CN101315157B - 车辆用前照灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型且低成本的前照灯，其用最小限度数量的灯单元组成构成前照灯的灯单元，另一方面，还实现各种的配光图案。该前照灯包括以LED为光源的聚光型灯单元LUH2、LUH3和扩散光型灯单元LUH1、LUL1、LUL2，其中，具备选择多个灯具单元的至少一部分点亮，并且控制所选择的灯具单元的一部分的光量的配光控制装置PCNT，通过点亮·光量控制部CH1～CL3控制所选择的灯具单元的光量，通过所控制的灯具单元的合成光形成所希望的配光图案。不增大灯单元数量，能够得到小型、低成本且有多样配光图案的前照灯。

Description

车辆用前照灯

技术领域

本发明涉及汽车等车辆的前照灯，尤其是涉及具有以LED(发光二极管)等半导体发光元件为光源的多个灯单元，并利用这些多个灯单元的全部或所选择的灯具单元的合成光得到所希望的配光图案的车辆用前照灯。

背景技术

在近年的汽车中，提案有使用将低能耗的LED作为光源的前照灯。LED的光量与白炽灯或放电灯比较为低光量，因此在专利文献1中，用将LED作为光源的反射镜或透镜组合而成的聚光型或扩散型的多个灯具单元(灯单元)构成前照灯，将这些灯单元的全部或所选择的一部分点亮，将由点亮的灯单元射出的光合成从而得到所希望的配光图案。尤其是，通过点亮聚光性高的灯单元而得到提高光轴附近区域的光度的远光灯配光图案，通过点亮扩散性高的灯单元而得到扩大照明自己车辆的附近区域的近光灯配光图案。

另外，近年来，在这些远光灯配光图案和近光灯配光图案这两种配光图案的基础上，提案有适合于汽车行驶状态的配光图案。例如有：在中高速行驶时的远光灯配光图案中，有可能对对向来车产生眩光，此时用降低对向车侧的光度且提高自己车行驶侧的光度进行照明的中光灯配光图案；在雨天时，以自己车的照明光不会因路面反射而对对向来车产生眩光的方式而降低自己车正前方的光度的雨天配光图案；在白天行驶时用于使其它车辆确认自己车辆存在的DRL(白天行驶：Daytime Running Lamp)配光图案等。

专利文献1：日本特开2004-95480号公报

为应付这些配光图案，在将构成前照灯的多个灯单元分别作为不同的配光特性的灯单元的构成的基础上，使这些灯单元的组合交替配合地点亮。例如，在专利文献1中用11个灯单元构成一个前照灯，通过选择这些灯单元点亮而作为形成远光灯配光图案和近光灯配光图案的结构。因此，如上所述，在远光灯配光图案和近光灯配光图案的基础上而实现中光灯配光图案、雨天配光图案、DRL配光图案等，需要追加不同的配光特性的灯单元，需要进一步增加灯单元的数量，存在前照灯大型化、高成本之类的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型、低成本的车辆用前照灯，其用最小限度数量的灯单元构成，另一方面，实现各种的配光图案。

本发明提供一种车辆用前照灯，具备多个灯具单元，该灯具单元包括以LED等的半导体发光元件为光源的聚光单元和扩散光单元，所述灯具单元分别独立且与配光控制电路连接，所述配光控制电路具备输入各种配光信号的处理部，所述灯具单元分别通过各点亮·光量控制部与车载电源连接，所述点亮·光量控制部通过所述处理部进行控制，能够控制各灯具单元的点亮·熄灯，并且在点亮时，从预先设定的最小光量至最大光量的范围内能够任意控制各灯具单元的光量，其特征在于，该车辆用前照灯具备选择所述多个灯具单元的至少一部分点亮，并同时控制所选择的灯具单元的一部分的光量的配光控制装置，所述配光控制装置在从熄灯状态至最大光量的范围内控制所述所选择的灯具单元的光量，通过包括该控制的灯具单元的多个灯具单元的合成光形成所希望的配光图案。

根据本发明，选择装备于前照灯的多个灯单元的一部分且点亮，形成远光灯配光图案和近光灯配光图案等，同时通过控制其光量能够形成远光灯配光图案和近光灯配光图案以外的配光图案，不增大灯单元数量，即不会使前照灯大型化、高成本化，而可以构成多样的配光图案的前照灯。

附图说明

图1是本发明的前照灯的概略正面图；

图2(a)、(b)是沿图1的A-A线、B-B线的概略剖面图；

图3(a)、(b)、(c)、(d)、(e)是表示各灯单元的配光特性的图；

图4是本发明的电气***的概略构成图；

图5是表示配光图案和灯单元的照明控制的表；

图6(a)、(b)是远光灯和近光灯的各配光图案的图；

图7(a)、(b)是中光灯和雨天行驶的各配光图案的图；

图8(a)、(b)、(c)是DRL的不同的配光图案1～3的图。

标记说明

LHL、左前照灯

LU、灯单元

LUH1、LUL1、LUL2、扩散型灯单元

LUH2、LUL3、聚光型灯单元

PH1、PH2、PL1、PL2、PL3、配光特性

PCNT、配光控制电路

CPU、处理部

CH1、CH2、CL1、CL2、CL3、点亮·光量控制部

1、灯罩

11、基体

12、椭圆面反射镜

13、聚光透镜

14、LED

15、底板

16、抛物柱面反射镜

具体实施方式

在本发明中，配光控制装置用扩散光单元的一部分和聚光单元的一部分形成远光灯用配光图案，且至少将该聚光单元的光量降低至比远光灯配光图案时更低，从而形成DRL配光图案。或者，在本发明中，车辆用前照灯具备中扩散光单元，该中扩散光单元具有聚光单元和扩散光单元的之间的扩散配光特性，配光控制装置控制中扩散光单元的光量并将其合成为DRL配光图案。这样，在本发明中，在形成DRL配光图案时，通过控制用于形成远光灯配光图案或近光灯配光图案的多个灯单元的至少一部分的光量可以形成DRL配光图案。

(实施例1)

下面，对在汽车前照灯上使用的本发明的实施例1进行说明。图1是配置于汽车前部左右的左右前照灯中的左前照灯LHL的示意的正面图。左前照灯LHL在灯罩1内以所需要的排列图案内装有五个灯单元LU。在此，五个灯单元LU在水平方向横向排列为一列，自汽车的中心一侧即图示左侧用H2灯单元LUH2、H1灯单元LUH1、L2灯单元LUL2、L1灯单元LUL1、L3灯单元LUL3构成。H1及H2的各灯单元LUH1、LUH2主要是用于构成远光灯配光图案的灯单元，L1、L2、L3的各灯单元LUL1、LUL2、LUL3主要是用于构成近光灯配光图案的灯单元。如后述，这五个灯单元LU都以发白色光的LED为光源，用反射镜反射由各LED发出的光，用透镜聚光，或通过原样照射分别作为聚光型或扩散型的配光特性的灯单元构成。在此，在上述五个灯单元内，H1灯单元LUH1、L1灯单元LUL1和L2灯单元LUL2作为扩散型灯单元而构成，H2灯单元LUH2和L3灯单元LUL3作为聚光型灯单元而构成。

图2(a)是作为聚光型灯单元以H2灯单元LUH2为代表表示的沿图1的A-A线的概略剖面图。对于L3灯单元LUL3也大致相同。在用上述左前照灯LHL的灯体2和透明的前盖3构成的上述灯罩1内具有内装支承的基体11，在该基体11上支承有用旋转椭圆的一部分构成的椭圆面反射镜12和聚光透镜13，在基体11上与椭圆面反射镜12的第一焦点位置相当的位置配设有LED14。用椭圆面反射镜12反射自LED射出的光且聚光于第二焦点位置，通过将聚光于第二焦点位置且从这里扩散的光用聚光透镜13聚光且照射，得到聚光型的配光特性。在此，使H2及L3的各灯单元LUH2、LUL3的椭圆面反射镜12的形状不同，或在第二焦点位置配置适宜的遮光罩，由此，设定在图3(b)、(e)中分别用符号PH2、PL3表示的不同的配光特性。在图3中，H是通过前照灯的光轴的水平线，V是同样的垂直线。即，PH2是用高光度照明含有光轴Ax的较窄区域的配光特性，PL3是用较高的光度照明水平线H更下方的区域的光轴Ax附近的狭窄区域的配光特性。另外，在此，在PL3的配光特性中，在L3的灯单元LUL3的第二焦点位置配设遮光罩，且设定为所谓的明暗截止线产生的配光特性。

图2(b)是作为扩散型灯单元以H1灯单元LUH1为代表表示的沿图1的B-B线的概略剖面图。L1灯单元LUL1和L2灯单元LUL2也大致相同。具有：内装支承于由上述的灯体2和前盖3构成的灯罩1内的底板15、由和该底板15一体且沿底板15的下侧向左右方向延伸的抛物柱面的一部分构成的抛物柱面反射镜16。在与该抛物柱面反射镜16的焦点附近位置相当的底板15上配置有LED14。LED14发出的光由抛物柱面反射镜15向前方反射，在通过上述前盖3的上下方向近似于平行光束的状态，在左右方向作为扩散光束被照射。在此，H1、L1、L2的各灯单元LUH1、LUL1、LUL2通过分别适当地设定抛物线柱面反射镜16的反射面的形状和尺寸、以及LED14的配设位置，设定为图3(a)、(c)、(d)中分别用符号PH1、PL1、PL2表示的配光特性。即，PH1有将包括光轴Ax尤其是比水平线H更上方的区域向上下左右扩大照明的配光特性，PL1有将比水平线H更向下方的区域向左右较大地扩大照明的配光特性，PL2与PL1相比具有将上下·左右稍微狭窄区域照明的配光特性。由于这些扩散区域的相对的不同，尤其是H1灯单元LUH1和L2灯单元LUL2与L1灯单元LUL1相比扩散程度小，因此将这些定义为中扩散型灯单元。

图4是用于进行上述前照灯的配光控制的电路的概略构成图。上述五个灯单元LU分别独立且与配光控制电路PCNT连接。配光控制电路PCNT具备输入各种配光信号的处理部CPU。另外，上述五个灯单元LU分别通过各点亮·光量控制部CH1、CH2、CL1、CL2、CL3与车载电源+B连接，这些点亮·光量控制部CH1、CH2、CL1、CL2、CL3通过上述处理部CPU控制，能够控制各灯单元LU的点亮·熄灯，并且在点亮时从预先设定的最小光量至最大光量的范围内能够任意控制各灯单元LU的光量(光度)。在此，上述配光信号可以通过驾驶者的手动操作输入远光灯配光信号、近光灯配光信号、中光灯配光信号、雨天配光信号、DRL配光信号。上述处理部CPU根据输入的配光信号个别控制上述各点亮·光量控制部CH1、CH2、CL1、CL2、CL3。在此，图5是表示上述处理部CPU的各点亮·光量控制部的矩阵动作的表。图5的左栏是各灯单元LU，上栏是配光图案，○表示各灯单元用预先设定的全光量点亮，△表示在光量被控制在大致中间范围的光量的状态时点亮，▲表示在光量被控制在比中间范围更少的低光量的状态时点亮，×表示未点亮(熄灯)。

参照图5对以上构成的前照灯的配光控制按照各配光图案逐一进行说明。另外，图6～图8中用点描表示各配光图案，但是，为方便起见，用该点描画密度表示照明的发光(发光)的程度。

(远光灯配光图案)

向点亮控制电路PCNT输入远光灯配光信号后，处理部CPU将H1点亮·光量控制部CH1和H2点亮·光量控制部CH2设定为开状态，将另外的L1～L3点亮·光量控制部CL1、CL2、CL3设定为关状态。这时，将H1和H2的各点亮·光量控制部CH1、CH2的光量控制为全光量，即最大光量。由此，只有H1灯单元LUH1和H2灯单元LUH2分别用全光量点亮，来自H1灯单元LUH1的中扩散光和来自H2灯单元LUH2的聚光被合成并照射。图6(a)表示其配光图案，由于H2灯单元LUH2的PH2配光特性，从而在水平线H的上下区域照明光轴Ax附近的狭窄区域，由于H1灯单元LUH1的PH1配光特性，从而在水平线的上下区域照明含有光轴Ax的中程度扩大区域，通过将它们合成，照明汽车前方的尤其是沿光轴的区域，形成远光灯配光图案。

(近光灯配光图案)

向点亮控制电路PCNT输入近光灯配光信号后，处理部CPU将L1点亮·光量控制部CL1和L2点亮·光量控制部CL2和L2点亮·光量控制部CL3设定为开状态，将另外的H1及H2点亮·光量控制部CH1、CH2、设定为关状态。另外，同时将L1至L3的各点亮·光量控制部CL1、CL2、CL3光量控制为全光量。由此，只有L1灯单元LUL1和L2灯单元LUL2和L3灯单元LUL3分别用全光量点亮，将从这些灯单元LUL1、LUL2、LUL3射出的扩散光、中扩散光、聚光合成并照射。图6(b)表示其配光图案，由于L3灯单元LUL3的PL3的配光特性，从而在水平线H的下区域照明光轴Ax附近的狭窄区域，由于L2灯单元LUL2的PL2配光特性，照明水平线的下区域的中程度扩大区域，由于L1灯单元LUL1的PL1配光特性，从而照明水平线的下区域的扩大区域，通过将它们合成，照明汽车前方的扩大的区域，形成近光灯配光图案。

(中光灯配光图案)

向点亮控制电路PCNT输入中光灯配光信号后，处理部CPU将H2点亮·光量控制部CH2和L2点亮·光量控制部CL2设定为开状态，将另外的H1、L1和L3的各点亮·光量控制部CH1、CL1、CL3设定为关状态。另外，将H2点亮·光量控制部CH2的光量控制为比全光量少的光量，例如控制为中间光量，将L2点亮·光量控制部CL2的光量控制为全光量。由此，只有H2灯单元LUH2和L2灯单元LUL2分别点亮，来自H2灯单元LUH2的聚光和来自L2灯单元LUL2的中扩散光合成并照射。图7(a)表示其配光图案，由于H2灯单元LUH2的PH2配光特性，从而在水平线H的上下区域照明光轴Ax附近的狭窄区域，由于L2灯单元LUL2的PL2配光特性，从而在水平线的上下区域照明含有光轴Ax的中程度扩大区域，通过将它们合成，照明汽车前方的尤其是沿光轴的区域。在该配光图案中，照明从汽车前方沿光轴Ax的区域，但是由于PH2配光特性的光量控制为中间光量，因此，不会对包括对面来车的其它车辆产生眩光，形成适合于中速行驶的中光灯配光图案。

(雨天配光图案)

向点亮控制电路PCNT输入雨天灯配光信号时，处理部CPU将L1点亮·光量控制部CL1、L2点亮·光量控制部CL2和L3点亮·光量控制部CL3设定为开状态，将其它的H1和H2的各点亮·光量控制部CH1、CH2设定为关状态。另外，同时将L2的点亮·光量控制部CL2的光量控制为中间光量，L1及L3的点亮·光量控制部CL1、CL3控制为全光量。由此，只有L1灯单元LUL1、L2灯单元LUL2和L3灯单元LUL3分别点亮，来自这些L1～L3灯单元LUL1～LUL3的扩散光、中扩散光、聚光合成并照射。图7(b)表示其配光图案，该配光图案基本上与近光灯配光图案同样，但是，由于L2灯单元LUL2的PL2配光特性被控制成中间光量，因此，使汽车正前方区域的光量减少至比近光灯配光图案更低，减少在雨天时的路面上向前方反射的光的光量，不会对包括对面来车的其它车辆产生眩光，形成适合于雨天行驶的雨天配光图案。

(DRL配光图案1)

向点亮控制电路PCNT输入DRL配光信号(DRL1配光信号)后，处理部CPU将H1点亮·光量控制部CH1和H2点亮·光量控制部CH2设定为开状态，将另外的L1、L2和L3的各点亮·光量控制部CL1、CL2、CL3设定为关状态。另外，同时，将H1点亮·光量控制部CH1的光量控制为比全光量更少的光量，例如控制为中间光量，再将H2点亮·光量控制部CH2的光量控制为比H1点亮·光量控制部CH1的光量即中间光量更少的光量，在此控制为称为低光量的光量。由此，H1灯单元LUH1以中间光量点亮，H2灯单元LUH2以低光量点亮，来自H1灯单元LUH1的扩散光和来自H2灯单元LUH2的聚光被合成并照射。图8(a)表示其配光图案，基本的配光与图6(a)所示的远光灯配光图案相同，但是，由于H1灯单元LUH1的PH1配光特性，从而以中间光量在水平线H的上下区域照明含有光轴Ax的扩大区域，由于H2灯单元LUH2的PH2配光特性，从而以低光量照明光轴Ax附近的狭窄区域，尤其是在含有该光轴Ax的狭窄区域中，使两配光的光量重叠。由此，通过用比远光灯配光图案时更低的光度照明和远光灯配光图案同样的区域，使包括从对向来的车辆的其它车辆容易地认知自己的车辆，另一方面，形成不会对包括对向来车的其它车辆徒然产生眩光的DRL配光图案1。

另外，在实施例1中，DRL配光图案也可以设定为以下的(DRL配光图案2)DRL配光图案。

(DRL配光图案2)

向点亮控制电路PCNT输入DRL2配光信号后，处理部CPU将H1点亮光量控制部CH1和H2点亮·光量控制部CH2以及L2点亮·光量控制部CL2设定为开状态，将其它的L1和L3的各点亮·光量控制部CL1、CL3设定为关状态。在此，H1点亮·光量控制部CH1和H2点亮·光量控制部CH2的光量和DRL配光图案1相同，即H1点亮·光量控制部CH1为中间光量，H2点亮·光量控制部CH2为低光量。另外，L2点亮·光量控制部CL2控制为中间光量。由此，H1灯单元LUH1以中间光量点亮，H2灯单元LUH2以低光量点亮，L2灯单元LUL2以中间光量点亮，它们被合成并照射。图8(b)表示其配光图案，由于在DRL配光图案1中增加了比水平线H更向下侧的若干扩大区域的配光特性即L2灯单元LUL2的配光特性PL2，从而形成DRL配光图案2，其能够提高来自包括接近自车的对向车的其它车辆的认知性。

另外，在实施例1中，也可以设定为以下的DRL配光图案3。该配光图案3和DRL配光图案1的配光图案基本相同，但是，光量不同。

(DRL配光图案3)

在此，将H1点亮·光量控制部CH1的光量控制为全光量，将H2点亮·光量控制部CH2的光量控制为中间光量至比其更少的低光量。由此，H1灯单元LUH1以全光量点亮，H2灯单元LUH2以中间光量点亮，来自H1灯单元LUH1的扩散光和来自H2灯单元LUH2的聚光被合成并照射。图8(c)表示其配光图案。基本的配光和图8(a)的DRL配光图案1相同，但是，由于H1灯单元LUH1的PH1配光特性，从而以全光量在水平线H的上下区域照明含有光轴Ax的扩大区域，由于H2灯单元LUH2的PH2配光特性，从而照明包含光轴Ax的狭窄区域，尤其是在该PH2配光特性的区域中，两配光被重叠。由此，在与远光灯配光图案的照明区域同样的区域，周边区域中用同样的光度，另外，光轴Ax的附近区域以比其更低的光度照明，通过该配光特性形成DRL配光图案3，使其它车辆容易地认知自己的车辆，另一方面，不会对包括对向来车的其它车辆徒然产生眩光。

在此，对于上述各DRL配光图案1、2、3，可以由驾驶者任意选择切换。通过用这种DRL配光图案1、2、3进行照明，可以在合适的DRL下行驶。即，当前用不具有独立的DRL配光图案的前照灯进行照明时，使前照灯以近光灯配光图案点亮，且将前照灯作为DRL的代替照明进行照明，但是，由于只是比水平线更下区域的配光，故对向车的认知度降低，难以充分实现DRL的目的。另一方面，在利用远光灯配光图案点亮进行DRL的代替照明时，由于比水平线更上区域的光量大，因此即使是白天也会对其它车辆产生眩光。如该实施例1的DRL配光图案1，通过将远光灯配光图案的含有光轴Ax的PH2配光特性的光量控制成低光量，并且将光轴Ax的周边区域的PH1配光特性的光量控制成中间光量，从而不会对其它车辆产生眩光，另一方面能够实现对于其它车辆认知度高的DRL配光图案。该情况下，如远光灯配光图案2，通过将照明自光轴附近至中程度的扩大区域的PL2配光特性的中扩散光进行合成，也能够提高对自己车辆附近存在的对向车和其他车辆的认知度。另外，通过DRL配光图案3，光轴Ax的周边区域的PH1配光特性的光量和远光灯配光图案是同样的光量，因此能够进一步提高认知度。

这样，在实施例1的前照灯中，即使在远光灯配光图案及近光灯配光图案之外，形成中光灯配光图案、雨天行驶配光图案、以及DRL配光图案的情况下，通过选择用于形成已有的远光灯配光图案和近光灯配光图案的多个灯单元的一部分或全部，并适当地调整选择的一部分或选择的前部的灯单元的光量，由此能够形成任意的配光图案，尤其是，在DRL配光图案中，不会对其它车辆产生眩光，另一方面，可以实现认知度高的合适的DRL配光图案。因此，即使在已有的前照灯的配光图案具备新的DRL配光图案的情况下，也不需要增大构成前照灯的灯单元的数量，而可以避免前照灯大型化，并且可以避免随前照灯的增大而造成的成本提高。

另外，DRL配光图案也可以通过适当控制上述五个灯单元的光量，构成上述的DRL配光图案1、2、3以外的配光图案。这时，在实施例1的前照灯中，在远光灯配光图案中点亮邻接的H1及H2灯单元，在近光灯配光图案和雨天配光图案中点亮邻接的L1～L3灯，在DRL配光图案1、3中点亮邻接的H1及H2灯单元，在DRL配光图案2中点亮邻接的H1、H2、L2灯单元，因此，这些邻接且点亮的灯单元呈现出与一个灯单元点亮时同样的外观，也有利于提高前照灯的美观性。

另外，在本发明中，通过配光控制电路进行五个前照灯的点亮·熄灯及光量控制，由此，也可以重新形成与实施例1说明的各配光图案不同的配光图案，即使这时也不会增大前照灯的灯单元的个数，能够实现前照灯的小型化、低成本。另外，不言而喻本发明也不局限于如实施例1那样的用五个灯单元构成的前照灯。

Claims (3)

1.一种车辆用前照灯，具备多个灯具单元，这些灯具单元包括以半导体发光元件为光源的聚光单元和扩散光单元，所述灯具单元分别独立且与配光控制电路连接，所述配光控制电路具备输入各种配光信号的处理部，所述灯具单元分别通过各点亮·光量控制部与车载电源连接，所述点亮·光量控制部通过所述处理部进行控制，能够控制各灯具单元的点亮·熄灯，并且在点亮时，从预先设定的最小光量至最大光量的范围内能够任意控制各灯具单元的光量，其特征在于，

具备选择所述多个灯具单元的至少一部分点亮，并且控制所选择的灯具单元的一部分的光量的配光控制装置，所述配光控制装置在从熄灯状态至最大光量的范围内控制所述所选择的灯具单元的光量，通过包括控制的灯具单元的多个灯具单元的合成光形成所希望的配光图案。

2.如权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，所述配光控制装置用所述扩散光单元的一部分和所述聚光单元的一部分形成远光灯用配光图案，且至少将所述聚光单元的光量降低至比远光灯配光图案时更低，从而形成白天行驶配光图案。

3.如权利要求2所述的车辆用前照灯，其特征在于，所述车辆用前照灯具备中扩散光单元，该中扩散光单元具有所述聚光单元和所述扩散光单元的之间的扩散配光特性，所述配光控制装置控制所述中扩散光单元的光量并将其合成为所述白天行驶配光图案。

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