CN103883958B

CN103883958B - 车辆用前照灯

Info

Publication number: CN103883958B
Application number: CN201310705580.XA
Authority: CN
Inventors: 田中秀忠
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: EP2746646B1; JP2014120452A; JP6105919B2; CN103883958A; EP2746646A2; EP2746646A3

Abstract

本发明提供一种车辆用前照灯，其具有将多个半导体发光元件排列而成的光源部，消除纵向的暗条不均匀。该车辆用前照灯具有：多个半导体发光元件，其沿左右方向排列；第1反射镜，其针对每个上述半导体发光元件，设置在该半导体发光元件的发光面侧的上下左右的各位置上；以及投影透镜，其将由上述半导体发光元件发出的光从照射面向外部投影。并且，在上述第1反射镜中，左右的第1反射镜的反射面形成为平面状。可以向利用各半导体发光元件的直射光实现的配光区域的边界部适当地配光，可以消除配光图案中的纵向的暗条。

Description

车辆用前照灯

技术领域

本发明涉及一种车辆用前照灯。详细地说，涉及具有将多个半导体发光元件排列而成的光源部的车辆用前照灯。

专利文献1：日本特开2007－213877号公报

背景技术

在车辆用前照灯中存在下述技术，即，在由灯罩和灯体形成的灯具外框的内部，作为光源而配置有例如LED（Light Emitting Diode）等半导体发光元件（例如参照专利文献1）。

另外，作为车辆用前照灯存在下述技术，即，采用将多个半导体发光元件沿水平方向（左右方向）配置而成的矩阵构造。

但是，如果仅将多个半导体发光元件沿左右方向排列，使它们的出射光经由投影透镜进行投影，则可能使各半导体发光元件之间的区域（边界部）成为不发光的区域（无光区域），在此情况下，可能在利用投影透镜得到的投影光的配光图案中的多个部位处，产生纵向的暗部（暗条）。出现所谓暗条不均匀（纵向的暗条不均匀）的现象。

作为用于消除上述的纵向的暗条不均匀的方法，考虑下述方法，即，在各个半导体发光元件上设置微小反射面（反射镜）。具体地说，在半导体发光元件的前方侧的至少左右的各位置上设置反射镜，将上述左右反射镜的反射光向不被反射镜反射的直射光形成的配光区域的边界部上配光，以消除暗条不均匀。

但是，即使在左右设置反射镜的情况下，也可能由于左右反射镜的反射面形状而使得向直射光的配光区域的边界部配光的光不充分，从而无法充分地消除纵向的暗条不均匀。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其课题在于，在具有将多个半导体发光元件排列而成的光源部的车辆用前照灯中，消除纵向的暗条不均匀，形成良好的配光图案。

本发明的车辆用前照灯具有：多个半导体发光元件，其沿左右方向排列；第1反射镜，其针对每个所述半导体发光元件，设置在该半导体发光元件的发光面侧的上下左右的各位置上；以及投影透镜，其将由所述半导体发光元件发出的光从照射面向外部投影。

并且，在所述第1反射镜中，左右的第1反射镜的反射面形成为平面状。

根据上述本发明，通过将左右的第1反射镜的反射面形成为平面状，从而利用左右的第1反射镜的反射光，向利用各半导体发光元件的直射光实现的配光区域的边界部适当地配光。

发明的效果

如上述所示，本发明的车辆用前照灯具有：多个半导体发光元件，其沿左右方向排列；第1反射镜，其针对每个所述半导体发光元件，设置在该半导体发光元件的发光面侧的上下左右的各位置上；以及投影透镜，其将由所述半导体发光元件发出的光从照射面向外部投影，所述第1反射镜中的左右的第1反射镜的反射面形成为平面状。

因此，可以消除纵向的暗条不均匀，可以形成良好的配光图案。

在技术方案2记载的发明中，所述半导体发光元件间的配置间隔以及相对于所述半导体发光元件设置的所述左右的第1反射镜间的角度设定为，与所述左右方向的中央部相比端部的值更大。

因此，可以消除纵向的暗条不均匀，同时实现良好的配光图案。

在技术方案3记载的发明中，具有第2反射镜，其设置在所述第1反射镜的前方侧的上下的各位置上，上侧的所述第2反射镜的反射面的长度设定为比下侧的所述第2反射镜的长度更长。

因此，可以同时实现下述两点，即，防止向熄灯区域映入光以及抑制配光效率降低。

在技术方案4记载的发明中，具有第2反射镜，其设置在所述第1反射镜的前方侧的上下的各位置上，上侧的所述第2反射镜的反射面的长度设定为比下侧的所述第2反射镜的长度更长，并且，所述投影透镜的照射面的上部的曲率构成为随着朝向外周侧而变小。

因此，可以实现作为远光的配光图案，同时可以实现下述两点，即，防止向熄灯区域映入光以及抑制配光效率降低。

附图说明

图1是车辆用前照灯的概略垂直剖面图。

图2是车辆用前照灯的概略正视图。

图3是发光部的概略正视图。

图4是示意地表示车辆用前照灯的配光图案的图。

图5是关于半导体发光元件的配置间隔和左右的第1反射镜的角度的说明图。

图6是将左右的第1反射镜的反射面设为放射面状的情况下的说明图。

图7是将左右的第1反射镜的反射面设为平面状的情况下的说明图。

图8是关于左右的第1反射镜的角度和长度的第1设定例的说明图。

图9是关于左右的第1反射镜的角度和长度的第2设定例的说明图。

图10是关于水平方向的暗条不均匀的说明图。

图11是关于用于消除水平方向的暗条不均匀的上下的第1反射镜的角度和长度的设定的说明图。

图12是向遮光区域的映入的影像图。

图13是关于第2实施方式的第2反射镜的说明图。

图14是关于在第2实施方式中使用的投影透镜的作用的说明图。

符号的说明

1…车辆用前照灯，12…投影透镜，15…半导体发光元件，17…第2反射镜，18u、18d、18l、18r…第1反射镜，19…投影透镜

具体实施方式

下面，参照附图，对用于实施本发明的车辆用前照灯的最佳实施方式进行说明。

＜1.第1实施方式＞

［1-1.车辆用前照灯的整体结构］

图1及图2是关于作为实施方式的车辆用前照灯1的结构的说明图，图1是车辆用前照灯1的概略垂直剖面图，图2是车辆用前照灯1的概略正视图。

在车辆用前照灯1中，由灯体2和安装在灯体2的前端部上的灯罩3构成的灯具外框4的内部作为灯室5而形成，在灯室5中，配置有具有发光部6及投影透镜12的灯具单元20（参照图1及图2）。

本实施方式的车辆用前照灯1是对远距离进行照射的远光（朝上·远视）用的前照灯。

上述灯具单元20在配置于灯室5内的托架7上安装所需的各部分而构成。

托架7由导热性高的金属材料形成，在上下两端部设置有被支撑部7a、7a、7a。在托架7的后表面安装有散热部件（散热片）8。在散热部件8的后表面安装有散热用风扇9。

在托架7的前表面的中央部安装有发光部6。详细内容在后面记述，发光部6具有多个半导体发光元件作为光源。

在托架7的前表面安装有透镜保持架11（参照图1）。透镜保持架11形成为沿前后方向贯穿的大致圆筒状，以覆盖发光部6的方式安装在托架7上。

在透镜保持架11的前端部安装有投影透镜12。投影透镜12形成为向前方凸出的大致半球状，将从发光部6射出的光向前方投影。

在灯室5中设置有伸出部件（遮挡部件）13。

校准螺栓10、10、10与托架7的被支撑部7a、7a、7a分别螺合而连结。托架7经由校准螺栓10、10、10可自由倾斜移动地支撑在灯体2上。如果使校准螺栓10旋转，则以除了与该校准螺栓10螺合的以外的被支撑部7a、7a为支点，使托架7向左右方向或者上下方向倾斜移动，进行光轴的调整（校准调整）。

［2-2.发光部的结构］

图3是发光部6的概略正视图。

发光部6具有沿水平方向（左右方向）H排列的多个半导体发光元件15、15、···。在该图中，将半导体发光元件15的排列数量设为9个，但半导体发光元件15的排列数量并不特别地限定。

作为半导体发光元件15、15、···，例如使用发光二极管（LED：Light Emitting Diode）。

各半导体发光元件15分别配置在基座板16的前表面侧，各基座板16分别安装在图1所示的托架7的前表面上。

另外，如图中的放大部分所示，在半导体发光元件15、15、···的前方侧（发光面侧），形成第1反射镜（微小反射面：小反射镜）18。第1反射镜18形成在半导体发光元件15的前方侧的上下左右的各位置上。将上述上下左右的各位置的第1反射镜18分别标记为第1反射镜18u、第1反射镜18d、第1反射镜18l、第1反射镜18r。

第1反射镜18u、18d、18l、18r分别形成为，对半导体发光元件15的出射光进行反射，由1个半导体发光元件15和在其前方侧形成的上下左右的第1反射镜18u、18d、18l、18r构成发光单元6A。

在发光部6中，在发光单元6A、6A、···的前方沿上下隔着间隔而设置有2个第2反射镜（大反射镜）17、17。位于上下的第2反射镜17、17的各反射面17u、17d沿水平方向H延伸，以能够对来自半导体发光元件15、15、···的出射光进行反射。

此外，虽然省略了图示，但从点灯电路分别向半导体发光元件15、15、···供给驱动电流，被供给驱动电流的半导体发光元件15、15、···点灯，没有被供给驱动电流的半导体发光元件15、15、···维持熄灯的状态。

另外，也可以针对半导体发光元件15、15、···，分别执行对从点灯电路供给的驱动电流的电流值进行变更的控制。

［1-3.关于配光图案］

图4是示意地表示车辆用前照灯1的配光图案TH的图。此外，在该图4及图5中，举出将半导体发光元件15的排列数量设为13个的情况的例子。

在图4中，配光图案TH由从各发光单元6A射出的光的分布T0、T1r、T2r、T3r、T4r、T5r、T1l、T2l、T3l、T4l、T5l、T6l、T7l合成而形成，上述光的分布T在水平方向H上重叠。此外，分布T0表示在与投影透镜12的焦点F对应的位置上配置的发光单元6A的光分布T。另外，分布T的末尾的“r”“l”分别表示相对于分布T0的右侧、左侧。

分布T0与其他分布T相比其宽度（水平方向H上的长度）最小。另一方面，高度（垂直方向V上的长度）与其他分布T相比最大。

另外，在右侧的分布T1r～T5r中，随着朝向右侧宽度依次变大，高度随着朝向右侧而依次变小。

对于左侧的分布T1l～T7l也相同地，随着朝向左侧宽度依次变大，高度随着朝向左侧而依次变小。

在车辆用前照灯1中，为了防止对前行车辆或逆向车辆等造成眩光而进行下述的点灯/熄灯控制。点灯/熄灯控制是通过使各半导体发光元件15点灯/熄灯而进行的，例如，如果使与分布T3r和T4r分别对应的半导体发光元件15、15熄灯，则分布T2r和T5r之间的区域成为暗部（熄灯区域）。

为了实现配光图案TH，如下述所示，要求适当地设定半导体发光元件15之间的配置间隔及左右的第1反射镜18l、18r的反射面的角度。

图5是关于半导体发光元件之间的配置间隔和左右的第1反射镜的角度的说明图，是发光部6的水平剖面图。此外，在图5中为了便于图示，没有示出半导体发光元件15，而利用纵向的点划线表示其各发光面的中心位置。为了方便，将水平方向位置与焦点F相同的半导体发光元件15标记为“15c”。

为了实现配光图案TH，而将半导体发光元件15的配置间隔以及相对于半导体发光元件15设置的左右的第1反射镜18l、18r间的角度，设为在端部处的值与水平方向H上的中央部（焦点F附近）相比更大。

在图5的例子中，对于半导体发光元件15间的配置间隔，将以半导体发光元件15c为基准的左右4个的范围（合计9个）的配置间隔设为相同值“e”。另外，将上述9个半导体发光元件15外侧的半导体发光元件15的配置间隔分别设为比“e”大的“f”。另外，将其左外侧的半导体发光元件15的配置间隔设为比“f”大的“g”，将更左外侧的半导体发光元件15的配置间隔设为比“g”大的“h”。

另外，对于左右的第1反射镜18l、18r间的角度，将具有半导体发光元件15c的发光单元6A（标记为发光单元6Ac）和其右侧5个及左侧5个（以“E”表示）的合计11个发光单元6A所具有的左右的第1反射镜18l、18r间的角度的设定图案，设为左右对称。

具体地说，在本例的情况下，将发光单元6Ac和其左右分别至第3个为止的合计7个发光单元6A的第1反射镜18l、18r间的角度，设为相同的“i”。并且，将上述7个发光单元6A外侧的发光单元6A、6A的第1反射镜18l、18r间的角度，设为相同的比“i”大的“j”，将更外侧的发光单元6A、6A的第1反射镜18l、18r间的角度设为相同的比“j”大的“k”。

将上述11个发光单元6A的左外侧的发光单元6A的第1反射镜18l、18r间的角度，设为设为比“k”大的“l”，将更左外侧的发光单元6A的第1反射镜18l、18r间的角度设为比“1”大的“m”。

如图5的例示所示，通过将半导体发光元件15的配置间隔以及相对于半导体发光元件15设置的左右的第1反射镜18l、18r间的角度，设定为在端部的值与水平方向H上的中央部（焦点F附近）相比更大，从而作为车辆用前照灯1的配光图案，可以实现图4所示的良好的配光图案。

［1-4.关于左右的第1反射镜］

如此前关于现有技术的记述所示，为了消除纵向（垂直方向V）的暗条不均匀而设置有左右的第1反射镜18l、18r。

在消除纵向的暗条不均匀时，左右的第1反射镜18l、18r的反射面形状是重要的。

利用图6及图7对这一点进行说明。

图6的水平剖面图是将左右的第1反射镜的反射面设为抛物面状的现有技术的情况的说明图，图7的水平剖面图是将左右的第1反射镜的反射面设为平面形状的情况的说明图。此外，如图6所示，在将反射面设为抛物面状的情况下，分别标记为第1反射镜18l’、18r’。

如图6所示，在将反射面设为抛物面状的情况下，在配光图案上产生纵向的暗条不均匀（参照图6的“配光图案”）。其原因在于，在设为抛物面状的情况下，在投影透镜12的焦点面Fs上形成图中的以“S”表示的弱光量区域。在图中，利用虚线箭头表示第1反射镜18l’、18r’的反射光，由此可以确认：在焦点面Fs上的与相邻的发光单元6A、6A的边界对应的部分，反射光不重合。因此，在焦点面Fs上产生弱光量区域S。

如果在产生这种弱光量区域S的状态下，由投影透镜12对入射光进行投影，则在配光图案上产生纵向的暗条不均匀。

另一方面，如图7所示，在本实施方式中，将左右的第1反射镜18l、18r的反射面设为平面形状。即，在利用水平剖面观察时，上述左右的第1反射镜18l、18r的反射面的形状形成为直线状。

通过将左右的第1反射镜18l、18r的反射面设为平面形状，从而使第1反射镜18l、18r的反射光在焦点面Fs上的相邻的发光单元6A、6A之间的区域重叠（在图中为虚线箭头）。由此，防止图6所示的焦点面Fs上的弱光量区域S的产生。

其结果，在此情况下的配光图案成为消除了暗条的良好的图案（参照图7所示的“配光图案”）。

这样，通过将左右的第1反射镜18l、18r的反射面设为平面形状，从而可以消除配光图案中的纵向的暗条不均匀。

另外，通过将左右的第1反射镜18l、18r的反射面设为平面形状，还可以实现配光效率的提高。即，对于抛物面状的第1反射镜18l’、18r’，从配置空间的制约的角度出发，难以将长度增长，难以得到充分的反射光量，因此，成为配光效率低的倾向，但如果将反射面设为平面形状，则可以增加反射面的长度，增加反射光的光量，因此，可以相应地提高配光效率。

［1-5.左右的第1反射镜的长度和角度的设定方法］

利用图8及图9，对左右的第1反射镜18l、18r的反射面的长度和角度的设定方法进行说明。在图中的左侧，主要示出半导体发光元件15c的直射范围（图中为“Dr”）以及第1反射镜18l、18r的反射光的范围（以与“Dr”相比更外侧的箭头表示）和投影透镜12之间的关系，在右侧，将左侧图中的焦点面Fs附近放大，示出半导体发光元件15c、第1反射镜18l、18r、以及焦点F，并且示出半导体发光元件15c的直射范围（图中的斜线部）、第1反射镜18l、18r的反射光的范围（镜面表面部分）。

图8是关于左右的第1反射镜18l、18r的反射面的长度和角度的第1设定例的说明图。在图8中，示出了关于水平方向位置与焦点F相同的半导体发光元件15c的设定例。图8的设定例，是将半导体发光元件15c的发光面配置在从焦点面Fs向车辆前进方向（在图中以“X”表示）的相反侧偏移3.0mm后的位置上的情况下的设定例。

在第1设定例中，将相对于半导体发光元件15c设置的第1反射镜18l、18r的各自的反射面的相对于光轴P的角度，设定为11°，将第1反射镜18l、18r的车辆前进方向上的长度设定为2mm。

图9是关于左右的第1反射镜18l、18r的反射面的长度和角度的第2设定例的说明图。

第2设定例与第1设定例的不同在于，半导体发光元件15c的发光面的位置设为，从焦点面Fs向车辆前进方向的相反侧偏移5.0mm后的位置上。

另外，在第2设定例中，将相对于半导体发光元件15c设置的第1反射镜18l、18r的各自的反射面的相对于光轴P的角度设定为7°，将第1反射镜18l、18r的车辆前进方向上的长度设定为4mm。

在这里，在此前的图4及图5中，示出了配光图案TH和左右的第1反射镜18l、18r的角度之间的关系，但为了得到图4所示的规定的配光图案TH，而对于沿水平方向H排列的每个半导体发光元件15，在应向左右的第1反射镜18l、18r设定的反射面的角度以及长度方面，产生某种程度的制约。

左右的第1反射镜18l、18r的角度及长度，在如上述所示得到良好的配光图案TH的基础上而受到某种程度的制约的情况下，只要设定为使半导体发光元件15c的直射成分尽可能向投影透镜12入射即可。

［1-6.关于上下的第1反射镜］

上下的第1反射镜18u、18d通过其反射面的角度及长度的设定，而起到对垂直方向V上的配光图案进行控制的作用，可知：在没有适当地设定第1反射镜18u、18d的反射面的角度及长度的情况下，在配光图案上会产生水平方向的暗条不均匀。

利用图10及图11，对水平方向的暗条不均匀及其消除方法进行说明。

如图10所示，在上下的第1反射镜18u、18d的反射面的角度比较小，另外长度比较短的情况下，如图中的右侧所示的配光图案所示，会产生水平方向的暗条不均匀（在图中以箭头Z表示）。可知：水平方向的暗条不均匀是在基于半导体发光元件15的直射光的图案、和基于第1反射镜18u、18d的反射光的图案之间的边界处产生的。

为了消除这种水平方向的暗条不均匀，在本实施方式中，如图11所示，将上下的第1反射镜18u、18d的反射面的角度和长度，与图10的情况相比扩大。

如果举出关于角度的具体的数值例，则第1反射镜18u、18d的反射面相对于光轴P的角度，与产生水平方向的暗条不均匀的11°相比放大，例如设定为26°。

另外，第1反射镜18u、18d的反射面的长度如图所示扩大至超过焦点面Fs。

如上述所示，通过将上下的第1反射镜18u、18d的反射面的角度和长度设定得较大，从而如图11的右侧所示的配光图案所示，可以消除水平方向的暗条不均匀。

＜2.第2实施方式＞

下面，对第2实施方式进行说明。

此外，第2实施方式的车辆用前照灯与第1实施方式的车辆用前照灯1相比，除了第2反射镜17、17和投影透镜12的结构不同以外，其它相同。下面，对于与已经说明的部分相同的部分省略图示而进行说明。

如本实施方式所示，在作为远光的车辆用前照灯的情况下，为了形成远光图案而特别地需要在上侧将图案扩大，但如果要增长上下的第2反射镜的长度而扩大图案，则在点灯/熄灯控制时，可能由于被下侧的大反射镜反射的光而使点灯部分的光向熄灯区域映入。

即，如图12所示，相邻的点灯部分的光的一部分“X”映入以“Ac”表示的熄灯区域。

因此，在第2实施方式中，如图13所示，通过缩短成为映入原因的下侧的第2反射镜17的反射面17d，增加上侧的第2反射镜17的反射面17u的长度，提高效率，从而同时实现防止向熄灯区域映入以及抑制配光效率降低这两点。

另一方面，由于下侧的第2反射镜17的反射光主要形成配光图案中的上侧图案，上侧的第2反射镜17的反射光主要形成配光图案中的下侧图案，所以如果缩短下侧的第2反射镜17，则使得向上侧的图案扩展不充分，可能对作为远光的配光图案的实现造成障碍。

因此，在第2实施方式中，使用具有能够使上侧的第2反射镜17的反射光朝上射出的控制面的投影透镜19（参照图14）。

如图14所示，投影透镜19构成为，其照射面（出射面）的上部的曲率随着朝向外周侧而变小，与由虚线表示的投影透镜12的照射面的面形状相比，上部的曲率较小。

因此，通过使用投影透镜19，从而可以使上侧的第2反射镜17的反射光如图所示朝上射出。

如上述所示，在第2实施方式中，将上侧的第2反射镜17的反射面17u的长度设定为比下侧的第2反射镜17的反射面17d的长度更长，并且使用将照射面上部的曲率设定为随着朝向外侧而变小的投影透镜19，因此，可以实现作为远光的配光图案，并且，可以实现防止向熄灯区域映入光和抑制配光效率的降低这两点。

此外，在上述的优选实施方式中示出的各部分的形状及构造，均只不过是表示在实施本发明时所进行的具体化的一个例子，不能根据上述例子而限定性地解释本发明的技术范围。

Claims

1.一种车辆用前照灯，其特征在于，具有：

多个半导体发光元件，其沿左右方向排列；

第1反射镜，其针对每个所述半导体发光元件，设置在该半导体发光元件的发光面侧的上下左右的各位置上；以及

投影透镜，其将由所述半导体发光元件发出的光从照射面向外部投影，

所述第1反射镜中的左右的第1反射镜的反射面形成为平面状，

所述半导体发光元件间的配置间隔、以及相对于所述半导体发光元件设置的所述左右的第1反射镜间的角度设定为，与所述左右方向的中央部相比，端部的值更大。

2.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，

具有第2反射镜，其设置在所述第1反射镜的前方侧的上下的各位置上，

上侧的所述第2反射镜的反射面的长度设定为，在向前方向上比下侧的所述第2反射镜的长度更长。

3.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，

上侧的所述第2反射镜的反射面的长度设定为，在向前方向上比下侧的所述第2反射镜的长度更长，并且，

所述投影透镜的照射面的上部的曲率构成为，随着朝向外周侧而变小。