JP2006147399A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 灯具全体の大型化を伴うことなく線状光源の照度向上が可能であると共に、製造が容易でコスト低減化が可能であること。
【解決手段】 線状光源２は、その発光部１ａをリフレクタ１２の反射面１２ａの焦点Ｆ付近に位置させると共に反射面１２ａに対向させ、かつその長さ方向を光軸Ｚと直交する方向に略沿わせて組み付けられており、反射面１２ａは、光軸Ｚに沿う断面形状が、焦点Ｆを有する放物線あるいは放物線を基調とする自由曲線からなる外形形状となり、焦点Ｆが直線状に連続する一様な凹曲面として形成されている。線状光源２は、その長さ方向に要求される位置決め精度がそれほど高くなく、その分製造が容易でコスト低減化が可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヘッドランプ、テールランプ、ストップランプなど車両用灯具に関するものであり、詳細には、直線状に長い線状光源を備えた車両用灯具に関する。

図６および図７は、この種の車両用灯具１００を示す（例えば、特許文献１参照）。この車両用灯具１００は、複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）１を線状に整列してなる線状光源２と、該線状光源２の光を導入して前方へ出射するプリズムレンズ３と、ハウジング４と、ＬＥＤ基板５とを備えて大略構成されている。この車両用灯具１００は、車両の後部に取り付けられてバックランプを構成している。図６中、符号Ｘで示す矢印は車両の後方向を示す。

ハウジング４は、正面および背面に開口部を有する筒状体に形成されている。線状光源２は、４個のＬＥＤ１を左右方向に延びる同一直線状に整列させてＬＥＤ基板５上に取り付けることによって構成されており、ＬＥＤ基板５をハウジング４の背面開口部を閉塞するように取り付けることによって、ハウジング４の背面開口部側に取り付けられている。

また、プリズムレンズ３は、透明なアクリル樹脂により射出成形され、両端面がそれぞれ出射面６および入射面７として形成されている厚肉板部材からなる本体部８と、入射面７に一体に突設されている４個のリフレクタ部９と、各リフレクタ部９の先端に凹状に形成されている受光部１１とを有して構成されている。このとき各リフレクタ部９は、その背面側に回転放物面からなる外周面９ａを有して構成されている。

そして、プリズムレンズ３は、その出射面６を正面開口部に位置させると共に、各リフレクタ部９の受光部１１に、線状光源２の各ＬＥＤ１の発光部１ａを嵌入させることによってハウジング４に組み付けられている。

このように構成された車両用灯具１００によれば、各ＬＥＤ１の光は受光部１１からリフレクタ部９の内部に導入された後、外周面９ａによる反射光となって、あるいは直射光のまま本体部８の内部を導光されて出射面６から外方へ出射される。図６中、ＬＥＤ１の光は矢印で示している。

また、線状光源としては、他に線状に形成された面発光素子からなる線状光源がある（例えば、特許文献２，３参照）。この線状光源は、有機ＥＬ素子、有機エレクトロルミネセンス、有機電界発光素子、有機ＬＥＤ素子等と称される有機材料のエレクトロルミネセンス現象を利用した有機エレクトロルミネセンス素子で、少なくとも面状の有機材料からなる発光層を線状に形成した自発光素子を有して構成されている。
特開２００４−１０３５０３公報 特開２００２−１５６６３３公報 特開２００３−３１００７公報

しかしながら、車両用灯具１００は、各リフレクタ部９が回転放物面からなる外周面９ａを有して個々に設けられるものであるから、その形成には各リフレクタ部９、９間に金型の嵌入代が必要となり、そのため各リフレクタ部９、９の設置間隔は複数のＬＥＤ１の直線上整列に必要な各ＬＥＤ１、１間の間隔以上となり、これにより照度向上のためにＬＥＤ１の個数を増加させることは即プリズムレンズ３およびＬＥＤ基板５の大型化を招き、ひいては灯具全体の大型化および重量増を招く、という課題を有している。

また、車両用灯具１００は、所望の配光パターンを得るためには、線状光源２を構成する複数個のＬＥＤ１の受光部１１に対する精確な位置決めが必要であるので、製造が面倒でコスト高を招く、という課題を有している。

さらに、車両用灯具１００は、受光部１１が各ＬＥＤ１毎に区画されて形成されているので、ＬＥＤ１を線状に整列してなる線状光源２の適用は可能であるが、線状に形成された面発光素子からなる線状光源は適用できない等設計自由度が狭い、という課題をも有している。

そこで、本発明は、灯具全体の大型化を伴うことなく線状光源の照度向上が可能であると共に、製造が容易でコスト低減化が可能で、かつ面発光素子からなる線状光源も適用可能で設計自由度の拡大をも図ることができる車両用灯具を提供することを目的としている。

前記した目的を達成するため、請求項１記載の発明は、直線状に長い線状光源を備えた車両用灯具であって、
前記線状光源は、その発光部をリフレクタの反射面の焦点付近に位置させると共に前記反射面に対向させ、かつその長さ方向を前記車両用灯具の光軸と直交する方向に略沿わせて組み付けられており、
前記反射面は、前記光軸に沿う断面形状が、前記焦点を有する放物線あるいは放物線を基調とする自由曲線からなる外形形状となり、前記焦点が直線状に連続する一様な凹曲面として形成されており、
前記リフレクタは、前記反射面の焦点の連続方向の中央部位付近を前記光軸に位置させると共に前記連続方向を前記光軸と直交する方向に略沿わせて組み付けられていることを特徴とする。

ここで線状光源とは、複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）を線状に整列してなる線状光源、および線状に形成された面発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）からなる線状光源を含む概念として用いている。

請求項１記載の発明では、線状光源の光は、リフレクタの反射面に入射すると共に、反射面で反射されて灯具前方へ出射される。このときの出射光は、線状光源の長さ方向に長い横長の帯状配光パターンを奏する。

また、線状光源は、その発光部をリフレクタの反射面の焦点付近に位置させると共に前記反射面に対向させ、かつその長さ方向を前記車両用灯具の光軸と直交する方向に略沿わせて組み付けられる。このときの車両用灯具の光軸と直交する方向は、リフレクタの反射面の焦点の連続方向と一致しており、このため線状光源は、その長さ方向を前記反射面の焦点の連続方向に沿わせて組み付けられることになるので、前記リフレクタの反射面は、その焦点位置にある線状光源の光束を効率よく前方へ出射させることができる。

また、線状光源は、その長さ方向を前記反射面の焦点の連続方向に沿わせて組み付けられることになるので、前記線状光源の構成単位あるいは全体の、前記長さ方向に沿う位置ずれは、位置ずれ後の位置も前記反射面の焦点位置にあるので、配光パターンへの影響は皆無である。

また、リフレクタの反射面は、焦点が直線状に連続する一様な凹曲面として形成されているので、線状光源としては、複数個のＬＥＤを線状に整列してなる線状光源、および線状に形成された面発光素子からなる線状光源を共に適用することができると共に、複数個のＬＥＤからなる場合にはＬＥＤ同士の相互の間隔を可及的に小さくして組み付けることができる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両用灯具であって、
前記リフレクタは、前記反射面を上向きにして前記光軸の下側に設置されており、
前記線状光源は、その発光部を下向きにし、かつ前記発光部の発光本体部の一端部を前記焦点位置に位置させると共に、その他端部を前記焦点よりも後部側へ位置させて組み付けられていることを特徴とする。

ここで発光本体部とは、複数個のＬＥＤを線状に整列してなる線状光源（以下、ＬＥＤ線状光源という）の場合、半導体チップであり、線状に形成された面発光素子からなる線状光源（以下、面発光線状光源という）の場合、面発光素子であり、発光本体部の一端部および他端部とは、ＬＥＤ線状光源の場合、半導体チップの長さ方向の一端部および他端部に相当し、面発光線状光源の場合、面発光素子の長さ方向と直交する幅方向の一端部および他端部に相当する。

請求項２記載の発明では、発光本体部の一端部は反射面の焦点位置に位置しているので、前記一端部の光は、前記反射面で反射されて光軸に平行な反射光となって前方へ出射すると共に、発光本体部の他端部は反射面の焦点位置から後部側へずれた位置に位置しているので、前記他端部の光は、前記反射面で反射されて光軸に対して下向きの反射光となって前方へ出射する。そしてこの平行な反射光と下向きの反射光とにより上下に幅広の配光パターンを奏することができる。

また、請求項３記載の発明は、請求項１に記載の車両用灯具であって、
前記リフレクタは、前記反射面を下向きにして前記光軸の上側に設置されており、
前記線状光源は、その発光部を上向きにし、かつ前記発光部の発光本体部の一端部を前記焦点位置に位置させると共に、その他端部を前記焦点よりも前部側へ位置させて組み付けられていることを特徴とする。

ここで、発光本体部、およびその一端部および他端部とは、請求項２記載の発明と同様である。

請求項３記載の発明では、発光本体部の一端部は反射面の焦点位置に位置しているので、前記一端部の光は、前記反射面で反射されて光軸に平行な反射光となって前方へ出射すると共に、発光本体部の他端部は反射面の焦点位置から前部側へずれた位置に位置しているので、前記他端部の光は、前記反射面で反射されて光軸に対して下向きの反射光となって前方へ出射する。そしてこの平行な反射光と下向きの反射光とにより上下に幅広の配光パターンを奏することができる。

請求項１記載の発明によれば、リフレクタの反射面は焦点が直線状に連続する一様な凹曲面として形成されているので、前記反射面の焦点の連続方向に沿わせて組み付けられる線状光源は、途中に不必要な余白を設けること無く可及的に短尺に構成することができること、および、リフレクタの反射面は、その焦点位置にある線状光源の光束を効率よく前方へ出射させることができることにより、灯具全体の大型化を伴うことなく線状光源の照度向上を可能にした車両用灯具を提供することができる。

また、線状光源は、その長さ方向を反射面の焦点の連続方向に沿わせて組み付けられるので、該方向では位置ずれ後の位置も反射面の焦点位置を維持しているので、該方向に要求される位置決め精度がそれほど高くなく、その分製造が容易でコスト低減化が可能である。

さらに、線状光源は、その長さ方向を反射面の焦点の連続方向に沿わせて組み付けられるので、線状光源としては、複数個のＬＥＤを線状に整列してなる線状光源、および線状に形成された面発光素子からなる線状光源を共に適用することができ、これにより設計自由度の拡大をも図ることができる。

また、請求項２記載の発明によれば、発光本体部の一端部は反射面の焦点位置に位置し、発光本体部の他端部は反射面の焦点位置から後部側へずれた位置に位置して、それぞれ光軸に平行な反射光および光軸に対して下向きの反射光が得られ、これら両反射光により上下に幅広の配光パターンを奏することができるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、視認性の向上した車両用灯具を提供することができる。

また、請求項３記載の発明によれば、発光本体部の一端部は反射面の焦点位置に位置し、発光本体部の他端部は反射面の焦点位置から前部側へずれた位置に位置して、それぞれ光軸に平行な反射光および光軸に対して下向きの反射光が得られ、これら両反射光により上下に幅広の配光パターンを奏することができるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、視認性の向上した車両用灯具を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図６および図７に開示したものと同一機能を奏する構成要素は、同一符号を付して説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての車両用灯具１０を示す。この車両用灯具１０は、直線状に長い線状光源２を備えて大略構成されている。このときの線状光源２は、複数個のＬＥＤ１を線状に整列させてなるＬＥＤ線状光源が適用されている。本実施形態では、ＬＥＤ線状光源２は、ＬＥＤ基板５上に５個のＬＥＤ１を線状に整列させて構成されている。

より詳しくは、車両用灯具１０の光軸Ｚに沿う断面図である図２を加味することにより説明することができる。

すなわち、ＬＥＤ線状光源２は、図２に示すように、その発光部１ａをリフレクタ１２の反射面１２ａの焦点Ｆ位置付近に位置させると共に反射面１２ａに対向させ、かつその長さ方向を車両用灯具１０の光軸Ｚと直交する方向に略沿わせて組み付けられている。

また、反射面１２ａは、光軸Ｚに沿う断面形状が、焦点Ｆを有する放物線あるいは放物線を基調とする自由曲線からなる外形形状となり、焦点Ｆが直線状に連続する一様な凹曲面として形成されている（図１参照）。

そして、リフレクタ１２は、反射面１２ａの焦点Ｆの連続方向の中央部位Ａ付近を光軸Ｚに位置させると共に前記連続方向を光軸Ｚと直交する方向に略沿わせて組み付けられている。

具体的には、車両用灯具１０は、図３に示すように、前端に矩形開口部１３ａを有し、後端に光源取付部１３ｂを備え、内部が後端に向かって上下方向及び横方向の各幅が漸狭するように構成されたハウジング１３と、このハウジング１３の底面を構成する反射面１２ａを有するリフレクタ１２と、矩形開口部１３ａを覆うように取り付けられたアウターレンズ１４と、光源取付部１３ｂに取り付けられたＬＥＤ線状光源２とから構成されている。

取付後のＬＥＤ線状光源２は、前述したように、その発光部１ａをリフレクタ１２の反射面１２ａの焦点Ｆ付近に位置させると共に反射面１２ａに対向させ、かつその長さ方向を車両用灯具１０の光軸Ｚと直交する方向に略沿わせて組み付けられている。ハウジング１３の内面は、反射面１２ａを含めた四囲の全面が光反射機能を有する塗装膜あるいは蒸着膜の各種処理が施されている。

このように構成された車両用灯具１０では、ＬＥＤ線状光源２の光は、リフレクタ１２の反射面１２ａに入射すると共に、反射面１２ａで反射されて、アウターレンズ１４を介して灯具前方へ出射される。このときの出射光は、図４に示すように、ＬＥＤ線状光源２の長さ方向に長い横長の帯状配光パターンＬＰを奏する。

また、車両用灯具１０の光軸Ｚと直交する方向は、リフレクタ１２の反射面１２ａの焦点Ｆの連続方向と一致しており、このためＬＥＤ線状光源２は、その長さ方向を反射面１２ａの焦点Ｆの連続方向に沿わせて組み付けられることになるので、リフレクタ１２の反射面１２ａは、その焦点Ｆ位置にあるＬＥＤ線状光源２の光束を効率よく前方へ出射させることができる。

また、リフレクタ１２の反射面１２ａは、焦点Ｆが直線状に連続する一様な凹曲面として形成されているので、線状光源としては、複数個のＬＥＤ１を線状に整列してなるＬＥＤ線状光源２、および面発光線状光源（図示せず）を共に適用することができると共に、ＬＥＤ線状光源２の場合にはＬＥＤ１同士の相互の間隔を可及的に小さくして組み付けることができる。

このため、車両用灯具１０は、ＬＥＤ線状光源２が、途中に不必要な余白を設けること無く可及的に短尺に構成することができること、および、リフレクタ１２の反射面１２ａが、その焦点ＦにあるＬＥＤ線状光源２の光束を効率よく前方へ出射させることができることにより、灯具全体の大型化を伴うことなくＬＥＤ線状光源２の照度向上を図ることができる。面発光線状光源も同様の作用効果を奏することができる。

その上、車両用灯具１０は、線状光源として、ＬＥＤ線状光源２、および面発光線状光源（図示せず）を共に適用することができ、これにより設計自由度の拡大をも図ることができる。

また、ＬＥＤ線状光源２は、その長さ方向を反射面１２ａの焦点Ｆの連続方向に沿わせて組み付けられることになるので、その構成単位であるＬＥＤ１の、前記長さ方向に沿う位置ずれは、位置ずれ後の位置も反射面１２ａの焦点Ｆの位置にあるので、配光パターンＬＰへの影響は皆無である。面発光線状光源の場合、その長さ方向の位置ずれは、全体としての位置ずれとなり、ＬＥＤ線状光源２と同様に、配光パターンＬＰへの影響は皆無である。

このため、車両用灯具１０は、ＬＥＤ線状光源２が、その長さ方向に要求される位置決め精度がそれほど高くなく、その分製造が容易でコスト低減化が可能である。

また、車両用灯具１０は、好ましくは本実施形態のように、リフレクタ１２が、反射面１２ａを上向きにして光軸Ｚの下側に設置されており、ＬＥＤ線状光源２が、その発光部１ａを下向きにし、かつ発光部１ａの発光本体部１５の一端部１５ａを焦点Ｆに位置させると共に、その他端部１５ｂを焦点Ｆよりも後部側へ位置させて組み付けられている。ＬＥＤ線状光源２の場合、発光本体部１５は、半導体チップで構成されており、その一端部１５ａおよび他端部１５ｂとは、半導体チップの長さ方向の一端部および他端部に相当する。

この構成では、図２に示すように、発光本体部１５の一端部１５ａは反射面１２ａの焦点Ｆに位置しているので、一端部１５ａの光は、反射面１２ａで反射されて光軸Ｚに平行な反射光Ｌ１となって前方へ出射すると共に、発光本体部１５の他端部１５ｂは反射面１２ａの焦点位置から後部側へずれた位置に位置しているので、他端部１５ｂの光は、反射面１２ａで反射されて光軸Ｚに対して下向きの反射光Ｌ２となって前方へ出射する。そしてこの平行な反射光Ｌ１と下向きの反射光Ｌ２とにより幅ｄを有する上下に幅広の配光パターンＬＰを奏することができる（図４参照）。図２中、符号θ１およびθ２は、発光本体部１５の照射角度および反射角度をそれぞれ示しており、θ１＝θ２の関係にある。

なお、面発光線状光源の場合は、図示しないが、本体部は面発光素子であり、発光本体部の一端部および他端部は、面発光素子の長さ方向と直交する幅方向の一端部および他端部に相当する。

図５は、本発明の他の実施形態としての車両用灯具２０を示す。この車両用灯具２０は、リフレクタ１２およびＬＥＤ線状光源２の設置姿勢が異なるだけで、他の構成は前述した車両用灯具１０と同様に構成されている。

すなわち、車両用灯具２０では、リフレクタ１２は、反射面１２ａを下向きにして光軸Ｚの上側に設置されており、ＬＥＤ線状光源２は、その発光部１ａを上向きにし、かつ発光部１ａの発光本体部１５の一端部１５ａを焦点Ｆに位置させると共に、その他端部１５ｂを焦点Ｆよりも前部側へ位置させて組み付けられている。

この構成では、発光本体部１５の一端部１５ａは反射面１２ａの焦点Ｆに位置しているので、一端部１５ａの光は、反射面１２ａで反射されて光軸Ｚに平行な反射光Ｌ１となって前方へ出射すると共に、発光本体部１５の他端部１５ｂは反射面１２ａの焦点Ｆから前部側へずれた位置に位置しているので、他端部１５ｂの光は、反射面１２ａで反射されて光軸Ｚに対して下向きの反射光Ｌ２となって前方へ出射する。そしてこの平行な反射光Ｌ１と下向きの反射光Ｌ２とにより幅ｄを有する上下に幅広の配光パターンＬＰを奏することができる（図４参照）。

なお、車両用灯具２０においても、面発光線状光源は、車両用灯具１０と同様に取り扱われるものである。

このように車両用灯具１０，２０は、上下に幅広の配光パターンＬＰを奏することができるので、視認性の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態としての車両用灯具の要部の概略斜視図である。 図１の車両用灯具の光軸に沿う概略断面図に基づく光路説明図である。 図１の車両用灯具の具体例で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。 図１の車両用灯具の奏する配光パターンを示すグラフである。 本発明の他の実施形態としての車両用灯具の光軸に沿う概略断面図に基づく光路説明図である。 従来の車両用灯具の光路説明図である。 図６の車両用灯具に適用されるプリズムレンズで、（ａ）はその上面視斜視図、（ｂ）はその下面視斜視図である。

符号の説明

１ ＬＥＤ
１ａ 発光部（ＬＥＤの）
２ ＬＥＤ線状光源（線状光源）
１０、２０ 車両用灯具
１２ リフレクタ
１２ａ 反射面
１５ 発光本体部
１５ａ 一端部（発光本体部の）
１５ｂ 他端部（発光本体部の）
Ａ 中央部位（線状光源の）
Ｆ 焦点
Ｚ 光軸

Claims (3)

1. 直線状に長い線状光源を備えた車両用灯具であって、
   前記線状光源は、その発光部をリフレクタの反射面の焦点付近に位置させると共に前記反射面に対向させ、かつその長さ方向を前記車両用灯具の光軸と直交する方向に略沿わせて組み付けられており、
   前記反射面は、前記光軸に沿う断面形状が、前記焦点を有する放物線あるいは放物線を基調とする自由曲線からなる外形形状となり、前記焦点が直線状に連続する一様な凹曲面として形成されており、
   前記リフレクタは、前記反射面の焦点の連続方向の中央部位付近を前記光軸に位置させると共に前記連続方向を前記光軸と直交する方向に略沿わせて組み付けられていることを特徴とする車両用灯具。
2. 請求項１に記載の車両用灯具であって、
   前記リフレクタは、前記反射面を上向きにして前記光軸の下側に設置されており、
   前記線状光源は、その発光部を下向きにし、かつ前記発光部の発光本体部の一端部を前記焦点位置に位置させると共に、その他端部を前記焦点よりも後部側へ位置させて組み付けられていることを特徴とする車両用灯具。
3. 請求項１に記載の車両用灯具であって、
   前記リフレクタは、前記反射面を下向きにして前記光軸の上側に設置されており、
   前記線状光源は、その発光部を上向きにし、かつ前記発光部の発光本体部の一端部を前記焦点位置に位置させると共に、その他端部を前記焦点よりも前部側へ位置させて組み付けられていることを特徴とする車両用灯具。

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