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JP6717119B2 - 車両用灯具用のレンズ及び車両用灯具 - Google Patents

車両用灯具用のレンズ及び車両用灯具 Download PDF

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JP6717119B2 JP2016165906A JP2016165906A JP6717119B2 JP 6717119 B2 JP6717119 B2 JP 6717119B2 JP 2016165906 A JP2016165906 A JP 2016165906A JP 2016165906 A JP2016165906 A JP 2016165906A JP 6717119 B2 JP6717119 B2 JP 6717119B2
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Description

本発明は、車両用灯具用のレンズ及び車両用灯具に関する。
車両に取り付けられる車両用灯具として、光源と、光源からの光を前方に照射するレンズとを備える構成がある。この構成において、レンズは、例えば側部の全体にフランジ部を有し、フランジ部がレンズホルダ等に保持されことで車両用灯具に搭載される。このようなレンズは、成形によって複数層(例えば、2層)に形成される技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許第4863216号公報
特許文献1に記載の製法では、第1層と第2層との境界線(分割線)がフランジ部に設けられる。分割線は、フランジ部がレンズホルダに保持されることにより、レンズホルダに覆われた状態となる。このため、光軸方向の前方からレンズを見た場合、分割線が見えない状態となる。
一方で、近年、レンズの側部の一部にのみフランジが設けられ、他の部分にはレンズ側面が形成された異形レンズが用いられる場合がある。このような異形レンズを上記製法で製造する場合、レンズの側部のうちフランジが設けられる部分では、分割線をフランジ部に設けることができる。しかしながら、レンズ側部のうちフランジが設けられない部分については、分割線をレンズ面に設けることになる。この場合、光軸方向の前方からレンズを見ると、分割線が見える場合があり、レンズの見栄えが低下してしまう可能性がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、見栄えを向上することが可能な車両用灯具用のレンズ及び車両用灯具を提供することを目的とする。
本発明に係る車両用灯具用のレンズは、光軸方向の前後に配置される第1レンズ面及び第2レンズ面と、前記光軸方向の側方に配置され前記第1レンズ面と前記第2レンズ面とを接続するレンズ側面と、を有するレンズ部と、前記レンズ部のうち前記レンズ側面の一部分に配置され前記光軸方向と交差する方向に突出するフランジ部と、を備え、前記レンズ部は、前記第1レンズ面と、前記レンズ側面と、前記第2レンズ面のうち前記レンズ側面との境界線を含み前記境界線に沿った帯状の外周領域とを含む第1層と、前記第2レンズ面のうち前記外周領域で囲まれた中央領域を少なくとも含む第2層と、の2層に形成され、前記第2レンズ面は、前記外周領域と前記中央領域との境界に前記第1層と前記第2層とを区画する分割線を有し、前記第2レンズ面の前記外周領域と、前記レンズ側面とには、光散乱部が設けられる。
また、前記外周領域は、前記境界線に直交する方向の寸法が0.5mm以上であってもよい。
また、前記レンズ側面は、断面形状において前記第1レンズ面から前記第2レンズ面にかけて広がった状態で前記光軸に対して傾いていてもよい。
また、前記フランジ部は、外周を含み前記第1層として形成される外側領域と、前記外側領域に囲まれ前記第2層として形成される内側領域とを有し、前記分割線は、前記フランジ部の前記外側領域と前記内側領域の境界に形成されてもよい。
また、前記フランジ部は、車両に搭載される状態において、前記レンズ部のうち鉛直方向又は水平方向の両端に配置されてもよい。
本発明に係る車両用灯具は、光源と、前記光源からの光が入射し、車両の前方に前記光を出射する上記の車両用灯具用のレンズと、を備え、前記第1レンズ面は、前記光の出射面であり、前記第2レンズ面は、前記光の入射面である。
本発明によれば、見栄えを向上することが可能な車両用灯具用のレンズ及び車両用灯具を提供することができる。
図1は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す正面図である。 図2は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す断面図である。 図3は、本実施形態に係るレンズの構成を示す図である。 図4は、本実施形態に係るレンズの構成を示す図である。 図5は、本実施形態に係るレンズの構成を示す図である。 図6は、図5においてレンズの水平方向の一端部を拡大して示す図である。 図7は、本実施形態に係るレンズの製造過程を示す図である。 図8は、本実施形態に係るレンズの製造過程を示す図である。 図9は、本実施形態に係るレンズの製造過程を示す図である。 図10は、変形例に係るレンズの構成を示す図である。
以下、本発明に係る車両用灯具100及びレンズ40の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
以下の説明において、前後、上下、左右の各方向は、水平面に平行な面に配置された車両に車両用前照灯が取り付けられた状態における方向であって、運転席から正面を見た場合における方向を示す。したがって、本実施形態では、上下方向は鉛直方向であり、前後方向及び左右方向は水平面に平行な方向(水平方向)となる。
図1は、本実施形態に係る車両用灯具100の一例を示す正面図である。図1では、車両用灯具100を車両の正面側から見た場合の構成を示している。図2は、車両用灯具100の一例を示す断面図である。図2では、図1におけるA−A断面に沿った構成を示している。
図1及び図2に示すように、車両用灯具100は、基板10と、半導体型光源20と、リフレクタ30と、レンズ40と、ヒートシンク50とを備える。基板10は、半導体型光源20が実装される。基板10は、矩形かつ平板状に形成される。基板10は、半導体型光源20に電気信号を供給する所定の回路や、当該回路に接続するコネクタ等を有する。
半導体型光源20は、本実施形態において、例えばLEDやOEL、OLED(有機EL)などの半導体型光源である。半導体型光源20は、例えば複数設けられているが、1つであってもよい。複数の半導体型光源20は、左右方向に例えば等ピッチで配置されているが、これに限定するものではなく、等ピッチでなくてもよい。半導体型光源20は、発光面を有している。発光面は、例えば車両の前方に向けられている。半導体型光源20は、発光面から車両の前方に向けてランバーシアン分布を形成するように光を出射する。
リフレクタ30は、半導体型光源20の鉛直方向の上方に配置される。リフレクタ30は、例えばネジ等の固定部材によってヒートシンク50に固定される。リフレクタ30は、反射面31を有している。反射面31は、半導体型光源20からの光を車両の前方に反射する。反射面31は、例えば楕円を基調とする自由曲面からなる反射面、あるいは、回転楕円面からなる反射面とすることができる。
レンズ40は、リフレクタ30に対して車両の前方に配置される。レンズ40は、例えばレンズホルダ60に支持される。レンズ40は、焦点(図示せず)と、光軸AXとを有する。レンズ40の光軸AXは、リフレクタ30の光軸と一致もしくはほぼ一致する。レンズ40は、反射面31からの反射光を車両の前方に照射する。レンズ40の詳細な構成については、後述する。
ヒートシンク50は、半導体型光源20で生じる熱を外部に放熱する。ヒートシンク50は、上記の基板10、リフレクタ30、レンズホルダ60等を固定する。ヒートシンク50は、例えば金型成形等を用いて製造可能である。
図3から図5は、レンズ40の構成を示す図である。図3は、光軸AXの軸線方向の前方からレンズ40を見た場合の一例を示す図である。図4は、光軸AXの軸線方向の後方からレンズ40を見た場合の一例を示す図である。図5は、図3におけるB−B段面に沿った構成を示す図である。図6は、図5においてレンズ40の水平方向の一端部を拡大して示す図である。
図3から図5に示すように、レンズ40は、レンズ部41と、フランジ部42とを備える。レンズ部41は、第1レンズ面43と、第2レンズ面44と、レンズ側面45とを有する。第1レンズ面43及び第2レンズ面44は、光軸AXの軸線方向の前後に配置される。第1レンズ面43は、光軸AXの軸線方向の前方に配置される。第1レンズ面43は、光が出射する出射面である。第2レンズ面44は、光軸AXの軸線方向の後方に配置される。第2レンズ面44は、リフレクタ30からの光が入射する入射面である。
レンズ側面45は、レンズ部41のうち光軸AXの軸線方向の側方に配置される。本実施形態では、レンズ側面45は、レンズ部41のうち水平方向の両側方に配置される。レンズ側面45は、例えば鉛直方向の中央部が左右方向の外側に湾曲した形状である。レンズ側面45は、図6に示すように、断面形状において、第1レンズ面43から第2レンズ面44にかけて広がった状態で光軸AX(図6では光軸AXに平行な軸線AX´)に対して所定の角度θだけ傾いている。角度θは、例えば2°以上に設定することができる。
フランジ部42は、レンズ部41に対して鉛直方向の両端部、すなわち、レンズ部41の上端及び下端に配置される。本実施形態において、フランジ部42は、レンズ部41に対して水平方向の両端部には配置されない。フランジ部42は、例えば矩形状に形成され、水平方向に平行に配置される。フランジ部42は、レンズホルダ60に保持される。レンズ40は、フランジ部42がレンズホルダ60に保持された状態で固定される。フランジ部42は、車両用灯具100に搭載される場合、図1等に示すように、レンズホルダ60により全体が覆われた状態で配置される。したがって、例えば第1レンズ面43側から車両用灯具100を見た場合、フランジ部42はレンズホルダ60に隠れた状態となる。
レンズ40は、多層成形法により、例えば第1層40A及び第2層40Bの2層に形成される。第1層40Aは、レンズ部41のうち、第1レンズ面43と、レンズ側面45と、第2レンズ面44の外周領域44aとを含む。
外周領域44aは、第2レンズ面44のうち、レンズ側面45との境界線44cを含み当該境界線44cに沿った帯状の領域である。本実施形態では、レンズ側面45が水平方向の外側に湾曲した形状であるため、第2レンズ面44とレンズ側面45との境界線44cは水平方向の外側に湾曲した形状である。したがって、外周領域44aは、水平方向の外側に湾曲した形状に設けられる。
外周領域44aは、境界線44cに直交する方向の寸法、つまり外周領域44aの幅dが例えば0.5mm以上の範囲に設定することができる。幅dを0.5mm以上とすることにより、レンズ40を成形する際、第2レンズ面44において、外周領域44aが凹状に湾曲することを抑制できる。また、第1層40Aは、フランジ部42の外側領域42aを含む。外側領域42aは、フランジ部42の外周を含み、当該外周に沿った帯状の領域である。
第2層40Bは、レンズ部41のうち、第2レンズ面44の中央領域44bを含む。中央領域44bは、第2レンズ面44のうち、外周領域44aで囲まれた領域であり、光軸AXに重なる領域である。また、第2層40Bは、フランジ部42の内側領域42bを含む。内側領域42bは、外側領域42aとレンズ部41の上辺又は下辺とで囲まれた部分である。
第2レンズ面44は、分割線44dを有する。分割線44dは、第1層40Aと第2層40Bとを区画する線である。分割線44dは、図5に示すように、第2レンズ面44のうち外周領域44aと中央領域44bとの境界に形成される。また、フランジ部42は、外側領域42aと内側領域42bとの境界に分割線42dを有する。分割線42dは、レンズ部41の上辺及び下辺において、分割線44dに接続される。
外周領域44a及びレンズ側面45には、光散乱部46が設けられる。光散乱部46は、例えば外周領域44a及びレンズ側面45に形成されるシボ加工のパターン等が挙げられる。光散乱部46は、車両用灯具100を外部から見た場合に分割線44dを目立たなくする。また、光散乱部46は、レンズ側面45から出射する光を散乱することにより、迷光を抑制する。
次に、上記のレンズ40を製造する製造方法の一例を説明する。図7から図9は、レンズ40の製造過程を示す図である。まず、図7に示すように、金型71及び金型72を用いて第1層40Aを形成する。金型71としては、例えば第1層40Aのうち、レンズ部41については第1レンズ面43及びレンズ側面45に対応する形状を有し、かつ、フランジ部42については外側領域42aに対応する形状を有するものを用いる。金型71は、レンズ側面45に対応する部分に例えば凹凸状のパターン71aを有する。パターン71aは、光散乱部46の表面形状に対応する形状を有する。本実施形態では、パターン71aは、例えばシボ形状である。また、金型72としては、例えば第1層40Aのうち、レンズ部41については第2レンズ面44の外周領域44aに対応する形状を有するものを用いる。金型72は、不図示の注入穴を有する。注入穴は、例えばフランジ部42に対応する位置に設けられ、第1層40Aの原料となる樹脂等の材料を注入する。なお、フランジ部42がレンズ部41の左右方向の端部に配置される場合には、金型72のうち左右方向の端部に注入穴が設けられる。金型72は、外周領域44aに対応する部分に例えば凹凸状のパターン72aを有する。パターン72aは、光散乱部46の表面形状に対応する形状を有する。本実施形態では、パターン72aは、例えばシボ形状である。第1層40Aを形成する場合、金型71と金型72とを合わせた状態で、液状化させた材料を注入穴から材料を流し込んで固化させる。これにより、第1層40Aが形成される。本実施形態では、外周領域44aの幅dが第2レンズ面44とレンズ側面45との境界から0.5mm以上であるため、外周領域44aが凹状に湾曲した形状となることが抑制される。また、金型71にはパターン71aが設けられ、金型72にはパターン72aが設けられるため、外周領域44a及びレンズ側面45には光散乱部46が形成される。光散乱部46の凹凸状の表面が金型71及び金型72に密着しているため、金型71及び金型72が第1層40Aから剥がれ落ちることを抑制できる。
次に、図8に示すように、金型71と金型73とを用いて第2層40Bを形成する。金型73としては、例えば第2層40Bのうち、レンズ部41については中央領域44bに対応する形状を有し、かつ、フランジ部42については内側領域42bに対応する形状を有するものを用いる。金型73は、不図示の注入穴を有する。注入穴は、例えばフランジ部42に対応する位置に設けられ、第2層40Bの原料となる樹脂等の材料を注入する。なお、フランジ部42がレンズ部41の左右方向の端部に配置される場合には、金型73のうち左右方向の端部に注入穴が設けられる。第2層40Bを形成する場合、図7の状態から金型72を取り外し、金型73を金型71に装着する。この状態で、液状化させた材料を注入穴から材料を流し込んで固化させる。これにより、第1層40Aと一体で第2層40Bが形成される。第2層40Bを形成することにより、第1層40Aと第2層40Bとの境界である分割線44dが形成される。
その後、図9に示すように、一体となった第1層40A及び第2層40Bに対して、まず金型73を取り外し、その後、金型71を取り外す。本実施形態では、第1レンズ面43から第2レンズ面44にかけて広がるようにレンズ側面45が光軸AXの軸線方向に対して傾いているため、金型71を取り外す際、スムーズに取り外すことができる。このようにして、レンズ40が完成する。
次に、車両用灯具100の動作を説明する。車両用灯具100は、半導体型光源20の発光面から光を出射する。この光は、リフレクタ30の反射面31で車両の前方に反射され、レンズ40の第2レンズ面44に入射する。第2レンズ面44に入射した光は、第1レンズ面43からから車両の前方に出射される。
このとき、例えば第2レンズ面44のうち外周領域44aに到達した光L1は、一部が光散乱部46により散乱する。また、光L1のうち散乱せずに入射した光L2は、レンズ側面45に向けて屈折され、レンズ側面45から散乱して出射される。このため、例えばレンズ40の製造過程において、外周領域44aが凹状に湾曲した形状に形成された場合、外周領域44aに入射した光L2は集光されるが、レンズ側面45の光散乱部46により散乱されて出射する。このため、レンズ側面45から漏れる光が迷光となることが抑制される。
以上のように、本実施形態に係る車両用灯具100のレンズ40は、第1レンズ面43及び第2レンズ面44と、レンズ側面45と、を有するレンズ部41と、レンズ部41のうちレンズ側面45の一部分に配置されるフランジ部42と、を備え、レンズ部41は、第1レンズ面43と、レンズ側面45と、第2レンズ面44の外周領域44aとを含む第1層40Aと、第2レンズ面44の中央領域44bを少なくとも含む第2層40Bと、の2層に形成され、第2レンズ面44は、外周領域44aと中央領域44bとの境界に分割線44dを有し、第2レンズ面44の外周領域44aと、レンズ側面45とには、光散乱部46が設けられる。
つまり、レンズ40は、レンズ部41の側部において、フランジ部42が設けられない部分では、第2レンズ面44の外周領域44aと中央領域44bとの境界に分割線44dが設けられ、分割線44dとレンズ側面45との境界との間には光散乱部46が設けられる。このため、レンズ40は、第1レンズ面43側から見た場合、光散乱部46が存在することで分割線44dが目立たない状態となる。これにより、見栄えを向上させることが可能なレンズ40が得られる。
また、本実施形態に係るレンズ40において、外周領域44aは、幅dが0.5mm以上であるため、レンズ40を成形する際、第2レンズ面44において、外周領域44aが凹状に湾曲することを抑制できる。
また、本実施形態に係るレンズ40において、レンズ側面45は、断面形状において第1レンズ面43から第2レンズ面44にかけて広がった状態で光軸AXに対して傾いているため、レンズ40の製造工程において、金型71を抜き取る際、スムーズに抜き取ることができる。
また、本実施形態に係るレンズ40において、フランジ部42は、第1層40Aとして形成される外側領域42aと、第2層40Bとして形成される内側領域42bとを有し、分割線42dは、フランジ部42の外側領域42aと内側領域42bの境界に形成されている。このため、レンズ部41の側部において、フランジ部42が設けられる部分では、レンズホルダ60で覆われるフランジ部42に分割線42dが設けられる。したがって、レンズ40は、第1レンズ面43側から見た場合、分割線42dがレンズホルダ60に隠れた状態となる。これにより、車両用灯具100に搭載された状態において、見栄えを向上させることが可能なレンズ40が得られる。
また、本実施形態に係るレンズ40において、フランジ部42は、車両に搭載される状態において、レンズ部41のうち鉛直方向の両端に配置されるため、フランジ部42がレンズ部41の外周の全体に設けられる場合に比べて、レンズホルダ60を配置するスペースを節約することができる。これにより、車両用灯具100の小型化が可能となる。
本実施形態に係る車両用灯具100は、半導体型光源20と、半導体型光源20からの光が入射し、車両の前方に光を出射するレンズ40と、を備え、レンズ40の第1レンズ面43は、光の出射面であり、レンズ40の第2レンズ面44は、光の入射面である。これにより、レンズ40の見栄えに優れた車両用灯具100が得られる。
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、フランジ部42は、レンズ部41に対して鉛直方向の両端に配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、レンズ部41に対してフランジ部42が水平方向の両端部、すなわち、レンズ部41の右端及び左端に配置されてもよい。また、フランジ部42は、鉛直方向又は水平方向の両端部に配置された構成に限定するものではなく、レンズ部41の外周の一部であれば、どの部分に配置された構成であってもよい。
また、上記実施形態では、レンズ側面45が左右方向の外側に湾曲した形状を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図10は、変形例に係るレンズ140の一例を示す図である。図10に示すレンズ140は、レンズ部141と、フランジ部42とを備える。レンズ部141は、第1レンズ面143と、第2レンズ面144と、レンズ側面145とを有する。レンズ側面145は、左右方向の外側に台形状に突出した形状を有する。
レンズ140は、第1層140A及び第2層140Bの2層に形成される。第1層140Aは、レンズ部141のうち、第1レンズ面143と、レンズ側面145と、第2レンズ面144の外周領域144aとを含む。第2層140Bは、第2レンズ面144の中央領域144bを含む。図10に示すように、レンズ側面145が水平方向の外側に台形状に突出した形状であるため、第2レンズ面144とレンズ側面145との境界線は水平方向の外側に台形状に突出した形状である。したがって、外周領域144aは、水平方向の外側に突出した形状に設けられる。
そして、この外周領域144a及びレンズ側面145には、光散乱部146が設けられる。このため、レンズ140は、第1レンズ面143側から見た場合、光散乱部146が存在することで分割線144dが目立たない状態となる。これにより、見栄えを向上させることが可能なレンズ140が得られる。
また、上記実施形態では、断面形状においてレンズ側面45が第1レンズ面43から第2レンズ面44にかけて広がった状態で光軸AXに対して傾いている構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、レンズ側面45は、断面形状において光軸AXに平行であってもよい。
また、上記実施形態では、レンズ部41の側部において、フランジ部42が設けられる部分では、レンズホルダ60で覆われるフランジ部42に分割線42dが設けられる構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、フランジ部42が設けられる部分においても、第2レンズ面44の外周領域44aと中央領域44bとの境界に分割線44dが設けられ、分割線44dとレンズ側面45との境界との間には光散乱部46が設けられる構成としてもよい。この場合、レンズ40は、フランジ部42が設けられる部分についても、第1レンズ面43側から見た場合、光散乱部46が存在することで分割線44dが目立たない状態となる。これにより、見栄えを向上させることが可能なレンズ40が得られる。
θ 角度
L1,L2 光
AX 光軸
10 基板
20 半導体型光源
30 リフレクタ
31 反射面
40,140 レンズ
40A,140A 第1層
40B,140B 第2層
41,141 レンズ部
42 フランジ部
42a 外側領域
42b 内側領域
42d,44d,144d 分割線
43,143 第1レンズ面
44,144 第2レンズ面
44a,144a 外周領域
44b 中央領域
44c 境界線
45,145 レンズ側面
46,146 光散乱部
50 ヒートシンク
60 レンズホルダ
71,72,73 金型
72a,73a 注入穴
100 車両用灯具

Claims (6)

  1. 光軸方向の前後に配置される第1レンズ面及び第2レンズ面と、前記光軸方向の側方に配置され前記第1レンズ面と前記第2レンズ面とを接続するレンズ側面と、を有するレンズ部と、
    前記レンズ部のうち前記レンズ側面の一部分に配置され前記光軸方向と交差する方向に突出するフランジ部と、を備え、
    前記レンズ部は、前記第1レンズ面と、前記レンズ側面と、前記第2レンズ面のうち前記レンズ側面との境界線を含み前記境界線に沿った帯状の外周領域とを含む第1層と、前記第2レンズ面のうち前記外周領域で囲まれた中央領域を少なくとも含む第2層と、の2層に形成され、
    前記第2レンズ面は、前記外周領域と前記中央領域との境界に前記第1層と前記第2層とを区画する分割線を有し、
    前記第2レンズ面の前記外周領域と、前記レンズ側面とには、光散乱部が設けられる
    車両用灯具用のレンズ。
  2. 前記外周領域は、前記境界線に直交する方向の寸法が0.5mm以上である請求項1に記載の車両用灯具用のレンズ。
  3. 前記レンズ側面は、断面形状において前記第1レンズ面から前記第2レンズ面にかけて広がった状態で前記光軸に対して傾いている請求項1又は請求項2に記載の車両用灯具用のレンズ。
  4. 前記フランジ部は、外周を含み前記第1層として形成される外側領域と、前記外側領域に囲まれ前記第2層として形成される内側領域とを有し、
    前記分割線は、前記フランジ部の前記外側領域と前記内側領域の境界に形成される請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の車両用灯具用のレンズ。
  5. 前記フランジ部は、車両に搭載される状態において、前記レンズ部のうち鉛直方向又は水平方向の両端に配置される請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の車両用灯具用のレンズ。
  6. 光源と、
    前記光源からの光が入射し、車両の前方に前記光を出射する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の車両用灯具用のレンズと、を備え、
    前記第1レンズ面は、前記光の出射面であり、
    前記第2レンズ面は、前記光の入射面である車両用灯具。
JP2016165906A 2016-08-26 2016-08-26 車両用灯具用のレンズ及び車両用灯具 Active JP6717119B2 (ja)

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