JP2021190344A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】出射する光の配光パターンを変更し得るとともに、エネルギー効率を向上し得る車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具１は、光源３０と、入射する光を反射して所定の配光パターンを有する光を出射するとともに、所定の配光パターンを変更可能な配光パターン形成部５１と、光源３０から出射する光の一部である第１の光Ｌ１を配光パターン形成部５１に導光するリフレクタ４０と、光源３０から出射する光のうちリフレクタ４０に入射しない第２の光Ｌ２を反射して配光パターン形成部５１に導光するリフレクタ部２６０と、を備える。【選択図】 図６

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

車両用灯具として、自動車用ヘッドライトに代表される車両用前照灯や、路面等に画像を描画する路面描画装置等が知られている。ところで、車両用灯具では、出射する光の配光パターンを所定の配光パターンとするために様々な構成が検討されている。例えば、下記特許文献１には、光を反射する装置であるＤＭＤ（Digital Mirror Device）を用いて所定の配光パターンを形成する車両用灯具が開示されている。

下記特許文献１に記載の車両用灯具は、光源と、ＤＭＤと、リフレクタと、筐体とを備える。光源、ＤＭＤ、及びリフレクタは筐体によって囲われ、光源から出射する光はリフレクタによってＤＭＤに導光されている。ＤＭＤは、傾倒状態を個別に切り替え可能である複数の反射素子の反射面によって構成される反射制御面を有し、光を反射制御面によって反射して複数の反射素子の傾倒状態に応じる配光パターンを形成する。このため、下記特許文献１の車両用灯具は、ＤＭＤにおける複数の反射素子の傾倒状態を制御することで、出射する光の配光パターンを変更できる。

特開２０１４−５６７４６号公報

ところで、光源から出射する光は一般的に拡散するため、上記のようにリフレクタを用いて光をＤＭＤに導光する場合、拡散する光をロスなくリフレクタに入射させるために、リフレクタを大きくすることが考えられる。しかし、リフレクタを大きくすると、ＤＭＤから投影レンズに向かって伝搬する光の光路にリフレクタが重なり得、光の伝搬を阻害し得るため、設計上リフレクタを大きくし難い。このため、特許文献１に記載の車両用灯具のように光源から出射する光をＤＭＤに導光するリフレクタを有していても、光源から出射する光の一部はリフレクタに入射せずにＤＭＤに導光されず、その結果、所定の配光パターンの形成に寄与しないロス光が生じ得る。したがって、出射する光の配光パターンを変更し得るＤＭＤのような構成を用いた車両用灯具において、このようなロス光を低減してエネルギー効率を向上したいとの要請がある。

そこで、本発明は、出射する光の配光パターンを変更し得るとともに、エネルギー効率を向上し得る車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的の達成のため、本発明の車両用灯具は、光源と、入射する光を反射して所定の配光パターンを有する光を出射するとともに、前記所定の配光パターンを変更可能な配光パターン形成部と、前記光源から出射する光の一部である第１の光を前記配光パターン形成部に導光する導光部と、前記光源から出射する光のうち前記導光部に入射しない第２の光を反射して前記配光パターン形成部に導光するリフレクタ部と、を備えることを特徴とするものである。

本明細書における光の配光パターンとは、当該光によって形成される像の形状及び当該像における光の強度分布をいう。このため、車両用灯具から出射する光の像の形状が同じでも、当該像における光の強度分布が異なれば、これらの光の配光パターンは互いに異なる配光パターンである。

この車両用灯具によれば、配光パターン形成部に入射する光によって所定の配光パターンを形成することができ、かつ、この所定の配光パターンを変更することができる。また、上記導光部に入射しない光をリフレクタ部によって配光パターン形成部に入射させることができるため、このようなリフレクタ部を設けない場合に比べて、光源から出射する光のロスを抑制することができ、エネルギー効率を向上させることができる。

また、前記リフレクタ部は、前記第２の光を連続して反射するように配置される複数のリフレクタから構成されることが好ましい。

リフレクタ部をこのような複数のリフレクタから構成すれば、あるリフレクタで反射した光の伝搬方向を、当該光を次に反射するリフレクタで変更することができ、第２の光の伝搬方向の調整が容易になり得る。

また、上記車両用灯具は、前記導光部から出射した前記第１の光及び前記リフレクタ部で反射した前記第２の光の少なくとも一方の光の一部を前記配光パターン形成部に向かって集光する少なくとも１つの集光レンズをさらに備えてもよい。

この場合、配光パターン形成部中に、集光レンズで集光された光が入射する光度の高い領域と、集光レンズで集光されない光が入射する光度の低い領域とが形成され得る。その結果、配光パターン形成部から出射する光によって形成される配光パターンにおいて、一部の領域の光度が他の領域の光度に比べて高くなり得る。

また、前記導光部から出射して前記配光パターン形成部に向かって伝搬する前記第１の光の光軸と、前記リフレクタ部で反射して前記配光パターン形成部に向かって伝搬する前記第２の光の光軸とが平行であってもよい。

また、上記車両用灯具は投影レンズをさらに備え、前記投影レンズには、少なくとも前記配光パターン形成部から出射する前記第１の光が入射することが好ましい。

このような投影レンズを設けることによって、配光パターン形成部から出射する第１の光の発散角を調整し得、所望の配光パターンを形成することが容易になり得る。

また、上記車両用灯具が上記投影レンズを備える場合、前記投影レンズには、前記配光パターン形成部から出射する前記第２の光がさらに入射してもよい。

このような構成によれば、配光パターン形成部から出射する第２の光の発散角を調整し得る。

また、上記車両用灯具が上記投影レンズを備える場合、前記配光パターン形成部は、当該配光パターン形成部の入射面に入射する光が前記投影レンズに向かって反射する状態に前記入射面を変形可能なＤＭＤ（Digital Mirror Device）であり、前記入射面に入射する前記第１の光及び前記第２の光が、前記状態における前記入射面の法線に対して同じ側に傾いていてもよい。

ＤＭＤの入射面が、当該入射面に入射する光が投影レンズに向かって反射する状態にある場合において、第１の光及び第２の光が上記法線に対して互いに反対側に傾いている場合、ＤＭＤの入射面に入射する第１の光及び第２の光は、上記法線に対して概ね互いに反対側に反射し、反射後、次第に離れていく。このため、これら第１の光と第２の光との双方を投影レンズに入射させ難い。一方、第１の光及び第２の光が入射面の法線に対して同じ側に傾いている場合、ＤＭＤの入射面に入射する第１の光及び第２の光は、上記法線に対して概ね同じ側に反射し、概ね同じ方向に伝搬する。したがって、第１の光及び第２の光が入射面の法線に対して同じ側に傾いていることによって、第１の光及び第２の光が上記法線に対して互いに反対側に傾いている場合に比べて、第１の光及び第２の光の双方を投影レンズに入射させ易い。

また、前記配光パターン形成部の入射面において前記第１の光と前記第２の光とが重なってもよい。

この場合、第１の光と第２の光とが上記入射面において重ならない場合と比較して、配光パターンの少なくとも一部の領域の光度を高めることができる。

また、前記配光パターン形成部の入射面において前記第１の光と前記第２の光とが重ならないようにしてもよい。

この場合、互いに独立した第１の光による配光パターンと第２の光による配光パターンとを形成することができ、これらの配光パターンを組み合わせて多様な配光パターンを形成し得る。

以上のように本発明によれば、出射する光の配光パターンを変更し得るとともに、エネルギー効率を向上し得る車両用灯具を提供できる。

本発明の第１実施形態における車両用灯具を概略的に示す鉛直方向の断面図である。 配光パターン形成部の反射素子の第１傾倒状態の様子を概略的に示す図である。 配光パターン形成部の反射素子の第２傾倒状態の様子を概略的に示す図である。 図１に示す車両用灯具における配光パターン形成部の入射面の一部を概略的に示す図である。 図１に示す車両用灯具によって形成される配光パターンの一例を示す図である。 本発明の第２実施形態における車両用灯具を図１と同様の視点で示す断面図である。 図６に示す車両用灯具における配光パターン形成部の入射面の一部を概略的に示す図である。 図７に示す入射面のうち第１の光と第２の光とが重なる領域における反射素子、第１の光、及び第２の光の様子を概略的に示す図であり、図６と同様の方向から見る断面図である。 図６に示す車両用灯具によって形成される配光パターンの一例を示す図である。 図６に示す車両用灯具の効果を説明するための図である。 図６に示す車両用灯具の変形例を図１と同様の視点で示す断面図である。

以下、本発明に係る車両用灯具を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。また、上記添付図面では、理解を容易にするために各部材の寸法が誇張して示されている場合がある。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る車両用灯具１の一例を概略的に示す断面図である。本実施形態の車両用灯具１は、自動車用の前照灯とされる。図１に示すように、車両用灯具１は、筐体１０と、灯具ユニット２０とを主な構成として備える。灯具ユニット２０は、ハイビームを出射することができる。

筐体１０は、ランプハウジング１１、フロントカバー１２及びバックカバー１３を主な構成として備える。ランプハウジング１１の前方は開口しており、当該開口を塞ぐようにフロントカバー１２がランプハウジング１１に固定されている。また、ランプハウジング１１の後方には前方よりも小さな開口が形成されており、当該開口を塞ぐようにバックカバー１３がランプハウジング１１に固定されている。これらランプハウジング１１、フロントカバー１２、及びバックカバー１３によって形成される空間は灯室Ｒであり、この灯室Ｒ内に灯具ユニット２０が収容されている。

本実施形態の灯具ユニット２０は、不図示の構成により筐体１０に固定されている。この灯具ユニット２０は、光源３０と、リフレクタ４０と、配光パターン形成ユニット５０と、リフレクタ６１と、投影レンズ７０と、光吸収部材８０とを主な構成として備える。上述のように、車両用灯具１は車両用前照灯であり、投影レンズ７０の光軸７０aは前後方向に延びている。図１は、車両用灯具１の鉛直方向の断面図であり、光軸７０ａに垂直な方向の一つである左右方向から車両用灯具１を見る図である。

光源３０は、光を出射する発光素子であり、例えば表面実装型のＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。本実施形態では、この光源３０から白色光が出射する。光源３０は、出射面が前方かつ上方を向くように回路基板３１に実装されている。なお、光源３０の数や種類は特に限定されるものではなく、例えば、光源３０はレーザ光を出射するレーザ素子とされてもよい。

リフレクタ４０は、光源３０から出射する光の一部を配光パターン形成ユニット５０に導光する導光部として機能し、投影レンズ７０の光軸７０ａを基準として下側に配置されている。本実施形態のリフレクタ４０は、曲面状の板状部材であり、前方側から光源３０に被さるように配置されている。したがって、リフレクタ４０の光源３０側の面が、光源３０から出射する光を反射する反射面４０ｒとなる。この反射面４０ｒは、光源３０側と反対側に凹状となるように湾曲しており、一方の焦点が光源３０と重なり他方の焦点が配光パターン形成部５１の後述する第１領域上に位置する回転楕円曲面の一部として構成されている。このような構成により、光源３０から出射する光の一部である第１の光Ｌ１は、反射面４０ｒにおいて後上方に反射して、配光パターン形成ユニット５０に向かって伝搬する。なお、図１において第１の光Ｌ１の光路が実線で示されている。

ところで、光源３０から出射する光は拡散する傾向にある。このため、光源３０から出射する光には、導光部であるリフレクタ４０に入射しない光が存在する。この光が第２の光Ｌ２であり、図１において第２の光Ｌ２の光路が一点鎖線で示されている。本実施形態では、光源３０から出射する第２の光Ｌ２は概ね上方に向かって出射する。

リフレクタ６１は、光源３０から出射する第２の光Ｌ２を反射して配光パターン形成ユニット５０に導光するリフレクタ部として機能する。本実施形態のリフレクタ６１は、曲面状の板状部材であり、投影レンズ７０の光軸７０ａを基準として上側に配置されている。このため、リフレクタ部であるリフレクタ６１は、光軸７０ａを基準として導光部であるリフレクタ４０の反対側に配置されている。また、リフレクタ６１は、光源３０の概ね直上に配置されており、配光パターン形成ユニット５０を基準として前方かつ上方に配置されている。このような位置にリフレクタ６１が配置されることによって、上記第２の光Ｌ２がリフレクタ６１に入射する。このリフレクタ６１の光源３０側の面である反射面６１ｒは、光源３０側と反対側に凹状となるように湾曲しており、一方の焦点が光源３０と重なり他方の焦点が配光パターン形成部５１の後述する第２領域上に位置する回転楕円曲面の一部として構成されている。このような構成により、第２の光Ｌ２は反射面６１ｒで後下方に反射され、配光パターン形成ユニット５０に向かって伝搬する。

配光パターン形成ユニット５０は、配光パターン形成部５１と、縁部カバー５２と、保護カバー５３とを主な構成として備える。縁部カバー５２は、配光パターン形成部５１の側面の全周と、配光パターン形成部５１の後方側の面とを覆っている。保護カバー５３は、透光性を有する板状部材であり、配光パターン形成部５１の前方側の面を覆って当該前方側の面を保護する。この保護カバー５３は、縁部カバー５２に固定される。なお、縁部カバー５２や保護カバー５３は必須の構成ではない。

本実施形態において、配光パターン形成ユニット５０は、リフレクタ４０を基準として後上方に配置されており、リフレクタ６１を基準として後下方に配置されている。また、配光パターン形成ユニット５０は、保護カバー５３の前方側の面５３Ｓが概ね鉛直方向かつ左右方向に延在するように配置されている。このように配光パターン形成ユニット５０が配置されることによって、リフレクタ４０で反射した第１の光Ｌ１及びリフレクタ６１で反射した第２の光Ｌ２が、保護カバー５３を透過して配光パターン形成部５１の前方側の面である入射面５１Ｓに入射する。本実施形態において、配光パターン形成部５１は、前方から見る場合に概ね長方形に形成される。

配光パターン形成部５１は、入射する光を反射して所定の配光パターンを有する光を出射するとともに、この所定の配光パターンを変更可能に構成される。本実施形態の配光パターン形成部５１は所謂ＤＭＤであり、複数の反射素子を有している。これらの反射素子は二次元配列されており、不図示の基板に、当該基板に対する傾倒角度を変更できるように支持されている。これら複数の反射素子のそれぞれには駆動回路が接続されており、これら反射素子のそれぞれに印加される電圧によって、各反射素子の傾倒状態が個別に切り替えられる。こうして、各反射素子は、一方側に所定の角度だけ傾倒した第１傾倒状態と、他方側に所定の角度だけ傾倒した第２傾倒状態とに変化することができる。

ここで、図２は第１傾倒状態の一例を概略的に示す図であり、左右方向から反射素子５１Ｄを見る断面図である。図３は第２傾倒状態の一例を概略的に示す図であり、左右方向から反射素子５１Ｄを見る断面図である。なお、本実施形態では、左右方向は、配光パターン形成部５１に入射する光と配光パターン形成部５１から出射する光とを通る面に直交する方向に相当する。図２に示すように、本実施形態では、第１傾倒状態の各反射素子５１Ｄは、それぞれの反射素子５１Ｄを通り鉛直方向に延びる線ＶＬに対して所定の角度だけ前方に傾いている。一方、図３に示すように、本実施形態では、第２傾倒状態の各反射素子５１Ｄは、線ＶＬに対して所定の角度だけ後方に傾いている。

配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓは、上述の複数の反射素子５１Ｄの各反射面が集合してなる面である。したがって、入射面５１Ｓの形状が各反射素子５１Ｄの傾倒状態に応じて変化し、入射面５１Ｓに入射する光の反射方向が入射面５１Ｓの形状に応じて変化し、その結果、入射面５１Ｓで反射する光の配光パターンが変化する。このように、入射面５１Ｓは、入射面５１Ｓに入射する光の反射方向を制御して配光パターンを変化させる反射制御面として機能する。上記のように、入射面５１Ｓは複数の反射素子５１Ｄの各反射面が集合してなる面である。このため、複数の反射素子５１Ｄの全ての反射面が面一となる場合、入射面５１Ｓの形状は平面と考えることができ、このように入射面５１Ｓが平面である場合、本実施形態では、入射面５１Ｓは保護カバー５３の面５３Ｓと概ね平行になる。

図４は、配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓの一部を概略的に示す図である。図４に示すように、本実施形態の入射面５１Ｓは、下側に位置する第１領域５１Ｓ１と、上側に位置する第２領域５１Ｓ２とに区切られている。第１領域５１Ｓ１には第１の光Ｌ１が入射して出射する領域が含まれ、第２領域５１Ｓ２には第２の光Ｌ２が入射して出射する領域が含まれる。このように、本実施形態では、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は入射面５１Ｓの異なる領域に入射し、入射面５１Ｓにおいて第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが重ならない。図４では、第１領域５１Ｓ１がハッチングで示されている。例えば、第１領域５１Ｓ１と第２領域５１Ｓ２との境界を、入射面５１Ｓの中心５１ａよりも上側にして、第１領域５１Ｓ１を第２領域５１Ｓ２よりも広くしてもよい。このようにすることで、第１の光Ｌ１を第２の光Ｌ２よりも配光パターン形成部５１に入射し易くし得る。

本実施形態において、第１領域５１Ｓ１に配置される反射素子５１Ｄはそれぞれ個別に第１傾倒状態及び第２傾倒状態になるように制御され、第２領域５１Ｓ２に配置される反射素子５１Ｄはそれぞれ個別に第１傾倒状態及び第２傾倒状態になるように制御される。また、本実施形態において、第１領域５１Ｓ１の反射素子群と第２領域５１Ｓ２の反射素子群とは独立して制御されている。

本実施形態では、第１領域５１Ｓ１の反射素子群が第１傾倒状態にある場合、当該反射素子群に入射する第１の光Ｌ１は、当該反射素子群の第１傾倒状態に応じた配光パターンとなり、図１に示すように概ね前方側に反射する。一方、第１領域５１Ｓ１の反射素子群が第２傾倒状態にある場合、当該反射素子群に入射する第１の光Ｌ１は、当該反射素子群の第２傾倒状態に応じた配光パターンとなり、概ね上方側に反射する。また、第２領域５１Ｓ２の反射素子群が第２傾倒状態にある場合、当該反射素子群に入射する第２の光Ｌ２は、当該反射素子群の第２傾倒状態に応じた配光パターンとなり、概ね前方側に反射する。一方、第２領域５１Ｓ２の反射素子群が第１傾倒状態にある場合、当該反射素子群に入射する第２の光Ｌ２は、当該反射素子群の第１傾倒状態に応じた配光パターンとなり、概ね下方側に反射する。

投影レンズ７０は、入射する光の発散角を調整するレンズであり、配光パターン形成ユニット５０の前方に配置される。本実施形態において、投影レンズ７０の入射面７０ｉ及び出射面７０ｏは凸状に形成されている。また、投影レンズ７０の光軸７０ａは入射面５１Ｓの中心５１ａ又はその近傍を通り、投影レンズ７０の後方焦点は入射面５１Ｓ上又はその近傍に位置している。なお、投影レンズ７０の光軸７０ａは、平面である場合の入射面５１Ｓと概ね垂直である。

上記のように投影レンズ７０は配光パターン形成ユニット５０の前方に配置されるため、第１領域５１Ｓ１の反射素子群が第１傾倒状態にある場合に当該第１領域５１Ｓ１に入射した第１の光Ｌ１と、第２領域５１Ｓ２の反射素子群が第２傾倒状態にある場合に当該第２領域５１Ｓ２に入射した第２の光Ｌ２とが、投影レンズ７０に入射する。その結果、これらの光の発散角が調整される。一方、第１領域５１Ｓ１の反射素子群が第２傾倒状態にある場合に第１領域５１Ｓ１に入射した第１の光Ｌ１と、第２領域５１Ｓ２の反射素子群が第１傾倒状態にある場合に第２領域５１Ｓ２に入射した第２の光Ｌ２とは、投影レンズ７０に入射しない。

こうして、投影レンズ７０において発散角が調整された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が車両用灯具１から前方に出射する。図５は、車両用灯具１から前方に出射する光によって形成される配光パターンの一例を示す図であり、車両用灯具１から前方に例えば概ね２５ｍ離れた仮想鉛直面に投影される配光パターンを示している。なお、図５における符号Ｓは水平線を示している。

図５に示すように、車両用灯具１から前方に出射する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２によって形成される配光パターンＰＨ１は、ハイビームの配光パターンである。この配光パターンＰＨ１のうち第１の光Ｌ１に由来する配光パターンＰＴ１は実線で示されており、ハイビームの配光パターンと同一の形状を有する。このように、本実施形態では、第１領域５１Ｓ１の反射素子群が第１傾倒状態にある場合、第１領域５１Ｓ１に入射する第１の光Ｌ１は、配光パターンＰＴ１を形成する光として第１領域５１Ｓ１から出射する。一方、配光パターンＰＨ１のうち第２の光Ｌ２に由来する配光パターンＰＴ２は、破線で示されている。この配光パターンＰＴ２は、略長方形の形状であり、配光パターンＰＨ１のうち概ね水平線Ｓよりも上方の領域に投影される。このように、本実施形態では、第２領域５１Ｓ２の反射素子群が第２傾倒状態にある場合、第２領域５１Ｓ２に入射する第２の光Ｌ２は、配光パターンＰＴ２を形成する光として第２領域５１Ｓ２から出射する。こうして、図５に示す配光パターンＰＨ１では、概ね水平線Ｓよりも上方の領域において配光パターンＰＴ１と配光パターンＰＴ２とが重なり、水平線Ｓよりも概ね上方の領域の光度が他の領域の光度に比べて高くなっている。

図１に示すように、光吸収部材８０は、配光パターン形成ユニット５０よりも下方側かつ光源３０よりも後方側に配置されている。この光吸収部材８０は入射する光の多くを熱に変換する部材であり、例えば、アルミニウム等の金属から構成されて表面に黒アルマイト加工等が施される板状部材であってもよい。図１では光吸収部材８０が筐体１０から離間して配置される例が示されているが、光吸収部材８０を筐体１０に取り付けてもよい。あるいは、光吸収部材８０を設けずに筐体１０自体に光吸収性を持たせてもよい。

上述のように、第２領域５１Ｓ２の反射素子群が第１傾倒状態にある場合、第２の光Ｌ２は下側に伝搬する。したがって、この場合、第２の光Ｌ２は光吸収部材８０に入射して熱に変換される。また、上述のように、第１領域５１Ｓ１の反射素子群が第２傾倒状態にある場合、第１の光Ｌ１は上方側に伝搬する。上述のように、配光パターン形成ユニット５０の上方側にはリフレクタ６１が配置されている。したがって、第１領域５１Ｓ１の反射素子群が第２傾倒状態にある場合、第１の光Ｌ１はリフレクタ６１に入射して下方側に反射する。本実施形態では、リフレクタ６１は、入射した第１の光Ｌ１を光吸収部材８０に向かって反射するように構成される。このため、この第１の光Ｌ１は光吸収部材８０に入射して熱に変換される。このように変換された熱は、例えば不図示のヒートシンク等を介して放熱される。

以上説明したように、本実施形態の車両用灯具１は、光源３０と、入射する光を反射して所定の配光パターンを有する光を出射するとともに、所定の配光パターンを変更可能な配光パターン形成部５１と、光源３０から出射する光の一部である第１の光Ｌ１を配光パターン形成部５１に導光する導光部としてのリフレクタ４０と、光源３０から出射する光のうち導光部に入射しない第２の光Ｌ２を反射して配光パターン形成部５１に導光するリフレクタ部としてのリフレクタ６１と、を備えている。

このような構成によれば、配光パターン形成部５１に入射する光によって所定の配光パターンを形成することができ、かつ、この所定の配光パターンを変更することができる。また、導光部であるリフレクタ４０に入射しない光をリフレクタ部によって配光パターン形成部５１に入射させることができるため、このようなリフレクタ部を設けない場合に比べて、光源３０から出射する光のロスを抑制することができ、エネルギー効率を向上させることができる。

また、本実施形態の車両用灯具１では、配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓにおいて第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが重ならない。したがって、互いに独立した第１の光Ｌ１の配光パターンＰＴ１と第２の光Ｌ２の配光パターンＰＴ２とが形成され、これらの配光パターンを組み合わせて多様な配光パターンを形成し得る。例えば、第１領域５１Ｓ１の反射素子群を第１傾倒状態とし、第２領域５１Ｓ２の反射素子群を第２傾倒状態とすれば、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とによって図５に示す配光パターンＰＨ１を形成することができる。また、第１領域５１Ｓ１の反射素子群を第１傾倒状態とし、第２領域５１Ｓ２の反射素子群を第１傾倒状態とすれば、配光パターンＰＴ１のみからなる配光パターンを形成することができる。あるいは、第１領域５１Ｓ１の反射素子群を第２傾倒状態とし、第２領域５１Ｓ２の反射素子群を第２傾倒状態とすれば、配光パターンＰＴ２のみからなる配光パターンを形成することができる。

なお、本実施形態では、リフレクタ部が１つのリフレクタで構成される例を説明したが、第２実施形態で説明するように、複数のリフレクタによってリフレクタ部を構成してもよい。

また、本実施形態では、第１領域５１Ｓ１の反射素子群が第１傾倒状態にある場合に当該第１領域５１Ｓ１に入射する第１の光Ｌ１と、第２領域５１Ｓ２の反射素子群が第２傾倒状態にある場合に当該第２領域５１Ｓ２に入射する第２の光Ｌ２との両方が投影レンズ７０に入射する例を説明した。しかし、第１領域５１Ｓ１の反射素子群が第１傾倒状態にある場合に当該第１領域５１Ｓ１に入射する第１の光Ｌ１のみが投影レンズ７０に入射してもよい。このように、本実施形態において、投影レンズ７０には、少なくとも配光パターン形成部５１から出射する第１の光Ｌ１が入射する。このような投影レンズ７０によって、少なくとも第１の光Ｌ１の発散角が調整される。また、本実施形態のように配光パターン形成部５１から出射する第２の光Ｌ２が投影レンズ７０に入射することが好ましい。これにより、第２の光Ｌ２の発散角をさらに調整することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態における車両用灯具２を図１と同様の視点で示す断面図である。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

車両用灯具２は、第１実施形態と同様に、ハイビームを出射可能な車両用前照灯である。図６に示すように、車両用灯具２は、第１実施形態の灯具ユニット２０と構成が異なる灯具ユニット２２０を備えている。灯具ユニット２２０は、不図示の構成により筐体１０に固定されており、光源３０と、導光部としてのリフレクタ４０と、配光パターン形成ユニット５０と、リフレクタ部２６０と、投影レンズ７０と、光吸収部材８０とを主な構成として備える。

リフレクタ部２６０は、投影レンズ７０の光軸７０ａを基準として下側に配置されており、導光部であるリフレクタ４０と同じ側に配置されている。この点において、本実施形態の車両用灯具２は、リフレクタ部であるリフレクタ６１と導光部であるリフレクタ４０とが光軸７０ａを基準として互いに反対側に配置される第１実施形態の車両用灯具１と異なっている。なお、この光軸７０ａは、第１実施形態と同様に配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓの中心５１ａ又はその近傍を通る。また、投影レンズ７０の後方焦点は入射面５１Ｓ上又はその近傍に位置している。

リフレクタ部２６０は、第１リフレクタ２６１と、第１リフレクタ２６１よりも下側に位置する第２リフレクタ２６２とを含んでいる。

第１リフレクタ２６１は、光源３０よりも上側であってリフレクタ４０に接触しない位置に配置されており、リフレクタ４０に入射しない第２の光Ｌ２の光路上に配置されている。この第１リフレクタ２６１の光源３０側の面が反射面２６１ｒであり、光源３０から出射する第２の光Ｌ２が反射面２６１ｒに入射する。この反射面２６１ｒは、光源３０側と反対側に凹状となるように湾曲しており、一方の焦点が光源３０と重なり他方の焦点が第２リフレクタ２６２の反射面２６２ｒの焦点と概ね一致する回転楕円曲面の一部として構成されている。したがって、反射面２６１ｒに入射する第２の光Ｌ２は第２リフレクタ２６２側に反射する。

第２リフレクタ２６２は、前後方向においてリフレクタ４０と配光パターン形成ユニット５０との間に配置され、鉛直方向において光源３０と配光パターン形成ユニット５０との間に配置されている。また、第２リフレクタ２６２は、光源３０から出射して第１リフレクタ２６１に向かって伝搬する第２の光Ｌ２の光路と重ならない位置に配置されている。この第２リフレクタ２６２の第１リフレクタ２６１側の面が反射面２６２ｒである。上述のように、反射面２６２ｒの焦点は、第１リフレクタ２６１の反射面２６１ｒの他方の焦点と概ね一致する。したがって、第１リフレクタ２６１の反射面２６１ｒで反射する第２の光Ｌ２は、反射面２６２ｒに入射する。この反射面２６２ｒは、第１リフレクタ２６１側と反対側に凹状となるように湾曲する例えばパラボラ型に形成されている。このような構成により、反射面２６２ｒに入射する第２の光Ｌ２は後上方に反射し、配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓに向かって伝搬する。本実施形態の反射面２６２ｒは、反射面２６２ｒで反射する第２の光Ｌ２の光軸がリフレクタ４０で反射する第１の光Ｌ１の光軸と平行になるように形成されている。

このように、リフレクタ部２６０の第１リフレクタ２６１と第２リフレクタ２６２とは、第２の光Ｌ２をそれぞれ順に連続して反射して配光パターン形成部５１に導光するように配置されている。

本実施形態では、図７に示すように、配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓのうちリフレクタ４０で反射する第１の光Ｌ１が入射する領域ＬＳ１と、第２リフレクタ２６２で反射する第２の光Ｌ２が入射する領域ＬＳ２とが重なっている。このように、本実施形態では、配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓにおいて第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが重なっており、領域ＬＳ１，ＬＳ２を併せた領域が第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が入射する入射領域ＬＳである。

なお、図７では、領域ＬＳ１と領域ＬＳ２とが円で示されているが、円に限定されるものではない。また、領域ＬＳ１と領域ＬＳ２とが重なる面積も特に限定されない。例えば、領域ＬＳ１及び領域ＬＳ２の一方が他方に完全に重なってもよく、領域ＬＳ１及び領域ＬＳ２の両方が互いに完全に重なってもよい。

本実施形態では、入射領域ＬＳに位置する反射素子群の各反射素子がそれぞれ個別に第１傾倒状態及び第２傾倒状態に変化する。この点において、本実施形態の配光パターン形成部５１は、第１の光Ｌ１が入射する第１領域５１Ｓ１の反射素子群と第２の光Ｌ２が入射する第２領域５１Ｓ２の反射素子群とが独立して変化する第１実施形態の配光パターン形成部５１と異なる。

本実施形態では、入射領域ＬＳの反射素子群が第１傾倒状態にある場合、当該反射素子群に入射する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は、当該反射素子群の第１傾倒状態に応じた配光パターンを有する光Ｌ３となる。なお、図６において入射領域ＬＳから出射する光が太線で示されている。図８は、図７に示す入射領域ＬＳのうち第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが重なる領域における反射素子５１Ｄ、第１の光Ｌ１、及び第２の光Ｌ２の様子を概略的に示す図であり、左右方向から反射素子５１Ｄを見る断面図である。この図８は、反射素子５１Ｄのそれぞれが第１傾倒状態にある場合を示している。なお、本実施形態において、左右方向は、配光パターン形成部５１に入射する光と配光パターン形成部５１から出射する光とを通る面に直交する方向に相当する。本実施形態では、図８に示すように、左右方向から見る場合に、入射面５１Ｓに入射する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は、第１傾倒状態における入射面５１Ｓの法線ＮＬに対して同じ側に傾いている。このため、入射面５１Ｓにおいて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は、法線ＮＬに対して概ね同じ側に反射して、上記光Ｌ３として概ね前方に伝搬する。こうして、光Ｌ３は、配光パターン形成ユニット５０よりも前方側に配置された投影レンズ７０に入射し、投影レンズ７０で発散角が調整されて、車両用灯具２の前方に出射する。

図９は、車両用灯具２から前方に出射する光によって形成される配光パターンの一例を示す図であり、車両用灯具２から前方に例えば概ね２５ｍ離れた仮想鉛直面に投影される配光パターンを示している。なお、図９における符号Ｓは水平線を示している。図９に示すように、車両用灯具１から前方に出射する光Ｌ３によって形成される配光パターンＰＨ２は、ハイビームの配光パターンである。このように、本実施形態では、入射領域ＬＳの反射素子群が第１傾倒状態にある場合において、入射領域ＬＳに入射する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は、配光パターンＰＨ２を形成する光Ｌ３として入射領域ＬＳから出射する。

一方、図６に示すように、入射領域ＬＳの反射素子群が第２傾倒状態にある場合、当該反射素子群に入射する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は、当該反射素子群の第２傾倒状態に応じた配光パターンとなり、概ね上方側に反射する。本実施形態では、配光パターン形成ユニット５０よりも上方側に光吸収部材８０が配置されている。このため、この反射した光は光吸収部材８０に入射して熱に変換され、不図示のヒートシンク等を介して放熱される。

以上説明したように、本実施形態の車両用灯具２は、光源３０と、入射する光を反射して所定の配光パターンを有する光を出射するとともに、所定の配光パターンを変更可能な配光パターン形成部５１と、光源３０から出射する光の一部である第１の光Ｌ１を配光パターン形成部５１に導光する導光部としてのリフレクタ４０と、光源３０から出射する光のうち導光部に入射しない第２の光Ｌ２を反射して配光パターン形成部５１に導光するリフレクタ部２６０と、を備えている。

したがって、第１実施形態の車両用灯具１と同様に、配光パターン形成部５１に入射する光によって所定の配光パターンを形成することができ、かつ、この所定の配光パターンを変更することができる。また、導光部であるリフレクタ４０に入射しない光をリフレクタ部２６０によって配光パターン形成部５１に入射させることができるため、このようなリフレクタ部を設けない場合に比べて、光源３０から出射する光のロスを抑制することができ、エネルギー効率を向上させることができる。

また、本実施形態の車両用灯具１では、上記のように、配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓにおいて第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが重なる。このため、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが入射面５１Ｓにおいて重ならない第１実施形態と比較して、配光パターンの少なくとも一部の領域の光度を高めることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが同じ領域である入射領域ＬＳに入射するため、入射領域ＬＳの反射素子群の傾倒状態のみを制御することで所望の配光パターンを形成し得る。このように、本実施形態では、第１実施形態と異なり、異なる領域の反射素子群の傾倒状態をそれぞれ制御する必要がないため、配光パターン形成部５１の制御が比較的容易であり、制御負荷を低減することができる。

ところで、図１０に示すように、配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓに入射する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が、第１傾倒状態における入射面５１Ｓの法線ＮＬに対して互いに反対側に傾いている場合、配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓに入射する第１の光Ｌ１及び第２の光は、法線ＮＬに対して概ね反対側に反射し、反射後、次第に離れていく。このため、これら第１の光と第２の光との双方を投影レンズ７０に入射させ難い。これに対し、本実施形態では、上記のように、入射面５１Ｓに入射する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は、第１傾倒状態における入射面５１Ｓの法線ＮＬに対して同じ側に傾いている。このため、図８に示すように、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とは、法線ＮＬに対して概ね同じ側に反射し、概ね同じ方向に伝搬する。したがって、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が法線ＮＬに対して互いに反対側に傾いている場合に比べて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の双方を投影レンズ７０に入射させ易い。

なお、本実施形態では、リフレクタ部２６０が第２の光Ｌ２をそれぞれ順に連続して反射する２つのリフレクタから構成される例を説明した。しかし、リフレクタ部を１つのリフレクタで構成してもよいし、第２の光Ｌ２をそれぞれ順に連続して反射する３つ以上のリフレクタで構成してもよい。リフレクタ部を１つのリフレクタで構成する場合、部品点数を削減し得る。一方、第２の光をそれぞれ順に連続して反射するように配置される複数のリフレクタによってリフレクタ部を構成する場合、あるリフレクタで反射した光の伝搬方向を、当該光を次に反射するリフレクタで変更することができ、第２の光Ｌ２の伝搬方向を順に変更することができる。こうして、第２の光Ｌ２の伝搬方向の調整が容易になり得る。

また、本実施形態では、リフレクタ４０から出射して配光パターン形成部５１に向かって伝搬する第１の光Ｌ１の光軸と、リフレクタ部２６０で反射して配光パターン形成部５１に向かって伝搬する第２の光Ｌ２の光軸とが平行である例を説明した。しかし、これらの光の光軸は非平行であってもよい。光軸が互いに非平行な第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が入射領域ＬＳに入射する場合であっても、第１傾倒状態にある入射領域ＬＳの反射素子群で反射する光Ｌ３が投影レンズ７０に入射するのであれば、上記配光パターンＰＨ２を形成し得る。

また、本実施形態では、配光パターン形成部５１の入射面５１Ｓにおいて第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが重なる例を説明した。しかし、第１実施形態と同様に、入射面５１Ｓにおいて第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが重ならないようにしてもよい。こうすることで、第１の光Ｌ１に由来する配光パターンと第２の光Ｌ２に由来する配光パターンとを個別に形成することができる。

以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、第２実施形態の変形例として、図１１に示すように、導光部であるリフレクタ４０から出射した第１の光Ｌ１の光路上及びリフレクタ部２６０で反射した第２の光Ｌ２の光路上に集光レンズ９０を配置し、この集光レンズ９０によって第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の一部を配光パターン形成部５１に向かって集光してもよい。このようにすることで、配光パターン形成部５１の入射領域ＬＳ中に、集光レンズ９０で集光された光が入射する光度の高い領域と、集光レンズ９０で集光されない光が入射する光度の低い領域とが形成され得る。その結果、配光パターン形成部５１から出射する光Ｌ３によって形成される配光パターンにおいて、一部の領域の光度を他の領域の光度に比べて高くし得る。例えば、中心の領域の光度が他の領域の光度に比べて高い配光パターンを形成し得る。なお、第１実施形態において集光レンズ９０を設けてもよい。この場合、リフレクタ４０から出射して配光パターン形成部５１に向かう第１の光Ｌ１の光路上及びリフレクタ６１で反射して配光パターン形成部５１に向かう第２の光Ｌ２の光路上の少なくとも一方に集光レンズ９０を設けてもよい。このように、導光部から出射した第１の光Ｌ１及びリフレクタ部で反射した第２の光Ｌ２の少なくとも一方の光の一部を配光パターン形成部５１に向かって集光する少なくとも１つの集光レンズ９０を設けることで、一部の領域の光度が他の領域の光度に比べて高い配光パターンを形成し得る。

また、第１実施形態及び第２実施形態では投影レンズ７０を設ける例を説明したが、投影レンズ７０を設けることは必須ではない。ただし、投影レンズ７０によって少なくとも第１の光Ｌ１の発散角を調整することによって、所望の配光パターンを形成することが容易になり得る。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、ハイビームの配光パターンが形成される例を説明したが、車両用灯具によって形成される配光パターンはこれに限られない。例えば、ロービームを形成してもよいし、路面描画を形成してもよい。路面描画を形成する場合、車両の左側や右側、或いは後方に光を出射する車両用灯具であってもよい。

また、リフレクタ４０の反射面４０ｒの形状は、第１の光Ｌ１を配光パターン形成部５１に導光できるのであれば特に限定されない。また、リフレクタ６１，２６１，２６２の反射面６１ｒ，２６１ｒ，２６２ｒの形状は、第２の光Ｌ２を配光パターン形成部５１に導光できるのであれば特に限定されない。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、導光部がリフレクタ４０である例を説明したが、導光部はこれに限られず、例えばレンズであってもよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、配光パターン形成部５１がＤＭＤである例を説明した。しかし、配光パターン形成ユニット５０は、入射する光を反射して所定の配光パターンを有する光を出射するとともに、当該所定の配光パターンを変更可能であれば、他の構成であってもよい。例えば、配光パターン形成部としてＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）を用いてもよい。ＬＣＯＳは、それぞれ独立して電位が制御される複数の電極が表面にマトリックス状に配置されたシリコン基板、透明電極、及び電極と透明電極とに挟まれる液晶層を備える。ＬＣＯＳでは、複数の電極の電位がそれぞれ独立して制御されることによって、それぞれの電極と透明電極とに挟まれる液晶層の屈折率が独立して変化する。このため、透明電極側から入射して電極で反射して透明電極側から出射する光は、電極の電位に応じる屈折率とされる液晶層を透過する。従って、ＬＣＯＳに入射する光の位相は各電極に対応する部位ごとに調節され、位相分布が変調された光がＬＣＯＳから出射する。位相が互いに異なる光は干渉し合って回折するため、ＬＣＯＳは、各電極に対応する液晶層の屈折率から成るパターンに応じて入射する光を回折し、この屈折率のパターンに基づく配光パターンの光を出射する。上記のように、ＬＣＯＳでは、透明電極側から入射する光は、電極で反射して透明電極側から出射し、この透明電極側から出射する光によって配光パターンが形成される。このため、ＬＣＯＳでは、電極の透明電極側の面が光を反射する反射面であり、電極の透明電極側の面によって反射する光によって配光パターンが形成されると理解できる。また、ＬＣＯＳは、複数の電極の電位を制御することで、電極の透明電極側の面によって反射する光によって形成される配光パターンを変更できる。

本発明によれば、出射する光の配光パターンを変更し得るとともに、エネルギー効率を向上し得る車両用灯具が提供され、自動車等の車両用灯具などの分野において利用可能である。

１，２・・・車両用灯具
３０・・・光源
４０・・・リフレクタ（導光部）
５１・・・配光パターン形成部
５１Ｓ・・・入射面
６１・・・リフレクタ（リフレクタ部）
７０・・・投影レンズ
９０・・・集光レンズ
２６０・・・リフレクタ部
２６１・・・第１リフレクタ
２６２・・・第２リフレクタ
Ｌ１・・・第１の光
Ｌ２・・・第２の光
ＮＬ・・・法線

Claims (9)

1. 光源と、
   入射する光を反射して所定の配光パターンを有する光を出射するとともに、前記所定の配光パターンを変更可能な配光パターン形成部と、
   前記光源から出射する光の一部である第１の光を前記配光パターン形成部に導光する導光部と、
   前記光源から出射する光のうち前記導光部に入射しない第２の光を反射して前記配光パターン形成部に導光するリフレクタ部と、
   を備える
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記リフレクタ部は、前記第２の光を連続して反射するように配置される複数のリフレクタから構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記導光部から出射した前記第１の光及び前記リフレクタ部で反射した前記第２の光の少なくとも一方の光の一部を前記配光パターン形成部に向かって集光する少なくとも１つの集光レンズをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. 前記導光部から出射して前記配光パターン形成部に向かって伝搬する前記第１の光の光軸と、前記リフレクタ部で反射して前記配光パターン形成部に向かって伝搬する前記第２の光の光軸とが平行である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
5. 投影レンズをさらに備え、
   前記投影レンズには、少なくとも前記配光パターン形成部から出射する前記第１の光が入射する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
6. 前記投影レンズには、前記配光パターン形成部から出射する前記第２の光がさらに入射する
   ことを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。
7. 前記配光パターン形成部は、当該配光パターン形成部の入射面に入射する光が前記投影レンズに向かって反射する状態に前記入射面を変形可能なＤＭＤ（Digital Mirror Device）であり、
   前記入射面に入射する前記第１の光及び前記第２の光が、前記状態における前記入射面の法線に対して同じ側に傾いている
   ことを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。
8. 前記配光パターン形成部の入射面において前記第１の光と前記第２の光とが重なる
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の車両用灯具。
9. 前記配光パターン形成部の入射面において前記第１の光と前記第２の光とが重ならない
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の車両用灯具。
   
   

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