CN104075206B - 车辆照明单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆照明单元。构造成可切换地形成近光配光图案和远光配光图案的车辆前灯能减少光源用成本和组装步骤。构造成形成近光配光图案和远光配光图案的车辆照明单元包括：光源，其具有带主面的基板和呈两排布置在基板主面上的、均包括至少一个半导体发光元件的第一和第二发光部；第一光学系统，其构造成控制从第一发光部发射的光以形成近光配光图案的至少一部分；第二光学系统，其构造成控制从第二发光部发射的光以形成远光配光图案的至少一部分；遮光部分，其设置在第一和第二发光部之间且构造成遮挡来自第一发光部的部分光不进入第二光学系统；控制单元，其构造成控制第一和第二发光部以切换车辆照明单元来形成近光配光图案或远光配光图案。

Description

车辆照明单元

技术领域

本发明涉及一种车辆照明单元，并且特别是涉及用于例如车辆前灯的车辆照明单元，该车辆照明单元构造成形成近光配光图案或远光配光图案。

背景技术

常规的车辆前灯能包括专用于形成近光配光图案的照明单元（还称为近光照明单元）和/或专用于形成远光配光图案的照明单元（还称为远光照明单元），诸如在日本专利申请特开No.2005-141919（或对应的美国专利申请公报No.2005094413A1）中所公开的那些车辆前灯。

在这样的车辆前灯中，近光照明单元能被点亮以形成近光配光图案，而远光照明单元能被点亮以形成远光配光图案。

在日本专利申请特开No.2005-141919中所述的车辆前灯中，近光照明单元和远光照明单元由两个物理上分离的照明单元构成，并且对于每个照明单元均需要光源。结果用于光源的成本和组装步骤会增大。

发明内容

鉴于与常规技术相关联的这些和其他问题以及特征提出本发明。根据本发明的一方面，用于例如车辆前灯的车辆照明单元构造成可切换地形成近光配光图案和远光配光图案，该车辆照明单元能减少用于光源的成本和组装步骤。

根据本发明的另一方面，构造成形成近光配光图案和远光配光图案的车辆照明单元能包括：光源，该光源具有带主面的基板和呈两排布置在所述基板的所述主面上的第一发光部和第二发光部，所述第一发光部和所述第二发光部均包括至少一个半导体发光元件；第一光学系统，该第一光学系统构造成控制从所述第一发光部发射的光以形成所述近光配光图案的至少一部分；第二光学系统，该第二光学系统构造成控制从第二发光部发射的光以形成所述远光配光图案的至少一部分；遮光部分，该遮光部分设置在所述第一发光部和所述第二发光部之间，该遮光部分构造成遮挡来自所述第一发光部的部分光使其不进入所述第二发光系统；以及控制单元，该控制单元构造成控制所述第一发光部和所述第二发光部以切换所述车辆照明单元来形成所述近光配光图案或所述远光配光图案。

在具有上述构造的所述车辆照明单元中，因为例如用于车辆前灯的单个车辆照明单元能构造成形成所述近光配光图案和远光配光图案，这能减少用于光源的成本和组装步骤。

这是因为不是将两个分离的照明部作为光源，而是使单个光源能包括呈两排布置在所述基板的表面上的第一发光部和第二发光部。

当包括呈两排布置在所述基板的表面上的所述第一发光部和所述第二发光部的光源用于所述车辆照明单元时，由于从所述第一发光部进入所述第二光学系统的光而可以产生眩光。

为了解决这个问题，具有上述构造的车辆照明单元能包括设置在所述第一发光部和所述第二发光部之间的遮光部分，并且所述遮光部分能遮挡来自所述第一发光部的光从而不会进入所述第二光学系统，从而防止产生眩光等。

此外，因为单个车辆照明单元能形成近光配光图案和远光配光图案。因此，当与常规的车辆照明单元相比时，其中待安装车辆照明单元的空间能被减小。

这能够有利于获得用于车辆前灯中的更小的车辆照明单元。

在具有上述构造的车辆照明单元中，所述第一发光部和所述第二发光部能在竖直方向上大体上指向下。所述第一发光部能在车体的前后方向上设置在后侧，并且所述第二发光部能在车体的前后方向上设置在前侧。所述第一光学系统能包括下反射表面，该下反射表面设置在所述光源的下方，从而允许从所述第一发光部向下发射并且不被所述遮光部分遮挡的光入射在该下反射表面上。所述下反射表面能构造成反射来自所述第一发光部的光以向前投射该光从而形成所述近光配光图案的一部分。所述第二光学系统能包括：子反射表面，该子反射表面设置在所述光源的前方并且设置在这样的位置处，在该位置，从所述第一发光部发射并且待入射在所述下反射表面上的光不被遮挡，并且所述子反射表面能构造成向上反射来自所述第二发光部的光；以及上反射表面，该上反射表面设置在所述光源的上方从而允许由所述子反射表面反射的光入射在该上反射表面上。所述上反射表面能构造成反射来自所述子反射表面的光以向前投射该光从而形成所述远光配光图案的集光区域。

通过该构造，可以获得上述有利效果。

具有上述构造的车辆照明单元还能包括：供所述光源附接的附接部分；以及保持件，该保持件构造成将所述光源保持在所述附接部分和该保持件自身之间，并且所述遮光部分设置到该保持件。

在具有上述特征的车辆照明单元中，仅通过允许光源被保持在保持件和附接部分之间，遮光部分能合适地设置在所述第一发光部和所述第二发光部之间。

根据本发明，用于例如车辆前灯的车辆照明单元构造成可切换地形成近光配光图案和远光配光图案，该车辆照明单元能减少用于光源的成本和组装步骤。

附图说明

本发明的这些和其他特性、特征和优点参照附图从下列描述将变得清楚，附图中：

图1是示出了根据本发明的原理制成的用于待设置在车体（诸如汽车）的右前和左前区域上的车辆前灯的车辆照明单元的立体图；

图2是用于车辆前灯的车辆照明单元的分解立体图；

图3是用于车辆前灯的车辆照明单元的竖直剖面图；

图4A和图4B分别是由车辆照明单元形成在假定待设置在车辆照明单元的前方（假定待设置在车辆前面大约25m的前方）的虚拟竖直屏幕上的近光配光图案P_Lo和远光配光图案P_Hi；

图5是LED装置的立体图；

图6A和图6B是当从上方观察时散热器的附接部分和其外围的放大立体图以及当从下方观察时其放大视图；

图7A和图7B分别是当从上方和下方观察时的保持件的立体图；

图8是示出了如何将LED装置固定至散热器的附接部分的图；

图9是当从下方观察时固定至散热器的附接部分的LED装置的立体图；

图10是示出了当要形成近光配光时的光路的图；以及

图11是示出了当要形成远光配光时的光路的图。

具体实施方式

现在将参照附图根据示例性实施方式在下面描述本发明的车辆照明单元。

图1是示出了根据本发明的原理形成的用于待设置在车体（诸如汽车）的右前和左前区域上的车辆前灯的车辆照明单元的立体图。图2是分解立体图，并且图3是车辆照明单元10的竖直剖面图。

图4A和图4B分别是由车辆照明单元10形成在假定待设置在车辆照明单元的前方（假定待设置在车辆前面大约25m的前方）的虚拟竖直屏幕上的近光配光图案P_Lo和远光配光图案P_Hi。

根据本发明的原理形成的用于车辆前灯的车辆照明单元10能构造成在假定待设置在车辆照明单元的前方（假定待设置在车辆前面大约25m的前方）的虚拟竖直屏幕上形成近光配光图案P_Lo（参见图4A）和远光配光图案P_Hi（参见图4B）。

如图1至图3所示，车辆照明单元10能够是反射式单个照明单元（还称为光学模块），并且能包括LED装置12、保持件14、反射器16、散热器18等。

图5是LED装置12的立体图。

如图5所示，LED装置12（对应于本发明的光源）能包括金属基板12a、第一发光部12b和第二发光部12c（发光面）、以及多个端子12d。第一发光部12b和第二发光部12c能具有长形形状并且呈两排布置在基板12a的表面上。

长形发光部12b和12c均能通过将利用发射蓝光的LED和黄色荧光体（例如，YAG荧光体）的半导体发光元件（例如均具有1mm边长的正方形的四个发光二极管）在每排中以预定间隔安装在基板12a的表面上来构造。

端子12d能电连接至相应的发光部12b和12c（半导体发光元件）。

第一发光部12b和第二发光部12c之间的间隔h例如能是大约3mm。

应该注意的是，半导体发光元件不限于上述，而是可以基于预期目的构造成包括分别发射红色、蓝色和绿色光束或任何其他组合的LED。

所采用的构成发光部12b和12c的半导体发光元件的数量可以是1个或更多。

如图3所示，散热片18能包括附接部分18a，并且LED装置12能固定至附接部分18a同时被保持（例如，插设）在保持件14和附接部分18a之间，使得发光部12b和12c沿竖直方向指向下。

第一发光部12b和第二发光部12c能沿车体的前后方向布置在后侧和前侧。

散热器18能通过铝压铸形成，并且如图1和图2所示能包括供LED装置12附接的附接部分18a以及多个构造成消散由LED装置12产生的热的散热翅片18b。散热器18能设置在反射器16的后侧上。

多个散热翅片18b能沿水平方向以预定间隔设置在散热器18的后表面上。

散热器18既能用于近光照明也能用于远光照明。

图6A和图6B是当从上方观察时散热器18的附接部分18a和该散热器外围的放大立体图以及当从下方观察时其放大视图。

如图6A和图6B所示，散热器18的附接部分18a能是从散热器18的前表面向前突出的部分。附接部分18a能包括待与保持件14的钩部14e和14f接合的凹槽18c和18d，以及供安装LED装置12的放置表面18g。

图7A和图7B分别是当从上方和下方观察时的保持件14的立体图。

保持件14能由高耐热树脂制成，并且如图7A和图7B所示，能包括一对基板支撑部分14a和14b、连接部分14c、遮光部分14d等。

保持件14不是由金属而是由高耐热树脂制成的原因在于减小其重量并且提高其精度。

原因还包括保持件14必须布置在发光部12b和12c的附近。

这对基板支撑部分14a和14b能以预定间隔彼此平行设置，并且能通过位于它们的末端处的连接部分14c彼此连接。

这对基板支撑部分14a和14b还能在比连接部分14c更靠近基板支撑部分14a和14b的基端的位置处通过遮光部分14d彼此连接。

钩部14e和14f能形成在相应的基板支撑部分14a和14b的端部从而与散热器18的附接部分18a的凹槽18c和18d接合。

在相应的基板支撑部分14a和14b的基端部分处，能形成固定部分14g和14h以固定至散热器18的附接部分18a的两侧的部分18e和18f。

相应的基板支撑部分14a和14b能包括：构造成支撑LED装置12的支撑件14i和14j；以及能与LED装置12的基板12a的末端接触的接触表面14k和14l。

通过这构造，LED装置12能以下列方式固定至散热器18的附接部分18a。

图8是示出了如何将LED装置12固定至散热器18的附接部分18a的图。

图9是当从下方观察时固定至散热器18的附接部分18a的LED装置12的立体图。

首先，如图8所示，LED装置12保持为使得发光部12b和12c沿竖直方向指向下，并且然后在保持件14的一对基板支撑部分14a和14b之间被安装在支撑件14i和14j上。

接下来，如图6A和图6B所示，保持件被移动以使保持件14的钩部14e和14f与散热器18的附接部分18a的凹槽18c和18d接合，并且保持件14的固定部分14g和14h被旋拧到位于散热器18的附接部分18a的两侧上的部分18e和18f（参见图9）。这能将遮光部分14d适当地设置在第一发光部12b和第二发光部12c之间。

遮光部分14d能遮挡来自第一发光部12b的部分光以防止光入射在子反射表面16c上，并且能设置在第一发光部12b和第二发光部12c之间。

遮光部分14d能向前并且向下倾斜地延伸（参见图3）从而防止来自第一发光部12b的光被入射在子反射表面16c上并且使来自第一发光部12b的光尽可能地入射在下反射表面16a上。

遮光部分14d的形状不被特别限制，只要遮光部分14d能遮挡来自第一发光部12b的部分光从而防止来自第一发光部12b的光入射在子反射表面16c上即可。

遮光部分14d延伸所沿的向下方向和延伸所成的角度不被特别限于具体值。

以这样的方式，在发光部12b和12c沿竖直方向指向下并且LED装置12被保持（例如，插设）在保持件14（支撑件14i和14j）和散热器18的附接部分18a（放置表面18g）之间的情况下，LED装置12能固定至散热器18的附接部分18a。

在该构造中，LED装置12的基板12a的端部能与保持件14的接触表面14k和14l接触，如图8所示。此外，LED装置12的基板12a的基端能与散热器18的前表面接触，如图9所示。此外，LED装置12的后表面（基板12a）能与散热器18的附接部分18a（放置表面18g）接触。

如图3所示，反射器16能包括设置在LED装置12的下方的下反射表面16a、设置在LED装置12的上方的上光反射表面16b、以及设置在LED装置12的前方的子反射表面16c。

通过利用金属模具将树脂一体成型以形成反射器基体材料并且使该反射器基体材料经受镜面加工处理（诸如铝汽相淀积），能将相应的反射表面16a、16b和16c构造为单个部件。

当与其中相应的反射表面16a、16b和16c构造为分离地制备的单个部件的情况相比时，该构造能减少部件的数量，简化相应的反射表面16a、16b和16c的组装步骤，减小相应的反射表面16a、16b和16c的组装误差。

然而，本发明不限于此，并且它们可以制备为待一体组装的分离的单个部件。

下反射表面16a能构造为反射来自第一发光部12b的光以在竖直方向上大体上彼此平行地向前投射光束并且在水平方向上散射，从而形成近光配光图案P_Lo的至少一部分。下反射表面16a能例如包括作为基准面的回转抛物面，该回转抛物面具有位于第一发光部12b处或大体上靠近该第一发光部12b的焦点F_16a。

下反射表面16a能设置在LED装置12的下方从而接收从第一发光部12b向下发射的并且未由保持件14的遮光部分14d分遮挡的光。

下反射表面16a能构成本发明的第一光学系统。

子反射表面16c能构造成向上反射来自第二发光部12c的光。子反射表面16c能例如包括作为基准面的回转椭圆面，该回转椭圆面具有位于第二发光部12c处或大体上靠近该第二发光部12c的第一焦点F1以及位于子反射表面16c和上反射表面16b之间的位置处的第二焦点F2。

子反射表面16c能设置在LED装置12的前方并且处于以下位置处，在该位置，从第一发光部12b发射并且入射在下反射表面16a上的光不被遮挡。

上反射表面16b能构造成反射从第二发光部12c发射并且由子反射表面16c反射的光以向前投射光束，从而形成远光配光图案P_Hi中的集光区域（参见图4B）。上反射表面16b能包括例如作为基准面的回转抛物面，该回转抛物面具有位于子反射表面16c的第二焦点F2处或大体上靠近该子反射表面16c的第二焦点F2的焦点F_16b。

上反射表面16b能设置在LED装置12的上方从而接收来自子反射表面16c的反射光。

子反射表面16c和上反射表面16b能构成本发明的第二光学系统。

应该注意的是，子反射表面16c能包括平面镜，并且上反射表面16b能包括回转抛物面，该回转抛物面具有借助于平面镜子反射表面16c定位在第二发光部12c处或该第二发光部12c附近的焦点F_16b。

现在将给出第一发光部12b和第二发光部12c的操作示例的描述，具体地，为在近光配光图案P_Lo和远光配光图案P_Hi之间切换的操作示例。

图10是示出了当要形成近光配光图案P_Lo的光路的示意图，并且图11是示出了当要形成远光配光图案P_Hi的光路的示意图。

近光配光图案P_Lo和远光配光图案P_Hi之间的切换能通过控制回路（图3中所示的控制单元20）获得，该控制回路诸如为经由端子12d电连接至第一发光部12b和第二发光部12c（半导体发光装置）的ECU。

控制回路（控制单元20）能例如借助IF降低或脉冲控制单独地控制第一发光部12b和第二发光部12c的开启状态（开启或关闭），从而在近光配光图案P_Lo和远光配光图案P_Hi之间切换。

例如，当要形成近光配光图案P_Lo时，控制回路能控制相应的第一发光部12b和第二发光部12c，从而开启第一发光部12b并且关闭第二发光部12c。

从第一发光部12b发射的光能如图中10所示由下反射表面16a反射并且被向前投射从而在虚拟竖直屏幕上形成近光配光图案P_Lo（参见图4A）。

在该构造中，来自第一发光部12b的光能由保持件14的遮光部分14d遮挡，使得光不能入射在子反射表面16c上。

当包括呈两排布置在基板12a的表面上的第一发光部12b和第二发光部12c的LED装置12被用作光源时，来自第一发光部12b的光可以进入第二光学系统（可以入射在子反射表面16c上），从而导致眩光等。

为了解决该问题，根据本示例性实施方式的用于车辆前灯的车辆照明单元10能包括布置在第一发光部12b和第二发光部12c之间的遮光部分14d，从而有效地遮挡来自第一发光部12b的部分光使其不进入第二光学系统（不被入射在子反射表面16c上）。因此，能防止产生任何眩光等。

当要形成远光配光图案P_Hi时，控制回路能控制相应的第一发光部12b和第二发光部12c从而开启第一发光部12b和第二发光部12c。

在这种情况下，从第一发光部12b发射的光能如图10中所示由下反射表面16a反射并且被向前投射从而在虚拟竖直屏幕上形成近光配光图案P_Lo。

从第二发光部12c发射并且指向下的光能如图11所示被反射，并且被向前投射从而在虚拟竖直屏幕上形成远光配光图案P_Hi。

这时，因为第二发光部12c的位置可以从下反射表面16a的焦点F_16a向前稍微偏移，因此，远光配光图案P_Hi能具有扩散区域P1，该扩散区域的比近光配光图案P_Lo多的模糊图案。

从第二发光部12c发射的并且指向前的光能由子反射表面16c反射并且然后由上反射表面16b反射，并且被向前投射从而形成远光配光图案P_Hi中的集光区域P2。

结果，远光配光图案P_Hi能包括彼此重叠的图案P_Lo、P1和P2。

如上所述，在根据本示例性实施方式的用于车辆前灯的车辆照明单元10中，因为构造成形成近光配光图案和远光配光图案的单个车辆照明单元10能减少用于光源的成本和组装步骤。

这是因为不是将两个分离的照明部用做光源，而是单个LED装置12能包括呈两排布置在基板12a的表面上的第一发光部12b和第二发光部12c。

当包括呈两排布置在基板12a的表面上的第一发光部12b和第二发光部12c的光源用于车辆照明单元10时，由于来自第一发光部12b的光进入第二光学系统（子反射表面16c）而可以产生眩光。

为了解决这个问题，根据本示例性实施方式的车辆照明单元10能包括设置在第一发光部12b和第二发光部12c之间的遮光部分14d，并且该遮光部分14d能遮挡来自第一发光部12b的光使其不进入第二光学系统（子反射表面16c），从而防止产生眩光等。

此外，因为单个车辆照明单元10能形成近光配光图案和远光配光图案。因此，当与常规的车辆照明单元相比时，能够减小待供安装车辆照明单元的空间。

这能有利于获得用于车辆前灯的较小的车辆照明单元。

此外，在根据本示例性实施方式的车辆照明单元10中，仅通过允许LED装置12被保持在散热器18的附接部分18a和保持件14之间，遮光部分14d能被适当地设置在第一发光部12b和第二发光部12c之间。

因为根据本示例性实施方式的用于车辆前灯的单个车辆照明单元10能构造成形成近光配光图案和远光配光图案，因此这能减少部件的数量。

结果，能够降低部件成本、处理成本、组装成本等，从而导致每一个照明单元（光学模块单元）的成本降低以及重量和尺寸的减小。

此外，根据本示例性实施方式的用于车辆前灯的单个车辆照明单元10，能获得具有新颖外观同时使得能够利用单个照明单元形成近光配光图案和远光配光图案的车辆照明单元。

现在将给出根据本发明的原理形成的修改例的描述。

与上述实施方式相反，车辆照明单元能包括构造成形成远光配光图案的第一光学系统（包括下反射表面16a）和构造成形成近光配光图案的第二光学系统（包括子反射表面16c和上反射表面16b），并且相应的反射表面16a、16b和16c能具有适于形成相应的配光图案的相应的形状。

能上下颠倒地安装图1至图3中所示的车辆照明单元10。

而且在这种情况下，能获得相似的有益效果。

对于本领域技术人员将明显的是，在没有脱离本发明的精神或范围的情况下在本发明内可以进行各种修改例和变型。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改例和变型，只要它们在所附的权利要求和其等同要求的范围内即可。上述的所有相关技术参考文献由此通过引用整体并入本文。

Claims (2)

1.一种车辆照明单元，该车辆照明单元构造成形成近光配光图案和远光配光图案，所述车辆照明单元包括：

光源，该光源具有带主面的基板和呈两排布置在所述基板的所述主面上的第一发光部和第二发光部，所述第一发光部和所述第二发光部均包括至少一个半导体发光元件；

第一光学系统，该第一光学系统构造成控制从所述第一发光部发射的光以形成所述近光配光图案的至少一部分；

第二光学系统，该第二光学系统构造成控制从所述第二发光部发射的光以形成所述远光配光图案的至少一部分；

遮光部分，该遮光部分设置在所述第一发光部和所述第二发光部之间，所述遮光部分构造成遮挡来自所述第一发光部的部分光使其不进入所述第二光学系统；以及

控制单元，该控制单元构造成控制所述第一发光部和所述第二发光部以切换所述车辆照明单元来形成所述近光配光图案或所述远光配光图案；

其中，

所述第一发光部和所述第二发光部在竖直方向上大体上指向下；

所述第一发光部在车体的前后方向上设置在后侧，并且所述第二发光部在车体的前后方向上设置在前侧；

所述第一光学系统包括下反射表面，该下反射表面设置在所述光源的下方，从而允许从所述第一发光部向下发射并且不被所述遮光部分遮挡的光入射在该下反射表面上，所述下反射表面构造成反射来自所述第一发光部的光以向前投射该光从而形成所述近光配光图案的一部分；

所述第二光学系统包括：子反射表面，该子反射表面设置在所述光源的前方并且设置在这样的位置处，在该位置，从所述第一发光部发射并且待入射在所述下反射表面上的光不被遮挡，并且所述子反射表面构造成向上反射来自所述第二发光部的光；以及上反射表面，该上反射表面设置在所述光源的上方从而允许由所述子反射表面反射的光入射在该上反射表面上；并且

所述上反射表面构造成反射来自所述子反射表面的光以向前投射该光从而形成所述远光配光图案的集光区域。

2.根据权利要求1所述的车辆照明单元，该车辆照明单元还包括：供所述光源附接的附接部分；以及保持件，该保持件构造成将所述光源保持在所述附接部分和该保持件自身之间，并且所述遮光部分设置到所述保持件。