(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数波長の可視光を発する光源と、入射面、反射面及び出射面を有するレンズ体であって、前記入射面より前記レンズ体内部に入射した前記光源からの光を前記反射面で所定方向に反射して前記出射面から前記レンズ体外部に出射するレンズ体と、を備えた車両用灯具において、
前記光源は、光放出面を備えた赤色成分、緑色成分および青色成分を含む白色光を放射する光源であり、
前記光放出面の所定点から前記入射面に入射した可視光領域の光線に含まれる緑色の波長の光線が、前記反射面で反射して前記出射面から出射する前記光線の光路として、前記出射面の上側から順に上側屈折光路、非屈折光路および下側屈折光路を有しており、
前記非屈折光路は、前記入射面で屈折が生じることなく前記反射面に到達し、前記反射面にて反射されて所定配光パターンの明暗境界の方向に前記出射面から出射されるように構成された光路であり、
前記上側屈折光路および下側屈折光路は、前記入射面を通って前記反射面に到達し前記出射面に向かう光路が、界面において屈折を生じるように構成された光路であり、
前記反射面上における反射点のうち、中央反射点（Ｔ１）、前記中央反射点（Ｔ１）より上側の反射点を上側反射点（Ｔ２）および前記中央反射点（Ｔ１）より下側の反射点を下側反射点（Ｔ３）としたとき、前記非屈折光路を通る光線が前記中央反射点（Ｔ１）で反射し、前記上側屈折光路を通る光線が前記上側反射点（Ｔ２）で反射し、前記下側屈折光路を通る光線が前記下側反射点（Ｔ３）で反射するように前記反射面を形成し、
前記レンズ体は、前記光放出面の所定点から前記入射面に入射した可視光領域の光線に含まれる青色の波長の光線、緑色の波長の光線および赤色の波長の光線の夫々は、前記中央反射点（Ｔ１）で反射した後に、前記出射面から所定配光パターンの明暗境界の方向に向かう前記非屈折光路を形成して、白色光による明暗境界線を形成する形状を有する前記入射面、前記反射面および前記出射面を有しており、
前記上側屈折光路を通る光線は、前記所定点から前記入射面に入射した可視光領域の光線に含まれる緑色の波長の光線で、前記上側反射点（Ｔ２）で反射した光が、前記出射面から出射して、前記非屈折光路よりも、下向きの角度方向に照射され、
さらに、前記所定点から前記入射面に入射した可視光領域の光線に含まれる光線で、前記上側屈折光路および下側屈折光路により色分散された緑色の波長以外の光線が前記明暗境界の方向よりも上向きの方向にならないようにするため、前記レンズ体の入射面、反射面及び出射面のうち少なくとも１つの面が、前記上側屈折光路および下側屈折光路を通過する緑色の波長の光線を前記明暗境界の方向よりも下向きの方向に前記出射面から出射するように補正された形状を有しており、
前記所定点は、前記光放出面の端部の放出点であり、
前記光源は、前記光放出面の前記端部と反対側の端部からの放出光が、前記レンズ体の前記入射面に入射した後、前記反射面および前記出射面を経て出射する光線が、前記明暗境界より下側を向いて出射するように配置されている、
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記入射面は、前記光源の端部よりも離れた位置を中心とする円弧、又は、楕円弧の断面形状を有する凹曲面であることを特徴とする請求項１の車両用灯具。
【請求項３】
前記レンズ体は、ポリカーボネート材により形成されたことを特徴とする請求項１又は２の車両用灯具。
【請求項４】
複数波長の可視光を発する光源と、
入射面、反射面及び出射面を有するレンズ体であって、前記入射面より前記レンズ体内部に入射した前記光源からの光を前記反射面で所定方向に反射して前記出射面から前記レンズ体外部に出射するレンズ体と、を備え、
前記レンズ体を通って照射される配光パターンが明暗境界を形成する車両用灯具において、
前記入射面は、前記光源の所定点から前記入射面に入射する光線が、入射面における屈折を生じない非屈折光路と、入射面における屈折を生じる屈折光路を形成する平面および／または凹曲面とされ、
前記反射面は、前記レンズ体内部に入射した光を前記出射面に向けて直接反射する反射面であって、前記非屈折光路を通る光線が反射する非屈折光路反射部と、前記屈折光路を通る光線が反射する屈折光路反射部とを備え、且つ、レンズ体の上下方向断面において、非屈折光路反射部よりも車両上側の当該反射面に上側屈折光路反射部が位置しており、
前記上側屈折光路反射部は、前記光源から放射される光が緑色とした場合において、前記非屈折光路を通る光線がレンズ体外部に出射する光線に対して僅かに下向きとなり、且つ、前記光源から放射される光が、レンズ体における前記緑色の波長の屈折率に比べて小さな屈折率となる波長の可視光色とした場合において、前記非屈折光路を通ってレンズ体外部に出射する光線が配光パターンの明暗境界上もしくは配光パターン内に向かって出射するように形成されており、
前記光源は、光放出面を備えた赤色成分、緑色成分および青色成分を含む白色光を放射する光源であり、
前記所定点は、前記光放出面の端部の放出点であり、
前記光源は、前記光放出面の前記端部と反対側の端部からの放出光が、前記レンズ体の前記入射面に入射した後、前記反射面および前記出射面を経て出射する光線が、前記明暗境界より下側を向いて出射するように配置されている、
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項５】
前記反射面は、更に、レンズ体の上下方向断面において、非屈折光路反射部よりも車両下側の当該反射面に下側屈折光路反射部が位置しており、
前記下側屈折光路反射部は、前記光源から放射される光が緑色とした場合において、前記非屈折光路を通る光線がレンズ体外部に出射する光線に対して僅かに下向きとなり、且つ、前記光源から放射される光が、レンズ体における前記緑色の波長の屈折率に比べて大きな屈折率となる波長の可視光色とした場合において、前記非屈折光路を通ってレンズ体外部に出射する光線が配光パターンの明暗境界上もしくは配光パターン内に向かって出射するように形成されている、ことを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記レンズ体は、前記反射面と異なる第二反射面を備え、
前記第二反射面は、入射面から入射した光がレンズ体内を進んで前記反射面に到る光路内に設けられている、ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記光源が、発光ダイオード素子と波長変換材料を含むＬＥＤ光源であることを特徴とする、請求項１から請求項６の何れかに記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具に係り、特に発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を光源とし、ＬＥＤ光源からの光をライトガイド（内部反射させる反射面を有するレンズ体）を用いた光学系により配光制御し、例えばすれ違い光（ロービーム）用の配光パターンの照明光を照射する車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とし、ＬＥＤの光をライトガイドを使用して配光制御する車両用灯具が開示されている。図７は、その車両用灯具の構成を示した鉛直断面図である。同図に示すように光源１００の発光素子１００ａが車両上向きに配置され、光源１００の上方にライトガイド１０２が配置される。ライトガイド１０２は、光源１００からの光がライトガイド１０２内部に進入する車両下方側の入射面１０４と、入射面１０４から内部に進入した光が車両前方に反射する車両後方側の反射面１０６と、反射面で反射した光がライトガイド１０２外部に出射する車両前方側の出射面１０８とから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７８０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のガラス製のライトガイドをヘッドランプの軽量化のために透明樹脂としてアクリルを用いるようにしたところ、配光パターンの境界で色にじみが目立つようになった。また、樹脂材料としてアクリルに比べて耐熱性の高いポリカーボネートを用いると配光パターンの境界で色にじみの問題が顕著に現れた。光源がＬＥＤであっても灯体内温度が高温になるため、ライトガイドは、ポリカーボネート材のような耐熱性の高い透明樹脂で成形する必要がある。しかしながら、ポリカーボネート材は他の透明樹脂材料と比較しても、屈折率が光の波長によって大きく異なり、色分散が大きい。なお、色分散とは、光の分散（dispersion of light）をいい、光がレンズやプリズムに入射したとき、その波長によって屈折率が異なる現象をいう。
【０００５】
そのため、上記のように所定の配光パターンを形成するライトガイドに色分散の大きいポリカーボネート材を使用した場合には、配光パターンの上端縁である明暗境界に生じる色収差（chromatic aberration）も大きくなり、明暗境界の上側に青色や赤色の帯状の照明領域が現れ、色分離が観察される。色分離はライトガイドによる配光パターンの明暗境界に現れ、配光パターンの均一性を阻害する。ヘッドランプとしての法規要件を満たすことができないという恐れもある。このような意図しない照明領域（色分離）の発生の問題は、ポリカーボネート材でライトガイドを成形した場合に限らず、他の透明材料（ガラス、アクリル等）でライトガイドを成形した場合であっても程度の差はあるが同様に生じる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ライトガイド（内部反射させる反射面を有するレンズ体）を用いた光学系により配光パターンの明暗境界の方向に光を照射する場合に、明暗境界の上側に色分散による意図しない照明領域が発生する不具合を軽減する車両用灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具は、複数波長の可視光を発する光源と、入射面、反射面及び出射面を有するレンズ体であって、前記入射面より前記レンズ体内部に入射した前記光源からの光を前記反射面で所定方向に反射して前記出射面から前記レンズ体外部に出射するレンズ体と、を備えた車両用灯具において、前記光源は、光放出面を備えた赤色成分、緑色成分および青色成分を含む白色光を放射する光源であり、前記光放出面の所定点から前記入射面に入射した可視光領域の光線に含まれる緑色の波長の光線が、前記反射面で反射して前記出射面から出射する前記光線の光路として、前記出射面の上側から順に上側屈折光路、非屈折光路および下側屈折光路を有しており、前記非屈折光路は、前記入射面で屈折が生じることなく前記反射面に到達し、前記反射面にて反射されて所定配光パターンの明暗境界の方向に前記出射面から出射されるように構成された光路であり、前記上側屈折光路および下側屈折光路は、前記入射面を通って前記反射面に到達し前記出射面に向かう光路が、界面において屈折を生じるように構成された光路であり、前記反射面上における反射点のうち、中央反射点（Ｔ１）、前記中央反射点（Ｔ１）より上側の反射点を上側反射点（Ｔ２）および前記中央反射点（Ｔ１）より下側の反射点を下側反射点（Ｔ３）としたとき、前記非屈折光路を通る光線が前記中央反射点（Ｔ１）で反射し、前記上側屈折光路を通る光線が前記上側反射点（Ｔ２）で反射し、前記下側屈折光路を通る光線が前記下側反射点（Ｔ３）で反射するように前記反射面を形成し、前記レンズ体は、前記光放出面の所定点から前記入射面に入射した可視光領域の光線に含まれる青色の波長の光線、緑色の波長の光線および赤色の波長の光線の夫々は、前記中央反射点（Ｔ１）で反射した後に、前記出射面から所定配光パターンの明暗境界の方向に向かう前記非屈折光路を形成して、白色光による明暗境界線を形成する形状を有する前記入射面、前記反射面および前記出射面を有しており、前記上側屈折光路を通る光線は、前記所定点から前記入射面に入射した可視光領域の光線に含まれる緑色の波長の光線で、前記上側反射点（Ｔ２）で反射した光が、前記出射面から出射して、前記非屈折光路よりも、下向きの角度方向に照射され、  さらに、前記所定点から前記入射面に入射した可視光領域の光線に含まれる光線で、前記上側屈折光路および下側屈折光路により色分散された緑色の波長以外の光線が前記明暗境界の方向よりも上向きの方向にならないようにするため、前記レンズ体の入射面、反射面及び出射面のうち少なくとも１つの面が、前記上側屈折光路および下側屈折光路を通過する緑色の波長の光線を前記明暗境界の方向よりも下向きの方向に前記出射面から出射するように補正された形状を有しており、 前記所定点は、前記光放出面の端部の放出点であり、前記光源は、前記光放出面の前記端部と反対側の端部からの放出光が、前記レンズ体の前記入射面に入射した後、前記反射面および前記出射面を経て出射する光線が、前記明暗境界より下側を向いて出射するように配置されている、ことを特徴としている。
【０００８】
一般的に、車両用灯具の光学設計時には、レンズ体の屈折率として緑色の波長の光に対する屈折率が用いられ、これによって、配光パターンの明暗境界線の方向に光を照射するように設計した場合には、光源の所定点から出射される可視光領域の波長の光線（白色光線）に含まれる緑色の波長の光線が明暗境界の方向に照射されるようにレンズ体の入射面、反射面及び出射面の形状が形成される。本願発明は、このようなレンズ体の入射面、反射面及び出射面の形状に対して補正を施し、色分散が生じる屈折光路を通過した緑色の波長の光線を、明暗境界の方向よりも下向きの方向に照射するようにしている。これによって色分散により生じた緑色の波長以外の光線が明暗境界の方向よりも上向きの方向となる不具合が防止され、明暗境界の上側に意図しない照明領域が生じる不具合を防止することができる。
【０００９】
また、色分散が生じない非屈折光路の光線が反射する反射面の位置を反射面の上下方向の略中央となるようにすることによって、非屈折光路の光線が反射する反射面の位置を反射面の上端側又は下端側となるようにした場合と比較して、屈折光路で生じる色分散を全体的に小さくすることができ、明暗境界の上側に生じる意図しない照明領域の発生自体を軽減することができ、また、屈折光路を通過する緑色の波長の光線を明暗境界の方向よりも下向きの方向に入射面、反射面及び出射面のうちのいずれか１つの面の形状を補正する場合の補正の大きさも小さくすることができる。
【００１０】
請求項２に係る車両用灯具は、請求項１に係る発明において、前記入射面は、前記光源の端部よりも離れた位置を中心とする円弧、又は、楕円弧の断面形状を有する凹曲面であることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、入射面を凹曲面で形成することによって、ＬＥＤ光源から入射面に入射する光線の入射角を小さくし、入射面の屈折で生じる色分散を小さくすることができるため、明暗境界の上側に意図しない照明領域が発生する不具合が防止される。
【００１２】
請求項３に係る車両用灯具は、請求項１又は２に記載の発明において、前記レンズ体は、ポリカーボネート材により形成されたことを特徴としている。ポリカーボネート材は、耐熱性の高い透明樹脂であるため、灯体内温度が高温になるような状況におかれるレンズ体の材料として好適である。一方、ポリカーボネート材は色分散が大きいため、色分散により明暗境界線の上側に意図しない照明領域が発生するおそれが高いが、請求項１に係る発明のように構成された車両用灯具のレンズ体に使用する場合には、そのような意図しない照明領域の発生が防止されるため、不具合なくレンズ体の材料として使用することができる。
【００１３】
請求項４に係る車両用灯具は、複数波長の可視光を発する光源と、入射面、反射面及び出射面を有するレンズ体であって、前記入射面より前記レンズ体内部に入射した前記光源からの光を前記反射面で所定方向に反射して前記出射面から前記レンズ体外部に出射するレンズ体と、を備え、前記レンズ体を通って照射される配光パターンが明暗境界を形成する車両用灯具において、前記入射面は、前記光源の所定点から前記入射面に入射する光線が、入射面における屈折を生じない非屈折光路と、入射面における屈折を生じる屈折光路を形成する平面および／または凹曲面とされ、前記反射面は、前記レンズ体内部に入射した光を前記出射面に向けて直接反射する反射面であって、前記非屈折光路を通る光線が反射する非屈折光路反射部と、前記屈折光路を通る光線が反射する屈折光路反射部とを備え、且つ、レンズ体の上下方向断面において、非屈折光路反射部よりも車両上側の当該反射面に上側屈折光路反射部が位置しており、前記上側屈折光路反射部は、前記光源から放射される光が緑色とした場合において、前記非屈折光路を通る光線がレンズ体外部に出射する光線に対して僅かに下向きとなり、且つ、前記光源から放射される光が、レンズ体における前記緑色の波長の屈折率に比べて小さな屈折率となる波長の可視光色とした場合において、前記非屈折光路を通ってレンズ体外部に出射する光線が配光パターンの明暗境界上もしくは配光パターン内に向かって出射するように形成されており、前記光源は、光放出面を備えた赤色成分、緑色成分および青色成分を含む白色光を放射する光源であり、前記所定点は、前記光放出面の端部の放出点であり、前記光源は、前記光放出面の前記端部と反対側の端部からの放出光が、前記レンズ体の前記入射面に入射した後、前記反射面および前記出射面を経て出射する光線が、前記明暗境界より下側を向いて出射するように配置されている、ことを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、明暗境界の上側の意図しない照明領域の問題が顕著となるのは、非屈折光路反射部よりも上側の上側屈折光路反射部で反射される光線であり、その上側屈折光路反射部で反射されてレンズ体外部に出射される光線のうち、緑色の波長よりも小さな屈折率の波長の可視光色の光線は、緑色の波長の光線よりも上向きに方向に出射されるが、その緑色の波長の光線よりも上向きに方向に出射される可視光色の光線が、配光パターンの明暗境界上もしくは配光パターン内に出射されるように上側屈折光路反射部が形成される。従って、明暗境界の上側に意図しない照明領域が生じる不具合を防止することができる。
【００１５】
請求項５に係る車両用灯具は、請求項４に記載の発明において、前記反射面は、更に、レンズ体の上下方向断面において、非屈折光路反射部よりも車両下側の当該反射面に下側屈折光路反射部が位置しており、前記下側屈折光路反射部は、前記光源から放射される光が緑色とした場合において、前記非屈折光路を通る光線がレンズ体外部に出射する光線に対して僅かに下向きとなり、且つ、前記光源から放射される光が、レンズ体における前記緑色の波長の屈折率に比べて大きな屈折率となる波長の可視光色とした場合において、前記非屈折光路を通ってレンズ体外部に出射する光線が配光パターンの明暗境界上もしくは配光パターン内に向かって出射するように形成されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、非屈折光路反射部よりも下側の下側屈折光路反射部を有する場合において、その下側屈折光路反射部で反射されてレンズ体外部に出射される光線のうち、緑色の波長よりも大きな屈折率の波長の可視光色の光線は、緑色の波長の光線よりも上向きに方向に出射されるが、その緑色の波長の光線よりも上向きに方向に出射される可視光色の光線が、配光パターンの明暗境界上もしくは配光パターン内に出射されるように下側屈折光路反射部が形成される。従って、明暗境界の上側に意図しない照明領域が生じる不具合を防止することができる。また、非屈折光路反射部が上側屈折光路反射部と下側屈折光路反射部により挟まれた反射面の上下方向の中央寄りに形成されるため、非屈折光路反射面を反射面の上端又は下端となるようにした場合と比較して、屈折光路で生じる色分散を全体的に小さくすることができ、明暗境界の上側に生じる意図しない照明領域の発生自体を軽減することができる。
【００１７】
請求項６に係る車両用灯具は、請求項１または請求項４に記載の発明において、前記レンズ体は、前記反射面と異なる第二反射面を備え、前記第二反射面は、入射面から入射した光がレンズ体内を進んで前記反射面に到る光路内に設けられていることを特徴としている。
【００１８】
本発明のようにレンズ体に反射面を複数設けることによって、光源の配置場所の幅を広げることができる。
【００１９】
請求項７に係る車両用灯具は、請求項１から請求項６の何れかに記載の発明において、前記光源が、発光ダイオード素子と波長変換材料を含むＬＥＤ光源であることを特徴としている。
【００２０】
本発明は、車両用灯具の小型化や省電力化を図るために光源に発光ダイオード素子と波長変換材料を用いた態様を示す。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ライトガイドを用いた光学系により明暗境界を有する配光パターンを形成する場合に、明暗境界線の上側に色分散による意図しない照明領域が発生する不具合を防止することができる。
【００２２】
また、本発明のように、波長ごとの屈折率の相違に起因する色分散による不具合を防止することは、温度によって屈折率が変化する場合や、レンズ体の材料が複屈折の性質を有する場合においても同様に明暗境界の上側に意図しない照明領域が発生してしまうという不具合を軽減することにもなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る車両用灯具の第１の実施の形態の構成を示した鉛直断面図。
【図２】図１の車両用灯具により照射される照明光の配光パターンを示した図。
【図３】図１の車両用灯具により発生し得る明暗境界線上の色収差の説明に使用した図。
【図４】本発明に係る車両用灯具の第２の実施の形態の構成を示した鉛直断面図。
【図５】本発明に係る車両用灯具の第３の実施の形態の構成を示した鉛直断面図。
【図６】ＬＥＤ光源の構成を例示した図であり、同図（Ａ）及び（Ｂ）は正面図及び側断面図。
【図７】ライトガイドを使用した従来の車両用灯具の構成を示した鉛直断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る車両用灯具を実施するための形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る車両用灯具の第１の実施の形態の構成を示した鉛直断面図である。同図に示す車両用灯具１は、例えば自動車や自動二輪車等においてすれ違い光（ロービーム）用の配光パターンの照明光を照射するヘッドランプに適用されるもので、耐熱性の高い透明樹脂であるポリカーボネート材により射出形成されたレンズ体１０（ライトガイド）と、ＬＥＤ光源３０等を備えている。
【００２６】
レンズ体１０は、例えば、入射面１２を含む底面１４と、車両後方側（灯具後方側）に配置される反射面１６と、車両前方側に配置される出射面１８と、車両上方側に配置される上面２０と、車両側方両側に配置される図示しない２つの側面とで囲まれた立体形状に形成されている。
【００２７】
入射面１２は、ＬＥＤ光源３０から出射された光がレンズ体１０内部に入射する入射面であり、車両前後方向に関して斜めに傾斜した平面により形成されている。底面１４を構成する他の面は水平な平面で構成されている。
【００２８】
反射面１６は、ＬＥＤ光源３０から出射されて入射面１２によりレンズ体１０内部に入射した光を予め定められた方向へ反射する面であり、例えば、回転放物面系の形状を基調として形成されている。この反射面１６は、内面での全反射によるものでもよいし、全反射されない部分等において外面にアルミニウムなどの金属の反射膜等を形成して鏡面によって反射させるようにしてもよい。
【００２９】
出射面１８は、反射面１６からの反射光が出射する面であり、本実施の形態では車両前後方向に直交する鉛直方向の平面で形成されている。
【００３０】
ＬＥＤ光源３０は、例えば、一つ又は複数のＬＥＤチップをパッケージ化した白色光を出射する光源であり、光を放出する平面状の光放出面３０Ａが略鉛直方向上向きに配置されている。例えば、ＬＥＤチップとして青色発光のＩｎＧａＮ系のＬＥＤチップを用い、図６に示すように回路基板２０２に実装された当該ＬＥＤチップ２００上に波長変換材料層２０４を平面状に設けたものを用いることができる。波長変換材料層２０４は、例えば公知のＹＡＧ蛍光体をシリコーン樹脂中に分散したものなどが用いられる。これによりＬＥＤチップからの青色と、ＹＡＧ蛍光体に波長変換された黄色（赤色成分および緑色成分を含む光）との混色により白色光を出射する。なお、光放出面３０Ａは平面状に限るものではなく、凸形状をなしたものでもよい。
【００３１】
以上のごとく構成された車両用灯具１は、ＬＥＤ光源３０から出射された光に対して、図２に示すようなすれ違い光用の配光パターンの照明光をレンズ体１０を介して照射するように構成されている。同図には、車両用灯具１の真正面の方向に対して水平方向の角度を示すＨラインと、鉛直方向の角度を示すＶラインが示されており、同図の配光パターンは、Ｈラインより下向きとなる角度範囲内において、Ｖラインの左右両側に光が拡げられて照射される配光領域Ｐ（光度値が順に低減する領域Ｐ１〜Ｐ４）を有している。その配光領域Ｐの上端縁には、光が照射される明るい領域と、光が照射されない暗い領域との明暗境界を示す明暗境界線（カットオフライン）ＣＬが水平方向に形成され、その明暗境界線ＣＬは、Ｈラインの近傍（例えば下向き０．５７度）に形成される。ここで、本実施の形態の車両用灯具１が形成する配光パターンＰは、図２の配光パターンの一部（例えば、領域Ｐ１〜Ｐ４のいずれか）とする。なお、本実施の形態の車両用灯具１と同様に構成された灯具を縦方向や横方向などの所定方向に複数配列し、それら全体として図２の配光パターンを形成するようにしてもよい。
【００３２】
ところで、上記車両用灯具１の光学設計を行う場合に、まず、ＬＥＤ光源３０の光放出面３０Ａから各方向に放出される白色光線（可視光領域の波長からなる光線）に対して、図２の配光パターンが形成されるように、ＬＥＤ光源３０とレンズ体１０の位置関係や、それらの白色光線の目標の照射方向（白色光線をレンズ体１０から出射する際の目標の出射方向）が決められる。そして、光放出面３０Ａから各方向に放出される各白色光線が目標の出射方向となるようにレンズ体１０の入射面１２、反射面１６及び出射面１８の形状が設定される。本実施の形態では、光放出面３０Ａのうち車両前後方向に関して最後端となる光放出点３０Ｂが明暗境界線ＣＬに拡大投影されることでカットオフラインを形成するように回転放物面形系の反射面１６を設定している。最後端を明暗境界線ＣＬとすれば、光放出面３０Ａのうち最前端からの放出光は明暗境界線ＣＬより下側に向くことになり、Ｈラインより上向きのグレア光を生じないからである。
【００３３】
その際、白色光線の入射面１２や出射面１８での入射角に対する屈折角は、レンズ体１０の材料に応じた屈折率が用いられるとともに、光の波長によって屈折率が異なる場合には、特定の基準波長に対する屈折率（以下、基準屈折率という）が白色光線の波長全域（可視光領域）での一定の屈折率として近似的に用いられる。本実施の形態では、白色光線の波長領域の略中心波長である緑色の波長を基準波長、緑色の波長の屈折率を基準屈折率として、白色光線の波長全域に対して一定の基準屈折率を想定し、図２のような配光パターンが得られるようにレンズ体１０の入射面１２、反射面１６及び出射面１８の形状等の光学設計が行われるものとする。
【００３４】
一方、本実施の形態のようにレンズ体１０を透明樹脂材料にて形成した場合、無機材料であるガラスレンズに比べて光の波長ごとの屈折率の違いが大きい。特に透明性、耐熱性および耐候性に優れたポリカーボネート材で形成した場合、ポリカーボネート材は光の波長ごとの屈折率の違いが大きく、色分散が大きいため、上記のように緑色の波長の屈折率を基準屈折率とし、白色光線の波長全域に対して一定の基準屈折率を想定して図２のような配光パターンが得られるように光学設計を行うと、図３のように明暗境界線ＣＬの角度位置よりも上側に色分散による意図しない色分離した照明領域Ｑが形成されてしまう不具合が生じる。ここで、色分散とは、光の分散（dispersion of light）をいい、光がレンズ等に入射したとき、その波長によって屈折率が異なる現象をいう。
【００３５】
即ち、上記レンズ体１０は基本的にＬＥＤ光源３０の光放出面３０Ａを拡大投影することによって図２のような配光パターン（又はその一部）を形成するものである。従って、上記のように白色光線の波長全域に対して一定の基準屈折率を想定し、レンズ体１０の色分散を考慮せずに図２の配光パターンが得られるように光学設計を行った場合、光放出面３０Ａのうち車両前後方向に関して最後端となる光放出点３０Ｂがレンズ体１０全体の焦点となるようにＬＥＤ光源３０の光放出面３０Ａとレンズ体１０との位置関係が決定される。なお、レンズ体１０全体の焦点とは、回転放物面系の反射面１６の焦点位置について入射面１２による屈折による影響を考慮して調整した焦点位置をいう。このとき、その光放出点３０Ｂから各方向に放出された白色光線が、設計目標とする明暗境界線ＣＬの角度方向に略平行な光線として照射される。そして、光放出点３０Ｂより車両前方側の光放出面３０Ａの各点から放出された白色光線が、設計目標の明暗境界線ＣＬよりも下側の角度範囲を照明するように設計される。
【００３６】
このとき、レンズ体１０の色分散を考慮すると、光放出点３０Ｂから放出された白色光線のうち、入射面１２と出射面１８の両方で屈折しない光路を通過するものは、設計目標の明暗境界線ＣＬの角度方向に照射されるが、入射面１２又は出射面１８で屈折する光路を通過するものについては、基準屈折率として用いた緑色の波長の光線（緑色の光線）以外の波長の光線、即ち、その緑色の波長より長波長側又は短波長側の赤色や青色の光線がそれらの波長の実際の屈折率が基準屈折率と相違するため、レンズ体１０の屈折が生じる面で緑色の光線とは異なる方向に分離される。その結果、赤色や青色の光線の一部が設計目標とした明暗境界線ＣＬよりも上向きの角度方向に照射され、明暗境界線ＣＬの上側に色収差（色にじみ）を生じさせ、明暗境界線ＣＬの上側に図３のような意図しない照明領域Ｑを形成する。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、上記のように白色光線の波長全域に対して一定の基準屈折率を想定して色分散を考慮せずに設計される車両用灯具１の基本的な構成、即ち、ＬＥＤ光源３０とレンズ体１０との位置関係やレンズ体１０の構成等（入射面１２、反射面１６及び出射面３８の形状等）に対して、以下のように光放出面３０Ａの光放出点３０Ｂから放出された白色光線について色分散（波長ごとの屈折率の相違）を考慮し、明暗境界線ＣＬの上側に色収差（意図しない照明領域Ｑ）が生じないようにレンズ体１０の入射面１２、反射面１６及び出射面１８の形状に調整（補正）が施されている。
【００３８】
尚、ポリカーボネート材は、白色光線の波長領域（可視光の波長領域）である約３８０〜７８０ｎｍの範囲において、波長が長くなるほど屈折率が小さくなるという特性を有しており、例えば、青色の波長４３５．８ｎｍに対して屈折率１．６１１５、緑色の波長５４６．１ｎｍに対して屈折率１．５８５５、青色の波長７０６．５ｎｍに対して屈折率１．５７６となっている。このとき、レンズ体１０の入射面１２、反射面１６及び出射面１８の基本的形状の設計時には、例えば、基準波長の光として使用する緑色の光の波長が上記の５４６．１ｎｍが用いられ、基準屈折率が、１．５８５５に設定される。また、レンズ体１０の色分散の問題に対して考慮すべき光の波長範囲のうち、最も長い波長を、例えば上記の波長７０６．５ｎｍのような赤色の光の波長として、最も短い波長を、例えば上記の波長４３５．８ｎｍのような青色の光の波長としてレンズ体１０の入射面１２、反射面１６及び出射面１８の基本的形状に対する調整が施されるものとし、以下において、緑色の光線、赤色の光線、青色の光線のように色を指定して記載する光は、これらの波長の光を示すものとする。ただし、これらの具体的に示した各波長の値は適宜変更である。
【００３９】
また、本実施の形態では、レンズ体１０の入射面１２、反射面１６及び出射面１８の基本的な形状に対する調整は、反射面１６の調整のみによって行われたものであり、入射面１２及び出射面１８の形状はいずれも基準屈折率を想定して図２の配光パターンが得られるように設計された際の面形状（平面）に固定され、反射面１６は、例えば、基本的な形状として求められた回転放物面に対して調整が施されたものである。
【００４０】
更に、本実施の形態のレンズ体１０の出射面１８は、上記のように略鉛直方向の平面で形成されている。反射面１６から明暗境界線ＣＬの近傍方向に反射される光は略水平に照射するものであるから出射面１８による屈折は小さく、色分散の程度も小さくなる。そこで、説明を簡単にするために、出射面１８により色分散および色分離が生じないものとし、出射面１８から出射される光線の方向は、反射面１６で反射された光線の方向に等しいものとする。
【００４１】
以下、レンズ体１０の形状調整について説明する。図１のレンズ体１０は、明暗境界線ＣＬの上側に意図しない照明領域Ｑが生じないように色分散（波長ごとの屈折率の相違）が考慮されてレンズ体１０の反射面１６の形状に調整（補正）が施されたものであり、同図には、ＬＥＤ光源３０の最後端の光放出点３０Ｂから放出された白色光線のうち、入射面１２に垂直に入射（入射角０度）する白色光線Ｘ１と、その白色光線Ｘ１より車両前方側と車両後方側で入射面１２に斜めに入射する白色光線Ｘ２、Ｘ３の基本屈折率での光路（白色光線の波長全域で屈折率が一定の基本屈折率とした場合の光路）が実線で例示されている。同図に示すように、ＬＥＤ光源３０の光放出点３０Ｂから放出された各々の白色光線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は、入射面１２からレンズ体１０内部に進入し、反射面１６で反射された後、出射面１８からレンズ体１０外部に照射される。図１において、白色光線の波長全域に対して一定の基準屈折率を想定し、色分散を考慮しない場合の白色光線Ｘ１、Ｘ２およびＸ３に対応する光路を一点鎖線にて光路ＣＬＤ１、ＣＬＤ２およびＣＬＤ３として記載している。ＣＬＤ１はＸ１と同一光路であり、ＣＬＤ２およびＣＬＤ３はＣＬＤ１と平行な光線を出射面１８から外部に照射するものとしている。このような光路ＣＬＤ１、ＣＬＤ２およびＣＬＤ３は、反射面１６として光放出点３０Ｂ(厳密には、入射面１２による屈折を考慮した３０Ｂよりも僅かに図面斜め左下方向の位置)の位置を焦点とした回転放物面反射面とすることにより得ることができる。この形状を基本的形状とする。尚、一点鎖線で示す光路ＣＬＤ１、ＣＬＤ２、ＣＬＤ３は、白色光線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を設計目標の明暗境界線ＣＬの角度方向に出射面１８から出射されるための光路を示し、上記のように明暗境界線ＣＬの近傍方向への光線は出射面１８で屈折しないため、それらの光路ＣＬＤ１、ＣＬＤ２、ＣＬＤ３は、反射面１６の位置から出射面１８を介したレンズ体１０外部まで直線で示される。
【００４２】
これに対して、本実施の形態のレンズ体１０は、色分散が考慮されて反射面１６の形状が設定されており、入射面１２に垂直に入射し、レンズ体１０の入射面１２及び出射面１８で屈折が生じない白色光線Ｘ１については、目標の照射方向が、上記と変更なく設計目標の明暗境界線ＣＬの角度方向に設定され、同図のように、反射面１６の位置Ｔ１に入射した白色光線Ｘ１が光路ＣＬＤ１に沿った明暗境界線ＣＬの角度方向に反射するように位置Ｔ１での反射面１６の形状（位置及び傾き）が基本的形状と一致したものに形成されている。尚、入射面１２で屈折が生じない白色光線Ｘ１が反射する反射面１６の位置Ｔ１は、反射面１６の上下方向の範囲のうちの略中央となるように入射面１２の角度が設定されている。これによって、反射面１６で反射する全ての光線の入射面１２における入射角（屈折角）の大きさが、できるだけ小さくなるように考慮されており、色分散自体の発生が低減されている。すなわち、位置Ｔ１は、入射面１２で屈折が生じない非屈折光路の反射部であり、上記した基本的形状と一致する。
【００４３】
一方、白色光線Ｘ１よりも車両前方側又は車両後方側に入射面１２に入射し、入射面１２で屈折が生じる白色光線（白色光線Ｘ２、Ｘ３）については、その屈折により生じる色分散（色分離）の大きさに応じて目標の照射方向が、設計目標の明暗境界線ＣＬよりも下向きの角度方向に設定され、同図のように白色光線の波長全域に対して一定の基準屈折率を想定した場合において、反射面１６の位置Ｔ１より上側と下側の位置Ｔ２、Ｔ３に入射した白色光線Ｘ２、Ｘ３（即ち、緑色の光線）が明暗境界線ＣＬの角度方向（光路ＣＬＤ２、ＣＬＤ３）よりも下向きの角度方向に照射（反射）されるように反射面１６の形状が設計されている。
【００４４】
尚、基本的形状の反射面に対して補正を加えて本実施の形態の反射面１６を設計する方法として、例えば、基本的形状の反射面に対して補正を加えない位置Ｔ１を基準点にして基準点より上側に順に反射面上の点を補正点として設定していくものとする。そして、ある補正点において、反射面１６の傾きが、その補正点に入射した白色光線を補正後の目標の照射方向に反射させるような傾きとなるように補正すると共に、その傾きの補正分の回転を補正点よりも上側の反射面全体に全体加えることによって補正点よりも上側の反射面全体の各点の位置及び傾きをその全体形状を変更することなく補正する。この後、新たな補正点を補正した反射面上に設定して、同じ操作を繰り返す。また、位置Ｔ１よりも下側の反射面にも同様の操作を繰り返す、というような方法が考えられる、ただし、本実施の形態の反射面１６を設計する方法についてはこれに限らない。
【００４５】
ここで、本実施の形態のレンズ体１０のように色分散を考慮して反射面１６の形状を設計した場合に、ＬＥＤ光源３０の光放出点３０Ｂから放出された白色光線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３がレンズ体１０を介して実際にどのように照射されるかについて具体的に説明する。
【００４６】
まず、入射面１２に垂直に入射する白色光線Ｘ１は、入射面１２において屈折しないため、そのまま色分散（色分離）を生じることなく、レンズ体１０内部を進行し、反射面１６の位置Ｔ１に入射する。そして、その反射面１６に入射した白色光線Ｘ１は、光路ＣＬＤ１に沿った方向に反射され、設計目標の明暗境界線ＣＬの角度方向に照射（出射面１８から出射）される。即ち、同図の白色光線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の光路は、白色光線の波長全域で一定の基準屈折率と想定した場合の光路であり、基準屈折率は、緑色の光線の屈折率であるため、白色光線Ｘ１に含まれる緑色の光線Ｇ１は、屈折の有無に関係なく、同図に示した白色光線Ｘ１と同じ光路を通過して設計目標の明暗境界線ＣＬの角度方向に照射される。また、白色光線Ｘ１に含まれる緑色の波長以外の赤色や青色のような光線も入射面１２（及び出射面１８）での屈折が生じないため、色分離されることなく、白色光線Ｘ１と同じ光路を通過して設計目標の明暗境界線ＣＬの角度方向に照射される。従って、光放出点３０Ｂから出射され、入射面１２に対して垂直に入射する白色光線Ｘ１は、白色のまま設計目標の明暗境界線ＣＬの角度方向に照射され、白色の明暗境界線ＣＬを形成する。
【００４７】
一方、入射面１２に対して車両前方側から斜めに入射する白色光線Ｘ２は、入射面１２に入射すると、屈折を生じ色分散によりレンズ体１０内部において色分離を起こす。このとき、レンズ体１０内部において、白色光線Ｘ２に含まれる緑色の光線Ｇ２は、一定の基準屈折率を想定した場合の白色光線Ｘ２と同じ光路を進行して反射面１６の位置Ｔ２に入射する。そして、反射面１６により光路ＣＬＤ２よりも下向きの角度方向に反射され、設計目標の明暗境界線ＣＬの角度方向よりも下向きの角度方向に照射される。
【００４８】
これに対して、白色光線Ｘ２に含まれる赤色の光線Ｒ２（点線）は、基準屈折率（緑色の波長の屈折率）よりも屈折率が小さいため、入射面１２において、緑色の光線Ｇ２よりも小さな屈折角で屈折し、白色光線Ｘ２の光路（緑色の光線Ｇ２の光路）よりも車両前方側となる角度方向の光路を進行し、反射面１６の位置Ｔ２の近傍（上側）に入射する。そして、その赤色の光線Ｒ２は、反射面１６への入射角が白色光線Ｘ２（緑色の光線Ｇ２）よりも大きくなるため、白色光線Ｘ２（緑色の光線Ｇ２）よりも上向きの角度方向に反射される。このとき、赤色の光線Ｒ２が白色光線Ｘ２（緑色の光線Ｇ２）に対してどの程度上向きの角度方向に反射されるかが考慮されて、赤色の光線Ｒ２が設計目標の明暗境界線ＣＬより上向きの角度方向に照射されないように白色光線Ｘ２（緑色の光線Ｇ２）の目標の照射方向が設定され、反射面１６の形状が設定されているため、赤色の光線Ｒ２は、光路ＣＬＤ２に略沿った角度方向、又は、光路ＣＬＤ２よりも下向きの角度方向に反射面１６で反射される。これにより、赤色の光線Ｒ２が、設計目標の明暗境界線ＣＬよりも上向きとならない角度方向に出射面１８から出射される。
【００４９】
尚、白色光線Ｘ２に含まれる図示しない青色の光線についても入射面１２で分離され、同図に示す白色光線Ｘ２（緑色の光線Ｇ２）と異なる光路を通過する。ただし、赤色の光線Ｒ２とは反対に白色光線Ｘ２（緑色の光線Ｇ２）よりも下向きの角度方向に出射面１８から出射されるため、赤色の光線Ｒ２が、設計目標の明暗境界線ＣＬよりも上向きとならない角度方向に照射されることによって、青色の光線も必然的に設計目標の明暗境界線ＣＬよりも上向きとならない角度方向に照射される。
【００５０】
また、入射面１２に対して車両後方側から斜めに入射する白色光線Ｘ３は、入射面１２に入射すると、屈折を生じ色分散によりレンズ体１０内部において色分離を起こす。このとき、レンズ体１０内部において、白色光線Ｘ３に含まれる緑色の光線Ｇ３は、一定の基準屈折率を想定した場合の白色光線Ｘ３と同じ光路を進行して反射面１６の位置Ｔ３に入射する。そして、反射面１６により光路ＣＬＤ３よりも下向きの角度方向に反射され、設計目標の明暗境界線ＣＬの角度方向よりも下向きの角度方向に照射される。
【００５１】
これに対して、白色光線Ｘ３に含まれる青色の光線Ｂ３（点線）は、基準屈折率（緑色の波長の屈折率）よりも屈折率が大きいため、入射面１２において、緑色の光線Ｇ３よりも大きな屈折角で屈折し、白色光線Ｘ３の光路（緑色の光線Ｇ３の光路）よりも車両前方側となる角度方向の光路を進行し、反射面１６の位置Ｔ３の近傍（上側）に入射する。そして、その青色の光線Ｂ３は、反射面１６への入射角が白色光線Ｘ３（緑色の光線Ｇ３）よりも大きくなるため、白色光線Ｘ３（緑色の光線Ｇ３）よりも上向きの角度方向に反射される。このとき、青色の光線Ｂ３が白色光線Ｘ３（緑色の光線Ｇ３）に対してどの程度上向きの角度方向に反射されるかが考慮されて、青色の光線Ｂ３が設計目標の明暗境界線ＣＬより上向きの角度方向に照射されないように白色光線Ｘ３（緑色の光線Ｇ３）の目標の照射方向が設定され、反射面１６の形状が設定されているため、青色の光線Ｂ３は、光路ＣＬＤ３に略沿った角度方向、又は、光路ＣＬＤ３よりも下向きの角度方向に反射面１６で反射される。これにより、青色の光線Ｂ３が、設計目標の明暗境界線ＣＬよりも上向きとならない角度方向に出射面１８から出射される。
【００５２】
尚、白色光線Ｘ３に含まれる図示しない赤色の光線についても入射面１２で分離され、同図に示す白色光線Ｘ３（緑色の光線Ｇ３）と異なる光路を通過するが、青色の光線Ｂ３とは反対に白色光線Ｘ３（緑色の光線Ｇ３）よりも下向きの角度方向に出射面１８から出射されるため、青色の光線Ｂ３が、設計目標の明暗境界線ＣＬよりも上向きとならない角度方向に照射されることによって、赤色の光線も必然的に設計目標の明暗境界線ＣＬよりも上向きとならない角度方向に照射される。
【００５３】
以上のように、本実施の形態の車両用灯具１によれば、ＬＥＤ光源３０の光放出点３０Ｂから各方向に放出された白色光線のうち、レンズ体１０において、屈折が生じず、色分散（色分離）が生じない光路を通過する白色光線Ｘ１のような光線については、明暗境界線ＣＬの角度方向に照射され、白色光によって明瞭な明暗境界線ＣＬが形成される。また、この白色光線Ｘ１による明暗境界線ＣＬの形成によって、明暗境界線ＣＬの色度が白色の範囲に保持される。
【００５４】
一方、屈折が生じ、色分散が生じる光路を通過する白色光線Ｘ２、Ｘ３については、白色光線の波長全域において一定の基準屈折率を想定した場合の目標の照射方向（緑色の光線の照射方向）が、明暗境界線ＣＬよりも下向きの角度方向に設定され、色分散により緑色の光線よりも上向きの角度方向に照射される赤色や青色の光線が明暗境界線ＣＬよりも下向きの角度方向に照射される。即ち、色分離した波長域の光は明暗境界線ＣＬの下側の配光パターン内を照射する。配光パターン内において光放出点３０Ｂ以外の箇所からの照射光等と混色される。従って、明暗境界線ＣＬの上側に色分散による意図しない照明領域Ｑが発生する不具合が防止される。
【００５５】
また、光源として波長変換材料を用いたＬＥＤ光源を用いて明暗境界を形成する場合、ＬＥＤチップから照射される光束を遮光することなく、できる限り有効に利用して明暗境界を形成するのがエネルギー利用効率の点からも好適である。それゆえ、ＬＥＤ光源の端部を明暗境界、特にすれ違い配光用のヘッドランプのＨライン近傍の明暗境界線ＣＬとして利用するのが好ましい。この場合、ＬＥＤ光源は図６に示したようにＬＥＤ端部にまで波長変換材料層を設けているため、ＬＥＤ光源端部においては中央部に比べて色むらが生じやすい。このことは、ＬＥＤ光源をレンズ体にて拡大投影する場合において、明暗境界線ＣＬにＬＥＤ光源の色むらをそのまま投影する潜在的な問題点を有することになる。本実施形態においては、上述したように明暗境界線ＣＬに色分散を考慮したレンズ体としているので、ＬＥＤ光源の端部における色むらが生じている場合でも、色むらを低減することが可能となる。
【００５６】
図４は、本発明に係る車両用灯具の第２の実施の形態の構成を示した鉛直断面図である。図１の第１の実施の形態の車両用灯具１と同一又は類似の要素には同一符号又はプライム記号を付している。図４の車両用灯具５０は、図１の車両用灯具１と比較して、入射面１２′の形状が相違しており、平面ではなく凹面により形成されており、その他の構成要素については第１の実施の形態の車両用灯具１と同様に構成され、図２の配光パターンを形成するようにレンズ体１０の反射面１６′の形状が形成されている。
【００５７】
入射面１２′は、例えば、同図の鉛直断面図上において、入射面１２′に対してＬＥＤ光源３０の光放出点３０Ｂよりも離れた位置を中心５２とする円弧状（ＬＥＤ光源３０の光放出点３０Ｂを中心とする円弧よりも曲率半径が大きい円弧）に形成されるとともに、その円弧の中心５２が、光放出点３０Ｂと反射面１６′の中央付近の位置Ｔ１′とを通る直線上に位置するような円弧の凹面で形成されている。従って、光放出点３０Ｂから各方向に放出された白色光線が入射面１２′に入射する際の入射角が第１の実施の形態の車両用灯具１の場合よりも全体的に小さく、入射面１２′での屈折による色分散が小さくなっている。
【００５８】
反射面１６′の形状は、レンズ体１０で生じる色分散が考慮されて設計され、光放出点３０Ｂから各方向に放出された白色光線のうち、入射面１２′に垂直に入射し、レンズ体１０の入射面１２′及び出射面１８で屈折が生じない白色光線Ｘ１′については、目標の照射方向が、明暗境界線ＣＬの角度方向に設定され、同図のように、反射面１６′の位置Ｔ１′に入射した白色光線Ｘ１′（緑色の光線Ｇ１′）が光路ＣＬＤ１′に沿った明暗境界線ＣＬの角度方向に反射するように位置Ｔ１′での反射面１６′の形状（位置及び傾き）が形成されている。
【００５９】
一方、白色光線Ｘ１よりも車両前方側又は車両後方側に入射面１２′に入射し、入射面１２′で屈折が生じる白色光線（白色光線Ｘ２′、Ｘ３′）については、その屈折により生じる色分散（色分離）の大きさに応じて目標の照射方向が、設計目標の明暗境界線ＣＬよりも下向きの角度方向に設定され、白色光線の波長全域に対して一定の基準屈折率を想定した場合に反射面１６′の位置Ｔ１′より上側と下側の位置Ｔ２′、Ｔ３′に入射した白色光線Ｘ２′、Ｘ３′（緑色の光線Ｇ２′、Ｇ３′）を明暗境界線ＣＬの角度方向（光路ＣＬＤ２′、ＣＬＤ３′）よりも下向きの角度方向に照射（反射）するように反射面１６′の形状が設計されている。
【００６０】
これによれば、第１の実施の形態と比較して入射面１２′での光分散が小さくなる分、明暗境界線ＣＬの上側に意図しない照明領域Ｑが発生することを軽減することができ、また、その照明領域Ｑの発生を完全に防止するために、白色光線（緑色の光線）の照射方向を下向きとする角度の大きさも小さくてよく、反射面１６′の形状に加える変更が少なく、明暗境界線ＣＬ以外の他の照明領域の配光に与える影響も少なくすることができる。
【００６１】
尚、上記入射面１２′は、鉛直方向断面が円弧状でなくても楕円弧であってもよく、光放出点３０Ｂから見て凹曲面であれば、上記と同様の効果が得られる。入射面１２′の形状を光放出点３０Ｂを中心点とする球面とすれば、光放出点３０Ｂからの入射角は０度となり屈折が生じないため、入射角により生じる色分離も生じなくすることができる。しかしながら、この場合には球面とした入射面から入射した光に対応して反射面も球面に対応して球面を覆うように大きく設置しないと光の利用効率が低下することになる。即ち、レンズ体が大型化することになる。よって、光放出面３０Ａからの放射される光の取り込み量と反射面１６の大きさのバランスを考慮して、色分散が小さくなるように凹曲面を設計するのが好ましい。更に好ましくは、図４のように反射面寄りの入射面の曲率を光放出点３０Ｂを中心点とする球面に近いものとすると良い。
【００６２】
図５は、本発明に係る車両用灯具の第３の実施の形態の構成を示した鉛直断面図である。図１の第１の実施の形態の車両用灯具１と同一又は類似の要素には同一符号又はダブルプライム記号を付している。図５の車両用灯具１００は、図１の車両用灯具１と比較して、ＬＥＤ光源３０から放出された光を図１の反射面１６に相当する反射面１６″まで導くまでの構成が相違しており、入射面１２″がレンズ体１０の背面側（車両後方側）に形成され、ＬＥＤ光源３０が光放出面３０Ａを車両前方側に向けてレンズ体１０の背面側に配置されている。
【００６３】
また、入射面１２″からレンズ体１０内部に入射したＬＥＤ光源３０からの光を反射面１６″に直接入射させるのではなく、反射面１６″とは別の反射面１０２で一回反射させてから反射面１６″に入射させる構成となっている。即ち、入射面１２″からレンズ体１０内部に入射したＬＥＤ光源３０からの光がレンズ体１０内部で２回反射した後、出射面１８から出射するようになっている。尚、レンズ体１０の反射面１０２が形成される外面部分にアルミニウムが蒸着されてレンズ体１０内部で光を反射する反射面１０２が形成されている。
【００６４】
このような構成の車両用灯具１００においても第１の実施の形態と同様にして、明暗境界線ＣＬの上側に色分散による意図しない照明領域Ｑが発生する不具合が防止される。
【００６５】
即ち、反射面１６″の形状は、レンズ体１０で生じる色分散が考慮されて設計され、光放出点３０Ｂから各方向に放出された白色光線のうち、入射面１２″に垂直に入射し、レンズ体１０の入射面１２″及び出射面１８で屈折が生じない白色光線Ｘ１″については、目標の照射方向が、明暗境界線ＣＬの角度方向に設定され、同図のように、反射面１６″の位置Ｔ１″に入射した白色光線Ｘ１″（緑色の光線Ｇ１″）が光路ＣＬＤ１″に沿った明暗境界線ＣＬの角度方向に反射するように位置Ｔ１″での反射面１６″の形状（位置及び傾き）が形成されている。
【００６６】
一方、白色光線Ｘ１″よりも車両上方側又は車両下方側の位置から入射面１２″に入射し、入射面１２″で屈折が生じる白色光線（白色光線Ｘ２″、Ｘ３″）については、その屈折により生じる色分散（色分離）の大きさに応じて目標の照射方向が、設計目標の明暗境界線ＣＬよりも下向きの角度方向に設定され、白色光線の波長全域に対して一定の基準屈折率を想定した場合に反射面１６″の位置Ｔ１″より上側と下側の位置Ｔ２″、Ｔ３″に入射した白色光線Ｘ２″、Ｘ３″（緑色の光線Ｇ２″、Ｇ３″）を明暗境界線ＣＬの角度方向（光路ＣＬＤ２″、ＣＬＤ３″）よりも下向きの角度方向に照射（反射）するように反射面１６″の形状が設計されている。
【００６７】
本第３の実施の形態によれば、レンズ体１０内部で光を反射する反射面（１６″、１０２）を複数設けることによってＬＥＤ光源３０の配置場所の選択の幅を広げることができる。即ち、入射面１２″と反射面１０２の位置を変えることによってＬＥＤ光源３０の配置場所を図５と異なる位置に変更することが可能である。そして、反射面を複数設けた態様であっても、屈折が生じる光路を通過する緑色の光線（一定の基準屈折率を想定した場合の白色光線）の照射方向が、明暗境界線ＣＬの角度方向よりも下向きの角度方向となるように反射面１６″の形状を設定（基本的形状から補正）すれば、明暗境界線ＣＬの上側に意図しない照明領域Ｑが発生することを防止することができる。
【００６８】
なお、第３の実施の形態では、レンズ体１０内部に入射した光をレンズ体１０内部で２回反射させて出射面１８から出射する構成のレンズ体１０を示したが、レンズ体１０内部に入射した光をレンズ体１０内部で３回以上反射させて出射面１８から出射する構成のレンズ体を用いた車両用灯具であっても上記実施の形態と同様にして明暗境界線ＣＬの上側に意図しない照明領域Ｑが発生することを防止することができる。
【００６９】
以上、上記の第１乃至第３の実施の形態で示した車両用灯具は、レンズ体１０がポリカーボネート材で形成されたものであるが、レンズ体１０がポリカーボネート材以外の材料（例えば、ガラス、アクリル等の透明材料）で形成される場合であっても、色分散が生じる材料であれば、その程度に関係なく明暗境界線の上側の意図しない照明領域Ｑが発生することを防止するために上記実施の形態と同様にして本願発明が適用できる。
【００７０】
また、本発明に係る車両用灯具は、レンズ体１０における色分散により明暗境界線の上側の意図しない照明領域Ｑの発生することを防止するだけでなく、レンズ体１０の材料がポリカーボネート材のように複屈折の性質を有する場合に、その複屈折によって生じる明暗境界線のぼけを低減することができる。例えば、ポリカーボネート材は成形時に残留応力が大きく、材料特有の光弾性率の高さにより複屈折の性質を有してしまい、その複屈折の影響で、ＬＥＤ光源３０の光放出点３０Ｂから放出された光線のうち、入射面１２（１２′、１２″）に斜めに入射する光線（入射面１２で屈折する光線）が、複数の方向に複雑に分離する。もし、このような光線に対して複屈折を考慮せずに、一定の基準屈折率を想定した場合の白色光線（緑色の光線）が明暗境界線ＣＬの角度方向に照射されるように設計すると、複屈折によりそれらの分離した光線が明暗境界線ＣＬのボケを生じさせる。
【００７１】
一方、上記実施の形態のように入射面１２（１２′、１２″）で屈折する光線が明暗境界線ＣＬよりも下向きの角度方向に照射されるように設計することによって、その光線が明暗境界線ＣＬに与える影響が低減するため、色分散による意図しない照明領域Ｑの発生が防止されるとともに、複屈折による明暗境界線ＣＬのボケの発生も防止されるようになる。
【００７２】
また、上記実施の形態では、レンズ体１０において、屈折が生じる光路を通過する緑色の光線（一定の基準屈折率を想定した場合の白色光線）の照射方向が、明暗境界線ＣＬの角度方向よりも下向きの角度方向となるように反射面１６（１６′）の形状のみを基本的形状から補正するようにしたが、入射面１２（１２′）、反射面１６（１６′）及び出射面１８（１８′）のうち少なくとも１つの面（いずれか１つ又は複数の面）の形状を基本的形状に対して補正することによって、屈折が生じる光路を通過する緑色の光線が、明暗境界線ＣＬの角度方向よりも下向きの角度方向となるようにしてもよい。
【００７３】
また、上記実施の形態では、レンズ体１０の出射面１８を平面とし、設計目標の明暗境界線ＣＬの近傍の角度方向に反射面１６から照射される光線は、出射面１８で屈折しないことを条件としたが、本発明は、出射面１８が平面でなく（例えば凹面や凸面）、出射面１８で屈折が生じる場合であっても適用できる。
【００７４】
即ち、本発明は、ＬＥＤ光源３０の光放出点３０Ｂから放出された光線のうち、入射面１２（１２′、１２″）及び出射面１８のいずれにおいても垂直に入射して屈折が生じない光線の光路（非屈折光路）を少なくとも１つ設けることを条件とし、その光路を通過する緑色の光線（白色光線）の照射方向（出射面１８からの出射方向）を明暗境界線ＣＬの方向とし、ＬＥＤ光源３０の光放出点３０Ｂから放出された光線のうち、入射面１２（１２′）又は出射面１８で屈折する光線の光路（屈折光路）については、緑色の光線（一定の基準屈折率を想定した場合の白色光線）の照射方向を明暗境界線ＣＬの角度方向よりも下向きの角度方向となるようにすれば、明暗境界線ＣＬの上側に意図しない照明領域Ｑが発生することを防止することができる。このとき、基準屈折率の波長よりも長波長側及び短波長側の光の全てが明暗境界線ＣＬの角度方向と一致する方向、又は、それよりも下向きの方向となるように緑色の光線（一定の基準屈折率を想定した場合の白色光線）の照射方向を決めれば、明暗境界線ＣＬよりも上向きの角度方向に照射される光を完全に無くすことでき、意図しない照明領域Ｑの発生も完全に防止できる。
【００７５】
また、非屈折光路を通る光線が反射面１６（１６′、１６″）において反射する非屈折光路反射部の位置Ｔ１（Ｔ１′、Ｔ１″）は、反射面１６の上下方向の略中央とすることが望ましいが、必ずしも中央でなくてもよい。
【００７６】
また、反射面１６において非屈折光路反射部より上側と下側に屈折光路を通る光線を反射する上側屈折光路反射部と下側屈折光路反射部とを有する場合に、意図しない照明領域Ｑの発生は、上側屈折光路反射部を反射した屈折光路の光線による影響の方が大きいため、上側屈折光路反射部で反射する緑色の光線（一定の基準屈折率を想定した場合の白色光線）の照射方向のみが明暗境界線ＣＬの角度方向よりも下向きの角度方向となるように上側屈折光路反射部の形状を基本的形状に対して補正するようにしてもよい。
【００７７】
また、上記実施の形態の車両用灯具は、すれ違い光用の配光パターンの照明光を照射するヘッドランプに適用される場合を例示したが、本発明は、配光パターン端縁に明暗境界を有する配光パターンを形成する車両用灯具、又は、その配光パターンの一部であって明暗境界の方向に照明光を照射する車両用灯具であれば、すれ違い配光用のヘッドランプに限らず、走行ビーム用のヘッドランプやフォグランプ等の他の種類の車両用灯具に適用できる。
【符号の説明】
【００７８】
１、５０、１００…車両用灯具、１０…レンズ体、１２、１２′、１２″…入射面、１６、１６′、１６″、１０２…反射面、１８…出射面、３０…ＬＥＤ光源、３０Ａ…光放出面、３０Ｂ…光放出点
【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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