車両用灯具
【課題】ＬＥＤに対して設けられる一枚のレンズにより、光軸に対して所望の２方向（例えば、光度条件が定められた所定の２方向）に対して積極的な配光を行うことができ、また、周辺部材によってそれらの方向への配光が阻害されないようにした車両用灯具を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ２０の正面側に配置されるレンズ３０には、主たる配光を制御する主配光部３２と、左８０度と右４５度の方向に光を出射する副配光部３４Ａ、３４Ｅとが形成される。副配光部３４、３４Ｅは、ＬＥＤ２０から出射された光をレンズ内に取り込み、その光を導光部４２Ａ、４２Ｅによって前端の光出射部４４Ａ、４４Ｅに導き、右側の光出射部４４Ａから左８０度の方向に光を出射し、左側の光出射部４４Ｅから右４５度の方向に光を出射する。
【解決手段】ＬＥＤ２０の正面側に配置されるレンズ３０には、主たる配光を制御する主配光部３２と、左８０度と右４５度の方向に光を出射する副配光部３４Ａ、３４Ｅとが形成される。副配光部３４、３４Ｅは、ＬＥＤ２０から出射された光をレンズ内に取り込み、その光を導光部４２Ａ、４２Ｅによって前端の光出射部４４Ａ、４４Ｅに導き、右側の光出射部４４Ａから左８０度の方向に光を出射し、左側の光出射部４４Ｅから右４５度の方向に光を出射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具に係り、テールランプ、ブレーキランプ、ターンランプ等の車両用信号灯として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を光源に使用する車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３には、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を使用した灯具が開示されている。特許文献１によれば、図６に示すように基板上に複数個のＬＥＤチップ１００が光源として配設され、それらの光出射側に各ＬＥＤチップ１００に対応した複数個のレンズカット部１０４を有するレンズ部１０２が配置される。レンズカット部１０４は、レンズ部１０２の背面側（光源側）に形成されており、略中央に設けられた所定長さの凸面１０４Ａと、凸面１０４Ａの周縁部から背面側にやや外側に開いて延びた凹面１０４Ｂと、凹面１０４Ｂの端縁から前面側に延びた曲面からなる反射面１０４Ｃとから形成され、凹面１０４ＢによってＬＥＤチップ１００が囲まれるようになっている。そして、ＬＥＤチップ１００から出射される光のうち、凸面１０４Ａに至る光はレンズ内を通過して１次屈折光としてレンズ部１０２の前面から出射される。凹面１０４Ｂに至る光は、凹面１０４Ｂからレンズ内に入り、反射面１０４Ｃで反射して２次屈折光としてレンズ部１０２の前面から出射される。これによれば、ＬＥＤチップ１００から発せられる光束の略全てが有効光束として照明光に使用され、照度アップが図られる。
【０００３】
特許文献２には、特許文献１に示された図６のような構成の灯具において各レンズカット部１０４の前面側に凸面を形成して集光性を向上させ、また、レンズ部１０２の外側にアウターレンズを配置し、アウターレンズの内面（光源側の面）に多数の拡散レンズを形成し、均一照明を図るものが提案されている。
【０００４】
特許文献３には、基板上に配設されたＬＥＤの光出射側に載頭円錐形を基調としたレンズが配置され、そのレンズの背面側の中央部に、ＬＥＤの光出射の全周を覆うようにＬＥＤを埋設する円筒状の空洞部が形成される。その円筒状の空洞部において底面（ＬＥＤの正面に対向する面）となる部分に凸面が形成され、側面となる部分に円筒面が形成される。ＬＥＤから出射される光のうち、凸面に至る光はそのままレンズ内を通過してレンズの前面から出射され、円筒面に至る光はレンズ内においてレンズの背面側の反射面で反射してレンズの前面から出射される。
【０００５】
レンズの背面には、傾斜角度が異なる複数の載頭円錐形の反射面が形成されており、光源から上記円筒部の円筒面から入射した各方向の光が略ＬＥＤの正面方向（光軸方向）に反射されるようになっている。レンズの前面側には、ＬＥＤから出射されて凸面からレンズ内に取り込まれて前面に至った光束や、円筒面からレンズ内に取り込まれ、各反射面で反射して前面に至った光束を拡散して放出する多数の凹面が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−１３０００１号公報
【特許文献２】特開昭６２−２２９７０１号公報
【特許文献３】米国特許６７５５５５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のようにＬＥＤを光源とする灯具を自動車の左右前端部又は左右後端部に設置されるテールランプ、ブレーキランプ、ターンランプのような車両用信号灯として使用する場合に、車両外側の８０度の方向と、車両内側の４５度の２方向に対する光度が配光規格で定められた光度条件を満たす必要があり、そのことが、ＬＥＤを光源とする灯具を車両用信号灯として使用する場合の大きな障壁となっている。特許文献１〜３に記載のような構成の灯具の場合、上記のように配光規格で光度条件が定められた２方向に積極的な配光を行うための構成がなく、車両用信号灯として使用することが難しいという問題があった。
【０００８】
もし、車両用信号灯として使用できるようにする場合には、インナーレンズ又はアウターレンズを追加して配光規格で光度条件が定められた方向に積極的な配光を行うようなレンズカットを施さなければならない。しかしながら、インナーレンズやアウターレンズの追加はコストの増加を招き、また、アウターレンズにレンズカットを施す場合には、見栄えが良くないという問題がある。
【０００９】
また、車両外側の８０度の方向と車両内側の４５度の方向は、光軸（車軸）に対して大きく斜めに傾斜しており、灯具のハウジングや車体など周辺部材によって、それらの方向への光が遮蔽されないように考慮する必要がある。しかしながら、周辺部材の構造を制限することには限界がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＬＥＤに対して設けられる一枚のレンズにより、光軸に対して所望の２方向（例えば、光度条件が定められた所定の２方向）に対して積極的な配光を行うことができ、また、周辺部材によってそれらの方向への配光が阻害されないようにした車両用灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具は、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源の照射方向に配置されたレンズ体と、を備えた車両用灯具において、前記レンズ体は、前記ＬＥＤ光源の光軸上に配置された中央レンズ部、前記中央レンズ部の周囲に配置された周囲レンズ部、少なくとも第１出射面と第２出射面を備えた複数の出射面、前記周囲レンズ部に入射した前記ＬＥＤ光源からの入射光を前記複数の出射面に導光する導光部を含んでおり、前記中央レンズ部は、当該中央レンズ部を透過する前記光源からの照射光を灯具正面方向に照射し、前記周囲レンズ部は、当該周囲レンズ部に入射した前記ＬＥＤ光源からの照射光を前記複数の導光部に入射させるように構成されており、前記第１出射面は、当該第１出射面に到達した前記導光部からの導光を、前記ＬＥＤ光源の光軸に対して、第１角度傾斜し、かつ、前記ＬＥＤ光源の光軸に交差する方向へ出射し、当該出射光が所定配光パターンの少なくとも一部を形成するように構成されており、前記第２出射面は、当該第２出射面に到達した前記導光部からの導光を、前記ＬＥＤ光源の光軸に対して前記第１角度よりも大きい第２角度傾斜し、かつ、前記ＬＥＤ光源の光軸に交差する方向へ出射し、当該出射光が所定配光パターンの少なくとも一部を形成するように構成されており、前記第１出射面と第２出射面は前記ＬＥＤ光源の光軸に対して対称位置に配置されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、光源から出た光が周囲レンズ部に入射し、周囲レンズ部から導光部内に光が入射し導光部内を導光し、所望の２方向（光軸に対して第１角度傾斜した方向と第２角度傾斜した方向）に対して第１出射面と第２出射面から光を出射することができる。また、それらの前記第１出射面と第２出射面から出射される光は光軸と交差する方向に出射されるため、交差しない方向に出射する場合よりも、光軸方向に対して光源から遠い位置（照射方向前方）を光が通過する。また、第１出射面及び第２出射面は、導光部の前端部に形成されており、導光部の長さを変えることによって、それらを形成する位置を調整することができる。そのため第１出射面及び第２出射面の位置を光軸方向に対して所望の距離だけ光源から離れた位置（照射方向前方）に配置することができ、第１出射面及び第２出射面から出射された光が、灯具のハウジングや車両部材等の他の部材によって遮蔽されないようにすることができる。尚、第１出射面及び第２出射面以外の出射面を主にデザイン性を高めるために形成することも可能である。
【００１３】
請求項２に係る車両用灯具は、請求項１に係る発明において、前記第１出射面及び第２は、前記光軸を中心とした所定回転角度範囲に形成されたことを特徴としている。即ち、第１出射面及び第２出射面を光軸を中心とした回転体の形状に形成することによって、その回転体の回転角度範囲に対応した角度方向（光軸に直交する方向に関する角度方向）に光を出射することができ、第１出射面及び第２出射面を形成する回転角度範囲を調整することによって、光軸に直交する方向に関する光の照射範囲を調整することが容易にできる。
【００１４】
請求項３に係る車両用灯具は、請求項１に係る発明において、前記第２出射面は前記第１出射面よりも前記ＬＥＤ光源の照射方向前方に配置されていることを特徴としている。即ち、光軸に対して傾斜角度が大きい光ほど遮蔽されやすいことを考慮して、出射される光の角度（光軸に対する傾斜角度）が大きい方の出射面（第２出射面）を他方の出射面よりも照射方向前方に配置した態様である。
【００１５】
請求項４に係る車両用灯具は、請求項１に係る発明において、前記第１出射面と第２出射面は水平方向に配置されていることを特徴としている。本発明は、前記第１出射面と第２出射面から出射される光により車両左右の所定角度方向への配光パターンを形成するようにした態様である。
【００１６】
請求項６に係る車両用灯具は、請求項１に係る発明において、前記導光部は前記複数の出射面ごとに前記導光部の長さが異なることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、一枚のレンズにより、所定の２方向に対して積極的な配光を行うことができ、又、周辺部材によってそれらの方向への配光が周辺部材で阻害される不具合が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】自動車の後端部に設置される車両用信号灯（灯具）に本発明を適用した実施の形態において、その灯具を光源の高さの水平方向の断面で示した水平断面図である。
【図２】本発明に係る車両用灯具のレンズを斜め前方からみたときの斜視図。
【図３】本発明に係る車両用灯具のレンズの正面図。
【図４】ＬＥＤの中心軸（光軸Ａｘ）を通る水平面で本発明に係る車両用灯具のレンズを切断したときの水平断面図。
【図５】本発明に係る車両用灯具による配光の説明に使用した配光パターンの図。
【図６】ＬＥＤを光源として使用した従来の車両用灯具の構成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る車両用灯具を実施するための形態について詳細に説明する。
【００２０】
本発明に係る車両用灯具は主としてテールランプ、ブレーキランプ、ターンランプ、これらを一体化したリアコンビネーションランプ等の車両用信号灯として適用され、図１は、自動車の後端部に設置される車両用信号灯（灯具）に本発明を適用した実施の形態において、その灯具を光源の高さの水平方向の断面で示した水平断面図である。同図に示すように例えば自動車の車両１の右側後端部に本実施の形態の灯具１０が設置される。尚、自動車を基準とした前方の向きと、灯具１０を基準とした前方の向きとは反対であり、以下の説明では灯具１０を基準とした向きを使用して説明する。
【００２１】
灯具１０は、車両１に埋設されるハウジング２とハウジング２の前側開口部を覆う透光性を有する前面カバー３と設けられ、ハウジング２と前面カバー３とで囲まれた灯室４が形成されている。ハウジング２の後側には光源であるＬＥＤ２０が配置される開口部２Ａが形成されており、ハウジング２の背面側にＬＥＤ２０が実装された基板２２が装着され、その開口部２ＡにＬＥＤ２０が発光面側（正面側）を灯具前方に向けて配置されるようになっている。
【００２２】
灯室４内には、ＬＥＤ２０の正面側に一体形成されたレンズ３０が配置されており、灯具１０の光学系の光軸Ａｘとする位置にレンズ３０の基準軸とＬＥＤ２０の光軸（中心軸）とが一致させられた状態で配置されている。尚、レンズ３０は図示しない支持機構によってハウジング２又は基板２２に支持されている。また、灯具１０の光学系の光軸Ａｘは、灯具１０の真正面の方向を示し、本実施の形態では車両１の前後方向を示す軸と平行に設定されているものとする。また、灯具１０は、ＬＥＤ２０とレンズ３０による光学系が複数組配列されている構成であってもよいし、１組のＬＥＤ２０とレンズ３０とからなる灯具１０が車両１に１つ又は複数設置されている構成であってもよい。
【００２３】
レンズ３０は、車両用信号灯としての配光規格で規定されている配光（配光パターン）を形成するためにＬＥＤ２０から出射された光を配光制御するものであり、詳細を後述するようにＬＥＤ２０から出射された光がレンズ３０により配光制御され、前面カバー３を介して灯具１０の前方に出射されるようになっている。
【００２４】
続いて、レンズ３０の構成について詳説する。図２は、レンズ３０を斜め前方からみたときの斜視図であり、図３は、レンズ３０の正面図、図４は、ＬＥＤ２０の中心軸（光軸Ａｘ）を通る水平面でレンズ３０を切断したときの水平断面図（図３におけるＡ−Ａ線断面図）である。これらの図に示すように、レンズ３０は、主に正面（光軸Ａｘ方向）付近の主たる配光を制御する主配光部３２と、正面に対して広角度方向への配光、又は、意匠的効果を意図した配光を制御する副配光部３４（主配光部３２以外の部分）と、反射面４８と連結部５０とからなる周囲レンズ部とから形成されている。尚、主配光部３２と副配光部３４は一体形成されている。主配光部３２は、ＬＥＤ２０からの光が入射する光源側の裏面３６において、中央部の第１凸面３６Ａと、その外側の第２凸面３６Ｂとが形成されている。光の光軸方向の出射面３８には凸面３８Ａが形成されている（図４参照）。
【００２５】
ＬＥＤ２０の中心（光軸Ａｘ上の発光点）から放射された光のうち、主配光部３２の裏面３６に形成された第１凸面３６Ａと第２凸面３６Ｂに入射した光は、光軸Ａｘに平行な平行光として主配光部３２内（レンズ媒質内）に取り込まれた後、出射面３８に形成された凸面３８Ａに導かれる。そして、凸面３８Ａに導かれた光は、光軸Ａｘと交差する方向であって、光軸Ａｘに対して約−２０度から約２０度までの範囲の角度をなす方向に出射されるようになっている（図４に例示された光線ｒは光軸Ａｘに対して約２０度）。これにより、灯具１０の正面付近の主たる配光が制御される。尚、主配光部３２の構成は本実施の形態の構成に限らない。本実施の形態と同様の配光制御を行う場合であっても本実施の形態と異なる構成をであってもよいし、本実施の形態と異なる配光制御を行うための構成であってもよい。
【００２６】
レンズ３０の副配光部３４（３４Ａ〜３４Ｈ）は、主配光部３２の外側に形成されるとともに、ＬＥＤ２０の近傍に頂点を有する円錐の側面形状を基調として形成されており、光取込部４０、導光部４２Ａ〜４２Ｈ、光出射部４４Ａ〜４４Ｈとを有している。
【００２７】
副配光部３４Ａ〜３４Ｅは、後述のようにＬＥＤ２０から放射された光の一部を光取込部４０によりレンズ媒体内に取込み、円錐の側面形状に沿った導光部４２Ａ〜４２Ｈにより斜め前方に導光する。そして、その導光した光を光軸Ａｘの周りに所定角度回転させて形成される所定径の円弧に沿った位置の光出射部４４Ａ〜４４Ｈから出射する構成となっている。
【００２８】
また、本実施の形態では、光軸Ａｘを端として持つ半平面を光軸Ａｘの周りに（光軸Ａｘを回転軸として）所定角度回転させた場合に、その半平面が作る回転体の領域（光軸Ａｘに対する所定回転角度範囲の回転領域）を１つの回転領域とすると、副配光部３４Ａ〜３４Ｈは、光軸Ａｘに対して３６０度の回転角度範囲を所定回転角度範囲ごとに８つに分割したときの各回転領域に形成されており、各副配光部３４Ａ〜３４Ｈは、各々の回転領域の回転角度範囲内で任意の角度を回転させたときの回転体の形状を有している。
【００２９】
そして、各副配光部３４Ａ〜３４Ｈごとに、導光部４２Ａ〜４２Ｈが異なる長さで形成されており、各導光部４２Ａ〜４２Ｈにより導光された光を出射する各光出射部４４Ａ〜４４Ｈが、光軸Ａｘの方向に対してＬＥＤ２０の発光中心（光軸Ａｘと交わる点）からの距離が異なる位置、且つ、光軸Ａｘに直交する方向（径方向）に対してＬＥＤ２０の発光中心からの距離が異なる位置に、光軸Ａｘを中心とした円弧状の領域に配置されるようになっている。
【００３０】
更に、本実施の形態では、光軸Ａｘに対して水平方向の位置（光軸Ａｘを挟んで左右の位置）に対向して配置される副配光部３４Ａと副配光部３４Ｅが、配光規格を満たすための光を出射する副配光部として形成され、他の副配光範囲３４Ｂ〜３４Ｄ、３４Ｆ〜３４Ｈは、主として意匠的効果を意図した副配光部として形成されている。ただし、いずれの副配光範囲３４Ａ〜３４Ｈも類似した構成であり、以下において、図４に示す水平断面図に示されている副配光範囲３４Ａ、３４Ｅの構成のみを具体的に説明する。
【００３１】
図４に示すように副配光部３４Ａ、３４Ｅは、光取込部４０と、導光部４２Ａ（または第１導光部）、４２Ｅ（または第２導光部）と、光出射部４４Ａ（または第１出射面）、４４Ｅ（または第２出射面）とから形成されている。光取込部４０は、光軸Ａｘを回転軸とし、同心円状または任意角度の回転に対して対称となる形状を有しており、主配光部３２の裏面３６（第２凸面３６Ｂ）の外周縁から光源側に突出して形成された入射面４６と、入射面４６の後端縁から前方外側に略回転放物面形状に形成された反射面４８と、主配光部３２の出射面３８（凸面３８Ａ）の外周縁の外側において光軸Ａｘの方向に突出して形成された連結部５０とを有している。以下において、ＬＥＤ２０の発光中心から放射された光で副配光部３４Ａ、３４Ｅの作用について説明すると、レンズＬＥＤ２０の発光中心から放射された光のうち、光取込部４０の入射面４６に入射した光（光線ｒａ、ｒｅ参照）は、光取込部４０内（光取込部４０のレンズ媒質内）に取り込まれた後、反射面４８で反射し、光軸Ａｘに平行な平行光として連結部５０内をその前端まで進行する。尚、入射面４６と反射面４８の面形状は、入射面４６での屈折と反射面４８での反射とによって導光部内へ光を入射できるものであればどのような形状でもよい。本発明による配光の被視認性をより向上させるためには、導光部４２Ａ〜４２Ｅでの反射光率を高めるように、入射面４６と反射面４８において光軸Ａｘに平行な平行光に変換し、導光部内に入射できる構成であることが好ましい。
【００３２】
導光部４２Ａ、４２Ｅは、上記光取込部４０の連結部５０の前端から突設して形成されており、光軸Ａｘを軸とする円錐の側面形状に沿って光軸Ａｘに対して略４５度をなす斜め前方外向きの角度で形成されている。上記のように連結部５０の前端まで進行した光（光線ｒａ、ｒｅ参照）が導光部４２Ａ、４２Ｅの後端から導光部４２Ａ、４２Ｅ内に進入すると、まず、光軸Ａｘ側の前面４２Ａ１、４２Ｅ１に対して略４５度の入射角度で入射して全反射される。そして、その全反射した光は、光軸Ａｘと反対側の後面４２Ａ２、４２Ｅ２に対して略４５度の入射角度で入射し全反射される。これを繰り返すことによって、導光部４２Ａ、４２Ｅの後端から進入した光は、平行光の状態を維持して導光部４２Ａ、４２Ｅの前端まで進行する。尚、導光部４２Ａ、４２Ｅは、光軸Ａｘに対して平行に入射した光を前面４２Ａ１、４２Ｅ１と後面４２Ａ２、４２Ｅ２とで全反射させて前方に導くことができる角度で形成すれば良く、光軸Ａｘに対して４５度の角度でなくても良い。例えば、導光部４２Ａ、４２Ｅの光軸Ａｘに対する角度は、光軸Ａｘに対して平行に導光部４２Ａ、４２Ｅに入射した光が全反射の条件である臨界角より大きな入射角で前面４２Ａ１、４２Ｅ１と後面４２Ａ２、４２Ｅ２に入射するような角度であれば良い。
【００３３】
光出射部４４Ａ、４４Ｅは、導光部４２Ａ、４２Ｅの前端にプリズムカットを施して形成された部位であり、反射面５２Ａ、５２Ｅと出射面５４Ａ、５４Ｅとが形成されている。上記のように導光部４２Ａ、４２Ｅの前端まで進行した光（光線ｒａ、ｒｅ参照）は、その光出射部４４Ａ、４４Ｅに進入する際に、軸Ａｘに対して略平行な平行光として光出射部４４Ａ、４４Ｅに進入し、反射面５２Ａ、５２Ｅの光軸Ａｘに対する傾斜角度に応じた入射角で反射面５２Ａ、５２Ｅに入射する。そして、全反射により入射角に等しい反射角で全反射して出射面５４Ａ、５４Ｅから所定の方向に出射されるようになっている。出射面５４Ａ、５４Ｅから出射された光は、図１のように前面カバー３を介して車両１外部から観察可能な光として出射される。
【００３４】
光出射部４４Ａ、４４Ｅから出射する光の方向は、光軸Ａｘに対する反射面５２Ａ、５２Ｅと出射面５４Ａ、５４Ｅの傾斜角度によって任意の方向に設定することができ、本実施の形態では、副配光部３４Ａの光出射部４４Ａは、光軸Ａｘに交差する方向であって、光軸Ａｘに対して約８０度をなす方向に光を出射する。一方、副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅは、光軸Ａｘに交差する方向であって、光軸Ａｘに対して約４５度をなす方向に光を出射するようになっている。
【００３５】
図５は、副配光部３４Ａ、３４Ｅの光出射部４４Ａ、４４Ｅから出射される光によって形成される配光パターンを示す。同図には、灯具１０の真正面の方向（光軸Ａｘの方向）に対して水平方向の角度を示す水平線（Ｈ線）と鉛直方向の角度を示す鉛直線（Ｖ線）が示されており、同図に示すように副配光部３４Ａの光出射部４４Ａからは、Ｖ線よりも左側（車両１の外側：図１参照）の約８０度の方向に光が出射され、副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅからは、Ｖ線よりも右側（車両１の内側：図１参照）の約４５度の方向に光が出射されるようになっている（図４の光線ｒａ、ｒｅ参照）。これらの方向への配光は、配光規格によって所定値以上の光度が要求される領域であり、副配光部３４Ａ、３４Ｅの光出射部４４Ａ、４４Ｅから出射される光によってその配光規格の光度条件が満たされるようになっている。
【００３６】
ここで、配光規格の光度条件が定められている８０度と４５度の方向は、光軸Ａｘに直交する方向に関する向き（左右方向に関する向き）が異なっている。この場合において、本実施の形態と異なり、光軸Ａｘ（Ｖ線）よりも左側（車両１の外側：図１参照）の８０度の方向の光を光軸Ａｘより左側に配置された副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅから出射し、光軸Ａｘよりも右側（車両１の内側：図１参照）の４５度の方向の光を光軸Ａｘより右側の副配光部３４Ａの光出射部４４Ａから出射するようにし、副配光部３４Ａの光出射部４４Ａと副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅの各々から光軸Ａｘと交差しない方向に光を出射させるようにすることも可能である。しかしながら、このようにすると、遮蔽物のない光軸Ａｘ周辺部を光が通過しないため灯具１０のハウジング２や灯具１０の周辺に配置される車両１の部材によって光出射部４４Ａと光出射部４４Ｅから出射された光が遮蔽され易く、これを防止するために遮蔽物を無くす工夫が必要となり、灯具１０とその周辺部の構造に制約が生じるという問題がある。
【００３７】
一方、本実施の形態のように、副配光部３４Ａの光出射部４４Ａと副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅとから互いに対向する方向（交差する方向）に光を出射するようにし、光軸Ａｘと交差させる方向に光を出射するようにした場合には、上記のような制約が軽減される。即ち、光軸Ａｘの周辺部には、新たな制約を設けるまでもなく、遮蔽物が存在しないため、その光軸Ａｘの周辺部に光を通過させることによって遮蔽物により遮蔽される可能性が低減される。
【００３８】
また、本実施の形態では、副配光部３４Ａの光出射部４４Ａと副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅの各々に導光部４２Ａ、４２Ｅによって光を導くようにしたため、導光部４２Ａ、４２Ｅの長さを調整することによって光出射部４４Ａ、４４Ｅの位置（特に、光軸Ａｘの方向に関する位置）を任意に変更することができる。従って、光出射部４４Ａ、４４Ｅの位置を、それらから出射された光が遮蔽物によって遮蔽されない位置となるように導光部４２Ａ、４２Ｅの長さを決めればよく、遮蔽物を無くす等の車両１に関する設計上の制約が軽減される。図１では、光出射部４４Ａ、４４Ｅが、それらから出射された光が少なくともハウジング２に遮蔽されない位置まで突出するように導光部４２Ａ、４２Ｅの長さが設計されている。
【００３９】
また、図４に示されているように副配光部３４Ａと副配光部３４Ｅとは、導光部４２Ａ、４２Ｅの長さが相違しており、副配光部３４Ｅに対して、副配光部３４Ａの方が、導光部４２Ａが長く形成され、光出射部４４Ａが光軸Ａｘの方向に対して前方に突出した位置（即ち、ＬＥＤ２０の発光中心から離れた位置（遠い位置））に配置されるようになっている。尚、副配光部３４Ａ〜３４Ｈの全ての中でも副配光部３４Ａの導光部４２Ａが最も長く、これに続いて副配光部３４Ｅの導光部４２Ｅが２番目に長くなっている。
【００４０】
即ち、光軸Ａｘの周辺部を通過した後の光が、遮蔽物で遮蔽される場合、光を出射した光出射部に対向する光出射部や導光部、車両１のハウジング２、車両１の構成部材が、その遮蔽物となる可能性がある。車両１の構造にもよるが、汎用的には、光が出射される方向が光軸Ａｘとのなす角が大きくなるほど、光軸Ａｘの周辺部を通過した後の光が、更にその周辺部の遮蔽物で遮蔽される可能性が高くなるため、本実施の形態のように、光軸Ａｘに対して８０度の方向に光を出射する光出射部４４Ａを光出射部４４Ｅよりも前方に突出した位置（照射方向前方の位置）に配置し、その光を光軸Ａｘの近傍において前方に突出した位置（光源から離れた位置）から出射させるようにすると好適である。
【００４１】
また、副配光部３４Ａ、３４Ｅは、図３に示すように光軸Ａｘに対する回転角度が水平方向に対して上下に２０度（±２０度）の角度範囲となる回転領域に形成されている。従って、副配光部３４Ａ、３４Ｅの光出射部４４Ａ、４４Ｅからは、鉛直方向に関して光軸Ａｘに対して上向きに最大２０度、下向きに最大２０度となる方向の光が出射され、図５に示すように、水平線（Ｈ線）が８０度と４５度を示す方向において、鉛直線（Ｖ線）が配光規格で光度条件が定められている少なくとも上下１５度を示す範囲の方向に光が出射されるようになっている。
【００４２】
副配光部３４Ａ、３４Ｅ以外の副配光部３４Ｂ〜３４Ｄ、３４Ｆ〜３４Ｈは、主として灯具としてデザイン性を高めるために利用されており、副配光部３４Ａ、３４Ｅと同様に光取込部４０と導光部４２Ｂ〜４２Ｄ、４２Ｆ〜４２Ｈ、光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈを有している。ただし、光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈについては、それらの全て又は一部において、光出射部４４Ａ、４４Ｅと同様のプリズムを形成することなく、導光部の前端まで導光された光を単に出射する出射面のみが設けられた構成としてもよく、正面方向（光軸Ａｘの方向）又はその近傍の方向（出射面で屈折される方向）に光を出射させるようにしてもよい。また、副配光部３４Ｂ〜３４Ｄ、３４Ｆ〜３４Ｈの光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈは、それらの全て又は一部において、魚眼カットやフルートカット等を施し、それらから出射する光を上下左右方向に拡散させるようなレンズカット、上下方向のみに拡散させるようなレンズカット、又は、左右方向のみに拡散させるようなレンズカットを形成するようにし、配光規格を満足させるための光として利用してもよい。また、副配光部３４Ａ、３４Ｅの関係と同様に、対向する副配光部（３４Ｂと３４Ｆ、３４Ｃと３４Ｇ、３４Ｄと３４Ｈ）の光出射部から光軸Ａｘに対して所定角度傾斜した２方向に光を出射する場合に、それらの２方向のうち、光軸Ａｘとのなす角が大きい方の導光部を長くし、その光出射部を光軸Ａｘの方向に突出した位置に配置するようにするのが好適である。
【００４３】
また、本実施の形態では、副配光部３４Ｂ〜３４Ｄ、３４Ｆ〜３４Ｈの各導光部４２Ｂ〜４２Ｄ、４２Ｆ〜４２Ｈの長さが相違しており、光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈの各々が、光軸Ａｘの方向と、光軸Ａｘに直交する方向に関して、ＬＥＤ２０の発光中心からの距離が異なる位置に円弧状に配置されている。従って、例えば光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈを上述のように単なる出射面のみの構成とした場合には、円弧状の光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈの位置が光って見えるため、立体感のある光の模様が観察されることになり、灯具観察者に対して高いデザイン性を感じさせることができる。
【００４４】
以上、上記実施の形態において、副配光部３４Ａ〜３４Ｈの光出射部４４Ａ〜４４Ｈにプリズムカットを施すことによって所定の方向に光を出射させるようにしたが、例えば、魚眼カットのように上下左右方向に光を拡散させるレンズカットによって、所定の方向を含む範囲に光を出射させるようにようにしてもよく、所定の方向に光を出射させるための光出射部４４Ａ〜４４Ｈの構成はプリズムカットに限らない。
【００４５】
また、上記実施の形態では、図１のように車両１の右側後端部の信号灯として設置される灯具１０の構成について説明したが、これと反対側の左側後端部の信号灯として設置される灯具の場合は、例えば上記実施の形態の灯具１０の構成を光軸Ａｘに対して左右反転した構成となり、光軸Ａｘより右側（車両１の外側）に形成された副配光部の光出射部から、光軸Ａｘに対して約４５度をなす方向（車両１の内側の方向）の光を出射し、光軸Ａｘより左側（車両１の内側）に京成された復配光部の光出射部から、光軸Ａｘに対して約８０をなす方向（車両１の外側の方向）の光を出射する構成となる。
【００４６】
また、上記実施の形態において示した副配光部３４Ａ〜３４Ｈの導光部４２Ａ〜４２Ｈの構成は一例であって、ＬＥＤ２０から出射された光を所定位置に配置された光出射部４４Ａ〜４４Ｈまで導光するものであればどのような構成であってもよい。また、上記実施の形態では、光軸Ａｘに対して約８０度の方向に光を出射する光出射部４４Ａは、光軸Ａｘに対して約４５度の方向に光を出射する光出射部４４Ｅよりも、光軸Ａｘの方向とこれ直交する方向の両方向に関してＬＥＤ２０の発光中心から離れた位置に配置されるようになっているが、光軸Ａｘの方向のみに関してＬＥＤ２０の発光中心から離れた位置（前方に突出した位置）に配置するようにしてもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、配光規格が車両外側の８０度の方向と、車両内側の４５度の２方向への光度条件を定めている場合について説明したが、本発明は、光軸Ａｘを含む面内の２方向（且つ、光軸に直交する方向に関して異なる向きの２方向）に関して光度条件が定めれているような場合に、それらの２方向への積極的な配光を可能にするものとして適用できる。
【００４８】
また、上記実施の形態では、光軸Ａｘに対して３６０度の回転角度範囲を８つに分割して８つの副配光部３４Ａ〜３４Ｈを形成したが、分割数はこれに限らならず、８つより多くても良いし、少なくても良い。
【符号の説明】
【００４９】
１…車両、２…ハウジング、３…前面カバー、４…灯室、１０…灯具、２０…ＬＥＤ、３０…レンズ、３２…主配光部、３４Ａ〜３４Ｈ…副配光部、３６…裏面、３６Ａ…第１凸面、３６Ｂ…第２凸面、３８…出射面、３８Ａ…凸面、４０…光取込部、４２Ａ〜４２Ｈ…導光部、４４Ａ〜４４Ｈ…光出射部、４６…入射面、４８…反射面、５０…連結部、５２Ａ、５２Ｅ…反射面、５４Ａ、５４Ｅ…出射面
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具に係り、テールランプ、ブレーキランプ、ターンランプ等の車両用信号灯として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を光源に使用する車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３には、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を使用した灯具が開示されている。特許文献１によれば、図６に示すように基板上に複数個のＬＥＤチップ１００が光源として配設され、それらの光出射側に各ＬＥＤチップ１００に対応した複数個のレンズカット部１０４を有するレンズ部１０２が配置される。レンズカット部１０４は、レンズ部１０２の背面側（光源側）に形成されており、略中央に設けられた所定長さの凸面１０４Ａと、凸面１０４Ａの周縁部から背面側にやや外側に開いて延びた凹面１０４Ｂと、凹面１０４Ｂの端縁から前面側に延びた曲面からなる反射面１０４Ｃとから形成され、凹面１０４ＢによってＬＥＤチップ１００が囲まれるようになっている。そして、ＬＥＤチップ１００から出射される光のうち、凸面１０４Ａに至る光はレンズ内を通過して１次屈折光としてレンズ部１０２の前面から出射される。凹面１０４Ｂに至る光は、凹面１０４Ｂからレンズ内に入り、反射面１０４Ｃで反射して２次屈折光としてレンズ部１０２の前面から出射される。これによれば、ＬＥＤチップ１００から発せられる光束の略全てが有効光束として照明光に使用され、照度アップが図られる。
【０００３】
特許文献２には、特許文献１に示された図６のような構成の灯具において各レンズカット部１０４の前面側に凸面を形成して集光性を向上させ、また、レンズ部１０２の外側にアウターレンズを配置し、アウターレンズの内面（光源側の面）に多数の拡散レンズを形成し、均一照明を図るものが提案されている。
【０００４】
特許文献３には、基板上に配設されたＬＥＤの光出射側に載頭円錐形を基調としたレンズが配置され、そのレンズの背面側の中央部に、ＬＥＤの光出射の全周を覆うようにＬＥＤを埋設する円筒状の空洞部が形成される。その円筒状の空洞部において底面（ＬＥＤの正面に対向する面）となる部分に凸面が形成され、側面となる部分に円筒面が形成される。ＬＥＤから出射される光のうち、凸面に至る光はそのままレンズ内を通過してレンズの前面から出射され、円筒面に至る光はレンズ内においてレンズの背面側の反射面で反射してレンズの前面から出射される。
【０００５】
レンズの背面には、傾斜角度が異なる複数の載頭円錐形の反射面が形成されており、光源から上記円筒部の円筒面から入射した各方向の光が略ＬＥＤの正面方向（光軸方向）に反射されるようになっている。レンズの前面側には、ＬＥＤから出射されて凸面からレンズ内に取り込まれて前面に至った光束や、円筒面からレンズ内に取り込まれ、各反射面で反射して前面に至った光束を拡散して放出する多数の凹面が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−１３０００１号公報
【特許文献２】特開昭６２−２２９７０１号公報
【特許文献３】米国特許６７５５５５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のようにＬＥＤを光源とする灯具を自動車の左右前端部又は左右後端部に設置されるテールランプ、ブレーキランプ、ターンランプのような車両用信号灯として使用する場合に、車両外側の８０度の方向と、車両内側の４５度の２方向に対する光度が配光規格で定められた光度条件を満たす必要があり、そのことが、ＬＥＤを光源とする灯具を車両用信号灯として使用する場合の大きな障壁となっている。特許文献１〜３に記載のような構成の灯具の場合、上記のように配光規格で光度条件が定められた２方向に積極的な配光を行うための構成がなく、車両用信号灯として使用することが難しいという問題があった。
【０００８】
もし、車両用信号灯として使用できるようにする場合には、インナーレンズ又はアウターレンズを追加して配光規格で光度条件が定められた方向に積極的な配光を行うようなレンズカットを施さなければならない。しかしながら、インナーレンズやアウターレンズの追加はコストの増加を招き、また、アウターレンズにレンズカットを施す場合には、見栄えが良くないという問題がある。
【０００９】
また、車両外側の８０度の方向と車両内側の４５度の方向は、光軸（車軸）に対して大きく斜めに傾斜しており、灯具のハウジングや車体など周辺部材によって、それらの方向への光が遮蔽されないように考慮する必要がある。しかしながら、周辺部材の構造を制限することには限界がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＬＥＤに対して設けられる一枚のレンズにより、光軸に対して所望の２方向（例えば、光度条件が定められた所定の２方向）に対して積極的な配光を行うことができ、また、周辺部材によってそれらの方向への配光が阻害されないようにした車両用灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具は、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源の照射方向に配置されたレンズ体と、を備えた車両用灯具において、前記レンズ体は、前記ＬＥＤ光源の光軸上に配置された中央レンズ部、前記中央レンズ部の周囲に配置された周囲レンズ部、少なくとも第１出射面と第２出射面を備えた複数の出射面、前記周囲レンズ部に入射した前記ＬＥＤ光源からの入射光を前記複数の出射面に導光する導光部を含んでおり、前記中央レンズ部は、当該中央レンズ部を透過する前記光源からの照射光を灯具正面方向に照射し、前記周囲レンズ部は、当該周囲レンズ部に入射した前記ＬＥＤ光源からの照射光を前記複数の導光部に入射させるように構成されており、前記第１出射面は、当該第１出射面に到達した前記導光部からの導光を、前記ＬＥＤ光源の光軸に対して、第１角度傾斜し、かつ、前記ＬＥＤ光源の光軸に交差する方向へ出射し、当該出射光が所定配光パターンの少なくとも一部を形成するように構成されており、前記第２出射面は、当該第２出射面に到達した前記導光部からの導光を、前記ＬＥＤ光源の光軸に対して前記第１角度よりも大きい第２角度傾斜し、かつ、前記ＬＥＤ光源の光軸に交差する方向へ出射し、当該出射光が所定配光パターンの少なくとも一部を形成するように構成されており、前記第１出射面と第２出射面は前記ＬＥＤ光源の光軸に対して対称位置に配置されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、光源から出た光が周囲レンズ部に入射し、周囲レンズ部から導光部内に光が入射し導光部内を導光し、所望の２方向（光軸に対して第１角度傾斜した方向と第２角度傾斜した方向）に対して第１出射面と第２出射面から光を出射することができる。また、それらの前記第１出射面と第２出射面から出射される光は光軸と交差する方向に出射されるため、交差しない方向に出射する場合よりも、光軸方向に対して光源から遠い位置（照射方向前方）を光が通過する。また、第１出射面及び第２出射面は、導光部の前端部に形成されており、導光部の長さを変えることによって、それらを形成する位置を調整することができる。そのため第１出射面及び第２出射面の位置を光軸方向に対して所望の距離だけ光源から離れた位置（照射方向前方）に配置することができ、第１出射面及び第２出射面から出射された光が、灯具のハウジングや車両部材等の他の部材によって遮蔽されないようにすることができる。尚、第１出射面及び第２出射面以外の出射面を主にデザイン性を高めるために形成することも可能である。
【００１３】
請求項２に係る車両用灯具は、請求項１に係る発明において、前記第１出射面及び第２は、前記光軸を中心とした所定回転角度範囲に形成されたことを特徴としている。即ち、第１出射面及び第２出射面を光軸を中心とした回転体の形状に形成することによって、その回転体の回転角度範囲に対応した角度方向（光軸に直交する方向に関する角度方向）に光を出射することができ、第１出射面及び第２出射面を形成する回転角度範囲を調整することによって、光軸に直交する方向に関する光の照射範囲を調整することが容易にできる。
【００１４】
請求項３に係る車両用灯具は、請求項１に係る発明において、前記第２出射面は前記第１出射面よりも前記ＬＥＤ光源の照射方向前方に配置されていることを特徴としている。即ち、光軸に対して傾斜角度が大きい光ほど遮蔽されやすいことを考慮して、出射される光の角度（光軸に対する傾斜角度）が大きい方の出射面（第２出射面）を他方の出射面よりも照射方向前方に配置した態様である。
【００１５】
請求項４に係る車両用灯具は、請求項１に係る発明において、前記第１出射面と第２出射面は水平方向に配置されていることを特徴としている。本発明は、前記第１出射面と第２出射面から出射される光により車両左右の所定角度方向への配光パターンを形成するようにした態様である。
【００１６】
請求項６に係る車両用灯具は、請求項１に係る発明において、前記導光部は前記複数の出射面ごとに前記導光部の長さが異なることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、一枚のレンズにより、所定の２方向に対して積極的な配光を行うことができ、又、周辺部材によってそれらの方向への配光が周辺部材で阻害される不具合が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】自動車の後端部に設置される車両用信号灯（灯具）に本発明を適用した実施の形態において、その灯具を光源の高さの水平方向の断面で示した水平断面図である。
【図２】本発明に係る車両用灯具のレンズを斜め前方からみたときの斜視図。
【図３】本発明に係る車両用灯具のレンズの正面図。
【図４】ＬＥＤの中心軸（光軸Ａｘ）を通る水平面で本発明に係る車両用灯具のレンズを切断したときの水平断面図。
【図５】本発明に係る車両用灯具による配光の説明に使用した配光パターンの図。
【図６】ＬＥＤを光源として使用した従来の車両用灯具の構成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る車両用灯具を実施するための形態について詳細に説明する。
【００２０】
本発明に係る車両用灯具は主としてテールランプ、ブレーキランプ、ターンランプ、これらを一体化したリアコンビネーションランプ等の車両用信号灯として適用され、図１は、自動車の後端部に設置される車両用信号灯（灯具）に本発明を適用した実施の形態において、その灯具を光源の高さの水平方向の断面で示した水平断面図である。同図に示すように例えば自動車の車両１の右側後端部に本実施の形態の灯具１０が設置される。尚、自動車を基準とした前方の向きと、灯具１０を基準とした前方の向きとは反対であり、以下の説明では灯具１０を基準とした向きを使用して説明する。
【００２１】
灯具１０は、車両１に埋設されるハウジング２とハウジング２の前側開口部を覆う透光性を有する前面カバー３と設けられ、ハウジング２と前面カバー３とで囲まれた灯室４が形成されている。ハウジング２の後側には光源であるＬＥＤ２０が配置される開口部２Ａが形成されており、ハウジング２の背面側にＬＥＤ２０が実装された基板２２が装着され、その開口部２ＡにＬＥＤ２０が発光面側（正面側）を灯具前方に向けて配置されるようになっている。
【００２２】
灯室４内には、ＬＥＤ２０の正面側に一体形成されたレンズ３０が配置されており、灯具１０の光学系の光軸Ａｘとする位置にレンズ３０の基準軸とＬＥＤ２０の光軸（中心軸）とが一致させられた状態で配置されている。尚、レンズ３０は図示しない支持機構によってハウジング２又は基板２２に支持されている。また、灯具１０の光学系の光軸Ａｘは、灯具１０の真正面の方向を示し、本実施の形態では車両１の前後方向を示す軸と平行に設定されているものとする。また、灯具１０は、ＬＥＤ２０とレンズ３０による光学系が複数組配列されている構成であってもよいし、１組のＬＥＤ２０とレンズ３０とからなる灯具１０が車両１に１つ又は複数設置されている構成であってもよい。
【００２３】
レンズ３０は、車両用信号灯としての配光規格で規定されている配光（配光パターン）を形成するためにＬＥＤ２０から出射された光を配光制御するものであり、詳細を後述するようにＬＥＤ２０から出射された光がレンズ３０により配光制御され、前面カバー３を介して灯具１０の前方に出射されるようになっている。
【００２４】
続いて、レンズ３０の構成について詳説する。図２は、レンズ３０を斜め前方からみたときの斜視図であり、図３は、レンズ３０の正面図、図４は、ＬＥＤ２０の中心軸（光軸Ａｘ）を通る水平面でレンズ３０を切断したときの水平断面図（図３におけるＡ−Ａ線断面図）である。これらの図に示すように、レンズ３０は、主に正面（光軸Ａｘ方向）付近の主たる配光を制御する主配光部３２と、正面に対して広角度方向への配光、又は、意匠的効果を意図した配光を制御する副配光部３４（主配光部３２以外の部分）と、反射面４８と連結部５０とからなる周囲レンズ部とから形成されている。尚、主配光部３２と副配光部３４は一体形成されている。主配光部３２は、ＬＥＤ２０からの光が入射する光源側の裏面３６において、中央部の第１凸面３６Ａと、その外側の第２凸面３６Ｂとが形成されている。光の光軸方向の出射面３８には凸面３８Ａが形成されている（図４参照）。
【００２５】
ＬＥＤ２０の中心（光軸Ａｘ上の発光点）から放射された光のうち、主配光部３２の裏面３６に形成された第１凸面３６Ａと第２凸面３６Ｂに入射した光は、光軸Ａｘに平行な平行光として主配光部３２内（レンズ媒質内）に取り込まれた後、出射面３８に形成された凸面３８Ａに導かれる。そして、凸面３８Ａに導かれた光は、光軸Ａｘと交差する方向であって、光軸Ａｘに対して約−２０度から約２０度までの範囲の角度をなす方向に出射されるようになっている（図４に例示された光線ｒは光軸Ａｘに対して約２０度）。これにより、灯具１０の正面付近の主たる配光が制御される。尚、主配光部３２の構成は本実施の形態の構成に限らない。本実施の形態と同様の配光制御を行う場合であっても本実施の形態と異なる構成をであってもよいし、本実施の形態と異なる配光制御を行うための構成であってもよい。
【００２６】
レンズ３０の副配光部３４（３４Ａ〜３４Ｈ）は、主配光部３２の外側に形成されるとともに、ＬＥＤ２０の近傍に頂点を有する円錐の側面形状を基調として形成されており、光取込部４０、導光部４２Ａ〜４２Ｈ、光出射部４４Ａ〜４４Ｈとを有している。
【００２７】
副配光部３４Ａ〜３４Ｅは、後述のようにＬＥＤ２０から放射された光の一部を光取込部４０によりレンズ媒体内に取込み、円錐の側面形状に沿った導光部４２Ａ〜４２Ｈにより斜め前方に導光する。そして、その導光した光を光軸Ａｘの周りに所定角度回転させて形成される所定径の円弧に沿った位置の光出射部４４Ａ〜４４Ｈから出射する構成となっている。
【００２８】
また、本実施の形態では、光軸Ａｘを端として持つ半平面を光軸Ａｘの周りに（光軸Ａｘを回転軸として）所定角度回転させた場合に、その半平面が作る回転体の領域（光軸Ａｘに対する所定回転角度範囲の回転領域）を１つの回転領域とすると、副配光部３４Ａ〜３４Ｈは、光軸Ａｘに対して３６０度の回転角度範囲を所定回転角度範囲ごとに８つに分割したときの各回転領域に形成されており、各副配光部３４Ａ〜３４Ｈは、各々の回転領域の回転角度範囲内で任意の角度を回転させたときの回転体の形状を有している。
【００２９】
そして、各副配光部３４Ａ〜３４Ｈごとに、導光部４２Ａ〜４２Ｈが異なる長さで形成されており、各導光部４２Ａ〜４２Ｈにより導光された光を出射する各光出射部４４Ａ〜４４Ｈが、光軸Ａｘの方向に対してＬＥＤ２０の発光中心（光軸Ａｘと交わる点）からの距離が異なる位置、且つ、光軸Ａｘに直交する方向（径方向）に対してＬＥＤ２０の発光中心からの距離が異なる位置に、光軸Ａｘを中心とした円弧状の領域に配置されるようになっている。
【００３０】
更に、本実施の形態では、光軸Ａｘに対して水平方向の位置（光軸Ａｘを挟んで左右の位置）に対向して配置される副配光部３４Ａと副配光部３４Ｅが、配光規格を満たすための光を出射する副配光部として形成され、他の副配光範囲３４Ｂ〜３４Ｄ、３４Ｆ〜３４Ｈは、主として意匠的効果を意図した副配光部として形成されている。ただし、いずれの副配光範囲３４Ａ〜３４Ｈも類似した構成であり、以下において、図４に示す水平断面図に示されている副配光範囲３４Ａ、３４Ｅの構成のみを具体的に説明する。
【００３１】
図４に示すように副配光部３４Ａ、３４Ｅは、光取込部４０と、導光部４２Ａ（または第１導光部）、４２Ｅ（または第２導光部）と、光出射部４４Ａ（または第１出射面）、４４Ｅ（または第２出射面）とから形成されている。光取込部４０は、光軸Ａｘを回転軸とし、同心円状または任意角度の回転に対して対称となる形状を有しており、主配光部３２の裏面３６（第２凸面３６Ｂ）の外周縁から光源側に突出して形成された入射面４６と、入射面４６の後端縁から前方外側に略回転放物面形状に形成された反射面４８と、主配光部３２の出射面３８（凸面３８Ａ）の外周縁の外側において光軸Ａｘの方向に突出して形成された連結部５０とを有している。以下において、ＬＥＤ２０の発光中心から放射された光で副配光部３４Ａ、３４Ｅの作用について説明すると、レンズＬＥＤ２０の発光中心から放射された光のうち、光取込部４０の入射面４６に入射した光（光線ｒａ、ｒｅ参照）は、光取込部４０内（光取込部４０のレンズ媒質内）に取り込まれた後、反射面４８で反射し、光軸Ａｘに平行な平行光として連結部５０内をその前端まで進行する。尚、入射面４６と反射面４８の面形状は、入射面４６での屈折と反射面４８での反射とによって導光部内へ光を入射できるものであればどのような形状でもよい。本発明による配光の被視認性をより向上させるためには、導光部４２Ａ〜４２Ｅでの反射光率を高めるように、入射面４６と反射面４８において光軸Ａｘに平行な平行光に変換し、導光部内に入射できる構成であることが好ましい。
【００３２】
導光部４２Ａ、４２Ｅは、上記光取込部４０の連結部５０の前端から突設して形成されており、光軸Ａｘを軸とする円錐の側面形状に沿って光軸Ａｘに対して略４５度をなす斜め前方外向きの角度で形成されている。上記のように連結部５０の前端まで進行した光（光線ｒａ、ｒｅ参照）が導光部４２Ａ、４２Ｅの後端から導光部４２Ａ、４２Ｅ内に進入すると、まず、光軸Ａｘ側の前面４２Ａ１、４２Ｅ１に対して略４５度の入射角度で入射して全反射される。そして、その全反射した光は、光軸Ａｘと反対側の後面４２Ａ２、４２Ｅ２に対して略４５度の入射角度で入射し全反射される。これを繰り返すことによって、導光部４２Ａ、４２Ｅの後端から進入した光は、平行光の状態を維持して導光部４２Ａ、４２Ｅの前端まで進行する。尚、導光部４２Ａ、４２Ｅは、光軸Ａｘに対して平行に入射した光を前面４２Ａ１、４２Ｅ１と後面４２Ａ２、４２Ｅ２とで全反射させて前方に導くことができる角度で形成すれば良く、光軸Ａｘに対して４５度の角度でなくても良い。例えば、導光部４２Ａ、４２Ｅの光軸Ａｘに対する角度は、光軸Ａｘに対して平行に導光部４２Ａ、４２Ｅに入射した光が全反射の条件である臨界角より大きな入射角で前面４２Ａ１、４２Ｅ１と後面４２Ａ２、４２Ｅ２に入射するような角度であれば良い。
【００３３】
光出射部４４Ａ、４４Ｅは、導光部４２Ａ、４２Ｅの前端にプリズムカットを施して形成された部位であり、反射面５２Ａ、５２Ｅと出射面５４Ａ、５４Ｅとが形成されている。上記のように導光部４２Ａ、４２Ｅの前端まで進行した光（光線ｒａ、ｒｅ参照）は、その光出射部４４Ａ、４４Ｅに進入する際に、軸Ａｘに対して略平行な平行光として光出射部４４Ａ、４４Ｅに進入し、反射面５２Ａ、５２Ｅの光軸Ａｘに対する傾斜角度に応じた入射角で反射面５２Ａ、５２Ｅに入射する。そして、全反射により入射角に等しい反射角で全反射して出射面５４Ａ、５４Ｅから所定の方向に出射されるようになっている。出射面５４Ａ、５４Ｅから出射された光は、図１のように前面カバー３を介して車両１外部から観察可能な光として出射される。
【００３４】
光出射部４４Ａ、４４Ｅから出射する光の方向は、光軸Ａｘに対する反射面５２Ａ、５２Ｅと出射面５４Ａ、５４Ｅの傾斜角度によって任意の方向に設定することができ、本実施の形態では、副配光部３４Ａの光出射部４４Ａは、光軸Ａｘに交差する方向であって、光軸Ａｘに対して約８０度をなす方向に光を出射する。一方、副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅは、光軸Ａｘに交差する方向であって、光軸Ａｘに対して約４５度をなす方向に光を出射するようになっている。
【００３５】
図５は、副配光部３４Ａ、３４Ｅの光出射部４４Ａ、４４Ｅから出射される光によって形成される配光パターンを示す。同図には、灯具１０の真正面の方向（光軸Ａｘの方向）に対して水平方向の角度を示す水平線（Ｈ線）と鉛直方向の角度を示す鉛直線（Ｖ線）が示されており、同図に示すように副配光部３４Ａの光出射部４４Ａからは、Ｖ線よりも左側（車両１の外側：図１参照）の約８０度の方向に光が出射され、副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅからは、Ｖ線よりも右側（車両１の内側：図１参照）の約４５度の方向に光が出射されるようになっている（図４の光線ｒａ、ｒｅ参照）。これらの方向への配光は、配光規格によって所定値以上の光度が要求される領域であり、副配光部３４Ａ、３４Ｅの光出射部４４Ａ、４４Ｅから出射される光によってその配光規格の光度条件が満たされるようになっている。
【００３６】
ここで、配光規格の光度条件が定められている８０度と４５度の方向は、光軸Ａｘに直交する方向に関する向き（左右方向に関する向き）が異なっている。この場合において、本実施の形態と異なり、光軸Ａｘ（Ｖ線）よりも左側（車両１の外側：図１参照）の８０度の方向の光を光軸Ａｘより左側に配置された副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅから出射し、光軸Ａｘよりも右側（車両１の内側：図１参照）の４５度の方向の光を光軸Ａｘより右側の副配光部３４Ａの光出射部４４Ａから出射するようにし、副配光部３４Ａの光出射部４４Ａと副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅの各々から光軸Ａｘと交差しない方向に光を出射させるようにすることも可能である。しかしながら、このようにすると、遮蔽物のない光軸Ａｘ周辺部を光が通過しないため灯具１０のハウジング２や灯具１０の周辺に配置される車両１の部材によって光出射部４４Ａと光出射部４４Ｅから出射された光が遮蔽され易く、これを防止するために遮蔽物を無くす工夫が必要となり、灯具１０とその周辺部の構造に制約が生じるという問題がある。
【００３７】
一方、本実施の形態のように、副配光部３４Ａの光出射部４４Ａと副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅとから互いに対向する方向（交差する方向）に光を出射するようにし、光軸Ａｘと交差させる方向に光を出射するようにした場合には、上記のような制約が軽減される。即ち、光軸Ａｘの周辺部には、新たな制約を設けるまでもなく、遮蔽物が存在しないため、その光軸Ａｘの周辺部に光を通過させることによって遮蔽物により遮蔽される可能性が低減される。
【００３８】
また、本実施の形態では、副配光部３４Ａの光出射部４４Ａと副配光部３４Ｅの光出射部４４Ｅの各々に導光部４２Ａ、４２Ｅによって光を導くようにしたため、導光部４２Ａ、４２Ｅの長さを調整することによって光出射部４４Ａ、４４Ｅの位置（特に、光軸Ａｘの方向に関する位置）を任意に変更することができる。従って、光出射部４４Ａ、４４Ｅの位置を、それらから出射された光が遮蔽物によって遮蔽されない位置となるように導光部４２Ａ、４２Ｅの長さを決めればよく、遮蔽物を無くす等の車両１に関する設計上の制約が軽減される。図１では、光出射部４４Ａ、４４Ｅが、それらから出射された光が少なくともハウジング２に遮蔽されない位置まで突出するように導光部４２Ａ、４２Ｅの長さが設計されている。
【００３９】
また、図４に示されているように副配光部３４Ａと副配光部３４Ｅとは、導光部４２Ａ、４２Ｅの長さが相違しており、副配光部３４Ｅに対して、副配光部３４Ａの方が、導光部４２Ａが長く形成され、光出射部４４Ａが光軸Ａｘの方向に対して前方に突出した位置（即ち、ＬＥＤ２０の発光中心から離れた位置（遠い位置））に配置されるようになっている。尚、副配光部３４Ａ〜３４Ｈの全ての中でも副配光部３４Ａの導光部４２Ａが最も長く、これに続いて副配光部３４Ｅの導光部４２Ｅが２番目に長くなっている。
【００４０】
即ち、光軸Ａｘの周辺部を通過した後の光が、遮蔽物で遮蔽される場合、光を出射した光出射部に対向する光出射部や導光部、車両１のハウジング２、車両１の構成部材が、その遮蔽物となる可能性がある。車両１の構造にもよるが、汎用的には、光が出射される方向が光軸Ａｘとのなす角が大きくなるほど、光軸Ａｘの周辺部を通過した後の光が、更にその周辺部の遮蔽物で遮蔽される可能性が高くなるため、本実施の形態のように、光軸Ａｘに対して８０度の方向に光を出射する光出射部４４Ａを光出射部４４Ｅよりも前方に突出した位置（照射方向前方の位置）に配置し、その光を光軸Ａｘの近傍において前方に突出した位置（光源から離れた位置）から出射させるようにすると好適である。
【００４１】
また、副配光部３４Ａ、３４Ｅは、図３に示すように光軸Ａｘに対する回転角度が水平方向に対して上下に２０度（±２０度）の角度範囲となる回転領域に形成されている。従って、副配光部３４Ａ、３４Ｅの光出射部４４Ａ、４４Ｅからは、鉛直方向に関して光軸Ａｘに対して上向きに最大２０度、下向きに最大２０度となる方向の光が出射され、図５に示すように、水平線（Ｈ線）が８０度と４５度を示す方向において、鉛直線（Ｖ線）が配光規格で光度条件が定められている少なくとも上下１５度を示す範囲の方向に光が出射されるようになっている。
【００４２】
副配光部３４Ａ、３４Ｅ以外の副配光部３４Ｂ〜３４Ｄ、３４Ｆ〜３４Ｈは、主として灯具としてデザイン性を高めるために利用されており、副配光部３４Ａ、３４Ｅと同様に光取込部４０と導光部４２Ｂ〜４２Ｄ、４２Ｆ〜４２Ｈ、光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈを有している。ただし、光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈについては、それらの全て又は一部において、光出射部４４Ａ、４４Ｅと同様のプリズムを形成することなく、導光部の前端まで導光された光を単に出射する出射面のみが設けられた構成としてもよく、正面方向（光軸Ａｘの方向）又はその近傍の方向（出射面で屈折される方向）に光を出射させるようにしてもよい。また、副配光部３４Ｂ〜３４Ｄ、３４Ｆ〜３４Ｈの光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈは、それらの全て又は一部において、魚眼カットやフルートカット等を施し、それらから出射する光を上下左右方向に拡散させるようなレンズカット、上下方向のみに拡散させるようなレンズカット、又は、左右方向のみに拡散させるようなレンズカットを形成するようにし、配光規格を満足させるための光として利用してもよい。また、副配光部３４Ａ、３４Ｅの関係と同様に、対向する副配光部（３４Ｂと３４Ｆ、３４Ｃと３４Ｇ、３４Ｄと３４Ｈ）の光出射部から光軸Ａｘに対して所定角度傾斜した２方向に光を出射する場合に、それらの２方向のうち、光軸Ａｘとのなす角が大きい方の導光部を長くし、その光出射部を光軸Ａｘの方向に突出した位置に配置するようにするのが好適である。
【００４３】
また、本実施の形態では、副配光部３４Ｂ〜３４Ｄ、３４Ｆ〜３４Ｈの各導光部４２Ｂ〜４２Ｄ、４２Ｆ〜４２Ｈの長さが相違しており、光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈの各々が、光軸Ａｘの方向と、光軸Ａｘに直交する方向に関して、ＬＥＤ２０の発光中心からの距離が異なる位置に円弧状に配置されている。従って、例えば光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈを上述のように単なる出射面のみの構成とした場合には、円弧状の光出射部４４Ｂ〜４４Ｄ、４４Ｆ〜４４Ｈの位置が光って見えるため、立体感のある光の模様が観察されることになり、灯具観察者に対して高いデザイン性を感じさせることができる。
【００４４】
以上、上記実施の形態において、副配光部３４Ａ〜３４Ｈの光出射部４４Ａ〜４４Ｈにプリズムカットを施すことによって所定の方向に光を出射させるようにしたが、例えば、魚眼カットのように上下左右方向に光を拡散させるレンズカットによって、所定の方向を含む範囲に光を出射させるようにようにしてもよく、所定の方向に光を出射させるための光出射部４４Ａ〜４４Ｈの構成はプリズムカットに限らない。
【００４５】
また、上記実施の形態では、図１のように車両１の右側後端部の信号灯として設置される灯具１０の構成について説明したが、これと反対側の左側後端部の信号灯として設置される灯具の場合は、例えば上記実施の形態の灯具１０の構成を光軸Ａｘに対して左右反転した構成となり、光軸Ａｘより右側（車両１の外側）に形成された副配光部の光出射部から、光軸Ａｘに対して約４５度をなす方向（車両１の内側の方向）の光を出射し、光軸Ａｘより左側（車両１の内側）に京成された復配光部の光出射部から、光軸Ａｘに対して約８０をなす方向（車両１の外側の方向）の光を出射する構成となる。
【００４６】
また、上記実施の形態において示した副配光部３４Ａ〜３４Ｈの導光部４２Ａ〜４２Ｈの構成は一例であって、ＬＥＤ２０から出射された光を所定位置に配置された光出射部４４Ａ〜４４Ｈまで導光するものであればどのような構成であってもよい。また、上記実施の形態では、光軸Ａｘに対して約８０度の方向に光を出射する光出射部４４Ａは、光軸Ａｘに対して約４５度の方向に光を出射する光出射部４４Ｅよりも、光軸Ａｘの方向とこれ直交する方向の両方向に関してＬＥＤ２０の発光中心から離れた位置に配置されるようになっているが、光軸Ａｘの方向のみに関してＬＥＤ２０の発光中心から離れた位置（前方に突出した位置）に配置するようにしてもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、配光規格が車両外側の８０度の方向と、車両内側の４５度の２方向への光度条件を定めている場合について説明したが、本発明は、光軸Ａｘを含む面内の２方向（且つ、光軸に直交する方向に関して異なる向きの２方向）に関して光度条件が定めれているような場合に、それらの２方向への積極的な配光を可能にするものとして適用できる。
【００４８】
また、上記実施の形態では、光軸Ａｘに対して３６０度の回転角度範囲を８つに分割して８つの副配光部３４Ａ〜３４Ｈを形成したが、分割数はこれに限らならず、８つより多くても良いし、少なくても良い。
【符号の説明】
【００４９】
１…車両、２…ハウジング、３…前面カバー、４…灯室、１０…灯具、２０…ＬＥＤ、３０…レンズ、３２…主配光部、３４Ａ〜３４Ｈ…副配光部、３６…裏面、３６Ａ…第１凸面、３６Ｂ…第２凸面、３８…出射面、３８Ａ…凸面、４０…光取込部、４２Ａ〜４２Ｈ…導光部、４４Ａ〜４４Ｈ…光出射部、４６…入射面、４８…反射面、５０…連結部、５２Ａ、５２Ｅ…反射面、５４Ａ、５４Ｅ…出射面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源の照射方向に配置されたレンズ体と、を備えた車両用灯具において、
前記レンズ体は、前記ＬＥＤ光源の光軸上に配置された中央レンズ部、前記中央レンズ部の周囲に配置された周囲レンズ部、少なくとも第１出射面と第２出射面を備えた複数の出射面、前記周囲レンズ部に入射した前記ＬＥＤ光源からの入射光を前記複数の出射面に導光する導光部を含んでおり、
前記中央レンズ部は、当該中央レンズ部を透過する前記光源からの照射光を灯具正面方向に照射し、
前記周囲レンズ部は、当該周囲レンズ部に入射した前記ＬＥＤ光源からの照射光を前記複数の導光部に入射させるように構成されており、
前記第１出射面は、当該第１出射面に到達した前記導光部からの導光を、前記ＬＥＤ光源の光軸に対して、第１角度傾斜し、かつ、前記ＬＥＤ光源の光軸に交差する方向へ出射し、当該出射光が所定配光パターンの少なくとも一部を形成するように構成されており、
前記第２出射面は、当該第２出射面に到達した前記導光部からの導光を、前記ＬＥＤ光源の光軸に対して前記第１角度よりも大きい第２角度傾斜し、かつ、前記ＬＥＤ光源の光軸に交差する方向へ出射し、当該出射光が所定配光パターンの少なくとも一部を形成するように構成されており、
前記第１出射面と第２出射面は前記ＬＥＤ光源の光軸に対して対称位置に配置されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記第１出射面及び第２出射面は、前記光軸を中心とした所定回転角度範囲に形成されたことを特徴とする請求項１の車両用灯具。
【請求項３】
前記第２出射面は前記第１出射面よりも前記ＬＥＤ光源の照射方向前方に配置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。
【請求項４】
前記第１出射面と第２出射面は水平方向に配置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。
【請求項５】
前記導光部は前記複数の出射面ごとに前記導光部の長さが異な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１】
ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源の照射方向に配置されたレンズ体と、を備えた車両用灯具において、
前記レンズ体は、前記ＬＥＤ光源の光軸上に配置された中央レンズ部、前記中央レンズ部の周囲に配置された周囲レンズ部、少なくとも第１出射面と第２出射面を備えた複数の出射面、前記周囲レンズ部に入射した前記ＬＥＤ光源からの入射光を前記複数の出射面に導光する導光部を含んでおり、
前記中央レンズ部は、当該中央レンズ部を透過する前記光源からの照射光を灯具正面方向に照射し、
前記周囲レンズ部は、当該周囲レンズ部に入射した前記ＬＥＤ光源からの照射光を前記複数の導光部に入射させるように構成されており、
前記第１出射面は、当該第１出射面に到達した前記導光部からの導光を、前記ＬＥＤ光源の光軸に対して、第１角度傾斜し、かつ、前記ＬＥＤ光源の光軸に交差する方向へ出射し、当該出射光が所定配光パターンの少なくとも一部を形成するように構成されており、
前記第２出射面は、当該第２出射面に到達した前記導光部からの導光を、前記ＬＥＤ光源の光軸に対して前記第１角度よりも大きい第２角度傾斜し、かつ、前記ＬＥＤ光源の光軸に交差する方向へ出射し、当該出射光が所定配光パターンの少なくとも一部を形成するように構成されており、
前記第１出射面と第２出射面は前記ＬＥＤ光源の光軸に対して対称位置に配置されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記第１出射面及び第２出射面は、前記光軸を中心とした所定回転角度範囲に形成されたことを特徴とする請求項１の車両用灯具。
【請求項３】
前記第２出射面は前記第１出射面よりも前記ＬＥＤ光源の照射方向前方に配置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。
【請求項４】
前記第１出射面と第２出射面は水平方向に配置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。
【請求項５】
前記導光部は前記複数の出射面ごとに前記導光部の長さが異なることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−４０３５１（Ｐ２０１１−４０３５１Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８９４２５（Ｐ２００９−１８９４２５）
【出願日】平成２１年８月１８日（２００９．８．１８）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１８日（２００９．８．１８）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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