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)明涉及以發(fā)光二極管等發(fā)光元件作為光源的車輛用燈具單元。
背景技術(shù)：
近年來，以發(fā)光二極管作為光源的車輛用燈具單元正在被大量采用。
在當(dāng)時(shí)的“專利文獻(xiàn)1”中記載有一種車輛用燈具單元，其具有朝向燈具單元前方配置的發(fā)光二極管和以從前方側(cè)覆蓋該發(fā)光二極管的方式配置的透光部件。
該車輛用燈具單元構(gòu)成以下結(jié)構(gòu)將從發(fā)光二極管射入該透光部件的后端部的光引導(dǎo)到該透光部件的前端面，使該光從該前端面射出，并且介由配置在車輛用燈具單元前方的投影透鏡向燈具單元前方照射。
“專利文獻(xiàn)1”特開2002-50214號公報(bào)。
如果要使用上述“專利文獻(xiàn)1”中記載的透光部件，則能夠提高對于從發(fā)光二極管發(fā)出的光的光束利用率，可是，由于透光部件形成大致喇叭形，因此，存在不能夠以良好的精度進(jìn)行來自透光部件射出的光的控制，并且存在燈具單元的前后過長的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而開發(fā)的，其所要解決的技術(shù)問題是提供一種車輛用燈具單元，其以發(fā)光元件作為光源，不僅能夠提高對于從發(fā)光元件發(fā)出的光的光束利用率，而且能夠以良好的精度進(jìn)行射出光的控制，同時(shí)能夠縮短前后方向的長度。
本發(fā)明從發(fā)光元件的前方側(cè)覆蓋發(fā)光元件而配置透光部件，同時(shí)通過對該透光部件的表面形狀進(jìn)行研究，解決了本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。
本發(fā)明的車輛用燈具單元具有在規(guī)定方向上配置的發(fā)光元件；以從該發(fā)光元件的前方側(cè)覆蓋該發(fā)光元件的方式配置的透光部件。其中，把上述透光部件的表面的一部分構(gòu)成反射面，該反射面內(nèi)面反射從上述發(fā)光元件射入該透光部件的光，同時(shí)把上述透光部件的表面的另一部分構(gòu)成射出面，該反射面把在上述反射面內(nèi)面反射的來自上述發(fā)光元件的光從該透光部件向燈具單元的前方射出。
設(shè)定上述反射面的沿著通過上述發(fā)光元件的發(fā)光中心的規(guī)定平面的剖面形狀為由以該發(fā)光中心附近為焦點(diǎn)的雙曲線構(gòu)成的凹曲線形狀，并且設(shè)定上述射出面的沿著上述規(guī)定平面的剖面形狀為由以上述反射面形成的上述發(fā)光元件的虛像附近為焦點(diǎn)的橢圓構(gòu)成的凸曲線形狀。
上述“發(fā)光元件”是指具有大致點(diǎn)狀地發(fā)光的發(fā)光部的元件形光源，對其種類不特別地限定，例如能夠采用發(fā)光二極管和激光二極管等。
上述“規(guī)定的方向”不限定于特定的方向，只要是能夠使從發(fā)光元件射入透光部件內(nèi)的光在該反射面進(jìn)行內(nèi)面反射之后，從該射出面向燈具單元的前方射出的方向即可。
上述“透光部件”只要是具有透光性的部件即可，不特別地限定其材質(zhì)，例如，可以采用透明的合成樹脂材料制成的部件或玻璃材料制成的部件等。
上述“規(guī)定平面”只要是通過發(fā)光元件的發(fā)光中心的平面即可，不特別地限定其方向。
設(shè)定上述“反射面”的沿上述規(guī)定平面的剖面形狀為由雙曲線構(gòu)成的凹曲線形狀，但是對于其沿與上述規(guī)定平面正交的平面的剖面形狀不特別地限定。
設(shè)定上述“射出面”的沿上述規(guī)定平面的剖面形狀為由橢圓形成的凸曲線形狀，但是對于其沿與上述規(guī)定平面正交的平面的剖面形狀不特別地限定。
如上述結(jié)構(gòu)所示，本發(fā)明的車輛用燈具單元，從發(fā)光元件的前方側(cè)覆蓋該發(fā)光元件而配置有透光部件，因而能夠提高對于從發(fā)光元件發(fā)出的光的光束利用率。
此時(shí)，構(gòu)成透光部件的表面的一部分的反射面將其沿著通過該發(fā)光元件的發(fā)光中心的規(guī)定平面的剖面形狀設(shè)定為由以該發(fā)光中心附近為焦點(diǎn)的雙曲線構(gòu)成的凹曲線形狀，因而，當(dāng)從發(fā)光元件射入透光部件內(nèi)的光在該反射面內(nèi)面反射時(shí)，成為在上述規(guī)定平面從由該反射面形成的發(fā)光元件的虛像位置發(fā)出的發(fā)散光。
而且，構(gòu)成透光部件的表面的另一部分的射出面將其沿著上述規(guī)定平面的剖面形狀設(shè)定為由以發(fā)光元件的虛像位置附近為焦點(diǎn)的橢圓形成的凸曲線形狀，因而，當(dāng)在反射面內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件的光，在該射出面從透光部件向燈具單元前方射出時(shí)，成為在上述規(guī)定平面內(nèi)大致平行光。此時(shí)，如果把構(gòu)成凸曲線狀的橢圓的離心率設(shè)定為透光部件的折射率的倒數(shù)，則來自透光部件的射出光成為大體正確的平行光。
由此，即使在把透光部件的前后長度設(shè)定得短時(shí)，也能夠以良好的精度進(jìn)行來自該透光部件的射出光的控制。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，在以發(fā)光元件為光源的車輛用燈具單元中，不僅能夠提高對于從發(fā)光元件發(fā)出的光的光束利用率，而且能夠以良好的精度進(jìn)行來自燈具單元的射出光的控制，同時(shí)能夠縮短燈具單元前后長度。
在上述結(jié)構(gòu)中，盡管如上所述地對“發(fā)光元件”的具體的結(jié)構(gòu)不特別地限定，但是，如果用具有發(fā)光芯片和密封該發(fā)光芯片的密封樹脂而構(gòu)成的發(fā)光二極管構(gòu)成該發(fā)光元件，同時(shí)把該密封樹脂與透光部件一體形成，則能夠使燈具單元的結(jié)構(gòu)簡單化。在此，作為把密封樹脂與透光部件“一體地形成”時(shí)的具體的方式，能夠采用諸如利用透光部件密封密封樹脂的方式和通過利用透光部件直接密封發(fā)光芯片而兼有密封樹脂的功能的方式等。
在上述結(jié)構(gòu)中，如果由旋轉(zhuǎn)雙曲面構(gòu)成透光部件的“反射面”，則能夠使從該反射面的內(nèi)面反射光全部成為來自發(fā)光元件的虛像位置的發(fā)散光，因而，由此就能夠容易進(jìn)行在射出面的對內(nèi)面反射光的折射控制。
在該情況下，如果由旋轉(zhuǎn)橢圓面構(gòu)成透光部件的“射出面”，則能夠使從該射出面向燈具單元前方射出的光全部成為大致平行光，因而能夠得到點(diǎn)狀的配光圖案。此時(shí)，如果使用透鏡等適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)散偏轉(zhuǎn)控制來自透光部件的前方射出光，則能夠容易得到理想的配光圖案。
在上述結(jié)構(gòu)中，如果由反射面和射出面構(gòu)成透光部件表面的大體全部區(qū)域，則能夠大致最大限度地提高對于從發(fā)光元件發(fā)出的光的光束利用率。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的車輛用照明燈具的正面圖；圖2是圖1的II-II線剖面圖；
圖3是表示上述車輛用照明燈具中的形成基本配光圖案用的燈具單元的側(cè)剖面圖；圖4是表示上述車輛用照明燈具中的形成聚光用配光圖案用的燈具單元的側(cè)剖面圖；圖5是表示上述形成聚光用配光圖案用的燈具單元的平面圖；圖6是表示上述車輛用照明燈具中的形成中擴(kuò)散用配光圖案用的燈具單元的平面圖；圖7是表示上述車輛用照明燈具中的形成廣擴(kuò)散用配光圖案用的燈具單元的平面圖；圖8是透視地表示由從上述車輛用照明燈具向前方照射的光形成在設(shè)置于燈具前方25m的位置的假想垂直屏幕上形成的低光用配光圖案的圖；圖9是表示構(gòu)成上述低光用配光圖案的4種配光圖案的圖；圖10是表示上述實(shí)施方式的第一變形例的燈具單元的正面圖；圖11是表示上述第一變形例的燈具單元的側(cè)剖面圖；圖12是表示上述實(shí)施方式的第二變形例的燈具單元的正面圖；圖13是表示上述第二變形例的燈具單元的側(cè)剖面圖；圖14是表示上述實(shí)施方式的第三變形例的燈具單元的正面圖；圖15是表示上述第三變形例的燈具單元的側(cè)剖面圖。
符號說明10車輛用照明燈具；12燈體；14透光罩；16內(nèi)板；16a、16b、16c、16d筒形開口部；20單元支承部件；20A垂直板；20B1、20B2、20B3單元安裝部；20C散熱器；22對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)；30燈具單元；32投影透鏡；34發(fā)光元件；34a發(fā)光芯片；36反射器；36a反射面；38直行阻止部件；38A本體部；38B透鏡架；38a上面；38a前端邊緣；40支承板；50、60、70、110、210、310燈具單元；52、62、72、112、212、312發(fā)光元件；52a、62a、72a、112a、212a、312a發(fā)光芯片；54、64、74、114、214、314透光部件；54a、64a、74a、114a、214a、314a射出面；
54b、64b、74b、114b、214b、314b反射面；56、66、76、116、216、316支架；118支承環(huán)；218支承框；314b1后端附近區(qū)域；314c下端平面；A發(fā)光中心；Ax1、Ax2光軸；Ax3、Ax4中心軸；B虛像位置；CL1水平截止線；CL2斜截止線；E拐點(diǎn)；HZ熱區(qū)；PL低光用配光圖案；P0基本配光圖案；Pa1聚光用配光圖案；Pa2中擴(kuò)散用配光圖案；Pa3廣擴(kuò)散用配光圖案。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的車輛用照明燈具的正面圖；圖2是圖1的II-II線剖面圖。
如上述圖所示，本實(shí)施方式的車輛用照明燈具10是安裝在車前端部右側(cè)的前照燈，其形成在由燈體12和安裝于其前端開口部上的透明的透光罩14構(gòu)成的燈室內(nèi)，以上下兩層安裝放置有7個(gè)燈具單元30、50、60、70。
透光罩14形成從其下端部向上端部并向后方彎曲包圍的形狀。而且，在上述燈室內(nèi)沿著該透光罩14設(shè)有內(nèi)板16，在該內(nèi)板16上的對應(yīng)各燈具單元30、50、60、70的位置分別形成有包圍這些燈具單元的筒形開口部16a、16b、16c、16d。
7個(gè)燈具單元30、50、60、70安裝在共用的單元支承部件20上，在該安裝的狀態(tài)下，介由對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)22被支承在燈體12內(nèi)，可在上下方向和左右方向傾斜移動(dòng)。
單元支承部件20是模鑄件，其具有垂直板20A；單元安裝部20B1、20B2、20B3，其從該垂直板20A的多處向前延伸成擱板形；散熱器20C，其由從垂直板20A向后方延伸至在燈具外部空間中露出的位置的多枚散熱片構(gòu)成。
在本實(shí)施方式的車輛用照明燈具10，通過來自7個(gè)燈具單元30、50、60、70的光照射形成低光用配光圖案。
在這7個(gè)燈具單元30、50、60、70中，位于下層的4個(gè)燈具單元30是用于形成低光用配光圖案的基本配光圖案而進(jìn)行光照射的燈具單元；位于上層的3個(gè)燈具單元50、60、70是用于加強(qiáng)基本配光圖案而進(jìn)行光照射的燈具單元。此時(shí)，位于上層的3個(gè)燈具單元50、60、70中，中央的燈具單元50是用于形成聚光用配光圖案的燈具單元，車寬方向內(nèi)側(cè)的燈具單元60是用于形成中擴(kuò)散用配光圖案的燈具單元，車寬方向外側(cè)的燈具單元70是用于形成廣擴(kuò)散用配光圖案的燈具單元。
用于形成基本配光圖案的4個(gè)燈具單元30的光軸Ax1在與垂直板20A大體正交的方向上互相平行地延伸，而且，在由對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)22完成了光軸調(diào)整的階段，設(shè)定上述各燈具單元30的光軸Ax1在相對于車的前后方向向下偏轉(zhuǎn)約0.5°～0.6°的方向上延伸，另外，設(shè)定其余的3個(gè)燈具單元50、60、70的光軸Ax2的方向相對于燈具單元30的光軸Ax1稍微向下偏轉(zhuǎn)一點(diǎn)。
以下，說明各燈具單元30、50、60、70的具體的結(jié)構(gòu)。
首先具體說明形成基本配光圖案用的燈具單元30。
圖3是詳細(xì)表示該燈具單元30的側(cè)剖面圖。
如圖3所示，該燈具單元30是投影型燈具單元，其具有配置在光軸Ax1上的投影透鏡32；配置在該投影透鏡32后方的發(fā)光元件34；以從上方覆蓋該發(fā)光元件34的方式配置的反射器36；配置在發(fā)光元件34和投影透鏡32之間的直行阻止部件38。
投影透鏡32是透明樹脂制的，其前方側(cè)表面是凸面、后方側(cè)表面是平面的平凸透鏡。
發(fā)光元件34是具有約0.3～1mm的見方的發(fā)光芯片34a的白色發(fā)光二極管，其以該發(fā)光芯片34a垂直向上地配置在光軸Ax1上的狀態(tài)，介由支承板40被固定在單元支承部件20的單元安裝部20B1上。
反射器36形成把來自發(fā)光元件34的光向前方反射到光軸Ax1附近，大體會聚在投影透鏡32的后方側(cè)焦點(diǎn)F附近。具體地是，設(shè)定該反射器36的反射面36a，使其包括光軸Ax1的剖面形狀為大致橢圓形狀，并且使該橢圓的離心率從垂直剖面向水平剖面逐漸增大。而且，該反射面36a將來自發(fā)光元件34的光會聚在后方側(cè)焦點(diǎn)F的稍微靠前一點(diǎn)的位置上。該反射器36通過其周邊下端部固定在單元支承部件20的單元安裝部20B1上。
直行阻止部件38由在燈具正面看其上面38a形成大體ヘ字形的本體部38A和從該本體部38A的前端部向前方延長形成的透鏡架38B構(gòu)成。
本體部38A的上面38a從投影透鏡32的后方側(cè)焦點(diǎn)F向后方延伸，從光軸Ax1的左側(cè)(在燈具正面視為右側(cè))區(qū)域由從光軸Ax1向左方向水平延伸的平面構(gòu)成，光軸Ax1的右側(cè)區(qū)域由從光軸Ax1向右下方傾斜(例如向下傾斜15°)延伸的平面構(gòu)成。該上面38a的前端邊緣38a1沿著投影透鏡32的后側(cè)焦點(diǎn)F的焦點(diǎn)面形成大體圓弧形。在該上面38a上通過蒸鍍鋁等進(jìn)行鏡面處理，這樣，該上面38a構(gòu)成為反射面。而且，該本體部38A，在其上面38a阻止從反射器36的反射面36a反射的光的一部分直行而向上反射。另外，該本體部38A通過其下面固定在單元支承部件20的單元安裝部20B1上。
透鏡架38B從本體部38A的前端部向下方彎曲，然后向前方延伸，形成在其前端部支承投影透鏡32的結(jié)構(gòu)。
以下，說明形成聚光用配光圖案用的燈具單元50的具體的結(jié)構(gòu)。
圖4是詳細(xì)地表示該燈具單元50的側(cè)剖面圖，圖5是其平面圖。
如上述圖所示，該燈具單元50具有發(fā)光元件52、透光部件54、支架56。
發(fā)光元件52是具有約0.3～1mm見方的發(fā)光芯片52a的白色發(fā)光二極管，該發(fā)光芯片52a相對垂直向下的方向稍微向后偏轉(zhuǎn)地配置在光軸Ax2上。
透光部件54，是透明樹脂制的，具有類似兩枚貝殼的形狀，并且設(shè)置為從發(fā)光元件52的前方側(cè)(即，對于燈具單元50來說，從相對垂直向下稍微向后方一側(cè))覆蓋該發(fā)光元件52。而且，該透光部件54使發(fā)光元件52的發(fā)光芯片52a位于該透光部件54的前面上部，密封該發(fā)光芯片52a。
透光部件54的后面形成其整個(gè)區(qū)域都形成內(nèi)面反射從發(fā)光元件52射入該透光部件54內(nèi)的光的反射面54b的結(jié)構(gòu)，通過在透光部件54的后面上蒸鍍鋁等進(jìn)行鏡面處理，實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)。另一方面，透光部件54的前面的除去發(fā)光元件52和支架56的安裝部分以外的整個(gè)區(qū)域都形成將在反射面54b內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件52的光從該透光部件54向燈具單元前方射出的射出面54a的結(jié)構(gòu)。
設(shè)定透光部件54的反射面54b，使其包括燈具單元50的光軸Ax2的垂直剖面形狀為由以發(fā)光元件52的發(fā)光中心A為焦點(diǎn)的雙曲線H構(gòu)成的凹曲線形狀。
具體地說，該反射面54b由以通過發(fā)光元件52的發(fā)光中心A并向后斜下方延伸的軸線為中心軸Ax3的旋轉(zhuǎn)雙曲面構(gòu)成。在與構(gòu)成該反射面54b的旋轉(zhuǎn)雙曲線共同起作用的旋轉(zhuǎn)雙曲線的焦點(diǎn)上形成發(fā)光元件52的虛像(更正確地說是發(fā)光芯片52a的虛像)，該虛像位置B位于相對發(fā)光元件52的發(fā)光中心A的后斜下方。而且，當(dāng)從發(fā)光元件52射入透光部件54內(nèi)的光在該反射面54b進(jìn)行內(nèi)面反射時(shí)，成為來自發(fā)光芯片52a的虛像位置B的發(fā)散光。
另一方面，設(shè)定透光部件54的射出面54a，使其通過發(fā)光元件52的發(fā)光中心A的垂直剖面形狀為由以發(fā)光元件52的虛像位置B為焦點(diǎn)的橢圓E形成的凸曲線形。
具體地說，該射出面54a用以與燈具單元50的光軸Ax2平行延伸的軸線為中心軸Ax4并且以虛像位置B為后方側(cè)的焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)橢圓面構(gòu)成。此時(shí)，設(shè)定構(gòu)成該射出面54a的旋轉(zhuǎn)橢圓面的離心率e為透光部件54的折射率n的倒數(shù)(即，e＝1/n)。由此，在反射面54b內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件52的光，作為沿著光軸Ax2的平行光，從射出面54a向燈具單元的前方射出。
支架56是在透光部件54的上部沿著其射出面54a在前后方向延伸的金屬部件，其前端部上固定支承發(fā)光元件52。而且，燈具單元50在該支架56的后端部固定支承在單元支承部件20的單元安裝部20B2上。此時(shí)，燈具單元50在透光部件54的后面定位支承在單元支承部件20的單元安裝部20B3上。
以下，說明用于形成中擴(kuò)散用配光圖案的燈具單元60的具體的結(jié)構(gòu)。
圖6是詳細(xì)地表示該燈具單元60的平面圖。
如圖6所示，該燈具單元60具有發(fā)光元件62、透光部件64、支架66。
發(fā)光元件62和支架66的結(jié)構(gòu)與燈具單元50的發(fā)光元件52和支架56的結(jié)構(gòu)完全相同。
透光部件64與燈具單元50的透光部件54相同，是用透明樹脂制，其后面形成內(nèi)面反射從發(fā)光元件62射入該透光部件64內(nèi)的光的反射面64b，同時(shí)，其前面形成將在反射面64b內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件62的光從該透光部件64向燈具單元前方射出的射出面64a。
該透光部件64的反射面64b的形狀與透光部件54的反射面54b的形狀完全相同，但是，其射出面64a的形狀與透光部件54的射出面54a的形狀不同。
即，該透光部件64的射出面64a，盡管在其通過發(fā)光元件62的發(fā)光中心A的垂直剖面形狀上與透光部件54的射出面54a相同，設(shè)定由以發(fā)光元件62的虛像位置B為焦點(diǎn)的橢圓形成的凸曲線形，但是形成以保持該垂直剖面的形狀不變沿水平方向延伸的橢圓柱面。這樣，在反射面64b內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件62的光，對于上下方向作為沿著光軸Ax2的平行光，同時(shí)，對于水平方向作為以光軸Ax2為中心在左右方向一定程度擴(kuò)散的擴(kuò)散光，而從射出面64a射出。
以下，說明用于形成廣擴(kuò)散用配光圖案的燈具單元70的具體的結(jié)構(gòu)。
圖7是詳細(xì)地表示該燈具單元70的平面圖。
如圖7所示，該燈具單元70具有發(fā)光元件72、透光部件74、支架76。
發(fā)光元件72和支架76的結(jié)構(gòu)與燈具單元60的發(fā)光元件62和支架66的結(jié)構(gòu)完全相同。
透光部件74與燈具單元60的透光部件64相同，為透明樹脂材料制，其后面形成為內(nèi)面反射從發(fā)光元件72射入該透光部件74內(nèi)的光的反射面74b，同時(shí)，其前面形成將在反射面74b內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件72的光從該透光部件74向燈具單元前方射出的射出面74a。
該透光部件74的射出面74a的形狀與透光部件64的射出面64a的形狀完全相同，但是，其反射面74b的形狀與透光部件64的反射面64b的形狀不同。
即，該透光部件74的反射面74b，盡管在其通過發(fā)光元件72的發(fā)光中心A的垂直剖面形狀上與透光部件64的反射面64b相同，設(shè)定為由以發(fā)光元件52的發(fā)光中心A為焦點(diǎn)的雙曲線構(gòu)成的凹曲線形，但是，形成以保持該垂直剖面的形狀不變沿水平方向延伸的雙曲柱狀面。這樣，就把從發(fā)光元件72射入透光部件74內(nèi)的光，在該反射面74b內(nèi)面反射時(shí)，對于上下方向作為來自發(fā)光元件72的虛像位置B的發(fā)散光，同時(shí)，對于水平方向作為以光軸Ax2為中心在左右方向上比上述發(fā)散光更加擴(kuò)散的擴(kuò)散光，進(jìn)而，把在反射面74b內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件72的光，對于上下方向作為沿著光軸Ax2的平行光，同時(shí)，對于水平方向作為以光軸Ax2為中心在左右方向大角度擴(kuò)散的擴(kuò)散光，并從射出面74a射出。
圖8是透視地表示由從本實(shí)施方式的車輛用照明燈具10向前方照射的光形成在設(shè)置于燈具前方25m的位置的假想垂直屏幕上的低光用配光圖案的圖。
如圖8所示，該低光用配光圖案PL是左配光的配光圖案，在上端邊具有水平截止線CL1和從該水平截止線CL1向上偏轉(zhuǎn)規(guī)定角度(例如15°)的斜截止線CL2，將兩截止線CL1、CL2的交點(diǎn)即拐點(diǎn)E的位置設(shè)定為作為燈具正方向的無影點(diǎn)(消點(diǎn))H-V的下方約0.5～0.6°的位置。而且，在該低光用配光圖案PL中，包圍拐點(diǎn)E形成有高光度區(qū)域即熱區(qū)HZ。
該低光用配光圖案PL形成有合成配光圖案，該合成配光圖案中包括通過來自四個(gè)燈具單元30的照射光而在同一位置重疊形成的四個(gè)基本配光圖案P0；通過來自燈具單元50的照射光而形成的聚光用配光圖案Pa1；通過來自燈具單元60的照射光而形成的中擴(kuò)散用配光圖案Pa2；以及通過來自燈具單元70的照射光而形成的廣擴(kuò)散用配光圖案Pa3。
如圖9(a)所示，在通過來自燈具單元30的照射光而形成的基本配光圖案P0中，直行阻止部件38的本體部38A的上面38a的前端邊38a1的反轉(zhuǎn)投影像形成有水平和斜截止線CL1、CL2。此時(shí)，因?yàn)閷⒃摫倔w部38A的上面38a形成反射面，故如圖3中雙點(diǎn)劃所示，從反射器36的反射面36a反射的光中要從投影透鏡32向上射出的光也由于該上面38a的反射作用，如該圖中實(shí)線所示，作為從投影透鏡32向下方射出的光被利用。由此，能提高從發(fā)光元件34發(fā)出的光的光束利用率，同時(shí)形成熱區(qū)HZ。
另外，如圖9(b)所示，由燈具單元50的照射光形成的聚光用配光圖案Pa1是作為發(fā)光元件52的發(fā)光芯片52a的投影像而形成的配光圖案，形成大體正方形的點(diǎn)狀的配光圖案。另外，如圖9(c)所示，由燈具單元60的照射光形成的中擴(kuò)散用配光圖案Pa2是作為發(fā)光元件62的發(fā)光芯片62a的擴(kuò)散投影像而形成的配光圖案，成為在左右方向一定程度擴(kuò)散的橫向長的配光圖案。另外，如圖9(d)所示，由來自燈具單元70的照射光形成的廣擴(kuò)散用配光圖案Pa3是作為發(fā)光元件72的發(fā)光芯片72a的擴(kuò)散投影像而形成的配光圖案，成為在左右方向大角度擴(kuò)散的橫向長的配光圖案。
另外，這些聚光用配光圖案Pa1、中擴(kuò)散用配光圖案Pa2和廣擴(kuò)散用配光圖案Pa3的上端邊位于水平截止線CL1稍稍靠下的位置。這是因?yàn)樵O(shè)定各燈具單元50、60、70的光軸Ax2相對于燈具單元30的光軸Ax1稍微偏下。
如上詳述，本實(shí)施方式的車輛用照明燈具10具有4種燈具單元30、50、60、70，其中，燈具單元50、60、70以從發(fā)光元件52、62、72的前方側(cè)覆蓋發(fā)光元件的方式配置有透光部件54、64、74，因而，能夠提高對于發(fā)光元件52、62、72發(fā)出的光的光束利用率。
此時(shí)，構(gòu)成透光部件54、64、74的后面的反射面54b、64b、74b將其通過發(fā)光元件52、62、72的發(fā)光中心A的垂直剖面形狀被設(shè)定為由以該發(fā)光中心A為焦點(diǎn)的雙曲線H構(gòu)成的凹曲線形狀，因而，從發(fā)光元件52、62、72射入透光部件54、64、74的光在該反射面54b、64b、74b內(nèi)面反射時(shí)，在上述垂直剖面內(nèi)成為由該反射面54b、64b、74b形成的發(fā)光元件52、62、72的發(fā)光芯片52a、62a、72a的虛像位置B發(fā)出的發(fā)散光。
而且，設(shè)定構(gòu)成透光部件54、64、74的前面的射出面54a、64a、74a的上述垂直剖面的形狀為由以發(fā)光芯片52a、62a、72a的虛像位置B為焦點(diǎn)的橢圓E構(gòu)成的凸曲線形狀，因而，在反射面54b、64b、74b內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件52、62、72的光在該射出面54a、64a、74a中從透光部件54、64、74向燈具單元前方射出時(shí)，在上述垂直剖面內(nèi)成為大致平行光。
這樣，盡管透光部件54、64、74的前后長度被設(shè)定得短，也能夠以良好的精度進(jìn)行對從該透光部件54、64、74的射出光的控制。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，不僅能提高對于發(fā)光元件52、62、72發(fā)出的光的光束利用率，而且，能夠以良好的精度對從燈具單元50、60、70的射出光進(jìn)行控制，同時(shí)，能夠縮短其前后長度。
特別是在本實(shí)施方式中，因?yàn)榘褬?gòu)成射出面54a、64a、74a的垂直剖面形狀的橢圓E的離心率e設(shè)定為透光部件54、64、74的折射率n的倒數(shù)1/n，故能夠使從透光部件54、64、74射出的光在上述垂直剖面內(nèi)形成準(zhǔn)確的平行光，由此，能夠進(jìn)一步良好精度地進(jìn)行射出光控制。
另外，在本實(shí)施方式中，對于透光部件54、64，其反射面54b、64b由旋轉(zhuǎn)雙曲面構(gòu)成，故來自該反射面54b、64b的內(nèi)面反射的光可全部成為從發(fā)光芯片52a、62a的虛像位置B發(fā)出的發(fā)散光，由此，能夠容易進(jìn)行在射出面54a、64a的內(nèi)面反射光的折射控制。
此時(shí)，對于透光部件54，其射出面54a由旋轉(zhuǎn)橢圓面構(gòu)成，故從該射出面54a向燈具單元前方射出的光可全部成為平行光，由此可形成點(diǎn)狀的配光圖案。
而且，在本實(shí)施方式中，透光部件54、64、74將其通過發(fā)光元件52、62、72的發(fā)光中心A的垂直剖面形狀維持為相同的形狀不變，將其水平剖面形狀設(shè)定為不同的形狀，由此形成聚光用配光圖案Pa1、中擴(kuò)散用配光圖案Pa2和廣擴(kuò)散用配光圖案Pa3，因而，能夠加強(qiáng)低光用配光圖案PL中的基本配光圖案P0，并且不會在車前方路面上發(fā)生大的配光不均。
另外，在本實(shí)施方式中，因?yàn)橥腹獠考?4、64、74的表面的大體整個(gè)區(qū)域由反射面54b、64b、74b和射出面54a、64a、74a構(gòu)成，故能夠把對于發(fā)光元件52、62、72發(fā)出的光的光束利用率基本提高到大概最大限度。
另外，在本實(shí)施方式中，因?yàn)橥腹獠考?4、64、74具有向前方傾斜向下延伸的兩枚貝殼形狀或者使其有棱角的形狀，故如本實(shí)施方式的車輛用照明燈具10那樣，即使其透光罩14以從下端部向上端部并向后方繞入的方式形成時(shí)，也能夠合理地在其燈室內(nèi)配置燈具單元50、60、70。而且，因?yàn)橥腹獠考?4、64、74的射出面54a、64a、74a具有橢圓形的垂直剖面形狀，因而，能夠?qū)崿F(xiàn)和透光罩14的曲面形狀協(xié)調(diào)，能夠消除設(shè)計(jì)上的不協(xié)調(diào)感。
另外，在本實(shí)施方式中，因?yàn)橥腹獠考?4、64、74形成兼作為密封發(fā)光元件52、62、72的發(fā)光芯片52a、62a、72a的密封樹脂材料的功能的結(jié)構(gòu)，故能夠使燈具單元50、60、70的結(jié)構(gòu)簡單化。
另外，在上述實(shí)施方式中，以構(gòu)成透光部件54、64、74的反射面54b、64b、74b的垂直剖面形狀的雙曲線H的焦點(diǎn)位于發(fā)光元件52、62、72的發(fā)光中心A，同時(shí)構(gòu)成透光部件54、64、74的射出面54a、64a、74a的垂直剖面形狀的橢圓E的焦點(diǎn)位于發(fā)光芯片52a、62a、72a的虛像位置B為例進(jìn)行了說明。然而，如果雙曲線H的焦點(diǎn)位于發(fā)光中心A附近，同時(shí)橢圓E的焦點(diǎn)位于虛像位置B附近，則能夠取得與上述實(shí)施方式相同的作用效果。
上述實(shí)施方式的車輛用照明燈具10形成具有7個(gè)燈具單元30、50、60、70的結(jié)構(gòu)，但顯然可以將上述各燈具單元設(shè)定為上述數(shù)量以外的個(gè)數(shù)。
另外，在上述實(shí)施方式的車輛用照明燈具10中，說明了由來自4個(gè)投影型的燈具單元30的照射光形成低光用配光圖案PL的基本配光圖案P0的結(jié)構(gòu)，然而，當(dāng)然也可以使用其以外的燈具單元形成。
另外，上述實(shí)施方式的車輛用燈具10構(gòu)成了在燈室內(nèi)只放置用于形成低光用配光圖案PL的燈具單元30、50、60、70的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可以構(gòu)成在上述燈室內(nèi)放置用于形成大光用配光圖案的燈具單元的結(jié)構(gòu)。
作為設(shè)在車前端部右側(cè)的前照燈之例，說明了上述實(shí)施方式的車輛用照明燈具10，但在設(shè)置在車前端部左側(cè)的前照燈的情況或者在例如霧燈等前照燈以外的車輛用照明燈具中，都可以通過采用與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)獲得與上述實(shí)施方式相同的作用效果。
以下，說明上述實(shí)施方式的第一變形例。
圖10是表示本變形例的燈具單元110的正面圖，圖11是其側(cè)剖面圖。
如圖10、11所示，該燈具單元110具有發(fā)光元件112、透光部件114、支架116。
發(fā)光元件112自身的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式中的燈具單元50的發(fā)光元件52的結(jié)構(gòu)完全相同。
透光部件114與燈具單元50的透光部件54相同，是透明樹脂材料制，其后面構(gòu)成內(nèi)面反射從發(fā)光元件112射入該透光部件114內(nèi)的光的反射面114b，同時(shí)其前面構(gòu)成將在反射面114b內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件112的光從該透光部件114向燈具單元前方射出的射出面114a。
另外，該透光部件114的反射面114b和射出面114a的表面形狀本身與透光部件54的反射面54b和射出面54a完全相同，但是，其外形形狀以及發(fā)光元件112的配置不同。
即，在本變形例中，將正面看時(shí)反射面114b和射出面114a的外形形狀設(shè)定為圓形，另外，設(shè)定構(gòu)成反射面114b的旋轉(zhuǎn)雙曲面的中心軸Ax3和構(gòu)成射出面114a的旋轉(zhuǎn)橢圓面的中心軸Ax4作為通過反射面114b和射出面114a的中心的同一軸線。而且，在射出面114a的中心配置有發(fā)光元件112。
支架116是沿著透光部件114的射出面114a在水平方向延伸的金屬制部件，在其中央部固定支承發(fā)光元件112，并且通過其兩端部連接固定在沿著透光部件114的反射面114a的外周邊部配置的金屬制支承環(huán)118上。
本變形例的燈具單元110也是把從發(fā)光元件112射入透光部件114內(nèi)的光由透光部件114的反射面114b內(nèi)面反射作為來自發(fā)光芯片112a的虛像位置B的發(fā)散光，然后，作為沿著中心軸Ax4的平行光從該射出面114a向燈具單元前方射出。
采用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)時(shí)也同樣不僅能提高對于發(fā)光元件112發(fā)出的光的光束利用率，而且能夠以良好的精度進(jìn)行對從燈具單元110射出光的控制，同時(shí)能夠縮短燈具單元110的前后長度。
以下，說明上述實(shí)施方式的第二變形例。
圖12是表示本變形例的燈具單元210的正面圖，圖13是其側(cè)剖面圖。
如圖12、13所示，該燈具單元210具有4個(gè)發(fā)光元件212、透光部件214和支架216。
各發(fā)光元件212自身的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式中的燈具單元50的發(fā)光元件52的結(jié)構(gòu)完全相同。
透光部件214與燈具單元50的透光部件54相同，是透明樹脂材料制，其后面構(gòu)成內(nèi)面反射從各發(fā)光件212射入該透光部件214內(nèi)的光的反射面214b，同時(shí)其前面構(gòu)成將在反射面214b內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件212的光從該透光部件214向燈具單元前方射出的射出面214a。
另外，該透光部件214的反射面214b和射出面214a的表面形狀一部分與透光部件54的反射面54b和射出面54a的表面形狀完全相同，但是，其外形形狀以及發(fā)光元件212和支架216的數(shù)量不同。
即，在本實(shí)施方式中，形成以上述實(shí)施方式中的燈具單元50的中心軸Ax4為中心、以90°的間隔配置的4個(gè)燈具單元50，并且形成把這4個(gè)燈具單元50中的透光部件54相互重疊的部分形成一體化的形狀。
支架216固定支承在配置于透光部件214的后側(cè)附近的十字形支承框218的各前端部上。在該支承框218上形成有4處定位支承透光部件214的后面的凸起部218a。
在本變形例的燈具單元210中也把從發(fā)光元件212射入透光部件214內(nèi)的光由透光部件214的反射面214b內(nèi)面反射作為來自發(fā)光芯片212a的虛像位置B的發(fā)散光，然后，作為沿著中心軸Ax4的平行光，從該射出面214a成為向燈具單元前方射出。
采用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，也同樣不僅能提高對于發(fā)光元件212發(fā)出的光的光束利用率，而且能夠以良好的精度進(jìn)行對從燈具單元210射出光的控制，同時(shí)能夠縮短其前后長度。
另外，由于如本變形例這樣，形成具有4個(gè)發(fā)光元件212的結(jié)構(gòu)，因此，能夠確保具有充足的光照射量。
以下，說明上述實(shí)施方式的第三變形例。
圖14是表示本變形例的燈具單元310的正面圖，圖15是其側(cè)剖面圖。
如圖14、15所示，該燈具單元310具有發(fā)光元件312、透光部件314以及支架316。
發(fā)光元件312自身的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式中的燈具單元50的發(fā)光元件52的結(jié)構(gòu)完全相同。
透光部件314與燈具單元50的透光部件54相同，是透明樹脂材料制，其后面構(gòu)成內(nèi)面反射從發(fā)光元件312射入該透光部件314內(nèi)的光的反射面314b，同時(shí)，其前面構(gòu)成將在反射面314b內(nèi)面反射的來自發(fā)光元件312的光從該透光部件314向燈具單元前方射出的射出面314a。
此時(shí)，該透光部件314，其外形形狀在正面看時(shí)設(shè)定為具有下弦的半圓形，發(fā)光元件312被向上配置在該透光部件314的下端平面314c的后端附近的部位上。
該透光部件314的射出面314a的表面形狀與透光部件54的射出面54a的表面形狀完全相同。另外，該透光部件314的反射面314b的表面形狀與透光部件54的反射面54b相同，由旋轉(zhuǎn)雙曲線構(gòu)成，但是，設(shè)定其離心率比透光部件54的反射面54b小的值。而且，把構(gòu)成該反射面314b的旋轉(zhuǎn)雙曲面的中心軸Ax3和構(gòu)成射出面314a的旋轉(zhuǎn)橢圓面的中心軸Ax4設(shè)定為同一軸線，把發(fā)光元件312配置在該軸線上。
在本變形例中，從發(fā)光元件312射入透光部件314的反射面314b的光的入射角，對于其后端部附近區(qū)域314b1以外的區(qū)域而言，比透光部件314的臨界角大的值，因而，在其內(nèi)面反射成為全反射。因此，對于透光部件314的后面的鏡面處理，只需對反射面314b的后端附近區(qū)域314b1進(jìn)行。
支架316是沿著透光部件314的下端平面314c在前后方向延伸的金屬制部件，在其前端部固定支承有發(fā)光元件312。
在本變形例的燈具單元310也由透光部件314的反射面314b把從發(fā)光元件312射入透光部件314的光，作為來自發(fā)光芯片312a的虛像位置B的發(fā)散光進(jìn)行內(nèi)面反射，然后，作為沿著中心軸Ax4的平行光從該射出面314a向燈具單元前方射出。
采用本變形例的結(jié)構(gòu)時(shí)，盡管透光部件314的前后長度比上述實(shí)施方式以及其他變形例長，但是，不僅能提高對于從發(fā)光元件312發(fā)出的光的光束利用率，而且，能夠以良好的精度進(jìn)行從透光部件314射出光的控制。
另外，在本變形例，在透光部件314的表面，只對反射面314b的后端附近區(qū)域314b1進(jìn)行鏡面處理，因而，能夠使透光部件314具有無垢感乃至晶體感。
權(quán)利要求
1.一種車輛用燈具單元，具有在規(guī)定方向上配置的發(fā)光元件和以從該發(fā)光元件的前方側(cè)覆蓋該發(fā)光元件的方式配置的透光部件，其特征在于把上述透光部件的表面的一部分構(gòu)成反射面，該反射面內(nèi)面反射從上述發(fā)光元件射入該透光部件內(nèi)的光；同時(shí)把上述透光部件表面的另一部分構(gòu)成射出面，該射出面把在上述反射面內(nèi)面反射的來自上述發(fā)光元件的光，從該透光部件向該燈具單元前方射出；設(shè)定上述反射面的沿著通過上述發(fā)光元件的發(fā)光中心的規(guī)定平面的剖面形狀為由以該發(fā)光中心附近為焦點(diǎn)的雙曲線構(gòu)成的凹曲線形狀，同時(shí)設(shè)定上述射出面的沿著上述規(guī)定平面的剖面形狀為由以上述反射面形成的上述發(fā)光元件的虛像位置附近為焦點(diǎn)的橢圓形成的凸曲線形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛用燈具單元，其特征在于，上述發(fā)光元件由具有發(fā)光芯片和密封該發(fā)光芯片的密封樹脂的發(fā)光二極管構(gòu)成，上述密封樹脂與上述透光部件一體地形成。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛用燈具單元，其特征在于，上述反射面由旋轉(zhuǎn)雙曲面構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的車輛用燈具單元，其特征在于，上述射出面由旋轉(zhuǎn)橢圓面構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的車輛用燈具單元，其特征在于，上述透光部件的表面的大致整個(gè)區(qū)域由上述反射面和上述射出面構(gòu)成。
全文摘要
一種車輛用燈具單元，其以發(fā)光元件為光源，不僅提高對來自發(fā)光元件的光的光束利用率，而且提高射出光的控制精度，同時(shí)縮短前后長度。形成把從發(fā)光元件射入透光部件的光在其反射面進(jìn)行內(nèi)面反射后，從其射出面向燈具單元前方射出的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，設(shè)定反射面的垂直剖面形狀為由以發(fā)光元件的發(fā)光中心為焦點(diǎn)的雙曲線構(gòu)成的凹曲線形狀，從而該內(nèi)面反射光成為在垂直剖面內(nèi)從由反射面形成的發(fā)光元件的虛像位置發(fā)出的發(fā)散光。設(shè)定射出面的垂直剖面形狀為由以虛像位置為焦點(diǎn)的橢圓構(gòu)成的凸曲線形狀，從而其射出光在垂直剖面內(nèi)成為大致平行光。由此，在縮短透光部件的前后長度的基礎(chǔ)上能夠以良好的精度進(jìn)行射出光的控制。
文檔編號F21V14/02GK1637340SQ20041010491
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
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