JP6955416B2

JP6955416B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP6955416B2
Application number: JP2017196542A
Authority: JP
Inventors: 陽介小池
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-10-10
Also published as: JP2019071204A

Description

本発明は、光源としてＬＥＤを使用する車両用灯具に関するものである。

例えば、車両の後部左右に配置されるテールランプ等の車両用灯具の光源には、従来のバルブ（電球）に代えてＬＥＤ（発光ダイオード）が使用されつつある。このＬＥＤは、発光効率が高くて長寿命であり、且つ、省電力である等の利点を有する反面、指向性の強い光を出射するため、その光をそのまま利用すると点発光となってしまう。

ところが、光源にＬＥＤを使用した車両用灯具においても、発光面を均一に発光させる面発光に対する要求が高まっている。このような面発光を実現した車両用灯具が特許文献１に提案されている。ここで、特許文献１において提案された車両用灯具を図８に基づいて以下に説明する。

即ち、図８は特許文献１において提案された車両用灯具の側断面図であり、図示の車両用灯具１０１は、車両の後部左右に配置されるテールランプとして機能するものであって、ハウジング１０２とその開口部を覆うアウタレンズ１０３によって画成された灯室１０４内に、光源である複数のＬＥＤ１０５と、これらのＬＥＤ１０５から出射する光を透過させる第１インナレンズ１０６と、該第１インナレンズ１０６を透過した光を車両後方（図８の左方）に向けて反射させるリフレクタ１０７と、このリフレクタ１０７で反射した反射光を透過させる第２インナレンズ１０８を収容して構成されている。

ここで、第１インナレンズ１０６の入射面及び／又は出射面と第２インナレンズ１０８の入射面及び／又は出射面には、０．５ｍｍ以下のピッチを有する拡散ステップがそれぞれ形成され、リフレクタ１０７の反射面には、ピッチが２ｍｍ以下の格子状段差面から成る拡散ステップが形成されている。

而して、以上のように構成された車両用灯具１０１においては、複数のＬＥＤ１０５から出射する光は、第１インナレンズ１０６を透過する際に拡散し、この拡散した光は、リフレクタ１０７で反射する際に更に拡散する。そして、リフレクタ１０７で反射した光は、第２インナレンズ１０８を透過する際に更に拡散し、透明なアウタレンズ１０３を通過して車両後方へと出射する。このように、この車両用灯具１０１によれば、ＬＥＤ１０５による点発光が、第１インナレンズ１０６とリフレクタ１０７及び第２インナレンズ１０８によって面発光に変換されるため、テールランプとして機能する当該車両用灯具１０１の均一な面発光が実現する。

特開２０１５−０７６２４９号公報

ところで、ＬＥＤは前述のように指向性の強い光を出射するため、光の出射角度によってその強差が異なる。

ここで、特許文献１において提案された図８に示す車両用灯具１０１においては、均一な面発光を実現するために第１及び第２インナレンズ１０６，１０８の入射面及び／又は出射面とリフレクタ１０７の反射面に魚眼カット等の拡散ステップが形成されているが、これらの拡散ステップの拡散角は、ＬＥＤ１０５との位置関係（受ける光の強さ）とは無関係に同一に設定されているため、均一な面発光の実現が不十分である。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、インナレンズに入射する光の強さを均一化して均一な面発光を実現することができる車両用灯具を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ハウジングとその開口部を覆うアウタレンズによって画成された灯室内に、少なくとも光源であるＬＥＤと、該ＬＥＤから出射する光を所定の方向に反射させるリフレクタと、該リフレクタによって反射した光を透過させるインナレンズを収容して成る車両用灯具において、
前記リフレクタの反射面に拡散ステップを形成し、該拡散ステップの拡散角を前記ＬＥＤからの光の強さに応じて変化させたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記リフレクタの反射面を前記ＬＥＤからの光の強さに応じて複数のエリアに区画し、強い光を受けるエリアの拡散ステップの拡散角を、それよりも弱い光を受けるエリアの拡散ステップの拡散角よりも大きく設定したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記拡散ステップを魚眼カットとするとともに、該魚眼カットの曲率を変化させることによってその拡散角を変化させることを特徴とする。

請求項１及び２記載の発明によれば、リフレクタの反射面に形成された拡散ステップの拡散角をＬＥＤからの光の強さに応じて変化させ、例えば、リフレクタの反射面をＬＥＤからの光の強さに応じて複数のエリアに区画し、強い光を受けるエリアの拡散ステップの拡散角を、それよりも弱い光を受けるエリアの拡散ステップの拡散角よりも大きく設定したため、強い光をインナレンズの中心から遠い側に入射させ、弱い光をインナレンズの中心に近い側に入射させることができる。この結果、インナレンズに入射する光の強さを均一化することができ、当該車両用灯具の均一な面発光を実現することができる。

請求項３記載の発明によれば、インナレンズに形成された拡散ステップを魚眼カットとした場合、その曲率を変化させることによって該魚眼カットの拡散角を変化させることができる。

本発明に係る車両用灯具を含むリアコンビネーションランプの正面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明に係る車両用灯具のリフレクタの正面図である。図３のＢ部拡大詳細図である。ＬＥＤの利用角と光の強さとの関係を示す図である。ＬＥＤから出射してリフレクタで反射する光の拡散ステップによって拡散する様子を示す模式的平面図である。ＬＥＤの利用角と光束比との関係を示す図である。特許文献１において提案された車両用灯具の側断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る車両用灯具を含むリアコンビネーションランプの正面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図示のリアコンビネーションランプ１０は、車両の後部左右に配置されるものであって、図２に示すように、ハウジング２とその開口部を覆うアウタレンズ３によって画成された灯室４内に、ストップランプ２０とターンシグナルランプ３０及びテールランプ１を収容して一体に構成されている。尚、リアコンビネーションランプ１０の基本構成は左右で同じであるため、以下、一方についてのみ図示及び説明する。

リアコンビネーションランプ１０においては、図１に示すように、横方向に細長いストップランプ２０が上部に配置されており、その下方に同じく横方向に細長いターンシグナルランプ３０が配置されている。そして、これらのストップランプ２０とターンシグナルランプ３０を周囲から覆うように横Ｌ字状のテールランプ１が配置されている。尚、アウタレンズ３は、ストップランプ２０とテールランプ１をそれぞれ覆う赤色透明な一体部品とターンシグナルランプ３０を覆う白色透明なクリア部品とのインサート成形によって一体に構成されている。

而して、テールランプ１が本発明の適用対象とするものであって、このテールランプ１は、図２に示すように、ハウジング２とアウタレンズ３によって画成された灯室４内に、光源であるＬＥＤ５と、該ＬＥＤ５を上面に実装する平板状の基板６と、ＬＥＤ５から出射する光を車両後方（図２の右方）に向けて反射させるリフレクタ７と、該リフレクタ７で反射した光を透過させるインナレンズ８を収容して構成されている。

上記リフレクタ７には、湾曲した放物面状の反射面７ａが形成されており、このリフレクタ７の光出射方向前方（図２の右方）に前記インナレンズ８が配置されている。

ここで、リフレクタ７には、その底面７ｂよりも下方に延びる筒状の延長部７Ａが一体に形成されており、この延長部７Ａの反射面７ａに連なる面には、反射面７ａと同様の放物面状の別の反射面７ｃが形成されている。

そして、図２に示すように、リフレクタ７に一体に形成された延長部７Ａの下面開口部は、水平に配置された前記基板６によって覆われており、これによって延長部７Ａの内部には空間Ｓが形成されている。ここで、基板６の中央部上面には、７つのＬＥＤ５（図２には１つのみ図示）が横方向（図２の紙面垂直方向）に適当な間隔で並設されている。尚、各ＬＥＤ５は、基板６上に、その光出射方向が鉛直上方となる向きに実装されている。

ところで、本実施の形態においては、図２に示すように、リフレクタ７の底面７ｂの計７つの各ＬＥＤ５に対応する箇所には、各ＬＥＤ５から上方に向かって出射する光を通過させるための孔７ｄ（図２には１つのみ図示）がそれぞれ形成されており、各ＬＥＤ５は、孔７ｄよりも奥の空間Ｓ内の底部に配置されている。このため、各ＬＥＤ５を外部から直接視認することができない。

又、リフレクタ７よりも光出射方向前方のアウタレンズ３の内側に配置された前記インナレンズ８は、光透過性の高いアクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂によって構成されており、その入射面（内面）８ａには、光拡散用の多数の拡散ステップ（不図示）が形成されている。尚、本実施の形態では、インナレンズ８の入射面８ａのみに拡散ステップを形成したが、拡散ステップは、出射面（外面）８ｂのみ、或いは入射面８ａと出射面８ｂの双方に形成しても良い。

而して、以上のように構成されたテールランプ１において、不図示の電源から各ＬＥＤ５に電流が供給されてこれらのＬＥＤ５がそれぞれ起動されると、各ＬＥＤ５から上方に向かって出射する光の一部は、リフレクタ７の反射面７ａで反射し、他の光は、リフレクタ７に形成された延長部７Ａの反射面７ｃで反射する。そして、これらの反射光は、インナレンズ８を透過して車両後方へと進み、最終的にアウタレンズ３を通過して赤色光として車両後方に向かって出射するため、テールランプ１が点灯して本来の機能を発揮する。

次に、本発明の要旨を図３〜図７に基づいて以下に説明する。

図３は本発明に係る車両用灯具のリフレクタの正面図、図４は図３のＢ部拡大詳細図、図５はＬＥＤの利用角と光の強さとの関係を示す図、図６はＬＥＤから出射してリフレクタで反射する光の拡散ステップによって拡散する様子を示す模式的平面図、図７はＬＥＤの利用角と光束比との関係を示す図である。

図３に示すように、本実施の形態に係るテールランプ１に設けられた前記リフレクタ７の反射面７ａ（延長部７Ａの反射面７ｃは不図示）には、多数の拡散カット７ｅが形成されている。ここで、本実施の形態では、図６に示すように、拡散カット７ｅは魚眼カットで構成されている。

ところで、各ＬＥＤ５から指向性の強い光が出射されるが、図５に示すように、ＬＥＤ５から出射される光を出射角（以下、「利用角」と称する）に応じてＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４に分類した場合、つまり、利用角０°〜１０°の範囲で出射される光をＬ１、利用角１０°〜２０°の範囲で出射される光をＬ２、利用角２０°〜３０°の範囲で出射される光をＬ３、利用角３０°〜４０°の範囲で出射される光をＬ４とした場合、これらの光Ｌ１〜Ｌ４の強さはこの順に弱くなる。即ち、光Ｌ１〜Ｌ４の強さの関係は、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４となる。ここで、最も強い光（利用角０°の光）の強さを１．０とした場合の光の強さ（相対値）を光束比と定義し、この光束比の利用角に対する値を図７及び表１に示すが、これらから明らかなように、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２，Ｌ４の各光束比は、それぞれ０．９５，０．８，０．５，０．２となる。

而して、本実施の形態は、リフレクタ７の反射面７ａに形成された拡散ステップ７ｅの拡散角（エーミング角）を各ＬＥＤ５からの光の強さに応じて変化させたことを特徴としている。具体的には、図４に示すように、リフレクタ７の反射面７ａをＬＥＤ５からの光の強さに応じて４つのエリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に区画し、強い光を受けるエリアの拡散ステップ７ｅの拡散角を、それよりも弱い光を受けるエリアの拡散ステップ７ｅの拡散角よりも大きく設定したことを特徴とする。尚、魚眼カットで構成された拡散カット７ｅの拡散角は、魚眼カットの曲率を変えることによって変化させることができる。

より詳細には、図６及び表１に示すように、リフレクタ７の反射面７ａのうち、最も強い光Ｌ１を受けるエリアＡ１における拡散カット７ｅの拡散角を最も大きな１９°に設定し、光Ｌ１よりも弱い光Ｌ２を受けるエリアＡ２における拡散カット７ｅの拡散角を１６°、光Ｌ２よりも弱い光Ｌ３を受けるエリアＡ３における拡散カット７ｅの拡散角を１０°、光Ｌ３よりも弱い光Ｌ４を受けるエリアＡ４における拡散カット７ｅの拡散角を４°にそれぞれ設定している。尚、リフレクタ７に形成された延長部７Ａの反射面７ｃについても、これに形成された拡散カット（不図示）の拡散角は、反射面７ａに形成された拡散カットの拡散角と同様に設定されている。

以上のように、本実施の形態では、リフレクタ７の反射面７ａに形成された拡散ステップ７ｅの拡散角をＬＥＤ５からの光の強さに応じて変化させ、具体的には、リフレクタ７の反射面７ａをＬＥＤ５からの光の強さに応じて４つのエリアＡ１〜Ａ４に区画し、最も強い光Ｌ１を受けるエリアＡ１の拡散ステップ７ｅの拡散角を最も大きく設定し、それよりも弱い光Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を受けるエリアＡ２，Ａ３，Ａ４の拡散ステップ７ｅの拡散角を順次小さく設定したため、図６に示すように、強い光をインナレンズ８の中心から遠い側に入射させ、弱い光をインナレンズ８の中心に近い側に入射させることができる。この結果、インナレンズ８に入射する光の強さを均一化することができ、当該テールランプ１の均一な面発光を実現することができる。

ここで、インナレンズ８における光Ｌ１〜Ｌ４の光束値（入射面の光の強度を示す値）を表１に示すが、この光束値は、光Ｌ１〜Ｌ４について全て同じ値の０．０５を示している。

尚、本実施の形態においては、インナレンズ８の入射面８ａ及び／又は出射面８ｂにも拡散ステップが形成されているため、リフレクタ７で反射した光は、インナレンズ８を透過する際に拡散ステップによって更に拡散する。そして、この光の拡散によってテールランプ１の更なる均一な面発光が可能となる。

ところで、以上の実施の形態では、リフレクタ７の反射面７ａを、受ける光の強さに応じて４つのエリアＡ１〜Ａ４に区画したが、２つ以上の複数のエリアに区画すれば良く、或いは反射面７ａに形成された拡散ステップ７ｅの拡散角を光の強さに応じて連続的に変化させるようにしても良い。

又、以上は本発明をリアコンビネーションランプに備えられたテールランプに対して適用した形態について説明したが、本発明は、テールランプ以外の例えばヘッドランプ、ＤＲＬ（Day Running Lamp）、ライセンスランプ等の任意の車両用灯具に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１テールランプ（車両用灯具）
２ハウジング
３アウタレンズ
４灯室
５ＬＥＤ
６基板
７リフレクタ
７Ａリフレクタの延長部
７ａリフレクタの反射面
７ｂリフレクタの底面
７ｃ延長部の反射面
７ｄリフレクタの孔
７ｅ反射面の拡散ステップ
８インナレンズ
８ａインナレンズの入射面
８ｂインナレンズの出射面
１０リアコンビネーションランプ
２０ストップランプ
３０ターンシグナルランプ
Ａ１〜Ａ４反射面のエリア
Ｌ１〜Ｌ４光
Ｓ空間
ｘＬＥＤの光軸

Claims

ハウジングとその開口部を覆うアウタレンズによって画成された灯室内に、少なくとも光源であるＬＥＤと、該ＬＥＤから出射する光を所定の方向に反射させるリフレクタと、該リフレクタによって反射した光を透過させるインナレンズを収容して成る車両用灯具において、
前記リフレクタの反射面に拡散ステップを形成し、該拡散ステップの拡散角を前記ＬＥＤからの光の強さに応じて変化させたことを特徴とする車両用灯具。
前記リフレクタの反射面を前記ＬＥＤからの光の強さに応じて複数のエリアに区画し、強い光を受けるエリアの拡散ステップの拡散角を、それよりも弱い光を受けるエリアの拡散ステップの拡散角よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
前記拡散ステップを魚眼カットとするとともに、該魚眼カットの曲率を変化させることによってその拡散角を変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用灯具。