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JP6422732B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載される車両用灯具に関し、特に、単一の発光部を異なる複数の色で発光させる車両用灯具に関する。
従来、車両に搭載される車両用灯具として、単一の発光部を異なる複数の色で発光させることで、複数のランプとして機能するものが知られている。
この種の車両用灯具として、例えば特許文献1に記載のものでは、導光板の一の側端面に第1光源を対向させるとともに、当該導光板の他の側端面に第2光源を対向させている。そして、第1光源と第2光源との点消灯を切り替えることによって、導光板の前面が点灯中の光源の発光色で発光するようになっている。
特開2012−248358号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載の車両用灯具では、導光板を用いているために広い面状の発光となってしまい、細いライン状の発光を得ることが難しい。ライン状の発光を実現するためには導光棒を用いることが考えられるが、導光棒を用いる構成では配光制御の難しさから光利用効率が低くなってしまう。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、従来に比べて光利用効率を向上させつつ、ライン状の単一の発光部を異なる2つの色で発光させることができる車両用灯具の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、車両用灯具であって、
互いの発光色が異なる第一LED及び第二LEDと、
前記第一LED及び前記第二LEDに対応してその前方に配置され、当該第一LED及び当該第二LEDから出射された光を個別に導光して各出光面から前方へ出射させる第一導光レンズ及び第二導光レンズと、
前記第一導光レンズ及び前記第二導光レンズの前方に配置され、当該第一導光レンズ及び当該第二導光レンズから出射された光を拡散させつつ前方へ透過させる拡散レンズと、
を備え、
前記第一導光レンズ及び前記第二導光レンズは、各出光面が長尺に形成されるとともに、その長手方向を互いに一致させつつ当該長手方向と略直交する方向に互いに近接して並設され、
前記拡散レンズは、前記第一導光レンズ及び前記第二導光レンズの出光面全体の前方を覆うように長尺に設けられ
前記第一LED及び前記第二LEDは、互いの出射光量が異なっているとともに、出射光量の少ない一方のLEDが他方のLEDよりも多く設けられ、
前記第一導光レンズ及び前記第二導光レンズは、
前記一方のLEDに対応する一方の導光レンズが、他方の導光レンズよりも多く設けられて、それらの出光面を長手方向に連続させているとともに、
長手方向に沿った互いの出光面の全長が一致するように、互いに異なる長さに形成されていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両用灯具において、
前記第一導光レンズ及び前記第二導光レンズが正面視で二重湾曲線状に設けられていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、第一LEDを点灯させた場合には、その光が第一導光レンズで導光されて長尺な出光面から前方へ出射され、その前方の長尺な拡散レンズが第一LEDの発光色に対応した色で発光する。一方、第二LEDを点灯させた場合には、その光が第二導光レンズで導光されて長尺な出光面から前方へ出射され、その前方の拡散レンズが、第一LEDのものとは異なる第二LEDの発光色に対応した色で発光する。
このとき、第一導光レンズ及び第二導光レンズが、各出光面の長手方向を互いに一致させつつ当該長手方向と略直交する方向に互いに近接して並設されており、また、第一導光レンズ及び第二導光レンズからの光を拡散させる拡散レンズが、出光面全体の前方を覆うように長尺に設けられているので、第一LEDを点灯させたときと第二LEDを点灯させたときとで、拡散レンズのうちの極めて近接した部分が発光することとなり、ひいては、あたかも同じ部分が異なる色で発光しているかのような見栄えで発光する。
また、LEDから前方への光が、当該LEDの前方に配置された導光レンズによって導光されてその出光面から出射されるので、光利用効率が低い導光棒を用いていた従来に比べ、光利用効率を向上させることができる。
したがって、従来に比べて光利用効率を向上させつつ、長尺なライン状の単一の発光部(拡散レンズ)を異なる2つの色で発光させることができる。
また請求項1に記載の発明によれば、第一LED及び第二LEDは、出射光量の少ない一方のLEDが他方のLEDよりも多く設けられ、第一導光レンズ及び第二導光レンズは、一方のLEDに対応する一方の導光レンズが他方の導光レンズよりも多く設けられてそれらの出光面を長手方向に連続させているとともに、長手方向に沿った互いの出光面の全長が一致するように互いに異なる長さに形成されている。
したがって、光量差のある2種類のLEDを用いた場合であっても、好適に光量のバランスを取って同程度の明るさで拡散レンズを発光させることができる。
実施形態における車両用灯具の要部の斜視図である。 実施形態における車両用灯具のうち、各LEDに対応する部分の平面図である。 (a)図2のA部の拡大図であり、(b)図2のB−B線での断面図であり、(c)図2のC部の拡大図である。 実施形態における導光レンズの入光面での光の屈折態様を説明するための図である。 実施形態の変形例における車両用灯具の正面図である。 実施形態の変形例における車両用灯具を斜め後方から見た斜視図である。 実施形態の変形例における導光レンズの斜視図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態における車両用灯具1の要部の斜視図であり、図2は、車両用灯具1のうち、後述する各LED2に対応する部分の平面図であり、図3は、(a),(c)が図2のA部,C部の拡大図であり、(b)が図2のB−B線での断面図である。また、図4は、後述する導光レンズ3の入光面33での光の屈折態様を説明するための図である。
図1及び図2に示すように、車両用灯具1は、複数(本実施形態では6つ)のLED(発光ダイオード)2,…と、当該複数のLED2,…に対応する複数(本実施形態では6つ)の導光レンズ3,…と、拡散レンズ4とを備えている。
このうち、複数のLED2,…は、それぞれの光軸Axを前後方向に略沿って前方に向けた状態で、略同一の前後方向位置において上下2段かつ左右3列に配列されている。各LED2は、光軸Axを中心に略放射状に前方へ光を出射させる。また、各LED2は、光軸Axを基準とする光の出射角が大きくなるに連れてその光度が低くなる指向特性を有している。
また、複数のLED2,…は、上段の複数(本実施形態では3つ)のものが、所定の発光色の第一LED21,…となっており、下段の複数(本実施形態では3つ)のものが、第一LED21とは互いの発光色が異なる第二LED22,…となっている。
複数の導光レンズ3,…は、複数のLED2,…から出射された光を配光制御するためのものであり、当該複数のLED2,…の前方に配置されている。これら複数の導光レンズ3,…は、複数のLED2,…と同様に、略同一の前後方向位置において上下2段かつ左右3列に配列されている。
また、複数の導光レンズ3,…は、そのうちの上段の複数(本実施形態では3つ)の第一導光レンズ31,…が複数の第一LED21,…に対応するとともに、下段の複数(本実施形態では3つ)の第二導光レンズ32,…が複数の第二LED22,…に対応しており、それぞれ対応するLED2の前方に配置されている。これら複数の第一導光レンズ31,…及び複数の第二導光レンズ32,…は、上下方向に互いに近接(本実施形態ではほぼ接触)するとともに、それぞれにおいて、後述する出光面34を互いに連続させるようにして左右方向に沿って連なっている。
各導光レンズ3は、平面視形状がホームベース状で厚さが略一定の平板状に形成され、その尖頭部を後方に向けつつ上下方向と直交するように配置されている。より詳しくは、各導光レンズ3は、対応するLED2の光軸Axが上下方向及び左右方向の中央を通るよう配置されるとともに、この光軸Axの位置を境に上下方向及び左右方向それぞれに対して対称形状に形成されている。
この各導光レンズ3は、後方への尖頭状に形成された後面が、LED2からの光を当該導光レンズ3内に入射させる入光面33となっている一方、前後方向と直交する前面が、入光面33から導光してきた光を前方へ出射させる出光面34となっている。
このうち、入光面33は、LED2からの光を、横断面(左右方向に略沿った断面)では左右方向に幅広に均一化し、縦断面(左右方向と略直交する断面)では細く平行光化しながら、導光レンズ3内に入射させる。
具体的に、入光面33の横断面形状は、図3(a)に示すように、後方へ開口する中央の凹部33aと、その左右両端(後端)から緩やかに膨らみつつ前方斜め側方へ湾曲する2つの凸部33b,33bとが滑らかに連なったふたこぶ状に形成されている。なお、図3(a)は断面図ではなく平面図である。
これら凹部33aと2つの凸部33b,33bとの2つの連結点(すなわち、ふたこぶの頂点)は、光軸Axを通る上下方向中央の横断面上から上下両側に向かうに連れて左右方向へ次第に離れるように設けられている。また、この2つの連結点は、光軸Axを通る上下方向中央の横断面上では、LED2から見たときの光の出射角が半値角の1/2倍〜3/2倍となる方向に位置していることが好ましく、本実施形態においては、当該出射角がほぼ半値角となる方向に位置している。
入光面33の横断面形状のうち、中央の凹部33aでは、図4(a)に示すように、LED2から出射された光のうち、光軸Ax周辺の比較的に高光度の光を、出光面34の全面に亘って分布するように左右方向に拡散(屈折)させつつ、導光レンズ3内に入射させる。
一方、2つの凸部33b,33bでは、図4(b)に示すように、LED2からの光のうち、凹部33aに向かうものよりも左右両側方に出射された比較的に低光度の光を、前後方向に略沿って出光面34に向かうよう前側に集光(屈折)させつつ、導光レンズ3内に入射させる。
入光面33の縦断面形状は、図3(b)に示すように、上下方向中央の位置(光軸Axの上下方向位置)を頂点として後方へ膨出する凸状に形成されている。この入光面33の縦断面形状では、LED2から出射された光を、光軸Axに略沿った平行光にしつつ導光レンズ3内に入射させる。
出光面34は、図2に示すように、入光面33の前方に位置する左右方向に長尺な面であり、当該入光面33から導光してきた光を、前後方向に略沿った平行光となるよう屈折させつつ前方へ出射させる。
具体的には、図3(c)に示すように、出光面34は、前後方向と直交する平面を基準面として、当該基準面の全面に亘り複数のプリズムカット34a,…が左右方向に沿って並設されたレンズカット面となっている。複数のプリズムカット34a,…は、入光面33からの光のうち、主に凹部33aからの光(図4(a)参照)を平行光とするためのものである。入光面33の凹部33aからの光は、光軸Axから左右方向に離れるに連れて出光面34への入射角が大きくなるものであるため、複数のプリズムカット34a,…は、光軸Axから左右方向に離れるに連れて、次第に大きな角度で出光面34の左右方向中央上がりに傾斜していく面となっている。
拡散レンズ4は、図1及び図2に示すように、左右方向に長尺な平板状に形成され、複数の導光レンズ3,…の前方を覆うように配置されている。拡散レンズ4の前面のうち、複数の導光レンズ3,…の出光面34全体の前方に位置する略全面に亘る部分は、複数の導光レンズ3,…からの光を上下左右に拡散させる拡散面41となっている。この拡散面41には、全面に亘って複数の拡散レンズカット41a,…が形成されており、本実施形態では、凸面状のいわゆる魚眼レンズカットがマトリクス状に配列されている。
このような構成により、拡散レンズ4は、複数の導光レンズ3,…から前方へ出射されてきた平行光を、拡散面41の複数の拡散レンズカット41a,…で上下左右に拡散させつつ前方へ透過させる。
以上の構成を具備する車両用灯具1では、互いの発光色が異なる第一LED21と第二LED22との点消灯を切り替えることによって、拡散レンズ4が異なる色で発光する。
具体的には、複数の第一LED21,…を点灯させて複数の第二LED22,…を消灯させた場合には、各第一LED21から出射された光が、当該第一LED21に対応する第一導光レンズ31を通じてその出光面34全面から平行光として出射される。そして、この光が拡散レンズ4の拡散面41によって拡散されつつ前方へ照射される結果、当該拡散面41が第一LED21の発光色に対応した色で、その左右方向の全長に亘ってライン状(直線状)に発光する。
一方、複数の第一LED21,…を消灯させて複数の第二LED22,…を点灯させた場合には、各第二LED22から出射された光が、当該第二LED22に対応する第二導光レンズ32を通じてその出光面34全面から平行光として出射される。そして、この光が拡散レンズ4の拡散面41によって拡散されつつ前方へ照射される結果、当該拡散面41が第二LED22の発光色に対応した色で、その左右方向の全長に亘ってライン状(直線状)に発光する。
ここで、複数の第一LED21,…を点灯させた場合には、拡散レンズ4の拡散面41のうち、複数の第一導光レンズ31,…の前方に位置する上半部が主に発光する。反対に、複数の第二LED22,…を点灯させた場合には、拡散レンズ4の拡散面41のうち、複数の第二導光レンズ32,…の前方に位置する下半部が主に発光する。
しかし、複数の第一導光レンズ31,…と複数の第二導光レンズ32,…とは互いに上下方向に近接しており、さらに各出光面34から出射された光が拡散レンズ4で広く拡散されるため、拡散レンズ4はあたかも同じ部分が異なる色で発光しているかのような見栄えで発光することとなる。
以上のように、本実施形態の車両用灯具1によれば、第一導光レンズ31及び第二導光レンズ32が、各出光面34の長手方向を互いに一致させつつ当該長手方向と略直交する上下方向に互いに近接して並設されており、また、これら第一導光レンズ31及び第二導光レンズ32からの光を拡散させる拡散レンズ4が、出光面34全体の前方を覆うように長尺に設けられているので、第一LED21を点灯させたときと第二LED22を点灯させたときとで、拡散レンズ4のうちの極めて近接した部分が発光することとなり、ひいては、あたかも同じ部分が異なる色で発光しているかのような見栄えで発光する。
また、LED2から前方への光が、当該LED2の前方に配置された導光レンズ3によって導光されてその出光面34から出射されるので、光利用効率が低い導光棒を用いていた従来に比べ、光利用効率を向上させることができる。
したがって、従来に比べて光利用効率を向上させつつ、長尺なライン状の単一の発光部(拡散レンズ4)を異なる2つの色で発光させることができる。
[変形例]
続いて、上記実施形態の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図5は、本変形例における車両用灯具1Aの正面図であり、図6は、車両用灯具1Aを斜め後方から見た斜視図であり、図7は、車両用灯具1Aが備える導光レンズ3Aの斜視図である。
本変形例における車両用灯具1Aは、湾曲線状(本変形例では円弧線状)に発光するよう構成されている点と、2種類のLEDの出射光量が異なる点で、上記実施形態における車両用灯具1とは異なっている。
具体的には、図5及び図6に示すように、車両用灯具1Aは、上記実施形態における複数のLED2,…、複数の導光レンズ3,…及び拡散レンズ4に代えて、複数のLED2A,…、複数の導光レンズ3A,…及び拡散レンズ4Aを備えている。
このうち、複数のLED2A,…は、正面視で二重円弧状に配列されており、内周側の複数の第一LED21A,…と、外周側の複数の第二LED22A,…とから構成されている。複数の第一LED21A,…と複数の第二LED22A,…とは、互いの発光色が異なっており、本変形例では、各第一LED21Aが白色で発光し、各第二LED22Aがアンバー色で発光する。
また、複数の第一LED21A,…と複数の第二LED22A,…とは、互いの数量が異なっており、第一LED21Aの方が第二LED22Aよりも数量が少なくなっている(本変形例では、第一LED21Aが8個、第二LED22Aが12個)。これは、第二LED22Aの方が第一LED21Aよりも単体での出射光量が少なく、互いの数量を調整してトータルでの光量のバランスを取るためである。なお、本変形例では、アンバー色で発光する第二LED22Aは、白色で発光する第一LED21Aに対し、単体での出射光量が3分の2程度となっている。このように、第二LED22Aとして、より低出力で安価なものを使用することにより、低コスト化を図ることができる。
複数の導光レンズ3A,…は、それぞれ湾曲板状に形成され、正面視で二重湾曲線状(本変形例では二重円弧状)に配列されている。これら複数の導光レンズ3A,…は、そのうちの内周側の複数の第一導光レンズ31A,…が複数の第一LED21A,…と対応するとともに、外周側の複数の第二導光レンズ32A,…が複数の第二LED22A,…と対応しており、それぞれ対応するLED2Aの前方に配置されている。したがって、本変形例では、第一導光レンズ31Aが8個、第二導光レンズ32Aが12個となっている。
各導光レンズ3Aは、図7に示すように、上記実施形態における導光レンズ3を上下方向(厚さ方向)に湾曲させた形状に形成されており、対応するLED2Aからの光を、湾曲した出光面34Aの略全面から前方へ出射させるように構成されている。但し、第一導光レンズ31A及び第二導光レンズ32Aは、互いの数量の違いから、長手方向に沿った互いの出光面34Aの全長(複数のものを合わせた全長)が一致するように、互いに異なる長さに形成されているとともに、径方向の位置の違いから互いに異なる湾曲曲率に形成されている。
そして、図6に示すように、複数の第一導光レンズ31A,…及び複数の第二導光レンズ32A,…は、径方向に互いに近接(本実施形態ではほぼ接触)するとともに、それぞれにおいて、出光面34Aを互いに連続させるようにして正面視円弧線状に連なっている。
拡散レンズ4Aは、上記実施形態における拡散レンズ4を複数の導光レンズ3A,…の配列に対応させて円弧板状に湾曲させた形状に形成され、複数の導光レンズ3A,…の前方に配置されている。そのため、この拡散レンズ4Aは、複数の導光レンズ3A,…から前方へ出射されてきた平行光を拡散させつつ前方へ透過させる。
以上の構成を具備する車両用灯具1Aでは、上記実施形態における車両用灯具1と同様に、第一LED21Aと第二LED22Aとの点消灯を切り替えることによって、拡散レンズ4Aが異なる色で発光する。
具体的には、複数の第一LED21A,…を点灯させて複数の第二LED22A,…を消灯させた場合には、拡散レンズ4Aの前面が第一LED21Aの発光色(白色)に対応した色で、その全長に亘ってライン状(湾曲線状)に発光する。これにより、車両用灯具1Aは、例えばDRL(デイタイムランニングランプ)として機能する。
一方、複数の第一LED21A,…を消灯させて複数の第二LED22A,…を点灯させた場合には、拡散レンズ4Aの前面が第二LED22Aの発光色(アンバー色)に対応した色で、その全長に亘ってライン状(湾曲線状)に発光する。これにより、車両用灯具1Aは、例えばターンシグナルランプ(方向指示器)として機能する。
ここで、複数の第一LED21A,…を点灯させた場合には、拡散レンズ4Aの前面のうち、複数の第一導光レンズ31A,…の前方に位置する内側半部が主に発光する一方で、複数の第二LED22A,…を点灯させた場合には、拡散レンズ4の前面のうち、複数の第二導光レンズ32A,…の前方に位置する外側半部が主に発光する。
しかし、複数の第一導光レンズ31A,…と複数の第二導光レンズ32A,…とは互いに径方向に近接しており、さらに各出光面34Aから出射された光が拡散レンズ4Aで広く拡散されるため、拡散レンズ4Aはあたかも同じ部分が異なる色で発光しているかのような見栄えで発光することとなる。
以上のように、本変形例の車両用灯具1Aによれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、上記実施形態のような直線状とは異なるライン状(湾曲線状)の発光を実現することができる。
また、第一LED21A及び第二LED22Aは、出射光量の少ない第二LED22が第一LED21Aよりも多く設けられ、第一導光レンズ31A及び第二導光レンズ32Aは、第二LED22に対応する第二導光レンズ32Aが第一導光レンズ31Aよりも多く設けられてそれらの出光面34Aを長手方向に連続させているとともに、長手方向に沿った互いの出光面34Aの全長が一致するように互いに異なる長さに形成されている。
したがって、光量差のある2種類のLED2Aを用いた場合であっても、好適に光量のバランスを取って同程度の明るさで拡散レンズ4Aを発光させることができる。
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態及びその変形例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記変形例では、湾曲板状の複数の導光レンズ3A,…を用いることで円弧線状の発光を実現することとしたが、各導光レンズ3Aの湾曲曲率やその連結形状を調整することによって、真円状や楕円状などの他の湾曲線状の発光も実現可能であるのは勿論である。
さらに、湾曲板状の導光レンズ3Aを上記実施形態における平板状の導光レンズ3と組み合わせて用いてもよい。これにより、多彩な形状の発光デザインが可能となり、やや複雑に湾曲した灯具周縁に沿ってライン状の発光部を設けることなども可能である。
1,1A 車両用灯具
2,2A LED
21,21A 第一LED
22,22A 第二LED
3,3A 導光レンズ
31,31A 第一導光レンズ
32,32A 第二導光レンズ
33 入光面
34,34A 出光面
4,4A 拡散レンズ
41 拡散面

Claims (2)

  1. 互いの発光色が異なる第一LED及び第二LEDと、
    前記第一LED及び前記第二LEDに対応してその前方に配置され、当該第一LED及び当該第二LEDから出射された光を個別に導光して各出光面から前方へ出射させる第一導光レンズ及び第二導光レンズと、
    前記第一導光レンズ及び前記第二導光レンズの前方に配置され、当該第一導光レンズ及び当該第二導光レンズから出射された光を拡散させつつ前方へ透過させる拡散レンズと、
    を備え、
    前記第一導光レンズ及び前記第二導光レンズは、各出光面が長尺に形成されるとともに、その長手方向を互いに一致させつつ当該長手方向と略直交する方向に互いに近接して並設され、
    前記拡散レンズは、前記第一導光レンズ及び前記第二導光レンズの出光面全体の前方を覆うように長尺に設けられ
    前記第一LED及び前記第二LEDは、互いの出射光量が異なっているとともに、出射光量の少ない一方のLEDが他方のLEDよりも多く設けられ、
    前記第一導光レンズ及び前記第二導光レンズは、
    前記一方のLEDに対応する一方の導光レンズが、他方の導光レンズよりも多く設けられて、それらの出光面を長手方向に連続させているとともに、
    長手方向に沿った互いの出光面の全長が一致するように、互いに異なる長さに形成されていることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記第一導光レンズ及び前記第二導光レンズが正面視で二重湾曲線状に設けら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。
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