JP2012204030A - 導光レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】所望の配光形状を得る。
【解決手段】導光レンズ１は、柱状に形成されて側周面１０Ａ〜１０Ｄの一部に光の出射領域２を有するとともに、軸方向Ｊに向かって内部に光を通過させつつ出射領域２から出射させる。側周面１０Ａ〜１０Ｄのうち、出射領域２の対向領域には、当該導光レンズ１の内部を通過する光を屈折させて出射領域２から出射させる複数の切欠溝３０が、当該導光レンズ１の軸方向Ｊに対して交差し、かつ軸方向Ｊに並んで設けられている。各切欠溝３０では、当該切欠溝３０で屈折することにより、当該切欠溝３０の底部稜線Ｔを含む平面内で出射領域２から出射されるべき光線の出射方向と、当該切欠溝３０の底部稜線Ｔとのなす角度θが６０≦θ≦１２０（°）を満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は、導光レンズに関する。

従来、車両用の灯具に用いられるレンズとして、柱状の導光レンズが提案されている（例えば特許文献１，２参照）。

図４（ａ）に示すように、このような導光レンズ１００は、一方の端面１０１を光源に対向させて配置されており、当該端面１０１から入射した光を側面で内側に全反射させ、他方の端面１０２の側に導光させるようになっている。この導光レンズ１００における側面の１つは光出射面１０３となっており、この光出射面１０３と対向する側面１０４には、複数の切欠溝１０５が設けられている。これらの切欠溝１０５は、側面１０４の幅方向（図中の略上下方向）に延在するとともに、側面１０４の長手方向（図中の略左右方向）に並んで配設されており、導光レンズ１００の内部を端面１０１から端面１０２の側に進む光を屈折させ、光出射面１０３から出射させるようになっている。

ところで、このような導光レンズ１００を車両用灯具に用いる場合には、法規上の規格を満たすよう、配光形状を制御する必要がある。
この点、図示したような直線状の導光レンズ１００によって光出射面１０３の正面に中央側ほど明るくなるよう光を照射する場合には、図４（ｂ）に示すように、所望の配光形状を得ることができる。但し、図中、横軸は光軸を通る水平面と仮想スクリーンとの交線を表し、縦軸は光軸を通る鉛直面と仮想スクリーンとの交線を表す。

特開２００８―２２６７３９号公報 特開２００６―１６４９０８号公報

しかしながら、従来の導光レンズでは、当該導光レンズが２次元的や３次元的にねじれて形成される場合に、所望の配光形状を得ることができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、所望の配光形状を得ることのできる導光レンズの提供を目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、導光レンズにおいて、
柱状に形成されて側周面の一部に光の出射領域を有するとともに、延在方向に向かって内部に光を通過させつつ前記出射領域から出射させる導光レンズであって、
前記側周面のうち、前記出射領域の対向領域には、当該導光レンズの内部を通過する光を屈折させて前記出射領域から出射させる複数の切欠溝が、当該導光レンズの延在方向に対して交差し、かつ前記延在方向に並んで設けられ、
各切欠溝では、
当該切欠溝で屈折することにより、当該切欠溝の底部稜線を含む平面内で前記出射領域から出射されるべき光線の出射方向と、
当該切欠溝の前記底部稜線とのなす角度θが６０≦θ≦１２０（°）を満たすことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の導光レンズにおいて、
前記角度θが９０°であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の導光レンズにおいて、
前記切欠溝は、
断面視Ｖ字状に凹設されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の導光レンズにおいて、
曲線状に形成されたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の導光レンズにおいて、
前記一端面を光源に対向させて配設されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、側周面のうち出射領域の対向領域には、導光レンズの内部を通過する光を屈折させて出射領域から出射させる複数の切欠溝が当該導光レンズの延在方向に対して交差し、かつ前記延在方向に並んで設けられ、各切欠溝では当該切欠溝で屈折することにより、当該切欠溝の底部稜線を含む平面内で出射領域から出射されるべき光線の出射方向と、当該切欠溝の底部稜線とのなす角度θが６０≦θ≦１２０（°）を満たすので、底部稜線の含有平面と平行な各面内においては、各切欠溝で屈折して出射領域から出射される光線が設計上の出射方向、つまり所望の方向に向かうこととなる。従って、導光レンズが２次元的や３次元的にねじれて形成される場合であっても、所望の配光形状を得ることができる。

請求項２記載の発明によれば、角度θが９０°であるので、各切欠溝で屈折して出射領域から出射される光線を、確実に所望の方向に出射させることができる。

本発明を適用した導光レンズを示す斜視図である。 導光レンズの断面を示す図である。 切欠溝における底部稜線の傾きを説明するための図である。 （ａ）は従来の導光レンズを示す斜視図、（ｂ）は従来の導光レンズを直線状に形成した場合の配光形状を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図１（ａ）は、本発明に係る導光レンズ１を示す斜視図である。

これらの図に示すように、導光レンズ１は、透光性材料によって略４角柱状に形成されており、一端に光入射面１１を有している。
光入射面１１は、図示しない光源に対向して配設されるようになっており、当該光源から出射される光を導光レンズ１の内部に通過させるようになっている。なお、光入射面１１のサイズは光源よりも大きいことが好ましい。

また、図１（ａ）及び図２に示すように、導光レンズ１は、４つの側面１０Ａ〜１０Ｄのうち、互いに対向する２つの側面１０Ａ，１０Ｃに出射領域２，プリズムカット形成領域３を有している。なお、本実施の形態においては、図２に示すように、導光レンズ１の軸方向Ｊに垂直な断面は概ね等脚台形状となっており、側面１０Ａ，１０Ｃは、この等脚台形状の上底，下底をなしている。更に、下底（上底よりも長い底辺）をなす側面１０Ａは、側面１０Ｃと反対の側に膨出したシリンドリカル面となっている。

出射領域２は、導光レンズ１内の光が出射する領域であり、本実施の形態においては側面１０Ａのほぼ全域に亘っている。

プリズムカット形成領域３は、複数の切欠溝３０が設けられた領域であり、出射領域２の対向領域、本実施の形態においては側面１０Ｃのほぼ全域に亘っている。

切欠溝３０は、導光レンズ１の内部を通過する光を屈折させて出射領域２から出射させるものである。この切欠溝３０は、軸方向Ｊの直交方向、つまり側面１０Ｃの幅方向に延在するよう凹設されており、軸方向Ｊに並んだ状態となっている。ここで、本実施の形態における切欠溝３０は、図２（ｂ）に示すように、断面視Ｖ字状に形成されており、より具体的には、側面１０Ｃと垂直、かつ軸方向Ｊと平行な断面においてＶ字状に凹むよう形成されている。

各切欠溝３０では、図２（ａ）に示すように、設計上、当該切欠溝３０で屈折することにより出射領域２から出射されるべき光線のうち、切欠溝３０の底部稜線Ｔを含む平面（本実施の形態においては軸方向Ｊに直交する平面）内で出射領域２から出射されるべき光線の出射方向Ｋと、当該切欠溝３０における底部稜線Ｔとのなす角度θが６０≦θ≦１２０（°）、本実施の形態においてはθ＝９０°を満たすようになっている。これにより、図１（ｂ）や図３（ａ）に示されるように、導光レンズ１の一端の側（光入射面１１の側）では側面１０Ｂの側に光を出射し、他端の側に向かって徐々に側面１０Ｄの側に光を出射するよう配光パターンを形成する場合には、各切欠溝３０では、図３（ａ），（ｂ）に示すように底部稜線Ｔが設けられることとなる。
但し、切欠溝３０の底部稜線Ｔとは、切欠溝３０の最深部の稜線を意味する。また、図１（ｂ）において網掛けした部分は、出射領域２から出射されるべき光線の向きを模式的に示したものである。また、図２（ａ）の破線は、側面１０Ｃに対して垂直な場合の光線の出射方向Ｋを示している。また、図３は、底部稜線Ｔを含む各位置における導光レンズ１の断面形状を示す図である。

なお、図２（ｂ）に示すように、切欠溝３０のピッチｐや深さｄ、軸方向Ｊと垂直な平面に対する溝側面の傾斜角θ１，θ２などは、任意に設定することができる。また、以上のような切欠溝３０は、側面１０Ｃを平坦に成形した後に切削加工などによって形成しても良いし、導光レンズ１の成形時に形成することとしても良い。

以上の導光レンズ１は、例えば自動車用の日中走行用ライトやポジションランプ、ストップランプ、車幅灯などに用いることができる。

＜作用・効果＞
続いて、導光レンズ１の作用効果について説明する。

まず、図示しない光源から光入射面１１に光を入射させると、入射した光は側面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄによって導光レンズ１の内側に全反射され、導光レンズ１の先端側に向かって導光レンズ１の内部を通過する。そして、導光レンズ１内の光は、切欠溝３０に当たると屈折し、出射領域２から出射する。

このとき、各切欠溝３０では、設計上、当該切欠溝３０で屈折することにより出射領域２から出射されるべき光線のうち、軸方向Ｊと垂直な面内で出射領域２から出射されるべき光線の出射方向Ｋと、当該切欠溝３０の底部稜線Ｔとのなす角度θが６０≦θ≦１２０（°）を満たし、より具体的にはθ＝９０°を満たすので、軸方向Ｊと垂直な各面内においては、各切欠溝３０で屈折して出射領域２から出射する光線が設計上の出射方向に向かうこととなる。

以上のように、導光レンズ１によれば、各切欠溝３０で屈折して出射領域２から出射する光線を、設計上の出射方向、つまり所望の方向に向かわせることができるため、導光レンズ１が２次元的や３次元的にねじれて形成される場合であっても、所望の配光形状を得ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。

例えば、上記の実施形態においては、導光レンズ１を４角柱状として説明したが、円柱状としても良いし、他の角柱状としても良い。これらの場合には、導光レンズ１の側周面のうち、互いに対向する領域に出射領域２及びプリズムカット形成領域３が形成される。
また、導光レンズ１を直線状の柱状として説明したが、曲線状の柱状としても良い。

また、導光レンズ１の一端に光入射面１１が形成されて光源に対向することとして説明したが、側周面における出射領域２及びプリズムカット形成領域３以外の領域に光入射面が形成されて光源に対向することとしても良い。この場合には、光入射面から導光レンズ１内に入射した光を屈折させて導光レンズ１の延在方向に反射させるプリズムカットを導光レンズ１内に設ければ、一端に光入射面１１が形成された場合と同様の作用効果を得ることができる。

また、切欠溝３０が軸方向Ｊの直交方向に延在して設けられることとして説明したが、軸方向Ｊに対して交差した所定方向に延在して設けられても良い。

また、切欠溝３０は断面視Ｖ字状に凹設されていることとして説明したが、他の形状に凹設されることとしても良い。

１ 導光レンズ
２ 出射領域
３ プリズムカット形成領域
３０ 切欠溝
Ｔ 底部稜線

Claims (5)

1. 柱状に形成されて側周面の一部に光の出射領域を有するとともに、延在方向に向かって内部に光を通過させつつ前記出射領域から出射させる導光レンズであって、
   前記側周面のうち、前記出射領域の対向領域には、当該導光レンズの内部を通過する光を屈折させて前記出射領域から出射させる複数の切欠溝が、当該導光レンズの延在方向に対して交差し、かつ前記延在方向に並んで設けられ、
   各切欠溝では、
   当該切欠溝で屈折することにより、当該切欠溝の底部稜線を含む平面内で前記出射領域から出射されるべき光線の出射方向と、
   当該切欠溝の前記底部稜線とのなす角度θが６０≦θ≦１２０（°）を満たすことを特徴とする導光レンズ。
2. 請求項１記載の導光レンズにおいて、
   前記角度θが９０°であることを特徴とする導光レンズ。
3. 請求項１または２記載の導光レンズにおいて、
   前記切欠溝は、
   断面視Ｖ字状に凹設されていることを特徴とする導光レンズ。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の導光レンズにおいて、
   曲線状に形成されたことを特徴とする導光レンズ。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の導光レンズにおいて、
   前記一端面を光源に対向させて配設されることを特徴とする導光レンズ。

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