JP4838580B2 - Ｌｅｄバルブ - Google Patents

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Description

本発明は光源に関し、更に詳細には、発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用する光源に関し、更に詳細には、自動車分野（例えば、ヘッドライト、テールライト、ストップライト、フォグランプ、方向指示器、等）で有用な光源に関する。更に詳細には、本発明は、産業界が容認する互換性を達成するようにパッケージされた光源に関する。
過去には、殆どの自動車光源が白熱電球の使用を必要とした。良好に作動し安価ではあるが、これらの電球は比較的短命であり、もちろん、利用されている薄いフィラメントは振動のため常に破損しやすかった。
最近、用途の幾つか（特に、ストップライト）がＬＥＤに取って代わられた。これら固体光源は、１００，０００時間の範囲の素晴らしい寿命をもち、振動による故障を起こしにくい。しかし、これらＬＥＤ光源は適切な位置に配線で接続され、そのことが設置のコストを増加させる。従って、もし白熱光源の設置が容易なＬＥＤ光源が提供されたら、当該技術分野の進歩である。更に、もし前述の白熱電球に取って代わり産業界が容認する互換性がある規格を達成するＬＥＤ光源が提供されたら、当該技術分野の進歩である。
その種の光源が開発され、複数のＬＥＤを光ファイバ（又は、他の光導波路）と組み合わせて利用し、複数のＬＥＤの光を集中させるか、又は光を所望する方法で分散させることもあった。その種の光源の１つが、同時係属の米国特許出願第10/899,546号（2004年12月20日出願）に記載される。後者の光源は、複数の光導波路を、複数の類似したＬＥＤと１対１の関係で使用する。その機構は良好に作動するが、高価であって多数の部品を必要とし、部品の全てが正確な配置を必要とする。
もし光源が複数のＬＥＤを使用して単純化した形状の光導波路と共に開発されたら、当該技術分野の進歩である。
従って、本発明の目的は、従来技術の短所を除去することである。
本発明の他の目的は、光源の動作を向上させることである。
本発明の他の目的は、光源と共に使用するための単純で適切な光導波路システムを提供することである。
これらの目的は、本発明の１側面で、ベースを有するハウジングと、前記ベースから突出して縦軸のまわりに配置される中空コアと、前記ベースの中で前記中空コアの１端部に固定され、動作可能なようにその中心の周りに固定された複数のＬＥＤを有するプリント基板と、所定の壁厚を有する本体を備え、前記中空コアの中に配置され、前記複数のＬＥＤに作用する関係の第１端部、及び前記中空コアを越えて突出する第２端部を有する光導波路と、前記プリント基板と熱伝導関係に配置されたヒートシンクと、並びに前記光導波路の前記第２端部に取り付けられた第１反射鏡を含むＬＥＤ光源の提供により達成される。単一の光導波路の使用が部品の数を減少させ、組立コストも付随して減少させる。本発明の好ましい実施例では、中空コア及び光導波路は円形であり、従って、アライメント問題を減少させる。
図面を更に詳細に参照すると、図１及び図２に、ベース１４を有するハウジング１２を含むＬＥＤ光源１０が示される。中空コア１６がベース１４から突出し、縦軸１８のまわりに配置される。プリント基板２０が、ベース１４の中で中空コア１６の１つの端部２２に配置され、動作可能なようにその中心の周りに固定された複数のＬＥＤ２４を有する。本発明の好ましい実施例では、中空コア１６は管状であり、複数のＬＥＤの配列は円形である。（好ましい実施例では、図２及び図４ａに示されるようにカップ状の）本体３０を備える光導波路２８は、所定の壁厚「Ｔ」を有する。光導波路２８は中空コア１６の中に配置され、複数のＬＥＤ２４に作用する関係の第１端部３２、及び中空コアを越えて突出する第２端部３４を有する。厚さ「Ｔ」は、少なくとも利用される複数のＬＥＤの発光領域を取り囲むのに十分な大きさである。第１端部３２は、（全部ではないが）光導波路２８への伝達のために複数のＬＥＤ２４から放出された光の実質部分を捕捉するよう近くに配置されて光学的に形成されることが好ましい。
ヒートシンク３６はプリント基板２０と熱伝導関係に配置され、第１反射鏡３８は光導波路２８の第２端部３４に取り付けられる。適切なヒートシンクが同時係属の米国特許出願第10/838,090号（2004年5月3日出願）で開示され、その教示が本明細書で参照される。
好ましい光導波路２８は、本体３０の外径Ｄより小さい外径Ｄ１で形成された突出している第２端部３４を有し、第１反射鏡３８は、光導波路２８の第２端部３４と圧入により結合可能なように外径Ｄ１を取り囲む凹部４０を備える。
本発明の他の実施例では、光導波路２８ａは管状であり、第１反射鏡３８ａは、光導波路２８ａの開口端の内部と嵌合する凸部４０ａで形成される。
光源１０は、第２反射鏡４２の既存の開口部の内部に勘合するように形成され、第２反射鏡４２は、第１反射鏡３８（又は、第１反射鏡３８ａ）の反射面４６に面する反射面４４を有する。
複数のＬＥＤ２４ループ状に配置され、互いに分散し、それにより冷却を容易にするように配置されることが好ましい。同時に、光導波路２８は光軸を有する管として形成される。管は入力ウィンドウ (input window) を複数のＬＥＤをブリッジする第１端部に有し、それにより直接的に（及び、複数のＬＥＤの側面から）放出された光を１つの光導波路の中で捕捉する。
光導波路２８，２８ａは第１端部３２に形成された末端シート５０を有し、複数のＬＥＤ２４に対する正しい間隔関係を保証することが好ましい。加えて、第１端部３２は周りに形成されたフランジ５２を有し、ガスケット５４のための収納領域をフランジ５２と中空コア１６の１つの端部２２の間に提供する
既知のように、中空コア１６の外面は、光源１０を第２反射鏡４２の内部で連結するための締め付けタブ５６を備える。また、コネクタ５８が、必要な電力を外部電源からプリント基板２０へ（及び、そこから複数のＬＥＤ２４へ）供給するための複数の電気的接点６０を含む中空コア１６に備えられる。
図示されるように、作動中、複数のＬＥＤ２４からの光が共通の光導波路２８（又は、光導波路２８ａ）を通して第１反射鏡３８（又は、第１反射鏡３８ａ）へ送られる。光は反射面４６から第２反射鏡４２の反射面４４へ反射され、そこから照明する領域へ送られる。反射面４４，４６は光学的に調整され、好ましい出力ビームパターンを決定する。各々は特定のビームパターンに特有の互換性がある部品であるが、残りのランプ部品は標準的な構成要素である。
しかし、もし所望するなら、第１反射鏡３８（又は、第１反射鏡３８ａ）は削除され、光がバルブの中から外へ直接的に放出されてもよい。バルブは、レンズ（又は、光出力をユーザーに合わせて修正する他の機構）と共に利用される
形成された単一の光導波路の使用が必要な部品の数を激減させ、組立を大幅に単純化させる。好ましい実施例では、中空コア１６及び光導波路２８（又は、光導波路２８ａ）は円筒型であり、アライメントの工程を除去する。
更に、光導波路は、成形されたアクリル樹脂材料（例えば、 Albis Opitx 社の CA-41 又は CA-75）から作られる。
単一の光導波路の利用は、組立及び光学的アライメントを容易にする。個々に調整され、サポートされる複数のガイドは存在しない。
以上、本発明の好ましい実施例について図示し記載したが、特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲から逸脱することなしに種々の変形及び変更がなし得ることは、当業者には明らかであろう。
本発明の実施例の平面図である。 図１の線II−IIに沿って切った断面図である。 本発明の実施例の斜視図である。 本発明で利用可能な光導波路の実施例の斜視図である。 本発明で利用可能な光導波路の他の実施例の斜視図である。 図４ｂの実施例と共に使用するための第１反射鏡の部分断面図である。
符号の説明
１０ 光源
１２ ハウジング
１４ ベース
１６ 中空コア
１８ 縦軸
２０ プリント基板
２２ 端部
２４ ＬＥＤ
２８，２８ａ 光導波路
３０ 本体
３２ 第１端部
３４ 第２端部
３６ ヒートシンク
３８，３８ａ 第１反射鏡
４０ 凹部
４２ 第２反射鏡
４４，４６ 反射面
５０ 末端シート
５２ フランジ
５４ ガスケット
５６ 締め付けタブ
５８ コネクタ
６０ 電気的接点

Claims (3)

  1. ベースを有するハウジングと、
    前記ベースから突出して縦軸のまわりに配置される中空コアと、
    前記ベースの中で前記中空コアの１端部に固定され、動作可能なようにその中心の周りに固定された複数のＬＥＤを有するプリント基板と、
    所定の壁厚を有する本体を備え、前記中空コアの中に配置され、前記複数のＬＥＤに作用する関係の第１端部、及び前記中空コアを越えて突出する第２端部を有する光導波路と、
    前記プリント基板と熱伝導関係に配置されたヒートシンクと、並びに
    前記光導波路の前記第２端部に取り付けられた第１反射鏡を含み、
    前記光導波路がカップ状であり、前記第２端部が前記本体の外径より小さい外径を有することを特徴とするＬＥＤ光源。
  2. 前記第１反射鏡が、前記第２端部の外径を取り囲む凹部を有することを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ光源。
  3. 第２反射鏡が、前記第１反射鏡の反射面に面する反射面を有する前記ベースの付近に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ光源。
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