CN102192462A

CN102192462A - 车辆用灯具单元

Info

Publication number: CN102192462A
Application number: CN2011100634802A
Authority: CN
Inventors: 达川正士
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2031-03-15
Also published as: JP2011192516A; CN102192462B; JP5574411B2; US20110222304A1; US8888344B2

Abstract

本发明提供一种车辆用灯具单元，其将半导体发光元件作为光源，得到照度均匀且宽幅的照射图案。该车辆用灯具单元(4)具有：曲面透镜(31)，其配置在向车辆前后方向延伸的光轴(Ay)上；半导体发光元件(32)，其配置在光轴(Ay)上，位于曲面透镜(31)的后方侧焦线(Fy)的后侧；以及散射反射镜(40)，其将来自半导体发光元件(32)的光朝向前方反射，其中，利用车辆用灯具单元(30)实现上述目的，其散射反射镜(40)具有以光轴(Ay)为中心而左右一对的凹曲面(41、42)，各个凹曲面(41、42)具有以下形状的反射面，即，将入射至靠近光轴(Ay)的内侧区域的光隔着光轴(Ay)向左右的相反侧反射。

Description

车辆用灯具单元

技术领域

本发明涉及一种将半导体发光元件作为光源的车辆用灯具单元。

背景技术

近年来，大多采用将发光二极管等半导体发光元件作为光源的车辆用灯具单元。但是，由于半导体发光元件与放电真空管及卤素真空管等相比，其光源光束较小，所以需要例如专利文献1记述的车辆用照明灯具所示，形成具有多个车辆用灯具单元的结构，确保充分的照射光量。

专利文献1所述的车辆用照明灯具具有：圆柱形透镜，其向左右方向延伸；多个发光元件(半导体发光元件)，它们在左右方向上隔着规定间隔配置；以及多个反射镜，它们将来自发光元件的光朝向前方反射，提高光束利用率而确保照射光量。

专利文献2所述的车辆用前照灯具有将半导体发光元件作为光源的多个灯具单元，利用投射型灯具单元、直射型灯具单元以及反射型灯具单元中的至少两种灯具单元，可以以期望的图案形状以及光度(照度)分布形成配光图案。

专利文献1：日本特开2005-294176号公报

专利文献2：日本特开2004-95480号公报

发明内容

通常，半导体发光元件发出的光存在以下照度分布，即，其中心附近的照度较强，随着从中心离开而照度急剧降低。因此，具有一个半导体发光元件的灯具单元所投射的光，仅照射中心附近的比较狭窄的区域。由此，在专利文献1、2任一项所述的车辆用灯具单元中，均在多个半导体发光元件及灯具单元的各个光轴之间存在照度较弱的区域，难以得到照度均匀的照射图案。另外，如果不使用多个发光元件及灯具单元，就难以得到宽幅的照射图案。

因此，本发明的目的在于，提供一种车辆用灯具单元，其将半导体发光元件作为光源，并且可以得到照度均匀且宽幅的照射图案。

根据本发明，上述目的可以利用以下结构实现。

(1)一种车辆用灯具单元，其具有：圆柱形透镜，其配置在向车辆前后方向延伸的光轴上；

半导体发光元件，其配置在所述光轴上，位于所述圆柱形透镜的后方侧焦线的后侧；以及

反射镜，其将来自所述半导体发光元件的光朝向前方反射，

其特征在于，

所述反射镜具有以所述光轴为中心而左右一对的凹曲面，

所述各个凹曲面具有以下形状的反射面，即，将入射至靠近所述光轴的内侧区域的光，隔着所述光轴向左右的相反侧反射。

(2)一种(1)中的车辆用灯具单元，其特征在于，所述各个凹曲面具有以下形状的反射面，即，将入射至所述内侧区域外侧的外侧区域的光，相对于所述光轴向相同侧反射。

(3)一种(2)中的车辆用灯具单元，其特征在于，所述各个凹曲面具有以下形状的反射面，即，所述外侧区域与所述内侧区域相比，远离所述半导体发光元件。

(4)一种(1)中的车辆用灯具单元，其特征在于，所述各个凹曲面的内侧区域为以下形状的反射面，即，将入射来的光倾斜大于或等于20度而隔着所述光轴向左右的相反侧反射。

(5)一种(1)中的车辆用灯具单元，其特征在于，所述圆柱形透镜为曲面透镜。

发明的效果

根据本发明的车辆用灯具单元，反射镜的各个凹曲面具有以下形状的反射面，即，将入射至靠近光轴的内侧区域的光，隔着光轴向左右的相反侧反射。由于半导体发光元件的中心附近的光束较大，所以通过将该中心附近的光利用凹曲面的内侧区域，隔着光轴向左右的相反侧反射，从而可以向本来照度不充分的侧方照射充分的反射光。

如上所述，由于左右一对的凹曲面分别向相反侧反射照度较大的光，所以灯具单元整体向左右反射照度较大的光，利用该合成光，可以得到照度均匀且宽幅的照射图案。

附图说明

图1是具有本发明的实施方式所涉及的车辆用灯具单元的车辆用前照灯的剖面图。

图2是图1的II-II矢视图。

图3(A)是表示对比例所涉及的散射灯具单元的反射光线的示意图，(B)是表示利用对比例所涉及的散射灯具单元的照射光，在路面上形成的配光图案的示意图。

图4(A)是表示本发明的实施方式所涉及的散射灯具单元的反射光线的示意图，(B)是表示利用本发明的实施方式所涉及的散射灯具单元的照射光，在路面上形成的配光图案的示意图。

图5是透视地表示利用本发明的实施方式所涉及的车辆用前照灯的照射光，在假想铅垂屏幕上形成的配光图案的示意图。

具体实施方式

下面，基于附图，详细说明具有本发明所涉及的车辆用灯具单元的车辆用前照灯的优选实施方式。

<车辆用前照灯的整体构造>

本实施方式所涉及的车辆用前照灯1如图1所示，具有：透明状的透光罩2；灯体3；以及聚光灯具单元10和散射灯具单元(本发明的车辆用灯具单元)30，它们被收容在由透光罩2和灯体3形成的灯室内。

聚光灯具单元10为公知的PES型灯具单元，照射具有明暗截止线的近光。如图1所示，聚光灯具单元10具有：凸透镜11，其配置在聚光灯具单元10的光轴Ax上；作为半导体发光元件的第一LED12，其配置在光轴Ax上，位于凸透镜11的后方侧焦点Fx的后侧；剖面大致椭圆状的聚光反射镜20，其将来自第一LED 12的光朝向靠近光轴Ax的前方聚光而进行反射；以及第一遮光部5，其通过遮蔽反射光的一部分，从而形成规定配光图案的明暗截止线。此外，聚光反射镜20的水平剖面以及纵剖面均为大致椭圆形状。

第一LED 12的发光芯片为具有例如1×4mm见方的长方形发光面的白色发光二极管。第一LED 12配置在凸透镜11的后方侧焦点Fx的后侧，并且以发光面朝向铅垂方向上方的方式配置在光轴Ax上。

第一遮光部5的遮光端缘5a(上表面5b和前端面5c之间的棱线)位于凸透镜11的后方侧焦点Fx附近，遮蔽来自聚光反射镜20的反射光的一部分，形成规定配光图案的明暗截止线。

另外，在从遮光端缘5a朝向光轴Ax方向后方延伸的第一遮光部5的上表面5b上，形成有将来自聚光反射镜20的反射光的一部分向上方侧反射的附加反射面。由此，使应由第一遮光部5遮蔽的光反射，提高来自第一LED 12的光的光束利用率。

在该聚光灯具单元10中，将从第一LED发出的光利用大致椭圆型的聚光反射镜20，在凸透镜11后侧焦点Fx附近聚光，利用第一遮光部5的第一遮光端缘5a，将反射光的一部分遮蔽，形成照度较大的具有明暗截止线的规定配光图案。

散射灯具单元30为本发明所涉及的车辆用灯具单元，构成为投射型的灯具单元，其具有：作为圆柱形透镜中的一种的曲面透镜31，其配置在光轴Ay上；第二LED(半导体发光元件)32，其位于曲面透镜31的后方侧焦线Fy的后侧，配置在光轴Ay上；铅垂剖面大致椭圆状的散射反射镜(反射镜)40，其将来自第二LED 32的光朝向光轴Ay前方散射而进行反射；以及第二遮光部6，其通过遮蔽反射光的一部分，从而形成规定配光图案的明暗截止线。

第二LED 32的发光芯片为具有例如1×4mm见方的长方形发光面的白色发光二极管。第二LED 32配置在曲面透镜31的后方侧焦线Fy的后侧，并且以发光面朝向铅垂方向上方的方式配置在光轴Ay上。

第二遮光部6的遮光端缘6a(上表面6b和前端面6c之间的棱线)位于曲面透镜31的后方侧焦线Fy附近，将来自散射反射镜40的反射光的一部分遮蔽，从而形成规定配光图案的明暗截止线。该第二遮光部6的遮光端缘6a以穿过曲面透镜31的后方侧焦线Fy的方式形成为圆弧状(参照图2)。

另外，在从遮光端缘6a朝向光轴Ay方向后方延伸的第二遮光部6的上表面6b上，形成有将来自散射反射镜40的反射光的一部分向上方侧反射的附加反射面。由此，使应由遮光部6遮蔽的光反射，提高来自第二LED 32的光的光束利用率。

第一遮光部5以及第二遮光部6为块状部件，利用框架7将两者连结。另外，在框架7上安装有散热片8，其对来自第一LED 12以及第二LED 32的热量进行散热。

如上所述构成的聚光灯具单元10以及散射灯具单元30，经由框架7、校准机构9A和校平机构9B，支撑在灯体3上。

另外，聚光灯具单元10以及散射灯具单元30配置为，其光轴Ax、Ay向车辆前后方向延伸。该光轴Ax、Ay准确地说，通过校准机构9A被调节为在相对于水平方向向下0.5～0.6°程度的方向上延伸。另外，可以利用校平机构9B将该光轴在铅垂方向上进行调节。

<散射灯具单元的反射镜形状>

下面，参照图2，详细说明本发明所涉及的散射灯具单元30的散射反射镜40的形状。

图2是图1的II-II矢视图。散射反射镜40载置在第二遮光部6的上表面6b上，具有以光轴Ay为中心而左右一对的凹曲面41、42。此外，在本实施方式中，左侧凹曲面41和右侧凹曲面42在水平剖面上形成双曲线的一部分，以光轴Ay为中心左右对称。

左侧凹曲面41的反射面具有：靠近光轴Ay侧的内侧区域41a；位于内侧区域41a的外侧的外侧区域41c；以及中间区域41b，其位于内侧区域41a和外侧区域41c之间，将两者平滑地连接。右侧凹曲面42的反射面与上述左侧凹曲面41左右对称地，由内侧区域42a、中间区域42b和外侧区域42c构成。此外，由于右侧凹曲面42与左侧凹曲面41左右对称，所以以下省略其详细说明。

在左侧凹曲面41的反射面中，内侧区域41a相对于光轴Ay倾斜为，使得来自第二LED 32的入射光L1隔着光轴Ay向相反侧即右侧反射。此时，左侧凹曲面41的内侧区域41a形成下述形状，即，将光轴Ay附近的光束较大的入射光相对于光轴Ay以大于或等于20度向右侧反射，扩大散射灯具单元30的照射范围。

另一方面，在左侧凹曲面41的反射面中，外侧区域41c设置为，将来自第二LED 32的入射光L2向左侧反射。即，反射面的内侧区域41a将入射光隔着光轴Ay向相反侧(L1)反射，反射面的外侧区域41c将入射光向光轴Ay的相同侧(L2)反射。通过如上所述由反射面的内侧区域41a和外侧区域41c向不同侧照射光，从而可以扩大散射灯具单元30的照射范围。

另外，反射面的中间区域41b为下述形状，即，从内侧至外侧，将来自第二LED 32的入射光从右侧向左侧反射。反射面的上述区域41a～41c连结为水平剖面平滑的双曲线状曲线，以将入射光左右均匀地反射。

并且，在凹曲面41的反射面上，外侧区域41c设置在与内侧区域41a相比远离第二LED 32的位置上。由于以放射状展开的来自第二LED 32发出的光，越位于远离第二LED 32的区域，光束越小，所以，如果左侧凹曲面41的外侧区域41c与内侧区域41a相比远离第二LED 32，则使得内侧区域41a向右侧反射较大光束的入射光，外侧区域41c向左侧反射较小光束的入射光。

此时，由于右侧凹曲面42也与左侧凹曲面41相同地，内侧区域42a向光轴Ay的左侧反射光束较大的光，所以在车辆前方左侧的区域内，照射由右侧凹曲面42的反射面的内侧区域42a所反射的较大光束的光、和左侧凹曲面41的反射面的外侧区域41c所反射的较小光束的光形成的合成光。由于车辆前方右侧的区域也同样地，照射由左侧凹曲面41的内侧区域41a形成的较大光束的反射光、和右侧凹曲面42的外侧区域42a形成的较小光束的反射光所构成的合成光，所以散射反射镜40整体可以照度均匀地照射较宽的范围。

这样，根据本发明所涉及的散射灯具单元30，可以得到照度左右均匀且宽幅的照射范围。

<灯具单元的照射范围>

利用对比例，详细说明如上所述构成的本发明的散射灯具单元30可以形成的照射范围。

图3(A)是表示对比例所涉及的散射灯具单元50的反射光线的示意图，图3(B)是表示利用对比例所涉及的散射灯具单元50的照射光，在路面上形成的配光图案A1的示意图。图4(A)是表示本发明所涉及的散射灯具单元30的反射光线的示意图，图4(B)是表示利用本发明所涉及的散射灯具单元30的照射光，在路面上形成的配光图案A2、A3的示意图。此外，在图3(B)和图4(B)中，将照射大于或等于特定照度的光的区域作为配光图案A1～A3示出。

现有对比例所涉及的散射灯具单元50具有曲面透镜51和水平剖面大致椭圆状的反射镜52。此外，在图3(A)中仅图示了反射镜52的左半部分。

在对比例的散射灯具单元50中，光轴中心的光度较高的光线11，由位于反射镜52的水平剖面大致椭圆状的反射面底部的内侧区域反射，反射光线穿过曲面透镜51而直线前进，向车辆前方投射。另一方面，偏离光轴中心的光度较低的光线12，由反射面的外侧隔着光轴向相反侧的侧方反射，利用曲面透镜51进一步向侧方投射。其结果，光轴中心的光度较高的光如图3(B)所示，集中在车辆前方进行投射，在侧方仅照射照度较低的光，其结果，在车辆前方的路面上形成细长的配光图案A1。

另一方面，根据本发明的散射灯具单元30，在上述散射反射镜40中，凹曲面41、42的反射面，可以将入射至靠近光轴Ay的内侧区域41a、42a的光分别隔着光轴Ay向相反侧反射。由此，如图4(A)所示，可以利用凹曲面41、42，将从第LED 32发出的光在较宽范围内照度均匀地进行反射。

其结果，如图4(B)所示，在本发明的散射灯具单元30中，由于左右凹曲面41、42分别在路面上形成较宽范围且照射强度均匀的配光图案A2、A3，所以作为散射灯具单元30整体，可以得到作为配光图案A2、A3的合成图案的宽幅且照度均匀的照射区域。此外，在图4(A)中，也与图3(A)相同地仅图示了左半部分。

<车辆用前照灯的配光图案>

由于本发明所涉及的车辆用前照灯1具有上述聚光灯具单元10和散射灯具单元30，所以可以照射图5所示的配光图案。此外，图5是透视地表示利用本实施方式所涉及的车辆用前照灯1的照射光，在位于前方25m处的假想铅垂屏幕上形成的配光图案的图。此外，在图中，V表示垂直方向，H表示水平方向。

如图5所示，可以利用聚光灯具单元10向车辆前方的特别要求识别性的中央区域照射照度较高的配光图案S1，利用散射灯具单元30向侧方区域照射具有均匀照度的配光图案S2。由此，与车辆前方的特别要求识别性的中央区域不同地，利用由散射灯具单元30形成的配光图案S2，可以清楚地识别周围的例如路缘带及行人等。由此，可以提供能够使车辆安全行驶的车辆用前照灯1。

另外，在上述说明中，举出将本发明所涉及的散射灯具单元30和聚光灯具单元10组合而成的车辆用前照灯1为例进行了说明，但不限于该结构。例如，可以利用散射灯具单元30单体构成能够照射较宽范围的雾灯。

此外，在上述实施方式中，说明了散射反射镜40的左侧以及右侧凹曲面41、42以光轴Ay为中心而左右对称的情况，但本发明并不限定于该情况。也可以与要求的配光图案或希望光照射的方向相对应，使反射镜的凹曲面的朝向变化而形成为左右不对称。

Claims

1.一种车辆用灯具单元，其具有：

圆柱形透镜，其配置在向车辆前后方向延伸的光轴上；

反射镜，其将来自所述半导体发光元件的光朝向前方反射，

该车辆用灯具单元的特征在于，

所述反射镜具有以所述光轴为中心而左右一对的凹曲面，

2.根据权利要求1所述的车辆用灯具单元，其特征在于，

所述各个凹曲面具有以下形状的反射面，即，将入射至所述内侧区域外侧的外侧区域的光，相对于所述光轴向相同侧反射。

3.根据权利要求2所述的车辆用灯具单元，其特征在于，

所述各个凹曲面具有以下形状的反射面，即，所述外侧区域与所述内侧区域相比，远离所述半导体发光元件。

4.根据权利要求1所述的车辆用灯具单元，其特征在于，

所述各个凹曲面的内侧区域为以下形状的反射面，即，将入射来的光倾斜大于或等于20度而隔着所述光轴向左右的相反侧反射。

5.根据权利要求1所述的车辆用灯具单元，其特征在于，

所述圆柱形透镜为曲面透镜。