JP2003031010A - Ｌｅｄを光源とする車両用灯具 - Google Patents

Abstract

(57)【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。

Description

【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、ＬＥＤ
１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Ｌ
ＥＤ１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、ＬＥ
Ｄ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、ＬＥ
Ｄ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、ＬＥ
Ｄ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、ＬＥＤ
１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ＬＥ
Ｄ１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Ｌ
ＥＤ１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Ｌ
ＥＤ１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、ＬＥ
Ｄ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。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態としての車両用灯具を示
し、（ａ）はその概略側断面図、（ｂ）はそれに適用さ
れるアウタレンズの平面図である。

【図２】図１のＰ部の拡大断面図である。

【図３】この発明の比較例としての車両用灯具を示し、
（ａ）はその概略側断面図、（ｂ）はそれに適用される
アウタレンズの平面図である。

【図４】従来の車両用灯具で、（ａ）は一部切り欠いた
平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿う断面
図である。

【図５】従来の他の車両用灯具の光の出射パターンの説
明図である。

【図６】従来の他の車両用灯具で、（ａ）は概略部分断
面図、（ｂ）は部分平面図である。

【符号の説明】

１ ＬＥＤ ２ ランプハウジング ３ アウタレンズ ４ リフレクタ ５ レンズリフレクタ ６ 拡散リフレクタ ７ 灯室 ８ フレネルレンズ １０ 車両用灯具 １１ 光導入部 １２ 全反射面

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２１Ｗ 101:14 Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｑ 1/00 Ｎ Ｇ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。