JP3205171U - 導光レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】光を照射方向へ集中照射し、且つ、光を期望の形になるように反射することができる導光レンズの提供。【解決手段】水平方向に延伸する中心軸線Ｌに沿った、両端に入射端部１２と出射端部１１とをそれぞれ有する導光レンズであって、入射端部１２には、中心軸線Ｌがその円心を通過する略円形の周縁を有し、且つ、中心軸線Ｌが属する水平面に対して上下対称に形成されている第１の光入射面２と、第１の光入射面２の前記周縁から中心軸線Ｌに沿って入射端部１２が臨む側へ延伸する第２の光入射面３と、により囲まれて光源を設置できる設置凹部３０が形成されており、出射端部１１には、中心軸線Ｌと略直交している光出射面４を有すると共に、光出射面４には、中心軸線Ｌがその円心を通過する略円形の周縁を有する曲面である中央曲面４２が形成されていることを特徴とする導光レンズ。【選択図】図６

Description

本考案は導光レンズに関し、具体的には車用ライトに用いる導光レンズに関する。

従来の車用ライトは、光を予定の照射方向へ集中照射するため、例えば発光手段から後方側へ発する光を、真空蒸着により形成された反射膜を有する反射カバーで反射する。しかし、真空蒸着処理の温度が高く、そして反射膜と反射カバーの使用材料との結合性も配慮すると、反射カバーの作成に使用できる材料が限られている。一方、真空蒸着処理は、蒸着された膜の厚さが不均一となり易い問題点があるので、その問題点により光を全て予定の照射方向へ集中して反射することができないという光の損失が存在する欠点がある。

上記問題点に鑑みて、本考案は、光の損失を抑えながら、光を照射方向へ集中照射することができる導光レンズの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本考案は、水平方向に延伸する中心軸線に沿った両端に入射端部と出射端部とをそれぞれ有する導光レンズであって、前記入射端部には、前記中心軸線がその円心を通過する略円形の周縁を有し、且つ、前記中心軸線が属する水平面に対して上下対称に形成されている第１の光入射面と、前記第１の光入射面の前記周縁から前記中心軸線に沿って前記入射端部が臨む側へ延伸する第２の光入射面と、により囲まれて光源を設置できる設置凹部が形成されており、前記出射端部には、前記中心軸線と略直交している光出射面を有すると共に、前記光出射面には、前記中心軸線がその円心を通過する略円形の周縁を有する曲面である中央曲面が形成されていることを特徴とする導光レンズを提供する。

上記構成により、本考案の導光レンズは、第１の光入射面が水平面に対して上下対称に形成されており、且つ、光出射面には、中心軸線がその円心を通過する略円形の周縁を有する曲面である中央曲面が形成されているので、該第１の光入射面と該中央曲面を調整することにより、該中央曲面に対応する光の形またはカットオフラインを所望の形に調整できる。また、屈折率の差により、光を全反射するので、光の損失をより少なくすることができる。

本考案の導光レンズの好ましい実施形態を示す斜視図である。 上記実施形態の導光レンズを示す正面図である。 上記実施形態の導光レンズを示す側面図である。 上記実施形態の導光レンズを示す上視図である。 上記実施形態の導光レンズを示す下視図である。 上記実施形態の導光レンズ内で、光の進行経路を示す縦断面図である。 上記実施形態の導光レンズ内で、光の進行経路を示す横断面図である。 上記実施形態の導光レンズの中央曲面を経由して、投影面に出射した光の位置と量の関係を示す図である。 上記実施形態の導光レンズの環状面を経由して、投影面に出射した光の位置と量の関係を示す図である。

以下、各図面を参照しながら、本考案の好ましい実施形態について詳しく説明する。

図１は本考案の導光レンズの好ましい実施形態を示す斜視図であり、図２は上記実施形態の導光レンズを示す正面図である。

本考案の好ましい実施形態の導光レンズは、図１及び図２に示されるように、水平方向に延伸する中心軸線Ｌに沿って、両端に入射端部１２と出射端部１１とをそれぞれ有している。また、導光レンズの構成材料として、透明の樹脂などを使用することができる。

この実施形態において、出射端部１１は、中心軸線Ｌと直交する断面の面積が入射端部１２の中心軸線Ｌと直交する断面の面積より広くなるように形成されている。

図３は上記実施形態の導光レンズを示す側面図であり、図４は上記実施形態の導光レンズを示す上視図であり、図５は上記実施形態の導光レンズを示す下視図である。

入射端部１２には、図３及び図４に示されるように、中心軸線Ｌがその円心を通過する略円形の周縁を有し、且つ、中心軸線Ｌが属する水平面（図３において左右方向）に対して上下対称に形成されている第１の光入射面２と、第１の光入射面２の前記周縁から中心軸線Ｌに沿って入射端部１２が臨む側へ延伸し、中心軸線Ｌと直交する断面の周縁が第１の光入射面２の前記周縁より広い第２の光入射面３と、により囲まれて光源５が設置できる設置凹部３０が形成されている。光源５として、例えばＬＥＤなどの発光体を使用することができる。

この実施形態において、第１の光入射面２は、中心軸線Ｌが通過する円心のある中央箇所が入射端部１２が臨む側へ突起するテーパ面に形成されている。

出射端部１１には、図３及び図４に示されるように、中心軸線Ｌと略直交している光出射面４を有すると共に、光出射面４には、中心軸線Ｌがその円心を通過する略円形の周縁を有する曲面である中央曲面４２と、中央曲面４２を囲む環状面４１と、中心軸線Ｌと略平行な方向に沿って環状面４１から突起して中央曲面４２の周縁と連接する連接面４３と、を有するように構成されている。

この実施形態において、環状面４１は、平滑な平面に形成されている。中央曲面４２は、左右両側から徐徐に入射端部１２側へ凹下するような曲面に形成されている。

なお、連接面４３は、環状面４１から凹下して中央曲面４２の周縁と連接するように形成することもできる。すなわち、中央曲面４２が環状面４１より入射端部１２に近いように形成することができる。また、中央曲面４２は、他の曲面、例えば左右両側から徐々に外側へ突起するような曲面に形成されることもできる。

入射端部１２の周縁から出射端部１１の周縁まで延伸する導光レンズの外周面1は、設置凹部３０に設置した光源５が発生して、第１の光入射面２及び第２の光入射面３により導光レンズ内に入射される光を、光出射面４へ反射できるテーパ面に形成されている。

外周面１には、図３及び図４に示されるように、中心軸線Ｌを囲繞する方向に沿って排列されている複数の反射エリア１３が形成されていると共に、隣り合う２つの反射エリア１３が互いに接する端縁に高低差があるように構成されている。

この実施形態において、外周面1は、図４及び図５に示されるように、中心軸線Ｌが属する垂直面（図４、図５において上下方向）に対して左右対称の略放物面に形成されていると共に、５つの反射エリア１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅを有するように形成されている。すなわち、図４において、中央の反射エリア１３ａが左右対称に形成され、右側の２つの反射エリア１３ｃ、１３ｅと左側の２つの反射エリア１３ｂ、１３ｄとは互いに対称となる形状に形成されている。

各反射エリア１３には、それぞれ入射端部１２側から出射端部１１側に並べられていると共に、互いに接する端縁に高低差があるように構成されているサブエリア１３１を有している。すなわち、外周面１は、複数のサブエリア１３１により、複数の反射エリアに区画されている。

図６は上記実施形態の導光レンズ内で、光の進行経路を示す縦断面図であり、図７は上記実施形態の導光レンズ内で、光の進行経路を示す横断面図であり、図８は上記実施形態の導光レンズの中央曲面を経由して、投影面に出射した光の位置と量の関係を示す図であり、図９は上記実施形態の導光レンズの環状面を経由して、投影面に出射した光の位置と量の関係を示す図である。

上記の構成によれば、図６に示されるように、光源５から発する光は、第１の光入射面２と第２の光入射面３を経由して導光レンズ内に入射し、そして、第２の光入射面３から入射する光は、複数の反射エリアに区画されている外周面１により光出射面４へ反射され、第１の光入射面２から入射する光は、第１の光入射面２の中央が入射端部１２側へ突起する放物面に形成されているので、光を中央曲面４２に集中できる。

ここで、図８は上記実施形態の導光レンズの中央曲面を経由して、投影面に出射した光の位置と量の関係を示す図であり、図９は上記実施形態の導光レンズの環状面を経由して、投影面に出射した光の位置と量の関係を示す図である。

そして、図９に示されるように、光出射面４の環状面４１を経由して出射した光は、明確なカットオフラインを有し、更に、図８のように光出射面４の中央曲面４２を経由して、出射した光は、図９より明確に高さ方向においてゼロを超えないカットオフラインを有している。

従って、本考案の導光レンズは、該複数の反射エリアにより光を複数の角度で反射することができるので、該複数の反射エリアの曲率または延伸方向を調整することにより、光を所望の方向へ集中照射または光を所望の形になるように反射することができる。また、中央曲面４２は、左右両側から徐徐に入射端部１２側へ凹下するような曲面に形成されているので、車のヘッドライトに使用する際に、より明確なカットオフラインになる。従来の導光レンズまたは反射カバーより、光の形またはカットオフラインを所望の形に調整できる。また、光はレンズと空気との間の屈折率の差により全反射され、そしてその反射率は、理論上１００％であるので、光の損失を従来の反射カバーより少なくすることができる。

なお、光が反射される形を更に所望の形近づけるよう微調整するために、反射エリア１３を増設することも可能であり、光の均一性を更に向上することもできる。

本考案の導光レンズは、一般の照明装置に適用することができ、車のヘッドライトに用いることが好適である。

Ｌ 中心軸線
１ 外周面
１１ 出射端部
１２ 入射端部
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ 反射エリア
１３１ サブエリア
２ 第１の光入射面
３ 第２の光入射面
３０ 設置凹部
４ 光出射面
４１ 環状面
４２ 中央曲面
４３ 連接面
５ 光源

Claims (5)

1. 水平方向に延伸する中心軸線に沿った両端に入射端部と出射端部とをそれぞれ有する導光レンズであって、
   前記入射端部には、
   前記中心軸線がその円心を通過する略円形の周縁を有し、且つ、前記中心軸線が属する水平面に対して上下対称に形成されている第１の光入射面と、
   前記第１の光入射面の前記周縁から前記中心軸線に沿って前記入射端部が臨む側へ延伸する第２の光入射面と、により囲まれて光源を設置できる設置凹部が形成されており、
   前記出射端部には、前記中心軸線と略直交している光出射面を有すると共に、前記光出射面には、前記中心軸線がその円心を通過する略円形の周縁を有する曲面である中央曲面が形成されていることを特徴とする、導光レンズ。
2. 前記光出射面は、前記中央曲面を囲む環状面と、前記中心軸線と略平行する方向に沿って前記環状面から突起して前記中央曲面の周縁と連接する連接面と、を更に有するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の導光レンズ。
3. 前記環状面は、平面に形成されており、
   前記第１の光入射面は、前記中心軸線が通過する円心のある中央箇所が前記入射端部が臨む側へ突起するテーパ面に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の導光レンズ。
4. 前記出射端部は、前記中心軸線と直交する断面の面積が前記入射端部の前記中心軸線と直交する断面の面積より広くなっているように形成されており、
   前記入射端部の周縁から前記出射端部の周縁まで延伸する前記導光レンズの外周面は、前記設置凹部に設置される光源により発生されて前記第１の光入射面及び前記第２の光入射面により導光レンズ内に入射する光を前記光出射面へ反射できるテーパ面に形成されており、
   前記外周面には、前記中心軸線を囲繞する方向に沿って排列されている複数の反射エリアが形成されていると共に、隣り合う２つの前記反射エリアが互いに接する端縁に高低差があるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の導光レンズ。
5. 各前記反射エリアには、それぞれ前記入射端部側から前記出射端部側に並べられていると共に、互いに接する端縁に高低差があるように構成されているサブエリアを有していることを特徴とする、請求項４に記載の導光レンズ。

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