JP2023092728A - 車両用灯具及びレンズ体 - Google Patents
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Abstract
【課題】より少ない光源で出光部の全域を発光させることができる車両用灯具を提供する。【解決手段】光源70と、前記光源が発光した光を導光するレンズ体40と、を備え、前記レンズ体は、入光部46、導光部42、43、及び出光部41を含み、前記入光部は、前記光源が発光した光が入光する第1入光部及び第2入光部を含み、前記入光部の外形は、少なくとも1つの第1角部を含む形状であり、前記導光部は、前記入光部から入光した前記光が前記出光部から出光するように、前記入光部から入光した前記光を前記出光部まで導光する導光部であり、前記出光部は、前記導光部により導光される前記光が出光することにより発光する出光部であり、前記出光部の外形は、前記第1角部に対応する第2角部を含む形状である。【選択図】図6
Description
本発明は、より少ない光源で出光部の全域を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。
特許文献1には、上段に一列に配置された複数光源からの光及び下段に一列に配置された複数光源からの光を全反射することにより、矩形形状の出光部(アウターレンズ)を発光させる車両用灯具が記載されている(特に、特許文献1の図1参照)。
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、出光部の全域を発光させるには、複数の光源を用いなければならず、その分、部品点数が増加し、コストアップの要因となるという課題がある。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、より少ない光源で出光部の全域を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。
本発明にかかる車両用灯具は、光源と、前記光源が発光した光を導光するレンズ体と、を備え、前記レンズ体は、入光部、導光部、及び出光部を含み、前記入光部は、前記光源が発光した光が入光する第1入光部及び第2入光部を含み、前記入光部の外形は、少なくとも1つの第1角部を含む形状であり、前記導光部は、前記入光部から入光した前記光が前記出光部から出光するように、前記入光部から入光した前記光を前記出光部まで導光する導光部であり、前記出光部は、前記導光部により導光される前記光が出光することにより発光する出光部であり、前記第1入光部は、当該第1入光部から入光した前記光をコリメートする機能を有するレンズ部で、前記入光部の外形の内側かつ前記第1角部以外に設けられており、前記第2入光部は、当該第2入光部から入光した前記光をコリメートする機能を有するレンズ部で、前記入光部の外形の内側かつ前記第1角部に設けられており、前記出光部の外形は、前記第1角部に対応する第2角部を含む形状であり、前記第1入光部から入光した前記光は、前記出光部のうち前記第1角部以外の範囲から出光し、前記第2入光部から入光した前記光は、前記出光部のうち前記第2角部の範囲から出光する。
このような構成により、より少ない光源で出光部の全域を発光させることができる。
これは、少なくとも1つの角部を含む出光部の外形に対応して外形が少なくとも1つの角部を含む形状の入光部の作用により、放射状に拡がる光源からの光を、少なくとも1つの角部を含む出光部の外形に対応する断面形状の光に変換することができることによるものである。
また、上記車両用灯具において、前記入光部は、中央入光面と、当該中央入光面の外周縁から前記光源側に向かって延びる第1周囲入光面と、当該第1周囲入光面の外側に配置された第1周囲反射面と、前記中央入光面の外周縁から前記光源側に向かって延びる第2周囲入光面と、当該第2周囲入光面の外側に配置された第2周囲反射面と、を含み、前記第1周囲反射面は、前記入光部の外形と前記中央入光面の外形との間の範囲のうち前記第1角部以外の範囲に設けられており、前記第2周囲反射面は、前記入光部の外形と前記中央入光面の外形との間の範囲のうち前記第1角部の範囲に設けられており、前記第1周囲反射面の外形は、第1半径の概ね円形であり、前記第2周囲反射面の外形は、前記第1半径より大きい第2半径の概ね円形であってもよい。
また、上記車両用灯具において、前記入光部の外形は、N個の前記第1角部を含む多角形状であり、前記出光部の外形は、N個の前記第2角部を含む多角形状であってもよい。
また、上記車両用灯具において、前記導光部は、第1導光部及び第2導光部を含み、前記第1導光部は、前記入光部から入光する前記光を前記第2導光部に向けて全反射する第1全反射面を含み、前記第2導光部は、前記第1全反射面により全反射された光が前記出光部から出光するように、前記第1全反射面により全反射された光を前記出光部に向けて全反射する第2全反射面を含んでもよい。
また、上記車両用灯具において、前記入光部、前記第1導光部、前記第2導光部、及び前記出光部は、中空部を取り囲んだ状態で互いに連結されていてもよい。
また、上記車両用灯具において、前記レンズ体は、前記入光部の一方の側部と前記第1導光部の基端部とを連結する第1連結部と、前記入光部の他方の側部と前記第2導光部の基端部とを連結する第2連結部と、を含み、前記入光部から入光した前記光の一部は、前記第1連結部を介して前記第1導光部に入光し、前記第1全反射面、前記第2全反射面でこの順に全反射されて最終的に前記出光部から出光し、前記入光部から入光した前記光の他の一部は、前記第2連結部を介して前記第1導光部に入光し、前記第1全反射面、前記第2全反射面でこの順に全反射されて最終的に前記出光部から出光してもよい。
また、上記車両用灯具において、前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第2周囲反射面の先端部側と前記第1連結部とが重なっていてもよい。
また、上記車両用灯具において、前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第2周囲反射面の先端部側は、前記第1連結部の内側面を超えて外側面まで達していてもよい。
また、上記車両用灯具において、前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第2周囲反射面の先端部側と前記第2連結部とが重なっていてもよい。
また、上記車両用灯具において、前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第2周囲反射面の先端部側は、前記第2連結部の内側面を超えて外側面まで達していてもよい。
また、上記車両用灯具において、前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第1周囲反射面の先端部側と前記第1連結部とが重なっていてもよい。
また、上記車両用灯具において、前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第1周囲反射面の先端部側は、前記第1連結部の内側面を超えて外側面まで達していてもよい。
また、上記車両用灯具において、前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第1周囲反射面の先端部側と前記第2連結部とが重なっていてもよい。
また、上記車両用灯具において、前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第1周囲反射面の先端部側は、前記第2連結部の内側面を超えて外側面まで達していてもよい。
また、上記車両用灯具において、前記レンズ体は、前記第2導光部の先端部と前記出光部の先端部とを連結する第3連結部をさらに含み、前記第3連結部の内側面及び外側面には、それぞれ、当該第3連結部から出光する光を上下左右方向に拡散させるためのレンズカットが形成されていてもよい。
また、本発明にかかるレンズ体は、光源が発光した光を導光するレンズ体であって、入光部、導光部、及び出光部を含み、前記入光部は、前記光源が発光した光が入光する第1入光部及び第2入光部を含み、前記入光部の外形は、少なくとも1つの第1角部を含む形状であり、前記導光部は、前記入光部から入光した前記光が前記出光部から出光するように、前記入光部から入光した前記光を前記出光部まで導光する導光部であり、前記出光部は、前記導光部により導光される前記光が出光することにより発光する出光部であり、前記第1入光部は、当該第1入光部から入光した前記光をコリメートする機能を有するレンズ部で、前記入光部の外形の内側かつ前記第1角部以外に設けられており、前記第2入光部は、当該第2入光部から入光した前記光をコリメートする機能を有するレンズ部で、前記入光部の外形の内側かつ前記第1角部に設けられており、前記出光部の外形は、前記第1角部に対応する第2角部を含む形状であり、前記第1入光部から入光した前記光は、前記出光部のうち前記第1角部以外の範囲から出光し、前記第2入光部から入光した前記光は、前記出光部のうち前記第2角部の範囲から出光する。
このような構成により、より少ない光源で出光部の全域を発光させることができる。
これは、少なくとも1つの角部を含む出光部の外形に対応して外形が少なくとも1つの角部を含む形状の入光部の作用により、放射状に拡がる光源からの光を、少なくとも1つの角部を含む出光部の外形に対応する断面形状の光に変換することができることによるものである。
本発明により、より少ない光源で出光部の全域を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ができる。
以下、本発明の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(図1中、一点鎖線で囲んだ範囲参照)の正面図である。
本実施形態の車両用灯具10は、ストップランプとして機能する車両用信号灯具で、自動車等の車両(図示せず)の後端部の左右両側にそれぞれ搭載される。左右両側に搭載される車両用灯具10は左右対称の構成であるため、以下、代表して、車両の後端部の右側(車両後方に向かって右側)に搭載される車両用灯具10について説明する。車両用灯具10は、アウターレンズ20とハウジング60(図4参照)とによって構成される灯室内に配置され、ハウジング60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いる。Y軸は、車幅方向に延びている。Z軸は、鉛直方向に延びている。
まず、車両用灯具10の発光範囲について説明する。
図2は車両用灯具10が備えるインナーレンズ40の斜視図、図3(a)はインナーレンズ40の正面図、図3(b)はインナーレンズ40(出光部41)の発光範囲を表す図である。
図3(a)に示すように、インナーレンズ40(出光部41)は、正面視で横長(幅W×高さH)で外形が概ね矩形形状のレンズ体で、4つの角部C1~C4を含む。幅Wは例えば266mm、高さHは例えば35mmである。
車両用灯具10(インナーレンズ40)においては、光源70を点灯すると、入光部46から入光し導光部(第1導光部42、第2導光部43)により導光される光源70からの光が出光部41から出光することにより、4つの角部C1~C4を含む出光部41の全域が発光する。図3(b)中、ハッチング範囲HT1は、インナーレンズ40(出光部41)の発光範囲を表す。
次に、上記4つの角部C1~C4を含むインナーレンズ40(出光部41)の全域を発光(均一面発光)させることができる車両用灯具10の構成例について説明する。
図4は、車両用灯具10の分解斜視図である。
図4に示すように、車両用灯具10は、アウターレンズ20、エクステンション30、インナーレンズ40、ブラケット50、ハウジング60、光源70を備えている。
エクステンション30、インナーレンズ40、ブラケット50は、アウターレンズ20とハウジング60とによって構成される灯室内に配置される。エクステンション30は、発光範囲を仕切るための不透過黒色部材である。ブラケット50は、インナーレンズ40の背後に配置される。ブラケット50は、非点灯時に車両用灯具10を黒くみせるため不透過黒色の、インナーレンズ40を保持する部材である。ハウジング60は、光源70及びブラケット50を保持する不透過黒色部材である。
インナーレンズ40は、光源70が発光した光を導光するレンズ体である。インナーレンズ40は、アクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂製で、射出成形により成形される。
図5はインナーレンズ40の上面図、図6は図3(a)のA-A断面図、図7は図3(a)のB-B断面図である。図8(a)は入光部46を当該入光部46の光軸AX46方向から見た図、図8(b)は入光部46の斜視図である。図9は図8のC-C断面図、図10は図8のD-D断面図である。
図6等に示すように、インナーレンズ40は、横長で外形が概ね矩形形状の出光部41と、出光部41の基端部側に第4連結部49を介して連結された第1導光部42と、出光部41の後方に間隔をあけて設けられた第2導光部43と、一方の側部が第1導光部42の基端部側に第1連結部44を介して連結され、かつ、他方の側部が第2導光部43の基端部側に第2連結部45を介して連結された入光部46と、出光部41の先端部と第2導光部43の先端部とを連結する第3連結部47と、これら各部を上部において連結する天面部48(連結部。図5、図7参照)と、を含む。
入光部46、第1導光部42、第2導光部43、及び出光部41は、中空部S1を取り囲んだ状態で配置されており(図6参照)、各々の上部が天面部48により互いに連結されている(図5、図7参照)。すなわち、インナーレンズ40は、肉抜きされた中空部S1を含む。
図3(a)に示すように、出光部41は、正面視で横長で外形が概ね矩形形状の板状のレンズ体で、4つの角部C1~C4(本発明の第2角部の一例)を含む。図6に示すように、出光部41は、水平方向に関し、出光方向に膨らむように湾曲した形状で、上面視で、X軸に対して角度θ1傾斜した状態で配置されている。角度θ1は、例えば、45度である。
図8(a)に示すように、入光部46は、当該入光部46の光軸AX46方向から見た場合、外形が概ね矩形形状の枠体80内に配置されている。入光部46は、出光部41の外形の4つの角部C1~C4に対応する4つの角部c1~c4(本発明の第1角部の一例)を含む。図6に示すように、入光部46は、当該入光部46の光軸AX46と光源70の光軸AX70とが一致した状態で光源70の前方に配置される。入光部46は、一方の側部(一方の縁部)が第1導光部42の基端部側に第1連結部44を介して連結され、かつ、他方の側部(他方の縁部)が第2導光部43の基端部側に第2連結部45を介して連結されている。第1連結部44は、板状の部分で、図17中、縦長のハッチング範囲HT4に設けられている。一方、第2連結部45は、板状の部分で、図17中、縦長のハッチング範囲HT5に設けられている。
図9に示すように、入光部46は、光源70が対向する側の面46Aとその反対側の面46Bとを含む。
図8(a)に示すように、光源70が対向する側の面46Aは、中央入光面46A1と、当該中央入光面46A1の外周縁から光源70側に向かって延びる第1周囲入光面46A2と、当該第1周囲入光面46A2の外側に配置された第1周囲反射面46A3と、を含む。中央入光面46A1、第1周囲入光面46A2、及び第1周囲反射面46A3が本発明の第1入光部の一例である。第1入光部(中央入光面46A1、第1周囲入光面46A2、及び第1周囲反射面46A3)は、当該第1入光部から入光した光源70からの光をコリメートする機能を有するレンズ部で、入光部46の外形の内側かつ4つの角部c1~c4以外の範囲に設けられている。
中央入光面46A1は、入光部46の光軸AX46に対して回転対称の、光源70に向かって凸のレンズ面である。中央入光面46A1の焦点F46A1(図9参照)は、光源70近傍に配置されている。そのため、中央入光面46A1から入光する光源70からの光Ray46A1は、入光部46の光軸AX46に対して平行な光に変換される(コリメートされる)。
第1周囲入光面46A2は、中央入光面46A1の外周縁から光源70側に向かって延びている。
第1周囲反射面46A3は、入光部46の外形(矩形)と中央入光面46A1の外形(円形)との間の範囲のうち4つの角部c1~c4以外の範囲に設けられている(図8(a)参照)。
具体的には、第1周囲反射面46A3は、入光部46の光軸AX46に対して回転対称の回転放物面(全反射面)である。第1周囲反射面46A3の外形は、半径R1の概ね円形で、入光部46の外形(矩形)に概ね内接している。但し、第1周囲反射面46A3は、完全な回転放物面ではなく、4つの角部c1~c4に設けられた第2周囲反射面46A5により、周方向に分断されている(図8(a)中、4つに分断されている)。第1周囲反射面46A3の焦点F46A3(図9参照)は、光源70近傍に配置されている。そのため、第1周囲入光面46A2から入光し第1周囲反射面46A3で全反射された光源70からの光Ray46A3は、入光部46の光軸AX46に対して平行な光に変換される(コリメートされる)。
図17に示すように、入光部46の光軸AX46方向から見た場合、第1周囲反射面46A3(図17中、右側に配置された第1周囲反射面46A3)の先端部側と第1連結部44(ハッチング範囲HT4参照)とは重なっている。これにより、第1周囲反射面46A3で全反射された光源70からの光Ray46A3の一部が第1連結部44に入光する。その際、第1周囲反射面46A3(図17中、右側に配置された第1周囲反射面46A3)の先端部側を、第1連結部44の内側面を超えて外側面まで延長することにより、より多くの光を第1連結部44に入光させることができる。その際、第1周囲反射面46A3(図17中、右側に配置された第1周囲反射面46A3)の半径を調整することにより、入光部46の外形(矩形)と第1周囲反射面46A3の外形(円弧)との間の範囲に平坦面81、82を形成してもよい。これにより、第1連結部44に入光する光の量を調整することができる。これにより、出光部41の明るさを調整することができる。
同様に、入光部46の光軸AX46方向から見た場合、第1周囲反射面46A3(図17中、左側に配置された第1周囲反射面46A3)の先端部側と第2連結部45(ハッチング範囲HT5参照)とは重なっている。これにより、第1周囲反射面46A3で全反射された光源70からの光Ray46A3の一部が第2連結部45に入光する。その際、第1周囲反射面46A3(図17中、左側に配置された第1周囲反射面46A3)の先端部側を、第2連結部45の内側面を超えて外側面まで延長することにより、より多くの光を第2連結部45に入光させることができる。その際、第1周囲反射面46A3(図17中、左側に配置された第1周囲反射面46A3)の半径を調整することにより、入光部46の外形(矩形)と第1周囲反射面46A3の外形(円弧)との間の範囲に平坦面を形成してもよい(なお、平坦面は図17中形成されていない)。これにより、第2連結部45に入光する光の量を調整することができる。これにより、出光部41の明るさを調整することができる。
また、図8(a)に示すように、光源70が対向する側の面46Aは、中央入光面46A1の外周縁から光源70側に向かって延びる第2周囲入光面46A4と、当該第2周囲入光面46A4の外側に配置された第2周囲反射面46A5と、を含む。第2周囲入光面46A4、及び第2周囲反射面46A5が本発明の第2入光部の一例である。第2入光部(第2周囲入光面46A4、及び第2周囲反射面46A5)は、当該第2入光部から入光した光源70からの光をコリメートする機能を有するレンズ部で、入光部46の外形の内側かつ4つの角部c1~c4の範囲に設けられている。
第2周囲入光面46A4は、中央入光面46A1の外周縁から光源70側に向かって延びている。図10に示すように、第2周囲入光面46A4の長さL1(入光部46の光軸AX46に沿った長さ)は、第1周囲入光面46A2の長さL2(入光部46の光軸AX46に沿った長さ)より長い。
第2周囲反射面46A5は、入光部46の外形(矩形)と中央入光面46A1の外形(円形)との間の範囲のうち4つの角部c1~c4の範囲に設けられている(図8(a)参照)。
具体的には、第2周囲反射面46A5は、入光部46の光軸AX46に対して回転対称の回転放物面(全反射面)である。第2周囲反射面46A5の外形は、半径R2(R2>R1)の概ね円形で、入光部46の外形(矩形)に概ね外接している。但し、第2周囲反射面46A5は、完全な回転放物面ではなく、第1周囲反射面46A3により、周方向に分断されている(図8(a)中、4つに分断されている)。第2周囲反射面46A5の焦点F46A5(図10参照)は、光源70近傍に配置されている。そのため、第2周囲入光面46A4から入光し第2周囲反射面46A5で全反射された光源70からの光Ray46A5は、入光部46の光軸AX46に対して平行な光に変換される(コリメートされる)。
図17に示すように、入光部46の光軸AX46方向から見た場合、第2周囲反射面46A5(図17中、右上隅及び右下隅に配置された第2周囲反射面46A5)の先端部側と第1連結部44(ハッチング範囲HT4参照)とは重なっている。これにより、第2周囲反射面46A5で全反射された光源70からの光Ray46A5の一部が第1連結部44に入光する。その際、第2周囲反射面46A5(図17中、右上隅及び右下隅に配置された第2周囲反射面46A5)の先端部側を、第1連結部44の内側面を超えて外側面まで延長することにより、より多くの光を第1連結部44に入光させることができる。その際、第2周囲反射面46A5(図17中、右上隅及び右下隅に配置された第2周囲反射面46A5)の半径を調整することにより、入光部46の外形(矩形)と第2周囲反射面46A5外形(円弧)との間の範囲に平坦面83、84を形成してもよい。これにより、第1連結部44に入光する光の量を調整することができる。これにより、出光部41の明るさを調整することができる。
同様に、入光部46の光軸AX46方向から見た場合、第2周囲反射面46A5(図17中、左上隅及び左下隅に配置された第2周囲反射面46A5)の先端部側と第2連結部45(ハッチング範囲HT5参照)とは重なっている。これにより、第2周囲反射面46A5で全反射された光源70からの光Ray46A5の一部が第2連結部45に入光する。その際、第2周囲反射面46A5(図17中、左上隅及び左下隅に配置された第2周囲反射面46A5)の先端部側を、第2連結部45の内側面を超えて外側面まで延長することにより、より多くの光を第2連結部45に入光させることができる。その際、第5周囲反射面46A5(図17中、左上隅及び左下隅に配置された第2周囲反射面46A5)の半径を調整することにより、入光部46の外形(矩形)と第2周囲反射面46A5の外形(円弧)との間の範囲に平坦面を形成してもよい(なお、平坦面は図17中形成されていない)。これにより、第2連結部45に入光する光の量を調整することができる。これにより、出光部41の明るさを調整することができる。
一方、光源70が対向する側の面46Aと反対側の面46B(図9、図10参照。以下、出光面46Bとも呼ぶ)は、入光部46の光軸AX46に直交する平面である。出光面46Bの外形は、光源70が対向する側の面46Aと同様、矩形形状である。
上記のように入光部46の光軸AX46に対して平行な光に変換された(コリメートされた)光Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5は、図16に示すように、断面が矩形形状の光として出光面46Bから出光する。図16は、入光部46の光軸AX46に対して平行な光に変換された(コリメートされた)光Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5の光路を表す図である。
図6、図16に示すように、出光面46Bから出光する断面が矩形形状の光(Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5)が入射するように、入光部46(出光面46B)の前方には、第1導光部42が配置されている。
図11は、図6中の入光部46近傍の拡大図である。
導光部(第1導光部42、第2導光部43)は、入光部46から入光した光源70からの光が出光部41から出光するように、入光部46から入光した光源70からの光を出光部41まで導光する導光部である。
第1導光部42は、外形が矩形の板状の導光部である。第1導光部42は、入光部46の出光面46Bから出光する断面が矩形形状の光(Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5)全てが入射するように、入光部46の光軸AX46に対して角度θ2(図6参照)傾斜した状態で、出光面46Bから出光する断面が矩形形状の光(Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5)の光路上(図16参照)に配置されている。図16中、矢印AR1の方向(入光部46の光軸AX46方向)から見た場合、第1導光部42(第1全反射面42c)の外形は、入光部46の出光面46Bの外形と概ね一致している。なお、第1導光部42の外形は、入光部46の出光面46Bの外形より大きくてもよい。
第1導光部42の入光部46側の主面には、入光面42a(複数)、出光面42b(複数)が交互に階段状に配置されている(図11参照)。入光面42aは、入光部46の出光面46Bと概ね平行な平面である。入光部46の出光面46Bから出光した光は、この入光面42a(複数)から第1導光部42に入光する。出光面42bは、入光面42aに概ね直交する平面である。第1導光部42の入光部46と反対側の主面は、平面(第1全反射面42c)である。入光面42aから入光した光は、第1全反射面42cで全反射され、出光面42b(複数)から出光する。
第2導光部43は、出光部41と同様、正面視で横長で外形が概ね矩形形状の板状の導光部である。第2導光部43は、出光部41の後方に配置されている(図6参照)。具体的には、第2導光部43は、第1導光部42で全反射された断面が矩形形状の光(Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5)全てが入射するように、第1導光部42で全反射された断面が矩形形状の光(Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5)の光路上(図16参照)に配置されている。
図16中、矢印AR2の方向(第1導光部42(第1全反射面42c)で屈折した入光部46の光軸AX46方向)から見た場合、第2導光部43(第2全反射面43c)の外形は、第1導光部42(第1全反射面42c)の外形と概ね一致している。なお、第2導光部43の外形は、第1導光部42(第1全反射面42c)の外形より大きくてもよい。また、図16中、矢印AR3の方向(第2導光部43(第2全反射面43c)で屈折した入光部46の光軸AX46方向)から見た場合、第2導光部43(第2全反射面43c)の外形は、出光部41の外形と概ね一致している。なお、第2導光部43の外形は、出光部41の外形より大きくてもよい。
第2導光部43の出光部41側の主面には、入光面43a(複数)、出光面43b(複数)が交互に階段状に配置されている(図11参照)。入光面43aは、第1導光部42からの光に概ね直交する平面である。第1導光部42の出光面42bから出光した光は、この入光面43a(複数)から第2導光部43に入光する。出光面43bは、入光面43aに概ね直交する平面である。第2導光部43の出光部41と反対側の主面(第2全反射面43c)には、レンズカット43c1(複数)が設けられている(図11参照)。このレンズカット43c1は、第2導光部43の第2全反射面43cで全反射され、出光面43bから出光し、さらに出光部41から出光する光が目的の配光パターン(ここでは、ストップランプ用配光パターン)を形成するように考慮された形状のレンズカットである。入光面43aから入光した光は、第2全反射面43cで全反射され、出光面43b(複数)から出光する。
光源70は、ソケット型の光源で、赤色光を発光する少なくとも1つのLED等の半導体発光素子を含む。半導体発光素子は、発光面70a(例えば、1mm角の矩形の発光面)を備える。光源70は、ハウジング60に形成された貫通穴に挿入され、その発光面70aがインナーレンズの入光部46に対向した状態(図9等参照)でハウジング60に取り付けられる。光源70の光軸AX70は、発光面70aの中心をとおり、かつ、発光面70aに直交する方向に延びている。また、光源70の光軸AX70は、光源70がハウジング60に取り付けられた状態で、入光部46の光軸AX46と一致している。
上記構成の車両用灯具10においては、光源70を点灯すると、図6、図9に示すように、光源70が発光した光のうち中央入光面46A1から入光した光Ray46A1は、入光部46の光軸AX46に対して平行な光に変換され(コリメートされ)、出光面46Bから出光する。また、光源70が発光した光のうち第1周囲入光面46A2から入光し第1周囲反射面46A3で全反射された光源70からの光Ray46A3は、入光部46の光軸AX46に対して平行な光に変換され(コリメートされ)、主に出光面46Bから出光する。さらに、図10に示すように、光源70が発光した光のうち第2周囲入光面46A4から入光し第2周囲反射面46A5で全反射された光源70からの光Ray46A5は、入光部46の光軸AX46に対して平行な光に変換され(コリメートされ)、主に出光面46Bから出光する。
上記のように入光部46の光軸AX46に対して平行な光に変換された(コリメートされた)光Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5は、図16に示すように、断面が矩形形状の光として出光面46Bから出光する。
この出光面46Bから出光した断面が矩形形状の光Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5は、第1導光部42の入光面42a(複数)から入光し、第1導光部42の第1全反射面42cで全反射され、第1導光部42の出光面42b(複数)から出光する(図6、図16等参照)。
この出光面42bから出光した断面が矩形形状の光Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5は、第2導光部43の入光面43a(複数)から入光し、第2導光部43の第2全反射面43cで全反射され、第2導光部43の出光面43b(複数)から出光する。
この出光面43bから出光した断面が矩形形状の光Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5は、出光部41から出光し、後方に照射される。
その際、第1入光部(中央入光面46A1、第1周囲入光面46A2、及び第1周囲反射面46A3)から入光した光Ray46A1、Ray46A3は、主に出光部41のうち4つの角部C1~C4以外の範囲(図12中、ハッチング範囲HT2参照)から出光する。図12は、インナーレンズ40(出光部41)の発光範囲を表す図である。
光源70が発光した光のうち第1周囲入光面46A2から入光し第1周囲反射面46A3で全反射された光源70からの光Ray46A3の一部についても同様である。すなわち、図11に示すように、第1周囲反射面46A3で全反射された光源70からの光Ray46A3の一部は、第1連結部44を介して第1導光部42に入光し、第1導光部42の第1全反射面42cで全反射され、第1導光部42の出光面42b(複数)から出光する。以降、上記と同様の光路を辿って、出光部41のうち4つの角部C1~C4以外の範囲(図12中、ハッチング範囲HT2参照)から出光する。
同様に、光源70が発光した光のうち第1周囲入光面46A2から入光し第1周囲反射面46A3で全反射された光源70からの光Ray46A3の他の一部は、第2連結部45を透過して第1導光部42の入光面42a(複数)から入光し、第1導光部42の第1全反射面42cで全反射され、第1導光部42の出光面42b(複数)から出光する。以降、上記と同様の光路を辿って、出光部41のうち4つの角部C1~C4以外の範囲(図12中、ハッチング範囲HT2参照)から出光する。
一方、第2入光部(第2周囲入光面46A4、及び第2周囲反射面46A5)から入光した光Ray46A5は、主に出光部41のうち4つの角部C1~C4の範囲(図12中、ハッチング範囲HT3参照)から出光する。
光源70が発光した光のうち第2周囲入光面46A4から入光し第2周囲反射面46A5で全反射された光源70からの光Ray46A5の一部についても同様である。すなわち、図示しないが、第2周囲反射面46A5で全反射された光源70からの光Ray46A5の一部は、第1連結部44を介して第1導光部42に入光し、第1導光部42の第1全反射面42cで全反射され、第1導光部42の出光面42b(複数)から出光する。以降、上記と同様の光路を辿って、出光部41のうち4つの角部C1~C4の範囲(図12中、ハッチング範囲HT3参照)から出光する。
同様に、光源70が発光した光のうち第2周囲入光面46A4から入光し第2周囲反射面46A5で全反射された光源70からの光Ray46A5の他の一部は、第2連結部45を透過して第1導光部42の入光面42a(複数)から入光し、第1導光部42の第1全反射面42cで全反射され、第1導光部42の出光面42b(複数)から出光する。以降、上記と同様の光路を辿って、出光部41のうち4つの角部C1~C4の範囲(図12中、ハッチング範囲HT3参照)から出光する。
以上のように、出光部41から出光する光により、ストップランプが実現される。その際、4つの角部C1~C4を含む出光部41の全域から光が出光するため、4つの角部C1~C4を含む出光部41の全域が発光(均一面発光)する。
図13は、光源70を点灯した場合の車両用灯具10(インナーレンズ40)の正面視の写真である。図13を参照すると、4つの角部C1~C4を含む出光部41の全域が発光(均一面発光)することが分かる。
図14(a)は第3連結部47近傍の拡大斜視図、図14(b)は第3連結部47近傍の別の角度から見た拡大斜視図である。
上記構成の車両用灯具10(インナーレンズ40)においては、第2導光部43に入光した一部の光Ray(図14(a)参照)が第3連結部47内を導光されX軸に対して角度θ3(図5参照)方向に照射される。この角度θ3方向に照射される光Rayを水平方向に拡散させるため、第3連結部47の内側面に鉛直方向に延びるレンズカット47a(例えば、複数のフルートカット。図14(a)参照)が形成されている。また、光Rayを鉛直方向に拡散させるため、第3連結部47の外側面に水平方向に延びるレンズカット47b(例えば、複数のフルートカット。図14(b)参照)が形成されている。このように角度θ3(図5参照)方向に照射される光Rayを水平方向及び鉛直方向に拡散させることにより、車両用灯具10の視認性を高めることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、より少ない光源70(一つのソケット型の光源)でストップランプ用配光パターンを実現しつつ、4つの角部C1~C4を含む出光部41の全域を発光させることができる(図3(b)、図13参照)。その結果、部品点数の増加及びこれに起因するコストアップを抑制することができる。
これは、4つの角部C1~C4(少なくとも1つの第2角部の一例)を含む出光部41の外形に対応して外形が4つの角部c1~c4(少なくとも1つの第1角部の一例)を含む形状の入光部46の作用により、放射状に拡がる光源70からの光を、4つの角部C1~C4を含む出光部41の外形に対応する断面形状の光(図16参照)に変換することができることによるものである。
また、本実施形態によれば、第1連結部44、第2連結部45等も発光に利用できるため、余計なスペースを作ることなくコンパクトなインナーレンズ40を設計することが可能になる。
また、本実施形態によれば、インナーレンズ40は、肉抜きされた中空部S1を含むため、当該中空部S1を含まない場合と比べ、軽量化することができる。
次に、変形例について説明する。
図15(a)は入光部46の変形例、図15(b)は出光部41の変形例である。
上記実施形態では、入光部46は、当該入光部46の光軸AX46方向から見た場合、外形が概ね矩形形状で、出光部41の外形の4つの角部C1~C4に対応する4つの角部c1~c4(本発明の第1角部の一例)を含む例(図8(a)参照)について説明したが、これに限らない。例えば、図15(a)に示すように、入光部46は、当該入光部46の光軸AX46方向から見た場合、外形が角部c3を省略した、3つの角部c1、c2、c4を含む形状であってもよい。この場合、図15(b)に示すように、出光部41は、外形が角部C3を省略した、3つの角部C1、C2、C4を含む形状であってもよい。以上のように、入光部46は、外形が少なくとも1つの角部を含む形状であればよい。同様に、出光部41は、外形が少なくとも1つの角部を含む形状であればよい。
また、入光部46の外形は、矩形形状(四角形状)に限らず、N個の角部(第1角部)を含む多角形状であってもよい。同様に、出光部41の外形は、矩形形状(四角形状)に限らず、N個の角部(第2角部)を含む多角形状であってもよい。なお、Nは3以上の整数である。
また、上記実施形態では、第2導光部43の出光部41と反対側の主面(第2全反射面43c)に、レンズカット43c1(複数)を設けた例(図11参照)について説明したが、これに限らない。例えば、レンズカット43c1(複数)を省略し、出光部41にレンズカット43c1(複数)と同様の機能を有するレンズカットを設けてもよい。また、第2導光部43の出光部41と反対側の主面(第2全反射面43c)及び出光部41(一対の主面のうち少なくとも一方)の両方にレンズカット43c1(複数)と同様の機能を有するレンズカットを設けてもよい。
また、上記実施形態では、入光部46、第1導光部42、第2導光部43、及び出光部41は、中空部S1を取り囲んだ状態で配置されており(図6参照)、各々の上部が天面部48により互いに連結されている(図5、図7参照)例について説明したが、これに限らない。例えば、中空部S1に代えて中実部を設けてもよい。
また、上記実施形態では、本発明の車両用灯具をストップ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、本発明の車両用灯具をストップランプ以外の車両用信号灯具に適用してもよい。
上記各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。
上記各実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記各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…車両用灯具、20…アウターレンズ、30…エクステンション、40…インナーレンズ、41…出光部、42…第1導光部、42a…入光面、42b…出光面、42c…第1全反射面、43…第2導光部、43a…入光面、43b…出光面、43c…第2全反射面、43c1…レンズカット、44…第1連結部、45…第2連結部、46…入光部、46A…面、46A1…中央入光面、46A2…第1周囲入光面、46A3…第1周囲反射面、46A4…第2周囲入光面、46A5…第2周囲反射面、46B…出光面、47…第3連結部、47a…レンズカット、47b…レンズカット、48…天面部、49…第4連結部、50…ブラケット、60…ハウジング、70…光源、70a…発光面、80…枠体、81~84…平坦面、AX46、AX70…光軸、C1~C4…角部(第2角部)、c1~c4…角部(第1角部)、F46A1、F46A3、F46A5…焦点、HT1、HT2、HT3…ハッチング範囲、Ray46A1、Ray46A3、Ray46A5…光、S1…中空部
Claims (16)
- 光源と、前記光源が発光した光を導光するレンズ体と、を備え、
前記レンズ体は、入光部、導光部、及び出光部を含み、
前記入光部は、前記光源が発光した光が入光する第1入光部及び第2入光部を含み、
前記入光部の外形は、少なくとも1つの第1角部を含む形状であり、
前記導光部は、前記入光部から入光した前記光が前記出光部から出光するように、前記入光部から入光した前記光を前記出光部まで導光する導光部であり、
前記出光部は、前記導光部により導光される前記光が出光することにより発光する出光部であり、
前記第1入光部は、当該第1入光部から入光した前記光をコリメートする機能を有するレンズ部で、前記入光部の外形の内側かつ前記第1角部以外に設けられており、
前記第2入光部は、当該第2入光部から入光した前記光をコリメートする機能を有するレンズ部で、前記入光部の外形の内側かつ前記第1角部に設けられており、
前記出光部の外形は、前記第1角部に対応する第2角部を含む形状であり、
前記第1入光部から入光した前記光は、前記出光部のうち前記第1角部以外の範囲から出光し、
前記第2入光部から入光した前記光は、前記出光部のうち前記第2角部の範囲から出光する車両用灯具。 - 前記入光部は、中央入光面と、当該中央入光面の外周縁から前記光源側に向かって延びる第1周囲入光面と、当該第1周囲入光面の外側に配置された第1周囲反射面と、前記中央入光面の外周縁から前記光源側に向かって延びる第2周囲入光面と、当該第2周囲入光面の外側に配置された第2周囲反射面と、を含み、
前記第1周囲反射面は、前記入光部の外形と前記中央入光面の外形との間の範囲のうち前記第1角部以外の範囲に設けられており、
前記第2周囲反射面は、前記入光部の外形と前記中央入光面の外形との間の範囲のうち前記第1角部の範囲に設けられており、
前記第1周囲反射面の外形は、第1半径の概ね円形であり、
前記第2周囲反射面の外形は、前記第1半径より大きい第2半径の概ね円形である請求項1に記載の車両用灯具。 - 前記入光部の外形は、N個の前記第1角部を含む多角形状であり、
前記出光部の外形は、N個の前記第2角部を含む多角形状である請求項1又は2に記載の車両用灯具。 - 前記導光部は、第1導光部及び第2導光部を含み、
前記第1導光部は、前記入光部から入光する前記光を前記第2導光部に向けて全反射する第1全反射面を含み、
前記第2導光部は、前記第1全反射面により全反射された光が前記出光部から出光するように、前記第1全反射面により全反射された光を前記出光部に向けて全反射する第2全反射面を含む請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用灯具。 - 前記入光部、前記第1導光部、前記第2導光部、及び前記出光部は、中空部を取り囲んだ状態で互いに連結されている請求項4に記載の車両用灯具。
- 前記レンズ体は、前記入光部の一方の側部と前記第1導光部の基端部とを連結する第1連結部と、前記入光部の他方の側部と前記第2導光部の基端部とを連結する第2連結部と、を含み、
前記入光部から入光した前記光の一部は、前記第1連結部を介して前記第1導光部に入光し、前記第1全反射面、前記第2全反射面でこの順に全反射されて最終的に前記出光部から出光し、
前記入光部から入光した前記光の他の一部は、前記第2連結部を介して前記第1導光部に入光し、前記第1全反射面、前記第2全反射面でこの順に全反射されて最終的に前記出光部から出光する請求項4又は5に記載の車両用灯具。 - 前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第2周囲反射面の先端部側と前記第1連結部とが重なっている請求項6に記載の車両用灯具。
- 前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第2周囲反射面の先端部側は、前記第1連結部の内側面を超えて外側面まで達している請求項7に記載の車両用灯具。
- 前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第2周囲反射面の先端部側と前記第2連結部とが重なっている請求項6又は7に記載の車両用灯具。
- 前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第2周囲反射面の先端部側は、前記第2連結部の内側面を超えて外側面まで達している請求項9に記載の車両用灯具。
- 前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第1周囲反射面の先端部側と前記第1連結部とが重なっている請求項6から10のいずれか1項に記載の車両用灯具。
- 前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第1周囲反射面の先端部側は、前記第1連結部の内側面を超えて外側面まで達している請求項11に記載の車両用灯具。
- 前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第1周囲反射面の先端部側と前記第2連結部とが重なっている請求項6から12のいずれか1項に記載の車両用灯具。
- 前記入光部の光軸方向から見た場合、前記第1周囲反射面の先端部側は、前記第2連結部の内側面を超えて外側面まで達している請求項13に記載の車両用灯具。
- 前記レンズ体は、前記第2導光部の先端部と前記出光部の先端部とを連結する第3連結部をさらに含み、
前記第3連結部の内側面及び外側面には、それぞれ、当該第3連結部から出光する光を上下左右方向に拡散させるためのレンズカットが形成されている請求項4から14のいずれか1項に記載の車両用灯具。 - 光源が発光した光を導光するレンズ体であって、
入光部、導光部、及び出光部を含み、
前記入光部は、前記光源が発光した光が入光する第1入光部及び第2入光部を含み、
前記入光部の外形は、少なくとも1つの第1角部を含む形状であり、
前記導光部は、前記入光部から入光した前記光が前記出光部から出光するように、前記入光部から入光した前記光を前記出光部まで導光する導光部であり、
前記出光部は、前記導光部により導光される前記光が出光することにより発光する出光部であり、
前記第1入光部は、当該第1入光部から入光した前記光をコリメートする機能を有するレンズ部で、前記入光部の外形の内側かつ前記第1角部以外に設けられており、
前記第2入光部は、当該第2入光部から入光した前記光をコリメートする機能を有するレンズ部で、前記入光部の外形の内側かつ前記第1角部に設けられており、
前記出光部の外形は、前記第1角部に対応する第2角部を含む形状であり、
前記第1入光部から入光した前記光は、前記出光部のうち前記第1角部以外の範囲から出光し、
前記第2入光部から入光した前記光は、前記出光部のうち前記第2角部の範囲から出光するレンズ体。
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