JP2003123517A - 投光ユニットおよび該投光ユニットを具備するled車両用照明灯具 - Google Patents
投光ユニットおよび該投光ユニットを具備するled車両用照明灯具Info
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Abstract
光源は大消費電力であり発熱も多いので、耐熱性の材料
が要求されるなどコストアップし、且つ、車両の電源装
置に対しても負担が重く成る問題点を生じていた。 【解決手段】 本発明により、LEDランプ2と、この
LEDランプ2の仮想焦点を焦点とし基本軸を略水平と
する回転放物面系であり且つ基本軸方向に沿う略半部と
した反射面3とから成りLEDランプは投射角のほぼ全
てが反射面に達するように光軸を傾けて取付けられてい
る狭角用投光ユニット10と、放物柱面を含む放物面系
の自由曲面とされた反射面5とを組とした同様な構成の
広角用投光ユニット20との少なくとも各1個を組合わ
せて成るLED車両用照明灯具1としたことで、消費電
力と発熱とを画期的に低減し課題を解決するものであ
る。
Description
グランプなど照明用に用いられる車両用灯具に関するも
のであり、詳細にはLEDランプを光源として、低消費
電力、低発熱、デザインの自由度などを可能とするLE
D車両用照明灯具の構成の提供を目的とするものであ
る。
ヘッドランプ90の例を示すものが図7であり、ハロゲ
ン電球のフィラメント、メタルハライド放電灯のアーク
などの光源91と、この光源91に焦点を設けた回転放
物面として形成された反射鏡92と、前記反射鏡92の
前方を覆うレンズ93とから構成されている。
からの光の内の前記反射鏡92に反射したものは平行光
線として照射方向へ向かうものとなるので、前記レンズ
93に設けられたレンズカットにより左右に拡散するな
どして、車両に適する配光特性を形成する。
3を透過して外部に放射される光を生じると、この光は
対向車の運転者などに幻惑を生じさせるものとなるの
で、前記光源91の照射方向前方にはフード94が設け
られるものとされている。また、形成する配光特性がす
れ違い配光である場合には、前記光源91から下方に放
射する光を遮蔽するために、光源91にはインナーフー
ド91aも設けられるものとされている。
た従来の構成のヘッドランプ90においては、第一に
は、光源91として採用したメタルハライド放電灯、ハ
ロゲン電球などが大消費電力であるので、発熱も多く、
そのために、前記反射鏡92、レンズ93を形成する部
材に耐熱性の高いものを選択することが必要となり、素
材費が高価なものとなると共に成型性も低下して、ヘッ
ドランプ90がコストアップする問題点を生じている。
また、光源91が高消費電力であることで、バッテリー
など車両側の電源装置に対する負担も重いものとなる。
れる理由は、光源91に対する反射鏡92の光束捕捉率
が低く、例えば、すれ違い配光の形成時には、20〜2
5%程度といわれており、従って、ヘッドランプ90と
して必要な照度を得るためには、必要光量の4〜5倍の
明るさ(消費電力)を有する光源91を採用せざるを得
ないという従来のヘッドランプ90の構成自体の問題点
によるものである。
課題を解決するための具体的手段として、LEDランプ
と、このLEDランプの仮想焦点を焦点とし基本軸を略
水平とする回転放物面系であり且つ前記基本軸方向に沿
う略半部とした反射面とを組とし、前記LEDランプは
投射角のほぼ全てが前記反射面に達するように光軸を傾
けて取付けられていることを特徴とする狭角用投光ユニ
ットと、LEDランプと、このLEDランプの仮想焦点
を焦点とし基本軸を略水平とする放物柱面を含む放物面
系の自由曲面とされた反射面とを組とし垂直方向への投
射角が狭く水平方向への投射角が広く設定されているこ
とを特徴とする広角用投光ユニットとの少なくとも各1
個を組合わせて成ることを特徴とするLED車両用照明
灯具を提供することで課題を解決するものである。
態に基づいて詳細に説明する。図1〜図3に符号10で
示すものは、本発明に係るLED車両用照明灯具1の一
方を構成する狭角用投光ユニットであり、この狭角用投
光ユニット10は、LEDランプ2と、基本的には回転
放物面とされた挟角用反射面3とから構成されている。
すようにLEDチップ2aが透明樹脂によるケース2b
でモールドされているものであるが、前記ケース2bの
頭頂部がレンズ状に形成されているので、ケース2bか
ら外部に放射される光は収束が行われ、このLEDラン
プ2の発光源となる位置は必ずしもLEDチップ2aが
配置されている位置とは一致しない。
部へ放射される光の光源方向への延長線と、LEDラン
プ2の中心線Zとの交点をもって仮想焦点Gとする。そ
して、本発明においては前記仮想焦点Gを前記挟角用反
射面3の焦点に一致させて配置するものとしている。
面3は回転放物面と称されている曲面を軸Xを通る面で
切断した半部で構成している。そして、前記LEDラン
プ2と組合わせるに当たっては、この挟角用反射面3の
軸XとLEDランプ2の中心線Zとを偏角βだけ傾けて
配置し、LEDランプ2から所定の放射角αをもって放
射される光のほぼ全てが挟角用反射面3に当接するもの
とされている。
ト10はLEDランプ2から発せられる光のほぼ全てを
挟角用反射面3の軸X方向に向かう平行光線とするもの
となり、このときの平行光線の断面形状は、例えば、前
記偏角βを90゜近傍とするときには略円状乃至は楕円
状となり、偏角βをそれより小さくするに従って水平方
向に広く垂直方向に狭い扁平な形状の光束が得られるも
のとなる。
であり、この遮光板4は前記挟角用反射面3から放射さ
れる平行光線の断面形状中から配光特性形成上に不要と
なる部分を遮蔽するために設けられるものであり、例え
ば、上向き光の発生が制限されるすれ違い配光の形成時
など必要に応じて設けられる。
偏角βを小さくするに従って、水平方向に幅広で、垂直
方向に幅狭な扁平な形状としていくことが可能であるの
で、目的とする配光特性の形状に沿うように、前記偏角
βを適宜に調整するなどは自在である。また、同様な配
光特性の形状の変更は、例えば、前記挟角用反射面3を
形成するときに、放物線の焦点距離の異なるものを組合
わせる、或いは、焦点距離を徐変させるなどの手法でも
可能である。
両用照明灯具1の他方を構成する広角用投光ユニット2
0であり、この広角用投光ユニット20もLEDランプ
2と、広角用反射面5とから構成されているものである
が、広角用反射面5の構成が上記した狭照用投光ユニッ
ト10とは異なるものとされている。
一方向にのみ放物線に併せて曲げて得られる放物柱面が
採用されるものであり、前記LEDランプ2と組合わせ
るに当たっては、垂直断面に放物線が表れるように設置
され、そして、反射面5の軸XとLEDランプ2の中心
線Zとは偏角βを設けて配置され、LEDランプ2から
所定の放射角αをもって放射される光のほぼ全てが反射
面5に当接するものとされている点は前の狭角用反射面
3と同様である。
光ユニット20においては、垂直方向には平行光線とな
り、水平方向にはLEDランプ2が本来有する(例えば
左右各35゜)放射角となる略扇状の照射光が得られる
ものとる。尚、上記は基本構成を示すものであり、実際
の実施に当たっては、水平方向への照射幅(照射角)を
車両用灯具として適正化するために、放物柱面に類似す
る放物系の自由曲面などを採用しても良いものである。
においては前記挟角用投光ユニット10と広角用投光ユ
ニット20との適宜数を組合わせて、LED車両用照明
灯具1を構成するものであり、そのときには、前記挟角
用投光ユニット10は車両の正面遠方を照射する目的に
使用され、前記広角用投光ユニット20は比較的に車両
に近い範囲の左右を照射する目的に使用される。
とんど広角用投光ユニット20により決定されるものと
なる。従って、左側通行用のヘッドランプにおいて左路
側にある道路標識などを確認するためのエルボと称され
ている左上がりの配光を形成するためのエルボ用遮光板
6は広角用投光ユニット20の側に設けられている。
尚、前記LEDランプ2においても照射角αには、60
゜程度と狭いもの、120゜程度と広いものと各種の照
射角αのものが市場に供給されているので、例えば挟角
用投光ユニット10には照射角αの狭いものを採用し、
広角用投光ユニット20には広いものを採用するなどの
選択は自在である。
角用投光ユニット20とを組合わせて構成される本発明
のLED車両用照明灯具1であり、この実施形態では、
スポット状の配光とした挟角用投光ユニット10(N)
の4個と、水平方向への光の放射角をやや拡げた挟角用
投光ユニット10(W)の4個と、広角用投光ユニット
20の4個とを、種別に3段に積み重ねて配置し、総計
12個の投光ユニット10、20でLED車両用照明灯
具1を構成したときの例で示してある。
ルボ用遮光板6が設けられ、このLED車両用照明灯具
1がすれ違い配光用であるときの例で示してあるが、本
発明はこれらを限定するものではなく、それぞれのユニ
ット10、20の数、総計の数などを限定するものでは
なく、また、例えば一直線状に並べるなど、それぞれの
投光ユニット10、20の並べ方も自由である。
ED車両用照明灯具1は左側通行用とされて、挟角用投
光ユニット10(W)と広角用投光ユニット20とは、
光軸を車体の正面方向へ向かうものとされているが、ス
ポット状の配光とされた挟角用投光ユニット10(N)
のみが光軸を下方に0.57゜、左側に1.14゜傾け
られ、配光特性上に最高照度が得られる点が左下方に設
定されて、左側通行用のヘッドランプの配光規格に合致
するものとされている。
効果について説明を行うと、以上のように構成したこと
で、狭角用投光ユニット10も広角用投光ユニット20
も共にLEDランプ2からの光のほぼ全量を照射光とし
て利用できるものとなる。これに対して従来の方式のヘ
ッドランプでは光源に対する光束利用率は20〜30%
とされているので、本発明のLED車両用照明灯具1は
3〜5倍の効率が得られるものとなる。
得るときには、光源の消費電力は1/5〜1/3で良い
ものとなる。また、LEDランプ2は白熱電球に比較し
て同一消費電力あたりの発光効率が2倍以上高いとされ
ているので、総合すれば1/10〜1/6以下の消費電
力で同じ明るさのヘッドランプの実現が可能となる。ま
た、LEDランプ2は種々の発光色のものが得られるも
のであるので、例えばヘッドランプ(前照灯)とする場
合には白色発光のLEDランプ2を採用すれば良く、フ
ォグランプ(霧灯)とする場合にはアンバー発色のLE
Dランプ2を採用すれば良い。
EDランプと、このLEDランプの仮想焦点を焦点とし
基本軸を略水平とする回転放物面系であり且つ前記基本
軸方向に沿う略半部とした反射面とを組とし、前記LE
Dランプは投射角のほぼ全てが前記反射面に達するよう
に光軸を傾けて取付けられている狭角用投光ユニット
と、LEDランプと、このLEDランプの仮想焦点を焦
点とし基本軸を略水平とする放物柱面を含む放物面系の
自由曲面とされた反射面とを組とし垂直方向への投射角
が狭く水平方向への投射角が広く設定されている広角用
投光ユニットとの少なくとも各1個を組合わせて成るこ
とを特徴とするLED車両用照明灯具としたことで、第
一には、従来例のヘッドランプに比べて画期的に低消費
電力のヘッドランプの実現を可能とし、車両の電源装置
の簡素化などに極めて優れた効果を奏するものである。
たりの発熱量が少ないものであるので、上記の低消費電
力化と併せてヘッドランプ全体の発熱を画期的に低減で
きるものとなり、例えば樹脂化などを可能として軽量
化、コストダウンにも極めて優れた効果を奏するものと
なる。
を示す正面図である。
る。
施形態を示す正面図である。
態を示す正面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 LEDランプと、このLEDランプの仮
想焦点を焦点とし基本軸を略水平とする回転放物面系で
あり且つ前記基本軸方向に沿う略半部とした反射面とを
組とし、前記LEDランプは投射角のほぼ全てが前記反
射面に達するように光軸を傾けて取付けられていること
を特徴とする狭角用投光ユニット。 - 【請求項2】 LEDランプと、このLEDランプの仮
想焦点を焦点とし基本軸を略水平とする放物柱面を含む
放物面系の自由曲面とされた反射面とを組とし垂直方向
への投射角が狭く水平方向への投射角が広く設定されて
いることを特徴とする広角用投光ユニット。 - 【請求項3】 前記狭角用投光ユニットと広角用投光ユ
ニットとの少なくとも各1個を組合わせて成ることを特
徴とするLED車両用照明灯具。 - 【請求項4】 前記狭角用投光ユニットと広角用投光ユ
ニットとの少なくとも一方には配光特性の形状を設定す
るための遮光板が設けられていることを特徴とする請求
項3記載のLED車両用照明灯具。 - 【請求項5】 少なくとも前記狭角用投光ユニットの照
射軸が、下方に0.57゜傾き、左側通行用であれば左
側に1.14゜、右側通行用であれば右側に1.14゜
傾けられていることを特徴とする請求項3または請求項
4記載のLED車両用照明灯具。 - 【請求項6】 前記LEDランプの発光色が灯光色とし
てあることを特徴とする請求項1〜請求項5何れかに記
載のLED車両用照明灯具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001315302A JP4089866B2 (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 投光ユニットおよび該投光ユニットを具備するled車両用照明灯具 |
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JP2001315302A JP4089866B2 (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 投光ユニットおよび該投光ユニットを具備するled車両用照明灯具 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003123517A true JP2003123517A (ja) | 2003-04-25 |
JP4089866B2 JP4089866B2 (ja) | 2008-05-28 |
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ID=19133491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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