JP2010211945A - 光学モジュール及び車両用信号灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】発光に変化を持たせることにより視認性と見栄えを向上させることができるとともに、所望の車両用信号灯具のデザインに適応できる光学モジュール及び車両用信号灯具を提供する。
【解決手段】光学モジュール１０は、導光体とＬＥＤ光源１４とから構成される。導光体は、略中央部に略半円形状の凹部１６が形成され、凹部１６の半円の円弧状面が第１の内面反射面１８とされ、外周に形成された傾斜面が第２の内面反射面２０とされている。ＬＥＤ光源１４は、凹部１６の背面から凹部１６に向けて光を照射する位置に配置される。ＬＥＤ光源１４から光軸方向に照射された光は、導光体の凹部１６の底面１７を介して直射光として導光体の前面から出射され、ＬＥＤ光源１４から斜め上方に照射された光は、第１の内面反射面１８によって全反射され、導光体内を通過して、第２の内面反射面２０によって全反射されて導光体の前面から出射される。
【選択図】図２

Description

本発明は光学モジュール及び車両用信号灯具に係り、特に車両の後部に設けられるテールランプ等の車両用信号灯具に使用される光学モジュール及びその車両用信号灯具に関する。

特許文献１には、灯具の中央部に放物面系の反射面を設け、その外周に適宜な間隔を持って複数の光源を配置し、これらの光源を反射面の断面における焦点に設けた車両用信号灯具の光学モジュールが開示されている。

また、特許文献１には、灯具の中央部に放物面系の反射面を設け、その外周に適宜な間隔を持って複数の光源を配置し、これらの光源の虚光源を反射面の断面における焦点に存在するように鏡面を設けた車両用信号灯具の光学モジュールが開示されている。

特許文献１の反射面は、表面又は裏面にアルミニウム蒸着等の表面処理が施された合成樹脂製のものであり、また、光源としてはＬＥＤが使用されている。

特許文献１の車両用信号灯具の光学モジュールは、使用する曲面を基調とする反射面の数を１つにし、全反射カットを設けない反射面を用いて、遠方からの視認性を高めることを目的としてなされたものである。

また、特許文献２に開示された車両用信号灯具は、複数の導光板を放射状に配置し、各々の導光板の光入射面からＬＥＤ光源の光を入射し、その光を導光板内で１回若しくは２回内面反射させることにより、導光板の表面から略均一な光を照射するようにしている。引用文献２の車両用信号灯具は、一つの導光板と１個のＬＥＤ光源とによって光学モジュールが構成され、この光学モジュールを放射状に配置することにより構成されている。

特開２００２−３４３１１１号公報 特開２００４−１０３３７９号公報

しかしながら、特許文献１の車両用信号灯具は、ＬＥＤ光源を発光させると、複数のＬＥＤ光源が並んで見えるだけであり、ＬＥＤ光源の発光の見栄えが画一化し、見栄えの差別化が図られないという問題があった。

また、特許文献１の車両用信号灯具は、ＬＥＤ光源の光により車両用信号灯具としての配光は満足するが、ＬＥＤ光源の指向性により、斜視からの点灯の見栄えが好ましくないという欠点があった。

一方で特許文献２の車両用信号灯具の光学モジュールも同様に、導光板から均一な光を前方に照射するだけなので、特許文献１と同様に発光の見栄えが画一化し、見栄えの差別化が図られないという問題があった。

また、特許文献２の車両用信号灯具は、複数の光学モジュールを放射状に配置して構成されるものなので、灯具内でのレイアウトに制限を受けるという問題があった。これにより、特許文献２の車両用信号灯具は、車両用信号灯具のデザインが画一化してしまい、所望のデザインに応じた車両用信号灯具に適応できないという欠点もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発光に変化を持たせることにより視認性と見栄えを向上させることができるとともに、所望の車両用信号灯具のデザインに適応できる光学モジュール及び車両用信号灯具を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、略扇形状に形成されるとともに略中央部に略半円形状の凹部が形成された導光体であって、前記凹部の円弧状面が第１の内面反射面とされ、扇形状の外周の傾斜した円弧状面が第２の内面反射面とされた導光体と、前記導光体の前記凹部の背面から該凹部に向けて光を照射する光源と、からなり、前記光源から照射された光を、前記導光体の前記凹部を介して導光体の前面から出射するとともに、導光体内に入射した光を前記第１の内面反射面から第２の内面反射面を介して導光体の前面から出射することを特徴とする光学モジュールを提供する。

本発明の光学モジュールによれば、光源からの光の一部は、導光体の凹部を介して直射光として導光体の前面から出射し、また、光源からの光の一部は、例えば放物面系の第１の内面反射面によって全反射され、そして、導光体内を通過して、例えば傾斜角度が４５°の第２の内面反射面によって全反射されて導光体の前面から出射される。かかる構成の光学モジュールは、導光体の凹部から出射される光によって正面視で点灯を確認することができ、また、第２の内面反射面から出射される光によって斜視からでも点灯を確認することができる。

よって、本発明の光学モジュールによれば、正面視からでも斜視からでも発光を確認することができ、また、導光体を見る角度によって、第２の内面反射面から出射された光の見え方が変化するので、見栄えが向上する。

また、本発明の前記導光体には光拡散部が形成され、導光体内に入射した前記光源からの光を光拡散部によって導光体の前面から拡散して出射することが好ましい。すなわち、第１及び第２の内面反射面の他、シボ加工等によって作られる光拡散部を備えることにより、その光拡散部が面発光する。よって、本発明の光学モジュールによれば、第２の内面反射面による前記発光に相まって更に見栄えが向上する。

更に、本発明によれば、前記導光体の前面であって、前記第１の内面反射面から前記第２の内面反射面に至るその前面に、光拡散用の穴が複数穿設されていることが好ましい。すなわち、光拡散用の複数の穴により、これらの穴が発光して、導光体の前面があたかも面発光したかのように見えるので、更に見栄えが向上する。また、第１の内面反射面から第２の内面反射面に至る光線の一部が、前記穴の発光に寄与するため、第２の内面反射面から照射される直射光の光量を抑えることができる。これにより、本発明の光学モジュールによれば、視認者による視認性が向上する。

本発明は、前記目的を達成するために、本発明の光学モジュールが、縦横に並列配置してなることを特徴とする車両用信号灯具を提供する。

本発明の車両用信号灯具によれば、本発明の光学モジュールを縦横に並列配置することにより構成する。すなわち、本発明の車両用信号灯具によれば、光学モジュールの個数、配置形状を車両用信号灯具のデザインに合わせて適宜調整することができるため、所望の車両用信号灯具のデザインに適応できる。

また、本発明によれば、前記縦横に配置された前記複数の光学モジュールの横方向に配置される複数列の光学モジュール群は、縦方向に隣接する光学モジュール群に対して、光学モジュールの幅の半ピッチずらして配置されていることが好ましい。このように光学モジュールの幅の半ピッチずらして光学モジュール群を配置することにより、光学モジュール群からの光は、その上下に配置されている光学モジュール群からの光と干渉し難くなるので、光学モジュールからの光の利用率が向上する。

以上説明したように本発明の光学モジュールによれば、正面視だけではなく、斜視からでも光が見えるため、点灯の視認性と見栄えが向上する。

また、本発明の車両用信号灯具によれば、本発明の光学モジュールを縦横に複数個並設配置して構成されるため、灯具内でのレイアウトの自由度が広がり、よって、所望の車両用信号灯具のデザインに応じた車両用信号灯具を提供できる。

第１の実施の形態の光学モジュールの正面図 図１に示した光学モジュールのＡ−Ａ線に沿う断面図 第２の実施の形態の光学モジュールの正面図 図１に示した光学モジュールが縦横に並列配置されたテールランプの正面図 図４に示したテールランプの要部拡大正面図 図５に示したテールランプのＢ−Ｂ線に沿う断面図 第３の実施の形態の光学モジュールの正面図 図７に示した光学モジュールのＣ−Ｃ線に沿う断面図

以下、添付図面に従って本発明に係る光学モジュール及び車両用信号灯具の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、第１の実施の形態の光学モジュール１０の正面図であり、図２は、図１に示した光学モジュール１０のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。

図１、図２に示すように光学モジュール１０は、導光体１２とＬＥＤ光源（光源）１４とから構成されている。

導光体１２は、その全体形状が略扇形状に形成されるとともに略中央部に略半円形状の凹部１６が形成されている。この凹部１６の半円の円弧状面が第１の内面反射面１８とされ、また、上半分の扇形状の略１８０°の外周に形成された傾斜面が第２の内面反射面２０とされている。なお、第１の内面反射面１８は放物系の反射面であり、第２の内面反射面２０は、導光体１２の中心軸Ｏに対して４５°に傾斜した傾斜面である。

ＬＥＤ光源１４は、凹部１６の背面から凹部１６に向けて光を照射する位置に配置されるとともに、ＬＥＤ光源１４の光軸が導光体１２の中心軸Ｏに合致する位置に配置されている。また、凹部１６の底面１７は、中心軸Ｏと合致し中心軸Ｏと平行な平坦面とされている。

このように構成された光学モジュール１０によれば、ＬＥＤ光源１４から光軸方向（水平方向）に照射された光は、導光体１２の凹部１６の底面１７を介して直射光として導光体１２の前面から前方に出射される。また、ＬＥＤ光源１４から斜め上方に照射された光は、第１の内面反射面１８によって全反射され、そして、導光体１２内を通過して、第２の内面反射面２０によって全反射されて導光体１２の前面から前方に出射される。

かかる構成の光学モジュール１０によれば、導光体１２の凹部１６から出射される光によって正面視で点灯を確認することができ、また、第２の内面反射面２０から出射される光によって斜視からでも点灯を確認することができる。

よって、この光学モジュール１０によれば、正面視からでも斜視からでも発光を確認することができ、また、導光体１２を見る角度によって、第２の内面反射面２０から出射された光の見え方が変化するので、先行技術に例示した光学モジュールと比較して格段に見栄えが向上する。

なお、第２の内面反射面２０は、扇形状のカーブに沿った凹形状とすることが好ましい。これにより、第２の内面反射面２０で反射された光が広い範囲に拡散し、一層変化のある発光となるので、斜視からの見栄えが更に向上する。また、第２の内面反射面２０の表面に断面鋸歯形状のレンズカットを形成しても、光を広範囲に拡散することができる。

更に、導光体１２のＬＥＤ光源１４からの光が入射する光入射面２２を球状の凹面とすることが好ましい。これにより、ＬＥＤ光源１４の乱屈折を抑えて第１の内面反射面１８に、ＬＥＤ光源１４からの光を効率的に当てることができる。

一方、導光体１２には光拡散部２４が形成される。この光拡散部２４によって、ＬＥＤ光源１４から斜め下方に照射された光が拡散されるため、光拡散部２４が面発光する。よって、この光学モジュール１０によれば、第２の内面反射面２０による発光に相まって更に見栄えが向上する。

なお、光拡散部２４は、導光体１２の表面をシボ加工することによって形成されているが、シボ加工に限定されるものではなく、レンズカットを施すことにより形成してもよい。また、この光拡散部２４は、中心軸Ｏを中心とした半径（ｒ）の円内において、凹部１６を除く、破線Ｄで示す半円で囲まれる平坦な位置に形成されているが、この位置に限定されるものではなく、第１の内面反射面１８と第２の内面反射面２０との間の面に形成してもよい。

ここで光学モジュール１０のサイズを例示する。

高さ（ｈ）：ｈ≒３６．５ｍｍ
幅（ｂ） ：ｂ≒４０．０ｍｍ
厚み（ｔ）：ｔ≒５．０ｍｍ
凹部の半径（ｒ）ｒ≒９．６ｍｍ
凹部の頂部から扇部の頂部までの長さ（ｓ）：ｓ≒１１．９ｍｍ
凹部の底部から下端部までの長さ（ｕ）：ｕ≒１５．０ｍｍ
このように光学モジュール１０は、車両用信号灯具の通常サイズに対して小型であり、よって、車両用信号灯具は複数の光学モジュール１０、１０…を並設することにより構成される。なお、上記サイズは一例であって、このサイズに限定されるものではなく、所望の車両用信号灯具のサイズ、及びその車両用信号灯具に要求される配光に応じて適宜設定されるものである。

図３は、第２の実施の形態の光学モジュール３０の正面図が示されている。この光学モジュール３０は、導光体１２の前面に光拡散用の多数の穴３２、３２…が穿設されていることを除いて、図１に示した光学モジュール１０と構成は同一である。

穴３２、３２…は、第１の内面反射面１８から第２の内面反射面２０に至るその前面に穿設されている。したがって、この光学モジュール３０によれば、第１の内面反射面１８から第２の内面反射面に向う光によって穴３２、３２…が発光し、導光体１２の前面があたかも面発光したかのように見えるため、光学モジュール１０と比較して見栄えが更に向上するという利点がある。また、第１の内面反射面１８から第２の内面反射面２０に至る光線の一部が、穴３２、３２…の発光に寄与するため、第２の内面反射面２０から照射される直射光の光量を抑えることができる。これにより、この光学モジュール３０によれば、第２の内面反射面２０によって反射される光が、視認者にとってギラつきの無い光度の低い光となるので、視認者にとって良好の光学モジュールとなる。

図４は、第１の実施の形態の光学モジュール１０が設けられた車両のテールランプユニット４０が示されている。

このテールランプユニット４０は、車両の後部右側に組み込まれるユニットであり、ストップランプユニット４２、ターンシグナルユニット４４、及びポジションランプ４６が同一のハウジング４８に収納されて構成されている。

光学モジュール１０は、ストップランプユニット４２の発光部を構成している。すなわち、図４、図５に示すように複数の光学モジュール１０、１０…を、ストップランプユニット４２のスペース内において縦横に並列配置することにより、前記発光部が構成されている。この発光部を構成する光学モジュール１０の個数、配置形状は、ストップランプユニット４２のスペース、つまり、ストップランプのデザインに合わせて適宜設定することができるため、この光学モジュール１０を使用することにより、所望のストップランプのデザインに適応できるという利点がある。なお、光学モジュール１０に代えて図３に示した光学モジュール３０を適用してもよい。

ストップランプユニット４２の発光部を構成する複数の光学モジュール１０、１０…は、図５に示すように下段、中段、上段の縦３列の光学モジュール群５０、５２、５４から構成されている。下段の光学モジュール群５０では、４個の光学モジュール１０、１０…が水平方向において隙間無く配置され、中段の光学モジュール群５２では、３個の光学モジュール１０、１０、１０が水平方向において隙間無く配置され、下段の光学モジュール群５４では、２個の光学モジュール１０、１０が水平方向において隙間無く配置されている。よって、この発光部は、９個の光学モジュール１０、１０…をピラミッド状に配置することにより構成されている。

また、３列の光学モジュール群５０、５２、５４は、縦方向に隣接する光学モジュール群５０、５２、５４に対して、光学モジュール１０の幅（ｂ）の半ピッチ（ｂ／２）分ずれた位置に配置されている。このように光学モジュール群５０、５２、５４を配置することにより、光学モジュール群５０、５２、５４からの光は、その上下に配置されている光学モジュール群５０、５２、５４からの光と干渉し難くなるので、光学モジュール１０からの光の利用率が向上するという利点がある。

図６は、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、光学モジュール１０の支持部材５６が示されている。

支持部材５６は衝立状に形成され、光学モジュール１０のＬＥＤ光源１４が嵌入される孔５８、５８が所定の位置に形成されている。また、支持部材５６の孔５８の周りには、孔５８を補強する厚肉のリブ６０が形成されている。更に、この支持部材５６は、上段の光学モジュール群５４を下段の光学モジュール群５０に対して奥行き方向に、光学モジュール１０の厚さ（ｔ）２枚分だけずらして支持するように、上段の光学モジュール群５４と下段の光学モジュール群５０との境界部に段部６２が形成され、その段部６２に上段の光学モジュール群５４が載置されている。なお、図６には、中段の光学モジュール群５２を二点鎖線で示しているが、この中段の光学モジュール群５２も下段の光学モジュール群５０に対して奥行き方向に、光学モジュール１０の厚さ（ｔ）１枚分だけずらして支持されており、つまり、中段の光学モジュール群５２を載置する段部（不図示）が支持部材５６に形成されている。また、下段の光学モジュール群５０は、支持部材５６の下部に固定された水平板６４上に載置されている。

図６の如く、上段に向うに従って光学モジュール群５０、５２、５４を奥行き方向にずらして配置することにより、奥行き感のある配光を視認者に与えることができるので、ストップランプの意匠性が向上するという利点がある。

図７は、第３の実施の形態の光学モジュール７０の正面図が示され、図８は、図７に示した光学モジュール７０のＣ−Ｃ線に沿う縦断面図である。なお、図１、図２に示した光学モジュール１０と同一又は類似の部材については同一の符号を付している。

この光学モジュール７０の導光体７２は円盤状に形成されており、導光体７２の中心軸Ｏを境として上半分と下半分の形状が対称形となっている。すなわち、導光体７２の中心軸Ｏを中心に円形の凹部７４が形成され、この凹部７４の上側の放物面、及び下側の放物面が第１の内面反射面１８、１８とされ、上側の扇形状の１８０°の外周に形成された傾斜面、及び下側の扇形状の１８０°の外周に形成された傾斜面が第２の内面反射面２０、２０とされている。

このように構成された光学モジュール７０によれば、ＬＥＤ光源１４の光軸方向に照射された光は、凹部７４を介して直射光として前方に出射される。そして、ＬＥＤ光源１４から斜め上方及び斜め下方に照射された光は、第１の内面反射面１８、１８によって全反射され、そして、導光体１２内を通過して、第２の内面反射面２０、２０によって全反射されて導光体１２の前面から前方に出射される。

よって、この光学モジュール７０を正面視した場合には、導光体７２の中央部と外周部とが明るく見え、また、導光体７２を斜視した場合には、見る角度によって第２の内面反射面２０、２０から出射されたリング状の光の見え方が変化するので、見栄えがより一層向上する。

なお、光学モジュール７０の導光体７２は、円盤状であり略扇形状ではないが、導光体７２の特徴部分である上半分の形状が扇形状を呈するものであれば、このような円盤状の導光体７２であっても、本発明の思想範囲にある。すなわち、導光体の上半分の形状が扇形状であれば、如何なる形態であっても本発明の思想範囲にある。

上述した実施の形態においては、車両用信号灯具として車両の後部に設けられるテールランプのストップランプを例示したが、これに限られるものではなく、車両のポジションランプ、ターンシグナルランプ等の車両用信号灯具にも本発明を適用することができる。また、車両以外の一般照明灯にも適用することができる。

１０…光学モジュール、１２…導光体、１４…ＬＥＤ光源、１６…凹部、１７…底面、１８…第１の内面反射面、２０…第２の内面反射面、２２…光入射面、３０…光学モジュール、３２…穴、４０…テールランプユニット、４２…ストップランプユニット、４４…ターンシグナルユニット、４６…ポジションランプ、４８…ハウジング、５０…下段の光学モジュール群、５２…中段の光学モジュール群、５４…上段の光学モジュール群、５６…支持部材、５８…孔、６０…リブ、６２…段部、６４…水平板、７０…光学モジュール、７２…導光体、７４…凹部

Claims (5)

1. 略扇形状に形成されるとともに略中央部に略半円形状の凹部が形成された導光体であって、前記凹部の円弧状面が第１の内面反射面とされ、扇形状の外周の傾斜した円弧状面が第２の内面反射面とされた導光体と、
   前記導光体の前記凹部の背面から該凹部に向けて光を照射する光源と、
   からなり、前記光源から照射された光を、前記導光体の前記凹部を介して導光体の前面から出射するとともに、導光体内に入射した光を前記第１の内面反射面から第２の内面反射面を介して導光体の前面から出射することを特徴とする光学モジュール。
2. 前記導光体には光拡散部が形成され、導光体内に入射した前記光源からの光を光拡散部によって導光体の前面から拡散して出射する請求項１に記載の光学モジュール。
3. 前記導光体の前面であって、前記第１の内面反射面から前記第２の内面反射面に至るその前面に、光拡散用の穴が複数穿設されている請求項１又は２に記載の光学モジュール。
4. 請求項１、２又は３に記載の光学モジュールが、縦横に複数個並列配置されてなることを特徴とする車両用信号灯具。
5. 前記縦横に配置された前記複数の光学モジュールの横方向に配置される複数列の光学モジュール群は、縦方向に隣接する光学モジュール群に対して、光学モジュールの幅の半ピッチずらして配置されている請求項４に記載の車両用信号灯具。

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