JP6253960B2 - 導光板及び車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、導光板及びこれを備える車両用灯具に関する。

従来、車両に搭載される各種の車両用灯具として、導光板の主面を面発光させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。一般に、この種の車両用灯具は、図６（ａ）に示すように、裏面に多数の反射カットが形成された導光板と、この導光板の端面に対向配置された複数の光源（例えば発光ダイオード）とを備えている。そして、光源から出射されて端面から導光板内に入射した光が、裏面の反射カットで反射されて主表面（裏面と反対側の面）から出射されることで、この導光板の主表面が発光する。導光板に形成される反射カットとしては、端面（入射面）に一方の傾斜面を向けた三角柱状や、半球状のものが一般的である。

特開２０１３−５６６０３号公報

しかしながら、上記従来の導光板では、反射カットの形状が半球状や三角柱状であるために、この反射カットでの反射方向の制御，ひいては、最終的に得られる出射光の方向制御が困難であった。

具体的には、反射カットが半球状である場合には、反射光が広く散乱するために均一感のある出射光が得られやすいものの、一定の出射方向（反射カットでの反射方向）に沿った平行光となるように制御することは難しい。そのため、このような反射カットを有する導光板は、比較的に精緻な配光制御が求められる車両用灯具には、少なくとも当該導光板単独では適用できない。

また、反射カットが三角柱状である場合には、図６（ｂ）に示すように、傾斜面での１回の正反射となるため、傾斜面の傾斜角度を変えることで導光板の長さ方向（入射方向に沿った方向）への制御は容易ではあるものの、導光板の幅方向への制御が難しい。そのため、この三角柱状の反射カットでは、光源から多少の広がりをもって出射される光を一様な平行光として反射させることができない。したがって、このような反射カットを有する導光板は、車両用灯具に適用するには効率が悪く、また輝度ムラも大きい。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、従来に比べ、出射光の方向制御を容易に行うことができる導光板及びこれを備える車両用灯具の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
入射面である一方の端面から入射された光を、一方の主面に設けられた複数の反射カットで反射させて、出射面である他方の主面から出射させる導光板であって、
前記複数の反射カットは、前記入射面から離れるに連れて隣り合うものとの間隔が短くなるように配列されるか、あるいは、所定の点灯デザインに対応させて粗密に配列され、
前記反射カットは、前記他方の主面側に向かって窄まる錘状を基本形状とした凹状に形成されるとともに、その前記入射面側の面が光の入射方向に対して前上がりに傾斜した傾斜面とされ、
前記傾斜面には、当該傾斜面の傾斜方向に沿った複数の溝部が、当該傾斜面の全面に亘って隙間なく並設され、
前記複数の溝部は、その長手方向と直交するそれぞれの断面形状が、三角形状，円弧状，段付き三角形状または波形状に形成され、前記入射面からの光を当該溝部内で２回反射させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の導光板において、
前記反射カットは、前記一方の主面に凹状に形成されており、前記傾斜面が当該反射カットのうちの前記入射面側の面であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の導光板において、
前記複数の溝部は、それぞれの断面形状が、半円形よりも浅い円弧状、又は、前記溝部の深さ方向により小さい三角形状を有する段付き三角形状であることを特徴とする。

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板において、
前記反射カットは、前記傾斜面を有する四角錘状が基本形状であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、車両用灯具であって、
請求項１〜４の何れか一項に記載の導光板と、
前記導光板の前記入射面に対向配置されたＬＥＤと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、導光板の一方の主面に設けられた複数の反射カットは、光の入射方向に対して前上がりに傾斜した傾斜面に、当該傾斜面の傾斜方向に沿った複数の溝部が並設された形状にそれぞれ形成されている。これにより、入射面から導光板内に入射した光が反射カットの溝部の両側面で２回反射されるので、入射方向と直交する導光板の幅方向に関して当該光を溝部に沿った方向へ向けやすくすることができる。そのため、導光板に沿った平面内で多少の広がりをもって反射カットに入射する光に対しても、一様な平行光として反射させることができる。したがって、反射カットが単純な半球状や三角柱状であった従来に比べ、出射光の方向制御を容易に行うことができる。

実施形態における車両用灯具の断面図である。 実施形態における反射カットの（ａ）斜視図であり、（ｂ）背面図である。 実施形態における反射カットでの光の反射態様を説明するための図である。 実施形態における反射カットでの光の反射態様を説明するための図である。 実施形態における反射カットの変形例を説明するための図である。 （ａ）従来の車両用灯具の断面図であり、（ｂ）従来の反射カットでの反射態様を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における車両用灯具１の断面図である。
なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用灯具１から見た方向を意味するものとする。

図１に示すように、車両用灯具１は、前面が開口したハウジング２と、当該ハウジング２の前面開口を覆う素通しの透光レンズ３とを備えている。これらハウジング２と透光レンズ３とで画成される灯室の内部には、ＬＥＤ（発光ダイオード）４と、導光板５とが収容されている。

ＬＥＤ４は、車両用灯具１の光源であり、導光板５の上端面（後述の入射面５ａ）に発光面を対向させた状態に配置されている。また、ＬＥＤ４は、図示は省略するが、導光板５の上端面に沿って左右方向（図１の紙面垂直方向）へ複数並設されている。

導光板５は、略平板状に形成されて前後方向と略直交する状態に配置されており、周縁部分がエクステンション６に覆われている。導光板５の上端面は、ＬＥＤ４からの光を当該導光板５内に入射させる入射面５ａであり、上述の通り、ＬＥＤ４が対向配置されている。導光板５の前面は、当該導光板５内から光を出射させる出射面５ｂである。導光板５の後面は、入射面５ａからの光を出射面５ｂに向けて反射させる面であり、当該後面には、そのための凹状の複数の反射カット５１，…が形成されている。これら複数の反射カット５１，…は、本実施形態では、出射面５ｂを均一に発光させる目的で、入射面５ａから離れるに連れて隣り合うものとの間隔が短くなるように設けられている。

図２（ａ），（ｂ）は、反射カット５１の斜視図及び背面図であり、図３及び図４は、反射カット５１での光の反射態様を説明するための図である。なお、図２〜図４では、反射カット５１の形状を分かり易くするために当該反射カット５１を中実部として示しているが、実際には反射カット５１は中空（凹状部）である。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、各反射カット５１は、４つの側面が上下左右を向きつつ前方に向かって窄まる四角錘状が基本形状となっており、本実施形態では、左右両側面が膨出する凸面状の四角錘状が基本形状である。そして、反射カット５１は、この基本形状の四角錘のうち、光の入射方向（下向き方向）に対して前上がりに傾斜した傾斜面，つまり光が入射してくる上側（入射面５ａ側）の側面に、複数の溝部Ｇ，…が設けられた形状となっている。複数の溝部Ｇ，…は、基本形状である傾斜面の傾斜方向にそれぞれ沿っており、当該傾斜面の全面に亘って隙間なく左右方向に並設されている。また、複数の溝部Ｇ，…は、長手方向と直交する各断面形状が三角形状に形成されている。

この反射カット５１では、図３に示すように、入射面５ａから入射して導光板５内を下方へ導光してきた光が、２回反射されることで前方へ向けられる。
より詳細には、反射カット５１に入射した光は、図４（ａ）に示すように、まず溝部Ｇの一方の側面で反射されて進行方向を変える。次に、この光は、図４（ｂ）に示すように、この溝部Ｇの他方の側面でさらに反射されて、前方へ向けられる。
このように、反射カット５１では、入射面５ａからの光を溝部Ｇ内で２回反射させることにより、左右方向に関して当該光を溝部Ｇに沿った方向へ向けやすくすることができる。

以上のように、本実施形態の導光板５によれば、入射面５ａから導光板５内に入射した光が反射カット５１の溝部Ｇの両側面で２回反射されるので、左右方向に関して当該光を溝部Ｇに沿った方向へ向けやすくすることができる。そのため、導光板５に沿った平面内で多少の広がりをもって反射カット５１に入射する光に対しても、前方への一様な平行光として反射させることができる。したがって、反射カットが単純な半球状や三角柱状であった従来に比べ、出射光の方向制御を容易に行うことができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、反射カット５１の複数の溝部Ｇ，…が三角形状断面であることとしたが、この溝部Ｇの断面形状は、所望の反射光に応じたものであることが好ましい。
具体的には、左右方向により広がりのある反射光を得たい場合には、図５（ａ）に示すように、溝部Ｇの断面形状は、円弧状であることが好ましい。この場合、当該断面形状が半円状にまで曲率の大きいものであると、反射光が再帰反射してしまう可能性があるため、比較的に曲率の小さい円弧状であることがより好ましい。
また、上記実施形態の三角形状のときよりも、さらに溝部Ｇに沿った方向への指向性を有する反射光を得たい場合には、図５（ｂ）に示すように、溝部Ｇの断面形状は、奥側により小さい三角形状を有する段付き三角形状であることが好ましい。
或いは、所定の方向に沿った反射光と左右方向に広がりのある反射光とをそれぞれ得たい場合には、図５（ｃ）に示すように、溝部Ｇの断面形状は、波形状であることが好ましい。

また、溝部Ｇの山の端部及び／又は谷の端部をＲ面処理してもよい。このように構成すれば、溝部Ｇでの反射光の向きをわずかに左右方向に広げることができる。そのため、このＲ面の曲率を微調整することで、車両用灯具として好適な配光パターンに合わせこむことが可能になる。

また、反射カット５１は、光の入射方向に対して前上がりに傾斜した傾斜面に複数の溝部Ｇ，…が並設されたものであれば、導光板５の後面に凸状に設けられていてもよい。つまり、反射カット５１を凸状に設けた場合には、複数の溝部Ｇ，…は、反射カット５１のうち、光が入射してくる側とは反対側（下側）の面に設けられる。このような凸状の反射カット５１が設けられた導光板５であっても、凹状の反射カット５１が設けられたものと同様の効果を得ることができる。
また、反射カット５１の基本形状は、複数の溝部Ｇ，…が設けられる傾斜面を有していれば、四角錘状でなくともよい。

また、複数の溝部Ｇ，…は、反射カット５１の側面のうち、入射面５ａ側である上側の側面に設けられることとしたが、これとは反対側である下側の側面に追加して設けてもよい。このように構成すれば、例えば導光板５内の雑光などを反射カット５１の下側の側面でも反射させることができ、光の利用効率を向上させることができる。またこのときに、ＬＥＤ４を導光板５の下端面にも対向配置させて、当該導光板５の上下両端面から光を入射させるように構成すれば、より光量を増やすことができる。

また、導光板５の後面における反射カット５１の配列（分布）は、特に限定されるものではない。例えば、反射カット５１を車両用灯具の点灯デザインに合せて疎密に配列すれば、点灯時にこの点灯デザインの発光パターンを得ることができる。本発明に係る反射カット５１によれば、左右方向に拡散しやすい従来のものに比べて、左右方向に関して入射光を溝部Ｇに沿った方向へ向けることができるため、意図した点灯デザイン通りの発光パターンを形成することができる。

１ 車両用灯具
４ ＬＥＤ
５ 導光板
５ａ 入射面
５ｂ 出射面
５１ 反射カット
Ｇ 溝部

Claims (5)

1. 入射面である一方の端面から入射された光を、一方の主面に設けられた複数の反射カットで反射させて、出射面である他方の主面から出射させる導光板であって、
   前記複数の反射カットは、前記入射面から離れるに連れて隣り合うものとの間隔が短くなるように配列されるか、あるいは、所定の点灯デザインに対応させて粗密に配列され、
   前記反射カットは、前記他方の主面側に向かって窄まる錘状を基本形状とした凹状に形成されるとともに、その前記入射面側の面が光の入射方向に対して前上がりに傾斜した傾斜面とされ、
   前記傾斜面には、当該傾斜面の傾斜方向に沿った複数の溝部が、当該傾斜面の全面に亘って隙間なく並設され、
   前記複数の溝部は、その長手方向と直交するそれぞれの断面形状が、三角形状，円弧状，段付き三角形状または波形状に形成され、前記入射面からの光を当該溝部内で２回反射させることを特徴とする導光板。
2. 前記反射カットは、前記一方の主面に凹状に形成されており、前記傾斜面が当該反射カットのうちの前記入射面側の面であることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
3. 前記複数の溝部は、それぞれの断面形状が、半円形よりも浅い円弧状、又は、前記溝部の深さ方向により小さい三角形状を有する段付き三角形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の導光板。
4. 前記反射カットは、前記傾斜面を有する四角錘状が基本形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の導光板。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の導光板と、
   前記導光板の前記入射面に対向配置されたＬＥＤと、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。

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