JP2016194983A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】導光体を用いた車両用灯具において、均一発光性の向上を実現する。【解決手段】車両用灯具１０は、ＬＥＤ２２と、ＬＥＤ２２からの光を制御する第１導光体２３とを備える。第１導光体２３は、ＬＥＤ２２の光軸Ａｘ上に位置し、ＬＥＤ２２からの光の一部を内部に入射させる第１入射面２７と、第１入射面２７の側方に位置し、ＬＥＤ２２からの光の一部を内部に入射させる第２右入射面２８Ｒと、第２右入射面２８Ｒから入射した光を拡散光として全反射する右反射面２９Ｒと、ＬＥＤ２２の光軸Ａｘ上に位置し、第１入射面２７から入射した光を外部に出射する第１出射面３０と、第１出射面３０の側方に位置し、右反射面２９Ｒで全反射した光を平行光に変換して外部に出射する第２右出射面３１Ｒとを含む導光要素２５を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に発光素子と板状導光体を用いた車両用灯具に関する。

従来より、ＬＥＤ等の光源と、該光源からの光を制御する導光体とを組み合わせた車両用灯具が提案されている。光源から出射された光は、導光体に入射する。導光体に入射した光は、入射面、反射面等の導光体の構成要素により反射、屈折、散乱等に供され、所定の出射面より出射する。これにより、車両外に居る者からは導光体全体が発光しているように見える。

特開２０１４−１６７８７９号公報

上記のような導光体を用いた車両用灯具では、発光時の見映えを向上するために、導光体をできるだけ均一に発光させることが望ましい。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、導光体を用いた車両用灯具において、均一発光性の向上を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、光源と、光源からの光を制御する導光体とを備える。導光体は、光源からの光の一部を内部に入射させる第１入射面と、第１入射面の側方に位置し、光源からの光の一部を内部に入射させる第２入射面と、第２入射面から入射した光を拡散光として全反射する反射面と、第１入射面から入射した光を外部に出射する第１出射面と、第１出射面の側方に位置し、反射面で全反射した光を平行光に変換して外部に出射する第２出射面と、を含む導光要素を備える。

第１出射面は、第１入射面から入射した光を光源の光軸と平行な平行光に変換して外部に出射し、第２出射面は、反射面で全反射した光を光源の光軸と平行な平行光に変換して外部に出射してもよい。

導光体は、互いに隣接して配置された第１および第２の導光要素を備えてもよい。第１および第２の導光要素のそれぞれに対して光源が配置されてもよい。

導光体の第１出射面および第２出射面からの光を制御して灯具前方に出射する別の導光体をさらに備えてもよい。

本発明の別の態様もまた、車両用灯具である。この車両用灯具は、光源と、光源からの光を制御する第１導光体と、第１導光体からの光を入射する入射部と、入射部から入射した光を灯具前方に反射する反射部と、反射部で反射した光を出射する出射部とを含む第２導光体と、を備える。

本発明によれば、導光体を用いた車両用灯具において、均一発光性の向上を実現できる。

本発明の実施形態に係る車両用灯具の概略水平断面図である。 本発明の別の実施形態に係る車両用灯具の概略垂直断面図である。 図２に示す灯具ユニットの平面図である。 図３に示す灯具ユニットのＡ−Ａ断面図である。 灯具ユニットの正面図である。 灯具ユニットの背面図である。 車両用灯具の変形例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る発光装置および該発光装置を用いた車両用灯具について詳細に説明する。なお、本明細書において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは車両用灯具が車両に装着されたときの姿勢における方向を意味する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０の概略水平断面図である。車両用灯具１０は、例えば車両前部に搭載されるターンシグナルランプ、クリアランスランプ、デイタイムランニングランプとして用いることができる。また、車両用灯具１０は、車両後部の標識灯、例えば、ターンシグナルランプ、テールランプ、ストップランプとしても用いることができる。

図１に示すように、車両用灯具１０は、ランプボディ１２と、ランプボディ１２の前面開口部を覆う透明なカバー１４とを備える。ランプボディ１２およびカバー１４は、灯室１６を形成している。カバー１４は、車両の形状に倣って、左側から右側にかけて後方にスラントしている。

図１に示すように、車両用灯具１０は、灯室１６内に、複数のＬＥＤ２２と、ＬＥＤ２２の前方に位置する第１導光体２３と、第１導光体２３の前方に位置する第２導光体２４とを備える。

ＬＥＤ２２は、発光面が灯具前方を向くように、すなわち光軸Ａｘが灯具の前後方向と平行になるように基板２１上に配置されている。基板２１は、ランプボディ１２の底面上に配置され、ＬＥＤ２２に対して電流を供給する。

第１導光体２３は、ＬＥＤ２２からの光を制御する。第１導光体２３は、アクリルなどの透明樹脂を押出成形することにより形成される。第１導光体２３は、一体に形成された複数の導光要素２５から成る。これらの導光要素２５は、カバー１４の形状に倣い、左側から右側にかけて後方に傾斜する方向に隣接して配置されている。各導光要素２５は同様の形状を有し、各導光要素２５に対して１つのＬＥＤ２２が配置されている。各導光要素２５は、連結部２６を介して隣接する導光要素２５と連結されている。

導光要素２５の後面（ＬＥＤ２２と対向する面）には、ＬＥＤ２２からの光を内部に入射するための入射部が設けられている。入射部は、第１入射面２７と、第２左入射面２８Ｌと、第２右入射面２８Ｒとから成る。

第１入射面２７は、ＬＥＤ２２の光軸Ａｘ上に位置する。第１入射面２７には、ＬＥＤ２２から出射する光のうち比較的出射角の小さい光が入射する。第１入射面２７は、その水平断面形状が凸曲線状に形成されており、その曲率はＬＥＤ２２からの出射光を左右方向に多少拡散する光として入射させる大きさに設定されている。第１入射面２７から入射する光は、第１入射面２７で屈折した後、導光要素２５内を灯具前方に向かって進む。

第２左入射面２８Ｌは、第１入射面２７の左側方に位置している。第２右入射面２８Ｒは、第１入射面２７の右側方に位置している。第２左入射面２８Ｌおよび第２右入射面２８Ｒには、ＬＥＤ２２から出射する光のうち比較的出射角の大きな光が入射する。

導光要素２５の後面における入射部の左側方には、第２左入射面２８Ｌから導光要素２５内に入射した光を灯具前方に全反射（内面反射）する左反射面２９Ｌが形成されている。左反射面２９Ｌは、その水平断面形状が凸曲線状に形成されており、その曲率は、第２左入射面２８Ｌからの光を光軸Ａｘと平行な平行光として反射させる大きさに設定されている。

導光要素２５の後面における入射部の右側方には、第２右入射面２８Ｒから導光要素２５内に入射した光を灯具前方に全反射（内面反射）する右反射面２９Ｒが形成されている。右反射面２９Ｒもその水平断面形状が凸曲線状に形成されているが、その曲率は、第２右入射面２８Ｒからの光を左右方向に拡散する光として反射させる大きさに設定されている。

導光要素２５の前面（第２導光体２４と対向する面）には、導光要素２５内を進む光を外部に出射する出射部が設けられている。出射部は、第１出射面３０と、第２左出射面３１Ｌと、第２右出射面３１Ｒとから成る。

第１出射面３０は、ＬＥＤ２２の光軸Ａｘ上に位置する。第１出射面３０は、第１入射面２７から入射した光を灯具前方に出射する。第１出射面３０は、その水平断面形状が凸曲線状に形成されており、その曲率は、第１入射面２７から入射した光を光軸Ａｘと平行な平行光に変換して外部に出射する大きさに設定されている。

第２左出射面３１Ｌは、第１出射面３０の左側方に位置している。第２左出射面３１Ｌは、光軸Ａｘに垂直な平面に形成されており、左反射面２９Ｌで反射した光軸Ａｘと平行な光を、そのまま光軸Ａｘと平行な平行光として第２導光体２４に向けて出射する。左反射面２９Ｌで反射した光軸Ａｘと平行な光は、連結部２６の前面２６ａからも出射される。この連結部２６の前面２６ａも光軸Ａｘに垂直な平面に形成されており、左反射面２９Ｌで反射した光軸Ａｘと平行な光を、そのまま光軸Ａｘと平行な平行光として灯具前方に出射する。

第２右出射面３１Ｒは、第１出射面３０の右側方に位置している。第２右出射面３１Ｒは、右反射面２９Ｒにおいて拡散光として全反射した光を第２導光体２４向けて出射する。第２右出射面３１Ｒは、その水平断面形状が凸曲線状に形成されており、その曲率は、右反射面２９Ｒからの光を光軸Ａｘと平行な平行光に変換して外部に出射する大きさに設定されている。

第１導光体２３の出射部から出射された光は、板状の第２導光体２４を介して灯具前方に出射される。第２導光体２４の入射面２４ａには、複数のステップ２４ｂが形成されている。これらのステップ２４ｂは、第１導光体２３からの光をそのまま（すなわち拡散や屈折をさせずに）第２導光体２４の内部に入射するよう形成されている。このようなステップ２４ｂを採用することにより、灯具正面方向への光成分を多くすることができる。これに代えて、ステップ２４ｂは、第１導光体２３からの光を拡散して第２導光体２４の内部に入射するよう形成されてもよい。また、第２導光体２４の出射面２４ｃには、第２導光体２４からの出射光を拡散するための複数のステップ２４ｄが形成されている。各ステップ２４ｄは、魚眼ステップとして形成されている。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具１０において、第１導光体２３の右反射面２９Ｒは、第２右入射面２８Ｒからの光を左右方向に拡散する光として全反射するよう形成されている。また、第２右出射面３１Ｒは、右反射面２９Ｒからの拡散光を光軸Ａｘと平行な平行光に変換して外部に出射する凸曲面に形成されている。仮に第２右出射面３１Ｒが光軸Ａｘに垂直な平面に形成されている場合、右反射面２９Ｒにおいて拡散光として全反射した光は、第２右出射面３１Ｒから出射される際に屈折して左右方向にさらに拡散する。その結果、車両用灯具１０を正面から観察したときに、第２右出射面３１Ｒに対応する第２導光体２４の出射面２４ｃの部分（すなわち、第２右出射面３１Ｒからの光を出射する第２導光体２４の出射面２４ｃの部分）が他の部分よりも暗くなり、均一発光性が低下するおそれがある。一方、本実施形態に係る車両用灯具１０によれば、右反射面２９Ｒからの拡散光が第２右出射面３１Ｒで平行光に集光されて出射されるので、第２右出射面３１Ｒに対応する第２導光体２４の出射面２４ｃの部分の明るさの低下が抑制され、均一発光性の向上を実現できる。

図２は、本発明の別の実施形態に係る車両用灯具１００の概略垂直断面図である。車両用灯具１００は、車両前部に搭載されるターンシグナルランプ、クリアランスランプ、デイタイムランニングランプとして用いることができる。車両用灯具１００は、ランプボディ１１２と、ランプボディ１１２の前面開口部を覆う透明なカバー１１４と、ランプボディ１１２およびカバー１１４により形成された灯室１１６内に設けられた灯具ユニット１１０とを備える。

灯具ユニット１１０は、ＬＥＤ１２２と、基板１２１と、第１導光体１２３と、第２導光体１２４とを備える。

ＬＥＤ１２２は、光軸Ａｘが灯具前方に対して直交するように基板１２１上に配置されている。基板１２１は、ベース部材１５２上に配置され、ＬＥＤ１２２に対して電流を供給する。ベース部材１５２は、ネジ１２６によりランプボディ１１２に固定されている。

第１導光体１２３は、ＬＥＤ１２２の上方に配置されている。第１導光体１２３は、ベース部材１５２により支持されている。第１導光体１２３は、ＬＥＤ１２２からの光を制御して第２導光体１２４に向けて出射する。

第２導光体１２４は、第１導光体１２３からの光を入射部１３０から内部に入射し、反射部１５０で灯具前方に全反射し、該反射光を灯具前方に延びる延出部１５１で導光した後、出射部１５３から灯具前方に出射する。

反射部１５０は、垂直断面形状が凸曲線状に形成されていてもよい。その凸曲線の曲率は、全反射した光を出射部１５３に向かって集光させる大きさに設定されてもよい。

車両用灯具１００は、灯室１１６に第１エクステンション１３１および第２エクステンション１３２を備える。第１エクステンション１３１は、第２導光体１２４の延出部１５１の上面の一部を覆うように設けられている。第２エクステンション１３２は、第２導光体１２４の延出部１５１の下面、第１導光体１２３、ＬＥＤ１２２および基板１２１を覆うように設けられている。第１エクステンション１３１および第２エクステンション１３２は、出射部１５３および延出部１５１の上面の一部以外の部分が車両用灯具１００の外部から見えないようにするために設けられている。

本実施形態に係る車両用灯具１００によれば、ＬＥＤ１２２から灯具前方に直交する方向に出射された光を第２導光体１２４の反射部１５０で灯具前方に反射する光学系を灯具ユニット１１０に採用することにより、灯室外における灯具ユニット１１０の前方に空き空間１４０を設けることができる。この空き空間１４０には、車体の一部（図示せず）を配置することができるため、車両空間を有効利用できる。

図３は、図２に示す灯具ユニット１１０の平面図である。図４は、図３に示す灯具ユニット１１０のＡ−Ａ断面図である。図５は、灯具ユニット１１０の正面図である。図６は、灯具ユニット１１０の背面図である。

灯具ユニット１１０は、複数のＬＥＤ１２２と、ＬＥＤ２２の前方に位置する第１導光体１２３と、第１導光体１２３の前方に位置する第２導光体１２４とを備える。

第１導光体１２３は、ＬＥＤ１２２からの光を制御する。第１導光体１２３は、アクリルなどの透明樹脂を押出成形することにより形成される。第１導光体１２３は、一体に形成された複数の導光要素１２５から成る。これらの導光要素１２５は、互いに隣接して配置されている。各導光要素１２５は同様の形状を有し、各導光要素１２５に対して１つのＬＥＤ１２２が配置されている。

導光要素１２５におけるＬＥＤ１２２と対向する面には、ＬＥＤ１２２からの光を内部に入射するための入射部が設けられている。入射部は、第１入射面１２７と、第２入射面１２８とから成る。

第１入射面１２７は、ＬＥＤ１２２の光軸Ａｘ上に位置する。第１入射面１２７には、ＬＥＤ１２２から出射する光のうち比較的出射角の小さい光が入射する。第１入射面１２７は、光軸Ａｘを含む断面形状が凸曲線状に形成されており、その曲率はＬＥＤ１２２からの出射光を多少拡散する光として入射させる大きさに設定されている。第１入射面１２７から入射する光は、第１入射面１２７で屈折した後、導光要素１２５内を進む。

第２入射面１２８は、第１入射面１２７の両側に位置している。第２入射面１２８には、ＬＥＤ１２２から出射する光のうち比較的出射角の大きな光が入射する。

入射部の側方には、第２入射面１２８から導光要素１２５内に入射した光を全反射（内面反射）する反射面１２９が形成されている。反射面１２９は、光軸Ａｘを含む断面形状が凸曲線状に形成されており、その曲率は、第２入射面１２８からの光を拡散光として反射させる大きさに設定されている。

導光要素１２５における第２導光体１２４と対向する面には、導光要素１２５内を進む光を外部に出射する出射部が設けられている。この出射部は、第１出射面１５４と、第２出射面１５５とから成る。

第１出射面１５４は、ＬＥＤ１２２の光軸Ａｘ上に位置する。第１出射面１５４は、第１入射面１２７から入射した光を第２導光体１２４に向けて出射する。第１出射面１５４は、光軸Ａｘを含む断面形状が凸曲線状に形成されており、その曲率は、第１入射面１２７から入射した光を光軸Ａｘと平行な平行光に変換して外部に出射する大きさに設定されている。

第２出射面１５５は、第１出射面１５４の両側に位置している。第２出射面１５５は、反射面１２９において拡散光として全反射した光を第２導光体１２４に向けて出射する。第２出射面１５５は、光軸Ａｘを含む断面形状が凸曲線状に形成されており、その曲率は、反射面１２９からの光を光軸Ａｘと平行な平行光に変換して外部に出射する大きさに設定されている。

第１導光体１２３の出射部から出射された光は、第２導光体１２４を介して灯具前方に出射される。図２で説明したように、第２導光体１２４は、第１導光体１２３からの光を入射部１３０から内部に入射し、反射部１５０で灯具前方に全反射し、該反射光を灯具前方に延びる延出部１５１で導光した後、出射部１５３から灯具前方に出射する。

第２導光体１２４の反射部１５０には、複数のステップが形成されている。これらのステップは、光を拡散させずに全反射するよう形成されている。このようなステップを採用することにより、灯具正面方向への光成分を多くすることができる。これに代えて、反射部１５０のステップは、全反射する光を拡散するよう形成されてもよい。また、第２導光体１２４の出射部１５３には、出射する光を拡散するための複数のステップが形成されている。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具１００において、第１導光体１２３の反射面１２９は、第２入射面１２８からの光を拡散光として全反射するよう形成されている。また、第２出射面１５５は、反射面１２９からの拡散光を光軸Ａｘと平行な平行光に変換して外部に出射する凸曲面に形成されている。仮に第２出射面１５５が光軸Ａｘに垂直な平面に形成されている場合、反射面１２９において拡散光として全反射した光は、第２出射面１５５から出射される際に屈折して左右方向にさらに拡散する。その結果、車両用灯具を正面から観察したときに、第２出射面１５５に対応する第２導光体１２４の出射部１５３の部分（すなわち、第２出射面１５５からの光を出射する第２導光体１２４の出射部１５３の部分）が他の部分よりも暗くなり、均一発光性が低下するおそれがある。一方、本実施形態に係る車両用灯具１００によれば、反射面１２９からの拡散光が第２出射面１５５で平行光に集光されて出射されるので、第２出射面１５５に対応する第２導光体１２４の出射部１５３の部分の明るさの低下が抑制され、均一発光性の向上を実現できる。

図７は、車両用灯具１００の変形例を説明するための図である。図７に示す車両用灯具１００において、図２に示す車両用灯具と同一または対応する構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

本変形に係る車両用灯具１００は、灯室１１６内に第１灯具ユニット１８０を備える。第１灯具ユニット１８０は、図２で説明した灯具ユニット１１０と同様の構成を有し、ＬＥＤ１２２と、基板１２１と、第１導光体１２３と、第２導光体１２４とを備える。

ＬＥＤ１２２は、光軸Ａｘが灯具前方に対して直交するように基板１２１上に配置されている。基板１２１は、ベース部材１５２上に配置され、ＬＥＤ１２２に対して電流を供給する。ベース部材１５２は、灯具ユニットボディ１７０により支持されている。

第１導光体１２３は、ＬＥＤ１２２の上方に配置されている。第１導光体１２３は、ベース部材１５２により支持されている。第１導光体１２３は、ＬＥＤ１２２からの光を制御して第２導光体１２４に向けて出射する。

第２導光体１２４は、灯具ユニットボディ１７０の上面上に設けられている。第２導光体１２４は、第１導光体１２３からの光を入射部１３０から内部に入射し、反射部１５０で灯具前方に全反射し、該反射光を灯具前方に延びる延出部１５１で導光した後、出射部１５３から灯具前方に出射する。

本変形例に係る車両用灯具１００においては、灯具ユニットボディ１７０における第１導光体１２３の前方且つ第２導光体１２４の下方に、凹部１７２が形成されている。この凹部１７２の開口部は、インナーカバー１７４で覆われている。凹部１７２およびインナーカバー１７４で形成される空間１７６内には、第２灯具ユニット１９０が配置されている。この第２灯具ユニット１９０は、４本の棒状導光体を連結したものであり、光源（図示せず）から入射した光を内部で導光しながら、延出方向に沿った出射面から灯具前方に向けて出射する。

本変形例に係る車両用灯具１００によれば、ＬＥＤ１２２から灯具前方に直交する方向に出射された光を第２導光体１２４の反射部１５０で灯具前方に反射する光学系を第１灯具ユニット１８０に採用することにより、灯具ユニットボディ１７０における第１導光体１２３の前方且つ第２導光体１２４の下方に空間１７６を設けることができる。この空間１７６には、別の第２灯具ユニット１９０を配置することができ、灯室１１６内の空間を有効利用できる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

例えば、上述の実施形態では、発光素子としてＬＥＤを例示したが、発光素子はＬＥＤに限定されず、例えばＬＤ（レーザダイオード）であってもよい。

１０、１００ 車両用灯具、 １２、１１２ ランプボディ、 １４、１１４ カバー、 １６、１１６ 灯室、 ２２、１２２ ＬＥＤ、 ２３、１２３ 第１導光体、 ２４、１２４ 第２導光体、 ２５、１２５ 導光要素、 ２７、１２７ 第１入射面、 ３０、１５４ 第１出射面、 １１０ 灯具ユニット、 １１６ 灯室、 １２８ 第２入射面、 １２９ 反射面、 １３０ 入射部、 １５０ 反射部、 １５１ 延出部、 １５３ 出射部、 １７０ 灯具ユニットボディ、 １８０ 第１灯具ユニット、 １９０ 第２灯具ユニット。

Claims (5)

1. 光源と、前記光源からの光を制御する導光体と、を備える車両用灯具であって、
   前記導光体は、
   前記光源からの光の一部を内部に入射させる第１入射面と、
   前記第１入射面の側方に位置し、前記光源からの光の一部を内部に入射させる第２入射面と、
   前記第２入射面から入射した光を拡散光として全反射する反射面と、
   前記第１入射面から入射した光を外部に出射する第１出射面と、
   前記第１出射面の側方に位置し、前記反射面で全反射した光を平行光に変換して外部に出射する第２出射面と、
   を含む導光要素を備えることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第１出射面は、前記第１入射面から入射した光を前記光源の光軸と平行な平行光に変換して外部に出射し、
   前記第２出射面は、前記反射面で全反射した光を前記光源の光軸と平行な平行光に変換して外部に出射することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記導光体は、互いに隣接して配置された第１および第２の前記導光要素を備え、
   第１および第２の前記導光要素のそれぞれに対して前記光源が配置され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。
4. 前記導光体の前記第１出射面および前記第２出射面からの光を制御して灯具前方に出射する別の導光体をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用灯具。
5. 光源と、
   前記光源からの光を制御する第１導光体と、
   前記第１導光体からの光を入射する入射部と、前記入射部から入射した光を灯具前方に反射する反射部と、前記反射部で反射した光を出射する出射部と、を含む第２導光体と、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。

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