ＬＥＤ車両用灯具

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【発明の名称】	ＬＥＤ車両用灯具
【発明者】	【氏名】近藤俊幸【氏名】岡田英隆
【要約】	【課題】従来のＬＥＤランプを光源として採用した車両用灯具では、ＬＥＤランプからの直射光が強く認識されて発光面が斑点状になる問題点を生じ、加えて、照射角が狭いので使用数も増えコストアップするものと成っていた。【解決手段】本発明により、ＬＥＤランプ２を第一焦点とし長軸ＹをＬＥＤランプの光軸Ｘに略直交する回転楕円面とした楕円系反射面３の複数を放射状に組合わせて照射方向側から覆い、それぞれの楕円系反射面３の第二焦点に対応しては第二焦点を焦点として照射方向を前記ＬＥＤランプの光軸と略平行とする回転放物面とする放物系反射面４が設けられ、放物系反射面４の照射方向側には配光形成用レンズ５が設けられているＬＥＤ車両用灯具とすることで、ＬＥＤランプの正面に集中する光を、均一な明るさでの面積の拡大を可能とし課題を解決する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】ＬＥＤランプを光源とし、該ＬＥＤランプを第一焦点とし長軸をこのＬＥＤランプの光軸に略直交する回転楕円面とした楕円系反射面の複数を放射状に組合わせて照射方向側から覆うと共に、それぞれの楕円系反射面の第二焦点に対応してはこの第二焦点を焦点として照射方向を前記ＬＥＤランプの光軸と略平行とする回転放物面とする放物系反射面が設けられ、それぞれの前記放物系反射面の照射方向側には略凸レンズ状とした配光形成用レンズが設けられていることを特徴とするＬＥＤ車両用灯具。
【請求項２】ＬＥＤランプを光源とし、該ＬＥＤランプを第一焦点とし長軸をこのＬＥＤランプの光軸に略直交する楕円と、この楕円の第二焦点を焦点とし軸を前記光軸に略平行とする放物線とを想定し、この楕円とを放物線とを前記ＬＥＤランプの光軸を軸として回転して外軸回転楕円系反射面と外軸回転放物系反射面とを形成し、前記外軸回転放物系反射面の照射方向側には略ドーナツ状シリンドリカルレンズが配光形成用レンズとして設けられていることを特徴とするＬＥＤ車両用灯具。
【請求項３】前記楕円系反射面又は外軸回転楕円系反射面の前記ＬＥＤランプの光軸上となる位置には直射レンズが設けられ、この直射レンズの前方には略凸レンズ状とした配光形成用レンズが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＥＤ車両用灯具。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用灯具に関するものであり、詳細には、ストップランプ、テールランプなど信号用の車両用灯具であって、且つ、光源としてＬＥＤランプが採用されている車両用灯具の構成に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の、この種のＬＥＤ車両用灯具９０の構成の例を示すものが図５であり、光源として採用されたＬＥＤランプ９１の周囲を取囲んで、例えば、このＬＥＤランプ９１のチップの位置の近傍を焦点とする回転放物面とした反射板９２が取付けられている。そして、前記ＬＥＤランプ９１と反射板９２とを覆っては、凸レンズカット９３ａなどが施されたレンズ９３が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記した従来の構成のＬＥＤ車両用灯具９０においては、ＬＥＤランプ９１が光軸Ｘ方向に狭い角度αのビーム状に光を放射する特性を持つものであることから、反射板９２に反射する光量は少なく、実質的にはほとんど効果がない。従って、レンズ９３を見る場合には、光軸Ｘ方向に放射される直射光のみが強く認識され、これによりレンズ９３の面が斑点状に光輝して見栄えを損う問題点を生じている。
【０００４】また、上記のように発光が狭い角度αのビーム状に行われることで、１つのＬＥＤランプ９１から照射されるレンズ９３面の範囲が狭く、レンズ９３の前面を光輝させるためには多数のＬＥＤランプ９１が必要となり、ＬＥＤ車両用灯具９０にコストアップを生じる問題点も併せて生じている。
【０００５】ここで、上記問題点の解決のためには、ＬＥＤランプ９１からのビームが充分に拡がるまで、ＬＥＤランプ９１とレンズ９３との距離を長く設定する手段が考えられるが、この場合には、ＬＥＤ車両用灯具９０の奥行が深いものと成り、例えば、白熱電球と反射鏡とを併用する車両用灯具と同等、或は、それ以上のものと成り、ＬＥＤランプ９１を光源とする目的、即ち、車両用灯具の薄型化などが不可能となり目的も失われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、ＬＥＤランプを光源とし、該ＬＥＤランプを第一焦点とし長軸をこのＬＥＤランプの光軸に略直交する回転楕円面とした楕円系反射面の複数を放射状に組合わせて照射方向側から覆うと共に、それぞれの楕円系反射面の第二焦点に対応してはこの第二焦点を焦点として照射方向を前記ＬＥＤランプの光軸と略平行とする回転放物面とする放物系反射面が設けられ、それぞれの前記放物系反射面の照射方向側には略凸レンズ状とした配光形成用レンズが設けられていることを特徴とするＬＥＤ車両用灯具、および、ＬＥＤランプを光源とし、該ＬＥＤランプを第一焦点とし長軸をこのＬＥＤランプの光軸に略直交する楕円と、この楕円の第二焦点を焦点とし軸を前記光軸に略平行とする放物線とを想定し、この楕円とを放物線とを前記ＬＥＤランプの光軸を軸として回転して外軸回転楕円系反射面と外軸回転放物系反射面とを形成し、前記外軸回転放物系反射面の照射方向側には略ドーナツ状シリンドリカルレンズが配光形成用レンズとして設けられていることを特徴とするＬＥＤ車両用灯具を提供することで課題を解決するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１および図２に示すものは本発明に係るＬＥＤ車両用灯具１の第一実施形態であり、この第一実施形態ではＬＥＤ車両用灯具１は、１つのＬＥＤランプ２と、複数の楕円系反射面３と、前記楕円系反射面３と同数とした放物系反射面４と、同じく楕円系反射面３と同数とした配光形成用レンズ５とから構成されている。尚、この第一実施形態では、上記に加えて直射レンズ６、および、この直射レンズに対応する配光形成用レンズ５も設けられているが、これらについては後に詳細に説明を行うものとする。
【０００８】前記ＬＥＤランプ２は照射方向をこの車両用灯具１の照射方向と略同一とするように光軸Ｘが設定されて適宜な基板上などに取付けられている。また、前記楕円系反射面３は、楕円を長軸Ｙで回転させた回転楕円面を前記長軸に沿う方向に切断した形状とされ、そして、この第一実施形態においては前記長軸Ｙが前記光軸Ｘに直交し、且つ、第一焦点ｆ１を前記ＬＥＤランプ２の発光源２ａに一致させて設置されている。
【０００９】ここで、本発明では前記楕円系反射面３の複数を設けるものであり、それぞれの楕円系反射面３は第一焦点ｆ１を共有するようにして組合せが行われる。尚、図１は楕円系反射面３の４個が組合わされ、それぞれの楕円系反射面３はお互いが長軸Ｙを９０゜間隔として組合わされているが、本発明は楕円系反射面３の数および組合せが行われる角度などを限定するものではない。
【００１０】上記のように組合せが行われた複数の楕円系反射面３は前記ＬＥＤランプ２を照射方向側から覆うようにして設けられる。よって、ＬＥＤランプ２から放射される光は、それぞれの楕円系反射面３の第二焦点ｆ２の位置に光源像を結像させるものと成る。
【００１１】また、前記放物系反射面４は、回転軸Ｚを前記光軸Ｘと平行とし、且つ、それぞれの前記楕円系反射面３の第二焦点ｆ２を焦点とする回転放物面として形成されている。尚、このときには前記楕円系反射面３の適宜の外側に設けられ、放物系反射面４からの反射光が楕円系反射面３に遮蔽されることがないようにされている。
【００１２】上記の構成としたことで、ＬＥＤランプ２から放射される光はそれぞれの楕円系反射面３で捕捉され、それぞれの楕円系反射面３の第二焦点ｆ２に収束し、そして、それぞれの放物系反射面４により照射方向に平行光線として投射されるものと成る。よって、放物系反射面４からの光束に例えば凸レンズなど適宜な拡散作用を有する配光形成用レンズ５を設置すれば、ＬＥＤ車両用灯具１としての配光特性が形成される。
【００１３】尚、上記は、説明を簡便化し理解を容易とするために、１つのＬＥＤランプ２における楕円系反射面３、放物系反射面４および配光形成用レンズ５の構成を説明したが、実際に実施に当っては、ＬＥＤ車両用灯具１の全体の発光面積などは車両のデザインなどとの兼合いで定められるものであるので、１つのＬＥＤ車両用灯具１に対して複数のＬＥＤランプ２を配置し、それぞれのＬＥＤランプ２に対して同様の構成を設け、発光面積を拡大することは自在である。
【００１４】以上の構成としたことで、本発明のＬＥＤ車両用灯具１は、ＬＥＤランプ２から放射される光の最も照度の高い部分を、楕円系反射面３により、この楕円系反射面３が設けられた数に分割し、その分割が行われたものを前記放物系反射面４で発光面積を拡げる状態として配光形成用レンズ５を介し照射方向に投射するものと成るので、１個のＬＥＤランプ２に対して発光面積の拡大ができ、ＬＥＤ車両用灯具１におけるＬＥＤランプ２の使用数の低減が可能となると共に、例えば従来例で生じていた光軸Ｘ方向に強く光が集中し、斑点状に見えるなどを解消できるものと成る。
【００１５】次いで、前記直射レンズ６、および、これに付属させられる配光形成用レンズ５について説明する。前記直射レンズ６はＬＥＤランプ２の光軸Ｘ上に設けられるものであって、前記楕円系反射面３とＬＥＤランプ２からの光をほぼ等分に分け合う。即ち、前記楕円系反射面３の設けられる数が４個である場合には、直射レンズ６はＬＥＤランプ２からの光の約５分の１を透過する口径として設定されている。
【００１６】また、前記配光形成用レンズ５は、この第一実施形態では前記放物系反射面４に対応して設けられたものと同じものとされて、デザイン的な統一が図られている。ここで、再度、直射レンズ６について説明を行えば、この直射レンズ６はＬＥＤランプ２から入射された光を配光形成用レンズ５の全面に拡散する適宜な曲率とされて、点灯状態を見るときには全ての配光形成用レンズ５が均一な明るさとして光輝し、観視者に違和感を生じさせないようにしている。
【００１７】このように、直射レンズ６と、これに対応する配光形成用レンズ５を設けたことで、例えば楕円系反射面３が６個などの場合には、これに対応する配光形成用レンズ５の配置はリング状となり、中抜け感を生じていたものを、直射レンズ６を設けることで上記したリング状の中央にも配光形成用レンズ５を設けられるものとし、美観を向上させるものである。
【００１８】図３は本発明に係るＬＥＤ車両用灯具１の第二実施形態であり、上記の第一実施形態では、楕円系反射面３の長軸ＹはＬＥＤランプ２の光軸Ｘに直交し、放物系反射面４の回転軸Ｚは光軸Ｘに平行なものとして説明した。しかしながら、本発明はこれを限定するものではなく、例えば図３に示すように少なくとも一部の楕円系反射面３の長軸Ｙを光軸Ｘに対して傾けて交差させ、そして、放物系反射面４の回転軸Ｚを長軸Ｙと直交させることで、一部の配光形成用レンズ５が照射方向に対して傾くようにして、照射角の拡大、或は、デザイン的な変化を与えるものとしても良いものである。
【００１９】図４は、本発明に係るＬＥＤ車両用灯具１の第三実施形態であり、この第三実施形態でも１つのＬＥＤランプ２に対して楕円系反射面と放物系反射面と配光形成用レンズとが設けられるものである点は、前の第一実施形態、第二実施形態と同様である。
【００２０】しかしながら、前記第一実施形態（および第二実施形態、以下同じ）では、第一焦点ｆ１をＬＥＤランプ２の光軸Ｘ上に位置させる楕円を、この光軸Ｘと略直交する長軸Ｙで回転させて楕円系反射面を得ていたが、この第三実施形態では、第一焦点ｆ１をＬＥＤランプ２の光軸Ｘ上に位置させる楕円を光軸Ｘで回転させて外軸回転楕円系反射面１３としている。
【００２１】また、放物系反射面においても、第一実施形態では楕円系反射面の第二焦点ｆ２を通り光軸Ｘと略平行となる回転軸Ｚで放物線を回転させ放物系反射面を得ていたが、この第三実施形態では、外軸回転楕円系反射面１３のときと同様に上記の放物線を光軸Ｘで回転させて外軸回転放物系反射面１４としている。また、配光形成用レンズにおいても、凸レンズ状とした断面形状を光軸Ｘで回転させドーナツ状シリンドリカルレンズ１５としている。即ち、この第三実施形態の形状は、図２に示した第一実施形態の断面形状を光軸Ｘで回転させたものと成る。
【００２２】このように外軸回転楕円系反射面１３と、外軸回転放物系反射面１４と、ドーナツ状シリンドリカルレンズ１５から構成したことで、ＬＥＤランプ２から放射した光は外軸回転楕円系反射面１３で反射され、第二焦点ｆ２にリング状に収束するものと成る。そして、その第二焦点ｆ２に収束されたリング状の光を同じくリング状の外軸回転放物系反射面１４で反射を行うと、前記ＬＥＤランプ２を中心とするリング状の平行光線が得られ、この平行光線をドーナツ状シリンドリカルレンズ１５で拡散することで配光特性を得るものである。尚、この第三実施形態における作用、効果は第一実施形態とほぼ同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２３】このときにも、点灯時にはドーナツ状シリンドリカルレンズ１５の部分のみが光輝し、第一実施形態と同様に中抜け感を生じるものと成るので、第一実施形態と同様に、直射レンズ６および配光形成用レンズ５を設け、ドーナツ状シリンドリカルレンズ１５の中央でも発光するものとして、中抜け感を生じるのを防止し、美観の向上を図るなどは自在である。
【００２４】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、ＬＥＤランプを光源とし、該ＬＥＤランプを第一焦点とし長軸をこのＬＥＤランプの光軸に略直交する回転楕円面とした楕円系反射面の複数を放射状に組合わせて照射方向側から覆うと共に、それぞれの楕円系反射面の第二焦点に対応してはこの第二焦点を焦点として照射方向を前記ＬＥＤランプの光軸と略平行とする回転放物面とする放物系反射面が設けられ、それぞれの前記放物系反射面の照射方向側には略凸レンズ状とした配光形成用レンズが設けられているＬＥＤ車両用灯具、若しくは、ＬＥＤランプを光源とし、該ＬＥＤランプを第一焦点とし長軸をこのＬＥＤランプの光軸に略直交する楕円と、この楕円の第二焦点を焦点とし軸を前記光軸に略平行とする放物線とを想定し、この楕円とを放物線とを前記ＬＥＤランプの光軸を軸として回転して外軸回転楕円系反射面と外軸回転放物系反射面とを形成し、前記外軸回転放物系反射面の照射方向側には略ドーナツ状シリンドリカルレンズが配光形成用レンズとして設けられているＬＥＤ車両用灯具としたことで、１つのＬＥＤランプからの光を楕円系反射面で分割若しくはリング状に展開し、更に、放物系反射面で面積を拡げる構成として、正面に光が集中するＬＥＤランプの特性を緩和して発光面が斑点状に光輝するのを防止すると共に、１つのＬＥＤランプで光輝させることのできる面積を広くしてＬＥＤランプの使用数も低減可能とし、この種のＬＥＤ車両用灯具の性能向上とコストダウンとに極めて優れた効果を奏するものである。

【出願人】	【識別番号】０００００２３０３【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社
【出願日】	平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５）
【代理人】	【識別番号】１０００６２２２５【弁理士】【氏名又は名称】秋元輝雄
【公開番号】	特開２００２－１８４２１２（Ｐ２００２－１８４２１２Ａ）
【公開日】	平成１４年６月２８日（２００２．６．２８）
【出願番号】	特願２０００－３８２２５３（Ｐ２０００－３８２２５３）