JP2026006331A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】プリズムの反射面を利用して発光面を形成する構造の光学部材と電波放射手段とを重ねて配置する場合において検知精度の低下を抑制することが可能な車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具は、前方に向けて電波を放射するレーダー装置２１と、レーダー装置２１の電波放射エリアＲＡと重なって設けられると共に、光源からの光を導入し前方に反射させる反射面Ｐａを備えた複数のプリズムＰを少なくとも後方面２３ｄに有し、複数のプリズムＰの反射面Ｐａによって発光面ＬＳを形成する光学部材２３と、光学部材２３の前方に設けられ光学部材２３からの光を導入のうえ前方に出射するレンズとを備え、光学部材２３は、発光面ＬＳが電波放射エリアＲＡと重複し、少なくとも電波放射エリアＲＡ内において複数のプリズムＰのピッチｐと高さｈとが０．４３ｍｍ以下とされている。
【選択図】図３

Description

本開示は、車両用灯具に関する。

マイクロ波やミリ波等の電波を車外に放射し、その反射波を利用して障害物までの距離等を求めるレーダー装置が知られている。レーダー装置には、電波の放射側に電波が透過するカバーが設けられている。カバーは、その裏面において電波の一部が反射してしまい、反射波がレーダー装置に受信されてしまう。このため、レーダー装置は、カバーでの反射波によって検知精度が低下してしまう。そこで、裏面を凹凸構造としたカバーが提案されている（例えば特許文献１参照）。このカバーは、電波が凹凸構造によって拡散されることを利用している。レーダー装置により放射された電波は、カバーの裏面によって拡散された状態で反射される。このため、カバーは、裏面の反射を通じてレーダー装置に受信される電波の量を抑えて検知精度の低下を抑える。

特開２０１９－１１０４２８号公報

ここで、本件発明者らは、光学部材を有した車両用灯具の研究を行っている。光学部材は、プリズムを有すると共に光源からの光を導入する。光学部材は、プリズムの反射面による反射を利用して光源から導入した光を車外方向に向けて出射させる。さらに、本件発明者らは、レーダー装置と光学部材とを重ねて配置することにより、設置スペースの削減が可能であることを見出している。しかし、光学部材は光を反射させて発光面を形成する関係上プリズムを除くことができない。よって、光学部材がレーダー装置の電波放射側に重ねられると、レーダー装置からの電波がプリズムによって反射等してしまい、検知精度の低下を招いてしまう。

本開示はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、プリズムの反射面を利用して発光面を形成する構造の光学部材と電波放射手段とを重ねて配置する場合において検知精度の低下を抑制することが可能な車両用灯具を提供することにある。

本開示に係る車両用灯具は、所定方向に向けて電波を放射する電波放射手段と、前記電波放射手段よりも前記所定方向側における電波放射エリアと重なって設けられると共に、前記所定方向と交差する方向から光源からの光を導入し前記所定方向側に反射させる反射面を備えた複数のプリズムを少なくとも前記所定方向反対側の面に有し、前記複数のプリズムの前記反射面によって発光面を形成する光学部材と、前記光学部材の前記所定方向側に設けられ前記光学部材からの光を導入のうえ前記所定方向に出射するレンズ部材と、を備え、前記光学部材は、前記電波放射エリアと前記発光面とが重複し、少なくとも前記電波放射エリア内において前記複数のプリズムのピッチと高さとが０．４３ｍｍ以下とされている。

本開示によれば、プリズムの反射面を利用して発光面を形成する構造の光学部材と電波放射手段とを重ねて配置する場合において検知精度の低下を抑制することが可能な車両用灯具を提供することできる。

第１実施形態に係る車両用灯具を示す側方断面図である。 図１の一部構成を示す分解斜視図である。 図２に示したレーダー装置の一部構成を示す構成図であり、（ａ）は上方断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 第２実施形態に係るレーダー装置の一部構成を示す構成図であり、（ａ）は上方断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 複数のプリズムの変形例を示す断面図である。

以下、本開示の実施形態に係る車両用灯具を説明するが、本開示は以下の実施形態に限られるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

図１は、第１実施形態に係る車両用灯具を示す側方断面図であり、図２は、図１の一部構成を示す分解斜視図である。図１に示す車両用灯具１は、例えば車両前方の中央部付近に設けられるものである。車両用灯具１は、ケース１０と、レーダー照射部２０と、アウターレンズ３０とを備えている。

ケース１０は、レーダー照射部２０等の各要素を収納する部材である。ケース１０は、光出射側に開口Ｏを有したものである。ケース１０の開口Ｏは、アウターレンズ３０によって閉じられる構成となっている。アウターレンズ３０は、例えば素通しのレンズによって構成されている。

図２に示すように、レーダー照射部２０は、レーダー装置（電波放射手段）２１と、ハウジング２２と、光学部材２３と、導光部材２４と、光源２５と、レンズ（レンズ部材）２６と、マスク（図柄形成部）２７とを備えている。

レーダー装置２１は、電波の１種であるミリ波を前方（所定方向）に放射するものである。また、レーダー装置２１は、放射したミリ波が障害物で反射して戻ってくる反射波を受信するものである。レーダー装置２１は、不図示の演算部を備えている。演算部は、受信した反射波を測定することで障害物までの距離を求める等、車両周囲の状況を検知する。なお、演算部は、レーダー装置２１内に備えられる場合に限らず、レーダー装置２１外のＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成されていてもよい。

また、レーダー装置２１は、所定の指向性で電波を放射する構成となっている。このため、レーダー装置２１は、電波放射側となる前方に電波放射エリア（後述の図３の符号ＲＡ参照）が形成されることとなる。

ハウジング２２は、光学部材２３を支持する支持部材である。光学部材２３は、前方に光を出射するものである。光学部材２３は、矩形プレート２３ａと、矩形プレート２３ａを概略的に囲むように設けられた円形部２３ｂとを備えている。円形部２３ｂの両側方には、光の導入部２３ｃが形成されている。導入部２３ｃには、導光部材２４が光学的に接続されている。図２において導光部材２４は導入部２３ｃと離間しているが接触していてもよい。また、導光部材２４は、光学部材２３と一体とされていてもよい。導光部材２４のうち導入部２３ｃと反対側となる端部近傍には光源２５が設けられている。光源２５からの光は、導光部材２４を介して導入部２３ｃから光学部材２３内に導かれることとなる。

ハウジング２２は、このような形状の光学部材２３を支持する関係上、例えば円形板によって構成されている。なお、導入部２３ｃは、両側方に限らず一側方のみに設けられていてもよい。また、導入部２３ｃは、上方又は下方に設けられていてもよい。さらに、導入部２３ｃは、前後方向と交差する方向から光を導入すればよく、やや斜め方向から光を導入するものであってもよい。加えて、導入部２３ｃは２つに限らず、１つ又は３つ以上であってもよい。

図３は、図２に示したレーダー装置２１の一部構成を示す構成図であり、（ａ）は上方断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。図３（ａ）に示すように、第１実施形態において光学部材２３は、少なくとも一部が電波放射エリアＲＡと重なって設けられている。なお、第１実施形態において光源２５（図２参照）は、電波放射エリアＲＡ外に位置し、導光部材２４（図２参照）を介して光学部材２３に光を導入することが好ましい。

また、光学部材２３は、後方面（所定方向反対側の面）２３ｄに複数のプリズムＰを備えている。図３（ｂ）に示すように、複数のプリズムＰは例えば断面三角形状とされている。しかし、複数のプリズムＰは、断面三角形状に限らず、断面円弧形状等の他の形状であってもよい。光学部材２３は、導入した光を複数のプリズムＰの反射面Ｐａによって光を前方に反射する。光学部材２３は、複数のプリズムＰの反射面Ｐａによって発光面ＬＳを形成しており、車両前方の歩行者等に発光状態を視認させる。

図２に示すレンズ２６は、光学部材２３の前方に設けられ光学部材２３からの光を導入のうえ前方に出射するものである。このレンズ２６は、アウターレンズ３０（図１参照）と同様に例えば素通しのレンズによって構成されている。なお、第１実施形態においてレンズ２６はアウターレンズ３０と別部材であるが、特にこれに限られない。車両用灯具１は、レンズ２６自体がアウターレンズとして構成されるものであってもよい。

マスク２７は、レンズ２６の後方に設けられるものである。マスク２７は、光学部材２３の複数のプリズムＰによって反射した複数のプリズムＰからの光を一部カットすることで所定の図柄での照射状態とするものである。図柄とは、図形及び模様のほか、文字列も含む。レンズ２６は、後方が開放した凹型となっている。このため、マスク２７は、レンズ２６の凹部に嵌るように設けられる。なお、マスク２７は、凹部外に設けられていてもよい。また、マスク２７は、或る程度の厚みを有する部材であっても薄いプレート状の部材であってもよい。また、マスク２７は、光の吸収率が高い黒色部によって光をカットしてもよいし、光の反射率が高い銀色部による反射を利用して光をカットしてもよい。さらに、第１実施形態においてマスク２７は、レンズ２６の後方に設けられているが、特にこれに限らずレンズ２６の前方に設けられていてもよいし、さらにはアウターレンズ３０の前方に設けられていてもよい。また、マスク２７は、レンズ２６に塗料や蒸着によって形成される等してレンズ２６と一体に形成されていてもよい。

以上のようなレーダー照射部２０は、レーダー装置２１により電波放射しつつも光学部材２３の発光面ＬＳを利用して発光状態とすることができる。しかし、光学部材２３は、発光面ＬＳが電波放射エリアＲＡと重複するため、電波が複数のプリズムＰによって反射及び屈折してしまい、レーダー装置２１の検知精度の低下を招いてしまう。

そこで、図２及び図３に示す光学部材２３は、少なくとも電波放射エリアＲＡ内において複数のプリズムＰのピッチｐと高さｈとが０．４３ｍｍ以下とされている。ここで、ピッチｐは、隣り合うプリズムＰとの距離を示すものであり、特定のプリズムＰと、これと最も近くで隣り合うプリズムＰとの同一箇所同士の距離を示すものである。高さｈは、プリズムＰのうち最も前方となる箇所と後方となる箇所との差をいう。複数のプリズムＰのピッチｐと高さｈとが０．４３ｍｍ以下とすることで、複数のプリズムＰは電波を反射及び屈折させ難くなる。これにより、車両用灯具１は、レーダー装置２１の検知精度の低下を抑制することができる。

これは以下の理論に基づく。まず、車両用のレーダー装置２１において放射する電波の中心周波数は７７ＧＨｚとされている。ここで、本件発明者らは、光速に対して電波波長のサブ波長で乗じた値以下のピッチｐと高さｈとで複数のプリズムＰを構成することで、電波が反射等し難くなることを見出した。具体的には、７７ＧＨｚの周波数の波長は１／７７Ｇであり、サブ波長はさらに１／１０となる１／７７０Ｇであるとする。光速は、秒速２９９７９２４５８ｋｍであることから、２９９７９２４５８ｋｍ×（１／７７０Ｇ）≒０．３９ｍｍとなる。このため、ピッチｐと高さｈとが０．３９ｍｍ以下となる複数のプリズムＰに対して、７７ＧＨｚの電波を照射した場合には略反射及び屈折することなく、電波は複数のプリズムＰを通過する。また、電波の中心周波数が７７ＧＨｚであることからすると、レーダー装置２１によって放射される電波の周波数は、７０ＧＨｚ以上８５ＧＨｚ程度の幅で考えられる。このため、複数のプリズムＰのピッチｐ及び高さｈを０．４３ｍｍ以下とすることで、電波が反射及び屈折し難くなり、検知精度の低下を抑制することができる。なお、レーダー装置２１によって放射される電波の幅がより狭く例えば７６ＧＨｚ以上７８ＧＨｚ以下である場合、複数のプリズムＰのピッチｐ及び高さｈは０．３９５ｍｍ以下であることが好ましい。

また、第１実施形態において光学部材２３は、両側方から光を導入する構成となっている。左側方から光が導入された場合、光は左から右に導光される。光学部材２３は、この導光方向に正対する側の面である複数のプリズムＰの右側の面Ｓ１が反射面Ｐａとなる。同様に、光学部材２３は、右側方からも光を導入する。この場合、光は、右から左に導光され、光学部材２３は、この導光方向に正対する側の面である複数のプリズムＰの左側の面Ｓ２が反射面Ｐａとなる。

ここで、反射面Ｐａは、導光方向に沿う断面において、前後方向に直交する面とのなす角度θが５０°以下とされていることが好ましい。これにより、導光方向からの光は前方に反射し易くなり反射効率を高めることができるためである。

さらに、第１実施形態において複数のプリズムＰは、高さｈがピッチｐ以下とされていることが好ましい。これによっても、上記角度θを小さくでき、導光方向からの光の反射効率を高めることができるためである。

次に、第１実施形態に係る車両用灯具１の作用について説明する。まず、第１実施形態に係る車両用灯具１は、光源２５が発光する。光源２５からの光は導光部材２４を介して導入部２３ｃから光学部材２３内に導入される。

光学部材２３内に導入された光は、光学部材２３の後方面２３ｄに形成された複数のプリズムＰに入射する。複数のプリズムＰは、光の導光方向と正対する側の面Ｓ１，Ｓ２が反射面Ｐａとして機能する。特に、複数のプリズムＰは、反射面Ｐａの角度θが５０°以下であり、高さｈがピッチｐ以下とされている場合、導入された光は効率良く前方に向けて反射させられる。

複数のプリズムＰによって反射された光は、マスク２７に至る。マスク２７に至った光は一部がカットされ、レンズ２６及びアウターレンズ３０を通じて車外に出射される。これにより、視認者には、マスク２７によってカットされた形状の光が認識されることとなる。例えばマスク２７がエンブレムの形状で形成されている場合、視認者には発光状態のエンブレムが認識されることとなる。

また、レーダー装置２１は、ミリ波を車両前方に向けて照射する。ミリ波の電波放射エリアＲＡ内には光学部材２３が位置している。ここで、光学部材２３の複数のプリズムＰのうち少なくとも電波放射エリアＲＡ内のものは、ピッチｐ及び高さｈが０．４３ｍｍ以下で形成されている。

このため、レーダー装置２１からのミリ波は、複数のプリズムＰによって反射及び屈折し難くされることとなる。この結果、レーダー装置２１の検知精度の低下が抑制されることとなる。

このようにして、第１実施形態に係る車両用灯具１において光学部材２３は、少なくとも電波放射エリアＲＡ内において複数のプリズムＰのピッチｐと高さｈとが０．４３ｍｍ以下とされている。車両用に用いられるレーダー装置２１の電波は、７７ＧＨｚ程度を中心とするものである。ここで、本件発明者らは、光速に電波波長のサブ波長を乗じて得られる値以下のピッチｐ及び高さｈで複数のプリズムＰを構成することで、レーダー装置２１の電波が反射等し難くなり、適切に光学部材２３を透過することを見出した。よって、車両用灯具１は、複数のプリズムＰの反射面Ｐａを利用して発光面ＬＳを形成する構造の光学部材２３とレーダー装置２１とを重ねて配置する場合において検知精度の低下を抑制することができる。

また、車両用灯具１は、複数のプリズムＰからの光を一部カットすることで所定の図柄での光の照射状態とするためのマスク２７をさらに備える。このため、マスク２７の形状によってメーカーエンブレム等の意匠性の高い表現が可能となる。よって、車両用灯具１は、意匠性の高い発光形態としつつも検知精度の低下を抑制することができる。

また、車両用灯具１は、光源２５が電波放射エリアＲＡ外に位置し導光部材２４を介して光学部材２３に光を導入する。このため、車両用灯具１は、光源２５の存在によって電波の放射に影響を与え難くすることができる。

また、光学部材２３は光の導光方向に対して正対する側の面Ｓ１，Ｓ２を複数のプリズムＰの反射面Ｐａとして有する。反射面Ｐａは角度θが５０°以下とされている。このため、車両用灯具１は、複数のプリズムＰによる光の反射効率を高めることができる。

また、複数のプリズムＰは、その高さｈがピッチｐ以下とされている。このため、複数のプリズムＰの反射面Ｐａはより鋭角となる。よって、車両用灯具１は、複数のプリズムＰによる光の反射効率を高めることができる。

次に、本開示の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る車両用灯具は第１実施形態のものと同様であるが、一部構成が異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。

図４は、第２実施形態に係るレーダー装置２１の一部構成を示す構成図であり、（ａ）は上方断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。図４に示すように、光学部材２３は、前方面（所定方向側の面）２３ｅに複数の第２プリズムＰ２を備えている。複数の第２プリズムＰ２は、複数のプリズムＰと同様のものであり。複数の第２プリズムＰ２は、光源２５（図２参照）からの光を反射面Ｐｂによって後方に反射させる。また、複数の第２プリズムＰ２は、少なくとも電波放射エリアＲＡ内においてピッチｐ２と高さｈ２とが０．４３ｍｍ以下とされている。

複数の第２プリズムＰ２のピッチｐ２と高さｈ２とが０．４３ｍｍ以下である理由は、複数のプリズムＰのピッチｐと高さｈとが０．４３ｍｍ以下である理由と同じである。また、複数の第２プリズムＰ２のピッチｐ２と高さｈ２とは、０．３９５ｍｍ以下であることが好ましい。また、複数の第２プリズムＰ２は、導光方向に対して正対する側の面を第２プリズムＰ２の反射面Ｐｂとして有している。さらに、反射面Ｐｂは、導光方向に沿う断面において前後方向と直交する面とのなす角度θ２が５０°以下とされていることが好ましい。加えて、複数の第２プリズムＰ２の高さｈ２がピッチｐ２以下とされていることが好ましい。

このような複数の第２プリズムＰ２を備える光学部材２３は、光源２５からの光を後方に反射する。光学部材２３の後方にはハウジング２２（図２参照）が設けられている。このため、第２実施形態に係る光学部材２３はハウジング２２を照らすこととなる。よって、ハウジング２２を白色等の反射率の高い色、部材を用いた場合、ハウジング２２からの反射光をさらに光学部材側へ向かわせることができるため、光源２５からの光のロスを抑制でき、光学部材（エンブレム部分）２３からより均一に光を照射することが可能となる。

このようにして、第２実施形態に係る車両用灯具１は、第１実施形態と同様に検知精度の低下を抑制することができる。さらに、車両用灯具１は、意匠性の高い発光形態とすることもできる。また、車両用灯具１は、光源２５が電波放射エリアＲＡ外に位置しているため、光源２５の存在によって電波の放射に影響を与え難くすることができる。さらに、反射面Ｐａは角度θが５０°以下とされているため、車両用灯具１は、複数のプリズムＰによる光の反射効率を高めることができる。また、複数のプリズムＰは、その高さｈがピッチｐ以下とされているため、車両用灯具１は、複数のプリズムＰによる光の反射効率を高めることができる。

また、第２実施形態によれば、光学部材２３は、ピッチｐ２と高さｈ２とが０．４３ｍｍ以下とされた複数の第２プリズムＰ２を前方面２３ｅに有する。このため、車両用灯具１は、複数の第２プリズムＰ２の反射面Ｐｂによって光を後方に反射させ、ハウジング２２を光らせる等、より意匠性の向上を図ることができる。

以上、実施形態に基づき本開示を説明したが、本開示は上記実施形態に限られるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、上記実施形態同士の技術や公知・周知技術を組み合わせてもよい。

例えば、上記実施形態において各種部材等の形状は図示したものに限られない。図５は、複数のプリズムＰの変形例を示す断面図である。図３に示した複数のプリズムＰは左右対称構造のものであった。しかし、これに限らず、図５に示すように、複数のプリズムＰは左右非対称のものであってもよい。特に、導光方向が１方向である場合、複数のプリズムＰが非対称であると反射面Ｐａの角度設定をし易くなるためである。また、複数のプリズムＰは、左右に非対称である場合に限らず、上下等、左右と交差する方向に非対称であってもよい。加えて、複数の第２プリズムＰ２が非対称であってもよい。

また、複数のプリズムＰや複数の第２プリズムＰ２は、電波放射エリアＲＡの内外で異なる形状であってもよい。

また、上記実施形態において車両用灯具１は、車両前方中央に設けられているが、特にこれに限らず、前方のやや左右に隔たった位置や後方中央等、異なる位置に設けられていてもよい。

さらに、上記実施形態において車両用灯具１は、マスク２７を備えているが、特にこれに限らず、マスク２７を備えるものでなくともよい。

また、上記実施形態においてレーダー装置２１は電波を照射する機能と受信する機能との双方を備えているが、特にこれに限らず、受信部のみが車両用灯具１外にあり、車両用灯具１にはレーダー装置２１の電波放射部のみが設けられていてもよい。

１ ：車両用灯具
２１ ：レーダー装置（電波放射手段）
２３ ：光学部材
２３ｃ ：導入部
２３ｄ ：後方面（所定方向反対側の面）
２３ｅ ：前方面（所定方向側の面）
２４ ：導光部材
２５ ：光源
２６ ：レンズ（レンズ部材）
２７ ：マスク（図柄形成部）
ＬＳ ：発光面
Ｐ ：複数のプリズム
Ｐ２ ：複数の第２プリズム
Ｐａ，Ｐｂ：反射面
ＲＡ ：電波放射エリア
Ｓ１，Ｓ２：正対する側の面
ｈ，ｈ２ ：高さ
ｐ，ｐ２ ：ピッチ
θ，θ２ ：角度

Claims (6)

1. 所定方向に向けて電波を放射する電波放射手段と、
   前記電波放射手段よりも前記所定方向側における電波放射エリアと重なって設けられると共に、前記所定方向と交差する方向から光源からの光を導入し前記所定方向側に反射させる反射面を備えた複数のプリズムを少なくとも前記所定方向反対側の面に有し、前記複数のプリズムの前記反射面によって発光面を形成する光学部材と、
   前記光学部材の前記所定方向側に設けられ前記光学部材からの光を導入のうえ前記所定方向に出射するレンズ部材と、を備え、
   前記光学部材は、前記発光面が前記電波放射エリアと重複し、少なくとも前記電波放射エリア内において前記複数のプリズムのピッチと高さとが０．４３ｍｍ以下とされている
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記光学部材の前記複数のプリズムからの光を一部カットすることで所定の図柄での光の照射状態とするための図柄形成部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記光源は、前記電波放射エリア外に位置し、導光部材を介して光を前記光学部材に導入する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
4. 前記光学部材は、導入した前記光源からの光の導光方向に対して正対する側の面を前記複数のプリズムの前記反射面として有し、
   前記反射面は、前記導光方向に沿う断面において、前記所定方向と直交する面に対する角度が５０°以下とされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
5. 前記複数のプリズムは、前記高さが前記ピッチ以下とされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
6. 前記光学部材は、前記所定方向側の面に複数の第２プリズムを有し、前記光源からの光を前記複数の第２プリズムの反射面によって前記所定方向反対側に反射させ、少なくとも前記電波放射エリア内において前記複数の第２プリズムのピッチと高さとが０．４３ｍｍ以下とされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。