CN118176385A - 车辆用灯具 - Google Patents

Abstract

车辆用灯具具备光源(2)和反射镜(3)，该反射镜(3)包含将从光源(2)射出的光(L)向正面侧扩散并反射的扩散反射面(3a)，扩散反射面(3a)具有在沿着从光源(2)射出的光(L)的光轴(AX)的至少一个方向的截面中，描绘出与从光源(2)射出的光(L)的指向特性一致的曲线的曲面形状。

Description

车辆用灯具

技术领域

本发明涉及车辆用灯具。

本申请基于2021年11月17日申请的日本特愿2021－186961号主张优先权，在此援用其内容。

背景技术

例如，作为搭载在车辆上的车辆用灯具，有在灯体的内侧配置光源和将从光源射出的光向正面侧反射的反射镜的结构(例如，参照下述专利文献1。)。

但是，在近年来的车辆用灯具中，随着发光二极管(LED)的高亮度化和低成本化的发展，采用LED作为光源的灯具逐渐增加。另一方面，LED具有长寿命且耗电少的优点，但另一方面具有以朗伯方式发光的指向特性。即，LED具有虽然指向性(直进性)高，但光难以扩散的指向特性。

因此，在现有的车辆用灯具中，由于LED那样的指向性强的光入射到反射镜的反射面，所以会较大地受到该LED的指向特性的影响。具体而言，反射镜的反射面由按照描绘出以光源的中心(发光点)为焦点的抛物线的方式形成的抛物反射面构成。

在该情况下，反射镜将入射到抛物反射面的光朝向正面侧平行化(准直)并反射。因此，难以使入射到距光源的距离不同的反射面的光分别朝向正面侧均匀地反射。

在下述专利文献1记载的发明中，针对这样的课题，在反射镜的前方配置扩散透镜，一边利用扩散透镜扩散由反射镜反射的光，一边得到均匀的发光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018－101626号公报

发明内容

本发明要解决的课题

但是，在上述专利文献1所记载的发明中，由于需要扩散透镜，因此存在因部件数量的增加而导致成本增加的课题。

本发明的方式的目的在于提供一种车辆用灯具，其可以抑制部件数量的增加，同时可以得到更均匀的发光。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明提供以下结构。

(1)一种车辆用灯具，其特征在于，具有：

光源；及

反射镜，其包括扩散反射面，该扩散反射面将从所述光源射出的光朝向正面侧扩散并反射，

所述扩散反射面具有曲面形状，该曲面形状在沿着从所述光源射出的光的光轴的至少一个方向的截面中，描绘出与从所述光源射出的光的指向特性一致的曲线。

(2)如上述(1)所述的车辆用灯具，其特征在于，所述扩散反射面具有如下的曲面形状，该曲面形状在沿着从所述光源射出的光的光轴的至少一个方向的截面中，描绘出与从所述光源射出的光的出射角对应的光度越大，距所述光源的距离越长的曲线。

(3)如上述(1)或(2)所述的车辆用灯具，其特征在于，所述扩散反射面具有如下的曲面形状，该曲面形状在与从所述光源射出的光的光轴垂直且与所述一个方向垂直的另一个方向的截面中，描绘出以所述光轴为中心的圆弧或描绘出与该圆弧近似的曲线。

(4)如上述(1)～(3)中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

从所述光源射出的光的指向特性是朗伯配光，

所述扩散反射面具有如下的曲面形状，该曲面形状在沿着从所述光源射出的光的光轴的至少一个方向的截面中，描绘出余弦曲线(cos曲线)。

(5)如上述(1)～(4)中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，上述反射镜由具有光扩散性的反射部件构成。

(6)如上述(1)～(5)中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，所述扩散反射面包括微细的凹凸结构。

(7)如上述(1)～(6)中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，该车辆用灯具具有副反射镜，该副反射镜包括将从所述光源射出的光的一部分向所述扩散反射面反射的反射面。

(8)如上述(7)所述的车辆用灯具，其特征在于，所述反射面将朝向隔着所述光轴的正面侧的光的一部分向位于隔着所述光轴的背面侧的所述扩散反射面反射。

(9)如上述(1)～(8)中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，所述光源排列配置有多个，

所述反射镜包括与所述光源各自对应的多个所述扩散反射面，

上述扩散反射面在所述光源排列的方向上连续设置。

发明效果

根据本发明的方式，可以提供一种车辆用灯具，其可以抑制部件数量的增加，同时可以得到更均匀的发光。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的车辆用灯具的沿铅直方向的截面图。

图2A是图1所示的车辆用灯具具有的反射镜的结构的立体图。

图2B是从上方侧观察图2A所示的反射镜的结构的立体图的俯视图。

图3是用极坐标和直角坐标表示从光源射出的光的指向特性的曲线图。

图4是用于说明反射镜的扩散反射面的形状的截面图。

图5是表示追加副反射镜的结构的截面图。

图6是表示使从光源射出的光的光轴相对于铅直方向倾斜的结构的截面图。

图7A是用极坐标表示从光源射出的光的其他指向特性的曲线图。

图7B是表示与图7A所示的光的指向特性一致的反射镜的扩散反射面的形状的截面图。

图8是从上方侧观察排列配置有多个光源及多个反射镜的结构的俯视图。

图9是表示多个扩散反射面连续设置的反射镜的结构的立体图。

图10是表示本发明的第2实施方式的车辆用灯具的结构的俯视图。

图11是图10中所示的线段X－X的车辆用灯具的截面图。

图12是表示相对于图10所示的车辆用灯具的视场角在车宽方向的外侧为15°时的光源像的照片。

图13是表示相对于图10所示的车辆用灯具的视场角在车宽方向的外侧为30°时的光源像的照片。

图14是表示相对于图10所示的车辆用灯具的视场角在车宽方向的外侧为45°时的光源像的照片。

图15是表示相对于图10所示的车辆用灯具的视场角在车辆上方为10°时的光源像的照片。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

另外，在以下的说明中使用的附图中，为了容易观察各构成要素，有时根据构成要素而使尺寸的比例尺不同，各构成要素的尺寸比率等不一定与实际相同。

(第1实施方式)

首先，作为本发明的第1实施方式，对例如图1～图4所示的车辆用灯具1进行说明。

另外，图1是车辆用灯具1的沿铅直方向的截面图。图2A是车辆用灯具1所具有的反射镜3的结构的立体图，图2B是从上方侧观察图2A所示的反射镜的结构的立体图的俯视图。图3是用极坐标和直角坐标表示从光源2射出的光的指向特性的曲线图。图4是用于说明反射镜3的扩散反射面3a的形状的截面图。

另外，在以下所示的附图中，设定XYZ直角坐标系，分别将X轴方向表示为车辆用灯具1的前后方向(长度方向)，将Y轴方向表示为车辆用灯具1的左右方向(宽度方向)，将Z轴方向表示为车辆用灯具1的上下方向(高度方向)。

如图1及图2所示，本实施方式的车辆用灯具1具有：车辆(未图示。)的后端侧的两角部(在本实施方式中为左后端侧的角部)的后组合灯中，将本发明应用于发出红色光的尾灯。

另外，在以下的说明中，“前”，“后”，“左”，“右”，“上”，“下”的记载，只要没有特别说明，就意味着从正面(车辆后方)观察车辆用灯具1时的各个方向。因此，从正面(车辆前方)观察车辆时的各个方向是前后左右相反的方向。

如图1及图2A、图2B所示，本实施方式的车辆用灯具1具备光源2和反射镜3，并具备构成后组合灯的灯体(未图示。)的内侧。

另外，灯体由前表面开口的壳体和覆盖壳体开口的外透镜(盖透镜)构成。另外，对于灯体的形状，可以根据车辆的设计等适当变更。

光源2由发出红色光(以下称为“光”。)L的发光二极管(LED)构成。光源2安装在设置有驱动LED的驱动电路的电路基板4的一面(在本实施方式中为下表面)侧。由此，光源2向与电路基板4的一面垂直的方向(在本实施方式中为下方)放射状地射出光L。

反射镜3配置在光源2的下方，具有使从光源2射出的光L一边向正面侧扩散一边反射的扩散反射面3a。反射镜3使用例如白色的玻璃环氧树脂等具有光扩散性的反射部件。另外，白色的反射部件中含有的氧化钛等粒子具有光扩散的功能。另外，扩散反射面3a例如由包含褶皱等的用于使光L随机地扩散的微细的凹凸结构的反射面构成。

但是，在本实施方式的车辆用灯具1中，反射镜3的扩散反射面3a具有如下的曲面形状，该曲面形状为在沿着从光源2射出的光L的光轴AX的至少一个方向(在本实施方式中为反射镜3的铅直方向)的截面(以下称为“铅直截面”。)中，描绘出与从光源2射出的光L的指向特性一致的曲线。

具体而言，该扩散反射面3a如下具有曲面形状：在其铅直截面中，描绘出与从光源2射出的光L的出射角对应的光度越大，距光源2的距离越长的曲线。

在此，从光源2射出的光L的指向特性是图3所示的朗伯配光。所谓朗伯配光，是光L相对于光轴AX的出射角θ能够以光轴AX上(θ＝0°)的光度的cosθ倍表示的配光。因此，成为光轴AX上的光度的半值的出射角(半值角)根据cosθ＝0.5而成为θ＝60°。

扩散反射面3a如图4所示，由凹状曲面构成，该凹状曲面在该扩散反射面3a的铅直截面中，位于隔着从光源2射出的光L的光轴AX的背面侧，在出射角θ至少为0°～60°(在本实施方式中为0°～80°)的角度范围内，描绘出与朗伯配光一致的cos曲线。

即，该cos曲线是在将出射角θ为0°时的从光源2到扩散反射面3a的距离设为A，将出射角θ时的从光源2到扩散反射面3a的距离设为B时，由下述式(1)表示的曲线。

B＝Acosθ…(1)

另外，在出射角θ为0°的位置(扩散反射面3a的下端)处的光L的光度最高，该位置处的从光源2到扩散反射面3a的距离A最长。另一方面，在出射角θ最大的位置(扩散反射面3a的上端)处的光L的光度最弱，该位置处的从光源2到扩散反射面3a的距离B(由图4中的C表示。)最短。

另外，扩散反射面3a如图2A、图2B所示，具有如下曲面形状：在与从光源2射出的光L的光轴AX垂直且与一个方向垂直的其他方向(在本实施方式中为反射镜3的水平方向)的截面(以下称为“水平截面”。)中，描绘出以光轴AX为中心的圆弧。

即，该扩散反射面3a由通过使上述的cos曲线以光轴AX为中心旋转而得到的凹状的曲面构成。另外，扩散反射面3a的水平截面中的以光轴AX为中心的角度α例如设定在－45°～45°的范围内。另外，关于角度α，可以根据距光源2的距离适当变更。

反射镜3的扩散反射面3a的正面侧开口，使入射到该扩散反射面3a的光L扩散并反射，向车辆用灯具1的正面侧射出扩散后的光L。由此，在本实施方式的车辆用灯具1中，可以将反射镜3的正面侧作为尾灯的发光面而发出红色光。

在具有以上那样的结构的本实施方式的车辆用灯具1中，上述反射镜3的扩散反射面3a具有与从光源2射出的光L的指向特性一致的曲面形状，可以使由该扩散反射面3a扩散反射的光L的亮度在扩散反射面3a的整个区域上均匀化。

另外，在本实施方式的车辆用灯具1中，通过使由上述扩散反射面3a扩散反射的光L的亮度均匀化，即使在从其正面观察的视场角变大的情况下，也能够以相同的亮度目视尾灯的发光面。

进而，在本实施方式的车辆用灯具1中，由于不需要追加现有的扩散透镜，所以可以抑制部件数量的增加，同时实现低成本化。

另外，本发明不一定限定于上述第1实施方式的结构，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更。

具体而言，在上述车辆用灯具1中，也可以追加例如图5所示的副反射镜5。另外，图5是表示在上述车辆用灯具1上追加副反射镜5的结构的截面图。

副反射镜5配置在光源2的下方且反射镜3的正面侧，具有将从光源2射出的光L的一部分向扩散反射面3a反射的反射面5a。副反射镜5使用例如设有铝蒸镀膜等反射膜的反射部件。

副反射镜5的反射面5a由在其铅直截面中位于隔着从光源2射出的光L的光轴AX的正面侧且比反射镜3更靠上方的凹状的自由曲面构成。另外，反射面5a具有在其水平截面中描绘出以光轴AX为中心的圆弧的曲面形状。

副反射镜5的反射面5a的与反射镜3相对的面侧开口，将入射到该反射面5a的光L向扩散反射面3a的出射角θ变大的范围反射。

由此，在本实施方式的车辆用灯具1中，可以对在扩散反射面3a的出射角θ变大的范围内扩散反射的光L的亮度进行补充，同时使由该扩散反射面3a扩散反射的光L的亮度在扩散反射面3a的整个区域上均匀化。

另外，在上述车辆用灯具1中，例如如图6所示，可以构成为使从光源2射出的光L的光轴AX相对于铅直方向倾斜。另外，图6是表示使从光源2射出的光L的光轴AX相对于铅垂方向倾斜的结构的截面图。

具体而言，在该图6所示的结构中，从光源2射出的光L的光轴AX比铅垂方向更向背面侧倾斜。与此相对应，扩散反射面3a包括延长部分5b，该延长部分5b在该扩散反射面3a的铅直截面中朝向隔着从光源2射出的光L的光轴AX的正面侧，描绘出与朗伯配光一致的cos曲线。另外，延长部分5b在不妨碍向扩散反射面3a的正面侧扩散反射的光L的范围内延长。

由此，在本实施方式的车辆用灯具1中，可以利用扩散反射面3a的延长部分3b对朝向隔着光轴AX的正面侧的光L的一部分进行扩散反射，可以高效地利用从光源2射出的光L的光轴AX上附近的较强的光L。

另外，在上述车辆用灯具1中，也可以根据例如图7A所示的从光源2射出的光L的指向特性，形成图7B所示的扩散反射面3a的曲面形状。另外，图7A是以极坐标表示从光源2射出的光L的其他指向特性的曲线图。图7B是表示与图7A所示的光的指向特性一致的反射镜3的扩散反射面3a的形状的截面图。

即，扩散反射面3a只要是在其铅直截面中描绘出与从光源2射出的光L的指向特性一致的曲线的曲面形状，或者是与该曲线近似的曲面形状即可。

同样，扩散反射面3a不限于在其水平截面中，描绘出以光轴AX为中心的圆弧的曲面形状，也可以是描绘出与该圆弧近似的曲线的曲面形状。

另外，应用了本发明的车辆用灯具例如如图8所示，也可以是具备多个(本例中为2个)光源2和分别与多个光源2对应配置的多个(本例中为2个)反射镜3的结构。另外，图8是从上方侧观察排列配置有多个光源2及多个反射镜3的结构的俯视图。

但是，在该结构的情况下，在相邻的扩散反射面3a之间的边界部分R，扩散反射面3a的曲面形状变化较大，因此在该边界部分R容易产生发光的暗部。

与此相对，也可以是具备例如图9所示的连续设置有多个(本例中为3个)扩散反射面3a的反射镜30的结构。另外，图9是表示连续设置有多个扩散反射面3a的反射镜30的结构的立体图。

在该结构的情况下，在反射镜30的水平截面中，通过增大相邻的扩散反射面3a的圆弧的曲率，能够减小边界部分R处的形状变化，抑制该边界部分R处的暗部的产生。

另外，在增大相邻的扩散反射面3a的圆弧的曲率的情况下，虽然各扩散反射面3a的铅直截面中的曲面形状朝向边界部分R偏离cos曲线的理想形状，但在实现相邻的扩散反射面3a之间的发光的均匀化方面能够充分地允许。

(第2实施方式)

下面，作为本发明的第2实施方式，对例如图10及图11所示的车辆用灯具10进行说明。

另外，图10是表示车辆用灯具10的结构的俯视图。图11是图10中所示的线段X－X的车辆用灯具10的截面图。另外，在以下的说明中，对于与上述车辆用灯具1相同的部位，省略说明，并且在附图中标注相同的附图标记。

如图10及图11所示，本实施方式的车辆用灯具10具备多个(在本实施方式中为13个)光源2和反射镜40，构成后组合灯的灯体(未图示。)的内侧。

反射镜40配置在多个光源2的下方，具有将从各光源2射出的光L向正面侧扩散并反射的扩散反射面40a。反射镜40使用例如白色的玻璃环氧树脂等具有光扩散性的反射部件。另外，扩散反射面40a例如由包含褶皱等的用于使光L随机地扩散的微细的凹凸结构的反射面构成。

在本实施方式的车辆用灯具10中，反射镜40的扩散反射面40a具有曲面形状，该曲面形状在沿着从各光源2射出的光L的光轴AX的至少一个方向的截面(在本实施方式中是沿着从光源2向扩散反射面40a的垂线的铅直截面)中，描绘出与从光源2射出的光L的指向特性一致的曲线。

具体而言，该扩散反射面40a由在与各光源2对应的铅直截面中，分别描绘出cos曲线的凹状曲面构成。

另一方面，扩散反射面40a具有在其水平截面中与赋予车辆的后端侧的角部的倾斜形状一致地在车辆的宽度方向(以下称为“车宽方向”。)弯曲成圆弧状的曲面形状。

因此，扩散反射面40a在与上述各光源2对应的铅直截面中具有cos曲线的理想形状，但在各光源2之间从cos曲线的理想形状偏离。

另一方面，由于扩散反射面40a在光源2排列的方向上连续，因此不会产生上述相邻的扩散反射面3a之间的边界部分R，在实现各光源2之间发光的均匀化方面能够充分地允许。

另一方面，扩散反射面40a的两端由以配置在其两端的光源2的光轴AX为中心使cos曲线旋转而得到的凹状的曲面构成。由此，在扩散反射面40a的两端，能够成为cos曲线的理想形状。

反射镜40的扩散反射面40a的正面侧开口，使入射到该扩散反射面40a的光L扩散并反射，向车辆用灯具10的正面侧射出扩散后的光L。由此，在本实施方式的车辆用灯具10中，可以将反射镜40的正面侧作为尾灯的发光面而发出红色光。

在具有以上结构的本实施方式的车辆用灯具10中，上述反射镜40的扩散反射面40a具有与从各光源2射出的光L的指向特性一致的曲面形状，从而可以使由该扩散反射面40a扩散反射的光L的亮度在扩散反射面40a的整个区域上均匀化。

另外，在本实施方式的车辆用灯具10中，通过使由上述扩散反射面40a扩散反射的光L的亮度均匀化，即使在从其正面观察的视场角变大的情况下，也可以以相同的亮度识别尾灯的发光面。

进而，在本实施方式的车辆用灯具10中，由于不需要现有技术那样追加扩散透镜，所以可以抑制部件数量的增加，同时实现低成本化。

在此，通过仿真而求出相对于车辆用灯具10的视场角在车宽方向的外侧为15°、30°、45°，在车辆的上方为10°时的车辆用灯具10的光源像。图12～图15表示该仿真结果的光源像。

另外，图12是表示相对于车辆用灯具10的视场角在车宽方向的外侧为15°时的光源像的照片。图13是表示相对于车辆用灯具10的视场角在车宽方向的外侧为30°时的光源像的照片。图14是表示相对于车辆用灯具10的视场角在车宽方向的外侧为45°时的光源像的照片。图15是表示相对于车辆用灯具10的视场角在车辆上方为10°时的光源像的照片。

如图12～图15所示，即使在使相对于车辆用灯具10的视场角变化的情况下，也可以以相同的亮度得到更均匀的光源像。

另外，本发明不一定限定于上述实施方式的结构，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更。

在上述实施方式中，例示了将本发明应用于构成上述后组合灯的尾灯的情况，但对于应用本发明的车辆用灯具，不限于上述后侧的车辆用灯具，也可以将本发明应用于前侧的车辆用灯具。

即，关于应用本发明的车辆用灯具，不限于上述尾灯，例如也可以是刹车灯(刹车灯)、方向指示器(转向灯)、倒车灯、盖灯、车辆用前照灯(前照灯)、车宽灯(位置灯)、辅助前照灯(副前照灯)、前部(后部)雾灯(雾灯)、白天亮灯用(白天运行)灯等。本发明可广泛适用于具有光源和反射镜的车辆用灯具。

另外，关于光源发出的光的颜色，不限于上述的红色光，白色光或橙色光等，可以根据该车辆用灯具的用途适当变更。

另外，本发明适用于上述的车辆用灯具，但并不限定于适用于车辆用灯具，例如也可以适用于住宅用的照明装置等一般的照明装置。

[符号说明]

1：车辆用灯具；2：光源；3：反射镜；3a：扩散反射面；4：电路基板；5：副反射镜；5a：反射面；10：车辆用灯具；30：反射镜；40：反射镜；40a：扩散反射面；L：光；AX：光轴

Claims (9)

1.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：

光源；以及

反射镜，其包括扩散反射面，该扩散反射面将从所述光源射出的光朝向正面侧扩散并反射，

所述扩散反射面具有如下的曲面形状：在沿着从所述光源射出的光的光轴的至少一个方向的截面中，描绘出与从所述光源射出的光的指向特性一致的曲线。

2.如权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述扩散反射面具有如下的曲面形状：在沿着从所述光源射出的光的光轴的至少一个方向的截面中，描绘出与从所述光源射出的光的出射角对应的光度越大，距所述光源的距离越长的曲线。

3.如权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述扩散反射面具有如下的曲面形状：在与从所述光源射出的光的光轴垂直且与所述一个方向垂直的另一个方向的截面中，描绘出以所述光轴为中心的圆弧或描绘出与该圆弧近似的曲线。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

从所述光源射出的光的指向特性是朗伯配光，

所述扩散反射面具有在沿着从所述光源射出的光的光轴的至少一个方向的截面中描绘出余弦曲线的曲面形状。

5.如权利要求1～4中的任意一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述反射镜由具有光扩散性的反射部件构成。

6.如权利要求1～5中的任意一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述扩散反射面包括微细的凹凸结构。

7.如权利要求1～6中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

该车辆用灯具具有副反射镜，该副反射镜包括将从所述光源射出的光的一部分向所述扩散反射面反射的反射面。

8.如权利要求7所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述反射面将朝向隔着所述光轴的正面侧的光的一部分向位于隔着所述光轴的背面侧的所述扩散反射面反射。

9.如权利要求1～8中的任意一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述光源排列而配置有多个，

所述反射镜包括与所述光源各自对应的多个所述扩散反射面，

所述扩散反射面在所述光源排列的方向上连续地设置。