JP2009016347A - Ｌｅｄランプモジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】 従来装置の欠点を無くしたＬＥＤランプモジュールを提供し、改良されたフォグランプを提供し、ライトの作動性及び寿命を改善し、直径の小さいレンズを使用するスモールパッケージを含む、自動車用ランプを提供すること。
【解決手段】 ＬＥＤランプ（１０）が、キャビティ（１６）を画定する内壁（１４）を含むハウジング（１２）を有し、ＬＥＤ光源（２６）がキャビティ（１６）内に位置決めされ、光を前方に照射する。反射性表面（３０）と、前方開口（３２）及び後方開口（３４）とを有するリフレクタ（２８）が光源（２６）を包囲し、複合レンズ（３８）が前方開口を閉鎖する。複合レンズ（３８）は周囲縁部（４２）に沿って配置した第１の光学反射性要素（４０）と、複合レンズ（３８）の中心に位置付けた第２の光学反射性要素（４４）とを含み、第１の光学反射性要素（４０）が複数の溝状レンズ（４０ａ）を含み、第２の光学反射性要素（４４）が凹凸状レンズ（４４ａ）を含んでいる。
【選択図】 図１

Description

本件出願は、２００７年６月３０日付で出願した仮出願特許出願番号６０／９３７，８４５の優先権を主張するものであり、本発明は光源に関し、詳しくは、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源に関する。尚詳しくは、本発明は、例えば、特に霧環境下で使用し得るような、モジュール化した自動車用光源に関する。
自動車用ライトは、事実上自動車の出現以来使用されて来ており、光源には白熱球が使用されるが、こうした光源は肝心な時に切れてしまうことがあり、光をその所期の目的を達成させるべく適切に配向させることも難しい。しかも、こうした従来型光源、特にフォグライトでは、リフレクタ又はプロジェクタの何れかをその光学部品として用いるものもある。プロジェクタは、リフレクタを使用して光を集め、集めた光をプロジェクタレンズの焦点内に結像する。ＬＥＤは、個々のＬＥＤ光源を並べて又は中実の光学部品（ガラス又はプラスチックの何れか）を備えたマルチチップ型光源として前照用途に使用される。しかしこうした従来型の装置は大型で且つ高額である。
解決しようとする課題は、従来装置の欠点を無くしたＬＥＤランプモジュールを提供することである。
解決しようとする他の課題は、改良されたフォグランプを提供することである。
解決しようとする他の課題は、ライトの作動性及び寿命を改善することである。
解決しようとする更に他の課題は、直径の小さいレンズを使用するスモールパッケージを含む、自動車用ランプを提供することである。スモールパッケージは、ワイドなビーム拡がり及び高い光学効率を持つ完全シール型の内臓ユニットを含むことが好ましい。
上記目的は本願発明の１様相において達成される。当該様相によれば、ＬＥＤランプであって、前方を向いた開口を提供し且つ後壁を有するキャビティを画定する内壁を備え、キャビティの後壁の外側に伸延するヒートシンクを含むハウジングと、キャビティの後壁に隣り合ってキャビティ内に取り付けられ、キャビティの後壁と熱的に連通する回路基板とを含み、回路基板で囲む状態でキャビティの後壁に取り付けたＬＥＤ光源にして、前方と、前方方向から９０°までの範囲の側方とに光を照射するＬＥＤ光源と、前方開口及び後方開口を有するパラボラ状の反射面を含み且つキャビティ内に位置決めしたリフレクタにして、前記ＬＥＤ光源がリフレクタの反射面を向くようにして後方開口内に位置決めされ、ＬＥＤ光源からの光を遮断し且つ遮断した光を配向するリフレクタと、前記回路基板と、ＬＥＤ光源と、リフレクタとを包囲する状態でハウジングに連結したレンズにして、周囲縁部に沿って配置した第１の光学反射性要素と、レンズの中心に位置付けた第２の光学反射性要素とを有するレンズと、を含むＬＥＤランプが提供される。所望であれば、レンズを跨ぐ保護カバーをハウジングに固定し、この保護カバーとハウジングとの中間にガスケットを位置決めし得る。保護カバーを使用する場合は、キャビティをシールするとともに、回路基板に送電する給電線を受けるプラグカップリングをハウジングの外側に形成する。
本発明の完全シール型の内臓ユニットによれば、発光ダイオードによる長い寿命が提供され、ＬＥＤ光源及びパラボラ形リフレクタからの光を多機能レンズが適正に配向する。
従来装置の欠点を無くしたＬＥＤランプモジュールが提供される。
改良されたフォグランプが提供される。
ライトの作動性及び寿命を改善され、直径の小さい光学部品を使用するスモールパッケージを含む、自動車用ランプが提供される。
図面を参照して本発明を詳しく説明するに、図１には、例えば、フォグランンプであり得るＬＥＤランプ１０が示され、記号“Ｆ”で示す前方を向いた開口を提供するキャビティ１６にして、後壁１８を有するキャビティを画定する内壁１４を持つハウジング１２を含んでいる。ハウジング１２は、例えばアルミニュームのような好適な金属から作製することが好ましく、キャビティの後壁１８の外側２２を伸延するヒートシンク２０を含んでいる。
ＬＥＤ光源２６が後壁１８の、好ましくはボス１８ａ（図２及び３に最も良く示される）の上方に固定され、前方“Ｆ”に、また前方“Ｆ”から９０°までの範囲の側方“ＳＷ”に光を照射する。図１及び図２には、明瞭化の目的上３つのＬＥＤ光源を示すが、好ましい実施例では、システム上の光学効率が約７０％である５個のＬＥＤ光源を用い得る。この光源の場合、ビームパターンはビーム拡がりが大きい、例えば、左右幅が３５°以上あって中心ピーク強度が大きい（約３０００カンデラ）のが理想的である。このビームパターンは、３６０ルーメン又はそれ以上のルーメン及び約１５ワットを提供する５個のチップ光源により達成される。接合点温度は最大でも１５０℃以下とすべきである。
回路基板２４をキャビティ１６内で後壁１８に隣り合わせて且つ後壁と熱的に連通する状態で取り付ける。回路基板は、ＬＥＤ光源２６を受けるための切り欠き部２４ａを含む。
リフレクタ２８はパラボラ状の反射性表面３０を含み、反射性表面３０は前方開口３２と後方開口３４とを有する。ＬＥＤ光源２６を反射性表面３０に向けた状態で後方開口３４内に位置決めした状態でリフレクタ２８をキャビティ１６内に位置決めする。リフレクタ２８はＬＥＤ光源２６からの光を遮断し、遮断した光を配向する。
光を十分に集めるためには中実のコリメート用レンズをＬＥＤ光源２６に十分接近させる必要がある。自動車での１５０℃の温度条件にも耐え得る透明材料はガラスだけであるが、ガラスは達成不能な光学上の幾つかの設計限界を有し、しかも高価である。
こうした欠点を無くすプラスチック製の複合プロジェクタレンズ３８（以下、レンズ３８）が提供される。レンズ３８はハウジング１２に連結されて回路基板２４と、ＬＥＤ光源２６と、リフレクタ２８とを包囲し、プラスチック材料を使用可能とするべくＬＥＤ光源２６からは十分に離間され、また、複数の溝状レンズ４０ａを周囲縁部４２に沿って配置した第１の光学反射性要素４０と、レンズ中央に位置付けた凹凸状レンズ４４ａの形態の第２の光学反射性要素４４とを有し、この凹凸状レンズ４４ａ部分でＬＥＤ光源２６が直接結像される。つまり、凹凸状レンズは光を垂直方向に合焦させて高光度化し、水平方向には拡幅させる。標準的な投射レンズでビーム拡がりを大きくしようとすると光源からレンズまでの距離を数ミリメートルとする必要があるが、そうすると熱の問題が生じるのでレンズのこのレンズ部分を凹凸状形態とする必要がある。焦点距離が長く且つ直径が望ましく小さいことから、光の半分まではレンズを通過しないため、この不通過光を回収するためのリフレクタを設ける。リフレクタは不通過光を捕捉及びコリメート、即ち平行化して、レンズの溝状レンズ４０ａを含む外側又は周囲部分を通過させる。
随意的な保護カバー４６をレンズ３８を跨いで配置し、例えば、この保護カバー４６から突出してハウジング１２の雄部分６２に係合する雌コネクタ６０を使用してハウジング１２に固定する。
ガスケット４８を保護カバー４６とハウジング１２との間に位置決めし、キャビティ１６にシール状態で取付ける。
ハウジング１２の外側２２には、自動車の電源電力を回路基板２４に接続し、次いでＬＥＤ光源に接続する給電線を受けるプラグカップリング５０を形成する。
動作時は、レンズ３８の周囲縁部４２に沿って配置した第１の光学反射性要素４０が、ＬＥＤ光源２６から照射される光と、リフレクタ２８から前方に配向される反射光とを遮る。第１の光学的反射要素４０は遮った光を、水平方向の中心又は下方に位置付けた第１の水平方向バンド内に差し向ける。第２の光学反射性要素４４はレンズ３８上の中心に位置付けられ、ＬＥＤ光源２６から前方に照射される直接光を遮断し、遮断した光を、第１の水平方向バンドに重ねた第２の水平方向バンドに差し向ける。
かくして、本発明によれば、光を投射用の中心部分と、リフレクタからのコリメート光を縦方向溝を介して拡げる外側部分とを備える複合レンズを介して良好な光バランスを達成する、小型で、内蔵型のフォグランプが提供される。レンズはガラス又はプラスチック材料から形成し得るが、プラスチック製とするのが好ましい。レンズ構成はその他用途、例えば、ヘッドライト用のロービーム又はハイビーム、バックランプとして使用し得、又は特定のビームパターンを形成するように光学的プレゼンテーションを変更することで一般的な照明用途に使用できる。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
本発明の１実施例の分解斜視図である。 図１を線２−２に沿って切断した断面図である。 図１を線３−３に沿って切断した断面図である。
符号の説明
１０ ＬＥＤランプ
１２ ハウジング
１４ 内壁
１６ キャビティ
１８ａ ボス
１８ 後壁
２０ ヒートシンク
２２ 外側
２４ａ 切り欠き部
２４ 回路基板
２６ ＬＥＤ光源
２８ リフレクタ
３０ 反射面
３２ 前方開口
３４ 後方開口
３８ 複合プロジェクタレンズ
４０ａ 溝状レンズ
４０ 第１の光学反射性要素
４２ 周囲縁部
４４ａ 凹凸状レンズ
４４ 第２の光学反射性要素
４６ 保護カバー
５０ プラグカップリング
６０ 雌コネクタ
６２ 雄部分

Claims (6)

  1. ＬＥＤランプであって、
    前方を向いた開口を提供し且つ後壁を有するキャビティを画定する内壁を備え、キャビティの後壁の外側に伸延するヒートシンクを含むハウジングと、
    キャビティの後壁に隣り合ってキャビティ内に取り付けられ、キャビティの後壁と熱的に連通する回路基板と、
    回路基板で囲む状態でキャビティの後壁に取付けたＬＥＤ光源にして、前方と、前方方向から９０°までの範囲の側方とに光を照射するＬＥＤ光源と、
    前方開口と後方開口とを有するパラボラ状の反射面を含み、キャビティ内に位置決めしたリフレクタにして、前記ＬＥＤ光源がリフレクタの反射面を向くようにして後方開口内に位置決めされ、ＬＥＤ光源からの光を遮断し、遮断した光を配向するリフレクタと、
    前記回路基板と、ＬＥＤ光源と、リフレクタとを包囲する状態でハウジングに連結したレンズにして、周囲縁部に沿って配置した第１の光学反射性要素と、カバーレンズ上の中心に位置付けた第２の光学反射性要素とを有するレンズと、
    ハウジングの外側に形成したプラグカップリングにして、回路基板に電力を繋ぐための給電線を受けるプラグカップリングと、
    を含むＬＥＤランプ。
  2. 第１の光学反射性要素が複数の溝状レンズを含んでいる請求項１のＬＥＤランプ。
  3. 第２の光学反射性要素が凹凸状レンズを含んでいる請求項１のＬＥＤランプ。
  4. レンズを跨ぐ保護カバーをハウジングに固定した請求項１のＬＥＤランプ。
  5. ＬＥＤフォグランプであって、
    前方“Ｆ”を向いた開口を提供し且つ後壁を有するキャビティを画定する内壁を備え、キャビティの後壁の外側に伸延するヒートシンクを含み、該ヒートシンクが半径方向に伸延して空気に露呈される少なくとも１つの薄い壁を含むハウジングと、
    キャビティの後壁に隣り合ってキャビティ内に取り付けられ、キャビティの後壁と熱的に連通する回路基板と、
    回路基板で囲む状態でキャビティの後壁に支持させたＬＥＤ光源にして、前方“Ｆ”及び側方“ＳＷ”に光を照射するＬＥＤ光源と、
    反射面を含み、前方開口と後方開口とを有し、キャビティ内に位置決めしたリフレクタにして、回路基板を後壁に押し付けて回路基板から後壁への伝熱を良好化し、前記ＬＥＤ光源がリフレクタの反射面を向くようにして後方開口内に位置決めされ、リフレクタがＬＥＤ光源からの光を遮断し、遮断した光を前方に配向するリフレクタと、
    前記回路基板と、ＬＥＤ光源と、リフレクタとを包囲する状態でハウジングに連結したレンズにして、周囲縁部に沿って配置した第１の光学反射性要素と、レンズの中心に位置付けた第２の光学反射性要素とを有するレンズと、
    を含み、
    前記第1の光学反射性要素が複数の溝状レンズを含み、前記第２の光学的反射性要素が凹凸状レンズを含み、
    ハウジングを跨ぎ且つキャビティをシールする状態で配置した保護カバーと、
    ハウジングの外側に形成したプラグカップリングにして、回路基板に送電する給電線を受けるプラグカップリングと、
    を含むＬＥＤフォグランプ。
  6. レンズであって、該レンズの周囲縁部に沿って配置した第１の光学反射性要素と、レンズの中心に位置付けた第２の光学反射性要素とを含み、第１の光学反射性要素が複数の溝状レンズを含み、第２の光学反射性要素が凹凸状レンズを含むレンズ。
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