JP2008204875A - 車両用灯具 - Google Patents

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Michiyoshi Shinozuka
徹孔 篠塚
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Ichikoh Ind Ltd
市光工業株式会社
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Abstract

【課題】本発明は、単一部材により構成され、LED本体に直接に、しかも簡単に装着でき、発光源としてのLEDに対してレンズや導光部材などの光学素子の位置を正確に位置決め可能な車両用灯具を提供する。
【解決手段】本発明の車両用灯具には、発光部23と発光部23への給電のための一対の電極部24,24とを一体に有するLED本体部22と、LED本体部22を背部から着脱可能に装着するLED装着用開口30を有しかつ発光部23からの出射光を前面に導光するフレネルレンズ28A(光学素子)を頂壁部28に一体に有するキャップ部材26と、LED装着用開口30の側壁部29a,29bに一体に設けられかつLED本体部22に係合する係合部27とを有し、キャップ部材26をLED本体部22にLED装着用開口30側から被せかつ係合部27をLED本体部22に直接係合させることによってキャップ部材26がLED本体部22に装着される。
【選択図】図3

Description

本発明は、発光源としてのLEDと、このLEDの発光光軸上にレンズや導光部材などの光学素子を取り付けるための光学素子アタッチメントとからなる車両用灯具に関する。

従来から、発光源としてのLEDと、このLEDの発光光軸上にレンズや導光部材などの光学素子を取り付けるための光学素子アタッチメントとからなる車両用灯具が知られている(例えば、特許文献1等参照)。

図1は従来例の車両用灯具の分解斜視図であり、図2は図1のA−A断面の組立状態における断面図である。

本従来例の車両用灯具は、図1に示すように、導光部1と、光源部2と、カバー部3とによって構成され、本従来例に係る光学素子アタッチメントは、これらのうち導光部1とカバー部3とによって構成されている。

導光部1は、透光性と可撓性とを有する樹脂によって形成されており、棒状を呈したレンズ部4と、レンズ部4の端部に一体形成された光源装着部5とを有している。

光源装着部5には、レンズ部4の端部に繋がる平面視略長方形状のベース部6が形成されている。

ベース部6の長手方向両側部中央には、ベース部6を挟んでレンズ部4とは反対側に、互いに対向している一対の係合爪部7,7がそれぞれ形成されている。

ベース部6の一方の対角位置には、係合爪部7,7と同じ側に一対の位置決めリブ8,8がそれぞれ形成され、位置決めリブ8,8の長さは係合爪部7,7の長さより短く設定されている。

光源部2は、平面視略長方形状のプリント基板9と、発光源としてのLED10とによって構成されている。

プリント基板9の表面側中央にはLED10が取り付けられており、LED10の発光光軸はプリント基板9の基板面に垂直な方向を向いている。

プリント基板9の長手方向両側部中央には、一対の略矩形形状の切り欠き部11,11がそれぞれ設けられている。

カバー部3は、開口部12を備えた略筐体形状を呈しており、対向している一対の側壁13,13の中央部に切り欠き部14,14が形成されており、これらの一対の切り欠き部14,14はそれぞれ底壁15の両側部中央に達している。

底壁15両側部中央の端部16,16からは、切り欠き部14,14の幅と略同一幅の被係合部17,17が開口部12の方向にそれぞれ延びている。

被係合部17,17の先端部は、それぞれ略L字形状に屈曲しており、各端面18,18はそれぞれ開口部12の方向に向いている。

次に、本従来例の車両用灯具の組立方法を説明する。

プリント基板9の表面側を導光部1のベース部6に向けて、光源装着部5の係合爪部7,7がプリント基板9の切り欠き部11,11に嵌合した状態にして、プリント基板9を光源装着部5に押入すると、プリント基板9が位置決めリブ8,8の先端部8a,8aに突き当たる。

このように、位置決めリブ8,8によってプリント基板9の押入が制限されるので、レンズ部4の位置に対するLED10の位置がLED10の発光光軸方向に位置決めされる。

そして、カバー部3をプリント基板9側から光源装着部5に嵌め込むと、プリント基板9は、図2に示すように、位置決めリブ8,8の先端部8a,8aと被係合部17,17の端面18,18とによって挟持されると共に、カバー部3と係合爪部7,7とによって周囲が包囲された状態になる。

このとき、被係合部17,17の各係合面17a,17aが、係合爪部7,7の係止面7a,7aとそれぞれ係合して、カバー部3は光源装着部5に固定される。
特開2005−317352号公報

ところで、上述したように、従来例の車両用灯具では、LED10を専用のプリント基板9に予め取り付けた上で、プリント基板9を導光部1の位置決めリブ8,8とカバー部3の被係合部17,17とによって挟持して固定する構造になっている。

このため、LED10にレンズ部4を取り付けるために、LED10を専用のプリント基板9に予め取り付けておく必要があるだけでなく、プリント基板9以外に導光部1とカバー部3との2部材を必要とし、組立に手間が掛かかるだけでなく、製造コストが増加するおそれがあった。

しかも、組立後は、プリント基板9がカバー部3と係合爪部7,7とによって包囲されるので、プリント基板9の位置調整ができず、このためレンズ部4の位置に対するLED10の位置の微調整ができないという問題があった。

また、仮に光学素子アタッチメントをプリント基板9を介さずにLED10の本体に直接係合固定するように構成したとすると、LED10はプリント基板9に比べて非常に小さいために、装着した際の遊びが大きくなる可能性があり、光学素子の位置が不安定になり、光学素子の性能が発揮できない可能性があった。

そこで、本発明は、単一部材により構成され、LED本体に直接に、しかも簡単に装着でき、発光源としてのLEDに対してレンズや導光部材などの光学素子の位置を正確に位置決め可能な車両用灯具を提供することを目的にしている。

上記目的を達成するために請求項1に記載された発明は、発光源としてのLEDと該LEDへの給電のための一対の電極部とを一体に有するLED本体部と、
該LED本体部を背部から着脱可能に装着する開口を有しかつ前記LEDからの出射光を前面に導光する光学素子を前面部に一体に有するキャップ部材と、
前記開口の周壁に一体に設けられかつ前記LED本体部に係合する係合部と、
を有し、
前記キャップ部材を前記開口側から前記LED本体部に被せかつ前記係合部を前記LED本体部に直接係合させることによって前記キャップ部材が前記LED本体部に装着される車両用灯具を特徴としている。

そして、請求項2に記載された発明は、前記係合部は、
前記LED本体部に係合することにより前記キャップ部材が前記LED本体部から抜けるのを防止する係止爪部と、
前記一対の電極部に前記被せる方向からそれぞれ当接しかつ前記LEDの位置に対する前記光学素子の位置を位置決めする一対の当接部と、
によって構成され、
前記係止爪部と前記当接部との協働により前記キャップ部材を前記LED本体部に係合固定する請求項1に記載の車両用灯具を特徴としている。

また、請求項3に記載された発明は、前記キャップ部材の周壁に前記LEDから放射される光を通過させる窓部が設けられている請求項1または請求項2に記載の車両用灯具を特徴としている。

このように構成された本発明の請求項1記載のものは、キャップ部材に光学素子と係合部とが一体に設けられているので、キャップ部材は単一部材となっており、従来例の車両用灯具に比べて部材量を抑えることができるだけでなく、製造コストの増加を抑制できる。

しかも、キャップ部材は係合部によりLED本体部に係合させるだけで固定されるので、キャップ部材をLED本体部にワンタッチで装着できる。

さらに、キャップ部材がLED本体部に直接係合固定されるので、LED本体部に対して光学素子の安定な装着が可能になり、製品の光学的性能にバラツキがなく、光学素子の光学性能が安定に発揮できる。

そして、本発明の請求項2記載のものは、係止爪部と当接部との協働により、LEDの位置に対する光学素子の位置が位置決めされるので、光学素子の光学的性能を十分に発揮できる。

さらに、キャップ部材をLED本体部に装着すると同時に、LEDの位置に対して光学素子の位置が位置決めされるので、別途、位置調整などの微調整作業を行う必要が無く、組み付け工程を簡略化できる。

また、本発明の請求項3記載のものは、キャップ部材の周壁に窓部が設けられているので、LEDの発光光軸方向に対して側方に放射される光を、例えば、導光部材などを用いて導光することによって有効に利用することができる。

しかも、キャップ部材の周壁に窓部が設けられているので、LEDの放熱性がよい。

以下、本発明に係る実施の形態を実施例に基づいて説明する。

〈構成〉
図3および図4は、本発明に係る光学素子アタッチメントと本発明に係るチップLEDとの斜視図であり、チップLEDに光学素子アタッチメントを装着する前の図である。

図3または図4において、21は本発明に係るチップLEDであり、チップLED21は、LED本体部22と、発光部23と、発光部23への給電のための一対の電極部24,24とによって構成されている。

LED本体部22は略正四角柱形状を呈しており、LED本体部22には、LED本体部22の前面側略中央に略ドーム形状の発光部23と、LED本体部22の背面側両側付近に一対の板状の電極部24,24とが一体に設けられている。

発光部23は半透明樹脂によって形成されており、内部にLED光源を内蔵している。また、一対の電極部24,24は、全体として、それぞれ略L字形状に湾曲している。

電極部24は脚部24aと接合部24bとを備え、一対の脚部24a,24aはLED本体部22の背面両側付近からそれぞれ垂直に延び、一対の接合部24b,24bは一対の脚部24a,24aの各後端縁からそれぞれ一対の脚部24a,24aに垂直に互いに遠ざかる向きに延びている。

これらの一対の接合部24b,24bは、それぞれ配線基板(図示省略)に接合される。

図3または図4において、25は本発明に係る樹脂製の光学素子アタッチメントであり、光学素子アタッチメント25は、レンズや導光部材などの光学素子が一体に設けられたキャップ部材26と、キャップ部材26の後端部に設けられた係合部27とによって構成されている。

キャップ部材26は、略正方形状の頂壁部28と、頂壁部28の各辺からそれぞれ略後方に延びる略等脚台形形状の側壁部29a,29a,29b,29bとによって構成されている。

側壁部29aと側壁部29bとは隣接し、側壁部29aと側壁部29aおよび側壁部29bと側壁部29bは、それぞれ互いに対向しており、これらの測壁部29a,29a,29b,29bによってLED装着用開口30が形成されている。

LED本体部22は、LED装着用開口30を介してキャップ部材26の背部からキャップ部材26に着脱可能に装着される。

本実施例に係る光学素子アタッチメント25には、発光部23からの出射光を前面に導光するフレネルレンズ28A(光学素子)が頂壁部28に一体に設けられており、チップLED21に光学素子アタッチメント25を装着した際に、フレネルレンズ28Aの焦点位置に発光部23のLED光源が位置するように設定されている。

図4に示すように、LED装着用開口30の周囲の側壁部29a,29a,29b,29bには、LED本体部22に係合する係合部27が一体に設けられている。

係合部27は、一対の係止爪部27a,27aと、一対の当接脚部27b,27bとによって構成されている。

対向している一対の側壁部29a,29aの各後端部からは、後方に向かって一対の係止爪部27a,27aがそれぞれ延びており、一対の係止爪部27a,27aは可撓性を有し、一対の係止爪部27a,27aの各後端部には、それぞれ係合爪27c,27cが内側に向かって対向するように形成されている。

また、キャップ部材26の対向している一対の側壁部29b,29bには略台形形状の窓部31,31がそれぞれ形成されている。

さらに、一対の側壁部29b,29bの各後端部からは後方に向かって一対の当接脚部27b,27bがそれぞれ延びており、当接脚部27b,27bの各後端縁には端面27d,27dがそれぞれ形成されている。

このように、キャップ部材26の各側壁部29b,29bには発光部23から放射される光を通過させる窓部31,31がそれぞれ設けられている。

また、係合部27は、LED本体部22に係合することにより光学素子アタッチメント25がLED本体部22から抜けるのを防止する係止爪部27a,27aと、一対の電極部24,24にそれぞれ当接しかつ発光部23の位置に対するフレネルレンズ28A(光学素子)の位置を装着方向(被せる方向)について位置決めする当接脚部27b,27bとによって構成されている。

〈装着方法〉
図5は、本発明に係る光学素子アタッチメント25が、本発明に係るチップLED21に装着された状態を示す斜視図であり、図6は図5のB矢視方向から見た側面図、図7は図5のC矢視方向から見た側面図である。また、図8は図7のB−B断面の断面図である。

図5に示すように、キャップ部材26をLED装着用開口30側からLED本体部22に被せる。

このとき、一対の係止爪部27a,27aがLED本体部22の対向している一対の側壁によって押し広げられ、これらの一対の側壁の外側面を一対の係合爪27c,27cが乗り越えると、一対の係合爪27c,27cがLED本体部22の後端面22aの周縁部22b,22bにそれぞれ係合する。

そして、図6または図7に示すように、当接脚部27b,27bの各端面27d,27dが、一対の電極部24,24の各接合部24b,24bの前面側にそれぞれ当接する。

このように、一対の係止爪部27a,27aと一対の当接脚部27b,27bとの協働により、これらの係合部27がLED本体部22に直接係合してキャップ部材26がLED本体部22に装着される。

このとき、図8に示すように、光学素子アタッチメント25の側壁部29a,29a,29b,29bの各内側面とLED本体部22の前端面の周縁とは近接しており、光学素子アタッチメント25をLED本体部22に対して被せる方向に垂直な方向に動かすと、側壁部29a,29a,29b,29bの内側面とLED本体部22の前端面の周縁とが当接するので、光学素子アタッチメント25はチップLED21に対して被せる方向に垂直な方向にほぼ位置決めされる。

〈作用効果〉
キャップ部材26にフレネルレンズ28A(光学素子)と係合部27とが一体に設けられているので、光学素子アタッチメント25は単一部材となっており、従来例の車両用灯具に比べて部材量を抑えることができるだけでなく、製造コストの増加を抑制できる。

また、キャップ部材26は係合部27によりLED本体部22に係合させるだけで固定されるので、キャップ部材26をLED本体部22にワンタッチで装着できる。

そして、キャップ部材26がLED本体部22に直接係合固定されるので、発光部23に対してフレネルレンズ28A(光学素子)の安定な装着が可能になり、製品の光学的性能にバラツキがなく、フレネルレンズ28A(光学素子)の光学性能が安定に発揮できる。

また、係止爪部27a,27aと当接脚部27b,27bとの協働により、発光部23の位置に対するフレネルレンズ28A(光学素子)の位置が位置決めされるので、フレネルレンズ28A(光学素子)の光学的性能を十分に発揮できる。

さらに、キャップ部材26をLED本体部22に装着すると同時に、発光部23に対してフレネルレンズ28A(光学素子)の位置が位置決めされるので、別途、位置調整などの微調整作業を行う必要が無く、組み付け工程を簡略化できる。

さらに、キャップ部材26の側壁部29b,29bに窓部31が設けられているので、LED光源の発光光軸方向に対して側方に放射される光を、例えば、導光部材などを用いて導光することによって有効に利用することができる。

そして、キャップ部材26の側壁部29b,29bに窓部31が設けられているので、チップLED21の放熱性がよい。

また、当接部としての当接脚部27b,27bが側壁部29b,29bの後端部から後方に向かって延びるように設けられているので、当接部を側壁部29a,29bの内部に設ける場合に比べて当接部の成形が容易に行える。

さらに、当接脚部27b,27bの各端面27d,27dが、配線基板に接合された接合部24b,24bにそれぞれ当接するので、キャップ部材26が配線基板(図示省略)に接合された接合部24b,24bを介してLED本体部22に安定に装着される。

ところで、仮に、光学素子アタッチメント25に一対の当接脚部27b,27bが設けられていないものとすると、図6または図8に示すように、光学素子アタッチメント25の側壁部29a,29a,29b,29bの各内側面とLED本体部22の前端面の周縁との間には僅かな隙間Sが形成されているので、光学素子アタッチメント25をチップLED21に装着した際にチップLED21に対して光学素子アタッチメント25は不安定な装着状態になる。

しかしながら、本実施例の光学素子アタッチメント25には、一対の当接脚部27b,27bが設けられており、当接脚部27b,27bの各端面27d,27dが、一対の電極部24,24の各接合部24b,24bの前面側にそれぞれ当接する。

このため、図6または図7に示すように、一対の係合爪27c,27cがLED本体部22の後端面22aの周縁部22b,22bをそれぞれ前方に押圧する力F1と、当接脚部27b,27bの各端面27d,27dが一対の電極部24,24の各接合部24b,24bの前面側をそれぞれ後方に押圧する力F2との協働によりキャップ部材26がLED本体部22に安定に係合固定される。

〈フレネルレンズ28Aの作用効果〉
本実施例の光学素子アタッチメント25は、光学素子としてフレネルレンズ28Aが設けられている。

図6または図7に示すように、LED光源がフレネルレンズ28Aの略焦点位置に位置するようにフレネルレンズ28Aが配置されているので、LED光源から発せられた光はフレネルレンズ28Aにより、ほぼ平行光線となって前方に放射される。

〔変形例1〕
図9は、変形例1の光学素子アタッチメントが本発明に係るチップLEDに装着された状態を示す斜視図である。

図10は、図9のD矢視方向から見た側面図である。

図9または図10に示される光学素子アタッチメント25には、光学素子として拡散プリズム28Bが設けられている。

図10に示すように、LEDから発せられた光が拡散プリズム28Bの後部面に導入されると、拡散プリズム28Bの内部で円錐面における全反射が生じ、前面側から見てLEDの発光光軸を中心にして、ほぼ放射状に光が放射される。

〔変形例2〕
図11は、変形例2の光学素子アタッチメントが本発明に係るチップLEDに装着された状態を示す斜視図である。変形例2の光学素子アタッチメントは、光学素子として円錐型プリズムが設けられている。

図12は、図11のE矢視方向から見た側面図である。

図11または図12に示される光学素子アタッチメント25には、光学素子として円錐型プリズム28Cが設けられている。

図12に示すように、LEDから発せられた光が円錐型プリズム28Cの後部面に導入されると、円錐型プリズム28Cの後部面および前面における屈折により、ほぼ平行光線となって前方に放射され、一部の光は円錐型プリズム28Cの後部面により反射されて窓部31,31から放射される。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

なお、本実施例の光学素子アタッチメント25では、側壁部29b,29bに窓部31に窓部が設けられているが、必ずしも、側壁部29b,29bに窓部31が設けられていなくてもよい。

従来例の車両用灯具の分解斜視図である。 図1のA−A断面の組立状態における断面図である。 本発明に係る光学素子アタッチメントと本発明に係るチップLEDとの斜視図であり、チップLEDに光学素子アタッチメントを装着する前の図である。 本発明に係る光学素子アタッチメントと本発明に係るチップLEDとの斜視図であり、チップLEDに光学素子アタッチメントを装着した後の図である。 本発明に係る光学素子アタッチメントが本発明に係るチップLEDに装着された状態を示す斜視図である。 図5のB矢視方向から見た側面図である。 図5のC矢視方向から見た側面図である。 図7のB−B断面の断面図である。 変形例1の光学素子アタッチメントが本発明に係るチップLEDに装着された状態を示す斜視図である。変形例1の光学素子アタッチメントは、光学素子として拡散プリズムが設けられている。 図9のD矢視方向から見た側面図である。 変形例2の光学素子アタッチメントが本発明に係るチップLEDに装着された状態を示す斜視図である。変形例2の光学素子アタッチメントは、光学素子として円錐型プリズムが設けられている。 図11のE矢視方向から見た側面図である。

符号の説明

22 LED本体部
23 発光部(LED)
24 電極部
26 キャップ部材
27 係合部
27a 係止爪部
27b 当接脚部(当接部)
28 頂壁部(前面部)
28A フレネルレンズ(光学素子)
28B 拡散プリズム(光学素子)
28C 円錐型プリズム(光学素子)
29a,29b 側壁部(周壁)
30 LED装着用開口(開口)
31 窓部

Claims (3)

  1. 発光源としてのLEDと該LEDへの給電のための一対の電極部とを一体に有するLED本体部と、
    該LED本体部を背部から着脱可能に装着する開口を有しかつ前記LEDからの出射光を前面に導光する光学素子を前面部に一体に有するキャップ部材と、
    前記開口の周壁に一体に設けられかつ前記LED本体部に係合する係合部と、
    を有し、
    前記キャップ部材を前記開口側から前記LED本体部に被せかつ前記係合部を前記LED本体部に直接係合させることによって前記キャップ部材が前記LED本体部に装着されることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記係合部は、
    前記LED本体部に係合することにより前記キャップ部材が前記LED本体部から抜けるのを防止する係止爪部と、
    前記一対の電極部に前記被せる方向からそれぞれ当接しかつ前記LEDの位置に対する前記光学素子の位置を位置決めする一対の当接部と、
    によって構成され、
    前記係止爪部と前記当接部との協働により前記キャップ部材を前記LED本体部に係合固定することを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
  3. 前記キャップ部材の周壁に前記LEDから放射される光を通過させる窓部が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用灯具。
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