(57)【要約】【課題】水平線よりも上に幻惑光が現れない（又はほとんど現れない）、シリンドリカルレンズ部を含む投影レンズ及び導光板を用いた車両用灯具を提供する。【解決手段】導光板、光源及び投影レンズを備えた車両用灯具において、前記投影レンズは、前記導光板の第１出射面及び第２出射面上に形成された輝度分布を反転、拡大投影し、所定配光パターンを形成するためのレンズであって、少なくともシリンドリカルレンズ部を含んでおり、さらに、前記導光板と前記投影レンズとの間に配置された遮光部材であって、前記第１出射面及び第２出射面から照射され、左右方向に広がる前記光源からの光線を、前記シリンドリカルレンズ部の光軸より下側半分に入射しないように遮光するための遮光シェードと、を備えることを特徴とする。【選択図】  図３
2010170806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光領域で透明な材料からなる導光板、光源及び投影レンズを備えた車両用灯具において、
前記導光板は、基端部、前記基端部に対し、前記投影レンズの焦点近傍において前記投影レンズ側に折り曲げられた導光板本体、及び、反射面を含んでおり、
前記基端部は、入射面、第１出射面及びその反対側の第１裏面を含んでおり、
前記導光板本体は、第２出射面、その反対側の第２裏面、及び、プリズム面を含んでおり、
前記入射面は、前記光源から照射される光線を前記導光板内部に入射させるための入光面であり、
前記第１出射面及び第２出射面は、前記投影レンズ側に形成されており、
前記第１裏面及び第２裏面は、前記投影レンズとは反対側に形成されており、
前記反射面は、前記第１裏面と第２裏面の間、又は、前記第１裏面に形成されており、  前記プリズム面は、前記入射面から前記導光板内部に入射して導光され、当該プリズム面に到達した前記光源からの光線を、前記第１出射面及び第２出射面に対する入射角が臨界角内となるように当該第１出射面及び第２出射面に向けて反射し、当該第１出射面及び第２出射面上に輝度分布を形成するためのレンズカット面であり、
前記反射面は、前記入射面から前記導光板内部に入射して導光され、当該反射面に到達した前記光源からの光線を、前記第１出射面及び第２出射面に対する入射角が臨界角内となるように前記投影レンズの焦点近傍に向けて反射し、前記第１出射面及び第２出射面上に周囲の輝度よりも高い高輝度部分を形成するための反射面であり、
前記投影レンズは、前記第１出射面及び第２出射面上に形成された輝度分布を反転、拡大投影し、所定配光パターンを形成するためのレンズであって、少なくともシリンドリカルレンズ部を含んでおり、
さらに、
前記導光板と前記投影レンズとの間に配置された遮光部材であって、前記第１出射面及び第２出射面から照射され、左右方向に広がる前記光源からの光線を、前記シリンドリカルレンズ部の光軸より下側半分に入射しないように遮光するための遮光シェードと、
を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記遮光シェードは、前記第１出射面及び第２出射面から照射される前記光源からの光線を前記投影レンズに向けて反射し、道路標識を照明するための反射面を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
可視光領域で透明な材料からなる導光板、複数の光源及び投影レンズを備えた車両用灯具において、
前記導光板は、基端部、前記基端部に対し、前記投影レンズの焦点近傍において前記投影レンズ側に折り曲げられた導光板本体、及び、反射面を含んでおり、
前記基端部は、入射面、第１出射面及びその反対側の第１裏面を含んでおり、
前記導光板本体は、第２出射面、その反対側の第２裏面、及び、プリズム面を含んでおり、
前記入射面は、前記複数の光源から照射される光線を前記導光板内部に入射させるための入光面であり、
前記第１出射面及び第２出射面は、前記投影レンズ側に形成されており、
前記第１裏面及び第２裏面は、前記投影レンズとは反対側に形成されており、
前記反射面は、前記第１裏面と第２裏面の間、又は、前記第１裏面に形成されており、  前記プリズム面は、前記入射面から前記導光板内部に入射して導光され、当該プリズム面に到達した前記複数の光源からの光線を、前記第１出射面及び第２出射面に対する入射角が臨界角内となるように当該第１出射面及び第２出射面に向けて反射し、当該第１出射面及び第２出射面上に輝度分布を形成するためのレンズカット面であり、
前記反射面は、前記入射面から前記導光板内部に入射して導光され、当該反射面に到達した前記複数の光源からの光線を、前記第１出射面及び第２出射面に対する入射角が臨界角内となるように前記投影レンズの焦点近傍に向けて反射し、前記第１出射面及び第２出射面上に周囲の輝度よりも高い高輝度部分を形成するための反射面であり、
前記投影レンズは、前記第１出射面及び第２出射面上に形成された輝度分布を反転、拡大投影し、所定配光パターンを形成するためのレンズであって、少なくともシリンドリカルレンズ部を含んでおり、
さらに、
前記導光板と前記投影レンズとの間に前記複数の光源それぞれに対応して配置された反射面補助反射面とを備えており、
前記補助反射面は、前記第１出射面及び第２出射面から照射され、左右方向に広がる対応して配置された前記光源からの光線を、前記シリンドリカルレンズ部の光軸を含む鉛直面に平行な光線に変換し、前記シリンドリカルレンズ部の光軸より下側半分に向けて反射するための補助反射面と、
を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項４】
前記導光板は前記複数の光源の数に対応する数に分割されており、
当該分割された個々の導光板の導光板本体は、その先端縁と比べて基端縁の幅が短く、かつ、両側面の間隔が基端縁から先端縁に向かうにつれて広がる略台形形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記両側面は、放物線又は楕円に略沿った形状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。
【請求項６】
前記導光板と前記投影レンズとの間に配置されたプリズムであって、前記第１出射面及び第２出射面から照射され、前記シリンドリカルレンズ部の光軸より下側半分に入射する光線を、下方向へ屈折させるためのプリズムをさらに備えることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板を用いた車両用灯具に係り、特に水平線よりも上に幻惑光が現れない（又はほとんど現れない）、シリンドリカルレンズ部を含む投影レンズ及び導光板を用いた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的なプロジェクタ型ヘッドランプに用いられているリフレクタに代え、導光板を用いた車両用灯具が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図２４は、特許文献１に記載の車両用灯具２００を説明するための図である。
【０００４】
図２４（ａ）に示すように、特許文献１に記載の車両用灯具２００は、導光板２１０、光源２２０及び投影レンズ２３０を備えている。導光板２１０の投影レンズ２３０とは反対側の裏面２１１には、輝度制御要素（図示せず）が形成されており、導光板２１０の投影レンズ２３０側には、出射面２１２が形成されている。
【０００５】
特許文献１に記載の車両用灯具においては、導光板２１０内部に入射して導光され、輝度制御要素に到達した光源２２０からの光線は当該輝度制御要素によって出射面２１２に向けて反射され、出射面２１２を透過し、これにより、出射面２１２のほぼ全域にわたって、図２４（ｂ）示すような輝度分布が形成される。この輝度分布は、投影レンズ２３０によって反転、拡大投影され、これにより、所定配光パターンが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４０７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の車両用灯具２００においては、投影レンズ２３０としてシリンドリカルレンズ部を含む投影レンズを採用した場合、当該車両用灯具２００よって形成される配光パターンには、例えば、図１１に示すような水平線Ｈよりも上に幻惑光Ｐ１（グレアー光とも称される）が現れるというという問題がある。
【０００８】
また、特許文献１に記載の車両用灯具２００においては、図２４（ａ）に示すように、導光板２１０は平板形状の導光板であり、光源２２０はその導光板２１０の端面に対向した状態で配置されている関係上、出射面２１２上の水平線に対応するラインＬ近傍に光源２２０からの光線を集めることができないため、特許文献１で光源２２０として想定されているＬＥＤ光源の現状の明るさでは、ヘッドランプに要求される最大光度を含む配光パターンに対応する高輝度部分を含む輝度分布を形成することができないという問題がある。
【０００９】
さらに、特許文献１には、導光板２１０を傾斜させた状態で配置した例が開示されているが、導光板２１０は平板形状の導光板であるため、車両用灯具２００の奥行き寸法をそれ以上短くすることができないという問題もある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、水平線よりも上に幻惑光が現れない（又はほとんど現れない）、シリンドリカルレンズ部を含む投影レンズ及び導光板を用いた車両用灯具を提供することを第１の課題とする。
【００１１】
また、ヘッドランプに要求される最大光度を含む配光パターンを形成することが可能な、導光板を用いた車両用灯具を提供することを第２の課題とする。また、車両用灯具の奥行き寸法を従来以上に短くすることが可能な、導光板を用いた車両用灯具を提供することを第３の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、可視光領域で透明な材料からなる導光板、光源及び投影レンズを備えた車両用灯具において、前記導光板は、基端部、前記基端部に対し、前記投影レンズの焦点近傍において前記投影レンズ側に折り曲げられた導光板本体、及び、反射面を含んでおり、前記基端部は、入射面、第１出射面及びその反対側の第１裏面を含んでおり、前記導光板本体は、第２出射面、その反対側の第２裏面、及び、プリズム面を含んでおり、前記入射面は、前記光源から照射される光線を前記導光板内部に入射させるための入光面であり、前記第１出射面及び第２出射面は、前記投影レンズ側に形成されており、前記第１裏面及び第２裏面は、前記投影レンズとは反対側に形成されており、前記反射面は、前記第１裏面と第２裏面の間、又は、前記第１裏面に形成されており、前記プリズム面は、前記入射面から前記導光板内部に入射して導光され、当該プリズム面に到達した前記光源からの光線を、前記第１出射面及び第２出射面に対する入射角が臨界角内となるように当該第１出射面及び第２出射面に向けて反射し、当該第１出射面及び第２出射面上に輝度分布を形成するためのレンズカット面であり、前記反射面は、前記入射面から前記導光板内部に入射して導光され、当該反射面に到達した前記光源からの光線を、前記第１出射面及び第２出射面に対する入射角が臨界角内となるように前記投影レンズの焦点近傍に向けて反射し、前記第１出射面及び第２出射面上に周囲の輝度よりも高い高輝度部分を形成するための反射面であり、前記投影レンズは、前記第１出射面及び第２出射面上に形成された輝度分布を反転、拡大投影し、所定配光パターンを形成するためのレンズであって、少なくともシリンドリカルレンズ部を含んでおり、さらに、前記導光板と前記投影レンズとの間に配置された遮光部材であって、前記第１出射面及び第２出射面から照射され、左右方向に広がる前記光源からの光線を、前記シリンドリカルレンズ部の光軸より下側半分に入射しないように遮光するための遮光シェードと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、補助シェードを導光板と投影レンズとの間に配置したことにより、第１出射面及び第２出射面から照射され、左右方向に広がる光線は当該補助シェードによって遮光される。このため、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部の光軸よりも下側半分に入射するのを防止することが可能となる。このため、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部の光軸よりも下側半分へ入射することに起因する幻惑光を防止することが可能となる。すなわち、請求項１に記載の発明によれば、水平線よりも上に幻惑光が現れず、ヘッドランプに適した配光パターンを得ることが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。
【００１４】
また、請求項１に記載の発明によれば、導光板本体は、基端部に対し、投影レンズの焦点近傍において投影レンズ側に折り曲げられており、第１裏面と第２裏面の間（又は、第１裏面）には、反射面が形成されている。このため、入射面から導光板内部に入射して導光され、当該反射面に到達した光源からの光線は、当該反射面によって第１出射面及び第２出射面に対する入射角が臨界角内となるように投影レンズの焦点近傍に向けて反射され、第１出射面及び第２出射面から出射する。これにより、第１出射面及び第２出射面上に周囲の輝度よりも高い高輝度部分を含む輝度分布（ヘッドランプに要求される最大光度を含む配光パターンに対応する高輝度部分を含む輝度分布）が形成される。この高輝度部分を含む輝度分布は投影レンズによって反転、拡大投影される。これにより、ヘッドランプに要求される最大光度を含む配光パターンを形成することが可能となる。
【００１５】
また、請求項１に記載の発明によれば、導光板本体は、基端部に対し、投影レンズの焦点近傍において投影レンズ側に折り曲げられている。このため、導光板本体の光軸方向の寸法を短くすることが可能となる。このため、車両用灯具の奥行き寸法を従来以上に短くすることが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記遮光シェードは、前記第１出射面及び第２出射面から照射される前記光源からの光線を前記投影レンズに向けて反射し、道路標識を照明するための反射面を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、遮光シェードは道路標識を照明するための反射面を含むため、当該遮光シェード（反射面）によって遮光される光線を用いて道路標識を照明することが可能となる。すなわち、請求項２に記載の発明によれば、光利用効率を向上させることが可能となる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、可視光領域で透明な材料からなる導光板、複数の光源及び投影レンズを備えた車両用灯具において、前記導光板は、基端部、前記基端部に対し、前記投影レンズの焦点近傍において前記投影レンズ側に折り曲げられた導光板本体、及び、反射面を含んでおり、前記基端部は、入射面、第１出射面及びその反対側の第１裏面を含んでおり、前記導光板本体は、第２出射面、その反対側の第２裏面、及び、プリズム面を含んでおり、前記入射面は、前記複数の光源から照射される光線を前記導光板内部に入射させるための入光面であり、前記第１出射面及び第２出射面は、前記投影レンズ側に形成されており、前記第１裏面及び第２裏面は、前記投影レンズとは反対側に形成されており、前記反射面は、前記第１裏面と第２裏面の間、又は、前記第１裏面に形成されており、前記プリズム面は、前記入射面から前記導光板内部に入射して導光され、当該プリズム面に到達した前記複数の光源からの光線を、前記第１出射面及び第２出射面に対する入射角が臨界角内となるように当該第１出射面及び第２出射面に向けて反射し、当該第１出射面及び第２出射面上に輝度分布を形成するためのレンズカット面であり、前記反射面は、前記入射面から前記導光板内部に入射して導光され、当該反射面に到達した前記複数の光源からの光線を、前記第１出射面及び第２出射面に対する入射角が臨界角内となるように前記投影レンズの焦点近傍に向けて反射し、前記第１出射面及び第２出射面上に周囲の輝度よりも高い高輝度部分を形成するための反射面であり、前記投影レンズは、前記第１出射面及び第２出射面上に形成された輝度分布を反転、拡大投影し、所定配光パターンを形成するためのレンズであって、少なくともシリンドリカルレンズ部を含んでおり、さらに、前記導光板と前記投影レンズとの間に前記複数の光源それぞれに対応して配置された補助反射面を備えており、前記補助反射面は、前記第１出射面及び第２出射面から照射され、左右方向に広がる対応して配置された前記光源からの光線を、前記シリンドリカルレンズ部の光軸を含む鉛直面に平行な光線に変換し、前記シリンドリカルレンズ部の光軸より下側半分に向けて反射するための反射面であることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、補助反射面を導光板と投影レンズとの間に配置したことにより、第１出射面及び第２出射面から照射され、左右方向に広がる光線は補助反射面によって平行な光線に変換される。このため、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部の光軸よりも下側半分に直接入射するのを防止（又は低減）することが可能となる。このため、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部の光軸よりも下側半分へ直接入射することに起因する幻惑光を防止（又は低減）することが可能となる。すなわち、請求項３に記載の発明によれば、水平線よりも上に幻惑光がほとんど現れず、ヘッドランプに適した配光パターンを得ることが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、導光板本体は、基端部に対し、投影レンズの焦点近傍において投影レンズ側に折り曲げられており、第１裏面と第２裏面の間（又は、第１裏面）には、反射面が形成されている。このため、入射面から導光板内部に入射して導光され、当該反射面に到達した光源からの光線は、当該反射面によって第１出射面及び第２出射面に対する入射角が臨界角内となるように投影レンズの焦点近傍に向けて反射され、第１出射面及び第２出射面から出射する。これにより、第１出射面及び第２出射面上に周囲の輝度よりも高い高輝度部分を含む輝度分布（ヘッドランプに要求される最大光度を含む配光パターンに対応する高輝度部分を含む輝度分布）が形成される。この高輝度部分を含む輝度分布は投影レンズによって反転、拡大投影される。これにより、ヘッドランプに要求される最大光度を含む配光パターンを形成することが可能となる。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明によれば、導光板本体は、基端部に対し、投影レンズの焦点近傍において投影レンズ側に折り曲げられている。このため、導光板本体の光軸方向の寸法を短くすることが可能となる。このため、車両用灯具の奥行き寸法を従来以上に短くすることが可能となる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記導光板は前記複数の光源の数に対応する数に分割されており、当該分割された個々の導光板の導光板本体は、その先端縁と比べて基端縁の幅が短く、かつ、両側面の間隔が基端縁から先端縁に向かうにつれて広がる略台形形状に形成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、導光板は前記複数の光源の数に対応する数に分割されており、当該分割された個々の導光板の導光板本体は、その先端縁と比べて基端縁の幅が短く、かつ、両側面の間隔が基端縁から先端縁に向かうにつれて広がる略台形形状に形成されている。このため、導光板に導光され、当該両側面に到達した特定の光源からの光線は、その隣の光源に対応して設けられた補助反射面に向かうことなく全て全反射し、当該特定の光源に対応して設けられた補助反射面に向けて照射されることとなる。このため、請求項４に記載の発明によれば、特定の補助反射面に隣の光源からの光線が入射することに起因する幻惑光を防止することが可能となる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記両側面は、放物線又は楕円に略沿った形状に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４と同様、特定の補助反射面に隣の光源からの光線が入射することに起因する幻惑光を防止することが可能となる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項３から５のいずれかに記載の発明において、前記導光板と前記投影レンズとの間に配置されたプリズムであって、前記第１出射面及び第２出射面から照射され、前記シリンドリカルレンズ部の光軸より下側半分に入射する光線を、下方向へ屈折させるためのプリズムをさらに備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、投影レンズと補助反射面との間に、第１出射面及び第２出射面から照射される光線を下向きに屈折させるためのプリズムが配置されているため、補助反射面からの反射光等を水平線以下に配光制御することが可能となり、ヘッドランプにより適した配光パターンを形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、水平線よりも上に幻惑光が現れない（又はほとんど現れない）、シリンドリカルレンズ部を含む投影レンズ及び導光板を用いた車両用灯具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具の上面図、（ｂ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具の正面図、（ｃ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具の側面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具に用いられる導光板ユニットの上面図、（ｂ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具に用いられる導光板ユニットの正面図、（ｃ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具に用いられる導光板ユニットの側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態である車両用灯具の側面図である。
【図４】導光板本体１１ｂ（プリズム面１１ｂ３）を説明するための断面図である。
【図５】導光板本体１１ｂの第２出射面１１ｂ１から照射される光束のプリズム角αごとの指向特性（上下方向）を表すグラフである。
【図６】導光板本体１１ｂを、基端部１１ａに対し、投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍において投影レンズ２０側に約４５°傾斜した姿勢で配置した例である。
【図７】反射面１１ｃ（楕円系反射面）を説明するための断面図である。
【図８】光源１２の虚像Ｆ０を説明するための図である。
【図９】導光板本体１１ｂに導光された各光源１２からの光線の水平方向の動きについて説明するための図である。
【図１０】第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１の鉛直断面の光束発散度カーブ（シミュレーション値）、及び、従来の一般的なプロジェクタ型ヘッドランプの実測光度分布（実測値）をプロットしたグラフである。
【図１１】第１実施形態の車両用灯具１００（補助シェード３０無し）によって形成される配光パターンの例である。
【図１２】（ａ）は、第１実施形態の補助シェード３０を用いた車両用灯具１００の上面図、（ｂ）は、第１実施形態の補助シェード３０を用いた車両用灯具１００の正面図、（ｃ）は、第１実施形態の補助シェード３０を用いた車両用灯具１００の側面図、（ｄ）は、第１実施形態の補助シェード３０を用いた車両用灯具１００の底面図である。
【図１３】第１実施形態の補助シェード３０を用いた車両用灯具１００によって形成される配光パターンの例である。
【図１４】第１実施形態の補助シェード３０を用いた車両用灯具１００の変形例について説明するための図である。
【図１５】（ａ）は、第１実施形態の変形例である主シェード４０を用いた車両用灯具１００の上面図、（ｂ）は、第２実施形態の変形例である主シェード４０を用いた車両用灯具１００の正面図、（ｃ）は、第２実施形態の変形例である主シェード４０を用いた車両用灯具１００の側面図、（ｄ）は、第２実施形態の変形例である主シェード４０を用いた車両用灯具１００の底面図である。
【図１６】焦点ラインＦＬについて説明するための図である。
【図１７】（ａ）は、第２実施形態の補助反射面５０を用いた車両用灯具１００の正面図、（ｂ）は、第２実施形態の補助反射面５０を用いた車両用灯具１００の底面図、（ｃ）は、第２実施形態の補助反射面５０を用いた車両用灯具１００の側面図である。
【図１８】第２実施形態の車両用灯具１００に用いられる補助反射面５０の斜視図である。
【図１９】第２実施形態の補助反射面５０を用いた車両用灯具１００によって形成される配光パターンの例である。
【図２０】（ａ）は、第３実施形態である分割された個々の導光板ユニット１０を用いた車両用灯具１００の上面図、（ｂ）は、第３実施形態である分割された個々の導光板ユニット１０を用いた車両用灯具１００の正面図、（ｃ）は、第３実施形態である分割された個々の導光板ユニット１０を用いた車両用灯具１００の側面図、（ｄ）は、第３実施形態である分割された個々の導光板ユニット１０を用いた車両用灯具１００の底面図である。
【図２１】分割された一つの導光板ユニット１０（導光板本体１１ｂ）中の光線追跡図である。
【図２２】第３実施形態の補助反射面５０を用いた車両用灯具１００によって形成される配光パターンの例である。
【図２３】第２及び第３実施形態の車両用灯具１００の変形例を説明するための側面図である。
【図２４】従来の導光板を用いた車両用灯具を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具の上面図、図１（ｂ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具の正面図、図１（ｃ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具の側面図である。図２（ａ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具に用いられる導光板ユニットの上面図、図１（ｂ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具に用いられる導光板ユニットの正面図、図１（ｃ）は、本発明の第１実施形態である車両用灯具に用いられる導光板ユニットの側面図である。図３は、本発明の第１実施形態である車両用灯具の側面図である。
【００３２】
本実施形態の車両用灯具１００は、ヘッドランプやフォグランプに適用されるものであり、図１〜図３に示すように、導光板ユニット１０、投影レンズ２０などを備えている。本実施形態の車両用灯具１００においては、導光板ユニット１０（導光板１１）の投影レンズ２０側の面（第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１）に形成される輝度分布（光束発散度分布）が、投影レンズ２０によって反転、拡大投影されることで、所定配光パターンが形成されるようになっている。以下、本実施形態の車両用灯具１００をいわゆるプロジェクタ型のヘッドランプに適用した例について具体的に説明する。
【００３３】
まず、導光板ユニット１０について説明する。
【００３４】
導光板ユニット１０は、図２、図３に示すように、導光板１１、複数の光源１２、反射シート１３、１４などを備えている。
【００３５】
導光板１１は、図３に示すように、基端部１１ａ、基端部１１ａに対し、投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍において投影レンズ２０側に折り曲げられた導光板本体１１ｂ、反射面１１ｃを含んでおり、可視光領域で透明な材料（アクリルやポリカーボネイトなどの透明又は半透明樹脂など）を射出成型することにより一体的に形成されている。このように、導光板本体１１ｂは、基端部１１ａに対し、投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍において投影レンズ２０側に折り曲げられているため、導光板本体の光軸方向の寸法を短くすることが可能となる。このため、車両用灯具１００の奥行き寸法を従来以上に短くすることが可能となる。
【００３６】
基端部１１ａは、入射面１１ａ１、第１出射面１１ａ２、その反対側の第１裏面１１ａ３などを含んでいる。
【００３７】
入射面１１ａ１は、光源１２からの照射光（光線又は光束ともいう）を導光板１１内部に入射させるための入光面であり、例えば、図３に示す断面形状１１ａ１が長手方向（図３中紙面に直交する方向。図２（ａ）中左右方向）に延びる水平面として、基端部１１ａの下端に形成されている。
【００３８】
第１出射面１１ａ２は、例えば、図３に示す断面形状１１ａ２が長手方向（図３中紙面に直交する方向。図２（ａ）中左右方向）に延びる鉛直面として、基端部１１ａの投影レンズ２０側に形成されている。第１裏面１１ａ３は、例えば、図３に示す断面形状１１ａ３が長手方向（図３中紙面に直交する方向。図２（ａ）中左右方向）に延びる鉛直面として、基端部１１ａの投影レンズ２０とは反対側に形成されている。図２、図３に示すように、第１出射面１１ａ２の一部は、表側反射シート１３で覆われており、第１裏面１１ａ３は、裏側反射シート１４で覆われている。
【００３９】
入射面１１ａ１には、図２、図３、図９に示すように、複数の光源１２（図９中、１２ａ〜１２ｄで示す）が光軸を上に向け、発光面１２ａを導光板１１の入射面１１ａ１に面接触させた状態で長手方向に沿って配置されており、例えば、透明樹脂などで当該入射面１１ａ１に固定されている。
【００４０】
光源１２は、例えば、白色（又はＲＧＢ三色）の一つ（又は複数）のＬＥＤチップをパッケージ化したＬＥＤパッケージなどのＬＥＤ光源（又は、冷陰極蛍光ランプ（CCFL））である。
【００４１】
本実施形態では、ｍａｘ光度を得るため、図９に示すように、投影レンズ２０の一方の回転軸ＡＸ（光軸）を含む鉛直断面上及び他方の回転軸ＡＸ（光軸）を含む鉛直断面上に、それぞれ光源１２ａ、１２ｂが配置されている。また、拡散された配光パターンを形成するため、一方の回転軸ＡＸ及び他方の回転軸ＡＸから内側にシフトした位置に光源１２ｃ、１２ｄが配置されている。
【００４２】
導光板本体１１ｂは、図３に示すように、第２出射面１１ｂ１、その反対側の第２裏面１１ｂ２、複数のプリズム面１１ｂ３（鋸歯形状のプリズムアレイ）などを含む平板形状の導光板であり、基端部１１ａに対し、投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍において投影レンズ２０側に傾斜した姿勢で配置されている。なお、導光板本体１１ｂに入射した光線を全て出射させるため、図３に示すように、導光板本体１１ｂの断面形状は、先端に近づくにつれて先細りの形状となっている。
【００４３】
第２出射面１１ｂ１は、図３に示す断面形状１１ｂ１が長手方向（図３中紙面に直交する方向。図２（ａ）中左右方向）に延びる傾斜面として、導光板本体１１ｂの投影レンズ２０側に形成されている。第２裏面１１ｂ２は、図３に示す断面形状１１ｂ２が長手方向（図３中紙面に直交する方向。図２（ａ）中左右方向）に延びる傾斜面として、導光板本体１１ｂの投影レンズ２０とは反対側に形成されている。
【００４４】
複数のプリズム面１１ｂ３は、図４に示すように、入射面１１ａ１から導光板１１内部に入射して導光され、当該複数のプリズム面１１ｂ３に到達した光源１２からの光線を、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１に対する入射角が臨界角内となるように当該第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１に向けて反射し、当該第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１上に輝度分布を形成するためのレンズカット面である。複数のプリズム面１１ｂ３は、例えば、図４に示す断面形状１１ｂ３が長手方向（図４中紙面に直交する方向。図２（ａ）中左右方向）に延びる平面形状のレンズカット面として、第２裏面１１ｂ２に上下方向に並列に形成されている。
【００４５】
次に、プリズム面１１ｂ３の作用について説明する。
【００４６】
導光板本体１１ｂに導光された各光源１２からの光線は、図４に示すように、各プリズム面１１ｂ３と第２出射面１１ｂ１で全反射を繰り返す。この光線の第２出射面１１ｂ１に対する入射角は、各プリズム面１１ｂ３で全反射されるごとに小さくなる。このため、導光板本体１１ｂに導光された各光源１２からの光線は、やがて入射角が臨界角内に達し、その時点で第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１から出射される。これにより、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１のほぼ全域にわたって、輝度分布（光束発散度分布）が形成される。
【００４７】
第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１から出射される光線量は、プリズム面１１ｂ３のプリズム角α（頂角。図４参照）が大きくなるにつれて増加する。図５は、このことを表している。このため、プリズム面１１ｂ３のプリズム角αを調整することで、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１のほぼ全域にわたってヘッドランプに適した輝度分布（光束発散度分布）を形成することが可能となる。例えば、反射面１１ｃから離れるにつれ、プリズム角αを徐々に変化させることで、高輝度から低輝度に自然に変化する輝度分布を形成することが可能となる。また、プリズム面１１ｂ３のプリズム角αを調整することで、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１のほぼ全域にわたってヘッドランプ以外の例えばフォグランプに適した輝度分布（光束発散度分布）を形成することも可能となる。
【００４８】
次に、導光板本体１１ｂを基端部１１ａに対して傾斜させた技術的意義について説明する。
【００４９】
図５は、導光板本体１１ｂの第２出射面１１ｂ１から照射される光束のプリズム角αごとの指向特性（上下方向）を表すグラフであり、プリズム角α（＝微小、小、中、やや大、大、非常に大）ごとに指向特性が異なることを表している。
【００５０】
本実施形態においては、投影レンズ２０に入射する光線量を最大にするため、最大光度が他のプリズム角と比べて高いプリズム角α＝「やや大」のプリズム１１ｄを採用するとともに、図３、図６に示すように、導光板本体１１ｂは、基端部１１ａに対し、投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍において投影レンズ２０側に約４５°傾斜した姿勢で配置されている。
【００５１】
次に、反射面１１ｃの技術的意義について説明する。
【００５２】
反射面１１ｃは、図３などに示すように、第２裏面１１ｂ２と第１裏面１１ａ３の間に形成されている。
【００５３】
反射面１１ｃは、図７に示すように、入射面１１ａ１から導光板１１内部に入射して導光され、当該反射面１１ｃに到達した光源１２からの光線を、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１に対する入射角が臨界角内となるように投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍に向けて反射し、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１上に周囲の輝度よりも高い高輝度部分を形成するための反射面である。反射面１１ｃは、ｍａｘ光度を得るため、例えば、光源１２の光軸を含む所定範囲に形成されている。反射面１１ｃは、例えば、第１焦点Ｆ１が光源１２近傍（例えば、図８に示す光源１２の虚像Ｆ０の中心近傍）に設定され、第２焦点Ｆ２が投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍に設定された楕円系反射面として形成されている（図３、図７参照）。
【００５４】
図８に示すように、光源１２（発光面１２ａ）から照射された光線は、入射面１１ａ１で内側に屈折する。この屈折した光線は、図８に示す虚像Ｆ０から照射されたとみなせる。第１焦点Ｆ１は、この光源１２の虚像Ｆ０の中心近傍に設定されている。このように、第１焦点Ｆ１を虚像Ｆ０の中心近傍に設定することで、第２焦点Ｆ２への集光性が上がり、Ｆ２付近の出射面がより高輝度になるため、高い最大光度が得られ、ヘッドランプに適した配光パターンを形成することが可能となる。なお、虚像Ｆ０の位置、大きさ及びピントの合い具合は入射面１１ａ１の形状及び第２出射面１１ｂ１の大きさなどから決まる。発光面１２ａが平面の場合、比較的ぼやけた像となる。
【００５５】
図７に示すように、導光板１１内部に入射して導光され、反射面１１ｃに到達した光源１２からの光線は、当該反射面１１ｃで第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１に向けて反射され、当該第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１を透過し、投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍（第２焦点Ｆ２）に集光する。これにより、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１に周囲の輝度よりも高い高輝度部分が形成される。
【００５６】
例えば、図３、図７に示すように、第２焦点Ｆ２を投影レンズ２０の焦点Ｆ３に対してやや上側（例えば上側１ｍｍの位置）に設定した場合には、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１の水平線に対応するラインＬよりも上側約１°の部分に、周囲の輝度よりも高い高輝度部分が形成される（図１０参照）。この高輝度部分を含む輝度分布（光束発散度分布）は、投影レンズ２０によって反転、拡大投影される。これにより、水平線よりも下側部分（例えば下側約１°に対応する範囲）の光度が周囲の光度よりも高いすれ違いビームに適した配光パターンが形成される。
【００５７】
また、例えば、第２焦点Ｆ２を投影レンズ２０の焦点Ｆ３に設定した場合には、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１の水平線と鉛直線の交点に対応する部分に、周囲の輝度よりも高い高輝度部分が形成される。この高輝度部分を含む輝度分布（光束発散度分布）は、投影レンズ２０によって反転、拡大投影される。これにより、水平線と鉛直線の交点近傍の光度が周囲の光度よりも高い走行ビームに適した配光パターンが形成される。なお、走行ビームに適した配光パターンを形成する場合、表側反射シート１３を省略するのが好ましい。
【００５８】
表側反射シート１３は、第１出射面１１ａ２から外部に透過した光源１２からの光線を反射し、再び導光板１１に入射させるための反射シートであり、図２、図３に示すように、第１出射面１１ａ２の水平線に対応するラインＬよりも下側を覆っている。裏側反射シート１４は、第１裏面１１ａ３及び第２裏面１１ｂ２から外部に透過した光源１２からの光線を反射し、再び導光板本体１１ｂに入射させるための反射シートであり、第１裏面１１ａ３及び第２裏面１１ｂ２を覆っている。このため、第１裏面１１ａ３及び第２裏面１１ｂ２などから外部に透過した光源１２からの光線は、各反射シート１３、１４によって再び導光板１１内部に戻されるため、光利用効率を向上させることが可能となる。各反射シート１３、１４は、例えば、銀、アルミなどの金属蒸着シート、発砲樹脂シートなどの高反射率シートである。なお、各反射シート１３、１４は、各面１１ａ３などに対して平行に配置するのが好ましい。
【００５９】
表側反射シート１３は、図２、図３に示すように、第１及び第２出射面１１ｂ１、１１ａ２から投影レンズ２０に向けて照射される光線の一部を遮蔽し、カットオフラインを形成するシェードの役割を兼ねている。表側反射シート１３にシェードの役割を持たせるため、当該表側反射シート１３の上端縁１３ａは、図２（ｂ）に示すように、水平線に対応するラインＬに沿って水平方向に伸びており、投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍にＺ型の段差部が形成されている。このように、第１出射面１１ａ２は、水平線に対応するラインＬに沿って伸びる上端縁１３ａを有する表側反射シート１３で覆われているため、すれ違いビームに適した明瞭なカットオフラインを有する配光パターンを形成することが可能となる。
【００６０】
なお、図１などに示すように、回転軸（光軸）が二つの投影レンズ２０においては、左側通行の場合、車両前方からみて左側の回転軸ＡＸ（光軸）に対応する箇所のみをＺ型の段差部に形成すればよい（図２（ｂ）参照）。このようにすれば、図２（ｂ）に示す導光板１１上の水平線に対応するラインＬ近傍から照射される光線は投影レンズ２０に入射しないため、当該光線が反対車線の水平線から上方に照射されることを防止することが可能となる。
【００６１】
次に、投影レンズ２０について説明する。
【００６２】
投影レンズ２０は、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１上に形成された輝度分布を反転、拡大投影し、所定配光パターンを形成するためのレンズであり、例えば、図１に示すように、出射面２１及びその反対側の入射面２２を含む長手方向（図１（ａ）中左右方向）に延びる中実のレンズ体である。投影レンズ２０は、可視光領域で透明な樹脂（例えば、アクリルやポリカーボネイトなどの透明又は半透明材料)を射出成型することにより又はガラスにより一体的に形成されている。
【００６３】
出射面２１は、シリンドリカルレンズ面２１ａ、右レンズ面２１ｂ及び左レンズ面２１ｃを含むレンズ面であり、入射面２２は、平面として形成されている。以下シリンドリカルレンズ面２１ａとその反対側の入射面２２との間のレンズ部を、シリンドリカルレンズ部２１ａと称することがある。また、右レンズ面２１ｂ（左レンズ面２１ｃ）とその反対側の入射面２２との間のレンズ部を、右レンズ部２１ｂ（左レンズ部２１ｃ）と称することがある。
【００６４】
シリンドリカルレンズ面２１ａは、長手方向（図１（ａ）中左右方向）に延びるシリンドリカルレンズ面であり、左右両端にそれぞれ右レンズ面２１ｂ、左レンズ面２１ｃが形成されている
右レンズ面２１ｂ及び左レンズ面２１ｃは、光軸を含む平面で切断された半球形状の非球面のレンズ面であり、シリンドリカルレンズ面２１ａの左右両端にそれぞれの切断面が段差なく面一に連続するレンズ面として形成されている。
【００６５】
上記構成の車両用灯具１００よれば、基端部１１ａから入射した各光源１２からの光線は、図４、図７に示すように、基端部１１ａの助走区間（第１出射面１１ａ２と第１裏面１１ａ３の間の基端部１１ａ）を通過することで輝度ムラが低減された後、導光板本体１１ｂに導光される（又は、反射面１１ｃに到達する）。
【００６６】
図４に示すように、導光板本体１１ｂに導光された各光源１２からの光線は、各プリズム１１ｄと第２出射面１１ｂ１で全反射を繰り返す。この光線の第２出射面１１ｂ１に対する入射角は、各プリズム面１１ｂ３で全反射されるごとに小さくなる。このため、導光板本体１１ｂに導入された各光源１２からの光線は、やがて入射角が臨界角内に達し、その時点で第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１から出射される。これにより、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１のほぼ全域にわたって、輝度分布（光束発散度分布）が形成される。
【００６７】
一方、図７に示すように、反射面１１ｃに到達した各光源１２からの光線は、当該反射面１１ｃで第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１に向けて反射され、当該第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１を透過し、投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍（第２焦点Ｆ２）に集光する。これにより、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１に周囲の輝度よりも高い輝度部分が形成される。
【００６８】
以上のようにして、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１には、高輝度部分を含む輝度分布（光束発散度分布）が形成される。
【００６９】
なお、図４に示すように、基端部１１ａの第１出射面１１ａ２、並びに、第１裏面１１ａ３及び導光板本体１１ｂの第２裏面１１ｂ２から外部に透過した光線は、裏側反射シート１４（表側反射シート１３）によって再び導光板１１内部に戻され、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１から出射されるため、光利用効率を向上させることが可能となる。
【００７０】
次に、導光板本体１１ｂに導光された各光源１２からの光線の水平方向の動きについて説明する。図９は、導光板本体１１ｂに導光された各光源１２からの光線の水平方向の動きについて説明するための図である。
【００７１】
図９に示すように、導光板１１内部に入射して導光される各光源１２からの光線は、表側反射シート１３により一部遮光された後、投影レンズ２０を透過し、左右レンズ面２１ｂ、２１ｃを透過した光線については回転軸ＡＸ側に集光する集光光として照射され、シリンドリカルレンズ部２１ａを透過した光線については左右方向に拡散する拡散光として照射される。
【００７２】
このため、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１の輝度分布が投影レンズ２０によって反転、拡大投影されることによって形成される配光パターンは、明瞭なカットオフラインを有する左右方向にワイドで、かつ、水平線近傍の光度が周囲の光度よりも高いヘッドランプに適した配光パターンとなる。なお、拡散角はシリンドリカルレンズ部への入射角とほぼ同じであるため、シリンドリカルレンズ部を長手方向に長くすることで、左右方向により拡散する配光を得ることが可能となる。
【００７３】
本出願の発明者らは、所定プログラムを用いてシミュレーションを行った。その結果、鉛直方向については、図１０に示すように、上記構成の車両用灯具１００により形成される配光パターンが、ヘッドランプに適した配光パターンとなっていることを確認した。図１０は、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１の鉛直断面の光束発散度カーブ（シミュレーション値）、及び、従来の一般的なプロジェクタ型ヘッドランプの実測光度分布（実測値）をプロットしたグラフである。
【００７４】
図１０を参照すると、第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１の鉛直断面の光束発散度カーブ（シミュレーション値）が、従来の一般的なプロジェクタ型ヘッドランプの実測光度分布（実測値）とほぼ同じであること、すなわち、本実施形態の車両用灯具１００により形成される配光パターンが、鉛直方向については、ヘッドランプに適した配光パターンであること、を確認できる。
【００７５】
一方、本出願の発明者らは、所定プログラムを用いてシミュレーションを行い、上記構成の車両用灯具１００により形成される配光パターン（図１１参照）を観察した。その結果、水平方向については、当該配光パターンには、水平線Ｈよりも上に幻惑光Ｐ１（グレアー光とも称される）が現れることが判明した。図１１（ａ）は本第１実施形態の車両用灯具１００によって形成される配光パターンの例であり、図１１（ｂ）は本第１実施形態の車両用灯具１００のシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分から出射した光だけを取り出した配光パターンであって、左右両側３５度付近において水平線Ｈよりも上に幻惑光Ｐ１が現れていることを表している。これらの図より、幻惑光Ｐ１の出所がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分に入射した光が幻惑光Ｐ１を発生させることが明確なことが明らかになった。
【００７６】
本出願の発明者らは、この幻惑光Ｐ１が現れる原因について鋭意検討した。その結果、第１に、プリズム面１１ｂ３は左右方向に延びたリニア形状であるため（図４等参照）、各光源１２ａ〜１２ｂ（点光源ともいえる）からの光線は、導光板本体１１ｂ内部においても、導光板本体１１ｂ（第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１）から照射された後においても、各光源１２ａ〜１２ｄを中心に放射状に広がること（図９参照）、第２に、この放射状に広がる光線のうち、左右方向に広がる光線（以下単に左右方向に広がる光線と称する）がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分（図１中の斜線で示す領域）に入射すること、第３に、この左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分へ入射することに起因して、シリンドリカルレンズ部２１ａから当該光線が斜め上向きに照射され、水平線Ｈよりも上に幻惑光Ｐ１が現れること、を見出した。
【００７７】
そして、本出願の発明者らは、上記知見に基づきさらに検討を進めた結果、導光板ユニット１０と投影レンズ２０との間に補助シェード３０を配置し、左右方向に広がる光線（図９参照）を遮光すれば、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分へ入射するのを防止できるため、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分へ入射することに起因する幻惑光Ｐ１を防止することが可能となる、との着想を得た。
【００７８】
本実施形態では、上記知見及び着想に基づき、図１２に示すように、導光板ユニット１０と投影レンズ２０との間に、補助シェード３０が配置されている。
【００７９】
補助シェード３０は、水平方向に広がる光線（図９参照）を遮光するための遮光部材であり、例えば、図１２に示すように、長手方向（図１２（ｂ）中左右方向）に延びる直方体形状であって、導光板ユニット１０と投影レンズ２０（の光軸ＡＸよりも下側半分）との間のスペースに収まるサイズに形成されている。
【００８０】
補助シェード３０の上面（水平面）には、道路標識等を照明するため、導光板ユニット１０（第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１）から照射され、水平方向に広がる光線を、投影レンズ２０に向けて反射するための反射面３１が形成されている。反射面３１は、例えば、道路標識を照明するために要求される反射率の拡散反射面として形成されている。
【００８１】
本第１実施形態の車両用灯具１００によれば、上記構成の補助シェード３０を導光板ユニット１０と投影レンズ２０との間に配置したことにより、左右方向に広がる光線（図９参照）は補助シェード３０（反射面３１）によって遮光される。このため、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分に入射するのを防止することが可能となる。このため、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分へ入射することに起因する幻惑光Ｐ１を防止することが可能となる（図１３参照）。すなわち、本第１実施形態の補助シェード３０を用いた車両用灯具１００によれば、水平線Ｈよりも上に幻惑光Ｐ１が現れず、ヘッドランプに適した配光パターンを得ることが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。図１３は、本第１実施形態の補助シェード３０を用いた車両用灯具１００によって形成される配光パターンの例である。図１３を参照すると、当該補助シェード３０を用いた車両用灯具１００によって形成される配光パターンには水平線Ｈよりも上に幻惑光Ｐ１が現れず、ヘッドランプに適した配光パターンが得られることが分かる。
【００８２】
また、本第１実施形態の車両用灯具１００によれば、補助シェード３０は道路標識を照明するための反射面３１を含むため、当該補助シェード３０（反射面３１）によって遮光される光線を用いて道路標識を照明することが可能となる。すなわち、本第１実施形態の車両用灯具１００によれば、光利用効率を向上させることが可能となる。
【００８３】
なお、道路標識等を照明する必要がない場合には、補助シェード３０の上面に反射面３１を形成することなく、当該上面に対し、反射率が低い黒色による塗装やシボ加工等を施してもよい。
【００８４】
また、補助シェード３０の上面（反射面３１）の導光板ユニット１０に近い側が明るくなりすぎる場合には（例えば補助シェード３０の上面にシボ加工等を施し、当該上面を拡散反射面として用いる場合には）、ヘッドランプに適した明るさとなるように補助シェード３０の上面（反射面３１）を傾斜させ（図１４参照）、補助シェード３０の上面（反射面３１）の導光板ユニット１０に近い側を、導光板ユニット１０から遠ざけるのが望ましい。このように、補助シェード３０の上面（反射面３１）の傾斜角度を調整することにより、ヘッドランプにより適した配光パターンを形成することが可能となる。
【００８５】
また、明瞭なカットオフラインを形成する場合には、図１５に示すように、補助シェード３０の左右両端に、それぞれ左右レンズ部２１ｂ、２１ｃの焦点ラインＦＬに沿って延びる上端縁４１を有する主シェード４０を配置するのが望ましい。焦点ラインＦＬとは、例えば図１６に示すように、左右レンズ部２１ｂ、２１ｃの光軸ＡＸ（回転軸）を含む水平面（又は当該水平面に対して平行な水平面）に含まれ、かつ、光軸ＡＸ（回転軸）に対する傾斜角度が異なる複数の平行光線（図１６は複数の平行光線Ｌ１〜Ｌ４を例示）を、左右レンズ部２１ｂ、２１ｃの出射面側から当該左右レンズ部２１ｂ、２１ｃに入射させ、入射面２２側から出射させた場合に形成される焦点群のことである。この焦点ラインＦＬに、上端縁４１を沿わせた状態で主シェード４０を配置することで、明瞭なカットオフラインを有する配光パターンを形成することが可能となる。
【００８６】
また、本実施形態の車両用灯具１００によれば、図３などに示すように、導光板本体１１ｂは、基端部１１ａに対し、投影レンズ２０の焦点Ｆ３近傍において投影レンズ２０側に折り曲げられており、第１裏面１１ａ３と第２裏面１１ｂ２の間には楕円系反射面としての反射面１１ｃが形成されている。このため、図７に示すように、入射面１１ａ１から導光板１１内部に入射して導光され、当該反射面１１ｃに到達した光源１２からの光線は、当該反射面１１ｃによって第１出射面１１ａ２及び第２出射面１１ｂ１（主に第１出射面１１ａ２）に対する入射角が臨界角内となるように投影レンズ２０の焦点Ｆ３（第２焦点Ｆ２）近傍に向けて反射され、第１出射面１１ａ２及び第２出射面１１ｂ１から出射する。これにより、第１出射面１１ａ２及び第２出射面１１ｂ１上に周囲の輝度よりも高い高輝度部分を含む輝度分布（ヘッドランプに要求される最大光度を含む配光パターンに対応する高輝度部分を含む輝度分布）が形成される。この高輝度部分を含む輝度分布は投影レンズ２０によって反転、拡大投影される。これにより、ヘッドランプに要求される最大光度を含む配光パターンを形成することが可能となる。
【００８７】
また、本実施形態の車両用灯具１００によれば、図３などに示すように、導光板本体１１ｂは、基端部１１ａに対し、投影レンズ２０の焦点近傍において投影レンズ２０側に折り曲げられている。このため、導光板本体１１ｂの光軸ＡＸ方向の寸法を短くすることが可能となる。このため、車両用灯具１００の奥行き寸法を従来以上に短くすることが可能となる。
【００８８】
次に、第２実施形態について説明する。
【００８９】
本出願の発明者らは、導光板ユニット１０と投影レンズ２０との間に補助反射面５０を配置し、左右方向に広がる光線（図９参照）を、光軸ＡＸを含む鉛直面に平行な光線へ変換することによっても、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分（図１中の斜線で示す領域）へ入射するのを防止できるため、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分へ入射することに起因する幻惑光Ｐ１を防止することが可能となる、との着想を得た。
【００９０】
本実施形態では、上記知見及び着想に基づき、図１７に示すように、導光板ユニット１０と投影レンズ２０との間に、複数の光源１２ａ〜１２ｄそれぞれに対応して補助反射面５０が配置されている。他の構成については第１実施形態と同様であるため、同じ符号を用い、その説明については省略する。
【００９１】
補助反射面５０は、導光板ユニット１０と投影レンズ２０との間に光源１２ａ〜１２ｄそれぞれに対応して配置された反射面であって、当該補助反射面５０に対応して配置された光源１２からの光線（左右方向に広がる光線。図９参照）を、光軸ＡＸを含む鉛直面に平行な光線に変換し、シリンドリカルレンズ部２１ａの下側半分（図１中の斜線で示す領域）に向けて反射するための反射面である。
【００９２】
補助反射面５０は、例えば、図１７、図１８に示すように、焦点が各光源１２ａ〜１２ｄ近傍に設定された放物線を鉛直方向に引き延ばした放物柱面（又は、第１焦点が各光源近傍に設定され、第２焦点が光軸ＡＸ前方に設定された楕円柱面）であって、導光板ユニット１０と投影レンズ２０（の下側半分）との間のスペースに収まるサイズに形成されている。
【００９３】
本第２実施形態の車両用灯具１００によれば、上記構成の補助反射面５０を導光板ユニット１０と投影レンズ２０との間に配置したことにより、左右方向に広がる光線（図９参照）は補助反射面５０によって光軸ＡＸを含む鉛直面に平行な光線に変換される（図１７参照）。このため、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分に直接入射するのを防止（又は低減）することが可能となる。このため、当該左右方向に広がる光線がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分へ直接入射することに起因する幻惑光Ｐ１を防止（又は低減）することが可能となる（図１９参照）。すなわち、本第２実施形態の車両用灯具１００によれば、水平線Ｈよりも上に幻惑光Ｐ１がほとんど現れず、ヘッドランプに適した配光パターンを得ることが可能な車両用灯具を提供することが可能となる。
【００９４】
図１９は、本第２実施形態の補助反射面５０を用いた車両用灯具１００によって形成される配光パターンの例であり、６度ＵＰ以上あった幻惑光Ｐ１（図１１（ｂ）参照）が、２度ＵＰ程度まで減少したことを表している。図１９を参照すると、本第２実施形態の補助反射面５０を用いた車両用灯具１００によって形成される配光パターンには水平線Ｈよりも上に幻惑光Ｐ１がほとんど現れず、ヘッドランプに適した配光パターンが得られることが分かる。
【００９５】
また、本第２実施形態の車両用灯具１００によれば、補助反射面５０からの反射光は、光軸ＡＸ方向に集光されるため（図１７参照）、当該車両用灯具１００によって形成される配光パターンのｍａｘ光度を向上させることが可能となる。
【００９６】
なお、図２３に示すように、投影レンズ２０と補助反射面５０との間に、導光板ユニット１０から照射される光線を下向きに屈折させるためのプリズム６０を配置するのが好ましい。このようにすれば、補助反射面５０からの反射光等を水平線Ｈ以下に配光制御することが可能となり、ヘッドランプにより適した配光パターンを形成することが可能となる。
【００９７】
次に、第３実施形態について説明する。
【００９８】
第２実施形態では、左右方向に広がる光線（図９参照）がシリンドリカルレンズ部２１ａの光軸ＡＸよりも下側半分へ入射することに起因する幻惑光Ｐ１が水平線Ｈよりも上にほとんど現れなくなるものの、水平線Ｈよりも２度ＵＰ程度まで上に幻惑光Ｐ２が現れている（図１９参照）。
【００９９】
本出願の発明者らは、この幻惑光Ｐ２が現れる原因について鋭意検討した。その結果、第１に、導光板ユニット１０（第１及び第２出射面１１ａ２、１１ｂ１）は左右方向に延びた形状であるため、特定の補助反射面５０に隣の光源１２からの光線が入射すること、第２に、特定の補助反射面５０に隣の光源１２からの光線が入射することに起因して、水平線Ｈよりも２度ＵＰ程度まで上に幻惑光Ｐ２が現れること、を見出した。
【０１００】
そして、本出願の発明者らは、上記知見に基づきさらに検討を進めた結果、導光板ユニット１０を例えば光源１２の数に対応させて分割すれば、特定の補助反射面５０に隣の光源１２からの光線が入射するのを防止することが可能となるため、特定の補助反射面５０に隣の光源１２からの光線が入射することに起因する幻惑光Ｐ２を防止することが可能となる、との着想を得た。
【０１０１】
本実施形態では、上記知見及び着想に基づき、図２０に示すように、導光板ユニット１０は光源１２ａ〜１２ｄの数に対応させて４つに分割され、当該分割された個々の導光板ユニット１０は、その照射光が各光源１２に対応して設けられた補助反射面５０にのみ入射するように、４カ所に分散して配置されている。他の構成については第２実施形態と同様であるため、同じ符号を用い、その説明については省略する。
【０１０２】
導光板本体１１ｂは、図２０、図２１に示すように、先端縁１１ｂ６と比べて基端縁１１ｂ７の幅が短く、かつ、両側面１１ｂ５の間隔が基端縁１１ｂ７から先端縁１１ｂ６に向かうにつれて広がる略台形形状に形成されている。
【０１０３】
本第３実施形態の車両用灯具１００によれば、導光板ユニット１０（導光板本体１１ｂ等）は光源１２ａ〜１２ｄの数に対応する数に分割されており、当該分割された個々の導光板ユニット１０の導光板本体１１ｂは、その先端縁１１ｂ６と比べて基端縁１１ｂ７の幅が短く、かつ、両側面１１ｂ５の間隔が基端縁１１ｂ７から先端縁１１ｂ６に向かうにつれて広がる略台形形状に形成されている。このため、導光板本体１１ｂに導光され、当該両側面１１ｂ５に到達した特定の光源１２（例えば光源１２ａ）からの光線は、その隣の光源１２（例えば光源１２ｂ）に対応して設けられた補助反射面５０に向かうことなく全て全反射し（図２１参照）、当該特定の光源１２（例えば光源１２ａ）に対応して設けられた補助反射面５０に向けて照射されることとなる。このため、本第３実施形態の車両用灯具１００によれば、特定の補助反射面５０に隣の光源１２からの光線が入射することに起因する幻惑光Ｐ２を防止することが可能となる（図２２参照）。図２２は、本第３実施形態の４つに分割された個々の導光板ユニット１０を用いた車両用灯具１００によって形成される配光パターンの例である。図２２を参照すると、本第３実施形態の４つに分割された個々の導光板ユニット１０を用いた車両用灯具１００によって形成される配光パターンには水平線Ｈよりも上に幻惑光Ｐ１、Ｐ２が現れず、ヘッドランプにより適した配光パターンが得られることが分かる。
【０１０４】
なお、本第３実施形態では、両側面１１ｂ５の間隔が基端縁１１ｂ７から先端縁１１ｂ６に向かうにつれて広がる面であるように説明したが（図２０、図２１参照）、本発明はこれに限定されない。例えば、両側面１１ｂ５それぞれは、光軸ＡＸに対して平行な面であってもよい。また、両側面１１ｂ５は、図２１に波線で示すように、焦点が光源１２近傍（又はその入光位置付近）に設定された放物線（又は、第１焦点が光源１２近傍又はその入光位置付近に設定された楕円）からなる面であってもよい。
【０１０５】
なお、分割された個々の導光板ユニット１０間に遮光板（図示せず）を配置することで、特定の補助反射面５０に隣の光源１２からの光線が入射することに起因する幻惑光Ｐ２をほぼ完全に防止することが可能となる。
【０１０６】
なお、図２３に示すように、投影レンズ２０と補助反射面５０との間に、導光板ユニット１０から照射される光線を下向きに屈折させるためのプリズム６０を配置するのが好ましい。このようにすれば、補助反射面５０からの反射光等を水平線Ｈ以下に配光制御することが可能となり、ヘッドランプにより適した配光パターンを形成することが可能となる。
【０１０７】
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１００…車両用灯具、１０…導光板ユニット、１１…導光板、１１ａ…基端部、１１ａ１…入射面（入光面）、１１ａ２…出射面、１１ａ３…裏面、１１ｂ…導光板本体、１１ｂ１…出射面、１１ｂ２…裏面、１１ｂ    導光板本体、１１ｂ３…プリズム面、１１ｂ４…プリズム面、１１ｃ…反射面、１１ｄ…プリズム、１２…光源、１２ａ…発光面、１３…表側反射シート、１３ａ…上端縁、１４…裏側反射シート、２０…投影レンズ、２１…出射面、２１ａ…シリンドリカルレンズ面、２１ｂ…右レンズ面、２１ｃ…左レンズ面、２２…入射面、３０…補助シェード（遮光シェード）、３１…反射面、４０…主シェード、４１…上端縁、５０…補助反射面、６０…プリズム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図１８】
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