JP2017168335A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】１つのインナレンズによって広い範囲に光を照射することができる車両用灯具を提供すること。【解決手段】光源であるＬＥＤ５と、該ＬＥＤ５から入射する光を反射及び屈折させて配光を制御するインナレンズ６を備える車両用灯具１において、前記インナレンズ６に、前記ＬＥＤ５から出射する半値角内の光を光軸ＡＸ周りに拡散させて出射させる出射面（拡散面）６ｄと、半値角外の光を内面反射させる第１反射面６ｃと、該第１反射面６ｃで内面反射した光を反射させて光軸ＡＸと交差する方向に出射させる第２反射面７ｂ，８ｂ，９ｂを形成する。又、本発明に係る車両用灯具１は、前記ＬＥＤ５から出射する半値角内の光によるランプ機能と、半値角外の光によるランプ機能を兼備している。【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）から入射する光の配光を制御するインナレンズを備える車両用灯具に関するものである。

例えば、ＤＲＬ（Day Running Lamp）やクリアランスランプ等の車両用灯具の光源には、従来のバルブに代えてＬＥＤが使用されつつある。このＬＥＤは、発光効率が高くて長寿命、且つ、省電力等の利点を有する反面、該ＬＥＤから出射する光は高い指向性を有するため、この指向性の高い光の配光をインナレンズ等によって制御し、各ランプに要求される配光特性を満足するようにしている。

ところで、特許文献１には、光源に起因する照明の不均一を少ない光学素子で抑制することができる照明光学素子とこれを備える照明装置として図４に示すものが提案されている。

即ち、図４は特許文献１において提案された照明光学素子とこれを備える照明装置の構成を示す図であり、図示の照明装置１０１は、被照明面である標本面ＳＰの領域Ａ１を面状に照明する装置であって、照明光を出射する光源１０２と照明光学系１０３を備えている。

上記照明光学系１０３は、光源１０２からの光を標本面ＳＰの領域Ａ１に面状に照射する光学系であって、コンタクトレンズ１０４と照明光学素子１０５を備えている。ここで、コンタクトレンズ１０４は、光源１０２から出射する光をコリメートして平行光束として照明光学素子１０５に入射させるものである。又、照明光学素子１０５は、平行光束として入射する光を標本面ＳＰの領域Ａ１に面状に照射するものであって、その出射面には、光軸ＡＸに直交する方向（図４の上下方向）にそれぞれ光を標本面ＳＰの領域Ａ１に向けて屈折させる複数の屈折面ＲＳが形成されている。

以上のように構成された照明装置１０１において、光源１０２から出射してコンタクトレンズ１０４によって平行光束として照明光学素子１０５に入射した光は、該照明光学素子１０５の出射面に形成された複数の屈折面ＲＳによって複数に分割されて標本面ＳＰの領域Ａ１に向けてそれぞれ屈折し、平行光束のまま領域Ａ１に入射する。即ち、照明光学素子１０５によって複数に分割された光は、標本面ＳＰの領域Ａ１で重なり合う。この結果、配光特性に起因する不均一な光量分布が標本面ＳＰの領域Ａ１において平均化される。

特開２０１６−０２５３１６号公報

しかしながら、図４に示す照明光学素子１０５を備える照明装置１０１においては、光源１０２から出射する光が照明光学素子１０５の屈折面ＳＲによって複数に分割され、分割された複数の光が屈折によって標本面ＳＰの領域Ａ１で重なり合うため、狭い領域Ａ１だけしか照明することができず、広い範囲を照明することができないという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、１つのインナレンズによって広い範囲に光を照射することができる車両用灯具を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源であるＬＥＤと、該ＬＥＤから入射する光を反射及び屈折させて配光を制御するインナレンズを備える車両用灯具において、前記インナレンズに、前記ＬＥＤから出射する半値角内の光を光軸中心周りに拡散させて出射させる出射面と、半値角外の光を内面反射させる第１反射面と、該第１反射面で内面反射した光を反射させて、光の出射方向のインナレンズに干渉しないように光軸とインナレンズ内部及び／又はインナレンズ付近の外部で交差する方向に出射させる第２反射面を形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＬＥＤから出射する半値角内の光によるランプ機能と、半値角外の光によるランプ機能を兼備していることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ＬＥＤから出射してインナレンズに入射する光のうち、半値角内の強い光を該インナレンズの出射面で光軸中心周りに拡散させて出射させることができるとともに、半値角外の弱い光を第１反射面によってインナレンズ内で内面反射させ、この内面反射した光をインナレンズの第２反射面で再び反射させて光の出射方向のインナレンズに干渉しないように光軸とインナレンズ内部及び／又はインナレンズ付近の外部で交差する方向に出射させるようにしたため、１つのインナレンズによって広い範囲に光を照射することができる。

請求項２記載の発明によれば、車両用灯具は、ＬＥＤから出射する半値角内の強い光によるランプ機能（例えば、ＤＲＬ機能）と、半値角外の弱い光によるランプ機能（例えば、クリアランスランプ機能）を兼備しているため、その多機能化及びコンパクト化を図ることができる。

本発明に係る車両用灯具の分解斜視図である。 本発明に係る車両用灯具における１つのランプユニットの光学系の構成を示す平断面図である。 本発明に係る車両用灯具における１つのランプユニットの光出射範囲を示す正面図である。 特許文献１において提案された照明光学素子とこれを備える照明装置の構成を示す図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る車両用灯具の分解斜視図、図２は同車両用灯具における１つのランプユニットの光学系の構成を示す平断面図、図３は同車両用灯具における１つのランプユニットの光出射範囲を示す正面図である。

図１に示す車両用灯具１は、ＤＲＬ機能とクリアランスランプ機能を兼備する４灯式の灯具であって、ハウジング２に４つのランプユニット３を横方向に並設して構成されている。そして、ハウジング２の背面の各ランプユニット３に対応する４箇所には、矩形平板状の基板４が取り付けられており、各基板４の中央部には、光源であるＬＥＤ５がその光出射方向が車両前方（図１の斜め右下方向）となるようにそれぞれ実装されている。尚、図示しないが、車両用灯具１は、車両の左右に配置されるコンビネーションヘッドランプのハウジングとその前面開口部を覆う透明なアウタレンズによって画成された灯室内に、ロービーム用ランプやハイビーム用ランプ、ターンシグナルランプ等の他の複数のランプと共に収容されている。

ここで、４灯式の車両用灯具１における１つのランプユニット３の光学系の構成を図２に基づいて説明する。

１つのランプユニット３においては、基板４に実装されたＬＥＤ５の光出射方向前方（図２の上方）にはインナレンズ６が配置されている、このインナレンズ６は、アクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂によって構成されており、ＬＥＤ５に対向する背面の中心部には、光軸ＡＸを中心とする円弧凸曲面状の入射面６ａが形成されており、この入射面６ａの周囲には、該入射面６ａの外周縁から車両後方（図２下方）に向かって開く平坦なテーパ面状の入射面６ｂが形成されている。そして、この入射面６ｂの先端の外周縁からは凸曲面状の第１反射面６ｃが連続するように形成されている。この第１反射面６ｃは、ＬＥＤ５からインナレンズ６に入射した光の一部を該インナレンズ６内で内面反射させるものであって、光軸ＡＸを中心とする凸状の楕円曲面状を成している。

他方、インナレンズ６の前面の中心部には、光軸ＡＸを中心とする円弧凸曲面状の拡散面６ｄが形成されている。この拡散面６ｄは、インナレンズ６に入射した光の一部を拡散しつつ出射させる出射面を兼ねており、その表面にはシボやステップ等の拡散処理が施されている。

そして、インナレンズ６の前面の拡散面６ｄの周囲には、三角プリズム状の３つのレンズカット７，８，９が同心状に形成されている。これらのレンズカット７，８，９は、その高さが順次高くなるよう段状に形成されており、各レンズカット７，８，９の平坦な内面は出射面７ａ，８ａ，９ａをそれぞれ構成し、円弧曲面状の外面は、第１反射面６ｃで内面反射した光を再び反射させる第２反射面７ｂ，８ｂ，９ｂを構成している。

以上のように構成された光学系を備える各ランプユニット３において、バッテリ等の不図示の電源から基板４を経てＬＥＤ５に電流が供給されて該ＬＥＤ５が発光すると、その光は、前方に向かって出射する。そして、この光のうち、半値角内の比較的強い光は、図２にＬ１にて示すように、インナレンズ６の中央の入射面６ａから当該インナレンズ６内に入射し、該インナレンズ６内を略平行に拡散面６ｄまで進み、拡散面６ｄで光軸ＡＸを中心として周囲に若干拡散しながら図３の中心部の領域Ａから車両前方（図２の上方）に向かって出射する。この中心部の領域Ａから出射する比較的強い光Ｌ１によって当該ランプユニット３はＤＲＬ機能を発揮する。

又、ＬＥＤ５から出射する光のうち、半値角外の比較的弱い光は、図２にＬ２，Ｌ３，Ｌ４にて示すように、インナレンズ６の平坦な入射面６ｂから該インナレンズ６内に入射し、インナレンズ６の第１反射面６ｃで内面反射してレンズカット７，８，９にそれぞれ向かう。そして、レンズカット７，８，９に向かう光Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、各レンズカット７，８，９の第２反射面７ｂ，８ｂ，９ｂでそれぞれ反射して出射面７ａ，８ａ，９ａから光の出射方向のインナレンズ６に干渉しないように光軸ＡＸとインナレンズ６内部及び／又はインナレンズ６付近の外部で交差する方向に向かって出射する。この結果、光Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、図３に示す領域Ａの左右の領域Ｂから左右に向かって出射し、領域Ｂから出射する比較弱い光Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４によって当該ランプユニット３はクリアランスランプ機能を発揮する。従って、各ランプユニット３において、ＬＥＤ５が発光すると、これらのランプユニット３を備える車両用灯具１は、ＤＲＬ機能とクリアランスランプ機能を同時に発揮する。ここで言うインナレンズ６の内部とは、最も外部に突出しているレンズカット９より内部のインナレンズ６の拡散面６ｄ上部の空間部を含んでいる。

以上のように、本実施の形態に係る車両用灯具１によれば、ＬＥＤ５から出射してインナレンズ６に入射する光のうち、半値角内の比較的強い光を該インナレンズ６の拡散面６ｄで光軸ＡＸ周りに拡散させて出射させることができるとともに、半値角外の比較的弱い光を第１反射面６ｃによってインナレンズ６内で内面反射させ、この内面反射した光をインナレンズ６の各レンズカット７，８，９の第２反射面７ｂ，８ｂ，９ｂで再び反射させて光の出射方向のインナレンズ６に干渉しないように光軸ＡＸとインナレンズ６内部及び／又はインナレンズ６付近で外部で交差する方向に出射させるようにしたため、１つのインナレンズ６によって広い範囲に光を照射することができる。

又、本実施の形態に係る車両用灯具１は、ＬＥＤ５から出射する半値角内の比較的強い光によるＤＲＬ機能と、半値角外の比較的弱い光によるクリアランスランプ機能を兼備しているため、その多機能化とコンパクト化を図ることができるという効果も得られる。

尚、以上は、本発明をＤＲＬ機能とクリアランス機能を兼備する車両用灯具に対して適用した形態について説明したが、本発明は、ＬＥＤから出射する光の配光を制御するインナレンズを備える他の任意の車両用灯具に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ 車両用灯具
２ ハウジング
３ ランプユニット
４ 基板
５ ＬＥＤ
６ インナレンズ
６ａ，６ｂ インナレンズの入射面
６ｃ インナレンズの第１反射面
６ｄ インナレンズの拡散面（出射面）
７〜９ インナレンズのレンズカット
７ａ〜７ｄ インナレンズの第２反射面
Ａ，Ｂ 領域
ＡＸ 光軸
Ｌ１〜Ｌ４ 光

Claims (2)

1. 光源であるＬＥＤと、該ＬＥＤから入射する光を反射及び屈折させて配光を制御するインナレンズを備える車両用灯具において、
   前記インナレンズに、前記ＬＥＤから出射する半値角内の光を光軸中心周りに拡散させて出射させる出射面と、半値角外の光を内面反射させる第１反射面と、該第１反射面で内面反射した光を反射させて、光の出射方向のインナレンズに干渉しないように光軸とインナレンズ内部及び／又はインナレンズ付近の外部で交差する方向に出射させる第２反射面を形成したことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記ＬＥＤから出射する半値角内の光によるランプ機能と、半値角外の光によるランプ機能を兼備していることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
   

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