(57)【要約】【課題】光源から出射された光が照射される照射面において、当該光を均質な光強度にし、且つ、スポット形状を長尺にできる投光用レンズ等を提供する。【解決手段】投光用レンズ１３０は、光源から出射された光が入射される方向に凹んだ第１凹部１３３を有し、且つ、光源から出射された光が入射される内表面１３１と、内表面１３１に入射された光が出射される外表面１３２と、を備える。外表面１３２と第１凹部１３３における内表面１３１とは、光源から出射された光の光軸に平行な断面において、曲率半径が少なくとも一部で異なる。第１凹部１３３は、光源から出射された光の光軸方向に垂直な断面の形状が長円形状である。外表面１３２から出射された光は、光源から出射された光の光軸方向における光量よりも当該光軸方向とは異なる方向における光量が多い。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光が入射される方向に凹んだ第１凹部を有し、且つ、前記光源から出射された光が入射される内表面と、
前記内表面に入射された光が出射される外表面と、を備え、
前記外表面と前記第１凹部における前記内表面とは、前記光源から出射された光の光軸に平行な断面において、曲率半径が少なくとも一部で異なり、
前記第１凹部は、前記光源から出射された光の光軸方向に垂直な断面の形状が長円形状であり、
前記外表面から出射された光は、前記光源から出射された光の光軸方向における光量よりも当該光軸方向とは異なる方向における光量が多い
投光用レンズ。
【請求項２】
前記光源から出射された光の光軸方向に垂直な方向における前記第１凹部の断面は、第１位置における断面と、前記光源から出射された光の光軸方向において前記第１位置とは異なる第２位置における断面とで、前記長円形状における短軸と長軸との比が異なる
請求項１に記載の投光用レンズ。
【請求項３】
前記光源から出射された光が前記投光用レンズを通過する光路である第１光路上の前記内表面と前記外表面との曲率半径の差は、前記第１光路より前記投光用レンズの周縁側を通過する第２光路上の前記内表面と前記外表面との曲率半径の差より大きい
請求項１又は２に記載の投光用レンズ。
【請求項４】
前記第１凹部の前記長円形状における短軸方向に垂直な前記投光用レンズの断面において、
前記内表面に対応する仮想曲線を二階微分した値は、前記投光用レンズの中央部より前記投光用レンズの周縁部の方が小さい
請求項１又は２に記載の投光用レンズ。
【請求項５】
前記光源から出射された光の光軸方向から見た場合に、
前記内表面は、中央部に前記第１凹部を有し、且つ、前記第１凹部の周囲に前記光源から出射された光を拡散する拡散部を有する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の投光用レンズ。
【請求項６】
前記拡散部は、前記光源から出射された光の光軸に平行な断面において、波状である
請求項５に記載の投光用レンズ。
【請求項７】
前記拡散部は、前記光源から出射された光の光軸方向から見た場合に、前記第１凹部を囲むように環状に形成されており、
前記波状の頂部は、同心円状となるように前記拡散部に複数形成されている
請求項５又は６に記載の投光用レンズ。
【請求項８】
前記拡散部は、光源から出射された光が入射される方向に凹んだ第２凹部を有する
請求項５〜７のいずれか１項に記載の投光用レンズ。
【請求項９】
前記投光用レンズは、可視光を透過せず、且つ、赤外光を透過する光透過性を有する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の投光用レンズ。
【請求項１０】
請求項１に記載の光源であって、赤外光を出射する光源と、
前記光源を覆い、前記光源から出射された赤外光が前記内表面から入射されて且つ前記外表面から出射される請求項１〜９のいずれか１項に記載の投光用レンズと、
前記投光用レンズから出射された赤外光を撮影可能なカメラと、を備える
移動体。
【請求項１１】
前記移動体は、上面視で長尺であり、
前記投光用レンズは、前記移動体の長手方向と前記第１凹部の前記長円形状における短軸方向とが一致し、且つ、前記移動体の短手方向と前記第１凹部の前記長円形状における長軸方向とが一致するように、前記移動体に取り付けられている
請求項１０に記載の移動体。
【請求項１２】
前記光源及び前記投光用レンズは、前記投光用レンズから出射される赤外光の光軸方向が前記移動体の後方となるように、前記移動体に取り付けられている
請求項１０又は１１に記載の移動体。
【請求項１３】
前記光源及び前記投光用レンズは、前記投光用レンズから出射される赤外光の光軸方向が前記移動体から離れる方向となるように、前記移動体に取り付けられている
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項１４】
さらに、前記投光用レンズを支持する筐体を備え、
前記移動体の側方両側に、それぞれ、前記投光用レンズと前記筐体とを備え、
前記移動体の側方両側に配置される２つの前記筐体は、前記移動体を上面視した場合に、前記移動体の中心を通り、且つ、前記移動体の進行方向に平行な仮想線に対して非対称である
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投光用レンズ及び当該投光用レンズを備える移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体の一例である車両に配置され、車両の周囲の路面に向けて光を照射する照明装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、サイドミラーに設けられ、車外において乗車者の足元を照らす照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−７１３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の照明装置のように、例えば、車両等の移動体に設けられ、路面を照らす光を照射する照明装置においては、路面を均質に照らすことが要求される。また、例えば、照明装置が移動体のサイドミラーに設けられ、移動体の側方に位置する路面を照らす場合、移動体が当該移動体の進行方向に平行な方向に長尺であることが多いことから、路面等の照射面における光のスポット形状も長尺であることが求められる。
【０００６】
本発明は、光源から出射された光が照射される照射面において、当該光を均質な光強度にし、且つ、スポット形状を長尺にできる投光用レンズ等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る投光用レンズは、光源から出射された光が入射される方向に凹んだ第１凹部を有し、且つ、前記光源から出射された光が入射される内表面と、前記内表面に入射された光が出射される外表面と、を備え、前記外表面と前記第１凹部における前記内表面とは、前記光源から出射された光の光軸に平行な断面において、曲率半径が少なくとも一部で異なり、前記第１凹部は、前記光源から出射された光の光軸方向に垂直な断面の形状が長円形状であり、前記外表面から出射された光は、前記光源から出射された光の光軸方向における光量よりも当該光軸方向とは異なる方向における光量が多い。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る移動体は、上記光源であって、赤外光を出射する光源と、前記光源を覆い、前記光源から出射された赤外光が前記内表面から入射されて且つ前記外表面から出射される上記投光用レンズと、前記投光用レンズから出射された赤外光を撮影可能なカメラと、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様に係る投光用レンズ等によれば、光源から出射された光が照射される照射面において、当該光を均質な光強度にし、且つ、スポット形状を長尺にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態に係る移動体を示す正面図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る移動体を示す上面図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る移動体が備えるサイドミラーを拡大して示す側面図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における、実施の形態に係る投光用レンズを示す断面図である。
【図５】図５は、実施の形態に係る移動体に取り付けられている筐体を模式的に示す上面図である。
【図６】図６は、実施の形態に係る投光用レンズを示す下面図である。
【図７】図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における、実施の形態に係る投光用レンズを示す断面図である。
【図８】図８は、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における、実施の形態に係る投光用レンズを示す断面図である。
【図９】図９は、実施の形態に係る投光用レンズから出射される光の配光特性を示す図である。
【図１０】図１０は、図８の破線Ｘで囲まれた領域を拡大した、実施の形態に係る投光用レンズを示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１２】
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【００１３】
また、以下の実施の形態において、Ｚ軸方向は、例えば鉛直方向であり、また、Ｚ軸の正方向側は、上方と記載され、Ｚ軸の負方向側は、下方と記載される場合がある。また、Ｙ軸方向及びＸ軸方向は、Ｚ軸に垂直な平面（水平面）上において、互いに直交する方向である。また、Ｙ軸方向は、移動体の側方と記載される場合がある。また、Ｘ軸正方向は、移動体の進行する方向（進行方向）と記載される場合がある。
【００１４】
また、以下の実施の形態において、例えば、「水平方向」等の方向を示す表現を用いる場合がある。この場合、「水平方向」とは、完全に水平方向である場合だけでなく、製造又は配置の際に生じる数％程度の誤差を含むことを意味する。
【００１５】
また、以下の実施の形態において、例えば、「一致する」等の関係性を示す表現を用いる場合がある。この場合、「一致する」とは、完全に一致する場合だけでなく、製造又は配置の際に生じる数％程度の誤差を含むことを意味する。
【００１６】
（実施の形態）
［構成］
図１は、実施の形態に係る移動体２００を示す正面図である。図２は、実施の形態に係る移動体２００を示す上面図である。図３は、実施の形態に係る移動体２００が備えるサイドミラー２１０を拡大して示す側面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における、実施の形態に係る投光用レンズ１３０を示す断面図である。
【００１７】
実施の形態に係る投光用レンズ１３０は、車両、自動二輪車、自転車等の移動体２００に設けられ光源１２０から移動体２００の周囲の路面に向けて出射された光（赤外光）３００の配光特性を制御するための光学部材である。
【００１８】
移動体２００は、光源１２０と、光源１２０を覆う投光用レンズ１３０と、カメラ１９０と、を備える光源ユニット１００を備える。本実施の形態では、移動体２００は、側方両側に１つずつ備えるサイドミラー２１０にそれぞれ１つずつ光源ユニット１００を備える車両である。
【００１９】
移動体２００は、光源ユニット１００を外面（外表面）に備える。具体的には、移動体２００には、車体に対して前後方向及び側方を含む水平方向側の外面近傍の位置であって、光源ユニット１００が備える光源１２０（図４参照）が下方に光３００を照射した場合に移動体２００の周囲の路面に光３００を照射できる位置に、光源ユニット１００が設置されている。本実施の形態においては、移動体２００は、光源ユニット１００をサイドミラー２１０に備える。より具体的には、光源ユニット１００は、サイドミラー２１０の下面に配置されている。
【００２０】
なお、図１においては、移動体２００は、両方のサイドミラー２１０に光源ユニット１００を備えるが、一方のサイドミラー２１０にのみ光源ユニット１００が設けられてもよい。
【００２１】
なお、外面とは、前後左右等の水平方向の外面を含む移動体２００の車体の外側面を示すだけでなく、車体に対して側方側に位置する外面、例えば、サイドミラー２１０の側面、サイドミラー２１０の下面、又は、移動体２００が備えるドアの外側面等も含む。また、光源ユニット１００を外面に備えるとは、光源ユニット１００が外面に配置されている場合だけでなく、外面近傍であって、且つ、移動体２００の内部に配置されている場合も含む。
【００２２】
本実施の形態では、移動体２００は、上面視でＸ軸方向、つまり、移動体２００の進行方向に長尺となっている。
【００２３】
光源ユニット１００は、移動体２００に配置され、移動体２００の周囲の路面に向けて光３００を照射する。光源ユニット１００が照射する光３００は、例えば、赤外光である。光源ユニット１００は、赤外光を撮影可能なカメラ１９０によって移動体２００の周囲の路面を撮影するために照射される。具体的には、光源ユニット１００は、夜間等の環境光が少ない場合においてもカメラ１９０で路面が撮影できるように赤外光を発する。
【００２４】
光源ユニット１００は、光源部１８０と、カメラ１９０と、を備える。
【００２５】
光源部１８０は、筐体１１０と、光源１２０と、投光用レンズ１３０と、基板１４０と、端子部１６０、１６１と、を備える。
【００２６】
筐体１１０は、光源１２０を支持するための筐体である。筐体１１０は、例えば、収容部１１１と、蓋部１１２と、を有する。
【００２７】
収容部１１１は、光源１２０を収容して支持する箱体である。収容部１１１の上方は、開口が形成されており、当該開口を塞ぐように、蓋部１１２が配置される。
【００２８】
蓋部１１２は、収容部１１１の上方に形成された開口を塞ぐ蓋体である。筐体１１０は、移動体２００に取り付けられるための取付部１１３を有する。より具体的には、取付部１１３は、蓋部１１２に形成されている。
【００２９】
取付部１１３は、移動体２００（より具体的には、サイドミラー２１０）に光源部１８０を取り付けるための接続部である。取付部１１３には、例えば、ねじ２２０が取り付けられるためのねじ穴が形成されている。取付部１１３にねじ２２０が螺合されることで、光源ユニット１００は、移動体２００に取り付けられる。
【００３０】
筐体１１０の材料は、特に限定されないが、例えば、アクリル若しくはポリカーボネート等の樹脂材料、又は、金属材料等が採用される。なお、収容部１１１と投光用レンズ１３０は、同一の材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。
【００３１】
図５は、実施の形態に係る移動体２００に取り付けられている筐体１１０を模式的に示す上面図である。具体的には、図５は、移動体２００が備える２つのサイドミラー２１０のそれぞれに取り付けられた投光用レンズ１３０、１３０ａ及び筐体１１０、１１０ａを、サイドミラー２１０に取り付けられた状態で模式的に示す上面図である。
【００３２】
なお、Ｙ軸負方向側に位置する投光用レンズ及び筐体を、投光用レンズ１３０及び筐体１１０とし、Ｙ軸正方向側に位置する投光用レンズ及び筐体を、投光用レンズ１３０ａ及び筐体１１０ａとして示している。
【００３３】
図５に示すように、例えば、移動体２００の側方両側に配置される２つの筐体１１０、１１０ａは、移動体２００を上面視した場合に、例えば図２に示す移動体２００の中心を通り、且つ、移動体２００の進行方向に平行な仮想線５００に対して非対称となっている。
【００３４】
一方、移動体２００の側方両側に配置される２つの投光用レンズ１３０、１３０ａは、移動体２００を上面視した場合に、例えば図２に示す移動体２００の中心を通り、且つ、移動体２００の進行方向に平行な仮想線５００に対して線対称となっている。
【００３５】
例えば、投光用レンズ１３０が有する第１凹部１３３及び第２凹部１３４と、投光用レンズ１３０ａが有する第１凹部１３３ａ及び第２凹部１３４ａとは、仮想線５００に対して線対称となっている。
【００３６】
光源１２０は、光３００を照射する光源である。光源１２０は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の固体半導体光源を有する。図４には、光源１２０として、基板１４０に実装された、光３００を照射するＬＥＤが樹脂等に封止されている状態を模式的に示している。
【００３７】
なお、本実施の形態では、光源１２０から出射される光及び投光用レンズ１３０から出射される光をまとめて光３００と呼称して説明する。
【００３８】
光３００は、例えば、ピーク波長が８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の赤外光（近赤外光）である。光３００は、例えば、ピーク波長が９３０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下の赤外光でもよい。
【００３９】
投光用レンズ１３０は、光源１２０を覆い、且つ、光源１２０が照射する光３００を透過する。具体的には、投光用レンズ１３０は、光源１２０の下方を覆うように筐体１１０に配置され、光源１２０が照射した光３００の配光を制御するための光学部材である。また、投光用レンズ１３０の光出射面である外表面１３２（本実施の形態では、投光用レンズ１３０の下面）は、移動体２００の外面、具体的には、サイドミラー２１０の下面から露出するように配置されている。また、投光用レンズ１３０は、光源１２０とは離間して配置されている。
【００４０】
投光用レンズ１３０は、例えば、透光性を有するガラス材料又はアクリル若しくはポリカーボネート等の透明樹脂材料によって形成される。
【００４１】
また、投光用レンズ１３０は、例えば、可視光を透過せず、且つ、赤外光、つまり、光源１２０から出射された光３００を透過する光透過性を有する。具体的には、投光用レンズ１３０は、可視光である光の波長が４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光を透過せず（例えば、９０％以上を遮断し）、且つ、赤外光である光の波長が９００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の光を、例えば、８０％以上透過する。このような光学特性を有する投光用レンズ１３０の材料としては、例えば、アクリル樹脂が例示される。
【００４２】
また、例えば、光源１２０及び投光用レンズ１３０は、投光用レンズ１３０から出射される光３００の光軸方向が移動体２００の後方となるように、移動体２００に取り付けられている。例えば、図２に示すように、光３００が照射されているスポット４１０の中心が、光源１２０及び投光用レンズ１３０が取り付けられているサイドミラー２１０よりも移動体の後方、つまり、Ｘ軸負方向側に位置するように、光源１２０及び投光用レンズ１３０は、移動体２００に取り付けられている。光源１２０から出射される光３００の光軸方向が移動体２００の後方に向くように移動体に配置されていてもよいし、投光用レンズ１３０から出射された光３００を移動体２００の後方に向くように反射又は屈折させる光学部材を移動体２００がさらに有していてもよい。
【００４３】
また、例えば、光源１２０及び投光用レンズ１３０は、投光用レンズ１３０から出射される光３００の光軸方向が移動体２００から離れる方向となるように、移動体２００に取り付けられている。例えば、図１に示すように、光３００が、光源１２０及び投光用レンズ１３０が取り付けられているサイドミラー２１０の直下よりも移動体２００の側方に出射されるように、光源１２０及び投光用レンズ１３０は、移動体２００に取り付けられている。光源１２０から出射される光３００の光軸が移動体２００から離れる方向に向くように移動体２００に配置されていてもよいし、投光用レンズ１３０から出射された光を移動体２００から離れる方向に向くように反射又は屈折させる光学部材を移動体２００がさらに有していてもよい。
【００４４】
なお、本実施の形態において、光源１２０の中心と投光用レンズ１３０の中心とは、投光用レンズ１３０を上面視した場合に重なるように配置されている。つまり、光源１２０から出射された光３００の光軸が投光用レンズ１３０の中心（内表面１３１の中心及び外表面１３２の中心）を通過するように、光源１２０の中心と投光用レンズ１３０とは配置されている。
【００４５】
投光用レンズ１３０の構造の詳細については、後述する。
【００４６】
基板１４０は、光源１２０が配置される基板である。具体的には、光源１２０は、基板１４０に実装されている。また、基板１４０は、投光用レンズ１３０の端縁と接触して配置されている。また、基板１４０は、筐体１１０と接触している。本実施の形態では、基板１４０と、筐体１１０（具体的には、筐体が備える収容部１１１）と、投光用レンズ１３０とは、それぞれ互いに直接接触している。
【００４７】
基板１４０の材料は、特に限定されないが、例えば、金属基板、セラミック基板、樹脂基板等が採用される。なお、基板１４０は、フレキシブル基板でもよいし、リジッド基板でもよい。
【００４８】
端子部１６０、１６１は、外部電源等から供給される電力を光源１２０に供給するための端子である。端子部１６０と端子部１６１とは、図示しない金属配線等により電気的に接続されている。
【００４９】
また、端子部１６０は、基板１４０に形成された図示しない配線と電気的に接続するためのピン１６２を備える。ピン１６２は、基板１４０にはんだ等で固定されている。
【００５０】
また、ピン１６２は、投光用レンズ１３０の内表面１３１が有する第２凹部１３４によって形成されている空間に位置するように配置されている。
【００５１】
端子部１６０は、基板１４０の裏面１４２から光源１２０が実装されている基板１４０の実装面１４１まで、基板１４０を貫通するように設けられている。
【００５２】
カメラ１９０は、移動体２００の周囲の路面を撮影するための撮影装置である。カメラ１９０は、例えば、光源１２０によって照射された路面を撮影する。上記したように、光源１２０は、光３００として赤外光を発する光源である。カメラ１９０は、光源１２０から照射された光３００、具体的は、光源１２０から照射されて路面で反射された光３００を撮影する。もちろん、カメラ１９０は、日中等に光３００がなくても太陽光等の可視域の環境光によって撮影可能であってもよい。
【００５３】
なお、カメラ１９０は、光源１２０よりも移動体２００側に配置されてもよい。本実施の形態では、カメラ１９０は、光源１２０よりＹ軸負方向側であって、光源１２０（具体的には、光源部１８０）と移動体２００の車体と間に配置されている。こうすることで、光源１２０がカメラ１９０よりも移動体２００側にある場合と比較して、光源１２０は、移動体２００から離れた位置に配置される。そのため、光源１２０から出射された光３００が移動体２００に当たることによる光３００の損失は、低減される。
【００５４】
カメラ１９０は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子を有する。
【００５５】
続いて、図６〜図１０を参照しながら、投光用レンズ１３０の構成について詳細に説明する。
【００５６】
図６は、実施の形態に係る投光用レンズ１３０を示す下面図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における、実施の形態に係る投光用レンズ１３０を示す断面図である。図８は、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における、実施の形態に係る投光用レンズ１３０を示す断面図である。
【００５７】
なお、図６〜図８に示す投光用レンズ１３０は、図示しないが、光源１２０の中心と投光用レンズ１３０の中心とが、投光用レンズ１３０を上面視した場合に重なるように配置されている。つまり、光源１２０から出射された光３００の光軸が投光用レンズ１３０の中心（内表面１３１の中心及び外表面１３２の中心）を通過するように、光源１２０の中心と投光用レンズ１３０とは配置されている。また、光源１２０及び投光用レンズ１３０の光軸は、それぞれ重なり、且つ、Ｚ軸に平行な方向となっている。
【００５８】
図６に示すように、投光用レンズ１３０は、例えば、円形のレンズである。なお、投光用レンズ１３０を正面視した場合（つまり、図６に示す面を見た場合）の形状及びサイズは、特に限定されない。本実施の形態では、投光用レンズ１３０の直径は、１８ｍｍである。
【００５９】
図７及び図８に示すように、投光用レンズ１３０は、内表面１３１と、外表面１３２と、を備える。
【００６０】
内表面１３１は、光源１２０から出射された光３００が入射される投光用レンズ１３０が備える面である。
【００６１】
内表面１３１は、第１凹部１３３と、第２凹部１３４と、拡散部１３５と、段部１３６と、を有する。
【００６２】
第１凹部１３３は、内表面１３１のうち、光源１２０から出射された光３００が入射される方向に凹んだ部分である。
【００６３】
また、図６の破線で示すように、第１凹部１３３は、光源１２０から出射された光３００の光軸方向（本実施の形態では、Ｚ軸方向）に垂直な方向の断面形状が長円形状となっている。なお、長円形状とは、楕円を意味するだけでなく、角が丸みを帯びた角丸長方形も意味する。
【００６４】
図７及び図８に示すように、第１凹部１３３の内表面１３１は、光源１２０から出射された光３００の光軸に平行な断面と、当該断面に垂直な断面とにおいて、曲率半径が少なくとも一部で異なる。
【００６５】
投光用レンズ１３０は、例えば、移動体２００の長手方向（本実施の形態では、Ｘ軸方向）と第１凹部１３３の長円形状における短軸方向とが一致し、且つ、移動体２００の短手方向（本実施の形態では、Ｙ軸方向）と第１凹部１３３の長円形状における長軸方向とが一致するように、移動体２００に取り付けられている。
【００６６】
また、例えば、光源１２０から出射された光３００の光軸方向に垂直な方向における第１凹部１３３の断面は、第１位置における断面と、光源１２０から出射された光３００の光軸方向において第１位置とは異なる第２位置における断面とで、長円形状における短軸（本実施の形態では、Ｘ軸に平行な軸）と長軸（本実施の形態では、Ｙ軸に平行な軸）との比が異なる。
【００６７】
第２凹部１３４は、端子部１６０が基板１４０に配置できるように、ピン１６２を配置できる空間を形成するために内表面１３１に設けられた凹みである。第２凹部１３４は、拡散部１３５に形成されている。より具体的には、拡散部１３５は、光源１２０から出射された光３００が入射される方向に凹んだ第２凹部１３４を有する。
【００６８】
拡散部１３５は、光源１２０から出射された光３００を拡散する。
【００６９】
図９は、実施の形態に係る投光用レンズ１３０から出射される光３００の配光特性を示す図である。なお、図９において、横軸は配光角度（°）であり、縦軸は光強度（任意強度）ある。また、図９では、投光用レンズ１３０から出射される光３００の配光特性を実線で示し、一般的な凸レンズ等の比較例に係るレンズから出射される光の配光特性を一点鎖線で示している。また、図９では、目標となる配光特性を目標値として破線で示している。また、図９に示す実施の形態は、ＹＺ平面における配光特性を示している。
【００７０】
また、図９に示す実施の形態及び比較例に用いられた光源１２０の配光特性は、配光角度が０°で光の最大強度を有し、且つ、配光角度が６０°〜７０°で最大強度の５０％以上であり、且つ、配光角度が７５°〜８５°で最大強度の５％以上である。例えば、光源１２０から出射される１／２ビーム角は、１５０°である。
【００７１】
例えば、光源１２０から出射された光３００が照射される路面において、光３００は、均質な光強度で照射されているとよい。そのため、図９に示す目標値のように、配光角度が０度に近い程光強度が小さく、且つ、配光角度が９０°又は−９０°に近い程光強度が大きいとよい。こうすることで、例えば、配光角度が０°の方向を路面に垂直な方向とすることで、路面に均質な光強度で光３００を照射させやすくすることができる。
【００７２】
ここで、比較例に係るレンズでは、配光角度が０°に近い程光強度が大きく、且つ、配光角度が９０°又は−９０°に近い程光強度が小さい。このような条件では、どの向きで比較例に係るレンズから出射された光を路面に照射しても、路面に均質な光強度で光を照射することはできない。
【００７３】
一方、図９に示す実施の形態、つまり、投光用レンズ１３０によれば、目標値のように、配光角度が０°に近い程光強度が小さく、且つ、配光角度が９０°又は−９０°に近い程光強度が大きいとよい。そのため、投光用レンズ１３０によれば、例えば、配光角度が０°の方向を路面に垂直な方向とすることで、路面に均質な光強度で光３００を照射させやすくすることができる。
【００７４】
なお、図９に示すように、実施の形態では、配光角度が６０°及び−６０°それぞれの近傍にピーク６００が出現する。ピーク６００は、第１凹部１３３ではなく、第１凹部１３３の周縁部（本実施の形態では、拡散部１３５）に、光源１２０から出射された光３００が入射されて外表面１３２から出射された光３００によるピークである。
【００７５】
本願発明者らは、拡散部１３５を、光拡散性を有さない平坦な面ではなく、光拡散性を有する面とすることで、ピーク６００の光強度を抑制できることを見出した。
【００７６】
そこで、例えば、光源１２０から出射された光３００の光軸方向から見た場合に、内表面１３１は、中央部に第１凹部１３３を有し、且つ、第１凹部１３３の周囲に光源１２０から出射された光３００を拡散する拡散部１３５を有する。
【００７７】
図１０は、図８の破線Ｘで囲まれた領域を拡大した、実施の形態に係る投光用レンズ１３０を示す部分拡大断面図である。
【００７８】
拡散部１３５は、例えば、光源１２０から出射された光３００の光軸に平行な断面において、波状である。
【００７９】
また、拡散部１３５は、例えば、光源１２０から出射された光３００の光軸方向から見た場合（本実施の形態では、ＸＹ平面を見た場合）に、第１凹部１３３を囲むように環状に形成されている。また、波状の頂部７００は、同心円状となるように拡散部１３５に複数形成されている。同様に、波状の底部７１０は、同心円状となるように拡散部１３５に複数形成されている。
【００８０】
なお、光３００を拡散できればよく、波状のサイズは特に限定されない。頂部７００のピッチＰは、例えば、０，５ｍｍである。また、深さＤは、例えば、０．０４６ｍｍである。また、頂部７００及び底部７１０は、尖っていてもよいし、丸みを帯びていてもよい。本実施の形態において、頂部７００及び底部７１０は、それぞれ曲率半径が０．３ｍｍである。
【００８１】
また、図４に示すように、拡散部１３５は、基板１４０から離れて配置されている。これは、光源１２０で発せられた熱が基板１４０を介して投光用レンズ１３０へ伝わることを抑制するために、投光用レンズ１３０と基板１４０との接触面積を減らすためである。そのため、光源１２０から出射された光３００が第１凹部１３３ではなく拡散部１３５に入射されることとなる。そこで、拡散部１３５が光拡散性を有することで、光源１２０で発せられた熱が基板１４０を介して投光用レンズ１３０へ伝わることを抑制し、且つ、図９に示すピーク６００を低減することができる。
【００８２】
なお、図８に示す断面において、拡散部１３５と第１凹部１３３との接続部分の曲率半径は、配光特性の観点から小さい方がよい。拡散部１３５と第１凹部１３３との接続部分の曲率半径は、例えば、０．０５ｍｍ以下であるとよい。
【００８３】
再び図７を参照する。段部１３６は、第１凹部１３３と拡散部１３５とを接続する部分である。本実施の形態では、段部１３６は、第１凹部１３３の端縁から、Ｚ軸方向に延在して拡散部１３５に接続している部分である。
【００８４】
外表面１３２は、内表面１３１に入射された、光源１２０が出射した光３００が出射される面である。
【００８５】
外表面１３２と第１凹部１３３とは、光源１２０から出射された光３００の光軸を含む平面で断面視した場合（本実施の形態では、図７又は図８に示す断面）に、曲率半径が少なくとも一部で異なる。言い換えると、外表面１３２と第１凹部１３３における内表面１３１とは、光源１２０から出射された光３００の光軸に平行な断面において、曲率半径が少なくとも一部で異なる。本実施の形態では、外表面１３２と第１凹部１３３とは、光源１２０から出射された光３００の光軸を通る平面で断面視した場合に、曲率半径が全てで異なる。
【００８６】
また、外表面１３２から出射された光３００は、図９の実施の形態で示すように、光源１２０から出射された光３００の光軸方向における光量（配光角度０°）よりも当該光軸方向とは異なる方向（例えば、配光角度が０°より大きい又は小さい方向）における光量が多い（つまり、光強度が強い）。
【００８７】
例えば、図７に示すように、光源１２０から出射された光３００が投光用レンズ１３０を通過する光路である第１光路３１０上の内表面１３１（より具体的には、第１凹部１３３）と外表面１３２との曲率半径の差は、第１光路３１０より投光用レンズ１３０の周縁側を通過する第２光路３２０上の内表面１３１（より具体的には、第１凹部１３３）と外表面１３２との曲率半径の差より大きい。言い換えると、例えば、第１凹部１３３の長円形状における短軸方向に垂直な投光用レンズ１３０の断面（本実施の形態では、図７に示す断面）において、内表面１３１（より具体的には、第１凹部１３３）に対応する仮想曲線を二階微分した値は、投光用レンズ１３０の中央部より投光用レンズ１３０の周縁部の方が小さい。
【００８８】
本実施の形態では、外表面１３２の曲率半径Ｒ、１８ｍｍ程度で一定であるが、内表面１３１の曲率半径は、位置によって異なる。そこで、例えば、光源１２０から出射された光３００が第１光路３１０上の第１凹部１３３と外表面１３２との曲率半径の差を、第２光路３２０上の第１凹部１３３と外表面１３２との曲率半径の差より大きくする。また、例えば、第１凹部１３３に対応する仮想曲線（具体的には、図７に示す第１凹部１３３の曲線）を二階微分した値を、投光用レンズ１３０の中央部より投光用レンズ１３０の周縁部の方が小さくなるようにする。こうすることで、投光用レンズ１３０の中央部を通過する光３００は、投光用レンズ１３０の周縁部を通過する光３００よりも、投光用レンズ１３０によって屈折されてより外側へ、つまり投光用レンズ１３０の中央部からより離れるように出射される。
【００８９】
［効果等］
以上説明したように、実施の形態に係る投光用レンズ１３０は、光源１２０から出射された光３００が入射される方向に凹んだ第１凹部１３３を有し、且つ、光源１２０から出射された光３００が入射される内表面１３１と、内表面１３１に入射された光３００が出射される外表面１３２と、を備える。外表面１３２と第１凹部１３３における内表面１３１とは、光源１２０から出射された光３００の光軸に平行な断面において、曲率半径が少なくとも一部で異なる。第１凹部１３３は、光源１２０から出射された光３００の光軸方向に垂直な断面の形状が長円形状である。外表面１３２から出射された光３００は、光源１２０から出射された光３００の光軸方向における光量よりも当該光軸方向とは異なる方向における光量が多い。
【００９０】
内表面１３１と外表面１３２とのそれぞれの曲率半径を異なるようにすることで、外表面１３２から出射された光３００は、図９の実施の形態で示すように、光源１２０から出射された光３００の光軸方向における光量（配光角度０°）よりも当該光軸方向とは異なる方向（例えば、配光角度が０°より大きい又は小さい方向）における光量を多くすることができる。そのため、投光用レンズ１３０によれば、光源１２０から出射された光３００が照射される照射面（例えば、路面）において、当該光を均質な光強度にし、且つ、スポット形状を長尺にできる。
【００９１】
また、例えば、光源１２０から出射された光３００の光軸方向に垂直な方向における第１凹部１３３の断面は、第１位置における断面と、光源１２０から出射された光の光軸方向において第１位置とは異なる第２位置における断面とで、長円形状における短軸と長軸との比が異なる。
【００９２】
このような構成によれば、光源１２０から出射された光３００が入射される内表面１３１の位置によって、光３００が外表面１３２から出射される向きが異なるようになる。そのため、長円形状における短軸と長軸との比を適切に設定することで、配光角度が小さい程光強度を小さくし、且つ、配光角度が大きい程光強度を大きくできる投光用レンズ１３０が実現され得る。
【００９３】
また、例えば、光源１２０から出射された光が投光用レンズ１３０を通過する光路である第１光路３１０上の内表面１３１と外表面１３２との曲率半径の差は、第１光路３１０より投光用レンズ１３０の周縁側を通過する第２光路３２０上の内表面１３１と外表面１３２との曲率半径の差より大きい。
【００９４】
このような構成によれば、配光角度が小さい程光強度を小さくし、且つ、配光角度が大きい程光強度を大きくできる投光用レンズ１３０が実現され得る。
【００９５】
また、例えば、第１凹部１３３の長円形状における短軸方向に垂直な投光用レンズ１３０の断面において、内表面１３１に対応する仮想曲線を二階微分した値は、投光用レンズ１３０の中央部より投光用レンズ１３０の周縁部の方が小さい。
【００９６】
このような構成によれば、配光角度が小さい程光強度を小さくし、且つ、配光角度が大きい程光強度を大きくできる投光用レンズ１３０が実現され得る。
【００９７】
また、例えば、光源１２０から出射された光３００の光軸方向から見た場合に、内表面１３１は、中央部に第１凹部１３３を有し、且つ、第１凹部１３３の周囲に光源１２０から出射された光３００を拡散する拡散部１３５を有する。
【００９８】
このような構成によれば、拡散部１３５が光拡散性を有さない場合に出現する図９に示すピーク６００を低減させることができる。
【００９９】
また、例えば、拡散部１３５は、光源１２０から出射された光３００の光軸に平行な断面において、波状である。
【０１００】
例えば、拡散部１３５がシボ加工等により光拡散性（光散乱性）を有する場合、ピーク６００を低減させることは可能である。しかしながら、このような場合、拡散部１３５では、光源１２０から出射された光３００のうち、反射させる光３００が多くなる。
【０１０１】
一方、拡散部１３５を波状とすることで、光源１２０から出射された光３００を屈折させることで、光３００を拡散させることができる。そのため、光源１２０から出射された光３００を、反射させずに外表面１３２から出射させやすくすることができる。
【０１０２】
また、例えば、拡散部１３５は、光源１２０から出射された光３００の光軸方向から見た場合に、第１凹部１３３を囲むように環状に形成されている。また、例えば、当該波状の頂部７００は、同心円状となるように拡散部１３５に複数形成されている。
【０１０３】
拡散部１３５が第１凹部１３３を囲むように環状に形成されていることで、拡散部１３５を通過して外表面１３２から出射される光３００の光強度を、より均質にすることができる。また、当該波状の頂部７００が同心円状となるように拡散部１３５に複数形成されていることで、拡散部１３５に入射した光３００が拡散される箇所が多くなる。そのため、より多くの光３００を拡散させることができる。
【０１０４】
また、例えば、拡散部１３５は、光源１２０から出射された光３００が入射される方向に凹んだ第２凹部１３４を有する。
【０１０５】
このような構成によれば、例えば、ピン１６２等の基板１４０から投光用レンズ１３０側へ突出した構造物が配置されている場合においても、第２凹部１３４により形成されている空間に当該構造物を配置することができる。そのため、投光用レンズ１３０を備える光源ユニット１００等の装置全体が、小型化され得る。
【０１０６】
また、例えば、投光用レンズ１３０は、可視光を透過せず、且つ、赤外光を透過する光透過性を有する。
【０１０７】
このような構成によれば、例えば、光源１２０が赤外光を出射する光源である場合、投光用レンズ１３０は、光源１２０から出射された光３００を透過し、且つ、太陽光等の外部の可視域の環境光を透過しない。これにより、光源１２０、基板１４０等の光源ユニット１００の内側が目視で確認しにくくなるため、美観が向上され得る。
【０１０８】
また、実施の形態に係る移動体２００は、赤外光を出射する光源１２０と、光源１２０を覆い、光源１２０から出射された赤外光が内表面１３１から入射されて且つ外表面１３２から出射される投光用レンズ１３０と、投光用レンズ１３０から出射された赤外光を撮影可能なカメラ１９０と、を備える。
【０１０９】
投光用レンズ１３０によれば、光源１２０から出射された光３００が照射される照射面（例えば、路面）において、当該光を均質な光強度にし、且つ、スポット形状を長尺にできる。これにより、移動体２００の側方の路面を適切に光源１２０から出射される光３００で照射して、照射した範囲の路面をカメラ１９０で撮影できる。
【０１１０】
また、例えば、移動体２００は、上面視で長尺である。また、例えば、投光用レンズ１３０は、移動体２００の長手方向と第１凹部１３３の長円形状における短軸方向とが一致し、且つ、移動体２００の短手方向と第１凹部１３３の長円形状における長軸方向とが一致するように、移動体２００に取り付けられている。
【０１１１】
このような構成によれば、移動体２００の短手方向に対して、長手方向に長尺なスポット４１０の光３００を投光用レンズ１３０から出射させることができる。
【０１１２】
また、例えば、光源１２０及び投光用レンズ１３０は、投光用レンズ１３０から出射される光３００の光軸方向が移動体２００の後方となるように、移動体２００に取り付けられている。
【０１１３】
光源１２０及び投光用レンズ１３０は、例えば、移動体２００のサイドミラー２１０に取り付けられる。一般的に、サイドミラー２１０は、移動体２００の前方寄りに配置されている。そのため、投光用レンズ１３０から出射される光３００の光軸方向が移動体２００の後方となるように、光源１２０及び投光用レンズ１３０が移動体２００に取り付けられていることで、移動体２００の側方路面の全体を光３００で照らすことができる。
【０１１４】
また、例えば、光源１２０及び投光用レンズ１３０は、投光用レンズ１３０から出射される光３００の光軸方向が移動体２００から離れる方向となるように、移動体２００に取り付けられている。
【０１１５】
このような構成によれば、光源１２０から出射された光３００が移動体２００に当たることによる光３００の損失は、低減される。
【０１１６】
また、例えば、移動体２００は、さらに、投光用レンズ１３０を支持する筐体１１０を備える。移動体２００は、例えば、移動体２００の側方両側に、それぞれ、投光用レンズ１３０と筐体１１０とを備える。また、例えば、移動体２００の側方両側に配置される２つの筐体１１０（例えば、図５に示す筐体１１０、１１０ａ）は、移動体２００を上面視した場合に、移動体２００の中心を通り、且つ、移動体２００の進行方向に平行な仮想線５００に対して非対称である。
【０１１７】
一般的に、移動体２００が自動車である場合、移動体２００の進行方向に対する２つのサイドミラー２１０のそれぞれの傾き方は、異なる。移動体２００の側方両側に配置される２つの筐体１１０が仮想線５００に対して非対称であることで、例えば、サイドミラー２１０に好適に配置することができる。
【０１１８】
（他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る投光用レンズ及び移動体について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１１９】
例えば、上記実施の形態では、光源１２０の一具体例としてＬＥＤチップを用いたが、半導体レーザ等の半導体発光素子、又は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子もしくは無機ＥＬ素子等の固体発光素子が、光源１２０として採用されてもよい。
【０１２０】
また、例えば、光源１２０は、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）構造のＬＥＤモジュールとして実現されてもよいし、基板にＬＥＤチップが直接実装された、いわゆるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）構造のＬＥＤモジュールでもよい。
【０１２１】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１２２】
１００  光源ユニット
１１０、１１０ａ  筐体
１２０  光源
１３０、１３０ａ  投光用レンズ
１３１  内表面
１３２  外表面
１３３、１３３ａ  第１凹部
１３４、１３４ａ  第２凹部
１３５  拡散部
１９０  カメラ
２００  移動体
３００  光
３１０  第１光路
３２０  第２光路
５００  仮想線
７００  頂部
【図１】
2020121585.tif 000003
【図２】
2020121585.tif 000004
【図３】
2020121585.tif 000005
【図４】
2020121585.tif 000006
【図５】
2020121585.tif 000007
【図６】
2020121585.tif 000008
【図７】
2020121585.tif 000009
【図８】
2020121585.tif 000010
【図９】
2020121585.tif 000011
【図１０】
2020121585.tif 000012