(57)【要約】【課題】  光の出射面が曲面の導光体を用いた灯具でも光の照射方向のばらつきを抑制できる。【解決手段】  灯具（１）は光源（３０）及び導光部材（１０，２０）を備える。導光部材（２０）は複数の反射面（２１）を含み、光を入射面（２２）から入射して全反射によって導光し、反射面（２１）で反射された光線を入射角が臨界角よりも小さい光線として側面（２４）から出射する。出射方向に垂直な面を投影面とし、中心線（Ｃ２）は投影面上で湾曲している。反射面（２１）で反射された光線が出射される側面（２４）の入射面（２２）からの長軸方向の位置は、反射された反射面（２１）よりも遠くに位置する。中心線（Ｃ２）上の点（Ｐ１）を含む微小領域の法線（Ｎ２）と点（Ｐ１）を通り出射面（１１）から出射される光線（Ｌ５）とを含む平面（Ｓ）は投影面上において点（Ｐ１）における中心線（Ｃ２）の接線と一致する。【選択図】      図１
2019179648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される灯具であって、
光を発する光源と
長軸方向に沿って形成された複数の第１の反射面を含み、前記光源から発せられた前記光を端部に形成された入射面から入射して、入射した前記光を前記長軸方向に全反射によって導光し、前記第１の反射面で反射された光線を入射角が臨界角よりも小さい光線として側面から出射する第１の導光部材と、
前記側面から出射された前記光線を入射して出射面から出射する第２の導光部材と
を備え、
前記出射面から出射される前記光線のうち最高光度の第１の光線が出射される方向を出射方向とし、
前記出射方向に垂直な面を投影面とし、
前記出射面は、第１の長辺と前記第１の長辺と対向する第２の長辺とを含み、
前記投影面上において、前記第１の長辺と前記第２の長辺との間の中心を通る前記出射面上の線を中心線とし、
前記中心線は、前記投影面上で湾曲しており、
前記第１の反射面で反射された光線が出射される前記側面の前記入射面からの前記長軸方向の位置は、反射された前記第１の反射面よりも遠くに位置し、
前記中心線上の点を含む微小領域の法線と前記点を通り前記出射面から出射される最高光度の第２の光線とを含む平面は、前記投影面上において、前記点における前記中心線の接線と一致する車両用灯具。
【請求項２】
前記第２の導光部材は、第２の反射面を含み、前記第１の導光部材から入射した前記光を前記第２の反射面で反射して前記出射面に導く請求項１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。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、例えば、光ガイド部２および発光面部３とから成る面発光装置１が記載されている。光ガイド部２には、断面が四辺を有する略棒状となる透明部材で形成され一方の面にはガイド部レンズ２ｃが形成され、対峙する他方の面には拡散カット部２ｂが形成され、棒状の少なくとも一方の端部にはＬＥＤランプ４を有する光導入部２ａが設けられている。発光面部３は、光ガイド部の使用数に併せた数のシリンドリカルレンズ状の発光面部レンズ３ａを有する。光ガイド部と発光面部とは、ガイド部レンズからの光により発光面部レンズのほぼ全面が発光するよう適宜な間隔をもって対峙されている。ＬＥＤランプ４からの光は光ガイド部２内に導入される。このときに、光ガイド部２と大気との境界に達した光は、内面反射を繰り返しながら、光ガイド部２の他の一方の端部に向かう。内面全反射角以下でガイド部レンズ２ｃに達した光は、このレンズ部２ｃから外部、即ち、大気中に放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８５６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の面発光装置１では、発光面部３から見て、ガイド部レンズ２ｃが曲がった形状で形成された場合には、光の照射方向を一定に保つことが難しい。
【０００５】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、光が出射される方向から見て、光を出射する面が曲がった形状で形成された導光体を用いた場合でも光の照射方向のばらつきを抑制することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車両用灯具は、車両に搭載される灯具であって、光を発する光源と長軸方向に沿って形成された複数の第１の反射面を含み、前記光源から発せられた前記光を端部に形成された入射面から入射して、入射した前記光を前記長軸方向に全反射によって導光し、前記第１の反射面で反射された光線を入射角が臨界角よりも小さい光線として側面から出射する第１の導光部材と、前記側面から出射された前記光線を入射して出射面から出射する第２の導光部材とを備え、前記出射面から出射される前記光線のうち最高光度の第１の光線が出射される方向を出射方向とし、前記出射方向に垂直な面を投影面とし、前記出射面は、第１の長辺と前記第１の長辺と対向する第２の長辺とを含み、前記投影面上において、前記第１の長辺と前記第２の長辺との間の中心を通る前記出射面上の線を中心線とし、前記中心線は、前記投影面上で湾曲しており、前記第１の反射面で反射された光線が出射される前記側面の前記端部からの前記長軸方向の位置は、反射された前記第１の反射面よりも遠くに位置し、前記中心線上の点を含む微小領域の法線と前記点を通り前記出射面から出射される最高光度の第２の光線とを含む平面は、前記投影面上において、前記点における前記中心線の接線と一致する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光が出射される方向から見て、光を出射する面が曲がった形状で形成された導光体を用いた場合でも光の照射方向のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の１に係る車両用灯具の構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態の１に係る車両用灯具の導光棒の構成を示す構成図である。
【図３】実施形態の１に係る車両用灯具の導光棒の構成を示す構成図である。
【図４】実施形態の１に係る車両用灯具の導光棒の構成を示す断面図である。
【図５】実施形態の１に係る車両用灯具の構成を示す断面図である。
【図６】実施形態の１に係る車両用灯具の構成を示す構成図である。
【図７】実施形態の１に係る車両用灯具の構成を示す構成図である。
【図８】実施形態の１に係る車両用灯具の導光棒の構成を示す部分断面図である。
【図９】実施形態の１に係る車両用灯具の導光棒内を進行する光線の光路図である。
【図１０】物質表面における光線の屈折を表した図である。
【図１１】実施形態の１に係る車両用灯具の斜視図で示す光線の光路図である。
【図１２】実施形態の１に係る車両用灯具の導光板内を進行する光線の光路図である。
【図１３】実施形態の１に係る車両用灯具が車両に搭載された形態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
特許文献１の面発光装置１には、光ガイド部２の背面に複数の拡散カット部２ｂが設けられている。拡散カット部２ｂは、光ガイド部２から入射した光をガイド部レンズ２ｃから出射するためのものである。この拡散カット部２ｂは、面発光装置１が非発光時において、観察者に視認される。このため、面発光装置１の非発光時の見栄えを損ねてしまう。
【００１０】
以下に示す実施の形態では、例えば、拡散カット部２ｂによって面発光装置１の非発光時の見栄えが損なわれることが抑制される。
【００１１】
光ガイド部２のガイド部レンズ２ｃから出射される光線は、光ガイド部２の中を進行する光の方向に対して傾斜している。この場合において、面発光装置１の光が出射される方向から見て、ガイド部レンズ２ｃおよび発光面部３が曲がった形状の場合には、ガイド部レンズ２ｃから出射される光線を曲がった先にある発光面部３に向けてさらに傾斜させる必要がある。そのため、発光面部３から出射される光線は、面発光装置の光が照射される方向に対して傾斜して出射される。
【００１２】
＜図中の座標の説明＞
以下の各実施の形態において、説明を容易にするために、各図中にｘｙｚ直交座標系の座標軸及びｘ’ｙ’ｚ’直交座標系の座標軸を示す。なお、以下の各図面においては、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１３】
まず、ｘｙｚ座標系の座標軸を示す。
【００１４】
ｚ軸方向は、灯具が光を照射する方向である。ｚ軸方向は、灯具が出射する光の主たる出射方向である。出射方向は、出射面１１から出射される光のうち最高光度の光線が出射される方向である。灯具が光を照射する方向は、出射される光のうち最高光度の光線が出射される方向である。灯具が光を照射する方向は、灯具が光を放射する光学的な中心軸の方向である。つまり、ｚ軸方向は、灯具の主光軸の方向である。
【００１５】
車両用灯具１から出射される光の最高光度の放射方向に垂直な面はｘｙ平面である。出射面１１から出射される光の最高光度の放射方向に垂直な面はｘｙ平面である。出射方向は、＋ｚ軸方向である。出射方向に垂直な面はｘｙ平面である。
【００１６】
以下の実施の形態では、説明を容易にするために、一例として、灯具の照射方向を車両の前方とする。＋ｚ軸方向は、例えば、車両の前方である。−ｚ軸方向は、例えば、車両の後方である。そのため、「出射方向から見て」および「車両の前方から見て」とは、＋ｚ方向側から−ｚ方向側を見ることである。「車両の後方から見て」とは、−ｚ軸方向側から＋ｚ軸方向側を見ることである。また、正面図は、車両用灯具１を車両の前方から見たときの図である。
【００１７】
ｙ軸方向は、車両が地面に静止した状態で置かれている場合での、地面に対する法線方向である。＋ｙ軸方向は、例えば、上方向である。つまり、＋ｙ軸方向は、空の方向である。−ｙ軸方向は、例えば、下方向である。つまり、−ｙ軸方向は、地面の方向である。
【００１８】
ｘｙ平面に垂直で、車両が地面に静止した状態で置かれる面（ｚｘ平面）に垂直な面は、ｙｚ平面である。
【００１９】
「車両の上方から見て」とは、＋ｙ軸方向側から−ｙ軸方向側を見ることである。反対に、「車両の下方から見て」とは、−ｙ軸方向側から＋ｙ軸方向側を見ることである。また、上面図は車両用灯具１を、車両の上方から見たときの図である。
【００２０】
ｘ軸は、ｙｚ平面に垂直な軸である。＋ｘ軸方向は、車両の後方から前方を見て左側である。−ｘ軸方向は、車両の後方から前方を見て右側である。
【００２１】
次に、各図中にｘ’ｙ’ｚ’座標系の座標軸を示す。
【００２２】
ｘ’ｙ’ｚ’座標は、導光板１０の出射面１１の中心線Ｃ２に沿った座標である。出射面１１の中心線Ｃ２は、出射面１１上において上辺１１ａと下辺１１ｂとの中心を通る線である。上辺１１ａと下辺１１ｂとは、出射面１１の長辺である。上辺１１ａは、下辺１１ｂと対向している。中心線Ｃ２は、曲線部分を含んでいる。
【００２３】
ｚ’軸は、導光板１０の中心線Ｃ２に平行である。または、ｚ’軸は、導光板１０の中心線Ｃ２の接線に平行である。ｘ’ｙ’平面は、ｚ’軸に垂直な平面である。ｘ’ｙ’平面は、中心線Ｃ２に垂直な平面または中心線Ｃ２の接線に垂直な平面である。中心線Ｃ２に垂直な断面をｘ’ｙ’平面とする。つまり、ｘ’ｙ’平面は、出射面１１の中心線Ｃ２上の点Ｐ１における接線に対して垂直な平面である。＋ｚ’軸方向は、例えば、導光棒２０の中を光が進行する方向である。
【００２４】
ｙ’軸は、ｘ’ｙ’平面上において、例えば、出射面１１に平行な軸である。例えば、ｘ’ｙ’平面上において、出射面１１は直線形状である。上辺１１ａは、例えば、出射面１１の＋ｙ’軸方向側の辺である。下辺１１ｂは、例えば、出射面１１の−ｙ’軸方向側の辺である。
【００２５】
ｙ’軸は、例えば、ｘ’ｙ’平面上において、導光棒２０の中心Ｐ４と導光板１０の反射面１２の中点Ｐ５とを結ぶ直線に平行である。点Ｐ４は導光棒２０の中心線Ｃ１上の点である。＋ｙ’軸方向は、点Ｐ４から点Ｐ５の方向である。＋ｙ’軸方向は、導光棒２０の中心Ｐ４から反射面１２の中点Ｐ５へ向かう方向である。−ｙ’軸方向は、反射面１２の中点Ｐ５から導光棒２０の中心Ｐ４へ向かう方向である。
【００２６】
ｘ’軸は、ｙ’ｚ’平面に垂直な軸である。ｘ’軸は、ｘ’ｙ’平面上において、ｙ’軸に直交する。ｘ’軸は、例えば、ｘ’ｙ’平面上において、導光板１０の底面１３と平行である。ｘ’軸は、例えば、ｘ’ｙ’平面上において、導光板１０の上面１４と平行である。＋ｘ’軸方向は、反射面１２から出射面１１の方向である。導光板１０の中を出射面１１に向かう光は、＋ｘ’軸方向に進行する。
【００２７】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について、図１〜図１３を用いて説明する。
【００２８】
＜車両用灯具１の構成＞
以下に、車両用灯具１の構成について図１〜図７を参照して説明する。
【００２９】
図１は、車両用灯具１の構成を示す斜視図である。図１に示すように、車両用灯具１は、導光板１０、導光棒２０、及び光源３０を備える。
【００３０】
≪光源３０≫
光源３０は、光を出射する。光源３０は、導光棒２０の端部に配置されている。光源３０は、例えば、導光棒２０の一方の端面（入射面２２）に対向して設置される。例えば、光源３０の発光面３１と導光棒２０の入射面２２とは互いに平行である。また、入射面２２の中心と発光面３１の中心とを結ぶ直線は、例えば、発光面３１に垂直である。導光棒２０は、導光部材の一例である。
【００３１】
≪導光棒２０≫
図２は、車両用灯具の導光棒の構成を示す構成図（上面図）である。図３は、車両用灯具の導光棒の構成を示す構成図（正面図）である。図４は、車両用灯具の導光棒の構成を示す断面図である。図２および図７に示すＤ１−Ｄ１断面は、ｘ’ｙ’平面である。図３および図６に示すＤ２−Ｄ２断面は、ｘ’ｙ’平面である。
【００３２】
導光棒２０は、光源３０から出射された光を導光する。導光棒２０は、光源３０から発せられた光を端部から入射する。導光棒２０は、光源３０から出射された光を側面で反射することで導光する。導光棒２０は、入射した光を長軸方向に全反射によって導光する。導光棒２０の長軸方向は、ｚ’軸方向である。導光棒２０は、側面２４への入射角が臨界角よりも小さい光線を側面２４から出射する。導光棒２０は、反射面２１で反射された光線を側面２４への入射角が臨界角よりも小さい光線とする。側面２４への入射角が臨界角よりも小さい光線は側面２４から出射される。そして、導光棒２０は、導光した光を導光板１０に向けて出射する。
【００３３】
導光棒２０は入射面２２と反射面２１とを備える。導光棒２０は、例えば、２次元または３次元に曲がった曲線に沿って伸びる棒形状をしている。つまり、導光棒２０の中心線Ｃ１は、例えば、２次元曲線または３次元曲線である。
【００３４】
入射面２２は、光源３０から発せられた光を入射する。入射面２２は、導光棒２０の端部に形成されている。入射面２２は、例えば、導光棒２０の端面である。
【００３５】
入射面２２は、例えば、光源３０の発光面３１と対向して配置されている。例えば、光源３０の発光面３１の中心と導光棒２０の入射面２２の中心とを結ぶ直線は、導光棒２０の入射面２２に垂直である。
【００３６】
反射面２１は、導光棒２０の側面に形成されている。反射面２１は、導光棒２０の長軸方向に沿って形成されている。反射面２１は、例えば、平面で形成されている。中心線Ｃ１が直線の場合には、反射面２１の先端の頂上線２５は、例えば、光の進行方向（ｚ’軸）に直交している。頂上線２５は、例えば、ｘ’ｙ’平面上にある。なお、反射された光が到達する側面２４の位置の中心線Ｃ１が曲がっている場合には、頂上線２５は、光の進行方向（ｚ’軸）に対して傾斜している。
【００３７】
反射面２１は、入射した光を反射する。反射面２１で反射された光は、側面に到達する。反射面２１で反射された光の側面に対する入射角は、臨界角よりも小さい。そのため、反射面２１で反射された光は側面から出射される。
【００３８】
反射面２１は、例えば、プリズムである。反射面２１は、例えば、入射した光を拡散反射する印刷パターンでも良い。印刷パターンは、例えば、ドットパターンである。
【００３９】
反射面２１は、導光棒２０の中心線Ｃ１に沿った方向に複数形成されている。実施の形態１では、複数の反射面２１は、導光棒２０の中心線Ｃ１に沿った方向に連続して形成されている。実施の形態１では、複数の反射面２１は、導光棒２０の中心線Ｃ１に沿った方向に並んで形成されている。
【００４０】
≪導光板１０≫
導光板１０は、上面１４、下面１３および出射面１１を備える。導光板１０は、反射面１２を備えることができる。導光板１０は、導光棒２０の側面２４から出射された光線を入射する。導光板１０は、入射した光線を出射面１１から出射する。
【００４１】
導光板１０は、例えば、板形状をしている。出射面１１および反射面１２は、例えば、板形状の側面に形成されている。導光板１０は、導光棒２０から入射した光を反射面１２で反射して出射面１１に導く。導光板１０は、例えば、２次元的または３次元的に湾曲した形状をしている。
【００４２】
図５は、車両用灯具１の構成を示す断面図である。図５は、中心線Ｃ２に垂直な断面を表している。なお、中心線Ｃ２は曲線を含んでいる。そのため、「中心線Ｃ２に垂直な断面」は、中心線Ｃ２の接線に垂直な断面である。図５では、ｘ’ｙ’ｚ’座標を用いる。
【００４３】
導光棒２０は、導光板１０に沿って配置されている。そのため、中心線Ｃ２に垂直な面と中心線Ｃ１に垂直な面とは一致する。中心線Ｃ２に垂直な面は、中心線Ｃ１に対しても垂直である。
【００４４】
図５に示すように、導光板１０の下面１３は、導光板１０の−ｙ’軸方向側の面である。導光板１０の上面１４は、導光板１０の＋ｙ’軸方向側の面である。下面１３と上面１４とは、互いに対向して配置されている。
【００４５】
中心線Ｃ２は、ｘ’ｙ’平面上において、上辺１１ａと下辺１１ｂとの中心を通る出射面１１上の線である。中心線Ｃ２は、ｙ’ｚ’平面上で湾曲している。実施の形態１では、例えば、導光板１０の出射面１１の中心線Ｃ２に垂直な断面（ｘ’ｙ’平面）上において、下面１３と上面１４とは平行である。また、導光板１０の出射面１１の中心線Ｃ２に垂直な断面（ｘ’ｙ’平面）上において、例えば、出射面１１と下面１３とは直交している。導光板１０の出射面１１の中心線Ｃ２に垂直な断面（ｘ’ｙ’平面）上において、例えば、出射面１１と上面１４とは直交している。また、導光板１０の出射面１１の中心線Ｃ２に垂直な断面（ｘ’ｙ’平面）上において、反射面１２と下面１３のなす角度Ａ４は、例えば、４５度である。なお、中心線Ｃ２は、ｘ’ｙ’平面上では点で示されている。
【００４６】
出射面１１は、上辺１１ａおよび下辺１１ｂを含んでいる。下辺１１ｂは、上辺１１ａと対向している。
【００４７】
図６は、車両用灯具１の構成を示す構成図（正面図）である。図６に示すように、平面Ｓは、出射面１１上の任意の点Ｐ１を含む微小領域の法線ベクトルＮ２と、点Ｐ１を通り出射面１１から出射される光線を含む平面である。点Ｐ１は、例えば、中心線Ｃ２上の点である。ここで、出射面１１から出射される光線Ｌ５は、ｚ軸に平行である。
【００４８】
角度Ａ０は、車両の正面（＋ｚ軸側）から出射面１１を見た場合に、平面Ｓが地面（ｚｘ平面）となす角度である。点Ｐ１に最も近い出射面１１の上辺１１ａ上の点を点Ｐ２とする。点Ｐ２は、出射面１１の上辺１１ａ上の点である。また、点Ｐ１に最も近い出射面１１の下辺１１ｂ上の点を点Ｐ３とする。点Ｐ３は、出射面１１の下辺１１ｂ上の点である。点Ｐ２における上辺１１ａの接線と地面（ｘｚ平面）とのなす角度は、例えば、角度Ａ０と等しい。点Ｐ３における上辺１１ｂの接線と地面（ｘｚ平面）とのなす角度は、例えば、角度Ａ０と等しい。
【００４９】
図７は、車両用灯具１の構成を示す構成図（上面図）である。以下に図７を参照して、ｚｘ平面上に投影して見た場合（車両の上面視）について説明する。点Ｐ１からｚ軸方向へ伸ばした直線を直線ＳＬ１とする。点Ｐ１から出射された光線Ｌ５は、直線ＳＬ１上を進行する。点Ｐ１における出射面１１の法線Ｎｖと直線ＳＬ１（光線Ｌ５）とのなす角度を角度Ａ１とする。導光板１０の中を進行して点Ｐ１に到達する光線と重なる直線を直線ＳＬ２とする。直線ＳＬ１と直線ＳＬ２とのなす鋭角の角度を角度Ａ２とする。導光板１０の屈折率を屈折率nｐとする。角度Ａ２は下式（１）で表される。ただし、ａｒｃｓｉｎ（Ｘ）は逆三角関数を意味する。ａｒｃｓｉｎ（Ｘ）は、ｓｉｎ（Ｙ）＝Ｘとなるような角度Ｙである。また、以下の式中の「・」は乗算を意味する。また、以下の式中の「／」は除算を意味する。
Ａ２=ａｒｃｓｉｎ(（１／ｎｐ）・ｓｉｎ（Ａ１）)      ・・・・・・・（１）
【００５０】
＜中心線Ｃ２に垂直な断面上の形状と位置関係＞
以下において図５を参照して、中心線Ｃ２に垂直な断面上の形状と位置関係とを説明する。つまり、中心線Ｃ２に垂直な断面上においての説明である。中心線Ｃ２に垂直な断面は、ｘ’ｙ’平面に平行な面である。
【００５１】
ｘ’ｙ’平面における導光棒２０の断面形状は、例えば、円形状をしている。なお、ｘ’ｙ’平面における導光棒２０の断面形状は、光を導光できれば円形状に限らない。
【００５２】
点Ｐ４は、中心線Ｃ１上の点である。つまり、点Ｐ４は導光棒２０の中心点である。また、点Ｐ５は導光板１０の反射面１２の中点である。点Ｐ４は、点Ｐ５から下面１３におろした垂線ＳＬ３の延長線上に位置している。
【００５３】
導光棒２０の半径Ｒは、点Ｐ４から下面１３までの距離より小さい。
【００５４】
反射面２１は、導光棒２０の側面に形成されている。反射面２１は、垂線ＳＬ３の延長線上に形成されている。反射面２１は、点Ｐ４に対して導光板１０の反対側に配置されている。反射面２１は、点Ｐ４と点Ｐ５とを結ぶ線分の延長上に配置されている。つまり、反射面２１は、点Ｐ４よりも点Ｐ５から遠い位置にある。
【００５５】
＜中心線Ｃ２を含む断面上の形状と位置関係＞
図８は、車両用灯具１の導光棒２０の構成を示す部分断面図である。図８は、中心線Ｃ１と垂線ＳＬ３とを含む平面における導光棒２０の断面形状を示している。図８は、導光棒２０の中心線Ｃ１を含みｙ’ｚ’平面に平行な面で、導光棒２０を切断した形状である。なお、中心線Ｃ１は曲線を含むので、導光棒２０の断面形状も曲面を含む。図８は、曲面の断面形状を平面として表している。
【００５６】
以下において図８を参照して説明する。つまり、中心線Ｃ１と垂線ＳＬ３とを含む平面における導光棒２０の断面上での説明である。
【００５７】
導光棒２０の内部を進行する光は、例えば、導光棒２０の側面２３，２４で反射されながら中心線Ｃ１の方向に進行する。図８では、導光棒２０の内部を進行する光は、＋ｚ’軸方向に進行する。反射面２１は、導光棒２０の内部を進行する光を反射する。反射面２１は、導光棒２０の側面２４に向けて光を反射する。反射面２１は、例えば、対向する側面２４に向けて光を反射する。
【００５８】
角度Ａ３は側面２３と反射面２１とのなす角の角度である。角度Ａ３は中心線Ｃ１と反射面２１とのなす角の角度である。導光棒２０の屈折率を屈折率nｂとする。角度Ａ３は下式（２ａ）を満たす。
Ａ３＝（９０−ａｒｃｓｉｎ（（１／ｎｂ）・ｓｉｎ（Ａ１）））／２      ・・・（２ａ）
【００５９】
また、定数αは、微小定数である。定数αは、導光棒２０の中を進行する光の反射面２１への入射角によって変わる。定数αは、車両用灯具１から出射される光の方向が＋ｚ軸方向となるように調整される。反射面２１の角度Ａ３は、以下の式（２ｂ）で表わされる。
Ａ３＝（９０−ａｒｃｓｉｎ（（１／ｎｂ）・ｓｉｎ（Ａ１）））／２＋α      ・・・（２ｂ）
【００６０】
＜導光棒２０から光を出射するための原理＞
図９は、車両用灯具１の導光棒２０内を進行する光線の光路図である。図９は、図８と同様に、導光棒２０の中心線Ｃ１を含みｙ’ｚ’平面に平行な面で、導光棒２０を切断した形状である。図９は、反射面２１で反射される光の挙動を説明する図である。光源３０から出射された光が、入射面２２から導光棒２０に入射し、導光棒２０から出射される原理について図９を用いて説明する。
【００６１】
まず、光源３０から出射された光は、入射面２２から導光棒２０に入射する。
【００６２】
導光棒２０に入射した光は、例えば、全反射を繰り返しながら、導光棒２０の中を進行する。しかし、一部の光は反射面２１に入射する。そして、反射面２１で反射された光は、光路が変更される。光路が変更された光は、導光棒２０から出射される際に、導光棒２０の側面２４で屈折される。導光棒２０の側面２４で屈折された光は、導光板１０の方向へ進行する。側面２４は、反射面２１と対向する面である。
【００６３】
反射面２１の角度Ａ３は、式（２）で定められる。このため、反射面２１に入射した光線は、出射角Ａ１で導光棒２０から出射される。導光棒２０の中の進行する光は、＋ｚ’軸方向に進行する。そのため、導光棒２０から出射される光は、側面２４の法線（ｙ’軸）に対して＋ｚ’軸方向に傾斜した方向に進行する。図９に示す出射角Ａ１は、ｙ’ｚ’平面上において、ｙ’軸に対する角度である。
【００６４】
反射面２１で反射された光線が出射される側面２４の入射面２２からの長軸方向（ｚ’軸）の位置は、反射された反射面２１よりも遠くに位置する。ここで長軸方向は＋ｚ’軸方向である。
【００６５】
導光棒２０から出射される出射角Ａ１は、導光板１０に入射する際の入射角に等しい。また、導光板１０の入射面１３ａと出射面１１とは、光学的には平行な面である。そのため、出射面１１からの出射角は、角度Ａ１に等しい。
【００６６】
また、反射面２１の幅２１１は、導光棒２０が全長にわたって均一に発光するように調整される。一般的には、反射面２１の幅２１１は、光源３０から遠いほど大きくなる。幅２１１は、反射面２１のｚ’軸方向（中心線Ｃ１方向）の長さである。
【００６７】
＜導光板１０から光を出射するための原理＞
次に、導光棒２０から出射された光が、導光板１０に入射して、導光板１０から出射される原理について図１０〜図１２を用いて説明する。
【００６８】
図１０は、物質表面における光線の屈折を表した図である。導光板１０から光を出射するための原理について説明するにあたり、光線の屈折式について図１０を用いて説明する。
【００６９】
法線ベクトルＮは、物質表面５０上の点Ｐ６における接平面４０の法線ベクトルである。点Ｐ６は、物質表面５０に入射する光線Ｌ４と物質表面５０との交点である。なお、図１０において、物質表面５０は破線で示されている。ベクトルＯは、出射される光線Ｌ５の方向ベクトルである。ベクトルＩは、入射する光線Ｌ４の方向ベクトルである。ベクトルＮ，Ｉ，Ｏは、単位ベクトルである。屈折率ｎ１は、入射側の媒質の屈折率である。屈折率ｎ２は、出射側の媒質の屈折率である。「×」は、ベクトルの外積を示している。光線の屈折式は、スネルの法則を３次元に拡張したものである。光線の屈折式は、以下の式（３）で表わされる。
Ｎ×Ｏ=（ｎ１／ｎ２）・Ｎ×Ｉ      ・・・・・・・（３）
【００７０】
入射する光線Ｌ４が物質表面５０で反射される場合には、屈折率ｎ１と屈折率ｎ２とは等しくなる（ｎ１＝ｎ２）。そして、式（３）中の（ｎ１／ｎ２）は１となる（（ｎ１／ｎ２）＝１）。
【００７１】
光線の屈折式は、光の屈折および光の反射が、入射する光線Ｌ４の方向ベクトルＩと法線ベクトルＮとを含む平面Ｓ２内で生じることを意味している。つまり、平面Ｓ２は、方向ベクトルＩと法線ベクトルＮとベクトルＯとを含んでいる。方向ベクトルＩ、法線ベクトルＮおよびベクトルＯは、平面Ｓ２上のベクトルである。なお、図１０では、平面Ｓ２を示すために、法線Ｎと方向ベクトルＩとを破線で結んでいる。
【００７２】
導光棒２０から出射された光は、導光板１０の入射面１３ａから導光板１０の内部に入射する。実施の形態１では、入射面１３ａは導光板１０の下面１３上に形成されている。なお、入射面１３ａは導光板１０の下面１３上に形成される必要はない。例えば、入射面１３ａと導光板１０の下面１３との間に段差などが設けられても良い。
【００７３】
図１１は、車両用灯具１の斜視図で示す光線の光路図である。
【００７４】
図１１に示すように、光源３０から発せられた光は、導光棒２０の入射面２２から導光棒２０に入射する。入射面２２は導光棒２０の端部に形成されている。導光棒２０に入射した光は、導光棒２０の長軸方向（ｚ’軸方向）に全反射によって導光される。導光される光の内、側面２４への入射角が臨界角よりも小さい光線は、側面２４から出射される。
【００７５】
導光棒２０の側面２４から出射された光は、導光板１０に入射する。導光棒２０の側面２４から出射された光は、入射面１３ａから導光板１０に入射する。導光板１０に入射した光は、反射面２１で反射される。反射面２１で反射された光は、出射面１１に到達する。出射面１１に到達した光は、出射面１１から出射される。
【００７６】
図１２は、車両用灯具１の導光板１０内を進行する光線の光路図である。図１２に示すように、導光板１０に入射した光が進行する方向のベクトルは、方向ベクトルＩ１である。方向ベクトルＩ１の光は、反射面１２に到達する。反射面１２に到達した光は、反射面１２で反射される。方向ベクトルＯ１は、反射面１２で反射された光の方向ベクトルである。反射面１２に到達した光は、平面Ｓ２１内で全反射される。平面Ｓ２１は、図１０に示す平面Ｓ２に対応する。平面Ｓ２１は、方向ベクトルＩ１と法線ベクトルＮ１とを含む平面である。法線ベクトルＮ１は、光が反射された反射面１２上の点における法線ベクトルである。
【００７７】
そして、反射面１２で反射された光は、光線の屈折式（３）に従って進行する。反射面１２で反射された光は、方向ベクトルＯ１の方向に進行する。反射面１２で反射された光は、出射面１１の方向に進行する。出射面１１に到達する光の方向ベクトルＩ２は、方向ベクトルＯ１に等しい。方向ベクトルＩ２は、出射面１１に入射する光線の方向ベクトルである。方向ベクトルＯ１は、反射面１２から出射される光線の方向ベクトルである。
【００７８】
方向ベクトルＩ２で出射面１１に入射した光は、光線の屈折式（３）に従って進行する。出射面１１に到達した光は、平面Ｓ２２内で屈折される。平面Ｓ２２は、図１０に示す平面Ｓ２に対応する。平面Ｓ２２は、方向ベクトルＩ２と法線ベクトルＮ２とを含む平面である。また、平面Ｓ２２は、方向ベクトルＯ２を含んでいる。方向ベクトルＩ２、法線ベクトルＮ２およびベクトルＯ２は、平面Ｓ２２上のベクトルである。出射面１１で屈折された光は、方向ベクトルＯ２の方向に進行する。この場合において、方向ベクトルＯ２は＋ｚ軸方向と一致する。
【００７９】
図５に示すように、ｘ’ｙ’平面上において、反射面１２と下面１３とのなす角度はＡ４である。また、図６に示すように、ｘｙ平面上において、点Ｐ１における中心線Ｃ２の接線と地面（ｘｚ平面）とのなす角度は、角度Ａ０と等しい。ｘｙ平面上において、点Ｐ２における上辺１１ａの接線と地面（ｘｚ平面）とのなす角度は、角度Ａ０と等しい。ｘｙ平面上において、点Ｐ３における上辺１１ｂの接線と地面（ｘｚ平面）とのなす角度は、角度Ａ０と等しい。点Ｐ１は、出射面１１上の点である。点Ｐ１に最も近い出射面１１の上辺１１ａ上の点を点Ｐ２とする。また、点Ｐ１に最も近い出射面１１の下辺１１ｂ上の点を点Ｐ３とする。
【００８０】
平面Ｓ２２は、出射面１１上の点Ｐ１を含む微小領域の法線ベクトルＮ２と、点Ｐ１を通り出射される光線を含む平面である。点Ｐ１を通り出射される光線は、例えば、＋ｚ軸方向へ出射される。角度Ａ０は、車両の正面（＋ｚ軸側）から出射面１１を見た場合に、平面Ｓ２２が地面（ｚｘ平面）となす角度である。
【００８１】
中心線Ｃ２上の点Ｐ１を含む微小領域の法線Ｎ２と点Ｐ１を通り出射面１１から出射される最高光度の光線Ｌ５とを含む平面Ｓ２２は、ｘｙ平面上において、点Ｐ１における中心線Ｃ２の接線と一致する。
【００８２】
ここで平面Ｓ２２は、平面Ｓ２１と光学的に同一の平面である。ここで、「光学的に」とは、構造的には反射面などで反射されて進行方向を変更された光線でも、光学系としては一本の光軸で表される場合を意味している。「光学的に」とは、光学系が１つの平面上の一本の光軸で表されること意味している。
【００８３】
以上のように、実施の形態１に係る車両用灯具１は、車両の前方に光を出射する。そして、車両用灯具１は、出射面１１において均一性を増した輝度分布を得ることができる。
【００８４】
また、導光板１０は、反射面２１などの微細構造を備えていない。また、導光棒２０は、導光板１０の−ｙ軸方向側に配置されている。導光棒２０は、反射面２１を備えている。これらによって、車両用灯具１が消灯している時に、出射面１１を通して反射面２１などの微細構造を見ることはできない。これによって、車両用灯具１の意匠を向上することができる。
【００８５】
車両用灯具１における光源３０としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）のほか、白熱電球またはレーザーダイオードなどの種々のものが利用可能である。
【００８６】
導光棒２０は、例えば、アクリル樹脂、フェニル系またはジメチル系のシリコン樹脂などで形成されてもよい。また、導光板１０は、例えば、アクリル樹脂、フェニル系またはジメチル系のシリコン樹脂などで形成されてもよい。
【００８７】
図１３は、車両用灯具１が車両９に搭載された形態を示した図である。図１３は、車両９を正面から見た図で、車両９の右半分を示している。車両用灯具１は、ヘッドライト９１の下側に配置されている。図１３には、フロントガラス９２およびタイヤ９３が示されている。
【００８８】
車両用灯具１は、例えば、車幅灯に適用できる。また、車両用灯具１は、尾灯、方向指示器、制動灯、バックライト、前部霧灯、デイライト、コーナーリングランプおよびハザードランプなどに適用される。または、車両用灯具１は、これらの組み合わせのコンビネーションランプなどに適用できる。
【００８９】
なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。
【００９０】
また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。
【符号の説明】
【００９１】
１  車両用灯具、  １０  導光板、  １１  出射面、  １１ａ  上辺、  １１ｂ  下辺、  １２  反射面、  １３  導光板の下面、  １３ａ  入射面、  １４  導光板の上面、  ２０  導光棒、  ２１  反射面、  ２１１  プリズム幅、  ２２  入射面、  ２３，２４  側面、  ２５  頂上線、  ３０  光源、  ３１  発光面、  ４０  接平面、  ５０  物質表面、９  車両、  ９１  ヘッドライト、  ９２  フロントガラス、  ９３  タイヤ、  Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４  角度、  Ｃ１，Ｃ２  中心線、  Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３  拡大図、  Ｉ  入射光線、  Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５  光線、  Ｎ，Ｎ１，Ｎ２  法線ベクトル、  Ｏ，Ｏ１  光線の方向ベクトル、  Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６  点、  Ｒ  半径、  Ｓ１，Ｓ２  平面、  ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３  直線、  Ｎｖ  法線、  α  定数。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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