CN102635825B - 灯具单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种灯具单元，其可以形成抑制目眩产生的配光图案。灯具单元用于形成上端部具有规定的明暗截止线的配光图案，具有：发光元件；透光部件，其使来自发光元件的光从后方入射，并向前方投影配光图案；以及遮光部，其设置在发光元件和透光部件之间，对从发光元件射出的光的一部分进行遮光。透光部件构成为，在将从后方向透光部件的内部入射的入射光，利用透光部件的前表面向后方反射后，利用透光部件的后表面向前方再次进行反射，并从透光部件的前表面射出，遮光部构成为，对从发光元件向透光部件的后表面直接照射的光进行遮光。

Description

灯具单元

技术领域

本发明涉及一种灯具单元，特别地，涉及一种在车辆用前照灯中使用的灯具单元。

背景技术

当前，作为构成为形成上端部具有明暗截止线的配光图案的车辆用前照灯用的灯具单元，已知下述灯具单元，其具有：由半导体发光元件构成的光源；以及透光部件，其使来自该光源的光入射，并向灯具前方透过(例如，参照专利文献1)。在该灯具单元中，透光部件构成为，在来自光源的入射光被透光部件的前表面反射后，利用透光部件的后表面再次进行反射，并从透光部件的前表面射出。此时，在该透光部件的前表面的中央区域，实施用于使来自半导体发光元件的光进行内表面反射的镜面处理。另外，在透光部件的后表面的大致整个区域，实施用于将来自前表面的反射光再次进行反射的镜面处理。

专利文献1：日本特开2005-11704号公报

发明内容

但是，如果来自光源的光直接向透光部件的后表面入射，则可能由于其反射光而对除了期望的配光图案以外的区域进行照射。在此情况下，可能使存在于该区域中的行人或车辆的乘客感到目眩。

本发明就是鉴于上述状况而提出的，其目的在于，提供一种灯具单元，其可以形成抑制目眩产生的配光图案。

为了解决上述课题，本发明的一种方式的灯具单元用于形成上端部具有规定的明暗截止线的配光图案，其具有：光源；透光部件，其使来自光源的光从后方入射，并向前方投影配光图案；以及遮光部，其设置在光源和透光部件之间，对从光源射出的光的一部分进行遮光。透光部件构成为，在将从后方向该透光部件的内部入射的入射光，利用该透光部件的前表面向后方反射后，利用该透光部件的后表面向前方再次进行反射，并从该透光部件的前表面射出，遮光部构成为，对从光源向透光部件的后表面直接照射的光进行遮光。

根据该方式，由于对从光源向透光部件的后表面直接照射的光进行遮光，所以抑制目眩的产生。

遮光部也可以设置在光源和透光部件的后表面之间。

遮光部也可以形成在使来自光源的光向透光部件入射的入射面上。由此，易于进行遮光部的定位。

本发明的其它方式也是灯具单元。该灯具单元用于形成上端部具有规定的明暗截止线的配光图案，其具有：光源；以及透光部件，其使来自光源的光从后方入射，并向前方投影配光图案。透光部件构成为，在将从后方的入射面向该透光部件的内部入射的入射光，利用该透光部件的前表面向后方反射后，利用该透光部件的后表面向前方再次进行反射，并从该透光部件的前表面射出，入射面构成为，使从光源向透光部件的后表面直接照射的光，在该入射面处朝向透光部件的前表面发生折射。

根据该方式，由于不从光源向透光部件的后表面直接照射光，所以抑制目眩的产生。

遮光部也可以具有将来自光源的光向前方反射的反射面。由此，不仅可以对从光源向透光部件的后表面直接照射的光进行遮光，而且可以将该光向前方反射，作为灯具单元提高光束的利用率。

此外，将以上的构成要素的任意组合、本发明的表现，在方法、装置、系统等之间进行置换而得到的技术方案，也作为本发明的方式而是有效的。

发明的效果

根据本发明，可以形成抑制目眩产生的配光图案。

附图说明

图1是第1实施方式所涉及的灯具单元的包含光轴X的垂直剖面图。

图2是使用第1实施方式所涉及的灯具单元的车辆用前照灯的剖面图。

图3是表示利用从本实施方式所涉及的灯具单元向前方照射的光，在配置于灯具前方的规定位置(例如25m)处的假想铅垂屏幕上形成的近光用配光图案的图。

图4是从正面观察灯具单元时的俯视图。

图5是表示在假定透光部件的后表面为旋转抛物面时，利用车辆用前照灯在假想铅垂屏幕上形成的基本配光图案的图。

图6是用于说明目眩的产生的示意图。

图7是第1实施方式所涉及的灯具单元的收容空间附近的放大图。

图8是第2实施方式所涉及的遮光部附近的放大图。

图9是第3实施方式所涉及的遮光部附近的放大图。

图10(a)是第4实施方式所涉及的灯具单元的正视图，图10(b)是图10(a)所示的灯具单元的包含光轴X的剖面图。

图11是变形例所涉及的透光部件的收容空间附近的放大图。

具体实施方式

下面，参照附图，基于实施方式说明本发明。对于各附图所示的相同或者等同的结构要素、部件、处理，标注相同的标号，适当省略重复的说明。另外，实施方式并不是限定发明，而是例示，实施方式中所记述的所有特征及其组合，并不限于一定是本发明的本质内容。

本发明的灯具单元可以在各种车辆用灯具中使用。下面，对在车辆用灯具中的车辆用前照灯中应用本发明的灯具单元的情况进行说明。另外，以下的各实施方式所涉及的灯具单元，可以形成上端部具有规定的明暗截止线的配光图案。

(第1实施方式)

首先，示出第1实施方式所涉及的灯具单元10的概略结构。图1是第1实施方式所涉及的灯具单元10的包含光轴X的垂直剖面图。灯具单元10在车辆的左前部以及右前部各设置一个。在下述说明中，对一个灯具单元10的结构进行说明。

灯具单元10主要包含发光部16、散热片18、透光部件20、后表面反射部22、以及前表面反射部24。

发光部16使用长方形状的LED等发光元件12作为光源。发光元件12配置在电路基板上，由半球状的密封树脂密封。如后述所示，发光元件12配置为，长方形的一个角位于光轴X上。从发光元件12发出的光在被透光部件20的前表面反射后进一步被后表面反射，并从透光部件20的前表面射出。

透光部件20是丙烯酸树脂等透明的合成树脂成型品，使来自发光元件12的光从后方入射，向前方投影配光图案。透光部件20的前表面20a由与光轴X正交的平面构成。透光部件20的后表面20b作为下述光反射控制面而构成，即，将发光元件12和光轴X的交点即发光中心A相对于前表面20a对称的位置作为焦点F，并且将以光轴X为中心轴的旋转抛物面作为基准面而形成。因此，前表面20a成为与发光中心A和焦点F之间的距离相等的位置上的平面。

在透光部件20的前表面20a上形成有前表面反射部24，其用于将从发光元件12发出的光向后表面20b进行内表面反射。前表面反射部24是以光轴X为中心的圆形区域，通过铝蒸镀等而实施镜面处理。前表面反射部24的外周缘设定在向透光部件20的前表面20a入射的来自发光元件12的光的入射角与透光部件20的临界角大致相等的位置上。由此，从发光元件12发出的光利用实施了镜面处理的前表面反射部24进行内表面反射，并且在没有被前表面反射部24覆盖的外周侧通过全反射进行内表面反射。

即，透光部件20构成为，在使从后方向透光部件的内部入射的入射光被透光部件的前表面20a向后方反射后，利用透光部件的后表面20b向前方再次进行反射，并从透光部件的前表面20a射出。

在透光部件20的后表面侧安装有发光部16。另外，在透光部件20的后表面侧形成有包围发光元件12的收容空间14。收容空间14形成为以发光中心A为中心的半球面状，并且在收容空间14内填充有环氧树脂等透明树脂。由此，使来自发光元件12的出射光以不在半球面处折射的方式向透光部件20入射。此外，对于收容空间14，在设置后述的遮光部的情况下，也可以不使用密封树脂而形成为空洞。

在透光部件20的后表面20b上，形成有用于将前表面反射部24的反射光作为向车辆前方射出的出射光而反射的后表面反射部22。后表面反射部22在除了凹部20c之外的后表面20b的整个区域上，通过铝蒸镀等实施镜面处理。

图2是使用第1实施方式所涉及的灯具单元10的车辆用前照灯100的剖面图。车辆用前照灯100如图2所示具有：灯体26，其具有向灯具单元10的前方开口的凹部；以及外罩28，其将灯体26的开口面闭塞，由灯体26和外罩28形成的内部空间作为灯室29而形成。灯具单元10配置在灯室29内。此外，也可以在灯室29内配置多个灯具单元10。

如图2所示，灯具单元10经由支撑部件31安装在灯体26上。灯具单元10配置为其光轴X朝向车辆前后方向。

图3是表示利用从本实施方式所涉及的灯具单元10向前方照射的光，在配置于灯具前方的规定位置(例如25m)处的假想铅垂屏幕上形成的近光用配光图案30的图。

近光用配光图案30在其上端缘具有明暗截止线CL1～CL3。明暗截止线CL1～CL3以通过作为灯具正面方向的消失点的H-V的铅垂线即V-V线为界而左右高度不同地沿水平方向延伸。第1水平明暗截止线CL1在V-V线的右侧且在H-H线的下方沿水平方向延伸。倾斜明暗截止线CL3从第1水平明暗截止线CL1的左端部向左上方以α°(例如，α≤15°)的倾斜角倾斜延伸。第2水平明暗截止线CL2从倾斜明暗截止线CL3和H-H线的交点开始，在左侧沿H-H线上延伸。在第1水平明暗截止线CL1和倾斜明暗截止线CL3的交点即拐点E的附近，形成作为高亮度区域的热区。

近光用配光图案30作为水平明暗截止线形成图案P1、P2、倾斜明暗截止线形成图案P3、扩散区域形成图案P4的合成配光图案而形成。其中，水平明暗截止线形成图案P1的上端缘形成第1水平明暗截止线CL1，水平明暗截止线形成图案P2的上端缘形成第2水平明暗截止线CL2，倾斜明暗截止线形成图案P3的上端缘形成倾斜明暗截止线CL3。

图4是从正面观察灯具单元10时的俯视图。在图4中，为了对透光部件20的后表面20b即光反射控制面进行说明，而省略前表面反射部24的图示。在以下的说明中，利用通过光轴的水平线以及垂直线将光反射控制面分割成4份，从图中右上角开始以逆时针旋转的方向命名为区域I～区域IV。

发光元件12配置为，沿通过光轴X且相对于水平线以与倾斜明暗截止线的倾斜角α相等的角度延伸的线L，设置发光元件的长方形的下边12a。发光元件12的下端的角配置在光轴X上。

图5是表示在假定透光部件20的后表面20b为旋转抛物面时，利用来自图4所示的区域Z的反射光在假想铅垂屏幕上形成的基本配光图案。如上述所示，通过使发光元件12相对于水平线以倾斜角α倾斜，从而基本配光图案也以相同的角度倾斜。另外，基本配光图案的上端部的轮廓形成向倾斜方向延伸的发光元件12的下边12a的反转像、即倾斜明暗截止线CL3。在本实施方式中，通过基于上述基本配光图案对透光部件20的光反射控制面进行调整，从而形成图3所示的近光用配光图案。

返回图4，在透光部件20的后表面20b即光反射控制面的中央部，形成以与倾斜明暗截止线的倾斜角α相等的角度相对于水平线倾斜的带状的区域Z。该带状的区域Z是用于形成倾斜明暗截止线CL3的区域(以下称为“倾斜线形成区域”)Z。倾斜线形成区域Z设定在发光元件12以及发光元件12的下端线的延长线L的附近。倾斜线形成区域Z上下的边界线C1、C2之间的宽度，与假想铅垂屏幕上形成的热区的大小相对应而确定。如果使边界线C1和C2的宽度变宽，则到达热区的光束增加，相反地，如果使宽度变窄，则热区的光束减少。

在光反射控制面中的区域I及III中，分别设定用于形成水平明暗截止线的区域(以下称为“水平线形成区域”)S2、S1。

水平线形成区域S1是由朝向中心形成为凸状的曲线C4、倾斜线形成部的边界线C1以及垂直线围成的大致三角形的边界。水平线形成区域S2是由朝向中心形成为凸状的曲线C3、倾斜线形成部的边界线C2以及垂直线围成的大致三角形的边界。水平线形成区域S1在假想铅垂屏幕上形成水平明暗截止线形成图案P1，水平线形成区域S2形成水平明暗截止线形成图案P2。

曲线C3、C4在透光部件20的后表面20b由旋转抛物面构成的情况下，通过将由该面的反射光形成的发光元件的像成为具有与假想铅垂屏幕上的水平明暗截止线CL2、CL1相等的上端缘的像的位置相连接而设定。更具体地说，对从发光元件12发出并由透光部件20的前表面20a反射的光在后表面20b上反射后，在前表面折射而向假想铅垂屏幕上投影的光的上端的角度进行计算。然后，确定该角度成为大致水平的旋转抛物面上的位置，通过将该区域连接而设定曲线C3、C4。

在透光部件20的后表面20b即光反射控制面中，除了倾斜线形成区域Z以及水平线形成区域S1、S2以外的区域D1～D4，是将多个反射元件形成为纵长的格子状而构成的。上述各反射元件使从发光元件12发出并由透光部件20的前表面20a反射的光进行扩散反射。各反射元件可以通过改变相对于旋转抛物面的水平方向的曲率而调整扩散角度，并设定为在假想铅垂屏幕上形成扩散区域形成图案P4。

如以上说明所示，在本实施方式中，倾斜地配置发光元件，并且将透光部件的光反射控制面分割为，形成倾斜明暗截止线的倾斜线形成区域、以及形成水平明暗截止线的水平线形成区域。由此，可以利用左右一组的灯具单元10形成近光用配光图案。

另外，本发明人想到了上述的灯具单元10可能产生目眩的情况。图6是用于说明目眩的产生的示意图。如图6所示，在从发光中心A射出的光中，被前表面20a反射后并进一步被后表面20b反射而从透光部件20的前表面20a射出的光L1、L2，作为由光反射控制面即后表面20b控制的光，形成期望的配光图案。但是，在从发光中心A射出的光中，不被前表面20a反射而直接被后表面20b反射的光L3，难以通过光反射控制面即后表面20b进行控制，可能成为使车辆前方的前行车辆或行人产生目眩的一个原因。

因此，在本实施方式中，在图1所示的灯具单元10的收容空间14中设置有遮光部(在图1中未图示)。遮光部构成为，使得从发光中心A发出的光不会直接朝向图6所示的网点区域B照射。

图7是第1实施方式所涉及的灯具单元10的收容空间14附近的放大图。此外，对于一部分的部件适当省略了图示。

本实施方式所涉及的遮光部32设置在发光元件12和透光部件20的后表面20b之间，对从发光元件12射出的光的一部分进行遮光。遮光部32为碗状，在底部设置有用于配置发光元件12的配置部32a。遮光部32构成为，对从发光元件12向透光部件20的后表面20b直接照射的光L3，即，向图6所示的网点区域B直接照射的光进行遮光。由此，由于对从发光元件12向透光部件20的后表面20b直接照射的光进行遮光，所以抑制目眩的产生。

(第2实施方式)

图8是第2实施方式所涉及的遮光部附近的放大图。本实施方式所涉及的遮光部34形成在使发光元件12的光向透光部件20入射的入射面20d上。遮光部34例如可以通过利用蒸镀等在入射面20d上形成膜、或者将预先制作的部件粘贴在入射面20d上而实现。由此，与在收容空间14内的发光元件12附近设置遮光部的情况相比，易于进行遮光部的定位。

(第3实施方式)

图9是第3实施方式所涉及的遮光部附近的放大图。本实施方式所涉及的遮光部36为与第1实施方式所涉及的遮光部32类似的结构，但对内表面36a进行了反射处理这一点为较大的不同点。即，内表面36a作为反射面起作用。由此，由于可以将从发光元件12向透光部件20的后表面20b直接照射的光也向车辆前方反射，有助于配光图案的形成，因此，作为灯具单元而提高光束的利用率。

(第4实施方式)

图10(a)是第4实施方式所涉及的灯具单元70的正视图，图10(b)是图10(a)所示的灯具单元70的包含光轴X的剖面图。对于灯具单元70，倾斜地配置发光元件12这一点与上述的实施方式相同，但透光部件80、前表面反射部82以及后表面反射部84的形状不同。

在将前表面反射部82和后表面反射部84之间不引起多次反射的边界位置即前表面80a上的位置H、和发光中心A连结而成的直线设为G时前表面80a以及前表面反射部82的上半部分，形成为使以直线G为轴的抛物线围绕光轴X旋转所得到的旋转抛物面形状。前表面80a以及前表面反射部82的下半部分，与上半部分相对于包含光轴X的水平面对称而形成。另外，在作为透光部件80的光反射控制面的后表面反射部84中，被作为旋转抛物面的前表面反射部82反射的光所到达的自由曲面区域80b，形成为将光作为平行光而反射的自由曲面，外侧的其余抛物面区域80c，形成为与上述的实施方式相同的抛物面。即，被前表面反射部82反射的光在后表面反射部84的自由曲面区域80b被反射，被透光部件的前表面80a反射的光在后表面反射部84的抛物面区域80c被反射。由此，将来自后表面反射部84的反射光全部作为平行光进行反射。

通过采用如图10所示的结构，从而与透光部件的前表面为平坦的情况相比，从发光元件12发出的光被前表面反射部82向远离光轴X的方向反射。因此，抑制后表面反射部84的再反射光向前表面反射部82再次入射。即，由于抑制前表面和后表面之间的光线的多次反射，所以可以进一步增加所射出的光束。此外，也可以将前表面反射部82及后表面反射部84的整个面设为自由曲面。

以上，参照上述的各实施方式，对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述的各实施方式，将各实施方式的结构适当组合后得到的技术方案或进行置换后得到的技术方案，也包含在本发明中。另外，也可以基于本领域技术人员的知识，进行各实施方式的组合、将处理的顺序适当重组、或者对各实施方式施加各种设计变更等变形，被施加了这种变形的实施方式也包含在本发明的范围中。

在上述的实施方式中，由于透光部件20的入射面20d为半球状，所以来自中心的光不折射而直接透过。因此，需要遮光部。另一方面，在上述的实施方式所涉及的灯具单元10中，也可以不设置遮光部，并设置为不从发光元件12向透光部件20的后表面20b直接照射光。

图11是变形例所涉及的透光部件的收容空间114附近的放大图。变形例所涉及的透光部件120构成入射面的形状，以使得从发光元件12向透光部件120的后表面120b直接照射的光在入射面120d处朝向透光部件120的前表面折射。由此，从光源向透光部件的后表面直接照射的光发生折射，因此，不必设置遮光部，即可以抑制目眩的产生。

Claims (4)

1.一种灯具单元，其用于形成上端部具有规定的明暗截止线的配光图案，

其特征在于，具有：

光源；

透光部件，其使来自所述光源的光从后方入射，并向前方投影所述配光图案；以及

遮光部，其设置在所述光源和所述透光部件之间，对从所述光源射出的光的一部分进行遮光，

所述透光部件构成为，在将从后方向该透光部件的内部入射的入射光，利用该透光部件的前表面向后方反射后，利用该透光部件的后表面向前方再次进行反射，并从该透光部件的前表面射出，

所述遮光部构成为，对从所述光源向所述透光部件的后表面直接照射的光进行遮光，

所述遮光部具有将来自光源的光向前方反射的反射面。

2.根据权利要求1所述的灯具单元，其特征在于，

所述遮光部设置在所述光源和所述透光部件的后表面之间。

3.根据权利要求1所述的灯具单元，其特征在于，

所述遮光部形成在使来自所述光源的光向所述透光部件入射的入射面上。

4.一种灯具单元，其用于形成上端部具有规定的明暗截止线的配光图案，

其特征在于，具有：

光源；以及

透光部件，其使来自所述光源的光从后方入射，并向前方投影所述配光图案，

所述透光部件构成为，在将从后方的入射面向该透光部件的内部入射的入射光，利用该透光部件的前表面向后方反射后，利用该透光部件的后表面向前方再次进行反射，并从该透光部件的前表面射出，

所述入射面构成为，使从所述光源向所述透光部件的后表面直接照射的光，在该入射面处朝向所述透光部件的前表面发生折射。