JP5675465B2

JP5675465B2 - 車両用灯具

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Publication number: JP5675465B2
Application number: JP2011079434A
Authority: JP
Inventors: 小泉　浩哉; 浩哉小泉
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: JP2012216326A; US20120250343A1

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

自動車の意匠上の要求から、特にテールランプやターンシグナルランプ等の標識灯において発光面に斬新性を持たせた灯具が提案されている。また、近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を用いた車両用灯具の開発も進められている。

その一つとして、発光素子と、発光素子から出射された光をランプ前方に向けて反射する反射面を有するリフレクタと、リフレクタの前側に配置され発光素子から出射した光を一方の側面から入射し、前方に向けた他方の側面から出射する板状の導光体とを備え、発光素子から出射される光のうち、素子光軸近傍の光を導光体に入射し、素子光軸近傍以外の光をリフレクタの反射面に投射する車両用灯具が知られている（特許文献１参照）。これにより、斬新な意匠の灯具を実現できるとされている。

特開２００８−１０２２７号公報

ところで、前述の車両用灯具においては、複数の発光素子が車両の車幅方向および前後方向にずれた位置に設けられている。そのため、発光素子を搭載する基板などの部分の形状が複雑となり、組み付けには改善の余地がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体発光素子を光源として用いて斬新な意匠を実現する新たな車両用灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、離間して配置されている複数の第１の半導体発光素子と、複数の第１の半導体発光素子のそれぞれに対応し、第１の半導体発光素子から出射した第１出射光が入射する複数の導光部と、第１の半導体発光素子から出射し、導光部に入射しなかった第２出射光を照射方向へ反射する第１反射部と、を備える。導光部は、照射方向と交差する第１の方向に離間して設けられているとともに、入射した第１出射光を照射方向へ向けて導光するように構成されており、第１反射部は、反射した第２出射光の少なくとも一部が、複数の導光部の間の領域を通過して照射されるように構成されている。

この態様によると、第１の出射光により複数の導光部が光りつつ、複数の導光部の間の領域から第２出射光の少なくとも一部が照射される。これにより、車両用灯具を正面から見た場合、複数の導光部とその間の領域とが異なる光り方をしているように見せることができ、新たな意匠を実現できる。

複数の第１の半導体発光素子を同一面上に搭載する一つの基板を更に備えてもよい。第１の半導体発光素子は、発光面の中心軸が、照射方向および第１の方向と交差する第２の方向となるように配置されており、第１出射光は、第１の半導体発光素子の発光面の中心軸上の光を含んでもよい。導光部は、入射した第１出射光を照射方向へ内面反射させる内面反射部を有してもよい。これにより、複数の第１の半導体発光素子を搭載する基板を共通化することができ、第１の半導体発光素子と基板を配置するためのスペースを小型化できる。

第１反射部は、照射方向において内面反射部の後方に配置されているとともに、該内面反射部の形状に沿った反射面を有してもよい。これにより、導光部の内面反射部と第１反射部とを近づけることができ、車両用灯具の奥行きを短くできる。

照射方向において第１の半導体発光素子よりも後方に配置されている第２の半導体発光素子と、第２の半導体発光素子から出射した第３出射光を照射方向へ反射させる第２反射部と、を更に備えてもよい。導光部は、第２反射部で反射された第３出射光の少なくとも一部の光が入射する入射部を有し、該入射部より入射した光を照射方向へ向けて導光するように構成されていてもよい。これにより、任意の配光パターンを容易に設定することができる。

第２反射部は、照射方向において第１反射部よりも後方に配置されており、第１反射部は、第２反射部で反射された第３出射光の少なくとも一部の光が、入射部から入射できるように形成された切り欠き部を有してもよい。これにより、第２反射部と第１反射部とを重ねて配置しても、第２反射部で反射された第３出射光の少なくとも一部の光を導光部に入射させることができる。

本発明によれば、半導体発光素子を光源として用いて斬新な意匠を実現する新たな車両用灯具を提供することができる。

本実施の形態に係る車両用灯具の斜視図である。導光体ユニットの透過斜視図である。筐体ユニットの斜視図である。図３に示すＡ方向から見た第１リフレクタの正面図である。図３に示すＢ方向から見た第２リフレクタの正面図である。図１のＣ−Ｃ’断面を側方から見た側面図である。図１のＤ−Ｄ断面図における第１の半導体発光素子の光線図である。図１のＥ−Ｅ断面図における第２の半導体発光素子の光線図である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

以下に説明する車両用灯具は、ＤＲＬ（デーランニングランプ）とＣＬＬ（クリアランスランプ）の機能を兼用した灯具である。なお、車両用灯具としては、この組合せの機能に限られず、例えば、テールランプとストップランプとしての機能を有してもよい。

（車両用灯具）
図１は、本実施の形態に係る車両用灯具の斜視図である。なお、以下の説明では、便宜上図１に示す矢印Ｆを前方、矢印Ｒを後方、矢印Ｗを車幅方向として説明するが、ここでいう方向は相対的なものであり、実際の車両用灯具の配置が必ずしもこの方向に限定されるものではない。

本実施の形態に係る車両用灯具１０は、導光体ユニット１２と筐体ユニット１４とを備える。図２は、導光体ユニットの透過斜視図である。図２に示すように、導光体ユニット１２は、離間して配置されている複数の板状の第１導光部１６と、隣り合っている第１導光部１６同士を連結する複数の板状の第２導光部１８と、を有する。第２導光部１８の両端は、第１導光部１６の側面１６ａに連結されている。第１導光部１６および第２導光部１８のそれぞれは、所要の厚さを有する板状の無色透明樹脂で形成されている。

第１導光部１６は、前面１６ｂが傾斜しており、前面１６ｂおよび上面１６ｃの表面には複数の凸部１６ｄが規則的に配列されている。凸部１６ｄは、第１導光部１６の内部を通過した光を外部へ照射する際にその光を拡散して出射する。

図３は、筐体ユニットの斜視図である。筐体ユニット１４は、底板１４ａと、側壁１４ｂ，１４ｃと、底板１４ａ上に設けられた第１リフレクタ２０および第２リフレクタ２２と、を有する。第１リフレクタ２０は、第２リフレクタ２２よりも前方に配置されており、前方から見た場合、第２リフレクタ２２の下部と重なる横長の形状である。底板１４ａには、第１導光部１６の底部１６ｅ（図２参照）を固定し位置決めする位置決め部１４ｄが６か所形成されている。位置決め部１４ｄは、長手方向が車両用灯具１０の前後方向とほぼ平行に形成されている。

底板１４ａは、第１リフレクタ２０の下方であって、各位置決め部１４ｄの後方にそれぞれ第１の開口部１４ｅが６か所形成されている。６か所の第１の開口部１４ｅの下方には、それぞれ第１の半導体発光素子２４が離間して配置されている。複数の第１の半導体発光素子２４は、後述する基板上に搭載されている。また、底板１４ａの後端の下方であって、第２リフレクタ２２の下部には、第２の開口部１４ｆが３か所形成されている。３か所の第２の開口部１４ｆの下方には、それぞれ第２の半導体発光素子２６が配置されており、後述する基板上に搭載されている。

図４は、図３に示すＡ方向から見た第１リフレクタ２０の正面図である。第１リフレクタ２０は、車幅方向に沿って配列した複数個、本実施の形態では６個、の区分反射部２８で構成されている。これにより、６個の区分反射部２８は第１リフレクタ２０として一体に構成される。各区分反射部２８は、その表面にアルミニウムの蒸着あるいは塗装等の表面処理が行われており、光反射するミラー面として構成されている。また、各区分反射部２８は、更に複数のセグメント２８ａを有する。複数のセグメント２８ａの各々は滑らかな曲面として形成され、互いに縁で接する隣のセグメントとは段差または折り目を介して接続されている。第１リフレクタ２０は、各区分反射部２８の中央の下部に、切り欠き部（開口部）２８ｂが形成されている。

図５は、図３に示すＢ方向から見た第２リフレクタ２２の正面図である。第２リフレクタ２２は、車幅方向に沿って配列した複数個、本実施の形態では３個、の区分反射部３０で構成されている。これにより、３個の区分反射部３０は第２リフレクタ２２として一体に構成される。各区分反射部３０は、その表面にアルミニウムの蒸着あるいは塗装等の表面処理が行われており、光反射するミラー面として構成されている。また、各区分反射部３０は、更に複数のセグメント３０ａを有する。複数のセグメント３０ａの各々は滑らかな曲面として形成され、互いに縁で接する隣のセグメントとは段差または折り目を介して接続されている。

図６は、図１のＣ−Ｃ’断面を側方から見た側面図である。図６では、一つの第１導光部１６を示しているが、本実施の形態に係る車両用灯具１０においては、図２に示すように、複数の第１の半導体発光素子２４のそれぞれに対応して複数の第１導光部１６が離間して設けられている。以下では、説明の便宜上、一つの第１導光部１６とそれに対応する各部材とを中心に説明する。

第１導光部１６は、その下方に配置されている第１の半導体発光素子２４から出射した第１出射光Ｌ１が入射する。第１導光部１６は、照射方向（図３に示す矢印Ｆ方向）と交差する第１の方向（図３に示す矢印Ｗ方向）に離間して設けられているとともに、入射した第１出射光Ｌ１を照射方向へ向けて導光するように構成されている。

また、第１リフレクタ２０の区分反射部２８は、第１の半導体発光素子２４から出射し、第１導光部１６に入射しなかった第２出射光Ｌ２を照射方向へ反射する。第１反射部として機能する区分反射部２８は、反射した第２出射光Ｌ２の少なくとも一部が、複数の第１導光部１６の間の領域（図１に示す領域Ｒ）を通過して照射されるように構成されている。つまり、第２出射光Ｌ２は、第１の半導体発光素子２４から主に図６に示す紙面の手前または奥側に向かって斜めに出射する光であり、区分反射部２８の中央部以外の両側の反射領域Ｓ１、Ｓ２（図４参照）で反射された光である。

このように、本実施の形態に係る車両用灯具１０は、第１出射光Ｌ１により複数の第１導光部１６が光りつつ、複数の第１導光部１６の間の領域Ｒから第２出射光Ｌ２の少なくとも一部が照射される。これにより、車両用灯具１０を正面から見た場合、複数の第１導光部１６とその間の領域Ｒとが異なる光り方をしているように見せることができ、新たな意匠を実現できる。

また、第１の半導体発光素子２４は、発光面の中心軸Ｃ１が、照射方向（矢印Ｆの方向）および第１の方向（図３に示す矢印Ｗ方向）と交差する第２の方向となるように配置されている。第１出射光Ｌ１は、第１の半導体発光素子２４の発光面の中心軸上の光を含んでいる。また、第１導光部１６は、入射した第１出射光Ｌ１を照射方向へ内面反射（全反射）させる内面反射部３４を有している。なお、複数の第１の半導体発光素子２４は、図６に示す第１基板３２の同一面上に等間隔で搭載されている。これにより、複数の第１の半導体発光素子２４を搭載する基板を共通化することができ、搭載に関わる搭載工程を簡略化することが可能になるとともに、第１の半導体発光素子２４と第１基板３２を配置するためのスペースを小型化、薄型化（省スペース化）できる。

また、区分反射部２８は、照射方向において内面反射部３４の後方に配置されているとともに、内面反射部３４の形状に沿った反射面を有している。換言すれば、第１導光部１６の内面反射部３４は、第１リフレクタ２０の区分反射部２８の内面に沿うように配設されている。これにより、第１導光部１６の内面反射部３４と区分反射部２８とを近づけることができ、車両用灯具１０の奥行き（前後方向）を短くできる。

本実施の形態に係る車両用灯具１０は、照射方向において第１の半導体発光素子２４よりも後方に配置されている第２の半導体発光素子２６と、第２の半導体発光素子２６から出射した第３出射光Ｌ３を照射方向へ反射させる第２反射部としての区分反射部３０と、を更に備えている。第１導光部１６は、区分反射部３０で反射された第３出射光Ｌ３の少なくとも一部の光が入射する入射部１６ｆを有し、入射部１６ｆより入射した光を照射方向へ向けて導光するように構成されている。これにより、第１の半導体発光素子２４および第２の半導体発光素子２６の点灯を制御することで任意の配光パターンを容易に設定することができる。なお、複数の第２の半導体発光素子２６は、図６に示す第２基板３６の同一面上に等間隔で搭載されている。これにより、複数の第２の半導体発光素子２６を搭載する基板を共通化することができ、搭載に関わる搭載工程を簡略化することが可能になるとともに、第２の半導体発光素子２６と第２基板３６を配置するためのスペースを小型化、薄型化（省スペース化）できる。

区分反射部３０は、照射方向において区分反射部２８よりも後方に配置されている。区分反射部２８、区分反射部３０で反射された第３出射光Ｌ３の少なくとも一部の光が、入射部１６ｆから入射できるように形成された切り欠き部２８ｂを有している。これにより、図４に示す正面視において、区分反射部３０と区分反射部２８とを重ねて配置しても、区分反射部２８で反射された第３出射光Ｌ３の少なくとも一部の光を第１導光部１６に入射させることができる。つまり、第２の半導体発光素子２６から出射した光を、配光パターンの形成により有効に利用できる。

図７は、図１のＤ−Ｄ断面図における第１の半導体発光素子２４の光線図である。図７に示すように、第１の半導体発光素子２４から出射され第１導光部１６に入射した第１出射光Ｌ１は、第１導光部１６を通過し、または、内面反射部３４で全反射される。また、第１出射光Ｌ１の一部は、内面反射部３４を通過して第１導光部１６の外部に出射され、区分反射部２８で再度反射されて第１導光部１６に再入射する。これにより、第１導光部１６の前面１６ｂおよび上面１６ｃが発光して見える。第１出射光Ｌ１は、第１の半導体発光素子２４の発光面の中心軸Ｃ１（光軸）を含む光であるため光度が高い。つまり、第１導光部１６の明るさを際だたせることができる。

また、本実施の形態に係る車両用灯具１０は、第１導光部１６に入射されて内面反射部３４を通過して出射した光を区分反射部２８で第１導光部１６に再入射させるように構成されている。そのため、第１の半導体発光素子２４から出射される光が、車両用灯具１０の照射光として利用される効率が向上する。

図８は、図１のＥ−Ｅ断面図における第２の半導体発光素子２６の光線図である。図８に示すように、第２の半導体発光素子２６から出射され区分反射部３０で反射された第３出射光Ｌ３は、第２導光部１８を通過する際に屈折され、あるいは、第２導光部１８の内部で全反射を繰り返しながら、第２導光部１８の主に上面１８ａから出射する。これにより、第２導光部１８の上面１８ａが発光して見える。

上述のように、本実施の形態に係る車両用灯具１０は、例えば、ＤＲＬとして機能させる場合には、複数の第１の半導体発光素子２４を点灯することで、第１導光部１６の前面１６ｂおよび上面１６ｃを発光させると同時に、複数の第１導光部１６の間の領域Ｒからも光を照射することができる。また、車両用灯具１０は、例えば、ＣＬＬとして機能させる場合には、複数の第２の半導体発光素子２６を点灯することで、第２導光部１８の上面１８ａを発光させるとともに、第１導光部１６の入射部１６ｆから入射した第３出射光Ｌ３により第１導光部１６の前面１６ｂを発光させることができる。

なお、第１の半導体発光素子２４および第２の半導体発光素子２６は、白色、青色、アンバー、赤色ＬＥＤなどの発光素子から必要な機能に応じて適宜選択される。例えば、第１の半導体発光素子２４をＤＲＬの光源とする場合、白色や青色のＬＥＤが好適である。同じく、第２の半導体発光素子２６をＣＬＬの光源とする場合、白色のＬＥＤが好適である。また、車両用灯具１０をテール＆ストップランプ（Ｔ＆ＳＬ）として使用する場合には、第１の半導体発光素子２４や第２の半導体発光素子２６には、赤色やアンバーＬＥＤが好適である。

このように、車両用灯具１０は、第１の半導体発光素子２４および第２の半導体発光素の点灯を制御することで、異なる点灯機能を兼ね備えつつ斬新な意匠を実現できる。

なお、本実施の形態に係る車両用灯具１０において、第１導光部１６や第２導光部１８は、ＬＥＤの発光色と同じ同色系に着色した光透過性の樹脂で形成されていてもよい。

また、本実施の形態に係る発光素子は、ＬＥＤに限られるものではなく、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＤ（レーザダイオード）等の他の発光素子であってもよい。また、本実施の形態に係る車両用灯具１０は、ＤＲＬやＣＬＬに限られるものではなく、発光素子を光源とした標識灯や補助灯に適用することもできる。

なお、上述の説明中で「前方」とは、光の照射方向であって、車両の前後とは限らない。つまり、車両用灯具１０をテール＆ストップランプ（Ｔ＆ＳＬ）として使用する場合、車両後方が本願明細書における「前方」になる。

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０車両用灯具、１２導光体ユニット、１４筐体ユニット、１４ａ底板、１４ｂ側壁、１４ｄ位置決め部、１４ｅ第１の開口部、１４ｆ第２の開口部、１６第１導光部、１６ａ側面、１６ｂ前面、１６ｃ上面、１６ｄ凸部、１６ｅ底部、１６ｆ入射部、１８第２導光部、１８ａ上面、２０第１リフレクタ、２２第２リフレクタ、２４第１の半導体発光素子、２６第２の半導体発光素子、２８区分反射部、２８ｂ切り欠き部、３０区分反射部、３２第１基板、３４内面反射部、３６第２基板。

Claims

離間して配置されている複数の第１の半導体発光素子と、
前記複数の第１の半導体発光素子のそれぞれに対応し、前記第１の半導体発光素子から出射した第１出射光が入射する複数の導光部と、
前記第１の半導体発光素子から出射し、前記導光部に入射しなかった第２出射光を照射方向へ反射する第１反射部と、
照射方向において前記第１の半導体発光素子よりも後方に配置されている第２の半導体発光素子と、
前記第２の半導体発光素子から出射した第３出射光を照射方向へ反射させる第２反射部と、を備え、
前記導光部は、
前記照射方向と交差する第１の方向に離間して設けられているとともに、入射した前記第１出射光を照射方向へ向けて導光するように構成されており、
前記第２反射部で反射された前記第３出射光の少なくとも一部の光が入射する入射部を有し、該入射部より入射した光を照射方向へ向けて導光するように構成されており、
前記第１反射部は、反射した第２出射光の少なくとも一部が、前記複数の導光部の間の領域を通過して照射されるように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
前記複数の第１の半導体発光素子を同一面上に搭載する一つの基板を更に備え、
前記第１の半導体発光素子は、発光面の中心軸が、前記照射方向および前記第１の方向と交差する第２の方向となるように配置されており、
前記第１出射光は、前記第１の半導体発光素子の発光面の中心軸上の光を含み、
前記導光部は、入射した前記第１出射光を照射方向へ内面反射させる内面反射部を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記第１反射部は、照射方向において前記内面反射部の後方に配置されているとともに、該内面反射部の形状に沿った反射面を有することを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
前記第２反射部は、照射方向において前記第１反射部よりも後方に配置されており、
前記第１反射部は、前記第２反射部で反射された前記第３出射光の少なくとも一部の光が、前記入射部から入射できるように形成された切り欠き部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用灯具。