CN105980771A - 车辆用前照灯 - Google Patents

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Abstract

一种车辆用前照灯(10)，包括：面状光源(11)；以及形成具有倾斜和水平的截止线(CL2、CL1)的近光用配光图案(PL)的反射体(12)。面状光源(11)相对于反射体(12)的光轴(Ax)设在垂直方向，反射体(12)用配置角大的第一区域(θb)、面状光源(11)的光源像(22i)狭小的配置角小的第二区域(θs)来形成配光图案(PL)的热区(PA)。

Description

车辆用前照灯
技术领域
本发明申请涉及灯具，特别是涉及使来自呈面状发光的光源的射出光被反射体反射并形成配光的车辆用前照灯。
背景技术
近年来，使用了LED(Light Emitting Diode，发光二极管)等呈面状发光的面状光源的车辆用前照灯的开发得到发展。车辆用前照灯的以往光源即卤素灯泡、HID(High Intensity Discharge，高强度放电)灯泡的照射角度是全方位(360度)的，而与之相对，面状光源是以往光源的一半的大致半球状(约180度)的照射角度。在使用LED的前照灯中，有的前照灯用将反射面分为反射特性不同的多个区段的反射体使光源光反射，并将它们的投影像合成，从而形成具有倾斜和水平截止线的近光用配光图案。例如，专利文献1公开的前照灯使用的光源是使用LED并呈面状发光的光源，在从正面观察反射体时，在中央区域的区段形成所述配光图案中的热区，在左右区域的区段形成所述配光图案中的扩散区。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-227103号公报(图1～图7等)
发明内容
本发明欲解决的问题
但具有的问题是：用如上所述的构成来形成近光用配光图案时，截止线附近的照度弱。
本发明的目的在于提供一种车辆用前照灯，提高近光用配光图案中的截止线附近的照度，提高远方目视性。
用于解决问题的方案
为达到上述目的，在本发明所涉及的车辆用前照灯的特征在于，包括：面状光源，其呈面状发光；以及反射体，其将所述面状光源所射出的光向前方反射，形成具有倾斜和水平截止线的近光用配光图案，所述面状光源相对于所述反射体的光轴设在垂直方向，所述反射体在反射面包括反射特性不同的多个区段，所述多个区段用正面观察该反射体时的由从所述面状光源的发光面起的配置角大的第一区域、和从所述面状光源的发光面起的配置角小的第二区域来形成所述配光图案的热区，用所述第一区域与所述第二区域之间的配置角中等的第三区域来形成所述配光图案的扩散区。
根据该构成，在考虑到呈面状发光的光源(以下记作面状光源)的光源像的特性的基础上，将以往扩散图案形成用途的区段转用作热区形成用途，因此能够提高热区的照度。即，面状光源与点光源、立体光源不同，在与光源的配置角越小的位置，其光源像越小地聚焦并映像。利用该特性，将处于与面状光源的配置角小的位置的第二区域的区段用于热区形成用途，从而能够使狭小且光度高的光源像集中地投影(合成)在热区。因此，能够提高热区的照度。
优选的是，所述第二区域中主要照射本行车线行驶侧的区域对所述热区中的包含倾斜截止线的区域进行照射。
根据该构成，由于使所述第二区域所映像的狭小且光度高的光源像集中地投影在包含倾斜截止线的区域，因此，能够提高倾斜截止线附近的照度。
优选的是，所述第二区域中主要照射对面行车线侧的区域对所述热区中的包含水平截止线的区域进行照射。
根据该构成，由于使所述第二区域所映像的狭小且光度高的光源像集中地投影在包含水平截止线的区域，因此，能够提高水平截止线附近的照度。
优选的是，在所述第一区域中的至少所述第二区域的对包含水平截止线的区域进行照射的一侧的区域，从所述面状光源起的配置距离远的区域对所述热区中的包含倾斜截止线的区域进行照射。
作为面状光源的光源像的特性，不仅取决于与光源的配置角，而且在与光源的配置距离远的位置，其光源像被较小地聚焦并映像。根据该构成，利用该特性，使与光源的配置距离远的区域所映像的狭小且光度高的光源像投影在包含倾斜截止线的区域，因此，能够进一步提高倾斜截止线附近的照度。
发明效果
根据本发明，近光用配光图案的热区、特别是倾斜和水平的截止线附近的照度提高，远方目视性提高。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的车辆用前照灯的主视图。
图2是图1的前照灯的纵向剖视图。
图3是面状光源的立体图。
图4是示出由灯具单元形成于虚拟铅垂屏幕上的近光用配光图案的图。
图5是用于说明反射面的构成的反射体的主视图。
图6(a)是从图1的视点A观察的面状光源的光源像，图6(b)是从图1的视点B观察的面状光源的光源像，图6(c)是从图1的视点C观察的面状光源的光源像。
图7(a)是示意性地示出第2热区形成部所包含的区段的图，图7(b)是示出由图7(a)的区段在虚拟铅垂屏幕上形成的热区用配光图案的图。
图8(a)是示意性地示出第3热区形成部所包含的区段的图，图8(b)是示出由图8(a)的区段在虚拟铅垂屏幕上形成的热区用配光图案的图。
图9(a)是示意性地示出第1热区形成部所包含的区段的图，图9(b)是示出由图9(a)的区段在虚拟铅垂屏幕上形成的热区用配光图案的图。
图10是本发明的一个实施方式所涉及的配光与以往的形态所涉及的配光的比较图。
具体实施方式
接下来，参照附图来说明本发明的优选实施方式。图1是本发明的一个实施方式所涉及的车辆用前照灯10的主视图，图2是前照灯10的纵向剖视图(沿着图1的II-II线的剖视图)。
车辆用前照灯10具有：具有开口部的箱状的灯体2；以及安装在所述开口部的由透光性树脂或者玻璃等形成的前表面盖体4。车辆用前照灯10在由灯体2和前表面盖体4围成的灯室内具有灯具单元6。前照灯10分别设在车辆前部的左右，以下的构成是左右共通的。如图2所示，前表面盖体4的方向是本说明书所说的前方(箭头F)，灯体2的方向是本说明书所说的后方(箭头B)。
灯具单元6具有：呈面状发光的面状光源11；反射体12；以及成为面状光源11和反射体12的支持部件的垂直支持板14和水平支持板15。在灯具单元6的灯室内前方，在除了发光区域之外的区域设有用于将灯具单元6的构成从灯具前方隐藏的扩展件(未图示)。
垂直支持板14的角部中的3处被对光螺杆16固定在灯体2上，垂直支持板14能够在上下和左右方向倾动调整。水平支持板15被固定在垂直支持板14的前表面。面状光源11安装在水平支持板15的下表面。水平支持板15由铝等热导率高的金属制成。在水平支持板15的上表面一体形成有散热翅片17，作为散热器发挥功能。因此，面状光源11的发热经由散热翅片17高效地散发。
图3是面状光源11的立体图。面状光源11是在氮化铝制的基板23上具有多个LED芯片21和荧光体22，并能呈面状发光的发光模块。分别为1mm四方的4个LED芯片21并列为一列地配置。LED芯片21主要采用发出蓝色光的蓝色LED。在LED芯片21的列上呈线状涂布有荧光体22。荧光体22采用将蓝色光转换为黄色光的进行波长转换的荧光体。LED芯片21发光时，LED芯片21所发出的蓝色光、与由荧光体22波长转换而成的黄色光被混色，从荧光体22的表面发出白色光。即，面状光源11具有呈长方形发光的发光面(荧光体的表面)22a，且，相对于发光面22a所朝向的方向具有180度的照射角度。此外，该照射角度的值不需要严格是180度，也可以是其前后的数值。另外，LED芯片21也可以主要发出紫外光等蓝色以外的其他波长。关于LED芯片21的数量、形状，上述是一个例子，以能呈面状发光的形态并列即可。此外，由于荧光体22是已知的，因此省略细节。
反射体12是具有将旋转剖物面作为基本形状而形成的反射面12a的光学部件。反射体12将面状光源11所射出的光向前方反射，形成后述的近光用配光图案PL。反射体12的基端部安装在水平支持板15的下方且垂直支持板14的前表面。即，面状光源11设在与反射体12的光轴Ax垂直的方向(参照图2)。此外，“光源11设在与反射体12的光轴Ax垂直的方向”是指面状光源11相对于反射体12的光轴Ax配置在上方或者下方，不一定需要如图2所示，将面状光源11的发光面22a朝向下方配置，且面状光源11的光轴Ay与反射体的光轴Ax垂直相交。即，也可以设置为：面状光源11的发光面22a向灯具的前后方向倾斜地配置，面状光源11的光轴Ay和反射体的光轴Ax倾斜地相交。
反射体12的反射面12a如后所述分为反射特性不同的多个区段。各区段被形成为平滑的曲面。相邻的区段彼此经由台阶或者折痕连接。反射体12的各区段分为后述的第1热区形成部31、第2热区形成部32、第3热区形成部33、第1扩散区形成部41和第2扩散区形成部42。由该各区段反射后的投影像进行合成，形成以下的近光用配光图案PL。
图4是示出由灯具单元6形成于虚拟铅垂屏幕上的近光用配光图案PL的图。灯具单元6将面状光源11所发出的光用反射面12a向灯具前方反射，在灯具前方25m的位置虚拟地建立的虚拟铅垂屏幕上形成近光用配光图案PL。近光用配光图案PL具有水平截止线CL1和倾斜截止线CL2。水平截止线CL1是在虚拟铅垂屏幕上的V-V线的右侧在H-H线下方平行延伸的线。倾斜截止线CL2是虚拟铅垂屏幕上的从水平截止线CL1与V-V线的交点向左方相对于H-H线以15度的倾斜立起的线。
近光用配光图案PL在虚拟铅垂屏幕上的消失点(H-H线与V-V线的交点)附近区域具有热区PA。热区PA包含倾斜截止线CL2和水平截止线CL1，照度高于其他区域(后述的PB区域)。另外，近光用配光图案PL具有扩散区PB。扩散区PB在V-V线的左区域在水平截止线CL1的下方包含比热区PA大的水平区域，并且在V-V线的右区域在H-H线的下方包含比热区PA大的水平区域。并且，扩散区PB扩展到H-H线的上方的倾斜截止线CL2的延长区域。近光用配光图案PL是通过热区PA与扩散区PB合成而形成的。
此处，详细说明本申请要点的反射体12的反射面12a的构成。
图5是用于说明反射面12a的构成的反射体12的主视图。反射体12的反射面12a在正面观察反射体12时具有：从面状光源11的发光面22a起的配置角θ大的第一区域θb；从发光面22a起的配置角θ小的第二区域θs；以及从发光面22a起的配置角θ为中等的第三区域θm。
此处，在本说明书中，配置角θ是指：正面观察反射体12时，以面状光源11的发光面22a的中心为基准点，并以在发光面22a的长边方向通过基准点地延伸的线为水平基准0度，以在基准点处与发光面22a正交的线为90度，以0°≤θ≤90°表示的配置角。即，配置角θ在反射面12a上以90度线为界，分别以左侧区域和右侧区域被定义。所以，配置角小的第二区域θs、配置角中等的第三区域θm和配置角大的第一区域θb在反射体的反射面12a上存在左右一对。
在配置角大的第一区域θb，即配置角90度周边、优选从配置角75度周边到90度(从90度线向左右15度周边)的区域形成有第1热区形成部31。
配置角小的第二区域θs是配置角0度周边，优选从配置角0度到15度周边的区域。在左侧的第二区域θs形成有第2热区形成部32，在右侧的第二区域θs形成有第3热区形成部33。此外，本说明书所说的“周边”例如15度周边时，不应严格解释为15度线上，也包含15度线的加减几十度的区域。
而且，配置角中的第三区域θm设在配置角小的第一区域θb与配置角大的第二区域θs之间。在左侧的第三区域θm形成第1扩散区形成部41，在右侧的第三区域θm形成第2扩散区形成部42。
由第1热区形成部31、第2热区形成部32和第3热区形成部33形成所述热区PA。另外，由第1扩散区形成部41和第2扩散区形成部42形成所述扩散区PB。此外，第1热区形成部31、第2热区形成部32和第3热区形成部33为了避免反射体12的形状复杂化，不需要利用第一区域θb或者第二区域θs的所有区域，优选的是在第一区域θb和第二区域θs中在能形成的区域中设置到最大。
此处，专利文献1的反射体的构成如下：在正面观察反射体时，在中央区域的区段，即第一区域θb形成热区PA，在其他区域的区段，即第二区域θs、第三区域θm形成扩散区PB。对于该构成，本实施例的反射体12在以往用于形成扩散区PB的第二区域θs，形成有第2热区形成部32和第3热区形成部33。将第二区域θs用于形成热区PA是为了最大限度活用面状光源11的光源像的特性。下面详细说明。
图6(a)是从图1的视点A观察的面状光源11的光源像，图6(b)是从图1的视点B观察的面状光源11的光源像，图6(c)是从图1的视点C观察的面状光源11的光源像。
从图1的视点A(配置角90度线上的近似中央位置)观察面状光源11时，面状光源11的发光面22a(以下也称作光源像22i)看起来为图6(a)这样的长方形。与之相对，在相同方向，从与视点A相比离开面状光源11的位置即图1的视点B观察面状光源11时，光源像22i如图6(b)所示，看起来比视点A的光源像22i小。另外，从距面状光源11的距离与视点A是相同程度，但与视点A相比配置角θ小的位置即图1的视点C观察面状光源11时，光源像22i如图6(c)所示，看起来为比视点A、视点B的光源像22i小的梯形。
这样，面状光源11的光源像22i从光源11起的距离越远，并且从光源11起的配置角θ越小时，会越小地聚焦并映像。所以，将光源像22i投影时，能够在狭小的范围形成光度高的投影像。在点光源、立体光源的情况下，不会以面状光源那样的程度产生这样的因角度、距离而导致的光源像差，因此这是面状光源特有的特性。
在此基础上，详细说明第1热区形成部31、第2热区形成部32、第3热区形成部33、第1扩散区形成部41和第2扩散区形成部42。
第1扩散区形成部41的区段是将第1扩散区形成部41的区域内在左右方向分割为四列、并在上下方向分割为三列而形成的。从左起第三列、从上起第三列的区段被进一步二分。结果，第1扩散区形成部41具有13个区段(参照图5)。第1扩散区形成部41的各个区段在虚拟铅垂屏幕上的H-H线的下方形成靠左扩展的投影像。
第2扩散区形成部42的区段是将第2扩散区形成部42的区域内在左右方向分割为四列、并在上下方向分割为三列而形成的。结果，第2扩散区形成部42具有12个区段(参照图5)。第2扩散区形成部42的各个区段在虚拟铅垂屏幕上的H-H线的下方形成靠右扩展的投影像。第1扩散区形成部41的投影像与第2扩散区形成部42的投影像被合成，形成扩散区PB。由于该配光的细节记载在专利文献1中，因此省略。
图7(a)是示意性地示出第2热区形成部32所包含的区段A321、A322的图，图7(b)是示出由图7(a)的区段A321、A322在虚拟铅垂屏幕上形成的热区用配光图案PA321、PA322的图。
在第2热区形成部32的配置角0度～15度的区域，形成有具有与配置角15度线近似平行的斜边的斜边梯形的区段A321。另外，在第2热区形成部32的配置角15度～30度的区域，形成有具有与配置角15度线近似平行的斜边的平行四边形状的区段A322。此外，第2热区形成部32的区段分割数量在上下左右方向是任意的，为了使配光设计容易，特别在配置角15度～30度周边增加分割数量为好。区段A321、A322将面状光源11的光源像22i投影，在热区PA内形成矩形的投影像PA321、PA322。矩形的投影像PA321、PA322的一个长边形成在与倾斜截止线CL2大致一致的位置。区段A321处于配置角θ小于区段A322的位置，利用这一点，形成比投影像PA322狭小的投影像PA321。
图8(a)是示意性地示出第3热区形成部33所包含的区段A331的图，图8(b)是示出由图8(a)的区段A331在虚拟铅垂屏幕上形成的热区用配光图案PA331的图。
在第3热区形成部33的配置角0度～15度的区域形成有具有水平边的长方形的区段A331。此外，第3热区形成部33的区段分割数量在上下左右方向是任意的。区段A331将面状光源11的光源像22i投影，在热区PA内形成矩形的投影像PA331。矩形的投影像PA331的一个长边的大致一半形成在与水平截止线CL1大致一致的位置。
图9(a)是示意性地示出第1热区形成部31所包含的区段A311～A319的图，图9(b)是示出由图9(a)的区段A311～A319在虚拟铅垂屏幕上形成的热区用配光图案PA311～PA319的图。
第1热区形成部31大致在左右方向被分割为二列，形成有左区域的区段A311～A313、右区域的区段A314～A319。左区域的区段A311～A313被分割为上下方向3列，从上侧起依次形成有区段A311、A312、A313。右区域的区段A314～A319被分割为上下方向6列，从上侧起依次形成有区段A314、A315、A316、A317、A318、A319。区段A315～A319分别进一步在左右方向被分割，在左侧形成有区段A315′～A319′，在右侧形成有区段A315″～A319″。
左区域的区段A311～A313、右区域的区段A314被形成为长方形。右区域的区段A315由配置角75度线(从90度线起15度)分割为左侧的斜边梯形的区段A315′、右侧的斜边梯形的区段A315″。区段A316由配置角76度线(从90度线起15度周边)分割为左侧的斜边梯形的区段A316′、右侧的平行四边形状的区段A316″。区段A317由配置角78度线(从90度线起15度周边)分割为左侧的斜边梯形的区段A317′、右侧的平行四边形状的区段A317″。区段A318由配置角80度线(从90度线起15度周边)分割为左侧的斜边梯形的区段A318′、右侧的平行四边形状的区段A318″。区段A319由配置角82度线(从90度线起15度周边)分割为左侧的斜边梯形的区段A319′、右侧的平行四边形状的区段A319″。其中，区段A316″～A319″与专利文献1的热区形成部相比，向扩散区形成部侧扩张。第1热区形成部31的区段分割数量在上下左右方向是任意的。此外，区段A315～A319的左右分割是为了使配光设计容易而进行的，其投影像在左右是同等的。因此，将其中一个图示为投影像PA315～A319。
左区域的区段A311～A313将面状光源11的光源像22i投影，用投影像PA311～PA313来形成热区PA中的水平区域。右区域的区段A314将面状光源11的光源像22i投影，用投影像PA314宽阔地形成与热区PA中倾斜截止线CL2近似平行延伸的区域。由于该配光的细节记载在专利文献1中，因此省略。
另一方面，右区域的区段A315～A319(区段A315′～A319′和区段A315″～A319″)将面状光源11的光源像22i投影，在热区PA内形成比投影像PA314狭小的矩形的投影像PA315～PA319。投影像PA315～PA319的一个长边形成在与倾斜截止线CL2大致一致的位置。区段A315～A319利用面状光源11的特性，随着从面状光源11起的配置距离变远，即按照区段A319、A318、A317、A316、A315的顺序，在接近消失点的方向形成狭小且光度高的投影像PA319、PA318、PA317、PA316、PA315。
根据以上的构成，在考虑到面状光源11的光源像22i的特性的基础上，由从光源起的配置角小的第二区域θs的区段A321、A322、A331来形成热区PA。因此，热区PA的照度提高。
特别是，使第二区域θs中主要照射本行车线行驶侧的第2热区形成部32的、狭小且光度高的投影像PA321、PA322沿着倾斜截止线CL2集中地投影。由此，倾斜截止线CL2附近的照度提高。另外，使第二区域θs中主要照射对面行车线侧的第3热区形成部33的、狭小且光度高的投影像PA331沿着水平截止线CL1集中地投影。由此，水平截止线CL1附近的照度提高。
并且，在配置角大的第一区域θb中的、第3热区形成部33侧的区域(第二区域θs的对包含水平截止线CL1的区域进行照射的一侧的区域)，使处于从面状光源11起的配置距离远的区域的区段A315～A319(特别是区段A316″、A317″、A318″、A319″)的、狭小且光度高的投影像PA315～PA319沿着倾斜截止线CL2集中地投影。由此，倾斜截止线CL2附近的照度进一步提高。
此处，反射体12将第二区域θs中的、处于主要适于照射本行车线行驶侧的位置的第2热区形成部32用于提高倾斜截止线CL2的照度，将处于主要适于照射对面行车线侧的位置的第3热区形成部33用于提高水平截止线CL1的照度。由此，能够仿照反射体12的基本形状所具有的配光特性来形成近光用配光图案PL。因此，避免反射体12的形状复杂化。
图10是本发明的一个实施方式所涉及的配光与以往的形态所涉及的配光的比较图。图10是俯视示出水平路面上的配光图案的图，纵轴示出来自车辆用前照灯的照射光的到达距离。虚线P1是专利文献1的以往的反射体构成所得到的配光，实线P2是本实施例的反射体12的构成所得到的配光。根据图10可知，通过采用本实施例的反射体12的构成，照射光的最大到达距离延长，远方目视性提高。
此外，优选的是，对于面状光源11，使面状光源11的发光面22a的长边方向不为灯具前后方向(F-B方向)，而是以取左右方向(L-R方向)的“横向放置”来配置。并且，在横向放置的基础上，面状光源11以发光面22a的右端22aR与反射体12的焦点F1一致的方式配置为好(参照图1)。由此，由于能够形成更贴近倾斜截止线CL2的投影像，因此进一步提高远方目视性。
此外，通过采用本实施例的反射体12的构成，从而车辆用前照灯10的光源可以是面状光源11的一个灯。
此外，在所述实施例中，反射体12配置在面状光源11的下方，但也可以采用如下构成：将面状光源11的光轴Ay向上，将反射体12配置在面状光源11的上方。
另外，上述实施例是左配光的构成，但在右配光时，使所述构成左右相反即可。此时，反射体12的焦点F1与面状光源11的发光面22a的左端22aL一致即可。
本申请基于2014年2月6日提出的日本专利申请2014-021080，其内容作为参照并入本文。

Claims (4)

1.一种车辆用前照灯，包括：
面状光源，其呈面状发光；以及
反射体，其将所述面状光源所射出的光向前方反射，形成具有倾斜和水平截止线的近光用配光图案，
所述面状光源相对于所述反射体的光轴设在垂直方向，
所述反射体在反射面包括反射特性不同的多个区段，
所述多个区段用正面观察该反射体时的从所述面状光源的发光面起的配置角大的第一区域、和从所述面状光源的发光面起的配置角小的第二区域来形成所述配光图案的热区，用所述第一区域与所述第二区域之间的配置角中等的第三区域来形成所述配光图案的扩散区。
2.如权利要求1所述的车辆用前照灯，
所述第二区域中主要照射本行车线行驶侧的区域对所述热区中的包含倾斜截止线的区域进行照射。
3.如权利要求1或2所述的车辆用前照灯，
所述第二区域中主要照射对面行车线侧的区域对所述热区中的包含水平截止线的区域进行照射。
4.如权利要求1～3的任一项所述的车辆用前照灯，
在所述第一区域中的、至少所述第二区域的对包含水平截止线的区域进行照射一侧的区域，从所述面状光源起的配置距离远的区域对所述热区中的包含倾斜截止线的区域进行照射。
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