(57)【要約】      （修正有）【課題】奥行き寸法が小さく、かつ、斬新な見え方の車両用灯具を提供する。【解決手段】出射軸Ａが灯具前方を向く半導体発光素子４と、半導体発光素子４の出射軸Ａ上に配置された反射部材５と、半導体発光素子４より灯具前方に配置され、半導体発光素子４の出射軸Ａと交差する方向に延出する導光体２０と、導光体２０の後方に配置され、導光体２０の延出方向と略平行に延出する光学部材１０とを備えた車両用灯具１であって、光学部材１０は、半導体発光素子４側から延出方向に沿って階段状に灯具前方側へずれる複数の段差部１１，１２，１３を有し、反射部材５は、第１反射領域５ａと、第１反射領域５ａよりも後方に設けられる第２反射領域５ｂとを有し、段差反射面１１ａ，１２ａ，１３ａで灯具の前方に反射させる車両用灯具により達成される。【選択図】図２
2012059661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出射軸が灯具前方を向く半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の前記出射軸上に配置された反射部材と、
前記半導体発光素子より前記灯具前方に配置され、前記半導体発光素子の前記出射軸と交差する方向に延出する導光体と、
前記導光体の後方に配置され、前記導光体の延出方向と略平行に延出する光学部材とを備えた車両用灯具であって、
前記光学部材は、前記半導体発光素子側から前記延出方向に沿って階段状に前記灯具前方側へずれた複数の段差部を有し、
各々の前記段差部は前記反射部材と略対向する面に段差反射面を備え、
前記反射部材は、第１反射領域と、前記第１反射領域よりも後方に設けられる第２反射領域とを有し、
前記第１反射領域は、前記半導体発光素子からの光を前記導光体の前記延出方向に反射して前記導光体へ入射させた後、前記導光体に設けられた導光体反射素子で前記灯具の前方に反射させ、
前記第２反射領域は、前記半導体発光素子からの光を前記光学部材の延出方向に反射して前記光学部材の前記段差反射面に入射させた後、前記段差反射面で前記灯具の前方に反射させることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記反射部材と前記導光体とは一体的に形成されており、
前記第１反射領域と前記第２反射領域は前記反射部材に蒸着された金属膜であ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】
前記段差反射面と前記導光体反射素子は、前記灯具正面から見て互いが重複しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記第１反射領域は、前記半導体発光素子を含む断面において、前記半導体発光素子を第１焦点、前記導光体の前記半導体発光素子側の端面付近を第２焦点とする楕円形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記反射部材は、前記灯具前方側の外側面と前記灯具後側の内側面とを有して前記半導体発光素子を覆うフード状であり、
前記反射部材の前記外側面が前記導光体の外側面と滑らかに連続するように前記反射部材と前記導光体とは一体的であることを特徴とする請求項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、車両用灯具に関し、特に他車や歩行者等に自車の存在や行動を知らせる信号用の車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号用の車両用灯具として、特許文献１に記載のものが知られている。この車両用灯具は、図５に示すように、ＬＥＤランプ１１１が光軸Ｘを照射方向に向けて設置され、このＬＥＤランプ１１１の照射方向前方には一次反射面としての放物系曲面１１２ａと双曲系曲面１１２ｂとが設けられてＬＥＤランプ１１１からの光を側方、若しくは、斜め後方に向けて反射し、放物系曲面１１２ａと双曲系曲面１１２ｂからの反射光が達する位置に二次反射面１１３ａ，１１３ｂを設け、車両用信号灯具の照射方向に向けて再反射を行わせている。このように、一次反射面１１２ａ，１１２ｂを複数としたことで、奥行き感、立体感の演出を可能とした斬新な見え方の車両用灯具としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１６５１０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の車両用灯具においては、双曲系曲面１１２ｂからの反射光を斜め後方へ反射させているため、これに対応する第２二次反射面１１３ｂを後方に配置しなくてはならず、灯具の奥行き寸法が大きくなってしまうという不都合が生じていた。
【０００５】
そこで本発明は、奥行き寸法が小さく、かつ、斬新な見え方の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】
【０００６】
本発明によれば、上記目的を達成するために以下が提供される。
（１）  出射軸が灯具前方を向く半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の前記出射軸上に配置された反射部材と、
前記半導体発光素子より前記灯具前方に配置され、前記半導体発光素子の前記出射軸と交差する方向に延出する導光体と、
前記導光体の後方に配置され、前記導光体の延出方向と略平行に延出する光学部材とを備えた車両用灯具であって、
前記光学部材は、前記半導体発光素子側から前記延出方向に沿って階段状に前記灯具前方側へずれた複数の段差部を有し、
各々の前記段差部は前記反射部材と略対向する面に段差反射面を備え、
前記反射部材は、第１反射領域と、前記第１反射領域よりも後方に設けられる第２反射領域とを有し、
前記第１反射領域は、前記半導体発光素子からの光を前記導光体の前記延出方向に反射して前記導光体へ入射させた後、前記導光体に設けられた導光体反射素子で前記灯具の前方に反射させ、
前記第２反射領域は、前記半導体発光素子からの光を前記光学部材の延出方向に反射して前記光学部材の前記段差反射面に入射させた後、前記段差反射面で前記灯具の前方に反射させることを特徴とする車両用灯具。
（２）  前記反射部材と前記導光体とは一体的に形成されており、
前記第１反射領域と前記第２反射領域は前記反射部材に蒸着された金属膜であることを特徴とする（１）の車両用灯具。
（３）  前記段差反射面と前記導光体反射素子は、前記灯具正面から見て互いが重複しない位置に配置されていることを特徴とする（１）又は（２）の車両用灯具。
（４）  前記第１反射領域は、前記半導体発光素子を含む断面において、前記半導体発光素子を第１焦点、前記導光体の前記半導体発光素子側の端面付近を第２焦点とする楕円形状であることを特徴とする（１）から（３）のいずれかの車両用灯具。
（５）  前記反射部材は、前記灯具前方側の外側面と前記灯具後側の内側面とを有して前記半導体発光素子を覆うフード状であり、
前記反射部材の前記外側面が前記導光体の外側面と滑らかに連続するように前記反射部材と前記導光体とは一体的であることを特徴とする（１）の車両用灯具。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車両用灯具によれば、第１反射領域で反射された反射光と、第２反射領域で反射された反射光という、２種類の反射光を灯具前方に出射させることで斬新な見え方の車両用灯具を提供できる。さらに、このような２種類の反射光を灯具前方に出射させるための導光体と光学部材はいずれも灯具前方を向く半導体発光素子の出射軸と交差する方向へ延出する部材であるので、導光体反射素子や段差反射面を延出方向に並べてその発光面を大きくしても車両用灯具自体の奥行き寸法が大きくなることはない。よって、奥行き寸法を小さく維持しながら、斬新な見え方の車両用灯具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用灯具の正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車両用灯具の断面図である。
【図５】従来の車両用灯具の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の第１実施形態に係る車両用灯具１を図１〜図３に基づいて説明する。図１に示すように、本発明の第１実施形態である車両用灯具１は、車体側に固定される樹脂製のランプボディ２と、ランプボディ２の開口部に取り付けられた赤色透明や無色透明の前面カバー３とを備え、ポジションランプやテールアンドストップランプ等の標識灯に適した灯具である。この車両用灯具１は、ランプボディ２と前面カバー３とで画成された灯室内に配置されたレンズ（導光体）２０と反射板（光学部材）１０とにより、例えばテールランプ配光やストップランプ配光を形成する。
【００１０】
この車両用灯具１について図２，３を参照して詳細に説明する。図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。車両用灯具１は、光源として左右の両側に配置されたＬＥＤ（半導体発光素子）４と、各々のＬＥＤ４それぞれを覆いＬＥＤ４からの光を側方に反射する反射部材５と、各々の反射部材５からの反射光を灯具前方に投射する反射板１０及びレンズ２０とを備えている。
【００１１】
なお本実施形態では、図１に示すように、向かって左側に配置されたＬＥＤ４は上側に配置された反射板１０に光を照射し、向かって右側に配置されたＬＥＤ４は下側に配置された反射板１０に光を照射し、レンズ２０には左右両端から左右のＬＥＤ４の光が導光されている。ここで、左右のＬＥＤ４及び反射部材５及び上下一対の反射板１０は点対称に配置された同一の部材なので、以下では図２に現れる右側のＬＥＤ４及び反射部材５と下側の反射板１０を例に挙げて説明する。
【００１２】
図２に示すようにＬＥＤ４はランプボディ２の上面にその出射軸Ａが車両用灯具１の前方（図２中の上方向）を向くように配置されている。なお、このＬＥＤ４の出射軸Ａは車両用灯具１の照射軸と一致している。このＬＥＤ４の出射軸Ａ上にはＬＥＤ４をフード状に覆う樹脂成型品の反射部材５がランプボディ２に固定されている。反射部材５は灯具前方側を向く外側面５ｃと、灯具後方側を向く第１及び第２反射領域５ａ，５ｂが形成される内側面とを有している。
【００１３】
反射部材５のＬＥＤ４と向かい合う面には、レンズ２０に近い側に第１反射領域５ａが形成され、第１反射領域５ａよりも車両用灯具１の後方に第２反射領域５ｂが形成されている。これら第１反射領域５ａ及び第２反射領域５ｂはアルミ蒸着膜として形成することができる。なお、ＬＥＤ４の出射軸Ａ上に第１反射領域５ａおよび第２反射領域５ｂを位置させることにより、ＬＥＤ４を灯具前方から見えなくすることができるので車両用灯具１の意匠性が高められている。
【００１４】
また、反射部材５の第１反射領域５ａはＬＥＤ４を第１焦点、レンズ２０のＬＥＤ４側の端面（後述する入射面２１）付近を第２焦点とする楕円面として形成されている。したがって、ＬＥＤ４から発光された光の一部は、第１反射領域５ａでレンズ２０の長手方向に反射されてレンズ２０の入射面２１に集光されることになる。この第１反射領域５ａの幅（図１の上下方向寸法）Ｗ１は図１に示すように、レンズ２０の幅寸法と同等の幅を有し、第１反射領域５ａで反射された光をレンズ２０全体に導光可能とされている。
【００１５】
反射部材５の第２反射領域５ｂはＬＥＤ４を焦点とし、中心線が出射軸Ａと直交する方向を向いた放物面として形成されている。したがって、ＬＥＤ４から発光された光の一部は、第２反射領域５ｂで出射軸Ａと直交する反射板１０の延出方向に平行光として反射されて、ＬＥＤ４の側方に配置された反射板１０に入射される。この第２反射領域５ｂの幅寸法Ｗ２（図１の上下方向寸法）は、図１に示すように、反射板１０の幅寸法よりも幅広に形成されており、第２反射領域５ｂで反射された光を反射板１０全体に照射可能とされている。
【００１６】
ランプボディ２にはＬＥＤ４の側方でレンズ２０の後方に支持部２ａを介して反射板１０が取り付けられている。この反射板１０は車両に取り付けられた状態で車幅方向に延びる薄型の金属板である。この反射板１０はプレス加工により、ＬＥＤ４側から延出方向に沿って階段状に灯具前方側へずれた複数（図示の例では３カ所）の第１段差部１１、第２段差部１２、第３段差部１３を備えた階段状に形成されている。これら第１〜３段差部１１〜１３は、図２の断面視において、ＬＥＤ４に最も近い第１段差部１１が最も下方に位置し、ＬＥＤ４に最も遠い第３段差部が最も上方に位置し、第２段差部１２がその中間に位置するように形成されている。
【００１７】
反射板１０の第１〜３段差部１１〜１３には、ＬＥＤ４の出射軸Ａに対して約４５度の角度をなし、反射部材５の第１及び第２反射領域５ａ，５ｂと対向する段差反射面１１ａ，１２ａ，１３ａを備えている。これら段差反射面１１ａ，１２ａ，１３ａは、反射部材５の第２反射領域５ｂに対応する領域に設けられている。したがって、第２反射領域５ｂで反射板１０の長手方向の平行光として反射された光α（図３参照）は、段差反射面１１ａ，１２ａ，１３ａで灯具前方側へ反射される。
【００１８】
このとき、反射部材１０は、第１段差部１１が最も下方に位置し第３段差部１３が最も上方に位置するように階段状に形成され、第１段差部１１がＬＥＤ４から第２段差反射面１２ａ及び第３段差反射面１３ａに届く光を遮ることがないように形成されている。したがって、反射板１０の全ての段差反射面１１ａ，１２ａ，１３ａでＬＥＤ４からの光を反射させることができる。
【００１９】
レンズ２０は、図１に示すように反射板１０の灯具前方に設けられ、車両に取り付けられた状態で車幅方向に伸びる薄型の透明樹脂成型品である。長手方向に延びるレンズ２０の両端は左右に設けられた反射部材５に一体的に接続されている。
【００２０】
レンズ２０の詳細について図３を参照して説明する。図３は反射部材５とレンズ２０との接続部周辺の拡大図である。レンズ２０のＬＥＤ４側の端面はＬＥＤ４の出射軸Ａと平行な入射面２１とされている。また、反射板１０と対向する長手方向に延在する後面は、複数の突起部からなる拡散反射面（導光体反射素子）２２とされている。
【００２１】
レンズ２０の入射面２１は第１反射領域５ａと対応する高さに設けられており、ＬＥＤ４から発光されて反射部材５の第１反射領域５ａでレンズ２０の長手方向に反射された光β１，β２は、入射面２１からレンズ２０内に入射される。レンズ２０内に入射された光β１，β２は、レンズ２０内部で反射を繰り返しながら他方のＬＥＤ４側まで導かれる。なお、このようにレンズ２０内に入射された光β１，β２はレンズ２０の内部で反射されて他方のＬＥＤ４側まで導かれるので、レンズ２０は、上面視でカーブ形状等、その形状を自由に設定することができる。
【００２２】
ここで、入射面２１からレンズ２０内に入射された光の一部β１は拡散反射面２２で反射され、前面２３に特定の入射角度以下で入射して前面２３で反射されることなく透過し、灯具前方に投射されることになる。また、入射面２１からレンズ２０内に入射された光の一部β２は前面２３で反射された後に拡散反射面２２で反射されてやはり灯具前方に投射される。
【００２３】
なお、拡散反射面２２によって光が灯具前方に投射されていくので、ＬＥＤ４からレンズ２０に入射された光の強度は、レンズ２０の他端側に向かうにつれて低下することになる。そこで、図１に示すようにレンズ２０の他端側にもＬＥＤ４及び反射部材５を配置し、他方の側からも光を入射させることでレンズ２０の照度を均一にしている。
【００２４】
このように、車両用灯具１の前方には、反射板１０の第１〜３段差反射面１１ａ〜１３ａで反射された光、及び、レンズ２０の拡散反射面２２で反射された光の２種類の光が投射されることになる。
【００２５】
以上の如く、本実施形態に係る車両用灯具１によれば、２種類の反射光を灯具前方に投射させるための反射板１０及びレンズ２０が、いずれも車両用灯具１の出射軸（ＬＥＤ４の出射軸Ａ）と交差する車幅方向に延びる薄型部材である。したがって、奥行き寸法を小さく、かつ、斬新な見え方の車両用灯具を提供することができる。
【００２６】
更に、本実施形態に係る車両用灯具１によれば、発光領域を大きくするために複数の段差反射面１１ａ，１２ａ，１３ａを長手方向に沿って並べたり、拡散反射面２２を長手方向に延在するように設けたりしても、車両用灯具１全体の奥行き寸法が大きくなることがないので、奥行き寸法を小さく維持したまま発光面積を大きくすることもできる。
【００２７】
なお、レンズ２０は反射部材５と透明樹脂の一体成型で形成することが好ましい。レンズ２０と反射部材５とを一体成型することにより、第１反射領域５ａとレンズ２０の入射面２１との位置決め精度が向上し、ＬＥＤ４の光を精度良くレンズ２０に導光することができるので、レンズ２０の発光効率が向上するからである。また、レンズ２０と反射部材５の一体成形時には、反射部材５の前面５ｃとレンズ２０の前面２３とを滑らかに接続することにより見栄えを向上させることが好ましい。
【００２８】
また、反射板１０に設けられる第１〜３段差反射面１１ａ〜１３ａは、灯具正面視でレンズ２０と重ならないように設けると、第１〜３段差反射面１１ａ〜１３ａで反射された光がレンズ２０で遮られることがなく、車両用灯具１全体の光利用効率が向上するので好ましい。また、光の利用効率を向上させるために、反射板１０の第１〜３段差反射面１１ａ〜１３ａは、光の入射方向から見たときに、灯具後方から前方にかけて隙間無く形成されていることが好ましい。
【００２９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る車両用灯具１００について図４を参照して説明する。図４は第２実施形態に係る車両用灯具１００の断面図である。第２実施形態に係る車両用灯具１００は反射板１０のみが上述の第１実施形態に係る車両用灯具１と異なるので、同一の部材については同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３０】
車両用灯具１００に設けられる反射板（光学部材）３０は透明な樹脂成型品である。この反射板３０は、車両用灯具１００が車両に取り付けられた時に車幅方向に延びる長尺の部材である。反射板３０はＬＥＤ４側の端面が出射軸Ａと略平行な入射面３１とされている。また、反射板３０の灯具前方のレンズ２０と対向する前面は出射軸Ａと直交する方向に延びる平坦面３２とされている。
【００３１】
この反射板３０の平坦面３２と反対側の背面には、ＬＥＤ４側から反射板３０の延出方向に沿って階段状に灯具前方側へずれた複数の段差部３３，３４，３５が設けられ、各々の段差部３３〜３５は反射部材５と対向する面に段差反射面３３ａ，３４ａ，３５ａが形成されている。
【００３２】
したがって、ＬＥＤ４から発光され反射部材５の第２反射領域５ｂにより出射軸Ａと直交する反射板３０の長手方向に反射された光は、反射板３０の入射面３１から反射板３０内に入射し、それぞれの段差反射面３３ａ，３４ａ，３５ａで灯具正面に反射される。なお光の利用効率向上のために、第１〜３段差反射面３３ａ，３４ａ，３５ａは、光の入射方向から見たときに、灯具後方から前方にかけて隙間無く形成されていることが好ましい。
【００３３】
本実施形態に係る車両用灯具１００によれば、反射板３０の第１〜３段差反射面３３ａ，３４ａ，３５ａにより反射される反射光、及び、レンズ２０の拡散反射面２２により反射される反射光という２種類の反射光を灯具前方に投射させることができる。これら２種類の反射光を得るための反射板３０及びレンズ２０が、いずれも車両用灯具１００の出射軸と交差する車幅方向に延びる薄型部材である。したがって、本実施形態に係る車両用灯具１００によっても、奥行き寸法を小さく、かつ、斬新な見え方の車両用灯具を提供することができる。
【００３４】
なお、以上の第１及び第２実施形態の車両用灯具１，１００では、灯具正面視で、レンズ２０及び反射板１０，３０が点対称な形状を例に挙げて説明したが、左右で線対称としたり上下に線対称としたり、あるいは非対称な形状にする等、任意の形状とすることができることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３５】
１  車両用灯具
２  ハウジング
３  灯具カバー
４  ＬＥＤ（半導体発光素子）
５  反射部材
５ａ  第１反射領域
５ｂ  第２反射領域
１０，３０  反射板（光学部材）
１１ａ，１２ａ，１３ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ  段差反射面
２０  レンズ（導光体）
２２  反射部（導光体反射素子）
【図１】
2012059661.tif 000003
【図２】
2012059661.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012059661.tif 000007