JP2014137902A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】横長の配光パターンを容易に形成する。
【解決手段】車両用灯具１は、ＬＥＤ２と、ＬＥＤ２の前方に配置されるとともに当該ＬＥＤ２の近傍に位置する焦点を有し、当該ＬＥＤ２から出射された光を前方へ照射するレンズ部３１と、を備えるダイレクトプロジェクション型の灯具である。レンズ部３１は、ＬＥＤ２を通り上下方向に沿った中心軸を有する略半円筒状に形成されるとともに、入射面又は出射面が、上下方向と直交する面に平行な複数の鋸歯状の溝を有するフレネル面である。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来、車両に搭載される各種の車両用灯具として、バルブから広範囲に出射された光を後方のリフレクタで反射させてから投影レンズで前方へ照射する、いわゆるプロジェクタ型のものが広く用いられてきた。

これに対し、近年では、一方向に高輝度の光を出射可能なＬＥＤ（発光ダイオード）の普及に伴い、ＬＥＤからの光を凸レンズ状の投影レンズで直接前方へ照射する、いわゆるダイレクトプロジェクション型のものが広く採用されてきている（例えば、特許文献１参照）。このダイレクトプロジェクション型の車両用灯具では、プロジェクタ型のものに対してリフレクタを省いた構成となるため、部品点数の削減や灯体のコンパクト化のほか、リフレクタ（反射）による光量ロスの抑制といったメリットを得ることができる。

特開２０１２−１７４６５６号公報

しかしながら、上記従来のダイレクトプロジェクション型の車両用灯具では、投影レンズが単純な凸レンズ状であるために、ＬＥＤから前方へ出射された光を上下方向よりも左右方向へ広がるように照射することが難しく、ひいては、左右方向に長尺な横長の配光パターンを形成することが困難であった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、横長の配光パターンを容易に形成することができるダイレクトプロジェクション型の車両用灯具の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
ＬＥＤと、
前記ＬＥＤの前方に配置されるとともに当該ＬＥＤの近傍に位置する焦点を有し、当該ＬＥＤから出射された光を前方へ照射するレンズと、
を備えるダイレクトプロジェクション型の車両用灯具において、
前記レンズは、前記ＬＥＤを通り上下方向に沿った中心軸を有する略半円筒状に形成されるとともに、入射面又は出射面が、上下方向と直交する面に平行な複数の鋸歯状の溝を有するフレネル面であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用灯具において、
前記ＬＥＤ及び前記レンズが正面視で左右方向に沿って複数組並設されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用灯具において、
前記レンズは、上下方向と直交する断面における肉厚が、左右方向の中央から両端に向かうに連れて次第に薄くなるように形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ＬＥＤの前方に配置されて当該ＬＥＤの近傍に位置する焦点を有するレンズが、ＬＥＤを通り上下方向に沿った中心軸を有する略半円筒状に形成されるとともに、その入射面又は出射面が、上下方向と直交する面に平行な複数の鋸歯状の溝を有するフレネル面であるので、ＬＥＤから前方へ略放射状に出射された光は、レンズによって、ＬＥＤを通って上下方向に沿った各断面においては上下方向と直交する面に略平行な平行光とされ、上下方向と直交する各断面においてはそのまま略放射状に左右方向へ広げられながら、前方へ照射される。したがって、単純な凸レンズ状の投影レンズを用いていた従来のダイレクトプロジェクション型の車両用灯具に比べ、ＬＥＤからの光を上下方向よりも左右方向へ良好に広げつつ前方へ照射することができ、ひいては、横長の配光パターンを容易に形成することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ＬＥＤ及びレンズが正面視で左右方向に沿って複数組並設されているので、各組のＬＥＤ及びレンズによる横長の配光パターンを重畳させることにより、所望の形状の配光パターン（合成配光パターン）をより容易に形成することができる。また、１組のＬＥＤ及びレンズだけで同様の配光パターンを形成する場合に比べ、発熱源（光源）を分散させて灯具の温度上昇を抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、レンズは、上下方向と直交する断面における肉厚が、左右方向の中央から両端に向かうに連れて次第に薄くなるように形成されているので、ＬＥＤからの光が当該レンズを通じて左右方向へ拡散されることにより、横長の配光パターンをより容易に形成することができる。

実施形態における車両用灯具の斜視図である。 実施形態における車両用灯具の（ａ）上面図，（ｂ）正面図である。 図２（ｂ）のIII−III線での断面図である。 図２（ｂ）のIV−IV線での断面図である。 実施形態におけるＬＥＤ及びレンズ部の斜視図である。 実施形態における車両用灯具が前方の仮想スクリーン上に形成する配光パターンを示す図である。 実施形態の変形例におけるＬＥＤ及びレンズ部の（ａ）上面図，（ｂ）正面図，（ｃ）側面図である。 図７（ｂ）のVIII−VIII線での断面図である。 実施形態の変形例におけるＬＥＤ及びレンズ部の斜視図である。 実施形態の変形例における複数のレンズ部を有する車両用灯具が前方の仮想スクリーン上に形成する配光パターンを示す図である。

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の斜視図であり、図２（ａ），（ｂ）は、車両用灯具１の上面図及び正面図であり、図３及び図４は、図２（ｂ）のIII−III線及びIV−IV線での断面図であり、図５は、車両用灯具１が備えるＬＥＤ２及びレンズ部３１の斜視図である。
なお、以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用灯具１から見た方向を意味するものとする。

図１〜図３に示すように、車両用灯具１は、図示しない車両に搭載されるダイレクトプロジェクション型のフォグランプ（霧灯）であり、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）２，…と、投影レンズ３とを備えている。
このうち、複数のＬＥＤ２，…は、それぞれの光軸Ａｘを前方へ向けた状態で左右方向に沿って略等間隔で配列され、共通する基板２１の前面に実装されている。

投影レンズ３は、複数のＬＥＤ２，…に対応する複数のレンズ部３１，…が左右方向に沿って並設された状態で一体的に成形されたものであり、各レンズ部３１が対応するＬＥＤ２の前方に位置するように配置されて、その周縁部で基板２１と固定されている。

各レンズ部３１は、図３〜図５に示すように、対応するＬＥＤ２を通って上下方向に沿った中心軸を有して後方に向けて開口する略半円筒状に形成されるとともに、その入射面（後面）が、上下方向と直交する面に平行な複数の鋸歯状の溝を有するフレネル面となっており、換言すれば、上記中心軸回りに半円筒状に湾曲させたリニアフレネルレンズである。より詳しくは、各レンズ部３１は、対応するＬＥＤ２の光軸Ａｘを含んで上下方向に沿った断面が、フレネル状に形成された入射部と、前後方向に略直交する出射部とを有するとともに、ＬＥＤ２の近傍（ＬＥＤ２の位置を含むその近傍）に位置する焦点を有する形状に形成されており、このＬＥＤ２を通って上下方向に沿った中心軸回りに当該断面形状を左右両側に略９０°回転させた形状となっている。

当該各レンズ部３１は、対応するＬＥＤ２から略放射状に出射された光を、当該ＬＥＤ２を通って上下方向に沿った各断面においては上下方向と直交する面に略平行な平行光とし、上下方向と直交する各断面においてはそのまま略放射状に左右方向へ広げながら、前方へ照射する。こうして、各レンズ部３１からは左右方向へより広げられた光が照射されて左右方向に長尺な横長の配光パターンが形成され、当該各レンズ部３１による配光パターンが重畳することにより、図６に示すように、合成配光パターンＰが形成される。

なお、レンズ部３１は、図７〜図９に示すように、入射面（後面）ではなく出射面（前面）がフレネル面であってもよい。このように構成された複数のレンズ部３１，…（投影レンズ３）によれば、図１０に示すように、入射面をフレネル面とした複数のレンズ部３１，…による配光パターンＰよりも、上下方向にやや幅広な合成配光パターンＰａを形成することができる。
また、レンズ部３１は、上下方向と直交する断面における肉厚が一定でなくともよく、左右方向の中央から両端に向かうに連れて当該肉厚が次第に薄くなるように形成されていてもよい。このように構成されたレンズ部３１によれば、上下方向と直交する断面における肉厚が一定であるレンズ部３１よりも光が左右方向へ拡散されるため、より横長の配光パターンを形成することができる。
また、複数のレンズ部３１，…は、左右方向に沿って並設されていなくともよく、左右方向の位置が互いに異なるとともに前後方向の位置も互いに異なるように、斜めに並設されていてもよい。つまり、複数のレンズ部３１，…は、それぞれ対応するＬＥＤ２と組をなして、正面視で左右方向に沿って並設されていればよい。

以上のように、本実施形態の車両用灯具１によれば、ＬＥＤ２の前方に配置されて当該ＬＥＤ２の近傍に位置する焦点を有するレンズ部３１が、ＬＥＤ２を通り上下方向に沿った中心軸を有する略半円筒状に形成されるとともに、その入射面又は出射面が、上下方向と直交する面に平行な複数の鋸歯状の溝を有するフレネル面であるので、ＬＥＤ２から前方へ略放射状に出射された光は、レンズ部３１によって、ＬＥＤ２を通って上下方向に沿った各断面においては上下方向と直交する面に略平行な平行光とされ、上下方向と直交する各断面においてはそのまま略放射状に左右方向へ広げられながら、前方へ照射される。したがって、単純な凸レンズ状の投影レンズを用いていた従来のダイレクトプロジェクション型の車両用灯具に比べ、ＬＥＤ２からの光を上下方向よりも左右方向へ良好に広げつつ前方へ照射することができ、ひいては、横長の配光パターンを容易に形成することができる。

また、互いに対応するＬＥＤ２及びレンズ部３１が正面視で左右方向に沿って複数組並設されているので、各組のＬＥＤ２及びレンズ部３１による横長の配光パターンを重畳させることにより、所望の形状の配光パターン（合成配光パターン）をより容易に形成することができる。また、１組のＬＥＤ２及びレンズ部３１だけで同様の配光パターンを形成する場合に比べ、発熱源（光源）を分散させて灯具の温度上昇を抑制することができる。

また、上下方向と直交する断面におけるレンズ部３１の肉厚が、左右方向の中央から両端に向かうに連れて次第に薄くなるように形成されている場合には、ＬＥＤ２からの光が当該レンズ部３１を通じて左右方向へ拡散されることにより、横長の配光パターンをより容易に形成することができる。

また、車両用灯具１はリフレクタを備えていないので、リフレクタを備えるプロジェクタ型のものに比べて、部品点数の削減や灯体のコンパクト化のほか、リフレクタ（反射）による光量ロスの抑制も図れることは勿論である。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、車両用灯具１がフォグランプであることとしたが、本発明は、例えばヘッドランプやポジションランプなど、フォグランプ以外の車両用灯具にも広く適用可能である。

また、投影レンズ３は、複数のレンズ部３１，…が一体的に構成されたものでなくともよく、当該複数のレンズ部３１，…が別体に分割されていてもよい。

また、複数のレンズ部３１，…は、互いに同一の大きさでなくともよく、所望の配光パターン等に応じて、互いに異なる大きさであってもよい。また、複数のレンズ部３１，…の数量も、特に限定されない。

１ 車両用灯具
２ ＬＥＤ
Ａｘ 光軸
３ 投影レンズ
３１ レンズ部（レンズ）
Ｐ，Ｐａ 合成配光パターン

Claims (3)

1. ＬＥＤと、
   前記ＬＥＤの前方に配置されるとともに当該ＬＥＤの近傍に位置する焦点を有し、当該ＬＥＤから出射された光を前方へ照射するレンズと、
   を備えるダイレクトプロジェクション型の車両用灯具において、
   前記レンズは、前記ＬＥＤを通り上下方向に沿った中心軸を有する略半円筒状に形成されるとともに、入射面又は出射面が、上下方向と直交する面に平行な複数の鋸歯状の溝を有するフレネル面であることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記ＬＥＤ及び前記レンズが正面視で左右方向に沿って複数組並設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。
3. 前記レンズは、上下方向と直交する断面における肉厚が、左右方向の中央から両端に向かうに連れて次第に薄くなるように形成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。

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