CN102022685B

CN102022685B - 车辆用前照灯的灯具单元

Info

Publication number: CN102022685B
Application number: CN201010287100.9A
Authority: CN
Inventors: 塚本三千男
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-09-16
Also published as: US8360626B2; US20110063868A1; JP2011065808A; EP2299166A1; CN102022685A; JP5468855B2; EP2299166B1

Abstract

本发明提供一种车辆用前照灯的灯具单元，其在将高亮度发光元件作为光源的情况下，不会产生远方识别性降低的问题。该近光用灯具单元具有：投影透镜，其设置在光轴上；高亮度发光元件，其在透镜的后方焦点的后方朝上配置；反射镜，其配置为覆盖发光元件，将发光元件的光朝向透镜反射；以及第1遮光部，其与反射镜相对配置，用于形成明暗截止线，在第1遮光部上设置第1遮光部的遮光端面向光轴方向后方延长而形成的辅助反射镜，使配光图案整体的亮度增加，但由于设置在反射镜前缘部上的第2遮光部对从反射镜及辅助反射镜侧朝向透镜的光的一部分进行遮光，所以配光图案下部的亮度成为适当的亮度，不会过分增加，从近距离至远距离的前方识别性提高。

Description

车辆用前照灯的灯具单元

技术领域

本发明涉及一种车辆用前照灯的投射型灯具单元，该投射型灯具单元形成上端部具有明暗截止线的配光图案，特别涉及一种将发光二极管等发光元件作为光源的投射型灯具单元。

背景技术

近年来，在车辆用前照灯中，为了使灯具紧凑化，而出现采用发光二极管等发光元件作为光源的情况。

例如，图5示出下述专利文献的灯具单元，该灯具单元具有下述部件而构成：投影透镜2，其配置在向车辆前后方向延伸的光轴L上；作为光源的发光元件4，其位于该投影透镜2的后方焦点F的后方侧，在光轴L附近朝上配置；反射镜6，其配置为从该发光元件4的照射方向即上方侧覆盖该发光元件4，使该发光元件4的照射光朝向前方而反射至靠近光轴L；以及明暗截止线形成用遮光部8，其配置在投影透镜2的后方。

并且，反射镜6形成将发光元件4的发光中心作为第1焦点f1、将投影透镜2的后方焦点F作为第2焦点f2的纵剖面椭圆形状，并且，配置有遮光部8，其遮光端面位于投影透镜2的后方焦点附近，构成为，使投影透镜2的后方焦点面上的像作为倒像向前方投影，形成上端部具有明暗截止线的配光图案(近光用配光图案)。

另外，在遮光部8上，利用将遮光端面向光轴L方向后方延长的延长遮光端面构成辅助反射镜8a，其如图5的虚线所示，对由反射镜6产生的反射光进行反射而向投影透镜2引导，将发光元件4的发光作为灯具单元的配光而高效地进行利用。即，通过将由辅助反射镜8a产生的反射光作为配光进行利用，可以提高灯具单元的配光量。

专利文献1：日本特开2003-317513号公报(段落0025～0061，图1～6)

发明内容

但是，在所述专利文献1的灯具单元中，虽然与增加由辅助反射镜(延长遮光端面)8a的反射光所产生的配光对应地，灯具单元的配光图案的亮度上升，但增加了下述新问题。

即，近来开发了高亮度LED这样发光量较大的发光元件，以提高灯具单元的配光量而改善识别性，但是，在采用发光量较大的发光元件作为光源时，虽然通过增加配光图案整体的亮度而使侧方的识别性良好，但由于照明区域前方侧过亮，所以产生使远方的识别性反而下降的问题。

由此，发明人认为，对于降低照明区域前方侧的过度的亮度，只要将朝向配光图案下部的光进行遮光即可。具体地说，认为只要将遮光部设置在反射镜前缘部，对通过辅助反射镜(延长遮光端面)8a上方而朝向投影透镜2的光的一部分进行遮光，就可以抑制上端部具有明暗截止线的配光图案(近光用配光图案)下部的亮度过度增加，可以防止照明区域前方侧过亮而使远方的识别性降低。并且，由于在作成样品并检测其结果时确认为有效，所以产生本次申请。

本发明就是基于所述问题点以及发明人的见解而提出的，其目的在于提供一种车辆用前照灯的灯具单元，其在将高亮度LED这样发光量较大的发光元件用作为光源的情况下，使照明区域前方侧成为适当亮度，不会过亮，从近距离至远距离的前方识别性优良。

为了实现所述目的，在技术方案1所述的车辆用前照灯的灯具单元中，其具有：投影透镜，其配置在向车辆前后方向延伸的光轴上；作为光源的发光元件，其照射轴朝向上方，配置在所述投影透镜的后方焦点的后方；反射镜，其配置为覆盖所述发光元件的照射方向，将所述发光元件的照射光朝向所述投影透镜进行反射；以及明暗截止线形成用遮光部，其与所述反射镜相对地配置，对来自所述反射镜的反射光进行遮光，

该车辆用前照灯的灯具单元构成为，形成上端部具有明暗截止线的配光图案，

其特征在于，

所述明暗截止线形成用遮光部的遮光端面向光轴方向后方延长，利用该延长遮光端面构成辅助反射镜，该辅助反射镜将来自所述反射镜的反射光朝向所述投影透镜反射，并且，

在所述反射镜的前缘部上，一体形成有朝向所述辅助反射镜延伸的第2遮光部。

此外，作为发光元件，是指具有以大致点状进行发光的发光芯片的元件状光源，其种类并不特别限定，例如可以采用发光二极管或激光二极管等，在将高亮度发光二极管等发光量较大的发光元件用作为光源的情况下，特别有效。

(作用)反射镜的纵剖面形成将发光元件的发光中心作为第1焦点、投影透镜的后方焦点作为第2焦点的椭圆形状，发光元件的发光由反射镜进行反射而在投影透镜的后方焦点(面)上聚光。并且，投影透镜的后方焦点面上的光源像，通过投影透镜作为倒像向前方投影，形成上端部具有明暗截止线的配光图案(近光用配光图案)。在该配光图案中，合成有利用由辅助反射镜产生的反射光而形成的配光图案，灯具单元形成的配光图案整体的亮度提高。

由此，在将高亮度LED这样发光量较大的发光元件用作为光源的情况下，虽然配光图案整体的亮度增加，但由于配光图案下部的亮度过高(照明区域前方侧过亮)，所以有可能使远方的识别性反而降低。但是，由于设置在反射镜前缘部上的第2遮光部，对由反射镜或辅助反射镜反射而朝向投影透镜的、有助于配光形成的光的一部分进行遮光，抑制配光图案下部的亮度过度增加(照明区域前方侧过度地变亮)，所以远方的识别性不会降低。即，出现在配光图案下部的、与第2遮光部相对应的明暗截止线(明暗边界)向配光屏幕的上方移动，从而抑制照明区域前方侧过度地变亮。

在技术方案2中构成为，在技术方案1所述的车辆用前照灯的灯具单元中，所述第2遮光部的遮光端面，配置在与所述明暗截止线形成用遮光部的遮光端面相比向光轴方向前方或后方偏移的位置上。

(作用)如果使第2遮光部的遮光端面与明暗截止线形成用遮光部(以下称为第1遮光部)的遮光端面在光轴方向上一致，则在配光图案的下部出现与第2遮光部的遮光端面形状相对应的明暗截止线。该明暗截止线是将通过第2遮光部对反射镜反射光进行遮光而形成的明暗截止线(以下称为反射镜反射光的明暗截止线)、和通过第2遮光部对反射镜·辅助反射镜的反射光进行遮光而形成的明暗截止线(以下称为反射镜·辅助反射镜反射光的明暗截止线)在上下方向上一致而形成的，在配光图案下部清晰地出现。即，由第2遮光部进行遮光的区域成为清晰的阴影而出现在配光图案下部(配光图案下部的明暗边界变得清晰)，有可能使照明区域前方侧的识别性变差。

与此相对，如果第2遮光部的遮光端面配置在相对于第1遮光部的遮光端面沿光轴方向前后偏移的位置上，则反射镜反射光的明暗截止线和反射镜·辅助反射镜反射光的明暗截止线在上下方向上错开，配光图案下部的明暗边界模糊而明暗边界的亮度渐变，由第2遮光部进行遮光的区域不会出现清晰的阴影，抑制照明区域前方侧的识别性降低。

并且，作为将第2遮光部的延伸端面配置在相对于第1遮光部的遮光端面沿光轴方向前后偏移的位置上的方式，考虑将第2遮光部的遮光端面向第1遮光部的遮光端面的光轴方向前方(投影透镜侧)或后方(发光元件侧)偏移的方式。

并且，在前者(向投影透镜侧偏移的情况下)中，由于在反射镜反射光(仅通过反射镜的一次反射而光束密度较高的强光)的明暗截止线的内侧(上侧)出现反射镜·辅助反射镜反射光(通过反射镜和辅助反射镜的二次反射而光束密度降低的较弱的光)的明暗截止线，所以两条明暗截止线上下错开，配光图案下部的明暗边界模糊而亮度渐变，使明暗边界的清晰度略微缓和，但由于反射镜反射光(仅通过反射镜的一次反射而光束密度较高的强光)的明暗截止线成为配光图案下部的明暗边界，所以多少存在明暗边界的明暗差别。

另一方面，在后者(向发光元件侧偏移的情况下)中，由于在反射镜·辅助反射镜反射光(通过反射镜和辅助反射镜的二次反射而光束密度降低的较弱的光)的明暗截止线的内侧(上侧)出现反射镜反射光(仅通过反射镜的一次反射而光束密度较高的强光)的明暗截止线，所以两条明暗截止线上下错开，配光图案下部的明暗边界模糊而其亮度渐变，明暗边界的清晰度缓和，除此之外，由于反射镜·辅助反射镜反射光(通过反射镜和辅助反射镜的二次反射而光束密度降低的较弱的光)的明暗截止线成为配光图案下部的明暗边界，所以配光图案下部的明暗边界的明暗差别几乎不明显，可靠地抑制照明区域前方侧的识别性降低。

由此，在将第2遮光部的遮光端面相对于明暗截止线形成用遮光部的遮光端面向光轴前后方向偏移的情况下，最优选向光轴方向后方偏移的结构。

在技术方案3中构成为，在技术方案1或2所述的车辆用前照灯的灯具单元中，在所述第2遮光部面向所述反射镜的一侧实施褶皱蒸镀处理。

(作用)发光元件的发光由反射镜反射后，由第2遮光部反射，再次由反射镜反射，有可能从灯具单元向无法预料的方向射出而形成眩光，但由于由第2遮光部产生的反射光在由褶皱蒸镀处理面进行反射时，形成光束密度极低的散射光，所以即使从灯具单元向无法预料的方向射出，也不会形成眩光。

在技术方案4中构成为，在技术方案1～3中任一项所述的车辆用前照灯的灯具单元中，所述第2遮光部以规定形状构成，即，可以使由该第2遮光部所反射的光的一部分由所述反射镜或所述辅助反射镜至少反射一次，通过该第2遮光部和所述辅助反射镜之间而朝向所述投影透镜。

(作用)由第2遮光部产生的反射光的一部分，在由反射镜或者辅助反射镜至少反射一次后，从投影透镜射出，有助于灯具的配光形成。

在技术方案5中构成为，在技术方案1～4中任一项所述的车辆用前照灯的灯具单元中，在所述第2遮光部上，一体形成有向上方延伸的虚拟反射镜。

(作用)如果在非点灯时从正面侧观察灯具单元，则利用进入灯具单元内的外来光，使辅助反射镜以及虚拟反射镜如同以金属色发光，美观性良好。

发明的效果

根据技术方案1，由于即使将高亮度LED等发光量较大的发光元件用作为光源，灯具单元的配光图案下部也成为适当亮度，不会过亮，所以不会发生照明区域前方侧过亮而使远方识别性下降的问题。

即，通过将高亮度LED等发光量较大的发光元件用作为光源，从而增加除了灯具单元的配光图案下部以外的图案整体的亮度，改善从近距离至远距离的车辆前方整个区域的识别性。

根据技术方案2，由于配光图案下部的明暗边界模糊而其亮度渐变，所以使得照明区域前方侧的识别性更加良好。

根据技术方案3，由于不会使对面车辆和行人产生眩光，所以不会影响对面车辆和行人。

根据技术方案4，由于位于第2遮光部中的反射光的一部分有助于灯具单元的配光形成，所以发光元件的发光作为灯具单元的配光的利用率较高。

根据技术方案5，由于如果在非点灯时从正面侧观察灯具单元，则辅助反射镜以及虚拟反射镜如同以金属色发光，美观性良好，所以可以实现与其它车辆的差别化。

附图说明

图1是作为本发明的第1实施例的车辆用前照灯的灯具单元的正视图。

图2是该灯具单元的纵剖面图(沿图1所示的线II-II的剖面图)。

图3是该灯具单元的要部即遮光部件和反射镜的分解斜视图。

图4是表示该灯具单元形成的配光图案的图，(a)是表示没有设置第2遮光部的状态下的该灯具单元的配光图案的图，(b)是表示该灯具单元(设有第2遮光部的状态下)的配光图案的图。

图5是专利文献1的车辆用前照灯的灯具单元的纵剖面图。

具体实施方式

下面，基于实施例，说明本发明的实施方式。

在图1以及图2中，作为本发明的第1实施例的车辆用前照灯的灯具单元10，是在作为车辆用前照灯的一部分而进行组装的状态下使用的近光用灯具单元，具有下述部件而构成：投影透镜12，其配置在向车辆前后方向延伸的光轴L上；发光元件14，其在该投影透镜12的后方焦点F的后方侧朝上配置；反射镜16，其配置为从上方侧覆盖该发光元件14，使来自该发光元件14的光朝向前方而反射至靠近光轴L；以及金属制遮光部件20，其用于形成清晰明暗截止线。

投影透镜12由前方侧表面为凸面而后方侧表面为平面的平凸非球面透镜构成，将形成在其后方焦点面(即，包含后侧焦点F在内的焦点面)上的光源像作为倒像，向灯具单元10前方的假设铅垂配光屏幕上投影。该投影透镜12与遮光部件20下端部的前方延伸部21固定而一体化，遮光部件20的遮光端面23配置为与投影透镜12的后方焦点F大致一致。

发光元件14由高亮度白色发光二极管构成，定位固定在遮光部件20的上表面后端部侧的光源支撑部20a上，以使其照射方向朝上。此外，发光元件14的发光量例如大于或等于400流明，为现有通常广泛普及的白色发光二极管(发光量50流明)的发光量的数倍。

另外，反射镜16的有效反射面17构成以发光元件14的发光中心作为第1焦点f1的大致椭圆面状的曲面，其离心率设定为从铅垂剖面向水平剖面逐渐增加。并且，反射镜16以覆盖发光元件14的方式，与遮光部件20的上表面后端侧固定而一体化，有效反射面17使来自发光元件14的光在铅垂剖面内收敛于投影透镜12的后方焦点F，并且，使其收敛位置在水平剖面内向前方较大地移动。即，反射镜16的有效反射面17的纵剖面，由将发光元件14的发光中心作为第1焦点f1、投影透镜12的后方焦点F作为第2焦点f2的椭圆构成。

因此，在灯具单元10中，利用反射镜16的反射光，形成如图4(a)所示的近光用第1配管图案P1，其在上端部具有清晰明暗截止线CL。

另外，在遮光部件20上，将用于形成清晰明暗截止线的遮光端面23向光轴L方向后方水平地延长，由该延长遮光端面构成辅助反射镜24。该辅助反射镜24将来自反射镜16的反射光向投影透镜12反射，形成与第1配光图案P1相比较小的第2配光图案P2，使得将配光图案P1、P2合成而得到的合成配光图案P整体的亮度提高(参照图4(a))。

另外，在反射镜16的前缘部16a上，一体形成有朝向下方的辅助反射镜24延伸的第2遮光部30，通过该第2遮光部30对由反射镜16及辅助反射镜24反射而朝向投影透镜12的光的一部分进行遮光，从而抑制配光图案P下部的亮度过度增加。

即，如图4(a)所示，在利用由反射镜16产生的反射光形成的配光图案P1中，合成有利用由反射镜24产生的反射光形成的配光图案P2，从而灯具单元形成的配光图案P的整体亮度提高，但由于将发光量较大的高亮度发光元件14作为光源，所以有可能使配光图案P下部的亮度过高(照明区域前方侧过亮)，难以观察远距离(使远方的识别性降低)。

然而，在本实施例的灯具单元10中，由于设置在反射镜前缘侧16a上的第2遮光部30，对由反射镜16及辅助反射镜24反射而朝向投影透镜12的光(有助于灯具单元10的配光形成的光)的一部分进行遮光，抑制配光图案P(参照图4(a))下部的亮度过度增加(照明区域前方侧过度地变亮)，所以照明区域前方侧成为适当的亮度，不会过亮，从而远方的识别性不会降低。详细地说，如图4(b)所示，在配光图案P的下部出现与第2遮光部30相对应的形状的明暗截止线CL2，抑制配光图案P下部的亮度过度增加(使照明区域前方侧过度地变亮)。

此外，第2遮光部30的遮光端面33(参照图2)配置于下述位置上，即，与清晰明暗截止线形成用遮光部件20的遮光端面23相比向光轴方向后方偏移规定距离(例如3.0mm)的位置上，使配光图案P的下部的明暗截止线CL2模糊，改善近距离的识别性。

即，如果使第2遮光部30的遮光端面33与明暗截止线形成用遮光部件(以下称为第1遮光部)20的遮光端面23在光轴前后方向上一致，则使通过第2遮光部30对反射镜反射光进行遮光而形成的明暗截止线(以下称为反射镜反射光的明暗截止线)CL21、和通过第2遮光部30对反射镜·辅助反射镜反射光进行遮光而形成的明暗截止线(以下称为反射镜·辅助反射镜反射光的明暗截止线)CL22在配光屏幕上的上下方向上一致，出现于配光图案P的下部的明暗截止线CL2变得清晰。换言之，构成配光图案P下部的明暗边界的明暗截止线CL21、CL22在上下方向上一致，由第2遮光部30进行遮光的区域在配光图案下部表现为清晰的阴影(配光图案P下部的明暗边界变得清晰)，有可能使照明区域前方侧的识别性变差。

然而，在本实施例中，首先，第1，由于第2遮光部30的遮光端面33和第1遮光部20的遮光端面23沿光轴方向前后错开，所以明暗截止线CL21和明暗截止线C22在上下方向上错开，配光图案P下部的明暗边界模糊而明暗边界的亮度渐变，由第2遮光部30进行遮光的区域不会出现清晰的阴影，抑制照明区域前方侧的识别性降低。

第2，由于第2遮光部30的遮光端面33相对于第1遮光部20的遮光端面23向光轴方向后方(发光元件14侧)偏移，所以如图4(b)中放大所示，在反射镜·辅助反射镜反射光(通过反射镜16和辅助反射镜24的二次反射而光束密度降低的较弱的光)的明暗截止线CL22的内侧(上侧)出现反射镜反射光(仅通过一次反射而光束密度较高的强光)的明暗截止线CL21。即，由于反射镜·辅助反射镜反射光(通过二次反射而光束密度降低的较弱的光)的明暗截止线CL22成为配光图案P下部的明暗边界，所以，使配光图案P下部的明暗边界的清晰度更加缓和，配光图案P下部的明暗边界中的明暗差别几乎不明显，可靠地提高照明区域前方侧的识别性。

第3，由于构成第2遮光部30的遮光端面33的端缘部如图1、3所示，形成为下侧凸出的圆弧形状，所以配光图案P下部的明暗截止线CL2成为上侧凸出(向图案内侧凸出)的圆弧形状，通过使配光图案P下部中央部中的亮度显著降低，侧方的识别性也被改善。

第4，如果第2遮光部30的遮光端面33的端缘部剖面形成为圆弧形状或矩形形状，则通过由第2遮光部30的端缘部端面产生的反射光，沿配光图案P下部的明暗截止线CL2产生光线集中，识别性降低，但在本实施例中，由于第2遮光部30的遮光端面33的端缘部如图2所示，构成为刀刃状，所以沿配光图案P下部的明暗截止线CL2不会产生光线集中，识别性良好。

另外，在第2遮光部30靠近反射镜16的一侧，实施褶皱蒸镀处理，成为不会从灯具单元10射出眩光的构造。

即，由反射镜16反射后的发光元件14的发光，由第2遮光部30进行反射，再次由反射镜16反射，从而有可能从灯具单元10向无法预料的方向射出而形成眩光，但由于由第2遮光部30产生的反射光在褶皱蒸镀处理面34上进行反射时，形成光束密度极低的散射光，所以即使从灯具单元10向无法预料的方向射出光，也不会形成眩光。

另外，第2遮光部30构成为，如图2所示，延伸形成为在前方向斜下弯折为2级的纵剖面“く字状”，由该遮光部30反射的光的一部分由反射镜16或辅助反射镜24至少反射一次，通过该遮光部30和辅助反射镜24之间朝向投影透镜12。

由此，由第2遮光部30所反射的光，虽然形成为光束密度较低的散射光，但其一部分光作为灯具单元10的配光进行利用，因此，发光元件14的发光作为灯具单元10的配光的利用率较高。

另外，第2遮光部30也可以如图2的假想线所示，使反射镜前缘部16a延伸至前方规定位置为止，然后向大致正下方延伸形成。但是，在该情况下，除了所需的构成反射镜16的树脂材料相应地增加之外，所成型的第2遮光部(反射镜)成为难以与反射镜成型用模具分离的形状(起模性较差的形状)，因此，优选构成为如本实施例所示，使第2遮光部30延伸形成为在前方向斜下弯折为2级的纵剖面“く字状”(由倾斜较小的基端侧延伸部30a和倾斜较大的前端侧延伸部30构成的结构)。

另外，在第2遮光部30的延伸前端部上，一体形成有在前方向斜上方延伸的虚拟反射镜36。由此，如果在非点灯时从正面侧观察灯具单元10，则利用进入灯具单元10内的外来光，除了辅助反射镜24之外，虚拟反射镜36也经由投影透镜12而如同以金属色发光。

特别地，由于虚拟反射镜36弯曲为在水平方向上前表面侧凸出的圆弧状，所以即使在从正对灯具单元10的位置左右偏移的位置处观察灯具单元10的情况下，虚拟反射镜36也经由投影透镜12而如同以金属色发光。

此外，在上述实施例中，将发光元件14作为例如发光量大于或等于400流明的高亮度白色发光二极管进行了说明，但也可以是发光量大于或等于200流明的高亮度白色发光二极管。

Claims

1.一种车辆用前照灯的灯具单元，其具有：投影透镜，其配置在向车辆前后方向延伸的光轴上；作为光源的发光元件，其照射轴朝向上方，配置在所述投影透镜的后方焦点的后方；反射镜，其配置为覆盖所述发光元件的照射方向，将所述发光元件的照射光朝向所述投影透镜进行反射；以及明暗截止线形成用遮光部，其与所述反射镜相对地配置，对来自所述反射镜的反射光进行遮光，

其特征在于，

在所述反射镜的前缘部上，一体形成有朝向所述辅助反射镜延伸的第2遮光部，使得所述第2遮光部的遮光端面，配置在与所述明暗截止线形成用遮光部的遮光端面相比向光轴方向后方偏移的位置上，该第2遮光部对由反射镜及辅助反射镜反射而朝向投影透镜的光的一部分进行遮光，在所述配光图案的下部出现与所述第2遮光部相对应的形状的明暗截止线。

2.根据权利要求1所述的车辆用前照灯的灯具单元，其特征在于，

在所述第2遮光部面向所述反射镜的一侧实施褶皱蒸镀处理。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用前照灯的灯具单元，其特征在于，

所述第2遮光部延伸形成为在前方向斜下弯折为2级的纵剖面<字状，即，可以使由该第2遮光部所反射的光的一部分由所述反射镜或所述辅助反射镜至少反射一次，通过该第2遮光部和所述辅助反射镜之间而朝向所述投影透镜。

4.根据权利要求1或2所述的车辆用前照灯的灯具单元，其特征在于，

在所述第2遮光部上，一体形成有向上方延伸的第2反射镜。

5.根据权利要求3所述的车辆用前照灯的灯具单元，其特征在于，

在所述第2遮光部上，一体形成有向上方延伸的第2反射镜。