JP2009158276A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来、多数の小型ＬＥＤランプを光源とするテールランプなどにおいては、個々のＬＥＤランプの存在が明確に認識され、発光面に明るさのムラを生じて、見栄えを損なうなどの問題点を生じていた。
【解決手段】本発明により、中心線を水平方向とした放物線を、中心線と直交方向に移動して得られる放物柱面の下半部、若しくは、上半部を反射面とし、この放物柱面の焦点Ｆから所定距離を置いて一対のＬＥＤランプを中心線上に設置することで、車両に取付けた状態での垂直方向にのみ集束させ、水平方向には平面鏡による広い反射角を得られるものとして、理想的な配光特性が得られる車両用灯具の実現を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具に関するものであり、特に小型のＬＥＤランプを用いて、広い発光面積を得るときに、レンズなどに繁雑なカットを用いることなく、輝度ムラが少なく、広い発光面積が得られる構成の車両用灯具の提供を目的とするものである。

従来の、この種のＬＥＤランプ９１を光源とする灯具ユニット９０の構成の例を示すものが図７であり、図示の状態で光軸を傾けて取付けられたＬＥＤランプ９１の照射方向には、略扇型に形成された反射面９２が設けられており、前記反射面９２には、前記ＬＥＤランプ９１から投射された光を平行光として反射する反射パターン９２ａが設けられている。

このように、反射面９２の形状を形成したことで、例えば、図８に示すように、ＬＥＤランプ９１が中心となるように灯具ユニット９０を組合わせれば、外形を略円形とする灯具８０が形成可能となり、また、図９に示すように前記した略扇型の反射面９２を上下が交互となるように組合わせれば、略長方形の灯具８１が形成可能となる。
特開２００１−１１８４０８号公報

しかしながら、前記した従来の灯具ユニット９０の構成においては、図７でも明らかなように、反射面９２の扇型に拡がった部分はＬＥＤランプ９１から距離が最も離れる部分となるので、距離の二乗に反比例して光量が減衰するものとなり、扇形の中心部、即ち、ＬＥＤランプの直近の部分に比べて明らかに明るさが不足するものとなる。

また、ＬＥＤランプ９１自体が正面は光量が多く、斜め方向に向かう光ほど光量が低下する配光特性を有しているので、上記した傾向は一層に助長され、この結果、灯具ユニット９０自体としても、複数を組み合わせて灯具を構成した状態においても、光ムラを生じやすいという問題点を生じていた。

本発明は前記した従来の課題を解決するための手段として、直交する水平線と垂直線とを想定し、前記交点から前記垂直線上の上下方向の２点と、水平線上の１点に２ｆの距離を設定して、焦点Ｆが前記交点に存在し係数が０．５で、焦点距離ｆを有する放物線を得ると共に、前記放物線の前記水平線から下半部の曲面を前記水平線で平行移動させることで放物柱面を形成し、この放物柱面の凹面側を反射面とすると共に、略前記焦点距離ｆの間隔を有する少なくとも２個のＬＥＤを１組とした光源を前記焦点Ｆを略中心とし前記水平線と平行方向で且つ発光面を下向きとして設置したことを特徴とする車両用灯具を提供することで課題を解決するものである。

本発明により、係数が０．５の放物柱面の反射面の焦点Ｆの前後に、２個のＬＥＤランプを略焦点距離ｆの間隔を設けて一組とした一対のＬＥＤランプの複数組を、前記反射面側に発光部を向けて配置した車両用灯具としたことで、反射面に配光特性を設定するカットなどを施すことなく、例えば、ストップ／テールなどに適する均一な配光が得られるものとなるり、構成の簡素化が可能となる。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すものは本発明に係る車両用灯具であり、この車両用灯具１には、反射面２が設けられている。そして、この反射面２は、図２に断面で示すように、本発明では中心軸Ｘを水平方向とした放物線Ｒを基準とする放物柱面２１の下半部で形成されている。

ここで、前記放物柱面２１の形成方法について説明を行えば、図２に示すように、先ず、直交する交点Ｐを有する水平線Ｈと垂直線Ｑとを想定し、前記交点Ｐから前記垂直線Ｑ上の上下方向の２点と、水平線Ｈ上の１点に２ｆの距離を設定して、焦点Ｆが前記交点Ｐに存在し係数が０．５で、焦点距離ｆを有する放物線Ｒを得て、この放物線Ｒを前記水平線Ｈと垂直線Ｑとに直交する方向に移動させたときの軌跡として放物柱面２１を得る。

本発明では、このようにして得られた放物柱面２１の、前記水平線Ｈから下半部をもって、反射面２とするものであり、従って、前記交点Ｐが移動したときの軌跡が、この反射面２の焦点Ｆとなり、よって、焦点Ｆは、前記反射面２の上端寄りにライン状に存在（図１参照）するものとなる。

尚、この実施例では、上記にも述べたように、前記反射面２は、上記のようにして得られた放物柱面２１の水平線Ｈよりも下半部を持って反射面２を形成するものしているが、本発明はこれを限定するものではなく、前記水平線Ｈから上半部を持って反射面としても良いものである。

そして、図１及び図３に示すように、前記反射面２には、この実施例では２個で一対としたＬＥＤランプ３（３ａ、３ｂ）が、反射面２に光が達する方向として取付けられている。よって、反射面２として水平線Ｈより下半部が採用されているときには、ＬＥＤランプ３は、発光する側を前記反射面２側に向かうように、即ち、下向きとして取付けられている。

また、本発明では、上記ＬＥＤランプ３は、基本的には一対が焦点距離ｆと略同一の距離を離して組合わされており、そして、前記反射面２には、上記した線状の焦点Ｆを中心として直角方向、即ち、照射方向に向かい複数組が設置されるものとなる。以下、前記ＬＥＤランプ３の、照射方向側、言い換えれば、反射面２（放物線）が開く側に存在するものを前側ＬＥＤランプ３ａと称し、反射面２（放物線）が閉じる側に存在するものを後側ＬＥＤランプと称する。

ここで、図３において、放物面と光源との相互位置に関する一般的な特性について述べれば、反射面２が放物面であり、且つ、水平線Ｈよりも下半部で構成されている場合であれば、前側ＬＥＤランプ３ａからの光線が、この前側ＬＥＤランプ３ａの直下方向の反射面２に反射した後には上向き光として反射が行われる。そして、直下方向から側面方向に光が達する方向がずれるに従い、上向き量は減少し、焦点Ｆの水平方向では水平方向に反射するものとなる

これに対して、後側ＬＥＤランプ３ｂからの光線は、直下方向の反射面２に反射した後には下向き光として反射が行われ、そして、光が放射される方向が直下方向から側面方向にずれるに従い、下向き量は減少し、焦点Ｆの水平方向では水平方向に反射するものとなる。

このときに、前記前側ＬＥＤランプ３ａを前記焦点Ｆから更に前に設置するなどの手段で一層に反射光に上向き角を強めるなどの調整が自由に行えるものであるので、所望の配光が得られるように、前側ＬＥＤランプ３ａの焦点Ｆからの距離を調整するなどは自在であり、これは、後側ＬＥＤランプ３ｂにおいても同様である。

図４は、本発明に係る車両用灯具１を正面方向からみた状態で示すものであり、反射面２の上端には、この実施例では２１対のＬＥＤランプ３（３ａ、３ｂ）が取付けられている。そして、図中に実線で示された略貝殻状の枠線３Ａは前側ＬＥＤランプ３ａからの光が反射面２に達する範囲であり、この位置から所定の方向性をもって光が放射されるので、配光特性としては明るさに相当の均一性が期待できるものとなること明確である。

また、図中に破線で示す枠線３Ｂは、後側ＬＥＤランプ３ａからの光の反射面２で反射する位置であり、上記した前側ＬＥＤランプ３ａからの光が反射面２に達する範囲ともほぼ同一位置として重複しており、相互に補完して配光は一層に均一性が向上するものとなることが期待できる。

また、図４においては、前記反射面２に、前記ＬＥＤランプ３からの直射光が到達する範囲が、枠線３Ａ、３Ｂ共に上方が狭くなっており、反射面２の上方では光量不足を生じるように見えるが、この部分はＬＥＤランプ３からの距離が近く光束密度が高い部分であり、しかも、上記にも説明したように左右方向にも拡がる反射が行われる位置であるので、この点からも、上下方向の輝度ムラは生じないものとなる。

加えて、本発明により、反射面２を放物柱面としたことで、前記反射面は、主として上下方向への光の制御を行うものとなり、即ち、照射角が上下方向に狭く、左右方向に広い配光特性を形成することが容易なものとなって、例えば、テールランプ、ストップランプ、あるいは、フォグランプなどに最適な配光特性が、極めて容易に得られるものとなり、配光設計が簡便化する。

ここで、本発明の車両用灯具１の構成では、ＬＥＤランプ３（３ａ、３ｂ）が、反射面２からの反射光の光路と干渉しない位置に設けられているものであるので、例えば、ＬＥＤランプ３（３ａ、３ｂ）として面実装型のものを採用し、ＬＥＤランプ３（３ａ、３ｂ）の全てを、例えば、プリント回路基板上に一体に組み立てるなども可能であり、この点からも、構成、組立の簡素化が可能となる。

図５に示すものは、本発明の第二実施例であり、前の第一実施例（図１参照）では、反射面２を水平線Ｈから下半部を用いて形成したものを使用していたが、本発明においては、反射面１２は水平線Ｈから上半部となる部分を用いたものであっても良く、全く同じ作用、効果が得られるものとなる。

但し、ＬＥＤランプ１３は、第一実施例では、前側ＬＥＤランプ３ａを、焦点Ｆからの距離を調整することで、反射面２からの反射光の上向きの度合いを調整し、後側ＬＥＤランプ３ｂを、焦点Ｆからの距離を調整することで、反射光の下向きの度合いを調整したのに対し、この第二実施例では、前側ＬＥＤランプ１３ａの位置で反射光の下向きの度合いを調整し、後側ＬＥＤランプ１３ｂの位置で反射光の上向きの度合いを調整するものとなる。

本発明は、第一実施例、第二実施例の何れにしても、ＬＥＤランプ３、１３を直視しないので、均一な明るさの発光面が、比較的に簡便な構成で容易に実現可能となるものである。また、更なる明るさの均一性が要求されるときにも、構成などに変更を加える必要はなく、例えば、反射面２、１２に梨地仕上げを施すなど、極めて簡便な手段で対応が可能である。

図６に示すものは、本発明の第三実施例であり、前の第一実施例と、第二実施例とでは、前側ＬＥＤランプ３ａ、１３ａ、及び、後側ＬＥＤランプ３ｂ、１３ｂを焦点Ｆから適宜距離だけ離すことで、上向き光と下向き光とを得て、所望の配光特性を得るものとしていた。

しかしながら、車両用灯具１の使用目的などによっては、一層に車両の正面方向の明るさが要求されることがある。よって、この第三実施例においては、ＬＥＤランプの一組が、焦点Ｆに対して第一実施例、第二実施例と同様な位置に設置される前側ＬＥＤランプ２３ａと後側ＬＥＤランプ２３ｂに加えて、中央ＬＥＤランプ２３ｃが設けられ、一組が三個とされている。

そして、前記中央ＬＥＤランプ２３ｃは、前記焦点Ｆの位置に一致して設置される。このようにすることで、前記中央ＬＥＤランプ２３ｃから放射された光は、反射面２（１２）に反射した後には、平行光線として正面方向に反射されるものとなり、車両の正面前方が一層明るく照射され、例えば、遠方から、あるいは、遠方の確認に優れたものとすることができる。

本発明に係る車両用灯具の第一実施例を示す斜視図である。 本発明に係る車両用灯具の反射面の形成方向を示す説明図である。 同じく本発明に係る車両用灯具のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 同じく本発明に係る車両用灯具の反射面におけるＬＥＤランプからの光の反射状態を示す正面図である。 同じく本発明に係る車両用灯具の第二実施例を示す斜視図である。 同じく本発明に係る車両用灯具の第三実施例を要部で示す説明図である。 従来例のユニットの例を示す正面図である。 従来例のユニットを組合わせた状態を示す説明図である。 同じく従来例のユニットの別の組合状態を示す説明図である。

符号の説明

１…車両用灯具
２、１２…反射面
３、１３、２３…ＬＥＤランプ
３ａ、１３ａ、２３ａ…前側ＬＥＤランプ
３ｂ、１３ｂ、２３ｂ…後側ＬＥＤランプ
２３ｃ…中央ＬＥＤランプ

Claims (3)

1. 直交する交点を有する水平線と垂直線とを想定し、前記交点から前記垂直線上の上下方向の２点と、水平線上の１点に２ｆの距離を設定して、焦点Ｆが前記交点に存在し係数が０．５で、焦点距離ｆを有する放物線を得ると共に、前記放物線の前記水平線から下半部の曲面を前記水平線で平行移動させることで放物柱面を形成し、この放物柱面の凹面側を反射面とすると共に、略前記焦点距離ｆの間隔を有する少なくとも２個のＬＥＤを１組とした光源を前記焦点Ｆを略中心とし前記水平線と平行方向で且つ発光面を下向きとして設置したことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記光源は複数組が前記水平線と平行としてほぼ等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 前記光源は３個のＬＥＤをもって１組とされ、中心のＬＥＤが前記焦点と一致して設置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。

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