JP2016122520A - 車両用ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】導光体の薄型化に対して良好な光利用効率を確保することができる車両用ランプを提供することにある。【解決手段】導光体を複数の導光体ブロック１１で構成し、夫々の導光体ブロック１１を略平板状の光入射導光部２０と、光入射導光部２０の面方向に垂直な方向に延びる略平板状の一対の光出射部３０、３１とで構成した。光入射導光部３０、３１は、導光光を一対の光出射部３０、３１に向ける全反射面となるプリズム面（２５ａ、２５ｂ）、（２６ａ、２６ｂ）を有する一対のプリズム部２５、２６と、導光光を一対の光出射部３０、３１に向ける全反射面となる一対の側方傾斜面２７、２８を有し、複数の導光体ブロック１１の夫々の光出射部３０、３１の中央側が露出すると共に隣接する光出射部３０、３１同士の境界部が仕切枠４０で遮蔽される前面カバー４を備えたケーシング５内に収容した。【選択図】図６

Description

本発明は、車両用ランプに関するものであり、詳しくは、半導体発光素子からの光が導光体内を導光されてその出射光が照射光として用いられる車両用ランプに関する。

従来、この種の車両用ランプとしては、例えば、特許文献１に「灯具」として図１２（ａ（光軸ＡＸを含む縦断面図）、ｂ（光軸ＡＸを含む横断面図））に示す構成のものが開示されている。

それは、透明樹脂からなり全体として板状の導光体（レンズ体）８０の端面近傍にＬＥＤ光源９０が照射方向を該端面に向けて配置されている。レンズ体８０は、ＬＥＤ光源９０から該レンズ体８０の厚み方向に出射された光の光路制御を担う第１光学系８１、ＬＥＤ光源９０からレンズ体８０の面方向に出射された光のうち狭角方向に出射された光の光路制御を担う第２光学系８２及びレンズ体８０の面方向に出射された光のうち広角方向に出射された光の光路制御を行う第３光学系８３の３つの光学系を有している。

そのうち、第１光学系８１は、レンズ体８０が空気層Ｓを挟んで光入射側の部分８０ａと光出射側の部分８０ｂで構成され、ＬＥＤ光源９０から出射して光入射側の部分８０ａの光入射面８０ａａで集光されて光軸ＡＸに略平行な光として導光された光ＬＬ１が、一旦空気層Ｓを通過した後に光出射側の部分８０ｂに入射して２回の内部反射（全反射）を経て光出射面８０ｂｂの光軸ＡＸ近傍領域からレンズ体８０外に出射される（図１２（ａ）参照）。

また、第２光学系８２は、ＬＥＤ光源９０から出射して光入射面８０ｃｃで集光されて光軸ＡＸに略平行な光として導光された光ＬＬ２が、２回の内部反射（全反射）を経て光出射面８０ｂｂの光軸ＡＸ近傍の側方領域からレンズ体８０外に出射される（図１２（ｂ）参照）。

更に、第３光学系８３は、ＬＥＤ光源９０から出射して光入射面８０ｄｄから入射した光ＬＬ３が、１回の内部反射（全反射）を経て光出射面８０ｂｂの最側方領域からレンズ体８０外に出射される（図１２（ｂ）参照）。

特許第５５６９８０７号公報

ところで、上記特許文献１で開示された灯具１００は、第１光学系８１においてレンズ体８０が空気層Ｓを有しており、ＬＥＤ光源９０からの出射光はレンズ体８０の導光途中で空気層Ｓを通過することになる。そのため、空気層Ｓによる導光損失が生じて光利用効率が低下する。

また、ＬＥＤ光源９０からレンズ体８０の厚み方向に出射された光は、ＬＥＤ光源９０から１８０°の角度範囲に出射された光のうち、光入射面８０ａａの厚み領域（狭角方向）に向かう光のみが光入射側の部分８０ａに入射し、それ以外の方向（広角方向）に向かう光はレンズ体８０による光路制御の対象にはならない。そのため、ＬＥＤ光源９０からの出射光の利用効率が低いものとなってしまう。したがって、レンズ体８０の薄型化に伴って光利用効率が低下することになる。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、レンズ体（導光体）の薄型化に対して良好な光利用効率を確保することができる車両用ランプを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、複数の光源と、前記複数の光源の夫々からの出射光を導光する複数の導光体ブロックが一体に形成されてなる導光体が、ケーシング内に収容されてなる車両用ランプであって、前記複数の導光体ブロックの夫々は、略平板状の光入射導光部と、前記光入射導光部の一端部に設けられて前記光入射導光部の面方向に垂直な方向に延びる略平板状の一対の光出射部を有し、前記光入射導光部は、前記光源から出射して前記光入射導光部内を導光された光の一部を前記一対の光出射部の夫々に向けて全反射するプリズム面を有する一対の三角プリズム部と、前記光源から出射して前記光入射導光部内を導光された光の一部を前記一対の光出射部の夫々に向けて全反射する一対の側面反射面を有し、前記ケーシングが、前記複数の導光体ブロックの夫々の光出射部の中央側が露出すると共に隣接する光出射部同士の境界部が仕切枠で遮蔽される前面カバーを備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記複数の導光体ブロックの夫々の光入射導光部には、傾斜状に切り欠いた傾斜切欠面と楔状に切り欠いた一対の楔切欠面が形成されており、前記光源から出射して前記光入射導光部に該光入射導光部の面方向に垂直な方向から入射した光の一部が前記傾斜切欠面で前記一対の三角プリズム部に向けて全反射され、一部が一対の楔切欠面で前記一対の側面反射面の夫々に向けて全反射されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記複数の導光体ブロックの夫々に設けられた一対の光出射部の光出射面には、出射光を所定の方向に向ける適宜なレンズカットが施されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記導光体に設けられた複数の光出射部は所定の段差を有して配設されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載された発明は、車両用ランプに用いる導光体ユニットであって、複数の光源と、前記複数の光源の夫々からの出射光を導光する複数の導光体ブロックが一体に形成されてなる導光体を有し、前記複数の導光体ブロックの夫々は、略平板状の光入射導光部と、前記光入射導光部の一端部に設けられて前記光入射導光部の面方向に垂直な方向に延びる略平板状の一対の光出射部を有し、前記光入射導光部は、前記光源から出射して前記光入射導光部内を導光された光の一部を前記一対の光出射部の夫々に向けて全反射するプリズム面を有する一対の三角プリズム部と、前記光源から出射して前記光入射導光部内を導光された光の一部を前記一対の光出射部の夫々に向けて全反射する一対の側面反射面を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記複数の導光体ブロックの夫々の光入射導光部には、傾斜状に切り欠いた傾斜切欠面と楔状に切り欠いた一対の楔切欠面が形成されており、前記光源から出射して前記光入射導光部に該光入射導光部の面方向に垂直な方向から入射した光の一部が前記傾斜切欠面で前記一対の三角プリズム部に向けて全反射され、一部が一対の楔切欠面で前記一対の側面反射面の夫々に向けて全反射されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項５又は請求項６において、前記複数の導光体ブロックの夫々に設けられた一対の光出射部の光出射面には、出射光を所定の方向に向ける適宜なレンズカットが施されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項５〜請求項７のいずれかにおいて、前記導光体に設けられた複数の光出射部は所定の段差を有して配設されていることを特徴とするものである。

本発明の車両用ランプによれば、光源からの出射光が導光体の、空気層が介在しない光入射導光部内を導光されると共にプリズム面及び側面反射面による全反射光が光出射部から出射され、端部側からの出射光が中央側からの出射光に比べて比較的暗い輝度分布を有するものとなる。

そのため、光出射部の中央側が露出すると共に隣接する光出射部同士の境界部が仕切枠で遮蔽されるような前面カバーを備えたケーシング内に収容することにより、光出射部からの出射光を有効に且つ効率良く活用することができる。そのため、導光体（導光体の光入射導光部）の薄型化に対して良好な光利用効率を確保することができ、明るく見栄えが良好で商品性に優れた車両用ランプを実現することができる。

本発明の実施形態に係る導光体を表側から見た斜視図である。 導光体を構成する導光体ブロックを裏側から見た斜視図である。 導光体ブロックの部分正面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 導光体を構成する導光体ブロックを表側から見た斜視図である。 光線追跡図である。 同じく、光線追跡図である。 車両用ランプを構成する導光体とケーシングの関係を示す説明図である。 車両用ランプをその光出射方向から見た図である。 車両の装飾部を前方から見た図である。 従来例の説明図である。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１１を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１〜図６は本発明に係る実施形態の車両用ランプを構成する導光体の説明図である。そのうち、図１は複数の導光体ブロックで一体に形成された導光体を表側から見た斜視図、図２は導光体ブロックの１つを裏側から見た斜視図、図３は導光体ブロックの部分正面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は図３のＢ−Ｂ断面図、図６は導光体ブロックの１つを表側から見た斜視図である。

車両用ランプを構成する導光体１０は、例えばポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の透明樹脂からなると共に複数の導光体ブロック１１で一体に形成され、各導光体ブロック１１は光入射導光部２０と第１光出射部３０及び第２光出射部３１からなる一対の光出射部を有している。

そのうち、光入射導光部２０は略平板状を呈しており、一方の面（裏面）２０ｂ側に、中心軸Ｚを中心軸とする軸方向に延びる筒状中空部２１ａを有する錐台形状の光源保持部２１が設けられ、筒状中空部２１ａに後述する光源（例えば、ＬＥＤ）を勘合装着することにより光源が光源保持部２１を介して導光体ブロック１１に固定支持される（図２参照）。

また、光入射導光部２０の、光源保持部２１に対向する位置の他方の面（表面）２０ａ側には図３にあるように切欠孔２４が形成され、表面２０ａから裏面２０ｂ側に向かって所定の角度αで斜めに中心軸Ｚの延長線上まで切り欠いた傾斜切欠部２２の平面状の傾斜切欠面２２ａと（図４参照）、中心軸Ｚの延長線の、傾斜切欠部２２と反対側に、表面２０ａから裏面２０ｂ側に向かって所定の幅Ｄ及び所定の角度２βで楔状に切り欠いた楔切欠部２３の一対の平面状の楔切欠面２３ａ、２３ｂを有している（図５参照）。なお、角度βは中心軸Ｚ方向に対する夫々の楔切欠面２３ａ、２３ｂの傾斜角度である。また、傾斜切欠面２２ａと楔切欠面２３ａ、２３ｂは、傾斜切欠面２２ａの縁線と一対の楔切欠面２３ａ、２３ｂの交線とが中心軸Ｚの延長線上の１点Ｐで交わっている。

したがって、光入射導光部２０の、光源保持部２１に対応する領域を表面２０ａ側から見ると図３にあるように、中心軸Ｚの延長線を中心点Ｑとする矩形状の切欠孔２４が観視される。切欠孔２４は中心軸Ｚを中心とする中心点Ｑの一方の側（上側）に形成された傾斜切欠部２２の奥に傾斜切欠面２２ａが露出し、他方の側（下側）に形成された楔切欠部２３の奥に一対の楔切欠面２３ａ、２３ｂが露出している。

傾斜切欠面２２ａの上方から両斜め上方には図６に示すように、所定の角度で上方に突出する同一形状の第１プリズム部２５及び第２プリズム部２６の２つの三角形状のプリズム部（三角プリズム部）が同一高さで周方向に連設されており、夫々のプリズム部２５、２６は互いに対向方向を向く面（第１プリズム面）２５ａ、２６ａ及び互いに反対方向を向く面（第２プリズム面）２５ｂ、２６ｂを有している。

一対の楔切欠面２３ａ、２３ｂの夫々の側方には、下方に向かって所定の角度で外側に開く側方傾斜面２７、２８が形成されている。

光入射導光部２０の一端部（下部）には、該光入射導光部２０の面方向に垂直な略平板状の第１光出射部３０と第２光出射部３１の２つの光出射部が設けられている。２つの光出射部３０、３１のうち、第１光出射部３０は第１プリズム部２５の第２プリズム面２５ｂの下方に位置し、第２光出射部３１は第２プリズム部２６の第２プリズム面２６ｂの下方に位置している。２つの光出射部３０、３１は互いに光入射導光部２０の面方向に直線状に配設されると共に上下方向に所定の段差を有して配設されている。

また、第１光出射部３０及び第２光出射部３１の夫々の下面（光入射導光部２０と反対側の面で光出射面となる面）３０ａ、３１ａには適宜なレンズカットが施されて出射光が所定の方向に向かうように設定されている。

次に、上述の構成を有する導光体について、図７（光線追跡図）及び図８（光線追跡図）を用いて光学的に説明する。

光入射導光部２０の光源保持部２１に装着された光源（ＬＥＤ）２から出射して光入射導光部２０の面方向に垂直な方向から光入射導光部２０に向かう光Ｌ１、Ｌ２は、光源２に対向する側の面（裏面）２０ｂから光入射導光部２０内に入射する。

そのうち、光源２から上半分の方向に向かう光Ｌ１１、Ｌ１２の夫々は図７に示すように、光入射導光部２０内を導光されて傾斜切欠面２２ａに至り、傾斜切欠面２２ａで全反射による内部反射（以下、「内部反射」と呼称する）されて上方に位置する第１プリズム部２５及び第２プリズム部２６の夫々の第１プリズム面２５ａ、２６ａに向けて光入射導光部２０内を導光される。

そして、第１プリズム部２５の第１プリズム面２５ａに至った光Ｌ１１は、第１プリズム面２５ａで内部反射されて第２プリズム面２５ｂに向けて第１プリズム部２５内を導光され、第２プリズム面２５ｂで内部反射されて下方に位置する第１光出射部３０に向けて光入射導光部２０内を導光され、第１光出射部３０の下面（光出射面）３０ａから外部の所定の方向に向けて出射される。

また、第２プリズム部２６の第１プリズム面２６ａに至った光Ｌ１２は、第１プリズム面２６ａで内部反射されて第２プリズム面２６ｂに向けて第２プリズム部２６内を導光され、第２プリズム面２６ｂで内部反射されて下方に位置する第２光出射部３１に向けて光入射導光部２０内を導光され、第２光出射部３１の下面（光出射面）３１ａから外部の所定の方向に向けて出射される。

一方、光源２から下半分の方向に向かう光Ｌ２１、Ｌ２２は図８に示すように、そのうち一方の横半分の方向に向けて出射された光Ｌ２１が、光入射導光部２０内を導光されて楔切欠面２３ａに至り、楔切欠面２３ａで内部反射されて側方に位置する側方傾斜面２７に向けて光入射導光部２０内を導光され、側方傾斜面２７で内部反射されて下方に位置する第１光出射部３０に向けて光入射導光部２０内を導光され、第１光出射部３０の下面（光出射面）３０ａから外部の所定の方向に向けて出射される。

また、光源２から他方の横半分の方向に向かう光Ｌ２２は、光入射導光部２０内を導光されて楔切欠面２３ｂに至り、楔切欠面２３ｂで内部反射されて側方に位置する側方傾斜面２８に向けて光入射導光部２０内を導光され、側方傾斜面２８で内部反射されて下方に位置する第２光出射部３１に向けて光入射導光部２０内を導光され、第２光出射部３１の下面（光出射面）３１ａから外部の所定の方向に向けて出射される。

これにより、光源２からの出射光の総光量のうち約半分の光量が第１光出射部３０の光出射面３０ａから外部に出射され、約半分の光量が第２光出射部３１の光出射面３１ａから外部に出射される。したがって、第１光出射部３０及び第２光出射部３１からはほぼ均等な光量が出射され、第１光出射部３０及び第２光出射部３１において互いに明るさのバラツキの少ない出射光を得ることができる。

また、第１光出射部３０及び第２光出射部３１の夫々からの出射光は、光源２からの出射光が空気層を介在しない各導光体ブロック１１内の導光路を経て夫々の光出射面３０ａ、３１ａに至った光である。したがって、第１光出射部３０及び第２光出射部３１の夫々の光出射面３０ａ、３１ａからの出射光は空気層による導光損失がなく、良好な光利用効率を実現することができる。言い換えると、第１光出射部３０及び第２光出射部３１の夫々からは明るい光を得ることができる。

ところで、第１光出射部３０からの出射光は、第１プリズム部２５の第２プリズム面２５ｂによる内部反射光及び側方傾斜面２７による内部反射光が第１光出射部３０の光出射面３０ａに到達した領域から出射される。同様に、第２光出射部３１からの出射光は、第２プリズム部２６の第２プリズム面２６ｂによる内部反射光及び側方傾斜面２８による内部反射光が第２光出射部３１の光出射面３１ａに到達した領域から出射される。

そのため、第１光出射部３０及び第２光出射部３１の夫々からの出射光の輝度分布は一様ではなく、端部側が中央側に比べて比較的暗い輝度分布を有するものとなる。したがって、図９（車両用ランプを構成する導光体とケーシングの関係を示す説明図）及び図１０（導光体を組み込んだ車両用ランプをその光出射方向から見た図）にあるように、上記導光体１０を、該導光体１０の光出射方向前面に、第１光出射部３０の光出射面３０ａ及び第２光出射部３１の光出射面３１ａの夫々の中央側が露出すると共に隣接する光出射面３０ａ、３１ａ同士の境界部が仕切枠３で遮蔽されるような前面カバー４を備えたケーシング５内に収容することにより、第１光出射部３０及び第２光出射部３１からの出射光を有効に且つ効率良く活用することができる。そのため、導光体（導光体の光入射導光部）の薄型化に対して良好な光利用効率を確保することができ、明るく見栄えが良好で商品性に優れた車両用ランプ１を実現することができる。

また、図１１（車両の装飾部を前方から見た図）にあるように、全体が透明部材からなる前面カバー４を備えたケーシング５内に導光体１０を収容して車両用ランプ１を構成し、該車両用ランプ１を例えば、車両のフロントガーニッシュ等の、デザイン上の観点から縦方向に所定の間隔で仕切枠４１が設けてなる装飾部４０に取り付けることにより、夜間照明点灯時の美観を向上させて車両の商品性を高めることができる。

１… 車両用ランプ
２… 光源
３… 仕切枠
４… 前面カバー
５… ケーシング
１０… 導光体
１１… 導光体ブロック
２０… 光入射導光部
２０ａ… 表面
２０ｂ… 裏面
２１… 光源保持部
２１ａ… 筒状中空部
２２… 傾斜切欠部
２２ａ… 傾斜切欠面
２３… 楔切欠部
２３ａ… 楔切欠面
２３ｂ… 楔切欠面
２４… 切欠孔
２５… 第１プリズム部
２５ａ… 第１プリズム面
２５ｂ… 第２プリズム面
２６… 第２プリズム部
２６ａ… 第１プリズム面
２６ｂ… 第２プリズム面
２７… 側方傾斜面
２８… 側方傾斜面
３０… 第１光出射部
３０ａ… 下面（光出射面）
３１… 第２光出射部
３１ａ… 下面（光出射面）
４０… 装飾部
４１… 仕切枠

Claims (8)

1. 複数の光源と、前記複数の光源の夫々からの出射光を導光する複数の導光体ブロックが一体に形成されてなる導光体が、ケーシング内に収容されてなる車両用ランプであって、
   前記複数の導光体ブロックの夫々は、略平板状の光入射導光部と、前記光入射導光部の一端部に設けられて前記光入射導光部の面方向に垂直な方向に延びる略平板状の一対の光出射部を有し、
   前記光入射導光部は、前記光源から出射して前記光入射導光部内を導光された光の一部を前記一対の光出射部の夫々に向けて全反射するプリズム面を有する一対の三角プリズム部と、前記光源から出射して前記光入射導光部内を導光された光の一部を前記一対の光出射部の夫々に向けて全反射する一対の側面反射面を有し、
   前記ケーシングが、前記複数の導光体ブロックの夫々の光出射部の中央側が露出すると共に隣接する光出射部同士の境界部が仕切枠で遮蔽される前面カバーを備えたことを特徴とする車両用ランプ。
2. 前記複数の導光体ブロックの夫々の光入射導光部には、傾斜状に切り欠いた傾斜切欠面と楔状に切り欠いた一対の楔切欠面が形成されており、前記光源から出射して前記光入射導光部に該光入射導光部の面方向に垂直な方向から入射した光の一部が前記傾斜切欠面で前記一対の三角プリズム部に向けて全反射され、一部が一対の楔切欠面で前記一対の側面反射面の夫々に向けて全反射されることを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプ。
3. 前記複数の導光体ブロックの夫々に設けられた一対の光出射部の光出射面には、出射光を所定の方向に向ける適宜なレンズカットが施されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用ランプ。
4. 前記導光体に設けられた複数の光出射部は所定の段差を有して配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用ランプ。
5. 車両用ランプに用いる導光体ユニットであって、
   複数の光源と、前記複数の光源の夫々からの出射光を導光する複数の導光体ブロックが一体に形成されてなる導光体を有し、
   前記複数の導光体ブロックの夫々は、略平板状の光入射導光部と、前記光入射導光部の一端部に設けられて前記光入射導光部の面方向に垂直な方向に延びる略平板状の一対の光出射部を有し、
   前記光入射導光部は、前記光源から出射して前記光入射導光部内を導光された光の一部を前記一対の光出射部の夫々に向けて全反射するプリズム面を有する一対の三角プリズム部と、前記光源から出射して前記光入射導光部内を導光された光の一部を前記一対の光出射部の夫々に向けて全反射する一対の側面反射面を有することを特徴とする導光体ユニット。
6. 前記複数の導光体ブロックの夫々の光入射導光部には、傾斜状に切り欠いた傾斜切欠面と楔状に切り欠いた一対の楔切欠面が形成されており、前記光源から出射して前記光入射導光部に該光入射導光部の面方向に垂直な方向から入射した光の一部が前記傾斜切欠面で前記一対の三角プリズム部に向けて全反射され、一部が一対の楔切欠面で前記一対の側面反射面の夫々に向けて全反射されることを特徴とする請求項５に記載の導光体ユニット。
7. 前記複数の導光体ブロックの夫々に設けられた一対の光出射部の光出射面には、出射光を所定の方向に向ける適宜なレンズカットが施されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の導光体ユニット。
8. 前記導光体に設けられた複数の光出射部は所定の段差を有して配設されていることを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載の導光体ユニット。

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