JP6082264B2 - 導光レンズ及び灯具 - Google Patents

Description

本発明は、導光レンズ及び灯具に関する。

従来、車両などの灯具として、図２に示すような灯具１００が用いられている（例えば特許文献１参照）。この灯具１００は、光源１０１とアウターレンズ１０２との間に導光レンズ１０３を有している。

導光レンズ１０３は、光源１０１から出射された光を配光制御しつつ前方のアウターレンズ１０２へ照射するものであり、入射面１０５、側方反射面１０６、前方反射面１０７及び出射面１０８を有している。

このうち、入射面１０５は、導光レンズ１０３の左右方向中央の後部に設けられた凸面であり、光源１０１から出射された光を平行光にして導光レンズ１０３内に入射させるようになっている。

側方反射面１０６は、入射面１０５の前方で光軸Ａｘに対し４５度の角度で左右方向に傾斜して設けられた左右一対の平面であり、入射面１０５から導光レンズ１０３内に入射した光を、光軸Ａｘを境に左右方向の両側へ内部反射させるようになっている。

前方反射面１０７は、導光レンズ１０３の後面のうち、側方反射面１０６の左右両側部分にそれぞれ設けられている。これら前方反射面１０７は、光軸Ａｘから左右方向へ離れるにつれて前方に位置するように傾斜するとともに、略階段状に形成されている。これにより、前方反射面１０７は、側方反射面１０６で左右方向へ内部反射された光を、前方へ内部反射させるようになっている。

出射面１０８は、前後方向に交差する平面状に形成されており、前方反射面１０７で内部反射された光を通過させ前方へ出射するようになっている。この前方反射面１０７には、出射光を左右方向へ拡散させるためのレンズカット１０９が施されており、光源１０１や側方反射面１０６の前方領域、つまり灯具の光軸に近い領域からも光が出射されるよう、左右方向の内側へ光を屈折させて前方へ出射するようになっている。

特開２００５‐１５８３６２号公報

しかしながら、特許文献１の導光レンズ１０３では、光源１０１からの光を側方反射面１０６で左右に分けた後、その一部を出射面１０８のレンズカット１０９で屈折させて光源１０１の前方に戻すため、灯具の光軸に近い領域で光量が少なくなってしまい、均一な照射ができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、均一な照射を行うことのできる導光レンズ及び灯具の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
灯具に具備されるとともに、光源から出射される光を前記灯具の前方に向かって照射する導光レンズにおいて、
前記光源から出射される光を平行光にしつつ、当該導光レンズ内に入射させる入射面と、
前記入射面の対向部分に設けられ、前記入射面から当該導光レンズ内に入射した光を、前記灯具の前後方向と略直交する直交方向へ内部反射させる側方反射面と、
当該導光レンズの後面のうち、前記前後方向に対して前記側方反射面の側方に位置する部分に設けられ、前記側方反射面で内部反射された光を前記灯具の前方へ内部反射させる前方反射面と、
当該導光レンズの前面のうち、前記前方反射面の前方に位置する部分に設けられ、前記前方反射面で内部反射された光を当該導光レンズの前方へ出射させる出射面と、
を備え、
前記出射面は、
前記側方反射面と前記前方反射面とを結んだ方向に沿って、前記前後方向に平行な複数の平行面と、当該前後方向に交差する複数の交差面とが交互に設けられることで、断面視鋸歯状に形成されるとともに、
全体として、前記灯具の光軸に近い部分ほど前記前後方向において前記光源の近くに位置するよう、前記前後方向に対して傾斜して形成されており、
複数の前記交差面は、
前記側方反射面から最も遠い面で前記前後方向に直交し、前記側方反射面に近い面ほど前記光軸の反対側に向くよう配設されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の導光レンズにおいて、
前記複数の交差面のうち、前記側方反射面に最も近い面は、
前記前後方向と６０°で交差することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の導光レンズにおいて、
前記前後方向と略直交する前記直交方向に長尺に形成されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の導光レンズにおいて、
前記光源よりも前記灯具の前方に配設されるとともに、
前記入射面を後面に、前記側方反射面を前面に有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、灯具において、
請求項１〜４の何れか一項に記載の導光レンズと、
前記導光レンズよりも当該灯具の後方に配設された前記光源と、
を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の灯具において、
前記導光レンズよりも当該灯具の前方に配設されて、前記導光レンズから出射された光を透過させるアウターレンズを備え、
前記アウターレンズには、
前記導光レンズから出射された光を、前記直交方向に拡散させるためのレンズカットが、当該直交方向に複数施されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、側方反射面と前方反射面とを結んだ方向に沿って、前後方向に平行な複数の平行面と、当該前後方向に交差する複数の交差面とが交互に設けられることで出射面が断面視鋸歯状に形成されており、複数の交差面は側方反射面から最も遠い面で前後方向に直交し、側方反射面に近い面ほど灯具の光軸の反対側に向くよう配設されているので、光軸に近い位置で出射面の各交差面から出射される光は、それぞれ光軸の側に屈折し、灯具の光軸に近い領域を照射することとなる。また、出射面は全体として、灯具の光軸に近い部分ほど前後方向において光源の近くに位置するよう、前後方向に対して傾斜して形成されるので、光軸から離れた位置の交差面から出射される光であっても、光軸に近い領域を確実に照射することとなる。従って、光軸に近い領域を従来よりも広い領域からの出射光で照射することができるので、光軸に近い領域と、その他の領域との光量の差を無くし、均一な照射を行うことができる。

請求項６に記載の発明によれば、アウターレンズには、導光レンズから出射された光を前記所定方向に拡散させるためのレンズカットが当該所定方向に複数施ているので、この所定方向に沿った光量むらを無くし、いっそう均一な照射を行うことができる。

車両用灯具ユニットを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 従来の灯具を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

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、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。また、以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」は、それぞれ、車両用灯具ユニットが装備された車両の「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」である。従って、後ろから前に見て（いわゆる運転手の視点で見て）、左右の向きを定める。

＜車両用灯具ユニットの構成＞
図１は、本実施形態における車両用灯具ユニット１を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
これらの図に示すように、車両用灯具ユニット１は、左右方向に配列された２つの灯具２を有している。

各灯具２は、左右方向に長尺で上下方向に短尺な正面視矩形状の灯具であり、前後方向に平行な光軸Ａｘに沿って光源２０と、アウターレンズ２１と、導光レンズ３とを備えている。

このうち、光源２０は、光を出射するものであり、本実施の形態においてはＬＥＤとなっている。この光源２０は、アウターレンズ２１及び導光レンズ３よりも後方に配設されている。

アウターレンズ２１は、導光レンズ３よりも前方に配設されて、導光レンズ３から出射された光を透過させるレンズである。このアウターレンズ２１には、導光レンズ３から出射された光を所定方向（本実施の形態においては左右方向）に拡散させるためのレンズカット２１０が当該所定方向（左右方向）に複数施されている。なお、本実施の形態においては、左右方向に並んで配設された２つの灯具２のアウターレンズ２１同士は、一体的に形成されている。

導光レンズ３は、光源２０から出射される光を灯具２の前方に向かって照射するものであり、前後方向において光源２０とアウターレンズ２１との間に配設されている。

この導光レンズ３は、左右方向に長尺に形成されており、入射面３０、側方反射面３１、前方反射面３２及び出射面３３を備えている。

入射面３０は、光源２０から出射される光を平行光にしつつ、当該導光レンズ３内に入射させる面である。この入射面３０は、導光レンズ３の後面における左右方向の中央部分に設けられており、導光レンズ３の後面から後方に膨出した形状となっている。

側方反射面３１は、入射面３０から当該導光レンズ３内に入射した光を、灯具２の前後方向と略直交する直交方向へ内部反射させる面である。ここで、この「直交方向」は、上下方向及び左右方向の何れであっても良いが、導光レンズ３の長尺方向と一致することが好ましく、本実施の形態においては左右方向となっている。

この側方反射面３１は、光軸Ａｘを含み左右方向に直交する平面を境界面として対をなして形成されている。より具体的には、側方反射面３１は、上述の境界面に対し４５度の角度で左右方向の両側へ個別に傾斜し、境界面から左右方向へ離れるにつれて前方に位置するよう形成されている。
以上の側方反射面３１は、入射面３０の対向部分、より具体的には、導光レンズ３の前面における左右方向の中央部分に設けられている。

前方反射面３２は、側方反射面３１で内部反射された光を灯具２の前方へ内部反射させる面である。この前方反射面３２は、導光レンズ３の後面のうち、側方反射面３１の左右に位置する部分に対をなして設けられており、互いに平行な複数の段面３２ａを有する階段状に形成されている。各前方反射面３２の段面３２ａは、光軸Ａｘから左右方向へ離れるにつれて段階的に前方に位置するとともに、一対の側方反射面３１のうち、自身に近い側の側方反射面３１に略平行な平面状に形成されており、側方反射面３１で左右方向へ内部反射された光を、前方へ個別に内部反射させるようになっている。なお、この前方反射面３２は、前後方向に対して側方反射面３１の側方に位置する部分であれば、他の位置に設けられていても良く、例えば側方反射面３１が入射面３０からの光を上下方向に内部反射させる場合には、導光レンズ３の後面のうち側方反射面３１の上下に位置する部分に設けられていても良い。

出射面３３は、前方反射面３２で内部反射された光を導光レンズ３の前方へ出射させる面であり、導光レンズ３の前面のうち、前方反射面３２の前方に位置する部分に設けられている。

この出射面３３は、側方反射面３１と前方反射面３２とを結んだ方向、つまり左右方向に沿って、前後方向に平行な複数の平行面３３０と、当該前後方向に交差する複数の交差面３３１とが交互に設けられることで、断面視鋸歯状に形成されるとともに、全体として、灯具２の光軸Ａｘに近い部分ほど前後方向において光源２０の近くに位置するよう、前後方向に対して傾斜して形成されている。なお、本実施の形態においては、出射面３３のうち、光軸Ａｘに最も近い部分では、出射面３３とアウターレンズ２１との距離は約３ｍｍとなっており、光軸Ａｘから最も遠い部分では、出射面３３とアウターレンズ２１との距離は約１９ｍｍとなっている。

ここで、複数の交差面３３１は、側方反射面３１から最も遠い面、つまり最も前側の面で前後方向に直交し、側方反射面３１に近い面ほど光軸Ａｘの反対側に向くよう配設されている。より具体的には、本実施の形態においては、複数の交差面３３１のうち、側方反射面３１に最も近い面、つまり最も後側の面は、前後方向と６０°で交差している。

＜作用・効果＞
続いて、灯具２の作用効果について説明する。

まず、光源２０が点灯すると、その光が入射面３０から導光レンズ３内に入射する。このとき、光源２０からの光は、前後方向に略沿った平行光とされる。

次に、導光レンズ３内に入射した光は、一対の側方反射面３１によって左右方向の両側へ分岐するように内部反射される。

次に、側方反射面３１によって内部反射された光は、前方反射面３２における複数の段面３２ａによって前方へ内部反射された後、出射面３３から出射される。

このとき、前後方向に平行な複数の平行面３３０と、当該前後方向に交差する複数の交差面３３１とが左右方向に沿って交互に設けられることで出射面３３が断面視鋸歯状に形成されており、複数の交差面３３１は側方反射面３１から最も遠い面で前後方向に直交し、側方反射面３１に近い面ほど灯具２の光軸Ａｘの反対側に向くよう配設されているので、光軸Ａｘに近い位置で出射面３３の各交差面３３１から出射される光は、それぞれ光軸Ａｘの側に屈折し、光軸Ａｘに近い領域を照射することとなる。また、出射面３３は全体として、灯具２の光軸Ａｘに近い部分ほど前後方向において光源２０の近くに位置するよう前後方向に対して傾斜して形成されるので、光軸Ａｘから離れた位置の交差面３３１から出射される光であっても、光軸Ａｘに近い領域を確実に照射することとなる。これにより、光軸Ａｘに近い領域が、従来よりも広い領域からの出射光で照射されることとなる。

そして、出射面３３から出射された光は、アウターレンズ２１のレンズカット２１０によって左右方向に拡散され、灯具２の前方を照射する。

以上のように、本実施形態の灯具２によれば、光軸Ａｘに近い領域を従来よりも広い領域からの出射光で照射することができるので、光軸Ａｘに近い領域と、その他の領域との光量の差を無くし、均一な照射を行うことができる。

また、アウターレンズ２１には、導光レンズ３から出射された光を左右方向に拡散させるためのレンズカット２１０が左右方向に複数施されているので、左右方向に沿った光量むらを無くし、いっそう均一な照射を行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。

例えば、上記の実施形態においては、前方に向いた光源２０の前方に導光レンズ３が配設されることとして説明したが、上向きに配設された光源２０の上方、或いは下向きに配設された光源２０の下方に配設されることとしても良い。この場合には、入射面３０は導光レンズ３の下面または上面に設けられ、側方反射面３１は導光レンズ３の前面及び後面の何れかに設けられる。

また、灯具２や、その導光レンズ３を正面視矩形状として説明したが、正面視において湾曲した弧状としても良い。

２ 灯具
３ 導光レンズ
２０ 光源
２１ アウターレンズ
３０ 入射面
３１ 側方反射面
３２ 前方反射面
３３ 出射面
２１０ レンズカット
３３０ 平行面
３３１ 交差面
Ａｘ 光軸

Claims (6)

1. 灯具に具備されるとともに、光源から出射される光を前記灯具の前方に向かって照射する導光レンズにおいて、
   前記光源から出射される光を平行光にしつつ、当該導光レンズ内に入射させる入射面と、
   前記入射面の対向部分に設けられ、前記入射面から当該導光レンズ内に入射した光を、前記灯具の前後方向と略直交する直交方向へ内部反射させる側方反射面と、
   当該導光レンズの後面のうち、前記前後方向に対して前記側方反射面の側方に位置する部分に設けられ、前記側方反射面で内部反射された光を前記灯具の前方へ内部反射させる前方反射面と、
   当該導光レンズの前面のうち、前記前方反射面の前方に位置する部分に設けられ、前記前方反射面で内部反射された光を当該導光レンズの前方へ出射させる出射面と、
   を備え、
   前記出射面は、
   前記側方反射面と前記前方反射面とを結んだ方向に沿って、前記前後方向に平行な複数の平行面と、当該前後方向に交差する複数の交差面とが交互に設けられることで、断面視鋸歯状に形成されるとともに、
   全体として、前記灯具の光軸に近い部分ほど前記前後方向において前記光源の近くに位置するよう、前記前後方向に対して傾斜して形成されており、
   複数の前記交差面は、
   前記側方反射面から最も遠い面で前記前後方向に直交し、前記側方反射面に近い面ほど前記光軸の反対側に向くよう配設されていることを特徴とする導光レンズ。
2. 請求項１に記載の導光レンズにおいて、
   前記複数の交差面のうち、前記側方反射面に最も近い面は、
   前記前後方向と６０°で交差することを特徴とする導光レンズ。
3. 請求項１または２に記載の導光レンズにおいて、
   前記前後方向と略直交する前記直交方向に長尺に形成されたことを特徴とする導光レンズ。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の導光レンズにおいて、
   前記光源よりも前記灯具の前方に配設されるとともに、
   前記入射面を後面に、前記側方反射面を前面に有することを特徴とする導光レンズ。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の導光レンズと、
   前記導光レンズよりも当該灯具の後方に配設された前記光源と、
   を備えることを特徴とする灯具。
6. 請求項５に記載の灯具において、
   前記導光レンズよりも当該灯具の前方に配設されて、前記導光レンズから出射された光を透過させるアウターレンズを備え、
   前記アウターレンズには、
   前記導光レンズから出射された光を、前記直交方向に拡散させるためのレンズカットが、当該直交方向に複数施されていることを特徴とする灯具。

Images