JP2015022984A - 車両用灯具のレンズ、車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】光がレンズから外部に均一に出射することが重要である。【解決手段】この発明は、車両用灯具１のレンズ２において、一面に形成されている三角錐形状のプリズム素子３の群と、他面に形成されている四角錐形状のプリズム素子４の群と、から構成されている。これにより、光が、三角錐形状のプリズム素子３の群において三方向に拡散し、かつ、四角錐形状のプリズム素子４の群において四方向に拡散する。この結果、この発明は、光がレンズ２から外部に均一に出射することができる。【選択図】 図１

Description

この発明は、車両用灯具のレンズに関するものである。また、この発明は、車両用灯具に関するものである。

この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、従来の車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、光源と、インナレンズと、を備える。インナレンズの表面には、魚眼プリズムが施されていて、インナレンズの裏面には、直射格子状フレネルプリズムが施されている。光源からの光がフレネルプリズムからインナレンズ中に入射し、その入射光が魚眼プリズムから外部に拡散されて出射する。

特開平１−１２０７０３号公報

かかる車両用灯具においては、光がインナレンズから外部に均一に出射することが重要である。

この発明が解決しようとする課題は、車両用灯具においては、光がインナレンズから外部に均一に出射することが重要である、という点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、車両用灯具のレンズにおいて、一面に形成されている三角錐形状のプリズム素子の群と、他面に形成されている四角錐形状のプリズム素子の群と、から構成されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、隣り合う三角錐形状のプリズム素子同士の谷角度と、隣り合う四角錐形状のプリズム素子同士の谷角度とが、同等もしくはほぼ同等である、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、三角錐形状のプリズム素子の底面の各辺と、四角錐形状のプリズム素子の底面の各辺とが、交差している、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具のレンズと、光源と、車両用灯具のレンズおよび光源を保持する保持部材と、を備える、ことを特徴とする。

この発明の車両用灯具のレンズ、および、この発明の車両用灯具は、光がレンズの入射面の三角錐形状のプリズム素子の群または四角錐形状のプリズム素子の群からレンズ中に三方向または四方向に拡散されて入射し、その入射光がレンズの出射面の四角錐形状のプリズム素子の群または三角錐形状のプリズム素子の群から外部に四方向または三方向に拡散されて出射する。このために、光がレンズから外部に均一に出射することができる。

図１は、この発明にかかる車両用灯具の実施形態を示すランプユニットの縦断面図（垂直断面図）である。 図２は、レンズを示す一部拡大縦断面図（垂直断面図）である。 図３は、三角錐形状のプリズム素子の群の一部を示すレンズの一部正面図（図２におけるＩＩＩ矢視図）である。 図４は、四角錐形状のプリズム素子の群の一部を示すレンズの一部背面図（図２におけるＩＶ矢視図）である。 図５は、三角錐形状のプリズム素子の群の底面の各辺を示すレンズの一部正面図（図２におけるＩＩＩ矢視図）である。 図６は、四角錐形状のプリズム素子の群の底面の各辺を示すレンズの一部背面図（図２におけるＩＶ矢視図）である。 図７は、三角錐形状のプリズム素子の群の底面の各辺と四角錐形状のプリズム素子の群の底面の各辺と相対位置関係を示す説明図である。

以下、この発明にかかる車両用灯具のレンズの実施形態（実施例）およびこの発明にかかる車両用灯具の実施形態（実施例）の１例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図１、図２の断面図において、レンズのハッチングを省略してある。

（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態における車両用灯具のレンズおよびこの実施形態における車両用灯具の構成について説明する。図１中、符号１は、この実施形態における車両用灯具である。前記車両用灯具１は、たとえば、テールランプ、クリアランスランプ、ポジションランプ、ターンシグナルランプ、ストップランプ、テール・ストップランプ、室内ランプなどの自動車用灯具である。

（車両用灯具１の説明）
前記車両用灯具１は、図１に示すように、ランプハウジング（図示せず）と、たとえば素通しのアウターレンズのランプレンズ（図示せず）と、この実施形態における車両用灯具のレンズ（インナーレンズ）２と、光源５と、保持部材６と、を備えるものである。

前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズは、灯室（図示せず）を画成する。前記レンズ２および前記光源５および前記保持部材６は、ランプユニットを構成する。前記ランプユニット２、５、６は、前記灯室内に配置されていて、かつ、取付部材（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。

（レンズ２の説明）
前記レンズ２は、この例では、アクリル、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル、メタクリル樹脂）などの透明樹脂材からなる。前記レンズ２は、図１、図２に示すように、板形状をなす。

前記レンズ２の一面（正面）の出射面には、図３に示す微細の三角錐形状のプリズム素子３の群（多数個の微細な三角錐形状のプリズム素子３）が形成されている。前記レンズ２の他面（背面）の入射面には、図４に示す微細の四角錐形状のプリズム素子４の群（多数個の微細な四角錐形状のプリズム素子４）が設けられている。

前記三角錐形状のプリズム素子３の群は、図５中の実線矢印に示すように、カッターやバイトなどの切削工具（図示せず）を、直線方向にかつ三方向に移動させて、前記レンズ２の原板の一面を加工することにより、形成されるものである。前記四角錐形状のプリズム素子４の群は、図６中の実線矢印に示すように、カッターやバイトなどの切削工具（図示せず）を、直線方向にかつ２方向に移動させて、前記レンズ２の原板の他面を加工することにより、形成されるものである。

隣り合う前記三角錐形状のプリズム素子３同士の谷角度（図５中の実線矢印に対して直交もしくはほぼ直交する方向の断面における谷角度）θと、隣り合う前記四角錐形状のプリズム素子４同士の谷角度（図６中の実線矢印に対して直交もしくはほぼ直交する方向の断面における谷角度）θとは、同等もしくはほぼ同等である。これにより、前記三角錐形状のプリズム素子３の群を加工する切削工具の刃先角度と、前記四角錐形状のプリズム素子４の群を加工する切削工具の刃先角度とを、同等もしくはほぼ同等とすることができる。この結果、前記三角錐形状のプリズム素子３の群を加工する切削工具と、前記四角錐形状のプリズム素子４の群を加工する切削工具とは、同一の切削工具を使用することができる。

前記三角錐形状のプリズム素子３の底面の各辺３０と、前記四角錐形状のプリズム素子４の底面の各辺４０とは、図７に示すように、重なり合わないように、交差している。すなわち、前記三角錐形状のプリズム素子３の群側の前記レンズ２の一面と前記四角錐形状のプリズム素子４の群側の前記レンズ２の他面とを、前記三角錐形状のプリズム素子３の底面の各辺３０と前記四角錐形状のプリズム素子４の底面の各辺４０とが重なり合わないように、面に対して垂直もしくはほぼ垂直な軸回りに回転させてなる（ねじってなる）。この結果、前記三角錐形状のプリズム素子３の底面の各辺３０と、前記四角錐形状のプリズム素子４の底面の各辺４０との間には、図２に示すように、隙間Ｇを有している。なお、前記三角錐形状のプリズム素子３の底面は、三角形形状をなしていて、３つの辺３０を有する。前記四角錐形状のプリズム素子４の底面は、四角形形状をなしていて、４つの辺４０を有する。

（光源５の説明）
前記光源５は、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記光源５は、発光チップ（ＬＥＤチップ）を封止樹脂部材で封止したパッケージ（ＬＥＤパッケージ）５０から構成されている。前記パッケージ５０は、基板５１に実装されている。前記基板５１に取り付けられているコネクタ（図示せず）を介して前記発光チップには、電源（バッテリー）からの電流が供給される。

（保持部材６の説明）
前記保持部材６は、前記レンズ２を保持する第１保持部６１と、前記光源５を保持する第２保持部６２と、から構成されている。

（実施形態の作用の説明）
この実施形態における車両用灯具１およびこの実施形態における車両用灯具１のレンズ２（以下、この実施形態における車両用灯具１およびレンズ２と称する）は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

車両用灯具１の光源５を点灯すると、光源５から光（図１中の実線矢印参照）が放射する。光源５から放射した光は、レンズ２の入射面の四角錐形状のプリズム素子４の群からレンズ２中に入射する。このとき、入射光は、四角錐形状のプリズム素子４の三角形状の４側面において、四角錐形状のプリズム素子４の底面の各辺４０に対して直交もしくはほぼ直交する方向にすなわち四方向にそれぞれ拡散される。

レンズ２中に入射した入射光は、レンズ２の出射面の三角錐形状のプリズム素子３の群から外部に出射する。このとき、出射光は、三角錐形状のプリズム素子３の三角形状の３側面において、三角錐形状のプリズム素子３の底面の各辺３０に対して直交もしくはほぼ直交する方向にすなわち三方向にそれぞれ拡散される。

この結果、光は、レンズ２から外部に均一に出射する。これにより、車両用灯具１は、たとえば、テールランプ、クリアランスランプ、ポジションランプ、ターンシグナルランプ、ストップランプ、テール・ストップランプ、室内灯などとして作用（機能）する。

（実施形態の効果の説明）
この実施形態における車両用灯具１およびレンズ２は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態における車両用灯具１およびレンズ２は、入射光をレンズ２の入射面の四角錐形状のプリズム素子４の群において四方向にそれぞれ拡散し、かつ、出射光をレンズ２の出射面の三角錐形状のプリズム素子３の群において三方向にそれぞれ拡散するものである。このために、光がレンズ２から外部に均一に出射することができる。この結果、光源５が点光して、光源５の周囲が暗くなるような見え方を解消することができる。

この実施形態における車両用灯具１およびレンズ２は、レンズ２の入射面、出射面に四角錐形状のプリズム素子４の群、三角錐形状のプリズム素子３の群をそれぞれ設けるだけで、内部に散乱材（拡散剤）が分散された透明樹脂を使用した車両用灯具とほぼ同等の光の均一効果を得ることができる。この結果、内部に散乱材が分散された透明樹脂すなわち高価な透明樹脂を使用する必要がないので、製造コストを安価にすることができる。

この実施形態における車両用灯具１およびレンズ２は、カッターやバイトなどの切削工具を直線方向にかつ三方向に移動させてレンズ２の原板の一面を加工することにより、三角錐形状のプリズム素子３の群を形成するものである。また、カッターやバイトなどの切削工具を直線方向にかつ２方向に移動させてレンズ２の原板の他面を加工することにより、四角錐形状のプリズム素子４の群を形成するものである。このために、微細な三角錐形状のプリズム素子３の群および微細な四角錐形状のプリズム素子４の群を簡単な加工により形成することができる。この結果、製造コストを安価にすることができる。

この実施形態における車両用灯具１およびレンズ２は、隣り合う三角錐形状のプリズム素子３同士の谷角度θと、隣り合う四角錐形状のプリズム素子４同士の谷角度θとが同等もしくはほぼ同等である。これにより、三角錐形状のプリズム素子３の群を加工する切削工具の刃先角度と、四角錐形状のプリズム素子４の群を加工する切削工具の刃先角度とを、同等もしくはほぼ同等とすることができる。この結果、三角錐形状のプリズム素子３の群を加工する切削工具と、四角錐形状のプリズム素子４の群を加工する切削工具とは、同一の切削工具を使用することができ、製造コストを安価にすることができる。

この実施形態における車両用灯具１およびレンズ２は、三角錐形状のプリズム素子３の底面の各辺３０と四角錐形状のプリズム素子４の底面の各辺４０とが重なり合わないように交差している。このために、レンズ２の入射面の四角錐形状のプリズム素子４の群から入射した入射光を拡散させる四方向とレンズ２の出射面の三角錐形状のプリズム素子３の群から出射した出射光を拡散させる三方向とが重なり合わない。これにより、出射光をさらに均一に出射させることができる。

（実施形態以外の例の説明）
なお、前記の実施形態においては、光源５として半導体型光源を使用するものである。ところが、この発明においては、その他の光源、たとえば、白熱光源、ハロゲン光源、放電光源を使用しても良い。

また、前記の実施形態においては、レンズ２の入射面側を四角錐形状のプリズム素子４の群とし、レンズ２の出射面側を三角錐形状のプリズム素子３の群とするものである。ところが、この発明においては、その逆に、レンズの入射面側を三角錐形状のプリズム素子の群とし、レンズの出射面側を四角錐形状のプリズム素子の群としても良い。

さらに、前記の実施形態においては、隣り合う三角錐形状のプリズム素子３同士の谷角度θと隣り合う四角錐形状のプリズム素子４同士の谷角度θとが同等もしくはほぼ同等である。ところが、この発明においては、隣り合う三角錐形状のプリズム素子同士の谷角度と隣り合う四角錐形状のプリズム素子同士の谷角度とが異なっていても良い。

さらにまた、前記の実施形態においては、三角錐形状のプリズム素子３の底面の各辺３０と四角錐形状のプリズム素子４の底面の各辺４０とが重なり合わないように交差している。ところが、この発明においては、三角錐形状のプリズム素子の底面の各辺と四角錐形状のプリズム素子の底面の各辺とが一部重なり合っても良い。

１ 車両用灯具
２ レンズ
３ 三角錐形状のプリズム素子
３０ 辺
４ 四角錐形状のプリズム素子
４０ 辺
５ 光源
５０ パッケージ
５１ 基板
６ 保持部材
６１ 第１保持部
６２ 第２保持部
Ｇ 隙間
θ 谷角度

Claims (4)

1. 車両用灯具のレンズにおいて、
   一面に形成されている三角錐形状のプリズム素子の群と、
   他面に形成されている四角錐形状のプリズム素子の群と、
   から構成されている、
   ことを特徴とする車両用灯具のレンズ。
2. 隣り合う前記三角錐形状のプリズム素子同士の谷角度と、隣り合う前記四角錐形状のプリズム素子同士の谷角度とは、同等もしくはほぼ同等である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具のレンズ。
3. 前記三角錐形状のプリズム素子の底面の各辺と、前記四角錐形状のプリズム素子の底面の各辺とは、交差している、
   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のレンズ。
4. 前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具のレンズと、
   光源と、
   前記車両用灯具のレンズおよび前記光源を保持する保持部材と、
   を備える、ことを特徴とする車両用灯具。

Images