JP2012209111A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】
車両用灯具の光源が車両光軸に対して傾斜させて設置する場合においても、光源の光軸と灯具の光軸を一致させ、所定の配光パターンが得られる車両用灯具を提供する。
【解決手段】
車両の前方あるいは後方に沿って、光源７が設置された回路基板６、光源７を被って配置される偏光レンズ２０、プリズム部４０を備えるプリズムレンズ４がブラケット５に一体的に組み付けられ、アウターレンズ８とハウジング３からなる灯室内に内蔵されて構成される車両用灯具１であって、車幅方向に傾斜して設置される光源７からの光を、プリズムレンズ４の照射目標範囲に照射させるように連続した自由曲面を有する偏光レンズ２０と、プリズムレンズ４に設けられたプリズム部４０により車両前方あるいは後方に指向させるように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は車両用灯具に係り、特に、発光ダイオード等の発光素子を光源とする車両用灯具に関する。

近年、車両用灯具の光源として、発光ダイオード等の発光素子が採用されるようになってきている。

この場合、発光ダイオードからの光をたとえばスクリーンに照射させた場合の照射領域が上下幅の狭い横長形状となるようにできることが要望される場合がある。

このため、たとえば下記特許文献１に開示されているように、該発光ダイオードの光照射方向における前方にいわゆる偏光レンズを配置させたものが知られている。この偏光レンズは、横長の形状をなし、その横方向にほぼ同型の二つの凸レンズを互いに重ね合わせ部をもつようにして並設させた形状からなる非球面レンズとなっている。発光ダイオードは、該偏光レンズの前記重ね合わせ部に対向するようにして配置されるようになっている。これにより、発光ダイオードからの光は前記二つの凸レンズによって横方向に偏光されて照射されるとともに、この光の輝度は、各凸レンズの前記重ね合わせ部を通した発光ダイオードからの光の輝度とほぼ等しくなり、たとえばスクリーンに照射させた場合の照射領域の全体がほぼ均一な明るさで光って見えるようになっている。

特開2007-48470号公報

しかし、上述した偏光レンズは、その中心軸を発光素子の光出射面に垂直な軸に一致づけて配置させ、該偏光レンズからの光は、前記軸を中心として放射状に出射させるように構成されたものとなっている。

このため、発光素子を搭載する基板、該発光素子を被って配置させる偏光レンズを、車両用灯具のアウターレンズとほぼ平行に、しかも発光素子をアウターレンズのほぼ中央に対向させて配置させなければならず、該発光素子および偏光レンズの配置に制限が付されることになる。

したがって、車両用灯具の室内が狭いスペースになりつつある近年において、発光素子および偏光レンズの配置に自由度をもたせることが要望される。また、スラント化し、車両光軸と光源光軸が相違した灯具においても、車両用灯具の室内から出射される光を均一に光らせることが必要となる。

本発明の目的は、発光素子および偏光レンズの配置に自由度をもたせ、スラント化し、車両光軸と光源光軸が相違した灯具においても、灯室から出射される光を最適な配光パターンとして均一に照射可能とする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、本発明の車両用灯具は、光源、偏光レンズを車両の前方向あるいは後方向に対して傾斜させて配置させ、偏光レンズからの光をプリズムレンズによって車両の前方向あるいは後方向に指向させるように構成したものである。

上記課題を解決するために、本発明に関わる車両用灯具は、車両前後方向に傾斜するように設けられた板状のプリズムレンズと、半導体発光素子からなる光源からの光を偏向制御して前記プリズムレンズに入射させる偏光レンズとを有する車両用灯具であって、前記光源は車両光軸に対して車両外側に傾斜して配置されており、前記偏光レンズは前記光源からの光のうち高輝度の光を車両光軸と略一致する方向に偏向制御するように構成されており、前記プリズムレンズには前記偏光レンズからの入射光を車両前方に出射するプリズム部が形成されていること、を特徴とする。

この構成によれば、光源の光軸が車両光軸と一致しない向きに設置された半導体発光素子を光源とする車両用灯具においても、偏光レンズで光源の光軸を車両光軸と略一致させて照射させることができ、さらにプリズムレンズのプリズム部によって偏光レンズからの照射光を拡散させて車両前方に照射させることにより、均一な見映えで、車両前方に最適な配光を照射することが出来る。

上記構成において、プリズム部は、偏光レンズにより偏光制御された光のうち高輝度の光を左右に拡散させて前方に照射する低プリズム部と、低プリズム部の左右に形成される高プリズムとから形成されている、構成を採用することができる。

この構成によれば、プリズムレンズの低プリズム部に入射する輝度の高い光は、低プリズム部により前方に拡散されて出射され、低プリズム部の左右に形成される高プリズム部に入射する光は、高プリズム部により前方に大きく拡散されて配光パターンを形成することにより、車両用灯具を均一に光らせることによる見映えの向上と、最適な配光パターンを形成させることが出来る。

上記構成において、光源は車両前後方向に複数設けられており、プリズムレンズには低プリズム部と高プリズム部がそれぞれ交互に形成されている、構成を採用することができる。

この構成によれば、複数の光源を有する車両用灯具においても、車両用灯具を均一に光らせることによる見映えの向上と、最適な配光パターンを形成させることが出来る。

本発明の車両用灯具によれば、車両前後方向に傾斜するように設けられた車両用灯具においても、偏光レンズによって光源の光軸を車両光軸方向と略一致させることで、高光度の光を車両光軸と一致する前方に照射させることができ、その他の光を左右方向に拡散させ、プリズムレンズによって左右方向に拡散配光することにより、車両前方に最適な配光パターンを照射することができ、車両用灯具を均一に光らせることができる。

車両用灯具の前方側斜視図である。 車両用灯具のアウターレンズ等を外した状態の前方側斜視図である。 車両用灯具の光路を示す図である。 プリズムレンズの高プリズム部と低プリズム部を表す図である。 偏光レンズの構成を示した図である。 前記偏光レンズを基台と一体化して構成した偏光レンズ体の構成を示す図である。 車両用灯具の配光パターンを表す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

図１乃至図７において、車両用灯具１は、車両前方方向より見て車両の前部左右両側に設けられる灯具であり、同図では前方視右側の灯具を代表して示している。したがって、車両用灯具１は、車両前方方向より車両を見た場合に、車両の前部左右両側に各々配設された状態で見える。

車両用灯具１は、自動車の前部に配置された車両用前照灯（図示しない）の一部の機能を有する灯具であって、走行用ランプ及びすれ違い用ランプとともに車両用灯具１の内部に配置されており、信号灯、すなわちクリアランスランプやデイタイムランニングランプの機能を有するものである。本発明の車両用灯具１は、単体で車体のバンパーなどに取付けられる構造としても良い。

図１および図２において、車両用灯具１は、アウターレンズ８とハウジング３により形成された灯室内に、車両前後方向に傾斜するように設けられた板状のプリズムレンズ４と、半導体発光素子からなる光源７からの光を偏向制御して前記プリズムレンズ４に入射させる偏光レンズ２０とが、ブラケット５を介して一体に固定されており、ハウジング３には表面に光源７を保持する回路基板６が取付けられている。

アウターレンズ８は、光透過性の材質、例えば、ポリカーボネイトなどの透明な合成樹脂材で形成されており、全周縁に設けられたシール部（図示しない）を介してハウジング３の前面側に、ハウジング３の開口を覆うようにして組み付けられる略凹形状をなし、アウターレンズ８とハウジング３とによりプリズムレンズ４とブラケット５、光源７、偏光レンズ２０を内包する灯室を形成している。アウターレンズ８の車両前方側の表面はプリズムレンズ４と略平行に傾斜している。

ハウジング３は、光不透過性の材質、例えば、ポリカーボネイトなどの不透明な合成樹脂材で形成されており、全周縁に設けられたシール部（図示しない）を介して前面側にアウターレンズ８が組み付けられている。

また、ハウジング３には、プリズムレンズ４と、偏光レンズ２０と光源７を保持する回路基板６がブラケット５に一体的に固定されており、ブラケット５を固定する固定面は車両外側に向かうにつれて後方へ傾斜している。ハウジング３の固定面の傾斜は、プリズムレンズ４の傾斜よりもゆるやかに形成されている。

図３および図４に示すように、プリズムレンズ４は、平板状の光透過性の合成樹脂材からなり、車両内側から車両外側に向かうにつれて後方へ傾斜しており、左右両端部には取付部が設けられておりプリズムレンズ４と光源７との距離が次第に狭まるように形成されている。

プリズムレンズ４の光源側の面は平面からなる入射面が形成され、反対側の面には少なくとも大、小からなるプリズム部４０が出射面として形成されている。また、プリズムレンズ４は光の入射面と出射面はほぼ平行に形成されており、一部湾曲されていても良い。

プリズム部４０は、プリズムの高さが高い高プリズム部４０Bと、プリズムの高さが低い低プリズム部４０Aとが交互に形成されており、高プリズム部４０Bから低プリズム部４０Aの間はプリズムの高さが徐変するように形成されている。また、プリズムは縦かまぼこ状のシリンドリカル形状で設けられている。

高プリズム部４０Bは、プリズム部４０の車両内側端部および車両外側端部に形成されている高さ0.5mmのプリズムであって、低プリズム部４０Aに向かうにつれて高さが徐変的に低くなるように形成されている。

低プリズム部４０Aは、プリズム部４０のうち正面視で光源７の直線状に位置する高光度の光が入射する部分に形成されている高さ0.3mmのプリズムであって、高プリズム部４０Bに向かうにつれて高さが徐変的に高くなるように形成されている。

プリズム部４０に形成されるプリズムは、正面視で縦かまぼこ状の魚眼レンズからなり、一定間隔で形成されている。

プリズムレンズ４は、偏光レンズ２０からの光を車両前方の光軸Lに向けて拡散照射されるように構成されている。図３において、プリズムレンズ４のたとえば光源７と反対側の面には、プリズム部４０が形成され、これらのプリズム部４０は、プリズムレンズ４の上下方向に延在し断面が複数の直線を組み合わせた曲線をなし、車幅方向に複数並設されて設けられている。

プリズムレンズ４のプリズム部４０において、偏光レンズ２０によって偏光された光源７の光軸L2を中心とし左右１２°の範囲には低プリズム部４０Aが設けられており、光軸L2から左右に離れるにつれて徐変的にプリズムの高さが高くなり、高プリズム部４０Bが形成される。

図４に示すように、高プリズム部４０Bには光源７からの出射光が偏光レンズ２０により偏光されて入射し、左右に拡散され（高プリズム部４０Bの一つのプリズムの両端からの出射光が交わる角度をθ１と示す）、車両前方に出射される。

低プリズム部４０Aには光源７からの出射光で偏光レンズ２０に偏光された照度の高い光が入射し、左右に拡散され（高プリズム部４０Bの一つのプリズムの両端からの出射光が交わる角度をθ２と示す）、車両前方に出射される。このとき、プリズムの高さが高プリズム部４０Bの方が低プリズム部４０Aよりも高いことから、車両前方への拡散角はθ１＞θ２となる。低プリズム部４０Aと高プリズム部４０Bの合成された配光により、図７に示される、任意の配光規格を満たしつつ、左右に拡散された配光パターン９を形成することができる。

光源７は、たとえば、ＬＥＤなどの半導体発光素子をからなり、回路基板６に直接、はんだなどにより取り付けられる表面実装型の半導体発光素子である。

さらに、光源７は半導体発光素子に限定されるものではなく、高輝度LED、有機EL（エレクトロルミネッセンス）などの有機半導体を利用した半導体型光源７、半導体レーザ（LD）、白熱電球などが光源７であっても良い。

回路基板６は、薄板形状からなり、表面には等間隔で光源７が取り付けられており、背面側からブラケット５に固定される。

［偏光レンズ］
偏光レンズ２０はシリンドリカルを基本とする連続した自由曲面からなる出射面を有し、たとえば前記回路基板６に固定されるようにして配置されている。この偏光レンズ２０の構成については後に詳述するが、概略、図中ｘ方向の幅が図中ｙ方向（紙面に垂直方向）の幅よりも大きく形成され、図中ｙ方向に沿った断面は中心において最も高い凸状をなし、この凸状の高さは、図中ｘ方向に沿った一辺側（図中左側辺）から他辺（図中右側辺）にかけて大きくなった後に徐々に小さくなるように構成されている。

図５は、偏光レンズ２０の構成を示した図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線における断面図、（ｄ）は図（ａ）のｄ−ｄ線における断面図である。

まず、偏光レンズ２０は、図５（ａ）に示すように、平面的に観た場合、図中ｘ方向（第１方向と称する場合がある）の幅が図中ｙ方向（第２方向と称する場合がある）の幅よりも大きく形成されている。そして、図中ｘ方向における各辺（ｙ方向辺）が、それぞれ、外側に凸となる第１弧状辺２０Ａおよび第２弧状辺２０Ｂをなしている。この場合、たとえば、第１弧状辺２０Ａは第２弧状辺２０Ｂよりも径が大きく形成されている。そして、図中ｙ方向における各辺（ｘ方向辺）は、それぞれ、前記第１弧状辺２０Ａおよび第２弧状辺２０Ｂを連結させた滑らかな曲線２０Ｃをなしている。

また、図中ｙ方向に沿った断面である図５（ｄ）に示すように、中心において最も高い凸状をなし、この凸状の高さは、図中ｘ方向に沿った断面である図５（ｃ）に示すように、第１弧状辺２０Ａ側から前記第２弧状辺２０Ｂ側にかけて大きくなった後に徐々に小さくなるように構成されている。

さらに、偏光レンズ２０は、その底面である図５（ｂ）に示すように、発光素子１４と対向する面に凹面２０Ｄが形成され、この凹面２０Ｄは図中ｙ方向に延在する仮想の軸Ｑを中心とする円弧面（円柱面）で構成されている。なお、図５（ａ）、（ｂ）には、偏光レンズ２０の他に光源７をも併せ描画しており、光源７は、偏光レンズ２０の凹面２０Ｄの図中ｘ方向における中心に位置づけられるにようになっている。偏光レンズ２０の凹面２０Ｄは、この凹面２０Ｄを通して光源７からの光をほとんど反射させることなく効率的に偏光レンズ２０内に入射できる効果を奏するようになっている。

図６は、前記偏光レンズ２０を具備した偏光レンズ体２５を示した図である。図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は平面図、図６（ｃ）は図６（ｂ）のｃ−ｃ線における断面図、図６（ｄ）は正面図、および図６（ｅ）は側面ある。図６において、偏光レンズ体２５は、偏光レンズ２０を比較的小さく形成する場合もあることに鑑み、基台２７とともに一体化して構成し、取り扱いが容易になる構成となっている。また、これにより、偏光レンズ２０は、基台２７によってたとえば回路基板６に取り付け易い構成となっている。

そして、このように偏光レンズ２０と基台２７を具備する偏光レンズ体２５はたとえば樹脂材の一体成形によって形成されるようになっている。図６（ａ）、（ｂ）において、基台２７において偏光レンズ２０の両脇に一対の孔２７Ａが形成されており、これら孔２７Ａは樹脂材の成形を行い易くするための孔となっている。

このように構成した本発明の車両用灯具１によれば、車両前後方向に傾斜するように設けられた車両用灯具１においても、偏光レンズ２０によって光源７の光軸を車両光軸方向と略一致させることで、高光度の光を車両光軸と一致する前方に照射させることができ、さらに、その他の光を左右方向に拡散させ、プリズムレンズ４によって左右方向に拡散配光することにより、車両光軸L2に灯具光軸を一致させることができ、車両用灯具１を均一に光らせることができるため、最適な配光パターンを形成することが出来る。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 車両用灯具
２０…偏光レンズ、２０A…第１弧状辺、２０B…第２弧状辺、２０C…滑らかな曲線、２０D…凹面、２５…偏光レンズ体、２７…基台、２７A…孔、
３ ハウジング
４…プリズムレンズ、４０…プリズム部、４０A…低プリズム部、40B…高プリズム部
５ ブラケット
６ 回路基板
７ 光源
８ アウターレンズ
Ｌ１ 光源光軸
Ｌ２ 灯具光軸（偏光後の光軸）
Ｌ３〜Ｌ４ 光線
ＨＰ 照射パターン

Claims (3)

1. 車両前後方向に傾斜するように設けられた板状のプリズムレンズと、半導体発光素子からなる光源からの光を偏向制御して前記プリズムレンズに入射させる偏光レンズとを有する車両用灯具であって、前記光源は車両光軸に対して車両外側に傾斜して配置されており、前記偏光レンズは前記光源からの光のうち高輝度の光を車両光軸と略一致する方向に偏向制御するように構成されており、前記プリズムレンズには前記偏光レンズからの入射光を車両前方に拡散させて出射するプリズム部が形成されていること、を特徴とする車両用灯具。
2. 前記プリズム部は、前記偏光レンズにより偏光制御された光のうち高輝度の光を左右に拡散させて前方に照射する低プリズム部と、前記低プリズム部の左右に形成される高プリズム部とから形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記光源は車両前後方向に複数設けられており、前記プリズムレンズには前記低プリズム部と高プリズム部のそれぞれが交互に形成されていること、を特徴とする請求項１および２に記載の車両用灯具。