(57)【要約】【課題】レンズの形状を複雑にすることなく、発光素子からの光をムラなく効率良く前方に照射することができるランプの提供を目的とする。【解決手段】基板２の中央部に配置される第１の発光素子４と、該第１の発光素子に対し前方に向って幅径を拡大するレンズ体の底部を配置し、上記第１の発光素子からレンズ体内を透過する発光を該レンズ体の周壁で全反射してレンズ体前方へ放射する全反射レンズ２と、上記基板における第１の発光素子の周囲に配置される第２の発光素子群６と、全反射レンズを囲繞して備えられ第２の発光素子群からの発光を拡散する拡散レンズを備え、上記全反射レンズのレンズ前方への光の放射と拡散レンズのレンズ周囲への光の放射で前方にムラなく光照射する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板の中央部に配置される第１の発光素子と、該第１の発光素子に対し前方に向って幅径を拡大するレンズ体の底部を配置し、上記第１の発光素子からレンズ体内を透過する発光を該レンズ体の周壁で全反射してレンズ体前方へ放射する全反射レンズと、上記基板における上記第１の発光素子の周囲に配置される第２の発光素子群と、上記全反射レンズを囲繞して備えられ上記第２の発光素子群からの発光を拡散する拡散レンズを備え、上記全反射レンズのレンズ前方への光の放射と上記拡散レンズのレンズ周囲への光の放射で前方にムラなく光照射することを特徴とするランプ。
【請求項２】
全反射レンズは、前方に向って幅径を拡大するレンズ体の前面中央部にはレンズ体前方に向かって突出する凸レンズ部を突設しかつその外周を平面部とし、かつレンズ体底部に配置される発光素子からの発光を該レンズ体の周壁で全反射してレンズ体前方へ放射する発光素子用レンズにおいて、発光素子が位置するレンズ体下部の発光素子周部には略円柱状の中空部を設け、上記発光素子から上記中空部の側周面に向かう光が上記レンズ体の屈折率に応じた全反射角以下で入射してレンズ体内を透過しこの光が上記レンズ体の周壁に対して上記全反射角以上で入射し全反射してレンズ体前面の平面部から前方に放射されるとともに、上記発光素子から上記中空部の上面に向かう光が上記全反射角以下で入射しレンズ体内を透過して直接レンズ体前面の凸レンズ部から前方に放射されることを特徴とする請求項１記載のランプ。
【請求項３】
第１の発光素子と第２の発光素子群とが配置される基板は、その裏面がほぼ同形状の金属板と密着し、かつ該金属板はその外周部を筐体に当接してなることを特徴とする請求項１記載のランプ。
【請求項４】
第１の発光素子と第２の発光素子群とを別個に制御する制御回路を備えてなることを特徴とする請求項１記載のランプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、車両に用いられるブレーキランプ等のランプに係り、特に電球の代わりにＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を用いることで長寿命としつつ配光性や明るさについても充分満足することができるランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブレーキランプを始め車両用のランプにはフィラメント型ランプが用いられていて、このフィラメント型ランプは点灯する瞬間に大きな電流、ラッシュカレントが流れることで切れやすく、ＬＥＤや放電管と比較すると寿命が短いという問題があった。
しかしながら、上述した従来の車両用のフィラメント型のランプを、より長寿命の放電管やＬＥＤを用いたランプに置き換えるためには、従来とほぼ同じ形状寸法にしなければならず、また点灯タイミングや視認性に影響する光をムラなく照射する配光性が従来のフィラメント型ランプより劣ることから単純に置き換えることはできなかった。
【特許文献１】特開２０００−４０４１２号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
特に、１個のランプでテールランプとブレーキランプを切り換えて機能させるタイプのランプを、ＬＥＤ等を用いたランプに置き換えることは、形状寸法やその要求される機能からして困難であり、従来のバルブタイプという形状的な規制がなければ可能なものの、従来のバルブタイプのランプと互換性を持たせたものは存在しなかった。
【０００４】
そこで本発明にあっては、上述した課題を解決すべく、フィラメント型ランプと形状寸法を同等として置き換えを可能とし、レンズの形状を複雑にすることなく、発光素子からの光をムラなく効率良く前方に照射することができるランプの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本考案のランプは、基板の中央部に配置される第１の発光素子と、該第１の発光素子に対し前方に向って幅径を拡大するレンズ体の底部を配置し、上記第１の発光素子からレンズ体内を透過する発光を該レンズ体の周壁で全反射してレンズ体前方へ放射する全反射レンズと、上記基板における上記第１の発光素子の周囲に配置される第２の発光素子群と、上記全反射レンズを囲繞して備えられ上記第２の発光素子群からの発光を拡散する拡散レンズを備え、上記全反射レンズのレンズ前方への光の放射と上記拡散レンズのレンズ周囲への光の放射で前方にムラなく光照射することを特徴とする。
【０００６】
また、全反射レンズは、前方に向って幅径を拡大するレンズ体の前面中央部にはレンズ体前方に向かって突出する凸レンズ部を突設しかつその外周を平面部とし、かつレンズ体底部に配置される発光素子からの発光を該レンズ体の周壁で全反射してレンズ体前方へ放射する発光素子用レンズにおいて、発光素子が位置するレンズ体下部の発光素子周部には略円柱状の中空部を設け、上記発光素子から上記中空部の側周面に向かう光が上記レンズ体の屈折率に応じた全反射角以下で入射してレンズ体内を透過しこの光が上記レンズ体の周壁に対して上記全反射角以上で入射し全反射してレンズ体前面の平面部から前方に放射されるとともに、上記発光素子から上記中空部の上面に向かう光が上記全反射角以下で入射しレンズ体内を透過して直接レンズ体前面の凸レンズ部から前方に放射されることを特徴とする。
【０００７】
また、第１の発光素子と第２の発光素子群とが配置される基板は、その裏面がほぼ同形状の金属板と密着し、かつ該金属板はその外周部を筐体に当接してなることを特徴とする。
【０００８】
また、第１の発光素子と第２の発光素子群とを別個に制御する制御回路を備えてなることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００９】
本考案のランプによれば、基板の中央部に配置される第１の発光素子と、該第１の発光素子に対し前方に向って幅径を拡大するレンズ体の底部を配置し、上記第１の発光素子からレンズ体内を透過する発光を該レンズ体の周壁で全反射してレンズ体前方へ放射する全反射レンズと、上記基板における上記第１の発光素子の周囲に配置される第２の発光素子群と、上記全反射レンズを囲繞して備えられ上記第２の発光素子群からの発光を拡散する拡散レンズを備えることで、全反射レンズによるレンズ前方への光の放射と、拡散レンズによるレンズ周囲への光の放射で前方にムラなく光照射することができるものである。
【００１０】
また、全反射レンズは、前方に向って幅径を拡大するレンズ体の前面中央部にはレンズ体前方に向かって突出する凸レンズ部を突設しかつその外周を平面部とし、かつレンズ体底部に配置される発光素子からの発光を該レンズ体の周壁で全反射してレンズ体前方へ放射する発光素子用レンズにおいて、発光素子が位置するレンズ体下部の発光素子周部には略円柱状の中空部を設け、上記発光素子から上記中空部の側周面に向かう光が上記レンズ体の屈折率に応じた全反射角以下で入射してレンズ体内を透過しこの光が上記レンズ体の周壁に対して上記全反射角以上で入射し全反射してレンズ体前面の平面部から前方に放射されるとともに、上記発光素子から上記中空部の上面に向かう光が上記全反射角以下で入射しレンズ体内を透過して直接レンズ体前面の凸レンズ部から前方に放射されることで、発光素子からの光は、中空部の中で上面を通る光と側周面を通る光に分かれて、側周面を通る光はレンズ体の屈折率に応じてレンズ体の周壁で全反射して平面部から好適にレンズ体前方に放射され、そして中空部の上面を通る光は凸レンズ部で好適に収束され、このような発光素子用レンズを複雑な形状とすることなく得られるものである。
【００１１】
また、第１の発光素子と第２の発光素子群とが配置される基板は、その裏面がほぼ同形状の金属板と密着し、かつ該金属板はその外周部を筐体に当接することで、第１の発光素子と第２の発光素子群による発熱を吸収して外部に発散させることができ、これにより発光素子の性能安定と長寿命化を図ることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１〜図２は、本考案のランプ１を示し、自動車のブレーキランプ、コンビネーションランプを例にとり以下に説明する。ランプ１は、前方に向って徐々に幅径を拡大する形状である略逆円錐台状に成形された全反射レンズ２と、回路基板３の中央部に配置される１個のハイパワーの第１の発光素子４と、第１の発光素子４に対し前方に向って幅径を拡大するレンズ体の底部を配置し、上記第１の発光素子４からレンズ体内を透過する発光を該レンズ体の周壁５で全反射してレンズ体前方へ放射する全反射レンズ２と、回路基板３における上記第１の発光素子４の周囲に配置される８個のミドルパワーの第２の発光素子群６と、上記全反射レンズ２を囲繞して係合すべく上面中央部に係合孔８を設け上記第２の発光素子群６からの発光を拡散する拡散レンズ７と、回路基板３の裏面に当接し発光素子からの発熱を吸収し外部に発散させるための金属製の放熱板９と、上記第１の発光素子４と第２の発光素子群６を発光制御する制御基板（図示せず）を収納するソケット部１０から構成されている。
【００１３】
全反射レンズ２は、図３に示すごとく、その周壁５をレンズ下端からレンズ前面にかけて外側に少し膨らんだ独特の曲面に形成するとともに（その断面は連続する曲面に限られず、複数の傾斜面で形成してもよい）、レンズ前面の外周部分を平面部１１としかつその中央部には前方が凸となる凸レンズ部１２を、レンズ前面より一段低い位置から前方に向かい突設形成している。そして、全反射レンズ２の下部には、第１の発光素子４を配設するのには充分すぎる高さからなる略円柱形状の中空部１３を、レンズ下端からレンズ高さの約１／３の深さに凹設して形成している。この中空部１３の上面１３ａは、レンズ下方に向かって凸状の球面からなるとともに、中空部１３の側周面１３ｂは、レンズ下端からレンズ前方に向かって穴径を徐々に狭くする若干のテーパーを設けてなり、これにより中空部１３を略円柱形状に形成している。この中空部１３の穴径・高さ・テーパーは、そこに配置する第１の発光素子４の寸法や、レンズの材質に応じた屈折率やレンズの外形寸法等に応じて設定される。
【００１４】
このような構成からなる全反射レンズ２によれば、図３に示すごとく、第１の発光素子４から照射される光のうち、上記中空部１３の上面１３ａに向かう光は、上面１３ａの凸曲面に入射（レンズの屈折率に応じた全反射角以下である）して収束されレンズ内を直進し、レンズ前面の凸レンズ部１２で集光される方向に屈折してレンズ前方に照射される。本実施例にあっては、凸レンズ部１２の曲率をアクリルのレンズの屈折率に応じて設定することで凸レンズ部１２を通る光を平行光に近いものとするものである。そして、第１の発光素子４から上記中空部１３の側周面１３ｂに向かう光は、側周面１３ｂに対しレンズの屈折率に応じた全反射角以下で入射して屈折し、周壁５に対して上記全反射角以上で入射することで全反射し、レンズ前面の平面部１１を通ってレンズ前方に照射されるものである。
【００１５】
図４は、本考案のランプにおける第１の発光素子４と第２の発光素子群６の光路を模式的に示すものであり、第１の発光素子４からの光は上述したごとく全反射レンズ２により収束されて平行光に近い光を前方に照射する一方、第１の発光素子４を取り囲む８個のミドルパワーの第２の発光素子群６からの光は、一部は半透明な拡散レンズ７で屈折してレンズの斜め前方に照射されるとともに、レンズの中心方向に向かう光は全反射レンズ２で大きく屈折して８０°近い側方にまで照射されるものである。これにより自動車のブレーキランプ、コンビネーションランプ等に要求されている前方のあらゆる方向にムラなく光照射するという配光性を満足することができる。
【００１６】
特に図示しないが、ソケット部１０内部に収納する第１の発光素子４と第２の発光素子群６を発光制御する制御基板において、テールランプ点灯操作時に第２の発光素子群６を発点灯させ、ブレーキ操作時に第１の発光素子４も追加して点灯させる構成とすることで、コンビネーションランプとして機能させることが可能となるものである。
【００１７】
図２に示す放熱板９は、第１の発光素子４、第２の発光素子群６が点灯することで生じる発熱を効率よく外部に伝達するためのものであり、回路基板３の裏面と電気的絶縁状態で密接するとともに、その側周面をソケット部１０内面に当接させることで、発光素子の熱を効率よく外部に逃がすことが可能となるものである。放熱板９の周部には、回路基板３と制御基板とを接続する線材を通じる孔を形成している。
【００１８】
尚、上述した実施例にあっては、車両用のテールランプとブレーキランプを切換可能なランプについて説明したが、これに限定されることなく、通常のフィラメントランプと交換することが可能なランプとしてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本考案のランプの斜視図である。
【図２】本考案のランプの分解斜視図である。
【図３】本考案のランプにおける全反射レンズの光路の説明図である。
【図４】本考案のランプの光路の説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  ランプ
２  全反射レンズ
３  回路基板
４  第１の発光素子
５  周壁
６  第１の発光素子群
７  拡散レンズ
８  係合孔
９  放熱板
１０  ソケット部
１１  平面部
１２  凸レンズ部
１３  中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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