JP2015011977A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】面状発光体を使用する車両用灯具において、垂直方向よりも水平方向に広い拡散光を形成する。
【解決手段】車両用灯具２０は、面状発光体１０と、面状発光体１０の前方に配置される第１レンズ１４と、第１レンズの前方に配置され、第１レンズよりも屈折率の低い第２レンズ１６と、を備える。第１レンズ１４と第２レンズ１６の対向面は、面状発光体１０から出射した光を垂直方向よりも水平方向に広く拡散させるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、面状発光体を光源として使用する車両用灯具に関する。

有機ＥＬ（Electro Luminescence）を光源として使用する車両用灯具が知られている。一般に、有機ＥＬはランバーシアンに発光するが、車両用灯具では、水平方向に光を広く拡散させつつ、垂直方向の光の拡散を小さくする必要がある。これを実現する技術として、例えば特許文献１には、縦長帯状に形成された複数の面状発光体の発光部の前方に、縦長のシリンドリカルレンズをそれぞれ配置した車両用灯具が開示されている。

特開２０１１−１５０８８７号公報

特許文献１に記載の技術では、面状発光体の発光部を離散的に設けた上で、各シリンドリカルレンズの焦点に発光部が位置するように構成する必要がある。このため、車両用灯具の構造と組立が複雑になってしまう。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、面状発光体を使用する車両用灯具において、垂直方向よりも水平方向に広い拡散光を容易に形成可能とする技術を提供することにある。

本発明のある態様の車両用灯具は、面状発光体と、面状発光体の前方に配置される第１レンズと、第１レンズの前方に配置され、該第１レンズよりも屈折率の低い第２レンズと、を備える。第１レンズと第２レンズの対向面が、面状発光体から出射した光を垂直方向よりも水平方向に広く拡散させるように構成される。

この態様によると、一枚の面状発光体の前方に、第１レンズと第２レンズからなる組み合わせレンズを配置するだけで、垂直方向よりも水平方向に広く光が拡散する配光を得ることができる。

第１レンズと第２レンズとが密着して配置されてもよい。これによると、各レンズと空気層との境界面で生じる不要な反射が抑制されるため、面状発光体の光源としての効率を高めることができる。

面状発光体と第１レンズとが密着して配置されてもよい。これによると、面状発光体と空気層並びに空気層とレンズの境界面で生じる不要な反射が抑制されるため、面状発光体の光源としての効率を高めることができる。

第１レンズと第２レンズの対向面に、水平方向に延びる互いに嵌合可能な複数の凹凸形状がそれぞれ形成されていてもよい。これによると、面状発光体から発せられた光の垂直方向の拡散角度を制御することができる。

第１レンズと第２レンズの対向面に、二次元的に広がる互いに嵌合可能な複数の凹凸形状がそれぞれ形成されていてもよい。これによると、面状発光体から発せられた光の水平方向および垂直方向の拡散角度をそれぞれ制御することができる。

水平方向に隣合う凹凸形状間の間隔が、垂直方向に隣合う凹凸形状間の間隔よりも広くてもよい。これによると、面状発光体から発せられた光の垂直方向の拡散角度を、水平方向の拡散角度よりも小さくすることができる。

本発明によれば、面状発光体を使用する車両用灯具において、垂直方向よりも水平方向に広い拡散光を容易に形成することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用灯具の概略断面図である。 図１の面状発光体の部分拡大図である。 （ａ）は、面状発光体のみの場合の、発光面上の一点から発せられた光の垂直方向の拡散の様子を示す図であり、（ｂ）は、一実施形態に係る車両用灯具における、発光面上の一点から発せられた光の垂直方向の拡散の様子を示す図である。 （ａ）は、本発明の別の実施形態に係る車両用灯具の概略断面図であり、（ｂ）は、Ａ方向から観察したときの、第１レンズと第２レンズの対向面の凹凸形状を示す図である。 （ａ）は、車両用灯具の発光面がやや上向きになるように配置された場合の、垂直方向の光の拡散を示す図であり、（ｂ）は、第１および第２レンズの対向面の凹凸形状の拡大図である。 （ａ）は、車両用灯具の発光面がやや下向きになるように配置された場合の、垂直方向の光の拡散を示す図であり、（ｂ）は、第１および第２レンズの対向面の凹凸形状の拡大図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具２０の概略断面図である。図１は、車両用灯具２０を垂直平面で切断したときの断面を示す。

車両用灯具２０は、有機ＥＬパネルなどの面状発光体１０と、面状発光体１０の前方に、すなわち発光面側に配置される第１レンズ１４と、第１レンズよりも前方に配置される第２レンズ１６と、を備える。

面状発光体１０は、有機ＥＬ層１０ａの上にガラス基板１０ｂ（図２参照）が配置された構造を有し、有機ＥＬ層の全面からランバーシアンな光を発光する。このような有機ＥＬパネルの発光原理は周知であるので、本明細書では説明を省略する。

面状発光体１０と第１レンズ１４との間の隙間１２は、空気層であってもよいし、面状発光体１０と第１レンズ１４とを接着する接着剤層であってもよい。後者の場合、面状発光体１０のガラス基板または第１レンズ１４と同程度の屈折率となるような接着剤を選択すると好ましい。面状発光体１０と第１レンズ１４との間に空気層を設けず密着して配置すると、面状発光体と空気層並びに空気層と第１レンズの境界面で生じる不要な反射が抑制されるため、面状発光体の光源としての効率を高めることができる。

第１レンズ１４と第２レンズ１６は、それぞれ面状発光体１０と略同面積の板形であり、例えばアクリル樹脂などの透明樹脂で構成される。第１および第２レンズの材料は、第２レンズ１６の屈折率が第１レンズ１４の屈折率よりも小さくなるようにそれぞれ選択される。また、第１レンズ１４の屈折率は、面状発光体のガラス基板の屈折率より大きいと好ましい。

第１レンズ１４と第２レンズ１６の対向面には、水平方向（図１の紙面に垂直な方向）に延び互いに嵌合可能な複数の凹凸形状がそれぞれ形成されている。図１の例では、凹凸形状は山形であるが、この代わりに波形や円弧が連続的に並ぶ形状であってもよい。第１レンズ１４と第２レンズ１６の対向面は接着剤を使用して接着されてもよいし、周知の二層形成技術により、第１レンズ１４と第２レンズ１６とが一体的に形成されてもよい。第１レンズ１４と第２レンズ１６との間に空気層を設けず密着して配置すると、各レンズと空気層との境界面で生じる不要な反射が抑制されるため、面状発光体の光源としての効率を高めることができる。

車両用灯具２０は、例えばクリアランスランプ、デイランプ、ターンランプ、テールランプ、ストップランプなどの標識灯として使用される。第２レンズ１６には、車両用灯具の発光の機能に応じた色が施される場合もある。例えば、クリアランスランプであれば無色透明とされ、ストップランプであれば赤色透明とされ、ターンシグナルランプであれば橙色透明とされる。第２レンズ１６の前面が直接車外空間に面していてもよいし、さらに前方にさらにアウターカバーを設けてもよい。

図２は、図１の車両用灯具２０の部分拡大図である。この例では、面状発光体１０のガラス基板１０ｂの屈折率がｎ＝１．５、第１レンズ１４の屈折率がｎ≒１．５、第２レンズ１６の屈折率がｎ≒１であるとする。図２中の光線軌跡で示すように、第１レンズ１４と第２レンズ１６の対向面に形成された凹凸形状により、面状発光体１０から出射した光の垂直方向の拡散角を抑制することができる。

図３（ａ）は、レンズを使用せずに面状発光体のみとしたときの、発光面上の一点から発せられた光の垂直方向の拡散の様子を示す図である。通常、標識灯としての車両用灯具の視認角度は、水平方向では光軸に対して±４５°以上が要求されるが、垂直方向では光軸に対して±１５°程度で十分である。これに対し、有機ＥＬパネルなどの面状発光体は、水平方向、垂直方向共にランバーシアンに発光するため、特に垂直方向では無駄な拡散光が多くなり、光の利用効率も低下する。

図３（ｂ）は、本実施形態に係る車両用灯具２０における、発光面上の一点から発せられた光の垂直方向の拡散の様子を示す図である。図２で説明した理由により、車両用灯具２０の垂直方向の光の拡散角は、図３（ａ）の場合よりも小さくなる。このように、垂直方向に光を集光することで、垂直方向の無駄な拡散光が少なくなり、光の利用効率が高まる。また、水平方向の拡散角は第１および第２レンズによる影響をほとんど受けないため、水平方向の拡散角が垂直方向の拡散角よりも大きい、車両用灯具に適した配光を得ることができる。

第２レンズ１６を設けず、第１レンズ１４のみでも垂直方向の拡散角を小さくすることは可能であるが、この場合、第１レンズ１４の凹凸形状が表面に露出した状態となる。この構成で面状発光体を消灯した場合、第１レンズの凹凸面が乱反射により乳白色に見えるため、消灯時の見映えが悪くなる。本実施形態のように、第１レンズに第２レンズを組み合わせると、面状発光体の消灯時に第２レンズの平滑な前面が鏡面として観察されるため、消灯時の見映えが改善されるという利点もある。

図４は、本発明の別の実施形態に係る車両用灯具の縦断面図であり、図４（ｂ）は図中のＡ方向から観察したときの、第１レンズ３４と第２レンズ３６の対向面の凹凸形状を示す図である。

この実施形態では、第１レンズ３４と第２レンズ３６の対向面に、二次元的に広がる互いに嵌合可能な複数の凹凸形状（この例では四角錐）がそれぞれ形成されている。図４（ｂ）から分かるように、そして、水平方向に隣合う四角錐の頂点Ｖ間の間隔が、垂直方向に隣合う四角錐の頂点Ｖ間の間隔よりも広くされている。この形状により、面状発光体１０から発せられた光の垂直方向の拡散角度を、水平方向の拡散角度よりも小さく制御することができる。

四角錐の頂点Ｖの位置を上下にずらすことで、発光方向を制御することも可能である。例えば、図５（ａ）に示すように、発光面がやや上向きになるように車両用灯具３０を配置する場合は、第１レンズ３４および第２レンズ３６の対向面に、図５（ｂ）に示すような、各四角錐の頂点Ｖの位置を図４（ｂ）の例よりも下にずらした凹凸形状を形成する。こうすることで、車両用灯具が垂直に配置された場合と同様に、垂直方向の拡散角を光軸に対して±１５°程度に小さくすることができる。

同様に、図６（ａ）に示すように、発光面がやや下向きになるように車両用灯具３０を配置する場合は、第１レンズ３４および第２レンズ３６の対向面に、図６（ｂ）に示すような、各四角錐の頂点Ｖの位置を図４（ｂ）の例よりも上にずらした凹凸形状を形成する。こうすることで、車両用灯具が垂直に配置された場合と同様に、垂直方向の拡散角を光軸に対して±１５°程度に小さくすることができる。

なお、四角錐が二次元的に配列される形状の代わりに、第１レンズ３４の対向面に半球状の凸部を二次元的に配列し、第２レンズ３６の対向面に、第１レンズの凸部を受け入れる半球状の凹部を二次元的に配列した形状を採用してもよい。

上述の実施の形態では、全体的に平坦である車両用灯具について説明したが、車両用灯具が全体的に湾曲または屈折していてもよい。

１０ 面状発光体、 １２ 隙間、 １４、２４ 第１レンズ、 １６、２６ 第２レンズ、 ２０、３０ 車両用灯具。

Claims (6)

1. 面状発光体と、
   前記面状発光体の前方に配置される第１レンズと、
   前記第１レンズの前方に配置され、該第１レンズよりも屈折率の低い第２レンズと、を備え、
   前記第１レンズと前記第２レンズの対向面が、前記面状発光体から出射した光を垂直方向よりも水平方向に広く拡散させるように構成されることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第１レンズと前記第２レンズとが密着して配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記面状発光体と前記第１レンズとが密着して配置され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。
4. 前記第１レンズと前記第２レンズの対向面に、水平方向に延びる互いに嵌合可能な複数の凹凸形状がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の車両用灯具。
5. 前記第１レンズと前記第２レンズの対向面に、二次元的に広がる互いに嵌合可能な複数の凹凸形状がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の車両用灯具。
6. 水平方向に隣合う凹凸形状間の間隔が、垂直方向に隣合う凹凸形状間の間隔よりも広いことを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。

Images