(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
上記第1の所要角度の値が、灯具正面方向に対して左右方向の角度よりも上下方向の角度の方が小さい値に設定されている、ことを特徴とする請求項1記載の車両用灯具。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
リアフォグランプ等の車両用灯具においては、灯具正面方向を中心とする一定の角度範囲内において、できるだけ均一な明るさで光照射を行う構成とすることが望まれる。
【0006】
しかしながら、上記「特許文献1」に記載された車両用灯具においては、その直射光制御部および反射光制御部からの出射光の光度分布が、いずれも灯具正面方向において最も光度が高くなる光度分布となっているので、両者を合成した全体の光度分布も灯具正面方向において最も光度が高くなってしまい、これを平坦なものとすることは困難である、という問題がある。
【0007】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、直射光制御部および反射光制御部を備えた透光部材を有する車両用灯具において、灯具正面方向を中心とする一定の角度範囲内において比較的均一な明るさで光照射を行うことができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願発明は、透光部材の構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【0009】
すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
灯具前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子を前方側から覆うように配置された透光部材と、を備えてなる車両用灯具において、
上記透光部材において上記発光素子の前方に位置する中心領域が、レンズ状の直射光制御部として構成されており、
上記透光部材において上記中心領域の周囲に位置する周辺領域が、該透光部材に入射した上記発光素子からの光を、該透光部材の後面で前方へ向けて内面反射させた後に該透光部材の前面から前方へ出射させる反射光制御部として構成されており、
上記直射光制御部が、該直射光制御部からの出射光の光度分布を、灯具正面方向から第1の所要角度離れた方向において最も光度が高くなる光度分布とするように構成されており、
上記反射光制御部が、該反射光制御部からの出射光の光度分布を、上記第1の所要角度よりも小さい第2の所要角度の方向において最も光度が高くなる光度分布とするように構成されて
おり、
上記第2の所要角度の値が、0°に設定されている、ことを特徴とするものである。
【0010】
上記「発光素子」の種類は特に限定されるものではなく、例えば発光ダイオードやレーザダイオード等が採用可能である。
【0011】
上記「直射光制御部」は、レンズ状に形成されており、かつ、該直射光制御部からの出射光の光度分布を、灯具正面方向から第1の所要角度離れた方向において最も光度が高くなる光度分布とするように構成されていれば、その後面および前面の具体的な形状は特に限定されるものではない。
【0012】
上記「反射光制御部」は、透光部材に入射した発光素子からの光を、その後面で前方へ向けて内面反射させた後にその前面から前方へ出射させるように構成されていれば、その入射面ならびにその後面および前面の具体的な形状は特に限定されるものではない。
【0013】
上記「第1の所要角度」の具体的な値は特に限定されるものではなく、また、この値は全周にわたって同一であってもよいし同一でなくてもよい。
【0014】
上記「第2の所要角度」は、第1の所要角度よりも小さい角度に設定されていれば、その具体的な値は特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【0015】
本願発明に係る車両用灯具の透光部材は、中心領域がレンズ状の直射光制御部として構成されるとともに周辺領域が反射光制御部として構成されているが、その際、直射光制御部は、該直射光制御部からの出射光の光度分布を、灯具正面方向から第1の所要角度離れた方向において最も光度が高くなる光度分布とするように構成されており、一方、反射光制御部は、該反射光制御部からの出射光の光度分布を、第1の所要角度よりも小さい第2の所要角度の方向において最も光度が高くなる光度分布とするように構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【0016】
すなわち、直射光制御部からの出射光の光度分布と反射光制御部からの出射光の光度分布とを合成することにより、全体として比較的平坦な光度分布を得ることができる。そしてこれにより、灯具正面方向を中心とする一定の角度範囲内において比較的均一な明るさで光照射を行うようにすることができる。
【0017】
このように本願発明によれば、直射光制御部および反射光制御部を備えた透光部材を有する車両用灯具において、灯具正面方向を中心とする一定の角度範囲内において比較的均一な明るさで光照射を行うことができる。
【0018】
上記構成において、第1の所要角度の値が、灯具正面方向に対して左右方向の角度よりも上下方向の角度の方が小さい値に設定された構成とすれば、灯具正面方向を中心として一定の角度範囲内において比較的均一な明るさで拡がる配光パターンを、横長の配光パターンとして形成することができる。そしてこれにより、リアフォグランプ等の車両用灯具により適した配光パターンを得ることができる。
【0019】
上記構成において、第2の所要角度の値が0°に設定された構成とすれば、上記配光パターンを、より均一な配光パターンとして形成することができる。その際、この第2の所要角度の値は、厳密な意味で0°に設定されていることは必ずしも必要でなく、0°近傍の値に設定されていてもよい。
【0020】
上記構成において、直射光制御部が両凸レンズ状に形成された構成とすれば、発光素子からの光を直射光制御部の後面および前面において無理なく屈折させることができる。そしてこれにより、直射光制御部からの出射光による光照射を、灯具正面方向から第1の所要角度離れた方向において最も光度が高くなる光度分布で行うための光偏向制御を、精度良く行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【0023】
図1は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具10を示す正面図である。また、
図2は、
図1のII−II線断面図であり、
図3は、
図1のIII−III線断面図である。
【0024】
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具10は、車両後部に配置されるリアフォグランプであって、灯具前方へ向けて配置された発光素子12と、発光素子12を前方側から覆うように配置された透光部材14とを備えてなっている。
【0025】
なお、車両用灯具10としては、
図2において、Xで示す方向が「前方」(車両としては「後方」)であり、Yで示す方向が「前方」と直交する「右方向」である。
【0026】
発光素子12は、赤色発光ダイオードであって、その発光チップ12aの発光中心を車両前後方向に延びる光軸Ax上において灯具前方へ向けた状態で、支持プレート16に固定されている。
【0027】
透光部材14は、透明な合成樹脂成形品で構成されており、図示しないブラケットを介して支持プレート16に固定されている。
【0028】
この透光部材14は、発光素子12の前方に位置する中心領域が直射光制御部14Aとして構成されており、この直射光制御部14Aの周囲に位置する環状の周辺領域が反射光制御部14Bとして構成されている。
【0029】
そして、この透光部材14においては、発光素子12からの出射光のうち、光軸Axに対して小角度(例えば40°程度以下の角度)で出射される光については、直射光制御部14Aに入射させる一方、光軸Axに対して大角度(例えば40°程度を超える角度)で出射される光については、反射光制御部14Bに入射させるようになっている。
【0030】
直射光制御部14Aは、両凸レンズ状に形成されており、発光素子12からの出射光を、前方へ向けて偏向出射させるようになっている。
【0031】
直射光制御部14Aの前面14Aaは、左右方向の曲率よりも上下方向の曲率が大きい楕円球面状の曲面で構成されている。一方、直射光制御部14Aの後面14Abは、光軸Axを中心とする回転曲面で構成されている。その際、この回転曲面は、光軸Axから離れるに従って曲率が徐々に大きくなる曲面で構成されている。
【0032】
直射光制御部14Aの後面14Abが上記のような回転曲面で構成されていることにより、直射光制御部14Aからの出射光は、光軸Axからの開き角が小さい領域においては、光軸Axに関して径方向に比較的大きく拡散する光となり、一方、光軸Axからの開き角が大きい領域においては、光軸Axに関して径方向に比較的小さく拡散する光となり、かつ、その拡散の程度は光軸Axからの開き角が大きくなるに従って徐々に小さくなっている。
【0033】
また、直射光制御部14Aの前面14Aaが上記のような楕円球面状の曲面で構成されていることにより、直射光制御部14Aからの出射光の拡散の程度は、左右方向よりも上下方向の方が小さくなっている。
【0034】
一方、反射光制御部14Bは、発光素子12からの出射光を入射させる入射面14Bcと、この入射面14Bcからの入射光を、前方へ向けて内面反射させる反射面14Bbと、この反射面14Bbからの反射光を前方へ向けて出射させる出射面14Baとを備えている。
【0035】
光軸Axを含む平面内において、入射面14Bcは、発光素子12からの出射光を光軸Axに対して斜め前方へ向かう平行光として入射させるように構成されており、反射面14Bbは、この平行光を灯具正面方向へ向かう平行光として全反射させるように構成されており、出射面14Baは、この平行光を灯具正面方向を中心とする拡散光として出射させるように構成されている。
【0036】
反射面14Bbおよび出射面14Baは、光軸Axを含む平面内において斜め前方へ向けて階段状に形成されている。その際、出射面14Baは、光軸Axを中心とする同心円状の帯状領域をさらに周方向に分割した複数の扇形領域の各々に、魚眼レンズ状の拡散レンズ素子14Ba1が割り付けられた構成となっている。また、反射面14Bbは、複数の円錐面領域14Bb1で構成されており、これら各円錐面領域14Bb1は、出射面14Baの各帯状領域の後方に位置するように配置されている。
【0037】
図4は、車両用灯具10からの照射光の光度分布を示す図である。
【0038】
同図(a)〜(c)は、水平方向の光度分布を示しており、同図(d)〜(f)は、鉛直方向の光度分布を示している。なお、同図(a)〜(c)において、「L」は左方向、「R」は右方向を示しており、同図(d)〜(f)において、「U」は上方向、「D」は下方向を示している。
【0039】
まず、水平方向の光度分布について説明する。
【0040】
同図(a)は、直射光制御部14Aからの出射光の光度分布Ahを示している。
【0041】
この光度分布Ahは、灯具正面方向から左右両側にそれぞれ第1の所要角度αh離れた方向において最も光度Iが高く、その間の領域が凹曲線状に窪んだ光度分布となっている。
【0042】
これは、直射光制御部14Aの後面14Abを構成する回転曲面が、光軸Axから離れるに従って曲率が徐々に大きくなる曲面で構成されており、これにより光軸Axからの開き角が大きくなるに従って径方向の拡散の程度が徐々に小さくなることによるものである。
【0043】
なお、同図(a)において2点鎖線で示す光度分布Ah´は、仮に直射光制御部14Aが通常の平凸レンズ状に形成されているとした場合の光度分布である。この光度分布Ah´は、灯具正面方向において最も光度Iが高くなる光度分布となっている。
【0044】
同図(b)は、反射光制御部14Bからの出射光の光度分布Bhを示している。
【0045】
この光度分布Bhは、灯具正面方向において最も光度Iが高くなる光度分布となっている。すなわち、この光度分布Bhは、第1の所要角度αhよりも小さい第2の所要角度βhの方向において最も光度Iが高くなる光度分布となっており、その際、第2の所要角度βhの値がβh=0°に設定されている。
【0046】
同図(c)は、直射光制御部14Aからの出射光の光度分布Ahと反射光制御部14Bからの出射光の光度分布Bhとを合成した光度分布(すなわち車両用灯具10全体からの照射光の光度分布)Ah+Bhを示している。
【0047】
この光度分布Ah+Bhは、光度分布Ahの凹部と光度分布Bhの凸部とが埋め合わされることにより、全体として比較的平坦な光度分布となっている。
【0048】
同図(c)において網線で示す光度領域は、リアフォグランプとして好ましい光度分布となる範囲を示している。この網線で示す光度領域は、光度Iが最高光度Imax よりも低く、かつ、灯具正面方向から左右両側にそれぞれ角度θh(例えばθh=10°)までの角度範囲においては、光度Iが最低光度Imin よりも高い光度領域として設定されている。
【0049】
光度分布Ah+Bhは、網線で示す光度領域に十分収まる光度分布となっている。
【0050】
なお、同図(c)において2点鎖線で示す光度分布Ah´+Bhは、仮に直射光制御部14Aが通常の凸レンズ状に形成されているとした場合の光度分布である。この光度分布Ah´+Bhは、光度分布Ah´の凸部と光度分布Bhの凸部とが重畳されることにより、灯具正面方向において光度Iが非常に高くなる光度分布となっており、その一部が網線で示す光度領域からはみ出している。
【0051】
次に、上下方向の光度分布について説明する。
【0052】
同図(d)は、直射光制御部14Aからの出射光の光度分布Avを示している。
【0053】
この光度分布Avは、灯具正面方向から上下両側にそれぞれ第1の所要角度αv離れた方向において最も光度Iが高く、その間の領域が凹曲線状に窪んだ光度分布となっている。
【0054】
このような光度分布Avが得られるのは、水平方向の光度分布Ahの場合と同様の理由によるものであるが、その際、第1の所要角度αvは第1の所要角度αhよりも小さい値となっている。
【0055】
これは、直射光制御部14Aの前面14Aaが、左右方向の曲率よりも上下方向の曲率が大きい楕円球面状の曲面で構成されており、これにより直射光制御部14Aからの出射光の拡散の程度が左右方向よりも上下方向において小さくなっていることによるものである。
【0056】
同図(e)は、反射光制御部14Bからの出射光の光度分布Bvを示している。
【0057】
この光度分布Bvは、光度分布Ahと同一の光度分布であり、最も光度Iが高くなる第2の所要角度βvの値はβv=0°である。
【0058】
同図(f)は、直射光制御部14Aからの出射光の光度分布Avと反射光制御部14Bからの出射光の光度分布Bvとを合成した光度分布(すなわち車両用灯具10全体からの照射光の光度分布)Av+Bvを示している。
【0059】
この光度分布Av+Bvは、光度分布Avの凹部と光度分布Bvの凸部とが埋め合わされることにより、全体として比較的平坦な光度分布となっている。
【0060】
同図(f)において網線で示す領域は、同図(c)において網線で示す光度領域と同様、リアフォグランプとして好ましい光度分布となる範囲を示している。ただし、この網線で示す光度領域は、灯具正面方向から上下両側にそれぞれ角度θhよりも小さい角度θv(例えばθv=5°)までの角度範囲において、光度Iが最低光度Imin よりも高い光度領域として設定されている。
【0061】
光度分布Av+Bvは、網線で示す光度領域に十分収まる光度分布となっている。
【0062】
以上により、車両用灯具10は、灯具正面方向を中心とする一定の角度範囲内において比較的均一な明るさで光照射を行うようになっている。
【0063】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【0064】
本実施形態に係る車両用灯具10の透光部材14は、中心領域がレンズ状の直射光制御部14Aとして構成されるとともに周辺領域が反射光制御部14Bとして構成されているが、その際、直射光制御部14Aは、該直射光制御部14Aからの出射光の光度分布Ah、Avを、灯具正面方向から第1の所要角度αh、αv離れた方向において最も光度Iが高くなる光度分布とするように構成されており、一方、反射光制御部14Bは、該反射光制御部14Bからの出射光の光度分布Bh、Bvを、第1の所要角度αh、αvよりも小さい第2の所要角度βh、βvの方向において最も光度Iが高くなる光度分布とするように構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【0065】
すなわち、直射光制御部14Aからの出射光の光度分布Ah、Avと反射光制御部14Bからの出射光の光度分布Bh、Bvとを合成することにより、全体として比較的平坦な光度分布Ah+Bh、Av+Bvを得ることができる。そしてこれにより、灯具正面方向を中心とする一定の角度範囲内において比較的均一な明るさで光照射を行うようにすることができる。
【0066】
このように本実施形態によれば、直射光制御部14Aおよび反射光制御部14Bを備えた透光部材14を有する車両用灯具10において、灯具正面方向を中心とする一定の角度範囲内において比較的均一な明るさで光照射を行うことができる。
【0067】
しかも本実施形態においては、第1の所要角度αh、αvの値が、灯具正面方向に対して左右方向の角度αhよりも上下方向の角度αvの方が小さい値に設定されているので、灯具正面方向を中心として一定の角度範囲内において比較的均一な明るさで拡がる配光パターンを、横長の配光パターンとして形成することができる。そしてこれにより、リアフォグランプにより適した配光パターンを得ることができる。
【0068】
また本実施形態においては、第2の所要角度βh、βvの値が0°に設定されているので、上記配光パターンを、より均一な配光パターンとして形成することができる。
【0069】
さらに本実施形態においては、直射光制御部14Aが両凸レンズ状に形成されているので、発光素子12からの光を直射光制御部14Aの後面14Abおよび前面14Aaにおいて無理なく屈折させることができる。そしてこれにより、直射光制御部14Aからの出射光による光照射を、灯具正面方向から第1の所要角度αh、αv離れた方向において最も光度Iが高くなる光度分布Ah、Avで行うための光偏向制御を、精度良く行うことができる。
【0070】
上記実施形態においては、直射光制御部14Aが両凸レンズ状に形成されているものとして説明したが、平凸レンズ状に形成されたものや凸メニスカスレンズ状に形成されたものを採用することも可能である。
【0071】
上記実施形態においては、車両用灯具10が、車両の後部に設けられるリアフォグランプである場合について説明したが、車両に設けられる箇所や機能にかかわらず、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。例えば、車両用灯具10として、リアフォグランプ以外にも、例えばテール&ストップランプ、デイタイムランニングランプ、クリアランスランプ等が採用可能である。その際、これら各灯具の機能に合わせて、赤色の発光ダイオードの他にも、白色やアンバ色の発光ダイオードを使用することが可能である。
【0072】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【0073】
図5および6は、本変形例に係る車両用灯具110を示す、
図2および3と同様の図である。
【0074】
これらの図に示すように、本変形例に係る車両用灯具110も、その基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、透光部材114の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。
【0075】
すなわち、本変形例の透光部材114は、その周辺領域を構成する反射光制御部114Bについては上記実施形態の反射光制御部14Bと同一の形状であるが、その中心領域を構成する直射光制御部114Aの形状が上記実施形態の直射光制御部14Aとは異なっている。
【0076】
具体的には、直射光制御部114Aは、その前面114Aaにおける中心領域が凹曲面部114Aa1として構成されており、その周辺領域が凸曲面部114Aa2として構成されており、かつ、これら凹曲面部114Aa1と凸曲面部114Aa2とが滑らかに接続されている。その際、これら凹曲面部114Aa1および凸曲面部114Aa2は、いずれも左右方向の曲率よりも上下方向の曲率が大きい値に設定されている。
【0077】
一方、直射光制御部114Aの後面114Abは、光軸Axと直交する平面で構成されている。
【0078】
そして、直射光制御部114Aの前面114Aaにおける凸曲面部114Aa2は、該凸曲面部114Aa2に到達した光を、光軸Axからの開き角が小さい領域においては光軸Axに関して径方向に大きく拡散する光として出射させる一方、光軸Axからの開き角が大きい領域においては平行光に近い光として出射させるように構成されている。
【0079】
図7は、車両用灯具110からの照射光の光度分布を示す、
図3と同様の図である。
【0080】
すなわち、同図(a)〜(c)は、水平方向の光度分布を示しており、同図(d)〜(f)は、鉛直方向の光度分布を示している。
【0081】
まず、水平方向の光度分布について説明する。
【0082】
同図(a)は、直射光制御部114Aからの出射光の光度分布Chを示している。
【0083】
この光度分布Chは、灯具正面方向から左右両側にそれぞれ第1の所要角度γh離れた方向において最も光度Iが高く、その間の領域が凹曲線状に窪んだ光度分布となっている。その際、第1の所要角度γhは、上記実施形態における第1の所要角度αhに対してγh>αhとなっている。
【0084】
これは、直射光制御部114Aの前面114Aaにおける中心領域が凹曲面部114Aa1として構成されるとともにその周辺領域が凸曲面部114Aa2として構成されているため、灯具正面方向から第1の所要角度γh離れた方向に向かう光の割合が多くなっており、これにより光度分布Chにおける左右両端部の傾斜が急峻になっていることによるものである。
【0085】
同図(b)は、反射光制御部114Bからの出射光の光度分布Bhを示している。この光度分布Bhは、上記実施形態の場合と全く同様である。
【0086】
同図(c)は、直射光制御部114Aからの出射光の光度分布Chと反射光制御部114Bからの出射光の光度分布Bhとを合成した光度分布(すなわち車両用灯具110全体からの照射光の光度分布)Ch+Bhを示している。
【0087】
この光度分布Ch+Bhは、光度分布Chの凹部と光度分布Bhの凸部とが埋め合わされることにより、全体として上記実施形態の光度分布Ah+Bhよりもさらに平坦でかつ矩形に近い光度分布となっている。そして、この光度分布Ch+Bhは、網線で示す光度領域に十分収まる光度分布となっている。
【0088】
次に、上下方向の光度分布について説明する。
【0089】
同図(d)は、直射光制御部114Aからの出射光の光度分布Cvを示している。
【0090】
この光度分布Cvは、灯具正面方向から上下両側にそれぞれ第1の所要角度γv離れた方向において最も光度Iが高く、その間の領域が凹曲線状に窪んだ光度分布となっている。
【0091】
このような光度分布Cvが得られるのは、水平方向の光度分布Chの場合と同様の理由によるものであるが、その際、第1の所要角度γvは第1の所要角度γhよりも小さい値となっている。
【0092】
これは、直射光制御部114Aの前面114Aaを構成する凹曲面部114Aa1および凸曲面部114Aa2が、いずれも左右方向の曲率よりも上下方向の曲率が大きい値に設定されており、これにより直射光制御部114Aからの出射光の拡散の程度が左右方向よりも上下方向において小さくなっていることによるものである。
【0093】
同図(e)は、反射光制御部114Bからの出射光の光度分布Bvを示している。この光度分布Bvは、光度分布Chと同一の光度分布であり、最も光度Iが高くなる第2の所要角度βvの値はβv=0°である。
【0094】
同図(f)は、直射光制御部114Aからの出射光の光度分布Cvと反射光制御部114Bからの出射光の光度分布Bvとを合成した光度分布(すなわち車両用灯具110全体からの照射光の光度分布)Cv+Bvを示している。
【0095】
この光度分布Cv+Bvは、光度分布Avの凹部と光度分布Bvの凸部とが埋め合わされることにより、全体として上記実施形態の光度分布Av+Bvよりもさらに平坦でかつ矩形に近い光度分布となっている。そして、この光度分布Cv+Bvは、網線で示す光度領域に十分収まる光度分布となっている。
【0096】
本変形例の構成を採用した場合には、灯具正面方向を中心とする一定の角度範囲内において上記実施形態の場合よりもさらに均一な明るさで光照射を行うことが可能となる。
【0097】
上記変形例においては、直射光制御部114Aの前面114Aaが凹曲面部114Aa1および凸曲面部114Aa2で構成されるとともにその後面114Abが平面で構成されているものとして説明したが、その後面114Abが凸曲面または凹曲面で構成されたものとすることも可能であり、あるいは、直射光制御部114Aの前面114Aaが平面で構成されるとともにその後面114Abが凹曲面部および凸曲面部で構成されたものとすることも可能である。
【0098】
なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【0099】
また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。