JP6717721B2 - 面状発光体を用いた車両用標識灯 - Google Patents

Description

本発明は、光源に面状発光体を使用し、面状発光体からの光を車両周辺に出射する車両用標識灯に関する。

従来、光源に面状発光体を使用した車両用灯具が知られている。例えば、特許文献１には、ハウジングと透光カバーとの間に灯室を形成し、灯室内に有機ＥＬパネルからなる面状発光体を設置し、面状発光体からの光をリフレクタで集めて、透光カバーを介し車両後方へ出射する灯具が記載されている。

特開２０１１−１５０８８７号公報

ところで、光源からの光を車両側方へ出射する標識灯の場合は、赤色など特定色の光が車両前方へ出射しないような配光が求められる。例えば、図１に示すように、車体前部のサイドマーカランプ６または車体後部のサイドマーカランプ８の場合は、車両前方に向かって６０°〜９０°の範囲における赤色光の最大光度が法規によって０．２５ｃｄ以下に制限されている。

このため、光源に面状発光体を使用するサイドマーカランプでは、面状発光体の光を車両前方から見えなくする必要がある。そこで、面状発光体にレンズを被せ、レンズの一部に遮光膜を形成し、遮光膜で車両前方に向かう光を遮る構成が考えられる。しかし、この構成によると、遮光膜が面状発光体の発光面を被覆するため、被覆面積に応じて車両側方への配光量が減り、標識灯が暗くなり、車両側方からの見栄えが低下するという課題があった。

そこで、本発明の目的は、面状発光体からの光を車両周辺に効率よく配光することができる車両用標識灯を提供することにある。

本発明の別の目的は、車両側方からの見栄えを低下させることなく、面状発光体の光を車両前方から見えなくすることができる車両用標識灯を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の車両用標識灯は、面状発光体と、面状発光体との相対面に入射部が形成されたレンズとを備え、レンズの入射部に断面三角形のプリズムが三角形の頂点を面状発光体側に向けた状態で複数配列され、各プリズムが、配列方向の一方の面に面状発光体からの光を入射する入射面を備えるとともに、入射面と反対側の面に面状発光体からの光の入射を遮る遮光部を備えたことを特徴とする。

ここで、プリズムの遮光部は、面状発光体から車両の所定の方向へ向かう光を遮るように機能する。所定の方向へ向かう光としては、例えば、面状発光体から車両前方へ向かう光、面状発光体から車両上方へ向かう光、面状発光体から車両側方へ向かう光などを挙げることができる。

いずれの場合も、面状発光体の発光を所要の方向へ効率よく配光できるように、プリズムの遮光部に、面状発光体からの光を隣のプリズムに向けて反射する反射層を設けるのが望ましい。同じ観点で、プリズムの入射面は、断面三角形のプリズムの長辺を含む面に形成されているのが好ましい。

一実施形態の車両用標識灯では、レンズが面状発光体との相対面と反対側に出射面を備え、この出射面が車両用窓ガラスの外面に含まれる。この場合、レンズを車両用窓ガラスと一体的に設けることができる。面状発光体としては、窓ガラスの視界が標識灯によって妨げられないように、全体として透明な面状発光体を使用することができる。

また、本発明の車両用標識灯は、面状発光体と、面状発光体との相対面に入射部が形成されたレンズとを備え、レンズの入射部が面状発光体側に頂点を有する断面三角形のプリズムを含み、複数のプリズムが車両前後方向に配列され、各プリズムの車両後方を向く面に面状発光体からの光の入射を遮る遮光部が形成されていることを特徴とする。

ここで、遮光部は、より小さな面積で面状発光体に被さるように、断面三角形のプリズムの短辺を含む面に形成するのが好ましい。つまり、プリズムの車両後方を向く面が車両前方を向く面よりも小さな面積となるように、レンズの入射部に複数のプリズムを形成するとよい。こうすれば、面状発光体の光を効率よく利用することができる。

同様に、光の利用効率を高めるために、遮光部に反射膜を設け、面状発光体からの光を反射膜によって隣接するプリズムに向けて反射させるように構成することもできる。

また、本発明の車両用標識灯では、レンズが、面状発光体との相対面においてプリズムを除く領域に、面状発光体を組み付けるための突起を備えている。この構成によれば、面状発光体との相対面がプリズムにより凹凸となっているレンズを面状発光体に支障なく組み付けることができる。

この場合、プリズムと対向しない非発光領域において、面状発光体に突起を貫通させる組付穴を設けるのが好ましい。あるいは、突起を貫通させる組付穴が形成されたプレートを使用し、面状発光体をレンズとプレートの間に挟着するように構成してもよい。いずれの場合も、面状発光体に損傷を与えることなく、熱カシメ等の手段を用いてレンズと面状発光体を容易に組み付けることができる。

本発明の車両用標識灯によれば、レンズの入射部に複数のプリズムを配列し、各プリズムの配列方向の一方の面を入射面とし、入射面と反対側の面を遮光部としたので、不必要な方向に向かう光を遮光部で遮り、必要な方向に向かう光を入射面に入射させて、面状発光体からの光を車両周辺に効率よく配光できるという効果がある。

また、本発明の車両用標識灯によれば、レンズの入射部に複数のプリズムを配列し、プリズムの頂点を面状発光体側に配置し、プリズムの車両後方を向く面に遮光部を形成したので、面状発光体から車両前方に向かう光を遮光部で遮り、車両前方から見えなくすることができるとともに、面状発光体から車両側方に向かう光を増やし、車両側方から見た標識灯の見栄えを向上させることができるという効果がある。

サイドマーカランプの配置を示す自動車の平面図である。 サイドマーカランプが装備されたリアコンビネーションランプを示す水平断面図である。 サイドマーカランプの組付構造を示す断面図である。 サイドマーカランプの面状発光体とレンズを示す斜視図である。 レンズに形成されたプリズムの光学作用を示す光線図である。 レンズの出射角（ｘ）とプリズムの入射面角度（ｚ）との関係を示す説明図である。 レンズと面状発光体の組付構造を示す断面図である。 レンズと面状発光体の別の組付構造を示す断面図である。 レンズと面状発光体のさらに別の組付構造を示す断面図である。 プリズムを利用した外観デザインを示すレンズの正面図である。 灯具アウターレンズと一体に設けられたサイドマーカランプを示す断面図である。 テール＆ストップランプの配置を示す自動車の斜視図である。 図１２のＡ−Ａ線断面図である。 ハイマウントストップランプの配置を示す自動車の斜視図である。 図１４のＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明を自動車のサイドマーカランプに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す自動車１には、車体２の前部に左右一対の前側灯具３が設置され、車体２の後部に左右一対の後側灯具４が設置されている。前側灯具３には、車両前方域を照明するヘッドランプ５と、車両側方域を照明するサイドマーカランプ６が設けられている。後側灯具４には、車両後方域を照明するリアランプ７と、面状発光体の光を車両側方域に出射するサイドマーカランプ８が設けられている。

前後のサイドマーカランプ６，８は、自車両の存在を左右両側方の通行人または他車両に知らせる車両用標識灯であって、面状発光体の光を所定の角度範囲（例えば、前後３０度の角度範囲）で車両側方へ出射するように構成されている。以下に後側灯具４のサイドマーカランプ８についてその構成を説明するが、それと同様の構成を前側灯具３のサイドマーカランプ６に適用することができる。

図２に示すように、後側灯具４のハウジング１０は透光カバー１１との間に灯室１２を形成し、灯室１２内にリアランプ７が後向きに設置されるとともに、サイドマーカランプ８が横向きに設置されている。リアランプ７には、ＬＥＤ光源ユニット１３と、リフレクタ１４と、インナーレンズ１５が設けられている。サイドマーカランプ８は、灯具ハウジング１０に取り付けられるケーシング１６の内側に面状発光体１７とレンズ１８を備え、面状発光体１７の光をレンズ１８から透光カバー１１の横穴１９に通して車両側方へ出射するようになっている。

図３、図４に示すように、面状発光体１７には、有機ＥＬ、無機ＥＬ、導光板、複数のＬＥＤが配列された発光板など、発光域の全体から均一な可視光を発生する平面状または曲面状の発光パネルが用いられている。レンズ１８のボディ２１はアクリルやポリカーボネート等の透明樹脂で車両前後方向に長く成形され、このレンズボディ２１の車体側方を向く面（表面）が出射面２２となっていて、それと反対側の面（裏面）つまり面状発光体１７との相対面に入射部２３が形成されている。

出射面２２は平滑に鏡面加工され、入射部２３に断面三角形のプリズム２４が車両前後方向に複数形成されている。プリズム２４を除く領域において、レンズボディ２１の前端部２１ａおよび後端部２１ｂには、面状発光体１７とレンズ１８を組み付けるための突起２５が灯具ハウジング１０側へ突出するように形成されている。そして、突起２５を面状発光体１７の穴２６およびケーシング１６の底壁２８に開けられた穴２７に貫通させ、突起２５の先端を熱でかしめることにより、面状発光体１７およびレンズ１８がケーシング１６に組み付けられている。

なお、面状発光体１７に有機ＥＬや無機ＥＬを使用する場合は、２枚の基板（ガラスまたは樹脂）の間に挟まれた電極および発光層が空気中の水分に触れないように、穴２６の周壁を絶縁性シーリング剤２９で封止することによって、面状発光体１７の耐湿性能を高めることができる。

レンズ１８の各プリズム２４は、断面三角形の頂点が面状発光体１７側に位置するようにレンズボディ２１に一体形成されている。プリズム２４の車両前方を向く面は、面状発光体１７からの光を入射させる入射面３１となっていて、プリズム２４の車両後方を向く面に、面状発光体１７からの光の入射を遮る遮光部３２が形成されている。遮光部３２は、断面三角形のプリズムの短辺を含む面に形成され、この面に例えば黒色の遮光層３３が塗着されるとともに、遮光層３３を車両後方から被覆するように反射層３４が被着されている。

図５に示すように、この実施形態では、遮光部３２が面状発光体１７に最小面積で被さるように、プリズム２４が断面直角三角形に成形され、遮光部３２がプリズム２４の配列方向に対して略直角に形成されている。これにより、サイドマーカランプ８の点灯時に、レンズ１８の出射面２２に各プリズム２４の山と谷を一本の直線として現し、面状発光体１７からの光で出射面２２の全体を均一に発光させ、車両側方から見たサイドマーカランプ８の見栄えを向上させることができる。

一方、プリズム２４の入射面３１は、面状発光体１７に広い面積で対向し、多量の光を面状発光体１７からレンズボディ２１に入射させる。そして、遮光部３２の反射層３４が面状発光体１７から車両前方へ向かう光の一部を後側に隣接するプリズム２４に向けて反射させるとともに、遮光層３３が面状発光体１７から後方へ向かう光の一部を前方へ反射しないように吸収する。したがって、面状発光体１７から車両前方に向かう光を遮光部３２で遮り、残りの光を車両側方の所要の角度範囲に出射することができる。

図６は、レンズ１８の出射角（ｘ）とプリズム２４における入射面３１の角度（ｚ）との関係を示す。図１に示すように、サイドマーカランプ８の出射角要求値が車両前方に３０°とするためには、図６（ａ）に示すように、アクリル製レンズ１８のプリズム２４に（ｚ）＝２２．３°の入射面３１を形成すれば良い。このとき、入射面３１に沿って面状発光体１７から車両前方へ向かう光は、入射面３１の一部からレンズボディ２１に入射し、アクリル材料の臨界角（４１．８°）に応じた角度で屈折し、レンズ１８の出射面２２から（ｘ）＝３０°と要求値通りの角度で車両側方へ出射される。

出射角（ｘ）は車両の種類やサイドマーカランプ８の設置場所に応じて変化するが、赤色光を出射する場合は、法規に従い赤色光を車両前方の６０°〜９０°の範囲から見えなくするために、出射角（ｘ）が１０°〜６０°となるように、入射面３１の角度（ｚ）を３５．２°〜６．５°に設定するのが好ましい。車両側方の赤色光の最大光度をより高めることができる点では、出射角（ｘ）が３０°以下となるように、入射面角度（ｚ）を２２．３°以下に設定するのがより好ましい。また、法規および光度の両方を考慮すると、出射角（ｘ）および入射面角度（ｚ）をそれぞれ前記数値の中間値に設定することができる。具体的には、レンズ１８の表面（出射面２２）と車体２の側面とのなす角度（θ）に応じて、出射角（ｘ）および入射面角度（ｚ）の実際値を図６（ｂ）に示すように設定することができる。

図６（ｂ）において、
（１）レンズ表面が車体側面と平行（θ＝０°）である場合は、面状発光体１７からの光を（ｘ）＝−３０°〜３０°の範囲に出射し、（ｘ）＝６０°〜９０°の範囲でゼロにしたい。よって、出射角（ｘ）が３０°と６０°の中間値である４５°となるように、入射面１の角度（ｚ）を１５°に設定する。なお、（ｘ）＝６０°であるときの限界入射面角度（ｚ）は６．５°である（図６ａの表を参照）。
（２）レンズ表面が車体側面に対し１０°後向きの場合は、面状発光体１７からの光を（ｘ）＝−２０°〜４０°の範囲に出射し、（ｘ）＝７０°〜９０°の範囲でゼロにしたい。よって、出射角（ｘ）が４０°と７０°の中間値である５５°となるように、入射面３１の角度（ｚ）を８°に設定する。（ｘ）＝７０°の限界入射面角度（ｚ）は３°である。
（３）レンズ表面が車体側面に対し２０°後向きの場合は、面状発光体１７からの光を（ｘ）＝−１０°〜５０°の範囲に出射し、（ｘ）＝８０°〜９０°の範囲でゼロにしたい。よって、出射角（ｘ）が５０°と８０°の中間値である６５°となるように、入射面３１の角度（ｚ）を５°に設定する。（ｘ）＝８０°の限界入射面角度（ｚ）は０．８°である。

図７〜図９は、面状発光体１７とレンズ１８のそれぞれ異なる組付構造を示す。図７に示す面状発光体１７は、プリズム２４に対向する発光領域３６と、プリズム２４に対向しない非発光領域３７とを備え、両端の非発光領域３７に組付穴３８が形成されている。そして、レンズ１８の突起２５が組付穴３８およびケーシング１６の穴２７（図３参照）を貫通し、突起２５の熱かしめによって面状発光体１７とレンズ１８がケーシング１６に組み付けられる。

図８に示す面状発光体１７は、非発光領域３７がレンズ１８とプレート４０の間に挟着され、発光領域３６がプレート４０で保護されている。プレート４０は、突起２５を貫通させる組付穴４１を備え、熱かしめによって面状発光体１７と共にケーシング１６に組み付けられる。図９に示す面状発光体１７は、プレート４０よりも小面積となるように非発光領域が除去され、発光領域３６のみがレンズ１８とプレート４０の間に挟着されている。これらの組付構造によれば、発光領域３６に穴が形成されていないため、有機ＥＬ等の発光層に熱損を与えることなく、熱かしめにより面状発光体１７とレンズ１８を容易に組み付けることができる。

図１０は、レンズ１８の外観デザインを示す。図１０（ａ）のレンズ１８は、複数のプリズム２４を車両前方または後方に屈曲した形状で形成することによって、サイドマーカランプ８の外観デザインに方向性を与えることができる。図１０（ｂ）のレンズ１８は、多数のプリズム２４を上下複数列に配列することによって、消灯時のサイドマーカランプ８を光輝パネルのように見せることができる。その他、プリズム２４を利用して多様な外観デザインを創作することもできる。

図２に示したサイドマーカランプ８はホルダ１６によって車両用灯具（図１の後側灯具）のハウジング１０に取り付けられているが、図１１に示すように、サイドマーカランプ８を車両用灯具の透光カバーまたはアウターレンズ１１と一体的に設けることもできる。この構成によっても、プリズム２４の遮光部３２により面状発光体１７の光を車両前方から見えないようにすることができる。その他、上記各実施形態の構成を前側灯具３のサイドマーカランプ６（図１参照）に応用したり、その他の車両用標識灯に適用したりするなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の形状や構成を適宜変更して実施することも可能である。

図１２、図１３は、本発明を自動車１のテール＆ストップランプ５１に適用した実施形態を示す。このテール＆ストップランプ５１は、後部窓ガラス５２の左右両側部に装備され、透明な面状発光体１７とレンズ１８を備え、面状発光体１７からの光をレンズ１８に通して車両後方へ出射するように構成されている。

面状発光体１７は、例えば、陽極および陰極に透明電極を用いた全体として透明な有機ＥＬパネルからなり、ランプ５１の消灯時には、図１３に鎖線矢印で示すように、車室内外からの視界を妨げないようになっている。また、面状発光体１７として、陰極等の電極をストライプ状に間引きしたシースルー有機ＥＬ（特開２０１５−１９５１７３号公報）を使用し、ランプ５１の点灯時に、車室内側は発光せず、車室外側だけ発光するように構成してもよい。

レンズ１８は、透明材料で後部窓ガラス５２と一体に形成され、面状発光体１７との相対面に入射部２３を備え、入射部２３と反対側に車両後方を向く出射面２２を備え、その出射面２２が後部窓ガラス５２の外面に含まれている。

レンズ１８の入射部２３には、断面三角形のプリズム２４が、三角形の頂点を面状発光体１７に向けた状態で斜め上下方向に複数配列されている。各プリズム２４には、車室内側を向く面（プリズム配列方向の一方の面）に面状発光体１７からの光を入射する入射面３１が設けられるとともに、車両下方を向く面（入射面３１と反対側の面）に面状発光体１７からの光の入射を遮る遮光部３２が設けられている。

先に開示した実施形態と同様に、入射面３１は断面三角形のプリズム２４の長辺を含む面に形成され、遮光部３２がプリズム２４の短辺を含む面に遮光層３３と反射層３４（図３参照）を備えている。そして、遮光層３３により面状発光体１７から車両上方へ向かう光を遮光するとともに、その光を反射層３４によって隣のプリズム２４の入射面３１に入射させるように構成されている。したがって、この実施形態のテール＆ストップランプ５１によれば、特に、不必要な方向（車両上方）に向かう光を必要な方向に変換し、光の利用効率を高めて、車両後方へ明るい標識光を配光できるという利点がある。

図１４、図１５は、本発明を自動車１のハイマウントストップランプ６１に適用した実施形態を示す。このハイマウントストップランプ６１は、後部窓ガラス５２の上側部分に装備され、左右方向に長い面状発光体１７とレンズ１８を備え、面状発光体１７の発光をレンズ１８に通して車両後方へ出射するようになっている。

面状発光体１７には、上述したように全体として透明な有機ＥＬパネルが用いられ、ランプ消灯時に、車室内外からの視界を妨げないようになっている（図１５の鎖線矢印参照）。レンズ１８は、後部窓ガラス５２と同じ曲率で湾曲するように一体形成され、面状発光体１７に相対する入射部２３と、後部窓ガラス５２の外面に含まれる出射面２２を備えている。そして、入射部２３に断面三角形のプリズム２４が、頂点を面状発光体１７に向けた状態で左右方向に複数配列されている。

複数のプリズム２４は車両前後方向に延びる中心線Ｃに関して左右対称となるように配列され、それぞれのプリズム２４の車室内側を向く面（プリズム配列方向の一方の面）に面状発光体１７からの光を入射する入射面３１が設けられ、中心線Ｃを向く面（入射面３１と反対側の面）に面状発光体１７からの光の入射を遮る遮光部３２が設けられている。

入射面３１はプリズム２４の長辺を含む面に形成され、遮光部３２が短辺を含む面に遮光層３３と反射層３４（図３参照）を備えている。そして、遮光層３３により面状発光体１７から車両左右両側方へ向かう光を遮光するとともに、その光を反射層３４で隣のプリズム２４の入射面３１に入射させるようになっている。したがって、この実施形態のハイマウントストップランプ６１によれば、特に、車両側方に向かう光を車両後方へ方向変換し、光の利用効率を高めて、車両後方へ明るい標識光を配光できるという利点がある。

１ 自動車
２ 車体
８ サイドマーカランプ
１６ ケーシング
１７ 面状発光体
１８ レンズ
２２ 出射面
２３ 入射部
２４ プリズム
２５ 突起
３１ プリズムの入射面
３２ 遮光部
３３ 遮光層
３４ 反射層
３６ 面状発光体の発光領域
３７ 非発光領域
３８ 組付穴
４０ プレート
４１ 組付穴
５１ テール＆ストップランプ
５２ 車両用窓ガラス
６１ ハイマウントストップランプ

Claims (11)

1. 面状発光体と、面状発光体との相対面に入射部が形成されたレンズとを備え、
   前記レンズの入射部に断面三角形のプリズムが頂点を面状発光体側に向けた状態で複数配列され、各プリズムが、配列方向の一方の面に面状発光体からの光を入射する入射面を含むとともに、入射面と反対側の面に面状発光体からの光の入射を遮る遮光部を含むことを特徴とする車両用標識灯。
2. 前記プリズムの遮光部が、面状発光体から車両の所定の方向へ向かう光を遮光する請求項１記載の車両用標識灯。
3. 前記プリズムの遮光部が、面状発光体からの光を隣接するプリズムに向けて反射する反射層を含む請求項１又は２記載の車両用標識灯。
4. 前記プリズムの入射面が、断面三角形のプリズムの長辺を含む面に形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用標識灯。
5. 前記レンズが面状発光体との相対面と反対側に出射面を備え、出射面が車両用窓ガラスの外面に含まれる請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用標識灯。
6. 前記レンズが車両用窓ガラスと一体形成されている請求項５記載の車両用標識灯。
7. 前記面状発光体が全体として透明である請求項５又は６に記載の車両用標識灯。
8. 面状発光体と、面状発光体との相対面に入射部が形成されたレンズとを備え、
   前記入射部が、面状発光体側に頂点を有する断面三角形のプリズムを備え、複数のプリズムが車両前後方向に配列され、各プリズムの車両後方を向く面に、面状発光体からの光の入射を遮る遮光部が形成されていることを特徴とする車両用標識灯。
9. 前記レンズが、面状発光体との相対面においてプリズムを除く領域に、面状発光体を組み付けるための突起を備えている請求項１〜８の何れか一項に記載の車両用標識灯。
10. 前記面状発光体が、プリズムと対向しない非発光領域に、前記突起を貫通させる組付穴を備えている請求項９記載の車両用標識灯。
11. 前記突起を貫通させる組付穴が形成されたプレートを備え、前記面状発光体がレンズとプレートの間に挟着されている請求項９又は１０記載の車両用標識灯。

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