(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源としての特殊ＬＥＤと、この特殊ＬＥＤの前方に設けられ、該特殊ＬＥＤからの光を複数のレンズ素子により拡散偏向制御する前面レンズと、を備えてなる車両用灯具において、
上記特殊ＬＥＤが、ＬＥＤチップと、このＬＥＤチップが埋設された透光ブロックと、この透光ブロックの前端面における上記ＬＥＤチップの前方部位において略半球面状に突出する集光レンズと、上記ＬＥＤチップから上記透光ブロックの前端面における上記集光レンズの周辺部分で反射した光を前方へ向けて再度反射させるリフレクタとからなり、
上記前面レンズが、上記集光レンズを透過した直射光と上記リフレクタからの反射光とが交差し始める位置近傍に配置されている、ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
上記前面レンズを構成する複数のレンズ素子のうち、上記直射光が入射する直射光入射領域に位置するレンズ素子の拡散角度が、上記反射光が入射する反射光入射領域に位置するレンズ素子の拡散角度よりも大きな値に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
【請求項３】
上記複数のレンズ素子が、碁盤目状に配置されており、
上記直射光入射領域と上記反射光入射領域との境界線上に位置するレンズ素子の拡散角度が、上記直射光と上記反射光とのうち入射光量が多い方の領域用に設定された拡散角度に設定されている、ことを特徴とする請求項２記載の車両用灯具。
【請求項４】
上記特殊ＬＥＤが、互いに照射方向を揃えるようにして複数個配置されており、
上記前面レンズが、上記各特殊ＬＥＤ毎に該特殊ＬＥＤからの光を拡散偏向制御する複数のレンズ素子が配置されてなる、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具。
【請求項５】
上記複数の特殊ＬＥＤが、列状に配置されるとともに、これら各特殊ＬＥＤが、上記列状配置の方向に長尺の略矩形形状に形成されている、ことを特徴とする請求項４記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、光源として通常のＬＥＤとは異なる特殊ＬＥＤを備えた車両用灯具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイマウントストップランプ等の車両用灯具においては、ＬＥＤを備えた灯具構成が多く採用されている。
【０００３】
このような車両用灯具においては、図８に示すように、ＬＥＤ１１２からの光を、その前方に設けられた前面レンズ１１４の複数のレンズ素子１１４ｓにより拡散偏向制御するように構成されているが、ＬＥＤ１１２は発光光量が小さいので、車両用灯具としての照射光量を十分に確保することが容易でない。
【０００４】
すなわち、同図に示すように、通常のＬＥＤ１１２は、砲弾形状の透光体１２４に埋設されたＬＥＤチップ１２２から放射される光のうち、正面方向に対して所定角度範囲内の放射光については、透光体１２４の前端部を構成する略半球面状の集光レンズ１２６で正面方向寄りに屈折させて利用するようになっているが、正面方向に対して大きな放射角度で放射される光は迷光となるので、これを利用することはできない。したがって、このようなＬＥＤ１１２を備えた車両用灯具においては、十分な照射光量を十分に確保することが容易でない。
【０００５】
そこで、通常のＬＥＤに代えて、図７に示すような特殊ＬＥＤ１２を車両用灯具の光源として採用する方法が考えられる。
【０００６】
この特殊ＬＥＤ１２は、透光ブロック２４に埋設されたＬＥＤチップ２２から放射される光のうち、正面方向に対して所定角度範囲内の放射光については、通常のＬＥＤと同様、透光ブロック２４の前端面２４ａに略半球面状に突出するように形成された集光レンズ２６で正面方向寄りに屈折させて利用し、さらに、正面方向に対して大きな放射角度で放射される光についても、透光ブロック２４の前端面２４ａにおける集光レンズ２６の周辺部分で反射させるとともに透光ブロック２４内に設けられたリフレクタ２８で再度反射させることにより利用するようになっている。
【０００７】
このような特殊ＬＥＤ１２を採用することにより、ＬＥＤチップ２２からの放射光の利用効率を高めて、その発光光量を増大させることができ、これにより車両用灯具としての照射光量を十分に確保することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この場合において、単に前面レンズを特殊ＬＥＤ１２の前方に適当に配置しただけでは、次のような問題がある。
【０００９】
すなわち、集光レンズ２６を透過した直射光Ｂ１は平行光線束とはならず拡散光線束となるので、特殊ＬＥＤ１２からある程度前方に離れた位置Ｐｏにおいてリフレクタ２８からの反射光Ｂ２と交差し始める。
【００１０】
したがって、前面レンズを特殊ＬＥＤ１２から大きく離れた位置Ｐｆに配置した場合には、前面レンズに直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが重複して入射する重複入射領域が生じてしまうこととなり、このため、この重複入射領域では直射光Ｂ１および反射光Ｂ２に対して同一の拡散偏向制御を行わざるを得ない。しかしながら、直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とでは前面レンズに対する入射方向が異なっており、しかも直射光Ｂ１は反射光Ｂ２に比して光度が高いので、前面レンズによる特殊ＬＥＤ１２からの光に対する拡散偏向制御を適切に行うことができなくなってしまう、という問題がある。
【００１１】
一方、前面レンズを特殊ＬＥＤ１２に近接した位置Ｐｎに配置した場合には、直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが全く交差していない状態で前面レンズに入射するので、前面レンズに特殊ＬＥＤ１２からの光が入射しない光非入射領域が生じてしてしまう。そして灯具点灯時この光非入射領域がリング状に暗く見えるので、灯具の見映えが損なわれてしまう、という問題がある。
【００１２】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、特殊ＬＥＤを備えた車両用灯具において、灯具の見映えを損なうことなく、前面レンズによる特殊ＬＥＤからの光に対する拡散偏向制御を適切に行うことができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、前面レンズの配置に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１４】
すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
光源としての特殊ＬＥＤと、この特殊ＬＥＤの前方に設けられ、該特殊ＬＥＤからの光を複数のレンズ素子により拡散偏向制御する前面レンズと、を備えてなる車両用灯具において、
上記特殊ＬＥＤが、ＬＥＤチップと、このＬＥＤチップが埋設された透光ブロックと、この透光ブロックの前端面における上記ＬＥＤチップの前方部位において略半球面状に突出する集光レンズと、上記ＬＥＤチップから上記透光ブロックの前端面における上記集光レンズの周辺部分で反射した光を前方へ向けて再度反射させるリフレクタとからなり、
上記前面レンズが、上記集光レンズを透過した直射光と上記リフレクタからの反射光とが交差し始める位置近傍に配置されている、ことを特徴とするものである。
【００１５】
上記「前面レンズ」は、特殊ＬＥＤからの光を複数のレンズ素子により拡散偏向制御するように構成されたものであれば、各レンズ素子の配置および形状等の具体的構成は特に限定されるものではない。
【００１６】
上記「各レンズ素子」は、入射光を拡散させる機能のみを有するものであってもよいし、入射光を偏向させる機能のみを有するものであってもよいし、入射光を拡散させるとともに偏向させる機能を有するものであってもよい。
【００１７】
【発明の作用効果】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、その光源として、ＬＥＤチップが埋設された透光ブロックと、この透光ブロックの前端面におけるＬＥＤチップの前方部位において略半球面状に突出する集光レンズと、ＬＥＤチップから透光ブロックの前端面における集光レンズの周辺部分で反射した光を灯具前方へ向けて再度反射させるリフレクタとからなる特殊ＬＥＤが用いられているので、ＬＥＤチップからその正面方向に対して所定角度範囲内の方向に放射される光については、集光レンズで正面方向寄りに屈折させて利用することができるとともに、正面方向に対して大きな放射角度で放射される光についても、リフレクタからの反射光として利用することができる。そしてこれにより、ＬＥＤチップからの放射光の利用効率を高めて、その発光光量を増大させることができ、これにより車両用灯具としての照射光量を十分に確保することが可能となる。
【００１８】
そして、本願発明に係る車両用灯具においては、この特殊ＬＥＤからの光をその前方に設けられた前面レンズの複数のレンズ素子により拡散偏向制御するように構成されているが、前面レンズは、集光レンズを透過した直射光とリフレクタからの反射光とが交差し始める位置近傍に配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１９】
すなわち、上記直射光と上記反射光とでは入射方向および光度が異なっているが、これら直射光と反射光とが交差し始める位置近傍に前面レンズが配置されているので、前面レンズに直射光と反射光とが重複して入射する重複入射領域が生じてしまうのを防止することができ、これにより、前面レンズによる特殊ＬＥＤからの光に対する拡散偏向制御を適切に行うことが可能となる。
【００２０】
また、直射光と反射光とが交差し始める位置近傍に前面レンズが配置されていることにより、前面レンズに特殊ＬＥＤからの光が入射しないリング状の光非入射領域が生じてしまうのを防止することができるので、灯具点灯時に前面レンズが全体的に明るく見えるようにすることができ、これにより灯具の見映えが損なわれてしまうのを未然に防止することができる。
【００２１】
このように本願発明によれば、特殊ＬＥＤを備えた車両用灯具において、灯具の見映えを損なうことなく、前面レンズによる特殊ＬＥＤからの光に対する拡散偏向制御を適切に行うことができる。
【００２２】
上述したように、集光レンズを透過した直射光はリフレクタからの反射光に比して光度が高いので、前面レンズを構成する複数のレンズ素子のうち、直射光が入射する直射光入射領域に位置するレンズ素子の拡散角度を、反射光が入射する反射光入射領域に位置するレンズ素子の拡散角度よりも大きい値に設定するようにすれば、灯具点灯時に前面レンズ全体を略均一に明るく見えるようにすることができ、これにより灯具の見映えを高めることができる。
【００２３】
ところで、直射光入射領域と反射光入射領域との境界線は、前面レンズ上に略円形形状に形成されるので、複数のレンズ素子が碁盤目状に配置されている場合には、一部のレンズ素子が直射光入射領域と反射光入射領域との境界線上に位置することとなる。この境界線上に位置するレンズ素子については、その拡散角度を直射光と反射光とのうち入射光量が多い方の領域用に設定された拡散角度に設定するようにすれば、十分に適切な拡散偏向制御を行うことが可能となる。
【００２４】
本願発明に係る車両用灯具は、その光源として単一の特殊ＬＥＤを備えた灯具構成としてもよいが、複数の特殊ＬＥＤが互いに照射方向を揃えるようにして配置された灯具構成としてもよい。その際、前面レンズを、各特殊ＬＥＤ毎に該特殊ＬＥＤからの光を拡散偏向制御する複数のレンズ素子が配置された構成とすれば、前面レンズを広い発光面積で明るく見えるようにすることができる。
【００２５】
この場合において、複数の特殊ＬＥＤを列状に配置するとともに、これら各特殊ＬＥＤを列状配置の方向に長尺の略矩形形状に形成すれば、ハイマウントストップランプ等に適した薄型の灯具構成を容易に実現することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本願発明の一実施形態について説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る車両用灯具１０を示す正面図であり、図２および３は、いずれも図１のII-II 線断面図であり、図４は、車両用灯具１０を示す分解斜視図である。
【００２８】
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、小型の灯具ユニットであって、該車両用灯具１０を複数個配列することにより、テールランプやストップランプ等の各種標識灯として使用され得るようになっている。
【００２９】
この車両用灯具１０は、光源としての特殊ＬＥＤ１２と、この特殊ＬＥＤ１２の前方に設けられ、該特殊ＬＥＤ１２からの光を複数のレンズ素子１４ｓにより拡散偏向制御する前面レンズ１４と、特殊ＬＥＤ１２を支持するプリント基板１６と、このプリント基板１６と特殊ＬＥＤ１２とを収容するとともに、前端面において前面レンズ１４を支持するランプボディ１８とからなっている。
【００３０】
特殊ＬＥＤ１２は、ＬＥＤチップ２２と、このＬＥＤチップ２２が埋設された透光ブロック２４と、この透光ブロック２４の前端面２４ａにおけるＬＥＤチップ２２の前方部位において略半球面状に突出する集光レンズ２６と、ＬＥＤチップ２２から透光ブロック２４の前端面２４ａにおける集光レンズ２６の周辺部分で反射（内面反射）した光を前方へ向けて再度反射させるリフレクタ２８とからなっている。
【００３１】
この特殊ＬＥＤ１２は、灯具正面視において左右方向に長尺の略矩形形状に形成されており、そのＬＥＤチップ２２を前後方向に延びる灯具光軸Ａｘ上に位置させるようにして配置されている。
【００３２】
ＬＥＤチップ２２から集光レンズ２６に入射した光は、灯具光軸Ａｘ寄りに屈折するので、この集光レンズ２６を透過した直射光Ｂ１は、灯具光軸Ａｘを中心として円錐状に広がる拡散光線束となる。一方、リフレクタ２８からの反射光Ｂ２は、灯具光軸Ａｘを中心軸とする円錐面を中心として広がるリング状の拡散光線束となる。直射光Ｂ１は、反射光Ｂ２に比して光度が高い光線束となっている。そして、透光ブロック２４の前端面２４ａから所定寸法前方へ離れた位置Ｐｏ（図７参照）において、これら直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが交差し始める。
【００３３】
前面レンズ１４は、直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが交差し始める位置Ｐｏ近傍に配置されている。この前面レンズ１４を構成する複数のレンズ素子１４ｓは、該前面レンズ１４の裏面に碁盤目状に配置されている。これら各レンズ素子１４ｓは、特殊ＬＥＤ１２からの光を灯具光軸Ａｘ寄りに偏向させるとともに拡散させるようになっている。
【００３４】
これら複数のレンズ素子１４ｓのうち、直射光Ｂ１が入射する直射光入射領域Ａ１に位置するレンズ素子１４ｓ１の拡散角度は、反射光Ｂ２が入射する反射光入射領域Ａ２に位置するレンズ素子１４ｓ２の拡散角度よりも大きな値に設定されている。例えば、レンズ素子１４ｓ１の拡散角度は、灯具光軸Ａｘと平行な軸線を中心にして上下左右に各々８°に設定されており、レンズ素子１４ｓ２の拡散角度は、灯具光軸Ａｘと平行な軸線を中心にして上下左右に各々３°に設定されている。
【００３５】
図５は、前面レンズ１４を構成する複数のレンズ素子１４ｓを示す正面図である。
【００３６】
図示のように、直射光入射領域Ａ１と反射光入射領域Ａ２との境界線ＢＬは、前面レンズ１４上に略円形形状に形成されるので、一部のレンズ素子１４ｓ３、１４ｓ４は境界線ＢＬ上に位置することとなる。これらレンズ素子１４ｓ３、１４ｓ４の拡散角度は、直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とのうち入射光量が多い方の領域用に設定された拡散角度に設定されている。すなわち、直射光Ｂ１の入射光量の方が多いレンズ素子１４ｓ３の拡散角度は、直射光入射領域Ａ１に位置するレンズ素子１４ｓ１の拡散角度と同じ値に設定されており、反射光Ｂ２の入射光量の方が多いレンズ素子１４ｓ４の拡散角度は、反射光入射領域Ａ２に位置するレンズ素子１４ｓ２の拡散角度と同じ値に設定されている。
【００３７】
以上詳述したように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、その光源として特殊ＬＥＤ１２が用いられているので、該特殊ＬＥＤ１２のＬＥＤチップ２２からその正面方向に対して所定角度範囲内の方向に放射される光については、該特殊ＬＥＤ１２の集光レンズ２６で正面方向寄りに屈折させて利用することができるとともに、正面方向に対して大きな放射角度で放射される光についても、該特殊ＬＥＤ１２のリフレクタ２８からの反射光として利用することができる。そしてこれにより、ＬＥＤチップ２２からの放射光の利用効率を高めて、その発光光量を増大させることができ、これにより車両用灯具としての照射光量を十分に確保することが可能となる。
【００３８】
そして、本実施形態に係る車両用灯具１０においては、この特殊ＬＥＤ１２からの光をその前方に設けられた前面レンズ１４の複数のレンズ素子１４ｓにより拡散偏向制御するように構成されているが、前面レンズ１４は、集光レンズ２６を透過した直射光Ｂ１とリフレクタ２８からの反射光Ｂ２とが交差し始める位置Ｐｏ近傍に配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００３９】
すなわち、直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とでは入射方向および光度が異なっているが、これら直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが交差し始める位置Ｐｏ近傍に前面レンズ１４が配置されているので、前面レンズ１４に直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが重複して入射する重複入射領域が生じてしまうのを防止することができ、これにより、前面レンズ１４による特殊ＬＥＤ１２からの光に対する拡散偏向制御を適切に行うことが可能となる。
【００４０】
また、直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが交差し始める位置Ｐｏ近傍に前面レンズ１４が配置されていることにより、前面レンズ１４に特殊ＬＥＤ１２からの光が入射しない光非入射領域が生じてしまうのを防止することができるので、灯具点灯時に前面レンズ１４が全体的に明るく見えるようにすることができ、これにより灯具の見映えが損なわれてしまうのを未然に防止することができる。
【００４１】
このように本実施形態によれば、灯具の見映えを損なうことなく、前面レンズ１４による特殊ＬＥＤ１２からの光に対する拡散偏向制御を適切に行うことができる。
【００４２】
上述したように、直射光Ｂ１は反射光Ｂ２に比して光度が高いものとなるが、本実施形態においては、前面レンズ１４を構成する複数のレンズ素子１４ｓのうち、直射光入射領域Ａ１に位置するレンズ素子１４ｓ１の拡散角度が、反射光入射領域Ａ２に位置するレンズ素子１４ｓ２の拡散角度よりも大きい値に設定されているので、灯具点灯時に前面レンズ１４全体を略均一に明るく見えるようにすることができ、これにより灯具の見映えを高めることができる。
【００４３】
本実施形態においては、前面レンズ１４を構成する複数のレンズ素子１４ｓが碁盤目状に配置されているが、前面レンズ１４上に略円形形状に形成される直射光入射領域Ａ１と反射光入射領域Ａ２との境界線ＢＬ上に位置するレンズ素子１４ｓ３、１４ｓ４については、その拡散角度が直射光Ｂ１と反射光Ｂ２とのうち入射光量が多い方の領域用に設定された拡散角度に設定されているので、十分に適切な拡散偏向制御を行うことが可能となる。
【００４４】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００４５】
図６は、本変形例に係る車両用灯具５０を示す正面図（ｃ）およびその分解図（ａ）、（ｂ）である。
【００４６】
上記実施形態に係る車両用灯具１０においては、その光源として単一の特殊ＬＥＤ１２を備えた灯具構成となっているのに対し、本変形例に係る車両用灯具５０においては、複数（５個）の特殊ＬＥＤ１２を備えた灯具構成となっている。
【００４７】
これら複数の特殊ＬＥＤ１２は、左右方向に等間隔で直線状に１列で配置されており、共通のプリント基板５６に支持されている。その際、これら特殊ＬＥＤ１２は、互いに照射方向を揃えるようにして配置されており、また、各特殊ＬＥＤ１２は、上記実施形態と同様、左右方向に長尺となるように配置されている。
【００４８】
プリント基板５６は、該プリント基板５６を複数の特殊ＬＥＤ１２と共に収容するランプボディ５８に支持されている。そして、このランプボディ５８の前端面には前面レンズ５４が支持されている。
【００４９】
前面レンズ５４は、各特殊ＬＥＤ１２毎に該特殊ＬＥＤ１２からの光を拡散偏向制御する複数のレンズ素子５４ｓが配置されている。これら複数のレンズ素子５４ｓは、各特殊ＬＥＤ１２毎に、上記実施形態のレンズ素子１４ｓ１、１４ｓ２、１４ｓ３、１４ｓ４に対応するレンズ素子５４ｓ１、５４ｓ２、５４ｓ３、５４ｓ４が配置されてなっている。
【００５０】
本変形例に係る車両用灯具５０のように、特殊ＬＥＤ１２を複数個備えた灯具構成を採用することにより、前面レンズ５４を広い発光面積で明るく見えるようにすることができる。
【００５１】
また、本変形例に係る車両用灯具５０は、複数の特殊ＬＥＤ１２が左右方向に等間隔で直線状に１列で配置されており、しかも各特殊ＬＥＤ１２が左右方向に長尺の略矩形形状に形成されているので、ハイマウントストップランプ等に適した薄型の灯具構成を容易に実現することができる。
【００５２】
なお、本変形例のように、複数の特殊ＬＥＤ１２を直線状に１列で配置する代わりに、複数の特殊ＬＥＤ１２を直線状に複数列で配置すること、あるいは複数の特殊ＬＥＤ１２を円弧状、波形状に１列または複数列で配置すること等も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図
【図２】上記車両用灯具を示す、図１のII-II 線断面図（その１）
【図３】上記車両用灯具を示す、図１のII-II 線断面図（その２）
【図４】上記車両用灯具を示す分解斜視図
【図５】上記車両用灯具の前面レンズを構成する複数のレンズ素子を示す正面図
【図６】上記実施形態の変形例に係る車両用灯具を示す正面図（ｃ）およびその分解図（ａ）、（ｂ）
【図７】上記実施形態で用いられる特殊ＬＥＤを単品で示す図
【図８】従来例を示す、図２と同様の図
【符号の説明】
１０、５０  車両用灯具
１２  特殊ＬＥＤ
１４、５４  前面レンズ
１４ｓ、１４ｓ１、１４ｓ２、１４ｓ３、１４ｓ４、５４ｓ、５４ｓ１、５４ｓ２、５４ｓ３、５４ｓ４  レンズ素子
１６、５６  プリント基板
１８、５８  ランプボディ
２２  ＬＥＤチップ
２４  透光ブロック
２４ａ  前端面
２６  集光レンズ
２８  リフレクタ
Ａ１  直射光入射領域
Ａ２  反射光入射領域
Ａｘ  灯具光軸
Ｂ１  直射光
Ｂ２  反射光
ＢＬ  境界線
Ｐｏ  集光レンズを透過した直射光とリフレクタからの反射光とが交差し始める位置
【図１】
0003961808.tif 000002
【図２】
0003961808.tif 000003
【図３】
0003961808.tif 000004
【図４】
0003961808.tif 000005
【図５】
0003961808.tif 000006
【図６】
0003961808.tif 000007
【図７】
0003961808.tif 000008
【図８】
0003961808.tif 000009