JP2010092764A - 車両灯具用レンズ及び車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜角度が異なる複数の平行光線が、水平線等に沿って集光して焦点群を形成する車両用灯具レンズを提供する。
【解決手段】少なくとも一つの出射面１１とその反対側の入射面を備え、レンズ中心からシフトした位置に少なくとも一つの焦点を有する車両灯具用レンズ１０において、前記出射面は、少なくとも、第１シリンドリカルレンズ面及び第１レンズ面を含んでおり、前記第１シリンドリカルレンズ面は、所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面を、前記焦点を含み前記所定方向に直交する平面で切断した形状に相当するレンズ面として形成されており、前記第１レンズ面は、当該第１レンズ面から入射した平行光線が前記焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の端面に連続する非球面のレンズ面として形成されており、前記入射面は、複数に区画されて形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両灯具用レンズに係り、特に車両用前照灯に好適に用いられる車両灯具レンズに関する。

従来、歩行者や対向車からの視認性を向上させるため、車両用前照灯のレンズ面を大きくすることが求められている。しかし、単純にレンズ面を大きくしただけでは、レンズ肉厚が増加して焦点距離が長くなり、車両用前照灯の光軸方向の短縮化が困難となるため、車両用前照灯のレンズ面を大きくしても、車両用前照灯の光軸方向の短縮化が可能となる技術が要望されていた。

この要望に応えるため、本出願の発明者は、出射面とその反対側の入射面を備えるレンズの入射面を複数に区画し、当該複数に区画された入射面のうち少なくとも一つの入射面と出射面の間のレンズ部分に焦点を設定することで、車両用前照灯のレンズ面を大きくしても、車両用前照灯の光軸方向の短縮化が可能となるレンズを実現した。
特願２００７−３０９４８０号

しかしながら、本出願の発明者は、上記特許文献１に記載のレンズを用いて光線追跡した結果、図１２に示すように、出射面２１１から傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合、当該平行光線は水平線Ｈに沿って集光しないため、一つのシェードでは、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困難であるとの結果を得た。図１２は、上記特許文献１に記載のレンズ２００の出射面２１１から、焦点Ｆを含む水平面に含まれる平行光線のうち光軸ＡＸに対する傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合の光線追跡結果（所定プログラムによるシミュレーション結果）を表している。

本出願の発明者は、この複数の平行光線が水平線Ｈに沿って集光しない原因について鋭意検討した結果、上記特許文献１に記載のレンズにおいては、図１３に示すように、出射面である凸レンズ面２１１の光軸ＡＸと、その反対側の少なくとも一つの入射面２１２の光軸ＡＸ１との光軸ズレにより、レンズ焦点外での集光性（結像性）が悪く（すなわちコマ収差が大きく）なることに起因するとの知見を得た。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、レンズ中心からシフトした位置に少なくとも一つの焦点を有する車両灯具用レンズにおいて、出射面から入射させた傾斜角度が異なる複数の平行光線が、水平線等に沿って集光して焦点群を形成する車両用灯具レンズを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、少なくとも一つの出射面とその反対側の入射面を備え、レンズ中心からシフトした位置に少なくとも一つの焦点を有する車両灯具用レンズにおいて、前記出射面は、少なくとも、第１シリンドリカルレンズ面及び第１レンズ面を含んでおり、前記第１シリンドリカルレンズ面は、所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面を、前記焦点を含み前記所定方向に直交する平面で切断した形状に相当するレンズ面として形成されており、前記第１レンズ面は、当該第１レンズ面から入射した平行光線が前記焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の端面に連続する非球面のレンズ面として形成されており、前記入射面は、複数に区画されており、前記複数に区画された入射面のうち少なくとも一つの入射面は、第２レンズ面及び第２シリンドリカルレンズ面を含んでおり、前記第２レンズ面は、前記第１シリンドリカルレンズ面から入射した平行光線が前記焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の反対側に非球面のレンズ面として形成されており、前記第２シリンドリカルレンズ面は、前記第２レンズ面の端面に連続する前記所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面として形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、出射面は、少なくとも、第１シリンドリカルレンズ面及び第１レンズ面を含んでおり、少なくとも一つの入射面は、第２レンズ面及び第２シリンドリカルレンズ面を含んでいる。このため、従来の光軸ズレがなくなり、出射面から傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合、水平線等に沿って集光して焦点群を形成することとなる。すなわち、請求項１に記載の発明によれば、レンズ中心からシフトした位置に少なくとも一つの焦点を有する車両灯具用レンズにおいて、出射面から入射させた傾斜角度が異なる複数の平行光線が、水平線等に沿って集光して焦点群を形成する車両用灯具レンズ、すなわち、集光性（結像性）が良く、コマ収差が小さい車両灯具用レンズを提供することが可能となる。

また、請求項１に記載の発明によれば、出射面から入射させた傾斜角度が異なる複数の平行光線が、水平線等に沿って集光して焦点群を形成するため、例えば、上端が直線形状に形成されたシェードの上端を、水平線等に沿って形成される焦点群に沿わせた状態で配置することで、安価に、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。

請求項２に記載の発明は、少なくとも一つの出射面とその反対側の入射面を備え、レンズ中心からシフトした位置に第１焦点及び第２焦点を有する車両灯具用レンズにおいて、前記出射面は、少なくとも、第１シリンドリカルレンズ面、第１レンズ面及び第２レンズ面を含んでおり、前記第１シリンドリカルレンズ面は、所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面を、前記第１焦点を含み前記所定方向に直交する平面、及び、前記第２焦点を含み前記所定方向に直交する平面で切断した形状に相当するレンズ面として形成されており、前記第１レンズ面は、当該第１レンズ面から入射した平行光線が前記第１焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の一方の端面に連続する非球面のレンズ面として形成されており、前記第２レンズ面は、当該第２レンズ面から入射した平行光線が前記第２焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の他方の端面に連続する非球面のレンズ面として形成されており、前記入射面は、複数に区画されており、前記複数に区画された入射面のうち少なくとも一つの入射面は、第３レンズ面及び第２シリンドリカルレンズ面を含んでおり、前記第３レンズ面は、前記第１シリンドリカルレンズ面から入射した平行光線が前記第１焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の反対側に非球面のレンズ面として形成されており、前記第２シリンドリカルレンズ面は、前記第３レンズ面の端面に連続する前記所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面として形成されており、前記複数に区画された入射面のうち少なくとも一つの入射面は、第４レンズ面及び第３シリンドリカルレンズ面を含んでおり、前記第４レンズ面は、前記第１シリンドリカルレンズ面から入射した平行光線が前記第２焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の反対側に非球面のレンズ面として形成されており、前記第３シリンドリカルレンズ面は、前記第４レンズ面の端面に連続する前記所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面として形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、出射面は、少なくとも、第１シリンドリカルレンズ面、第１レンズ面及び第２レンズ面を含んでおり、少なくとも一つの入射面は、第３レンズ面及び第２シリンドリカルレンズ面を含んでおり、少なくとも一つの入射面は、第４レンズ面及び第３シリンドリカルレンズ面を含んでいる。このため、従来の光軸ズレがなくなり、出射面から傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合、水平線等に沿って集光して焦点群を形成することとなる。すなわち、請求項２に記載の発明によれば、レンズ中心からシフトした位置に少なくとも一つの焦点を有する車両灯具用レンズにおいて、出射面から入射させた傾斜角度が異なる複数の平行光線が、水平線等に沿って集光して焦点群を形成する車両用灯具レンズを提供することが可能となる。

また、請求項２に記載の発明によれば、出射面から入射させた傾斜角度が異なる複数の平行光線が、水平線等に沿って集光して焦点群を形成するため、例えば、上端が直線形状に形成されたシェードの上端を、水平線等に沿って形成される焦点群に沿わせた状態で配置することで、安価に、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。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記複数に区画された入射面のうち少なくとも一つの入射面は、当該入射面から入射した平行光線が前記出射面から拡散光として出射される拡散レンズ面として形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、複数に区画された入射面の境界線が現れる新規見栄えの単眼レンズに、投影レンズとしての機能及び拡散レンズとしての機能を持たせることが可能となる。

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、前記入射面は、中心角３６０°／Ｎ（Ｎは２以上の整数）の略扇形領域に区画されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、複数の略扇形領域に区画された入射面の境界線が現れる新規見栄えの単眼レンズを提供することが可能となる。なお、略扇形領域は区画の一例であり、本発明はこれに限定されない。例えば、入射面は、格子状又は円状等の他の形状に区画されていてもよい。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の車両灯具用レンズを用いた車両用前照灯において、前記焦点に集光した後、前記第２レンズ面及び前記第２シリンドリカルレンズ面からレンズ内部に入射する光を照射するように構成された投影光学系と、前記拡散レンズ面からレンズ内部に入射する平行光線を照射するように構成された拡散光学系と、直線形状に形成された上端を有するシェードと、を備えており、前記シェードは、前記上端を前記車両灯具用レンズにより形成される焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、出射面は、少なくとも、第１シリンドリカルレンズ面及び第１レンズ面を含んでおり、少なくとも一つの入射面は、第２レンズ面及び第２シリンドリカルレンズ面を含んでいる。このため、従来の光軸ズレがなくなり、出射面から傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合、水平線等に沿って集光して焦点群を形成することとなる。そして、請求項５に記載の発明によれば、上端が直線形状に形成されたシェードの上端が、水平線等に沿って形成される焦点群に沿わせた状態で配置されているため、安価に、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。

本発明によれば、レンズ中心からシフトした位置に少なくとも一つの焦点を有する車両灯具用レンズにおいて、出射面から入射させた傾斜角度が異なる複数の平行光線が、水平線等に沿って集光して焦点群を形成する車両用灯具レンズを提供することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態である車両灯具用レンズについて図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態である車両灯具用レンズの斜視図である。図２（ａ）は、図２（ｃ）に示した車両灯具用レンズのＣ−Ｃ断面図である。図２（ｂ）は、図２（ｃ）に示した車両灯具用レンズのＢ−Ｂ断面図である。図２（ｃ）は、図１に示した車両灯具用レンズの正面図である。図２（ｄ）は、図２（ｃ）に示した車両灯具用レンズのＡ−Ａ断面図である。

図１、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、車両灯具用レンズ１０（以下、単にレンズ１０という）は、出射面１１（図１は凸レンズ面を例示）とその反対側の入射面１２を含む正面視略円形で、図１、図２（ｄ）に示すように、レンズ中心から上下にシフトした位置に上側の焦点Ｆ１及び下側の焦点Ｆ２を有するレンズであり、例えば、アクリルやポリカーボネイト等の透明又は半透明材料を射出成型することにより一体的に形成されている。

まず、出射面１１について説明する。

出射面１１は、図１、図２（ｄ）等に示すように、シリンドリカルレンズ面１１ａ、非球面の上レンズ面１１ｂ、及び、非球面の下レンズ面１１ｃを含んでいる。

シリンドリカルレンズ面１１ａは、図２（ｄ）に示すように、鉛直方向に延びるシリンドリカルレンズ面を上側の焦点Ｆ１を含む水平面及び下側の焦点Ｆ２を含む水平面で切断した形状に相当するレンズ面として形成されている。

上レンズ面１１ｂは、図２（ｄ）に示すように、当該上レンズ面１１ｂから入射した平行光線が上側の焦点Ｆ１に集光するように、シリンドリカルレンズ面１１ａの上側の端面に連続する非球面のレンズ面として形成されている。同様に、下レンズ面１１ｃは、当該下レンズ面１１ｃから入射した平行光線が下側の焦点Ｆ２に集光するように、シリンドリカルレンズ面１１ａの下側の端面に連続する非球面のレンズ面として形成されている。上レンズ面１１ｂ及び下レンズ面１１ｃの形状は、例えば、所定プログラムを用いて光線追跡を行うことで求めることが可能である。

次に、入射面１２について説明する。

入射面１２は、図２（ｃ）に示すように、中心角９０°の四つの略扇形領域（上入射面１２ａ、下入射面１２ｂ、右入射面１２ｃ、左入射面１２ｄ）に区画されている。

まず、上入射面１２ａについて説明する。

上入射面１２ａは、図２（ｄ）に示すように、非球面のレンズ面１２ａ１、及び、シリンドリカルレンズ面１２ａ２を含んでいる。

レンズ面１２ａ１は、シリンドリカルレンズ面１１ａから入射した平行光線が上側の焦点Ｆ１に集光するように、シリンドリカルレンズ面１１ａの反対側に非球面のレンズ面として形成されている。レンズ面１２ａ１の形状は、例えば、所定プログラムを用いて光線追跡を行うことで求めることが可能である。シリンドリカルレンズ面１２ａ２は、レンズ面１１ｂの反対側に、レンズ面１２ａ１の上側の端面に連続する鉛直方向に延びるシリンドリカルレンズ面として形成されている。

上入射面１２ａは以上のように構成されているため、出射面１１と上入射面１２ａの間のレンズ部分（以下、上レンズ部分１０ａという）は、焦点Ｆ１を有する投影レンズとして機能する。

図３は、上レンズ部分１０ａの出射面１１から、上側の光軸ＡＸ１を含む水平面に含まれる平行光線のうち上側の光軸ＡＸ１に対する傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合の光線追跡結果（所定プログラムによるシミュレーション結果）を表している。

上記のように、出射面１１は、少なくとも、シリンドリカルレンズ面１１ａ及びレンズ面１１ｂを含んでおり、少なくとも一つの入射面１２ａは、レンズ面１２ａ１及びシリンドリカルレンズ面１２ａ２を含んでいる。このため、図２（ｄ）に示すように、従来の光軸ズレがなくなり、出射面１１から傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合、水平線Ｈに沿って集光して焦点群を形成することとなる（図３参照）。

従って、例えば、図４に示すように、上端が直線形状に形成されたシェード５０ａの上端を、水平線Ｈに沿って形成される焦点群に沿わせた状態で配置することで、図５に示すように、明瞭なカットオフラインＣＬ１を有する配光パターンＰ１を形成することが可能となる。

次に、下入射面１２ｂについて説明する。

下入射面１２ｂは、図２（ｄ）に示すように、非球面のレンズ面１２ｂ１、及び、シリンドリカルレンズ面１２ｂ２を含んでいる。

レンズ面１２ｂ１は、シリンドリカルレンズ面１１ａから入射した平行光線が下側の焦点Ｆ２に集光するように、シリンドリカルレンズ面１１ａの反対側に非球面のレンズ面として形成されている。レンズ面１２ｂ１の形状は、例えば、所定プログラムを用いて光線追跡を行うことで求めることが可能である。シリンドリカルレンズ面１２ｂ２は、レンズ面１１ｃの反対側に、レンズ面１２ｂ１の下側の端面に連続する鉛直方向に延びるシリンドリカルレンズ面として形成されている。

下入射面１２ｂは以上のように構成されているため、出射面１１と下入射面１２ｂの間のレンズ部分（以下、下レンズ部分１０ｂという）は、焦点Ｆ２を有する投影レンズとして機能する。

図３は、下レンズ部分１０ｃの出射面１１から、下側の光軸ＡＸ２を含む水平面に含まれる平行光線のうち下側の光軸ＡＸ２に対する傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合の光線追跡結果（所定プログラムによるシミュレーション結果）を表している。

上記のように、出射面１１は、少なくとも、シリンドリカルレンズ面１１ａ及びレンズ面１１ｃを含んでおり、少なくとも一つの入射面１２ｂは、レンズ面１２ｂ１及びシリンドリカルレンズ面１２ｂ２を含んでいる。このため、上レンズ部分１０ａと同様、従来の光軸ズレがなくなり、出射面１１から傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合、水平線Ｈに沿って集光して焦点群を形成することとなる（図３参照）。

従って、例えば、図４に示すように、上端が直線形状に形成されたシェード５０ｂの上端を、水平線Ｈ上に沿って形成される焦点群に沿わせた状態で配置することで、図６に示すように、明瞭なカットオフラインＣＬ２を有する配光パターンＰ２を形成することが可能となる。

次に、右入射面１２ｃについて説明する。

右入射面１２ｃは、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、当該右入射面１２ｃから入射した平行光線が出射面１１から拡散光として出射されるレンズ面として形成されている。右入射面１２ｃの形状は、例えば、所定プログラムを用いて光線追跡を行うことで求めることが可能である。

右入射面１２ｃは以上のように構成されているため、出射面１１と右入射面１２ｃの間のレンズ部分（以下、右レンズ部分１０ｃという）は、焦点を持たない拡散レンズとして機能する。この右レンズ部分１０ｃにより、例えば、図７に示すように、水平方向に拡散された配光パターンＰ３を形成することが可能となる。

次に、左入射面１２ｄについて説明する。

左入射面１２ｄは、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、当該左入射面１２ｄから入射した平行光線が出射面１１から拡散光として出射されるレンズ面として形成されている。左入射面１２ｄの形状は、例えば、所定プログラムを用いて光線追跡を行うことで求めることが可能である。

左入射面１２ｄは以上のように構成されているため、出射面１１と左入射面１２ｄの間のレンズ部分（以下、左レンズ部分１０ｄという）は、焦点を持たない拡散レンズとして機能する。この左レンズ部分１０ｄにより、例えば、図７に示すように、水平方向に拡散された配光パターンＰ３を形成することが可能となる。

上記のように、本実施形態のレンズ１０は、投影レンズとして機能する上レンズ部分１０ａ及び下レンズ部分１０ｂ、並びに、投影レンズ以外のレンズ（例えば拡散レンズ）として機能する右レンズ部分１０ｃ及び左レンズ部分１０ｄを含む多機能レンズとして構成されている。

このため、複数に区画された入射面１２の境界線が現れる新規見栄えの単眼レンズに、投影レンズとしての機能及び投影レンズ以外のレンズ（例えば拡散レンズ）としての機能を持たせることが可能となる。

次に、上記構成のレンズ１０を車両用前照灯１００に適用した例について説明する。図８は、本実施形態の車両灯具用レンズ１０が適用された車両用前照灯１００の斜視図である。

図８、図９に示すように、車両用前照灯１００は、レンズ１０、光源２０、第１リフレクタ３０、第２リフレクタ４０、シェード５０等を備えている。

光源２０は、ハロゲンランプ等の光源バルブ、ＨＩＤ等の長手方向に延びたバルブであり、灯具光軸ＡＸ上に発光点を位置させた状態で横向きに配置されている。

次に、投影光学系について説明する。

まず、上側の投影光学系について説明する。

第１リフレクタ３０は、図９に示すように、上側の投影光学系を構成する上反射面３１ａ、下反射面３１ｂを備えている。

上反射面３１ａは、光源２０から照射される比較的高輝度範囲の照射光Ｌ１を上レンズ部分１０ａに向けて反射する反射面であり、光源２０の後方から上方に渡って当該光源２０を覆うように配置されている。上反射面３１ａは、例えば、第１焦点が光源２０の発光点近傍に設定され、かつ、第２焦点が上レンズ部分１０ａの焦点Ｆ１近傍に設定された楕円系反射面である。

シェード５０ａは、上反射面３１ａから反射される光源２０からの照射光の一部を遮光し、カットオフラインを形成するための部材であり、上反射面３１ａと上レンズ部分１０ａの間に、直線形状に形成された上端を水平線Ｈ上に形成される焦点群に沿わせた状態で配置されている。

上記構成の上側の投影光学系においては、光源２０から照射され、上反射面３１ａに到達した比較的高輝度範囲の照射光Ｌ１は、上反射面３１ａで上レンズ部分１０ａに向けて反射され、焦点群を通過し、シェード５０ａで一部が遮光された後、上レンズ部分１０ａを透過し、例えば、図５に示すように、明瞭なカットオフラインＣＬ１を有する配光パターンＰ１を形成する。

次に、下側の投影光学系について説明する。

下反射面３１ｂは、光源２０から照射される比較的高輝度範囲の照射光Ｌ２を下レンズ部分１０ｂに向けて反射する反射面であり、光源２０の後方から下方に渡って当該光源２０を覆うように配置されている。下反射面３１ｂは、例えば、第１焦点が光源２０の発光点近傍に設定され、かつ、第２焦点が下レンズ部分１０ｂの焦点Ｆ２近傍に設定された楕円系反射面である。

シェード５０ｂは、下反射面３１ｂから反射される光源２０からの照射光の一部を遮光し、カットオフラインを形成するための部材であり、下反射面３１ｂと下レンズ部分１０ｂの間に、直線形状に形成された上端を水平線Ｈ上に形成される焦点群に沿わせた状態で配置されている。

上記構成の下側の投影光学系においては、光源２０から照射され、下反射面３１ｂに到達した比較的高輝度範囲の照射光Ｌ２は、下反射面３１ｂで下レンズ部分１０ｂに向けて反射され、焦点群を通過し、シェード５０ｂで一部が遮光された後、下レンズ部分１０ｂを透過し、例えば、図６に示すように、明瞭なカットオフラインＣＬ２を有する配光パターンＰ２を形成する。

次に、拡散光学系について説明する。

まず、右側の拡散光学系について説明する。

第２リフレクタ４０は、図１０に示すように、第１左反射面４１Ｌ、第１右反射面４１Ｒを備えている。

第１左反射面４１Ｌは、光源２０から照射される比較的高輝度範囲の照射光Ｌ３を第１右反射面４１Ｒの外側に配置された第２右反射面３２Ｒに向けて反射する反射面であり、光源２０の前方、かつ、上反射面３１ａ及び下反射面３１ｂからの反射光Ｌ１、Ｌ２と干渉しない位置に配置されている。第１左反射面４１Ｌは、例えば、第１焦点Ｆ３が光源２０の発光点近傍に設定され、かつ、第２焦点Ｆ４が第１右反射面４１Ｒに形成された開口４２Ｒ（例えば３φ程度の開口）近傍に設定された楕円系反射面である。

第２右反射面３２Ｒは、第１左反射面４１Ｌで反射され、第１右反射面４１Ｒに形成された開口４２Ｒを通過した光源２０からの照射光Ｌ３を平行光に変換し、右レンズ部分１０ｃに向けて反射する反射面であり、第１右反射面４１Ｒの外側に配置されている。第２右反射面３２Ｒは、例えば、焦点が第１左反射面４１Ｌの第２焦点Ｆ４近傍に設定された放物面系反射面である。

上記構成の右側の拡散光学系においては、光源２０から照射され、第１左反射面４１Ｌに到達した比較的高輝度範囲の照射光Ｌ３は、第１左反射面４１Ｌで第２右反射面３２Ｒに向けて反射され、第２焦点Ｆ４に集光した後、第１右反射面４１Ｒに形成された開口４２Ｒを通過し、第２右反射面３２Ｒに到達する。この第２右反射面３２Ｒに到達した照射光Ｌ３は、さらに第２右反射面３２Ｒで右レンズ部分１０ｃに向けて反射され、右レンズ部分１０ｃを透過し、例えば、図７に示すように、水平方向に拡散された配光パターンＰ３を形成する。

次に、左側の拡散光学系について説明する。

第１右反射面４１Ｒは、光源２０から照射される比較的高輝度範囲の照射光を第１左反射面４１Ｌの外側に配置された第２左反射面３２Ｌに向けて反射する反射面であり、光源２０の前方、かつ、上反射面３１ａ及び下反射面３１ｂからの反射光Ｌ１、Ｌ２と干渉しない位置に配置されている。第１右反射面４１Ｒは、例えば、第１焦点Ｆ３が光源２０の発光点近傍に設定され、かつ、第２焦点Ｆ５が第１左反射面４１Ｌに形成された開口４２Ｌ（例えば３φ程度の開口）近傍に設定された楕円系反射面である。

第２左反射面３２Ｌは、第１右反射面４１Ｒで反射され、第１左反射面４１Ｌに形成された開口４２Ｌを通過した光源２０からの照射光を平行光に変換し、左レンズ部分１０ｄに向けて反射する反射面であり、第１左反射面４１Ｌの外側に配置されている。第２左反射面３２Ｌは、例えば、焦点が第１右反射面４１Ｒの第２焦点Ｆ５近傍に設定された放物面系反射面である。

上記構成の左側の拡散光学系においては、光源２０から照射され、第１右反射面４１Ｒに到達した比較的高輝度範囲の照射光は、第１右反射面４１Ｒで第２左反射面３２Ｌに向けて反射され、第２焦点Ｆ５に集光した後、第１左反射面４１Ｌに形成された開口４２Ｌを通過し、第２左反射面３２Ｌに到達する。この第２左反射面３２Ｌに到達した照射光は、さらに第２左反射面３２Ｌで左レンズ部分１０ｄに向けて反射され、左レンズ部分１０ｄを透過し、例えば、図７に示すように、水平方向に拡散された配光パターンＰ３を形成する。

なお、各配光パターンＰ１〜Ｐ３は、例えば、図１１に示すように重畳された配光パターンとして形成される。

以上説明したように、本実施形態の車両灯具用レンズ１０によれば、出射面１１は、少なくとも、シリンドリカルレンズ面１１ａ、レンズ面１１ｂ及びレンズ面１１ｃを含んでおり（図２（ｄ）参照）、少なくとも一つの入射面１２ａは、レンズ面１２ａ１及びシリンドリカルレンズ面１２ａ２を含んでおり、少なくとも一つの入射面１２ｂは、レンズ面１２ｂ１及びシリンドリカルレンズ面１２ｂ２を含んでいる（図２（ｄ）参照）。このため、従来の光軸ズレがなくなり、出射面１１から傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合、水平線Ｈに沿って集光して焦点群を形成することとなる（図３参照）。すなわち、本実施形態の車両灯具用レンズ１０によれば、レンズ中心からシフトした位置に第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２を有する車両灯具用レンズ１０において、出射面１１から入射させた傾斜角度が異なる複数の平行光線が、水平線等に沿って集光して焦点群を形成する車両用灯具レンズ、すなわち、集光性（結像性）が良く、コマ収差が小さい車両灯具用レンズを提供することが可能となる。

また、本実施形態の車両灯具用レンズ１０によれば、出射面１１から入射させた傾斜角度が異なる複数の平行光線が、水平線Ｈに沿って集光して焦点群を形成するため（図３参照）、例えば、上端が直線形状に形成されたシェード５０の上端を、水平線Ｈに沿って形成される焦点群に沿わせた状態で配置することで、安価に、明瞭なカットオフラインを有する配光パターン（図５、図６参照）を形成することが可能となる。

また、本実施形態の車両灯具用レンズ１０によれば、投影レンズとして機能する上レンズ部分１０ａ、下レンズ部分１０ｂ、及び、拡散レンズとして機能する右レンズ部分１０ｃ、左レンズ部分１０ｄを含んでいる。このため、複数に区画された入射面１２の境界線が現れる新規見栄えの単眼レンズに、投影レンズとしての機能及び拡散レンズとしての機能を持たせることが可能となる。また、複数の略扇形領域に区画された入射面１２の境界線が現れる新規見栄えの単眼レンズを提供することが可能となる。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、車両灯具用レンズ１０の入射面１２は、中心角９０°の四つの略扇形領域（上入射面１２ａ、下入射面１２ｂ、右入射面１２ｃ、左入射面１２ｄ）に区画されているように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、車両灯具用レンズ１０の入射面１２は、中心角３６０°／Ｎ（Ｎは２以上の整数）の略扇形領域に区画されていてもよい。また、入射面１２は格子状又は円状に区画されていてもよい。

また、上記実施形態では、投影レンズとして機能するレンズ部分１０ａ、１０ｂを上下に配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、投影レンズとして機能するレンズ部分を、上下左右の少なくとも一カ所に配置することが可能である。又は、上下左右の全ての箇所に配置することも可能である。その他、適宜の箇所に配置することが可能である。

また、上記実施形態では、拡散レンズとして機能するレンズ部分１０ｃ、１０ｄを左右に配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、拡散レンズとして機能するレンズ部分を、上下左右の少なくとも一カ所に配置することが可能である。又は、上下左右の全ての箇所に配置することも可能である。その他、適宜の箇所に配置することが可能である。

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。

本発明の一実施形態である車両灯具用レンズの斜視図である。 （ａ）図２（ｃ）に示した車両灯具用レンズのＣ−Ｃ断面図、（ｂ）図２（ｃ）に示した車両灯具用レンズのＢ−Ｂ断面図、（ｃ）図１に示した車両灯具用レンズの正面図、（ｄ）図２（ｃ）に示した車両灯具用レンズのＡ−Ａ断面図である。 傾斜角度が異なる複数の平行光線を入射させた場合の光線追跡結果（所定プログラムによるシミュレーション結果）を表す図である。 シェード５０の配置例を説明するための図である。 本発明の一実施形態である車両灯具用レンズにより形成される配光パターンの例である。 本発明の一実施形態である車両灯具用レンズにより形成される配光パターンの例である。 本発明の一実施形態である車両灯具用レンズにより形成される配光パターンの例である。 本実施形態の車両灯具用レンズ１０が適用された車両用前照灯１００の斜視図である。 図８に示した車両用前照灯１００のＢ−Ｂ断面図である。 図９に示した車両用前照灯１００のＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施形態である車両灯具用レンズにより形成される配光パターンの例である。 従来のレンズの問題点を指摘する図である（所定プログラムによるシミュレーション結果）。 従来のレンズの問題点を指摘する図である。

符号の説明

１０…車両灯具用レンズ、１０ａ…上レンズ部分、１０ｂ…下レンズ部分、１０ｃ…右レンズ部分、１０ｄ…左レンズ部分、１１…出射面、１１ａ…シリンドリカルレンズ面、１１ｂ…上レンズ面、１１ｃ…下レンズ面、１２…入射面、１２ａ…上入射面、１２ａ１…レンズ面、１２ａ２…シリンドリカルレンズ面、１２ｂ…下入射面、１２ｂ１…レンズ面、１２ｂ２…シリンドリカルレンズ面、１２ｃ…右入射面、１２ｄ…左入射面、２０…光源、３０…リフレクタ、３１ａ…上反射面、３１ｂ…下反射面、３２Ｌ…左反射面、３２Ｒ…右反射面、４０…リフレクタ、４１Ｌ…左反射面、４１Ｒ…右反射面、４２Ｌ…開口、４２Ｒ…開口、５０ａ…シェード、５０ｂ…シェード、１００…車両用前照灯

Claims (5)

1. 少なくとも一つの出射面とその反対側の入射面を備え、レンズ中心からシフトした位置に少なくとも一つの焦点を有する車両灯具用レンズにおいて、
   前記出射面は、少なくとも、第１シリンドリカルレンズ面及び第１レンズ面を含んでおり、
   前記第１シリンドリカルレンズ面は、所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面を、前記焦点を含み前記所定方向に直交する平面で切断した形状に相当するレンズ面として形成されており、
   前記第１レンズ面は、当該第１レンズ面から入射した平行光線が前記焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の端面に連続する非球面のレンズ面として形成されており、
   前記入射面は、複数に区画されており、
   前記複数に区画された入射面のうち少なくとも一つの入射面は、第２レンズ面及び第２シリンドリカルレンズ面を含んでおり、
   前記第２レンズ面は、前記第１シリンドリカルレンズ面から入射した平行光線が前記焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の反対側に非球面のレンズ面として形成されており、
   前記第２シリンドリカルレンズ面は、前記第２レンズ面の端面に連続する前記所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面として形成されていることを特徴とする車両灯具用レンズ。
2. 少なくとも一つの出射面とその反対側の入射面を備え、レンズ中心からシフトした位置に第１焦点及び第２焦点を有する車両灯具用レンズにおいて、
   前記出射面は、少なくとも、第１シリンドリカルレンズ面、第１レンズ面及び第２レンズ面を含んでおり、
   前記第１シリンドリカルレンズ面は、所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面を、前記第１焦点を含み前記所定方向に直交する平面、及び、前記第２焦点を含み前記所定方向に直交する平面で切断した形状に相当するレンズ面として形成されており、
   前記第１レンズ面は、当該第１レンズ面から入射した平行光線が前記第１焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の一方の端面に連続する非球面のレンズ面として形成されており、
   前記第２レンズ面は、当該第２レンズ面から入射した平行光線が前記第２焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の他方の端面に連続する非球面のレンズ面として形成されており、
   前記入射面は、複数に区画されており、
   前記複数に区画された入射面のうち少なくとも一つの入射面は、第３レンズ面及び第２シリンドリカルレンズ面を含んでおり、
   前記第３レンズ面は、前記第１シリンドリカルレンズ面から入射した平行光線が前記第１焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の反対側に非球面のレンズ面として形成されており、
   前記第２シリンドリカルレンズ面は、前記第３レンズ面の端面に連続する前記所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面として形成されており、
   前記複数に区画された入射面のうち少なくとも一つの入射面は、第４レンズ面及び第３シリンドリカルレンズ面を含んでおり、
   前記第４レンズ面は、前記第１シリンドリカルレンズ面から入射した平行光線が前記第２焦点に集光するように、前記第１シリンドリカルレンズ面の反対側に非球面のレンズ面として形成されており、
   前記第３シリンドリカルレンズ面は、前記第４レンズ面の端面に連続する前記所定方向に延びるシリンドリカルレンズ面として形成されていることを特徴とする車両灯具用レンズ。
3. 前記複数に区画された入射面のうち少なくとも一つの入射面は、当該入射面から入射した平行光線が前記出射面から拡散光として出射される拡散レンズ面として形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両灯具用レンズ。
4. 前記入射面は、中心角３６０°／Ｎ（Ｎは２以上の整数）の略扇形領域に区画されていることを特徴とする請求項３に記載の車両灯具用レンズ。
5. 請求項３に記載の車両灯具用レンズを用いた車両用前照灯において、
   前記焦点に集光した後、前記第２レンズ面及び前記第２シリンドリカルレンズ面からレンズ内部に入射する光を照射するように構成された投影光学系と、
   前記拡散レンズ面からレンズ内部に入射する平行光線を照射するように構成された拡散光学系と、
   直線形状に形成された上端を有するシェードと、を備えており、
   前記シェードは、前記上端を前記車両灯具用レンズにより形成される焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とする車両用前照灯。

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