(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光レンズフレームと、集光レンズフレームの前端に設けられた集光レンズとを含むＬＥＤ前照灯であって、
前記集光レンズフレームの後端にはＬＥＤ設置部が設置され、前記ＬＥＤ設置部の内側には照明用ＬＥＤが設置され、前記集光レンズの焦面は集光レンズと照明用LEDの間に位置しており、
前記照明用ＬＥＤは、カーブ照明ＬＥＤユニット、ロービーム照明ＬＥＤユニット及び/又はハイビーム照明ＬＥＤユニットを含み、
前記カーブ照明ＬＥＤユニットは前記ＬＥＤ設置部の両側に設置され、
前記ロービーム照明ＬＥＤユニットは前記ＬＥＤ設置部の内側において、前記集光レンズの中心線の上方に設置され、
前記ハイビーム照明ＬＥＤユニットは前記ＬＥＤ設置部の内側において、前記集光レンズの中心線の下方に設置され、
前記集光レンズと集光レンズフレームの後端との間における集光レンズの焦面には仕切り板が設置され、当該仕切り板の両側には遮光板が設置され、遮光板は集光レンズフレームの内壁に固定されており、
前記仕切り板は、前記集光レンズの中心線の下方に設置されて、駆動装置により制御され、
前記駆動装置は電磁石又はモーターである、
ことを特徴とするＬＥＤ前照灯。
【請求項２】
前記カーブ照明ＬＥＤユニット、ロービーム照明ＬＥＤユニット及びハイビーム照明ＬＥＤユニットは、少なくとも一つのＬＥＤにより構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ前照灯。
【請求項３】
前記集光レンズフレームの外側の両側には連結フレームが設置され、この連結フレームとライトボックスフレームが固定されており、
前記ライトボックスフレームの前端と前記集光レンズフレームが固定され、前記ライトボックスフレームの後端と前記ＬＥＤ設置部が固定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ前照灯。
【請求項４】
前記ＬＥＤ設置部の外側には放熱器が設置され、前記照明用ＬＥＤの前部には小集光レンズが設置されており、
前記小集光レンズから前記集光レンズの焦面までの距離は１〜５ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ前照灯。
【請求項５】
前記照明用ＬＥＤの後部には二つの放熱導電シートが設置され、この二つの放熱導電シートの間には絶縁接着剤が設けられている、
ことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ前照灯。
【請求項６】
前記各放熱導電シートと前記照明用ＬＥＤとの間には導電接着剤又は錫はんだが設けられ、前記照明用ＬＥＤ上のＬＥＤ電極は前記導電接着剤又は錫はんだに固定され、各前記放熱導電シートは導線に接続されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ前照灯。
【請求項７】
前記カーブ照明ＬＥＤユニット、ロービーム照明ＬＥＤユニット及びハイビーム照明ＬＥＤユニットの型番、電力、数量及び位置分布は、標準規定の照度分布と対応している、
ことを特徴とする請求項1に記載のＬＥＤ前照灯。
【請求項８】
集光レンズフレームと、集光レンズフレームの前端に設けられた集光レンズとを含むＬＥＤ前照灯であって、
前記集光レンズフレームの後端にはＬＥＤ設置部が設置され、前記ＬＥＤ設置部の内側には照明用ＬＥＤが設置され、前記集光レンズの焦面は集光レンズと照明用LEDの間に位置しており、
前記照明用ＬＥＤは、カーブ照明ＬＥＤユニットと、ロービーム照明ＬＥＤユニットとを含み、
前記カーブ照明ＬＥＤユニットは前記ＬＥＤ設置部の両側に設置され、
前記ロービーム照明ＬＥＤユニットは前記ＬＥＤ設置部の内側において、前記集光レンズの中心線の上方に設置され、
前記集光レンズと集光レンズフレームの後端との間における集光レンズの焦面には仕切り板が設置され、前記仕切り板は、前記集光レンズの中心線の下方に設置されており、
前記仕切り板と集光レンズとの間における集光レンズの中心線の下方にはハイビーム照明ＬＥＤユニットが設置され、
前記ハイビーム照明ＬＥＤユニットと前記仕切り板との間には反射鏡が設置されている、
ことを特徴とするＬＥＤ前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前照灯に係り、特に自動車照明用のＬＥＤ前照灯に関し、自動車照明領域に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車では一つの光源を使って照明を行い、その光源は反射鏡の焦点に設置されていた。科学技術の発展に伴って、ＬＥＤを自動車の照明として使う場合もあるが、今のＬＥＤは、その電光変換効果、表面輝度及び部品の作業温度がゼノンＨＩＤ（High Intensity Discharge）より低いため、実際応用においていろんな困難が存在する。現在、ＬＥＤを光源として前照灯に使う場合、ロービーム照明、ハイビーム照明及びカーブ照明はそれぞれ分けられており、ハイビーム及びロービームは何れも二つ以上の投影を重ねることにより標準規定の照度分布を実現しているため、必然的に体積が大きくなり、工程の難度及びコストが高くなって、ＬＥＤを光源として商品化することができない。また、現在のダイオードの発散角がほとんど１２０°以上であり、エネルギーが比較的に発散されるため、ダイオードを応用するためには、そのエネルギーを集中させる必要がある。また、ダイオードは発熱部品であって、熱容量が小さく、温度上昇が速く、高効率の発光を実現するためには一定の温度範囲内で作業する必要があり、そうでない場合、焼損する恐れがあるため、ＬＥＤを如何に放熱させるかが問題になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、コストを低減し、使用寿命を向上させることができるＬＥＤ前照灯を提供することである。
上記目的を達成するためになされた本発明のＬＥＤ前照灯は、集光レンズフレーム、集光レンズフレームの前端に設けられた集光レンズを備え、前記集光レンズフレームの後端にはＬＥＤ設置部が設置され、ＬＥＤ設置部の内側には照明用ＬＥＤが設置されており、照明用ＬＥＤは集光レンズの焦面の他側に設置されている。
【０００４】
前記照明用ＬＥＤはカーブ照明ＬＥＤユニット、ロービーム照明ＬＥＤユニット、及び/又はハイビーム照明ＬＥＤユニットを含み、カーブ照明ＬＥＤユニットはＬＥＤ設置部の両側に設置され、ロービーム照明ＬＥＤユニットはＬＥＤ設置部の内側における集光レンズの中心線の上方に設置され、ハイビーム照明ＬＥＤユニットはＬＥＤ設置部の内側における集光レンズの中心線の下方に設置され、ＬＥＤ設置部は集光レンズに平行して設置されていることが好ましい。
【０００５】
前記集光レンズと集光レンズフレームの後端との間における集光レンズの焦面には仕切り板が設置され、この仕切り板の両側には遮光板が設置され、遮光板は集光レンズフレームの内壁に固定されており、仕切り板は集光レンズの中心線の下方に設置され、仕切り板は駆動装置により制御され、駆動装置は電磁石又はモーターであることが好ましい。
【０００６】
前記仕切り板と集光レンズとの間における集光レンズの中心線の下方にはハイビーム照明ＬＥＤユニットが設置され、ハイビーム照明ＬＥＤユニットと仕切り板との間には反射鏡が設置されていることが好ましい。
前記カーブ照明ＬＥＤユニット、ロービーム照明ＬＥＤユニット及びハイビーム照明ＬＥＤユニットは、少なくとも一つのＬＥＤにより構成されていることが好ましい。
【０００７】
前記集光レンズフレームの外側の両側には連結フレームが設置され、連結フレームはライトボックスフレームに固定されており、ライトボックスフレームの前端は集光レンズフレームに固定され、ライトボックスフレームの後端はＬＥＤ設置部に固定されていることが好ましい。
前記ＬＥＤ設置部の外側には放熱器が設置され、照明用ＬＥＤの前部には小集光レンズが設置されており、小集光レンズから集光レンズの焦面までの距離は１〜５ｍｍであることが好ましい。
【０００８】
前記照明用ＬＥＤの後部には二つの放熱導電シートが設置され、二つの放熱導電シートの間には絶縁接着剤が設けられていることが好ましい。
前記各放熱導電シートと照明用ＬＥＤとの間には導電接着剤又は錫はんだが設けられ、照明用ＬＥＤ上のＬＥＤ電極は導電接着剤又は錫はんだに固定され、各放熱導電シートは導線に接続されていることが好ましい。
前記カーブ照明ＬＥＤユニット、ロービーム照明ＬＥＤユニット及び/又はハイビーム照明ＬＥＤユニットの型番、電力、数量及び位置分布は、標準規定の照度分布と対応している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＬＥＤ前部に小集光レンズが設置されているため、ＬＥＤのエネルギーを集中することができ、エネルギー利用率を一倍程度向上させることができる。ＬＥＤは面光源であるため、従来照明に使われた反射ボウルが要らなくなり、標準規定の照度分布に応じて発光ダイオードを集光レンズの焦面付近に取付けることで、ダイオードのエネルギーが集光レンズを介して照明領域に投射されることができる。カーブ照明ＬＥＤユニット、ロービーム照明ＬＥＤユニット及びハイビーム照明ＬＥＤユニットは、被照明位置とそれぞれ対応している。ＬＥＤの熱量は放熱器に伝導され、放熱器は８０％以上の熱量をライトボックスの外部に発散することで、ライトボックス内の温度を５０℃以下に保つことができる。また、有機ガラス又は樹脂材料を使用することを前提にすると、本発明では、カーブ照明、ロービーム照明及びハイビーム照明を一つの装置内に設置することができ、占用空間及びコストを減少し、照明効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の上面図である。
【図２】図２は本発明の側面原理図である。
【図３】図３は本発明の実施例２に係る側面原理図である。
【図４】図４はＬＥＤ構造を示す。
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
<実施例１：カーブ照明、ロービーム照明及びハイビーム照明の組合せ照明を実現する>
図１、図２及び図４に示すＬＥＤ前照灯は、集光レンズフレーム１、集光レンズフレーム１の前端に設けられた集光レンズ２を備え、集光レンズフレーム１の後端にはＬＥＤ設置部３が設置され、ＬＥＤ設置部３は集光レンズと平行して設置されており、ＬＥＤ設置部３の内側に照明用ＬＥＤが設置されており、この照明用ＬＥＤは集光レンズの焦面８の他側に設置されている。照明用ＬＥＤは、カーブ照明ＬＥＤユニット４、ロービーム照明ＬＥＤユニット６及びハイビーム照明ＬＥＤユニット７を備え、カーブ照明ＬＥＤユニット４、ロービーム照明ＬＥＤユニット６及びハイビーム照明ＬＥＤユニット７中のＬＥＤ２２は、ＬＥＤ設置部３に垂直するように設けられている。本実施例において、ＬＥＤ設置部３の両側において、集光レンズの中心線５の上方に、それぞれ一つのカーブ照明ＬＥＤユニット４が設置されている。それぞれのカーブ照明ＬＥＤユニット４は、一つのＬＥＤにより形成される。ＬＥＤ設置部３の内側において、集光レンズの中心線５の上方に、ロービーム照明ＬＥＤユニット６が設置されており、１〜６個のＬＥＤ２２によりこのロービーム照明ＬＥＤユニット６を形成することができる。本実施例では、一つのＬＥＤ２２によりロービーム照明ＬＥＤユニット６を形成している。また、ＬＥＤ設置部３の内側において、集光レンズの中心線５の下方に、ハイビーム照明ＬＥＤユニット７を設置し、１〜３個のＬＥＤ２２によりこのハイビーム照明ＬＥＤユニット７を形成することができる。本実施例では、一つのＬＥＤ２２によりハイビーム照明ＬＥＤユニット７を形成している。集光レンズ２と集光レンズフレーム１の後端との間における集光レンズの焦面８には仕切り板９が設置されており、ロービーム照明を行う際には仕切り板９が閉鎖状態となっている。仕切り板９の両側には遮光板２１が設置され、この遮光板２１は集光レンズフレーム１の内壁に固定されている。また、仕切り板９は、集光レンズの中心線５の下方に設置され、駆動装置１１により制御される。ここで、駆動装置は電磁石である。集光レンズフレーム１の外側の両側には連結フレーム１０が設置され、この連結フレーム１０とライトボックスフレーム１２が固定されており、ライトボックスフレーム１２の前端と集光レンズフレーム１が固定され、ライトボックスフレーム１２の後端とＬＥＤ設置部３が固定されている。ＬＥＤ設置部３の外側には放熱器１３が設置され、各ＬＥＤ２２の前部には小集光レンズ１４が設置されており、この小集光レンズ１４から集光レンズの焦面までの距離は１〜５ｍｍである。ＬＥＤ２２の後部には二つの放熱導電シート１５が設置され、この二つの放熱導電シート１５の間には絶縁接着剤１６が設けられ、各放熱導電シート１５とＬＥＤ２２との間には導電接着剤１７又は錫はんだが設けられており、ＬＥＤ２２上のＬＥＤ電極１８は導電接着剤１７又は錫はんだに固定され、各放熱導電シート１５は導線１９に接続されている。
【００１２】
<実施例２：ハイビーム照明とロービーム照明の間で切り換える際に、仕切り板は動作しない>
図３に示すように、実施例１におけるハイビーム照明ＬＥＤユニット７は、仕切り板９と集光レンズ２との間の集光レンズの中心線５の下方に設置され、ハイビーム照明ＬＥＤユニット７と仕切り板９との間には反射鏡２０が設置されている。本実施例において、ロービーム照明ＬＥＤユニット６は３つのＬＥＤ２２により構成され、ハイビーム照明ＬＥＤユニット７は２つのＬＥＤ２２により構成され、カーブ照明ＬＥＤユニット４は２つのＬＥＤにより構成されている。これ以外の構成は、実施例１と同じである。ロービーム照明状態の場合、ハイビーム照明ＬＥＤユニットは消灯し、仕切り板周縁の画像が画面上に表示される。一方、ハイビーム照明状態の場合、ハイビーム照明ＬＥＤが点灯し、光線は、反射鏡によって反射された後、集光レンズにより投射されるので、像点から発光するように見え、ロービームと重なって仕切り板像を覆い、このため、仕切り板を動作する必要がなく、ハイビーム照明ＬＥＤユニットを開閉することで、ロービームとハイビームとの切り換えを実現することができる。
【００１３】
<実施例３：カーブ照明を実現する>
ＬＥＤ前照灯は、集光レンズフレーム１、集光レンズフレーム１の前端に設けられた集光レンズ２を備え、集光レンズフレーム１の後端にはＬＥＤ設置部３が設置され、ＬＥＤ設置部３の内側には照明用ＬＥＤが設置されており、照明用ＬＥＤは集光レンズの焦面８の他側に設置されている。照明用ＬＥＤはＬＥＤ設置部３の両側に設置されているカーブ照明ＬＥＤユニット４であり、本実施例において、カーブ照明ＬＥＤユニット４は３つのＬＥＤにより構成されている。集光レンズフレーム１の外側の両側には連結フレーム１０が設置され、連結フレーム１０とライトボックスフレーム１２が固定されており、ライトボックスフレーム１２の前端と集光レンズフレーム１が固定され、ライトボックスフレーム１２の後端とＬＥＤ設置部３が固定されている。ＬＥＤ設置部３の外側には放熱器１３が設置され、各ＬＥＤ２２の前部には小集光レンズ１４が設置されており、この小集光レンズ１４から集光レンズの焦面までの距離は１〜５ｍｍである。ＬＥＤ２２の後部には二つの放熱導電シート１５が設置され、この二つの放熱導電シート１５の間には絶縁接着剤１６が設けられ、各放熱導電シート１５とＬＥＤ２２との間には導電接着剤１７又は錫はんだが設けられており、ＬＥＤ２２上のＬＥＤ電極１８は導電接着剤１７又は錫はんだに固定され、各放熱導電シート１５は導線１９に接続されている。
【００１４】
<実施例４：ハイビーム照明を実現する>
ＬＥＤ前照灯は、集光レンズフレーム１、集光レンズフレーム１の前端に設けられた集光レンズ２を備え、集光レンズフレーム１の後端にはＬＥＤ設置部３が設置され、ＬＥＤ設置部３の内側には照明用ＬＥＤが設置されており、この照明用ＬＥＤは集光レンズの焦面８の他側に設置されている。照明用ＬＥＤはＬＥＤ設置部３の内側における集光レンズの中心線５の下方に設置されているハイビーム照明ＬＥＤユニット７であり、本実施例において、ハイビーム照明ＬＥＤユニット７は３つのＬＥＤ２２により構成されている。集光レンズフレーム１の外側の両側には連結フレーム１０が設置され、この連結フレーム１０はライトボックスフレーム１２に固定されており、ライトボックスフレーム１２の前端と集光レンズフレーム１が固定され、ライトボックスフレーム１２の後端とＬＥＤ設置部３が固定されている。ＬＥＤ設置部３の外側には放熱器１３が設置され、各ＬＥＤ２２の前部には小集光レンズ１４が設置されており、この小集光レンズ１４から集光レンズの焦面までの距離は１〜５ｍｍである。ＬＥＤ２２の後部には二つの放熱導電シート１５が設置され、この二つの放熱導電シート１５の間には絶縁接着剤１６が設けられ、各放熱導電シート１５とＬＥＤ２２との間には導電接着剤１７又は錫はんだが設けられており、ＬＥＤ２２上のＬＥＤ電極１８は導電接着剤１７又は錫はんだに固定され、各放熱導電シート１５は導線１９に接続されている。
【００１５】
<実施例５：ロービーム照明を実現する>
ＬＥＤ前照灯は、集光レンズフレーム１、集光レンズフレーム１の前端に設けられた集光レンズ２を備え、集光レンズフレーム１の後端にはＬＥＤ設置部３が設置され、ＬＥＤ設置部３の内側には照明用ＬＥＤが設置されており、この照明用ＬＥＤは集光レンズの焦面８の他側に設置されている。照明用ＬＥＤはＬＥＤ設置部３の内側における集光レンズの中心線５の上方に設置されているロービーム照明ＬＥＤユニット６であり、本実施例において、ハイビーム照明ＬＥＤユニット７は６つのＬＥＤ２２により構成されている。
集光レンズ２と集光レンズフレーム１の後端との間における集光レンズの焦面８には仕切り板９が設置され、仕切り板９の両側には遮光板２１が設置され、この遮光板２１は集光レンズフレーム１の内壁に固定されている。また、仕切り板９は、集光レンズの中心線５の下方に設置されて、駆動装置１１により制御される。ここで、駆動装置はモーターである。集光レンズフレーム１の外側の両側には連結フレーム１０が設置され、この連結フレーム１０はライトボックスフレーム１２に固定されており、ライトボックスフレーム１２の前端は集光レンズフレーム１に固定され、ライトボックスフレーム１２の後端はＬＥＤ設置部３に固定されている。ＬＥＤ設置部３の外側には放熱器１３が設置され、各ＬＥＤ２２の前部には小集光レンズ１４が設置されており、この小集光レンズ１４から集光レンズの焦面までの距離は１〜５ｍｍである。ＬＥＤ２２の後部には二つの放熱導電シート１５が設置され、この二つの放熱導電シート１５の間には絶縁接着剤１６が設けられ、各放熱導電シート１５とＬＥＤ２２との間には導電接着剤１７又は錫はんだが設けられており、ＬＥＤ２２上のＬＥＤ電極１８は導電接着剤１７又は錫はんだに固定され、各放熱導電シート１５は導線１９と接続している。
【0016】
本発明の作業原理：
自動車がカーブを曲がる時、カーブ照明ＬＥＤユニットを動作させるが、左に曲がるときは右側のカーブ照明ＬＥＤユニットを動作させ、右に曲がるときは左側のカーブ照明ＬＥＤユニットを動作させ、ロービーム照明が必要のときは、ロービーム照明ＬＥＤユニットと仕切り板を動作させ、ハイビーム照明が必要のときは、ハイビーム照明ＬＥＤユニットを動作させることで、ハイビーム照明を行う。カーブ照明ＬＥＤユニット、ロービーム照明ＬＥＤユニット及びハイビーム照明ＬＥＤユニット中のＬＥＤを点灯した場合、各ＬＥＤは集光レンズの焦面で１つの光スポットが形成され、連続した光スポットにより一つのライトビームを形成し、その後、集光レンズを通過することで対応する領域において照明を行うことができる。なお、ＬＥＤユニットの型番、電力、数量及び位置分布は、標準規定の照度分布と対応しており、例えば、ロービーム照明ＬＥＤユニット中のすべてのＬＥＤは、集光レンズの焦面に１つの連続したライトビームを形成し、このライトビームは集光レンズを経過し、ロービームとして要求される範囲内を照射する。ここで、ロービーム照明ＬＥＤユニットにおけるすべてのＬＥＤは、ＬＥＤ設置部において、必要に応じて配列することができ、一列であってよいし、二列であってもよい。
【符号の説明】
【符号の説明】
【００１７】
1、集光レンズフレーム;  2、集光レンズ;  3、ＬＥＤ設置部;  4、カーブ照明ＬＥＤユニット;  5、集光レンズの中心線;  6、ロービーム照明ＬＥＤユニット;  7、ハイビーム照明ＬＥＤユニット;  8、集光レンズの焦面;  9、仕切り板;  10、連結フレーム;  11、駆動装置;  12、ライトボックスフレーム;  13、放熱器;  14、小集光レンズ;  15、放熱導電シート;  16、絶縁接着剤;  17、導電接着剤;  18、ＬＥＤ電極;  19、導線;  20、反射鏡;  21、遮光板;  22、ＬＥＤ。
【図１】
0005525103.tif 000002
【図２】
0005525103.tif 000003
【図３】
0005525103.tif 000004
【図４】
0005525103.tif 000005