CN105556200B - 车载用前照灯 - Google Patents

车载用前照灯 Download PDF

Info

Publication number
CN105556200B
CN105556200B CN201380079631.0A CN201380079631A CN105556200B CN 105556200 B CN105556200 B CN 105556200B CN 201380079631 A CN201380079631 A CN 201380079631A CN 105556200 B CN105556200 B CN 105556200B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
projecting lens
led
lens
intensity distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380079631.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105556200A (zh
Inventor
大泽孝
仓桥正人
南史浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN105556200A publication Critical patent/CN105556200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105556200B publication Critical patent/CN105556200B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/255—Lenses with a front view of circular or truncated circular outline
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/322—Optical layout thereof the reflector using total internal reflection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/40—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades
    • F21S41/43—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades characterised by the shape thereof

Abstract

本发明的车载用前照灯中，光源的LED(1)使发光面(1a)的一个端边为直线部(1b)并配置在光轴一侧，并使该发光面(1a)的中心与光轴错开配置。投影透镜(2)由在光轴方向上排列配置的照射侧凸透镜(2a)和LED侧凸透镜(2b)构成。在LED(1)与投影透镜(2)之间设置利用透明材料形成、并在其内表面具有对LED(1)发出的光进行反射的反射面(a)的配光构件(3)。

Description

车载用前照灯
技术领域
本发明涉及一种将LED作为光源并具备将该LED所产生的光向车辆前方投影的投影透镜的车载用前照灯。
背景技术
在降低加速全球变暖的二氧化碳排放量的潮流、以及实现了发光效率较高的高亮度LED的当前局势下，车载用灯具的光源中也开始普及低功率的LED(发光二极管、半导体光源)来代替以往采用钨丝的灯泡。该LED寿命较长，并且能通过提供恒定电流的简单控制来发出稳定的亮光，因此适合作为车载用灯具的光源，而且在近年来高输出(高亮度)的促进下，也开始普及作为车载用前照灯的光源。
这里，车载用前照灯的光学系统分为抛物面式和投影式两类，抛物面式光学系统中使用凹面状的反射镜，利用该反射镜对光源发出的光进行反射使其向车辆前方射出，投影式光学系统中使用凸状的投影透镜，利用该投影透镜使光源发出的光折射从而向车辆前方射出。
下面，对本发明申请所涉及的投影式车载用前照灯的结构进行补充。
在以往将钨丝作为光源的结构中，在向四周发出且长度为4mm左右的灯丝的两端连接导线，并且，由于该灯丝的四周存在玻璃球，因此无法对发出光的部分的形状、或者辐射光线的方向进行任意加工。
为此，使用旋转椭圆体状的反射镜，并在该旋转椭圆体状反射镜的一个焦点处配置作为光源的灯丝，使灯丝发出的光集中到另一个焦点，从而形成灯丝的实像。由于该灯丝的实像附近不存在光源的构造物，因此能使用任意光学构件，通过使通过该灯丝的实像的光中所需的部分投影到车辆前方，从而形成照亮车辆前方的车载的近光灯用的配光。换言之，在该灯丝的实像附近配置遮光板，利用该遮光板遮挡不需要的光，从而形成对于近光灯而言必要的、不照射对向车辆驾驶员的暗部。即，若直接采用光源被玻璃球覆盖的灯丝，则无法用作发出近光灯用配光的光源，因此，大胆利用旋转椭圆体状的反射镜来对周围不存在构造物的灯丝的实像进行成像，并对该灯丝的实像进行形状加工，再引导到投影透镜。
然而，关于上述将LED作为光源的投影式车载用前照灯，能将发光的部分、即LED的发光面设为任意形状，且四周没有玻璃球，因此也能在LED附近配置调整配光的构件。即，对于将LED作为光源的投影式的车载用前照灯，无需沿用以往使用钨丝的光学系统以及配光技术。
以下示出的车载用前照灯的实施例，其具有下述结构：即，具有投影式光学系统，并且在不使用以往的旋转椭圆体状反射镜的情况下、使LED的发光面朝向车辆前方从而使LED发出的光直接入射到投影透镜。
专利文献1所涉及的直接投影型照明用灯具采用如下结构：即，利用配置在LED周围的辅助透镜来对LED发出的光中的、大范围扩散从而未入射到投影透镜的光进行回收。通过使用该辅助透镜能提高光束利用率。
然而，由于是使未入射到投影透镜的光在该投影透镜内环绕并引导到车辆前方的结构，使用了比投影透镜的开口部要大的辅助透镜，因此灯具的开口部变大，不适合作为小型前照灯或光学构件。
专利文献2所涉及的车辆用灯具单元为了缓解由多个LED构成的LED光源发出的光的不均(亮度不均)，在投影透镜的后方焦点处具备使光散射的光学面，并使各个LED发出的光通过该光学面来进行混合，并引导到投影透镜。通过该透镜面的散射而投影出来的照射光变得均匀。
例如在专利文献2的图1等中记载了如下结构：利用多个透镜(21、22)构成投影透镜(20)，将离光源(30)最近的透镜(21)的面(S1)设计成使光散射的形状，并使该透镜面(S1)与投影透镜(20)的后方焦点对齐。
此外，例如在专利文献2的图5和图6等中记载了如下结构：在投影透镜(20)与光源单元(30)之间具备内侧成为反射面(31a)的筒状的导光构件(32)，将离光源单元(30)最近的透镜(21)的透镜面(S1)设计成使光散射的形状，并使该导光构件(32)的出射口(31c)、使光散射的透镜面(S1)、以及投影透镜(20)的后方焦点对齐到同一位置。
以上描述中，括号内的标号沿用了专利文献2中的内容。
通过如上述那样将投影透镜的表面设为使光散射的形状，从而能使各个LED发出的亮度均匀，但若将专利文献2的结构用于车载用近光灯，则会因而散射面的存在而导致近光灯用的上方暗部与下方亮部的边界模糊，因此不适合需要使上下方的明暗清晰的近光灯。
专利文献3所涉及的车辆用前照灯采用如下结构：在夹着LED光轴的下侧配置平面的第一反射面，并在上侧配置曲面的第二反射面，并使该第一反射面的短边与投影透镜的焦点群对齐。
例如在专利文献3的图8等中记载了由第一反射面(22)和第二反射面(26)包围的部分被树脂(36)充满的光学构件(16B)。通过利用第一及第二反射面(22、26)对LED光源(12)发出的光进行反射并引导到投影透镜(14)，从而能提高LED光源(12)的利用率，能构成纵深较短的薄型的灯具(括号内的标号沿用了专利文献3的内容)。
然而，需要对第一及第二反射面实施反射表面处理。也就是说，所使用的反射面需要为镜面，而且为了形成反射镜，需要进行例如反射用金属的蒸镀、以及该蒸镀面的防氧化处理等多个加工。因此，部件的单价上升。此外，由于使用多个部件，因此结构会变复杂，组装工序数也可能会增大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009－104933号公报
专利文献2：日本专利特开2013－73811号公报
专利文献3：日本专利特开2010－49886号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述专利文献1～3的结构如上所述各自具有优缺点，有待进一步改进。
本发明鉴于上述观点而完成，其目的在于实现小型且能发出足够的亮度并且简单而廉价的车载用前照灯。
解决技术问题所采用的技术手段
本发明的车载用前照灯包括：LED，该LED的发光面的一个端边形成为直线状并配置在光轴一侧，且该发光面的中心与光轴错开配置；两枚凸透镜，该两枚凸透镜在光轴方向上排列配置，并构成投影透镜；以及配光构件，该配光构件配置在LED与投影透镜之间，利用透明材料来形成，且其内表面具有对LED发出的光进行反射的反射面，并在该反射面的投影透镜一侧的端边上形成截止线。
发明效果
根据本发明，利用两枚凸透镜来构成投影透镜，从而即使各个凸透镜的直径较小也能有效利用LED发出的光，因此实现了小型且能发出足够亮度的车载用前照灯。此外，通过使用透明材料形成配光构件，并使用反射面作为其内表面，从而无需实施镜面加工，能以简单的结构实现廉价的车载用前照灯。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的车载用前照灯的结构例的剖视图。
图2是表示从车载用前照灯照射到车辆前方的近光灯用照射光的形态的图。
图3是表示实施方式1所涉及的车载用前照灯中的LED、配光构件、以及LED侧凸透镜的结构的立体图。
图4是说明实施方式1所涉及的车载用前照灯中的一组投影透镜2的焦点F的配置例的图。
图5是示出实施方式1所涉及的车载用前照灯所使用的配光构件的示例的立体图。
图6是表示实施方式1的车载用前照灯的光学系统的变形例的侧视图。
图7是示出实施方式1所涉及的车载用前照灯所使用的投影透镜的示例的三视图。
图8是表示实施方式1的车载用前照灯的光学系统的变形例的侧视图。
图9是表示实施方式1的车载用前照灯的光学系统的变形例的侧视图。
图10是表示本发明的实施方式2所涉及的车载用前照灯的光学系统的结构例的侧视图。
图11是表示从车载用前照灯照射到车辆前方的远光灯用照射光的形态的图。
图12是表示实施方式2的车载用前照灯的光学系统的变形例的侧视图。
具体实施方式
下面，为了更详细地说明本发明，根据附图对用于实施本发明的方式进行说明。
实施方式1.
如图1所示，本实施方式1的车载用前照灯是近光灯用投影式前照灯的一个例子，包括：近光灯用的LED1，其发光面1a的一端边呈直线状的直线部1b配置在光轴一侧，并将该发光面1a的中心与光轴错开配置；投影透镜2，该投影透镜2由在光轴方向上排列配置的照射侧凸透镜2a和LED侧凸透镜2b构成；配光构件3，该配光构件3配置在LED1与投影透镜2之间，利用透明材料形成，其内表面具有对LED1发出的光进行反射的反射面3a，该反射面3a的投影透镜侧端边3b配置在光轴上；散热兼固定构件4，该散热兼固定构件4兼用作LED1的散热器、以及LED1、投影透镜2与配光构件3的固定构件；以及收纳上述部件的壳体5。
一组投影透镜2中，主要由LED侧凸透镜2b起到对LED1发出的光进行聚焦的作用，由照射侧凸透镜2a起到向车辆前方投影的作用。若没有LED侧凸透镜2b，则例如从LED1朝向上方的光L1a会泄漏到照射侧凸透镜2a的斜上方，从而无法被用作前照灯的照射光。另一方面，在设置LED侧凸透镜2b的情况下，从LED1朝向上方的光L1会在LED侧凸透镜2b上产生折射并入射到照射侧凸透镜2a，从而被照射到车辆前方。由此，LED1发出的光得到有效利用。
通过如图1那样利用照射侧凸透镜2a和LED侧凸透镜2b这两枚透镜构成以往为一枚的投影透镜，从而缩短了焦点距离，因此能使LED侧凸透镜2b的朝向LED1一侧的面靠近一组投影透镜2的LED1一侧的焦点F，能将LED侧凸透镜2b配置在LED1以及配光构件3的附近。
因此，即使使用开口直径较小的透镜作为投影透镜2，也能减少向大范围发出的LED1的光的泄漏，从而能使光高效地入射到投影透镜2。
图2示出了从车载用前照灯照射到车辆前方的近光灯用照射光的形态，照射光较亮的部分表现为较浓，较暗的部分表现为较淡。
为了防止近光灯用的配光照到对向车辆的驾驶员，需要在照射光的上侧设置暗部，使得上侧较暗、下侧(路面侧)较亮。照射光的上侧暗部与下侧亮部的分界线为截止线。
此外，需要使截止线的正下方、即照射车辆远处的部位较亮。
为了满足上述要求，在LED1与投影透镜2之间设置配光构件3。利用配光构件3的反射面3a对由LED1向下方发出并经由投影透镜2向着截止线上方的光进行反射，从而反过来将其引导到截止线正下方(例如图1的L2)。由此，使照射光的上侧变暗的同时，使下侧的截止线正下方变亮，从而形成近光灯用的配光。
另外，为了更鲜明地形成该近光灯用的截止线，优选将与该直线状的截止线相对应的LED1的发光面1a的光轴侧端边形成为直线状来作为直线部1b。
为了将LED1的发光面1a的端边作成直线状，可以使发光面1a使用长方形的LED，也可以排列使用多个LED，使得一条边成为直线状。另外，也可以使用激光LED、有机LED等半导体光源作为LED1。
这里，图3示出LED1、投影透镜2、与配光构件3的位置关系、以及配光构件3的形状例。使LED1的发光面1a与光轴正交，将该发光面1a的直线部1b设置在光轴一侧，并使发光面1a的中心与光轴错开配置。
配光构件3由透明的树脂或玻璃等形成，在配光构件3的光轴一侧形成有平面状的反射面3a，该反射面3a的投影透镜侧端边3b配置在光轴上。供LED1发出的光入射的入射面3c、以及使入射光出射到LED侧凸透镜2b的出射面3d都与光轴正交。该结构中，从LED1向下方发出的光中、以较小的角度入射到配光部3内部的反射面3a上的光L3产生全反射。也就是说，能在不对配光构件3实施镜面加工的情况下构成合适的反射面3a。
此外，在图3所示的配光构件3的形状例中，使反射面3a的投影透镜侧端边3b中、面朝车辆前方的左侧(人行道一侧)为水平而成为水平面3b-1，并使右侧(对向车线一侧)向下方倾斜而成为倾斜部3b-2。利用该投影透镜侧端边3b的形状，从而如图2所示，能形成右侧(对向车线一侧)的明暗截止线水平、且左侧(人行道一侧)能照射到较高位置的近光灯用的配光。
当然，在右侧通行用的前照灯中，使配光构件3的投影透镜侧端边3b的形状左右反转，使面朝车辆前方的右侧(人行道一侧)为水平面3b-1，使左侧(对向车线一侧)为倾斜部3b-2。
如上所述，利用投影透镜2将反射面3a的投影透镜侧端边3b的形状投影并照射到车辆前方，从而形成近光灯用的配光。
另外，为了以均匀的配光将该近光灯用的照射光从车辆近前方照射到远处，将配光构件3的投影透镜侧端边3b配置在一组投影透镜2的焦点F附近(规定距离以内)。
这里，参照图4对一组投影透镜2的焦点F的配置例进行说明。将从LED侧凸透镜2b的LED1一侧的面到一组投影透镜2的焦点F的距离设为A，将从一组投影透镜2的焦点F到配光构件3的投影透镜侧端边3b的距离设为B。
表示上述投影透镜2的焦点F与配光构件3的投影透镜侧端边3b的位置关系的“附近(规定距离以内)”是指，将投影透镜侧端边3b相对于投影透镜2的焦点F配置在投影透镜2一侧或者LED1一侧，且相对于投影透镜2的焦点F在距离A的1/5以内(即B≤A/5)的位置。
此外，优选将投影透镜侧端边3b相对于投影透镜2的焦点F配置在投影透镜2一侧或LED1一侧，且相对于投影透镜2的焦点F在距离A的1/10以内(即，B≤A/10)的位置。
并且，优选将投影透镜侧端边3b相对于投影透镜2的焦点F配置在投影透镜2一侧或LED1一侧，且相对于投影透镜2的焦点F在距离A的1/50以内(即，B≤A/50)的位置。
这里，图4中仅示出将投影透镜侧端边3b相对于投影透镜2的焦点F配置在LED1一侧时的距离B，未示出将投影透镜侧端边3b相对于相对于投影透镜2的焦点F配置在投影透镜2一侧时的距离。
投影透镜侧端边3b相对于焦点F的设置距离根据照射光的配光需求来决定即可。另外，在将形成近光灯用的截止线的配光构件3的投影透镜侧端边3b靠近一组投影透镜2的焦点F来设置的情况下，在车辆前方的远处，照射光的截止线较为鲜明，而在接近车辆的位置，照射光的截止线变得模糊。在将配光构件3的投影透镜侧端边3b设置在自一组投影透镜2的焦点F向LED1一侧远离的位置的情况下，在车辆前方较近的位置，照射光的截止线较为鲜明，而在车辆前方的远处，照射光的截止线变得模糊。
另外，配光构件3只要是能在光轴侧形成作为反射面3a的平面的形状即可，可以是图3所示以外的形状。配光构件3的变形例如图5(a)～图5(f)所示。
图5(a)的配光构件3-1为长方体状，将下部的长方形平面作为反射面3a。利用下部的反射面3a的投影透镜侧端边3b来形成近光灯用的截止线。由该配光构件3-1的投影透镜侧端边3b形成的截止线是在人行道侧和对向车线侧的高度相同的直线状。
图5(b)的配光构件3-2是使图5(a)所示的配光构件3-1的入射面3c与出射面3d相对于与光轴正交的面倾斜的形状。入射面3c和出射面3d离光轴越远，越向未图示的投影透镜2一侧倾斜。通过如上述那样使离开光轴的配光构件3-2的上部向投影透镜2一侧倾斜，从而能使LED1发出的光在入射面3c和出射面3d上产生折射并引导到光轴侧，无需使LED1的发光面1a的直线部1b靠近光轴配置。
换言之，能使LED1的发光面1a的直线部1b离开光轴来配置。
图5(c)的配光构件3-3使图5(b)所示的配光构件3-2的反射面3a的右侧(对向车线侧)的端边与图3的配光构件3同样地向下方倾斜来形成倾斜部3b-2。
图5(d)的配光构件3-4使图5(a)所示的配光构件3-1的出射面3d为曲面状，并使投影透镜侧端边3b为圆弧状。当由于投影透镜2的像差使得通过投影透镜2的光为平行光、即沿着焦点的线(焦点群)并未成为相对于光轴成直角的直线而是圆弧状时，使用形成相同的圆弧状的投影透镜侧端边3b的配光构件3-4。利用该投影透镜侧端边3b的形状，能使自车辆中央向左右方向的大范围内的截止线鲜明，从而形成上下的明暗部。
图5(e)的配光构件3-5是使图5(d)所示的配光构件3-4的入射面3c和出射面3d成为以下形状：即，与图5(b)同样地，相对于与光轴正交的面发生倾斜的形状。
图5(f)的配光构件3-6使图5(e)所示的配光构件3-5的反射面3a的右侧(对向车线侧)的端边与图3的配光构件3同样地向下方倾斜来形成倾斜部3b-2。
另外，在图5(b)、图5(c)、图5(e)、图5(f)中，使入射面3c和出射面3d双方均向投影透镜2一侧倾斜，但也可以仅使某一方倾斜。
这里，图6示出使用了图5(c)的配光构件3-3的光学系统的结构例。由于配光构件3-3使LED1发出的光折射来引导到光轴侧，因此能使LED1的发光面1a的直线部1b离开光轴来配置。
在需要使该LED1的直线部1b与光轴的隔开间隔d较大时，增大配光构件3-3的倾斜角度θ，或者提高配光构件3-3的厚度t来使LED1发出的光在光轴一侧产生较大折射，使得观察到的LED1的直线部1b靠近光轴。
此外，在图6的结构例中，将用于对LED1发出的热进行散热的散热翅片4a设置在散热兼固定构件4上。也可以使该散热翅片4a露出到壳体5外来提高散热性。
并且，图6的结构例中，用相同的材料(例如丙烯酸树脂)来构成照射侧凸透镜2a、LED侧凸透镜2b以及配光构件3-3，并使LED侧凸透镜2b和配光构件3-3一体来成型。
若使LED侧凸透镜2b与配光构件3-3一体来成型，则两者相互固定。此外，由于能利用相同的材料并在同一工序中制作LED侧凸透镜2b和配光构件3-3，因此能实现彼此的位置精度高且低成本的构件。另外，使配光构件3-3的入射面3c与出射面3d倾斜的结构也有助于确保将LED侧凸透镜2b与配光构件3-3一体成型的金属模的拔模斜度。
该图6中，在投影透镜2的光轴的下方存在被配光构件3-3的反射面3a遮挡使得LED1发出的光无法到达的部位C1、C2。该光无法到达的部位C1、C2的凸透镜没有作用，即便去除也不会产生光学上的问题。因此，也可以将该光无法到达的部位C1、C2去除。
这里，图7中示出能用作照射侧凸透镜2a或LED侧凸透镜2b的凸透镜的例子。图7(a)的三视图所示的凸透镜是标准的一侧为凸面另一侧为平面的凸透镜。通过将该凸透镜用作照射侧凸透镜2a或LED侧凸透镜2b，从而利用凸透镜的上下方向的折射产生截止线上下方的明暗，利用凸透镜的左右方向的折射使得前照灯的照射光向左右扩散，产生利用倾斜部3b-2形成的倾斜的截止线。
另外，由于图7(a)的标准的凸透镜使LED1的发出的光集中到中央(光轴一侧)，因此特别适合用作LED侧凸透镜2b。
图7(b)的凸透镜为如下形状：即，在图7(a)所示的标准凸透镜中，将图6中说明的光无法到达的部位C1、C2(即，光轴下侧的一部分)去除，使得光轴的下侧D2比光轴的上侧D1小。该凸透镜能如图8那样用作照射侧凸透镜2a-1、LED侧凸透镜2b-1。由此，能使车载用前照灯在上下方向上小型化。
在车载用前照灯上，不一定要如图7(a)那样使得用作为照射侧凸透镜2a或LED侧凸透镜2b的凸透镜的上下和左右的折射量相同，例如也可以是图7(c)那样椭圆状的凸透镜，或图7(d)那样半圆柱状的凸透镜。
若透镜面的曲率较大，则通过光在该透镜面上产生较大折射，形成焦距较短的凸透镜。反过来，若透镜面的曲率较小，则通过光的折射量较小，因此形成焦距较长的凸透镜。
通过如图7(c)那样将上下方向的曲率大于左右方向的曲率的椭圆状的凸透镜用作照射侧凸透镜2a-2，从而能使上下的明暗鲜明，并使光照射到左右的大范围。由此，例如能照到人行道深处的行人以及对向车线的路肩，能形成更理想的前照灯用的配光。
在使用图7(d)那样仅在上下方向具有凸透镜效果的半圆柱状的凸透镜作为照射侧凸透镜2a-3的情况下，无法在上下方向上形成图7(c)那样照射到人行道侧较高位置的倾斜的配光，但能在左右方向上形成照到比图7(c)更大范围的前照灯用的配光。
另外，图7(c)示出了椭圆状的凸透镜，但该椭圆形状是为了说明透镜面的上下方向的曲率和左右方向的曲率不同而示出，也可以如图7(b)那样将不需要的部分去除，只要具有上下方向的曲率与左右反向的曲率不同的透镜面即可，无需限定其外形。
同样，对于图7(a)的标准凸透镜，其外形也可以是例如四边形，而无需是圆形。
此外，图7(c)的椭圆状凸透镜、以及图7(d)的半圆柱状凸透镜采用了使短边方向弯曲成圆弧状的形状，但也可以使长边方向为弯曲成圆弧状的形状。并且，也可以在表面形成小的凹凸来使照射光模糊。
此外，作为凸透镜，有凸面为球面的类型和凸面为非球面的类型，无论是哪种类型的凸透镜，都能用作照射侧凸透镜2a以及LED侧凸透镜2b。另外，凸透镜还有正反两面均为凸面、一侧为凸面另一侧为平面(例如图7(a))、以及一侧为凸面另一侧为凹面等类型，无论是哪一种类型的凸透镜，都能用作照射侧凸透镜2a以及LED侧凸透镜2b。
而且，也能使用菲涅尔透镜作为照射侧凸透镜2a或LED侧凸透镜2b。
图9示出了使用菲涅尔透镜作为LED侧凸透镜2b-4的光学系统的结构例。通过使用菲涅尔透镜作为LED侧凸透镜2b-4，从而能使凸透镜中央的厚壁部变薄，能实现轻量化并降低部件单价。
在将该菲涅尔透镜用作照射侧凸透镜2a的情况下，从正面观察车载用前照灯时，有时能透过正面透镜6观察到该菲涅尔透镜的同心圆状的环，因而设计上不太合适，但在用作LED侧凸透镜2b-4的情况下，则无法透过正面透镜6观察到该环，因此不会对车辆外观设计产生影响。
如上所述，根据实施方式1，车载用前照灯包括：LED1，其发光面1a的一个端边形成为直线部1b并配置在光轴一侧，该发光面1a的中心与光轴错开配置；在光轴方向上排列配置来构成投影透镜2的照射侧凸透镜2a以及LED侧凸透镜2b；以及配光构件3，该配光构件3配置在LED1与投影透镜2之间，利用透明材料来形成，在其内表面具有对LED1发出的光进行反射的反射面3a，并在该反射面3a的投影透镜侧端边3b形成截止线。
通过如上述那样利用照射侧凸透镜2a和LED侧凸透镜2b构成投影透镜2，使得焦距缩短，能将投影透镜2与LED1靠近配置，即使使用开口直径较小的凸透镜作为投影透镜2，也能高效地使LED1发出的光入射到投影透镜2。因此，能实现小型并能发出足够亮度的车载用前照灯。并且，能使用低功率的LED1，耗电量较小，因此能减小散热兼固定构件4的散热构件的尺寸，进而使车载用前照灯小型化。
此外，通过使用透明材料形成配光构件3并将其内表面用作反射面3a，从而无需先前说明的专利文献3那样的镜面处理，能以简单的结构实现廉价的车载用前照灯。
此外，根据实施方式1，由于将由照射侧凸透镜2a和LED侧凸透镜2b所形成的一组投影透镜2的焦点F配置在距离配光构件3的投影透镜侧端边3b规定距离以内，因此能实现合适配光的车载用前照灯。
此外，根据实施方式1，如图5所示，配光构件3-2、3-3、3-5、3-6具有供LED1发出的光入射并朝向LED1一侧的入射面3c、以及使该入射的光出射到投影透镜2并朝向投影透镜2一侧的出射面3d，入射面3c以及出射面3d的某一个面或两个面相对于与光轴正交的面倾斜。更详细而言，至少入射面3d构成为离光轴越远，越向投影透镜2一侧倾斜。
因此，能使配置在离开光轴的位置的LED1所发出的光会在入射面3c以及出射面3d的某一个面或两个面上折射并引导到光轴一侧。由此，能使LED1发出高亮度光的发光方向朝向截止线的正下方附近，能实现发出该截止线正下方较为明亮的近光灯用照射光的车载用前照灯。
此外，根据实施方式1，如图6所示，配光构件3-3固定在LED侧凸透镜2b上。此外，利用相同种类的树脂来形成配光构件3-3和LED侧凸透镜2b。因此，能利用相同的材料并在同一工序中制作LED侧凸透镜2b和配光构件3-3，因此能实现彼此的位置精度高且低成本的构件。
另外，不限于配光构件3-3，其它形状的配光构件也同样能固定于LED侧凸透镜2b。
此外，根据实施方式1，如图8所示，将照射侧凸透镜2a-1以及LED侧凸透镜2b-1的某一方或双方的、LED1发出的光无法到达的部位C1、C2(图6)去除，使得光轴的上侧与下侧的大小不同。因此，能实现小型的车载用前照灯。
此外，根据实施方式1，如图7所示，照射侧凸透镜2a-2、2a-3以及LED侧凸透镜2b-2、2b-3的某一方或双方的透镜面采用上下方向的曲率与左右方向的曲率不同的结构。通过如上述那样改变透镜面的曲率并改变投影透镜2的上下方向与左右方向的折射量，从而能实现更理想的配光的车载用前照灯。
此外，根据实施方式1，也可以使照射侧凸透镜2a以及LED侧凸透镜2b的某一方或双方使用非球面透镜。通过如上述那样使用任意的光学特性的透镜，从而能实现合适配光的车载用前照灯。
此外，根据实施方式1，也可以使照射侧凸透镜2a以及LED侧凸透镜2b的某一方或双方使用菲涅尔透镜。由此，能使凸透镜薄型化并轻量化，能降低部件单价。
此外，根据实施方式1，如图3和图5所示，使配光构件3、3-3、3-6构成为反射面3a的投影透镜侧端边3b中的行驶车线一侧向下方倾斜的形状。因此，能实现如下配光的近光灯用前照灯：即，照射到车辆前方的照射光照到人行道上较高的位置，且不会使驾驶对向车辆的驾驶员感到刺眼(不会照到驾驶员眼睛的位置)。
实施方式2.
图10是表示本实施方式2的车载用前照灯的光学系统的结构例的图。本实施方式2中，在光轴的上侧配置近光灯用的LED1，并在该光轴的下侧配置上部照射用的第二LED11。更详细而言，使近光灯用的LED1的发光面1a下侧的直线部1b与光轴隔开间隔d来配置，并使上部照射用的LED11的发光面11a上侧的直线部11b与光轴对齐来配置。
上述LED1、11、照射侧凸透镜2a、LED侧凸透镜2b、以及配光构件3-3固定于图1所示的散热兼固定构件4，并收纳在壳体5以及正面透镜6的内部来形成车载用前照灯。
另外，对于图10中与图1～图9相同或相当的部分，标注相同标号，并省略说明。
图11示出将近光灯用的LED1与上部照射用的LED11同时点亮时照射到车辆前方的远光灯用照射光的形态，照射光较亮的部分表现为较浓，较暗的部分表现为较淡。
利用配置于光轴上侧的近光灯用的LED1照亮截止线的下部，并利用配置于光轴下侧的上部照射用的LED11照亮该截止线的上部，从而能形成远光灯用的配光。若将上部照射用的LED11熄灭而只点亮LED1，则能切换为图2所示的近光灯。
另外，隔开间隔d是不得已而设置的间隙，原因在于，在近光灯用的LED1上进一步附加上部照射用的LED11的情况下，这些LED1、11的端边存在连接用的电极等，从而无法对LED1的发光面1a与LED11的发光面11a进行连接。即便存在隔开间隔d，由于能如上述实施方式1中说明的那样，通过使用图5的配光构件3－1，3－3，3－5，3－6来使LED1发出的光折射并引导到光轴一侧，因此能在光学上抵消隔开间隔d，从而等效为将直线部1b配置在光轴上。因此，远光灯用的照射光中不会产生与LED1、11的隔开间隔d相对应的暗部，能获得理想的照射光。
图10中将配光构件3-3配置在光轴上侧，但也可以反过来配置在光轴下侧。
这里，图12示出光学系统的变形例。图12中，使近光灯用的LED1的发光面1a下侧的直线部1b与光轴对齐来配置，并使上部照射用的LED11的发光面11a上侧的直线部11b与光轴隔开间隔d来配置。并且，在光轴的下侧配置离光轴越远则越向投影透镜2一侧倾斜的形状的配光构件3-7，从而在光学上抵消隔开间隔d，等效为将上部照射用的LED11的直线部11b配置在光轴上。由此，在将近光灯用的LED1和上部照射用的LED11同时点亮时，远光灯用的照射光不会产生与隔开间隔d相对应的暗部，能获得理想的照射光。另外，配光构件3-7的反射面3a的内部侧对上部照射用的LED11发出的光进行反射，而反射面3a的外部侧对近光灯用的LED1发出的光进行反射。
在图10那样由近光灯用的LED1发出的光通过配光构件3-3的情况下，由于配光构件3-3的折射率使得观察到的LED1与投影透镜2的距离较近，使得LED1发出的光被高效地引导到LED侧凸透镜2b，从而向车辆前方照射明亮的光。另一方面，在图12那样LED1发出的光不通过配光构件3-7的情况下，由于LED1与反射面3a的投影透镜侧端边3b不接近，因此LED1的发光不均的影响得到缓解，照射出鲜明的截止线。因此，只要根据照射光的配光需要来选择图10和图12的结构即可。
如上所述，根据实施方式2，车载用前照灯采用使不同于近光灯用LED1的第二上部照射用的LED11设置在夹着光轴的相反侧，来照亮截止线的上侧的结构。因此，能通过仅点亮LED1来射出近光灯用的配光，并能通过同时点亮上下两侧的LED1、11来射出远光灯用的配光，从而实现能切换点亮近光灯和远光灯(能兼用作近光灯和远光灯)的车载用前照灯。
另外，本发明申请可以在其发明的范围内对各实施方式进行自由组合，或对各实施方式的任意构成要素进行变形，或省略各实施方式中的任意的构成要素。
工业上的实用性
如上所述，本发明的车载用前照灯利用两枚凸透镜、以及形成截止线的透明的配光构件来将LED发出的光高效地投影到车辆前方，因此适合使用于近光灯用的前照灯等。
标号说明
1、11 LED
1a、11a 发光面
1b、11b 直线部
2 投影透镜
2a，2a－1～2a－3 照射侧凸透镜
2b，2b－1～2b－4 LED侧凸透镜
3，3－1～3－7 配光构件
3a 反射面
3b 投影透镜侧端边
3b-1 水平部
3b-2 倾斜部
3c 入射面
3d 出射面
4 散热兼固定构件
4a 散热翅片
5 壳体
6 正面透镜

Claims (11)

1.一种投影式的车载用前照灯，利用投影透镜将光源发出的光照射到车辆前方，其特征在于，包括：
LED(Light Emitting Diode:发光二极管)，该LED的发光面的一个端边形成为直线状并配置在光轴一侧，且该发光面的中心与所述光轴错开配置；
两枚凸透镜，该两枚凸透镜在所述光轴方向上排列配置，并构成所述投影透镜；以及
配光构件，该配光构件配置在所述LED与所述投影透镜之间，利用透明材料来形成，且其内表面具有对所述LED发出的光进行反射的反射面，并利用该反射面的所述投影透镜一侧的端边来形成截止线，
所述配光构件包括：
供所述LED发出的光入射并朝向所述LED一侧的入射面；以及
使该入射的光出射到所述投影透镜并朝向所述投影透镜一侧的出射面，
所述入射面以及所述出射面的某一方或双方的面相对于与所述光轴正交的面倾斜。
2.如权利要求1所述的车载用前照灯，其特征在于，所述两枚凸透镜所形成的一组所述投影透镜的所述LED侧的焦点位于距所述配光构件的所述投影透镜一侧的端边规定距离以内的位置。
3.如权利要求1所述的车载用前照灯，其特征在于，所述配光构件的所述入射面离所述光轴越远越向所述投影透镜一侧倾斜。
4.如权利要求1所述的车载用前照灯，其特征在于，构成所述投影透镜的所述两枚凸透镜的某一方或双方的所述光轴的上侧与下侧的大小不同。
5.如权利要求1所述的车载用前照灯，其特征在于，构成所述投影透镜的所述两枚凸透镜的某一方或双方的透镜面的上下方向的曲率与左右方向的曲率不同。
6.如权利要求1所述的车载用前照灯，其特征在于，构成所述投影透镜的所述两枚凸透镜的某一方或双方为非球面透镜。
7.如权利要求1所述的车载用前照灯，其特征在于，构成所述投影透镜的所述两枚凸透镜的某一方或双方为菲涅尔透镜。
8.如权利要求1所述的车载用前照灯，其特征在于，利用相同种类的树脂形成所述投影透镜和所述配光构件。
9.一种投影式的车载用前照灯，利用投影透镜将光源发出的光照射到车辆前方，其特征在于，包括：
LED(Light Emitting Diode:发光二极管)，该LED的发光面的一个端边形成为直线状并配置在光轴一侧，且该发光面的中心与所述光轴错开配置；
两枚凸透镜，该两枚凸透镜在所述光轴方向上排列配置，并构成所述投影透镜；以及
配光构件，该配光构件配置在所述LED与所述投影透镜之间，利用透明材料来形成，且其内表面具有对所述LED发出的光进行反射的反射面，并利用在该反射面的所述投影透镜一侧的端边上形成截止线，
所述配光构件固定于构成所述投影透镜的所述两枚凸透镜中的所述LED一侧的凸透镜。
10.一种投影式的车载用前照灯，利用投影透镜将光源发出的光照射到车辆前方，其特征在于，包括：
LED(Light Emitting Diode:发光二极管)，该LED的发光面的一个端边形成为直线状并配置在光轴一侧，且该发光面的中心与所述光轴错开配置；
两枚凸透镜，该两枚凸透镜在所述光轴方向上排列配置，并构成所述投影透镜；以及
配光构件，该配光构件配置在所述LED与所述投影透镜之间，利用透明材料来形成，且其内表面具有对所述LED发出的光进行反射的反射面，并利用在该反射面的所述投影透镜一侧的端边上形成截止线，
所述配光构件为所述反射面的所述投影透镜一侧的端边中的行驶车线一侧向下方倾斜的形状。
11.如权利要求1、9、10的任一项所述的车载用前照灯，其特征在于，
不同于所述LED的第二LED设置于夹着所述光轴的相反侧。
CN201380079631.0A 2013-09-17 2013-09-17 车载用前照灯 Active CN105556200B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/075023 WO2015040671A1 (ja) 2013-09-17 2013-09-17 車載用前照灯

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105556200A CN105556200A (zh) 2016-05-04
CN105556200B true CN105556200B (zh) 2016-12-21

Family

ID=52688358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380079631.0A Active CN105556200B (zh) 2013-09-17 2013-09-17 车载用前照灯

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9587795B2 (zh)
JP (1) JP5837269B2 (zh)
CN (1) CN105556200B (zh)
DE (1) DE112013007443B4 (zh)
WO (1) WO2015040671A1 (zh)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3150905B1 (en) * 2014-05-23 2018-09-19 Stanley Electric Co., Ltd. Lens body, combined lens body, and vehicular lamp fitting
KR101847932B1 (ko) * 2015-04-23 2018-04-11 엘지전자 주식회사 발광모듈
DE112016002315T5 (de) * 2015-05-22 2018-03-01 Mitsubishi Electric Corporation Scheinwerfermodul und Scheinwerfervorrichtung
KR20180014017A (ko) * 2015-05-26 2018-02-07 루미리즈 홀딩 비.브이. 다초점 모드를 갖는 조명 디바이스
TWI607181B (zh) 2015-07-06 2017-12-01 隆達電子股份有限公司 導光柱與使用其的車用燈具
JP2017033798A (ja) * 2015-08-03 2017-02-09 スタンレー電気株式会社 灯具
KR101836572B1 (ko) * 2015-08-28 2018-03-09 현대자동차주식회사 차량용 램프 장치
JP6679878B2 (ja) * 2015-10-22 2020-04-15 市光工業株式会社 車両用灯具
JP6595881B2 (ja) * 2015-10-27 2019-10-23 スタンレー電気株式会社 拡散配光光学系及び車両用灯具
JP6640631B2 (ja) * 2016-03-25 2020-02-05 スタンレー電気株式会社 レンズ体、レンズ結合体及び車両用灯具
US10761195B2 (en) 2016-04-22 2020-09-01 OPSYS Tech Ltd. Multi-wavelength LIDAR system
WO2017199841A1 (ja) 2016-05-16 2017-11-23 スタンレー電気株式会社 プロジェクタ型前照灯
JP6671012B2 (ja) 2016-07-15 2020-03-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 車両用前照灯
AT519118B1 (de) * 2016-11-24 2018-04-15 Zkw Group Gmbh Scheinwerfermodul für Fahrzeuge
JP2018120834A (ja) * 2017-01-27 2018-08-02 株式会社小糸製作所 灯具ユニットおよび車両用灯具
EP3596492A4 (en) 2017-03-13 2020-12-16 Opsys Tech Ltd EYE-FREE SCANNING LIDAR SYSTEM
US10514444B2 (en) 2017-07-28 2019-12-24 OPSYS Tech Ltd. VCSEL array LIDAR transmitter with small angular divergence
CN107327785A (zh) * 2017-08-07 2017-11-07 杨清平 一种车用led前照大灯
JP7341634B2 (ja) 2017-09-20 2023-09-11 株式会社小糸製作所 車両用灯具
CN111356934B (zh) 2017-11-15 2024-03-12 欧普赛斯技术有限公司 噪声自适应固态lidar系统
FR3079597B1 (fr) * 2018-03-28 2020-10-02 Valeo Vision Module optique pour vehicule automobile
JP7324518B2 (ja) 2018-04-01 2023-08-10 オプシス テック リミテッド 雑音適応型固体ライダシステム
CN108488756A (zh) * 2018-06-01 2018-09-04 江苏信利电子有限公司 机动车前大灯及机动车
CN108662542A (zh) * 2018-06-01 2018-10-16 江苏信利电子有限公司 机动车近光灯及机动车
FR3085740A1 (fr) * 2018-09-11 2020-03-13 Psa Automobiles Sa Dispositif d’eclairage de vehicule, a trois modules d’eclairage realisant ensemble une fonction de feu de croisement
CN109373281A (zh) * 2018-11-13 2019-02-22 深圳智诺车灯科技有限公司 一种led汽车近光前照灯
JP2022526998A (ja) 2019-04-09 2022-05-27 オプシス テック リミテッド レーザ制御を伴うソリッドステートｌｉｄａｒ送光機
EP3977159A4 (en) 2019-05-30 2023-03-01 Opsys Tech Ltd. EYE-SAFE LONG-RANGE LIDAR SYSTEM WITH ACTUATOR
CN110067983A (zh) * 2019-06-05 2019-07-30 华域视觉科技(上海)有限公司 一种车灯模组、车灯及车辆
CN110186008A (zh) * 2019-06-05 2019-08-30 华域视觉科技(上海)有限公司 车辆照明单元及车辆照明车灯
EP3980808A4 (en) 2019-06-10 2023-05-31 Opsys Tech Ltd. LONG-RANGE EYE-SAFE SOLID-STATE LIDAR SYSTEM
KR20210053024A (ko) * 2019-11-01 2021-05-11 에스엘 주식회사 차량용 램프
WO2021246065A1 (ja) * 2020-06-02 2021-12-09 ミネベアミツミ株式会社 照明装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4068387B2 (ja) * 2002-04-23 2008-03-26 株式会社小糸製作所 光源ユニット
FR2839139B1 (fr) * 2002-04-25 2005-01-14 Valeo Vision Module d'eclairage elliptique sans cache realisant un faisceau d'eclairage a coupure et projecteur comportant un tel module
JP4047186B2 (ja) * 2003-02-10 2008-02-13 株式会社小糸製作所 車両用前照灯及び光学ユニット
JP5069985B2 (ja) * 2007-09-13 2012-11-07 株式会社小糸製作所 車両用前照灯の灯具ユニットおよび車両用前照灯
JP5043597B2 (ja) 2007-10-24 2012-10-10 スタンレー電気株式会社 ダイレクトプロジェクション型照明用灯具
JP5257665B2 (ja) 2008-08-20 2013-08-07 スタンレー電気株式会社 車両用前照灯ユニット及び車両用前照灯
TWI338637B (en) * 2008-12-29 2011-03-11 Univ Nat Central Automobile lamp
JP2012190551A (ja) * 2011-03-08 2012-10-04 Stanley Electric Co Ltd 灯具ユニット
JP5879876B2 (ja) 2011-09-28 2016-03-08 スタンレー電気株式会社 車両用灯具ユニット
JP5883623B2 (ja) * 2011-11-22 2016-03-15 スタンレー電気株式会社 レーザ光源装置
JP5945857B2 (ja) 2012-01-24 2016-07-05 スタンレー電気株式会社 車両用前照灯及び導光レンズ
US20150219300A1 (en) 2012-08-28 2015-08-06 Mitsubishi Electric Corporation Light source for head light and head light

Also Published As

Publication number Publication date
DE112013007443T5 (de) 2016-06-09
WO2015040671A1 (ja) 2015-03-26
JP5837269B2 (ja) 2015-12-24
US9587795B2 (en) 2017-03-07
US20160146417A1 (en) 2016-05-26
DE112013007443B4 (de) 2018-08-16
JPWO2015040671A1 (ja) 2017-03-02
CN105556200A (zh) 2016-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105556200B (zh) 车载用前照灯
CN105917163B (zh) 车载用前照灯
CN101285561B (zh) 车辆用灯具单元
JP4921372B2 (ja) 半放物線状反射器を備えるｌｅｄコリメータ素子
CN1676987B (zh) 车辆用照明灯具
CN100559058C (zh) 车辆前照灯
CN100570207C (zh) 车辆用灯具
KR101305430B1 (ko) 자동차 헤드라이트
CN102713420B (zh) 车辆用头灯
CN112664899B (zh) 前照灯模块
JP5805327B2 (ja) 前照灯用光源および前照灯
CN102734725B (zh) 机动两轮车的前照灯
JP6324635B2 (ja) 前照灯モジュール及び前照灯装置
CN104110628A (zh) 车辆用灯具
CN101349389A (zh) 车辆前照灯用光源装置和车辆前照灯
KR20040040390A (ko) 차량용 전조등
CN106051572B (zh) 车用灯具
CN106402768A (zh) 用于机动车辆前灯的照明装置
CN114270097A (zh) 前照灯模块和前照灯装置
CN108633296A (zh) 能够与左侧行驶和右侧行驶兼容的车辆灯模块
JP6207465B2 (ja) 車載用前照灯
JP2011238497A (ja) Ｌｅｄ光源ユニットを用いた灯具
CN209558250U (zh) 车辆用灯具
CN110030534A (zh) 一种复合聚光装置及其配光方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant