JP2013143307A

JP2013143307A - 灯具

Info

Publication number: JP2013143307A
Application number: JP2012003769A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 浩二佐藤
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2013-07-22
Anticipated expiration: 2032-01-12
Also published as: JP5882747B2

Abstract

【課題】非点灯時の見栄えを良好なものにする。
【解決手段】灯具１は、長尺な導光レンズ２と、導光レンズ２の長手方向の後端部２１近傍に配置された第一ＬＥＤ３とを備え、第一ＬＥＤ３から出射されて後端部２１から導光レンズ２内に入射した光Ｌ１を、導光レンズ２の長手方向に沿った前面２３から出射させる。導光レンズ２の後面２４には、当該導光レンズ２内を長手方向に沿って導光される光Ｌ１を前面２３へ反射させる複数のレンズカット２４０，…が長手方向に沿って並設されている。複数のレンズカット２４０，…は、隣り合うものとＲ部Ｒａで滑らかに連なるとともに、導光レンズ２の長手方向に沿ったカットピッチＰが微細に形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、灯具に関し、特に、長尺な導光レンズを備える灯具に関する。

従来、長尺な導光レンズを全長に亘って発光させる灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の灯具では、導光レンズの長手方向両端部に配置された光源からの光を、当該両端部から導光レンズ内に入射させて長手方向に沿って導光させつつ、導光レンズの後面に形成された山切り状のレンズカットで内部反射させて前面から出射させることによって、当該導光レンズの前面を発光させている。

特開２００９−１９９９１３号公報

しかしながら、上記従来の灯具では、導光レンズの後面に形成されたレンズカットが単純な山切り状であるため、非点灯時に当該導光レンズを正面（前方）から見たときに、後面のレンズカットの山部と谷部のエッジラインが目立ってしまい、透明感のない見栄えとなっていた。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、長尺な導光レンズを発光させる灯具であって、非点灯時の見栄えが良好な灯具の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
長尺な導光レンズと、
前記導光レンズの長手方向の端部に配置された光源と、
を備え、前記光源から出射されて前記端部から前記導光レンズ内に入射した光を、前記長手方向に沿った前記導光レンズの前面から出射させる灯具において、
前記導光レンズの後面には、当該導光レンズ内を前記長手方向に沿って導光される光を前面へ反射させる複数のレンズカットが前記長手方向に沿って並設され、
前記複数のレンズカットは、隣り合うものとＲ部で滑らかに連なるとともに、前記長手方向に沿ったカットピッチが微細に形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の灯具において、
前記複数のレンズカットは、それぞれの山部にＲ部が形成されて当該レンズカットの各面が滑らかに連なってい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に記載の灯具において、
前記カットピッチが０．１ｍｍ以下であ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において、
前記複数のレンズカットはそれぞれ略プリズムカットであり、そのうち一方のプリズム面が前記導光レンズの前面と２７°〜２９°の角度をなすとともに、他方のプリズム面が前記導光レンズの前面と７２°〜７８°の角度をなすことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、長尺な導光レンズの後面に形成された複数のレンズカットが、隣り合うものとＲ部で滑らかに連なっているので、このレンズカットが単純な山切り状に形成されていた従来と異なり、非点灯時に導光レンズを正面から見たときに、複数のレンズカットの谷部のエッジラインが目立つことがない。したがって、非点灯時に導光レンズを正面から見たときの見栄えを、透明感のある良好なものとすることができる。

また、複数のレンズカットのカットピッチが微細に形成されているので、当該レンズカットのカット高さが低くなる結果、導光レンズの厚さを薄くすることができる。したがって、非点灯時に導光レンズを正面から見たときの見栄えを、より透明感のあるものとすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、複数のレンズカットは、それぞれの山部にＲ部が形成されて当該レンズカットの各面が滑らかに連なっているので、このレンズカットが単純な山切り状に形成されていた従来と異なり、非点灯時に導光レンズを正面から見たときに、複数のレンズカットの山部のエッジラインが目立つことがない。したがって、非点灯時に導光レンズを正面から見たときの見栄えを、より透明感のあるものとすることができる。

実施形態における灯具の正面図である。図１のII−II線での断面図である。図２のＡ部の拡大図である。図２のＢ部の拡大図である。図１のIII−III線での断面図である。実施形態におけるレンズカットの拡大断面図である。実施形態における第一ＬＥＤからの光の光線軌跡を示す図である。実施形態における第二ＬＥＤからの光の光線軌跡を示す図である。

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。
図１は、本実施形態における灯具１の正面（前面）図であり、図２は、図１のII−II線での断面図であり、図３及び図４は、図２のＡ部及びＢ部の拡大図であり、図５は、図１のIII−III線での断面図である。
なお、以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、灯具１から見た方向を指すものとする。

図１及び図２に示すように、灯具１は、図示しない車両の前部左側に搭載されたヘッドランプ１０内に配設されており、長尺な導光レンズ２と、２つのＬＥＤ３，４とを備えている。

導光レンズ２は、上下方向と略直交する面内において、ヘッドランプ１０前面のアウターレンズ１１に沿うように、前後方向に対して斜めに傾斜した方向に略沿って延在した状態に配置されている。より詳しくは、導光レンズ２は、本実施形態においては、左右方向に対して約５０°の傾斜角度で、長手方向後側の後端部２１から長手方向前側の前端部２２に向かって右側（車両内側）へ傾斜した方向に略沿って延在しつつ、前端部２２から後端部２１に向かって後方へやや湾曲している。

図３に示すように、導光レンズ２の後端部２１近傍には、２つのＬＥＤ３，４のうちの第一ＬＥＤ３が、当該後端部２１と対向するように配置されている。第一ＬＥＤ３は、その光軸Ａｘ１を左右方向に対して約５５°の角度で右方斜め前方へ向けた状態で、ヒートシンク３１に固定された基板３２上に実装されている。

導光レンズ２の後端部２１には、第一ＬＥＤ３から出射された光を光軸Ａｘ１寄りに集光させつつ当該導光レンズ２内に入射させる入光部２１０が形成されている。この入光部２１０は、第一入射面２１１と、第二入射面２１２と、反射面２１３とを有している。
このうち、第一入射面２１１は、光軸Ａｘ１を回転対称軸として第一ＬＥＤ３側へ膨出する凸面状に形成され、その焦点に第一ＬＥＤ３が位置するように配置されている。この第一入射面２１１は、第一ＬＥＤ３から出射された光を光軸Ａｘ１寄りに屈折させつつ導光レンズ２内へ入射させる。
第二入射面２１２は、第一入射面２１１の周縁部から第一ＬＥＤ３側へ立設された略円筒面である。この第二入射面２１２は、第一ＬＥＤ３から出射された光のうち、第一入射面２１１に入射するものよりも出射角度が大きいものを導光レンズ２内へ入射させる。
反射面２１３は、第二入射面２１２の先端から光軸Ａｘ１方向へ向かって外側（光軸Ａｘ１から離間する側）へ広がるように傾斜した裁頭円錐面であり、第二入射面２１２から導光レンズ２内へ入射した光を、光軸Ａｘ１に略沿うように内部反射（全反射）させる。
また、導光レンズ２の後端部２１は、第一入射面２１１及び第二入射面２１２を第一ＬＥＤ３側へ露出させた状態で、エクステンション１２に支持されている。

図４に示すように、導光レンズ２の前端部２２近傍には、２つのＬＥＤ３，４のうちの第二ＬＥＤ４が、当該前端部２２と後端部２１とを結ぶ直線の延長線上よりもやや後方に配置されている。第二ＬＥＤ４は、その光軸Ａｘ２を左右方向に対して約４３°の角度で左方斜め後方へ向けた状態で、ヒートシンク４１に固定された基板４２上に実装されている。

導光レンズ２の前端部２２には、第二ＬＥＤ４から出射された光を所定の角度範囲内に集光させる集光部２２０が、第二ＬＥＤ４に対向するように当該前端部２２から後方へ突設されている。この集光部２２０は、第一入射面２２１と、第二入射面２２２と、反射面２２３と、出射面２２４とを有している。
このうち、第一入射面２２１，第二入射面２２２及び反射面２２３は、第二ＬＥＤ４と対向しつつ光軸Ａｘ２が回転対称軸となるように形成されており、その他の点については、上述した入光部２１０の第一入射面２１１，第二入射面２１２及び反射面２１３と同様に形成されている。
出射面２２４は、集光部２２０のうち、第一入射面２２１，第二入射面２２２及び反射面２２３が形成された第二ＬＥＤ４側とは反対側の面であり、光軸Ａｘ２と略直交している。この出射面２２４は、第二ＬＥＤ４から出射されて、第一入射面２２１，第二入射面２２２及び反射面２２３を通じて光軸Ａｘ２寄りに集光された光を、約１８°の角度範囲で出射させる。この出射光の角度範囲は、後述するように、当該出射光が導光レンズ２の後面２４に略全長に亘って照射されるような範囲となっている。より詳しくは、当該角度範囲は、第一入射面２２１を通じて出射面２２４から出射される光の範囲である。そのため、第二ＬＥＤ４から出射された光のうち、光軸Ａｘ２周辺のより強い光が、導光レンズ２の後面２４に略全長に亘って照射される。
また、集光部２２０の先端（後端）には、後方へ突出する係止部２２５が設けられており、当該係止部２２５がブラケット１３に係止されるようになっている。

図２及び図５に示すように、導光レンズ２は、長手方向に直交する断面形状が略平行四辺形状に形成されており、上下方向に略沿った前面２３及び後面２４を有している。
このうち、前面２３は、導光レンズ２の略全長に亘る長尺な湾曲平面状に形成されており、後述するように、第一ＬＥＤ３及び第二ＬＥＤ４からの光を前方へ出射させる出射面となっている。
一方、後面２４は、前面２３とは反対側の面であって、前面２３よりも上下方向に短く形成されており、テーパー状の上面及び下面を介して前面２３と連なっている。当該後面２４から前面２３までの導光レンズ２の厚さは、後端部２１から前端部２２に向かって徐々に薄くなっている。
また、後面２４には、導光レンズ２の長手方向に沿って並設された複数のレンズカット２４０，…が、当該後面２４の略全長に亘って形成されている。

図６は、レンズカット２４０，…の拡大断面図である。
この図に示すように、レンズカット２４０，…は、導光レンズ２（後面２４）の長手方向に沿って並設された複数の略鋸歯状に形成されている。各レンズカット２４０は、上下方向に沿って一様な断面形状に形成された略プリズムカットであり、導光レンズ２の長手方向前側（右側）の第一プリズム面２４１と、導光レンズ２の長手方向後側（左側）の第二プリズム面２４２とを有している。

このうち、第一プリズム面２４１は、当該レンズカット２４０の両側の谷部を結ぶ直線（導光レンズ２の前面２３と平行な線）となす角度θ１が２７°〜２９°の範囲内となる平面である。より詳しくは、この角度θ１は、導光レンズ２の長手方向後側の第一プリズム面２４１のものほど大きくなるように形成されている。
一方、第二プリズム面２４２は、当該レンズカット２４０の両側の谷部を結ぶ直線（導光レンズ２の前面２３と平行な線）となす角度θ２が７２°〜７８°の範囲内となる平面である。より詳しくは、この角度θ２は、導光レンズ２の長手方向後側の第二プリズム面２４２のものほど大きくなるように形成されている。
このように第一プリズム面２４１及び第二プリズム面２４２を形成することにより、第一プリズム面２４１が導光レンズ２の前面２３とより平行に近い面となり、各レンズカット２４０に占める第一プリズム面２４１の面積がより多くなるため、非点灯時に導光レンズ２を正面から見たときに、レンズカット２４０，…を目立たないものとすることができる。

これら第一プリズム面２４１及び第二プリズム面２４２は、隣り合うものと滑らかに連なるように、各連結部がＲ状に形成されている。つまり、レンズカット２４０，…は、隣り合うものとの間の谷部に凹状のＲ部Ｒａが形成されて、隣り合うものと当該Ｒ部Ｒａで滑らかに連なるとともに、それぞれの山部に凸状のＲ部Ｒｂが形成されて、各レンズカット２４０の第一プリズム面２４１及び第二プリズム面２４２が滑らかに連なっている。このように、レンズカット２４０，…にＲ部Ｒａ，Ｒｂを設けて各面を滑らかに連結させることにより、当該レンズカット２４０，…を単純な山切り状に形成した場合に比べ、非点灯時に導光レンズ２を正面から見たときに、レンズカット２４０，…の山部と谷部のエッジラインが目立つことがなく、透明感のある見栄えを実現することができる。

また、レンズカット２４０，…は、隣り合うものとのカットピッチＰが微細に形成されており、本実施形態では当該カットピッチＰが０．１ｍｍ以下に形成されている。そして、このようにレンズカット２４０，…のカットピッチＰを微細に形成することにより、レンズカット２４０，…のカット高さＨも低く形成されており、本実施形態では当該カット高さＨが０．１ｍｍ以下に形成されている。そのため、レンズカット２４０，…のカットピッチＰを一般的なサイズ（例えば１〜３ｍｍ）に形成した場合に比べ、導光レンズ２の厚さを薄く形成することができ、非点灯時に導光レンズ２を正面から見たときに、より透明感のある見栄えを実現することができる。

続いて、灯具１の発光態様について説明する。
図７は、第一ＬＥＤ３からの光Ｌ１の光線軌跡を示す図であり、図８は、第二ＬＥＤ４からの光Ｌ２の光線軌跡を示す図である。

図７に示すように、２つのＬＥＤ３，４のうち、第一ＬＥＤ３から出射された光Ｌ１は、後端部２１に形成された入光部２１０を通じて、光軸Ａｘ１寄りに集光されつつ導光レンズ２内に入射する。導光レンズ２内に入射した光Ｌ１は、直接的に、或いは前面２３で内部反射されて間接的に、後端部２１から前端部２２に向かって当該導光レンズ２内を導光されていく。

導光レンズ２内を導光される光Ｌ１は、後面２４に形成されたレンズカット２４０，…によって前方へ内部反射される。具体的には、当該光Ｌ１は、図６に示すように、レンズカット２４０のうち、第一プリズム面２４１の基端側部分（レンズカット２４０の谷側の部分）によって前方へ内部反射される。この光Ｌ１のうち、第一プリズム面２４１基端のＲ部Ｒａで内部反射されるものは、当該Ｒ部Ｒａによって左右方向へ拡散されつつ前方へ内部反射される。
そして、これらの光Ｌ１が前面２３から前方へ出射されて、当該前面２３が前方向きに発光する。

このとき、後面２４から前面２３までの導光レンズ２の厚さが、後端部２１から前端部２２に向かって徐々に薄くなっているので、後端部２１から導光レンズ２内を導光される光Ｌ１は、前面２３で内部反射されつつ、湾曲した導光レンズ２の奥側（前端部２２側）まで比較的容易に導光される。
また、この厚さが一定の導光レンズ内を導光される光に比べ、導光レンズ２内を導光される光Ｌ１は、前面２３までの光路長（導光長）が短くなるので、導光レンズ２内の導光に伴う当該光Ｌ１の減衰が低減される。

一方、第二ＬＥＤ４から出射された光Ｌ２は、図８に示すように、集光部２２０を通じて、光軸Ａｘ２寄りに集光されつつ、導光レンズ２の後面２４に略全長に亘って照射される。

この光Ｌ２は、後面２４に形成されたレンズカット２４０，…によって、導光レンズ２内に入射されつつ前方へ内部反射される。具体的には、当該光Ｌ２は、図６に示すように、レンズカット２４０のうち、第一プリズム面２４１の先端側部分（レンズカット２４０の山側の部分）を通じて屈折されつつ導光レンズ２内に入射した後に、第二プリズム面２４２によって前方へ内部反射される。この第二プリズム面２４２で内部反射される光Ｌ２のうち、当該第二プリズム面２４２基端のＲ部Ｒａで反射されるものは、当該Ｒ部Ｒａによって左右方向へ拡散されつつ前方へ内部反射される。
そして、これらの光Ｌ２が前面２３から前方へ出射されて、当該前面２３が前方向きに発光する。

こうして、導光レンズ２の長手方向両端部の近傍に配置された２つのＬＥＤ３，４からの光Ｌ１，Ｌ２が、導光レンズ２の前面２３から前方へそれぞれ出射されることにより、当該前面２３がより強く前方向きに発光する。

以上のように、灯具１によれば、長尺な導光レンズ２の後面２４に形成された複数のレンズカット２４０，…が、隣り合うものとＲ部Ｒａで滑らかに連なっているので、レンズカットが単純な山切り状に形成されていた従来と異なり、非点灯時に導光レンズ２を正面から見たときに、複数のレンズカット２４０，…の谷部のエッジラインが目立つことがない。したがって、非点灯時に導光レンズ２を正面から見たときの見栄えを、透明感のある良好なものとすることができる。
更に、このように透明感のある見栄えを実現したことにより、導光レンズ２の後方に設けられる構成（例えば、導光レンズ２とは別部材の色，形状など）を前方から視認しやすくすることができるため、灯具１のデザイン上の自由度を向上させることができる。

また、複数のレンズカット２４０，…のカットピッチＰが微細に形成されているので、当該レンズカット２４０，…のカット高さＨが低くなる結果、導光レンズ２の厚さを薄くすることができる。したがって、非点灯時に導光レンズ２を正面から見たときの見栄えを、より透明感のあるものとすることができる。

また、複数のレンズカット２４０，…のカットピッチＰが微細に形成されているとともに、当該レンズカット２４０，…の谷部のＲ部Ｒａによって光Ｌ１及び光Ｌ２を左右方向へ拡散させることができるので、導光レンズ２の前面２３を均一に発光させることができる。

また、複数のレンズカット２４０，…は、それぞれの山部にＲ部Ｒｂが形成されて当該レンズカット２４０の各面（第一プリズム面２４１及び第二プリズム面２４２）が滑らかに連なっているので、レンズカットが単純な山切り状に形成されていた従来と異なり、非点灯時に導光レンズ２を正面から見たときに、複数のレンズカット２４０，…の山部のエッジラインが目立つことがない。したがって、非点灯時に導光レンズ２を正面から見たときの見栄えを、より透明感のあるものとすることができる。

また、導光レンズ２の後端部２１と対向する第一ＬＥＤ３からの光Ｌ１が、後端部２１から導光レンズ２内に入射した後に、後面２４に形成されたレンズカット２４０，…によって前方へ内部反射されて前面２３から前方へ出射する一方、導光レンズ２の前端部２２の近傍に配置された第二ＬＥＤ４からの光Ｌ２が、導光レンズ２の後面２４へ向けて出射され、当該後面２４に形成されたレンズカット２４０，…によって屈折されつつ導光レンズ２内に入射した後に前方へ内部反射されて、前面２３から前方へ出射する。つまり、前後方向に対して傾斜した方向に沿って延在する長尺な導光レンズに対し、単純に当該導光レンズの長手方向両端面から光を入射させた場合と異なり、導光レンズ２の後端部２１近傍に配置された第一ＬＥＤ３からの光は勿論のこと、導光レンズ２の前端部２２近傍に配置された後方向きの第二ＬＥＤ４からの光Ｌ２をも、当該導光レンズ２の前面２３から前方へ出射させることができる。
したがって、前後方向に対して傾斜した方向に沿って延在する長尺な導光レンズ２の前面２３を、導光レンズ２の長手方向両端部の近傍に配置した２つのＬＥＤ３，４からの光Ｌ１，Ｌ２によって、前方向きに発光させることができる。

また、レンズカット２４０は、第一プリズム面２４１の基端側部分が、第一ＬＥＤ３から出射されて後端部２１から導光レンズ２内に入射した光を前方へ内部反射させ、第一プリズム面２４１の先端側部分が、第二ＬＥＤ４から出射された光を屈折させつつ導光レンズ２内に入射させ、第二プリズム面２４２が、第一プリズム面２４１の先端側部分から導光レンズ２内に入射した光を前方へ内部反射させるので、つまり、当該レンズカット２４０では、異なる複数の部位（第一プリズム面２４１の基端側部分及び先端側部分，並びに第二プリズム面２４２）が互いに独立した機能を果たしている。したがって、当該複数の部位を個別に最適設計することができる。

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、灯具１を車両のヘッドランプ１０内に収容されるものとしたが、本発明に係る灯具は、ヘッドランプ以外の車両用灯具（例えば、リアランプやドアミラーターンランプ，室内灯など）は勿論のこと、車両用以外の一般照明用の灯具などにも適用可能である。

また、２つのＬＥＤ３，４は、それぞれ複数色で発光可能なものとしてもよい。具体的には、２つのＬＥＤ３，４として、互いに異なる発光色（例えば、赤，白，アンバー）で発光する複数の発光素子がパッケージ化されたものを用いてもよい。このようなＬＥＤ３，４を用い、必要に応じてその発光色を切り換えることにより、灯具１を複数種類の灯具（例えば、ターンランプやテール・ストップランプ等）として機能可能な多用途ランプとすることができる。

また、導光レンズ２は、灯具前後方向に対して斜めに傾斜した方向に沿って延在することとしたが、これに限定されず、左右方向に沿っていてもよい。この場合、第二ＬＥＤ４は、第一ＬＥＤ３同様に、導光レンズ２の端部から当該導光レンズ２内に光Ｌ２を入射させてもよい。

１灯具
２導光レンズ
２１後端部
２１０入光部
２１１第一入射面
２１２第二入射面
２１３反射面
２２前端部
２２０集光部
２２１第一入射面
２２２第二入射面
２２３反射面
２２４出射面
２３前面
２４後面
２４０レンズカット
２４１第一プリズム面
２４２第二プリズム面
Ｐカットピッチ
Ｈカット高さ
ＲａＲ部
ＲｂＲ部
３第一ＬＥＤ
Ａｘ１光軸
４第二ＬＥＤ
Ａｘ２光軸
Ｌ１光（第一ＬＥＤからの光）
Ｌ２光（第二ＬＥＤからの光）

Claims

長尺な導光レンズと、
前記導光レンズの長手方向の端部に配置された光源と、
を備え、前記光源から出射されて前記端部から前記導光レンズ内に入射した光を、前記長手方向に沿った前記導光レンズの前面から出射させる灯具において、
前記導光レンズの後面には、当該導光レンズ内を前記長手方向に沿って導光される光を前面へ反射させる複数のレンズカットが前記長手方向に沿って並設され、
前記複数のレンズカットは、隣り合うものとＲ部で滑らかに連なるとともに、前記長手方向に沿ったカットピッチが微細に形成されていることを特徴とする灯具。
前記複数のレンズカットは、それぞれの山部にＲ部が形成されて当該レンズカットの各面が滑らかに連なっていることを特徴とする請求項１に記載の灯具。
前記カットピッチが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の灯具。
前記複数のレンズカットはそれぞれ略プリズムカットであり、そのうち一方のプリズム面が前記導光レンズの前面と２７°〜２９°の角度をなすとともに、他方のプリズム面が前記導光レンズの前面と７２°〜７８°の角度をなす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。