JP6670874B2 - 線状発光パターンを形成する発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、直進光の進路を線状に発光させる装置と、該装置を備えた車両用灯具とに関する。

従来、導光体を使用してＬＥＤ光源からの光を線状に発光させる技術が知られている。例えば、図１２（Ａ）に示す発光装置１０１は、ＬＥＤ光源１０２と棒状導光体１０３を備え、棒状導光体１０３に帯状の全反射ステップ１０４を形成し、ＬＥＤ光源１０２からの拡散光を全反射ステップ１０４で反射させ、棒状導光体１０３の長手方向へ延びる線状発光を形成している。図１２（Ｂ）に示す発光装置１１１では、面状導光体１１３にＶ溝形の全反射ステップ１１４を形成し、ＬＥＤ光源１０２からの拡散光を全反射ステップ１１４で反射させ、面状導光体１１３の出射面に横方向へ延びる線状発光を形成している。

また、特許文献１には、ＬＥＤ光源を棒状導光体の端面に配置し、棒状導光体の透明樹脂材料中に光反射粒子を分散させ、ＬＥＤ光を棒状導光体の周面全域から均一に放射する発光装置が記載されている。特許文献２には、板状の導光体を全面発光させるために、導光体の表面全域に蛍光物質を塗布した発光装置が提案されている。

特開平９−２０７６６１号公報 特開２００６−７３２０２号公報

ところが、従来の発光装置によると、次のような問題点があった。
（ａ）ＬＥＤ光源１０２が出射する光は広がり角度が大きいため、拡散光の一部が導光体１０３，１１３に入射せず、光の利用効率が悪い。
（ｂ）全反射ステップ１０４，１１４によって線状発光を形成しているため、非点灯時にステップ１０４，１１４が外部から見え、見栄えが悪い。
（ｃ）ＬＥＤ光はレーザー光と比較して直進度が低いため、導光体にシャープな線状発光を形成しにくい。
（ｄ）棒状または板状の導光体を全面発光させると、特に車両用灯具として使用した場合に、見栄えがバルブ等の在来光源と代わり映えしなくなる。

そこで、本発明の目的は、光の利用効率を高め、シャープな見栄えの線状発光パターンを形成できる発光装置および車両用灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は次のような発光装置と車両用灯具を提供する。
（１）直進光を発生する光源ユニットと、直進光の進路を形成するレンズとを備え、レンズの内部に光散乱粒子を分布させ、光散乱粒子により直進光の進路を線状に発光させることを特徴とする発光装置。

（２）レンズが、直進光の進路を外部に表示する表示面と、表示面を取り囲む周面とを備え、周面が直進光の入射部を含むことを特徴とする上記１に記載の発光装置。

（３）レンズの周面が、入射部と異なる部位に直進光の進路を変更する内面反射部を含むことを特徴とする上記２に記載の発光装置。

（４）光源ユニットが、レンズの内部で直進光をスキャンする手段を備えたことを特徴とする上記１、２又は３に記載の発光装置。

（５）上記１〜４の何れか一つに記載の発光装置を車体上に保持するための手段を備えたことを特徴とする車両用灯具。

本発明の発光装置および車両用灯具によれば、レンズに分散させた光散乱粒子で直進光の進路を線状に発光させるので、光の利用効率を高め、シャープな見栄えの線状発光パターンを形成できるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態を示す車両用灯具の斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って発光装置を示す断面図である。 レンズに対するレーザー光源の取付構造を示す斜視図である。 直進光の進路を示すレンズの部分的な正面図である。 レンズに内面反射部を備えた発光装置を示す正面図である。 直進光をスキャンする手段を備えた発光装置の斜視図である。 ２枚のレンズ片を重ね合わせたレンズの斜視図である。 屈折率が異なるレンズ素子を組み合わせたレンズの斜視図である。 線状発光パターンの変更例を示す斜視図である。 線状発光パターンの別の変更例を示す斜視図である。 線状発光パターンのさらに別の変更例を示す斜視図である。 従来の発光装置を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１、図２に示す車両用灯具１は、ハウジング２の内側に発光装置３とエクステンション４を備えている。ハウジング２はボディ５とカバー６からなり、ボディ５が保持具７により車体８に保持され、カバー６が車体８の外側から発光装置３を覆っている。そして、エクステンション４が発光装置３の発光域を画定し、発光域からの光がカバー６を透過して、車体８の周辺を照明するようになっている。

発光装置３は、光源ユニット１０とレンズ１１とからなっている。光源ユニット１０は、直進光Ｌを発生するレーザー光源１２と、レーザー光源１２をレンズ１１に取り付けるためのブラケット１３とを備えている。図３（Ａ）に示すブラケット１３はホルダ１４を備え、ホルダ１４の周壁にレーザー光源１２を掛止するための掛止爪１５が設けられている。図３（Ｂ）に示すブラケット１３は、レンズ１１の切欠部１７に配置されたレーザー光源１２を２枚の挟着板１６で挟み付け、ネジ部材１８でレンズ１１に取り付けるように構成されている。

レンズ１１は、図４に示すように、透明樹脂材料で板状に成形され、直進光Ｌの進路を外部に表示する表示面２０と、表示面２０を取り囲む周面２１とを備えている。周面２１の一部は直進光Ｌを入射する入射部２２となっていて、入射部２２に突設されたピン２３にブラケット１３が固定されている。そして、レンズ１１の樹脂材料中に光散乱粒子２４が均一な分布で混入され、光散乱粒子２４によって直進光Ｌをレンズ１１内部で散乱させ、灯具外部から視認可能な太さの線状に発光させるようになっている。

なお、光散乱粒子２４は、特定の材質に限定されず、シリコン等の光透過性のない微粒子、アクリル樹脂系の光透過性のある粒子、どちらも使用可能である。透過性のある粒子を使用する場合は、粒子とこれを覆う透明樹脂との屈折率の違いから、両者の界面で直進光Ｌを屈折または全反射させて散乱光を生じさせることができる。レンズ１１の透明樹脂材料には、透明度が高く加工が容易なメタクリル樹脂を使用できる。好ましくは、メタクリル樹脂中に光散乱粒子を分布させたレンズ素材、例えば、商品名「デラグラスＡＬ」（旭化成テクノプラス社製）を使用可能である。

上記のように構成された車両用灯具１によれば、レーザー光源１２からの光をレンズ１１の内部で直進させ、直進光Ｌの進路上にある散乱粒子２４のみを効率よく発光させることができる。このため、図１に示すように、レンズ１１の表示面２０にシャープな見栄えの線状発光パターンＰ１を形成できるとともに、全反射ステップや蛍光物質を不要にし、レンズ１１の加工コストを削減することができる。また、レンズ１１の周面２１に設定した入射部２２に光源ユニット１０を配置したので、発光装置３を薄く形成し、車両用灯具１の全体を小型化できる利点もある。

次に、本発明の別の実施形態を図５〜図１１に従って説明する。図５に示すレンズ１１は、周面２１の一部に入射部２２が設定され、入射部２２と異なる複数部位に内面反射部２６が形成され、内面反射部２６により直進光Ｌを全反射させて、直進光Ｌの進路を変更するように構成されている。この構成によれば、単一のレーザー光源１２を用いて、複数本の線状発光を含むパターンＰ２を形成できる。なお、内面反射部２６をアルミ蒸着加工してもよい。

図６に示す光源ユニット１０は、レーザー光源１２を支持するターンテーブル２８を備え、ターンテーブル２８の往復回動に伴い、レーザー光源１２からの直進光Ｌをレンズ１１の内部で高速にスキャンするように構成されている。この構成によれば、線状発光パターンＰ３に残像効果を与え、レンズ１１の表示面２０を疑似的に面発光させることができる。

図７に示すレンズ１１は、２枚（またはそれ以上）のレンズ片１１Ａ、１１Ｂを重ね合わせて構成されている。一方のレンズ片１１Ａには二つのレーザー光源１２が配置され、他方のレンズ片１１Ｂに一つのレーザー光源１２が配置されている。この構成によれば、レンズ１１に奥行きのある線状発光パターンＰ４を形成できる。

図８に示すレンズ１１は、屈折率が異なる複数のレンズ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃを同一面内で組み合わせ、隣接するレンズ素子の界面によって内部反射面３１，３２を形成している。そして、レーザー光源１２からの直進光Ｌを内部反射面３１，３２で屈折させ、屈折線を含む線状発光パターンＰ５を形成できるように構成されている。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の構成や形状を適宜に変更して実施することも可能である。
（１）図９に示すように、複数のレーザー光源１２をレンズ１１の下側または上側に配置し、複数本の垂直線からなる線状発光パターンＰ６を形成すること。
（２）図１０に示すように、複数のレーザー光源１２を斜めに配置し、斜交線からなる線状発光パターンＰ７を形成すること。
（３）図１１に示すように、レンズ１１をＬ字形に形成し、灯具ハウジング２の奥行き方向に延びる複数本の斜線によって立体感のある線状発光パターンＰ８を形成すること。

１ 車両用灯具
３ 発光装置
７ 保持具
１０ 光源ユニット
１１ レンズ
１２ レーザー光源
２０ レンズの表示面
２１ レンズの周面
２２ 入射部
２４ 光散乱粒子
２６ 内面反射部
２８ ターンテーブル
Ｌ 直進光
Ｐ 線状発光パターン

Claims (4)

1. 直進光を発生するレーザー光源を備えた光源ユニットと、直進光の進路を形成するレンズとを備え、レンズの内部に光散乱粒子が分布し、光散乱粒子により直進光の進路を線状に発光させて線状発光パターンを形成し、
   前記レンズが、直進光の進路を外部に表示する表示面と、表示面を取り囲む周面を備え、周面の一部に入射部が設けられ、
   前記レーザー光源と前記入射部を外部から遮蔽するエクステンションが設けられ、
   前記エクステンションが、前記表示面の周縁部を外部から遮蔽することにより、前記発光装置の発光域および前記線状発光パターンの形成領域を画定し、
   複数の前記レーザー光源を斜めに配置し、斜交線からなる前記線状発光パターンを形成することを特徴とする発光装置。
2. 直進光を発生するレーザー光源を備えた光源ユニットと、直進光の進路を形成するレンズとを備え、レンズの内部に光散乱粒子が分布し、光散乱粒子により直進光の進路を線状に発光させて線状発光パターンを形成し、
   前記レンズが、直進光の進路を外部に表示する表示面と、表示面を取り囲む周面を備え、周面の一部に入射部が設けられ、
   前記レーザー光源と前記入射部を外部から遮蔽するエクステンションが設けられ、
   前記エクステンションが、前記表示面の周縁部を外部から遮蔽することにより、前記発光装置の発光域および前記線状発光パターンの形成領域を画定し、
   前記レンズは、屈折率が異なる複数のレンズ素子を同一面内で組み合わせ、隣接するレンズ素子の界面によって内部反射面を形成し、前記内部反射面により反射された直進光の進路を折れ線状に発光させて前記線状発光パターンを形成することを特徴とする発光装置。
3. 灯具ハウジングに内装される発光装置であって、
   前記レンズがＬ字形状に形成され、前記表示面が、前記灯具ハウジングの奥行き方向へ傾斜するように設けられ、前記灯具ハウジングの奥行き方向に向かう直進光の進路を線状に発光させて前記線状発光パターンを形成する請求項２に記載の発光装置。
4. 直進光を発生するレーザー光源を備えた光源ユニットと、直進光の進路を形成するレンズとを備え、レンズの内部に光散乱粒子が分布し、光散乱粒子により直進光の進路を線状に発光させて線状発光パターンを形成し、
   前記レンズが、直進光の進路を外部に表示する表示面と、表示面を取り囲む周面を備え、周面の一部に入射部が設けられ、
   前記レーザー光源と前記入射部を外部から遮蔽するエクステンションが設けられ、
   前記エクステンションが、前記表示面の周縁部を外部から遮蔽することにより、前記発光装置の発光域および前記線状発光パターンの形成領域を画定し、
   複数の前記レンズを重ね合わせ、前記複数のレンズに含まれる一のレンズに所定の数の前記レーザー光源を配置し、他のレンズに前記所定の数と異なる数の前記レーザー光源を配置したことを特徴とする発光装置。

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