JP2008522371A - Ｌｅｄランプ用ハイブリッド光学系 - Google Patents

Abstract

照明組立体は、自動車から外へ発光するために、自動車に固定するように構成される。照明組立体は、照明組立体を支持し取付けるためのフレームと、フレームに固定したレンズ（１６）を含む。照明組立体はまた、レンズを通して外へ発光するためにレンズから距離を置いた発光ダイオード（１８）をも含む。照明組立体は、レンズと発光ダイオード間に延びるリフレクタ（３０）を更に含む。リフレクタは、放物反射面と、発光ダイオードから発光した光を、光がコリメート光としてレンズを通過するような角度で、放物反射面の外へ向けて方向付ける双曲部品とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車用照明組立体に関する。より詳細には、本発明は、発光ダイオードを用いて光を放射する自動車用照明組立体に関する。

自動車用照明組立体は、一般に、ランプ、反射素子、およびレンズを含んでいる。ランプが光を放射し、この光が反射ユニットによって反射され、レンズを通して集光される。照明組立体は、周辺が暗いとき、運転者が道路上を見ることができる視認性を確保するために用いられる。更に、照明組立体は、車外の人に対して、自動車の方向および減速を知らせるために用いられる。

新しい技術により、白熱灯およびハロゲンランプの代わりに発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることが可能になっている。ＬＥＤは、白熱灯と非常に異なる方法で発光する。ＬＥＤは、殆ど散乱しない略単一方向への光を放射する。従って、従来の方法で、車外の人が照明組立体を見ることができるように光を十分に散乱させることが重要である。いくつかのＬＥＤは、照明組立体用に適した方法で光を散乱させるために役立つ光学部品が固定された状態で製造される。これらのＬＥＤ光学部品の組み合わせは、「サイドエミッティングＬＥＤ」としばしば称される。これらのサイドエミッティングＬＥＤは、ＬＥＤに取付けられた光学部品をベースとするランプ組立体の配置が制限される。このため、自動車全体のデザインに適した独特の照明組立体構造を設計することが難しい。これらの種類のＬＥＤ／光学部品の組み合わせは、少ないＬＥＤによる解決法により適した高出力、高コスト製品にのみ典型的に利用できるのが典型的である。

本発明の一態様によれば、照明組立体は、車外に光を放射できるように、自動車に固定されるように構成されている。照明組立体は、照明組立体を支持し自動車に取付けるフレームとフレームに固定されたレンズとを含んでいる。照明組立体は、また、レンズから離れて配置され、レンズを通して光を外に放射する発光ダイオードを含んでいる。照明組立体は、レンズと発光ダイオードとの間に延びるリフレクタを更に含んでいる。リフレクタは、放物反射面と、発光ダイオードから放射された光を、この光がコリメート光としてレンズを通過するような角度で放物反射面に向けて方向付ける双曲部品とを含んでいる。

添付の図面を勘案して以下の発明の詳細な説明を参照することによって、本発明の利点をより良く理解できるので、本発明の利点を容易に評価することができる。

図１を参照すると、照明組立体が参照符号１０で示されている。照明組立体１０は、自動車１２に固定可能である。照明組立体１０は、外部へ光を放射する。図３に示されているように、照明組立体は、照明組立体１０の外周を定めるフレーム１４を含んでいる。フレーム１４は、照明組立体１０の外周全体の周囲に延びていても、または、延びていなくてもよいが、照明組立体１０を自動車１２に対して所定の位置に維持するために用いられる。

照明組立体１０は、レンズ１６を含んでいる。レンズ１６は、フレーム１４に固定されている。照明組立体１０から放射された光は、レンズ１６を通して放射される。レンズ１６は、ほぼ透明であるのが典型的である。あるいは、レンズ１６は、半透明でもよい。照明組立体１０を、合図用の装置として用いる場合には、レンズ１６を赤、黄または白に着色することができる。照明組立体１０を、自動車１２の運転者が路上を見る補助として用いる場合には、レンズ１６は透明である。

図３および図４に示されているように、発光装置１０は、さらに、レンズ１６から離れて配置されレンズ１６を通して光を照射する発光ダイオード（ＬＥＤ）１８を含んでいる。ＬＥＤ１８は、円錐状のほぼ単一方向に光を放射する。より具体的には、ＬＥＤ１８は、ＬＥＤ１８から発光した光に照らされていないＬＥＤ１８の周辺領域部分の各方向に反射する角度で、ＬＥＤ１８から発光する。ＬＥＤ１８は、回路基板２０に実装され、ＬＥＤ１８および回路基板２０が、単一パッケージを構成するのが典型的である。

照明組立体１０は、さらに、レンズ１６とＬＥＤ１８と間に延びるリフレクタ２２を含んでいる。リフレクタ２２は、ＬＥＤ１８から放射された光を受けるポート２６を囲む放物反射面２４を含んでいる。リフレクタ２２は、ほぼ透明であるので、ＬＥＤ１８からの光はポート２６を通過する。放物反射面２４は、入射した光をレンズ１６の方向へ向ける。放物反射面２４は、放物反射面２４の反射特性効率を最大にするために、金属コーティング２８を施されているのが典型的である。

図２ないし図４に示されているように、リフレクタ２２は、さらに、参照符号３０で示される双曲部品を含んでいる。双曲部品３０は、ほぼ透明であり、レンズ１６を通る光がコリメート光３２となるような角度で、ＬＥＤ１８から放射された光を放物反射面２４の方向に向ける。双曲部品３０は、双曲面３４および屈折面３６を有する。双曲面３４は、全反射を利用する。双曲面３４は、放物反射面２４と同様に金属コーティングされているのがよい。これにより、双曲面３４の小さな製造ばらつきにより、双曲面３４で反射しなかったかもしれない光を反射することができるようになる。

ＬＥＤ１８からポート２６を通って放射された光の大部分は、双曲部品３０によって受られ、双曲部品３０の設計に従って屈折させられる。より具体的には、ＬＥＤ１８からポート２６を通って放射された光は、屈折面３６で屈折し、放物反射面２４の方向に向かい、コリメート光３２としてレンズ１６を通って外に出る。ＬＥＤ１８から放射された光の一部が、双曲部品３０の屈折品質を不要とするならば、双曲面３４は、その光を屈折面３６に向けて反射し、ＬＥＤ１８から放射された全ての光を放物反射面２４に向けかつコリメート光３２としてレンズ１６を通して外に向けることにより、照明組立体１０の効率を最大にする。

好ましい実施形態では、リフレクタ２２は、放物反射面２４および双曲部品３０を、単一のほぼ透明なユニットとして含むように加工された反射物品である。リフレクタ２２および照明組立体１０の設計自由度を最大にするためには、双曲部品３０および放物反射面２４を単一ユニットとして設計することができることが重要である。この場合、双曲部品３０および放物反射面２４は数学的に真の双曲・放物形状でなくてもよい。これらは、照明組立体１０の美観設計に基づいて、光の方向を最大にするように設計される。より具体的には、双曲部品３０のデザインを放物反射面２４とを組み合わせることで、照明組立体１０の配置および外形は、ＬＥＤ１８を作るのみのデザインパラメータに限定されない。放物反射面２４および双曲部品３０を両方有するリフレクタ２２を作ることにより、照明組立体１０の効率が確実に最大になるようにする一覧表および調整行為の必要性も減少する。更に、照明組立体１０のコストと、照明組立体１０の組み立て作業とが減少する。

別の実施形態では、図６に示すように、照明組立体１０は、複数の放物反射面２４および双曲部品３０を有してもよい。複数の放物反射面２４および双曲部品３０は、照明組立体１０の全体反射面３８を構成するために用いられる。特定の自動車デザイン用に設計された特定の照明組立体１０用に、全体反射面３８を成形し設計することは当業者により理解されるはずである。多くの全体反射面３８が可能であり、全体反射面３８を作るために、いくつの放物反射面２４および双曲部品３０を用いてもよい。放物反射面２４のエッジ４０は、図６に示すように平行でなくてもよいことがわかる。

図３、図４および図５には、ＬＥＤ１８から放射される光線４２の例が示されている。ＬＥＤ１８から放射された光線４２は、ポート２６を通過し、双曲部品３０に入射する。光線４２は、屈折面３６で屈折光４４で示される方向に屈折するか、または、双曲面３４で反射光４６で示される方向に屈折する。ついで、反射光４６は、屈折面３６を通過するときに屈折する。屈折光４４は、放物反射面２４上の金属コーティング２８に当たり、反射してコリメート光３２になる。図５は、また、光線４２の光路に双曲部品３０が無い場合の屈折光４４の特性に基づいたＬＥＤ１８のファントム焦点４８を示している。反射および屈折光４２により、ファントム焦点４８にＬＥＤ１８を設置する必要がないため、より小型で効率的な照明組立体１０となる。

本発明の説明は例示である。用いられる技術用語は、限定的ではなく、記述された言葉の本質を意図することが理解されるであろう。上記の教示を踏まえて、本発明の多くの変形および改良が可能である。従って、添付の特許請求の範囲の範囲内で、上記以外の態様で本発明を実施できる。

本発明の照明組立体を組み込んだ自動車の部分斜視図である。 照明組立体の拡大斜視図である。 光線を模式的に記載した図１の３−３線に沿った断面図である。 光線を模式的に記載した図３の拡大図である。 光線を模式的に記載した図３の部分拡大図である。 本発明の別の実施形態の部分斜視図である。

Claims (7)

1. 自動車に固定されるように構成され車外を照明する照明組立体であって、
   該照明組立体を支持し自動車に取付けるフレームと、
   該フレームに固定されたレンズと、
   該レンズから離れて配置され前記レンズを通して光を放射する発光ダイオードと、
   前記レンズと前記発光ダイオードとの間に延びるリフレクタとを備え、
   該リフレクタは、放物反射面と、前記発光ダイオードから放射された光をコリメート光として前記レンズを通過するような角度で前記放物反射面に向けて方向付ける双曲部品とを含む、
   ことを特徴とする照明組立体。
2. 前記双曲部品が、前記発光ダイオードから放射された光を反射する双曲面と、前記発光ダイオードから放射され前記双曲面により反射された光を屈折させる屈折面とを含む、
   請求項１に記載の照明組立体。
3. 前記リフレクタは、前記発光ダイオードから放射された光を受けるポートを含む、
   請求項２に記載の照明組立体。
4. 前記放物反射面を覆う金属コーティングを含む、
   請求項３に記載の照明組立体。
5. 前記双曲部品の前記双曲面を覆う金属コーティングを含む、
   請求項４に記載の照明組立体。
6. 前記照明組立体が、複数の前記放物反射面および複数の前記双曲部品を含む、
   請求項５に記載の照明組立体。
7. 自動車に固定されるように構成され、発光ダイオードから放射された光をレンズを通して方向付ける反射物品であって、該反射物品は、
   光を受けるポートと、
   前記光を反射する双曲面と、
   前記光を屈折させて屈折光を作る屈折面と、
   該屈折面から延び前記屈折光を反射してコリメート光にする放物面リフレクタと、を含む、
   ことを特徴とする反射物品。

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