(57)【要約】【課題】車両用灯具に対して安価な製造コストによって光学特性が良好なＤＲＬ機能を持たせることにある。【解決手段】車両用灯具を構成するＤＲＬ用光源ユニット部４を、ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ光源１３が基板１４に搭載されてなるＬＥＤ光源部１０、ＬＥＤ光源１３からの出射光を略平行光に変換する集光レンズ２０、集光レンズ２０で変換された略平行光を前方に位置するインナーレンズ４０に向けて反射するリフレクタ３０、リフレクタ３０による反射光を透過して前方に位置するアウターレンズに向けて照射するインナーレンズ４０を備えるものとした。【選択図】図６
2014007023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源からの出射光を受けて平行光に変換する集光レンズと、
前記集光レンズからの平行光を受けて所定の方向に反射する細長のリフレクタと、
前記リフレクタからの反射光を透過する細長で長手方向に湾曲したインナーレンズと、を有するＤＲＬ用光源ユニット部を備えた車両用灯具であって、
前記ＤＲＬ用光源ユニット部は、アウターレンズとハウジングで形成された灯室の内部に収容され、
前記集光レンズが前記リフレクタの長手方向の一端近傍の側方に位置し、
前記リフレクタは、長手方向に沿って連続する三角形を長手方向に垂直な方向に平行に延設して表面を光反射処理が施された光反射面とする断面鋸歯形状の板状を呈すると共に、前記三角形の前記集光レンズに向く面はいずれも互いに平行な面で構成され、且つ連続する三角形の直線状の底辺に対して連続する三角形の高さが前記一端側から他端側に向かって次第に高くなるように形成されており、
前記インナーレンズは、前記リフレクタに対して該リフレクタの前記光反射面の前方に該光反射面と対向するよう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ＬＥＤ光源は、前記ハウジングに取り付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。
【請求項３】
前記集光レンズは、前記インナーレンズと一体に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記リフレクタは、単独であるいはエクステンションと一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記集光レンズは、軸を回転軸として得られた回転体形状を呈しており、前記軸を主軸として外側に凸の回転非球面からなる第１光入射面と前記第１光入射面の側方に位置する円錐状曲面からなる第２光入射面と、
前記第１光入射面及び前記第２光入射面の外側に位置し外側に凸の回転湾曲面からなる内部反射面と、
前記軸に垂直な面からなる光出射面を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具に関するものであり、詳しくは、例えばＤＲＬ（Daytime Running Lamp）の機能を有する車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用灯具としては、例えば「特開２０１０−２６７４６８号公報（特許文献１）」あるいは「特開２０１２−４８８９６号公報（特許文献２）」に開示された車両用灯具が知られている。
【０００３】
特許文献１の車両用灯具は、ヘッドランプのランプハウジング内の下側領域に、車両の中央部から側方に向かうＤＲＬユニットが配設されている。
また、特許文献２の車両用灯具は、灯具の灯室内の上部に、車両の車幅方向に延設されたＤＲＬ用光源ユニットを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６７４６８号公報
【特許文献２】特開２０１２−４８８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１のＤＲＬユニット及び特許文献２のＤＲＬ用光源ユニットはいずれも、車両の幅方向に対して前面から側方に回り込む形状を呈しており、複数のＬＥＤを車両の幅方向に沿って所定の間隔で配置することによりＤＲＬユニット（ＤＲＬ用光源ユニット）全体から照射光が得られるようにしている。
【０００６】
そのため、複数のＬＥＤを使用することによる材料コストの高騰、及び複数のＬＥＤの使用によるＬＥＤ実装構造の複雑化に伴う設計・製造コストの高騰を招くことになる。また、複数のＬＥＤの使用による実装工数の増加によっても製造コストが高騰する。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、車両用灯具に対して安価な製造コストによって光学特性が良好なＤＲＬ機能を持たせることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの出射光を受けて平行光に変換する集光レンズと、前記集光レンズからの平行光を受けて所定の方向に反射する細長のリフレクタと、前記リフレクタからの反射光を透過する細長で長手方向に湾曲したインナーレンズと、を有するＤＲＬ用光源ユニット部を備えた車両用灯具であって、前記ＤＲＬ用光源ユニット部は、アウターレンズとハウジングで形成された灯室の内部に収容され、前記集光レンズが前記リフレクタの長手方向の一端近傍の側方に位置し、前記リフレクタは、長手方向に沿って連続する三角形を長手方向に垂直な方向に平行に延設して表面を光反射処理が施された光反射面とする断面鋸歯形状の板状を呈すると共に、前記三角形の前記集光レンズに向く面はいずれも互いに平行な面で構成され、且つ連続する三角形の直線状の底辺に対して連続する三角形の高さが前記一端側から他端側に向かって次第に高くなるように形成されており、前記インナーレンズは、前記リフレクタに対して該リフレクタの前記光反射面の前方に該光反射面と対向するように配置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記ＬＥＤ光源は、前記ハウジングに取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記集光レンズは、前記インナーレンズと一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記リフレクタは、単独であるいはエクステンションと一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、前記集光レンズは、軸を回転軸として得られた回転体形状を呈しており、前記軸を主軸として外側に凸の回転非球面からなる第１光入射面と前記第１光入射面の側方に位置する円錐状曲面からなる第２光入射面と、前記第１光入射面及び前記第２光入射面の外側に位置し外側に凸の回転湾曲面からなる内部反射面と、前記軸に垂直な面からなる光出射面を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の照明装置は、上記［課題を解決するための手段］に記載した構成とすることにより、細長で且つ湾曲形状を呈すると共にＬＥＤ光源を一端部側にのみ配置したにも拘らず、最適設計された集光レンズ及びリフレクタをインナーレンズを含めて最適配置することにより光利用効率を高めることができると共にＬＥＤ光源から遠い領域にも光を回り込ませることが可能となり、ＬＥＤ光源の少数化による製造コストの低減及び省電力化と同時に、全体が明く且つ明るさの均一性が良好な視認性の高いＤＲＬ用光源ユニット部を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車両用灯具の正面視による説明図である。
【図２】ＬＥＤ光源部の断面説明図である。
【図３】集光レンズの断面説明図である。
【図４】リフレクタの断側面説明図である。
【図５】インナーレンズを前方から見た斜視説明図である。
【図６】ＤＲＬ用光源ユニット部の構成説明図である。
【図７】図６の部分拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図７を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００１６】
本発明の車両用灯具１は、図１（車両用灯具の正面視による説明図）にあるように、前方に開口を有するハウジング５とその開口を塞ぐようにハウジング５に取り付けられた前面透明カバー（以下、アウターレンズと呼称する）６で形成された灯室７の内部に、例えば、すれ違いビーム用光源ユニット部２及び走行ビーム用光源ユニット部３と共に、半導体発光素子を発光源とするＤＲＬ用光源ユニット部４を備えたものである。
【００１７】
この車両用灯具１は、同図にあるように、下方にすれ違いビーム用光源ユニット部２と走行ビーム用光源ユニット部３を有しており、その上方にＤＲＬ用光源ユニット部４を備えている。
【００１８】
ＤＲＬ用光源ユニット部４は、半導体発光素子（例えば、ＬＥＤ素子）が実装されたＬＥＤ光源が基板に搭載されてなるＬＥＤ光源部、ＬＥＤ光源からの出射光を略平行光に変換する集光レンズ、集光レンズで変換された略平行光を前方に位置するインナーレンズに向けて反射するリフレクタ、リフレクタによる反射光を透過して前方に位置するアウターレンズに向けて照射するインナーレンズを有している。
【００１９】
以下、ＬＥＤ光源部、集光レンズ、リフレクタ及びインナーレンズの夫々について図２〜図５を参照して詳細に説明する。
【００２０】
ＬＥＤ光源部１０は、図２（ＬＥＤ光源部の断面説明図）に示すように、ＬＥＤ素子１１が樹脂１２で樹脂封止されてＬＥＤ光源１３が形成され、該ＬＥＤ光源１３が基板１４に搭載されている。
【００２１】
ＬＥＤ光源１３は、特に灯具の照射光として白色光を照射する場合は、ＬＥＤ素子１１に青色光を発光する青色ＬＥＤ素子を用いると共に、該青色ＬＥＤ素子が青色ＬＥＤ素子からの青色光に励起されて青色光を黄色光に波長変換する黄色蛍光体を混入した樹脂１２、或いは、青色ＬＥＤ素子からの青色光に励起されて青色光を赤色光に波長変換する赤色蛍光体と青色ＬＥＤ素子からの青色光に励起されて青色光を緑色光に波長変換する緑色蛍光体との混合蛍光体を混入した樹脂１２で樹脂封止される。
【００２２】
集光レンズ２０は図３（集光レンズの断面説明図）にあるように、軸Ｘを回転軸として得られた回転体形状を呈しており、光入射面２１、内部反射面（全反射面）２２及び光出射面２３の３つの光学機能面を有している。
【００２３】
そのうち光入射面２１は、軸Ｘを主軸とし主軸上のＦを焦点位置とする焦点Ｆ側に凸の回転双曲面或いは双曲面に近似した回転非球面からなる第１光入射面２１ａと、第１光入射面２１ａの上端（焦点Ｆと反対側の端）から下方（焦点Ｆ側の方向）に向かって軸Ｘから離れる方向に延びる直線を軸Ｘを回転軸として回転させて得られる円錐状曲面からなる第２光入射面２１ｂからなっている。
【００２４】
内部反射面２２は全反射面からなり、第２光入射面２１ｂの下端（焦点Ｆ側の端）から上方（焦点Ｆと反対側の方向）に向かって軸Ｘから離れる方向に且つ軸Ｘと反対側に凸状に延びる湾曲線を軸Ｘを回転軸として回転させて得られる回転湾曲面からなっている。
【００２５】
光出射面２３は、軸Ｘに垂直な平面からなっている。
【００２６】
そこで、焦点Ｆの位置から発せられて第１光入射面２１ａに向かう光線Ｌ１は、第１光入射面２１ａで屈折されて軸Ｘに対して平行光となって集光レンズ２０内に入射し、集光レンズ２０内を導光されて光出射面２３に向かう。
【００２７】
また、焦点Ｆの位置から発せられて第２光入射面２１ｂに向かう光線Ｌ２は、第２光入射面２１ｂで屈折されて集光レンズ２０内に入射し、集光レンズ２０内を導光されて内部反射面２２に向かい、内部反射面２２に至った光線Ｌ２は内部反射面２２で反射（全反射）されて軸Ｘに対して平行光となって更に集光レンズ２０内を導光されて光出射面２３に向かう。
【００２８】
従って、焦点Ｆの位置から発せられて第１光入射面２１ａから集光レンズ２０内に入射した光線Ｌ１及び焦点Ｆの位置から発せられて第２光入射面２１ｂから集光レンズ２０内に入射した光線Ｌ２は、いずれも集光レンズ２０内を導光されて平行光線に変換され、光出射面２３から軸Ｘに対する平行光線となって外部に向けて出射される。
【００２９】
リフレクタ３０は図４(リフレクタの断側面説明図)にあるように、細長で長手方向に沿って連続する三角形３１を長手方向に垂直な方向に平行に延設してなる断面鋸歯形状の板状を呈しており、少なくとも一方の面には表面にアルミ蒸着等の光反射処理によって光反射面３２が形成されている。
【００３０】
リフレクタ３０の一方の面で且つ光反射面３２が形成された面において、三角形３１が連続する方向（長手方向）の少なくとも一端部３０ａ側に向く面３１ａはいずれも互いに平行な面で構成されており、且つ連続する三角形３１の直線状の底辺に対して連続する三角形３１の高さは前記一端部３０ａ側から他端部３０ｂ側に向かって次第に高くなるように形成されている。
【００３１】
また、リフレクタ３０の前記他端部３０ｂは、連続する三角形３１の頂点３１ｂ側に折り曲げられて折曲部３３が形成されている。
【００３２】
インナーレンズ４０は図５（インナーレンズを前方から見た斜視説明図）にあるように、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の透明部材からなると共にリフレクタ３０と同様に細長で長手方向（車両の車幅方向）に湾曲した形状を呈している。
【００３３】
そこで、上述したＬＥＤ光源部１０、集光レンズ２０、リフレクタ３０及びインナーレンズ４０を備えたＤＲＬ用光源ユニット部４の構成について以下に図６及び図７を用いて説明する。
【００３４】
インナーレンズ４０は図６（ＤＲＬ用光源ユニット部の構成説明図）に示すように、リフレクタ３０に対してリフレクタ３０の光反射面３２の前方に該光反射面３２と対向するように配置され固定されている。インナーレンズ４０には集光レンズ２０が一体に形成されており、集光レンズ２０はリフレクタ３０の一端部３０ａ近傍の側方に位置すると共に、光出射面２３がリフレクタ３０側に向いている。
【００３５】
なお、このように構成されたＤＲＬ用光源ユニット部４は図示しないが、リフレクタ３０をハウジング５に固定することによりリフレクタ３０を介して灯具の灯室内に収容支持される。
【００３６】
ＬＥＤ光源部１０は図７（図６の部分拡大説明図）にあるように、ＬＥＤ光源１３が搭載された基板１４がハウジング５に取り付けられ、ＬＥＤ光源１３（ＬＥＤ素子１１）の位置が集光レンズ２０の焦点Ｆの位置に位置するように配置されている。
【００３７】
このように構成されたＤＲＬ用光源ユニット部４において、ＬＥＤ素子１１が発光するとＬＥＤ光源１３からの出射光は前方に位置する集光レンズ２０内に入射して集光レンズ２０内を導光されて平行光に変換され、光出射面２３から出射してリフレクタ３０の光反射面３２のＬＥＤ光源１３に対向する面３１ａに向けて照射される。
【００３８】
図６に戻って、集光レンズ２０からの照射光を一端部３０ａ近傍の側方から照射されたリフレクタ３０の光反射面３２は、集光レンズ２０側に向く面３１ａが受光面となって集光レンズ２０からの照射光を受け、前方に位置するインナーレンズ４０に向けて反射する。
【００３９】
この場合、集光レンズ２０からリフレクタ３０の光反射面３２に向けて照射される照射光は平行光であり、集光レンズ２０からの照射光を受光して反射する受光反射面３１ａはいずれも互いに平行な面で構成されている。したがって、受光反射面３１ａで反射されてインナーレンズ４０に向かう反射光Ｌａは平行光であり、インナーレンズ４０ではそのまま平行光として透過して前方に照射される。
【００４０】
それと同時に、受光反射面３１ａで反射された反射光が全て直接インナーレンズ４０から外部に出射されるものではなく、インナーレンズ４０の内面で内面反射(全反射)されて反射光がリフレクタ３０の光反射面３２に戻り、光反射面３２で反射されて再度インナーレンズ４０に向かう光Ｌｂも存在する。そのためこのような、光反射面３２とインナーレンズ４０による光反射の繰り返し過程においてその一部はインナーレンズ４０を透過して外部に出射され、その結果、ＬＥＤ光源からの出射光の利用効率が高まって細長のインナーレンズ４０全面に亘って光出射量の増大を図ることが可能となった。
【００４１】
また、集光レンズ２０からリフレクタ３０の折曲部３３に向けて照射される照射光Ｌｃは、折曲部３３の光反射面で反射されて反射光がインナーレンズ４０を透過して外部に出射され、光の利用効率の向上に寄与する。
【００４２】
このように、車両用灯具を構成するＤＲＬ用光源ユニット部は、細長で且つ湾曲形状を呈すると共にＬＥＤ光源を一端部側にのみ配置したにも拘らず、最適設計された集光レンズ及びリフレクタをインナーレンズを含めて最適配置することにより光利用効率を高めることができると共にＬＥＤ光源から遠い領域にも光を回り込ませることが可能となり、ＬＥＤ光源の少数化による製造コストの低減及び省電力化と同時に、全体が明く且つ明るさの均一性が良好な視認性の高いＤＲＬ用光源ユニット部を実現することができた。
【００４３】
なお、上記ＤＲＬ用光源ユニット部の構成においては、リフレクタをハウジングに固定するものとしたが、リフレクタを灯具全体に配設されるエクステンションと一体に形成することも可能である。その場合、エクステンションとの一体成形及び一括光反射処理により製造コストの低コスト化を図ることができる。
【００４４】
また、リフレクタの連続する三角形の直線状の底辺に対して連続する三角形の高さを一端部側から他端部側に向かって次第に高くなるように形成したが、必ずしもこのような形状に限られるものではなく、例えば、三角形の高さを一端部側から他端部側に向かって同一の高さとすることも可能である。
【００４５】
その場合、光学的な作用効果については上述した実施形態に比べて多少劣るが、光反射面を平面で構成した場合に比べるとはるかに大きい。
【００４６】
なお、上記ＤＲＬ用光源ユニット部はＤＲＬ機能の他に灯具を構成する他の機能、例えばＰＬ（Position Lamp）としても活用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…  車両用灯具
２…  すれ違いビーム用光源ユニット部
３…  走行ビーム用光源ユニット部
４…  ＤＲＬ用光源ユニット部
５…  ハウジング
６…  アウターレンズ
７…  灯室
１０…  ＬＥＤ光源部
１１…  ＬＥＤ素子
１２…  樹脂
１３…  ＬＥＤ光源
１４…  基板
２０…  集光レンズ
２１…  光入射面
２１ａ…  第１光入射面
２１ｂ…  第２光入射面
２２…  内部反射面（全反射面）
２３…  光出射面
３０…  リフレクタ
３０ａ…  一端部
３０ｂ…  他端部
３１…  三角形
３１ａ…  面
３１ｂ…  頂点
３２…  光反射面
３３…  折曲部
４０…  インナーレンズ
【図１】
2014007023.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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