專利名稱：車輛用前照燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛用前照燈，特別是涉及一種通過使從多個燈具單元射出的光重合而形成規(guī)定的配光圖案的車輛用前照燈，該多個燈具單元使用LED等半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源。
背景技術(shù)：
近年來，提出多種使用半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源的車輛用前照燈的技術(shù)方案。通常，用于這樣的車輛用前照燈的半導(dǎo)體發(fā)光元件是具有LED(Light Emitting Diode)等方形的發(fā)光面的發(fā)光芯片。另外，在車輛用前照燈中，從安全的觀點來看，存在必須高精度地形成配光圖案的情況。通過使用例如反射鏡(反射器)或投影透鏡等光學(xué)部件的光學(xué)系統(tǒng)形成這樣的配光圖案。在此，例如專利文獻I等所記載，通過使用半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源的多個聚光用燈具單元與擴散用燈具單元的組合而形成規(guī)定的配光圖案(例如，近光用配光圖案)的車輛用前照燈。由上述多個燈具單元形成的聚光、擴散的配光圖案是由任意向燈具前方投影的半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面而產(chǎn)生的多個光源像而形成。專利文獻I :日本特開2005-141917號公報但是，在上述專利文獻I等所公開的使半導(dǎo)體發(fā)光元件的車輛用前照燈中，當(dāng)在垂直方向的寬度形成擴散廣的圖案時，必須通過反射鏡和投影透鏡等光學(xué)元件同時控制左右擴散和上下擴散，從而存在配光控制復(fù)雜化的問題。另外，當(dāng)形成垂直方向?qū)挾日木酃鈭D案時，如果為了制造熱區(qū)而在截止線附近匯聚光源像，則存在熱區(qū)下方也同時變得明亮，或者產(chǎn)生強光斑。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種良好的車輛用前照燈，其消除上述技術(shù)問題，使配光控制變得容易并且不易產(chǎn)生光斑。為了達到上述目的，本發(fā)明的車輛用前照燈通過聚光用燈具單元及擴散用燈具單元形成所希望的配光圖案，聚光用燈具單元及擴散用燈具單元分別具備具有大致長方形的發(fā)光面的半導(dǎo)體發(fā)光元件和將來自所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的射出光向燈具前方投影的光學(xué)部件，所述車輛用前照燈的特征在于，所述聚光用燈具單元所產(chǎn)生的聚光圖案通過多個光源像形成，所述多個光源像至少包含使向燈具前方投影的所述發(fā)光面的長邊沿車輛前方的中央水平線的光源像，所述擴散用燈具單元所產(chǎn)生的擴散圖案通過多個光源像形成，所述多個光源像至少包含使向燈具前方投影的所述發(fā)光面的短邊沿所述中央水平線的光源像。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的車輛用前照燈，聚光用燈具單元能夠通過多個橫長的光源像形成垂直方向?qū)挾日木酃鈭D案，所述多個橫長的光源像至少包含使發(fā)光面的長邊沿車輛前方的中央水平線的光源像。因此，當(dāng)為了制作熱區(qū)而在截止線附近聚集光源像時，也不易產(chǎn)生車輛寬度方向的光斑，并且防止產(chǎn)生使熱區(qū)下方同時明亮的問題。另外，擴散用燈具單元能夠通過多個縱長的光源像形成垂直方向?qū)挼臄U散圖案，所述多個縱長光源像至少包含使發(fā)光面的短邊沿中央水平線的光源像。
因此，不是必須通過反射器和投影透鏡等光學(xué)部件同時控制左右擴散和上下擴散，也能夠僅通過左右方向(車輛寬度方向)的控制來控制擴散圖案。另外，由于發(fā)光面的短邊相對于中央水平線傾斜，因此即使不改變光學(xué)部件的設(shè)計，也能夠容易地減小擴散圖案的垂直方向的寬度。另外，在上述結(jié)構(gòu)的車輛用前照燈中，優(yōu)選的是，所述聚光用燈具單元及所述擴散用燈具單元中至少一個的所述光學(xué)部件是配置在所述半導(dǎo)體發(fā)光元件前方的投影透鏡，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件配置在燈具光軸上。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的車輛用前照燈，由于使用投影透鏡的直線型投射單元作為光學(xué)部件的結(jié)構(gòu)，因此使通過向燈具前方投影的多個光源像而形成配光圖案的控制變得容易。另夕卜，與使用投影透鏡及反射器的反射型投射單元的光學(xué)部件相比，能夠縮小燈具前后方向的尺寸。另外，在上述結(jié)構(gòu)的車輛用前照燈中，優(yōu)選的是，利用所述聚光用燈具單元及所述擴散用燈具單元而形成的配光圖案是近光用配光圖案。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的車輛用前照燈，即使旋轉(zhuǎn)被投影的縱長的光源像，擴散用燈具單元所產(chǎn)生的擴散圖案的光源像上端的短邊也從水平截止線向上方露出得很少。因此，使近光燈的擴散圖案的水平截止線附近明亮并且能夠容易地確保該水平截止線的截止性。因此，車輛用前照燈能夠形成最適合的近光用配光圖案。根據(jù)上述說明的本發(fā)明的車輛用前照燈，聚光用燈具單元能夠通過多個橫長光源像形成垂直方向?qū)挾日木酃鈭D案。因此，當(dāng)為了制造熱區(qū)而在截止線附近聚集光源像時，也不易產(chǎn)生車輛寬度方向的光斑，并且能夠防止使熱區(qū)的下方同時明亮的問題。另外，擴散用燈具單元能夠通過多個縱長光源像形成垂直方向的寬度寬的擴散圖案。因此，不是必須通過反射器和投影透鏡等光學(xué)部件同時控制左右擴散和上下擴散，也能夠僅通過左右方向(車輛寬度方向)的控制來控制擴散圖案。因此，能夠提供一種是配光控制變得容易并且不易產(chǎn)生光斑的良好的車輛用前照燈。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式一的車輛用前照燈的概要主視圖。圖2是圖I所示的車輛用前照燈的II-II剖面向視圖。圖3是圖I所示的車輛用前照燈的III-III剖面向視圖。圖4是透視地表示通過從圖I所示的車輛用前照燈向前方照射的光，而形成于配置在燈具前方25m位置的假想垂直屏幕上的配光圖案的圖。圖4(a)表示聚光用燈具所產(chǎn)生的聚光配光圖案。圖4(b)表示擴散用燈具單元所產(chǎn)生的擴散配光圖案。圖5(c)表示將上述聚光配光圖案與擴散配光圖案組合的近光用配光圖案。圖5是說明圖I所示的擴散用燈具單元的變形例的主要部分的放大主視圖。圖6是表示圖5所示的擴散用燈具單元所產(chǎn)生的擴散配光圖案。圖7是表示本發(fā)明的實施方式二的車輛用前照燈的概要水平剖面圖。圖7(a)表示聚光用燈具單元。圖7(b)是擴散用燈具單元。附圖標記說明I車輛用前照燈12 燈體14透光罩16 燈室20聚光用燈具單元21投影透鏡(光學(xué)部件)22、32半導(dǎo)體發(fā)光元件22a、32a 發(fā)光面23、33 基板25遮光板30擴散用燈具單元31投影透鏡(光學(xué)部件)
Axl、Ax2 燈具光軸Vx垂直軸線Hx水平軸線
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明一個實施方式的車輛用前照燈進行詳細地說明。如圖I至圖3所示，本發(fā)明的實施方式一的車輛用前照燈I是安裝在例如車輛的前端部分并且能夠開關(guān)近光燈的燈具。在車輛用前照燈I中，在由燈體12和安裝在燈體12前端開口部的透明狀的透光罩14形成的燈室16內(nèi)收納有聚光用燈具單元20及擴散用燈具單元30，該聚光用燈具單元20及擴散用燈具單元30通過使射出的光重合而形成近光用配光圖案。聚光用燈具單元20及擴散用燈具單元30固定配置在支承部件15上。另外，在聚光用燈具單元20及擴散用燈具單元30與透光罩14之間配置有延伸部18，以覆蓋從燈具前方看到的間隙。本實施例的支承部件15是大致沿透光罩14的外形形狀而形成的板狀部件，并且經(jīng)由校光機構(gòu)5及調(diào)平機構(gòu)8在上下方向及左右方向能夠傾斜移動地被燈體12支承。校光機構(gòu)5是用于通過調(diào)整螺母6的擰緊而對聚光用燈具單元20及擴散用燈具單元30的安裝位置及安裝角度進行微調(diào)整的機構(gòu)，在校光調(diào)整階段，各燈具光軸Axl、Ax2相對于車輛前后方向朝向大致水平方向延伸。調(diào)平機構(gòu)8是用于根據(jù)乘車人數(shù)和車載貨物等的重量的變化驅(qū)動調(diào)平電動機10，從而自動調(diào)整聚光用燈具單元20及擴散用燈具單元30的照射方向。
如圖I及圖2所示，本實施方式的聚光用燈具單元20是直線型的投射單元，并且具備配置于燈具光軸Axl上的半導(dǎo)體發(fā)光元件22 ;投影透鏡21，其是配置于半導(dǎo)體發(fā)光元件22的前方并且向燈具前方投影來自該半導(dǎo)體發(fā)光元件22的射出光的光學(xué)部件；遮光板25，其配置在半導(dǎo)體發(fā)光元件22的前方并且遮擋來自半導(dǎo)體發(fā)光元件22的射出光的一部分。投影透鏡21由前側(cè)表面為球狀凸面而后側(cè)表面為平面的平凸透鏡構(gòu)成，將包含其后側(cè)焦點Fa的焦點面 上的像變?yōu)榉崔D(zhuǎn)像，并向前方投影。投影透鏡21固定支承在設(shè)置于支承部件15的前表面的透鏡支承24的前端部，該透鏡支架24的基端部上方固定有遮光板25。另外，支承部件15的后表面突出設(shè)置有散熱片26，通過配置于散熱片26后方的散熱風(fēng)扇27對半導(dǎo)體發(fā)光元件22所產(chǎn)生的熱量進行散熱。半導(dǎo)體發(fā)光元件22是白色發(fā)光二極管，該白色發(fā)光二極管具有在基板23上排列四個Imm見方左右大小的發(fā)光芯片的長方形的發(fā)光面22a。半導(dǎo)體發(fā)光元件22的基板23以使發(fā)光面22a的照射軸與燈具光軸Axl平行的方式配置在燈具光軸Axl上的投影透鏡21的后側(cè)焦點Fa的后側(cè)附近的支承部件15的前表面。而且，半導(dǎo)體發(fā)光元件22橫長地(相對于水平軸線Hx，發(fā)光面的長邊的傾斜角度不到45度)配置為使發(fā)光面22a的下側(cè)長邊與投影透鏡21的后側(cè)焦點Fa重合，并且發(fā)光面22a沿與燈具光軸Axl正交的水平軸線Hx延伸。另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件22利用未圖示的亮燈控制裝置進行亮燈控制。在正面觀察燈具時，遮光板25的上端緣25a由于呈梯形地覆蓋發(fā)光面22a的右下角部分，因此具有形成配光生成部的形狀，該配光生成部用于生成近光用配光圖案的傾斜截止部及水平截止部。S卩，在聚光用燈具單元20中，被遮光板25遮擋一部分而向投影透鏡21入射的來自半導(dǎo)體發(fā)光元件22的射出光，通過投影透鏡21形成向燈具前方投影的發(fā)光面22a所產(chǎn)生的多個光源像Ia，從而形成在上端緣具有水平截止部CLl及傾斜截止部CL2的熱區(qū)形成用圖案(聚光圖案)PH(參照圖4(a))。另外，由于在發(fā)光面22a的一部分直接形成遮光膜而代替遮光板25，所以也可以構(gòu)成熱區(qū)形成用圖案PH的傾斜截止部及水平截止部。如圖I及圖3所示，本實施方式的擴散用燈具單元30是直線性的投射單元，并且具備配置于燈具光軸Ax2上的半導(dǎo)體發(fā)光元件32 ;投影透鏡31，其是配置在半導(dǎo)體發(fā)光元件32的前方并且將來自該半導(dǎo)體發(fā)光元件32的射出光向燈具前方投影的光學(xué)部件。投影透鏡31是前側(cè)表面為橢圓狀凸面而后側(cè)表面平面的平凸透鏡，投影透鏡31將包含其后側(cè)焦點Fb的焦點面上的像變?yōu)榉崔D(zhuǎn)像，并且一邊向水平方向擴大一邊向前方投影。投影透鏡31支承固定在設(shè)置于支承部件15的前表面的透鏡支架34的前端部。與上述聚光用燈具單元20的半導(dǎo)體發(fā)光元件22相同地，半導(dǎo)體發(fā)光元件32是白色發(fā)光二極管，該白色發(fā)光二極管具有在基板33上排列四個Imm見方左右大小的發(fā)光芯片的長方形的發(fā)光面22a。半導(dǎo)體發(fā)光元件32的基板33以使發(fā)光面32a的照射軸與燈具光軸Ax2平行的方式配置在燈具光軸Ax2上的投影透鏡31的后側(cè)焦點Fb的后側(cè)附近的支承部件15的前表面。而且，半導(dǎo)體發(fā)光元件32縱長(相對于水平軸線Hx，發(fā)光面的長邊的傾斜角度在45度以上)配置為使發(fā)光面32a的下側(cè)短邊與投影透鏡31的后側(cè)焦點Fb重合，并且發(fā)光面32a沿與燈具光軸Ax2正交的垂直軸線Vx延伸。另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件32通過未圖示的開燈控制裝置進行開燈控制。S卩，在擴散用燈具單元30中，向投影透鏡31入射的來自半導(dǎo)體發(fā)光元件32的射出光，通過投影透鏡31，形成向燈具前方投影的發(fā)光面32a所產(chǎn)生的多個光源像Ib，從而形成以向比H-H線更下方位置擴散的方式擴散的擴散區(qū)域形成用圖案(擴散圖案)PW(參照圖 4(b)。 圖4是透視地表示通過從本實施方式的車輛用前照燈I向前方照射的光，而形成于配置在燈具前方25m位置的假想垂直屏幕上的配光圖案的圖，圖4(a)是由多個光源像Ia的重合而表示熱區(qū)形成用圖案PH的擴展的情況的圖，圖4(b)是由多個光源像Ib的重合而表示擴散區(qū)域形成用圖案PW的擴展的情況的圖，圖4(c)是表示通過使熱區(qū)形成用圖案PH與擴散區(qū)域形成用圖案PW重合而形成合成配合圖案的近光用配光圖案PA的圖。如圖4 (a)所示，熱區(qū)形成用圖案PH通過多個橫長的光源像Ia形成垂直方向?qū)挾日木酃鈭D案，該多個橫長的光源像Ia使向燈具前方投影的聚光用燈具單元20的發(fā)光面22a的長邊沿車輛前方的中央水平線(作為燈具主視方向的消點的H-V附近的水平線)。因此，為了制造熱區(qū)而在截止線附近匯聚光源像Ia的熱區(qū)形成用圖案PH不易產(chǎn)生車輛寬度方向的光斑，并且也能夠防止熱區(qū)的下方也同時明亮的情況的產(chǎn)生。 如圖4 (b)所示，擴散區(qū)域形成用圖案PW通過多個縱長的光源像Ib形成垂直方向?qū)挾葘挼木酃鈭D案，該多個光源像Ib包含使向燈具前方投影的聚光用燈具單元30的發(fā)光面32a的短邊沿車輛前方的中央水平線。因此，不必須通過投影透鏡31同時控制左右擴散和上下擴散，從而能夠僅利用左右方向(車輛寬度方向)的控制來控制擴散圖案。另外，對擴散用燈具單元30所產(chǎn)生的擴散區(qū)域形成用圖案PW而言，即使旋轉(zhuǎn)向左右方向擴散地投影的縱長的光源像Ib，光源像Ib上端的短邊從水平截止線CL3向上方露出的部分很少。因此，使近光用配光圖案PA的擴散區(qū)域形成用圖案PW的水平截止線CL3附近明亮，并且能夠確保該水平截止線CL3的截止線。因此，如圖4 (C)所示，通過使上述熱區(qū)形成用圖案PH與擴散區(qū)域形成用圖案PW重合而形成合成配光圖案，從而能夠形成最合適的近光用配光圖案PA。S卩，能夠提供一種使配光控制變得容易并且也不易產(chǎn)生光斑的良好的車輛用前照燈I。另外，如上所示，本實施方式的車輛用前照燈I通過包含平行于車輛前方的中央水平線的橫長的光源像Ia的多個光源像Ia形成熱區(qū)形成用圖案PH，并且通過平行于車輛前方的中央垂直線(作為燈具正面方向的消點的H-V附近的垂直線)的縱長的光源像Ib形成擴散區(qū)域形成用圖案PW。但是，本發(fā)明的實施方式的車輛用前照燈I所形成的光源像Ia或光源像Ib不是必須平行于中央水平線或中央垂直線，也能夠相對于中央水平線或中央垂直線適當(dāng)?shù)貎A斜。
圖5所述的擴散用燈具單元40是上述車輛用前照燈I的擴散用燈具單元30的變形例。需要說明的是，與上述擴散用燈具單元30相同的結(jié)構(gòu)部件用相同的附圖標記表示，并且省略詳細的說明。擴散用燈具單元40是與上述擴散用燈具單元30相同的直射型的投射單元，并且具備配置于燈具光軸Ax2上的半導(dǎo)體發(fā)光元件42 ;投影透鏡31，其是配置于半導(dǎo)體發(fā)光元件42的前方并且將來自該半導(dǎo)體發(fā)光元件42的射出光向燈具前方投影的光學(xué)部件。半導(dǎo)體發(fā)光元件42縱長地配置為，使發(fā)光面42a的下側(cè)短邊與投影透鏡31的后側(cè)焦點Fb重合，并且使發(fā)光面42a沿與燈具光軸Ax2正交的垂直軸線Vx向左斜上方(在圖5中，向右斜上方)延伸。因此，如圖6所示，擴散用燈具單元40的向投影透鏡31入射的來自半導(dǎo)體發(fā)光元件42的射出光，通過投影透鏡31，形成向燈具前方投影的發(fā)光面42a所產(chǎn)生的多個光源像Ib,從而形成以向比H-H線更下方擴散的方式擴散的擴散區(qū)域形成用圖案PWn (用單點劃線表不)。與上述擴散用燈具單元30所產(chǎn)生的擴散區(qū)域形成用圖案PW(用雙點劃線表示)相比，該擴散區(qū)域形成用圖案HVn是垂直方向的寬度更窄的擴散圖案。S卩，由于發(fā)光面42a的短邊通過相對于中央水平線傾斜的光源像Ib形成擴散區(qū)域形成用圖案PWn，因此，不使用焦距長的其他投影透鏡也能夠容易地縮小擴散區(qū)域形成用圖案PW的垂直方向的寬度。因此，本實施方式的車輛用前照燈I能夠提高根據(jù)車種的不同而配合不同的搭載位置和燈具收納空間的設(shè)計自由度，并且是通用性高且廉價的燈具。圖7是表示本發(fā)明的實施方式二的車輛用前照燈I的聚光用燈具單元50及擴散用燈具單元60的概要的水平剖面圖。如圖7(a)所示，本實施方式的聚光用燈具單元50是反射型的投射單元，并且具備配置在沿車輛前后方向延伸的燈具光軸Ax3上的投影透鏡51 ;配置在投影透鏡51的后側(cè)的半導(dǎo)體發(fā)光元件52 ；反射器54，其將來自該半導(dǎo)體發(fā)光元件52的射出光朝向燈具前方反射到燈具光軸Ax3附近；遮光板55，其配置在投影透鏡51與半導(dǎo)體發(fā)光元件52之間并且形成規(guī)定的近光用配光圖案的截止線。與上述聚光用燈具單元20的半導(dǎo)體發(fā)光元件22相同地，半導(dǎo)體發(fā)光元件52也是白色發(fā)光二極管，該白色發(fā)光二極管具有在基板53上排列四個Imm見方左右大小的發(fā)光芯片的長方形的發(fā)光面52a。半導(dǎo)體發(fā)光元件52的基板53配置在比投影透鏡51的后側(cè)焦點Fal更靠后方的位置，發(fā)光面52a的照射軸以朝向垂直方向上方的方式配置。而且，半導(dǎo)體發(fā)光兀件52橫長配置為，使發(fā)光面52a的前側(cè)的長邊與后述的反射器54的第一焦點Fa2重合，并且使發(fā)光面52a沿與燈具光軸Ax3正交的水平軸延伸。另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件52通過未圖示的開燈控制裝置進行開燈控制。 反射器54是設(shè)置于半導(dǎo)體發(fā)光元件52的上側(cè)的大致圓拱狀的部件，并且具有反射面54a,該反射面54a將來自該半導(dǎo)體發(fā)光兀件52的光朝向前方匯聚并反射在燈具光軸Ax3附近。該反射面54a形成以燈具光軸Ax3為中心軸的大致橢圓球面狀。具體地說，該反射面54a包含燈具光軸Ax3的截面形狀被設(shè)定為大致橢圓形，并且其離心率被設(shè)定為從垂直截面朝向水平截面逐漸增大并且，半導(dǎo)體發(fā)光元件52配置在形成該反射面54a的鉛直截面的橢圓的第一焦點Fa2。由此，反射面54a使來自半導(dǎo)體發(fā)光元件52的射出光向前方聚光反射到靠近燈具光軸Ax3，并在包含燈具光軸Ax3的鉛直截面內(nèi)使其大致收斂在上述橢圓的第二焦點(投影透鏡51的后方側(cè)焦點Fal)。投影透鏡51由前方側(cè)表面為球狀凸面而后方側(cè)表面為平面的平凸透鏡構(gòu)成，其后方側(cè)焦點Fal以位于反射器54的反射面54a的第二焦點的方式配置在燈具光軸Ax3上，由此，包含后方側(cè)焦點Fal的焦點面上的像作為反轉(zhuǎn)像向前方投影。本例的燈罩55是兼做投影透鏡51和半導(dǎo)體發(fā)光元件52的支承部的塊體(塊狀)，并載置反射器54。并且，在燈罩55的后面突出設(shè)置有未圖示的散熱片，對半導(dǎo)體發(fā)光元件52產(chǎn)生的熱量進行散熱。并且，在燈罩55，從遮光端緣55c向燈具光軸Ax3方向后方延伸的上表面55a使來自反射器54的反射光的一部分向上方反射。在上表面55a形成有實施了反面處理的附加反射面。S卩，在該燈罩55,遮光端緣(即，上表面55a與燈罩55的前端面55b之間的棱線)55c以通過投影透鏡51的后方側(cè)焦點Fal的方式形成。并且，在形成于上表面55a的附加反射面，通過使來自反射器54的反射光的一部分向上反射，就能夠?qū)⒈緫?yīng)被燈罩55遮蔽的光作為照射光進行有效利用，這樣就提高了來自半導(dǎo)體發(fā)光元件52的射出光的光束利用率。另外，燈罩55的遮光端緣55c為了與投影透鏡51的像場彎曲對應(yīng)，從俯視看，形成為左右兩側(cè)向前方突出的彎曲狀。該彎曲的遮光端緣55c與投影透鏡51的焦點組一致。即，在燈罩55，遮光端緣55c沿投影透鏡51的焦點組形成，其遮光端緣55c的形狀還是截止線狀。S卩，在聚光用燈具單元50中，一部分被燈罩55遮蔽并入射到投影透鏡51的、來自反射器54的反射光成為被投影透鏡51向燈具前方投影的發(fā)光面52a所產(chǎn)生的多個光源像Ia，與圖4 (a)所示的熱區(qū)形成用圖案PH相同地，在上端緣形成具有水平截止部CLl和傾斜截止部CL2的熱區(qū)形成用圖案。在該熱區(qū)形成用圖案，向燈具前方投影的聚光用燈具單元50的發(fā)光面52a的長邊被沿著車輛前方的中央水平線的多個橫長的光源像Ia形成為鉛直方向的寬度窄的聚光圖案，因此，難以在車輛寬度方向產(chǎn)生光斑，也能夠防止熱區(qū)的下方同時明亮。如圖7(b)所示，本例的擴散用燈具單元60是反射型的投影單元，并包括投影單元61，其配置在沿車輛前后方向延伸的燈具光軸Ax4上；半導(dǎo)體發(fā)光元件62，其配置投影單兀61的后方側(cè)；反射器64,其將來自該半導(dǎo)體發(fā)光兀件62的射出光向燈具前方反射到靠近燈具光軸Ax4 ;燈罩65，其配置在投影透鏡61和半導(dǎo)體發(fā)光元件62之間，并形成有規(guī)定的近光配光圖案的截止線。與上述聚光用燈具單元20的半導(dǎo)體發(fā)光元件22相同地，半導(dǎo)體發(fā)光元件62是白色發(fā)光二極管，其具有在基板63上排列有四個Imm見方左右大小的發(fā)光芯片的長方形的發(fā)光面62。
半導(dǎo)體發(fā)光 元件62的基板63配置在比投影透鏡61的后方側(cè)焦點Fbl的更靠后方，發(fā)光面62a的照射軸被配置為向著鉛直方向上方。并且，在半導(dǎo)體發(fā)光兀件62,發(fā)光面62a的前側(cè)的短邊與后述的反射鏡64的第一焦點Fb2重合，發(fā)光面62a被配置為沿?zé)艟吖廨SAx4延伸的縱長狀。另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件62被未圖示的亮燈控制裝置水上進行亮燈控制。反射器64是設(shè)置在半導(dǎo)體發(fā)光元件62的上方側(cè)的大致圓拱狀的部件，具有使來自該半導(dǎo)體發(fā)光元件62的光向前方聚光反射到靠近燈具光軸Ax3的反射面64a。該反射面64a形成為以燈具光軸Ax4為中心軸的大致橢圓球面狀。具體地說，在該反射面64a，包含燈具光軸Ax4的截面形狀被設(shè)定為大致橢圓形狀，其離心率從鉛直截面向水平截面漸漸增大。并且，半導(dǎo)體發(fā)光元件62配置在形成該反射面64a的鉛直截面的橢圓的第一焦點Fb2。由此，反射面64a使來自半導(dǎo)體發(fā)光元件62的射出光向前方聚光反射到靠近燈具光軸Ax4，并在包含燈具光軸Ax4的鉛直截面內(nèi)大致收斂在上述橢圓的第二焦點(投影透鏡61的后方側(cè)焦點Fbl)。投影透鏡61由前方側(cè)表面為橢圓狀凸面而后方側(cè)表面為平面的平凸透鏡構(gòu)成，其后方側(cè)焦點Fbl以位于反射器64的反射面64a的第二焦點的方式配置在燈具光軸Ax4上，由此，包含后方側(cè)焦點Fbl的焦點面上的像作為反轉(zhuǎn)像向水平方向一邊放大一邊向前方投影。本例的燈罩65是兼做投影透鏡61和半導(dǎo)體發(fā)光元件62的支承部的塊狀，并載置反射器64。并且，在燈罩65的后面突出設(shè)置有未圖示的散熱片，對半導(dǎo)體發(fā)光元件62產(chǎn)生的熱量進行散熱。并且,在燈罩65,從遮光端緣65c向燈具光軸Ax4方向后方延伸的上表面65a使來自反射器64的反射光的一部分向上方反射。在上表面65a形成有實施了反面處理的附加反射面。S卩，在該燈罩65,遮光端緣(即，上表面65a與燈罩65的前端面65b之間的棱線)65c以通過投影透鏡61的后方側(cè)焦點Fbl的方式形成。并且，在形成在上表面65a的附加反射面，通過使來自反射器64的反射光的一部分向上反射，就能夠?qū)⒈緫?yīng)被燈罩65遮蔽的光作為照射光進行有效利用，這樣就提高了來自半導(dǎo)體發(fā)光元件62的射出光的光束利用率。另外，燈罩65的遮光端緣65c為了與投影透鏡61的像場彎曲對應(yīng)，從俯視看，形成為左右兩側(cè)向前方突出的彎曲狀。該彎曲的遮光端緣65c與投影透鏡51的焦點組一致。即，在燈罩65，遮光端緣65c沿投影透鏡61的焦點組形成，其遮光端緣65c的形狀還是截止線狀。S卩，在擴散用燈具單元60中，一部分被燈罩55遮蔽并入射到投影透鏡61的、來自反射器64的反射光成為被投影透鏡61向燈具前方投影的發(fā)光面62a所產(chǎn)生的多個光源像Ia，并形成以向H-H線的更下方擴散的方式進行擴散的擴散區(qū)域用圖案。在該擴散用燈具單元60產(chǎn)生的擴散區(qū)域形成用圖案，向燈具前方投影的擴散用燈具單元60的發(fā)光面62a的短邊被具有沿著車輛前方的中央水平線的縱長的光源像Ib的多個光源像Ib形成為鉛直方向的寬度寬的擴散圖案，因此，不需通過投影透鏡61和反射鏡64同時控制左右擴散和上下擴散，僅僅通過左右方向的控制就能夠控制擴散圖案。并且，由于通過燈罩65形成截止線，因此，與上述第一例的車輛用前照燈I所具有的擴散用燈具單元30產(chǎn)生的擴散區(qū)域形成用圖案PW相比，該擴散用燈具單元60產(chǎn)生的擴散區(qū)域形成用圖案的上端緣具有良好的水平截止部。因此，與上述第一例的車輛用前照燈I相同地，具有上述聚光用燈具單元50和擴散用燈具單元60的上述第二例的車輛用前照燈I易于進行配光控制，且難以產(chǎn)生光斑。并且，與由直射型的投影單元構(gòu)成的聚光用燈具單元20和擴散用燈具單元30的上述第一實施方式的車輛用前照燈I相比，具有由上述反射型的投影單元構(gòu)成的聚光用燈具單元50和擴散用燈具單元60的本第二例的車輛用前照燈在燈具前后方向的尺寸擴大， 然而，能夠通過作為光學(xué)部件的投影透鏡51、61和反射器54、64適當(dāng)?shù)乜刂葡驘艟咔胺酵队暗墓庠聪馡a和Ib，更為易于控制規(guī)定的配光圖案。另外，本實施方式的車輛用前照燈I的投影透鏡、半導(dǎo)體發(fā)光元件、光學(xué)部件、聚光用燈具單元以及擴散用燈具單元等具體結(jié)構(gòu)不限于上述例子，顯而易見地，根據(jù)本發(fā)明的主旨能夠進行各種變更。例如，在本實施方式的車輛用前照燈I中，作為半導(dǎo)體發(fā)光元件，使用白色發(fā)光二極管的例進行了說明，然而，也能夠使用激光二極管等其他的面發(fā)光元件。并且，作為本實施方式的上述各例中的投影透鏡31、61，使用了前方側(cè)表面為橢圓狀凸面而后方側(cè)表面為平面的平凸透鏡，然而，顯而易見地，只要射出光能夠在左右方向擴散，也能夠使用入射面和射出面分別由自由曲面構(gòu)成的非球面透鏡或柱面透鏡等各種形狀的投影透鏡。并且，如上所述，作為投影透鏡，使用入射面和射出面分別由自由曲面構(gòu)成的非球面透鏡時，優(yōu)選該入射面和射出面由如下的自由曲面構(gòu)成，即，在上下方向，使來自光源的光向比平行稍稍更加朝下地照射，而在左右方向，與上下方向相比，使來自光源的光更大角度地擴散。并且,在本實施方式，由于在作為光源的半導(dǎo)體發(fā)光兀件22的前方設(shè)置燈罩25,生成交錯光束用配光圖案的傾斜截止部和水平截止部，然而，生成上述傾斜截止部和水平截止部的結(jié)構(gòu)不限于此。例如，也可以不在光源的前方設(shè)置燈罩，而通過根據(jù)投影透鏡的透鏡面的形狀偏光控制光源光，形成具有上述傾斜截止部和水平截止部的交錯光束用配光圖案。并且，在本實施方式的上述各例中，作為將來自半導(dǎo)體發(fā)光元件的射出光向燈具前方投影的光學(xué)部件，也能夠使用如下反射器，其具有拋物面反射面或雙曲反射面，或者組合反射面等的各種反射面。并且，在本實施方式的上述各例中，以形成交錯光束用配光圖案的車輛用前照燈為例進行了說明，然而，本發(fā)明的車輛用前照燈不限于此，也能夠用于例如，將聚光用燈具單元和擴散用燈具單元組合而形成規(guī)定的行駛用光束用配光圖案的車輛前照燈等。并且，在本實施方式的上述各例中，聚光用燈具單元是形成熱區(qū)形成用圖案(聚光圖案)PH的結(jié)構(gòu)，擴散用燈具單元是形成擴散區(qū)域形成用圖案(擴散圖案)PW的結(jié)構(gòu)，聚光用燈具單元和擴散用燈具單元均為投影型燈具單元，然而，也可以利用投影型燈具單元僅僅形成熱區(qū)形成用圖案(聚光圖案)PH，而利用直射型燈具單元形成擴散區(qū)域形成用圖案(擴散圖案)PW。并且，代替上述結(jié)構(gòu)，還可以利用直射型燈具單元形成熱區(qū)形成用圖案(聚光圖案)PH，利用投影型燈具單元形成擴散區(qū)域形成用圖案(擴散圖案)PW。
權(quán)利要求
1.一種車輛用前照燈，其通過聚光用燈具單元及擴散用燈具單元形成所希望的配光圖案，聚光用燈具單元及擴散用燈具單元分別具備具有大致長方形的發(fā)光面的半導(dǎo)體發(fā)光元件和將來自所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的射出光向燈具前方投影的光學(xué)部件，所述車輛用前照燈的特征在于， 所述聚光用燈具單元所產(chǎn)生的聚光圖案通過多個光源像形成，所述多個光源像至少包含使向燈具前方投影的所述發(fā)光面的長邊沿車輛前方的中央水平線的光源像， 所述擴散用燈具單元所產(chǎn)生的擴散圖案通過多個光源像形成，所述多個光源像至少包含使向燈具前方投影的所述發(fā)光面的短邊沿所述中央水平線的光源像。
2.如權(quán)利要求I所述的車輛用前照燈，其特征在于，所述聚光用燈具單元及所述擴散用燈具單元中至少一個的所述光學(xué)部件是配置在所述半導(dǎo)體發(fā)光元件前方的投影透鏡，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件配置在燈具光軸上。
3.如權(quán)利要求I或2所述的車輛用前照燈，其特征在于，利用所述聚光用燈具單元及所述擴散用燈具單元而形成的配光圖案是近光用配光圖案。
全文摘要
一種車輛用前照燈，其是使配光控制變得容易并且不易產(chǎn)生光斑的良好的車輛用前照燈。車輛用前照燈(1)通過聚光用燈具單元(20)及擴散用燈具單元(30)形成所希望的近光用配光圖案，聚光用燈具單元及擴散用燈具單元分別具備具有長方形的發(fā)光面(22a、32a)的半導(dǎo)體發(fā)光元件(22、32)和將來自所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的射出光向燈具前方投影的投影透鏡(21、31)。聚光用燈具單元所產(chǎn)生的熱區(qū)形成用圖案通過多個光源像形成，所述多個光源像包含使向燈具前方投影的發(fā)光面的長邊沿車輛前方的中央水平線的光源像，擴散用燈具單元所產(chǎn)生的擴散形成用圖案通過多個光源像形成，所述多個光源像包含使向燈具前方投影的發(fā)光面的短邊沿所述中央水平線的光源像。
文檔編號F21V5/00GK102620223SQ201210019709
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者內(nèi)田直樹 申請人:株式會社小糸制作所