JP2016103362A - 車両用導光部材、車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】板形状をなす車両用導光部材において、均一な発光面を得ること。
【解決手段】この発明は、板形状の導光部材５において、入射面５０と、出射面５１と、微小反射面５２と、を備える。微小反射面５２は、仮想焦点Ｆを通る光（入射光Ｌ２）を出射面５１側に平行もしくはほぼ平行に反射させる断面曲線から構成されている。この結果、この発明は、板形状をなす導光部材５において、均一な発光面を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、板形状をなす車両用導光部材に関するものである。また、この発明は、板形状をなす車両用導光部材を備える車両用灯具に関するものである。

板形状をなす車両用導光部材、板形状をなす車両用導光部材を備える車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、従来の車両用導光部材としての照明ユニット、車両用灯具としての照明装置について説明する。従来の照明ユニットは、入射部と出射面とを備える導光板であって、導光板に凸状または凹状の微細形状の反射部を複数個配置してなるものである。また、従来の照明装置は、導光板と光源とからなるものである。従来の照明ユニット、照明装置は、光源からの光が導光板の入射部から導光板内部に入射し、その入射光が導光板部内部において導かれながら複数個の微細形状の反射部で出射面側に反射され、その反射光が出射面から外部に出射する。

特開２０１０−１２３２９５号公報

かかる車両用導光部材、車両用灯具においては、板形状をなす車両用導光部材を、光の入射側から光の導光方向側にかけて、ほぼ均一に発光させることが重要である。すなわち、板形状をなす車両用導光部材において、均一な発光面を得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、板形状をなす車両用導光部材において、均一な発光面を得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、内部での全反射を利用して光を導く板形状をなす車両用導光部材であって、光を内部中に入射させる入射面と、入射した光を外部に出射させる出射面と、入射した光を出射面側に反射させる複数個の微小反射面と、を備え、微小反射面が、仮想焦点を通る光を出射面側に平行もしくはほぼ平行に反射させる断面曲線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、微小反射面が、断面曲線を出射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曲面から構成されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、微小反射面が、断面曲線を入射面に対して平行もしくはほぼ平行方向に延長させてなる曲面から構成されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、複数個の微小反射面が、入射面から光の導光方向に行くに従って、疎から密に配置されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項５にかかる発明）は、複数個の微小反射面の面積が、入射面から光の導光方向に行くに従って、広くなる、ことを特徴とする。

この発明（請求項６にかかる発明）は、灯室を区画するランプハウジングおよびランプレンズと、灯室内に配置されている１個もしくは複数個の光源および前記の請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用導光部材と、を備える、ことを特徴とする。

この発明の車両用導光部材、車両用灯具は、微小反射面が、仮想焦点を通る光を出射面側に平行もしくはほぼ平行に反射させる断面曲線から構成されているものである。このために、図２（Ａ）に示すように、仮想焦点Ｆを通る光（入射光Ｌ２）が微小反射面５２において出射面５１側に平行もしくはほぼ平行に反射する。これに対して、図２（Ｂ）に示すように、前記の特許文献１の微細形状の反射部（すなわち、傾斜部をもった円錐台形状、円錐形状、角錐形状、角錐台形状、球面形状）５２０の場合は、仮想焦点Ｆを通る光（入射光Ｌ２）が微細形状の反射部５２０において出射面５１０側に乱反射する。

このために、この発明の車両用導光部材、車両用灯具の微小反射面は、前記の特許文献１の微細形状の反射部と比較して、光の反射効率が良い。これにより、板形状をなす車両用導光部材を、光の入射側から光の導光方向側にかけて、ほぼ均一に発光させることができる。すなわち、板形状をなす車両用導光部材において、均一な発光面を得ることができる。

図１は、この発明にかかる車両用導光部材、車両用灯具の実施形態１を示す車両用灯具の一部を破断した正面図である。 図２は、車両用導光部材の一部拡大断面図（図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図）である。 図３は、車両用導光部材の一部拡大平面図（図２におけるＩＩＩＡ矢視図）および一部拡大正面図（図２におけるＩＩＩＢ矢視図）である。 図４は、この発明にかかる車両用導光部材、車両用灯具の実施形態２を示す車両用導光部材の一部拡大平面図（図３Ａに対応する平面図）および一部拡大正面図（図３Ｂに対応する正面図）である。

以下、この発明にかかる車両用導光部材、車両用灯具の実施形態（実施例）の２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。図面において、車両用導光部材のハッチングを省略する。

（実施形態１の構成の説明）
図１〜図３は、この発明にかかる車両用導光部材、車両用灯具の実施形態１を示す。以下、この実施形態１にかかる車両用導光部材、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１にかか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２と、ランプレンズ３と、光源４と、この実施形態１にかかる車両用導光部材としての導光部材（導光板、導光体）５と、を備えるものである。

前記ランプハウジング２および前記ランプレンズ３は、灯室６を画成する。前記灯室６内には、前記光源４および前記導光部材５がそれぞれ配置されている。前記光源４および前記導光部材５は、取付ブラケットなどの取付部材（図示せず）を介して前記ランプハウジング２に取り付けられている。なお、前記灯室６内にインナーパネルなど（図示せず）を配置して、前記光源４および前記導光部材５の一部および前記取付部材を覆い隠す場合がある。前記ランプレンズ３には、前記導光部材５からの光（出射光（図示せず））を拡散させるプリズム素子群やシボなどの光学素子などを設けても良い。

（光源４の説明）
前記光源４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４は、基板４０と、前記基板４０に適宜に配置されて設けられている１個もしくは複数個の発光チップなどからなる発光部４１と、から構成されている。前記光源４は、コネクタ部（図示せず）を介して電源（電流）が供給される。

前記光源４は、放射（出射）する光Ｌ１の指向性が高い。すなわち、前記光源４から０°の方向に放射される光Ｌ１の強度が最大であり、０°から外側方向に放射される光Ｌ１の強度が外側方向に行くに従って低下する。

（導光部材５の説明）
前記導光部材５は、光を導く性質を有する部材、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）などの透明樹脂材やガラスなどからなる。前記導光部材５は、板形状、この例では、長さが約２００ｍｍ、幅が約１５ｍｍ、厚さが約３ｍｍの平板形状をなす。前記導光部材５は、入射面５０と、出射面５１と、複数個の微小反射面５２と、を備えるものである。

前記入射面５０は、平板形状をなす前記導光部材５の一端面に設けられている。前記入射面５０は、前記光源４の前記発光部４１に対向する。前記入射面５０は、前記光源４からの光Ｌ１を前記導光部材５の内部中に入射させるものである。前記入射面５０は、平面でも曲面でもよい。

前記出射面５１は、平板形状をなす前記導光部材５の正面に設けられている。前記出射面５１は、複数個の前記微小反射面５２からの反射光Ｌ３を外部に出射させるものである。前記出射面５１は、平面からなる。

前記微小反射面５２は、仮想焦点Ｆを通る光（入射光Ｌ２）を前記出射面５１側に平行もしくはほぼ平行に反射させる断面曲線から構成されている。前記微小反射面５２は、前記断面曲線を前記出射面５１に対して垂直もしくはほぼ垂直な軸Ｏ回りに回転させてなる曲面から構成されている。前記仮想焦点Ｆは、図３（Ａ）に示すように、前記軸Ｏを中心とする円弧状となる。

複数個の前記微小反射面５２は、図１に示すように、前記入射面５０から光の導光方向（他端面側）に行くに従って、疎から密に配置されている。複数個の前記微小反射面５２の面積は、前記入射面５０から光の導光方向に行くに従って、広くなる。すなわち、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、二点鎖線で示す狭い面積から実線で示す広い面積となる。すなわち、図３（Ａ）に示すように、実線で示す前記微小反射面５２の前記軸Ｏを中心とする中心角度が、二点鎖線で示す前記微小反射面５２の前記軸Ｏを中心とする中心角度よりも大きい。たとえば、実線で示す前記微小反射面５２の前記軸Ｏを中心とする中心角度は、約１３０°であり、二点鎖線で示す前記微小反射面５２の前記軸Ｏを中心とする中心角度は、約９０°である。なお、図３（Ａ）中の三点鎖線で示すように、前記微小反射面５２の前記軸Ｏを中心とする中心角度を、約２７０°としても良い。また、約３６０°としても良い。前記微小反射面５２の前記軸Ｏを中心とする中心角度は、前記微小反射面５２の反射効率を考慮して設定するので、特に限定しない。

（実施形態１の作用の説明）
この実施形態１にかかる導光部材５、車両用灯具１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４を点灯すると、光源４から光Ｌ１が放射される。光源４から放射された光Ｌ１は、導光部材５の入射面５０から導光部材５内部中に入射する。この入射光Ｌ２は、導光部材５内部を、全反射を繰り返して、入射面５０側から他端面側に導かれる。

導光部材５内部を、全反射を繰り返して、入射面５０側から他端面側に導かれる入射光Ｌ２の一部であって、仮想焦点（仮想焦線）Ｆを通る入射光Ｌ２は、微小反射面５２で出射面５１側に平行もしくはほぼ平行に反射する。この平行反射光Ｌ３は、出射面５１から外部に出射する。

また、仮想焦点（仮想焦線）Ｆを通らなかった入射光Ｌ２は、微小反射面５２で乱反射し、あるいは、他端面側に導かれる。微小反射面５２で乱反射した乱反射光の一部は、出射面５１から外部に出射する。また、微小反射面５２で乱反射した乱反射光の一部は、導光部材５内部を他端面側に導かれる。

そして、出射面５１から出射した光は、ランプレンズ３を介して、車両用灯具１の正面方向に照射される。このために、出射面５１から出射した光により、出射面５１が発光する。この発光状態の出射面５１は、ランプレンズ３を介して、車両用灯具１の正面方向側から見える。

（実施形態１の効果の説明）
この実施形態１にかかる導光部材５、車両用灯具１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１にかかる導光部材５、車両用灯具１は、微小反射面５２が、仮想焦点Ｆを通る光（入射光Ｌ２）を出射面５１側に平行もしくはほぼ平行に反射させる断面曲線から構成されているものである。このために、図２（Ａ）に示すように、仮想焦点Ｆを通る光（入射光Ｌ２）が微小反射面５２において出射面５１側に平行もしくはほぼ平行に反射する。これに対して、図２（Ｂ）に示すように、前記の特許文献１の微細形状の反射部（すなわち、傾斜部をもった円錐台形状、円錐形状、角錐形状、角錐台形状、球面形状）５２０の場合は、仮想焦点Ｆを通る光（入射光Ｌ２）が微細形状の反射部５９において出射面５１０側に乱反射する。

このために、この実施形態１にかかる導光部材５、車両用灯具１の微小反射面５２は、前記の特許文献１の微細形状の反射部５９と比較して、光（入射光Ｌ２）の反射効率が良い。これにより、板形状をなす車両用導光部材（導光部材５）を、光の入射側（入射面５０側）から光の導光方向側（他端面側）にかけて、ほぼ均一に発光させることができる。すなわち、板形状をなす車両用導光部材（導光部材５）において、均一な発光面を得ることができる。

特に、この実施形態１にかかる導光部材５、車両用灯具１は、微小反射面５２が、断面曲線を出射面５１に対して垂直もしくはほぼ垂直な軸Ｏ回りに回転させてなる曲面から構成されている。このために、図３（Ｂ）に示すように、微小反射面５２の正面視形状において、微小反射面５２の上側の左右両側には、空間Ｓがそれぞれ形成されている。これにより、入射光Ｌ２の一部が微小反射面５２で反射されずにこの空間Ｓを通って、入射面５０側から他端面側に導かれることとなる。この結果、板形状をなす車両用導光部材（導光部材５）を、光の入射側（入射面５０側）から光の導光方向側（他端面側）にかけて、ほぼ均一に発光させることができる。すなわち、板形状をなす車両用導光部材（導光部材５）において、均一な発光面を得ることができる。

また、この実施形態１にかかる導光部材５、車両用灯具１は、複数個の微小反射面５２が、図１に示すように、入射面５０から光の導光方向（他端面側）に行くに従って、疎から密に配置されている。このために、板形状をなす車両用導光部材（導光部材５）を、光の入射側（入射面５０側）から光の導光方向側（他端面側）にかけて、ほぼ均一に発光させることができる。すなわち、板形状をなす車両用導光部材（導光部材５）において、均一な発光面を得ることができる。

さらに、この実施形態１にかかる導光部材５、車両用灯具１は、複数個の微小反射面５２の面積が、入射面５０から光の導光方向に行くに従って、広くなる。すなわち、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、二点鎖線で示す狭い面積から実線で示す広い面積となる。このために、板形状をなす車両用導光部材（導光部材５）を、光の入射側（入射面５０側）から光の導光方向側（他端面側）にかけて、ほぼ均一に発光させることができる。すなわち、板形状をなす車両用導光部材（導光部材５）において、均一な発光面を得ることができる。

（実施形態２の構成作用効果の説明）
図４（Ａ）、（Ｂ）は、この発明にかかる車両用導光部材、車両用灯具の実施形態２を示す。以下、この実施形態２にかかる車両用導光部材、車両用灯具について説明する。図中、図１〜図３と同符号は、同一のものを示す。

前記の実施形態１の導光部材５は、微小反射面５２が、断面曲線を出射面５１に対して垂直もしくはほぼ垂直な軸Ｏ回りに回転させてなる曲面から構成されているものである。これに対して、この実施形態２にかかる導光部材５００は、微小反射面５３が、断面曲線を入射面５０に対して平行もしくはほぼ平行方向に延長させてなる曲面から構成されているものである。仮想焦点Ｆは、図４（Ａ）に示すように、入射面５０に対して平行もしくはほぼ平行な直線となる。

複数個の前記微小反射面５３は、図示しないが、入射面５０から光の導光方向（他端面側）に行くに従って、疎から密に配置されている。複数個の前記微小反射面５３の面積は、前記入射面５０から光の導光方向に行くに従って、広くなる。すなわち、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、二点鎖線で示す狭い面積から実線で示す広い面積となる。

この実施形態２にかかる車両用導光部材（導光部材５００）、車両用灯具は、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態１にかかる車両用導光部材（導光部材５）、車両用灯具とほぼ同様の作用効果を達成することができる。

なお、この実施形態２にかかる導光部材５００の正面視形状は、図４（Ｂ）に示すように、長方形（正方形を含む四角形）をなすので、前記の実施形態１にかかる導光部材５の正面視形状（図３（Ｂ）を参照）と比較して、空間Ｓがないもしくは少ない。このために、この実施形態２にかかる導光部材５００は、前記の実施形態１にかかる導光部材５と比較して、空間Ｓを通る入射光Ｌ２の量が少ない。それでも、この実施形態２にかかる車両用導光部材（導光部材５００）、車両用灯具は、板形状をなす車両用導光部材（導光部材５００）を、光の入射側（入射面５０側）から光の導光方向側（他端面側）にかけて、ほぼ均一に発光させることができる。すなわち、板形状をなす車両用導光部材（導光部材５００）において、均一な発光面を得ることができる。

（実施形態１、２以外の例の説明）
なお、前記の実施形態１、２においては、１個の光源４を備えるものである。ところが、この発明においては、光源４を複数個備えるものであっても良い。

また、前記の実施形態１、２においては、光源４として自発光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、光源として、白熱灯や放電灯などを使用しても良い。

１ 車両用灯具
２ ランプハウジング
３ ランプレンズ
４ 光源
４０ 基板
４１ 発光部
５、５００ 導光部材
５０ 入射面
５１、５１０ 出射面
５２ 微小反射面
５２０ 微細形状の反射部
５３ 微小反射面
６ 灯室
Ｆ 仮想焦点
Ｌ１ 光源からの光
Ｌ２ 入射光
Ｌ３ 反射光
Ｏ 軸
Ｓ 空間

Claims (6)

1. 内部での全反射を利用して光を導く板形状をなす車両用導光部材であって、
   光を内部中に入射させる入射面と、
   入射した光を外部に出射させる出射面と、
   入射した光を前記出射面側に反射させる複数個の微小反射面と、
   を備え、
   前記微小反射面は、仮想焦点を通る光を前記出射面側に平行もしくはほぼ平行に反射させる断面曲線から構成されている、
   ことを特徴とする車両用導光部材。
2. 前記微小反射面は、前記断面曲線を前記出射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曲面から構成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用導光部材。
3. 前記微小反射面は、前記断面曲線を前記入射面に対して平行もしくはほぼ平行方向に延長させてなる曲面から構成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用導光部材。
4. 複数個の前記微小反射面は、前記入射面から光の導光方向に行くに従って、疎から密に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用導光部材。
5. 複数個の前記微小反射面の面積は、前記入射面から光の導光方向に行くに従って、広くなる、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用導光部材。
6. 灯室を区画するランプハウジングおよびランプレンズと、
   前記灯室内に配置されている１個もしくは複数個の光源および前記の請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用導光部材と、
   を備える、
   ことを特徴とする車両用灯具。

Images