JP2011060548A - 導光体を有する灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】導光体を有する灯具において、１つの光源から発せられた光を複数の導光体に有効に分配して光の利用効率を高めると共に、導光体の数に対して少ない数の光源で構成して部品点数の低減を図る。
【解決手段】互いに所定の間隔を持って配置された複数の光源２の夫々の斜め前方に導光体３を配置して各光源２から発せられた光が該光源２の斜め前方に配置された導光体３に均等に入射するように振り分け、導光体３内を導光された間接光と光源２からの直接光とが灯具から出射されるようにした。その結果、各光源から発せられた光が灯具の出射光として有効に活用されるため光の利用効率が高い灯具が実現した。それと共に、導光体の数に対して少ない数の光源によって構成することが可能となるため部品点数の低減による配置スペースの有効活用及び製造コストの削減を図ることができた。
【選択図】図４

Description

本発明は、導光体を有する灯具に関するものであり、詳しくは、例えばＤＲＬ（Daytime Running Lights）等の車両用灯具を導光体を有する構成とし、光源からの直接光により照射光を形成すると共に導光体内を導光された間接光により装飾的な光を形成することにより照明機能と光空間における演出効果を持たせた灯具に関する。

従来、この種の導光体を有する灯具には、例えば図１１及び図１２に示す構成とされるものが開示されている。それは、所定の間隔で並設された複数の板状の導光体６１の一端面６２側に、例えばＬＥＤランプ等からなる光源６３が配置されてなるものであり、光源６３は各導光体６１の厚み方向の中心に対して光軸Ｘをずらした位置に配置される。

このとき、各導光体６１の厚み、あるいは隣接する導光体６１同士の間隔によって、光源６３を各導光体６１の厚み方向の中心に対して光軸Ｘを導光体６１の厚み方向の一方にのみずらして配置した構成（図１１参照、以下、前者と呼称する）と、各導光体６１の厚み方向の中心に対して光軸Ｘを導光体６１の厚み方向の両方にずらして配置した構成（図１２参照、以下、後者と呼称する）が可能とされる。

このように構成された灯具６０において、各光源６３から発せられた光のうち略半分の光がそのまま直接光として灯具６０の照射光となり、略半分の光が導光体６１内に入射して内部反射を繰り返しながら導光されて導光体６１外に出射され、出射光が間接光として灯具６０の装飾的な光となる、というものである。

導光体６１においては、前者は導光体６１には該導光体６１の厚み方向の一方に配置された光源６３からの光が入射し、後者は導光体６１には該導光体６１の厚み方向の両側に配置された光源６３からの光が入射する。

従って、各導光体６１から出射される間接光の光量については、後者の構成の灯具が前者の構成の灯具に対して略２倍の光量を出射することになる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−５３１５６号公報

ところで、上記灯具は、前者及び後者のいずれの場合も、各光源６３から発せられた光は少なくとも該光源６３から略等距離にある端面６２を有する導光体６１においてはそのうちの１つの導光体６１にしか入射しない構成となっており、導光体６１の数に対して多数の光源６３を必要とするものとなる。

また、光源６３から発せられて導光体６１に入射されない光のうち、光源６３の光軸Ｘの方向に対して大きい角度で発せられた光は灯具６０の照射光としては活用されず、光の利用効率の低い灯具６０となってしまう。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、導光体を有する灯具において、１つの光源から発せられた光を複数の導光体に有効に分配して光の利用効率を高めると共に、導光体の数に対して少ない数の光源で構成して部品点数の低減を図ることにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、互いに所定の間隔を持って配置された複数の光源と、前記光源の光軸方向の斜め前方に並設された複数の柱状の導光体とを備え、前記光源から発せられて前記導光体内を導光された光と、前記光源からの直接光とを出射光とする灯具であって、前記複数の光源のうち少なくとも１つの光源に対して複数の前記導光体が、前記光源の光軸から前記夫々の導光体の長手方向に沿った中心軸までの最短距離が互いに略等距離となるように配置されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記光源の光軸と前記各導光体の中心軸を含む面同士のなす角が６０°の倍数、７２°の倍数、９０°の倍数、１２０°の倍数及び１８０°の倍数のうちいずれか又はその組み合わせであることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２のいずれか１項において、前記複数の導光体のうち少なくとも１つの導光体に対して複数の前記光源が、前記導光体の長手方向に沿った中心軸から前記夫々の光源の光軸までの最短距離が互いに略等距離となるように配置されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項３において、前記導光体の中心軸と前記各光源の光軸を含む面同士のなす角が６０°の倍数、７２°の倍数、９０°の倍数、１２０°の倍数及び１８０°の倍数のうちいずれか又はその組み合わせであることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項において、前記複数の導光体の少なくとも１つには側面に反射面が形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項において、前記複数の光源は全て同一の発光色を有する光源、又は２種以上の異なる発光色を有する光源の組み合わせからなることを特徴とするものである。

本発明の、導光体を有する灯具はその基本構成を、互いに所定の間隔を持って配置された複数の光源と、該光源の光軸方向の斜め前方に並設された複数の柱状の導光体とし、１つの光源から発せられた光の一部をその光源から等距離にある複数の導光体に均等に振り分けて導入し、光源からの直接光による照射光と光源から発せられて導光体内を導光された間接光による装飾的な光とを出射する灯具とした。

その結果、各光源から発せられた光が灯具の出射光として有効に活用されるため光の利用効率が高い灯具が実現する。それと共に、導光体の数に対して少ない数の光源によって構成することが可能となるため部品点数の低減による配置スペースの有効活用及び製造コストの削減を図ることができるようになった。

本発明の基本構成を前方から見た時の説明図である。 本発明の基本構成を側方から見た時の説明図である。 本発明の基本構成に係る光路の説明図である。 同様に、本発明の基本構成に係る光路の説明図である。 同様に、本発明の基本構成に係る光路の説明図である。 同様に、本発明の基本構成に係る光路の説明図である。 同様に、本発明の基本構成に係る光路の説明図である。 本発明の実施形態に係る分解図である。 本発明の実施形態に係る組立図である。 図９のＡ−Ａ断面図である。 従来例の説明図である。 同様に、従来例の説明図である。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１０を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１及び図２は、本発明に係る灯具の基本構成を示す説明図であり、図１は要部を前方から見たときの説明図、図２は要部を側方から見たときの説明図である。なお、以下の説明において、光源の照射方向を前方とし、光源の照射方向と反対方向を後方とする。

本発明の基本構成に係る要部１は、例えば小型電球やＬＥＤランプ等の外径寸法の小さい複数の光源２と柱状の複数の導光体３からなっており、前方から見ると図１に示すように、互いに所定の間隔を持って配置された複数の光源２の夫々の周りに少なくとも１つの導光体３が位置しており、導光体３が２つ以上位置する場合は、夫々の導光体３の光源２からの距離が互いに略等距離となるように位置している。

詳しくは、導光体３が１つの光源２の周りに２つ以上位置する場合は、光源２の光軸Ｘから夫々の導光体３の長手方向に沿った中心軸Ｙまでの最短距離が互いに略等距離となるように位置している。具体的には、１つの光源２の周りに１つの導光体３が位置する部分、２つの導光体３が位置する部分、３つの導光体３が位置する部分及び４つの導光体３が位置する部分の組み合わせにより構成されている。

なお、１つの光源の周りに位置する導光体の数は上記１〜４つに限られるものではなく、光源及び導光体を配置するスペースや導光体内を導光される光の光量等を考慮して適宜設定される。また、１つの光源の周りに位置する導光体の数が、例えば２〜６つのいずれかとなる場合、光源の光軸と各導光体の中心軸を含む面同士のなす角が６０°の倍数、７２°の倍数、９０°の倍数、１２０°の倍数及び１８０°の倍数のうちいずれか又はその組み合わせであることが好ましい。これにより、複数の光源と複数の導光体が美しい幾何学模様に整列配置される。

導光体３についてみると、各導光体３は少なくとも１つの光源２を囲むように位置しており、１つの導光体３が同時に２つ以上の光源２を囲む位置にある場合は、夫々の光源２からその導光体３までの距離が互いに略等距離となるように位置している。

詳しくは、導光体３が同時に２つ以上の光源２を囲む位置にある場合は、導光体３の長手方向に沿った中心軸Ｙから夫々の光源２の光軸Ｘまでの最短距離が互いに略等距離となるように位置している。具体的には、導光体３が１つの光源２を囲む部分、同時に２つの光源２を囲む部分、同時に３つの光源２を囲む部分及び同時に４つの光源２を囲む部分の組み合わせにより構成されている。

なお上記同様、１つの導光体が同時に囲む光源の数は上記１〜４つに限られるものではなく、光源及び導光体を配置するスペースや導光体内を導光される光の光量等を考慮して適宜設定される。また、１つの導光体が同時に囲む光源の数が、例えば２〜６つのいずれかとなる場合、導光体の中心軸と各光源の光軸を含む面同士のなす角が６０°の倍数、７２°の倍数、９０°の倍数、１２０°の倍数及び１８０°の倍数のうちいずれか又はその組み合わせであることが好ましい。これにより、複数の光源と複数の導光体が美しい幾何学模様に整列配置されると共に、導光体が囲む各光源から導光体に入射した光が導光体内において規則的な分布を形成し、導光体から出射される光の配光が優れた美観を演出する。

図２において、複数の柱状の導光体３は互いに並設（本実施形態においては平行に並設）して配置されており、各導光体３は光源２側の一端部４に開口を有する凹部４ａが設けられ、光源２と反対側の他端部５は長手方向に沿った中心軸Ｙに垂直な面に対して傾いた面（傾斜面）からなる先端面５ａを有している。導光体３の、凹部４ａの底面４ｂの位置から光源２と反対側の他端部５までの間は柱状を呈する柱状部６となっている。

導光体３の、凹部４ａが設けられた一端部４の側を灯具の後方側とし傾斜面からなる前端面５ａを有する他端部５の側を前方側とすると、光源２は導光体３の開口端面４ｃから適宜な距離を置いた斜め後方の位置に配置されると共に、各光源２の光軸Ｘ上を含むその近傍には導光体３は存在せず、光源２から略光軸Ｘの方向に発せられた光Ｌ１は隣接する導光体３同士の間を反射も屈折もなくそのまま直接光として灯具の前方に向かう照射光となる（図３参照）。

また、各光源２から光軸Ｘの方向に対して大きい角度で発せられてその光源の周りに位置する導光体３の一端部４の開口端面４ｃから該導光体３に入射した光Ｌ２は、凹部４ａの側壁部４ｄ及び柱状部６で内部反射を繰り返しながら導光体３内を導光され、光出射面となる先端面５ａから導光体３外の前方に向けて出射された光が間接光として灯具の装飾的な光となる（図４参照）。

更に、光源２から導光体３の外側面７に向かって出射された光Ｌ３は、該外側面７から導光体３内に入射して導光体３内を導光され、再度外側面７から導光体３外の前方に向けて出射される。このときの出射光Ｌ３は導光体３内を導光された光であるため上記同様間接光として灯具の装飾的な光となる（図５参照）。

このような光学系を光源２側からみると、１つの光源２から発せられた光の一部は該光源２の周りに位置する数の導光体３の夫々に振り分けられて入射し、光源２からの直接光と共に導光体３内を導光された間接光が灯具から外部に向けて出射される。そのため、光源２から発せられた光が有効に活用され、光の利用効率が高い灯具が実現する。

一方、導光体３側からみると、１つの導光体３に対して該導光体３を囲む数の光源２の夫々から振り分けられた光同士が重畳されて導光体３に入射し、上記同様、光源２からの直接光と共に導光体３内を導光された重畳光による間接光が灯具から外部に向けて出射される。そのため、導光体３を囲む光源２の数が増えるに従って、導光体３内を導光される光（重畳光）の光量が増加し、導光体３からの間接光の光量が多い灯具が実現する。

ところで、光源２から導光体３の外側面７に向かって出射された光Ｌ３を、図５に示したように光路を辿る装飾的な光としてではなく、直接光と見做すことができるような構成とすることができる。

それは、図６に示すように、各導光体３の外側面７にアルミニウム等の反射材料を蒸着法等の方法で成膜してなる反射膜による反射面８を形成する。すると、光源２から各導光体３の外側面７に向かって出射された光Ｌ４は、導光体３の外側面７に形成された反射面８で反射されてその反射光が灯具外に出射される。

この光Ｌ４は、図５に示す光路を辿る光Ｌ３が導光体３に入射するときの入射損失、導光体３内を導光されるときの導光損失及び導光体３から出射するときの出射損失によって減衰するのに対し、導光体３の反射面８により極めて高い反射率で反射される。そのため、この反射光Ｌ４は直接光に相当する光として活用することができる。

なお、上記要部を基本構成とする灯具は、図７に示すように、少なくとも光源２と導光体３の間の該導光体３の凹部４ａの後方に、表面にアルミニウム等の反射材料を蒸着法等の方法で成膜してなる反射膜による反射面９ａが形成された光輝反射体９が配設されている。この光輝反射体９は、昼間に灯具を前方から観視したときに同様に前方から導光体３内に入射して該導光体３内を導光された外光Ｌ５をその反射面９ａで反射し、反射光が再度導光体３内を導光されて導光体外へ出射される。

このとき、導光体３外に出射された光は光輝反射体９の反射面９ａで反射された光輝反射光であり、このメタリック調の光輝反射光が導光体３を通して観視者に視認される。その結果、光学的に美観を演出することが可能となり、魅力ある灯具をアピールすることができる。

ところで、導光体から出射される光の配光制御は、光源から発せられた光の進行方向を曲げる屈折面となる、導光体の一端部の開口端面（光入射面）及び他端部の端面（光出射面）の、導光体の長手方向に垂直な面に対する傾斜角度あるいは形状を適宜設定し、屈折面及び反射面（内部反射面）となる、導光体の側面の、導光体の長手方向に沿った中心軸Ｙ対する傾斜角度を適宜制御することにより行われる。

図８〜図１０は、上記基本構成に基づく実際の灯体の一例を示すものであり、図８は分解斜視図、図９は図８の組立図、図１０は図９のＡ−Ａ断面図である。ここで示す灯体はフォグランプとＤＲＬを具備したものであり、フォグランプはプロジェクタ型灯具を採用し、本発明の構成とされる灯具をＤＲＬとして採用したものである。

本灯体を構成するＤＲＬ用灯具３５の部分は、複数の光源２０を実装した基板２１が、例えば樹脂あるいは金属部材からなるシャーシ２２に取付固定されてなる光源モジュール２３と、表面にアルミ蒸着等によるメタリック調の光輝反射処理が施された反射面２４を備えたエクステンション２５と、透明樹脂部材からなり複数の柱状の導光体部２６が一体に形成された導光パネル２７を備えている。

光源２０は、小型電球やＬＥＤ等の寸法の小さいものが用いられ、適宜の数の光源２０が基板２１の適宜の位置に配置されている。光源２０の点灯時の発熱はシャーシ２２を介して放熱され、光源２０内に収容された発光源の温度上昇が抑制されるようになっている。

光源モジュール２３はエクステンション２５の後方側に取り付けられ、光源２０の照射方向がエクステンション２６の方向を向いた状態とされている。エクステンション２５には光源モジュール２３に実装された光源２０の直前となる位置に、光源２０から発せられた光が通過する光通過孔２８が設けられている。この光通過孔２８は孔径が光源２０の外径とほぼ同じ大きさに形成され、光通過孔２８の中心軸Ｚが光源の光軸Ｘと同一線上に位置するような位置関係を有している。

導光パネル２７はエクステンション２５の光輝反射面２４が設けられた側（前方側）に取り付けられ、ベース部２９から適宜の配置で突出した複数の柱状の導光体部２６がエクステンション２５と反対側（前方側）の方向を向いた状態とされている。

エクステンション２５の光輝反射面２４が設けられた前方側には、該エクステンション２５に導光パネル２７を取り付けたときに各導光体部２６の直下となる位置に、先端面３０をベース部２９に対して傾斜面とする凸部３１が形成されている。

この凸部３１の先端面３０は導光体部２６の一端部４に形成された凹部４ａ内に位置しており、昼間時に、導光体部２６から入射して該導光体部２６内を導光されて到達した外光を反射させ、その反射光を再度導光体部２６内に戻して導光体部２６から出射された光輝反射光を観視者に視認させる働きをする。このメタリック調の光輝反射光は光学的な美観を演出するものであり、これにより灯具を魅力あるものにすることが可能となる。

また、エクステンション２５の凸部３１が設けられた領域以外の光輝反射面２４は、同様に昼間時、導光パネル２７の導光体部２６が設けられた領域以外の部分から入射した外光を反射してその反射光が光輝反射光として観視者に認識されるようになっている。

なお、エクステンション２５に設けられた貫通孔３３は、その後方側に配置されるフォグランプ用のプロジェクタ型灯具４０からの光を通過させる孔である。プロジェクタ型灯具４０は光源モジュール２３、エクステンション２５及び導光パネル２７からなるＤＲＬ用灯具３５の後方側に位置するハウジング（図示せず）に取り付けられ、ＤＲＬ用灯具３５の前方側に位置する前面レンズ(図示せず)と共に灯室を形成して該灯室内にＤＲＬ用灯具３５及びフォグランプ用プロジェクタ型灯具４０が収容されている。

以上説明したように、本発明の導光体を有する灯具は、それを前方から見た時に、互いに所定の間隔を持って配置された複数の光源の夫々の周りとなる位置に導光体を配置して各光源から発せられた光が該光源の周りに配置された導光体に均等に入射するように振り分け、導光体内を導光された間接光と光源からの直接光とが灯具から出射されるようにした。

その結果、各光源から発せられた光が灯具の出射光として有効に活用されるため光の利用効率が高い灯具が実現する。それと共に、導光体の数に対して少ない数の光源によって構成することが可能となるため部品点数の低減による配置スペースの有効活用及び製造コストの削減を図ることができる。

同時に、前方から見た時に、互いに所定の間隔を持って配置された複数の導光体の夫々に対して、該導光体を囲む数の光源の夫々から振り分けられた光同士が重畳されて導光体に入射し、導光体内を導光された重畳光による間接光と光源からの直接光とが灯具から出射されるようにした。

その結果、各導光体を囲む光源の数が増えるに従って、導光体内を導光される光（重畳光）の光量が増加し、導光体からの間接光の光量が多い灯具が実現する。

また、各光源の発光色は同一であることに限定されるものではなく、２種以上の異なる発光色を有する光源の組み合わせでもかまわない。これにより、多彩な照明空間を演出することが可能となる。

１・・・ 要部
２・・・ 光源
３・・・ 導光体
４・・・ 一端部
４ａ・・・ 凹部
４ｂ・・・ 底面
４ｃ・・・ 開口端面
４ｄ・・・ 側壁部
５・・・ 他端部
５ａ・・・ 先端面
６・・・ 柱状部
７・・・ 外側面
８・・・ 反射面
９・・・ 光輝反射体
９ａ・・・ 反射面
２０・・・ 光源
２１・・・ 基板
２２・・・ シャーシ
２３・・・ 光源モジュール
２４・・・ 反射面
２５・・・ エクステンション
２６・・・ 導光体部
２７・・・ 導光パネル
２８・・・ 光通過孔
２９・・・ ベース部
３０・・・ 先端面
３１・・・ 凸部
３３・・・ 貫通孔
３５・・・ ＤＲＬ用灯具
４０・・・ プロジェクタ型灯具

Claims (6)

1. 互いに所定の間隔を持って配置された複数の光源と、
   前記光源の光軸方向の斜め前方に並設された複数の柱状の導光体とを備え、
   前記光源から発せられて前記導光体内を導光された導光光と、前記光源からの直接光とを出射光とする灯具であって、
   前記複数の光源のうち少なくとも１つの光源に対して複数の前記導光体が、前記光源の光軸から前記夫々の導光体の長手方向に沿った中心軸までの最短距離が互いに略等距離となるように配置されていることを特徴とする導光体を有する灯具。
2. 前記光源の光軸と前記各導光体の中心軸を含む面同士のなす角が６０°の倍数、７２°の倍数、９０°の倍数、１２０°の倍数及び１８０°の倍数のうちいずれか又はその組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の導光体を有する灯具。
3. 前記複数の導光体のうち少なくとも１つの導光体に対して複数の前記光源が、前記導光体の長手方向に沿った中心軸から前記夫々の光源の光軸までの最短距離が互いに略等距離となるように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の導光体を有する灯具。
4. 前記導光体の中心軸と前記各光源の光軸を含む面同士のなす角が６０°の倍数、７２°の倍数、９０°の倍数、１２０°の倍数及び１８０°の倍数のうちいずれか又はその組み合わせであることを特徴とする請求項３に記載の導光体を有する灯具。
5. 前記複数の導光体の少なくとも１つには側面に反射面が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の導光体を有する灯具。
6. 前記複数の光源は全て同一の発光色を有する光源、又は２種以上の異なる発光色を有する光源の組み合わせからなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の導光体を有する灯具。

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