CN102192459A - 车辆用前照灯以及车辆用前照灯用的发光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆用前照灯以及车辆用前照灯用的发光模块，其抑制向近光用配光图案的明暗截止线上方照射的光。在车辆用前照灯中，发光模块(36)具有发光部(54)和围绕发光部(54)以划定发光面(54a)的框体(52)，由发光面(54a)发出的光经由投影透镜而形成近光用配光图案。框体(52)设置为，第1表面(56a)比第2表面(52b)反射率低，该第1表面将通过光照射时的扩散反射光而形成的像向近光用配光图案的明暗截止线的上方投射，该第2表面将通过光照射时的扩散反射光而形成的像向明暗截止线的下方投射。框体(52)设置为，对发光面(54a)进行划定的上缘部(56b)划定明暗截止线。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆用前照灯以及车辆用前照灯用的发光模块。
背景技术
近年来，由于对节省能源及高可靠性等的要求，LED(LightEmitting Diode)等半导体发光元件的用途急剧扩大。在这里，在现有技术中提出了一种车辆用前照灯，其使用LED形成近光用配光图案(例如，参照专利文献1)。通过将如上所述利用发光元件形成的发光面的投影像用作近光用配光图案的一部分，从而可以利用简单的结构设置近光用光源。
专利文献1：日本特开2005-108555号公报
发明内容
从发光面发出的光的大部分在直接入射至投影透镜后，向灯具前方射出。但是，在车辆用前照灯的灯室内，也存在少量从发光面发出的光被灯室内的各种部件反射而向灯室内照射的内部反射光。因此，例如如上述专利文献所述，在不使用遮光部而将发光面的投影像用作为近光用配光图案的一部分的情况下，如果在发光面周边存在部件，则有时来自该部件的扩散反射光会被投射在明暗截止线的上方。如果如上所述光被投射在明暗截止线的上方，则可能对前行车辆的驾驶员或前方行人产生眩光，因此，上述专利文献在这一方面有改善的余地。
因此，本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于抑制向近光用配光图案的明暗截止线上方照射的光。
为了解决上述课题，本发明的一个方式的车辆用前照灯具有发光模块，其具有发光部和围绕发光部以划定发光面的框体，利用发光面发出的光，经由光学部件而形成近光用配光图案的至少一部分，该光学部件投射利用发光面的形状而形成的像。框体设置为，第1表面比第2表面的反射率低，该第1表面将通过光照射时的扩散反射光而形成的像向近光用配光图案的明暗截止线的上方投射，该第2表面将通过光照射时的扩散反射光而形成的像向明暗截止线的下方投射。
根据该方式，可以抑制由于来自框体的扩散反射光而向明暗截止线的上方照射的光。因此，在形成近光用配光图案时，可以抑制对位于车辆前方的人产生的眩光。此外，光学部件可以是投射后方焦点面的被投影像的投影透镜，也可以是对发光部所发出光进行反射的反射镜。
框体设置为，对发光面进行划定的一部分内缘划定明暗截止线的至少一部分，第1表面也可以含有该一部分内缘。
根据该方式，可以以划定明暗截止线的内缘为边界而减少扩散反射光。因此，可以更清楚地投射明暗截止线。
第1表面也可以以随着从一部分内缘朝向框体的外缘而逐渐远离光学部件的方式进行倾斜。
根据该方式，可以减少来自第1表面的扩散反射光中向投影透镜入射的光。因此，可以在形成近光用配光图案时，更恰当地抑制对位于车辆前方的人产生的眩光。
本发明的另一方式是车辆用前照灯用的发光模块。该车辆用前照灯用的发光模块具有发光部和围绕发光部以划定发光面的框体。发光部设置为，利用发光面发出的光，经由光学部件而形成近光用配光图案的至少一部分，该光学部件投射利用发光面的形状而形成的像。框体设置为，第1表面比第2表面的反射率低，该第1表面将通过光照射时的扩散反射光而形成的像向近光用配光图案的明暗截止线的上方投射，该第2表面将通过光照射时的扩散反射光而形成的像向明暗截止线的下方投射。
根据该方式，可以抑制由于来自框体的扩散反射光而向明暗截止线的上方照射的光。因此，在形成近光用配光图案时，可以抑制对位于车辆前方的人产生的眩光。
发明的效果
根据本发明，可以抑制向近光用配光图案的明暗截止线上方照射的光。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的车辆用前照灯的结构的剖面图。
图2是实施方式1所涉及的车辆用前照灯的正视图。
图3(a)是实施方式1所涉及的发光模块的正视图，(b)是(a)的Q-Q剖面图。
图4是表示由第1光学单元在假想铅垂屏幕上形成的热区用配光图案PA的图。
图5是表示由第2光学单元在假想铅垂屏幕上形成的扩散区域用配光图案PB的图。
图6(a)是实施方式2所涉及的发光模块的正视图，(b)是图6(a)的R-R剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细说明本发明的实施的方式(以下称为实施方式)。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1所涉及的车辆用前照灯10的结构的剖面图。图2是实施方式1所涉及的车辆用前照灯10的正视图。下面，与图1以及图2相关联地说明车辆用前照灯10的结构。
车辆用前照灯10具有壳体12、外罩14以及灯具单元16。下面，以图1中箭头X所朝向的方向作为灯具前方进行说明。另外，将从灯具前方观察下的右侧称为灯具右侧，将左侧称为灯具左侧。图1示出由包含灯具单元16的后述第1光轴X1在内的铅垂平面切割的车辆用前照灯10从灯具左侧观察下的剖面。此外，在将车辆用前照灯10安装在车辆上的情况下，在车辆上彼此左右对称地形成的车辆用前照灯10，分别设置在车辆左前方以及右前方上。图1示出左右任意一个车辆用前照灯10的结构。
壳体12形成为具有开口的箱状。外罩14由具有透光性的树脂或玻璃以碗状形成。外罩14的缘部安装在壳体12的开口部上。这样，在由壳体12和外罩14所覆盖的区域形成灯室。
在灯室内设置有灯具单元16。灯具单元16均配置在灯室内，以向灯具前方照射光。灯具单元16具有第1光学单元22以及第2光学单元24。第1光学单元22具有投影透镜30、支撑部件32、支撑板34以及第1发光模块36A。第2光学单元24具有第2发光模块36B以及反射镜单元38。第1发光模块36A以及第2发光模块36B相同地构成，下面，根据需要而将它们统称为“发光模块36”。灯具单元16用作为利用第1光学单元22以及第2光学单元24形成近光用配光图案的近光用光源。
支撑板34的各个角部通过校准螺栓18固定在壳体12上。第1发光模块36A以及支撑部件32固定在该支撑板34的前方侧的面上。散热器40安装在支撑板34的后方侧的面上，主要对第1发光模块36A以及第2发光模块36B发出的热量进行散热。冷却风扇42安装在散热器40上，通过向散热器40吹入空气而促进散热器40的散热。
支撑部件32支撑投影透镜30。投影透镜30由灯具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，将其后方焦点面上形成的光源像作为反转像而向灯具前方投射。投影透镜30作为将第1发光模块36A发出的光朝向灯具前方聚光的光学部件起作用。
第2发光模块36B以其光轴朝向铅垂下方的方式安装在支撑部件32的下表面上。反射镜单元38配置在第2发光模块36B的下方，固定在支撑板34上。反射镜单元38作为将第2发光模块36B发出的光与第2光轴X2大致平行地向前方反射并聚光的光学部件起作用。
下方的校准螺栓18构成为，随着校平致动器20的动作而进行旋转。因此，通过使校平致动器20动作，可以使灯具单元16的光轴在上下方向上移动。
图2是从图1的视点P观察灯具单元16的图。第1发光模块36A具有基板50、框体52以及发光部54。基板50形成为矩形，相对于投影透镜30的第1光轴X1垂直地配置。框体52以及发光部54固定在基板50的与投影透镜30相对的面上。
框体52形成为矩形框状，中央设置有正方形状的开口部。发光部54配置在该开口部内，露出的前表面成为发光面54a。框体52围绕发光部54，以划定发光面54a。发光部54设置为，利用发光面54a发出的光，经由投影透镜30而形成近光用配光图案的一部分。第1发光模块36A配置为，发光面54a相对于包含第1光轴X1在内的铅垂面对称。另外，第1发光模块36A配置为，使得发光面54a位于投影透镜30的后方焦点面上。
第2发光模块36B固定在支撑部件32的下表面上，使得发光面的中心位于第1光轴X1的铅垂下方。反射镜单元38具有第1反射镜44、第2反射镜46以及第3反射镜48。第1反射镜44和第3反射镜48以包含第1光轴X1在内的铅垂平面为基准而对称地形成。第1反射镜44及第3反射镜48具有大致抛物线柱状的反射面，反射来自焦点群的光，使光在铅垂方向上大致平行地前进，在水平方向扩散。
第2反射镜46配置在第1反射镜44和第3反射镜48之间。第2反射镜46具有反射面，其形成以将抛物线旋转而成的形状作为基调的自由曲面，使正方形状的发光面54a的形状略微在横向长度上增加并略微旋转。反射镜单元38配置为，从视点P观察下，从左开始以第1反射镜44、第2反射镜46、第3反射镜48的顺序沿水平方排列。
第2发光模块36B安装在支撑部件32上，以使得低反射层56位于发光面54a的后方。另外，第2发光模块36B配置为，使得第1反射镜44以及第3反射镜48的椭圆焦点位于该低反射层56的大致中央。由此，可以利用第1反射镜44以及第3反射镜48各自的反射光，形成将发光面54a的投影像沿水平方向排列并重叠而得到的横向长的配光图案。
这样，投影透镜30作为下述光学部件起作用，即，利用第1发光模块36A的发光面54a发出的光，投射利用发光面54a的形状而成的像。另外，反射镜单元38作为下述光学部件起作用，即，利用第2发光模块36B的发光面54a发出的光，投射利用发光面54a的形状而成的像。第1发光模块36A以及第2发光模块36B分别经由投影透镜30以及反射镜单元38，形成近光用配光图案的一部分。
此外，也可以只设置第1光学单元22和第2光学单元24中的任意一个。在这种情况下，可以由第1发光模块36A经由投影透镜30形成整个近光用配光图案，也可以由第2发光模块36B经由反射镜单元38形成整个近光用配光图案。
图3(a)是实施方式1所涉及的发光模块36的正视图，图3(b)是图3(a)的Q-Q剖面图。发光部54具有半导体发光元件60以及荧光体62。半导体发光元件60安装在基板50上。框体52安装在基板50上，以使得半导体发光元件60位于中央的矩形开口部52c的中心。荧光体62填充在安装于基板50上的框体52的开口部52c中，形成为露出面与框体52的表面为同一平面。该荧光体62填充后的露出面成为发光面54a。
在实施方式1中，半导体发光元件60采用主要发出青色光的青色LED(Light Emitting Diode)。另外，荧光体62采用将波长从青色光变换为黄色光的部件。如果半导体发光元件60发光，则发光部54将半导体发光元件60发出的青色光、和通过荧光体62进行波长变换而成的黄色光进行相加混色，从发光面54a发出白色光。由于上述半导体发光元件60以及荧光体62是公知的，所以省略详细说明。
此外，发光部54当然并不限定为发出白色光，也可以发出浅黄色光或浅青色光等其它颜色。另外，半导体发光元件60也可以主要发出例如紫外线等青色以外的其他波长的光。
发光模块36配置为，使得发光面54a位于投影透镜30的后光焦点面上。另外，在图3(a)中，线L1表示框体52的表面上的线，其投射作为假想铅垂屏幕上包含明暗截止线在内的直线。发光模块36配置为，使得开口部52c的下方缘部与线L1重合。下面，将框体52的表面中的线L1下方的表面称为第1表面52a，将线L1上方的表面称为第2表面52b。
第2表面52b利用在照射光时的扩散反射光，在明暗截止线的下方形成投影像。另外，第1表面52a利用在照射光时的扩散反射光，在后述明暗截止线的上方形成投影像。如果如上所述将扩散反射光向明暗截止线的上方投射，则可能对前行车辆的驾驶员等产生眩光。
因此，在第1表面52a上，以覆盖其前表面的方式安装有低反射层56。在实施方式1中，低反射层56由具有大于或等于200℃的耐热性的高耐热部件形成。具体地说，作为低反射层56，采用在表面形成有非反射层的薄板状的金属材料。非反射层是表面的光反射率低于通常的树脂表面等的层，例如，可以通过涂敷低反射率材料而形成。由于这种低反射层的形成方法是公知的，所以省略详细说明。低反射层56通过铆接等机械结合或粘结等而固定在第1表面52a上。这时，将低反射层56的表面称为第1表面56a。
低反射层56的第1表面56a设置为，与框体52的第2表面52b相比，反射率较低。因此，可以抑制由于第1表面56a的扩散反射光而向明暗截止线的上方投射的光，可以抑制对前行车辆的驾驶员等产生的眩光。此外，也可以不将低反射层56安装在第1表面52a上，而是直接在第1表面52a上形成低反射层。
并且，低反射层56的上缘部56b构成框体52的开口部52c的内缘的一部分。因此，上缘部56b划定发光面54a的一部分。另外，低反射层56配置为，上缘部56b与线L1重合。因此，上缘部56b划定明暗截止线。此外，上缘部56b也可以设置为，并不是划定明暗截止线的全部，而只划定一部分。
通过如上所述利用上缘部56b划定明暗截止线，从而可以以明暗截止线为边界，使明暗截止线的上方急剧变暗。因此，可以清楚地表示明暗截止线。
图4是表示利用第1光学单元22在假想铅垂屏幕上形成的热区用配光图案PA的图。热区用配光图案PA形成热区，该热区为由第1光学单元22和第2光学单元24形成的近光用配光图案PL中需要提高照度的区域。近光用配光图案PL具有第1明暗截止线CL1和第2明暗截止线CL2。第1明暗截止线CL1位于从消隐点向上下方向延伸的铅垂线(V-V线)的右侧，在与从消隐点向水平方向延伸的水平线(H-H线)相比略下方，向水平方向延伸。第2明暗截止线CL2位于V-V线的左侧，倾斜地延伸，以从第1明暗截止线CL1和V-V线之间的交点开始，越朝向左方就越高。
热区用配光图案PA形成为，使得在第1发光模块36A中，与发光面54a中的低反射层56的上缘部56b相接的部分的投影像，与第1明暗截止线重合。因此，可以抑制向第1明暗截止线CL1以及第2明暗截止线CL2的上方泄漏的光，特别地，可以实现清楚地形成了第1明暗截止线CL1的近光用配光图案PL。
图5是表示由第2光学单元在假想铅垂屏幕上形成的扩散区域用配光图案PB的图。要形成的近光用配光图案PL，是将该扩散区域用配光图案PB和上述热区用配光图案PA叠加而形成的。
第1反射镜44反射第2发光模块36B发出的光，在扩散区域用配光图案PB中的大致中央的右侧形成大致矩形的配光图案。这时，第2发光模块36B和第1反射镜44形成第1明暗截止线CL1。第2反射镜46形成将矩形略微旋转的配光图案，以形成扩散区域用配光图案PB中的第2明暗截止线。第3反射镜48反射第2发光模块36B发出的光，在扩散区域用配光图案PB中的大致中央的左侧，形成大致矩形的配光图案。
图5所示的投影像P1～P3示出由图2所示的各个点A1～A3处的反射光所形成的投影像。利用第1反射镜44的左端部附近的点A1的反射光而形成的投影像P1，上缘部与第1明暗截止线CL1相接，并且在扩散区域用配光图案PB的右端部附近形成矩形。利用第1反射镜44的大致中央的点A2的反射光而形成的投影像P2，上缘部与第1明暗截止线CL1相接，并且在扩散区域用配光图案PB的右半部中的大致中央处形成矩形。利用第1反射镜44的右侧、即比点A1、点A2更接近第2反射镜46侧的点A3的反射光而形成的投影像P3，上缘部与第1明暗截止线CL1相接，并且在扩散区域用配光图案PB的接近中央位置处形成矩形。
此外，投影像P3比投影像P2更大地形成，投影像P2比投影像P1更大地形成。由此，越接近扩散区域用配光图案PB的中央，就重叠越大的投影像，从而形成扩散区域用配光图案PB。另外，利用第3反射镜48的反射光而形成的配光图案，和利用第1反射镜44的反射光而形成的上述配光图案，以包含第2发光模块36B的光轴在内的铅垂面为基准而对称地形成。
在第1发光模块36A中，低反射层56配置在发光面54a的下方。由此，在形成热区用配光图案PA时，在第1明暗截止线CL1以及第2明暗截止线CL2的上方照射低反射层56的第1表面56a的反射光。因此，可以抑制通过围绕发光面54a的框体的扩散反射光而向第1明暗截止线CL1以及第2明暗截止线CL2的上方照射的光。
图5所示的投影像P4～P6示出由图2所示的各个点A4～A6处的反射光所形成的投影像。通过第2反射镜46的下方端部附近的点A4的反射光而形成的投影像P4形成下述形状，即，使发光面54a的投影像横向长，同时略微旋转以使得上缘部与第2明暗截止线CL2相接。通过第2反射镜46的大致中央的点A5的反射光而形成的投影像P5形成下述形状，即，使发光面54a的投影像横向长且大于投影像P4地形成，同时略微旋转以使得上缘部与第2明暗截止线CL2相接。通过第2反射镜46的上端部附近的点A6的反射光而形成的投影像P6形成下述形状，即，使发光面54a的投影像横向长且大于投影像P5地形成，同时略微旋转以使得上缘部与第2明暗截止线CL2相接。
在第2发光模块36B中，低反射层56配置在发光面54a的后方。由此，在形成扩散区域用配光图案PB时，在第1明暗截止线CL1以及第2明暗截止线CL2的上方照射低反射层56的第1表面56a的反射光。因此，可以抑制通过围绕发光面54a的框体的扩散反射光而向第1明暗截止线CL1以及第2明暗截止线CL2的上方照射的光。
(实施方式2)
图6(a)是实施方式2所涉及的发光模块80的正视图，图6(b)是图6(a)的R-R剖面图。下面，对与实施方式1相同的位置，标注相同标号，并省略说明。
发光模块80除了取代框体52而设置了框体82以外，与实施方式1所涉及的发光模块36相同地构成。在实施方式2中，发光模块80也配置为，使得开口部82c的下方缘部与线L1重合。下面，将框体82的表面中的线L1下方的表面称为第1表面82a，将线L1上方的表面称为第2表面82b。
框体82除了第1表面82a随着从开口部82c的内缘朝向框体82的外缘而逐渐远离投影透镜30这一点之外，与实施方式1所涉及的框体52相同地构成。在该倾斜的第1表面82a上安装有低反射层84。低反射层84的材质及设置在表面上的非反射层等，与实施方式1所涉及的低反射层56相同。下面，将低反射层84的表面称为第1表面84a。
如上所述，在实施方式2中，低反射层84的第1表面84a倾斜为，使得第1表面84a随着从划定第1明暗截止线CL1或第2明暗截止线CL2的上缘部84b朝向框体82的外缘，而逐渐远离投影透镜30或反射镜单元38。由于如上述所示，低反射层84的第1表面84a不仅设置为与框架体82的第2表面82b相比反射率较低，并且是倾斜的，所以与第1表面84a和第2表面82b平行的情况相比，可以抑制通过第1表面84a的扩散反射光而向第1明暗截止线CL1或第2明暗截止线CL2的正上方照射的光。因此，可以减少对前行车辆的驾驶员等产生的眩光。
本发明并不限定于上述各实施方式，将各实施方式的各要素适当组合而成的内容也是作为本发明的实施方式而有效的。另外，也可以基于本领域技术人员的知识而对各实施方式施加各种设计变更等变形，施加了这些变形的实施方式也包括在本发明的范围内。
Claims (4)
1.一种车辆用前照灯，其特征在于，
具有发光模块，该发光模块具有发光部和包围前述发光部以划定发光面的框体，利用从前述发光面发射出的光，经由光学部件而形成近光用配光图案的至少一部分，该光学部件投射利用前述发光面的形状而形成的像，
前述框体设置为，第1表面比第2表面的反射率低，该第1表面将通过光照射时的扩散反射光而形成的像向前述近光用配光图案的明暗截止线的上方投射，该第2表面将通过光照射时的扩散反射光而形成的像向前述明暗截止线的下方投射。
2.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，
前述框体设置为，对前述发光面进行划定的一部分内缘划定前述明暗截止线的至少一部分，前述第1表面包含前述一部分内缘。
3.根据权利要求2所述的车辆用前照灯，其特征在于，
前述第1表面以随着从前述一部分内缘朝向前述框体的外缘而逐渐远离前述光学部件的方式进行倾斜。
4.一种车辆用前照灯用的发光模块，其特征在于，
具有发光部以及框体，该框体包围前述发光部以划定发光面，
前述发光部设置为，利用从前述发光面发射出的光，经由光学部件而形成近光用配光图案的至少一部分，该光学部件投射利用前述发光面的形状而形成的像，
前述框体设置为，第1表面比第2表面的反射率低，该第1表面将通过光照射时的扩散反射光而形成的像向前述近光用配光图案的明暗截止线的上方投射，该第2表面将通过光照射时的扩散反射光而形成的像向前述明暗截止线的下方投射。
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