JPH09219105A - 灯 具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点灯時の灯具を外部から観察したとき、従来
の灯具にはない斬新な光り方で光って見えるようにす
る。 【解決手段】 レンズ系１６を、複数の集光レンズ素子
２２Ａｓが形成された透明プレート２２Ａと、前面に反
射膜２２Ｂａが形成され、各集光レンズ素子２２Ａｓの
焦点位置に透孔２２Ｂｂが各々形成された穿孔プレート
２２Ｂと、後面に半透過膜２４ａが形成されたアウタレ
ンズ２４とで構成する。透明プレート２２Ａに入射した
平行光は、集光レンズ素子２２Ａｓにより集束して透孔
２２Ｂｂを通過した後、拡散しながらアウタレンズ２４
に入射し、透過光と反射光に分かれる。反射光は、穿孔
プレート２２Ｂで反射して再度アウタレンズ２４に入射
する。この繰返しにより、光路および光度の異なる平行
光（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）が灯具１０前方へ出射さ
れる。これにより、灯具１０を前方から観察すると、明
るさが徐変する複数の点列が光って見える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、車輌用あるいは
一般用その他各種用途に用いられる灯具に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】灯具の構成としては従来より種々のもの
が提案されているが、拡散光を照射するように構成され
た灯具としては、図７に示すように、光源２と、この光
源２からの光を前方へ反射させる反射鏡４と、この反射
鏡４の前方に設けられた拡散レンズ６とを備えたものが
知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の灯具においては、単に反射鏡４からの反射光を拡散
レンズ６のレンズ素子６ａにより拡散させる構成となっ
ているにすぎないので、点灯時の灯具を外部から観察し
たときにその光り方が凡庸で斬新性がなく、あまり見映
えが良くない、という問題がある。このような問題は、
例えば車輌用標識灯のように、灯具本来の照明機能の他
に、点灯時の灯具を外部から観察したときの見映え（光
り方）が重要視される灯具においては、特に重要な問題
となる。

【０００４】本願発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、点灯時における見映えに優れた灯具
を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明は、従来のよう
な単純な拡散レンズに代えて所定の光拡散手段を用いる
ことにより、上記目的達成を図るようにしたものであ
る。

【０００６】すなわち、本願発明は、請求項１に記載し
たように、平行光を照射する照射手段と、この照射手段
の前方に設けられた光拡散手段と、を備えた灯具におい
て、上記光拡散手段が、複数の集光レンズ素子が並設さ
れてなる集光手段と、この集光手段の前方に配置された
半透過鏡とを備えてなり、上記集光手段の前端面の位置
が上記各集光レンズ素子の略焦点位置に設定されている
とともに、該前端面における上記各集光レンズ素子の焦
点位置近傍領域以外の領域に反射面処理が施されてい
る、ことを特徴とするものである。

【０００７】上記「照射手段」は、平行光を照射可能な
ものであれば、特定の照射手段に限定されるものではな
く、例えば、光源と反射鏡との組合せからなる構成とし
てもよいし、光源とフレネルレンズとの組合せあるいは
レーザ光源とビームエキスパンダとの組合せ等からなる
構成としてもよい。

【０００８】上記「集光手段」は、複数の集光レンズ素
子が並設されたものであって、かつ、その前端面の位置
が各集光レンズ素子の略焦点位置に設定されているとと
もに、該前端面における各集光レンズ素子の焦点位置近
傍領域以外の領域に反射面処理が施されているものであ
れば、その具体的構成は特に限定されるものではなく、
例えば、１枚の透明プレートでこれを構成することもで
きるし、請求項３あるいは４に記載したように、複数枚
のプレートでこれを構成することもできる。

【０００９】

【発明の作用効果】上記構成に示すように、照射手段か
ら照射された平行光は、その前方に設けられた光拡散手
段の集光手段においてその複数の集光レンズ素子により
複数箇所で一旦集光した後、その前方に配置された半透
過鏡に拡散しながら入射する。そして、上記複数の各箇
所において、入射光のうちの一部が半透過鏡を透過し、
その残りは半透過鏡で吸収される分を除いて該半透過鏡
で反射する。

【００１０】上記集光手段は、その前端面の位置が各集
光レンズ素子の略焦点位置に設定されており、かつ該前
端面における各集光レンズ素子の焦点位置近傍領域以外
の領域には反射面処理が施されているので、上記半透過
鏡で反射した光は、集光手段の前端面で反射して再度半
透過鏡に入射する。そして、この入射光のうち半透過鏡
を透過せずに反射した光は、集光手段の前端面で再度反
射して三度半透過鏡に入射する。このような動作を何度
も繰り返ながら、灯具前方には光路の異なる平行光が出
射される。その際、上記半透過鏡への入射光は、入射以
前に反射を数多く繰り返したものほどその強度が弱くな
るので、灯具前方へ出射される平行光は段階的に明るさ
が減少するビームとなる。

【００１１】以上のことから、点灯時の灯具をその前方
のある方向から観察したとき、明るさが徐変する複数の
明点が一直線上に一定間隔をおいて光って見えることと
なる。このような明点の点列は上記複数の集光レンズ素
子の数だけ発生するので、灯具全体としては、明るさが
徐変する複数の点列が光って見えることとなる。しか
も、上記半透過鏡への入射光は拡散光であるため、その
拡散角度の範囲内では、灯具をいずれの方向から観察し
た場合においても、明るさが徐変する点列が集光レンズ
素子の数だけ光って見えることとなる。これにより、点
灯時の灯具を外部から観察したとき、従来の灯具にはな
い奥行き感のある斬新な光り方で光って見えるようにす
ることができる。

【００１２】このように、本願発明によれば、点灯時に
おける見映えに優れた灯具を得ることができる。

【００１３】さらに、非点灯時には、外部から灯具を観
察したとき、上記半透過鏡がその反射作用によりミラー
状に光るために灯具内部が見えにくくなり、この点にお
いても、従来の灯具にはない斬新な見映えの灯具を得る
ことができる。

【００１４】上記「集光レンズ素子」は、集光機能を有
するレンズ素子であれば、その形状配列等は特に限定さ
れるものではないが、請求項２に記載したように、上記
複数の集光レンズ素子を格子状に配列するようにすれ
ば、明るさが徐変する点列を規則正しく光らせることが
できるので、灯具の見映えを一層向上させることができ
る。

【００１５】また、上記「集光手段」を、請求項３に記
載したように、表面に上記複数の集光レンズ素子が形成
された透明プレートと、この透明プレートの前方に配置
され、各集光レンズ素子の焦点位置に透孔が形成される
とともに前面に上記反射面処理が施された穿孔プレート
と、の２枚のプレートで構成するようにすれば、これを
１枚のプレートで構成するようにした場合に比して、集
光手段を軽量な構造とすることができ、しかも、高い光
透過率を確保できるので灯具効率を高めることができ
る。

【００１６】さらに、その際、上記穿孔プレートに代え
て、請求項４に記載したように、各集光レンズ素子の焦
点位置近傍に各々凹レンズ素子が形成されるとともに前
面における各凹レンズ素子前方領域以外の領域に反射面
処理が施された第２透明プレートを用いるようにすれ
ば、次のような作用効果を得ることができる。すなわ
ち、上記各凹レンズ素子により各集光レンズ素子からの
集束光はその焦点位置よりも前方において焦点を結ぶこ
とになるので、その分だけ集光手段からの前方照射光の
拡散角を小さくすることができる。このため、上記各集
光レンズ素子の焦点距離を小さい値に設定しても上記拡
散角が不必要に大きくなるのを防止できる。したがっ
て、適正な拡散角に設定した場合に各集光レンズ素子の
焦点距離を小さい値に設定できるため、透明プレートと
第２透明プレートとの間隔を狭くすることができ、これ
により灯具のコンパクト化を図ることができる。この場
合において、上記各凹レンズ素子は、球面レンズ状に形
成してよいし、シリンドリカルレンズ状あるいは楕円面
レンズ状に形成してもよく、所要の灯具配光性能等に応
じて適当な形状に設定すればよい。

【００１７】また、上記「反射面処理」の具体的方法
は、特に限定されるものではないが、請求項５に記載し
たように、アルミ蒸着処理を採用すれば、反射効率の高
い反射面を得ることができる。上記「半透過鏡」につい
ても、その具体的構成は、特に限定されるものではない
が、請求項６に記載したように、透明プレートの後面に
アルミハーフ蒸着処理が施された構成とすれば、容易に
これを製造することができる。

【００１８】本願発明は、車輌用灯具、屋内外で使用さ
れる一般照明用灯具、案内表示用灯具、ディスプレー照
明用灯具、携帯用灯具、その他各種用途に用いられる灯
具に適用可能であるが、請求項７に記載したように、点
灯時における灯具自体の見映えが極めて重要視される車
輌用標識灯に適用した場合に特に効果的である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本願発明の
実施形態について説明する。

【００２０】図１は、本願発明の一実施形態に係る灯具
を示す側断面図であり、図２は、そのII方向矢視図であ
る。

【００２１】本実施形態に係る灯具１０は、車輌用標識
灯であって、光源１２と、この光源１２からの光を前方
へ反射させる反射鏡１４と、この反射鏡１４の前方に設
けられたレンズ系１６とを備えてなり、灯具正面視にお
ける外形形状が円形に設定されている。

【００２２】上記反射鏡１４は、その反射面１８が該反
射鏡１４の光軸Ａｘを中心軸とする回転放物面で構成さ
れている。また、上記光源１２は、Ｃ−６タイプのフィ
ラメント１２ａを有するバルブであって、そのフィラメ
ント１２ａが上記回転放物面の焦点Ｆに位置するように
して、ソケット２０を介して反射鏡１４の後頂部に取り
付けられている。

【００２３】上記レンズ系１６は、反射鏡１４の前端部
近傍において該反射鏡１４に取り付けられたインナレン
ズ系２２と、反射鏡１４の前端部において該反射鏡１４
に取り付けられたアウタレンズ２４とで構成されてい
る。

【００２４】上記インナレンズ系２２は、透明プレート
２２Ａと、穿孔プレート２２Ｂと、スペーサリング２２
Ｃとで構成されている。

【００２５】図３に示すように、上記透明プレート２２
Ａは、円形形状に形成されており、光軸Ａｘと直交する
面内に配置されている。この透明プレート２２Ａの前面
は平面であるが、その後面には複数の魚眼レンズ状の集
光レンズ素子２２Ａｓが格子状に形成されている。

【００２６】上記穿孔プレート２２Ｂは、透明プレート
２２Ａと同径の円形形状に形成されており、透明プレー
ト２２Ａの前方においてこれと平行に配置されている。
この穿孔プレート２２Ｂは、その前面にアルミ蒸着によ
る反射膜２２Ｂａが形成されており、また、上記各集光
レンズ素子２２Ａｓの光軸と一致するようにして複数の
透孔２２Ｂｂが格子状に配列されて形成されている。な
お、図３においては、格子形状を実線で示し、複数の透
孔２２Ｂｂ自体についてはその一部のみを描いている。

【００２７】上記スペーサリング２２Ｃは、透明プレー
ト２２Ａおよび穿孔プレート２２Ｂと同径の短い円筒形
状に形成されている。このスペーサリング２２Ｃは、各
集光レンズ素子２２Ａｓの焦点位置に各透孔２２Ｂｂが
位置するよう、透明プレート２２Ａと穿孔プレート２２
Ｂとの間隔寸法を一定値に保持した状態で、これら両プ
レートを一体的に接続している。

【００２８】図４に詳細に示すように、上記各集光レン
ズ素子２２Ａｓは、後方から入射する平行光を各透孔２
２Ｂｂ内の中心位置において一点に集光させるようにな
っているが、実際には集光レンズ素子２２Ａｓに収差が
存在し、また各プレート２２Ａ、２２Ｂの製造誤差や組
付誤差等も存在することから、各透孔２２Ｂｂの径寸法
は、各集光レンズ素子２２Ａｓからの集束光のビームウ
エストの径よりも十分大きい値に設定されている。

【００２９】一方、上記アウタレンズ２４は、インナレ
ンズ系２２よりもやや大きい円形形状に形成されてお
り、穿孔プレート２２Ｂと平行に配置された状態で反射
鏡１４に取り付けられている。このアウタレンズ２４
は、透明プレートからなっているが、その後面にはアル
ミハーフ蒸着による半透過膜２４ａが形成されており、
これにより半透過鏡を構成している。

【００３０】次に本実施形態の作用について説明する。

【００３１】図１において、光源１２から（正確にはフ
ィラメント１２ａから）反射鏡１４に入射した光は、そ
の反射面１８がフィラメント１２ａの位置に焦点を有す
る回転放物面で構成されているので、反射鏡１４から平
行光として前方へ反射される。この平行光は、インナレ
ンズ系２２の透明プレート２２Ａに入射すると、これに
形成された複数の集光レンズ素子２２Ａｓにより複数箇
所で一旦集光して、穿孔プレート２２Ｂの各透孔２２Ｂ
ｂを通過した後、拡散しながらアウタレンズ２４に入射
する。このアウタレンズ２４の後面には半透過膜２４ａ
が形成されているので、アウタレンズ２４への各入射点
においては、入射光の一部がアウタレンズ２４を透過
し、その残りはアウタレンズ２４に吸収される分を除い
てアウタレンズ２４の後面で反射する。

【００３２】上記穿孔プレート２２Ｂの前面には反射膜
２２Ｂａが形成されているので、アウタレンズ２４の後
面で反射した光は、穿孔プレート２２Ｂの前面で反射し
て再度アウタレンズ２４に入射する。そして、この入射
光のうちアウタレンズ２４を透過せずに反射した光は、
穿孔プレート２２Ｂの前面で再度反射して三度アウタレ
ンズ２４に入射する。このような動作を何度も繰り返な
がら、灯具１０前方には光路の異なる平行光（Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、・・・）が出射される。その際、アウタレンズ
２４への入射光は、入射以前に反射を数多く繰り返した
ものほどその強度が弱くなるので、灯具前方へ出射され
る平行光はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・と段階的に明るさが
減少するビームとなる。

【００３３】以上のことから、点灯時の灯具１０をその
前方のある方向から観察したとき、明るさが徐変する複
数の明点が一直線上に一定間隔をおいて光って見えるこ
ととなる。このような明点の点列は集光レンズ素子２２
Ａｓの数だけ発生するので、灯具１０全体としては、明
るさが徐変する複数の点列が光って見えることとなる。
しかも、アウタレンズ２４への入射光は拡散光であるた
め、その拡散角度（この拡散角度の大きさは、上記各集
光レンズ素子２２Ａｓの曲率を変えることにより適宜設
定することができる）の範囲内では、灯具１０をいずれ
の方向から観察した場合においても、明るさが徐変する
点列が集光レンズ素子２２Ａｓの数だけ光って見えるこ
ととなる。これにより、点灯時の灯具１０を外部から観
察したとき、従来の灯具にはない奥行き感のある斬新な
光り方で光って見えるようにすることができる。

【００３４】このように、本実施形態によれば、点灯時
における見映えに優れた灯具を得ることができる。

【００３５】しかも、本実施形態においては、上記複数
の集光レンズ素子２２Ａｓが格子状に配列されているの
で、明るさが徐変する点列が規則正しく光ることとな
り、これにより灯具の見映えを一層向上させることがで
きる。

【００３６】さらに、本実施形態においては、非点灯時
には、外部から灯具１０を観察したとき、アウタレンズ
２４がその反射作用によりミラー状に光るために灯具１
０の内部が見えにくくなり、この点においても、従来の
灯具にはない斬新な見映えの灯具を得ることができる。

【００３７】上記実施形態においては、インナレンズ系
２２が、透明プレート２２Ａと、穿孔プレート２２Ｂ
と、スペーサリング２２Ｃとで構成されているが、図５
に示すように、これを１枚のインナレンズ２２′で構成
することもできる。

【００３８】すなわち、このインナレンズ２２′は、透
明体であって、その後面には複数の集光レンズ素子２
２′ｓが格子状に形成されている。このインナレンズ２
２′の板厚は、上記各集光レンズ素子２２′ｓの焦点距
離よりも僅かに短い寸法値に設定されている。そして、
このインナレンズ２２′の前面における各集光レンズ素
子２２′ｓの光軸上には、各集光レンズ素子２２′ｓか
らの集束光を屈折させることなくインナレンズ２２′か
ら出射させるための球状凹部２２′ｂが形成されてお
り、さらに、このインナレンズ２２′の前面における各
球状凹部２２′ｂ以外の領域には、アルミ蒸着による反
射膜２２′ａが形成されている。

【００３９】このようなインナレンズ２２′を採用する
ことにより、各集光レンズ素子２２′ｓと各球状凹部２
２′ｂとの位置関係の精度を高めることができる。そし
て、これにより各球状凹部２２′ｂの径を十分小さく設
定することができるので、インナレンズ２２′の前面に
おける反射膜２２′ａ形成領域を広く確保してインナレ
ンズ２２′の反射効率を高めることができる。

【００４０】また、上記実施形態のインナレンズ系２２
に代えて、図６に示すようなインナレンズ系２２″を採
用するようにしてもよい。このインナレンズ系２２″に
おいては、透明プレート２２Ａの各集光レンズ素子２２
Ａｓ″が、上記実施形態の集光レンズ素子２２Ａｓより
も小さい曲率半径（Ｒａ）で形成されているとともに、
上記実施形態の穿孔プレート２２Ｂに代えて、透明プレ
ート２２Ｂ″が用いられている。この透明プレート２２
Ｂ″は、その後面における各集光レンズ素子２２Ａｓ″
の光軸上に各々凹レンズ素子２２Ｂ″ｓが形成されると
ともに、その前面における各凹レンズ素子２２Ｂ″ｓ前
方領域以外の領域にアルミ蒸着による反射膜２２Ｂ″ａ
が形成されたプレートあって、その前面における各凹レ
ンズ素子２２Ｂ″ｓ前方領域は、上記反射膜２２Ｂ″ａ
の形成を容易ならしめるための段下がり面２２Ｂ″ｃと
して形成されている。上記各凹レンズ素子２２Ｂ″ｓは
曲率半径（Ｒｂ）の球面レンズからなっている。

【００４１】このようなインナレンズ系２２″を採用す
ることにより、次のような作用効果を得ることができ
る。すなわち、各凹レンズ素子２２Ｂ″ｓにより各集光
レンズ素子２２Ａｓ″からの集束光はその焦点位置より
も前方において焦点を結ぶことになるので、その分だけ
インナレンズ系２２″からの前方照射光の拡散角を小さ
くすることができる。具体的には、図６に示すように、
凹レンズ素子２２Ｂ″ｓが存在しなければ２点鎖線で示
すように広がる照射光を、これよりも狭い拡散角（片側
でθ）の照射光に変えることができる。このため、各集
光レンズ素子２２Ａｓ″の焦点距離を小さい値に設定し
ても拡散角が不必要に大きくなるのを防止できる。逆に
いえば、適正な拡散角θの照射光が得られるようにした
場合の各集光レンズ素子２２Ａｓ″の焦点距離を、上記
実施形態の集光レンズ素子２２Ａｓよりも小さい値に設
定できるため、透明プレート２２Ａと透明プレート２２
Ｂ″との間隔Ｌを狭くすることができ、これにより灯具
１０のコンパクト化を図ることができる。

【００４２】本願発明は、上記実施形態のような円形形
状の灯具とは異なる外形形状（例えば矩形形状等）の灯
具にも適用可能であることはもちろんであり、この場合
にも、灯具の光り方は上記実施形態と類似したのとなる
が、円形と矩形との相違により、上記実施形態とは趣の
異なる光り方の灯具を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態に係る灯具を示す側断面
図

【図２】図１のII方向矢視図

【図３】上記灯具のインナレンズ系を示す、図１の III
方向矢視図

【図４】上記インナレンズ系の構成を詳細に示す、図１
のIV部拡大図

【図５】上記インナレンズ系の変形例を示す、図４と同
様の図

【図６】上記インナレンズ系の他の変形例を示す、図４
と同様の図

【図７】従来例を示す図

【符号の説明】

１０ 灯具 １２ 光源（バルブ） １２ａ フィラメント １４ 反射鏡 １６ レンズ系（光拡散手段） １８ 反射面 ２２ インナレンズ系（集光手段） ２２Ａ 透明プレート ２２Ａｓ 集光レンズ素子 ２２Ｂ 穿孔プレート ２２Ｂａ 反射膜 ２２Ｂｂ 透孔 ２２Ｃ スペーサリング ２４ アウタレンズ（半透過鏡） ２４ａ 半透過膜 ２２′ インナレンズ（集光手段） ２２′ａ 反射膜 ２２′ｂ 球状凹部 ２２′ｓ 集光レンズ素子 ２２″ インナレンズ系（集光手段） ２２Ａｓ″ 集光レンズ素子 ２２Ｂ″ 透明プレート（第２透明プレート） ２２Ｂ″ａ 反射膜 ２２Ｂ″ｃ 段下がり面 ２２Ｂ″ｓ 凹レンズ素子 Ａｘ 光軸

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平行光を照射する照射手段と、この照射
   手段の前方に設けられた光拡散手段と、を備えた灯具に
   おいて、 上記光拡散手段が、複数の集光レンズ素子が並設されて
   なる集光手段と、この集光手段の前方に配置された半透
   過鏡とを備えてなり、 上記集光手段の前端面の位置が上記各集光レンズ素子の
   略焦点位置に設定されているとともに、該前端面におけ
   る上記各集光レンズ素子の焦点位置近傍領域以外の領域
   に反射面処理が施されている、ことを特徴とする灯具。
2. 【請求項２】 上記複数の集光レンズ素子が格子状に配
   列されている、ことを特徴とする請求項１記載の灯具。
3. 【請求項３】 上記集光手段が、上記複数の集光レンズ
   素子が形成された透明プレートと、この透明プレートの
   前方に配置され、上記各集光レンズ素子の焦点位置に各
   々透孔が形成されるとともに前面に上記反射面処理が施
   された穿孔プレートとを備えてなる、ことを特徴とする
   請求項１または２記載の灯具。
4. 【請求項４】 上記集光手段が、上記複数の集光レンズ
   素子が形成された透明プレートと、この透明プレートの
   前方に配置され、上記各集光レンズ素子の焦点位置近傍
   に各々凹レンズ素子が形成されるとともに前面における
   上記各凹レンズ素子前方領域以外の領域に上記反射面処
   理が施された第２透明プレートとを備えてなる、ことを
   特徴とする請求項１または２記載の灯具。
5. 【請求項５】 上記反射面処理がアルミ蒸着処理であ
   る、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の灯
   具。
6. 【請求項６】 上記半透過鏡が、透明プレートの後面に
   アルミハーフ蒸着処理が施されてなる、ことを特徴とす
   る請求項１〜５いずれか記載の灯具。
7. 【請求項７】 上記灯具が車輌用標識灯である、ことを
   特徴とする請求項１〜６いずれか記載の灯具。