JP4481979B2 - 自動車照明モジュールのための照明マニホルド - Google Patents

Description

本発明は、総括的には、自動車照明モジュール及びそのための照明マニホルドに関し、より具体的には、光を集光して光源に対して横方向に方向付ける近視野レンズのための照明マニホルドに関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、少ない消費電力でありながら自動車照明用途に対して満足できる光出力をもたらすので、急速に自動車照明用途の好ましい光源になっている。ＬＥＤを自動車用途に使用するために、集光並びに配光の両方に高レベルの効率を得る必要がある。典型的には、特定の照明用途に対して光を集光及び配光するために、反射体又はレンズ又は光導体が使用される。残念ながら、テールランプのストップ機能のように、自動車用途の全てがこのような反射体、レンズ、又は光導体においてＬＥＤ光源を使用して効率的に生成されるわけではない。

従って、特定用途の要件を満足する配光の方法及び構造を提供する必要性が存在する。

本発明の一実施形態は、自動車照明機能の再生を容易にする照明モジュールのための照明マニホルドを提供する。一般的に、照明マニホルドは、光源からの光を分配し、かつ光伝達材料の本体を含む。本体は、縦軸及び横軸を形成する。本体は、対向する第１及び第２の表面を有し、第１及び第２の表面は、縦方向にほぼ向いている。第１の表面は、一連の交互する斜角部分及び側面部分を有する。斜角部分は、第２の表面に向って光を反射するために縦軸及び横軸の両方に対して傾斜している。側面部分は、入射光を第２の表面に向って反射させるように構造化された複数の隆起を含む。

より詳細な態様によると、側面部分は、横軸にほぼ平行であり、好ましくは、縦軸及び横軸の両方に対して約４５度傾斜している。各斜角部分は、縦方向上縁を有し、複数の隆起は、隣接する半径方向内側斜角部分の縦方向上縁よりも低く位置決めされた縦方向上縁を有する。好ましくは、複数の隆起は、本体の第１の表面内に形成されたＶ字形溝によって形成される。斜角部分は、縦方向に連続して位置決めされている。本体は、好ましくは、光源から、及び好ましくは本体の内側に位置決めされて本体の横方向向き表面に当接する平坦な横方向向き外面を有する近視野レンズから光を受ける横方向向き表面を含む。

本発明の教示によって構成された照明マニホルドの別の実施形態は、光伝達材料であって縦軸を定める円盤形状を有する本体を含む。本体は、縦方向にほぼ向いている対向する第１及び第２の表面を有する。本体は、複数の楔形区域に周方向に分割され、各楔形区域は、第１の表面内に形成された一連の半径方向に離間した斜角部分を有する。斜角部分は、第２の表面に向って光を反射するために縦軸に対して傾斜している。第１の楔形区域の斜角部分の半径方向間隔は、第２の楔形区域の斜角部分の半径方向間隔と異なっている。

より詳細な態様によると、各楔形区域は、半径方向長さを有し、第１の楔形区域の半径方向長さは、第２の楔形区域の半径方向長さと異なっている。好ましくは、複数の楔形区域は、第１及び第２の楔形区域の間で交互する。各楔形区域は、一連の半径方向に離間した傾斜区域を更に含み、傾斜区域は、斜角区域が縦軸に対して傾斜している角度よりも大きな角度で縦軸に対して傾斜している。例えば、斜角区域は、約４５度で傾斜している場合がある一方、傾斜区域は、約４５度よりも大きく、好ましくは約６８度で傾斜している。半径方向に最も外側の斜角部分は、楔形区域の全てで共有することができる。先の実施形態のように、複数の斜角部分は、半径方向に離間し、縦方向に連続して位置決めされている。
本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付図面は、本発明のいくつかの態様を例示し、その説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つものである。

次に図面を参照すると、図１から図３は、近視野レンズ１０及び光源１１を有する光モジュールに用いる照明マニホルド２０を示している。一般的に、照明マニホルドは、光伝達材料で構成された円盤形本体２２を含み、これは、好ましくは、アクリルのようなプラスチックが好ましいが、あらゆる光伝達材料を使用することができる。本体２２は、光が方向付けられる時に沿う縦軸１４、及び縦軸１４に垂直な横軸１６を形成する。本明細書で用いられるように、横方向はまた、半径方向とも呼ばれ、縦軸１４に対してほぼ横断方向の全ての方向を網羅する。本体は、光放出面２４及び光反射面２６を含む。光反射面２６は、本明細書では第１の表面２６と呼ばれ、光放出面２４は第２の表面２４と呼ばれる。本体２２はまた、近視野レンズ１０を受け取るポケットを形成する横方向向き内面２５を含む。一般的に、横方向向き内面２５は、平坦かつ環状であり、近視野レンズ１０の平坦かつ環状の外面に対応している。

マニホルド２０の本体２２は、光を第１の表面２６によって更に向け直すために、光源１１及び近視野レンズ１０から横方向向き内面２５を通して光を受け取る。近視野レンズ１０は、好ましくは、側面放射ＮＦＬとして構成され、１つの好ましい構成は、２００５年１１月１５日に本明細書と同時に出願され、その開示が本明細書において全体的に引用により組み込まれている、現在特許出願中の米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人整理番号第１０５４１−２３０８号）に説明されている。一般的に、ＮＦＬ１０は、光を集光し、縦方向に平行化し、横軸１６に沿って横方向に向け直すように構造化され、別々に形成するか又はマニホルド２０と一体的に形成することができる。第１の表面２６は、一連の交互する斜角部分２８及び側面部分３０を含む。斜角部分２８は、第２の表面２４に向って光を反射するために縦軸及び横軸の両方に対して傾斜している。好ましくは、斜角部分２８は、約４５度で傾斜しているが、望ましい特定の自動車機能によってある一定のビーム拡散又はパターンをもたらすように広範な角度を使用することができる。側面部分３０は、横軸１６にほぼ平行であり、従って、一般的に光を反射しない。一般的にかつ大体において、それは、表面が完全な平行又は垂直のほぼ３度以内であることを意味する。斜角部分２８は、光を異なる横方向又は半径方向位置で縦方向に向け直すために、縦方向に連続して移動するような位置に位置決めされている（すなわち、軸１４に沿って）ことも分かるであろう。

図１及び図２に最も良く見られるように、本体２２は、複数の楔形区域を含み、これらは、本明細書では、交互する第１の楔形区域３２及び第２の楔形区域３４として描かれている。第１及び第２の楔形区域３２、３４は、異なる半径方向長さに及んでいる。同様に、第１及び第２の楔形区域３２はまた、異なる半径方向位置に位置決めされた交互する斜角部分２８及び側面部分３０を含む。第１及び第２の楔形区域３２、３４はまた、異なる数の斜角部分２８を含むことも見ることができる。例えば、第１の部分３２は、３つの斜角部分２８を有して描かれている一方、第２の楔形区域３４は、２つの斜角部分２８しかないように描かれている。

従って、照明マニホルド２０は、様々な半径方向位置かつ様々な角度で位置決めすることもできるあらゆる数の異なる斜角部分２８を有するあらゆる数の異なる楔形区域３２、３４で構成することができることを当業者は認識するであろう。これらの変数の全ては、従って、適応性を増大させ、ストップライト、ブレーキライト、又は方向ライトなどのような自動車の特定の照明アセンブリのようなある一定の機能又は用途を達成する配光パターン又はビーム拡散を独特に作成する機会を提供するものである。

次に図４及び図５を参照すると、照明マニホルド１２０の別の実施形態が、本発明の教示によって構成されている。先の実施形態のように、照明マニホルド１２０は、第２の表面１２４を通って光を向け直すための第１の表面１２６を有する本体１２２を含む。本体１２２は、側面放射ＮＦＬを有する光源１１１からの光を受ける横方向向き内面１２５を形成する。本体１２２は、各々が僅かに異なる構成を有する複数の第１及び第２の楔形区域１３２、１３４に周方向に分割されている。先の実施形態のように、第１の表面１２６は、複数の交互する斜角部分１２８及び側面部分１３０を含むように構造化されている。

先の実施形態とは異なり、第１の表面１２６はまた、斜角部分１２８と側面部分１３０の間に位置決めされた複数の傾斜部分１２９を含む。傾斜部分１２９は、縦軸に対して斜角部分１２８の角度よりも大きな何らかの角度で傾斜している。好ましくは、傾斜部分１２９は、縦軸１４に対して約６８度で傾斜している。従って、第１の表面１２６は、斜角部分１２８、側面部分１３０、及び傾斜部分１２９を含む連続を辿っている。このようにして、光は、本体１２２を横方向に通過し、傾斜部分１２９に衝突し、斜角部分１２８に向って向け直され、縦軸１４に対して何らかの増大した角度で第２の表面１２４を通って外向きに反射されることになる。従って、傾斜部分１２９の提供を通じて、制御された量のビーム拡散が照明マニホルド１２０によってもたらされることが当業者には認識されるであろう。

第１及び第２の楔形区域１３２、１３４は、それらの半径方向の間隔と、斜角部分１２８、傾斜部分１２９、及び側面部分１３０のサイズとにおいて異なっている。先の実施形態と同様に、異なる楔形区域１３２、１３４の使用を通して、得られるビームパターンにわたって制御が増大される。半径方向に最も外側の斜角部分１２８は、第１及び第２の楔形区域１３２、１３４の全てによって共有されることも認識されるであろう。従って、光の中実の環が外縁に沿ってもたらされ、本体１２２に対する共通の外径がもたらされる。

次に図６及び図６Ａを参照すると、本発明の教示によって構成された照明マニホルド２２０の別の実施形態が描かれている。この実施形態のマニホルド２２０は、双方向レンズ構成を有する近視野レンズ２１０と共に用いるように構造化されており、これは、本明細書と同時に出願された現在特許出願中の米国特許出願第ＸＸＸＸＸ号（代理人整理番号第１０５４１−２３０８号）においてより詳細に説明されている。ＮＦＬ２１０は、縦軸１６に沿って横方向に反対向きの２つの方向に光を方向付けるように構造化されている。従って、マニホルド２２０は、同様に構造化された第１の本体部分２２２ａ及び第２の本体部分２２２ｂを含む。各本体部分２２２は、第１の反射面２２６及び第２の放出面２２４を含む。

図６Ａに最も良く見られるように、かつ先の実施形態と同様に、第１の表面２２６は、交互する斜角部分２２８及び側面部分２３０を含む。しかし、この実施形態では、側面部分２３０は、入射光を第２の表面２２４に向って反射するように構造化された複数の隆起２２９を含む。このようにして、配光効率が改善される。図に示すように、斜角部分２２８は、縦方向上縁２３１を含み、複数の隆起の各々は、縦方向上縁２３３を有する。一般的に、側面部分２３０及び隆起２２９の上縁２３３は、斜角部分２２８の縦方向上縁２３１の下に位置決めされる。このようにして、側面部分２３０は、斜角部分２２８によっていくらか遮断され、従って、非平行化光又は他の入射光のみを集光する。第２の光放出面２２４は、放出光のある一定の部分を集束させるように構造化された複数の凹部２２７を含むことも認識されるであろう。好ましくは、凹部２２７は、横方向に整列して斜角部分２２８の縦方向上方に位置決めされる。あらゆる数の異なるビーム集束又は拡散光学器械を照明マニホルド２２０の第２の表面２２４上に使用することができることが認識されるであろう。
従って、本明細書で説明した様々な照明マニホルド構成は、カスタマイズするための多くの機会と、従って、自動車機能に対するような特定の配光要件に対処することができる構造とを提供することを当業者は認識するであろう。

本発明の様々な実施形態の以上の説明は、例示及び説明の目的で示されたものである。網羅的であること又は本発明を開示された実施形態に正確に限定することは意図しない。多くの修正又は変形が上述の教示を踏まえて可能である。説明した実施形態は、本発明の原理及びその実際的応用の最良の例証を提供し、それによって当業者が、考えられる特定の用途に適するように様々な修正を加えて様々な実施形態に本発明を利用することを可能にするように選択されて説明したものである。このような修正及び変形の全ては、特許請求の範囲により、それらが適正に、合法的に、かつ公平に権利を受ける範囲に従って解釈された時に判断されるような本発明の範囲内である。

本発明の教示によって構成された照明マニホルドの斜視図である。 図１に描かれた照明マニホルドの側面図である。 図１及び図２に描かれた照明マニホルドの断面図である。 本発明の教示によって構成された照明マニホルドの別の実施形態の部分切り欠き斜視図である。 図４に描かれた照明マニホルドの断面図である。 本発明の教示によって構成された照明マニホルドの別の実施形態の側面図である。 本発明の教示によって構成された照明マニホルドの別の実施形態の側面図の拡大部分を示す図である。

符号の説明

１０ 近視野レンズ
２０ 照明マニホルド
２２ 円盤形本体
２４ 光放出面

Claims (19)

1. 光源を有する自動車照明モジュールのための照明マニホルドであって、
   縦軸及び横軸を形成する光伝達材料の本体、
   を含み、
   前記本体は、ほぼ縦方向に向いている対向する第１及び第２の表面を有し、
   前記第１の表面は、一連の交互する斜角部分及び側面部分を有し、該斜角部分は、光を前記第２の表面に向って反射するために前記縦軸及び横軸の両方に対して傾斜しており、
   前記側面部分は、入射光を前記第２の表面に向って反射するように構造化された複数の隆起を含む、
   ことを特徴とする照明マニホルド。
2. 前記側面部分は、前記横軸にほぼ平行であることを特徴とする請求項１に記載の照明マニホルド。
3. 前記斜角部分は、前記縦軸及び横軸の両方に対して約４５度傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の照明マニホルド。
4. 各斜角部分は、縦方向上縁を有し、前記複数の隆起は、隣接する半径方向内側斜角部分の該縦方向上縁よりも低く位置決めされた縦方向上縁を有することを特徴とする請求項１に記載の照明マニホルド。
5. 前記複数の隆起は、前記本体の前記第１の表面内に形成されたＶ字形溝によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明マニホルド。
6. 前記斜角部分は、前記縦方向に連続して位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の照明マニホルド。
7. 前記本体の形状は、環状であることを特徴とする請求項１に記載の照明マニホルド。
8. 前記環状本体は、前記光源からの光を受ける平坦な横方向向き表面によって形成された内部通路を含むことを特徴とする請求項７に記載の照明マニホルド。
9. 前記本体の前記横方向向き表面に当接する平坦な横方向向き外面を有する近視野レンズを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の照明マニホルド。
10. 光源を有する自動車照明モジュールのための照明マニホルドであって、
    縦軸を形成する円盤形状を有し、かつほぼ縦方向に向いている対向する第１及び第２の表面を有する光伝達材料の本体、
    を含み、
    前記本体は、周方向に複数の楔形区域に分割され、各楔形区域は、前記第１の表面内に形成された一連の半径方向に離間した斜角部分を有し、該斜角部分は、光を前記第２の表面に向って反射するために前記縦軸に対して傾斜しており、
    第１の楔形区域の前記斜角部分の半径方向の間隔は、第２の楔形区域の該斜角部分の半径方向の間隔と異なっており、
    前記斜角部分の間に前記第１の表面内に形成され、入射光を前記第２の表面に向って反射するように構造化された複数の隆起を更に含む、
    ことを特徴とする照明マニホルド。
11. 各楔形区域は、半径方向長さを有し、
    前記第１の楔形区域の半径方向長さは、前記第２の楔形区域の半径方向長さと異なっている、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の照明マニホルド。
12. 前記複数の楔形区域は、前記第１及び第２の楔形区域の間で交互していることを特徴とする請求項１１に記載の照明マニホルド。
13. 各楔形区域は、一連の半径方向に離間した傾斜区域を更に含み、該傾斜区域は、前記斜角区域が前記縦軸に対して傾斜している角度よりも大きな角度で該縦軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１０に記載の照明マニホルド。
14. 前記斜角区域は、約４５度で傾斜していることを特徴とする請求項１０に記載の照明マニホルド。
15. 前記傾斜区域は、約４５度よりも大きく傾斜していることを特徴とする請求項１３に記載の照明マニホルド。
16. 前記傾斜区域は、約６８度で傾斜していることを特徴とする請求項１３に記載の照明マニホルド。
17. 半径方向に最も外側の斜角部分は、全ての楔形区域によって共有されていることを特徴とする請求項１０に記載の照明マニホルド。
18. 前記複数の斜角部分は、半径方向に離間し、かつ前記縦方向に連続して位置決めされていることを特徴とする請求項１０に記載の照明マニホルド。
19. 前記第１及び第２の楔形区域は、互いに隣接していることを特徴とする請求項１０に記載の照明マニホルド。

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