本發明涉及燈具單元及車輛用前照燈。
背景技術:
已知一種具備由多個半導體發光元件構成的發光元件陣列的車輛用前照燈,所述多個半導體發光元件被構成得能分別對在水平線上側沿左右方向分割出的多個單獨照射區域進行照射。這樣的車輛用前照燈能實現ADB(Adaptive Driving Beam:自適應光束調整),通過檢測前行車和行人的位置,并控制發光元件陣列,使得不對與該位置對應的單獨照射區域照射,從而不對前行車的駕駛員和行人造成眩光。另外,已知還有一種車輛用前照燈,構成有發光元件陣列,使得能夠對水平線上側的區域,不僅在左右方向、還在上下方向也分割成多段的網格狀的單獨照射區域進行照射,從而形成具有上下方向的明暗截止線的配光圖案(例如參照專利文獻1)。
[在先技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2009-179121號公報
技術實現要素:
〔發明所要解決的課題〕
在ADB中,需要既不給前行車和行人造成眩光,又確保遠方視認性。因此,在位于車輛前方的虛擬鉛直屏幕的尤其中央附近,希望提高配光圖案的分辨能力。
本發明是鑒于上述課題而研發的,其目的在于提供一種提高遠光燈用配光圖案的中央附近的分辨能力的技術。
〔用于解決課題的手段〕
本發明的一個方案是一種燈具單元,包括:由能被單獨點亮地構成的多個發光元件在基板上安裝成一列而成的發光元件陣列,所述多個發光元件分別具有構成遠光燈用配光圖案的單獨照射區域;被配置在發光元件陣列的前方的投影透鏡;以及被配置在所述發光元件陣列的下方的反射器;其中,發光元件陣列內的發光元件間的間隔是越遠離所述投影透鏡的光軸就越寬。
根據該方案,在投影透鏡的光軸附近,與遠離光軸的位置相比,發光元件間的間隔較小,故能提高遠光燈用配光圖案的中央附近的分辨能力。
發光元件陣列的基板可以被相對于投影透鏡的光軸向下方傾斜地配置。由此,在比連接發光元件陣列和投影透鏡的有效面上端的線靠外側發出的光束的量變小,故能使光束的利用率提高。
可以使反射器相對于投影透鏡的光軸向下方傾斜地配置,使得從反射器的表面向車輛前方延伸的延長線位于投影透鏡的有效面的下端附近。由此,能增加入射到投影透鏡的有效面的光束的量。
可以將發光元件陣列配置成從鉛直上方觀察時沿著投影透鏡的成像面的方式。由此,能抑制投影透鏡所形成的配光圖案成為橢圓形狀的情況。
可以還包括被配置在發光元件陣列與投影透鏡上端之間的遮光板。由此,能防止在配光圖案的下部發生投影透鏡的色差所引起的下垂。
在車體前部的左右兩側分別具有上述燈具單元的車輛用前照燈中,可以在兩個燈具單元的發光元件陣列中,使得發光元件被以投影透鏡的光軸為中心左右不均等地配置,一個燈具單元的發光元件陣列的單獨照射區域與另一個燈具單元的發光元件陣列的單獨照射區域具有在水平方向上重合的部分。由此,通過適當選擇兩個燈具單元的發光元件陣列內點亮的發光元件,與僅使用單一燈具單元時相比能提高遠光燈用配光圖案的分辨能力。
可以是一個燈具單元的發光元件陣列具有三個發光元件,一個發光元件被配置于投影透鏡的光軸,兩個發光元件被配置使得具有與位于另一個燈具單元的發光元件陣列的端部的發光元件的單獨照射區域重疊的單獨照射區域。由此,能利用較少的發光元件兼顧廣范圍的擴散光和遠方視認性。
〔發明效果〕
通過本發明,能提高遠光燈用配光圖案的中央附近的分辨能力。
附圖說明
圖1是本發明一實施方式的車輛用前照燈的概略主視圖。
圖2的(a)是將圖1的車輛用前照燈用通過A-A線的水平面切斷時的概略剖面圖,圖2的(b)是用通過B-B線的水平面切斷時的部分剖面圖。
圖3的(a)是將遠光燈用燈具單元用通過C-C線的垂直面切斷時的剖面圖,圖3的(b)是圖3的(a)中的D部的放大圖。
圖4是本發明另一實施方式的車輛用前照燈的概略主視圖。
圖5的(a)是將圖4的車輛用前照燈用通過E-E線的水平面切斷時的概略剖面圖,圖5的(b)是用通過G-G線的水平面切斷時的部分剖面圖。
圖6是將遠光燈用燈具單元用I-I線切斷時的剖面圖。
圖7是遠光燈用燈具單元的分解立體圖。
圖8是表示發光元件陣列40、80內的發光元件的布局的一例的圖。
圖9的(a)是表示發光元件陣列80內的各發光元件的單獨照射區域的圖,圖9的(b)是表示發光元件陣列40內的各發光元件的單獨照射區域的圖。
圖10的(a)是表示沒有遮光板時虛擬鉛直屏幕上所形成的配光圖案的圖,圖10的(b)是表示設置了遮光板時的配光圖案的圖。
圖11是表示在穿過遠光燈用燈具單元的光軸的垂直剖面上的投影透鏡與發光元件陣列的位置關系的概略圖。
圖12是表示在穿過遠光燈用燈具單元的光軸的水平剖面上的投影透鏡與發光元件陣列的位置關系的概略圖。
圖13是表示在穿過遠光燈用燈具單元的光軸的水平剖面上的投影透鏡與發光元件陣列的位置關系的概略圖。
圖14是表示構成發光元件陣列的各發光元件在虛擬鉛直屏幕上的單獨照射區域的一例的圖。
圖15是表示在穿過遠光燈用燈具單元的光軸的垂直剖面上的投影透鏡’、發光元件陣列及反射器的位置關系的概略圖。
圖16的(a)~(c)是投影透鏡的出射面W的放大圖。
圖17是表示減少配光圖案的上下方向的光斑和筋條的實施方式的圖。
具體實施方式
圖1是本發明一實施方式的車輛用前照燈10的概略主視圖。車輛用前照燈10在車體前部的左右兩側分別具有左側燈具和右側燈具,但圖1中僅示出右側燈具。左側燈具除左右對稱外具有與右側燈具同樣的構成,故省略圖示。
車輛用前照燈10具備由在車輛前方方向具有開口部的燈體18(參照圖2的(a))、和覆蓋該燈體的開口部的透明或半透明的外罩16所形成的燈室11。在燈室11內配置有近光燈用燈具單元12和遠光燈用燈具單元14各一臺。
圖2的(a)是將圖1的車輛用前照燈10用通過圖1中的A-A線的水平面切斷時的概略剖面圖,圖2的(b)是用通過圖1中的B-B線的水平面切斷時的部分剖面圖。
近光燈用燈具單元12和遠光燈用燈具單元14被固定在共通的支承板20上。支承板20通過多根(例如3根)調平螺栓48固定于燈體18。通過使調平螺栓48旋轉,能進行使近光燈用燈具單元12和遠光燈用燈具單元14的光軸在預定的角度范圍內傾斜的光軸調整。
近光燈用燈具單元12是所謂的PES型的燈具單元,在支承板20的正面側具有投影透鏡22、支承投影透鏡22的透鏡支架24、由例如采用LED(Light Emitting diode:發光二極管)的多個半導體發光元件構成的發光元件陣列28、以及將來自發光元件陣列28的光朝投影透鏡22反射的反射器26。近光燈用燈具單元12還具有安裝在支承板20的背面側的帶散熱片的散熱器30和冷卻扇32。這樣的PES型的燈具單元的構造是公知的,故在本說明書中省略更加詳細的說明。
圖3的(a)是將遠光燈用燈具單元14用通過圖2中的C-C線的垂直面切斷時的剖面圖。圖3的(b)是圖3的(a)中的D部的放大圖。以下參照圖2及圖3說明遠光燈用燈具單元14。
遠光燈用燈具單元14是能根據車輛的行駛狀況或周圍的狀況變更配光圖案的燈具單元。遠光燈用燈具單元14具有投影透鏡34、透鏡支架36、反射器38、以及發光元件陣列40。
投影透鏡34由前方側表面為凸面、后方側表面為平面的平凸非球面透鏡構成,使形成在其后側焦點面上的光源像成為反轉像地投影到燈具前方的虛擬鉛直屏幕上。投影透鏡34被安裝在形成為筒狀的透鏡支架36的一個開口部。
發光元件陣列40由被安裝在基板41上的多個(該例中為8個)半導體發光元件構成。各發光元件具有彼此相同的形狀,直線狀地配置在基板41的表面。各發光元件被構成為能單獨地亮滅燈,能分別照射將遠光燈用配光圖案沿水平方向分割的單獨照射區域。各發光元件的單獨照射區域優選與相鄰的發光元件的單獨照射區域至少一部分重合(參照圖9)。
發光元件分別具有發光芯片(未圖示)和薄膜。發光芯片由例如具有1mm見方程度的正方形發光面的白色發光二極管構成。當然,發光芯片不限于此,例如也可以是激光二極管等大致點狀地面發光的其它元件狀的光源。投影透鏡34的后方焦點F可以位于發光元件的表面,也可以如后述那樣位于比其靠前方的位置。
在發光元件陣列40的下側配置反射器38。如圖3的(b)所示,反射器38具有大致梯形的垂直剖面,具有沿車寬方向延伸的反射部38a。反射部38a的表面相對于發光元件陣列40的光軸O朝下傾斜。關于反射器38,將參照圖7進一步說明。
如圖3的(b)所示,在發光元件陣列40的前方設有將從發光元件陣列40發出的光的一部分遮蔽的遮光板42。關于遮光板42,將參照圖7進一步說明。
在燈體18的底面上配置用于控制發光元件陣列40的亮滅燈的控制單元49。控制單元49通過未圖示的攝像頭檢測前行車和行人的位置,并控制發光元件陣列40使得不照射與該位置對應的單獨照射區域,由此實現不對前行車的駕駛員和行人造成眩光的ADB。
遠光燈用燈具單元14還具有被安裝在支承板20的背面側的帶散熱片的散熱器44和冷卻扇46。
在燈室11內以遮蓋近光燈用燈具單元12、遠光燈用燈具單元14及燈體18間出現的間隙的方式配置有樹脂制的擴展部50、52、54,在從正面觀察車輛用前照燈10時隱蔽內部的構造。
圖4是本發明另一實施方式的車輛用前照燈60的概略主視圖。車輛用前照燈60在車體前部的左右兩側分別具有左側燈具和右側燈具,但圖4中僅表示了右側燈具。左側燈具除左右對稱外具有與右側燈具同樣的構成,故省略圖示。
車輛用前照燈60具備由在車輛前方方向具有開口部的燈體68(參照圖5的(a))和覆蓋該燈體的開口部的透明或半透明的外罩66形成的燈室61。在燈室61內配置近光燈用燈具單元12、第1遠光燈用燈具單元14、以及第2遠光燈用燈具單元62。
在該實施方式中,由分別采用發光元件陣列作為光源的第1和第2遠光燈用燈具單元14、62兩者來形成一個遠光燈用配光圖案。第1遠光燈用燈具單元14具有由8個發光元件構成的發光元件陣列40,第2遠光燈用燈具單元62具有由三個發光元件構成的發光元件陣列80。
圖5的(a)是將圖4的車輛用前照燈60用通過圖1中的E-E線的水平面切斷時的概略剖面圖,圖5的(b)是用通過圖4中的G-G線的水平面切斷時的部分剖面圖。另外,圖6是將遠光燈用燈具單元62用圖5的(a)中的I-I線切斷時的剖面圖。
近光燈用燈具單元12、第1遠光燈用燈具單元14及第2遠光燈用燈具單元62被固定在共通的支承板72上。支承板72通過多根(例如3根)調平螺栓88固定于燈體68。通過使調平螺栓88旋轉,能進行使三個燈具單元的光軸在預定的角度范圍內傾斜的光軸調整。
以下參照圖5的(a)、5的(b)及圖6說明遠光燈用燈具單元62。在此需要說明的是,近光燈用燈具單元12和第1遠光燈用燈具單元14與參照圖1-3說明的近光燈用燈具單元12、遠光燈用燈具單元14是同樣的構成,故省略各構造的詳細說明。
遠光燈用燈具單元62是能根據車輛的行駛狀況或周圍的狀況變更配光圖案的燈具單元。遠光燈用燈具單元62具有投影透鏡74、透鏡支架76、反射器78、及發光元件陣列80。
投影透鏡74由前方側表面為凸面、后方側表面為平面的平凸非球面透鏡構成,使在其后側焦點面上形成的光源像成為反轉像地投影到燈具前方的虛擬鉛直屏幕上。投影透鏡74被安裝在形成為筒狀的透鏡支架76的一個開口部。
發光元件陣列80由配置在基板81上的多個(該例中為三個)半導體發光元件構成。各發光元件具有彼此相同的形狀,被直線狀地配置在基板81的表面。各發光元件被構成為能單獨亮滅燈,能分別照射將遠光燈用配光圖案沿水平方向分割出的單獨照射區域。各發光元件的單獨照射區域優選與相鄰的發光元件的單獨照射區域至少一部分重合(參照圖9)。
發光元件分別具有發光芯片(未圖示)和薄膜。發光芯片例如由具有1mm見方程度的正方形發光面的白色發光二極管構成。需要說明的是,發光芯片不限于此,例如也可以是激光二極管等大致點狀地面發光的其它元件狀的光源。投影透鏡74的后方焦點F可以位于發光元件的表面,也可以位于比其靠前方的位置。
在發光元件陣列80的下側配置反射器78。反射器78具有大致梯形的垂直剖面,具有沿車寬方向延伸的反射部78a。反射部78a的表面相對于發光元件陣列80的光軸O朝下傾斜。
如圖5的(b)所示,在發光元件陣列80的前方設有將從發光元件陣列80發出的光的一部分遮蔽的遮光板82。
在燈體68的底面上配置用于控制第1及第2遠光燈用燈具單元14、62的發光元件陣列40、80的亮滅燈的控制單元79。控制單元79通過未圖示的攝像頭檢測前行車和行人的位置,并控制發光元件陣列40、80使得不照射與該位置對應的單獨照射區域,由此實現不對前行車的駕駛員和行人造成眩光的ADB。
遠光燈用燈具單元62還具有被安裝在支承板72的背面側的帶散熱片的散熱器84和冷卻扇86。
圖7的(a)是遠光燈用燈具單元14的分解立體圖。如上述那樣,遠光燈用燈具單元14具有投影透鏡34、透鏡支架36、遮光板42、反射器38、基板41、散熱器44及冷卻扇46。
投影透鏡34通過激光熔接安裝在透鏡支架36的前方側的開口部。
遮光板42由在兩個位置朝車輛前后方向凸狀屈曲地沿水平方向延伸的遮光部42a、和從遮光部42a的兩端向下方延伸的兩個固定部42b構成。在固定部42b形成有固定用的貫通孔42c和定位用的針孔42d。遮光部42a在被組裝時位于比發光元件陣列40靠上方的位置。
金屬制的反射器38由剖面為梯形、表面為鏡面的反射部38a,和從反射部38a的兩端向上方延伸的兩個固定部38b構成。在固定部38b形成有固定用的貫通孔38c和定位用的針孔38d。
反射器38在被組裝時配置于發光元件陣列40附近且靠下側。具有這樣的平面反射面的反射器與旋轉拋物面等彎曲形狀的反射器相比容易進行對反射面的金屬蒸鍍。另外,由于能準確地進行蒸鍍,故反射率提高,其結果,從發光元件陣列發出的光束的利用率也提高。需要說明的是,也可以在發光元件陣列40附近且靠上側也配置同樣的反射器,來進一步提高光束的利用率。
反射器38優選被接地。由此,能防止發光元件流過靜電,也有利于噪聲對策。
在安裝有發光元件陣列40的基板41的兩端,分別形成有固定用的貫通孔41c和定位用的針孔41d。在基板41還設有用于插入為發光元件陣列40供給電力的供電線的連接器51。
散熱器44具有用于安裝基板41的面44a和被設在其相反側的面的多枚散熱片44b。也可以在基板41與散熱器44的面44a之間為提高基板的散熱性而涂覆導熱油脂。在面44a立設有2根沿燈具的光軸方向延伸的定位針44d(圖7中僅示出1根)。
遮光板42、反射器38及基板41被一體地固定在與散熱器44的散熱片相反側的面44a。在立設于散熱器44的定位針44d插入遮光板42、反射器38及基板41的各個針孔42d、38d、41d,從而能使遮光板42、反射器38及基板41準確地定位于散熱器44。在定位針44d插入后,向遮光板42、反射器38及基板41的貫通孔42c、38c、41c插通固定螺釘57,并螺入散熱器44上的螺孔44c,由此能將遮光板42、反射器38及基板41固定。
在遠光燈用燈具單元14中,若不準確地設定作為光源的發光元件陣列40與反射器38的相對位置、以及發光元件陣列40與遮光板42的相對位置,則會對所形成的遠光燈用配光圖案的精度產生影響。通過如上述那樣利用散熱器44上的定位針44d使遮光板42、反射器38及基板41全都一次性定位,能簡便地進行發光元件陣列40與反射器38之間、以及發光元件陣列40與遮光板42之間的定位。
在白天、尤其是太陽位置較高時,若入射到遠光燈用燈具單元14的投影透鏡34的太陽光照射到樹脂制的透鏡支架36,則透鏡支架36的溫度會上升,有支架熔損的可能。
因此,可以在圖7的(a)中“K”所示的位置,設置圖7的(b)所示的金屬制的遮光板59。遮光板59由通過熱鉚固定于透鏡支架36的固定部59a和覆蓋在透鏡支架36上入射光所照射的位置的遮光部59b構成。入射光所照射的位置因太陽光的入射角、投影透鏡34的形狀等而不同,故基于試驗或仿真的結果而適當設定遮光部59b的位置及形狀。
圖4至圖6所示的車輛用前照燈在車體前方左右分別具有第1遠光燈用燈具單元14及第2遠光燈用燈具單元62,將來自這4個燈具單元的配光組合而形成一個遠光燈用配光圖案。
如上所述,第1遠光燈用燈具單元14的發光元件陣列40由8個發光元件構成,第2遠光燈用燈具單元62的發光元件陣列80由三個發光元件構成。參照圖8說明發光元件陣列40、80內的發光元件的布局。
圖中的虛線表示投影透鏡的中心、即光軸的位置。
發光元件陣列40、80這兩者都是發光元件以投影透鏡的光軸為中心左右不均等地配置。
在第1遠光燈用燈具單元14的發光元件陣列40,發光元件間的間隔是越遠離投影透鏡的光軸就越大。具體來說,例如在右側燈具中,從透鏡的中心朝左側,發光元件間的間隔以a≦b1≦c1的方式増加,從透鏡的中心朝右側,以a≦b2≦c2≦d2≦e2的方式増加。在左側燈具中,成為與此相反的關系。通過像這樣在透鏡的光軸附近較密地配置發光元件、并隨著遠離光軸而較疎地配置發光元件,能提高遠光燈用配光圖案的中央附近的分辨能力。
另一方面,在第2遠光燈用燈具單元62的發光元件陣列80,一個發光元件被配置于投影透鏡的光軸,兩個發光元件被并排配置于離開光軸的位置。
圖9的(a)表示發光元件陣列80內的各發光元件的單獨照射區域,圖9的(b)表示發光元件陣列40內的各發光元件的單獨照射區域。如圖所示,發光元件陣列40的單獨照射區域和另一個燈具單元的發光元件陣列80的單獨照射區域在水平方向上有重合的部分。另外,被配置在離開發光元件陣列80的光軸的位置的兩個發光元件的單獨照射區域與位于發光元件陣列40的端部的發光元件的單獨照射區域重合。
在上述結構中,通過在發光元件陣列40、80內適當選擇使之點亮的發光元件,與僅使用單一燈具單元時相比能提高遠光燈用配光圖案的分辨能力。
進而,通過用一個燈具單元(此時為第2遠光燈用燈具單元62)形成擴散光,并使另一個燈具單元(此時為第1遠光燈用燈具單元14)具有集光的功能,能利用較少的發光元件兼顧廣范圍的擴散光和遠方視認性。
需要說明的是,構成發光元件陣列40、80的發光元件的數量不限于上述例子。只要使具有集光功能的燈具單元(第1遠光燈用燈具單元14)的發光元件比形成擴散光的燈具單元(第2遠光燈用燈具單元62)的發光元件數多,就能得到同樣的作用效果。例如,可以是前者為5個、后者為3個等。
接下來參照圖10說明投影透鏡的色差的改善。
一般在利用發光元件陣列作為光源的燈具單元中,存在當從位于陣列內的端部、即外側的發光元件發出的光入射到投影透鏡的上部時,因投影透鏡的色差,在配光圖案的下部會發生伴有青色的下垂這樣的問題。
因此,在本實施方式中,在第1遠光燈用燈具單元14的發光元件陣列80附近設置如圖7所示那樣的遮光板42。該遮光板42被設置使得對連接發光元件陣列40和投影透鏡34的上端的光線的軌跡進行遮蔽。
圖10的(a)表示沒有遮光板42時形成在虛擬鉛直屏幕上的配光圖案,圖10的(b)表示設置了遮光板42時的配光圖案。可知在圖10的(a)中M所示的位置發生的配光圖案的下垂在圖10的(b)中幾乎看不到了。通過像這樣將從發光元件陣列的端部朝向投影透鏡上部的光線遮蔽,能防止配光圖案下部的伴有青色的下垂的發生。此外,由于無需為色差策略而切掉投影透鏡的上端,故能抑制光度和光束的減少。
需要說明的是,圖7所示的遮光板42是具有相對于光軸垂直延伸的遮光部42a的,但只要能將從發光元件陣列40的端部朝向投影透鏡34的上端的光線遮光,也可以水平地設置遮光部42a。
圖5的(b)所示的遮光板82也被設置成遮蔽連接第2遠光燈用燈具單元62的發光元件陣列80和投影透鏡74的上端的光線軌跡的方式,能發揮與上述同樣的作用效果。
接下來參照圖11至13,說明本發明的再一個實施方式。
圖11的(a)是表示在穿過遠光燈用燈具單元14的光軸的垂直剖面上的、投影透鏡34與發光元件陣列40的位置關系的概略圖。
在上述實施方式中,第1及第2遠光燈用燈具單元14、62的發光元件陣列40、80的發光面被配置成相對于光軸垂直的方式。通常,LED等半導體發光元件是理想散射(Lambertian)的光源,故如圖11的(a)所示,朝比連結發光元件陣列40和投影透鏡34的有效面上端的線靠外側發出的光束(圖中以La表示)不會入射到投影透鏡34而無法使用。
因此,優選如圖11的(b)所示那樣,使安裝有發光元件陣列40的基板41相對于投影透鏡的光軸向下方(朝向反射器38)傾斜,從而使發光元件的發光面向下方傾斜。這樣,朝比連接發光元件陣列40和投影透鏡的有效面上端的線靠外側發出的光束(圖中以Lb表示)的量與圖11的(a)的La相比會變小,故能使光束的利用率提高。
另外,優選設定反射器38的反射面的傾斜角,使得從反射器38的反射面朝車輛前方延伸的延長線位于投影透鏡34的有效面的下端附近。這樣,從發光元件陣列40向下方發出的幾乎全部光都會入射到投影透鏡34,故能進一步提高光束的利用率。
圖12的(a)是表示在通過遠光燈用燈具單元14的光軸的水平剖面上的、投影透鏡34與發光元件陣列40的位置關系的概略圖。
如上所述,遠光燈用燈具單元14的8個發光元件所構成的發光元件陣列40被配置成相對于透鏡的光軸O偏置的方式。因此,發光元件陣列40中處于距光軸O較遠位置的發光元件(圖中用S表示)將相當遠離投影透鏡34的成像面R。因此,由遠光燈用燈具單元14形成在虛擬鉛直屏幕上的配光圖案如圖12的(b)所示那樣成為一側比另一側在上下方向上突出的橢圓形狀。尤其是圖中T所示的部分被較大地投影到路面上,故會對駕駛員造成不協調感。
因此,優選如圖13的(a)所示那樣,將發光元件陣列40中的距光軸O較遠的端部配置成向成像面R的方向傾斜的方式。這樣,圖中S所示的位于距光軸O較遠位置的發光元件也將沿著成像面R,故如圖13的(b)所示那樣,由遠光燈用燈具單元14形成的配光圖案向上下方向的突出被緩和,能得到更加期望的形狀的配光圖案。此外,光軸附近的發光元件也接近成像面,故配光圖案的中央部的亮度也提高。
接下來參照圖14至16說明本發明的再一個實施方式。
圖14是表示構成發光元件陣列的各發光元件所形成的、虛擬鉛直屏幕上的單獨照射區域的一例的圖。若相鄰的發光元件的單獨照射區域的一部分在虛擬屏幕上相互重合,則存在例如在兩個單獨照射區域重疊的部分和三個單獨照射區域重疊的部分之間會發生光斑或筋條這樣的問題。
圖15是表示在通過遠光燈用燈具單元14的光軸的垂直剖面上的、投影透鏡34’、發光元件陣列40及反射器38的位置關系的概略圖。上述實施方式的投影透鏡是前面為凸面、后面為平面的平凸型透鏡,而該實施方式的投影透鏡34’的后面也為凸面。
圖16是投影透鏡34’的出射面W的放大圖。在投影透鏡的出射面形成沿鉛直方向延伸的擴散形狀時,入射到入射面U的光因擴散形狀而沿水平方向擴散,故能減少遠光燈用配光圖案內的光斑和筋條的發生。沿鉛直方向延伸的擴散形狀例如可以如圖16的(a)所示那樣是圓筒形凸起連續的形狀,也可以如圖16的(b)所示那樣是反復出現凹槽和凸起的形狀,還可以如圖16的(c)所示那樣是反復出現圓弧以外的曲線狀凸起的形狀。
也可以變更投影透鏡34’的入射面U側的曲率。回到圖15,從投影透鏡34’的出射面延伸的虛線表示變更投影透鏡的曲率前(即入射面為平面)的出射光的軌跡,實線表示變更投影透鏡的曲率后的出射光的軌跡。
例如也可以變更投影透鏡34’的光軸O上側的入射面的曲率,使得從光軸O上側的出射面射出的光朝向上方。這樣,能減輕遠光燈用配光圖案的下部出現的色差和下垂。這是與上述的遮光板42同樣的作用效果。
另外,也可以變更投影透鏡34’的光軸O下側的入射面的曲率,使得從光軸O下側的出射面射出的光朝向上方。這樣,遠光燈用配光圖案中的上方的擴散光増加,故能更亮地照射位于道路上方的標識,使視認性提高。
也可以如圖15所示那樣,使發光元件陣列40向比投影透鏡34’的后方焦點F’更靠車輛后方側(例如1~3mm)離開地配置。這樣,投影透鏡所成的發光元件的像會有若干模糊,故能減少因構成發光元件陣列的發光元件間存在間隙而引起的遠光燈用配光圖案內的光斑。
圖17表示減少配光圖案的上下方向的光斑和筋條的實施方式。首先,在投影透鏡的出射面設置如圖16所示那樣的沿上下方向延伸的凸起和/或凹槽,并且設計凸起和/或凹槽的形狀,使得投影透鏡的出射面隨著沿凸起和/或凹槽從上往下,出射面上的各位置W1~W3的焦點F1~F3自上而下移動。基于該結構,從各發光元件發出的光與僅有一個投影透鏡焦點時相比會向上下方向擴散,故能減少上下方向的光斑和筋條。
進而,也可以在投影透鏡的入射面或出射面設置沿水平方向延伸的凸起和/或凹槽。由此,從發光元件發出的光會向上下方向擴散,故能抑制上下方向的光斑和筋條。
需要說明的是,參照圖15~17說明的實施方式也能適用于第2遠光燈用燈具單元62的投影透鏡74。
本發明并非限定于上述實施方式,也可以將各實施方式組合、或基于本領域技術人員的知識施加各種設計變更等變形,進行了這樣的組合或施加了變形的實施方式也包含在本發明的范圍內。由上述各實施方式之間、以及上述各實施方式與以下變形例的組合產生的新的實施方式將兼具所組合的實施方式及變形例各自的效果。
本實施方式也包含以下這樣的構成。
1.一種車輛用前照燈,包括:
由分別具有構成遠光燈用配光圖案的照射范圍的、被構成為能單獨點亮的多個發光元件在基板上安裝成一列而成的發光元件陣列,
被配置在所述發光元件陣列前方的投影透鏡,以及
被配置在所述發光元件陣列下方的反射器;
其中,所述發光元件陣列的各發光元件被配置成其照射范圍與相鄰的發光元件的照射范圍一部分重合的方式;
在所述投影透鏡的入射面和/或出射面設有使來自所述各發光元件的出射光沿水平方向擴散的擴散形狀。
2.如上述1所述的車輛用前照燈,其特征在于,所述發光元件陣列被向比所述投影透鏡的后方焦點更靠車輛后方離開地配置。
3.如上述1或2所述的車輛用前照燈,其特征在于,所述擴散形狀是所述投影透鏡的入射面上或出射面上的沿鉛直方向延伸的凸起和/或凹槽。
4.如上述3所述的車輛用前照燈,其特征在于,形成所述凸起和/或凹槽,使得所述投影透鏡的表面隨著沿所述凸起和/或凹槽從上往下、表面上的各位置的焦點自上而下移動。
5.如上述3所述的車輛用前照燈,其特征在于,在所述投影透鏡的入射面上或出射面上設有沿水平方向延伸的凸起和/或凹槽。
6.一種燈具單元,其特征在于,包括:
安裝有能被單獨點亮地構成的多個發光元件的基板,
被配置在所述基板的后面的散熱器,
被配置在所述多個發光元件的下方的反射器,
被配置在所述多個發光元件的前方的投影透鏡,以及
保持所述投影透鏡的透鏡支架;
在所述散熱器立設有沿光軸方向延伸的針,通過使所述針插入所述基板及所述反射器上開的孔,使所述反射器相對于所述基板定位。
7.如上述6所述的燈具單元,其特征在于,所述反射器被接地。
8.如上述6或7所述的燈具單元,其特征在于,還包括防止來自所述投影透鏡的入射光照射到所述透鏡支架的金屬制的遮光板。
[附圖標記說明]
10、60車輛用前照燈、12近光燈用燈具單元、14第1遠光燈用燈具單元、34投影透鏡、36透鏡支架、38反射器、40發光元件陣列、41基板、42遮光板、44d定位針、59遮光板、62第2遠光燈用燈具單元、74投影透鏡、80發光元件陣列。
[工業可利用性]
根據本發明,能提高遠光燈用配光圖案的中央附近的分辨能力。