JP2024010731A - 導光体、及び車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】互いに隣接する棒状導光部間の暗部(ダーク)が目立ちにくい導光体を提供する。【解決手段】光源20A、20Bからの光を導光する導光体10であって、互いに並列に配置された複数の棒状導光部11A1、11A2、11B1~11B9を含み、前記複数の棒状導光部のうち配列方向の両側に配置された一対の棒状導光部を第1棒状導光部とし、前記一対の第1棒状導光部間に配置された棒状導光部を第2棒状導光部とした場合、前記第2棒状導光部の直径は前記第1棒状導光部の直径より小さい。【選択図】図1

Description

本開示は、導光体、及び車両用灯具に関し、特に、棒状導光部間の暗部が目立ちにくい導光体、及び車両用灯具に関する。
図11は、特許文献1に記載の導光体100の概略図である。図11に示すように、間隔をあけて並列に配置された2つの棒状導光部110A、110Bと、当該2つの棒状導光部110A、110Bの互いに対向する側面(外周面)同士を連結する板状導光部120と、を含む導光体100を備えた車両用灯具が提案されている(例えば、特許文献1(図1、図2等)参照)。
これに対して本発明者は、同一直径の棒状導光部(複数)を互いに隣接した状態で並列に配置し(図12参照)、この棒状導光部(複数)を面状に発光(幅広面発光)させることを検討した。図12は、本発明者が検討した棒状導光部(複数)の断面図である。
特開2014-116142号公報
しかしながら、棒状導光部(複数)を互いに隣接した状態で並列に配置した場合、各々の棒状導光部には車両前後方向に延びる基準軸AXに対して角度θ0(例えば、θ0=45°)傾斜した方向に光が出光しない領域(図12中点線の矢印参照)が存在するため、当該方向に視点P0を置いた場合、棒状導光部間に暗部(ダーク)が視認されるという課題がある。
本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであり、棒状導光部間の暗部が目立ちにくい導光体、及び車両用灯具を提供することを目的とする。
本開示にかかる導光体は、光源からの光を導光する導光体であって、互いに並列に配置された複数の棒状導光部を含み、前記複数の棒状導光部のうち配列方向の両側に配置された一対の棒状導光部を第1棒状導光部とし、前記一対の第1棒状導光部間に配置された棒状導光部を第2棒状導光部とした場合、前記第2棒状導光部の直径は前記第1棒状導光部の直径より小さい。
このような構成により、互いに隣接する棒状導光部間の暗部(ダーク)が目立ちにくい導光体を提供することができる。
これは、第2棒状導光部の直径が第1棒状導光部の直径より小さいため、暗部の間隔が狭くなり、人の目にムラ(暗部)と認識されづらくなることによるものである。
また、上記導光体において、複数の前記第2棒状導光部を含んでいてもよい。
また、上記導光体において、複数の前記第2棒状導光部は、互いに隣接した状態で並列に配置されていてもよい。
また、上記導光体において、前記第2棒状導光部の基端部側の端面と前記第1棒状導光部の基端部側の外周面との間には平板部が設けられていてもよい。
また、上記導光体において、前記第2棒状導光部の出光面の幅は、当該出光面の反対側に配置された反射面の幅と概ね等しくてもよい。
また、上記導光体において、前記複数の棒状導光部は三次元的に湾曲していてもよい。
また、上記導光体において、前記第1棒状導光部の出光面から出光する光は、前記第2棒状導光部の出光面から出光する光より明るくてもよい。
本開示にかかる車両用灯具は、請求項1から7のいずれか1項に記載の導光体と前記光源とを備える。
このような構成により、互いに隣接する棒状導光部間の暗部(ダーク)が目立ちにくい車両用灯具を提供することができる。
これは、第2棒状導光部の直径が第1棒状導光部の直径より小さいため、暗部の間隔が狭くなり、人の目にムラ(暗部)と認識されづらくなることによるものである。
本開示により、互いに隣接する棒状導光部間の暗部(ダーク)が目立ちにくい導光体、及び車両用灯具を提供することができる。
導光体10の斜視図である。 図1のA-A断面図である。 図1のB-B断面図である。 図2に対して第2棒状導光部11B~11Bの外形(銀杏形状の左右両側をカットした形状)を書き込んだ図である。 (a)導光体10の基端部BE11A1、基端部BE11A2近傍の拡大斜視図、(b)図5(a)のC-C断面図、(c)平板部12と第2棒状導光部11Bとを連結する連結部の一例、(d)平板部12と第2棒状導光部11Bとを連結する連結部の他の一例である。 光源20からの光の光路を説明するための図である。 (a)比較例の導光体100(概略図)、(b)本実施形態の導光体10(概略図)である。 棒状導光部11の変形例である。 棒状導光部11A、11A、11B~11Bの変形例である。 第1棒状導光部11A及び他方の第1棒状導光部11Aの変形例である。 特許文献1に記載の導光体100の概略図である。 本発明者が検討した棒状導光部(複数)の断面図である。 (a)導光体10の正面図、(b)上面図、(c)側面図である。
以下、本開示の実施形態である導光体10について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
以下、導光体10が車両(図示せず)の前端部の右側(車両前方に向かって右側)に搭載される車両用灯具(例えば、車両用信号灯具)に用いられるインナーレンズである場合を例にして説明する。
図1は導光体10の斜視図、図2は図1のA-A断面図、図3は図1のB-B断面図である。図13(a)は導光体10の正面図、図13(b)は上面図、図13(c)は側面図である。
導光体10は、光源からの光を導光する導光体である。具体的には、導光体10は、アクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂製で、基端部BE11A1、BE11A2側の端面から入光した光源20A、20Bからの光を先端部側に向けて導光する互いに並列に配置された複数の棒状導光部11A、11A、11B~11Bを含む(図1参照)。棒状導光部は、導光棒とも呼ばれる。
以下、複数の棒状導光部のうち配列方向の両側に配置された一対の棒状導光部を第1棒状導光部11A、11Aと呼び、一対の第1棒状導光部11A、11A間に配置された棒状導光部(複数)を第2棒状導光部11B~11Bと呼ぶ。なお、第1棒状導光部11A、11Aと第2棒状導光部11B~11Bとを特に区別しない場合、単に棒状導光部11と記載する。
まず、第1棒状導光部11A、11Aについて説明する。以下、両者を特に区別しない場合、第1棒状導光部11Aと記載する。
図1、図13(a)~図13(c)に示すように、第1棒状導光部11Aは三次元的に湾曲している。具体的には、一方の第1棒状導光部11A及び他方の第1棒状導光部11Aは、互いに隣接した状態で配置された基端部BE11A1、BE11A2と、この基端部BE11A1、BE11A2から車幅方向内側に向かって徐々に互いの間隔が拡がるように延びる第1中間部A2と、この第1中間部A2から車幅方向内側に向かって互いに概ね平行に延びる第2中間部A3と、この第2中間部A3から車幅方向内側に向かって徐々に互いの間隔が狭まるように延びる第3中間部A4と、を含む。
図2に示すように、第1棒状導光部11Aの断面形状(長手方向に直交する断面形状。以下同様)は、銀杏形状である。具体的には、第1棒状導光部11Aは、出光面11aと、その反対側に配置された第1反射面11bと、その両側に配置された一対の第2反射面11c、11dと、を含む。
出光面11aは正面側(車両前方側)に配置され、第1反射面11bは背面側(車両後方側)に配置される。出光面11aの断面形状は、正面側(光照射方向。図2中上方向)に向かって凸の円弧形状である。第1反射面11bの断面形状は、第1棒状導光部11Aの光軸AX11Aに交差する直線形状である。
第1反射面11bは、第1棒状導光部11A内を導光され当該第1反射面11bに入射する光を内面反射(全反射)して出光面11aから出光させるように構成された光学素子LC1(複数)を含む。光学素子LC1は、第1棒状導光部11Aの長手方向に複数設けられている。光学素子LC1は、例えば、レンズカット(例えば、V溝)である。
一対の第2反射面11c、11dの断面形状は、第1棒状導光部11Aの内部に向かって凸の円弧形状である。なお、第1棒状導光部11Aの断面形状は、車両前後方向に延びる基準軸(例えば、第1棒状導光部11Aの光軸AX11A)に対して対称であってもよいし、非対称であってもよい。
次に、第2棒状導光部11B~11Bについて説明する。以下、これらを特に区別しない場合、第2棒状導光部11Bと記載する。
図1、図13(a)~図13(c)に示すように、第2棒状導光部11Bは、一方の第1棒状導光部11Aと他方の第1棒状導光部11Aとの間に配置されており、第1棒状導光部11Aと同様、三次元的に湾曲している。
図2に示すように、第2棒状導光部11Bの断面形状(長手方向に直交する断面形状。以下同様)は、第1棒状導光部11Aと同様、銀杏形状である。但し、第1棒状導光部11Aと異なり、第2棒状導光部11Bの直径D2は第1棒状導光部11Aの直径D1より小さい。また、第2棒状導光部11Bの断面形状は、完全な銀杏形状ではなく、銀杏形状の左右両側をカットした形状である。具体的には、第2棒状導光部11Bは、出光面11eと、その反対側に配置された第1反射面11fと、その両側に配置された一対の第2反射面11g、11hと、を含む。
出光面11eは正面側(車両前方側)に配置され、第1反射面11fは背面側(車両後方側)に配置される。出光面11eの断面形状は、正面側(光照射方向。図2中上方向)に向かって凸の円弧形状である。第1反射面11fの断面形状は、第2棒状導光部11Bの光軸AX11Bに交差する直線形状である。第2棒状導光部11Bの出光面11eの幅W1(図2参照)は、当該出光面11eの反対側に配置された第1反射面11fの幅W2(図2参照)と概ね等しくてもよい。
図3に示すように、第1反射面11fは、第2棒状導光部11B内を導光され当該第1反射面11fに入射する光を内面反射(全反射)して出光面11eから出光させるように構成された光学素子LC2(複数)を含む。光学素子LC2は、第2棒状導光部11Bの長手方向に複数設けられている。光学素子LC2は、例えば、レンズカット(例えば、V溝)である。
図2に示すように、一対の第2反射面11g、11hの断面形状は、第2棒状導光部11Bの内部に向かって凸の円弧形状である。なお、第2棒状導光部11Bの断面形状は、車両前後方向に延びる基準軸(例えば、第2棒状導光部11Bの光軸AX11B)に対して対称であってもよいし、非対称であってもよい。
図2、図4に示すように、第1棒状導光部11A、11A、第2棒状導光部11B~11Bは、左右方向(車幅方向)に対して角度θ1傾斜した直線L1に沿って互いに隣接した状態で配置されている。図4は、説明の便宜のため、図2に対して第2棒状導光部11B~11Bの外形(銀杏形状の左右両側をカットした形状)を書き込んだ図である。
図1、図13(a)~図13(c)に示すように、一方の第1棒状導光部11A側に配置された第2棒状導光部11Bの基端部は、一方の第1棒状導光部11A(外周面)まで延びて当該一方の第1棒状導光部11A(外周面)に連結されている。同様に、他方の第1棒状導光部11A側に配置された第2棒状導光部11B~11Bの基端部側は、他方の第1棒状導光部11A(外周面)まで延びて当該他方の第1棒状導光部11A(外周面)に連結されている。
一方、第2棒状導光部11B、11B~11B以外の第2棒状導光部11B~11Bそれぞれの基端部は、第1棒状導光部11Aの第1中間部A2にさしかかる辺りまで延びており(図1参照)、第1棒状導光部11A、11Aの第1中間部A2(外周面)との間に三角形状の領域を構成している。
この三角形状の領域には、三角形状の平板部12が設けられている(図1参照)。平板部12は、第2棒状導光部11B~11Bそれぞれの基端部(端面)に連結された辺E、一方の第1棒状導光部11Aの第1中間部A2(外周面)に連結された辺E、及び他方の第1棒状導光部11Aの第1中間部A2(外周面)に連結された辺Eを含む三角形状の板状導光部である。
図5(a)は導光体10の基端部BE11A1、基端部BE11A2近傍の拡大斜視図、図5(b)は図5(a)のC-C断面図である。図5(c)は平板部12と第2棒状導光部11Bとを連結する連結部の一例、図5(d)は平板部12と第2棒状導光部11Bとを連結する連結部の他の一例である。
図5(b)に示すように、平板部12の厚みT1は、第2棒状導光部11Bの直径D2より小さい。なお、平板部12と第2棒状導光部11Bとは、図5(c)に示すように直接連結されて両者間に段差部13が形成されていてもよいし、図5(d)に示すようにテーパ部14を介して連結されていてもよい。
図2に示すように、互いに隣接する第2棒状導光部11B(例えば、第2棒状導光部11Bと第2棒状導光部11B)は、板状導光部15を介して互いに連結されている。板状導光部15は、第2棒状導光部11B~11Bの形状を維持するための部分、すなわち、光学的な機能を持たないいわゆる繋ぎ部である。
一方、一方の第1棒状導光部11Aに隣接する第2棒状導光部11Bは当該一方の第1棒状導光部11Aに板状導光部15を介することなく直接連結されている(図2参照)。同様に、他方の第1棒状導光部11Aに隣接する第2棒状導光部11Bは当該他方の第1棒状導光部11Aに板状導光部15を介することなく直接連結されている(図2参照)。
光源20A、20Bは、LED等の半導体発光素子で、図1に示すように、その発光面(例えば、1mm角の矩形の発光面)が第1棒状導光部11Aの基端部BE11A1、BE11A2側の端面に対向した状態で配置されている。以下、両者を特に区別しない場合、光源20と記載する。なお、光源は1つであってもよい。
図6は、光源20からの光の光路を説明するための図である。
上記構成の導光体10においては、基端部BE11A1、BE11A2側の端面から第1棒状導光部11Aに入光した光源20からの光は、第1棒状導光部11A内で内面反射(全反射)を繰り返しつつ先端部側に向けて第1棒状導光部11A内を導光される(図6中矢印参照)。その際、第1棒状導光部11A内を導光される光源20からの光のうち第1反射面11b(光学素子LC1)に入射した光は、当該第1反射面11b(光学素子LC1)で内面反射され出光面11aから出光する。主に、この出光面11aから出光する光により、車両用灯具用の配光パターンが形成される。また、この出光面11aから出光する光により、第1棒状導光部11Aが発光する。
その際、第1棒状導光部11A内を導光される光源20からの光の一部が、第1棒状導光部11Aから平板部12を介して第2棒状導光部11Bに入光する。また、第1棒状導光部11A内を導光される光源20からの光の他の一部が、第1棒状導光部11Aから当該第1棒状導光部11A(外周面)と第2棒状導光部11B(外周面)との間の連結部を介して第2棒状導光部11Bに入光する。
このように第2棒状導光部11Bに入光した光源20からの光は、第2棒状導光部11B内で内面反射(全反射)を繰り返しつつ先端部側に向けて第2棒状導光部11B内を導光される(図6中矢印参照)。その際、第2棒状導光部11B内を導光される光源20からの光のうち第1反射面11f(光学素子LC2)に入射した光は、当該第1反射面11f(光学素子LC2)で内面反射され出光面11eから出光する。この出光面11eから出光する光により、第2棒状導光部11Bが発光する。
その際、図1に示すように、第2棒状導光部11B~11Bは互いに隣接した状態で並列に配置されているため、第2棒状導光部11Bは、面発光する(面発光しているように視認される)。また、第2棒状導光部11Bの直径D2は第1棒状導光部11Aの直径D1より小さいため(図2参照)、互いに隣接する第2棒状導光部11B間(例えば、第2棒状導光部11Bと第2棒状導光部11Bとの間)の暗部(ダーク)が目立ちにくくなる。
次に、上記導光体10の効果について、比較例と比較しながら説明する。
図7(a)は比較例の導光体100(概略図)、図7(b)は本実施形態の導光体10(概略図)である。
図7(a)に示すように、比較例の導光体100は、間隔をあけて並列に配置された2つの棒状導光部110A、110Bと、当該2つの棒状導光部110A、110Bの互いに対向する側面(外周面)同士を連結する板状導光部120と、を含む。
比較例の導光体100においては、棒状導光部110A、110Bから当該棒状導光部110A、110B(外周面)と板状導光部120との間の連結部を介して板状導光部120に入光した光源からの光(図7(a)中矢印参照)は、板状導光部120内で一方向に内面反射(全反射)を繰り返す。この場合、板状導光部120から出光する光の方向は場所によって偏る。その結果、均一な発光見栄えを実現するのが難しい。
これに対して、図7(b)に示すように、本実施形態の導光体10においては、一方の第1棒状導光部11Aと他方の第1棒状導光部11Aとの間に互いに並列に複数の第2棒状導光部11B(11B~11B)が配置されている。これにより、第1棒状導光部11A、11Aから当該第1棒状導光部11A、11A(外周面)と第2棒状導光部11Bとの間の連結部を介して第2棒状導光部11B~11Bに入光した光源からの光(図7(b)中矢印参照)は、第2棒状導光部11B~11B内で一方向ではなく上下左右方向へ内面反射(全反射)を繰り返す。この場合、第2棒状導光部11B~11B内には様々な方向の光が様々な場所に均一に(概ね均一に)存在するため、第2棒状導光部11B~11Bから出光する光の方向が場所によって偏ることなく均一(概ね均一)になる。その結果、均一な(概ね均一な)発光見栄えを実現することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、互いに隣接する棒状導光部11B間(例えば、第2棒状導光部11Bと第2棒状導光部11Bとの間)の暗部(ダーク)が目立ちにくい導光体10、及びこの導光体10を用いた車両用灯具(車両用信号灯具)を提供することができる。
これは、第2棒状導光部11Bの直径D2が第1棒状導光部11Aの直径D1より小さい(図2参照)ため、暗部の間隔が狭くなり、人の目にムラ(暗部)と認識されづらくなることによるものである。
また、本実施形態によれば、均一な(概ね均一な)発光見栄えを実現することができる。
また、本実施形態によれば、第2棒状導光部11Bの出光面11eから出光する光の効率が低下するのを抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、第2棒状導光部11Bの出光面11eから出光する光の効率が低下するのを抑制しつつ、互いに隣接する棒状導光部11B間(例えば、第2棒状導光部11Bと第2棒状導光部11Bとの間)の暗部(ダーク)が目立ちにくい導光体10、及びこの導光体10を用いた車両用灯具(車両用信号灯具)を提供することができる。
また、本実施形態によれば、第1棒状導光部11A内を導光される光源20からの光のうち第1反射面11b(光学素子LC1)に入射した光が、当該第1反射面11b(光学素子LC1)で内面反射され出光面11aから出光することにより、第1棒状導光部11Aが発光する。同様に、第2棒状導光部11B内を導光される光源20からの光のうち第1反射面11f(光学素子LC2)に入射した光が、当該第1反射面11f(光学素子LC2)で内面反射され出光面11eから出光することにより、第2棒状導光部11Bが発光する。その際、第1棒状導光部11Aの出光面11aから出光する光は、第2棒状導光部11Bの出光面11eから出光する光より明るい。そのため、第1棒状導光部11Aで囲まれた領域(第2棒状導光部11Bが配置された領域)が相対的に暗く、第1棒状導光部11Aに対応する領域が相対的に明るく縁取られた新規発光見栄えを実現することができる。
次に、変形例について説明する。
上記実施形態では、棒状導光部11として断面形状が銀杏形状(図2参照)の棒状導光部を用いた例について説明したが、これに限らない。
例えば、図8に示すように、棒状導光部11として断面形状が一般的な円形状の棒状導光部を用いてもよい。図8は、棒状導光部11の変形例である。
また、上記実施形態では、棒状導光部11A、11A、11B~11Bは、左右方向(車幅方向)に対して角度θ1傾斜した直線L1に沿って互いに隣接した状態で配置されている(図2参照)例について説明したが、これに限らない。
例えば、図9(a)、図9(b)に示すように、棒状導光部11A、11A、11B~11Bは、左右方向(車幅方向)に互いに隣接した状態で配置されていてもよい。この場合、互いに隣接する棒状導光部11A、11A、11B~11Bは、板状導光部15を介することなく直接連結されていてもよい(図9(a)、図9(b)参照)。すなわち、板状導光部15は省略してもよい。図9(a)、図9(b)は、棒状導光部11A、11A、11B~11Bの変形例である。
また、上記実施形態では、棒状導光部11の断面形状が全て銀杏形状である(図2参照)例について説明したが、これに限らない。
例えば、図9(c)に示すように、棒状導光部11のうち一部の断面形状が銀杏形状で、他の一部の断面形状が一般的な円形状であってもよい。図9(c)は、棒状導光部11A、11A、11B~11Bの変形例である。
また、上記実施形態では、棒状導光部11が三次元的に湾曲している例について説明したが、これに限らない。棒状導光部11は、直線的に延びていてもよい。
なお、第1棒状導光部11Aの出光面11aから出光する光の拡散角度(主に水平方向の拡散角度)と第2棒状導光部11Bの出光面11eから出光する光の拡散角度(主に水平方向の拡散角度)は同一であっても良いし、異なっていてもよい。
また、上記実施形態では、一方の第1棒状導光部11Aの基端部BE11A1と他方の第1棒状導光部11Aの基端部BE11A2とが互いに隣接した状態で配置されている(図1参照)例について説明したが、これに限らない。
例えば、図10に示すように、1つの基端部BE11A3を設け、この基端部BE11A3から一方の第1棒状導光部11A及び他方の第1棒状導光部11Aが分岐して上記実施形態と同様に延びるようにしてもよい。このようにすれば、二つの光源20A、20Bの一方を省略することができる。図10は、第1棒状導光部11A及び他方の第1棒状導光部11Aの変形例である。
上記各実施形態で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。
上記各実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記各実施形態の記載によって本開示は限定的に解釈されるものではない。本開示はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
10…導光体
11…棒状導光部
11A(11A、11A)…第1棒状導光部
11B(11B~11B)…第2棒状導光部
11a…出光面
11b…第1反射面
11c、11d…第2反射面
11e…出光面
11f…第1反射面
11g、11h…第2反射面
12…平板部
13…段差部
14…テーパ部
15…板状導光部
20(20A、20B)…光源
A2…第1中間部
A3…第2中間部
A4…第3中間部
AX…基準軸
AX11A、AX11B…光軸
BE11A1、BE11A2、BE11A3…基端部
E1、E2、E3…辺
LC1、LC2…光学素子
P0…視点
T1…厚み
θ0、θ1…角度

Claims (8)

  1. 光源からの光を導光する導光体であって、
    互いに並列に配置された複数の棒状導光部を含み、
    前記複数の棒状導光部のうち配列方向の両側に配置された一対の棒状導光部を第1棒状導光部とし、前記一対の第1棒状導光部間に配置された棒状導光部を第2棒状導光部とした場合、前記第2棒状導光部の直径は前記第1棒状導光部の直径より小さい導光体。
  2. 複数の前記第2棒状導光部を含む請求項1に記載の導光体。
  3. 複数の前記第2棒状導光部は、互いに隣接した状態で並列に配置されている請求項2に記載の導光体。
  4. 前記第2棒状導光部の基端部側の端面と前記第1棒状導光部の基端部側の外周面との間には平板部が設けられている請求項1に記載の導光体。
  5. 前記第2棒状導光部の出光面の幅は、当該出光面の反対側に配置された反射面の幅と概ね等しい請求項1に記載の導光体。
  6. 前記複数の棒状導光部は三次元的に湾曲している請求項1に記載の導光体。
  7. 前記第1棒状導光部の出光面から出光する光は、前記第2棒状導光部の出光面から出光する光より明るい請求項1に記載の導光体。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載の導光体と前記光源とを備える車両用灯具。
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