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【発明の名称】 車両用標識灯
【発明者】 【氏名】夏目 和典

【氏名】久保田 充
【要約】 【課題】リフレクタの反射面が自由曲面上に複数の拡散反射素子を形成することにより構成された車両用標識灯において、所要の灯具配光性能を容易に確保可能とし、かつ灯具点灯時における見映えが損なわれるのを防止する。

【解決手段】各拡散反射素子１４ｓを、リフレクタ１４の光軸Ａｘを中心とする複数の扇形セグメントＳの各々に割り付ける。各拡散反射素子１４ｓの表面形状は、光軸Ａｘを中心軸としかつその一点を共通の焦点Ｆとする焦点距離の異なる複数の回転放物面Ｐのうち、自由曲面Ｃｆ上において該拡散反射素子１４ｓが割り付けられるべき扇形セグメントＳの光軸側の端縁ａを通る回転放物面Ｐを基準面とする凸状曲面に設定する。これにより各拡散反射素子１４ｓからの拡散反射光を光軸Ａｘ方向を基準にして拡散制御可能とし、かつ灯具点灯時これを灯具正面方向から観察したときに反射面１４ａの全領域にわたって離散的にではあるが光って見えるようにする。また円周方向に隣接する拡散反射素子１４ｓ相互間に影が形成されないようにして灯具の見映えを確保する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 光源と、この光源からの光を前方へ反射させるリフレクタとを備えてなり、上記リフレクタの反射面が自由曲面上に複数の拡散反射素子を形成することにより構成された車両用標識灯において、上記各拡散反射素子が、上記リフレクタの光軸を中心とする複数の扇形セグメントの各々に割り付けられており、上記各拡散反射素子の表面形状が、上記光軸を中心軸としかつ該光軸上の一点を共通の焦点とする焦点距離の異なる複数の回転放物面のうち、上記自由曲面上において該拡散反射素子が割り付けられるべき扇形セグメントの所定点を通る回転放物面を基準面とする所定の曲面に設定されている、ことを特徴とする車両用標識灯。
【請求項２】 上記各扇形セグメントの径方向の幅が、上記光軸から離れた扇形セグメントほど大きな値または小さな値に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用標識灯。
【請求項３】 上記各拡散反射素子の基準面を構成する回転放物面の焦点距離が、上記光軸から離れた扇形セグメントの拡散反射素子ほど大きな値に設定されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用標識灯。
【請求項４】 上記各拡散反射素子が、該拡散反射素子に対して上記光軸側に隣接する拡散反射素子の反光軸側の端縁と上記光源とを通る直線が該拡散反射素子の基準面と交わる曲線よりも反光軸側の領域に割り付けられている、ことを特徴とする請求項３記載の車両用標識灯。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、車両用標識灯に関するものであり、特にそのリフレクタの反射面の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の車両用標識灯においては、図７に示すように、リフレクタ１１４の反射面１１４ａを複数の拡散反射素子１１４ｓで構成することにより、レンズ１１６を素通しあるいはこれに近いものとし、灯具に透明感や奥行き感を持たせるように構成されたものが少なくない。
【０００３】ところが、このような車両用標識灯においては、同図に示すように複数の拡散反射素子１１４ｓが単一の回転放物面Ｐ´を基準面として形成されているので、リフレクタ１１４の開口径の大きさが大きくなると、これに応じてリフレクタ１１４の奥行き寸法も大きいものとなる。このため車体構造等の制約により標識灯配設スペースに余裕がない場合には、リフレクタ１１４の開口径を小さくせざるを得ず、その分発光面が小さくなるので灯具の見映えが悪くなる。
【０００４】これに対して図８に示すように、自由曲面Ｃｆ´上に複数の拡散反射素子２１４ｓを形成することにより反射面２１４ａを構成すれば、リフレクタ２１４の形状自由度が向上するので、標識灯配設スペースに余裕がない場合にもリフレクタ２１４の開口径の大きさを維持しつつその反射面を構成することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このように自由曲面Ｃｆ´上に単に複数の拡散反射素子２１４ｓを形成することにより反射面２１４ａを構成しただけでは、次のような問題が生じる。
【０００６】すなわち、車両用標識灯においては、その配光性能上、リフレクタ２１４の光軸Ａｘ´方向を中心にして上下左右各方向に広がる拡散光を照射する必要があるが、自由曲面Ｃｆ´上に単に複数の拡散反射素子２１４ｓを形成しただけでは各拡散反射素子２１４ｓからの拡散反射光の向きが自由曲面Ｃｆ´の形状によって無秩序に変化するので、反射面２１４ａ全体として照射光の方向性を制御することができず、所要の灯具配光性能を確保することが困難となる。また、自由曲面Ｃｆ´上における拡散反射素子２１４ｓの形成位置によっては、該拡散反射素子２１４ｓから光軸Ａｘ´方向へ向かう反射光が得られないので、灯具点灯時これを灯具正面方向から観察したときに光って見えない反射領域が生じてしまい、灯具の見映えが悪いものとなってしまう。
【０００７】本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、リフレクタの反射面が自由曲面上に複数の拡散反射素子を形成することにより構成された車両用標識灯において、所要の灯具配光性能を容易に確保することができ、かつ、灯具点灯時における見映えが損なわれるのを防止することができる車両用標識灯を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明は、リフレクタの光軸を中心とする複数の扇形セグメントを拡散反射素子割付け用として設定し、これら各扇形セグメントの位置に応じて所定の回転放物面を各々設定し、これら各回転放物面を基準面として各拡散反射素子の表面形状を設定することにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【０００９】すなわち、本願発明は、請求項１に記載したように、光源と、この光源からの光を前方へ反射させるリフレクタとを備えてなり、上記リフレクタの反射面が自由曲面上に複数の拡散反射素子を形成することにより構成された車両用標識灯において、上記各拡散反射素子が、上記リフレクタの光軸を中心とする複数の扇形セグメントの各々に割り付けられており、上記各拡散反射素子の表面形状が、上記光軸を中心軸としかつ該光軸上の一点を共通の焦点とする焦点距離の異なる複数の回転放物面のうち、上記自由曲面上において該拡散反射素子が割り付けられるべき扇形セグメントの所定点を通る回転放物面を基準面とする所定の曲面に設定されている、ことを特徴とするものである。
【００１０】上記「自由曲面」とは、２次曲面以外の曲面を意味するものである。
【００１１】上記「扇形セグメント」は、リフレクタの光軸を中心とするものであれば、径方向および円周方向に等ピッチで設定されたものであってもよいし、その一方向あるいは両方向に関してピッチがずれるように設定されたものであってもよい。
【００１２】上記「所定点」は、扇形セグメントの中心点であってもよいし、その端点であってもよいし、それ以外の点であってもよい。
【００１３】上記「所定の曲面」は、回転放物面を基準面とする曲面（平面を含む）として形成され、かつ拡散反射機能を有するものであれば、特定の曲面に限定されるものではない。
【００１４】
【発明の作用効果】上記構成に示すように、本願発明においては、リフレクタの反射面が自由曲面上に複数の拡散反射素子を形成することにより構成されているので、リフレクタの形状自由度が向上し、これにより標識灯配設スペースに余裕がない場合にもリフレクタの開口径の大きさを維持しつつその反射面を構成することができる。
【００１５】その上で、本願発明においては、各拡散反射素子がリフレクタの光軸を中心とする複数の扇形セグメントの各々に割り付けられており、かつ、各拡散反射素子の表面形状が、上記光軸を中心軸としかつ該光軸上の一点を共通の焦点とする焦点距離の異なる複数の回転放物面のうち、上記自由曲面上において該拡散反射素子が割り付けられるべき扇形セグメントの所定点を通る回転放物面を基準面とする所定の曲面に設定されているので、各拡散反射素子からの拡散反射光はリフレクタの光軸方向を基準にして拡散制御されるものとすることができる。このため反射面全体としても拡散照射光の方向性を容易に制御することができる。また、灯具点灯時これを灯具正面方向から観察したときに反射面の全領域にわたって離散的にではあるが光って見えるようにすることができる。
【００１６】したがって本願発明によれば、リフレクタの反射面が自由曲面上に複数の拡散反射素子を形成することにより構成された車両用標識灯において、所要の灯具配光性能を容易に確保することができ、かつ、灯具点灯時における見映えが損なわれるのを防止することができる。
【００１７】しかも本願発明においては、各拡散反射素子がリフレクタの光軸を中心とする複数の扇形セグメントの各々に割り付けられているので、灯具点灯時の見映えの点において次のような作用効果も得ることができる。
【００１８】すなわち、本願発明の構成を採用した場合には、自由曲面上に複数の拡散反射素子が階段状に形成されるので各拡散反射素子相互間に段差が生じるが、この段差の向きによっては灯具点灯時、光源からの光に対して反射面に影が形成されてしまう。この影の形状が無秩序に形成されると、灯具を外部から観察したときの灯具の見映えが悪いものとなる。特にレンズが素通しの場合には顕著なものとなる。
【００１９】この点、本願発明においては、各拡散反射素子がリフレクタの光軸を中心とする複数の扇形セグメントの各々に割り付けられているので、円周方向に隣接する拡散反射素子相互間で影が形成されてしまうことはなく、径方向に隣接する拡散反射素子相互間においてのみ影が形成され得る。その際に形成される影の形状は光軸を中心とする略円弧帯状のものとなるので、一定の秩序のもとに影が形成されることとなり、このため灯具の見映えが低下するのを防止することができ、あるいはむしろこれを向上させることができる。
【００２０】上記構成において、請求項２に記載したように、各扇形セグメントの径方向の幅を、光軸から離れた扇形セグメントほど大きな値または小さな値に設定すれば、線遠近法の原理により、リフレクタに実際の奥行き寸法以上の奥行き感を出すこと、または通常のリフレクタとは異なる立体感を出すことができる。
【００２１】また上記構成において、請求項３に記載したように、各拡散反射素子の基準面を構成する回転放物面の焦点距離を、光軸から離れた扇形セグメントの拡散反射素子ほど大きな値に設定すれば、リフレクタの薄型化を図ることができる。
【００２２】この場合、径方向に隣接する各拡散反射素子相互間には反光軸側へ向けて後退する段差が生じ、この段差により影となる部分は反光軸側に隣接する拡散反射素子においては反射無効部分となってしまう。そこで、請求項４に記載したように、各拡散反射素子を、その光軸側に隣接する拡散反射素子の反光軸側の端縁と光源とを通る直線が該拡散反射素子の基準面と交わる曲線よりも反光軸側の領域に割り付けるようにすれば、各拡散反射素子において所期の拡散反射角度を確保することができ、これにより所要の灯具配光性能を確実に得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２４】図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用標識灯を示す正面図であり、図２はその平断面図である。
【００２５】これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用標識灯１０は、自動車のテールランプであって、フィラメント１２ａ（光源）を有する光源バルブ１２と、この光源バルブ１２を支持するとともに該光源バルブ１２からの光を前方へ反射するリフレクタ１４と、このリフレクタ１４の前方に配置された素通しのレンズ１６とを備えてなっている。
【００２６】リフレクタ１４の反射面１４ａは、後述する自由曲面上に複数の拡散反射素子１４ｓを形成することにより構成されている。これら各拡散反射素子１４ｓは、リフレクタの光軸Ａｘを中心とする複数の扇形セグメントＳの各々に割り付けられている。
【００２７】図３は、リフレクタ１４を、その反射面１４ａに拡散反射素子１４ｓがまだ形成されていない状態で示す正面図である。同図において、破線で示す複数の閉曲線が自由曲面Ｃｆの等高線であり、実線で示す放射状の直線および円（円弧）が扇形セグメントＳの境界線である。自由曲面Ｃｆは、車体構造や車体外形形状等の車体側制約条件下で、リフレクタ１４の占有可能スペースとして設定される曲面である。
【００２８】同図に示すように、各扇形セグメントＳは、光軸Ａｘを中心として放射状および同心円状に区分けされている。ただし、各扇形セグメントＳの円周方向の角度ピッチは、光軸Ａｘの近傍領域においては他の領域の整数倍に設定されており、これにより円周方向の幅があまり狭くならないようにしている。また、各扇形セグメントＳの径方向のピッチは、光軸Ａｘ寄りの領域においては一定であるが、外周縁寄りの領域においては光軸Ａｘから離れた扇形セグメントＳほど大きな値となるように設定されている。
【００２９】次に、各拡散反射素子１４ｓの表面形状の設定方法について説明する。
【００３０】図４は、リフレクタ１４を、その反射面１４ａのみを取り出して示す平断面図である。同図において破線で示す曲線が自由曲面Ｃｆ（の断面）である。同図に示すように、各拡散反射素子１４ｓは、光軸Ａｘを中心軸としかつ該光軸Ａｘ上の一点を共通の焦点Ｆとする焦点距離の異なる複数の回転放物面Ｐのうち、自由曲面Ｃｆにおいて当該拡散反射素子１４ｓ（ｋ）が割り付けられるべき扇形セグメントＳ（ｋ）上の光軸Ａｘ側の端縁ａ（正確には後述するようにその一方の端点）を通る回転放物面Ｐ（ｋ）を基準面として形成されている。
【００３１】本実施形態のように自由曲面Ｃｆが光軸Ａｘと直交する平面に近い曲面である場合には、各拡散反射素子１４ｓの基準面を構成する回転放物面Ｐの焦点距離は、光軸Ａｘから離れた扇形セグメントＳの拡散反射素子１４ｓほど大きな値に設定される。
【００３２】図５は、図２のV 部詳細図である。同図に示すように、拡散反射素子１４ｓ（ｋ）は、該拡散反射素子１４ｓ（ｋ）に対して光軸Ａｘ側に隣接する拡散反射素子１４ｓ（ｋ−１）の反光軸側の端縁ｂと光源バルブ１２のフィラメント１２ａ（正確にはフィラメント１２ａの中心位置）とを通る直線Ｌが該拡散反射素子１４ｓ（ｋ）の基準面Ｐ（ｋ）と交わる曲線ｃ（円周方向に延びる円弧状の曲線）の位置から反光軸側の領域に割り付けられている。この拡散反射素子１４ｓ（ｋ）の表面形状は、径方向に曲率を有する凸状曲面に設定されており、これにより拡散反射素子１４ｓ（ｋ）は光源バルブ１２からの光を光軸Ａｘ方向を中心として径方向に拡散反射させるようになっている。この拡散反射素子１４ｓ（ｋ）以外の拡散反射素子１４ｓの表面形状についても、拡散反射素子１４ｓ（ｋ）と同様の構成となっている。
【００３３】図６は、各拡散反射素子１４ｓの表面形状の設定方法をより正確に説明するため、１つの扇形セグメントＳを取り出して示す斜視図である。
【００３４】同図（ａ）に示すように、各拡散反射素子１４ｓの基準面たる回転放物面Ｐは、正確には、扇形セグメントＳ上の光軸側の端縁ａにおける一方の端点ａ１を通るものが採用される。そしてこの回転放物面Ｐに対して、同図（ｂ）に示すように拡散反射素子１４ｓが割り付けられる。
【００３５】これら各拡散反射素子１４ｓからの拡散反射光の集合体として、反射面１４ａ全体では光軸Ａｘ方向を中心とする拡散照射光が得られるので、レンズ１６が素通しレンズとして構成されているにもかかわらず、テールランプとしての所要の配光性能を得ることができる。
【００３６】なお、上記のようにして各拡散反射素子１４ｓの表面形状を設定した場合には、各扇形セグメントＳにおける拡散反射素子１４ｓの反光軸側には、反光軸側へ向けて後退する段差ｄが形成されるが、この段差ｄは金型加工上の要請から光軸Ａｘ方向に対して所定の傾斜角度をもって形成されるので、各拡散反射素子１４ｓの反光軸側の端縁ｂの位置は、その扇形セグメントＳの反光軸側の境界線よりも多少光軸Ａｘ寄りになっている。
【００３７】また、各扇形セグメントＳにおいて曲線ｃよりも光軸Ａｘ側に位置する部分（すなわち拡散反射素子１４ｓが形成されていない部分）ｅは、光軸Ａｘ側に隣接する拡散反射素子１４ｓの段差ｄにより光源からの光が入射しない反射無効部分であるので、その表面形状は基準面たる回転放物面Ｐのままに設定されている。
【００３８】以上詳述したように、本実施形態においては、リフレクタ１４の反射面１４ａが自由曲面Ｃｆ上に複数の拡散反射素子１４ｓを形成することにより構成されているので、リフレクタ１４の形状自由度が向上し、これにより標識灯配設スペースに余裕がない場合にもリフレクタ１４の開口径の大きさを維持しつつその反射面を構成することができる。
【００３９】その上で、本実施形態においては、各拡散反射素子１４ｓがリフレクタ１４の光軸Ａｘを中心とする複数の扇形セグメントＳの各々に割り付けられており、かつ、各拡散反射素子１４ｓの表面形状が、光軸Ａｘを中心軸としかつ光軸Ａｘ上の一点を共通の焦点Ｆとする焦点距離ｆの異なる複数の回転放物面Ｐのうち、自由曲面Ｃｆ上において該拡散反射素子１４ｓが割り付けられるべき扇形セグメントＳの光軸Ａｘ側の端縁ａにおける一方の端点ａ１を通る回転放物面Ｐを基準面とする凸状曲面に設定されているので、各拡散反射素子１４ｓからの拡散反射光はリフレクタ１４の光軸Ａｘ方向を基準にして拡散制御されたものとすることができる。このため反射面１４ａ全体としても拡散照射光の方向性を容易に制御することができる。また、灯具点灯時これを灯具正面方向から観察したときに反射面の全領域にわたって離散的にではあるが光って見えるようにすることができる。
【００４０】したがって本実施形態によれば、リフレクタの反射面が自由曲面上に複数の拡散反射素子を形成することにより構成された車両用標識灯において、所要の灯具配光性能を容易に確保することができ、かつ、灯具点灯時における見映えが損なわれるのを防止することができる。
【００４１】さらに本実施形態においては、灯具点灯時の見映えの点において次のような作用効果も得ることができる。
【００４２】すなわち、本実施形態のように自由曲面Ｃｆ上に複数の拡散反射素子１４ｓを階段状に形成した場合には、径方向に隣接する拡散反射素子１４ｓ相互間に段差ｄが生じるが、本実施形態においては、各拡散反射素子１４ｓがリフレクタ１４の光軸Ａｘを中心とする複数の扇形セグメントＳの各々に割り付けられているので、円周方向に隣接する拡散反射素子１４ｓ相互間で影が形成されてしまうことはなく、径方向に隣接する拡散反射素子１４ｓ相互間においてのみ影が形成される。この影の形状は光軸Ａｘを中心とする略円弧帯状のものとなる。しかも、各扇形セグメントＳは同心円状に配列されているので、その影も円周方向に連続したものとなる。したがって灯具点灯時、反射面１４ａは明部と暗部とが同心円状の縞模様となって形成されることとなり、このため影の存在により灯具の見映えが低下することはなく、むしろ見え方に斬新性が生じて灯具の見映えが向上する。
【００４３】また本実施形態においては、各扇形セグメントＳの径方向の幅が、反射面１４ａの外周縁寄りの領域では光軸Ａｘから離れた扇形セグメントＳほど大きな値に設定されているので、線遠近法の原理によりリフレクタ１４に実際の奥行き寸法以上の奥行き感を出すことができる。なお、このように扇形セグメントＳの径方向のピッチを徐変させる構成を反射面１４ａの全領域にわたって適用してもよく、このようにすれば一層奥行き感を出すことができる。
【００４４】さらに本実施形態においては、各拡散反射素子１４ｓの基準面を構成する回転放物面Ｐの焦点距離が、光軸Ａｘから離れた扇形セグメントＳの拡散反射素子１４ｓほど大きな値に設定されているので、リフレクタ１４の薄型化を図ることができる。
【００４５】この場合、各拡散反射素子１４ｓにおいて、その光軸Ａｘ側に隣接する拡散反射素子１４ｓの段差ｄにより影となる部分は反射無効部分となってしまうが、本実施形態においては、各拡散反射素子１４ｓが、その光軸Ａｘ側に隣接する拡散反射素子１４ｓの反光軸側の端縁ｂと光源とを通る直線Ｌが該拡散反射素子１４ｓの基準面と交わる曲線ｃよりも反光軸側の領域に割り付けられているので、各拡散反射素子１４ｓにおいて所期の拡散反射角度を確保することができ、これにより所要の灯具配光性能を確実に得ることができる。
【００４６】本実施形態においては、各拡散反射素子１４ｓの表面形状が径方向に曲率を有する凸状曲面に設定されたものについて説明したが、径方向に曲率を有する凹状曲面に設定されたものとしてもよい。さらには円周方向にも曲率を有する曲面に設定されたものとしてもよいし、あるいは円周方向にのみ曲率を有する曲面に設定されたものとしてもよい。
【００４７】また本実施形態においては、各拡散反射素子１４ｓの表面形状の基準面として、扇形セグメントＳ上の光軸側の端縁ａにおける一方の端点ａ１を通る回転放物面Ｐを採用しているが、例えば扇形セグメントＳの４つの端点のうち残り３つの端点のいずれかを採用することももちろん可能である。
【００４８】なお本実施形態においては、各扇形セグメントＳにおいて曲線ｃよりも光軸Ａｘ側に位置する反射無効部分ｅの表面形状が、基準面である回転放物面Ｐのままに設定されているものとして説明したが、該反射無効部分ｅには光源からの光が入射しないので、配光性能上からは任意の表面形状に設定することが可能である。
【００４９】また本実施形態においては、各扇形セグメントＳにおける拡散反射素子１４ｓの割り付けを、該扇形セグメントＳの外周縁部に段差ｄが形成されるように行う構成となっているが、図６（ｂ）´に示すように、各扇形セグメントＳの内周縁部に段差ｄが形成されるように拡散反射素子１４ｓの割り付けを行うようにしてもよい。この場合、各扇形セグメントＳの光軸Ａｘ側の端縁ａは、その光軸Ａｘ側に隣接する扇形セグメントＳに形成された拡散反射素子１４ｓの反光軸側の端縁ｂと一致するものとなり、また上記端縁ａにおける一方の端点ａ１´（すなわち回転放物面Ｐの基準となる点）は架空点として設定される。このような拡散反射素子１４ｓの割り付け方法を採用した場合においても、本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】なお本実施形態においては、テールランプである場合について説明したが、他の車両用標識灯（例えばクリアランスランプ、ターンシグナルランプ等）においても、本実施形態と同様の構成を採用することにより本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【出願人】 【識別番号】０００００１１３３
【氏名又は名称】株式会社小糸製作所
【出願日】 平成１０年８月７日（１９９８．８．７）
【代理人】 【識別番号】１０００９９９９９
【弁理士】
【氏名又は名称】森山 隆
【公開番号】 特開２０００−５７８２３（Ｐ２０００−５７８２３Ａ）
【公開日】 平成１２年２月２５日（２０００．２．２５）
【出願番号】 特願平１０−２２３９７６