CN100408912C - 车用灯具 - Google Patents
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Abstract
一种高效率地利用从LED光源发出的光作为灯具照射光且能适当地进行灯具照射光的控制的以LED为光源的车用灯具。其配置透光部件,使向灯具前方配置的LED光源发出的光射入,使射入进该透光部件内的LED射出光在该透光部件的前面向后方反射之后又在该透光部件的后面向前方反射,而透过该透光部件向灯具前方射出。此时,在前面的位于光轴Ax的近处的区域施加反射面处理构成通常反射部;在前面的通常反射部以外的区域构成内面反射LED射出光的内面反射部;在光散的后面上形成多个反射单元,其反射在前面反射的LED射出光,使该光以临界角以下的射入角射入在该内面反射部。
Description
技术领域
本发明涉及以LED(发光二极管)为光源的车用灯具。
背景技术
近年来,以LED为光源的车用灯具被广泛采用。那时,在实开昭61-153201号公报上记载着如下述结构的车用灯具:向着灯具前方配置LED光源,同时配置透光部件,以使从该LED光源发出的光射入。将射入该透光部件内从LED光源发出的光在该透光部件的前面使该光向后方反射之后,又在透光部件的后面向前方反射,而透过该透光部件向灯具前方射出。
对于这样的车用灯具,在从LED光源发出的射入在透光部件的前面的光中,对LED光源的光轴以大角度射入的光,通过内面反射能使该光向后方反射,可是,至于对LED光源的光轴以小角度射入的光,因为射入角在临界角以下,所以不能通过内反射面使该光向后方反射。
对于这个问题,也如在上述公报中记载的那样,如果使在透光部件的前面位于上述光轴近处的区域形成楔形剖面的凹部,则可使LED光源发出的光对于该楔形凹部以超过临界角的角度射入。这样,可高效率地利用LED光源发出的光作为灯具照射光。
发明内容
但是,在采用这种结构的灯具时,在透光部件的后面上,在上述楔形凹部射入内面反射光(楔形凹部反射光)的区域和在透光部件的前面上述楔形凹部以外的部位射入内面反射光(一般部反射光)的区域重合,因此,会产生如下述的问题:若设定透光部件的后面的形状以使对一般部反射光可以进行适当的反射控制,那么对于楔形凹部反射光就不能进行适当的反射控制。
本发明鉴于上述问题,其目的为提供一种以LED为光源的车用灯具。其能高效率地利用LED光源发出的光作为灯具照射光,并且,能适当地进行灯具照射光的控制。
本发明通过在透光部件的前面的结构上进行研究,谋求达到上述目的。
即,涉及本发明的车用灯具具有:向着灯具前方配置的LED光源、为使从该LED光源发出的光射入而配置的透光部件,该车用灯具的结构是将射入该透光部件内从上述LED光源发出的光在该透光部件的前面向后方反射之后,又在该透光部件的后面向前方反射,而透过该透光部件向灯具的前方射出。在上述光散的前面的位于上述LED光源的光轴近处的区域,构成施以反射面处理的通常反射部;同时,在上述光散前面的上述通常反射部以外的区域,构成内面反射部,其内面反射射入进该透光部件内上述LED光源发出的光。在上述光散的后面形成多个反射单元,其反射在该透光部件的前面反射的上述LED光源发出的光,使该光以临界角以下的射入角射入到上述内面反射部。
上述“车用灯具”不是局限于特定种类的车用灯具,例如,可用作尾灯、停车灯等。
上述“透光部件”的材质不特别地限制,只要是具有透光性的材料就可采用,例如,用透明的合成树脂或者玻璃等构成。
上述“通常反射部”以及“内面反射部”的形成范围及其具体的面形状等不特别地限定。
上述各“反射单元”的反射面形状不特别地限定,只要其结构能反射在透光部件的前面反射的从LED光源发出的光,使该光以临界角以下的射入角射入内面反射部就行,例如,其结构可以只能正反射从透光部件的前面反射来的光,也可以漫反射从透光部件的前面反射来的光。
如在上述构成所示,涉及本发明的车用灯具配置透光部件,其射入从向着灯具前方配置的LED光源发出的光;将射入在该透光部件内从LED光源发出的光在该透光部件的前面向后方反射之后,又在该透光部件的后面向前方反射,而透过该透光部件向灯具前方射出。在该透光部件的前面的位于LED光源的光轴近处的区域构成施以反射面处理的通常反射部;同时,在该透光部件前面的通常反射部以外的区域构成内面反射部,其内面反射射入在该光散内的从LED光源发出的光;而且,在透光部件的后面形成多个反射单元,其反射在该透光部件的前面反射的从LED光源发出的光,使该光以临界角以下的射入角射入到该内面反射部;因此,可以得到如下的作用效果。
即,关于施加了反射面处理的通常反射部,即使在要使射入透光部件内的从LED光源发出的光相对该通常反射部以临界角以下的射入角射入时,也能确实地反射该光,因此可自由地设定其面形状。因此,在透光部件的后面也能容易设定射入通常反射部反射的光的区域和射入内面反射部内面反射的光的区域,使两区域互相不重合,因此,通过透光部件的后面可以适当地进行反射控制。
因而,根据本发明,在以LED为光原的车用灯具,能高效率地利用从LED光源发出的光作为灯具照射光,并且,能适当地进行灯具照射光的控制。
如上所述,上述的“通常反射部”和“内面反射部”的面形状不特别地限定,如果用以上述光轴为中心的略似漏斗状的旋转曲面构成通常反射部,同时用以上述光轴为中心的略呈圆环拱顶状的旋转曲面构成内面反射部,能得到如下的作用效果。
即,能使从LED光源发出的光遍及上述光轴的全周围,在透光部件的前面反射之后射入在透光部件的后面,因此,用1个LED光源就能确保宽广的发光面积。而且,因为能在灯具中央配置LED光源,所以能自由设定灯具的外部形状。
在上述结构中,如果以连续的曲面构成通常反射部和内面反射部,则在透光部件的后面,就能使射入通常反射部反射的光的区域和射入内面反射部内面反射的光的区域互相既不重合也不分离而毗连。因而,这样,在LED光源发光的状态、从前方观察车用灯具时,不用担心在透光部件的后面上出现带状的暗部等。
此时,如果将通常反射部和内面反射部的交界线的位置设定在透光部件的前面射入的LED光源发出的光射入角成为略为临界角的位置,就能得到如下的作用效果。
即,在LED光源发光的状态,从前方观察车用灯具时,因为在较暗时能看到施加了反射面处理的通常反射部,所以尽量缩小反射面处理的范围是理想的。在此,如果在透光部件的前面上射入从LED光源发出的光的射入角成为略为临界角的位置上设定通常反射部和内面反射部的交界线位置,就能使LED光源发出的光在透光部件的前面大体不漏地向后方反射,并且,能最小限度地设定通常反射部的尺寸。
再有,在上述结构中,如果在比LED光源的发光中心的位置还靠后方侧形成透光部件后面上的多个反射单元,就能配置LED光源和支持LED光源的基板不会从透光部件的后面向后方突出太大,这样就能谋求灯具的薄型化。
附图说明
图1是表示涉及本发明的一实施例的车用灯具的正面图;
图2是图1的II-II线剖面图;
图3是图2的主要局部详图(之1);
图4是图2的主要局部详图(之2);
图5是表示在上述车用灯具开灯状态的正面图;
图6是表示涉及上述实施例的第一变形例的透光部件的和图4同样的图;
图7是表示涉及上述实施例的第二变形例的透光部件的和图4同样的图;
图8是表示涉及上述实施例的第三变形例的透光部件的和图4同样的图;
图9是表示涉及上述实施例的第四变形例的透光部件的和图5同样的图;
图10是表示涉及上述实施例的第五变形例的透光部件的和图5同样的图。
具体实施方式
以下,采用附图说明本发明的一实施例。
图1是表示涉及本实施例车用灯具的正面图;图2是图1的II-II线剖面图;
图3和图4是图2的主要局部的详细图。
如这些图所示,涉及本实施例的车用灯具10是安装在车的后端部的尾灯,其具有LED光源12和透光部件14。
向着灯具的前方(对车而言是“后方”以下同)配置LED光源12,使其光轴Ax和在车的前后方向延伸的灯具的中心轴一致。该LED光源12由LED本体(LED片)12A和密封树脂12B构成、固定在基板16上,密封树脂12B略呈半球状地封拱顶住该LED本体12A的发光中心O。
透光部件14是形成略呈圆环拱顶状的透明的合成树脂成形品(例如丙烯树脂成形品),其从前方拱顶住LED光源12。而且,该透光部件14的结构如下述:将射入该透光部件14内从LED光源12发出的光在该透光部件14的前面14A向后方反射之后,在该透光部件14的后面14B上又向前方反射,而透过该透光部件14向灯具前方射出。
在该透光部件14的后面14B的中央部形成光射入用凹部14a,其射入从LED光源12发出的光(以下也称作“LED射出光”),该光射入用凹部14a围着发光中心O形成球面状;通过这样,LED射出光垂直射入光射入用凹部14a之后,在透光部件14内照原方向直进。
在光散14的前面14A的位于光轴Ax近处的区域构成通常反射部14A1,其被施以蒸镀铝等反射面处理;另一方面,在透光部件14的前面14A的通常反射部14A1以外的区域构成内面反射部14A2,其内面反射射入进该透光部件14内的LED射出光。
通常反射部14A1由以光轴Ax为中心的略似漏斗状的旋转曲面构成;另一方面,内面反射部14A2由以光轴Ax为中心的略呈圆环拱顶状的旋转曲面构成。这些通常反射部14A1和内面反射部14A2构成连续的曲面,其交界线L的位置设定在LED射出光在透光部件14的前面14A上射入的射入角θ大体成为临界角(约42°)的位置。
在本实施例,设定在透光部件14的前面14A的交界线L上的法线方向和光轴Ax平行,因而,在交界线L的位置射入的LED射出光和光轴Ax的夹角也等于在交界线L上的LED射出光的射入角θ。
再有,在本实施例,在包括光轴Ax的平面内的通常反射部14A1的剖面形状设定为以发光中心O为焦点的抛物线形状;另一方面,在上述平面内的内面反射部14A2的剖面形状设定为以发光中心O为焦点的双曲线形状。
如图3所示,在透光部件14的前面14A反射的LED射出光中,在通常反射部14A1反射的LED射出光射入透光部件14的后面14B的内周侧区域14B1上,在内面反射部14A2反射的LED射出光射入在透光部件14的后面14B的外周侧区域14B2上。
在透光部件14的后面14B的光射入用凹部14a的周围形成环状凹部14b,而且,在该环状凹部14b的周围形成多个反射单元14S。这些反射单元14S形成在位于LED光源12的发光中心位置O的后方侧的与光轴Ax垂直的平面上,在放射状地区分同时同心状地区分光散14的后面14B,并以等间隔配置成锯齿状。在该透光部件14的后面14B的光射入用凹部14a以外的部分施加蒸镀铝等反射面处理。
各反射单元14S形成对光轴Ax在径方向和圆周方向具有规定曲率的曲面状。这样,如图4所示,就会使从光散14的前面14A来的LED射出光对光轴x在径方向和圆周方向漫反射。此时,形成各反射单元14S的表面形状。以使在透光部件14的前面14A反射的LED射出光通过在该反射单元14S的反射以临界角以下的射入角射入在内面反射部14A2。
图5是表示涉及本实施例的车用灯具10在其LED光源12发光状态的正面图。
如图所示,在从正面方向观察车用灯具10时能见到构成该透光部件14的后面14B的多个反射单元14S同时分散发光。此时,因为各反射单元14S形成凸曲面状,所以能见到其大体中央部分作为光亮部B1、B2明亮发光,但是,因为从透光部件14的后面14B的内周侧区域14B1反射的光的光束发散度比从外周区域14B2反射的光的光束发散度大,所以内周侧区域14B1的光亮部B1比外周侧区域14B2的光亮部B2更亮。
即使在从灯具正面方向使视点多少有些偏移时,因为各反射单元14S形成凸曲面形状,所以各反射单元14S对应视点移动量而从其大致中央部分偏移的部分作为光辉部B1、B2能见到明亮发光。
如上详细叙述地,涉及本实施例的车用灯具10配置透光部件14,其射入从向着灯具前方配置的LED光源12发出的光,使射入该透光部件14内的LED射出光在该透光部件的前面14A向后方反射之后,又在该透光部件的后面14B向前方反射,而透过该透光部件14向灯具前方射出。在该透光部件14的前面14A的位于光轴Ax的近处的区域构成施以反射面处理的通常反射部14A1;同时在该透光部件14的前面14A上的通常反射部14A1以外的区域构成内面反射部14A2,其内面反射射入该光散14内的LED射出光;而且,在透光部件14的后面14B形成多个反射单元14S,其反射在该透光部件14的前面14A反射的LED射出光,使该光以临界角以下的射入角射入到该内面反射部14A2;因此,可以得到如下的作用效果。
即,关于施加了反射面处理的通常反射部14A1,即使在要使LED射出光相对该通常反射部14A1以临界角以下的射入角射入时,也能确实地反射该光,因此,可自由地设定其面形状。因此,在透光部件14的后面14B也能容易地设定射入通常反射部14A1反射的光的区域(内周侧区域14B1)和射入内面反射部内面反射的光的区域(外周侧区域14B2),使两区域互相不重合,因此,通过透光部件14的后面14B可以适当地进行反射控制。
因而,根据本实施例,能高效率地利用LED射出光作为灯具照射光,并且,能适当地进行灯具照射光的控制。
特别地在本实施例,用以光轴Ax为中心的略呈漏斗状的旋转曲面构成通常反射部14A1,同时,用以光轴Ax为中心的略呈圆环拱顶状的旋转曲面构成内面反射部14A2,能得到如下的作用效果。
即,能使LED射出光遍及光轴Ax的全周围,在透光部件14的前面14A反射之后在透光部件的后面14B射入,因此,用一个LED光源12就能确保宽广的发光面积。而且,能在灯具中央配置LED光源12,因此能自由设定灯具的外部形状。
再有,在本实施例,因为用连续的曲面构成通常反射部14A1和内面反射部14A2,所以在透光部件14的后面14B,就能使射入通常反射部14A1反射的光的区域和射入内面反射部14A2内面反射的光的区域分别作为内周侧区域14B1以及外周侧区域14B2互相既不重合也不分离而毗连。因而,这样,在LED光源12发光的状态、从前方观察车用灯具10时,不用担心在透光部件14的后面14B上出现带状的暗部等。
此时,在本实施例,因为将通常反射部14A1和内面反射部14A2的交界线的位置设定在射入在透光部件14的前面14A上的LED射出光的射入角θ成为略为临界角的位置,所以,能使LED射出光在透光部件14的前面14A上大体不漏地向后方反射,并且,能最小限度地设定通常反射部14A1的尺寸。
再有,在本实施例,因为在比LED光源12的发光中心位置O更靠后方侧形成在透光部件14后面14B上的多个反射单元14S,所以就能配置LED光源12和支持LED光源12的基板16不会从透光部件14的后面14B向后方突出太大,通过这样就能谋求灯具的薄型化。
再有,在本实施例,以设定在透光部件14的前面14A的交界线L上的法线方向平行于光轴Ax作了说明,但是这不一定是必要的,可以对应灯具的尺寸进行适当的设定。
再有,在本实施例,在包括光轴Ax的平面内的通常反射部14A1的剖面形状设定为以发光中心O为焦点的抛物线形状;另一方面,在上述平面内的内面反射部14A2的剖面形状设定为以发光中心O为焦点的双曲线形状;但是,当然也可以采用这些以外的剖面形状的曲面。
下面,说明上述实施例的第一变形例。
图6表示涉及本变形例的透光部件24,是和图4同样的图。
如图所示,该透光部件24的光射入用凹部24a的构造和上述实施例的透光部件14的光射入用凹部14a不同。
即,该透光部件24的光射入用凹部24a形成有底圆筒状。而且,在该光射入用凹部24a和LED光源12的密封树脂12B之间填充透明的填充剂26。该填充剂26用折射率和透光部件24大体相等的合成树脂材料制成。在该透光部件24,LED射出光从LED光源12的发光中心O通过填充剂26放射状地进入该透光部件24内。
构成该透光部件24的前面24A的通常反射部24A1和内面反射部24A2,以及在该透光部件24的后面24B上形成的多个反射单元24S设定为和上述实施例的透光部件14完全相同的形状。
在采用本变形例的结构时,也能得到和上述实施例相同的作用效果。
并且,在本变形例,因为在光射入用凹部24a和LED光源12的密封树脂12B之间填充着折射率大体等于透光部件24的填充剂26,所以在填充剂26和透光部件24之间的交界面几乎不会折射,因而,可以任意设定透光部件24的光射入用凹部24a的形状。再有,在本变形例,光射入用凹部24a设定成有底圆筒状这种单一的形状,当然也可以设定成其他的形状。
下面,说明上述实施例的第二变形例。
图7表示涉及本变形例的透光部件34、是和图4同样的图。
如图所述,该透光部件34的光射入用凹部34a的构造和上述实施例的透光部件14的光射入用凹部14A不同。
即,形成该透光部件34的光射入用凹部34a紧密连接LED光源12的密封树脂12B。在该透光部件34内,LED射出光从LED光源12的发光中心O放射状地进入该透光部件34内。
构成该透光部件34的前面34A的通常反射部34Al,和内面反射部34A2、以及在该透光部件34的后面34B上形成的多个反射单元34S设定为和上述实施例的透光部件14完全相同的形状。
在采用本变形例的结构时,也能得到和上述实施例相同的作用效果。
并且,在本变形例,因为形成该透光部件34的光射入用凹部34a紧密连接LED光源12的密封树脂12B,所以通过插入成形能容易地形成透光部件34,并且,能提高透光部件34的定位精度。
下面,说明上述实施例的第三变形例。
图8表示涉及本变形例的透光部件44、是和图4同类的图。
如图所示,该透光部件44封住LED光源12的LED本体12A、和树脂封12B(参照图4)构成一体,不形成像上述实施的透光部件14那样的光射入用凹部14a(参照图4)。在该透光部件44,LED射出光在该透光部件44内从LED光源12的发光中心O放射状地直进。
构成该透光部件44的前面44A的通常反射部44A1和内面反射部44A2、以及在该透光部件44的后面44B上形成的多个反射单元44S设定为和上述实施例的透光部件14完全相同的形状。
在采用本变形例的结构时,也能得到和上述实施例相同的作用效果。
并且,在本变形例,因为透光部件44和LED光源12的密封树脂12B构成一体,所以能减少零件数,并且能提高透光部件44的定位精度。
下面,说明上述实施例的第四和第五变形例。
图9和图10表示涉及这些变形例的各个透光部件54、64,和图5是同类的图。
如这些图中所示,涉及第四和第五变形例的透光部件54、64在其后面54B、64B上形成的多个的反射单元54S、64S的排列和上述实施例的透光部件14不同。
即,各个透光部件54、64和上述实施例的透光部件14相同地以放射状并且同心状地区分后面54B、64B,在各自上分割成反射单元54S、64S,但是,此时,在第四变形例各反射单元54S的位置在径向每隔1单位距离就在周向错开半单位距离,另一方面,在第五变形例各反射单元64S的位置在周向每隔1单位距离就在径向错开半单位距离。
再有,在各个反射单元54S、64S形成对于光轴Ax在径方向和圆周方向具有规定曲率的凸曲面状这一点上和上述实施例相同,再有,在透光部件54、64的各反射单元54S、64S以外的部分的构造也和上述实施例相同。
在使LED光源12发光的状态、从正面方向观察透光部件54、64时,可以见到构成其后面54B、64B的各反射单元54S、64S的大体中央部分作为光辉部B1、B2发光明亮,但是,因为这些各个反射单元54S、64S的排列和上述实施例不同,所以在这些变形例能分别实现和上述实施例不同的有特色的地方。
在上述实施例和各变形例,就尾灯的场合说明车用灯具10,在其他的车用灯具的场合(例如:停止灯,尾部停止灯,行车灯,转弯指示灯等),通过采用和上述实施例和各变形例相同的结构,能得到相同的作用效果。
Claims (5)
1. 一种车用灯具,其具有向着灯具前方配置的LED光源、为使从该LED光源发出的光射入而配置的透光部件,将射入进该透光部件内从上述LED光源发出的光在该透光部件的前面向后方反射之后,又在该透光部件的后面向前方反射,而透过该透光部件向灯具的前方射出,
其特征在于:在上述光散的前面的位于上述LED光源的光轴近处的区域,构成施以反射面处理的通常反射部;同时,在上述光散前面的上述通常反射部以外的区域,构成内面反射部,其内面反射射入进该透光部件内上述LED光源发出的光;在上述光散的后面形成多个反射单元,其反射在该透光部件的前面反射的上述LED光源发出的光,使该光以临界角以下的射入角射入到上述内面反射部,
用以上述光轴为中心的略呈漏斗状的旋转曲面构成上述通常反射部;用以上述光轴为中心的略呈圆环拱顶状的旋转曲面构成上述内面反射部。
2. 如权利要求1所述的车用灯具,其特征在于,上述通常反射部和上述内面反射部构成连续的曲面。
3. 如权利要求2所述的车用灯具,其特征在于,设定上述通常反射部和上述内面反射部的交界线位置在从上述LED光源发出的光在上述透光部件的前面上射入的射入角略为临界角的位置上。
4. 如权利要求2所述的车用灯具,其特征在于,设定上述通常反射部和上述内面反射部的交界线位置在从上述LED光源发出的光在上述透光部件的前面上射入的射入角略为临界角的位置上。
5. 如权利要求1~4中的任一项所述的车用灯具,其特征在于,在比上述LED光源的发光中心位置还靠后方侧形成上述多个反射单元。
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