CN109958959A - 车辆用前照灯 - Google Patents

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坂本祥典
间濑健一郎
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Abstract

本发明提供一种车辆用前照灯。车辆用前照灯具有投影透镜、第一透镜、第二透镜、第一光源和第二光源。第一透镜和第二透镜配置在投影透镜的后方。第一光源配置在第一透镜的后方。第二光源配置在第二透镜的后方。第一透镜和第二透镜从投影透镜的光轴错开，并且第一透镜和第二透镜对置配置。

Description

车辆用前照灯
技术领域
本公开涉及交通工具用照明灯具、建筑物等的照明灯具，尤其涉及车辆用的前照灯。
背景技术
作为以往的车辆用灯具，分别由反射器和发光单元反射来自两个光源的光，通过投影透镜从而创建近光用配光图案和远光用配光图案。
例如，在专利文献1中，如图11所示那样创建近光用配光图案和远光用配光图案。发光单元30具有第一光源14和第二光源32。反射器16使来自第一光源14的光朝向投影透镜12射出，由此形成近光用配光图案。此外，发光单元30使来自第二光源32的光经由透光构件34朝向投影透镜12射出，由此形成远光用配光图案。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-39110号公报
发明内容
车辆用前照灯能够切换近光照射和远光照射来进行照射。
车辆用前照灯具有投影透镜、第一透镜、第二透镜、第一光源和第二光源。
第一透镜和第二透镜配置在投影透镜的后方。
第一光源配置在第一透镜的后方。
第二光源配置在第二透镜的后方。
第一透镜和第二透镜从投影透镜的光轴错开，并且第一透镜和第二透镜对置配置。
第一透镜具有第一照射口、第一入射面、第二入射面、第一反射面和第二反射面。
第一照射口与投影透镜的入射面对置。
第一入射面与第一光源对置，将来自第一光源的光引导至第一照射口。
第二入射面与第一入射面相邻配置，将不通过第一入射面的光引导至第一透镜的侧壁的方向。
第一反射面将从第二入射面入射的光进行反射并引导至第一照射口。
第二反射面将通过第一入射面之后从朝向第一照射口的方向偏离的光、以及在第一反射面反射之后从朝向第一照射口的方向偏离的光进行反射并引导至第一照射口。
第二透镜具有第二照射口、第三入射面、第四入射面、第三反射面和第四反射面。
第二照射口与投影透镜的入射面对置。
第三入射面与第二光源对置，将来自第二光源的光引导至第二照射口。
第四入射面与第三入射面相邻配置，将不通过第三入射面的光引导至第二透镜的侧壁的方向。
第三反射面将从第四入射面入射的光进行反射并引导至第二照射口。
第四反射面将通过第三入射面之后从朝向第二照射口的方向偏离的光、以及在第三反射面反射之后从朝向第二照射口的方向偏离的光进行反射并引导至第二照射口。
附图说明
图1是实施方式中的车辆用前照灯的剖视图。
图2是图1的a-aa向视图。
图3是图1的b-bb向视图。
图4是实施方式中的车辆用前照灯的主视图。
图5A是从第一照射口观察实施方式中的车辆用前照灯的第一透镜而得到的立体图。
图5B是从第一反射面观察实施方式中的车辆用前照灯的第一透镜而得到的立体图。
图6A是从第二照射口观察实施方式中的车辆用前照灯的第二透镜而得到的立体图。
图6B是从第三反射面观察实施方式中的车辆用前照灯的第二透镜而得到的立体图。
图7是表示照射配光图案的图。
图8是表示照射配光图案的图。
图9是表示照射配光图案的图。
图10是表示照射配光图案的图。
图11是以往的车辆用前照灯的剖视图。
符号说明
101a～101c 第一光源；
102 第一照射口；
103a、103b、103c 第一透镜；
104a～104e 第二光源；
105 第二照射口；
106a、106b、106c、106d、106e 第二透镜；
107 投影透镜；
108 第一入射面；
109 第二入射面；
110 第一反射面；
111 第二反射面；
112 第三入射面；
113 第四入射面；
114 第三反射面；
115 第四反射面；
116 光线(透过第一透镜、第二透镜和投影透镜的光线)；
117 入射面(投影透镜107的入射面)；
118 照射面(投影透镜107的照射面)；
403 侧壁(第二透镜的侧壁)；
404 侧壁(第二透镜的侧壁)。
具体实施方式
在以往的结构中，由于光源的尺寸具有一定的大小，因此为了修正光学系统的像差影响，需要将反射器的尺寸增大至一定以上。于是，车辆用灯具整体的尺寸会变大。此外，若减小反射器的尺寸，则来自光源的光会从反射器漏出，从而光束的效率下降。
以下，边参照附图边说明本公开的实施方式。
图1是本实施方式的车辆用前照灯的剖视图。图2是图1的a-aa向视图。图3是图1的b-bb向视图。图4是本实施方式的车辆用前照灯的主视图。虽然图1为剖视图，但为了表示光线而省略了剖面线。
(整体的说明)
实施方式的车辆用前照灯具有透镜模块L1～L3(第一透镜模块)、透镜模块L4～L8(第二透镜模块)和投影透镜107。透镜模块L1～L3水平排列。透镜模块L4～L8在透镜模块L1～L3的下方水平排列。从透镜模块L1～L8射出的光入射至投影透镜107。从投影透镜107的光轴Y错开地配置了透镜模块L1～L3和透镜模块L4～L8。透镜模块L1～L3的整体和透镜模块L4～L8的整体如图1、图4所示那样对置。在图4中，投影透镜107由虚拟线图示。
(透镜模块L1～L3的说明)
透镜模块L1由第一透镜103a和朝向第一透镜103a的第一入射面108射出光的第一光源101a构成。透镜模块L2、L3的结构与透镜模块L1相同。透镜模块L2由第一透镜103b和朝向第一透镜103b的第一入射面108射出光的第一光源101b构成。透镜模块L3由第一透镜103c和朝向第一透镜103c的第一入射面108射出光的第一光源101c构成。在图5A、5B中示出第一透镜103a的外观。第一透镜103b、103c也是与第一透镜103a相同的构造。
(透镜模块L4～L8的说明)
透镜模块L4由第二透镜106a和朝向第二透镜106a的第三入射面112射出光的第二光源104a构成。透镜模块L5～L8是与透镜模块L4相同的构造。透镜模块L5由第二透镜106b和朝向第二透镜106b的第三入射面112射出光的第二光源104b构成。透镜模块L6由第二透镜106c和朝向第二透镜106c的第三入射面112射出光的第二光源104c构成。透镜模块L7由第二透镜106d和朝向第二透镜106d的第三入射面112射出光的第二光源104d构成。透镜模块L8由第二透镜106e和朝向第二透镜106e的第三入射面112射出光的第二光源104e构成。在图6A、6B中示出第二透镜106a的外观。第二透镜106b～106e也是与第二透镜106a相同的构造。
(光源和基座的说明)
第一光源101a～101c如图1所示那样安装于基座91。第二光源104a～104e安装于比基座91更靠近投影透镜107的位置的基座92。
(透镜模块L1～L3的详细说明)
第一透镜103a～103c由透光性的导光材料成型。
在第一透镜103a的靠近第一光源101a这一方的一端的中央，形成有第一入射面108。从第一入射面108的周围至外周，形成有朝向第一透镜103a的侧面倾斜的第一反射面110。在第一入射面108的和第一反射面110相反的一侧与第一透镜103a的侧面之间，形成有第二反射面111。在第一透镜103a的另一端形成有第一照射口102。
第一透镜103a的第一入射面108将来自第一光源101a的光引导至第一照射口102。第二入射面109将不通过第一入射面108的来自第一光源101a的光引导至第一透镜103a的侧面。第一反射面110将通过第二入射面109的光引导至第一照射口102。第二反射面111将通过第一入射面108之后从朝向第一照射口102的方向偏离的光、和在第一反射面110反射之后从朝向第一照射口102的方向偏离的光进行反射并引导至第一照射口102。第一透镜103b、103c的形状也与第一透镜103a相同。
(透镜模块L1～L3的配置为扇状)
透镜模块L1、L2、L3如图1和图2所示那样配置为使得从第一光源101a～101c射出的光由第一透镜103a～103c导光并在一点X或者其附近的点重合。即，配置成为第一透镜103b、103c的第一照射口102靠近第一透镜103a的第一照射口102、第一透镜103a～103c的第一入射面108的间隔扩展的扇形。换言之，第一透镜103a～103c配置为使角度不同。点X为投影透镜107的焦点或者其附近位置。即，透镜模块L1～L3(多个第一透镜模块)将第一照射口102与投影透镜107的入射面117之间的点X作为中心点而呈扇形配置。
(透镜模块L4～L8的详细说明)
第二透镜106a～106e由透光性的导光材料成型。
在第二透镜106a的靠近第二光源104a这一方的一端的中央，形成有第三入射面112。从第三入射面112的周围至外周，形成有朝向第二透镜106a的侧面倾斜的第三反射面114。在第三入射面112的和第三反射面114相反的一侧与第二透镜106a的侧面之间，形成有第四反射面115。在第一透镜103a的另一端形成有第二照射口105。
第二透镜106a的第三入射面112将来自第二光源104a的光引导至第二照射口105。第四入射面113将不通过第三入射面112的来自第二光源104a的光引导至第二透镜106a的侧面。第三反射面114将通过第四入射面113的光引导至第二照射口105。第四反射面115将通过第三入射面112之后从朝向第二照射口105的方向偏离的光、和在第三反射面114反射之后从朝向第二照射口105的方向偏离的光进行反射并引导至第二照射口105。第二透镜106b～106e的形状也与第二透镜106a相同。
(透镜模块L4～L8的配置为扇状)
透镜模块L4～L8如图1和图3所示那样配置为使得从第二光源104a～104e射出的光由第二透镜106a～106e导光并在一点X或者其附近的点重合。即，使配置角度不同地配置成为第二透镜106b～106e的第二照射口105靠近第二透镜106a的第二照射口105、第二透镜106a～106e的第三入射面112的间隔扩展的扇形。换言之，第二透镜106b～106e配置为使角度不同。点X为投影透镜107的焦点或者其附近位置。即，透镜模块L4～L8(多个第二透镜模块)将第二照射口105与投影透镜107的入射面117之间的点X作为中心点而呈扇形配置。
(投影透镜107)
投影透镜107具有通过第一透镜103a～103c和第二透镜106a～106e的光线116入射的入射面117、和入射的光线116射出的照射面118。在照射面118形成有波状或者圆锥状的周期构造。
(第一透镜的光轴和第二透镜的光轴)
从第一光源101a～101c出来的光由第一透镜103a～103c引导，经由投影透镜107射出。从第二光源104a～104e出来的光由第二透镜106a～106e引导，经由投影透镜107射出。第一透镜103a～103c的光轴205～207和第二透镜106a～106e的光轴309～313设计为在第一照射口102和第二照射口105的前方的共同的点X或者其附近交叉。
由于将投影透镜107的焦点设定为与点X一致或者设定在点X的附近，因此能够将从第一光源101a～101c出来并由第一透镜103a～103c引导的光、和从第二光源104a～104e出来并由第二透镜106a～106e引导的光双方均作为大致平行光来照射。
(第一透镜的侧壁)
第一透镜103a～103c的图4所示的第二反射面111(侧壁)的形状，设计为使从第一光源101a～101c进入第一透镜103a～103c的光反射由此从第一照射口102射出的光的形状成为任意的形状。第二反射面111是与第二透镜106a～106e对置的平面。
(第二透镜的侧壁)
第二透镜106a～106e的图4所示的第四反射面115、侧壁403、404的形状，设计为使从第二光源104a～104e进入第二透镜106a～106e的光反射由此从第二照射口105射出的光的形状成为任意的形状。第四反射面115是与第一透镜103a～103c对置的平面。侧壁403、404是与相邻的第二透镜对置的平面。
如以上，第一透镜103a～103c和第一光源101a～101c空出一定的间隔地配置在水平方向上。进而，第二透镜106a～106e和第二光源104a～104e空出一定的间隔地配置在水平方向上。而且，通过使各自的配光重合，由此实现符合目标的配光照射。
在本实施方式的结构中，配置为第一透镜103a～103c和第二透镜106a～106e的光轴交叉。而且，通过切换第一光源101a～101c和第二光源104a～104e的点亮和非点亮，从而能够在不利用反射器的情况下实现近光照射和远光照射的至少两个配光图案的照射。因而，能够实现形成高效率的照射配光且小型、薄型的车辆用前照灯。
在上述的结构中，在形成配光图案时，通过利用多个透镜模块L1～L3、L4～L8，从而能够防止热量的集中产生。因而，能够实现不需要特别的散热机构的车辆用前照灯。
在本实施方式中，采取使多个第二透镜106a～106e和多个第二光源104a～104e相对于点X或者其附近错开角度地呈扇形配置的结构。由此，能够使从多个第二光源104a～104e出来并分别由多个第二透镜106a～106e引导的光集中在点X附近。进而，能够增大第二光源104a～104e附近的空间、和第二透镜106a～106e具有的第三入射面112、第四入射面113以及第三反射面114。
通过增大第二光源104a～104e附近的空间，从而能够防止第二光源104a～104e所引起的集中性的热量产生。此外，通过增大第二透镜106a～106e具有的第三入射面112、第四入射面113和第三反射面114，从而能够更多地引导从第二光源104a～104e出来的光，能够实现高效率。
另外，在将第一透镜103a、103b、103c配置于水平方向时设置了一定的间隔，但也可以不设置间隔而作为一体的部件。在第二透镜106a～106e中也在配置时设置了一定的间隔，但也可以不设置间隔而作为一体的部件。此外，在本实施方式中，第二透镜106a～106e和第二光源104a～104e相对于点X附近等距离地配置。但是，第二透镜106a～106e和第二光源104a～104e也可以不等距离地配置。在第一透镜103a、103b、103c和第一光源101a、101b、101c中也是可以不等距离地配置。
另外，多个第二透镜106a～106e和多个第二光源104a～104e、以及由第二透镜和第二光源形成的多个光轴309～313将点X或者其附近作为中心，错开角度地如扇形那样配置。在此，错开的角度分别可以设为相同的角度，也可以不同的角度。在第一透镜103a、103b、103c和第一光源101a、101b、101c、以及由第一透镜和第一光源形成的多个光轴205～207中也是同样的。
另外，透镜的材质可以是无机玻璃，也可以是以丙烯酸、聚碳酸酯为代表的有机塑料。通过该配置，能够在不利用反射器的情况下实现可以薄型化的透镜结构。因而，可解决尺寸变大、效率下降这样的车辆用前照灯的问题。
(配光图案)
利用图2、图3、图6A～图10来说明车辆用前照灯的配光。
图3是图1的b-bb向视图。从第二光源104a～104e出来的光通过第二透镜106a～106e，从第二照射口105射出，进入投影透镜107的入射面117，从照射面118射出。第二光源104a～104e、第二透镜106a～106e和投影透镜107配置为形成这样的光路。图7表示第二光源104a～104e点亮时照射的配光的一例(照射配光图案1)。配光范围701是第二光源104a点亮时照射的配光范围。配光范围702是第二光源104b点亮时照射的配光范围。配光范围703是第二光源104c点亮时照射的配光范围。配光范围704是第二光源104d点亮时照射的配光范围。配光范围705是第二光源104e点亮时照射的配光范围。
在以图7的照射配光图案1行驶中出现了相向车辆、先行车辆等前方车辆时，通过与前方车辆的位置相匹配地切换第二光源104a～104e的点亮/非点亮，从而能够在不使前方车辆的驾驶员感觉晃眼的情况下行驶。图8表示使第二光源104a点亮而使第二光源104b～104e非点灯时照射的配光范围701的一例(照射配光图案2)。配光的右分界线801通过使从第二光源104a进入第二透镜106a的光之中朝向侧壁403的光反射而形成。配光的左分界线802通过使从第二光源104a进入第二透镜106a的光之中朝向侧壁404的光反射而形成。
图9表示使第二光源104a非点亮而使第二光源104b、104c、104d、104e点亮时照射的配光702、703、704、705的一例(照射配光图案3)。
图10表示第一光源101a、101b、101c点亮时照射的配光图案901的一例(照射配光图案4)。在本实施方式中，由第一光源101a、101b、101c照射的图10那样的配光图案901表示近光用配光图案的一例。由第二光源104a～104e照射的图7的照射配光图案1表示远光用配光图案的一例。
由于在城市中行驶时相向车辆多，因此由第一光源101a～101c照射的近光用配光图案的照射时间比由第二光源104a～104e照射的远光用配光图案的照射时间长。
即，第一光源101a～101c发光时产生的热量变多。在本实施方式中，第一透镜103a～103c设计得比第二透镜106a～106e长，透镜自身实现替代散热机构的作用。因而，成为能够将在第一光源101a～101c发光时产生的热量更多地散热的结构。
在上述的实施方式中，虽然为第一光源101a～101c和第一透镜103a～103c的三个透镜模块L1～L3、以及第二光源104a～104e和第二透镜106a～106e的五个透镜模块L4～L8，但分别也可以不是三个和五个。
根据本实施方式的结构，第一透镜和第二透镜从投影透镜的光轴错开地对置配置，从第一透镜和第二透镜射出的光经由投影透镜而射出。因而，通过切换第一光源和第二光源的点亮，由此切换配光的图案。
进而，以往的车辆用前照灯利用反射器来照射配光图案。但是，本实施方式的车辆用前照灯由于不利用反射器，因此能够比以往的车辆用前照灯薄。即，本实施方式的车辆用前照灯，光束能够形成高效率的照射配光，并且能够实现小型且薄型。
本公开是能够高效率地实现投影配光的切换的小型且薄型的照明灯具，不仅能够用于车辆，还能够应用于其他交通工具用照明灯具、建筑物等的照明灯具的用途。

Claims (10)

1.一种车辆用前照灯，能够切换近光照射和远光照射来进行照射，
所述车辆用前照灯具备：
投影透镜；
第一透镜和第二透镜，配置在所述投影透镜的后方；
第一光源，配置在所述第一透镜的后方；和
第二光源，配置在所述第二透镜的后方，
所述第一透镜和所述第二透镜从所述投影透镜的光轴错开，并且所述第一透镜和所述第二透镜对置配置，
所述第一透镜具有：
第一照射口，与所述投影透镜的入射面对置；
第一入射面，与所述第一光源对置，将来自所述第一光源的光引导至所述第一照射口；
第二入射面，与所述第一入射面相邻配置，将不通过所述第一入射面的光引导至第一透镜的侧壁的方向；
第一反射面，将从所述第二入射面入射的光进行反射并引导至所述第一照射口；和
第二反射面，将通过所述第一入射面之后从朝向所述第一照射口的方向偏离的光、以及在所述第一反射面反射之后从朝向所述第一照射口的方向偏离的光进行反射并引导至所述第一照射口，
所述第二透镜具有：
第二照射口，与所述投影透镜的所述入射面对置；
第三入射面，与所述第二光源对置，将来自所述第二光源的光引导至所述第二照射口；
第四入射面，与所述第三入射面相邻配置，将不通过所述第三入射面的光引导至第二透镜的侧壁的方向；
第三反射面，将从所述第四入射面入射的光进行反射并引导至所述第二照射口；和
第四反射面，将通过所述第三入射面之后从朝向所述第二照射口的方向偏离的光、以及在所述第三反射面反射之后从朝向所述第二照射口的方向偏离的光进行反射并引导至所述第二照射口。
2.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其中，
第一透镜模块具有所述第一光源和所述第一透镜，
第二透镜模块具有所述第二光源和所述第二透镜，
所述第一透镜模块为多个第一透镜模块之中的一个，
所述第二透镜模块为多个第二透镜模块之中的一个，
所述多个所述第一透镜模块将所述第一照射口与所述投影透镜的入射面之间的点作为中心点而呈扇形配置，
所述多个所述第二透镜模块将所述第二照射口与所述投影透镜的入射面之间的点作为中心点而呈扇形配置。
3.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其中，
所述第一透镜为多个第一透镜之中的一个，
所述第二透镜为多个第二透镜之中的一个，
所述多个第一透镜的光轴在多个所述第一照射口与所述投影透镜的所述入射面之间的点交叉，
所述多个第二透镜的光轴在多个所述第二照射口与所述投影透镜的所述入射面之间的点交叉，
来自所述多个第一透镜的光线和来自所述多个第二透镜的光线向所述投影透镜入射。
4.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其中，
所述投影透镜将来自所述第一透镜的所述第一照射口的光线和来自所述第二透镜的所述第二照射口的光线射出。
5.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其中，
通过切换所述第一光源和所述第二光源的点亮，由此切换所述第一透镜形成的配光和所述第二透镜形成的配光。
6.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其中，
第一透镜模块具有所述第一光源和所述第一透镜，
第二透镜模块具有所述第二光源和所述第二透镜，
所述第一透镜模块为多个第一透镜模块之中的一个，
所述第二透镜模块为多个第二透镜模块之中的一个，
通过切换多个所述第一光源和多个所述第二光源的点亮，由此显示多个配光图案。
7.根据权利要求6所述的车辆用前照灯，其中，
所述多个第一透镜模块的光轴和所述多个第二透镜模块的光轴，在所述第一照射口与所述投影透镜之间且所述第二照射口与所述投影透镜之间的点交叉，
来自所述多个第一透镜模块的光线和来自所述多个第二透镜模块的光线向所述投影透镜入射。
8.根据权利要求6所述的车辆用前照灯，其中，
所述多个第一透镜模块将所述第一透镜的所述第一照射口与所述投影透镜的所述入射面之间的点作为中心点而呈扇形配置。
9.根据权利要求6所述的车辆用前照灯，其中，
多个所述第二透镜模块将所述第二透镜的所述第二照射口与所述投影透镜的所述入射面之间的点作为中心点而呈扇形配置。
10.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其中，
在所述投影透镜的照射面形成有波状或者圆锥状的周期构造。
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