JP2016085829A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べて輝度ムラの少ない面発光を実現する。【解決手段】車両用灯具１は、複数のＬＥＤ２と、前後方向と略直交する平板状の導光板３とを備える。導光板３は、複数のＬＥＤ２に対応して設けられるとともに、左端部に上下方向に並設された複数の入光部３１と、入光部３１と左右方向に連なるとともに後面に複数のレンズカット３２ａが並設された出光部３２とを有する。各入光部３１は、対応するＬＥＤ２と対向するとともに当該ＬＥＤ２から出射された光を当該入光部３１内に入射させる入射面３１１と、入射面３１１の前方に位置するとともにＬＥＤ２の位置が焦点とされた回転放物面を基準面とする面状に形成され、入射面３１１から導光してきた光を出光部３２に向けて右側へ内部反射させる反射面３１２とを有する。反射面３１２には、前後方向と左右方向とを含む平面に沿ったフルートカット３１２ａが複数並設されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される車両用灯具に関し、特に、導光板を面発光させる車両用灯具に関する。

従来、車両に搭載される車両用灯具として、導光板の主面を面発光させるものが知られている。
一般に、この種の車両用灯具では、導光板の後面にレンズカットが形成されるとともに、当該導光板の側端面に沿って複数の光源が対向配置されている。そして、複数の光源を点灯させることで、導光板の側端面から入射した光が後面のレンズカットで反射されて前面から出射し、当該導光板の前面が発光するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１６８２６８号公報

ところで、近年の車両用灯具では、光源として環境性能等に優れるＬＥＤ（発光ダイオード）の適用が進んできている。ＬＥＤは、一般に、光の出射角が大きくなるに連れてその光度が低くなる指向特性を有しており、正面中央の光軸周辺に強い光を出射させる。
そのため、上記従来の車両用灯具のように、複数のＬＥＤからの光を単純に導光板に入射させてしまうと、導光板の前面のうちＬＥＤの位置に対応する部分が線状に強く光る輝度ムラ（輝線）が生じてしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、従来に比べて、輝度ムラの少ない面発光を実現することができる車両用灯具の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
それぞれ前方向きに配置された複数のＬＥＤと、前後方向と略直交する板状の導光板とを備える車両用灯具であって、
前記導光板は、
前記複数のＬＥＤに対応して設けられるとともに、当該導光板のうち前後方向と略直交する直交方向の一端部に、当該一端部の長手方向に沿って並設された複数の入光部と、
前記複数の入光部と前記直交方向に沿って連なるとともに、後面に複数のレンズカットが前記直交方向に沿って並設された出光部と、
を有し、
前記複数の入光部の各々は、
当該入光部に対応するＬＥＤと対向するとともに、当該ＬＥＤから出射された光を当該入光部内に入射させる入射面と、
前記入射面の前方に位置するとともに、前記対応するＬＥＤの位置が焦点とされた回転放物面を基準面とする面状に形成され、前記入射面から導光してきた光を前記出光部に向けて前記直交方向の他端部側へ内部反射させる反射面と、
を有し、
前記反射面には、前後方向と前記直交方向とを含む平面に沿ったフルートカットが複数並設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に記載の車両用灯具において、
前記フルートカットが前記基準面に対して凹状に形成され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に記載の車両用灯具において、
前記複数のＬＥＤは、前方向きの光軸をそれぞれ有し、
前記反射面は、前記光軸と当該反射面との交点を通り、後方に向かって前記直交方向の一端部側へ傾斜する平面状に形成された補助反射面を有することを特徴とする。

本発明によれば、各ＬＥＤから前方へ出射されて入射面から入光部（導光板）内に入射した光が、反射面によって出光部に向けて直交方向（例えば左右方向）の他端部側へ内部反射された後に、出光部後面の複数のレンズカットでさらに内部反射されて当該出光部の前面から前方へ出射される結果、当該前面が発光する。
このとき、各入光部の反射面には、前後方向と直交方向とを含む平面に沿ったフルートカットが複数並設されているので、当該反射面からの反射光を、前後方向及び直交方向の何れとも直交する方向（例えば上下方向）へ好適に拡散させることができ、ひいては、出光部の前面をより均一に発光させることができる。
したがって、ＬＥＤからの光を単純に導光板の側端面から入射させていた従来に比べ、ＬＥＤの位置に対応する輝線の発生を抑制して、輝度ムラの少ない面発光を実現することができる。

実施形態における車両用灯具の要部を示す斜視図である。 実施形態における車両用灯具の入光部周辺の（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）背面図である。 図２（ｃ）のIII−III線での断面図である。 解析結果を示す図であって、各ＬＥＤからの光の軌跡を示す入光部周辺の平面図である。 解析結果を示す図であって、（ａ）入光部における上下方向での輝度分布を示すグラフであり、（ｂ）（ａ）のＦ部を拡大したグラフである。

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車両用灯具１の要部を示す斜視図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は、車両用灯具１のうち、後述する入光部３１周辺の平面図、側面図及び背面図であり、図３は、図２（ｃ）のIII−III線での断面図である。

図１及び図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、車両用灯具１は、複数（本実施形態では４つ）のＬＥＤ（発光ダイオード）２，…と、導光板３とを備えている。
このうち、複数のＬＥＤ２，…は、それぞれの光軸Ａｘを前後方向に略沿って前方に向けた状態で、上下方向に沿って略等間隔で配列されている。各ＬＥＤ２は、光軸Ａｘを中心に略放射状に前方へ光を出射させる。また、各ＬＥＤ２は、光軸Ａｘを基準とする光の出射角が大きくなるに連れてその光度が低くなる指向特性を有している。

導光板３は、略矩形板状に形成され、前後方向と略直交するように立設されている。具体的に、導光板３は、複数のＬＥＤ２，…からの光を当該導光板３内に入射させる複数（本実施形態では４つ）の入光部３１，…と、複数の入光部３１，…から導光してきた光を前方に向けて出射させる平板状の出光部３２とを有して構成されている。

複数の入光部３１，…は、複数のＬＥＤ２，…に対応して設けられており、それぞれ対応するＬＥＤ２から出射された光を、出光部３２に向けつつ導光板３内に入射させる。これら複数の入光部３１，…は、導光板３の左端部に、当該導光板３の上下幅の全長に亘り上下方向に沿って略等間隔で並設されている。

各入光部３１は、図３に示すように、出光部３２の左端から左斜め後方へ緩やかに湾曲しつつ突出するように設けられ、対応するＬＥＤ２の前方に位置している。
各入光部３１の後端面は、対応するＬＥＤ２から出射された光を当該入光部３１（導光板３）内に入射させる入射面３１１となっている。この入射面３１１は、前後方向と略直交する平面状に形成されて、対応するＬＥＤ２と対向しており、当該ＬＥＤ２から出射された光をさほど屈折させることなく入光部３１内に入射させる。

各入光部３１の左側面は、入射面３１１から当該入光部３１内に入射した光を出光部３２に向けて反射させる反射面３１２となっている。この反射面３１２は、入射面３１１の前方に位置するとともに、対応するＬＥＤ２の近傍位置が焦点とされた回転放物面を基準面とする面状に形成されている。そのため、反射面３１２は、ＬＥＤ２から出射されて入射面３１１から入光部３１内に入射した光を、上下方向と直交する断面で略平行光としつつ、出光部３２に向けて右側へ内部反射（全反射）させる。

反射面３１２には、略蒲鉾状の複数のフルートカット３１２ａ，…が、当該反射面３１２の全面に亘って並設されている。この複数のフルートカット３１２ａ，…は、反射面３１２からの反射光をより上下方向に拡散させるためのものであり、各フルートカット３１２ａが、前後方向と左右方向とを含む平面に沿って設けられている。また、各フルートカット３１２ａは、後述するように、反射面３１２の基準面（回転放物面）に対して凹状に形成されていることが好ましい。

また、反射面３１２内には、平面状の補助反射面３１３が形成されている。この補助反射面３１３は、上述した反射面３１２の形状のままでは導光板３外へ抜けてしまいやすいＬＥＤ２から左斜め前方への光を、右側へ内部反射（全反射）させて出光部３２に向けて導光させるためのものであり、ＬＥＤ２の光軸Ａｘと反射面３１２との交点を通り、所定の傾斜角で後方に向かって左側へ傾斜する平面状に形成されている。

出光部３２は、前後方向と直交する平板状に形成され、その左端が複数の入光部３１，…の前半部と連なっている。この出光部３２の後面には、複数の入光部３１，…から導光してきた光を前方へ内部反射（全反射）させる複数のレンズカット３２ａ，…が、左右方向に沿って並設されている。そのため、出光部３２は、複数の入光部３１，…から右方へ導光してきた光を複数のレンズカット３２ａ，…で前方へ内部反射させて前面から出射させることにより、当該前面が発光するようになっている。

ここで、上述した反射面３１２の形状による光の拡散効果について、解析結果を示して説明する。
この解析では、入光部３１の反射面３１２を以下の（１）〜（５）とした場合における当該入光部３１での光の軌跡と輝度分布を求めた。
（１）基準面（回転放物面）のみ
（２）凸状のフルートカットあり
（３）凸状のフルートカット＋補助反射面あり
（４）凹状のフルートカットあり
（５）凹状のフルートカット＋補助反射面あり

図４は、上記解析結果を示す図であって、各ＬＥＤ２からの光の軌跡を示す入光部３１周辺の平面図である。また、図５（ａ）は、上記解析結果を示す図であって、入光部３１における上下方向での輝度分布を示すグラフであり、図５（ｂ）は、（ａ）のＦ部を拡大したグラフである。

これらの図から、以下のことが分かる。
反射面３１２にフルートカットを設けた場合には、フルートカット無し（基準面のみ）の場合に比べ、当該反射面３１２からの反射光を上下方向に好適に拡散させることができ、また、漏れ光を低減させて最大輝度を高めることができる。
反射面３１２に凹状のフルートカットを設けた場合には、凸状のフルートカットを設けた場合に比べ、当該反射面３１２から上下方向に好適に光を拡散させて、隣り合う入光部３１間の最小輝度を向上させることができる。
反射面３１２にフルートカットと補助反射面３１３を設けた場合には、フルートカットのみを設けた場合に比べ、最大輝度に多少の低下は見られるものの、輝度分布（最大と最小の輝度差）としては改善している。特に凹状のフルートカットと補助反射面３１３を設けた場合には、凹状のフルートカットのみを設けた場合に比べて、隣り合う入光部３１間の最小輝度を向上させることもできている。

以上のことから、反射面３１２には、フルートカットを設けることが好ましく、このフルートカットは凸状よりも凹状であることがより好ましく、フルートカットに加えて補助反射面３１３を設けることがさらに好ましい。
したがって、反射面３１２は、凹状のフルートカット３１２ａと補助反射面３１３を設けた本実施形態におけるものとすることが最も好ましい。この反射面３１２は、図５（ｂ）を見ても、最大輝度についてはより高い他のケースがあるものの、隣り合う入光部３１間の最小輝度は最も高く、また輝度分布は最も良好である（最大と最小の輝度差が小さい）ことが分かる。

以上のように、本実施形態の車両用灯具１によれば、各ＬＥＤ２から前方へ出射されて入射面３１１から入光部３１（導光板３）内に入射した光が、反射面３１２によって出光部３２に向けて右側へ内部反射された後に、出光部３２後面の複数のレンズカット３２ａ，…でさらに内部反射されて、当該出光部３２の前面から前方へ出射される結果、当該前面が発光する。
このとき、各入光部３１の反射面３１２には、前後方向と直交方向とを含む平面に沿ったフルートカット３１２ａが複数並設されているので、当該反射面３１２からの反射光を上下方向へ好適に拡散させることができ、ひいては、出光部３２の前面を均一に発光させることができる。
したがって、ＬＥＤからの光を単純に導光板の側端面から入射させていた従来に比べ、ＬＥＤ２の位置に対応する輝線の発生を抑制して、輝度ムラの少ない面発光を実現することができる。

また、複数のフルートカット３１２ａ，…が反射面３１２の基準面に対して凹状に形成されているので、反射面３１２からの反射光をより好適に上下方向へ拡散させることができ、ひいては、出光部３２の前面をより均一に発光させることができる。

また、反射面３１２には、ＬＥＤ２の光軸Ａｘと当該反射面３１２との交点を通り、後方に向かって左側へ傾斜する平面状に形成された補助反射面３１３が形成されているので、上下方向の輝度分布をより均一なものとすることができ、ひいては、出光部３２の前面をより一層均一に発光させることができる。

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、導光板３が前後方向と直交するように立設され、複数のＬＥＤ２，…が導光板３の左端部に上下方向に沿って並設されることなどとしたが、これらの配置方向が特に限定されるものではないことは勿論である。
入光部３１は、導光板３のうち前後方向と略直交する直交方向の一端部（上記実施形態では左端部）に、当該一端部の長手方向に沿って並設されていればよく、例えば上記実施形態において、導光板３の左端部が上下方向に対して傾斜していた場合には、この傾斜に沿って傾斜した状態に並設されていてもよい。

また、導光板３が略矩形板状に形成され、このうちの出光部３２が平板状に形成されていることとしたが、導光板３は前後方向と略直交する板状であればよく、光の導光に支障をきたさない範囲で、例えば前方に反るように湾曲などしていてもよい。

１ 車両用灯具
２ ＬＥＤ
Ａｘ 光軸
３ 導光板
３１ 入光部
３１１ 入射面
３１２ 反射面
３１２ａ フルートカット
３１３ 補助反射面
３２ 出光部
３２ａ レンズカット

Claims (3)

1. それぞれ前方向きに配置された複数のＬＥＤと、前後方向と略直交する板状の導光板とを備える車両用灯具であって、
   前記導光板は、
   前記複数のＬＥＤに対応して設けられるとともに、当該導光板のうち前後方向と略直交する直交方向の一端部に、当該一端部の長手方向に沿って並設された複数の入光部と、
   前記複数の入光部と前記直交方向に沿って連なるとともに、後面に複数のレンズカットが前記直交方向に沿って並設された出光部と、
   を有し、
   前記複数の入光部の各々は、
   当該入光部に対応するＬＥＤと対向するとともに、当該ＬＥＤから出射された光を当該入光部内に入射させる入射面と、
   前記入射面の前方に位置するとともに、前記対応するＬＥＤの位置が焦点とされた回転放物面を基準面とする面状に形成され、前記入射面から導光してきた光を前記出光部に向けて前記直交方向の他端部側へ内部反射させる反射面と、
   を有し、
   前記反射面には、前後方向と前記直交方向とを含む平面に沿ったフルートカットが複数並設されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記フルートカットが前記基準面に対して凹状に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. 前記複数のＬＥＤは、前方向きの光軸をそれぞれ有し、
   前記反射面は、前記光軸と当該反射面との交点を通り、後方に向かって前記直交方向の一端部側へ傾斜する平面状に形成された補助反射面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。

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