專利名稱：車用前照燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車用前照燈，特別地涉及向預定的照射方向照射光的車用前照燈。
背景技術：
出于安全的考慮車用前照燈必須以高精度形成配光圖形，該配光圖形，例如，通過使用反射鏡或者透鏡等的光學系統(tǒng)形成(例如，參考專利文獻1)。另外，現(xiàn)在正在研究開發(fā)在車用前照燈中利用半導體發(fā)光元件。
特開平6-89601號公報(第3-7頁、第1-14圖)發(fā)明內(nèi)容為了獲得充足的光量，現(xiàn)在正在研究在車用前照燈中使用多個半導體發(fā)光元件的方法。但是，此時由于光學設計的復雜化往往有難以形成合適的配光圖形的情況。
在此，本發(fā)明的目的是提供能夠解決上述課題的車用前照燈。此目的能夠通過在專利要求范圍的獨立項目中所述的特征的組合來實現(xiàn)。并且所附屬的項目確定本發(fā)明的更有利的具體例。
本發(fā)明的第一方面是在預定的照射方向上照射光的車用前照燈，其具有多個半導體發(fā)光元件，其通過一個邊緣與預先設定的直線重合而并列配置成大致一排；光學部件，其在預先設定的直線上有光學中心，在照射方向上照射多個半導體發(fā)光元件發(fā)生的光。
另外，車用前照燈向車的前方照射光，多個半導體發(fā)光元件通過使一個邊緣與車輛大致左右方向中延伸著的直線重合而并列配置在車輛的大體左右方向上。光學部件可以基于半導體發(fā)光元件從與該直線重合的邊緣附近發(fā)生的光形成確定車用前照燈的配光圖形中的明暗邊界的分割線的至少一部分。
另外，還具有安裝部件，該安裝部件具有直線狀的一個邊緣，多個半導體發(fā)光元件在距與直線重合的一個邊緣隔開預先設定的距離的位置上分別設有用于顯示該半導體發(fā)光元件的基準位置的卡合部，并把卡合部卡合安裝在安裝部件的直線狀的一個邊緣上。
另外，上述發(fā)明的概要并非全部例舉了本發(fā)明的必要的特征，這些特征群的部分的組合也可以成為本發(fā)明。
圖1是表示車用燈具400的結構的一例的圖；圖2是表示光源單元100的立體圖；圖3是表示光源單元100的剖面圖；圖4是表示光源120的立體圖；圖5是半導體發(fā)光元件102的俯視圖和側視圖；圖6是表示配光圖形302的一例的示意圖；圖7是表示光源120的結構的另一例的圖；圖8是表示光源120的上面的圖；圖9是表示光源120的AA垂直剖面圖；圖10是表示光源單元100的立體圖；圖11是表示光源單元100的剖面圖；圖12是表示光源單元100的BB垂直剖面圖；圖13是表示光源單元100的AA水平剖面圖。
編號說明100...車用燈具；102...半導體發(fā)光元件；104...透鏡；106...基板；108...透光部件；110...支承部件；112...遮光部件；114安裝部件；116直線；118直線；120光源；122正電極；124負電極；202表面；204卡合部；206卡合部；208凸部；210邊緣；212邊緣；214邊緣；302配光圖形；304區(qū)域；306邊界；314...反射鏡；316...支承部件；318...反射鏡；400...車用燈具；402...透明蓋；404...燈體。
具體實施例方式
以下，通過發(fā)明的實施方式說明本發(fā)明，但是以下的實施方式不限制涉及專利要求的發(fā)明，另外，在實施方式中說明的全部特征的配合不一定都是發(fā)明的解決方法所必須的。
圖1表示本發(fā)明的一實施方式的車用燈具400的結構的一例。例如，車用燈具400是向車輛前方的預定的照射方向照射光的低光束照射用的車用前照燈(前大燈)。本例的車用前照燈400的目的是明確地形成確定車用前照燈的配光圖形中的明暗邊界的分割線。車用燈具400在由平光鏡狀的透明蓋402和燈體404組成的燈室內(nèi)大致一橫列地收放著多個光源單元100。
這些光源單元100具有完全相同的結構被收放在燈室內(nèi)，使光軸相對車的前后方向在車體上安裝車用燈具400時向下偏約0.3°～0.6°。車用燈具400基于這些光源單元100照射的光向車輛的前方照射光，形成確定的配光圖形。車用燈具400也可以具有配光特性各不相同的多個光源單元100。
圖2和圖3表示光源單元100的結構的一例，圖2表示光源單元100的立體圖，圖3表示光源單元100與車輛的前后方向平行的垂直面的剖面圖。本例的光源單元100是投射型光源單元，通過透鏡104向前照射光源120發(fā)生的光，其具有支承部件110、遮光部件112、光源120及透鏡104。
支承部件110是板狀體，其通過在向著車輛的前方的表面上支承并固定光源120的底面使光源120向車輛的前方發(fā)光。在本例，在垂直方向直立設置支承部件110，其具有發(fā)散光源120發(fā)生的熱的散熱板的功能。因此，能夠防止光源120的光度由過熱下降。
遮光部件112是板狀體，其隔著光源120的一部分與支承部件110的表面相對設置，通過從車輛的前方側遮擋光源120的一部分而遮住光源120發(fā)生的光的一部分。
在本例，遮光部件112通過在上邊緣遮擋光源120發(fā)生的光的一部分，基于向該上邊緣的正面方向的投影形狀確定射入透鏡104的光的明暗邊界。例如，該投影的形狀是大致在車的左右方向上延伸的直線狀，該投影形狀也可以是略似ヘ字狀。另外，在本例，遮光部件112的俯視的形狀是在中央向后方彎曲并在車輛的大致左右方向上橫斷光源單元100的形狀。
另外，在本例，遮光部件112的下端與支承部件110的下端相連，遮光部件112與支承部件110形成一體。因此，遮光部件112從支承部件110吸收光源120發(fā)生的熱。這樣，遮光部件112具有發(fā)散該熱的散熱板的功能。
光源120包括安裝部件114以及使用安裝部件114大致并列一排配置的多個半導體發(fā)光元件102a～e。多個半導體發(fā)光元件102a～e通過使下端一個邊緣與大約沿遮光部件112上緣相對車輛大致左右方向延伸的假想直線116重合，從而并列配置在車輛大致左右中。
透鏡104是對多個半導體發(fā)光元件a～e共同設置的光學部件的一例，設置在相對多個半導體發(fā)光元件102a～e的車輛的前方側，通過透過多個半導體發(fā)光元件102a～e發(fā)生的光，向車輛的前方的照射方向照射該光。
透鏡104在直線116上具有例如作為焦點或者光學設計上的基準點等的光學中心F。在本例，透鏡104在X軸和Y軸的交點上具有光學中心F，其中X軸是把直線116在車輛方向延伸的軸，Y軸是通過半導體發(fā)光元件102c中下端一個邊緣中心在垂直方向延伸的軸。在這種情況下，透鏡104把對應直線116的明確明暗邊界投影在前方。例如，透鏡104基于從與直線116重合的下端一個邊緣附近多個半導體發(fā)光元件102a～e發(fā)出的光，形成車輛燈具400(參照圖1)配光圖形中分割線至少一部。根據(jù)本實施例，車輛燈具400能形成明確的分割線。
另外，為對應形成分割線所必要的精度，透鏡104可以在直線116上的對應該精度的規(guī)定的范圍內(nèi)具有光學中心F。另外，透鏡104可以在直線116略上方設置的遮光部件112的上緣附近具有光學中心F。
圖4和圖5表示光源120詳細構成的一實例。圖4是光源120的立體圖，圖5是包括光源120的半導體發(fā)光元件102的俯視圖和側視圖。本實施例中的光源120是在車輛大致左右方向延伸的線狀光源，具有多個半導體發(fā)光元件102a～e、基板106、透光部件108和安裝部件114。本實施例中，光源120在半導體發(fā)光元件102中沿排列方向延伸的邊緣210成為下端邊的方向，安裝在支承部件110(參照圖2)上。
另外，在另一實施例中，光源120也可以在邊緣210成為半導體發(fā)光元件102上端邊緣的方向，安裝在支承部件110上。在這種情況下，透鏡104(參照圖2)的在假想線118上具有光學中心F，該假想線118包含半導體發(fā)光元件102表面202中作為邊緣210的對邊的邊緣214。
例如，多個半導體發(fā)光元件102a～e是發(fā)光二極管元件，以等間隔在基板106上并列配置成大致一列。例如，半導體發(fā)光元件a～e通過對設在表面上的螢光體(沒作圖示)照射紫外光使螢光體發(fā)出白色光。另外，半導體發(fā)光元件也可以通過在螢光體上照射蘭色光使螢光體發(fā)生作為蘭色光的補充色的黃色光。此時，光源120基于半導體發(fā)光元件和螢光體分別發(fā)生的蘭色光和黃色光而發(fā)出白色光。
在此，在本例，多個半導體發(fā)光元件102a～e分別在表面上具有正電極122和負電極124。各個正電極122和負電極124分別對應設置半導體發(fā)光元件102內(nèi)的各個P型半導體層和N型半導體層(沒作圖示)，接受用于發(fā)光的電力。例如，正電極122和負電極124可以設置在與多個半導體發(fā)光元件102a～e的并列的方向垂直的邊的附近。這樣能夠減少正電極122和負電極124的形狀對形成分割線造成的影響。
另外，也可以通過設在光源120中的配線(沒作圖示)電串聯(lián)連接多個半導體發(fā)光元件102a～e。這樣就能夠使在多個半導體發(fā)光元件102a～e中流動的電流強度一樣。也可以電并聯(lián)連接多個半導體發(fā)光元件102a～e，此時，能夠降低應該供給光源120的電壓。
基板106上面固定多個半導體發(fā)光元件102a～e及安裝部件114。透光部件108例如是透明樹脂等制的且能使半導體發(fā)光元件102產(chǎn)生的光透過的材料，并通過夾持多個半導體發(fā)光元件102a～e及安裝部件114并與基板106相對，封閉固定多個半導體發(fā)光元件102a～e。
安裝部件114是具有直線狀邊緣212的板狀體。邊緣212與包含透鏡104光學中心F的假想直線116大致平行，用于確定應該安裝多個半導體發(fā)光元件102a～e的位置。
下面，對多個半導體發(fā)光元件102a～e進行更詳細的說明。如圖5所示，多個半導體發(fā)光元件102a～e各自在距邊緣210相隔預先設定的距離d的位置分別設置有用于表明該半導體發(fā)光元件102的基準位置的卡合部204。邊緣210應當是半導體發(fā)光元件102中與直線116重合的邊緣。
另外，多個半導體發(fā)光元件102a～e與各自的卡合部204卡合而安裝在安裝部件114的邊緣212上，從而使多個半導體發(fā)光元件102a～e的一個邊緣210高度精確地與直線116重合配置。因此，根據(jù)本實施例，能高度精確地安裝多個半導體發(fā)光元件102a～e。另外，由此車輛燈具400(參照圖1)能形成明確的分割線。
在此，在本實施例中，卡合部204高低差的邊界是與邊緣210大致平行的臺階，是利用設置在半導體發(fā)光元件102里面的凸部208形成的。另外，卡合部204作為與邊緣210相隔距離d的位置，設置在與包含邊緣210的半導體發(fā)光元件102側面相隔距離d的位置。
在此，例如，凸部208通過對在半導體發(fā)光元件102里面的凸部208以外部分進行蝕刻形成。此時，因能高度精確地形成卡合部204，所以能高度精確地安裝多個半導體發(fā)光元件102a～e。
另外，在另一實施例中，凸部208也可以通過在半導體發(fā)光元件102里面進行蒸鍍金屬而形成，也可以通過在半導體發(fā)光元件102里面粘貼其它半導體部件形成的。在這些情況下，也能高度精確地形成卡合部204。
圖6是表示由光源單元100形成的配光圖形302的一例的示意圖。配光圖形302是在配置在光源單元100的前方25m的位置的假想垂直屏幕上形成的低光束配光圖形。
在本例，透鏡104通過在假想垂直屏幕上投影多個半導體發(fā)光元件102a～e(參考圖2)發(fā)生的光，形成具有規(guī)定的形狀的配光圖形302。透鏡104基于遮光部件112(參考圖2)的上邊緣的形狀形成配光圖形302的分割線。例如，透鏡104將半導體發(fā)光元件102a發(fā)生的光照射在作為配光圖形302的一部分的區(qū)域304上。此時，透鏡104可以對應與假想直線116上重合的半導體發(fā)光元件102c下端邊緣，在配光圖形302的分割線上形成區(qū)域304的邊界306。
在此，如用圖2說明的那樣，透鏡104在直線116上具有光學的中心F。此時，透鏡104在配光圖形302的大致中心的熱區(qū)附近明確地投影邊界306。這樣，能夠明確地形成配光圖形302的分割線。
另外，例如，透鏡104可以對應多個半導體發(fā)光元件102a～b、d～e的下端的邊形成配光圖形302的分割線上的邊界306以外的部分。此時，因為這些下端的邊在透鏡104的焦點面內(nèi)，所以能夠明確地形成配光圖形302的分割線。
另外，在另一例中，車用燈具400(參考圖1)也可以基于具有各不相同的配光特性的多個光源單元100發(fā)生的光形成配光圖形302。此時，各個光源單元100可以分別照射配光圖形302中的一部分區(qū)域。
圖7表示光源120詳細構成的另一實施例。在該實施例中，基板106作為與多個半導體發(fā)光元件102a～e卡合的卡合部件使用?；?06上面具有伸向垂直方向的卡合部206，在卡合部206與多個半導體發(fā)光元件102a～e各自的一個邊緣卡合。
在這種情況下，多個半導體發(fā)光元件102a～e的一個邊緣210與假想直線116高度精確重合配置。所以，根據(jù)本實施例，能高度精確地安裝多個半導體發(fā)光元件102a～e。另外，由此，車輛燈具400(參照圖1)能形成明確的分割線。此外，除上述以外，在圖7中，使用與圖4相同的標號的結構，因具有與圖4中結構相同或同樣的功能，省略其說明。
圖8和圖9表示光源120的詳細的結構的另一例。圖8表示光源120的上面圖。圖9表示光源120的AA垂直剖面圖。在該實施例中，半導體發(fā)光元件102a～e具有與圖5所說明的半導體發(fā)光元件102相同或同樣的功能。
在本例，基板106是圓盤狀物。另外，安裝部件114具有設置為距假想直線116相隔規(guī)定距離且與直線116平行的邊緣212，并與邊緣212內(nèi)的多個半導體發(fā)光元件102a～e卡合部204(參照圖5)卡合。其中該假想直線116包含在基板106上面圓的直徑。從而，安裝部件114把半導體發(fā)光元件102a～e邊緣210保持在與直線116吻合的位置上。在這種情況下，能高度精確地安裝半導體發(fā)光元件102a～e。多個半導體發(fā)光元件102a～e相對直線116使各自邊緣210對齊并配置成大致一排。
另外，透光部件108是以該中心0為球心的近似半球狀物。在此，中央的半導體發(fā)光元件102c的邊緣210配置在該圓的中心0上。此時，半導體發(fā)光元件102c相對透光部件108的表面以不能全反射的適當?shù)慕嵌日丈鋸倪吘?10附近發(fā)生的光。因此，透光部件108能夠高效率地將半導體發(fā)光元件102發(fā)生的光向外部照射。另外，關于上述以外的說明，在圖8和圖9中附與圖4相同號碼的結構部位，因為具有與圖4中的結構完全相同功能，故省略其說明。
此外，在另一實施例中，基板106與參照圖7所說明的基板106相同，也可以具有卡合部206。在這種情況下，不用安裝部件114也能高度精確地安裝半導體發(fā)光元件102a～e。
圖10和圖11表示光源單元100的結構的另一例。圖10表示光源單元100的立體圖；圖11表示在與車輛的前后方向平行的垂直面的光源單元100的剖面圖。在本例，光源單元100不使用遮光部件112(參考圖2)，使多個半導體發(fā)光元件102a～e發(fā)生的光直接射入透鏡104。
這里，光源120具有與用圖8和圖9說明的光源120完全相同的功能。多個半導體發(fā)光元件102a～e把與假想直線116吻合的邊緣210向下方固定。光源120也可以具有與用圖4或圖7說明的光源120完全相同的功能和結構。
另外，透鏡104在半導體發(fā)光元件102c的邊緣210上具有光學中心F。在本例中，透鏡104的光學中心F在X軸與Y軸的交叉點上，其X軸在直線116上沿車輛左右方向延伸，Y軸在通過半導體發(fā)光元件102c下端一個邊緣中心的鉛直方向延伸。此時，透鏡104通過投影該邊緣210附近的像形成配光圖形中的分割線的至少一部分。
在此，本例的光源單元100形成與用圖6說明的配光圖形302的至少一部分相同的配光圖形。透鏡104將半導體發(fā)光元件102c發(fā)生的光照射在作為配光圖形302的一部分的區(qū)域304上。此時，透鏡104對應半導體發(fā)光元件102c的邊緣210，在配光圖形302的分割線上形成區(qū)域304的邊界306。透鏡104可以通過從包括邊緣210的端面投影半導體發(fā)光元件102c發(fā)生的光形成邊界306。
根據(jù)本例，能夠形成合適的配光圖形。另外，車用燈具400(參考圖1)可以通過具有各不相同的配光特性的多個光源單元100發(fā)生的光形成配光圖形302。關于上述以外的說明，在圖10和圖11中附加與圖2和圖3相同的編號的結構，因為具有與圖2和圖3中的構成相同的機能，故省略其說明。
圖12和圖13表示光源單元100的結構的另一例。圖12表示光源單元100的BB垂直剖面圖；圖13表示光源單元100的AA水平剖面圖。本例的光源單元100是投射型的光源單元，將聚集反射在光軸的光通過透鏡向前方照射，具有支承部件316、光源120、反射鏡318、透鏡104以及反射鏡314。
支承部件316是上面略水平的板狀體，在上面安裝并固定光源120的底面。光源120包括多個半導體發(fā)光元件102a～e，朝上方固定在支承部件316的上面。光源120可以具有與用圖4或圖7說明的光源120完全相同的功能和結構。多個半導體發(fā)光元件120a～e通過相對車輛左右方向延伸的假想直線116與前端一個邊緣重合，并列配置成大致一排。另外，光源120也可以具有與用圖8和圖9說明的光源120完全相同的功能。
反射鏡318是在略水平的上面反射光的反射鏡，其設置在支承部件316的前端和透鏡104之間。反射鏡318可以設置在包括多個半導體發(fā)光元件102a～e的面內(nèi)。此時能將光源120發(fā)生的光高效率地射入透鏡104內(nèi)。另外，反射鏡318的前邊緣是在車輛的大致左右方向上延伸的略直線狀。例如，該前邊緣可以是與形成略ヘ字狀的分割線對應的形狀。
透鏡104相對反射鏡318和反射鏡314設置在車輛的前方，透過反射鏡318或者反射鏡314反射的光并向前方的照射方向照射。在本例，透鏡104在反射鏡318的前邊緣附近具有焦點，通過向車輛前方投影包括該焦點的焦點面的像，形成車用燈具400(參考圖1)的配光圖形的至少一部分。此時，透鏡104按照反射鏡318的前邊緣的形狀形成該配光圖形的分割線的至少一部分。
反射鏡314是相對多個半導體發(fā)光元件a～e共用地設置的光學部件的一例的反射鏡，其設置成包圍光源120的后方、側方和上方。而且，反射鏡314通過向前方反射光源120發(fā)生的光，使該光射入透鏡104，并且使透鏡104向照射方向照射該光。這樣，反射鏡314向照射方向照射多個半導體發(fā)光元件102a～e發(fā)生的光。
在本例，例如，反射鏡314的至少一部分是由復合橢圓面等形成的略橢球面狀。并且，設定該略橢球面使其包括光源單元100的光軸的剖面形狀成為略橢圓形的至少一部分，另外，設定該略橢圓形的離心率要從垂直剖面向水平剖面慢慢地增大。另外，光源單元100具有通過透鏡104的大致中心略向車輛的前方的光軸。
在本例，反射鏡314的略似橢球面狀的部分在直線116上具有作為光學中心的一例的焦點F1，在反射鏡318的前端附近具有焦點F2。在本例，該略似橢球面狀部分在X軸和Y軸的交點上有焦點F1，其X軸在車輛左右方向直線116上延伸，Y軸通過半導體發(fā)光元件102c的前端一個邊緣的中心在垂直方向延伸。這樣，該略似橢球面狀的部分將光源120發(fā)生的光的至少大部分聚集在反射鏡318的前邊緣附近。
此時，因為在該前邊緣附近形成基于前邊緣形狀的明確的明暗邊界，所以在該前邊緣附近具有焦點的透鏡104在配光圖形的分割線附近照射具有明確的明暗邊界的光。因此，根據(jù)本例，能夠適當?shù)匦纬删哂忻鞔_的分割線的配光圖形。
另外，在本實施例，反射鏡314的略似橢球面狀的部分可以在把多個半導體發(fā)光元件102a～e的前端對齊的直線116上具有光學中心。此時，因為該略似橢球面狀的部分將多個半導體發(fā)光元件102a～e發(fā)生的光的至少大部分不通過反射鏡318而直接射入透鏡104，所以能夠更適當?shù)卣丈浞指罹€附近。
另外，在另一例，反射鏡314也可以是在直線116附近的附近具有焦點的拋物面狀的反射鏡。此時，光源單元100可以是使用拋物面(拋物線)狀的反射鏡向前方照射光的拋物線型的光源單元，其取代透鏡104，例如，有平光鏡狀的透明蓋。此時，光源單元100也向前方照射高精度控制的光。
以上，用實施例說明了本發(fā)明，然而本發(fā)明的技術范圍不局限于上述實施例所述的范圍。對于上述實施例能夠進行多種變更或改良。進行了這樣的變更或改良的例也屬于本發(fā)明的技術范圍，這一點從專利要求范圍的敘述可以明確。
從以上說明可知，根據(jù)本發(fā)明能夠適宜地形成配光圖形。
權利要求
1.一種在預定的照射方向上照射光的車用前照燈，其特征在于，具有多個半導體發(fā)光元件，其通過一個邊緣與預先設定的直線重合而并列配置成大致一排；光學部件，其在所述預先設定的直線上有光學中心，在照射方向上照射上述多個半導體發(fā)光元件發(fā)生的光。
2.如權利要求1所述的車用前照燈，其特征在于，所述車用前照燈向車的前方照射光，所述多個半導體發(fā)光元件通過使所述一個邊緣與在所述車輛大致左右方向延伸著的所述直線重合而并列配置在所述車輛的大體左右方向上，所述光學部件基于所述半導體發(fā)光元件從與所述直線重合的所述邊緣附近發(fā)生的光，形成確定所述車用前照燈的配光圖形中的明暗邊界的分割線的至少一部分。
3.如權利要求1所述的車用前照燈，其特征在于，還具有安裝部件，其具有直線狀的一個邊緣；所述多個半導體發(fā)光元件在距與所述直線重合的所述一個邊緣隔開預先設定的距離的位置上分別設有用于顯示該半導體發(fā)光元件的基準位置的卡合部，并把所述卡合部卡合安裝在所述安裝部件的所述直線狀的一個邊緣上。
4.如權利要求1所述的車用前照燈，其特征在于，還具有卡合所述多個半導體發(fā)光元件中各個所述一個邊緣的卡合部件。
全文摘要
一種向預定的照射方向照射光并適當?shù)匦纬膳涔鈭D形的車用前照燈。其具有多個半導體發(fā)光元件，其通過一個邊緣與預先設定的直線重合而并列配置成大致一排；光學部件，其在預先設定的直線上有光學中心，在照射方向上照射多個半導體發(fā)光元件發(fā)生的光。另外，車用前照燈向車的前方照射光，多個半導體發(fā)光元件通過使一個邊緣與車輛大致左右方向中延伸著的直線重合而并列配置在車輛的大體左右方向上。光學部件可以基于半導體發(fā)光元件從與該直線重合的邊緣附近發(fā)生的光形成確定車用前照燈的配光圖形中的明暗邊界的分割線的至少一部分。
文檔編號F21Y101/02GK1526985SQ200410032618
公開日2004年9月8日 申請日期2004年2月13日 優(yōu)先權日2003年2月13日
發(fā)明者達川正士, 石田裕之, 佐塚清, 之 申請人:株式會社小糸制作所