(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に延びる光軸上に配置された凸レンズと、この凸レンズの後側焦点近傍に配置された発光素子とを備え、上記発光素子からの直射光を上記凸レンズで偏向制御することにより、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成された車両用照明灯具において、
上記発光素子が、矩形状の発光面を有する発光チップを備えてなり、この発光チップの下端縁を、上記光軸を含む平面上に位置させるとともに、該下端縁における一方の端点を上記後側焦点に位置させるようにして、前向きに配置されており、
上記凸レンズの周囲に、該凸レンズを帯状に囲むようにして付加レンズが配置されており、
この付加レンズが、上記発光素子からの光を上記光軸から離れる方向へ屈折させる態様で該付加レンズに入射させる入射面と、この入射面から入射した光を前方へ向けて内面反射させる反射面と、この反射面で内面反射した光を前方へ向けて水平拡散光として出射させる出射面とを備えてなり、
この付加レンズが、上記入射面における任意の点に到達した上記発光素子からの光により上記反射面に形成される上記発光チップの像において最上端に位置する点に対応する上記発光チップの外周縁上の隅点が同一の隅点となる角度範囲毎に、上記光軸に関して周方向に複数の扇形領域に分割されており、
これら複数の扇形領域の各々が、上記隅点からの光を、これら各扇形領域相互間において上下方向に関して互いに平行な光として前方へ向けて出射させるように構成されている、ことを特徴とする車両用照明灯具。
【請求項２】
上記複数の扇形領域の各々における上記入射面および上記反射面の、上記発光素子の発光中心を通る上記光軸と平行な軸線を含む平面に沿った断面形状が、同一形状に設定されており、
これら複数の扇形領域が、隣り合う扇形領域同士を上記軸線に関して径方向にずらすようにして配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用照明灯具。
【請求項３】
上記複数の扇形領域の各々における上記反射面が、上記発光素子の発光中心を通る上記光軸と平行な軸線を中心とする単一の回転曲面で構成されており、
これら複数の扇形領域の各々における上記入射面が、隣り合う扇形領域相互間で互いに形状の異なる曲面で構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用照明灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、発光素子を光源とする車両用照明灯具に関するものであり、特に、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するための光照射を行うように構成された車両用照明灯具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用照明灯具の光源として、発光ダイオード等の発光素子が多く用いられるようになってきている。
【０００３】
例えば「特許文献１」には、灯具前後方向に延びる光軸上に配置された凸レンズと、この凸レンズの後側焦点近傍に配置された発光素子とを備え、この発光素子からの直射光を凸レンズで偏向制御するように構成された、いわゆる直射型の車両用照明灯具が記載されている。
【０００４】
そして、この「特許文献１」に記載された車両用照明灯具においては、その発光素子の前方近傍に配置されたシェードにより、発光素子からの直射光の一部を遮蔽して、上端部に水平カットオフラインあるいは斜めカットオフラインを有する配光パターンを形成するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４４６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記「特許文献１」に記載された車両用照明灯具の構成を採用することにより、灯具の小型化を図ることが可能となる。また、この車両用照明灯具において、そのシェードの上端縁形状を適当に設定することにより、上端部に水平および斜め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も可能となる。
【０００７】
しかしながら、この「特許文献１」に記載された車両用照明灯具においては、そのシェードにより発光素子からの直射光の一部が遮蔽されてしまうため、光源光束を有効に利用することができない、という問題がある。
【０００８】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発光素子を光源とする直射型の車両用照明灯具において、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するようにした場合にも光源光束の利用効率を高めることができる車両用照明灯具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、発光素子からの直射光を凸レンズで偏向制御することにより、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するようにした上で、凸レンズの周囲に、これと一体形成された所定の付加レンズを配置することにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１０】
すなわち、本願発明に係る車両用照明灯具は、
車両前後方向に延びる光軸上に配置された凸レンズと、この凸レンズの後側焦点近傍に配置された発光素子とを備え、上記発光素子からの直射光を上記凸レンズで偏向制御することにより、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成された車両用照明灯具において、
上記発光素子が、矩形状の発光面を有する発光チップを備えてなり、この発光チップの下端縁を、上記光軸を含む平面上に位置させるとともに、該下端縁における一方の端点を上記後側焦点に位置させるようにして、前向きに配置されており、
上記凸レンズの周囲に、該凸レンズを帯状に囲むようにして付加レンズが配置されており、
この付加レンズが、上記発光素子からの光を上記光軸から離れる方向へ屈折させる態様で該付加レンズに入射させる入射面と、この入射面から入射した光を前方へ向けて内面反射させる反射面と、この反射面で内面反射した光を前方へ向けて水平拡散光として出射させる出射面とを備えてなり、
この付加レンズが、上記入射面における任意の点に到達した上記発光素子からの光により上記反射面に形成される上記発光チップの像において最上端に位置する点に対応する上記発光チップの外周縁上の隅点が同一の隅点となる角度範囲毎に、上記光軸に関して周方向に複数の扇形領域に分割されており、
これら複数の扇形領域の各々が、上記隅点からの光を、これら各扇形領域相互間において上下方向に関して互いに平行な光として前方へ向けて出射させるように構成されている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
上記「発光素子」とは、略点状に面発光する発光チップを有する素子状の光源を意味するものであって、その種類は特に限定されるものではなく、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等が採用可能である。また、この発光素子の「発光チップ」の発光面の形状は、矩形状であれば、その縦横比や大きさについては特に限定されるものではない。
【００１２】
上記「上記光軸を含む平面」は、水平面であってもよいし、この水平面に対して傾斜した平面であってもよい。
【００１３】
上記「付加レンズ」は、凸レンズを帯状に囲むようにして配置されたものであれば、凸レンズを全周にわたって囲むように配置されていてもよいし、凸レンズを所定角度範囲にわたって囲むように配置されていてもよく、また、凸レンズと一体で形成されていてもよいし別体で形成されていてもよい。
【００１４】
上記付加レンズの「反射面」は、該付加レンズの入射面から入射した光を全反射させる全反射面として構成されたものであってもよいし、付加レンズの表面に鏡面処理を施すことにより形成されたものであってもよい。
【００１５】
上記「複数の扇形領域の各々」は、上記隅点からの光を、各扇形領域相互間において上下方向に関して互いに平行な光として前方へ向けて出射させるように構成されたものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。また、これら「複数の扇形領域の各々」からの出射光の上下方向の向きは、光軸の向きと一致していてもよいし、一致していなくてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用照明灯具は、矩形状の発光面を有する発光チップを備えた発光素子からの直射光を、凸レンズで偏向制御することにより、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成されているが、上記発光素子は、その発光チップの下端縁を、光軸を含む平面上に位置させるとともに、該下端縁における一方の端点を凸レンズの後側焦点に位置させるようにして、前向きに配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１７】
すなわち、発光素子は凸レンズの後側焦点近傍において前向きに配置されているので、その発光チップの反転投影像が灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に形成されることとなるが、その際、この発光チップは、その下端縁が光軸を含む平面上に位置しており、かつ、この下端縁における一方の端点が凸レンズの後側焦点に位置しているので、凸レンズが仮に通常の凸レンズであったとすると、発光チップの反転投影像は、上記仮想鉛直スクリーン上において、該仮想鉛直スクリーンと光軸との交点に、その上端縁における一方の端点が位置するとともに、上記交点を通る水平線上またはこの水平線に対して傾斜した傾斜線上に、その上端縁が位置するようにして形成されることとなる。
【００１８】
したがって、この凸レンズにおける前方側表面の表面形状を適宜設定して、発光素子からの直射光を水平方向および斜め上向きに傾斜した方向に偏向拡散制御することにより、上端部に水平カットオフラインまたは斜めカットオフラインあるいはその双方を有する配光パターンを形成することができる。しかも、従来のようにシェードにより発光素子からの直射光の一部を遮蔽することを必要とせずに、カットオフラインを形成することができ、これにより光源光束を有効に利用することができる。
【００１９】
その上で、本願発明に係る車両用照明灯具は、凸レンズの周囲に、これを帯状に囲むようにして付加レンズが配置されており、この付加レンズが、発光素子からの光を光軸から離れる方向へ屈折させる態様で該付加レンズに入射させる入射面と、この入射面から入射した光を前方へ向けて内面反射させる反射面と、この反射面で内面反射した光を前方へ向けて水平拡散光として出射させる出射面とを備えた構成となっているので、発光素子からの出射光のうち、凸レンズの周辺空間へ向かう光の多くを付加レンズに入射させて、その反射面および出射面を介して前方へ向けて出射させることができる。そしてこれにより、凸レンズからの出射光により形成される基本配光パターンに対して、この付加レンズからの出射光により付加配光パターンを付加的に形成することができるので、光源光束をより有効に利用することができる。
【００２０】
さらに、本願発明に係る車両用照明灯具においては、付加レンズの入射面における任意の点に到達した発光素子からの光により、該付加レンズの反射面には発光チップの像が形成されることとなるが、その際、この付加レンズは、発光チップの像において最上端に位置する点に対応する発光チップの外周縁上の隅点が同一の隅点となる角度範囲毎に、光軸に関して周方向に複数の扇形領域に分割されており、そして、これら複数の扇形領域の各々は、上記隅点からの光を、これら各扇形領域相互間において上下方向に関して互いに平行な光として前方へ向けて出射させるように構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００２１】
すなわち、付加レンズからの出射光により形成される付加配光パターンは、複数の扇形領域からの出射光により形成される配光パターンを重畳したものとなる。その際、この付加レンズは、その反射面で内面反射した発光素子からの光を前方へ向けて水平拡散光として出射させる構成となっているが、上下方向に関しては発光チップの隅点からの光を互いに平行な光として前方へ向けて出射させる構成となっているので、各扇形領域からの出射光により形成される配光パターンは、その上端縁の高さが揃ったものとなる。このため、付加レンズからの出射光により形成される付加配光パターンは、その上端縁が鮮明な水平カットオフラインを形成することとなる。
【００２２】
したがって、灯具全体として形成される配光パターンは、凸レンズからの出射光により形成される基本配光パターンのカットオフラインと付加レンズからの出射光により形成される付加配光パターンの水平カットオフラインとを有するものとなる。
【００２３】
その際、凸レンズからの出射光により形成される基本配光配光パターンのカットオフラインを斜めカットオフラインとして形成すれば、灯具全体として形成される配光パターンを、水平および斜めカットオフラインを有する配光パターンとすることができる。
【００２４】
また、凸レンズからの出射光により形成される基本配光配光パターンのカットオフラインを水平カットオフラインとして形成すれば、灯具全体として形成される配光パターンを、より鮮明な水平カットオフラインを有する配光パターンとすることができる。
【００２５】
このように本願発明によれば、発光素子を光源とする直射型の車両用照明灯具において、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するようにした場合にも光源光束の利用効率を高めることができる。しかも、付加配光パターンの付加形成により、光源光束の利用効率をさらに高めることができ、かつ、鮮明な水平カットオフラインを追加形成することができる。
【００２６】
上記構成において、複数の扇形領域の各々のおける入射面および反射面の、発光素子の発光中心を通る上記光軸と平行な軸線を含む平面に沿った断面形状を、同一形状に設定した上で、これら複数の扇形領域を、隣り合う扇形領域同士を上記軸線に関して径方向にずらすようにして配置された構成とすれば、各扇形領域のずらし量を適当に調整することにより、各扇形領域からの出射光により形成される配光パターンの上端縁の高さを揃えることができる。そしてこれにより、付加レンズの光学設計を容易に行うことができるようにした上で、上記作用効果を得ることができる。
【００２７】
一方、上記構成において、複数の扇形領域の各々における反射面を、発光素子の発光中心を通る上記光軸と平行な軸線を中心とする単一の回転曲面（すなわち回転対称な曲面）で構成した上で、これら複数の扇形領域の各々における入射面を、隣り合う扇形領域相互間で互いに形状の異なる曲面で構成されたものとすれば、付加レンズの凹凸箇所を少なく抑えることができる。そしてこれにより、付加レンズを製造する際、その付加レンズの反射面を精度良く形成することができるようにした上で、上記作用効果を得ることができる。
【００２８】
上記構成において、発光素子の具体的な配置および凸レンズの具体的な構成としては、例えば、次のような構成が採用可能である。
【００２９】
すなわち、第１の構成例として、発光素子については、その発光チップにおける下端縁が、光軸を含む水平面上に位置するとともに、この下端縁における自車線側の端点が凸レンズの後側焦点に位置するように配置された構成とし、凸レンズについては、その前方側表面における一部の領域が、該領域に到達した発光素子からの光を、水平方向に拡散する光として出射させる水平方向拡散領域として構成されるとともに、その前方側表面における他の一部の領域が、該領域に到達した発光素子からの光を、水平方向に対して自車線側へ向けて所定角度上向きに傾斜した斜め方向に拡散する光として出射させる斜め方向拡散領域として構成されたものとすることが可能である。
【００３０】
このようにした場合、上記仮想鉛直スクリーン上には、水平方向拡散領域からの出射光により、水平方向に延びる第１の配光パターンが形成されるとともに、斜め方向拡散領域からの出射光により、水平方向に対して自車線側へ向けて所定角度上向きに傾斜した斜め方向に延びる第２の配光パターンが形成されることとなる。そして、これら第１および第２の配光パターンの合成配光パターンとして、上端部に水平および斜めカットオフラインを有する配光パターンが形成されることとなる。
【００３１】
その際、第１の配光パターンは、発光チップの反転投影像が水平方向に引き伸ばされた配光パターンとして形成されるが、この発光チップの下端縁は凸レンズの後側焦点から水平方向に延びているので、この第１の配光パターンの上端縁は明暗比が極めて高いものとなり、これにより水平カットオフラインを鮮明なものとすることができる。
【００３２】
また、第２の構成例として、発光素子については、その発光チップにおける下端縁が、光軸を含む水平面に対して自車線側へ向けて所定角度上向きに傾斜した傾斜面上に位置するとともに、該下端縁における対向車線側の端点が凸レンズの後側焦点に位置するように配置された構成とし、凸レンズについては、その前方側表面における一部の領域が、該領域に到達した発光素子からの光を、水平方向に拡散する光として出射させる水平方向拡散領域として構成されるとともに、その前方側表面における他の一部の領域が、該領域に到達した発光素子からの光を、水平方向に対して自車線側へ向けて上記所定角度上向きに傾斜した斜め方向に拡散する光として出射させる斜め方向拡散領域として構成されたものとすることが可能である。
【００３３】
このようにした場合、上記仮想鉛直スクリーン上には、水平方向拡散領域からの出射光により、水平方向に延びる第１の配光パターンが形成されるとともに、斜め方向拡散領域からの出射光により、水平方向に対して自車線側へ向けて所定角度上向きに傾斜した斜め方向に延びる第２の配光パターンが形成されることとなる。そして、これら第１および第２の配光パターンの合成配光パターンとして、上端部に水平および斜めカットオフラインを有する配光パターンが形成されることとなる。
【００３４】
その際、第２の配光パターンは、発光チップの反転投影像が水平方向に対して自車線側へ向けて所定角度上向きに傾斜した傾斜方向に引き伸ばされた配光パターンとして形成されるが、この発光チップの下端縁は凸レンズの後側焦点から上記傾斜方向に延びているので、この第２の配光パターンの上端縁は明暗比が極めて高いものとなり、これにより斜めカットオフラインを鮮明なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００３６】
まず、本願発明の第１実施形態について説明する。
【００３７】
図１は、本実施形態に係る車両用照明灯具１０を示す正面図である。また、図２は、図１のII-II 線断面図であり、図３は、図２の要部詳細図である。さらに、図４は、この車両用照明灯具１０を示す斜視図である。
【００３８】
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された凸レンズ１２と、この凸レンズ１２を全周にわたって帯状に囲むようにして該凸レンズ１２と一体形成された付加レンズ２２と、凸レンズ１２の後側焦点Ｆ近傍に配置された発光素子１４と、この発光素子１４を支持する金属プレート１６と、この金属プレート１６および付加レンズ２２を位置決め支持する金属製の支持部材１８とからなり、図示しないランプボディ等に対して光軸調整可能に組み込まれた状態で、車両用前照灯の灯具ユニットとして用いられるようになっている。
【００３９】
そして、この車両用照明灯具１０は、光軸調整が完了した段階では、その光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びた状態で配置されるようになっている。
【００４０】
凸レンズ１２は、前方側表面１２ａが凸面で後方側表面１２ｂが平面の平凸非球面レンズに近い形状を有する凸レンズであって、光軸Ａｘ上に配置されている。その際、この凸レンズ１２の前方側表面１２ａは、その光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った断面形状が、平凸非球面レンズにおける前方側表面の断面形状を有しているが、上記鉛直面に沿った断面形状以外の断面形状は、平凸非球面レンズにおける前方側表面の断面形状を幾分変形させた形状を有している。したがって、この凸レンズ１２の後側焦点Ｆとは、正確には、光軸Ａｘを含む鉛直面内における後側焦点のことである。この凸レンズ１２の前方側表面１２ａの詳細な構成については後述する。
【００４１】
発光素子１４は、白色発光ダイオードであって、横長矩形状（例えば縦１ｍｍ横２ｍｍ程度の長方形）の発光面を有する発光チップ１４ａと、この発光チップ１４ａを支持する基板１４ｂとからなっている。その際、発光チップ１４ａは、その発光面を覆うように形成された薄膜により封止されている。
【００４２】
この発光素子１４は、その発光チップ１４ａの下端縁１４ａ１を、光軸Ａｘを含む水平面に対して自車線側（すなわち左側（灯具正面視では右側））へ向けて所定角度θ（具体的にはθ＝１５°）上向きに傾斜した傾斜面上に位置させるとともに、該下端縁１４ａ１における対向車線側の端点を、凸レンズ１２の後側焦点Ｆに位置させるようにして、前向きに配置されている。
【００４３】
付加レンズ２２は、発光素子１４からの光を光軸Ａｘから離れる方向へ屈折させる態様で該付加レンズ２２に入射させる入射面２２ｂと、この入射面２２ｂから入射した光を前方へ向けて内面反射させる反射面２２ｃと、この反射面２２ｃで内面反射した光を前方へ向けて水平拡散光として出射させる出射面２２ａとを備えた構成となっている。この付加レンズ２２は、その後端部に後方へ向けて突出する環状突起部２２ｄが形成されており、この環状突起部２２ｄにおいて支持部材１８に位置決め固定されている。この付加レンズ２２の詳細な構成については後述する。
【００４４】
図３に示すように、凸レンズ１２からの出射光は、発光チップ１４ａの下端縁１４ａ１からの光（実線で光路を示す光）よりも、その上端縁からの光（破線で光路を示す光）の方が下向きとなるが、付加レンズ２２からの出射光は、発光チップ１４ａの下端縁１４ａ１からの光の方が、その上端縁からの光よりも下向きになる。その際、付加レンズ２２の反射面２２ｃにおいては、発光チップ１４ａの下端縁１４ａ１からの光の到達位置よりも、その上端縁からの光の到達位置の方が上になる。
【００４５】
次に、凸レンズ１２の前方側表面１２ａの詳細な構成について説明する。
【００４６】
図５は、凸レンズ１２を発光チップ１４ａと共に示す、図１の要部拡大図である。
【００４７】
同図に示すように、凸レンズ１２の前方側表面１２ａは、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して対向車線側（すなわち右側（灯具正面視では左側））に位置する全領域が、水平方向拡散領域Ｚ１として構成されるとともに、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して自車線側に位置する全領域が、斜め方向拡散領域Ｚ２として構成されている。
【００４８】
水平方向拡散領域Ｚ１は、該領域Ｚ１に到達した発光素子１４からの光を、水平方向に拡散する光として出射させる領域である。一方、斜め方向拡散領域Ｚ２は、該領域Ｚ２に到達した発光素子１４からの光を、水平方向に対して自車線側へ向けて所定角度θ（具体的にはθ＝１５°）上向きに傾斜した斜め方向に拡散する光として出射させる領域である。
【００４９】
その際、水平方向拡散領域Ｚ１における出射光の拡散制御は、該水平方向拡散領域Ｚ１の各位置毎に出射光の向きを設定することにより行われるようになっている。
【００５０】
すなわち、この水平方向拡散領域Ｚ１は、同図に示すように、上下方向に等間隔で水平方向に延びる複数の曲線Ｌ１ｃと、水平方向拡散領域Ｚ１と斜め方向拡散領域Ｚ２との境界線Ｂの上端点から下端点にかけて子午線状に延びる複数の曲線Ｌ１ｍとで形成される複数のセルＣ１に区分けされており、これら各セルＣ１毎に光出射方向が設定されている。
【００５１】
具体的には、同図において矢印で示すように、境界線Ｂに近いセルＣ１においては、出射光の向きをやや大きい角度で左向きとし、凸レンズ１２の外周縁に近いセルＣ１においては、出射光の向きを比較的大きい角度で右向きとし、その中間に位置するセルＣ１においては、その中間の向きとするようになっている。その際、各段毎に、境界線Ｂに隣接するセルＣ１から凸レンズ１２の外周縁に隣接するセルＣ１まで、出射光の向きを水平面内において徐々に変化させるようになっている。
【００５２】
一方、斜め方向拡散領域Ｚ２における出射光の拡散制御についても、水平方向拡散領域Ｚ１の場合と同様、該斜め方向拡散領域Ｚ２の各位置毎に出射光の向きを設定することにより行われるようになっている。
【００５３】
すなわち、この斜め方向拡散領域Ｚ２は、同図に示すように、複数のセルＣ２に区分けされており、これら各セルＣ２毎に光出射方向が設定されている。ただし、この斜め方向拡散領域Ｚ２においては、複数のセルＣ２に区分けする曲線Ｌ２ｃ、Ｌ２ｍが、水平方向拡散領域Ｚ１の曲線Ｌ１ｃ、Ｌ１ｍに対して、灯具正面視において角度θ分だけ光軸Ａｘ回りに反時計方向に傾斜するようにして延びている。
【００５４】
そして、同図において矢印で示すように、境界線Ｂに近いセルＣ２においては、出射光の向きを曲線Ｌ２ｃに沿って小さい角度で左向きとし、凸レンズ１２の外周縁に近いセルＣ２においては、出射光の向きをある程度大きい角度で左向きとし、その中間に位置するセルＣ２においては、その中間の向きとするようになっている。
【００５５】
この斜め方向拡散領域Ｚ２は、その上部領域Ｚ２ａおよび下部領域Ｚ２ｂ（図１３において斜線で示す領域）においては、該領域Ｚ２に到達した発光素子１４からの光を、下方側（正確には上記傾斜平面に対して下方側）へ拡散する光として出射させるように構成されている。その際、下方側への出射光偏向量は、境界線Ｂの上端点および光軸Ａｘから斜め下方へ延びる曲線Ｌ２ｍの下端点の各々に近いセルＣ２におけるものほど、大きくなるように設定されている。
【００５６】
なお、同図において、各セルＣ１、Ｃ２の中心位置から延びる矢印は、発光チップ１４ａの下端縁１４ａ１における対向車線側の端点（すなわち凸レンズ１２の後側焦点Ｆの位置）から凸レンズ１２に入射した光が、各セルＣ１、Ｃ２から出射する向きを示すものである。
【００５７】
このように凸レンズ１２の前方側表面１２ａを形成することにより、この前方側表面１２ａは水平方向拡散領域Ｚ１と斜め方向拡散領域Ｚ２との境界線Ｂにおいて不連続な表面形状となり、この境界線Ｂが稜線として形成されることとなる。
【００５８】
次に、付加レンズ２２の詳細な構成について説明する。
【００５９】
図１〜４に示すように、この付加レンズ２２は、光軸Ａｘに関して周方向に８つの扇形領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ、２２Ｆ、２２Ｇ、２２Ｈに分割されている。これら８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈは、その各々における入射面２２ｂおよび反射面２２ｃの、発光素子１４の発光中心（すなわち灯具正面視における発光チップ１４ａの中心）Ｏを通る、光軸Ａｘと平行な軸線Ａｘ１を含む平面に沿った断面形状が、同一形状に設定されている。そして、これら８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈは、隣り合う扇形領域同士を光軸Ａｘに関して径方向にずらすようにして配置されている。
【００６０】
具体的には、この付加レンズ２２の入射面２２ｂは、軸線Ａｘ１を中心として形成された略円筒面状の回転曲面を、各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ毎に、軸線Ａｘ１に関して径方向にずらした凹凸面により構成されており、また、その反射面２２ｃは、軸線Ａｘ１を中心として形成された回転曲面を、各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ毎に、軸線Ａｘ１に関して径方向にずらした凹凸面により構成されている。そして、この反射面２２ｃは、各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈにおいて、該反射面２２ｃに到達した発光素子１４からの光を、全反射により内面反射させるように構成されている。
【００６１】
図１に示すように、この付加レンズ２２の出射面２２ａには、反射面２２ｃで内面反射した発光素子１４からの光を水平拡散光として出射させるための複数の拡散レンズ素子２２ｓが縦縞状に形成されている。ただし、図２〜４においては、これらの拡散レンズ素子２２ｓを省略して示している。
【００６２】
この出射面２２ａにおいて、複数の拡散レンズ素子２２ｓが形成される際の基準となる曲面は、８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈの各々について、入射面２２ｂおよび反射面２２ｃと同様、軸線Ａｘ１を含む平面に沿った断面形状が同一形状に設定されるとともに、これら各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ毎に軸線Ａｘ１に関して径方向にずらした凹凸面により構成されている。
【００６３】
図６は、付加レンズ２２を発光チップ１４ａと共に示す、図１の要部拡大図である。ただし、同図においては、説明の便宜上、凸レンズ１２および付加レンズ２２の拡散レンズ素子２２ｓを省略して示している。なお、同図において斜線で示す領域は、付加レンズ２２と凸レンズ１２との接続部分を切断した状態を示すものである。
【００６４】
この付加レンズ２２を構成する８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈの分割は、次のようにして設定された角度範囲毎に行われている。
【００６５】
すなわち、同図に示すように、発光チップ１４ａの外周縁上における４箇所の隅点のうち、その下端縁１４ａ１における自車線側の端点を隅点Ａ０とし、その上端縁における自車線側の端点を隅点Ｂ０とし、その上端縁における対向車線側の端点を隅点Ｃ０とし、その下端縁１４ａ１における対向車線側の端点（すなわち光軸Ａｘ上に位置する点）を隅点Ｄ０とする。
【００６６】
付加レンズ２２の入射面２２ｂにおける任意の点に到達した発光素子１４からの光により反射面２２ｃに形成される発光チップ１４ａの像ＩｒＡ〜ＩｒＨは、発光チップ１４ａが矩形状の外形形状を有していることから、略矩形状の像となる。そして、これらの像ＩｒＡ〜ＩｒＨは、その形成位置が光軸Ａｘに関して周方向に異なった位置になると、これに伴って、その姿勢も変化する。
【００６７】
これらの像ＩｒＡ〜ＩｒＨの外周縁における４箇所の点Ａｒ、Ｂｒ、Ｃｒ、Ｄｒを、発光チップ１４ａにおける４箇所の隅点Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０に対応する点とすると、これらの像ＩｒＡ〜ＩｒＨにおいて最上端に位置する点は、光軸Ａｘの斜め左上（灯具正面視では右上）に位置する扇形領域２２Ａにおいては、発光チップ１４ａの隅点Ａ０に対応する点Ａｒとなり、この扇形領域２２Ａと隣接するようにして、光軸Ａｘの略真上に位置する扇形領域２２Ｂにおいては、発光チップ１４ａの隅点Ｂ０に対応する点Ｂｒとなる。そして、この扇形領域２２Ｂの反対側に隣接する扇形領域２２Ｃにおいては、発光チップ１４ａの隅点Ｃ０に対応する点Ｃｒとなり、この扇形領域２２Ｃの反対側に隣接する扇形領域２２Ｄにおいては、発光チップ１４ａの隅点Ｄ０に対応する点Ｄｒとなる。
【００６８】
さらに、この扇形領域２２Ｄの反対側に隣接する扇形領域２２Ｅにおいては、再び発光チップ１４ａの隅点Ａ０に対応する点Ａｒとなり、この扇形領域２２Ｅの反対側に隣接する扇形領域２２Ｆにおいては、発光チップ１４ａの隅点Ｂ０に対応する点Ｂｒとなり、この扇形領域２２Ｆの反対側に隣接する扇形領域２２Ｇにおいては、再び発光チップ１４ａの隅点Ｃ０に対応する点Ｃｒとなり、この扇形領域２２Ｇの反対側に隣接する扇形領域２２Ｈにおいては、発光チップ１４ａの隅点Ｄ０に対応する点Ｄｒとなる。
【００６９】
そして、８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈは、発光チップ１４ａの像ＩｒＡ〜ＩｒＨにおいて最上端に位置する点が、４箇所の点Ａｒ、Ｂｒ、Ｃｒ、Ｄｒのうち同一の点となる角度範囲毎に分割されている。このようにして分割された結果、発光チップ１４ａの上下両端縁と略対向する位置にある４つの扇形領域２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｆ、２２Ｇは、その中心角が比較的小さいものとなり、それ以外の４つの扇形領域２２Ａ、２２Ｄ、２２Ｅ、２２Ｈは、その中心角が比較的大きいものとなる。
【００７０】
上述したように、これら８つの扇形領域２２Ａ〜Ｚは、隣り合う扇形領域同士を軸線Ａｘ１に関して径方向にずらすようにして配置されているが、その際のずらし量は、反射面２２ｃに形成される発光チップ１４ａの像ＩｒＡ〜ＩｒＨの最上端に位置する点に対応する発光チップ１４ａの隅点からの光が、これら各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ相互間において上下方向に関して互いに平行な光として前方へ向けて出射するような値に設定されている。
【００７１】
すなわち、仮に、８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈの各々が、軸線Ａｘ１に関して径方向にずれていないとすると、その出射光により灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に形成される発光チップ１４ａの像は、各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ毎に、その上下方向の位置が区々となる。これに対し、これら各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈを、軸線Ａｘ１に関して径方向にずらすと、これに伴って、上記仮想鉛直スクリーン上に形成される発光チップ１４ａの像の位置は上下方向（および水平方向）に変化する。その際、本実施形態においては、この径方向へのずらし量が、反射面２２ｃに形成される発光チップ１４ａの像ＩｒＡ〜ＩｒＨの最上端に位置する点に対応する発光チップ１４ａの隅点からの光が、これら各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ相互間において上下方向に関して互いに平行な光として前方へ向けて出射するような値に設定されているので、各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈからの出射光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される発光チップ１４ａの像は、いずれもその上端位置が揃ったものとなる。
【００７２】
実際には、付加レンズ２２の出射面２２ａに形成された複数の拡散レンズ素子２２ｓにより、反射面２２ｃで内面反射した発光素子１４からの光は、水平拡散光として出射することとなるので、各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈからの出射光により上記仮想鉛直スクリーン上には、上端部に水平カットオフラインを有する横長の配光パターンが、その上端位置を揃えるようにして複数形成されることとなる。
【００７３】
図７は、本実施形態に係る車両用照明灯具１０から前方へ照射される光により、灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される基本配光パターンＰＡおよび付加配光パターンＰＢを透視的に示す図である。
【００７４】
同図に示すように、これら基本配光パターンＰＡおよび付加配光パターンＰＢは、２点鎖線で示すロービーム用配光パターンＰＬの一部として形成されるようになっている。その際、基本配光パターンＰＡは、凸レンズ１２からの出射光により形成される配光パターンであり、一方、付加配光パターンＰＢは、付加レンズ２２からの出射光により形成される配光パターンである。そして、これら基本配光パターンＰＡおよび付加配光パターンＰＢと、図示しない他の灯具ユニットから前方へ照射される光により形成される配光パターンとの合成配光パターンとして、ロービーム用配光パターンＰＬが形成されるようになっている。
【００７５】
このロービーム用配光パターンＰＬは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端部に水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。その際、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを通る鉛直線であるＶ−Ｖ線に対して、対向車線側に水平カットオフラインＣＬ１が形成されるとともに、自車線側に斜めカットオフラインＣＬ２が形成されており、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の交点であるエルボ点Ｅは、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置している。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅを左寄りに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されるようになっている。
【００７６】
図８は、基本配光パターンＰＡと付加配光パターンＰＢとを分離して示す、図８と同様の図であって、同図（ａ）は基本配光パターンＰＡ、同図（ｂ）は付加配光パターンＰＢを示す図である。
【００７７】
まず、基本配光パターンＰＡについて説明する。
【００７８】
同図（ａ）に示すように、この基本配光パターンＰＡは、第１の配光パターンＰＡ１と第２の配光パターンＰＡ２との合成配光パターンとして形成されている。
【００７９】
配光パターンＰＡ１は、凸レンズ１２の前方側表面１２ａにおける水平方向拡散領域Ｚ１からの出射光により形成される配光パターンであって、その上端縁を水平カットオフラインＣＬ１に略一致させるようにして形成されている。一方、配光パターンＰＡ２は、凸レンズ１２の前方側表面１２ａにおける斜め方向拡散領域Ｚ２からの出射光により形成される配光パターンであって、その上端縁を斜めカットオフラインＣＬ２に略一致させるようにして形成されている。そして、ロービーム用配光パターンＰＬのホットゾーンＨＺは、主として、これら２つの配光パターンＰＡ１、ＰＡ２の重複部分により形成されるようになっている。
【００８０】
図９（ａ）は、配光パターンＰＡ１を詳細に示す図であり、同図（ｂ）は、配光パターンＰＡ２を詳細に示す図である。
【００８１】
これらの図に示すように、凸レンズ１２が仮に通常の平凸非球面レンズであったとすると、発光チップ１４ａの反転投影像Ｉｏは、上記仮想鉛直スクリーン上において、エルボ点Ｅの位置（すなわち、仮想鉛直スクリーンと光軸Ａｘとの交点）に、その上端縁Ｉｏ１の自車線側の端点が位置するとともに、エルボ点Ｅを通り水平線に対して自車線側へ向けて所定角度θ上向きに傾斜した傾斜線の延長線上に、その上端縁Ｉｏ１が位置するようにして形成されることとなる。これは、発光チップ１４ａの下端縁１４ａ１が、光軸Ａｘを含む水平面に対して自車線側へ向けて所定角度θ（具体的にはθ＝１５°）上向きに傾斜した傾斜面上に位置しているとともに、この下端縁１４ａ１における対向車線側の端点が、凸レンズ１２の後側焦点Ｆに位置していることによるものである。
【００８２】
実際には、凸レンズ１２の前方側表面１２ａは、その光軸Ａｘを含む鉛直面に関して対向車線側に位置する領域が水平方向拡散領域Ｚ１として構成されるとともに自車線側に位置する領域が斜め方向拡散領域Ｚ２として構成されているので、上記仮想鉛直スクリーン上には、水平方向拡散領域Ｚ１からの出射光により、水平方向に延びる配光パターンＰＡ１が形成されるとともに、斜め方向拡散領域Ｚ２からの出射光により、反転投影像Ｉｏを水平方向に対して自車線側へ向けて所定角度θ上向きに傾斜した斜め方向に延びる配光パターンＰＡ２が形成されることとなる。
【００８３】
図９（ａ）においては、配光パターンＰＡ１の拡がりの様子を、複数の反転投影像Ｉｚ１の重ね合わせで示している。
【００８４】
この配光パターンＰＡ１は、発光チップ１４ａの反転投影像Ｉｏを、水平方向に関して、左右両側へ引き伸ばした配光パターンとして形成されている。その際、反転投影像Ｉｏの上端縁Ｉｏ１が延びる方向と反転投影像Ｉｏが引き伸ばされる方向とは一致していないので、この配光パターンＰＡ１の上端縁ＰＡ１ａは、後述する配光パターンＰＡ２の上端縁ＰＡ２ａほどには明暗比が高くはならないが、水平カットオフラインＣＬ１として認識し得る程度の鮮明度は十分確保可能である。
【００８５】
一方、図９（ｂ）においては、配光パターンＰＡ２の拡がりの様子を、複数の反転投影像Ｉｚ２、Ｉｚ２ａ、Ｉｚ２ｂの重ね合わせで示している。
【００８６】
この配光パターンＰＡ２は、発光チップ１４ａの反転投影像Ｉｏを、上記斜め方向に関して、左方向に偏向させつつ引き伸ばした配光パターンとして形成される。その際、反転投影像Ｉｏの上端縁Ｉｏ１は、エルボ点Ｅを通り水平線に対して自車線側へ向けて所定角度θ上向きに傾斜した傾斜線の延長線上に位置しているので、配光パターンＰＡ２の上端縁ＰＡ２ａは明暗比が極めて高いものとなり、これにより斜めカットオフラインＣＬ２は鮮明なものとなる。
【００８７】
この配光パターンＰＡ２を構成している複数の反転投影像Ｉｚ２のうち、斜め方向拡散領域Ｚ２における上部領域Ｚ２ａおよび下部領域Ｚ２ｂからの出射光により形成される反転投影像Ｉｚ２ａ、Ｉｚ２ｂは、斜めカットオフラインＣＬ２に対してやや下方に位置しているが、これは、上部領域Ｚ２ａおよび下部領域Ｚ２ｂからの出射光が、下方側へ拡散する光となっていることによるものである。
【００８８】
次に、付加配光パターンＰＢについて説明する。
【００８９】
図８（ｂ）に示すように、付加配光パターンＰＢは、水平カットオフラインＣＬ１の下方近傍において、Ｖ−Ｖ線を中心にして左右両側に細長く延びる横長の配光パターンとして形成されている。その際、この付加配光パターンＰＢは、その上端縁ＰＢａが水平カットオフラインＣＬ１と略同じ高さに位置するようにして水平方向に延びるように形成されている。
【００９０】
この付加配光パターンＰＢは、同図（ｂ）において２点鎖線で示す基準配光パターンＰＢｏを８つに分割し、これらを各々所定量下方へ変位させた上で左右両側へ水平に拡げることにより、形成される配光パターンである。
【００９１】
ここで基準配光パターンＰＢｏは、仮に、付加レンズ２２が８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈに分割されておらず、かつ、その出射面２２ａが、その反射面２２ｃで内面反射して該出射面２２ａに到達した光を、軸線Ａｘ１と平行な光として出射させるように形成された曲面（すなわち軸線Ａｘ１に関して回転対称な曲面）で構成されているとした場合に形成される配光パターンであって、エルボ点Ｅを中心とするスポット状の配光パターンとして形成される。
【００９２】
実際には、付加レンズ２２は、８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈに分割されており、かつ、その出射面２２ａには複数の拡散レンズ素子２２ｓが形成されているので、付加配光パターンＰＢは、基準配光パターンＰＢｏを下方へ変位させた上で左右両側へ水平に拡げたような形状を有するものとなり、水平カットオフラインＣＬ１の下方近傍において比較的狭い上下幅で比較的明るい横長の配光パターンとして形成されることとなる。
【００９３】
その際、この付加配光パターンＰＢの上端縁ＰＢａが、水平カットオフラインＣＬ１と略同じ高さで水平方向に延びているのは、上述したように、上記仮想鉛直スクリーン上に形成される発光チップ１４ａの像が、各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ毎に、その上端位置が揃ったものとなることによるものである。
【００９４】
図１０は、８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈの各々における出射面２２ａに拡散レンズ素子２２ｓが形成されていないとした場合に、これら各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈからの出射光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される発光チップ１４ａの像ＩｓＡ〜ＩｓＨを、付加配光パターンＰＢと共に示す図である。
【００９５】
同図（ａ）に示すように、扇形領域２２Ａからの出射光により形成される発光チップ１４ａの像ＩｓＡは、その上端の点Ａｓが水平カットオフラインＣＬ１と同じ高さに位置している。その際、この像ＩｓＡにおける上端の点Ａｓは、付加レンズ２２の反射面２２ｃに形成される発光チップ１４ａの像ＩｒＡにおいて最上端に位置する点Ａｒに対応する点である。
【００９６】
同様に、同図（ｂ）〜（ｈ）に示すように、他の７つの扇形領域２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ、２２Ｆ、２２Ｇ、２２Ｈの各々からの出射光により形成される発光チップ１４ａの像ＩｓＢ、ＩｓＣ、ＩｓＤ、ＩｓＥ、ＩｓＦ、ＩｓＧ、ＩｓＨも、その上端の点Ｂｓ、Ｃｓ、Ｄｓ、Ａｓ、Ｂｓ、Ｃｓ、Ｄｓが水平カットオフラインＣＬ１と同じ高さに位置している。その際、これら各像ＩｓＢ、ＩｓＣ、ＩｓＤ、ＩｓＥ、ＩｓＦ、ＩｓＧ、ＩｓＨにおける上端の点Ｂｓ、Ｃｓ、Ｄｓ、Ａｓ、Ｂｓ、Ｃｓ、Ｄｓは、付加レンズ２２の反射面２２ｃに形成される発光チップ１４ａの像ＩｒＡ、ＩｒＢ、ＩｒＣ、ＩｒＤ、ＩｒＥ、ＩｒＦ、ＩｒＧ、ＩｒＨにおいて最上端に位置する点Ａｒ、Ｂｒ、Ｃｒ、Ｄｒ、Ａｒ、Ｂｒ、Ｃｒ、Ｄｒに対応する点である。
【００９７】
このように各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈからの出射光により形成される発光チップ１４ａの像ＩｓＡ〜ＩｓＨにおける上端の点Ａｓ〜Ｄｓが水平カットオフラインＣＬ１と同じ高さに揃うのは、８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈの各々の、軸線Ａｘ１に関して径方向へのずらし量が、反射面２２ｃに形成される発光チップ１４ａの像ＩｒＡ〜ＩｒＨの最上端に位置する点Ａｒ〜Ｄｒに対応する発光チップ１４ａの隅点Ａ０〜Ｄ０からの光が、これら各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ相互間において上下方向に関して互いに平行な光として前方へ向けて出射するような値に設定されていることによるものである。
【００９８】
付加配光パターンＰＢは、これら８つの発光チップ１４ａの像ＩｓＡ〜ＩｓＨを、出射面２２ａに形成された複数の拡散レンズ素子２２ｓの水平方向拡散機能により、図示矢印のように、左右両側へ水平に拡げることにより形成されることとなる。
【００９９】
そして、図７に示すように、この付加配光パターンＰＢを基本配光パターンＰＡと部分的に重複させるようにして形成することにより、ロービーム用配光パターンＰＬにおけるホットゾーンＨＺの周囲の明るさを補強するとともに、鮮明な水平カットオフラインＣＬ１を形成するようになっている。
【０１００】
以上詳述したように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、矩形状の発光面を有する発光チップ１４ａを備えた発光素子１４からの直射光を、凸レンズ１２で偏向制御することにより、ロービーム用配光パターンＰＬの一部として、上端部に水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有する基本配光パターンＰＡを形成するように構成されているが、発光素子１４は、その発光チップ１４ａの下端縁１４ａ１を、光軸Ａｘを含む水平面に対して自車線側へ向けて所定角度θ上向きに傾斜した傾斜面上に位置させるとともに、該下端縁１４ａ１における対向車線側の端点を、凸レンズ１２の後側焦点Ｆに位置させるようにして、前向きに配置されており、また、凸レンズ１２の前方側表面１２ａは、その一部の領域が水平方向拡散領域Ｚ１として構成されるとともに、他の一部の領域が斜め方向拡散領域Ｚ２として構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【０１０１】
すなわち、発光素子１４は凸レンズ１２の後側焦点Ｆ近傍において前向きに配置されているので、その発光チップ１４ａの反転投影像Ｉｏが灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に形成されることとなるが、その際、この発光チップ１４ａは、その下端縁１４ａ１が光軸Ａｘを含む水平面に対して自車線側へ向けて所定角度θ上向きに傾斜した傾斜面上に位置しており、かつ、この下端縁１４ａ１における対向車線側の端点が凸レンズ１２の後側焦点Ｆに位置しているので、凸レンズ１２が仮に通常の平凸非球面レンズであったとすると、発光チップ１４ａの反転投影像Ｉｏは、上記仮想鉛直スクリーン上において、該仮想鉛直スクリーンと光軸Ａｘとの交点（すなわちＨ−Ｖ）に、その上端縁Ｉｏ１の対向車線側の端点が位置するとともに、上記交点を通る水平線に対して自車線側へ向けて所定角度θ上向きに傾斜した傾斜線の延長線上に、その上端縁Ｉｏ１が位置するようにして形成されることとなる。
【０１０２】
実際には、凸レンズ１２の前方側表面１２ａは、その一部の領域が、該領域に到達した発光素子１４からの光を、水平方向に拡散する光として出射させる水平方向拡散領域Ｚ１として構成されるとともに、他の一部の領域が、該領域に到達した発光素子１４からの光を、水平方向に対して自車線側へ向けて所定角度θ上向きに傾斜した斜め方向に拡散する光として出射させる斜め方向拡散領域Ｚ２として構成されているので、上記仮想鉛直スクリーン上には、水平方向拡散領域Ｚ１からの出射光により、水平方向に延びる配光パターンＰＡ１が形成されるとともに、斜め方向拡散領域Ｚ２からの出射光により、水平方向に対して自車線側へ向けて所定角度θ上向きに傾斜した斜め方向に延びる配光パターンＰＡ２が形成されることとなる。
【０１０３】
そして、これら配光パターンＰＡ１、ＰＡ２の合成配光パターンとして、上端部に水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有する基本配光パターンＰＡが形成されることとなる。
【０１０４】
その際、配光パターンＰＡ２は、発光チップ１４ａの反転投影像Ｉｏが水平方向に対して自車線側へ向けて所定角度θ上向きに傾斜した斜め方向に引き伸ばされた配光パターンとして形成されるが、この発光チップ１４ａの下端縁１４ａ１は凸レンズ１２の後側焦点Ｆから水平方向に対して自車線側へ向けて所定角度θ上向きに傾斜した斜め方向に延びているので、この配光パターンＰＡ２の上端縁ＰＡ２ａは明暗比が極めて高いものとなり、これにより斜めカットオフラインＣＬ２を鮮明なものとすることができる。
【０１０５】
しかも本実施形態においては、従来のようにシェードにより発光素子１４からの直射光の一部を遮蔽することを必要とせずに、水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を形成することができ、これにより光源光束を有効に利用することができる。
【０１０６】
特に本実施形態においては、凸レンズ１２の前方側表面１２ａにおける、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して、対向車線側に位置する領域が水平方向拡散領域Ｚ１として構成されるとともに、自車線側に位置する領域が斜め方向拡散領域Ｚ２として構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【０１０７】
すなわち、水平方向拡散領域Ｚ１は、自車線側へ向かう出射光よりも対向車線側へ向かう出射光が多くなるように構成されていることが、ある程度の長さを有する水平カットオフラインＣＬ１を形成するという観点から好ましい。その際、仮に、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して自車線側に位置する領域が、水平方向拡散領域Ｚ１として構成されていたとすると、凸レンズ１２の前方側表面１２ａでの出射光の屈折角が大きくなるので、この前方側表面１２ａにおいて内面反射する光の割合が多くなってしまい、その分だけ光源光束の損失となってしまうこととなる。その点、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して対向車線側に位置する領域が、水平方向拡散領域Ｚ１として構成されたものとすれば、凸レンズ１２の前方側表面１２ａでの出射光の屈折角が小さくなるので、この前方側表面１２ａで内面反射する光の割合が少なくなり、これにより光源光束の利用効率を高めることができる。
【０１０８】
同様に、斜め方向拡散領域Ｚ２は、対向車線側へ向かう出射光よりも自車線側へ向かう出射光が多くなるように構成されていることが、ある程度の長さを有する斜めカットオフラインＣＬ２を形成するという観点から好ましい。その際、仮に、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して対向車線側に位置する領域が、斜め方向拡散領域として構成されていたとすると、凸レンズ１２の前方側表面１２ａでの出射光の屈折角が大きくなるので、この前方側表面１２ａにおいて内面反射する光の割合が多くなってしまい、その分だけ光源光束の損失となってしまうこととなる。その点、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して自車線側に位置する領域が、斜め方向拡散領域Ｚ２として構成されたものとすれば、凸レンズ１２の前方側表面１２ａでの出射光の屈折角が小さくなるので、この前方側表面１２ａで内面反射する光の割合が少なくなり、これにより光源光束の利用効率を高めることができる。
【０１０９】
しかも本実施形態においては、斜め方向拡散領域Ｚ２の一部が、該領域Ｚ２に到達した発光素子１４からの光を、下方側へ拡散する光として出射させる下向き拡散領域Ｚ２ａ、Ｚ２ｂとして構成されているので、ロービーム用配光パターンＰＬにおけるエルボ点Ｅからやや自車線側寄りに位置する部分の明るさを増大させることができ、これにより、そのホットゾーンＨＺを所望する大きさおよび形状で形成することが容易に可能となる。
【０１１０】
その上で、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、凸レンズ１２の周囲に、該凸レンズ１２を帯状に囲むようにして該凸レンズ１２と一体形成された付加レンズ２２が配置されており、この付加レンズ２２が、発光素子１４からの光を光軸Ａｘから離れる方向へ屈折させる態様で該付加レンズ２２に入射させる入射面２２ｂと、この入射面２２ｂから入射した光を前方へ向けて内面反射させる反射面２２ｃと、この反射面２２ｃで内面反射した光を前方へ向けて水平拡散光として出射させる出射面２２ａとを備えた構成となっているので、発光素子１４からの出射光のうち、凸レンズ１２の周辺空間へ向かう光の多くを付加レンズ２２に入射させて、その反射面２２ｃおよび出射面２２ａを介して前方へ向けて出射させることができる。そしてこれにより、凸レンズ１２からの出射光により形成される基本配光パターンＰＡに対して、この付加レンズ２２からの出射光により付加配光パターンＰＢを付加的に形成することができるので、光源光束をより有効に利用することができる。
【０１１１】
その際、付加レンズ２２は、凸レンズ１２を帯状に囲むようにしてこれと一体形成されているので、この付加レンズ２２と凸レンズ１２との位置関係を常に一定に維持することができ、これにより付加レンズ２２による発光素子１４からの光の偏向制御を精度良く行うことができる。
【０１１２】
さらに、本実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、付加レンズ２２の入射面２２ｂにおける任意の点に到達した発光素子１４からの光により、該付加レンズ２２の反射面２２ｃには発光チップ１４ａの像が形成されることとなるが、この付加レンズ２２は、発光チップ１４ａの像において最上端に位置する点に対応する発光チップ１４ａの外周縁上の隅点が同一の隅点となる角度範囲毎に、光軸Ａｘに関して周方向に８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈに分割されており、そして、これら８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈの各々は、上記隅点からの光を、これら各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ相互間において上下方向に関して互いに平行な光として前方へ向けて出射させるように構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【０１１３】
すなわち、付加レンズ２２からの出射光により形成される付加配光パターンＰＢは、８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈからの出射光により形成される配光パターンを重畳したものとなる。その際、この付加レンズ２２は、その反射面２２ｃで内面反射した発光素子１４からの光を前方へ向けて水平拡散光として出射させる構成となっているが、上下方向に関しては発光チップ１４ａの隅点からの光を互いに平行な光として前方へ向けて出射させる構成となっているので、各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈからの出射光により形成される配光パターンは、その上端縁の高さが揃ったものとなる。このため、付加レンズ２２からの出射光により形成される付加配光パターンＰＢは、その上端縁ＰＢａが鮮明な水平カットオフラインを形成することとなる。
【０１１４】
そして、凸レンズ１２からの出射光により形成される基本配光パターンＰＡは、その配光パターンＰＡ１の上端縁ＰＡ１ａが水平カットオフラインＣＬ１を形成するとともに、その配光パターンＰＡ２の上端縁ＰＡ２ａが鮮明な斜めカットオフラインを形成しているので、これに付加配光パターンＰＢを合成することにより、灯具全体として形成されるロービーム用配光パターンＰＬを、鮮明な水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有する配光パターンとすることができる。
【０１１５】
このように本実施形態によれば、発光素子１４を光源とする直射型の車両用照明灯具１０において、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するようにした場合にも光源光束の利用効率を高めることができる。しかも、付加配光パターンＰＢの付加形成により、光源光束の利用効率をさらに高めることができ、かつ、鮮明な水平カットオフラインＰＢａを追加形成することができる。
【０１１６】
しかも本実施形態おいては、８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈの各々の、発光素子１４の発光中心Ｏを通る、光軸Ａｘと平行な軸線Ａｘ１を含む平面に沿った断面形状が、同一形状に設定されており、その上で、これら８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈが、隣り合う扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ同士を軸線Ａｘ１に関して径方向にずらすようにして配置されているので、各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈのずらし量を適当に調整することにより、各扇形領域２２Ａ〜２２Ｈからの出射光により形成される配光パターンの上端縁の高さを揃えることができる。そしてこれにより、付加レンズ２２の光学設計を容易に行うことができるようにした上で、上記作用効果を得ることができる。
【０１１７】
次に、本願発明の第２実施形態について説明する。
【０１１８】
図１１は、本実施形態に係る車両用照明灯具１１０を示す正面図である。また、図１２は、この車両用照明灯具１１０の凸レンズ１１２および付加レンズ１２２を示す斜視図である。
【０１１９】
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用照明灯具１１０は、その基本的な構成は第１実施形態に係る車両用照明灯具１０と同様であるが、その凸レンズ１１２および付加レンズ１２２の形状が第１実施形態の場合と異なっている。
【０１２０】
すなわち、本実施形態に係る車両用照明灯具１１０においては、凸レンズ１１２が、第１実施形態の凸レンズ１２よりも小径で構成されている。ただし、この凸レンズ１１２の光学的な機能は、第１実施形態の凸レンズ１２の場合と同様である。
【０１２１】
一方、本実施形態に係る車両用照明灯具１１０においては、付加レンズ１２２が、第１実施形態の付加レンズ２２よりも大径で構成されているる。ただし、この付加レンズ１２２の光学的な機能は、第１実施形態の付加レンズ２２の場合と略同様である。
【０１２２】
すなわち、この付加レンズ１２２も、第１実施形態の付加レンズ２２と同様、発光素子１４からの光を光軸Ａｘから離れる方向へ屈折させる態様で該付加レンズ１２２に入射させる入射面１２２ｂと、この入射面１２２ｂから入射した光を前方へ向けて内面反射させる反射面１２２ｃと、この反射面１２２ｃで内面反射した光を前方へ向けて水平拡散光として出射させる出射面１２２ａとを備えた構成となっている。
【０１２３】
その際、この付加レンズ１２２の反射面１２２ｃは、上記内面反射を全反射により行うように構成されている。また、この付加レンズ１２２の出射面１２２ａには、複数の拡散レンズ素子１２２ｓが縦縞状に形成されている。
【０１２４】
さらに、この付加レンズ１２２も、第１実施形態の付加レンズ２２と同様、光軸Ａｘに関して周方向に８つの扇形領域１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ、１２２Ｅ、１２２Ｆ、１２２Ｇ、１２２Ｈに分割されている。ただし、これら８つの扇形領域１２２Ａ〜１２２Ｈの各々における反射面１２２ｃは、軸線Ａｘ１を中心とする単一の回転曲面で構成されている。
【０１２５】
その際、これら８つの扇形領域１２２Ａ〜１２２Ｈは、第１実施形態における８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈと同様、発光チップ１４ａの像において最上端に位置する点に対応する発光チップ１４ａの外周縁上の隅点が同一の隅点となる角度範囲毎に分割されているが、これを実現するため、これら８つの扇形領域１２２Ａ〜１２２Ｈの各々における入射面１２２ｂは、隣り合う扇形領域１２２Ａ〜１２２Ｈ相互間で互いに形状の異なる曲面で構成されている。
【０１２６】
そして、これら８つの扇形領域１２２Ａ〜１２２Ｈの各々は、上記隅点からの光を、これら各扇形領域１２２Ａ〜１２２Ｈ相互間において上下方向に関して互いに平行な光として前方へ向けて出射させるように構成されている。
【０１２７】
したがって、これら各扇形領域１２２Ａ〜１２２Ｈからの出射光により形成される配光パターンは、その上端縁の高さが揃ったものとなり、これにより、付加レンズ１２２からの出射光により形成される付加配光パターンは、その上端部に鮮明な水平カットオフラインを有するものとなる。
【０１２８】
このように本実施形態の構成を採用した場合においても、第１実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。
【０１２９】
しかも本実施形態においては、付加レンズ１２２の反射面１２２ｃが、光軸Ａｘを中心とする単一の回転曲面で構成されているので、凸レンズ１１２および付加レンズ２２を製造する際、その付加レンズ２２の反射面２２ｃを精度良く形成することができるようにした上で、上記作用効果を得ることができる。
【０１３０】
ところで、上記各実施形態においては、発光素子１４の発光チップ１４ａが、横長矩形状の発光面を有しているものとして説明したが、正方形あるいは縦長矩形状の発光面を有するものを用いることも、もちろん可能である。
【０１３１】
また、上記各実施形態においては、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して対向車線側に位置する全領域が、水平方向拡散領域Ｚ１として構成されるとともに、光軸Ａｘを含む鉛直面に関して自車線側に位置する全領域が、斜め方向拡散領域Ｚ２として構成されているものとして説明したが、これら水平方向拡散領域Ｚ１あるいは斜め方向拡散領域Ｚ２における一部の領域を、これとは異なる構成（例えば、通常の平凸非球面レンズにおける前方側表面の形状のままに維持して、反転投影像Ｉｏをそのまま上記仮想鉛直スクリーン上に投影させる構成）とすることも可能である。
【０１３２】
さらに、上記各実施形態においては、凸レンズ１２、１１２の後方側表面１２ｂ、１１２ｂが平面で構成されているものとして説明したが、凸面あるいは凹面で構成されたものとすることも可能である。
【０１３３】
また、上記各実施形態においては、付加レンズ２２、１２２が、凸レンズ１２、１１２を全周にわたって囲むようにして配置されており、かつ、光軸Ａｘに関して周方向に８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ、１２２Ａ〜１２２Ｈに分割されているものとして説明したが、これら８つの扇形領域２２Ａ〜２２Ｈ、１２２Ａ〜１２２Ｈのうちの一部だけが、凸レンズ１２、１１２を所定角度範囲にわたって囲むようにして配置された構成とすることも可能である。
【０１３４】
上記各実施形態においては、その車両用照明灯具１０、１１０からの光照射により形成される基本配光パターンＰＡおよび付加配光パターンＰＢが、左配光のロービーム用配光パターンＰＬ、ＰＬ２の一部として形成される場合について説明したが、右配光のロービーム用配光パターンの一部として形成される場合においても、各車両用照明灯具１０、１１０の構成をそれぞれ左右反転させた構成とすれば、上記各実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３５】
なお、上記各実施形態において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本願発明の第１実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面図
【図２】図１のII-II 線断面図
【図３】図２の要部詳細図
【図４】上記車両用照明灯具を示す斜視図
【図５】上記車両用照明灯具の凸レンズを発光チップと共に示す、図１の要部拡大図
【図６】上記車両用照明灯具の付加レンズを発光チップと共に示す、図１の要部拡大図
【図７】上記車両用照明灯具から前方へ照射される光により、灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される基本配光パターンおよび付加配光パターンを透視的に示す図
【図８】上記基本配光パターンと上記付加配光パターンとを分離して示す、図８と同様の図であって、（ａ）は基本配光パターン、（ｂ）は付加配光パターンを示す図
【図９】（ａ）は、上記基本配光パターンの一部を構成する第１の配光パターンを詳細に示す図、（ｂ）は、上記基本配光パターンの他の部分を構成する第２の配光パターンを詳細に示す図
【図１０】上記付加レンズを構成する８つの扇形領域の各々における出射面に拡散レンズ素子が形成されていないとした場合に、これら各扇形領域からの出射光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される発光チップの像を、付加配光パターンと共に示す図
【図１１】本願発明の第２実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面図
【図１２】上記第２実施形態に係る車両用照明灯具の凸レンズおよび付加レンズを示す斜視図
【符号の説明】
【０１３７】
１０、１１０  車両用照明灯具
１２、１１２  凸レンズ
１２ａ、１１２ａ  前方側表面
１２ｂ、１１２ｂ  後方側表面
１４  発光素子
１４ａ  発光チップ
１４ａ１  下端縁
１４ｂ  基板
１６  金属プレート
１８  支持部材
２２、１２２  付加レンズ
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ、２２Ｆ、２２Ｇ、２２Ｈ、１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ、１２２Ｅ、１２２Ｆ、１２２Ｇ、１２２Ｈ  扇形領域
２２ａ、１２２ａ  出射面
２２ｂ、１２２ｂ  入射面
２２ｃ、１２２ｃ  反射面
２２ｄ  環状突起部
２２ｓ、１２２ｓ  拡散レンズ素子
Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０  隅点
Ａｒ、Ｂｒ、Ｃｒ、Ｄｒ  隅点に対応する点
Ａｓ、Ｂｓ、Ｃｓ、Ｄｓ  上端の点
Ａｘ  光軸
Ａｘ１  軸線
Ｂ  境界線
Ｃ１、Ｃ２  セル
ＣＬ１  水平カットオフライン
ＣＬ２  斜めカットオフライン
Ｅ  エルボ点
Ｆ  後側焦点
ＨＺ  ホットゾーン
Ｉｏ、Ｉｚ１、Ｉｚ２、Ｉｚ２ａ、Ｉｚ２ｂ  反転投影像
Ｉｏ１  上端縁
ＩｒＡ、ＩｒＢ、ＩｒＣ、ＩｒＤ、ＩｒＥ、ＩｒＦ、ＩｒＧ、ＩｒＨ  反射面に形成される発光チップの像
ＩｓＡ、ＩｓＢ、ＩｓＣ、ＩｓＤ、ＩｓＥ、ＩｓＦ、ＩｓＧ、ＩｓＨ  仮想鉛直スクリーン上に形成される発光チップの像
Ｌ１ｃ、Ｌ１ｍ、Ｌ２ｃ、Ｌ２ｍ  曲線
Ｏ  発光中心
ＰＡ  基本配光パターン
ＰＡ１  第１の配光パターン
ＰＡ１ａ、ＰＡ２ａ、ＰＢａ  上端縁
ＰＡ２  第２の配光パターン
ＰＢ  付加配光パターン
ＰＢｏ  基準配光パターン
ＰＬ  ロービーム用配光パターン
Ｚ１  水平方向拡散領域
Ｚ２  斜め方向拡散領域
Ｚ２ａ  上部領域
Ｚ２ｂ  下部領域
【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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