專利名稱：車輛用燈具單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源的車輛用燈具單元。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，大多采用將發(fā)光二極管等半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源的車輛用燈具單元。 但是，由于半導(dǎo)體發(fā)光元件與放電真空管及鹵素真空管等相比，其光源光束較小，所以需要例如專利文獻(xiàn)1記述的車輛用照明燈具所示，形成具有多個(gè)車輛用燈具單元的結(jié)構(gòu)，確保充分的照射光量。專利文獻(xiàn)1所述的車輛用照明燈具具有圓柱形透鏡，其向左右方向延伸；多個(gè)發(fā)光元件(半導(dǎo)體發(fā)光元件)，它們?cè)谧笥曳较蛏细糁?guī)定間隔配置；以及多個(gè)反射鏡，它們將來(lái)自發(fā)光元件的光朝向前方反射，提高光束利用率而確保照射光量。專利文獻(xiàn)2所述的車輛用前照燈具有將半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源的多個(gè)燈具單元，利用投射型燈具單元、直射型燈具單元以及反射型燈具單元中的至少兩種燈具單元，可以以期望的圖案形狀以及光度(照度)分布形成配光圖案。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2005-294176號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2004-卯480號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
通常，半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的光存在以下照度分布，S卩，其中心附近的照度較強(qiáng)， 隨著從中心離開(kāi)而照度急劇降低。因此，具有一個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈具單元所投射的光， 僅照射中心附近的比較狹窄的區(qū)域。由此，在專利文獻(xiàn)1、2任一項(xiàng)所述的車輛用燈具單元中，均在多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件及燈具單元的各個(gè)光軸之間存在照度較弱的區(qū)域，難以得到照度均勻的照射圖案。另外，如果不使用多個(gè)發(fā)光元件及燈具單元，就難以得到寬幅的照射圖案。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種車輛用燈具單元，其將半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源，并且可以得到照度均勻且寬幅的照射圖案。根據(jù)本發(fā)明，上述目的可以利用以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。(1) 一種車輛用燈具單元，其具有圓柱形透鏡，其配置在向車輛前后方向延伸的光軸上；半導(dǎo)體發(fā)光元件，其配置在所述光軸上，位于所述圓柱形透鏡的后方側(cè)焦線的后側(cè)；以及反射鏡，其將來(lái)自所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光朝向前方反射，其特征在于，所述反射鏡具有以所述光軸為中心而左右一對(duì)的凹曲面，所述各個(gè)凹曲面具有以下形狀的反射面，即，將入射至靠近所述光軸的內(nèi)側(cè)區(qū)域的光，隔著所述光軸向左右的相反側(cè)反射。
(2) 一種(1)中的車輛用燈具單元，其特征在于，所述各個(gè)凹曲面具有以下形狀的反射面，即，將入射至所述內(nèi)側(cè)區(qū)域外側(cè)的外側(cè)區(qū)域的光，相對(duì)于所述光軸向相同側(cè)反射。(3) 一種O)中的車輛用燈具單元，其特征在于，所述各個(gè)凹曲面具有以下形狀的反射面，即，所述外側(cè)區(qū)域與所述內(nèi)側(cè)區(qū)域相比，遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體發(fā)光元件。(4) 一種(1)中的車輛用燈具單元，其特征在于，所述各個(gè)凹曲面的內(nèi)側(cè)區(qū)域?yàn)橐韵滦螤畹姆瓷涿?，即，將入射?lái)的光傾斜大于或等于20度而隔著所述光軸向左右的相反側(cè)反射。(5) 一種(1)中的車輛用燈具單元，其特征在于，所述圓柱形透鏡為曲面透鏡。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的車輛用燈具單元，反射鏡的各個(gè)凹曲面具有以下形狀的反射面，即， 將入射至靠近光軸的內(nèi)側(cè)區(qū)域的光，隔著光軸向左右的相反側(cè)反射。由于半導(dǎo)體發(fā)光元件的中心附近的光束較大，所以通過(guò)將該中心附近的光利用凹曲面的內(nèi)側(cè)區(qū)域，隔著光軸向左右的相反側(cè)反射，從而可以向本來(lái)照度不充分的側(cè)方照射充分的反射光。如上所述，由于左右一對(duì)的凹曲面分別向相反側(cè)反射照度較大的光，所以燈具單元整體向左右反射照度較大的光，利用該合成光，可以得到照度均勻且寬幅的照射圖案。


圖1是具有本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的車輛用燈具單元的車輛用前照燈的剖面圖。圖2是圖1的II-II矢視圖。圖3 (A)是表示對(duì)比例所涉及的散射燈具單元的反射光線的示意圖，(B)是表示利用對(duì)比例所涉及的散射燈具單元的照射光，在路面上形成的配光圖案的示意圖。圖4(A)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的散射燈具單元的反射光線的示意圖， (B)是表示利用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的散射燈具單元的照射光，在路面上形成的配光圖案的示意圖。圖5是透視地表示利用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的車輛用前照燈的照射光，在假想鉛垂屏幕上形成的配光圖案的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于附圖，詳細(xì)說(shuō)明具有本發(fā)明所涉及的車輛用燈具單元的車輛用前照燈的優(yōu)選實(shí)施方式。<車輛用前照燈的整體構(gòu)造>本實(shí)施方式所涉及的車輛用前照燈1如圖1所示，具有透明狀的透光罩2 ；燈體 3 ；以及聚光燈具單元10和散射燈具單元(本發(fā)明的車輛用燈具單元)30，它們被收容在由透光罩2和燈體3形成的燈室內(nèi)。聚光燈具單元10為公知的PES型燈具單元，照射具有明暗截止線的近光。如圖1 所示，聚光燈具單元10具有凸透鏡11，其配置在聚光燈具單元10的光軸Ax上；作為半導(dǎo)體發(fā)光元件的第一 LED12，其配置在光軸Ax上，位于凸透鏡11的后方側(cè)焦點(diǎn)h的后側(cè)；剖面大致橢圓狀的聚光反射鏡20，其將來(lái)自第一 LED 12的光朝向靠近光軸Ax的前方聚光而進(jìn)行反射；以及第一遮光部5，其通過(guò)遮蔽反射光的一部分，從而形成規(guī)定配光圖案的明暗截止線。此外，聚光反射鏡20的水平剖面以及縱剖面均為大致橢圓形狀。第一 LED 12的發(fā)光芯片為具有例如1 X 4mm見(jiàn)方的長(zhǎng)方形發(fā)光面的白色發(fā)光二極管。第一 LED 12配置在凸透鏡11的后方側(cè)焦點(diǎn)h的后側(cè)，并且以發(fā)光面朝向鉛垂方向上方的方式配置在光軸Ax上。第一遮光部5的遮光端緣5a(上表面恥和前端面5c之間的棱線)位于凸透鏡11 的后方側(cè)焦點(diǎn)h附近，遮蔽來(lái)自聚光反射鏡20的反射光的一部分，形成規(guī)定配光圖案的明暗截止線。另外，在從遮光端緣如朝向光軸Ax方向后方延伸的第一遮光部5的上表面恥上， 形成有將來(lái)自聚光反射鏡20的反射光的一部分向上方側(cè)反射的附加反射面。由此，使應(yīng)由第一遮光部5遮蔽的光反射，提高來(lái)自第一 LED 12的光的光束利用率。在該聚光燈具單元10中，將從第一 LED發(fā)出的光利用大致橢圓型的聚光反射鏡 20，在凸透鏡11后側(cè)焦點(diǎn)！^附近聚光，利用第一遮光部5的第一遮光端緣fe，將反射光的一部分遮蔽，形成照度較大的具有明暗截止線的規(guī)定配光圖案。散射燈具單元30為本發(fā)明所涉及的車輛用燈具單元，構(gòu)成為投射型的燈具單元， 其具有作為圓柱形透鏡中的一種的曲面透鏡31，其配置在光軸Ay上；第二 LED (半導(dǎo)體發(fā)光元件)32，其位于曲面透鏡31的后方側(cè)焦線Fy的后側(cè)，配置在光軸Ay上；鉛垂剖面大致橢圓狀的散射反射鏡(反射鏡)40，其將來(lái)自第二 LED 32的光朝向光軸Ay前方散射而進(jìn)行反射；以及第二遮光部6，其通過(guò)遮蔽反射光的一部分，從而形成規(guī)定配光圖案的明暗截止線。第二 LED 32的發(fā)光芯片為具有例如1 X 4mm見(jiàn)方的長(zhǎng)方形發(fā)光面的白色發(fā)光二極管。第二 LED 32配置在曲面透鏡31的后方側(cè)焦線Fy的后側(cè)，并且以發(fā)光面朝向鉛垂方向上方的方式配置在光軸Ay上。第二遮光部6的遮光端緣6a(上表面6b和前端面6c之間的棱線)位于曲面透鏡 31的后方側(cè)焦線Fy附近，將來(lái)自散射反射鏡40的反射光的一部分遮蔽，從而形成規(guī)定配光圖案的明暗截止線。該第二遮光部6的遮光端緣6a以穿過(guò)曲面透鏡31的后方側(cè)焦線Fy 的方式形成為圓弧狀(參照?qǐng)D2)。另外，在從遮光端緣6a朝向光軸Ay方向后方延伸的第二遮光部6的上表面6b上， 形成有將來(lái)自散射反射鏡40的反射光的一部分向上方側(cè)反射的附加反射面。由此，使應(yīng)由遮光部6遮蔽的光反射，提高來(lái)自第二 LED 32的光的光束利用率。第一遮光部5以及第二遮光部6為塊狀部件，利用框架7將兩者連結(jié)。另外，在框架7上安裝有散熱片8，其對(duì)來(lái)自第一 LED 12以及第二 LED 32的熱量進(jìn)行散熱。如上所述構(gòu)成的聚光燈具單元10以及散射燈具單元30，經(jīng)由框架7、校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)9A 和校平機(jī)構(gòu)9B，支撐在燈體3上。另外，聚光燈具單元10以及散射燈具單元30配置為，其光軸Ax、Ay向車輛前后方向延伸。該光軸Ax、Ay準(zhǔn)確地說(shuō)，通過(guò)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)9A被調(diào)節(jié)為在相對(duì)于水平方向向下0. 5 0.6°程度的方向上延伸。另外，可以利用校平機(jī)構(gòu)9B將該光軸在鉛垂方向上進(jìn)行調(diào)節(jié)。<散射燈具單元的反射鏡形狀>下面，參照?qǐng)D2，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明所涉及的散射燈具單元30的散射反射鏡40的形狀。圖2是圖1的II-II矢視圖。散射反射鏡40載置在第二遮光部6的上表面6b上， 具有以光軸Ay為中心而左右一對(duì)的凹曲面41、42。此外，在本實(shí)施方式中，左側(cè)凹曲面41 和右側(cè)凹曲面42在水平剖面上形成雙曲線的一部分，以光軸Ay為中心左右對(duì)稱。左側(cè)凹曲面41的反射面具有靠近光軸Ay側(cè)的內(nèi)側(cè)區(qū)域41a ；位于內(nèi)側(cè)區(qū)域41a 的外側(cè)的外側(cè)區(qū)域41c ；以及中間區(qū)域41b，其位于內(nèi)側(cè)區(qū)域41a和外側(cè)區(qū)域41c之間，將兩者平滑地連接。右側(cè)凹曲面42的反射面與上述左側(cè)凹曲面41左右對(duì)稱地，由內(nèi)側(cè)區(qū)域 42a、中間區(qū)域42b和外側(cè)區(qū)域42c構(gòu)成。此外，由于右側(cè)凹曲面42與左側(cè)凹曲面41左右對(duì)稱，所以以下省略其詳細(xì)說(shuō)明。在左側(cè)凹曲面41的反射面中，內(nèi)側(cè)區(qū)域41a相對(duì)于光軸Ay傾斜為，使得來(lái)自第二 LED 32的入射光Ll隔著光軸Ay向相反側(cè)即右側(cè)反射。此時(shí)，左側(cè)凹曲面41的內(nèi)側(cè)區(qū)域 41a形成下述形狀，即，將光軸Ay附近的光束較大的入射光相對(duì)于光軸Ay以大于或等于20 度向右側(cè)反射，擴(kuò)大散射燈具單元30的照射范圍。另一方面，在左側(cè)凹曲面41的反射面中，外側(cè)區(qū)域41c設(shè)置為，將來(lái)自第二 LED 32 的入射光L2向左側(cè)反射。即，反射面的內(nèi)側(cè)區(qū)域41a將入射光隔著光軸Ay向相反側(cè)(Li) 反射，反射面的外側(cè)區(qū)域41c將入射光向光軸Ay的相同側(cè)(L2)反射。通過(guò)如上所述由反射面的內(nèi)側(cè)區(qū)域41a和外側(cè)區(qū)域41c向不同側(cè)照射光，從而可以擴(kuò)大散射燈具單元30的照射范圍。另外，反射面的中間區(qū)域41b為下述形狀，S卩，從內(nèi)側(cè)至外側(cè)，將來(lái)自第二 LED 32 的入射光從右側(cè)向左側(cè)反射。反射面的上述區(qū)域41a 41c連結(jié)為水平剖面平滑的雙曲線狀曲線，以將入射光左右均勻地反射。并且，在凹曲面41的反射面上，外側(cè)區(qū)域41c設(shè)置在與內(nèi)側(cè)區(qū)域41a相比遠(yuǎn)離第二 LED 32的位置上。由于以放射狀展開(kāi)的來(lái)自第二 LED 32發(fā)出的光，越位于遠(yuǎn)離第二 LED 32的區(qū)域，光束越小，所以，如果左側(cè)凹曲面41的外側(cè)區(qū)域41c與內(nèi)側(cè)區(qū)域41a相比遠(yuǎn)離第二LED 32，則使得內(nèi)側(cè)區(qū)域41a向右側(cè)反射較大光束的入射光，外側(cè)區(qū)域41c向左側(cè)反射較小光束的入射光。此時(shí)，由于右側(cè)凹曲面42也與左側(cè)凹曲面41相同地，內(nèi)側(cè)區(qū)域42a向光軸Ay的左側(cè)反射光束較大的光，所以在車輛前方左側(cè)的區(qū)域內(nèi)，照射由右側(cè)凹曲面42的反射面的內(nèi)側(cè)區(qū)域4 所反射的較大光束的光、和左側(cè)凹曲面41的反射面的外側(cè)區(qū)域41c所反射的較小光束的光形成的合成光。由于車輛前方右側(cè)的區(qū)域也同樣地，照射由左側(cè)凹曲面41的內(nèi)側(cè)區(qū)域41a形成的較大光束的反射光、和右側(cè)凹曲面42的外側(cè)區(qū)域4 形成的較小光束的反射光所構(gòu)成的合成光，所以散射反射鏡40整體可以照度均勻地照射較寬的范圍。這樣，根據(jù)本發(fā)明所涉及的散射燈具單元30，可以得到照度左右均勻且寬幅的照射范圍。<燈具單元的照射范圍>利用對(duì)比例，詳細(xì)說(shuō)明如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的散射燈具單元30可以形成的照
射范圍。圖3(A)是表示對(duì)比例所涉及的散射燈具單元50的反射光線的示意圖，圖3(B)是表示利用對(duì)比例所涉及的散射燈具單元50的照射光，在路面上形成的配光圖案Al的示意圖。圖4(A)是表示本發(fā)明所涉及的散射燈具單元30的反射光線的示意圖，圖4(B)是表示利用本發(fā)明所涉及的散射燈具單元30的照射光，在路面上形成的配光圖案A2、A3的示意圖。此外，在圖3(B)和圖4(B)中，將照射大于或等于特定照度的光的區(qū)域作為配光圖案 Al A3示出。現(xiàn)有對(duì)比例所涉及的散射燈具單元50具有曲面透鏡51和水平剖面大致橢圓狀的反射鏡52。此外，在圖3(A)中僅圖示了反射鏡52的左半部分。在對(duì)比例的散射燈具單元50中，光軸中心的光度較高的光線11，由位于反射鏡52 的水平剖面大致橢圓狀的反射面底部的內(nèi)側(cè)區(qū)域反射，反射光線穿過(guò)曲面透鏡51而直線前進(jìn)，向車輛前方投射。另一方面，偏離光軸中心的光度較低的光線12，由反射面的外側(cè)隔著光軸向相反側(cè)的側(cè)方反射，利用曲面透鏡51進(jìn)一步向側(cè)方投射。其結(jié)果，光軸中心的光度較高的光如圖3(B)所示，集中在車輛前方進(jìn)行投射，在側(cè)方僅照射照度較低的光，其結(jié)果，在車輛前方的路面上形成細(xì)長(zhǎng)的配光圖案Al。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的散射燈具單元30，在上述散射反射鏡40中，凹曲面41、42 的反射面，可以將入射至靠近光軸Ay的內(nèi)側(cè)區(qū)域41a、42a的光分別隔著光軸Ay向相反側(cè)反射。由此，如圖4(A)所示，可以利用凹曲面41、42，將從第LED 32發(fā)出的光在較寬范圍內(nèi)照度均勻地進(jìn)行反射。其結(jié)果，如圖4(B)所示，在本發(fā)明的散射燈具單元30中，由于左右凹曲面41、42 分別在路面上形成較寬范圍且照射強(qiáng)度均勻的配光圖案A2、A3，所以作為散射燈具單元30 整體，可以得到作為配光圖案A2、A3的合成圖案的寬幅且照度均勻的照射區(qū)域。此外，在圖 4(A)中，也與圖3(A)相同地僅圖示了左半部分。<車輛用前照燈的配光圖案>由于本發(fā)明所涉及的車輛用前照燈1具有上述聚光燈具單元10和散射燈具單元 30，所以可以照射圖5所示的配光圖案。此外，圖5是透視地表示利用本實(shí)施方式所涉及的車輛用前照燈1的照射光，在位于前方25m處的假想鉛垂屏幕上形成的配光圖案的圖。此外，在圖中，V表示垂直方向，H表示水平方向。如圖5所示，可以利用聚光燈具單元10向車輛前方的特別要求識(shí)別性的中央?yún)^(qū)域照射照度較高的配光圖案Si，利用散射燈具單元30向側(cè)方區(qū)域照射具有均勻照度的配光圖案S2。由此，與車輛前方的特別要求識(shí)別性的中央?yún)^(qū)域不同地，利用由散射燈具單元30 形成的配光圖案S2，可以清楚地識(shí)別周圍的例如路緣帶及行人等。由此，可以提供能夠使車輛安全行駛的車輛用前照燈1。另外，在上述說(shuō)明中，舉出將本發(fā)明所涉及的散射燈具單元30和聚光燈具單元10 組合而成的車輛用前照燈1為例進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于該結(jié)構(gòu)。例如，可以利用散射燈具單元30單體構(gòu)成能夠照射較寬范圍的霧燈。此外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了散射反射鏡40的左側(cè)以及右側(cè)凹曲面41、42以光軸Ay為中心而左右對(duì)稱的情況，但本發(fā)明并不限定于該情況。也可以與要求的配光圖案或希望光照射的方向相對(duì)應(yīng)，使反射鏡的凹曲面的朝向變化而形成為左右不對(duì)稱。
權(quán)利要求
1.一種車輛用燈具單元，其具有圓柱形透鏡，其配置在向車輛前后方向延伸的光軸上；半導(dǎo)體發(fā)光元件，其配置在所述光軸上，位于所述圓柱形透鏡的后方側(cè)焦線的后側(cè)；以及反射鏡，其將來(lái)自所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光朝向前方反射， 該車輛用燈具單元的特征在于，所述反射鏡具有以所述光軸為中心而左右一對(duì)的凹曲面，所述各個(gè)凹曲面具有以下形狀的反射面，即，將入射至靠近所述光軸的內(nèi)側(cè)區(qū)域的光， 隔著所述光軸向左右的相反側(cè)反射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用燈具單元，其特征在于，所述各個(gè)凹曲面具有以下形狀的反射面，即，將入射至所述內(nèi)側(cè)區(qū)域外側(cè)的外側(cè)區(qū)域的光，相對(duì)于所述光軸向相同側(cè)反射。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用燈具單元，其特征在于，所述各個(gè)凹曲面具有以下形狀的反射面，即，所述外側(cè)區(qū)域與所述內(nèi)側(cè)區(qū)域相比，遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體發(fā)光元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用燈具單元，其特征在于，所述各個(gè)凹曲面的內(nèi)側(cè)區(qū)域?yàn)橐韵滦螤畹姆瓷涿?，即，將入射?lái)的光傾斜大于或等于 20度而隔著所述光軸向左右的相反側(cè)反射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用燈具單元，其特征在于， 所述圓柱形透鏡為曲面透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛用燈具單元，其將半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源，得到照度均勻且寬幅的照射圖案。該車輛用燈具單元(4)具有曲面透鏡(31)，其配置在向車輛前后方向延伸的光軸(Ay)上；半導(dǎo)體發(fā)光元件(32)，其配置在光軸(Ay)上，位于曲面透鏡(31)的后方側(cè)焦線(Fy)的后側(cè)；以及散射反射鏡(40)，其將來(lái)自半導(dǎo)體發(fā)光元件(32)的光朝向前方反射，其中，利用車輛用燈具單元(30)實(shí)現(xiàn)上述目的，其散射反射鏡(40)具有以光軸(Ay)為中心而左右一對(duì)的凹曲面(41、42)，各個(gè)凹曲面(41、42)具有以下形狀的反射面，即，將入射至靠近光軸(Ay)的內(nèi)側(cè)區(qū)域的光隔著光軸(Ay)向左右的相反側(cè)反射。
文檔編號(hào)F21W101/02GK102192462SQ201110063480
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者達(dá)川正士 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小糸制作所