JP2006134810A

JP2006134810A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2006134810A
Application number: JP2004325186A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Suzuki; 恭史鈴木
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-25
Anticipated expiration: 2024-11-09
Also published as: JP4274107B2

Abstract

【課題】点灯時の色ムラの現出を解消して点灯時の見栄えの向上を図ることができると共に、灯具全体の大型化を伴うことなく照度向上をも可能にすること。
【解決手段】プロジェクタ光学部Ｐを備えたプロジェクタユニット１３を複数個備えた車両用灯具１０であって、プロジェクタユニット１３は、プロジェクタ光学部Ｐの下側部分に、拡散光学部Ｄを備えて構成されており、主ＬＥＤ１は、放熱板６の上面６ａに固着されることによってプロジェクタ光学部Ｐの光源を構成しており、副ＬＥＤ４は、放熱板６の下面６ｂに固着されることによって拡散光学部Ｄの光源を構成している。プロジェクタ光学部Ｐの下側部分のスペースが有効活用でき、主ＬＥＤ１および副ＬＥＤ４は、一個の放熱板６を共用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするヘッドランプ、テールランプ、ストップランプなどの車両用灯具に関する。

図５は、この種の車両用灯具１００を示す（例えば、特許文献１参照）。この車両用灯具１００は、素通し状の透明カバー１０１とランプハウジング１０２とで形成される灯室内に、複数のプロジェクタユニット１０３を略横一列状に組み込んで大略構成されている。車両用灯具１００は、１０個のプロジェクタユニット１０３で構成されている。

図６は、このときのプロジェクタユニット１０３を示す。プロジェクタユニット１０３は、主ＬＥＤ１の光を、そのままあるいは主リフレクタ２で反射させた後、凸レンズ３を介して前方へ出射させるプロジェクタ光学部Ｐを備えて大略構成されている。

詳しくは、主ＬＥＤ１は、半導体発光素子Ｔ、基板１０４、および透光部材１０５とを備え、半導体発光素子Ｔと透光部材１０５とで発光部１ａを構成することによって全体構成されている。そして主ＬＥＤ１は、その発光部１ａを主リフレクタ２に対向させてセッテイングすることによってプロジェクタユニット１０３の光源を構成している。図６中、符号４はシェードである。

このように構成された車両用灯具１００は、１０個のプロジェクタユニット１０３が照射する光に基づき、総じて所定の配光パターンを車両の前方に照射する。
特開２００４−２４１２６２公報

しかしながら、プロジェクタユニット１０３は、１個のＬＥＤ１でユニットの光源を構成しているので、複数個のプロジェクタユニット１０３からなる車両用灯具１００は、点灯時に各ユニット１０３間で色ムラが現出し、これにより点灯時の見栄えの低下を招く、という課題を有している。

また、プロジェクタユニット１０３は、１個のＬＥＤ１でユニットの光源を構成しているので、照度不足からＬＥＤ１を複数個設置しなければならない場合、その数に応じたユニット１０３を設置することになり、これにより車両用灯具１００の大型化を招く、という課題をも有している。

すなわち、プロジェクタユニット１０３では、その上側部分であるプロジェクタ光学部Ｐのみで光学系を構成して、その下側部分Ａ（図６中、２点鎖線で示す）は有効利用されていないため、ユニット１０３内でのＬＥＤ１の占める面積は、実質的にユニット１０３の最大断面積（例えば、凸レンズ３の投影面積）と同じになり、ＬＥＤ１の設置個数の増加に伴うスペースの拡大は、即プロジェクタユニット１０３の設置個数の増加によるスペースの拡大と同じになり、前述したように灯具全体の大型化を招くことになる。

そこで、本発明は、点灯時の色ムラの現出を解消して点灯時の見栄えの向上を図ることができると共に、灯具全体の大型化を伴うことなく照度向上をも可能にした車両用灯具を提供することを目的としている。

前記した目的を達成するため、請求項１記載の発明は、主ＬＥＤの光を、そのままあるいは主リフレクタで反射させた後、凸レンズを介して前方へ出射させるプロジェクタ光学部を備えたプロジェクタユニットを複数個備えた車両用灯具であって、
前記プロジェクタユニットは、前記プロジェクタ光学部の下側部分に、副ＬＥＤの光を副リフレクタで反射させた後、そのまま前方へ出射させる拡散光学部を備えて構成されており、
前記主ＬＥＤは、その発光部を上向きにして前記主リフレクタに対向させて放熱板の上面に固着されることによって前記プロジェクタ光学部の光源を構成しており、
前記副ＬＥＤは、その発光部を下向きにして前記副リフレクタに対向させて前記放熱板の下面に固着されることによって前記拡散光学部の光源を構成していることを特徴とする。

このため、請求項１記載の発明では、プロジェクタ光学部によりホットゾーン配光を照射することができると共に、拡散光学部により拡散配光を照射することができ、これらプロジェクタ光学部および拡散光学部を備えたプロジェクタユニットにより、ホットゾーン配光と拡散配光との結合配光を照射することができる。

そして、プロジェクタユニットを複数個備えた車両用灯具は、複数個のプロジェクタユニットが照射する光に基づき、総じて所定の配光パターンを車両の前方に照射する。

このとき、個々のＬＥＤに点灯時の色ムラがあったとしても、ユニット単位では、主ＬＥＤと副ＬＥＤからなる２個のＬＥＤの総合した光となるので、前記色ムラを軽減させることができる。

また、ユニットは２個のＬＥＤを組み込むことにより構成されるものであるから、ユニット単位の照度が向上すると共に、個々のＬＥＤの占める面積が、１個組み込みのものに比べて実質的に少なくすることができる。

また、拡散光学部は、通常デッドスペースとなるプロジェクタ光学部の下側部分に設けられるので、スペースの有効利用を図ることができると共に、副リフレクタによる反射光の上方向照射を、プロジェクタ光学部が障壁となって、極力避けることができる。

さらに、主ＬＥＤおよび副ＬＥＤは、それぞれ放熱板の上面および下面に固着されるので、放熱板を兼用することができる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両用灯具であって、
前記副ＬＥＤは、その発光部を後方へ傾けた状態で前記放熱板の下面に固着されていることを特徴とする。

このため、請求項２記載の発明では、副リフレクタに入射する副ＬＥＤの光の範囲が広がり、これにより副ＬＥＤの光の内、副リフレクタで反射できない光を極力少なくして副ＬＥＤの光の利用効率を向上させることができる。

請求項１記載の発明によれば、ユニット単位で２個のＬＥＤの総合した光となるので、個々のＬＥＤに点灯時の色ムラがあったとしても、前記色ムラを平均化させて軽減させることができ、これによりＬＥＤの点灯時の色ムラの現出を解消して点灯時の見栄えの向上を図ることができる。

また、請求項１記載の発明によれば、ＬＥＤ自体が小型であること、ユニットは２個のＬＥＤを組み込むことによりユニット単位の照度が向上すると共に、個々のＬＥＤの占める面積を１個組み込みのものに比べて実質的に少なくすることができること、拡散光学部を通常デッドスペースとなるプロジェクタ光学部の下側部分に設けたこと、および主ＬＥＤと副ＬＥＤが放熱板を兼用していることにより、単位ユニットの照度向上とコンパクト化を共に図ることができ、ひいては灯具全体の大型化を伴うことなく照度向上を可能にした車両用灯具を提供することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、副ＬＥＤの光の利用効率を向上させることができるので、請求項１の発明の効果に加えて、一層の照度向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図５および図６に開示したものと同一機能を奏する構成要素は、同一符号を付して説明する。

図１および図２は、本発明の第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、主ＬＥＤ１の光を、そのままあるいは主リフレクタ２で反射させた後、凸レンズ３を介して前方へ出射させるプロジェクタ光学部Ｐを備えたプロジェクタユニット１３を複数個備えて大略構成されている。

すなわち、車両用灯具１０は、図２に示すように、素通し状の透明カバー１１とランプハウジング１２とで形成される灯室内に、複数のプロジェクタユニット１３を略横一列状に組み込んで大略構成されている。車両用灯具１０は、５個のプロジェクタユニット１３を灯室内に組み込んで構成されている。

このとき、プロジェクタユニット１３は、図１に示すように、プロジェクタ光学部Ｐの下側部分に、副ＬＥＤ４の光を副リフレクタ５で反射させた後、そのまま前方へ出射させる拡散光学部Ｄを備えて構成されている。

また、図１（ｂ）に示すように、主ＬＥＤ１は、その発光部１ａを上向きにして主リフレクタ２に対向させて放熱板６の上面６ａに固着されることによってプロジェクタ光学部Ｐの光源を構成しており、副ＬＥＤ４は、その発光部４ａを下向きにして副リフレクタ５に対向させて放熱板６の下面６ｂに固着されることによって拡散光学部Ｄの光源を構成している。

より詳しくは、プロジェクタ光学部Ｐは、主リフレクタ２を備えた上部ケーシング１４と、シェード７を備え上部ケーシング１４に下方から結合される下部ケーシング１５と、ケーシング１４，１５間に装着される凸レンズ３と、凸レンズ３の光軸Ｚに平行な放熱板６の上面６ａに固着される主ＬＥＤ１とを有して構成されている。

主リフレクタ２は、回転楕円曲面あるいは回転楕円を基本にした自由曲面として形成される前部および下部を開放した主反射面２ａを有してドーム形状に形成されており、上部ケーシング１４は、主リフレクタ２の前部に半円形断面の上部レンズホルダ８を一体に設けて形成されている。シェード７は、光軸Ｚに沿う反射平面７ａを有して平板状に形成されており、下部ケーシング１５は、シェード７の前端に半円形断面の下部レンズホルダ９を一体に設けて形成されている。上部および下部レンズホルダ８および９の各先端部分には、係合溝８ａおよび９ａが形成されている。これら上部および下部ケーシング１４および１５は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂材を用いて一体に形成されると共に、内面に反射機能を備える塗膜あるいは蒸着を施して全体構成されている。

また、凸レンズ３は、アクリル樹脂等の透明熱可塑性樹脂材を用いて、外周に薄肉の取付用フランジ部３ａを備えて形成されており、放熱板６は、例えばアルミニウムらの良伝熱金属の板状体で形成されている。

そして、プロジェクタ光学部Ｐは、係合溝８ａおよび９ａのそれぞれに取付用フランジ部３ａを嵌入させた状態でケーシング１４、１５同士を結合させると共に、上面６ａに主ＬＥＤ１を固着した放熱板６をシェード７の下面に取り付けることによって全体構成されている。

このように構成されたプロジェクタ光学部Ｐにおいて、主ＬＥＤ１は、その発光部１ａを主反射面２ａの第１焦点Ｆ１付近に位置させて取り付けられており、シェード７は、その前端を主反射面２ａの第２焦点Ｆ２付近に位置させて取り付けられており、凸レンズ３は、そのレンズ焦点ＲＦをシェード７の前端にほぼ合致させて取り付けられている。

また、拡散光学部Ｄは、放熱板６の下面６ｂに基端部を固着することによって取り付けられる副リフレクタ５と、主ＬＥＤ１が固着されている放熱板６の下面６ｂに固着される副ＬＥＤ４とを有して、プロジェクタ光学部Ｐの下側部分に構成されている。

このとき副リフレクタ５は、放物面あるいは放物面を基本にした自由曲面の一部分としての副反射面５ａを内面に有して彎曲舌片状に形成されており、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂材を用いて一体に形成されると共に、内面に反射機能を備える塗膜あるいは蒸着を施して副反射面５ａを形成することによって構成されている。

そして、副リフレクタ５は、副反射面５ａを下部ケーシング１５および放熱板６の下面６ｂに対向させた状態で、その基端部を放熱板６の下面６ｂに固着することによって取り付けられており、副ＬＥＤ４は、その発光部４ａを副反射面５ａの焦点Ｆ付近にほぼ合致させて放熱板６の下面６ｂに固着されている。

このようにプロジェクタユニット１３は、プロジェクタ光学部Ｐと、このプロジェクタ光学部Ｐの下側部分に設けられた拡散光学部Ｄとから構成されている。

このプロジェクタユニット１３によれば、図３に示すように、プロジェクタ光学部Ｐの光Ｌ１によりホットゾーン配光ＬＰ１（図３（ａ））を照射することができると共に、拡散光学部Ｄの光Ｌ２により拡散配光ＬＰ２（図３（ｂ））を照射することができ、全体としてホットゾーン配光ＬＰ１と拡散配光ＬＰ２とが結合した結合配光ＬＰ（図３（ｃ））を照射することができる。ホットゾーン配光ＬＰ１の上端縁のカットラインＣＬは、シェード７の前端形状により形成される。なお、図１中、符号Ｌ０は、副ＬＥＤ４の光エネルギー分布を示しており、副ＬＥＤ４の光の副リフレクタ５への入射状態を示している。

そして、プロジェクタユニット１３を５個備えた車両用灯具１０は、５個のプロジェクタユニット１３が照射する光に基づき、総じて所定の配光パターンを車両の前方に照射することができる。

このとき、５個のプロジェクタユニット１３を構成する個々のＬＥＤ１、４に点灯時の色ムラがあったとしても、ユニット単位では、主ＬＥＤ１と副ＬＥＤ４からなる２個のＬＥＤの総合した光となるので、前記色ムラを軽減させることができ、これにより点灯時の見栄えの向上を図ることができる。

また、ユニットは２個のＬＥＤ１、４を組み込むことにより構成されるものであるから、ユニット単位の照度が向上すると共に、個々のＬＥＤ１、４の占める面積が、１個組み込みのものに比べて実質的に少なくすることができ、ひいては車両用灯具１０について、その全体の大型化を伴うことなく照度向上を図ることができる。

また、拡散光学部Ｄは、通常デッドスペースとなるプロジェクタ光学部Ｐの下側部分に設けられるので、スペースの有効利用を図ることができ、この点でも灯具全体の大型化を抑制することができると共に、副リフレクタ５による反射光の上方向照射を、プロジェクタ光学部Ｐが障壁となって、極力避けることができ、ひいてはグレア光の発生も抑制できる。

さらに、主ＬＥＤ１および副ＬＥＤ４は、それぞれ放熱板６の上面６ａおよび下面６ｂに固着されるので、放熱板６を兼用しており、これにより部品点数の削減とコンパクト化を共に図ることができる。

図４は、本発明の第２実施形態としての車両用灯具に適用されるプロジェクタユニット１６を示す。このプロジェクタユニット１６は、副ＬＥＤ４の取付姿勢が異なるのみで、他の構成はプロジェクタユニット１３と同様に構成されている。

すなわち、プロジェクタユニット１６では、副ＬＥＤ４は、その発光部４ａを後方へ傾けた状態で放熱板６の下面６ｂに固着されている。

本実施形態では、放熱板６の下面６ｂに前下がりの傾斜面６ｃが形成されており、この傾斜面６ｃに副ＬＥＤ４を固着することにより、副ＬＥＤ４は、その発光部４ａを後方へ傾けた状態で放熱板６に固着されている。

このように構成されたプロジェクタユニット１６は、副リフレクタ５に入射する副ＬＥＤ４の光の範囲が広がり、これにより副ＬＥＤ４の光の内、副リフレクタ５で反射できない光を極力少なくして副ＬＥＤ４の光の利用効率を向上させることができる。

因みに、プロジェクタユニット１３では、副ＬＥＤ４の光の内、光エネルギー分布の低エネルギーに属する光Ｌ３が副リフレクタ５で反射できない光となって現出する（図１（ｂ）参照）が、プロジェクタユニット１６では、その光Ｌ３をも副リフレクタ５で反射させて有効利用できる。

このためプロジェクタユニット１６を適用した第２実施形態の車両用灯具は、副ＬＥＤ４の光の利用効率を向上させることができるので、一層の照度向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態としての車両用灯具に適用するプロジェクタユニットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿う断面図、（ｃ）は正面図である。図１の車両用灯具の概略斜視図である。図１のプロジェクタユニットの照射配光パターンで、（ａ）はプロジェクタ光学部の照射配光パターン、（ｂ）は拡散光学部の照射配光パターン、（ｃ）は全体の照射配光パターンである。本発明の第２実施形態としての車両用灯具に適用するプロジェクタユニットの図１（ｂ）に対応する断面図である。従来の車両用灯具の正面図である。図５の車両用灯具に適用するプロジェクタユニットの光路を説明する模式図である。

符号の説明

１主ＬＥＤ
１ａ発光部（主ＬＥＤの）
２主リフレクタ
３凸レンズ
４副ＬＥＤ
４ａ発光部（副ＬＥＤの）
５副リフレクタ
６放熱板
６ａ上面（放熱板の）
６ｂ下面（放熱板の）
１０車両用灯具
１３、１６プロジェクタユニット
Ｄ拡散光学部
Ｐプロジェクタ光学部

Claims

主ＬＥＤの光を、そのままあるいは主リフレクタで反射させた後、凸レンズを介して前方へ出射させるプロジェクタ光学部を備えたプロジェクタユニットを複数個備えた車両用灯具であって、
前記プロジェクタユニットは、前記プロジェクタ光学部の下側部分に、副ＬＥＤの光を副リフレクタで反射させた後、そのまま前方へ出射させる拡散光学部を備えて構成されており、
前記主ＬＥＤは、その発光部を上向きにして前記主リフレクタに対向させて放熱板の上面に固着されることによって前記プロジェクタ光学部の光源を構成しており、
前記副ＬＥＤは、その発光部を下向きにして前記副リフレクタに対向させて前記放熱板の下面に固着されることによって前記拡散光学部の光源を構成していることを特徴とする車両用灯具。
請求項１に記載の車両用灯具であって、
前記副ＬＥＤは、その発光部を後方へ傾けた状態で前記放熱板の下面に固着されていることを特徴とする車両用灯具。