CN106574763B - 车辆用前照灯 - Google Patents

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Abstract

车辆用前照灯的ADB用灯具单元(10)包括由可单独亮灭灯的多个半导体发光元件构成的光源、和具有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器(16)。反射器(16)由在铅直方向上分割的多个部分反射器(16a~e)构成,各部分反射器的反射面被构成使得各部分反射器反射的预定投影面上的反射光的水平方向的扩散大致均等。

Description

车辆用前照灯
技术领域
本发明涉及车辆用前照灯。
背景技术
已知有具备由多个半导体发光元件构成的发光元件阵列的车辆用前照灯,其被构成使得能分别照射在水平线上侧沿左右方向分割的多个单独照射区域。在这样的车辆用前照灯中,通过检测前行车或行人的位置,并控制发光元件阵列使得不照射与其位置对应的单独照射区域,能实现不对前行车的驾驶员和行人造成眩光的ADB(Adaptive DrivingBeam:自适应光束调整)(例如参照专利文献1)。
[在先技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2013-243080号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
在将上述那样的发光元件阵列和具有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器组合来欲执行ADB时,存在如下这样的问题:各发光元件的被反射器反射的反射光所形成的配光图案在假想屏幕上越靠铅直上方宽度就越变窄、或者像发生旋转等,无法得到具有所希望的照射区域的配光图案。
本发明是鉴于上述课题而研发的,其目的在于提供一种在具有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器的车辆用前照灯中实现ADB的技术。
〔用于解决课题的手段〕
本发明的一个方案是一种车辆用前照灯,包括由可单独亮灭灯的多个半导体发光元件构成的光源,和具有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器。反射器由在铅直方向上分割的多个部分反射器构成,并构成各部分反射器的反射面,使得各部分反射器反射的在预定投影面上的反射光的水平方向的扩散大致均等。
根据该方案,能使各部分反射器的反射光所形成的照射区域的水平方向的扩散统一,故能实现具有沿铅直方向延伸且宽度变化少的适当配光图案的ADB。
本发明的另一方案是一种车辆用前照灯,包括由可单独亮灭灯的多个半导体发光元件构成的光源,和具有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器。反射器由在铅直方向上分割的多个部分反射器构成,并构成各部分反射器的反射面,使得各部分反射器反射的反射光遍及预定投影面上形成的配光图案的上端至下端地扩散。
可以调整各部分反射器的车辆前后方向的位置,使得从光源至部分反射器的距离越大、部分反射器的焦点距离越小。由此,能使各部分反射器的反射光所形成的照射区域的水平方向的扩散更加统一。
可以是部分反射器的反射面由沿水平方向分割的多个部分反射面构成,且各部分反射面的反射光的水平方向的角度不同。由此,能减少配光图案的光度不均。
可以构成各部分反射面,使得各部分反射面的反射光的水平方向朝向从位于中央的部分反射面至位于端部的部分反射面向外侧扩散。由此,能减少因发光元件间存在间隙而引起的配光图案的光度不均。
部分反射器的反射面可以由交替排列的凹面和凸面的部分反射面构成。由此,能更加减少因发光元件间存在间隙而引起的配光图案的光度不均。
可以以光轴铅直朝下的方式配置光源,并在光源附近且与反射器相反侧还具有与光源的光轴大致平行地延伸的第2反射面。由此,能利用第2反射面反射没有从光源入射到反射器的眩光或无用光,使其入射到反射器。
[发明效果]
通过本发明,能在具备具有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器的车辆用前照灯中实现ADB。
附图说明
图1是本发明一实施方式的车辆用前照灯的主视图。
图2是将ADB用灯具单元用通过图1中的A-A线的垂直面切断时的概略剖视图。
图3的(a)是从铅直上方看反射器的反射面的俯视图,图3的(b)是从反射面侧看反射器的立体图。
图4是表示采用未被分割成部分反射器的以往反射器时的反射光轨迹和配光图案的例子的图。
图5是说明因以往的反射器上的反射位置的不同,光源像的大小和倾斜的变化的图。
图6是表示本发明一实施方式的反射器的反射光轨迹和配光图案的图。
图7是表示图6的反射器的配光图案的图。
图8是表示另一实施方式的反射器的反射光轨迹和配光图案的图。
图9是表示根据有无使反射光向水平方向扩散的结构,配光图案的变化的图。
图10是表示波状的部分反射面的一例的图。
图11是用剖视图表示图9的(a)、(c)、(e)所示的配光图案的光度的图。
图12是将本发明另一实施方式的ADB用灯具单元用垂直面切断时的概略剖视图。
图13的(a)表示没有副反射器时的反射光,(b)表示有副反射器时的反射光。
图14是表示本发明变形例的概略构成图。
图15是表示图14的变形例的配光图案的图。
图16是表示本发明变形例的概略构成图。
具体实施方式
图1是本发明一实施方式的车辆用前照灯100的主视图。车辆用前照灯100被安装在车辆的前部右侧。安装在车辆前部左侧的车辆用前照灯的基本构成与车辆用前照灯100是同样的,故省略说明。
车辆用前照灯100包括在车辆前方侧形成有开口的灯体12、和以覆盖开口的方式安装于灯体12的透明或半透明的前面罩14。在由灯体12和前面罩14形成的灯室32内,收容有ADB用灯具单元10和近光灯用灯具单元50。
近光灯用灯具单元50具有由例如采用白色LED(light emitting diode:发光二极管)的多个(该例中为四个)半导体发光元件构成的发光元件阵列54作为光源。发光元件阵列54被安装在电路基板53上。发光元件阵列54发出的光被具有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器56朝车辆前方反射,形成近光灯用配光图案。近光灯用灯具单元50的构成是公知的,故省略详细的说明。
图2是将ADB用灯具单元10用通过图1中的A-A线的垂直面切断时的概略剖视图。
ADB用灯具单元10具备例如由采用白色LED的多个(该例中为五个)半导体发光元件20a~20e构成的发光元件阵列20作为光源。发光元件阵列20被朝下安装在具有相对于水平面向反射器16侧倾斜41°的下面的电路基板21上。
构成发光元件阵列20的各发光元件20a~20e例如被形成为具有相同高度的长方形,直线状地配置在电路基板21的下面上。各发光元件被构成得能单独亮灭灯,通过各发光元件发光,其各自的像被投影到位于车辆用前照灯前方的假想铅直屏幕上。
发光元件20a~20e优选尽可能紧密相邻地配置,例如使得发光元件间的间隙为0.1mm程度。这是因为,若发光元件间存在间隙,则会在假想铅直屏幕上的配光图案中产生暗部。
支承部件18在ADB用灯具单元10和近光灯用灯具单元50中被共用。支承部件18在图2的剖视图中呈大致T字形。在支承部件18的沿水平方向延伸的水平板18a的下面,配置ADB用灯具单元10的电路基板21和近光灯用灯具单元50的电路基板53。在水平板18a的上面立设有用于使从发光元件阵列20和54发出的热散逸的多个散热片24。
两根调平螺栓28被以能自由转动但不能在前后方向上移动的方式支承于灯体12。在支承部件18的沿铅直方向延伸的铅直板18b的上下端,分别安装有调平螺母30。支承部件18被介由螺合于调平螺母30的调平螺栓28支承于灯体12。
通过使调平螺栓28旋转、调整调平螺母30的螺合位置,能微调支承部件18相对于灯体12的安装位置和安装角度。通过该微调,实现沿铅直方向和/或水平方向调整ADB用灯具单元10和近光灯用灯具单元50的光轴的调平。在此需要说明的是,调平螺栓28可以手动旋转,也可以通过未图示的促动器来进行旋转驱动。
在发光元件阵列20的铅直下方配置具有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器16,该旋转抛物面以发光元件的表面为焦点F。反射器16由沿水平方向细长地延伸的多个部分反射器16a~16e构成。从发光元件阵列20射出的光在部分反射器16a~16e的各反射面被反射,朝车辆前方照射。
发光元件阵列20电连接于灯体12所安装的亮灯控制单元26。
亮灯控制单元26利用被安装于车辆的未图示的摄像头或激光器等检测本车前方的前行车和行人的位置,并单独控制发光元件20a~20e的亮灭灯,使得不对与其位置对应的区域进行照射。由此,能形成不给前行车的驾驶员和行人造成眩光的那样的遮光远光灯配光图案。在使所有发光元件都亮灯的情况下,成为通常的远光灯用配光图案。
图3的(a)是从铅直上方看反射器16的反射面的俯视图,图3的(b)是从反射面侧看反射器16的立体图。
反射器16由沿铅直方向分割的、在水平方向上细长的五个部分反射器16a~16e构成。部分反射器彼此之间可以形成有阶差(例如部分反射器16d与16e之间),也可以连续(例如部分反射器16a与16b之间)。
各部分反射器16a~16e分别具有以旋转抛物面为基调的反射面。部分反射器16a~16e的反射面可以是在水平方向上细长的连续曲面,也可以各部分反射器的反射面再被分割成多个部分反射面。关于后者,将参照图9至图11在后文叙述。
在本实施方式中,通过使用被分割成多个部分反射器的反射器,能实现具有适当的照射区域的ADB用的配光图案。关于此,将参照图4和5在以下说明。
图4中的(A1)表示反射器为单纯的旋转抛物面时的反射光的轨迹。此时,反射光不被向上下方向扩散,故如(A2)所示那样,假想屏幕上的配光图案将仅照射水平线附近。
图4中的(B1)表示反射器被设计得使光向上下方向扩散,但没有被分割成部分反射器时的反射光的轨迹。此时,假想屏幕上的配光图案成为如(B2)所示那样的畸变的形状。在这样的配光图案中,(B2)中点线所包围的部分没有被照射,故不论作为远光灯用配光图案还是作为遮光远光灯配光图案,都是不适当的。
图5是说明形成了图4中(B2)那样的配光图案的理由的图。
图5的(A)所示的反射器46被设计成使光如图4的(B2)所示那样向上下方向扩散的反射器。图5的(B1)~(B4)、(C1)~(C4)表示了从构成发光元件阵列20的五个发光元件20a~20e发出的光在反射器46上的各点B1~B4、C1~C4被反射时的、假想屏幕上所形成的反射像。(B1)~(B4)、(C1)~(C4)中的五种阴影分别表示了不同的发光元件20a~20e的反射像。
将(B1)~(B4)比较可知,反射器46上的反射点越远离发光元件(即按B1、B2、B3、B4的顺序)、反射像的大小越变小,且成为向中央聚集的形状。此外,如(C1)~(C4)所示可知,反射器46上的反射点偏离于反射器中央时,反射像会旋转,且越远离发光元件(即按C1、C2、C3、C4的顺序),倾斜的角度越变大。
图4的(B2)所示的配光图案相当于使图5的(B1)~(B4)重合后的图案。在像这样没有被分割成部分反射器、仅具有一个旋转抛物面基调的反射面的反射器的情况下,会成为畸变的配光图案。
因此,在本实施方式中,由沿铅直方向分割的多个部分反射器构成反射器,并且设计各部分反射器的反射面,使得各部分反射器反射的反射光的水平方向的扩散变得大致均等。
图6是表示如上述那样构成的反射器16的反射面的反射光轨迹的图。反射器16如上述那样由部分反射器16a~16e构成。各部分反射器分别使反射光上下扩散。图6中的(a)~(e)表示了由各部分反射器16a~16e的反射光形成在假想屏幕上的照射区域。由(a)~(e)可知,各部分反射器16a~16e的反射光的水平方向的扩散大致变得均等。此外,(a)~(e)所示的照射区域的最外侧的轮廓线表示的是100cd的线(在前方10m的屏幕上成为1lux的线)。
图7表示了由图6所示的反射器16形成的整体的配光图案。该配光图案相当于使图6的(a)~(e)所示的照射区域重合后的图案。通过像这样使各部分反射器的反射光在假想屏幕上的水平方向的扩散相统一,能形成在铅直方向上延展且宽度变化少的适当的远光灯用配光图案或遮光远光灯用配光图案。
另外,如上述那样,越是在偏离反射器中心的位置被反射,发光元件的反射像越旋转,故本实施方式的反射器16为了尽可能排除旋转的影响而成为仅切出旋转抛物面的靠近中心的部分的形状。
图8是表示另一实施方式的反射器16’的反射面的反射光轨迹的图。反射器16’由部分反射器16a’~16e’构成。图8中的(a)~(e)表示了由各部分反射器16a’~16e’的反射光形成在假想屏幕上的照射区域。在该实施方式中,各部分反射器16a’~16e’的反射面被构成使得各部分反射器16a’~16e’所反射的反射光遍及预定的投影面上所形成的配光图案的上端至下端地扩散。需要说明的是,(a)~(e)所示的照射区域的最外侧的轮廓线表示了100cd的线(在前方10m处的屏幕上成为1lux的线)。
如以上说明的那样,根据本实施方式,在将发光元件阵列和具有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器组合的车辆用前照灯中,能执行具有适当的配光图案的ADB。这样的车辆用前照灯与使用具有以旋转椭圆面为基调的反射面的反射器和投影透镜来执行ADB的车辆用前照灯相比,必要部件个数较少即可,能减少制造成本。另外,由于不使用投影透镜,故具有不会发生色像差这样的优点。
也可以调整各部分反射器16a~16e的车辆前后方向的位置,使得发光元件阵列20至部分反射器16a~16e的距离越大,部分反射器的焦点距离越小。作为一例,可以将部分反射器16a设为f=25、部分反射器16b设为f=25、部分反射器16c设为f=24.8、部分反射器16d设为f=24.5、部分反射器16a设为f=23.7。这样,能使各部分反射器的反射光的水平方向的扩散更加统一。需要说明的是,所有的部分反射器16a~16e的焦点都位于发光元件阵列上。
需要说明的是,构成反射器16的部分反射器的数量不限于五个,可以选择适当的部分反射器数量,使得得到恰当形状的配光图案。
如上所述,本实施方式的ADB用灯具单元10的光源是将多个发光元件直线状排列的发光元件阵列,故在构造上无法避免发光元件间出现间隙。由于该间隙,ADB用灯具单元10所形成的配光图案中会出现发光元件间的间隙所引起的暗部(参照图9的(a)中的箭头),配光图案中出现光度不均。
以下说明对发光元件间的间隙所引起的配光图案的光度不均进行抑制的构成。
在本实施方式中,如图3所示那样,部分反射器16a~16e的反射面分别由在水平方向上分割的多个部分反射面构成。例如,部分反射器16a的反射面由部分反射面16a1、16a2、16a3、...构成。并且,各部分反射面的反射光的水平方向的角度被设计成在每个部分反射面都不同。通过以使反射光沿水平方向扩散的方式构成部分反射面,配光图案中的暗部不再明显。
作为一例,构成各部分反射面,使得各部分反射面的反射光的水平方向朝向从位于中央的部分反射面至位于端部的部分反射面逐渐向外侧扩散。该样子示于图9的(b)。图9的(b)中描绘了构成部分反射器16a的各部分反射面的反射光的路径。部分反射面中的位于反射器中央的部分反射面被构成为反射光与光轴平行的方式。位于反射器端部的部分反射面被构成为反射光相对于光轴向外侧偏1°的方式。图9的(c)表示如图9的(b)所示那样略微改变各部分反射面的反射光朝向时的配光图案。与图9的(a)相比,可知箭头所示的暗部变得不明显了。
也可以以凹面的部分反射面和凸面的部分反射面交替排列的方式构成部分反射器。图10表示了在一个部分反射器60中,凸面的部分反射面61、63、65和凹面的部分反射面62、64交互配置的构成。用最大高度h表示各凹面或凸面的顶点相对于图中单点划线所示的基准面的距离。作为一例,发光元件阵列的发光元件间的间隙为0.1mm,在部分反射面处使反射光朝水平方向约1°扩散时,部分反射面61被设定为最大高度h1=0.0065mm、部分反射面62被设定为最大高度h2=0.007mm、部分反射面63被设定为最大高度h3=0.007mm、部分反射面64被设定为最大高度h4=0.008mm、部分反射面65被设定为最大高度h5=0.009mm。
像这样由凹面和凸面将部分反射面构成为波状时,如图9的(d)所示,各部分反射面的反射光的水平方向朝向相比于图9的(b)的情况更加变化。图9的(e)表示使部分反射面为波状时的配光图案。与图9的(a)、(c)相比,可知箭头所示的暗部更加不明显,配光图案的光度不均几乎被消除了。
图11是用水平线H处的剖视图表示图9的(a)、(c)、(e)所示的配光图案的光度的图。可知在(a)的剖视图中,光度存在较大的波谷,与此不同,在(c)的剖视图中光度的波谷变小了,在(e)的剖视图中,光度的波谷几乎消失而成为平滑的光度变化。
需要说明的是,当发光元件间的间隙比0.1mm大时,通过使各部分反射面的水平方向的扩散角度比1°大、或使部分反射面的凹面与凸面的最大高度比上述值更大,同样能减少配光图案的光度不均。
图12是将本发明另一实施方式的ADB用灯具单元10’用垂直面切断时的概略剖视图。ADB用灯具单元10’除以下所述的点外,与图2所示的ADB用灯具单元10具有同样的构成。
为了更大地确保在支承部件18的上侧配置其它构造物的空间,优选不使发光元件阵列20向反射器16的反射面倾斜,如图12所示那样进行安装,使得电路基板21大致水平。
然而,在像这样不使发光元件阵列20倾斜时,如图13的(a)所示那样,从发光元件射出的光的一部分会成为眩光(图中的光线L1)、或成为既不入射到反射器16也不入射到前面罩14的无用光(图中的光线L2),出现ADB用灯具单元10的亮度下降这样的问题。
因此,在本实施方式中,在发光元件阵列20附近且与反射器16相反侧,设置了副反射器22。副反射器22被相对于支承部件18的水平板18a垂直或大致垂直地设置,使得与发光元件阵列20的光轴大致平行地延伸,在垂直部分具有反射面。由此,如图13的(b)所示,能使成为眩光的光线L1和成为无用光的光线L2在副反射器22的反射面反射而入射到反射器16的反射面。因此,通过设置副反射器22,能兼顾ADB用灯具单元10向车辆用前照灯100的安装性的提高和、ADB用灯具单元10的亮度下降的防止。需要说明的是,构成灯具单元,使得在像这样使发光元件阵列20水平放置时,反射器16的焦点F处于副反射器22的上端。
图14、图16是表示本发明的变形例的概略构成图。图14是从车辆正面看使构成被安装于车辆前部右侧的车辆用前照灯的多个ADB用灯具单元100a~100d朝倾斜方向配置的例子。各ADB用灯具单元100a~100d分别配置有支承部件108a~108d和反射器106a~106d,支承部件108a~108d分别在下面配置有发光元件阵列(未图示),反射器106a~106d具有以旋转抛物面为基调的反射面,该旋转抛物面以发光元件的表面为焦点F。反射器106a~106d同图1~3所说明的反射器16一样,分别由多个部分反射器构成。作为一例,灯具单元100a的光轴相对于车辆前后方向被设定为-3.5°,灯具单元100b的光轴相对于车辆前后方向被设定为0.5°,灯具单元100c的光轴相对于车辆前后方向被设定为5°,灯具单元100d的光轴相对于车辆前后方向被设定为13.5°。
将各ADB用灯具单元100a~100d各自形成的配光图案组合来形成所希望的远光灯用配光图案。图15中表示了各ADB用灯具单元100a~100d分别形成的配光图案(a)~(d)、将它们组合起来的右侧车辆用前照灯所形成的配光图案(e)、以及将左右的车辆用前照灯组合时的配光图案(f)的例子。
图16是从车辆正面看沿铅直方向配置多个ADB用灯具单元110a~110d的例子。各ADB用灯具单元110a~110d分别配置有支承部件118a~118d和反射器116a~116d,支承部件118a~118d分别在下面配置有发光元件阵列(未图示),反射器116a~116d具有以旋转抛物面为基调的反射面,该旋转抛物面以发光元件的表面为焦点F。反射器116a~116d与图1~3所说明的反射器16同样,分别由多个部分反射器构成。将各ADB用灯具单元110a~110d各自形成的配光图案组合来形成所希望的远光灯用配光图案。
本发明并不限定于上述实施方式,也可以将各实施方式组合、或基于本领域技术人员的知识施加各种设计变更等变形,这样的组合或施加了变形的实施方式也包含于本发明的范围。上述各实施方式彼此、以及上述各实施方式与以下变形例的组合所产生的新的实施方式将兼具所组合的实施方式和变形例各自的效果。
[附图标记说明]
10ADB用灯具单元、16反射器、16a~16e部分反射器、20发光元件阵列、20a~20e发光元件、22副反射器、50近光灯用灯具单元、100车辆用前照灯。
[工业可利用性]
通过本发明,能在具备含有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器的车辆用前照灯中实现ADB。

Claims (7)

1.一种车辆用前照灯,包括:
由可单独亮灭灯的多个半导体发光元件构成的光源,和
具有以旋转抛物面为基调的反射面的反射器;
所述反射器由在铅直方向上分割的多个部分反射器构成,并构成各部分反射器的反射面,使得各部分反射器反射的反射光遍及预定投影面上形成的配光图案的上端至下端地扩散,并且各部分反射器的反射光的配光图案重合,
所述部分反射器的反射面由在水平方向上分割的多个所述部分反射面构成,并且以使反射光沿水平方向扩散的方式构成各所述部分反射面。
2.如权利要求1所述的车辆用前照灯,其特征在于,
各部分反射器的反射面构成为,各部分反射器反射的在预定投影面上的反射光的水平方向的扩散均等。
3.如权利要求1或2所述的车辆用前照灯,其特征在于,
各部分反射器的车辆前后方向的位置被调整使得所述光源至所述部分反射器的距离越大、该部分反射器的焦点距离越小。
4.如权利要求1所述的车辆用前照灯,其特征在于,
各部分反射面的反射光的水平方向的角度不同。
5.如权利要求4所述的车辆用前照灯,其特征在于,
各部分反射面被构成使得各部分反射面的反射光的水平方向的朝向从位于中央的部分反射面至位于端部的部分反射面逐渐向外侧扩散。
6.如权利要求4或5所述的车辆用前照灯,其特征在于,
所述部分反射器的反射面由交替排列的凹面和凸面的部分反射面构成。
7.如权利要求1或2所述的车辆用前照灯,其特征在于,
所述光源被配置成光轴铅直朝下的方式;
在所述光源的附近且与所述反射器相反侧,还具有与光源的光轴平行地延伸的第2反射面。
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