车辆用前照灯以及利用其的车辆的制作方法

本发明涉及车辆用前照灯以及利用其的车辆。

背景技术

本发明涉及车辆用灯具的前灯。

以往，作为车辆用前灯，已知利用了发光二极管(led)的照明装置。

图12表示专利文献1的照明装置100。

该照明装置100包括发光元件10、基板11、反射板12和开口13。从发光元件10发射出的光被反射板12反射，通过开口13而向前方照射。

发光元件10是高输出的led，是点光源。针对该点光源，通过光学设计而设计了反射板12的形状。由于是高输出的led，因此会产生高热量。因而，在基板11或其下部(未图示)设置了冷却机构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2005-537665号公报

现状的照明装置从安全性等的理由出发，要求更高照度的照射量。但是，在专利文献1的照明装置中，发光元件10为一个，为了确保照度，需要进一步的高输出。此外，伴随着高输出，伴有高发热。因而，需要进一步的冷却机构。进而，反射板的部分也需要在光学设计上设得较大。因此，在发光元件10为一个时，其照明装置的尺寸变大。但是，在用于车辆的情况下，由于设计形状、减小空气阻力的理由而难以增大照明尺寸。

技术实现要素：

发明要解决的课题

在本发明中，其目的在于，作为利用led发光元件的照明装置，实现为小型构造、可获得高质量的配光、且不需要特殊的散热构造的照明装置。

用于解决课题的手段

本发明的车辆用前照灯是具有多个透镜单元的车辆用前照灯，其特征在于，所述多个透镜单元具备多个发光元件、和与所述多个发光元件分别对置地配置的透镜，所述多个发光元件包括配置在车辆内侧并具有第1发光面积的第1发光元件、和配置在车辆外侧并具有第2发光面积的第2发光元件，包括从具有所述第1发光元件的第1透镜单元射出的第1配光、和从具有所述第2发光元件的第2透镜单元射出的第2配光，所述第2发光面积小于所述第1发光面积，并且第2配光的宽度小于第1配光。

此外，本发明的车辆用前照灯是具有多个透镜单元的车辆用前照灯，其特征在于，所述多个透镜单元具备从车辆内侧向车辆外侧赋予高低差地配置的多个发光元件、和与所述多个发光元件分别对置地配置的透镜，包括通过所述多个发光元件之中的车辆内侧的发光元件和所述透镜而射出的配光、和通过所述多个发光元件之中的车辆外侧的发光元件和所述透镜而射出的配光，所述车辆内侧的发光元件的发光面积和所述车辆外侧的发光元件的发光面积相同或者大致相等，并且通过车辆内侧的发光元件和所述透镜而射出的配光的宽度、与通过所述多个发光元件之中的车辆外侧的发光元件和所述透镜而射出的配光的宽度相同或者大致相等。

此外，本发明的车辆的特征在于，搭载了上述任一个记载的车辆用前照灯。

发明效果

根据该结构，作为利用led发光元件的照明装置，能够实现为小型构造、可获得高质量的配光、且不需要特殊的散热构造的照明装置。通过将发光面积大且配光大的一方设为内侧，从而能够减少光的反射，能够兼顾高效率和从步行者的视觉辨认性。通过使led的发光面积不同来控制从各透镜单元射出的配光特性，从而能够实现散热性能高的车辆用前照灯。

此外，所述第1发光元件以及第2发光元件安装于单个金属基板，具有所述第1发光元件之中与相邻的发光元件的高低差的第1距离、和所述第2发光元件之中与相邻的发光元件的高低差的第2距离，所述第2距离大于所述第1距离，在该情况下，能够提高发光面积小的发光元件的散热性，能够提高车辆用前照灯的可靠性。

此外，在使多个所述第1透镜单元的数量少于多个所述第2透镜单元的数量的情况下，能够效率良好地实现前照灯的配光形成，能够实现高散热的车辆用前照灯。

此外，在车辆内侧至车辆外侧的所述多个发光元件安装于单个基板、且关于多个发光元件的所述高低差使车辆内侧的第3距离和车辆外侧的第4距离相同或者大致相等的情况下，对于实现配光可变前灯(adb)的配光的车辆用前照灯，能够实现散热性高的车辆用前照灯。

此外，在使所述透镜具备与所述多个发光元件分别对置地配置并具有入射口和出射口的多个第1透镜、和与所述多个第1透镜的出射口分别对置地配置并具有入射面和出射面的多个第2透镜的情况下，能够提高配光形成的自由度。

此外，在使所述多个第1透镜具备入射来自发光元件的光的所述入射口、在与所述发光元件对置的面具有对所述发光元件的光进行聚光的透镜形状的第1入射面、将不通过所述第1入射面的光引导至所述第1透镜的侧面方向的第2入射面、将透过了所述第2入射面的光全反射并引导至所述出射口的第1反射面、以及将通过所述第1入射面之后从所述出射口方向偏离的光和由所述第1反射面反射之后从所述出射口方向偏离的光全反射并引导至所述出射口的第2反射面的情况下，能够实现高效率的前灯。

附图说明

图1是从前方观察本发明的实施方式所涉及的车辆而得到的图。

图2是实施方式所涉及的右侧的前灯的侧视图。

图3是实施方式所涉及的远光灯的(a)侧视图、(b)示出远光灯的发光元件的发光面积的图、以及(c)表示远光灯的第2透镜34的形状的透镜单元的立体图。

图4是实施方式所涉及的近光灯的(a)侧视图、(b)示出近光灯的车辆内侧的发光元件的发光面积的图、以及(c)示出近光灯的车辆外侧的发光元件的发光面积的图。

图5是示出从实施方式所涉及的车辆外侧的透镜单元4g射出的两种光线r1以及r2的图。

图6是实施方式所涉及的一个透镜单元的(a)侧视图和(b)剖视图。

图7是实施方式所涉及的一个透镜单元的第1透镜的入射口的放大剖视图。

图8是从第2透镜34的出射面48侧平行入射的光线l5的说明图。

图9(a)是使实施方式的右侧的远光灯全点亮时的光的照射范围的示意图，图9(b)是使实施方式的远光灯左右对称地配置的远光灯全点亮时的光的照射范围的示意图。

图10(a)是使实施方式的左右的远光灯全点亮时的光的照射范围的示意图，图10(b)是图10(a)所示的使左右的远光灯全点亮时的配光特性剖视图。

图11是使实施方式的右侧的近光灯全点亮时的光的照射范围的示意图。

图12是以往的照明装置的剖视图。

符号说明

1车辆

2车辆用前照灯

3远光灯(highbeam)

3a～3g远光灯的一个透镜单元

4近光灯(lowbeam)

4a～4g近光灯的一个透镜单元

21远光灯基板

22透镜单元(远光灯)

23近光灯基板

24透镜单元(近光灯)

25外透镜

31金属基板

32led

33第1透镜

34第2透镜

35led封装件

36发光部

41入射口

42第1入射面

43第2入射面

44第1反射面

45第2反射面

46出射口

47入射面

48出射面

ar～gr远光灯(右侧)的各配光区域

al～gl远光灯(左侧)的各配光区域

x～z近光灯的各配光区域

具体实施方式

以下，基于表示实施方式的图来说明本发明的车辆用前照灯以及利用其的车辆。

<车辆1>

图1是从前方观察车辆1而得到的图。在车辆1的前面，作为车辆用前照灯的前灯2在车辆1的左右安装两个，在比驾驶员的视点低的位置左右对称地安装。

前灯2、2包括作为行驶用前照灯的远光灯3、和作为会车用前照灯的近光灯4。在配光可变前灯(adaptivedrivingbeam：adb)中，在使近光灯4点亮了的状态对远光灯3的点亮进行控制，控制光以使得相对于前行车辆、对面车辆而不晃眼。在此，右侧定义为从驾驶员观察时位于右侧的前灯2，左侧定义为从驾驶员观察时位于左侧的前灯2。

<前灯2>

图2是右侧的前灯2的侧视图。

前灯2包括远光灯3、近光灯4和外透镜25。远光灯3具有远光灯基板21和配置在远光灯基板21上的多个透镜单元3a～3g。近光灯4具有近光灯基板23和配置在近光灯基板23上的多个透镜单元4a～4g。

在远光灯基板21，在车辆内侧的端部与车辆外侧的端部之间形成有多个台阶部，车辆外侧的端部朝着比车辆内侧的端部更靠车辆的后部方向后退。近光灯基板23也与远光灯基板21同样，在车辆内侧的端部与车辆外侧的端部之间形成有多个台阶部，车辆外侧的端部朝着比车辆内侧的端部更靠车辆的后部方向后退。

<近光灯4>

图4(a)是本实施方式中的近光灯4的侧视图。近光灯4是配置于车的右侧的近光灯。近光灯4具有多个透镜单元4a～4g。

近光灯4包括：安装有作为发光元件的led32的作为近光灯基板23的单个金属基板31、分别配置在led32上的多个第1透镜33、和位于其光的出射方向的上部的多个第2透镜34。各第1透镜33分别与各led32对应地配置，在与第1透镜33的上部对应的位置配置有各第2透镜34。

第1透镜33将丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等透明树脂作为材料，通过树脂成型来制造。此外，第2透镜34也将丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等透明树脂作为材料，通过树脂成型来制造。

图4(b)是透镜单元4a～4g的发光元件之中的透镜单元4a～4c的发光元件的示意图。发光元件示出led封装件35和该led封装件35中的发出光的发光部36。

图4(c)是透镜单元4d～4g的发光元件的示意图。发光元件示出led封装件35和该led封装件35中的发出光的发光部36。发光部36主要包括荧光体，包含对从蓝色的led发出的光进行吸收并发光为黄色的yag(钇铝石榴石)系荧光体材料。

如此，相对于透镜单元4a～4c(第1透镜单元)所利用的发光元件(第1发光元件)的发光部36(第1发光部)的发光面积，透镜单元4d～4g(第2透镜单元)所利用的发光元件(第2发光元件)的发光部36(第2发光部)的发光面积小。

近光灯4相对于远光灯3而配置在车辆外侧，因此作为外透镜25的背面的棱线与车的行进方向形成的角度的倾斜角度随着成为车辆外侧而变大。因此，为了沿着外透镜25配置透镜单元，配置为随着成为车辆外侧而金属基板31的高低差变大。

即，在设了如图4(a)所示那样的透镜单元4a的led32(第1发光元件)的发光面和与透镜单元4a相邻的透镜单元4b的led32的发光面的高低差c(第1距离)、以及透镜单元4g的led32(第2发光元件)的发光面和与透镜单元4g相邻的透镜单元4f的led32的发光面的高低差d(第2距离)时，高低差d比高低差c大。通过设为这种结构，能够提高发光部36的面积小的发光元件的散热性，能够提高车辆用前照灯的可靠性。

在图5中示出从透镜单元4g射出的两种光线r1以及r2。在此，若将光线r1和光线r2进行比较，则相对于行进方向形成的角度，光线r2比光线r1大。在此，若对光线r1、r2向外透镜25入射的入射角进行比较，则光线r1的入射角比光线r2小。即，由于光线r1的入射角小，因此可知外透镜25处的菲涅尔反射变小。因此，通过对高低差小的部分利用配光宽的结构，对高低差大的部分利用配光窄的结构，从而能够抑制外透镜25处的光的反射(菲涅尔反射)。

即，若将从作为第1透镜单元的透镜单元4a～4c射出的光设为第1配光，将从作为第2透镜单元的透镜单元4d～4g射出的光设为第2配光，则透镜单元4d～4g的发光部36的面积(第2发光面积)比透镜单元4a～4c的发光部36的面积(第1发光面积)小，并且与第2配光相比，增大了第1配光的宽度。

如此一来，通过将发光部的发光面积大且配光宽的一方设为内侧，从而能够减少光的反射，能够兼顾高效率和从步行者的视觉辨认性。

此外，形成第1配光的第1透镜单元的数量比形成第2配光的第2透镜单元的数量少。在此，第1透镜单元的个数设为3个(4a～4c)，第2透镜单元的个数设为2个(4d、4g)。若使配光变宽，则峰值光度会下降，因此需要减少配光宽的透镜单元的个数而增多光量。由此一来，能够效率良好地实现前照灯的配光形成，能够实现高散热的车辆用前照灯。

<远光灯3>

图3(a)是远光灯3的侧视图。远光灯3是在将车的行进方向设为箭头f的方向时和从车顶俯视车时配置于车的右侧的远光灯。远光灯3分别具有多个透镜单元3a～3g。

远光灯3包括：安装有作为发光元件的led32的作为远光灯基板21的单个金属基板31、配置在led32上的多个第1透镜33、和位于其光的出射方向的上部的多个第2透镜34。

第1透镜33分别与多个led32对应地配置，在与第1透镜33的上部对应的位置配置有多个第2透镜34。第1透镜33将丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等透明树脂作为材料，通过树脂成型来制造。第2透镜34分别与第1透镜33对应地配置在第1透镜33的上部。此外，第2透镜34也将丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等透明树脂作为材料，通过树脂成型来制造。在图3(c)中示出第2透镜34及其周边的立体图。

图3(b)是透镜单元3a～3g的发光元件的示意图。发光元件示出led封装件35和该led封装件35中的发出光的发光部36。发光部36主要包括荧光体，包含对从蓝色的led发出的光进行吸收并发光为黄色的yag(钇铝石榴石)系荧光体材料。在此，透镜单元3a～3g的各发光部36具有彼此相同的发光部的面积。

远光灯3配置在比近光灯4更靠车辆内侧。因此，若将外透镜25的背面的棱线与车的行进方向形成的角度定义为倾斜角度，则该倾斜角度变小。因此，金属基板31的相邻的led的发光面的高低差没有大幅变化，成为相同或者大致相同的高低差。发光元件32的距离没有大幅变化。即，若对高低差a和高低差b进行比较，则高低差a和高低差b没有大幅变化。

即，在设了透镜单元3a的led32与透镜单元3b的led32的高低差a(第3距离)、以及透镜单元3g的led32与透镜单元3f的led32的高低差b(第4距离)时，高低差a与高低差b相同或者大致相等。通过设为上述的结构，从而成为大致相同的高低差，能够效率良好地散热，能够提高车辆用前照灯的可靠性。

<透镜单元的结构>

接下来，边参照图6(a)、(b)和图7、图8边对一个透镜单元30的结构进行说明。

透镜单元30具有第1透镜33和第2透镜34。第1透镜33是在前后方向上长的长条状。在第1透镜33的前端设置有出射口46，在后端设置有入射口41。此外，在该入射口41设置有包围led32的凹部。如图7所示，在该凹部的底面设置有第1入射面42，在凹部的侧面设置有第2入射面43。第1入射面42是朝向led32为凸的形状。

此外，第1透镜33的侧面成为后方侧的第1反射面44和前方侧的第2反射面45的两级结构。第1反射面44是越往后方则宽度越小的锥形形状，第2反射面45是越往前方则宽度越小的锥形形状。第1透镜33的出射口46的形状为长方形。另外，第1透镜33将丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等透明树脂作为材料，通过一般的树脂成型法来制造。

通过设为上述第1、第2透镜的结构，从而能够提高配光形成的自由度，并且能够实现高效率的前灯。

从led32产生并发散的光，首先入射至设置于凹部的底面的第1入射面42、或者设置于凹部的侧面的第2入射面43。例如，通过第1入射面42的中央的光路l1直接直行而到达第1透镜33的出射口46。通过从第1入射面42的中央稍微偏离的部位的光路l2经由凸形状的第1入射面42朝向中央折射，然后直接直行而到达出射口46。通过从第1入射面42的中央略微偏离的部位的光路l3由凸形状的第1入射面42折射之后，被第2反射面45全反射而到达出射口46。通过第2入射面43的光路l4由第2入射面43折射之后，被第1反射面44全反射，进一步被第2反射面45全反射而到达出射口46。

如此一来，从led32产生的光会聚在第1透镜33的出射口46。即，第1透镜33是将出射口46作为2次光源而将从led32产生的光引导至第2透镜34的透镜。

如图6(a)所示，第2透镜34具有入射面47和出射面48。第2透镜34的入射面47是平坦形状，夹着间隙而与第1透镜33的出射口46彼此相对。第2透镜34的出射面48是朝向车辆的前方为凸的形状。另外，第2透镜34也将丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等透明树脂作为材料，通过一般的树脂成型法来制造。

如图8所示，第2透镜34对光线进行聚光，使得对于来自出射面48侧的平行入射的光线l5而汇集于1点。

关于聚光位置，根据透镜单元而不同，但可以位于第2透镜34的入射面47或第1透镜的出射口46的附近。

多个透镜单元30作为图2所示的远光灯3或近光灯4来排列。

<远光灯点亮时的配光特性>

图9(a)表示使远光灯3的透镜单元3a～3g中的led32全点亮时的光的照射范围。图中的记号ar～g表示分别来自透镜单元3a～3g的光。不过，透镜单元的排列(位置)和光的照射位置没有关系，按照每个透镜单元来设定照射位置。在透镜单元3a、3b中设计为主要以0±2°进行照射，在透镜单元3c中设计为主要以-1±2°进行照射，在透镜单元3d中设计为主要以1°±2°进行照射，在透镜单元3e中设计为主要以3°±2°进行照射，在透镜单元3f中设计为主要以5°±3°进行照射，在透镜单元3e中设计为主要以8°±4°进行照射。

图9(b)表示使相对于车辆1的中心而将右侧的远光灯3左右对称地配置的左侧的远光灯的透镜单元中的led全点亮时的光的照射范围。在图9(b)中，记号al～gl表示将透镜单元3a～3g左右对称地配置的前灯的光的照射范围，记号al～gl表示分别使ar～gr以水平0°为轴而左右对称地翻转的情形。根据图9(a)和图9(b)可知，右侧和左侧的光的照射范围以配光角0°为中心而左右对称。

图10(a)表示右侧和左侧的远光灯的前灯的合成光的光分布。图10(b)分别表示图10(a)的光强度分布。

在远光灯中，对配置在各个透镜单元3a～3g下的led32进行接通、断开，从而能够去掉不想照射光的地方的光。

<近光灯点亮时的配光特性>

图11表示使近光灯4的透镜单元4a～4g中的led32全点亮时的光的照射范围。图中的记号x～z表示分别来自透镜单元4a～4g的光。全点亮时的配光包括3个宽度。配光x是最宽的配光且包括透镜单元4a～4c的光，配光y是中等程度的宽度的配光且包括透镜单元4d～4e的光，配光z是最窄的宽度的配光且包括透镜单元4f～4g的光。图11示出右侧的近光灯的前灯的配光，但近光灯与远光灯不同，在左右的透镜中成为相同形状的配光，因此在此省略说明。

在此，宽配光的第1透镜单元4a～4c为3个，比其窄的配光的第2透镜单元4d～4g为4个，宽配光的透镜单元的个数要少。在近光灯中，要求峰值光度高且左右的宽度。为了既提高峰值光度又实现横向宽的配光，优选与配光宽的透镜单元的数量相比，增多配光窄的透镜单元的数量。

另外，虽然设远光灯的发光面积全部相同，但也可以不同。此外，虽然第1透镜的尺寸设为随着从led靠近出射口46而变细的结构，但并不限于此，也可以变粗。第1透镜的出射口46的形状没有特别描述，但可以是从长方形、椭圆、或半圆、半椭圆形状之中去掉一部分的形状，通过它们的组合能够形成自由形状的照度分布。

产业上的可利用性

本发明中的车辆用前照灯不仅能用作车辆用的照明装置，还能广泛用作乘坐物用的照明装置。此外，也能够用作建筑物用的照明装置。