JP2022176584A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】点灯時および非点灯時における見栄えを向上させた、車両用灯具を提供する。【解決手段】本発明の車両用灯具は、光源と、光源からの光をコリメートするコリメート光学系と、コリメート光学系からの光が入射する拡散レンズと、拡散レンズからの光を投射する投影レンズと、を備え、投影レンズは、凸状の曲面で構成され、拡散レンズからの光を出射する光出射面と、光出射面の周囲に設けられたカット面と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具に関するものである。

従来、光源からの光をレンズに取り込むことで灯具前方の路面や周囲を照射する車両用灯具がある（例えば、下記特許文献１、２参照）。

特開２０１６－１１０８１８号公報 特許第６７９０５６８号公報

上記車両用灯具では、光源からの光をレンズに直接取り込んで出射するため、レンズから出射された光は正面から視た場合の輝度は高いが、斜め方向から視た場合の輝度が低くなる。よって、上記車両用灯具から出射される光は均一性が低く、点灯時における見栄えが悪いという問題があった。また、上記車両用灯具では、非点灯時における見栄えも悪く、さらなる改善が望まれている。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、点灯時および非点灯時における見栄えを向上させた、車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明の一態様に従えば、光源と、前記光源からの光をコリメートするコリメート光学系と、前記コリメート光学系からの光が入射する拡散レンズと、前記拡散レンズからの光を投射する投影レンズと、を備え、前記投影レンズは、凸状の曲面で構成され、前記拡散レンズからの光を出射する光出射面と、前記光出射面の周囲に設けられたカット面と、を有する車両用灯具が提供される。

また、上記車両用灯具において、前記カット面は、平面である構成としてもよい。

また、上記車両用灯具において、前記カット面は、面取り面で構成される構成としてもよい。

また、上記車両用灯具において、前記投影レンズは、前記拡散レンズからの光が入射する光入射面をさらに有し、前記光入射面の形状と前記光出射面の形状とは異なる構成としてもよい。

また、上記車両用灯具において、前記光入射面は凸状の曲面で構成されており、前記光入射面の曲率は、前記光出射面の曲率よりも大きい構成としてもよい。

本発明によれば、車両用灯具において、点灯時および非点灯時における見栄えを向上させることができる。

一実施形態の車両用灯具の構成を示す斜視図である。 一実施形態の車両用灯具の上面図である。 一実施形態の車両用灯具の側面図である。 一実施形態の投影レンズを前側から視た正面図である。 一実施形態の車両用灯具の点灯時における作用を示す図である。 一実施形態の車両用灯具の非点灯時における作用を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

以下、本発明の一実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用灯具は、図示されない車両の左右前方に搭載される方向指示器（ターンランプ）に本発明を適用したものである。

図１は、本実施形態の車両用灯具の構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態の車両用灯具の上面図である。図３は、本実施形態の車両用灯具の側面図である。図４は、本実施形態の投影レンズを前側から視た正面図である。

各図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定して各部材の構成を説明する。また、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用灯具を正面（車両前方）から見たときのそれぞれの方向を意味するものとする。したがって、車両を背面（車両後方）から見たときのそれぞれの方向とは、前後左右を逆にした方向となる。

例えば、Ｘ軸は車両に搭載された車両用灯具の左右方向に沿う軸に対応し、Ｙ軸は車両用灯具の前後方向に沿う軸に対応し、Ｚ軸は車両用灯具の上下方向に沿う軸に対応する。本明細書において、＋Ｘ側とは車両用灯具の右側、－Ｘ側とは車両用灯具の左側、＋Ｙ側とは車両用灯具の前側、－Ｙ側とは車両用灯具の後側、＋Ｚ側とは車両用灯具の上側、－Ｚ側とは車両用灯具の下側、にそれぞれ対応する。

図１から図３に示すように、本実施形態の車両用灯具１は、光源２と、コリメート光学系３と、拡散レンズ４と、投影レンズ５と、を備えている。光源２、コリメート光学系３、拡散レンズ４および投影レンズ５は、光源２の光軸ＡＸに沿って並んで配置されている。光源２の光軸ＡＸはＹ軸に沿う軸である。
光源２は、橙色光（以下、単に「光」という）Ｌを発する発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる。光源２は、複数のＬＥＤで構成されてもよい。

光源２は、光Ｌを放射状に出射する。光源２から出射された光Ｌは、コリメート光学系３に入射する。コリメート光学系３は、光源２からの光Ｌをコリメート（平行化）する。本実施形態のコリメート光学系３は、第１レンズ部３１と、第２レンズ部３２と、第１レンズ部３１および第２レンズ部３２を支持するベース部３３と、を含む。

第１レンズ部３１は、光源２側に位置する。
第１レンズ部３１は、光源２から出射された橙色光（以下、単に「光」という）Ｌを上下左右方向に拡散させつつ、第２レンズ部３２に向けて出射する。本実施形態の場合、第１レンズ部３１は両凸レンズで構成されている。第２レンズ部３２は、ベース部３３を介して、第１レンズ部３１から所定距離だけ離れた位置に配置されている。本実施形態のコリメート光学系３では、第１レンズ部３１および第２レンズ部３２を一体形成した場合に比べて軽量化を図ることができる。また、第１レンズ部３１および第２レンズ部３２がベース部３３を介して一体に支持されるため、第１レンズ部３１および第２レンズ部３２を別体で形成する場合に比べて、第１レンズ部３１および第２レンズ部３２同士の位置決めが容易となる。

第２レンズ部３２は、第１レンズ部３１に対して光源２と反対側に位置する。
第２レンズ部３２は、第１コリメート面３２ａと、第２コリメート面３２ｂとを有する。第１コリメート面３２ａは、ＸＹ面に沿う面内において光源２からの光Ｌを平行化（コリメート）するシリンドリカル面である。すなわち、第１コリメート面３２ａは、光源２からの光Ｌを左右方向においてコリメートする面である。また、第１コリメート面３２ａは、光Ｌを入射させる入射面でもある。

第２コリメート面３２ｂは、ＹＺ面に沿う面内において光源２からの光Ｌを平行化（コリメート）するシリンドリカル面である。すなわち、第２コリメート面３２ｂは、光源２からの光Ｌを上下方向においてコリメートする面である。また、第２コリメート面３２ｂは、光Ｌを出射する出射面でもある。

第２レンズ部３２を透過した光Ｌは、上下方向および左右方向においてコリメートされる。このようにして、コリメート光学系３は、光源２からの光Ｌを拡散レンズ４の大きさまで拡げつつコリメートして拡散レンズ４に向けて出射する。
光軸ＡＸに沿う方向から視た場合、第２レンズ部３２の外形は、後述する拡散レンズ４の外形と同じ矩形状であり、第２レンズ部３２および拡散レンズ４の外形の大きさは等しい。そのため、コリメート光学系３から出射された光Ｌは、拡散レンズ４の全面に効率良く入射する。

拡散レンズ４は、コリメート光学系３によってコリメートされた光Ｌを拡散して出射する。拡散レンズ４は、表面に形成された拡散カットを有する。拡散カットは、光入射側および光出射側の少なくとも一方に形成される。拡散カットは、コリメートされた光Ｌの面内輝度分布が均一となるように形成され、例えば、ローレット加工面やシボ加工面等を組み合わせて構成される。

拡散レンズ４で拡散された光Ｌは、投影レンズ５に入射する。以下、拡散レンズ４で拡散された光Ｌを拡散光ＬＳという。投影レンズ５は、拡散レンズ４を透過した拡散光ＬＳを前方に向けて投影する。

投影レンズ５は、光入射面５０と、光出射面５１と、カット面５２と、を有する。投影レンズ５は、例えば、光軸ＡＸに沿う方向において１４ｍｍの厚みを有する厚肉構造を有している。光入射面５０は拡散レンズ４に対向し、拡散光ＬＳが入射される面である。光入射面５０は、光源２側に向かって突出する凸状の曲面である。本実施形態において、光入射面５０は、比較的大きな曲率を有する面であり、例えば、Ｒ２００の曲面で構成される。

光出射面５１は、光入射面５０と反対を向く凸状の曲面であり、拡散光ＬＳを前方に向けて出射する面である。本実施形態において、光出射面５１は、光入射面５０に比べて小さい曲率を有する面であり、例えば、Ｒ４５の曲面で構成される。

本実施形態の投影レンズ５において、光入射面５０の形状と光出射面５１の形状とは異なっている。具体的に光入射面５０の曲率は、光出射面５１の曲率よりも大きい。

カット面５２は、光出射面５１の周囲に設けられる。カット面５２は、平面で構成される。カット面５２は、光出射方向（前側：＋Ｘ側）に向かうにつれて光軸ＡＸに近づく方向に傾いた面である。本実施形態の場合、カット面５２を平面で構成することで、カット面５２を投影レンズ５に容易に形成できる。

図４に示すように、光軸ＡＸに沿う方向に沿って平面視した場合において、カット面５２は、光出射面５１の上下左右方向における端部にそれぞれ設けられている。カット面５２は、光出射面５１とともに投影レンズ５に対して所定の意匠性を付与する。カット面５２は面取り面で構成される。本実施形態の場合、カット面５２は、３０°の角度で投影レンズ５の四辺を面取りすることで形成した。本実施形態の場合、面取り面を用いることで、平面からなるカット面５２を有した投影レンズ５を容易に製造することができる。よって、投影レンズ５のコストを低減できる。

本実施形態の投影レンズ５は、上述したような、厚肉構造、光出射面５１およびカット面５２の組み合わせによる立体的な形状を有することで、意匠性に優れた外観のレンズとなっている。

続いて、本実施形態の車両用灯具１の作用について説明する。
図５は、本実施形態の車両用灯具の点灯時における作用を説明するための図である。図５では図を見易くするため、説明に関係のない部材を省略している。
図５に示すように、本実施形態の車両用灯具１では、拡散レンズ４から出射された拡散光ＬＳの一部は、光入射面５０を経由して光出射面５１に入射し、光出射面５１から出射される。

ここで、拡散光ＬＳの一部である拡散光ＬＳ１は、光入射面５０および光出射面５１でそれぞれ屈折されて出射される。本実施形態の場合、光出射面５１の曲率が光入射面５０の曲率よりも小さいため、拡散光ＬＳ１の進行方向は光出射面５１から出射される際に屈折されることで大きく歪んだ状態とされる。

そのため、車両用灯具１の点灯時に、投影レンズ５の光出射面５１を光軸ＡＸに沿う方向から平面視した際、拡散レンズ４の発光面は、ぼやけた状態となるので、拡散レンズ４の発光面における表面形状（拡散カット形状）を光出射面５１越しに視認され難くすることができる。

また、拡散光ＬＳの他の一部は、光入射面５０を経由してカット面５２に入射する。カット面５２は、拡散光ＬＳを反射する反射面として機能するため、カット面５２は殆ど発光せず、透明感のある見栄えを生じさせる。なお、カット面５２で反射された拡散光ＬＳは、例えば拡散レンズ４で反射され、再び投影レンズ５に入射する。

このように本実施形態の車両用灯具１によれば、点灯時において、投影レンズ５を光軸ＡＸに沿う方向から平面視した際、透明感のある見栄えを生じさせるカット面５２に囲まれた光出射面５１が明るく発光した状態となるので、浮遊感のある発光見栄えを実現できる。

また、本実施形態の車両用灯具１において、光出射面５１は、拡散レンズ４から面発光状態の拡散光ＬＳを出射することで、光出射面５１を斜め方向から視た場合でも、光出射面５１の明るさが変化し難い、視野角に優れた発光見栄えを実現できる。

図６は、本実施形態の車両用灯具の非点灯時における作用を説明するための図である。図６では図を見易くするため、説明に関係のない部材を省略している。
図６に示すように、本実施形態の車両用灯具１では、非点灯時において、カット面５２から内部に外光ＯＬが入射する場合がある。カット面５２から内部に入射した外光ＯＬは、光入射面５０で全反射されることで投影レンズ５内を伝搬し、他のカット面５２から外部に出射される。これにより、カット面５２は内部を伝搬した外光ＯＬが出射されることで、非点灯時においてキラキラした見栄えを生じさせることができる。なお、光出射面５１から投影レンズ５内に入射した光は光入射面５０および光出射面５１で全反射されてレンズ内を伝搬し、カット面５２から出射される。光出射面５１は、カット面５２に比べて薄暗い見栄えとなる。

したがって、本実施形態の車両用灯具１によれば、非点灯時において、薄暗い光出射面５１の周囲にカット面５２が配置されるため、カット面５２によるキラキラした見栄えをより強調させることができる。

以上のように本実施形態の車両用灯具１は、光源２と、コリメート光学系３と、拡散レンズ４と、投影レンズ５とを備え、投影レンズ５が光出射面５１とカット面５２とを有している。よって、本実施形態によれば、点灯時において浮遊感のある発光見栄えを提供し、かつ、非点灯時においてキラキラした見栄えを提供することができる、点灯時および非点灯時における見栄えを向上させた、車両用灯具１を提供できる。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、投影レンズ５において、光出射面５１の上下左右方向の４つの端部にカット面５２を形成する場合を例に挙げたが、カット面５２の大きさ、形状、位置、面取りの角度は、投影レンズ５に要求される意匠性に応じて適宜変更可能である。例えば、光出射面５１の左右方向における端部のみに設けてもよい。
また、投影レンズの表面に２つの同心状のカット面を形成し、２つのカット面の間にリング状に発光する光出射面を形成してもよい。

また、上記実施形態では、投影レンズ５として平面形状が矩形状のレンズを例に挙げたが、投影レンズ５の平面形状は矩形に限られない。投影レンズ５の平面形状は、例えば、中央部に貫通孔が設けられたパイプ形状であってもよい。

また、上記実施形態では、方向指示器（ターンランプ）に本発明を適用した場合を例に挙げたが、本発明が適用される車両用灯具については、例えば、車幅灯（ポジションランプ）、昼間点灯用ランプ（ＤＲＬ）、バックランプなどにも幅広く適用することが可能である。

１…車両用灯具、２…光源、３…コリメート光学系、４…拡散レンズ、５…投影レンズ、５０…光入射面、５１…光出射面、５２…カット面、Ｌ…光。

Claims (5)

1. 光源と、
   前記光源からの光をコリメートするコリメート光学系と、
   前記コリメート光学系からの光が入射する拡散レンズと、
   前記拡散レンズからの光を投射する投影レンズと、を備え、
   前記投影レンズは、
   凸状の曲面で構成され、前記拡散レンズからの光を出射する光出射面と、
   前記光出射面の周囲に設けられたカット面と、を有する
   車両用灯具。
2. 前記カット面は、平面である
   請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記カット面は、面取り面で構成される
   請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記投影レンズは、前記拡散レンズからの光が入射する光入射面をさらに有し、
   前記光入射面の形状と前記光出射面の形状とは異なる
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
5. 前記光入射面は凸状の曲面で構成されており、
   前記光入射面の曲率は、前記光出射面の曲率よりも大きい
   請求項４に記載の車両用灯具。

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