JP6012340B2 - Ｌｅｄ素子を有する灯体 - Google Patents

Description

本発明は、LED素子を複数配置した灯体に関する。

従来、LED素子を備えた灯体として、例えば、特許文献１に開示の発明が知られている。この灯体では、複数のLED素子から等距離に配置されたレンズにより、LED素子と白熱電球の両方の光源の配光を制御している。

特開平７−２８８０１２号公報

しかしながら、光源からレンズまでの距離が異なる灯体に特許文献１に記載の技術を適用した場合、光源からレンズまでの距離が異なることによって配光に不均一な部分が生じてしまい、レンズにおいて均一に光を拡散させることが困難であった。

本発明は、LED素子からレンズまでの距離が不均一であったとしても、レンズにおいて均一に光を拡散可能な灯体を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のLED素子を有する灯体では、基板に配置された複数のLED素子の光を拡散すると共に、任意のLED素子との間の距離と他のLED素子との間の距離が異なるレンズにおいて、複数のLED素子の光の拡散量を均一となるように調整する調整手段を備えた。

よって、レンズにおいて複数のLED素子が光を拡散する際、LED素子からレンズまでの距離が異なっていたとしても、拡散量が均一となることでレンズ全体を均一に光らせることができる。

実施例１のLED素子を有する灯体であるフォグランプを備えた車両を表す概略図である。 実施例１のフォグランプの断面図である。 実施例１のフォグランプのアウターレンズを取り外した状態における斜視図である。 実施例１のフォグランプのアウターレンズを取り外した状態における斜視図である。 実施例１のフォグランプに設けられたLED素子の配置を表す概略図である。 実施例１のLED素子とインナーレンズまでの距離L及びLED輝度との関係を表す特性図である。 実施例２のLED素子とインナーレンズまでの距離L及びLED配光角度との関係を表す特性図である。 実施例３のフォグランプに設けられたLED素子の配置を表す概略図である。 実施例４のインナーレンズにおいてLED素子の光が拡散される様子を表す概略図である。 凹凸の大きさと照射範囲の関係及びLED素子とインナーレンズまでの距離と面粗さとの関係を表す特性図である。 実施例５のLED基板からインナーレンズまでの距離Lとインナーレンズ厚さとの関係を表す特性図である。 実施例６のフォグランプ１の断面図である。 実施例７のフォグランプ１の断面図である。

〔実施例１〕
図１は実施例１のLED素子を有する灯体であるフォグランプを備えた車両を表す概略図である。フォグランプ１は、図１（ａ）に示すように車両前方のフロントバンパー３０に設けられている。このフロントバンパー３０は、図１（ｂ）の上面図に示すように、車両前方から後方に向けて概ねθの角度をもって形成され、このθの角度をもって形成された斜面３０ａに、車両進行方向と略平行な円筒軸（以下、光軸と記載する。）を有する円筒状のフォグランプ１が埋め込まれている。よって、フォグランプ１の車両前方側端部はフロントバンパー３０の形状に沿って斜めにカットされている。

図２は実施例１のフォグランプ１の断面図、図３，４は、フォグランプ１のアウターレンズ２を取り外した状態における斜視図である。
フォグランプ１は、円環状のLED基板７に取り付けられた複数のLED素子８と、霧発生時等にメインの光源として機能する白熱光源としてのフォグランプバルブ４と、を有する。フォグランプバルブ４は、光源として光を発する光源部４ａと、光源部４ａをハウジング１０に対して固定支持すると共に配線が接続されるブラケット部４ｂとを有する。フォグランプバルブ４の光源部４ａ外周には、表面にメッキ処理が施されたリフレクタ５がスプリング６を介して弾性的に支持されている。また、フォグランプ１は、最外周において円筒状に形成され一端がフロントバンパー３０の表面形状に一致するように斜めに切り取られたハウジング１０と、ハウジング１０の内周においてLED素子８の光をインナーレンズ１１に導くと共にフォグランプバルブ４の光を遮断するサイドシールド９と、を有する。

また、フォグランプ１は、ハウジング１０とサイドシールド９との間に形成された隙間を車両前方側から閉塞する円環状のインナーレンズ１１と、ハウジング１０とサイドシールド９との間に形成された隙間を車両後方側から閉塞するLED基板７と、このLED基板７を車両後方側から固定するリヤプレート３と、インナーレンズ１１及びフォグランプバルブ４をハウジング１０の車両前方側から閉塞するアウターレンズ２とを有する。

LED基板７は、フォグランプバルブ４の光源部４ａとブラケット部４ｂとの接続部付近の外周に配置されている。言い換えると、LED基板７は、リフレクタ５よりもブラケット部４ｂ側（リフレクタ５の裏面側）に配置されている。これにより、光源部４ａにおいて発熱したとしても、発熱の影響を受けにくい位置にLED基板７を配置しているため、LED素子８を安定して制御することができる。言い換えると、LED基板７は発熱体である光源部４ａよりもアウターレンズ２側に配置することができないため、インナーレンズ１１がフロントバンパー３０の形状に沿って形成された結果、LED基板７と光軸方向において異なる距離に位置することとなる。インナーレンズ１１は、LED基板７から光軸方向への距離が最も近い近接部１１ａと、最も光軸方向に距離が離れた最遠部１１ｂとを有する。

実施例１のフォグランプ１は、基本的にフォグランプバルブ４がメインの光源であり、霧発生時に補助灯として使用する灯体であるが、LED素子は、そのメインの灯体の外周を青や白といった独特の均一な色合いの光で縁取ることでデザイン性をアップするものである。このLED素子による縁取りは、イグニッションオン時は常時点灯させてもよいし、フォグランプ１のメインの灯体を点灯させたときのみ点灯させることとしてもよく、特に限定しない。このように、デザイン性を考慮して均一な色合いで縁取りを行いたいにも係わらず、フロントバンパー３０の形状に沿って形成した場合、LED素子８とインナーレンズ１１との距離が異なると、インナーレンズ１１において均一に光を拡散できない。特にLED素子は指向性が強いことから光の濃淡が現れやすく、デザイン性が大きく損なわれるという問題があった。そこで、実施例１では、以下の対策によりインナーレンズ１１における光の拡散を均一化することとした。

（調整手段：インナーレンズにおける均一な光の拡散について）
図５は実施例１のフォグランプに設けられたLED素子の配置を表す概略図である。実施例１のフォグランプ１では、LED素子８が基板上の均等な円周方向位置に合計８個配置されており、近接部１１ａに対応する位置に素子８ａが配置され、最遠部１１ｂに対応する位置に素子８ｅが配置されている。
図６は実施例１のLED素子とインナーレンズまでの距離L及びLED輝度との関係を表す特性図である。すなわち、実施例１では、LED素子８からインナーレンズ１１までの距離が遠いほど、輝度を明るく設定し、距離が近いほど輝度を暗く設定することとした。具体的には、輝度は距離の二乗で低下するため、線形な関係で変化することで離間する距離に対し、二乗の関係で輝度を明るく設定する。これにより、インナーレンズ１１に到達する光の強度を均一化することができ、インナーレンズ１１における光の拡散によって光の濃淡を排除することができる。

以上説明したように、実施例１にあっては下記に列挙する作用効果を得ることができる。
（１）LED基板７（基板）に配置された複数のLED素子８と、LED素子８の光を拡散すると共に、任意のLED素子８ａとの間の距離と、他のLED素子８ｅとの間の距離が異なるインナーレンズ１１（レンズ）と、インナーレンズ１１における複数のLED素子８の光の拡散量を均一となるように調整する調整手段と、を備えた。
よって、LED素子８とインナーレンズ１１との間の距離がばらついたとしても、光の拡散を均一化することで、インナーレンズ１１において光の濃淡が生じることを回避できる。

（２）調整手段は、LED素子８とインナーレンズ１１との距離が近いほどLED素子８の輝度を小さくする手段である。
よって、インナーレンズ１１において光の濃淡が生じることを回避することができる。

（３）LED素子８は、フォグランプバルブ４（白熱光源）の外周に配置された素子であり、インナーレンズ１１は、フォグランプバルブ４のレンズであるアウターレンズ２よりフォグランプバルブ４側であってフォグランプバルブ４の外周に環状に配置されたインナーレンズ１１である。
すなわち、フォグランプバルブ４の外周にLED素子８を配置するため、LED基板７の位置は、光源部４ａによる発熱の関係上、ブラケット部４ｂ側に配置せざるを得ず、インナーレンズ１１までの距離が変わったとしても、LED基板７の位置をインナーレンズ１１との関係に基づいて変更することは極めて困難である。このとき、インナーレンズ１１において光の拡散が均一化される調整手段を備えたことで、デザイン性の向上を図ることができる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図７は実施例２のLED素子とインナーレンズまでの距離L及びLED配光角度との関係を表す特性図である。すなわち、LED素子８からインナーレンズ１１までの距離が遠いほど配光角度を小さくすることで指向性を高め、光の輝度を確保する。一方で、インナーレンズ１１までの距離が近いほど配光角度を大きくすることで拡散性を高め、光の輝度を低減する。これらの組み合わせにより、インナーレンズ１１における光の拡散を均一化することで、インナーレンズ１１において光の濃淡が生じることを回避できる。

〔実施例３〕
次に、実施例３について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図８は実施例３のフォグランプに設けられたLED素子の配置を表す概略図である。実施例３のフォグランプ１では、LED素子８が基板上の均等な円周方向位置に合計８個配置されており、近接部１１ａに対応する位置に素子８ａが配置され、最遠部１１ｂに対応する位置に素子８ｅが配置されている。そして、更に、LED素子８ａと８ｂとの間にLED素子８ｉを、LED素子８ａと８ｈとの間にLED素子８ｊを設けたものである。

すなわち、配光角が一定のLED素子８を複数並べた場合、インナーレンズ１１までの距離が短いほど、より拡散されにくいため、この部分は光の濃淡が生じやすくなる。そこで、LED素子８ｉ，８ｊを追加し、光源の密度を高めることで、光の濃度が薄い部分を補完することでインナーレンズ１１全体において拡散を均一化できるものである。尚、光源の密度を高めた場合には、輝度を低減することで更に調整してもよいし、配光角度を適宜設定して更に拡散の均一化を図ってもよい。

〔実施例４〕
次に、実施例４について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図９は実施例４のインナーレンズにおいてLED素子の光が拡散される様子を表す概略図である。LED素子８から発光した光は、インナーレンズ１１の内面に形成された凹凸１１ｃによって拡散され、インナーレンズ外面側に均一に光を拡散する。仮に、ある配光角を持った光が凹凸１１ｃにより照射範囲δに拡散すると定義した場合、図１０（ａ）に示すように凹凸１１ｃが大きいほど照射範囲δは大きくなる、すなわち拡散しやすくなる傾向を有する。よって、図１０（ｂ）に示すように、LED素子８とインナーレンズ１１との距離が近いほどインナーレンズ１１のLED素子側面の面粗さを大きくすることで、より光を拡散することができ、インナーレンズ１１における光の拡散を均一化できる。

〔実施例５〕
次に、実施例５について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図１１は実施例５のLED基板からインナーレンズまでの距離Lとインナーレンズ厚さとの関係を表す特性図である。インナーレンズ１１は厚みが厚いほど光が拡散しやすく、また輝度を抑制する傾向が強い。そこで、距離Lが短いほどインナーレンズ１１の厚みを厚くすることで、より光を拡散しつつ輝度の均一化を図ることができる。

〔実施例６〕
次に、実施例６について説明する。図１２は実施例６のフォグランプ１の断面図である。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。実施例６のフォグランプ１は、光軸方向においてLED素子８とインナーレンズ１１との間であって、かつ、ハウジング１０及びサイドシールド９との間には、LED素子８からの光を拡散する拡散板１３が設けられている。この拡散板１３は、LED素子８とインナーレンズ１１との間の距離Lに応じて光軸方向の位置が設定されている。具体的には、距離Lが短い部分では、図１２のｘ１の位置に拡散板１３ａが設定され、距離Ｌが長い部分では、図１２のｘ２の位置に拡散板１３ｂが設定されている。これにより、拡散板１３とインナーレンズ１１との間の距離を比較的均一化することができ、拡散後の光を均一にインナーレンズ１１に届けることができる。

〔実施例７〕
次に、実施例７について説明する。図１３は実施例７のフォグランプ１の断面図である。具体的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。実施例７のフォグランプ１は、光軸方向においてLED素子８とインナーレンズ１１との間におけるハウジング１０の内周面及びサイドシールド９の外周面に、LED素子８の光を乱反射させるローレット１４を有する。尚、ローレットとは、錐形状のギザギザの凹凸面を意味し、ローレットピッチとは、この錐形状の頂点間距離を意味する。ハウジング１０の内周面はメッキ処理が施され、その表面にローレット１４ａが所定ローレットピッチで形成されている。同様に、サイドシールド９の外周面はメッキ処理が施され、その表面にローレット１４ｂが所定ローレットピッチで形成されている。このとき、LED素子８とインナーレンズ１１との間の距離Lが短いほど、ローレットピッチを大きくする。ローレットピッチが大きいほど、光の拡散が積極的に行われるからである。
すなわち、距離Lが短い場合、LED素子８の光がインナーレンズ１１に照射されたときに、十分に拡散する余裕がないため、光の濃淡が生じてしまう。これに対し、ローレットピッチを大きくすることで、光の拡散を積極的に行うことができ、インナーレンズ１１における光の濃淡を均一化することができる。

以上、実施例１〜７に基づいて本願発明を説明したが、本願発明は上記構成に限られず、他の構成であってもよい。例えば、実施例では、フォグランプのフォグランプバルブ外周に設定されるものとして説明したが、LED素子とインナーレンズとの間の距離がばらつくような灯体であれば、好適に適用可能である。また、各実施例では、それぞれ光の拡散を図る手段について説明したが、これら各種の手段を適宜組み合わせて、最適な光の拡散状態を実現するようにしてもよい。

１ フォグランプ
２ アウターレンズ
３ リヤプレート
４ フォグランプバルブ
４ａ 光源部
４ｂ ブラケット部
５ リフレクタ
７ LED基板
８ LED素子
９ サイドシールド
１０ ハウジング
１１ インナーレンズ
１１ａ 近接部
１１ｂ 最遠部
１１ｃ 凹凸
１３ 拡散板
１４ ローレット
３０ フロントバンパー

Claims (9)

1. 基板に配置された複数のLED素子と、
   前記LED素子の光を拡散すると共に、前記任意のLED素子との間の距離と、他のLED素子との間の距離が異なるレンズと、
   前記レンズにおける前記複数のLED素子の光の拡散量を均一となるように調整する調整手段と、
   を備え、
   前記調整手段は、前記LED素子と前記レンズとの距離が近いほど前記LED素子の配光角度が広い手段であることを特徴とするLED素子を有する灯体。
2. 基板に配置された複数のLED素子と、
   前記LED素子の光を拡散すると共に、前記任意のLED素子との間の距離と、他のLED素子との間の距離が異なるレンズと、
   前記レンズにおける前記複数のLED素子の光の拡散量を均一となるように調整する調整手段と、
   を備え、
   前記調整手段は、前記LED素子と前記レンズとの距離が近いほど、前記レンズの厚さを厚くする手段であることを特徴とするLED素子を有する灯体。
3. 基板に配置された複数のLED素子と、
   前記LED素子の光を拡散すると共に、前記任意のLED素子との間の距離と、他のLED素子との間の距離が異なるレンズと、
   前記レンズにおける前記複数のLED素子の光の拡散量を均一となるように調整する調整手段と、
   を備え、
   前記調整手段は、前記LED素子と前記レンズとの間であって、前記LED素子と前記レンズとの距離が短いほど前記LED素子から近い位置に拡散板を設けたことを特徴とするLED素子を有する灯体。
4. 請求項１ないし３いずれか一つに記載のLED素子を有する灯体において、
   前記調整手段は、前記LED素子と前記レンズとの距離が近いほど前記LED素子の輝度を小さくする手段であることを特徴とするLED素子を有する灯体。
5. 請求項１ないし４いずれか１つに記載のLED素子を有する灯体において、
   前記調整手段は、前記LED素子と前記レンズとの距離が近いほど前記LED素子の配置間隔を狭くする手段であることを特徴とするLED素子を有する灯体。
6. 請求項１ないし５いずれか１つに記載のLED素子を有する灯体において、
   前記調整手段は、前記LED素子と前記レンズとの距離が近いほど、前記レンズの前記LED素子側面の面粗さを大きくする手段であることを特徴とするLED素子を有する灯体。
7. 請求項１ないし６いずれか１つに記載のLED素子を有する灯体において、
   前記LED素子と前記レンズとの間の壁面をメッキ処理すると共に、前記壁面に前記LED素子の光を乱反射させるローレットを設け、
   前記調整手段は、前記LED素子と前記レンズとの距離が近いほどローレットピッチを大きくする手段であることを特徴とするLED素子を有する灯体。
8. 請求項１ないし７いずれか１つに記載のLED素子を有する灯体において、
   前記LED素子は、白熱光源の外周であってリフレクタの裏面側に配置された素子であり、
   前記レンズは、前記白熱光源のレンズであるアウターレンズより白熱電球側であって前記白熱光源の外周に環状に配置されたインナーレンズであることを特徴とするLED素子を有する灯体。
9. 請求項１ないし８いずれか１つに記載のLED素子を有する灯体は、車両のフロントバンパー内に装着されたフォグランプであることを特徴とするLED素子を有する灯体。

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