專利名稱：車輛前照燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種把多個LED元件用作光源的前照燈、輔助前照燈等的車輛前照燈。
背景技術：
近年來，伴隨白色LED的高輸出化、高亮度化，開始研究把白色LED用作車輛前照燈的光源，期望著使用LED的非更換光源化、消耗電力的降低、燈具自身的小型化等優(yōu)點。
但是，雖說是白色LED的高輸出化，但一個LED光源與使用以往的鹵素燈或HID等的放電燈的光源相比，光束和亮度還較低，現(xiàn)狀是其光束為鹵素燈的約二十分之一、HID的約六十分之一。并且，即使在將來，要LED達到和HID同等的光束和亮度也是很困難的事情，所以為了把LED用作車輛前照燈的光源，需要利用使用多個LED的光學系統(tǒng)構成車輛前照燈。
并且，作為這種車輛前照燈，已經(jīng)公開有例如圖25～圖27所示的車輛前照燈。
首先，圖25所示的車輛前照燈1由以下部分構成在凹狀基板表面朝向前方并列安裝多個LED2a的光源模塊2；配置在光源模塊2的前方的投影透鏡3；配置在投影透鏡3的光源側焦點位置F附近的遮光部件4。
上述光源模塊2的各LED2a被配置成使各自光軸朝向投影透鏡3的焦點位置F，通過從未圖示的驅動部分別供給驅動電流而發(fā)光。
上述投影透鏡3由凸透鏡構成，把從光源模塊2的各LED2a射出的光朝向前方聚焦并照射。
上述遮光部件4形成有端緣4a，用于形成如成為會車光束的配光圖形那樣的遮光圖形。
根據(jù)這種結構的車輛前照燈1，光源模塊2的各LED2a通過被供給驅動電流而發(fā)光，從各LED2a射出的光分別朝向投影透鏡3的焦點位置F行進，通過投影透鏡3被聚焦并朝向前方照射。
此時，通過利用遮光部件4形成遮光圖形，如圖26所示，上述光在所謂會車光束的配光圖形L的范圍內(nèi)朝向前方照射。由此，不向對面車或步行者射出眩光。
并且，圖27所示的車輛前照燈5由以下部分構成由在前方延伸的中心軸周圍配置成環(huán)狀的多個LED6a構成的光源模塊6；向前方反射來自光源模塊6的光的反射鏡7；將來自反射鏡7的反射光聚焦的投影透鏡3；形成會車配光用的遮擋的遮光部件4。
上述光源模塊6的各LED6a如圖27(B)所示，被配置成使各個光軸從中心軸朝向半徑方向外側延伸。
上述反射鏡7例如由旋轉橢圓面構成，在其第一焦點位置附近配置光源模塊6的各LED6a，同時使其第二焦點位置位于投影透鏡3的光源側的焦點位置附近。
根據(jù)這種結構的車輛前照燈5，光源模塊6的各LED6a通過被供給驅動電流而發(fā)光，從各LED6a射出的光分別經(jīng)由反射鏡7反射，并朝向反射鏡7的第二焦點即投影透鏡3的焦點位置F行進，通過投影透鏡3被聚焦并朝向前方照射。
此時，上述光通過遮光部件4形成遮擋，如圖26所示，在所謂會車光束的配光圖形L的范圍內(nèi)朝向前方照射。由此，不向對面車或步行者射出眩光。
但是，在這種結構的車輛前照燈1中，均由以鹵素燈或放電燈為前提的光學系統(tǒng)構成，所以不適合把LED用作光源，難以形成所期望的配光圖形。因此，不能有效利用從各個LED射出的光照射前方。
另外，如圖26所示，在前照燈的會車光束中，在中心方向即所謂HV附近，例如約需要6000cd至20000cd的發(fā)光強度。
對此，在利用投影透鏡將光聚焦的光學系統(tǒng)中，發(fā)光強度值具有與投影透鏡的焦點位置附近的光的密度(光束發(fā)散度)和燈具面積成比例的關系。因此，在把與鹵素燈或HID等放電燈相比亮度明顯降低的LED用作光源時，為了通過利用反射鏡和投影透鏡的前述以往的光學系統(tǒng)獲得上述的發(fā)光強度，光學系統(tǒng)將變得非常大。
特別是圖25所示的車輛前照燈1，隨著光源模塊2的各LED2a和投影透鏡3的焦點位置F的距離變大，焦點位置F附近的光的密度變稀疏，所以不能獲得高的發(fā)光強度。反之，如果使光源模塊2和焦點位置F接近，可以放置在光源模塊2上的LED2a的數(shù)量變少。這樣，車輛前照燈1無論在哪種情況下均難以獲得所期望的發(fā)光強度。
并且，圖27所示的車輛前照燈5通過反射鏡7將光源模塊6的各LED6a放大投影，同樣難以獲得所期望的發(fā)光強度。
對此，可以考慮例如圖28所示的車輛前照燈8。
在圖28中，車輛前照燈8構成為，針對縱橫配置成矩陣狀的多個LED9a，分別設置反射鏡9b、投影透鏡9c和遮光部件9d，利用對應每個LED9a的反射鏡9b和投影透鏡9c把各LED9a的像朝向前方投影。
但是，在這種結構的車輛前照燈8中，使用反射鏡9b和投影透鏡9c的光學系統(tǒng)和車輛前照燈5相同，是以鹵素燈或放電燈為前提的結構，所以同樣不適合把LED用作光源。
另外，在上述的各車輛前照燈1、5、8中，為了形成將道路一側(左側行駛時為左側)照射得更明亮的會車光束的配光圖形，而具有遮光部件4、9d，以使上述對面車的駕駛者不眩目，利用該遮光部件4、9d遮擋不需要的光，由此獲得上述的會車光束的配光圖形。此時，為了形成對應會車光束的配光圖形的遮擋，需要在各LED2a、6a、9a的光軸附近的亮度最高的部分利用遮光部件4、9d形成遮擋。因此，來自各LED2a、6a、9a的發(fā)光光量中，例如約近40％的光量被遮光部件4、9d遮擋，形成損耗光，所以不能發(fā)揮LED的面發(fā)光這種光學特征，光的利用效率非常低。
對此，如果不使用遮光部件4、9d，僅利用反射鏡7、9b進行配光圖形的控制，可以將損耗抑制到最低限度，所以光的利用效率能提高到約70％，但是由于各個LED的亮度低，所以難以獲得H線(水平線)和彎曲線(傾斜15度的傾斜線)的明暗邊界線的充足的對比度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于，提供一種把多個LED元件用作光源并獲得所期望的配光圖形的適合于前照燈、輔助前照燈等的車輛前照燈。
上述目的是根據(jù)本發(fā)明的車輛前照燈達到的，其特征在于，包括具有采用LED為光源的多個光源模塊；使來自各光源模塊的光分別朝向前方照射，照射向配光圖形的規(guī)定的彼此不同的區(qū)域的光學系統(tǒng)，各光學系統(tǒng)構成為最適合于向規(guī)定區(qū)域照射光，同時各光源模塊具有相對對應的光學系統(tǒng)呈最佳配置的LED。
本發(fā)明的車輛前照燈優(yōu)選上述各光源模塊和光學系統(tǒng)分別向配光圖形的聚光區(qū)域、擴散區(qū)域照射光。
本發(fā)明的車輛前照燈優(yōu)選上述各光源模塊和光學系統(tǒng)分別向配光圖形的聚光區(qū)域、擴散區(qū)域和中間區(qū)域照射光。
本發(fā)明的車輛前照燈優(yōu)選向上述配光圖形的聚光區(qū)域照射光的光源模塊包括具有形狀和會車光束的配光圖形相同的遮光部件，對應的光學系統(tǒng)由把光聚焦的投影透鏡構成。
本發(fā)明的車輛前照燈優(yōu)選向上述配光圖形的擴散區(qū)域照射光的光源模塊在具有一條直線棱線的一個方向上具有長的發(fā)光形狀，對應的光學系統(tǒng)由把來自光源模塊的光反射并聚光的反射鏡構成。
本發(fā)明的車輛前照燈優(yōu)選向上述配光圖形的中間區(qū)域照射光的光學系統(tǒng)由反射鏡和投影透鏡構成，使聚光區(qū)域和擴散區(qū)域的配光特性形成連續(xù)平滑的連接。
本發(fā)明的車輛前照燈優(yōu)選還具有最適合于向輔助燈的配光區(qū)域照射光的光源模塊和光學系統(tǒng)。
本發(fā)明的車輛前照燈優(yōu)選上述輔助燈的配光區(qū)域是日間燈、霧燈或轉彎燈的配光區(qū)域。
本發(fā)明的車輛前照燈優(yōu)選還具有最適合于向任意的配光區(qū)域照射光的被配置成可以拆裝的光源模塊和光學系統(tǒng)。
本發(fā)明的車輛前照燈優(yōu)選各光源模塊構成為對應照射光的配光區(qū)域的LED芯片數(shù)、配置及結構分別為最佳設計的不同種類的封裝體。
根據(jù)上述構成，把配光圖形劃分為多個區(qū)域，針對各個區(qū)域分別設置光源模塊和光學系統(tǒng)。并且，通過使分別對應這些光源模塊和光學系統(tǒng)的區(qū)域達到最佳化，形成配光圖形的各個區(qū)域分別具有所期望的發(fā)光強度分布的配光特性。
由此，通過車輛前照燈作為整體與多組光源模塊和光學系統(tǒng)的組合，可以形成具有所期望的發(fā)光強度分布的所期望的配光圖形。此時，各光源模塊的各LED同光學系統(tǒng)一起相對所對應的配光圖形區(qū)域達到最佳化，從而提高來自各LED的光的利用效率，可以獲得更加明亮的照射光。
在上述各光源模塊和光學系統(tǒng)分別向配光圖形的聚光區(qū)域、擴散區(qū)域照射光時，通過使各光源模塊和光學系統(tǒng)相對各個配光圖形的聚光區(qū)域和擴散區(qū)域達到最佳化，能夠以所期望的發(fā)光強度分布向各個聚光區(qū)域、擴散區(qū)域照射光。由此，可以整體上形成所期望的發(fā)光強度分布的配光圖形。
在上述各光源模塊和光學系統(tǒng)分別向配光圖形的聚光區(qū)域、擴散區(qū)域和中間區(qū)域照射光時，通過使各光源模塊和光學系統(tǒng)相對各個配光圖形的聚光區(qū)域、擴散區(qū)域和中間區(qū)域達到最佳化，能夠以所期望的發(fā)光強度分布向各個聚光區(qū)域、擴散區(qū)域照射光。由此，可以整體上形成所期望的發(fā)光強度分布的配光圖形，同時可以通過中間區(qū)域以連續(xù)平滑的對比度連接聚光區(qū)域和擴散區(qū)域。
向上述配光圖形的聚光區(qū)域照射光的光源模塊包括具有形狀和會車光束的配光圖形相同的遮光部件，對應的光學系統(tǒng)由把光聚焦的投影透鏡構成，來自該光源模塊的各LED的光通過遮光部件形成遮擋，并且通過遮擋而形成的發(fā)光形狀被投影透鏡聚焦并朝向前方投影，由此，利用簡單的結構可以在例如中心附近形成對比度高的明暗邊界線，所以能夠形成適合聚光區(qū)域的配光圖形。
向上述配光圖形的擴散區(qū)域照射光的光源模塊在具有一條直線棱線的一個方向上具有長的發(fā)光形狀，對應的光學系統(tǒng)由反射來自光源模塊的光的反射鏡構成，使用例如把LED芯片配置成直線狀的光源模塊，通過反射鏡反射該直線棱線并向前方照射，由此可以向前方有效反射來自光源模塊的光，同時在遮擋線附近投影直線棱線，從而可以形成對比度高的明暗邊界線，所以能夠形成在水平線方向擴散(遮擋線具有明暗差)的適合擴散區(qū)域的配光圖形。并且，光源模塊實質上是面發(fā)光、完全擴散發(fā)光，所以反射鏡沒必要覆蓋光源整體，形成接近平面的形狀，所以能夠使車輛前照燈整體形成薄型結構。
向上述配光圖形的中間區(qū)域照射光的光學系統(tǒng)由反射鏡和投影透鏡構成，以連續(xù)地平滑地連接聚光區(qū)域和擴散區(qū)域的配光特性，朝向前方照射通過反射鏡擴散并通過投影透鏡被聚焦的略微擴散。遮擋是通過位于透鏡焦點的遮光板形成的，所以能夠平滑地連接聚光區(qū)域的形成高對比度的明暗邊界線的配光圖形和擴散區(qū)域的在水平方向擴散的配光圖形之間。
另外，還具有最適合于向輔助燈的配光區(qū)域照射光的光源模塊和光學系統(tǒng)，優(yōu)選在上述輔助燈的配光區(qū)域是日間燈、霧燈或轉彎燈的配光區(qū)域時，可以利用裝配在本車輛前照燈內(nèi)的光源模塊和光學系統(tǒng)實現(xiàn)輔助燈的功能，使車輛用燈具整體形成小型結構，放寬車輛用燈具及汽車的設計自由度。
另外，具有最適合于向任意配光區(qū)域照射光并且可以拆裝地配置的光源模塊和光學系統(tǒng)，根據(jù)需要可以附加或去除輔助燈及其他車輛用燈具的功能，所以容易構成具有任意功能的車輛用燈具。
各光源模塊構成為對應照射光的配光區(qū)域的LED芯片數(shù)、配置及結構分別為最佳設計的不同種類的封裝體，各光源模塊構成為相對應該照射光的配光圖形的規(guī)定區(qū)域使這些LED芯片數(shù)、配置及結構達到最佳化的封裝體，所以根據(jù)這種封裝體種類的組合，可以構成車輛前照燈。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，利用把LED用作光源的光源模塊，使來自各LED的光通過對應的光學系統(tǒng)照射配光圖形的規(guī)定區(qū)域，此時使光源模塊和光學系統(tǒng)分別對應的配光圖形區(qū)域達到最佳化，由此通過組合多組光源模塊和光學系統(tǒng)，可以實現(xiàn)整體上具有所期望的發(fā)光形狀和亮度分布的配光特性。
因此，即使使用與鹵素燈或HID等的放電燈相比亮度較低的LED作為光源時，也能獲得充足的最大發(fā)光強度，所以能夠實現(xiàn)高效率且小型薄型的車輛前照燈。
并且，通過光源模塊的組合，可以形成所期望的配光特性，所以能夠增加配光的自由度及車輛前照燈的設計自由度。


圖1是表示本發(fā)明的車輛前照燈的第一實施方式的構成的概略圖。
圖2是表示圖1的車輛前照燈的第一組照明部的構成的概略立體圖。
圖3是表示圖2的第一組照明部的光源模塊的構成的放大立體圖。
圖4是表示圖2的第一組照明部的變形例的構成的概略側視圖。
圖5是表示圖4所示的第一組照明部的配光圖形的曲線圖。
圖6是表示圖1的車輛前照燈的第二組照明部的構成的概略立體圖。
圖7是表示圖6的第二組照明部的光源模塊的發(fā)光部的形狀的一例的概略圖。
圖8是表示圖6的第二組照明部的光源投影像的概略圖。
圖9是表示圖6的第二組照明部的配光圖形的曲線圖。
圖10是表示圖6的第二組照明部的光源模塊的發(fā)光部的形狀的其他示例的概略圖。
圖11是表示圖6的第二組照明部的光源模塊的發(fā)光部的形狀的另外其他示例的概略立體圖。
圖12是表示圖1的車輛前照燈的第三組照明部的構成的一例的概略側視圖。
圖13是表示圖1的車輛前照燈的第三組照明部的構成的其他示例的概略側視圖。
圖14是表示圖1的車輛前照燈的第三組照明部的構成的另外其他示例的概略側視圖。
圖15是表示圖12的第三組照明部的變形例的概略側視圖。
圖16是表示圖12的第三組照明部的其他變形例的概略側視圖。
圖17是表示本發(fā)明的車輛前照燈的第二實施方式的構成的概略圖。
圖18是表示圖17的車輛前照燈的第一組照明部的構成的概略立體圖。
圖19是表示圖17的車輛前照燈的第二組照明部的構成的概略立體圖。
圖20是表示圖17的車輛前照燈的第三組照明部的構成的概略立體圖。
圖21是表示圖18的第一組照明部的配光圖形的曲線圖。
圖22是表示圖19的第二組照明部的配光圖形的曲線圖。
圖23是表示圖20的第三組照明部的配光圖形的曲線圖。
圖24是表示圖17的車輛前照燈的配光圖形的曲線圖。
圖25是表示以往的車輛前照燈的一例構成的概略側視圖。
圖26是概略表示會車光束的配光圖形的曲線圖。
圖27是表示以往的車輛前照燈的其他示例的構成的概略側視圖。
圖28是表示以往的車輛前照燈的另外其他示例的構成的概略側視圖。
圖中10車輛前照燈；11第一組照明部；12光源模塊；12a發(fā)光部(LED)；12e遮光部件；13光學系統(tǒng)(投影透鏡)；21第二組照明部；22光源模塊；22a發(fā)光部(LED)；23光學系統(tǒng)(反射鏡)；31第三組照明部；32光源模塊；32a、32a’發(fā)光部(LED)；33光學系統(tǒng)；33a、33a’反射鏡；33b投影透鏡；33c遮光部件；40車輛前照燈；41第一組照明部；42a、42b、42c、42d光源模塊；43a、43b、43c、43d光學系統(tǒng)(投影透鏡)；51第二組照明部；52a、52b光源模塊；53a、53b光學系統(tǒng)(投影透鏡)；61第三組照明部；62a、62b、62c光源模塊；33光學系統(tǒng)；63a、63b、63c反射鏡；64投影透鏡；65遮光部件。
具體實施例方式
以下，參照圖1～圖24詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
另外，以下所述的實施方式是本發(fā)明的優(yōu)選具體示例，在技術上進行了各種優(yōu)選限定，但在以下說明中只要沒有特別限定本發(fā)明的記述，本發(fā)明的范圍就不限于這些實施方式。
(實施例1)圖1表示本發(fā)明的車輛前照燈的第一實施方式的構成。在圖1中，車輛前照燈10由三組照明部11、21、31構成。
第一組照明部11構成為向所謂會車光束的配光圖形中含有彎曲線等的明暗邊界線的最大發(fā)光強度的聚光區(qū)域照射光。
并且，第二組照明部21構成為向上述配光圖形中不需要彎曲線的廣泛范圍區(qū)域即擴散區(qū)域照射光。
另外，第三組照明部31構成為向上述配光圖形中的中間區(qū)域照射光，以便平滑地連接上述聚光區(qū)域和擴散區(qū)域的配光對比度。
首先，說明聚光區(qū)域用第一組照明部11。
第一組照明部11如圖2所示，由光源模塊12和光學系統(tǒng)13構成。
光源模塊12如圖3所示，包括由利用熒光體包圍LED芯片的LED構成的發(fā)光部12a，例如利用樹脂制透鏡殼體12b進行封裝。上述發(fā)光部12a從外部通過導線12c被供電，從LED芯片射出的光接觸熒光體，來自LED芯片的光和通過熒光體形成的激勵光的混色光射出到外部。
上述光源模塊12在發(fā)光部12a的前方還包括透鏡12d和遮光部件12e，對于來自發(fā)光部12a的光，通過利用遮光部件12e進行遮擋而形成遮擋圖形，只需通過使用水平線和凸透鏡(投影透鏡)進行投影，即可形成具有會車光束的配光圖形的特征、即從中心例如以15度傾斜向上延伸的彎曲線。
上述光學系統(tǒng)13是由凸透鏡構成投影透鏡，如圖2所示，被配置成使其光軸在光源模塊12的中心軸上一致，并且使其光源側的焦點位置位于光源模塊12的發(fā)光部12a前方的遮光部件12e附近。
由此，通過使來自光源模塊12的各LED12a的光通過光學系統(tǒng)13朝向前方聚光，形成在圖2中用符號La表示的配光圖形區(qū)域(聚光區(qū)域)。
此處，光學系統(tǒng)13是聚光光學系統(tǒng)，雖然也可以使用其他結構的聚光光學系統(tǒng)，但配光圖形的聚光區(qū)域的最大發(fā)光強度值與二次光學系統(tǒng)即光學系統(tǒng)13的焦點位置附近的亮度和光學系統(tǒng)13的面積成比例，所以使光源模塊12的發(fā)光部12a通過投影透鏡直接向聚光區(qū)域投影的圖2所示結構可以獲得效率最好的最大亮度。
對此，在配置于光源模塊的透鏡外面附近的遮光部件12e附近設置投影透鏡的焦點位置時，亮度大幅度降低，所以最大發(fā)光強度值也大幅度降低。
并且，在使用轉像透鏡使發(fā)光部12a的像成像于遮光部件12e附近，并且通過投影透鏡把該像朝向聚光區(qū)域投影的光學系統(tǒng)的情況下，光學系統(tǒng)變復雜，部件成本和組裝成本提高，并且車輛前照燈狀態(tài)深度增大，同時焦點位置的發(fā)光部12a的像的亮度降低，使得聚光區(qū)域的最大發(fā)光強度值也同樣降低。
此處，上述第一組照明部11很難在配光圖形的聚光區(qū)域提供任意的亮度分布。所以，如圖4所示，設置多個(圖示情況為4個)第一組照明部11a、11b、11c、11d，把來自光源模塊12a’、12b’、12c’、12d’的光L1、L2、L3、L4通過焦點距離分別互不相同的光學系統(tǒng)13a、13b、13c、13d朝向前方投影，由此如圖5所示，按照每個照明部11a、11b、11c、11d適當重復設定照射范圍，可以使整體上具有亮度分布即有層次的配光特性。
下面，說明擴散區(qū)域用第二組照明部21。
第二組照明部21如圖6所示，由光源模塊22和光學系統(tǒng)23構成。
光源模塊22包括利用LED形成的長方形發(fā)光部22a，其形狀為例如具有長方形等的一個以上的直線棱線的發(fā)光形狀、例如圖7所示長方形。
并且，光學系統(tǒng)23由在在該情況下朝向前方的凹狀的例如旋轉拋物面或旋轉橢圓面等組合形成的反射鏡構成，被配置成與光源模塊22的軸相對，并且使其焦點位置位于光源模塊22的發(fā)光部22a附近。
由此，來自光源模塊22的發(fā)光部22a的光通過光學系統(tǒng)23被反射，形成圖6中用符號Lb表示的配光圖形區(qū)域(擴散區(qū)域)。
該情況下，光源模塊22是面發(fā)光，發(fā)揮具有完全擴散發(fā)光指向特性的優(yōu)點，從光源模塊22的發(fā)光部22a射出的光的利用效率達到約70％以上，并且通過適當選擇反射鏡形狀，可以形成所期望的配光圖形。
此時，把光源模塊22的發(fā)光部22a的直線棱線配置在水平方向，通過光學系統(tǒng)23朝向前方投影，從而可以把該棱線用于形成配光圖形的水平線的遮擋。
另外，上述第二組照明部21優(yōu)選構成上述光學系統(tǒng)23的反射鏡構成為被劃分為多個反射面的多反射鏡，通過適當形成各個反射面，按照圖8所示，將光源模塊22的發(fā)光部22a投影。在該情況下，在反射的位置發(fā)光部22a的投影像旋轉并投影。
由此，配光圖形的擴散區(qū)域通過使各反射面的發(fā)光部22a的投影像相互重合，可以具有圖9所示的發(fā)光強度分布，即有層次的配光特性。
另外，光源模塊22的發(fā)光部22a不限于長方形，如圖10所示，也可以形成為具有大致半圓形外形的形狀，還可如圖11所示，把多個LED芯片并列配置在一個方向。
最后，說明中間區(qū)域用第三組照明部31。
第三組照明部31如圖12所示，由光源模塊32和光學系統(tǒng)33構成。
光源模塊32構成為從圖2的光源模塊12中去除了遮光部件12e，發(fā)光部12a的表面沿著光學系統(tǒng)33的光軸配置。
另外，在該情況下，光源模塊32的發(fā)光部32a的形狀沒有限制，但為了提高向光學系統(tǒng)33的投影透鏡33b的入射效率，使光學系統(tǒng)的尺寸更加小型化，優(yōu)選發(fā)光部32a為盡可能小并且亮度較高。
光學系統(tǒng)33由反射鏡33a、投影透鏡33b和遮光部件33c構成。
此處，反射鏡33a例如由旋轉橢圓面構成，被配置成使一方的焦點位置位于光源模塊32的發(fā)光部32a的中心附近，使另一方的焦點位置在前方位于光學系統(tǒng)33的光軸上。
投影透鏡33b是凸透鏡，被配置成使其光源側的焦點位置位于反射鏡33a的前方焦點位置附近。
另外，上述遮光部件33c被配置在投影透鏡33b的光源側的焦點位置附近，其端緣33d在上端形成遮擋。
另外，在上述結構中，雖然是發(fā)光部32a被配置成朝向上方，反射鏡33a僅配置了上半部分，但不限于此，如圖13所示，除上述發(fā)光部32a外，也可以具有朝下的發(fā)光部32a’，同時可以具有與反射鏡32a上下成對的下半部分反射鏡33a’。
并且，如圖14所示，也可以把遮光部件33c沿著光軸配置，其端緣33d在前端形成遮擋。由此，入射到遮光部件33d表面的一部分光被反射并朝向前方照射，從而可以把光的利用效率提高到50％以上。
此時，如圖15所示，為了進一步提高遮擋線的對比度，可以將發(fā)光部32a朝向后方稍微傾斜配置。
另外，在圖16的光學系統(tǒng)中，LED光源是面發(fā)光光源，在反射面只存在于透鏡中心的上方或下方的情況下，由于只向投影透鏡33b的中心的下面或上面入射光，所以通過將投影透鏡33b的上半部分或下半部分遮擋，可以在上下方向上實現(xiàn)小型化，同時為了獲得高發(fā)光強度的配光圖形，在上下方向上重復配置多個照明部31時，可以在上下方向密集配置。
本發(fā)明實施方式的車輛前照燈10通過形成以上結構，各照明部11、21、31的光源模塊12、22、32通過分別被供電而發(fā)光。
由此，從光源模塊12的發(fā)光部12a射出的光通過遮光部件12e形成遮擋，并且通過光學系統(tǒng)13的投影透鏡聚光并朝向前方照射，從而形成配光圖形的聚光區(qū)域La。
并且，從光源模塊22的發(fā)光部22a射出的光通過光學系統(tǒng)23的反射鏡被反射，并且朝向前方照射，從而形成配光圖形的擴散區(qū)域Lb。
另外，從光源模塊32的發(fā)光部32a射出的光通過光學系統(tǒng)33的反射鏡33a被反射，并且通過投影透鏡33b聚光，同時通過遮光部件33c形成遮擋，并朝向前方照射，從而形成配光圖形的聚光區(qū)域La和擴散區(qū)域Lb之間的中間區(qū)域。
由此，來自各照明部11、21、31的照射光相互重合，可以形成朝向前方的所謂會車光束的配光圖形。此時，配光圖形的多個區(qū)域、即聚光區(qū)域、擴散區(qū)域和它們之間的中間區(qū)域分別通過第一組照明部11、第二組照明部21、第三組照明部31而形成。此處，各照明部11、21、31構成為分別最適合于對應的區(qū)域，各區(qū)域及配光圖形整體以所期望的發(fā)光強度分布形成為最大發(fā)光強度。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的車輛前照燈10，使用多個LED作為光源，可以獲得所期望的配光圖形例如所謂會車光束的配光圖形。
(實施例2)圖17表示本發(fā)明的車輛前照燈的第二實施方式的構成。
在圖17中，車輛前照燈40是前述車輛前照燈10的具體實施方式
，和圖1所示車輛前照燈10相同，由三組照明部41、51、61構成。
在該情況下，對應聚光區(qū)域的第一組照明部41的構成和圖1所示車輛前照燈的第一組照明部11大致相同，從左8度到右8度的范圍照射光。
并且，對應擴散區(qū)域的第二組照明部51的構成和圖1所示車輛前照燈的第二組照明部21大致相同，向從左50度到右50度的范圍內(nèi)照射光。
另外，對應中間區(qū)域的第三組照明部61的構成和圖1所示車輛前照燈的第三組照明部31大致相同，向從左20度到右20度的范圍內(nèi)照射光。
另外，相對各區(qū)域即聚光區(qū)域、中間區(qū)域和擴散區(qū)域的配光比率(光束比率)優(yōu)選設定為1∶2∶4。
上述第一組照明部41如圖18所示，由多個(圖示情況為4個)光源模塊42a、42b、42c、42d和分別對應的投影透鏡43a、43b、43c、43d構成。各光源模塊42a、42b、42c、42d的構成分別和車輛前照燈10的第一組照明部11的光源模塊12相同。
并且，各投影透鏡43a、43b、43c、43d和圖4所示構成相同，具有互不相同的焦點距離。
并且，通過適當選擇各投影透鏡43a、43b、43c、43d的焦點距離，可以獲得投影屏上的發(fā)光強度及投影尺寸。
上述第二組照明部51如圖19所示，由多個(圖示情況為2個)光源模塊52a、52b和分別對應的反射鏡53a、53b構成。
各光源模塊52a、52b的構成分別和車輛前照燈10的第二組照明部21的光源模塊22相同，在左右方向背靠背配置。
此處，各光源模塊52a、52b的發(fā)光部具有例如類似長方形的一個以上的直線棱線，該棱線比以往的鹵素燈的燈絲或HID的弧電極形狀長，例如優(yōu)選具有燈絲的兩倍長度。特別是如圖11所示，通過使用把所謂多芯片型的多個LED芯片直線配置在一個封裝體內(nèi)的光源封裝體，可以增大光源封裝體自身的光束，同時可以使車輛前照燈整體小型化。
并且，各反射鏡53a、53b的構成分別和車輛前照燈10的第二組照明部21的反射鏡23相同，配置成在左右方向擴展。
由此，上述光源模塊52a、52b的發(fā)光部具有較長的直線棱線，根據(jù)反射鏡53a、53b的形狀，可以任意控制發(fā)光部的投影像位置，能夠朝向前方照射來自發(fā)光部的光束的70％以上光束。
上述第三組照明部61如圖20所示，由多個(圖示情況為3個)光源模塊62a、62b、62c、分別對應的反射鏡63a、63b、63c、一個投影透鏡64、和遮光部件65構成。
各光源模塊62a、62b、62c的構成分別和車輛前照燈10的第三組照明部31的光源模塊32相同，在中心軸周圍以相等的角度間隔配置。
此處，各光源模塊62a、62b、62c的發(fā)光部優(yōu)選盡可能小，例如選定為小于以往的鹵素燈的燈絲或HID的弧電極形狀。
并且，各反射鏡63a、63b、63c的結構分別和車輛前照燈10的第三組照明部31的反射鏡33a相同，對應各光源模塊62a、62b、62c配置在光軸的上方及兩側。
另外，投影透鏡64和車輛前照燈10的第三組照明部31的投影透鏡33b相同，在光軸上僅配置一個。
并且，遮光部件65和車輛前照燈10的第三組照明部31的遮光部件33c相同，配置在投影透鏡64的光源側焦點位置附近。
另外，在使用具有直線發(fā)光部的光源模塊時，為了形成在左右方向擴展的配光圖形，對于與位于光軸上方的反射鏡對應的光源模塊，優(yōu)選把其發(fā)光部的縱長方向與光軸垂直配置。并且，對于與位于光軸側方的反射鏡對應的光源模塊，優(yōu)選把其發(fā)光部的縱長方向與光軸平行配置。由此，通過反射鏡形成的發(fā)光部的投影像在水平方向長長地延伸，可以更容易形成配光圖形。
根據(jù)這種結構的車輛前照燈40，第一照明部41如圖21所示，向聚光區(qū)域照射光La，第二照明部51如圖22所示，向擴散區(qū)域照射光Lb，第三照明部61如圖23所示，向聚光區(qū)域和擴散區(qū)域之間的中間區(qū)域照射光Lc。
并且，通過使各照明部41、51、61的配光圖形La、Lb、Lc重合，如圖24所示，可以形成適合于會車光束的配光圖形L。
在上述的實施方式中，車輛前照燈10、40雖然分別具有對應聚光區(qū)域、擴散區(qū)域和中間區(qū)域的照明部11、21、31或41、51、61，但不限于此，也可以省略對應中間區(qū)域的照明部31、61。并且，針對這些照明部，通過追加例如具有用于實現(xiàn)日間燈、轉彎燈的輔助燈或霧燈的輔助前照燈或所謂AFS燈的功能的配光圖形的照明部，或者把配光圖形劃分成更多的區(qū)域，相對劃分區(qū)域追加新的照明部，可以利用一個車輛前照燈形成多功能的配光圖形。
此時，通過使新追加的照明部構成為可以拆裝的形式，可以利用選購部件任意追加或去除該照明部。
另外，在上述的實施方式中，作為會車光束用配光特性限定于左側行駛的情況，為了使其不向汽車前方的右側對面車射出眩光，形成遮光板12e、33c、65的端緣，但不限于此，在右側行駛時，通過使車輛前照燈中的遮光板的端緣配置左右顛倒，可以獲得相同的效果。
權利要求
1.一種車輛前照燈，其特征在于，包括具有采用LED為光源的多個光源模塊；使來自各光源模塊的光分別朝向前方照射，照射向配光圖形的規(guī)定的彼此不同的區(qū)域的光學系統(tǒng)，各光學系統(tǒng)構成為最適合于向規(guī)定區(qū)域照射光，同時各光源模塊具有相對對應的光學系統(tǒng)呈最佳配置的LED。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛前照燈，其特征在于，上述各光源模塊和光學系統(tǒng)分別向配光圖形的聚光區(qū)域、擴散區(qū)域照射光。
3.根據(jù)權利要求1所述的車輛前照燈，其特征在于，上述各光源模塊和光學系統(tǒng)分別向配光圖形的聚光區(qū)域、擴散區(qū)域和中間區(qū)域照射光。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的車輛前照燈，其特征在于，向上述配光圖形的聚光區(qū)域照射光的光源模塊包括具有形狀和會車光束的配光圖形相同的遮光部件，對應的光學系統(tǒng)由把光聚焦的投影透鏡構成。
5.根據(jù)權利要求2～4中任一項所述的車輛前照燈，其特征在于，向上述配光圖形的擴散區(qū)域照射光的光源模塊在具有一條直線棱線的一個方向上具有較長的發(fā)光形狀，對應的光學系統(tǒng)由把來自光源模塊的光反射并聚光的反射鏡構成。
6.根據(jù)權利要求3～5中任一項所述的車輛前照燈，其特征在于，向上述配光圖形的中間區(qū)域照射光的光學系統(tǒng)由反射鏡和投影透鏡構成，使聚光區(qū)域和擴散區(qū)域的配光特性形成連續(xù)平滑的連接。
7.根據(jù)權利要求1～6中任一項所述的車輛前照燈，其特征在于，還具有最適合于向輔助燈的配光區(qū)域照射光的光源模塊和光學系統(tǒng)。
8.根據(jù)權利要求7所述的車輛前照燈，其特征在于，上述輔助燈的配光區(qū)域是日間燈、霧燈或轉彎燈的配光區(qū)域。
9.根據(jù)權利要求1～8中任一項所述的車輛前照燈，其特征在于，還具有最適合于向任意配光區(qū)域照射光并且被配置成拆裝自如的光源模塊和光學系統(tǒng)。
10.根據(jù)權利要求1～9中任一項所述的車輛前照燈，其特征在于，各光源模塊構成為對應照射光的配光區(qū)域的LED芯片數(shù)量、配置及結構分別為最佳設計的不同種類的封裝體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種把多個LED元件用作光源并獲得所期望的配光圖形的適合于前照燈、輔助前照燈等的車輛前照燈。車輛前照燈(10)的結構為，包括具有LED為光源的多個光源模塊(11、21、31)；使來自各光源模塊的光分別朝向前方照射，照射到配光圖形的規(guī)定的彼此不同的區(qū)域的光學系統(tǒng)(12、22、32)，各光學系統(tǒng)(12、22、32)構成為最適合于向規(guī)定區(qū)域照射光，同時各光源模塊(11、21、31)具有相對對應的光學系統(tǒng)(12、22、32)呈最佳配置的LED。
文檔編號F21S8/12GK1609503SQ20041008096
公開日2005年4月27日 申請日期2004年10月10日 優(yōu)先權日2003年10月24日
發(fā)明者谷田安, 小池輝夫, 久志本琢也, 二見隆, 大和田竜太郎 申請人:斯坦雷電氣株式會社