JP2016051653A - サイドマーカーランプ - Google Patents

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Abstract

【課題】有機ELを光源とするサイドマーカーランプを実用に供するものとする。【解決手段】サイドマーカーランプ10は、車両側方に向けた発光面を有する。このサイドマーカーランプ10は、車両側方に面する基板上に発光の指向特性がランバーシアンとなる有機EL発光層が形成されて得られた有機ELパネル20と、有機EL発光層の外側に配置されたレンズ22を含み、有機ELパネル20から出射される光の車両前方への指向を抑制する光制御部材と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、車両側方に向けた発光面を有するサイドマーカーランプに関する。
近年の有機ELパネルの普及に伴い、これを車両用灯具の光源に適用する提案がなされている(例えば特許文献1参照)。有機ELパネルは、一般に、透明な基板の片側面に有機EL発光層を形成し、これを封止板にて封止して構成される。このような有機ELパネルは面状光源として機能し、例えば特許文献1に記載のようにヘッドランプの装飾用として用いることができるが、リアコンビネーションランプの一部に用いたり、サイドマーカーランプとして用いることもできる。
特開2011−150888号公報
ところで、このように有機ELパネルを車両用灯具として用いる場合、光を所定の方向に出射させること、あるいは逆に所定の方向には出射させないことが、機能的又は意匠的に必要となる場合がある。例えば、有機ELパネルを赤色サイドマーカーランプに適用する場合、その赤色光の車両前方への出射が法規により規制される。その赤色光の照射が周囲のドライバに車両前後方向の誤認識を与える可能性があるためである。しかしながら、有機EL発光層における発光の指向特性(以下「配光特性」ともいう)がほぼ無指向性のランバーシアンとなるため、このような規制への対応は容易ではない。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、有機ELを光源とするサイドマーカーランプを実用に供するものとすることにある。
本発明のある態様は、車両側方に向けた発光面を有するサイドマーカーランプである。このサイドマーカーランプは、車両側方に面する基板上に発光の指向特性がランバーシアンとなる有機EL発光層が形成されて得られた面状光源と、有機EL発光層の外側に配置されたレンズを含み、面状光源から出射される光の車両前方への指向を抑制する光制御部材と、を備える。
この態様によると、車両側方に面する有機EL発光層に対して光制御部材が設けられる。それにより、有機EL発光層から発せられた光が光制御部材のレンズを経る過程で屈折等し、車両前方への指向が抑制される。このため、車両前方への配光が規制されるサイドマーカーランプに対しても有機EL発光層を問題なく適用できる。すなわち、有機ELを光源とするサイドマーカーランプを実用に供するものとできる。
具体的には、光制御部材は、有機EL発光層から出射される光を部分的に遮る遮光部を含んでもよい。そして、レンズの形状に基づいて遮光部の配置を設定することにより、車両前方への光の指向を抑制してもよい。この態様によれば、レンズによる光の屈折を考慮して遮光部の配置を適切に設定することで、車両側方への光の出射を許容しつつ、車両前方へ向かう特定の光を効果的に遮ることができる。
あるいは、光制御部材は、レンズの形状に基づいて有機EL発光層における発光部の配置を設定することにより、車両前方への光の指向を抑制してもよい。この態様によれば、レンズによる光の屈折を考慮して発光部の配置を適切に設定することで、車両側方への光の出射を促進しつつ、車両前方への光の出射を抑制することができる。
さらに、光制御部材は、有機EL発光層から出射される光を反射する反射部をレンズに部分的に設け、レンズの形状に基づいて反射部の配置を設定することにより、車両前方への光の指向を抑制してもよい。この態様によれば、レンズによる光の屈折と反射を考慮して反射部の配置を適切に設定することで、車両側方への光の出射を促進しつつ、車両前方への光の出射を抑制することができる。
レンズの形状が、有機EL発光層から車両前方へ向けて出射される光を屈折させ、当該レンズ内に閉じこめる形状に設定されていてもよい。この態様によれば、車両前方への特定の光の出射を実質的になくすことが可能となる。
より具体的には、レンズが、有機EL発光層とは反対側面に頂点を有する断面三角形状の柱状レンズ部を車両前後方向に複数整列配置して構成され、柱状レンズ部の車両前方側の面に遮光部が形成されていてもよい。この態様によれば、後述する実施形態にて示すように、車両前方への光の出射を実質的になくすことが可能となる。
その場合、柱状レンズ部は、車両前方側の面と基板とのなす角が30度〜45度の範囲内となるように設定され、車両後方側の面と基板とのなす角が65度〜70度の範囲内となるように設定されるのが好ましい。
あるいは、レンズが、有機EL発光層の発光部との対向面に断面三角形状の空気層を形成する切欠面を有してもよい。切欠面を構成する車両後方側の面と基板とのなす角が6.5度以上、90度未満となるように設定されていてもよい。この態様によれば、後述する実施形態にて示すように、車両前方への光の出射を実質的になくすことが可能となる。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、有機ELを光源とするサイドマーカーランプを実用に供するものとできる。
第1実施形態に係るサイドマーカーランプの設置態様を表す模式図である。 サイドマーカーランプの光源に用いられる有機ELパネルの構成を概略的に示す図である。 光制御部材としてのレンズの構造を表す模式図である。 第1実施形態の変形例に係る光制御部材の構造を表す模式図である。 第2実施形態係るサイドマーカーランプの主要部の構成を示す図である。 第3実施形態係るサイドマーカーランプの主要部の構成を示す図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。各図面における同一または同等の構成要素には同一の符号を付すなどして適宜重複した説明は省略する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るサイドマーカーランプの設置態様を表す模式図である。図1(A)は車両におけるサイドマーカーランプの配置を示し、図1(B)は図1(A)のA部拡大図であり、サイドマーカーランプにおける有機ELパネルの配置を示す。なお、図1(B)には車両左後部のサイドマーカーランプが示されるが、車両右後部のサイドマーカーランプの構成についても同様である。
図1(A)および(B)に示すように、サイドマーカーランプ10は、車両1の後部に設けられたリアコンビネーションランプ12の一部を構成する。リアコンビネーションランプ12は、ランプボディ14とアウターカバー16との間に画成される灯室内に複数のランプを収容し、サイドマーカーランプ10のほか、テールランプ、ストップランプその他のランプを含む。アウターカバー16は、光透過性の樹脂材からなり、各ランプから発せされた光を透過させる。以下では便宜上、本実施形態の主要部であるサイドマーカーランプ10について説明し、他のランプについては説明を省略する。
図1(B)に示すように、サイドマーカーランプ10は、車両側方に向けた発光面を有し、有機ELパネル20とレンズ22とを車幅方向に配列して構成されている。有機ELパネル20は、車両側方に面する基板上に有機EL発光層が形成された「面状光源」であり、本実施形態では赤色光を発光する。レンズ22は、その有機EL発光層の外側に配置され、有機ELパネル20から出射される光の車両前方への指向を抑制する。すなわち、有機EL発光層の配光特性はほぼランバーシアンであるが、レンズ22が「光制御部材」として機能し、車両前方への光の出射を抑制する。
すなわち、サイドマーカーランプに関する現行の法規(ECE R91)では、その配光要件として「赤色の側方灯の場合、車両前方に向かって水平方向に60度から90度(図中のθ)における鉛直方向に±20度の角視野では、最大光度が0.25cd以下とする」と定められている。一方、サイドマーカーランプの垂直方向(車両側方のθ=0度に相当)については、最大光度が25cd、最小光度が4cdと定められている。したがって、車両前方への光度を、車両側方への光度の1〜6%程度に抑える必要があるところ、有機EL発光層の配光特性がほぼランバーシアンであるため、何らかの対策が必要となる。本実施形態では、サイドマーカーランプの構造を工夫することでその対策を行うが、その詳細については後述する。
図2は、サイドマーカーランプ10の光源に用いられる有機ELパネル20の構成を概略的に示す図である。図2(A)は有機ELパネル20の正面図であり、図2(B)は図2(A)のB−B矢視断面図である。なお、以下では説明の便宜上、有機ELパネル20を基準にアウターカバー側(車幅方向外側)を「正面側」、アウターカバーとは反対側(車幅方向内側)を「背面側」とも表現する。
まず、本実施形態にて用いられる有機ELパネル20の基本構成について説明する。図2(A)に示すように、有機ELパネル20は、長方形状の基板30の片側面中央に有機EL発光層32が形成されている。図2(B)にも示すように、有機ELパネル20は、基板30上に陽極34、有機EL発光層32、陰極36を積層し、有機EL発光層32を外側から封止するように封止板38を設けて構成されている。
基板30は、透明な薄膜ガラスからなる基板である。有機EL発光層32は、陽極34の側から正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層が積層されて構成される。有機EL発光層32は、基板30に合わせて正面視長方形状とされている。陽極34には主に酸化インジウムスズ(ITO)等による透明電極が用いられ、陰極36には主にアルミニウムによる金属電極が用られている。なお、変形例においては、陰極36についてもITO等による透明電極を用いてもよい。
陽極34は、薄膜状の電極層であり、基板30と有機EL発光層32との間に配設され、その一端部が有機ELパネル20の一端側に延在している。一方、陰極36は、薄膜状の電極層であり、有機EL発光層32と封止板38との間に配設され、その一端部が有機ELパネル20の他端側に延在している。陽極34、有機EL発光層32および陰極36は、例えば蒸着により順次積層されている。陽極34と陰極36には外部電源40の端子が接続される。
封止板38は、薄膜ガラスからなる可撓性基板であり、その周縁部が接着剤42を介して基板30に固定されている。本実施形態では、接着剤42として透光性を有するものが用いられる。このような構成により、封止板38と接着剤42とが有機EL発光層32を外側から封止する「封止部材」を構成する。この封止部材の内方の空間44には不活性ガスが充填されている。また、封止板38の内面に取り付けられる形で乾燥剤46が設けられている。
このような構成により、有機ELパネル20に電圧を印加すると、陽極34から正孔が、陰極36からは電子が注入され、有機物層でそれらが結合する際に生じるエネルギーで蛍光性有機化合物等の有機化合物が励起され、有機EL発光層32が発光する。このとき発せられた光は、透明の陽極34および基板30を通って正面側に出射される。すなわち、有機ELパネル20の基板30側の面が主発光面となる。なお、有機EL発光層32は、発光の指向特性がランバーシアンとなるが、正面側への指向性が大きい。
なお、本実施形態では基板30を薄膜ガラスにて構成したが、薄膜樹脂フィルムを用いてもよい。なお、このような可撓性基板によりフレキシブル有機ELパネルを構成する技術は、例えば特開2013−229202号等にも記載のように公知であるため、その詳細な説明については省略する。
次に、光制御部材の構成ついて説明する。図3は、光制御部材としてのレンズ22の構造を表す模式図である。(A)はレンズ22およびその周辺の拡大断面図であり、(B)および(C)はレンズ22の最適構造を検証する過程で得られた演算結果の一例を示す。図中の矢印は、有機ELパネル20から発せされた光の進行方向を示す。
レンズ22は、有機ELパネル20の正面側、つまり発光面側に対向配置される。レンズ22は、有機ELパネル20との対向面48がフラットに形成され、図示略の有機EL発光層32(図2参照)とほぼ平行となるように設けられている。レンズ22は、その対向面48とは反対側面に頂点を有する断面三角形状の柱状レンズ部50を、車両前後方向に複数整列配置して構成される。柱状レンズ部50は、車両前方に面する前面52と車両後方に面する後面54とを有し、前面52には遮光用の塗装56(黒色塗装)が施されている。
そして図示のように、対向面48を基準とした後面54の傾斜角度θ1と前面52の傾斜角度θ2とを適切に選択することで、有機ELパネル20から車両前方への出射を抑制している。図3(B)には傾斜角度θ1,θ2がともに60度の場合の演算結果が示され、図3(C)には傾斜角度θ1が60度、傾斜角度θ2が30度の場合の演算結果が示されている。
演算結果より、上述した法規に基づいて車両前方(図1(A)のθ≧60度)への光の出射を抑えるためには、後面54の傾斜角度θ1を60度以上とするのが好ましいことが分かった。そして、車両側方への光度を確保するとともに車両前方への光度をより確実に抑えるためには、傾斜角度θ1を65度〜70度の範囲内に設定するのが望ましいことが分かった。
一方、車両側方および車両後方への光度をある程度確保するために、前面52の傾斜角度θ2を30度〜45度の範囲内とするのが好ましいことが分かった。すなわち、例えば傾斜角度θ2を60度とすると、車両後方に向けて約60度〜90度の範囲に光を出射できない。傾斜角度θ2を45度とすると、車両後方に向けて約68度〜90度の範囲に光を出射できない。傾斜角度θ2を30度とすると、車両後方に向けて約80度〜90度の範囲に光を出射できない。一方、傾斜角度θ2を30度未満とすると、遮光範囲が大きくなり過ぎ、出射される光そのものが不足する。このため、傾斜角度θ2を30度〜45度の範囲内とするのが好ましいと考えられる。
以上に説明したように、本実施形態によれば、車両側方に面する有機ELパネル20(有機EL発光層32)に対して光制御部材としてのレンズ22が設けられる。そして、そのレンズ22を構成する各柱状レンズ部50の前面52に遮光部としての塗装56を施している。このような構成において、各柱状レンズ部50による光の屈折と遮蔽を考慮して傾斜角度θ1,θ2を適切に設定することで、遮光部の配置を適切に設定することができる。それにより、車両側方への光の出射を許容しつつ、車両前方へ向かう光を効果的に抑制することができる。その結果、上述した法規を遵守した配光特性を得ることができる。
[変形例]
図4は、第1実施形態の変形例に係る光制御部材の構造を表す模式図である。図4(A)〜(C)は、それぞれ変形例1〜3を示す。図中の矢印は、有機ELパネル20から発せされた光の進行方向を示す。
図4(A)に示す変形例1では、上記実施形態のレンズ22に代えてレンズ122が設けられている。そして、そのレンズ122を構成する柱状レンズ部150の片側面にのみ鏡面加工が施されている。すなわち、柱状レンズ部150の前面52に反射性材料を蒸着して鏡面156(「反射部」として機能する)とし、有機ELパネル20から発せされた光のうち、車両前方に向かおうとするものを車両後方へ反射させている。
一方、図4(B)に示す変形例2では、上記実施形態のレンズ22に代えてレンズ123が設けられている。そして、そのレンズ123を構成する柱状レンズ部151の三角ステップに合わせ、そのレンズ123の裏面の一部に遮光部としての塗装157を施し、ストライプ状に遮光している。逆に、図4(C)に示す変形例3では、有機ELパネル20の上面に柱状レンズ部151の三角ステップに合わせた塗装158を施し、その発光部160をストライプ状に規制している。これらのレンズ123の形状は、有機ELパネル20から発せられた光のうち、少なくなくとも上記法規に規定された車両前方に向かおうとする光(図1のθ:60度〜90度)を屈折させ、レンズ123内に閉じこめる形状に設定されている。
なお、変形例2,3においては、塗装157,158を、それぞれ柱状レンズ部151の後面54に対応する位置に設けているが、その位置関係については適宜調整することができる。また、変形例3においては、塗装158という形で発光部160の配置を規制するのではなく、発光部そのものをストライプ状に形成してもよい。
以上のような構成によっても、車両側方への光の出射を許容しつつ、車両前方へ向かう光を効果的に抑制することができる。その結果、上述した法規を遵守した配光特性を得ることができる。
[第2実施形態]
図5は、第2実施形態係るサイドマーカーランプの主要部の構成を示す図である。本図は第1実施形態の図3(A)に対応する。図5(A)は主要部の構成を示し、図5(B)は主要部の最適形状の演算方法を示す。なお、以下では第1実施形態との相違点を中心に説明し、共通部分の構成については同一の符号を付すなどしてその説明を省略する。
本実施形態では図5(A)に示すように、有機ELパネル220にストライプ状の遮光部250が設けられた結果、発光部252がストライプ状に形成されている。このように有機ELパネル220の発光部252をストライプ状に規制することは、例えば図4(C)に示した変形例3と同様に遮光用の塗装(黒色塗装)を施すことにより実現できる。そして、その有機ELパネル220に対してレンズ222が対向配置されている。
レンズ222は、有機ELパネル220(図示略の有機EL発光層32)の発光部252との対向面に、断面三角形状の空気層210を形成する切欠面212を有する。そして、切欠面212を構成する車両後方側の面254と有機ELパネル20とのなす角θが6.5度以上となるように設定されている。このような角度θの設定は以下の理由による。
すなわち、図5(B)に示すように、空気の屈折率をn、レンズ222の屈折率をnとすると、図中二点鎖線にて示すような光の屈折がなされると、有機ELパネル220から発せられた光の車両前方への出射を抑制することができる。図示のように屈折角を定義すると、スネルの法則より下記式(1)および(2)が成立する。
sinθ=nsinθ2 ・・・(1)
sin(θ+θ)=nsinθ’ ・・・(2)
ここで、切欠面212において全反射(θ’=90度)となればよいため、上記式(1)と(2)からθ2を消去してθ’=90度を代入すると、下記式(3)が得られる。
θ=sin−1(n/n)−sin−1(n/nsinθ) ・・・(3)
ここで、60度≦θ≦90度として上記式(3)を満たすθがあれば、車両前方への赤色光の出射を防止することができる。本実施形態ではレンズ222をアクリル製としたため、空気の屈折率n=1、レンズ222の屈折率n=1.5として上記式(3)に代入すると、θ=90度のときθ=0度となり、θ=60度のときθ=6.5度となる。したがって、切欠面212を構成する車両後方側の面254と有機ELパネル20とのなす角θが6.5度以上、90度未満となるようにすればよいことが分かる。
[第3実施形態]
図6は、第3実施形態係るサイドマーカーランプの主要部の構成を示す図である。本図は第1実施形態の図3(A)に対応する。なお、以下では第1実施形態との相違点を中心に説明し、共通部分の構成については同一の符号を付すなどしてその説明を省略する。
本実施形態では、光制御部材としてルーバーシート322を採用している。ルーバーシート322は、いわゆるプライバシーシートと呼ばれるものでもよく、透明シート350の幅方向(車両前後方向)に配列された複数のルーバー352を有する。透明シート350は、例えばアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂等の透過性を有する樹脂シートからなる。ルーバー352は、遮光材からなり、透明シート350を正面視にみてストライプ状に配置されており、隣接するルーバー352間が光の透過通路となっている。
ルーバー352において、車両後方側の面は黒色塗装がなされた遮光面354とされ、車両前方側の面は鏡面加工が施された反射面356とされている。このため、図示のように、有機ELパネル20からの光のうち車両側方に向けて発せられた光は、透明シート350をそのまま透過する。一方、車両後方側に向けて発せられた光は、ルーバー352の反射面356にて反射される。車両前方側に向けて発せられた光は、ルーバー352の遮光面354にて遮断される。ただし、ルーバー352の反射面にて反射された光は、車両前方に向かって水平方向に60度から90度の範囲に指向しないように(図1(A)のθ参照)、隣接するルーバー352間の間隔等が定められている。
以上のような構成によっても、車両側方への光の出射を許容しつつ、車両前方へ向かう光を効果的に抑制することができる。その結果、上述した法規を遵守した配光特性を得ることができる。
以上、本発明を実施形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。
上記第1実施形態では、柱状レンズ部50の前面52に遮光塗装を施す例を示した。変形例においては、その遮光塗装に代えて鏡面加工(例えば鏡面材料の蒸着や銀色塗装)を施してもよい。
上記実施形態および変形例では、光制御部材における遮光部や反射部、有機ELパネルにおける発光部、および光制御部材の形状の組合せの一例を示したが、それらに限られず、車両前方への光の指向を抑制可能な組合せを適宜設定できることはもちろんである。
上記実施形態では、サイドマーカーランプ10をリアサイドマーカーランプとして構成する例を示したが、フロントサイドマーカーランプとして構成してもよい。
1 車両、 10 サイドマーカーランプ、 14 ランプボディ、 16 アウターカバー、 20 有機ELパネル、 22 レンズ、 30 基板、 32 有機EL発光層、 48 対向面、 50 柱状レンズ部、 52 前面、 54 後面、 56 塗装、 122,123 レンズ、 150,151 柱状レンズ部、 156 鏡面、 157,158 塗装、 210 空気層、 212 切欠面、 220 有機ELパネル、 222 レンズ、 250 遮光部、 252 発光部、 322 ルーバーシート、 350 透明シート、 352 ルーバー。

Claims (8)

  1. 車両側方に向けた発光面を有するサイドマーカーランプであって、
    車両側方に面する基板上に発光の指向特性がランバーシアンとなる有機EL発光層が形成されて得られた面状光源と、
    前記有機EL発光層の外側に配置されたレンズを含み、前記面状光源から出射される光の車両前方への指向を抑制する光制御部材と、
    を備えることを特徴とするサイドマーカーランプ。
  2. 前記光制御部材は、
    前記有機EL発光層から出射される光を部分的に遮る遮光部を含み、
    前記レンズの形状に基づいて前記遮光部の配置を設定することにより、車両前方への光の指向を抑制することを特徴とする請求項1に記載のサイドマーカーランプ。
  3. 前記光制御部材は、
    前記レンズの形状に基づいて前記有機EL発光層における発光部の配置を設定することにより、車両前方への光の指向を抑制することを特徴とする請求項1または2に記載のサイドマーカーランプ。
  4. 前記光制御部材は、
    前記有機EL発光層から出射される光を反射する反射部を前記レンズに部分的に設け、
    前記レンズの形状に基づいて前記反射部の配置を設定することにより、車両前方への光の指向を抑制することを特徴とする請求項1に記載のサイドマーカーランプ。
  5. 前記レンズの形状が、前記有機EL発光層から車両前方へ向けて出射される光を屈折させ、当該レンズ内に閉じこめる形状に設定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のサイドマーカーランプ。
  6. 前記レンズが、前記有機EL発光層とは反対側面に頂点を有する断面三角形状の柱状レンズ部を車両前後方向に複数整列配置して構成され、
    前記柱状レンズ部の車両前方側の面に前記遮光部が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のサイドマーカーランプ。
  7. 前記柱状レンズ部は、車両前方側の面と前記基板とのなす角が30度〜45度の範囲内となるように設定され、車両後方側の面と前記基板とのなす角が65度〜70度の範囲内となるように設定されていることを特徴とする請求項6に記載のサイドマーカーランプ。
  8. 前記レンズが、前記有機EL発光層の発光部との対向面に断面三角形状の空気層を形成する切欠面を有し、
    前記切欠面を構成する車両後方側の面と前記基板とのなす角が6.5度以上、かつ90度未満となるように設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載のサイドマーカーランプ。
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