JP2012221821A

JP2012221821A - 車両用灯具

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Publication number: JP2012221821A
Application number: JP2011088004A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Sakashita; 和久坂下
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2012-11-12
Anticipated expiration: 2031-04-12
Also published as: CN102734729A; EP2511601A3; JP5748531B2; US9494290B2; CN102734729B; EP2511601A2; US20120262936A1

Abstract

【課題】高い光の利用効率を有し、かつ、リフレクタの反射面を光軸を中心として放射状に分割した斬新な見え方の車両用灯具を提供することを目的とする。
【解決手段】車両用灯具１の光軸Ａｘ上に配置された半導体光源１０と、光軸Ａｘを中心として放射状に分割された複数の反射面４１と境界部４３を備えるリフレクタ４０と、光源１０の前方を覆うレンズキャップ３０と、を備え、レンズキャップ３０が、光源１０から前方へ向かう光のうち側方出射光Ｌ２をリフレクタ４０へ向けて投射する側方レンズ部３２を備え、この側方レンズ部３２は側方出射光Ｌ２を境界部４３を避けるように屈折させる車両用灯具により上記目的が達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

灯具の構成として種々のものが提案されている。車両用灯具の一つとして、光源と、光源からの光を前方へ反射させるリフレクタとを備えた構成が、特許文献１等として提案されている。特許文献１に記載の車両用灯具は、リフレクタの反射面を光軸を中心として放射状に分割し、点灯時の灯具の見栄えを向上させている。

特開平０９−２３１８０９号公報

しかしながら、特許文献１の如く、リフレクタの反射面を放射状に分割すると、隣接する反射面の間に投射された光源からの光は反射面により狙った方向へ反射されず、光源からの光を有効に活用できず光利用効率を十分に高めることができなかった。

そこで、本発明は高い光の利用効率を有し、かつ、リフレクタの反射面を光軸を中心として放射状に分割した斬新な見え方の車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明によれば、上記目的を達成するために以下が提供される。
（１）車両用灯具の光軸上に配置された半導体光源と、
前記光軸を中心として放射状に分割された複数の反射面及び隣接する２つの前記反射面の間に形成された境界部を備えるリフレクタと、
前記光源の前方を覆うレンズキャップと、を備えた車両用灯具であって、
前記レンズキャップは、前記光源から前方へ向かう光のうち前記光軸を中心とした立体角が所定角度以上の側方出射光を、前記リフレクタへ向けて投射する側方レンズ部を備え、
前記側方レンズ部は、前記光軸に関して周方向に少なくとも２つのレンズ素子に分割されており、前記側方出射光を前記境界部を避けるように屈折させることを特徴とする車両用灯具。
（２）前記レンズキャップは、前記光源から前方へ向かう光のうち、前記光軸を中心とした立体角が所定角度未満の前方出射光を鉛直方向よりも水平方向へ大きく拡散させて前方へ投射する前方レンズ部を備えることを特徴とする（１）に記載の車両用灯具。
（３）前記側方レンズ部は、前記側方出射光を前記光軸に関して垂直な方向に集光する集光レンズであることを特徴とする（１）または（２）に記載の車両用灯具。
（４）前記境界部には、前記リフレクタから前方に張り出すリブが設けられていることを特徴とする（１）から（３）のいずれか一項に記載の車両用灯具。
（５）前記レンズキャップ及び／又は前記リフレクタは、前記光源が搭載される基板に固定されていることを特徴とする（１）から（４）のいずれか一項に記載の車両用灯具。

本発明に係る車両用灯具によれば、反射面の境界部に向かい前方へ出射されず光の利用効率を低下させるはずの光を、分割された側方レンズ部により反射面に向けて屈折させるので、リフレクタに境界部を設けても光の利用効率を低下させることなく、斬新な見え方の車両用灯具を提供することができる。

本発明の実施形態に係る車両用灯具の正面図である。図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図１に示す車両用灯具のレンズキャップの正面図である。図１に示す車両用灯具の部分拡大図である。図１のＶＩ−ＶＩ断面図である。本発明の変形例に係る車両用灯具の正面図である。

以下、本発明の実施形態に係る車両用灯具を、図面を参照しつつ説明する。

（全体構造）
図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１の正面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。なお、以下の説明において、前方とは車両用灯具１の前方をいい、図２及び図３の左側をいう。

図１に示すように車両用灯具１は、車両用灯具１の光軸Ａｘ（図２参照）上に配置されたＬＥＤ等の半導体光源１０と、フレーム２０と、半導体光源１０の前方を覆うレンズキャップ３０と、半導体光源１０からの光を前方へ反射させるリフレクタ４０と、を備えている。

図２に示すように、半導体光源１０は基板１１上に固定されており、リフレクタ４０も同じく基板１１に固定されている。この基板１１はフレーム２０に固定されている。共通の基板１１上に半導体光源１０及びリフレクタ４０とを配置することにより、半導体光源１０とリフレクタ４０との位置合わせを精度良くすることができる。レンズキャップ３０は、図２に示したようにリフレクタ４０の上に固定してもよいし、基板１１の上に固定してもよい。

図１に戻り、リフレクタ４０は、車両用灯具１の光軸Ａｘを中心として複数個（図示の例では１６個）に分割された反射面４１を備えている。これら反射面４１は、全体として車両用灯具１の光軸Ａｘを中心とする回転放物面として構成される。回転放物面状の反射面４１は、主に光軸Ａｘに対して平行となる平行光として半導体光源１０からの光を反射する。

また、図１及び図３に示すように、光軸Ａｘの周方向に関して各反射面４１の間に形成された境界部には、リフレクタ４０から前方へ張り出すリブ４３が形成されており、車両用灯具１の意匠性を高めるとともにリフレクタ４０の強度が向上されている。

レンズキャップ３０は、図２に示すように、半導体光源１０の前方に位置する前方レンズ部３１と、半導体光源１０の側方に位置する側方レンズ部３２とが、一体的に形成された透光性の部材である。

レンズキャップ３０の前方レンズ部３１は、半導体光源１０から発光された光のうち、光軸Ａｘを中心とした立体角が所定角度Φ１未満の前方出射光Ｌ１が入射される位置に配置され、鉛直方向よりも水平方向へ大きく拡散して前方へ投射するように形成される。

また、レンズキャップ３０の側方レンズ部３２は、半導体光源１０から発光された光のうち、光軸Ａｘを中心とした立体角が所定角度Φ１以上の側方出射光Ｌ２が入射される位置に配置され、リフレクタ４０の反射面４１に向けて投射するように形成される。

この側方レンズ部３２は、図１及び図４に拡大して示すように、光軸Ａｘに関して周方向に、各反射面に対応するように複数（図示の例では１６個）のレンズ素子３３に分割されている。また、側方レンズ部３２は、側方出射光Ｌ２を、リフレクタ４０のリブ４３を避けるように屈折させ、リフレクタ４０の反射面４１にのみ光を投射させる。

このような側方レンズ部３２は、複数の凸レンズからなるレンズ素子３３と、これらレンズ素子３３の間に形成したステップ３４により形成することができる。側方レンズ部３２を、図５に示すように、リフレクタ４０の反射面４１に対応する領域にレンズ素子３３が位置し、リフレクタ４０のリブ４３に対応する領域にステップ３４が位置するように、配置することにより、リブ４３を避けるように側方出射光Ｌ２を屈折させることができる。なお、図５においては、レンズ素子３３の曲率を誇張して描いている。

（作用）
このように構成された車両用灯具１によれば、図２に示すように、半導体光源１０から立体角がΦ１未満の前方に出射された前方出射光Ｌ１は前方レンズ部３１により拡散されて前方へ投射され、立体角がΦ１以上の側方に出射された側方出射光Ｌ２は側方レンズ部３２により反射面４１にのみ投射されるように屈折され、反射面４１で反射され拡散されて前方へ投射される。

このように、車両用灯具１の中央に位置する前方レンズ部３１と、レンズキャップ３０の周囲に放射状に配置されたリフレクタ４０の反射面４１と、により半導体光源１０からの光が前方へ拡散して投射され、両者で異なる見え方となるので、斬新なデザインの車両用灯具１を提供することができる。

また、図５に示したように、半導体光源１０から出射された側方出射光Ｌ２のうち、本来はリブ４２へ向かうはずであった光を、側方レンズ部３２により屈折させて反射面４１に向かわせることで、リブ４３に照射されて前方へ投射されない光が発生することを防止し、半導体光源１０からの光を有効に利用することができる。したがって、照度の高い車両用灯具１を提供することができる。

また側方レンズ部３２は、側方出射光Ｌ２を光軸Ａｘに対して垂直な方向（反射面４１側）に集光する集光レンズとすることが好ましい。このように、側方レンズ部３２から出射する光を反射面４１側に集光する、つまり、前方側に投射される光を光軸Ａｘに対して垂直な方向に屈折させることにより、リフレクタ４０の反射面４１を前方側まで形成する必要がなくなるので、リフレクタ４０の奥行き寸法を小さくすることができる。

更に集光レンズである前方レンズ部３１も、図１の如くフレネルレンズとして形成すると、所望の屈折率を保ったまま前方レンズ部３１の奥行き寸法を小さくすることができる。したがって、搭載空間の小さい車両にも本実施形態に係る車両用灯具１を搭載することができる。

また、反射面４１は側方出射光Ｌ２を光軸Ａｘに対して平行な平行光として反射すると共に、一部の側方出射光Ｌ３を光軸Ａｘ寄りに拡散するように形成すると、車両用灯具１の視認性を高めることができるので好適である。

また、リフレクタ４０の反射面４１は、図６に示すように、側方出射光Ｌ２が反射する際、反射光Ｌ４，Ｌ５が一度集光してから前方に拡散する、所謂「クロス拡散」するように、前記回転放物面に対して周方向断面が窪んだ凹面に形成されていてもよい。反射面４１をこのような凹面形状とすることにより、反射面４１で反射された光がリブ４３で遮られることなく前方へ投射され、照度の高い車両用灯具１を提供することができる。

更にリフレクタ４０の反射面４１は、光軸Ａｘに関して周方向に形成された周方向ステップ４２により、光軸Ａｘを中心とした同心状に分割されている。このように反射面４１を同心状に分割することにより、同心状に発光する複数の発光面を形成でき、車両用灯具１の意匠性を高めることができる。

また、この周方向ステップ４２は側方レンズ部３２からの屈折光に対して平行に設けられていると、側方レンズ部３２から出射された側方出射光Ｌ２を周方向ステップ４２で遮ることなく反射面４１に到達させることができ、車両用灯具１の光の利用効率を高めることができる。なお、側方レンズ部３２が側方出射光Ｌ２を光軸Ａｘに対して垂直な方向に集光する集光レンズに形成されている場合は、この周方向ステップ４２の傾斜角度が半導体光源１０から離れるに従って小さくなるように形成される。

さらに、全体として車両用灯具１の光軸Ａｘを中心とする回転放物面として構成されるリフレクタ４０の反射面４１において、周方向ステップ４２により分割された反射面４１のそれぞれは、互いに焦点距離が異なる複数の放物面を接続して形成することが好ましい。即ち、反射面４１の焦点位置を半導体光源１０またはその近傍とし、半導体光源１０から遠い反射面４１ほど、その焦点距離が大きい放物面形状とすることが好ましい。反射面４１をこのように構成することにより、車両用灯具１の奥行きを増大させずに発光面積を広げて光源１０からの光を前方へ投射することができ、また光軸Ａｘを中心として光軸Ａｘの径方向に離散的な複数の円環状に発光させることができるので、車両用灯具１の見栄えを向上させることができる。

また、前方レンズ部３１を複数個のレンズ素子に分割し、それぞれのレンズ素子から投射される光の方向を変えても良い。例えば、鉛直方向よりも水平方向に光を大きく拡散させるように、前方レンズ部３１のそれぞれのレンズ素子の形状を異ならせれば、水平方向に広く照射することのできる車両用灯具１を形成することができる。

また、図２，３に示すように、リフレクタ４０の前面にレンズカバー５０を設け、レンズキャップ３０の前方レンズ部３１及びリフレクタ４０の反射面４１から前方に投射された光を、拡散させて前方に投射するように構成してもよい。

また、リフレクタ４０の各反射面４１は、各々の反射面４１で反射した光が互いに異なる出射パターンを形成するように構成してもよい。例えば、鉛直方向へ延びる反射面４１をその反射光が光軸Ａｘと略平行な平行光となるように構成し、水平方向へ延びる反射面４１をその反射光が水平方向へ拡散する拡散光となるように構成すると、対向車等に眩しさを感じさせずに視認性を向上させることができるので好適である。

（変形例）
上記の実施形態では、放射状に分割した複数の反射面４１の間の境界部にリブ４３を形成した例を挙げて説明したが、以下のような変形例にも本発明を適用することができる。

図７は、本発明の変形例に係る車両用灯具１Ａを示す正面図である。
本変形例においても、上述の実施形態と同様に、第１半導体光源１０Ａ、フレーム２０と、第１半導体光源１０Ａの前方を覆う第１レンズキャップ３０Ａと、第１半導体光源１０Ａからの光を前方へ反射させる第１反射面４１を備えたリフレクタ４０と、を備えおり、第１反射面４１は光軸Ａｘを中心として放射状に分割されている。

このうち、放射状に分割されたリフレクタ４０Ａの特定の２つの反射面４１ａ，４１ｂの間の境界部には、第２光源１０Ｂ、第２光源１０Ｂからの光を前方へ反射させる第２反射面６０、第２光源１０Ｂからの光を前方及び第２反射面６０に投射する第２レンズキャップ３０Ｂが配置されている。

本変形例における第１レンズキャップ３０Ａの側方レンズ部３２Ａは、第１半導体光源１０Ａからの側方出射光のうち、第２反射面６０に向かう光を第１反射面４１に投射するように屈折させる形状とされている。なお、第１半導体光源１０Ａからの側方出射光を屈折させてリブ４３を避けるように、リブ４３に対応する位置にステップ３４が形成されている点は上記の実施形態と同様である。

このように、リフレクタ４０を放射状に第１反射面４４と第２反射面６０とに区分けし、例えば、第１反射面４４により停止表示器を、第２反射面により方向指示器を構成することができる。このように、それぞれを別な光源により発光させることで更に斬新な見え方の車両用灯具を提供することができる。

この場合でも、第１レンズキャップ３０Ａの側方レンズ部３２Ａにより、第１半導体光源１０Ａからの側方出射光Ｌ２を、第１半導体光源１０Ａの光を利用しない第２反射面６０を避けるように屈折させ、第１反射面４１に光を集中させることで、光の利用効率を高めることができる。

以上、本発明をその実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができることは、当業者にとって明らかである。

例えば、図１に示した例においては、円状に形成されたリフレクタ４０を示した、本発明はこの形状に限られず、矩形等、様々な形状に適用できることはもちろんである。また、反射面４１を放射状に１６等分した例を挙げて説明したが、分割数は６つに限られることがなく、また等分に分割しなくても良い。

１：車両用灯具、１０：半導体光源、１１：基板、２０：フレーム、３０：レンズキャップ、３１：前方レンズ部、３２：側方レンズ部、３３：レンズ素子、３４：ステップ、４０：リフレクタ、４１：反射面、４２：周方向ステップ、４３：リブ（境界部）、５０：レンズカバー、６０：第２反射面（境界部）

Claims

車両用灯具の光軸上に配置された半導体光源と、
前記光軸を中心として放射状に分割された複数の反射面及び隣接する２つの前記反射面の間に形成された境界部を備えるリフレクタと、
前記光源の前方を覆うレンズキャップと、を備えた車両用灯具であって、
前記レンズキャップは、前記光源から前方へ向かう光のうち前記光軸を中心とした立体角が所定角度以上の側方出射光を、前記リフレクタへ向けて投射する側方レンズ部を備え、
前記側方レンズ部は、前記光軸に関して周方向に少なくとも２つのレンズ素子に分割されており、前記側方出射光を前記境界部を避けるように屈折させることを特徴とする車両用灯具。
前記レンズキャップは、前記光源から前方へ向かう光のうち、前記光軸を中心とした立体角が所定角度未満の前方出射光を鉛直方向よりも水平方向へ大きく拡散させて前方へ投射する前方レンズ部を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記側方レンズ部は、前記側方出射光を前記光軸に関して垂直な方向に集光する集光レンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
前記境界部には、前記リフレクタから前方に張り出すリブが設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
前記レンズキャップ及び／又は前記リフレクタは、前記光源が搭載される基板に固定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用灯具。