车辆用前照灯 【技术领域】
本发明涉及车辆用前照灯，其结构是在上端部形成具有水平明暗截止线的配光图形。
背景技术
现在知道的是例如“专利文献1”中公开的车辆用前照灯，其结构是通过来自多个灯具单元的光照射、在上端部形成具有水平明暗截止线的配光图形。
在“专利文献2”中公开了线状光源装置，其结构是把来自由多个发光二极管直线状配列而成的线状光源的光用规定的反射部件向前方反射。
专利文献1：特开2001-270383号公报
专利文献2：特开2003-31011号公报
把所述“专利文献2”中公开的线状光源装置适用在车辆用前照灯上时，也能在上端部形成具有水平明暗截止线的配光图形，但这时有把配光图形的形状和亮度分布难于细腻控制的问题。
【发明内容】
本发明是鉴于这种情况而开发的，目的在于提供一种车辆用前照灯，其结构是在上端部形成具有水平明暗截止线的配光图形的车辆用前照灯中，能把配光图形的形状和亮度分布细腻控制。
本发明在由来自把半导体发光元件作为光源的多个第一灯具单元的光照射而形成水平明暗截止线的基础上，在由这些各第一灯具单元形成的配光图形地形成方法上想办法以谋求达到所述目的。
即，本发明的车辆用前照灯其结构是在上端部形成具有水平明暗截止线的配光图形，其特征在于，具备用于形成所述水平明暗截止线的进行光照射的多个第一灯具单元，其中这些各第一灯具单元具备：第一光源，由朝前配置半导体发光元件构成，具有大致矩形的发光片，且该发光片的一边在水平方向上延伸；第一投射透镜，其设置在该第一光源的前方，把该第一光源的像作为反转像向灯具前方投射。
所述“在上端部具有水平明暗截止线的配光图形”当然可以是所谓的低光束用配光图形，但也可以是除此以外的配光图形。而且该“在上端部具有水平明暗截止线的配光图形”既可以仅由来自所述“多个第一灯具单元”的光照射而形成，也可以由把来自其他灯具单元的光照射进行组合而形成。这时对”其他灯具单元”的具体结构没有特别限定。
所述“半导体发光元件”的种类没有特别限定，例如可采用发光二极管和激光二极管等。
如所述结构所示，由于本发明的车辆用前照灯其结构是在上端部形成具有水平明暗截止线的配光图形，具备形成用于其水平明暗截止线进行光照射的多个第一灯具单元，这些各第一灯具单元是具备：第一光源，由朝前配置的半导体发光元件构成，具有大致矩形的发光片，且该发光片的一边在水平方向上延伸；第一投射透镜，设置在该第一光源的前方，把该第一光源的像作为反转像向灯具前方投射，所以能得到下面的作用效果。
即，由于各第一光源把其发光片的一边在水平方向上延伸地朝前配置，所以通过第一投射透镜在灯具前方的假想铅垂银幕上投射的第一光源的反转像是具有大致水平延伸的上端边缘的大致矩形的像。因此只要把这些大致矩形的反转像在水平方向上适当地相互错开配置，或使其在水平方向上扩散而形成水平明暗截止线的话，就能得到鲜明的水平明暗截止线。这样能有效抑制眩光的发生。这时还能把各第一投射透镜的焦距设定成适当不同的值，这样就能适当变更各第一光源反转像的大小，所以能把水平明暗截止线近旁的配光图形的亮度分布任意设定。
根据本发明，在其结构是在上端部形成具有水平明暗截止线的配光图形的车辆用前照灯中，能把配光图形的形状和亮度分布进行细腻控制。
而且本发明的车辆用前照灯其结构是具备把半导体发光元件作为光源的多个第一灯具单元，所以能谋求各第一灯具单元的小型化，这样就能在提高车辆用前照灯的形状自由度的同时谋求其小型化。
在所述结构中只要把第一光源发光片的形状设定成水平方向相对延伸长的大致长方形的话，就也能把其反转像作为横长的像进行投射，所以能使第一灯具单元更加适合水平明暗截止线的形成。
在所述结构中其结构是具备用于形成按规定角度从水平明暗截止线立起来的倾斜明暗截止线的进行光照射的多个第二灯具单元的基础上，这些第二灯具单元如果具备：第二光源，由朝前配置的半导体发光元件构成，具有大致矩形的发光片，且该发光片的一边对水平方向在倾斜了所述规定角度的方向上延伸；第二投射透镜，设置在该第二光源的前方，把该第二光源的像作为反转像向灯具前方投射，则能得到下面的作用效果。
即，由于各第二光源把其发光片的一边对水平方向在倾斜了规定角度的方向上延伸地朝前配置，所以通过第二投射透镜在灯具前方的假想铅垂银幕上投射的第二光源的反转像，是对水平方向在倾斜了规定角度的方向上具有延伸的上端边缘的大致矩形的像。因此，只要把这些大致矩形的反转像在所述倾斜方向上适当地相互错开配置，或使其在所述倾斜方向上扩散而形成倾斜明暗截止线的话，就能得到鲜明的倾斜明暗截止线。这样能有效抑制眩光的发生。这时还能把各第二投射透镜的焦距设定成适当不同的值，这样就能适当变更各第二光源反转像的大小，所以能把倾斜明暗截止线近旁的配光图形的亮度分布任意设定。
所述“规定角度”的具体值没有特别的限定，例如可以设定成为15°、30°或45°等。
这时只要把第二光源发光片的形状设定成在所述倾斜方向上相对延伸长的大致长方形的话，就也能把其反转像作为在所述倾斜方向上长的像进行投射，所以能使第二灯具单元更加适合倾斜明暗截止线的形成。
也可以对水平明暗截止线的形成不使用具有所述第一光源和第一投射透镜的多个第一灯具单元来进行其形成，而仅对倾斜明暗截止线的形成使用具有所述第二光源和第二投射透镜的多个第二灯具单元。
【附图说明】
图1是表示本发明一实施例车辆用前照灯的正面图；
图2是图1中II-II线的剖面图；
图3是图2的III方向的向视详图；
图4是图1中IV-IV线的剖面图；
图5是图4的V方向的向视详图；
图6是图1中VI-VI线的剖面图；
图7是图6的VII方向的向视详图；
图8是把由所述车辆用前照灯向前方照射的光在灯具前方25m位置上配置的假想铅垂银幕上形成的配光图形进行透视表示的图。
【具体实施方式】
下面用附图对本发明的实施例进行说明。
图1是表示本发明一实施例车辆用前照灯的正面图。
如该图所示，本实施例的车辆用前照灯10是在由灯体12和在其前端开口部安装的透光罩14所形成的灯室内把15个灯具单元用上下3层收容的结构。即，下层配置有5个第一灯具单元20A、20B，中层配置有5个第二灯具单元30A、30B，上层配置有5个第三灯具单元40。
透光罩14其大半个区域形成透明状，其上部区域由多个扩散透镜元件14s形成竖条纹状，用于把来自位于上层的5个第三灯具单元40的照射光向水平方向扩散。在该透光罩14的后方设置有单元保持架16以把所述15个灯具单元包围。
图2是图1中II-II线的剖面图，图3是图2的III方向的向视详图。
如图2所示，位于下层的5个第一灯具单元20A、20B具备：第一投射透镜22A、22B，其都配置在向车辆前后方向延伸的光轴Ax上；第一光源24，其由朝前配置的发光二极管构成，位于该第一投射透镜22A、22B的后方焦点位置近旁；基板26，其上安装该第一光源24。这些各第一灯具单元20A、20B通过第一投射透镜22A、22B把其第一光源24的像作为反转像向灯具前方投射。
这些5个第一灯具单元20A、20B把其第一投射透镜22A、22B支承在单元保持架16上，把其第一光源24通过基板26支承在共同的保持架板28上。该保持架板28在左右方向上形成带状延伸，其周边部支承在单元保持架16上。
各第一灯具单元20A、20B的第一投射透镜22A、22B由前表面是凸面、后表面是平面的平凸透镜构成。这时对2个第一灯具单元20A把其第一投射透镜22A的焦距f1a设定成比较长的值，对其余的3个第一灯具单元20B把其第一投射透镜22B的焦距f1b设定成比较短的值。这些各第一灯具单元20A、20B的第一光源24配置在第一投射透镜22A、22B的后方焦点面上稍微从光轴Ax错开的位置上。
如图3把第一灯具单元20A中的一个作为代表所示，各第一灯具单元20A、20B的第一光源24具有矩形的发光片24a，该发光片24a的上下两边配置成在水平方向上延伸。该发光片24a的具体形状被设定成水平方向相对延伸长的长方形。
如同图所示的第一灯具单元20A中，其第一光源24配置在从灯具正面看从光轴Ax向右上错开的位置上。其余的4个第一灯具单元20A、20B的第一光源24也被配置在从光轴Ax向上错开的位置上，水平方向的错开量对每个各第一灯具单元20A、20B设定成不同的值。这样在把来自各第一灯具单元20A、20B的照射光变成稍微向下的平行光的基础上、在水平方向上把各第一灯具单元20A、20B相互间照射光的方向变成有微妙的不同。
图4是图1中IV-IV线的剖面图，图5是图4的V方向的向视详图。
如图4所示，位于中层的5个第二灯具单元30A、30B具备：第二投射透镜32A、32B，其都配置在向车辆前后方向延伸的光轴Ax上；第二光源24，其由朝前配置的发光二极管构成，位于该第二投射透镜32A、32B的后方焦点位置近旁；基板36，其上安装该第二光源34。这些各第二灯具单元30A、30B通过第二投射透镜32A、32B把其第二光源34的像作为反转像向灯具前方投射。
这些5个第二灯具单元30A、30B把其第二投射透镜32A、32B支承在单元保持架16上，把其第一光源34通过基板36支承在共同的保持架板38上。该保持架板38在左右方向上形成带状延伸，其周边部支承在单元保持架16上。
各第二灯具单元30A、30B的第二投射透镜32A、32B由前表面是凸面、后表面是平面的平凸透镜构成。这时对2个第二灯具单元30A把其第二投射透镜32A的焦距f2a设定成比较长的值，对其余的3个第二灯具单元30B把其第二投射透镜32B的焦距f2b设定成比较短的值。这些各第二灯具单元30A、30B的第二光源34配置在第二投射透镜32A、32B的后方焦点面上稍微从光轴Ax错开的位置上。
如图5把第二灯具单元30A中的一个作为代表所示，各第二灯具单元30A、30B的第二光源34具有矩形的发光片34a，该发光片34a的上下两边配置成从水平方向向倾斜规定角度θ(例如θ＝15°左右)的方向上延伸。该发光片34a的具体形状被设定成在所述倾斜方向上相对延伸长的长方形。
如同图所示的第二灯具单元30A中，其第二光源34配置在从灯具正面看从光轴Ax向左上错开的位置上。其余的4个第二灯具单元30A、30B的第二光源34也被配置在从光轴Ax向上错开的位置上，但所述倾斜方向的错开量对每个各第二灯具单元30A、30B设定成不同的值。这样在把来自各第二灯具单元30A、30B的照射光变成稍微向下的平行光的基础上、在所述倾斜方向上把各第二灯具单元30A、30B相互间照射光的方向变成有微妙的不同。
图6是图1中VI-VI线的剖面图，图7是图6的VII方向的向视详图。
如图6所示，位于上层的5个第三灯具单元40具备：第三投射透镜42，其都配置在向车辆前后方向延伸的光轴Ax上；第三光源44，其由朝前配置的发光二极管构成，位于该第三投射透镜42的后方焦点位置近旁；基板46，其上安装该第三光源44。这些各第三灯具单元40通过第三投射透镜42把其第三光源44的像作为反转像向灯具前方投射。
这5个第三灯具单元40把其第三投射透镜42支承在单元保持架16上，把其第三光源44通过基板46支承在共同的保持架板48上。该保持架板48在左右方向上形成带状延伸，其周边部支承在单元保持架16上。
各第三灯具单元40的第三投射透镜42由前表面是凸面、后表面是平面的平凸透镜构成。其焦距f3被设定成比较短的值。这些各第三灯具单元40的第三光源44配置在比第三投射透镜42的后方焦点位置稍微向后错开的位置上。
如图7把第三灯具单元40中的一个作为代表所示，各第三灯具单元40的第三光源44具有矩形的发光片44a，该发光片44a的上下两边配置成在水平方向上延伸。该发光片44a的具体形状被设定成水平方向相对延伸长的长方形。
如同图所示的第三灯具单元40的第三光源44，配置在从灯具正面看从光轴Ax向正上方错开的位置上。其余的4个第三灯具单元40的第三光源44也一样。这样就把来自各第三灯具单元40的照射光变成稍微向下并稍微会聚的大致平行光。
如上所述，在透光罩14的上部区域形成有多个扩散透镜元件14s，所以通过第三投射透镜42向前方照射的第三光源44的光由这些扩散透镜元件14s向水平方向扩散。
图8是把由本实施例车辆用前照灯10向前方照射的光在灯具前方25m位置上配置的假想铅垂银幕上形成的配光图形P进行透视表示的图。
该配光图形P是在其上端部具有水平和倾斜明暗截止线CL1、CL2的左配光的低光束用配光图形，两个明暗截止线的交点的弯点E的位置被设定在灯具正面方向的投射点H-V下方0.5～0.6°左右的位置上。在该低光束用配光图形P中形成有把弯点E稍微靠左包围的高亮度区域的热区HZ。
该低光束用配光图形P是作为水平明暗截止线形成用图形P1、倾斜明暗截止线形成用图形P2和扩散区域形成用图形P3的合成配光图形而形成的。
水平明暗截止线形成用图形P1是形成水平明暗截止线CL1用的配光图形，是作为由2个第一灯具单元20A的光照射而形成的2个小配光图形P1a和由3个第一灯具单元20B的光照射而形成的3个大配光图形P1b的合成配光图形被形成。
这些各配光图形P1a、P1b是作为各第一灯具单元20A、20B的第一光源24的反转像而形成的，所以由各第一光源24的发光片24a的下边形成水平明暗截止线CL1的一部分。各配光图形P1a、P1b的形成位置根据从各第一光源24的光轴Ax的变位方向和变位量来设定。
这时由于第一灯具单元20A的第一投射透镜22A的焦距f1a被设定成了比较长的值，所以2个配光图形P1a作为比较小且明亮的配光图形被形成。这时这2个配光图形P1a形成为沿水平明暗截止线CL1而跨越弯点E。这样就充分确保了对车辆前方路面的远方视认性。
另一方面由于第一灯具单元20B的第一投射透镜22B的焦距f1b被设定成了比较短的值，所以3个配光图形P1b作为比较大的配光图形被形成。这时这3个配光图形P1b形成为沿水平明暗截止线CL1而把2个配光图形P1a包围。这样就谋求了车辆前方路面亮度分布的均匀化。
倾斜明暗截止线形成用图形P2是形成倾斜明暗截止线CL2用的配光图形，是作为由2个第二灯具单元30A的光照射而形成的2个小配光图形P2a和由3个第二灯具单元30B的光照射而形成的3个大配光图形P2b的合成配光图形被形成。
这些各配光图形P2a、P2b是作为各第二灯具单元30A、30B的第二光源34的反转像而形成的，所以由各第二光源34的发光片34a的下边形成倾斜明暗截止线CL2的一部分。各配光图形P2a、P2b的形成位置根据从各第二光源34的光轴Ax的变位方向和变位量来设定。
这时由于第二灯具单元30A的第二投射透镜32A的焦距f2a被设定成了比较长的值，所以2个配光图形P2a作为比较小且明亮的配光图形被形成。这时这2个配光图形P2a形成为在弯点E的近旁沿倾斜明暗截止线CL2而大部分重叠。这样就形成热区HZ、充分确保了对车辆前方路面的远方视认性。
另一方面由于第二灯具单元30B的第二投射透镜32B的焦距f2b被设定成了比较短的值，所以3个配光图形P2b作为比较大的配光图形被形成。这时这3个配光图形P2b形成为沿倾斜明暗截止线CL2而与2个配光图形P2a部分重叠的同时，配光图形P2b相互间一点一点地错开。这样就在把热区HZ的明亮度增强的同时，谋求了车辆前方路面亮度分布的均匀化。
扩散区域形成用图形P3是形成配光图形P的扩散区域用的配光图形，作为比位于水平明暗截止线CL1下方的明暗截止线形成用图形P1大得多的配光图形被形成。
该扩散区域形成用图形P3是把通过5个第三灯具单元40的第三投射透镜42而向前方照射的来自第三光源44光照射的光，通过在透光罩14的上部区域形成的多个扩散透镜元件14s向水平方向扩散而形成的。
这时，各第三灯具单元40把其第三投射透镜42的焦距f3设定成比较短的值，且其第三光源44位于比第三投射透镜42的后方焦点位置还靠后的位置上，所以其反转像变得大且轮廓稍微模糊。由于该反转像是通过多个扩散透镜元件14s向水平方向扩散的，所以扩散区域形成用图形P3几乎没有光不均匀现象。这样就把车辆前方路面在广阔的范围内均匀照射。
如以上所详述那样，本实施例的车辆用前照灯10其结构是在上端部形成具有水平明暗截止线CL1的低光束用配光图形P，具备用于形成该水平明暗截止线CL1而进行光照射的5个第一灯具单元20A、20B，这些各第一灯具单元20A、20B是具备：第一光源24，其由朝前配置的发光二极管构成，具有矩形的发光片24a并把该发光片24a的一边在水平方向上延伸；第一投射透镜22A、22B，其设置在该第一光源24的前方，并把该第一光源24的像作为反转像向灯具前方投射，所以能得到下面的作用效果。
即，由于各第一光源24把其发光片24a的一边在水平方向上延伸地朝前配置，所以通过第一投射透镜22A、22B在灯具前方的假想铅垂银幕上投射的第一光源24的反转像是大致水平延伸并具有上端边缘的大致矩形的像。由于是把该大致矩形的反转像在水平方向上适当地相互错开配置而形成的水平明暗截止线CL1，所以能得到鲜明的水平明暗截止线CL1。这样能有效抑制眩光的发生。
这时由于把2个第一投射透镜22A的焦距f1a和3个第一投射透镜22B的焦距f1b设定成了不同的值，所以能把各第一光源24的反转像形成两种大小，这样在充分确保车辆前方路面远方视认性的基础上能谋求水平明暗截止线CL1近旁的低光束用配光图形P的亮度分布均匀化。
而且本实施例具备为了形成从水平明暗截止线CL1按规定角度θ立起来的倾斜明暗截止线CL2而进行光照射的5个第二灯具单元30A、30B，这些各第二灯具单元30A、30B具备：第二光源34，由朝前配置的发光二极管构成，具有矩形的发光片34a并把该发光片34a的一边在对水平方向倾斜了规定角度θ的方向上延伸；第二投射透镜32A、32B，设置在该第二光源34的前方并把该第二光源34的像作为反转像向灯具前方投射，所以能得到下面的作用效果。
即，由于各第二光源34把其发光片34a的一边在对水平方向倾斜了规定角度θ的方向上延伸地朝前配置，所以通过第二投射透镜32A、32B在灯具前方的假想铅垂银幕上投射的第二光源34的反转像是在所述倾斜方向上延伸并具有上端边缘的大致矩形的像。由于是把该大致矩形的反转像在所述倾斜方向方向上适当地相互错开配置而形成的倾斜明暗截止线CL2，所以能得到鲜明的倾斜明暗截止线CL2。这样能有效抑制眩光的发生。
这时由于把2个第二投射透镜32A的焦距f2a和3个第二投射透镜32B的焦距f2b设定成了不同的值，所以能把各第二光源34的反转像形成两种大小，这样在充分确保热区HZ明亮度的基础上，能谋求倾斜明暗截止线CL2近旁的低光束用配光图形P的亮度分布均匀化。
这样根据本实施例就能把低光束用配光图形P的形状和亮度分布细腻地进行控制。
而且本实施例中构成车辆用前照灯10的多个第一灯具单元20A、20B和第二灯具单元30A、30B以及第三灯具单元40全部都是由发光二极管构成的，所以能谋求各灯具单元的小型化，这样在提高车辆用前照灯10形状自由度的同时能谋求其小型化。
特别是本实施例把第一光源24的发光片24a的形状设定成水平方向相对延伸长的长方形，所以其反转像也能作为横长的像被投射，这样就能使第一灯具单元20A、20B更加适合水平明暗截止线CL1的形成。同样地，把第二光源34的发光片34a的形状设定成在所述倾斜方向上相对延伸长的长方形，所以其反转像也能在所述倾斜方向上作为长的像被投射，这样就能使第二灯具单元更加适合倾斜明暗截止线CL2的形成。
而且本实施例是把通过5个第三灯具单元40的第三投射透镜42而向前方照射的来自第三光源44光照射的光，通过在透光罩14的上部区域形成的多个扩散透镜元件14s向水平方向扩散，而形成扩散区域形成用图形P3的，所以能谋求扩散区域低光束用配光图形P的亮度分布均匀化。
而且本实施例通过把各第一灯具单元20A、20B的第一光源24在第一投射透镜22A、22B的后方焦点面上从光轴Ax变位，来设定各配光图形P1a、P1b的形成位置，所以能把这些各配光图形P1a、P1b形成位置的设定高精度且容易地进行。同样地，通过把各第二灯具单元30A、30B的第二光源34在第二投射透镜32A、32B的后方焦点面上从光轴Ax变位来设定各配光图形P2a、P2b的形成位置，所以能把这些各配光图形P2a、P2b形成位置的设定高精度且容易地进行。
这时，5个第一灯具单元20A、20B的各第一光源24是通过基板26支承在共同的保持架板28上，所以能把这些各第一光源24从光轴Ax的变位方向和变位量的设定高精度进行。同样地，5个第二灯具单元30A、30B的各第二光源34是通过基板36支承在共同的保持架板38上，所以能把这些各第二光源34从光轴Ax的变位方向和变位量的设定高精度进行。
代替这种做法，也可以其结构是通过使各第一灯具单元20A、20B的光轴Ax自身对车辆前后方向倾斜来进行各配光图形P1a、P1b形成位置的设定。同样地，也可以其结构是通过使各第二灯具单元30A、30B的光轴Ax自身对车辆前后方向倾斜来进行各配光图形P2a、P2b形成位置的设定。
而且也可以把各第一灯具单元20A、20B的第一光源24对光轴Ax仅在水平方向上错开配置，而在上下方向配置在光轴Ax上。这时只要把各第一灯具单元20A、20B的光轴Ax自身对车辆前后方向稍微向下倾斜的话，就能把各配光图形P1a、P1b的形成位置设定在规定的位置上。即使对各第二灯具单元30A、30B也一样。
上述实施例中，5个第一灯具单元20A、20B是具备焦距不同的两种第一投射透镜22A、22B的结构，但也可以是具备焦距相等的第一投射透镜的结构。或也可以是具备焦距不同的三种以上第一投射透镜的结构。这时能把水平明暗截止线形成用图形P1的亮度分布更加均匀化。同样地，5个第二灯具单元30A、30B是具备焦距不同的两种第二投射透镜32A、32B的结构，但也可以是具备焦距相等的第二投射透镜的结构。或也可以是具备焦距不同的三种以上第二投射透镜的结构。这时能把倾斜明暗截止线形成用图形P2的亮度分布更加均匀化。
而且也可以在透光罩14上5个第一灯具单元20A、20B的前方区域形成多个扩散透镜元件，用于把来自这些各第一灯具单元20A、20B的照射光向水平方向扩散，这样的话能把水平明暗截止线形成用图形P1的亮度分布更加均匀化。同样地，也可以在透光罩14上5个第二灯具单元30A、30B的前方区域形成多个扩散透镜元件，用于把来自这些各第二灯具单元30A、30B的照射光向所述倾斜方向扩散，这样的话能把倾斜明暗截止线形成用图形P2的亮度分布更加均匀化。
上述实施例对把5个第一灯具单元20A、20B和5个第二灯具单元30A、30B和5个第三灯具单元40以上下3层配置的情况进行了说明，但这些灯具单元的个数配置等当然可以根据目的的配光图形的形状和亮度分布等进行适当变更。
在上述实施例中，各第一灯具单元20A、20B的第一投射透镜22A、22B也可以是把第一光源24的发光片24a密封、与该第一光源24成为一体的结构。
在这种情况下能把各第一灯具单元20A、20B作为光源单元构成更加简单的结构。而且能使在第一光源24与第一投射透镜22A、22B之间不存在有空气层，所以能使界面反射消失，能有效利用光源光束。而且在这种情况下还能去掉保持架板28，能把车辆用前照灯的结构更加简单化。
同样地，对各第二灯具单元30A、30B，也可以是使其第二投射透镜32A、32B把第二光源34的发光片34a密封，与该第二光源34成为一体的结构，而且对各第三灯具单元40，也可以是使其第三投射透镜42把第三光源44的发光片44a密封，与该第三光源44成为一体的结构。