JP6106000B2

JP6106000B2 - 車輌用灯具

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Publication number: JP6106000B2
Application number: JP2013066666A
Authority: JP
Inventors: 生田　龍治郎; 龍治郎生田; 幸央小野田; 深井　邦夫; 邦夫深井; 志藤　雅也; 雅也志藤
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: JP2014192000A

Description

本発明は、光源として面状発光体が用いられた車輌用灯具についての技術分野に関する。

特開２００６−１９６１９６号公報

車輌用灯具には、カバーとランプハウジングによって構成された灯具外筐の内部に、光源として面状発光体と他の光源が配置されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された車輌用灯具にあっては、自発光する有機ＥＬ（Electro Luminescence）層を有する面状発光体が用いられ、他の光源としてハロゲンランプや放電ランプが用いられている。

光源として面状発光体と他の光源が用いられることにより、面状発光体を他の光源から出射された光を反射するリフレクターとして使用することができ、複数の光源を有する所謂コンビネーションランプとしての使用において部品点数の削減や小型化を図ることが可能とされている。

ところが、特許文献１に記載された車輌用灯具にあっては、他の光源としてハロゲンランプや放電ランプが用いられており、これらのランプから出射される光が熱を有するため、他の光源から出射される光に関する耐熱構造や放熱構造を設ける必要があり、その分、製造コストが高騰したり設計の自由度を妨げると言う問題がある。

特に、面状発光体を用いる場合には、面状発光体を屈曲可能とするために面状発光体の基板を樹脂材料によって形成する場合があるが、基板が樹脂材料によって形成されている場合には、他の光源として用いられたハロゲンランプや放電ランプから出射された光によって基板が溶融するおそれがあり、やはり設計に支障を来す可能性がある。

そこで、本発明は、上記した問題点を克服し、製造コストの低減及び設計の自由度の向上を図ることを目的とする。

第１に、本発明に係る車輌用灯具は、少なくとも一方に開口を有するランプハウジングと前記ランプハウジングの前記開口を覆うカバーとによって構成された灯具外筐と、前記灯具外筐の内部に配置され第１の照明光を出射する面状発光体と、前記灯具外筐の内部に配置され前記面状発光体へ向けて光を出射する半導体発光素子とを備え、前記面状発光体に光が透過される透過層と前記半導体発光素子から出射され前記透過層を透過された光を制御して第２の照明光として照射する制御層とが設けられ、前記半導体発光素子から出射された光が前記面状発光体の一端面から入射され、前記一端面から入射された光が前記面状発光体の内部において導かれ前記第２の照明光として照射されるようにしたものである。

これにより、半導体発光素子から面状発光体へ向けて出射される光が熱を有さないため、半導体発光素子から出射される光に関する耐熱構造及び放熱構造を設ける必要がない。また、半導体発光素子から出射された光が面状発光体の内部において導かれて所定の位置から出射される。

第２に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記制御層として前記半導体発光素子から出射された光を反射する反射層が設けられることが望ましい。

これにより、半導体発光素子から出射された光が反射層によって反射されて制御される。

第３に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記面状発光体に設けられた各層のうち所定の層の表面に前記半導体発光素子から出射された光を反射又は出射させる制御部が形成されることが望ましい。

これにより、半導体発光素子から出射された光が制御部によって反射又は出射される。

第４に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記半導体発光素子から出射され前記面状発光体に入射された光が前記面状発光体の他端面から出射されることが望ましい。

これにより、面状発光体の全体が導光体として機能する。

本発明によれば、半導体発光素子から面状発光体へ向けて出射された光に関する耐熱構造及び放熱構造を設ける必要がなく、製造コストの低減及び設計の自由度の向上を図ることができる。また、半導体発光素子から出射された光が面状発光体の内部において導かれて所定の位置から出射される。

図２及び図３と共に本発明車輌用灯具の比較例を示すものであり、本図は、車輌用灯具の概略断面図である。面状発光体の層構造を示す拡大断面図である。面状発光体の別の層構造を示す拡大断面図である。図５乃至図７と共に本発明車輌用灯具の実施の形態を示すものであり、本図は、車輌用灯具の概略断面図である。面状発光体に光を反射する制御部が形成された例を示す拡大断面図である。面状発光体に光を出射する制御部が形成された例を示す拡大断面図である。一端面から入射された光が導びかれ他端面から出射される例を示す模式図である。図９乃至図１１と共に本発明車輌用灯具の構成例を示すものであり、本図は、第１の構成例に係る車輌用灯具の概略正面図である。第２の構成例に係る車輌用灯具の概略正面図である。第１の構成例及び第２の構成例において、光がレンズ側へ出射される場合の光路を示す概略断面図である。第１の構成例及び第２の構成例において、光がレンズ側の反対側へ出射される場合の光路を示す概略断面図である。

以下に、本発明車輌用灯具を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。

以下に示した実施の形態は、本発明車輌用灯具を二つの異なる機能を有する照明光を照射するフロントコンビネーションランプに適用したものである。尚、本発明の適用範囲はフロントコンビネーションランプに限られることはなく、ヘッドランプ、クリアランスランプ、ターンシグナルランプ、ストップランプ、テールランプ、デイタイムランニングランプ、コーナーリングランプ、ハザードランプ、ポジションランプ、バックランプ、フォグランプ等のうちの２種類のランプの機能を有する各種のコンビネーションランプに広く適用することができる。

先ず、比較例に係る車輌用灯具１について説明する（図１乃至図３参照）。

車輌用灯具１は、それぞれ車体の前端部における左右両端部に取り付けられて配置されている。車輌用灯具１は前方に開口された凹部を有するランプハウジング２とランプハウジング２の開口を閉塞するカバー３とを備えている（図１参照）。ランプハウジング２とカバー３によって灯具外筐４が構成され、灯具外筐４の内部空間は灯室５として形成されている。

灯室５には面状発光体６と半導体発光素子７が配置されている。

面状発光体６は、例えば、上方へ行くに従って前方へ変位する形状に形成されている。面状発光体６は、例えば、後面側から順に反射層８と背面側保護層９と背面側電極層１０と発光層１１と表面側電極層１２と表面側保護層１３が積層されて成る（図２参照）。

反射層８は背面側保護層９の一方の面上にアルミニウム等の金属蒸着が行われることにより形成され、背面側保護層９との接合面が反射面８ａとして形成されている。背面側保護層９はガラス材料又はアクリルやポリカーボネート等の透明な樹脂材料によって形成されている。背面側電極層１０としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＡＴＯ（Antimony Doped Tindioxide）等の透明電極が用いられ、発光層１１としては自発光する有機ＥＬ（Electro Luminescence）が用いられ、表面側電極層１２としては、例えば、ＩＴＯやＡＴＯ等の透明電極が用いられている。表面側保護層１３はガラス材料又はアクリルやポリカーボネート等の透明な樹脂材料によって形成されている。背面側電極層１０は陰極とされ表面側電極層１２は陽極とされている。

面状発光体６は背面側電極層１０と表面側電極層１２が図示しない駆動回路に接続され、駆動回路から背面側電極層１０と表面側電極層１２に電圧が印加されると、発光層１１から拡散された光が略前方へ向けて出射されカバー３を透過され第１の照明光として外部に照射される（図１に示す点線）。尚、図１等の各図に点線で示す光線は面状発光体６から出射された光を示し、一点鎖線で示す光線は半導体発光素子７から出射された光を示す。

半導体発光素子７は、例えば、面状発光体６の下端側に配置され、半導体発光素子７としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ: Light Emitting Diode）が用いられている。

半導体発光素子７に駆動回路から駆動電流が供給されると、指向性を有する光が面状発光体６へ向けて略上方へ出射される。半導体発光素子７から出射された光は面状発光体６に表面側保護層１３から入射され、順に表面側保護層１３と表面側電極層１２と発光層１１と背面側電極層１０と背面側保護層９を透過され、反射層８の反射面８ａで反射される。従って、表面側保護層１３、表面側電極層１２、発光層１１、背面側電極層１０及び背面側保護層９は半導体発光素子７から出射された光が透過される透過層として機能し、反射層８は半導体発光素子７から出射された光を所定の方向へ向けて反射して制御する制御層として機能する。

反射層８の反射面８ａで反射された光は、順に背面側保護層９と背面側電極層１０と発光層１１と表面側電極層１２と表面側保護層１３を透過され、面状発光体６から出射されカバー３を透過され第２の照明光として外部に照射される。

上記のようにして面状発光体６から出射された光は、例えば、クリアランスランプ用の第１の照明光として用いられ、半導体発光素子７から出射された光は、例えば、ターンシグナルランプ用又はデイタイムランニングランプ用の第２の照明光として用いられる。

上記のように、車輌用灯具１にあっては、制御層として半導体発光素子７から出射された光を反射する反射層８が設けられているため、簡素な構成によって面状発光体６から出射された光と半導体発光素子７から出射された光とをそれぞれ有効に利用して機能性の向上を図ることができる。

尚、上記には、反射層８を設けて半導体発光素子７から出射された光を反射させる例を示したが、例えば、図３に示すように、背面側電極層１０を反射率の高い金属材料によって形成し、背面側電極層１０の発光層１１との接合面を反射面１０ａとして形成してもよい。背面側電極層１０に反射面１０ａが形成される場合には、反射層８と背面側保護層９又は反射層８が不要となり、面状発光体６の薄型化を図ることができると共に面状発光体６の製造時間の短縮化を図ることができる。

背面側電極層１０に反射面１０ａが形成された場合には、半導体発光素子７から出射され表面側保護層１３から入射された光は、順に表面側保護層１３と表面側電極層１２と発光層１１を透過されて背面側電極層１０の反射面１０ａで反射され、順に発光層１１と表面側電極層１２と表面側保護層１３を透過され、カバー３を透過され第２の照明光として外部に照射される。従って、この場合には、表面側保護層１３、表面側電極層１２及び発光層１１は半導体発光素子７から出射された光が透過される透過層として機能し、背面側電極層１０が半導体発光素子７から出射された光を所定の方向へ向けて反射して制御する制御層として機能する。

次に、実施の形態に係る車輌用灯具１Ａについて説明する（図４乃至図７参照）。

尚、以下に示す車輌用灯具１Ａは、上記した車輌用灯具１と比較して、半導体発光素子から出射された光を面状発光体の内部において導いて出射させることのみが相違するため、車輌用灯具１と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については車輌用灯具１における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。

面状発光体６の下面（一端面）は入射面６ａとして形成されている（図４参照）。

面状発光体６において、駆動回路から背面側電極層１０と表面側電極層１２に電圧が印加されると、発光層１１から拡散された光が略前方へ向けて出射されカバー３を透過され第１の照明光として外部に照射される。

半導体発光素子７は面状発光体６の下方において入射面６ａに対向した位置に配置されされている。

半導体発光素子７に駆動回路から駆動電流が供給されると、指向性を有する光が略上方へ向けて出射され入射面６ａから面状発光体６に入射される。半導体発光素子７から出射された光は面状発光体６の内部において上方側へ導かれ反射層８の反射面８ａで反射される。反射層８の反射面８ａで反射された光は、面状発光体６から出射されカバー３を透過され第２の照明光として外部に照射される。

このとき面状発光体６の各層の形状や材料の選択による屈折率の設定を適宜に行うことにより、半導体発光素子７から出射された光が面状発光体６において、例えば、表面側保護層１３の表面と反射層８の反射面８ａの間で繰り返し全反射されて上方へ導かれるようにすることも可能である。

上記したように、車輌用灯具１Ａにあっては、半導体発光素子７から出射された光が面状発光体６の一端面である入射面６ａから入射され面状発光体６の内部において導かれて第２の照明光として照射される。

従って、面状発光体６と半導体発光素子７が並んで配置されることにより車輌用灯具１Ａの小型化を図ることができ、半導体発光素子７から出射された光を必要な位置まで導いて所望の位置から出射させることが可能であるため車輌用灯具１Ａの設計の自由度の向上及び機能性の向上を図ることができる。

尚、上記した車輌用灯具１Ａにあっては、半導体発光素子７から出射され面状発光体６の内部において導かれた光が反射層８の反射面８ａで反射されて外部に照射される例を示したが、車輌用灯具１Ａにおいても、車輌用灯具１と同様に、背面側電極層１０を反射率の高い金属材料によって形成し、背面側電極層１０の反射面１０ａで光を反射させて外部に照射させることも可能である。

また、車輌用灯具１Ａにあっては、図５に示すように、各層のうちの所定の層、例えば、背面側保護層９にステップ、シボ、点刻等の制御部９ａ、９ａ、・・・を形成し、半導体発光素子７から出射され面状発光体６の内部において導かれた光が制御部９ａ、９ａ、・・・で反射されて外部に照射されるようにしてもよい。この場合には、背面側保護層９が半導体発光素子７から出射された光を所定の方向へ向けて反射して制御する制御層として機能する。

このように制御部９ａ、９ａ、・・・を形成することにより、光を所望の位置において確実に反射させることができ機能性の向上を図ることができ、また、反射層を設ける必要がないため面状発光体６の薄型化を図ることができる。

さらに、車輌用灯具１Ａにあっては、図６に示すように、例えば、表面側保護層１３にステップ、シボ、点刻等の制御部１３ａ、１３ａ、・・・を形成し、半導体発光素子７から出射され面状発光体６の内部において導かれた光が制御部１３ａ、１３ａ、・・・から出射されて外部に照射されるようにしてもよい。

このように制御部１３ａ、１３ａ、・・・を形成することにより、光を所望の位置において確実に出射させることができ機能性の向上を図ることができる。

尚、上記には、制御部９ａ、９ａ、・・・又は制御部１３ａ、１３ａ、・・・の一方が形成されている例を示したが、面状発光体６には光を反射させるための制御部９ａ、９ａ、・・・と光を出射させるための制御部１３ａ、１３ａ、・・・の双方が形成されていてもよい。

また、車輌用灯具１Ａにおいては、図７に示すように、面状発光体６において半導体発光素子７から最も離隔する端面、即ち、断面形状での長手方向における入射面６ａと反対側の端面（他端面）を出射面６ｂとして形成し、半導体発光素子７から出射され入射面６ａから入射された光を面状発光体６の内部において導いて出射面６ｂから出射させることも可能である。

このように半導体発光素子７から出射された光が入射面６ａから入射され面状発光体６の内部において導かれ出射面６ｂから出射されることにより、面状発光体６から出射され第１の照明光として照射される光の方向と半導体発光素子７から出射されて出射面６ｂから第２の照明光として照射される光の方向とをそれぞれ異なる所望の方向に設定することが可能であり、設計の自由度の向上及び機能性の向上を図ることができる。

また、半導体発光素子７から出射された光が入射面６ａから入射され出射面６ｂから出射されるようにすることにより、面状発光体６の全体を導光体として有効に利用することができ、面状発光体６の機能性の向上を図ることができる。

尚、車輌用灯具１Ａにおいては、図４に示すように、入射面６ａから光を入射させて面状発光体６において導かれる光を出射させるための半導体発光素子７に加え、他の半導体発光素子７Ａを配置し、半導体発光素子７Ａから出射された光が面状発光体６で反射されて照射されるようにすることも可能である。

このように面状発光体６で導光される光を出射する半導体発光素子７と面状発光体６で反射される光を出射する半導体発光素子７Ａとを設けることにより、光の出射方向の自由度や使用用途が広がり、設計の自由度の向上を図ることができる。

以下に、面状発光体と半導体発光素子の構成例について説明する（図８乃至図１１参照）。

第１の構成例に係る車輌用灯具１Ｂは、曲面状に形成された面状発光体６Ｂ、６Ｂ、・・・と光を、例えば、前方又は後方へ向けて出射する半導体発光素子７Ｂとを有している（図８参照）。

面状発光体６Ｂ、６Ｂ、・・・は、例えば、放物面状に形成され、半導体発光素子７Ｂを中心として周方向に離隔して配置され、例えば、半導体発光素子７Ｂを中心として上下左右に四つが配置されている。

半導体発光素子７Ｂは、例えば、面状発光体６Ｂ、６Ｂ、・・・の焦点上に配置されている。

第２の構成例に係る車輌用灯具１Ｃは、曲面状に形成された面状発光体６Ｃ、６Ｃと光を、例えば、前方又は後方へ向けて出射する半導体発光素子７Ｃ、７Ｃ、・・・とを有している（図９参照）。

面状発光体６Ｃ、６Ｃは、例えば、放物面状に形成され、半導体発光素子７Ｃ、７Ｃ、・・・を中心として上下に配置されている。

半導体発光素子７Ｃ、７Ｃ、・・・は左右に並んでアレイ状に配置されている。

上記のように構成された車輌用灯具１Ｂ、１Ｃにおいては、半導体発光素子７Ｂ、７Ｃ、７Ｃ、・・・から光がカバー３側へ向けて出射される構成（図１０参照）と光がカバー３側の反対側へ向けて出射される構成（図１１参照）の両方の構成に設定することができる。

半導体発光素子７Ｂ、７Ｃから光がカバー３側へ向けて出射される構成においては、図１０に示すように、半導体発光素子７Ｂ、７Ｃから出射された光の一部は面状発光体６Ｂ、６Ｃに入射されて面状発光体６Ｂ、６Ｃで反射されカバー３を透過されて第２の照明光として照射される。従って、面状発光体６Ｂ、６Ｃの光を反射する層が、半導体発光素子７Ｂ、７Ｃから出射された光を制御する制御層として機能する。半導体発光素子７Ｂ、７Ｃから出射された他の光は面状発光体６Ｂ、６Ｃに入射されずカバー３を透過されて第２の照明光として照射される。また、面状発光体６Ｂ、６Ｃからは拡散された光が第１の照明光として照射される。

一方、半導体発光素子７Ｂ、７Ｃから光がカバー３側の反対側へ向けて出射される構成においては、図１１に示すように、半導体発光素子７Ｂ、７Ｃから出射された光が面状発光体６Ｂ、６Ｃに入射されて面状発光体６Ｂ、６Ｃで反射されカバー３を透過されて第２の照明光として照射される。従って、面状発光体６Ｂ、６Ｃの光を反射する層が、半導体発光素子７Ｂ、７Ｃから出射された光を制御する制御層として機能する。また、面状発光体６Ｂ、６Ｃからは拡散された光が第１の照明光として照射される。

上記した車輌用灯具１Ｂ、１Ｃにおいては、半導体発光素子７Ｂ、７Ｃが、例えば、ストップランプ用の光源として用いられ、面状発光体６Ｂ、６Ｃが、例えば、テールランプ用の光源として用いられる。

上記のような車輌用灯具１Ｂ、１Ｃを構成することにより、設計の自由度の向上による所望の配光制御を行うことができると共に意匠性の向上を図ることができる。

以上に記載した通り、車輌用灯具１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃにあっては、面状発光体６（６Ｂ、６Ｃ）に半導体発光素子７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）から出射された光を制御して第２の照明光として照射する制御層が設けられている。

従って、面状発光体６において制御される光が半導体発光素子７から出射されるため熱を有さず、半導体発光素子７から面状発光体６へ向けて出射される光に関する耐熱構造及び放熱構造を設ける必要がなく、製造コストの低減及び設計の自由度の向上を図ることができる。

尚、図１、図４及び図７等には緩やかに屈曲された曲面状の面状発光体６を示したが、面状発光体６、６Ｂ、６Ｃは、例えば、平面状に形成された複数の部分によって構成されていてもよい。

また、車輌用灯具１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいては、第１の照明光が照射されるときのランプと第２の照明光が照射されるときのランプのそれぞれの用途や機能に応じ、面状発光体６、６Ｂ、６Ｃと半導体発光素子７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃから異なる色の光が出射されるように構成することも可能である。

１…車輌用灯具、２…ランプハウジング、３…カバー、４…灯具外筐、５…灯室、６…面状発光体、７…半導体発光素子、８…反射層（制御層）、９…背面側保護層（透過層）、１０…背面側電極層（透過層、制御層）、１１…発光層（透過層）、１２…表面側電極層（透過層）、１３…表面側保護層（透過層）、１Ａ…車輌用灯具、６ａ…入射面（一端面）、６ｂ…出射面（他端面）、７Ａ…半導体発光素子、９ａ…制御部、１３ａ…制御部、１Ｂ…車輌用灯具、６Ｂ…面状発光体、７Ｂ…半導体発光素子、１Ｃ…車輌用灯具、６Ｃ…面状発光体、７Ｃ…半導体発光素子

Claims

少なくとも一方に開口を有するランプハウジングと前記ランプハウジングの前記開口を覆うカバーとによって構成された灯具外筐と、
前記灯具外筐の内部に配置され第１の照明光を出射する面状発光体と、
前記灯具外筐の内部に配置され前記面状発光体へ向けて光を出射する半導体発光素子とを備え、
前記面状発光体に光が透過される透過層と前記半導体発光素子から出射され前記透過層を透過された光を制御して第２の照明光として照射する制御層とが設けられ、
前記半導体発光素子から出射された光が前記面状発光体の一端面から入射され、
前記一端面から入射された光が前記面状発光体の内部において導かれ前記第２の照明光として照射されるようにした
車輌用灯具。
前記制御層として前記半導体発光素子から出射された光を反射する反射層が設けられた
請求項１に記載の車輌用灯具。
前記面状発光体に設けられた各層のうち所定の層の表面に前記半導体発光素子から出射された光を反射又は出射させる制御部が形成された
請求項１又は請求項２に記載の車輌用灯具。
前記半導体発光素子から出射され前記面状発光体に入射された光が前記面状発光体の他端面から出射されるようにした
請求項１に記載の車輌用灯具。