JP2018120801A - 車両用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不要な範囲を照らすことなく、レンズを見るユーザとの相対位置の変化に応じて高輝度領域が移動していくような視覚効果が得られることで、意匠性を向上させる。【解決手段】車両用照明装置１は、車幅方向に配置された複数の光源２１ａ〜２１ｆと、複数の光源２１ａ〜２１ｆの前側に配置され、当該光源２１ａ〜２１ｆから発せられた光を入光するレンズ部３と、を備え、複数の光源２１ａ〜２１ｆから発せられたそれぞれの光は、レンズ部３１によって所定の照射方向−θ１〜＋θ６から周囲に広がる照射範囲を有するように方向付けされ、照射範囲は、所定の照射方向−θ１〜＋θ６の光量が最も多くなり、複数の光源２１ａ〜２１ｆのそれぞれの所定の照射方向−θ１〜＋θ６は、光源の位置が車幅方向の内側から外側になるのに従い、車幅方向の内側から外側に向くように方向付けされている。【選択図】図４

Description

本発明は、自動車のヘッドライトなどに適用される車両用照明装置に関する。

特許文献１には、車幅方向に並んだ複数の光源（発光ダイオード１５、光ファイバ１６）の前方にインナーレンズ１３を配置する構造が開示されている。

実開平４−５４１０２号公報

上記特許文献１では、アウターレンズ１２の裏面に拡散ステップ（複数の凸形状部）を設け、またインナーレンズ１３の裏面に集光ステップ（複数の凸形状部）を設けている。特にアウターレンズ１２の裏面には細かなピッチで拡散ステップが形成されているので、インナーレンズ１３から出射された光が散乱され、アウターレンズ１２全体がほぼ均一な明るさとなる。

しかしながら、ヘッドライトのように遠距離まで照射する光量の多い照明装置の場合、不要な範囲を照らすと歩行者や対向車を幻惑させてしまうおそれがある。この場合、照射範囲を制限することが考えられるが、１つの光源から発せられる光が一部に集中するため、レンズ全体としては高輝度領域と低輝度領域が生じてしまい、意匠性が低下してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、不要な範囲を照らすことなく、レンズを見るユーザとの相対位置の変化に応じて高輝度領域が移動していくような視覚効果が得られることで、意匠性を向上させることができる車両用照明装置を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両用照明装置は、車幅方向に配置された複数の光源と、前記複数の光源の前側に配置され、当該光源から発せられた光を入光するレンズ部と、を備え、前記複数の光源から発せられたそれぞれの光は、前記レンズ部によって所定の照射方向から周囲に広がる照射範囲を有するように方向付けされ、前記照射範囲は、前記所定の照射方向の光量が最も多くなり、前記複数の光源のそれぞれの所定の照射方向は、光源の位置が車幅方向の内側から外側になるのに従い、車幅方向の内側から外側に向くように方向付けされていることを特徴とする。

本発明によれば、その目的は、不要な範囲を照らすことなく、レンズを見るユーザとの相対位置の変化に応じて高輝度領域が移動していくような視覚効果が得られることで、照明装置の意匠性を向上させることができる。

本実施形態の車両用照明装置の外観図である。 本実施形態の車両用照明装置の模式的な断面図である。 本実施形態の車両用照明装置のインナーレンズの高反射機能を説明するための模式的な断面図である。 本実施形態の車両用照明装置の各光源の照射方向および照射範囲を示す図である。 本実施形態の車両用照明装置を車体上方から見た各光源の照射方向を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態の車両用照明装置は、例えば自動車のヘッドライトやリアコンビネーションランプ、サイドターンライトなどに適用される。本実施形態では、本発明の車両用照明装置を自動車のヘッドライト１に適用した例について説明する。なお、本明細書では、光源から発せられる光が直進する進行方向Ａを前（前側、前方向、前方）とし、進行方向Ａとは１８０°反転した方向を後（後側、後方向、後方）、前後方向と上下方向の両方向に直交する方向（図２の紙面の法線方向）を横（横方向、左右方向）と定義する。この定義に従うと、例えば、自動車のヘッドライト１の場合には、前後方向は車体前後方向、横方向は車幅方向となる。また、テールランプの場合には前後方向が逆になり、サイドランプの場合には、前後方向が車幅方向となり、横方向が車体前後方向となる。

図１および図２に示すように、ヘッドライト１は、光源ユニット２と、インナーレンズ３と、アウターレンズ４と、光源ユニット２およびインナーレンズ３を収容するハウジング５と、を備える。光源ユニット２は、発光部２１を有する。発光部２１は、横方向に配列された複数（例えば、６個）の光源２１ａ〜２１ｆを含み、各光源２１ａ〜２１ｆはＬＥＤ（発光ダイオード）を有する。発光部２１の各光源２１ａ〜２１ｆは、横方向に所定の間隔で配列される。

インナーレンズ３は横方向に延びる長尺の部材であり、光源ユニット２の前側に対向配置され、発光部２１の各光源２１ａ〜２１ｆから放射される光を入射し拡散して出光する光学部材である。インナーレンズ３は、光源ユニット２の発光部２１に対向配置されるレンズ部３１を有する。レンズ部３１の前面部３１ａの上下方向の高さＨは、光源ユニット２の発光部２１の上下方向の高さとほぼ同一であり、横方向に延びている。レンズ部３１には、発光部２１の各光源２１ａ〜２１ｆごとに光学機能部が設けられている。光学機能部は、例えば、発光部２１の各光源２１ａ〜２１ｆから放射した光を集光し拡散（発散）して出光する機能である。レンズ部３１は、前側（出光側）に凸形状を有し、光透過性の透明な樹脂材料（ポリプロピレン、アクリル、ＡＢＳなど）から一体成形される。

また、インナーレンズ３のレンズ部３１は、前面部３１ａと、前面部３１ａの裏側の発光部２１と対向する後面部３１ｂと、前面部３１ａの下端から後方の発光部２１側に向かって下方に傾斜する下傾斜面３１ｃと、前面部３１ａの上端から後方の発光部２１側に向かって上方に傾斜する上傾斜面３１ｄとを備え、インナーレンズ３のレンズ部３１の厚み（前面部と後面部の距離）Ｄ１は、下傾斜面３１ｃから入射した光が、後面部３１ｂで反射した後に前面部３１ａに反射しないで上傾斜面３１ｄから出射するような後述する所定の厚みＤ０よりも厚くなるように形成される。

ハウジング５は、インナーレンズ３の上縁部および下縁部を取り囲むように上下方向に延びる背面部５１と、背面部５１の上端から前方向に突出する上面部５２と、背面部５１の下端から前方向に突出する下面部５３とを有し、底部にインナーレンズ３を配置する長孔が形成されたコの字状の外形を有する。背面部５１は、レンズ部３１の後面部３１ｂ（入光面）とほぼ同じ位置にあり、上面部５２および下面部５３は、レンズ部３１の前面部３１ａよりも前方に突出している。さらに、下面部５３は、上面部５２よりもさらに前方に突出する延設部５３ａを有している。そして、延設部５３ａの上面には、ハウジング５の他の部位よりも高い光反射特性を有する高反射部５４が設けられる。換言すると、高反射部５４以外の下面部５３および背面部５１は、高反射部５４よりも低い光反射特性を有する黒色などに着色された低反射部となる。高反射部５４には、例えば、高反射材の蒸着面や模様を形成された反射面が形成される。

アウターレンズ４は、ハウジング５の前面、上面部５２および下面部５３を覆うように配置されている。アウターレンズ４は、インナーレンズ３と同様に光透過性の透明な樹脂材料やガラスなどから成形されるが、アウターレンズ４の入光面側および出光面側である内面および外面には、インナーレンズ３から出光した光を集光し拡散するような光学機能部（ステップ形状部）は形成されていない。換言すると、アウターレンズ４は、その厚みによりインナーレンズ３から出光した光を屈折させるが、光を集光および拡散させるような機能は有していない平滑なレンズ面（光源ユニット側の面）を有する。アウターレンズ４も光透過性の透明な樹脂材料（ポリプロピレン、アクリル、ＡＢＳなど）から一体成形される。

＜各光源の照射方向＞
本実施形態のヘッドライト１は、光源ユニット２の発光部２１の各光源２１ａ〜２１ｆから放射された光がインナーレンズ３によってそれぞれ異なる照射範囲を照明するように構成されている。発光部２１の各光源２１ａ〜２１ｆから放射された光の照射方向は、光源から放射される光束のうち最も光量が多く（放射強度、光強度が強く）、明るくなる高輝度領域を仮に光軸方向と呼ぶと、光軸方向が光源２１ａ〜２１ｆごとに異なっている。照射範囲は各光源２１ａ〜２１ｆの光軸方向から周囲に広がる所定の範囲に対応する。そして、インナーレンズ３は、各光源２１ａ〜２１ｆの照射方向を、車幅方向の最も内側（車幅中心側）の光源２１ａから外側の光源２１ｆの順に、車幅方向の内側から外側に向くように方向付けする。

詳しくは、図４および図５に示すように、光源ユニット２の発光部２１の各光源２１ａ〜２１ｆを、車幅方向内側から外側の順に第１の光源２１ａ、第２の光源２１ｂ、・・・、第６の光源２１ｆとし、車体前後方向を基準方向とし、基準方向から時計回りの方向の角度θをプラスとした場合、第１の光源２１ａの基準方向に対する照射方向が−θ１、第２の光源２１ｂが−θ２、第３の光源２１ｃがθ３（＝０（基準方向）、第４の光源２１ｄが＋θ４、第５の光源２１ｅが＋θ５、第６の光源２１ｆが＋θ６となるように方向付けされる。この場合、各光源２１ａ〜２１ｆの照射方向−θ１〜＋θ６は、等間隔（例えば、１５°間隔）であっても、異なる間隔であってもよい。

上記構成を有する本実施形態のヘッドライト１は、インナーレンズ３によって光源ごとに異なる照射方向および照射範囲を設定可能となるため、照射光量の多い領域で不要な範囲を照らすことによって歩行者や対向車を幻惑することを防止できる。

また、インナーレンズ３を外から見ると、ある光源の照射方向が最も明るくなりその周囲が暗く見えてしまうが、車幅方向に並ぶ光源ごとに照射方向を異ならせることで、レンズを見るユーザとの相対位置の変化に応じて高輝度領域が連続して移動していくような視覚効果が得られ、意匠性を向上させることができる。

また、レンズユニット３におけるレンズ部３１の前面部３１ａの上下方向の高さＨは、光源ユニット２の発光部２１の上下方向の高さとほぼ同一であるので、上下方向においてレンズ全体として高輝度領域と低輝度領域が生じないように構成し、意匠性の低下を抑止することができる。

また、インナーレンズ３の前方に配置されたアウターレンズ４は、拡散および集光加工がなされていない平滑なレンズ面を有する。これにより、アウターレンズ４によってハウジング５、インナーレンズ３および光源ユニット２を保護することができる。また、アウターレンズ４が光源から発した光を拡散・集光させないため、ユーザが外部からレンズを直接視認することができ、レンズによる意匠性を直接感じることができる。

また、各光源の照射方向を等間隔に設定することで、ユーザがレンズに対して相対的に移動しレンズを見る方向が変化するのに合わせて、高輝度領域が滑らかに連続して移動していくような視覚効果が得られ、意匠性を向上させることができる。

以上のように、本実施形態によれば、不要な範囲を照らすことなく、レンズを見るユーザとの相対位置の変化に応じて高輝度領域が移動していくような視覚効果が得られることで、照明装置の意匠性を向上させることができる。

＜インナーレンズの光反射機能＞
図２および図３に示したように、アウターレンズ４を介して外部から入射される太陽光などの外光（光源２から発せられる光以外の光）Ｒ１が高反射部５４で反射され、インナーレンズ３の下傾斜面３１ｃから入光し後面部３１ｂで反射して上傾斜面３１ｄから出射する。これにより、発光部２１を点灯していない日中などにおいてインナーレンズ３を光らせることができる。また、高反射部５４以外の下面部５３および背面部５１は暗く見えることから、インナーレンズ３が浮かび上がって見えるようになり、インナーレンズ３の形状を特徴とする意匠性を向上させることができる。

また、図３に示すように、インナーレンズ３のレンズ部３１（図３の破線）の厚さＤ１（＜Ｄ０）が足りないと、高反射部５４で反射した光Ｒ３が下傾斜面３１ｃから入射した後、後面部３１ｂと前面部３１ａとの間で多重反射してしまい、一部の光は上傾斜面３１ｄに達しないか、上傾斜面３１ｄで反射してしまい、上傾斜面３１ｄから出射しなくなってしまう。

これに対して、インナーレンズ３のレンズ部３１（図３の実線）の厚さＤ１を所定の厚さＤ０（外光が高反射部５４で反射して下斜面３１ｃから入射し、後面部３１ｂで反射した後に前面部３１ａに反射しないで上傾斜面３１ｄから出射するような厚さ）よりも厚くすることで（Ｄ１＞Ｄ０）、図３に示すように、高反射部５４で反射した光Ｒ２を効率的に上傾斜面３１ｄから出射させることができるので、よりインナーレンズ３を光らせて見せることができる。

なお、本実施形態のヘッドライト１などの車両用照明装置は、人間の視点よりも低い位置に設けられていることが通常である。このため、本実施形態では、インナーレンズ３の上傾斜面を光らせることによって外観性を向上させている。

以上のように、本実施形態によれば、インナーレンズ３の周囲は暗く、インナーレンズ３自体を明るく見せることで、インナーレンズ３の形状を工夫するだけで意匠性を向上させることができる。

なお、上述した実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。本実施形態では、車両用照明装置について説明したが、これに限られず、車両以外の様々な用途に適用できる。

［実施形態のまとめ］
＜第１の態様＞
車両用照明装置１は、
車幅方向に配置された複数の光源２１ａ〜２１ｆと、
複数の光源２１ａ〜２１ｆの前側に配置され、当該光源２１ａ〜２１ｆから発せられた光を入光するレンズ部３１と、を備え、
複数の光源２１ａ〜２１ｆから発せられたそれぞれの光は、レンズ部３１によって所定の照射方向−θ１〜＋θ６から周囲に広がる照射範囲を有するように方向付けされ、
照射範囲は、所定の照射方向−θ１〜＋θ６の光量が最も多くなり、
複数の光源２１ａ〜２１ｆのそれぞれの所定の照射方向−θ１〜＋θ６は、光源の位置が車幅方向の内側から外側になるのに従い、車幅方向の内側から外側に向くように方向付けされていることを特徴とする。

第１の態様によれば、インナーレンズ３によって光源ごとに異なる照射方向および照射範囲を設定可能となるため、照射光量の多い領域で不要な範囲を照らすことによって歩行者や対向車を幻惑することを防止できる。

また、インナーレンズ３を外から見ると、ある光源の照射方向が最も明るくなりその周囲が暗く見えてしまうが、車幅方向に並ぶ光源ごとに照射方向を異ならせることで、レンズを見るユーザとの相対位置の変化に応じて高輝度領域が連続して移動していくような視覚効果が得られ、意匠性を向上させることができる。

＜第２の態様＞
第１の態様において、レンズ部３１の上下方向のサイズＨは、光源２１ａ〜２１ｆの上下方向のサイズと同等であることを特徴とする。

第２の態様によれば、レンズユニット３におけるレンズ部３１の前面部３１ａおよび後面部３１ｂの上下方向の高さＨは、光源ユニット２の発光部２１の上下方向の高さとほぼ同一であるので、上下方向においてレンズ全体として高輝度領域と低輝度領域が生じないように構成し、意匠性の低下を抑止することができる。

＜第３の態様＞
第１または第２の態様において、レンズ部３１の前側には、当該レンズ部３１から出射された光を入光する第２のレンズ部４が配置され、
第２のレンズ部４は、光を集光および拡散させる機能を有さない平滑なレンズ面を有することを特徴とする。

第３の態様によれば、第２のレンズ部４によってレンズ部３１および各光源２１ａ〜２１ｆを保護することができる。また、第２のレンズ部４が光源２１ａ〜２１ｆから発した光を拡散・集光させないため、ユーザが外部からレンズを直接視認することができ、レンズによる意匠性を直接感じることができる。

＜第４の態様＞
第１から第３の態様において、複数の光源２１ａ〜２１ｆのそれぞれの所定の照射方向−θ１〜＋θ６は、車幅方向の内側から外側に等間隔で向きが変わるように方向付けされていることを特徴とする。

第４の態様によれば、ユーザがレンズに対して相対的に移動しレンズを見る方向が変化するのに合わせて、高輝度領域が滑らかに連続して移動していくような視覚効果が得られ、意匠性を向上させることができる。

１…ヘッドライト
２…光源ユニット
３…インナーレンズ
４…アウターレンズ
５…ハウジング
２１…発光部
２１ａ〜２１ｆ…第１〜第６の光源
３１…レンズ部
３１ａ…前面部
３１ｂ…後面部
３１ｃ…下傾斜面
３１ｄ…上傾斜面
５１…背面部
５２…上面部
５３…下面部
５３ａ…延設部
５４…高反射部

Claims (4)

1. 車幅方向に配置された複数の光源と、
   前記複数の光源の前側に配置され、当該光源から発せられた光を入光するレンズ部と、を備え、
   前記複数の光源から発せられたそれぞれの光は、前記レンズ部によって所定の照射方向から周囲に広がる照射範囲を有するように方向付けされ、
   前記照射範囲は、前記所定の照射方向の光量が最も多くなり、
   前記複数の光源のそれぞれの所定の照射方向は、光源の位置が車幅方向の内側から外側になるのに従い、車幅方向の内側から外側に向くように方向付けされていることを特徴とする車両用照明装置。
2. 前記レンズ部の上下方向のサイズは、前記光源の上下方向のサイズと同等であることを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
3. 前記レンズ部の前側には、当該レンズ部から出射された光を入光する第２のレンズ部が配置され、
   前記第２のレンズ部は、光を集光および拡散させる機能を有さない平滑なレンズ面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用照明装置。
4. 前記複数の光源のそれぞれの所定の照射方向は、車幅方向の内側から外側に等間隔で向きが変わるように方向付けされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用照明装置。