专利名称：车用灯具及光源模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及车用灯具及光源模块，特别是本发明涉及用于车辆的车用灯具及光源模块。
背景技术：
从安全方面考虑，车用前照灯等车用灯具有时必须以高精度形成配光图模。该配光图模，例如由使用反射镜或透镜等的光学系统形成(例如参考专利文献1)。
(专利文献1)特开平6-89601号公报(第3-7页、第1-14图)。
在光学设计车用灯具的配光图模时，有时必须考虑光源的形状等。另外，在车用灯具中使用半导体发光元件时，该半导体发光元件从具有如表面整体的、规定的扩大的光源发出光。因此，这种情况有时光学设计复杂，并且难以形成合适的配光图模。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够解决上述课题的车用灯具及光源模块。该目的能够通过在本发明中的各方面的独立权利要求所述的特征组合而实现。另外，本发明的从属权利要求确定本发明的更有利的具体例。
即本发明的第一方面是用于车辆的车用灯具，其包括发出光的光源模块和把光源模块发出的光向车辆前方照射的光学部件。光源模块包括发出光的半导体发光元件；荧光体，其覆盖半导体发光元件的表面，对应半导体发光元件发出的光发出荧光；遮光部件，其隔着荧光体，与半导体发光元件相对，形成覆盖半导体发光元件的一边及荧光体的一部分，以遮住半导体发光元件及荧光体各自发出的一部分光。
上述的车用灯具的光学部件通过将遮光部件的边缘部的至少一部分的形状投影到前方，在车用灯具的配光图模上形成规定明暗边界的分割线的至少一部分。
上述车用灯具的遮光部件在荧光体上重迭形成。
上述车用灯具的光源模块具有多个半导体发光元件，上述车用灯具的遮光部件与所述多个半导体发光元件共同覆盖各自的所述半导体发光元件的一边。
上述车用灯具的遮光部件形成覆盖所述半导体发光元件的相邻的两个边的整体。
本发明的第二方面是用于车用灯具的光源模块，其包括发出光的半导体发光元件；荧光体，其覆盖半导体发光元件的表面，对应半导体发光元件发出的光发出荧光；遮光部件，其隔着荧光体，与半导体发光元件相对，形成覆盖半导体发光元件的一边及荧光体的一部分，以遮住半导体发光元件及荧光体各自发出的一部分光。
图1是车用灯具10的立体图；图2是车用灯具10的水平剖面图；图3是光源单元20的AA剖面图；图4是光源单元20的BB剖面图；图5是表示光源单元20另一例的图；图6是表示配光图模300的一例的示意图；图7是表示光源模块100的结构的另一例的图；图8是表示光源单元20结构的另一例的AA剖面图；图9是表示光源单元20结构的另一例的BB剖面图；图10是表示配光图模300a的一例的示意图；图11是表示配光图模300b的一例的示意图。
(部件编号说明)10…车用灯具；12…盖；14…灯体；16…电路单元；20…光源单元；22…电缆；24…散热部件；26…电缆；28…延长反射镜；100…光源模块；102…半导体发光元件；104…电极；106…基板；108…封闭部件；112…荧光体；114…遮光部件；116…边；202…固定部件；204…透镜；206…外壳；208…伸出部；252…盖；254、258…配光台阶；256、260…反射镜；300…配光图模；302…水平分割线；304…倾斜分割线；306、602、604…区域。
具体实施例方式
下面，通过发明的实施方式说明本发明，但以下的实施方式不局限于涉及本发明的范围，并且，在实施方式中说明的全部特征的组合不一定都是发明的解决方式所必需的。
图1和图2表示涉及本发明的一实施方式的车用灯具10的结构的一例。图1表示车用灯具10的立体图；图2表示通过横断中段的各个光源单元20的水平面形成的车用灯具10的剖面图。本例的目的是以高精度形成车用灯具10的配光图模。车用灯具10，例如是用于汽车等车辆的车用前照灯(大灯)，向车的前方照射光，其具有多个光源单元20、盖12、灯体14、电路单元16、多个散热部件24、延长反射镜28和电缆22及电缆26。
多个光源单元20分别具有光源模块100，基于光源模块100发出的光向车辆的前方照射规定的配光图模的光。，光源单元20例如通过用于调整光源单元20的光轴方向的调光机构，可倾斜活动地支承在灯体14上。光源单元20支承在灯体14上，以使在车体上安装车用灯具10时光轴方向向下偏例如0.3°～0.6°。
另外，多个光源单元20各自既可以具有相同的配光特性，也可以具有各不相同的配光特性。另外，在另一例中，一个光源单元20也可以具有多个光源模块100。在本例中光源模块100是LED模块，光源单元20，例如也可以具有半导体激光，以取代光源模块100。
盖12和灯体14构成收容多个光源单元20的灯室。盖12和灯体14封闭光源单元20并且防水。盖12用透过光源模块100发出的光的材料形成如平光镜状，设置在车的前面，以覆盖多个光源单元20的前方。灯体14隔着多个光源单元20与盖12相对设置，从后方覆盖多个光源单元20。灯体14也可以与车体形成一体。
电路单元16是形成使光源模块100发光的通电电路等的模块，其用电缆22与光源单元20电连接，并且用电缆26与车用灯具10的外部电连接。
各自的散热部件24例如用金属等导热率比空气高的材料制成，与光源单元20的至少一部分接触设置，起散热片的作用。散热部件24在例如相对瞄准机构的支点移动光源单元20的范围内能够伴随光源单元20活动，并且相对灯体14要留出足够的间隔以调整光源单元20的光轴。各个散热部件24可以由一个金属部件形成一体。此时，能够由各个散热部件24整体高效率地散热。
延长反射镜28，例如是用薄金属板等形成，从多个光源单元20的下部向盖12延展。另外，延长反射镜28作为反射来自各个光源单元20的光的反射镜发挥功能。进而其通过形成覆盖灯体14的内面的至少一部分，掩盖灯体14的内面形状，使车用灯具10的外部美观。
另外，延长反射镜28的至少一部分与光源单元20和/或散热部件24接触。此时，延长反射镜28向盖12传导光源模块100发出的热。因此，释放光源模块100的热量。另外，延长反射镜28的一部分固定在盖12或者灯体14上。延长反射镜28也可以形成覆盖多个光源单元20的上方、下方和侧方的框形。
根据本例，由于使用光源模块100作为光源，能够使光源单元20实现小型化。另外，因此例如提高光源单元20的配置的自由度，所以能够提供设计性能好的车用灯具10。
图3和图4表示光源单元20的结构的一例，图3表示光源单元20的AA剖面，图4表示光源单元20的BB剖面。光源单元20具有光源模块100、透镜204、固定部件202、伸出部208和外壳206。
光源模块100，例如是发出白色光的LED模块，基于从光源单元20的外部通过电缆22接受的电力发光。透镜204是用于车用灯具10(参照图1)的光学部件的一例，向车的前方照射光源模块100发出的光。
固定部件202，是板形体，将其一个面固定在如面向车辆前方的外壳206上。另外，固定部件202在该面上支持固定光源模块100的底面，因此使光源模块100向车的前方发光。另外，固定部件202例如用金属等热传导率比空气高的材料制成，具有发散光源模块100发出的热的功能。在本例中，由于固定部件202的一端与外壳206接触，通过把光源模块100发出的热传导到外壳206，释放光源模块100的热量。因此，能够防止光源模块100的发光量因过热而下降。
伸出部208，例如用薄金属板等从光源模块100附近向透镜204的边缘部的附近延展而形成，因此掩盖外壳206的内面和光源模块100之间的间隙，使车用灯具10的外部美观。伸出部208也可以反射光源模块100发出的光。
外壳206是收容光源模块100、固定部202和伸出部208的壳体，其在前面具有开口部，在该开口部保持透镜204。外壳206也可以把从光源模块100接受的热通过固定部件202再传导到散热部件24(参照图1)和/或延长反射板28(参照图1)上，由此，能够适当地释放光源模块100的热量。
以下，更详细地说明光源模块100。光源模块100包括多个电极104、基板106、半导体发光元件102、荧光体112、遮光部件114和封闭部件108。多个电极104与半导体发光元件102电连接，把从光源单元20的外部通过电缆22供给的电力供给半导体发光元件102。
基板106是固定在固定部件202的表面上的板形体，其与透镜204相对，保持半导体发光元件102及荧光体112。另外，基板106的至少一部分用金属等导热率比空气高的材料形成，把半导体发光元件102产生的热传到固定部件202。
半导体发光元件102是从发光二极管元件。半导体发光元件102隔着基板106与固定部件202相对设置，而半导体发光元件102对应从光源单元20的外部接收的电力从与透镜204相对的表面发出光。在本例中，半导体发光元件102发出兰色光。另外，半导体发光元件102也可以从端面发光。并且，半导体发光元件102的表面是角度为1mm的大致正方形。
荧光体112形成覆盖半导体发光元件102的表面。荧光体112对应半导体发光元件102发出的兰色光发出兰色光的互补色的黄色光。此时，光源模块100基于半导体发光元件102及荧光体112各自发出的兰色光和黄色光发出白色光。在另一例中，半导体发光元件102也可以相对荧光体112发出紫外光。这时，荧光体112也可以对应其紫外光发出白色光。
遮光部件114隔着荧光体112与半导体发光元件102相对，形成覆盖半导体发光元件102的一边及荧光体112的一部分。另外，遮光部件114在荧光体112的上面重迭设置，因此，遮光部件114遮住半导体发光元件102及荧光体112各自发出的光的一部分。在本例中，遮光部件114具有与半导体发光元件102的一边大致平行的用于形成明暗的边116。边116隔着荧光体112与半导体发光元件102的表面相对。因此，遮光部件114对应半导体发光元件102及荧光体112发出的光，基于边116的形状，形成明确的明暗边界。
遮光部件114例如由黑色的树脂等形成。另外，遮光部件114也可以通过在遮光部件114上涂布黑色的涂料等形成。进而，作为另一例，遮光部件114也可以与荧光体112分开，设在封闭部件108的内部或表面。
封闭部件108封闭荧光体112及遮光部件114。封闭部件108例如由透光的树脂等，能透过半导体发光元件102及荧光体112发出的光的材料形成例如半球状。封闭部件108可以用折射率比空气大的材料形成，以覆盖荧光体112的发光面。因此，能够高效率地放出并且利用半导体发光元件102及荧光体112发出的光。
在此，固定部件202固定光源模块100，以使边116的大致中央与透镜204的焦点F一致。另外，边116在透镜204的焦点平面内向车辆的大致左右方向延伸。因此，在本例中，透镜204把边116的形状明确地投影在车辆的前方。透镜204对应半导体发光元件102及荧光体112发出的光，以边116形成的明暗边界为基础，可以在光源模块20的配光图模上形成规定明暗边界的分割线的至少一部分。此时，光源模块20可以明确地形成分割线。
荧光体112如对应从半导体发光元件102的端面发出的光也从覆盖半导体发光元件102的端面的部分发光。因此，如通过不使用遮光部件114把发光元件102的形状进行投影，假设形成分割线，则由于从半导体发光元件102的端面及覆盖该端面的荧光体112发出的光的影响，有时分割线的明暗边界模糊。但是，若使用本例，通过使用遮光部件114，可以在光源模块20的配光图模上明确地形成分割线。
另外，由于遮光部件114在荧光体112上重迭设置，在相对半导体发光元件102的合适的位置上可以很容易地形成遮光部件114。因此可以适当地遮住由半导体发光元件102及荧光体112发出的多余的光，基于边116适当地形成明暗边界。
图5表示光源模块20的另一例。除了以下说明的各点，在图5中，由于赋予和图3及/或图4相同符号的结构与图3及/或图4中的结构相同或具有同样的功能，故省略说明。
在本例中，半球状的封闭部件108把边116的大致中央及球的中心吻合，封闭半导体发光元件102、荧光体112及遮光部件114。此时，光源模块100以高精度照射半导体发光元件102及荧光体112从边116的中央附近发出的光。另外，由于透镜204在边116的中央具有焦点F，故可以以高精度投影由边116形成的明暗边界。因此，根据本例可以更明确地形成分割线。
图6表示由车用灯具10(参照图1)形成的配光图模300的一例。配光图模300是配置在在车用灯具10的前方25m的位置上的假想垂直屏幕上形成的低光束配光图模。在本例中，车用灯具10形成配光图模300，其具有确定大致水平方向的明暗交界的水平分割线302及确定与水平方向成约15°夹角的规定的倾斜方向的明暗交界的倾斜分割线304。
在本例中，车用灯具10具有配光特性各不相同的多个光源单元20，基于各个光源单元20发出的光形成配光图模300。此时，各个光源单元20分别形成配光图模300中的一部分区域。例如用图3和图4说明的光源单元20形成配光图模300的一部分区域306。
下面，更详细地说明用图3、图4说明的光源单元20的配光特性。在本例中，该光源单元20中的透镜204通过向前方照射光源模块100发出的光，形成区域306。另外，透镜204使光源单元20的光轴交叉，照射光源模块100发出的光。因此，透镜204把边116作为区域306的上边投影。另外，透镜204向与边116对应的区域306的上边的下方投影在发光元件102及荧光体112中没有用遮光部件114遮住的部分发出的光。
透镜204在应该形成水平分割线302的至少一部分的位置上形成与边116对应的区域306的上边的至少一部分。因此，光源单元20基于由区域306形成的明暗交界，形成水平分割线302的至少一部分。在此，由于透镜204的焦点F在边116上，透镜204通过把边116的形状向车辆的前方投影，形成分割线的至少一部分。因而，根据本例，车用灯具10可以基于边116的形状形成明确的水平分割线302。
在本例中，边116与水平分割线302对应形成，且向车辆的大致左右方向延伸形成。在另一例中，边116也可以与如倾斜分割线304对应形成。此时，边116可以如向规定的倾斜方向延伸形成。因此，光源单元20可以形成明确的倾斜分割线304。另外，边116也可以如与水平分割线302及斜分割线304两者对应，例如形成大致ヘ字状。
图7表示光源模块100的结构的另一例。在本例中，光源模块100有多个半导体发光元件102a～102d。因此，光源模块100与具有一个半导体发光元件102的情况相比，可以发出大量的光。另外，多个半导体发光元件102a～102d彼此间的间隔最好变窄，使得对应通过透镜204投影的与光源模块100的像形成大致均一的光量。荧光体112形成覆盖多个半导体发光元件102a～102d及各个半导体发光元件102a～102d彼此间的间隙。
在本例中，遮光部件114是大致L状，与除半导体发光元件102a以外的半导体发光元件102b～102d并靠设置。而遮光部件114具有多个形成明暗用的边116a及116b。边116a的多个半导体发光元件102b及102c隔着荧光体112相对。另外，边116b与多个半导体发光元件102c及102d隔着荧光体112相对。因此，遮光部件114覆盖多个半导体发光元件102b及102d各自的一边和半导体发光元件102c的两边。这时，遮光部件114也可以覆盖半导体发光元件102c邻接的两个边的全体。因此，遮光部件114对应多个半导体发光元件102a～102d及荧光体112发出的光，基于多个边116a及116b的形状，形成明确的明暗边界。
在本例中，透镜204(参照图3)在多个边116a及116b中的任一个上具有焦点F。这时，光源单元20也可以通过把该边116的形状进行投影，形成明确的分割线。因此在本例中也可以适当地形成配光图模。
在本例中，遮光部件114基于边116a的形状形成与连接多个电极104的方向大致平行的明暗边界。另外，遮光部件114基于边116b的形状形成与连接多个电极104的方向大致垂直的明暗边界。这时，固定部件202(参照图3)可以保持光源模块100，使其与任意一个边116大致水平。因此，根据本例，可以高自由度地安装光源模块100。而且，因此提高设计光源单元20(参照图3)内的其它部件和基板配线等的自由度。
在本例中，遮光部件114覆盖多个半导体发光元件102b及102d各自的一边和半导体发光元件102c的两边。而作为另一例，遮光部件114也可以覆盖多个半导体发光元件102a及102c各自的一边和半导体发光元件102d的两边。进而，作为再一例，遮光部件114也可以覆盖多个半导体发光元件102a～102d各自的两边。
图8和图9表示光源单元20的结构的另一例。图8表示光源单元20的结构的另一例的AA剖面图，图9表示光源单元20的结构的另一例的BB剖面图。另外，除以下说明的内容，在图8和图9中加上与图3、图4相同符号的结构与图3、图4中的结构呈相同或具有相同的功能，因此，省略说明。另外，图8表示把光源单元20安装在车辆上的大致水平剖面。
在本例中，光源单元20具有盖252、多个反射镜256、260、多个光源模块100a、100b、和固定部件202。盖252设在光源单元20的前面，用透过半导体发光元件102发出的光的材料，形成例如平光镜形。
多个反射镜256、260各自与多个光源模块100a、100b对应，形成从车辆的后方覆盖对应的光源模块100。因此，各反射镜256、260向车辆的前方反射对应的光源模块100发出的光。而反射镜256把光学中心F作为设计上的基准点；反射镜260把光学中心F′作为设计上的基准点。而且，反射镜256和反射镜260是用于车用灯具10(参照图1)的光学部件的一例，通过向车辆前方照射对应光源模块100发出的光，形成车用灯具10的配光图模的至少一部分。
多个光源模块100a、100b使其每个底面分别隔着固定部件202相对而固定在固定部件202上。使光源模块100a及光源模块100b的表面及里面面向车辆的大致左右方向，分别固定在固定部件202的表面及里面。
光源模块100a设计成边116的一端与光学中心F一致。另外，光源模块100a设计成边116a从光学中心F向盖252大致水平地延伸。因此，反射镜256把边116a的形状向车辆的前方明确地投影。另外，光源模块100a内的各半导体发光元件102a～102d配置在比光学中心F靠盖252侧更近的位置上。
光源模块100b设计成边116a的一端与光学中心F′一致。另外，光源模块100b设计成边116a从反射镜260的光学中心F′向盖252大致水平地延伸。因此，反射镜260把边116a的形状向车辆的前方明确地投影。
在此，在本例中，反射镜256包括多个配光台阶254a～254f，基于配光台阶254a～254f反射的光，形成车用灯具10的配光图模中的倾斜分割线的至少一部分。
另外，多个配光台阶254a～254f的每一个是反射镜256中的被分割成矩形或倾斜的梯形的部分。例如配光台阶254a～254f在确定的旋转抛物面上的各位置上，由对应应该形成倾斜分割线的形状设定的双曲抛物面形成。另外，双曲抛物面例如是由大致垂直剖面向光源单元20的前方扩展的和由大致水平剖面向光源单元20的后方扩展的抛物线构成的双曲抛物面，或者是与该双曲抛物面近似的曲面。
反射镜260包括多个配光台阶258a～258d，基于配光台阶258a～258d反射的光，形成车用灯具10的配光图模中的水平分割线的至少一部分。配光台阶258a～258d可以与配光台阶258a～258f结构相同或具有相同的结构。
图10表示由反射镜256形成的配光图模300a的一例及反射镜256及光源模块100a。在本例，反射镜256形成包括多个区域602a～602f的配光图模300a。多个配光台阶254a～254f的每一个分别反射光源模块100a发出的光，因此，分别形成多个区域602a～602f。
在本例中，配光台阶254a形成在大致水平方向扩展的区域602a。此时，配光台阶254a把边116a(参照图9)作为区域602a的上边投影。另外，在本例中，配光台阶254b～254f形成在规定的倾斜方向扩展的区域602b～602f。此时，配光台阶254b～254f把边116a至少作为斜分割线304的一部分进行投影。因此，反射镜256基于区域602b～602f的明暗交界形成倾斜分割线304的至少一部分。
在此，光源模块100a的边116a的一端固定成与光学中心F吻合。另外，配光台阶254b～254f以光学中心F作为设计上的共同的基准点各自形成。因此，反射镜256可以把边116a的形状明确地进行投影。从而根据本例车辆用灯具10可以基于边116a的形状以高精度形成斜分割线304。
图11表示由反射镜260形成的配光图模300b的一例及反射镜260及光源模块100b。在本例，反射镜260形成包括多个区域604a～604b的多个配光图模300b。通过多个配光台阶258a～258d的每一个分别反射光源模块100b发出的光，形成分别在大致水平方向扩展的多个区域604a～604d的每一个。反射镜260基于区域604a～604d的明暗交界，形成水平分割线302的至少一部分。
在本例中，配光台阶258a～258d形成沿大致水平方向扩展的区域604a～604d。这时，配光台阶258a～258d把边116a(参照图9)作为区域604a～604d的上边进行投影。因此，反射镜260基于区域604a～604d的明暗边界形成水平分割线302的至少一部分。
在此，光源模块100b的边116a的一端固定成与光学中心F′吻合。另外，配光台阶258a～258d以光学中心F′作为设计上的共同的基准点形成。因此，反射镜260可以把边116a明确地进行投影。从而，根据本例，光源模块100b可以基于发出的光，以高精度形成水平分割线302。
以上，用实施例说明了本发明，但是，本发明的技术范围不局限于上述实施方式中所述的范围。在上述实施方式中能够实施多种变通或改进。实施了各种变更或改进的方式也属于本发明的技术范围内，这一点从权利要求范围的叙述中可以明确。
从上述说明可知，根据本发明能够适当地形成配光图模。
权利要求
1一种车用灯具，其用于车辆上，其包括发出光的光源模块和把所述光源模块发出的光向车辆前方照射的光学部件，所述光源模块包括发出光的半导体发光元件；荧光体，其覆盖所述半导体发光元件的表面，对应所述半导体发光元件发出的光发出荧光；遮光部件，其隔着所述荧光体，与所述半导体发光元件相对，形成覆盖所述半导体发光元件的一边及所述荧光体的一部分，遮住所述半导体发光元件及所述荧光体各自发出的一部分光。
2如权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，所述光学部件通过将所述遮光部件的边缘部的至少一部分的形状投影到前方，在所述车用灯具的配光图模上形成规定明暗边界的分割线的至少一部分。
3如权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，所述遮光部件在所述荧光体上重迭形成。
4如权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，所述光源模块具有多个所述半导体发光元件，所述遮光部件与所述多个半导体发光元件共同覆盖各自的所述半导体发光元件的一边。
5如权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，形成所述遮光部件覆盖所述半导体发光元件的相邻的两个边的整体。
6一种光源模块，是用于车用灯具的光源模块，其包括半发出光的半导体发光元件；荧光体，其覆盖所述半导体发光元件的表面，对应所述半导体发光元件发出的光发出荧光；遮光部件，其隔着所述荧光体，与所述半导体发光元件相对，形成覆盖所述半导体发光元件的一边及所述荧光体的一部分，以遮住所述半导体发光元件及所述荧光体各自发出的一部分光。
全文摘要
本发明提供一种可以适当地形成配光图模的用于车辆的车用灯具。其包括发出光的光源模块(100)和把光源模块(100)发出的光向车辆前方照射的透镜(204)等光学部件。光源模块(100)包括发出光的半导体发光元件(102)；荧光体(112)，其覆盖半导体发光元件(102)的表面，对应半导体发光元件(102)发出的光发出荧光；遮光部件(114)，其隔着荧光体(112)，与半导体发光元件(102)相对，形成覆盖半导体发光元件(102)的一边及荧光体(112)的一部分，以遮住半导体发光元件(102)及荧光体(112)各自发出的一部分光。
文档编号F21S8/12GK1573207SQ20041004924
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月8日 优先权日2003年6月20日
发明者石田裕之, 佐塚清, 达川正士 申请人:株式会社小糸制作所