特許 7053745 車用ライト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(54)【発明の名称】車用ライト

(51)【国際特許分類】

   F21S 43/20 20180101AFI20220405BHJP

   G02B 17/08 20060101ALI20220405BHJP

【ＦＩ】

F21S43/20

G02B17/08 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020157043

(22)【出願日】2020-09-18

(65)【公開番号】P2022050873

(43)【公開日】2022-03-31

【審査請求日】2020-09-18

(73)【特許権者】

【識別番号】502356997

【氏名又は名称】堤維西交通工業股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】施 明智

【審査官】野木 新治

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０６４７５３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ４３／２０

Ｇ０２Ｂ １７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前後方向となる第１の方向に沿う第１の光軸と前記第１の光軸が通過する第１の焦点とが定義され、前記第１の方向に沿って外側及び前方に伝搬する複数の光線を屈折させるように構成され、前記第１の方向の前方へ突出する出光面を有する出光レンズと、
それぞれが、該第１の方向と略直交する第２の方向に沿って外側から中心側へと順に配置されている発光ユニット及びレンズユニットを有する複数の光学システムと、を備えており、
前記発光ユニットは、前記レンズユニットへ複数の光線を照射できるように配置されており、
前記レンズユニットと前記出光レンズとは、各前記発光ユニットから放出された光線が、前記レンズユニットによって前記出光面へ反射させられた全ての光線の延長線上にある第１の延長線が前記第１の焦点を中心とする第１の焦点領域を通過するように前記第２の方向に伝搬してから前記レンズユニットによって反射され、そして、前記出光レンズの前記出光面から前記前方へ出射させるように、配置構成されており、
前記レンズユニットは、前記発光ユニットからの複数の光線が入射する第１のレンズ部と、前記第１のレンズ部の前記第２の方向における前記中心側に一体的に接続していて、前記出光レンズの前記第１の方向における後方側に一体的に接続している第２のレンズ部と、を含み、
前記第１のレンズ部は、
前記第２の方向に沿う第２の光軸が定義されるように形成されているものであって、
前記第２の光軸が通過する屈折面と、
前記屈折面を囲繞しながら前記発光ユニットの方へ縮径するように先細に形成されている円錐台形の第１の反射面と、
前記第２の光軸を囲繞しながら前記屈折面と前記第１の反射面とを連接している連接面と、を備えており、
前記第２のレンズ部は、前記発光ユニット側から前記出光面側へ斜めに延伸していて、前記第１の光軸及び前記第２の光軸に対して傾斜している第２の反射面を有し、
一部の前記発光ユニットによって放出された光線は、前記第１のレンズ部の前記屈折面によって屈折させられ、そして、前記第２の反射面によって反射させられて、前記第１の焦点領域に虚像が形成され、
他の前記発光ユニットによって放出された光線は、前記第１のレンズ部の前記連接面によって屈折させられてから、前記第１の反射面に反射させられ、そして、前記第２の反射面によって反射させられて、前記第１の焦点領域に他の虚像が形成され、
前記第２のレンズの前記第２の反射面に向かって伝搬する光線の延長線上にある第２の延長線は、前記第２の光軸が通過する第２の焦点を中心とする第２の焦点領域を通過し、
前記発光ユニットによって放出された光線において、前記屈折面によって屈折させられた部分、及び、前記連接面によって屈折させられてから前記第１の反射面によって反射させられる部分のそれぞれは、前記第２の焦点領域に虚像が形成され、
前記出光レンズ及び前記レンズユニットは、前記第１の焦点が前記第２の焦点と協働して、前記出光面に向かう凸状の第１の曲面と、前記出光面に向かう凹状の第２の曲面と、を含む二葉双曲面が定義されるように構成されており、
前記第２反射面は、前記第２の曲面の一部と一致することを特徴とする車用ライト。

【請求項2】

前記複数の光学システムは、前記第１の方向及び前記第２の方向と略直交する第３の方向に沿って並んでいることを特徴とする請求項１に記載の車用ライト。

【請求項3】

前記第２の方向に沿って設置されている２つの前記複数の光学システムを備えている光学システムセットが複数あり、
前記複数の光学システムセットは、前記第１の方向及び前記第２の方向と略直交する第３の方向に沿って並んでいることを特徴とする請求項１に記載の車用ライト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ライトに関し、特に照明または警告用の車用ライトに関する。

【背景技術】

【0002】

図１に示されるように、特許文献１の車用ライトは、前方へ突出する出光レンズ１１と、出光レンズ１１の後方に連接されている光学レンズ１２と、光学レンズ１２の後方に設置されている発光ユニット１３と、発光ユニット１３が設置されているベース１４とを備える。

【0003】

発光ユニット１３が前方にある出光レンズ１１及び光学レンズ１２へ複数の光線を照射すると、出光レンズ１１及び光学レンズ１２は、入射した光線を前方へ出射させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】台湾特許第Ｉ６９７６４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、その車用ライトの出光レンズ１１、光学レンズ１２、発光ユニット１３及びベース１４は、全部前後方向に沿って配置されているので、該車用ライトの前後方向における長さが長く、車の該車用ライトを設置するための設計が限られてしまう。

【0006】

上記問題点に鑑みて、本発明は、前後方向における長さが短く、車の車用ライトを設置するための設計自由度を以前より高くすることができる車用ライトの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成すべく、本発明は、前後方向となる第１の方向に沿う第１の光軸と前記第１の光軸が通過する第１の焦点とが定義され、前記第１の方向に沿って外側及び前方に伝搬する複数の光線を屈折させるように構成され、前記第１の方向の前方へ突出する出光面を有する出光レンズと、
それぞれが、該第１の方向と略直交する第２の方向に沿って外側から中心側へと順に配置されている発光ユニット及びレンズユニットを有する複数の光学システムと、を備えており、
前記発光ユニットは、前記レンズユニットへ複数の光線を照射できるように配置されており、
前記レンズユニットと前記出光レンズとは、各前記発光ユニットから放出された光線が、前記レンズユニットによって前記出光面へ反射させられた全ての光線の延長線である第１の延長線が前記第１の焦点を中心とする第１の焦点領域を通過するように前記第２の方向に伝搬してから前記レンズユニットによって反射させられ、そして、前記出光レンズの前記出光面から前記前方へ出射させるように、配置構成されていることを特徴とする車用ライトを提供する。

【発明の効果】

【0008】

本発明の車用ライトは、発光ユニット及びレンズユニットが第２の方向に沿って外側から中心側へと順に配置されているので、前後方向である第１の方向における長さを縮小でき、従来の車用ライトの欠点を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】従来の車用ライトを示す断面図

【図2】本発明の車用ライトの第１の実施形態を示す斜視図

【図3】上記の車用ライトの後方斜視図

【図4】上記の車用ライトを示す断面図

【図5】上記の車用ライトの上方中央部分を示す断面図

【図6】上記の車用ライトの上方中央部分の部分拡大図

【図7】上記の車用ライトの下方中央部分を示す断面図

【図8】本発明の車用ライトの第２の実施形態を示す斜視図

【図9】本発明の車用ライトの第３の実施形態を示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、本発明の車用ライトの実施形態について詳しく説明する。

【0011】

本発明をより詳細に説明する前に、適切と考えられる場合において、同一の符号は、同様の特性を有し得る対応する要素を示すために各図面間で繰り返し用いられることに留意されたい。

【0012】

図２は本発明の車用ライトの第１の実施形態を示す斜視図である。図３は上記の車用ライトの後方斜視図である。図４は上記の車用ライトを示す断面図である。図５は上記の車用ライトの上方中央部分を示す断面図である。図６は上記の車用ライトの上方中央部分の部分拡大図である。図７は上記の車用ライトの下方中央部分を示す断面図である。

【0013】

本発明の車用ライトは、図２及び図３に示されるように、出光レンズ２と、複数の光学システム３と、ベース４とを備えている。

【0014】

出光レンズ２は、図５及び図７に示されるように、前後方向となる第１の方向Ｄ１に沿って出光レンズ２の外側及び前方に伝搬する複数の光線を屈折させるように構成されている。また、出光レンズ２は、図４及び図５に示されるように、第１の方向Ｄ１に沿う第１の光軸Ａ１と第１の光軸Ａ１が通過する第１の焦点２３とが定義され、且つ、第１の方向Ｄ１の前方へ突出する出光面２１を有する。

【0015】

複数の光学システム３は、図５及び図７に示されるように、それぞれが、該第１の方向Ｄ１と略直交する第２の方向Ｄ２に沿って外側から中心側へと順に配置されている発光ユニット３１及びレンズユニット３２を有する。

【0016】

この実施形態において、図２及び図３に示されるように、第２の方向Ｄ２は上下方向であり、第２の方向Ｄ２に沿って設置されている２つの光学システム３を備えている光学システムセットが３つあり、即ち、光学システム３は全部で６つある。該３つの光学システムセットは、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２と略直交する第３の方向Ｄ３（即ち左右方向）に沿って並んでいる。また、第１の光軸Ａ１を中心線として、レンズユニット３２は第１の光軸Ａ１に近い中心側に設置され、発光ユニット３１は第１の光軸Ａ１から離れた外側に設置されている。

【0017】

発光ユニット３１は、図４に示されるように、レンズユニット３２へ複数の光線を照射できるように配置されている。この実施形態において、発光ユニット３１は、ＬＥＤチップであるが、それに限らず、市販で入手可能な他の任意の発光素子を使用することができる。

【0018】

レンズユニット３２は、図５及び図７に示されるように、発光ユニット３１からの複数の光線が入射する円錐台状の第１のレンズ部３３と、第１のレンズ部３３の第２の方向Ｄ２における前記中心側に一体的に接続していて、更に出光レンズ２の第１の方向Ｄ１における後方側に一体的に接続している第２のレンズ部３４とを含む。

【0019】

また、レンズユニット３２と出光レンズ２とは、図５及び図７に示されるように、各発光ユニット３１から放出される光線が、レンズユニット３２によって出光面２１へ反射させられた全ての光線の延長線である第１の延長線Ｌ１が第１の焦点２３を中心とする第１の焦点領域２２を通過するように第２の方向Ｄ２に伝搬してから前記レンズユニット３２によって反射させられ、そして、出光レンズ２の出光面２１から前記前方へ出射させるように、配置構成されている。

【0020】

光学原理によれば、凸レンズの焦点に配置された光源から放出された光線は、凸レンズに入射すると、凸レンズによって屈折させられて、互いに平行な光線になって凸レンズから出射する。

【0021】

この実施形態において、各第１の延長線Ｌ１は、図５及び図７に示されるように、発光ユニット３１から放出される光線が第１の方向Ｄ１と略平行に出光レンズ２の出光面２１から前方へ出射するように、第１の焦点２２を通過する。

【0022】

また、第１の焦点領域２３は、第１の焦点２２を球心として例えば半径３～５ｍｍの範囲内にある球状のエリアである。

【0023】

この実施形態において、レンズユニット３２は、出光レンズ２と一体的に接続している。

【0024】

第１のレンズ部３３は、図５～図７に示されるように、屈折面３３１と、第１の反射面３３２と、連接面３３３とを備え、第２の方向Ｄ２に沿う第２の光軸Ａ２が定義されるように形成されている。

【0025】

屈折面３３１は、図５～図７に示されるように、第２の光軸Ａ２が通過し、且つ、発光ユニット３１の方へ突出していて、発光ユニット３１によって屈折面３３１に向かって放出された光線が屈折するように構成されている。

【0026】

屈折面３３１により屈折した光線の延長線上にある第２の延長線Ｌ２は、図５～図７に示されるように、第２の焦点３３５を中心とする第２の焦点領域３３４を通過する。第２の焦点３３５は、第２の光軸Ａ２が通過し、第２の方向Ｄ２において発光ユニット３１が対応するベース４より発光ユニット３１から遠く離れて位置する。

【0027】

第１の反射面３３２は、図５～図７に示されるように、屈折面３３１を囲繞しながら発光ユニット３１の方へ縮径するように先細に形成されている円錐台形のものである。

【0028】

連接面３３３は、図５～図７に示されるように、第２の光軸Ａ２を囲繞しながら屈折面３３１と第１の反射面３３２とを連接していて、発光ユニット３１によって連接面３３３に向かって放出された光線を第１の反射面３３２に向けて屈折させ、そして、第１の反射面３３２によって反射させられるように構成されている。

【0029】

第１の反射面３３２によって反射させられた光線の延長線である第２の延長線Ｌ２は、第２の焦点３３５を中心とする第２の焦点領域３３４を通過する。

【0030】

第２のレンズ部３４は、図５及び図７に示されるように、発光ユニット３１側から出光面２１側へ斜めに延伸していて、前記第１の光軸Ａ１及び前記第２の光軸Ａ２に対して傾斜している第２の反射面３４１を有する。

【0031】

この実施形態において、第２の反射面３４１は、アルミメッキされた面であり、各光学システムセットにある２つの第２の反射面３４１は、図４に示されるように、合わせて前記後方へ開口するＶ字型になるように形成されている。他の実施形態において、第２の反射面３４１は、光線を反射することに適した任意の他のメッキ材料を使用してメッキされた面でもよい。

【0032】

出光レンズ２及びレンズユニット３２は、図５及び図７に示されるように、第１の焦点２３が第２の焦点３３５と協働して、出光面２１に向かう凸状の第１の曲面５１と、出光面２１に向かう凹状の第２の曲面５２とを含む二葉双曲面５が定義されるように構成されている。なお、図５及び図７には、二葉双曲面５の一部のみが示されている。

【0033】

第１の曲面５１は、第１の焦点２３に位置する第１の曲面焦点５１１を定義し、第２の曲面５２は、第２の焦点３３５に位置する第２の曲面焦点５２１を定義する。

【0034】

第２の反射面３４１は、第２の曲面５２の一部と一致する。

【0035】

光学原理によると、二葉双曲面の焦点の１つに配置された光源から放出された光線は、該焦点に対応する曲面によって反射させられ、反射させられた光線の延長線は、もう１つの焦点を通過する。該二葉双曲面はそれらの焦点によって定義され、第１の曲面と第２の曲面を有する。

【0036】

この実施形態において、一部の発光ユニット３１によって放出された光線は、第１のレンズ部３３の屈折面３３１によって屈折させられ、そして更に、第２の反射面３４１によって反射させられて、第１の焦点領域２２に虚像が形成される。

【0037】

他の発光ユニット３１によって放出された光線は、第１のレンズ部３３の連接面３３３によって屈折させられてから、第１の反射面３３２に反射させられ、そして更に、第２の反射面３４１によって反射させられて、第１の焦点領域２２に他の虚像が形成される。

【0038】

発光ユニット３１によって放出された光線において、屈折面３３１によって屈折させられた部分及び前記連接面３３３によって屈折させられてから、第１の反射面３３２によって反射させられる部分のそれぞれは、第２の焦点領域３３４に虚像が形成される。

【0039】

上記の虚像は、各光学システム３の発光ユニット３１の仮想光源として機能し、光線は該仮想光源によって放出されると見なされる。

【0040】

仮想光源から放出されたと見なされる光線は、第２の反射面３４１によって反射させられた光線であり、該反射させられた光線の延長線上にある第１の延長線Ｌ１は、第１の曲面焦点５１１が位置する第１の焦点２３を中心とする第１の焦点領域２２を通過する。

【0041】

即ち、各光学系システム３の発光ユニット３１によって放出されてから、第１のレンズ３３及び第２のレンズ３４で屈折且つ反射させられた光線の第１の延長線Ｌ１は、最終的に第１の焦点２３を中心とする第１の焦点領域２２を通過する。第１の焦点２３３が出光レンズ２の焦点に配置されているので、該光線は、出光レンズ２の出光面２１から前方へ出射させる。

【0042】

この実施形態において、各第２の延長線Ｌ２は、図５及び図７に示されるように、第２の焦点３３４を通過するので、第２の反射面３４１によって反射させられた光線の延長線上にある第１の延長線Ｌ１が第１の焦点２２を通過し、該光線が第１の方向Ｄ１と略平行に出光レンズ２の出光面２１から前方へ出射する。

【0043】

ベース４は、図２に示されるように、発光ユニット３１の前記外側に設置されているものであり、且つ、第３の方向Ｄ３に沿って並んでいると共に、第１の方向Ｄ１に沿って延伸しながら第２の方向Ｄ２に対して斜めに延伸する複数の放熱プレート４１１を有する放熱フィン４１を備えている。

【0044】

上記の構成によれば、図５及び図７に示されるように、発光ユニット３１は、第２の方向Ｄ２である上下方向に発光するので、ベース４も上下両側に設置される。従って、第１の方向Ｄ１である前後方向における長さを大幅に縮小でき、従来の車用ライトの欠点を解消できる。更に、上下両側に設置されたベース４は、出光レンズ２に遮蔽されていないので、ベース４を露出させて、放熱効果を向上するような、斬新な外観に設計することもできる。

【0045】

また、複数の発光ユニット３１が発する光線は、上記各第１の延長線Ｌ１が全部第１の焦点領域２３の第１の焦点２２に集中するように出射するので、本発明の車用ライトは、光線が集中してコリメートされることにより、複数の発光ユニット３１を同じ場所に設置する従来の車用ライトの発光効果を有する。そして、複数の発光ユニット３１は設置場所が分散されているので、散熱効果が向上する。また、複数の低出力の発光ユニット３１を使用して１つの高出力の発光ユニットとしての効果を発揮できるので、コストを削減できる。更に、異なる色の光を発する複数の発光ユニット３１を使用して、照明、注意信号を発するなどの機能を備えることができる。

【0046】

なお、必要に応じて、光線を第１の方向Ｄ１と略平行せずに前方へ出射させる配光になるように本発明の車用ライトを構成することができる。即ち、第２の反射面３４１に反射された光線は、その第１の延長線Ｌ１が第１の焦点２２を通過せず第１の焦点領域２３の範囲内に集中するように本発明の車用ライトを構成することができる。

【0047】

更に、車用ライトの設置空間に応じて、複数の光学システム３は、上方または下方のみで第３の方向Ｄ３に沿って並ぶように構成されることも、上下にそれぞれ１つを有するように構成されることもできる。また、第２の方向Ｄ２を左右方向にし、複数の光学システム３は、左右方向に沿って外側から中心側へと順に配置されている発光ユニット３１及びレンズユニット３２を有するように構成されることもできる。その際、左右両側にベース４が設置されているので、上下空間が十分ではないが左右空間が十分にある場所に設置できる。

【0048】

図８は本発明の車用ライトの第２の実施形態を示す斜視図である。

【0049】

本発明の車用ライトの第２の実施形態は、上記第１の実施形態と多くの構成が共通するので、ここでは詳しい説明を省略し、その相違点のみを説明する。

【0050】

この実施形態において、３つの光学システム３は、上下方向とする第２の方向Ｄ２の上方にのみ構成され、且つ、左右方向とする第３の方向Ｄ３に沿って並んでいる。

【0051】

出光レンズ２及びその出光面２１は、第１の実施形態と同じなので、第１の実施形態と類似する配光で照射できるが、光学システム３にある発光ユニットの数は、第１の実施形態の半分に減少したので、明るさが第１の実施形態の半分になる。

【0052】

なお、第２の方向Ｄ２の下方に光学システム３が形成されていないが、第２の反射面３４１と合わせて前記後方へ開口するＶ字型になる下方の斜面は、反射面に形成されている。

【0053】

図９は本発明の車用ライトの第３の実施形態を示す斜視図である。

【0054】

本発明の車用ライトの第３の実施形態は、上記第１の実施形態と多くの構成が共通するので、ここでは詳しい説明を省略し、その相違点のみを説明する。

【0055】

この実施形態において、光学システム３は、第２の方向Ｄ２に沿って２つ並んでいる。即ち、上下にそれぞれ１つの光学システム３が構成されている。

【0056】

出光レンズ２及びその出光面２１は、第１の実施形態と同じなので、第１の実施形態と類似する配光で照射できるが、光学システム３にある発光ユニットの数は、第１の実施形態の３分の１に減少したので、明るさが第１の実施形態の３分の１になる。

【0057】

上記においては、説明のため、本発明の全体的な理解を促すべく多くの具体的な詳細が示された。しかしながら、当業者であれば、一またはそれ以上の他の実施形態が具体的な詳細を示さなくとも実施され得ることが明らかである。また、本明細書における「一つの実施形態」「一実施形態」を示す説明において、序数などの表示を伴う説明は全て、特定の態様、構造、特徴を有する本発明の具体的な実施に含まれ得るものであることを理解されたい。更に、本説明において、時には複数の変化例が一つの実施形態、図面、またはこれらの説明に組み込まれているが、これは本説明を合理化させるためのもので、また、本発明の多面性が理解されることを目的としたものであり、また、一実施形態における一またはそれ以上の特徴あるいは特定の具体例は、適切な場合には、本開示の実施において、他の実施形態における一またはそれ以上の特徴あるいは特定の具体例と共に実施され得る。

【0058】

以上、本発明の好ましい実施形態及び変化例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、最も広い解釈の精神および範囲内に含まれる様々な構成として、全ての修飾および均等な構成を包含するものとする。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本発明の車用ライトは、車に適用でき、特にライトの設置空間が限られている車に好適である。

【符号の説明】

【0060】

２ 出光レンズ
２１ 出光面
２２ 第１の焦点
２３ 第１の焦点領域
３ 光学システム
３１ 発光ユニット
３２ レンズユニット
３３ 第１のレンズ部
３３１ 屈折面
３３２ 第１の反射面
３３３ 連接面
３３４ 第２の焦点
３３５ 第２の焦点領域
３４ 第２のレンズ部
３４１ 第２の反射面
４ ベース
４１ 放熱フィン
４１１ 放熱プレート
５ 二葉双曲面
５１ 第１の曲面
５１１ 第１の曲面焦点
５２ 第２の曲面
５２１ 第２の曲面焦点
Ａ１ 第１の光軸
Ａ２ 第２の光軸
Ｄ１ 第１の方向
Ｄ２ 第２の方向
Ｄ３ 第３の方向
Ｌ１ 第１の延長線
Ｌ２ 第２の延長線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】