JPWO2014020848A1 - 樹脂製光学部材および車両用灯具 - Google Patents

Abstract

樹脂製光学部材１０は、透光性を有する。樹脂製光学部材１０は、微細凹凸構造２０が形成された微細凹凸形成部分１６と、微細凹凸構造が形成されていない平坦部分１８とを含む面を有する。微細凹凸形成部分１６の微細凹凸構造２０は、可視光波長以下のピッチで形成された凹部または凸部を含む。微細凹凸形成部分１６の微細凹凸構造２０は、高さ３７ｎｍ以上の凹部または凸部を含む。

Description

本発明は、樹脂製光学部材および該樹脂製光学部材を用いた車両用灯具に関する。

従来より、樹脂製レンズや樹脂製導光体などの樹脂製光学部材を用いた車両用灯具が知られている。例えば、車両用前照灯に搭載されるクリアランスランプや、車両後方に設けられるテールランプとして、樹脂製の棒状導光体の端部にＬＥＤを配置し、線状の発光が得られるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１４６７２２号公報

ところで、近年では性能だけではなく、従来と異なる意匠的に斬新な見栄えを提供することが車両用灯具に求められている。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、斬新な意匠性を呈する樹脂製光学部材およびそれを用いた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、本発明のある態様の樹脂製光学部材は、透光性を有する樹脂製光学部材であって、微細凹凸構造が形成された第１部分と、微細凹凸構造が形成されていない第２部分とを含む面を有する。

微細凹凸構造は、可視光波長以下のピッチで形成された凹部または凸部を含んでもよい。また、微細凹凸構造は、高さ３７ｎｍ以上の凹部または凸部を含んでもよい。

本発明の別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、光源を搭載するための光源搭載部と、光源からの光を制御して前方に向けて出射する樹脂製光学部材とを備える。樹脂製光学部材は、微細凹凸構造が形成された第１部分と、微細凹凸構造が形成されていない第２部分とを含む面を有する。樹脂製光学部材は、前面カバー、投影レンズ、インナーレンズ、導光体のいずれかであってもよい。

本発明によれば、斬新な意匠性を呈する樹脂製光学部材およびそれを用いた車両用灯具を提供することができる。

本発明の実施形態に係る樹脂製光学部材を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製光学部材の作用を説明するための図である。 図３（ａ）〜（ｅ）は、樹脂製光学部材の入射面の原子力間顕微鏡像を示す図である。 観測者が平坦部分と微細凹凸形成部分との差異を認識できるか否か実験した結果を示す図である。 実験を行った条件を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る樹脂製光学部材を説明するための図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る樹脂製光学部材を説明するための図である。 第１実施例に係る車両用灯具の概略水平断面図である。 インナーレンズの側方の一部分を示す図である。 第２実施例に係る車両用灯具の概略水平断面図である。 第３実施例に係る車両用灯具の概略水平断面図である。 第４実施例に係る車両用灯具の鉛直断面図である。 第５実施例に係る車両用灯具の一部を破断した正面図である。 図１３のＩ−Ｉ線に沿ったＬＥＤを含むインナーレンズの断面図である。 図１５（ａ）および（ｂ）は、第６実施例に係る車両用灯具を説明するための図である。 第７実施例に係る車両用灯具を説明するための図である。 図１７（ａ）および（ｂ）は、第８実施例に係る車両用灯具を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る樹脂製光学部材１０を説明するための図である。図１に示す樹脂製光学部材１０は、例えば車両用灯具のインナーレンズや前面カバーとして用いられる。

図１では、図示を簡略化するために平板状の樹脂製光学部材１０を図示しているが、樹脂製光学部材１０の形状は特に限定されず、樹脂製光学部材１０が組み込まれる車両用灯具の形状に応じて様々な形状をとることができる。樹脂製光学部材１０の材料としては、例えばアクリルやポリカーボネートなどの可視光に対して透明な樹脂を用いることができる。

図１に示すように、樹脂製光学部材１０は、光源からの光が入射する入射面１２と、光が出射する出射面１４とを備える。本実施形態では、入射面１２および出射面１４は平面状であるが、入射面１２および出射面１４の形状は特に限定されず、例えば曲面状であってもよい。

本実施形態に係る樹脂製光学部材１０の入射面１２は、微細凹凸構造２０が形成された微細凹凸形成部分１６と、微細凹凸構造が形成されていない平坦部分１８とを含む。この微細凹凸構造２０は、可視光波長（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）以下のピッチＰで形成された凹部または凸部を含むナノパターンである。なお、図１では、微細凹凸構造２０は図示を簡略化するために三角形で表されているが、特にこれに限定されない。また、「平坦」とは微視的にナノオーダの凹凸がないという意味であり、巨視的には平坦部分は例えば曲面であってもよい。

図１では凹部または凸部のピッチＰは一定となっているが、微細凹凸形成部分１６上には様々なピッチの凹部または凸部がランダムに存在してよい。より具体的には、微細凹凸構造２０は、可視光波長の上限以下（すなわち、７８０ｎｍ以下）のピッチの凹部または凸部を含んでいればよく、それに加えて、可視光波長の上限を超える（すなわち、７８０ｎｍを超える）ピッチの凹部または凸部が存在していてもよい。例えば、微細凹凸構造２０は、ピッチ１０ｎｍから１０００ｎｍの凹部または凸部から構成されていてもよい。

樹脂製光学部材１０を射出成形により形成する場合、微細凹凸構造２０は、表面にナノオーダの微細凹凸構造を形成した金型を用いることにより形成できる。微細凹凸構造２０の形成方法は特に限定されず、例えば金型にエッチングする方法や樹脂製光学部材にナノインプリントする方法など、種々の方法により入射面１２に微細凹凸構造２０を形成してもよい。

図２は、本発明の実施形態に係る樹脂製光学部材１０の作用を説明するための図である。図２に示すように、入射面１２の上方に設けられた光源２２からの光が樹脂製光学部材１０の入射面１２に入射する場合を考える。図２には、光源２２からの光が入射面１２の平坦部分１８および微細凹凸構造２０に入射する様子が図示されている。

図２に示すように、平坦部分１８に入射した光は、樹脂製光学部材１０を透過して出射面１４から出射される。一方、微細凹凸形成部分１６に入射した光は、微細凹凸構造２０により散乱する。この散乱光は、樹脂製光学部材１０を透過し、出射面１４から出射される。

微細凹凸形成部分１６に入射した光が散乱するのは、微細凹凸形成部分１６の有するナノ構造の凹凸が光にとって「微細な粒子」として認識されるためである。一般に、可視光波長より小さい粒子に光が衝突すると、レイリー散乱が生じる。本実施形態では、微細凹凸形成部分１６が可視光波長以下のピッチの凹部または凸部を有するので、微細凹凸形成部分１６に入射した光にレイリー散乱が生じている。

本実施形態に係る樹脂製光学部材１０のように、微細凹凸構造２０の形成された微細凹凸形成部分１６と、微細凹凸構造の形成されていない平坦な部分１８とを入射面１２に形成することにより、樹脂製光学部材１０の光り方を樹脂製光学部材１０の部分に応じて変えることができる。すなわち、平坦部分１８に入射した光は、屈折光として出射面１４から出射されるが、微細凹凸形成部分１６に入射した光は散乱光として出射面１４から出射されるので、微細凹凸形成部分１６と平坦部分１８とで光り方が違って見える。従って、本実施形態に係る樹脂製光学部材１０は、例えば微細凹凸形成部分１６を文字形状にすることで、文字を表示することができる。あるいは、微細凹凸形成部分１６を所望の図柄に形成すれば、図柄を表示することができる。

また、微細凹凸形成部分１６に形成された微細凹凸構造２０はナノオーダであるため、光源２２の非点灯時に樹脂製光学部材１０を目視しても、平坦部分１８と微細凹凸構造２０の見え方の違いは殆ど認識することができない。従って、本実施形態に係る樹脂製光学部材１０は、光源の非点灯時には透明で、光源の点灯時には例えば文字や図柄が浮かび上がるような意匠的に斬新な見え方を呈することができる。

図３（ａ）〜（ｅ）は、樹脂製光学部材１０の入射面１２の原子力間顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）像を示す。

図３（ａ）は、比較例として、微細凹凸構造が形成されていない平坦部分のＡＦＭ像を示す。図３（ｂ）は、サンプルＮｏ．１として、凹部または凸部の高さが３７ｎｍの微細凹凸形成部分のＡＦＭ像を示す。図３（ｃ）は、サンプルＮｏ．２として、凹部または凸部の高さが５１ｎｍの微細凹凸形成部分のＡＦＭ像を示す。図３（ｄ）は、サンプルＮｏ．３として、凹部または凸部の高さが７２ｎｍの微細凹凸形成部分のＡＦＭ像を示す。図３（ｅ）は、サンプルＮｏ．４として、凹部または凸部の高さが１１１ｎｍの微細凹凸形成部分のＡＦＭ像を示す。サンプルＮｏ．１〜４において、凹部または凸部のピッチは２００ｎｍである。

図４は、サンプルＮｏ．１〜４の微細凹凸形成部分に関し、観測者が平坦部分との差異を認識できるか否か実験した結果を示す。図５は、実験を行った条件を示す。図５に示すように、光源の前に平坦部分と微細凹凸形成部分を並べ、光照射方向から斜め４５°の方向からそれらを目視した。該平坦部分および微細凹凸形成部分から観測者までの距離は１８０ｃｍである。

このような条件において、平坦部分と微細凹凸形成部分とに見え方の差異が存在するか否かについて１１人の観測者Ａ〜Ｋから回答を得た。図４の実験結果において、「◎」は平坦部分と微細凹凸形成部分の差異がよく分かるという回答を表す。「○」は平坦部分と微細凹凸形成部分の差異が分かるという回答を表す。「△」は平坦部分と微細凹凸形成部分の差異が分かりにくいという回答を表す。「×」は平坦部分と微細凹凸形成部分の差異が分からないという回答を表す。

図４の実験結果を見ると、凹部または凸部の高さが高くなるにつれ、平坦部分と微細凹凸形成部分の差異がより認識しやすくなることが分かる。図４の実験結果から、凹部または凸部の高さを３７ｎｍとすれば、少なくとも平坦部分と微細凹凸形成部分の差異を認識できる観測者が存在している。一方、微細凹凸構造でレイリー散乱を好適に生じさせるためには、凹部または凸部の高さが可視光波長以下、すなわち７８０ｎｍ以下であることが好ましい。従って、本実施形態に係る樹脂製光学部材１０において、文字や図柄を観測者に認識させるためには、凹部または凸部の高さは、３７ｎｍ以上且つ７８０ｎｍ以下であることが好ましい。また、凹部または凸部の高さは、５１ｎｍ以上且つ７８０ｎｍ以下であることがより好ましい。この場合、より多くの観測者から観測者から平坦部分と微細凹凸形成部分の差異が分かるとの回答が得られた。また、凹部または凸部の高さは、７２ｎｍ以上且つ７８０ｎｍ以下であることがより好ましい。この場合、殆どの観測者から平坦部分と微細凹凸形成部分の差異が分かるとの回答が得られた。また、凹部または凸部の高さは、１１１ｎｍ以上且つ７８０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。この場合、全ての観測者から平坦部分と微細凹凸形成部分の差異がよく分かるとの回答が得られた。

図６は、本発明の別の実施形態に係る樹脂製光学部材６０を説明するための図である。本実施形態に係る樹脂製光学部材６０は、光源２２からの光の入射面６２は平坦となっており、微細凹凸構造は形成されていない。一方、出射面６４は、微細凹凸構造２０が形成された微細凹凸形成部分６６と、微細凹凸構造が形成されていない平坦部分６８とを含む。

本実施形態に係る樹脂製光学部材６０においては、微細凹凸形成部分６６から出射する光は散乱光となるので、微細凹凸形成部分６６と平坦部分６８とで光り方が違って見える。従って、本実施形態に係る樹脂製光学部材６０もまた、光源の非点灯時には透明で、光源の点灯時には例えば文字や図柄が浮かび上がるような意匠的に斬新な見え方を呈することができる。

上述の実施形態では、樹脂製光学部材の入射面または出射面に微細凹凸構造が形成された微細凹凸形成部分と、微細凹凸構造が形成されていない平坦部分とを設けたが、樹脂製光学部材の入射面と出射面の両方に微細凹凸形成部分および平坦部分を設けてもよい。また、微細凹凸形成部分と平坦部分を備える面は、光学的に機能する樹脂製光学部材の面であれば特に限定されない。「光学的に機能する面」とは、光源からの光に対し、入射、出射、反射、屈折など光学的に作用する面のことであり、例えば樹脂製光学部材をランプボディに取り付けるためだけに存在しているような面は含まれない。

図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る樹脂製光学部材７０を説明するための図である。本実施形態に係る樹脂製光学部材７０は、車両用灯具の導光体として用いられる棒状の導光体である。樹脂製光学部材７０は、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂を射出成形することにより形成される。図７では、図示を簡略化するために、真っ直ぐな棒状の導光体を図示しているが、その形状は特に限定されず、組み込まれる車両用灯具の形状に応じて様々な形状をとることができる。

本実施形態において、樹脂製光学部材７０の断面形状は略円形状であるが、断面形状は特に限定されず、例えば四角形状であってもよい。樹脂製光学部材７０は、一方の端面が光源２２から光を入射する入射面７２とされている。また、樹脂製光学部材７０の周面における前面側は、光を出射する出射面７４とされている。一方、樹脂製光学部材７０の周面における背面７５には、樹脂製光学部材７０内を進む光を出射面７４に向けて反射する複数のステップ７７が、樹脂製光学部材７０の延出方向に沿って形成されている。ステップ７７のピッチはミリオーダであり、例えば０．５ｍｍから２ｍｍ程度であってよい。

本実施形態に係る樹脂製光学部材７０において、出射面７４は、微細凹凸構造２０が形成された微細凹凸形成部分７６と、微細凹凸構造が形成されていない平坦部分７８とを含む。

樹脂製光学部材７０において、光源２２から出射した光は、入射面７２から樹脂製光学部材７０内に入射する。樹脂製光学部材７０内に入射した光は、全反射を繰り返しながら樹脂製光学部材７０内を進行する。樹脂製光学部材７０内を進行する間に背面７５に設けられたステップ７７に入射した光は、該ステップ７７により出射面７４に向けて反射され、出射面７４から出射される。樹脂製光学部材７０の延出方向に沿って設けられた各ステップ７７において同様の反射が生じることにより、樹脂製光学部材７０の延出方向に沿った出射面７４の略全領域から光が出射される。

ここで、本実施形態に係る樹脂製光学部材７０においては、微細凹凸形成部分７６から出射する光は散乱光となるので、微細凹凸形成部分７６と平坦部分７８とで光り方が違って見える。従って、本実施形態に係る樹脂製光学部材７０もまた、光源の非点灯時には透明で、光源の点灯時には例えば文字や図柄が浮かび上がるような意匠的に斬新な見え方を呈することができる。なお、樹脂製光学部材７０の背面７５に複数のステップ７７が形成されていなくても、同様の効果が得られる。

次に、上述した樹脂製光学部材を用いた車両用灯具の実施例について説明する。

図８は、第１実施例に係る車両用灯具８０の概略水平断面図である。本実施例に係る車両用灯具８０は、車両後部に設けられるテールランプまたはストップランプとして用いられる。

車両用灯具８０は、ランプボディ８４と、ランプボディ８４の前面開口部を覆う透明なアウターレンズ８２とを備える。アウターレンズ８２は、灯具前方から側方にかけて湾曲するように形成されている。ランプボディ８４とアウターレンズ８２は、灯室８６を形成しており、該灯室８６内には、光源としてのバルブ８８と、光源搭載部としてのバルブソケット８７と、バルブ８８からの光を反射するリフレクタ８９と、バルブ８８からの直接光およびリフレクタ８９からの反射光を制御してアウターレンズ８２に向けて出射するインナーレンズ８１とが設けられている。本実施例では、このインナーレンズ８１に微細凹凸構造が形成された微細凹凸形成部分と、微細凹凸構造が形成されていない平坦部分とが設けられている。

バルブ８８は、ランプボディ８４に取り付けられたバルブソケット８７により支持されて電気接続が行われる。リフレクタ８９は、バルブ８８の背面側からバルブ８８の周囲を囲むように配設され、ランプボディ８４により支持されている。

インナーレンズ８１は、アウターレンズ８２に沿うように形成され、ランプボディ８４により支持されている。インナーレンズ８１の出射面８３（アウターレンズ８２側の面）は、アウターレンズ８２から所定距離離間している。また、インナーレンズ８１の入射面８５（バルブ８８側の面）には、バルブ８８からの直接光およびリフレクタ８９からの反射光を制御するための複数のステップ（図示せず）が形成されている。複数のステップは、例えば格子状に配置された複数の魚眼ステップであってよい。

図９は、インナーレンズ８１の側方の一部分を示す。図９に示すように、インナーレンズ８１の側方には、出射面８３上に「ＡＢＣ」の文字９０が書かれている。この「ＡＢＣ」の文字９０は、出射面８３上に「ＡＢＣ」の文字形状の微細凹凸構造を形成することにより書かれている。すなわち、この文字９０が微細凹凸形成部分であり、その周囲が平坦部分となる。

本実施例に係る車両用灯具８０において、バルブ８８の非点灯時にインナーレンズ８１を目視しても、「ＡＢＣ」の文字９０を視認することはできない、あるいは少なくとも視認するのは容易ではない。一方、バルブ８８の点灯時には、「ＡＢＣ」の文字９０が散乱光により周囲とは違った光り方となるので、視認可能となる。このように、本実施例に係る車両用灯具８０は、バルブ８８の点灯時には文字９０がインナーレンズ８１に浮かび上がるような意匠的に斬新な見え方を呈することができる。

図１０は、第２実施例に係る車両用灯具１００の概略水平断面図である。本実施例に係る車両用灯具１００は、車両の車幅方向の左右に１灯ずつ配置される車両用前照灯である。

図１０に示すように、車両用灯具１００は、ランプボディ１０１と、ランプボディ１０１の前端開口部に取り付けられた前面カバー１０２とで形成される灯室１０３内に、ハイビーム照射用灯具ユニット１０４およびロービーム照射用灯具ユニット１０５が収容された構成となっている。本実施例では、前面カバー１０２に微細凹凸構造が形成された微細凹凸形成部分と、微細凹凸構造が形成されていない平坦部分とが設けられている。

各灯具ユニットは、それぞれ図示しない支持部材によって、ランプボディ１０１に取り付けられている。また、灯具の存在領域に開口部を有するエクステンション部材１０６がランプボディ１０１または前面カバー１０２に固定され、ランプボディ１０１の前面開口部と灯具との間の領域が前方に対して覆われている。

ロービーム照射用灯具ユニット１０５は、従来周知の反射型の灯具ユニットであり、バルブ１０７と、リフレクタ１０８とを有する。ロービーム照射用灯具ユニット１０５は、バルブ１０７から出射した光をリフレクタ１０８に反射させて、リフレクタ１０８から前方に向かう光の一部を図示しない遮光板でカットして所定のカットオフラインを有するロービーム用の配光パターンを形成する。バルブ１０７の先端にはバルブ１０７から直接前方に出射する光をカットするシェード１０９が設けられている。なお、ロービーム照射用灯具ユニットの構成は特にこれに限定されない。

ハイビーム照射用灯具ユニット１０４もまた、反射型の灯具ユニットであり、バルブ１１０と、リフレクタ１１１とを有する。ハイビーム照射用灯具ユニット１０４は、バルブ１１０から出射した光をリフレクタ１１１に反射させて、ハイビーム用の配光パターンを形成する。なお、ハイビーム照射用灯具ユニットの構成は特にこれに限定されない。

本実施形態に係る車両用灯具１００においては、図１０に示すように、前面カバー１０２の内側面上に文字１１２が書かれている。この文字１１２は、前面カバー１０２の内側面上に文字形状の微細凹凸構造を形成することにより書かれている。すなわち、この文字１１２が微細凹凸形成部分であり、その周囲が平坦部分となる。

本実施例に係る車両用灯具１００において、バルブ１０７の非点灯時に前面カバー１０２を目視しても、文字１１２を視認することはできない、あるいは少なくとも視認するのは容易ではない。一方、バルブ１０７の点灯時には、文字１１２が散乱光により周囲とは違った光り方となるので、視認可能となる。このように、本実施例に係る車両用灯具１００は、バルブ１０７の点灯時には文字１１２が前面カバー１０２に浮かび上がるような意匠的に斬新な見え方を呈することができる。

図１１は、第３実施例に係る車両用灯具１００の概略水平断面図である。本実施例に係る車両用灯具１２０は、車両後部に設けられるテールランプまたはストップランプとして用いることができる。

車両用灯具１２０は、ランプボディ１１３と、ランプボディ１１３の前面開口部を覆う透明な前面カバー１１４とを備える。ランプボディ１１３と前面カバー１１４は、灯室１１５を形成しており、該灯室１１５内にはＬＥＤ１１６と、導光体１１７とが設けられている。ＬＥＤ１１６は、導光体１１７の入射面１１８に対向するように、ランプボディ１１３の側面に固定された光源搭載部１４９上に搭載されている。

導光体１１７は、図７において詳細に説明したように、入射面１１８から入射した光を導光し、出射面１１９から出射される。出射面１１９に対向する背面１４８には、導光体１１７内を進行する光を出射面１１９に向けて反射するための複数のステップ（図示せず）が導光体１１７の延出方向に沿って設けられている。導光体１１７は、ランプボディ１１３の両側面に固定された支持部材１２１，１２２により固定支持されている。

本実施形態に係る車両用灯具１２０においては、図１１に示すように、導光体１１７の出射面１１９上に文字１２３が書かれている。この文字１２３は、入射面１１８の出射面１１９上に文字形状の微細凹凸構造を形成することにより書かれている。すなわち、この文字１２３が微細凹凸形成部分であり、その周囲が平坦部分となる。

本実施例に係る車両用灯具１２０において、ＬＥＤ１１６の非点灯時に導光体１１７を目視しても、文字１２３を視認することはできない、あるいは少なくとも視認するのは容易ではない。一方、ＬＥＤ１１６の点灯時には、文字１２３が散乱光により周囲とは違った光り方となるので、視認可能となる。このように、本実施例に係る車両用灯具１２０は、ＬＥＤ１１６の点灯時には文字１２３が導光体１１７に浮かび上がるような意匠的に斬新な見え方を呈することができる。

図１２は、第４実施例に係る車両用灯具１３０の鉛直断面図である。車両用灯具１３０は、プロジェクタ型の車両用前照灯であり、車両前方にロービームを照射する機能を有する。

車両用灯具１３０は、図１２に示すように、灯具前方に開口された凹部を有するランプボディ１３１と、該ランプボディ１３１の開口面を閉塞する前面カバー１３２とを備え、ランプボディ１３１と前面カバー１３２によって形成された内部空間が灯室１３３として形成されている。

灯室１３３内には、灯具ユニット１３４が配置されている。図１２に示すように、灯具ユニット１３４は、ブラケット１３５の略中央部に取り付けられている。ブラケット１３５の上部には第１エイミングスクリュー１３６が取り付けられており、ブラケット１３５の下部には第２エイミングスクリュー１３７が取り付けられている。ブラケット１３５は、第１エイミングスクリュー１３６および第２エイミングスクリュー１３７によってランプボディ１３１に傾動自在に支持されている。下方の第２エイミングスクリュー１３７には、エイミングアクチュエータ１３８が設けられている。そして、エイミングアクチュエータ１３８の駆動されると、ブラケット１３５の傾動に伴って灯具ユニット１３４が傾動されて、照明光の光軸調整（エイミング調整）が行われる。

灯具ユニット１３４は、光源としてのＬＥＤ１３９と、光源搭載部としての基板１４０と、ＬＥＤ１３９からの光を灯具前方へ反射するリフレクタ１４１と、基板１４０を支持する基板支持部材１４２と、投影レンズ１４３と、レンズ支持部材１４４とを備える。

リフレクタ１４１は、鉛直断面形状が略楕円形状であり、水平断面形状が楕円をベースとした自由曲面形状に形成されている。リフレクタ１４１は、その第１焦点がＬＥＤ１３９の発光部近傍となり、第２焦点が基板支持部材１４２の先端部１４２ａ近傍となるように配置されている。基板支持部材１４２の先端部１４２ａは、リフレクタ１４１から反射された光を選択的にカットして、車両前方に投影される配光パターンに斜めカットオフラインを形成するように構成されている。すなわち、基板支持部材１４２の先端部１４２ａは、リフレクタからの光の一部を遮蔽するシェードとして機能する。

投影レンズ１４３は、ＬＥＤ１３９から出射された後、リフレクタ１４１で反射された光を入射する入射面１４５と、該光を灯具前方に出射する出射面１４６とを備える。投影レンズ１４３は、入射面１４５が平面に形成され、出射面１４６が凸面に形成された平凸非球面レンズである。投影レンズ１４３は、レンズ支持部材１４４によりリフレクタ１４１の前方に設けられている。投影レンズ１４３の光軸Ａｘは、車両の前後方向と略平行となっている。また、投影レンズ１４３の後方側焦点は、リフレクタ１４１の第２焦点と略一致している。投影レンズ１４３は、後方焦点面上に形成される光源像を反転像として車両用灯具１３０の前方に投影する。

本実施形態に係る車両用灯具１３０においては、図１２に示すように、投影レンズ１４３の入射面１４５上に文字１４７が書かれている。この文字１４７は、入射面１４５上に文字形状の微細凹凸構造を形成することにより書かれている。すなわち、この文字１４７が微細凹凸形成部分であり、その周囲が平坦部分となる。

本実施例に係る車両用灯具１３０において、ＬＥＤ１３９の非点灯時に投影レンズ１４３を目視しても、文字１４７を視認することはできない、あるいは少なくとも視認するのは容易ではない。一方、ＬＥＤ１３９の点灯時には、文字１４７が散乱光により周囲とは違った光り方となるので、視認可能となる。このように、本実施例に係る車両用灯具１３０は、ＬＥＤ１３９の点灯時には文字１４７が投影レンズ１４３に浮かび上がるような意匠的に斬新な見え方を呈することができる。

上述の各実施例においては、文字形状の微細凹凸構造を形成することにより文字を表示したが、文字の周囲に微細凹凸構造を形成し、文字の部分を平坦としてもよい。この場合も、文字部分が周囲とは違った光り方となるので、光源点灯時に文字を浮かび上がらせることができる。なお、上述の各実施例では、表示対象として文字を例示したが、表示対象は特に限定されず、例えば図柄などであってもよい。

上述の各実施例においては、微細凹凸構造によって散乱光が生じる。一方で、微細凹凸構造は反射光が少ないため、実質的に平坦部分に比べて透過光の光量は減少しない。このため、配光上必要な面に微細凹凸構造を形成しても、光量不足などの不具合が生じず、配光に影響を与えない。つまり、配光上利用する面に微細凹凸構造を形成することが可能である。

図１３は、第５実施例に係る車両用灯具１５０の一部を破断した正面図である。図１３に示す車両用灯具１５０は、車両後方のテール＆ストップランプとして用いられる。車両用灯具１５０は、バックアップランプ、ターンシグナルランプ等を含むリアコンビネーションランプに組み込まれてもよい。

車両用灯具１５０は、矩形の容器状をしたランプボディ１５１と、このランプボディ１５１の前面開口に取着されたアウターレンズ１５２とで構成された灯室内に組み込まれている。

車両用灯具１５０は、４つのＬＥＤ１５３を枡目状に搭載した回路基板１５６と、この回路基板１５６の前面側に配置された複合インナーレンズ１５４とで構成されている。複合インナーレンズ１５４は、４つのＬＥＤ１５３のそれぞれに対応する４つのインナーレンズ１５５を上下左右に配置した複合型レンズとして構成されている。複合インナーレンズ１５４は、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂を射出成形することにより形成される。

車両用灯具１５０は、各ＬＥＤ１５３から出射した光を対応するインナーレンズ１５５に入射させ、このインナーレンズ１５５において屈折し、あるいは内面反射させてインナーレンズ１５５内を導光した上で、所要の配光特性で出射させるように構成されている。車両用灯具１５０は、４つのＬＥＤ１５３を低光度で発光させたときにはテールランプとして機能し、高光度で発光させたときにはストップランプとして機能する。

図１４は、図１３のＩ−Ｉ線に沿ったＬＥＤ１５３を含むインナーレンズ１５５の断面図である。図１４に示すように、インナーレンズ１５５は概ね碗状に形成されており、その中心軸は車両用灯具１５０の光軸Ｏｘとなり、かつＬＥＤ１５３の光軸に一致している。インナーレンズ１５５の底面には導光凹部１５９が形成され、回路基板１５６上のＬＥＤ１５３はこの導光凹部１５９内に配置される。導光凹部１５９の内面は、ＬＥＤ１５３からの光をインナーレンズ１５５内に入射する入射面１５９ａとなる。

インナーレンズ１５５は、その前面に、中心部に位置する円形状の中心出射面１６０ａと、該中心出射面１６０ａの外側に位置する環状の中間出射面１６０ｂと、該中間出射面１６０ｂの外側に位置する環状の周辺出射面１６０ｃとを有する。

ＬＥＤ１５３から光軸方向に出射した光は、入射面１５９ａからインナーレンズ１５５内に入射した後、中心出射面１６０ａから灯具前方に出射される（光線Ａ１で示す）。また、ＬＥＤ１５３から比較的大きな出射角度で出射した光は、入射面１５９ａからインナーレンズ１５５内に入射し、インナーレンズ１５５の背面における導光凹部１５９の外側に形成された中間反射面１６２ａで反射した後、中間出射面１６０ｂから外部に出射される（光線Ａ２で示す）。また、ＬＥＤ１５３から中間的な出射角度で出射した光は、入射面１５９ａからインナーレンズ１５５内に入射し、インナーレンズ１５５の背面における中間反射面１６２ａの外側に形成された周辺反射面１６２ｂで反射した後、周辺出射面１６０ｃから外部に出射される（光線Ａ３で示す）。

図１３に示すように、中間出射面１６０ｂおよび周辺出射面１６０ｃはそれぞれ、複数の小区分から構成されている。各小区分は平面または曲面である。そして、本実施例では、周辺出射面１６０ｃの一部の小区分に、微細凹凸構造２０が形成されている。図１３に示す実施例では、周辺出射面１６０ｃの複数の小区分のうち、離散した４つの小区分に微細凹凸構造２０が形成されている。周辺出射面１６０ｃのその他の小区分は、微細凹凸構造が形成されておらず、平坦に形成されている。従って、本実施例のインナーレンズ１５５は、微細凹凸構造２０が形成された小区分と、微細凹凸構造が形成されていない平坦な小区分とを含む周辺出射面１６０ｃを有する。

本実施例に係る車両用灯具１５０において、微細凹凸構造２０が形成された小区分から出射される光は散乱光となる。一方、平坦な小区分から出射される光は屈折光となる。従って、ＬＥＤ１５３の非点灯時には微細凹凸構造２０が形成された小区分と平坦な小区分は共に透明であり見え方に差がないが、ＬＥＤ１５３の点灯時には微細凹凸構造２０が形成された小区分と平坦な小区分は光り方に差が生じるため、本実施例に係る車両用灯具１５０は斬新な意匠性を呈することができる。

本実施形態では、周辺出射面１６０ｃの一部の小区分に微細凹凸構造２０を形成したが、これに加えて又は代えて、中間出射面１６０ｂの一部の小区分に微細凹凸構造が形成されてもよい。さらに、中心出射面１６０ａの一部または全部に微細凹凸構造が形成されてもよい。

図１５（ａ）および（ｂ）は、第６実施例に係る車両用灯具１７０を説明するための図である。図１５（ａ）は、車両用灯具１７０の正面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示す車両用灯具１７０のＩＩ−ＩＩ断面図である。本実施例に係る車両用灯具１７０は、車両後部に設けられるテールランプまたはストップランプとして用いることができる。

車両用灯具１７０は、ランプボディと前面カバー（共に図示せず）によって形成された灯室内に、ＬＥＤ１７１と、棒状の導光体１７２とを備える。導光体１７２は、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂を射出成形することにより形成される。

図１５（ｂ）に示すように、本実施例の導光体１７２の断面形状は台形状である。導光体１７２は、一方の端面がＬＥＤ１７１から光を入射する入射面１７３とされている。また、台形柱状の導光体１７２の４つの側面のうち、上底面１７４ａは光を出射する出射面とされている。また、他の３つの側面（下底面１７４ｂ、脚面１７４ｃおよび１７４ｄ）には、導光体１７２内を進む光を出射面である上底面１７４ａに向けて反射するための複数のステップが形成されている。すなわち、下底面１７４ｂ、脚面１７４ｃおよび１７４ｄは、反射面として機能する。

本実施例に係る車両用灯具１７０では、反射面として機能する３つの側面のうち、下底面１７４ｂに微細凹凸構造２０が形成されている。他の脚面１７４ｃおよび１７４ｄは、微細凹凸構造が形成されておらず、平坦に形成されている。従って、本実施例の導光体１７２は、微細凹凸構造２０が形成された下底面１７４ｂと、微細凹凸構造が形成されていない平坦な脚面１７４ｃおよび１７４ｄとを含む反射面を有する。

本実施例に係る車両用灯具１７０において、微細凹凸構造２０が形成された下底面１７４ｂで反射する光は、散乱光となる。一方、平坦な脚面１７４ｃおよび１７４ｄで反射する光は、散乱光とはならない。従って、ＬＥＤ１７１の非点灯時には微細凹凸構造２０が形成された下底面１７４ｂと平坦な脚面１７４ｃおよび１７４ｄは共に透明であり見え方に差がないが、ＬＥＤ１７１の点灯時には微細凹凸構造２０が形成された下底面１７４ｂと平坦な脚面１７４ｃおよび１７４ｄは見え方に差が生じるため、本実施例に係る車両用灯具１７０は斬新な意匠性を呈することができる。

図１６は、第７実施例に係る車両用灯具１７５を説明するための図である。本実施例に係る車両用灯具１７５は、第６実施例に係る車両用灯具１７０と同様に台形柱状の導光体１７６を備える。導光体１７６は、一方の端面がＬＥＤ（図示せず）から光を入射する入射面とされている。また、台形柱状の導光体１７６の４つの側面のうち、下底面１７８ｂのみが反射面とされており、他の３つの側面（上底面１７８ａ、脚面１７８ｃおよび１７８ｄ）は光を外部に出射する出射面とされている。下底面１７８ｂには、導光体１７６内を進む光を出射面である上底面１７８ａ、脚面１７８ｃおよび１７８ｄに向けて反射するための複数のステップが形成されている。

本実施例に係る車両用灯具１７５では、出射面として機能する３つの側面のうち、上底面１７８ａに微細凹凸構造２０が形成されている。他の出射面である脚面１７８ｃおよび１７８ｄは、微細凹凸構造が形成されておらず、平坦に形成されている。従って、本実施例の導光体１７６は、微細凹凸構造２０が形成された上底面１７８ａと、微細凹凸構造が形成されていない平坦な脚面１７８ｃおよび１７８ｄとを含む出射面を有する。

本実施例に係る車両用灯具１７５において、微細凹凸構造２０が形成された上底面１７８ａから出射する光は、散乱光となる。一方、平坦な脚面１７８ｃおよび１７８ｄから出射する光は、散乱光とはならない。従って、ＬＥＤの非点灯時には微細凹凸構造２０が形成された上底面１７８ａと平坦な脚面１７８ｃおよび１７８ｄは共に透明であり見え方に差がないが、ＬＥＤの点灯時には微細凹凸構造２０が形成された上底面１７８ａと平坦な脚面１７８ｃおよび１７８ｄは見え方に差が生じるため、本実施例に係る車両用灯具１７５は斬新な意匠性を呈することができる。

図１７（ａ）および（ｂ）は、第８実施例に係る車両用灯具１８０を説明するための図である。図１７（ａ）は、車両用灯具１８０の正面図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に示す車両用灯具１８０のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。本実施例に係る車両用灯具１８０は、車両後部に設けられるテールランプまたはストップランプとして用いることができる。

車両用灯具１８０は、ランプボディと前面カバー（共に図示せず）によって形成された灯室内に、ＬＥＤ１８１と、棒状の導光体１８２とを備える。導光体１８２は、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂を射出成形することにより形成される。

図１７（ｂ）に示すように、本実施例の導光体１８２の断面形状は平行四辺形状である。導光体１８２は、一方の端面がＬＥＤ１８１から光を入射する入射面１８３とされている。また、平行四辺形状の導光体１８２の４つの側面のうち、正面側に位置する第１側面１８４ａと第４側面１８４ｄは光を出射する出射面とされている。第１側面１８４ａおよび第４側面１８４ｄは、車両用灯具１８０を車両に実装したときに、正面から直接視認できる面である。また、背面側に位置する他の２つの側面（第２側面１８４ｂおよび第３側面１８４ｃ）には、導光体１８２内を進む光を出射面である第１側面１８４ａおよび第４側面１８４ｄに向けて反射するための複数のステップが形成されている。すなわち、第２側面１８４ｂおよび第３側面１８４ｃは、反射面として機能する。第２側面１８４ｂおよび第３側面１８４ｃは、車両用灯具１８０を車両に実装したときに、正面から直接視認できない面である。

本実施例に係る車両用灯具１８０では、反射面として機能する２つの側面のうち、第２側面１８４ｂに微細凹凸構造２０が形成されており、第３側面１８４ｃは、微細凹凸構造が形成されておらず、平坦に形成されている。従って、本実施例の導光体１８２は、微細凹凸構造２０が形成された第２側面１８４ｂと、微細凹凸構造が形成されていない平坦な第３側面１８４ｃとを含む反射面を有する。

本実施例に係る車両用灯具１８０において、微細凹凸構造２０が形成された第２側面１８４ｂで反射する光は、散乱光となる。一方、平坦な第３側面１８４ｃで反射する光は、散乱光とはならない。従って、ＬＥＤ１８１の非点灯時には微細凹凸構造２０が形成された第４側面１８４ｄと平坦な第３側面１８４ｃは共に透明であり見え方に差がないが、ＬＥＤ１８１の点灯時には微細凹凸構造２０が形成された第４側面１８４ｄと平坦な第３側面１８４ｃは見え方に差が生じるため、本実施例に係る車両用灯具１８０は斬新な意匠性を呈することができる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上記実施例においては、本発明の実施形態に係る樹脂製光学部材を車両用灯具に適用した場合について述べたが、この樹脂製光学部材は例えば携帯電話など様々な電子機器に適用することができる。

１０、６０、７０ 樹脂製光学部材、 １２、６２、７２、８５、１１８、１４５ 入射面、 １４、６４、７４、８３、１１９、１４６ 出射面、 １６、６６、７６ 微細凹凸形成部分、 １８、６８、７８ 平坦部分、 ２０ 微細凹凸構造、 ２２ 光源、 ７７ ステップ、 ８０、１００、１２０、１３０、１５０、１７０、１７５、１８０ 車両用灯具、 ８１、１５５ インナーレンズ、 ８２ アウターレンズ、 ８４、１０１、１１３、１３１ ランプボディ、 ８６、１０３、１１５、１３３ 灯室、 ８８、１０７、１１０ バルブ、 ８９、１０８、１１１、１４１ リフレクタ、 ９０、１１２、１２３、１４７ 文字、 １０２、１１４、１３２ 前面カバー、 １０９ シェード、 １１６、１３９、１５３、１７１、１８１ ＬＥＤ、 １１７、１７２、１７６、１８２ 導光体、 １３４ 灯具ユニット、 １４３ 投影レンズ。

本発明は、樹脂製光学部材を用いた車両用灯具に利用できる。

Claims (5)

1. 透光性を有する樹脂製光学部材であって、微細凹凸構造が形成された第１部分と、微細凹凸構造が形成されていない第２部分とを含む面を有することを特徴とする樹脂製光学部材。
2. 前記微細凹凸構造は、可視光波長以下のピッチで形成された凹部または凸部を含むことを特徴とする請求項１に記載の樹脂製光学部材。
3. 前記微細凹凸構造は、高さ３７ｎｍ以上の凹部または凸部を含むことを特徴とする請求項１に記載の樹脂製光学部材。
4. 光源を搭載するための光源搭載部と、
   前記光源からの光を制御して前方に向けて出射する樹脂製光学部材と、
   を備える車両用灯具であって、
   前記樹脂製光学部材は、微細凹凸構造が形成された第１部分と、微細凹凸構造が形成されていない第２部分とを含む面を有することを特徴とする車両用灯具。
5. 前記樹脂製光学部材は、前面カバー、投影レンズ、インナーレンズ、導光体のいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。