JP4663732B2 - 車両用ライト - Google Patents

Description

本発明は、車両用ライトに関し、詳細には、少なくとも１つの光源を有するブレーキライトに関する。

上記のような車両用ライトは、様々な形態のものが周知である。例えば、自動車におけるこのような車両用ライトは、自動車のリヤシェルフの領域またはリヤウインドウの任意の位置において、付加的な第３ブレーキライト、すなわち、他のブレーキライトよりも高い位置に配置されるブレーキライトとして配設される。このような高い位置に設置されるブレーキライトは、通常、図１に示すように、１列に配置された複数の光源（好ましくはＬＥＤ）を有し、主放射方向において該光源の前に配置された、光を束ねるためのレンズ（集光レンズ）、詳細にはフレスネルレンズを有する。次に、フレスネルレンズによって揃えられた光は、拡散レンズによって均一に分配され、ブレーキライトから放射される光は、法律によって要求される方向および均一性を有する。

しかしながら、ブレーキライトによって送られる光が所望の放射特性を実現するためには、光源から一定の間隔をおいてレンズを配設する必要がある。そのため、フラットなリヤウインドウ、例えば、水平方向に対して２０度から４５度の角度に傾斜したリヤウインドウを用いた場合、ブレーキライトには、設計上無視できないほどの設置スペース（詳細には、設置奥行き）が必要となり、このため、一定の状況下では、他の構成部品の設置を省かなければならなくなる。

本発明の基本的な目的は、冒頭に示した種類の車両用ランプ、詳細には自動車のリヤウインドウに取り付ける形式で、設置スペースができるだけ小さくなる車両用ランプを提供することである。

本目的は、請求項１の特徴によって実現され、詳細には、光源から送られる光を入射させることができるとともに、その光またはその光の一部を取り出す取出手段（ｃｏｕｐｌｉｎｇ−ｏｕｔ ｍｅａｎｓ）を有する光導（光ガイド）装置を設け、光の拡大と平行化が光導装置内で生じるように光源と取出手段との間に偏向手段を設けることによって実現される。

本発明による車両用ライトにおいては、少なくとも１つの光源から送られる光は、詳細には、光導装置に入射して、光導装置の結合面を介し、かつ制御された方法で偏向または導かれる。さらに、光導装置は、光または光の一部を光導装置から再び取り出すことができる取出手段を有する。

本発明による車両用ライトは、１つまたは複数の光源、詳細には一列に配置される複数の光源と取出手段との間に偏向手段が設けられることを特徴とする。ここで、「間」という語は、偏向手段が、光のコースまたは経路に対して、１つまたは複数の光源と取出手段との間に配置されると理解されたい。すなわち、１つまたは複数の光源と取出手段との間における偏向手段の幾何学的な配置を必ずしも必要とするものではない。

偏向手段は、光の拡大および平行化が各光源に対して生じるように設計される。これは、光導装置内における光の活発な拡大によって、各光源の発散角の範囲よりも大きい領域が照らされるため有利である。車両用ライトの完全な照明を付与するため長手方向の大きさに沿って複数の光源を要する細長い車両用ライトを用いると、各車両用ライトに対して全体として必要な光源の数が少なくなり、光源の互いの間隔を広くすることができる。

さらに、本願の目的は、光の光線の各々が同じ角度で光導装置の取出手段に入射する光の平行化によって達成され、例えば、前記取出手段は、光導装置から光を高い効率で取り出すことができるように、１つまたは複数の平面反射面として設計される。「平行化」と言う用語は、少なくとも光の大部分が偏向手段によって平行化されるという趣旨であると理解されたい。偏向手段は、平面的または湾曲した反射面として形成される。

本発明の有利な実施形態を、請求項、明細書および図面に列挙する。

本発明の好ましい実施形態によると、光導装置は、プレート状の基本形状を有する。光導装置のプレート状の基本形状のため、車両用ライトは、全体として特に奥行きを浅くすることができる。従って、車両用ライトは、スペースをあまり必要とせずに、自動車のリヤウインドウに取り付けることができる。あるいは、車両ランプが薄いため、車両ランプをリヤウインドウの構成部品として一体化することもできる。

好ましくは、偏向手段は、光を複数回、詳細には２回偏向するように設計される。これにより、特に簡単な方法で、光を拡大、平行化することができる。

さらに、本発明によると、偏向手段は、光導装置に形成された少なくとも１つの切り込みを含み、該切り込みは、光を偏向する内側反射面を画定する。光導装置内に、例えば、切れ目または刻み目（ノッチ）として形成される切り込みによって、光が全反射で反射される内側反射面をもたらすように光導装置を取り巻く空気などの媒体に対する光導装置のインタフェースが形成される。切り込みは、光導装置の全体に亘って延びている（貫通している）ことが好ましい。

本発明の特に好ましい実施形態によると、各光源に対して複数の切り込み、詳細には３つの切り込みが設けられ、３つの切り込みは、中心平面に対して鏡面対象に配置される。光源は中心平面に存在し、光源の主放射方向は中心平面と平行に延びており、光の一方の部分は一方向に偏向され、光の他方の部分は中心平面に対して鏡面対称をなす方向に偏向される。従って、光源から送られる光は、鏡面対称として拡大される。

有利には、光源の主放射方向に配置された第１の切り込みは、前方内側反射面を有し、この前方内側反射面によって、実質的に光源の主放射方向に沿って送られる光が横方向に偏向される。光源の主放射方向に切り込みが配置されて、光源の主放射方向に沿って送られる光がこの切り込みに作用する。

さらに、本発明によると、第２の切り込みおよび第３の切り込みが、主放射方向の外側に配置され、前記第２および第３切り込みは、前方内側反射面および後方内側反射面の少なくとも一方をそれぞれ有しており、前記内側および後方内側反射面は、光源の主放射方向に対してゼロでない角度で傾斜した放射方向を有する光を前方内側反射面によって横方向に偏向すること、および既に横方向に偏向している光を後方内側反射面によって光源の主放射方向に偏向することの少なくとも一方を実現する。切込みが光源の主放射方向の外側に配置されると、光源の主放射方向に沿って送られる光はこの切り込みには作用しない。

本発明のさらに好ましい実施形態によると、光導装置の外側面、詳細には正面は、光を偏向する外側反射面を有し、この外側反射面は、偏向手段の一部を形成する。既に横方向に偏向された光は、外側反射面によって光源の主放射方向に偏向される。このように、光源の主放射方向の外側で送られる光の平行化が簡単な方法で実現される。

外側反射面は、カスケード（階段）形状で配置されるか、あるいは光源の主放射方向に対して互いにオフセットされ、あるいはその両方を組み合わせた構成とすることができ、これにより、通常、光源によって送られるような発散光がその全角度範囲に亘って偏向される。さらに、光源にそれぞれ対応する外側反射面は、中心平面に対して鏡面対称に配置される。

本発明のさらなる態様によると、偏向手段は、光の拡大および平行化が実質的に１つの平面で生じるように配置される。これは、光導装置が実質的に平面、詳細にはプレート状の基本形状を有する場合に特に有利となる。

複数の光源は、取出手段の少なくとも１つの反射面と平行に延びる１つの列として配置される。これにより、全ての光源の光が、取出手段の１つまたは複数の反射面において、前記１つまたは複数の反射面に対して同じ角度で反射されて、細長い車両用ライトよる一様な放射特性が実現する。

光を偏向する反射面、詳細には、内側反射面、外側反射面、および／または取出手段の反射面は、プリズムもしくはファセットの一部、または、プリズム状もしくはファセット状の凹部の一部として形成されることが好ましい。

より小さいスペースしか必要としない車両用ライトの設計、詳細には、自動車のリヤウインドウ取付用に提供される車両用ライトの設計は、光導装置をハウジング部分、詳細にはハウジングのハーフシェル（シェルの半部）として、同時に設計される。

図１は、概略的に示した自動車のリヤウインドウ１３’に取り付けられた従来のブレーキライト１１’を図示している。従来のブレーキライト１１’は、一列に配置された複数のＬＥＤ１５’（図１では、１つのＬＥＤ１５’を図示する）と、該ＬＥＤ１５’からリヤウインドウに向かって水平方向に間隔を隔てて配設された、各ＬＥＤ１５’に対するフレスネルレンズ１７’と、を含む。従来のブレーキライト１１’は、かなりの奥行きを有するため車内へと延在してしまう。

図２は、自動車のリヤウインドウ１３に取り付けられた本発明によるブレーキライト１１を示す。図２の本発明によるブレーキライト１１の拡大図によると、本発明によるブレーキライト１１は、図１と同様の複数のＬＥＤ１５と、ＬＥＤ１５によって送られる光が入射する光導（光ガイド）装置１９と、を含む。本発明による図のブレーキライト１１は、細長いブレーキライト１１であり、その長手方向の長さは、互いに隣接して配置されたＬＥＤ１５の数によって実質的に決まる。

光導装置１９は、実質的にプレート状に形成され、平坦側２１によってリヤウインドウ１３の内側に取り付けられる。平坦側２１は、光導装置１９から光を取り出す取出面（ｃｏｕｐｌｉｎｇ−ｏｕｔ ｓｕｒｆａｃｅｓ）として設計される。光導装置１９は、ハウジングのハーフシェル（シェルの半部）として形成され、該ハーフシェルは、車室に面するハウジングの他のハーフシェル２３と接合される。また、光導装置１９は、不透明なプラスチックからなり、ブレーキライト１１の光の収量を増加させるように、光導装置１９とハウジングのハーフシェル２３との間にミラーフォイルが配置された状態でブレーキライト１１のハウジングを形成している。

図３ａは、例示として選択したＬＥＤ１５の領域４１における、本発明による光導装置１９を示しており、図３ａの領域４１の図から分かるように、ＬＥＤ１５にそれぞれ対応する異なったＬＥＤ１５の光導装置１９の領域は同一である。光導装置１９は、図示した領域４１に３つの切り込み２５，２７を有しており、該切り込みは、中心平面２９に対して鏡面対称で配設されている。切り込み２５，２７は、光導装置１９全体に亘って延在している（貫通している）。

切り込み２５,２７により形成される光導装置１９のインタフェースは、内側反射面を形成し、この内側反射面において、光導装置１９に入射するＬＥＤ１５の光が偏向する。ＬＥＤ１５は、中心平面２９に配置され、その主放射方向４３は、中心平面２９と平行に延びている。切り込み２５は、ＬＥＤ１５の主放射方向に配置され、切り込み２７は、ＬＥＤ１５の主放射方向の外側に配置される。

図３ａでは実質的に三角形に形成された切り込み２５は、２つの前方内側反射面３１を有する。ＬＥＤ１５の主放射方向４３に沿って送られる光が切り込み２５に作用するように、切り込み２７は互いに離間しており、切り込み２７の各々は、前方内側反射面３３と、後方内側反射面３５と、を有する。内側反射面３１,３３,３５の各々は、光導装置１９に入射する光を偏向するように設けられており、これについては以下で詳細に説明する。

さらに、光導装置１９は、その端面で光を偏向する外側反射面３７を有しており、その近傍にはＬＥＤ１５が隣接して配置されるとともに、そこから光が光導装置１９に入射する。外側反射面３７は、階段形状で設けられており、かつＬＥＤ１５の主放射方向４３で互いにオフセットしている。図示の光源（ＬＥＤ）１５に対応する外側反射面３７は、中心平面２９に対して鏡面対称で配設されている。

光導装置１９は、光導装置１９に入射した光またはその一部を取り出す取出手段（ｃｏｕｐｌｉｎｇ−ｏｕｔ ｍｅａｎｓ）３９（図４ａ）を有する。取出手段は、互いに平行に、光導装置１９の長手方向の長さ全体に亘って延びる複数の平面反射面３９を含む。平面反射面３９は、取出面２１の反対側に配置された光導装置１９の側部に形成された凹部の一部であり、この側部は、ＬＥＤ１５の主放射方向４３に対して僅かに傾いている。すなわち、ＬＥＤ１５から離れて配設された反射面３９にも、ＬＥＤ１５の光が作用するように、光導装置１９は楔状に集束している。

切り込み２５，２７または内側反射面３１，３３，３５および外側反射面３７の各々は、光導装置１９に入射した光を偏向する偏向手段２５，２７，３１，３３，３５，３７をなしており、かつ光源１５と取出手段３９との間に配置されている。反射面３１，３３，３５，３７，３９の各々は、ファセット（切子面）の一部、またはファセット状の凹部の一部である。

図３ｂ、図４ｂをさらに参照して、本発明によるブレーキライト１１の機能について以下に説明する。

光源１５によって光源１５の主放射方向４３に沿って送られる光は、最初に、光導装置１９に入射する。実質的に光源１５の主放射方向４３に沿って送られた光は、第１の切り込み２５の前方内側反射面３１によって横方向に偏向される（図３ｂ）。このように横方向に偏向された光は、次に、切り込み２７の後方内側反射面３５によって光源１５の主放射方向４３へと再び偏向されて、ＬＥＤ１５の主放射方向４３の切り込み２７に隣接する光導装置１９の領域（ＬＥＤ１５から送られる光が切り込み２７によって覆われる領域）が光に作用する。

光源１５の主放射方向４３の外側で送られる光は、切り込み２７の前方内側反射面３３によって横方向に偏向された後、光導装置１９の外側反射面３７に送られ、該外側反射面３７により光源１５の主放射方向４３へと偏向される。

このように、光導装置１９は、光源１５によって送られる光の拡大および平行化をもたらし、光が領域４１の全幅にわたって均一に分配されるように形成される。この拡大および平行化は、実質的に１つの平面で生じる。この光の光線は、光導装置１９を通る際、偏向手段２５，２７，３１，３３，３５，３７によって２回偏向される。拡大および平行化された光の幅は、例えば、各光源１５に対して、約２ｃｍから３ｃｍになる。拡大の幅は、一般的に、偏向手段の幾何学的形状により調節される。

このように拡大および平行化された光は、次に、取出面２１によって光導装置１９から取り出される。取出面２１において、ブレーキライト１１は、光源１５によって形成される列と平行に延びる平らな反射面３９によって、リヤウインドウ１３に相接する（図４ａ）。開口角４７を有する取り出された光の主放射方向４５は、光導装置１９内で拡大かつ平行化された光の主放射方向４３に対する平面反射面３９の傾きを変化させることによって設定することができ、これにより、本発明によるブレーキライト１１を、種々のリヤウインドウ１３の窓ガラス角度を有する車両に適合させることができる。

図示したブレーキライトを参照して本発明による車両用ライトについて説明した。しかしながら、本発明による車両用ライトは、任意の他の車両用ライト、詳細には、リヤライト、ブレーキライト、リヤフォグライトまたはインジケータライトとすることができる。

自動車のリヤウインドウに取り付ける形式の従来のブレーキライドの側面図。 本発明による奥行きの浅い設置サイズを有する自動車のリヤウインドウに取り付ける形式のブレーキライトの側面図。 本発明による光導装置の概略的な平面図。 図３ａの光導装置内に入射する光を示す図。 本発明によるブレーキライトの断面図。 図４ａの断面図が画定する平面における本発明によるブレーキライトの放射特性を示す図。

符号の説明

１１，１１’…ブレーキライト
１３，１３’…リヤウインドウ
１５，１５’…ＬＥＤ
１７’…フレスネルレンズ
１９…光導装置
２１…取出面
２３…ハウジングのハーフシェル
２５…切り込み
２７…切り込み
２９…中心平面
３１…前方内側反射面
３３…前方内側反射面
３５…後方内側反射面
３７…外側反射面
３９…取出手段
４１…領域
４３…ＬＥＤの主放射方向
４５…ＬＥＤの主放射方向
４７…開口角

Claims (11)

1. ブレーキライト（１１）などの車両用ライトであって、
   少なくとも１つの光源（１５）と、
   １つの光導装置（１９）と、
   を備え、
   前記光源（１５）によって送られた光は、前記光導装置（１９）へと入射し、前記光導装置（１９）は、前記光または前記光の一部を取り出す取出手段（３９）を有し、前記光導装置（１９）内で前記光の拡大および平行化が生じるように、前記光源（１５）と前記取出手段（３９）との間に偏向手段（２５，２７，３１，３３，３５，３７）を設け、
   前記偏向手段（２５，２７，３１，３３，３５，３７）は、前記光導装置（１９）に形成された少なくとも１つの切り込み（２５，２７）を含み、該切り込みは、前記光を偏向する内側反射面（３１，３３，３５）を有し、
   前記光源（１５）の主放射方向（４３）上に配置された第１の切り込み（２５）は、前方内側反射面（３１）を有し、該前方内側反射面によって、前記光源（１５）の主放射方向（４３）に沿って送られる光を横方向に偏向し、
   前記光源（１５）の主放射方向（４３）の外側に配置された第２の切り込み（２７）および第３の切り込み（２７）の各々は、後方内側反射面（３５）を有し、該後方内側反射面（３５）は、第１の切り込みによって既に横方向に偏向されている光を前記光源（１５）の主放射方向（４３）へと偏向し、
   前記光導装置（１９）の外側面は、前記偏向手段（２５，２７，３１，３３，３５，３７）の一部を形成する、前記光を偏向するための外側反射面（３７）を有し、この外側反射面は、第２の切り込みおよび第３の切り込みによって既に横方向に偏向されている光を前記光源（１５）の主放射方向（４３）へと偏向し、
   前記外側反射面（３７）は、カスケード（階段）形状で配設されていることを特徴とする車両用ライト。
2. 前記光導装置（１９）は、プレートのような基本形状を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用ライト。
3. 前記偏向手段（２５，２７，３１，３３，３５，３７）は、前記光が複数回、詳細には、２回偏向するように設計されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ライト。
4. 前記切り込み（２５，２７）は、前記光導装置（１９）を貫通していることを特徴とする請求項１に記載の車両用ライト。
5. 複数の切り込み、詳細には３つの切り込み（２５，２７）が、各光源（１５）に対して設けられ、かつ中心平面（２９）に対して鏡面対称で配置されることを特徴とする請求項１または４に記載の車両用ライト。
6. 前記光源（１５）に隣接する光導装置（１９）の正面は、外側反射面（３７）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用ライト。
7. 前記光源（１５）にそれぞれ対応する前記外側反射面（３７）は、中心平面（２９）に対して鏡面対称で配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用ライト。
8. 前記偏向手段（２５，２７，３１，３３，３５，３７）は、前記光の拡大および平行化が実質的に１つの平面で生じるように配設されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両用ライト。
9. 複数の光源（１５）が、前記取出手段の少なくとも１つの反射面（３９）に平行に延びる一つの列として配設されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の車両用ライト。
10. 前記光を偏向する反射面（３１，３３，３５，３７，３９）は、プリズムまたはファセットの一部として、あるいはプリズムまたはファセットのような凹部の一部として形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の車両用ライト。
11. 前記光導装置（１９）は、ハウジング部分、詳細には、ハウジングのハーフシェルとして形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の車両用ライト。

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