JP2011228185A - 灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べ、低コストで明瞭なライン状に発光する灯具ユニットを提供する。
【解決手段】灯具ユニット１は、光源１０と、光源１０の前方に配設された左右方向に長尺な導光体２０とを備える。導光体２０の入射部２１は、光源１０からの光を光軸Ａｘ方向への平行光にしつつ導光体２０内へ入射させる。導光体２０の導光部２２は、入射部２１の光軸Ａｘ方向に位置するように導光体２０の前面に凹設され、光軸Ａｘに対し４５度の角度で左右方向の両側へ個別に傾斜する一対の第２反射面２２１と、一対の第２反射面２２１で左右方向へ内部反射された光を出射部２３に向けて光軸Ａｘ方向へ内部反射させる複数の第３反射面２２２とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、灯具ユニットに関する。

従来、車両用信号灯や装飾灯などに用いられる灯具ユニットとして、例えば特許文献１，２に記載のような、前方へライン状に発光するものが知られている。

このうち、特許文献１に記載の灯具ユニット８００は、図５（ａ）に示すように、左右へ分散された輝度分布を有する光源８０１と、光源８０１の前方に配置された左右に長尺なインナーレンズ８０２及びアウターレンズ８０３とを備えている。そして、光源８０１から左右へ分散させて出射された光をインナーレンズ８０２で光源８０１の光軸に沿った平行光とした後にアウターレンズ８０３で拡散させることにより、当該アウターレンズ８０３がライン状に発光するようになっている。

また、特許文献２に記載の灯具ユニット９００は、図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤ等の光源９０１と、光源９０１の前方に配置された左右に長尺な導光体９０２とを備えている。導光体９０２には、光源９０１を焦点とする回転放物面状の左右一対の第１反射面９０２ａ，９０２ａが前面の中央部に形成され、第１反射面９０２ａ，９０２ａの両側に左右へ長尺な出射面９０２ｂが形成され、出射面９０２ｂと反対側の面に複数の第２反射面９０２ｃ，…が形成されている。そして、光源９０１から出射されて導光体９０２内へ入射した光を、一対の第１反射面９０２ａ，９０２ａで左右へ反射させ、第２反射面９０２ｃ，…で前方へ反射させて出射面９０２ｂから拡散出射させることにより、当該出射面９０２ｂがライン状に発光するようになっている。

特開２００７−４８４７０号公報 特許第４２９０６０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の灯具ユニット８００では、輝度分布が左右に分散された特殊な光源８０１や、インナーレンズ８０２及びアウターレンズ８０３の２つのレンズ（導光体）が必要となるため、コスト高となってしまう。

一方、特許文献２に記載の灯具ユニット９００では、特殊な光源や２つの導光体は必要としないものの、光源９０１から放射状に出射された光をそのまま導光体９０２に入射させた後に回転放物面状の第１反射面９０２ａ，９０２ａで反射させているために、光を出射しない（発光しない）第１反射面９０２ａが左右へ大きくなる結果、正面から見たときに中央のダーク部分が大きくなり、ライン状に見えにくいという問題があった。

本発明の課題は、従来に比べ、低コストで明瞭なライン状に発光する灯具ユニットを提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
前方を向く光軸を有する光源と、
前記光軸と直交する光軸直交方向に延在するように前記光源の前方に配設され、前記光源と対向させて前記光源側の一方の面に突設された入射部と、前記一方の面と反対側の他方の面に前記光軸直交方向へ長尺に形成された出射部と、前記入射部から前記出射部へ光を導く導光部と、を有する導光体と、
を備える灯具ユニットにおいて、
前記入射部は、前記光源から出射された光を前記光軸に沿った光軸方向への平行光としつつ前記導光体内へ入射させ、
前記導光部は、
前記入射部の前記光軸方向に位置するように前記他方の面に凹設され、前記光軸に対し４５度の角度で前記光軸直交方向の両側へ個別に傾斜する一対の第２反射面と、
前記一対の第２反射面で前記光軸直交方向へ内部反射された光を前記出射部に向けて前記光軸方向へ内部反射させる複数の第３反射面と、
を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の灯具ユニットにおいて、
前記入射部は、
前記光源と対向する凸面状に形成され、前記光源から出射された光を前記光軸方向へ屈折させつつ前記導光体内へ入射させる第１入射面と、
前記第１入射面の周縁部に前記光源側へ立設され、前記光源から出射されて前記第１入射面よりも側方へ向かう光を前記導光体内へ入射させる第２入射面と、
当該入射部の外周面を構成し、前記第２入射面から前記導光体内へ入射した光を前記光軸方向へ内部反射させる第１反射面と、
を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の灯具ユニットにおいて、
前記複数の第３反射面は、
前記一対の第２反射面の前記光軸直交方向の両側に位置するとともに、前記出射部が当該複数の第３反射面の前記光軸方向に位置するように前記一方の面に配設され、
前記一対の第２反射面のうち何れか近方の第２反射面と平行にそれぞれ形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の灯具ユニットにおいて、
前記導光体は、前記光軸を中心に前記光軸直交方向で対称形に形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、光源から出射された光は、入射部により光軸方向への平行光とされつつ導光体内へ入射し、一対の第２反射面により光軸直交方向の両側へ分岐されつつ内部反射された後に、複数の第３反射面によって光軸方向へ内部反射されて出射部から前方へ出射する。こうして、左右方向へ長尺な出射部が一対の第２反射面を挟んでライン状に発光する。
このように、導光体内に入射した光を光軸方向への平行光とした後に、光軸と４５度の角度をなす一対の第２反射面により当該平行光を光軸直交方向の両側へ分岐させているので、一対の第２反射面（特許文献１の第１反射面）をそれぞれ回転放物面状に形成していた従来の灯具ユニットに比べ、ダーク部分となる当該一対の第２反射面を光軸直交方向に短く形成することができる。また、一般的に使用される光源と上記の導光体１つだけで足りるので、特殊な光源や２つもの導光体を必要とした従来の灯具ユニットに比べ、低コストに構成することができる。
したがって、従来に比べ、低コストで明瞭なライン状に発光することができる。

請求項２に記載の発明によれば、光源から第１入射面へ出射された光が当該第１入射面により光軸方向へ屈折されつつ導光体内へ入射するとともに、第１入射面よりも側方へ出射された光が第２入射面から導光体内へ入射した後に第１反射面により光軸方向へ内部反射される。このように、第１入射面よりも側方へ出射された光をも導光体内へ入射させて光軸方向への平行光としているので、単純に第１入射面だけを用いる場合に比べてより多くの光を取り込んで利用することができ、ひいては、光束利用率を向上させて出射面を更に明瞭に発光させることができる。

実施形態における灯具ユニットの正面図である。 図１の（ａ）II−II線での断面図であり、（ｂ）III−III線での断面図である。 灯具ユニット内の光路を説明するための図である。 別例の灯具ユニットの断面図である。 従来の灯具ユニットを説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、発明の範囲は以下の実施形態及び図示例に限定されない。

＜灯具ユニットの構成＞
図１は、本実施形態における灯具ユニット１の正面図であり、図２（ａ），（ｂ）は、図１のII−II線，III−III線での断面図である。
これらの図に示すように、灯具ユニット１は、光源１０と、光源１０の前方に配設された導光体２０とを備えており、図示しないハウジング及び透光カバーからなる灯室内に収容されている。

光源１０は、例えば発光ダイオード等の発光体であり、基板１１に実装されている。この光源１０は、前方を向く光軸Ａｘを有しており、当該光軸Ａｘを中心に前方へ光を照射する。

導光体２０は、光源１０から出射された光をライン状に発光させるためのものである。この導光体２０は、光軸Ａｘと直交する左右方向に延在するように長尺に形成されており、本実施形態においては、光軸Ａｘを中心に左右対称形に形成されている。
具体的には、導光体２０は、光源１０から出射された光を当該導光体２０内へ入射させる入射部２１と、当該導光体２０内から光を出射させる出射部２３と、入射部２１から出射部２３へ光を導く導光部２２と、を有している。

このうち、入射部２１は、光源１０と対向するように導光体２０の後面（光源１０側の面）に突設されており、より詳しくは、光軸Ａｘを回転対称軸とする裁頭円錐状に形成されている。この入射部２１の頭部には、後方へ向けて開口する凹部２１ａが形成されている。
凹部２１ａの底部には、後方へ膨出する凸面状（非球面）の第１入射面２１１が、光軸Ａｘを回転対称軸として光源１０と対向するように形成されている。この第１入射面２１１は、その焦点に光源１０が位置するように配設されており、光源１０から出射された光を光軸Ａｘに沿った方向（以下、光軸Ａｘ方向という）へ屈折させつつ導光体２０内へ入射させる。
第１入射面２１１の周縁部に配設された凹部２１ａの内周面は、第２入射面２１２を構成している。この第２入射面２１２は、光源１０の周囲を囲うように後方へ立設された円錐面であり、光源１０から出射された光のうち第１入射面２１１よりも側方へ向かう光を導光体２０内へ入射させる。
入射部２１の外周面は、第１反射面２１３となっている。この第１反射面２１３は、第２入射面２１２から導光体２０内へ入射した光を光軸Ａｘ方向へ内部反射させる。

導光部２２は、導光体２０の前面に形成された左右一対の第２反射面２２１，２２１と、導光体２０の後面に形成された複数の第３反射面２２２，…とを有している。
このうち、一対の第２反射面２２１，２２１は、入射部２１の光軸Ａｘ方向に位置するように導光体２０の前面に凹設されている。具体的には、この一対の第２反射面２２１，２２１は、側面視で光軸Ａｘを屈曲点とするく字状に形成されており、光軸Ａｘに対し４５度の角度で左方向と右方向とへ個別に傾斜している。これら第２反射面２２１，２２１は、第１入射面２１１及び第１反射面２１３を経て光軸Ａｘ方向へ進む光を、光軸Ａｘを境に左方向及び右方向へ分岐させつつ内部反射させる。
一方、第３反射面２２２，…は、導光体２０の後面の左右両側部分にそれぞれ複数形成されている。この後面の左右両側部分は階段状となっており、各段面２２ａが光軸Ａｘに直交するとともに光軸Ａｘから離れるに連れて段階的に前方に位置するように形成されている。各第３反射面２２２は、この各段面２２ａと左右方向へ交互に連なって当該階段状の面を構成しており、一対の第２反射面２２１，２２１のうち何れか近い方の第２反射面２２１と平行になるように形成されている。この第３反射面２２２，…は、第２反射面２２１，２２１の左右方向の両側に位置しており、第２反射面２２１，２２１で左方向及び右方向へ分岐して内部反射された光を光軸Ａｘ方向へ個別に内部反射させる。

出射部２３は、第３反射面２２２，…の光軸Ａｘ方向に位置するように、第２反射面２２１，２２１を挟んで導光体２０の前面の左右両側に配設され、それぞれ左右方向へ長尺に形成されている。各出射部２３は、左右方向へ長尺な第１出射面２３１と、当該出射部２３の側方端に形成された第２出射面２３２とを有している。
このうち、第１出射面２３１は、導光体２０の厚さ方向（図１の上下方向）に母線を持ち前方に向けて膨らむシリンドリカル面２３１ａが左右方向に並設されて構成されている。この第１出射面２３１は、第３反射面２２２，…で内部反射された光を拡散させつつ導光体２０から出射させる。
一方、第２出射面２３２は、導光体２０の前面の左右両端に形成されている。この第２出射面２３２は、導光体２０の前面端に突出する凸部に形成された斜め前方を向く傾斜面であり、左右両端の第３反射面２２２で内部反射された光を左右斜め前方へ出射させる。

以上の構成を具備する導光体２０では、図３に示すように、光源１０から第１入射面２１１へ出射された光が当該第１入射面２１１により光軸Ａｘ方向へ屈折されつつ当該導光体２０内へ入射するとともに、第１入射面２１１よりも側方へ出射された光が第２入射面２１２から当該導光体２０内へ入射した後に第１反射面２１３により光軸Ａｘ方向へ内部反射される。つまり、光源１０から出射された光は、入射部２１により光軸Ａｘ方向への平行光とされつつ導光体２０内へ入射する。当該導光体２０内を光軸Ａｘ方向へ進むこれらの平行光は、一対の第２反射面２２１，２２１により光軸Ａｘを境に左方向及び右方向へ分岐されつつ内部反射された後に、左右方向へ断続的に分布する第３反射面２２２，…によって左右方向に分散されつつ光軸Ａｘ方向へ個別に内部反射される。そして、第３反射面２２２，…によって内部反射された光は、第１出射面２３１から前方へ拡散出射されるとともに、第２出射面２３２から左右斜め前方へ出射される。こうして、第１出射面２３１及び第２出射面２３２からなる左右方向へ長尺な出射部２３が一対の第２反射面２２１，２２１を挟んでライン状に発光する。

＜作用・効果＞
以上の灯具ユニット１によれば、導光体２０内に入射した光を光軸Ａｘ方向への平行光とした後に、光軸Ａｘと４５度の角度をなす一対の第２反射面２２１，２２１により当該平行光を左方向及び右方向へ分岐させているので、一対の第２反射面２２１，２２１をそれぞれ回転放物面状に形成していた従来の灯具ユニットに比べ、ダーク部分となる当該一対の第２反射面２２１，２２１を左右方向に短く形成することができる。また、一般的に使用される光源１０と１つの導光体２０だけで足りるので、特殊な光源や２つもの導光体を必要とした従来の灯具ユニットに比べ、低コストに構成することができる。
したがって、従来に比べ、低コストで明瞭なライン状に発光することができる。

また、第２入射面２１２及び第１反射面２１３により、第１入射面２１１よりも側方へ出射された光をも導光体２０内へ入射させて光軸Ａｘ方向への平行光としているので、単純に第１入射面２１１だけを用いる場合に比べてより多くの光を取り込んで利用することができ、ひいては、光束利用率を向上させて出射部２３を更に明瞭に発光させることができる。

また、一対の第２反射面２２１，２２１をそれぞれ光軸Ａｘと４５度の角度をなす平面としているので、当該一対の第２反射面２２１，２２１をそれぞれ回転放物面状に形成していた従来の灯具ユニットに比べ、この一対の第２反射面２２１，２２１による導光体２０の前面の凹みを小さくすることができ、見栄えを良くすることができる。

＜変形例＞
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、導光体２０の後面の左右両側部分は、各段面２２ａを光軸Ａｘに直交する面として階段状に形成されることとしたが、図４に示すように、各段面２２ａを第３反射面２２２に直交する面として鋸歯状に形成されていてもよい。但し、各段面２２ａは、光軸Ａｘに直交する面であった方が、当該段面２２ａが導光体２０内の迷光を出射部２３へ向けて反射させて当該出射部２３をより強く発光させる効果が期待できるため、より好ましい。

また、一対の第２反射面２２１，２２１は、光軸Ａｘを中心に左方向及び右方向へ光を分岐させるものとしたが、左方向及び右方向へ光を分岐させるものであれば、光軸Ａｘを中心としなくともよい。

また、灯具ユニット１は、一組の光源１０及び導光体２０からなるものとしたが、複数組の光源１０及び導光体２０を左右へ連結させて、更に長尺なライン状に発光するものとしてもよい。

１ 灯具ユニット
１０ 光源
２０ 導光体
２１ 入射部
２２ 導光部
２３ 出射部
２１１ 第１入射面
２１２ 第２入射面
２１３ 第１反射面
２２１ 第２反射面
２２２ 第３反射面
２３１ 第１出射面
２３２ 第２出射面
Ａｘ 光軸

Claims (4)

1. 前方を向く光軸を有する光源と、
   前記光軸と直交する光軸直交方向に延在するように前記光源の前方に配設され、前記光源と対向させて前記光源側の一方の面に突設された入射部と、前記一方の面と反対側の他方の面に前記光軸直交方向へ長尺に形成された出射部と、前記入射部から前記出射部へ光を導く導光部と、を有する導光体と、
   を備える灯具ユニットにおいて、
   前記入射部は、前記光源から出射された光を前記光軸に沿った光軸方向への平行光としつつ前記導光体内へ入射させ、
   前記導光部は、
   前記入射部の前記光軸方向に位置するように前記他方の面に凹設され、前記光軸に対し４５度の角度で前記光軸直交方向の両側へ個別に傾斜する一対の第２反射面と、
   前記一対の第２反射面で前記光軸直交方向へ内部反射された光を前記出射部に向けて前記光軸方向へ内部反射させる複数の第３反射面と、
   を有することを特徴とする灯具ユニット。
2. 前記入射部は、
   前記光源と対向する凸面状に形成され、前記光源から出射された光を前記光軸方向へ屈折させつつ前記導光体内へ入射させる第１入射面と、
   前記第１入射面の周縁部に前記光源側へ立設され、前記光源から出射されて前記第１入射面よりも側方へ向かう光を前記導光体内へ入射させる第２入射面と、
   当該入射部の外周面を構成し、前記第２入射面から前記導光体内へ入射した光を前記光軸方向へ内部反射させる第１反射面と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の灯具ユニット。
3. 前記複数の第３反射面は、
   前記一対の第２反射面の前記光軸直交方向の両側に位置するとともに、前記出射部が当該複数の第３反射面の前記光軸方向に位置するように前記一方の面に配設され、
   前記一対の第２反射面のうち何れか近方の第２反射面と平行にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の灯具ユニット。
4. 前記導光体は、前記光軸を中心に前記光軸直交方向で対称形に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の灯具ユニット。

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