JP2002157904A - Ｌｅｄ光源装置 - Google Patents

Ｌｅｄ光源装置

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JP2002157904A JP2000351258A JP2000351258A JP2002157904A JP 2002157904 A JP2002157904 A JP 2002157904A JP 2000351258 A JP2000351258 A JP 2000351258A JP 2000351258 A JP2000351258 A JP 2000351258A JP 2002157904 A JP2002157904 A JP 2002157904A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のＬＥＤランプを光源とする車両用灯具
においては、ＬＥＤランプの発光面積が狭いため、発光
面の全面を光輝させるためには多数が必要となり、消費
電力、コストの増加と共に輝度ムラなどを生じていた。 【解決手段】 本発明により、集光フード３の内面３ａ
は、ＬＥＤランプ２の取付けられる端部である光入射側
端部３ｂから、光を外部に放射させる端部である光出射
側端部３ｃに向う軸線Ｘに沿う方向で開く形状とされて
いる部分が少なくとも円周方向の一部に含まれているＬ
ＥＤ光源装置１としたことで、位置と放射角とが固定さ
れていたＬＥＤランプの発光位置を、集光フードの開く
角度を調整することで自在な位置に疑似光源が得られる
ものとして課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用灯具に関する
ものであり、詳細には光源としてＬＥＤランプを採用す
るときに、在来の白熱電球などを光源とする車両用灯具
に近似する発光状態を得られるものとする光源装置の提
供を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＬＥＤランプ９１を光源として採
用する車両用灯具９０の構成の例を示すものが図１０で
あり、例えばプリント回路板などで給電回路が形成され
た基板９２上に例えば数十個と多数のＬＥＤランプ９１
を縦横のマトリクス状などとして取付け、更に照射方向
側から前記ＬＥＤランプ９１の各々に対応するレンズカ
ット９３ａが施されたレンズ９３で覆うものである。
【０００３】また、前記基板９２には、車両の電源の電
圧変動を吸収するために前記ＬＥＤランプ９１と直列に
接続される抵抗器９４も搭載されている。従って、車両
用灯具９０としての光源装置としては、前記ＬＥＤラン
プ９１、基板９２及び抵抗器９４などが相当するもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の構成の車両用灯具９０においては、ＬＥＤラン
プ９１は半減角で±３５゜と比較的に狭い光の放射角を
有するものであるので、点灯時にレンズ９３面を観視し
たときには、個々のＬＥＤランプ９１からの光が独立し
て見え、前記レンズ９３面が斑点状に発光するものとな
って、見栄えを損うという問題点を生じている。
【０００５】この問題点の解決策としては、前記ＬＥＤ
ランプ９１間の間隔を狭めて配置する、又は、個々のＬ
ＥＤランプ９１からの光が充分に重なり合う程度まで、
ＬＥＤランプ９１とレンズ９３との間隔を拡げるなどの
手段が考えられるが、前の手段では、ＬＥＤランプ９１
間の間隔を例えば半分に狭めると、同一面積に対して４
倍の個数のＬＥＤランプ９１が必要となりコストと消費
電力とが飛躍的に上昇するので実現性が乏しい。
【０００６】また、後の手段では、車両用灯具９０自体
の奥行が全体的に深いものとなり、白熱電球を光源とす
る車両用灯具よりも体積が大きいものとなって、取付可
能な車種が限定されるなど車両への取付けに制約を受け
るものとなり、上記の解決手段は何れも実現性が乏しい
ものであり、よって、抜本的な解決手段とは成り得な
い。
【０００７】また、前記車両用灯具がテール／ストップ
ランプのように光度が変化するものである場合には一部
のＬＥＤランプ９１を消灯して減光する手段は上記レン
ズ９３面における光ムラが一層に著しくなるので採用で
きず、例えばテールランプとして使用する際には直列抵
抗９５を接続するなどの手段で行わざるを得ず、光量に
比して消費電力が著しく大きいものとなる問題点も生じ
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記した従来
の課題を解決するための具体的手段として、少なくとも
１つのＬＥＤランプに内面を反射面とし略筒状とした集
光フードを取付けて前記ＬＥＤランプから適宜距離の位
置に１つの疑似光源を形成するためのＬＥＤ光源装置で
あり、前記集光フードの内面は、ＬＥＤランプの取付け
られる端部である光入射側端部から、光を外部に放射さ
せる端部である光出射側端部に向う軸線に沿う方向で少
なくとも一部が開く形状とされていることを特徴とする
ＬＥＤ光源装置を提供することで課題を解決するもので
ある。
【０００９】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１に示すものは本発明
に係るＬＥＤ光源装置１の第一実施形態であり、この第
一実施形態ではＬＥＤ光源装置１にはＬＥＤランプ２の
１個が設けられ、このＬＥＤランプ２に対しては内面３
ａが鏡面処理をされた略筒状の集光フード３が設けられ
るものとされている。
【００１０】前記集光フード３は、両端に開口部を有
し、一方の端部には前記ＬＥＤランプ２を取付けるため
の適宜なホルダ構造などが設けられて光入射側端部３ｂ
とされ、他方の端部は、光出射側端部３ｃとされて、こ
の光出射側端部３ｃから後に説明を行う回転二葉双曲面
とした反射面（以下、回転二葉双曲反射面４）を介して
車両用灯具（図示は省略する）に対して光を供給する。
【００１１】ここで、この第一実施形態においては、前
記内面３ａは全周が、前記集光フード３の軸線Ｘに沿う
断面で、前記光入射側端部３ｂから光出射側端部３ｃに
向い拡がる形状、即ち、内面３ａの壁面が光出射側端部
３ｃに向い開く角度αを有するものとされている。
【００１２】このようにＬＥＤランプ２に略筒状の集光
フード３を設けたことで、ＬＥＤランプ２から発せられ
る光は、集光フード３内で反射を繰返しながら光出射側
端部３ｃに向うものとなる。このときに、集光フード３
の長さＬを固定した状態での光出射側端部３ｃにおける
光の強さは、前記開く角度αを変化させることで調整可
能であることを発明者は見いだした。
【００１３】そして、前記光出射側端部３ｃ近傍におい
て最も明るくするためには、ＬＥＤランプ２の正面輝度
を１００％とした場合、輝度が５０％に減少する角度
（一般に市場に供給されているＬＥＤランプにおいては
２０〜３５゜）から放射される光を前記光出射側端部３
ｃ近傍に収束させる角度に、前記開く角度αを設定する
のが効果的であることを確認した。
【００１４】以上のようにしたことで、第一実施形態の
ＬＥＤ光源装置１においては、光入射側端部３ｂに取付
けられたＬＥＤランプ２からの光は光出射側端部３ｃ近
傍で輝度が高まるものとなり、また、集光フード３の断
面積で寸法も規制されるので、この位置を擬似的な光源
（以下、疑似光源Ｐと称する）として使用可能となる。
【００１５】図２は前記回転二葉双曲反射面４の作用を
説明する図であり、双曲線においては一方の双曲線Ｈ１
は一方の焦点Ｆ１を有し、他方の双曲線Ｈ２は他方の焦
点Ｆ２を有するものとされている。このときに、一方の
焦点Ｆ１に点光源を置き、この点光源からの光を他方の
双曲線Ｈ２に反射させると、このときの反射光は他方の
焦点Ｆ２に点光源を設置したときと同じ特性を有するも
のとなる。そして、双方の焦点Ｆ１、Ｆ２を通る軸で他
方の双曲線Ｈ２を回転して得たものが、本発明が採用す
る回転二葉双曲反射面４である。
【００１６】よって、図３に示すように前記回転二葉双
曲反射面４の一方の焦点Ｆ１を疑似焦点Ｐに一致させて
設ければ、回転二葉双曲反射面４はあたかも他方の焦点
Ｆ２に疑似焦点Ｐが存在するように光を折返して反射す
るものとなる。よって、他方の焦点Ｆ２に焦点を有する
回転放物面などの反射鏡５を設ければ平行光線などを照
射方向に投射することが可能となる。
【００１７】尚、実際の実施に当っては使用状況などに
より、前記集光フード３の開く角度αは全周にわたり同
一でなくとも良く、極端な場合、図４に第二実施形態と
して示すように、集光フード３の断面上で略半分が開く
角度αを有し、残りの略半部は軸線Ｘに対し平行なもの
であっても良い。また、その両部分の接続は図５に示す
ように段差部３ｄを設けても良く、或は、図示は省略す
るが、段差を生じないように開く角度をα゜から０゜ま
で徐変していき段差を生じさせないように滑らかに接続
しても良いものである。
【００１８】図６は本発明の第三実施形態であり、この
第三実施形態においてはＬＥＤ光源装置１０には複数、
例えば４個のＬＥＤランプ２が採用されている。そし
て、この第三実施形態でも、それぞれの前記ＬＥＤラン
プ２は集光フード１３に取付けられるものとされるが、
このときには、前記集光フード１３は光出射側端部３ｃ
側で一体化されて１つの開口部１３ａを形成するものと
されている。
【００１９】前記集光フード１３の構成について更に詳
細に説明を行うと、一体化を行う前の個々の構成は上記
第一実施形態、又は、第二実施形態で説明したのとほぼ
同様な集光フード３の軸線Ｘを、中心線Ｙ上の一点で交
差させたものであり、この交差は前記光出射側端部３ｃ
の近傍で行われる。
【００２０】そして、軸線Ｘと中心線Ｙとの成す交差角
βは任意であるが、例えば光入射側端部３ｂに取付けら
れるＬＥＤランプ２が干渉しない程度に狭い角度とした
方が、明るい疑似光源Ｐを得ようとする目的に対し、容
易に好結果が得られる可能性が高く好ましい。
【００２１】尚、上記複数の集光フード３を一体化し集
光フード１３を形成するに当っては、例えば集光フード
３が４個の場合には、１つの集光フード３を前記光出射
側端部３ｃ側から軸線Ｘに対して交差角βだけ傾けて２
７０゜の範囲を切除した形状とし、この形状とした集光
フード３の４個を合体させるものとすれば良い。
【００２２】このようにすることで、この第三実施形態
のＬＥＤ光源装置１０においては、第一実施形態、第二
実施形態で説明したＬＥＤ光源装置１の略ＬＥＤランプ
２の数倍の明るさの疑似光源Ｐが光出射側端部３ｃ、即
ち合成が行われた開口部１３ａの近傍に得られるものと
なる。よって、ストップランプなど、より明るい照度が
要求される車両用灯具においてもＬＥＤ光源装置１０は
対応可能となる。
【００２３】図７は本発明の第四実施形態であり、以上
の説明でも明らかなように本発明のＬＥＤ光源装置１、
１０においては、このＬＥＤ光源装置１、１０の単体、
或は、前記回転二葉双曲反射面４と組合わせた状態で、
白熱電球のフィラメントと略同様な機能を有する光源と
成る。よって、前記白熱電球が灯体に対して交換可能と
しているのと同様な構成のフランジ６ａを有するソケッ
ト部６を設けておけば交換可能とすることができる。
【００２４】更にいえば、前記フランジ６ａから他方の
焦点Ｆ２までの距離を、白熱電球のフランジからフィラ
メントまでの距離（ＬＣＬと称されている）と一致させ
ておけば、白熱電球に替えて装着することも可能とな
り、ＬＥＤランプ２では断線により点灯不能となる事故
は実質的には発生しないので、車両用灯具全体としての
信頼性が向上できるものとなる。
【００２５】図８は本発明の第五実施形態であり、この
第五実施形態は複数のＬＥＤランプ２が採用されている
第三実施形態のＬＥＤ光源装置１０に対応するものであ
る。そして、例えば４個のＬＥＤランプ２は１個の第一
群Ｇ１と、３個の第二群Ｇ２とに分けられ、第一群Ｇ１
のＬＥＤランプ２は例えばテールランプ用としたスイッ
チＴＳに接続され、第二群Ｇ２のＬＥＤランプ２は例え
ばストップランプ用としたスイッチＳＳに接続されてい
る。
【００２６】このようにすることで、通常の夜間走行時
にはスイッチＴＳのみを投入しておけば、第一群Ｇ１の
１個のＬＥＤランプ２のみが点灯するものとなり、ＬＥ
Ｄ光源装置１０の開口部１３ａの近傍には１個のＬＥＤ
ランプ２に対応する明るさの疑似光源Ｐを生じ、よっ
て、車両用灯具も相応の明るさとして光輝するものとな
る。
【００２７】ここで、運転者によりブレーキが操作され
ると、スイッチＳＳが投入され、第二群Ｇ２のＬＥＤラ
ンプ２の３個も点灯する。従って開口部１３ａの近傍に
生じる疑似光源Ｐの明るさも４個のＬＥＤランプ２に対
応する明るさとなり車両用灯具は明るく光輝する。そし
て、このときに予めに第一群Ｇ１の抵抗値Ｒ１、及び、
第２群の抵抗値Ｒ２を適宜なものとしておけば、ストッ
プランプはテールランプの略５倍とされている規格を満
足するものとなる。
【００２８】よって、従来例ではＬＥＤランプ２に直列
抵抗などを接続し、この直列抵抗に電力を消費させてテ
ールランプとしての適正な輝度を得るものとし、結果的
には常にストップランプ時の大きな電力とほぼ同じ電
力、或は、より以上の電力を消費していたものが、本発
明によれば、走行時間が圧倒的に多いテールランプでの
走行時にはＬＥＤランプ２の１個のみを点灯する電力で
良いものとして消費電力を格段に低減できるものとす
る。
【００２９】また、このときに、第一群Ｇ１のＬＥＤラ
ンプ２と第２群のＬＥＤランプ２とを発光色の異なるも
の、例えば第一群Ｇ１を赤、第２群Ｇ２を緑とし、更に
各群のＬＥＤランプ２の数を適宜なものとしておけば、
スイッチＴＳのみを投入したときには車両用灯具には赤
の発光色が得られ、スイッチＳＳのみを投入したときに
は緑の発光色が得られ、双方のスイッチＴＳ、ＳＳを投
入するときには黄色の発光色が得られるなど灯具全体の
発光色を配光特性に変化を生じることなく変更すること
もできる。
【００３０】尚、本発明は車両用灯具における明るさの
切換などを上記の説明の方法に限定するものではなく、
図９に第六実施形態として示すように、パルス幅制御回
路ＰＷなどを介して全てのＬＥＤランプ２を同時点灯さ
せるものとしておき、夜間の通常走行時には、前記パル
ス幅制御回路ＰＷにより狭いパルス幅で点灯させてテー
ルランプとして適宜な明るさとし、スイッチＳＳが投入
されたときには広いパルス幅で点灯させてストップラン
プとして適宜な明るさとする点灯方法も可能であること
は言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、少
なくとも１つのＬＥＤランプに内面を反射面とし略筒状
とした集光フードを取付けて前記ＬＥＤランプから適宜
距離の位置に１つの疑似光源を形成するためのＬＥＤ光
源装置であり、集光フードの内面は、ＬＥＤランプの取
付けられる端部である光入射側端部から、光を外部に放
射させる端部である光出射側端部に向う軸線に沿う方向
で開く形状とされている部分が少なくとも円周方向の一
部に含まれているＬＥＤ光源装置としたことで、位置と
放射角とが固定されていたＬＥＤランプの発光位置を、
集光フードの開く角度を調整することで自在な位置に疑
似光源が得られるものとして車両用灯具の形状の自由度
を向上させデザイン向上などに優れた効果を奏するもの
である。
【００３２】また、前記集光フードの複数を組合せるこ
とで、疑似光源に充分な明るさを確保できるものとし、
回転二葉双曲反射面を介することで１個所の疑似光源で
灯具の発光面の全面を光輝させることを可能として、発
光面における輝度ムラを解消し、車両用灯具の美観の向
上にも極めて優れた効果を奏するものである。
【００３３】更には、前記集光フードの複数を組合せる
ことで、複数のＬＥＤランプ中の一部の点滅を行う場合
にも疑似光源に位置、形状の変化を生じないものとし
て、従来のＬＥＤランプを採用する車両用灯具のように
直列抵抗による低効率な光量調整手段を不要として、消
費電力、発熱の低減にも極めて優れた効果を奏するもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るＬＥＤ光源装置の第一実施形態
を示す断面図である。
【図２】 回転二葉双曲反射面の作用を示す説明図であ
る。
【図３】 本発明に係るＬＥＤ光源装置の車両用灯具へ
の使用状態を示す説明図である。
【図４】 同じく本発明に係るＬＥＤ光源装置の第二実
施形態を示す断面図である。
【図５】 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】 同じく本発明に係るＬＥＤ光源装置の第三実
施形態を示す断面図である。
【図７】 同じく本発明に係るＬＥＤ光源装置の第四実
施形態を示す斜視図である。
【図８】 同じく本発明に係るＬＥＤ光源装置の第五実
施形態を示す配線図である。
【図９】 同じく本発明に係るＬＥＤ光源装置の第六実
施形態を示す配線図である。
【図１０】 従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１０……ＬＥＤ光源装置 １０ａ…… ２……ＬＥＤランプ ３、１３……集光フード ３ａ……内面 ３ｂ……光入射側端部 ３ｃ……光出射側端部 ３ｄ……段差部 １３ａ……開口部 ４……回転二葉双曲反射面 ５……反射鏡 ６……ソケット部 ６ａ……フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２１Ｓ 1/02 Ｇ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つのＬＥＤランプに内面を
    反射面とし略筒状とした集光フードを取付けて前記ＬＥ
    Ｄランプから適宜距離の位置に１つの疑似光源を形成す
    るためのＬＥＤ光源装置であり、前記集光フードの内面
    は、ＬＥＤランプの取付けられる端部である光入射側端
    部から、光を外部に放射させる端部である光出射側端部
    に向う軸線に沿う方向で開く形状とされている部分が少
    なくとも円周方向の一部に含まれていることを特徴とす
    るＬＥＤ光源装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の集光フードが複数であ
    り、各集光フードの前記軸線を光入射側端部が開くよう
    に前記光出射側端部の近傍の一点で交差させ、この光出
    射側端部の近傍で結合して一つの開口部とし、それぞれ
    の前記光入射側端部に取付けられた複数の前記ＬＥＤラ
    ンプからの光で前記開口部の近傍に１つの疑似光源を形
    成させたことを特徴とするＬＥＤ光源装置。
  3. 【請求項３】 前記光出射側端部の近傍には前記疑似光
    源を他方の焦点とする回転二葉双曲面の一方が反射面と
    して設けられていることを特徴とする請求項１又は請求
    項２に記載のＬＥＤ光源装置。
  4. 【請求項４】 １つのＬＥＤ光源装置内における複数の
    前記ＬＥＤランプは、適宜な個数配分で２群に分けら
    れ、一方の群の点灯に係わらず他方の群の点滅を自在と
    する構成とされていることを特徴とする請求項２又は請
    求項３に記載のＬＥＤ光源装置。
  5. 【請求項５】 前記集光フードの内面が前記軸線に沿い
    開く角度は、ＬＥＤランプの指向特性の半減角での光が
    内面で反射し前記疑似焦点の近傍で収束する角度である
    ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の
    ＬＥＤ光源装置。
  6. 【請求項６】 前記光入射端側には車両用灯具に装着可
    能で且つ車両側のコネクターと接合可能なソケット部が
    設けられていることを特長とする請求項１〜請求項５の
    何れかに記載のＬＥＤ光源装置。
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