专利名称：车辆用前照灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有将半导体发光元件作为光源的灯具单元的车辆用前照灯。
背景技术：
一般，车辆用前照灯可进行近光和远光的光线切换。这时，在近光模式下点亮第一灯具单元，在远光模式下同时点亮第一灯具单元和第二灯具单元。
如专利文献1所述，在这样的车辆用前照灯中，第一灯具单元的光源使用放电灯泡，第二灯具单元的光源使用卤素灯泡。
另外，专利文献2所述的车辆用前照灯具有将半导体发光元件作为光源的多个灯具单元。
专利文献1 特开2003-7104号公报专利文献2 特开2003-123517号公报若采用上述专利文献2记载的灯具结构，则因为可将各灯具单元小型化，所以通过适当地设置各灯具单元而可比较自由地设定灯具的样式。但是，因为光源使用半导体发光元件时不能充分确保来自灯具单元的照射光量，所以为通过这样的灯具结构而可进行近光和远光的光线切换，需要使用多个近光模式用的第一灯具单元和在远光模式下追加点亮的第二灯具单元。因此，存在有灯具单元的数量变得相当多反而限制了灯具设计的自由度的问题。
然而，如果要求高精度的配光控制的近光模式用的第一灯具单元使用将半导体发光元件作为光源的多个灯具单元，在需要大量光量的远光模式下追加点亮的第二灯具单元使用上述专利文献1所述的将卤素灯泡作为光源的灯具单元，则可不太增加灯具单元的数量并提高灯具设计的自由度。
但是，因为半导体发光元件和卤素灯泡的发光的色温相差较大，所以存在以下的问题。
即，进行从近光向远光的光线切换时，由于将来自第二灯具单元的带黄色的照射光加入来自第一灯具单元的青白色的照射光中，所以会给驾驶者等带来不适感。另外，在同时点亮第一及第二灯具单元的远光模式下，由于不能得到两灯具单元间的光色的同一感，而有损灯具的美观。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种车辆用前照灯，其具有将半导体发光元件作为光源的灯具单元，在进行近光和远光的光线切换时，不给驾驶者等带来不适感，同时可提高在远光模式下点亮时灯具的美观。
本发明通过对远光模式下追加点亮的第二灯具单元的光源进行研究而谋求达到上述目的。
即，本发明的车辆用前照灯可进行远光和近光的光线切换，在近光模式下点亮第一灯具单元，在远光模式下同时点亮上述第一灯具单元和第二灯具单元，其中上述第一灯具单元使用将半导体发光元件作为光源的多个灯具单元，上述第二灯具单元使用将放电灯泡作为光源的单一的灯具单元。
构成上述“第一灯具单元”的各灯具单元只要将半导体发光元件作为光源即可，不特别限定其具体结构。
不特别限定上述“半导体发光元件”的种类，例如，可采用发光二极管和激光二极管等。
上述“第二灯具单元”只要将放电灯泡作为光源即可，不特别限定其具体结构。
如上述结构所示，本发明的车辆用前照灯，因为在近光模式下点亮的第一灯具单元使用将半导体发光元件作为光源的多个灯具单元，在远光模式下追加点亮的第二灯具单元使用将放电灯泡作为光源的单一的灯具单元，所以可得到下面的作用效果。
即，通过第一灯具单元使用将半导体发光元件作为光源的多个灯具单元，从而可高精度地进行近光模式下的配光控制。另外，通过第二灯具单元使用将放电灯泡作为光源的灯具单元，虽是单一的灯具单元也可确保大光量，所以通过其追加点亮可充分确保远光模式下的照射光量。并且由此可不太增加灯具单元的数量并提高灯具设计的自由度。
此时，放电灯泡与半导体发光元件同样，因为其发光色温高，所以在进行从近光向远光的光束转换时，将来自第二灯具单元的青白色光加入来自第一灯具单元的青白色照射光中。因此，光线切换时不给驾驶者等带来不适感，另外，同时点亮第一及第二灯具单元的远光模式下，在两灯具单元间具有色的同一感，所以不影响灯具的美观。
如此地根据本申请的发明，在具有将半导体发光元件作为光源的灯具单元的车辆用前照灯中，在进行近光和远光的光线切换时不给驾驶者等带来不适感，并且可谋求提高远光灯模式下点亮时的灯具的美观。
在上述结构中，如果半导体发光元件使用以4000～6500K的色温发光的白色发光二极管，同时放电灯泡使用以4000～5000k的色温发光的金属卤化物灯泡，则可使来自第一灯具单元的照射光和来自第二灯具单元的照射光合成大致同等程度的颜色，由此可进一步提高上述作用效果。
在上述结构中，如同上述地不特别限定构成第一灯具单元的各个灯具单元的具体结构，但当各个灯具单元形成具有投影透镜和在该投影透镜后方将来自半导体发光元件的光向前方反射的反射镜的结构，同时该反射镜的反射面形成将由该反射面反射的来自半导体发光元件的光大致向投影透镜的后方侧焦点附近会聚的结构，即所谓的投影型灯具单元的结构时，可容易地充分提高对来自半导体发光元件的光的光束利用率，并由此可抑制构成第一灯具单元的灯具单元的数量。
另外，在上述结构中，如同上述地不特别限定第二灯具单元的具体结构，但当该第二灯具单元形成将来自放电灯泡的光向前方反射的反射镜结构，同时该反射镜的反射面将大致以放电灯泡的发光部的位置为焦点的旋转抛物面作为基准面而形成的结构，即所谓的抛物型灯具单元结构时，第二灯具单元的深度可形成得比较短，由此相对构成第一灯具单元的各个灯具单元，第二灯具单元可不太向后方较大突出。
图1是表示本发明的一实施例的车辆用前照灯的正面图；图2是图1的II-II线剖面图；图3是图1的III-III线剖面图；图4是详细表示构成上述车辆用前照灯的第一灯具单元中位于上层的三个灯具单元中一个灯具单元的侧剖面图；
图5是图4所示的灯具单元的平剖面图；图6是详细表示上述第一灯具单元中位于下层的三个灯具单元中一个灯具单元的侧剖面图；图7是图6所示的灯具单元的平剖面图；图8是表示通过从上述车辆用前照灯向前方照射的光而形成在位于灯具前方25m的位置上的假想竖直投影屏上的配光图案的透视图，该图(a)是表示近光用配光图案的图，该图(b)是表示远光用配光图案的图；图9是表示构成上述近光用配光图案的一部分的配光图案的图，该图(a)是表示由来自图4所示的灯具单元的照射光而形成的配光图案的图，该图(b)是表示由来自图6所示的灯具单元的照射光而形成的配光图案的图。
具体实施例方式
以下，根据
本发明的实施例。
图1是表示本发明的一实施例的车辆用前照灯的正面图；图2及图3是图1的II-II线剖面图和III-III线剖面图。
如这些附图所示，本实施例的车辆用前照灯10，在由灯体12和安装在其前端开口部上的透明状的透光罩14形成的灯室内，在第一灯具单元20和第二灯具单元60左右相邻配置的状态下，形成介由各个对光机构可在上下方向及左右方向上偏动地放置的结构。并且，在上述灯室内，沿透光罩14设置包围第一及第二灯具单元20、60而形成的内板16。
该车辆用前罩灯10可进行近光和远光的光线切换，在近光模式下点亮第一灯具单元20，在远光模式下同时点亮第一灯具单元20和第二灯具单元60。
第一灯具20在将六个灯具单元30、40配置成两层且每层三个的状态下被支承托架22支承。六个灯具单元30、40都构成投影型的灯具单元，位于各层上的三个灯具单元30、40分别具有完全同样的结构。支承托架22压铸制成，其具有竖直板部22A、单元支承部22B和散热器部22C，上述单元支承部22B上下两层设置并从上述竖直板部22A向前方台架状地延伸，上述散热器部22C由从竖直板部22A向后方延伸的多个散热片构成。
该第一灯具单元20可光轴调整各个灯具单元30、40的光轴Ax相对车辆前后方向向下倾斜0.5～0.6°程度。
图4及图5是详细表示第一灯具单元20中位于上层的三个灯具单元30中一个灯具单元的侧剖面图和平剖面图。
根据这些附图所示，该灯具单元30具有在车辆前后方向延伸的光轴Ax上设置的投影透镜32、该投影32后方设置的半导体发光元件34、从上方侧覆盖该半导体发光元件34而配置的反射镜36、在半导体发光元件34和投影透镜32之间设置的光控制部件38。
投影透镜32是前方侧表面为凸面后方侧表面为平面的平凸透镜，并将其焦点距离f1设定为比较短的值。
半导体发光元件34是具有边长0.3～1mm程度的正方形发光芯片34a的白色发光二极管，并以4000～6500K的色温发光。该半导体发光元件34在将其发光芯片34a在光轴Ax上竖直向上地设置的状态下固定在支承托架22的单元支承部22B上。
反射镜36将来自半导体发光元件34的光向前方偏向光轴Ax反射并大致会聚在投影透镜32后方侧焦点F附近。具体地说，该反射镜36的反射面36a将具有光轴Ax的剖面形状设定为大致椭圆形状，并设定其离心率从竖直剖面向水平剖面渐渐增大。并且，该反射面36a将来自半导体发光元件34的光大致会聚在后方侧焦点F稍前方的位置。该反射镜36的周缘下端部固定在支承托架22的单元支承部22B上。
光控制部件38的上面38a由在灯具正面看大致成ヘ字形的光控制部38A和从该光控制部38A的前端部向前方延伸形成的透镜支承部38B构成。
光控制部38A的上面38a从投影透镜32的后方侧焦点F向后延伸，光轴Ax左侧(由灯具正面看为右侧)的区域由从光轴Ax向左水平延伸的平面构成，光轴Ax右侧的区域由从光轴Ax向右斜下方(例如向下15°)延伸的平面构成。该上面38a的前端边缘38a1沿投影透镜32的后方侧焦点F的焦点面形成大致圆弧形。在该上面38a上通过铝镀膜等进行反射面处理，由此，将该上面38a形成反射面。并且，该光控制部38A在其上面38a中阻止来自反射镜36的反射面36a的反射光的一部分的前进，并将其向上反射。另外，该光控制部38A的下面固定在支承托架22的单元支承部22B上。
透镜支承部38B从光控制部38A的前端部向下弯曲并向前延伸，其前端部支承投影透镜32。
图6及图7是详细表示第一灯具单元20中位于下层的三个灯具单元40中的一个的侧剖面图及平剖面图。
如这些附图所示，该灯具单元40的半导体发光元件44及反射镜46的结构与灯具单元30的半导体发光元件34及反射镜36完全相同，投影透镜42及光控制部件48除以下几点外也与灯具单元30的投影透镜32和光控制部件38完全相同。
即，投影透镜42的焦点距离f2设定为比灯具单元30的投影透镜32的焦点距离f1大的值。对应于此，光控制部件48的透镜支承部48B的前后长设定为比灯具单元30的透镜支承部38B大的值。
另一方面，如图1及图3所示，第二灯具单元60为抛物型的灯具单元，其具有设置在沿车辆前后方向延伸的光轴Ax上的放电灯泡62和设置在该放电灯泡62后方的反射镜64。
放电灯泡62是以4000～6500K的色温发光的金属卤化物灯泡，其后端部固定在反射镜64上。
反射镜64的反射面64a在将放电灯泡62的发光部62a的中心位置作为焦点的旋转抛物面上形成多个反射元件64s，由这些各个反射元件64s将来自放电灯泡62的光向前扩散反射或偏向反射。
图8是表示本实施例的由从车辆用前照灯10向前方照射的光在设置于灯具前方25m的位置的假想竖直投影屏上形成的配光图案的透视图，该图(a)表示近光模式下形成的近光用配光图案，该图(b)表示远光模式下形成的远光用配光图案。
如该图(a)所示，近光用配光图案PL是由来自第一灯具单元20的照射光形成的左配光的近光用配光图案，其在上端边缘具有水平明暗截至线CL1和从该水平明暗截至线CL1以规定角度(例如15°)立起的倾斜明暗截至线CL2，将两明暗截至线CL1、CL2的交点即弯头点E的位置设定在灯具正面方向的无影点(消点)即H-V的大致0.5°～0.6°下方的位置。并且，在该近光用配光图案PL中，包围弯头点E而形成高光度区域的热区HZL。
该近光用配光图案PL形成为由来自位于上层的三个灯具单元30的照射光形成的三个配光图案PL1和由来自位于下层的三个灯具单元40的照射光形成的三个配光图案PL2的合成配光图案。
如图9(a)所示，在配光图案PL1中，作为光控制部件38的上面38a的前端边缘38a1的翻转投影像，形成水平及倾斜明暗截至线CL1、CL2。此时，因为光控制部件38的上面38a形成反射面，所以如图4中双点划线所示，来自反射镜36的反射面36a的反射光中应该从投影透镜32向上射出的光也通过该上面38a的反射作用，如该图实线所示地作为从投影透镜32向下射出的光利用。由此，提高来自半导体发光元件34的射出光的光束利用率的同时形成热区HZL1。
另外，如图9(b)所示，在配光图案PL2中，作为光控制部件48的上面48a的前端边缘48a1的翻转投影像，形成有水平及倾斜明暗截至线CL1、CL2。此时，因为光控制部件48的上面48a形成反射面，所以如图6中双点划线所示，来自反射镜46的反射面46a的反射光中应该从投影透镜42向上射出的光也通过该上面48a的反射作用，如该图实线所示地作为从投影透镜42向下射出的光利用。由此，提高来自半导体发光元件44的射出光的光束利用率的同时形成热区HZL2。
该配光图案PL2由于将投影透镜42的焦点距离f2设定为比投影透镜32的焦点距离f1大的值，而比配光图案PL1稍亮，其热区HZL2也比配光图案PL1的热区HZL1稍亮。
另一方面，如图8(b)所示，远光用配光图案PH形成为近光用配光图案PL和附加配光图案PA的合成配光图案。该附加配光图案PA是由来自第二灯具单元60的照射光形成的配光图案，其以H-V为中心在水平方向上扩展，并在其中心位置形成热区HZA。
如上详述，在本实施例中，因为在近光模式下点亮的第一灯具单元20使用将半导体发光元件34、44作为光源的多个灯具单元30、40，所以可高精度地进行近光模式下的配光控制。另外，在本实施例中，因为在远光模式下追加点亮的第二灯具单元60使用将发光光量大的放电灯泡62作为光源的灯具单元，所以尽管只追加点亮单一的灯具单元，也可充分确保远光模式下的照射光量。由此，可不太增加灯具单元的数量而提高灯具设计的自由度。
此时，因为放电灯泡62与半导体发光元件34、44同样，其发光色温较高，所以进行从近光向远光的光线切换时，将来自第二灯具单元60的青白色照射光加入来自第一灯具单元20的青白色照射光中。由此，在光线切换时不给驾驶者等带来不适感，而且，在同时点亮第一及第二灯具单元20、60的远光模式下，因为在两灯具单元20、60之间具有色的统一感，所以不影响灯具的美观。
根据本发明实施例，可在进行近光和远光的光线切换时不给驾驶者等带来不适感，同时可谋求提高在远光模式下点亮时的灯具的美观。
特别地，在本实施例中，因为半导体发光元件34、44使用以4000～6500K的色温发光的白色发光二极管，同时发光灯泡62使用以4000～6500K的色温发光的金属卤化物灯泡，所以可使来自第一灯具单元20的照射光和来自第二灯具单元60的照射光合成为大致同等程度的颜色，并可由此进一步提高上述作用效果。
另外，在本实施例中，因为构成第一灯具单元20的各个灯具单元30、40形成投影型的灯具单元，所以可充分提高对来自半导体发光元件34、44的光的光束利用率，并可由此抑制构成第一灯具单元20的灯具单元30、40的数量。具体地说，在本实施例中，可将灯具单元30、40的数量控制到六个。
而且，在本发明实施例中，因为第二灯具单元60形成抛物型的灯具单元，所以其深度可形成得比较短，由此，相比构成第一灯具单元20的各个灯具单元30、40，第二灯具单元60可不太向后方突出。
在上述实施例中，说明了由来自第一灯具单元20的照射光形成的近光用配光图案PL在上端边缘具有水平及倾斜明暗截至线CL1、CL2。但显然也可以具有除此之外的明暗截至线(例如左右一对的水平明暗截至线形成阶梯状)。
在上述实施例中，说明了作为构成第一灯具单元20的多个灯具单元将六个灯具单元30、40每三个地设置在上下两层上。但显然也可为除此之外的数目或在除此之外的位置构成。另外，可用投影型以外的灯具单元(例如，抛物型或直射型的灯具单元等)构成这些多个灯具单元的全部或一部分。
在上述实施例中，第二灯具单元60的反射镜64的反射面64a虽然具有在旋转抛物面上形成多个反射元件64s的结构，但该反射面64a也可由旋转抛物面自身构成。另外，也可由抛物型以外的灯具单元(例如，投影型的灯具单元等)构成该第二灯具单元60。
权利要求
1.一种车辆用前照灯，其可进行近光和远光的光束转换，在近光模式下点亮第一灯具单元，在远光模式下同时点亮所述第一灯具单元和第二灯具单元，其特征在于，所述第一灯具单元使用将半导体发光元件作为光源的多个灯具单元，所述第二灯具单元使用将放电灯泡作为光源的单一的灯具单元。
2.如权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，所述半导体发光元件使用以4000～6500K的色温发光的白色发光二极管，所述放电灯泡使用以4000～5000K的色温发光的金属卤化物灯泡。
3.如权利要求1或2所述的车辆用前照灯，其特征在于，构成所述第一灯具单元的各个灯具单元具有投影透镜和在该投影透镜后方将来自所述半导体发光元件的光向前方反射的反射镜，该反射镜的反射面将由该反射面反射的来自所述半导体发光元件的光大致向所述投影透镜的后方侧焦点附近会聚。
4.如权利要求1或2所述的车辆用前照灯，其特征在于，所述第二灯具单元具有将来自所述放电灯泡的光向前方反射的反射镜，该反射镜的反射面将大致以所述放电灯泡的发光部的位置为焦点的旋转抛物面作为基准面。
5.如权利要求3所述的车辆用前照灯，其特征在于，所述第二灯具单元具有将来自所述放电灯泡的光向前方反射的反射镜，该反射镜的反射面将大致以所述放电灯泡的发光部的位置为焦点的旋转抛物面作为基准面。
全文摘要
本发明公开了一种车辆用前照灯，其具有将半导体发光元件作为光源的灯具单元，在进行近光和远光的光束转换时不给驾驶者等带来不适感，同时可谋求提高远光模式下点亮时灯具的美观。在近光模式下点亮的第一灯具单元(20)使用将半导体发光元件(34)、(44)作为光源的多个灯具单元(30)、(40)。在远光模式下追加点亮的第二灯具单元(60)使用将像半导体发光元件那样发光色温高的放电灯泡(62)作为光源的单一的灯具单元。由此，进行从近光向远光的光线切换时，将来自第二灯具单元(60)的青白色照射光加入来自第一灯具单元(20)的青白色照射光中，在两灯具单元(20)、(60)之间具有色的统一感。
文档编号F21S8/10GK1614300SQ200410089768
公开日2005年5月11日 申请日期2004年11月4日 优先权日2003年11月4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