CN103322487A - 车辆用前照灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆用前照灯。本发明具备半导体型光源(2)、反射器(3)、透镜(4)。半导体型光源(2)具有发光面(24)。反射器(3)具有第一反射面(31)和第二反射面(32)。透镜(4)具有多个凸面(射出面(46、47))、第一透镜部(41)和第二透镜部(42)。其结果,本发明在灯单元中可得到良好的近光用配光图案(LP)。
Description
技术领域
本发明涉及具备半导体型光源、反射器、以及具有多个凸面的透镜的车辆用前照灯。本发明尤其涉及能够得到良好的(理想的)近光用配光图案(错车用配光图案)的车辆用前照灯。
背景技术
这种车辆用前照灯一直以来就有(例如,日本特开2008-41558号公报)。以下对以往的车辆用前照灯进行说明。以往的车辆用前照灯具备由半导体发光元件构成的光源、反射器、以及扩散棱镜透镜。若点亮光源,则来自光源的光由反射器反射,该反射光透过扩散棱镜透镜,整体作为在车宽方向较长且在中央部分具有高辉度的热点的配光图案被照射到车辆的前方。
在该车辆用前照灯中,重要的是形成良好的近光用配光图案。
发明内容
本发明所要解决的课题在于,重要的是,利用反射器的反射面和具有多个凸面的透镜将来自半导体型光源的光形成为良好的近光用配光图案。
发明内容
第一方案的发明是一种车辆用前照灯,其特征在于,具备半导体型光源、反射器、透镜,半导体型光源具有向下或向上的发光面,反射器具有:使来自半导体型光源的发光面的光作为具有倾斜明暗截止线的基本配光图案反射的第一反射面;以及使来自半导体型光源的发光面的光作为具有水平明暗截止线的基本配光图案反射的第二反射面,透镜具有多个凸面,而且具有:将来自第一反射面的具有倾斜明暗截止线的基本配光图案进行照射的第一透镜部;以及将来自第二反射面的具有水平明暗截止线的基本配光图案扩散并向车辆的前方照射的第二透镜部。
第二方案的发明的特征在于,第一透镜部与第一反射面对应地设置,并具有平面或作为曲率半径较大的凸面的凸状自由曲面,第二透镜部与第二反射面对应地设置,并具有作为曲率半径比第一透镜部的曲率半径小的凸面的凸状自由曲面。
第三方案的发明的特征在于,第一反射面设置在反射器的预定的经度范围与预定的纬度范围内,预定的经度范围是以通过反射器的基准光轴与反射器的交点的经度线为经度0°,从经度0°向行驶车线侧的对应于倾斜明暗截止线的倾斜角度的经度角度的范围,预定的纬度范围是以包含反射器的基准光轴的面与反射器的交线为纬度0°,能够允许半导体型光源的发光面在上下方向的位置偏移的纬度角度以上的范围。
第四方案的发明的特征在于,在车辆的俯视中,透镜从车辆的内侧至外侧、从车辆的前侧向后侧倾斜,多个凸状自由曲面使车辆内侧的面相对于与反射器的基准光轴平行的中心轴向光的射出方向侧弯曲,并使车辆外侧的面相对于中心轴向与光的射出方向相反侧弯曲而成。
第五方案的发明的特征在于,具备半导体型光源、反射器、透镜,半导体型光源具有向下的发光面,反射器具有使来自半导体型光源的发光面的光作为具有明暗截止线的基本配光图案反射的反射面,透镜具有多个凸面,并具有将来自反射面的基本配光图案作为具有明暗截止线的配光图案向车辆的前方照射的透镜部,反射面通过蒸镀形成,反射面的下端部的至少一部分位于比透镜部的下端部靠下侧。
第六方案的发明的特征在于,位于比透镜部的下端部靠下侧的反射面的下端部是透镜部中照射基本配光图案中的聚光配光的部位。
第七方案的发明的特征在于,具备不透光性部件,该不透光性部件遮蔽来自位于比透镜部的下端部更靠下侧的位置的反射面的下端部的反射光。
第八方案的发明的特征在于,在透镜部设有与不透光性部件配合的配合部,在配合部中的至少入射面上设有扩散面或遮光面。
第九方案的发明的特征在于,具备第一半导体型光源及第二半导体型光源、第一反射器及第二反射器、以及透镜,第一半导体型光源及第二半导体型光源具有向下或向上的发光面,第一反射器具有使来自第一半导体型光源的发光面的光作为具有明暗截止线的第一基本配光图案反射的第一反射面,第二反射器具有使来自第二半导体型光源的发光面的光作为具有高光度带的第二基本配光图案反射的第二反射面,透镜具有多个凸面,而且具有:将来自第一反射面的第一基本配光图案作为具有明暗截止线的第一配光图案向车辆的前方照射的第一透镜部;以及将来自第二反射面的第二基本配光图案作为具有高光度带的第二配光图案向车辆的前方照射的第二透镜部。
第十方案的发明的特征在于,具备遮蔽部,该遮蔽部遮蔽从第一半导体型光源向第二透镜部入射的光。
第十一方案的发明的特征在于,第二半导体型光源的发光光量比第一半导体型光源的发光光量少。
第十二方案的发明的特征在于,第二反射面的基准焦点距离比第一反射面的基准焦点距离短。
第十三方案的发明的特征在于,半导体型光源配置在来自半导体型光源的光不直接入射到透镜部的位置上。
第十四方案的发明具备灯罩部,半导体型光源配置在相比灯罩部更靠与照射配光图案的方向相反侧的方向、且来自半导体型光源的光不直接入射到第一透镜部的位置上。
第十五方案的发明的特征在于,在第一反射面中来自第一反射面的反射光被灯罩部遮住的部分设有将来自半导体型光源的光向第一透镜部反射的辅助反射面,第一透镜部的一部分是将基本配光图案扩散并照射、而且将来自辅助反射面的反射光作为辅助配光图案射出的透镜部。
第十六方案的发明的特征在于,在第一透镜部的周围设有不透光性部件,在不透光性部件上设有窗部,在第一反射面中来自第一反射面的反射光被灯罩部遮住的部分设有辅助反射面,该辅助反射面将来自半导体型光源的光向窗部反射而且作为辅助配光图案从窗部射出。
本发明的效果如下。
第一至第四方案的发明的车辆用前照灯,能够利用反射器的反射面和具有多个凸面的透镜将来自半导体型光源的光作为良好的近光用配光图案而形成。
第五至第八方案的发明的车辆用前照灯能够得到良好的近光用配光图案。
第九至第十二方案的发明的车辆用前照灯能够得到良好的近光用配光图案和远光用配光图案。
第十四至第十六方案的发明的车辆用前照灯由于半导体型光源配置在来自半导体型光源的光不直接入射到透镜部的位置上,因此能够得到良好的配光图案例如近光用配光图案。
附图说明
图1表示本发明的车辆用前照灯的实施方式,是搭载了左右两侧的车辆用前照灯的车辆的俯视图(实施方式)。
图2是表示左侧的灯单元的分解立体图(第一实施方式)。
图3是表示左侧的灯单元的立体图(第一实施方式)。
图4是表示左侧的灯单元的主视图(第一实施方式)。
图5是图4中的V-V线剖视图(第一实施方式)。
图6是表示反射器的主视图(第一实施方式)。
图7是表示透镜的主视图(第一实施方式)。
图8是表示反射器的俯视图(第一实施方式)。
图9是表示半导体型光源的发光芯片(发光面)的说明图(第一实施方式)。
图10是表示反射器的第一反射面的纬度的范围的说明图(第一实施方式)。
图11是表示反射器的第一反射面的经度的范围的说明图(第一实施方式)。
图12是表示由反射器反射而得到的基本配光图案的说明图(第一实施方式)。
图13是表示透过透镜而得到的配光图案的说明图(第一实施方式)。
图14是图4中的XIV-XIV线剖视图(第一实施方式)。
图15是表示图14中的透镜的透过一个棱镜部的光路(光线)的说明图(第一实施方式)。
图16是表示图15的光路到达屏幕的位置的说明图(第一实施方式)。
图17是表示利用图14中的透镜的一个棱镜部形成的配光图案的说明图(第一实施方式)。
图18是表示左侧的灯单元的分解立体图(第二实施方式)。
图19是表示左侧的灯单元的立体图(第二实施方式)。
图20是表示左侧的灯单元的主视图(第二实施方式)。
图21是图20中的V-V线剖视图(第二实施方式)。
图22是表示由反射器反射得到的基本配光图案、透过透镜得到的近光用配光图案的说明图(第二实施方式)。
图23是表示左侧的灯单元的分解立体图(第三实施方式)。
图24是表示左侧的灯单元的立体图(第三实施方式)。
图25是表示左侧的灯单元的主视图(第三实施方式)。
图26是图25中的V-V线剖视图(第三实施方式)。
图27是表示第一反射器、第二反射器的主视图(第三实施方式)。
图28是表示透镜的主视图(第三实施方式)。
图29是表示第一反射器、第二反射器的俯视图(第三实施方式)。
图30是表示第一半导体型光源、第二半导体型光源的发光芯片(发光面)的说明图(第三实施方式)。
图31是表示散热部件的主视图(第三实施方式)。
图32是图25中的XI-XI线剖视图(第三实施方式)。
图33是表示被照射到车辆的前方的近光用配光图案、远光用配光图案的说明图(第三实施方式)。
图34是表示左侧的灯单元的分解立体图(第四实施方式)。
图35是表示左侧的灯单元的立体图(第四实施方式)。
图36是表示左侧的灯单元的主视图(第四实施方式)。
图37是图36中的V-V线剖视图(第四实施方式)。
图38是表示反射器的主视图(第四实施方式)。
图39是表示辅助配光图案、与该辅助配光图案重叠(合成)的近光用配光图案的说明图(第四实施方式)。
图40是表示本发明的车辆用前照灯的第五实施方式的横向剖视图(水平剖视图,是与图35中的VIII-VIII线剖视图对应的剖视图)(第五实施方式)。
图41是表示左侧的辅助配光图案、左右两侧的辅助配光图案重叠(合成)的近光用配光图案的说明图(第四实施方式)。
图42是表示本发明的车辆用前照灯的第六实施方式的纵向剖视图(垂直剖视图,是与图36中的V-V线剖视图对应的剖视图)(第六实施方式)。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的车辆用前照灯的几个实施方式(实施例)进行详细说明。此外,本发明并不现定于这些实施方式。在说明书及权利要求的范围,前、后、上、下、左、右是将本发明的车辆用前照灯搭载在车辆上时的前、后、上、下、左、右。
在附图中,符号“F”表示车辆的前侧(车辆的前进方向侧)。符号“B”表示车辆的后侧。符号“U”表示从驾驶员侧观察前侧时的上侧。符号“D”表示从驾驶员侧观察前侧时的下侧。符号“L”是表示从驾驶员侧观察前侧时的左侧。符号“R”表示从驾驶员侧观察前侧时的右侧。另外,符号“VU-VD”表示屏幕的上下的垂直线。屏幕的左侧是指相比上下的垂直线VU-VD靠左侧。屏幕的右侧是指相比上下的垂直线VU-VD靠右侧。符号“HL-HR”表示屏幕的左右的水平线。屏幕的上侧是指相比左右的水平线HL-HR靠上侧。屏幕的下侧是指相比左右的水平线HL-HR靠下侧。
图12、图13、图17、图22、图33、图39及图41是利用计算机模拟制作出的屏幕上的将配光图案简化表示的等光度曲线的说明图,中央的等光度曲线为高光度带,其他的曲线为随着来到外侧而变低光度带。
第一实施方式
以下对该第一实施方式的车辆用前照灯的结构进行说明。符号1L、1R是该第一实施方式中的车辆用前照灯(例如,头灯等)。上述车辆用前照灯1L、1R搭载在左侧通行用的车辆C的前部的左右两端部。以下对搭载在车辆C左侧L的左侧车辆用前照灯1L进行说明。此外,由于搭载在车辆C右侧R的右侧车辆用前照灯1R与左侧的车辆用前照灯1L为大致相同的结构,因此省略说明。
(车辆用前照灯1L的说明)
如图2~图5、图14所示,上述车辆用前照灯1L具备灯壳(未图示)、灯透镜(未图示)、半导体型光源2、反射器3、透镜4、散热部件5、以及罩部件6。
上述半导体型光源2、上述反射器3、上述透镜4、上述散热部件5、以及上述罩部件6构成灯单元。上述灯壳及上述灯透镜划定灯室(未图示)。上述灯单元2、3、4、5、6配置在上述灯室内,而且,通过上下方向用光轴调整机构(未图示)及左右方向用光轴调整机构(未图示)安装在上述灯壳。
(半导体型光源2的说明)
上述半导体型光源2如图2、图5所示,在该例中,例如是LED、EL(有机EL)等自发光半导体型光源。上述半导体型光源2包括:发光芯片(LED芯片)20;利用封装树脂部件封装上述发光芯片20而成的封装件(LED封装件);安装有上述封装件的基板21;以及安装在上述基板21上并向上述发光芯片20供给来自电源(电池)的电流的连接器22。上述基板21利用螺钉23固定在上述散热部件5上。其结果,上述半导体型光源2被固定在上述散热部件5上。
如图9所示,上述发光芯片20呈平面矩形形状(平面长方形状)。即、在X轴方向(水平方向)排列四个正方形的芯片而成。此外,也可以使用两个或三个或者五个以上的正方形的芯片、或者一个长方形的芯片、或者一个正方形的芯片。上述发光芯片20的长方形的下侧D的面(下表面)构成发光面24。其结果,上述发光面24朝向下侧D。上述发光芯片20的上述发光面24的中心O位于上述反射器3的基准焦点F1或其附近,而且位于上述反射器3的基准光轴(基准轴)Z上或其附近。
在图9中,X、Y、Z构成直角坐标(X-Y-Z直角坐标系)。上述X轴是通过上述发光芯片20的上述发光面24的中心O的左右方向的水平轴。就上述X轴而言,车辆C的内侧、即在该第一实施方式中,右侧R为+方向,车辆C的外侧、即在该第一实施方式中,左侧L为-方向。另外,上述Y轴是通过上述发光芯片20的上述发光面24的中心O的上下方向的铅垂轴(垂直轴、法线、垂线)。就上述Y轴而言,在该第一实施方式中,上侧U为+方向,下侧D为-方向。并且,上述Z轴是上述反射器3的基准光轴Z,是通过上述发光芯片20的上述发光面24的中心O而且与上述X轴及上述Y轴正交的前后方向的轴。就上述Z轴而言,在该第一实施方式中,前侧F为+方向,后侧B为-方向。
(反射器3的说明)
如图2所示,上述反射器3由反射部30和安装部33构成。上述安装部33利用螺钉34固定在上述散热部件5上。其结果,上述反射器3固定在上述散热部件5上。在上述反射部30的前侧F的面(内表面)设有由一个连续面形成的反射面。
上述反射面是由抛物线系的自由曲面构成的反射面。其结果,上述反射面(上述反射器3)具有上述基准焦点F1及上述基准光轴Z。如图6、图8所示,上述反射面具有第一反射面31(图6、图8中的由粗实线包围的范围的面)和第二反射面32(图6、图8中的粗实线外侧的范围的面)。
上述第一反射面31是将来自上述半导体型光源2的上述发光面24的光作为图12(A)所示的具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2的基本配光图案(以下称为“第一基本配光图案”)P1来反射的自由曲面的反射面。上述第一基本配光图案P1从屏幕的上下垂直线VU-VD向左侧(行驶车线侧)直至约5°具有倾斜明暗截止线CL1,从屏幕的上下垂直线VU-VD向右侧(对向车线侧)直至约5°具有水平明暗截止线CL2。另外,上述第一基本配光图案P1从倾斜明暗截止线CL1向屏幕的下侧直至约5°呈扇形形状。
上述第二反射面32是将来自上述半导体型光源2的上述发光面24的光作为图12(B)所示的具有水平明暗截止线CL2的基本配光图案(以下称为“第二基本配光图案”)P2来反射的自由曲面的反射面。上述第二基本配光图案P2从屏幕的上下垂直线VU-VD向左右两侧直至约10°左右具有水平明暗截止线CL2。另外,上述第二基本配光图案P2从水平明暗截止线CL2向屏幕的下侧直至约5°呈倒山形形状。
若将上述第一基本配光图案P1和上述第二基本配光图案P2进行合成(重叠),则可得到如图12(C)所示的具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2的第三基本配光图案P3。在此,上述第一基本配光图案P1从倾斜明暗截止线CL1直至屏幕的下侧呈扇形形状。因此,在上述第三基本配光图案P3中,在从屏幕的左右水平线HL-HR的左侧约5°直至约10°左右的部分,防止漏光,形成平滑的配光图案。
(第一反射面31的范围的说明)
上述第一反射面31设置在上述反射器3的预定的经度范围与预定的纬度范围内。
如图6、图11所示,上述预定的经度范围是以通过上述反射器3的上述基准光轴Z与上述反射器3的交点的经度线为经度0°,从经度0°向行驶车线侧(右侧R、顺时针方向侧)的对应于上述第一基本配光图案P1的倾斜明暗截止线CL1的倾斜角度的经度角度,在该例中,至约90°的范围。
如图6、图10所示,上述预定的纬度范围是以包含上述反射器3的上述基准光轴Z的面与上述反射器3的交线为纬度0°,能够允许上述半导体型光源2的上述发光面20的上下方向的位置偏移的纬度角度,在该例中,为约65°以上的范围。
(辅助反射面35的说明)
在上述反射器3的上缘的中央部即与上述散热部件5的灯罩部53对应的部分设有辅助反射面35。上述辅助反射面35以使来自上述半导体型光源2的光的一部分(未图示)与上述散热部件5的灯罩部53交叉的方式反射。与上述散热部件5的灯罩部53交叉的反射光(未图示)透过上述透镜4以预定的配光图案(未图示)被照射到车辆C的前方(前侧F),或者,通过设置在上述罩部件6上的窗部(未图示)以预定的配光图案(未图示)被照射到车辆C的外侧。
(透镜4的说明)
如图2~图5、图7、图14所示,上述透镜4由正面观察时呈长方形形状的透镜部40和安装部43构成。上述安装部43利用螺钉44固定在上述散热部件5上。其结果,上述透镜4被固定在上述散热部件5上。上述透镜4与上述反射器3之间的前后方向的距离小。
上述透镜4的上述透镜部40是具有多个凸面的透镜(薄壁透镜、棱镜透镜)。在车辆C的俯视中,上述透镜4的上述透镜部40从车辆C的内侧(右侧R)至外侧(左侧L)、从车辆C的前侧F向后侧B倾斜(倾斜),而且,在车辆C的正面观察时,从车辆C的内侧(右侧R)至外侧(左侧L)、从车辆C的下侧D向上侧U倾斜(倾斜)(上升)。
在上述透镜4的上述透镜部40的内表面(后侧B的面)设有入射面45。在上述透镜4的上述透镜部40的外表面(前侧F的面)设有射出面46、47。上述入射面45呈平面或复合二次曲面。上述射出面46、47是多个上述凸面,呈凸状自由曲面。其结果,上述透镜4的上述透镜部40构成为轴为上下方向的圆柱形状的透镜部(棱镜透镜部)。
上述透镜4的上述透镜部40具有第一透镜部41(图7中的用粗实线包围的范围的部分)、和第二透镜部42(图7中的粗实线外侧的范围的部分)。
上述第一透镜部41是使来自上述反射器3的上述第一反射面31的上述第一基本配光图案P1穿过并照射到车辆C的前方的透镜部。在此,上述“穿过”是指以下情况:上述第一基本配光图案P1原样穿过的情况、使上述第一基本配光图案P1向上下左右适当移动并透过的情况、使上述第一基本配光图案P1向左右方向低扩散的情况、使上述第一基本配光图案P1向左右方向低扩散而且向上下方向进一步低扩散的情况、以及它们组合的情况。上述第一透镜部41与上述第一反射面31对应地设置,具有平面或曲率半径较大的上述凸面(上述射出面47)。此外,上述凸面由微小凸面组构成。
上述第二透镜部42是使来自上述反射器3的上述第二反射面32的上述第二基本配光图案P2主要向左右方向(由于配光图案出现上下方向的厚度,因此在上下方向扩散)扩散并照射到车辆C前方的透镜部。上述第二透镜部42与上述第二反射面32对应地设置,具有曲率半径比上述第一透镜部41的曲率半径小的上述凸面(上述射出面46)。此外,上述凸面与上述同样,由微小凸面组构成。
在上述第二透镜部42中,离上述半导体型光源2较近部分是使上述第二基本配光图案P2向左右方向扩散的部分,另一方面,与在左右方向上近的部分相比较,离上述半导体型光源2较远的部分是使上述第二基本配光图案P2低扩散的部分。上述第二透镜部42的离上述半导体型光源2近的部分的壁厚较厚,另一方面,与近的部分相比较,远的部分壁厚较薄。另外,上述第二透镜部42的离上述半导体型光源2近的部分的上述凸面(上述射出面46)的曲率半径小,另一方面,与近的部分相比较,远的部分的曲率半径大,而且与上述第一透镜部41相比较、小或大致相同。
(凸面(射出面46、47)的说明)
多个上述凸状自由曲面即上述凸面(上述射出面46、47)如图15(C)所示那样弯曲。即、相对于与上述反射器3的上述基准光轴Z平行的中心轴Z1,车辆C的内侧(右侧R)的面46R向光的射出方向侧(前侧F、Z轴+方向、图15(C)中的实线箭头方向侧)弯曲。另一方面,车辆C的外侧(左侧L)的面46L相对于上述中心轴Z1向与光的射出方向相反的一侧(后侧B、Z轴-方向、图15(C)中的实线箭头方向侧)弯曲。
其结果,如图15(C)、图16(C)、图17(C)所示,上述透镜4即使倾斜,也能得到与不倾斜的透镜400同样的射出光(参照图15(A)、图16(A))及配光图案(参照图17(A))。即、在凸面(射出面)不弯曲的倾斜的透镜401中,如图15(B)、图16(B)、图17(B)所示,射出光及配光图案偏向右侧R。然而,上述透镜4即使倾斜,也如图15(C)、图16(C)、图17(C)所示,射出光及配光图案不会偏斜。
此外,在图16(A)、(B)、(C)中,射出光L30、L31、L3在屏幕中的上下位置(度数)根据图15(A)、(B)、(C)的透镜400、401、4的水平截面的上下位置而改变,因此省略具体的数值。
(散热部件5的说明)
如图2~图5、图14所示,上述散热部件5由水平板部50、翅片部51、安装部52、以及上述灯罩部53构成。在上述水平板部50的一面(下侧D的面),利用上述螺钉23、34安装有上述半导体型光源2及上述反射器3。
在上述水平板部50的另一面(上侧U的面)一体地设有多枚垂直板形状的上述翅片部51。上述翅片部51用于将由上述半导体型光源2的上述发光芯片20产生的热向外部放出。
在上述水平板部50的一面的前侧F的边缘的左右两端部一体地设有弯曲臂形状的上述安装部52。在上述安装部52利用上述螺钉44安装有上述透镜4。
在上述水平板部50的一面的前侧F的边缘的中央部一体地设有弯曲形状的上述灯罩部53。上述灯罩部53用于防止来自上述半导体型光源2的上述发光面24的光直接入射到上述透镜4的上述透镜部40。
(罩部件6的说明)
如图2~图5、图14所示,上述罩部件6构成为前侧F的部分封闭且后侧B的部分开口的中空状的罩形状。上述罩部件6由不透光性部件构成。
在上述罩部件6的前侧F的部分设有呈长方形形状的插入开口部60。在上述插入开口部60插入上述透镜4的上述透镜部40。在上述罩部件6的前侧F部分的上述插入开口部60内侧的左右两侧的边缘上一体地设有安装部61。上述安装部61安装在上述透镜4的上述安装部43上。其结果,上述罩部件6通过上述透镜4固定在上述散热部件5上。在上述罩部件6的后侧B的开口部的上下的边缘的中央部设有通气开口部62。
(第一实施方式的作用的说明)
该第一实施方式的车辆用前照灯1L、1R具有如上所述的结构,以下对其作用进行说明。
点亮半导体型光源2的发光芯片20。于是,从发光芯片20的发光面24放射的光的大部分L1由反射器3的第一反射面31及第二反射面32分别反射到透镜4侧。
由第一反射面31反射的反射光(未图示)被配置控制为图12(A)所示的第一基本配光图案P1,从入射面45向射出面47穿过透镜4的第一透镜部41或向左右方向低扩散并透过透镜4的第一透镜部41。从第一透镜部41射出的射出光(未图示)如图13(A)所示,被配光控制为具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2的第一配光图案P11而照射到车辆C的前方。
由第二反射面32反射的反射光L2被配光控制为图12(B)所示的第二基本配光图案P2,并从入射面45向射出面46向左右方向扩散并透过透镜4的第二透镜部42。从第二透镜部42射出的射出光L3如图13(B)所示,被配光控制为具有水平明暗截止线CL2的第二配光图案P12而照射到车辆C的前方。
并且,图13(A)所示的第一配光图案P11和图13(B)所示的第二配光图案P12合成(重叠),如图13(C)所示,可得到具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2的良好的近光用配光图案LP。
(第一实施方式的效果的说明)
该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R具有如上所述的结构及作用,以下对其效果进行说明。
该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R能够利用反射器3的第一反射面31、第二反射面32和具有多个凸面的透镜4的第一透镜部41、第二透镜部42将来自半导体型光源2的光L1形成为良好的近光用配光图案LP。
即、该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R利用第一反射面31对具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2的第一基本配光图案P1进行配光控制,利用第二反射面32对具有水平明暗截止线CL2的第二基本配光图案P2进行配光控制。另外,该第一实施方式的车辆用前照灯1L、1R利用第一透镜部41对穿过第一基本配光图案P1或使其向左右方向低扩散并具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2的第一配光图案P11进行配光控制,利用第二透镜部42对使第二基本配光图案P2向左右方向扩散并具有水平明暗截止线CL2的第二配光图案P12进行配光控制。并且,该第一实施方式的车辆用前照灯1L、1R将第一配光图案P11和第二配光图案P12合成(重叠)而可得到具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2的良好的近光用配光图案LP。
尤其是,就该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,第一基本配光图案P1从倾斜明暗截止线CL1至屏幕的下侧形成为扇形形状。因此,在第三基本配光图案P3中,在屏幕的左右的水平线HL-HR的左侧约5°至约10°左右的部分防止漏光,形成平滑的配光图案。由此,该第一实施方式的车辆用前照灯1L、1R可得到没有漏光的良好的近光用配光图案LP。
该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R使利用第一反射面31进行了配光控制的第一基本配光图案P1在第一透镜部41穿过或向左右方向低扩散。因此,即使第一反射面31与第一透镜部41之间的相对位置稍微偏移,对从第一基本配光图案P1向第一配光图案P11的配光控制的影响也小。即、能够实现高精度的配光控制。
就该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,第一透镜部41与第一反射面31对应地设置,具有平面或曲率半径大的凸面47。其结果,能够由第一基本配光图案P1对第一配光图案P11可靠地进行配光控制。另一方面,第二透镜部42与第二反射面32对应地设置,具有曲率半径比第一透镜部41的曲率半径小的凸面46。其结果,能够由第二基本配光图案P2对第二配光图案P12可靠地进行配光控制。由此,该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R能可靠地得到良好的近光用配光图案LP。
就该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,第一反射面31设置在反射器3的预定的经度范围、即从经度0°至经度约90°的范围。其结果,能够在行驶车线侧可靠地形成倾斜明暗截止线CL1。另外,就该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,第一反射面31设定在反射器3的预定的纬度范围、即纬度约65°以上的范围。其结果,如图10所示,在从纬度0°观察发光芯片20的情况下,发光芯片20的上下方向的位置偏移(参照图10中的双点划线)较大。然而,在从纬度90°观察发光芯片20的情况下,发光芯片20的上下方向的位置偏移(参照图10中的双点划线)小。由此,在第一反射面31中,在对第一基本配光图案P1进行配光控制时,半导体型光源2的发光芯片20的发光面24的上下方向的位置偏移造成的影响较小,能够对具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2的第一基本配光图案P1可靠地进行配光控制。
就该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,多个凸面(射出面46、47)如图15(C)所示那样弯曲。即、车辆C的内侧(右侧R)的面46R相对于与反射器3的基准光轴Z平行的中心轴Z1向光的射出方向侧(前侧F、Z轴+方向、图15(C)中的实线箭头方向侧)弯曲。另一方面,车辆C的外侧(左侧L)的面46L相对于中心轴Z1向与光的射出方向相反的一侧(后侧B、Z轴-方向、图15(C)中的实线箭头方向侧)弯曲。
其结果,就该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,即使透镜4倾斜,如图15(C)、图16(C)、图17(C)所示,也能够得到与不倾斜的透镜400同样的射出光L3(参照图15(A)、图16(A)的L30)及配光图案P4(参照图17(A)的P40)。即、在凸面(射出面)不弯曲的倾斜的透镜401中,如图15(B)、图16(B)、图17(B)所示,射出光L31及配光图案P41偏向于右侧R。然而,即使透镜4倾斜,图15(C)、图16(C)、图17(C)所示,射出光L3及配光图案P4也不偏斜。由此,就该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,即使透镜4倾斜,也能可靠地得到良好的近光用配光图案LP。
此外,在图15(A)、(B)、(C)中,符号L20、L21是来自反射器(未图示)的反射面的反射光,符号L2是来自反射器3的第二反射面32的反射光。
由于该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R使用具有多个凸面(射出面46、47)的透镜4,因此,如图15(C)所示,从透镜4的多个凸面(射出面46、47)射出的射出光L3在透镜4的前侧F集中一次后向左右方向扩散。即、扩散配光的开始点位于透镜4的前方。其结果,即使车辆用前照灯1L、1R配置在车辆C的后侧B(里侧),而且,即使透镜4如上所述倾斜,从透镜4的多个凸面(射出面46、47)射出的射出光L3也不会被车辆C的其他部件(车身等)遮住,能可靠地照射到车辆C的前方。另外,车辆用前照灯1L、1R向车辆C的布局的自由度增加。
就该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,第二透镜部42中离半导体型光源2近的部分是使第二基本配光图案P2向左右方向扩散得大的部分,另一方面,与在左右方向上近的部分相比较,离半导体型光源2远的部分是使第二基本配光图案P2低扩散的部分。其结果,离半导体型光源2较近的部分使来自半导体型光源2的强光扩散得大,另一方面,离半导体型光源2较远的部分使来自半导体型光源2的弱光低扩散。由此,能够将第二基本配光图案P2效率良好地配光控制在第一配光图案P12。
就该第一实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,透镜4与反射器3之间的前后方向的距离、即、从反射器3的第一反射面31、第二反射面32至透镜4的入射面45的距离小。因此,即使反射器3的第一反射面31、第二反射面32与透镜4的第一透镜部41、第二透镜部42之间的相对位置稍微存在偏移,对从第一基本配光图案P1、第二基本配光图案P2向第一配光图案P11、第二配光图案P12的配光控制的影响也小。即、能够实现高精度的配光控制。
(第一实施方式以外的例子的说明)
在该第一实施方式中,对车辆C为左侧通行的情况的车辆用前照灯1L、1R进行了说明。但在本发明中,还能够应用于车辆C为右侧通行的情况的车辆用前照灯。
另外,在该第一实施方式中,半导体型光源2的发光芯片20的发光面24朝向下侧D。但在本发明中,半导体型光源2的发光芯片20的发光面24也可以朝向上侧U。
再有,在该第一实施方式中,透镜4的射出面46、47构成为多个凸面。但在本发明中,既可以是透镜的入射面构成为多个凸面,也可以是透镜的射出面及入射面构成为多个凸面。
另外,在该第一实施方式中,第二透镜部42由使来自第二反射面2的反射光L2全部扩散的透镜部构成。但在本发明中,也可以是第二透镜部42中与第一透镜部41相邻的第二透镜部42的全部或一部分由使来自第二反射面2的反射光L2穿过的透镜部构成。
另外,在该第一实施方式中,透镜4的入射面45构成为平面或多个二次曲面,透镜4的射出面46、47为多个凸面,呈凸状自由曲面。但在本发明中,透镜4的入射面45为多个凸面,呈凸状自由曲面,透镜4的射出面46、47构成为平面或复合二次曲面。
第二实施方式
如图21所示,本发明具备半导体型光源2A、反射器3A、透镜4A。半导体型光源2A具有向下的发光面24A。反射器3A具有反射面31A。透镜4A具有多个凸面(射出面46A)和透镜部40A。反射面31A的下端部38A中的至少一部分位于比透镜部40A的下端部48A靠下侧D。其结果,本发明可得到良好的近光用配光图案LP。
在以往的车辆用前照灯中,反射器的反射面通过蒸镀而形成。因此,在反射面存在蒸镀形成时产生的蒸镀残留物。在该蒸镀残留物反射的反射光不经过配光控制。其结果,存在以下情况,即、若来自蒸镀残留物的反射光透过扩散部,则存在产生杂光的情况。在该情况下,有时无法得到良好的配光图案。
本发明所要解决的课题在于,在以往的车辆用前照灯中,存在无法等到良好的配光图案(近光用配光图案)的情况。
以下,对该第二实施方式中的车辆用前照灯的结构进行说明。符号1L、1R是该第二实施方式中的车辆用前照灯(例如,头灯等)。上述车辆用前照灯1L、1R搭载在左侧通行用的车辆C的前部的左右两端部。以下对搭载在车辆C的左侧L的左侧车辆用前照灯1L进行说明。此外,搭载在车辆C的右侧R的右侧车辆用前照灯1R由于构成与左侧车辆用前照灯1L大致相同的结构,因此省略说明。
(车辆用前照灯1L的说明)
如图18~图21所示,上述车辆用前照灯1L具备灯壳(未图示)、灯透镜(未图示)、半导体型光源2A、反射器3A、透镜4A、散热部件5A、以及罩部件6A。
上述半导体型光源2A、上述反射器3A、上述透镜4A、上述散热部件5A以及上述罩部件6A构成灯单元。上述灯壳及上述灯透镜划定灯室(未图示)。上述灯单元2A、3A、4A、5A、6A配置在上述灯室内,而且,通过上下方向用光轴调整机构(未图示)及左右方向用光轴调整机构(未图示)安装在上述灯壳上。
(半导体型光源2A的说明)
如图18、图21所示,上述半导体型光源2A在该例中,例如是LED、EL(有机EL)等自发光半导体型光源。上述半导体型光源2A包括:发光芯片(LED芯片)20A;用封装树脂部件对上述发光芯片20A进行封装而成的封装件(LED封装件);安装有上述封装件的基板21A;以及安装在上述基板21A上并向上述发光芯片20A供给来自电源(电池)的电流的连接器22A。上述基板21A利用螺钉23A固定在上述散热部件5A上。其结果,上述半导体型光源2A被固定在上述散热部件5A上。
上述发光芯片20A构成为平面矩形形状(平面长方形状)。即、将多个例如四个正方形的芯片沿X轴方向(左右的水平方向)排列而成。此外,也可以使用一个长方形的芯片、或一个正方形的芯片。上述发光芯片20A的长方形的下侧D的面(下面)构成为发光面24A。其结果,上述发光面24A朝向下侧D。上述发光芯片20A的上述发光面24A的中心O位于上述反射器3A的基准焦点F1或其附近,而且,位于上述反射器3A的基准光轴(基准轴)Z上或其附近。
图20、图21中,X、Y、Z构成直角坐标(X-Y-Z直角坐标系)。上述X轴是通过上述发光芯片20A的上述发光面24A的中心O的左右方向的水平轴。上述X轴是车辆C的内侧、即、在该第二实施方式中,右侧R为+方向,车辆C的外侧、即、在该第二实施方式中,左侧L为-方向。另外,上述Y轴是通过上述发光芯片20A的上述发光面24A的中心O的上下方向的铅垂轴(垂直轴、法线、垂线)。就上述Y轴而言,在该第二实施方式中,上侧U为+方向,下侧D为-方向。并且,上述Z轴是上述反射器3A的基准光轴Z,通过上述发光芯片20A的上述发光面24A的中心O,而且与上述X轴及上述Y轴正交的前后方向的轴。就上述Z轴而言,在该第二实施方式中,前侧F为+方向,后侧B为-方向。
(反射器3A的说明)
如图18所示,上述反射器3A由反射部30A和安装部33A构成。上述安装部33A利用螺钉34A固定在上述散热部件5A上。其结果,上述反射器3A被固定在上述散热部件5A上。
在上述反射部30A的前侧F的面(内表面)上设有由一个连续面形成的反射面31A。上述反射面31A是由抛物线系的自由曲面构成的反射面。其结果,上述反射面31A(上述反射器3A)具有上述基准焦点F1及上述基准光轴Z。
上述反射面31A是将来自上述半导体型光源2A的上述发光面24A的光作为图22(A)所示的具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2及拐点E(倾斜明暗截止线CL1与水平明暗截止线CL2的交点或其附近的点)的基本配光图案P而反射的自由曲面的反射面。在此,在上述基本配光图案P中,在从屏幕的左右水平线HL-HR的左侧约5°至约10°左右的部分,防止漏光,形成有的配光图案。
上述反射面31A通过蒸镀而形成。上述蒸镀的结构如如下结构:首先,在上述反射器3A的母材的表面上形成用于提高密合性的内涂层,接着,在上述内涂层之上形成反射层的铝蒸镀层,然后,在上述铝蒸镀层之上形成用于提高耐候性的外涂层。在上述蒸镀时,在上述反射器3A的上述反射面31A下端部形成蒸镀残留物36A(参照图21中用点线表示的部位)。
(辅助反射面35A的说明)
在上述反射器3A的上缘的中央部即与上述散热部件5A的灯罩部53A对应的部分设有辅助反射面35A。上述辅助反射面35以使来自上述半导体型光源2A的光的一部分(未图示)与上述散热部件5A的灯罩部53A交叉的方式反射。与上述散热部件5A的灯罩部53A交叉的反射光(未图示)透过上述透镜4A以预定的配光图案(未图示)被照射到车辆C的前方(前侧F),或者,通过设置在上述罩部件6A上的窗部(未图示)以预定的配光图案(未图示)被照射到车辆C的外侧。
(透镜4A的说明)
如图18~图21所示,上述透镜4A包括:正面观察时呈长方形形状的透镜部40A;一体地设置在上述透镜部40A的周围的配合部49A;以及一体地设置在上述配合部49A的左右两侧的安装部43A。上述配合部49A相比上述透镜部40A靠后侧B低一台阶。在上述配合部49A中的至少入射面(存在包含全反射面的情况),设有褶皱等扩散面或遮光面(未图示)。上述安装部43A利用螺钉44A固定在上述散热部件5A上。其结果,上述透镜4A被固定在上述散热部件5A上。上述透镜4A与上述反射器3A之间的前后方向的距离小。
上述透镜部40A是具有多个凸面的透镜(薄壁透镜、棱镜透镜)。就上述透镜4A的上述透镜部40A而言,在车辆C的俯视中,从车辆C的内侧(右侧R)至外侧(左侧L)从车辆C的前侧F向后侧B倾斜(倾斜),而且在车辆C的正面观察时,从车辆C的内侧(右侧R)至外侧(左侧L)从车辆C的下侧D向上侧U倾斜(倾斜)(上升)。
在上述透镜部40A的内表面(后侧B的面)设有入射面45A。在上述透镜4A的上述透镜部40A的外表面(前侧F的面)设有射出面46A。上述入射面45A构成为平面或复合二次曲面。上述射出面46A为多个上述凸面,并构成为凸状自由曲面。其结果,上述透镜4A的上述透镜部40A构成为轴为上下方向的圆柱形状的透镜部(棱镜透镜部)。
如图22(B)所示,上述透镜部40A将来自上述反射面31A的上述基本配光图案P作为具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2及拐点E的近光用配光图案LP照射到车辆的前方。
上述透镜部40A中的下侧D的部分且中央的部分(图20中用粗实线包围的范围的部分)为低扩散部47A。上述低扩散部47A是将上述基本配光图案P的上述拐点E及其附近的部分的聚光配光作为上述近光用配光图案LP中的上述拐点E及其附近的部分的聚光配光进行照射的部位。即、上述低扩散部47A使上述基本配光图案P的上述拐点E及其附近低扩散,形成上述近光用配光图案LP中的上述拐点E及其附近。上述低扩散部47A的上述凸面(上述射出面46A)构成为曲率半径大的凸面。此外,存在上述低扩散部47A的上述凸面(上述射出面46A)的一部分呈平面的情况。该情况下,存在上述基本配光图案P的上述拐点E及其附近的一部分原样透过的情况。
上述低扩散部47A以外的其他部分(图20中用粗实线包围的范围的外侧的部分)的上述凸面(上述射出面46A)的大部分构成为曲率半径比上述低扩散部47A的曲率半径小的凸面。此外,其他部分中,与上述低扩散部47A邻接的部分的上述凸面(上述射出面46A)存在构成为平面或曲率半径大的凸面的情况。
(反射面31A的下端部38A与透镜部40A的下端部48A的相对位置关系的说明)
如图21所示,上述反射面31A的下端部38A中至少一部分位于比上述透镜部40A的上述下端部48A靠下侧D。位于比上述透镜部40A的上述下端部48A靠下侧D的上述反射面31A的上述下端部38A是上述透镜部40A中与上述低扩散部47A对应的部位。此外,上述反射面31A的下端部38A的全部也可以位于比上述透镜部40A的下端部48A靠下侧D。
(散热部件5A的说明)
如图18~图21所示,上述散热部件5A由水平板部50A、翅片部51A、安装部52A、以及上述灯罩部53A构成。在上述水平板部50A的一面(下侧D的面)上,利用上述螺钉23A、34A安装有上述半导体型光源2A及上述反射器3A。
在上述水平板部50A的另一面(上侧U的面),一体地设有多个枚垂直板形状的上述翅片部51A。上述翅片部51A将由上述半导体型光源2A的上述发光芯片20A产生的热向外部放出。
在上述水平板部50A的一面的前侧F的边缘的左右两端部一体地设有弯曲臂形状的上述安装部52A。在上述安装部52A上,利用上述螺钉44A安装有上述透镜4A。
在上述水平板部50A的一面的前侧F的边缘的中央部,一体地设有弯曲形状的上述灯罩部53A。上述灯罩部53A防止来自上述半导体型光源2A的上述发光面24A的光直接入射到上述透镜4A的上述透镜部40A中。
(罩部件6A的说明)
如图18~图21所示,上述罩部件6A构成为前侧F的部分封闭,而且后侧B的部分开口的中空状的罩形状。上述罩部件6A由不透光性部件构成。
在上述罩部件6A的前侧F的部分设有构成为长方形形状的插入开口部60A。在上述插入开口部60A插入有上述透镜4A的上述透镜部40A,上述透镜4A的上述配合部49A与上述插入开口部60A的边缘配合。在上述罩部件6A的前侧F的部分的上述插入开口部60A的内侧的左右两侧的边缘,一体地设有安装部61A。上述安装部61A安装在上述透镜4A的上述安装部43A上。其结果,上述罩部件6A通过上述透镜4A固定在上述散热部件5A上。在上述罩部件6A的后侧B的开口部的上下边缘的中央部设有通气开口部62A。
上述罩部件6A的上述插入开口部60A的下侧D的缘部是遮蔽来自位于比上述透镜部40A的上述下端部48A靠下侧D的、上述反射面31A的上述下端部38A的上述蒸镀残留物36A的反射光的遮蔽部63A。
(第二实施方式的作用的说明)
该第二实施方式中的车辆用前照灯1L、1R具有如上所述的结构,以下对其作用进行说明。
点亮半导体型光源2A的发光芯片20A。于是,从发光芯片20A的发光面24A放射的光的大部分由反射器3A的反射面31A反射到透镜4A侧。
如图22(A)所示,由第一反射面31A反射的反射光被配光控制为具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2及拐点E的基本配光图案P,从入射面45A向射出面46A透过透镜4A的透镜部40A。如图22(B)所示,从透镜部40A射出的射出光被配光控制为具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2及拐点E的近光用配光图案LP并被照射到车辆C的前方。
此时,若来自发光芯片20A的发光面24A的光入射到反射面31A的下端部38A的蒸镀残留物36A,则作为未经过配光控制的反射光(参照图21中的虚线箭头)从蒸镀残留物36A反射。未经过配光控制的反射光被阻碍透过下端部48A位于比反射面31A的下端部38A靠上侧U的透镜部40A。另外,未经过配光控制的反射光由遮蔽部63A遮蔽。由此,能够防止未经过配光控制的反射光透过透镜部40A而产生杂光,可得到良好的近光用配光图案LP。
在此,在一体地设置在透镜部40A的周围的配合部49A中的至少入射面(存在包含全反射面的情况),设有褶皱等扩散面或遮光面。因此,即使反射光入射到配合部49A,也能够防止该反射光全反射而成为杂光。
(第二实施方式的效果的说明)
该第二实施方式中的车辆用前照灯1L、1R具有如上所述的结构及作用,以下对其效果进行效果说明。
该第二实施方式中的车辆用前照灯1L、1R能够得到良好的近光用配光图案LP。
即、就该第二实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,反射面31A的下端部38A中的至少一部分位于比透镜部40A的下端部48A靠下侧D。其结果,能够防止未经过配光控制的来自蒸镀残留物36A的反射光透过下端部48A位于比反射面31A的下端部38A靠上侧U的透镜部40A。由此,能够防止未经过配光控制的反射光透过透镜40A而产生杂光,可得到良好的近光用配光图案LP。
就该第二实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,位于比透镜部40A的下端部48A靠下侧D的反射面31A的下端部38A是透镜部40A中的与使基本配光图案P向左右方向低扩散的低扩散部47A对应的部位。该低扩散部47A使未经过配光控制的来自蒸镀残留物36A的反射光向左右方向低扩散并向外部照射,因此杂光的影响大。但是,该第二实施方式中的车辆用前照灯1L、1R中,反射面31A的下端部38A位于比低扩散部47A靠下侧。其结果,能够防止未经过配光控制的来自蒸镀残留物36A的反射光透过下端部48A位于比反射面31A的下端部38A靠上侧U的透镜部40A的低扩散部47A。由此,能够防止未经过配光控制的反射光透过透镜40A而产生影响大的杂光,可得到良好的近光用配光图案LP。
该第二实施方式中的车辆用前照灯1L、1R具备罩部件6A的遮蔽部63A,该遮蔽部63A为不透光性部件,遮蔽来自位于比透镜部40A的下端部48A靠下侧D的、反射面31A的下端部38A的蒸镀残留物36A的反射光。其结果,未经过配光控制的来自蒸镀残留物36A的反射光由遮蔽部63A遮蔽。由此,能够防止未经过配光控制的反射光透过透镜部40A而产生杂光,可到良好的近光用配光图案LP。
在不替代反射器3A而是替代(替换)透镜4A的情况下,该第二实施方式中的车辆用前照灯1L、1R也能够防止未经过配光控制的来自蒸镀残留物36A的反射光透过透镜部40A。由此,能够使反射器3A保持原样、将透镜4A替代(替换)为各种各样的形状(例如,从车辆C的内侧至外侧从下侧D向上侧U上升的形状、或者从车辆C的内侧至外侧从上侧U向下侧D下垂的形状)。
就该第二实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,在透镜部40A的周围设有与罩部件6A配合的配合部49A,在该配合部49A中至少入射面(存在包含全反射面的情况)设有褶皱等扩散面或遮光面。因此,即使反射光入射到配合部49A,也能够防止该反射光全反射而成为杂光。尤其是,如图21所示,即使未经过配光控制的反射光入射到透镜部40A的下端部48A的配合部49A,也能够防止该反射光全反射而成为杂光。
该第二实施方式中的车辆用前照灯1L、1R中,从透镜4A与反射器3A之间的前后方向的距离、即、从反射器3A的反射面31A至透镜4A的入射面45A的距离小。因此,即使反射器3A的反射面31A与透镜4A的透镜部40A之间的相对位置稍微偏移,对从基本配光图案P向近光用配光图案LP的配光控制的影响也小。即、能够实现高精度的配光控制。
(第二实施方式以外的例子的说明)
在该第二实施方式中,对车辆C为左侧通行的情况的车辆用前照灯1L、1R进行了说明。但是在本发明也能够应用于车辆C为右侧通行的情况的车辆用前照灯。
另外,在该第二实施方式中,利用罩部件6A的遮蔽部63A遮蔽未经过配光控制的来自蒸镀残留物36A的反射光。但是,在本发明中,在透镜4A的入射面45A侧或射出面46A侧配置有不透光性部件例如内板的情况下,也可以在该内板上设置遮蔽部。
另外,在该第二实施方式中,透镜4A的射出面46A构成为多个凸面。但是,在本发明中,既可以是透镜的入射面构成为多个凸面,也可以是透镜的射出面及入射面构成为多个凸面。
再有,在该第二实施方式中,作为配光图案,对具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2及拐点E的近光用配光图案LP进行了说明。但是,在本发明中,作为配光图案,也可以是没有倾斜明暗截止线的配光图案。
第三实施方式
本发明涉及具备半导体型光源和反射器以及具有多个凸面的透镜的车辆用前照灯。尤其是,本发明涉及能够得到良好的(理想的)近光用配光图案(错车用配光图案)、和远光用配光图案(行驶用配光图案)的车辆用前照灯。
在该车辆用前照灯中,重要的是能得到良好的近光用配光图案和远光用配光图案。
本发明所要解决的课题在于,重要的是能得到良好的近光用配光图案和远光用配光图案。
如图23所示,本发明具备第一半导体型光源2L、第二半导体型光源2H、第一反射器3L、第二反射器3H、以及透镜4B。第一半导体型光源2L、第二半导体型光源2H具有向下的发光面24L、24H。第一反射器3L、第二反射器3H具有第一反射面31B、第二反射面32B。透镜4B具有多个凸面(射出面46B)和第一透镜部41B、第二透镜部42B。其结果,本发明可得到良好的近光用配光图案LP和远光用配光图案HP。
以下,对该第三实施方式中的车辆用前照灯的结构进行说明。符号1L、1R是该第三实施方式中的车辆用前照灯(例如,头灯等)。上述车辆用前照灯1L、1R搭载在左侧通行用的车辆C的前部的左右两端部。以下,对搭载在车辆C的左侧L的左侧车辆用前照灯1L进行说明。此外,搭载在车辆C的右侧R的右侧车辆用前照灯1R具有与左侧的车辆用前照灯1L大致相同的结构,因此省略说明。
(车辆用前照灯1L的说明)
如图23~图26所示,上述车辆用前照灯1L具备灯壳(未图示)、灯透镜(未图示)、第一半导体型光源(近光用半导体型光源)2L、第二半导体型光源(远光用半导体型光源)2H、第一反射器(近光用反射器)3L、第二反射器(远光用反射器)3H、透镜4、散热部件5B、以及罩部件6B。
上述第一半导体型光源2L、上述第二半导体型光源2H及上述第一反射器3L、上述第二反射器3H、上述透镜4B、上述散热部件5B以及上述罩部件6B构成灯单元。上述灯壳及上述灯透镜划定灯室(未图示)。上述灯单元2L、2H、3L、3H、4B、5B、6B配置在上述灯室内,而且,通过上下方向用光轴调整机构(未图示)及左右方向用光轴调整机构(未图示)安装在上述灯壳上。
(第一半导体型光源2L、第二半导体型光源2H的说明)
上述第一半导体型光源2L、上述第二半导体型光源2H如图23、图26所示,在该例中,例如是LED、EL(有机EL)等自发光半导体型光源。上述第一半导体型光源2L、上述第二半导体型光源2H包括:发光芯片(LED芯片)20L、20H;利用封装树脂部件对上述发光芯片20L、20H进行封装的封装件(LED封装件);安装有上述封装件的基板21B;以及安装在上述基板21B上并向上述发光芯片20L、20H供给来自电源(电池)的电流的连接器22B。上述基板21B利用螺钉23B固定在上述散热部件5B上。其结果,上述第一半导体型光源2L、上述第二半导体型光源2H被固定在上述散热部件5B上。
如图30(B)所示,上述第一半导体型光源2L的上述发光芯片20L呈平面矩形形状(平面长方形状)。即、将多个例如四个正方形的芯片沿X1轴方向(未图示、左右的水平方向)排列而成。此外,也可以使用一个长方形的芯片、或者一个正方形的芯片。上述发光芯片20L的长方形的下侧D的面(下面)构成为发光面24L。其结果,上述发光面24L朝向下侧D。上述发光芯片20L的上述发光面24L的中心O1位于上述第一反射器3L的基准焦点F1或其附近,而且,位于上述第一反射器3L的基准光轴(基准轴)Z1上或其附近。
如图30(A)所示,上述第二半导体型光源2H的上述发光芯片20H构成为平面矩形形状(平面长方形状)。即、将多个例如两个正方形的芯片沿X2轴方向(未图示,左右的水平方向)排列而成。其结果,上述第二半导体型光源2H的发光光量比上述第一半导体型光源2L的发光光量少。此外,也可以使用一个长方形的芯片、或者一个正方形的芯片。上述发光芯片20H的长方形的下侧D的面(下表面)构成为发光面24H。其结果,上述发光面24H朝向下侧D。上述发光芯片20H的上述发光面24H的中心O2位于上述第二反射器3H的基准焦点F2或其附近,而且,位于上述第二反射器3H的基准光轴(基准轴)Z2上或其附近。
在图30中,X1、Y1、Z1、X2、Y2、Z2构成直角坐标(X-Y-Z直角坐标系)。上述X轴(X1、X2)是通过上述发光芯片20L、20H的上述发光面24L、24H的中心O1、O2的左右方向的水平轴。就上述X轴而言,车辆C的内侧、即、在该第三实施方式中,右侧R为+方向,车辆C的外侧、即、在该第三实施方式中,左侧L为-方向。另外,上述Y轴(Y1、Y2)是通过上述发光芯片20L、20H的上述发光面24L、24H的中心O1、O2的上下方向的铅垂轴(垂直轴、法线、垂线)。就上述Y轴而言,在该第三实施方式中,上侧U为+方向,下侧D为-方向。并且,上述Z轴(Z1、Z2)是上述第一反射器3L、上述第二反射器3H的基准光轴Z1、Z2,是通过上述发光芯片20L、20H的上述发光面24L、24H的中心O1、O2,而且与上述X轴及上述Y轴正交的前后方向的轴。就上述Z轴(Z1、Z2)而言,在该第三实施方式中,前侧F为+方向,后侧B为-方向。
(第一反射器3L、第二反射器3H的说明)
如图23所示,上述第一反射器3L和上述第二反射器3H由第一反射部30B、第二反射部36B、以及安装部33B构成为一体。上述安装部33B利用螺钉34B固定在上述散热部件5B上。其结果,上述第一反射器3L、上述第二反射器3H固定在上述散热部件5B上。此外,也可以将上述第一反射器3L的上述第一反射部30B和上述第二反射器3H的上述第二反射部36B分开构成,并分别通过安装部固定在上述散热部件5B上。
在上述第一反射部30B的前侧F的面(内表面)设有由一个连续面形成的第一反射面31B。在上述第二反射部36B的前侧F的面(内表面)设有由一个连续面形成的第二反射面32B。上述第一反射面31B、上述第二反射面32B分别是由抛物线系的自由曲面构成的反射面。其结果,上述反射面31B、上述第二反射面32B(上述第一反射器3L、上述第二反射器3H)分别具有上述基准焦点F1、F2及上述基准光轴Z1、Z2。
上述第一反射面31B是将来自上述第一半导体型光源2L的上述发光面24L的光作为具有倾斜明暗截止线和水平明暗截止线及拐点(倾斜明暗截止线与水平明暗截止线的交点或其附近的点)的第一基本配光图案(近光用基本配光图案,未图示)而反射的自由曲面的反射面。上述第二反射面32B是将来自上述第二半导体型光源2H的上述发光面24H的光作为具有图示的高光度带的第二基本配光图案(远光用基本配光图案,未图示)而反射的自由曲面的反射面。
上述第二反射器3H(上述第二反射部36B)位于比上述第一反射器3L(上述第一反射部30B)靠车辆C的内侧(右侧R)(参照图27、图29、图32)。上述第二反射器3H与上述第一反射器3L相比较位于车辆C的下侧D(参照图27)。上述第二反射器3H与上述第一反射器3L相比较位于车辆C的前侧F(参照图29、图32)。上述第二反射面32B的基准焦点距离F20比上述第一反射面31B的基准焦点距离F10短(参照图29)。
(辅助反射面35B的说明)
在上述第一反射器3L的上缘的中央部即与上述散热部件5B的灯罩部53B对应的部分,设有辅助反射面35B。上述辅助反射面35B使来自上述半导体型光源2B的光的一部分(未图示)以与上述散热部件5B的灯罩部53B交叉的方式反射。与上述散热部件5B的灯罩部53B交叉的反射光(未图示)透过上述透镜4B以预定的配光图案(未图示)向车辆C的前方(前侧F)照射,或者通过设置在上述罩部件6B上的窗部(未图示)以预定的配光图案(未图示)向车辆C的外侧照射。
(透镜4B的说明)
如图23~图26所示,上述透镜4B由正面观察时呈长方形形状的透镜部40B和安装部43B构成。上述安装部43B利用螺钉44B固定在上述散热部件5B上。其结果,上述透镜4B被固定在上述散热部件5B上。上述透镜4B与上述第一反射器3L、上述第二反射器3H之间的前后方向的距离小。
上述透镜部40B是具有多个凸面的透镜(薄壁透镜、棱镜透镜)。在车辆C的俯视中,上述透镜4B的上述透镜部40B从车辆C的内侧(右侧R)至外侧(左侧L)从车辆C的前侧F向后侧B倾斜(倾斜),而且,在车辆C的正面观察时,从车辆C的内侧(右侧R)至外侧(左侧L)从车辆C的下侧D向上侧U倾斜(倾斜)(上升)。此外,在上述透镜部40B不倾斜的情况下,上述第二反射器3H与上述第一反射器3L并排配置。
在上述透镜部40B的内表面(后侧B的面)设有入射面45B。在上述透镜4B的上述透镜部40B的外表面(前侧F的面)设有射出面46B。上述入射面45B构成为平面或复合二次曲面。上述射出面46B为多个上述凸面,构成为凸状自由曲面。其结果,上述透镜4B的上述透镜部40B构成为轴为上下方向的圆柱形状的透镜部(棱镜透镜部)。
上述透镜4B的上述透镜部40B由第一透镜部(近光用透镜部)41B、第二透镜部(远光用透镜部)42B构成为一体。上述第二透镜部42B位于比上述第一透镜部41B靠车辆C的内侧(右侧R)(参照图28)。上述第二透镜部42B与上述第一透镜部41B相比较,位于车辆C的下侧D(参照图28)。上述第二透镜部42B与上述第一透镜部41B相比较,位于车辆C的前侧F(参照图32)。
上述第一透镜部41B与上述第一反射器3L的上述第一反射面31B对应地设置。上述第一透镜部41B是将来自上述第一反射器3L的上述第一反射面31B的上述第一基本配光图案作为图33(A)所示的第一配光图案即近光用配光图案LP进行配光控制后向车辆C的前方照射的透镜部。上述近光用配光图案LP具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2及拐点E(倾斜明暗截止线CL1与水平明暗截止线CL2的交点或其附近的点)。
上述第二透镜部42B与上述第二反射器3H的上述第二反射面32B对应地设置。上述第二透镜部42B是将来自上述第二反射器3H的上述第二反射面32B的上述第二基本配光图案作为图33(B)所示的第二配光图案P2进行配光控制后向车辆C的前方照射的透镜部。上述第二配光图案P2具有高光度带(热区域)HZ。通过重叠上述近光用配光图案LP与上述第二配光图案P2,可得到图33(C)所示的远光用配光图案HP。
(散热部件5B的说明)
如图23~图26、图31所示,上述散热部件5B由第一水平板部50B、第二水平板部54B、第一翅片部51B、第二翅片部55B、安装部52B、以及上述灯罩部53B构成为一体。
上述第二水平板部54B位于上述第一水平板部50B中的车辆C的内侧(右侧R)的部分(参照图23、图31)。上述第二水平板部54B与上述第一水平板部50B相比较,位于车辆C的下侧D(参照图23、图31)。上述第二水平板部54B与上述第一水平板部50B相比较,位于车辆C的前侧F(参照图23)。
在上述第一水平板部50B、上述第二水平板部54B的一面(下侧D的面)上利用上述螺钉23安装有上述第一半导体型光源2L、上述第二半导体型光源2H。其结果,上述第二半导体型光源2H位于比上述第一半导体型光源2L靠车辆C的内侧(右侧R)的部分(参照图29)。上述第二半导体型光源2H与上述第一半导体型光源2L相比较,位于车辆C的下侧D(参照图31的发光芯片的中心O1、O2)。上述第二半导体型光源2H与上述第一半导体型光源2L相比较,位于车辆C的前侧F(参照图29)。
在上述第一水平板部50B中的车辆C的外侧(左侧L)的部分的一面(下侧D的面)上,利用上述螺钉34B安装有与上述第二反射器3H为一体结构的上述第一反射器3L。
在上述第一水平板部50B、上述第二水平板部54B的另一面(上侧U的面)上,一体地设有多枚垂直板形状的上述第一翅片部51B、上述第二翅片部55。上述第一翅片部51B、上述第二翅片部55B将由上述第一半导体型光源2L的上述发光芯片20L、上述第二半导体型光源2H的上述发光芯片20H产生的热向外部放出。
在上述第一水平板部50B的一面的前侧F的边缘的左右两端部一体地设有弯曲臂形状的上述安装部52B。在上述安装部52B上利用上述螺钉44B安装有上述透镜4B。
在上述第一水平板部50B的一面的前侧F的边缘的中央部,一体地设有弯曲形状的上述灯罩部53B。上述灯罩部53B防止来自上述第一半导体型光源2L的上述发光面24L的光直接入射到上述透镜4B的上述透镜部40B。在上述灯罩部53B设有遮蔽从上述第一半导体型光源2L向上述第二透镜部42B入射的光L1的遮蔽部56B。
(罩部件6B的说明)
如图23~图26所示,上述罩部件6B构成为前侧F的部分封闭而且后侧B的部分开口的中空状的罩形状。上述罩部件6B由不透光性部件构成。
在上述罩部件6B的前侧F的部分设有构成为长方形形状的插入开口部60B。在上述插入开口部60B插入上述透镜4B的上述透镜部40B。在上述罩部件6B的前侧F部分的上述插入开口部60B内侧的左右两侧的边缘,一体地设有安装部(未图示)。上述安装部安装在上述透镜4B的上述安装部43B上。其结果,上述罩部件6B通过上述透镜4B固定在上述散热部件5B上。在上述罩部件6B的后侧B的开口部的上下边缘的中央部设有通气开口部62B。
(第三实施方式的作用的说明)
该第三实施方式中的车辆用前照灯1L、1R具有如上所述的结构,以下对其作用进行说明。
点亮第一半导体型光源2L的发光芯片20L。于是,从发光芯片20L的发光面24L放射的光的大部分由第一反射器3L的第一反射面31反射到透镜4B侧。
由第一反射面31B反射的反射光被配光控制为具有倾斜明暗截止线和水平明暗截止线及拐点的第一基本配光图案(未图示),从入射面45B向射出面46B透过透镜4B的第一透镜部41B。从第一透镜部41B射出的射出光如图33(A)所示,被配光控制为具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2及拐点E的近光用配光图案LP并照射到车辆C的前方。
另外,点亮第二半导体型光源2H的发光芯片20H。于是,从发光芯片20H的发光面24H放射的光的大部分由第二反射器3H的第二反射面32B反射到透镜4侧。
由第二反射面32B反射的反射光被配光控制为具有高光度带的第二基本配光图案(未图示),从入射面45B向射出面46B透过透镜4B的第二透镜部42B。从第二透镜部42B射出的射出光如图33(B)所示,被配光控制为具有高光度带(热区域)HZ的第二配光图案P2并照射到车辆C的前方。
通过重叠(合成)图33(A)所示的近光用配光图案LP和图33(B)所示的第二配光图案P2,可得到图33(C)所示的远光用配光图案HP。
(第三实施方式的效果的说明)
该第三实施方式中的车辆用前照灯1L、1R具有如上所述的结构及作用,以下对其效果进行说明。
该第三实施方式中的车辆用前照灯1L、1R能够得到良好的近光用配光图案LP和远光用配光图案HP。
即、该第三实施方式中的车辆用前照灯1L、1R通过仅点亮第一半导体型光源2L,可得到图33(A)所示的近光用配光图案LP,而且,通过点亮第一半导体型光源2L和第二半导体型光源2H,可得到图33(A)所示的近光用配光图案LP与图33(B)所示的第二配光图案P2重叠(合成)的图33(C)所示的远光用配光图案HP。其结果,可得到良好的近光用配光图案LP和远光用配光图案HP。
该第三实施方式中的车辆用前照灯1L、1R具备遮蔽从第一半导体型光源2L向第二透镜部42B入射的光L1的遮蔽部56B,因此能够可靠地防止在仅点亮第一半导体型光源2L时,来自第一半导体型光源2L的光L1入射到第二透镜部42B作为杂光而从第二透镜部42B照射到外部。由此,可得到良好的近光用配光图案LP。另外,在点亮第一半导体型光源2L和第二半导体型光源2H并将远光用配光图案HP照射到车辆C的前方时,即使来自第二半导体型光源2H的光(未图示)入射到第一透镜部41B并从第一透镜部41B向外部照射,也不会给远光用配光图案HP带来影响。由此,可得到良好的远光用配光图案HP。
就该第三实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,由于第二半导体型光源2H的发光光量比第一半导体型光源2L的发光光量少,因此能够将向外放射来自第二半导体型光源2H的热的散热部件5B的第二翅片部55B小型化,由此,能够将散热部件5B、灯单元小型化,而且,能够提高散热效果。
就该第三实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,第二反射面32B的基准焦点距离F20比第一反射面31B的基准焦点距离F10短,因此来自第二半导体型光源2H的光向第二反射面32B入射的立体角变大。其结果,能够使第二反射面32B的正面投影面积比第一反射面31B的正面投影面积小(参照图27)。由此,能够将第二反射器3H小型化,由此,能够将灯单元小型化,而且,能够有效利用来自第二半导体型光源2H的光,可得到高效率的远光用配光图案HP。
就该第三实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,第二反射器3H相对于第一反射器3L位于车辆C的内侧(右侧R),而且位于车辆C的下侧D、且车辆C的前侧F。其结果,适合于车辆C的前部为从内侧(右侧R)至外侧(左侧L)从前侧F向后侧B倾斜(倾斜)的车种,而且适合于从车辆C的内侧(右侧R)至外侧(左侧L)从车辆C的下侧D向上侧U倾斜(倾斜)的(上升)透镜4B。
该第三实施方式中的车辆用前照灯1L、1R由于透镜4B的透镜部40B由第一透镜部41B和第二透镜部42B构成为一体,因此提高外观美观。
就该第三实施方式中的车辆用前照灯1L、1R而言,透镜4与第一反射器3L、第二反射器3H之间的前后方向的距离、即、从第一反射器3L的第一反射面31B、第二反射器3H的第二反射面32B至透镜4的入射面45B的距离小。因此,即使第一反射器3L的第一反射面31B、第二反射器3H的第二反射面3B与透镜4B的第一透镜部41B、第二透镜部42B之间的相对位置稍微偏移,对从第一基本配光图案、第二基本配光图案向近光用配光图案LP、第二配光图案P2的配光控制的影响也小。即、能够实现高精度的配光控制。
(第三实施方式以外的例子的说明)
在该第三实施方式中,对车辆C为左侧通行的情况的车辆用前照灯1L、1R进行了说明。但是,本发明也能够应用于车辆C为右侧通行的情况的车辆用前照灯。
另外,在该第三实施方式中,第一半导体型光源2L的发光芯片20L的发光面24L、第二半导体型光源2H的发光芯片20H的发光面24H朝向下侧D。但是,在本发明中,第一半导体型光源2L的发光芯片20L的发光面24L、第二半导体型光源2H的发光芯片20H的发光面24H也可以朝向上侧U。
再有,在该第三实施方式中,透镜4B的射出面46B构成为多个凸面。但是,在本发明中,既可以是透镜的入射面构成为多个凸面,也可以是透镜的射出面及入射面构成为多个凸面。
另外,在该第三实施方式中,作为第一配光图案,对具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2及拐点E的近光用配光图案LP进行说明。但是,在本发明中,作为第一配光图案,也可以是没有倾斜明暗截止线的配光图案。
第四实施方式
本发明涉及具备半导体型光源、反射器以及具有多个凸面的透镜的车辆用前照灯。尤其是,本发明涉及能够得到良好的(理想的)配光图案例如近光用配光图案(错车用配光图案)的车辆用前照灯。
然而,在以往的车辆用前照灯中,存在来自光源的光直接入射到扩散棱镜透镜的情况。在该情况下,有时产生图39(B)中用双点划线表示的双重图像像G。在该情况下,有无法得到良好的配光图案。
本发明所要解决的课题在于,在以往的车辆用前照灯中,存在无法得到良好的配光图案(例如近光用配光图案)的情况。
如图34所示,本发明具备半导体型光源2C、反射器3C、透镜4C、以及灯罩部53C。反射器3C具有反射面31C。透镜4C具有多个凸面(射出面46C)和透镜部40C。在反射面31C上设有辅助反射面35C。其结果,本发明可在灯单元中得到良好的近光用配光图案LP。
图34~图37表示本发明的车辆用前照灯的第四实施方式。以下对该第四实施方式的车辆用前照灯的结构进行说明。符号1L、1R是该实施方式中的车辆用前照灯(例如,头灯等)。上述车辆用前照灯1L、1R搭载在左侧通行用的车辆C的前部的左右两端部。以下对搭载在车辆C的左侧L的左侧车辆用前照灯1L进行说明。此外,搭载在车辆C的右侧R的右侧车辆用前照灯1R具有与左侧的车辆用前照灯1L大致相同的结构,因此省略说明。
(车辆用前照灯1L的说明)
如图34~图37所示,上述车辆用前照灯1L具备灯壳(未图示)、灯透镜(未图示)、半导体型光源2C、反射器3C、透镜4C、散热部件5C以及罩部件6C。
上述半导体型光源2C、上述反射器3C、上述透镜4C、上述散热部件5C、以及上述罩部件6C构成灯单元。上述灯壳及上述灯透镜划定灯室(未图示)。上述灯单元2C、3C、4C、5C、6C配置在上述灯室内,而且,通过上下方向用光轴调整机构(未图示)及左右方向用光轴调整机构(未图示)安装在上述灯壳上。
(半导体型光源2C的说明)
如图34、图37所示,上述半导体型光源2C在该例中例如是LED、EL(有机EL)等自发光半导体型光源。上述半导体型光源2C包括:发光芯片(LED芯片)20C;用封装树脂部件对上述发光芯片20C进行封装的封装件(LED封装件);安装有上述封装件的基板21C;以及安装在上述基板21C上并向上述发光芯片20C供给来自电源(电池)的电流的连接器22C。上述基板21C利用螺钉23C固定在上述散热部件5C上。其结果,上述半导体型光源2C被固定在上述散热部件5C上。
上述发光芯片20C呈平面矩形形状(平面长方形状)。即、将多个例如四个正方形的芯片沿X轴方向(左右的水平方向)排列而成。此外,也可以使用一个长方形的芯片、或者一个正方形的芯片。上述发光芯片20C的长方形的下侧D的面(下表面)构成为发光面24C。其结果,上述发光面24C朝向下侧D。上述发光芯片20C的上述发光面24C的中心O位于上述反射器3C的基准焦点F1或其附近,而且位于上述反射器3的基准光轴(基准轴)Z上或其附近。
在图36~图38中,X、Y、Z构成直角坐标(X-Y-Z直角坐标系)。上述X轴是通过上述发光芯片20C的上述发光面24C的中心O的左右方向的水平轴。就上述X轴而言,车辆C的内侧、即、在该第四实施方式中,右侧R为+方向,车辆C的外侧、即、在第四实施方式中,左侧L为-方向。另外,上述Y轴是通过上述发光芯片20C的上述发光面24C的中心O的上下方向的铅垂轴(垂直轴、法线、垂线)。就上述Y轴而言,在该第四实施方式中,上侧U为+方向,下侧D为-方向。并且,上述Z轴是上述反射器3C的基准光轴Z,是通过上述发光芯片20C的上述发光面24C的中心O而且与上述X轴及上述Y轴正交的前后方向的轴。就上述Z轴而言,在该第四实施方式中,前侧F为+方向,后侧B为-方向。
(反射器3C的说明)
如图34所示,上述反射器3C由反射部30C和安装部33C构成。上述安装部33C利用螺钉34C固定在上述散热部件5C上。其结果,上述反射器3C被固定在上述散热部件5C上。
在上述反射部30C的前侧F的面(内表面)上设有由一个连续面形成的反射面31C。上述反射面31C是由抛物线系的自由曲面构成的反射面。其结果,上述反射面31C(上述反射器3C)具有上述基准焦点F1及上述基准光轴Z。
上述反射面31C是将来自上述半导体型光源2C的上述发光面24C的大部分光(未图示)作为具有倾斜明暗截止线和水平明暗截止线及拐点(倾斜明暗截止线与水平明暗截止线的交点或其附近的点)的基本配光图案(未图示)而反射的自由曲面的反射面。在此,在上述基本配光图案中,在屏幕的左右的水平线HL-HR的左侧约5°至约10°左右的部分,防止漏光,形成平滑的配光图案。
(辅助反射面35C的说明)
在上述反射器3C(上述反射面31C)中、来自上述反射面31C的反射光的一部分L1(参照图37中的双点划线箭头)被上述散热部件5C的灯罩部53C遮住的部分,设有辅助反射面35C,该辅助反射面35C使来自上述半导体型光源2C的光的一部分L2(参照图37中的实线箭头)作为反射光L3(参照图37中的实线箭头)向上述透镜4C的透镜部40C。即、在上述反射器3C的上缘的中央部即与上述散热部件5C的上述灯罩部53C对应的部分,设有上述辅助反射面35C。上述辅助反射面35C以使来自上述半导体型光源2C的光的一部分L2与上述散热部件5C的上述灯罩部53C交叉的方式反射。
(透镜4C的说明)
如图34~图37所示,上述透镜4C由正面观察时呈长方形形状的透镜部40C和安装部43C构成。上述安装部43C利用螺钉44C固定在上述散热部件5C上。其结果,上述透镜4C被固定在上述散热部件5C上。上述透镜4C与上述反射器3C之间的前后方向的距离小。
上述透镜部40C是具有多个凸面的透镜(薄壁透镜、棱镜透镜)。在车辆C的俯视中,上述透镜4C的上述透镜部40C从车辆C的内侧(右侧R)至外侧(左侧L)从车辆C的前侧F向后侧B倾斜(倾斜),而且,在车辆C的正面观察时,从车辆C的内侧(右侧R)至外侧(左侧L)从车辆C的下侧D向上侧U倾斜(倾斜)(上升)。
在上述透镜部40C的内表面(后侧B的面)设有入射面45C。在上述透镜4C的上述透镜部40C的外表面(前侧F的面)设有射出面46C。上述入射面45C构成为平面或复合二次曲面。上述射出面46C是多个上述凸面,且呈凸状自由曲面。其结果,上述透镜4C的上述透镜部40C构成为轴为上下方向的圆柱形状的透镜部(棱镜透镜部)。
如图39(B)所示,上述透镜部40C将来自上述反射面31C的上述基本配光图案作为具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2及拐点E的近光用配光图案LP照射到车辆C的前方。
上述透镜部40C的一部分41C、在该例中、上部的中央部、即上段的中间的两个上述凸面(上述射出面46C)将是上述基本配光图案作为上述近光用配光图案LP照射到车辆C的前方,而且将来自上述辅助反射面35C的反射光L3C(与上述散热部件5C的上述灯罩部53C交叉的反射光)如图39(A)、(B)所示那样作为辅助配光图案P1而射出的透镜部。上述辅助配光图案P1透过上述透镜部40C的一部分41C向车辆C的前方(前侧F)在左右扩散而且被照射到上述近光用配光图案LP的下侧D的部分。
(散热部件5C的说明)
如图34~图37所示,上述散热部件5C由水平板部50C、翅片部51C、安装部52C、以及上述灯罩部53C构成。在上述水平板部50C的一面(下侧D的面)利用上述螺钉23C、34C安装有上述半导体型光源2C及上述反射器3C。
在上述水平板部50C的另一面(上侧U的面)一体地设有多枚垂直板形状的上述翅片部51C。上述翅片部51C将由上述半导体型光源2C的上述发光芯片20C产生的热向外部放出。
在上述水平板部50C的一面的前侧F的边缘的左右两端部一体地设有弯曲臂形状的上述安装部52C。在上述安装部52C上,利用上述螺钉44C安装有上述透镜4C。
在上述水平板部50C的一面的前侧F的边缘的中央部一体地设有弯曲形状的上述灯罩部53C。上述灯罩部53C防止来自上述半导体型光源2C的上述发光面24C的光的一部分L4(参照图37中的实线箭头)直接入射到上述透镜4C的上述透镜部40C。在没有上述灯罩部53C的情况下,来自上述半导体型光源2C的上述发光面24C的光的一部分L4作为直射光L5(参照图37中的虚线箭头)直接入射到上述透镜4C的上述透镜部40C。其结果,如图39(B)中的双点划线所示,存在如下情况:在上述辅助配光图案P1与上述近光用配光图案LP的下侧的部分重叠(合成)的配光图案的下方、即车辆C的跟前侧产生双重图像像G。
(罩部件6C的说明)
如图34~图37所示,上述罩部件6C构成为前侧F的部分封闭而且后侧B的部分开口的中空状的罩形状。上述罩部件6C由不透光性部件构成。
在上述罩部件6C的前侧F的部分设有呈长方形形状的插入开口部60C。在上述插入开口部60C插入上述透镜4C的上述透镜部40C。在上述罩部件6C的前侧F的部分的上述插入开口部60C的内侧的左右两侧的边缘,一体地设有安装部61C。上述安装部61C安装在上述透镜4C的上述安装部43C。其结果,上述罩部件6C隔着上述透镜4C固定在上述散热部件5C上。在上述罩部件6C的后侧B的开口部的上下边缘的中央部设有通气开口部62C。
(第四实施方式的作用的说明)
该第四实施方式中的车辆用前照灯1L、1R具有如上所述的结构,以下对其作用进行说明。
点亮半导体型光源2C的发光芯片20C。于是,从发光芯片20C的发光面24C放射的光的大部分由反射器3C的反射面31C向透镜4C侧反射。
由反射面31C反射的反射光被配光控制为具有倾斜明暗截止线和水平明暗截止线及拐点的基本配光图案,从入射面45C向射出面46C透过透镜4C的透镜部40C。如图39(B)所示,从透镜部40C射出的射出光被配光控制为具有倾斜明暗截止线CL1和水平明暗截止线CL2及拐点E的近光用配光图案LP并被照射到车辆C的前方。
另外,从发光芯片20C的发光面24C放射的光的一部分L2由反射器3C的辅助反射面35C反射到透镜4C侧。该反射光L3与散热部件5C的灯罩部53C交叉,并从入射面45C向射出面46C透过透镜部40C的一部41C。从透镜部40C的一部分41C射出的射出光如图39(A)、(B)所示,作为向左右扩散的辅助配光图案P1(图39(B)中、参照虚线)被照射到车辆C的前方而且近光用配光图案LP的下侧D的部分。
并且,由于来自半导体型光源2C的发光面24C的光的一部分L4被灯罩部53C遮蔽,因此能够防止来自半导体型光源2C的光的一部分L4作为直射光L5直接入射到透镜4C的透镜部40C。由此,能够防止产生双重图像像G,可得到良好的近光用配光图案LP。
(第四实施方式的效果的说明)
该第四实施方式中的车辆用前照灯1L、1R具有如上所述的结构及作用,以下对其效果进行说明。
在第四实施方式中的车辆用前照灯1L、1R能够得到良好的近光用配光图案LP。
即、该第四实施方式中的车辆用前照灯1L、1R中,半导体型光源2C配置在比灯罩部53C更靠与照射近光用配光图案LP的方向相反侧的方向、即、比灯罩部53C更靠后侧B,且来自半导体型光源2C的光的一部分L4不作为直射光L5直接入射到透镜部40C的位置。其结果,能够防止来自半导体型光源2C的直射光L5直接入射到透镜部40C而产生双重图像像G,可得到良好的近光用配光图案LP。
另外,该第四实施方式中的车辆用前照灯1L、1R中,在反射面31C中来自反射面31C的反射光的一部分L1被灯罩部53C遮住的部分,设有使来自半导体型光源2C的光的一部分L2反射到透镜部40C的辅助反射面35C,透镜部40C的一部分41C是将基本配光图案作为近光用配光图案LP照设到车辆C的前方,而且将来自辅助反射面35C的反射光L3作为辅助配光图案P1而射出的透镜部。其结果,向左右扩散的辅助配光图案P1与近光用配光图案LP的下侧D的部分重叠(合成),可得到更加良好的近光用配光图案LP。
该第四实施方式中的车辆用前照灯1L、1R中,透镜4C与反射器3C之间的前后方向的距离、即、从反射器3C的反射面31C至透镜4C的入射面45C的距离小。因此,即使反射器3C的反射面31C与透镜4C的透镜部40C之间的相对位置稍微偏移,对从基本配光图案向近光用配光图案LP的配光控制的影响也小。即、能够实现高精度的配光控制。
第五实施方式
图40、图41表示本发明的车辆用前照灯的第五实施方式。以下对该第五实施方式中的车辆用前照灯进行说明。图中,与图34~图39相同的符号表示相同的构件。
该第五实施方式的车辆用前照灯100L与上述的车辆用前照灯1L、1R同样,具备灯壳(未图示)、灯透镜(未图示)、半导体型光源2C、反射器3C、透镜4C、散热部件5C、以及罩部件6C。
在上述透镜4C的透镜部40C的周围设有不透光性部件构成的上述罩部件6C。在上述罩部件6C的侧部(左侧的车辆用前照灯100L的情况下为左侧侧部,在右侧的车辆用前照灯(未图示)的情况下为右侧侧部)设有窗部63C。在上述反射器3C的反射面31C来自上述反射面31C的反射光被上述散热部件5C的灯罩部53C遮住的部分设有辅助反射面350C,该辅助反射面350C使来自上述半导体型光源2C的光的一部分L2向上述窗部63C反射,而且使该反射光L6作为辅助配光图案P2从上述窗部63C射出。
如图41(A)、图41(B)中的虚线所示,从左侧的车辆用前照灯100L照射的上述辅助配光图案P2照射到屏幕的左侧L约20°~约45°的范围。另一方面,从右侧的车辆用前照灯照射的上述辅助配光图案P2照射到屏幕的右侧R约20°~约45°的范围(图41(B)中,参照虚线)。如图41(B)所示,左右的辅助配光图案P2与近光用配光图案LP的左右两侧的部分重叠(合成)。
该第五实施方式的车辆用前照灯100L具有如上所述的结构,因此能够达到与上述的第四实施方式的车辆用前照灯1L、1R同样的作用效果。尤其是,由于左右的辅助配光图案P2与近光用配光图案LP的左右两侧的部分重叠(合成),因此该第五实施方式的车辆用前照灯100L能够照明左右的路肩、交差点,可得到良好的近光用配光图案LP。
第六实施方式
图42表示本发明的车辆用前照灯的第六实施方式。以下对该第六实施方式中的车辆用前照灯进行说明。图中,与图34~图41相同的符号表示相同的构件。
该第六实施方式的车辆用前照灯101L与上述的第四实施方式的车辆用前照灯1L、1R、第五实施方式的车辆用前照灯100L同样,具备灯壳(未图示)、灯透镜(未图示)、半导体型光源2C、反射器3C、透镜4C、散热部件5C、以及罩部件6C。
该第六实施方式的车辆用前照灯101L在上述散热部件5C上从前侧F至后侧B从下侧D向上侧U倾斜地设置斜板部501C。在上述斜板部501C的倾斜面上安装上述半导体型光源2C。上述半导体型光源2C配置在来自上述半导体型光源2C的光L7不直接入射到上述透镜4C的透镜部40C的位置上。
该第六实施方式的车辆用前照灯101L具有如上所述的结构,能够能够达到与上述的第四实施方式的车辆用前照灯1L、1R、第五实施方式的车辆用前照灯100L同样的作用效果。尤其是,由于半导体型光源2C配置在来自半导体型光源2C的光L7不直接入射到透镜部40C的位置上,因此该第六实施方式的车辆用前照灯101L可得到良好的近光用配光图案LP。
(第四、第五及第六实施方式以外的例子的说明)
在该第四、第五及第六实施方式中,对车辆C为左侧通行的情况的车辆用前照灯1L、1R进行了说明。但是,本发明也能够应用于车辆C为右侧通行的情况的车辆用前照灯。
另外,在该第四、第五及第六实施方式中,半导体型光源2C的发光芯片20C的发光面24C朝向下侧D。但是,在本发明中,半导体型光源2C的发光芯片20C的发光面24C也可以朝向上侧U、左侧L、右侧R、倾斜等。
并且,在该第四、第五及第六实施方式中,透镜4C的射出面46C构成为多个凸面。但是,在本发明中,既可以是透镜的入射面构成为多个凸面,也可以是透镜的射出面及入射面构成为多个凸面。
再有,在该第四、第五及第六实施方式中,作为配光图案,对近光用配光图案LP进行了说明。但是,在本发明中,作为配光图案,也可以是近光用配光图案LP以外的配光图案,例如远光用配光图案(行驶用配光图案)。
本申请要求2012年3月19日提交的日本专利申请号2012-062643、2012-062644、2012-062665和2012-062666的优先权。上述申请的内容通过引用它们的全部被引入本文。
Claims (12)
1.一种车辆用前照灯,其特征在于,
具备半导体型光源、反射器、透镜,
上述半导体型光源具有向下或向上的发光面,
上述反射器具有:
使来自上述半导体型光源的上述发光面的光作为具有倾斜明暗截止线的基本配光图案反射的第一反射面;以及
使来自上述半导体型光源的上述发光面的光作为具有水平明暗截止线的基本配光图案反射的第二反射面,
上述透镜具有多个凸面,而且具有:
将来自上述第一反射面的具有上述倾斜明暗截止线的基本配光图案进行照射的第一透镜部;以及
将来自上述第二反射面的具有上述水平明暗截止线的基本配光图案扩散并向车辆的前方照射的第二透镜部。
2.根据权利要求1所述的车辆用前照灯,其特征在于,
上述第一透镜部与上述第一反射面对应地设置,并具有平面或作为曲率半径较大的上述凸面的凸状自由曲面,
上述第二透镜部与上述第二反射面对应地设置,并具有作为曲率半径比上述第一透镜部的曲率半径小的上述凸面的凸状自由曲面。
3.根据权利要求1所述的车辆用前照灯,其特征在于,
上述第一反射面设置在上述反射器的预定的经度范围与预定的纬度范围内,
上述预定的经度范围是以通过上述反射器的基准光轴与上述反射器的交点的经度线为经度0°,从经度0°向行驶车线侧的对应于上述倾斜明暗截止线的倾斜角度的经度角度的范围,
上述预定的纬度范围是以包含上述反射器的基准光轴的面与上述反射器的交线为纬度0°,能够允许上述半导体型光源的上述发光面在上下方向的位置偏移的纬度角度以上的范围。
4.根据权利要求1所述的车辆用前照灯,其特征在于,
在车辆的俯视中,上述透镜从车辆的内侧至外侧、从车辆的前侧向后侧倾斜,
多个上述凸状自由曲面使车辆内侧的面相对于与上述反射器的基准光轴平行的中心轴向光的射出方向侧弯曲,并使车辆外侧的面相对于上述中心轴向与光的射出方向相反侧弯曲而成。
5.一种车辆用前照灯,其特征在于,
具备半导体型光源、反射器、透镜,
上述半导体型光源具有向下的发光面,
上述反射器具有使来自上述半导体型光源的上述发光面的光作为具有明暗截止线的基本配光图案反射的反射面,
上述透镜具有多个凸面,并具有将来自上述反射面的上述基本配光图案作为具有明暗截止线的配光图案向车辆的前方照射的透镜部,
上述反射面通过蒸镀形成,
上述反射面的下端部的至少一部分位于比上述透镜部的下端部靠下侧。
6.根据权利要求5所述的车辆用前照灯,其特征在于,
位于比上述透镜部的下端部靠下侧的上述反射面的下端部是上述透镜部中照射上述基本配光图案中的聚光配光的部位。
7.根据权利要求5所述的车辆用前照灯,其特征在于,
具备不透光性部件,该不透光性部件遮蔽来自位于比上述透镜部的下端部更靠下侧的位置的上述反射面的下端部的反射光。
8.根据权利要求7所述的车辆用前照灯,其特征在于,
在上述透镜部设有与上述不透光性部件配合的配合部,
在上述配合部中的至少入射面上设有扩散面或遮光面。
9.一种车辆用前照灯,其特征在于,
具备第一半导体型光源及第二半导体型光源、第一反射器及第二反射器、以及透镜,
上述第一半导体型光源及上述第二半导体型光源具有向下或向上的发光面,
上述第一反射器具有使来自上述第一半导体型光源的上述发光面的光作为具有明暗截止线的第一基本配光图案反射的第一反射面,
上述第二反射器具有使来自上述第二半导体型光源的上述发光面的光作为具有高光度带的第二基本配光图案反射的第二反射面,
上述透镜具有多个凸面,而且具有:
将来自上述第一反射面的上述第一基本配光图案作为具有明暗截止线的第一配光图案向车辆的前方照射的第一透镜部;以及
将来自上述第二反射面的上述第二基本配光图案作为具有高光度带的第二配光图案向车辆的前方照射的第二透镜部。
10.根据权利要求9所述的车辆用前照灯,其特征在于,
具备遮蔽部,该遮蔽部遮蔽从上述第一半导体型光源向上述第二透镜部入射的光。
11.根据权利要求9所述的车辆用前照灯,其特征在于,
上述第二半导体型光源的发光光量比上述第一半导体型光源的发光光量少。
12.根据权利要求9所述的车辆用前照灯,其特征在于,
上述第二反射面的基准焦点距离比上述第一反射面的基准焦点距离短。
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