JP2019079618A - 車両用灯具及びレンズ体 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面を部分的に発光させることができる車両用灯具及びレンズ体を提供する。【解決手段】レンズ体20に、光源30からの光がレンズ体20に入光する入光部20cと、入光部20cからレンズ体20に入光した光源30からの光を内面反射する少なくとも1つのレンズカット面20eと、レンズ体20の表面20aの一部に設けられ、レンズカット面20eからの反射光が出射する出光部20fと、を備える。レンズカット面20eは、第1円錐面のうち、第1円錐面の回転軸を回転軸とし、かつ、第1円錐面の内側に配置された第2円錐面と任意の面との交線から前記回転軸に対して垂直の方向に延びた垂直面と前記任意の面とによって区画された面であり、レンズカット面20eは、レンズ体20の表面20aと裏面20bとの間、かつ、正面視で出光部20f(平面領域A1)と重なる領域A2を設ける厚生とした。【選択図】図2
Description
本発明は、車両用灯具及びレンズ体に関し、特に、表面を部分的に発光させることができる車両用灯具及びレンズ体に関する。
従来、車両用灯具の分野においては、表面とその反対側の裏面とを含むレンズ体と、前記レンズ体の裏面側に配置された光源と、を備えた車両用灯具が知られている(例えば、特許文献1(Fig1等)参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の車両用灯具においては、表面全域を発光させることができるものの、表面を部分的に(例えば、ライン状に)発光させることができないという課題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、表面を部分的に発光させることができる車両用灯具及びレンズ体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一つの側面は、表面とその反対側の裏面とを含むレンズ体と、光源と、を備えた車両用灯具において、前記レンズ体は、前記光源からの光が前記レンズ体に入光する入光部と、前記入光部から前記レンズ体に入光した前記光源からの光を内面反射する少なくとも1つのレンズカット面と、前記レンズ体の表面の一部に設けられ、前記レンズカット面からの反射光が出射する出光部と、を備え、前記レンズカット面は、第1円錐面のうち、前記第1円錐面の回転軸を回転軸とし、かつ、前記第1円錐面の内側に配置された第2円錐面と任意の面との交線から前記回転軸に対して垂直の方向に延びた垂直面と前記任意の面とによって区画された面であり、前記レンズカット面は、前記レンズ体の表面と裏面との間、かつ、正面視で前記出光部と重なる領域に設けられた車両用灯具。
この側面によれば、表面を部分的に発光させることができる車両用灯具を提供することができる。
これは、反射面からの反射光を出光部に向けて内面反射するレンズカット面が、レンズ体の表面と裏面との間、かつ、正面視で出光部と重なる領域に設けられていることによるものである。すなわち、上記従来技術と異なり、レンズカット面が部分的に設けられていることによるものである。
また、上記発明において、好ましい態様は、前記入光部は、前記光源の光軸上に設けられ、さらに、前記入光部から入光した前記光源からの光を、前記光源の光軸を中心に放射状に内面反射する反射面を備え、前記レンズカット面は、前記反射面からの反射光の光路上に設けられ、前記出光部は、前記レンズカット面からの反射光の光路上に設けられ、前記レンズカット面は、前記光源の光軸を回転軸とする第1円錐面のうち、前記光源の光軸を回転軸とし、かつ、前記第1円錐面の内側に配置された第2円錐面と任意の面との交線から前記光源の光軸に対して垂直の方向に延びた垂直面と前記任意の面とによって区画された面であることを特徴とする。
この態様によれば、光源からの光が、入光部から入光し、反射面で光源の光軸を中心に放射状に内面反射され、さらに、レンズカット面で出光部に向けて内面反射されることで、当該出光部から出射して前方に照射される車両用灯具を提供することができる。
また、上記発明において、好ましい態様は、前記入光部は、前記レンズ体の一端面に設けられ、前記レンズカット面は、前記入光部から前記レンズ体に入光した前記光源からの光の光路上に設けられ、前記出光部は、前記レンズカット面からの反射光の光路上に設けられたことを特徴とする。
この態様によれば、光源からの光が、入光部から入光し、レンズカット面で出光部に向けて内面反射されることで、当該出光部から出射して前方に照射される車両用灯具を提供することができる。
また、上記発明において、好ましい態様は、前記光源と前記入光部との間に設けられたリフレクタをさらに備え、前記光源からの光は、前記リフレクタで反射された反射光として前記入光部から入光することを特徴とする。
この態様によれば、光源からの光が、リフレクタで反射された反射光として入光部から入光し、レンズカット面で出光部に向けて内面反射されることで、当該出光部から出射して前方に照射される車両用灯具を提供することができる。
また、上記発明において、好ましい態様は、前記レンズ体は、光照射方向に突出した突出部を含み、前記出光部は、前記突出部の先端に設けられたことを特徴とする。
この態様によれば、レンズカット面からの反射光が突出部を導光されるため、突出部を設けない場合と比べ、出光部からより多くの光を出射させることができる。
また、上記発明において、好ましい態様は、前記レンズカット面からの反射光が前記出光部から出射することで形成される発光領域が均一に発光しているように視認されるように、レンズカット面の密度が調整されていることを特徴とする。
この態様によれば、出光部を均一に発光させることができる。
本発明の別の一つの側面は、表面とその反対側の裏面とを含むレンズ体において、光源からの光が前記レンズ体に入光する入光部と、前記入光部から前記レンズ体に入光した前記光源からの光を内面反射する少なくとも1つのレンズカット面と、前記レンズ体の表面に設けられ、前記レンズカット面からの反射光が出射する出光部と、を備え、前記レンズカット面は、第1円錐面のうち、前記第1円錐面の回転軸を回転軸とし、かつ、前記第1円錐面の内側に配置された第2円錐面と任意の面との交線から前記回転軸に対して垂直の方向に延びた垂直面と前記任意の面とによって区画された面であり、前記レンズカット面は、前記レンズ体の表面と裏面との間、かつ、正面視で前記出光部と重なる領域に設けられたことを特徴とする。
この側面によれば、表面を部分的に発光させることができるレンズ体を提供することができる。
これは、反射面からの反射光を出光部に向けて内面反射するレンズカット面が、レンズ体の表面と裏面との間、かつ、正面視で出光部と重なる領域に設けられていることによるものである。すなわち、上記従来技術と異なり、レンズカット面が部分的に設けられていることによるものである。
以下、本発明の一実施形態である車両用灯具10について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
図1は、車両用灯具10の斜視図である。図2(a)は車両用灯具10の正面図、図2(b)は背面図、図2(c)は図2(a)に示す車両用灯具10のA−A断面図である。
図1〜図2に示す車両用灯具10は、例えば、テールランプであり、車両(図示せず)の後端部の左右両側に搭載される。
図2に示すように、本実施形態の車両用灯具10は、表面20aとその反対側の裏面20bとを含むレンズ体20と、レンズ体20の裏面20b側に配置された光源30と、を備える。車両用灯具10は、図示しないが、アウターレンズとハウジングとによって構成される灯室内に配置され、ハウジング等に取り付けられる。以下、説明の便宜のため、XYZ軸を定義する。X軸は車両前後方向に延びており、Y軸は車幅方向に延びており、Z軸は鉛直方向に延びている。
車両用灯具10は、図2(a)に示すように、正面視でY方向に延びた細長の発光領域Dを備える。図2(c)に示すように、レンズカット面20eからの反射光が出光部20fから出射することで、発光領域Dが形成される。
図2(c)に示すように、レンズ体20は、光源30からの光が当該レンズ体20に入光する入光部20cと、入光部20cからレンズ体20に入光した光源30からの光を光源30の光軸AXを中心に放射状(例えば、360度)に内面反射する反射面20dと、反射面20dからの反射光を出光部20fに向けて内面反射するレンズカット面20e1〜20enと、レンズカット面20e1〜20enからの反射光が出射する出光部20fと、を含む。以下、レンズカット面20e1〜20enを特に区別しない場合、レンズカット面20eと記載する。
入光部20cは、レンズ体20の裏面20bの略中央、かつ、光源30の光軸AX上に設けられる。なお、レンズ体20の裏面20bは、例えば、YZ面に平行な平面である。
入光部20cは、当該入光部20cからレンズ体20に入光する光源30からの光をコリメートする(光源30の光軸AXに対して平行の光線に変換する)面を含む。光源30の光軸AXは、光源30の発光面(図示せず)の略中央において当該発光面に対して垂直の方向に延びている。
レンズ体20の表面20aの略中央、すなわち、入光部20cが対向する部分には、反射面20dが設けられる。なお、レンズ体20の表面20aは、例えば、YZ面に平行な平面である。
反射面20dは、入光部20cからレンズ体20に入光した光源30からの光を光源30の光軸AXを中心に放射状に内面反射(全反射)する面として構成される。
レンズカット面20eは、反射面20dからの光を出光部20fに向けて内面反射する。レンズカット面20eについては後述する。
出光部20f(発光部)は、レンズカット面20eからの反射光が出射する面で、図1に示すように、レンズ体20の表面20aの一部に設けられる。具体的には、出光部20fは、レンズ体20の表面20aの上端部から前方(図2(c)中左側)、すなわち、光照射方向に突出した突出部20gの先端に設けられる。レンズカット面20eからの反射光が突出部20gを導光されるため、突出部20gを設けない場合と比べ、出光部20fからより多くの光を出射させることができる。図2(a)に示すように、出光部20fは、YZ面に平行で外形が矩形の平面領域A1で、Y方向にライン状に延びている。
レンズカット面20eは、レンズ体20の表面20aと裏面20bとの間(図2(c)参照)、かつ、正面視で出光部20f(平面領域A1)と重なる領域A2(図2(b)参照)に設けられる。
図3〜図5は、レンズカット面20eを説明するための図である。
レンズカット面20eは、例えば、次のようにCADを用いて作成される。
まず、図3に示すように、光源30の光軸AXを共通の回転軸とする複数の円錐面C1〜Cnを、光源30の光軸AXに沿って所定間隔tで配置する。光源30の光軸AXと各々の円錐面C1〜Cnの回転軸とは一致している。nは例えば24、tは例えば2mmである。各々の円錐面C1〜Cnは、光源30の光軸AXを含む平面による断面の頂角が90度の円錐面である。なお、各々の円錐面C1〜Cnの回転軸に直交する平面による断面は、円形であってもよいし、楕円形であってもよいし、N角形(Nを大きくすると円形に近づく)であってもよい。
次に、光源30の光軸AXに対して任意の面40を設定する。図4に示すように、任意の面40は、例えば、XY面に対して平行な平面による断面が前方(図4中上方)に向かって凹の円弧Ar(例えば、所定曲率の円弧)の曲面である。任意の面40は、図3、図4に示すように、傾斜した姿勢で設定される。具体的には、図3に示すように、任意の面40は、反射面20d(図3中図示略)からの反射光RayAが当該任意の面40に入射し、かつ、当該任意の面40が複数の円錐面C1〜Cnと交差するように角度θ1傾斜した姿勢で設定される。
なお、任意の面40の傾斜角度を調整することで、出光部20fの幅を調整することができる。例えば、図3に示すように、任意の面40の傾斜角度をθ1とすることで、出光部20fの幅をW1(図2(a)参照)とすることができる。また例えば、図3に示すように、任意の面40の傾斜角度をθ1より小さいθ2とすることで、出光部20fの幅をW1より大きいW2(図2(a)参照)とすることができる。なお、このように、出光部20fの幅をW1より大きいW2(図2(a)参照)としても、レンズ体20の厚みLn(図3参照)が光軸AX方向に厚くなるのを抑制することができる。
次に、図3、図5に示すように、互いに隣接する一対の円錐面、例えば、円錐面C1、C2のうち内側の円錐面C1(本発明の第2円錐面に相当)と任意の面40との交線L1から光源30の光軸AXに対して垂直の方向に延びた垂直面V1を設定する。
次に、外側の円錐面C2(本発明の第1円錐面に相当)のうち、垂直面V1と任意の面40とによって区画された面、すなわち、外側の円錐面C2のうち、外側の円錐面C2と垂直面V1との交線L2と、外側の円錐面C2と任意の面40との交線L3との間の面をレンズカット面20e1とする。
同様にして、互いに隣接する他の一対の円錐面、例えば、円錐面C2、C3についてもレンズカット面20e2を作成する。
以上のようにして任意の面40に沿って配置されたレンズカット面20e1〜20enを作成することができる。
図6は、図2(a)に示す車両用灯具10のB−B断面図である。
図6に示すように、レンズカット面20eの光軸AX方向の長さは、端部(図6中左端部)に近づくに従って、例えば、0.39mm、0.32mm、0.27mm、0.23mmのように短くなる。
図6中、発光範囲を発光させるレンズカット面20eの光軸AX方向の長さは、例えば、1.19mmである。これに対して、上記従来技術では、同じ発光範囲を発光させるレンズカット面の光軸AX方向の長さは、例えば、5mm程度となる。
上記構成のレンズ体20は、例えば、金型を用いてアクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂を射出成形することにより成形することができる。
光源30は、例えば、LEDやLD等の半導体発光素子である。光源30は、基板(図示せず)に実装されており、当該光源30(発光面)と入光部20cとが対向した状態で、ハウジング等に固定される。
上記構成の車両用灯具10においては、光源30を点灯すると、光源30からの光は、入光部20cから入光し、反射面20dで光源30の光軸AXを中心に放射状に内面反射され、さらに、レンズカット面20eで出光部20fに向けて内面反射されることで、当該出光部20fから出射して前方に照射される。その際、光源30からの光は、出光部20fから光源30の光軸AXに対して平行な光として出射して前方に照射される。
これにより、テールランプが実現される。なお、出光部20fにレンズカットを形成し、出光部20fから出射する光を当該レンズカットによって制御してもよい。また、出光部20fからレンズカット面20eからの反射光が出射することで、Y方向に延びた細長の発光領域Dが形成される。なお、例えば、レンズカット面20eの密度を調整することで、発光領域Dが均一に発光しているように視認させることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、表面20aを部分的に発光させることができる車両用灯具10及びレンズ体20を提供することができる。
これは、反射面20dからの反射光を出光部20fに向けて内面反射するレンズカット面20eが、レンズ体20の表面20aと裏面20bとの間(図2(c)参照)、かつ、正面視で出光部20f(平面領域A1)と重なる領域A2(図2(b)参照)に設けられていることによるものである。すなわち、上記従来技術と異なり、レンズカット面20eが部分的に設けられていることによるものである。
また、本実施形態によれば、任意の面40の傾斜角度を調整することで、出光部20fの幅を調整することができる。例えば、図3に示すように、任意の面40の傾斜角度をθ1より小さいθ2とすることで、出光部20fの幅をW1より大きいW2(図2(a)参照)とすることができる。なお、このように、出光部20fの幅をW1より大きいW2(図2(a)参照)としても、レンズ体20の厚みLn(図3参照)が光軸AX方向に厚くなるのを抑制することができる。これにより、レンズ体20の厚肉成形が軽減される結果、コストの軽減が可能となる。
次に、変形例について説明する。
上記実施形態では、本発明の車両用灯具をテールランプに適用した例について説明したが、これに限らない。例えば、ストップッランプ、ポジションランプ、ターンランプ、バックランプ、DRL(Daytime Running Lamps)ランプにも本発明の車両用灯具を適用してもよい。
また、上記実施形態では、Y方向にライン状に延びた出光部20fを用いた例について説明したが、これに限らない。
図7は、出光部20f(発光部)の変形例を説明するための図である。図7は、出光部20fを透して視認されるレンズカット面20eを示している。
例えば、出光部20fとして、L字状の出光部(図7(a)参照)を用いてもよいし、矩形の出光部(図7(b)参照)を用いてもよいし、菱形の出光部(図7(c)参照)を用いてもよいし、コ字状の出光部(図7(d)参照)を用いてもよいし、円形の出光部(図7(e)参照)を用いてもよいし、台形の出光部(図7(f)参照)を用いてもよいし、その他形状の出光部を用いてもよい。
本変形例によれば、出光部20f(発光部)がいかなる形状であっても、薄型のレンズ体20で発光させることができる。
また、上記実施形態では、任意の面40として、図4に示すように、XY面に対して平行な平面による断面が前方(図4中上方)に向かって凹の円弧Ar(例えば、所定曲率の円弧)である曲面を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、任意の面40として、平面を用いてもよいし、その他、曲面、又は、曲面と平面とが混在した面等を用いてもよい。
また、上記実施形態では、光照射方向に突出した突出部20gを設けた例について説明したが、これに限らない。例えば、突出部20gは省略してもよい。
また、上記実施形態では、反射面20dを含み、入光部20cが裏面20bに設けられたレンズ体20を用いた例について説明したが、これに限らない。
図8は、変形例である車両用灯具10Aの斜視図である。図9(a)は図8に示す車両用灯具10AのC−C断面図、図9(b)は変形例である車両用灯具10Bの断面図である。
例えば、図8、図9(a)に示すように、反射面20dを省略し、入光部20Acがレンズ体20Aの一端面に設けられたレンズ体20Aを用いてもよい。この場合、光源30は、レンズ体20Aの一端面(入光部20Ac)に対向して配置される。
この場合、光源30からの光は、入光部20Acから入光し、レンズカット面20eで出光部20fに向けて内面反射されることで、当該出光部20fから出射して前方に照射される。
また、図9(b)に示すように、光源30と入光部20Acとの間にリフレクタ50をさらに設けてもよい。
この場合、光源30からの光は、リフレクタ50で反射された反射光として入光部20Acから入光し、レンズカット面20eで出光部20fに向けて内面反射されることで、当該出光部20fから出射して前方に照射される。
また、上記実施形態では、光源30として、LEDやLD等の半導体発光素子を用いた例について説明したが、これに限らず、バルブ光源を用いてもよい。
上記実施形態で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
10、10A、10B…車両用灯具、20、20A…レンズ体、20a…表面、20b…裏面、20c…入光部、20d…反射面、20e…レンズカット面、20f…出光部、20g…突出部、30…光源
Claims (7)
- 表面とその反対側の裏面とを含むレンズ体と、光源と、を備えた車両用灯具において、
前記レンズ体は、
前記光源からの光が前記レンズ体に入光する入光部と、
前記入光部から前記レンズ体に入光した前記光源からの光を内面反射する少なくとも1つのレンズカット面と、
前記レンズ体の表面の一部に設けられ、前記レンズカット面からの反射光が出射する出光部と、を備え、
前記レンズカット面は、第1円錐面のうち、前記第1円錐面の回転軸を回転軸とし、かつ、前記第1円錐面の内側に配置された第2円錐面と任意の面との交線から前記回転軸に対して垂直の方向に延びた垂直面と前記任意の面とによって区画された面であり、
前記レンズカット面は、前記レンズ体の表面と裏面との間、かつ、正面視で前記出光部と重なる領域に設けられた車両用灯具。 - 前記入光部は、前記光源の光軸上に設けられ、
さらに、前記入光部から入光した前記光源からの光を、前記光源の光軸を中心に放射状に内面反射する反射面を備え、
前記レンズカット面は、前記反射面からの反射光の光路上に設けられ、
前記出光部は、前記レンズカット面からの反射光の光路上に設けられ、
前記レンズカット面は、前記光源の光軸を回転軸とする第1円錐面のうち、前記光源の光軸を回転軸とし、かつ、前記第1円錐面の内側に配置された第2円錐面と任意の面との交線から前記光源の光軸に対して垂直の方向に延びた垂直面と前記任意の面とによって区画された面である請求項1に記載の車両用灯具。 - 前記入光部は、前記レンズ体の一端面に設けられ、
前記レンズカット面は、前記入光部から前記レンズ体に入光した前記光源からの光の光路上に設けられ、
前記出光部は、前記レンズカット面からの反射光の光路上に設けられた請求項1に記載の車両用灯具。 - 前記光源と前記入光部との間に設けられたリフレクタをさらに備え、
前記光源からの光は、前記リフレクタで反射された反射光として前記入光部から入光する請求項3に記載の車両用灯具。 - 前記レンズ体は、光照射方向に突出した突出部を含み、
前記出光部は、前記突出部の先端に設けられた請求項1から4のいずれか1項に記載の車両用灯具。 - 前記レンズカット面からの反射光が前記出光部から出射することで形成される発光領域が均一に発光しているように視認されるように、レンズカット面の密度が調整されている請求項1から5のいずれか1項に記載の車両用灯具。
- 表面とその反対側の裏面とを含むレンズ体において、
光源からの光が前記レンズ体に入光する入光部と、
前記入光部から前記レンズ体に入光した前記光源からの光を内面反射する少なくとも1つのレンズカット面と、
前記レンズ体の表面に設けられ、前記レンズカット面からの反射光が出射する出光部と、を備え、
前記レンズカット面は、第1円錐面のうち、前記第1円錐面の回転軸を回転軸とし、かつ、前記第1円錐面の内側に配置された第2円錐面と任意の面との交線から前記回転軸に対して垂直の方向に延びた垂直面と前記任意の面とによって区画された面であり、
前記レンズカット面は、前記レンズ体の表面と裏面との間、かつ、正面視で前記出光部と重なる領域に設けられたレンズ体。
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