(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023115524
(43)【公開日】2023-08-21
(54)【発明の名称】車両外装用発光装置
(51)【国際特許分類】
F21S 43/20 20180101AFI20230814BHJP
F21S 43/237 20180101ALI20230814BHJP
【ＦＩ】
F21S43/20
F21S43/237
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022017775
(22)【出願日】2022-02-08
(71)【出願人】
【識別番号】000241463
【氏名又は名称】豊田合成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002583
【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】道家 真一
(57)【要約】
【課題】発光の均一性及び光取出効率に優れる、車両の外装部品に組み込むための車両外装用発光装置を提供することにある。
【解決手段】発光素子１０と、発光素子１０から発せられる光を屈折により拡散させるインナーレンズ１１と、インナーレンズ１１により拡散される光を屈折により拡散させるアウターレンズ１２と、を備え、インナーレンズ１１が、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、アウターレンズ１２が、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、第１の方向と第２の方向の成す角度が６０°以上、１２０°以下である、車両外装用発光装置１を提供する。
【選択図】図１
【解決手段】発光素子１０と、発光素子１０から発せられる光を屈折により拡散させるインナーレンズ１１と、インナーレンズ１１により拡散される光を屈折により拡散させるアウターレンズ１２と、を備え、インナーレンズ１１が、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、アウターレンズ１２が、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、第１の方向と第２の方向の成す角度が６０°以上、１２０°以下である、車両外装用発光装置１を提供する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、
前記光源から発せられる光を屈折又は反射により拡散させる第１の拡散材と、
前記第１の拡散材により拡散される光を屈折により拡散させる第２の拡散材と、
を備え、
前記第１の拡散材が、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、
前記第２の拡散材が、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、
前記第１の方向と前記第２の方向の成す角度が６０°以上、１２０°以下である、
車両外装用発光装置。
前記光源から発せられる光を屈折又は反射により拡散させる第１の拡散材と、
前記第１の拡散材により拡散される光を屈折により拡散させる第２の拡散材と、
を備え、
前記第１の拡散材が、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、
前記第２の拡散材が、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、
前記第１の方向と前記第２の方向の成す角度が６０°以上、１２０°以下である、
車両外装用発光装置。
【請求項2】
前記第１の拡散材と前記第２の拡散材が、それぞれ異方性拡散レンズである、
請求項１に記載の車両外装用発光装置。
請求項１に記載の車両外装用発光装置。
【請求項3】
前記第１の拡散材と前記第２の拡散材とが、１つの異方性拡散レンズに含まれる、
請求項１に記載の車両外装用発光装置。
請求項１に記載の車両外装用発光装置。
【請求項4】
前記第１の拡散材が前記第１の方向に延びる導光棒であり、
前記第２の拡散材が異方性拡散レンズである、
請求項１に記載の車両外装用発光装置。
前記第２の拡散材が異方性拡散レンズである、
請求項１に記載の車両外装用発光装置。
【請求項5】
光源と、
前記光源から発せられる光を屈折により拡散させる拡散材と、
を備え、
前記光源から発せられる光が、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく広がる光であり、
前記拡散材が、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、
前記第１の方向と前記第２の方向の成す角度が６０°以上、１２０°以下である、
車両外装用発光装置。
前記光源から発せられる光を屈折により拡散させる拡散材と、
を備え、
前記光源から発せられる光が、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく広がる光であり、
前記拡散材が、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、
前記第１の方向と前記第２の方向の成す角度が６０°以上、１２０°以下である、
車両外装用発光装置。
【請求項6】
前記光源が、前記第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を含む、
請求項５に記載の車両外装用発光装置。
請求項５に記載の車両外装用発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両外装用発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ＬＥＤの発する光によりエンブレムの周縁を発光させるエンブレム発光装置であって、導光板と拡散材の２つの部材によって光を拡散させるものが知られている（特許文献１を参照）。この特許文献１に記載のエンブレム発光装置においては、エンブレムの裏面に導光板が配置され、導光板の下面中央部に形成された凹部にＬＥＤが配置されている。そして、導光板とエンブレムの間には拡散材が設置されている。
【0003】
特許文献１によれば、導光板内において反射を繰り返した後にエンブレムに向かう光を拡散材によって多方向に拡散させることができるため、エンブレムの周縁のより均一で高質な発光が可能となる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１３－２０５５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載のエンブレム発光装置においては、拡散材に乱反射されて導光板内を様々な方向に進む光がエンブレムの透光部に達したときに、その透光部から外部に取り出されるため、装置内部での光の減衰が大きく、光取出効率が低いという問題がある。
【0006】
本発明の目的は、発光の均一性及び光取出効率に優れる、車両の外装部品に組み込むための車両外装用発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］～［６］の車両外装用発光装置を提供する。
【0008】
［１］光源と、前記光源から発せられる光を屈折又は反射により拡散させる第１の拡散材と、前記第１の拡散材により拡散される光を屈折により拡散させる第２の拡散材と、を備え、前記第１の拡散材が、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、前記第２の拡散材が、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、前記第１の方向と前記第２の方向の成す角度が６０°以上、１２０°以下である、車両外装用発光装置。
［２］前記第１の拡散材と前記第２の拡散材が、それぞれ異方性拡散レンズである、上記［１］に記載の車両外装用発光装置。
［３］前記第１の拡散材と前記第２の拡散材とが、１つの異方性拡散レンズに含まれる、上記［１］に記載の車両外装用発光装置。
［４］前記第１の拡散材が前記第１の方向に延びる導光棒であり、前記第２の拡散材が異方性拡散レンズである、上記［１］に記載の車両外装用発光装置。
［５］光源と、前記光源から発せられる光を屈折により拡散させる拡散材と、を備え、前記光源から発せられる光が、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく広がる光であり、前記拡散材が、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、前記第１の方向と前記第２の方向の成す角度が６０°以上、１２０°以下である、車両外装用発光装置。
［６］前記光源が、前記第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を含む、上記［５］に記載の車両外装用発光装置。
［２］前記第１の拡散材と前記第２の拡散材が、それぞれ異方性拡散レンズである、上記［１］に記載の車両外装用発光装置。
［３］前記第１の拡散材と前記第２の拡散材とが、１つの異方性拡散レンズに含まれる、上記［１］に記載の車両外装用発光装置。
［４］前記第１の拡散材が前記第１の方向に延びる導光棒であり、前記第２の拡散材が異方性拡散レンズである、上記［１］に記載の車両外装用発光装置。
［５］光源と、前記光源から発せられる光を屈折により拡散させる拡散材と、を備え、前記光源から発せられる光が、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく広がる光であり、前記拡散材が、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有し、前記第１の方向と前記第２の方向の成す角度が６０°以上、１２０°以下である、車両外装用発光装置。
［６］前記光源が、前記第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を含む、上記［５］に記載の車両外装用発光装置。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、発光の均一性及び光取出効率に優れる、車両の外装部品に組み込むための車両外装用発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
〔第１の実施の形態〕
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１の垂直断面図である。図１（ｂ）は、車両外装用発光装置１に備えられた、発光素子１０を含む発光素子パッケージの垂直断面図である。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１の垂直断面図である。図１（ｂ）は、車両外装用発光装置１に備えられた、発光素子１０を含む発光素子パッケージの垂直断面図である。
【0012】
車両外装用発光装置１は、光源としての発光素子１０と、発光素子１０から発せられる光を屈折により拡散させるインナーレンズ１１と、インナーレンズ１１により拡散される光を屈折により拡散させるアウターレンズ１２とを備える。図１（ａ）における点線は、車両外装用発光装置１の内部の光及び車両外装用発光装置１から取り出される光の広がり方を模式的に示す。
【0013】
車両外装用発光装置１は、例えば、車両外装用のパネル、モール、発光エンブレムなどに組み込まれ、光輝フィルム、加飾フィルム、エンブレムなどを背面から照明するために用いられる。
【0014】
インナーレンズ１１及びアウターレンズ１２は、平面方向において異方的に光を拡散させる拡散特性を有する。平面方向とは、車両外装用発光装置１の平面に平行な方向であり、例えば、図１（ａ）における平面方向は、紙面内の横方向及び紙面に垂直な方向を含む面内の方向である。
【0015】
ここで、平面方向においてインナーレンズ１１により最も大きく光が散乱される方向を第１の方向、平面方向においてアウターレンズ１２により最も大きく光が散乱される方向を第２の方向と呼ぶ。すなわち、車両外装用発光装置１を垂直上方から視たときに、インナーレンズ１１に入射した光は第１の方向に最も大きく散乱され、アウターレンズ１２に入射した光は第２の方向に最も大きく散乱される。第１の方向と第２の方向の成す角度は、６０°以上、１２０°以下である。
【0016】
発光素子１０は、ＬＥＤチップなどの発光素子であり、ハウジング１３に収容され、封止樹脂１４により封止される。インナーレンズ１１は、発光素子１０の上方を覆うようにハウジング１３に固定される。発光素子１０、ハウジング１３、封止樹脂１４、及びインナーレンズ１１を含む発光素子パッケージは基板１５に実装され、基板１５を介して電力や信号が発光素子１０に供給される。発光素子１０は、上方のインナーレンズ１１に向けて光を発する。
【0017】
インナーレンズ１１は、アクリルなどの透明材料からなるドーム状の異方性拡散レンズであり、インナーレンズ１１の外面１１１、すなわち発光素子１０と反対側の面には、インナーレンズ１１から出射される光を異方性拡散させるための凹凸パターンが形成されている。ここで、インナーレンズ１１として用いられる異方性拡散レンズは、例えば、レンチキュラーレンズ、フレネルレンズ、又はプリズムレンズであり、外面１１１には、それぞれのレンズに対応する形状の凹凸パターンが形成されている。外面１１１の凹凸パターンは、例えば、インナーレンズ１１の成形に用いられる金型に微細加工機やレーザーによって微細加工を施すことにより形成される。
【0018】
インナーレンズ１１から出射される光は、平面方向において第１の方向に最も大きく散乱されるように、外面１１１で異方的に拡散される。すなわち、インナーレンズ１１は、外面１１１の凹凸パターンにより、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有する拡散材として機能する。
【0019】
発光素子１０、ハウジング１３、封止樹脂１４、及びインナーレンズ１１を含む発光素子パッケージが実装された基板１５は、ハウジング１６に収容され、アウターレンズ１２は、インナーレンズ１１の上方を覆うようにハウジング１６に固定される。
【0020】
アウターレンズ１２は、アクリルなどの透明材料からなるドーム状の異方性拡散レンズであり、アウターレンズ１２の内面１２１、すなわち発光素子１０側の面には、アウターレンズ１２に入射する光を異方性拡散させるための凹凸パターンが形成されている。ここで、アウターレンズ１２として用いられる異方性拡散レンズは、例えば、レンチキュラーレンズ、フレネルレンズ、又はプリズムレンズであり、内面１２１には、それぞれのレンズに対応する形状の凹凸パターンが形成されている。内面１２１の凹凸パターンは、例えば、アウターレンズ１２の成形に用いられる金型に微細加工機やレーザーによって微細加工を施すことにより形成される。
【0021】
アウターレンズ１２に入射する光は、平面方向において第２の方向に最も大きく散乱されるように、内面１２１で異方的に拡散される。すなわち、アウターレンズ１２は、内面１２１の凹凸パターンにより、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有する拡散材として機能する。
【0022】
インナーレンズ１１とアウターレンズ１２に用いられる異方性拡散レンズは、金型の作り易さや集光性の観点から、レンチキュラーレンズであることが好ましい。この場合、外面１１１や内面１２１の凹凸パターン、すなわちレンチキュラーレンズアレイは、例えば、所望の拡散範囲に応じて線状の凸部の高さやピッチが数μｍ～２００μｍの範囲内で調整される。また、レンチキュラーレンズであるインナーレンズ１１やアウターレンズ１２の拡散性を向上させるためには、レンチキュラーレンズアレイが不規則な形状、例えば線状の凸部の長手方向の長さが０．１μｍ～１００μｍの間で様々な値を取る形状、を有することが好ましい。インナーレンズ１１やアウターレンズ１２の拡散性を向上させることにより、車両外装用発光装置１から取り出される光の均一性を向上させることができる。なお、図１（ａ）、（ｂ）に示される外面１１１と内面１２１の凹凸形状は、実際の外面１１１と内面１２１の凹凸パターンの形状、例えばインナーレンズ１１とアウターレンズ１２がレンチキュラーレンズである場合のレンチキュラーレンズアレイの方向を示すものではない。
【0023】
図２（ａ）～（ｄ）は、車両外装用発光装置１を垂直上方から視たときの光の広がり方、すなわち平面方向の光の広がり方を示す概念図である。
【0024】
【0025】
図２（ｂ）の領域Ｂは、平面方向の広がりが等方的な発光素子１０から発せられる光がインナーレンズ１１に入射したときの、インナーレンズ１１により拡散される光の広がり方を示す。典型的には、図２（ｂ）に示されるように、領域Ｂの形状は楕円形に近くなる。そして、この楕円形の長軸の方向が、第１の方向ｄ１に相当する。
【0026】
図２（ｃ）の領域Ｃは、平面方向の広がりが等方的である光がアウターレンズ１２に入射したときの、アウターレンズ１２により拡散される光の広がり方を示す。典型的には、図２（ｃ）に示されるように、領域Ｃの形状は楕円形に近くなる。そして、この楕円形の長軸の方向が、第２の方向ｄ２に相当する。
【0027】
図２（ｄ）の領域Ｄは、発光素子１０から発せられ、インナーレンズ１１により拡散された後に、アウターレンズ１２により拡散された光の広がり方を示す。発光素子１０から発せられた光は、インナーレンズ１１により第１の方向に大きく広がるように拡散され、その後、アウターレンズ１２により第２の方向に大きく広がるように拡散されるため、図２（ｄ）に示されるように、領域Ｄの形状を円形に近付けることができる。その結果、車両外装用発光装置１から、円形などの形状に均一に広がる光を取り出すことができる。
【0028】
上述のように、第１の方向と第２の方向の成す角度は、６０°以上、１２０°以下の範囲内にあり、車両外装用発光装置１の所望の配光に応じて、この範囲内で適宜変更することができる。
【0029】
また、屈折により光を散乱させるインナーレンズ１１とアウターレンズ１２は、乱反射により光を拡散する種類の拡散材と異なり、それぞれ外面１１１と内面１２１の凹凸パターンの形状により、拡散光の進行方向を調整することができる。このため、例えば、図１（ａ）、図２（ａ）～（ｄ）に示されるように、発光素子１０をハウジング１６の中央から離れた位置に配置する場合であっても、例えばインナーレンズ１１により光をアウターレンズ１２の中心に向けて斜め上方に拡散させることにより、広い範囲に均一に広がる光を取り出すことができる。
【0030】
例えば、背後にレーダーユニットが配置されたフロントグリルなどの外装に車両外装用発光装置１を設置する場合、発光素子１０をハウジング１６の中央から離れた位置に配置することにより、レーダーユニットから発せられるレーダー波を遮ることなく、ハウジング１６の中央を透過させることができる。
【0031】
また、外面１１１と内面１２１の凹凸パターンの形状により、車両外装用発光装置１の配光角度を調節することも可能であり、例えば、車両外装用発光装置１の配光角度は、６０°以上、１２０°以下の範囲内に設定される。
【0032】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態に係る車両外装用発光装置２は、光を拡散させるための部材の構成において、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と異なる。第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
本発明の第２の実施の形態に係る車両外装用発光装置２は、光を拡散させるための部材の構成において、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と異なる。第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
【0033】
図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施の形態に係る車両外装用発光装置２の垂直断面図である。車両外装用発光装置２は、光源としての発光素子１０と、発光素子１０から発せられた光を屈折により拡散させる異方性拡散レンズ２０とを備える。車両外装用発光装置２は、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と同様の用途に用いることができる。
【0034】
発光素子１０は、ハウジング１３に収容され、封止樹脂１４により封止される。発光素子１０、ハウジング１３、及び封止樹脂１４を含む発光素子パッケージは、ハウジング１６に収容され、アクリルなどの透明材料からなるドーム状のアウターレンズ２１がハウジング１６に固定される。
【0035】
異方性拡散レンズ２０は、発光素子１０の上方を覆うようにアウターレンズ２１の内側に固定される。図３（ａ）に示される例では、異方性拡散レンズ２０は縁がアウターレンズ２１に固定された状態で、平面状に設置されており（典型的には、車両外装用発光装置２の平面方向にほぼ平行に設置される）、図３（ｂ）に示される例では、異方性拡散レンズ２０はアウターレンズ２１の内面に沿うように設置されている。発光素子１０は、上方の異方性拡散レンズ２０に向けて光を発する。
【0036】
異方性拡散レンズ２０は、アクリルなどの透明材料からなるシート状又は板状の異方性拡散レンズである。異方性拡散レンズ２０の発光素子１０側の下面２０１には、異方性拡散レンズ２０に入射した光を異方性拡散させるための凹凸パターンが形成されており、下面２０１の反対側の上面２０２には異方性拡散レンズ２０から出射する光を異方性拡散させるための凹凸パターンが形成されている。下面２０１と上面２０２の凹凸パターンは、例えば、異方性拡散レンズ２０の成形に用いられる金型に微細加工機やレーザーによって微細加工を施すことにより形成される。
【0037】
ここで、異方性拡散レンズ２０を構成する異方性拡散レンズは、例えば、レンチキュラーレンズ、フレネルレンズ、又はプリズムレンズであり、下面２０１及び上面２０２には、それぞれのレンズに対応する形状の凹凸パターンが形成される。なお、図３（ａ）、（ｂ）に示される下面２０１と上面２０２の凹凸形状は、実際の下面２０１と上面２０２の凹凸パターンの形状、例えば異方性拡散レンズ２０がレンチキュラーレンズである場合のレンチキュラーレンズアレイの方向を示すものではない。
【0038】
異方性拡散レンズ２０に入射する光は、平面方向において第１の方向に最も大きく散乱されるように、下面２０１で異方的に拡散される。また、異方性拡散レンズ２０から出射する光は、平面方向において第２の方向に最も大きく散乱されるように、上面２０２で異方的に拡散される。第１の方向と第２の方向の成す角度は、６０°以上、１２０°以下である。
【0039】
すなわち、異方性拡散レンズ２０は、下面２０１及び上面２０２の凹凸パターンを備えることにより、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有する拡散材と、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有する拡散材の両者を含む。
【0040】
異方性拡散レンズ２０に用いられる異方性拡散レンズは、金型の作り易さや集光性の観点から、レンチキュラーレンズであることが好ましい。この場合、下面２０１や上面２０２の凹凸パターン、すなわちレンチキュラーレンズアレイは、例えば、所望の拡散範囲に応じて線状の凸部の高さやピッチが数μｍ～２００μｍの範囲内で調整される。また、レンチキュラーレンズである異方性拡散レンズ２０の拡散性を向上させるためには、レンチキュラーレンズアレイが不規則な形状、例えば線状の凸部の長手方向の長さが０．１μｍ～１００μｍの間で様々な値を取る形状、を有することが好ましい。異方性拡散レンズ２０の拡散性を向上させることにより、車両外装用発光装置２から取り出される光の均一性を向上させることができる。
【0041】
車両外装用発光装置２においては、発光素子１０から発せられた光は、異方性拡散レンズ２０の下面５０１により第１の方向に大きく広がるように拡散され、その後、上面５０２により第２の方向に大きく広がるように拡散されるため、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と同様に、円形などの形状に均一に広がる光を取り出すことができる。
【0042】
上述のように、第１の方向と第２の方向の成す角度は、６０°以上、１２０°以下の範囲内にあり、車両外装用発光装置２の所望の配光に応じて、この範囲内で適宜変更することができる。
【0043】
また、屈折により光を散乱させる異方性拡散レンズ２０は、乱反射により光を拡散する種類の拡散材と異なり、下面５０１及び上面５０２の凹凸パターンの形状により、拡散光の進行方向を調整することができる。このため、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、発光素子１０をハウジング１６の中央から離れた位置に配置する場合であっても、例えば下面５０１により光を上面５０２の中心に向けて斜め上方に拡散させることにより、広い範囲に均一に広がる光を取り出すことができる。
【0044】
例えば、背後にレーダーユニットが配置されたフロントグリルなどの外装に車両外装用発光装置２を設置する場合、発光素子１０をハウジング１６の中央から離れた位置に配置することにより、レーダーユニットから発せられるレーダー波を遮ることなく、ハウジング１６の中央を透過させることができる。
【0045】
また、下面５０１及び上面５０２の凹凸パターンの形状により、車両外装用発光装置２の配光角度を調節することも可能であり、例えば、車両外装用発光装置２の配光角度は、６０°以上、１２０°以下の範囲内に設定される。
【0046】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態に係る車両外装用発光装置３は、光を拡散させるための部材の構成において、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と異なる。第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
本発明の第３の実施の形態に係る車両外装用発光装置３は、光を拡散させるための部材の構成において、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と異なる。第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
【0047】
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る車両外装用発光装置３の垂直断面図である。車両外装用発光装置３は、光源としての発光素子３０と、発光素子３０から発せられる光を内部で反射させることにより拡散させる導光棒３１と、導光棒３１により拡散される光を屈折により拡散させるアウターレンズ１２とを備える。車両外装用発光装置３は、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と同様の用途に用いることができる。
【0048】
発光素子３０は、横向きに光を発するように基板１５に実装される。発光素子３０は、ＬＥＤチップなどがハウジングに収容された発光素子パッケージであってもよい。発光素子３０は、導光棒３１の両端から光を進入させるため、図４に示されるように、導光棒３１の長さ方向の両側に設置されることが好ましい。ここで、導光棒３１の長さ方向は第１の方向に平行な方向であり、図４における第１の方向は、紙面に平行な左右方向である。
【0049】
導光棒３１は、アクリルなどの透明材料からなる棒状の導光体である。導光棒３１は、その長さ方向の端部から発光素子３０が発した光を取り込み、内部で繰り返し反射させることにより拡散させ、アウターレンズ１２側の側面から上方に出射する。導光棒３１は、内部を伝播する光を反射してアウターレンズ１２側に放出するためのプリズムをアウターレンズ１２と反対側の側面に有してもよい。
【0050】
導光棒３１の長さ方向は第１の方向に平行であるため、導光棒３１内を伝播する光は、平面方向において第１の方向に最も大きく散乱された後、出射される。すなわち、導光棒３１は、第１の方向に延びる形状を有することにより、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有する拡散材として機能する。
【0051】
アウターレンズ１２は、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１に用いられるものと同等であり、内面１２１の凹凸パターンにより、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有する拡散材として機能する。
【0052】
車両外装用発光装置３においては、発光素子３０から発せられた光は、導光棒３１により第１の方向に大きく広がるように拡散され、その後、アウターレンズ１２により第２の方向に大きく広がるように拡散されるため、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と同様に、円形などの形状に均一に広がる光を取り出すことができる。
【0053】
第１の方向と第２の方向の成す角度は、６０°以上、１２０°以下の範囲内にあり、車両外装用発光装置３の所望の配光に応じて、この範囲内で適宜変更することができる。
【0054】
また、アウターレンズ１２の内面１２１の凹凸パターンの形状により、車両外装用発光装置３の配光角度を調節することも可能であり、例えば、車両外装用発光装置３の配光角度は、６０°以上、１２０°以下の範囲内に設定される。
【0055】
〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態に係る車両外装用発光装置４は、異方的に光を発する光源を用いる点において、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と異なる。第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
本発明の第４の実施の形態に係る車両外装用発光装置４は、異方的に光を発する光源を用いる点において、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と異なる。第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
【0056】
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る車両外装用発光装置４の垂直断面図である。車両外装用発光装置４は、光源としてのテープ状の発光部材４０と、発光部材４０から発せられる光を屈折により拡散させるアウターレンズ１２とを備える。車両外装用発光装置４は、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と同様の用途に用いることができる。
【0057】
発光部材４０は、第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を含む部材であり、例えば、ＬＥＤテープを発光部材４０として用いることができる。ここで、図５における第１の方向は、紙面に平行な左右方向である。発光部材４０は、上方のアウターレンズ１２に向けて光を発する。
【0058】
発光部材４０が第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を含むため、発光部材４０から発せられる光は平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく広がる。なお、発光部材４０の代わりに、基板１５上に第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を光源として用いてもよい。また、発光部材４０は、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく広がる光を発する部材であれば、第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を含む部材でなくてもよく、例えば、小型のＬＥＤ蛍光灯を用いることができる。
【0059】
アウターレンズ１２は、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１に用いられるものと同等であり、内面１２１の凹凸パターンにより、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有する拡散材として機能する。
【0060】
車両外装用発光装置４においては、第１の方向に大きく広がるように発光部材４０から発せられた光は、アウターレンズ１２により第２の方向に大きく広がるように拡散されるため、第１の実施の形態に係る車両外装用発光装置１と同様に、円形などの形状に均一に広がる光を取り出すことができる。
【0061】
第１の方向と第２の方向の成す角度は、６０°以上、１２０°以下の範囲内にあり、車両外装用発光装置４の所望の配光に応じて、この範囲内で適宜変更することができる。
【0062】
また、アウターレンズ１２の内面１２１の凹凸パターンの形状により、車両外装用発光装置４の配光角度を調節することも可能であり、例えば、車両外装用発光装置４の配光角度は、６０°以上、１２０°以下の範囲内に設定される。
【0063】
〔第５の実施の形態〕
本発明の第５の実施の形態に係る車両外装用発光装置５は、車両外装用のパネルやモールなどの、表面に装飾用のフィルムを備えた車両外装用部品に適用する場合の構成を有する。第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
本発明の第５の実施の形態に係る車両外装用発光装置５は、車両外装用のパネルやモールなどの、表面に装飾用のフィルムを備えた車両外装用部品に適用する場合の構成を有する。第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
【0064】
図６は、本発明の第５の実施の形態に係る車両外装用発光装置５の垂直断面図である。車両外装用発光装置５は、光源としてのテープ状の発光部材５０と、発光部材４０から発せられる光を屈折により拡散させるアウターレンズ５１とを備える。
【0065】
発光部材５０は、第４の実施の形態に係る車両外装用発光装置４の発光部材４０と同様に、第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を含む部材であり、例えば、ＬＥＤテープを発光部材５０として用いることができる。ここで、図６における第１の方向は、紙面に垂直な方向である。発光部材５０は、アウターレンズ５１の後述する内面５１１に向けて光を発する。
【0066】
発光部材５０が第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を含むため、発光部材５０から発せられる光は平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく広がる。また、発光部材５０の代わりに、第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を光源として用いてもよい。また、発光部材５０は、平面方向において異方的にかつ第１の方向に最も大きく広がる光を発する部材であれば、第１の方向に沿って並ぶ複数の発光素子を含む部材でなくてもよい。
【0067】
発光部材５０は、基板５２に実装され、ハウジング５３に収容される。アウターレンズ５１は、ハウジング５３と一体に成形され、発光部材５０が発した光を発光部材５０側に露出する内面５１１から取り込み、ハウジング５３の外側の前面に露出する外面５１２（主に外面５１２の内面５１１と対向する領域）から出射する。
【0068】
ハウジング５３の前面には、アウターレンズ５１の外面５１２を覆うように、光輝フィルムや加飾フィルムなどの装飾用フィルム５４が貼り付けられている。アウターレンズ５１の外面５１２から出射された光は、装飾用フィルム５４を透過して外部に取り出される。
【0069】
発光部材５０が光を発していない状態では、外光が装飾用フィルム５４の表面に反射することにより、装飾用フィルム５４の煌めきや加飾された模様が車両外装用発光装置５の外部から視認される。一方、発光部材５０が光を発している状態では、アウターレンズ５１の内面５１１の形状に依存した形状の光、例えば内面５１１が帯状である場合は帯状の発光が、車両外装用発光装置５の外部から視認される。
【0070】
アウターレンズ５１は異方性拡散レンズであり、アウターレンズ５１に入射する光を異方性拡散させるための凹凸パターンが内面５１１に形成されている。ここで、アウターレンズ５１として用いられる異方性拡散レンズは、例えば、レンチキュラーレンズ、フレネルレンズ、又はプリズムレンズであり、内面５１１には、それぞれのレンズに対応する形状の凹凸パターンが形成されている。内面５１１の凹凸パターンは、例えば、アウターレンズ５１の成形に用いられる金型に微細加工機やレーザーによって微細加工を施すことにより形成される。
【0071】
アウターレンズ５１に入射する光は、平面方向において第２の方向に最も大きく散乱されるように、内面５１１で異方的に拡散される。すなわち、アウターレンズ５１は、内面５１１の凹凸パターンにより、平面方向において異方的にかつ第２の方向に最も大きく光を拡散させる拡散特性を有する拡散材として機能する。
【0072】
アウターレンズ５１に用いられる異方性拡散レンズは、金型の作り易さや集光性の観点から、レンチキュラーレンズであることが好ましい。この場合、内面５１１の凹凸パターン、すなわちレンチキュラーレンズアレイは、例えば、所望の拡散範囲に応じて線状の凸部の高さやピッチが数μｍ～２００μｍの範囲内で調整される。また、レンチキュラーレンズであるアウターレンズ５１の拡散性を向上させるためには、レンチキュラーレンズアレイが不規則な形状、例えば線状の凸部の長手方向の長さが０．１μｍ～１００μｍの間で様々な値を取る形状、を有することが好ましい。アウターレンズ５１の拡散性を向上させることにより、車両外装用発光装置５から取り出される光の均一性を向上させることができる。
【0073】
車両外装用発光装置５においては、第１の方向に大きく広がるように発光部材５０から発せられた光は、アウターレンズ５１により第２の方向に大きく広がるように拡散されるため、アウターレンズ５１の外面５１２の形状に応じた形状に均一に広がる光を取り出すことができる。第１の方向と第２の方向の成す角度は、６０°以上、１２０°以下の範囲内にある。
【0074】
また、車両外装用発光装置５においては、発光部材５０がハウジング１６の中央から離れた位置に配置されているため、車両外装用発光装置５の背後に設置されたレーダーユニット１００から発せられる、図６において波状の点線で表されるレーダー波を遮ることなく、ハウジング５３の中央を透過させることができる。
【0075】
（実施の形態の効果）
上記の本発明の第１～５の実施の形態に係る車両外装用発光装置においては、乱反射ではなく屈折や反射により光を拡散させ、かつ主に第１の方向と第２の方向に２段階で拡散させることにより、装置内部での光の減衰を抑えつつ、均一性の高い発光を実現している。このため、発光の均一性及び光取出効率に優れる、車両の外装部品に組み込むための車両外装用発光装置を提供することができる。
上記の本発明の第１～５の実施の形態に係る車両外装用発光装置においては、乱反射ではなく屈折や反射により光を拡散させ、かつ主に第１の方向と第２の方向に２段階で拡散させることにより、装置内部での光の減衰を抑えつつ、均一性の高い発光を実現している。このため、発光の均一性及び光取出効率に優れる、車両の外装部品に組み込むための車両外装用発光装置を提供することができる。
【0076】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【0077】
また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【0078】
１、２、３、４、５ 車両外装用発光装置
１０ 発光素子
１１ インナーレンズ
１１１ 外面
１２ アウターレンズ
１２１ 内面
２０ 異方性拡散レンズ
２０１ 下面
２０２ 上面
３０ 発光素子
３１ 導光棒
４０、５０ 発光部材
５１ アウターレンズ
５１１ 内面
１０ 発光素子
１１ インナーレンズ
１１１ 外面
１２ アウターレンズ
１２１ 内面
２０ 異方性拡散レンズ
２０１ 下面
２０２ 上面
３０ 発光素子
３１ 導光棒
４０、５０ 発光部材
５１ アウターレンズ
５１１ 内面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】