CN1676987A - 车辆用照明灯具 - Google Patents

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Abstract

一种车辆用照明灯具，其以发光元件为光源，在提高光束利用率并将灯具结构简化的基础上，高精度地进行光照设控制。将圆柱形配光镜(22)沿车宽方向配置，将来自配置于其后侧焦线(FL)后侧的三个发光元件(24)的光利用三个反射镜(26)朝向前方反射。各反射镜(26)的反射面(26a)的与其后侧焦线(FL)正交的垂直剖面形状被设为以各发光元件(24)的发光中心为第一焦点，同时，以后侧焦线(FL)为第二焦点的椭圆形状。由此，可提高对来自各发光元件(24)的光的光束利用率，同时，形成上下宽度较窄的配光图形。另外，即使圆柱形配光镜(22)的位置和各反射镜(26)的位置在车宽方向多少产生偏移，也可以形成大致一定形状的配光图形，将灯具结构简化。

Description

车辆用照明灯具
技术领域
本发明涉及以发光二极管等发光元件为光源的车辆用照明灯具。
背景技术
近年来，多采用以发光二极管为光源的车辆用照明灯具。
此时，专利文献1中记载有具有以发光二极管为光源的多个灯具单元的车辆用照明灯具。构成该车辆用照明灯具的各灯具单元将来自发光二极管的光利用反射镜反射，介由投影配光镜向前方照射。
另外，专利文献2中记载有如下车辆用照明灯具，将来自矩阵状配置的多个发光二极管的光介由投影配光镜向前方照射。
专利文献1：特开2003-317513号公报
专利文献2：特开2001-266620号公报
作为车辆用照明灯具的结构，在采用仅具有以单一的发光二极管为光源的单一灯具单元的结构时，难以确保充分的光照射量，但若采用上述专利文献1中所述的具有多个这样的灯具单元的结构，或上述专利文献2中所述的作为车辆用照明灯具的光源具有多个发光二极管的结构，则可确保充分的光照射量。
但是，在上述专利文献1中所述的车辆用照明灯具中，为进行高精度的光照设控制，必须在每个灯具单元上准确地定位投影配光镜的光轴，相应地产生了灯具结构复杂化的问题。
另一方面，在上述专利文献2中所述的车辆用照明灯具中，由于来自各发光二极管的直射光入射到投影配光镜上，故产生了对来自发光二极管的光的光束利用率相当低这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于所述问题而开发的，提供一种车辆用照明灯具，以发光元件为光源，其可在提高光束利用率并简化灯具结构的基础上，进行高精度的光照设控制。
本发明为实现所述目的，将来自发光元件的光利用反射镜反射，介由投影配光镜向前方照射，作为该投影配光镜使用规定的圆柱形配光镜。
即，本发明提供一种车辆用照明灯具，以发光元件为光源，其特征在于，包括：圆柱形配光镜，其大致沿左右方向延伸配置；多个发光元件，其位于圆柱形配光镜后侧焦点的后方侧，大致沿左右方向以规定的间隔配置；多个反射镜，其将来自所述各发光元件的光朝向前方反射。其中，所述各反射镜反射面的与所述后侧焦点正交的垂直剖面形状设为以所述各发光元件的发光中心附近的点为第一焦点并以所述后侧焦点附近的点为第二焦点的大致椭圆形状。
所述“车辆用照明灯具”的种类没有特别限定，例如可采用前照灯、雾灯、转向灯、白天行驶灯等。
所述“左右方向”是指以车辆用照明灯具的前后方向为基准，与该前后方向正交的水平方向。此时，该车辆用照明灯具的前后方向也可以与车辆前后方向一致、或不一致。
所述“圆柱形配光镜”只要大致沿左右方向延伸配置即可，则也可以是其后侧焦线直线状延伸的通常的圆柱状配光镜，例如环形配光镜等，也可以是后侧焦线曲线状延伸的配光镜，另外，还可以是将这些组合使用的配光镜。
所述“发光元件”是指具有大致点状发光的发光部的单元状光源，其种类没有特别限定，例如可采用发光二极管或激光二极管等。
如将所述各反射镜的反射面和后侧焦线正交的垂直剖面形状设为以各发光中心附近的点为第一焦点并以圆柱形配光镜后侧焦线附近的点为第二焦点的大致椭圆形状，则其大小或其水平剖面形状等没有特别限定。
如上述结构所示，本发明的车辆用照明灯具包括：圆柱形配光镜，其大致沿左右方向延伸设置；多个发光元件，其位于圆柱形配光镜后侧焦点的后方侧，大致沿左右方向以规定的间隔配置；多个反射镜，其将来自所述各发光元件的光朝向前方反射，因此，通过将来自各发光元件的光利用各反射镜反射，介由圆柱形配光镜向前方照射，可提高对来自各发光元件的光的光束利用率。
此时，由于各反射镜的反射面和圆柱形配光镜后侧焦线正交的垂直剖面形状设为以各发光元件的发光中心附近的点为第一焦点并以圆柱形配光镜后侧焦线附近的点为第二焦点的大致椭圆形状，故可将形成于圆柱形配光镜后侧焦点面的各发光元件的图像形成为上下宽度比较小的图像，通过将所述各光源图像利用圆柱形配光镜上下方向上反转投影，可形成上下宽度较窄的配光图形。
而且，由于垂直剖面形状一定的圆柱形配光镜作为投影配光镜使用，故即使其位置从正规的位置在左右方向多少产生偏移，或各反射镜的位置在左右方向多少产生偏移，都可以使来自圆柱形配光镜的射出光几乎没有变化，可形成大致一定形状的配光图形。因此，可将灯具结构简化。
这样，根据本发明，在以发光元件为光源的车辆用照明灯具中，可在提高光束利用率并简化灯具结构的基础上，高精度地进行光照射控制。
另外，在本发明的车辆用照明灯具中，由于在从外部观察该灯具时，看到大致沿左右方向延伸配置的圆柱形配光镜，故与现有车辆用照明灯具这样的看到并列配置多个投影配光镜的情况相比，可形成顺畅的灯具外观。
在所述结构中，各反射镜反射面的水平剖面形状如上所述，没有特别限定，但若将该水平剖面形状设为以各发光元件的发光中心附近的点为焦点，同时以与圆柱形配光镜后侧焦线正交的直线为轴的大致抛物线形状，则可将来自各反射镜的反射光作为几乎不沿水平方向扩散的大致平行光入射到圆柱形配光镜上，且可以就这样作为大致平行光从圆柱形配光镜射出，因此，可形成几乎不沿水平方向扩散的明亮的配光图形。
在所述结构中，将车辆用照明灯具形成具有上端边缘沿圆柱形配光镜后侧焦点延伸配置的光控制部件的结构，通过该光控制部件阻止利用各反射镜反射的来自各发光元件的光的一部分直向前进，除去来自圆柱形配光镜的上方射出光，若形成上述结构，则可形成上端边缘具有鲜明的明暗截止线的配光图形，由此，可不给对面车司机等造成眩光，提高车辆用照明灯具前方的能见度。
另外，在所述结构中，若圆柱形配光镜后侧焦点的至少一部分构成曲线状延伸形成的结构，则不仅可将来自车辆用照明灯具的光向灯具正面方向照射，还可以向从灯具正面方向朝左右倾斜的方向照射。由此，可将车辆用照明灯具作为适用于转向灯等的灯具，另外，可容易地将其外形形状设为沿车体形状延伸的形状。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的车辆用照明灯具的正面图；
图2是图1的II-II线剖面图；
图3是图1的III-III线剖面图；
图4是透视地表示利用从所述车辆用照明灯具向前方照射的光在配置于车辆前方25m位置的假想垂直屏上作为低光用配光图形的一部分形成的配光图形的图示；
图5是表示本发明第二实施例的车辆用照明灯具的图，其与图2相同；
图6是透视地表示利用从图5所示的车辆用照明灯具向前方照射的光在所述假想垂直屏上作为低光用配光图形的一部分形成的配光图形的图示；
图7是表示本发明第三实施例的车辆用照明灯具的图，其与图2相同；
图8是透视地表示利用从图7所示的车辆用照明灯具向前方照射的光在所述假想垂直屏上作为低光用配光图形的一部分形成的配光图形的图示。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。
首先，说明本发明的第一实施例。
图1是表示本实施例的车辆用照明灯具10的正面图，图2及图3是图1的II-II线剖面图及III-III线剖面图。
如这些图所示，该车辆用照明灯具10是在车辆前端部朝向车辆正面方向配置的灯具，其作为前照灯的一部分使用。
该车辆用照明灯具10中，在利用灯体12和安装于其前端开口部的透明状的透光罩14形成的灯室内收纳有灯具单元20。
该灯具单元20包括：圆柱形配光镜22，其沿车宽方向延伸设置；三个发光元件24，其位于圆柱形配光镜22后侧焦点FL的后方侧，在车宽方向以等间隔配置；三个反射镜26，其将来自这些各发光元件24的光朝向前方反射；光控制部件28，其将上面28a作为包括后侧焦线FL的水平面构成。
圆柱形配光镜22形成前侧表面为凸面，后侧表面为平面的结构，其固定支承在形成于光控制部件28前端部的配光镜保持部28c上。
各发光元件24是具有约0.3～3mm见方大小的正方形发光芯片24a的白色发光二极管，其发光芯片24a在包括后侧焦线FL的水平面上垂直向上地配置的状态下，固定在形成于光控制部件28后端部的各光源支承凹部28b的上面。
各反射镜26通过各发光元件24的发光中心，在沿灯具前后方向延伸的光轴Ax上从上方侧覆盖这些各发光元件24。而且，所述各反光镜26的周边下端部固定在光控制部件28的上面28a上。
所述各反射镜26的反射面26a包括其光轴Ax的垂直剖面形状被设为以各发光元件24的发光中心为第一焦点并且以光轴Ax上的后侧焦点FL稍前方的点A为第二焦点的椭圆形状，另外，其水平剖面形状被设为以各发光元件24的发光中心为焦点并且以光轴Ax为轴的抛物线形状。
由此，所述各反射镜26将来自各发光元件24的光在上下方向朝向前方偏向光轴Ax反射，大致会聚在所述点A，同时，在水平方向朝向前方与其光轴Ax大致平行地反射。
在本实施例中，将这三个反射镜26一体地构成。
在光控制部件28的上面28a进行铝蒸镀等镜面处理，由此，该上面28a构成为反射面。形成该上面28a的前端边缘28a1，使位于其圆柱形配光镜22后侧的部分沿该圆柱形配光镜22的后侧焦线FL直线状地延伸。
而且，该光控制部件28在其上面28a阻止来自各反射镜26的反射面26a的反射光的一部分直向前进，除去来自圆柱形配光镜22的上方射出光。此时，由于光控制部件28的上面28a构成为反射面，故如图3所示，入射于该上面28a的来自各反射镜26的反射光向上反射，入射到圆柱形配光镜22上，作为向下的光从该圆柱形配光镜22射出。
图4是透视地表示利用从车辆用照明灯具10向前方照射的光在配置于车辆前方25m位置的假想垂直屏上作为低光用配光图形PL的一部分形成的配光图形Pa的图示。
该图所示的低光用配光图形PL是左配光的低光用配光图形，其形成为所述配光图形Pa和利用来自未图示的前照灯主体的光照射而形成的基本配光图形PO的合成配光图形。
基本配光图形PO在上端部具有水平明暗截止线CL1及倾斜明暗截止线CL2，两明暗截止线的焦点即弯头点E位于车辆正面方向的无影点即H-V的稍下方(具体地说，向下0.5～0.6°程度)。在该低光用配光图形PL上稍偏向左方地包围弯头点E，形成有热区HZ。
另一方面，配光图形Pa构成仅沿水平方向扩展的配光图形，在其上端边缘具有沿水平方向延伸的明暗截止线CL3。该明暗截止线CL3作为光控制部件28上面28a的前端边缘28a1的反转投影图像形成。
该配光图形Pa的明暗截止线CL3位于和水平明暗截止线CL1大致相同的高度。为实现该截止线，本实施例的车辆用照明灯具10以其各光轴Ax的方向相对于水平方向稍向下(具体地说，向下0.5～0.6°程度)设定的状态安装在车辆上。
另外，在该配光图形Pa上，与表示其轮廓的曲线大致相同圆心形成的多个曲线为等照度曲线，表示配光图形Pa从其外周边缘向其中心逐渐变亮。
如上详述，本实施例的车辆用照明灯具10包括：圆柱形配光镜22，其沿车宽方向延伸配置；三个发光元件24，其位于圆柱形配光镜22后侧焦线FL的后方侧，在车宽方向以等间隔配置；三个反射镜26，其将来自所述各发光元件24的光朝向前方反射，因此，通过将来自各发光元件24的光利用各反射镜26反射，介由圆柱形配光镜22向前方照射，可提高对来自各发光元件24的光的光束利用率。
此时，各反射镜26具有与圆柱形配光镜22的后侧焦线FL正交的光轴Ax，其反射面26a包括光轴Ax的垂直剖面形状被设为以各发光元件24的发光中心为第一焦点并且以光轴Ax上的后侧焦点FL稍前方的点A为第二焦点的椭圆形状，因此，可将形成于圆柱形配光镜22后侧焦线面上的各发光元件24的图像形成为上下宽度比较小的图像，可通过将所述各光源图像利用圆柱形配光镜22在上下方向反转投影，形成上下宽度较窄的配光图形Pa。
而且，在本实施例中，由于垂直剖面形状一定的圆柱形配光镜22作为投影配光镜使用，故即使其位置从正规的位置在左右方向多少产生偏移，或各反射镜26的位置在左右方向多少产生偏移，也可以使来自圆柱形配光镜22的射出光几乎没有变化，可将配光图形Pa维持在大致一定的形状。由此，可将灯具结构简化。
这样，根据本实施例，可在提高光束利用率并简化灯具结构的基础上，进行高精度的光照射控制。
特别是在本实施例中，由于一体地构成三个反射镜26，故可进一步简化灯具结构。
另外，在本实施例的车辆用照明灯具10中，由于在从外部观察该灯具时，看到沿车宽方向延伸配置的圆柱形配光镜22，故与现有车辆用照明灯具这样的看到并列配置多个投影配光镜的情况相比，可形成顺畅的灯具外观。
在本实施例的车辆用照明灯具10中，由于各反射镜26反射面26a的水平剖面形状被设为以各发光元件24的发光中心为焦点并且以光轴Ax为轴的抛物线形状，故可将来自各反射镜26的反射光作为几乎不沿水平方向扩散的大致平行光入射到圆柱形配光镜22上，且可以就这样作为大致平行光从圆柱形配光镜22射出。由此，由于可形成配光图形Pa几乎不沿水平方向扩散的明亮的配光图形，故可增强低光用配光图形PL的热区HZ的周边区域的明亮度，提高车辆前方路面的远距离区域的能见度。
另外，由于本实施例的车辆用照明灯具10包括具有作为含有圆柱形配光镜22后侧焦线FL的水平面构成的上面28a的光控制部件28，且其上面28a的前端边缘28a1沿后侧焦线FL延伸形成，故可利用该光控制部件28阻止由各反射镜26反射的来自各发光元件24的光的一部分直向前进，除去来自圆柱形配光镜22的上方射出光。由此，可将配光图形Pa构成上端边缘具有鲜明的明暗截止线CL3的配光图形，由此，可不给对向车司机等造成眩光，提高车辆用照明灯具前方的能见度。
而且，由于该光控制部件28的上面28a作为反射面构成，故入射于该上面28a的来自各反射镜26的反射光也可用于形成各配光图形Pa，由此，可进一步提高对来自各发光元件24的光的光束利用率。
在所述实施例中说明了各反射镜26的反射面26a的垂直剖面形状被设为以光轴Ax上的后侧焦线FL大致前方的点为第二焦点的椭圆形状，但若将该点A的位置向前方移动，则可将配光图形Pa的上下宽度增大，另一方面，若将点A的位置向后侧焦线FL附近移动，则可将配光图形Pa的上下宽度进一步缩减，若将点A的位置设于后侧焦线FL上，则可使配光图形Pa的上下宽度最小。
在所述实施例中说明了构成灯具单元20，以利用各反射镜26从上侧覆盖向上配置的各发光元件14的结构，但也可以采用除此之外的结构。
在所述实施例中说明了灯具单元20具有三组发光元件24及反射镜26的结构，但在设为除此之外的组数时，也可以得到与所述实施例相同的作用效果。
在所述实施例中说明了将三个反射镜26一体地形成的结构，但也可以分别形成这些反射镜。
在所述实施例中说明了各发光元件24的发光芯片24a形成约0.3～3mm见方大小的正方形，但也可以使用形成除此之外的外形形状(例如横长的矩形形状等)的发光芯片。
在所述实施例中说明了光控制部件28具有作为包括圆柱形配光镜22的后侧焦线FL的水平面构成的上面28a，且其前端边缘28a1沿后侧焦线FL延伸形成的结构，但也可以利用上端边缘沿后侧焦线FL延伸形成的立壁状灯罩构成控制部件来取代上述的结构。
在所述实施例中说明了车辆用照明灯具10作为前照灯的一部分构成的结构，但也可以如转向灯等，和前照灯一起作为其它独立的灯具构成。此时，在所述实施例中说明了车辆用照明灯具10以朝向车辆正面方向的状态使用，但也可以将该车辆用照明灯具10在相对车辆前后方向朝向以规定角度向车宽方向外侧倾斜的方向的状态使用，在这种情况下，可将车辆用照明灯具10作为转向灯使用。
其次说明本发明的第二实施例。
图5表示本实施例的车辆用照明灯具110的图，其与图2相同。
如图5所示，该车辆用照明灯具110中，其灯具单元120的各反射镜126的结构与所述第一实施例的各反射镜26的结构不同，但其以外的结构全部与所述第一实施例的结构相同。
本实施例的各反射镜126的反射面126a的水平剖面形状被设为以各发光元件24的发光中心为第一焦点并且以比光轴Ax上的后侧焦线FL更靠前的点为第二焦点的椭圆形状。由此，这些各反射镜126将来自发光元件24的光在水平方向朝向前方偏向其光轴Ax反射。
而且，在本实施例中，将来自各反射镜126的反射光原样地透过圆柱形配光镜22，在暂时会聚后，作为沿左右扩散的光向前方照射。
另外，各反射镜126反射面126a的垂直剖面形状设为与所述第一实施例的各反射镜126的形状完全相同的形状。
图6是透视地表示利用从本实施例的车辆用照明灯具110向前方照射的光在所述假想垂直屏上作为低光用配光图形PL的一部分形成的配光图形Pb的图。
如图6所示，该低光用配光图形PL形成为与所述第一实施例完全相同的基本配光图形P0和配光图形Pb合成的合成配光图形。
配光图形Pb和所述第一实施例的配光图形Pa相同，其上端边缘具有沿水平方向延伸的明暗截止线CL3，但由于来自圆柱形配光镜22的射出光成为左右扩散光，故该配光图形Pb与所述配光图形Pa相比，形成在水平方向较大地扩大的配光图形。
而且，通过形成这样的配光图形Pb，可将低光用配光图形PL的热区HZ的周边区域的明亮度向左右大幅扩散而增强，由此，可将车辆前方路面的远距离区域的能见度提高到包括其左右的路两侧位置。
其次说明本发明的第三实施例。
图7是表示本实施例的车辆用照明灯具210的图，其与图2相同。
如图7所示，该车辆用照明灯具210在车辆左前端部沿车体形状配置，其透光罩214及灯体212靠近车宽方向外侧的部分绕入车辆后侧。
本实施例的灯具单元220的基本结构和所述第一实施例的灯具单元20相同，但其圆柱形配光镜222的形状和所述第一实施例的圆柱形配光镜22不同，另外，即使将发光元件24及反光镜26追加两组进行配置，也可以和所述第一实施例的结构相同。
即，本实施例的圆柱形配光镜222的形状被设为将所述第一实施例的圆柱形配光镜22朝向车宽方向外侧绕入车辆后方侧这样延长形成的形状。而且，该圆柱形配光镜222的后侧焦线FL靠近车宽方向内侧的部分和所述圆柱形配光镜22的情况相同，沿车宽方向直线状延伸，靠其车宽方向外侧的部分向车辆后侧弯曲，圆弧状地延伸。
另外，使追加配置的两组发光元件24及反射镜26的光轴Ax相对于车辆正面方向各以规定角度(例如10°及20°)沿向车宽方向外侧倾斜的方向延伸。另外，追加配置的各发光元件24及各反射镜26的结构本身和所述第一实施例的结构完全相同。
与此同时，光控制部件228的形状也被设为将所述第一实施例的光控制部件28朝向车宽方向外侧绕入车辆后侧这样延长形成的形状。而且，该光控制部件228的上面228a的前端边缘228a1也如下形成，位于其圆柱形配光镜222后方侧的部分沿该圆柱形配光镜222的后侧焦线FL直至中途，在车宽方向直线延伸，同时，靠车宽方向外侧的部分圆弧状延伸，向车辆后方侧弯曲。
图8是透视地表示利用从车辆用照明灯具210向前方照射的光在假想垂直屏上作为低光用配光图形PL的一部分形成的配光图形Pc的图示。
如图8所示，该低光用配光图形PL作为将与所述第一实施例完全相同的基本配光图形P0和配光图形Pc合成的合成配光图形形成。
配光图形Pc和所述第一实施例的配光图形Pa相同，其上端边缘具有沿水平方向延伸的明暗截止线CL3，通过附加来自追加配置的两组发光元件24及反射镜26的光，形成与所述配光图形Pa相比，向左方向(即车宽方向外侧)大地扩散的配光图形。此时，由于使追加配置的两组发光元件24及反射镜26的光轴Ax相对于车辆正面方向各以规定角度沿向车宽方向外侧倾斜的方向延伸，故配光图形Pc以朝向其左端边缘明亮度逐渐减少这样的光度分布形成。
这样，通过形成将所述配光图形Pa扩散到比基本配光图形P0的左端边缘更左侧的配光图形Pc，可增强低光用配光图形PL中的热区HZ的周边区域的明亮度，同时，可将低光用配光图形PL向左方扩张形成，因此，可提高包括直至达到左侧路旁部分的车辆前方路面的远距离区域的能见度。由此，不仅可提高车辆直向前进的安全性，而且还能够提高车辆左转时的行驶安全性。
另外，如将具有和本实施例的车辆用照明灯具210左右对称的结构车辆用照明灯具配置在车辆右前端，则可提高包括直至达到右侧路旁部分的车辆前方路面的远距离区域的能见度。由此，不仅可提高车辆直向前进的安全性，而且还能够提高车辆右转时的行驶安全性。

Claims (4)

1、一种车辆用照明灯具，其以发光元件为光源，其特征在于，包括：圆柱形配光镜，其大致沿左右方向延伸配置；多个发光元件，其位于所述圆柱形配光镜后侧焦点的后方侧，大致沿左右方向以规定的间隔配置；多个反射镜，其将来自所述各发光元件的光朝向前方反射，其中，所述各反射镜反射面的与所述后侧焦点正交的垂直剖面形状设为以所述各发光元件的发光中心附近的点为第一焦点并且以所述后侧焦点附近的点为第二焦点的大致椭圆形状。
2、如权利要求1所述的车辆用照明灯具，其特征在于，所述各反射镜反射面的水平剖面形状被设为以所述各发光元件的发光中心附近的点为焦点并且以与所述后侧焦线大致正交的直线为轴的大致抛物线形状。
3、如权利要求1所述的车辆用照明灯具，其特征在于，具有上端边缘沿所述后侧焦线延伸配置的光控制部件，利用该光控制部件阻止由所述各反射镜反射的来自所述各发光元件的光的一部分直向前进，除去来自所述圆柱形配光镜的上方射出光。
4、如权利要求1～3任一项所述的车辆用照明灯具，其特征在于，所述后侧焦线的至少一部分曲线状延伸形成。
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