车辆用灯具单元和车辆用灯具的制作方法

本发明涉及车辆用灯具单元和车辆用灯具。

背景技术：

以往，提出有具有并列地(例如，上下并列地)配置的第1光学系统和第2光学系统的车辆用灯具(例如，参照专利文献1(图3等))。

专利文献1：日本特开2016-001616号公报

但是，在专利文献1所记载的车辆用灯具中，一个光学系统构成为直接投影型(也称作直射型)的光学系统，另一个光学系统构成为投影仪型的光学系统，因此，存在灯具在车辆前后方向上的尺寸变长的课题。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够使车辆前后方向上的尺寸缩短的车辆用灯具单元。

为了达成上述目的，本发明的一个方面是一种车辆用灯具，该车辆用灯具具有形成近光用配光图案的第1光学系统和形成远光用配光图案的第2光学系统，所述第1光学系统具有：第1筒形反射面，其前端开口比后端开口大且随着从前端开口朝向后端开口而变窄为锥体状，由设置于上下左右的第1反射面构成；第1光源，其与所述后端开口对置设置；以及第1投影透镜，其与所述前端开口对置设置，其焦点位于所述第1反射面中的、设置于下方的反射面的前端缘附近，使来自所述第1光源的直射光和被所述第1筒形反射面反射的来自所述第1光源的反射光向前方照射，所述第1反射面中的、设置于下方的反射面的前端缘形成为与所述近光用配光图案的明暗截止线对应的形状，所述第2光学系统具有：第2筒形反射面，其前端开口比后端开口大且随着从前端开口朝向后端开口而变窄为锥体状，由设置于上下左右的第2反射面构成；第2光源，其与所述后端开口对置设置；以及第2投影透镜，其与所述前端开口对置设置，焦点设置在所述第2光源附近，使来自所述第2光源的直射光和被所述第2筒形反射面反射的来自所述第2光源的反射光向前方照射，所述第1光学系统和所述第2光学系统并列地配置，所述第1光源和所述第2光源配置在第1平面上，所述第1投影透镜和所述第2投影透镜配置在比所述第1平面靠前方的第2平面上。

根据这一方面，与上述现有技术相比，可以提供一种能够缩短车辆前后方向上的尺寸的车辆用灯具单元。

这是通过使第1光学系统和第2光学系统均构成为直接投影型的光学系统来实现的。

此外，根据这一方面，可以提供一种第1光源和第2光源配置在相同的第1平面上并且第1投影透镜和第2投影透镜配置在相同的第2平面上的构造简单的车辆用灯具单元。

这是通过如下方式来实现的，在第1投影透镜与第1光源之间设置第1筒形反射面，使焦距相对较短的第1投影透镜的焦点位于设置于下方的反射面的前端缘附近、并且使焦距相对较长的第2投影透镜的焦点位于第2光源附近。

此外，在上述发明中，优选的方式的特征在于，所述第1光源和所述第2光源安装在同一基板上，所述第1投影透镜和所述第2投影透镜一体成型。

根据该方式，能够提供一种第1光源和第2光源配置在同一基板上并且第1投影透镜和第2投影透镜一体成型的、容易组装的车辆用灯具单元。

此外，在上述发明中，优选的方式的特征在于，所述第2反射面中的、设置于下方的反射面包含与设置于上方的反射面相比向前方延长的延长反射面。

根据该方式，能够使远光用配光图案的、比水平线靠上的铅垂方向的厚度大于比水平线靠下的铅垂方向的厚度。

这是通过，设置于下方的反射面包含与设置于上方的反射面相比向前方延长的延长反射面来实现的。

本发明的一个方面是一种车辆用灯具，其形成远光用配光图案，该车辆用灯具的特征在于，具有：筒形反射面，其前端开口比后端开口大且随着从前端开口朝向后端开口变窄为锥体状，由设置于上下左右的反射面构成；光源，其与所述后端开口对置设置；以及投影透镜，其与所述前端开口对置设置，其焦点设置在所述光源附近，使来自所述光源的直射光和被所述筒形反射面反射的来自所述光源的反射光向前方照射，设置于所述上下左右的反射面中的、设置于下方的反射面包含与设置于上方的反射面相比向前方延长的延长反射面。

根据该侧面，能够使远光用配光图案的、比水平线靠上的铅垂方向的厚度大于比水平线靠下的铅垂方向的厚度。

这是通过，设置于下方的反射面包含与设置于上方的反射面相比向前方延长的延长反射面来实现的。

附图说明

图1是车辆用灯具单元10的立体图。

图2是车辆用灯具单元10的主视图。

图3是车辆用灯具单元10的铅垂剖视图。

图4是第1光学系统的水平剖视图。

图5是第2光学系统的水平剖视图。

图6的(a)是第2筒形反射面31的立体图，(b)是图6的(c)所示的第2筒形反射面31的k-k剖视图，(c)是第2筒形反射面31的主视图，(d)是图6的(c)所示的第2筒形反射面31的j-j剖视图。

图7的(a)是近光用配光图案plo的例子，(b)是远光用配光图案phi的例子，(c)是由被左侧的透镜部33l控制的光形成的配光图案phi_1的例子，(d)是由被右侧的透镜部33r控制的光形成的配光图案phi_2的例子。

图8是用于说明第2投影透镜33与光源像的关系的图。

图9是用于说明第2投影透镜33与光源像的关系的图。

图10是用于说明第2投影透镜33与光源像的关系的图。

图11是用于说明将第1光学系统20配置于下侧、将第2光学系统30配置于上侧的情况下的问题点的图。

标号说明

10：车辆用灯具单元；20：第1光学系统；21：第1筒形反射面；21b1：前端缘；22：第1光源；23：第1投影透镜；23b：背面；30：第2光学系统；31：第2筒形反射面；31b1：延长反射面；32：第2光源；33：第2投影透镜；40：保持部件。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明实施方式的车辆用灯具单元10进行说明。在各附图中，对相应的构成要素标注同一标号，并省略重复的说明。

图1是车辆用灯具单元10的立体图。

图1所示的车辆用灯具单元10为车辆用前照灯(头灯)，搭载于车辆(未图示)的前端部的左侧和右侧。虽然未图示，但是，车辆用灯具单元10配置于由外透镜和外壳构成的灯室内，并安装在外壳等上。

图2是车辆用灯具单元10的主视图。图3是车辆用灯具单元10的铅垂剖视图，图4是第1光学系统的水平剖视图，图5是第2光学系统的水平剖视图。

如图1～图5所示，本实施方式的车辆用灯具单元10具有形成近光用配光图案的第1光学系统20和形成远光用配光图案的第2光学系统30。第1光学系统20和第2光学系统30例如在上下方向上并列地配置。具体而言，第1光学系统20配置于上侧，第2光学系统30配置于下侧。另外，也可以与此相反，将第1光学系统20配置于下侧，将第2光学系统30配置于上侧。此外，第1光学系统20和第2光学系统30可以在左右方向上并列地配置，也可以在倾斜方向上并列地配置。

如图3、图4所示，第1光学系统20为具有第1筒形反射面21、第1光源22和第1投影透镜23的直接投影型(也称作直射型)的光学系统。第1筒形反射面21、第1光源22、第1投影透镜23配置在沿车辆前后方向延伸的第1光轴ax1上。

第1筒形反射面21是前端开口a1比后端开口a2大且随着从前端开口a1朝向后端开口a2而变窄为锥体状(四棱锥状)的筒形反射面，由设置于上下左右的反射面21a、21b、21c、21d构成。以下，在不特别区分反射面21a、21b、21c、21d的情况下，记作反射面21。反射面21为本发明的第1反射面的一例。

设置于下方的反射面21b的前端缘21b1(边缘部)构成为与近光用配光图案的明暗截止线对应的形状。虽然未图示，但是，前端缘21b1具有z型的阶梯部。

如图3、图4所示，第1筒形反射面21在后端开口a2与第1光源22(发光面)相对的状态下保持在保持部件40上，以使来自第1光源22(发光面)的光在第1筒形反射面21内通过。第1筒形反射面21的后端开口a2在正面观察时包围第1光源22(发光面)(未图示)。

第1筒形反射面21例如通过将插入到设置于左右两侧的螺纹孔n1、n2和形成在基板k上的螺纹孔(未图示)中的螺栓(未图示)螺纹紧固于保持部件40而保持在保持部件40上。

第1光源22为具有矩形(例如，1mm角)的发光面的led、ld等半导体发光元件。第1光源22在将发光面朝向前方(正面)的状态下安装在基板k上。第1光源22的数量未特别限定，可以是1个，也可以是多个。在多个的情况下，第1光源22在水平方向上配置成一列。基板k通过螺纹紧固等方式保持在保持部件40上。

第1投影透镜23在第1投影透镜23的背面23b和第1筒形反射面21的前端开口a1对置的状态下保持在保持部件40上，以使穿过了第1筒形反射面21的、来自第1光源22(发光面)的直射光和来自第1筒形反射面21的反射光透过(参照图3、图4)。

如图1、图2所示，通过对丙烯酸树脂、聚碳酸酯等透明树脂进行注塑成型，将第1投影透镜23与第2投影透镜33、脚部50一起一体成型，该第1投影透镜23通过将插入到设置于脚部50的螺纹孔n5、n6中的(未图示)螺栓以螺纹紧固于保持部件40而保持在保持部件40上。

如图2所示，第1投影透镜23被构成为如下透镜，其正面观察时的外形是矩形被切掉四个角而得到的形状(八边形形状)。

如图3所示，第1投影透镜23的焦点f23位于设置于下方的反射面21b的前端缘21b1附近。

在上述结构的第1光学系统20中，当点亮第1光源22时，来自第1光源22的直射光和来自第1筒形反射面21的反射光透过第1投影透镜23并向前方照射。此时，利用来自第1光源22的直射光和来自第1筒形反射面21的反射光而形成于第1筒形反射面21的前端开口a1的光强分布被第1投影透镜23向前方反转投射。由此，形成近光用配光图案plo。

图7的(a)是近光用配光图案plo的例子。在图7的(a)中示出了与车辆前表面正对的虚拟铅直屏(配置于距车辆前表面大约25米的前方)上形成的近光用配光图案plo的一例。近光用配光图案plo的上端缘包含由设置于下方的反射面21b的前端缘21b1规定的明暗截止线cl。

如图3、图5所示，第2光学系统30为具有第2筒形反射面31、第2光源32和第2投影透镜33的直接投影型(也称作直射型)的光学系统。第2筒形反射面31、第2光源32、第2投影透镜33配置于沿车辆前后方向延伸的、与第1光轴ax1平行的第2光轴ax2上。

图6的(a)是第2筒形反射面31的立体图，图6的(b)是图6的(c)所示的第2筒形反射面31的k-k剖视图，图6的(c)是第2筒形反射面31的主视图，图6的(d)是图6的(c)所示的第2筒形反射面31的j-j剖视图。

如图6所示，第2筒形反射面31是前端开口b1比后端开口b2大且随着从前端开口b1朝向后端开口b2而变窄为锥体状(四棱锥状)的筒形反射面、由设置于上下左右的反射面31a、31b、31c、31d构成。以下，在不特别区分反射面31a、31b、31c、31d的情况下，记作反射面31。反射面31为本发明的第2反射面的一例。

如图3、图5所示，第2筒形反射面31在后端开口b2与第2光源32(发光面)对置的状态下保持在保持部件40上，以使来自第2光源32(发光面)的光在第2筒形反射面31内通过。第2筒形反射面31的后端开口b2在正面观察时包围第2光源32(发光面)(未图示)。

第2筒形反射面31例如通过将插入到设置于左右两侧的螺纹孔n3、n4和形成在基板k上的螺纹孔(未图示)中的螺栓(未图示)螺纹紧固于保持部件40而保持在保持部件40上。

如图3、图6所示，设置于下方的反射面31b包含与设置于上方的反射面31a相比向前方延长的延长反射面31b1。

第2光源32为具有矩形(例如，1mm角)的发光面的led、ld等半导体发光元件。第2光源32在使发光面朝向前方(正面)的状态下安装在基板k上。第2光源32的数量未特别限定，可以是1个，也可以是多个。在多个的情况下，第2光源32在水平方向上配置成一列。

如上所述，第1光源22和第2光源32配置在基板k的安装面(平面pl1。参照图3)上。基板k的安装面(平面pl1)为与第1光轴ax1(和第2光轴ax2)垂直的平面。基板k的安装面(平面pl1)为本发明的第1平面的一例。

第2投影透镜33在第2投影透镜33的背面33b与第2筒形反射面31的前端开口b1对置的状态下保持在保持部件40上，以使通过第2筒形反射面31的来自第2光源32(发光面)的直射光和来自第2筒形反射面31的反射光透过(参照图3、图5)。

如图1、图2所示，第2投影透镜33与第1投影透镜23、脚部50一起成型为一体，通过将插入到设置于脚部50的螺纹孔n5、n6中的螺栓(未图示)螺纹紧固于保持部件40而被保持在保持部件40上。

第2投影透镜33构成为如下透镜：如图2所示，正面观察时的外形为矩形，正面观察时的尺寸为与第1投影透镜23大致相同的尺寸，并且如图3所示，纵截面的的尺寸为与第1投影透镜23大致相同的尺寸。

如图3所示，第1投影透镜23(背面23b)和第2投影透镜33(背面33b)配置在与平面pl1平行的平面pl2上。平面pl2为与第1光轴ax1(和第2光轴ax2)垂直的平面。平面pl2为本发明的第2平面的一例。

第2投影透镜33的焦距比第1投影透镜23的焦距长。如图3所示，第2投影透镜33的焦点f33关于铅垂方向位于第2光源32(发光面)的中央附近。另一方面，第2投影透镜33的焦点f33的位置关于水平方向按照第2投影透镜33的每个部分而不同。

例如，如图8所示，在相对于第2光轴ax2靠左侧的透镜部33l中，距第2光轴ax2的较远的透镜部33a的焦点f33a位于距第2光轴ax2较近的位置。另一方面，如图9所示，距第2光轴ax2较近的透镜部33b的焦点f33b位于距第2光轴ax2较远的位置。而且，透镜部33a与透镜部33b之间的中间透镜部的焦点位于焦点f33a与焦点f33b之间。在相对于第2光轴ax2靠右侧的透镜部33r中也同样如此。

其结果，第2投影透镜33的焦点f33在水平方向上不是焦点，而是焦线。此外，第2投影透镜33的表面33a上的、左侧的透镜部33l与右侧的透镜部33r接合的部分l为朝向第2光源32而凹陷的形状。另外，第2投影透镜33的表面33a上的、左侧的透镜部33l与右侧的透镜部33r接合的部分l为第2投影透镜33的表面33a与包含第2光轴ax的铅垂面交叉的部分(参照图1、图2)。

在上述结构的第2光学系统30中，当点亮第2光源32时，来自第2光源32的直射光和来自第2筒形反射面31的反射光在第2投影透镜33中透过并向前方照射。由此，形成远光用配光图案phi。

图7的(b)是远光用配光图案phi的例子。在图7的(b)中示出了形成在与车辆前表面正对的虚拟铅直屏上的远光用配光图案phi的一例。

图7的(c)是由被左侧的透镜部33l控制的光形成的配光图案phi_1的例子。图7的(d)是由被右侧的透镜部33r控制的光形成的配光图案phi_2的例子。通过使图7的(c)所示的配光图案phi_1与图7的(d)所示的配光图案phi_2重叠，形成图7的(b)所示的远光用配光图案phi。

如图7的(b)所示，远光用配光图案phi的比水平线h靠上的铅垂方向上的厚度w1大于远光用配光图案phi的比水平线h靠下的铅垂方向上的厚度w2。

这是根据，设置于下方的反射面31b包含与设置于上方的反射面31a相比向前方延长的延长反射面31b1(参照图3、图6)。

此外，远光用配光图案phi为h线与v线的交点附近相对明亮并且在水平方向上较宽的、可视性优异的配光图案。其理由如下。

图8～图10是用于说明第2投影透镜33与光源像的关系的图。

如图8所示，在左侧的透镜部33l中，通过距第2光轴ax2较远的透镜部33a，第2光源32(发光面)的光源像i33a被投射到虚拟铅直屏上的h线与v线的交点附近。

此外，如图9所示，通过距第2光轴ax2较近的透镜部33b，第2光源32(发光面)的光源像i33b被投射到虚拟铅直屏上的相对于h线与v线的交点而向右侧偏离的位置上。

此外，如图10所示，通过距第2光轴ax2较远的透镜部33a与距第2光轴ax2较近的透镜部33b之间的中间透镜部33c，第2光源32(发光面)的光源像i33c1被投射到虚拟铅直屏上的相对于h线与v线的交点向右侧偏离的位置(光源像i33a与光源像i33b之间的中间位置)上。

图8～图10所例示的光源像i33a、i33b、i33c1实际上是重叠的。由此，形成h线与v线的交点附近相对明亮的如图7的(d)所示的配光图案phi_2。在透镜部33r中也同样，形成h线与v线的交点附近相对明亮的如图7的(c)所示的配光图案phi_1。

而且，通过使图7的(c)所示的配光图案phi_1与图7的(d)所示的配光图案phi_2重叠，形成图7的(b)所示的远光用配光图案phi。其结果，远光用配光图案phi成为h线与v线的交点附近相对明亮的配光图案。

此外，如图10所示，在左侧的透镜部33l中，通过透镜部33c，由来自设置于左侧的反射面31c的反射光形成的第2光源32(发光面)的光源像i33c2在相对于光源像i33c1(光源像i33a、i33b)向左侧偏移的状态下被投射。在右侧的透镜部33r中也同样如此。其结果，远光用配光图案phi成为在水平方向上较宽的配光图案。

根据以上的理由，远光用配光图案phi成为h线与v线的交点附近相对明亮并且在水平方向上较宽的、可视性优异的配光图案。

如以上所说明那样，根据本实施方式，与上述现有技术相比，可以提供一种能够缩短车辆前后方向上的尺寸的(可小型化的)车辆用灯具单元。

这是通过将第1光学系统20和第2光学系统30均构成为直接投影型的光学系统来实现的。

此外，根据本实施方式，可以提供一种第1光源22和第2光源32配置在同一基板k的安装面(平面pl1。参照图3)上并且第1投影透镜23和第2投影透镜33配置在同一平面pl2上的简单构造的车辆用灯具单元10。

这是通过如下方式来实现的：在第1投影透镜23与第1光源22之间设置第1筒形反射面21，使焦距相对较短的第1投影透镜23的焦点f23位于设置于下方的反射面21b的前端缘21b1附近，并使焦距相对较长的第2投影透镜33的焦点f33位于第2光源32(发光面)附近。

此外，根据本实施方式，可以提供一种第1光源22和第2光源32配置在同一基板k上并且第1投影透镜23和第2投影透镜33一体成型的、容易组装的车辆用灯具单元10。

此外，根据本实施方式，能够使远光用配光图案phi的、比水平线h靠上的铅垂方向上的厚度w1大于比水平线h靠下的铅垂方向上的厚度w2(参照图7的(b))。由此，能够扩大上空方向的照射范围，并且能够抑制近前过于明亮而远方可视性下降的情况。

这是通过设置于下方的反射面31b包含与设置于上方的反射面31a相比向前方延长的延长反射面31b1来实现的(参照图3、图6的(d))。

此外，根据本实施方式，设置有第1筒形反射面21，因此，与不设置第1筒形反射面21的情况相比，能够将来自第1光源22的光高效率地取入到第1投影透镜23。同样地，设置有第2筒形反射面31，与不设置第2筒形反射面31的情况相比，能够将来自第2光源32的光高效率地取入到第2投影透镜33。

图11是用于说明将第1光学系统20配置于下侧、将第2光学系统30配置于上侧的情况下的问题点的图。

如图11所示，在将第1光学系统20配置于下侧、将第2光学系统30配置上侧的情况下，被第1筒形反射面21(设置于下方的反射面21b)反射的反射光rayb在第2投影透镜33中透过并向上空照射，有可能产生眩光。

对此，根据本实施方式，如图3所示，将第1光学系统20配置于上侧、第2光学系统30配置于下侧，因此，能够抑制被第1筒形反射面21(设置于下方的反射面21b)反射的反射光在第2投影透镜33中透过而向上空照射并产生眩光的情况。另外，如图3所示，在将第1光学系统20配置于上侧、第2光学系统30配置于下侧的情况下，被第1筒形反射面21(设置于上方的反射面21a)反射的反射光raya在第2投影透镜33中透过，但在该第2投影透镜33中透过的反射光raya向下方(路面方向)照射，因此，不会因反射光raya而产生眩光。

接着，说明变形例。

在上述实施方式中，对将本发明的车辆用灯具单元应用于车辆用前照灯(头灯)的例子进行了说明，但不限于此。例如，也可以将本发明的车辆用灯具应用于除了车辆用前照灯(头灯)以外的车辆用灯具。

此外，在上述实施方式中，对第1光学系统20和第2光学系统30被构成为一个车辆用灯具单元10的例子进行了说明，但不限于此。例如，也可以将第1光学系统20构成为一个车辆用灯具单元，将第2光学系统30构成为另一个车辆用灯具单元。

此外，在上述实施方式中，对使用越是距第2光轴ax2较远的透镜部33a、则焦点f33a越位于距第2光轴ax2较近的位置，越是距第2光轴ax2较近的透镜部33b、则焦点f33b越位于距第2光轴ax2较远的位置的透镜作为第2投影透镜33的例子进行了说明，但不限于此。例如，也可以与此相反，使用越是距第2光轴ax2较近的透镜部33b、则焦点f33b越位于距第2光轴ax2较远的位置，越是距第2光轴ax2较远的透镜部33a、则焦点f33a越位于距第2光轴ax2较近的位置的透镜作为第2投影透镜33。

另外，还可以通过在第1投影透镜23的表面23a或者背面23b、第2投影透镜33的表面33a或者背面33b上施加规则结构、例如，点、切口、凹陷，使在各透镜23、33中透过的光扩散。

此外，在上述实施方式中，对使用了前端开口a1比后端开口a2大且随着从前端开口a1朝向后端开口a2而变窄为椎体状(四棱锥状)的筒形反射面的例子进行了说明，但是不限于此。例如，还可以使用在表面包含相当于前端开口a1的光学面(出光面)、相当于后端开口a2的光学面(入光面)、分别相当于设置于上下左右的反射面21a、21b、21c、21d的光学面的实心的透镜体。

上述各实施方式中所示的各数值全部是例示，当然也可以使用与这些数值不同的适当数值。

上述各实施方式在所有方面只是例示。本发明不会被上述各实施方式的记载进行限定性解释。本发明能够在不脱离于其主旨或主要特征的前提下，以其他各种形式来实施。