CN112113181A - 灯具单元 - Google Patents

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light emitting
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Koito Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种利用一个光源基板能够进行近光配光和自适应远光配光下的照明的低成本的灯具单元。灯具单元(1)具备搭载有多个发光元件(34)的光源基板(31)、以及对从多个发光元件(34)射出的光进行投影的投影透镜(6)。光源基板(31)具备相对于投影透镜(6)的光轴(Lx)向前方斜下方倾斜的第一面区域(31L)、以及向前方斜上方倾斜的第二面区域(31H)。多个发光元件(34)具备第一配光用的第一发光元件(34L)、以及第二配光用的第二发光元件(34H)，第一发光元件(34L)搭载于第一面区域(31L)，第二发光元件(34H)搭载于第二面区域(31H)。

Description

灯具单元
技术领域
本发明涉及良好地适用于汽车的前照灯(Head Lamp)的灯具单元。
背景技术
汽车的前照灯采用切换远光配光和近光配光的结构。另外，还提供一种前照灯，其在远光配光中，为了防止对对向车、前车等其他车造成眩目，另一方面为了提高本车辆的前方的视觉辨认性，使用仅对其他车所存在的区域进行遮光的ADB(Adaptive Driving Beam)方式或AHS(Adaptive High beam System)方式的远光配光(以下称为自适应远光配光)来进行照明。
作为用于自适应远光配光的前照灯的灯具单元，存在本申请的申请人提出的专利文献1的技术。该技术采用将近光配光用的发光元件和远光配光用的发光元件夹着投影透镜的光轴而上下地配置而成的结构来作为光源部。即，将搭载有近光配光用的发光元件的光源基板(以下称为Lo用光源基板)与搭载有自适应远光配光用的发光元件的光源基板(以下称为Hi用光源基板)配置为以规定角度对置。另外，在两个光源基板之间配设有反射器，该反射器具有用于形成配光图案的被称为整形器(shaper)的部位。将从各光源基板的发光元件射出的光分别通过整形器反射，通过投影透镜对该反射光进行投影，由此进行近光配光和自适应远光配光下的照明。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-116869号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1的技术中，为了利用一个灯具单元来实现近光配光和自适应远光配光，Lo用光源基板和Hi用光源基板构成为独立的基板，并且分别独立地安装于灯具单元的由单元主体构成的散热器上。另外，为了对两个光源基板的发光元件进行供电，通过FPC(柔性配线基板)将两个光源基板相互连接，并且在各光源基板上搭载用于与车载电源连接的连接器。
专利文献1的技术需要两个光源基板，另外，需要用于将这些光源基板电连接的FPC、配设于各光源基板的连接器。因此，部件件数变多，从而部件成本以及组装成本变高。另外，需要用于将两个光源基板相对于散热器分别准确地定位的作业，从而灯具单元的制造变得困难。
本发明的目的在于提供一种利用一个光源基板能够进行不同的配光下的照明例如能够进行近光配光和自适应远光配光下的照明的、构造简易且成本低廉的灯具单元。
用于解决问题的手段
本发明是一种灯具单元，其具备光源部和投影透镜，该光源部具备搭载有多个发光元件的光源基板，该投影透镜对从这些多个发光元件射出的光进行投影，光源基板具备一片金属板，该金属板具有相对于投影透镜的光轴分别朝向不同的角度方向的多个面区域，多个发光元件分别搭载于这些不同的面区域的表面。
在本发明中，光源基板例如具备相对于投影透镜的光轴向前方斜下方倾斜的第一面区域、以及向前方斜上方倾斜的第二面区域，多个发光元件具备第一配光用的第一发光元件和第二配光用的第二发光元件，第一发光元件搭载于第一面区域，第二发光元件搭载于第二面区域。
发明效果
根据本发明，光源部能够由一片光源基板构成，另外，不需要用于进行电连接的FPC，能够削减部件件数而使构造简易，并且能够降低成本。
附图说明
图1是具备本发明的灯具单元的前照灯的概要纵剖视图。
图2是第一实施方式的灯具单元的局部分解立体图。
图3是光源基板的概要结构的立体图。
图4是光源基板的一部分的放大剖视图。
图5是光源部和反射器的主要部分的放大剖视图。
图6是从前方观察反射器和光源部所见的主视图。
图7是近光和自适应远光的配光图案图。
图8是第一实施方式的变形例的光源部的主要部分的剖视图。
图9是第一实施方式的其他变形例的光源部的主要部分的剖视图。
图10是第二实施方式的光源部的主要部分的放大剖视图。
附图标记说明
1：灯具单元；2：单元主体(散热器)；3：光源部；4：反射器；5：透镜保持件；6：投影透镜；21：散热片；22：前表面；31：光源基板；31L：Lo面区域(第一面区域)；31H：Hi面区域(第二面区域)；32：金属板；33：配线层；34：发光元件；34L：Lo用LED(第一发光元件)；34H：Hi用LED(第二发光元件)35：连接器；HL：前照灯。
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是应用了本发明的灯具单元的汽车用AHS方式的前照灯的概要纵剖视图。灯具单元1内置于在汽车的车身的左右前部装配的前照灯HL的灯壳体100中。灯壳体100由灯体101和透光罩102构成。灯具单元1在点亮时切换近光配光和自适应远光配光下的照明。左右的各前照灯的灯具单元基本上是相同的结构。
(第一实施方式)
图2是第一实施方式的灯具单元1的局部分解立体图。在图1和图2中，灯具单元1具有构成为散热器的单元主体2，在该单元主体2的前表面22、即朝向灯具单元1的前方的表面上配设有光源部3和反射器4。另外，在上述单元主体2的前表面侧连结有透镜保持件5，通过该透镜保持件5支承投影透镜6。
上述单元主体2由金属或高导热树脂等导热性高的材料形成，其前表面22形成为纵截面形状朝向灯具单元的后方凹陷为三角形状的锥状。该前表面22以在单元主体的上下方向的大致中央设定的水平方向的棱线部22t为界，由在比该棱线部22t靠上侧的区域延伸并向下方倾斜的上部面22u、以及在比该棱线部22t靠下侧的区域延伸并向上方倾斜的下部面22d构成。此外，在以下，上下方向以图1为基准。
另外，在该单元主体2的后表面形成有用于构成散热器的多个散热片21，使从光源部3传导至单元主体2的热从该散热片21散热。也可以在该单元主体2的内部内置散热风扇。
上述光源部3以一片光源基板31为主体而构成。图3是该光源基板31的概要立体图，图4是其一部分的放大剖视图。上述光源基板31具备铜(Cu)等的金属板32、以及形成于该金属板的表面的配线层33。而且，在该配线层33的表面搭载有作为光源的发光元件34和连接器35。
上述配线层33在金属板32的表面形成有绝缘层36，在该绝缘层36的表面配设有通过选择性地印刷或蚀刻而形成了导电层的导电图案37。以覆盖该导电图案37的所需部分、特别是除了搭载发光元件34、连接器35的区域以外的部分的方式形成有作为保护膜的抗蚀剂层38。
上述金属板32由制成所需的纵横尺寸的大致四边形的平板形成，并在设定于其上下方向的大致中央的水平方向的棱线处以所需的角度弯曲为向背面方向凸出的三角屋顶形。该弯曲的弯曲部31t的角度等于上述单元主体2的前表面22的上表面部22u和下表面部22d所成的角度。由此，由该金属板32构成的上述光源基板31以弯曲部31t为界而划分为上侧的Lo面区域31L和下侧的Hi面区域31H。
在上述配线层33的表面搭载有多个发光元件34和连接器35，发光元件34和连接器35经由该配线层33相互电连接。如图3所示，上述发光元件34由多个LED(发光二极管)构成，在光源基板31的Lo面区域31L搭载有发出近光束的多个(在此为七个)Lo用LED34L，在Hi面区域31H搭载有发出远光束的多个(在此为十二个)Hi用LED34H。这些Lo用LED34L和Hi用LED34H隔开所需的间隔沿水平方向排列成行。另外，Lo用LED34L的发光面与Lo面区域31L的表面平行，Hi用LED34H的发光面与Hi面区域31H的表面平行。
上述连接器35设有两个，搭载于光源基板31的Lo面区域31L的一个连接器35L与上述Lo用LED34L串联连接。另外，搭载于光源基板31的Hi面区域31H的另一个连接器35H与上述Hi用LED34H并联连接。
通过构成于上述光源基板31上的点亮控制电路来对上述Lo用LED34L和Hi用LED34H控制发光。Lo用LED34L构成为全部的LED被同时进行发光控制，但Hi用LED34H构成为为了实现自适应远光配光而各LED被独立地进行发光控制。
而且，上述光源基板31在自身的多个部位开设的孔39处通过省略了图示的螺钉等固定构件安装于上述单元主体2的前表面22。此时，通过将光源基板31的弯曲部31t定位于单元主体2的锥状的前表面22的棱线部22t，光源基板31的背面、即金属板32的背面与单元主体2的前表面22紧贴。由于光源基板31的弯曲角度与前表面22的锥状的角度相等，因此通过使光源基板31的弯曲部31t与单元主体2的前表面22的棱线部22t以相互接触的方式卡合，从而进行两者的定位。
此外，关于光源基板31的左右方向的定位，由于与上下方向的定位相比能够降低定位精度，因此，例如，只要通过将上述孔39形成为沿上下方向较长的长孔，在上下方向的定位中获得自由度而另一方面限制左右方向的定位的自由度即可。与此同时，光源基板31的左右方向的倾斜度也能够与前表面22一致。
就安装后的光源基板31而言，上侧的Lo面区域31L朝向前方斜下方，下侧的Hi面区域31H朝向前方斜上方，因此，搭载于这些区域的Lo用LED34L的发光面朝向前方斜下方，Hi用LED34H的发光面朝向前方斜上方。即，各LED34L、34H的发光面相对于光轴Lx朝向上下方向的不同的角度方向。
上述反射器4在上述光源部3的前方位置支承于上述单元主体2。图5是上述光源部3和反射器4的主要部分的纵剖视图，图6是从前方观察它们所见的主视图。上述反射体4具备以包围配设有Lo用LED34L和Hi用LED34H的区域的方式配置的上框41、下框42、左框43、右框44、以及在上下方向的大致中间位置沿水平方向延长且两端与左框43和右框44连结的中框45，整体形成为矩形的框状。由此，在上下左右的框内构成的开口被中框45上下划分，在上侧构成Lo用开口46L，在下侧构成Hi用开口46H。
在上述上框41和下框42的朝向框内侧的面分别形成有上侧反射面Ru和下侧反射面Rd。另外，在上述左框43和右框44的朝向框内侧的面分别形成有左侧反射面Rl和右侧反射面Rr。进一步地，在上述中框45的上表面和下表面分别形成有中上侧反射面Rcu和中下侧反射面Rcd。由于该中框如后述那样为了形成近光配光的截止线(cutline)而发挥功能，因此以下称其为整形器，将其中上侧反射面Rcu称为整形器上侧反射面，将中下侧反射面Rcd称为整形器下侧反射面。
在图6中，为了易于理解，对这些反射面的区域进行了点描。即，上述Lo用开口46L由左侧反射面Rl和右侧反射面Rr的各上侧区域、上侧反射面Ru、以及整形器上侧反射面Rcu包围，由这些反射面构成作为第一反射器部的Lo用反射器部。同样，上述Hi用开口46H由左侧反射面Rl和右侧反射面Rr的各下侧区域、下侧反射面Rd、整形器下侧反射面Rcd包围，由这些反射面构成作为第二反射器部的Hi用反射器部。
上述的上侧反射面Ru、下侧反射面Rd、左侧反射面Rl、右侧反射面Rr分别由具有平缓的曲率的凹曲面构成。另一方面，整形器45形成为与以朝向前方的前边缘部45e为顶点的三角形相近的纵截面形状，整形器下侧反射面Rcd由凸曲面或平坦的面构成，整形器上侧反射面Rcu由曲率比整形器下侧反射面Rcd大的凹曲面构成。
上述前边缘部45e沿反射器4的左右方向延伸，但是左右的高度位置以其延伸方向的大致中央位置为界而不同，从反射器4的前面观察时右侧比左侧稍高。另外，前边缘部45e在大致中央区域以向右上方上升的倾斜状态连续。
如图5所示，上述投影透镜6以后方侧的焦点F位于上述整形器45的前边缘部45e的附近的方式由上述透镜保持件5固定于单元主体2。上述Lo用LED34L的发光面朝向前方斜下方，但是穿过该发光面的中心的法线朝向该焦点F或其附近。同样，上述Hi用LED34H的发光面朝向前方斜上方，穿过该发光面的中心的法线大致朝向上述焦点F。
在以上结构的灯具单元1中，在Lo用LED34L和Hi用LED34H发光时，如图5中一部分光线的光路所示，从各LED34L、34H射出的光被反射器4反射，通过投影透镜6投影到汽车的前方区域来进行照明。
当Lo用LED34L发光时，射出的近光束被Lo用反射器部反射。即，在左右方向被左侧反射面Rl和右侧反射面Rr反射。在上下方向，被上侧反射面Ru和整形器上侧反射面Rcu反射。这些反射光射入投影透镜6，通过投影透镜6投影到汽车的前方附近区域。图7中的(a)表示所投影的配光图案，此时所投影的一部分光、特别是向上方区域投影的光被遮挡。整形器45的前边缘部45e的高度在左右是不同的，由此形成在上缘具有沿水平方向呈台阶状的截止线CL的近光配光图案PL。图7中的(a)中的虚线表示与七个Lo用LED34L对应的区域。
当Hi用LED34H发光时，射出的远光束被Hi用反射器部反射。即，在左右方向被左侧反射面Rl和右侧反射面Rr反射。在上下方向，被下侧反射面Rd和整形器下侧反射面Rcd反射。这些反射光几乎不受整形器45限制，如图7中的(b)所示，通过投影透镜6而在汽车的前方远方区域作为远光配光PH照明到上述近光配光PL上侧的区域。
因此，通过使Lo用LED34L发光来进行近光配光图案PL下的照明，进一步地将使Hi用LED34H发光而得的远光配光PH在该近光配光图案PL上合成，从而进行自适应远光配光图案APH的照明。图7中的(b)中的虚线表示与七个Lo用LED34L和十二个Hi用LED34H对应的区域。
虽然省略了图示，但在利用自适应远光配光图案进行照明时，通过选择性地控制各Hi用LED34H的发光，能够执行自适应远光配光照明。即，通过使对存在对向车、前车的区域进行照明的Hi用LED34H熄灭或减弱，能够防止该区域的照明导致的对向车、前车的眩目。
如上所述，在第一实施方式的灯具单元中，光源部3以一片光源基板31为主体而构成，在该光源基板31弯曲并倾斜而成的Lo面区域31L和Hi面区域31H分别搭载有发光元件34L、34H。因此，能够容易地构成使Lo用LED34L的发光面朝向所需的前方斜下方、使Hi用LED34H的发光面朝向所需的前方斜上方的光源部。
由此，光源部3能够由一片光源基板31构成，另外，不需要用于进行电连接的FPC，能够削减部件件数，从而能够降低部件成本以及组装成本。另外，与如专利文献1那样以不同的角度对置配置两片光源基板的结构相比，能够削减将光源基板组装到灯具单元时的定位工时，从而制造变得容易。
在第一实施方式中，为了提高光源基板31相对于单元主体的定位的精度，可以在光源基板31形成第一定位部。例如，在图8中一部分的剖视图所示，在光源基板31的金属板32的背面形成沿着弯曲部31t在左右方向(从灯具单元的正面观察时的左右方向，以下相同)上延伸的凹槽301。该凹槽301能够在使金属板31弯曲时的冲压加工中容易地形成。另外，与此对应，作为第二定位部，在单元主体2的前表面22形成沿着棱线部22t在水平方向上延伸的凸条201。
根据该结构，在将光源基板31安装于单元主体2时，能够通过利用第一定位部和第二定位部，即通过使金属板的凹槽301与单元主体2的凸条201嵌合来进行定位。通过将凹槽301和凸条201的各左右方向的长度分别设定为对应的尺寸，在将它们嵌合时，还能够进行光源基板31和单元主体2的左右方向的定位。
或者，如图9所示，将光源基板31的弯曲部31t弯曲成梯形的截面形状，在该弯曲部31t的顶面沿左右方向排列形成一个以上的定位孔302作为第一定位部。与此对应，将单元主体2的前表面22的棱线部22t形成为平坦面，在该面沿左右方向排列形成一个以上的定位突起202作为第二定位部。
根据该结构，在将光源基板31安装于单元主体2时，通过使定位孔302与定位突起202嵌合，能够进行光源基板31与单元主体2的定位。在该结构中，能够同时进行光源基板31的上下方向和左右方向这两个方向的定位。
(第二实施方式)
图10是第二实施方式中的光源部3的剖视图。由于第一实施方式的光源基板31在弯曲后的金属板32的表面形成配线层33，因此与在平板状的金属板的表面形成配线层的结构相比，制造工序可能变得复杂。另外，由于配线层33具备绝缘层36，在其表面搭载有LED34，因此绝缘层36的隔热效果导致LED34中产生的热向金属板32传导时的导热效率未必高，从而从LED34的冷却方面来看也有改善的余地。
第二实施方式的光源基板31A的金属板32的结构与第一实施方式相同。另一方面，LED34通过底座311搭载于金属板32的表面。另外，在金属板32的表面的其他部位搭载有分体的配线基板、例如使用了玻璃环氧树脂的电路基板312。虽然图中未示出，但上述连接器35搭载于该电路基板312。在此基础上，底座311通过接合线313而与电路基板312电连接。
根据该构造，不需要在弯曲后的金属板的表面形成配线层的工序。另一方面，能够通过在弯曲后的金属板32的表面搭载搭载有LED34的底座311的工序、以及在该金属板32的表面搭载搭载有连接器35的电路基板312的工序来制造光源基板31A，因此能够简化制造工序。
另外，由于在LED34与金属板32之间不存在具有第一实施方式那样的绝缘层36的配线层33，也能够使用导热性高的材料的底座311，因此能够高效地将LED34中产生的热从底座311向金属板32导热，从而能够提高LED34的冷却效果。
毋庸赘述，在第二实施方式中也能够进行近光配光图案和自适应远光配光图案下的照明。另外，由于光源部3能够由一片光源基板31A构成，因此能够简化灯具单元1的构造，并且能够实现低成本化，这也与第一实施方式相同。
在第一实施方式、第二实施方式中，说明了将本发明应用于AHS方式的前照灯的例子，但是只要是能够进行近光配光和远光配光的切换的前照灯等车辆用灯具，就能够应用本发明的灯具单元。或者，也能够应用于能够进行其他不同的配光的切换的车辆用灯具。
另外，构成灯具单元的单元主体、反射器、投影透镜的结构不限于实施方式所记载的结构。

Claims (10)

1.一种灯具单元，其具备光源部和投影透镜，该光源部具备搭载有多个发光元件的光源基板，该投影透镜对从所述多个发光元件射出的光进行投影，其特征在于，
所述光源基板具备一片金属板，该金属板具有相对于所述投影透镜的光轴分别朝向不同的角度方向的多个面区域，所述多个发光元件分别搭载于这些不同的面区域的表面。
2.根据权利要求1所述的灯具单元，其特征在于，所述光源基板具备相对于所述投影透镜的光轴向前方斜下方倾斜的第一面区域、以及向前方斜上方倾斜的第二面区域，所述多个发光元件具备第一配光用的第一发光元件和第二配光用的第二发光元件，所述第一发光元件搭载于所述第一面区域，所述第二发光元件搭载于所述第二面区域。
3.根据权利要求1或2所述的灯具单元，其特征在于，所述光源基板固定支承于所述灯具单元的作为散热器的单元主体，在所述金属板的背面与所述单元主体接触。
4.根据权利要求3所述的灯具单元，其特征在于，所述光源基板具备在所述金属板的表面形成的配线层，所述多个发光元件搭载于该配线层的表面。
5.根据权利要求3所述的灯具单元，其特征在于，所述光源基板具备将所述发光元件搭载于所述金属板的表面的底座、以及搭载于所述金属板的表面并与所述发光元件电连接的电路配线板。
6.根据权利要求4或5所述的灯具单元，其特征在于，在所述金属板的一部分形成有第一定位部，所述单元主体形成有与所述第一定位部卡合来进行该金属板的定位的第二定位部。
7.根据权利要求6所述的灯具单元，其特征在于，所述第一定位部为在所述金属板的背面形成的槽或孔，所述第二定位部为与这些槽或孔嵌合的凸条或突起。
8.根据权利要求2所述的灯具单元，其特征在于，所述第一发光元件是进行近光配光下的照明的发光元件，所述第二发光元件是进行远光配光下的照明的发光元件。
9.根据权利要求8所述的灯具单元，其特征在于，所述第二发光元件构成为被分别独立地进行发光控制的多个发光元件组。
10.根据权利要求8或9所述的灯具单元，其特征在于，在所述光源部与所述投影透镜之间配设有反射器，该反射器一体地形成有反射所述第一发光元件的光的第一反射器部、以及反射所述第二发光元件的光的第二反射器部。
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