CN103765083B - 车辆用照明灯具 - Google Patents

Abstract

在本发明的车辆用照明灯具中，由棱线（Rl～R5）将透镜（14）的前表面（14a）分割为48个前表面区域（14a1、14a2、14a3），由槽线（Tl～T5）将透镜（14）的后表面（14b）分割为48个后表面区域（14b1、14b2、14b3）。各后表面区域（14b1、14b2、14b3）以表面形状被设定为，使得从位于光源（12）上的预定点（A）射出的光，到达向内侧远离应与各后表面区域（14b1、14b2、14b3）对应的各前表面区域（14a1、14a2、14a3）的周围棱线的靠近中心的区域。

Description

车辆用照明灯具

技术领域

本发明涉及一种车辆用照明灯具，其利用配置于光源前方侧的透镜对来自光源的出射光进行偏转控制，由此形成预定的灯具配光图案。

背景技术

一直以来，如“专利文献1”、“专利文献2”等所述的利用配置于发光元件等光源的前方侧的透镜对来自该光源的出射光进行偏转控制，由此形成预定的灯具配光图案的车辆用照明灯具为人们所熟知。

该情况下的“专利文献1”所述的车辆用照明灯具的透镜呈平凸透镜状，发光元件配置在其后侧焦点附近。

而在“专利文献2”中，作为车辆用照明灯具的透镜，记载有将从前表面由凸面状椭圆面构成、后表面由凹面状椭圆面构成的椭圆透镜以预定中心角切制出的四个呈扇形的同样形状的透镜片沿圆周方向拼合而成的制品。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-127819号公报

专利文献2：日本特开2009-43543号公报

发明内容

发明要解决的课题

近年，从实现提高车辆的设计性的观点出发，对于配置于光源前方侧的透镜，使该透镜的外观设计具有崭新性的需求越来越高。

上述“专利文献2”所记载的透镜，由于其前表面由棱线分割为多个前表面区域，因此，能够显示出不同于透镜前表面由单一曲面形成时的透镜外观。

但是，在该“专利文献2”所记载的结构中，只不过是实现了透镜前表面形成有呈放射状延伸的棱线的透镜外观，不能显示出除此之外的透镜外观。

另外，在该“专利文献2”所记载的车辆用照明灯具中，在假定其光源为配置于透镜的后侧焦点的点光源的情况下，入射到构成透镜的四个透镜片中的一个透镜片的后表面的光将到达同一透镜片的前表面。但实际上，由于光源具有一定的大小，来自偏离透镜后侧焦点的位置的光线也会到达透镜，因此，入射到某一透镜片的后表面的光并不一定到达同一透镜片的前表面，此时，到达不同透镜片前表面的一部分光会出乎意料地从该透镜片的前表面向着与预期射出方向不同的方向射出。因此，该车辆用照明灯具不能以高精度对来自光源的光进行偏转控制。

本发明即是鉴于该状况而提出，其目的在于提供一种车辆用照明灯具，该车辆用照明灯具利用透镜对来自光源的出射光进行偏转控制，以形成预定的灯具配光图案，其能够实现利用透镜对来自光源的光的偏转的高精度控制，并能够给透镜外观带来崭新性。

用于解决课题的手段

本发明的车辆用照明灯具的特征在于，具有：光源；和配置于上述光源的前方侧，通过对上述来自光源的出射光进行偏转控制，以形成预定的灯具配光图案的透镜，

上述透镜的前表面由棱线分割为多个前表面区域，上述透镜的后表面由槽线分割为与上述多个前表面区域的数量相同的多个后表面区域，

上述多个后表面区域均呈如下表面形状，即，该表面形状被设定为，以使得从位于上述光源之上或其附近的预定点射出并从该后表面区域入射至上述透镜的光，到达相对于应与各上述多个后表面区域对应的各上述多个前表面区域，向内侧远离该前表面区域中的周围棱线的靠近中心的区域，

上述各前表面区域呈如下表面形状，即，该表面形状被设定为，使得经由上述各后表面区域到达该前表面区域的来自上述预定点的光从该前表面区域向各预定方向射出，

作为由上述各后表面区域与上述各前表面区域的组合形成的多个配光图案的合成配光图案形成为上述灯具配光图案。

上述“光源”的种类无特别限定，其具体的大小、朝向等也无特别限定。

上述“透镜的前表面”的具体的分割数目、分割形状等无特别限定，只要由棱线分割为多个前表面区域即可，另外，该各“前表面区域”的具体表面形状也无特别限定。

上述“透镜的后表面”的具体的分割形状、各后表面区域的具体大小等无特别限定，只要由槽线分割为与多个前表面区域的数量相同的多个后表面区域，且各后表面区域均呈如下表面形状即可，即，该表面形状被设定为，使得从上述预定位置射出并从该后表面区域入射至透镜的光，到达相对于应与各后表面区域对应的各前表面区域，向内侧远离该前表面区域中的周围棱线的靠近中心的区域即可。

附图说明

图1表示本发明一个实施方式的车辆用照明灯具的主视图。

图2是沿着图1中的II-II线的剖视图。

图3表示上述车辆用照明灯具的主要结构要素的立体图。

图4是从上述车辆用照明灯具的透镜的后方观察而得的示意图。

图5是表示上述透镜的光学作用的侧剖视图。

图6是表示上述透镜的光学作用的水平剖视图。

图7是表示上述透镜的光学作用的主视图。

图8是由上述车辆用照明灯具向前方照射的光形成于配置在车辆前方25m位置的假想铅垂屏幕上的配光图案的透视示意图。

图9是上述实施方式的变形例的与图3同样的示意图。

符号说明

10、110车辆用照明灯具

12光源

12a下端缘

14、114透镜

14a、114a前表面

14a1、14a2、14a3、114a3前表面区域

14b后表面

14b1、14b2、14b3后表面区域

14c外周面

14d翼片

14e连接区域

16光源支承构件

18透镜支架

114a0横长椭圆面区域，

A预定点

Ax光轴

B上端缘点

CL1下段明暗截止线

CL2上段明暗截止线

CLa水平明暗截止线

E拐点

PA灯具配光图案

PL近光用配光图案

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7棱线

T1、T2、T3、T4、T5槽线

Z1、Z2、Z3中心附近区域

具体实施方式

以下，应用附图说明本发明的实施方式。

图1是本发明一个实施方式的车辆用照明灯具10的主视图，图2是沿着图1中的II-II线的剖视图，而图3则是该车辆用照明灯具10的主要结构要素的立体图。

如图1～3所示，该车辆用照明灯具10具有光源12和配置于该光源12的前方侧的透镜14，呈由透镜14对来自上述光源12的出射光进行偏转控制，以形成预定的灯具配光图案的结构。

该车辆用照明灯具10以光轴可调的状态组装于未图示的灯体等，被用作车辆用前照灯的灯具单元。而且，该车辆用照明灯具10被设定为，在光轴调整完毕阶段，透镜14的光轴Ax相对于车辆前后方向，沿向下约0.5～0.6°的方向延伸。

光源12为白色发光电二极管的发光芯片，具有呈横长矩形状（例如纵1mm×横2mm左右的矩形）的发光面。而且，该光源12以其发光面朝向灯具的正面方向，且位于其下端缘12a的左右方向中心的预定点A位于光轴Ax上的状态进行配置。

该光源12藉助光源支承构件16支承于透镜支架18。

透镜14具有近似于将前表面为凸面、后表面为平面的平凸非球面透镜做成横长形状的透镜形状。

具体而言，该透镜14具有从灯具正面观察大致呈横长椭圆形的外形，且被设定为相对于光轴Ax呈二次旋转对称的形状。而且，该透镜14在形成于其外周面14c左右两侧部的一对翼片14d处，被透镜支架18支承。

将该透镜14的前表面14a由棱线Rl～R5分割成48个前表面区域14a1、14a2、14a3。

前表面区域14a1是位于前表面14a中央部分的16个区域。在灯具正视图中，各前表面区域14a1为由16条棱线R1和棱线R4划分而成的三角形区域，且上述各前表面区域14a1均具有呈凹曲面状的表面形状，其中，上述16条棱线R1以光轴Ax为中心呈放射状延伸，上述棱线R4沿着内接于以光轴Ax为中心的横长椭圆的多边形延伸。

前表面区域14a2是位于16个前表面区域14a1的外周侧的环状部分处的16个区域。在灯具正视图中，各前表面区域14a2为由棱线R4、棱线R2和棱线R5划分而成的四边形区域，各前表面区域14a2均具有呈凹曲面状的表面形状，其中，上述棱线R2有16条，从棱线R1的外周端位置向相对于光轴Ax从径向向顺时针方向倾斜的方向延伸；上述棱线R5沿着内接于以光轴Ax为中心的横长椭圆的多边形延伸。

前表面区域14a3是位于16个前表面区域14a2的外周侧的环状部分的16个区域。在灯具正视图中，各前表面区域14a3为由棱线R5、棱线R3和棱线R6划分而成的四边形区域，各前表面区域14a3均具有呈凹曲面状的表面形状，其中，上述棱线R3有16条，其分别从棱线R2的外周端的位置向相对于光轴Ax从径向向逆时针方向倾斜的方向延伸；上述棱线R6沿着内接于以光轴Ax为中心的横长椭圆的多边形延伸。此时，棱线R6构成16个前表面区域14a3与透镜14的外周面14c之间的边界线。

图4是从透镜14的后方观察而得的示意图，而图5、图6及图7则表示透镜14的光学作用的侧剖视图、水平剖视图以及主视图。

如图4～7所示，透镜14的后表面14b由槽线T1～T5分割为48个后表面区域14b1、14b2、14b3。

这48个后表面区域14b1、14b2、14b3大致分别位于48个前表面区域14a1、14a2、14a3的后方。

后表面区域14b1是位于后表面14b的中央部分的16个区域。在灯具后视图中，各后表面区域14b1为以16条槽线T1和槽线T4划分而成的大致三角形的区域，各后表面区域14b1均具有呈凸曲面状的表面形状，其中，上述16条槽线T1以光轴Ax为中心呈放射状延伸；上述槽线T4沿着内接于以光轴Ax为中心的横长椭圆的大致多边形延伸。此时，在灯具后视图中，各槽线T1形成于与各棱线R1大致重叠的位置，槽线T4形成于比棱线R4更靠近光轴Ax的位置。

各后表面区域14b1以使得从预定点A射出并从该后表面区域14b1入射到透镜14的光，到达相对于应与各后表面区域14b1对应的各前表面区域（即位于大致前方的前表面区域）14a1，向内侧远离该前表面区域14a1中的周围棱线R1、R4的靠近中心的区域（图7中网线表示的区域）Z1的方式，设定构成其表面形状的凸曲面的曲率。

后表面区域14b2是位于16个后表面区域14b1的外周侧的环状部分的16个区域。在灯具后视图中，各后表面区域14b2为由槽线T4、16条槽线T2和槽线T5划分而成的大致呈四边形的区域，各后表面区域14b2均具有呈凸曲面状的表面形状，其中，上述槽线T2从自该槽线T4上的各槽线T1的外周端向逆时针方向稍稍偏移的位置、向着相对于光轴Ax从径向向逆时针方向倾斜的方向延伸；上述槽线T5沿着内接于以光轴Ax为中心的横长椭圆的大致多边形延伸。此时，槽线T5形成于比棱线R5更靠近光轴Ax的位置。

各后表面区域14b2以使得从预定点A射出并从该后表面区域14b2入射到透镜14的光，到达相对于应与各后表面区域14b2对应的各前表面区域14a2，向内侧远离该前表面区域14a2中的周围棱线R4、R2、R5的靠近中心的区域（图7中网线表示的区域）Z2的方式，设定构成其表面形状的凸曲面的曲率。

后表面区域14b3是位于16个后表面区域14b2的外周侧的环状部分的16个区域。在灯具后视图中，各后表面区域14b3为由槽线T5、16条槽线T3和棱线R7划分而成的大致呈四边形的区域，各后表面区域14b3均具有呈凸曲面状的表面形状，其中，上述槽线T3从自该槽线T5上的各槽线T2的外周端向顺时针方向稍稍偏移的位置、向着相对于光轴Ax从径向向顺时针方向倾斜的方向延伸；上述棱线R7沿着内接于以光轴Ax为中心的横长椭圆的大致多边形延伸。此时，棱线R7形成于比棱线R6更靠近光轴Ax的位置。

各后表面区域14b3以使得从预定点A射出并从该后表面区域14b3入射到透镜14的光，到达相对于应与各后表面区域14b3对应的各前表面区域14a3，向内侧远离该前表面区域14a3中的周围棱线R5、R3、R6的靠近中心的区域（图7中网线表示的区域）Z3的方式，设定构成其表面形状的凸曲面的曲率。

需要说明的是，在16个后表面区域14b3与透镜14的外周面14c之间，以来自光源12的光无法入射的角度，形成有16个连接区域14e。

如图5以及图6所示，各前表面区域14a1、14a2、14a3使得从预定点A射出且从各后表面区域14b1、14b2、14b3入射到透镜14的光，均向着在上下方向平行于光轴Ax的方向射出。另一方面，各前表面区域14a1、14a2、14a3以使得在水平方向，光在各前表面区域14a1向着与光轴Ax大致平行的方向、在各前表面区域14a2向着稍稍偏离光轴Ax的方向、在各前表面区域14a3向着进一步偏离光轴Ax的方向，分别作为扩散光射出的方式，设定构成其表面形状的凹曲面的曲率。

如图2所示，从预定点A射出且从各后表面区域14b1、14b2、14b3入射到透镜14的光，在上下方向，从各前表面区域14a1、14a2、14a3向着平行于光轴Ax的方向射出，而来自光源12的上端缘点B的出射光，则向着相对于与光轴Ax平行的方向稍稍向下的方向射出。此时，来自点B的出射光的从各前表面区域14a1、14a2、14a3射出的位置与来自预定点A的出射光的情况相比，稍向下移，其位移量为与从预定点A向透镜入射的入射角度和从点B入射的入射角度之差相应的值。

由图2可知，在光源12的发光面的大小程度下，来自点B的出射光也与来自预定点A的出射光同样地从同一前表面区域14a1、14a2、14a3射出。关于这一点，由图5、图6的对比亦可知，来自位于光源12左右两端缘的点的出射光，也与来自预定点A的出射光同样地从同一前表面区域14a1、14a2、14a3射出。

图8是由车辆用照明灯具10向前方照射的光形成于配置在车辆前方25m位置的假想铅垂屏幕上的灯具配光图案PA的透视示意图。

该灯具配光图案PA是图8中以双点划线表示的作为近光用配光图案PL的一部分而形成的配光图案。

该近光用配光图案PL是由来自车辆用照明灯具10和未图示的其它车辆用照明灯具的照射光形成的左配光的近光用配光图案，在其上端缘具有左右高低不同的明暗截止线CL1、CL2。

该明暗截止线CL1、CL2以沿着铅垂方向通过灯具正面方向的消失点的V-V线为界，以左右高低不同的方式沿水平方向延伸，在V-V线右侧的迎面车线侧部分形成为下段明暗截止线CL1，并且在V-V线左侧的己方车线侧部分形成为从上述下段明暗截止线CL1经由倾斜部升高的上段明暗截止线CL2。而且，在该近光用配光图案PL中，作为下段明暗截止线CL1与V-V线的交点的拐点E位于消失点的下方约0.5～0.6°。

灯具配光图案PA是作为由各后表面区域14b1、14b2、14b3与各前表面区域14a1、14a2、14a3的组合而形成的48个配光图案的合成配光图案而形成的配光图案。

该灯具配光图案PA通过使得来自具有横长发光面的光源12的出射光被透镜14向左右两侧稍稍扩散，从而形成以V-V线为中心的横长配光图案，该配光图案的上端部具有水平明暗截止线CLa。

这是通过使光源12的下端缘12a沿着水平方向延伸，使得作为下端缘12a的左右方向的中心点的预定点A位于光轴Ax之上而产生的。此时，水平明暗截止线CLa位于消失点的下方0.5～0.6°处，这是光轴Ax相对于车辆前后方向，向下方倾斜0.5～0.6°的方向延伸而产生的。

该灯具配光图案PA有助于增加近光用配光图案PL中的以拐点E为中心的明暗截止线CL1、CL2的下方附近区域的亮度。

接着说明本实施方式的作用效果。

本实施方式的车辆用照明灯具10利用配置于光源12的前方侧的透镜14对来自该光源的出射光进行偏转控制，以形成灯具配光图案PA。由于透镜14呈其前表面14a由棱线R1～R5分割为48个前表面区域14a1、14a2、14a3、且其后表面14b由槽线T1～T5分割为48个后表面区域14b1、14b2、14b3的结构，因此能够达到如下的作用效果。

即，通过将透镜14的前表面14a由棱线R1～R5分割为48个前表面区域14a1、14a2、14a3，能够显示出不同于前表面14a由单一曲面形成时的透镜外观。而且，通过将透镜14的后表面14b由槽线T1～T5分割为与48个前表面区域14a1、14a2、14a3数量相同的48个后表面区域，能够使透镜14具有水晶（crystal）感，由此能够提高透镜外观设计的崭新性。

此时，各后表面区域14b1、14b2、14b3呈如下表面形状，即，该表面形状被设定为，以使得从位于光源12之上的预定点A射出且从该后表面区域14b1、14b2、14b3入射到透镜14的光，到达应与这些后表面区域对应的各前表面区域14a1、14a2、14a3的向内侧远离其周围的棱线R1～R6的靠近中心的区域Z1～Z3；并且，对于从光源12的偏离预定点A的位置到达透镜14的光，来自该位置的光的入射角度与来自预定点A的光的入射角度之差也被设定为小于相应于棱线R1～R6与靠近中心的区域Z1～Z3之间的间隔的角度的差值。因此，能够使从各后表面区域14b1、14b2、14b3入射的来自光源12的光全部到达与各后表面区域对应的各前表面区域14a1、14a2、14a3。并且，由此能够对来自光源12的光的偏转进行高精度控制。

另外，各前表面区域14a1、14a2、14a3呈如下表面形状，即，该表面形状被设定为，使得经由各后表面区域14b1、14b2、14b3到达该前表面区域14a1、14a2、14a3的来自预定点A的光，分别从该前表面区域14a1、14a2、14a3向预定方向射出。因此，能够将作为由各后表面区域14b1、14b2、14b3与各前表面区域14a1、14a2、14a3的组合形成的48个配光图案的合成配光图案的灯具配光图案PA以所期望的形状和光度分布形成。

这样，根据本实施方式，在利用透镜14对来自光源12的出射光进行偏转控制从而形成预定灯具配光图案PA的车辆用照明灯具10中，能够实现利用透镜14对来自光源12的光的偏转进行高精度控制，并能够给透镜外观带来崭新性。

特别是由于在本实施方式中是利用沿着径向呈之字状延伸的16条棱线R1、R2、R3，以及与用于构成和透镜14的外周面14C的边界线的棱线R6大致呈同心状延伸的2条棱线R4、R5，将透镜14的前表面14a分割为48个后表面区域14b1、14b2、14b3（48个前表面区域14a1、14a2、14a3），因此，能够提高透镜外观设计的崭新性。

在上述实施方式中，对预定点A位于光源12的下端缘12a的情况做了说明，但也可采用位于光源12上的其它位置或不在光源12上的位置的结构。

在上述实施方式中，对透镜14的前表面14a被分割为48个前表面区域14a1、14a2、14a3情况做了说明，当然，也可采用前表面区域被分割成除此之外的其它数目的结构，而且，还可采用前表面区域被分割成与上述48个前表面区域14a1、14a2、14a3不同外形的结构。

在上述实施方式中，对48个前表面区域14a1、14a2、14a3均具有呈凹曲面状的表面形状的结构做了说明，但也可采用其中一部分或全部为具有平面状或凸曲面状的表面形状的结构。而且，也可采用各棱线Rl～R5的一部分或全部呈阶梯状的结构。

在上述实施方式中，说明了结构为通过透镜14对来自光源12的直射光进行偏转控制的车辆用照明灯具10，但也可采用结构为通过未图示的反射镜将来自配置于比预定点A更靠后方侧的光源12的光向着透镜14反射的所谓投影仪型车辆用照明灯具。

接着说明上述实施方式的变形例。

图9是作为上述实施方式的变形例的车辆用灯具110的与图3同样的示意图。

如图9所示，本变形例的车辆用灯具110的基本结构与上述实施方式的情况相同，只不过其透镜114的结构有一部分与上述实施方式的情况不同。

即，本变形例的透镜114在其前表面114a的最外周的环状部分，形成有由棱线R5、16条棱线R3和棱线R6划分而成的四边形的与上述实施方式中的16个前表面区域14a3同样的16个前表面区域114a3，只不过其内周侧的部分不是形成如上述实施方式所示的16个前表面区域14a1和16个前表面区域14a2，而是形成为单个横长椭圆面区域114a0。

另外，该透镜114的后表面也是在其最外周的环状部分形成大致呈四边形的与上述实施方式中的16个后表面区域14b3同样的16个后表面区域，只不过其内周侧的部分不是形成如上述实施方式所示的16个后表面区域14b1和16个后表面区域14b2，而是形成为平面区域。

采用本变形例的结构的情况下，同样能够实现利用透镜114对来自光源12的光的偏转的高精度控制，并能够给透镜外观带来崭新性。

需要说明的是，在上述实施方式及其变形例中作为各因素说明的数值只不过为一例，这些因素当然也可酌情设定为与此不同的值。

以上，参照特定的实施方式详细说明了本发明，但在不背离本发明的精神和范围的前提下能够实施各种变更和修改，这对于本领域技术人员而言是不言而喻的。

此外，本申请基于2011年8月25日提出的日本专利申请（日本特愿2011－183484），其全部内容援引于此。此外，在此引用的所有参照内容作为整体引入。

Claims (1)

1.一种车辆用照明灯具，其特征在于，具有：

光源；和

透镜，所述透镜配置于所述光源的前方侧，通过对来自所述光源的出射光进行偏转控制，以形成预定的灯具配光图案；

所述透镜的前表面由棱线分割为多个前表面区域，

所述透镜的后表面由槽线分割为与所述多个前表面区域的数量相同的多个后表面区域，

所述多个后表面区域均呈如下表面形状：所述后表面区域的表面形状被设定为，使得从位于所述光源上的或所述光源附近的预定点射出并从所述后表面区域入射至所述透镜的光，到达相对于应与各所述多个后表面区域对应的各所述多个前表面区域，向内侧远离所述前表面区域中的周围棱线的靠近中心的区域，

各所述前表面区域呈如下表面形状：所述前表面区域的表面形状被设定为，使得经由所述各后表面区域到达所述前表面区域的来自所述预定点的光从所述前表面区域向各预定方向射出，

作为由所述各后表面区域与所述各前表面区域的组合形成的多个配光图案的合成配光图案，形成为所述灯具配光图案。