JP2008135315A - ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】フィラメント型ランプと形状寸法を同等として置き換えを可能とし、レンズの形状を複雑にすることなく、発光素子からの光をムラなく効率良く前方に照射することができるランプの提供を目的とする。
【解決手段】レンズ前方に向かうに従って幅径が拡大しレンズ体底部方向から発射されてレンズ体内を透過する発光を上記レンズ体の周壁で全反射させてレンズ体前方へと放射させる全反射レンズ２と、上記レンズ体底部に配置され上記全反射レンズによりレンズ体前方へと放射される発光を発射する第１の発光部４と、上記レンズ体の外周囲に配置され上記レンズ体の外周壁に反射される発光を発射する第２の発光部６とを回路基板上に４組配設する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に用いられるブレーキランプ等のランプに係り、特に従来の電球の代わりにＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を用いることで長寿命としつつ配光性や明るさについても満足する性能を発揮することができるランプに関するものである。

従来、ブレーキランプを始め車両用のランプにはフィラメント型ランプが用いられていて、このフィラメント型ランプは点灯する瞬間に大きな電流、すなわちラッシュカレントが流れることから切れやすく、ＬＥＤや放電管と比べて寿命が短いという問題があった。
しかしながら、上述した従来の車両用のフィラメント型のランプを、より長寿命の放電管やＬＥＤを用いたランプに置き換えるためには、従来とほぼ同じ形状寸法にしなければならず、またこれらは点灯タイミングや視認性に影響する光をムラなく照射する配光性が従来のフィラメント型ランプより劣ることから単純に置き換えることはできなかった。
特開２０００−４０４１２号公報

特に、１個のランプでテールランプとブレーキランプを切り換えて機能させるタイプのランプを、ＬＥＤ等を用いたランプに置き換えることは、形状寸法やその要求される機能からして困難であり、従来のバルブタイプという形状的な規制がなければ可能なものの、従来のバルブタイプのランプと互換性を持たせたものは存在しなかった。

そこで本発明にあっては、上述した課題を解決すべく、フィラメント型ランプと形状寸法を同等として置き換えを可能とし、レンズの形状を複雑にすることなく、発光素子からの光をムラなく効率良く前方に照射することができるランプの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のランプは、レンズ前方に向かうに従って幅径が拡大しレンズ体底部方向から発射されてレンズ体内を透過する発光を上記レンズ体の周壁で全反射させてレンズ体前方へと放射させる全反射レンズと、上記レンズ体底部に配置され上記全反射レンズによりレンズ体前方へと放射される発光を発射する第１の発光部と、上記レンズ体の外周囲に配置され上記レンズ体の外周壁に反射される発光を発射する第２の発光部とを回路基板上に複数配設することを特徴とするものである。

また、全反射レンズは、前方に向かうに従って幅径が拡大するレンズ体の前面中央部にレンズ体前方に向かって突出する凸レンズ部を突設し、且つ、その外周を平面部とするとともに、第１の発光部が配置されるレンズ体底部には略円柱状の中空部を設け、上記第１の発光部から上記中空部の側周面に向かう光が上記レンズ体の屈折率に応じた全反射角以下で入射してレンズ体内を透過しこの光が上記レンズ体の周壁に対して上記全反射角以上で入射し全反射してレンズ体前面の平面部から前方に放射されるとともに、上記第１の発光部から上記中空部の上面に向かう光が上記全反射角以下で入射しレンズ体内を透過して直接レンズ体前面の凸レンズ部から前方に放射されることを特徴とするものである。

また、第１の発光部及び／又は第２の発光部には複数の発光素子を配設することを特徴とするものである。

また、第１の発光部と第２の発光部とを別個に制御、若しくは第１の発光部及び／又は第２の発光部の発光素子の点灯数を制御する制御回路を備えてなることを特徴とするものである。

本発明のランプによれば、レンズ前方に向かうに従って幅径が拡大しレンズ体底部方向から発射されてレンズ体内を透過する発光を上記レンズ体の周壁で全反射させてレンズ体前方へと放射させる全反射レンズと、上記レンズ体底部に配置され上記全反射レンズによりレンズ体前方へと放射される発光を発射する第１の発光部と、上記レンズ体の外周囲に配置され上記レンズ体の外周壁に反射される発光を発射する第２の発光部とを回路基板上に複数配設することで、第１の発光部から全反射レンズ内を通じてレンズ前方への光の放射と、第２の発光部から全反射レンズ外周面に反射して拡散される光の放射が複数あることによって、広い発光域からランプの前方に明るくムラなく光照射することができるとともに、同じ輝度であれば第１の発光部と第２の発光部の組が１つよりも複数の方が、高輝度の発光部一つ分の光量を中輝度の発光部複数個で充当させることができ、これにより発光部の発熱量を抑えることもできる。

また、全反射レンズは、前方に向かうに従って幅径が拡大するレンズ体の前面中央部にレンズ体前方に向かって突出する凸レンズ部を突設し、且つ、その外周を平面部とするとともに、第１の発光部が配置されるレンズ体底部には略円柱状の中空部を設け、上記第１の発光部から上記中空部の側周面に向かう光が上記レンズ体の屈折率に応じた全反射角以下で入射してレンズ体内を透過しこの光が上記レンズ体の周壁に対して上記全反射角以上で入射し全反射してレンズ体前面の平面部から前方に放射されるとともに、上記第１の発光部から上記中空部の上面に向かう光が上記全反射角以下で入射しレンズ体内を透過して直接レンズ体前面の凸レンズ部から前方に放射されることで、第１の発光部からの光は、中空部の中で上面を通る光と側周面を通る光に分かれて、側周面を通る光はレンズ体の屈折率に応じてレンズ体の周壁で全反射して平面部から好適にレンズ体前方に放射され、そして中空部の上面を通る光は凸レンズ部で好適に収束され、このような発光素子用のレンズを複雑な形状とすることなく得られるものである。

また、第１の発光部及び／又は第２の発光部には複数の発光素子を配設することで、高輝度の発光素子一つ分の光量を中輝度の発光素子複数個で充当させることができ、これにより発光素子の発熱量を抑えることが可能となる。

また、第１の発光部と第２の発光部とを別個に制御、若しくは第１の発光部及び／又は第２の発光部の発光素子の点灯数を制御する制御回路を備えてなることで、車両用のコンビネーションランプのごとく、１個のランプでテールランプとブレーキランプを、明るさを変えて機能させることができる。

図１〜図２は、本発明のランプ１を示し、自動車のブレーキランプ、コンビネーションランプを例にとり以下に説明する。ランプ１は、回路基板３の４個所に配置されるそれぞれ２個のミドルパワーのＬＥＤからなる第１の発光部４と、各第１の発光部４に対し光が照射される前方２ａに向うに従って幅径が拡大するレンズ体の底部２ｂを配置し、上記第１の発光部４からレンズ体内を透過する発光を該レンズ体の周壁５で全反射してレンズ体前方２ａへ放射すべく前方２ａに向うに従って徐々に幅径が拡大する形状である略逆円錐台状に成形された全反射レンズ２と、回路基板３における第１の発光部４の外周側の近傍に配置される２個のミドルパワーのＬＥＤからなる第２の発光部６と、上記全反射レンズ２を囲繞して係合すべく上面４個所に係合孔８を設け上記第２の発光部６からの発光を拡散する半透明の拡散レンズ７と、上記第１の発光部４と第２の発光部６を発光制御する制御基板（図示せず）を収納するソケット部９から構成されている。

全反射レンズ２は、図３に示すごとく、その周壁５をレンズ底部２ｂからレンズ前方２ａにかけて外側に少し膨らんだ独特の曲面に形成するとともに（その断面は連続する曲面に限られず、複数の傾斜面で形成してもよい）、レンズ前面の外周部分を平面部１１としかつその中央部には前方が凸となる凸レンズ部１２を、レンズ前面より一段低い位置から前方に向かい突設形成している。そして、全反射レンズ２の下部には、第１の発光部４を配設するのには充分すぎる高さからなる略円柱形状の中空部１３を、レンズ底部２ｂからレンズ高さの約１／３の深さに凹設して形成している。この中空部１３の上面１３ａは、レンズ下方に向かって凸状の球面からなるとともに、中空部１３の側周面１３ｂは、レンズ底部２ｂからレンズ前方２ａに向かって穴径が徐々に狭くなる若干のテーパーを設けてなり、これにより中空部１３を略円柱形状に形成している。この中空部１３の穴径・高さ・テーパーは、そこに配置する第１の発光部４の寸法や、レンズの材質に応じた屈折率やレンズの外形寸法等に応じて設定される。

このような構成からなる全反射レンズ２によれば、図３に示すごとく、第１の発光部４から照射される光のうち、上記中空部１３の上面１３ａに向かう光は、上面１３ａの凸曲面に入射（レンズの屈折率に応じた全反射角以下である）して収束されレンズ内を直進し、レンズ前面の凸レンズ部１２で集光される方向に屈折してレンズ前方２ａに照射される。本実施例にあっては、凸レンズ部１２の曲率をアクリルのレンズの屈折率に応じて設定することで凸レンズ部１２を通る光を平行光に近いものとするものである。そして、第１の発光部４から上記中空部１３の側周面１３ｂに向かう光は、側周面１３ｂに対しレンズの屈折率に応じた全反射角以下で入射して屈折し、周壁５に対して上記全反射角以上で入射することで全反射し、レンズ前面の平面部１１を通ってレンズ前方２ａに照射されるものである。

図４は、本発明のランプにおける第１の発光部４と第２の発光部６の光路を模式的に示すものであり、第１の発光部４からの光は上述したごとく全反射レンズ２により収束されて平行光に近い光を前方２ａに照射する。一方、第１の発光部４の近傍に配置された２個のミドルパワーの第２の発光部６からの光にあっては、拡散レンズ７側に向かう光は拡散レンズ７で屈折してレンズの斜め前方に照射され、またレンズの中心方向に向かう光は全反射レンズ２で大きく屈折して８０°近い側方にまで照射され、さらに全反射レンズ２の上部に向かう光は反射して拡散レンズ７で屈折してレンズの斜め前方に照射されるものである。これにより自動車のブレーキランプ、コンビネーションランプ等に要求されている前方のあらゆる方向にムラなく光照射するという配光性を満足することができる。

特に図示しないが、ソケット部１０内部に収納する第１の発光部４と第２の発光部６を発光制御する制御基板において、例えばテールランプ点灯操作時に第２の発光部６を点灯させ、ブレーキ操作時にはこの第２の発光部６に加え第１の発光部４も追加して点灯させる構成とすることにより、コンビネーションランプとして機能させることが可能となるものである。

尚、上述した実施例にあっては、車両用のテールランプとブレーキランプを切換可能なランプについて説明したが、これに限定されることなく、通常のフィラメントランプと交換することが可能なランプとしてもよいものである。また、本実施例にあっては第１の発光部４と第２の発光部６の組を４組として説明したが、これに限定されることなく、複数であればよいものである。

本発明のランプの斜視図である。 本発明のランプの分解斜視図である。 本発明のランプにおける全反射レンズの光路の説明図である。

符号の説明

１ ランプ
２ 全反射レンズ
２ａ 前方
２ｂ 底部
３ 回路基板
４ 第１の発光部
５ 周壁
６ 第２の発光部
７ 拡散レンズ
８ 係合孔
９ ソケット部
１１ 平面部
１２ 凸レンズ部
１３ 中空部

Claims (4)

1. レンズ前方に向かうに従って幅径が拡大しレンズ体底部方向から発射されてレンズ体内を透過する発光を上記レンズ体の周壁で全反射させてレンズ体前方へと放射させる全反射レンズと、上記レンズ体底部に配置され上記全反射レンズによりレンズ体前方へと放射される発光を発射する第１の発光部と、上記レンズ体の外周囲に配置され上記レンズ体の外周壁に反射される発光を発射する第２の発光部とを回路基板上に複数配設することを特徴とするランプ。
2. 全反射レンズは、前方に向かうに従って幅径が拡大するレンズ体の前面中央部にレンズ体前方に向かって突出する凸レンズ部を突設し、且つ、その外周を平面部とするとともに、第１の発光部が配置されるレンズ体底部には略円柱状の中空部を設け、上記第１の発光部から上記中空部の側周面に向かう光が上記レンズ体の屈折率に応じた全反射角以下で入射してレンズ体内を透過しこの光が上記レンズ体の周壁に対して上記全反射角以上で入射し全反射してレンズ体前面の平面部から前方に放射されるとともに、上記第１の発光部から上記中空部の上面に向かう光が上記全反射角以下で入射しレンズ体内を透過して直接レンズ体前面の凸レンズ部から前方に放射されることを特徴とする請求項１記載のランプ。
3. 第１の発光部及び／又は第２の発光部には複数の発光素子を配設することを特徴とする請求項１又は２記載のランプ。
4. 第１の発光部と第２の発光部とを別個に制御、若しくは第１の発光部及び／又は第２の発光部の発光素子の点灯数を制御する制御回路を備えてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のランプ。

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