JP7242313B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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    • F21Y2115/30Semiconductor lasers

Description

本発明は、車両用灯具に関する。
従来より、車両に搭載される車両用灯具として、発光ダイオード(LED)などの光源と、リフレクタ又は導光レンズとを組み合わせたものが知られている(例えば、下記特許文献1,2を参照。)。このような車両用灯具では、光源から出射された光をリフレクタ又は導光レンズの反射面により反射しながら、前方に向けて光を照射する構成となっている。
特開2003-059313号公報 特開2003-100116号公報
ところで、上述した車両用灯具の中には、リフレクタ又は導光レンズに複数の反射面を階段状に設けて、これら複数の反射面により反射された光によって均一な発光を得ることが行われている。
しかしながら、このような車両用灯具では、隣り合う反射面の間に段差部が形成されるため、この段差部が見る角度によっては段差部が発光しないエリアとして認識されてしまい、発光の均一性が損なわれてしまうことがあった。
特に、車両の前端又は後端側のコーナー部に付与されるスラント形状に合わせて、車両幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かってリフレクタ又は導光レンズを傾斜して配置した場合、この車両用灯具を正面側から見たときと斜め側方側から見たときとでは、発光の意匠が変化することになる。
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、見る角度に因らずに均一的な発光を得ることができる車両用灯具を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔1〕 光源と、
前記光源から出射された光を前方に向けて反射する反射光学系とを備え、
前記反射光学系は、前記光の入射方向の手前側よりも奥側が前方に向かって傾斜すると共に、前記光の入射方向とは直交する方向の一端側よりも他端側が後方に向かって傾斜し、なお且つ、全体として湾曲した曲面形状の反射面を有し、
前記反射面は、前記光の入射方向とは直交する方向に並ぶ複数の反射カットを有し、
前記複数の反射カットは、前記反射面を前方側から見たときに、前記光の入射方向に対して斜め方向に延在して設けられていることを特徴とする車両用灯具。
〔2〕 前記複数の反射カットは、それぞれ前記光の入射方向に対して傾斜した傾斜面を有して、各傾斜面に入射した光を前方に向けて反射するように、前記各傾斜面により反射される光の反射方向が制御されていることを特徴とする前記〔1〕に記載の車両用灯具。
〔3〕 前記反射面は、前記光の入射方向とは直交する方向において分割された複数の反射領域を有し、
前記反射領域毎に前記複数の反射カットが設けられていることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の車両用灯具。
〔4〕 前記反射光学系は、前記光源の上方に位置し、
前記光源は、前記光源の上方に配置された前記反射面に向けて光を出射し、
前記反射カットは、前記一端側から前記他端側に向かって斜め下がり方向に延在して設けられることを特徴とする前記〔1〕~〔3〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔5〕 前記光源と前記反射光学系との間の光路中に配置されて、前記光源から出射された光を平行化するコリメート光学系を備えることを特徴とする前記〔1〕~〔4〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔6〕 前記反射光学系は、リフレクタにより構成されていることを特徴とする前記〔1〕~〔5〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔7〕 前記反射光学系は、導光レンズにより構成されていることを特徴とする前記〔1〕~〔5〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
以上のように、本発明によれば、見る角度に因らずに均一的な発光を得ることができる車両用灯具を提供することが可能である。
本発明の第1の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す斜視図である。 図1に示す車両用灯具の構成を示す正面図である。 図2中に示す線分A-Aによる車両用灯具の断面図である。 図2中に示す線分B-Bによる車両用灯具の断面図である。 図2中に示す線分C-Cによる車両用灯具の断面図である。 図2中に示す線分D-Dによる車両用灯具の断面図である。 複数の反射カットの一部を拡大した断面図である。 傾斜面による光の反射方向を説明するための模式図である。 本発明の第2の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す正面図である。 図9中に示す線分A-Aによる車両用灯具の断面図である。 図9中に示す線分B-Bによる車両用灯具の断面図である。 図9中に示す線分C-Cによる車両用灯具の断面図である。 図9中に示す線分D-Dによる車両用灯具の断面図である。 複数の反射カットの一部を拡大した断面図である。 傾斜面による光の反射方向を説明するための模式図である。 反射面の別の構成例を示す正面図である。 反射面の別の構成例を示す正面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
(第1の実施形態)
本発明の第1の一実施形態として、例えば図1~図8に示す車両用灯具1Aについて説明する。
なお、図1は、車両用灯具1Aの構成を示す斜視図である。図2は、車両用灯具1Aの構成を示す正面図である。図3は、図2中に示す線分A-Aによる車両用灯具1Aの断面図である。図4は、図2中に示す線分B-Bによる車両用灯具1Aの断面図である。図5は、図2中に示す線分C-Cによる車両用灯具1Aの断面図である。図6は、図2中に示す線分D-Dによる車両用灯具1Aの断面図である。図7は、複数の反射カット9の一部を拡大した断面図である。図8は、傾斜面9aによる光Lの反射方向を説明するための模式図である。
また、以下に示す図面では、XYZ直交座標系を設定し、X軸方向を車両用灯具1Aの前後方向(長さ方向)、Y軸方向を車両用灯具1Aの左右方向(幅方向)、Z軸方向を車両用灯具1Aの上下方向(高さ方向)として、それぞれ示すものとする。
本実施形態の車両用灯具1Aは、例えば、車両(図示せず。)の後端側の両コーナー部(本実施形態では左後端側のコーナー部)に搭載されるブレーキランプに本発明を適用したものである。
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1Aを正面(車両後方)から見たときのそれぞれの方向を意味するものとする。したがって、車両を正面(車両前方)から見たときのそれぞれの方向とは、前後左右を逆にした方向となっている。
具体的に、この車両用灯具1Aは、図1~図6に示すように、上方(+Z軸方向)に向けて光Lを出射する光源2と、光源2から出射された光Lを平行化(コリメート)するコリメート光学系である入光レンズ3と、入光レンズ3により平行化された光Lを前方(+X軸方向)に向けて反射する反射光学系であるリフレクタ4とを備えている。
光源2は、赤色光(以下、単に光という。)Lを発する複数(本実施形態では6個)の発光素子5を有している。発光素子5としては、LEDを用いることができる。発光素子5は、このLEDを駆動する駆動回路が設けられた回路基板6の面上に実装されている。これにより、発光素子5は、回路基板6に実装された位置から上方に向けて光Lを放射状に出射する。
光源2は、車両の後端側のコーナー部に付与されるスラント形状に合わせて、車両幅方向(Y軸方向)の内側(+Y軸側)よりも外側(-Y軸側)が後退する方向(-X軸方向)に向かって、複数の発光素子5が一定の間隔で並んで配置された構成を有している。
入光レンズ3は、複数の発光素子5に各々対応して設けられた複数のコリメートレンズ7を有して、これら複数のコリメートレンズ7が一体に形成された構成を有している。入光レンズ3は、光源2とリフレクタ4との間の光路中(本実施形態では複数の発光素子5の上方)に配置されている。これにより、入光レンズ3は、各発光素子5から各コリメートレンズ7に入射した光Lを集光しながら平行化し、上方のリフレクタ4に向けて出射する。
なお、上記入光レンズ3において、光源3(発光素子5)から出射された光Lを平行化するための構成については特に限定されるものではなく、従来より公知の構成を採用することができる。また、入光レンズ3は、上述した複数のコリメートレンズ7が一体に形成された構成に限らず、複数のコリメートレンズ7が別体に配置された構成であってもよい。
リフレクタ4は、その前面側(+X軸側)に反射面8を有している。反射面8は、車両の後端側のコーナー部に付与されるスラント形状に合わせて、車両幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かって、全体として湾曲した曲面形状を有している。また、反射面8については、このような曲面形状に限らず、車両幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かって、全体として傾斜した平面形状であってもよい。
反射面8は、光Lの入射方向(+Z軸方向)の手前側(-Z軸側)よりも奥側(+Z軸側)が前方(+X軸方向)に向かって傾斜すると共に、光Lの入射方向とは直交する方向(Y軸方向)の一端側(+Y軸側)よりも他端側(-Y軸側)が後方(-X軸方向)に向かって傾斜して設けられている。
リフレクタ4は、反射面8が入光レンズ3と向かい合うように、入光レンズ3の上方に配置されている。これにより、入光レンズ3から上方に向けて出射された光Lを反射面8により前方に向けて反射する。
反射面8は、光Lの入射方向とは直交する方向に並ぶ複数の反射カット9を有している。複数の反射カット9は、反射面8を前方側から見たときに、光Lの入射方向に対して斜め方向に延在して設けられている。すなわち、これら複数の反射カット9は、車両幅方向に並んで配置されると共に、車両幅方向の内側から外側に向かって斜め下がり方向に延在して設けられている。
複数の反射カット9は、図7に拡大して示すように、それぞれ光Lの入射方向に対して傾斜した傾斜面9aと、隣り合う傾斜面9aの各間で湾曲した凹面9bとを有している。複数の反射カット9では、各傾斜面9aに入射した光Lを前方に向けて反射するように、各傾斜面9aにより反射される光Lの反射方向が制御されている。
具体的に、この傾斜面9aに入射した光Lの反射方向について、図8(a),(b)を参照しながら説明する。なお、図8(a)は、傾斜面9aに入射した光Lの鉛直方向(Z軸方向)における反射方向を説明するための模式図である。図8(b)は、傾斜面9aに入射した光Lの水平方向(Y軸方向)における反射方向を説明するための模式図である。
傾斜面9aは、図8(a)に示す鉛直方向において、光Lの入射方向(光Lの光軸AX)に対して所定の角度αで、光Lの入射方向の手前側よりも奥側が前方に向かって傾斜して設けられている。これにより、反射カット9では、鉛直方向において、この傾斜面9aに入射した光Lを前方に向けて反射するように、光Lの入射方向に対する傾斜面9aの傾きを任意に調整することが可能となっている。
一方、傾斜面9aは、図8(b)に示す水平方向において、光Lの入射方向と直交する方向(反射面8の接線TL)に対して所定の角度βで、光Lの入射方向とは直交する方向の一端側よりも他端側が前方に向かって傾斜して設けられている。これにより、反射カット9では、水平方向において、この傾斜面9aに入射した光Lを前方に向けて反射するように、光Lの入射方向に対する傾斜面9aの傾きを任意に調整することが可能となっている。
このように、リフレクタ4では、上述した車両の後端側のコーナー部に付与されるスラント形状に合わせて傾斜された反射面8において、各傾斜面9aにより反射される光Lの反射方向を制御しながら、各反射カット9に入射した光Lを前方に向けて反射することが可能となっている。
なお、リフレクタ4には、図示を省略するものの、反射面8の前面側を覆うアウターレンズが取り付けられている。また、車両用灯具1Aは、リアコンビネーションランプの一部(ブレーキランプ)を構成するものであり、このリアコンビネーションランプを構成する灯体の内側に配置される。
以上のような構成を有する本実施形態の車両用灯具1Aでは、ブレーキランプとして、車両のブレーキング時に、上述したリフレクタ4の反射面8により反射された光Lによって、この反射面8に対応した領域を均一的に赤色発光させることが可能である。
本実施形態の車両用灯具1Aでは、上述した車両の後端側のコーナー部に付与されるスラント形状に合わせて、車両幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かってリフレクタ4の反射面8が傾斜して配置されている。
これに対して、反射面8は、光Lの入射方向とは直交する方向に並んで配置されると共に、光Lの入射方向に対して斜め方向に延在する複数の反射カット9を有している。また、複数の反射カット9は、それぞれ光Lの入射方向に対して傾斜した傾斜面9aを有して、各傾斜面9aに入射した光Lを前方に向けて反射するように、各傾斜面9aにより反射される光Lの反射方向が制御されている。
これにより、本実施形態の車両用灯具1Aでは、この車両用灯具1Aを正面側から見たときに、反射面8に対応した領域を均一的に赤色発光させることができる。また、この車両用灯具1Aを斜め側方側から見たときでも、隣り合う傾斜面9aに形成された凹面9bが発光しないエリアとして認識されるといったことを防ぐことが可能である。
したがって、本実施形態の車両用灯具1Aでは、この車両用灯具1Aを正面側から見たときと斜め側方側から見たときとで、発光の意匠が変化するといったことを抑制しながら、見る角度に因らずに均一的な発光を得ることが可能である。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態として、図9~図15に示す車両用灯具1Bについて説明する。
なお、図9は、車両用灯具1Bの構成を示す正面図である。図10は、図9中に示す線分A-Aによる車両用灯具1Bの断面図である。図11は、図9中に示す線分B-Bによる車両用灯具1Bの断面図である。図12は、図9中に示す線分C-Cによる車両用灯具1Bの断面図である。図13は、図9中に示す線分D-Dによる車両用灯具1Bの断面図である。図14は、複数の反射カット14の一部を拡大した断面図である。図15は、傾斜面14aによる光Lの反射方向を説明するための模式図である。また、以下の説明では、上記車両用灯具1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
本実施形態の車両用灯具1Bは、図9~図13に示すように、上述した入光レンズ3により平行化された光Lを前方に向けて反射する反射光学系として、上記リフレクタ4の代わりに、導光レンズ10を備えた構成である。それ以外は、上記車両用灯具1Aと基本的に同じ構成を有している。
具体的に、この導光レンズ10は、コリメート光学系3により平行化された光Lが入射する入射面11と、入射面11から入射した光Lを前方に向けて反射する反射面12と、反射面12により反射された光Lを前方に向けて出射する出射面13とを有している。
導光レンズ10は、入射面11が入光レンズ3と向かい合うように、入光レンズ3の上方に配置されている。入射面11は、光Lの入射方向に対して直交する平面により構成されている。
反射面12及び出射面13は、車両の後端側のコーナー部に付与されるスラント形状に合わせて、車両幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かって、全体として湾曲した曲面形状を有している。また、反射面12及び出射面13については、このような曲面形状に限らず、車両幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かって、全体として傾斜した平面形状であってもよい。
反射面12は、光Lの入射方向(+Z軸方向)の手前側(-Z軸側)よりも奥側(+Z軸側)が前方(+X軸方向)に向かって傾斜すると共に、光Lの入射方向とは直交する方向(Y軸方向)の一端側(+Y軸側)よりも他端側(-Y軸側)が後方(-X軸方向)に向かって傾斜して設けられている。
反射面12は、光Lの入射方向とは直交する方向に並ぶ複数の反射カット14を有している。複数の反射カット14は、反射面12を前方側から見たときに、光Lの入射方向に対して斜め方向に延在して設けられている。すなわち、これら複数の反射カット14は、車両幅方向に並んで配置されると共に、車両幅方向の内側から外側に向かって斜め下がり方向に延在して設けられている。
また、複数の反射カット14は、図14に拡大して示すように、それぞれ光Lの入射方向に対して傾斜した傾斜面14aと、隣り合う傾斜面14aの各間で湾曲した凸面14bとを有している。複数の反射カット14では、各傾斜面14aに入射した光Lを前方に向けて反射するように、各傾斜面14aにより反射される光Lの反射方向が制御されている。
具体的に、この傾斜面14aは、図15(a)に示す鉛直方向において、光Lの入射方向(光Lの光軸AX)に対して所定の角度αで、光Lの入射方向の手前側よりも奥側が前方に向かって傾斜して設けられている。これにより、反射カット14では、鉛直方向において、この傾斜面14aに入射した光Lを前方に向けて反射するように、光Lの入射方向に対する傾斜面14aの傾きを任意に調整することが可能となっている。
一方、傾斜面14aは、図15(b)に示す水平方向において、光Lの入射方向と直交する方向(反射面12の接線TL)に対して所定の角度βで、光Lの入射方向とは直交する方向の一端側よりも他端側が前方に向かって傾斜して設けられている。これにより、反射カット14は、水平方向において、この傾斜面14aに入射した光Lを前方に向けて反射するように、光Lの入射方向に対する傾斜面14aの傾きを任意に調整することが可能となっている。
このように、導光レンズ10では、上述した車両の後端側のコーナー部に付与されるスラント形状に合わせて傾斜された反射面12において、各傾斜面14aにより反射される光Lの反射方向を制御しながら、各反射カット14に入射した光Lを前方に向けて反射することが可能となっている。
以上のような構成を有する本実施形態の車両用灯具1Bでは、ブレーキランプとして、車両のブレーキング時に、上述した導光レンズ10の反射面12により反射された光Lによって、この反射面12に対応した領域を均一的に赤色発光させることが可能である。
本実施形態の車両用灯具1Bでは、上述した車両の後端側のコーナー部に付与されるスラント形状に合わせて、車両幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かって導光レンズ10の反射面12が傾斜して配置されている。
これに対して、反射面12は、光Lの入射方向とは直交する方向に並んで配置されると共に、光Lの入射方向に対して斜め方向に延在する複数の反射カット14を有している。また、複数の反射カット14は、それぞれ光Lの入射方向に対して傾斜した傾斜面14aを有して、各傾斜面14aに入射した光Lを前方に向けて反射するように、各傾斜面14aにより反射される光Lの反射方向が制御されている。
これにより、本実施形態の車両用灯具1Bでは、この車両用灯具1Bを正面側から見たときに、反射面12に対応した領域を均一的に赤色発光させることができる。また、この車両用灯具1Bを斜め側方側から見たときでも、隣り合う傾斜面14aに形成された凸面14bが発光しないエリアとして認識されるといったことを防ぐことが可能である。
したがって、本実施形態の車両用灯具1Bでは、上記車両用灯具1Aと同様に、この車両用灯具1Bを正面側から見たときと斜め側方側から見たときとで、発光の意匠が変化するといったことを抑制しながら、見る角度に因らずに均一的な発光を得ることが可能である。
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記車両用灯具1Aでは、図16に示すように、光Lの入射方向とは直交する方向において、反射面8を複数の反射領域8aに分割した構成としてもよい。
この構成の場合、反射領域8a毎に複数の反射カット9を設けることによって、反射領域8a毎に複数の反射カット9(傾斜面9a)により反射される光Lの反射方向を制御することが可能である。
なお、上記車両用灯具1Bにおいても同様に、光Lの入射方向とは直交する方向において、反射面12を複数の反射領域に分割した構成とすることが可能である。
また、上記車両用灯具1Aでは、図17に示すように、光Lの入射方向とは直交する方向において、反射面8を複数の反射領域8a,8bに分割すると共に、反射領域8a,8b毎に複数の反射カット9(傾斜面9a)により反射される光Lの反射方向を異ならせた構成としてもよい。
この構成の場合、上述した反射領域8a毎に各反射カット9に入射した光Lを前方に向けて反射するだけでなく、一部の反射領域8bにおいて、各反射カット9に入射した光Lを前方とは異なる方向(例えば、斜め側方など。)に向けて反射することも可能である。
なお、上記車両用灯具1Bにおいても同様に、光Lの入射方向とは直交する方向において、反射面12を複数の反射領域に分割すると共に、反射領域毎に複数の反射カット14(傾斜面14a)により反射される光Lの反射方向を異ならせた構成とすることが可能である。
なお、上記光源2については、光Lを放射状に出射するものであればよく、上述したLED以外にも、例えばレーザーダイオード(LD)などの発光素子5を用いることができる。また、発光素子5が発する光の色については、上述した赤色光に限らず、白色光や橙色光など、その用途に応じて適宜変更することも可能である。
また、上記コリメート光学系については、上述したコリメートレンズ7を用いた構成に限らず、放物面ミラーを用いて、光源3(発光素子5)から出射された光Lを平行化することも可能である。また、コリメート光学系については、必ずしも必要な構成ではなく、場合によっては入光レンズ3を省略した構成とすることも可能である。
なお、上記実施形態では、上述したブレーキランプに本発明を適用した場合を例示したが、ブレーキランプ以外にも、例えば、テールランプ(尾灯)や車幅灯(ポジションランプ)、方向指示器(ウィンカーランプ)などにも適用可能である。さらに、本発明が適用される車両用灯具については、上述したリア側の車両用灯具に限らず、フロント側の車両用灯具に本発明を適用することも可能である。
1A,1B…車両用灯具 2…光源 3…入光レンズ(コリメート光学系) 4…リフレクタ(反射光学系) 5…発光素子 6…回路基板 7…コリメートレンズ 8…反射面 8a…反射領域 9…反射カット 9a…傾斜面 10…導光レンズ(反射光学系) 11…入射面 12…反射面 12a…反射領域 13…出射面 14…反射カット 14a…傾斜面

Claims (7)

  1. 光源と、
    前記光源から出射された光を前方に向けて反射する反射光学系とを備え、
    前記反射光学系は、前記光の入射方向の手前側よりも奥側が前方に向かって傾斜すると共に、前記光の入射方向とは直交する方向の一端側よりも他端側が後方に向かって傾斜し、なお且つ、全体として湾曲した曲面形状の反射面を有し、
    前記反射面は、前記光の入射方向とは直交する方向に並ぶ複数の反射カットを有し、
    前記複数の反射カットは、前記反射面を前方側から見たときに、前記光の入射方向に対して斜め方向に延在して設けられていることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記複数の反射カットは、それぞれ前記光の入射方向に対して傾斜した傾斜面を有して、各傾斜面に入射した光を前方に向けて反射するように、前記各傾斜面により反射される光の反射方向が制御されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
  3. 前記反射面は、前記光の入射方向とは直交する方向において分割された複数の反射領域を有し、
    前記反射領域毎に前記複数の反射カットが設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用灯具。
  4. 前記反射光学系は、前記光源の上方に位置し、
    前記光源は、前記光源の上方に配置された前記反射面に向けて光を出射し、
    前記反射カットは、前記一端側から前記他端側に向かって斜め下がり方向に延在して設けられることを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の車両用灯具。
  5. 前記光源と前記反射光学系との間の光路中に配置されて、前記光源から出射された光を平行化するコリメート光学系を備えることを特徴とする請求項1~4の何れか一項に記載の車両用灯具。
  6. 前記反射光学系は、リフレクタにより構成されていることを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の車両用灯具。
  7. 前記反射光学系は、導光レンズにより構成されていることを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の車両用灯具。
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