JP6320816B2

JP6320816B2 - 灯具

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Publication number: JP6320816B2
Application number: JP2014059632A
Authority: JP
Inventors: 克彦河野
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: US20150267895A1; US9458986B2; JP2015185304A

Description

本発明は、導光体をライン状に発光させる灯具に関する。

従来、車両用灯具などの各種の灯具として、例えば上下方向を向いた光源からの光を、導光体で左右方向に広げつつ方向を変えることで、当該導光体の前面を長尺なライン状に発光させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種の灯具では、例えば図５（ａ）に示すように、上向きの光源８からの光を制御する導光体９が、光源８に対向する入光部９０と、入光部９０の上方に位置する第一反射面９１及び一対の第二反射面９２，９２と、一対の第二反射面９２，９２の両側方に位置する一対の第三反射面９３，９３とを有している。このうち、第一反射面９１は、入光部９０の上方のうち前側の部分に位置しており、４５°の角度で前上がりに傾斜した平面状に形成されている。また、一対の第二反射面９２，９２は、入光部９０の左右方向中央を境に互いに左右対称形に形成されるとともに、４５°の角度で左上がり又は右上がりに傾斜した平面状にそれぞれ形成されている。

このような構成により、当該灯具では、図５（ｂ）に示すように、光源８から出射された光が、まず入光部９０を通じて上方への平行光とされつつ導光体９内に入射する。この光のうち、前側のものが第一反射面９１によって前方へ反射され、残る大部分のものが一対の第二反射面９２，９２によって両側方へ分岐するように反射された後に、一対の第三反射面９３，９３によって前方へ反射される。そして、これらの光が導光体９の前面９４から出射されることによって、左右方向に長尺な当該前面９４がライン状に発光する。

特開２００６−３３９１２１号公報

しかしながら、上記従来の灯具では、導光体９の一対の第二反射面９２，９２が入光部９０からの光を平行に反射させているために、当該導光体９の前面９４をより長尺なライン状に発光させることが難しい。

具体的に説明すると、図６（ａ）に示すように、単純に導光体９を前側に延出させて前面９４をより長尺に形成した形状変更だけでは、第二反射面９２よりも前側に位置する第三反射面９３の前側部分に光が入射しないために、当該前側部分の前方に位置する前面９４の両端部分がダーク部となってしまう。
そこで、この点を改善すべく、図６（ｂ）に示すように、この形状から第一反射面９１及び一対の第二反射面９２，９２を前方へ移動させた形状変更では、今度は第二反射面９２よりも後側に位置する第三反射面９３の後側部分に光が入射しないために、当該後側部分の前方に位置する前面９４の内側部分がダーク部となってしまう。

なお、入光部９０を大きくすれば、これに対応させて第一反射面９１及び一対の第二反射面９２，９２も大きくすることができ、ダーク部の発生を防ぐことができる。しかし、この場合には、導光体９の上下方向へのサイズアップや、これに伴う成形性の悪化、光路長が伸びることによる光の減衰等、他の様々な問題が生じるため、好ましくない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、導光体の入光部を大きくすることなく、当該導光体を従来に比べてより長尺なライン状に発光させることができる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、
前後方向と略直交する直交方向を向く光源と、
前記光源から出射された光を前方へ出射させる導光体と、
を備える灯具であって、
前記導光体は、
前記光源と対向する位置に設けられ、前記光源から出射された光を前記直交方向に略沿った平行光としつつ当該導光体内に入射させる入光部と、
前記入光部の前記直交方向に位置する部分のうちの前側の部分に設けられ、前記入光部から当該導光体内に入射した光のうちの前側のものを前方へ内部反射させる第一反射面と、
前記入光部の前記直交方向に位置する部分のうち、前記第一反射面よりも後側の部分に設けられ、前記入光部から当該導光体内に入射した光のうち前記第一反射面よりも後側のものを、前後方向及び前記直交方向の何れとも直交する第二直交方向の両側に個別に内部反射させる一対の第二反射面と、
正面視で前記第一反射面と前記第二直交方向に重複するように設けられるとともに、前記一対の第二反射面に対応させて当該各第二反射面の前記第二直交方向の外側に設けられ、それぞれ対応する第二反射面で内部反射された光を前方へ内部反射させる一対の第三反射面と、
前記第一反射面及び前記一対の第三反射面の前方に設けられ、当該第一反射面及び当該一対の第三反射面で内部反射された光を前方へ出射させる出射面と、
を有し、
前記一対の第二反射面が、前記入光部からの光を前記第二直交方向の両側に略放射状に内部反射させるように、湾曲面状にそれぞれ形成され、
前記一対の第二反射面のうちの少なくとも一方が、前記入光部からの光を、前側へ向かうものほど光量が増えるように内部反射させ、
前記一対の第三反射面が、前記一対の第二反射面よりも前側にまで亘ってそれぞれ設けら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に記載の灯具において、
前記一対の第三反射面のうちの少なくとも一方が、前後方向に略直交する各段面と前記第二直交方向に交互に連なることで、前記第二直交方向の外側に向かうに連れて前方に位置する階段状の面を構成するように、複数設けられてい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に記載の灯具において、
前記第一反射面が、前記入光部からの光を前記第二直交方向に拡散させつつ前方へ内部反射させるように、湾曲面状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、光源から出射された光が、入光部を通じて直交方向（例えば上下方向）への平行光とされつつ導光体内に入射した後に、この光のうちの前側のものが第一反射面で前方へ内部反射され、後側のものが一対の第二反射面によって第二直交方向（例えば左右方向）の両側へ分岐するように内部反射されてから一対の第三反射面によって前方へ内部反射される。そして、これらの光が出射面から前方へ出射されることによって、第二直交方向に長尺な当該出射面がライン状に発光する。
このとき、導光体の一対の第二反射面が、入光部からの光を第二直交方向の両側に略放射状に内部反射させるように湾曲面状にそれぞれ形成されているので、当該一対の第二反射面よりも前側にまで亘って設けられた一対の第三反射面のうちの前側部分に向けても、好適に光を反射させることができる。したがって、導光体の入光部を大きくする必要なく、当該導光体を従来に比べてより長尺なライン状に発光させることができる。

実施形態における灯具の平面図である。図１のII−II線での断面図である。図１のIII−III線での断面図である。実施形態における灯具の変形例を説明するための図である。従来の灯具を説明するための図である。従来の灯具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灯具１の平面図であり、図２及び図３は、図１のII−II線及びIII−III線での断面図である。
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、灯具１から見た方向を意味するものとする。

図１〜図３に示すように、灯具１は、光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）２と、ＬＥＤ２からの光によって発光する導光体３とを備えている。
このうち、ＬＥＤ２は、上下方向に略沿った上向きの光軸Ａｘを有しており、この光軸Ａｘを中心として上方へ略放射状に光を出射させる。

導光体３は、平面視で後方に向かって左右方向中央に狭窄する形状の略平板状に形成され、ＬＥＤ２よりも上側に配置されている。この導光体３は、入光部３０と、第一反射面３１と、一対の第二反射面３２，３２と、一対の第三反射面３３，３３と、出射面３４とを有している。

入光部３０は、導光体３の下面のうち後部の左右方向中央に設けられており、ＬＥＤ２の光軸Ａｘを回転対称軸として下方へ突出する裁頭円錐状に形成されている。この入光部３０の下端には、下方へ開口する開口部３０ａが設けられている。
開口部３０ａの底部には、下方へ膨出する凸面状（非球面）の第一入射面３０１が、光軸Ａｘを回転対称軸としてＬＥＤ２と対向する位置に設けられている。この第一入射面３０１は、その焦点付近にＬＥＤ２が位置するように設けられており、ＬＥＤ２から上方へ出射された光のうち当該第一入射面３０１に入射したものを、光軸Ａｘに略沿った平行光としつつ導光体３内に入射させる。
開口部３０ａの内周面は、第二入射面３０２となっている。この第二入射面３０２は、第一入射面３０１の周縁部から下方へ立設された略円筒面であり、ＬＥＤ２から出射された光のうち第一入射面３０１よりも側方へ向かうものを導光体３内に入射させる。
入光部３０の外周面は、入光部反射面３０３となっている。この入光部反射面３０３は、第二入射面３０２の先端（下端）から上方へ向かって外側（光軸Ａｘから遠い側）へ広がるように傾斜した裁頭円錐面であり、第二入射面３０２から導光体３内に入射した光を、光軸Ａｘに略沿うように内部反射（全反射）させる。
このような構成により、入光部３０は、ＬＥＤ２から出射した光を、光軸Ａｘに略沿った平行光としつつ導光体３内へ入射させる。

第一反射面３１は、導光体３の上面において、入光部３０の上方に位置する部分のうちの前側部分に設けられ、前後方向と直交する平面に対して前方へ約４５°傾斜した略平面状に形成されている。この第一反射面３１は、左右２箇所の上端部と、光軸Ａｘの前方に位置する左右方向中央の下端部との３つの頂点を有する正面視三角形状に形成されている。より詳しくは、第一反射面３１は、平面ではなく僅かに凹面となるように、やや左右方向に湾曲した湾曲面状に形成されている。このような構成により、第一反射面３１は、入光部３０から導光体３内に入射した光のうちの前側のものを、やや左右方向に拡散させつつ前方へ内部反射（全反射）させる。

一対の第二反射面３２，３２は、導光体３の上面において、入光部３０の上方に位置する部分のうち第一反射面３１よりも後側の部分を含んで設けられている。この一対の第二反射面３２，３２は、光軸Ａｘを含み左右方向と直交する平面を境界面（対称面）として左右対称形に形成された左右一対の反射面であり、入光部３０から導光体３内に入射した光のうち第一反射面３１よりも後側のものを、光軸Ａｘを境に左右方向の両側に個別に内部反射（全反射）させる。

各第二反射面３２は、入光部３０からの光を略放射状に内部反射させる湾曲面状に形成されており、本実施形態では、互いに異なる２つの放物面が連結された面となっている。具体的には、各第二反射面３２は、いずれも放物面である前側第二反射面３２ａと後側第二反射面３２ｂとが滑らかに連結された面となっている。
このうち、前側第二反射面３２ａは、略中央部での垂線Ｌ２ａが平面視で前方斜め外側向きに傾斜するとともに、当該垂線Ｌ２ａ上の後方に焦点Ｆ２ａを有しており、後方斜め上方向きに開口した放物面となっている。
一方、後側第二反射面３２ｂは、略中央部での垂線Ｌ２ｂが平面視で左右方向に略沿っているとともに、当該後側第二反射面３２ｂとは上述の境界面を挟んだ反対側の比較的に離間した位置に焦点Ｆ２ｂを有しており、側方斜め上方向きに開口した放物面となっている。
このような構成により、本実施形態における各第二反射面３２は、入光部３０からの光を、前側へ向かうものほど光量が増えるように、左右方向の外側へ略放射状に内部反射させる。

一対の第三反射面３３，３３は、導光体３の後面であって、一対の第二反射面３２，３２に対応させて当該各第二反射面３２の左右方向の外側に設けられている。この一対の第三反射面３３，３３は、上述の境界面を対称面として左右対称形に形成された左右一対の反射面である。また、一対の第三反射面３３，３３は、正面視で第一反射面３１とやや重複するように設けられている。

各第三反射面３３は、対応する第二反射面３２からの光を前方へ内部反射（全反射）させるように、光軸Ａｘから左右方向に離れるに連れて前方に位置する面状に形成されており、本実施形態では、第二反射面３２と同様に、互いに異なる２つの放物面が連結された面となっている。具体的には、各第三反射面３３は、いずれも放物面である前側第三反射面３３ａと後側第三反射面３３ｂとが滑らかに連結された面となっている。
このうち、前側第三反射面３３ａは、前側第二反射面３２ａの焦点Ｆ２ａの近傍に位置する焦点Ｆ３ａを有しており、平面視で前方斜め外側向きに傾斜したやや凸状の放物面となっている。
一方、後側第三反射面３３ｂは、後側第二反射面３２ｂの焦点Ｆ２ｂの近傍に位置する焦点Ｆ３ｂを有しており、平面視で前方斜め外側向きに傾斜したやや凸状の放物面となっている。
このような構成により、本実施形態における一対の第三反射面３３，３３は、それぞれ対応する第二反射面３２で左右方向の外側へ内部反射された光を、前後方向に略沿って前方へ内部反射（全反射）させる。

出射面３４は、導光体３の前面であって、第一反射面３１及び一対の第三反射面３３，３３の前方に亘って、左右方向に長尺に設けられている。この出射面３４は、第一反射面３１及び一対の第三反射面３３，３３で内部反射された光を前方へ出射させる。

以上の灯具１によれば、ＬＥＤ２から出射された光が、入光部３０を通じて上方への平行光とされつつ導光体３内に入射した後に、この光のうちの前側のものが第一反射面３１で前方へ内部反射され、後側のものが一対の第二反射面３２，３２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てから一対の第三反射面３３，３３によって前方へ内部反射される。そして、これらの光が出射面３４から前方へ出射されることによって、左右方向に長尺な当該出射面３４がライン状に発光する。
このとき、導光体３の一対の第二反射面３２，３２が、入光部３０からの光を左右方向の両側に略放射状に内部反射させるように湾曲面状にそれぞれ形成されているので、当該一対の第二反射面３２，３２よりも前側にまで亘って設けられた一対の第三反射面３３，３３のうちの前側部分に向けても、好適に光を反射させることができる。したがって、導光体３の入光部３０を大きくする必要なく、当該導光体３を従来に比べてより長尺なライン状に発光させることができる。

また、導光体３の出射面３４は、通常であれば、入光部３０での内部反射の有無や導光体３内での光路長の差異に起因して、左右方向の中央から両端に向かって徐々に光度が低下しやすい。この点、本実施形態の灯具１では、導光体３の一対の第二反射面３２，３２が、入光部３０からの光を、前側へ向かうものほど光量が増えるようにそれぞれ内部反射させるので、このような出射面３４の明暗差を抑制することができる。

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、各第二反射面３２が２つの放物面からなる湾曲面であることとしたが、当該第二反射面３２は、このような面に限定されず、単一の湾曲面であってもよいし、３つ以上の複数の面が連結された湾曲面であってもよい。

また、各第三反射面３３は、対応する第二反射面３２からの光を前方へ全反射させることができるものであれば特に限定されず、平面状や屈曲面状などであってもよい。例えば、当該第三反射面３３は、図４に示すように、前後方向に略直交する各段面３５と左右方向に交互に連なることで、左右方向の外側に向かうに連れて前方に位置する階段状の面を構成するように、複数設けられていてもよい。このように構成すれば、当該第三反射面３３での反射光量やその方向を微細に調整することができ、ひいては、出射面３４をより明暗差の少ないものとすることができる。

また、一対の第二反射面３２，３２と一対の第三反射面３３，３３は、いずれも互いに左右対称形でなくともよい。

１灯具
２ＬＥＤ（光源）
Ａｘ光軸
３導光体
３０入光部
３１第一反射面
３２第二反射面
３３第三反射面
３４出射面

Claims

前後方向と略直交する直交方向を向く光源と、
前記光源から出射された光を前方へ出射させる導光体と、
を備える灯具であって、
前記導光体は、
前記光源と対向する位置に設けられ、前記光源から出射された光を前記直交方向に略沿った平行光としつつ当該導光体内に入射させる入光部と、
前記入光部の前記直交方向に位置する部分のうちの前側の部分に設けられ、前記入光部から当該導光体内に入射した光のうちの前側のものを前方へ内部反射させる第一反射面と、
前記入光部の前記直交方向に位置する部分のうち、前記第一反射面よりも後側の部分に設けられ、前記入光部から当該導光体内に入射した光のうち前記第一反射面よりも後側のものを、前後方向及び前記直交方向の何れとも直交する第二直交方向の両側に個別に内部反射させる一対の第二反射面と、
正面視で前記第一反射面と前記第二直交方向に重複するように設けられるとともに、前記一対の第二反射面に対応させて当該各第二反射面の前記第二直交方向の外側に設けられ、それぞれ対応する第二反射面で内部反射された光を前方へ内部反射させる一対の第三反射面と、
前記第一反射面及び前記一対の第三反射面の前方に設けられ、当該第一反射面及び当該一対の第三反射面で内部反射された光を前方へ出射させる出射面と、
を有し、
前記一対の第二反射面が、前記入光部からの光を前記第二直交方向の両側に略放射状に内部反射させるように、湾曲面状にそれぞれ形成され、
前記一対の第二反射面のうちの少なくとも一方が、前記入光部からの光を、前側へ向かうものほど光量が増えるように内部反射させ、
前記一対の第三反射面が、前記一対の第二反射面よりも前側にまで亘ってそれぞれ設けられていることを特徴とする灯具。
前記一対の第三反射面のうちの少なくとも一方が、前後方向に略直交する各段面と前記第二直交方向に交互に連なることで、前記第二直交方向の外側に向かうに連れて前方に位置する階段状の面を構成するように、複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の灯具。
前記第一反射面が、前記入光部からの光を前記第二直交方向に拡散させつつ前方へ内部反射させるように、湾曲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に記載の灯具。