JP5441801B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本願発明は、発光素子を光源とする車両用灯具に関するものである。

近年、発光ダイオード等の発光素子を光源とする車両用灯具が多く採用されている。

例えば「特許文献１」には、灯具前後方向に延びる光軸上に前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子を前方側から覆うように配置された透光部材とを備えた車両用灯具が記載されている。

この「特許文献１」に記載された車両用灯具においては、その透光部材において光軸近傍に位置する中心領域が、該透光部材に入射した発光素子からの光をその前面から前方へ直接出射させるように構成されており、また、その透光部材において中心領域の周囲に位置する周辺領域が、該透光部材に入射した発光素子からの光を、その後面で内面反射させて前方へ向かう略平行光とした後にその前面から前方へ出射させるように構成されている。

特開２００５−２０３１１１号公報

上記「特許文献１」に記載された透光部材を用いるようにすれば、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、点灯時の見映えを向上させるとともに配光制御を精度良く行うことが可能となる。

しかしながら、この「特許文献１」に記載された車両用灯具は、その透光部材の周辺領域がすり鉢状の導光体として構成されているので、例えばハイマウントストップランプ等のように上下幅が狭い車両用灯具に適用した場合には、発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができない、という問題がある。

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、発光素子を光源とする車両用灯具において、上下幅が狭い灯具構成を採用した場合においても、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、点灯時の見映えを向上させるとともに配光制御を精度良く行うことができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。

本願発明は、発光素子を前方側から覆うようにして透光部材を配置した上で、この透光部材の外形形状およびその光入射領域の形状に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
灯具前後方向に延びる光軸上に前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子を前方側から覆うように配置された透光部材と、を備えてなる車両用灯具において、
上記透光部材が、灯具正面視において横長矩形状に形成されており、
上記透光部材において上記光軸近傍に位置する中心領域が、該透光部材に入射した上記発光素子からの光を、該透光部材の前面から前方へ直接出射させる直射光制御部として構成されており、
上記透光部材において上記中心領域の左右両側に位置する周辺領域が、該透光部材に入射した上記発光素子からの光を、該透光部材の後面で内面反射させて前方へ向かう略平行光とした後に該透光部材の前面から前方へ出射させる反射光制御部として構成されており、
上記透光部材の後面において上記発光素子からの光が入射する光入射領域が、上記発光素子からの光を上下方向に関して略平行光として入射させる曲面で構成されている、ことを特徴とするものである。

上記「車両用灯具」は、特定種類の車両用灯具に限定されるものではなく、例えば、テールランプ、ストップランプ、クリアランスランプ、ハイマウントストップランプ等が採用可能である。また、この「車両用灯具」は、発光素子および透光部材を１組だけ備えた構成であってもよいし、これらを複数組備えた構成であってもよい。

上記「発光素子」とは、略点状に面発光する発光部を有する素子状の光源を意味するものであって、その種類は特に限定されるものではない。

上記「透光部材」は、透光性を有する部材であれば、その材質は特に限定されるものではなく、例えば、透明な合成樹脂で構成されたものやガラスで構成されたもの等が採用可能である。

上記「直射光制御部」は、透光部材に入射した発光素子からの光を、その前面から前方へ直接出射させるように構成されたものであれば、その前面の具体的形状は特に限定されるものではない。

上記「反射光制御部」は、透光部材に入射した発光素子からの光を、その後面で内面反射させて前方へ向かう略平行光とした後にその前面から前方へ出射させるように構成されたものであれば、その後面および前面の具体的形状は特に限定されるものではない。

上記「光入射領域」を構成する曲面は、発光素子からの光を上下方向に関して略平行光として入射させる曲面であれば、その具体的な曲面形状は特に限定されるものではない。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、灯具前後方向に延びる光軸上に前方へ向けて配置された発光素子に対して、これを前方側から覆うようにして透光部材が配置されているので、発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができる。

その際、透光部材は、灯具正面視において横長矩形状に形成されているので、車両用灯具の上下幅を狭くすることができるが、この透光部材は、その後面に形成された光入射領域が、発光素子からの光を上下方向に関して略平行光として入射させる曲面で構成されているので、横長矩形状に形成されているにもかかわらず、発光素子からの光に対する光束利用率を十分に確保することができる。

そして、この透光部材の中心領域の左右両側に位置する周辺領域は、透光部材に入射した発光素子からの光を、その後面で内面反射させて前方へ向かう略平行光とした後にその前面から前方へ出射させる反射光制御部として構成されているので、灯具前方から透光部材を観察したとき、各周辺領域を、その左右方向の複数箇所が発光して見えるようにすることが容易に可能となり、これにより点灯時における車両用灯具の見映え向上を図ることができる。

このように本願発明によれば、発光素子を光源とする車両用灯具において、上下幅が狭い灯具構成を採用した場合においても、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、点灯時の見映えを向上させるとともに配光制御を精度良く行うことができる。

上記構成において、反射光制御部が、中心領域の左右両側の各々において、左右方向の複数箇所に縦縞状に配置された構成とすれば、灯具点灯時、透光部材が、その直射光制御部の左右両側の複数箇所において縦縞状に発光して見えるようにすることができる。そしてこれにより、透光部材を、全体として均一に、かつ、その横長矩形状の外形形状と調和させた状態で、発光して見えるようにすることができる、
上記構成において、反射光制御部が、上下方向に関して複数の領域に分割された構成とすれば、これら各領域毎に発光する位置を互いに異なったものとすることができ、これにより車両用灯具の見映えに斬新性を持たせることができる。

上記構成において、発光素子および透光部材が左右方向に複数組配置された構成とすれば、車両用灯具を左右方向に細長く発光させることができる。その際、各組の透光部材が互いに一体的に形成された構成とすれば、非点灯時における車両用灯具の見映えを高めることができるとともに灯具構成の簡素化を図ることができる。

本願発明に係る車両用灯具が、特定種類の車両用灯具に限定されないことは上述したとおりであるが、上下幅が狭い灯具構成とすることが容易に可能であることから、上下方向の設置スペースが限られているハイマウントストップランプである場合には特に効果的である。

本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図 図１のII−II線断面図 図１のIII−III線断面詳細図 図１のIV部詳細図 図２のＶ部詳細図 上記実施形態の変形例を示す、図４と同様の図

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具１０を示す正面図であり、図２は、そのII-II 線断面図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、車両における車室内のリヤトレーやリヤスポイラ等に配置されるハイマウントストップランプであって、灯具正面視において横長矩形状の外形形状を有している。

この車両用灯具１０は、３組の発光素子１２および透光部材１４が、左右方向に並列で配置された状態で、ランプボディ１６に取り付けられた構成となっている。

その際、ランプボディ１６は、横長矩形状の前端開口部１６ａを有する箱形部材として構成されている。また、各組の透光部材１４は、灯具正面視において横長矩形状に形成されており、その左右端縁部１４ｅにおいて互いに連結されるようにして一体的に形成されている。そして、この一体的に形成された３つの透光部材１４は、ランプボディ１６の前端開口部１６ａに嵌め込まれた状態で、その左右両側に位置する１対の左右端縁部１４ｅにおいて、ランプボディ１６の前端開口部１６ａに接着等により固定されている。

この車両用灯具１０において、各組の発光素子１２および透光部材１４は、いずれも同様の構成を有している。

そこで、以下においては、中央に位置する１組の発光素子１２および透光部材１４を採り上げて、その構成について詳細に説明する。

図３は、図１のIII−III線断面詳細図であり、図４は、図１のIV部詳細図である。また、図５は、図２のＶ部詳細図である。

これらの図に示すように、発光素子１２は、０．３〜１ｍｍ四方程度の大きさの発光チップ１２ａが封止樹脂１２ｂにより半球状に覆われてなる赤色発光ダイオードであって、その発光チップ１２ａを灯具前後方向に延びる光軸Ａｘ上において灯具前方（車両としては後方）へ向けた状態で、ランプボディ１６の後面壁１６ｂに固定されている。

透光部材１４は、透明な合成樹脂成形品であって、平面視において灯具前方へ向けて略Ｖ字状に拡がる断面形状を有しており、光軸Ａｘに関して左右対称に形成されている。そして、この透光部材１４は、その後頂部において発光素子１２を前方側から覆うようにして配置されている。

この透光部材１４は、その光軸Ａｘ近傍に位置する中心領域が直射光制御部１４Ａとして構成されており、その左右両側に位置する周辺領域が反射光制御部１４Ｂとして構成されている。また、この透光部材１４における後頂部の後面には、発光素子１２からの光を該透光部材１４に入射させるための光入射領域１４ａが形成されている。

以下、これら直射光制御部１４Ａ、反射光制御部１４Ｂおよび光入射領域１４ａの各々の構成について説明する。

まず、光入射領域１４ａの構成について説明する。

この光入射領域１４ａは、平面視においては、発光チップ１２ａの発光中心Ｏを中心とする半円弧形状に形成されており、一方、側面視においては、以下のような特殊なフレネルレンズ状に形成されている。

すなわち、この光入射領域１４ａは、図３に示すように、側面視において、光軸Ａｘ近傍に位置する部分１４ａ１が、凸レンズ状に形成されており、その上下両側に位置する部分１４ａ２が、上下２段で略プリズム状に形成されている。

具体的には、光軸Ａｘ近傍に位置する部分１４ａ１は、光軸Ａｘを含む鉛直面内においては、発光チップ１２ａの発光中心Ｏから出射した光（以下「基準出射光」という）を光軸Ａｘと平行な光として入射させるような凸状の曲線で構成されている。また、その上下両側に位置する部分１４ａ２は、光軸Ａｘを含む鉛直面内においては、基準出射光を光軸Ａｘから離れる方向へ屈折させるようにして入射させた後、光軸Ａｘと平行な光として全反射により内面反射させるような略楔状の曲線で構成されている。

そして、この光入射領域１４ａは、図３に示す鉛直断面形状で、発光チップ１２ａの発光中心Ｏを通る鉛直線を中心として光軸Ａｘの左右両側へ円弧状に延びるように形成されている。これにより、この光入射領域１４ａにおいては、基準出射光を、上下方向に関しては、光軸Ａｘを含む水平面と平行な光として透光部材１４に入射させるとともに、水平方向に関しては、そのまま屈折させることなく放射状に直進する光として透光部材１４に入射させるようになっている。

次に、直射光制御部１４Ａの構成について説明する。

図５に示すように、この直射光制御部１４Ａは、光入射領域１４ａにおいて、光軸Ａｘに対して比較的小さい左右方向の開き角度で透光部材１４に入射した発光素子１２からの光を、その前面１４ｂから前方へ向けて拡散光として直接出射させるように構成されている。

すなわち、この直射光制御部１４Ａの前面１４ｂには、略フレネルレンズ状の水平断面形状で上下方向に延びる複数の帯状出射部１４ｂ１が縦縞状に形成されている。図４に示すように、これら各帯状出射部１４ｂ１は、上下方向に関して５つのレンズ素子１４ｂ１ｓに等分割されている。これら各レンズ素子１４ｂ１ｓは、魚眼レンズ状に形成されている。そしてこれにより、各帯状出射部１４ｂ１に到達した発光素子１２からの光を、その各レンズ素子１４ｂ１ｓにおいて、上下方向および左右方向に拡散する拡散光として前方へ出射させるようになっている。

次に、反射光制御部１４Ｂの構成について説明する。

この反射光制御部１４Ｂは、直射光制御部１４Ａ（すなわち中心領域）の左右両側に１対配置されているが、その形状は左右対称であるので、その一方について説明する。

図５に示すように、この反射光制御部１４Ｂは、光入射領域１４ａから光軸Ａｘに対して比較的大きい左右方向の開き角度で透光部材１４に入射した発光素子１２からの光を、該反射光制御部１４Ｂの後面１４ｃで内面反射させて前方へ向かう略平行光とした後に、該反射光制御部１４Ｂの前面１４ｄから前方へ向けて拡散光として出射させるように構成されている。

これを実現するため、この反射光制御部１４Ｂは、以下のような構成となっている。

すなわち、この反射光制御部１４Ｂの後面１４ｃは、５つの帯状反射素子１４ｃ１が、それぞれ帯状段差部１４ｃ２を介して、左右方向に縦縞状に配置された構成となっている。

各帯状反射素子１４ｃ１は、光軸Ａｘを軸とするとともに発光チップ１２ａの発光中心Ｏを焦点とする放物線状の水平断面形状で上下方向に延びる放物柱で構成されている。これら各帯状反射素子１４ｃ１の水平断面形状を構成する放物線の焦点距離は、外周側に位置する帯状反射素子１４ｃ１ほど大きい値に設定されている。そしてこれにより、光入射領域１４ａから透光部材１４に入射した基準出射光を、各帯状反射素子１４ｃ１において、光軸Ａｘと平行な光として前方へ向けて内面反射させるようになっている。その際、これら各帯状反射素子１４ｃ１は、光入射領域１４ａから透光部材１４に入射した基準出射光の該帯状反射素子１４ｃ１への入射角が、透光部材１４を構成している合成樹脂の臨界角よりも大きくなるように形成されている。そしてこれにより、各帯状反射素子１４ｃ１での内面反射は、すべて全反射によって行われるようになっている。

各帯状段差部１４ｃ２は、発光チップ１２ａの発光中心Ｏから放射状に延びる直線状の水平断面形状で上下方向に延びる鉛直平面で構成されている。そしてこれにより、光入射領域１４ａから透光部材１４に入射した基準出射光を、各帯状段差部１４ｃ２によって遮蔽してしまうことなく、その外側に隣接する各帯状反射素子１４ｃ１に到達させるようになっている。

一方、反射光制御部１４Ｂの前面１４ｄは、各帯状反射素子１４ｃ１の正面に位置する部分が帯状突起部１４ｄ１として形成されている。図４に示すように、これら各帯状突起部１４ｄ１の前端面は、光軸Ａｘと直交する鉛直面を基準面として５つのレンズ素子１４ｄ１ｓが形成された構成となっている。その際、これら各レンズ素子１４ｄ１ｓは、各帯状突起部１４ｄ１の前端面を上下方向に５等分するようにして形成されており、いずれも魚眼レンズ状に形成されている。そしてこれにより、各帯状反射素子１４ｃ１で内面反射して前方へ向かう略平行光を、その前方に位置する各帯状突起部１４ｄ１の前端面の各レンズ素子１４ｄ１ｓにおいて、光軸Ａｘと平行な方向を中心にして上下方向および左右方向に拡散する拡散光として前方へ出射させるようになっている。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態に係る車両用灯具１０は、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘ上に前方へ向けて配置された発光素子１２に対して、これを前方側から覆うようにして透光部材１４が配置されているので、発光素子１２からの光に対する光束利用率を高めることができる。

その際、透光部材１４は、灯具正面視において横長矩形状に形成されているので、車両用灯具１０の上下幅を狭くすることができるが、この透光部材１４は、その後面に形成された光入射領域１４ａが、発光素子１２からの光を上下方向に関して略平行光として入射させる曲面で構成されているので、横長矩形状に形成されているにもかかわらず、発光素子１２からの光に対する光束利用率を十分に確保することができる。

そして、この透光部材１４の中心領域の左右両側に位置する周辺領域は、透光部材１４に入射した発光素子１２からの光を、その後面１４ｃで内面反射させて前方へ向かう略平行光とした後にその前面１４ｄから前方へ出射させる反射光制御部１４Ｂとして構成されているので、灯具前方から透光部材１４を観察したとき、各周辺領域（すなわち各反射光制御部１４Ｂ）を、その左右方向の複数箇所が発光して見えるようにすることが容易に可能となり、これにより点灯時における車両用灯具１０の見映え向上を図ることができる。

このように本実施形態によれば、発光素子１２を光源とする車両用灯具１０において、上下幅が狭い灯具構成となっているにもかかわらず、発光素子１２からの光に対する光束利用率を高めた上で、点灯時の見映えを向上させるとともに配光制御を精度良く行うことができる。

特に、本実施形態に係る車両用灯具１０は、その反射光制御部１４Ｂが、中心領域の左右両側の各々において、左右方向の複数箇所に縦縞状に配置された構成となっているので、灯具点灯時、透光部材１４が、その中心領域の左右両側の複数箇所において縦縞状に発光して見えるようにすることができる。そしてこれにより、透光部材１４を、全体として均一に、かつ、その横長矩形状の外形形状と調和させた状態で、発光して見えるようにすることができる、
また、本実施形態に係る車両用灯具１０は、その発光素子１２および透光部材１４が左右方向に３組配置された構成となっているので、車両用灯具１０を左右方向に細長く発光させることができる。しかもその際、各組の透光部材１４は互いに一体的に形成されているので、非点灯時における車両用灯具１０の見映えを高めることができるとともに灯具構成の簡素化を図ることができる。

しかも、本実施形態に係る車両用灯具１０は、各組の透光部材１４に全く鏡面処理が施されていないので、非点灯時の見映えをより一層高めることができる。

さらに、本実施形態に係る車両用灯具１０は、その上下幅が狭い灯具構成となっているので、これをハイマウントストップランプとして、上下方向の設置スペースが限られている部分に配置することが容易に可能となる。

上記実施形態においては、発光素子１２および透光部材１４が左右方向に３組配置された構成となっているものとして説明したが、２組または４組以上配置された構成とすることも可能であり、さらには１組のみ配置された構成とすることも可能である。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

図６は、本変形例に係る車両用灯具１１０の要部を示す、図４と同様の図である。

同図に示すように、この車両用灯具１１０の基本的な構成は、上記実施形態に係る車両用灯具１０の場合と同様であるが、その透光部材１１４の各反射光制御部１１４Ｂが上下方向に関して５つの領域に等分割された構成となっている点で、上記実施形態の場合と異なっている。

すなわち、これら各反射光制御部１１４Ｂを構成する５つの領域のうち、上から１番目、３番目および５番目の各領域１１４Ｂ１、１１４Ｂ３、１１４Ｂ５の構成については、上記実施形態の透光部材１４における各反射光制御部１４Ｂの対応する部分の構成と同様であるが、上から２番目および４番目の各領域１１４Ｂ２、１１４Ｂ４は、上から１番目、３番目および５番目の各領域１１４Ｂ１、１１４Ｂ３、１１４Ｂ５に対して外側方向（すなわち直射光制御部１４Ａから側方へ離れる方向）に略半ピッチずれた状態で形成されている。

本変形例の構成を採用することにより、各反射光制御部１１４Ｂにおいて発光する箇所を、上から１番目、３番目および５番目の各領域１１４Ｂ１、１１４Ｂ３、１１４Ｂ５と、上から２番目および４番目の各領域１１４Ｂ２、１１４Ｂ４とで、左右方向に略半ピッチずらすことができる。そしてこれにより、車両用灯具１１０の見映えに斬新性を持たせることができる。

上記変形例においては、透光部材１１４の各反射光制御部１１４Ｂが上下方向に関して５つの領域に等分割されているものとして説明したが、不等分割された構成とすることも可能であり、また、４つ以下の領域または６つ以上の領域に分割された構成とすることも可能である。

なお、上記実施形態および変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

１０、１１０ 車両用灯具
１２ 発光素子
１２ａ 発光チップ
１２ｂ 封止樹脂
１４、１１４ 透光部材
１４Ａ 直射光制御部
１４Ｂ、１１４Ｂ 反射光制御部
１４ａ 光入射領域
１４ａ１ 光軸近傍に位置する部分
１４ａ２ 上下両側に位置する部分
１４ｂ、１４ｄ 前面
１４ｂ１ 帯状出射部
１４ｂ１ｓ、１４ｄ１ｓ レンズ素子
１４ｃ 後面
１４ｃ１ 帯状反射素子
１４ｃ２ 帯状段差部
１４ｄ１ 帯状突起部
１４ｅ 左右端縁部
１６ ランプボディ
１６ａ 前端開口部
１６ｂ 後面壁
１１４Ｂ１、１１４Ｂ２、１１４Ｂ３、１１４Ｂ４、１１４Ｂ５ 領域
Ａｘ 光軸
Ｏ 発光中心

Claims (5)

1. 灯具前後方向に延びる光軸上に前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子を前方側から覆うように配置された透光部材と、を備えてなる車両用灯具において、
   上記透光部材が、灯具正面視において横長矩形状に形成されており、
   上記透光部材において上記光軸近傍に位置する中心領域が、該透光部材に入射した上記発光素子からの光を、該透光部材の前面から前方へ直接出射させる直射光制御部として構成されており、
   上記透光部材において上記中心領域の左右両側に位置する周辺領域が、該透光部材に入射した上記発光素子からの光を、該透光部材の後面で内面反射させて前方へ向かう略平行光とした後に該透光部材の前面から前方へ出射させる反射光制御部として構成されており、
   上記透光部材の後面において上記発光素子からの光が入射する光入射領域が、上記発光素子からの光を上下方向に関して略平行光として入射させる曲面で構成されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記反射光制御部が、上記中心領域の左右両側の各々において、左右方向の複数箇所に縦縞状に配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記反射光制御部が、上下方向に関して複数の領域に分割されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
4. 上記発光素子および上記透光部材が、左右方向に複数組配置されており、
   これら各組の透光部材が、互いに一体的に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具。
5. 上記車両用灯具が、ハイマウントストップランプである、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の車両用灯具。

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