JP2011076955A - 車両用灯具 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の発光素子を用いた設計自由度の高い車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具10において、レンズユニット22は、複数の柱状部22a、および連結部22bを有する。複数の柱状部22aは、複数の半導体発光素子32の各々に対応して設けられる。連結部22bは、複数の柱状部22aを互いに連結する。柱状部22aの各々は、入射面22cおよび拡散反射面22dを有する。入射面22cは、柱状部22aの内部において光が中心軸方向に進むよう対応する半導体発光素子32が発する光を集光する。拡散反射面22dは、入射面22cによって集光された光を径外向きに反射する。第1リフレクタ24は、複数の柱状部22aの各々にそれぞれが対応して設けられた複数の個別反射面24bを有し、複数の個別反射面24bの各々は、対応する柱状部22aの拡散反射面22dによって反射された光を灯具前方に向けて反射するよう設けられる。
【選択図】図1
【解決手段】車両用灯具10において、レンズユニット22は、複数の柱状部22a、および連結部22bを有する。複数の柱状部22aは、複数の半導体発光素子32の各々に対応して設けられる。連結部22bは、複数の柱状部22aを互いに連結する。柱状部22aの各々は、入射面22cおよび拡散反射面22dを有する。入射面22cは、柱状部22aの内部において光が中心軸方向に進むよう対応する半導体発光素子32が発する光を集光する。拡散反射面22dは、入射面22cによって集光された光を径外向きに反射する。第1リフレクタ24は、複数の柱状部22aの各々にそれぞれが対応して設けられた複数の個別反射面24bを有し、複数の個別反射面24bの各々は、対応する柱状部22aの拡散反射面22dによって反射された光を灯具前方に向けて反射するよう設けられる。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両用灯具に関し、特に、発光素子を備える車両用灯具に関する。
近年、LED(Light Emitting Diode)などの半導体発光素子を車両用灯具に利用する技術の開発が進められている。ここで、光る部分に立体感を与えて見る者に注意を喚起すべく、柱状の透光部材のうち軸方向の複数個所において径方向外方へ光を反射させ、この反射項を複数のリフレクタで灯具前方にさらに反射させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、例えば複数の発光素子を用いて単一の車両用灯具を形成しようとするときに上述の特許文献に記載される発光装置を適用しようとした場合、発光装置間の固定をどのように行うかなどの課題が生じる。また、上述の特許文献に記載される発光装置は、発光素子の実装面と垂直な方向に光を照射する。このため、複数の発光素子を簡易に設けるべく例えば単一の基板に複数の発光素子を実装したものを用いて車両用灯具を構成するときにを適用しようとした場合、光を照射しようとする方向と垂直となるようその基板を配置する必要が生じる。この結果、灯具設計における自由度が抑制される可能性があり、車両用灯具の省スペース化も難しいものとなる。
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の発光素子を用いた設計自由度の高い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車両用灯具は、複数の発光素子の各々が発する光を透過して出射する透光部材と、透光部材から出射された光を反射するリフレクタと、を備える。透光部材は、複数の発光素子の各々に対応して設けられると共に対応する発光素子が発する光を各々が透過して出射する複数の柱状部と、複数の柱状部を互いに連結する連結部と、を有する。複数の柱状部の各々は、柱状部の内部において光が中心軸方向に進むよう対応する発光素子が発する光を集光する入射面と、入射面によって集光された光を径外向きに反射する拡散反射面と、を有する。リフレクタは、複数の柱状部の各々の拡散反射面によって反射された光を灯具前方に向けて反射するよう設けられる。
この態様によれば、複数の柱状部を連結部によって連結することで、柱状部を用いて拡散させた光をリフレクタで反射させる光学系を簡易に複数設けることができる。また、複数の柱状部の配置やリフレクタの形状を灯具のデザインなどに応じて適宜設定することができ、設計自由度の高い車両用灯具を提供することができる。
透光部材から出射された光を反射する補助リフレクタをさらに備えてもよい。複数の柱状部と連結部とは、透光性を有する材料によって一体的に形成され、補助リフレクタは、柱状部から連結部に導波して連結部の端縁から出射する光を灯具前方へ向けて反射するよう設けられてもよい。
この態様によれば、連結部の端縁から漏れ出る光も灯具前方に出射させることができる。このため、発光素子が発する光を効率的に利用することができ、より光度の高い車両用灯具を提供することができる。
複数の柱状部の各々は、中心軸が灯具光軸に対して傾斜するよう配置され、リフレクタは、複数の柱状部の各々にそれぞれが対応して設けられた複数の個別反射面を有し、複数の個別反射面の各々は、対応する柱状部の拡散反射面によって反射された光を灯具光軸と略平行な方向に反射するよう設けられてもよい。
発光素子が基板に実装されている場合、一般的にこのような柱状部の中心軸は、基板の垂直方向に向くよう配置する必要がある。この態様によれば、例えば複数の発光素子を同一基板上に実装した場合においても、その基板の垂直軸方向が灯具光軸に対して傾斜するようその基板を配置することができる。このため、車両のデザインに応じて発光素子や柱状部を適宜配置することが可能となり、設計自由度の高い車両用灯具を提供することができる。
本発明によれば、複数の発光素子を用いた設計自由度の高い車両用灯具を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態(以下、実施形態という)について詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る車両用灯具10の断面を上方から見た図である。図2は、図1のP−P断面図である。以下、図1および図2の双方に関連して車両用灯具10の構成について説明する。
本実施形態に係る車両用灯具10は、テールランプとストップランプとの双方の機能を兼ね備えた、いわゆるリヤコンビネーションランプとして構成されている。車両用灯具10は、ランプボディ12、エクステンション13、透光カバー14、発光装置16、およびインナーレンズ18を有する。
ランプボディ12は、カップ状に形成されている。透光カバー14は、透光性を有する材料によって緩やかな曲面を描くよう形成される。本実施形態では、透光カバー14は透明な樹脂材料によって成形されている。透光カバー14は、ランプボディ12の開口部に取り付けられ、ランプボディ12と透光カバー14とによって囲まれる領域に灯室が形成される。
エクステンション13、発光装置16、およびインナーレンズ18は、この灯室内に配置される。エクステンション13は環状に形成され、ランプボディ12の開口部の縁部に沿うよう配置される。
発光装置16は、発光素子基板20、レンズユニット22、第1リフレクタ24、および第2リフレクタ26を有する。発光素子基板20は、基板30および複数の半導体発光素子32を有する。基板30は、平板状に形成されたいわゆるプリント配線基板であり、実装される複数の半導体発光素子32に電力を供給するためのプリント配線が設けられている。半導体発光素子32は、この半導体発光素子32の一方の面に、上下および左右に等間隔で実装される。本実施形態では、合計12個の半導体発光素子32が、左右方向に3個並び、上下方向に4個並ぶよう半導体発光素子32の一方の面に実装される。なお、半導体発光素子32の合計個数や、左右方向の個数、上下方向の個数がこれらに限られないことは勿論である。
上述のように、車両用灯具10は、リヤコンビネーションランプとして利用される。このため半導体発光素子32は、赤色光を発光するいわゆる赤色LEDとされている。なお、発光装置16の用途がリヤコンビネーションランプに限られないことは勿論であり、例えば、テールランプのみ、またはストップランプのみに利用されてもよい。また、発光装置16は、DRL(Daytime Running Lamp:昼間点灯用ランプ)などに利用されてもよい。この場合、半導体発光素子32に、白色LEDまたは黄色LEDが用いられてもよい。さらに、半導体発光素子32は、LEDに代えて例えばレーザダイオードなど略点状に面発光する他の素子状の光源を有していてもよい。
レンズユニット22は、複数の半導体発光素子32の各々が発する光を透過して出射する透光部材として機能する。レンズユニット22は、複数の柱状部22a、および連結部22bを有する。複数の柱状部22aは、複数の半導体発光素子32の各々に対応して設けられると共に対応する半導体発光素子32が発する光を各々が透過して出射する。このため本実施形態では、柱状部22aは半導体発光素子32と同数の12個設けられる。
連結部22bはプレート状に形成され、複数の柱状部22aを互いに連結する。このとき連結部22bは、複数の柱状部22aの各々を半導体発光素子32と同じ間隔で配置させるべく、左右方向に3個、上下方向に4個並ぶよう12個の柱状部22aを互いに連結する。以下、車両用灯具10の灯具光軸をX1、柱状部22aの中心軸をX2として説明する。連結部22bは、連結部22bの表面に対して中心軸X2が垂直に向くよう、柱状部22aの各々を連結する。
複数の柱状部22aと連結部22bとは、透光性を有する材料によって一体的に形成される。本実施形態では、レンズユニット22は透光性を有する樹脂材料によって形成される。なお、レンズユニット22が例えばガラスなどの他の材料で形成されてもよい。
さらに、柱状部22aと連結部22bとが別体として形成されていてもよい。この場合、連結部22bに柱状部22aを嵌入させるための嵌入穴が設けられ、柱状部22aがこの嵌入穴に圧入などによって嵌め込まれてもよい。また、柱状部22aが連結部22bに接着などによって固着されてもよい。またこの場合、柱状部22aが透光性を有する材料によって形成され、連結部22bは透光性を有しない、または柱状部22aよりも透光性の低い材料によって形成されてもよい。これにより、柱状部22aから連結部22bに光が導波することで連結部22bの縁部から漏れ出る光を抑制することができ、光をより効率的に利用することができる。
柱状部22aは円柱状に形成され、一端縁に入射面22cを有する。入射面22cは、連結部22bの一方の面から突出するように形成される。レンズユニット22は、後述するようにこの入射面22cが対応する半導体発光素子32の発光部に対向するよう配置される。入射面22cは、球の表面の一部のような滑らかな曲面によって形成される。入射面22cは、柱状部22aの内部において光が中心軸方向に進むよう、対向する半導体発光素子32が発する光を集光する。
柱状部22aは、柱状部22aが突出する連結部22bの面と逆の面からも突出するよう設けられる。この突出部は円柱状に形成され、側面22eおよび拡散反射面22dを有する。拡散反射面22dは、この突出部の他端縁に形成される。拡散反射面22dは、柱状部22aの他端縁が円錐状に凹むことにより形成されている。本実施形態では、拡散反射面22dは、中心軸X2に対して45度の角度で傾斜するよう形成されている。なお、拡散反射面22dの傾斜角度がこれに限られないことは勿論である。また、拡散反射面22dは円錐表面形状に限られず、中心軸X2を含む面で柱状部22aが切断されたときの断面において拡散反射面22dが放物線や円弧、楕円の円弧などの曲線となってもよい。さらに、拡散反射面22dに、例えばアルミニウムを蒸着させるなどの鏡面処理を施してもよい。
拡散反射面22dは、入射面22cによって集光され、柱状部22aの内部を通過する光を径外向きに反射する。拡散反射面22dによって反射された光は、柱状部22aの側面22eから出射される。
第1リフレクタ24は、レンズユニット22から出射された光を灯具前方に向けて反射する。第1リフレクタ24には、柱状部22aの各々を収容するための複数の収容穴が、柱状部22aと同数および同間隔で設けられている。この複数の収容穴の各々に、複数の柱状部22aの各々の突出部が収容される。このとき、柱状部22aの側面22eの一部および拡散反射面22dが第1リフレクタ24の反射面24aから突出するよう、柱状部22aが第1リフレクタ24の収容穴に収容される。
レンズユニット22は、この状態で第1リフレクタ24に固定される。第1リフレクタ24は、反射面24aが灯具前方を向くようエクステンション13などに固定される。発光素子基板20は、半導体発光素子32の各々が柱状部22aの入射面22cの各々に対向するよう配置される。
インナーレンズ18は、透光性を有する材料によってカップ状に形成される。本実施形態では、インナーレンズ18は透明な樹脂材料によって形成されている。インナーレンズ18は、その開口部が第1リフレクタ24の開口部に取り付けられる。
インナーレンズ18の内面18aには、いわゆる横シリンドリカルステップが形成されている。具体的には、図2に示すように、垂直な断面において波打つように内面18aが形成されている。これにより、個別反射面24bの矩形のステップと併せて独特な視覚的効果を与えることができる。
第1リフレクタ24は樹脂材料によって成形されており、第1リフレクタ24の反射面24aには、アルミニウムを蒸着させることによる鏡面処理が施されている。第1リフレクタ24は、複数の柱状部22aの各々にそれぞれが対応して設けられた複数の個別反射面24bを有する。具体的には、反射面24aのうち、柱状部22aの周辺の部分が、その柱状部22aの個別反射面24bとなっている。複数の個別反射面24bの各々は、対応する柱状部22aの拡散反射面22dによって反射された光を灯具前方に向けて反射するよう設けられる。本実施形態では、個別反射面24bの各々には矩形状のステップが形成されている。
第2リフレクタ26もまた、レンズユニット22から出射された光を反射する。具体的には、第2リフレクタ26は、レンズユニット22の端縁22fの近傍に配置され、柱状部22aから連結部22bに導波して連結部22bの端縁22fから出射する光を灯具前方へ向けて反射するよう設けられる。したがって第2リフレクタ26は、レンズユニット22の端縁から漏れ出る光を反射する補助リフレクタとして機能する。このように第2リフレクタ26を設けることで、半導体発光素子32が発する光を効率的に利用することができる。第2リフレクタ26の反射面にもまた、アルミニウムが蒸着されるなどの鏡面処理が施されている。
図1から分かるように、複数の柱状部22aの各々は、中心軸X2が灯具光軸X1に対して傾斜するよう配置される。複数の個別反射面24bの各々は、対応する柱状部22aの拡散反射面22dによって反射された光を灯具光軸X1と略平行な方向に反射するよう設けられる。これにより、図1に示すように発光素子基板20を、その垂直方向が灯具光軸X1に対して傾斜するよう配置することができる。このため、透光カバー14の傾斜に合わせて発光素子基板20を傾斜して配置することができ、車両用灯具10が占有するスペースを抑制することができる。
図3は、図1の領域Rの拡大図である。図4は、図2の領域Sの拡大図である。以下、図3および図4の双方に関連して、発光装置16における光路について説明する。
半導体発光素子32から発せられた光は、放射状に拡散しながら柱状部22aの入射面22cに入射する。柱状部22aは、半導体発光素子32から発せられた光を、灯具前方に進むにしたがって微小に絞るように集光する。本実施形態では、柱状部22aの側面22eも、拡散反射面22dに近づくにしたがって徐々に径が小さくなるよう傾斜している。こうして柱状部22aの内部を通過して拡散反射面22dに達した光は、拡散反射面22dによって径外向きに反射され、側面22eから出射する。
個別反射面24bは、断面がのこぎり状に形成されている。このように断面がのこぎり状となるように個別反射面24bを形成することにより、拡散反射面22dによって反射された光を広い範囲にわたって反射することができる。また、拡散反射面22dによって反射された光を断続的に反射することで、独特な視覚的効果を与えることが可能となる。
図3および図4に示すように、柱状部22aを通過する光のうち、柱状部22aから中心軸X2と略平行に出射する光も存在する。このような光を残すことにより、中心軸X2の延長線上にいる者も、車両用灯具10の点灯を容易に確認することが可能となっている。
また、図4に示すように、個別反射面24bは、中心軸X2よりも下方に傾斜する方向に、柱状部22aから出射された光を反射するよう設けられている。これにより、車両用灯具10が搭載される車両の後方にある車両の運転手や歩行者に与えるグレアを抑制している。
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を本実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。
10 車両用灯具、 12 ランプボディ、 13 エクステンション、 14 透光カバー、 16 発光装置、 18 インナーレンズ、 18a 内面、 20 発光素子基板、 22 レンズユニット、 22a 柱状部、 22b 連結部、 22c 入射面、 22d 拡散反射面、 22e 側面、 24 第1リフレクタ、 24a 反射面、 26 第2リフレクタ、 30 基板、 32 半導体発光素子。
Claims (3)
- 複数の発光素子の各々が発する光を透過して出射する透光部材と、
前記透光部材から出射された光を反射するリフレクタと、
を備え、
前記透光部材は、前記複数の発光素子の各々に対応して設けられると共に対応する発光素子が発する光を各々が透過して出射する複数の柱状部と、前記複数の柱状部を互いに連結する連結部と、を有し、
前記複数の柱状部の各々は、柱状部の内部において光が中心軸方向に進むよう対応する発光素子が発する光を集光する入射面と、前記入射面によって集光された光を径外向きに反射する拡散反射面と、を有し、
前記リフレクタは、前記複数の柱状部の各々の拡散反射面によって反射された光を灯具前方に向けて反射するよう設けられることを特徴とする車両用灯具。 - 前記透光部材から出射された光を反射する補助リフレクタをさらに備え、
前記複数の柱状部と前記連結部とは、透光性を有する材料によって一体的に形成され、
前記補助リフレクタは、前記柱状部から前記連結部に導波して前記連結部の端縁から出射する光を灯具前方へ向けて反射するよう設けられることを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。 - 前記複数の柱状部の各々は、中心軸が灯具光軸に対して傾斜するよう配置され、
前記リフレクタは、前記複数の柱状部の各々にそれぞれが対応して設けられた複数の個別反射面を有し、
前記複数の個別反射面の各々は、対応する柱状部の拡散反射面によって反射された光を灯具光軸と略平行な方向に反射するよう設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用灯具。
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Cited By (2)
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JP2017147025A (ja) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | ウシオ電機株式会社 | 光源ユニット |
-
2009
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