JP2023059350A - 導光レンズ及び車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】正面視からの視野角を大きくした場合でも、発光の見栄えを良くすることを可能とした導光レンズを提供する。
【解決手段】光源から出射された光Ｌを導光させる導光レンズであって、一の方向に延在する第１の導光部７と、第１の導光部７の一の方向に沿った少なくとも一方の端部から第１の導光部７の正面側に向かって突出された第２の導光部８と、第１の導光部７の一の方向の一端側に位置する入射部と、第１の導光部７の背面側に位置する第１の反射部１１と、第１の導光部７の正面側に位置する第１の出射部１２と、第１の導光部７と第２の導光部８との間に位置する連結部９と、第２の導光部８の第１の導光部７が位置する面側に位置する第２の出射部１４とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、導光レンズ及び車両用灯具に関する。

従来より、車両に搭載される車両用灯具として、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源と、インナーレンズなどの導光レンズ（導光体）とを組み合わせたものが知られている（例えば、下記特許文献１を参照。）。

このような車両用灯具では、光源から出射された光を導光レンズの一端側から導光レンズの内部へと入射し、導光レンズの内部で反射を繰り返しながら、導光レンズの他端側に向けて光を導光させると共に、導光レンズの背面側に設けられた複数の反射カットにより反射された光を導光レンズの正面側から外部へと出射する。これにより、導光レンズの正面側を車両用灯具の発光部として発光させることが可能である。

特開２０１４－１１６１４２号公報

ところで、上述した従来の車両用灯具では、導光レンズの正面視からの視野角が大きくなった場合、例えば、導光レンズの正面側を斜め上方から視認した場合、導光レンズを正面視したときよりも視認される発光部の面積が小さくなることによって、発光部が暗くなった状態で視認されることになる。

このため、導光レンズの正面視からの視野角が大きくなった場合、導光レンズを正面視したときよりも発光の明暗差が大きく変化してしまい、発光部の見栄えが悪くなることがあった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、正面視からの視野角を大きくした場合でも、発光の見栄えを良くすることを可能とした導光レンズ、並びに、そのような導光レンズを備えた車両用灯具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、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 光源から出射された光を導光させる導光レンズであって、
一の方向に延在する第１の導光部と、
前記第１の導光部の前記一の方向に沿った少なくとも一方の端部から前記第１の導光部の正面側に向かって突出された第２の導光部と、
前記第１の導光部の前記一の方向の一端側に位置して、前記光源から出射された光を前記第１の導光部の内部へと入射する入射部と、
前記第１の導光部の背面側に位置して、前記第１の導光部の背面側に入射した光を前記第１の導光部の正面側に向けて反射する第１の反射部と、
前記第１の導光部の正面側に位置して、前記第１の反射部で反射された光を前記第１の導光部の外部へと出射する第１の出射部と、
前記第１の導光部と前記第２の導光部との間に位置して、前記第１の導光部の内部で導光される光の一部を前記第２の導光部の内部に向けて導光する連結部と、
前記第２の導光部の前記第１の導光部が位置する面側に位置して、前記第２の導光部の内部で導光される光を前記第２の導光部の外部へと出射する第２の出射部とを有することを特徴とする導光レンズ。
〔２〕 前記連結部は、前記第１の導光部の内部で導光される光の一部を前記第２の導光部の内部に向けて反射する第２の反射部を含むことを特徴とする前記〔１〕に記載の導光レンズ。
〔３〕 前記第２の反射部は、前記第２の導光部の正面側に向かって傾斜又は湾曲した反射面を含むことを特徴とする前記〔２〕に記載の導光レンズ。
〔４〕 第２の出射部は、前記一の方向に並んで設けられた複数の複数の拡散カットを含み、
前記複数の拡散カットは、前記第２の出射部に入射した光を前記一の方向に拡散しながら出射することを特徴とする前記〔１〕～〔３〕の何れか一項に記載の導光レンズ。
〔５〕 前記拡散カットは、フルートカット又はローレットカットであることを特徴とする前記〔４〕に記載の導光レンズ。
〔６〕 光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を導光させる導光レンズとを備え、
前記導光レンズは、一の方向に延在する第１の導光部と、
前記第１の導光部の前記一の方向に沿った少なくとも一方の端部から前記第１の導光部の正面側に向かって突出された第２の導光部と、
前記第１の導光部の前記一の方向の一端側に位置して、前記光源から出射された光を前記第１の導光部の内部へと入射する入射部と、
前記第１の導光部の背面側に位置して、前記第１の導光部の背面側に入射した光を前記第１の導光部の正面側に向けて反射する第１の反射部と、
前記第１の導光部の正面側に位置して、前記第１の反射部で反射された光を前記第１の導光部の外部へと出射する第１の出射部と、
前記第１の導光部と前記第２の導光部との間に位置して、前記第１の導光部の内部で導光される光の一部を前記第２の導光部の内部に向けて導光する連結部と、
前記第２の導光部の前記第１の導光部が位置する面側に位置して、前記第２の導光部の内部で導光される光を前記第２の導光部の外部へと出射する第２の出射部とを有することを特徴とする車両用灯具。
〔７〕 前記導光レンズの前方に配置されたレンズを備え、
前記レンズは、前記第１の出射部及び前記第２の出射部から出射された光の配光を制御するレンズカットを含むことを特徴とする前記〔５〕に記載の車両用灯具。
〔８〕 前記第１の導光部の背面及び前記第２の導光部の前記第１の導光部が位置する側とは反対側の面と対向して配置されたリフレクタを備え、
前記リフレクタは、前記第１の導光部の背面側及び前記第２の導光部の前記第１の導光部が位置する側とは反対側の面側から外部へと出射された光を反射して、再び前記第１の導光部及び前記第２の導光部の内部へと入射させることを特徴とする前記〔６〕又は〔７〕に記載の車両用灯具。

以上のように、本発明によれば、正面視からの視野角を大きくした場合でも、発光の見栄えを良くすることを可能とした導光レンズ、並びに、そのような導光レンズを備えた車両用灯具を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る導光レンズを備えた車両用灯具の構成を示す断面図である。 図１に示す導光レンズを正面側から見た斜視図である。 図１に示す導光レンズを背面側から見た斜視図である。 図２中に示す囲み部分Ａを拡大した導光レンズの斜視図である。 図４中に示す線分Ｂ－Ｂによる導光レンズの断面図である。

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。

本発明の一実施形態として、例えば図１～図５に示す車両用灯具１について説明する。
なお、図１は、導光レンズ３を備えた車両用灯具１の構成を示す断面図である。図２は、導光レンズ３を正面側から見た斜視図である。図３は、導光レンズ３を背面側から見た斜視図である。図４は、図２中に示す囲み部分Ａを拡大した導光レンズ３の斜視図である。図５は、図４中に示す線分Ｂ－Ｂによる導光レンズ３の断面図である。

また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を車両用灯具１の前後方向（長さ方向）、Ｙ軸方向を車両用灯具１の左右方向（幅方向）、Ｚ軸方向を車両用灯具１の上下方向（高さ方向）として、それぞれ示すものとする。

本実施形態の車両用灯具１は、例えば、車両（図示せず。）の前端側の両コーナー部に搭載される車幅灯（ポジションランプ）に本発明を適用したものである。

なお、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１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。

本実施形態の車両用灯具１は、図１に示すように、光源２と、導光レンズ３と、リフレクタ４と、発光レンズ５と、エクステンション６とを備え、これらが灯体（図示せず。）の内側に配置された構造を有している。

なお、灯体は、正面が開口したハウジングと、このハウジングの開口を覆う透明なカバーレンズ（アウターレンズ）とにより構成される。また、灯体の形状については、車両のデザイン等に合わせて、適宜変更することが可能である。

光源２は、例えば白色光（以下、単に「光」という。）Ｌを発するＬＥＤからなり、導光レンズ３に向けて光Ｌを放射状に出射する。

導光レンズ３は、図１～図５に示すように、光源２から出射された光Ｌを導光させる導光体からなる。導光レンズ３には、例えばポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂やガラスなど、空気よりも屈折率の高い材質からなる光透過性部材を用いることができる。

導光レンズ３は、一の方向（本実施形態では車両用灯具１の幅方向）に延在する板状の第１の導光部７と、第１の導光部７の一の方向に沿った少なくとも一方の端部（本実施形態では下端部）から第１の導光部７の正面側に向かって突出された板状の第２の導光部８と、第１の導光部７の下端部と第２の導光部８の後端部との間を連結する連結部９とを有している。

導光レンズ３は、第１の導光部７の一の方向の一端側に位置する入射部１０と、第１の導光部７の背面側に位置する第１の反射部１１と、第１の導光部７の正面側に位置する第１の出射部１２と、連結部９に位置する第２の反射部１３と、第２の導光部８の第１の導光部７が位置する面（本実施形態では上面）側に位置する第２の出射部１４とを有している。

入射部１０は、第１の導光部７の一端側から光源２に向かって延長された導光棒７ａの先端に平坦（平面）な入射面１０ａを有している。光源２から出射された光Ｌは、入射面１０ａ（入射部１０）から導光棒７ａの内部へと入射し、導光棒７ａの内部で反射を繰り返しながら、導光棒７ａの他端側に向けて導光される。また、導光棒７ａを介して第１の導光部７の一端側から入射した光Ｌは、第１の導光部７の内部で反射を繰り返しながら、第１の導光部７の他端側に向けて導光されることになる。

なお、入射部１０は、上述した入射面１０ａの構成に限らず、光源２から放射状に出射された光Ｌを平行化又は集光しながら、導光棒７ａ（第１の導光部７）の内部へと入射する構成としてもよい。

例えば、入射部１０は、光源２と対向する部分の中央に位置して、光源２から出射された光Ｌの一部が入射する凸面状の第１の集光入射面と、第１の集光入射面の周囲を囲む位置から光源２側に突出した部分の内周側に位置して、光源２から出射された光Ｌの一部が入射する略円筒状の第２の集光入射面と、突出した部分の外周側に位置して、第２の集光入射面から入射した光Ｌを反射する截頭円錐状の集光反射面とを有して、第１の集光入射面から入射した光Ｌを光軸寄りに集光させ、第２の集光入射面から入射した光Ｌを集光反射面で反射させることによって光軸寄りに集光させる構成としてもよい。

第１の反射部１１は、第１の導光部７の背面側に入射した光Ｌを第１の導光部７の正面側に向けて反射する複数の反射カット１１ａを有している。複数の反射カット１１ａは、第１の導光部７の上下方向に亘って切り欠かれた断面略Ｖ字状の溝部が、第１の導光部７が延在する方向（一の方向）に周期的に並ぶことによって構成されている。

また、第１の反射部１１では、第１の導光部７の一端側から他端側に向かって導光される光Ｌの光路長の違いによって、第１の導光部７の正面側に向けて反射される光Ｌの光量（明るさ）に差が生じないように、反射カット１１ａを構成する溝部の深さが第１の導光部７の一端側から他端側に向かって漸次深くなっている。これにより、複数の反射カット１１ａで反射される光Ｌを第１の導光部７の一端側と他端側との間で均一化することが可能である。

第１の出射部１２は、第１の反射部１１で反射された光Ｌを第１の導光部７の外部へと出射する第１の出射面１２ａを有している。第１の出射面１２ａは、平面により構成されており、第１の反射部１１で反射された光Ｌを車両用灯具１の前方に向かって出射する。

第２の反射部１３は、第１の導光部７の内部で導光される光Ｌの一部（以下、「光Ｌ’」とする。）を第２の導光部８の内部に向けて反射する反射面１３ａを有している。反射面１３ａは、第２の導光部８の正面側に向かって凹状に湾曲した面により構成されている。これにより、第１の導光部７の内部へと入射した光Ｌの一部（光Ｌ’）は、第１の導光部７の他端側に向けて導光される間に、連結部９の第２の反射部１３により反射されて、第２の導光部８の内部へと入射することになる。また、反射面１３ａにより反射された光Ｌ’は、第２の導光部８の内部で反射を繰り返しながら、第２の導光部８の正面側に向けて導光されることになる。

なお、第２の反射部１３は、上述した反射面１３ａの構成に限らず、第２の導光部８の正面側に向かって傾斜した反射面を含む構成であってもよい。また、第２の反射部１３は、複数の反射面（反射カット）が周期的に並んで設けられた構成であってもよい。

第２の出射部１４は、第２の導光部８の内部で導光される光Ｌ’を第２の導光部８の外部へと出射する第２の出射面１４ａを有している。また、第２の出射部１４は、第２の出射面１４ａに入射した光Ｌ’を拡散しながら出射する複数の拡散カット１５を有している。

本実施形態では、拡散カット１５として、第２の出射面１４ａから出射される光Ｌ’を第２の導光部８が延在する方向（一の方向）に拡散させるフルートカットが設けられている。なお、拡散カット１５については、このようなフルートカットが設けられた構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、第２の出射面１４ａから出射される光Ｌ’を第２の導光部８が延在する方向及びこれと直交する方向に拡散させるローレットカットが設けられた構成としてもよい。

リフレクタ４は、図１に示すように、第１の導光部７の背面及び第２の導光部８の第１の導光部７が位置する側とは反対側の面（本実施形態では下面）と対向して配置されている。

リフレクタ４は、例えば白色のガラスエポキシ樹脂などの光拡散性を有する反射部材や、アルミ蒸着膜などの反射膜が設けられた反射部材などからなる。リフレクタ４は、第１の導光部７及び第２の導光部８と対向する面に反射面４ａ，４ｂを有して、第１の導光部７の背面側及び第２の導光部８の下面側から外部へと出射された光Ｌ，Ｌ’を反射面４ａ，４ｂにより反射して、再び第１の導光部７及び第２の導光部８の内部へと入射させる。

これにより、第１の導光部７及び第２の導光部８（導光レンズ３）の外部に漏れ出した光Ｌ，Ｌ’は、リフレクタ４により反射され、再び導光レンズ３に入射し、最終的に第１の出射部１２及び第２の出射部１４から出射されることから、光Ｌ，Ｌ’の利用効率を高めることが可能である。

なお、リフレクタ４は、必ずしも必要な構成ではないため、場合によっては省略することも可能である。

発光レンズ５は、導光レンズ３の前方に配置されて、第１の出射部１２及び第２の出射部１４から出射された光Ｌ，Ｌ’を背面側から内部へと入射した後、正面側から外部へと出射する。これにより、発光レンズ５の正面側に設けられた発光面５ａを発光させることが可能である。

また、発光面５ａには、この発光面５ａから出射される光Ｌ，Ｌ’の配光を制御する複数の配光カット１６が設けられている。本実施形態では、配光カット１６として、発光面５ａから出射される光Ｌ，Ｌ’を車両用灯具１の上下方向及び左右方向に拡散させる魚眼カットが設けられている。

エクステンション６は、有色（例えば黒色）の遮光部材からなり、発光レンズ５の発光面５ａに対応した開口部６ａを有して、発光レンズ５の正面側を覆うように配置されている。エクステンション６は、発光レンズ５の発光面５ａの周囲を覆うことで、発光面５ａ以外から出射される光Ｌ，Ｌ’を遮光する。

以上のような構成を有する本実施形態の導光レンズ３を備えた車両用灯具１では、ポジションランプの発光部として、発光レンズ５の発光面５ａを白色発光させることが可能である。

ところで、本実施形態の車両用灯具１では、上述した導光レンズ３の第１の出射部１２から前方に向けて光Ｌが出射され、第２の出射部１４から前方の斜め上方に向けて光Ｌ’が出射される。

これにより、発光レンズ５の正面視からの視野角が大きくなった場合、例えば、発光レンズ５の発光面５ａの正面側を斜め上方から視認した場合、発光レンズ５の発光面５ａを正面視したときの発光範囲Ｅ１に対して、発光レンズ５の発光面５ａの正面側を斜め上方から視認したときの発光範囲Ｅ２が小さくなることを抑制している。

したがって、本実施形態の導光レンズ３を備えた車両用灯具１では、上方に向けて視野角を大きくした場合において、発光レンズ５の発光面５ａが暗く視認されることを防ぐことが可能である。

以上のようにして、本実施形態の導光レンズ３を備えた車両用灯具１では、上方に向けて視野角を大きくした場合に、発光レンズ５の発光面５ａを視認したときの発光の明暗差が変化することを抑制しながら、この発光面５ａの見栄えを良くすることが可能である。

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、上記導光レンズ３は、第１の導光部７のうち、光源２と対向する一端側から他端側に向かって延長された導光棒７ａと、この導光棒７ａの先端に位置する入射面１０ａとを有した構成となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、第１の導光部７の一の方向の一端側に位置する入射部１０から光源２から出射された光Ｌを第１の導光部７の内部へと入射する構成であればよい。

また、上記導光レンズ３は、第１の導光部７の下端部から第１の導光部７の正面側に向かって第２の導光部８が突出された構成となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、第１の導光部７の上端部から第１の導光部７の正面側に向かって第２の導光部８が突出された構成や、第１の導光部７の下端部及び上端部から第１の導光部７の正面側に向かって第２の導光部８が突出された構成であってもよい。

なお、本発明が適用される車両用灯具については、上述した車幅灯（ポジションランプ）に限定されるものではなく、例えば、方向指示器（ターンランプ）や昼間点灯ランプ（ＤＲＬ）、尾灯（テールランプ）、ブレーキランプ（ストップランプ）、バックランプなどの発光面を有する車両用灯具に対して、本発明を幅広く適用することが可能である。

また、光源については、上述したＬＥＤ以外にも、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いることができる。また、光源が発する光Ｌの色については、上述した白色光に限らず、赤色光や橙色光など、その車両用灯具の用途に応じて適宜変更することが可能である。

１…車両用灯具 ２…光源 ３…導光レンズ ４…リフレクタ ５…発光レンズ ６…エクステンション ７…第１の導光部 ８…第２の導光部 ９…連結部 １０…入射部 １１…第１の反射部 １２…第１の出射部 １３…第２の反射部 １４…第２の出射部 １５…拡散カット １６…配光カット

Claims (8)

1. 光源から出射された光を導光させる導光レンズであって、
   一の方向に延在する第１の導光部と、
   前記第１の導光部の前記一の方向に沿った少なくとも一方の端部から前記第１の導光部の正面側に向かって突出された第２の導光部と、
   前記第１の導光部の前記一の方向の一端側に位置して、前記光源から出射された光を前記第１の導光部の内部へと入射する入射部と、
   前記第１の導光部の背面側に位置して、前記第１の導光部の背面側に入射した光を前記第１の導光部の正面側に向けて反射する第１の反射部と、
   前記第１の導光部の正面側に位置して、前記第１の反射部で反射された光を前記第１の導光部の外部へと出射する第１の出射部と、
   前記第１の導光部と前記第２の導光部との間に位置して、前記第１の導光部の内部で導光される光の一部を前記第２の導光部の内部に向けて導光する連結部と、
   前記第２の導光部の前記第１の導光部が位置する面側に位置して、前記第２の導光部の内部で導光される光を前記第２の導光部の外部へと出射する第２の出射部とを有することを特徴とする導光レンズ。
2. 前記連結部は、前記第１の導光部の内部で導光される光の一部を前記第２の導光部の内部に向けて反射する第２の反射部を含むことを特徴とする請求項１に記載の導光レンズ。
3. 前記第２の反射部は、前記第２の導光部の正面側に向かって傾斜又は湾曲した反射面を含むことを特徴とする請求項２に記載の導光レンズ。
4. 第２の出射部は、前記一の方向に並んで設けられた複数の複数の拡散カットを含み、
   前記複数の拡散カットは、前記第２の出射部に入射した光を前記一の方向に拡散しながら出射することを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の導光レンズ。
5. 前記拡散カットは、フルートカット又はローレットカットであることを特徴とする請求項４に記載の導光レンズ。
6. 光を出射する光源と、
   前記光源から出射された光を導光させる導光レンズとを備え、
   前記導光レンズは、一の方向に延在する第１の導光部と、
   前記第１の導光部の前記一の方向に沿った少なくとも一方の端部から前記第１の導光部の正面側に向かって突出された第２の導光部と、
   前記第１の導光部の前記一の方向の一端側に位置して、前記光源から出射された光を前記第１の導光部の内部へと入射する入射部と、
   前記第１の導光部の背面側に位置して、前記第１の導光部の背面側に入射した光を前記第１の導光部の正面側に向けて反射する第１の反射部と、
   前記第１の導光部の正面側に位置して、前記第１の反射部で反射された光を前記第１の導光部の外部へと出射する第１の出射部と、
   前記第１の導光部と前記第２の導光部との間に位置して、前記第１の導光部の内部で導光される光の一部を前記第２の導光部の内部に向けて導光する連結部と、
   前記第２の導光部の前記第１の導光部が位置する面側に位置して、前記第２の導光部の内部で導光される光を前記第２の導光部の外部へと出射する第２の出射部とを有することを特徴とする車両用灯具。
7. 前記導光レンズの前方に配置されたレンズを備え、
   前記レンズは、前記第１の出射部及び前記第２の出射部から出射された光の配光を制御するレンズカットを含むことを特徴とする請求項６に記載の車両用灯具。
8. 前記第１の導光部の背面及び前記第２の導光部の前記第１の導光部が位置する側とは反対側の面と対向して配置されたリフレクタを備え、
   前記リフレクタは、前記第１の導光部の背面側及び前記第２の導光部の前記第１の導光部が位置する側とは反対側の面側から外部へと出射された光を反射して、再び前記第１の導光部及び前記第２の導光部の内部へと入射させることを特徴とする請求項６又は７に記載の車両用灯具。

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