JP2002075025A - 車両用led灯具 - Google Patents

車両用led灯具

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Toshiyuki Kondo
俊幸 近藤
Hidetaka Okada
英隆 岡田
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Stanley Electric Co Ltd
スタンレー電気株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のLEDランプを光源とする車両用灯具
においては、LEDランプの照射角が狭いので発光面が
斑点状となる光ムラを生じて観視者に違和感を与える問
題点を生じていた。 【解決手段】 一方の双曲面の略焦点にLEDランプ2
を配置し、このLEDランプ2の光軸方向に光軸近傍の
適宜範囲に透過部4aを設けた他方の双曲面で形成され
る双曲面反射面4を配置すると共に、LEDランプ2の
側には他方の双曲面の焦点に略焦点を有する回転放物面
反射面5を設けた発光ユニット3の少なくとも1つから
構成されている車両用LED灯具1としたことで双曲面
反射面4で照射角を拡大し広い面積が発光するものとし
て課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一個または複数の
LEDランプを光源として採用する車両用灯具の構成に
係るものであり、詳細には、LEDランプを光源として
採用した場合に生じがちな発光面における明るさのムラ
の発生を防止可能な構成の提供を目的とするものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の車両用LED灯具90の構成の例
を示すものが図6であり、例えば複数の回転放物面とし
た反射鏡部91aが形成された基板91に、個々の反射
鏡部91a毎にLEDランプ92を装着し、更に前記L
EDランプ92の前方を個々の反射鏡部91a毎に対応
するレンズカット93aが設けられたレンズ93で覆う
ものである。
【0003】このようにしたことで、前記レンズカット
93aには、LEDランプ92からの直射光と、前記反
射鏡部91aで反射した光とが入射するものとなり、そ
れらの光を適宜に拡散するレンズカット93aの作用に
よりレンズ93の全面がほぼ均一な明るさとして光り輝
くことを期待するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の構成の車両用LED灯具90においては、採用
されるLEDランプ92が、例えば0.3mm角など実
質的には点光源とみなせるLEDチップを、ケースを兼
ねる樹脂レンズで覆ったものであり、このときに、前記
樹脂レンズはLEDチップの近傍に焦点を持つ凸レンズ
状として形成されているものであるので、LEDランプ
91から放射される光が収束性が高く、狭い照射角(例
えば輝度の半減値で30゜〜50゜)を有するものとな
っている。
【0005】従って、前記反射鏡部91aには、ほとん
ど光が達することがなく、実質的にはLEDランプ92
からの直射光のみがレンズ93を透過して観視者に見え
るものとなり、発光面(即ち、レンズ93の面)には図
7に示すように光ムラを生じて見栄えを損うものとなる
問題点を生じている。
【0006】この点を解決するためには、LEDランプ
92を配置する間隔を狭めるあるいは車両用LED灯具
90の奥行を深くするなどして、各LEDランプ92同
士の放射角が重なり合うようにするなどが考えられる
が、間隔を狭めれば同じ発光面積であってもLEDラン
プ92の必要数が増え、コストアップ、消費電力の増
大、点灯時の温度上昇などの問題を生じ、奥行を増せば
大型化して車両への搭載が困難となるなど新たな問題点
を生じるものとなる。
【0007】
【課題を解決するための手段】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、一方の双曲面
の略焦点にLEDランプを配置し、該LEDランプの光
軸方向に光軸近傍の適宜範囲に透過部を設けた他方の双
曲面で形成される双曲面反射面を配置すると共に、前記
LEDランプの側には前記他方の双曲面の焦点に略焦点
を有する回転放物面反射面を設けた発光ユニットの少な
くとも1つから構成されていることを特徴とする車両用
LED灯具を提供することで課題を解決するものであ
る。
【0008】
【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に符号1で示すもの
は本発明に係る車両用灯具1の第一実施形態であり、こ
の車両用灯具1はLEDランプ2を光源として採用する
ものである点は従来例のものと同様であるが、本発明に
よりLEDランプ2には発光ユニット3が設けられるも
のとされている。
【0009】前記発光ユニット3は、主な構成要素とし
てはとしては、透過部4aが設けられた双曲面反射面4
と、回転放物面反射面5とから成るものであり、そして
前記LEDランプ2は前記双曲面反射面4に対して所定
の位置に配置されるものとされている。
【0010】ここで、本発明の車両用灯具1の説明に先
立って、双曲線の特性について簡単に説明を行えば、図
2に示すようにそれぞれが向い合う1対の双曲線h1、
h2はそれぞれに焦点f1、f2を有している。上記の
2つの焦点f1、f2を通る軸Xで双曲線h1、h2を
回転させると、双方が凸面同士で向い合う二葉双曲面が
得られるものとなる。
【0011】ここで、何れかの双曲面、例えば他方の双
曲線h2で形成された双曲面のみが存在しているとき
に、一方の双曲線h1の焦点f1に点光源が置かれる
と、他方の双曲線h2で形成された双曲面はあたかも、
焦点f2から光が放射されているような反射光を生じる
ものとなる。但し、双曲面は凸面であるので、放射角は
焦点f1から放射されたときよりも拡がるものとなる。
【0012】本発明においては、上記に説明した構成の
放物面反射面4を使用するものであり、再び図1を参照
して前記LEDランプ2は一方の双曲線h1の焦点f1
の位置に設置されている。そして、前記双曲面反射面4
は他方の双曲線h2から形成された他方の二葉双曲面で
ある。
【0013】また、前記回転放物面反射面5は前記他方
の双曲線h2の焦点f2を焦点とするものである。従っ
て、焦点f2に存在する仮想的な光源からの光を平行光
線として、車両用LED灯具1の照射方向Xに反射する
ものとなる。このときに、前記焦点f2に存在する仮想
的な光源は、上記にも説明したように、焦点f1に設置
されたLEDランプ2により生成されるものであるの
で、結果として回転放物面反射面5は焦点f1にあるL
EDランプ2からの光を照射方向Xに向わせるものとな
る。
【0014】ここで、双曲面反射面4に設けられる透過
部4aについて説明を行うと、この透過部4aはLED
ランプ2からの光を反射することなく照射方向Xに透過
させる。その理由は、前記回転放物面反射面5は双曲面
反射面4からの光を照射方向Xと平行な平行光線として
反射するものであるので、双曲面反射面4の背面となる
部分では反射光は再度双曲面反射面4に入射し、結果と
しては双曲面反射面4に遮蔽され照射光としては利用で
きないからである。
【0015】よって、前記透過部4aの径d2は、双曲
面反射面4の径d1に依存して定るものであり、即ち、
LEDランプ2から放射され双曲面反射面4で反射した
光が回転放物面反射面5に達したときに、双曲面反射面
4の径d1よりも狭い範囲となる部分は透過部4aとさ
れて、直接に照射方向Xに放射するものとし、光量の損
失を生じないようにしている。
【0016】また、前記透過部4aの具体的な形成方法
としては、前記双曲面反射面4が金属板などの不透明部
材で形成されているときには、所定の位置に所定の径の
孔を穿設すれば良く、また樹脂などの透明部材であると
きには透過部4aの部分を除いてアルミの真空蒸着など
による反射処理を行えば良いものである。
【0017】このようにして、前記回転放物面反射面5
および双曲面反射面4の透過部4aからの照射方向Xへ
向う光の前方には適宜なレンズカット6aが施されたレ
ンズ6が設けられ、双方の光りに適宜な拡散を与えるな
どとして、車両用LED灯具1としての配光特性が得ら
れるものとされている。
【0018】以上の説明は、車両用LED灯具1におけ
る1つの発光ユニット3について説明を行ったが、本発
明においては1つの車両用LED灯具1に対して1つの
発光ユニット3が設けられることを限定するものではな
く、1つの車両用LED灯具1に複数の発光ユニット3
を設けることも自在である。
【0019】次いで、上記の構成とした本発明の車両用
LED灯具1の作用および効果について説明する。本発
明によりLEDランプ2からの光を一旦、双曲面反射面
4で反射し、その反射光を回転放物面反射面5で受けて
平行光線として照射方向Xに向わせる構成としたこと
で、前記双曲面反射面4に反射させる時点で、狭いLE
Dランプ2の照射角を拡げることが可能となる。
【0020】従って、前記回転放物面反射面5には照射
角が拡げられた光が入射されるものとなり、即ち、広い
面積が明るく光るものと成って、従来、LEDランプ2
を光源として採用したときに生じていた点状の発光を解
消でき、灯具1の発光面の生じていた輝度ムラをなくす
ることが可能となる。
【0021】図3は、本発明の第二実施形態であり、こ
の第二実施形態は前記双曲面反射面4に係るものであ
る。LEDランプ2においては、一般的な特性として照
射方向Xへ向う光量が圧倒的に多いものであるので、上
記透過部4aは小径であるにも係わらず、この透過部4
aを通過する光量は相当に多いものと成ることが予想さ
れる。
【0022】従って、前記透過部4aを通過する光はで
きるだけ広い面積に拡散させることが、回転放物面反射
面5など他の部分との明るさのバランスを取る上で好ま
しく、この第二実施形態では前記透過部4aからの光路
上に、例えば略円錐状とした全反射面4cを設けて、光
を双曲面反射面4の裏面で再度反射させ、拡散性を高め
るものである。尚、この第二実施形態では双曲面反射面
4は透明樹脂などで形成されている。
【0023】図4は、本発明に係る車両用LED灯具1
の第三実施形態を要部で示すものであり、前の第二実施
形態では双曲面反射面4は、例えば金属、あるいは、透
明、不透明な樹脂部材などで双曲面反射面4の基本形状
を形成しておき、反射面とする部分にアルミの蒸着など
で反射処理4bをしたものとして説明を行った。
【0024】これに対し、この第三実施形態の双曲面反
射面7は、透明樹脂の屈折率と大気の屈折率との差によ
り生じる臨界角での透明樹脂内での境界面に生じる全反
射の作用を利用するものであって、この実施形態では双
曲面7aはLEDランプ2から見るときの透明部材の裏
側の大気との境界面に形成されている。
【0025】そして、LEDランプ2からの光が入射す
る位置は適宜な範囲が第一焦点f1を中心とする円弧r
1面あるいは平面状などされて透過部入射部7bとさ
れ、前記透過部入射部7bに対応する背面部分は適宜な
凸レンズ状などとされて透過部出射部7cとされてい
る。尚、透過部出射部7cの径は前の第一実施形態と同
様にして定められている。
【0026】また、双曲面反射面7aの厚み方向である
LEDランプ2側の面7dは、例えば第二焦点f2を中
心とする円弧r2面など基本的には双曲面7aからの反
射光の進行方向に変化を与えないものとされ、続く回転
放物面反射面5(ここでの図示は省略する)での反射で
平行光線を得る作用を損わないものとされるが、適宜な
凸面として回転放物面反射面5で反射が行われた時点で
既に拡散が行われるものとし、レンズ6に施すレンズカ
ット6aを低減して車両用LED灯具1全体としての透
明感を向上させるものとするなどの変更は自在である。
【0027】ここで、この第三実施形態の作用、効果に
ついて説明を行うと、双曲面7aにはアルミの真空蒸着
などによる鏡面処理が不要であり、前の第一実施形態で
双曲面反射面4を透明樹脂部材で形成するときには、透
過部4aを確保するためにマスキングなど繁雑な作業が
要求されるものとなるので、鏡面処理が不要となること
による工数の低減の効果は顕著である。
【0028】図5は本発明の第四実施形態であり、この
第四実施形態では双曲面反射面8はレンズ6と一体化し
て形成されている。このように一体化することで、双曲
面反射面8の取付け工程が省略できるものとなり、特
に、車両用LED灯具1に複数のLEDランプ2が光源
として採用されている場合にも、個々のLEDランプ2
毎に双曲面反射面8の位置を調整するなどの工数が不要
となり一層に工数の低減が可能となる。尚、この第四実
施形態においては、鏡面処理の不要な第三実施形態と併
用することで一層にその効果を顕著とすることが可能で
ある。
【0029】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、一
方の双曲面の略焦点にLEDランプを配置し、該LED
ランプの光軸方向に光軸近傍の適宜範囲に透過部を設け
た他方の双曲面で形成される双曲面反射面を配置すると
共に、前記LEDランプの側には前記他方の双曲面の焦
点に略焦点を有する回転放物面反射面を設けた発光ユニ
ットの少なくとも1つから構成されている車両用LED
灯具としたことで、照射角が狭いLEDランプからの光
を双曲面反射面で反射させることで、所定の位置に焦点
がある状態で照射角を拡げることを可能とし、この照射
角が拡がった光を回転放物面反射面で照射方向に反射す
ることで、1つのLEDランプからの光でより広い範囲
を光らせることを可能とし、もって、この種の車両用L
ED灯具の発光面に生じる輝度ムラを解消し、性能向上
に極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る車両用LED灯具の第一実施形
態を示す断面図である。
【図2】 双曲線の特性を示す説明図である。
【図3】 同じく本発明に係る車両用LED灯具の第二
実施形態を要部で示す断面図である。
【図4】 同じく本発明に係る車両用LED灯具の第三
実施形態を要部で示す断面図である。
【図5】 同じく本発明に係る車両用LED灯具の第四
実施形態を要部で示す断面図である。
【図6】 従来例を示す断面図である。
【図7】 従来例の発光状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1……車両用LED灯具 2……LEDランプ 3……発光ユニット 4、7、8……双曲面反射面 4a……透過部 7a……双曲面 5……回転放物面反射面 6……レンズ X……照射方向 d1……双曲面反射面の径 d2……透過部の径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F21M 3/16 F21Q 1/00 F Fターム(参考) 3K042 AA12 AC01 AC06 BA01 BB04 BB12 BC02 BE08 3K080 AA01 AB01 BA07 BB02 BC03 BC09 BD01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の双曲面の略焦点にLEDランプを
    配置し、該LEDランプの光軸方向に光軸近傍の適宜範
    囲に透過部を設けた他方の双曲面で形成される双曲面反
    射面を配置すると共に、前記LEDランプの側には前記
    他方の双曲面の焦点に略焦点を有する回転放物面反射面
    を設けた発光ユニットの少なくとも1つから構成されて
    いることを特徴とする車両用LED灯具。
  2. 【請求項2】 前記発光ユニットの前記透過部が形成さ
    れる範囲は、前記LEDランプからの光が他方の双曲面
    で形成される双曲面反射面で反射し、更に前記回転放物
    面反射面で反射する反射光が再度前記双曲面反射面に入
    射する範囲よりも大きい範囲とされていることを特徴と
    する請求項1記載の車両用LED灯具。
  3. 【請求項3】 前記発光ユニットの双曲面反射面は臨界
    角で反射を行うものとされていることを特徴とする請求
    項1または請求項2に記載の車両用LED灯具。
  4. 【請求項4】 前記発光ユニットの双曲面反射面は、こ
    の車両用LED灯具の前面を覆うレンズと一体に形成さ
    れていることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか
    に記載の車両用LED灯具。
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