CN100394101C - 车辆用前照灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆用前照灯。本发明要解决的技术问题是，在通过具有半导体发光元件构成的光源的反射光学系统，形成具有水平边线的光照图案的车辆用前照灯中，有效地抑制眩光的发生。解决该技术问题的技术方案是，通过具有矩形状的发光芯片(22)通过大致半球状的模透镜(24)覆盖而构成的发光二极管构成的第1光源(16)，以及将从该第1光源(16)发出的光向灯具前方反射的第1反射器(18)而形成的第1反射光学系统(20)，形成具有水平边线的光照图案。此时，第1光源(16)中，在使发光芯片(22)的一边水平的状态下，将其朝向水平方向地配置。从通过第1反射器(18)反射的第1光源(16)发出的光中，有选择地利用通过位于发光芯片(22)的大致正面方向的反射区域(Za)反射的光，形成水平边线。从而，可以得到鲜明的水平边线。

Description

车辆用前照灯
技术领域
本发明涉及，通过具有半导体发光元件构成的光源的反射光学系统，以形成具有水平边线的光照图案的方式而构成的车辆用前照灯。
背景技术
现有技术中，在尾灯等的车辆用标识灯中，作为其光源大多采用发光二极管。
例如“专利文献1”中，记载有将以发光二极管作为光源的灯具单元多个地排列的车辆用标识灯。
“专利文献1”
特开2001-332104号公报
近年来，由于发光二极管的高辉度化的发展，将该发光二极管作为车辆用前照灯的光源而采用的趋势不断提高。
但是，多数的发光二极管，如上述“专利文献1”中也记载的那样，成为大致矩形状的发光芯片通过大致半球状的模透镜(モ一ルドレンズ)覆盖的结构，将其作为车辆用前照灯的光源而采用的场合下，存在下述的问题。
即，车辆用前照灯中，为了不给相对车驾驶员带来眩光，有必要形成为具有水平边线的光照图案。此时，在具有将从光源发出的光通过反射器向灯具前方反射的反射光学系统的车辆用前照灯中，作为光源的翻转像的集合体而形成光照图案。但是，此时通过模透镜的凸透镜的作用，根据向反射器的光入射位置，发光芯片的像大大地变形，因此不能够鲜明地形成水平边线，因此存在不能有效地抑制眩光的发生的问题。
发明内容
本发明是考虑到上述问题而作出的，其目的在于，在通过具有由半导体发光元件构成的光源的反射光学系统，以形成具有水平边线的光照图案的场合下，提供可以有效地抑制眩光的发生的车辆用前照灯。
本发明通过在反射光学系统的构成上下功夫，从而达成了上述目的。
即，本发明的车辆用前照灯中，
通过具有大致矩形状的发光芯片通过大致半球状的模透镜覆盖而构成的半导体发光元件构成的第1光源，以及将从该第1光源发出的光向灯具前方反射的第1反射器而形成的第1反射光学系统，形成具有水平边线的光照图案，其中，
上述第1光源中，在使上述发光芯片的一边大致水平的状态下，将该发光芯片朝向大致水平方向地配置，
上述第1反射器的反射面，以通过上述第1光源的发光芯片的表面中心位置并且在前后方向上延伸的第1光轴为中心轴，并且，以上述发光芯片的表面中心位置为焦点的旋转抛物面为基准面，形成多个反射元件，
上述第1反射光学系统中，在通过上述第1反射器反射的从上述第1光源发出的光中，有选择地利用通过位于上述发光芯片的大致正面方向的反射区域反射的光，形成上述水平边线。
上述“具有水平边线的光照图案”，当然可以是所谓的近光用光照图案，也可以是其他的光照图案。
上述“半导体发光元件”的种类中没有特别的限制，例如可以采用发光二级光，激光二极管等。
上述“第一光源”中，以使其发光芯片朝向大致水平方向的方式而设置，但是，其大致水平方向的具体的朝向中没有特别的限制，例如可以采用灯具侧方或者对于灯具侧方在前后方向上倾斜的朝向等。
如上述构成所示，本发明的车辆用前照灯中，通过具有大致矩形状的发光芯片通过大致半球状的模透镜覆盖而构成的半导体发光元件构成的第1光源，以及将从该第1光源发出的光向灯具前方反射的第1反射器而形成的第1反射光学系统，形成具有水平边线的光照图案，其中，上述第1光源中，在使上述发光芯片的一边大致水平的状态下，将该发光芯片朝向大致水平方向地配置，上述第1反射光学系统中，从通过上述第1反射器反射的上述第1光源发出的光中，有选择地利用通过位于上述发光芯片的大致正面方向的反射区域反射的光，形成上述水平边线。从而，可以得到下述的作用效果。
即，大致矩形状的发光芯片，使其一边大致水平的状态下朝向大致水平方向，因此，利用通过位于该发光芯片的大致正面方向的反射区域反射的光，在灯具前方的假想铅直屏幕上形成的第1光源的翻转像，成为具有大致水平地延伸的上端边缘的大致矩形状的像。从而，如果利用该大致矩形状的像形成水平边线，可以得到鲜明的水平边线，因此可以有效地抑制眩光的发生。
这样通过本发明，通过具有由半导体发光元件构成的光源的反射光学系统，以形成具有水平边线的光照图案的方式构成的车辆用前照灯中，可以有效地抑制眩光的发生。
此外，车辆用前照灯中，为了在确保自车驾驶员的远方可视性的基础上不给相对车驾驶员带来眩光，多形成为具有从水平边线以规定的角度起立的倾斜边线的光照图案。此时，可以将该光照图案通过，具有半导体发光元件构成的第2光源，以及将该第2光源的光向灯具前方反射的第2反射器而构成的第2反射光学系统而形成。
在该场合下，将上述第2光源配置为，在使其发光芯片的一边大致水平的状态下，将该发光芯片对于水平方向朝向以上述规定角度向下倾斜的方向，并且，上述第2反射器的反射面，以通过上述第2光源的发光芯片的表面中心位置并且在前后方向上延伸的第2光轴为中心轴，并且，以将上述发光芯片的表面中心位置作为焦点的旋转抛物面为基准面，形成多个反射元件，如果将上述第2反射光学系统构成为，在通过第2反射器反射的从第2光源发出的光中，有选择地利用通过位于发光芯片的大致正面方向的反射区域反射的光，形成倾斜边线，就可以得到下述的作用效果。
即，大致矩形状的发光芯片中，在其一边大致水平的状态下，对于水平方向朝向以规定角度向下倾斜的方向，因此，利用通过位于该发光芯片的大致正面方向的反射区域反射的光，在灯具前方的假想铅直屏幕上形成的光源的翻转像，成为具有对于水平方向以规定角度起立的上端边缘的大致矩形状的像。从而，如果利用该大致矩形状的像形成倾斜的边线，可以得到鲜明的边线，由此在确保自车驾驶员的远方可视性的基础上可以有效地抑制眩光的发生。
该场合下，第2反射器可以与第1反射器分体地构成，但是，如果与第1反射器一体地构成，可以确定水平边线和倾斜边线的位置关系，此外，可以对于第1以及第2反射光学系统的双方一并地进行车辆用前照灯的对光调整。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例涉及的车辆用前照灯的正面图；
图2是表示图1的II-II线剖面图；
图3是透视地表示通过上述车辆用前照灯的光照射，在灯具前方25m的位置配置的假想铅直屏幕上形成的近光用光照图案的图；
图4是说明从外部观察构成上述车辆用前照灯的第1光源的发光二极管的时候的发光芯片的样子的图；
图5是表示在上述车辆用前照灯的第1反射器中，通过从位于发光芯片的大致正面方向的反射区域发出的反射光，在上述假想铅直屏幕上形成第1光源的像以及水平边线形成用图案等的图；
图6是表示在上述车辆用前照灯的第2反射器中，通过从位于发光芯片的大致正面方向的反射区域发出的反射光，在上述假想铅直屏幕上形成第2光源的像以及倾斜边线形成用图案等的图。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施例。
图1是表示本发明的一实施例涉及的车辆用前照灯的正面图，图2是表示图1的II-II线剖面图。
该车辆用前照灯10是以形成近光用光照图案的方式构成的灯具，构成为具有反射器单元12，以及该反射器单元12的前端开口部上安装的透明状的透光罩14。
反射器单元12具有，具备第1光源16和第1反射器18而构成的第1反射光学系统20，以及具备第2光源26和第2反射器28而构成的第2反射光学系统30。第1以及第2光源16，26都利用矩形状的发光芯片22通过半球状的模透镜24覆盖而构成的发光二极管而构成，由共同的保持器32支持。此外第1以及第2反射器18，28一体地形成。
第1光源中，使其发光芯片22的一边水平的状态下，将该发光芯片22以朝向左水平方向的方式而配置。此外，第2光源26中，使其发光芯片22的一边水平的状态下，将该发光芯片22以朝向对于右水平方向以15°向下倾斜的方向的方式而配置。
第1反射器18的反射面18a中，以通过第1光源16的发光芯片22的表面中心位置并且在前后方向上延伸的光轴Ax1为中心轴，并且，以将该发光芯片22的表面中心位置作为焦点的旋转抛物面为基准面，形成多个反射元件18s。此外，第2反射器28的反射面28a中，以通过第2光源26的发光芯片22的表面中心位置并且在前后方向上延伸的光轴Ax2为中心轴，并且，以将该发光芯片22的表面中心位置作为焦点的旋转抛物面为基准面，形成多个反射元件28s。
图3是透视地表示通过上述车辆用前照灯10的光照射，在灯具前方25m的位置配置的假想铅直屏幕上形成的近光用光照图案PL的图。
该近光用光照图案PL是，其上端边缘上具有水平以及倾斜边线CL1，CL2的左光照图案，作为通过第1以及第2反射光学系统20，30形成的两个光照图案的合成光照图案而形成。该近光用光照图案PL中，作为两边线CL1，CL2的交点的折点(エルボ点)E的位置，设定在灯具正面方向的焦点的H-V的0.5～0.6°左右下方的位置。对于该折点E稍微靠左的位置上形成作为高光度区域的热区HZ。
该近光用光照图案PL中，形成水平边线CL1的水平边线形成用图案Pa，在第1反射器18的反射面18a中，通过从位于第1光源16的发光芯片22的大致正面方向的反射区域Za发出的反射光而形成。此外，通过从位于该反射区域Za的外周侧的反射区域Zb发出的反射光和从位于内周侧的反射区域Zc发出的反射光，形成将水平边线形成用图案Pa補强的水平边线補强用图案Pb，Pc。
此外，该近光用光照图案PL中，形成倾斜边线CL2的倾斜边线形成用图案Pd，在第2反射器28的反射面28a中，通过从位于第2光源26的发光芯片22的大致正面方向的反射区域Zd发出的反射光而形成。此外，通过从位于该反射区域Zd的外周侧的反射区域Ze发出的反射光和从位于内周侧的反射区域Zf发出的反射光，形成将水平边线形成用图案Pd補强的水平边线補强用图案Pe，Pf。
近光用光照图案PL中，倾斜边线形成用图案Pa，Pd以及倾斜边线補强用图案Pb，Pc，Pe，Pf以外的部分，通过从反射面18a中反射区域Za，Zb，Zc以外的区域以及反射面28a中反射区域Zd，Ze，Zf以外的区域发出的反射光而形成。
如上所述，对于第1以及第2反射光学系统20，30中，在从第1以及第2反射器18，28发出的反射光中，有选择地利用通过位于第1以及第2光源16，26的发光芯片22的大致正面方向的反射区域Za，Zd反射的光，形成水平边线CL1以及倾斜边线CL2的理由，进行下述说明。
如图4(a)所示，从外部观察构成第1光源16的发光二极管时，通过其模透镜24的凸透镜作用观察到发光芯片22被扩大，根据此时的观察方向，发光芯片22的形状大大地变形。
具体地，同图(b)中，本来具有以双点划线表示的形状的发光芯片22看起来为以实线表示的样子。即，从正面方向观察第1光源16的时候，如同图(b)中“A向视”所示，看起来发光芯片22的形状为大致矩形状的原本的状态，但是，从正面方向较大地离开的方向观察的时候，如同图(b)中“B向视”或者“C向视”所示，发光芯片22的形状较大地变形为大致梯形形状。此时，以发光芯片22的正面方向为中心，只要在角度θ的范围内，发光芯片22的形状可以看作是大致矩形形状。该角度θ为50°左右的值。
如图2所示，第1反射器18的反射面18a中，位于角度θ的范围内的区域设定为反射区域Za，此外，第2反射器28的反射面28a中，位于角度θ的范围内的区域设定为反射区域Zd。
通过从第1反射器18发出的反射光，在上述假想铅直屏幕上第1光源16的像作为翻转像而形成，此时，反射面18a如果是旋转抛物面的场合下，如图5所示，通过从各反射区域Za，Zb，Zc发出的反射光形成的第1光源16的像Ia，Ib，Ic成为将图4(b)中实线所示的发光芯片22的形状旋转180°的形状。
即，通过从反射区域Za发出的反射光形成的像Ia成为大致矩形状的像，通过从反射区域Zb，Zc发出的反射光形成的像Ib，Ic成为大致梯形形状的像。此时，通过从发光芯片22到各反射区域Za，Zb，Zc为止的距离的不同，通过从反射区域Zb发出的反射光形成的像Ib，相比于通过从反射区域Zc发出的反射光形成的像Ic较小。
该第1光源16的像Ia，Ib，Ic在实际中，通过第1反射器18的反射面18a上形成的多个的反射元件18s的偏向扩散功能，作为水平边线形成用图案Pa以及水平边线補强用图案Pb，Pc而形成。
此时，水平边线形成用图案Pa，通过将反射区域Za的像Ia向下偏向到使其上端边缘与水平边线CL1成为齐平面的位置为止，同时将反射区域Za的像Ia在水平方向上偏向扩散而形成。此时，像Ia为大致矩形形状并且其上端边缘在大致水平方向上延伸，因此水平边线形成用图案Pa的上端边缘的明暗比也较高，从而可以得到更加鲜明的水平边线CL1。
此外，水平边线補强用图案Pb，Pc，通过将反射区域Zb，Zc的像Ib，Ic向下偏向到隐藏在水平边线CL1的下方的位置为止，同时将反射区域Zb，Zc的像Ib，Ic在水平方向上偏向扩散而形成。此时，像Ib，Ic为大致梯形形状并且其上端边缘倾斜地延伸，因此水平边线補强用图案Pb，Pc的上端边缘的明暗比不高，但是，由于隐藏在水平边线CL1的下方，因此不会产生眩光。通过该水平边线補强用图案Pb，Pc，可以确保水平边线形成用图案Pa的下方以及水平方向两侧的明亮度。
另一方面，通过从第2反射器28发出的反射光，在上述假想铅直屏幕上第2光源26的像作为翻转像而形成，此时，反射面28a如果是旋转抛物面的场合下，如图6所示，通过从各反射区域Zd，Ze，Zf发出的反射光形成的第2光源26的像Id，Ie，If成为将图4(b)中实线所示的发光芯片22的形状在倾斜15°的状态下旋转180°的形状。
即，通过从反射区域Zd发出的反射光形成的像Id成为大致矩形状的像，通过从反射区域Ze，Zf发出的反射光形成的像Ie，If成为大致梯形形状的像。此时，通过从发光芯片22到各反射区域Zd，Ze，Zf为止的距离的不同，通过从反射区域Ze发出的反射光形成的像Ie，相比于通过从反射区域Zf发出的反射光形成的像If较小。
该第2光源26的像Id，Ie，If在实际中，通过第2反射器28的反射面28a上形成的多个的反射元件28s的偏向扩散功能，作为倾斜边线形成用图案Pd以及倾斜边线補强用图案Pe，Pf而形成。
此时，倾斜边线形成用图案Pd，通过将反射区域Zd的像Id向下偏向到使其上端边缘与倾斜边线CL2成为齐平面的位置为止，同时将反射区域Zd的像Id在相对于水平方向倾斜15°的方向上偏向扩散而形成。此时，像Id为大致矩形形状并且其上端边缘在相对于水平方向倾斜15°的方向上延伸，因此倾斜边线形成用图案Pd的上端边缘的明暗比也较高，从而可以得到更加鲜明的倾斜边线CL2。
此外，倾斜边线補强用图案Pe，Pf，通过将反射区域Ze，Zf的像Ie，If向下偏向到隐藏在倾斜边线CL2的下方的位置为止，同时将反射区域Ze，Zf的像Ie，If在相对于水平方向倾斜15°的方向上偏向扩散而形成。此时，像Ie，If为大致梯形形状并且其上端边缘与倾斜边线CL2在不同的方向上延伸，因此倾斜边线補强用图案Pe，Pf的上端边缘的明暗比不高，但是，由于隐藏在倾斜边线CL2的下方，因此不会产生眩光。通过该倾斜边线補强用图案Pe，Pf，可以确保倾斜边线形成用图案Pd的下方以及倾斜方向两侧的明亮度。
如上所述，本实施例涉及的车辆用前照灯10中，通过具有矩形状的发光芯片22通过大致半球状的模透镜24覆盖而构成的发光二极管构成的第1光源16，以及将从该第1光源16发出的光向灯具前方反射的第1反射器18而形成的第1反射光学系统20，形成具有水平边线CL1的光照图案，其中，第1光源16中，在使发光芯片22的一边大致水平的状态下，将该发光芯片22朝向大致水平方向地配置，此外，第1反射光学系统20中，从通过上述第1反射器18反射的第1光源16发出的光中，有选择地利用通过位于发光芯片22的大致正面方向的反射区域Za反射的光，形成水平边线CL1。从而具有以下作用效果。
即，第1光源16的发光芯片22形成为矩形状，使其一边水平的状态下朝向水平方向，因此，利用通过位于该发光芯片22的大致正面方向的反射区域Za反射的光，在灯具前方的假想铅直屏幕上形成的第1光源16的翻转像，成为具有大致水平地延伸的上端边缘的大致矩形状的像Ia。从而，本实施例中，因为利用该大致矩形状的像Ia形成水平边线形成用图案Pa，所以可以得到鲜明的水平边线CL1，因此可以有效地抑制眩光的发生。
此外，本实施例中，通过具有矩形状的发光芯片22通过半球状的模透镜24覆盖而构成的发光二极管构成的第2光源26，以及将从该第2光源26发出的光向灯具前方反射的第2反射器28而形成的第2反射光学系统30，形成具有从水平边线CL1以倾斜15°起立的倾斜边线CL2的光照图案，其中，第2光源26中，在使其发光芯片22的一边大致水平的状态下，将该发光芯片22对于水平方向朝向以15°向下倾斜的方向，此外，第2反射光学系统30中，在通过第2反射器28反射的从第2光源26发出的光中，有选择地利用通过位于发光芯片22的大致正面方向的反射区域Zd反射的光，形成倾斜边线CL2，从而具有下述作用效果。
即，第2光源26的发光芯片22形成为矩形形状，在其一边水平的状态下，对于水平方向朝向以15°向下倾斜的方向，因此，利用通过位于该发光芯片22的大致正面方向的反射区域Zd反射的光，在灯具前方的假想铅直屏幕上形成的第2光源26的翻转像，成为具有对于水平方向以倾斜15°起立的上端边缘的大致矩形状的像Id。从而，因为利用该大致矩形状的像Id形成倾斜边线形成用图案Pd，所以可以得到鲜明的倾斜边线CL2，由此在确保自车驾驶员的远方可视性的基础上可以有效地抑制眩光的发生。
进而，在本发明实施例中，因为第1反射器18与第2反射器28一体地构成，所以可以确定水平边线CL1和倾斜边线CL2的位置关系，此外，可以对于第1以及第2反射光学系统20，30的双方一并地进行车辆用前照灯10的对光调整。
上述实施例中，形成水平边线形成用图案Pa以及倾斜边线形成用图案Pd的时候，将反射区域Za的像Ia以及反射区域Zd的像Id向下偏向到使其上端边缘与水平边线CL1以及倾斜边线CL2成为其平面的位置为止，但是，也可以以该向下偏向的量将光轴Ax1，Ax2预先向下地设定。该场合下，可以使各反射元件18s，28s的凹凸量变小，从而可以简便地形成反射面18a，28a。
此外，上述实施例中，将通过第1以及第2反射器18，28反射的从第1以及第2光源16，26发出的光，通过反射面18a，28a上形成的多个反射元件18s，28s进行偏向扩散控制，但是，也可以代替地，在透光罩14上形成多个的透镜元件并且通过其折射作用进行偏向扩散控制。
进而，上述实施例中，车辆用前照灯10具有第1反射光学系统20以及第2反射光学系统30各一个，但是，也可以具有多组该第1以及第2反射光学系统20，30。该场合下，可以使近光用光照图案PL更加明亮。

Claims (3)

1.一种车辆用前照灯，其中，通过具有大致矩形状的发光芯片通过大致半球状的模透镜覆盖而构成的半导体发光元件构成的第1光源，以及将从该第1光源发出的光向灯具前方反射的第1反射器而形成的第1反射光学系统，形成具有水平边线的光照图案，其特征在于，
上述第1光源中，在使上述发光芯片的一边大致水平的状态下，将该发光芯片朝向大致水平方向地配置，
上述第1反射器的反射面，以通过上述第1光源的发光芯片的表面中心位置并且在前后方向上延伸的第1光轴为中心轴，并且，以上述发光芯片的表面中心位置为焦点的旋转抛物面为基准面，形成多个反射元件，
上述第1反射光学系统中，在通过上述第1反射器反射的从上述第1光源发出的光中，有选择地利用通过位于上述发光芯片的大致正面方向的反射区域反射的光，形成上述水平边线。
2.如权利要求1所述的车辆用前照灯，其中，通过具有大致矩形状的发光芯片通过大致半球状的模透镜覆盖而构成的半导体发光元件构成的第2光源，以及将从该第2光源发出的光向灯具前方反射的第2反射器而形成的第2反射光学系统，形成具有从上述水平边线以规定角度起立的倾斜边线的光照图案，其特征在于，
上述第2光源中，在使上述发光芯片的一边大致水平的状态下，将该发光芯片对于水平方向朝向以上述规定角度向下倾斜的方向，
上述第2反射器的反射面，以通过上述第2光源的发光芯片的表面中心位置并且在前后方向上延伸的第2光轴为中心轴，并且，以将上述发光芯片的表面中心位置作为焦点的旋转抛物面为基准面，形成多个反射元件，
上述第2反射光学系统中，在通过上述第2反射器反射的从上述第2光源发出的光中，有选择地利用通过位于上述发光芯片的大致正面方向的反射区域反射的光，形成上述倾斜边线。
3.如权利要求2所述的车辆用前照灯，其特征在于，上述第1反射器以及上述第2反射器一体地形成。
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