JP5801164B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、光源及び導光体を有する車両用灯具に関する。

従来、特許文献１，２に記載のような車両用灯具が知られている。特許文献１に記載の車両用灯具は、特殊な配光特性を有する発光素子（１０）と、発光素子（１０）の前方に配設されたインナーレンズ（３４）と、インナーレンズ（３４）の前方に配設されたアウターレンズ（３６）と、を備える。インナーレンズ（３４）の後面は、曲率がなだらかに変化するシリンドリカル面であり、インナーレンズ（３４）の前面は、縦長な複数のプリズム素子（３４Ｓ）からなる。アウターレンズ（３６）の後面は、二次元アレイ状に配列された複数のレンズ素子（３６Ｓ）からなる。発光素子（１０）から発した光がインナーレンズ（３４）によって平行光になり、その平行光がアウターレンズ（３６）によって上下左右に拡散した光になる。

特許文献２に記載の車両用灯具は、発光素子（１２）及び導光体（１４）を備える。導光体（１４）の後面の中央部には凹部（１４ｃ２）が形成されており、発光素子（１２）がその凹部（１４ｃ２）内に納められている。凹部（１４ｃ２）の奥側の面（１４Ｅ）は、発光素子（１２）を中心とした球面型の入射面である。導光体（１４）の前面の中央部には、上下一対の回転放物面型の第一反射面（１４Ｂ）が形成されており、発光素子（１２）から発した光が第一反射面（１４Ｂ）によって上方又は下方へ反射されて、その光が平行光になる。導光体（１４）の後面のうち凹部（１４ｃ２）の上側及び下側には、階段状の第二反射面（１４Ｃ）が形成されている。第二反射面（１４Ｃ）は第一反射面（１４Ｂ）の回転対称軸（Ａｘ１）を中心軸とした円錐面型に形成されており、第一反射面（１４Ｂ）によって反射された光が第二反射面（１４Ｃ）によって前方に反射され、その光が第二反射面（１４Ｃ）によって左右方向に放射状に拡げられる。導光体（１４）の前面のうち第一反射面（１４Ｂ）の上側及び下側には、出射面（１４Ｄ）が形成されている。出射面（１４Ｄ）は、第一反射面（１４Ｂ）の回転対称軸（Ａｘ１）を中心軸とした円柱面に複数のレンズ素子（１４ｓ２）を形成したものである。第二反射面（１４Ｃ）によって反射された光が出射面（１４Ｄ）を通過する際に上下左右に拡散される。

特開２００７−４８４７０号公報 特許第４２９０６０１号公報

特許文献１に記載の車両用灯具は上下左右に拡がった配光であり、その配光特性はアウターレンズ（３６）によって得られる。しかしながら、そのような配光特性を得るためには、アウターレンズ（３６）の後面にレンズ素子（３６Ｓ）を形成せざるを得ない。アウターレンズ（３６）は車両用灯具の意匠性に大きく影響するものであり、車両用灯具の意匠設計の自由度がない。つまり、アウターレンズ（３６）の後面にレンズ素子（３６Ｓ）が形成されているから、レンズ素子間のカットラインや凹凸感や切り込み線が目立つうえ、非点灯時の見栄えや点灯フィーリングが良くない。
特許文献２に記載の車両用灯具でも、上下左右に拡がった配光を得るためには、出射面（１４Ｄ）にレンズ素子（１４ｓ２）を形成せざるを得ず、意匠設計の自由度がない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、車両用灯具の意匠設計の自由度があっても、上下左右方向のような直交二方向に拡がった配光を得られるようにすることである。

以上の課題を解決するため、本発明に係る車両用灯具は、
導光体と、
前方を向く光軸を有する光源と、を備え、
前記導光体は、
前記光源の前方に配設された透明な本体と、
前記光源に対向する位置であって前記本体の後面に形成され、前記光源から発した光を前記本体の内部に取り込む入射部と、
前記入射部に相対する位置であって前記本体の前面に形成され、前記入射部によって前記本体の内部に取り込まれた光を前記光軸の方向に直交する第一方向へ反射させつつ、その光を前記光軸の方向及び前記第一方向に直交する第二方向に拡散させる第一反射面と、
前記入射部から前記第一方向にずれた位置であって前記本体の後面に形成され、前記第一反射面によって反射された光を前記光軸の方向へ反射させつつ、その光を前記第一方向に拡散させる第二反射面と、
前記第一反射面から前記第一方向にずれた位置であって前記本体の前面に形成され、前記第二反射面で反射された光を前記本体の内部から出射させる出射面と、を有する。

好ましくは、前記出射面が、段差及び切り込みの無い平坦面状、凸面状又は凹面状に形成されている。

好ましくは、前記第一反射面が、前記光軸に対して斜交いな軸線を中心軸としたシリンドリカル面状に形成されている。

好ましくは、前記第二反射面が、前記第二方向に沿った軸線を中心軸としたシリンドリカル面状に、且つ前記本体の外部から見て凸面状に形成されている。

本発明によれば、光源から発した光が第一反射面によって第一方向に拡げられ、更にその光が第二反射面によって第二方向に拡げられるから、二方向に拡がった配光を得ることができる。二方向に拡がった配光を得るべく、第一反射面及び第二反射面を利用したから、出射面の光学的設計の自由度が向上する。そのため、車両用灯具の意匠設計の自由度が向上し、よりデザイン性のある車両用灯具を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る車両用灯具の正面図である。 同車両用灯具の平面図である。 図１に図示のIII−IIIに沿った面を矢印方向に見て示した断面図である。 同車両用灯具に備わる導光体の斜視図である。 同導光体の斜視図である。 同車両用灯具とともに光線軌跡を示した平面図である。 同車両用灯具とともに光線軌跡を示した断面図である。 応用例１に係る車両用灯具の斜視図である。 応用例２に係る車両用灯具の正面図である。 応用例３に係る車両用灯具の正面図である。 応用例３に係る車両用灯具の正面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、車両用灯具１の正面図である。図２は、車両用灯具１の平面図である。図３は、図１に図示のIII−IIIに沿った断面を矢印方向に見て示した断面図である。図４は、車両用灯具１の前側斜視図である。図５は、車両用灯具１の後ろ側斜視図である。なお、以下の説明において、「前」とは車両用灯具１から発する光束が進む向きであり、車両用灯具１の光軸Ａｘ（図３に図示）が前後方向に延びている。

この車両用灯具１は、光源２及び導光体１０を備える。光源２及び導光体１０は、図示しないハウジング及び透光カバー（素通しのアウターレンズ）からなる灯室内に収容されている。

光源２は基板上に実装されている。光源２が前方に向くように配置され、光源２の光軸Ａｘ１が光源２から前方に延びている。光源２は前方に向けて放射状に光を発し、光源２の指向性が低い。光源２は、発光ダイオード、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子その他の半導体発光素子である。

導光体１０は、光源２の前方に配設されている。この導光体１０は、光源２から発した光をコリメート状態にして取り込み、取り込まれた光を直交二方向に拡げるように２回内部反射させ、２回反射された光を光軸Ａｘ方向に投射するものである。

導光体１０は、本体１１、入射部１２、第一反射面１３、第二反射面１４及び出射面１５を有する。
本体１１は透明な材料からなり、この本体１１が光源２の前方に配設されている。
本体１１の後面の上部には入射部１２が形成され、本体１１の前面の上部には第一反射面１３が形成され、本体１１の後面の下部には第二反射面１４が形成され、本体１１の前面の下部には出射面１５が形成されている。なお、上下方向とは、車両用灯具１の光軸Ａｘ及び光源２の光軸Ａｘ１に沿う方向（前後方向）に直交する第一方向をいい、左右方向とは、車両用灯具１の光軸Ａｘ及び光源２の光軸Ａｘ１に沿う方向に直交するとともに、第一方向に直交する第二方向をいう。

入射部１２は光源２に対向する。この入射部１２は、光源２から発した光を本体１１の内部に取り込みつつ、光源２から発した光を略平行光に変換する。

入射部１２は、第一入射面１２ａ、第二入射面１２ｂ及び反射面１２ｃを有する。入射部１２は、光源２の光軸Ａｘ１を回転対称軸とする略円錐台状に形成されていて、本体１１の後面から後方に突出するように設けられている。入射部１２の頭部には凹部が形成されており、その凹部の奥には第一入射面１２ａが形成されており、その第一入射面１２ａが光源２に対向する。第一入射面１２ａは、光源２の光軸Ａｘ１を回転対称軸とした回点対称な面であるとともに、光源２側へ膨出するよう凸面状に形成されている。第一入射面１２ａは、光源２から発した光を本体１１の内部に取り込みつつ、その光を屈折によりコリメートする。第一入射面１２ａによってコリメートされた光は、光源２の光軸Ａｘ１に略平行な平行光である。

入射部１２の頭部に形成された凹部の内周面には、第二入射面１２ｂが形成されており、第一入射面１２ａが第二入射面１２ｂによって囲繞されている。第二入射面１２ｂは、第一入射面１２ａの周縁部から後方に延びて、光源２の光軸Ａｘ１を回転対称軸とした略円柱面状又は略円錐面状に形成されている。第二入射面１２ｂは、光源２から発した光のうち第一入射面１２ａよりも側方へ向かう光を本体１１の内部へ取り込む。

入射部１２の外周面には、反射面１２ｃが形成されている。反射面１２ｃは、第二入射面１２ｂの後ろ側の縁から前側に向かって外側（光源２の光軸Ａｘ１から離間する側）へ広がるように傾斜して、第二入射面１２ｂを囲繞する。反射面１２ｃは、光源２の光軸Ａｘ１を回転対称軸とした回点対称な裁頭円錐面状に設けられている。反射面１２ｃは、第二入射面１２ｂによって取り込まれた光を光源２の光軸Ａｘ１に沿うように前へ内部反射させる。なお、反射面１２ｃは、アルミ蒸着、銀蒸着等による反射膜が施された面であってもよいし、そのような反射膜が施されていない全反射面であってもよい。反射面１２ｃに反射膜が形成されていれば、光の漏洩が防止される。

第一入射面１２ｂの面積を大きくとることができれば、第二入射面１２ｂ及び反射面１２ｃを省略してもよい。第二入射面１２ｂ及び反射面１２ｃがあることによって、第一入射面１２ｂが小さくても、光源２を第一入射面１２ｂの近くに配置することができ、光利用効率も向上する。

第一反射面１３は、入射部１２の前方で入射部１２に相対する位置にある。第一反射面１３は、光源２の光軸Ａｘ１に対して斜交いな軸線Ａｘ２を中心軸としたシリンドリカル面状に形成されている。第一反射面１３はシリンドリカル凹面であってもよいし、シリンドリカル凸面であってもよい。第一反射面１３は、光源２の光軸Ａｘ１に対して後ろ上がりに傾斜している。第一反射面１３には、アルミ蒸着、銀蒸着等による反射膜が施されていてもよいし、そのような反射膜が施されていなくてもよい。第一反射面１３は、入射部１２によって取り込まれて本体１１の内部を光軸Ａｘ１に沿って前方に進む略平行光を、光軸Ａｘ１方向に直交する第一方向（下方）へ内部反射させつつ、その反射光を、前後方向及び第一方向に直交する第二方向（左右方向）に拡散させる。

第二反射面１４は第一反射面１３の下方にあり、第二反射面１４と入射部１２が上下にずれている。第二反射面１４は、左右方向に沿った軸線Ａｘ３を中心軸としたシリンドリカル面状に形成されている。具体的には、本体１１の外部から見た場合、第二反射面１４がシリンドリカル凸面であり、本体１１の内部から見た場合、第二反射面１４がシリンドリカル凹面である。第二反射面１４には、アルミ蒸着、銀蒸着等による反射膜が施されていてもよいし、そのような反射膜が施されていなくてもよい。第二反射面１４は、第一反射面１３によって反射されて本体１１の内部を下方に進む光を、光軸Ａｘ１の方向に略平行な方向へ内部反射させつつ、その反射光を、第一方向（上下方向）に拡散させる。

出射面１５は第二反射面１４の前方にあり、出射面１５と第一反射面１３が上下にずれている。出射面１５は、段差及び切り込みが無い面であり、好ましくは車両用灯具１の光軸Ａｘ及び光源２の光軸Ａｘ１に対して垂直な平坦面である。この出射面１５は、第二反射面１４によって反射されて本体１１の内部を前方（第一方向）に進む光を本体１１から出射させる。

出射面１５が平坦面ではなく、凸面又は凹面であってもよい。出射面１５が凸面又は凹面である場合でも、出射面１５に段差及び切り込みが無いことが好ましい。なお、出射面１５は、平坦面、凸面又は凹面に僅かなレンズカット又はシボが形成されたものでもよい。

図６、図７は、光源２から発した光線の軌跡を示す図である。図６、図７に示すように、光源２から第一入射面１２ａに進行する光が第一入射面１２ａに入射し、その入射光が第一入射面１２ａの屈折により光軸Ａｘ１に平行な略平行光に変換される。また、光源２から第二入射面１２ｂに進行する光が第二入射面１２ｂに入射し、その入射光は反射面１２ｃによって光軸Ａｘ１方向へ内部反射されつつ、反射面１２ｃによって光軸Ａｘ１に平行な略平行光に変換される。本体１１の内部を入射部１２から第一反射面１３に進行する略平行光は、第一反射面１３によって下方へ内部反射されつつ、第一反射面１３によって左右方向に拡散される。本体１１の内部を第一反射面１３から第二反射面１４に進行する光は、第二反射面１４によって前方へ内部反射されつつ、第二反射面１４によって上下方向に拡散される。本体１１の内部を第二反射面１４から出射面１５に進行する光は、出射面１５から前方に出射される。

以上のような車両用灯具１は、以下のような効果をもたらす。

(1) 光源２から発した光が第一反射面１３によって左右方向に拡げられ、更にその光が第二反射面１４によって上下方向に拡げられるから、上下左右に拡がった配光を得ることができる。

(2) 第一反射面１３、第二反射面１４によって上下左右に拡がった配光が得られるから、出射面１５の光学的設計の自由度が向上する。そのため、車両用灯具１の意匠設計の自由度が向上する。

(3) 第一反射面１３及び第二反射面１４によって配光が形成されるから、出射面１５にレンズ素子を形成しなくても済み、出射面１５を段差及び切り込みの無い面とすることができる。そのため、車両用灯具１の意匠性が高く、その車両用灯具１の意匠面（出射面１５）の凹凸感やカットラインがなく、その意匠面で点光りも発生せず、更に非点灯時の見栄えもよい。

(4) 光源２から発した光が入射部１２によって平行光になるから、第一反射面１３及び第二反射面１４の光学的設計を行いやすい。

(5) 光源２が出射面１５に映りにくいので、出射面１５を見ても光源２を視認しにくい。そのため、見栄えが向上する。

(6) 導光体１０は、光を二回反射させる単純な構造である。そのため、光が損失しにくい。特に、第一反射面１３や第二反射面１４に反射膜がコーティングされていれば、光の損失を更に抑えることができる。

〔応用例１〕
図８は、車両用のライン状ランプの斜視図である。図８に示すように、複数の導光体１０が左右方向（第二方向）に一列に配列され、複数の光源２（図８では、導光体１０の裏側に隠れている）が左右方向に一列に配列されている。これら導光体１０が一体成形されており、何れの導光体１０も出射面１５が前に向いている。出射面１５が平坦面であれば、これら出射面１５が面一になっている。

〔応用例２〕
図９は、車両用の丸目ランプの正面図である。図９に示すように、入射部１２及び第一反射面１３が第二反射面１４及び出射面１５よりも中心寄りになるように複数の導光体１０が環状に配列され、複数の光源２（図９では、導光体１０の裏側に隠れている）が環状に配列されている。これら導光体１０が一体成形されており、何れの導光体１０も出射面１５が前に向いている。出射面１５が平坦面であれば、これら出射面１５が面一になっている。

〔応用例３〕
図１０、図１１は、車両用の丸目ランプの正面図である。図１０、図１１に示すように、第二反射面１４及び出射面１５が入射部１２及び第一反射面１３よりも中心寄りになるように複数の導光体１０が環状に配列され、複数の光源２が環状に配列されている。これら導光体１０が一体成形されており、何れの導光体１０も出射面１５が前に向いている。出射面１５が平坦面であれば、これら出射面１５が面一になっている。

本発明に係る車両用灯具は、前照灯、補助前照灯、信号灯、方向指示灯、車幅灯、尾灯、制動灯、補助制動灯、室内灯、コンビネーションランプ、ドアミラーターンランプ、トランクリッドランプその他の車両用灯具に適用可能である。

１ 車両用灯具
２ 光源
１０ 導光体
１１ 本体
１２ 入射部
１３ 第一反射面
１４ 第二反射面
１５ 出射面
Ａｘ 灯具の光軸
Ａｘ１ 光源の光軸

Claims (4)

1. 導光体と、
   前方を向く光軸を有する光源と、を備え、
   前記導光体は、
   前記光源の前方に配設された透明な本体と、
   前記光源に対向する位置であって前記本体の後面に形成され、前記光源から発した光を前記本体の内部に取り込む入射部と、
   前記入射部に相対する位置であって前記本体の前面に形成され、前記入射部によって前記本体の内部に取り込まれた光を前記光軸の方向に直交する第一方向へ反射させつつ、その光を前記光軸の方向及び前記第一方向に直交する第二方向に拡散させる第一反射面と、
   前記入射部から前記第一方向にずれた位置であって前記本体の後面に形成され、前記第一反射面によって反射された光を前記光軸の方向へ反射させつつ、その光を前記第一方向に拡散させる第二反射面と、
   前記第一反射面から前記第一方向にずれた位置であって前記本体の前面に形成され、前記第二反射面で反射された光を前記本体の内部から出射させる出射面と、を有することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記出射面が、段差及び切り込みの無い平坦面状、凸面状又は凹面状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第一反射面が、前記光軸に対して斜交いな軸線を中心軸としたシリンドリカル面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. 前記第二反射面が、前記第二方向に沿った軸線を中心軸としたシリンドリカル面状に、且つ前記本体の外部から見て凸面状に形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の車両用灯具。

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