JP2015159049A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】点光りを防止するとともに、導光体の出射面の明るさの均一性を向上させる。【解決手段】車両用灯具１は、前後方向を軸方向とした第一の径方向に向けられるように配置された光源３１と、光源３１によって発せられた光を導光して前方へ出射する導光体４０と、を備える。導光体４０が、光源３１に対向し、光源３１によって発せられた光を平行光として取り込む入射部４１と、その平行光を第一の径方向に導光する第一導光部４３と、入射部４１の反対側に形成され、第一導光部４３によって導光された光を第二の径方向に反射し、その反射光を前後方向に拡散させる反射面４５と、反射面４５から第二の径方向に延び、反射面４５によって反射された光を第二の径方向に導光する第二導光部４７と、第二導光部４７の前面に形成され、第二導光部４７によって導光される光を前方へ出射させる出射面４８と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、導光体を備える車両用灯具に関する。

特許文献１〜３には、導光体を用いた車両用灯具が開示されている。
特許文献１，２に記載の車両用灯具では、光源の光軸方向と導光体の出射面の法線方向とが同じであり、車両用灯具を正面から見ると、光源の光を最初に全反射する面が出射面よりも明るく光って見える。このような現象を点光りという。
特許文献３に記載の車両用灯具では、光源の光軸方向が下方向又は横方向であり、導光体の出射面の法線方向が前方向であるので、車両用灯具を正面から見ても、特定の箇所が他の部分よりも明るく光って見えることが抑制されている。しかし、導光体の反射面が平面であるため、出射面の明るさが均一性に欠け、出射面の明るさにムラが発生する。

特開２０１２−２８１５５号公報 特開２０１３−１２４３５号公報 特開２０１２−４００４号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、点光りを防止するとともに、導光体の出射面の明るさの均一性を向上させることである。

以上の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、前方へ光を照射する車両用灯具において、前後方向を軸方向とした第一の径方向に向けられるように配置された光源と、前記光源によって発せられた光を導光して前方へ出射する導光体と、を備え、前記導光体が、前記光源に対向し、前記光源によって発せられた光を取り込み、その光を平行光にする入射部と、前記入射部によって取り込まれた平行光を前記第一の径方向に導光する第一導光部と、前記第一導光部に関して前記入射部の反対側に形成され、前記第一導光部によって導光された光を前記第一の径方向とは異なる第二の径方向に反射し、その反射光を前後方向に拡散させる反射面と、前記反射面から前記第二の径方向に延び、前記反射面によって反射された光を前記第二の径方向に導光する第二導光部と、前記第二導光部の前面に形成され、前記第二導光部によって導光される光を前方へ出射させる出射面と、を有することを特徴とする車両用灯具である。

請求項２に係る発明は、前記反射面が、前記第一の径方向及び前記第二の径方向によって定義される平面上において前記第一導光部によって導光される平行光の光軸に対して斜めに交わる中心軸としたシリンドリカル面であって、且つ、前記導光体の内部から見て凸面であることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具である。

請求項３に係る発明は、前記第一の径方向に向けられるように配置され、前記入射部に対向し、前記光源と並列された第二光源を更に備え、前記第一光源及び前記第二光源は、それらの光軸と前記中心軸が同一平面に含まれるように配置され、前記入射部が、前記第二光源によって発せられた光を取り込み、その光を前記第一の径方向に平行な平行光にすることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具である。

請求項４に係る発明は、前記光源と前記第二光源の発光色が異なることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具である。

本発明によれば、第一導光部によって導光される光の進行方向（第一の径方向）が前後方向に対して交差する方向であるため、第一導光部によって導光される光が反射面から導光体の外部に漏れても、車両用灯具の正面から見た場合に反射面が極端に輝いて見えることがない。よって、所謂点光りを防止することができる。
また、反射面によって光が前後に拡散するように反射され、その光が第二導光部内で導光されるから、出射面から出射される光の明るさの均一性が向上する。

車両用灯具の縦断面図である。 II−II断面図である。 III−III断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。そのため、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、車両用灯具１の縦断面図である。図１に示す断面は上下左右に沿った面であり、図１の紙面に垂直な方向が前後方向であり、車両用灯具１によって光が前方へ照射される。図２は、図１に図示のII−IIに沿った面を矢印方向に向かって見て示した断面図である。図３は、図１に図示のIII−IIIに沿った面を矢印方向に向かって見て示した断面図である。

車両用灯具１が取り付けられる部分は特に限定するものではない。つまり、車両用灯具１は、車両の前部、後部又は側部に設けられる。
車両用灯具１の種別も特に限定するものではない。つまり、車両用灯具１は前照灯、フォグランプ、昼間走行灯又は信号灯（例えば、テールランプ、ストップランプ、テールランプ・ストップランプの兼用灯、ハイマウントストップランプ、ターンシグナルランプ）である。

車両用灯具１はケーシング１０、エクステンション１２、回路基板２１，２２，２３、第一光源３１，３３，３５、第二光源３２，３４，３６及び導光体４０，５０を有する。また、車両用灯具１はハウジング及びアウターレンズを有し、ケーシング１０、エクステンション１２、回路基板２１，２２，２３、第一光源３１，３３，３５、第二光源３２，３４，３６及び導光体４０，５０はハウジング内に取り付けられている。そのハウジングの前面が開口し、そのハウジングの前面開口がアウターレンズによって塞がれ、そのアウターレンズがハウジングに固定され、そのアウターレンズは光を素通しする透明なカバーである。なお、ハウジング内には、他の灯具ユニット（例えば、前照灯、フォグランプ、昼間走行灯、信号灯）が設けられていてもよい。

図１に示すように、回路基板２１には、第一光源３１及び第二光源３２が表面実装されている。第一光源３１及び第二光源３２は発光ダイオード、有機ＥＬ素子（有機発光ダイオード）、無機ＥＬ素子その他の半導体発光素子である。第一光源３１と第二光源３２の発光色が異なっている。なお、第一光源３１と第二光源３２の発光色が同じであってもよい。

回路基板２２についても同様に第一光源３３及び第二光源３４が表面実装され、回路基板２３についても同様に第一光源３５及び第二光源３６が表面実装されている。

図２に示すように、ケーシング１０はその長手方向に向かって見てＵ字型（コ字型）の開断面形状を有する。つまり、中空としての収容凹部（溝）１１がケーシング１０の前面に形成されることによってケーシング１０の前面が開口して、その収容凹部１１がケーシング１０の長手方向に沿って延在する。ケーシング１０の内面（収容凹部１１の表面）には、気相成長法又はメッキ法等のよって成長した金属反射膜が成膜されている。

図１に示すように、収容凹部１１は正面から見てＬ字状に形成されている。但し、収容凹部１１が、Ｕ字状（コ字状）、リング状、多角形枠状（例えば、四角形枠状）、波状に形成されていてもよい。

図１及び図２に示すように、エクステンション１２は、収容凹部１１の縁部分においてケーシング１０に設けられている。エクステンション１２はケーシング１０の縁部分から収容凹部１１の幅方向外方へ延出する。

エクステンション１２の裏側には、スペース１３が存在する。スペース１３には回路基板２１，２２，２３が配置されている。回路基板２１〜２３及び光源３１〜３６がエクステンション１２の裏側に隠れている。

回路基板２１，２２は、ケーシング１０の上面の左右側部にそれぞれ対向するように配置されている。回路基板２１，２２に実装された光源３１〜３４は下方に向けられている。前後方向を軸方向とすると、光源３１〜３４の向く方向が第一の径方向であり、光源３１〜３４の光軸がそれぞれの光源３１〜３４からその第一の径方向に沿って延びる。

回路基板２３は、ケーシング１０の側面の下部に対向するように配置されている。正面から見て、回路基板２３に実装された光源３５，３６は左方に向けられている。前後方向を軸方向とすると、光源３５，３６の向く方向が第一の径方向であり、光源３５，３６の光軸がそれぞれの光源３５，３６からその第一の径方向に沿って延びる。

図２に示すように、ケーシング１０の上面のうち回路基板２１、第一光源３３及び第二光源３４に対向する部分には、開口部１３が形成されている。この開口部１３はケーシング１０の上面を貫通して収容凹部１１まで通じている。同様に、回路基板２２及び回路基板２３に対向する部分にも開口部が形成されている。

収容凹部１１には導光体４０，５０が収容されている。導光体４０は、収容凹部１１のうち左右方向に延びた部分に収容されている。導光体５０は、収容凹部１１のうち上下方向に延びた部分に収容されている。

導光体４０は、入射面４１，４２、第一導光部４３，４４、反射面４５，４６、第二導光部４７及び出射面４８を有する。

第一導光部４３，４４が第二導光部４７の左右両端部に繋がっており、第一導光部４３と第二導光部４７と第一導光部４４が一体的に連続するように形成され、第一導光部４３，４４が第二導光部４７の上面から上方へ突き出ている。第一導光部４３，４４及び第二導光部４７は透明な材料からなる。

第一導光部４３の上端部が開口部１３に挿入されている。反対側の第一導光部４４につ
いても同様である。入射面４１，４２が第一導光部４３，４４の上端面にそれぞれ形成されている。

入射面４１は二つの非球面凸面４１ａ，４１ｂからなり、これら非球面凸面４１ａ，４１ｂが並列されている。非球面凸面４１ａが第一光源３１に対向し、第一光源３１の光軸が非球面凸面４１ａに交差する。非球面凸面４１ｂが第二光源３２に対向し、第二光源３２の光軸が非球面凸面４１ｂに対向する。非球面凸面４１ａ，４１ｂは、それぞれ光源３１，３２の光軸を対称軸とした回転対称面である。入射面４２も入射面４１と同様に設けられており、入射面４２の非球面凸面４２ａ，４２ｂが光源３３，３４にそれぞれ対向する。

入射面４１は光源３１，３２によって発せられた光を取り込む面であり、第一導光部４３は入射面４１によって取り込まれた光を下方へ導光するものである。入射面４２及び第一導光部４４についても同様である。

第一導光部４３と第二導光部４７との間の外角部には、反射面４５が形成されている。反射面４５は、非球面凸面４１ａの対称軸（第一光源３１の光軸）及び非球面凸面４１ｂの対称軸（第二光源３２の光軸）に対して斜めに交差する中心軸Ａｘを中心とした柱面状に形成されている。反射面４５は、導光体４０の外部から見るとシリンドリカル凹面であり、導光体４０の内部から見るとシリンドリカル凸面である。非球面凸面４１ａの対称軸、非球面凸面４１ｂの対称軸及び中心軸Ａｘは同一平面上にある。

正面から見て、反射面４５は、第一導光部４３によって導光された光を右方へ反射するものである。反射面４５が導光体４０の内部から見るとシリンドリカル凸面であるので、反射面４５によって反射された光が前後に拡散する。

第一導光部４４と第二導光部４７との間の外角部にも、反射面４５と同様な反射面４６が形成されている。正面から見て、反射面４６は、第一導光部４４によって導光された光を左方へ反射するものである。

第二導光部４７は左右方向に延びた棒状に形成されている。第二導光部４７が延びる方向は、光源３１〜３４の光軸が延びる方向（第一の径方向）と異なる方向である。第二導光部４７が延びる方向は前後方向を軸とした第二の径方向であり、第一の径方向及び第二の径方向によって定義された平面上に非球面凸面４１ａの対称軸、非球面凸面４１ｂの対称軸及び中心軸Ａｘがある。

第二導光部４７の外周面が全反射面であり、第二導光部４７の外周面のうち前面に出射面４８が形成されている。第二導光部４７の前後厚は第二導光部４７の左右両端部から第二導光部４７の中央部に向かうにつれて漸減する。なお、第二導光部４７の後面に複数の拡散反射部（凸部）が形成されていることが好ましい。拡散反射部は第二導光部４７の後面に沿って上下方向に延び、拡散反射部が上又は下から見て三角形状断面を有し、これにより第二導光部４７の後面が凸凹状に設けられている。

導光体５０は、入射面５１（非球面凸面５１ａ，５１ｂからなる）、第一導光部５３、反射面５５、第二導光部５７及び出射面（第二導光部５７の前面）を有する。導光体５０の入射面５１、第一導光部５３、反射面５５、第二導光部５７及び出射面は導光体４０の入射面４１、第一導光部４３、反射面４５、第二導光部４７及び出射面４８と同様であるので、これらの説明を省略する。
なお、第二導光部４７の前後厚は、反射面５５から反対側の端部に向かうにつれて漸減する。また、導光体５０については、第二導光部５７が延びる方向は、光源３５，３６の
光軸が延びる方向と異なる方向であり、第二導光部５７が延びる方向は前後方向を軸とした第二の径方向である。

第一光源３１，３３，３５が発光すると、第一光源３１，３３，３５によって発せられた光が非球面凸面４１ａ，４２ａ，５１ａに入射され、入射光が非球面凸面４１ａ，４２ａ，５１ａを通じて第一導光部４３，４４，５３の内部に取り込まれる。入射光は非球面凸面４１ａ，４２ａ，５１ａによって屈折されることによって平行光になり、その平行光は第一導光部４３，４４，５３によって反射面４５，４６，５５へ導光される。その平行光は、反射面４５，４６，５５によって前後方向に広がるようにして、第二導光部４７，５７の反対側の端部に向けて反射される。反射面４５，４６，５５によって反射された光は第二導光部４７，５７によって第二導光部４７，５７の反対側の端部へ導光される。

第二導光部４７の前後厚が第二導光部４７の左右両端部から第二導光部４７の中央部に向かうにつれて漸減するので、臨界角未満で出射面４８に入射する光の成分が生じる。また、第二導光部４７の後面に複数の拡散反射部（凸部）が形成されているので、臨界角未満で出射面４８に入射する光の成分が生じる。そのため、第二導光部４７の内部で導光される光のうち、臨界角未満で出射面４８に入射する成分が出射面４８から前方へ出射される。また、反射面４５，４６によって反射された光は前後に拡散するから、出射面４８から出射される光の強度分布が均一化して、出射面４８の明るさが均一化する。
第二導光部５７についても同様であり、第二導光部５７の内部で導光される光のうち、臨界角未満で第二導光部５７の前面（出射面）に入射する成分がその前面から前方へ出射され、その前面の明るさが均一化する。

なお、第一光源３１，３３，３５の発光タイミングが連動して第一光源３１，３３，３５が同時に発光してもよいし、第一光源３１，３３，３５の発光タイミングが独立してもよい。

第一光源３１，３３，３５が発光した場合と同様に、第二光源３２，３４，３６が発光すると、第二光源３２，３４，３６によって発せられた光は、非球面凸面４１ｂ，４２ｂ，５１ｂによって平行光として第一導光部４３，４４，５３の内部に取り込まれ、反射面４５，４６，５５によって前後に広がるように反射され、第二導光部４７，５７によって導光され、出射面４８や第二導光部５７の出射面から前方へ出射される。

第一光源３１，３３，３５の発光タイミングと第二光源３２，３４，３６の発光タイミングが独立している。なお、第一光源３１，３３，３５の発光タイミングと第二光源３２，３４，３６の発光タイミングが同時でもよいが、その場合には、合成（混色）された光が出射面４８や第二導光部５７の出射面から前方へ出射される。

なお、第二導光部４７の出射面４８や第二導光部５７の出射面から出射される光の配光が車両用灯具１の種別に応じた配光規格を満たすように、車両用灯具１の各部を設計するのは勿論である。

本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
（１） 光源３１〜３６の向きが前方ではない上、第一導光部４３，４４，５３によって導光される光の進行方向が前後方向に対して交差する方向である。更に、反射面４５，４６，５５も前方に向いていない。そのため、第一導光部４３，４４，５３によって導光される光が反射面４５，４６，５５から導光体４０，５０の外部に漏れても、車両用灯具１の正面から見た場合に反射面４５，４６，５５が極端に輝いて見えることがない。つまり、所謂点光り（特定の箇所が他の部分よりも極端に明るいこと）を防止することができる。

（２） 反射面４５，４６，５５によって光が前後に拡散するように反射されるため、第二導光部４７の出射面４８や第二導光部５７の出射面から出射される光の強度分布が均一化する。

（３） シリンドリカル面である反射面４５の中心軸Ａｘと、第一光源３１の光軸（非球面凸面４１ａの回転対称軸）と、第二光源３２の光軸（非球面凸面４１ｂの回転対称軸）とが同一平面（上下左右に沿う平面）に含まれている。そのため、反射面４５によって反射された第一光源３１の光の光軸と、反射面４５によって反射された第二光源３２の光の光軸とが同一平面（上下左右に沿う平面）に含まれている。つまり、第二導光部４７の内部で導光される第一光源３１の光の光軸と、第二導光部４７の内部で導光される第二光源３２の光の光軸とが同一平面に含まれている。よって、第一光源３１が発光した場合の出射面４８の明るさの分布と、第二光源３２が発光した場合の出射面４８の明るさの分布が近似する。従って、第一光源３１が発光した場合の出射面４８の見栄えと、第二光源３２が発光した場合の出射面４８の見栄えが似たようなものになる。
第一光源３３又は第二光源３４が発光した場合の出射面４８の明るさの分布、第一光源３５又は第二光源３６が発光した場合の第二導光部５７の出射面の明るさの分布についても同様である。

（４） 第一光源３１，３３，３５の発光色と第二光源３２，３４，３６の発光色が異なる場合、車両用灯具１が信号灯であると、二種類の信号を示すことができる。

（５） 光源３１〜３６が前方に向けられているわけではないので、光源３１〜３６及び回路基板２１，２２，２３が導光体４０，５０の裏側に隠れない。ところが、光源３１〜３６及び回路基板２１，２２，２３がエクステンション１２の裏側に隠れている。そのため、車両用灯具１を正面から見た場合、光源３１〜３６及び回路基板２１，２２，２３が見えないうえ、光源３１〜３６によって発せられた光の前方への漏れがエクステンション１２によって抑えられる。

〔変形例〕
本発明を適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、変形例について説明する。
入射面４１，４２，５１に対向する光源の数は一でもよいし、三以上でもよい。入射面４１に対向する光源の数が三以上の場合でも、これら光源はそれらの光軸と反射面４５の中心軸Ａｘが同一平面に含まれるように配置され、これら光源にそれぞれ対向するように複数の非球面凸面（回転対称軸は光源の光軸と一致する）を形成する。入射面４２，５１についても同様である。

１ 車両用灯具
３１，３３，３５ 第一光源
３２，３４，３６ 第二光源
４０，５０ 導光体
４１，４２，５１ 入射面
４３，４４，５３ 第一導光部
４５，４６，５５ 反射面
４７，５７ 第二導光部
４８ 出射面
Ａｘ 中心軸

Claims (4)

1. 前方へ光を照射する車両用灯具において、
   前後方向を軸方向とした第一の径方向に向けられるように配置された光源と、
   前記光源によって発せられた光を導光して前方へ出射する導光体と、を備え、
   前記導光体が、
   前記光源に対向し、前記光源によって発せられた光を取り込み、その光を平行光にする入射部と、
   前記入射部によって取り込まれた平行光を前記第一の径方向に導光する第一導光部と、
   前記第一導光部に関して前記入射部の反対側に形成され、前記第一導光部によって導光された光を前記第一の径方向とは異なる第二の径方向に反射し、その反射光を前後方向に拡散させる反射面と、
   前記反射面から前記第二の径方向に延び、前記反射面によって反射された光を前記第二の径方向に導光する第二導光部と、
   前記第二導光部の前面に形成され、前記第二導光部によって導光される光を前方へ出射させる出射面と、を有する
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記反射面が、前記第一の径方向及び前記第二の径方向によって定義される平面上において前記第一導光部によって導光される平行光の光軸に対して斜めに交わる中心軸としたシリンドリカル面であって、且つ、前記導光体の内部から見て凸面である
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第一の径方向に向けられるように配置され、前記入射部に対向し、前記光源と並列された第二光源を更に備え、
   前記第一光源及び前記第二光源は、それらの光軸と前記中心軸が同一平面に含まれるように配置され、
   前記入射部が、前記第二光源によって発せられた光を取り込み、その光を前記第一の径方向に平行な平行光にする
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記光源と前記第二光源の発光色が異なる
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。

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