JP2017079173A - 車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】先行車に後続車との速度差及び車間距離を認識させることにより、先行車が左右折や車線変更を行う際に適切な操作が行えるような簡易型の運転操作支援手段を備えた車両用灯具を提供することにある。
【解決手段】基板上に、複数のＬＥＤが一列に実装されてなるＬＥＤ群３、４、５、６を所定の間隔で複数列に配置し、ＬＥＤ群の前方に、各ＬＥＤ群の夫々の直前を該ＬＥＤ群に沿って延びる複数のロッドレンズ部１３、１４、１５、１６を有する第一レンズ１０を配置して、各ＬＥＤからの出射光をロッドレンズ部の延長方向と垂直方向に集光して線状光とし、第一レンズ１０の前方に、該第一レンズ１０から出射された線状光の向かう方向を制御する方向制御レンズ部２２を有する第二レンズ２０を配置した。
【選択図】図３

Description

本発明は車両用灯具に関するものであり、詳しくは、先行車に後続車との速度差及び車間距離を認識させることにより、先行車が左右折や車線変更を行う際に適切な操作が行えるような支援を行う簡易型の運転操作支援手段を備えた車両用灯具に関する。
従来、車両に搭載されて、左右折や車線変更を行う際の適切な操作を支援する運転操作支援手段としては、特許文献１に「運転支援装置及び運転支援方法」として開示されたものがある。
それは、車両に搭載したカメラで自車両の側後方を撮影し、撮影により得られた画像を基に画像処理部で後続車までの距離を検出して検出した距離に基づいて左右折時と車線変更時の車両の運転を支援するためのガイド線を生し、生成されたガイド線を表示制御部でカメラの画像に重畳させてモニターに表示する。これにより、運転者は、左右折又は車線変更の際の他車との位置関係を容易に判断することが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−５１８５０号
ところで、上記「運転支援装置及び運転支援方法」は、側後方の撮影に用いるカメラ、自車両の速度及び舵角の夫々を検出する速度センサ及び舵角センサ、カメラの画像から後続車までの距離を検出すると共に、検出した距離に基づいてガイド線を生成する画像処理部を構成する画像処理回路やマイクロコンピュータ（ソフトウエアを含む）、カメラの画像とガイド線とを重畳させて表示するモニター等の多くの専用機材が必要であると同時に、機材の取り付け及び機材間の配線の引き回しに手間がかかって取り付け作業の作業性が悪く、いずれもコストアップの要因となる。
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、先行車に後続車との速度差及び車間距離を認識させることにより、先行車が左右折や車線変更を行う際に適切な操作が行えるような簡易型の運転操作支援手段を備えた車両用灯具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、発光素子と、実装基板と、第一レンズと、第二レンズとを備え、複数個の前記発光素子が前記実装基板上に一列に配列されていることで発光素子群を構成し、該発光素子群が所定の間隔で複数列に配置され、前記第一レンズは、前記発光素子の前方に位置すると共に、前記発光素子群の列方向に沿って延びる複数の集光レンズ部を有し、前記集光レンズ部は、対応する前記発光素子からの出射光を、前記発光素子群の列方向と直交する方向に集光して線状光とし、前記第二レンズは、前記第一レンズの前方に位置すると共に、前記集光レンズ部から出射された線状光の向かう方向を制御する方向制御レンズ部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２に記載された発明は、請求項１において、前記集光レンズ部は、前記発光素子群側の面及びその反対側の面の夫々が前記発光素子側及びその反対側に湾曲状に突出したロッドレンズ形状を有し、前記方向制御レンズ部は、前記第一レンズ側の面が凹形状であって、前記第一レンズと反対側の面が凸形状であるメニスカスレンズ形状を有し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３に記載された発明は、発光素子と、実装基板と、第三レンズと、第二レンズとを備え、複数個の前記発光素子が前記実装基板上に一列に配列されていることで発光素子群を構成し、該発光素子群が所定の間隔で複数列に配置され、前記第三レンズは、前記発光素子の前方に該発光素子毎に対応して複数設けられ、前記発光素子からの出射光を、前記発光素子群の列方向と直交する方向に集光し、前記第二レンズは、前記第三レンズの前方に位置し、前記第三レンズから出射された光を前記発光素子群の列方向に沿って延びる線状光とすると共に、該線状光の向かう方向を制御する方向制御レンズ部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４に記載された発明は、請求項３において、前記第三レンズは、前記発光素子側を上面とすると共に、前記第二レンズ側を下面とする略円錐台形を有し、前記上面は、平坦面として形成され、前記下面は、前記第二レンズ側に湾曲状に突出して前記発光素子群の列方向に沿って延びる湾曲柱面形状を有し、前記方向制御レンズ部は、前記第三レンズ側の面が凹形状であって、前記第三レンズと反対側の面が凸形状であるメニスカスレンズ形状を有し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、請求項３又は請求項４のいずれかにおいて、前記第二レンズの前記第三レンズ側の面に、該第三レンズの直前を前記発光素子群の列方向に沿って所定の幅で延びる通光スリットを有する遮光マスクを設けた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１〜請求項５のいずれかにおいて、前記発光素子は、その側方を同じ２方向又は４方向から挟むようにシェードを設けた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１〜請求項６のいずれかにおいて、前記発光素子は、前記発光素子群毎に発光色が同一であることを特徴とするものである。
本発明によれば、基板上に、複数の発光素子が一列に実装されてなる発光素子群を所定の間隔で複数列に配置し、発光素子群の前方に、各発光素子群の夫々の直前を該発光素子群に沿って延びる複数の集光レンズ部を有する第一レンズを配置して、各発光素子からの出射光を集光レンズ部の延長方向と垂直方向に集光して線状光とし、第一レンズの前方に、該第一レンズから出射された線状光の向かう方向を制御する方向制御レンズ部を有する第二レンズを配置した。
これにより、夜間走行中に、隣接する車線の後方を走行する後続車に搭載された、上記構成からなる車両用灯具から放射状に出射された線状光を、先行車（自車）の運転者がサイドミラーを通して観視することで目視によって容易に、後続車との近接離間が認知できると共に、近接離間速度及び車間距離の目安を得ることができる。その結果、先行車が左右折や車線変更を行う際に適切な操作を行うことが可能となる。
実施形態の車両用灯具の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 車両用灯具の光路説明図である。 同じく、車両用灯具の光路説明図である。 車両用灯具を搭載した車両走行時の機能説明図である。 同じく、車両用灯具を搭載した車両走行時の機能説明図である。 同じく、車両用灯具を搭載した車両走行時の機能説明図である。 同じく、車両用灯具を搭載した車両走行時の機能説明図である。 他の実施形態の車両用灯具の平面図である。 図９のＢ−Ｂ断面図である。 車両用灯具の光路説明図である。 同じく、車両用灯具の光路説明図である。 遮光マスクを用いた時の光路説明図である。 シェードを用いた車両用灯具の部分平面図である。 同じく、シェードを用いた車両用灯具の光路説明図である。 シェードを用いた他の車両用灯具の部分平面図である。 同じく、シェードを用いた他の車両用灯具の光路説明図である。 同じく、シェードを用いた他の車両用灯具の配光特性の説明図である。 他の実施形態の車両用灯具の構成説明図である。
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１９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は本発明に係る実施形態の車両用灯具の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
なお、以下の説明で用いる「縦方向」、「上下方向」は、車両用灯具を車両に取り付けた状態において車両の高さ方向を示し、「横方向」、「左右方向」は、車両用灯具を車両に取り付けた状態において車両の幅方向を示している。
車両用灯具（以下、「灯具」と略称する）１は、複数の発光素子（以下、具体的に「ＬＥＤ」と略称する）（３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃ、６ａ〜６ｃ）、複数のＬＥＤ（３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃ、６ａ〜６ｃ）が実装されてなる基板（以下、「ＬＥＤ実装基板」と呼称する）２、ＬＥＤ実装基板２に実装されたＬＥＤ（３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃ、６ａ〜６ｃ）全体を覆うように配置された第一レンズ１０、第一レンズ１０全体を覆うように配置された第二レンズ２０、及び、ＬＥＤ実装基板２、第一レンズ１０及び第二レンズ２０の夫々を支持するハウジング３５を備えている。
複数のＬＥＤ（３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃ、６ａ〜６ｃ）は、円盤状の基板に縦横夫々所定の間隔をおいてマトリクス状に配置（実装）されている。そのうち、ＬＥＤ３ａ〜３ｃは横一列に実装されて第一ＬＥＤ群３を構成し、同様に、ＬＥＤ４ａ〜４ｃ、ＬＥＤ５ａ〜５ｃ及び６ａ〜６ｃの夫々は横一列に実装されて第二ＬＥＤ群４、第三ＬＥＤ群５及び第四ＬＥＤ群６を構成している。
第一レンズ１０は樹脂やガラス等の透明部材からなり、有底円筒状のカップをＬＥＤ実装基板２上に伏せたような形状を呈しており、円筒部にあたる部分（以下、「脚部」と呼称する）１１がＬＥＤ実装基板２に支持固定され、底部にあたる部分（以下、「レンズ部」と呼称する）１２にレンズカットが施されている。
レンズ部１２は、ＬＥＤ実装基板２上に実装された複数のＬＥＤ（３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃ、６ａ〜６ｃ）の光出射方向である前方に位置し、複数のＬＥＤが横一列に実装された第一ＬＥＤ群３、第二ＬＥＤ群４、第三ＬＥＤ群５及び第四ＬＥＤ群６の夫々の光出射方向の直前を該第一ＬＥＤ群３、第二ＬＥＤ群４、第三ＬＥＤ群５及び第四ＬＥＤ群６の夫々に沿って横方向に延びる第一ロッドレンズ部１３、第二ロッドレンズ部１４、第三ロッドレンズ部１５及び第四ロッドレンズ部１６が縦方向に実装されたＬＥＤと同一間隔で縦方向に並設されている。
夫々のロッドレンズ部１３、１４、１５、１６は、各ＬＥＤ群３、４、５、６に対向する側の面（以下、「光入射面」と呼称する）１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａ及びその反対側の面（以下、「光出射面」と呼称する）１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ、１６ｂの夫々が、ＬＥＤ側及びその反対側に湾曲状に突出して長手方向（横方向）に延びる湾曲柱面を有している。
第二レンズ２０は第一レンズ１０と同様に、樹脂やガラス等の透明部材からなると共に有底円筒状のカップをＬＥＤ実装基板２上に伏せたような形状を呈しており、円筒部にあたる部分（以下、「脚部」と呼称する）２１がＬＥＤ実装基板２に支持固定され、底部にあたる部分（以下、「レンズ部」と呼称する）２２にレンズカットが施されている。
レンズ部２２は、第一レンズ１０のレンズ部１２の、ＬＥＤと反対方向である前方に位置し、第一レンズ１０側の面（以下、「光入射面」と呼称する）２２ａが凹で、第一レンズ１０と反対側の面（以下、「光出射面」と呼称する）２２ｂが凸で、且つ凹面の光入射面２２ａの曲率が凸面の光出射面２２ｂの曲率よりも小さい凸メニスカスレンズ形状を有している。
ハウジング３５は、良好な熱伝導性を有する樹脂部材又は金属部材で形成され、有底開口円筒のカップ状を呈しており、底部にあたる部分３６にＬＥＤ実装基板２が載設されると共に、開口を塞ぐように第二レンズ２０が配設されている。
次に、ＬＥＤからの出射光の光路形成について、図３（図１のＡ−Ａ断面図による光路説明図）及び図４（部分斜視図による光路説明図）を参照して説明する。各ＬＥＤ群３、４、５、６を構成するＬＥＤ（３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃ、６ａ〜６ｃ）から放射状に出射して該ＬＥＤ群３、４、５、６の直前に位置する、第一レンズ１０の第一ロッドレンズ部１３、第二ロッドレンズ部１４、第三ロッドレンズ部１５及び第四ロッドレンズ部１６に照射された光は、各ロッドレンズ部１３、１４、１５、１６の光入射面１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａから各ロッドレンズ部１３、１４、１５、１６内に入射し、夫々のロッドレンズ部１３、１４、１５、１６内を導光されて光出射面１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ、１６ｂから前方に位置する、第二レンズ２０のレンズ部２２に向けて出射される。
このとき、各ロッドレンズ部１３、１４、１５、１６の夫々から出射される光は、横方向（長手方向）に対しては放射状に広がった配光を呈し、周方向（短手方向）に対してはロッドレンズのレンズ効果によって集光されて絞られた配光を呈する。言い換えると、各ロッドレンズ部１３、１４、１５、１６からは、周方向（短手方向）に集光されると共に横方向（長手方向）に延長された線状の光が互いに略平行な方向に出射される。
各ロッドレンズ部１３、１４、１５、１６の夫々から出射して該ロッドレンズ部１３、１４、１５、１６の前方に位置する、第二レンズ２０の凸メニスカスレンズ形状のレンズ部２２に照射された、互いに略平行の線状の光は、レンズ部２２の光入射面２２ａからレンズ部２２内に入射し、レンズ部２２内を導光されて光出射面２２ｂから外部に向けて出射される。
このとき、第二レンズ２０のレンズ部２２から出射される光は、各ロッドレンズ部１３、１４、１５、１６から出射されて第二レンズ２０のレンズ部２２に照射された線状の光が、凸メニスカスレンズのレンズ効果によって線状を保持したまま出射方向のみが制御される。具体的には、レンズ部２２からは、出射後にレンズ部２２近傍の所定の位置Ｐに一旦収束した後に放射状に広がる線状の光（以下、「線状光」と呼称する）９が出射される。
次に、上記灯具を搭載した車両において、灯具から放射状に出射された線状光の、運転者の視覚に対する働きについて、図５〜図７を参照して説明する。
図５は、夜間走行時において、先行車の隣接する車線の後方を走行する車両に搭載された上記灯具１から、暗部４１を挟んだ複数の線状光４０が先行車に向けて照射されている状態を示している。なお、説明上、線状光４０の数を実施形態の灯具による線状光の数よりも増やしている。
図５において、矢印（Ｂ）で示すように、先行車よりも後続車の速度が速くて後続車が先行車に近づいてくるときは、後続車の灯具１から出射されて先行車のサイドミラー４５に照射される光（線状光）４０は、照射時間ｔ及び照射周期Ｔが次第に短くなる（図６（線状光４０ａ〜４０ｆの、サイドミラーに対する照射順を矢印で示す図）参照）。
したがって、夜間走行中に、後続車からの照射光をサイドミラー４５を通して観視したときに、後続車からの光（線状光）４０の視認時間及びその周期が次第に短くなるときは、後続車が先行車（自車）に近づいてきていることが認知できる。
その結果、左右折や車線変更を行う際に、運転者に、隣り車線の後方を走行する車両（後続車）に対して十分な注意を払うように意識づけがなされるため、適切な運転操作を行うことができる。
一方、図５において、矢印（Ｃ）で示すように、先行車の方が後続車の速度よりも速くて後続車が先行車から離れていくときは、後続車の灯具１から出射されて先行車のサイドミラー４５に照射される光（線状光）４０は、照射時間ｔ及び照射周期Ｔが次第に長くなる（図７（線状光４０ｆ〜４０ａの、サイドミラーに対する照射順を矢印で示す図）参照）。
したがって、夜間走行中に、後続車からの照射光をサイドミラー４５を通して観視したときに、後続車からの光（線状光）４０の視認時間及びその周期が次第に長くなるときは、後続車が先行車（自車）から遠ざかっていることが認知できる。
その結果、左右折や車線変更を行う際に、運転者は確信を持って適切な運転操作を行うことができる。
また、図５において、矢印（Ａ）で示すように、先行車と後続車との速度が同じで両車両の間の車間距離が一定に保たれているときは、後続車の灯具１から出射されて先行車のサイドミラー４５に照射される光（線状光）４０の照射状態が続くか、あるいは暗部（非照射）４１の状態が続く。
したがって、後続車からの照射光をサイドミラー４５を通して観視したときに、後続車からの光（線状光）４０の視認時間又は視認されない時間が続くときは、後続車と先行車（自車）との間の車間距離が一定に保たれていることが認知できる。
同時に、先行車の運転者に視認される後続車の線状光４０の周期は、先行車と後続車との車間距離が短いほど詰まって見える。そのため、先行車（自車）のサイドミラーを通して観視される線状光の周期によって、後続車との距離（車間距離）の目安を得ることができる。
更に、サイドミラーを通して観視される線状光の視認時間の変化方向によって先行車と後続車との接近離間が認知されると同時に、線状光の視認周期の変化速度によって両車両間の速度差（接近離間速度）の目安を得ることができる。
以上のように、上述の灯具は、灯具を構成する光学部材に適宜な光路制御手段を施すことによって放射状に出射する線状光を形成し、夜間走行中に、隣り車線の後方を走行する後続車に搭載された灯具から放射状に出射された線状光を、先行車（自車）の運転者がサイドミラーを通して観視することで目視によって容易に、後続車との近接離間が認知できると共に、近接離間速度及び車間距離の目安を得ることができる。
したがって、カメラ、センサ、モニター及び画像処理手段等の専用機材が不要で、それに伴う取り付け作業等の作業工数も必要とすることがない簡易型の運転操作支援手段を備えた灯具によって、先行車の運転者に対する適切な運転操作の支援に寄与するものである。
以上は、先行車の運転者が、後続車の灯具からの出射光をサイドミラーと通して観視することによって後続車との位置及び速度関係を認知する得るものであるが、光学センサにとって検知することも可能である。
具体的には、図８にあるように、先行車の隣接する車線の後方を走行する後続車の灯具１から放射状に出射された線状光４０を受光できる位置に受光センサ５０を設け、受光センサ５０で受光した線状光を、例えば光に換えて運転者に伝えるものである。
この場合、図８において、矢印（Ｂ）で示すように、先行車よりも後続車の速度が速くて後続車が先行車に近づいてくるときは、受光センサ５０で検知される光（線状光）４０の検出時間ｔ及び検出周期Ｔが次第に短くなる。
したがって、夜間走行中に、受光センサ５０により線状光４０が受光されたときに、例えば、パイロットランプが点灯するように設定することにより、パイロットランプの点灯時間及び点灯周期が次第に短くなるときは、後続車が先行車（自車）に近づいてきていることが認知できる。
その結果、左右折や車線変更を行う際に、運転者に、隣り車線の後方を走行する車両（後続車）に対して十分な注意を払うように意識づけがなされるため、適切な運転操作を行うことができる。
一方、図８において、矢印（Ｃ）で示すように、先行車の方が後続車の速度よりも速くて後続車が先行車から離れていくときは、受光センサ５０で検知される光（線状光）４０の検出時間ｔ及び検出周期Ｔが次第に長くなる。
したがって、夜間走行中に、パイロットランプの点灯時間及び点灯周期が次第に長くなるときは、後続車が先行車（自車）から遠ざかっていることが認知できる。
その結果、左右折や車線変更を行う際に、運転者は確信を持って適切な運転操作を行うことができる。
また、図８において、矢印（Ａ）で示すように、先行車と後続車との速度が同じで両車両の間の車間距離が一定に保たれているときは、パイロットランプの点灯状態が続くか、あるいは非点灯状態が続く。
したがって、夜間走行中に、パイロットランプの点灯状態あるいは非点灯状態が続くときは、後続車と先行車（自車）との間の車間距離が一定に保たれていることが認知できる。
同時に、パイロットランプの点灯周期は、先行車と後続車との車間距離が短いほど詰まる。そのため、パイロットランプの点灯周期によって、後続車との距離（車間距離）の目安を得ることができる。
更に、パイロットランプの点灯時間の変化方向によって先行車と後続車との接近離間が認知されると同時に、パイロットランプの点灯周期の変化速度によって両車両間の速度差（接近離間速度）の目安を得ることができる。
ところで、受光センサ５０で受光した線状光を光に換えて運転者に伝える代わりに、音によって運転者に伝えることもできる。
この場合、パイロットランプの点灯の代わりに音（例えば、電子音）を発信することにより、発信音の発信時間の変化方向によって先行車と後続車との接近離間が認知されると同時に、発信周期の変化速度によって両車両間の速度差（接近離間速度）の目安を得ることができる。
以上のように、後続車からの照射光（線状光）を光センサで検知する方法は、検知した線状光をそのまま音や光に変換することによりカメラ、モニター及び信号処理手段等の複雑な構成を必要とせず、観視による認知とほぼ同様に、簡易型の運転操作支援手段を備えた灯具によって、先行車の運転者に対する適切な運転操作の支援に寄与するものである。
ところで、上記灯具１は、ＬＥＤからの出射光の光路制御を、第一レンズ１０及び第二レンズ２０の２つのレンズによって行っていたが、図９（平面図）及び図１０（図９のＢ−Ｂ断面図）に示すように、第一レンズ１０の代わりに夫々のＬＥＤ３１毎に個別に光路制御を行うレンズ（以下、「第三レンズ」と呼称する）３０を設け、全ての第三レンズ３０を覆うようにその前方に第二レンズ２０を配置することもできる。
個々の第三レンズ３０は、ＬＥＤ３１側から上側に向かって開く略円錐台形の形状を有しており、ＬＥＤ３１側の面（光入射面）３０ａは平坦面からなり、上側の面（光出射面）３０ｂは、上記第一レンズ部１０の各ロッドレンズ部（１３〜１６）の夫々の光出射面（１３ｂ〜１６ｂ）の一部を切り取ったような形状、具体的には、上側に湾曲状に突出して横方向に延びる湾曲柱面を有している。
そこで、夫々のＬＥＤ３１から出射して直前に位置する各第三レンズ３０の光入射面３０ａから第三レンズ３０内に入射した光は、第三レンズ３０内を導光されて光出射面３０ｂから出射される。このとき、各第三レンズ３０の夫々から出射される光は、横方向に対しては放射状に広がった配光を呈し（図１１（図９のＣ−Ｃ断面図による光路説明図）参照）、周方向に対しては湾曲面のレンズ効果によって集光されて絞られた配光を呈する（図１２（図９のＤ−Ｄ断面図による光路説明図）参照）。したがって、第三レンズ３０の全体からは、上記第１レンズ１０の各ロッドレンズ部１３〜１６から出射される光と同様に、横方向に延長された線状の光（線状光）が互いに略平行な方向に出射される。
そして、前方に位置する第二レンズ２０によって、線状を保持したまま出射方向のみが制御されて、放射状に広がる線状光９が形成される。
なお、灯具から出射される線状光の幅を変える場合は、図１３にあるように、第３レンズ３０の光出射面３０ｂの直前の、第二レンズ２０のレンズ部２２の光入射面２２ａに、横方向に周方向に対して適宜な幅で延びる透光（通光）スリット１７ａを有する遮光マスク１７を設ける。
これにより、線状光９と暗部と境界が明瞭になって、線状光９に対して目視による認知あるいはセンサによる検知の確実性を高めることができる。
線状光の幅を変える方法は、上記遮光マスク１７を用いる方法以外に、シェードを用いる方法がある。
シェード７は図１４（灯具の部分平面図）及び図１５（図１４のＥ−Ｅ断面図）に示すように、ＬＥＤ実装基板２上に各ＬＥＤ３１を上側と下側から挟むように突出して設けられ、シェード７によってＬＥＤ３１から放射状に出射された光の上下方向の放射範囲が規定される。この場合、図１５にあるように、シェード７の高さが低いとＬＥＤ３１からの出射光Ｌ１の放射範囲が広くなり、シェード７の高さが高いとＬＥＤ３１からの出射光Ｌ２の放射範囲が狭くなる。
なお、図示してはいないが、ＬＥＤ３１の前方には、シェード７によって放射範囲が規定された、ＬＥＤ３１からの出射光を縦方向（短手方向）に集光するための集光レンズ（上記第一レンズ１０又は第三レンズ３０に相当するレンズ）が配置され、その前方には、集光レンズからの光の方向を制御するレンズ（上記第二レンズ２０に相当するレンズ）が配置されている。
その結果、上記遮光マスク１７を用いた場合と同様に、灯具から出射される線状光の幅を変えることができる。シェード７によって狭い放射範囲に限定された光によって形成された線状光は、鮮明な光となって車両用灯具の遠方まで届き、シェード７によって広い放射範囲に広がった光によって形成された線状光は、近方の広範囲に届くような視認範囲の広い配光特性を有している。
ところで、シェードは、線状光の幅と同様に、広がりを変えることができる。
具体的には、図１６（ａ）（灯具の部分平面図）、（ｂ）（灯具の側面図）及び図１７（図１６のＦ−Ｆ断面図）に示すように、シェード８はＬＥＤ実装基板２上に各ＬＥＤ３１を両横方向から挟むように突出して設けられ、シェード８によってＬＥＤ３１から放射状に出射された光の左右方向の放射範囲が規定される。この場合、図１７にあるように、シェード８の高さが低いとＬＥＤ３１からの出射光Ｌ３の放射範囲が広くなり、シェード８の高さが高いとＬＥＤ３１からの出射光Ｌ４の放射範囲が狭くなる。
その結果、灯具から出射される線状光の広がりを変えることができる（図１８参照）。シェード８によって狭い広がりに限定された光によって形成された線状光９ａは、鮮明な光となって車両用灯具の遠方まで届き、シェード８によって順次広い放射範囲に広がった光によって形成された線状光９ｂ〜９ｅは、近方の広範囲に届くような視認範囲の広い配光特性を有している。
なお、図示してはいないが、ＬＥＤ３１の前方には、ＬＥＤ３１からの出射光を縦方向（短手方向）に集光するための集光レンズ（上記第一レンズ１０又は第三レンズ３０に相当するレンズ）が配置され、その前方には、集光レンズからの光の方向を制御するレンズ（上記第二レンズ２０に相当するレンズ）が配置されている。
なお、ＬＥＤ３１を上側と下側から挟んでＬＥＤ３１からの出射光の上下方向の放射範囲を規定するシェード７、及びＬＥＤ３１を両横方向から挟んでＬＥＤ３１からの出射光の左右方向の放射範囲を規定するシェード８は同時に設けることもできる。これにより、灯具から放射状に出射される複数の線状光の夫々に、近方照射用、遠方照射用及びその中領域照射用の目的に沿った適宜な配光特性を持たせることができる。
ところで、上述の灯具は、各ＬＥＤ群毎に発光色が同一であるが、必ずしも全てのＬＥＤ群の発光色を同一にする必要はない。互いに発光色が異なるＬＥＤ群を設けることによって灯具から異なる光色の線状光が出射され、後続車の灯具からの出射光（線状光）によって、先行車の運転手が後続車との距離を正確に認識することができる。また、受光センサを用いて後続車からの光（線状光）を検知する場合は、赤外光や紫外光などの目に見えない光を用いることも可能である。この場合も、互いに波長が異なるＬＥＤ群を設けることにより、後続車との距離を正確に認識することができる。
ところで、灯具１から出射される線状光の形成は、上述したようなレンズを用いて光路制御する方法の他に、例えば、リフレクタを用いる方向も可能である。
それは、図１９に示すように、基板６０上に、直線状にＬＥＤ６１を実装し、ＬＥＤ６１の直前に該ＬＥＤ６１に沿って延びる棒状の集光用レンズ６２を配置する。レンズ６２のＬＥＤ６１側の面（光入射面）６２ａは、各ＬＥＤ６１の位置を焦点Ｐ１位置とするＬＥＤ６１側に凸の湾曲柱面を有し、ＬＥＤ６１と反対側の面（光出射面）６２ｂは、光入射面６２ａと同一の焦点距離の位置に焦点Ｐ２を有する、ＬＥＤ６１と反対側に凸の湾曲柱面を有している。
集光用レンズ６２の光出射面６２ａ側の下方にはリフレクタ６４が配置され、リフレクタ６４は、集光用レンズ６２の焦点Ｐ２の位置を焦点とする複数（図１９では３つ）の放物柱面からなる光反射面６５ａ、６５ｂ、６５ｃで構成された複合光反射面６５を備えている。複合光反射面６５を構成する各放物柱面からなる光反射面６５ａ、６５ｂ、６５ｃの夫々は、互いの軸が放射方向を向くように配置されている。
そこで、焦点位置Ｐ１に位置する各ＬＥＤ６１から放射状に出射された光は、集光用レンズ６２で集光されて一旦焦点Ｐ２に収束し、その後放散されて各光反射面６５ａ、６５ｂ、６５ｃに達する。各光反射面６５ａ、６５ｂ、６５ｃに達した光は夫々の光反射面６５ａ、６５ｂ、６５ｃで放射状の軸方向に向けて反射される。
したがって、夫々の光反射面６５ａ、６５ｂ、６５ｃで反射された反射光は、線状光となって互いに軸が向く放射方向に照射される。この場合、放物柱面からなる光反射面６５ａ、６５ｂ、６５ｃの幅を小さくすることにより、線状光の幅を小さくすることができる。
このような、リフレクタ６４を用いて線状光を形成する方法は、一列に実装したＬＥＤ６１によって複数の線状光６６が放射状に形成できることが特徴であり、シンプルで低コストの構成と言える。
なお、上記灯具は、電波や音波のように波紋状に広がる情報伝達媒体とは異なり直線性を有する光を伝達媒体としており、電子機器や人体などに影響を与える心配がほとんどない。
１… 車両用灯具
２… ＬＥＤ実装基板
３… 第一ＬＥＤ群
３ａ〜３ｃ… ＬＥＤ
４… 第二ＬＥＤ群
４ａ〜４ｃ… ＬＥＤ
５… 第三ＬＥＤ群
５ａ〜５ｃ… ＬＥＤ
６… 第四ＬＥＤ群
６ａ〜６ｃ… ＬＥＤ
７… シェード
８… シェード
９… 線状光
９ａ… 線状光
９ｂ… 線状光
９ｃ… 線状光
９ｄ… 線状光
１０… 第一レンズ
１１… 脚部
１２… レンズ部
１３… 第一ロッドレンズ部
１３ａ… 光入射面
１３ｂ… 光出射面
１４… 第二ロッドレンズ部
１４ａ… 光入射面
１４ｂ… 光出射面
１５… 第三ロッドレンズ部
１５ａ… 光入射面
１５ｂ… 光出射面
１６… 第四ロッドレンズ部
１６ａ… 光入射面
１６ｂ… 光出射面
１７… 遮光マスク
１７ａ… 透光（通光）スリット
２０… 第二レンズ
２１… 脚部
２２… レンズ部
２２ａ… 光入射面
２２ｂ… 光出射面
３０… 第三レンズ
３０ａ… 光入射面
３０ｂ… 光出射面
３１… ＬＥＤ
３５・・・ ハウジング
３６… 底部
４０… 線状光
４１… 暗部
４５… サイドミラー
５０… 受光センサ
６０… 基板
６１… ＬＥＤ
６２… 集光用レンズ
６２ａ… 光入射面
６２ｂ… 光出射面
６４… リフレクタ
６５… 複合光反射面
６５ａ… 光反射面
６５ｂ… 光反射面
６５ｃ… 光反射面
６６… 線状光

Claims (7)

  1. 発光素子と、実装基板と、第一レンズと、第二レンズとを備え、
    複数個の前記発光素子が前記実装基板上に一列に配列されていることで発光素子群を構成し、該発光素子群が所定の間隔で複数列に配置され、
    前記第一レンズは、前記発光素子の前方に位置すると共に、前記発光素子群の列方向に沿って延びる複数の集光レンズ部を有し、
    前記集光レンズ部は、対応する前記発光素子からの出射光を、前記発光素子群の列方向と直交する方向に集光して線状光とし、
    前記第二レンズは、前記第一レンズの前方に位置すると共に、前記集光レンズ部から出射された線状光の向かう方向を制御する方向制御レンズ部を有することを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記集光レンズ部は、前記発光素子群側の面及びその反対側の面の夫々が前記発光素子側及びその反対側に湾曲状に突出したロッドレンズ形状を有し、
    前記方向制御レンズ部は、前記第一レンズ側の面が凹形状であって、前記第一レンズと反対側の面が凸形状であるメニスカスレンズ形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 発光素子と、実装基板と、第三レンズと、第二レンズとを備え、
    複数個の前記発光素子が前記実装基板上に一列に配列されていることで発光素子群を構成し、該発光素子群が所定の間隔で複数列に配置され、
    前記第三レンズは、前記発光素子の前方に該発光素子毎に対応して複数設けられ、前記発光素子からの出射光を、前記発光素子群の列方向と直交する方向に集光し、
    前記第二レンズは、前記第三レンズの前方に位置し、前記第三レンズから出射された光を前記発光素子群の列方向に沿って延びる線状光とすると共に、該線状光の向かう方向を制御する方向制御レンズ部を有することを特徴とする車両用灯具。
  4. 前記第三レンズは、前記発光素子側を上面とすると共に、前記第二レンズ側を下面とする略円錐台形を有し、
    前記上面は、平坦面として形成され、
    前記下面は、前記第二レンズ側に湾曲状に突出して前記発光素子群の列方向に沿って延びる湾曲柱面形状を有し、
    前記方向制御レンズ部は、前記第三レンズ側の面が凹形状であって、前記第三レンズと反対側の面が凸形状であるメニスカスレンズ形状を有していることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
  5. 前記第二レンズの前記第三レンズ側の面に、該第三レンズの直前を前記発光素子群の列方向に沿って所定の幅で延びる通光スリットを有する遮光マスクを設けたことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の車両用灯具。
  6. 前記発光素子は、その側方を同じ２方向又は４方向から挟むようにシェードを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の車両用灯具。
  7. 前記発光素子は、前記発光素子群毎に発光色が同一であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車両用灯具。
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