CN102650398B - 车辆用灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用灯具，其构成为相对于基本配光图案，由从来自于一体地形成于凸透镜的周围的附加透镜的射出光而附加地形成的附加配光图案，在该车辆用灯具中，简化凸透镜及附加透镜的形状。车辆用灯具具备：配置在光轴上的凸透镜即第一透镜、配置在第一透镜的后侧焦点附近的面状光源，通过凸透镜控制来自于面状光源的直射光的偏转，从而在照射面上形成在上端部具有水平及倾斜截止线的第一配光图案。在第一透镜的周围一体地形成有挖去凸透镜的中央部的形状的第二透镜。第一透镜和第二透镜的厚度大致相等。另外，第二透镜构成为射出使来自于面状光源的直射光向水平方向扩散的光，并且与第一配光图案重叠地照射，从而形成具有水平水平截止线的第二配光图案。

Description

车辆用灯具

技术领域

本发明涉及利用发光元件等的面状光源的车辆用灯具。

背景技术

近年来，多使用发光二极管等的发光元件作为车辆用灯具的光源。

在专利文献1中公开了一种车辆用照明灯具，其具备：配置在沿车辆前后方向延伸的光轴上的凸透镜、配置在该凸透镜的后侧焦点附近的发光元件，利用凸透镜控制来自于发光元件的直射光的偏转，从而形成在上端部具有水平及倾斜截止线的配光图案。由此，在凸透镜的周围配置有带状地包围凸透镜并且与凸透镜一体地形成的附加透镜，该附加凸镜以通过发光元件的发光中心附近并与光轴平行的轴线为中心形成大致圆筒面状。

由此，因为附加透镜的入射面以与光轴平行的轴线为中心形成大致圆筒面状，所以来自于发光元件的射出光中大部分朝向凸透镜的周边空间的光能够向附加透镜入射，并经由其反射面及射出面朝向前方射出。因此，相对于由来自于凸透镜的射出光而形成的基本配光图案，因为能够由来自于该附加透镜的射出光附加地形成附加配光图案，所以能够更有效地利用光源光束。

专利文献1：日本特开2009-146665号公报

但是，在专利文献1所记载的车辆用照明灯具中，因为形成于凸透镜的周围的附加透镜以与光轴平行的轴线为中心形成大致圆筒面状，所以导致透镜整体的厚度相当厚。因此，存在很难成型而且增加成本的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述状况而做出的，其目的在于，提供一种车辆用灯具，其构成为相对于由来自于凸透镜的射出光而形成的基本配光图案，由来自于一体地形成于凸透镜的周围的附加透镜的射出光而附加地形成附加配光图案，在该车辆用灯具中，简化凸透镜及附加透镜的形状。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种车辆用灯具，其构成为具备：配置在沿车辆前后方向延伸的光轴上的凸透镜即第一透镜、配置在该第一透镜的后侧焦点附近的面状光源，通过凸透镜控制来自于面状光源的直射光的偏转，从而在照射面上形成在上端部具有水平及倾斜截止线的第一配光图案。朝向前方配置面状光源，使面状光源的下端缘位于包含光轴的平面上，并且使下端缘的一个端点位于后侧焦点。所述车辆用灯具还具备第二透镜，该第二透镜与所述第一透镜的周围一体地形成，并且是挖去其凸透镜的中央部的形状。所述第二透镜构成为，射出使来自于面状光源的直射光向水平方向扩散的光，并与所述第一配光图案重叠地照射，从而形成第二配光图案。车辆前后方向的第一透镜和第二透镜的厚度大致相等。

根据该结构，车辆用灯具构成为，相对于由来自于第一透镜的射出光而形成基本的第一配光图案，由来自于一体地形成于第一透镜的周围的第二透镜的射出光而附加地形成第二配光图案，在上述车辆用灯具中，因为第一透镜与第二透镜的厚度大致相同，所以使成型、保管或使用变得容易。

也可以使第一透镜的后端面和第二透镜的后端面为同一面。由此，使透镜的成型变得更容易。

第二透镜的后端面是来自于所述面状光源的直射光的入射面，第二透镜也可以使被入射面折射的光被凸透镜形状的射出面进一步折射，形成向所述水平方向扩散的光。因为未利用透镜内的全反射，所以射出光的控制变得简单。

第二透镜也可以构成为，从比第二透镜的光轴更靠上部位置射出的光与从比光轴更靠下部位置射出的光相比，在照射面上更向光轴附近集中。由此，使附加的第二配光图案能够照射到第一配光图案下方的广阔的范围。

根据本发明，车辆用灯具构成为，相对于由来自于凸透镜的射出光而形成基本配光图案，由来自于一体地形成于凸透镜的周围的附加透镜的射出光而附加地形成附加配光图案，在上述车辆用灯具中，能够使凸透镜及附加透镜的形状变得简单。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的车辆用灯具的主视图。

图2是沿图1的XII-XII线的剖面图。

图3(a)、图3(b)是表示从发光元件向附加透镜入射的光的射出光的光程的图。

图4一起表示一个实施方式的车辆用灯具的凸透镜和发光芯片，是图1的主要部分的放大图。

图5是透视地表示由从一个实施方式的车辆用灯具向前方照射的光而形成于假想的垂直屏幕上的基本配光图案的图。

图6是透视地表示形成于假想垂直屏幕上的上部附加配光图案的图。

图7是透视地表示形成于假想垂直屏幕上的下部附加配光图案的图。

图8(a)是表示将发光元件的下端缘水平地配置的变形例的图，图8(b)是表示这时形成于假想垂直屏幕上的基本配光图案。

图9(a)是表示使用横长五边形的发光元件的变形例的图，图9(b)是表示这时形成于假想垂直屏幕上的基本配光图案。

附图标记说明

CL1水平截止线

PB1上部附加配光图案

CL2倾斜截止线

PB2下部附加配光图案

PL2低光用配光图案

10车辆用灯具

12凸透镜

14发光元件

Ax光轴

16金属板

18支承部件

PC基本配光图案

PB附加配光图案

22附加透镜

22a射出面

22b入射面

具体实施方式

图1是表示本发明的一个实施方式的车辆用灯具10的主视图。另外，图2是沿图1的XII-XII线的剖面图。

如图1及图2所示，本实施方式的车辆用灯具10具有凸透镜12(第一透镜)、附加透镜22(第二透镜)、发光元件14、金属板16及金属制的支承部件18，其中，所述凸透镜12配置在沿车辆前后方向的光轴Ax上，所述附加透镜22带状地包围该凸透镜12的整周并与凸透镜12一体地形成，所述发光元件14是配置在凸透镜12的后侧焦点F附近的面状光源，所述金属板16支承该发光单元14，所述支承部件18对金属板16及附加透镜22进行定位支承。车辆用灯具10以能够调整光轴地装入未图示的灯体等状态作为车辆用前照灯的灯具单元使用。

车辆用灯具10处于结束光轴调整阶段时，该光轴Ax以相对于车辆前后方向向下0.5～0.6°左右方向延伸的状态配置。

凸透镜12是前侧表面12a为凸面后侧表面12b为平面的具有近似平凸非球面透镜形状的凸透镜，并且配置在光轴Ax上。这时，对该图透镜12的前侧表面12a而言，虽然沿包含其光轴Ax的垂直面的剖面形状具有平凸非球面透镜的前侧表面的剖面形状，但是沿垂直面的剖面形状以外的剖面形状具有将平凸非球面透镜的前侧表面的剖面形状稍微变形的形状。因此，准确地说，该凸透镜12的后侧焦点F是包含光轴Ax的垂直面内的后侧焦点。在后面的说明中对该凸透镜12的前侧表面12a进行详细地说明。

发光元件14是例如白色发光二极管，并且由发光芯片14a和基板14b构成，其中，所述发光芯片14a具有横长的长方形(例如纵向1mm横向2mm左右的长方形)的发光面，所述基板14b支承有该发光芯片14a。这时，利用以覆盖该发光面的方式形成的薄膜密封发光芯片14a。另外，如果射出面为大致平面，则发光元件14也可以使用发光二极管以外的光源。

朝向前方配置发光元件14，以使其发光芯片14a的下端缘14a1相对于包含光轴Ax的水平面位于朝向本车车道侧向上倾斜规定角度θ(具体地说θ＝15°)的倾斜面上，并且使下端缘14a1的对面车道侧的端点位于凸透镜12的后侧焦点F。

附加透镜22以通过发光元件14的发光中心(即，灯具在主视下的发光芯片14a的中心)O并与光轴Ax平行的轴线Ax1为中心，形成挖去凸透镜的中央部分的大致圆环状。附加透镜22构成为具备：入射面22b，其使来自于发光元件14的直射光以向远离轴线Ax1的方向折射的方式向附加透镜22入射；射出面22a，其使来自于入射面22b的入射光朝向前方射出。

车辆前后方向，即，光轴Ax方向的附加透镜22的厚度与凸透镜12的厚度大致相同。附加透镜22的射出面22a的前端缘(即，附加透镜22的内周侧)22c的直径的值被设定为和凸透镜12的前侧表面12a与附加透镜22之间的边界线12a1的直径的值大致相同。

另外，附加透镜22的入射面22b形成为与凸透镜12的入射面12b为同一面。即，透镜的面对发光元件14的一侧整体上构成为大致平面。

附加透镜22的射出面22a的外周侧形成有向与轴线Ax1正交的方向突出的凸缘部22e。

支承部件18处于对金属板16进行定位支承的状态，并且以从凸透镜12及附加透镜22的后侧包围凸透镜12及附加透镜22的方式设置。支承部件18的前端部以包围附加透镜22的整周的方式构成为环部18a，在该环部18a形成有定位槽18b，该定位槽18b以光轴Ax为中心形成在规定角度范围。

通过在该定位槽18b嵌入附加透镜22的凸缘部22e，使凸透镜12及附加透镜22相对支承部件18被定位支承。这时，凸透镜12及附加透镜22在前后方向被定位，并且在与其正交的平面内的上下左右及旋转方向也被定位。

图2也表示从发光元件14的发光中心O射出的光的光程。对从发光元件14向凸透镜12入射的光而言，相对于上下方向，射出稍微向下的平行光，另外，相对于左右方向，射出向右水平方向稍微扩散的光，并且射出向左斜上方稍微扩散的光。

图3(a)、图(b)是表示从发光元件14向附加透镜22入射的光的射出光的光路。

本实施方式的附加透镜22构成为在光轴Ax的上部和下部的射出光的倾向不同。为了表示上述不同，图3(a)表示包含灯具10的光轴Ax的水平剖面的简要剖面图，图3(b)表示包含灯具10的光轴Ax的垂直剖面的简要剖面图。

如图3所示，附加透镜22构成为，相对于水平方向，使被入射面22b折射的光被相当于凸透镜的周缘部的形状的射出面22a进一步折射，从而射出比来自于凸透镜12的射出光进一步向左右两侧扩散得更大的扩散光。

对此，如图3(b)所示，附加透镜22相对于垂直方向，射出比来自于凸透镜12的射出光进一步稍微向下的光。这时，设计附加透镜22，使从比光轴Ax更靠上部位置的射出面22a1射出的光与从比光轴Ax更靠下部位置的射出面22a2射出的光相比，垂直方向的扩散宽度更小。而且，由从射出面22a1射出的光而构成于假想垂直屏幕上的配光图案(以下，称为“上部附加配光图案”)与由从射出面22a2射出的光而构成于假想垂直屏幕上的配光图案(以下，称为“下部附加配光图案”)相比，在照射面上更向光轴附近集中。

上述上部附加配光图案及下部附加配光图案重叠照射在由凸透镜产生配光图案。

图4一起表示本实施方式的凸透镜12与发光芯片14a，是图1的主要部分的放大图。

如图4所示，凸透镜12的前侧表面12a构成为，相对于包含光轴Ax的垂直面位于对面车道侧的整个区域为水平方向扩散区域Z1，并且相对于包含光轴Ax的垂直面位于本车车道侧的整个区域为倾斜方向扩散区域Z2。

水平方向扩散区域Z1被划分为多个单元C1，在各上述单元C1分别设定光射出方向。

具体地说，如图4的箭头所示，在靠近边界线B的单元C1，使射出光的方向稍微大角度地向左，在靠近凸透镜12的外周缘的单元C1，使射出光的方向比较大角度地向右，在位于其中间的单元C1，使射出光的方向朝向中间方向。这时，在每一段，从与边界线B邻接的单元C1到与凸透镜12的外周缘邻接的单元C1，射出光的方向在水平面内逐渐变化。

另一方面，倾斜方向扩散区域Z2被划分为多个单元C2，在各上述单元C2分别设定光射出方向。

具体地说，如图4的箭头所示，在靠近边界线B的单元C2，射出光的方向沿曲线L2c小角度地向左，在靠近凸透镜12的外周缘的单元C2，射出光的方向稍微大角度地向左，在位于其中间的单元C2，射出光的方向朝向中间方向。在本实施方式中，即使在由从光轴Ax向斜下方延伸的曲线L2m与边界线B包围的扇形区域内的单元C2，射出光的方向也沿曲线L2c稍微向左。这时，在每一段，从与边界线B邻接的单元C2到与凸透镜12的外周缘邻接的单元C2，射出光的方向在相对于水平面倾斜角度θ的倾斜平面内逐渐变化。

该倾斜方向扩散区域Z2构成为，在其上部区域Z2a及下部区域Z2b(图4中用斜线表示的区域)，射出使到达区域Z2的来自于发光元件14的光向下侧(准确地说，相对于上述倾斜平面的下侧)扩散的光。这时，设定越接近边界线B的上端点及从光轴Ax向斜下方延伸的曲线L2m的下端点的单元C2，射向下侧的射出光偏转量越大。

需要说明的是，在图4中表示的是：从各单元C1、C2的中心位置延伸的箭头表示从发光芯片14a的下端缘14a1的对面车道侧的端点(即，凸透镜12的后侧焦点F的位置)向凸透镜12入射的光从各单元C1、C2射出的方向。

由此，由于形成有凸透镜12的前侧表面12a，该前侧表面12a在水平方向扩散区域Z1与倾斜方向扩散区域Z2的边界线B是不连续的表面形状，该边界线B形成棱线。

图5至图7是透视地表示由从本实施方式的车辆用灯具10向前方照射的光而形成在配置于灯具前方25m位置的假想垂直屏幕上的基本配光图案PC、上部附加配光图案PB1及下部附加配光图案PB2的图。

基本配光图案PC是由来自于凸透镜12的射出光而形成的配光图案(图5)。上部附加配光图案PB1是由来自于附加透镜22的上部射出面22a1的射出光而形成的配光图案(图案6)。下部附加配光图案PB2是由来自于附加透镜22的下部射出面22a2的射出光而形成的配光图案(图7)。上述基本配光图案PC、上部附加配光图案PB1、下部附加配光图案PB2及由从未图示的其他灯具单元向前方照射的光而形成的配光图案的合成配光图案形成低光用配光图案PL2。

该低光用配光图案PL2是左配光的低光用配光图案，并且在上端部具有水平及倾斜的截止线CL1、CL2。这时，相对于灯具正面方向的消点即通过H-V的垂直线即V-V线，在对面车道侧形成有水平截止线CL1，并且在本车车道侧形成有倾斜截止线CL2，两条截止线CL1、CL2的交点即拐点E位于灯具正面方向的消点即H-V的0.5～0.6°左右的下方。在该低光用配光图案PL2形成有左倾地包围拐点E的高光度区域即热区HZ。

配光图案PC1和配光图案PC2的合成配光图案形成基本配光图案PC。配光图案PC1是由来自于水平方向扩散区域Z1的射出光而形成的配光图案，其上端缘形成为水平截止线CL1的一部分。另一方面，配光图案PC2是由来自于倾斜方向扩散区域Z2的射出光而形成的配光图案，其上端缘形成为倾斜截止线CL2的一部分。低光用配光图案PL2的热点区域HZ主要由上述两个配光图案PC1、PC2的重复部分形成。

上部附加配光图案PB1是以使其上端缘与水平截止线CL1大致一致的方式向左右方向扩散的配光图案。另外，下部附加配光图案PB2是比上部附加配光图案PB1更靠向垂直方向下方的向左右方向扩散的配光图案。

如上所述，在本实施方式的车辆用灯具10中，作为配光图案PC1、PC2的合成配光图案，而形成有在上端部具有水平及倾斜截止线CL1、CL2的基本配光图案PC(第一配光图案)。

另外，通过一体地形成于凸透镜12的周围的附加透镜22，能够在水平及倾斜截止线CL1、CL2的下方附近形成向左右方向扩散的附加配光图案PB1、PB2(第二配光图案)。

另外，在本实施方式中，凸透镜12和附加透镜22的车辆前后方向的厚度构成为大致相同。因此，与专利文献1的日本特开2009-146665号公告所记载的发明相比，能够使透镜整体变薄。另外，在本实施方式中，凸透镜12和附加透镜22的后端面，即，入射面12b和22b为同一面。因此，使透镜的成型变得容易，降低制造成本，并且也容易保管和使用。

另外，在本实施方式中，附加透镜22构成为仅使从发光元件14入射的光折射并向前方射出。因为未利用透镜内的全反射，所以使射出光的控制更简单。

本发明不限定于上述各实施方式，能够基于本领域的技术人员的知识添加各种设计变更等变形。因为各附图所示的结构仅是用于说明的一个例子而已，如果是能够到达相同功能的结构，也能够进行适当的变更，并且也能够得到相同的效果。

在实施方式中，虽然说明了配置发光元件14使其向本车车道侧倾斜，但是，如图8(a)所示，也可以水平地配置发光元件14的下端缘。即，也可以配置发光元件14，使发光芯片14a的下端缘14a1位于包含光轴Ax的水平面上，并且使下端缘14a1的本车车道侧(即左侧(灯具主视下的右侧))的端点位于凸透镜12的后侧焦点F。

图8(b)是表示如图8(a)地配置发光元件14时形成于假想垂直屏幕上的基本配光图案PC的图。倾斜截止线CL2未形成在配光图案PC2的上端缘，而形成在配光图案PC2的右上角，在这一方面与图5的实施例不同。

另外，发光元件也可以不是长方形。例如，如图9(a)所示，发光元件14’也可以构成为具有横长五边形的发光面14’A。朝向前方配置该发光元件14’，使发光面14’A的下端缘的第一边14’A1位于包含光轴Ax的水平面上，并且使该第一边14’A1与第二边14’A2的交点位于凸透镜12的后侧焦点F。这时，第二边14’A2朝向本车车道侧(即左侧(灯具主视下的右侧))沿向上倾斜规定角度θ的倾斜方向延伸。

图9(b)是表示如图9(a)地配置发光元件14’时形成于假想垂直屏幕上的基本配光图案PC的图。在这样的情况下，构成基本配光图案PC的配光图案PC1、PC2分别为大致梯形的图案。水平截止线CL1形成于大致梯形的图案的上边，倾斜截止线CL2形成于大致梯形的图案的斜边。

Claims (4)

1.一种车辆用灯具，其构成为具备：配置在沿车辆前后方向延伸的光轴上的凸透镜即第一透镜、配置在该第一透镜的后侧焦点附近的面状光源，由于通过所述凸透镜控制来自于所述面状光源的直射光的偏转，从而在照射面上形成有在上端部具有水平及倾斜截止线的第一配光图案，

朝向前方配置所述面状光源，使所述面状光源的下端缘位于包含所述光轴的平面上，并且使该下端缘的一个端点位于所述后侧焦点，

所述车辆用灯具还具备第二透镜，该第二透镜与所述第一透镜的周围一体地形成，

所述第二透镜构成为，射出使来自于所述面状光源的直射光向水平方向扩散的光，并与所述第一配光图案重叠地照射，从而形成第二配光图案，所述车辆用灯具的特征在于，

车辆前后方向的所述第一透镜和所述第二透镜的厚度大致相等，

所述第二透镜是挖去其凸透镜的中央部的形状，

所述第二透镜构成为，从比所述第二透镜的所述光轴更靠上部位置射出的光与从比所述光轴更靠下部位置射出的光相比，垂直方向的扩散宽度更小并且在照射面上更向光轴附近集中。

2.如权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，所述第一透镜的后端面和所述第二透镜的后端面为同一面。

3.如权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，所述第二透镜的后端面是来自于所述面状光源的直射光的入射面，

所述第二透镜使被所述入射面折射的光被凸透镜形状的射出面进一步折射，形成向所述水平方向扩散的光。

4.如权利要求2所述的车辆用灯具，其特征在于，所述第二透镜的后端面是来自于所述面状光源的直射光的入射面，

所述第二透镜使被所述入射面折射的光被凸透镜形状的射出面进一步折射，形成向所述水平方向扩散的光。