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発明の名称 灯具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−234538(P2007−234538A)
公開日 平成19年9月13日(2007.9.13)
出願番号 特願2006−58025(P2006−58025)
出願日 平成18年3月3日(2006.3.3)
代理人 【識別番号】100079094
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 輝緒
発明者 岡田 英隆
要約 課題
本発明は、簡単な構成により、斬新なデザインを可能にした発光素子から成る特に車両用灯具に適した灯具を提供することを目的とする。

解決手段
複数個の発光素子11aから成る光源と上記光源の前方に配置されたレンズ12とを含む灯具であって、上記レンズ12が、上記光源の各発光素子に対応して、各発光素子の光軸と同軸に配置されたレンズカット部13を備え、各レンズカット部13が、対応する発光素子からの光を中心付近に集束するようにエイミングさせる横長の中央領域14と、対応する発光素子からの光をやや拡散するようにエイミングさせる上方及び下方領域15,16と、から成り、上記中央領域がレンズの光源側の後面に、また上記上方及び下方領域がレンズの前面に、それぞれ形成されるように、車両用灯具10を構成する。
特許請求の範囲
【請求項1】
少なくとも一つの発光素子から成る光源と、上記光源の前方に配置されたレンズと、を含んでいる、灯具であって、
上記レンズが、上記光源の各発光素子に対応して、各発光素子の光軸と同軸に配置されたレンズカット部を備えており、
各レンズのレンズカット部が、対応する発光素子からの光を中心付近に集束するようにエイミングさせる横長の中央領域と、対応する発光素子からの光をやや拡散するようにエイミングさせる上方及び下方領域と、から成り、
上記レンズカット部の中央領域がレンズの光源側の後面に形成されていると共に、上記上方及び下方領域がレンズの前面に形成されていることを特徴とする、灯具。
【請求項2】
上記各レンズカット部の上方及び下方領域が、光軸方向に見て、中央領域と重ならず、且つ隙間がないように配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の灯具。
【請求項3】
上記各レンズカット部が、光軸方向に見て、光軸の周りに所定半径を有する円形として形成されており、
上記各レンズカット部の上方及び下方領域が、レンズカット部の上側及び下側にて、レンズカット部の外周の内側にて扇形に形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の灯具。
【請求項4】
上記各レンズカット部の上方及び下方領域が、レンズカット部の外周及びこの外周より小さい半径の内周と、光軸から水平線に対して上下に所定角度を成す半径方向に延びる境界線と、から画成されていることを特徴とする、請求項3に記載の灯具。
【請求項5】
上記境界線が、光軸に関して水平線から+45度及び−45度の方向に延びていることを特徴とする、請求項4に記載の灯具。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光素子を光源とする車両用灯具に関する。
【背景技術】
【0002】
近年のLEDの発光効率の向上に伴って、光源としてLEDを使用した車両用灯具が、種々提案されている。
このようなLEDを使用した車両用灯具は、例えば特許文献1及び特許文献2に開示されている。
【0003】
ここで、特許文献1による車両用灯具は、図8に示すように、構成されている。
即ち、図8において、車両用灯具1は、複数個のLEDから成る光源2と、この光源2の前方に配置されたレンズ3と、から構成されている。
【0004】
上記光源2は、一列に並んで配置された複数個のLED2aから構成されている。
各LED2aは、共通の基板2b上にて、互いに接近して実装されている。
そして、各LED2aは、それぞれ図示しない駆動回路により駆動制御されて発光し、見かけ上線光源として作用するようになっている。
【0005】
上記レンズ3は、凸レンズから構成されており、その後側の焦点位置が、上記光源2の中央に位置するLED2a、即ち上述した線光源の中心付近に位置するように配置されている。
【0006】
このような構成の車両用灯具1によれば、上記光源2の各LED2aが駆動回路により駆動制御されることにより、発光する。そして、各LED2aから出射した光が、上記レンズ3を介して、前方に向かって照射される。
これにより、各LED2aから成る線光源の像が前方に向かって投影されることにより、カットラインの少なくとも一部が形成されるようになっている。
【0007】
これに対して、特許文献2による車両用灯具は、図9に示すように構成されている。
図9において、車両用灯具4は、LEDから成る光源5と、この光源5の前方に配置されたレンズ6と、から構成されている。
上記光源5は、基板(図示せず)上に実装されたLED5aから構成されている。
【0008】
ここで、このLED5aは、図9においては一つのみが示されているが、実際には、紙面に垂直な方向に並んで比較的狭いピッチで並んで配置されており、それぞれ図示しない駆動回路により駆動制御されて発光し、見かけ上線光源として作用するようになっている。
【0009】
上記レンズ6は、透明材料から成る平板から構成されており、その表面に多数の並んで配置された微小なレンズカット6aを備えている。
このレンズカット6aは、上記線光源の長手方向と垂直な方向(図8にて左右方向)に関して、異なる屈折角を有する複数のプリズムを組み合わせた多面プリズムとして形成されている。
そして、上記レンズカット6aは、全体として、この形状が線光源の長手方向に平行移動された所謂直線状多面プリズムカットとして形成されている。
【0010】
このような構成の車両用灯具4によれば、上記光源5の各LED5aが駆動回路により駆動制御されることにより、発光する。そして、各LED5aから出射した光が、上記レンズ6を介して、前方に向かって照射される。
その際、レンズ6に設けられたレンズカット6aにより、各LED5aからの光が拡散され、全体として均一な配光パターンが形成されるようになっている。
【特許文献1】特開2004−311101号
【特許文献2】特開平06−187810号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
ところで、特許文献1による車両用灯具1においては、光源2を構成する各LED2aの像がレンズ3により前方に向かって投影される。従って、個々のLED2aの指向性が比較的強い配光特性がそのまま配光パターンを形成することになる。これにより、配光パターンに輝度ムラが発生することになってしまう。
【0012】
これに対して、特許文献2による車両用灯具4においては、LED5aからの光が、レンズ6を透過する際に、レンズ6に設けられた多面プリズムカット6aにより拡散されることになる。従って、前方に向かって照射される光の配光パターンは、全体に均一化されることになる。
【0013】
同様にして、レンズ6に対して、多面プリズムカット6aの代わりに、図10に示すように、魚眼カット6bを備えた構成も知られている。
このような魚眼カット6bを備えたレンズ6を使用した車両用灯具によれば、同様にして、LED5aからの光がレンズ6を透過する際に、レンズ6に設けられた魚眼カット6bにより拡散されることになる。
従って、同様に前方に向かって照射される光の配光パターンは、全体に均一化されることになる。
【0014】
しかしながら、このようにな多面プリズムカット6aまたは魚眼カット6bを備えたレンズ6を使用した車両用灯具4においては、これらのカットが非常に細かく形成されていることから、外部から観察した場合、例えばすりガラスのように、素通し感がない。
【0015】
このため、多面プリズムカット6aや魚眼カットを構成する個々のプリズムカット部や魚眼カット部の形状を変更したとしても、外観の見栄えは殆ど同じとなり、斬新性や新規性のないデザインになってしまう。
これに対して、斬新な見栄えを得るために、各LEDに対して、所望の配光特性を形成するためのレンズを配置すると、所定の光学作用を得るためには、レンズが厚肉になってしまい、ヒケ等の成形歪みが大きくなる。
従って、成形精度が低下すると共に、材料の使用量が多くなることから、材料コスト及び重量が増大してしまう。
【0016】
また、このような問題は、光源2の発光素子として、LED1a,5aではなく、他の種類の発光素子を使用している場合についても、同様に発生する。
【0017】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、斬新なデザインを可能にした発光素子から成る特に車両用灯具に適した灯具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記目的は、本発明によれば、少なくとも一つの発光素子から成る光源と、上記光源の前方に配置されたレンズと、を含んでいる、灯具であって、上記レンズが、上記光源の各発光素子に対応して、各発光素子の光軸と同軸に配置されたレンズカット部を備えており、各レンズのレンズカット部が、対応する発光素子からの光を中心付近に集束するようにエイミングさせる横長の中央領域と、対応する発光素子からの光をやや拡散するようにエイミングさせる上方及び下方領域と、から成り、上記レンズカット部の中央領域がレンズの光源側の後面に形成されていると共に、上記上方及び下方領域がレンズの前面に形成されていることを特徴とする、灯具により、達成される。
【0019】
本発明による灯具は、好ましくは、上記各レンズカット部の上方及び下方領域が、光軸方向に見て、中央領域と重ならず、且つ隙間がないように配置されている。
【0020】
本発明による灯具は、好ましくは、上記各レンズカット部が、光軸方向に見て、光軸の周りに所定半径を有する円形として形成されており、上記各レンズカット部の上方及び下方領域が、レンズカット部の上側及び下側にて、レンズカット部の外周の内側にて扇形に形成されている。
【0021】
本発明による灯具は、好ましくは、上記各レンズカット部の上方及び下方領域が、レンズカット部の外周及びこの外周より小さい半径の内周と、光軸から水平線に対して上下に所定角度を成す半径方向に延びる境界線と、から画成されている。
【0022】
本発明による灯具は、好ましくは、上記境界線が、光軸に関して水平線から+45度及び−45度の方向に延びている。
【発明の効果】
【0023】
上記構成によれば、光源の各発光素子から出射した光は、レンズのそれぞれ対応するレンズカット部を介して前方に向かって照射される。
その際、レンズカット部の中央領域を透過した光は、この中央領域の光学作用によって中心付近に向かって集束するようにエイミングされるので、光軸の周りに中心付近にて横長の配光パターンが形成されることになる。
【0024】
これに対して、レンズカット部の上方及び下方領域を透過した光は、これらの領域の光学作用によってやや拡散するようにエイミングされるので、光軸に対して広い角度範囲に広がる配光パターンが形成されることになる。
【0025】
このようにして、上記レンズカット部の比較的大きな面積の中央領域を透過した光が、光軸の中心付近に横長の主配光となるべき配光パターンを形成すると共に、上記レンズカット部の比較的小さな面積の上方及び下方領域を透過した光が、広い角度範囲に拡散する補助的な配光パターンを形成することになる。
【0026】
この場合、上記レンズカット部の中央領域,上方及び下方領域は、微小なカットではなく、比較的大きく、目立つ大きさであるので、これらの中央領域,上方及び下方領域の形状に基づいて、独創性のある新規なデザインが可能となり、斬新な見栄えを実現することができる。
また、上記レンズカット部の中央領域がレンズ後面に、また上方及び下方領域がレンズ前面に配置されていることから、レンズ全体が厚肉になるようなことはなく、成形精度が向上すると共に、材料コスト及び重量が低減され得ることになる。
【0027】
上記各レンズカット部の上方及び下方領域が、光軸方向に見て、中央領域と重ならず、且つ隙間がないように配置されている場合には、発光素子からの光が、上記レンズカット部の中央領域または上方及び下方領域の何れかを透過するので、すべての光が配光パターンを形成することになり、光の利用効率が向上することになる。。
【0028】
上記各レンズカット部が、光軸方向に見て、光軸の周りに所定半径を有する円形として形成されており、上記各レンズカット部の上方及び下方領域が、レンズカット部の上側及び下側にて、レンズカット部の外周の内側にて扇形に形成されている場合には、各レンズカット部が光軸に対して対称に形成されることになる。
【0029】
上記各レンズカット部の上方及び下方領域が、レンズカット部の外周及びこの外周より小さい半径の内周と、光軸から水平線に対して上下に所定角度を成す半径方向に延びる境界線と、から画成されている場合、好ましくは、上記境界線が、光軸に関して水平線から+45度及び−45度の方向に延びている場合には、各レンズカット部の中央領域を透過した光により、横長の長方形に近似した形状の配光パターンが形成されることになる。
【0030】
このようにして、光源の各発光素子に対応するレンズのレンズカット部に対して、その後面に中央領域を、また前面に上方及び下方領域を、それぞれ形成することにより、所望の配光パターンを形成することができると共に、各レンズカット部の中央領域,上方及び下方領域の形状が、視認され得る程度の大きさであることから、これらの形状に基づいて、種々のデザインが可能になる。
従って、灯具、特に車両用灯具のデザインの自由度が大きくなるので、独創的なあるいは新規なデザインが可能になり、斬新な見栄えの外観を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
以下、この発明の好適な実施形態を図1から図7を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0032】
図1〜図3は、本発明を適用した車両用灯具の一実施形態の構成を示している。車両用灯具10は、自動車のテールランプとして構成されており、複数個のLEDから成る光源11と、この光源11の前方に配置されたレンズ12と、から構成されている。そして、図1は車両用灯具10の正面図、図2は図1におけるA−A線を通る水平断面図、図3は図1におけるB−B線を通る垂直断面図である。
【0033】
上記光源11は、複数個(図示の場合、九個)のLED11a から構成されている。
ここで、各LED11aは、共通の一つの基板(図示せず)上に、あるいは個々の基板(同様に、図示せず)上にて、それぞれその中心軸がこれらの基板の表面に対してほぼ垂直になるように、さらに他のLED11aの中心軸と平行になるように、実装されている。
そして、各LED11aは、上記基板上に構成され、あるいは外部に接続された駆動回路により駆動制御され、発光するようになっている。
【0034】
上記レンズ12は、透光性材料、例えば樹脂材料から構成されており、全体が平板状に形成されており、上記光源11の各LED11aの中心軸(光軸)に対して垂直に配置されている。
さらに、上記レンズ12は、図1に示すように、各LED11aの中心軸(光軸)と同心の複数個(図示の場合、九個)のレンズカット部13を備えている。
【0035】
これらのレンズカット部13は、それぞれレンズ12と一体に構成されており、図1に示すように、一個13aがレンズ12の中心に、そして他の八個13b〜13iが、中心に対して所定半径の円周上に等角度間隔で配置されている。
【0036】
各レンズカット部13は、図1に示すように、LED11aの光軸O方向に見て円形の外形を有しており、横長の中央領域14と、その上下に位置する上方領域15及び下方領域16と、から構成されている。
【0037】
ここで、上記上方領域15及び下方領域16は、図4に示すように、当該レンズカット部13の前面(光の出射面)にて、図1に示すように、それぞれレンズカット部13の円形の外周の内側にて扇形に形成されている。
具体的には、上記上方領域15及び下方領域16は、レンズカット部13の外周縁15a,16aと、この外周縁より小さい半径の内周縁15b,16bと、光軸Oの水平方向に対して、所定角度θだけ上下に傾斜した側縁15c,15d,16c,16dと、により画成されている。
ここで、上記所定角度θは、好ましくは45度に選定されている。
さらに、上記上方領域15及び下方領域16は、対応するLED11aからの光をやや拡散するようにエイミングさせる凸レンズとして形成されている。
【0038】
上記中央領域14は、図4に示すように、当該レンズカット部13bの後面(光の入射面)にて、図1に示すように、それぞれレンズカット部13の円形の外周の内側にて、前述した上方領域15及び下方領域16に対応する領域を除いて形成されている。
即ち、上記中央領域14は、レンズカット部13の円形の外形から、上記上方領域15及び下方領域16に対応する領域を切り欠いた形状に形成されている。 これにより、上記中央領域14は、図5に示すように、横長の長方形の配光パターンを形成するように、この長方形に近似した形状に形成されることになる。 さらに、上記中央領域14は、対応するLED11aからの光を中心付近に集束するようにエイミングさせる凸レンズとして形成されている。
【0039】
本発明実施形態による車両用灯具10は、以上のように構成されており、光源11の各LED11aが図示しない駆動回路により駆動制御され発光する。
そして、光源11の各LED11aから出射した光は、レンズ12の対応するレンズカット部13を透過して、前方に向かって照射される。
【0040】
その際、レンズカット部13の中央領域14を透過した光L1は、図4に示すように、中央領域14の光学作用に基づいて、中心付近に向かって集束するようにエイミングされる。
これにより、上記光L1は、前方(光の照射方向)に向かって所定の横長の配光特性で照射される。従って、上記光L1により主配光が形成されることにより、所定の配光規格が満たされるようになっている。
【0041】
これに対して、レンズカット部13の上方領域15及び下方領域16を透過した光L2は、図4に示すように、これらの上方領域15及び下方領域16の光学作用に基づいて、上下にやや拡散するようにエイミングされる。
これにより、上記光L2は、前方(光の照射方向)に向かって上下に拡散する配光特性で照射される。従って、上記光L2により補助配光が形成されることにより、主配光の周囲の視認性が向上するようになっている。
【0042】
この場合、前述したように、レンズ12の各レンズカット部13に関して、中央領域14がレンズ12の後面(光の入射面)に形成され、即ち後方(光源側)に突出するように形成され、また上方領域15及び下方領域16がレンズ12の前面に形成され、即ち前方に突出するように形成されている。
これにより、図6及び図7に示すように、レンズカット部13の各領域14,15及び16が、一体的にレンズ12の前面または後面に形成された場合と比較して、レンズ12が薄肉に形成され得ることになる。
従って、レンズ12の成形時のヒケ等による歪みが低減され、成形精度が向上すると共に、成形材料の使用量が少なくて済むので、材料コストが低減され、またレンズ12の重量が低減され得ることになる。
【0043】
このようにして、本発明実施形態による車両用灯具10によれば、光源11の各LED11aに対応して、レンズ12にレンズカット部13を設けたことにより、レンズカット部13の各領域14,15及び16が、外部から視認できる程度に比較的大きく形成されているので、これらの領域14,15及び16の形状に基づいて、独創性のある新規なデザインが可能になる。
従って、デザインの自由度が大きくなると共に、斬新な見栄えの外観を呈することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【0044】
上述した実施形態においては、光源11を構成する発光素子としてLEDが使用されているが、これに限らず、例えばレーザー素子等の他の種類の発光素子を使用した光源11を備えていてもよい。
【0045】
さらに、上述した実施形態においては、車両用灯具10は、自動車のテールラランプとして構成されているが、これに限らず、ウィンカーランプ、ストップランプ等の車両用灯具や、その他一般の照明灯のための灯具にも本発明を適用し得ることは明らかである。
【0046】
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、斬新なデザインを可能にした発光素子から成る特に車両用灯具に適した灯具が提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明による車両用灯具の一実施形態の構成を示す概略正面図である。
【図2】図1のA−A線に沿う概略横断面図である。
【図3】図1のB−B線に沿う概略縦断面図である。
【図4】図1のレンズにおける1つのレンズカット部及び対応するLEDとの関係を示す拡大断面図である。
【図5】図4のレンズカット部を示す拡大正面図である。
【図6】図1のレンズを前側から見た斜視図である。
【図7】図1のレンズを後側から見た斜視図である。
【図8】従来のLEDを使用した車両用灯具の一例の構成を示す概略斜視図である。
【図9】従来のLEDを使用した車両用灯具の他の例の構成を示す概略断面図である。
【図10】従来のLEDを使用した車両用灯具のさらに他の例の構成を示す(A)概略断面図及び(B)概略正面図である。
【符号の説明】
【0048】
10 車両用灯具
11 光源
11a LED(発光素子)
12 レンズ
13,13a〜13i レンズカット部
14 中央領域
15 上方領域
16 下方領域




 

 


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