CN104364579A - 车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

第1灯具单元(10a)具有第1发光元件(24a)、以在第1发光元件或其附近具有焦点的椭圆为基础的形状的反射器(26a)、以及被配置在反射器前方的第1部分透镜(20a)。与第1灯具单元相邻的第2灯具单元(10b)具有第2发光元件(24b)、以及被配置在第2发光元件前方且接合于第1部分透镜(20a)的第2部分透镜(20b)。第1部分透镜(20a)具有第2部分透镜20b侧被大致垂直面切断的形状，第2部分透镜(20b)具有使第1部分透镜的切断面沿预定的线伸展开的形状。

Description

车辆用灯具
技术领域
本发明涉及使用非球面的投影透镜的车辆用灯具。
背景技术
近年来，使用了LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等半导体发光元件的车辆用前照灯的开发正在推进。专利文献1中记载了如下技术：在用3个反射器使来自3个发光元件的光朝前方反射的车辆用照明灯具中，在3个反射器的前方侧配置沿车宽方向伸展的一根柱透镜(cylindricallens)来作为投影透镜。由此，即使柱透镜的位置或各反射器的位置在车宽方向上多少有些偏差，也能形成大致一定形状的配光图案，灯具构造被简化。
[在先技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2005-294176号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
在专利文献1所述的技术中，由于使用了在车宽方向上剖面相同的柱透镜，故车辆用灯具所能形成的配光图案被限定。
本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种在具备多个包含发光元件和反射器的灯具单元、且投影透镜被一体化的车辆用灯具中，能形成各种配光图案的技术。
〔用于解决课题的手段〕
本发明一个方案的车辆用灯具包括：第1灯具单元，具有第1发光元件、以在该第1发光元件或其附近具有焦点的椭圆为基础的形状的反射器、以及被配置在该反射器的前方的第1透镜；第2灯具单元，具有第2发光元件、和被配置在该第2发光元件的前方并接合于上述透镜的第2透镜，与上述第1灯具单元相邻。第1透镜呈第2透镜侧被大致垂直面切断的形状；第2透镜呈使第1透镜的切断面沿预定的线伸展开的形状。
通过该方案，能根据在哪一部分切断第1透镜，来使从剖面沿预定的线伸展的第2透镜的形状变化，故第2透镜所能形成的配光图案的变化(variation)得到扩展。
本发明另一方案的车辆用灯具包括：第1灯具单元，具有第1发光元件、以在该第1发光元件或其附近具有焦点的椭圆为基础的形状的反射器、以及被配置在该反射器的前方的第1透镜；第2灯具单元，具有第2发光元件、和被配置在该第2发光元件的前方并接合于上述透镜的第2透镜，与上述第1灯具单元相邻。第2透镜呈垂直剖面恒定地沿预定的线伸展的形状；以第1透镜的焦点和第2透镜的焦线位于大致同一平面上的方式配置第1透镜和第2透镜。
〔发明效果〕
通过本发明，能在具备多个含有发光元件和反射器的灯具单元、且投影透镜被一体化的车辆用灯具中，形成各种配光图案。
附图说明
图1是本发明一实施方式的车辆用灯具的示意立体图。
图2是从图1的D方向观察基于包含图1的光轴Ax的铅直面的剖面的示意剖视图。
图3的(a)、(b)是详细说明一体型投影透镜的形状的图。
图4是表示车辆用灯具所形成的配光图案的一例的图。
图5的(a)-(d)是表示本发明的另一实施方式的一体型投影透镜的图。
具体实施方式
参照图1和图2说明本发明一实施方式的车辆用灯具100。车辆用灯具100例如以图1的左右方向对应于车宽方向的方式设置在车体的前部。
图1是车辆用灯具100的示意立体图。车辆用灯具100具备3个灯具单元10a、10b、10c。灯具单元10a、10b、10c是具有各自独立的光轴Ax、Bx、Cx的所谓投影式的灯具，分别具有发光元件24a、24b、24c和反射器26a、26b、26c。
相对于此，被配置在反射器26a、26b、26c前方的投影透镜20为一体式的构造。投影透镜20是配光特性以图1中的屈曲部22b、22c为分界而不同的透镜，详细情况将在后面说明。以下将屈曲部22b和22c所夹的范围称作部分透镜20a、将屈曲部22b右侧的范围称作部分透镜20b、将屈曲部22c左侧的范围称作部分透镜20c。由图1可知，部分透镜20a作为灯具单元10a的一部分来发挥功能，部分透镜20b作为灯具单元10b的一部分来发挥功能，部分透镜20c作为灯具单元10c的一部分来发挥功能。
图2是从图1中的D方向观察基于包含图1所示的光轴Ax的铅直面的剖面时的灯具单元10a的示意剖视图。
反射器26a在发光元件24a侧具有以在车辆前后方向上延伸的光轴Ax为中心轴的大致椭圆曲面状的反射面。该反射面例如被设定成如下方式：包含光轴Ax的剖面形状呈椭圆形，其离心率从铅直剖面向水平剖面逐渐变大。
作为光源的发光元件24a(例如LED)被配置在光轴Ax上、且被配置在构成反射器26a的反射面的铅直剖面的椭圆的第1焦点处。因此，从发光元件a发出的光收敛于椭圆的第2焦点(图1、2中用Fa表示)。
部分透镜20a是前方侧表面为凸面、后方侧表面为平面的平凸非球面透镜。部分透镜20a被配置成后侧焦点与反射器26a的反射面的第2焦点Fa大致一致的方式，使后侧焦点面上的像成为反转像地投影到被配置于灯具前方的铅直虚拟屏幕上。
上面被配置发光元件24a的成形构件(shaper)28a伸展到第2焦点Fa附近，具有作为在铅直虚拟屏幕上形成水平明暗截止线的遮光器的作用。
在灯具单元10a中，从发光元件24a发出的光被反射器26a的反射面反射，并在焦点Fa附近被成形构件28a遮挡一部分光，其余的光通过部分透镜20a后，在虚拟铅直屏幕上形成具有明暗截止线的配光图案。
虽未进行图示，但灯具单元10b、10c也具有与灯具单元10a同样的构成。即，在灯具单元10b中，从发光元件24b发出的光被反射器26b的反射面反射，通过部分透镜20b后在虚拟铅直屏幕上形成具有明暗截止线的配光图案。同样地、在灯具单元10c中，从发光元件24c发出的光被反射器26c的反射面反射，通过部分透镜20c后在虚拟铅直屏幕上形成具有明暗截止线的配光图案。但在灯具单元10b、10c中，是使构成反射器26b、26c的反射面的铅直剖面的椭圆沿车宽方向伸展的形状，在这一点上不同于灯具单元10a。因此，反射器26b、26c在车宽方向上不使来自发光元件24a、24b的光收敛于焦点Fb、Fc(参照图1)。
图3的(a)、(b)是详细说明一体型的投影透镜20的形状的图。图3的(a)是平凸非球面透镜的主视图。将平凸非球面透镜的左右两侧用垂直面Lb、Lc切断后的构造对应于部分透镜20a。在这样的非球面透镜中，图中虚线表示的区域仅来自反射器的反射光能到达，因此即便去掉该区域，对整体的光束量也没有什么影响。
图3的(b)是将平凸非球面透镜用垂直面La、Lb、Lc切断时的剖视图。部分透镜20b、20c具有使非球面透镜的左右的剖面Sb、Sc沿预定的线扫过(sweep)时所通过形成的三维形状。该预定的线在本实施方式中为曲线，但也可以是直线。
在上述预定的线为曲线时，部分透镜20b、20c成为所谓的复曲面透镜。因此，部分透镜20b、20c使光仅在左右方向上扩散。这样，部分透镜20a和部分透镜20b及20c成为分别具有不同剖面的透镜，故能使其具有不同的配光功能。另外，在上述预定的线为直线时，部分透镜20b、20c成为所谓的柱透镜。
若以与非球面透镜的光轴处于同一平面上的方式选择上述预定的线，则部分透镜20a的焦点和部分透镜20b、20c的焦点将位于同一平面上。
投影透镜优选通过注射成型等一体成形。但也可以使部分透镜20a、20b、20c分别成形，并用图1所示的屈曲部22b、22c粘结而制成。
图4表示车辆用灯具100所形成的配光图案的一例。图中，图案Ra是由灯具单元10a形成的配光图案，图案Rb是由灯具单元10b形成的配光图案，图案Rc是由灯具单元10c形成的配光图案。
在该例中，通过3个灯具单元，形成了使水平线H的正下方照射得最亮的近光灯配光图案。可以如该例这样用3个灯具单元形成1个配光(例如近光灯或远光灯)，或者也可以用各灯具单元分别形成不同的配光。在后者的情况下，例如可以设计各部分透镜20a、20b、20c的形状，使得灯具单元10a单独作为远光灯来发挥功能，灯具单元10b和灯具单元10c分别作为近光灯、示宽灯、转向灯、日间行车灯的任一者来发挥功能。
图5的(a)-(d)表示一体型的投影透镜的另一例。图5的(a)表示与图1所示的投影透镜20不同，中央的部分透镜50a并非平凸非球面透镜，发光元件侧被形成为凹面的投影透镜50。部分透镜50a可以是两凸透镜。图5的(b)表示使部分透镜60a的右侧的部分透镜60b沿直线伸展而成的投影透镜60。
图5的(c)、(d)分别表示部分透镜为2个时的投影透镜70、80。在图5的(c)的投影透镜70中，部分透镜70a的右侧的部分透镜70b是沿曲线伸展而形成的，在图5的(d)的投影透镜80中，部分透镜80a的右侧的部分透镜80b是沿直线伸展而形成的。在如图5的(c)所示那样使部分透镜沿曲线形成的情况下，可以以使部分透镜70a的剖面S在铅直线E周围旋转时的轨迹为部分透镜70b的形状。
如以上说明的那样，通过本实施方式，在并排布置有分别具备光源和反射器的多个灯具单元的构成的车辆用灯具中，能使投影透镜一体化。由于无需分别支承投影透镜，故能使用于保持透镜的构造简化，能削减灯室内保持构造所占的容积。另外，与在投影透镜为单体时可能发生透镜间的装配误差的情况不同，通过使投影透镜一体化，能排除这样的误差。
此外，由于能根据在哪个部分切断作为基础的非球面透镜，来使从剖面起向左右伸展的部分透镜的形状变化，故部分透镜所能形成的配光图案的变化将变得多样。
本发明并非限定于上述各实施方式，可以基于本领域技术人员的知识进行各种设计变更等变形。各图所示的构成仅用于说明一例，只要是能达成同样功能的构成，就可以适当进行变更，能得到同样的效果。
此外，上述的各实施方式只要不相互矛盾，就可以任意组合来使用。
在实施方式中说明了平凸非球面透镜的左右伸展的柱(或复曲面)透镜的垂直剖面一定的情况，但也可以随着向车辆的左端或右端伸展、其剖面积略有减少地形成透镜。
在实施方式中，说明了从发光元件发出的光被反射器反射的构成的灯具单元。但一部分或全部灯具单元也可以是为使从发光元件发出的光直接入射而在投影透镜的后方焦点附近配置了发光元件的所谓直射型的构成。
〔标号说明〕
10a、10b、10c灯具单元、20投影透镜、20a、20b、20c部分透镜、24a、24b、24c发光元件、26a、26b、26c反射器、Sa、Sb、Sc剖面、100车辆用灯具。
〔工业可利用性〕
通过本发明，能在具备多个含有发光元件和反射器的灯具单元、且投影透镜被一体化的车辆用灯具中，形成各种配光图案。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：
第1灯具单元，具有第1发光元件、以在该第1发光元件或其附近具有焦点的椭圆为基础的形状的反射器、以及被配置在该反射器的前方的第1透镜，
第2灯具单元，具有第2发光元件、和被配置在该第2发光元件的前方并接合于上述透镜的第2透镜，与上述第1灯具单元相邻；
其中，上述第1透镜呈其上述第2透镜侧被大致垂直面切断的形状；
上述第2透镜呈使上述第1透镜的切断面沿预定的线伸展开的形状；
上述第1透镜和上述第2透镜的配光特性不同。
2.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：
第1灯具单元，具有第1发光元件、以在该第1发光元件或其附近具有焦点的椭圆为基础的形状的反射器、以及被配置在该反射器的前方的第1透镜，
第2灯具单元，具有第2发光元件、和被配置在该第2发光元件的前方并接合于上述透镜的第2透镜，与上述第1灯具单元相邻；
其中，上述第2透镜呈其垂直剖面恒定地沿预定的线伸展的形状；
以上述第1透镜的焦点和上述第2透镜的焦线位于大致同一平面上的方式配置上述第1透镜和第2透镜；
上述第1透镜和上述第2透镜的配光特性不同。
3.如权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，
上述预定的线是曲线。
4.如权利要求1至3的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
上述第2灯具单元被构成使得从上述第2发光元件发出的光直接入射到上述第2透镜。
5.如权利要求1至4的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
上述第2灯具单元具有使垂直方向的大致椭圆形剖面沿水平方向伸展开的形状的反射器。
6.如权利要求1至5的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
上述第1透镜和第2透镜被设计使得上述第1灯具单元构成远光灯、上述第2灯具单元构成近光灯。

Claims (6)

1.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：
第1灯具单元，具有第1发光元件、以在该第1发光元件或其附近具有焦点的椭圆为基础的形状的反射器、以及被配置在该反射器的前方的第1透镜，
第2灯具单元，具有第2发光元件、和被配置在该第2发光元件的前方并接合于上述透镜的第2透镜，与上述第1灯具单元相邻；
其中，上述第1透镜呈其上述第2透镜侧被大致垂直面切断的形状；
上述第2透镜呈使上述第1透镜的切断面沿预定的线伸展开的形状。
2.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：
第1灯具单元，具有第1发光元件、以在该第1发光元件或其附近具有焦点的椭圆为基础的形状的反射器、以及被配置在该反射器的前方的第1透镜，
第2灯具单元，具有第2发光元件、和被配置在该第2发光元件的前方并接合于上述透镜的第2透镜，与上述第1灯具单元相邻；
其中，上述第2透镜呈其垂直剖面恒定地沿预定的线伸展的形状；
以上述第1透镜的焦点和上述第2透镜的焦线位于大致同一平面上的方式配置上述第1透镜和第2透镜。
3.如权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，
上述预定的线是曲线。
4.如权利要求1至3的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
上述第2灯具单元被构成使得从上述第2发光元件发出的光直接入射到上述第2透镜。
5.如权利要求1至4的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
上述第2灯具单元具有使垂直方向的大致椭圆形剖面沿水平方向伸展开的形状的反射器。
6.如权利要求1至5的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
上述第1透镜和第2透镜被设计使得上述第1灯具单元构成远光灯、上述第2灯具单元构成近光灯。
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