JPH07114809A - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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JPH07114809A
JPH07114809A JP5262647A JP26264793A JPH07114809A JP H07114809 A JPH07114809 A JP H07114809A JP 5262647 A JP5262647 A JP 5262647A JP 26264793 A JP26264793 A JP 26264793A JP H07114809 A JPH07114809 A JP H07114809A
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fiber cable
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Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単かつコンパクトな構成にて本来の機能を発
揮しつつ光の利用率を高く維持し得るような照明装置を
提供する。 【構成】光源10と、光源10からの入射光を出射する
光ファイバケーブル30、50と、光ファイバケーブル
30、50からの入射光を所望の配光を形成するように
照射光軸に沿って照射する灯具20、40とを有する照
明装置において、灯具20、40は、光ファイバケーブ
ル30、50からの出射光を直接入射されて導光路レン
ズ20a、20b、40a、40bの照射光軸の方向へ
所定の角度曲げる曲げ導光路60、70と、曲げ導光路
60、70に直結されて前記曲げ導光路60、70から
の出射光を直接入射されて、この入射光を所望の配光を
形成する導光路レンズ20a、20b、40a、40b
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、照明装置に係り、特
に、灯具とは別に光源を設けた照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の照明装置においては、例
えば、特願平4ー344404号に示されているよう
に、光源からの光を光ファイバケーブルの一端から入射
し、この入射光を光ファイバケーブルにより案内し、こ
の光ファイバケーブルの他端から出射する光を光導波路
を通して前方へ出射するようにしたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成においては、図7に示されているように、光源から出
射された光が、光源の光出力ポートから光ファイバケー
ブル30を通して灯具20へ入射する際に、光源の光出
力ポートと灯具20とが一直線上にない場合は、光ファ
イバケーブル30を曲げる必要がある。しかしながら、
光ファイバケーブル30を曲げる場合に、所定の曲率半
径以上の曲率半径で曲げないと光が損失することとな
る。即ち、光ファイバケーブル30は、図7(a)に示
されているように、コア部材31と同コア部材31の表
面を被覆するクラッド部材32とからなり、クラッド部
材32の屈折率はコア部材31の屈折率よりも小さい材
質のものが使用されている。例えば、コア部材31とし
てアクリル系の樹脂を使用し、クラッド部材32として
フッ素系樹脂を使用した場合は、その屈折率はそれぞれ
1.484と1.344となる。
【0004】そして、このような光ファイバケーブル3
0を使用した場合に、この光ファイバケーブル30のコ
ア部材31内に入射した光を全反射させるための光の臨
界角θは、次の数1より求めると、θ=65度となる。
【0005】
【数1】nsinθ=n’sin90° ここで、nはコア部材の光屈折率、n’はクラッド部材
の光屈折率である。
【0006】この臨界角以上で光を入射させるために
は、例えば、上記と同材質のクラッド部材とコア部材を
使用した直径12.5mmの光ファイバケーブルにおい
ては、その最小曲率半径Rは100mmとなる。したが
って、図7のものでは、光ファイバケーブルの這い回し
に制限が加えられるために、このような灯具装置を例え
ば車両へ搭載した場合、車両への搭載性が悪くなるとと
もに、灯具装置全体としての外形形状がコンパクトにな
らないという不具合が生じる。また、光ファイバケーブ
ルを無理して曲げれば、出射光の利用率が悪くなるいう
不具合も生じる。そこで、本発明は、このようなことに
対処すべく、簡単かつコンパクトな構成にて本来の機能
を発揮しつつ光の利用率を高く維持し得るような照明装
置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するにあ
たり、本発明は、光源からの光を出射する灯具を備えた
照明装置において、以下のように構成したことにその特
徴がある。
【0008】即ち、本発明の構成上の特徴は、光源と、
前記光源からの入射光を出射する光ファイバケーブル
と、前記光ファイバケーブルからの入射光を所望の配光
を形成するように照射光軸に沿って照射する灯具とを有
する照明装置において、前記灯具は、前記光ファイバケ
ーブルからの出射光を直接入射されて導光路レンズの照
射光軸の方向へ所定の角度曲げる曲げ導光路と、前記曲
げ導光路に直結されて前記曲げ導光路からの出射光を直
接入射されて、この入射光を所望の配光を形成する導光
路レンズとを有することにある。
【0009】
【発明の作用・効果】このように本発明を構成したこと
により、前記光源からの光を前記光ファイバケーブルが
出射すると、この出射光が前記曲げ導光路に入射する。
曲げ導光路に入射された全部の光は、この曲げ導光路内
で所定の角度曲げられて前記導光路レンズに入射され
る。前記導光路レンズは、所望の配光を形成するように
構成されているため、前記導光路レンズからの出射光は
前記所望の配光を形成する。かかる場合、前記導光路レ
ンズと前記光ファイバケーブルとは、所定の角度で曲げ
られた曲げ導光路を介して接続されているため、光ファ
イバケーブルの曲げが少なくすむので光ファイバケーブ
ル内での光の損失が少なくなり、照明効率が向上する。
また、光ファイバケーブルの這い回しの制限が緩和され
るので、このような照明装置を各種の装置に搭載する場
合、その搭載性が良くなるとともに、照明装置全体とし
ての外形形状がコンパクトになるという格別の効果を生
じる。
【0010】また、前記光ファイバケーブルと前記曲げ
導光路との間および前記曲げ導光路と前記導光路レンズ
との間は、空気などを介することなく直接接続されてい
るため、各々の接続部での光の損失が少なくなり、照明
効率が更に向上する。また、前記曲げ導光路と前記導光
路レンズとは一体的に構成されて灯具とされているの
で、曲げ導光路および導光路レンズ内に水やゴミが進入
しなくなり、灯具の保守、点検が容易になるという格別
の作用、効果を生じる。また、構成が簡単であるので、
この種灯具装置を低コストにて提供し得る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
ると、図1は本発明に係る照明装置を車両用灯具装置と
して適用した例を示しており、この灯具装置は、当該車
両の前部内左右中央に配設した光源10と、この光源1
0に対し左右に対称的に配設した両前照灯L、Rとによ
って構成されている。光源10は、略円筒状ケーシング
11を有しており、このケーシング11内には、その軸
方向中央にて、線光源たる放電管12が配設されてい
る。また、ケーシング11の内周壁には、各左側楕円鏡
11La〜11Ldと各右側楕円鏡11Ra〜11Rd
とが、放電管11を中心として、左右に対称的に形成さ
れている。しかして、放電管12の放電による光が、右
側楕円鏡11Ra及び各左側楕円鏡11Lb〜11Ld
により反射されてケーシング11の右側壁11b中央に
集光されるとともに、左側楕円鏡11La及び各右側楕
円鏡11Rb〜11Rdにより反射されてケーシング1
1の左側壁11a中央に集光される。なお、図1におい
て各符号FL、FRは当該車両の左右前輪を表す。
【0012】左側前照灯Lは、当該車両の左側前端部に
設けた灯具20と、この灯具20と光源10との間に接
続した曲げ導光路60および光ファイバケーブル30と
により構成されており、一方、右側前照灯Rは、当該車
両の右側前端部に設けた灯具40と、この灯具40と光
源10との間に接続した曲げ導光路70および光ファイ
バケーブル50とにより構成されている。ここで、左側
前照灯Lと右側前照灯Rとは同様な構成であるので、以
下の説明においては、左側前照灯Lについてのみ説明
し、右側前照灯Rについてはその説明を省略する。灯具
20は、図1及び図2にて示すごとく、第1の導光路レ
ンズである導光路レンズ20aと第2の導光路レンズで
ある導光路レンズ20bと一対の板状シェード35、3
6とを備えており、導光路レンズ20aは、耐熱性が高
く光透過性のよい材料(例えば、ポリカーボネート、ア
クリル樹脂材料)よりなり、略半円錐体形状に形成され
ている。導光路レンズ20aは導光路レンズ20bの直
上にてこれと同一軸方向に位置しており、この導光路レ
ンズ20aは、その下面21にて、導光路レンズ20b
の上面22に固着されている。この導光路レンズ20a
の出射面23は、所定の曲率半径をもつレンズ面を構成
しており、出射面23の極Oは三次元直交座標軸XYZ
の原点0に一致するとともに、同出射面23の光軸はX
軸に一致している。
【0013】また、出射面23の物点側焦点Fは、導光
路レンズ20aの小径入射面25近傍に位置している。
出射面23は、当該車両の前側遠方まで照射する役割を
果たす。一方、導光路レンズ20aの入射面25はYZ
座標面内に略円形状に位置しており、この入射面25の
上下部はほぼ円弧状に切り取られている。
【0014】導光路レンズ20bは、導光路レンズ20
aと同様に、耐熱性が高く光透過性のよい材料(例え
ば、ポリカーボネート、アクリル樹脂材料)よりなり、
図2にて示すごとく板状に形成されている。導光路レン
ズ20bの出射面24は、Z軸方向には焦点F近傍に焦
点を有するレンズ面を形成し、Y軸方向にはほぼ直線的
に変化する面を形成している。これにより、導光路レン
ズ20bの出射面24は当該車両の左折時或いは右折時
にその左側前方或いは右側前方を照射する役割を果た
す。かかる場合、導光路レンズ20aの下面21は、導
光路レンズ20bの上面22共に鏡面となっており、全
反射面として機能する。
【0015】導光路レンズ20a及び導光路レンズ20
bは、その各入射面にて、各シェード35、36を介し
後述する曲げ導光路60の出射端面に固着されている。
かかる場合、導光路レンズ20aの入射面下部及び導光
路レンズ20bの入射面上部は透明接着剤により曲がり
導光路60の出射端面の中間部位に固着されており、導
光路レンズ20aの入射面上部は、シェード35の下縁
部35aにより、曲がり導光路60の出射端面上部から
遮断され、一方、導光路レンズ20bの入射面下部は、
シェード36の上縁部36bにより、曲がり導光路60
の出射端面下部から遮断されている。
【0016】光ファイバケーブル30は、図3に示され
ているように、導光路レンズ20aおよび導光路レンズ
20bと同一の構成材料、即ち、耐熱性が高く光透過性
のよい材料(例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂
材料)により形成したロッド状コア31と、このコアの
表面を被覆してなるクラッド32とによって構成されて
おり、当該クラッド32の構成材料の光屈折率は、コア
31内で光を全反射させるように同コア31の光屈折率
よりも小さくなっている。また、光ファイバケーブル3
0のコア31の直径は8〜15mm程度あり、曲げ導光
路60の入射面に気密的に透明接着剤により固着されて
いる。
【0017】曲げ導光路60は、光ファイバケーブル3
0から入射された光を90度曲げて導光路レンズ20a
および導光路レンズ20bに入射させる役割を有するも
のであり、その材質は光ファイバケーブル30のコア3
1と同一の構成材料、即ち、耐熱性が高く光透過性のよ
い材料(例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂材
料)により、円弧状の円柱体に形成されている。この曲
げ導光路60は、その内部で光を全反射させるように、
その表面は曲げ導光路60よりも光の屈折率が小さい材
質、例えば空気と接しており、そのために、その周りに
は塵やゴミが入らないようにするために、円筒状のカバ
ー61が設けられている。
【0018】ここで、この曲げ導光路60として、例え
ばアクリル系の樹脂を使用すると、その屈折率は1.4
84である。また、この曲げ導光路60の表面が例えば
空気と接触しているとすると、その屈折率は1.0であ
る。このような曲げ導光路60を使用して入射光を90
度曲げて出射させる場合に、この曲げ導光路60内に入
射した光を全反射させるための光の臨界角θは、前述の
数1より求めると、θ=42度となる。そして、この曲
げ導光路60として直径12.5mmのものを使用する
と、この曲げ導光路60内に入射した光を全反射させ
て、90度曲げるためには、即ち、この臨界角以上で光
を入射させるためには、光ファイバケーブル内を伝わっ
てくる光の最大角度が約19.5度とすると、その最小
曲率半径は40mmとなる。
【0019】なお、空気が最も光屈折率が小さいため、
曲げ導光路60の表面の材質としては空気を用いるのが
一番適しているが、別に空気でなくても曲げ導光路60
よりも光屈折率が小さい材質であれば何でもよい。ま
た、曲げ導光路60の表面にアルミニュウム、銀等の蒸
着を行って、その表面を鏡面処理し、曲げ導光路60に
入射した入射光を強制的に内側に反射させるようにして
もよい。
【0020】このように構成した本実施例においては、
光源10より出射された光は光ファイバケーブル30に
入射し、光ファイバケーブル30に入射した光は曲げ導
光路60内に出射する。曲げ導光路60に入射した光は
曲げ導光路60内で全反射しながら90度曲げられ、こ
の出射光が、導光路レンズ20a及び導光路レンズ20
b内にその入射面から入射する。かかる場合、光ファイ
バケーブル30と曲げ導光路60との結合部分および曲
げ導光路60と導光路レンズ20a、20bとの結合部
分の光屈折率は殆ど変化しないので、曲げ導光路60の
出射端面からの出射光のうちシェード35の下縁部35
a及びシェード36の上縁部36bとの間に対応する光
が導光路レンズ20a及び導光路レンズ20b内に入射
する。
【0021】すると、導光路レンズ20a内に入射した
光のうち出射面23に向けZーX平面内で直進する光
は、出射面23の焦点との関連で、放射状に進行して出
射面23から平行光線AD(図4(a))として前方の
下方へ向け出射する。一方、導光路レンズ20a内に入
射した光のうち下面21で反射した後、出射面23に向
けZーX平面内で直進する光は、出射面73の焦点との
関連で放射状に進行するが、出射面23から平行光線A
U(図4(a))としてほぼX軸に平行に出射する。ま
た、導光路レンズ20a内に入射した光のうち出射面2
3に向けYーX平面内で直進する光は、出射面23の焦
点との関連で、放射状に進行して出射面23から対称的
な各平行光線AR、AL(図4(b))として前方へ末す
ぼまり状に出射する。
【0022】また、導光路レンズ20b内に入射した光
のうち出射面24に向けZ−X平面内で直進する光は、
出射面24の焦点との関連で放射状に進行して、出射面
24から平行光線BU(図4(a))として前方へほぼ
X軸に平行に出射する。一方、導光路レンズ20b内に
入射した光のうち上面22で反射した後出射面24に向
けZ−X平面内で直進する光は、出射面24の焦点との
関連で放射状に進行するが、出射面24から平行光線B
D (図4(a))として前方の下方へ向け出射する。ま
た、導光路レンズ20b内に入射した光のうち出射面2
4に向けY−X平面内で反射しつつ進行する光は、出射
面24から対称的な各平行光線BR、BL(図4(b))
として前方へ末広がり状に出射する。
【0023】上述のように本発明の実施例を構成したこ
とにより、光源10からの光を光ファイバケーブル30
が出射すると、この出射光が曲げ導光路60に入射す
る。曲げ導光路60はその表面は曲げ導光路60よりも
光の屈折率が小さい材質、例えば空気と接しており、ま
た、入射された全部の光が全反射するような所定の曲率
半径で、90度曲げられているので、曲げ導光路60に
入射された全部の光は、この曲げ導光路内60で全反射
して90度曲げられて導光路レンズ20a、20bに入
射され、導光路レンズ20a、20bからの出射光は所
望の配光を形成する。かかる場合、本実施例の曲げ導光
路60を用いると、曲げ導光路60内に入射した光を全
反射させて、90度曲げるために必要な最小曲率半径は
40mmとなり、前述の従来例で述べた光ファイバケー
ブルを直接導光路レンズに固着したものにおいては、光
ファイバケーブル内に入射した光を全反射させて、90
度曲げるために必要な最小曲率半径は100mmである
ので、本実施例の曲げ導光路60を用いれば、その最小
曲率半径は60mm短くなる。したがって、光ファイバ
ケーブル30の這い回しの制限が緩和されるので、この
照明装置を車両用の灯具装置に適用した場合、車両への
搭載性が良くなるとともに、灯具装置全体としての外形
形状がコンパクトになるという格別の効果を生じる。
【0024】また、曲げ導光路60は所定の曲率半径で
90度曲げられて、その表面は曲げ導光路60よりも光
の屈折率が小さい材質、例えば空気に接する構成とされ
ているため、この曲げ導光路60に入射された全部の光
は、曲げ導光路60内で損失することなく全反射する。
これにより、光ファイバケーブル30からの出射光の損
失を伴うことなく、導光路レンズ20a、20b内に効
率よく入射させ得る。さらに、灯具装置が上述のように
構成した導光路レンズ20a、20bと光ファイバケー
ブル30とを曲げ導光路60を介して直結される構成で
あるため、この種灯具装置を簡単な構成にて低コストに
て提供し得る。
【0025】変形例1 上述の実施例においては、曲げ導光路60を導光路レン
ズ20a、20bとは別に設けた例について説明した
が、曲げ導光路をそれぞれの導光路レンズ20a、20
bと一体に設けることも可能である。図5は、曲げ導光
路を導光路レンズと一体に設けた例を示している。図5
(a)において、導光路レンズ20cは、図2、図3の
導光路レンズ20aに対応するものであり、この導光路
レンズ20cに直角に光ファイバケーブル30が固着さ
れている。この導光路レンズ20cは、光ファイバケー
ブル30から入射した光を全反射できるように、入射部
と反対側の側壁は入射軸に対して45度の角度でカット
されて反射面26が形成されている。したがって、光フ
ァイバケーブル30から入射した光はこの反射面26で
反射して、入射した角度が90度曲げられて出射面23
aより出射されることとなる。なお、反射面26を設け
るに際して、45度の角度でカットすることに代えて、
この外面をアルミニュウム、銀等の蒸着を行い、鏡面処
理して反射面26を鏡面として、導光路レンズ20cに
入射した入射光を強制的に内側に反射させてもよい。
【0026】また、図5(b)において、導光路レンズ
20dは、図2、図3の導光路レンズ20bに対応する
ものであり、この導光路レンズ20dに光ファイバケー
ブル30が固着されている。この導光路レンズ20dの
光ファイバケーブル30との固着部側の曲げ部20d1
は所定の曲率半径で90度曲げられている。この曲げ部
20d1は、前述の実施例の曲げ導光路60と同様に、
その表面は曲げ導光路60よりも光の屈折率が小さい材
質、例えば空気と接しており、また、入射された全部の
光が全反射するような所定の曲率半径で、90度曲げら
れているので、曲げ部20d1に入射された全部の光
は、この曲げ部20d1で全反射して90度曲げられて
出射面24aより出射されることとなる。
【0027】かかる場合、本変型例1の曲げ部20d1
を用いると、曲げ部20d1内に入射した光を全反射さ
せて、90度曲げるために必要な最小曲率半径は約35
mm位(前述の実施例の最小曲率半径40mmと相違す
るのは、曲げ部20d1から出射するにつれて曲げ部2
0d1の中央部の曲率に対して外側反射面の曲率が相対
的に大きくなるためである。)となり、前述の実施例に
較べて、曲げ導光路60を省略した分、灯具装置全体と
しての外形形状がより以上にコンパクトになるという格
別の効果を生じる。また、前述の実施例よりも更に、光
ファイバケーブル30の這い回しの制限が緩和されるよ
うになる。
【0028】変形例2 前述の実施例の曲げ導光路60をそのまま使用すると、
図6(a)に示されているように、曲げ導光路60の導
光路レンズ20a、20bへの出射部61a、61bに
光密度が粗の部分(図6(a)においては61bの部
分)と密な部分(図6(a)においては61aの部分)
とを生じることとなる。すると、この光密度の密な部分
61aから出射された光は、導光路レンズ20a、20
bに入射され、その一部は光が回り込みすぎて、回り込
みすぎの部分の光は導光路レンズ20aの側壁28(導
光路レンズ20bについては図示していない)から出射
されるので、導光路レンズ20a、20bに入射された
全ての光が導光路レンズ20a、20bの出射面23、
24から出射されなくなり、光損失を生じるとともに配
光ムラを生じることとなる。
【0029】そこで、本変形例2においては、この配光
ムラを防止するために、図6(b)に示されるように、
曲げ導光路60aの導光路レンズ20a、20bへの出
射部に直線部分62を設けるとともに、導光路レンズ2
0a、20bへの入射角を前述の実施例より7度傾けて
入射させ、即ち、光の曲げ角度を90度−7度=83度
となるような曲げ導光路60aを設けたことにある。こ
のように、導光路レンズ20a、20bへの出射部に直
線部分62を設けるとともに83度の曲げ導光路60a
を使用すると、導光路レンズ20a、20bに入射され
たほぼ全ての光が導光路レンズ20a、20bの出射面
23、24から出射されるようになり、光損失を生じる
ことがなくなり、配光ムラも生じなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両用灯具装置の実施例を示す部
分破断配設図である。
【図2】図1の前照灯の灯具、曲げ導光路及び光ファイ
バケーブルの拡大斜視図である。
【図3】同灯具、曲げ導光路及び光ファイバケーブルの
縦断面図である。
【図4】(a)は同灯具の縦断面図及びその出射光を示
す図であり、(b)は同灯具の下面図及びその出射光を
示す図である。
【図5】(a)は本発明の実施例の第1変形例を示す上
面図であり、(b)は同本発明の実施例の第1変形例を
示す下面図である。
【図6】(a)は本発明の実施例の上面図およびでその
出射光を示す図であり、(b)は同本発明の実施例の第
2変形例を示す上面図およびでその出射光を示す図であ
る。
【図7】従来の灯具を示す図である。
【符号の説明】 10…光源、20、40…灯具、30、50…光ファイ
バケーブル、20a、40a…第1導光路レンズ、20
b、40b…第2導光路レンズ、60、70…曲げ導光
路、L…左側前照灯、R…右側前照灯。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、 前記光源からの入射光を出射する光ファイバケーブル
    と、 前記光ファイバケーブルからの入射光を所望の配光を形
    成するように照射光軸に沿って照射する灯具と、を有す
    る照明装置において、 前記灯具は、 前記光ファイバケーブルからの出射光を直接入射されて
    導光路レンズの照射光軸の方向へ所定の角度曲げる曲げ
    導光路と、 前記曲げ導光路に直結されて前記曲げ導光路からの出射
    光を直接入射されて、この入射光を所望の配光を形成す
    る導光路レンズと、を有することを特徴とする照明装
    置。
  2. 【請求項2】前記請求項1記載の照明装置において、前
    記光ファイバケーブルと前記曲げ導光路との接続部およ
    び前記曲げ導光路と前記導光路レンズとの接続部は空気
    を介することなく直接接続されていることを特徴とする
    照明装置。
  3. 【請求項3】前記請求項1記載の照明装置において、前
    記曲げ導光路は前記導光路レンズと一体に設けたことを
    特徴とする照明装置。
  4. 【請求項4】前記請求項1記載の照明装置において、前
    記曲げ導光路の前記導光路レンズへの光出射部に直線部
    を設けたことを特徴とする照明装置。
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