(57)【要約】【課題】照射対象の視認性を向上させることを目的とする。【解決手段】発光素子Ｌと、発光素子Ｌで生成された光を取り込んだうえで出射させる第１レンズ１０と、第１レンズ１０からの出射光を取り込んで所定方向へ出射させる第２レンズ２０と、を備える。第１レンズ１０は、発光素子Ｌで生成された光が入射する入射口１１と、入射口１１から入射して第１レンズ１０内部を通った光を出射させる出射口１２と、入射口１１と前記出射口１２との間に設けられた複数の側部壁面１３と、を有している。複数の側部壁面１３は、入射口１１から前記第1レンズ１０内部に入射した光を反射させる反射側面部１３と、反射側面部１３に入射する光の光度よりも小さい光度の光が入射するように構成された側面部と、を有する。【選択図】図１Ｂ
2018010817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子で生成された光を取り込んだうえで出射させる第１レンズと、
前記第１レンズからの出射光を取り込んで所定方向へ出射させる第２レンズと、を備え、
前記第１レンズは、
前記発光素子で生成された光が入射する入射口と、
前記入射口から入射して第１レンズ内部を通った光を出射させる出射口と、
前記入射口と前記出射口との間に設けられた複数の側部壁面と、を有しており、
前記複数の側部壁面は、
前記入射口から前記第1レンズ内部に入射した光を反射させる反射側面部と、
前記反射側面部に入射する光の光度よりも小さい光度の光が入射するように構成された側面部と、を有する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第１レンズの入射口は、
前記発光素子の周りを囲う凹形状であって、
凹形状の底面である第１入射面と、
凹形状の側面である第２入射面と、を有しており、
前記複数の側部壁面の反射側面部は、
前記第２入射面に入射した光を反射させる第１反射面と、
前記第１入射面に入射した光および前記第１反射面で反射した光を反射させる第２反射面と、を有しており、
前記複数の側部壁面の側面部は、前記第１反射面および第２反射面に入射する光の光度よりも小さい光度の光が入射するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１レンズの前記第２反射面には、段差が設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２レンズの出射面には、球面形状または楕円球面形状または四角錐形状の複数の窪みが設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第２レンズの出射面には、波状または円錐状の周期構造が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の照明装置を複数組み合わせて構成されており、それぞれの照明装置の第２レンズから出射する光が重なり合うよう構成されている
ことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項７】
第２反射面に段差が設けられている第１レンズを有する請求項２に記載の照明装置である第１の照明装置と、
第２反射面に段差が設けられている第１レンズと、球面形状または楕円球面形状または四角錐形状の複数の窪みが出射面に設けられている第２レンズと、を有する請求項２に記載の照明装置である第２の照明装置と、
波状または円錐状の周期構造が出射面に設けられた第２レンズを有する請求項１に記載の照明装置である第３の照明装置と、を備える
ことを特徴とする請求項６に記載の車両用前照灯。
【請求項８】
前記第１の照明装置による配光は、前記第１レンズの第２反射面の段差によってカットオフラインが形成されており、前記カットオフラインの光度勾配は、他の部分の光度勾配よりも急峻である
ことを特徴とする請求項７記載の車両用前照灯。
【請求項９】
前記第２の照明装置による配光は、
前記第１レンズの第２反射面の段差によってカットオフラインが形成されており、前記カットオフラインの光度勾配は、他の部分の光度勾配よりも急峻であるとともに、
配光の範囲が前記第１の照明装置よりも広く、かつ最大光度が前記第１の照明装置よりも低い
ことを特徴とする請求項７または８に記載の車両用前照灯。
【請求項１０】
前記第２の照明装置による配光は、前記第２レンズの出射面の窪みによって形成される配光部を有しており、その配光部の光度は、１０カンデラ以上６２５カンデラ以下である
ことを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の車両用前照灯。
【請求項１１】
前記第３の照明装置による配光は、水平方向に−３０°〜＋３０°の範囲よりも広い範囲で、かつ、高さ方向に−１０°〜０°の範囲よりも広い範囲の配光である
ことを特徴とする請求項７〜１０の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記第１の照明装置および前記第２の照明装置による配光は、それぞれ前記第１レンズの第２反射面の段差によってカットオフラインが形成されており、前記カットオフラインの光度勾配は、他の部分の光度勾配よりも急峻であり、
前記第１の照明装置の配光のカットオフラインと前記第２の照明装置のカットオフラインとがずれるように構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記側面部は、前記発光素子の中央を通る水平線と平行であるか、若しくは前記入射口側から前記出射口側にいくにつれて前記水平線から離れていくように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記第２レンズの出射面は、前記発光素子と反対側に向かって凸形状の曲面を有しており、その曲面には、１ミクロン以上１００ミクロン以下の大きさの曲面からのずれ量のうねりが形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項１５】
前記第２レンズは、その入射面と出射面との間に設けられた側部壁面を有しており、
前記第２レンズの入射面の外縁には、前記第２レンズの側部壁面への光を遮断する遮光部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記第２レンズは、その入射面と出射面との間に設けられた側部壁面を有しており、
前記第２レンズの側部壁面には、光を拡散させる凹凸構造が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置およびその照明装置を用いた車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用前照灯（いわゆるヘッドライト）は、例えば、特許文献１に記載の照明装置が使用されている。図１５は、特許文献１に記載の照明装置１００の断面図である。この照明装置１００は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１０１と、基板１０２と、反射板１０３と、開口１０４とからなる。ＬＥＤ１０１から発散した光は、反射板１０３で反射され、開口１０４を通って所定方向へ照射される。
【発明が解決しようとしている課題】
【０００３】
ここで、ＬＥＤ１０１から発散した光のほとんどが反射板１０３で反射されて所定方向へ照射されるため、この照明装置１００の配光の光度勾配は急峻になり、明暗の境界が目立ってしまう。したがって、照明装置１００が複数設けられたときに、それらの合成配光の光度勾配は急峻になり、配光に筋ムラが発生してしまうという問題がある。ここで、筋ムラとは、例えば路面を照らしたときに、複数の照明装置の配光同士の間に生ずる明線や暗線をいう。このような筋ムラが発生することで、路面に不自然な模様が映ってしまい、運転者の視認性が低下してしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、複数の照明装置の配光を重ね合わせたときの合成配光の光度勾配を緩やかにして、筋ムラが発生することを防止し、これにより照射対象の視認性を向上させることを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５３７６６５号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の照明装置は、発光素子と、前記発光素子で生成された光を取り込んだうえで出射させる第１レンズと、前記第１レンズからの出射光を取り込んで所定方向へ出射させる第２レンズと、を備え、前記第１レンズは、前記発光素子で生成された光が入射する入射口と、前記入射口から入射して第１レンズ内部を通った光を出射させる出射口と、前記入射口と前記出射口との間に設けられた複数の側部壁面と、を有しており、前記複数の側部壁面は、前記入射口から前記第1レンズ内部に入射した光を反射させる反射側面部と、前記反射側面部に入射する光の光度よりも小さい光度の光が入射するように構成された側面部と、を有することを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の照明装置によれば、第１レンズの複数の側部壁面が反射側面部に入射する光の光度よりも小さい光度の光が入射するように構成された側面部を有する。これによって、照明装置の配光の明暗の境界の一部がぼやけて目立たなくなる。明暗の境界が目立たなくなることによって、複数の照明装置の配光を重ね合わせたときの合成配光の光度勾配が緩やかになり、筋ムラが生じず、照射対象の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１に係る照明装置の斜視図である。
【図１Ｂ】同照明装置の構造と光路を示す図である。
【図２Ａ】同照明装置の第２レンズの正面図である。
【図２Ｂ】同照明装置の第２レンズの平面図である。
【図３Ａ】同照明装置の第１レンズの正面図である。
【図３Ｂ】同照明装置の第１レンズの平面図である。
【図４】同照明装置の水平方向および高さ方向における光度分布を示す図である。
【図５】従来の照明装置の水平方向および高さ方向における光度分布を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る照明装置の斜視図である。
【図７Ａ】同照明装置の第２レンズの正面図である。
【図７Ｂ】同照明装置の第２レンズの平面図である。
【図７Ｃ】同照明装置の第２レンズの出射面の拡大断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る照明装置の斜視図である。
【図９Ａ】同照明装置の第２レンズの正面図である。
【図９Ｂ】同照明装置の第２レンズの平面図である。
【図９Ｃ】同照明装置の第２レンズの出射口の拡大断面図である。
【図１０Ａ】同照明装置の第１レンズの正面図である。
【図１０Ｂ】同照明装置の第１レンズの平面図である。
【図１１Ａ】本発明の実施の形態４に係る車両用前照灯において、実施の形態１に係る照明装置、実施の形態２に係る照明装置、および実施の形態３に係る照明装置のそれぞれの配光と、これらを重ねあわせた合成配光を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの部分拡大図で、実施の形態１に係る照明装置と実施の形態２に係る照明装置の各カットオフラインの位置を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る照明装置の配光と、実施の形態２に係る照明装置の配光の一部とを重ねあわせた合成配光を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態４に係る車両用前照灯において、実施の形態１〜３に係る照明装置の各単体光度と合成光度を示す表である。
【図１４】本発明の実施形態４に係る車両用前照灯の配光のシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】従来の照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る照明装置について、図１Ａ〜４を参照しながら説明する。本実施の形態に係る照明装置１は、例えば、車両用前照灯のすれ違い用前照灯（いわゆるロービーム）の一部を構成するものである。図１Ａは、照明装置１の全体を示す斜視図であって、図１Ｂは、照明装置１の構造と光路を示す。照明装置１は、第１レンズ１０と、第２レンズ２０と、発光素子Ｌ（図１Ｂ参照）とを備える。なお、図１Ｂの紙面下端の横線は基板を示している。紙面右側が車両の下方側、左側が車両の上方側、紙面上側が車両の前方、紙面下側が車両の後方側をそれぞれ示している。
【００１０】
発光素子Ｌは、発散する等して光を生成するものであり、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。第１レンズ１０は、この発光素子Ｌから生成された光を取り込み、集光して出射させるように構成されている。第２レンズ２０は、第１レンズ１０からの出射光を取り込み、所定方向へ出射させることによって所望の配光を形成するように構成されている。第１レンズ１０及び第２レンズ２０の材質は、無機ガラスでもよく、アクリルやポリカーボネートに代表される有機プラスチックでもよい。以下、各構成の具体的な態様を説明する。
【００１１】
第１レンズ１０は、発光素子Ｌで生成された光が入射する入射口１１と、その入射口１１から入射して第１レンズ１０内部を通った光を出射させる出射口１２と、入射口と出射口との間に設けられた複数の側部壁面１３とを有している。具体的には、入射口１１は、発光素子Ｌの周りを囲う凹形状であって、凹形状の底面である第１入射面１１ａと、凹形状の側面である第２入射面１１ｂとで構成されている。発光素子Ｌから生成された光線は、第１レンズ１０の入射口１１のうち、第１入射面１１ａ及び第２入射面１１ｂのいずれかを経て第１レンズ１０に入射する。
【００１２】
複数の側部壁面１３は、第１反射面１３ａと、第２反射面１３ｂと、側面部１３ｃとを有している。第１反射面１３ａは、第２入射面１１ｂから入射した光を反射させるものである。第２反射面１３ｂは、第１入射面１１ａから入射した光および第１反射面１３ａで反射した光を反射させるものである。側面部１３ｃは、第１入射面１１ａに入射した光および第１反射面１３ａで反射した光のほとんどが届かない位置に設けられている。
【００１３】
具体的な構成としては、第１反射面１３ａは、一端が入射口１１と接続されており、他端が第２反射面１３ｂまたは側面部１３ｃと接続されている。第２反射面１３ｂおよび側面部１３ｃは、一端が第１反射面１３ａと接続されており、他端が出射口１２と接続されている。第２反射面１３ｂは、第１レンズ１０の下側の側部壁面１３に設けられており、側面部１３ｃは、第１レンズ１０の上側の側部壁面１３に設けられている。
【００１４】
矢印Ｒ１〜Ｒ４は、発光素子Ｌで生じて第１レンズの出射口１２に集光される光線の例を示したものである。光線Ｒ１は、第１入射面１１ａを経てそのまま出射口１２へと辿り着く。光線Ｒ２は、第１入射面１１ａを通過した後、第２反射面１３ｂで反射して出射口１２へと導かれる。光線Ｒ３は、第２入射面１１ｂに入射した後に第１反射面１３ａで反射されて出射口１２へと導かれる。光線Ｒ４は、第２入射面１１ｂに入射し、第１反射面１３ａで反射された後、さらに第２反射面１３ｂで反射されて出射口１２へと導かれる。
【００１５】
ここで、本実施の形態に係る照明装置１の側部壁面１３は、第１レンズ１０内部に入射した光線のほとんどが側面部１３ｃに届かないように構成されている。具体的には、側面部１３ｃは、第１反射面１３ａおよび第２反射面１３ｂ（以下、第１反射面１３ａおよび第２反射面１３ｂをまとめて反射側面部１３ａ、１３ｂと称することがある。）に入射する光の光度よりも小さい光度の光が入射する面である。すなわち、側面部１３ｃに入射する光線の本数は、反射側面部１３ａ、１３ｂに入射する光線の本数よりも少ない。なお、側面部１３ｃは、光を反射可能な面であってもよく、光を吸収可能な面であってもよく、さらには光を透過可能な面であってもよい。
【００１６】
このように光線をコントロールするための方法としては、例えば、第１入射面１１ａの形状を、発光素子Ｌに向かって凸形状にして、第１反射面１３ａに入射する光を、発光素子Ｌの中央を通る水平線Ａに向かって屈折される方法が挙げられる。また、第１反射面１３ａの角度を調整して、側面部１３ｃに光線がほとんど届かないようにする方法も考えられる。あるいは、側面部１３ｃを発光素子Ｌの中央を通る水平線Ａと略平行にするか、若しくは、入射口１１側から出射口１２側にいくにつれて（すなわち、車両の前方側にいくにつれて）水平線Ａから離れていくように側面部１３ｃを形成する方法等が考えられる。ただし、光線が届かない範囲であれば、入射口１１から出射口１２側にいくにつれて水平線Ａに近づくように側面部１３ｃを形成してもよい。
【００１７】
第２レンズ２０は、第１レンズ１０よりも車両の前方側に配置されている。第２レンズ２０は、第１レンズ１０の出射口１２から出射された光が入射する平坦形状の入射面２１と、入射面２１から入射して第２レンズ２０内部を通った光が出射する凸形状の出射面２２と、入射面２１と出射面２２との間に設けられた側部壁面２３とを備えている。第１レンズ１０によって集光された光は、平坦形状の入射面２１と凸形状の出射面２２とを経て所定方向へ出射される。出射面２２は発光素子Ｌと反対側（車両の前方側）に向かって凸形状であって、これにより、出射面２２から出射した光は略平行光となる。
【００１８】
また、入射面２１の外縁には、入射面２１を経て側部壁面２３に入射しようとする光を遮断する遮光部材２４が設けられている。これにより、配光形成上不要な光が第２レンズ２０の側部壁面２３で全反射することを防止することができ、ヘッドライト光の眩しさを軽減することができる。また、第２レンズ２０の側部壁面２３には凹凸形状が形成されており、この側部壁面２３に入射する不要な光を拡散させて、ヘッドライト光の眩しさを軽減することができる。凹凸形状の深さサイズは数十ミクロンであってもよく、数ミリであってもよい。凹凸形状は、球面形状でも半円筒形状でも四角錐形状であってもよく、光を拡散可能な形状であれば特に限定されない。
【００１９】
図２Ａは、第２レンズ２０の正面図である。図２Ｂは、第２レンズ２０の平面図である。図３Ａは、第１レンズ１０の正面図である。図３Ｂは、第１レンズ１０の平面図である。図２Ａおよび３Ａにおいて、紙面手前側が車両の前方側、紙面奥行側が車両の後方側である。また、図２Ｂおよび３Ｂにおいて、紙面上側が車両の前方側、紙面下側が車両の後方側である。図１Ｂは、図２Ａのａ−ａ´断面および図３Ａのｂ−ｂ´断面における第１レンズ１０および第２レンズ２０を示したものである。
【００２０】
第１レンズ１０の出射口１２の形状は、投影したい配光形状に対応して設計されており、ここでは車両用前照灯のすれ違い前照灯（いわゆるロービーム）で求められるカットオフラインのための段差１４（図１Ａ、３Ａ参照）が形成されている。ここで、カットオフラインは、明暗の境界が折れ曲がった部分を示しており、対向車に対して眩惑を与えないようにするため、配光が部分的に切り欠かれている。段差１４は、第２反射面１３ｂにのみ設けられている。
【００２１】
図３Ａの符号１３ｄ、１３ｅは、側面部１３ｃと同様に、第１レンズ１０に入射した光がほとんど届かない側面部である。すなわち、第１レンズ１０は、その側部壁面１３のうち、段差１４が設けられた第２反射面１３ｂのみに光が届き、その他の側面部１３ｃ、１３ｄ、１３ｅにはほとんど光が届かない。
【００２２】
図４は、本実施の形態に係る照明装置１（図１Ａ又は１Ｂ参照）を用いて光を投影した際の配光図と、水平方向および高さ方向における光度の分布図を示す。以下、水平方向の角度を水平角、高さ方向の角度を仰俯角と称する。光度が大きい部分は白色に、小さい部分は黒色で示されている。配光図の上部は、カットオフラインＣ１が形成されるとともに、光度勾配が急俊であることで明暗の境界が目立つ。一方で、配光図の左右と下部は明暗の境界がぼやけて目立たなくなる。
【００２３】
水平方向における光度分布図から、水平方向において光度が緩やかに変化していることがわかる。光度が緩やかに変化することで、配光の境界が目立たなくなる。また、高さ方向における光度分布図から、高さ方向下部においては光度が緩やかに変化するが、高さ方向上部においては光度が急峻に変化していることがわかる。
【００２４】
このように、第１レンズ１０の側部壁面１３が、反射面１３ｂである場合、その面で反射した光の配光の境界が目立つ一方、第１レンズ１０に入射した光がほとんど届かない側面部１３ｃ、１３ｄ、１３ｅである場合、その面でほとんど光が反射しないため光の配光の境界は目立たなくなる。例えば、側面部１３ｃは、その側面部１３ｃよりも外側に出射しようとする光がそのまま出射される。一方で、反射面１３ｂは、その反射面１３ｂよりも外側に出射しようとする光を反射させ、その光は内側の光に重ね合わせられ、これにより、境界における光度変化が急峻になる。
【００２５】
図５は、従来の照明装置の水平方向および高さ方向における光度分布を示す。従来の照明装置では、各側部壁面すべてが反射面であり、このような構成にすると、図５に示すように、すべての境界が目立ってしまう。これにより、筋ムラが発生して照射対象の視認性を低下させてしまう。本実施の形態に係る照明装置１において、図４に示すように境界が目立たないことによる利点は、複数の照明装置の光を重ね合わせた場合に、その合成配光の光度勾配が緩やかになり、配光に筋ムラがでずに自然な配光となり、照射対象の視認性を向上することにある。一方、すれ違い前照灯においては、カットオフライン（配光の上部の境界）の明暗の境界を目立たせることが好ましい。
【００２６】
さらに、従来の構造では、カットオフラインは、遮光板で光が遮断されることによって形成されていた。この場合、遮光板で吸収される光が有効に利用されず、エネルギー効率が悪化することになる。本実施の形態に係る照明装置１の構成では、カットオフラインＣ１は、光が第１レンズ１０の第２反射面１３ｂで反射されることによって形成されるため、光が無駄にならず有効に活用することができ、エネルギー効率を向上させることが可能となる。
【００２７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る照明装置について、図６〜７Ｃを参照しながら説明する。第１レンズおよび発光素子の構成については、実施の形態１の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。図６は、実施の形態２に係る照明装置２の斜視図である。図７Ａは、照明装置２の第２レンズ３０の正面図である。図７Ｂは、照明装置２の第２レンズ３０の平面図である。これらの図において、符号３１は入射面、符号３２は出射面、符号３３は側部壁面、符号３４は遮光部材をそれぞれ示している。
【００２８】
この第２レンズ３０の出射面３２の左右の中央（車両の幅方向中央）には、球面形状の窪み３２ａが複数設けられている。これら複数の窪み３２ａは、例えば、車両の幅方向および高さ方向に複数並んでいる。図７Ｃは、窪み３２ａを拡大した断面図である。窪み３２ａは、入射面３１に入射した光の一部分を同心円状に広げて出射する効果がある。このとき、球面形状の曲率および深さ３２ｂを適宜調整することで、配光の広がりと光度を任意に調整可能である。以下、窪み３２ａによって同心円状に広げられた配光をオーバーヘッド部Ｄ２１（図１１Ａ参照）と称す。オーバーヘッド部Ｄ２１は、例えば、車両走行時において路面上方の案内板等を照らすために有用である。
【００２９】
このオーバーヘッド部Ｄ２１の光度は、１０カンデラ以上６２５カンデラ以下であることが好ましい。１０カンデラ未満では光が弱すぎてしまい、案内板を照らすのに不十分である一方で、６２５カンデラより大きいと明るすぎて対向車や歩行者に眩惑を与えてしまうためである。
【００３０】
ここで、出射面３２のうち窪み３２ａが設けられていない部分から出射する光は、実施の形態１と同形状の配光を形成する。以下、この配光を本体部Ｄ２２（図１１Ａ参照）と称する。
【００３１】
実施の形態２に係る照明装置２は、第２レンズ３０の出射面３２に球面形状の窪み３２ａが設けられているため、１つの照明装置２で、本体部Ｄ２２の配光とオーバーヘッド部Ｄ２１の配光とを同時に形成できる点で優れている。
【００３２】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る照明装置について説明を行う。実施の形態１と同じ構成については、詳細な説明を省略し、主に実施の形態１と異なる構成について説明を行う。図８は、実施の形態３に係る照明装置３の斜視図である。図９Ａは、照明装置３の第２レンズ４０の正面図である。図９Ｂは、照明装置３の第２レンズ４０の平面図である。符号４１は入射面、符号４２は出射面、符号４３は側部壁面をそれぞれ示している。
【００３３】
第２レンズ４０の入射面４１は、図９Ｂに示すように、車両の幅方向の中央が凹んだ形状（凹形状）となっている。また、第２レンズ４０の出射面４２の全面は、水平方向に波状の凹凸（周期構造）が設けられている。図９Ｃは第２レンズ４０の出射面４２の底面を拡大した断面図である。この構造により、第１レンズ４０から出射した光の配光は、水平方向に広げられる。
【００３４】
図１０Ａは、実施の形態３における照明装置３（図８参照）の第１レンズ５０の正面図である。図１０Ｂは、照明装置３の第１レンズ５０の平面図である。第１レンズ５０は、カットオフラインのための段差が設けられていない点で、実施の形態１に係る第１レンズと異なる。符号５２は出射口、符号５３ｂは反射面、符号５３ｃ、５３ｄ、５３ｅは、第１レンズ５０に入射した光がほとんど届かない側面部をそれぞれ示している。
【００３５】
実施の形態３に係る照明装置３によれば、車両の運転者から見て左右両側の視認性を向上させることができる。以下、詳細を説明する。例えば、実施の形態１や２に係る照明装置では、車両前方の光度が強いため遠く離れた前方を照らすのに適している一方で、水平方向の配光の範囲が狭いため、車両の運転者から見て左右の歩行者等が暗く見えてしまい、配光の境界の明暗が生じて視認性が低くなってしまう。実施の形態３に係る照明装置３は、車両前方の光度が実施の形態１および２と比較して弱いが、水平方向における配光の範囲が広いため、車両の運転者から見て左右両側の視認性を向上させることができる。
【００３６】
また、実施の形態３に係る照明装置３は、カットオフラインよりもやや下方を照らすのに適している。そのため、本実施の形態は、第１レンズ５０にカットオフラインのための段差が設けられていない態様である。ただし、カットオフラインのための段差が設けられていてもよい。
【００３７】
このときの配光の範囲は、水平方向に−３０°〜＋３０°の範囲より広く、高さ方向に−１０°〜０°の範囲より広いことが好ましい。水平方向に−３０°〜＋３０°の範囲より広く、高さ方向に−１０°〜０°の範囲より広い場合、車両の運転者から見て左右の視認性を向上させるのに十分である。
（実施の形態４）
実施の形態４に係る発明は、実施の形態１〜３に係る照明装置１〜３を組み合わせて構成された車両用前照灯である。図１１Ａは、各照明装置１〜３の配光を示している。符号Ｄ１は、実施の形態１に係る照明装置１（図１Ａ又は１Ｂ参照）の配光、符号Ｄ２は、実施の形態２に係る照明装置２（図６参照）の配光、符号Ｄ３は、実施の形態３に係る照明装置３（図８参照）の配光をそれぞれ示している。配光Ｄ２は、実施の形態２で説明したように、同心円状に広げられたオーバーヘッド部Ｄ２１と、それ以外の本体部Ｄ２２とで構成されている。
【００３８】
図１１Ｂは、図１１Ａの配光Ｄ１および配光Ｄ２の本体部Ｄ２２のみに着目して、これらの配光を拡大したものである。配光Ｄ１および本体部Ｄ２２は、それぞれカットオフラインＣ１、Ｃ２を有している。ここで、配光Ｄ１のカットオフラインＣ１と、本体部Ｄ２２のカットオフラインＣ２は、わずかにずれていることが好ましい。このようにすることで、明暗の境界の光度勾配を緩やかに調整することができるためである。
【００３９】
図１２は、配光Ｄ１と本体部Ｄ２２を重ね合わせた合成配光を示す。カットオフラインが目立ち過ぎず、緩やかに光度が変化するように境界が形成されていることがわかる。実施の形態１では、カットオフラインにおいては明暗の境界を目立たせることが好ましいことを説明したが、目立ちすぎると被照射物体の輪郭と誤認するおそれがあるため、ある程度緩やかな光度勾配とすることが好ましい。
【００４０】
なお、図１１Ｂでは、配光Ｄ１のカットオフラインＣ１が本体部Ｄ２２のカットオフラインＣ２の内側に設けられている態様であるが、本実施の形態ではこの態様に限られず、配光Ｄ１のカットオフラインＣ１が本体部Ｄ２２のカットオフラインＣ２の外側に設けられる態様で合ってもよい。
【００４１】
また、カットオフラインＣ１、Ｃ２をずらす態様に代えて、実施の形態１および２の少なくとも何れか一方の照明装置の第２レンズ２０の凸形状の出射面２２の曲面に、１ミクロン以上１００ミクロン以下の大きさの曲面からのずれ量のうねりが形成されることにより、上記と同様にカットオフラインにおける境界を自然で急峻すぎない光度勾配に調整することも可能である。曲面からのずれ量のうねりが１ミクロン未満だと効果が薄く、１００ミクロンより大きいと全体の配光形状がくずれてしまう。
【００４２】
図１３は、実施の形態１〜３のそれぞれの照明装置１〜３の単体ピーク光度と、３つの照明装置１〜３の合成光度、および光源光束（発光素子の出力）の条件の一例を示す。ピーク光度は、実施の形態１の照明装置１、実施の形態２の照明装置２、実施の形態３の照明装置３の順番に高くなるように、各照明装置１〜３の第１および第２レンズが設計されている。
【００４３】
本実施の形態によれば、法規に必要となる最大光度を確保しつつ、広い範囲に光を照射する車両用前照灯が得られる。このとき、それぞれの照明装置１〜３の光が重なりあう領域の境界は、光度勾配が緩やかになるため明暗の境界が目立たない。そのため、この車両用前照灯が路面を照らした際に筋ムラが発生することがなく、車両の運転者の視認性を妨げることを防止できる。
【００４４】
図１４は、実施の形態４に係る車両用前照灯の配光のシミュレーション結果を示す。横軸は水平角、縦軸は仰俯角、等高線は光度を示す。このように中央の光度は強く、そこから左右と下方向にかけて光度勾配が緩やかに変化する配光となっている。中央上方は数百カンデラ程度の弱い光でオーバーヘッド部の配光である。
【００４５】
なお、実施の形態４は、すれ違い前照灯（いわゆるロービーム）への適用事例であるが、本発明はこの適用事例に限定されない。本発明は、すれ違い前照灯以外にも、光の重なりで任意の配光を形成することが可能であることから、走行用前照灯（いわゆるハイビーム）や、デイタイムランニングランプなどに適用することも可能である。
【００４６】
また、図６等に示すように、実施の形態２に係る照明装置２の第２レンズ３０の出射面３２は、球面形状の窪み３２ａが形成される態様であるが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、球面形状の窪み３２ａに代えて、楕円球面形状の窪みや、１／４球面形状の窪み、あるいは四角錐形状の窪み等であっても、同様の効果を得ることができる。窪みの形状に対応してオーバーヘッド部の形状が変化する。
【００４７】
さらに、図８等に示すように、実施の形態３に係る照明装置３の第２レンズ４０の出射面４２は、表面に波状の凹凸が設けられている態様であるが、本発明はこの態様に限定されない。例えば、波状の凹凸に代えて、円錐状の凹凸や三角錐状の凹凸等であっても同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、実施の形態４において、実施の形態１〜３に係る照明装置１〜３のそれぞれの配置については任意である。例えば、水平方向（車両の幅方向）に一列に並べても、高さ方向に一列に並べて、斜め方向に一列に並べてもよい。さらには、奥行き方向（車両の前後方向）の手前側から奥行き側に斜めに配置してもよい。照明装置の数を増やして円状に配置しても、目標となる配光がくずれることなく形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の照明装置は、車両用前照灯を構成する照明装置に有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１        照明装置
１０      第１レンズ
１１      入射口
１２      出射口
１３      側部壁面
１３ａ    第１反射面
１３ｂ    第２反射面
１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ    側面部
２０      第２レンズ
２１      入射面
２２      出射面
２３      側部壁面
２４      遮光部材
Ｌ        発光素子
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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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