(57)【要約】【課題】意匠性が高く、且つ低コストで製造可能な車両用灯具を提供することを目的とする。【解決手段】第１光源と、第２光源と、正面発光面、前記第１光源が対向する側端面、及び裏面を有するレンズであって、該裏面は前記側端面から離れる方向に交互に連なる複数の反射部と透過部とを有するレンズと、及び前記レンズの後方に配置される反射面と、を備え、前記第１光源の光は、前記レンズの側端面から前記レンズに入射し、前記反射部の界面により反射された後、前記正面発光面から放射し、前記第２光源の光は、前記反射面により反射された後、前記透過部から前記レンズに入射し、前記正面発光面から放射する、ことを特徴とする車両用灯具とする。【選択図】  図３
2009026462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源と、
第２光源と、
正面発光面、前記第１光源が対向する側端面、及び裏面を有するレンズであって、該裏面は前記側端面から離れる方向に交互に連なる複数の反射部と透過部とを有するレンズと、及び
前記レンズの後方に配置される反射面と、
を備え、
前記第１光源の光は、前記レンズの側端面から前記レンズに入射し、前記反射部の界面により反射された後、前記正面発光面から放射し、
前記第２光源の光は、前記反射面により反射された後、前記透過部から前記レンズに入射し、前記正面発光面から放射する、ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記反射面が、前記第１光源、前記第２光源及び前記レンズを収納するハウジングの内壁面に形成された反射面である、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】
前記反射面として機能する導光体が備えられ、第２光源の光は該導光体に入射し、該導光体の前記レンズと反対側の界面で反射された後、該導光体の前記レンズ側の面から放射する、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】
前記反射面により反射された第２光源の光は、前記透過部に垂直に照射する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記正面発光面と前記側端面のなす角θと前記レンズの屈折率ｎが以下の関係式、
【数１】
2009026462.tif 000006
を満たす、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記第１光源及び第２光源がＬＥＤランプである、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記第１光源と前記第２光源とが同一の基板上に配設される、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項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。詳しくはリアコンビネーションランプなどの車両用灯具の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
リアコンビネーションランプやハイマウントストップランプなど車両用灯具では一般に、複数種類の光源の光を利用して所望の発光を得る。例えば、特許文献１には、２種類の光源（ストップランプ用ＬＥＤランプ及びターンランプ用ＬＥＤランプ）とレンズとを備えるリアコンビネーションランプが開示されている。このリアコンビネーションランプでは、レンズ正面の一部に金属蒸着を施して外部反射部を形成している。一方、レンズ裏面の一部を傾斜させてその界面によって内部反射部を形成している。そして、ストップランプ用ＬＥＤランプの光を外部反射面で反射した後、外部放射することによりストップランプを点灯させる。一方、ターンランプ用ＬＥＤランプの光をレンズ内に導光させて内部反射部で反射した後、外部放射することによりターンランプを点灯させる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１３６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のリアコンビネーションランプでは、レンズ正面に反射面を形成するための反射処理が必要となる。そのため製造工程が増加し、その結果製造コストが増加する。
そこで本発明は、意匠性が高く、且つ低コストで製造可能な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】
【０００５】
以上の課題を解決するため本発明は次の構成からなる。即ち、
第１光源と、
第２光源と、
正面発光面、前記第１光源が対向する側端面、及び裏面を有するレンズであって、該裏面は前記側端面から離れる方向に交互に連なる複数の反射部と透過部とを有するレンズと、及び
前記レンズの後方に配置される反射面と、
を備え、
前記第１光源の光は、前記レンズの側端面から前記レンズに入射し、前記反射部の界面により反射された後、前記正面発光面から放射し、
前記第２光源の光は、前記反射面により反射された後、前記透過部から前記レンズに入射し、前記正面発光面から放射する、ことを特徴とする車両用灯具である。
【発明の効果】
【０００６】
以上の構成では、第１光源の光はレンズ裏面の反射部の界面反射によって反射される。一方、第２光源の光は反射面により反射されてレンズ裏面の透過部から導光体に入射して正面発光面から放射する。このように構成したことから、レンズ表面に反射処理が不要となり製造工程が簡略されて製造コストが低減される。一方、第１光源の光及び第２光源の光が共にレンズの正面発光面から放射する。このように第1光源の光と第２光源の光が同一の発光面から放射するため、発光態様の統一感が増して意匠性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の車両用灯具では、レンズに導入された第１光源の光をレンズの反射部で反射することによってレンズの正面発光面方向の光へと変換する。これによって、最終的に正面発光面から光を放射する。さらに反射面により反射された第２光源の光をレンズ裏面の透過部からレンズに入射して正面発光面方向の光へと変換する。これによって、最終的に正面発光面から光を放射する。以上のように本発明ではレンズの正面発光面が灯具の外表面となる。つまり、外部から本発明の灯具を見たとき、レンズの発光面が直接（カバーなどを介してではなく）観察されることになる。なお、レンズの正面発光面には一切、反射処理が施されておらず、灯具の外表面となるレンズの正面発光面を観察すれば、全体に亘って同様の光沢感やクリスタル感が感得される。このように高い意匠性が得られる。また、レンズの正面発光面に反射処理を施す必要のないことは耐候性の向上にも有利である。
【０００８】
本発明の車両用灯具では第１光源と第２光源が使用される。第１光源及び第２光源の種類の種類は特に限定されるものではなく、ＬＥＤランプ、バルブ等を用いることができる。中でもＬＥＤランプを用いることが好ましい。ＬＥＤランプは小型であるため灯具の小型化を図れるからである。また、発熱量が小さく、周囲の部材への熱の影響を少なくすることができるといった利点も有する。さらには、駆動電力が小さく、また長寿命であるといった利点も有する。ＬＥＤランプの種類は特に限定されず、砲弾型、チップ型等、種々のタイプのＬＥＤランプを採用できるが、レンズ等を有する指向性の高いＬＥＤランプが特に好ましい。第１光源と第２光源とが同一の種類のＬＥＤランプであっても良いことは勿論、異なる種類のＬＥＤランプであってもよい。
光源の色は任意に選択できる。第１光源と第２光源とを異なる発光色を選択しても良い。光源の色はその用途又は目的に応じて選択することができる。例えば、赤色の光源を第１光源として、第１光源をストップ＆テールランプ用の光源として使用し、アンバー色の光源を第２光源として、第２光源をターンランプ用の光源として使用することができる。また別の態様として例えば、赤色の光源を第１光源として第１光源をストップランプ用の光源として使用し、赤色の光源を第２光源として第２光源をテールランプ用の光源として使用することができる。
【０００９】
本発明で使用するレンズは、正面発光面、側端面及び裏面を有する。側端面には第１光源が対向し、側端面は第１光源の光がレンズに入射するための光入射部となる。側端面の形態は特に限定されないが、後述の反射部に入射光が効率的に到達するように側端面の位置、形状、角度などが設定される。光入射効率の点から、光源の光が入射する面（光導入面）は平滑にすることが好ましい。
第１光源を内包するように、レンズの側端面を凹状に成形してもよい。これにより光源の光の導入効率が高まる。また、これにより第１光源（又はその一部）をレンズ内に収容させることが可能となり、灯具の小型化も図られる。尚、横方向に光を出射する光源（具体例として横放射型ＬＥＤランプ）を用いる場合には通常この形態の光導入部が採用される。
【００１０】
レンズは側端面近傍がレンズ縁部（第１光源が対向する側端面と反対側の端部）よりも厚肉に形成することができる。例えば、側端面近傍の厚さ（正面と裏面との距離）がレンズ縁部（レンズの外縁からの距離がレンズの高さの５％以内の部分を縁部とする）の厚さの２．５倍〜２５倍とする。より具体的には、側端面近傍を最も厚く形成し、その厚さを例えば１５ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは２５ｍｍ〜４０ｍｍとする。一方、レンズ縁部の平均厚を例えば３ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍとする。このように厚肉のレンズを使用することは、レンズを通して外部より光源やハウジングの接続部が観察されることの防止に有効である。また、良好な導光作用が得られることになるから、レンズの縁部まで発光させることにも有効である。
【００１１】
レンズの裏面は、側端面から離れる方向に交互に連なる複数の反射部と透過部とを有する。レンズの裏面側を階段状に成形する（換言すれば複数のステップを形成する）ことによって当該構成のレンズを得ることができる。
【００１２】
好ましくは、側端面からレンズ縁部に亘って反射部及び透過部を形成する。即ち、最も外側に位置する反射部の縁がレンズ縁部に接するように構成する。かかる構成によればレンズ縁部においても、反射部の作用によってレンズの正面発光面方向の光が生成することから、正面発光面を縁（外周）まで十分な輝度で発光させることが容易となる。
【００１３】
レンズの正面発光面から放射する光の輝度ムラを軽減するため、レンズの正面と裏面との距離が、側端面から離れるに従って連続的又は段階的に短くなるようにレンズの形状を設計することが好ましい。このような設計によれば、第１光源から離れた領域において光の取り出し効率が高まる結果、輝度差の少ない発光が得られる。具体的には例えば、側端面からレンズ縁部に向かって、上記のようにレンズ裏面を階段状に形成すればよい。
【００１４】
側端面より導入された光の内で反射部に到達した光は、反射部における界面によって反射され、正面発光面方向の光へと変換される。このように裏面の一部を利用して形成された反射部によって正面発光面方向の光が生成する。各反射部を規定する面の形状や角度などは反射光の進行方向及び灯具の配光特性等を考慮して任意に設定可能である。図１に示すように、反射部を規定する面（反射面）と側端面を規定する面（光導入面）とがなす角度をθ、正面発光面（意匠面）と光導入面とがなす角度をθ１、光導入面に対する光の入射角度をθ２、レンズの屈折率をｎとしたとき、以下の関係式が導き出される。
【数２】
2009026462.tif 000003
この関係式に基づき、各反射部を規定する面の角度を設計することができる。
【００１５】
レンズ裏面の透過部は反射部を連結している。透過部は平面であって、後述の反射面が反射した第２光源の光を透過してレンズへ入射させる入射面として機能する。透過部は、第２光源の光が垂直に照射するように傾斜した面であることが好ましい。第２光源の光がレンズに入射しやすいからである。レンズの正面発光面はレンズに入射した第１光源及び第２光源の光を放射する。
【００１６】
レンズの正面発光面は、レンズの材質の屈折率をn、正面発光面と側端面（光入射面）とのなす角をθとするとき、以下の関係式を満たすことが好ましい。
【数３】
2009026462.tif 000004
この関係式を満たす場合、正面発光面を介して入射する外光は側端面で全反射する。これにより、リアコンビネーションランプを観察したとき正面発光面を介して、側端面に対向して存在する第１光源が視認されることがなく、高い意匠性を奏することとなる。
【００１７】
レンズの材質は導光性を有する材質であれば特に限定されず、アクリル樹脂の他、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを採用することができる。レンズ内に光散乱剤を含有させてもよい。これにより、レンズ内における光の拡散が促進され、正面発光面から輝度バランスのよい光が放出される。光散乱剤としては、例えば所定の粒径を有するガラス、アルミ等の金属、レンズと光の屈折率の樹脂、シリカなどを用いることができる。
【００１８】
レンズの後方には反射面が設けられる。反射面は第２光源の光をレンズ裏面の透過部の方向に反射する。反射面の形態（形状や角度）は、反射光が透過部へ垂直に照射する形態であることが好ましい。反射光がレンズに入射しやすいからである。第１光源と、第２光源と及びレンズとを収納するハウジングの内側面の一部に光反射処理を施して、反射面を形成することが好ましい。部品点数を削減できるからである。また、コンパクト化を図ることができるからである。
【００１９】
本発明の一実施態様では、反射面として機能する導光体が備えられる。第２光源の光は該導光体に入射し、該導光体の前記レンズと反対側の界面で反射された後、該導光体のレンズ側の面から放射する。この反射面は、導光体の表面の一部又は全部に光反射処理を施して形成することができる。あるいは、導光体の表面の一部又は全部を所定の角度で傾斜させて、その界面を反射面とすることもできる。ここで使用される導光体の材質としては、アクリル樹脂の他、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを採用することができる。
以下に本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図２は本発明の車両用灯具の一実施例であるリアコンビネーションランプ１を示す斜視図である。図２のＡ‐Ａ線位置の断面図を図３に示す。図２に示すようにリアコンビネーションランプ１は、屈折率約１．５のアクリル樹脂製のレンズ１０と、その側端面１１に対向する第１ＬＥＤユニット２０と、第１ＬＥＤユニット２０の後方に配置される第２ＬＥＤユニット３０と、ハウジング４０とを備える。レンズ１０の正面発光面１２は緩やかにカーブする凸曲面からなる。当該曲面の曲率半径は４００ｍｍ〜６００ｍｍである。正面発光面１２は、レンズ１０の屈折率をn、正面発光面１２と側端面１１とのなす角をθとするとき、以下の関係式を満たす。
【数４】
2009026462.tif 000005
【００２１】
一方、レンズ１０の上側縁部の厚み（正面発光面１２とレンズ１０の裏面１３との距離）は約５ｍｍで、下側縁部（側端面）の厚みは約４０ｍｍである。レンズ１０の裏面１３は階段状となっており、レンズ１０の側端面１１から離れる方向、即ち下方から上方に向かって、厚み（正面発光面１２とレンズ１０の裏面１３との距離）が段階的に小さくなるように、６個の反射部１６が透過部１７を介して連なるように形成されている。各反射部１６は第１ＬＥＤランプ２０の光を正面発光面１２側へ全反射するように傾斜しており、その傾斜角度αは約４０°〜約５０°である（図３を参照）。なお、各反射部１６には光反射のための表面処理は施されていない。透過部１７にも表面処理は施されていない。
【００２２】
第１ＬＥＤユニット２０及び第２ＬＥＤユニット３０はベース２１上に配設されておりユニット化されている。第１ＬＥＤユニット２０は、赤色砲弾型のＬＥＤランプ２２と、その光放出側に設けられたアクリル樹脂製の補助レンズ２３からなる。補助レンズ２３はＬＥＤランプ２２の光を補助レンズ２３上面全体から平行に放出される光に変換する。補助レンズ２３の上面はレンズ１０の側面１１と略平行で、側面１１に対向している。第２ＬＥＤユニット３０はアンバー色砲弾型のＬＥＤランプ３１を備える。ＬＥＤランプ３１は上方に光を放出するように配置されており、放出光は後述の反射面４１を照射する。なお、第１ＬＥＤユニット２０及び第２ＬＥＤユニット３０は図２の紙面に垂直な方向に複数配列している。使用される第１ＬＥＤユニット２０及び第２ＬＥＤユニット３０の数は発光領域の大きさや求められる輝度に応じて適宜調整される。
ハウジング４０はレンズ１０、第１ＬＥＤユニット２０、及び第２ＬＥＤユニット３０を収納している。但し、レンズ１０の正面発光面１２は外部に露出している。ハウジング４０の内壁面４１にはＡｌ蒸着による光反射処理が施されている。これにより、内壁面４１は第２ＬＥＤユニット３０の光に対する反射面として機能する。内壁面４１の形状はレンズ１０の裏面側に湾曲した凹曲面状である。さらに、受光した第２ＬＥＤユニット３０の光をレンズ１０の透過部１７方向に反射し、その反射光が透過部１７を垂直に照射するように内壁面４１の形状と配置が調整されている。
【００２３】
以上の構成のリアコンビネーションランプ１では、車両側からの入力信号に応じて第１ＬＥＤランプ２０又は第２ＬＥＤランプ３０が点灯する。車両のブレーキが踏み込まれると、車両側から第１ＬＥＤランプ２０へ入力信号が発せられる。これに応じて第１ＬＥＤランプ２０は点灯し、その光はまず補助レンズ２３により上方へ進行する平行光に変換された後、レンズ１０の側端面１１からレンズ１０に入射する（図３において実線で示す矢印を参照）。レンズ１０に入射した光はレンズ１０内を導光する。反射部１６に到達した光はレンズ１０の正面発光面１２の方向へ反射されて、正面発光面１２から放射する。これにより、リアコンビネーションランプ１が赤色に発光しストップランプが点灯して観察される。また、車両のヘッドライトが点灯している時には、これに応じて第１ＬＥＤランプ３０のうち一部が点灯して、ストップランプ点灯時よりも低輝度の光を正面発光面１２から放射する。これにより、リアコンビネーションランプ１が低輝度で赤色発光しテールランプが点灯して観察される。
一方、車両側からターンシグナルが送られると、これに応じて第２ＬＥＤランプ３０が点灯する。第２ＬＥＤランプ３０の光は内壁面４１の方向に進行し、内壁面４１により反射される。反射光はレンズ１０の裏面の透過部１７を照射し、透過部１７を介してレンズ１０に入射する（図３において破線で示す矢印を参照）。入射した光はレンズ１０内を導光し、正面発光面１２から放射する。これにより、リアコンビネーションランプ１がアンバー色に発光してターンランプが点灯して観察される。
以上のように、ストップランプ、テールランプ及びターンランプは、いずれの点灯態様でも、同一の正面発光面１２から光が放射することとなるため、観察者に統一感を与える。
なお、レンズ１０の屈折率n、正面発光面１２と側端面１１とのなす角θが上述の関係式を満たすため、正面発光面１２を介して入射する外光は側端面１１で全反射する。従って、リアコンビネーションランプ１を消灯時に観察したときに、正面発光面１２を介して第１ＬＥＤユニット２０及び第２ＬＥＤユニット３０が視認されないため、高い意匠性を奏する。また、レンズ１０は厚肉に形成されているため、観察者に特有のクリスタル感や奥行き感を与える。
【００２４】
ところで、ＬＥＤランプ２２の光はレンズ１０の反射部１６の界面で全反射するため、反射部１６に光反射処理を施す必要がない。これにより製造工程の簡略化、製造コストの低減を図ることができる。さらに、ハウジング４０の内壁面４１を反射部材として利用するため、反射部材を別途設ける必要がなく、部品点数の削減とこれに伴う製造コストの低減が図られる。また、リアコンビネーションランプのコンパクト化にも寄与する。第１ＬＥＤユニット２０と第２ＬＥＤユニット３０はベース２１上に設けられてユニット化されている。これにより、取り付け作業性の向上が図られる。
なお、本実施例では第１ＬＥＤユニット２０をストップ＆テールランプ用の光源として使用し、第２ＬＥＤユニット３０をターンランプ用の光源として使用したが、これに限定されず、第１ＬＥＤユニット２０をターンランプ用の光源として使用し、第２ＬＥＤユニット３０をストップ＆テールランプ用の光源として使用してもよい。
【００２５】
図４に本発明の他の実施例であるリアコンビネーションランプ１００の縦断面図を示す。なお、リアコンビネーションランプ１と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。レンズ１０の後方には導光体４００が設けられる。導光体４００の形状は略平板であって、第２ＬＥＤユニット３０に対向する端面４０１、端面４０１と反対側の端面４０２、レンズ１０側の正面４０３及び裏面４１０を備える。導光体４００は、第２ＬＥＤユニット３０側の端面４０１から反対側の端面４０２に近づくに従って、裏面４１０が正面４０３に近づいている。即ち、導光体４００の厚みは端面４０１から離れるに従って小さくなっている。裏面４１０には反射処理は施されていない。なお、裏面４０３はＬＥＤランプ３１の光をレンズ１０の方向に全反射するように傾斜している。
リアコンビネーションランプ１００では、第２ＬＥＤランプ３０の光は導光体４００の端面４０１から導光体４００に入射して導光体４００を導光する。導光体４００の裏面４１０に到達した光はレンズ１０側に反射される。反射光は導光体４００の正面４０３から放出し、レンズ１０の裏面の透過部１７に達した放出光はレンズ１０に入射する。レンズ１０に入射した光はレンズ１０を導光して正面発光面１２から放射する。このようなリアコンビネーションランプ１００によっても、ターンシグナルに応じてＬＥＤランプ３１の光が正面発光面１２から放射し、ターンランプが点灯することとなり、リアコンビネーションランプ１と同等の効果を奏する。
【００２６】
図５に本発明のさらに他の実施例であるリアコンビネーションランプ５００の縦断面図を示す。なお、リアコンビネーションランプ１、１００と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。レンズ１０の後方に反射部材５０が設けられる。反射部材５０は部分放物線回転体であって、レンズ１０の裏面の下端から上端を覆うように配置されている。反射部材５０の放物線回転体の頂点に相当する位置には第２ＬＥＤユニット３０が設けられる。第２ＬＥＤユニット３０はＬＥＤランプ３１がレンズ１０の裏面に対向するように配置される。反射部材５０の内側面はＡｌ蒸着による光反射処理が施されており、反射面となっている。反射部材５０はＬＥＤランプ３１の光をレンズ１０の裏面側へ反射する。
リアコンビネーションランプ５００では、ＬＥＤランプ３１の光は直接または反射部材５０によってレンズ１０の裏面方向に進行する。レンズ１０の裏面の透過部１７に到達した光は、レンズ１０に入射する。レンズ１０に入射した光はレンズ１０を導光して正面発光面１２から放射する。このようなリアコンビネーションランプ５００によっても、ターンシグナルに応じてＬＥＤランプ３１の光が正面発光面１２から放射し、ターンランプが点灯することとなり、リアコンビネーションランプ１、１００と同等の発光態様を呈する。なお、リアコンビネーションランプ５００では、第２ＬＥＤユニット３０がレンズ１０の裏面側に設けられるため、リアコンビネーションランプ５００消灯時には、正面発光面１２を介して外部から第２ＬＥＤユニット３０が視認されることとなる。デザイン上、ＬＥＤユニットが外部から視認されることが好ましい場合には、リアコンビネーションランプ５００の構成は好ましいものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は様々な車両（乗用車、バス、トラックなど）において、２種類以上の発光態様を呈する灯具に利用される。例えば、リアコンビネーションランプ（ストップランプ、テールランプ、ターンランプ、及びバックランプの中から２つ以上を組み合わせて構成されるもの）に好適に発明を適用することができる。
【００２８】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】反射部を規定する面の角度を説明する図である。
【図２】本発明の実施例であるリアコンビネーションランプ１の斜視図である。
【図３】図２のＡーＡ線位置における縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施例であるリアコンビネーションランプ１００の縦断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例であるリアコンビネーションランプ５００の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１、１００、５００  リアコンビネーションランプ
１０  導光体
１１  側端面
１２  正面発光面
１３  裏面
１６  反射部
１７  透過部
２０  第１ＬＥＤユニット
２１  ベース
２２、３１  ＬＥＤランプ
３０  第２ＬＥＤユニット
４０  ハウジング
４１  内壁面
４００  導光体
４１０  反射面
５０  反射部材
【図１】
2009026462.tif 000007
【図２】
2009026462.tif 000008
【図３】
2009026462.tif 000009
【図４】
2009026462.tif 000010
【図５】
2009026462.tif 000011