JP5523204B2

JP5523204B2 - 車両用灯具

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Publication number: JP5523204B2
Application number: JP2010120155A
Authority: JP
Inventors: 裕士石原
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: CN102313222B; CN102313222A; JP2011249101A; US8573822B2; US20110292671A1

Description

本発明は、自動車等の車両用灯具に関し、特にスラント配置されたＬＥＤ光源の光を近傍に配置したインナーレンズによって灯具光軸方向に偏向させる車両用灯具に関する。

従来、灯具前後方向に延びる灯具光軸上に前方へ向けて配置された複数の発光素子と、この発光素子の前方側に配置された透光部材と、を備えている車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１）。この車両用灯具は、光軸近傍に位置する透光部材の中心領域で発光素子からの光を前方へ直接出射させるとともに、中心領域の周囲に位置する周辺領域で発光素子からの光を透光部材の後面で内面反射させてから前方へ出射させている。これにより、点灯時に周辺領域も光って見えることで、車両用灯具の見栄えの向上を図っている。

特開２００５−２０３１１１号公報

ところが、上記車両用灯具では、灯具光軸に対して発光素子の出射軸が大きく傾斜してスラント配置されている場合、発光素子の光の配光制御を精度良く行うことが難く、光の利用効率も低かった。

本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、スラント配置された発光素子の光の配光制御を精度良く行うことで、発光素子からの光の利用効率を向上させることができる車両用灯具を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、ランプボディと前面カバーとで形成される灯室内に、出射軸が灯具光軸に対して傾斜して配置されている半導体発光素子と、該発光素子の前方に配置されたレンズ部材と、を備えた車両用灯具であって、前記レンズ部材は、前記出射軸上に配置された第１入射部と、該第１入射部から入射した光を前方へ導光する第１導光部と、該第１導光部から前記灯具光軸側へ偏向させ、且つ拡散して前方へ出射する第１出射部と、を有する第１領域と、前記第１入射部の外側に配置された環状の第２入射部と、該第２入射部に入射した光を前方へ導光し、出射軸方向の長さが前記第１導光部より長い第２導光部と、該第２導光部から前方へ出射する環状の第２出射部と、を有する第２領域と、を備えていることを特徴とする車両用灯具により達成される。

上記構成の車両用灯具によれば、レンズ部材は、第１領域と、第１領域の外側に第２領域とを備えている。第１領域は、出射軸上に配置された第１入射部と、該第１入射部から入射した光を前方へ導光する第１導光部と、該第１導光部から灯具光軸側へ偏向させ、且つ拡散して前方へ出射する第１出射部と、を有している。また、第２領域は、第１入射部の外側に配置された環状の第２入射部と、該第２入射部に入射した光を前方へ導光し、出射軸方向の長さが第１導光部より長い第２導光部と、該第２導光部から前方へ出射する環状の第２出射部と、を有している。これにより、スラント配置された発光素子からの光を所定の灯具光軸方向へ拡散又は集光出射させることができ、発光素子からの光の配光制御の精度向上と利用効率の向上を実現できる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記レンズ部材は、対応する発光素子の前方に１対１に配置され、第２領域の周辺に連結部を有し、該連結部により隣接する別のレンズ部材と一体的に連結されているとともに、発光素子は、傾斜した単一の基板上に配置されていることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、複数のレンズ部材を連結部により一体化することで、部品点数を削減することができるので、組付け性の向上とコスト低減を図ることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記連結部は、透光性を有するとともに、単一の平板状に形成されていることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、発光素子からの光の一部を連結部内で導光して、連結部の前面から灯具光軸方向へ出射させることができ、連結部も含めて全面発光させることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記第１出射部は、略円形であり、車両左右方向に複数区分されていることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、第１出射部が車両左右方向に複数区分されていることで、車両左右方向の配光性能を一層向上させることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記第２出射部は、周方向に複数区分されており、前記第２入射部へ入射した光を各区分毎に所定の方向へ屈折させるレンズ素子を有していることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、第２出射部が周方向に複数区分されたレンズ素子を有しているので、周方向の配光性能を一層向上させることができる。

本発明に係る車両用灯具によれば、レンズ部材は、出射軸上に配置された第１入射部から入射した光を灯具光軸側へ偏向させ、且つ拡散して前方へ出射する第１出射部を有する第１領域と、第１入射部の外側に配置された環状の第２入射部に入射した光を前方へ導光し、出射軸方向の長さが第１領域より長い導光部から前方へ出射する環状の第２出射部を有する第２領域と、を備えている。これにより、スラント配置された発光素子の光の配光制御を精度良く行うことができ、発光素子からの光の利用効率を向上させることができる。

本発明に係る第１実施形態を示す車両用灯具１０の部分正面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明に係る第２実施形態を示すレンズ部材２２の部分平面図である。図３のＢ矢視図である。図３のＣ矢視図である。図３の水平断面図である。本発明に係る第３実施形態を示すレンズ部材４１の水平断面図である。

以下、本発明に係る車両用灯具の第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態の車両用灯具１０は、車両前方側が開口された形状で車体側に固定される樹脂製のランプボディ１１と、ランプボディ１１の開口部に取り付けられた無色透明の前面カバー１２と、を備えている車両右側のテールランプに適用した場合を示す。なお、図中、左が車両中央側であり、右が車両右側となる。

車両用灯具１０は、ランプボディ１１と前面カバー１２とで画成された灯室内に、単一のＬＥＤ基板２３が配置されている。このＬＥＤ基板２３上の所定位置に半導体発光素子である複数のＬＥＤ２４が配置されている。ＬＥＤ基板２３は、灯具光軸Ｄ１に対してＬＥＤ２４の出射軸Ｅ１が前面カバー１２に対応してスラントしている。ＬＥＤ基板２３に近接したすぐ前方には、該ＬＥＤ基板２３と同様にスラントしたインナーレンズ２０が配置されている。

インナーレンズ２０は、アクリル樹脂製であり、平板状の連結部２１と、各ＬＥＤ２４に対して１対１に対応して該ＬＥＤ２４に近接した前方に配置されたレンズ部材２２と、を備えている。連結部２１は、透光性を有するとともに、単一の平板状に形成されており、隣接する複数のレンズ部材２２を一体的に連結している。この内、横方向に配置された複数のレンズ部材２２は、その端部同士が直接連結されている。
なお、レンズ部材２２単体の構成及び光学的特性については、下記第２実施形態で説明するので、説明は省略する。

次に、本発明に係る車両用灯具の第２実施形態を図３〜図６に基づいて説明する。なお、上記車両用灯具１０と同一構成及び作用については、同一符号を付すことで重複する説明は省略する。

本実施形態の車両用灯具３０は、上記第１実施形態と異なり、横方向に隣接するレンズ部材２２同士の間隔が離れている。
図３に示すように、レンズ部材２２は、中心に配置されて点状に発光する第１領域２５と、該第１領域の外周に配置されてリング状に発光する第２領域２６と、を備えている。なお、図中、レンズ部材２２の背面側から観たＢ矢視図を図４、レンズ部材２２の正面側から観たＣ矢視図を図５とする。

図４に示すように、レンズ部材２２の背面側には、中心の第１領域２５に円形凸面状の第１入射部２７を有しており、該第１入射部２７の外周の第２領域２６に円環状で第１入射部２７より突出した第２入射部２８を有している。この第２入射部２８によって、第１入射部２７に入射できないＬＥＤ２４からの光をレンズ部材２２内に取り込むことができる。なお、図中、左が車両右側であり、右が車両中央側であり、図中左側が紙面手前側にスラントしている。

図５に示すように、レンズ部材２２の正面側には、中心の第１領域２５に円形凹面状の第１出射部３１を有しており、該第１出射部３１の外周の第２領域２６に略円環状の第２出射部３２を有している。第１出射部３１は、円形であり、車両左右方向である灯具横方向に異なる湾曲面を有する第１凹面３３と第２凹面３４の２つに区分されている。なお、図中、左が車両中央側であり、右が車両右側であり、図中右側が紙面裏面側にスラントしている。

第２出射部３２は、第１出射部３１の外側の周方向に１２個に区分されており、第２入射部２８へ入射した光を各区分毎に所定の方向へ屈折させるレンズ素子である屈折ステップ３５を有している。

図６に示すように、上記第１領域２５は、出射軸Ｅ１上に配置された第１入射部２７と、該第１入射部２７から入射した光を前方へ導光する第１導光部３６と、該第１導光部３６から灯具光軸Ｄ１側へ偏向させ且つ拡散して前方へ出射する第１凹面３３と第２凹面３４からなる第１出射部３１と、を有している。

上記第２領域２６は、第１入射部２７の外側に配置された第２入射部２８と、該第２入射部２８に入射した光を前方へ導光し、出射軸Ｅ１方向の長さが第１導光部３６より長い略円筒状の第２導光部３７と、該第２導光部３７から前方へ出射する略円環状の第２出射部３２と、を有している。

ＬＥＤ２４の出射軸Ｅ１に対して直角なＬＥＤ基板２３の基準面Ｅ２は、車両用灯具１０の灯具光軸Ｄ１に対して直角な車幅方向の横軸Ｄ２を基準にすると、横軸Ｄ２に対して車両外側方向（図中上方）にスラントしている。これにより、ＬＥＤ２４の出射軸Ｅ１も灯具光軸Ｄ１に対して車両外側方向に前記スラントと同一の傾斜角度だけスラントしている。また、レンズ部材２２は、ＬＥＤ基板２３の基準面Ｅ２と平行に配置されている。

次に、ＬＥＤ２４から出射される光α１，α２の経路について説明する。

ＬＥＤ２４からレンズ部材２２の第１領域２５へ出射される光α１は、凸面状の第１入射部２７から入射してから第１導光部３６を通過して第１出射部３１側へ導光される。第１出射部３１の一方の第１凹面３３に導光された光α１は、第１凹面３３から出射軸Ｅ１に対して車両内側方向の灯具光軸Ｄ１側へ偏向されながら出射光α３として前方へ出射される。

第１出射部３１の他方の第２凹面３４に導光された光α１は、第２凹面３４から出射軸Ｅ１に対して車両外側方向へ、第１凹面３３よりも比較的小さく偏向されながら出射光α３として前方へ出射される。これにより、第１出射部３１からの出射光α３は、車両左右方向に２つに区分された第１凹面３３と第２凹面３４によって、全体的には灯具光軸Ｄ１側へ偏向させながら前方へ拡散出射するように車両左右方向の配光制御が行われる。

ＬＥＤ２４からレンズ部材２２の第２領域２６へ出射される光α２は、円環状の第２入射部２８から入射して、第２導光部３７の外周面で内面反射してから第２出射部３２側へ導光される。導光された光α２は、略円環状の第２出射部３２から出射光α４として前方へ出射される。第２出射部３２は、周方向に１２個に区分された屈折ステップ３５から成り、各区分毎に異なる方向へ屈折させるレンズ機能を有している（図５参照）。

これにより、第２出射部３２からの出射光α４は、周方向に区分された各々異なる屈折ステップ３５によって、全体的には灯具光軸Ｄ１側へ偏向させながら前方へクロス拡散するように周方向の配光制御が行われる。したがって、第１出射部３１から出射される光α３と、第２出射部３２から出射される光α４が合成されることにより、全体的には灯具光軸Ｄ１に沿って穏やかに均一発光させることができる。

次に、本発明に係る車両用灯具の第３実施形態を図７に基づいて説明する。なお、上記車両用灯具１０，３０と同一構成及び作用については、同一符号を付すことで重複する説明は省略する。

図７に示すように、本実施形態の車両用灯具４０は、第１出射部４２の構成が上記車両用灯具１０と異なっている。即ち、第１領域２５の第１出射部４２が車両左右方向に２つに区分する第１凸面４３と第２凸面４４とから構成されている。なお、その他の構成は、上記車両用灯具１０，３０と同じ構成である。

ＬＥＤ２４からレンズ部材４１の第１領域２５へ出射される光α１は、凸面状の第１入射部２７から入射して、第１導光部３６を通過してから第１出射部４２側へ導光される。導光された光α１の内、一方の第１凸面４３に導光された光α１は、第１凸面４３から出射軸Ｅ１に対して車両外側方向へ偏向されながら出射光α５として前方へ出射される。

他方の第２凸面４４に導光された光α１は、第２凸面４４から出射軸Ｅ１に対して車両内側方向の灯具光軸Ｄ１側へ、第１凸面４３よりも比較的大きく偏向されながら出射光α５として前方へ出射される。これにより、第１出射部４２からの出射光α５は、車両左右方向に２つに区分された第１凸面４３と第２凸面４４によって、全体的には灯具光軸Ｄ１側へ偏向させながら前方へ集光出射するように車両左右方向の配光制御が行われる。したがって、第１領域２５の第１出射部４２から出射される光α５と、第２領域２６の第２出射部３２から出射される光α４が合成されることにより、全体的には灯具光軸Ｄ１に沿ってクリアに均一発光させることができる。

上述したように上記第１〜第３実施形態の車両用灯具１０，３０，４０によれば、レンズ部材２２，４１は、第１領域２５と、第１領域２５の外側に第２領域２６とを備えている。第１領域２５は、出射軸Ｅ１上に配置された第１入射部２７と、該第１入射部２７から入射した光α１を前方へ導光する第１導光部３６と、該第１導光部３６から灯具光軸Ｄ１側へ偏向させ、且つ拡散又は集光して前方へ出射する第１出射部３１，４２とを有している。

第２領域２６は、第１入射部２７の外側に配置された円環状の第２入射部２８と、該第２入射部２８に入射した光α２を前方へ導光し、出射軸Ｅ１方向の長さが第１導光部３６より長い第２導光部３７と、該第２導光部３７から前方へ出射する略円環状の第２出射部３２とを有している。これにより、スラント配置されたＬＥＤ２４からの光α１，α２を所定の灯具光軸Ｄ１方向へ拡散又は集光出射させることができ、ＬＥＤ２４からの光α１，α２の配光制御の精度向上と利用効率の向上を実現できる。

また、レンズ部材２２，４１は、対応するＬＥＤ２４の前方に１対１に配置され、第２領域２６の周辺に連結部２１を有し、該連結部２１により隣接する別のレンズ部材２２，４１と一体的に連結されるとともに、ＬＥＤ２４は傾斜した単一のＬＥＤ基板２３上に配置されている。これにより、複数のレンズ部材２２，４１を連結部２１により一体化することで、部品点数を削減することができ、組付け性の向上とコスト低減を図ることができる。

また、連結部２１は、透光性を有するとともに、単一の平板状に形成されている。これにより、ＬＥＤ２４からの光の一部を連結部２１内へ導光して、連結部２１の前面から灯具光軸Ｄ１方向へ出射させることができ、連結部２１も含めて全面発光させることができる。

また、第１出射部３１，４２は、車両左右方向に２つに区分されている。これにより、車両左右方向の配光性能を一層向上させることができる。特に、スラントして配置されたインナーレンズ２０に対して有効である。

また、第２出射部３２は、周方向に１２個に区分されており、第２入射部２８へ入射した光α２を各区分毎に所定の方向へ屈折させる屈折ステップ３５を有している。これにより、第２出射部３２の周方向の配光性能を一層向上させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１０，３０，４０…車両用灯具、１２…前面カバー、２０…インナーレンズ、２１…連結部、２２，４１…レンズ部材、２３…ＬＥＤ基板、２４…ＬＥＤ（半導体発光素子）、２５…第１領域、２６…第２領域、２７…第１入射部、２８…第２入射部、３１，４２…第１出射部、３２…第２出射部、３３…第１凹面、３４…第２凹面、３５…屈折ステップ（レンズ素子）、３６…第１導光部、３７…第２導光部、４３…第１凸面、４４…第２凸面、Ｄ１…灯具光軸、Ｅ１…出射軸

Claims

ランプボディと前面カバーとで形成される灯室内に、出射軸が灯具光軸に対して傾斜して配置されている複数の半導体発光素子と、該発光素子の前方に配置された複数のレンズ部材と、を備えた車両用灯具であって、
各々の前記レンズ部材は、前記出射軸上に配置された第１入射部と、該第１入射部から入射した光を前方へ導光する第１導光部と、該第１導光部から前記灯具光軸側へ偏向させ、且つ拡散して前方へ出射する第１出射部と、を有する第１領域と、
前記第１入射部の外側に配置された環状の第２入射部と、該第２入射部に入射した光を前方へ導光し、出射軸方向の長さが前記第１導光部より長い第２導光部と、該第２導光部から前方へ出射する環状の第２出射部と、を有する第２領域と、を備え、
前記第２導光部は、前記第２入射部に入射した光を内面反射させて前記第２出射部へ導光し、
各々の前記レンズ部材は、対応する前記発光素子の前方に１対１に配置され、前記第２導光部に直接連結された連結部を有し、該連結部により隣接する別のレンズ部材と一体的に連結されているとともに、前記発光素子は、傾斜した単一の基板上に配置されており、
前記連結部は、透光性を有するとともに、前記発光素子からの光の一部が導光され、単一の平板状に形成されていることを特徴とする車両用灯具。
前記第１出射部は、略円形であり、車両左右方向に複数区分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。
前記第２出射部は、周方向に複数区分されており、前記第２入射部へ入射した光を各区分毎に所定の方向へ屈折させるレンズ素子を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。