CN102537809A - 灯具单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种廉价的灯具单元。远光用灯具单元(20H)具有：LED阵列(26)，其将多个LED以阵列状排列而形成；搭载板(30)，其用于搭载LED阵列(26)；抛物柱面状的上方反射镜(36)及下方反射镜(38)，其设置在LED阵列(26)的上方及下方，对来自LED的光进行反射；以及投影透镜(22)，其将来自LED的直接光和来自上方反射镜(36)及下方反射镜(38)的反射光向前方投影。

Description

灯具单元
技术领域
本发明涉及一种设置在车辆用前照灯内的灯具单元。
背景技术
当前，已知一种灯具单元，其使用将多个LED等半导体发光元件以阵列状配置的光源单元(例如，参照专利文献1)。在上述灯具单元中，通过对各半导体发光元件的点灯/熄灯进行控制，从而可以形成多个配光图案。
专利文献1：日本特开2008-10228号公报
发明内容
上述灯具单元由于使用大量半导体发光元件，所以存在成本升高的倾向。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种廉价的灯具单元。
为了解决上述课题，本发明的一种方式的灯具单元具有：搭载部，其用于搭载将多个光源以阵列状排列而形成的光源阵列；抛物柱面状或者双曲柱面状的反射镜，其设置在光源阵列的上方及下方中的至少一方上，对来自光源的光进行反射；以及光学部件，其将来自光源的直接光及来自反射镜的反射光向前方投影。
如果根据该方式，则通过在光源阵列的上方及下方中的至少一方上设置反射镜，可以构成能够以较少数量的光源确保宽广的照射区域的灯具单元。由于光源数量少，所以可以实现廉价的灯具单元。
也可以还具有第2反射镜，其设置在光源阵列的左方以及右方中的至少一方上，对来自光源的光进行反射。
也可以将光源阵列形成为，在水平方向的中央附近，光源的铅垂方向的配置数量最多。
光源阵列也可以设置为，可以对每个光源的点灯/熄灯进行控制。
发明的效果
根据本发明，可以提供廉价的灯具单元。
附图说明
图1是使用本发明的实施方式所涉及的灯具单元的车辆用前照灯的概略水平剖面图。
图2是光源单元的概略垂直剖面图。
图3是光源单元的正视图。
图4(a)～(d)是表示通过远光用灯具单元形成的配光图案的图。
图5是表示光源单元的变形例的图。
图6是表示光源单元的变形例的图。
图7是表示光源单元的变形例的图。
图8是表示光源单元的变形例的图。
图9(a)～(f)是表示通过使用了图8所示的光源单元的远光用灯具单元形成的配光图案的图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细说明本发明的实施方式。
图1是使用本发明的实施方式所涉及的灯具单元的车辆用前照灯10的概略水平剖面图。
本实施方式所涉及的车辆用前照灯10构成为，在由灯体12和安装于灯体12的前端开口部上的透光罩14形成的灯室内，收容近光用灯具单元20L以及远光用灯具单元20H。近光用灯具单元20L和远光用灯具单元20H分别利用未图示的支撑部件安装在灯体12上。另外，在各灯具单元的存在区域上具有开口部的伸出部件16，被固定在灯体12或者透光罩14上，灯体12的前面开口部和灯具之间的区域在前方被覆盖。
近光用灯具单元20L是当前公知的反射型灯具，具有光源灯泡21和反射镜23。在近光用灯具单元20L中，使从光源灯泡21射出的光在反射镜23上反射，利用未图示的遮光板将从反射镜23朝向前方的光的一部分遮挡，形成具有规定的明暗截止线的近光用配光图案。在光源灯泡21的前端设置有遮光罩25，其对从光源灯泡21直接向前方射出的光进行遮挡。此外，近光用灯具单元20L的形状并不特别地限定于此，也可以是与后述的远光用灯具单元20H相同的投射型的灯具单元。
远光用灯具单元20H是投射型的灯具单元，具有：投影透镜22；光源单元24，其具备将多个LED以阵列状排列而形成的LED阵列26；以及支架28，其对投影透镜22及光源单元24进行保持。投影透镜22是前方侧表面为凸面、后方侧表面为平面的平凸非球面透镜，配置在沿车辆前后方向延伸的光轴Ax上。投影透镜22构成为，将包含其后侧焦点F在内的后侧焦点面上的像作为反转像，向配置于灯具前方的铅垂假想屏幕上投影。投影透镜22的周缘部保持在支架28的前端环状槽部内。
光源单元24在将LED阵列26配置于投影透镜22的后侧焦点F的后方侧的状态下，固定设置在支架28的后端侧。支架28经由未图示的支撑部件安装在灯体12上。
光源单元24具有：LED阵列26；搭载板30，其用于搭载该LED阵列26；上方反射镜36及下方反射镜38，其固定在搭载板30上；以及散热板32，其用于对从LED阵列26发出的热量进行散热。LED阵列26固定在搭载板30的前方侧表面上，使其发光面朝向光轴Ax方向前方。LED阵列26的中心位于光轴Ax上。散热板32固定在搭载板30的后方侧表面上。
图2是光源单元24的概略垂直剖面图。另外，图3是光源单元24的正视图。此外，在图2中省略了散热板32的图示。
如图2及图3所示，光源单元24具有：LED阵列26，其将38个正方形状的LED 34以阵列状排列而成；上方反射镜36，其设置在LED阵列26的上方；以及下方反射镜38，其设置在LED阵列26的下方。
LED阵列26如图3所示，将38个LED 34配置为横向19个×纵向2个的矩阵状。各LED 34固定在搭载板30上。各LED 34的点灯/熄灯可以通过未图示的控制装置而分别进行控制。
上方反射镜36以及下方反射镜38是抛物柱面状的反射镜。上方反射镜36以及下方反射镜38的反射面利用抛物柱面的一部分而形成。上方反射镜36以及下方反射镜38的横向长度形成为，至少大于或等于LED阵列26的横向长度。上方反射镜36以及下方反射镜38将来自LED 34的光向投影透镜22反射。在图2中图示出从LED 34射出后被上方反射镜36反射的光L1、以及从LED 34射出后被下方反射镜38反射的光L2。上述光L1及L2在从光源单元24射出后，入射至投影透镜22。另外，从LED 34射出的光的一部分没有被上方反射镜36以及下方反射镜38反射，而直接入射至投影透镜22(作为光L3而进行图示)。因此，投影透镜22将来自LED 34的直接光、以及由上方反射镜36及下方反射镜38反射的反射光向灯具前方投影。
使用图2，更详细地说明上方反射镜36以及下方反射镜38。如图2所示，上方反射镜36的后端部与LED阵列26的上端部抵接。另外，下方反射镜38的后端部与LED阵列26的下端部抵接。另外，上方反射镜36配置为，抛物柱面的焦点F1位于LED阵列26的下端部处。另外，下方反射镜38配置为，抛物柱面的焦点F2位于LED阵列26的上端部处。上方反射镜36和下方反射镜38相对于包含光源单元24的光轴的水平面而对称配置。
如图2所示，将上方反射镜36的前端部和下方反射镜38的前端部之间的距离设为a1，将上方反射镜36的后端部和下方反射镜38的后端部之间的距离设为a2，将从上方反射镜36(或者下方反射镜38)的前端部至上方反射镜36(或者下方反射镜38)的后端部的距离设为h，将光源单元24的光轴Ax和上方反射镜36(或者下方反射镜38)的光轴Axr所成的角设为θ。此时，在参数a1、a2、h、θ之间，以下的式(1)及式(2)所示的关系成立。
a1/a2＝1/sinθ     …(1)
h＝a1×(1+sinθ)/2tanθ  …(2)
图4(a)～(d)示出通过远光用灯具单元形成的配光图案。图4(a)～(d)示出利用从远光用灯具单元照射的光，在配置于车辆前方25m的位置处的假想铅垂屏幕上形成的远光用配光图案。
在图4(a)中，作为对比例而示出通过使用了从图2所示的光源单元24中去掉上方反射镜36和下方反射镜38后得到的光源单元的远光用灯具单元而形成的远光用配光图案。该远光用配光图案的铅垂方向的宽度为约3°～约-1.5°。
在图4(b)中，示出通过图1所示的本实施方式所涉及的远光用灯具单元20H形成的远光用配光图案。该远光用配光图案的铅垂方向的宽度为约4.5°～约-3.5°，与图4(a)相比，可知远光用配光图案的照射区域扩大了。
在图4(c)中，示出通过使用了从图2所示的光源单元24中去掉上方反射镜36而仅保留下方反射镜38的光源单元的远光用灯具单元所形成的远光用配光图案。该远光用配光图案的铅垂方向的宽度为约5°～约-1.5°，可知利用下方反射镜38仅使水平线H上方的铅垂方向宽度与图4(a)相比扩大了。
在图4(d)中，示出在与图4(c)相同的远光用灯具单元中，将位于光轴Ax附近的4个LED 34熄灯而将其他LED 34点灯的情况下的配光图案。这种配光图案被称为所谓“分裂配光图案”，是在远光用配光图案的一部分处设置有未被光照射的分裂区域Sp的配光图案。分裂配光图案是在抑制向本车线及逆向车线照射光的同时，可以良好地确保本车线及逆向车线外侧的视野的配光图案。如图4(d)所示，在分裂区域Sp的上部，越位于下部越没有鲜明地形成光的明暗截止线。其原因是，分裂区域Sp的上部附近的配光是通过下方反射镜38而形成的。但是，由于分裂区域Sp的上部附近通常是不存在车辆或行人的区域，所以实质上的影响较少。
如以上说明所示，根据本实施方式所涉及的远光用灯具单元20H，通过在LED阵列26的上下设置上方反射镜36以及下方反射镜38，从而与仅具有LED阵列26的情况相比，可以扩大照射区域。在增加LED阵列26中的LED 34的数量，例如配置为横向19个×纵向4个的矩阵状的情况下，也同样地可以扩大照射区域，但在此情况下，由于LED增加而使成本增加。根据本实施方式所涉及的远光用灯具单元20H，由于可以抑制LED的数量，所以可以实现确保同等的照射区域并且廉价的远光用灯具单元。
如图1所示，车辆用前照灯10除了远光用灯具单元20H之外，还具有近光用灯具单元20L。因此，如果除了远光用灯具单元20H之外还使近光用灯具单元20L点灯，则远光用灯具单元20H的配光图案对于图4(c)所示的配光图案来说充分。在此情况下，由于可以削减上方反射镜36，所以可以进一步使远光用灯具单元变得廉价。
图5表示光源单元的变形例。在图5所示的光源单元24中，LED阵列26将LED 34配置为横向17个×纵向2个的矩阵状。即，与图3所示的光源单元相比，LED 34的数量在左右各减少2个。另外，在图5的光源单元24中，在右侧朝向LED阵列26而设置右方反射镜40，在左侧朝向LED阵列26而设置左方反射镜42。该右方反射镜40以及左方反射镜42具有对来自LED 34的光进行反射，并使其入射至投影透镜的功能。
在使用图5所示的光源单元24的远光用灯具单元中，在LED阵列26的左右减少了LED 34的数量，但由于设置有右方反射镜40以及左方反射镜42，所以可以确保与使用图3所示的光源单元的情况大致相同的照射区域。另外，由于减少了LED 34的数量，所以可以使远光用灯具单元更加廉价。
在图5的例子中，在LED阵列26的左右两侧设置反射镜，但也可以将反射镜设置在LED阵列26的左方及右方中的至少一方上。
图6也表示光源单元的变形例。在图6所示的光源单元24中，使LED 34的布局与图3所示的布局不同。在本变形例中，在LED阵列26的左侧部分，铅垂方向的LED 34的配置数量为1个，在LED阵列26的中央部分以及右侧部分，铅垂方向的LED 34的配置数量为2个。并且，在LED阵列26的中央部分以及右侧部分的下方设置有第1下方反射镜38a，在LED阵列26的左侧部分的下方设置有第2下方反射镜38b。
图7也表示光源单元的变形例。在图7所示的光源单元24中，也使LED 34的布局与图3所示的布局不同。在本变形例中，在LED阵列26的左侧部分以及右侧部分，铅垂方向的LED 34的配置数量为1个，在LED阵列26的中央部分，铅垂方向的LED 34的配置数量为2个。并且，在LED阵列26的右侧部分的下方设置有第1下方反射镜38a，在LED阵列26的中央部分的下方设置有第2下方反射镜38b，在LED阵列26的左侧部分的下方设置有第3下方反射镜38c。
如图6及图7所示，LED阵列26的布局并不特别地限定，可以采用各种布局。但是，优选LED阵列26形成为，在水平方向的中央附近，LED的铅垂方向上的配置数量最多。其原因是，在通常的配光图案中，配光图案的中央附近需要最宽广的照射区域。
图8也表示光源单元的变形例。该光源单元也搭载在图1所示的远光用灯具单元20H中。
图8所示的光源单元24与图2所示的光源单元的不同点在于，设置于LED阵列26上方的上方反射镜36为双曲柱面状的反射镜。设置于LED阵列26下方的下方反射镜38与图2的光源单元相同，是抛物柱面状的反射镜。在图8中，焦点F1及F3是上方反射镜36的双曲柱面的焦点，焦点F2是下方反射镜38的抛物柱面的焦点。如图8所示，焦点F1位于LED阵列26的下端部，焦点F2位于LED阵列26的上端部。
在图8所示的光源单元24中，在将上方反射镜36的前端部和下方反射镜38的前端部之间的距离设为a1，将上方反射镜36的后端部和下方反射镜38的后端部之间的距离设为a2，将从上方反射镜36(或者下方反射镜38)的前端部至上方反射镜36(或者下方反射镜38)的后端部的距离设为h时，例如可以是a1＝4.5mm，a2＝1.8mm，h＝3.2mm。
上方反射镜36以及下方反射镜38将来自LED阵列26的光向投影透镜(未图示)反射。如图8所示，来自LED阵列26的光的一部分没有被上方反射镜36及下方反射镜38反射，而是直接入射至投影透镜。另外，来自LED阵列26的光的其余一部分在被上方反射镜36、下方反射镜38反射后，入射至投影透镜22。因此，投影透镜将来自LED 34的直接光、以及被上方反射镜36及下方反射镜38反射的反射光向灯具前方投影。在本变形例中，LED阵列26的各LED 34的点灯/熄灯可以通过未图示的控制装置而分别进行控制。
图9(a)～(f)表示通过使用了图8所示的光源单元的远光用灯具单元形成的配光图案。
在图9(a)中，作为对比例而示出通过使用了从图8所示的光源单元24中去掉上方反射镜36和下方反射镜38后得到的光源单元的远光用灯具单元而形成的远光用配光图案。该远光用配光图案的铅垂方向的宽度为约2.5°～约-1.5°。
在图9(b)中，示出通过使用了从图8所示的光源单元24中去掉上方反射镜36而仅保留下方反射镜38的光源单元的远光用灯具单元所形成的远光用配光图案。该远光用配光图案的铅垂方向的宽度为约4.7°～约1.5°。
在图9(c)中，示出通过使用了从图8所示的光源单元24中去掉下方反射镜38而仅保留上方反射镜36的光源单元的远光用灯具单元所形成的远光用配光图案。该远光用配光图案的铅垂方向的宽度为约0°～约-2°。
在图9(d)中，示出通过使用了图8所示的光源单元的远光用灯具单元而形成的远光用配光图案。该远光用配光图案的铅垂方向的宽度为约5.7°～约-2.0°，与图9(a)的对比例相比，可知远光用配光图案的照射区域扩大了。
在图9(e)中，示出使位于光轴Ax附近的4个LED 34熄灯，并使其他LED 34点灯的情况下的分裂配光图案。可知在使用本变形例所涉及的光源单元24的情况下，可以形成与图4(d)相同的鲜明的分裂配光图案。
在图9(f)中，示出仅使位于光轴Ax附近的纵向的2个LED 34点灯的情况下的配光图案。通过如上述所示适当地使LED 34点灯/熄灯，从而可以形成期望的配光图案。
以上基于实施方式对本发明进行了说明。上述实施方式为例示，对于本领域技术人员来说，当然可以理解以下两点，即，对于各构成要素或各处理过程的组合，可以实现各种变形例；另外，这些变形例也在本发明的范围内。
在上述实施方式中，作为光源使用了LED，但并不限定于此，可以采用各种光源。另外，在上述实施方式中，作为将来自LED的直接光以及来自反射镜的反射光向前方投影的光学部件，例示了投影透镜，但并不限定于此，可以采用具有与投影透镜同等功能的各种光学部件。

Claims (5)

1.一种灯具单元，其特征在于，具有：
搭载部，其用于搭载将多个光源以阵列状排列而形成的光源阵列；
抛物柱面状或者双曲柱面状的反射镜，其设置在所述光源阵列的上方及下方中的至少一方上，对来自所述光源的光进行反射；以及
光学部件，其将来自所述光源的直接光及来自所述反射镜的反射光向前方投影。
2.根据权利要求1所述的灯具单元，其特征在于，
还具有第2反射镜，其设置在所述光源阵列的左方以及右方中的至少一方上，对来自所述光源的光进行反射。
3.根据权利要求1或2所述的灯具单元，其特征在于，
所述光源阵列形成为，在水平方向的中央附近，所述光源的铅垂方向的配置数量最多。
4.根据权利要求1或2所述的灯具单元，其特征在于，
所述光源阵列，可以对每个光源的点灯/熄灯进行控制。
5.根据权利要求3所述的灯具单元，其特征在于，
所述光源阵列，可以对每个光源的点灯/熄灯进行控制。
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