JP2005340052A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子を光源とする車両用灯具において、所要の配光性能を確保可能とした上で、点灯時および非点灯時の見映えを向上させる。
【解決手段】 発光素子２２の前方側に配置された透光部材２４における前面２４ｂの一部を、複数の平面部Ｚ１〜Ｚ１２が互いに隣接するように配置されてなる略多面体形状とする。これら各平面部Ｚ１〜Ｚ１２の向きは、透光部材２４に入射して該平面部から出射する発光素子２２からの光によって形成される配光パターンを、これら各配光パターン相互間で互いに部分的に重複させる向きに設定し、所要の配光性能を確保する。そして、点灯時には、観察方向に対応した特定の平面部のみが光って見えるようにし、キラキラ感のある見映えを演出する。また、非点灯時には、観察方向や灯具外部からの入射光の向きによって、特定の平面部のみがその全域にわたって光って見えるようにし、宝石のような見映えを演出する。
【選択図】 図４

Description

本願発明は、発光ダイオード等の発光素子を光源とする車両用灯具に関するものである。

近年、発光ダイオード等の発光素子を光源とする車両用灯具が多く採用されている。

例えば「特許文献１」には、灯具前後方向に延びる光軸上に発光素子が配置されるとともに、この発光素子の前方側に複数のレンズ素子を有する透光部材が配置された構成の車両用灯具が記載されている。この車両用灯具においては、その透光部材の後面に形成された複数のレンズ素子が、発光素子からの光を光軸と略平行な光として入射させるフレネルレンズとして構成されている。

特開昭６１−２５３７０３号公報

上記「特許文献１」に記載されているような透光部材を用いるようにすれば、発光素子からの光を灯具正面方向へ向けて効率良く照射することが可能となるが、車両用灯具を前方から観察したとき、その透光部材は同心円状の模様で平面的に光って見えるに過ぎず、その光り方に意外性がないので、点灯時の見映えがあまり良くなく、また、非点灯時の見映えも平凡なものとなってしまう、という問題がある。

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車両用灯具において、所要の配光性能を確保可能とした上で、点灯時および非点灯時の見映えを向上させることができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。

本願発明は、透光部材の表面形状に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
灯具前後方向に延びる光軸上に配置された発光素子と、この発光素子の前方側に配置された透光部材と、を備えてなる車両用灯具において、
上記透光部材の前面の少なくとも一部が、複数の平面部が互いに隣接するように配置されてなる略多面体形状を有しており、
上記各平面部の向きが、上記透光部材に入射して該平面部から出射する上記発光素子からの光によって形成される配光パターンを、これら各配光パターン相互間で互いに部分的に重複させる向きに設定されている、ことを特徴とするものである。

上記「車両用灯具」は、特定種類の車両用灯具に限定されるものではなく、例えば、テールランプやストップランプ等が採用可能である。また、この「車両用灯具」は、発光素子および透光部材を１組だけ備えた構成であってもよいし、これらを複数組備えた構成であってもよい。さらに、発光素子および透光部材を複数組備えた構成とした場合には、これら各組の透光部材を一体で形成することも可能である。

上記「発光素子」とは、略点状に発光する発光部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。

上記「透光部材」は、透光性を有する部材であれば、その材質は特に限定されるものではなく、例えば、透明な合成樹脂で構成されたものやガラスで構成されたもの等が採用可能である。

上記複数の「平面部」は、互いに隣接するように配置されているが、その具体的な配置は略多面体形状を構成し得るものであれば特に限定されるものではなく、例えば、連鎖状に配置されたもの、あるいは面状に拡がるように配置されたもの等が採用可能である。また、これら各「平面部」の大きさや外形形状等についても、特に限定されるものではない。さらに、これら各「平面部」の向きについても、該平面部からの出射光によって形成される配光パターンを、これら各配光パターン相互間で互いに部分的に重複させる向きに設定されていれば、その具体的な向きは特に限定されるものではない。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、灯具前後方向に延びる光軸上に発光素子が配置されるとともに、この発光素子の前方側に透光部材が配置されているが、この透光部材は、その前面の少なくとも一部が、複数の平面部が互いに隣接するように配置されてなる略多面体形状を有しており、これら各平面部の向きは、透光部材に入射して該平面部から出射する発光素子からの光によって形成される配光パターンを、これら各配光パターン相互間で互いに部分的に重複させる向きに設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、各平面部の向きが、該平面部からの出射光によって形成される配光パターンを、これら各配光パターン相互間で互いに部分的に重複させる向きに設定されていることにより、透光部材の前面の少なくとも一部が略多面体形状を有しているにもかかわらず、暗部を発生させてしまうことなく一連の配光パターンを形成することができ、これにより所要の配光性能を確保することができる。

また、点灯状態にある車両用灯具を前方から観察したとき、略多面体形状を構成している複数の平面部のうち、観察方向に対応した特定の平面部のみが光って見え、かつ、観察方向が変化することにより、光って見える平面部の位置も変化するので、キラキラ感のある見映えを演出することができる。その際、複数の配光パターンは互いに部分的に重複するように形成されているので、観察者の視点移動に伴って、いずれかの平面部が常に光って見えるようにすることができる。

さらに、非点灯状態にある車両用灯具を前方から観察したときには、その透光部材の一部が灯具外部から入射する光を反射させて光って見えることとなるが、本願発明においては、観察方向や灯具外部からの入射光の向きによって特定の平面部のみが光って見え、かつ、この特定の平面部はその全域にわたって光って見えるので、これにより宝石のような見映えを演出することができる。

このように本願発明によれば、発光素子を光源とする車両用灯具において、所要の配光性能を確保可能とした上で、点灯時および非点灯時の見映えを向上させることができる。

上記構成において、複数の平面部が光軸を囲むようにして環状に配置された構成とすれば、部分的に重複する複数の配光パターンを形成することが容易に可能となる。また、このように環状に配置することにより、点灯時に光って見える平面部および非点灯時に外部光の反射により光って見える平面部を、観察者の視点移動に伴って環状方向に順次移動させることができるので、キラキラ感のある見映えおよび宝石調の見映えを効果的に演出することができる。ここで「環状」の具体的な形状は特に限定されるものではなく、例えば、円環状、楕円環状、矩形環状等が採用可能である。

その際、これら各平面部を、略扇形の外形形状を有する構成とすれば、非点灯時の光り方を実際の宝石により近いものとすることができる。

また、この場合において、透光部材の前面における光軸近傍の中心領域を、凸曲面形状を有する構成とすれば、この中心領域を、その周囲の略多面体形状を構成している各平面部とは全く異なる印象で光って見えるようにすることができるので、点灯時の見映えをより高めることができる。しかも、非点灯時には、透光部材の前面の中央部にその周辺部とは異なる種類の宝石が埋め込まれているような印象を観察者に与えることができるので、宝石調の見映えを一層効果的に演出することができる。

ここで、上記「凸曲面形状」の具体的な形状は特に限定されるものではなく、例えば、球面形状や楕円球面形状等が採用可能である。その際、この凸曲面形状を横長の楕円球面形状に設定すれば、多くの車両用灯具に要求される横長の配光パターンを容易に形成することが可能となり、これにより各平面部の向きを設定する際の配光性能面での制約を小さくして、意匠上の自由度を高めることができる。

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。

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具１０を示す正面図であり、図２は、その平断面図であり、図３は、図１のIII-III 線断面図である。

これらの図に示すように、この車両用灯具１０は、車両の右後端部に配置されるテールランプであって、ランプボディ１２と、このランプボディ１２の前端開口部（車両としては「後端開口部」、以下同様）に配置された素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に、３個の灯具ユニット２０が車幅方向に所定間隔をおいて配置された状態で収容された構成となっている。

透光カバー１４は、その下端部から上端部へ向けて灯具後方側へ僅かに傾斜するとともに、その車幅方向内側端部から車幅方向外側端部へ向けて灯具後方側へ僅かに傾斜するように形成されている。

各灯具ユニット２０は、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘ上に前方へ向けて配置された発光素子２２と、この発光素子２２の前方側に配置された透光部材２４とからなっている。

これら各灯具ユニット２０は、いずれも同様の構成を有しており、その透光部材２４は、インナパネル１６に支持されている。このインナパネル１６は、合成樹脂成形品であって、その車幅方向３箇所に各灯具ユニット２０の透光部材２４を支持するためのマウント部１６ａが形成されており、また、その周縁部においてランプボディ１２と透光カバー１４とにより挟持されている。各灯具ユニット２０の発光素子２２は、ランプボディ１２の後端部に取り付けられた光源支持基板１８に支持されている。そして、これらインナパネル１６および光源支持基板１８は、透光カバー１４の表面形状に沿って階段状に形成されている。

図４は、１つの灯具ユニット２０を詳細に示す斜視図である。

同図にも示すように、発光素子２２は、０．３〜３ｍｍ四方程度の大きさの発光チップ２２ａが封止樹脂部材２２ｂにより半球状に覆われてなる赤色発光ダイオードであって、その発光中心（すなわち発光チップ２２ａの中心）を光軸Ａｘ上に位置させた状態で光源支持基板１８に固定されている。

透光部材２４は、略円板状に形成された透明な合成樹脂成形品であって、その中心軸線を光軸Ａｘと一致させるようにして配置されている。

この透光部材２４の後面２４ａは、光軸Ａｘと直交する円形の平面で構成されている。一方、この透光部材２４の前面２４ｂは、その光軸Ａｘ近傍の中心領域２４ｂＡが凸曲面形状を有しており、この中心領域２４ｂＡを囲む周辺領域２４ｂＢが略多面体形状を有している。

中心領域２４ｂＡは、その外形形状は円形であるが、その表面形状を構成する凸曲面は横長の楕円球面に設定されている。

一方、周辺領域２４ｂＢの略多面体形状は、円環状に配置された１２個の平面部Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、Ｚ７、Ｚ８、Ｚ９、Ｚ１０、Ｚ１１、Ｚ１２で構成されている。これら１２個の平面部Ｚ１〜Ｚ１２は、いずれも略扇形の外形形状を有しており、互いに略同じ大きさに設定されている。

これら各平面部Ｚ１〜Ｚ１２の向きは、透光部材２４に入射して該平面部Ｚ１〜Ｚ１２から出射する発光素子２２からの光によって形成される配光パターンを、これら各配光パターン相互間で互いに部分的に重複させるよう、互いに異なる所定の向きに設定されている。

図５は、灯具ユニット２０を点灯させたときに、該灯具ユニット２０の前方３ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーンＳＣ上に形成される配光パターンを、透光部材２４と共に、該仮想鉛直スクリーンＳＣの裏側から透視的に見た状態で示す図である。

同図に示すように、灯具ユニット２０からの光照射により形成される配光パターンは、略横長楕円形の配光パターンＰ０と、略扇形の１２個の配光パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２との合成配光パターンとして形成されている。

配光パターンＰ０は、透光部材２４に入射してその前面２４ｂの中心領域２４ｂＡから出射する発光素子２２からの光によって形成される配光パターンである。この配光パターンＰ０は、中心領域２４ｂＡの表面形状が横長の楕円球面で構成されていることから、光軸Ａｘと仮想鉛直スクリーンＳＣとの交点であるＨ−Ｖを中心とする略横長楕円形の配光パターンとして形成されている。

１２個の配光パターンＰ１〜Ｐ１２は、透光部材２４に入射してその前面２４ｂの周辺領域２４ｂＢを構成する１２個の平面部Ｚ１〜Ｚ１２から出射する発光素子２２からの光によって形成される配光パターンである。その際、仮想鉛直スクリーンＳＣ上において１２個の配光パターンＰ１〜Ｐ１２が形成される位置は、円環状に配置された１２個の平面部Ｚ１〜Ｚ１２を上下方向に押し潰したような配置となっている。ただし、１２個の配光パターンＰ１〜Ｐ１２は、１２個の平面部Ｚ１〜Ｚ１２の配置と異なり、互いに隣接する配光パターン相互間において部分的に重複するように形成されている。

例えば、１２個の配光パターンＰ１〜Ｐ１２のうち３個の配光パターンＰ１〜Ｐ３を取り出して説明すると以下のとおりである。

すなわち、周辺領域２４ｂＢの上端部右側に位置する平面部Ｚ１からの出射光により形成される配光パターンＰ１は、Ｈ−Ｖの右上方に形成されるが、その際、Ｈ−Ｖを通る鉛直線であるＶ−Ｖ線を跨ぐように形成されている。また、この平面部Ｚ１に対して時計回り方向に隣接する平面部Ｚ２からの出射光により形成される配光パターンＰ２は、配光パターンＰ１に対して時計回り方向に隣接する位置に形成されるが、その一部は配光パターンＰ１と重複するように形成されている。さらに、この平面部Ｚ２に対して時計回り方向に隣接する平面部Ｚ３からの出射光により形成される配光パターンＰ３は、配光パターンＰ２に対して時計回り方向に隣接する位置に形成されるが、その一部は配光パターンＰ２と重複するように形成されており、またＨ−Ｖを通る水平線であるＨ−Ｈ線を跨ぐように形成されている。

そして、１２個の配光パターンＰ１〜Ｐ１２のうち３個の配光パターンＰ４〜Ｐ６は、３個の配光パターンＰ１〜Ｐ３とＨ−Ｈ線に関して上下対称の位置関係で形成されている。また、１２個の配光パターンＰ１〜Ｐ１２のうち残り６個の配光パターンＰ７〜Ｐ１２は、６個の配光パターンＰ１〜Ｐ６とＶ−Ｖ線に関して左右対称の位置関係で形成されている。

このように、１２個の配光パターンＰ１〜Ｐ１２は、互いに隣接する配光パターン相互間において部分的に重複するように形成されているが、その際、これら各配光パターンＰ１〜Ｐ１２は、配光パターンＰ０とも部分的に重複するように形成されている。

これを実現するため、１２個の平面部Ｚ１〜Ｚ１２は、いずれもその内周縁から外周縁へ向けて後方側へ傾斜した平面として構成されており、かつ、図４に示すように、平面部Ｚ３、Ｚ１０は僅かに上向きに形成されており、その上方側に隣接する平面部Ｚ２、Ｚ１１は平面部Ｚ３、Ｚ１０よりも上向きに形成されており、その上方側に隣接する平面部Ｚ１、Ｚ１２は平面部Ｚ２、Ｚ１１よりもさらに上向きに形成されており、また、平面部Ｚ４、Ｚ９は僅かに下向きに形成されており、その下方側に隣接する平面部Ｚ５、Ｚ８は平面部Ｚ４、Ｚ９よりも下向きに形成されており、その下方側に隣接する平面部Ｚ６、Ｚ７は平面部Ｚ５、Ｚ８よりもさらに下向きに形成されている。このため、平面部Ｚ３、Ｚ４、Ｚ９、Ｚ１０と平面部Ｚ２、Ｚ５、Ｚ８、Ｚ１１との間には段差が形成され、また、平面部Ｚ２、Ｚ５、Ｚ８、Ｚ１１と平面部Ｚ１、Ｚ６、Ｚ７、Ｚ１２との間にも段差が形成されている。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用灯具１０においては、その各灯具ユニット２０が、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された発光素子２２とその前方側に配置された透光部材２４とからなっているが、この透光部材２４は、その前面２４ｂの一部が、複数の平面部Ｚ１〜Ｚ１２が互いに隣接するように配置されてなる略多面体形状を有しており、これら各平面部Ｚ１〜Ｚ１２の向きは、透光部材２４に入射して該平面部Ｚ１〜Ｚ１２から出射する発光素子２２からの光によって形成される配光パターンＰ１〜Ｐ１２を、これら各配光パターンＰ１〜Ｐ１２相互間で互いに部分的に重複させる向きに設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、各平面部Ｚ１〜Ｚ１２の向きが、該平面部Ｚ１〜Ｚ１２からの出射光によって形成される配光パターンＰ１〜Ｐ１２を、これら各配光パターンＰ１〜Ｐ１２相互間で互いに部分的に重複させる向きに設定されていることにより、透光部材２４の前面２４ｂの一部が略多面体形状に設定されているにもかかわらず、暗部を発生させてしまうことなく一連の配光パターンＰ１〜Ｐ１２を形成することができ、これにより所要の配光性能を確保することができる。

また、点灯状態にある灯具ユニット２０を前方から観察したとき、略多面体形状を構成している複数の平面部Ｚ１〜Ｚ１２のうち、観察方向に対応した特定の平面部のみが光って見え、かつ、観察方向が変化することにより、光って見える平面部の位置も変化するので、キラキラ感のある見映えを演出することができる。その際、複数の配光パターンＰ１〜Ｐ１２は部分的に重複するように形成されているので、観察者の視点移動に伴って、いずれかの平面部Ｚ１〜Ｚ１２が常に光って見えるようにすることができる。

さらに、非点灯状態にある灯具ユニット２０を前方から観察したとき、その透光部材２４の前面２４ｂは、観察方向や灯具外部からの入射光の向きによって、特定の平面部のみが光って見えるようにすることができる。例えば、図６（ａ）に示すように平面部Ｚ１２のみが光って見えたり、同図（ｂ）に示すように平面部Ｚ２のみが光って見えるようにすることができ、しかも、これら各平面部Ｚ１２、Ｚ２が、その全域にわたって光って見えるようにすることができる。そしてこれにより宝石のような見映えを演出することができる。

このように本実施形態によれば、所要の配光性能を確保可能とした上で、点灯時および非点灯時の見映えを向上させることができる。

特に本実施形態においては、複数の平面部Ｚ１〜Ｚ１２が光軸Ａｘを囲むようにして環状に配置されているので、部分的に重複する複数の配光パターンＰ１〜Ｐ１２を形成することが容易に可能となる。また、このように環状に配置することにより、点灯時に光って見える平面部および非点灯時に外部光の反射により光って見える平面部を、観察者の視点移動に伴って環状方向に順次移動させることができるので、キラキラ感のある見映えおよび宝石調の見映えを効果的に演出することができる。

その際、これら各平面部Ｚ１〜Ｚ１２は略扇形の外形形状を有しているので、非点灯時の光り方を実際の宝石により近いものとすることができる。

また、透光部材２４の前面２４ｂにおける光軸Ａｘ近傍の中心領域２４ｂＡは凸曲面形状を有しているので、この中心領域２４ｂＡを、その周囲の略多面体形状を構成している各平面部Ｚ１〜Ｚ１２とは全く異なる印象で光って見えるようにすることができ、これにより点灯時の見映えをより高めることができる。しかも、非点灯時には、透光部材２４の前面２４ｂの中央部にその周辺部とは異なる種類の宝石が埋め込まれているような印象を観察者に与えることができるので、宝石調の見映えを一層効果的に演出することができる。

特に本実施形態においては、中心領域２４ｂＡの表面形状を構成する凸曲面が横長の楕円球面に設定されているので、テールランプとしての車両用灯具１０に要求される横長の配光パターンを容易に形成することが可能となり、これにより略多面体形状を構成する各平面部Ｚ１〜Ｚ１２の向きを設定する際の配光性能面での制約を小さくして、意匠上の自由度を高めることができる。

ところで、上記実施形態に係る車両用灯具１０においては、各灯具ユニット２０の透光部材２４の前面２４ｂにおいて略多面体形状を構成する１２個の平面部Ｚ１〜Ｚ１２が略同一の外形形状を有しているものとして説明したが、これらを互いに異なる外形形状を有するものとすることも可能であり、また１２個以外の個数に設定することも可能である。

また、上記実施形態に係る車両用灯具１０においては、３個の灯具ユニット２０が車幅方向に所定間隔をおいて配置されているものとして説明したが、これ以外の個数あるいは配置で構成されていてもよいことはもちろんである。

さらに、上記実施形態に係る車両用灯具１０においては、各灯具ユニット２０の透光部材２４がいずれも同様の構成を有しているものとして説明したが、各灯具ユニット２０相互間で透光部材２４の構成を互いに異なったものとしてもよい。

また、上記実施形態に係る車両用灯具１０においては、各灯具ユニット２０の光軸Ａｘが車両前後方向に延びているものとして説明したが、車両前後方向とは異なる方向に延びている構成としてもよい。

なお、上記実施形態においては、車両用灯具１０がテールランプであるものとして説明したが、これ以外の車両用灯具（例えば、ストップランプ、テール＆ストップランプ、クリアランスランプ、ターンシグナルランプ等）である場合においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより、これらと同様の作用効果を得ることができる。

本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図 上記車両用灯具を示す平断面図 図１のIII-III 線断面図 上記車両用灯具を構成する灯具ユニットを詳細に示す斜視図 上記灯具ユニットを点灯させたときに、該灯具ユニットの前方３ｍ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配光パターンを、該灯具ユニットの透光部材と共に、該仮想鉛直スクリーンの裏側から透視的に見た状態で示す図 非点灯状態にある上記灯具ユニットの透光部材を斜め前方から観察したときの様子を示す斜視図

符号の説明

１０ 車両用灯具
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
１６ インナパネル
１６ａ マウント部
１８ 光源支持基板
２０ 灯具ユニット
２２ 発光素子
２２ａ 発光チップ
２２ｂ 封止樹脂部材
２４ 透光部材
２４ａ 後面
２４ｂ 前面
２４ｂＡ 中心領域
２４ｂＢ 周辺領域
Ａｘ 光軸
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２ 配光パターン
ＳＣ 仮想鉛直スクリーン
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、Ｚ７、Ｚ８、Ｚ９、Ｚ１０、Ｚ１１、Ｚ１２ 平面部

Claims (4)

1. 灯具前後方向に延びる光軸上に配置された発光素子と、この発光素子の前方側に配置された透光部材と、を備えてなる車両用灯具において、
   上記透光部材の前面の少なくとも一部が、複数の平面部が互いに隣接するように配置されてなる略多面体形状を有しており、
   上記各平面部の向きが、上記透光部材に入射して該平面部から出射する上記発光素子からの光によって形成される配光パターンを、これら各配光パターン相互間で互いに部分的に重複させる向きに設定されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記複数の平面部が、上記光軸を囲むようにして環状に配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記各平面部が、略扇形の外形形状を有している、ことを特徴とする請求項２記載の車両用灯具。
4. 上記透光部材の前面における上記光軸近傍の中心領域が、凸曲面形状を有している、ことを特徴とする請求項２または３記載の車両用灯具。

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