车用前照灯 【技术领域】
本发明涉及车用前照灯，特别地涉及向预定的照射方向照射光的车用前照灯。
背景技术
出于安全的考虑车用前照灯必须以高精度形成配光图形，该配光图形，例如，通过使用反射镜或者透镜等的光学系统形成(例如，参考专利文献1)。另外，现在正在研究开发在车用前照灯中利用半导体发光元件。
[专利文献]特开平6-89601号公报(第3-7页、第1-14图)
【发明内容】
为了获得充足的光量，现在正在研究在车用前照灯中使用多个半导体发光元件的方法。但是，此时由于光学设计的复杂化往往有难以形成合适的配光图形的情况。
在此，本发明的目的是提供能够解决上述课题的车用前照灯。此目的能够通过在专利要求范围的独立项目中所述的特征的组合来实现。并且所附属的项目确定本发明的更有利地具体例。
本发明的第一方面是在预定的照射方向上照射光的车用前照灯，其具有：多个半导体发光元件，其大致成一列并列配置；光学部件，其在多个半导体发光元件中的一个半导体发光元件上有光学中心，在照射方向上照射多个半导体发光元件发生的光。
另外，多个半导体发光元件并列配置在预定的排列方向上，一个半导体发光元件在一端具有在排列方向上延伸的边；光学部件也可以在该边上有光学中心，可以通过一个半导体发光元件从该边的附近发生的光形成确定车用前照灯的配光图形中的明暗边界的分割线的至少一部分。
另外，车用前照灯向车的前方照射光，多个半导体发光元件可以并列配置在车辆的大体左右方向上。
另外，可以具有奇数个半导体发光元件，光学部件在奇数个的半导体发光元件中的中央的半导体发光元件上具有光学的中心。
另外，可以具有对于光学中心非对称地配置的偶数个半导体发光元件，光学部件通过对于光学中心非对称地配置的多个半导体发光元件发生的光形成车用前照灯的配光图形的至少一部分。
另外，上述发明的概要并非全部例举了本发明的必要的特征，这些特征群的部分的组合也可以成为本发明。
【附图说明】
图1是表示车用灯具400的结构的一例的图；
图2是表示光源单元100的立体图；
图3是表示光源单元100的剖面图；
图4是表示光源120的详细的结构的一例的图；
图5是表示配光图形302的一例的示意图；
图6是表示光源单元100的结构的另一例的图；
图7是表示光源120的上面的图；
图8是表示光源120的AA垂直剖面图；
图9是表示光源单元100的立体图；
图10是表示光源单元100的剖面图；
图11是表示光源单元100的垂直剖面图；
图12是表示光源单元100的水平剖面图。
编号说明
100...光源单元；102...半导体发光元件；104...透镜；106...基板；
108...透光部件；110...支持部件；112...遮光部件；
114...反射镜；116...支持部件；118...反射镜；120...光源；
122...正电极；124...负电极；302...配光图形；304...区域；
306...边界；400...车用灯具；402...透明盖；404...灯体。
【具体实施方式】
以下，通过发明的实施方式说明本发明，但是以下的实施方式不限制涉及专利要求的发明，另外，在实施方式中说明的全部特征的配合不一定都是发明的解决方法所必须的。
图1表示本发明的一实施方式的车用灯具400的结构的一例。例如，车用灯具400是向车辆前方的预定的照射方向照射光的低光照射用的车用前照灯(前大灯)。本例的车用前照灯400的目的是明确地形成确定车用前照灯的配光图形中的明暗边界的分割线。车用灯具400在由平光镜状的透明盖402和灯体404组成的灯室内大致一横列地收放着多个光源单元100。
这些光源单元100具有完全相同的结构被收放在灯室内，使光轴相对车的前后方向在车体上安装车用灯具400时向下偏约0.3°～0.6°。车用灯具400通过这些光源单元100照射的光向车辆的前方照射光，形成确定的配光图形。车用灯具400也可以具有配光特性各不相同的多个光源单元100。
图2和图3表示光源单元100的结构的一例，图2表示光源单元100的立体图，图3表示光源单元100与车辆的前后方向平行的垂直面的剖面图。本例的光源单元100是投射型光源单元，通过透镜104向前照射光源120发生的光，其具有支持部件110、遮光部件112、光源120及透镜104。
支持部件110是板状体，其通过在向着车辆的前方的表面上支持并固定光源120的底面使光源120向车辆的前方发光。在本例，在垂直方向直立设置支持部件110，其具有发散光源120发生的热的散热板的功能。因此，能够防止光源120的光度由过热下降。
遮光部件112是板状体，其隔着光源120的一部分与支持部件110的表面相对设置，通过从车辆的前方侧遮挡光源120的一部分而遮住光源120发生的光的一部分。
在本例，遮光部件112通过在上边缘遮挡光源120发生的光的一部分，按照向该上边缘的正面方向的投影形状确定射入透镜104的光的明暗边界。例如，该投影的形状是大致在车的左右方向上延伸的直线状，该投影形状也可以是略似ヘ字状。另外，在本例，遮光部件112的俯视的形状是在中央向后方弯曲并在车辆的大致左右方向上横断光源单元100的形状。
另外，在本例，遮光部件112的下端与支持部件110的下端相连，遮光部件112与支持部件110形成一体。因此，遮光部件112从支持部件110吸收光源120发生的热。这样，遮光部件112具有发散该热的散热板的功能。
光源120包括多个半导体发光元件102a～e，其在确定方向上被排成大致一列配置。在本例，光源120包括被并列配置在车辆的大致左右方向上的奇数个半导体发光元件102a～e。可以分别配置多个半导体发光元件102a～e，使其各个在下端的大致左右方向上延伸的边与遮光部件112的上边缘大体吻合。
透镜104是对于多个半导体发光元件a～e共同设置的光学部件的一例，设置在相对多个半导体发光元件102a～e的车辆的前方侧，通过透过多个半导体发光元件102a～e发生的光，向车辆的前方的照射方向照射该光。
例如，透镜104在奇数个的半导体发光元件a～e中的中央的半导体发光元件102c上具有光学中心F，是焦点或者光学设计上的基准点等。在本例，透镜104在通过半导体发光元件102c的表面的中心分别在车的左右方向和垂直方向延伸的X轴和Y轴的交点上具有光学中心F。此时，能够适当地形成在左右方向具有对称的部分的配光图形。另外，通过在透镜104的光学的中心F的附近设置半导体发光元件102c，光源单元100能够向前方照射高精度控制的光。
另外，为对应形成分割线所必要的精度，透镜104可以在半导体发光元件102c上的对应该精度的确定的范围内具有光学中心F。例如，透镜104可以在遮光部件112的上边缘的半导体发光元件102c的正面的位置上具有光学中心F。
另外，透镜104也可以在半导体发光元件102c的下端的在左右方向上延伸的边上具有光学中心F。此时，透镜104通过投影该边附近的像，能够在车辆的前方明确地形成与该边相对应的明暗边界。
另外，例如透镜104可以通过半导体发光元件102c从该边附近发生的光形成车用灯具400(参照图1)的配光图形中的分割线的至少一部分。透镜104可以在分割线附近应该照射光的区域(热区)以特别高的照度照射半导体发光元件102c发生的光。此时，车用灯具400能够形成明确并且适当的分割线。
在另一例，透镜104也可以在多个半导体发光元件102a～b、d～e中的任意一个上具有光学中心。此时，车用灯具400通过在分割线附近适当地照射光，能够形成明确的分割线。
图4表示光源120的详细的结构的一例。本例的光源120是在车辆的大致左右方向上延伸的线状光源，具有基板106、多个半导体发光元件102a～e以及透光部件108。在基板106的上面安装并固定多个半导体发光元件102a～e。
例如，多个半导体发光元件102a～e是发光二极管元件，以等间隔在基板106上并列配置成大致一列。例如，半导体发光元件a～e通过对设在表面上的萤光体(没作图示)照射紫外光使萤光体发出白色光。另外，半导体发光元件也可以通过在萤光体上照射兰色光使萤光体发生作为兰色光的补充色的黄色光。此时，光源120基于半导体发光元件和萤光体分别发生的兰色光和黄色光而发出白色光。
在此，在本例，多个半导体发光元件102a～e分别在表面上具有正电极122和负电极124。各个正电极122和负电极124分别对应设置半导体发光元件102内的各个P型半导体层和N型半导体层(没作图示)，接受用于发光的电力。例如，正电极122和负电极124可以设置在与多个半导体发光元件102a～e的并列的方向垂直的边的附近。这样能够减少正电极122和负电极124的形状对形成分割线造成的影响。
另外，也可以通过设在光源120中的配线(没作图示)电串联连接多个半导体发光元件102a～e。这样就能够使在多个半导体发光元件102a～e中流动的电流强度一样。也可以电气并联连接多个半导体发光元件102a～e，此时，能够降低应该供给光源120的电压。
透光部件108，例如用透明树酯等透过半导体发光元件102发生的光的材料形成，透光部件108通过隔着多个半导体发光元件102a～e与基板106相对向，封固多个半导体发光元件102a～e。根据本例，能够适当地形成使用多个半导体发光元件102a～e的光源120。
图5是表示由光源单元100形成的配光图形302的一例的示意图。配光图形302是在配置在光源单元100的前方25m的位置的假想垂直屏幕上形成的低光配光图形。
在本例，透镜104通过在假想垂直屏幕上投影多个半导体发光元件102a～e(参考图2)发生的光，形成具有确定的形状的配光图形302。透镜104按照遮光部件112(参考图2)的上边缘的形状形成配光图形302的分割线。例如，透镜104将半导体发光元件102a发生的光照射在作为配光图形302的一部分的区域304上。此时，透镜104可以对应半导体发光元件102c的下端的边在配光图形302的分割线上形成区域304的边界306。
在此，如用图2说明的那样，透镜104在半导体发光元件102c之上具有光学的中心F。此时，透镜104在配光图形302的大致中心的热区附近明确地投影边界306。这样，能够明确地形成配光图形302的分割线。
另外，例如，透镜104可以对应多个半导体发光元件102a～b、d～e的下端的边形成配光图形302的分割线上的边界306以外的部分。此时，因为这些下端的边在透镜104的焦点面内，所以能够明确地形成配光图形302的分割线。
另外，在另一例中，车用灯具400(参考图1)也可以通过具有各不相同的配光特性的多个光源单元100发生的光形成配光图形302。此时，各个光源单元100可以分别照射配光图形302中的一部分区域。
图6表示光源单元100的结构的又一例。在本例中，光源120具有在车辆的大致左右方向上并列配置的偶数个半导体发光元件102a～f。偶数个的半导体发光元件102a～f对于透镜104的光学中心F非对称配置。此时，透镜104通过相对光学中心非对称配置的多个半导体发光元件102a～f发生的光形成车用灯具400(参考图1)的配光图形的至少一部分。
透镜104在半导体发光元件102b的附近具有光学中心F。在本例，透镜104在通过半导体发光元件102b的表面的中心分别在车辆的左右方向和垂直方向延伸的X轴和Y轴的交点上具有光学的中心F。例如，透镜104通过两个半导体发光元件102a～b发生的光向车辆的左前方照射光，又通过四个半导体发光元件102c～f发生的光向车辆的右前方照射更强的光。
在此，在车辆的前照灯中，与由法规决定的车线的交错方法相对应有时需要更强地照射车辆的右侧或者左侧的配光图形。此时，根据本例能够形成合适的配光图形。另外，在本例遮光部件112在半导体发光元件102b的附近向车辆后方侧弯曲得最多。
另外，在本例，车用灯具400在本例的光源单元100之外还可以具有与该光源单元100具有不同配光特性的光源单元。此时，车用灯具400可以通过各个具有不同配光特性的多个光源单元照射的光形成理想的配光图形。根据本例，能够适当地形成各种各样的配光图形。对上述以外的说明，在图6中附加了与图2相同号码的结构部位，因为具有与图2中的结构相同的功能，所以省略其说明。
图7和图8表示光源120的详细的结构的另一例。图7表示光源120的上面图。图8表示光源120的AA垂直剖面图。
在本例，基板106是圆盘状物，多个半导体发光元件102a～e使各自的一边与通过基板106的上面的圆的中心的假设的直线AA对齐，配置成大致一列。
另外，透光部件108是以该中心O为球心的近似半球状物。在此，中央的半导体发光元件102c的一边配置在该圆的中心O上。此时，半导体发光元件102c相对透光部件108的表面以不能全反射的适当的角度照射从中心O上的边的附近发生的光。因此，透光部件108能够高效率地将半导体发光元件102发生的光向外部照射。另外，关于上述以外的说明，在图7和图8中附与图4相同号码的结构部位，因为具有与图4中的结构完全相同功能，故省略其说明。
图9和图10表示光源单元100的结构的另一例。图9表示光源单元100的立体图；图10表示在与车辆的前后方向平行的垂直面的光源单元100的剖面图。在本例，光源单元100不使用遮光部件112(参考图2)，使多个半导体发光元件102a～e发生的光直接射入透镜104。
这里，光源120具有与用图7和图8说明的光源120完全相同的功能。多个半导体发光元件102a～e把与假想直线AA(参考图7)吻合的边向下方固定。光源120也可以具有与用图4说明的光源120完全相同的功能和结构。
另外，透镜104在半导体发光元件102c的下端的边上具有光学中心F。在本例中，透镜104在通过该下端的边的中心分别在车辆左右方向和垂直方向延伸的X轴和Y轴的交点上具有光学中心F。此时，透镜104通过投影该边附近的像形成配光图形中的分割线的至少一部分。
在此，本例的光源单元100形成与用图5说明的配光图形302的至少一部分相同的配光图形。透镜104将半导体发光元件102c发生的光照射在作为配光图形302的一部分的区域304上。此时，透镜104对应半导体发光元件102c的下端的边，在配光图形302的分割线上形成区域304的边界306。透镜104可以通过从包括该边的端面投影半导体发光元件102c发生的光形成边界306。
根据本例，能够形成合适的配光图形。另外，车用灯具400(参考图1)可以通过具有各不相同的配光特性的多个光源单元100发生的光形成配光图形302。关于上述以外的说明在图9和图10中附加与图2和图3相同的编号的构成，因为具有与图2和图3中的构成相同的机能，故省略其说明。
图11和图12表示光源单元100的结构的另一例。图11表示光源单元100的BB垂直剖面图；图12表示光源单元100的AA水平剖面图。本例的光源单元100是投射型的光源单元，将聚集反射在光轴的光通过透镜向前方照射，具有支持部件116、光源120、反射镜118、透镜104以及反射镜114。
支持部件116是上面略水平的板状体，在上面安装并固定光源120的底面。光源120包括多个半导体发光元件102a～e，朝上方固定在支持部件116的上面。光源120可以具有与用图4说明的光源120完全相同的功能和结构，多个半导体发光元件120a～e分别在前端和后端具有在车辆的大致左右方向上延伸的边。另外，光源120也可以具有与用图7和图8说明的光源120完全相同的功能。
反射镜118是在略水平的上面反射光的反射镜，其设置在支持部件116的前端和透镜104之间。反射镜118可以设置在包括多个半导体发光元件102a～e的面内。这样能将光源120发生的光高效率地入射透镜104内。另外，反射镜118的前边缘是在车辆的大致左右方向上延伸的略直线状。例如，该前边缘可以是与应形成略ヘ字状的分割线对应的形状。
透镜104相对反射镜118和反射镜114设置在车辆的前方，透过并向前方照射反射镜118或者反射镜114反射的光。在本例，透镜104在反射镜118的前边缘附近具有焦点，通过向车辆前方投影包括该焦点的焦点面的像，形成车用灯具400(参考图1)的配光图形的至少一部分。此时，透镜104按照反射镜118的前边缘的形状形成该配光图形的分割线的至少一部分。
反射镜114是相对多个半导体发光元件a～e共用地设置的光学部件的一例的反射镜，其设置成包围光源120的后方、侧方和上方。而且，反射镜114通过向前方反射光源120发生的光，使该光射入透镜104，并且使透镜104向照射方向照射该光。这样，反射镜114向照射方向照射多个半导体发光元件102a～e发生的光。
在本例，例如，反射镜114的至少一部分是由复合椭圆面等形成的略椭球面状。并且，设定该略椭球面使其包括光源单元100的光轴的剖面形状成为略椭圆形的至少一部分，另外，设定该略椭圆形的离心率要从垂直剖面向水平剖面慢慢地增大。另外，光源单元100具有通过透镜104的大致中心略向车辆的前方的光轴。
另外，反射镜114的略似椭球面状的部分在中央的半导体发光元件102c的附近具有作为光学中心的一例的焦点F1，在反射镜118的前端附近具有焦点F2。在本例，该略似椭球面状部分在通过半导体发光元件102c的表面的中心分别在车辆左右方向和垂直方向延伸的X轴和Y轴的交点上有光学中心F。这样，该略似椭球面状的部分将光源120发生的光的至少大部分聚集在反射镜118的前边缘附近。
此时，因为在该前边缘附近形成基于前边缘形状的明确的明暗边界，所以在该前边缘附近具有焦点的透镜104在配光图形的分割线附近照射具有明确的明暗边界的光。因此，根据本例，能够适当地形成具有明确的分割线的配光图形。
在此，反射镜114的略似椭球面状的部分可以在半导体发光元件102c的前端的边的附近有焦点F1。此时，因为该略似椭球面状的部分将多个半导体发光元件102a～e发生的光的至少大部分不通过反射镜118而直接射入透镜104，所以能够更适当地照射分割线附近。
另外，在另一例，反射镜114也可以是在半导体发光元件102c的附近具有焦点的抛物面状的反射镜。此时，光源单元100可以是使用抛物面(抛物线)状的反射镜向前方照射光的抛物线型的光源单元，其取代透镜104，例如，有平光镜状的透明盖。此时，光源单元100也向前方照射高精度控制的光。
以上，用实施例说明了本发明，然而本发明的技术范围不局限于上述实施例所述的范围。对于上述实施例能够进行多种变更或改良。进行了这样的变更或改良的例也属于本发明的技术范围，这一点从专利要求范围的叙述可以明确。
从以上说明可知，根据本发明能够适宜地形成配光图形。