説明

車両用灯具

【課題】導光体の板幅方向における単位面積当りの光量が等しくなるように、光源から導光体内に入射する光を入射部で屈折させるので、少ない光源数で粗密ムラ無く且つ均一に出射部を発光させることができる車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具10は、導光体13〜15の入射部20の略放物面である入射光制御面24から入射するLED17の光は、出射部22で均一発光するように、導光体13〜15内の板幅方向における単位面積b1〜b10当りの通過光量が等しくなるように屈折する。これにより、少ない光源数で粗密ムラ無く且つ均一に出射部22を発光させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は自動車等の車両における標識灯に適用する車両用灯具に関し、特にLED(発光ダイオード)を光源とした車両用灯具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の車両用灯具の一例として、例えば、特許文献1に開示されているように板状の導光体の平面部が第1の光源の光軸と平行に延設され、該導光体の背面部の一部が第1の光源の前側に配置されているものが知られている。この車両用灯具は、導光体の背面部の他の一部がリフレクタの背後にまで延長配置されており、第2の光源が導光体の背面部の他の一部に対向配設されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−250401号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1に開示された従来の車両用灯具では、発光部が放射状に広がる導光体の照射方向側の前端部のみであり、この前端部が幅狭で且つ横長の帯状に発光する。ところが、光源がLEDであると出射光量の密度が光軸付近で高く、光軸から離れるに従って低くなるため、発光部全体が均一に発光せず、粗密ムラが発生していた。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、導光体の板幅方向における単位面積当りの光量が等しくなるように、光源から導光体内に入射する光を入射部で屈折させるので、少ない光源数で粗密ムラ無く且つ均一に出射部を発光させることができる車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決することができる本発明に係る車両用灯具は、光量が光軸付近で最も強く、光軸から離れるに従って弱まる半導体発光素子である光源と、該光源の前方に配置された板状の導光体と、を備える車両用灯具であって、前記導光体は、後端部近傍に前記光源の光を入射する入射部と、先端部に該入射部から入射して前方に導光された光を出射する出射部と、前記入射部から該出射部にわたって平面視の板幅が放射状に大きくなる導光部と、を有し、前記入射部は、前記光源からの光を光軸近傍の略中心部では拡散方向に屈折させると共に、光軸から離れた略外側部では集光方向に屈折させることを特徴とする。
【0007】
上記構成の車両用灯具によれば、導光体の入射部から入射する光源の光は、出射光量の多い光軸近傍の中心部では拡散方向に屈折させると共に、光軸近傍よりも出射光量の少ない光軸から離れた外側部では集光方向に屈折させる。即ち、例えば、半導体発光素子である光源がLEDの場合、LEDの指向特性は、出射光量が光軸付近で多く、光軸から離れるに従って少なくなる。
したがって、光軸付近の入射光を光軸から離れる外側方向に拡散させると共に、光軸から離れた外側付近で拡散されてしまう入射光を内側方向に屈折させるように入射光を屈折制御する。これにより、導光体の板幅方向における出射光の光量が略等しくなるので、出射部の中央部分だけ強く光るような粗密ムラを確実に無くすことができる。なお、ここで云う拡散方向及び集光方向とは、板幅方向における光軸から離れる外側方向に屈折する場合を拡散方向、光軸に近づく内側方向に屈折する場合を集光方向と便宜的に云う。
【0008】
また、上記構成の車両用灯具において、前記入射部は、前記光源からの光を前記板幅方向における単位面積当りの前記出射部からの出射光の光量が略等しくなるように屈折させることが望ましい。
【0009】
このような構成の車両用灯具によれば、導光体内の板幅方向における単位面積当りの出射部からの出射光の光量が略等しくなるように屈折する。即ち、出射部で均一発光するように、入射部によって入射光を屈折制御している。これにより、少ない光源数で粗密ムラ無く且つ均一に出射部を発光させることができる。なお、ここで云う板幅方向とは、導光体の板面を平面視した場合、略扇形状の導光部における平面内で光軸と直交する方向である。
【0010】
また、上記構成の車両用灯具において、前記導光体は、前記出射部に光を屈折させるステップを有していることが望ましい。
【0011】
このような構成の車両用灯具によれば、入射部から入射した光源の光は、出射部のステップによって光軸に沿った照射方向に屈折されるので、配光制御の精度を向上させることができる。これにより、見栄えの良好な出射部での均一発光を実現することができる。
【0012】
また、上記構成の車両用灯具において、前記入射部は、前記光源方向に凸形状をしていることが望ましい。
【0013】
このような構成の車両用灯具によれば、入射部を光源方向に凸形状に形成することで、入射光を凸形状で集光させて、上下の板面で全反射させて出射部まで効率良く導光させる。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る車両用灯具によれば、導光体の入射部から入射する光源の光は、導光体内の板幅方向における単位面積当りの光量が等しくなるように入射部によって屈折制御しているので、少ない光源数で出射部の発光面全体をより均一に発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明に係る一実施形態の車両用灯具10の正面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】図1のB−B線断面図である。
【図4】図2の要部を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明に係る車両用灯具の一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。なお、この車両用灯具は、例えば、灯具ハウジング内に収容される、テール&ストップランプに適用される。
【0017】
図1〜図3に示すように、本発明の一実施形態である車両用灯具10は、灯具ハウジング内で基部12から湾曲状に立設された取付け部11と、車幅方向に3列配置された略扇形状の導光体13、14、15と、半導体発光素子(光源)である3個のLED17と、を備えている。
【0018】
各LED17は、LED基板16上に各導光体13〜15に対応した各導光体13〜15の後端部近傍に実装されている。LED17の指向特性は、出射光量が光軸Ax付近で最も多く、光軸Axから離れるに従って少なくなる。LED基板16は、灯具ハウジング内に固定されている不図示の固定部材に取付けられている。
【0019】
各導光体13〜15は、LED17の光軸Ax上に沿ってLED17の前端近傍に配置されており、取付け部11の中央部で板面19を立てるように3列横並びに配置されている。この導光体13〜15は、例えば、透明、赤色、黄色、橙色等の樹脂材料から成形されている。
【0020】
各導光体13〜15は、LED17側の後端部近傍にLED17の光を入射する入射部20と、先端部に入射部20から入射して前方に導光された光を出射する出射部22と、を有している。また、入射部20から出射部22に向かって放射状に拡がる板状導光部21を有している。即ち、各導光体13〜15は、導光体の板面19を平面視した場合、入射部20から出射部22にわたって導光体13〜15の板幅(図2中では縦幅)が放射状に拡幅されている。
【0021】
入射部20は、出射方向に突出した略放物面である。この放物面によってLED17からの入射光を板幅方向における単位面積当りの光量が略等しくなるように屈折させる。また、入射部20は、LED17側に凸形状をしている(図3参照)。入射部20から入射した入射光は、凸形状によって集光され、上下の板面19で全反射されて出射部まで効率良く導光される。出射部22は、複数の凹凸状のステップ23が光軸Axを中心に上下対称に形成されている。このステップ23によって入射光を光軸Axに沿った照射方向に屈折させる。
【0022】
次に、車両用灯具10の光学的特性について説明する。なお、3個の導光体13〜15はいずれも同じ光学的特性を有しているため、中央に配置された導光体14について説明する。
図2に示すように、LED17が発光されると、LED17の光は入射部20から導光体14の板状導光部21内に入射される。そして、扇形状の板状導光部21に沿って徐々に拡散されながら出射部22へ向けて導光され、出射部22のステップ23によって照射方向へ向けて出射光α1〜α3として拡散照射される。
【0023】
図4に示すように、導光体14の入射部20は、出射部22を均一発光させるために略放物面である凹面形状の入射光制御面24になっている。具体的には、光軸Axを基準に外側方向に向って出射角θ1の等間隔で入射光制御面24に入射する3本の入射光α1、α2、α3を一例に挙げて説明する。
【0024】
入射光α1は、出射光量の比較的多い光軸Ax近傍の中心領域を通過する出射角θ1の入射光であり、図中破線で示した仮想入射光に対して光軸Axから離れる拡散方向に屈折角θ2だけ屈折する。入射光α2は、入射光α1を基準に出射角θ1の中間領域を通過する入射光である。
なお、LED17の種類によって異なるが、光軸Ax上の光量を100とすると、ここで云う中心領域とは、光量が約100〜70の範囲であり、中間領域とは、光量が約70〜40の範囲である。また、後述する外側領域とは、光量が約40〜10の範囲である。
【0025】
入射光α3は、入射光α2を基準に出射角θ1で、入射光α1、α2よりも出射光量の比較的少ない光軸Axから遠く離れた外側領域を通過する入射光であり、仮想入射光に対して光軸Ax方向(集光方向)に屈折角θ3だけ屈折する。これにより、導光体14内の板幅方向における10区分に区画した各々単位面積b1〜b10当りの通過光量を均一にすることができる。
【0026】
即ち、入射光α1の通過する中心領域を区分b1〜b3、入射光α2の通過する中間領域を区分b4〜b6、入射光α3の通過する外側領域を区分b7〜b10とすると、区分b1〜b10の平均光量は、(入射光α1〜α3の全光量)/10から求められる。この平均光量を基準にして、各区分b1〜b10毎の光量を測定して、各区分b1〜b10毎で平均光量に近似するように入射光制御面24を上述したように形成する。これにより、各区分b1〜b10に対応する出射部22からの出射光量を略均一にすることができる。
【0027】
なお、入射光α1〜α3は、出射部22上に形成された複数のステップ23によって光軸Axに沿った照射方向に出射されるが、このステップ23部分で表面反射により出射光量は減少する。特に、光軸Axから離れる外側のステップ23の方が大きいので、表面反射による損失も大きい。したがって、ステップ23から出射された出射光の導光体14の板幅方向における単位面積当りの出射光量を測定して、この測定データを考慮して上述した入射光制御面24を形成することができる。これにより、さらに精度の高い配光制御が可能となり、見栄えの良好な均一発光を実現することができる。
【0028】
上述した本実施形態の車両用灯具10によれば、出射光量の多い光軸Ax近傍の中心領域の入射光を拡散方向(光軸から離れる外側方向)に屈折させると共に、光軸Ax近傍よりも出射光量の少ない光軸Axから離れた外側領域の入射光を集光方向(光軸に近づく内側方向)に屈折させる。これにより、少ない光源数で粗密ムラ無く且つ均一に出射部22を発光させることができる。
【0029】
また、導光体13〜15の入射部20の略放物面である入射光制御面24から入射するLED17の光は、出射部22で均一発光するように、導光体13〜15内の板幅方向における単位面積b1〜b10当りの通過光量が等しくなるように屈折する。これにより、導光体13〜15内の板幅方向における単位面積b1〜b10当りの通過光量が均一になるので、出射部22での粗密ムラを確実に無くすことができる。
【0030】
また、入射部20から入射したLED17の光は、出射部22のステップ23によって光軸Axに沿った照射方向に屈折されるので、配光制御の精度を向上させることができる。これにより、見栄えの良好な出射部22での均一発光を実現することができる。
【0031】
また、入射部20をLED17方向に凸形状に形成することで、入射光を集光させてから、上下の板面19で全反射させて出射部22まで効率良く導光させることができる。
【0032】
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。
【符号の説明】
【0033】
10…車両用灯具
11…取付け部
13、14、15…導光体
16…LED基板
17…LED(光源)
19…板面
20…入射部
21…板状導光部
22…出射部
23…ステップ
24…入射光制御面


【特許請求の範囲】
【請求項1】
光量が光軸付近で最も強く、光軸から離れるに従って弱まる半導体発光素子である光源と、該光源の前方に配置された板状の導光体と、を備える車両用灯具であって、
前記導光体は、後端部近傍に前記光源の光を入射する入射部と、先端部に該入射部から入射して前方に導光された光を出射する出射部と、前記入射部から該出射部にわたって平面視の板幅が放射状に大きくなる導光部と、を有し、
前記入射部は、前記光源からの光を光軸近傍の略中心部では拡散方向に屈折させると共に、光軸から離れた略外側部では集光方向に屈折させることを特徴とする車両用灯具。
【請求項2】
前記入射部は、前記光源からの光を前記板幅方向における単位面積当りの前記出射部からの出射光の光量が略等しくなるように屈折させることを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
【請求項3】
前記導光体は、前記出射部に光を屈折させるステップを有してい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。
【請求項4】
前記入射部は、前記光源方向に凸形状をしていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の車両用灯具。



【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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