JP2011216279A

JP2011216279A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2011216279A
Application number: JP2010082523A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Okui; 一樹奥居; Akio Inoue; 明夫井上; Tomoharu Yamazaki; 知治山崎
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-27
Also published as: US9316373B2; US20110242831A1

Abstract

【課題】導光体の後面側からの抜け光を導光体内に戻して照射方向に出射させることで、光源光の利用効率を向上させることができる車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具１０のライトガイド２０は、拡散ステップ２５がライトガイド２０の延出軸を通り灯具光軸と平行な断面において延出方向に向いた長辺の第１突出面２６と、頂角を挟んで短辺の第２突出面２７とを有している。第１のＬＥＤ光源１７からの入射光は、第２突出面２７から出射して、リフレクタ３０の反射面３１で反射する。そして、隣接していない別の第１突出面２６から入射して、第１突出面２６と隣接する第２突出面２７で内面反射して、出射部である出射部２２から前方へ照射される。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車等の車両用灯具に関し、特にＬＥＤ光源の光を近傍に配置した導光体に入射させ、該導光体から照射方向に向けて出射させる車両用灯具に関する。

従来、発光領域の後面側にステップである三角状のノッチを形成して、このノッチにより所定角度の反射面を形成することで、光源から伝搬してきた光を反射面で全反射して、前面側から所定方向に出射させる導光体である発光デバイスが知られている（例えば、特許文献１）。

特開平６−２０１９１７号公報

ところが、上記導光体では、反射の臨界角度よりも大きい角度で反射面に入射する光の一部は、隣接する別の反射面から再び導光体内に戻すことができるが、その他の光は反射面を通過して後面側から抜け出てしまい、光源光の利用効率を向上させるのが難しかった。

本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、導光体の後面側からの抜け光を導光体内に戻して照射方向に出射させることで、光源光の利用効率を向上させることができる車両用灯具を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、ランプボディと前面カバーとで形成される灯室内に、第１光源と、前方から後方に向ってスラントして配置された柱状導光体と、該柱状導光体の少なくとも後方側に隣接して配置されたリフレクタと、を備え、前記柱状導光体は、該第１光源近傍の一端側に配置される第１入射部と、軸方向に沿って後面側に配置され導光する光の一部を全反射させるステップ部と、軸方向に沿って前面側に配置され全反射した光を前方へ出射させる出射部と、を有し、前記第１入射部を介して入射する前記第１光源からの光が該導光体内を前方から後方へ向かって導光するように配置され、前記ステップ部は、延出方向に連続して形成された複数の略三角柱状であり、該柱状導光体の延出軸を通り灯具光軸と平行な断面において延出方向に向いた長辺の第１突出面と、頂角を挟んで短辺の第２突出面と、を有していることを特徴とする車両用灯具により達成される。

上記構成の車両用灯具によれば、ステップ部は、延出方向に連続して形成された複数の略三角柱状であり、柱状導光体の延出軸を通り灯具光軸と平行な断面において延出方向に向いた長辺の第１突出面と、頂角を挟んで短辺の第２突出面とを有している。これにより、第１光源からの入射光は、柱状導光体の第２突出面から抜け出して、リフレクタで反射する。そして、隣接していない別の第１突出面から再入射してから、当該第１突出面と隣接する第２突出面で全反射して、出射部から前方へ照射される。よって、柱状導光体がスラントして配置されていても、第１光源の光を灯具前方へ効率良く出射させることができ、光源光の利用効率の向上を図ることができる。なお、ここで云う柱状導光体の延出軸とは、柱状導光体の延出方向に沿って該柱状導光体の中心を通る中心軸である。

また、上記構成の車両用灯具において、前記柱状導光体は、前記第１突出面が前方に突出していることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、第１突出面が単一平面でなく、曲面か複数の平面により形成されることで前方に突出しているので、第２突出面の面積を大きく取ることができる。これにより、第２突出面からリフレクタ側に抜け出る光の量を多くすることができ、第１光源から灯具前方へ一層効率良く出射させることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記柱状導光体は、他端側に配置された第２入射部を有し、該第２入射部の近傍に第２光源を備え、該第２光源からの光が前記第２入射部を介して該導光体内を後方から前方へ向かって導光し、導光した第２光源からの光の一部が第１突出面で全反射して出射部から前方へ出射されることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、第２光源からの入射光は、柱状導光体の第１突出面から抜け出してリフレクタで反射し、隣接していない別の第２突出面から再入射する。そして、第２突出面と隣接する第１突出面で全反射して、出射部から前方へ照射される。これにより、柱状導光体を高輝度に均一発光させることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記第１突出面は、２つの平面から構成されており、前記柱状導光体の延出軸を通る前記断面において前記２つの平面の内、前方側の平面の辺の長さをＬ２、後方側の平面の辺の長さをＬ１とする場合、各辺の長さの比Ｌ２／Ｌ１が第１入射部から第２入射部に向かうにしたがって大きくなるように設定されていることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、第１入射部から第２入射部に向かうにしたがって前方側の平面の辺の長さＬ２が後方側の平面の辺の長さＬ１と比べて徐々に長くなる。これにより、第２光源の入射光を内面反射する第１突出面の反射面積を第２入射部に向かうにしたがって大きく取ることができるので、第１光源から遠い部分を第２光源によって補うことができ、柱状導光体全体を一層均一発光させることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記柱状導光体の前方から後方へ導光する前記第１光源からの光の一部は、前記第２突出面から出射して前記リフレクタで反射した後、別の第１突出面に入射してから当該第１突出面と隣接する第２突出面で全反射して、前記出射部から前方へ出射されることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、比較的面積の大きい第２突出面をリフレクタへの出射時と共に入射後の内面反射時に使用することで、リフレクタ側に抜け出る光の量を多くすることができるとともに、前方の出射部へ向けて内面反射する光の量を多くすることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記柱状導光体は、前記前面カバーに沿って配置されていることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、第１光源からの入射光を積極的にリフレクタ側に出射させ、リフレクタで反射させて導光体内に戻してから、前面カバーを透過させて灯具前方へ効率良く出射させることができる。特にスラントして配置された柱状導光体に対して有効である。

本発明に係る車両用灯具によれば、第１光源からの入射光は、柱状導光体の第２突出面から抜け出して、リフレクタで反射してから、隣接していない別の第１突出面から再入射して、第１突出面と隣接する第２突出面で全反射してから前方へ出射される。これにより、柱状導光体がスラントして配置されていても、導光体の後面側からの抜け光を導光体内に戻して、灯具前方の照射方向へ効率良く出射させることで、光源光の利用効率を向上させることができる。

本発明に係る一実施形態を示す車両用灯具の正面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。図２の要部拡大図であり、第１光源からの光の経路を示す。図４の拡大図である。図２の要部拡大図であり、第２光源からの光の経路を示す。図６の拡大図である。図７のＣ−Ｃ線断面図である。

以下、本発明に係る車両用灯具の一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態である車両用灯具１０は、車両前方側が開口された形状で車体側に固定される樹脂製のランプボディ１１と、ランプボディ１１の開口部に取り付けられた無色透明の前面カバー１２とを備えているヘッドランプの標識灯に適用したものである。

車両用灯具１０は、ランプボディ１１と前面カバー１２とで画成された灯室内に、中心部にヘッドランプ用に配置されたバルブ１４を備えている。前面カバー１２は、車体中央側の前方（図中右側）から車体側方側の後方（図中左側）に向かってスラントして配置されており、この前面カバー１２に沿って湾曲した円柱状の導光体であるライトガイド２０が配置されている。また、ライトガイド２０の後面側の近傍には、ライトガイド２０と所定間隔を保つように湾曲したリフレクタ３０が配置されている。

ライトガイド２０は、アクリル樹脂製であり、両端部にＬＥＤ光源１７，１８からの光が入射する入射部２０Ａ，２０Ｂと、中間部に入射した光を導光する導光部２４と、を有している。そして、ライトガイド２０の両端近傍には、放熱部材（ヒートシンク）１６が取り付けられており、この放熱部材１６の側面部にＬＥＤ光源１７，１８とライトガイド２０の端部が板状部材４０を介して固定されている。前方に配置された第１のＬＥＤ光源１７及び後方に配置された第２のＬＥＤ光源１８とライトガイド２０により、例えばポジションランプ配光を形成している。また、ランプボディ１１の開口部周辺には、エクステンション１９が配置されている。

図２及び図３に示すように、リフレクタ３０は、湾曲したライトガイド２０の長手方向の形状に対応して湾曲した形状であるとともに、ライトガイド２０の前方を除いて上方及び後方から屈曲して下方前方の前面カバー１２の手前まで延設されている。リフレクタ３０の材質は、ポリマー材等からなる樹脂基板上にアルミニウム蒸着膜である反射面３１が形成されている。このリフレクタ３０は、ライトガイド２０の後面から抜け出た光を、ライトガイド２０内へ向けて反射させる機能を有している。

図３及び図４に示すように、第１のＬＥＤ光源１７からの光α１，α２は、前方（図中右側）から後方（図中左側）に向けてライトガイド２０の延出する延出軸に沿って導光部２４の内部を導光しながら進む。ライトガイド２０の後面２３側には、三角柱状の複数の拡散ステップ２５が延出軸に沿って帯状に形成されている。この拡散ステップ２５は、ＬＥＤ光源１７の光の内の一部を内面反射して、導光部２４の前面側に配置された出射部２２側から、灯具光軸となる照射方向２１へ向けて出射させる。

図４及び図５に示すように、拡散ステップ２５の単体は、ライトガイド２０の延出軸を通り灯具光軸と平行な断面において、前方から後方への延出方向（図中左側）に向けてライトガイド２０の延出軸に対して後方に突出する長辺の第１突出面２６と、頂角を挟んで配置される短辺の第２突出面２７とを有している。更に、第１突出面２６は、傾斜角θ１と長さＬ１を有する第１平面２８と、傾斜角θ２と長さＬ２を有する第２平面２９とから構成されている。

即ち、第１突出面２６の辺の長さは、Ｌ１＋Ｌ２であり、第２突出面２７の辺の長さＬ３との関係は、Ｌ１＋Ｌ２＞Ｌ３である。また、第１平面２８の傾斜角θ１と第２平面２９の傾斜角θ２との関係は、θ１＞θ２である。これにより、第１突出面２６は、前方の出射部２２側に突出している不連続面となり、第２突出面２７の長さＬ３を長く取ることができる。なお、傾斜角θ１，θ２は、ライトガイド２０の延出軸（又は出射部２２）と平面２８，２９との成す角度である。

また、第１平面２８の長さＬ１と第２平面２９の長さＬ２との関係は、長さの比Ｌ２／Ｌ１の値が、第１のＬＥＤ光源１７側の第１入射部２０Ａから第２のＬＥＤ光源１８側の第２入射部２０Ｂに向かうにしたがって大きくなるように設定されている。即ち、第１突出面２６を形成する第２平面２９の長さＬ２が第１平面２８の長さＬ１に比べて、第２のＬＥＤ光源１８側に向かうにしたがって徐々に長くなる（Ｌ２＞Ｌ１）。

第１のＬＥＤ光源１７からの光α１，α２は、導光部２４中を反射しながら前方（図中右側）から後方（図中左側）に向かって導光されて行く。ライトガイド２０の延出軸上に仮想した仮光源Ｐを通過した光α１は、さらに導光部２４中を第２のＬＥＤ光源１８側の後方に向かって全反射しながら導光されて行く。

仮光源Ｐを通過した光α２は、拡散ステップ２５の第２突出面２７から出射され、リフレクタ３０の反射面３１でライトガイド２０側に反射する。そして、第１突出面２６の主に第１平面２８から入射して、隣接する第２突出面２７で内面反射してから、出射部２２から照射方向２１へ向けて出射光α３として出射される。

次に、第２のＬＥＤ光源１８の導光について説明する。なお、上記図４，５と同一構成及び作用については、同一符号を付すことで説明を省略する。

図６及び図７に示すように、ライトガイド２０は、後方端（図中左側）に配置された第２入射部２０Ｂを有し、この第２入射部２０Ｂの近傍に第２のＬＥＤ光源１８を備えている（図２参照）。第２のＬＥＤ光源１８からの光α４，α５は、第２入射部２０Ｂを介して導光部２４内を後方（図中左側）から前方（図中右側）へ向かって導光されて行く。

図７及び図８に示すように、ライトガイド２０の中心軸上に仮想した仮光源Ｐを通過した光α４は、導光部２４中を第１のＬＥＤ光源１７側の前方に向かって全反射しながら導光されて行く。その後、第１突出面２６の第１平面２８又は第２平面２９から出射され、前方側に隣接（図７中右側）する第２突出面２７から再入射してから、隣接する第１突出面２６の第１平面２８又は第２平面２９で内面反射して、出射部２２から照射方向２１へ向けて出射される（不図示）。また、仮光源Ｐを通過した光α５は、第１突出面２６の主に第２平面２９で内面反射してから、出射部２２から照射方向２１へ向けて出射光α６として出射される。

上述した本実施形態の車両用灯具１０によれば、拡散ステップ２５は、ライトガイド２０の延出軸を通り灯具光軸である照射方向２１と平行な断面において延出方向に向いた長辺の第１突出面２６と、頂角を挟んで短辺の第２突出面２７とを有している。これにより、第１のＬＥＤ光源１７からの入射光は、ライトガイド２０の第２突出面２７から出射して、リフレクタ３０の反射面３１で反射する。そして、隣接していない別の第１突出面２６から入射してから、第１突出面２６と隣接する第２突出面２７で内面反射して、出射部である出射部２２から前方へ照射される。よって、ライトガイド２０がスラントして配置されていても、第１のＬＥＤ光源１７の光を灯具前方へ効率良く出射させることができ、第１のＬＥＤ光源１７の利用効率の向上を図ることができる。

また、第１突出面２６が単一平面でなく、第１平面２８と第２平面２９からなる不連続面であり、前方に突出しているように形成されることで、第２突出面２７の面積を大きく取ることができる。これにより、第２突出面２７からリフレクタ３０側に抜け出る光の量を多くすることができ、第１のＬＥＤ光源１７から灯具前方へ一層効率良く出射させることができる。

また、ライトガイド２０は、他端側に配置された第２入射部２０Ｂを有し、第２入射部２０Ｂの近傍に第２のＬＥＤ光源１８を備え、第２のＬＥＤ光源１８からの光が第２入射部２０Ｂを介してライトガイド２０内を後方から前方へ向かって導光される。これにより、第２のＬＥＤ光源１８からの入射光は、ライトガイド２０の第１突出面２６から出射して、リフレクタ３０の反射面３１で反射してから、隣接していない別の第２突出面２７から入射する。そして、第２突出面２７と隣接する第１突出面２６で内面反射して、出射部２２から前方へ照射される。よって、ライトガイド２０を高輝度に均一発光させることができる。

また、ライトガイド２０の中心軸を通る断面において２つの第１平面２８と第２平面２９の長さＬ１，Ｌ２の比Ｌ２／Ｌ１の値は、第１入射部２０Ａから第２入射部２０Ｂに向かうにしたがって大きくなるように設定されている。これにより、第１のＬＥＤ光源１７から遠い部分を第２のＬＥＤ光源１８によって補うことができ、第２のＬＥＤ光源１８の入射光を内面反射する第１突出面２６の反射面積を第２入射部２０Ｂに向かうにしたがって大きく取ることができる。よって、ライトガイド２０全体を一層均一発光させることができる。

また、ライトガイド２０は、前面カバー１２に沿って配置されているので、第１のＬＥＤ光源１７からの入射光を積極的にリフレクタ３０側に出射させ、リフレクタ３０の反射面３１で反射させてライトガイド２０内に戻してから、前面カバー１２を透過させて灯具前方へ効率良く出射させることができる。特に、スラントして配置されたライトガイド２０に対して有効である。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、第１突出面２６は、２つの平面（第１平面２８と第２平面２９）に限らず、３つ以上の平面で構成したり、或いは単純に前方へ突出する凹状（シリンドリカル形状に近い形状）としたり、前記２つ又は３つ以上の平面の各々を前方に突出するようにＲ化させることもできる。この場合、第２のＬＥＤ光源１８からの光が当該第１突出面で全反射する際、その全反射光は拡散する事となり、図１、図２に示すように、ライトガイド２０の延出軸を水平方向へ配置する事により車両用灯具に要求される横長の配光要件を容易に満たす事が可能となる。

１０…車両用灯具
１２…前面カバー
１７…第１のＬＥＤ光源
１８…第２のＬＥＤ光源
２０…ライトガイド（柱状導光体）
２０Ａ…第１入射部
２０Ｂ…第２入射部
２４…導光部
２５…拡散ステップ
２６…第１突出面
２７…第２突出面
２８…第１平面
２９…第２平面
３０…リフレクタ
３１…反射面
Ｌ１…第１平面の辺の長さ
Ｌ２…第２平面の辺の長さ
Ｌ３…第２突出面の辺の長さ

Claims

ランプボディと前面カバーとで形成される灯室内に、第１光源と、
前方から後方に向ってスラントして配置された柱状導光体と、
該柱状導光体の少なくとも後方側に隣接して配置されたリフレクタと、を備え、
前記柱状導光体は、該第１光源近傍の一端側に配置される第１入射部と、軸方向に沿って後面側に配置され導光する光の一部を全反射させるステップ部と、軸方向に沿って前面側に配置され全反射した光を前方へ出射させる出射部と、を有し、
前記第１入射部を介して入射する前記第１光源からの光が該導光体内を前方から後方へ向かって導光するように配置され、
前記ステップ部は、延出方向に連続して形成された複数の略三角柱状であり、該柱状導光体の延出軸を通り灯具光軸と平行な断面において延出方向に向いた長辺の第１突出面と、頂角を挟んで短辺の第２突出面と、を有していることを特徴とする車両用灯具。
前記柱状導光体は、前記第１突出面が前方に突出していることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記柱状導光体は、他端側に配置された第２入射部を有し、該第２入射部の近傍に第２光源を備え、該第２光源からの光が前記第２入射部を介して該導光体内を後方から前方へ向かって導光し、導光した前記第２光源からの光の一部が前記第１突出面で全反射して前記出射部から前方へ出射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
前記第１突出面は、２つの平面から構成されており、前記柱状導光体の延出軸を通る前記断面において前記２つの平面の内、前方側の平面の辺の長さをＬ２、後方側の平面の辺の長さをＬ１とする場合、各辺の長さの比Ｌ２／Ｌ１が第１入射部から第２入射部に向かうにしたがって大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
前記柱状導光体の前方から後方へ導光する前記第１光源からの光の一部は、前記第２突出面から出射して前記リフレクタで反射した後、別の第１突出面に入射してから当該第１突出面と隣接する第２突出面で全反射して、前記出射部から前方へ出射されることを特徴とする請求項１〜４に記載の車両用灯具。
前記柱状導光体は、前記前面カバーに沿って配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用灯具。