点の上側を通過し、前記出射面の前記第２上下方向出射領域に達し前方の上側に向けて出射され、上端縁に前記第２反射面の前記前端縁によって規定されるカットオフラインを含む配光パターンを形成する。
上記の構成において、入射部において光源からの光のうち光源の光軸に対して所定角度範囲の光（例えば、±６０°の範囲の相対強度が高い光）が集光する方向に屈折してレンズ体内部に入射する。これにより、当該所定角度範囲の光の第１反射面に対する入射角を臨界角以上とすることができる。さらに、上記の構成において、光源の光軸が、鉛直軸に対して傾斜することで、レンズ体内部に入射した光源からの光の第１反射面に対する入射角が臨界角以上となる。すなわち、上記の構成によれば、光源からの光が臨界角以上の入射角で第１反射面に入射するため、第１反射面に金属蒸着させる必要がなく、コスト削減を図ることができるとともに、蒸着面において生ずる反射損失を抑制して、光の利用効率を高めることができる。
また、上記の構成において、出射面の前後方向および左右方向に沿う断面には、第１左右方向出射領域と第２左右方向出射領域とが設けられている。出射面に入射する光は、楕円球状の第１反射面において反射されているために、第１焦点の近傍を通過する。第１左右方向出射領域は、第１焦点を通過して入射した光を、前後に延びる前後基準軸に近づける方向に屈折させて出射する。一方で、第２左右方向出射領域は、第１焦点を通過して入射した光を、前後に延びる前後基準軸から遠ざける方向に屈折させて出射する。すなわち、上記の構成によれば、出射面に、それぞれ左右の異なる方向に出射する領域が設けられているために、左右方向に幅広く照射することが可能となる。
また、上記の構成において、レンズ体は、第１反射面の焦点の１つである第１焦点の近傍から後方に向かって延びる第２反射面を有する。第２反射面は、第１反射面で内面反射された光のうち、第１焦点より下側を通過しようとする光を上側に向けて反射する。第１焦点より下側を通過しようとする光が、第２反射面で反射されることなくそのまま出射面に入射すると、出射面から上側を向かう光として出射される。第２反射面が設けられることで、このような光の光路を反転させて出射面の上側に入射させ出射面から下側を向かう光として出射させることができる。すなわち、上記の構成によれば、上端縁にカットオフラインを含む配光パターンを形成することができる。このような配光パターンは、例えばロービーム用配光パターン又はフォグランプ用配光パターンとして採用できる。
また、上記のレンズ体において、前記出射面は、前記第１焦点の近傍を通過した光が、水平方向から見て前記前後基準軸と略平行となる方向に出射するように、その面形状が構成されていてもよい。
上記の構成において、出射面の面形状は、基準点を通過した光を前後基準軸と略平行な方向に出射するように構成されている。レンズ体の形成する配光パターンは、前後基準軸の先に延びるカットオフラインを有する。上記の構成によれば、カットオフライン付近を相対的に明るくして最も照度の高い領域とすることができる。
また、上記のレンズ体において、前記第２上下方向出射領域は、前記第１上下方向出射領域の面形状に対して、鉛直方向に立ち上がった形状を有し、前記第２上下方向出射領域に達した光の一部を、前記前後基準軸より上側に傾いた方向に出射してもよい。
上記の構成によれば、前記出射面の前後方向および上下方向に沿う断面には、第１上下方向出射領域と第２上下方向出射領域とが設けられる。第２上下方向出射領域は、基準点の近傍を通過して入射した光を前後基準軸に対し上側に傾いた方向に出射するため、道路標識等を照射するための光（以下、オーバーヘッド光という）として利用できる。
また、上記のレンズ体において、前記第２左右方向出射領域は、上下方向から見て中央部が窪んだ凹形状を有し、前記第１左右方向出射領域は、前記第２左右方向出射領域の左右方向両側にそれぞれ位置する凸形状であってもよい。
上記の構成によれば、出射面には、上下方向から見て前後基準軸と重なる中央側が凹形状をなす第２左右方向出射領域が配置され、第２左右方向出射領域の左右両側に凸形状をなす第１左右方向出射領域が配置される。これにより、前後基準軸に対し左右両側に向かって光を幅広く照射することができる。
また、上記のレンズ体において、前記第１反射面の前記第１焦点と前記第２焦点の間の距離及び離心率は、前記第１反射面で内面反射されて前記出射面の焦点近傍に集光する前記光源からの光が前記出射面によって捕捉されるように設定されていてもよい。
上記の構成によれば、出射面によってより多くの光を捕捉できるため、光利用効率が向上する。
また、上記のレンズ体において、前記長軸は、前記前後基準軸に対して傾斜し、前記第２焦点が前記第１焦点より下側に位置していてもよい。
上記の構成によれば、前記長軸が、第２焦点側を下側として傾斜することで、光源から光が第１反射面および第２反射面で内面反射された光が前記出射面によって捕捉されやすくなる。加えて、上記の構成によれば、光源から第１反射面に入射する光の入射角が臨界角以上となりやすく、第１反射面で全反射を実現しやすくなる。上記構成によれば、これらの作用により、光の利用効率を高めることができる。
本発明の別態様のレンズ体においては、前記第２反射面は、前記第１反射面で内面反射された光のうち前記第２反射面で内面反射された光が前記出射面によって捕捉されるように前記前後基準軸に対する角度が設定される。
上記の構成によれば、出射面によってより多くの光を捕捉できるため、光利用効率が向上する。
上記レンズ体において、前記第２反射面は、前記第１反射面で内面反射されるとともに前記第２反射面で内面反射されることなく前記出射面に達する光を遮らないように前記前後基準軸に対する角度が設定されていてもよい。
上記の構成によれば、出射面によってより多くの光を捕捉できるため、光利用効率が向上する。
上記レンズ体において、前記第２反射面の前記前端縁が、中央部から左右方向外側に向かうに従って前方に向かって延びていてもよい。
上記の構成によれば、配光パターンに明瞭のカットオフラインを形成することができる。
上記レンズ体において、前記第２反射面は、主面部と、前記主面部に対して上下方向にずれた副面部と、を有し、前記主面部と前記副面部との境界部の少なくとも一部は、前記前端縁から後方に延びていてもよい。
上記の構成によれば、配光パターンのカットオフラインに上下方向の段差を設けることができる。これにより、例えば車両前方の自車線側を遠方まで照射し、対向車の車線側を近傍のみ照らすといった、左右非対称の配光パターンを実現できる。
本発明の車両用灯具は、上記レンズ体と、前記光源と、を備える。
上記の構成によれば、上述したそれぞれの効果を奏する車両用灯具を提供できる。
本発明の態様によれば、光源からの光を高効率で利用するとともに、光を左右方向に効果的に分散する車両用灯具に採用可能なレンズ体およびこれを備えた車両用灯具を提供することが可能となる。
第１実施形態の車両用灯具の断面図である。 第１実施形態の車両用灯具の部分断面図である。 第１実施形態のレンズ体の上面図である。 第１実施形態のレンズ体の正面図である。 第１実施形態のレンズ体の斜視図である。 第１実施形態のレンズ体の側面図である。 ＹＺ平面に沿う第１実施形態のレンズ体の断面図である。 第１実施形態の光源およびレンズ体の入射面の近傍の部分拡大図である。 図５Ａの一部の拡大図である。 第１実施形態のレンズ体の断面模式図であって、光源中心点から照射された光の光路を示す。 第１実施形態のレンズ体の断面模式図であって、光源前端点から照射された光の光路を示す。 第１実施形態のレンズ体の断面模式図であって、光源後端点から照射された光の光路を示す。 第１実施形態のレンズ体のＸＹ平面に沿う断面図。 第１実施形態のレンズ体の出射面のそれぞれ異なる領域から照射された光の配光パターンを示す。 第１実施形態のレンズ体の出射面の配光パターンを示す。 第２実施形態のレンズ体の上面図である。 第２実施形態のレンズ体の正面図である。 第２実施形態のレンズ体の斜視図である。 第２実施形態のレンズ体の側面図である。 第２実施形態のレンズ体の下面図である。 第２実施形態のレンズ体における第２反射面および傾斜面の上面図である。 第２実施形態のレンズ体における傾斜面の正面図である。 第２実施形態のレンズ体における第２反射面および傾斜面の斜視図である。 第２実施形態のレンズ体の配光パターンを示す。
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態であるレンズ体４０およびレンズ体４０を備えた車両用灯具１０について、図面を参照しながら説明する。
以下の説明において、前後方向とは、レンズ体４０又は車両用灯具１０が搭載される車両の前後方向を意味し、車両用灯具１０は、前方に向かって光を照射するものとする。さらに前後方向は、特に断りのない場合は、水平面内の一方向であるものとする。さらに、左右方向とは、特に断りのない場合は、水平面内の一方向であり、前後方向と直交する方向である。
本明細書において、前後方向に延びる（又は前後に延びる）、とは、厳密に前後方向に延びる場合に加えて、前後方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。同様に、本明細書において、左右方向に延びる（又は左右に延びる）、とは、厳密に左右方向に延びる場合に加えて、左右方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は上下方向（鉛直方向）であり、＋Ｚ方向が上方向である。また、Ｘ軸方向は前後方向であり、＋Ｘ方向が前方向（前方）である。さらに、Ｙ軸方向は、左右方向である。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
また、以下の説明において、２つの点が「近傍に位置する」とは、２つの点が単に近い位置にある場合を指すのみならず、２つの点が互いに一致する場合を含む。
図１は、車両用灯具１０の断面図である。また、図２は、車両用灯具１０の部分断面図である。
図１に示すように、車両用灯具１０は、レンズ体４０と、発光装置２０と、発光装置２０を冷却するヒートシンク３０と、を備えている。車両用灯具１０は、発光装置２０から照射された光を、レンズ体４０を介して前方に出射する。
図２に示すように、発光装置２０は、光軸ＡＸ２０に沿って、光を照射する。発光装置２０は、半導体レーザー素子２２と、集光レンズ２４と、波長変換部材（光源）２６と、これらを保持する保持部材２８と、を有する。半導体レーザー素子２２、集光レンズ２４および波長変換部材２６は、光軸ＡＸ２０に沿ってこの順に配置されている。
半導体レーザー素子２２は、青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザー光を放出するレーザーダイオード等の半導体レーザー光源である。半導体レーザー素子２２は、例えば、ＣＡＮタイプのパッケージに実装、封止されている。半導体レーザー素子２２は、ホルダ等の保持部材２８に保持されている。なお、他の実施形態として、半導体レーザー素子２２に代えて、ＬＥＤ素子等の半導体発光素子を用いてもよい。
集光レンズ２４は、半導体レーザー素子２２からのレーザー光を集光する。集光レンズ２４は、半導体レーザー素子２２と波長変換部材２６との間に位置する。
波長変換部材２６は、例えば、発光サイズが０．４×０．８ｍｍの矩形板状の蛍光体によって構成されている。波長変換部材２６は、半導体レーザー素子２２から、例えば５〜１０ｍｍ程度、離間した位置に配置されている。波長変換部材２６は、集光レンズ２４によって集光されたレーザー光を受けて当該レーザー光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換する。より具体的には、波長変換部材２６は、青色域のレーザー光を黄色光に変換する。波長変換部材２６により変換された黄色の光は、波長変換部材２６を透過した青色域のレーザー光と混色して、白色光（疑似白色光）として放出される。したがって、波長変換部材２６は、白色光を放出する光源として機能する。以下、波長変換部材２６のことを光源２６とも称する。
光源２６から照射された光は、後段に説明する入射面４２に入射してレンズ体４０の内部を進行し、後段において説明する第１反射面４４（図１参照）で内面反射される。
光源２６の光軸ＡＸ２６は、発光装置２０の光軸ＡＸ２０と一致する。図１に示すように、光軸ＡＸ２６は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる鉛直軸Ｖに対して角度θ１傾斜している。鉛直軸Ｖに対する光軸ＡＸ２６の角度θ１は、入射面４２からレンズ体４０内部に入射した光源からの光の第１反射面４４に対する入射角が臨界角以上となるように、設定されている。
図３Ａはレンズ体４０の上面図、図３Ｂはレンズ体４０の正面図、図３Ｃはレンズ体４０の斜視図、図３Ｄはレンズ体４０の側面図である。図４は、ＹＺ平面に沿うレンズ体４０の断面図であり、光源２６からの光がレンズ体４０内部を進行する光路を模式的に示す。
レンズ体４０は、前後基準軸ＡＸ４０に沿って延びた形状を有する中実の多面レンズ体である。なお本実施形態において、前後基準軸ＡＸ４０は、車両の前後方向（Ｘ軸方向）に延び、後段で説明するレンズ体４０の出射面４８の中心を通過する基準となる軸である。レンズ体４０は、光源２６の前方に配置される。レンズ体４０は、後方を向く後端部４０ＡＡと、前方を向く前端部４０ＢＢと、を含む。また、レンズ体４０は、図３Ａ〜Ｄに示すように、前端部４０ＢＢと後端部４０ＡＡとの間で、左右方向に延びる固定部４１を有する。レンズ体４０は、固定部４１において、車両に固定される。
レンズ体４０は、例えば、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂やガラスなど、空気よりも屈折率の高い材質のものを用いることができる。また、レンズ体４０に透明樹脂を用いた場合は、金型を用いた射出成形によってレンズ体４０を形成することが可能である。
レンズ体４０は、入射面（入射部）４２と、第１反射面４４と、第２反射面４６と、出射面４８と、を有する。入射面４２及び第１反射面４４は、レンズ体４０の後端部４０ＡＡに位置する。また、出射面４８は、レンズ体４０の前端部４０ＢＢに位置する。第２反射面４６は、後端部４０ＡＡと前端部４０ＢＢとの間に位置する。
レンズ体４０は、後端部４０ＡＡに位置する入射面４２からレンズ体４０内部に入射した光源２６からの光Ｒａｙ２６を前後基準軸ＡＸ４０に沿って前端部４０ＢＢに位置する出射面４８から前方に出射する。これにより、レンズ体４０は、後段において説明するように、上端縁にカットオフラインＣＬを含むロービーム用配光パターンＰ（図１１参照）を形成する。
図５Ａは、光源２６およびレンズ体４０の入射面４２の近傍の部分拡大図である。
光源２６は、所定の面積を持つ発光面を有する。このため、光源２６から照射された光は、発光面内の各点から放射状に広がる。レンズ体４０の内部を通過する光は、発光面内の各点から出射された光ごとに異なる光路をたどる。本明細書では、発光面の中心（すなわち光源２６の中心）である光源中心点２６ａと、前方側の端点である光源前端点２６ｂと、後方側の端点である光源後端点２６ｃと、から照射される光の光路に着目して説明を行う。
図５Ｂは、図５Ａの一部の拡大図であり光源中心点２６ａから出射した光の経路を示す図である。本明細書では、光源中心点２６ａから入射面４２において屈折してレンズ体４０内部に入射した光を逆方向に延長した場合の交点を仮想光源位置ＦＶとして設定する。仮想光源位置Ｆｖは、レンズ体４０の内部に一体的に光源が配置されていると仮定した場合の光源の位置である。なお、本実施形態において、入射面４２は平面であり、レンズ面ではないために、レンズ体４０内部に入射した光を逆方向に延長しても一点には交差しない。より具体的には、光軸Ｌから離れるに従い光軸Ｌ上の後方で交差する。このため、最も光軸Ｌに近い光路が交差する交点を仮想光源位置Ｆｖとする。
図５Ｂに示すように、入射面４２は、光源２６からの光Ｒａｙ２６ａのうち所定角度範囲ψの光が集光する方向に屈折してレンズ体４０内部に入射する面である。ここで所定角度範囲ψの光とは、光源２６から照射される光のうち、光源２６の光軸ＡＸ２６に対して例えば±６０°の範囲の相対強度が高い光を意味する。本実施形態において、入射面４２は、光源２６の発光面（図５Ｂ中、光源前端点２６ｂと光源後端点２６ｃとを結ぶ直線参照）に対して平行な平面形状（又は曲面形状）の面として構成されている。なお、入射面４２の構成は、本実施形態の構成に限定されない。例えば、入射面４２は、前後基準軸ＡＸ４０を含む鉛直面（及びこれに平行な平面）による断面形状が直線形状、かつ、前後基準軸ＡＸ４０に直交する平面による断面形状が光源２６に向かって凹の円弧形状の面であってもよいし、それ以外の面であってもよい。前後基準軸ＡＸ４０に直交する平面による断面形状は、ロービーム用配光パターンＰの左右方向の分布を考慮した形状とされている。
図６〜図８は、レンズ体４０の断面模式図であって、図６は、光源中心点２６ａから照射された光の光路を示し、図７は、光源前端点２６ｂから照射された光の光路を示し、図８は、光源後端点２６ｃから照射された光の光路を示す。なお、図６〜図８は、レンズ体４０の各構成の模式的な図であって、実際の断面形状を表すものではない。特に出射面４８においては、後段において説明する第２上下方向出射領域４８ｂが省略されており、第１上下方向出射領域４８ａのみが表示されている。
図６に示すように、光源中心点２６ａから照射された光は、第１反射面４４において内面反射されて第１焦点Ｆ１４４に集光された後に、出射面４８の第１上下方向出射領域４８ａから前方に向かって前後基準軸ＡＸ４０と平行に出射される。
図７に示すように、光源前端点２６ｂから照射された光は、第１反射面４４において内面反射されて第１焦点Ｆ１４４より下側に向かう。さらに、第２反射面４６において上側に内面反射された後に、出射面４８の第１上下方向出射領域４８ａから前方に下側に向けて出射される。
図８に示すように、光源後端点２６ｃから照射された光は、第１反射面４４において内面反射されて第１焦点Ｆ１４４より上側を通過して、出射面４８の第１上下方向出射領域４８ａから前方の下側に向けて出射される。
以下、レンズ体４０の各構成について、図６〜図８を基に説明する。
＜第１反射面＞
第１反射面４４は、入射面４２からレンズ体４０内部に入射した光源２６からの光を内面反射（全反射）する面である。第１反射面４４は、長軸ＡＸ４４に対し回転対称な楕円球形状を含む。第１反射面４４は、楕円球形状の焦点となる第１焦点Ｆ１４４および第２焦点Ｆ２４４を長軸ＡＸ４４上に構成する。
第２焦点Ｆ２４４は、仮想光源位置Ｆｖの近傍に位置する。楕円の性質により、第１焦点Ｆ１４４および第２焦点Ｆ２４４のうち、一方から照射された光は、他方に集光する。したがって、図６に示すように、光源中心点２６ａから照射された光は、入射面４２を介してレンズ体４０の内部に進行して、第１焦点Ｆ１４４に集光する。さらに、第１焦点Ｆ１４４は、後段に説明する出射面４８の出射面焦点（基準点）Ｆ４８の近傍に位置する。すなわち、第１反射面４４は、内面反射した光源中心点２６ａからの光を、出射面４８の出射面焦点Ｆ４８近傍に集光するように、その面形状が構成されている。
第１反射面４４の第１焦点Ｆ１４４と第２焦点Ｆ２４４の間の距離及び離心率は、第１反射面４４で内面反射されて出射面４８の出射面焦点Ｆ４８近傍に集光する光源２６からの光が出射面４８によって捕捉されるように、定められている。これにより、出射面４８によってより多くの光を捕捉できるため、光利用効率が向上する。
長軸ＡＸ４４は、前後基準軸ＡＸ４０に対して角度θ２で、傾斜している。長軸ＡＸ４４は、第２焦点Ｆ２４４が第１焦点Ｆ１４４より下側となるように、前方に向かうに従って上側に傾く。長軸ＡＸ４４が、第２焦点Ｆ２４４側を下側として傾斜することで、第２反射面４６で内面反射された光の前後基準軸ＡＸ４０に対する角度が浅くなる。これにより、光源前端点２６ｂから照射され第１反射面４４および第２反射面４６で内面反射された光は、出射面４８によって捕捉されやすくなる。したがって、長軸ＡＸ４４を前後基準軸ＡＸ４０に対して傾斜させない場合（つまり、角度θ２＝０°の場合）と比べ、出射面４８のサイズを小さくでき、かつ、出射面４８により多くの光を捕捉させることができる。加えて、長軸ＡＸ４４が、第２焦点Ｆ２４４側を下側として傾斜することで、光源２６から第１反射面４４に入射する光の入射角が臨界角以上となりやすい。したがって、第１反射面４４で光源２６からの光が全反射しやすくなり、光の利用効率を高めることができる。
＜第２反射面＞
第２反射面４６は、第１反射面４４で内面反射された光源２６からの光の少なくとも一部を内面反射（全反射）する面である。第２反射面４６は、第１焦点Ｆ１４４の近傍から後方に向かって延びる反射面として構成されている。すなわち、第２反射面４６の延長面内には、第１焦点Ｆ１４４が略位置する。本実施形態において、第２反射面４６は、前後基準軸ＡＸ４０と平行に延びる平面形状を有する。
第２反射面４６は、第１反射面４４で内面反射された光のうち、第１焦点Ｆ１４４より下側を通過しようとする光を上側に反射する。第１焦点Ｆ１４４より下側を通過しようとする光が、第２反射面４６で反射されることなくそのまま出射面４８に入射すると、出射面４８から上側を向かう光として出射される。第２反射面４６が設けられることで、このような光の光路を反転させて出射面４８の上側に入射させて下側を向かう光として出射させることができる。すなわち、レンズ体４０は、第２反射面４６が設けられていることにより、出射面４８から上側に向かおうとする光の光路を反転させて、上端縁にカットオフラインＣＬを含む配光パターンを形成することができる。第２反射面４６の前端縁４６ａは、第１反射面４４で内面反射された光源２６からの光の一部を遮光してロービーム用配光パターンＰのカットオフラインＣＬを形成するエッジ形状を含んでいる。第２反射面４６の前端縁４６ａは、第１焦点Ｆ１４４の近傍に配置されている。
第２反射面４６は、前後基準軸ＡＸ４０に対して、平行であっても傾斜していてもよい。ここで、前後基準軸ＡＸ４０に対する第２反射面４６の角度を、角度θ３（不図示）として説明する。なお、本実施形態では、角度θ３＝０°である。
前後基準軸ＡＸ４０に対する第２反射面４６の角度θ３は、第１反射面４４で内面反射された光源２６からの光のうち第２反射面４６に入射する光が当該第２反射面４６で内面反射され、かつ、その反射光が出射面４８に高効率で取り込まれるように定められることが好ましい。これにより、出射面４８によってより多くの光を捕捉できるため、光利用効率が向上する。すなわち、前後基準軸ＡＸ４０に対する第２反射面４６の角度θ３は、第２反射面４６で内面反射された光が出射面４８によって十分捕捉され得る角度となるように設定されることが好ましい。
また、前後基準軸ＡＸ４０に対する第２反射面４６の角度θ３は、第１反射面４４で内面反射されるとともに第２反射面４６で内面反射されることなく出射面４８に達する光が遮られない角度となるように設定されることが好ましい。
本実施形態では、以上を考慮して角度θ３＝０°を採用している。
＜出射面＞
出射面４８は前方に向かって凸のレンズ面である。出射面４８は、第１反射面４４で内面反射された光および第１反射面４４と第２反射面４６とでそれぞれ内面反射された光を前方に出射する。出射面４８は、車両の左右方向に垂直な面に沿う断面に、前後基準軸ＡＸ４０と平行な光軸を有し第１焦点Ｆ１４４の近傍に位置する点を基準点Ｆ４８とする凸形状を有する。ここで、基準点Ｆ４８とは、出射面４８から出射される光が所望の配光パターンを形成するときに、出射面４８の手前で光が集中する集光領域の中心に位置する点を意味する。本明細書において、出射面４８は、上下方向について、厳密に一様な曲率半径の断面を有していない。したがって、出射面４８は、厳密な焦点を有さないが、光が集光する基準点Ｆ４８を焦点と見做すことができる。本明細書においては、出射面４８の基準点を、出射面焦点Ｆ４８と呼ぶ。
図４に示すように、出射面４８は、車両の左右方向に垂直な面（ＸＺ平面）に沿う断面に、第１上下方向出射領域４８ａと、第２上下方向出射領域４８ｂと、を有する。第１上下方向出射領域４８ａは、出射面４８の大部分を構成する凸形状（凸レンズ形状）を有する。また、第２上下方向出射領域４８ｂは、第１上下方向出射領域４８ａの上端縁に沿って配置されている。
第１上下方向出射領域４８ａは、第１焦点Ｆ１４４の近傍に位置する点を出射面焦点（基準点）Ｆ４８とするよう形成される。したがって、第１反射面４４で内面反射されて第１焦点Ｆ１４４に集光した複数の光の光路は、第１上下方向出射領域４８ａに入射することで、少なくとも鉛直方向に関し、互いに略平行に出射される。
また、本実施形態において、第１上下方向出射領域４８ａは、前後基準軸ＡＸ４０と一致する光軸Ｌを有する。なお、第１上下方向出射領域４８ａの光軸Ｌは、前後基準軸ＡＸ４０と平行であれば必ずしも一致していなくてもよい。これにより、出射面焦点Ｆ４８を通過して、第１上下方向出射領域４８ａに入射した光は、少なくとも鉛直方向に関し、前後基準軸ＡＸ４０と平行に出射される。すなわち、第１上下方向出射領域４８ａは、第１焦点Ｆ１４４の近傍を通過した光が、少なくとも鉛直方向に関し、前後基準軸ＡＸ４０と略平行となる方向に出射するように、その面形状が構成されている。すなわち、第１上下方向出射領域４８ａから出射される光の仰角が、実質的に前後基準軸ＡＸ４０の仰角と平行になるように、第１上下方向出射領域４８ａの面形状が形成されている。なお、第１上下方向出射領域４８ａから出射される光のＸＺ平面における出射方向は、前後基準軸ＡＸ４０と異なる方向であっても良い。
第２上下方向出射領域４８ｂは、出射面４８内で第１上下方向出射領域４８ａと上下方向に隣り合っている。第２上下方向出射領域４８ｂは、第１上下方向出射領域４８ａの上側に位置し、第１上下方向出射領域４８ａの面形状に対して、鉛直方向に立ち上がった形状を有する。これにより、第２上下方向出射領域４８ｂは、出射面焦点Ｆ４８の近傍を通過して入射した光を前後基準軸ＡＸ４０に対し上側に傾いた方向に出射する。なお、図６〜図８に示す光路からわかる様に、本実施形態において、出射面４８内の前後基準軸ＡＸ４０より上側の領域に入射する光は、光源中心点２６ａより光源前端点２６ｂ側で、光源２６から出射された光である。したがって、本実施形態において、第２上下方向出射領域４８ｂに入射する光は、光源中心点２６ａより光源前端点２６ｂ側で、光源２６から出射された光となる。
第２上下方向出射領域４８ｂから出射された光は、前後基準軸ＡＸ４０より上側を出射するため、道路標識等を照射するための光（以下、オーバーヘッド光という）として利用できる。
図９は、レンズ体４０のＸＺ平面に沿う断面図であり、光源中心点２６ａから照射された光の光路を示す。
図９に示すように、上下方向に垂直な面（ＸＺ平面）に沿う断面に、レンズ体４は、２つの第１左右方向出射領域４８ｃと１つの第２左右方向出射領域４８ｄとを有する。第１左右方向出射領域４８ｃおよび第２左右方向出射領域４８ｄは、左右方向に互いに隣り合う。より具体的には、第２左右方向出射領域４８ｄは、上下方向から見て出射面４８の中央に位置し、第１左右方向出射領域４８ｃは、第２左右方向出射領域４８ｄの左右方向両側に位置する。また、第１左右方向出射領域４８ｃおよび第２左右方向出射領域４８ｄにより構成される出射面４８の上下方向に垂直な面（ＸＺ平面）に沿う断面は、前後基準軸ＡＸ４０に対し左右対称な形状を有する。
第１左右方向出射領域４８ｃは、凸形状（凸レンズ形状）を構成する。第１左右方向出射領域４８ｃは、第１焦点Ｆ１４４を通過して入射した光を前後基準軸ＡＸ４０に近づける方向に屈折させる。
第２左右方向出射領域４８ｄは、上下方向から見て中央部が窪んだ凹形状（凹レンズ形状）を構成する。より具体的には、第２左右方向出射領域４８ｄは、上下方向から見て前後基準軸ＡＸ４０と重なる位置が最も窪んだ凹形状を構成する。第２左右方向出射領域４８ｄは、第１焦点Ｆ１４４を通過して入射した光を前後基準軸ＡＸ４０から遠ざける方向に屈折させる。
出射面４８に入射する光は、楕円球状の第１反射面４４で内面反射されているため、第１焦点Ｆ１４４の近傍を通過する。第１左右方向出射領域４８ｃおよび第２左右方向出射領域４８ｄは、第１焦点Ｆ１４４を通過して入射した光を、それぞれ左右の異なる方向に出射するために、左右を幅広く照らすことができる。加えて、本実施形態の出射面４８は、前後基準軸ＡＸ４０に対し、中央側に凹形状をなす第２左右方向出射領域４８ｄが配置され、その外側に凸形状をなす第１左右方向出射領域４８ｃが配置される。これにより、前後基準軸ＡＸ４０に対し左右両側を幅広く照射できる。さらに、出射面４８は、第１左右方向出射領域４８ｃおよび第２左右方向出射領域４８ｄが、前後基準軸に対して左右対称に配置されことで、前後基準軸ＡＸ４０に対し左右対称な配光パターンを形成できる。
本実施形態によれば、入射面４２において光源２６からの光のうち光源２６の光軸ＡＸ２６に対して所定角度範囲の光が集光する方向に屈折してレンズ体内部に入射する。これにより、所定角度範囲の光の第１反射面４４に対する入射角を臨界角以上とすることができる。さらに、光源２６の光軸ＡＸ２６が、鉛直軸Ｖに対して傾斜することで、レンズ体４０の内部に入射した光源２６からの光の第１反射面４４に対する入射角が臨界角以上となる。すなわち、光源２６からの光を臨界角以上の入射角で第１反射面４４に入射させることができる。これにより、第１反射面４４に金属蒸着させる必要がなく、コスト削減を図ることができるとともに、蒸着面において生ずる反射損失を抑制して、光の利用効率を高めることができる。
以上に、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
例えば、上述の実施形態では、ロービーム用配光パターンＰ（図１１参照）を形成するように構成されたレンズ体４０に適用した例について説明した。しかしながら、例えば、フォグランプ用配光パターンを形成するように構成されたレンズ体や、ハイビーム用配光パターンを形成するように構成されたレンズ体やそれ以外のレンズ体に適用することもできる。
また、上述の実施形態では、第１反射面４４の長軸ＡＸ４４を前後基準軸ＡＸ４０に対して角度θ２傾斜させたが、これに限らず、第１反射面４４の長軸ＡＸ４４（長軸）を長軸ＡＸ４４に対して傾斜させなくてもよい（つまり、角度θ２＝０°でもよい）。このような場合であっても、出射面４８のサイズを大きくすることで、第１反射面４４で内面反射された光源２６からの光を効率よく取り込むことができる。
また、実施形態において、第２上下方向出射領域４８ｂは、第１上下方向出射領域４８ａの上端縁に沿って配置されている場合について例示したが、本発明は、このような構成に限定されない。すなわち、第２上下方向出射領域４８ｂは、出射面４８内で第１上下方向出射領域４８ａの下側に配置されていてもよく、さらに第２上下方向出射領域４８ｂは、２つの第１上下方向出射領域４８ａの間に上下から挟まれて配置されていてもよい。
同様に、第１左右方向出射領域４８ｃおよび第２左右方向出射領域４８ｄは、左右方向に互いに隣り合う構成であれば、その配置は限定されない。例えば、第１左右方向出射領域４８ｃおよび第２左右方向出射領域４８ｄが、上述の実施形態と比較して反転した位置関係を構成してもよい。
加えて、上下方向出射領域（第１上下方向出射領域４８ａと第２上下方向出射領域４８ｂ）と左右方向出射領域（第１左右方向出射領域４８ｃと第２左右方向出射領域４８ｄ）はそれぞれ独立して規定される。したがって、例えば、第１左右方向出射領域４８ｃは、第１上下方向出射領域４８ａと第２上下方向出射領域４８ｂのそれぞれを含んでいてもよいし、第１上下方向出射領域４８ａのみを含んでいてもよい。
＜第２実施形態＞
次に第２実施形態のレンズ体１４０について説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図１２Ａはレンズ体１４０の上面図、図１２Ｂはレンズ体１４０の正面図、図１２Ｃはレンズ体１４０の斜視図、図１２Ｄはレンズ体１４０の側面図、図１２Ｅはレンズ体１４０の下面図である。
レンズ体１４０は、前後基準軸ＡＸ１４０に沿って延びた形状を有する中実の多面レンズ体である。なお本実施形態において、前後基準軸ＡＸ１４０は、車両の前後方向（Ｚ軸方向）に延び、後段で説明するレンズ体１４０の出射面１４８の中心を通過する基準となる軸である。レンズ体１４０は、光源（図示略）の前方に配置される。レンズ体１４０は、後方を向く後端部１４０ＡＡと、前方を向く前端部１４０ＢＢと、を含む。また、レンズ体１４０は、図１２Ａ〜Ｄに示すように、前端部１４０ＢＢと後端部１４０ＡＡとの間で、左右方向に延びる固定部１４１を有する。レンズ体１４０は、固定部１４１において、灯具内に固定される。
レンズ体１４０は、入射面（入射部）１４２と、第１反射面１４４と、第２反射面１４６と、出射面１４８と、を有する。入射面１４２及び第１反射面１４４は、レンズ体１４０の後端部１４０ＡＡに位置する。また、出射面１４８は、レンズ体１４０の前端部１４０ＢＢに位置する。第２反射面１４６は、後端部１４０ＡＡと前端部１４０ＢＢとの間に位置する。
本実施形態のレンズ体１４０は、第１実施形態と同様に、光源（図示略）の前方に配置される。入射面１４２（図１２Ｄ参照）は、光源からの光を内部に入射させる。第１反射面１４４は、入射面１４２から入射した光を内面反射する。また、第１反射面１４４は、楕円球形状を含む。楕円球形状の第１反射面１４４の一対の焦点のうち、前方に位置する第１焦点Ｆ１１４４は、第２反射面１４６の前端縁１４６ａに位置する。第２反射面１４６は、第１反射面１４４で内面反射された光の一部を内面反射する。出射面１４８は、第１反射面１４４で内面反射された光のうち、第２反射面１４６で反射されることなく出射面１４８に達した光と、第２反射面１４６で内面反射されて出射面１４８に達した光と、を前方に出射する。
第２反射面１４６は、第１反射面１４４で内面反射された光源（図示略）からの光の少なくとも一部を内面反射（全反射）する面である。第２反射面１４６は、第１焦点Ｆ１１４４の近傍から後方に向かって延びる反射面として構成されている。すなわち、第２反射面１４６の延長面内には、第１焦点Ｆ１１４４が略位置する。図１２Ｅに示すように、本実施形態において、第２反射面１４６は、主面部１５１と副面部１５２とを有する。主面部１５１は、前後基準軸ＡＸ１４０と平行に延びる平面形状を有する。副面部１５２は、主面部１５１の前端中央に位置する。副面部１５２は、主面部１５１に対して上方に突出して形成されている。すなわち、レンズ体１４０は、副面部１５２に対応する部分において窪んでいる。
第２反射面１４６は、第１反射面１４４で内面反射された光のうち、第１焦点Ｆ１１４４より下側を通過しようとする光を上側に反射する。第１焦点Ｆ１１４４より下側を通過しようとする光が、第２反射面１４６で反射されることなくそのまま出射面１４８に入射すると、出射面１４８から上側を向かう光として出射される。第２反射面１４６が設けられることで、このような光の光路を反転させて出射面１４８の上側に入射させて下側を向かう光として出射させることができる。すなわち、レンズ体１４０は、第２反射面１４６が設けられていることにより、出射面１４８から上側に向かおうとする光の光路を反転させて、上端縁にカットオフラインＣＬを含む配光パターンを形成することができる。第２反射面１４６の前端縁１４６ａは、第１反射面１４４で内面反射された光源からの光の一部を遮光してロービーム用配光パターンＰのカットオフラインＣＬを形成するエッジ形状を含んでいる。第２反射面１４６の前端縁１４６ａは、第１焦点Ｆ１１４４の近傍に配置されている。
図１２Ｄおよび図１２Ｅに示すように、第２反射面１４６の前端縁１４６ａの前方には、前方に向かうに従って下方に傾く傾斜面１４７が設けられている。傾斜面１４７は、後方を向く面であるため光が入射し難い。なお、前端縁１４６ａは、第２反射面１４６と傾斜面１４７との境界稜線となる。
図１３は、第２反射面１４６および傾斜面１４７の上面図である。図１４は、傾斜面１４７の正面図である。図１５は、第２反射面１４６および傾斜面１４７の斜視図である。なお、図１３〜図１５においては、第２反射面１４６および傾斜面１４７を強調する目的で、レンズ体１４０を構成する他の面の図示を省略する。
本実施形態の第２反射面１４６の前端縁１４６ａは、中央部から左右方向外側に向かうに従って前方に向かって延びている。したがって、前端縁１４６ａは、上下方向からみてＶ字形状となっている。上述したように、前端縁１４６ａは、カットオフラインＣＬを形成するエッジ形状を含んでいる。前端縁１４６ａが、中央部から左右方向外側に向かうに従って前方に向かって延びることにより、第２反射面１４６の前端縁１４６ａによって一部遮光されて出射面１４８から出射したパターンと、第２反射面１４６によって反射され出射面１４８から出射したパターンの境界を一致させることができる。これにより、より明瞭なカットオフラインＣＬを形成できる。
本実施形態の第２反射面１４６は、主面部１５１と、主面部１５１に対して上方にずれた副面部１５２とを有する。主面部１５１は、平坦に形成されている。一方で、副面部１５２は、主面部１５１に対して上方に突出する。副面部１５２は、第２反射面１４６の前端縁１４６ａの略中央から後方に向かって延びている。副面部１５２と主面部１５１との境界部１５３の少なくとも一部は、第２反射面１４６の前端縁１４６ａから後方に延びる。したがって、前端縁１４６ａは、境界部１５３において上下に段差を形成する。これに伴い、カットオフラインＣＬには、上下方向の段差が形成される。
本実施形態の副面部１５２は、副面中央部１５２ａと、副面中央部１５２ａの左右両側にそれぞれ位置する副面左方部１５２ｂおよび副面右方部１５２ｃとを有する。副面中央部１５２ａ、副面左方部１５２ｂおよび副面右方部１５２ｃの後方には、境界部１５３を介して主面部１５１が位置する。また、副面中央部１５２ａ、副面左方部１５２ｂおよび副面右方部１５２ｃの前方には、前端縁１４６ａを介して傾斜面１４７が位置する。副面中央部１５２ａと副面右方部と１５２ｃとの境界は、左右方向略中央に位置する。
なお、本実施形態において、主面部１５１に対して上方にずれた部分を副面部１５２とした。しかしながら、主面部１５１と副面部１５２とは、互いに上下方向にずれていれば、どちらが上方に位置していてもよい。
また、本実施形態では第２反射面１４６が、１つの副面部１５２を有する場合について説明した。しかしながら、第２反射面１４６が２以上の副面部１５２を有していてもよい。
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
＜第１実施形態に対応する配光パターン＞
上述した第１実施形態の車両用灯具１０に対して、レンズ体４０の前方においてレンズ体４０に正対した仮想鉛直スクリーンに対し配光パターンのシミュレーションを行った。図１０の（ａ）〜（ｄ）は、出射面４８のそれぞれ異なる領域から照射された光の配光パターンである。
図１０の（ａ）は、上側から見て、前後基準軸ＡＸ４０の左側に位置する第２左右方向出射領域４８ｄから照射された光の配光パターンＰ４８ｄＬである。
図１０の（ｂ）は、上側から見て、前後基準軸ＡＸ４０の右側に位置する第２左右方向出射領域４８ｄから照射された光の配光パターンＰ４８ｄＲである。
図１０の（ｃ）は、上側から見て、前後基準軸ＡＸ４０の左側に位置する第１左右方向出射領域４８ｃから照射された光の配光パターンＰ４８ｃＬである。
図１０の（ｄ）は、上側から見て、前後基準軸ＡＸ４０の右側に位置する第１左右方向出射領域４８ｃから照射された光の配光パターンＰ４８ｃＲである。
図１０の（ａ）〜（ｄ）に示すように、各領域から照射された光は、異なる方向に分布を持つことがわかる。
図１１は、レンズ体４０の前方においてレンズ体４０に正対した仮想鉛直スクリーンに対し照射された配光パターンＰのシミュレーション結果である。配光パターンＰは、図１０の（ａ）〜（ｄ）の配光パターンＰ４８ｄＬ、Ｐ４８ｄＲ、Ｐ４８ｃＬ、Ｐ４８ｃＲを重ね合わせた配光パターンである。
図１１に示すように、配光パターンＰは、幅広くかつバランスよく前方を照射できていることがわかる。また、配光パターンＰは、上端縁にカットオフラインＣＬを形成できることが確認された。加えて、カットオフラインＣＬの上側にオーバーヘッド光ＯＨが照射されていることが確認された。
＜第２実施形態に対応する配光パターン＞
上述した第２実施形態のレンズ体１４０の配光パターンＰ２のシミュレーション結果を図１６に示す。図１６に示すように、配光パターンＰ２は、中央近傍に段差を有するカットオフラインＣＬを形成できることが確認された。
１０…車両用灯具、２６…波長変換部材（光源）、４０、１４０…レンズ体、４２、１４２…入射面（入射部）、４４、１４４…第１反射面、４６、１４６…第２反射面、４６ａ、１４６ａ…前端縁、４８、１４８…出射面、４８ａ…第１上下方向出射領域、４８ｂ…第２上下方向出射領域、４８ｃ…第１左右方向出射領域、４８ｄ…第２左右方向出射領域、４０ＡＡ、１４０ＡＡ…後端部、４０ＢＢ、１４０ＢＢ…前端部、ＡＸ４０、ＡＸ１４０…前後基準軸、ＡＸ４４…長軸、ＣＬ…カットオフライン、Ｆ４８…出射面焦点（基準点）、Ｆ１４４、Ｆ１１４４…第１焦点、Ｆ２４４…第２焦点、ＦＶ…仮想光源位置

Claims (11)

  1. 光源の前方に配置され、後端部及び前端部を含み、内部に入射した前記光源からの光を車両の前後方向に延びる前後基準軸に沿って前記前端部から前方に出射するレンズ体において、
    前記光源からの光のうち前記光源の光軸に対して所定角度範囲の光が集光する方向に屈折して内部に入射させる入射部と、
    前記入射部から入射した前記光源からの光を内面反射する第１反射面と、
    前記第１反射面で内面反射された光の少なくとも一部を内面反射する第２反射面と、
    前記前端部に位置し前記第１反射面で内面反射された光および前記第２反射面で内面反射された光をそれぞれ前方に出射する出射面と、を備え、
    前記光源の光軸は、前記入射部から入射した前記光源からの光の前記第１反射面に対する入射角が臨界角以上となるように、鉛直方向に対して傾斜しており、
    前記第１反射面は、長軸に対し回転対称な楕円球形状を含み、楕円球形状の焦点となり前方に位置する第１焦点および後方に位置する第２焦点を前記長軸上に構成し、
    前記第２焦点は、前記入射部から入射した前記光源からの光である屈折光を逆方向に延長した場合の交点である仮想光源位置の近傍に位置し、
    前記第２反射面は、後方に向かって前記前後基準軸と平行に延びた平面で構成され、前記平面の前方には前端縁を有し、
    前記第１焦点は、前記第２反射面の前記前端縁の近傍に位置しており、
    前記出射面は、
    前記車両の左右方向に垂直な面に沿う断面に、前記前後基準軸と平行な光軸を有し前記第１焦点の近傍に位置する点を基準点とする凸形状を有し、
    前記車両の上下方向に垂直な面に沿う断面に、左右方向に互いに隣り合う第１左右方向出射領域と第２左右方向出射領域と、
    前記車両の左右方向に垂直な面に沿う断面に、第１上下方向出射領域と第２上下方向出射領域と、を有し、
    前記第２上下方向出射領域は、前記第１上下方向出射領域の上側に位置しており、
    前記第１左右方向出射領域は、前記第１焦点を通過して入射した光を前記前後基準軸に近づける方向に屈折させ、
    前記第２左右方向出射領域は、前記第１焦点を通過して入射した光を前記前後基準軸から遠ざける方向に屈折させ、
    光源中心点から出射した光は、前記第２反射面で内面反射されることなく、前記第１焦点に集光して、前記出射面の前記第１上下方向出射領域に達し前方側に向けて出射され、
    光源後端点側から出射した光は、前記第２反射面で内面反射されることなく、前記第１焦点より上側を通過して、前記出射面の前記第１上下方向出射領域に達し前方の下側に向けて出射され、
    光源前端点側から出射した光は、前記第２反射面で内面反射され、前記第１焦点の上側を通過し、前記出射面の前記第２上下方向出射領域に達し前方の上側に向けて出射され、
    上端縁に前記第２反射面の前記前端縁によって規定されるカットオフラインを含む配光パターンを形成する、レンズ体。
  2. 前記出射面は、前記第１焦点の近傍を通過した光が、水平方向から見て、前記前後基準軸と略平行となる方向に出射するように、その面形状が構成されている請求項１に記載のレンズ体。
  3. 前記第２上下方向出射領域は、前記第１上下方向出射領域の面形状に対して、鉛直方向に立ち上がった形状を有し、前記第２上下方向出射領域に達した光の一部を、前記前後基準軸より上側に傾いた方向に出射する、請求項１又は２に記載のレンズ体。
  4. 前記第２左右方向出射領域は、上下方向から見て中央部が窪んだ凹形状を有し、
    前記第１左右方向出射領域は、前記第２左右方向出射領域の左右方向両側にそれぞれ位置する凸形状である、請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズ体。
  5. 前記第１反射面の前記第１焦点と前記第２焦点の間の距離及び離心率は、前記第１反射面で内面反射されて前記出射面の焦点近傍に集光する前記光源からの光が前記出射面によって捕捉されるように設定されている、請求項１〜４の何れか一項に記載のレンズ体。
  6. 前記長軸は、前記前後基準軸に対して傾斜し、前記第２焦点が前記第１焦点より下側に位置している、請求項１〜５の何れか１項に記載のレンズ体。
  7. 前記第２反射面は、前記第１反射面で内面反射された光のうち前記第２反射面で内面反射された光が前記出射面によって捕捉されるように前記前後基準軸に対する角度が設定される、請求項１〜６の何れか１項に記載のレンズ体。
  8. 前記第２反射面は、前記第１反射面で内面反射されるとともに前記第２反射面で内面反射されることなく前記出射面に達する光を遮らないように前記前後基準軸に対する角度が設定される、請求項７に記載のレンズ体。
  9. 前記第２反射面の前記前端縁が、中央部から左右方向外側に向かうに従って前方に向かって延びる、請求項１〜８の何れか１項に記載のレンズ体。
  10. 前記第２反射面は、主面部と、前記主面部に対して上下方向にずれた副面部と、を有し、
    前記主面部と前記副面部との境界部の少なくとも一部は、前記前端縁から後方に延びる、請求項９に記載のレンズ体。
  11. 請求項１〜１０の何れか１項に記載のレンズ体と、前記光源と、を備えた車両用灯具。
JP2016242570A 2015-12-15 2016-12-14 レンズ体および車両用灯具 Active JP6963380B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015244046 2015-12-15
JP2015244046 2015-12-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017112107A JP2017112107A (ja) 2017-06-22
JP6963380B2 true JP6963380B2 (ja) 2021-11-10

Family

ID=57758405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016242570A Active JP6963380B2 (ja) 2015-12-15 2016-12-14 レンズ体および車両用灯具

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10174896B2 (ja)
EP (1) EP3181992B1 (ja)
JP (1) JP6963380B2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6840606B2 (ja) 2017-04-14 2021-03-10 スタンレー電気株式会社 レンズ体および車両用灯具
DE102017221844A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-06 Osram Gmbh Linsenkörper mit Aufweitungsvolumen und benachbarter Aussenkontur zum Positionieren
JP7011169B2 (ja) * 2018-05-29 2022-02-10 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2021072254A (ja) * 2019-11-01 2021-05-06 市光工業株式会社 車両用導光体及び車両用前照灯
CN114630987B (zh) * 2019-11-01 2024-10-25 市光工业株式会社 车辆用导光体以及车辆用前照灯
JP7459481B2 (ja) * 2019-11-01 2024-04-02 市光工業株式会社 車両用導光体及び車両用前照灯
CN112781001A (zh) * 2020-07-13 2021-05-11 华域视觉科技(上海)有限公司 车灯光学元件、车灯模组和车辆
CN214038235U (zh) * 2020-11-27 2021-08-24 华域视觉科技(上海)有限公司 远光光学元件、远光照明单元和车辆

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60164047A (ja) 1984-02-02 1985-08-27 Tochigi Fuji Ind Co Ltd 滑り制限差動装置
JP4047186B2 (ja) * 2003-02-10 2008-02-13 株式会社小糸製作所 車両用前照灯及び光学ユニット
DE102005017528A1 (de) * 2004-08-27 2006-03-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtmittel mit vorgegebener Abstrahlcharakteristik und Primäroptikelement für ein Leuchtmittel
JP2006127856A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Koito Mfg Co Ltd 車両用照明灯具
FR2884899B1 (fr) * 2005-04-21 2007-06-15 Valeo Vision Sa Module d'eclairage donnant un faisceau lumineux avec coupure pour projecteur de vehicule automobile, et projecteur comprenant un tel module
US7563008B2 (en) 2006-03-28 2009-07-21 Visteon Global Technologies, Inc. LED projector headlamps using single or multi-faceted lenses
JP4863216B2 (ja) 2007-03-09 2012-01-25 スタンレー電気株式会社 プロジェクター型ヘッドライト用の投影レンズ
JP5196314B2 (ja) 2008-10-28 2013-05-15 スタンレー電気株式会社 車両用灯具、及び、レンズ体
JP2010170836A (ja) 2009-01-22 2010-08-05 Stanley Electric Co Ltd プロジェクタ型車両用前照灯
WO2012072188A1 (de) * 2010-12-03 2012-06-07 Docter Optics Gmbh Scheinwerferlinse für einen fahrzeugscheinwerfer
DE112012001860A5 (de) 2011-11-11 2014-01-30 Docter Optics Se Fahrzeugscheinwerfer
DE102012009596A1 (de) * 2012-05-15 2013-11-21 Docter Optics Se Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse
JP6131571B2 (ja) * 2012-11-13 2017-05-24 市光工業株式会社 車両用灯具
DE102013013995B4 (de) 2013-01-23 2023-06-07 Docter Optics Se Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer
DE102013001072A1 (de) * 2013-01-23 2014-07-24 Docter Optics Se Fahrzeugscheinwerfer
DE102013215897B4 (de) 2013-08-12 2015-05-13 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Verfahren zum Berechnen der Oberflächen von optischen Linsen
JP6340751B2 (ja) * 2014-08-25 2018-06-13 スタンレー電気株式会社 レンズ体及び車両用灯具

Also Published As

Publication number Publication date
EP3181992A1 (en) 2017-06-21
US10174896B2 (en) 2019-01-08
JP2017112107A (ja) 2017-06-22
US20170167681A1 (en) 2017-06-15
EP3181992B1 (en) 2021-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6963380B2 (ja) レンズ体および車両用灯具
JP6340751B2 (ja) レンズ体及び車両用灯具
JP6052569B2 (ja) 車両用灯具ユニット
JP4970136B2 (ja) 車両用前照灯の灯具ユニット
US9316374B2 (en) Vehicle headlight
US8439537B2 (en) Lighting fixture
JP6688153B2 (ja) レンズ体および車両用灯具
JP5692521B2 (ja) 自動二輪車の前照灯
JP2009043543A (ja) 灯具用投影レンズ、及び、灯具用投影レンズを用いた灯具
JP6222557B2 (ja) 車両用灯具
CN110998175B (zh) 车辆用灯具
CN109073179B (zh) 车辆用灯具
JP6205713B2 (ja) 車両用灯具
CN108730909B (zh) 透镜体及车辆用灯具
JP6136219B2 (ja) 車両用前照灯
JP2017010634A (ja) レンズ体及び車両用灯具
JP6162418B2 (ja) 灯具ユニットおよび投影レンズ
KR101232047B1 (ko) 차량용 전조등
JP5949086B2 (ja) 車両用前照灯
JP5979414B2 (ja) 車両用灯具
JP2013033622A (ja) 灯具

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200923

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200918

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210323

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210521

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210928

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211015

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6963380

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250