JP2014235788A - 車両用照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱性能を確保しつつ照射性能を向上させることのできる車両用照明装置を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る車両用照明装置1は、発光部2と、保持部3と、ライトガイド4と、蓋部5と、を有する。発光部2は、1以上の発光素子21を有する。保持部3は、発光部2を保持する。ライトガイド4は、発光部2からの光を導光し、発光部2側と反対側の端部に位置する凹部41から出光した光を灯具100に照射する。蓋部5は、凹部41を露出させると共に、凹部41が灯具100内に位置する状態でライトガイド4を内部に固定する。ライトガイド4は、柱状に形成され、且つ、凹部41は、発光部2側から入光した光が指向性を有して出光する。
【選択図】図1
【解決手段】実施形態に係る車両用照明装置1は、発光部2と、保持部3と、ライトガイド4と、蓋部5と、を有する。発光部2は、1以上の発光素子21を有する。保持部3は、発光部2を保持する。ライトガイド4は、発光部2からの光を導光し、発光部2側と反対側の端部に位置する凹部41から出光した光を灯具100に照射する。蓋部5は、凹部41を露出させると共に、凹部41が灯具100内に位置する状態でライトガイド4を内部に固定する。ライトガイド4は、柱状に形成され、且つ、凹部41は、発光部2側から入光した光が指向性を有して出光する。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、車両用照明装置に関する。
発光素子を光源とした車両用照明装置は、フロントコンビネーションライトやリアコンビネーションライトに用いられている。発光素子を照明装置として用いる場合は、発光素子の熱対策が重要な項目となる。発光素子は、素子自体の温度上昇に伴い発光効率が低下する特性を有しているためである。特に、車両用照明装置では、車載のため、−40℃の低温環境から85℃の高温環境までの使用環境下で機能を維持することが要求されており、高温環境下での熱対策が重要となる。また、車両用照明装置では、小型化が要求されており、放熱面積を十分に確保することができないため、熱対策がさらに重要となる。また、基板実装可能にすでにユニット化された複数のLEDユニットをプリント基板に単に実装するとプリント基板が大きくなり、車両用照明装置の大型化が避けられない。ところで、照明装置では、発光素子からの光を導光するライトガイドを有するものがある。
車両用照明装置は、当該車両用照明装置を取り付ける灯具に対しては、外周部分に灯具への取付部が設けられたカバーを、灯具に設けられた挿入口に挿入し、カバーを挿入口に取り付けることによって、車両用照明装置は灯具に取り付けられる。その際に、カバーを含む車両用照明装置の一部が、挿入口から灯具内に突出する状態で取り付けられる。一方、このカバーは、放熱用の放熱部材も覆っているため、熱対策のために放熱面積が大きい放熱部材を設けた場合、放熱部材を覆うカバーも大きくなり、これに伴い取付部も大きくなる。しかし、灯具を照射方向側から見た場合、カバーの部分は、発光素子のように光を照射する発光領域に対して、光を照射しない非発光領域になるため、カバーが大きくなると、非発光領域が占める割合が大きくなる。
また、デザイン上の理由から、灯具のリフレクタの形状が正円以外の場合、光源とリフレクタとの距離が、全方位において等しいものではなくなる。このため、光源に対するリフレクタの位置によって、光源からの光を反射する際における光量が異なることになるため、リフレクタの形状が正円以外の場合は、灯具を照射方向側から見た場合における円周状の位置によって、光度に明暗が発生することがあった。
本発明は、放熱性能を確保しつつ照射性能を向上させることのできる車両用照明装置を提供することを目的とする。
実施形態の車両用照明装置は、発光部と、保持部と、ライトガイドと、蓋部と、を有する。発光部は、1以上の発光素子を有する。保持部は、発光部を保持する。ライトガイドは、発光部からの光を導光し、発光部側と反対側の端部に位置する出光部から出光した光を照射対象物に照射する。蓋部は、出光部を露出させると共に、出光部が照射対象物内に位置する状態でライトガイドを内部に固定する。ライトガイドは、柱状に形成され、且つ、出光部は、発光部側から入光した光が指向性を有して出光する。
本発明によれば、放熱性能を確保しつつ照射性能を向上させることのできる車両用照明装置を提供することができる。
以下に、本発明に係る車両用照明装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
〔実施形態1〕
図1は、実施形態1の車両用照明装置と灯具との関係を示す図である。図2は、実施形態1の車両用照明装置を示す斜視図である。本実施形態1に係る車両用照明装置1は、車両のエクステリア、あるいはインテリアにおいて用いられる車両用照明装置であり、例えば、フロントコンビネーションライト、リアコンビネーションライトなどを構成するストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ、フォグランプに用いられる。また、本実施形態1に係る車両用照明装置1は、灯具100に光を照射するものである。
図1は、実施形態1の車両用照明装置と灯具との関係を示す図である。図2は、実施形態1の車両用照明装置を示す斜視図である。本実施形態1に係る車両用照明装置1は、車両のエクステリア、あるいはインテリアにおいて用いられる車両用照明装置であり、例えば、フロントコンビネーションライト、リアコンビネーションライトなどを構成するストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ、フォグランプに用いられる。また、本実施形態1に係る車両用照明装置1は、灯具100に光を照射するものである。
この車両用照明装置1は、発光部2と、保持部3と、ライトガイド4と、蓋部5と、取付部6とを含んで構成されている。発光部2は、光源として1以上の発光素子21を有する。保持部3は、発光部2を保持する。ライトガイド4は、発光部2からの光を導光し、発光部2側と反対側の先端部4aから照射する。蓋部5は、保持部3に固定される第1固定部51と、第1固定部51よりも小径であり、先端部4aを露出させた状態でライトガイド4を内部に固定する第2固定部52とを有する。取付部6は、ライトガイド4からの光が照射される照射対象物である灯具100に対して車両用照明装置1を取り付けるものであり、第2固定部52に形成されている。すなわち、第2固定部52は、車両用照明装置1を灯具100に取り付ける際の取り付け部分になっている。
車両用照明装置1は、発光部2および保持部3が蓋部5に収納され、ライトガイド4が蓋部5に固定されている。すなわち、蓋部5は、発光部2や保持部3を覆うカバーになっている。なお、本実施形態では、灯具100には、1つの車両用照明装置1が装着されているがこれに限定されるものではなく、2以上の車両用照明装置1が装着されていてもよい。
ここで、灯具100は、照射対象物であり、車両用照明装置1から照射、すなわちライトガイド4から照射された光を所定の配光で外部、本実施形態では、図示しない車両外部に放射するものである。灯具100は、リフレクタ101と、レンズ102と、受け部103を含んで構成されている。ここで、灯具100は、レンズ102が車両外部に露出しており、リフレクタ101および車両用照明装置1が車両内部に配置されている。
リフレクタ101は、凹状に形成されており、車両用照明装置1を囲繞して配置されている。リフレクタ101は、通常樹脂材料で形成され、内周面にアルミニウムなどの反射材料により反射層が形成されることで、リフレクタ101の内周面が反射面(鏡面)として形成されている。リフレクタ101は、車両用照明装置1を内部に露出させるための挿入口104が形成されている。なお、リフレクタ101の挿入口104には、蓋部5の後述する第2固定部52の一部が挿入され、リフレクタ101と車両用照明装置1との間が図示しないパッキンによりシールされている。
レンズ102は、透過性を有する材料、本実施形態では、例えば、無色透明な樹脂材料、ガラスなどで形成されたクリアレンズであり、リフレクタ101の内部を閉塞するものである。レンズ102が透過性を有しているので、車両用照明装置1から放射された光、リフレクタ101の反射面で反射した光などは、レンズ102を透過して、灯具100の外部に照射、すなわち車両外部に照射される。
受け部103は、車両用照明装置1の取付部6が係合されることで、灯具100に対して車両用照明装置1を支持、固定するものである。受け部103は、挿入口104のレンズ102側と反対側に突出して形成されており、取付部6が挿入される空間部103aが形成されている。受け部103は、後述する取付部6の個数に対応した個数形成され、挿入口104の周囲に配置されている。隣り合う受け部103の間隔は、取付部6が車両用照明装置1の軸方向に挿入することができるように設定されている。また、受け部103の周方向の側面のうち一方の側面には、空間部103aと連通する図示しない開口が形成されている。
発光部2は、光を照射するものであり、例えば、放熱性の基板22に実装された発光素子21を有する。発光素子21は、LED(Light Emitting Diode)、LD(Laser Diode:)などの光を照射する半導体素子であり、1個以上、本実施形態では複数個が直列あるいは並列に基板22に直接実装されている。また、発光部2は、発光素子21の発光を制御する制御素子(図示省略)を有しており、制御素子も発光素子21と同様に、基板22に直接実装されている。各発光素子21は、基板22上の制御素子に対してワイヤ23を介して電気的に接続されている。
発光部2は、発光素子21を囲繞して発光素子21を収容する発光容器24を有しており、発光容器24の内周面、すなわち発光容器24における発光素子21に対向する面は、発光素子21からの光を反射するリフレクタ24aになっている。このリフレクタ24aは、基板22側からライトガイド4側に向かって拡幅する傾斜面となって形成されている。発光部2は、発光素子21の損傷およびワイヤ23の切断の防止を目的として、発光容器24によりできた空間部に透過性を有する樹脂25を充填することで、発光素子21が樹脂封止されている。従って、複数の発光素子21を発光容器24内に収容するので、基板実装可能にすでにユニット化された複数のLEDユニットをプリント基板に実装する場合と比較して、光源を小さくすることができ、基板の小型化を図ることができる。
基板22は、発光素子21を実装する実装用基板であるとともに発光部2に電力を供給する駆動回路を実装する駆動用基板でもある。発光素子21や制御素子、発光容器24は、基板22における車両用照明装置1の照射方向側の面である部品配置面61に配置されている。基板22は、部品配置面61と反対側が放熱面62になっており、本実施形態では、保持部3における、車両用照明装置1が有する発光部品の取り付け部であるマウント31に当接した状態で固定されている。このため、基板22は、発光部2や保持部3と同様に、これらと共に蓋部5に覆われている。
また、基板22は、熱伝導率の高い金属やセラミックスなど発光素子21が発生する熱移動が容易な材料で形成されている絶縁基板である。基板22は、図示しない給電部材と接続されており、車両用照明装置1の外部に設けられた図示しない外部電源と電気的に接続され、各発光素子21に給電部材を介して外部電源の電力が供給される。なお、各発光素子21と給電部材との接続は、並列あるいは直列のいずれであってもよい。
保持部3は、発光部2を保持するものであり、発光部2からの熱を放熱する放熱部材でもある。基板22は、放熱面62が、このように放熱部材でもある保持部3に接触して配設されている。保持部3のうち、発光部2が載置されるマウント31を含む本体部32は、樹脂材料で構成されており、本実施形態では、放熱性を向上させるために、図1に示すように、金属を材料として形成された放熱用の凹凸部であるヒートシンク33が、樹脂材料で構成された本体部32に取り付けられている。ヒートシンク33は、保持部3の外部に対する表面積を拡大するものであるので、放熱面積が向上し、放熱効果が向上する。なお、保持部3の本体部32とヒートシンク33は、放射性の高い樹脂などに一体的に成形された構成でもよい。
ライトガイド4は、発光部2からの光を導光して、灯具100に照射するものである。ライトガイド4は、柱状に形成されており、具体的には円柱形状に形成され、発光部2側と反対側の先端部4aから導光された発光部2からの光が放射される。詳しくは、ライトガイド4は、発光素子21側に、発光素子21からの光が入光する入光面63を有しており、先端部4aは、ライトガイド4の形状である柱状の延在方向における入光面63の反対側に位置している。ライトガイド4は、例えば、透明なアクリル樹脂、ガラス、ポリカーボネートなどの光線透過率の高い材料により形成されている。凹状に形成されて車両用照明装置1を囲繞するリフレクタ101は、このライトガイド4を囲繞しており、特に、ライトガイド4の先端部4a側を囲繞している。
ライトガイド4は、入光面63が発光部2と対向して配置されている。ライトガイド4は、発光部2からの光の全部あるいは大部分を導光するために、入光面63が発光部2と接触あるいは若干の隙間をもって光学的に接続されている。つまり、発光部2からの光は、ライトガイド4の入光面63から入射され、ライトガイド4内を全反射しながら先端部4aから外部、すなわち灯具100内に照射される。
図3は、図1のA−A矢視図である。ここで、ライトガイド4は、先端部4aに、入光面63から入光した光が出光する出光部である凹部41が形成されている。凹部41は、ライトガイド4を凹部41が位置する側の端部側から見た場合における形状が楕円形になり、深さ方向がライトガイド4の延在方向となってライトガイド4の端部からライトガイド4の内側方向に凹んで形成されている。換言すると、ライトガイド4の先端部4aに形成される凹部41は、柱状に形成されるライトガイド4の軸方向視における形状が楕円形になって、入光面63の方向に凹んで形成されている。さらに、凹部41は、ライトガイド4の軸を含む平面における断面形状では、先端部4aに向かって裾広がりとなる台形に形成されており、外部に連通する空間部になっている。このため、凹部41における、凹部41の表面である凹部表面41aと、凹部表面41aにおけるライトガイド4の内側の面である凹部内面41bとのうち、凹部内面41bは、ライトガイド4を囲繞する灯具100のリフレクタ101に対して対向している。
従って、凹部内面41bのうち、ライトガイド4の延在方向であるライトガイド4の軸方向に対して傾斜している部分に対して、ライトガイド4内から当たった光の一部は、凹部内面41bによってリフレクタ101の方向に反射することにより出光することが可能になっている。その際に、凹部41は、ライトガイド4を凹部41側から見た場合における形状が楕円形で形成されているため、凹部41からは、指向性を有して出光する。つまり、ライトガイド4は、ライトガイド4の軸を中心とする円周方向おける位置によって、凹部41からの出光時における光量が異なっている。
蓋部5は、保持部3およびライトガイド4を固定するものであり、第1固定部51と、第2固定部52と、貫通穴53とを含んで構成されている。第1固定部51は、保持部3に固定されるものであり、有底円筒状に形成されている。第1固定部51は、保持部3と共に、発光部2を外部に対して閉塞するものである。第1固定部51は、内部で貫通穴53と連通しており、本実施形態では、第1固定部51が保持部3の本体部32に固定されると、発光部2の一部が貫通穴53に挿入された状態となる。従って、第1固定部51と保持部3との間に、発光部2からの光が照射されることを抑制することができる。
第1固定部51は、弾性を有する材料で構成された図示しないパッキンを介して保持部3に固定されている。つまり、蓋部5の保持部3に固定されている部分から外部の雰囲気が侵入することをパッキンにより防止することができる。なお、第1固定部51は、ヒートシンク33が第1固定部51よりも外部に突出するように、本体部32に固定されており、換言すると、蓋部5は、ヒートシンク33を開放して保持部3と係合している。
第2固定部52は、ライトガイド4を内部に固定するものである。第2固定部52は、円筒形状であり、内部に貫通穴53が形成されている。この第2固定部52の外径は、第1固定部51の外径よりも小さく設定されている。第2固定部52の外径は、取付部6により車両用照明装置1が灯具100に取り付けられた際に、車両の走行や灯具100に対する車両用照明装置1の取り付け時あるいは取り外し時の外力に十分耐えうることを前提に、ライトガイド4の外径に接近する極力小径であることが好ましい。
第2固定部52は、先端部4aが露出した状態で貫通穴53に挿入されたライトガイド4を固定する。さらに、第2固定部52を灯具100に取り付けた際には、貫通穴53に挿入されて固定されたライトガイド4は、凹部41が灯具100内に位置し、入光面63が灯具100外に位置する状態になる。ここで、ライトガイド4の固定方法は、特に限定されるものではなく、係合手段や、締結手段などの機械的な固定手段や、接着などの化学的な固定手段のいずれであってもよい。
取付部6は、照射対象物である灯具100に対して車両用照明装置1を取り付けるものである。取付部6は、蓋部5の第2固定部52に形成されており、灯具100の受け部103に係合されるものである。取付部6は、本実施形態では、第2固定部52の周方向に複数個形成されている。ここで、取付部6による車両用照明装置1の灯具100に対する取り付けは、まず、レンズ102側と反対側からライトガイド4の先端部4aを挿入口104に挿入しつつ、各取付部6を周方向において各受け部103と対向するまで第2固定部52を挿入口104に挿入する。次に、車両用照明装置1を灯具100に対して軸回りに回転させ、各取付部6を開口から各空間部103aに挿入することで、各取付部6を各受け部103に係合させる。これにより、車両用照明装置1は、灯具100に対して、ライトガイド4の先端部4aが灯具100の内部に露出した状態で取り付けられる。
これらのように構成される灯具100が有するリフレクタ101は、灯具100での照射方向側から見た場合における形状が、楕円形になっている。つまり、灯具100が有するリフレクタ101は、車両用照明装置1を灯具100に取り付けた場合におけるライトガイド4の先端部4a側から灯具100を見た場合における形状が、楕円形になっている。ライトガイド4は、このように車両用照明装置1を灯具100に取り付けた場合に、凹部41の形状である楕円の長軸と短軸が、灯具100のリフレクタ101の形状である楕円の長軸と短軸と、それぞれ重なる向きで、車両用照明装置1に設けられている。
図4は、図1に示すライトガイドの斜視図である。ライトガイド4には、入光面63側の端部付近における外周面に、円周方向に沿って形成されつつ外周面から突出した鍔部65が形成されている。つまり、ライトガイド4には、蓋部5に形成される貫通穴53に対してライトガイド4を固定する際における固定部分に、鍔部65が形成されている。
この鍔部65には、円周方向における一部が溝状に切り欠かれることにより形成された部分である切欠部66と、外周面から突出している鍔部65における一部が除去されて切り落とされることにより形成された部分である切り落とし部67と、が形成されている。これらの切欠部66と切り落とし部67とは、貫通穴53へのライトガイド4の挿入状態におけるライトガイド4の向きを規制する位置決め部として設けられている。
つまり、貫通穴53内は、ライトガイド4が軸周りにおいて所定の向きになっている際に、切欠部66や切り落とし部67に係合する凸部(図示省略)が形成されており、ライトガイド4は、切欠部66や切り落とし部67が、この凸部に係合する向きでのみ、貫通穴53に固定することが可能になっている。これらのように、ライトガイド4は、貫通穴53に挿入して固定する際における軸周りの向きが、切欠部66と切り落とし部67とにより規制され、予め設定した挿入状態の向きでのみ、貫通穴53に固定可能になっている。つまり、ライトガイド4は、車両用照明装置1を灯具100に取り付けた場合における凹部41の形状である楕円の長軸と短軸が、灯具100のリフレクタ101の形状である楕円の長軸と短軸と重なる向きでのみ、貫通穴53に対して固定することが可能になっている。
この実施形態1に係る車両用照明装置1は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両用照明装置1は、上述のように灯具100に固定され、給電部材が外部電源と電気的に接続される。外部電源から電力の供給が開始されると、給電部材を介して基板22に供給された外部電源からの電力は、基板22に配置される制御素子を介し、制御素子で制御された電力が発光素子21に供給される。各発光素子21は、このように供給された電力により発光し、この発光素子21により、発光部2は発光する。
発光部2から照射された光は、貫通穴53内で、発光部2と対向するライトガイド4の入光面63に対して照射され、照射された光は、入光面63からライトガイド4内に入光する。ライトガイド4内に入光し、ライトガイド4内を導光された光は、ライトガイド4の内壁面で全反射を繰り返しながら、先端部4aの方向に向かう。先端部4aに到達した光は、凹部41によってライトガイド4の外側に出光するが、凹部41によって出光する光は、凹部41を透過する光と、凹部41で反射して出光する光とに分かれる。
まず、ライトガイド4を通って凹部41に到達し、凹部41を透過する光は、凹部41を透過して凹部表面41aから出光する。凹部表面41aから出光する光は、凹部41に到達する際における光の角度と凹部表面41aとの相対的な角度とに応じて屈折して出光する。これにより、凹部表面41aから出光する光は、拡散しながら灯具100内に照射され、灯具100のレンズ102の方向に向かう。
図5は、図3に示すライトガイドからの出光状態についての説明図である。凹部41を透過する光に対し、凹部41で反射する光は、凹部内面41bで反射をする。すなわち、ライトガイド4を通って凹部41に到達した光のうち、一部の光は凹部41を透過せずに凹部内面41bで反射する。この凹部内面41bは、灯具100のリフレクタ101に対向しているため、凹部内面41bで反射した光は、リフレクタ101の方向に向かう。
その際に、凹部41は楕円形で形成されているため、ライトガイド4の軸を中心とする円周方向における位置によって、凹部41からの出光時における光量が異なっている。具体的には、凹部内面41bは、楕円形の曲率が小さい部分では、面の角度の変化が小さいため、この部分で反射した光は同じような方向に向かうことになり、光量が多くなる。一方、凹部内面41bにおける楕円形の曲率が大きい部分では、面の角度の変化が大きいため、この部分で反射した光はそれぞれ異なる方向に向かうことになり、光量が少なくなる。
このため、凹部内面41bで反射する光は、凹部41の楕円の長軸に沿った方向の面で反射した光は光量が多くなるため、この部分で反射した光の照射領域は多光量領域71になる。一方、凹部内面41bで反射する光のうち、凹部41の楕円の短軸に沿った方向の面で反射した光は光量が少なくなるため、この部分で反射した光の照射領域は少光量領域72になる。
凹部内面41bで反射した光は、灯具100のリフレクタ101の方向に向かうが、リフレクタ101は、長軸と短軸の方向が凹部41の楕円の長軸と短軸に沿った向きの楕円になっている。このため、凹部内面41bで反射した光のうち、多光量領域71の光は、リフレクタ101における曲率が小さい部分に到達し、少光量領域72の光は、リフレクタ101における曲率が大きい部分に到達する。このため、多光量領域71の光は、曲率が小さい部分のリフレクタ101によって同じような方向に反射され、少光量領域72の光は、曲率が大きい部分のリフレクタ101によって比較的異なる方向に反射される。すなわち、凹部内面41bで反射した光は、リフレクタ101での反射特性に応じて均等に反射することができるようにリフレクタ101に向けて照射することができ、リフレクタ101で反射する光は、均等な光量でリフレクタ101から灯具100のレンズ102の方向に向かう。
これらのように、ライトガイド4の凹部表面41aから拡散しながら照射された光や、凹部内面41bで反射し、さらにリフレクタ101で反射した光は、レンズ102の方向に向かい、灯具100内からレンズ102を透過して外部、すなわち車両外部に照射される。
発光部2の発光時は、発光素子21や制御素子は発熱をするが、この熱は、これらが実装される基板22の放熱面62を介して、保持部3に伝達される。保持部3は、ヒートシンク33が開放された状態になっているため、保持部3に伝達された熱は、ヒートシンク33で放熱を行う。これにより、発光素子21や制御素子で発生した熱は、車両用照明装置1の外部に放熱され、車両用照明装置1の温度が高くなり過ぎることが抑えられる。
以上の実施形態1に係る車両用照明装置1は、入光面63から入光した光が出光する凹部41を有するライトガイド4を設け、ライトガイド4の入光面63は灯具100外に位置させ、凹部41は灯具100内に位置させているため、ヒートシンク33の大きさは確保しつつ、非発光領域になる蓋部5が灯具100内で占める割合を小さくすることができる。さらに、ライトガイド4の凹部41は、入光面63から入光した光を、指向性を有して出光させるため、灯具100のリフレクタ101の形状に合わせた光量で、灯具100内の各方向に対して照射することができる。これらの結果、放熱性能を確保しつつ照射性能を向上させることができる。
また、凹部41は、ライトガイド4を凹部41側から見た場合における形状が楕円形になり、深さ方向がライトガイド4の延在方向となってライトガイド4の先端部4aから凹んで形成されているため、より確実に、楕円形であるリフレクタ101の形状に合わせた光量でリフレクタ101に対して照射することができる。この結果、より確実に照射性能を向上させることができる。
また、ライトガイド4には、鍔部65に、貫通穴53への挿入状態における向きを規制する切欠部66と切り落とし部67とが形成されているため、円柱状のライトガイド4を貫通穴53内に固定する際に、より確実に、灯具100内の照射方向が適切になる向きで固定することができる。この結果、より確実に照射性能を向上させることができる。
〔実施形態2〕
実施形態2に係る車両用照明装置1は、実施形態1に係る車両用照明装置1と略同様の構成であるが、出光部が凸部によって形成されている点に特徴がある。他の構成は実施形態1と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。
実施形態2に係る車両用照明装置1は、実施形態1に係る車両用照明装置1と略同様の構成であるが、出光部が凸部によって形成されている点に特徴がある。他の構成は実施形態1と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。
図6は、実施形態2の車両用照明装置と灯具との関係を示す図である。本実施形態2に係る車両用照明装置1は、実施形態1に係る車両用照明装置1と同様に、発光部2からの光を導光し、先端部4aからこの光を灯具100内に照射するライトガイド4を有している。このライトガイド4は、実施形態1に係る車両用照明装置1が有するライトガイド4と同様に、円柱形状に形成されており、発光素子21側に、発光素子21からの光が入光する入光面63を有している。
また、ライトガイド4は、先端部4aに、入光面63から入光した光が出光する出光部が形成されているが、本実施形態2に係る車両用照明装置1では、実施形態1に係る車両用照明装置1とは異なり、出光部は凸部81によって形成されている。凸部81は、高さ方向がライトガイド4の延在方向となってライトガイド4の端部からライトガイド4の外側方向に突出して形成されている。また、凸部81は、実施形態1に係る車両用照明装置1が有するライトガイド4の凹部41と同様に、ライトガイド4を凸部81側から見た場合における形状が楕円形になっている。
さらに、凸部81は、ライトガイド4の軸を含む平面における断面形状では、入光面63側に向かって裾広がりとなる台形に形成されている。このため、凸部81における、凸部81の表面である凸部表面81aと、凸部表面81aにおけるライトガイド4の内側の面である凸部内面81bとのうち、凸部内面81bは、ライトガイド4を囲繞する灯具100のリフレクタ101に対して対向している。つまり、断面が台形状に形成される凸部81の凸部内面81bは、ライトガイド4の軸を中心として反対側に位置するリフレクタ101に対して対向している。
従って、凸部内面81bのうち、ライトガイド4の延在方向であるライトガイド4の軸方向に対して傾斜している部分に対して、ライトガイド4内から当たった光の一部は、凸部内面81bによってリフレクタ101の方向に反射することにより出光することが可能になっている。その際に、凸部81は、ライトガイド4を凸部81側から見た場合における形状が楕円形で形成されているため、凸部81からは、指向性を有して出光する。つまり、ライトガイド4は、ライトガイド4の軸を中心とする円周方向おける位置によって、凸部81からの出光時における光量が異なっている。
この実施形態2に係る車両用照明装置1は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両用照明装置1が有する発光部2が発光すると、発光部2から照射された光は、ライトガイド4の入光面63からライトガイド4内に入光し、ライトガイド4の内壁面で全反射を繰り返しながら、先端部4aの方向に向かう。先端部4aに到達した光は、凸部81によってライトガイド4の外側に出光するが、凸部81によって出光する光は、凸部81を透過する光と、凸部81で反射して出光する光とに分かれる。
まず、ライトガイド4を通って凸部81を透過する光は、凸部81を透過して凸部表面81aから出光する。凸部表面81aから出光する光は、凸部81に到達する際における光の角度と凸部表面81aとの相対的な角度とに応じて屈折して出光する。これにより、凸部表面81aから出光する光は、拡散しながら灯具100内に照射され、灯具100のレンズ102の方向に向かう。
凸部81を透過する光に対し、凸部81で反射する光は、凸部内面81bで反射をする。すなわち、ライトガイド4を通って凸部81に到達した光のうち、一部の光は凸部81を透過せずに凸部内面81bで反射する。この凸部内面81bの傾斜している部分は、ライトガイド4の軸を中心として反対側に位置するリフレクタ101に対して対向しているため、凸部内面81bで反射した光は、リフレクタ101の方向に向かう。
その際に、凸部81は楕円形で形成されているため、ライトガイド4の軸を中心とする円周方向おける位置によって、凸部81からの出光時における光量が異なっている。具体的には、凸部内面81bは、楕円形の曲率が小さい部分では、面の角度の変化が小さいため、この部分で反射した光は同じような方向に向かうことになり、光量が多くなる。一方、凸部内面81bにおける楕円形の曲率が大きい部分では、面の角度の変化が大きいため、この部分で反射した光はそれぞれ異なる方向に向かうことになり、光量が少なくなる。このため、凸部内面81bで反射する光は、凸部81の楕円の長軸に沿った方向の面で反射した光は光量が多くなり、凸部内面81bで反射する光のうち、凸部81の楕円の短軸に沿った方向の面で反射した光は光量が少なくなる。
すなわち、凸部内面81bで反射した光の光量の分布は、実施形態1に係る車両用照明装置1が有するライトガイド4の凹部41の凹部内面41bで反射した光の光量の分布である多光量領域71と少光量領域72との分布状態になる。このため、凸部内面81bで反射した光は、リフレクタ101での反射特性に応じて均等に反射することができるようにリフレクタ101に向けて照射することができ、リフレクタ101で反射する光は、均等な光量でリフレクタ101から灯具100のレンズ102の方向に向かう。
これらのように、ライトガイド4の凸部表面81aから拡散しながら照射された光や、凸部内面81bで反射し、さらにリフレクタ101で反射した光は、レンズ102の方向に向かい、灯具100内からレンズ102を透過して外部、すなわち車両外部に照射される。
以上の実施形態2に係る車両用照明装置1は、出光部として形成される凸部81は、ライトガイド4を凸部81側から見た場合における形状が楕円形になり、高さ方向がライトガイド4の延在方向となってライトガイド4の先端部4aから突出して形成されているため、より確実に、楕円形であるリフレクタ101の形状に合わせた光量でリフレクタ101に対して照射することができる。さらに、凸部81は、ライトガイド4の先端部4aから突出させて形成するため、指向性を有して出光する出光部を容易に設けることができる。この結果、より確実に、且つ、容易に、照射性能を向上させることができる。
〔変形例〕
なお、上述した車両用照明装置1では、ライトガイド4が有する凹部41は、ライトガイド4を凹部41側から見た場合における形状が楕円形になっているが、凹部41は、これ以外の形状で形成されていてもよい。図7は、実施形態1に係る車両用照明装置の変形例であり、凹部が矩形の場合の説明図である。図8は、図7に示すライトガイドからの出光状態についての説明図である。凹部41は、例えば、車両用照明装置1を取り付ける灯具100のリフレクタ101が、矩形の場合は、凹部41も、ライトガイド4を凹部41側から見た場合における形状を、図7に示すように矩形にしてもよい。この場合、リフレクタ101の長辺及び短辺の向きと、凹部41の長辺及び短辺の向きが、同じ方向になるようにする。凹部41をこのように設けることにより、凹部41の長辺側の部分の凹部内面41bで反射した光はリフレクタ101の長辺側の部分に向かい、凹部41の短辺側の部分の凹部内面41bで反射した光はリフレクタ101の短辺側の部分に向かうため、多光量領域71や少光量領域72を、リフレクタ101の形状に合わせることができる。
なお、上述した車両用照明装置1では、ライトガイド4が有する凹部41は、ライトガイド4を凹部41側から見た場合における形状が楕円形になっているが、凹部41は、これ以外の形状で形成されていてもよい。図7は、実施形態1に係る車両用照明装置の変形例であり、凹部が矩形の場合の説明図である。図8は、図7に示すライトガイドからの出光状態についての説明図である。凹部41は、例えば、車両用照明装置1を取り付ける灯具100のリフレクタ101が、矩形の場合は、凹部41も、ライトガイド4を凹部41側から見た場合における形状を、図7に示すように矩形にしてもよい。この場合、リフレクタ101の長辺及び短辺の向きと、凹部41の長辺及び短辺の向きが、同じ方向になるようにする。凹部41をこのように設けることにより、凹部41の長辺側の部分の凹部内面41bで反射した光はリフレクタ101の長辺側の部分に向かい、凹部41の短辺側の部分の凹部内面41bで反射した光はリフレクタ101の短辺側の部分に向かうため、多光量領域71や少光量領域72を、リフレクタ101の形状に合わせることができる。
図9は、実施形態1に係る車両用照明装置の変形例であり、凹部が三角形の場合の説明図である。図10は、図9に示すライトガイドからの出光状態についての説明図である。また、車両用照明装置1を取り付ける灯具100のリフレクタ101が、三角形の場合は、凹部41も、ライトガイド4を凹部41側から見た場合における形状を、図9に示すよう三角形にしてもよい。この場合、リフレクタ101の辺や角部の向きと、凹部41の辺や角部の向きが、同じ方向になるようにする。凹部41をこのように設けることにより、凹部41の辺の部分の凹部内面41bで反射した光は、リフレクタ101の辺の部分に向かうため、多光量領域71や少光量領域72を、リフレクタ101の形状に合わせることができる。
これらのように、凹部41の形状を、灯具100のリフレクタ101の形状に合わせることにより、凹部内面41bで反射した光を、リフレクタ101での反射特性に応じて均等に反射することができるようにリフレクタ101に向けて照射することができる。これにより、リフレクタ101で反射する光を、均等な光量でリフレクタ101から灯具100のレンズ102の方向に向かわせることができ、照射性能を向上させることができる。
また、上述した車両用照明装置1では、ライトガイド4は円柱形状になっているが、ライトガイド4は、これ以外の形状で形成されていてもよい。図11は、実施形態1に係る車両用照明装置の変形例であり、ライトガイドが楕円柱の場合の説明図である。図12は、図11に示すライトガイドからの出光状態についての説明図である。ライトガイド4は、車両用照明装置1を取り付ける灯具100のリフレクタ101が、楕円形の場合は、凹部41のみでなく、図11に示すように、ライトガイド4全体の形状を、当該ライトガイド4の軸方向視の形状が楕円形になる楕円柱の形状で形成してもよい。この場合、ライトガイド4は、長軸と短軸の向きが、凹部41やリフレクタ101の楕円形の長軸と短軸の向きと同じ向きになる楕円柱にする。すなわち、楕円柱のライトガイド4に、長軸と短軸の向きが同じ向きになる楕円形の凹部41を形成し、このライトガイド4を、リフレクタ101の長軸と短軸の向きが同じ向きになるように配設する。これにより、多光量領域71や少光量領域72を、楕円形のリフレクタ101の形状に、容易に合わせることができる。
図13は、実施形態1に係る車両用照明装置の変形例であり、ライトガイドが四角柱で凹部が矩形の場合の説明図である。図14は、図13に示すライトガイドからの出光状態についての説明図である。また、車両用照明装置1を取り付ける灯具100のリフレクタ101が、矩形の場合は、凹部41のみでなく、図13に示すように、ライトガイド4全体の形状を、当該ライトガイド4の軸方向視の形状が矩形になる四角柱の形状で形成してもよい。これにより、多光量領域71や少光量領域72を、矩形のリフレクタ101の形状に、容易に合わせることができる。
図15は、実施形態1に係る車両用照明装置の変形例であり、ライトガイドが三角柱で凹部が三角形の場合の説明図である。図16は、図15に示すライトガイドからの出光状態についての説明図である。また、車両用照明装置1を取り付ける灯具100のリフレクタ101が、三角形の場合は、凹部41のみでなく、図15に示すように、ライトガイド4全体の形状を、当該ライトガイド4の軸方向視の形状が三角形になる三角柱の形状で形成してもよい。この場合、ライトガイド4は、辺や角部の向きが、凹部41やリフレクタ101の三角形の辺や角部の向きと同じ向きになる三角柱にする。すなわち、三角柱のライトガイド4に、辺や角部の向きが同じ向きになる三角形の凹部41を形成し、このライトガイド4を、リフレクタ101の辺や角部の向きが同じ向きになるように配設する。これにより、多光量領域71や少光量領域72を、三角形のリフレクタ101の形状に、容易に合わせることができる。
これらのように、凹部41のみでなく、ライトガイド4全体の形状も、灯具100のリフレクタ101の形状に合わせることにより、リフレクタ101での反射特性に応じて均等に反射することができるように凹部内面41bからリフレクタ101に向けて照射することができる凹部41を、容易に設けることができる。これにより、より容易に、照射性能を向上させることができる。
また、上述した車両用照明装置1では、凹部41や凸部81は、1つのライトガイド4に1つが設けられているのみであるが、凹部41や凸部81は、ライトガイド4の先端部4aに複数が設けられていてもよい。凹部41や凸部81を複数設けることにより、ライトガイド4で導光した光を、灯具100のリフレクタ101に向けて反射することができる部分の面積を多くすることができるので、照射性能をより向上させることができる。
また、上述した車両用照明装置1では、凹部41や凸部81は、表面処理については規定していないが、必要に応じて表面処理を行ってもよい。例えば、凹部41や凸部81は、凹部表面41aや凸部表面81aを粗面にしてもよい。凹部表面41aや凸部表面81aを粗面にすることにより、凹部41や凸部81を透過して凹部表面41aや凸部表面81aから照射される光や、凹部内面41bや凸部内面81bで反射する光は、拡散し易くなる。これにより、灯具100は、より均等に光を照射することができ、より確実に照射性能を向上させることができる。
また、実施形態1に係る車両用照明装置1の凹部41には、別体の散乱材料、または反射材料を密接して設けてもよい。散乱材料は、例えば、ライトガイド4を形成する材料と同じ材料を母材として散乱材料(散乱粉末など)を含んだ材料が用いられる。散乱材料を凹部表面41aに密接させた場合は、凹部表面41aから照射する光は散乱して照射され、凹部内面41bで反射する光も、反射状態が変化するため、散乱材をも設けない場合に対して配光特性と異ならせることができる。また、反射材料は、例えば、ライトガイド4を形成する材料と同じ材料を母材として反射材料(白色粒子など)を含んだ材料が用いられる。反射材料を凹部表面41aに密接させた場合は、凹部内面41bで反射する光の量は増加するため、凹部41により指向性を有して出光させる場合における効果を、より大きくすることができる。これらのように、散乱材料や反射材料を設けることにより、所望の配光特性に近付けることができ、より確実に照射性能を向上させることができる。
また、上述した車両用照明装置1では、車両用照明装置1における灯具100への取り付け部分である灯具取付部は、蓋部5の第2固定部52によって構成されているが、車両用照明装置1は、第2固定部52以外の部分で灯具100に取り付けてもよい。例えば、保持部3に灯具取付部を設け、保持部3の灯具取付部を灯具100に取り付けることにより、車両用照明装置1を灯具100に取り付けるように構成してもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 車両用照明装置
2 発光部
3 保持部
4 ライトガイド
5 蓋部
6 取付部
21 発光素子
22 基板
24 発光容器
24a リフレクタ
33 ヒートシンク
41 凹部(出光部)
51 第1固定部
52 第2固定部
53 貫通穴
61 部品配置面
62 放熱面
63 入光面
66 切欠部(位置決め部)
67 切り落とし部(位置決め部)
100 灯具
101 リフレクタ
71 多光量領域
72 少光量領域
81 凸部(出光部)
2 発光部
3 保持部
4 ライトガイド
5 蓋部
6 取付部
21 発光素子
22 基板
24 発光容器
24a リフレクタ
33 ヒートシンク
41 凹部(出光部)
51 第1固定部
52 第2固定部
53 貫通穴
61 部品配置面
62 放熱面
63 入光面
66 切欠部(位置決め部)
67 切り落とし部(位置決め部)
100 灯具
101 リフレクタ
71 多光量領域
72 少光量領域
81 凸部(出光部)
Claims (5)
- 1以上の発光素子を有する発光部と、
前記発光部を保持する保持部と、
前記発光部からの光を導光し、前記発光部側と反対側の端部に位置する出光部から出光した光を照射対象物に照射するライトガイドと、
前記出光部を露出させると共に、前記出光部が前記照射対象物内に位置する状態で前記ライトガイドを内部に固定する蓋部と、
を有する車両用照明装置であって、
前記ライトガイドは、柱状に形成され、且つ、前記出光部は、前記発光部側から入光した光が指向性を有して出光することを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項1に記載の車両用照明装置において、
前記出光部は、前記ライトガイドを前記出光部側から見た場合における形状が楕円形になり、深さ方向が前記ライトガイドの延在方向となって前記ライトガイドの内側方向に凹んだ凹部によって形成される車両用照明装置。 - 請求項1に記載の車両用照明装置において、
前記出光部は、前記ライトガイドを前記出光部側から見た場合における形状が楕円形になり、高さ方向が前記ライトガイドの延在方向となって前記ライトガイドの外側方向に突出する凸部によって形成される車両用照明装置。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の車両用照明装置において、
前記ライトガイドは、楕円柱の形状で形成される車両用照明装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の車両用照明装置において、
前記ライトガイドには、前記ライトガイドを前記蓋部に固定する際の向きを規制する位置決め部が設けられる車両用照明装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013114700A JP2014235788A (ja) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | 車両用照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013114700A JP2014235788A (ja) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | 車両用照明装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014235788A true JP2014235788A (ja) | 2014-12-15 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013114700A Pending JP2014235788A (ja) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | 車両用照明装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2014235788A (ja) |
-
2013
- 2013-05-30 JP JP2013114700A patent/JP2014235788A/ja active Pending
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Date | Code | Title | Description |
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20160302 |