CN1526985A - 车用前照灯 - Google Patents

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Abstract

一种向预定的照射方向照射光并适当地形成配光图形的车用前照灯。其具有：多个半导体发光元件，其通过一个边缘与预先设定的直线重合而并列配置成大致一排；光学部件，其在预先设定的直线上有光学中心，在照射方向上照射多个半导体发光元件发生的光。另外，车用前照灯向车的前方照射光，多个半导体发光元件通过使一个边缘与车辆大致左右方向中延伸着的直线重合而并列配置在车辆的大体左右方向上。光学部件可以基于半导体发光元件从与该直线重合的边缘附近发生的光形成确定车用前照灯的配光图形中的明暗边界的分割线的至少一部分。

Description

车用前照灯
技术领域
本发明涉及车用前照灯，特别地涉及向预定的照射方向照射光的车用前照灯。
背景技术
出于安全的考虑车用前照灯必须以高精度形成配光图形，该配光图形，例如，通过使用反射镜或者透镜等的光学系统形成(例如，参考专利文献1)。另外，现在正在研究开发在车用前照灯中利用半导体发光元件。
[专利文献]特开平6-89601号公报(第3-7页、第1-14图)
发明内容
为了获得充足的光量，现在正在研究在车用前照灯中使用多个半导体发光元件的方法。但是，此时由于光学设计的复杂化往往有难以形成合适的配光图形的情况。
在此，本发明的目的是提供能够解决上述课题的车用前照灯。此目的能够通过在专利要求范围的独立项目中所述的特征的组合来实现。并且所附属的项目确定本发明的更有利的具体例。
本发明的第一方面是在预定的照射方向上照射光的车用前照灯，其具有：多个半导体发光元件，其通过一个边缘与预先设定的直线重合而并列配置成大致一排；光学部件，其在预先设定的直线上有光学中心，在照射方向上照射多个半导体发光元件发生的光。
另外，车用前照灯向车的前方照射光，多个半导体发光元件通过使一个边缘与车辆大致左右方向中延伸着的直线重合而并列配置在车辆的大体左右方向上。光学部件可以基于半导体发光元件从与该直线重合的边缘附近发生的光形成确定车用前照灯的配光图形中的明暗边界的分割线的至少一部分。
另外，还具有安装部件，该安装部件具有直线状的一个边缘，多个半导体发光元件在距与直线重合的一个边缘隔开预先设定的距离的位置上分别设有用于显示该半导体发光元件的基准位置的卡合部，并把卡合部卡合安装在安装部件的直线状的一个边缘上。
另外，上述发明的概要并非全部例举了本发明的必要的特征，这些特征群的部分的组合也可以成为本发明。
附图说明
图1是表示车用灯具400的结构的一例的图；
图2是表示光源单元100的立体图；
图3是表示光源单元100的剖面图；
图4是表示光源120的立体图；
图5是半导体发光元件102的俯视图和侧视图；
图6是表示配光图形302的一例的示意图；
图7是表示光源120的结构的另一例的图；
图8是表示光源120的上面的图；
图9是表示光源120的AA垂直剖面图；
图10是表示光源单元100的立体图；
图11是表示光源单元100的剖面图；
图12是表示光源单元100的BB垂直剖面图；
图13是表示光源单元100的AA水平剖面图。
编号说明
100...车用灯具；102...半导体发光元件；104...透镜；106...基板；108...透光部件；110...支承部件；112...遮光部件；114安装部件；116直线；118直线；120光源；122正电极；124负电极；202表面；204卡合部；206卡合部；208凸部；210边缘；212边缘；214边缘；302配光图形；304区域；306边界；314...反射镜；316...支承部件；318...反射镜；400...车用灯具；402...透明盖；404...灯体。
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式说明本发明，但是以下的实施方式不限制涉及专利要求的发明，另外，在实施方式中说明的全部特征的配合不一定都是发明的解决方法所必须的。
图1表示本发明的一实施方式的车用灯具400的结构的一例。例如，车用灯具400是向车辆前方的预定的照射方向照射光的低光束照射用的车用前照灯(前大灯)。本例的车用前照灯400的目的是明确地形成确定车用前照灯的配光图形中的明暗边界的分割线。车用灯具400在由平光镜状的透明盖402和灯体404组成的灯室内大致一横列地收放着多个光源单元100。
这些光源单元100具有完全相同的结构被收放在灯室内，使光轴相对车的前后方向在车体上安装车用灯具400时向下偏约0.3°～0.6°。车用灯具400基于这些光源单元100照射的光向车辆的前方照射光，形成确定的配光图形。车用灯具400也可以具有配光特性各不相同的多个光源单元100。
图2和图3表示光源单元100的结构的一例，图2表示光源单元100的立体图，图3表示光源单元100与车辆的前后方向平行的垂直面的剖面图。本例的光源单元100是投射型光源单元，通过透镜104向前照射光源120发生的光，其具有支承部件110、遮光部件112、光源120及透镜104。
支承部件110是板状体，其通过在向着车辆的前方的表面上支承并固定光源120的底面使光源120向车辆的前方发光。在本例，在垂直方向直立设置支承部件110，其具有发散光源120发生的热的散热板的功能。因此，能够防止光源120的光度由过热下降。
遮光部件112是板状体，其隔着光源120的一部分与支承部件110的表面相对设置，通过从车辆的前方侧遮挡光源120的一部分而遮住光源120发生的光的一部分。
在本例，遮光部件112通过在上边缘遮挡光源120发生的光的一部分，基于向该上边缘的正面方向的投影形状确定射入透镜104的光的明暗边界。例如，该投影的形状是大致在车的左右方向上延伸的直线状，该投影形状也可以是略似ヘ字状。另外，在本例，遮光部件112的俯视的形状是在中央向后方弯曲并在车辆的大致左右方向上横断光源单元100的形状。
另外，在本例，遮光部件112的下端与支承部件110的下端相连，遮光部件112与支承部件110形成一体。因此，遮光部件112从支承部件110吸收光源120发生的热。这样，遮光部件112具有发散该热的散热板的功能。
光源120包括安装部件114以及使用安装部件114大致并列一排配置的多个半导体发光元件102a～e。多个半导体发光元件102a～e通过使下端一个边缘与大约沿遮光部件112上缘相对车辆大致左右方向延伸的假想直线116重合，从而并列配置在车辆大致左右中。
透镜104是对多个半导体发光元件a～e共同设置的光学部件的一例，设置在相对多个半导体发光元件102a～e的车辆的前方侧，通过透过多个半导体发光元件102a～e发生的光，向车辆的前方的照射方向照射该光。
透镜104在直线116上具有例如作为焦点或者光学设计上的基准点等的光学中心F。在本例，透镜104在X轴和Y轴的交点上具有光学中心F，其中X轴是把直线116在车辆方向延伸的轴，Y轴是通过半导体发光元件102c中下端一个边缘中心在垂直方向延伸的轴。在这种情况下，透镜104把对应直线116的明确明暗边界投影在前方。例如，透镜104基于从与直线116重合的下端一个边缘附近多个半导体发光元件102a～e发出的光，形成车辆灯具400(参照图1)配光图形中分割线至少一部。根据本实施例，车辆灯具400能形成明确的分割线。
另外，为对应形成分割线所必要的精度，透镜104可以在直线116上的对应该精度的规定的范围内具有光学中心F。另外，透镜104可以在直线116略上方设置的遮光部件112的上缘附近具有光学中心F。
图4和图5表示光源120详细构成的一实例。图4是光源120的立体图，图5是包括光源120的半导体发光元件102的俯视图和侧视图。本实施例中的光源120是在车辆大致左右方向延伸的线状光源，具有多个半导体发光元件102a～e、基板106、透光部件108和安装部件114。本实施例中，光源120在半导体发光元件102中沿排列方向延伸的边缘210成为下端边的方向，安装在支承部件110(参照图2)上。
另外，在另一实施例中，光源120也可以在边缘210成为半导体发光元件102上端边缘的方向，安装在支承部件110上。在这种情况下，透镜104(参照图2)的在假想线118上具有光学中心F，该假想线118包含半导体发光元件102表面202中作为边缘210的对边的边缘214。
例如，多个半导体发光元件102a～e是发光二极管元件，以等间隔在基板106上并列配置成大致一列。例如，半导体发光元件a～e通过对设在表面上的萤光体(没作图示)照射紫外光使萤光体发出白色光。另外，半导体发光元件也可以通过在萤光体上照射兰色光使萤光体发生作为兰色光的补充色的黄色光。此时，光源120基于半导体发光元件和萤光体分别发生的兰色光和黄色光而发出白色光。
在此，在本例，多个半导体发光元件102a～e分别在表面上具有正电极122和负电极124。各个正电极122和负电极124分别对应设置半导体发光元件102内的各个P型半导体层和N型半导体层(没作图示)，接受用于发光的电力。例如，正电极122和负电极124可以设置在与多个半导体发光元件102a～e的并列的方向垂直的边的附近。这样能够减少正电极122和负电极124的形状对形成分割线造成的影响。
另外，也可以通过设在光源120中的配线(没作图示)电串联连接多个半导体发光元件102a～e。这样就能够使在多个半导体发光元件102a～e中流动的电流强度一样。也可以电并联连接多个半导体发光元件102a～e，此时，能够降低应该供给光源120的电压。
基板106上面固定多个半导体发光元件102a～e及安装部件114。透光部件108例如是透明树脂等制的且能使半导体发光元件102产生的光透过的材料，并通过夹持多个半导体发光元件102a～e及安装部件114并与基板106相对，封闭固定多个半导体发光元件102a～e。
安装部件114是具有直线状边缘212的板状体。边缘212与包含透镜104光学中心F的假想直线116大致平行，用于确定应该安装多个半导体发光元件102a～e的位置。
下面，对多个半导体发光元件102a～e进行更详细的说明。如图5所示，多个半导体发光元件102a～e各自在距边缘210相隔预先设定的距离d的位置分别设置有用于表明该半导体发光元件102的基准位置的卡合部204。边缘210应当是半导体发光元件102中与直线116重合的边缘。
另外，多个半导体发光元件102a～e与各自的卡合部204卡合而安装在安装部件114的边缘212上，从而使多个半导体发光元件102a～e的一个边缘210高度精确地与直线116重合配置。因此，根据本实施例，能高度精确地安装多个半导体发光元件102a～e。另外，由此车辆灯具400(参照图1)能形成明确的分割线。
在此，在本实施例中，卡合部204高低差的边界是与边缘210大致平行的台阶，是利用设置在半导体发光元件102里面的凸部208形成的。另外，卡合部204作为与边缘210相隔距离d的位置，设置在与包含边缘210的半导体发光元件102侧面相隔距离d的位置。
在此，例如，凸部208通过对在半导体发光元件102里面的凸部208以外部分进行蚀刻形成。此时，因能高度精确地形成卡合部204，所以能高度精确地安装多个半导体发光元件102a～e。
另外，在另一实施例中，凸部208也可以通过在半导体发光元件102里面进行蒸镀金属而形成，也可以通过在半导体发光元件102里面粘贴其它半导体部件形成的。在这些情况下，也能高度精确地形成卡合部204。
图6是表示由光源单元100形成的配光图形302的一例的示意图。配光图形302是在配置在光源单元100的前方25m的位置的假想垂直屏幕上形成的低光束配光图形。
在本例，透镜104通过在假想垂直屏幕上投影多个半导体发光元件102a～e(参考图2)发生的光，形成具有规定的形状的配光图形302。透镜104基于遮光部件112(参考图2)的上边缘的形状形成配光图形302的分割线。例如，透镜104将半导体发光元件102a发生的光照射在作为配光图形302的一部分的区域304上。此时，透镜104可以对应与假想直线116上重合的半导体发光元件102c下端边缘，在配光图形302的分割线上形成区域304的边界306。
在此，如用图2说明的那样，透镜104在直线116上具有光学的中心F。此时，透镜104在配光图形302的大致中心的热区附近明确地投影边界306。这样，能够明确地形成配光图形302的分割线。
另外，例如，透镜104可以对应多个半导体发光元件102a～b、d～e的下端的边形成配光图形302的分割线上的边界306以外的部分。此时，因为这些下端的边在透镜104的焦点面内，所以能够明确地形成配光图形302的分割线。
另外，在另一例中，车用灯具400(参考图1)也可以基于具有各不相同的配光特性的多个光源单元100发生的光形成配光图形302。此时，各个光源单元100可以分别照射配光图形302中的一部分区域。
图7表示光源120详细构成的另一实施例。在该实施例中，基板106作为与多个半导体发光元件102a～e卡合的卡合部件使用。基板106上面具有伸向垂直方向的卡合部206，在卡合部206与多个半导体发光元件102a～e各自的一个边缘卡合。
在这种情况下，多个半导体发光元件102a～e的一个边缘210与假想直线116高度精确重合配置。所以，根据本实施例，能高度精确地安装多个半导体发光元件102a～e。另外，由此，车辆灯具400(参照图1)能形成明确的分割线。此外，除上述以外，在图7中，使用与图4相同的标号的结构，因具有与图4中结构相同或同样的功能，省略其说明。
图8和图9表示光源120的详细的结构的另一例。图8表示光源120的上面图。图9表示光源120的AA垂直剖面图。在该实施例中，半导体发光元件102a～e具有与图5所说明的半导体发光元件102相同或同样的功能。
在本例，基板106是圆盘状物。另外，安装部件114具有设置为距假想直线116相隔规定距离且与直线116平行的边缘212，并与边缘212内的多个半导体发光元件102a～e卡合部204(参照图5)卡合。其中该假想直线116包含在基板106上面圆的直径。从而，安装部件114把半导体发光元件102a～e边缘210保持在与直线116吻合的位置上。在这种情况下，能高度精确地安装半导体发光元件102a～e。多个半导体发光元件102a～e相对直线116使各自边缘210对齐并配置成大致一排。
另外，透光部件108是以该中心0为球心的近似半球状物。在此，中央的半导体发光元件102c的边缘210配置在该圆的中心0上。此时，半导体发光元件102c相对透光部件108的表面以不能全反射的适当的角度照射从边缘210附近发生的光。因此，透光部件108能够高效率地将半导体发光元件102发生的光向外部照射。另外，关于上述以外的说明，在图8和图9中附与图4相同号码的结构部位，因为具有与图4中的结构完全相同功能，故省略其说明。
此外，在另一实施例中，基板106与参照图7所说明的基板106相同，也可以具有卡合部206。在这种情况下，不用安装部件114也能高度精确地安装半导体发光元件102a～e。
图10和图11表示光源单元100的结构的另一例。图10表示光源单元100的立体图；图11表示在与车辆的前后方向平行的垂直面的光源单元100的剖面图。在本例，光源单元100不使用遮光部件112(参考图2)，使多个半导体发光元件102a～e发生的光直接射入透镜104。
这里，光源120具有与用图8和图9说明的光源120完全相同的功能。多个半导体发光元件102a～e把与假想直线116吻合的边缘210向下方固定。光源120也可以具有与用图4或图7说明的光源120完全相同的功能和结构。
另外，透镜104在半导体发光元件102c的边缘210上具有光学中心F。在本例中，透镜104的光学中心F在X轴与Y轴的交叉点上，其X轴在直线116上沿车辆左右方向延伸，Y轴在通过半导体发光元件102c下端一个边缘中心的铅直方向延伸。此时，透镜104通过投影该边缘210附近的像形成配光图形中的分割线的至少一部分。
在此，本例的光源单元100形成与用图6说明的配光图形302的至少一部分相同的配光图形。透镜104将半导体发光元件102c发生的光照射在作为配光图形302的一部分的区域304上。此时，透镜104对应半导体发光元件102c的边缘210，在配光图形302的分割线上形成区域304的边界306。透镜104可以通过从包括边缘210的端面投影半导体发光元件102c发生的光形成边界306。
根据本例，能够形成合适的配光图形。另外，车用灯具400(参考图1)可以通过具有各不相同的配光特性的多个光源单元100发生的光形成配光图形302。关于上述以外的说明，在图10和图11中附加与图2和图3相同的编号的结构，因为具有与图2和图3中的构成相同的机能，故省略其说明。
图12和图13表示光源单元100的结构的另一例。图12表示光源单元100的BB垂直剖面图；图13表示光源单元100的AA水平剖面图。本例的光源单元100是投射型的光源单元，将聚集反射在光轴的光通过透镜向前方照射，具有支承部件316、光源120、反射镜318、透镜104以及反射镜314。
支承部件316是上面略水平的板状体，在上面安装并固定光源120的底面。光源120包括多个半导体发光元件102a～e，朝上方固定在支承部件316的上面。光源120可以具有与用图4或图7说明的光源120完全相同的功能和结构。多个半导体发光元件120a～e通过相对车辆左右方向延伸的假想直线116与前端一个边缘重合，并列配置成大致一排。另外，光源120也可以具有与用图8和图9说明的光源120完全相同的功能。
反射镜318是在略水平的上面反射光的反射镜，其设置在支承部件316的前端和透镜104之间。反射镜318可以设置在包括多个半导体发光元件102a～e的面内。此时能将光源120发生的光高效率地射入透镜104内。另外，反射镜318的前边缘是在车辆的大致左右方向上延伸的略直线状。例如，该前边缘可以是与形成略ヘ字状的分割线对应的形状。
透镜104相对反射镜318和反射镜314设置在车辆的前方，透过反射镜318或者反射镜314反射的光并向前方的照射方向照射。在本例，透镜104在反射镜318的前边缘附近具有焦点，通过向车辆前方投影包括该焦点的焦点面的像，形成车用灯具400(参考图1)的配光图形的至少一部分。此时，透镜104按照反射镜318的前边缘的形状形成该配光图形的分割线的至少一部分。
反射镜314是相对多个半导体发光元件a～e共用地设置的光学部件的一例的反射镜，其设置成包围光源120的后方、侧方和上方。而且，反射镜314通过向前方反射光源120发生的光，使该光射入透镜104，并且使透镜104向照射方向照射该光。这样，反射镜314向照射方向照射多个半导体发光元件102a～e发生的光。
在本例，例如，反射镜314的至少一部分是由复合椭圆面等形成的略椭球面状。并且，设定该略椭球面使其包括光源单元100的光轴的剖面形状成为略椭圆形的至少一部分，另外，设定该略椭圆形的离心率要从垂直剖面向水平剖面慢慢地增大。另外，光源单元100具有通过透镜104的大致中心略向车辆的前方的光轴。
在本例，反射镜314的略似椭球面状的部分在直线116上具有作为光学中心的一例的焦点F1，在反射镜318的前端附近具有焦点F2。在本例，该略似椭球面状部分在X轴和Y轴的交点上有焦点F1，其X轴在车辆左右方向直线116上延伸，Y轴通过半导体发光元件102c的前端一个边缘的中心在垂直方向延伸。这样，该略似椭球面状的部分将光源120发生的光的至少大部分聚集在反射镜318的前边缘附近。
此时，因为在该前边缘附近形成基于前边缘形状的明确的明暗边界，所以在该前边缘附近具有焦点的透镜104在配光图形的分割线附近照射具有明确的明暗边界的光。因此，根据本例，能够适当地形成具有明确的分割线的配光图形。
另外，在本实施例，反射镜314的略似椭球面状的部分可以在把多个半导体发光元件102a～e的前端对齐的直线116上具有光学中心。此时，因为该略似椭球面状的部分将多个半导体发光元件102a～e发生的光的至少大部分不通过反射镜318而直接射入透镜104，所以能够更适当地照射分割线附近。
另外，在另一例，反射镜314也可以是在直线116附近的附近具有焦点的抛物面状的反射镜。此时，光源单元100可以是使用抛物面(抛物线)状的反射镜向前方照射光的抛物线型的光源单元，其取代透镜104，例如，有平光镜状的透明盖。此时，光源单元100也向前方照射高精度控制的光。
以上，用实施例说明了本发明，然而本发明的技术范围不局限于上述实施例所述的范围。对于上述实施例能够进行多种变更或改良。进行了这样的变更或改良的例也属于本发明的技术范围，这一点从专利要求范围的叙述可以明确。
从以上说明可知，根据本发明能够适宜地形成配光图形。

Claims (4)

1.一种在预定的照射方向上照射光的车用前照灯，其特征在于，具有：多个半导体发光元件，其通过一个边缘与预先设定的直线重合而并列配置成大致一排；光学部件，其在所述预先设定的直线上有光学中心，在照射方向上照射上述多个半导体发光元件发生的光。
2.如权利要求1所述的车用前照灯，其特征在于，所述车用前照灯向车的前方照射光，所述多个半导体发光元件通过使所述一个边缘与在所述车辆大致左右方向延伸着的所述直线重合而并列配置在所述车辆的大体左右方向上，所述光学部件基于所述半导体发光元件从与所述直线重合的所述边缘附近发生的光，形成确定所述车用前照灯的配光图形中的明暗边界的分割线的至少一部分。
3.如权利要求1所述的车用前照灯，其特征在于，还具有安装部件，其具有直线状的一个边缘；所述多个半导体发光元件在距与所述直线重合的所述一个边缘隔开预先设定的距离的位置上分别设有用于显示该半导体发光元件的基准位置的卡合部，并把所述卡合部卡合安装在所述安装部件的所述直线状的一个边缘上。
4.如权利要求1所述的车用前照灯，其特征在于，还具有卡合所述多个半导体发光元件中各个所述一个边缘的卡合部件。
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