(57)【要約】【課題】奥行寸法をコンパクトにするとともに、輝度ムラを抑制し、出射面側に設ける遮蔽スペースをコンパクトにした車両用灯具を提供する。【解決手段】基板上に搭載したＬＥＤ光源からの光を反射するリフレクタの反射面を、光源側に延びる第１反射面と、先端側に延びる第２反射面を備える連続した拡散反射面により形成し、リフレクタの反射面と対向する側にレンズカバーを配置し、ＬＥＤ光源を搭載した基板はリフレクタおよびレンズカバーの一方の端部側に配設される。リフレクタの出射面側の表面には１．０ｍｍよりも短いピッチでレンズカットが形成されている。また、ＬＥＤ光源の照射方向前方にはレンズ部材が設けられており、記レンズ部材はＬＥＤ光源と反対側の出射面が拡散面として形成された車両用信号灯具ユニットを備えている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に搭載したＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源の光軸の中心線上に位置する湾曲した反射面を有するリフレクタと、前記リフレクタにて反射した光が透過するレンズカバーとを備えた車両用灯具であって、
前記反射面は、前記光軸を通る断面において前記光軸中心線と交差する交点位置から前記光源側に延びる第１反射面と、前記交点位置より前記レンズカバー側に延びる第２反射面を備え、
前記第１反射面および前記第２反射面は、連続した拡散反射面により形成され、
前記光軸中心線と前記交点位置における前記第１反射面側の接線とのなす角度が鋭角とされ、
前記レンズカバーは、一方の端部側が前記リフレクタの一方の端部に固定もしくは近傍に位置し、出射面側の表面に１．０ｍｍよりも短いピッチでレンズカットが形成されており、
前記基板が、前記レンズカバーの他方の端部および前記リフレクタの他方の端部の近傍に位置していることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記ＬＥＤ光源の照射方向前方にはレンズ部材が設けられており、
前記レンズ部材は、前記ＬＥＤ光源側の入射面と、前記ＬＥＤ光源と反対側の出射面とを備え、
前記入射面が前記ＬＥＤ光源からの光を集光する屈折面とされ、
前記出射面が前記入射面から入射した光を少なくとも一方の方向に拡散する拡散面として形成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３】
前記第１反射面および前記第２反射面は、前記ＬＥＤ光源と前記第１反射面もしくは前記第２反射面上の任意の点とを結んだ仮想線と、前記第１反射面もしくは前記第２反射面との交点位置における前記第１反射面もしくは前記第２反射面の接線との間の、前記ＬＥＤ光源側の角度が鋭角となる湾曲形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記第１反射面および前記第２反射面が、前記リフレクタ上に形成した白色の艶なし膜からなることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記レンズ部材の出射面に形成されている拡散面は、所定ピッチのレンズカットが形成された凹凸面とされ、
前記所定ピッチは、前記レンズカバーの出射面側に形成されたレンズカットのピッチと同一もしくは短いピッチであることを特徴とする請求項２から請求項４の何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、二輪車両に設けられるテールストップランプ、四輪車両に設けられるテールストップランプ、ヘッドランプ内に設けられるポジションランプユニット、などの車両用信号灯具ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とした奥行寸法をコンパクトにしたテールランプが知られている。
特許文献１の車両用灯具では、ＬＥＤからの光をメイン反射面と、多段反射面からなるサブ反射面を用いて反射させ、拡散プリズムを設けた凸部と拡散プリズムを設けない凹部を設けたインナーレンズを透過して外部に照射している。
特許文献２の車両用灯具では、複数のＬＥＤからの光を灯具の照射方向後方側に向けて照射し、第１反射面、第２反射面の順に反射させて外部に照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４６８７９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の車両用灯具では、反射面の分割をずらしたり向きを変えたりすることで多段反射面の段部による影をぼかすことができ見栄えを向上させていた。また、拡散プリズムを設けた凸部と拡散プリズムを設けない凹部を設けたインナーレンズを通すことでテールランプとしての所定の配光を満足するようにしていた。
【０００５】
特許文献２の車両用灯具では、第１反射面、第２反射面の順に反射させることで、車両用灯具の奥行寸法をコンパクトにしていた。また、第１反射面および第２反射面を拡散反射面とすることで、複数のＬＥＤによる輝度ムラを緩和するようにしていた。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、複数の反射面により反射した光を拡散プリズムを設けた凸部と拡散プリズムを設けない凹部を設けたインナーレンズを透過することでテールランプとして必要な配光を満足するようにしているため、光源が点灯したときには、いわゆる点光りと称される現象が生じ、複数の光源像が夫々の反射面の数に対応して観察され全体の均一感が乏しいという課題があった。また、反射面の段部の影をぼかすことで影を目立ちにくすることは可能であるが、点光りによる輝度ムラを解決することは困難であった。
【０００７】
特許文献２に記載の発明は、複数のＬＥＤをその出射方向が車両用灯具の前方側から後方に向くように設置している。そのためＬＥＤを車両用灯具の出射面側に設置しているため、車両用灯具をその照射方向から視認したときに複数のＬＥＤを直接に視認できないように遮蔽部材で覆わなければならず、遮蔽部材およびＬＥＤの設置のために出射面側に大きなスペースが必要になるという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたもので、奥行寸法をコンパクトにするとともに、輝度ムラを抑制し、出射面側に設ける遮蔽スペースをコンパクト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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
基板上に搭載したＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源の光軸の中心線上に位置する湾曲した反射面を有するリフレクタと、前記リフレクタにて反射した光が透過するレンズカバーとを備えた車両用灯具であって、
前記反射面は、前記光軸を通る断面において前記光軸中心線と交差する交点位置から前記光源側に延びる第１反射面と、前記交点位置より前記レンズカバー側に延びる第２反射面を備え、
前記第１反射面および前記第２反射面は、連続した拡散反射面により形成され、
前記光軸中心線と前記交点位置における前記第１反射面側の接線とのなす角度が鋭角とされ、
前記レンズカバーは、一方の端部側が前記リフレクタの一方の端部に固定もしくは近傍に位置し、出射面側の表面に１．０ｍｍよりも短いピッチでレンズカットが形成されており、
前記基板が、前記レンズカバーの他方の端部および前記リフレクタの他方の端部の近傍に位置していることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の灯具において、
前記ＬＥＤ光源の照射方向前方にはレンズ部材が設けられており、
前記レンズ部材は、前記ＬＥＤ光源側の入射面と、前記ＬＥＤ光源と反対側の出射面とを備え、
前記入射面が前記ＬＥＤ光源からの光を集光する屈折面とされ、
前記出射面が前記入射面から入射した光を少なくとも一方の方向に拡散する拡散面として形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の灯具において、
前記第１反射面および前記第２反射面は、前記ＬＥＤ光源と前記第１反射面もしくは前記第２反射面上の任意の点とを結んだ仮想線と、前記第１反射面もしくは前記第２反射面との交点位置における前記第１反射面もしくは前記第２反射面の接線との間の、前記ＬＥＤ光源側の角度が鋭角となる湾曲形状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の灯具において、
前記第１反射面および前記第２反射面が、前記リフレクタ上に形成した白色の艶なし膜からなることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４の何れか一項に記載の灯具において、
前記第１反射面および前記第２反射面が、前記リフレクタ上に形成した白色の艶なし膜からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、光源であるＬＥＤをリフレクタの端部に設けるとともに拡散反射面に対して鋭角に入射する。拡散反射面にて反射された光はレンズカバーを通った後に更にレンズカバー表面のレンズカットにより拡散して出射する。そのため車両用信号灯の奥行寸法をコンパクトにすることができる。また、ＬＥＤを覆うために必要な遮蔽部材の寸法を小さくすることができる。
さらに拡散反射面にて反射した光は拡散光となってレンズカバーに入射した後に照射する。それゆえ発光面であるレンズカバーの発光均一性を向上させ均一感を高めることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、さらに、レンズ部材を通過した光が拡散反射面にて反射する。レンズ部材には集光する屈折面からなる入射面と拡散面からなる出射面が設けられている。そのため拡散反射面にて反射される光は、既に拡散面からなる出射面を通ってきた光となるため、発光面であるレンズカバーの発光均一性をより一層向上させることができる。
【００１６】
上記した構成によれば、さらに、ＬＥＤに対して所定の角度に設けた湾曲形状の反射面とした車両用信号灯具を提供することができる。この構成によれば奥行寸法をコンパクトにして輝度ムラを抑制することができる。さらに、リフレクタ上に形成した白色の艶なし膜を設けることで、リフレクタの材料として反射率の低い材料を用いる場合であっても反射率および拡散性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る車両用灯具の正面図である。
【図２】図１の車両用灯具内に設ける車両用信号灯具ユニットを示す正面図である。
【図３】図２の車両用信号灯具ユニットを分解して示す概略斜視図である。
【図４】図２の車両用信号灯具ユニットのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図４の車両用信号灯具ユニットにおける光線を説明する概略断面である。
【図６】第３の実施形態に係る車両用信号灯具ユニットを示す正面図である。
【図７】図６の車両用信号灯具ユニットを分解して示す概略斜視図である。
【図８】図６の車両用信号灯具ユニットのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図９】図８の車両用信号灯具ユニットにおける光線を説明する概略断面である。
【図１０】図７の車両用信号灯具ユニットのレンズ部材を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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の正面（前面）図である。なお、以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、車両用灯具１から見た方向を指すものとする。
【００１９】
図１には、図示しない車両の後部右側に搭載するリアコンビネーションランプ３と、リアコンビネーションランプ３と隣合うようにトランクに搭載されるリッドランプ２の２種類の車両用灯具１を示す。車両の後部左側にも同様にリアコンビネーションランプ３と、リッドランプ２が隣合って設置される。
リアコンビネーションランプ３およびリッドランプ２は、それぞれ図示しないハウジングと、ハウジングの前方側開口部を覆う透光性のアウターカバーとにより形成された灯室内にランプユニットを備える。リアコンビネーションランプ３内には、テール・アンド・ストップランプユニット３ａ，３ａ、ストップランプユニット３ｂおよびターンランプユニット３ｃが配設されており、リッドランプ２内には、テールランプユニット２ａおよびバックランプユニット２ｂとを備えている。リッドランプ２およびリアコンビネーションランプ３内の各灯具ユニットの機能および配設位置は、用途および意匠に応じて適宜変更する。各灯具ユニットからの照射光は、各ランプの図示しない透光性のアウターカバーを通過してランプ外に照射する。
【００２０】
次に各灯具ユニットの例として、リッドランプ２内に設ける車両用信号灯具ユニット１０について説明する。
図２は、リッドランプ２内のテールランプユニット２ａに相当する車両用信号灯具ユニット１０の正面（前面）図であり、図３は図２の車両用信号灯具ユニット１０を分解して示す概略図、図４は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２１】
車両用信号灯具ユニット１０は、図３に示すように、リフレクタ１３と、リフレクタ１３の上方に配置する基板１１と、基板１１に搭載された複数のＬＥＤ１２からなる光源と、リフレクタの前方に設けるレンズカバー１４と、レンズカバー１４の前方に設ける遮光部材１８および装飾部材１９により構成されている。ＬＥＤ１２は、本実施形態においては下向きに６個のＬＥＤが基板１１上に半田を介して実装されている。
【００２２】
ＬＥＤ１２は、反射枠内にテールランプ用およびストップランプ用として機能する赤色発光のＬＥＤ素子を設けた表面実装タイプのＬＥＤパッケージからなる。ＬＥＤ１２による配光はその配光特性の中心軸である光軸を中心として１０°よりも広く周囲を照射することが可能なタイプが使用される。好適には光軸を中心に３０°から６０°の範囲まで照射可能な広配光タイプを使用する。広配光タイプの表面実装ＬＥＤを用いることで、少ない数量のＬＥＤで広い面積の発光面の信号灯具ユニットとすることができる。
【００２３】
基板１１は、厚板の金属基板の上に絶縁膜および電極膜を貼付した金属ベースの配線基板を用いる。基板１１にはリフレクタに位置決め兼固定のための複数の孔、本実施形態においては下向きに５個の孔が形成されている。ＬＥＤ１２が下側を向くようにしてリフレクタに設けたボス１３ｃに挿入後に熱カシメすることで固定されている。基板はガラスエポキシ樹脂等のプリント基板を用いても良い。
【００２４】
リフレクタ１３は、前方に向かって凹の湾曲曲面を基本形状とした内面を備えた反射部１３ｂと、反射部１３ｂの上側に位置し基板１１を搭載する庇部１３ａが一体に形成されている。反射部１３ｂの内面（ＬＥＤ１２の光軸側の面）を反射面２０として利用する。リフレクタ１３は、白色のＡＳＡ樹脂（acrylate styrene acrylonitrile）を射出成形して形成される。ＡＳＡ樹脂は、優れた耐候性を示す多色の樹脂材料が市場に提供されており、美感に優れているので樹脂材料をそのまま反射面２０として利用することができる。また、ＡＢＳ樹脂（acrylonitrile butadiene styrene）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂材料を用いても良い。
【００２５】
反射面２０は、図４に示すようにＬＥＤ１２の光軸中心線Ａｘと交差する凹形状に形成されている。光軸中心線Ａｘと反射面２０との交点Ｐより上側、すなわちＬＥＤ１２を取り付ける庇部１３ａ側に位置する第１反射面２１と、交点Ｐより下側、すなわちリフレクタ１３の庇部１３ａを設けた端部と反対側のリフレクタ先端部１３ｄ側に位置する第２反射面２２からなる。反射面２０はさらにリフレクタ先端部１３ｄ側に図示しない第３反射面を設けても良い。第３反射面により反射した反射光をレンズカバー１４の先端側からレンズカバー１４内に向かって導光させるように反射させる。これによりレンズカバー１４を発光部とすることができる。
【００２６】
第１反射面２１は、交点Ｐにおける接線Ｌと光軸中心線Ａｘとの間の角度であるＬＥＤ１２側の角度θが鋭角となるように、リフレクタの庇部１３ａ側の端部側から交点Ｐまでの間の連続した曲面からなっている。第１反射面２１の表面は梨地状に粗れた拡散反射面として形成されている。
【００２７】
第２反射面２２は、交点Ｐからリフレクタ先端部１３ｄ側の間の連続した曲面からなっている。第２反射面２２の表面は梨地状に粗れた拡散反射面として形成されている。第１反射面２１と第２反射面２２は、滑らかに連続した拡散反射面により形成されている。第１反射面２１および第２反射面２２においてそれぞれの反射面の接線は、光軸中心線Ａｘとの間の角度が鋭角、すなわち接線と光軸中心線との間のＬＥＤ１２側の角度θは全て鋭角となるように形成されている。
【００２８】
レンズカバー１４は、図３および図４に示すようにリフレクタ１３の前方に配置され反射面２０全体を覆っている。リフレクタ１３の庇部１３ａ側のレンズカバー端部１４ａから反射面２０のＬＥＤ１２から遠い側のレンズカバー先端部１４ｂにかけて延びる第１レンズ部１５と、ＬＥＤ１２と反射面２０との間に位置する第２レンズ部１６とが一体に形成されている。第２レンズ部１６は、第１レンズ部１５と分岐する接続部１４ｃから光軸中心線Ａｘを超えて第１反射面２１近傍に向って延びている。第２レンズ部１６の先端はリフレクタ１３の反射部１３ｂの基端部に当接して固定されている。第１レンズ部１５の先端、即ちレンズカバー先端部１４ｂは、リフレクタ先端部１３ｄに設けた取付孔に嵌合して位置決めされている。
【００２９】
第１レンズ部１５は、反射面２０に対向する内側入射面１５ａと、内側入射面１５ａの反対側の外側出射面１５ｂおよび外側遮光面１５ｃを有する。外側出射面１５ｂは、図２に示すように上下左右方向に細かくマトリクス状に分割した多数の拡散レンズ面を形成している。夫々の拡散レンズ面は上下方向の拡散角度および左右方向の拡散角度を車両用信号灯具ユニット１０の機能に適合した配光特性が得られるように設定する。本実施形態では、テールランプおよびストップランプに適合する曲率の形状を０．５ｍｍピッチで形成している。内側入射面１５ａには、外側出射面１５ｂと同じピッチで左右方向に広げるための上下方向に延びる半円柱状のレンズカットを設けている。これにより横方向への拡散を拡げ、上下方向に比べて左右方向へ拡がる配光パターンを得ることができる。また、ＬＥＤ１２の真下領域に比べて暗くなりやすい隣接するＬＥＤ１２間の領域に光を拡げるのでＬＥＤ１２間の明るさムラが抑制される。さらに、内側入射面１５ａのレンズカットと外側出射面１５ｂのレンズカットを同じピッチにしているので、正面視においてレンズカットの重なりズレがないので非点灯時における均一性が向上する。
【００３０】
外側遮光面１５ｃは、出射面を遮光して図２に示すように意匠形状を形成する。本実施形態では、外側遮光面１５ｃの外側に遮光部材１８を固定している。発光面となる外側出射面１５ｂで囲まれた空間内に外側遮光面１５ｃを設けることでコントラストの高い発光面を得ることができる。遮光部材１８は、外側遮光面１５ｃに設けたフック孔に遮光部材１８のフックを挿入することにより固定される。
【００３１】
第１レンズ部１５の外側には、装飾部材１９が設けられ装飾部材１９により外側出射面１５ｂの周囲が遮光される。装飾部材１９は、少なくともハウジングの庇部１３ａおよび基板１１近傍を覆う形状とされ、非点灯時においてＬＥＤ１２等が直接観察されるのを防止するとともに、点灯時に光漏れが生じるのを防止することができる。装飾部材１９と遮光部材１８は、同一材料、同一色に形成されるが、異なる色としても良い。装飾部材１９には、テールランプユニット用開口部１９ａおよびバックランプユニット用開口部１９ｂが形成されている。
【００３２】
第２レンズ部１６には、ＬＥＤ１２に対応する位置に拡散レンズ面からなるレンズカット部１６ａが形成されている。本実施形態においては、図３に示したようにレンズカット部１６ａが６箇所設けられており、各々のレンズカット部１６ａの間の領域はレンズカットを設けない素通し状となっている。レンズカット部１６ａは、ＬＥＤ１２の出射面と対向する入射面１６ｂと、入射面１６ｂの反対側の出射面１６ｃにより形成されている。入射面１６ｂは、ＬＥＤ１２から光軸中心線Ａｘを中心に所定の範囲に拡がって照射される光を集光して、平行光線化して第２レンズ部１６内を進行するように形成されている。出射面１６ｃは、平行光線化されて第２レンズ部１６内を進行してきた光を拡散して反射面２０に向かうように拡散レンズカットが形成されている。出射面１６ｃに設ける拡散レンズカットは、外側出射面１５ｂと同じピッチである０．５ｍｍピッチで形成した。
【００３３】
次に車両用信号灯具ユニット１０の光学系について図５を用いて説明する。
【００３４】
ＬＥＤ１２から出射した光は、第２レンズ部１６の入射面１６ｂにより略平行光線化されて第２レンズ部１６内を進み、出射面１６ｃに形成された拡散レンズカットにより拡散して反射面２０に向かって進む。光線Ｒａｙ１は第１反射面２１に向かった後に、第１レンズ部の外側出射面１５ｂから出射する光線の一つを示す。光線Ｒａｙ２は交点Ｐに向かった後に、第１レンズ部の外側出射面１５ｂから出射する光線の一つを示す。
【００３５】
光線Ｒａｙ１は、第２レンズ部１６の出射面１６ｃ、第１反射面２１、第１レンズ部１５の内側入射面１５ａおよび外側出射面１５ｂの４箇所の界面にて拡散する。光線Ｒａｙ２は、第２レンズ部１６の出射面１６ｃ、反射面２０の交点Ｐ、第１レンズ部１５の内側入射面１５ａおよび外側出射面１５ｂの４箇所の界面にて拡散する。ＬＥＤ１２から反射面２０に向かうまでの距離を設け、反射面２０で拡散させた光を更に第１レンズ部１５の内側入射面１５ａおよび外側出射面１５ｂで拡散させているので、ＬＥＤ１２の光を拡散しながら拡げることができ、意匠面となる第１レンズ部の外側出射面１５ｂの均一性を向上させることができる。さらに、ＬＥＤ１２から出射した光が反射面２０に到達する前に、第２レンズ部１６により集光および拡散を図っているので、ＬＥＤ１２から照射された光の利用効率を高めるとともに、反射面２０に向かって拡散した光を進行させてより一層均一性が向上させている。
【００３６】
レンズカバー１４は、車両用灯具１の図示しないアウターカバーの後側に位置する。第１レンズ部の出射面１５ｂが、インナーレンズ１７に相当するものとなる。従って、第１レンズ部の出射面１５ｂおよび遮光部材１８がアウターカバーを通して観視され意匠面として観察される。
【００３７】
次に車両用信号灯具ユニットの第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、前述した実施形態（第１の実施形態）と次の点を除いて同一の構成としているので、ここでの説明は省略する。
第２の実施形態においては、車両用信号灯具ユニット１０の反射面２０の表面に、図示しない拡散反射膜を形成している。拡散反射膜としては、酸化チタンからなる顔料を含有する白色材料を反射面２０の表面に塗布して形成する。拡散性と反射特性を両立するために反射面２０を細かな凹凸を設けた面とし、その上に艶無しの拡散反射膜を塗布している。
【００３８】
第２の実施形態においては、反射面２０の表面に設けた拡散反射膜を反射面としているので、リフレクタ材料として高反射性材料を用いることがなく、反射特性と拡散性を高めることができる。よって、リフレクタ材料の材料選択の幅を拡げることができ、リフレクタ材料のコストを低減することができる。
【００３９】
次に車両用信号灯具ユニットの第３の実施形態について図６から図１０を用いて説明する。
【００４０】
第３の実施形態は、図１の灯具ユニットの例として、リアコンビネーションランプ３内に設けるテール・アンド・ストップランプユニットに相当する車両用信号灯具ユニット３０である。図６は、車両用信号灯具ユニット３０の正面（前面）図であり、図７は図６の車両用信号灯具ユニット３０を分解して示す概略図、図８は図６のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図９は、車両用信号灯具ユニット３０の光学系について説明する概略断面図である。図１０は、図７の車両用信号灯具ユニットのレンズ部材を示す平面図で、（Ａ）が出射面、（Ｂ）が入射面である。
【００４１】
車両用信号灯具ユニット３０は、図７および図８に示すように、リフレクタ３３と、リフレクタ３３の後方側に配置する基板３１と、基板３１に搭載された複数のＬＥＤ３２からなる光源と、リフレクタに対向して設けるレンズカバー３４と、レンズカバー３４の前方に設ける遮光部材３８および装飾部材３９により構成されている。ＬＥＤ３２は、本実施形態においては後方側から前方に向けて４個のＬＥＤ３２が基板３１上に半田を介して実装されている。なお、符号３６が第２インナーレンズ、符号４４がＬＥＤ３２に給電するためのブラケットである。
【００４２】
ＬＥＤ３２は、反射枠内にテール・アンド・ストップランプユニット用として機能する赤色発光のＬＥＤ素子を設けた表面実装タイプのＬＥＤパッケージを用いている。基板３１は、厚板の金属基板の上に絶縁膜および電極膜を貼付した金属ベースの配線基板を用いる。基板３１として金属ベースの基板を用いることで伝熱性および放熱性を高めることができる。本実施形態においては合計４個のＬＥＤ３２を基板３１上に一列に並べている。
【００４３】
リフレクタ３３は、照射方向前方に向かって凹の湾曲曲面を基本形状とした内面を備えた反射部３３ｂと、反射部３３ｂの下側に湾曲して延びる装飾反射部３３ａが一体に形成されている。反射部３３ｂの内面（ＬＥＤ３２の光軸側の面）を反射面４０として利用する。リフレクタ３３は熱可塑性樹脂材料を用いて射出成形により形成され、その表面に図示しない白色の反射拡散膜が形成されている。白色の反射拡散膜は、セラミック粒子を含有した白色樹脂が塗布され、その表面が粗面とされている。図示しない白色反射拡散膜が反射面４０となる。
【００４４】
反射面４０は、図１および図７に示すようにＬＥＤ３２の光軸中心線Ａｘと交差する凹形状に形成されている。光軸中心線Ａｘと反射面４０との交点Ｐより光源側、すなわちＬＥＤ３２を設けた基板３１側に位置する第１反射面４１と、交点Ｐよりリフレクタ先端部４３側に位置する第２反射面４２からなる。
【００４５】
第１反射面４１は、交点Ｐにおける接線Ｌと光軸中心線Ａｘとの間の角度θ、すなわち図８に示したようにＬＥＤ３２側の角度が鋭角となるように、反射面４０の全体が連続した曲面からなっている。第１反射面４１の表面は微細な凹凸を設けた拡散反射面として形成されている。
【００４６】
第２反射面４２は、交点Ｐからリフレクタ先端部４３に延びる連続した曲面からなっている。第２反射面４２の表面も微細な凹凸を設けた拡散反射面として形成されている。第１反射面４１と第２反射面４２は、滑らかに接続している。第１反射面４１および第２反射面４２においてそれぞれの反射面の接線は、光軸中心線Ａｘとの間の角度が鋭角、すなわち接線と光軸中心線との間のＬＥＤ３２側の角度θは全て鋭角となるように形成されている。
【００４７】
レンズカバー３４は、図７および図８に示すようにリフレクタ３３の前方に配置され反射面４０全体を覆っている。リフレクタ３３のＬＥＤ３２近傍に位置する端部からリフレクタ先端部４３にかけて延びる。反射面４０を覆う第１インナーレンズ部３５と、装飾反射部３３ａに対応する形状とされ第１インナーレンズ部３５から下側に湾曲して延びる装飾レンズ部３５ｄとが一体に形成されている。
装飾レンズ部３５ｄは、装飾反射部３３ａを覆い、第１インナーレンズ部３５内に入射したＬＥＤ３２から発せられた光が導光して、装飾レンズ部３５ｄ内に漏れるようにしている。また装飾レンズ部３５ｄの表面にはドット状のカットが設けてある。これにより装飾レンズ部３５ｄ内を導光してきた漏れ光が反射し装飾反射部３３ａと相まって僅かに光ることにより視認性および装飾性を高めることができる。
【００４８】
第１インナーレンズ部３５は、反射面４０に対向する内側入射面３５ａと、内側入射面３５ａの反対側の外側出射面３５ｂおよび外側遮光面３５ｃを有する。外側出射面３５ｂは、図６および図７に示すように上下左右方向に細かくマトリクス状に分割した多数の拡散レンズ面を形成している。夫々の拡散レンズ面は上下方向の拡散角度および左右方向の拡散角度を車両用信号灯具ユニット１０の機能に適合した配光特性が得られるように設定する。本実施形態では、テールランプおよびストップランプに適合する曲率に形成すると共にそのピッチを０．５ｍｍとして形成している。内側入射面３５ａには、外側出射面３５ｂと同じピッチで左右方向に広げるための半円柱状のレンズカットを設けている。これにより横方向への拡散を拡げ、上下方向に比べて左右方向へ拡がる配光パターンを得ることができる。さらに、内側入射面３５ａのレンズカットと外側出射面３５ｂのレンズカットを同じピッチにしているので、正面視においてレンズカットの重なりズレがないので非点灯時における均一性が向上する。なお、図８および図９においては、図面を簡略化するために内側および外側の微細なレンズカットは省略して図示している。
【００４９】
外側遮光面３５ｃは、出射面を遮光して図６に示すように意匠形状を形成する。本実施形態では、外側遮光面３５ｃの外側に遮光部材３８を固定している。発光面となる外側出射面３５ｂで囲まれた空間内に外側遮光面３５ｃを設けることでコントラストの高い発光面を得ることができる。遮光部材３８は別途形成した樹脂材料を固定に限らず、塗膜を設けるものでも良い。
【００５０】
第１レンズ部３５の外側には、装飾部材３９が設けられ装飾部材３９により外側出射面３５ｂの周囲が遮光される。装飾部材３９は、基板３１近傍を覆う形状とされ、非点灯時においてＬＥＤ３２等が直接観察されるのを防止するとともに、点灯時に光漏れが生じるのを防止することができる。装飾部材３９には、複数のランプユニット用の開口部１９ａが中央に形成されており、当該開口部１９ａ内に複数のタンプユニット、例えば、テール・アンド・ストップランプユニット、ストップランプユニットおよびターンランプユニットを設け、その周囲を装飾する。
【００５１】
レンズカバー３４は、リアコンビネーションランプ３の図示しないアウターカバーの後側に位置する。第１インナーレンズ３５の外側出射面３５ｂが、インナーレンズ３７に相当するものとなる。従って、第１インナーレンズの外側出射面３５ｂおよび遮蔽部材３８がアウターカバーを通して観視され意匠面として観察される。
【００５２】
ＬＥＤ３２と反射面４０との間には、第２インナーレンズ３６が設けられている。第２インナーレンズ３６は、透明なポリカーボネート樹脂を成形して形成され、リフレクタ３３およびレンズカバー３４のＬＥＤ３２を配設する側の基端部に位置する。具体的には、複数のＬＥＤ３２を搭載した基板３１と結合される。ＬＥＤ３２の光軸中心線Ａｘと第２インナーレンズ３６の光学的な中心が一致するように位置決めがなされて固定されている。
【００５３】
第２インナーレンズ３６は、ＬＥＤ３２の出射面と対向する入射面３６ｂと、入射面３６ｂの反対側の出射面３６ｃによりレンズ部が形成される。図１０に第２インナーレンズのレンズ部のレンズカットを説明する平面図を示す。（Ａ）が出射面、（Ｂ）が入射面である。入射面３６ｂは、ＬＥＤ３２から光軸中心線Ａｘを中心に所定の範囲に拡がって照射される光を集光して、平行光線化して第２インナーレンズ３６内を進行するように形成されている。出射面３６ｃは、平行光線化して第２インナーレンズ部３６内を進行してきた光を拡散して出射して、反射面４０に向かうように拡散レンズカットが形成されている。拡散レンズカットのピッチは、第１インナーレンズ部３５の外側出射面３５ｂのレンズカットのピッチより小さい微細カットとする。これにより発光面の均一性をより高めることができる。
【００５４】
次に車両用信号灯具ユニット３０の光学系について図９を用いて説明する。
【００５５】
ＬＥＤ３２から出射した光は、第２インナーレンズ３６の入射面３６ｂにより略平行光線化されて第２インナーレンズ３６内を進み、出射面３６ｃに形成された拡散レンズカットにより拡散して反射面４０に向かって進む。光線Ｒａｙ１は第１反射面４１に向かった後に、第１インナーレンズ部３５の外側出射面３５ｂから出射する光線の一つを示す。光線Ｒａｙ２は第２反射面４２に向かった後に、第１インナーレンズ部３５の外側出射面３５ｂから出射する光線の一つを示す。
【００５６】
光線Ｒａｙ１は、第２インナーレンズ部３６の出射面３６ｃ、第１反射面４１、第１インナーレンズ部３５の内側入射面３５ａおよび外側出射面３５ｂの４箇所の界面にて拡散する。光線Ｒａｙ２も、第２インナーレンズ部３６の出射面３６ｃ、第２反射面４２、第１インナーレンズ部３５の内側入射面３５ａおよび外側出射面３５ｂの４箇所の界面にて拡散する。ＬＥＤ３２から反射面４０に向かうまでの距離を開けて、反射面４０で拡散させた光を更に第１インナーレンズ部３５の内側入射面３５ａおよび外側出射面３５ｂで拡散させているので、ＬＥＤ３２の光を拡散しながら拡げることができ、意匠面となる第１インナーレンズ部３５の外側出射面３５ｂの均一性を向上させることができる。さらに、ＬＥＤ３２から出射した光が反射面４０に到達する前に、第２インナーレンズ３６により集光および拡散を図っているので、ＬＥＤ３２から照射された光の利用効率を高めるとともに、反射面４０に向かって拡散した光を進行させて、より一層均一性が向上させている。
【００５７】
なお、図６において、図７に示した装飾反射部３３ａと装飾レンズ部３５ｄにより形成された装飾発光部を省略して示している。
本実施形態の応用例として、装飾発光部に向かう光が多くなるように反射面４０に図示しない第３の反射面を設け、装飾発光部をストップランプユニット３ｂとして機能させることもできる。
【００５８】
上記した全ての実施形態において、ＬＥＤ１２，３２の前方に配置したレンズ部材、すなわち第２レンズ部１６、第２インナーレンズ３６の出射面に形成された拡散面は、所定ピッチのレンズカットが形成された凹凸面とされている。また、レンズカバー１４，３４の出射面側に形成されたレンズカットのピッチも同一の０．５ｍｍピッチにて形成している。上記した実施形態の変形例として、レンズカットのピッチを変形することもできる。発明者による検討によれば、レンズカバー１４，３４の出射面側に形成されたレンズカットのピッチは１．０ｍｍより短いピッチが好ましく、好適には０．５ｍｍ以下が良い。１．０ｍｍより長いピッチの場合には発光面の均一感が劣る。０．５ｍｍ以下のピッチの場合には発光面の均一感が高い。また、レンズカバー１４，３４の出射面側に形成されたレンズカットのピッチは、ＬＥＤ１２，３２の前方に配置したレンズ部材、すなわち第２レンズ部１６、第２インナーレンズ３６の出射面に形成した拡散面のピッチよりも短くすることが好ましい。レンズカバー１４，３４の出射面側に形成されたレンズカットによる拡散は、少なくとも反射面およびレンズ部材の出射面の２箇所の界面にて拡散した光を、更に分割して拡散するものである。発明者による検討によれば、レンズ部材のピッチを変更した場合に比べてレンズカバー１４，３４の出射面側に形成されたレンズカットのピッチを短くすることが、均一感を高めるのに効果的であった。
【００５９】
以上に、本発明の実施形態及びその変形例を説明したが、上記実施形態および変形例はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその趣旨から逸脱することなく他の様々な形で構成の付加、省略、置換及びその他の変更が可能である。
例えばリフレクタの反射面は連続した曲面にて説明したが、一定の曲面を基準にした多段反射面とし、その表面に拡散反射塗装膜を設ける構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１…車両用灯具
２…リッドランプ
３…リアコンビネーションランプ
１０，３０…車両用信号灯具ユニット
１１…基板
１２…光源（ＬＥＤ）
１３…リフレクタ
１４…レンズカバー
１５…第１レンズ部
１６…第２レンズ部
１７…インナーレンズ
１８…遮光部材
１９…装飾部材
２０…反射面
２１…第１反射面
２２…第２反射面
３１…基板
３２…光源（ＬＥＤ）
３３…リフレクタ
３４…レンズカバー
３５…第１インナーレンズ部
３６…第２インナーレンズ
３７…インナーレンズ
３８…遮光部材
３９…装飾部材
４０…反射面
４１…第１反射面
４２…第２反射面
Ａｘ…光軸中心線
Ｐ…交点
Ｌ…接線
θ…光軸中心線と反射面の接線との間の角度
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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