CN108603644A - 前照灯模块和前照灯装置 - Google Patents
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Abstract
前照灯模块(100)是形成配光图案并对该配光图案进行投影的车辆用的前照灯模块,具有光源(1)和光学元件(3)。光源(1)发出光。光学元件(3)包含将光反射为反射光(R1)的反射面(32)、以及将经过比反射面(32)的端部(321)更靠反射光(R1)的行进方向侧的位置后的光反射为反射光(R3)的反射面(35)。端部(321)是反射光(R1)的行进方向侧的端部。反射面(32)通过重叠反射光(R1)和未在反射面(32)反射的光(R3)而形成配光图案的高光度区域,形成配光图案的截止线。
Description
技术领域
本发明涉及对车体的前方进行照射的前照灯模块和前照灯装置。
背景技术
前照灯装置必须满足由道路交通规则等确定的规定配光图案。
作为道路交通规则之一,例如,与汽车用近光有关的规定配光图案呈上下方向较窄的横长形状。而且,为了不使对向车眩目,要求配光图案的上侧光的边界线(截止线)清晰。即,要求截止线的上侧(配光图案的外侧)较暗而截止线的下侧(配光图案的内侧)较亮的清晰的截止线。
而且,要求截止线的下侧(配光图案的内侧)区域成为最大照度。将该最大照度的区域称作“高照度区域”。这里,“截止线的下侧区域”意味着配光图案的上部,在前照灯装置中相当于对远方进行照射的部分。为了实现这种清晰的截止线,截止线不得产生较大的色差或模糊等。“截止线产生模糊”是指截止线不鲜明。
为了实现这种复杂的配光图案,一般采用使用反射器、遮光板和投射透镜的组合的光学系统的结构(例如专利文献1)。而且,遮光板配置在投射透镜的焦点位置。
专利文献1公开的前照灯在旋转椭圆面的反射器的第1焦点处配置有半导体光源。从半导体光源射出的光会聚在第2焦点处。而且,专利文献1公开的前照灯在利用灯罩(遮光板)对光的一部分进行遮光后,通过投影透镜向前方射出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-199938
发明内容
发明要解决的课题
但是,在专利文献1的光学系统的结构中,利用遮光板生成截止线,因此,光利用效率降低。即,从光源发出的光的一部分被遮光板遮光而未作为投射光加以利用。“光利用效率”是指光的利用效率。
本发明正是鉴于现有技术的课题而完成的,其目的在于,提供抑制光利用效率降低的前照灯装置。
用于解决课题的手段
前照灯模块是形成配光图案并对该配光图案进行投影的车辆用的前照灯模块,其中,所述车辆用的前照灯模块具有:光源,其发出光;以及光学元件,其包含将所述光反射为第1反射光的第1反射面、以及将经过比所述第1反射面的端部更靠所述第1反射光的行进方向侧的位置后的光反射为第2反射光的第2反射面,所述端部是第1反射光的行进方向侧的端部,所述第1反射面通过重叠所述第1反射光和未在所述第1反射面反射的光而形成所述配光图案的高光度区域,形成所述配光图案的截止线。
发明效果
根据本发明,能够提供抑制光利用效率降低的前照灯模块和前照灯装置。
附图说明
图1是示出实施方式1的前照灯模块100的结构的结构图。
图2是实施方式1的前照灯模块100的导光投射光学元件3的立体图。
图3是示出实施方式1的前照灯模块100的结构的结构图。
图4是说明实施方式1的前照灯模块100的会聚位置PH的说明图。
图5是说明实施方式1的前照灯模块100的会聚位置PH的说明图。
图6是说明实施方式1的前照灯模块100的会聚位置PH的说明图。
图7是说明实施方式1的前照灯模块100的导光投射光学元件3的反射面32的形状的图。
图8是利用等高线显示示出实施方式1的前照灯模块100的照度分布的图。
图9是利用等高线显示示出实施方式1的前照灯模块100的照度分布的图。
图10是利用等高线显示示出实施方式1的前照灯模块100的照度分布的图。
图11是示出实施方式1的前照灯模块100的导光投射光学元件3的共轭面PC上的截面形状的一例的示意图。
图12是示出实施方式1的前照灯模块110的结构的结构图。
图13是示出实施方式2的前照灯模块120的结构的结构图。
图14是实施方式2的前照灯模块120的导光投射光学元件301的立体图。
图15是搭载有实施方式3的多个前照灯模块100的前照灯装置10的结构图。
图16是示出实施方式1的前照灯模块100a的结构的结构图。
图17是示出实施方式2的前照灯模块120a的结构的结构图。
图18是示出实施方式1的前照灯模块100b的结构的结构图。
具体实施方式
“配光”是指光源相对于空间的光度分布。即,从光源发出的光的空间分布。并且,“光度”表示发光体发出的光的强度的程度,是在某个方向的微小立体角内通过的光束除以该微小立体角而得到的。
“截止线”是在将前照灯的光照射到墙壁或屏幕上的情况下出现的光的明暗的区分线,是配光图案的上侧的区分线。即,是配光图案的上侧的光的明暗的边界线。即,“截止线”是配光图案的上侧的光的较亮区域(配光图案的内侧)与较暗区域(配光图案的外侧)的边界线。“截止线”是配光图案的轮廓部中出现的较亮部分与较暗部分的边界线的部分。即,截止线的上侧(配光图案的外侧)较暗,截止线的下侧(配光图案的内侧)较亮。截止线是对交错用的前照灯的照射方向进行调节时使用的用语。交错用的前照灯也被称作近光。
并且,为了生成用于遵守道路交通规则等的配光图案,需要相对于投射透镜的焦点位置高精度地配置遮光板。即,在专利文献1的光学系统的结构中,为了生成截止线,要求遮光板相对于投射透镜的高配置精度。而且,一般情况下,如果使光学系统小型化,则反射器、遮光板和投射透镜要求的配置精度提高。因此,前照灯装置的制造性降低。并且,在使前照灯装置小型化时,制造性进一步降低。
即,在专利文献1的光学系统的结构中,存在制造性降低这样的课题。针对该课题,本申请能够提高制造性。
“前照灯装置”是搭载于交通工具等中,为了提高操纵者的视觉辨认性和来自外部的被视觉辨认性而使用的照明装置。车辆用前照灯装置也被称作头灯或大灯。
并且,近年来,从抑制二氧化碳(CO2)的排放和燃料的消耗这样的减轻对环境的负荷的观点来看,例如,优选车辆的节能化。与此相伴,在车辆用前照灯装置中还要求小型化、轻量化和省电化。因此,作为车辆用前照灯装置的光源,与现有的卤素灯(灯光源)相比,优选采用发光效率较高的半导体光源。
“半导体光源”例如是发光二极管(LED(Light Emitting Diode))或激光二极管(LD(Laser Diode))等。
现有的灯光源(灯管光源)是指向性低于半导体光源的光源。作为灯光源,可举出白炽灯、卤素灯或荧光灯等。因此,灯光源使用反射器(例如反射镜)使放射出的光具有指向性。另一方面,半导体光源具有至少一个发光面,光向发光面侧放射。
这样,半导体光源的发光特性与灯光源不同,因此,优选使用适用于半导体光源的光学系统,而不是使用反射镜的现有的光学系统。
另外,上述半导体光源是一种固体光源。作为固体光源,例如,可举出有机电致发光(有机EL)或对平面上涂布的荧光体照射激励光而使其发光的光源等。优选这些固体光源也使用与半导体光源相同的光学系统。
这样,将不包含灯管光源且具有指向性的光源称作“固体光源”。
“指向性”是光等在空间中输出时其强度根据方向而不同的性质。这里,如上所述,“具有指向性”是指光在发光面侧行进且光不在发光面的背面侧行进。即,从光源射出的光的发散角为180度以下。
设以下实施方式所示的光源是具有指向性的光源(固体光源)来进行说明。如上所述,作为主要例子,是发光二极管或激光二极管等半导体光源。并且,光源还包含有机电致发光光源或对平面上涂布的荧光体照射激励光而使其发光的光源等。
在实施方式中采用固体光源作为例子是因为,在使用灯管光源的情况下,很难应对节能化的要求或装置的小型化的要求。但是,在没有特别要求节能化的情况下,光源也可以是灯管光源。
作为本发明的光源,例如,可以使用白炽灯、卤素灯或荧光灯等灯管光源。并且,作为本发明的光源,例如,可以使用发光二极管(以下称作LED(Light Emitting Diode))或激光二极管(以下称作LD(Laser Diode))等半导体光源。即,本发明的光源没有特别限定,可以使用任意的光源。
但是,从抑制二氧化碳(CO2)的排放和燃料的消耗这样的减轻对环境的负荷的观点来看,作为前照灯装置的光源,优选采用半导体光源。作为前照灯装置的光源,优选采用固体光源。与现有的卤素灯(灯光源)相比,半导体光源的发光效率较高。
并且,从小型化或轻量化的观点来看,也优选采用半导体光源。与现有的卤素灯(灯光源)相比,半导体光源具有指向性,能够使光学系统小型化、轻量化。并且,同样,作为前照灯装置的光源,优选采用固体光源。
因此,在本发明的以下的说明中,设光源是作为半导体光源之一的LED来进行说明。
并且,一般情况下,发光二极管的发光面的形状为正方形形状或圆形形状。因此,当通过凸透镜形成光源像时,利用投影透镜直接对发光面的形状的边界线进行投影,在形成配光图案时,产生配光不均。
因此,如后所述,例如,通过使光源像的一部分在反射面等处进行折返并重叠,能够减少配光不均。并且,在光轴方向上,通过使对光源像进行投影的透镜面的焦点从光源像偏移,能够减少配光不均。
“配光”是指光源相对于空间的光度分布。即,从光源发出的光的空间分布。配光表示从光源向哪个方向发出何种强度的光。
并且,“配光图案”表示由于从光源放射的光的方向而引起的光束的形状和光的强度分布(光度分布)。“配光图案”还用作以下所示的照射面9上的照度图案的意思。即,表示照射面9上的被光照射的形状和照度分布。并且,“配光分布”是相对于从光源放射的光的方向的光的强度分布(光度分布)。“配光分布”还用作以下所示的照射面9上的照度分布的意思。
另外,在将配光图案作为照度分布进行说明的情况下,将最亮区域称作“高照度区域”。另一方面,当捕捉配光图案作为光度分布时,配光图案的最亮区域成为“高光度区域”。
并且,“光度”表示发光体发出的光的强度的程度,是在某个方向的微小立体角内通过的光束除以该微小立体角而得到的。即,“光度”是表示从光源发出强到何种程度的光的物理量。
并且,“照度”是表示对平面状的物体照射的光的明亮度的物理量。与每单位面积照射的光束相等。
并且,照射面9是设定在车辆前方的规定位置的假想面。照射面9例如是与后述X-Y平面平行的面。车辆前方的规定位置是计测前照灯装置的光度或照度的位置,由道路交通规则等规定。例如,在欧洲,UNECE(United Nations Economic Commission for Europe:联合国欧洲经济委员会)规定的汽车用前照灯装置的光度的计测位置是从光源起25m的位置。在日本,日本工业标准调查会(JIS)规定的光度的计测位置是从光源起10m的位置。
本发明可应用于车辆用的前照灯装置的近光和远光等。并且,本发明可应用于摩托车用的前照灯装置的近光和远光等。并且,本发明还可应用于三轮或四轮等其它车辆用的前照灯装置。即,本发明还能够应用于自动三轮车用的前照灯装置的近光或四轮汽车用的前照灯装置的近光。
但是,在以下的说明中,以形成摩托车用的前照灯装置的近光的配光图案的情况为例进行说明。摩托车用的前照灯装置的近光的配光图案是截止线在车辆的左右方向(X轴方向)上成为水平的直线。并且,截止线的下侧(配光图案的内侧)的区域最亮。
并且,四轮车辆例如是通常的四轮汽车等。并且,三轮车辆例如是被称作陀螺的自动三轮车。“被称作陀螺的自动三轮车”是前轮为一轮、后轮为一轴两轮的三轮的滑板车。该自动三轮车例如在日本相当于带原动机的自行车。该自动三轮车例如在车体中央附近具有旋转轴,能够使包含前轮和驾驶席的车体的大部分向左右方向倾斜。通过该机构,例如与摩托车同样,该自动三轮车能够在转弯时使重心向内侧移动。
下面,参照附图对本发明的实施方式的例子进行说明。另外,在以下的实施方式的说明中,为了容易进行说明,使用XYZ坐标进行说明。
设车辆的左右方向为X轴方向。相对于车辆前方设左侧为+X轴方向,相对于车辆前方设右侧为-X轴方向。这里,“前方”是指车辆的行进方向。即,“前方”是前照灯装置照射光的方向。
设车辆的上下方向为Y轴方向。设上侧为+Y轴方向,设下侧为-Y轴方向。“上侧”是天空的方向,“下侧”是地面(路面等)的方向。
设车辆的行进方向为Z轴方向。设行进方向为+Z轴方向,设相反的方向为-Z轴方向。将+Z轴方向称作“前方”,将-Z轴方向称作“后方”。即,+Z轴方向是前照灯装置照射光的方向。
如上所述,在以下的实施方式中,Z-X平面为与路面平行的面。这是因为,在通常想法的情况下,路面是“水平面”。因此,认为Z-X平面是“水平面”。“水平面”是与重力方向垂直的平面。
但是,路面有时相对于车辆的行驶方向倾斜。即,是上坡或下坡等。在这些情况下,认为“水平面”是与路面平行的面。即,“水平面”不是与重力方向垂直的平面。
另一方面,一般的路面相对于车辆的行驶方向向左右方向倾斜的情况稀少。“左右方向”是道路的宽度方向。在这些情况下,认为“水平面”是与重力方向垂直的面。例如,即使路面向左右方向倾斜,车辆与路面的左右方向垂直,也认为等同于车辆相对于“水平面”向左右方向倾斜的状态。
另外,为了简化以下的说明,设“水平面”是与重力方向垂直的平面来进行说明。即,设Z-X平面是与重力方向垂直的平面来进行说明。
实施方式1
图1的(A)和图1的(B)是示出实施方式1的前照灯模块100的结构的结构图。图1的(A)是相对于车辆前方从右侧(-X轴方向)观察的图。图1的(B)是从上侧(+Y轴方向)观察的图。
如图1的(A)和图1的(B)所示,实施方式1的前照灯模块100具有光源1和导光投射光学元件3。实施方式1的前照灯模块100能够具有会聚光学元件2。另外,前照灯模块100包含将会聚光学元件2安装到光源1而成为一体的情况。
光源1和会聚光学元件2配置成使光轴C1、C2向-Y轴方向倾斜角度a。“使光轴向-Y轴方向倾斜”是指,从-X轴方向观察,以X轴为旋转轴,使与Z轴平行的光轴顺时针旋转。
为了容易说明光源1和会聚光学元件2,使用X1Y1Z1坐标作为新的坐标系。X1Y1Z1坐标是如下的坐标:从-X轴方向观察XYZ坐标,以X轴为旋转轴顺时针旋转角度a。
另外,在实施方式1中,光源1的光轴C1与Z1轴平行。并且,会聚光学元件2的光轴C2与Z1轴平行。并且,会聚光学元件2的光轴C2与光源1的光轴C1一致。
<光源1>
光源1具有发光面11。光源1从发光面11出射用于对车辆的前方进行照明的光。这里,前方是车辆的前方。光源1从发光面11出射光。
光源1位于会聚光学元件2的-Z1轴侧。光源1位于导光投射光学元件3的-Z轴侧(后方)。而且,光源1位于导光投射光学元件3的+Y轴侧(上侧)。
在图1中,光源1向+Z1轴方向射出光。光源1的种类没有特别限定,但是,如上述说明的那样,在以下的说明中,设光源1为LED来进行说明。
光源1的光轴C1从发光面11的中心相对于发光面11垂直延伸。
<会聚光学元件2>
会聚光学元件2位于光源1的+Z1轴侧。并且,会聚光学元件2位于导光投射光学元件3的-Z1轴侧。会聚光学元件2位于导光投射光学元件3的-Z轴侧(后方)。而且,会聚光学元件2位于导光投射光学元件3的+Y轴侧(上侧)。
会聚光学元件2入射从光源1发出的光。会聚光学元件2使光会聚在前方(+Z1轴方向)的任意位置。会聚光学元件2使光会聚。会聚光学元件2是具有会聚功能的光学元件。使用图3和图4对会聚光学元件2的会聚位置进行说明。
在以下的实施方式中,作为一例,会聚光学元件2是透镜。该透镜利用折射和反射来会聚光。另外,后述会聚光学元件5也是同样的。
另外,在使后述导光投射光学元件3的入射面31具有会聚功能的情况下,能够省略会聚光学元件2。并且,在前照灯模块100不具有会聚光学元件3的情况下,导光投射光学元件3入射从光源1射出的光。从光源1射出的光从入射面31入射。
在图1中,示出会聚光学元件2为具有正光焦度的光学元件。
并且,实施方式1所示的会聚光学元件2例如内部充满折射材料。
在图1中,会聚光学元件2由一个光学元件构成,但是,也可以使用多个光学元件。但是,在使用多个光学元件的情况下,要确保各光学元件的定位精度等,从而使制造性降低。
光源1和会聚光学元件2配置在导光投射光学元件3的上侧(+Y轴方向侧)。并且,光源1和会聚光学元件2配置在导光投射光学元件3的后方(-Z轴方向侧)。
光源1和会聚光学元件2相对于反射面32位于反射面32的反射光的一侧。即,光源1和会聚光学元件2相对于反射面32位于反射面32的正面侧。
“反射面的正面”是反射光的面。并且,“反射面的背面”是相对于正面为背面侧的面,例如是不反射光的面。
光源1和会聚透镜2位于反射面32的法线方向,即相对于反射面32位于反射面32的正面侧。会聚光学元件2配置在与反射面32相对的方向上。反射面32是设置于导光投射光学元件3的面。
在图1中,光源1的光轴C1与会聚光学元件2的光轴C2一致。而且,光源1和会聚光学元件2的光轴C1、C2在反射面32上具有交点。当光在入射面31处折射的情况下,从会聚光学元件2射出的中心光线到达反射面32上。即,会聚光学元件2的光轴或中心光线在反射面32上具有交点。
从会聚光学元件2射出时的中心光线是会聚光学元件2的光轴C2上的光线。
会聚光学元件2例如具有入射面211、212、反射面22和出射面231、232。
会聚光学元件2配置在光源1紧后。这里,“后”是指从光源1射出的光的行进方向侧。这里,由于是“紧后”,因此,从发光面11出射的光立即入射到会聚光学元件2。
发光二极管射出朗伯配光的光。“朗伯配光”是发光面的亮度与观察方向无关而固定的配光。即,发光二极管的配光的指向性较宽。因此,通过缩短光源1与会聚光学元件2之间的距离,能够使更多的光入射到会聚光学元件2。
会聚光学元件2例如是由透明树脂、玻璃或硅酮材料制作的。会聚光学元件2的材料只要具有透射性即可而与材质无关,也可以是透明的树脂等。“透射性”是指透明的性质。但是,从光利用效率的观点来看,会聚光学元件2的材料适合透射性较高的材料。并且,由于会聚光学元件2配置在光源1紧后,因此,优选会聚光学元件2的材料是耐热性优良的材料。
入射面211是在会聚光学元件2的中心部分形成的入射面。“会聚透镜2的中心部分”是指,会聚光学元件2的光轴C2在入射面211上具有交点。
并且,入射面211例如具有正光焦度。入射面211例如是凸面形状。入射面211的凸面形状呈向-Z1轴方向凸出的形状。光焦度也被称作“屈光力”。入射面211例如呈以光轴C2为旋转轴的旋转对称的形状。
入射面212例如呈以椭圆的长轴或短轴为旋转轴旋转而成的旋转体的表面形状的一部分。将以椭圆的长轴或短轴为旋转轴旋转而成的旋转体称作“旋转椭圆体”。该旋转椭圆体的旋转轴与光轴C2一致。入射面212呈将旋转椭圆体的旋转轴方向的两端切断而得到的表面形状。即,入射面212呈筒形。
另外,如后所述,入射面212不需要必须旋转对称。例如,入射面212也可以是椭圆体的形状。即,入射面212是椭圆面形状。椭圆面是与3个坐标平面平行的平面的切口始终为椭圆的二次曲面。
入射面212的筒形的一端(+Z1轴方向侧的端部)与入射面211的外周连接。入射面212的筒形相对于入射面211形成在光源1侧(-Z1轴方向)。即,入射面212的筒形相对于入射面211形成在光源1侧。
反射面22呈如下的筒形:X1-Y1平面上的截面形状例如呈以光轴C2为中心的圆形。关于反射面22的筒形,-Z1轴方向侧的端部在X1-Y1平面上的圆形的直径小于+Z1轴方向侧的端部在X1-Y1平面上的圆形的直径。即,从-Z1轴方向朝向+Z1轴方向,反射面22的直径增大。
例如,反射面22呈圆锥台的侧面形状。包含中心轴的面上的圆锥台的侧面形状呈直线形状。但是,包含光轴C2的面上的反射面22的形状也可以是曲线形状。“包含光轴C2的面”是指在面上描绘光轴C2的线。
反射面22的筒形的一端(-Z1轴方向侧的端部)与入射面212的筒形的另一端(-Z1轴方向侧的端部)连接。即,反射面22位于入射面212的外周侧。
出射面231位于入射面211的+Z轴方向侧。出射面231例如具有正光焦度。出射面231例如是凸面形状。出射面231的凸面形状呈向+Z轴方向凸出的形状。会聚光学元件2的光轴C2在出射面231上具有交点。出射面231例如呈以光轴C2为旋转轴的旋转对称的形状。
并且,出射面231可以是超环(toroidal)面。并且,同样,入射面211也可以是超环面。超环面包含圆柱面。
出射面232位于出射面231的外周侧。出射面232例如呈与X1-Y1平面平行的平面形状。出射面232的内周和外周呈圆形。
出射面232的内周与出射面231的外周连接。出射面232的外周与反射面22的筒形的另一端(+Z1轴方向侧的端部)连接。
从发光面11出射的光中的出射角度较小的光线入射到入射面211。出射角度较小的光线的发散角例如为60度以内。出射角度较小的光线从入射面211入射并从出射面231出射。
从出射面231出射的出射角度较小的光线会聚在会聚光学元件2的前方(+Z1轴方向)的任意位置。从出射面231出射的光线被会聚。从光源1射出时的出射角度较小的光线通过入射面211和出射面231中的折射而被会聚。即,在从光源1射出时的出射角度较小的光线的会聚中利用光的折射。如上所述,会聚位置容后再述。
从发光面11出射的光中的出射角度较大的光线入射到入射面212。出射角度较大的光线的发散角例如大于60度。从入射面212入射的光线在反射面22进行反射。在反射面22反射后的光线向+Z1轴方向行进。在反射面22反射后的光线从出射面232出射。
从出射面232出射的出射角度较大的光线会聚在会聚光学元件2的前方(+Z1轴方向)的任意位置。从出射面232出射的光线被会聚。从光源1射出时的出射角度较大的光线通过反射面22中的反射而被会聚。即,在从光源1射出时的出射角度较大的光线的会聚中利用光的反射。如上所述,会聚位置容后再述。
作为一例,设在以下的各实施方式中说明的会聚光学元件2是具有以下功能的光学元件来进行说明。即,会聚光学元件2通过折射来会聚从光源1射出的出射角度较小的光线。并且,会聚光学元件2通过反射来会聚从光源1射出的出射角度较大的光线。
例如,在从出射面231出射的光的会聚位置形成与光源1的图案(发光面11的形状)相似形状的像。因此,由出射面33对光源1的发光面11的形状进行投影,由此,有时产生配光不均。
这种情况下,如上所述,通过使从出射面231出射的光的会聚位置和从出射面232出射的光的会聚位置不同,能够缓和由于从出射面231出射的光而引起的配光不均。
从出射面232出射的光线的会聚位置和从出射面231出射的光线的会聚位置不需要一致。例如,与从出射面231出射的光的会聚位置相比,从出射面232出射的光的会聚位置可以是更接近会聚光学元件2的位置。
并且,通过使从会聚光学元件2射出的光的会聚位置PH和共轭面PC的位置不同,能够缓和由于从出射面231出射的光而引起的配光不均。
并且,例如,LED的发光面11通常呈矩形形状或圆形形状。而且,如上所述,配光图案呈上下方向较窄的横长形状。并且,车辆用远光也可以是圆形形状的配光图案。因此,能够利用光源1的发光面11的形状形成配光图案。
例如,能够通过会聚光学元件2形成基于发光面11的形状的中间像,对该中间像进行投影。在图1中,发光面11的像形成在会聚位置PH。关于在会聚位置PH形成的发光面11的像,从发光面11的中心向+Y1轴方向侧的像通过反射面32进行折返,与从发光面11的中心向-Y1轴方向侧的像重合。这样,发光面11的像包含根据发光面11的形状进行变形等而得到的像。
并且,通过使这样形成的发光面11的像的位置和共轭面PC的位置不同,能够缓和由于从出射面231出射的光而引起的配光不均。
并且,在实施方式1中,会聚光学元件2的入射面211、212、反射面22和出射面231、232分别全部呈光轴C2中心的旋转对称的形状。但是,只要能够会聚从光源1射出的光即可,不限于旋转对称的形状。
例如,通过使反射面22的X1-Y1平面上的截面形状为椭圆形,会聚位置处的会聚点也能够成为椭圆形。而且,前照灯模块100容易生成宽度较宽的配光图案。
并且,在光源1的发光面11的形状为矩形形状的情况下,例如,反射面22在X1-Y1平面上的截面形状为椭圆形更能够使会聚光学元件2成为小型。
并且,会聚光学元件2整体具有正光焦度即可。入射面211、212、反射面22和出射面231、232各自可以分别具有任意光焦度。
并且,在合并会聚光学元件2和入射面31而使光会聚的情况下,会聚光学元件2和入射面31的整体具有正光焦度即可。
另外,如上所述,在光源1采用灯管光源的情况下,能够使用反射器等作为会聚光学元件。反射器例如是反射镜等。
并且,在会聚光学元件2的形状的说明中,作为一例,说明了入射面211、212、反射面22或出射面231、232与相邻的面连接。但是,不需要必须使面彼此连接。例如,“入射面212的筒形的一端(+Z1轴方向侧的端部)与入射面211的外周连接。”也可以说成是“入射面212的筒形的一端(+Z1轴方向侧的端部)位于入射面211的外周侧。”。利用各面的位置关系将入射光引导至导光投射光学元件3即可。
<导光投射光学元件3>
导光投射光学元件3位于会聚光学元件2的+Z1轴方向。导光投射光学元件3位于会聚光学元件2的+Z轴侧。而且,导光投射光学元件3位于会聚光学元件2的-Y轴侧。
导光投射光学元件3入射从会聚光学元件2射出的光。导光投射光学元件3向前方(+Z轴方向)射出光。
并且,在前照灯模块100不具有会聚光学元件2的情况下,导光投射光学元件3入射从光源1射出的光。导光投射光学元件3向前方(+Z轴方向)射出光。
导光投射光学元件3是光学元件的一例。另外,导光投射光学元件3具有通过反射面32、35引导光的功能。并且,导光投射光学元件3具有通过出射面33、36投射光的功能。因此,在说明光学元件3时,为了容易理解,设为导光投射光学元件3来进行说明。
另外,“投射”是指放出光。并且,“投影”是指映出像。因此,在导光投射光学元件3对后述配光图案进行投影的情况下,导光投射光学元件3也可以说成导光投影光学元件。并且,后述投射光学元件350对配光图案进行投影,因此,也可以说成投影光学元件。
并且,在图1中,出射面33对配光图案进行投影。出射面33是对配光图案进行投影的投射光学部。出射面33也可以说成对配光图案进行投影的投影光学部。另外,如后所述,在具有投射光学元件350的情况下,投射光学元件350成为对配光图案进行投影的投射光学部(投影光学部)。并且,在通过出射面33和投射光学元件350对配光图案进行投影的情况下,出射面33和投射光学元件350成为对配光图案进行投影的投射光学部(投影光学部)。将投射光学部也称作投射部。
图2是导光投射光学元件3的立体图。导光投射光学元件3具有反射面32和反射面35。导光投射光学元件3能够具有出射面33。导光投射光学元件3能够具有出射面36。导光投射光学元件3能够具有入射面31。导光投射光学元件3能够具有入射面34。
导光投射光学元件3例如是由透明树脂、玻璃或硅酮材料制作的。
并且,实施方式1所示的导光投射光学元件3例如内部充满折射材料。
入射面31设置在导光投射光学元件3的-Z轴方向侧的端部。入射面31设置在导光投射光学元件3的+Y轴方向侧的部分。
在图1的(A)、图1的(B)和图2中,导光投射光学元件3的入射面31呈曲面形状。入射面31的曲面形状例如是水平方向(X轴方向)和垂直方向(Y轴方向)均具有正光焦度的凸面形状。
在水平方向(X轴方向)上,入射面31具有正光焦度。在水平方向(X轴方向)上,入射面31是凸面形状。在垂直方向(Y轴方向)上,入射面31具有正光焦度。在垂直方向(Y轴方向)上,入射面31是凸面形状。
另外,如上所述,在合并会聚光学元件2和入射面31而使光会聚的情况下,能够使入射面31的曲面形状成为凹面形状。
并且,通过使入射面31的Y轴方向的曲率和入射面31的X轴方向的曲率成为不同的值,能够使入射面31在Y-Z平面上的焦点位置和入射面31在Z-X平面上的焦点位置成为不同的位置。
并且,能够使入射面31的Y轴方向成为正光焦度,使入射面31的X轴方向的光焦度成为负值。
入射到曲面形状的入射面31的光的发散角变化。入射面31通过使光的发散角变化,能够形成配光图案。即,入射面31具有形成配光图案的形状的功能。即,入射面31作为配光图案形状成形部发挥功能。
并且,例如,通过使入射面31具有会聚功能,还可考虑省略会聚光学元件2。即,入射面31作为会聚部发挥功能。
可认为入射面31是配光图案形状成形部的一例。并且,可认为入射面31是会聚部的一例。
但是,入射面31不限于曲面形状,例如也可以是平面形状。
在本实施方式1中,首先,对导光投射光学元件3的入射面31的形状为具有正光焦度的凸面形状的情况进行说明。
反射面32设置在入射面31的-Y轴方向侧的端部。即,反射面32配置在入射面31的-Y轴方向侧。而且,反射面32配置在入射面31的+Z轴方向侧。在实施方式1中,反射面32的-Z轴方向侧的端部与入射面31的-Y轴方向侧的端部连接。
反射面32反射到达反射面32的光。即,反射面32具有反射光的功能。即,反射面32作为光反射部发挥功能。可认为反射面32是光反射部的一例。
反射面32是面向+Y轴方向的面。即,反射面32的正面是面向+Y轴方向的面。反射面32的正面是反射光的面。反射面32的背面是面向-Y轴方向的面。在实施方式1中,例如,反射面32的背面不反射光。
反射面32是相对于Z-X平面,以与X轴平行的轴为中心,从-X轴方向观察顺时针旋转而成的面。在图1中,反射面32为相对于Z-X平面旋转角度b而成的面。
但是,反射面32也可以是与Z-X平面平行的面。
在图1中,反射面32用平面表示。但是,反射面32不需要是平面。反射面32也可以是曲面形状。即,反射面32可以是仅在Y轴方向上具有曲率的曲面。反射面32可以是仅在Z轴方向上具有曲率的曲面。并且,反射面32可以是仅在X轴方向上具有曲率的曲面。并且,反射面32可以是在X轴方向和Y轴方向双方具有曲率的曲面。反射面32可以是在X轴方向和Z轴方向双方具有曲率的曲面。
例如,在考虑与曲面形状的反射面32垂直的平面的情况下,可以认为反射面32是近似于该曲面的平面。即,与光轴C3平行且与反射面32垂直的平面例如是与光轴C3平行且与近似于反射面32的曲面的平面垂直的平面。曲面的近似例如能够使用最小二乘法等。
在图1中,反射面32用平面表示。因此,与光轴C3平行且与反射面32垂直的平面是Y-Z平面。即,包含光轴C3且与反射面32垂直的平面与Y-Z平面平行。而且,与该平面(Y-Z平面)垂直且与光轴C3平行的平面是Z-X平面。即,包含光轴C3且与该平面(Y-Z平面)垂直的平面与Z-X平面平行。
例如,在反射面32是仅在Y-Z平面上具有曲率的圆柱面的情况下,与X轴垂直的平面即Y-Z平面成为与光轴C3平行且与反射面32垂直的平面。
“仅在Y-Z平面上具有曲率”是指在Z轴方向上具有曲率。或者,“仅在Y-Z平面上具有曲率”是指在Y轴方向上具有曲率。
并且,例如,在反射面32是仅在X-Y平面上具有曲率的圆柱面的情况下,可认为反射面32是近似于该曲面的平面。即,与光轴C3平行且与反射面32垂直的平面是与光轴C3平行且与近似于反射面32的曲面的平面垂直的平面。
并且,在反射面32是超环面的情况下,也可认为反射面32是近似于该曲面的平面。超环面是如桶的表面或圆环(doughnut)的表面那样正交的2个轴方向的曲率不同的面。超环面包含圆柱面。
“在Y-Z平面上具有曲率”例如是指利用与Y-Z平面平行的面切断反射面32来观察其形状。并且,“在Y-Z平面上具有曲率”例如是指将Y-Z平面作为投影面来观察反射面32的形状。“仅在X-Y平面上具有曲率”也是同样的。
反射面32也可以通过进行镜蒸镀而成为镜面。但是,优选反射面32不进行镜蒸镀而作为全反射面发挥功能。这是因为,与镜面相比,全反射面的反射率较高,有助于光利用效率的提高。并且,通过不进行镜蒸镀的工序,能够简化导光投射光学元件3的制造工序。而且,有助于导光投射光学元件3的制造成本的降低。特别是在实施方式1所示的结构中,其特征在于,由于光线入射到反射面32的入射角较浅,因此,即使不进行镜蒸镀,也能够使反射面32成为全反射面。“入射角较浅”是指入射角较大。“入射角”是光线入射时入射方向与边界面的法线所成的角度。
入射面34例如呈与X-Y平面平行的面。但是,能够使入射面34成为曲面形状。通过使入射面34成为曲面形状,能够对入射光的配光进行变更。并且,入射面34例如可以是相对于X-Y平面倾斜的面。
入射面34配置在反射面32的-Y轴方向侧。即,入射面34配置在反射面32的背面侧。在图1中,入射面34的+Y轴方向侧的端部与反射面32的+Z轴方向侧的端部连接。但是,入射面34的+Y轴方向侧的端部不需要必须与反射面32的+Z轴方向侧的端部连接。
在图1中,入射面34位于与照射面9在光学上共轭的位置。“在光学上共轭”是指从一个点发出的光在另一个点成像的关系。即,入射面34上和位于其延长线上的共轭面PC上的光的形状被投影到照射面9上。在图1中,光不从入射面34入射。因此,从入射面31入射的光的共轭面PC上的形状被投影到照射面9上。
另外,共轭面PC上的光的像(配光图案)形成在导光投射光学元件3内的共轭面PC上的一部分上。即,在导光投射光学元件3内的共轭面PC上的范围内,能够将配光图案形成为适合于前照灯模块100的形状。特别地,如后所述,在使用多个前照灯模块形成一个配光图案的情况下,形成与各前照灯模块的作用对应的配光图案。
例如,将与光源1不同的光源(图1中未示出)配置在光源1的-Y轴方向侧。从其它光源射出的光从入射面34入射到导光投射光学元件3内。入射到入射面34的光在入射面34进行折射。入射到入射面34的光从出射面33出射。
图3中示出具有其它光源4的结构。
光源4和会聚光学元件5配置成使光轴C4、C5向+Y轴方向倾斜角度e。“使光轴向+Y轴方向倾斜”是指,从-X轴方向观察,以X轴为旋转轴,使光轴逆时针旋转。
为了容易说明光源4和会聚光学元件5,使用X2Y2Z2坐标作为新的坐标系。X2Y2Z2坐标是如下的坐标:从-X轴方向观察XYZ坐标,以X轴为旋转轴逆时针旋转角度e。
<光源4>
光源4具有发光面41。光源4从发光面41出射用于对车辆的前方进行照明的光。光源4从发光面41出射光。
光源4位于会聚光学元件5的-Z2轴侧。光源4位于导光投射光学元件3的-Z轴侧(后方)。而且,光源4位于导光投射光学元件3的-Y轴侧(下侧)。
在图3中,光源4向+Z2轴方向射出光。光源4的种类没有特别限定,但是,如上述说明的那样,在以下的说明中,设光源4为LED来进行说明。
<会聚光学元件5>
会聚光学元件5位于光源4的+Z2轴侧。并且,会聚光学元件5位于导光投射光学元件3的-Z2轴侧。会聚光学元件5位于导光投射光学元件3的-Z轴侧(后方)。而且,会聚光学元件5位于导光投射光学元件3的-Y轴侧(下侧)。
会聚光学元件5入射从光源4发出的光。会聚光学元件5使光会聚在前方(+Z2轴方向)。在图3中,示出会聚光学元件5为具有正光焦度的会聚光学元件5。
另外,例如,在使导光投射光学元件3的入射面34具有会聚功能的情况下等,能够省略会聚光学元件5。并且,在前照灯模块100不具有会聚光学元件5的情况下,导光投射光学元件3入射从光源4射出的光。从光源4射出的光从入射面34入射。
并且,会聚光学元件5例如内部充满折射材料。
在图3中,会聚光学元件5由一个会聚光学元件5构成,但是,也可以使用多个光学部件。但是,在使用多个光学元件的情况下,要确保各光学元件的定位精度等,从而使制造性降低。
会聚光学元件5例如具有入射面511、512、反射面52和出射面531、532。
在图3中,会聚光学元件5的光轴C5与Z2轴平行。并且,会聚光学元件5的光轴C5与光源4的光轴C4一致。即,光源4的光轴C4与Z2轴平行。
会聚光学元件5的详细结构和功能与会聚光学元件2相同。因此,利用会聚光学元件2的说明来代替会聚光学元件5的说明。但是,会聚光学元件5的焦距等光学性能能够取与会聚光学元件2不同的值。
会聚光学元件5的入射面511对应于会聚光学元件2的入射面211。会聚光学元件5的入射面512对应于会聚光学元件2的入射面212。会聚光学元件5的出射面531对应于会聚光学元件2的出射面231。会聚光学元件5的出射面532对应于会聚光学元件2的出射面232。会聚光学元件5的反射面52对应于会聚光学元件2的反射面22。
光源4和会聚光学元件5配置在导光投射光学元件3的下侧(-Y轴方向侧)。并且,光源4和会聚光学元件5配置在导光投射光学元件3的后方(-Z轴方向侧)。即,如图3所示,会聚光学元件5配置在会聚光学元件2的下侧(-Y轴方向侧)。并且,在前照灯模块100中,光源4配置在光源1的下侧(-Y轴方向侧)。
如图3所示,由会聚光学元件5会聚后的光到达导光投射光学元件3的入射面34。入射面34是折射面。并且,在图3中,入射面34用平面形状表示。从入射面34入射的光在入射面34进行折射。入射到入射面34的光从出射面33出射。
另外,图3所示的导光投射光学元件3例如内部充满折射材料。
入射面34处于与照射面9共轭的关系。即,入射面34位于与照射面9在光学上共轭的位置。因此,入射面34上由会聚光学元件5形成的配光图案的像被导光投射光学元件3放大投影到车辆前方的照射面9上。入射面34上由会聚光学元件5形成的配光图案被导光投射光学元件3放大投影到车辆前方的照射面9上。
入射面34配置在比棱线部321更靠下侧(-Y轴方向侧)的位置。因此,入射面34上形成的配光图案的像被投影到照射面9上比截止线91更靠上侧(+Y轴方向侧)的位置。入射面34上形成的配光图案被投影到照射面9上比截止线91更靠上侧(+Y轴方向侧)的位置。因此,光源4和会聚光学元件5能够对利用远光照明的区域进行照明。
并且,如图3所示,通过调整从会聚光学元件5射出的光的会聚位置,能够变更远光的配光。并且,通过调整会聚光学元件5与导光投射光学元件3之间的几何学关系,能够变更远光的配光。
“几何学关系的调整”例如是指在光轴C3方向(Z轴方向)上对会聚光学元件5与导光投射光学元件3之间的位置关系进行调整。如果在光轴C3方向上会聚光学元件5与导光投射光学元件3之间的位置关系不同,则由会聚光学元件5会聚后的入射面34上的会聚点的尺寸变化。即,由会聚光学元件5会聚后的光的入射面34上的光束直径变化。而且,与其对应地,照射面9上的配光变化。
在上述例子中,将入射面34配置在共轭面PC上。但是,能够将入射面34配置在比共轭面PC更靠-Z轴方向侧的位置。即,共轭面PC存在于入射面34的+Z轴侧。共轭面PC存在于导光投射光学元件3的内部。
这种结构的情况下,能够利用入射面34的形状对比共轭面PC的棱线部321更靠下侧(-Y轴方向侧)形成的配光图案的像进行控制。能够利用入射面34的形状对配光图案进行控制。
例如,入射面34是具有正光焦度的曲面形状。而且,从会聚光学元件5射出的光会聚在棱线部321。这种情况下,截止线91的上侧(+Y轴侧)区域成为被照明得最亮的配光图案。
这样,通过使入射面34的面的形状变化,能够容易地控制远光的配光图案。
另外,能够通过会聚光学元件5进行这种配光图案的控制。但是,在不具有会聚光学元件5的情况下,通过使入射面34的面的形状变化,也能够进行配光图案的控制。并且,能够利用合并会聚光学元件5和入射面34后的整体光焦度进行配光图案的控制。
如上所述,图3所示的前照灯模块100能够利用同一前照灯模块容易地形成近光的配光图案和远光的配光图案双方。即,不需要分别单独准备远光用的前照灯模块和近光用的前照灯模块。因此,与现有的前照灯装置相比,能够实现小型的前照灯装置。
并且,在仅点亮近光的状态以及同时点亮近光和远光的状态双方中,能够不使发光区域变化。而且,能够提高点亮前照灯装置时的外观性。
棱线部321是反射面32的-Y轴方向侧的边。棱线部321是反射面32的+Z轴方向侧的边。并且,棱线部321是入射面34的+Y轴方向侧的边。而且,棱线部321位于与照射面9在光学上共轭的位置。
“棱线”一般是指面与面的边界线。但是,这里,“棱线”包含面的端部。在实施方式1中,棱线部321是连接反射面32和入射面34的部分。即,反射面32和入射面34的连接部分是棱线部321。
但是,例如,在导光投射光学元件3的内部成为空洞而入射面34成为开口部的情况下,棱线部321成为反射面32的端部。即,棱线部321包含面与面的边界线。并且,棱线部321包含面的端部。另外,如上所述,在实施方式1中,导光投射光学元件3内部充满折射材料。
并且,棱线部321成为配光图案的截止线91的形状。这是因为,棱线部321位于与照射面9在光学上共轭的位置。因此,照射面9上的配光图案与包含棱线部321的共轭面PC上的配光图案成为相似形。因此,优选棱线部321成为截止线91的形状。
并且,“棱线”不限于直线,还包含曲线等。例如,棱线可以成为后述“抬高线”的形状。
由此,为了进行步行者的识别和标识的识别,能够容易地形成抬高步道侧(左侧)的照射的“抬高线”。另外,对车辆在道路的左侧行驶的情况进行说明。
在实施方式1中,作为一例,棱线部321为直线形状。在实施方式1中,棱线部321呈与X轴平行的直线形状。
并且,在实施方式1中,棱线部321是入射面34的+Y轴方向侧的边。由于棱线部321也位于入射面34上,因此,位于与照射面9在光学上共轭的位置。
并且,在实施方式1中,棱线部321与导光投射光学元件3的光轴C3交叉。棱线部321与出射面33的光轴C3垂直交叉。
另外,棱线部321不需要必须与出射面33的光轴C3交叉。棱线部321也可以位于与光轴C3扭转的位置。
棱线部321成为配光图案的截止线91的形状。这是因为,棱线部321位于与照射面9在光学上共轭的位置。因此,照射面9上的配光图案与包含棱线部321的共轭面PC上的配光图案成为相似形。因此,优选棱线部321成为截止线91的形状。
出射面33设置在导光投射光学元件3的+Z轴方向侧的端部。如后所述,出射面33主要出射在反射面32反射后的光。出射面33出射在反射面32反射后的光。
出射面33设置在导光投射光学元件3的+Z轴方向侧的端部。出射面33呈具有正光焦度的曲面形状。出射面33呈向+Z轴方向突出的凸面形状。出射面33具有正光焦度。
光轴C3是经过出射面33的面顶点的法线。在图1的情况下,光轴C3成为与经过出射面33的面顶点的Z轴平行的轴。即,在出射面33的面顶点在X-Y平面内向X轴方向或Y轴方向平行移动的情况下,光轴C3也同样向X轴方向或Y轴方向平行移动。并且,在出射面33相对于X-Y平面倾斜的情况下,出射面33的面顶点的法线也相对于X-Y平面倾斜,因此,光轴C3也相对于X-Y平面倾斜。
反射面35设置在入射面34的-Y轴方向侧的端部侧。即,反射面35配置在入射面34的-Y轴方向侧。而且,反射面35配置在入射面34的+Z轴方向侧。反射面35从入射面34的-Y轴方向侧形成到出射面33侧。即,反射面35形成在共轭面PC与出射面33之间。在实施方式1中,反射面35的-Z轴方向侧的端部与入射面34的-Y轴方向侧的端部连接。
另外,入射面34是为了使用与光源1不同的光源4入射光而设置的。在不需要使用与光源1不同的光源4的情况下,能够将反射面35的-Z轴方向侧的端部与反射面32的+Z轴方向侧的端部连接。
该情况下,反射面35设置在反射面32的-Y轴方向侧的端部侧。即,反射面35配置在反射面32的-Y轴方向侧。而且,反射面35配置在反射面32的+Z轴方向侧。反射面35从反射面32的+Z轴方向侧形成到出射面33侧。
反射面35反射到达反射面35的光。即,反射面35具有反射光的功能。即,反射面35作为光反射部发挥功能。可认为反射面35是光反射部的一例。
反射面35将光源1发出的光中的、经过比反射面32的端部321更靠反射面32的反射光(光线R1)的行进方向侧的位置后的光反射为反射光(光线R3)。端部321是反射面32的反射光(光线R1)的行进方向侧的端部。例如,光线R3是未在反射面32反射的光线。
反射面35是面向+Y轴方向的面。即,反射面35的正面是面向+Y轴方向的面。反射面35的正面是反射光的面。反射面35的背面是面向-Y轴方向的面。在实施方式1中,例如,反射面35的背面不反射光。
在图1中,反射面35用仅在Y轴方向上具有曲率的曲面表示。反射面35例如是仅在Y轴方向上具有曲率的圆柱面。即,反射面35例如呈与X轴平行的轴的圆柱的侧面形状。
反射面35以在光线的行进方向上光路扩宽的方式形成。即,从+Z轴方向进行观察,能够看到反射面35的正面。这里,光线的行进方向是+Z轴方向。即,是从入射面31朝向出射面33的方向。反射面35向导光投射光学元件3内的光路扩宽的方向倾斜。
反射面35不需要是仅在Y轴方向上具有曲率的曲面。反射面35也可以是在X轴方向和Y轴方向双方具有曲率的曲面。例如,反射面35是超环面。并且,反射面35也可以是平面。
如反射面32中说明的那样,反射面35也可以通过进行镜蒸镀而成为镜面。但是,优选反射面35不进行镜蒸镀而作为全反射面发挥功能。为了使反射面35成为全反射面,使反射面35以在光线的行进方向上光路扩宽的方式倾斜是有效的。
另外,能够使反射面35成为扩散面。扩散面例如是对面附加细微的凹凸形状的压花加工面或滚花加工面等。能够使在反射面35反射后的光形成的配光图案的周边部分模糊。并且,能够减少配光图案内的配光不均。
出射面36设置在导光投射光学元件3的+Z轴方向侧的端部。并且,出射面36配置在出射面33的-Y轴方向侧。如后所述,出射面36主要出射在反射面35反射后的光。出射面36出射在反射面35反射后的光。并且,出射面36出射未在反射面32、35反射的光。出射面36是对配光图案进行投影的投射光学部。
出射面36例如呈具有正光焦度的曲面形状。出射面36例如具有正光焦度。出射面36呈向+Z轴方向突出的凸面形状。例如,在图1中,出射面36是在投影到Y-Z平面上的情况下具有曲率的圆柱形状。即,出射面36例如呈具有与X轴平行的轴的圆柱的侧面形状。出射面36例如仅在Y轴方向上具有正光焦度。这里,Y-Z平面是投影面。
<光线的举动>
如图1所示,由会聚光学元件2会聚后的光从入射面31入射到导光投射光学元件3内。另外,如上所述,在不具有会聚光学元件2的情况下,从光源1发出的光从入射面31入射到导光投射光学元件3内。
入射面31是折射面。入射到入射面31的光在入射面31进行折射。入射面31例如是向-Z轴方向突出的凸面形状。入射面31例如具有正光焦度。
这里,在实施方式1中,入射面31的X轴方向的曲率有助于相对于路面的水平方向的“配光的宽度”。并且,入射面31的Y轴方向的曲率有助于相对于路面的垂直方向的“配光的高度”。即,入射面31的X轴方向对应于车辆的水平方向。入射面31的X轴方向对应于从车辆投影的配光图案的水平方向。并且,入射面31的Y轴方向对应于车辆的垂直方向。入射面31的Y轴方向对应于从车辆投影的配光图案的垂直方向。
<Z-X平面上的光线的举动>
当以Z-X平面进行观察时,入射面31为凸面形状。即,入射面31关于水平方向(X轴方向)具有正光焦度。因此,入射到入射面31的光在导光投射光学元件3的入射面31进一步会聚并传播。这里,“传播”意味着光在导光投射光学元件3中行进。
这里,“以Z-X平面进行观察”意味着从Y轴方向进行观察。即,是指投影到Z-X平面进行观察。这里,Z-X平面是投影面。
当以Z-X平面进行观察时,如图1的(B)所示,在导光投射光学元件3内传播的光被会聚光学元件2和导光投射光学元件3的入射面31会聚在位于导光投射光学元件3内部的任意会聚位置PH。在图1的(B)中,会聚位置PH用虚线表示。并且,在图1的(B)中,棱线部321的位置是共轭面PC的位置。
在导光投射光学元件3内传播的光被会聚光学元件2和导光投射光学元件3的入射面31会聚在会聚位置PH。在图1中,会聚位置PH位于导光投射光学元件3的内部。另外,在不使用会聚光学元件2的情况下,在导光投射光学元件3内传播的光被导光投射光学元件3的入射面31会聚在会聚位置PH。
并且,如图1的(A)所示,共轭面PC位于比会聚位置PH更靠+Z轴方向侧的位置。因此,经过会聚位置PH后的光发散。因此,与会聚位置PH相比,从共轭面PC出射在水平方向(X轴方向)上具有宽度的光。在图1的(B)中,棱线部321的位置是共轭面PC的位置。
共轭面PC位于与照射面9共轭的位置。因此,共轭面PC中的水平方向的光的宽度相当于照射面9中的“配光的宽度”。即,通过使入射面31的曲面形状的曲率变化,能够控制共轭面PC上的X轴方向的光束的宽度。由此,能够使前照灯模块100出射的配光图案的宽度变化。
并且,前照灯模块100不需要必须在导光投射光学元件3内的棱线部321的近前侧(-Z轴侧)设置会聚位置PH。图4和图5是说明实施方式1的前照灯模块100的会聚位置PH的说明图。另外,设会聚位置PH在垂直方向(Y轴方向)和水平方向(X轴方向)上相同来进行说明。
但是,会聚位置PH也可以在垂直方向(Y轴方向)和水平方向(X轴方向)上不同。该情况下,垂直方向(Y轴方向)是会聚位置PHv。水平方向(X轴方向)是会聚位置PHh。由此,能够变更共轭面PC上的配光图案。
在图4中,会聚位置PH位于比入射面31更靠近前侧(-Z轴方向侧)的位置。即,会聚位置PH位于会聚光学元件2与导光投射光学元件3之间的空隙内。“空隙”是指间隙。
在图4的结构中,与图1的结构同样,经过会聚位置PH后的光发散。在入射面31中,发散光的发散角减小。但是,由于较大地取从会聚位置PH到共轭面PC的距离,因此,能够对共轭面PC上的X轴方向的光束的宽度进行控制。因此,从共轭面PC出射在水平方向(X轴方向)上具有宽度的光。
在图5中,会聚位置PH位于棱线部321的后侧(+Z轴方向侧)。在图5中,共轭面PC位于比会聚位置PH更靠-Z轴方向侧的位置。即,会聚位置PH位于棱线部321(共轭面PC)与出射面33之间。
透过共轭面PC的光在会聚位置PH会聚。通过对从共轭面PC到会聚位置PH的距离进行控制,能够对共轭面PC上的X轴方向的光束的宽度进行控制。因此,从共轭面PC出射在水平方向(X轴方向)上具有宽度的光。
图6是说明实施方式1的前照灯模块100的会聚位置PH的说明图。但是,如图6所示,前照灯模块100不具有会聚位置PH。
图6所示的前照灯模块100例如使入射面31的水平方向(X轴方向)的曲面成为具有负光焦度的凹面形状。由此,能够利用棱线部321扩宽水平方向的光。即,图6所示的前照灯模块100不具有会聚位置PH。
因此,共轭面PC上的光束的宽度大于入射面31上的光束的宽度。凹面的入射面31能够对共轭面PC上的X轴方向的光束的宽度进行控制。而且,在照射面9中,能够得到在水平方向上宽度较宽的配光图案。
另外,当入射面31在水平方向(X轴方向)上为凹面形状的情况下,入射面31在垂直方向(Y轴方向)上也为凸面形状。
并且,会聚位置PH意味着在X-Y平面上每单位面积的光的密度较高。因此,在会聚位置PH和共轭面PC(棱线部321的Z轴方向的位置)一致的情况下,照射面9中的配光的宽度最窄。而且,照射面9中的配光的照度最高。
并且,会聚位置PH与共轭面PC(棱线部321的Z轴方向的位置)越远,则照射面9中的配光的宽度越宽。而且,照射面9中的配光的照度越低。
<Y-Z平面上的光线的举动>
另一方面,如果以Y-Z平面观察从入射面31入射的光,则在入射面31折射后的大部分光在导光投射光学元件3内行进,被引导至反射面32。从入射面31入射的光到达反射面32。这里,Y-Z平面是投影面。
入射到导光投射光学元件3并到达反射面32的光入射到导光投射光学元件3,直接到达反射面32。“直接到达”意味着不在其它面等进行反射而到达。入射到导光投射光学元件3并到达反射面32的光不在其它面等进行反射而到达反射面32。即,到达反射面32的光在导光投射光学元件3内进行最初的反射。
并且,在反射面32反射后的光直接从出射面33出射。即,在反射面32反射后的光不在其它面等进行反射而到达出射面33。即,在反射面32进行最初的反射后的光通过这一次的反射而到达出射面33。
在图1中,从会聚光学元件2的出射面231、232中的例如如光线R1那样比会聚光学元件2的光轴C2更靠+Y1轴方向侧的位置出射的光被引导至反射面32。
并且,从会聚光学元件2的出射面231、232中的例如如光线R2那样比会聚光学元件2的光轴C2更靠-Y1轴方向侧的位置出射的光不在反射面32进行反射而从出射面33出射。
即,入射到导光投射光学元件3的光中的一部分光到达反射面32。到达反射面32的光在反射面32进行反射并从出射面33出射。
并且,从会聚光学元件2的出射面231、232中的例如如光线R3那样比会聚光学元件2的光轴C2更靠+Y1轴方向侧的位置出射的光被引导至反射面35。即,入射到导光投射光学元件3的光中的一部分光到达反射面35。到达反射面35的光经过棱线部321的+Z轴侧。到达反射面35的光在反射面35进行反射并从出射面36出射。
光线R3经过光源1发出的光中的比反射面32的棱线部321更靠反射光R1的行进方向(+Z轴方向)侧的位置。反射面35反射光线R3。
光线R3在反射面35进行反射,因此,如图1所示,等效于从共轭面PC上的位置P3(交点P3)出射的光线。位置P3是在-Z轴方向上延长在反射面35反射后的光线R3并与共轭面PC相交的位置。
并且,共轭面PC上的位置P3位于棱线部321的下侧(-Y轴侧)。例如,在光线R3从出射面33出射的情况下,到达比照射面9上的截止线91更靠上侧(+Y轴侧)的位置。
这里,光线R3对比截止线91更靠上侧(+Y轴侧)的位置进行照射,因此,可能迷惑对向车的驾驶员。并且,有时无法满足道路交通法等法规。
因此,使在反射面35反射后的光从出射面36出射。而且,出射面36使在反射面35反射后的光线R3到达比照射面9上的截止线91更靠下侧(-Y轴侧)的位置。
出射面36是折射面。出射面36也可以是曲面形状。并且,出射面36也可以是平面形状。如上所述,例如,在图1中,出射面36是仅在Y轴方向上具有正光焦度的圆柱形状。并且,例如,也可以是X轴方向的光焦度和Y轴方向的光焦度不同的超环面。
设出射面36的光轴为光轴C6。设包含出射面36的焦点Fp且与光轴C6垂直的平面为平面PF。如图1所示,光线R3等效于从平面PF上的位置P5(交点P5)出射的光线。位置P5是在-Z轴方向上延长在反射面35反射后的光线R3并与平面PF相交的位置。
例如,如果位置P5在平面PF上位于比焦点Fp更靠+Y轴方向的位置,则光线R3到达比照射面9上的截止线91更靠下侧(-Y轴侧)的位置。即,如果位置P5在平面PF上位于比焦点Fp更靠反射面32侧的位置,则光线R3对比照射面9上的截止线91更靠下侧(-Y轴侧)的位置进行照明。或者,与焦点Fp相比,如果位置P5在平面PF上相对于出射面36位于出射面33的方向,则光线R3对比照射面9上的截止线91更靠下侧(-Y轴侧)的位置进行照射。
该情况下,从出射面36出射的光被会聚。并且,从出射面36出射的光在照射面9上对比截止线91更靠下侧(-Y轴侧)的位置进行照明。
如图1所示,在反射面32侧延长光线R3而成的线段与平面PC的交点P3位于反射面32的背面侧。平面PC是包含出射面33的焦点且与出射面33的光轴C3垂直的平面。
并且,如图1所示,在反射面32侧延长光线R3而成的线段与平面PF的交点P5相对于出射面36的焦点Fp位于反射面32侧。平面PF是包含出射面36的焦点Fp且与出射面36的光轴C6垂直的平面。如果位置P5在平面PF上位于比焦点Fp更靠+Y轴方向的位置,则光线R3到达比照射面9上的截止线91更靠下侧(-Y轴侧)的位置。
并且,在反射面32侧延长光线R3而成的线段与平面PF的交点P5能够相对于出射面36的焦点Fp位于与反射面32相反的一侧。即,在平面PF上,交点P5位于比出射面36的焦点Fp更靠-Y轴方向的位置。如果位置P5在平面PF上位于比焦点Fp更靠-Y轴方向的位置,则光线R3到达比照射面9上的截止线91更靠上侧(+Y轴侧)的位置。
但是,从出射面36出射的一部分光能够作为用于对由道路交通法等法规规定的道路标识等进行照射的光而对比截止线91更靠上侧(+Y轴侧)的位置进行照明。该情况下,在反射面35反射后的光从出射面33和出射面36中的任意出射面出射。或者,在反射面35反射后的光也可以从出射面33和出射面36双方出射。
图18是示出前照灯模块100b的结构的结构图。
前照灯模块100b的反射面35具有反射区域35a和反射区域35b。例如,反射区域35a配置在比反射区域35b更靠-Z轴侧的位置。在反射区域35a反射后的光线R3a从出射面33直接出射。另一方面,在反射区域35b反射后的光线R3b从出射面36出射。
该情况下,光线R3a到达比照射面9上的截止线91更靠上侧(+Y轴侧)的位置。并且,光线R3b通过设定上述平面PF上的交点P5的位置,到达比照射面9上的截止线91更靠上侧(+Y轴侧)或下侧(-Y轴侧)的位置。
并且,例如,图18所示的导光投射光学元件3能够具有后述实施方式2的图13所示的反射面37。该情况下,在反射区域35a反射后的光线R3a能够分成从出射面33直接出射的光线R3a和在反射面37进行反射并从出射面33出射的光线R4。该情况下,导光投射光学元件3具有反射面35、37和出射面33、36。而且,反射面35具有反射区域35a和反射区域35b。
另外,反射区域不限于2种。能够采用3种以上的反射区域。
当在图18所示的导光投射光学元件3中应用图13所示的反射面37时,能够形成4个配光图案。即,第1是在反射面32进行反射并从出射面33出射的光。第2是在反射面35a进行反射,在反射面37进行反射并从出射面33出射的光。第3是在反射面35a进行反射并从出射面33直接出射的光。第4是在反射面35b进行反射并从出射面36出射的光。
并且,当在图13所示的导光投射光学元件301中应用图18所示的反射面35时,能够形成3个配光图案。即,第1是在反射面32进行反射并从出射面33出射的光。第2是在反射面35a进行反射,在反射面37进行反射并从出射面33出射的光。第3是在反射面35b进行反射并从出射面33直接出射的光。
另外,反射区域35a和反射区域35b的配置不限于图18所示的结构。例如,也可以在反射面35上交替配置多个反射区域35a和反射区域35b。
这样,在反射面35反射后的光线R3能够到达比照射面9上的截止线91更靠下侧(-Y轴侧)的位置、或比照射面9上的截止线91更靠上侧(+Y轴侧)的位置。即,通过反射面35的设定,不仅能够将在反射面35反射后的光线R3用于对比截止线更靠下侧的位置进行照射的照射光,还能够用于高架标志。
并且,通过光源1和会聚光学元件2的倾斜角度a的设定,能够缩短导光投射光学元件3的光轴C1方向(Z轴方向)的长度。而且,能够缩短光学系统的进深(Z轴方向的长度)。这里,在实施方式1中,“光学系统”是结构要素具有会聚光学元件2和导光投射光学元件3的光学系统。另外,如上所述,能够省略会聚光学元件2。
并且,通过光源1和会聚光学元件2的倾斜角度a的设定,容易将从会聚光学元件2射出的光引导至反射面32。因此,容易高效地使光在共轭面PC上集中在棱线部321的内侧(+Y轴方向侧)的区域中。
即,通过使从会聚光学元件2射出的光集中在反射面32的共轭面PC侧,能够增多从棱线部321的+Y轴方向的区域出射的光的出射量。这是因为,在反射面32进行反射并到达共轭面PC的光和不在反射面32进行反射而到达共轭面PC并从出射面33出射的光重叠。该情况下,从会聚光学元件2射出的中心光线与反射面32的交点位于反射面32的共轭面PC侧。
因此,容易使投影到照射面9上的配光图案的截止线91的下侧区域变亮。并且,导光投射光学元件3的光轴C3方向(Z轴方向)的长度缩短,由此,导光投射光学元件3的光的内部吸收减少,光利用效率提高。
“内部吸收”是指光透过导光部件(在本实施方式1中为导光投射光学元件3)时的、除了表面反射的损失以外的材料内部的光损失。导光部件的长度越长,则内部吸收越增加。
并且,不在反射面32反射也未直接到达出射面33的光线到达反射面35。到达反射面35的光线在反射面35进行反射并从出射面33或出射面36出射。
即,前照灯模块100不像现有的前照灯装置那样进行遮光,高效地使光从出射面33、36出射,因此,能够实现光利用效率较高的前照灯。
在一般的导光元件中,光在导光元件的侧面反复进行反射并在导光元件的内部行进。由此,光的强度分布均匀化。在实施方式1中,入射到导光投射光学元件3的光在反射面32或反射面35进行一次反射并从出射面33或出射面36出射。关于这点,实施方式1的导光投射光学元件3的使用方法与现有的导光元件的使用方法不同。
关于由道路交通规则等规定的配光图案,例如,截止线91的下侧(-Y轴方向侧)区域成为最大照度。如上所述,导光投射光学元件3的棱线部321处于隔着出射面33而与照射面9共轭的关系。因此,在使截止线91的下侧(-Y轴方向侧)区域成为最大照度时,只要使导光投射光学元件3的棱线部321的上侧(+Y轴方向侧)区域的光度最高即可。
另外,在棱线部321不是直线的情况下,例如,能够使棱线部321与光轴C3相交的位置(点Q)处的与X-Y平面平行的面(共轭面PC)处于与照射面9共轭的关系。另外,不需要必须使棱线部321与出射面33的光轴C3相交。即,棱线部321也可以相对于光轴C3向Y轴方向偏移。
在生成使截止线91的下侧(-Y轴方向侧)区域成为最大照度的配光图案时,如图1的(A)所示,在Y-Z平面上进行观察,通过反射面32使从导光投射光学元件3的入射面31入射的光的一部分进行反射是有效的。
这是因为,从入射面31入射的光中的不在反射面32进行反射而到达棱线部321的+Y轴方向侧的光和在反射面32上反射并到达棱线部321的+Y轴方向侧的光在共轭面PC上重叠。
即,在与照射面9上的高照度区域对应的共轭面PC上的区域中,使不在反射面32进行反射而到达共轭面PC的光和在反射面32上进行反射而到达共轭面PC的光重叠。根据这种结构,能够使棱线部321的上侧(+Y轴方向侧)区域的光度在共轭面PC上的光度中最高。
前照灯模块100通过使不在反射面32进行反射而到达共轭面PC并从出射面33出射的光和在反射面32上进行反射并到达共轭面PC的光在共轭面PC上重叠,形成光度较高的区域。通过变更反射面32上的光的反射位置,能够变更共轭面PC上的光度较高的区域的位置。
通过使反射面32上的光的反射位置接近共轭面PC,能够使共轭面PC上的棱线部321的附近成为光度较高的区域。即,能够使照射面9上的截止线91的下侧成为照度较高的区域。
并且,与对水平方向的配光的宽度进行调整的情况同样,通过使入射面31的垂直方向(Y轴方向)的曲率变化,能够对该重叠的光量进行调整。“重叠的光量”是不在反射面32进行反射而到达棱线部321的+Y轴方向侧(共轭面PC上)并从出射面33出射的光和在反射面32上反射并到达棱线部321的+Y轴方向侧(共轭面PC上)的光重叠后的光量。在共轭面PC上进行光的重叠。
这样,通过调整入射面31的曲率,能够调整配光。即,通过调整入射面31的曲率,能够得到期望的配光。
这里,“期望的配光”例如是由道路交通规则等规定的规定配光等。或者,如后所述,在使用多个前照灯模块形成一个配光图案的情况下,“期望的配光”是各前照灯模块要求的配光。
并且,与入射面31同样,通过使反射面35和出射面36的垂直方向(Y轴方向)的曲率变化,能够调整在反射面35反射后的光的配光。
并且,通过调整会聚光学元件2与导光投射光学元件3之间的几何学关系,能够调整配光。即,通过调整会聚光学元件2与导光投射光学元件3之间的几何学关系,能够得到期望的配光。
这里,“期望的配光”例如是由道路交通规则等规定的规定配光等。或者,如后所述,在使用多个前照灯模块形成一个配光图案的情况下,“期望的配光”是各前照灯模块要求的配光。
“几何学关系”例如是会聚光学元件2和导光投射光学元件3的光轴C3方向的位置关系。
当从会聚光学元件2到导光投射光学元件3的距离变短时,在反射面32进行反射的光的量减少,配光的垂直方向(Y轴方向)的尺寸变短。即,配光图案的高度变低。
相反,当从会聚光学元件2到导光投射光学元件3的距离变长时,在反射面32进行反射的光的量增加,配光的垂直方向(Y轴方向)的尺寸变长。即,配光图案的高度变高。
并且,通过调整在反射面32进行反射的光的位置,能够使重叠的光的位置变化。
“重叠的光的位置”是不在反射面32进行反射而到达棱线部321的+Y轴方向侧(共轭面PC上)并从出射面33出射的光和在反射面32上反射并到达棱线部321的+Y轴方向侧(共轭面PC上)的光在共轭面PC上重叠的位置。即,是共轭面PC上的高光度区域的范围。高光度区域是与照射面9上的高照度区域对应的共轭面PC上的区域。
并且,通过调整在反射面32进行反射的光的会聚位置,能够调整共轭面PC上的高光度区域的高度。即,当会聚位置接近共轭面PC时,高光度区域的高度方向的尺寸变短。相反,当会聚位置远离共轭面PC时,高光度区域的高度方向的尺寸变长。
在上述中,设高照度区域是截止线91的下侧(-Y轴方向侧)区域来进行说明。这是照射面9上的配光图案的高照度区域的位置。
如后所述,例如,有时使用多个前照灯模块在照射面9上形成一个配光图案。这种情况下,各前照灯模块的共轭面PC上的高光度区域不一定是棱线部321的+Y轴方向侧的区域。在共轭面PC上,在适合于各前照灯模块的配光图案的位置形成高光度区域。
如上所述,通过调整会聚位置PH,能够变更配光图案的形状。
水平方向的会聚位置PHh和垂直方向的会聚位置PHv不需要必须一致。例如,能够使水平方向(X轴方向)的会聚位置PHh和垂直方向(Y轴方向)的会聚位置PHv成为不同的位置。该情况下,例如,能够使入射面31成为超环面。
通过调整水平方向的会聚位置PHh,能够对配光图案的宽度进行控制。并且,通过调整垂直方向的会聚位置PHv,能够对高照度区域的高度进行控制。
这样,通过独立地设定水平方向的会聚位置PHh和垂直方向的会聚位置PHv,能够对配光图案的形状或高照度区域的形状进行控制。
例如,在导光投射光学元件3的入射面31中,通过调整与配光图案的水平方向对应的方向上的曲率,能够对配光图案的宽度或高照度区域的宽度进行控制。并且,在导光投射光学元件3的入射面31中,通过调整与配光图案的垂直方向对应的方向上的曲率,能够对配光图案的高度或高照度区域的高度进行控制。
另外,如上所述,在实施方式1所示的图中,设水平方向的会聚位置PHh和垂直方向的会聚位置PHv是同一位置来进行说明,因此,示出为会聚位置PH。
并且,通过变更导光投射光学元件3的棱线部321的形状,能够容易地形成截止线91的形状。即,通过使导光投射光学元件3的棱线部321成为截止线91的形状,能够容易地形成截止线91。因此,与现有的使用遮光板形成的情况相比,还具有光利用效率较高这样的优点。这是因为,能够形成截止线91而不对遮挡光。
共轭面PC上形成的配光图案的像通过导光投射光学元件3的出射面33放大投影到车辆前方的照射面9上。共轭面PC上形成的配光图案的像通过导光投射光学元件3的出射面33进行投影。
例如,出射面33的光轴C3方向的焦点位置与光轴C3方向的棱线部321的位置一致。即,棱线部321位于出射面33的焦点位置处的与光轴C3垂直的平面上。出射面33的焦点的Z轴方向(光轴C3方向)的位置与棱线部321的Z轴方向的位置一致。包含出射面33的焦点且与光轴C3垂直的平面包含棱线部321。
在图1中,出射面33的焦点位置与光轴C3上的棱线部321的位置(Z轴方向的位置)一致。即,出射面33的焦点位置例如位于棱线部321与光轴C3的交点上。
并且,未直接到达反射面32或出射面33的光线到达反射面35。到达反射面35的光线是如果没有反射面35则无法在照射面9上生成配光图案的光线。但是,通过设置反射面35,在反射面35反射后的光线从出射面33或出射面36出射。
由此,前照灯模块100能够使到达反射面35的光线有效地照射到照射面9上。
特别地,在反射面35进行反射并从出射面36出射的光线能够对比照射面9上的截止线91更靠下侧的位置进行照射。即,能够使到达反射面35的光线有效地照射到照射面9上的近光的配光图案的区域。即,能够有效利用无法利用的光,能够提供光利用效率较高的前照灯。
在现有的前照灯装置中使用遮光板和投射透镜,因此,产生由于部件间的位置偏差而引起的截止线91的变形或配光的偏差等的变化。
但是,导光投射光学元件3能够通过一个部件的形状精度,在光轴C3方向上使出射面33的焦点位置和棱线部321的位置一致。
由此,前照灯模块100能够抑制截止线91的变形或配光的偏差等的变化。这是因为,一般而言,与2个部件间的位置精度相比,能够更容易地提高一个部件的形状精度。
图7的(A)和图7的(B)是说明实施方式1的前照灯模块100的导光投射光学元件3的反射面32的形状的图。图7的(A)和图7的(B)提取导光投射光学元件3的从入射面31到共轭面PC的部分来示出。
图7的(A)为了比较而示出反射面32相对于Z-X平面不倾斜的情况。图7的(B)示出导光投射光学元件3的反射面32的形状。
图7的(B)所示的导光投射光学元件3的反射面32不是与Z-X平面平行的面。例如,如图7的(B)所示,反射面32是相对于Z-X平面以X轴为旋转轴的倾斜的平面。
从-X轴方向观察,导光投射光学元件3的反射面32是以X轴为旋转轴顺时针旋转的面。在图7的(B)中,反射面32成为相对于Z-X平面旋转角度f的面。即,反射面32的入射面31侧的端部位于比共轭面PC侧的端部更靠+Y轴方向的位置。另外,图7的角度f在图1中用角度b表示。
图7的(A)所示的导光投射光学元件3的反射面32是与Z-X平面平行的平面。从入射面31入射的光在反射面32进行反射而到达共轭面PC。
光入射到反射面32的入射角是入射角S1。而且,光在反射面32进行反射的反射角是反射角S2。根据反射定律,反射角S2与入射角S1相等。反射面32的垂线m1在图7的(A)中用单点划线表示。
另外,垂线是与直线或平面垂直相交的直线。
光以入射角S3入射到共轭面PC。光以出射角Sout1从共轭面PC出射。出射角Sout1与入射角S3相等。共轭面PC的垂线m2在图7的(A)中用单点划线表示。共轭面PC的垂线m2与光轴C3平行。
由于光在入射面31进行大幅折射,因此,从共轭面PC出射的光的出射角Sout1增大。当出射角Sout1增大时,与此相伴,出射面33的口径大型化。这是因为,出射角Sout1较大的光到达在出射面33上远离光轴C3的位置。
另一方面,图7的(B)所示的导光投射光学元件3的反射面32相对于X-Z平面倾斜。从-X轴方向观察,反射面32的倾斜方向是相对于X-Z平面顺时针旋转的方向。
即,反射面32相对于光的行进方向(+Z轴方向)向导光投射光学元件3内的光路扩宽的方向倾斜。反射面32朝向光的行进方向(+Z轴方向)以使导光投射光学元件3内的光路扩宽的方式倾斜。这里,光的行进方向是导光投射光学元件3内的光的行进方向。因此,在实施方式1中,光的行进方向是与导光投射光学元件3的光轴C3平行的方向。即,在实施方式1中,光的行进方向是+Z轴方向。
反射面32在出射面33的光轴C3的方向上朝向出射面33侧倾斜。“朝向出射面33侧”是指从出射面33侧(+Z轴方向侧)观察能够看到反射面32。
从入射面31入射的光在反射面32进行反射而到达共轭面PC。
光入射到反射面32的入射角是入射角S4。而且,光在反射面32进行反射的反射角是反射角S5。根据反射定律,反射角S5与入射角S4相等。反射面32的垂线m3在图7的(B)中用单点划线表示。
光以入射角S6入射到共轭面PC。光以出射角Sout2从共轭面PC出射。出射角Sout2与入射角S6相等。共轭面PC的垂线m4在图7的(B)中用单点划线表示。共轭面PC的垂线m4与光轴C3平行。
由于反射面32的倾斜,入射角S4大于入射角S1。并且,反射角S5大于反射角S2。因此,入射角S6小于入射角S3。即,当对从共轭面PC出射时的光相对于光轴C3的倾斜角度进行比较时,出射角Sout2小于出射角Sout1。
通过使反射面32朝向光的行进方向(+Z轴方向)以使导光投射光学元件3内的光路扩宽的方式倾斜,能够减小出射面33的口径。
通过使反射面32在出射面33的光轴C3的方向上朝向出射面33侧倾斜,能够减小出射面33的口径。
另外,为了使出射角Sout2小于出射角Sout1,还可以使反射面32成为曲面形状。即,反射面32由光路朝向光的行进方向(+Z轴方向)扩宽的曲面形成。
反射面32由在出射面33的光轴C3的方向上朝向出射面33侧的曲面形成。
反射面32的倾斜发挥减小在反射面32反射后的光从共轭面PC出射时的出射角Sout的作用。因此,通过反射面32的倾斜,能够减小出射面33的口径。而且,能够使前照灯模块100小型化。特别有助于前照灯模块100的高度方向(Y轴方向)的薄型化。
另外,在不需要减小出射面33的口径大小的情况下,能够使反射面32与Z-X平面平行。
<配光图案>
在摩托车用的前照灯装置的近光的配光图案中,截止线91呈水平的直线形状。即,截止线91呈在车辆的左右方向(X轴方向)上延伸的直线形状。
并且,关于摩托车用的前照灯装置的近光的配光图案,截止线91的下侧区域最亮。即,截止线91的下侧区域是高照度区域。
导光投射光学元件3的共轭面PC和照射面9处于隔着出射面33在光学上共轭的关系。棱线部321在共轭面PC上的光透过的区域中位于最下端(-Y轴方向侧)。因此,棱线部321对应于照射面9中的截止线91。截止线91在照射面9上位于配光图案的最上端(+Y轴方向侧)。
实施方式1的前照灯模块100隔着出射面33将共轭面PC上形成的配光图案直接投影到照射面9上。因此,共轭面PC上的配光分布直接投影到照射面9上。
因此,为了实现截止线91的下侧区域最亮的配光图案,在共轭面PC上使棱线部321的+Y轴方向侧的区域的光度最高。即,在共轭面PC上棱线部321的+Y轴方向侧的区域的光度分布最高。
并且,在反射面35进行反射并从出射面36出射的光照射到照射面9上。例如,能够使在反射面35进行反射并从出射面36出射的光与共轭面PC上形成的配光图案重叠。并且,为了对由道路交通法等法规规定的道路标识等进行照射,能够使在反射面35进行反射并从出射面36出射的光照射到比截止线91更靠上侧(+Y轴侧)的位置。
图8、图9和图10是利用等高线显示示出实施方式1的前照灯模块100的照度分布的图。图8是使用图2所示的导光投射光学元件3时的照度分布。该照度分布是投影到25m前方(+Z轴方向)的照射面9上的照度分布。并且,通过仿真求出该照度分布。
“等高线显示”是指利用等高线图进行显示。“等高线图”是用线连接相同值的点而示出的图。
根据图8可知,配光图案的截止线91是清晰的直线。即,在截止线91的下侧,等高线的宽度较窄。而且,配光分布以从截止线91起较短的距离成为最高照度的区域(高照度区域)93。
在图8中,高照度区域93的中心位于比配光图案的中心更靠+Y轴方向侧的位置。在图8中,高照度区域93收敛于比配光图案的中心更靠+Y轴方向侧的位置。配光图案的中心是配光图案的宽度方向的中心,是配光图案的高度方向的中心。
可知配光图案的截止线91的下侧(-Y轴方向侧)区域92最亮。即,在配光图案的截止线91的下侧区域92中包含配光图案中的最亮区域93。
在图8中,截止线91的下侧区域92位于配光图案的中心与截止线91之间。
这样,前照灯模块100能够容易地形成复杂的配光图案。特别是能够在维持清晰的截止线91的状态下使截止线91的下侧区域92最亮。
图9是示出仅有从出射面33出射的光的照度分布的图。出射面33将共轭面PC上形成的配光图案投影到照射面9上。而且,可知投影到照射面9上的配光图案的截止线91清晰。并且,关于由出射面33投影的配光图案,在位于水平方向(X轴方向)的中心的区域内,截止线91的下侧区域最亮。
图10是示出仅有从出射面36出射的光的照度分布的图。通过至少调整入射面31、反射面35和出射面36中的任意面的曲率,从出射面36出射的光以宽度较宽的方式照射到比截止线91更靠下侧(-Y轴方向侧)的位置。
在图10中,仅有从出射面36出射的光的照射区域的上端部(+Y轴侧的端部)位于比截止线91更靠下侧(-Y轴方向侧)的位置。即,从出射面36出射的光不会影响截止线91的清晰性。
即,从出射面36出射的光照射到近光的照射区域。在图8中,从出射面36出射的光与从出射面33出射的光重叠,形成近光的配光图案。
到达反射面35的光无法有效利用而成为损失光。但是,如图10所示,能够利用到达反射面35的光作为有效光。能够利用到达反射面35的光作为照射到近光区域的有效光。即,能够实现光利用效率较高的前照灯模块。
在图10中,例如,从出射面36出射的光对比截止线91更靠下侧的位置进行照射。但是,作为用于对由道路交通法等法规规定的道路标识等进行照射的光,还容易对比截止线91更靠上侧(+Y轴侧)的位置进行照明。
例如,使反射面35绕X轴旋转来调整反射面35的倾斜角度。或者,使出射面36绕X轴旋转来调整出射面36的倾斜角度。通过这些调整,从出射面36出射的光照射到比截止线91更靠上侧的位置。
并且,通过至少调整入射面31、反射面35和出射面36中的任意面的X轴方向的曲率,能够容易地调整配光的宽度。并且,通过至少调整入射面31、反射面35和出射面36中的任意面的Y轴方向的曲率,能够容易地调整配光的高度。
前照灯模块100不需要如现有的前照灯装置那样为了生成截止线91而使用导致光利用效率降低的遮光板。即,前照灯模块100通过设置反射面35,能够有效利用光。
并且,前照灯模块100不需要为了在配光图案中设置高照度区域而采用复杂的光学系统的结构。即,前照灯模块100能够实现小型、结构简易、光利用效率得到提高的前照灯装置。
本发明的实施方式1的前照灯模块100以摩托车用的前照灯装置的近光为例进行了说明。但是不限于此。例如,前照灯模块100还可以应用于自动三轮车用的前照灯装置的近光或四轮汽车用的前照灯装置的近光。
图11是示出导光投射光学元件3的共轭面PC上的截面形状的一例的示意图。棱线部321的形状例如可以是图11所示的具有阶梯差的形状。即,图11所示的棱线部321的形状呈折曲线形状。
从后方(-Z轴方向)观察,左侧(+X轴方向侧)的棱线部321a位于比右侧(-X轴方向侧)的棱线部321b高的位置(+Y轴方向)。
共轭面PC和照射面9处于隔着出射面33在光学上共轭的关系。因此,共轭面PC上的配光图案的形状以上下方向和左右方向反转的方式被投影到照射面9上。即,在照射面9上,车辆的行进方向左侧的截止线较高,右侧的截止线较低。
由此,为了进行步行者的识别和标识的识别,能够容易地形成抬高步道侧(左侧)的照射的“抬高线”。另外,对车辆在道路的左侧行驶的情况进行说明。
并且,棱线部321a和棱线部321b的Y轴方向的位置不同,由此,到达反射面35的光的量也不同。由此,能够调整车辆的右侧和左侧的光量。
并且,在车辆中,有时并列多个前照灯模块,合并各模块的配光图案来形成配光图案。即,有时并列多个前照灯模块,合并各模块的配光图案来形成配光图案。这种情况下,也能够容易地应用实施方式1的前照灯模块100。
前照灯模块100通过调整导光投射光学元件3的入射面31的曲面形状,能够使配光图案的宽度和高度变化。而且,还能够使配光分布变化。
这里,入射面31的水平方向对应于车辆的水平方向。入射面31的水平方向对应于从车辆投影的配光图案的水平方向。并且,入射面31的垂直方向对应于车辆的垂直方向。入射面31的垂直方向对应于从车辆投影的配光图案的垂直方向。
并且,前照灯模块100通过调整会聚光学元件2与导光投射光学元件3的光学位置关系或导光投射光学元件3的入射面31的形状,能够使配光图案的宽度和高度变化。而且,还能够使配光分布变化。
并且,通过使用反射面32,能够容易地进行配光分布的变化。例如,通过使反射面32的倾斜角度b变化,能够使高照度区域的位置变化。
并且,前照灯模块100通过调整导光投射光学元件3的反射面35的倾斜或曲面形状,能够使配光图案的宽度和高度变化。而且,还能够使配光分布变化。
并且,前照灯模块100通过调整导光投射光学元件3的出射面33、36的曲面形状,能够使配光图案的宽度和高度变化。而且,还能够使配光分布变化。
并且,前照灯模块100能够利用导光投射光学元件3的棱线部321的形状来规定截止线91的形状。即,能够通过导光投射光学元件3的形状来形成配光图案。
因此,在多个前照灯模块之间,不需要特别地变更会聚光学元件2的形状等。即,会聚光学元件2可以是通用部件。因此,能够削减部件的种类,能够改善组装性,降低制造成本。
并且,前照灯模块100的整体能够发挥这种任意调整配光图案的宽度和高度的功能以及任意调整配光分布的功能即可。前照灯模块100的光学部件具有会聚光学元件2和导光投射光学元件3。即,还能够将这些功能分散到构成前照灯模块100的会聚光学元件2和导光投射光学元件3中的任意光学面。
例如,使导光投射光学元件3的反射面32成为曲面形状且具有光焦度,也能够形成配光。
但是,关于反射面32,不需要必须使全部光到达反射面32。因此,在使反射面32具有形状的情况下,能够有助于形成配光图案的光的量有限。即,通过在反射面32进行反射,对配光图案赋予反射面32的形状作用的光的量有限。因此,为了在光学上对全部光赋予作用并使配光图案容易地变化,优选使入射面31具有光焦度来形成配光。
在实施方式1中,前照灯模块100具有光源1、会聚光学元件2和导光投射光学元件3。光源1射出光。会聚光学元件2会聚从光源1射出的光。导光投射光学元件3从入射面31入射从会聚光学元件2射出的光。导光投射光学元件3使入射的该光的一部分或全部在反射面32或反射面35进行反射。导光投射光学元件3使在反射面32和反射面35中的任意反射面反射后的光从出射面33或出射面36出射。另外,入射面31由使入射光的发散角变化的曲面形成。
前照灯模块100具有光源1和光学元件3。光源1发出光。光学元件3具有反射从光源1发出的光的反射面32。光学元件3具有出射在反射面32或反射面35反射后的反射光的出射面33和出射面36。出射面33具有正屈光力。在出射面33的光轴C3的方向上,反射面32的靠出射面33侧的端部321包含位于出射面33的焦点位置的点Q。
在实施方式1中,作为一例,光学元件3示出为导光投射光学元件3。并且,作为一例,端部321示出为棱线部321。
反射面32的反射光的行进方向的端部321在出射面33的光轴C3的方向上包含位于出射面33的焦点位置的点Q。
在反射面32反射后的反射光通过反射面32入射到光学元件3后进行最初的反射。
在反射面32反射后的反射光通过反射面32中的一次反射而到达出射面33。
在反射面35反射后的反射光通过反射面35入射到光学元件3后进行最初的反射。
在反射面35反射后的反射光通过反射面35中的一次反射而到达出射面33或出射面36。
前照灯模块100使入射到光学元件3的光中的在反射面32反射后的反射光和在反射面32反射后的光以外的光在经过位于端部321上的焦点位置的点Q且与出射面33的光轴C3垂直的平面PC上重叠,由此形成平面PC上的高光度区域。
前照灯模块100使入射到光学元件3的光中的在反射面32反射后的反射光和未在反射面32反射后的光在包含出射面33的焦点且与出射面33的光轴C3垂直的平面PC上重叠,由此形成平面PC上的高光度区域。
反射面32在光轴C3的方向上朝向出射面33侧倾斜。
光学元件3包含入射从光源1发出的光的入射部31。入射部31具有屈光力。
入射部31包含具有屈光力的折射面31。
作为一例,入射部31示出为入射面31。
在反射面32反射后的反射光直接到达出射面33。
反射面32是全反射面。
在反射面35反射后的反射光直接到达出射面33或出射面36。
反射面35是全反射面。
入射部34与所述端部321连接。
作为一例,入射部34示出为入射面34。
光学元件3的内部充满折射材料。
<变形例1>
并且,关于实施方式1的前照灯模块100,对一个前照灯模块具有一个光源1和一个会聚光学元件2的情况进行了说明。但是,光源1在一个前照灯模块中不限于一个。并且,会聚光学元件2在一个前照灯模块中也不限于一个。将光源1和会聚光学元件2统称作光源模块15。
图12是示出实施方式1的前照灯模块110的结构的结构图。图12是从+Y轴方向观察前照灯模块110的图。
例如,图12所示的前照灯模块110具有3个光源模块15。光源模块15a具有光源1a和会聚光学元件2a。光源模块15b具有光源1b和会聚光学元件2b。光源模块15c具有光源1c和会聚光学元件2c。
将光源模块15a、15b、15c统一表示为光源模块15。并且,当表示在光源模块15a、15b、15c中共用的情况下也表示为光源模块15。
从Y轴方向观察,在导光投射光学元件3的光轴C3上配置有光源1a和会聚光学元件2a。另外,在从X轴方向观察的情况下,会聚光学元件2a的光轴C2和光源1a的光轴C1相对于光轴C3倾斜,因此,光源1a和会聚光学元件2a未配置在光轴C3上。光源1a和会聚光学元件2a是光源模块15a的结构要素。
在光源1a的+X轴方向上配置有光源1b。并且,在会聚光学元件2a的+X轴方向上配置有会聚光学元件2b。光源1b和会聚光学元件2b是光源模块15b的结构要素。即,在光源模块15a的+X轴方向上配置有光源模块15b。
在光源1a的-X轴方向上配置有光源1c。并且,在会聚光学元件2a的-X轴方向上配置有会聚光学元件2c。光源1c和会聚光学元件2c是光源模块15c的结构要素。即,在光源模块15a的-X轴方向上配置有光源模块15c。
从光源1a射出的光La透过会聚光学元件2a而从入射面31入射到导光投射光学元件3。从Y轴方向观察,光La入射时的入射面31上的X轴方向的位置位于导光投射光学元件3的光轴C3上。
从入射面31入射的光La在反射面32或反射面35进行反射。在反射面32反射后的光La从出射面33出射。在反射面35反射后的光La从出射面33或出射面36出射。从Y轴方向观察,光La出射时的出射面33、36上的X轴方向的位置位于导光投射光学元件3的光轴C3上。
从光源1b射出的光Lb透过会聚光学元件2b而从入射面31入射到导光投射光学元件3。从Y轴方向观察,光Lb入射时的入射面31上的X轴方向的位置相对于导光投射光学元件3的光轴C3位于+X轴方向上。
从入射面31入射的光Lb在反射面32或反射面35进行反射。在反射面32反射后的光Lb从出射面33出射。在反射面35反射后的光Lb从出射面33或出射面36出射。从Y轴方向观察,光Lb出射时的出射面33、36上的X轴方向的位置相对于导光投射光学元件3的光轴C3位于-X轴方向上。
从光源1c射出的光Lc透过会聚光学元件2c而从入射面31入射到导光投射光学元件3。从Y轴方向观察,光Lc入射时的入射面31上的X轴方向的位置相对于导光投射光学元件3的光轴C3位于-X轴方向上。
从入射面31入射的光Lc在反射面32或反射面35进行反射。在反射面32反射后的光Lc从出射面33出射。在反射面35反射后的光Lc从出射面33或出射面36出射。从Y轴方向观察,光Lc出射时的出射面33、36上的X轴方向的位置相对于导光投射光学元件3的光轴C3位于+X轴方向上。
即,图12所示的结构能够在水平方向(X轴方向)上扩宽透过共轭面PC的光束。由于共轭面PC和照射面9是共轭的关系,因此,能够扩宽配光图案的水平方向的宽度。
通过采用这种结构,不具有多个前照灯模块100也能够增加光量。即,前照灯模块110能够使前照灯装置10整体的大小小型化。并且,前照灯模块110能够容易地实现水平方向上宽度较宽的配光生成。
并且,在图12中,在水平方向(X轴方向)上并列多个光源模块15。但是,也可以在垂直方向(Y轴方向)上并列多个光源模块15。例如,在Y轴方向上以两段的方式并列光源模块15。由此,能够增加前照灯模块110的光量。
并且,通过进行单独点亮光源1a、1b、1c的控制或单独熄灭光源1a、1b、1c的控制,能够选择对车辆前方进行照明的区域。由此,能够使前照灯模块110具有配光可变功能。即,前照灯模块120能够具有使配光变化的功能。
例如,当车辆在交叉点进行右转或左转的情况下,与通常的近光的配光相比,需要实现在车辆转弯的方向上较宽的配光。这种情况下,通过单独点亮或熄灭光源1a、1b、1c来进行控制,能够得到与行驶状况对应的最佳配光。驾驶者通过使前照灯模块120的配光变化,能够相对于行进方向得到更加优良的视场。
另外,能够将前照灯模块110的导光投射光学元件3替换成实施方式2中说明的导光投射光学元件301。
<变形例2>
图16是示出例如使图1所示的出射面33、36成为平面并另行设置投射透镜等投射光学元件350时的前照灯模块100a的结构的结构图。
前照灯模块100a的导光投射光学元件38例如使图1所示的导光投射光学元件3的出射面33、36成为平面,使投射光学元件350具有导光投射光学元件3的出射面33、36的投射功能。投射光学元件350的与出射面33对应的部分是出射面350a。投射光学元件350的与出射面36对应的部分是出射面350b。
投射光学元件350例如配置在出射面33的+Z轴侧。即,从出射面33出射的光入射到投射光学元件350。
投射光学元件350具有导光投射光学元件3的出射面33、36的投射功能的全部或一部分。即,图16所示的前照灯模块100a通过投射光学元件350和出射面33、36实现图1所示的导光投射光学元件3的出射面33、36的功能。因此,利用实施方式1中的出射面33、36的说明来代替该功能等的说明。投射光学元件350对配光图案进行投影。
另外,在图16所示的前照灯模块100a中,使出射面33具有屈光力,能够与投射光学元件350一起实现图1所示的导光投射光学元件3的出射面33、36的功能。
并且,光轴C3是具有投射功能的部分的光轴。因此,在出射面33为平面的情况下,成为投射光学元件350的出射面350a的光轴。同样,在出射面33为平面的情况下,光轴C6成为投射光学元件350的出射面350b的光轴。并且,在出射面33和投射光学元件350具有投射功能的情况下,光轴C3成为对出射面33和投射光学元件350的出射面350a进行合成后的合成透镜的光轴。同样,光轴C6成为对出射面33和投射光学元件350的出射面350b进行合成后的合成透镜的光轴。将具有投射功能的部分称作投射光学部或投射部。
“合成透镜”是指利用一个透镜表示组合多个透镜后的性能的透镜。
另外,还能够将投射光学元件350的出射面350a和出射面350b分离成2个投射光学元件。
实施方式2
图13是示出本发明的实施方式2的前照灯模块120的结构的结构图。对与图1相同的结构要素标注相同标号并省略其说明。与图1相同的结构要素是光源1和会聚光学元件2。
如图13所示,实施方式2的前照灯模块120具有光源1和导光投射光学元件301。并且,前照灯模块120能够具有会聚光学元件2。即,前照灯模块120与实施方式1的前照灯模块100的不同之处在于,导光投射元件3被置换成导光投射元件301。
导光投射元件301的形状与导光投射元件3不同。另外,在导光投射元件301中,对具有与导光投射元件3相同功能的部分标注相同标号并省略其说明。具有与导光投射元件3相同功能的部分是入射面31、34、反射面32、35和出射面33。
在前照灯模块100中,从导光投射元件3的入射面31入射的光的一部分在反射面35进行反射并从出射面33或出射面36出射。出射面33对配光图案进行投影。出射面36对配光图案进行投影。
但是,出射面被分割成出射面33和出射面36,因此,在出射面33与出射面36之间产生边界部分。在存在这种边界部分的情况下,与不存在边界部分的情况相比,很难制造部件。并且,在部件的加工精度较低的情况下,无法有效利用到达边界部分的光。即,到达边界部分的光无助于车辆前方的照明。
并且,在从正面方向(+Z轴方向)观察前照灯装置10的情况下,被分成导光投射光学元件3的出射面33、36这2部分。因此,前照灯模块100有时损害前照灯装置10的外观性。即,导光投射光学元件3的出射面33、36不是单一曲面,而是被分成2部分的面。因此,根据车辆的设计或前照灯装置10的设计,有时在设计上并不适用被分成2部分的出射面33、36。
实施方式2的前照灯模块120解决这种课题。前照灯模块120小型,结构简单,光利用效率较高,能够利用单一曲面形成导光投射光学元件的出射面。
实施方式2的前照灯模块120能够改善制造性并提高设计性。
<导光投射元件301>
图14是导光投射光学元件301的立体图。
导光投射光学元件301具有反射面32、反射面35和反射面37。导光投射光学元件301能够具有出射面33。导光投射光学元件301能够具有入射面31。并且,导光投射光学元件301能够具有入射面34。
导光投射光学元件301是在导光投射光学元件3的形状中附加反射面37而得到的形状。
另外,作为一例,设导光投射光学元件301的入射面31是在X轴方向和Y轴方向上均具有正光焦度的曲面来进行说明。
导光投射光学元件301入射从会聚光学元件2射出的光。导光投射光学元件301从出射面33向前方(+Z轴方向)出射入射光。另外,与实施方式1同样,能够省略会聚光学元件2。
导光投射光学元件301是由透明树脂、玻璃或硅酮材料制作的。
并且,实施方式2所示的导光投射光学元件301例如内部充满折射材料。
反射面37形成在导光投射光学元件301的上面侧。另外,反射面32、35形成在导光投射光学元件301的下面侧。上面是+Y轴侧的面。下面是-Y轴侧的面。
反射面37配置在比反射面32更靠出射面33侧的位置。并且,反射面37配置在比反射面35更靠出射面33侧的位置。反射面37配置在比反射面32更靠入射到导光投射光学元件301的光的行进方向侧的位置。并且,反射面37配置在比反射面35更靠入射到导光投射光学元件301的光的行进方向侧的位置。
另外,在图13中,在Z轴方向上,反射面37的一部分区域与反射面35的一部分区域重合。在光轴C3的方向上,反射面35位于反射面32与反射面37之间。反射面35例如位于比光轴C3更靠-Y轴方向的位置。反射面37例如位于比光轴C3更靠+Y轴方向的位置。
反射面37例如呈凹面的形状。即,反射面37呈向+Y轴方向凸出的凸形状。反射面37例如呈仅在Y轴方向上具有曲率的凹面形状。即,反射面37在X轴方向上不具有曲率。反射面37例如是圆柱面。
反射面37例如在与Y-Z平面平行的面上具有曲面形状。并且,反射面37例如在与X-Y平面平行的面上具有直线形状。另外,反射面37例如能够在与X-Y平面平行的面上具有曲面形状。即,能够使反射面37成为超环面。关于反射面37,例如,X轴方向的曲率和Y轴方向的曲率不同。
并且,反射面37以在光线的行进方向上光路扩宽的方式形成。即,从+Z轴方向进行观察,能够看到反射面37的正面。
如在反射面32中说明的那样,反射面37例如也可以是进行镜蒸镀而得到的镜面。但是,优选不对反射面37进行镜蒸镀而使反射面37作为全反射面发挥功能。
另外,能够使反射面37成为扩散面。扩散面例如是对面附加细微的凹凸形状的压花加工面或滚花加工面等。能够使在反射面37反射后的光形成的配光图案的周边部分模糊。并且,能够减少配光图案内的配光不均。
<光线的举动>
在导光投射光学元件301的反射面32反射后的光线的举动与实施方式1中的导光投射光学元件3相同。并且,入射到导光投射光学元件301且不在反射面32进行反射而直接从出射面33出射的光线的举动与实施方式1中的导光投射光学元件3相同。因此,利用实施方式1中的会聚光学元件3的说明来代替这些光线的举动。
因此,这里对到达反射面35的光线的举动进行说明。
如图13所示,由会聚光学元件2会聚后的光到达导光光学元件301的入射面31。例如,在图13中,入射面31是折射面。从入射面31入射到导光投射光学元件301的光在入射面31进行折射。
在实施方式2中,入射面31例如为凸面形状。
从入射面31入射的光中的未在反射面32反射的光的一部分到达反射面35。即,经过比反射面32的+Z轴方向的端部(棱线部321)更靠+Z轴方向侧的位置后的光的一部分到达反射面35。
反射面35使被引导至反射面35的光向反射面37的方向反射。
在反射面35进行反射并到达反射面37的光在反射面37向出射面33的方向反射。然后,在反射面37反射后的光从出射面33向前方(+Z轴方向)出射。
如图13的(A)所示,例如,在反射面37反射后的光线R4等效于从共轭面PC上的位置P4(交点P4)出射的光线。位置P4是在-Z轴方向上延长在反射面35反射后的光线R4并与共轭面PC相交的位置。
在反射面32侧延长反射光的光线R4而成的线段和包含出射面33的焦点且与出射面33的光轴C3垂直的平面的交点P4位于反射面32的正面侧。
并且,共轭面PC上的位置P4位于棱线部321的上侧(+Y轴侧)。在反射面37反射后的光从出射面33出射并到达比照射面9上的截止线91更靠下侧(-Y轴侧)的位置。
因此,与实施方式1同样,在反射面37进行反射并从出射面33出射的光照射到近光的照射区域。在反射面37进行反射并从出射面33出射的光与在反射面32进行反射并从出射面33出射的光重叠,形成近光的配光图案。
即,到达反射面35的光有助于形成由道路交通规则等确定的配光图案。能够利用在反射面37进行反射并从出射面33出射的光作为照射到近光区域的有效光。
从出射面33出射的反射光R4与从出射面33出射的反射光R1重叠。
并且,设反射面37为仅在Y轴方向上具有曲率的凸面形状进行了说明。但是不限于此。例如,通过在反射面37的X轴方向上也具有曲率,能够调整水平方向的配光的宽度。
导光投射光学元件301包含反射面35和反射面37。反射面37位于反射面32与出射面33之间。而且,反射面37反射在反射面35反射后的光。
另外,如在实施方式1的图18中说明的那样,反射面35能够具有反射区域35a和反射区域35b。而且,例如,在反射区域35a反射后的光线R4a在反射面37进行反射并从出射面33出射。另一方面,在反射区域35b反射后的光线R4b从出射面33直接出射。
光线R4a例如相当于图18所示的光线R3a。光线R4b例如相当于图18所示的光线R3b。
该情况下,光线R4a到达比照射面9上的截止线91更靠下侧(-Y轴侧)的位置。并且,光线R4b到达比照射面9上的截止线91更靠上侧(+Y轴侧)的位置。
这样,在反射面35反射后的光线R4能够到达比照射面9上的截止线91更靠下侧(-Y轴侧)的位置、或比照射面9上的截止线91更靠上侧(+Y轴侧)的位置。即,通过反射面35的设定,不仅能够将在反射面35反射后的光线R4用于对比截止线更靠下侧的位置进行照射的照射光,而且能够用于高架标志。
在实施方式2中,导光投射光学元件301示出为光学元件的一例。并且,棱线部321示出为反射面32的端部的一例。
<变形例3>
图17是示出例如使出射面33成为平面并另行设置投射透镜等投射光学元件350时的前照灯模块120a的结构的结构图。
前照灯模块120a的导光投射光学元件381例如使图13所示的导光投射光学元件301的出射面33成为平面,使投射光学元件350具有导光投射光学元件301的出射面33的投射功能。投射光学元件350对配光图案进行投影。
投射光学元件350例如配置在出射面33的+Z轴侧。即,从出射面33出射的光入射到投射光学元件350。
投射光学元件350具有导光投射光学元件301的出射面33的投射功能的全部或一部分。即,图17所示的前照灯模块120a通过投射光学元件350和出射面33实现图13所示的导光投射光学元件301的出射面33的功能。因此,利用实施方式2中的出射面33的说明来代替该功能等的说明。
另外,在图17所示的前照灯模块120a中,使出射面33具有屈光力,能够与投射光学元件350一起实现图13所示的导光投射光学元件301的出射面33的功能。
并且,光轴C3是具有投射功能的部分的光轴。因此,在出射面33为平面的情况下,成为投射光学元件350的光轴。并且,在出射面33和投射光学元件350具有投射功能的情况下,光轴C3成为对出射面33和投射光学元件350进行合成后的合成透镜的光轴。将具有投射功能的部分称作投射光学部或投射部。
“合成透镜”是指利用一个透镜表示组合多个透镜后的性能的透镜。
如上所述,在实施方式1和实施方式1中说明的前照灯模块100、100a、120、120a能够如下进行说明。
前照灯模块100、100a、110、120、120a具有发出光的光源1、反射光的第1反射面32、投射在第1反射面32反射后的第1反射光R1的第1投射部33、350以及将光源1发出的光中的经过比第1反射面32的靠第1投射部33、350侧的端部321更靠第1投射部33、350侧的位置后的光反射为第2反射光R3的第2反射面35。
第1投射部33、350具有正屈光力。
在第1反射面32侧延长第2反射光R3而成的线段和包含第1投射部33、350的焦点且与第1投射部33、350的光轴C3垂直的平面PC的交点P3位于第1反射面32的背面侧。
前照灯模块100、100a能够具有出射第2反射光R3的第2投射部36、350b。
前照灯模块120、120a具有将第2反射光R3反射为第3反射光R3的第3反射面37。
第3反射光R3从第1出射面33、350出射。
图1所示的前照灯模块100的导光投射光学元件3具有第1反射面32、第2反射面35和第1投射部33。并且,前照灯模块100的导光投射光学元件3能够具有第2投射部36。
图16所示的前照灯模块100a的导光投射光学元件38具有第1反射面32和第2反射面35。投射光学元件350包含第1投射部350a。投射光学元件350能够包含第2投射部350b。
图13和图17所示的前照灯模块120、120a的导光投射光学元件301、381具有第1反射面32、第2反射面35、第3反射面37和第1投射部33、350。
实施方式3
图15是搭载有多个前照灯模块100的前照灯装置10的结构图。
在上述实施方式中,说明了前照灯模块100、100a、110、120、120a的实施方式。在图15中,作为一例,示出搭载有前照灯模块100的例子。
例如,能够将图15所示的3个前照灯模块100的全部或一部分置换成前照灯模块110、120。
前照灯装置10具有壳体97。并且,前照灯装置10能够具有罩96。
壳体97保持前照灯模块100。
壳体97配置在车体的内部。
在壳体97的内部收纳有前照灯模块100。在图15中,作为例子,收纳有3个前照灯模块100。另外,前照灯模块100的个数不限于3个。前照灯模块100的个数可以是1个,也可以是3个以上。
前照灯模块100例如在壳体97的内部在X轴方向上并列配置。另外,前照灯模块100的并列方法不限于在X轴方向上并列的方法。可以考虑设计或功能等,在Y轴方向或Z轴方向上偏移配置前照灯模块100。
并且,在图15中,在壳体97的内部收纳有前照灯模块100。但是,壳体97不需要为箱形。壳体97也可以采用由框架等构成并在该框架上固定前照灯模块100的结构。这是因为,在四轮汽车等的情况下,壳体97配置在车体的内部。该框架等也可以是构成车体的部件。该情况下,壳体97成为构成车体的一部分壳体部。
在摩托车的情况下,壳体97配置在把手附近。在四轮汽车的情况下,壳体97配置在车体的内部。
罩96透过从前照灯模块100射出的光。而且,透过罩96的光向车辆的前方射出。罩96是由透明材料制作的。
罩96配置在车体的表面部分,露出到车体的外部。
罩96配置在壳体97的+Z轴方向上。
从前照灯模块100射出的光透过罩96并向车辆的前方射出。在图15中,从罩96射出的光与从相邻的前照灯模块100射出的光重合,形成一个配光图案。
罩96是为了保护前照灯模块100不受风雨或尘埃等影响而设置的。但是,在导光投射光学元件3的出射面33是保护前照灯模块100内部的部件不受风雨或尘埃等影响的构造的情况下,不需要特别设置罩96。
如以上说明的那样,在具有多个前照灯模块100、100a、110、120、120a的情况下,前照灯装置10是前照灯模块100、100a、110、120、120a的集合体。并且,在具有一个前照灯模块100、100a、110、120、120a的情况下,前照灯装置10与前照灯模块100、100a、110、120、120a相等。即,前照灯模块100、100a、110、120、120a是前照灯装置10。
另外,在上述各实施方式中,有时使用“平行”或“垂直”等表示部件间位置关系或部件形状的用语。这些用语表示包含考虑到制造上的公差或组装上的偏差等的范围。因此,在权利要求书中存在表示部件间位置关系或部件形状的记载的情况下,表示包含考虑到制造上的公差或组装上的偏差等的范围。
并且,如上所述说明了本发明的实施方式,但是,本发明不限于这些实施方式。
根据以上各实施方式,下面将发明内容记载成附记(1)和附记(2)。附记(1)和附记(2)分别独立地标注标号。因此,例如,在附记(1)和附记(2)双方中存在“附记1”。
并且,能够组合附记(1)的特征和附记(2)的特征。
<附记(1)>
<附记1>
一种前照灯模块,其中,所述前照灯模块具有:
光源,其发出光;以及
光学元件,其包含反射所述光的第1反射面、出射在所述第1反射面反射后的第1反射光的第1出射面、将所述光源发出的光中的经过比所述第1反射面的所述第1出射面侧的端部更靠所述第1出射面侧的位置后的光反射为第2反射光的第2反射面,
所述第1出射面具有正屈光力,
在所述第1反射面侧延长所述第2反射光而成的线段和包含所述第1出射面的焦点且与所述第1出射面的光轴垂直的平面的交点位于所述第1反射面的背面侧。
<附记2>
根据附记1所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含出射所述第2反射光的第2出射面。
<附记3>
根据附记2所述的前照灯模块,其中,
从所述第2出射面出射的所述第2反射光与从所述第1出射面出射的所述第1反射光重叠。
<附记4>
根据附记1~3中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含将所述第2反射光反射为第3反射光的第3反射面。
<附记5>
根据附记4所述的前照灯模块,其中,
在所述第1反射面侧延长所述第3反射光而成的线段和包含所述第1出射面的焦点且与所述第1出射面的光轴垂直的平面的交点位于所述第1反射面的正面侧。
<附记6>
根据附记4或5所述的前照灯模块,其中,
所述第3反射光从第1出射面出射。
<附记7>
根据附记6所述的前照灯模块,其中,
从所述第1出射面出射的所述第3反射光与从所述第1出射面出射的所述第1反射光重叠。
<附记8>
一种前照灯装置,其中,所述前照灯装置具有附记1~7中的任意一项所述的前照灯模块。
<附记(2)>
<附记1>
一种车辆用的前照灯模块,其形成配光图案并对该配光图案进行投影,其中,所述车辆用的前照灯模块具有:
光源,其发出光;以及
光学元件,其包含将所述光反射为第1反射光的第1反射面、以及将所述光源发出的光中的经过比所述第1反射面的端部更靠所述第1反射光的行进方向侧的位置后的光反射为第2反射光的第2反射面,
所述端部是第1反射光的行进方向侧的端部,
所述第1反射面通过重叠所述第1反射光和未在所述第1反射面反射的光而形成所述配光图案的高光度区域,形成所述配光图案的截止线。
<附记2>
根据附记1所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件形成所述配光图案。
<附记3>
根据附记1或2所述的前照灯模块,其中,
根据所述第1反射面的形状形成所述配光图案的截止线。
<附记4>
根据附记1~3中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面向所述光学元件内的光路扩宽的方向倾斜。
<附记5>
根据附记1~4中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件具有入射所述光源发出的光的入射面,
所述入射面在与所述配光图案的垂直方向对应的方向上具有正光焦度。
<附记6>
根据附记5所述的前照灯模块,其中,
所述入射面在与所述配光图案的水平方向对应的方向上具有正光焦度,
所述垂直方向的光焦度是与所述水平方向的光焦度不同的值。
<附记7>
根据附记5所述的前照灯模块,其中,
所述入射面在与所述配光图案的水平方向对应的方向上具有负光焦度。
<附记8>
根据附记1~4中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述前照灯模块具有入射所述光源发出的光的会聚光学元件,
所述会聚光学元件会聚所述光。
<附记9>
根据附记8所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件具有入射所述会聚光学元件会聚后的光的入射面,
在与所述配光图案的垂直方向对应的方向上,所述会聚光学元件与所述入射面的合成光焦度为正值。
<附记10>
根据附记9所述的前照灯模块,其中,
所述合成光焦度在与所述配光图案的水平方向对应的方向上具有正光焦度,
所述合成光焦度的垂直方向的光焦度是与所述合成光焦度的所述水平方向的光焦度不同的值。
<附记11>
根据附记9所述的前照灯模块,其中,
所述合成光焦度在与所述配光图案的水平方向对应的方向上具有负光焦度。
<附记12>
根据附记1~11中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含出射所述第1反射光的第1出射面。
<附记13>
根据附记12所述的前照灯模块,其中,
所述第1出射面具有正屈光力。
<附记14>
根据附记12或13所述的前照灯模块,其中,
所述配光图案具有包含所述第1反射光的第1配光图案,
所述第1出射面对所述第1配光图案进行投影。
<附记15>
根据附记12~14中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第1出射面的焦点且与所述第1出射面的光轴垂直的平面的交点位于所述第1反射面的背面侧。
<附记16>
根据附记1~15中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含出射所述第2反射光的第2出射面。
<附记17>
根据附记16所述的前照灯模块,其中,
所述第2出射面具有正屈光力。
<附记18>
根据附记16或17所述的前照灯模块,其中,
所述配光图案具有包含所述第2反射光的第2配光图案,
所述第2出射面对所述第2配光图案进行投影。
<附记19>
根据附记16~18中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第2出射面的焦点且与所述第2出射面的光轴垂直的平面的交点相对于所述第2出射面的焦点位于所述第1反射面侧。
<附记20>
根据附记16~18中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第2出射面的焦点且与所述第2出射面的光轴垂直的平面的交点相对于所述第2出射面的焦点位于与所述第1反射面相反的一侧。
<附记21>
根据附记16~20中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面包含第1反射区域和第2反射区域,
在所述第1反射区域反射后的光从所述第1出射面出射,
在所述第2反射区域反射后的光从所述第2出射面出射。
<附记22>
根据附记12~15中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含将所述第2反射光反射为第3反射光的第3反射面。
<附记23>
根据附记22所述的前照灯模块,其中,
所述配光图案具有包含所述第3反射光的第3配光图案,
所述第1出射面对所述第3配光图案进行投影。
<附记24>
根据附记22或23所述的前照灯模块,其中,
将所述第3反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第1出射面的焦点且与所述第1出射面的光轴垂直的平面的交点位于所述第1反射面的正面侧。
<附记25>
根据附记22~24中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
从所述第1出射面出射的所述第3反射光与从所述第1出射面出射的所述第1反射光重叠。
<附记26>
根据附记22~25中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面包含第1反射区域和第2反射区域,
在所述第1反射区域反射后的光在所述第3反射面进行反射并从所述第1出射面出射,
在所述第2反射区域反射后的光从所述第1出射面出射。
<附记27>
根据附记26所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含出射所述第2反射光的第2出射面,
所述第2反射面包含第3反射区域,
在所述第3反射区域反射后的光从所述第2出射面出射。
<附记28>
根据附记1~11中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述前照灯模块具有对所述光学元件形成的所述配光图案进行投影的投射光学元件。
<附记29>
根据附记28所述的前照灯模块,其中,
所述配光图案具有包含所述第1反射光的第1配光图案,
所述投射光学元件对所述第1配光图案进行投影。
<附记30>
根据附记29所述的前照灯模块,其中,
所述投射光学元件包含对所述第1配光图案进行投影的第1出射区域。
<附记31>
根据附记30所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第1出射区域的焦点且与所述第1出射区域的光轴垂直的平面的交点位于所述第1反射面的背面侧。
<附记32>
根据附记28~31中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述配光图案具有包含所述第2反射光的第2配光图案,
所述投射光学元件对所述第2配光图案进行投影。
<附记33>
根据附记32所述的前照灯模块,其中,
所述投射光学元件包含对所述第2配光图案进行投影的第2出射区域。
<附记34>
根据附记33所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第2出射区域的焦点且与所述第2出射区域的光轴垂直的平面的交点相对于所述第2出射区域的焦点位于所述第1反射面侧。
<附记35>
根据附记33所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第2出射区域的焦点且与所述第2出射区域的光轴垂直的平面的交点相对于所述第2出射区域的焦点位于与所述第1反射面相反的一侧。
<附记36>
根据附记33~35中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面包含第1反射区域和第2反射区域,
在所述第1反射区域反射后的光从所述第1出射区域出射,
在所述第2反射区域反射后的光从所述第2出射区域出射。
<附记37>
根据附记28~30中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含将所述第2反射光反射为第3反射光的第3反射面。
<附记38>
根据附记37所述的前照灯模块,其中,
所述配光图案具有包含所述第3反射光的第3配光图案,
所述投射光学元件对所述第3配光图案进行投影。
<附记39>
根据附记37或38所述的前照灯模块,其中,
将所述第3反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述投射光学元件的焦点且与所述投射光学元件的光轴垂直的平面的交点位于所述第1反射面的正面侧。
<附记40>
根据附记37~39中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
从所述投射光学元件出射的所述第3反射光与从所述投射光学元件出射的所述第1反射光重叠。
<附记41>
根据附记37~40中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面包含第1反射区域和第2反射区域,
在所述第1反射区域反射后的光在所述第3反射面进行反射并从所述第1出射区域出射,
在所述第2反射区域反射后的光从所述第1出射区域出射。
<附记42>
根据附记41所述的前照灯模块,其中,
所述投射光学元件包含出射所述第2反射光的第2出射区域,
所述第2反射面包含第3反射区域,
在所述第3反射区域反射后的光从所述第2出射区域出射。
<附记43>
根据附记28所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含出射形成所述配光图案的光的出射面。
<附记44>
根据附记43所述的前照灯模块,其中,
所述配光图案具有包含所述第1反射光的第1配光图案,
所述投射光学元件与所述出射面一起对所述第1配光图案进行投影。
<附记45>
根据附记44所述的前照灯模块,其中,
所述出射面和所述投射光学元件包含利用所述出射面和所述投射光学元件对所述第1配光图案进行投影的第1出射区域。
<附记46>
根据附记45所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第1出射区域的焦点且与所述第1出射区域的光轴垂直的平面的交点位于所述第1反射面的背面侧。
<附记47>
根据附记43~46中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述配光图案具有包含所述第2反射光的第2配光图案,
所述投射光学元件与所述出射面一起对所述第2配光图案进行投影。
<附记48>
根据附记47所述的前照灯模块,其中,
所述出射面和所述投射光学元件包含利用所述出射面和所述投射光学元件对所述第2配光图案进行投影的第2出射区域。
<附记49>
根据附记48所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第2出射区域的焦点且与所述第2出射区域的光轴垂直的平面的交点相对于所述第2出射区域的焦点位于所述第1反射面侧。
<附记50>
根据附记48所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第2出射区域的焦点且与所述第2出射区域的光轴垂直的平面的交点相对于所述第2出射区域的焦点位于与所述第1反射面相反的一侧。
<附记51>
根据附记48~50中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面包含第1反射区域和第2反射区域,
在所述第1反射区域反射后的光从所述第1出射区域出射,
在所述第2反射区域反射后的光从所述第2出射区域出射。
<附记52>
根据附记43或44所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含将所述第2反射光反射为第3反射光的第3反射面。
<附记53>
根据附记52所述的前照灯模块,其中,
所述配光图案具有包含所述第3反射光的第3配光图案,
所述投射光学元件与所述出射面一起对所述第3配光图案进行投影。
<附记54>
根据附记52或53所述的前照灯模块,其中,
将所述第3反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含由所述出射面和所述投射光学元件形成的投射光学部的焦点且与所述投射光学部的光轴垂直的平面的交点位于所述第1反射面的正面侧。
<附记55>
根据附记52~54中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
从所述投射光学元件出射的所述第3反射光与从所述投射光学元件出射的所述第1反射光重叠。
<附记56>
根据附记52~55中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述出射面和所述投射光学元件包含出射所述第1反射光的第1出射区域,
所述第2反射面包含第1反射区域和第2反射区域,
在所述第1反射区域反射后的光在所述第3反射面进行反射并从所述第1出射区域出射,
在所述第2反射区域反射后的光从所述第1出射区域出射。
<附记57>
根据附记56所述的前照灯模块,其中,
所述出射面和所述投射光学元件包含出射所述第2反射光的第2出射区域,
所述第2反射面包含第3反射区域,
在所述第3反射区域反射后的光从所述第2出射区域出射。
<附记58>
根据附记22~27、37~42和52~57中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第3反射面向所述光学元件内的光路扩宽的方向倾斜。
<附记59>
根据附记22~27、37~42和52~58中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第3反射面位于比所述第1反射面更靠入射到所述光学元件的光行进的方向侧的位置。
<附记60>
根据附记22~27、37~42和52~59中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第3反射面位于比所述第2反射面更靠入射到所述光学元件的光行进的方向侧的位置。
<附记61>
根据附记22~27、37~42和52~60中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面在入射到所述光学元件的光行进的方向上位于所述第1反射面与所述第3反射面之间。
<附记62>
根据附记22~27、37~42和52~61中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第3反射面是全反射面。
<附记63>
根据附记22~27、37~42和52~61中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第3反射面是镜面。
<附记64>
根据附记22~27、37~42和52~61中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第3反射面是扩散面。
<附记65>
根据附记1~64中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第1反射面是全反射面。
<附记66>
根据附记1~64中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第1反射面是镜面。
<附记67>
根据附记1~66中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面是全反射面。
<附记68>
根据附记1~66中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面是镜面。
<附记69>
根据附记1~66中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面是扩散面。
<附记70>
一种前照灯装置,其中,所述前照灯装置具有附记1~69中的任意一项所述的前照灯模块。
标号说明
10:前照灯装置;100、100a、110、120、120a:前照灯模块;1、1a、1b、1c:光源;11:发光面;15、15a、15b、15c:光源模块;2、2a、2b、2c:会聚光学元件;211、212:入射面;22:反射面;231、232:出射面;3、38、301、381:导光投射光学元件;31、34:入射面;32、35、37:反射面;321、321a、321b:棱线部;33、36:出射面;350:投射光学元件;9:照射面;91:截止线;92:截止线的下侧区域;93:最亮区域;96:罩;97:壳体;a、b、f:角度;C1、C2、C3、C4、C5、C6:光轴;La、Lb、Lc:光;m1、m2、m3、m4:垂线;PH:会聚位置;PC:共轭面;PF:平面;Fp:焦点;R1、R2、R3、R4:光线;P3、P4、P5:位置;Q:点;S1、S3、S4、S6:入射角;S2、S5、:反射角;Sout、Sout1、Sout2:出射角。
Claims (15)
1.一种车辆用的前照灯模块,其形成配光图案并对该配光图案进行投影,其中,所述车辆用的前照灯模块具有:
光源,其发出光;以及
光学元件,其包含将所述光反射为第1反射光的第1反射面、以及将经过比所述第1反射面的端部更靠所述第1反射光的行进方向侧的位置后的光反射为第2反射光的第2反射面,
所述端部是第1反射光的行进方向侧的端部,
所述第1反射面通过重叠所述第1反射光和未在所述第1反射面反射的光而形成所述配光图案的高光度区域,形成所述配光图案的截止线。
2.根据权利要求1所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含出射所述第1反射光的第1出射面。
3.根据权利要求2所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第1出射面的焦点且与所述第1出射面的光轴垂直的平面的交点,位于所述第1反射面的背面侧。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含出射所述第2反射光的第2出射面。
5.根据权利要求4所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第2出射面的焦点且与所述第2出射面的光轴垂直的平面的交点,相对于所述第2出射面的焦点位于所述第1反射面侧。
6.根据权利要求4所述的前照灯模块,其中,
将所述第2反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第2出射面的焦点且与所述第2出射面的光轴垂直的平面的交点,相对于所述第2出射面的焦点位于与所述第1反射面相反的一侧。
7.根据权利要求4~6中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面包含第1反射区域和第2反射区域,
在所述第1反射区域反射后的光从所述第1出射面出射,
在所述第2反射区域反射后的光从所述第2出射面出射。
8.根据权利要求2或3所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含将所述第2反射光反射为第3反射光的第3反射面。
9.根据权利要求8所述的前照灯模块,其中,
将所述第3反射光的光线向所述第1反射面侧延长而成的线段和包含所述第1出射面的焦点且与所述第1出射面的光轴垂直的平面的交点,位于所述第1反射面的正面侧。
10.根据权利要求8或~9所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面包含第1反射区域和第2反射区域,
在所述第1反射区域反射后的光在所述第3反射面进行反射而从所述第1出射面出射,
在所述第2反射区域反射后的光从所述第1出射面出射。
11.根据权利要求10所述的前照灯模块,其中,
所述光学元件包含出射所述第2反射光的第2出射面,
所述第2反射面包含第3反射区域,
在所述第3反射区域反射后的光从所述第2出射面出射。
12.根据权利要求8~11中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第3反射面是扩散面。
13.根据权利要求1~12中的任意一项所述的前照灯模块,其中,
所述第2反射面是扩散面。
14.根据权利要求1或2所述的前照灯模块,其中,
所述前照灯模块具有对所述光学元件形成的所述配光图案进行投影的投射光学元件。
15.一种前照灯装置,其中,所述前照灯装置具有权利要求1~14中的任意一项所述的前照灯模块。
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