CN102644895A - 车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

提供了一种车辆用灯具，其能够兼具雾灯功能和日间行车灯功能。该车辆用灯具可以包括设置在该车辆用灯具的前侧的透镜及设置在其后侧的光源。该光源可以总体上为十字形，并且包括：横发光部，其用于发出透过所述透镜而向前投射的光，以在面向车辆前部的假想竖直屏幕上形成雾灯配光图案；以及纵发光部，其用于发出透过所述透镜而向前投射的光，以在所述假想竖直屏幕上形成日间行车配光图案。所述透镜可以被配置成使得从其焦点行进并进入所述透镜的光在其纵截面上成为与所述透镜的光轴平行或者大致平行的光而出射，并在其横截面上成为扩散光而出射。所述透镜的焦点可以设置为位于或者靠近横发光部的下边缘的中心。

Description

车辆用灯具
技术领域
本发明涉及车辆用灯具，具体地说，涉及能够既具有雾灯功能又具有日间行车灯功能的车辆用灯具。
背景技术
传统上，在车辆用灯具的领域，已知如下的组合灯：其中设置了雾灯N和日间行车灯T等的各种灯，如图8所示(见非专利文献1)。雾灯是用于在有雾、雪等时提高前方能见度的灯。日间行车灯是用于在日间指示在前方存在车辆的灯。
非专利文献1：博世汽车手册(第7版)(Bosch Automotive Handbook(7th edition))，第968页
发明内容
图8是例示了以往技术中雾灯N和日间行车灯T等各种灯的设置的图。如图8所示，由于在非专利文献1中记载的技术中，雾灯N和日间行车灯T被作为单独的灯设置在车辆前部的不同位置上(见图8)，在结构上存在难以在有限的空间中设置雾灯N和日间行车灯T的问题。
鉴于这样的问题作出了本发明，本发明的一个目的是提供一种能够具有两种灯功能(比如雾灯功能和日间行车灯功能)的车辆用灯具。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，车辆用灯具可以具有沿水平方向的光轴，并且可以包括设置在车辆用灯具的前侧(例如，车体的前方侧)的透镜以及设置在车辆用灯具的后侧(例如，车体的后方侧)的光源。该光源可以总体上为十字形(有时称为“十字形光源”)，并且包括：横发光部，其用于发出透过该透镜并向前投射的光，以在面向车辆前部的假想竖直屏幕上形成第一配光图案，例如雾灯配光图案；以及纵发光部，其用于发出透过该透镜并向前投射的光，以在该假想竖直屏幕上形成第二配光图案，例如日间行车配光图案。所述透镜可以具有光轴并且被配置成使得从其焦点行进并进入该透镜的光在其纵截面上作为与该透镜的光轴平行或者大致平行的光出射，并在其横截面上作为扩散光出射。所述透镜的焦点可以位于或者靠近所述横发光部的下边缘的中心。
根据本发明的第一方面，由于透镜的作用，从横发光部发出的光对于竖直方向可以与光轴平行或大致平行地会聚，并且对于水平方向可以作为横向扩散的光向前投射。结果，例如，可以在面向车辆前部的假想竖直屏幕上形成雾灯配光图案，使得光可以在纵向上扩散较小而在横向上扩散较大。另一方面，由于纵发光部沿纵向延伸，通过透镜的作用(根据与透镜的焦点的关系)，从纵发光部发出的光可以对于竖直方向在纵向上扩散，并且对于水平方向可以变成在横向上扩散的光而向前投射。结果，例如，可以在假想竖直屏幕上形成日间行车灯配光图案，使得光可以在纵向和横向上都扩散较大。
如上所述，根据本发明的第一方面，可以获得一种车辆用灯具，其利用包括横发光部和纵发光部的总体上为十字状的光源而能够具有雾灯功能和日间行车灯功能这两种功能。
此外，根据本发明的第一方面，与作为单独的灯而设置雾灯和日间行车灯的以往技术不同，获得了能够具有这两种功能的车辆用灯具。因此，与以往技术相比，可以在有限的空间中设置更多的灯。还可以在各种灯的布局上获得更大的灵活性。
此外，根据本发明的第一方面，通过利用包括横发光部和纵发光部的总体上为十字状的光源，可以共用投射透镜。因此，与以往技术中作为单独的灯设置雾灯和日间行车灯，从而导致光学部件的数量增加的情况相比，可以减少部件数量并降低成本。
根据本发明的第二方面，在根据本发明的第一方面的车辆用灯具中，可以通过沿水平方向设置的多个半导体发光元件形成所述横发光部，并且可以通过沿竖直方向设置的多个半导体发光元件形成所述纵发光部。
根据本发明的第二方面，可以容易地利用沿水平方向设置的多个半导体发光元件形成横发光部。还可以容易地利用沿竖直方向设置的多个半导体发光元件形成纵发光部。
根据本发明的第三方面，在根据本发明的第二方面的车辆用灯具中，形成所述横发光部的多个半导体发光元件和形成所述纵发光部的多个半导体发光元件可以是具有相同结构的半导体发光元件，并且施加给形成所述纵发光部的多个半导体发光元件中各元件的电流值可以小于施加给形成所述横发光部的多个半导体发光元件中各元件的电流值。
根据本发明的第三方面，通过设置施加给形成纵发光部的多个半导体发光元件的电流值，使其不同于施加给形成横发光部的多个半导体发光元件的电流值，可以获得例如雾灯配光图案和日间行车灯配光图案各自的法规所要求的亮度。
根据本发明的第四方面，在根据本发明的第二方面的车辆用灯具中，形成所述纵发光部的多个半导体发光元件中各元件可以是在施加相同电流时发出的光通量比形成所述横发光部的多个半导体发光元件中各元件更少的半导体发光元件，并且施加给形成所述纵发光部的多个半导体发光元件中各元件的电流值和施加给形成所述横发光部的多个半导体发光元件中各元件的电流值可以相同或者基本相同。
通常，施加相同电流时发出较少光通量的半导体发光元件比施加相同电流时发出较多光通量的半导体发光元件更加便宜。
根据本发明的第四方面，可以利用在施加相同电流时发出较少光通量的半导体发光元件(即，更便宜的半导体发光元件)形成十字状的光源(具体地说，光源的纵发光部)。即，根据本发明的第四方面，与通过具有与横发光部结构的半导体发光部相同结构的半导体发光部形成纵发光部的情况相比，可以低成本地形成能够具有雾灯功能和日间行车灯功能两种功能的车辆用灯具。
根据本发明的第五方面，在根据本发明的第一到第四方面中的任何一方面的车辆用灯具中，所述透镜可以是投射透镜或光导透镜。
根据本发明的第五方面，如根据本发明的第一方面的车辆用灯具那样，也可以获得一种车辆用灯具，其利用包括横发光部和纵发光部的总体上为十字状的光源，能够具有雾灯功能和日间行车灯功能这两种功能。
根据本发明，可以提供一种能够具有雾灯功能和日间行车灯功能等两种功能的车辆用灯具。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的车辆用灯具10的结构图；
图2A是投射透镜11的纵截面图(包括光路)，图2B是投射透镜11的横截面图(包括光路)；
图3是十字形光源12的正视图；
图4A是十字形光源12的正视图(横发光部12a开启，纵发光部12b关闭)，图4B是十字形光源12的正视图(横发光部12a关闭，纵发光部12b开启)；
图5A是横发光部12a开启(纵发光部12b关闭)时纵截面上的光路图，图5B是横发光部12a关闭(纵发光部12b开启)时纵截面上的光路图；
图6A是示出了在假想竖直屏幕上形成的配光图案P1(等光强曲线)的一个示例的图，图6B是示出了在假想竖直屏幕上形成的配光图案P2(等光强曲线)的一个示例的图；
图7是根据本发明的一个实施方式的车辆用灯具10(变形例)的立体图；以及
图8是例示了以往技术中诸如雾灯和日间行车灯的各种灯的设置的图。
具体实施方式
此后，参照附图来说明根据本发明的一个实施方式的车辆用灯具。在本说明书中，前、后、右、左、上和下方向被认为与基于设置在车辆前侧正常位置的灯具的方向相对应。
本实施方式的车辆用灯具10可以是能够具有两种灯功能的车辆用灯具，例如，雾灯功能和日间行车灯功能二者，并且该车辆用灯具10可以分别设置在车辆前部的两侧。由于右侧和右侧的车辆用灯具10具有对称并且相同的结构，因此下面主要以左侧设置的车辆用灯具10作为示例进行说明。
如图1中所示，车辆用灯具10可以包括：透镜11，其设置在该车辆用灯具的前侧；光源12，其设置在该车辆用灯具的后侧；控制电路13，其用于对光源12施加电流，等等。此后，将说明透镜11是投射透镜的示例。
投射透镜11可以包括入射面11a和出射面11b，从光源12发出的光透过该入射面11a而进入该透镜，进入到该透镜的光透过该出射面11b而出射。投射透镜11可以是配置成使得从光源12进入到该透镜的光在竖直方向上会聚(见图2A)并且作为在水平方向上扩散的光出射(见图2B)的非球面透镜。
例如，可以通过以下过程设计投射透镜11。
首先，确定焦点F的位置和靠近光源12一侧的入射面11a的形状。为了提高入射效率，例如，优选的是入射面11a如图1、2A和2B所示相对于光源12为凹面。接着，出射面11b被设置为使得从焦点F行进并从入射面11a进入透镜11的光束在纵截面上作为与透镜的光轴AX平行或大致平行的光束出射(图2A)，并且在横截面上以这种方式出射：扩散程度从透镜的中心向透镜的周围逐渐增大(图2B)。
通过上述过程，可以形成投射透镜11，该投射透镜11可以根据光源12的尺寸或者亮度分布形成最优配光图案。此外，由于其仅由投射透镜11和光源12构成的光学系统结构，可以显著地减小其深度尺寸。注意，通过按照设计者的希望设置投射透镜11的形状，可以容易地形成适当的配光图案。
例如，可以通过对在可见光区域中透光的树脂(例如，丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂等的透明树脂材料)进行注射成型来形成投射透镜11。
如图3所示，光源12可以是总体上为十字形的光源并且可以包括：横发光部12a，其用于发出透过投射透镜11并向前投射的光，以在面向车辆前部的假想竖直屏幕上形成第一配光图案，例如雾灯配光图案；以及纵发光部12b，其用于发出透过投射透镜11并向前投射的光，以在所述假想竖直屏幕上形成第二配光图案，例如日间行车配光图案。横发光部12a可以由沿水平方向设置的多个半导体发光元件12a1形成。纵发光部12b可以由沿竖直方向设置的多个半导体发光元件12b1形成。横发光部12a和纵发光部12b可以包括设置在它们之间的交叉处的公共半导体发光元件。可以使投射透镜11的焦点F位于或者靠近横发光部12a的下边缘的中心(见图1和3)。此后，作为示例，对该十字形光源进行说明，该十字形光源包括：横发光部12a，其发出用于在假想竖直屏幕上形成雾灯配光图案的光；以及纵发光部12b，其发出用于在该假想竖直屏幕上形成日间行车配光图案的光。
例如，半导体发光元件12a1和12b1两者都可以是封装的白LED光源，该白LED光源包含多个(例如，四个)LED芯片和设置成覆盖这多个LED芯片的荧光材料。半导体发光元件12a1和12b1两者都可以设置为使其发光面朝向车辆前方(见图1和3)。在本实施方式中，用于形成横发光部12a的半导体发光元件12a1和用于形成纵发光部12b的半导体发光元件12b1可以具有相同的结构。
如图1中所示意的，控制电路13电连接到各半导体发光元件12a1和12b1，并且雾灯开关和日间行车灯开关连接到控制电路13。
当雾灯开关接通时，控制电路13可以向横发光部12a(向各半导体发光元件12a1)施加预定电流值(例如，I)。结果，可以开启横发光部12a(各半导体发光元件12a1)。
由于投射透镜11的作用，从横发光部12a(各半导体发光元件12a1)发出的光对于竖直方向可以大致平行于光轴AX会聚(见图5A)，而对于水平方向在横向上扩散而向前投射(见图2B)。结果，可以在面向车辆前部的假想竖直屏幕上形成适于雾灯配光图案的图案P1，其中光在纵向上扩散较小而在横向上扩散较大(见图6A)。可以沿配光图案P1的上边缘形成横发光部12a的下边缘所限定的截止线CL。图6A示出了在假想竖直屏幕上形成的配光图案P1(等光强曲线)的一个示例。在图6A中，最外的等光强曲线为0.75[cd]，并且图6A例示了亮度朝向最内的等光强曲线增加(最大亮度：6600[cd])。本发明的发明人确认了该配光图案P1满足ECE Reg.No.19-F3所要求的亮度值。
另一方面，当接通日间行车灯开关时，控制电路13可以向纵发光部12b(向各半导体发光元件12b1)施加预定电流值(比I小的电流值，例如，I/2)。结果，可以开启纵发光部12b(各半导体发光元件12b1)，使得亮度为横发光部12a的大约一半(见图4B)。
由于纵发光部12b沿纵向延伸(即，半导体发光元件12b1沿竖直方向设置)，因此通过投射透镜11的作用(与投射透镜11的焦点F的关系)，从纵发光部12b(各半导体发光元件12b1)发出的光可以对于竖直方向沿纵向扩散(见图5B)，并且还可以对于水平方向沿横向扩散而向前投射(见图2B)。结果，在面向车辆前部的假想竖直屏幕上形成了适用于日间行车灯的配光图案P2，其中光沿纵向和横向都扩散(见图6B)。图6B示出了在假想竖直屏幕上形成的配光图案P2(等光强曲线)的一个示例。在图6B中，最外的等光强曲线为10[cd]，并且图6B例示了亮度朝向最内的等光强曲线增加(最大亮度：810[cd])。本发明的发明人确认了该配光图案P2满足ECE Reg.No.87所要求的亮度值。
如上所述，根据本实施方式的车辆用灯具10，可以获得一种车辆用灯具，其利用包括横发光部12a和纵发光部12b的总体上为十字形的光源，能够具有雾灯功能和日间行车灯功能这两种功能。
此外，根据本实施方式的车辆用灯具10，与作为单独的灯设置雾灯和日间行车灯的以往技术不同，可以获得一种能够兼具这两种功能的车辆用灯具。因此，与以往技术相比，可以在有限的空间中设置更多的灯。还可以在各种灯的布局上获得更大的灵活性。
此外，根据本实施方式的车辆用灯具10，通过利用包括横发光部12a和纵发光部12b的总体上为十字形的光源，能够共用投射透镜11。因此，与作为独立的灯设置雾灯和日间行车灯，从而导致光学部件的数量增加的以往技术相比，可以减少部件数量并降低成本。
此外，根据本实施方式的车辆用灯具10，通过设置施加给纵发光部12b(半导体发光元件12b1)的电流值I，使其与施加给横发光部12a(半导体发光元件12a1)的电流值I/2不同，可以获得法规对于雾灯配光图案P1和日间行车灯配光图案P2分别要求的亮度。
接着，说明一个变形例。
尽管上述实施方式针对的是透镜11为投射透镜的情况，但本发明不限于此。例如，如图7所示，透镜11可以是固态透镜体30(光导透镜)，其包括：前表面31，其设置在车辆用灯具的前侧，包括出射面31a；后表面32，其设置在车辆用灯具的后侧，包括反射面32a和连接面32b和32c；底面33，其包括入射面33a；上表面34；以及侧面35和36。可以通过对在可见光区域中透明的树脂(例如，丙烯酸树脂或聚碳酸酯等的树脂材料)或玻璃材料进行注射成型来形成透镜体30。
入射面33a可以是透镜面，来自发光面设置为面向上的十字形光源12(横发光部12a或纵发光部12b)的光透过该透镜面进入透镜体30(图7例示了向透镜体30的内侧凹进的半球形入射面33a)。入射面33a形成在底面33上。
反射面32a可以是配置成在预定方向上反射来自光源12(横发光部12a或纵发光部12b)的从入射面33a进入透镜体30的入射光，以形成预定的配光图案(例如，雾灯配光图案)的反射面(例如，回转抛物面反射面)。例如，可以利用铝等的金属在后表面32上的两条线L1和L2之间的区域上进行汽相沉积工艺来形成反射面32a，这两条线从底面33的后表面端缘延伸到上表面34的后表面端缘。
连接面32b不是用于形成预定配光图案的，而是用于实现透镜30的形状的面。连接面32b形成于后表面32上反射面32a的外围区域(图7中，通过示例示出了线L1与侧面35的后表面侧端缘L3之间的区域)。类似地，连接面32c不是用于形成预定配光图案的，而是用于实现透镜30的形状的面。连接面32c形成于后表面32上反射面32a的外围区域(图7中，通过示例示出了线L2与侧面36的后表面侧端缘L4之间的区域)。
出射面31a是透镜面，从反射面32a反射的光透过该透镜面而出射，出射面31a形成在前表面31上。注意，通过设置设计者所期望的透镜体30的形状，可容易地形成适当的配光图案。
利用本变形例，可以取得与上述实施方式类似的效果。
此外，尽管用于形成横发光部12a的半导体发光元件12a1和用于形成纵发光部12b的半导体发光元件12b1是具有上述实施方式中相同的结构的半导体发光元件，但本发明不限于此。
例如，形成纵发光部12b的各半导体发光元件12b1可以是在施加相同电流时发出的光通量比形成横发光部12a的各半导体发光元件12a1更少的半导体发光元件。在这种情况下，通过将相同(或大致相同)的电流值施加给形成纵发光部12b的各半导体发光元件12b1和形成横发光部12a的各半导体发光元件12a1，可以获得法规对于雾灯配光图案P1和日间行车灯配光图案P2所要求的亮度。
通常，在施加相同电流时发出的光通量较少的半导体发光元件比施加相同电流时发出的光通量较多的半导体发光元件更加便宜。
根据本变形例，可以利用在施加相同电流时发出的光通量较少的半导体发光元件(即，更便宜的半导体发光元件)形成十字形的光源12(光源12的纵发光部12b)。即，根据本变形例，与由结构与横发光部12a相同的半导体发光部形成纵发光部12b的情况相比，可以低成本地形成能够兼具雾灯功能和日间行车灯功能的车辆用灯具10。

Claims (6)

1.一种车辆用灯具，该车辆用灯具包括：
透镜，其具有沿着水平方向的光轴并且在车体的前向上设置在所述车辆用灯具的前侧；以及
光源，其在所述车体的后向上设置在所述车辆用灯具的后侧，其中
所述光源被配置成总体上为十字形，并且包括：横发光部，其用于发出透过所述透镜并向前投射的光，以在面向车辆前部的假想竖直屏幕上形成第一配光图案；以及纵发光部，其用于发出透过所述透镜并向前投射的光，以在所述假想竖直屏幕上形成第二配光图案，
所述透镜被配置成使得从其焦点行进并进入所述透镜的光在所述透镜的纵截面上作为与所述透镜的光轴平行或者大致平行的光出射，并在所述透镜的横截面上作为扩散光出射，并且
所述透镜的焦点位于或者靠近所述横发光部的下边缘的中心。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其中，
所述横发光部由沿水平方向设置的多个半导体发光元件形成，并且
所述纵发光部由沿竖直方向设置的多个半导体发光元件形成。
3.根据权利要求2所述的车辆用灯具，其中，
形成所述横发光部的多个半导体发光元件和形成所述纵发光部的多个半导体发光元件是具有相同结构的半导体发光元件，并且
施加给形成所述纵发光部的多个半导体发光元件中各元件的电流值小于施加给形成所述横发光部的多个半导体发光元件中各元件的电流值。
4.根据权利要求2所述的车辆用灯具，其中，
形成所述纵发光部的多个半导体发光元件中各元件是在施加相同电流时发出的光通量与形成所述横发光部的多个半导体发光元件中各元件相比更少的半导体发光元件，并且
施加给形成所述纵发光部的多个半导体发光元件中各元件的电流值与施加给形成所述横发光部的多个半导体发光元件中各元件的电流值相同或者基本相同。
5.根据权利要求1到4中任意一项所述的车辆用灯具，其中，所述透镜是投射透镜和光导透镜中的任意一方。
6.根据权利要求1到5中任何一项所述的车辆用灯具，其中，所述第一配光图案是与雾灯相对应的配光图案，所述第二配光图案是与日间行车灯相对应的配光图案。
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