專利名稱：燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為例如設(shè)置在汽車前部的前照燈、輔助前照燈或各種信號(hào)燈等而使用的車輛用燈具等或使用于照明器具的照明燈具等燈具。
背景技術(shù)：
以往，這樣的燈具例如如圖12或圖13所示那樣構(gòu)成。
即，首先，在圖12中，燈具1由光源2、使來自光源2的光聚焦的投影透鏡3、以及配置在投影透鏡3的前方的配光控制構(gòu)件4構(gòu)成。
上述光源2是例如LED等大致呈點(diǎn)狀的光源，當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，使光相對(duì)于與安裝基板2a垂直的光軸在規(guī)定的角度范圍內(nèi)射出。
另外，上述投影透鏡3在光源側(cè)的焦點(diǎn)位于上述光源2附近，由被配置成其光軸與光源2的光軸一致的凸透鏡構(gòu)成。
此外，上述配光控制構(gòu)件4以例如在平板狀透明構(gòu)件的一面(在圖示的情形，為光源側(cè)的下表面)配備供配光漫射用的由透鏡切割成的棱鏡的方式構(gòu)成。
按照如此構(gòu)成的燈具1，從光源2射出的光入射到投影透鏡3上，借助于投影透鏡3的折射作用而被聚焦，由此成為大致的平行光，入射到配光控制構(gòu)件4上。
然后，入射到配光控制構(gòu)件4上的光借助于配光控制構(gòu)件4而適當(dāng)?shù)乇宦洌x予所希望的配光特性，向前方照射。
另外，在圖13中，燈具由光源2、使來自光源2的光向前方反射的反射面6、以及使來自反射面的光聚焦的投影透鏡7構(gòu)成。
此處，上述反射面6例如其第1焦點(diǎn)位于光源2附近，由被配置成其長(zhǎng)軸與光源2的光軸一致的橢圓反射面構(gòu)成。
另外，上述投影透鏡7在光源側(cè)的焦點(diǎn)位于反射面6的第2焦點(diǎn)附近，由被配置成其光軸與光源2的光軸一致的非球面透鏡構(gòu)成。
按照這種結(jié)構(gòu)的燈具5，從光源2射出的光被反射面反射而入射到投影透鏡7上，被投影透鏡7聚焦，同時(shí)根據(jù)其非球面形狀而受到配光控制，由此向前方照射，構(gòu)成規(guī)定的配光特性。
然而，對(duì)上述燈具1、5而言，卻有以下的問題。即，對(duì)燈具1而言，為了得到所希望的配光特性，需要投影透鏡3和配光控制構(gòu)件4這兩個(gè)光學(xué)構(gòu)件，如考慮到這些光學(xué)構(gòu)件的光透射率，則光的透射損失增大，與此同時(shí)，不可避免地產(chǎn)生這些光學(xué)構(gòu)件的相互位置精度和傾斜精度等方面的問題，還有光軸方向的尺寸大、整體變重之類的問題。
另外，對(duì)燈具5而言，由于使用了反射面6，雖然光的透射損失減少了，但因在光源2的后側(cè)配置反射面，同樣有光軸方向的尺寸大、整體變重之類的問題。
此外，無論是燈具1還是5，由于外觀呈球形，外觀創(chuàng)意劃一而無變化，不可能呈現(xiàn)基于功能的立體狀的外觀，有缺乏商品性和新穎性之類的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，根據(jù)以上各點(diǎn)提供一種燈具，其采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)于光軸方向能以小型、且整體能以輕的重量構(gòu)成，與此同時(shí)，通過呈現(xiàn)基于功能的立體狀的新穎外觀，提高了商品性和新穎性。
上述目的由一種燈具達(dá)到，按照本發(fā)明的第一結(jié)構(gòu)，該燈具包含至少一個(gè)光源；以及對(duì)各光源而言，光源側(cè)的焦點(diǎn)位置在光源附近，且分別被配置成其光軸與上述光源的光軸大體一致的投影透鏡，其特征在于，上述各投影透鏡是其射出面被形成為非球面狀的凸?fàn)钆涔饪刂仆哥R，以便對(duì)于來自上述焦點(diǎn)位置的入射角度，使光在其射出方向連續(xù)地折射為指定方向后射出。
上述目的由一種燈具達(dá)到，按照本發(fā)明的第二結(jié)構(gòu)，該燈具包含至少一個(gè)光源；對(duì)各光源而言，第一焦點(diǎn)位置在光源附近，具有分別被配置成其長(zhǎng)軸與光源的光軸一致的橢圓反射面的反射構(gòu)件；以及其焦點(diǎn)在上述反射面的第二焦點(diǎn)位置附近，分別被配置成其光軸與上述反射面的長(zhǎng)軸大體一致的投影透鏡，其特征在于，上述各投影透鏡是其射出面被形成為非球面狀的凸?fàn)钆涔饪刂仆哥R，以便對(duì)于來自上述焦點(diǎn)位置的入射角度，使光在其射出方向連續(xù)地折射為指定方向后射出。
本發(fā)明的燈具的特征在于，優(yōu)選上述反射構(gòu)件僅僅被配置在光源前方的區(qū)域。
本發(fā)明的燈具的特征在于，優(yōu)選上述各投影透鏡對(duì)于垂直于光軸的第一方向起凸透鏡的作用，對(duì)于垂直于該第一方向的第二方向使光漫射后射出。
本發(fā)明的燈具的特征在于，優(yōu)選上述各投影透鏡對(duì)于上述第二方向使光以入射角的規(guī)定比例的射出角折射。
本發(fā)明的燈具的特征在于，優(yōu)選上述各光源是發(fā)光元件。
本發(fā)明的燈具的特征在于，優(yōu)選上述各光源是LED。
本發(fā)明的燈具的特征在于，優(yōu)選上述反射構(gòu)件具備用于固定保持投影透鏡的安裝部。
按照上述第一結(jié)構(gòu)，從各光源射出的光入射到各自對(duì)應(yīng)的投影透鏡上，被投影透鏡聚焦，由此向前方照射。
此時(shí)，從光源入射到投影透鏡上的光根據(jù)投影透鏡的射出面的形狀，對(duì)入射角度使射出方向折射為指定方向，由此進(jìn)行配光控制。而且，可利用投影透鏡的射出面的形狀而容易地實(shí)現(xiàn)任意的配光特性。
另外，由于投影透鏡具備配光控制功能，故來自光源的光所透過的光學(xué)構(gòu)件有一個(gè)即可，與具備與投影透鏡分開的配光控制構(gòu)件的情況相比，可減少透射損失，同時(shí)對(duì)于光軸方向能以小型且輕的重量構(gòu)成。
此外，投影透鏡的射出面由于不是對(duì)光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱而形成，從前方看到的投影透鏡的外緣形狀并非正圓，而是非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀，所以成為一種新穎的設(shè)計(jì)，提高了商品性和新穎性。
按照上述第二結(jié)構(gòu)，從各光源射出的光入射到各自對(duì)應(yīng)的反射構(gòu)件的反射面上，被該反射面反射后向第二焦點(diǎn)位置行進(jìn)，進(jìn)而被投影透鏡聚焦，由此向前方照射。
此時(shí)，被反射構(gòu)件的反射面反射后入射到投影透鏡上的光根據(jù)投影透鏡的射出面的形狀，對(duì)入射角度使射出方向折射為指定方向，由此進(jìn)行配光控制。
而且，與第一結(jié)構(gòu)的燈具的情形同樣地，可實(shí)現(xiàn)任意的配光特性，同時(shí)由于投影透鏡具備配光控制功能，可減少透射損失，同時(shí)對(duì)于光軸方向能以小型且輕的重量構(gòu)成，進(jìn)而成為一種新穎的設(shè)計(jì)，提高了商品性和新穎性。
在上述反射構(gòu)件僅僅被配置在光源前方的區(qū)域的情況下，上述反射構(gòu)件不從光源后方突出，從而能以對(duì)光軸方向更進(jìn)一步的小型構(gòu)成。
在上述各投影透鏡對(duì)于垂直于光軸的第一方向起凸透鏡的作用，對(duì)于垂直于該第一方向的第二方向使光漫射后射出的情況下，可構(gòu)成對(duì)于第二方向漫射的扁平照射模式的配光特性。
在上述各投影透鏡對(duì)于上述第二方向使光以入射角的規(guī)定比例的射出角折射的情況下，同樣地可構(gòu)成對(duì)于第二方向漫射的扁平照射模式的配光特性。
在上述各光源是發(fā)光元件，優(yōu)選是LED的情況下，從作為光源的發(fā)光元件，特別是LED射出的光由投影透鏡給予配光控制，向前方照射。
在上述反射構(gòu)件具備用于固定保持投影透鏡的安裝部的情況下，可準(zhǔn)確而且容易地進(jìn)行上述反射構(gòu)件和投影透鏡的定位。
這樣一來，按照本發(fā)明，因?yàn)橥队巴哥R的射出面具備擁有配光控制功能的表面形狀，由此無需現(xiàn)有那樣的配光控制構(gòu)件，從而可減少來自光源的光透射損失，與此同時(shí)，對(duì)于光軸方向能以小型、且整體能以輕的重量構(gòu)成，另外由于從投影透鏡的前方看到的外緣形狀并非正圓，而是橢圓形等異型形狀，所以成為一種嶄新的設(shè)計(jì)，提高了商品性和新穎性。


圖1是表示本發(fā)明的燈具的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖2是表示圖1的燈具中的投影透鏡的概略透視圖。
圖3是表示圖1的燈具的配光特性的曲線圖。
圖4是表示圖1的燈具中的投影透鏡的設(shè)計(jì)例的概略圖。
圖5(A)是表示通常的凸透鏡的配光特性的曲線圖和(B)是表示圖4的設(shè)計(jì)例中的投影透鏡的配光特性的曲線圖。
圖6是表示本發(fā)明的燈具的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖7是表示圖6的燈具中的反射構(gòu)件的概略透視圖。
圖8是表示本發(fā)明的燈具的第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖9是表示圖8的燈具中的燈具單元的概略透視圖。
圖10是表示圖8的燈具中的燈罩的概略透視圖。
圖11是表示圖8的燈具的配光特性的曲線圖。
圖12是表示現(xiàn)有的燈具的一例的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖13是表示現(xiàn)有的燈具的另一例的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
其中10、20、30燈具；11、21燈泡(光源)；12、23投影透鏡；12a正面(射出面)；22反射構(gòu)件；22a反射面；22b安裝面；31燈具單元；32燈罩；32a散熱器具體實(shí)施方式
以下，參照?qǐng)D1至圖11，詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
再有，以下所述的實(shí)施方式是本發(fā)明的優(yōu)選具體例，在技術(shù)上給予理想的各種限定，但本發(fā)明的范圍除非在以下的說明中特別限定本發(fā)明的意思的記述，并不限定于這些實(shí)施方式。
圖1示出了本發(fā)明的燈具的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。
在圖1中，燈具10由作為光源的燈泡11、以及在燈泡11的前方使來自燈泡11的光聚焦的投影透鏡12構(gòu)成。
上述燈泡11使用例如白熾電燈泡、鹵素電燈泡、貼紅外線反射膜的鹵素電燈泡及金屬鹵化物燈等的放電燈等的燈泡，在用插座固定保持的同時(shí)被供電。
上述投影透鏡12是被配置在向燈泡11的前方延伸的光軸上的大致呈凸?fàn)畹耐哥R，使來自燈泡11的光聚焦，向前方照射。
此處，投影透鏡12被配置成該燈泡11側(cè)的焦點(diǎn)F位于燈泡11附近。
此處，上述投影透鏡12如圖2所示，系將成為其射出面的正面12a按以下方式作為配光控制透鏡而形成。
上述投影透鏡12的射出面12a被形成為非球面狀，以便對(duì)于來自上述焦點(diǎn)位置F的光的入射角度，使其射出方向連續(xù)地折射為指定方向后射出。
由此，作為模擬的結(jié)果，上述投影透鏡12具有圖3所示的配光特性。
此處，上述投影透鏡12以凸透鏡為基礎(chǔ)，對(duì)于入射角θ1，射出角θ2依據(jù)該入射角θ1(而且依據(jù)作為常數(shù)的投影透鏡12的背面形狀和折射率)進(jìn)行計(jì)算。
例如，上述投影透鏡12對(duì)于垂直于光軸的第一方向x起凸透鏡的作用，射出平行光，同時(shí)對(duì)于垂直于上述第一方向x的第二方向y，如圖4所示，使入射光漫射，以便例如對(duì)入射角θ1而言，射出角θ2＝0.2θ1。
由此，與通常的凸透鏡的配光特性(參照?qǐng)D5(A))相比，上述投影透鏡12具有圖5(B)所示的配光特性，起對(duì)第二方向漫射的所謂水平漫射透鏡的作用。
再有，這種投影透鏡12利用例如特愿2002-243421號(hào)中公布的透鏡設(shè)計(jì)方法，就入射角θ1而言，按每個(gè)微小角度從射出方向決定射出面的位置，從而可容易地進(jìn)行設(shè)計(jì)。
這樣一來，投影透鏡12通過適當(dāng)?shù)貨Q定其正面12a的表面形狀，可具備上述圖3所示的配光特性。
本發(fā)明實(shí)施方式的燈具10按以上方式構(gòu)成，燈泡11通過從插座供電而發(fā)光，從燈泡11的發(fā)光中心射出的光L入射到投影透鏡12上，被投影透鏡12聚焦，由此向前方照射。
再有，此時(shí)作為燈具的光源也可配備LED，以代替燈泡11。
此時(shí)，作為投影透鏡12的射出面的正面12a由于形成為上述表面形狀而具有配光控制功能。從而，由于無需現(xiàn)有那樣的配光控制構(gòu)件，故部件件數(shù)減少，整體能以輕的重量構(gòu)成，與此同時(shí)，來自作為光源的燈泡11的光僅透過投影透鏡12向前方照射，從而可減少光的透射損失。
此外，在從前方看投影透鏡12時(shí)，由于投影透鏡12的外緣形狀不是正圓，故成為一種新穎的設(shè)計(jì)。
圖6表示本發(fā)明的燈具的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。
在圖6中，燈具20由作為光源的燈泡21、具有被配置成包圍燈泡21而使來自燈泡21的光向前方反射的反射面22a的反射構(gòu)件22、以及在燈泡21的前方使來自燈泡21或反射面22a的光聚焦的投影透鏡23構(gòu)成。
上述燈泡21有與上述燈泡11相同的結(jié)構(gòu)，在用插座固定保持的同時(shí)被供電。
再有，此時(shí)作為燈具的光源也可配備LED，以代替燈泡21。
上述反射構(gòu)件22如圖7所示，由例如塑料構(gòu)成，與此同時(shí)，形成在上表面開口的反射面22a，在反射面22a的表面配備例如反射膜或反射涂層。
該反射面22a僅僅被設(shè)置在燈泡21的安裝基板21a前方的區(qū)域，例如被形成為向前方呈凹狀的橢圓反射面，以便反射來自燈泡21的光，使之向前方反射，導(dǎo)入投影透鏡23中。
此處，橢圓反射面包含旋轉(zhuǎn)橢圓面或以橢圓面為基礎(chǔ)的自由曲面。
而且，反射面22a的第一焦點(diǎn)F1位于燈泡21附近，同時(shí)其長(zhǎng)軸沿?zé)襞?1的光軸配置。。
另外，上述反射構(gòu)件22的上表面被形成為用于投影透鏡23的安裝面22b。由此，對(duì)反射構(gòu)件22的安裝面22b放置投影透鏡23，并用螺釘?shù)裙潭ǎ瑥亩队巴哥R23能準(zhǔn)確且容易地對(duì)反射構(gòu)件22定位。
上述投影透鏡23是被配置在向燈泡21的前方延伸的光軸上的與上述投影透鏡13呈同樣的凸?fàn)畹耐哥R，使直接來自燈泡21的光或被反射面22a反射的光聚焦，向前方照射。
此處，投影透鏡23被配置成該燈泡11側(cè)的焦點(diǎn)位于上述反射面22a的第一焦點(diǎn)F1附近。
按照這種結(jié)構(gòu)的燈具20，燈泡21由插座供電后發(fā)光，由此從燈泡21的發(fā)光中心射出的光L直接地或被反射構(gòu)件22的反射面22a反射后，入射到投影透鏡23上，并被投影透鏡23聚焦，從而向前方照射。
此時(shí)，由于作為投影透鏡22的射出面的正面具有配光控制功能，從而無需現(xiàn)有那樣的配光控制構(gòu)件，故部件件數(shù)減少，整體能以輕的重量構(gòu)成，與此同時(shí)，來自作為光源的燈泡21的光僅透過投影透鏡22向前方照射，從而可減少光的透射損失。
另外，反射構(gòu)件22的反射面22a由于僅被配置在燈泡21的前方區(qū)域，故燈具20整體對(duì)光軸方向能以小型構(gòu)成。
此外，在從前方看投影透鏡22時(shí)，由于投影透鏡22的外緣形狀不是正圓，故成為一種新穎的設(shè)計(jì)。
圖8表示本發(fā)明的燈具的第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。
在圖8中，燈具30被構(gòu)成為配備了多個(gè)如圖1所示的燈具10的照明燈具。
在上述燈具30中，燈具10如圖9所示，被構(gòu)成為每三個(gè)一體化了的燈具單元31。
各燈具單元31具備在各自相同的方向被固定保持的三個(gè)燈具10，此時(shí)，作為各燈具10的光源，配備LED，以代替燈泡11。
此處，各燈具10被構(gòu)成為具有較窄照射范圍的配光特性。
而且，燈具單元31作為整體被設(shè)置24個(gè)，各燈具單元31被固定成對(duì)燈罩32朝向規(guī)定的方向，從而將光照射在各燈具單元31分別被劃分為24個(gè)的照射范圍內(nèi)。
由此，作為燈具30整體，可具備較寬照射范圍的配光特性。
另外，上述燈罩32如圖10所示，在其外側(cè)面具有用于散發(fā)各燈具單元31中所發(fā)生的熱的散熱器32a。
按照這種結(jié)構(gòu)的燈具30，構(gòu)成各燈具單元31的各個(gè)燈具10起與圖1所示的燈具10的情況同樣的作用，作為整體在寬的照射范圍內(nèi)照射光的同時(shí)，適當(dāng)?shù)剡x定各燈具10的投影透鏡12的正面12a的表面形狀，從而作為模擬的結(jié)果，如圖11所示，可得到整體上均勻的配光特性。
此外，即使是使用LED等光量較少的光源的情況，通過將多個(gè)燈具10組合起來，也可構(gòu)成燈具單元31，利用所謂多光源化，將必要光量的光照射在較窄的照射范圍內(nèi)，從而可實(shí)現(xiàn)所希望的配光特性。
這樣一來，按照本發(fā)明，投影透鏡12、23的正面具備配光控制功能，從而無需分開的配光控制構(gòu)件。
從而，由于燈具整體特別是對(duì)于光軸方向能以小型且輕的重量構(gòu)成，同時(shí)從前方看到的投影透鏡12、23的外緣形狀偏離正圓，成為異型形狀，故成為一種嶄新的設(shè)計(jì)，提高了商品性和新穎性。
由此，可提供最適合于車輛用的前照燈、輔助前照燈或信號(hào)燈等車輛用燈具，以及交通標(biāo)志燈、交通信號(hào)燈、普通照明燈、作業(yè)燈、普通顯示燈或普通信號(hào)燈等各種燈具的燈具。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性對(duì)上述實(shí)施方式而言，可知投影透鏡12、23的背面被形成為平面，但不限于此，也可被形成為凹狀，使之包圍作為光源的燈泡11或LED等。
如上所述，按照本發(fā)明，由于投影透鏡的射出面具備配光控制特性，故從光源或反射面入射到投影透鏡上的光在被聚焦的同時(shí)，受到配光控制，無需與投影透鏡分開的配光控制構(gòu)件，從而可減少光的透射損失，并且燈具整體能以小型及輕的重量構(gòu)成。另外，由于從前方看到的投影透鏡的外緣形狀并非正圓，而是非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀，所以成為一種新穎的設(shè)計(jì)，提高了商品性和新穎性。這樣一來，按照本發(fā)明，可提供一種燈具，其采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)于光軸方向能以小型、且整體能以輕的重量構(gòu)成，與此同時(shí)，通過呈現(xiàn)基于功能的立體狀的新穎外觀，提高了商品性和新穎性。
權(quán)利要求
1.一種燈具，其包含至少一個(gè)光源；以及對(duì)各光源而言，光源側(cè)的焦點(diǎn)位置在光源附近，且分別被配置成其光軸與上述光源的光軸大體一致的投影透鏡，其特征在于，上述各投影透鏡是其射出面被形成為非球面狀的凸?fàn)钆涔饪刂仆哥R，以便對(duì)于來自上述焦點(diǎn)位置的入射角度，使光在其射出方向連續(xù)地折射為指定方向后射出。
2.一種燈具，其包含至少一個(gè)光源；對(duì)各光源而言，第一焦點(diǎn)位置在光源附近，具有分別被配置成其長(zhǎng)軸與光源的光軸一致的橢圓反射面的反射構(gòu)件；以及其焦點(diǎn)在上述反射面的第二焦點(diǎn)位置附近，分別被配置成其光軸與上述反射面的長(zhǎng)軸大體一致的投影透鏡，其特征在于，上述各投影透鏡是其射出面被形成為非球面狀的凸?fàn)钆涔饪刂仆哥R，以便對(duì)于來自上述焦點(diǎn)位置的入射角度，使光在其射出方向連續(xù)地折射為指定方向后射出。
3.如權(quán)利要求2所述的燈具，其特征在于，上述反射構(gòu)件僅僅被配置在光源前方的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的燈具，其特征在于，上述各投影透鏡對(duì)于垂直于光軸的第一方向起凸透鏡的作用，對(duì)于垂直于該第一方向的第二方向使光漫射后射出。
5.如權(quán)利要求4所述的燈具，其特征在于，上述各投影透鏡對(duì)于上述第二方向使光以入射角的規(guī)定比例的射出角折射。
6.如權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的燈具，其特征在于，上述各光源是發(fā)光元件。
7.如權(quán)利要求6所述的燈具，其特征在于，上述各光源是LED。
8.如權(quán)利要求2至7中的任意一項(xiàng)所述的燈具，其特征在于，上述反射構(gòu)件具備用于固定保持投影透鏡的安裝部。
全文摘要
燈具。本發(fā)明的目的在于，提供一種燈具，其采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)于光軸方向能以小型、且整體能以輕的重量構(gòu)成，與此同時(shí)，通過呈現(xiàn)基于功能的立體狀的新穎外觀，提高了商品性和新穎性。構(gòu)成一種燈具(10)，其包含光源(11)；以及對(duì)各光源而言，光源側(cè)的焦點(diǎn)位置在光源附近，且分別被配置成其光軸與上述光源的光軸大體一致的投影透鏡(12)，上述投影透鏡(12)是其射出面被形成為非球面狀的凸?fàn)钆涔饪刂仆哥R，以便對(duì)于來自上述焦點(diǎn)位置的入射角度，使光在其射出方向連續(xù)地折射為指定方向后射出。
文檔編號(hào)F21V5/04GK1766408SQ20051011261
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月14日
發(fā)明者小池輝夫, 番場(chǎng)正一, 大和田竜太郎 申請(qǐng)人:斯坦雷電氣株式會(huì)社