| 【発明の名称】 |
ＬＥＤを光源とする車両用灯具 |
| 【発明者】 |
【氏名】大河戸 昌也
【住所又は居所】神奈川県伊勢原市板戸８０番地 市光工業株式会社伊勢原製造所内
【氏名】生田 龍治郎
【住所又は居所】神奈川県伊勢原市板戸８０番地 市光工業株式会社伊勢原製造所内
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| 【要約】 |
【課題】ＬＥＤ１個当たりの発光面積の拡大を図ることができ、以てコスト低減および照明品質の向上を共に図ることができること。
【解決手段】ランプハウジング２の開口部をアウタレンズ３で覆って、内部にＬＥＤ１およびリフレクタ４を配置した灯室７が画成されており、ＬＥＤ１の光をリフレクタ４で反射させてアウタレンズ３を介して前方へ出射させる。ＬＥＤ１が、灯室７の側部に配設されるフレネルレンズ８に対向して設けられており、リフレクタ４が、フレネルレンズ８に斜めに対向して設けられフレネルレンズ８を透過したＬＥＤ１の光をアウタレンズ３と反対方向に反射させるレンズリフレクタ５と、レンズリフレクタ５のアウタレンズ３と反対側に対向して設けられレンズリフレクタ５の反射光を拡散反射させてレンズリフレクタ５、アウタレンズ３を介して前方へ出射させる拡散リフレクタ６とから構成されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ランプハウジングの開口部をアウタレンズで覆って、内部にＬＥＤおよびリフレクタを配置した灯室が画成されており、前記ＬＥＤの光を前記リフレクタで反射させて前記アウタレンズを介して前方へ出射させるＬＥＤを光源とする車両用灯具であって、前記ＬＥＤが、前記灯室の側部に配設されるフレネルレンズに対向して設けられており、かつ前記リフレクタが、前記フレネルレンズに斜めに対向して設けられ前記フレネルレンズを透過した前記ＬＥＤの光を前記アウタレンズと反対方向に反射させるレンズリフレクタと、該レンズリフレクタの前記アウタレンズと反対側に対向して設けられ前記レンズリフレクタの反射光を拡散反射させて前記レンズリフレクタおよびアウタレンズを介して前方へ出射させる拡散リフレクタとから構成されていることを特徴とするＬＥＤを光源とする車両用灯具。
【請求項２】 請求項１記載のＬＥＤを光源とする車両用灯具であって、前記レンズリフレクタには、その前記拡散リフレクタとの対向側の裏面に、前記フレネルレンズを透過した前記ＬＥＤの光を部材内に導入させる光導入部が、前記光の進行方向に沿う略全長に亘って階段状に形成されており、かつその前記アウタレンズとの対向側の表面に、前記部材内に導入した光を前記拡散リフレクタの方向へ反射させる全反射面が、前記光導入部の各々に対向させて形成されていることを特徴とするＬＥＤを光源とする車両用灯具。
【請求項３】 請求項１または２記載のＬＥＤを光源とする車両用灯具であって、前記フレネルレンズ、レンズリフレクタ、および拡散リフレクタは、それぞれ平板状体に形成され各広幅面を内方へ向けるようにして略直角三角形状の底辺部、斜辺部、および高さ辺部に相当する部位に関係配置されており、かつこの関係配置を維持して前記レンズリフレクタを前記アウタレンズ側に配置すると共に前記拡散リフレクタを前記アウタレンズに略平行になるように配置して前記灯室内に配置されていることを特徴とするＬＥＤを光源とする車両用灯具。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、車両の信号灯やハイマウントストップランプ等に適用される、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とする車両用灯具に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４（ａ）、（ｂ）は、特開２０００−１２３６１０号公報に開示された車両用灯具１００を示す。この車両用灯具１００は、アウターレンズ５０の内側に、解放した前面を同一方向に向けた多数の小ボックス５１をアウターレンズ５０の曲面に沿って階段状に配列し、各小ボックス５１の内部にＬＥＤ１を配置すると共に、各小ボックス５１のＬＥＤ１の前側にインナーレンズとしてのフレネルレンズ５２を配置して大略構成されている。
【０００３】そして、この車両用灯具１００によれば、各小ボックス５１のＬＥＤ１から発せられた光はフレネルレンズ５２で集光された上で、アウターレンズ５０を通して外部へ出射される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＬＥＤ１は、指向性が高く、１個の発光面積が小さいので、車両用灯具１００の光源として用いる場合には、多数のＬＥＤ１が必要となって、ひいてはコスト高を招く、という課題を有している。
【０００５】そこで、ＬＥＤ１の発光面積を拡大するために、図５に示すように、ＬＥＤ１とリフレクタ５３との組み合わせも考えられるが、ＬＥＤ１の高指向性のため、組み合わされるリフレクタ５３は焦点距離の小さなものとなって、その出射光パターンＡで示すように発光面積を大きく取れない。
【０００６】すなわち、このＬＥＤ１とリフレクタ５３との組み合わせに係る車両用灯具１０１は、図６に示すように、リフレクタ５３を隣接させて多数配置した（図６（ａ））にも拘わらず、アウターレンズ５０の全面を発光させるに至らず、リフレクタ５３の対向部分（図６（ｂ）の斜線部分ａ）のみしか発光しないので、コスト高は勿論のこと照明品質の低下をも招く、という課題を有している。
【０００７】なお、図５および図６において、符号５４はハウジング、符号５５は回路基板をそれぞれ示す。
【０００８】この発明は、ＬＥＤ１個当たりの発光面積の拡大を図ることができ、以てコスト低減および照明品質の向上を共に図ることができる、ＬＥＤを光源とする車両用灯具を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ランプハウジングの開口部をアウタレンズで覆って、内部にＬＥＤおよびリフレクタを配置した灯室が画成されており、前記ＬＥＤの光を前記リフレクタで反射させて前記アウタレンズを介して前方へ出射させるＬＥＤを光源とする車両用灯具であって、前記ＬＥＤが、前記灯室の側部に配設されるフレネルレンズに対向して設けられており、かつ前記リフレクタが、前記フレネルレンズに斜めに対向して設けられ前記フレネルレンズを透過した前記ＬＥＤの光を前記アウタレンズと反対方向に反射させるレンズリフレクタと、該レンズリフレクタの前記アウタレンズと反対側に対向して設けられ前記レンズリフレクタの反射光を拡散反射させて前記レンズリフレクタおよびアウタレンズを介して前方へ出射させる拡散リフレクタとから構成されていることを特徴とする。
【００１０】このため、請求項１記載の発明では、ＬＥＤの光は、フレネルレンズを透過することによって拡大した幅の平行光となり、かつこの平行光がフレネルレンズに斜めに対向して設けられたレンズリフレクタで反射されることによってさらに拡大した幅の反射光となり、さらにこの反射光が拡散リフレクタで拡散反射されることによって拡散光となり、この拡散光により前記アウタレンズの全体を均一に面発光することができる。
【００１１】また、ＬＥＤは、フレネルレンズに対向して設けられ、レンズリフレクタおよび拡散リフレクタの反射および出射光路系から除外することができる。
【００１２】また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のＬＥＤを光源とする車両用灯具であって、前記レンズリフレクタには、その前記拡散リフレクタとの対向側の裏面に、前記フレネルレンズを透過した前記ＬＥＤの光を部材内に導入させる光導入部が、前記光の進行方向に沿う略全長に亘って階段状に形成されており、かつその前記アウタレンズとの対向側の表面に、前記部材内に導入した光を前記拡散リフレクタの方向へ反射させる全反射面が、前記光導入部の各々に対向させて形成されていることを特徴とする。
【００１３】このため、請求項２記載の発明では、ＬＥＤの光は、フレネルレンズを透過後、光導入部からレンズリフレクタ内に導光された後、全反射面で反射されてレンズリフレクタから出射して拡散リフレクタに達するようになっており、これにより光の利用効率を向上させることができ、ひいてはアウタレンズの面発光の輝度を向上させることができる。
【００１４】また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のＬＥＤを光源とする車両用灯具であって、前記フレネルレンズ、レンズリフレクタ、および拡散リフレクタは、それぞれ平板状体に形成され各広幅面を内方へ向けるようにして略直角三角形状の底辺部、斜辺部、および高さ辺部に相当する部位に関係配置されており、かつこの関係配置を維持して前記レンズリフレクタを前記アウタレンズ側に配置すると共に前記拡散リフレクタを前記アウタレンズに略平行になるように配置して前記灯室内に配置されていることを特徴とする。
【００１５】このため、請求項３記載の発明では、ＬＥＤの光を、底辺部に位置するフレネルレンズを透過させた後、斜辺部に位置するレンズリフレクタで反射させるようにしたので、光の幅の拡大を確実に行うことができる。
【００１６】また、レンズリフレクタおよび拡散リフレクタを、それぞれ略直角三角形状の斜辺部および高さ辺部に相当する部位に関係配置すると共に、この関係配置を維持して拡散リフレクタをアウタレンズに略平行になるように配置したので、レンズリフレクタは、拡散リフレクタおよびアウタレンズとの各間の距離が、フレネルレンズを透過したＬＥＤの光の直進方向に沿って漸次変化するように配置されることになり、これによりアウタレンズの面発光に奥行き感を付与することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】図１（ａ）は、この発明の第１実施形態としての車両用灯具１０を示す。この車両用灯具１０は、ランプハウジング２の開口部をアウタレンズ３で覆って、内部にＬＥＤ１およびリフレクタ４を配置した灯室７が画成されており、ＬＥＤ１の光をリフレクタ４で反射させてアウタレンズ３を介して前方へ出射させるようにして大略構成されている。
【００１９】そして、この車両用灯具１０においては、ＬＥＤ１が、灯室７の側部に配設されるフレネルレンズ８に対向して設けられており、かつリフレクタ４が、フレネルレンズ８に斜めに対向して設けられフレネルレンズ８を透過したＬＥＤ１の光をアウタレンズ３と反対方向に反射させるレンズリフレクタ５と、該レンズリフレクタ５のアウタレンズ３と反対側に対向して設けられレンズリフレクタ５の反射光を拡散反射させてレンズリフレクタ５およびアウタレンズ３を介して前方へ出射させる拡散リフレクタ６とから構成されている。図１中、符号５５は回路基板である。
【００２０】このとき、レンズリフレクタ５は、光透過材（例えば、ポリカーボネート、あるいはアクリル樹脂）を用いて形成されており、ＬＥＤ１の光をアウタレンズ３側の表面５ａまたは／および裏面５ｂで全反射することにより、拡散リフレクタ６方向に反射させると共に、拡散リフレクタ６で反射された光を透過するように構成されている。
【００２１】また、拡散リフレクタ６は、フレネルレンズ８を透過したＬＥＤ１の光の直進方向に対して略直交する多数の蒲鉾状の凸面を、前記光の方向に沿って連続して平行に形成してなる拡散反射面６ａを有して、光不透過の樹脂材を用いて形成されている。拡散反射面６ａは、多数の凸面上にアルミニウム蒸着あるいは高反射塗装を施して形成される。
【００２２】このように構成された車両用灯具１０は、ＬＥＤ１の光Ｌ１は、フレネルレンズ８を透過することによって拡大した幅の平行光Ｌ２となり、かつこの平行光Ｌ２がフレネルレンズ８に斜めに対向して設けられたレンズリフレクタ５で反射されることによってさらに拡大した幅の反射光Ｌ３となり、さらにこの反射光Ｌ３が拡散リフレクタ６で拡散反射されることによって平行光Ｌ２の進行方向に沿って均一に拡散された拡散光Ｌ４となり、この拡散光Ｌ４によりアウタレンズ３の全体を均一に面発光することができる。図１（ｂ）では、ＬＥＤ１の点灯時、アウタレンズ３が局部発光ではなく全面発光することを斜線を付して示した。
【００２３】このように車両用灯具１０は、一個のＬＥＤ１の発光面積の拡大を図ることができるので、その分使用するＬＥＤ１の個数を減らすことができ、以てコストの低減化を図ることができると共に、アウタレンズ３の全体を均一に面発光させることにより照明品質の向上をも図ることができる。
【００２４】因みに、図３（ａ）に比較例としての車両用灯具３０を示す。この車両用灯具３０は、ランプハウジング２の開口部をアウタレンズ３で覆って、内部にＬＥＤ１およびリフレクタ４を配置した灯室７が画成されており、ＬＥＤ１の光をリフレクタ４で反射させてアウタレンズ３を介して前方へ出射させるようにして構成されている。
【００２５】そして、この車両用灯具３０においては、ＬＥＤ１が、灯室７の側部に配設されるフレネルレンズ８に対向して設けられており、かつリフレクタ４が、アウタレンズ３およびフレネルレンズ８に斜めに対向して設けられている。このときリフレクタ４は、アウタレンズ３およびフレネルレンズ８に対向する面に階段状の反射面４ａを有して光不透過の樹脂板で形成されている。
【００２６】このように構成された車両用灯具３０においては、ＬＥＤ１の光が、フレネルレンズ８の透過およびリフレクタ４の反射により発光面積の拡大を図ることができるが、アウタレンズ３の発光面は、図３（ｂ）に示すように、階段状の反射面４ａの個々の反射面同士の境界部位に対応する部位が暗い細幅部分３ａとなって現出すると共に、個々の反射面の略中央部に対応する部位が明るい広幅部分３ｂとなって現出し、結果としてアウタレンズ３の全体を均一に面発光させることができず、照明品質の低下したものとなっている。
【００２７】また、本実施形態では、ＬＥＤ１は、図１（ａ）に示すように、フレネルレンズ８に対向して設けられ、レンズリフレクタ５および拡散リフレクタ６の反射および出射光路系から除外することができる。このためレンズリフレクタ５および拡散リフレクタ６は、それぞれの全面を反射のための有効面積として利用することができ、この点でもＬＥＤ１の光の均一化と発光面積の拡大を共に図ることができる。その上、光源としてのＬＥＤ１は、フレネルレンズ８の後方に位置してランプハウジング２で覆われることになるので、外部からの視界から隠すことができ、これにより見栄えの向上をも図ることができる。
【００２８】また好ましくは、レンズリフレクタ５には、図１（ａ）および図２に示すように、その拡散リフレクタ６との対向側の裏面５ｂに、フレネルレンズ８を透過したＬＥＤ１の平行光Ｌ２を部材内に導入させる光導入部１１が、平行光Ｌ２の進行方向に沿う略全長に亘って階段状に形成されており、かつそのアウタレンズ３との対向側の表面５ａに、前記部材内に導入した光を拡散リフレクタ６の方向へ反射光Ｌ３として反射させる全反射面１２が、光導入部１１の各々に対向させて形成されている。光導入部１１は、平行光Ｌ２に対する直交する面として形成される。
【００２９】この構成によれば、ＬＥＤ１の光は、フレネルレンズ８を透過後、光導入部１１からレンズリフレクタ５内に導光された後、全反射面１１で反射されてレンズリフレクタ５から出射して拡散リフレクタ６に達するようになっており、これにより光の利用効率を向上させることができ、ひいては面発光の輝度を向上させることができる。
【００３０】さらに好ましくは、フレネルレンズ８、レンズリフレクタ５、および拡散リフレクタ６は、図１（ａ）に示すように、それぞれ平板状体に形成され各広幅面を内方へ向けるようにして略直角三角形状の底辺部、斜辺部、および高さ辺部に相当する部位に関係配置されており、かつこの関係配置を維持してレンズリフレクタ５をアウタレンズ３側に配置すると共に拡散リフレクタ６をアウタレンズ３に略平行になるように配置して灯室７内に配置する。レンズリフレクタ５および拡散リフレクタ６は、アウタレンズ３と略同等の矩形状の平板状体で形成されている。
【００３１】この構成によれば、ＬＥＤ１の光を、底辺部に位置するフレネルレンズ８を透過させた後、斜辺部に位置するレンズリフレクタ５で反射させるようにしたので、光の幅の拡大を確実に行うことができる。
【００３２】また、レンズリフレクタ５および拡散リフレクタ６を、それぞれ斜辺部および高さ辺部に相当する部位に関係配置すると共に、この関係配置を維持して拡散リフレクタ６をアウタレンズ３に略平行になるように配置したので、レンズリフレクタ５は、拡散リフレクタ６およびアウタレンズ３との各間の距離Ｄ１，Ｄ２が、フレネルレンズ８を透過したＬＥＤ１の平行光Ｌ２の直進方向に沿って漸次変化するように配置されることになり、これによりアウタレンズ３の面発光に奥行き感を付与することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上、詳述したように、請求項１記載の発明によれば、フレネルレンズの透過およびレンズリフレクタの反射により、ＬＥＤの光の幅を拡大することができると共に、このＬＥＤの光を拡散リフレクタでさらに拡散反射させてアウタレンズの全体を均一に面発光するようにしたので、ＬＥＤ１個当たりの発光面積の拡大を図ることができ、以てコスト低減および照明品質の向上を共に図ることができる、ＬＥＤを光源とする車両用灯具を提供することができる。
【００３４】また、ＬＥＤは、フレネルレンズに対向して設けられ、レンズリフレクタおよび拡散リフレクタの反射および出射光路系から除外することができるので、レンズリフレクタおよび拡散リフレクタは、それぞれの全面を反射のための有効面積として利用することができ、この点でもＬＥＤの光の均一化と発光面積の拡大を共に図ることができる。
【００３５】さらに、光源としてのＬＥＤは、フレネルレンズの後方に位置してランプハウジングで覆われることになるので、外部からの視界から隠すことができ、これにより見栄えの向上をも図ることができる。
【００３６】また、請求項２記載の発明によれば、ＬＥＤの光は、フレネルレンズを透過後、光導入部からレンズリフレクタ内に導光された後、全反射面で反射されてレンズリフレクタから出射して拡散リフレクタに達するようになっており、これにより請求項１記載の発明の効果に加えて、光の利用効率を向上させることができ、ひいてはアウタレンズの面発光の輝度を向上させて照明品質の一層の向上を図ることができる。
【００３７】また、請求項３記載の発明によれば、レンズリフレクタおよび拡散リフレクタを、それぞれ略直角三角形状の斜辺部および高さ辺部に相当する部位に関係配置すると共に、この関係配置を維持して拡散リフレクタをアウタレンズに略平行になるように配置したので、レンズリフレクタは、拡散リフレクタおよびアウタレンズとの各間の距離が、フレネルレンズを透過したＬＥＤの光の直進方向に沿って漸次変化するように配置されることになり、これにより請求項１または２記載の発明の効果に加えて、アウタレンズの面発光に奥行き感を付与することができるので、照明品質の一層の向上を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１３６
【氏名又は名称】市光工業株式会社
【住所又は居所】東京都品川区東五反田５丁目１０番１８号
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| 【出願日】 |
平成１３年７月１８日（２００１．７．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外８名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３１０１０（Ｐ２００３−３１０１０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１月３１日（２００３．１．３１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２１８２９３（Ｐ２００１−２１８２９３） |
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