導光体及びこの導光体を有する車両用灯具
【課題】 導光体内の減衰量を低減し光の利用効率を向上させながらリング状に発光させることができる導光体及びこの導光体を有する車両用灯具を提供すること。
【解決手段】 導光体１は、ＬＥＤ１１からの光が入射する入射面５と、入射面５からの光が反射する第１反射面６、第２反射面８と、第１反射面６と第２反射面８との間に配され光が反射しない無反射面９と、第１反射面６、第２反射面８からの光が出射するリング状の出射面４とを備え、入射面５がＬＥＤ１１の発光に合わせて湾曲して形成されるとともに、入射面５からの光を第１反射面６、第２反射面８で段階的に反射させて出射面４に導くように第１反射面６、第２反射面８が水平方向に対してそれぞれ所定の傾斜角度θ、傾斜角度φで傾斜している。
【解決手段】 導光体１は、ＬＥＤ１１からの光が入射する入射面５と、入射面５からの光が反射する第１反射面６、第２反射面８と、第１反射面６と第２反射面８との間に配され光が反射しない無反射面９と、第１反射面６、第２反射面８からの光が出射するリング状の出射面４とを備え、入射面５がＬＥＤ１１の発光に合わせて湾曲して形成されるとともに、入射面５からの光を第１反射面６、第２反射面８で段階的に反射させて出射面４に導くように第１反射面６、第２反射面８が水平方向に対してそれぞれ所定の傾斜角度θ、傾斜角度φで傾斜している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を配光するための導光体及びこの導光体を有する自動車のヘッドランプ等の車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のヘッドランプ、スモールランプ等の車両用灯具には、光源からの光を配光する導光体を備えたものがある。例えば、特許文献１に記載の車両用灯具は、リング窓に連結する肉厚碗状の導光体を有し、この導光体の底部の外側面には一の反射面が形成されている。この反射面は、導光体に入射した光源からの光が中心軸に平行な方向へ向かいリング窓から出射するように傾斜している。
【０００３】
ところで、この従来の車両用灯具のように導光体を用いる場合、リング状に発光させるという点ではその実現が容易に可能となるものの、光が導光体内を進行する間に徐々に減衰していくという問題がある。導光体内におけるこの減衰量が大きければ、それだけ光源からの光量に対して照明として利用される光量の割合が小さくなるため、灯具としての光の利用効率を高めるためには、光の減衰量をできる限り少なくすることが望ましい。
【特許文献１】実開昭５７−１９７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたもので、導光体内の減衰量を低減し光の利用効率を向上させながらリング状に発光させることができる導光体及びこの導光体を有する車両用灯具を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、光源からの光が入射する入射面と、該入射面からの光が反射する２つの反射面と、該反射面の間に配され光が反射しない無反射面と、前記反射面からの光が出射するリング状の出射面とを備え、前記入射面が前記光源の発光に合わせて湾曲して形成されるとともに、前記入射面からの光を前記反射面で段階的に反射させて前記出射面に導くように前記反射面が水平方向に対してそれぞれ所定の傾斜角度で傾斜している導光体を特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、一方の反射面の傾斜角度から他方の反射面の傾斜角度を引いた値が略４５°であり、かつ前記他方の傾斜角度が４５°未満であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の導光体を有する車両用灯具を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、導光体内の減衰量を低減し光の利用効率を向上させながらリング状に発光させることができる導光体及びこの導光体を有する車両用灯具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１及び図２は、本実施の形態に係る導光体を示す。この導光体１は、例えば車両用灯具としての自動車のスモールランプ（図示略）に設けられて、スモールランプ本体（図示略）の外周をリング状に発光させるために用いられる。
【００１１】
導光体１は、例えば透明なアクリル樹脂により射出成形される。導光体１は、背面の入射部２を略中心に碗状に前方に開放し、開口部３の正面外周に一定の肉厚を有するリング状の出射面４が形成される。開口部３にはスモールランプ本体が配設されるようになっている。
【００１２】
出射面４は、光を正面に向けて照射するように表面加工が施されている。また、入射部２は円柱状に背面側に突出し、この入射部２に対向する位置に光源としてのＬＥＤ１１が配置されるようになっている。入射部２の端面（中央の面）はＬＥＤ１１からの光が入射する入射面５となっており、入射面５はこのＬＥＤ１１の発光点が配される位置を中心とするＲ面に湾曲して形成されている。これによってＬＥＤ１１からの光が損失なく導光体１に入射し、入射効率を高めることができるようになっている。
【００１３】
導光体１の背面（後方の外面）側には、２つの反射面、すなわち、入射部２から延びる他方の反射面としての第１反射面６と、この第１反射面６と無反射面９を挟んで繋がる一方の反射面としての第２反射面８とが形成されている。第１反射面６、第２反射面８は導光体１に入射した光が反射する面である。一方、第１反射面６、第２反射面８の間に配されて両反射面を繋ぐ無反射面９では光は反射せず、無反射面９を形成する無反射部７は、第１反射面６から第２反射面８へと光が進行する際の光路となっている。
【００１４】
第１反射面６、無反射面９、第２反射面８は水平方向（径方向、図２に示すＸ方向）に対してそれぞれ所定の傾斜角度θ，δ，φをもって傾斜している。第１反射面６、第２反射面８の各傾斜角度θ，φは、後述するように、入射面５から入射し水平方向に進行する光を段階的に反射させて垂直方向（軸方向、図２に示すＹ方向）に導き出射面４から垂直に出射するように設定されている。具体的には、第２反射面８が導光体１の外側において水平方向となす（入射部２の湾曲した入射面５の頂点を接点とする水平な面となす）傾斜角度φから、第１反射面６が同じく水平方向となす傾斜角度θを差し引いた（減じた）値が略４５°となり（すなわち、傾斜角度φ−傾斜角度θ＝略４５°）、かつ傾斜角度θが４５°未満となる（すなわち、傾斜角度θ＜４５°）ように傾斜角度θ，φがそれぞれ設定されている。
【００１５】
例えばここでは、傾斜角度θは略２２．５°であり、傾斜角度φは略６７．５°である。また、この第１反射面６と第２反射面８との間に配された無反射面９の傾斜角度δは略４５°となる。なお、傾斜角度φ−傾斜角度θ＝略４５°であり、傾斜角度θ＜４５°の条件を満たせば、傾斜角度θ，φはそれぞれ略２２．５°、略６７．５°に限定されるものではなく、任意の角度とし、例えば傾斜角度θ＝略１０°、傾斜角度φ＝略５５°等であってもかまわない。
【００１６】
また、導光体１の内面（開口部３を形成する面）のうち、第１反射面６に対応する部分にはＬＥＤ１１の発光点が配される位置を中心とする放物面１０（図３参照）が形成されている。
【００１７】
この導光体１の入射部２に対向して配置されたＬＥＤ１１を点灯させると、図３の矢印Ａに示すように、ＬＥＤ１１からの光は入射面５から導光体１に入射して、放物面１０で水平方向に反射する。この水平方向に反射した光はまず第１反射面６で反射する。つぎに、この光は、無反射面９では反射せずに無反射部７内を無反射面９と平行して斜め正面に向かって進行し、第２反射面８でさらに反射して垂直方向に向かう。そして、最終的には出射面４から垂直（出射面４に対して垂直）に正面に向けて出射する。このように、第１反射面６の傾斜角度θ及び第２反射面８の傾斜角度φの設定によって、入射面５から水平方向に進行する光を段階的に反射させて垂直方向に導き出射面４から出射するようになる。
【００１８】
この実施の形態に係る導光体１では、ＬＥＤ１１からの光が入射する入射面５と、入射面５からの光が反射する第１反射面６、第２反射面８と、第１反射面６と第２反射面８との間に配されて光が反射しない無反射面９と、第２反射面８からの光が出射するリング状の出射面４とを備え、入射面５からの光を第１反射面６、第２反射面８で段階的に反射させて出射面４に導くように第１反射面６、第２反射面８がそれぞれ傾斜角度θ、傾斜角度φで傾斜して設けられているので、導光体１内の光の減衰量を低減し光の利用効率を高めながらリング状に発光させることができる。
【００１９】
すなわち、従来の車両用灯具のように導光体に入射した光源からの光を一度で所望の方向に反射させてリング状に発光させるのに対して、この導光体１を用いると光を段階的に反射させて順次所望の方向に導くことが可能となる。したがって、発光させるリングの径（開口部の径）ｒを同一に設定することを前提に、従来の車両用灯具と導光体１を有する車両用灯具としてのスモールランプとを比較すると、従来の車両用灯具よりもスモールランプの方が入射面から出射面までの光の経路を短くすることができ、その分導光体１内における光の減衰量を抑制することができる。したがって、スモールランプでは、従来の車両用灯具と同様リング状に発光しながらも、発光効率（光の利用効率）をより一層高めることが可能となる。
【００２０】
また、反射面を第１反射面６及び第２反射面８の２つとして、それぞれの傾斜角度θ，φを、傾斜角度φ−傾斜角度θ＝略４５°、かつ傾斜角度θ＜４５°と条件設定することにより、光の利用効率を高めつつ、リングの径ｒを最大限小さく設定することができる。スモールランプ本体の大きさに合わせてリングの径ｒをより大きくしたい場合には、無反射面９の長さを適宜変更することにより、その調整が容易に可能となる。
【００２１】
さらに、入射面５はＬＥＤ１１の発光点が配される位置を中心とするＲ面に湾曲して形成されているので、ＬＥＤ１１からの光が損失なく導光体１に入射し、入射効率も高めることができ、より光の利用効率を高めることができる。
【００２２】
なお、リング状に発光させることで、指向性の高いＬＥＤのような光源であっても、その光を拡散し広げることができ、より安全性にも配慮することができるようになる。
【００２３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述した形態に限られるものではなく、例えば本実施の形態では導光体をスモールランプに適用したが、ヘッドランプ等他のランプに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る導光体を示す図であって、（ａ）はその正面斜視図であり、（ｂ）は背面斜視図である。
【図２】図１の導光体に光源を配した側面図である。
【図３】図１の導光体の側面からの断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ 導光体
４ 出射面
５ 入射面
６ 第１反射面（反射面、他方の反射面）
９ 無反射面
８ 第２反射面（反射面、一方の反射面）
１１ ＬＥＤ（光源）
θ、φ 傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を配光するための導光体及びこの導光体を有する自動車のヘッドランプ等の車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のヘッドランプ、スモールランプ等の車両用灯具には、光源からの光を配光する導光体を備えたものがある。例えば、特許文献１に記載の車両用灯具は、リング窓に連結する肉厚碗状の導光体を有し、この導光体の底部の外側面には一の反射面が形成されている。この反射面は、導光体に入射した光源からの光が中心軸に平行な方向へ向かいリング窓から出射するように傾斜している。
【０００３】
ところで、この従来の車両用灯具のように導光体を用いる場合、リング状に発光させるという点ではその実現が容易に可能となるものの、光が導光体内を進行する間に徐々に減衰していくという問題がある。導光体内におけるこの減衰量が大きければ、それだけ光源からの光量に対して照明として利用される光量の割合が小さくなるため、灯具としての光の利用効率を高めるためには、光の減衰量をできる限り少なくすることが望ましい。
【特許文献１】実開昭５７−１９７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたもので、導光体内の減衰量を低減し光の利用効率を向上させながらリング状に発光させることができる導光体及びこの導光体を有する車両用灯具を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、光源からの光が入射する入射面と、該入射面からの光が反射する２つの反射面と、該反射面の間に配され光が反射しない無反射面と、前記反射面からの光が出射するリング状の出射面とを備え、前記入射面が前記光源の発光に合わせて湾曲して形成されるとともに、前記入射面からの光を前記反射面で段階的に反射させて前記出射面に導くように前記反射面が水平方向に対してそれぞれ所定の傾斜角度で傾斜している導光体を特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、一方の反射面の傾斜角度から他方の反射面の傾斜角度を引いた値が略４５°であり、かつ前記他方の傾斜角度が４５°未満であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の導光体を有する車両用灯具を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、導光体内の減衰量を低減し光の利用効率を向上させながらリング状に発光させることができる導光体及びこの導光体を有する車両用灯具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１及び図２は、本実施の形態に係る導光体を示す。この導光体１は、例えば車両用灯具としての自動車のスモールランプ（図示略）に設けられて、スモールランプ本体（図示略）の外周をリング状に発光させるために用いられる。
【００１１】
導光体１は、例えば透明なアクリル樹脂により射出成形される。導光体１は、背面の入射部２を略中心に碗状に前方に開放し、開口部３の正面外周に一定の肉厚を有するリング状の出射面４が形成される。開口部３にはスモールランプ本体が配設されるようになっている。
【００１２】
出射面４は、光を正面に向けて照射するように表面加工が施されている。また、入射部２は円柱状に背面側に突出し、この入射部２に対向する位置に光源としてのＬＥＤ１１が配置されるようになっている。入射部２の端面（中央の面）はＬＥＤ１１からの光が入射する入射面５となっており、入射面５はこのＬＥＤ１１の発光点が配される位置を中心とするＲ面に湾曲して形成されている。これによってＬＥＤ１１からの光が損失なく導光体１に入射し、入射効率を高めることができるようになっている。
【００１３】
導光体１の背面（後方の外面）側には、２つの反射面、すなわち、入射部２から延びる他方の反射面としての第１反射面６と、この第１反射面６と無反射面９を挟んで繋がる一方の反射面としての第２反射面８とが形成されている。第１反射面６、第２反射面８は導光体１に入射した光が反射する面である。一方、第１反射面６、第２反射面８の間に配されて両反射面を繋ぐ無反射面９では光は反射せず、無反射面９を形成する無反射部７は、第１反射面６から第２反射面８へと光が進行する際の光路となっている。
【００１４】
第１反射面６、無反射面９、第２反射面８は水平方向（径方向、図２に示すＸ方向）に対してそれぞれ所定の傾斜角度θ，δ，φをもって傾斜している。第１反射面６、第２反射面８の各傾斜角度θ，φは、後述するように、入射面５から入射し水平方向に進行する光を段階的に反射させて垂直方向（軸方向、図２に示すＹ方向）に導き出射面４から垂直に出射するように設定されている。具体的には、第２反射面８が導光体１の外側において水平方向となす（入射部２の湾曲した入射面５の頂点を接点とする水平な面となす）傾斜角度φから、第１反射面６が同じく水平方向となす傾斜角度θを差し引いた（減じた）値が略４５°となり（すなわち、傾斜角度φ−傾斜角度θ＝略４５°）、かつ傾斜角度θが４５°未満となる（すなわち、傾斜角度θ＜４５°）ように傾斜角度θ，φがそれぞれ設定されている。
【００１５】
例えばここでは、傾斜角度θは略２２．５°であり、傾斜角度φは略６７．５°である。また、この第１反射面６と第２反射面８との間に配された無反射面９の傾斜角度δは略４５°となる。なお、傾斜角度φ−傾斜角度θ＝略４５°であり、傾斜角度θ＜４５°の条件を満たせば、傾斜角度θ，φはそれぞれ略２２．５°、略６７．５°に限定されるものではなく、任意の角度とし、例えば傾斜角度θ＝略１０°、傾斜角度φ＝略５５°等であってもかまわない。
【００１６】
また、導光体１の内面（開口部３を形成する面）のうち、第１反射面６に対応する部分にはＬＥＤ１１の発光点が配される位置を中心とする放物面１０（図３参照）が形成されている。
【００１７】
この導光体１の入射部２に対向して配置されたＬＥＤ１１を点灯させると、図３の矢印Ａに示すように、ＬＥＤ１１からの光は入射面５から導光体１に入射して、放物面１０で水平方向に反射する。この水平方向に反射した光はまず第１反射面６で反射する。つぎに、この光は、無反射面９では反射せずに無反射部７内を無反射面９と平行して斜め正面に向かって進行し、第２反射面８でさらに反射して垂直方向に向かう。そして、最終的には出射面４から垂直（出射面４に対して垂直）に正面に向けて出射する。このように、第１反射面６の傾斜角度θ及び第２反射面８の傾斜角度φの設定によって、入射面５から水平方向に進行する光を段階的に反射させて垂直方向に導き出射面４から出射するようになる。
【００１８】
この実施の形態に係る導光体１では、ＬＥＤ１１からの光が入射する入射面５と、入射面５からの光が反射する第１反射面６、第２反射面８と、第１反射面６と第２反射面８との間に配されて光が反射しない無反射面９と、第２反射面８からの光が出射するリング状の出射面４とを備え、入射面５からの光を第１反射面６、第２反射面８で段階的に反射させて出射面４に導くように第１反射面６、第２反射面８がそれぞれ傾斜角度θ、傾斜角度φで傾斜して設けられているので、導光体１内の光の減衰量を低減し光の利用効率を高めながらリング状に発光させることができる。
【００１９】
すなわち、従来の車両用灯具のように導光体に入射した光源からの光を一度で所望の方向に反射させてリング状に発光させるのに対して、この導光体１を用いると光を段階的に反射させて順次所望の方向に導くことが可能となる。したがって、発光させるリングの径（開口部の径）ｒを同一に設定することを前提に、従来の車両用灯具と導光体１を有する車両用灯具としてのスモールランプとを比較すると、従来の車両用灯具よりもスモールランプの方が入射面から出射面までの光の経路を短くすることができ、その分導光体１内における光の減衰量を抑制することができる。したがって、スモールランプでは、従来の車両用灯具と同様リング状に発光しながらも、発光効率（光の利用効率）をより一層高めることが可能となる。
【００２０】
また、反射面を第１反射面６及び第２反射面８の２つとして、それぞれの傾斜角度θ，φを、傾斜角度φ−傾斜角度θ＝略４５°、かつ傾斜角度θ＜４５°と条件設定することにより、光の利用効率を高めつつ、リングの径ｒを最大限小さく設定することができる。スモールランプ本体の大きさに合わせてリングの径ｒをより大きくしたい場合には、無反射面９の長さを適宜変更することにより、その調整が容易に可能となる。
【００２１】
さらに、入射面５はＬＥＤ１１の発光点が配される位置を中心とするＲ面に湾曲して形成されているので、ＬＥＤ１１からの光が損失なく導光体１に入射し、入射効率も高めることができ、より光の利用効率を高めることができる。
【００２２】
なお、リング状に発光させることで、指向性の高いＬＥＤのような光源であっても、その光を拡散し広げることができ、より安全性にも配慮することができるようになる。
【００２３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述した形態に限られるものではなく、例えば本実施の形態では導光体をスモールランプに適用したが、ヘッドランプ等他のランプに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る導光体を示す図であって、（ａ）はその正面斜視図であり、（ｂ）は背面斜視図である。
【図２】図１の導光体に光源を配した側面図である。
【図３】図１の導光体の側面からの断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ 導光体
４ 出射面
５ 入射面
６ 第１反射面（反射面、他方の反射面）
９ 無反射面
８ 第２反射面（反射面、一方の反射面）
１１ ＬＥＤ（光源）
θ、φ 傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光が入射する入射面と、該入射面からの光が反射する２つの反射面と、該反射面の間に配され光が反射しない無反射面と、前記反射面からの光が出射するリング状の出射面とを備え、
前記入射面が前記光源の発光に合わせて湾曲して形成されるとともに、
前記入射面からの光を前記反射面で段階的に反射させて前記出射面に導くように前記反射面が水平方向に対してそれぞれ所定の傾斜角度で傾斜していることを特徴とする導光体。
【請求項２】
一方の反射面の傾斜角度から他方の反射面の傾斜角度を引いた値が略４５°であり、かつ前記他方の傾斜角度が４５°未満であることを特徴とする請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の導光体を有することを特徴とする車両用灯具。
【請求項１】
光源からの光が入射する入射面と、該入射面からの光が反射する２つの反射面と、該反射面の間に配され光が反射しない無反射面と、前記反射面からの光が出射するリング状の出射面とを備え、
前記入射面が前記光源の発光に合わせて湾曲して形成されるとともに、
前記入射面からの光を前記反射面で段階的に反射させて前記出射面に導くように前記反射面が水平方向に対してそれぞれ所定の傾斜角度で傾斜していることを特徴とする導光体。
【請求項２】
一方の反射面の傾斜角度から他方の反射面の傾斜角度を引いた値が略４５°であり、かつ前記他方の傾斜角度が４５°未満であることを特徴とする請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の導光体を有することを特徴とする車両用灯具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−８５９０８（Ｐ２００６−８５９０８Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２６６２４２（Ｐ２００４−２６６２４２）
【出願日】平成１６年９月１４日（２００４．９．１４）
【出願人】（００００００１３６）市光工業株式会社 (774)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１４日（２００４．９．１４）
【出願人】（００００００１３６）市光工業株式会社 (774)
【Ｆターム（参考）】
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