專利名稱：車輛用前照燈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛用前照燈裝置，其使用了使用發(fā)光二極管等半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈具單元，以及以放電燈作為光源的燈具單元，為了縮短放電燈的啟動時間，不是在過渡功率控制時施加大負荷，而是利用半導(dǎo)體發(fā)光元件的瞬時點燈性，得到短焦距光用配光的技術(shù)。
背景技術(shù)：
已知一種具有以發(fā)光二極管作為光源的多個燈具單元的車輛用前照燈，對由光學(xué)結(jié)構(gòu)不同的各種燈具單元所形成的配光圖案進行合成，可以得到短焦距光(近光)用配光(例如，參照專利文獻1)。
此外，關(guān)于在使用金屬鹵化物燈等高壓放電燈作為光源的車輛用前照燈中，該放電燈的啟動性的提高，例如，已知如下所述的方法。
(A)在從放電燈啟動后到轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)的過渡期間中，使白熾燈泡等輔助光源點燈，來補充光量不足的方法；(B)設(shè)置放電燈的預(yù)熱用電路，在檢測到小型燈開關(guān)的接通或車輛周圍的光變?nèi)鯐r進行預(yù)熱，由此縮短從放電燈啟動直至達到穩(wěn)定點燈狀態(tài)的時間的方法(例如，參照專利文獻2)；(C)在點燈初期的過渡功率控制中，暫時地輸入超過放電燈的額定功率的功率，促進放電燈發(fā)光，然后轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)的方法。
專利文獻1特開2004-95480號公報專利文獻2特開平3-30186號公報發(fā)明內(nèi)容但是，關(guān)于上述(A)至(C)，例如，可以舉出下述需要解決的問題。
首先，在上述(A)中，必須要在放電燈以外追加白熾燈泡等輔助光源，存在成本方面的問題，以及因為在放電燈達到穩(wěn)定點燈狀態(tài)后不需要使輔助光源點燈，所以存在光源的利用率低等問題?；蛘?，也可以考慮通過使霧燈等輔助前照燈的光源暫時地點燈，作為代用光源的方法，但存在增加該光源的使用頻率等問題。
此外，在上述(B)中，擔(dān)心隨著預(yù)熱而消耗電力增加，以及因增設(shè)預(yù)熱用電路造成電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜化或成本增加等。
在上述(C)中，因為通過過渡功率控制促使放電燈快速發(fā)光，所以控制電路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，或者必須要考慮電極直徑加粗等燈泡結(jié)構(gòu)。換言之，在考慮對壽命等的影響的情況下，與通過過渡功率控制對放電燈施加過大的負荷的狀態(tài)下開始點燈相比，優(yōu)選即使需要一些啟動時間，也要在額定功率值或以該額定功率值為基準的允許范圍內(nèi)進行功率控制。
因此，本發(fā)明的課題在于，在具有以放電燈為光源的燈具單元的車輛用前照燈裝置中，即使在放電燈啟動后不進行用于縮短啟動時間的功率控制等，也可以利用半導(dǎo)體發(fā)光元件的瞬時點燈性，不對短焦距光用配光圖案的形成帶來障礙。
本發(fā)明涉及一種車輛用前照燈裝置，其具有多個燈具單元，這些燈具單元包含以放電燈作為光源的第1燈具單元，和以半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源的第2燈具單元，其構(gòu)成方式為與從第1和第2燈具單元的點燈大致同時開始的時刻到放電燈轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)所需要的時間相比，第2燈具單元的點燈所需要的時間短，同時，將由各燈具單元形成的照射光合成，得到短焦距光用配光。
因此，在本發(fā)明中，第1和第2燈具單元的點燈開始后，在首先第2燈具單元瞬時地點燈之后，第1燈具單元轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)。不需要在用于縮短放電燈的啟動時間的過渡功率控制時，輸入超過額定功率的功率，此外，半導(dǎo)體發(fā)光元件的開關(guān)燈時的響應(yīng)快，適用于補充放電燈啟動時光量不足的光源。并且，由于可以使用由第1和第2燈具單元得到的各個照射光，得到短焦距光用配光，所以不會伴隨有光源利用率的降低(并不是暫時地使半導(dǎo)體發(fā)光元件點燈，而是與放電燈一起使用來形成配光圖案)。
發(fā)明的效果由本發(fā)明，著眼于半導(dǎo)體發(fā)光元件的瞬時點燈性，可以防止在到達放電燈的點燈狀態(tài)穩(wěn)定之前的過渡狀態(tài)中光量不足。此外，對于剛啟動之后的放電燈，不需要用于暫時輸入過大的電力而使該放電燈快速穩(wěn)定的控制，有利于電路結(jié)構(gòu)的簡化和防止放電燈的惡化。并且，通過燈泡結(jié)構(gòu)的簡化和制作方法的放寬等，有利于降低成本，此外，通過使用半導(dǎo)體發(fā)光元件，可以有效地使燈具整體緊湊化、小型化。
使用高亮度且光量大的放電燈的第1燈具單元，對短焦距光用配光圖案中朝向車輛前方的遠方區(qū)域的聚光性圖案的形成有效。也就是說，優(yōu)選的構(gòu)成方式為，第1燈具單元或第1燈具單元和第2燈具單元點燈時發(fā)出的光，向車輛前面遠方區(qū)域照射。例如，構(gòu)成方式為，在主要是第1燈具單元點燈時發(fā)出的光朝向車輛前方的遠方區(qū)域照射的構(gòu)成形態(tài)中，第2燈具單元點燈時發(fā)出的光，在水平方向上擴散來照射(使用半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈具單元，對短焦距光用配光圖案中在水平方向上擴散的擴散性圖案的形成有效)。
此外，其構(gòu)成方式為，具有開關(guān)，其在第1和第2燈具單元點燈開始時進行開閉；第1點燈電路，其用于接受直流輸入電壓而使放電燈點燈；以及第2點燈電路，其用于接受直流輸入電壓而使所述半導(dǎo)體發(fā)光元件點燈，在該開關(guān)閉合的情況下，向放電燈供給第1點燈電路的輸出電壓，以使設(shè)置于車輛前部的第1燈具單元的點燈開始，同時，向半導(dǎo)體發(fā)光元件供給第2點燈電路的輸出電壓，以使設(shè)置于車輛前部不同于第1燈具單元的其他位置上的第2燈具單元的點燈開始，在這種結(jié)構(gòu)中，在使各燈具單元獨立配置在車輛前部的情況下，適于使用半導(dǎo)體發(fā)光元件的第2燈具單元的小型化，除此之外，還可以自由配置在其他設(shè)置部位上，車輛設(shè)計上的自由度高(例如，可以進行有利于降低空氣阻力的燈具配置和有效防止眩光的位置選定等)。
放電燈的點燈電路的結(jié)構(gòu)為，具有啟動電路，其用于向該放電燈供給啟動用信號；以及控制電路，其用于控制向放電燈的輸入功率，在該結(jié)構(gòu)中，通過在從放電燈的點燈開始時刻到該放電燈轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定點燈狀態(tài)的過渡期間進行功率控制，使得向該放電燈輸入的功率值小于或等于額定功率值、或小于或等于穩(wěn)定點燈狀態(tài)下供給的功率值，以起到減輕負荷等作用。也就是說，用于縮短放電燈的啟動時間的過渡功率控制時施加的負荷小，不對壽命等造成影響或緩解對壽命等的影響。此外，放電燈的點燈電路的結(jié)構(gòu)被簡化，或?qū)Ψ烹姛舻慕Y(jié)構(gòu)和制作方法等的技術(shù)要求放寬，有利于降低成本等。
使用白色發(fā)光二極管作為半導(dǎo)體發(fā)光元件的情況下，其色溫在4000至6500K的范圍內(nèi)，優(yōu)選將放電燈的色溫定在4000至5000K的范圍內(nèi)。也就是說，在使用白色發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)中，其色溫接近放電燈的色溫，可以得到不協(xié)調(diào)感小的合成圖案。此外，由于與白熾燈泡相比，發(fā)光二極管的壽命長，所以可以延長包括放電燈壽命的燈具整體的可以使用時間(可以減少光源等的更換頻率)。


圖1是表示本發(fā)明涉及的車輛用前照燈裝置的基本結(jié)構(gòu)例的示意圖。
圖2是表示第1燈具單元的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖3是表示第1燈具單元的其他結(jié)構(gòu)例的圖。
圖4是表示第2燈具單元的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖5是表示第2燈具單元的其他結(jié)構(gòu)例的圖。
圖6與圖7一起，簡要表示利用從發(fā)光二極管發(fā)出后的反射光的燈具單元的結(jié)構(gòu)的例子，本圖是表示鉛直剖面結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是斜視圖。
圖8與圖9一起，表示適用于車輛用前照燈的例子，本圖是燈具的正視圖。
圖9是簡要表示短焦距光用配光圖案的圖。
圖10與圖11一起，表示適用于車輛用前照燈的其他例子，本圖是燈具的正視圖。
圖11是簡要表示短焦距光用配光圖案的圖。
圖12是表示點燈電路結(jié)構(gòu)的例子的圖。
圖13是表示各燈具單元的配置例的說明圖。
圖14是表示向放電燈輸入功率的隨時間變化的例子的曲線圖。
圖15是表示放電燈光通量升高變化的例子的曲線圖。
圖16是表示以初始值為100(％)的光通量保持率的變化的例子的曲線圖。
具體實施例方式
圖1是表示本發(fā)明涉及的車輛用前照燈裝置的基本結(jié)構(gòu)例的示意圖。
車輛用前照燈裝置1在短焦距光照射時使用，使用多個燈具單元2A、2B而構(gòu)成。其中的第1燈具單元2A以放電燈(或放電燈泡)作為光源，此外，第2燈具單元2B以發(fā)光二極管等半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源。
第1燈具單元2A的光源使用HID燈(High Intensity DischargeLamp)，例如使用金屬鹵化物燈，使放電燈3的色溫在4000至5000K(開爾文)的范圍內(nèi)。一般地，放電燈亮度高，但啟動后到亮度穩(wěn)定需要一些時間。
在燈具單元2A上，設(shè)置用于將放電燈3的光照射到前方的光學(xué)部件4(反射鏡和透鏡等)。
第2燈具單元2B的光源使用半導(dǎo)體發(fā)光元件5，例如，使用白色發(fā)光二極管，其色溫在4000至6500K的范圍內(nèi)。該發(fā)光二極管，其色溫接近HID燈的色溫，即使通過與放電燈合成來形成配光圖案，不協(xié)調(diào)感也小。但是，與放電燈相比，發(fā)光二極管的亮度低，為了得到規(guī)定的光通量，需要多個燈具單元。
在燈具單元2B上，設(shè)置用于將半導(dǎo)體發(fā)光元件5的光照射到前方的光學(xué)部件6(反射鏡和透鏡等)。
在用于使各燈具單元點燈的電路裝置中，包含直流電源7、開關(guān)8、點燈電路9、10。
第1點燈電路9是對于第1燈具單元2A，使其放電燈3點燈的電路，例如在開關(guān)8(點燈開關(guān))閉合的狀態(tài)下，接受來自于直流電源7的直流輸入電壓，將該電壓變換成交流后，提供給放電燈3。
此外，第2點燈電路10是對于第2燈具單2B，使其半導(dǎo)體發(fā)光元件5點燈的電路，例如在開關(guān)8閉合的狀態(tài)下，接受來自于直流電源7的直流輸入電壓，將穩(wěn)定后的輸出電壓提供給半導(dǎo)體發(fā)光元件5。在本例中，如圖所示，對于多個燈具單元2B、2B、…，使用共用的點燈電路10。
在開關(guān)8閉合時，利用這些點燈電路，各燈具單元(2A、2B)的點燈幾乎同時開始，但與從點燈開始時刻到放電燈3轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)所需要的時間相比，第2燈具單元2B的點燈所需要的時間短。這依賴于半導(dǎo)體發(fā)光元件5的瞬時點燈性，在第1和第2燈具單元的點燈開始的情況下，在第2燈具單元2B先點燈之后，第1燈具單元2A轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)，亮度穩(wěn)定。
燈具單元2A的照射光(參照圖1的“LB1”)和燈具單元2B的照射光(參照圖1的“LB2”)，合成為向車輛前方的照射光后，得到作為所謂的明暗截止線，限定明暗邊界的短焦距光用配光。
圖2表示設(shè)置在燈室內(nèi)的第1燈具單元的結(jié)構(gòu)例11。
在由用透明材料形成的罩12和合成樹脂制的燈主體13形成的燈室內(nèi)配置反射鏡14，該反射鏡使用光軸調(diào)整機構(gòu)(包括支點、構(gòu)成左右調(diào)整點和上下調(diào)整點的各支撐部)15，安裝在燈主體13上。此外，在圖中表示了構(gòu)成光軸調(diào)整機構(gòu)15的支撐部15a、在上下方向的光軸調(diào)整中使用的驅(qū)動用致動器15b。
反射鏡14的反射面14a，例如，使用旋轉(zhuǎn)拋物面或以該旋轉(zhuǎn)拋物面為基本面的自由曲面、將多個小反射面(扇形片)組合的復(fù)合反射面等。
作為放電燈的金屬鹵化物燈16(例如，光通量約為3000lm、亮度約為12000cd/cm2、色溫為4000～5000K)安裝在反射鏡14上，其發(fā)光管16a的發(fā)光中心被設(shè)定在反射面14a的焦點或基準點上。此外，在金屬鹵化物燈16的稍前方配置遮光部件(遮光罩)17。
圖3表示第1燈具單元的其他例子，表示所謂聚光燈型的結(jié)構(gòu)例。
燈具單元18具有反射鏡19、投影透鏡20，遮光罩(遮光部)21位于它們之間。
反射鏡19的反射面19a，例如，使用旋轉(zhuǎn)橢圓面或以該旋轉(zhuǎn)橢圓面為基本面的自由曲面等。
在反射鏡19上安裝有金屬鹵化物燈16，其發(fā)光管16a的發(fā)光中心設(shè)定在反射面19a的焦點(第1焦點)或基準點上。
遮光罩21由其上緣形狀，規(guī)定短焦距光特有的明暗邊界，來自于反射鏡19的一部分光沒有被遮光罩21遮擋，透過投影透鏡20向前方射出。
投影透鏡20使用平凸透鏡等。
反射鏡19、遮光罩21、投影透鏡20構(gòu)成結(jié)合成一體的單元，圖中省略，但配置在由燈主體和透明罩圍成的燈室內(nèi)，使用上下和左右方向的光軸調(diào)整機構(gòu)支撐在燈具主體(燈主體)上。
此外，上述的光軸調(diào)整機構(gòu)，是為了通過使各燈具單元的光軸方向在水平面內(nèi)或鉛直面內(nèi)變化，調(diào)整或變更照射方向而設(shè)置的，例如，可以例舉對每個燈具單元分別設(shè)置光軸調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，以及對多個燈具單元設(shè)置共用的光軸調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
圖4至圖7表示第2燈具單元的結(jié)構(gòu)例。
作為用于形成朝向本車輛前面的遠方區(qū)域的聚光性的照射圖案的結(jié)構(gòu)，例如，可以舉出下述的形態(tài)。
·僅使用透鏡作為光學(xué)部件的直射光型(參照圖4)·使用反射鏡和透鏡作為光學(xué)部件的反射光型(參照圖5)。
圖4是對于利用發(fā)光二極管的直射光的燈具單元22，簡要表示鉛直剖面結(jié)構(gòu)例。
光源23使用白色發(fā)光二極管23a(例如，每1片的光通量約為100lm、亮度約為2000cd/cm2、色溫為4000～6500K)。此外，可以舉出每1個單元使用1個LED片的形態(tài)，和每1個單元使用2個或2個以上的LED片的形態(tài)。
在發(fā)光二極管23a的前方設(shè)置遮光部23b，再相距規(guī)定的距離設(shè)置投影透鏡24。
短焦距光照射時，發(fā)光二極管23a點燈，其白色光的一部分透過透鏡24向外部照射。
圖5是對于利用從發(fā)光二極管發(fā)射出后由反射鏡反射的光的燈具單元25，表示鉛直剖面結(jié)構(gòu)例。
光源部26使用白色發(fā)光二極管26a，其發(fā)光部位于發(fā)射鏡27的反射面27a的大致的焦點上。
投影透鏡28配置在光源26的前方，其后方焦點位置設(shè)定在反射光的聚光點附近。投影透鏡28和光源26被安裝并支撐在支撐部件29上。例如，支撐部件29，其剖面形狀為曲軸狀，反射鏡27固定在靠近其后端的部分上，投影透鏡28固定在靠近前端的部分上。
短焦距光照射時，從發(fā)光二極管26a發(fā)出的光利用反射面27a(例如，旋轉(zhuǎn)橢圓面)反射而暫時聚光后，透過投影透鏡28而向外部照射。
為了主要照射本車輛前方的近距離區(qū)域或中距離區(qū)域而形成在水平方向上擴散的圖案，可以舉出使用拋物柱狀面或雙曲面、或者在基本反射面上帶有凹凸形狀的擴散面、或者自由曲面和復(fù)合反射面等構(gòu)成形態(tài)。
圖6和圖7簡要表示利用從發(fā)光二極管發(fā)出后由反射鏡(拋物柱狀面的反射鏡)反射的光的燈具單元30的例子，圖6表示鉛直剖面結(jié)構(gòu)，圖7是斜視圖。
光源部31使用白色發(fā)光二極管31a，在本例中，以朝下的狀態(tài)安裝在支撐部31b上。
反射鏡32的反射面32a為圓柱體形狀，例如鉛直剖面形狀為拋物線，以使該拋物線在水平方向移動的情況下的軌跡所形成的拋物柱狀的曲面。1個或多個發(fā)光二極管31a的發(fā)光部位于該拋物線的焦點位置(拋物柱面的焦點連線上)，短焦距光照射時從該發(fā)光二極管發(fā)出的光利用反射面32a反射。此時，在包含光軸的鉛直面上，反射光成為與該光軸平行的光線，在平行于包含光軸的水平面的平面內(nèi)，成為向左右漫射的光線，向外部照射。
此外，由上述各燈具單元發(fā)出的光透過未圖示的罩，向燈具外照射。此外，各燈具單元的光軸調(diào)整機構(gòu)設(shè)置為分開或共用的機構(gòu)。
作為實施方式，可以舉出單獨使用各類型的單元、或?qū)⒍鄠€各種類型的單元組合的結(jié)構(gòu)，由此，可以得到所希望的配光性能。
圖8和圖9表示適用于車輛用前照燈的例子，圖8是正視圖，圖9是簡要地表示短焦距光用配光圖案的圖。
車輛用前照燈33，在由透明的罩34和燈主體35圍成的燈室內(nèi)，安裝有多個燈具單元36至39。
此外，燈具單元36是以放電燈為光源的結(jié)構(gòu)(參照圖2、圖3)，在短焦距光照射時點燈。
燈具單元37在長焦距光照射時點燈，可以是任意光源種類(白熾燈泡或放電燈、發(fā)光元件等)。
在這些燈具單元之間，配置燈具單元38、39，它們以發(fā)光二極管作為光源，在短焦距光照射時點燈。也就是說，燈具單元38位于上方，燈具單元39位于下方，都具有用于形成聚光性的照射圖案的結(jié)構(gòu)(參照圖4、圖5)。
圖9表示短焦距光照射光的配光圖案40，“H-H”線表示水平線，“V-V”線表示鉛垂線。
圖案41表示利用燈具單元36的點燈所形成的照射圖案，“CL1”表示在本車線側(cè)相對于H-H線以規(guī)定角度傾斜的明暗截止線，此外，“CL2”表示在相對車線側(cè)沿H-H線平行延伸，且比它稍稍靠下的明暗截止線。該圖案41，其范圍整體在水平方向上擴展。
與此相對，圖案42表示由燈具單元38、39的點燈形成的照射圖案，主要向車輛前面的遠方區(qū)域照射。也就是說，該圖案42與圖案41的中心部一起，用于形成配光圖案40的光度中心部(所謂熱區(qū))。此外，燈具單元38、39的各光軸被設(shè)定或調(diào)整成比H-H線稍稍向下。
這樣，在短焦距光照射時，燈具單元36、38、39的點燈同時開始，可以得到圖案41、42合成的配光(近光用配光)。
圖10和圖11表示適用于車輛用前照燈的情況的其他例子，圖10是正視圖，圖11是簡要表示短焦距光用配光圖案的圖。
車輛用前照燈43，在由透明的罩44和燈主體45圍成的燈室內(nèi)，安裝有多個燈具單元46至49。
燈具單元46是以放電燈為光源的結(jié)構(gòu)(參照圖2、圖3)，在短焦距光照射時點燈。
此外，燈具單元47在長焦距光照射時點燈，可以為任意光源種類。
在燈具單元46的下方配置燈具單元48、49，它們以發(fā)光二極管作為光源，在短焦距光照射時點燈。燈具單元48、49都具有用于形成水平漫射性的照射圖案的結(jié)構(gòu)(參照圖6、圖7)。
圖11表示短焦距光照射的配光圖案50(圖中的“H-H”線、“V-V”線的含義如前所述)。
圖案51表示由燈具單元46的點燈形成的照射圖案，如前所述，“CL1”、“CL2”表示短焦距光固有的明暗截止線。
圖案52表示由燈具單元48、49的點燈形成的照射圖案，是與上述圖案51相比在水平方向漫射的圖案，向本車輛前方的近距離和中距離照射。此外，燈具單元48、49的各光軸被設(shè)定或調(diào)整成比H-H線稍稍向下。
這樣，在短焦距光照射時，燈具單元46、48、49的點燈同時開始，得到圖案51、52合成的配光(近光用配光)。
如上所述，使用放電燈的燈具單元點燈時，或使用放電燈的燈具單元和使用半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈具單元點燈時發(fā)出的光，向車輛前面的遠方區(qū)域照射。也就是說，使用高亮度且光量大的放電燈的燈具單元，對形成短焦距光用配光圖案中朝向車輛前面的遠方區(qū)域的聚光性圖案有效。
并且，關(guān)于使用半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈具單元，對形成短焦距光用配光圖案中在水平方向上擴散的擴散性圖案有效，如圖10和圖11所示，優(yōu)選構(gòu)成方式為，主要是使用放電燈的燈具單元點燈時發(fā)出的光，向包括車輛前方的遠方區(qū)域的范圍照射，同時使用半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈具單元點燈時發(fā)出的光，在水平方向上擴散進行照射。或者也可以為以下的構(gòu)成方式，即在短焦距光照射時，使用半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈具單元和使用放電燈的燈具單元點燈時發(fā)出的光，在水平方向上漫射進行照射。這樣，對于以放電燈為光源的燈具單元，因其亮度的程度而主要用于形成聚光性圖案，此外，對于以發(fā)光二極管為光源的燈具單元，主要用于形成在水平方向上漫射的漫射性圖案，通過兩個圖案的組合，可以實現(xiàn)所希望的短焦距光用配光。
圖12是關(guān)于構(gòu)成車輛用前照燈裝置的點燈電路，表示一個例子53的圖。
在本例中，從直流電源54通過開關(guān)SWa向點燈電路55供給直流電源電壓，同時從直流電源54通過開關(guān)SWb向點燈電路56供給直流電源電壓。此外，各開關(guān)SWa、SWb是在上述第1和第2燈具單元開始點燈時開閉的開關(guān)(點燈開關(guān))，同步進行開閉，但并不限于這種結(jié)構(gòu)，也可以為對于點燈電路55、56，只設(shè)置一個共用的點燈開關(guān)，進行向兩個電路的電源接通和斷開的結(jié)構(gòu)。
點燈電路55是用于在短焦距光照射時使放電燈57(相當于前述第1燈具單元的光源)點燈的電路，例如，具有直流電源電路58、直流—交流變換電路59、啟動電路60、控制電路61。
從直流電源54通過開關(guān)SWa輸入的直流電壓，提供給直流電源電路58而變換成所希望的電平。直流電源電路58，例如，具有使用半導(dǎo)體開關(guān)元件的開關(guān)式穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)，使用斬波型或回掃型等的DC-DC轉(zhuǎn)換器，接受來自于控制電路61的控制信號，控制其輸出電壓。
直流—交流變換電路59設(shè)置在直流電源電路58的后段，接受來自于該電路的直流輸入電壓并進行交流變換。例如，具有使用2對半導(dǎo)體開關(guān)元件的全電橋型電路和其驅(qū)動電路，向放電燈57輸出矩形波電壓。
啟動電路60是為了將啟動用信號提供給放電燈57而設(shè)置的，例如，啟動脈沖生成電路60a的輸出利用變壓器60b被升壓，其疊加在交流電壓上后施加于放電燈57上。
控制電路61是用于控制向放電燈57的輸入功率，并檢測該放電燈和電路的異常狀態(tài)等并采取安全措施的電路，例如，提供來自于為了檢測直流電源電路58的輸出電壓或輸出電流而設(shè)置的檢測部62的信號。該控制電路61，向直流電源電路58發(fā)送控制信號，并控制其輸出電壓，或向直流—交流變換電路59發(fā)送控制信號，并進行其驅(qū)動控制，但在從放電燈57的開始點燈時刻到轉(zhuǎn)變到該放電燈穩(wěn)定點燈狀態(tài)的過渡期間，不進行促進放電燈發(fā)光的控制。也就是說，不需要為了縮短放電燈的啟動時間而暫時地輸入過大的功率，在過渡期間使向該放電燈的輸入功率值小于或等于額定功率，或者小于或等于穩(wěn)定點燈狀態(tài)下供給的功率值。
此外，在檢測放電燈57的光量或光量變化的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置光傳感器“LS”，其檢測信號被發(fā)送給控制電路61或點燈電路56(的控制電路)。此外，在本發(fā)明的應(yīng)用中，也可以為不使用直流—交流變換電路的結(jié)構(gòu)。
點燈電路56是接受從直流電源54通過開關(guān)SWb輸入的直流輸入電壓，使半導(dǎo)體發(fā)光元件63、63、…(相當于上述第2燈具單元的光源)點燈的電路。
直流電源電路64是向半導(dǎo)體發(fā)光元件63、63、…供給直流電壓的部分，接受來自于控制電路65的信號而被控制。
控制電路65檢測直流電源電路64的輸出電壓或直流輸入電壓等，同時進行直流電源電路64的恒定電流控制、半導(dǎo)體發(fā)光元件63的調(diào)光、減光等控制。除此以外，具有半導(dǎo)體發(fā)光元件63的不點燈判斷和電路保護等作用。此外，在上述光傳感器“LS”的檢測信號發(fā)送給控制電路65的形態(tài)中，可以對應(yīng)于放電燈57的亮度，進行半導(dǎo)體發(fā)光元件63的調(diào)光控制(例如，在從開始點燈時刻到放電燈的光通量達到規(guī)定值后穩(wěn)定的期間，使發(fā)光元件變亮，在該放電燈的亮度穩(wěn)定后進行減光等)。
在本例中，表示了多個半導(dǎo)體發(fā)光元件63、63、…串聯(lián)連接，被供給來自于直流電源電路64的輸出電壓的結(jié)構(gòu)，也可以為將各半導(dǎo)體發(fā)光元件并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。
此外，在圖8和圖10所示的結(jié)構(gòu)中，將各燈具單元配置在同一燈室內(nèi)，但不限于此，也可以將各個燈具單元設(shè)置在車輛前部不同的位置上。
例如，如圖13所示，舉出的實施方式為，將包括使用放電燈的燈具單元的前照燈66、66設(shè)置在車輛前部，同時在它們的大致下方設(shè)置使用發(fā)光元件的燈具單元或包括該單元的燈67、67。或者，可以如本圖虛線所示，通過將使用發(fā)光元件的燈具單元或包括該單元的燈67′、67′設(shè)置在車輛前部的高處部位上，作為防止眩光的措施等。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，例如，在圖12所示的開關(guān)SWa、SWb閉合的情況下，通過將點燈電路55的輸出電壓提供給前照燈66的放電燈，使用該放電燈的燈具單元開始點燈，同時通過將點燈電路56的輸出電壓提供給半導(dǎo)體發(fā)光元件63，設(shè)置在與前照燈66不同位置的燈具單元或包括該單元的燈67(或67′)開始點燈。
下面，對放電燈的點燈初期(過渡期)中的輸入功率和光通量的升高特性、光通量保持率的變化進行說明。
圖14是以開始點燈時刻為基準的點燈時間(單位秒)為橫軸、以提供給放電燈(額定功率值為35W)的功率(單位W)為縱軸，表示輸入功率的時間變化的例子的曲線圖。此外，圖中的虛線的曲線“G1”表示在從放電燈開始點燈時刻到轉(zhuǎn)變到該放電燈穩(wěn)定點燈狀態(tài)的過渡期間，進行大幅度超過額定功率值的功率控制后，輸入功率逐漸接近額定功率值的情況。此外，實線的曲線“G2”表示不進行這樣的功率控制，過渡期間中的輸入功率不超過額定功率值的情況。
圖15是以開始點燈時刻為基準的點燈時間(任意單位)為橫軸、以放電燈(額定功率值為35W)的光通量(任意單位)為縱軸，光通量的升高變化的例子的曲線圖。此外，圖中的虛線的曲線“L1”表示在從放電燈開始點燈時刻到該放電燈轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)的過渡期間，進行大幅度超過額定功率值的功率控制后，輸入功率逐漸接近額定功率值的情況下的光通量變化。此外，實線的曲線“L2”表示不進行這樣的功率控制的情況下的光通量變化。
從過渡期間中的輸入功率控制的不同可以看出，在曲線“L1”中到達最高點后快速向額定光通量值收斂，與此相反，在曲線“L2”中光通量升高慢，到達額定值需要時間。
圖16是以放電燈開始使用的時刻為基準的使用時間(任意單位)為橫軸、以放電燈的光通量保持率(以初始值為“100”的相對值)為縱軸進行例示的曲線圖。此外，圖中的虛線的曲線“g1”表示在從放電燈開始點燈時刻到該放電燈轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)的過渡期間，總是進行大幅度超過額定功率值的功率控制的情況。此外，實線的曲線“g2”表示一點也不進行這樣的功率控制的情況。
從兩者比較可以看出，隨著使用時間的延長，曲線“g1”中光通量保持率相對降低，與曲線“g2”的差擴大起來。
如上所述，在放電燈的點燈初期不進行過大的功率輸入的情況下，關(guān)于對放電燈壽命等的影響，可以抑制光通量保持率的降低，延長使用時間。例如，在圖12中，在控制電路61為按照圖14的曲線“G2”進行功率控制的結(jié)構(gòu)的情況下，對由通過檢測部62檢測出的電壓及電流進行運算得到的功率值或其近似值，與規(guī)定的額定功率值進行比較，以使兩者的差為零的方式生成控制信號，送給直流電源電路58，由此進行反饋控制(恒定功率控制)?；蛘?，在將比放電燈的額定功率小的功率值，也就是將系數(shù)參數(shù)記作“α”(“0＜α＜1”，例如，α0.7)，將額定功率記作“Pc”時，如果成為以“α·Pc”進行恒定功率控制的結(jié)構(gòu)，則對于放電燈的壽命或惡化等的影響來說，具有理想的作用效果。
在放電燈的過渡功率控制中不要大的功率，在電路結(jié)構(gòu)的簡化和降低成本方面有利。例如，在圖12中，由于輸入的功率越大直流電源電路58的規(guī)模和成本的增加越顯著，所以如果可以抑制在過渡期向放電燈的輸入功率，則可以使用價格便宜且耐壓和耐熱性等要求不嚴格的部件，并且有利于小型化和緊湊化。并且，對簡化控制電路的結(jié)構(gòu)(不需要用于縮短啟動時間的過渡功率控制的結(jié)構(gòu)部分)，例如，在使該控制電路作為SLI芯片搭載的方式中，對該芯片的小型化有效，可以減少所使用的元件和外圍部件等的個數(shù)。
由以上說明的結(jié)構(gòu)，在組合使用放電燈的燈具單元和使用半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈具單元的車輛用前照燈裝置中，利用剛開始點燈后由半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生的光通量瞬時升高，確保最低限度水平的光量和配光，同時此后在放電燈的點燈狀態(tài)穩(wěn)定的時刻，合成各燈具單元的照射圖案，得到短焦距光用配光。
并且，在對汽車用前照燈等的應(yīng)用中，可以得到以下所示的各種優(yōu)點。
·放電燈的點燈電路的結(jié)構(gòu)簡單，有利于降低成本·對減輕放電燈的負荷有效，與發(fā)光二極管壽命長相結(jié)合，燈具系統(tǒng)整體的可以使用時間延長·發(fā)光二極管的色溫和放電燈的色溫接近，即使使兩者的光混合形成配光圖案，不協(xié)調(diào)感也小·利用發(fā)光二極管的瞬時點燈性，補充放電燈的升高特性的遲緩，同時通過使用發(fā)光二極管可以使燈具整體小型化·總是將發(fā)光二極管產(chǎn)生的照射光用于配光圖案的形成中(并不是將發(fā)光二極管作為暫時的代用電源在光束照射使用，因此，光源利用率高)。
權(quán)利要求
1.一種車輛用前照燈裝置，其具有多個燈具單元，這些燈具單元包含以放電燈作為光源的第1燈具單元，和以半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源的第2燈具單元，其特征在于，其構(gòu)成方式為與從所述第1和第2燈具單元的點燈大致同時開始的時刻到所述放電燈轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)所需要的時間相比，所述第2燈具單元的點燈所需要的時間短，同時，將由各燈具單元形成的照射光合成，得到短焦距光用配光。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于，所述第1燈具單元或所述第1燈具單元和所述第2燈具單元的點燈時發(fā)出的光，向車輛前面的遠方區(qū)域照射。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于，具有開關(guān)，其在所述第1和第2燈具單元的點燈開始時進行開閉；第1點燈電路，其用于接受直流輸入電壓，使所述放電燈點燈；以及第2點燈電路，其用于接受直流輸入電壓，使所述半導(dǎo)體發(fā)光元件點燈，在所述開關(guān)閉合的情況下，通過將所述第1點燈電路的輸出電壓提供給所述放電燈，使設(shè)置在車輛前部的所述第1燈具單元開始點燈，同時，通過將所述第2點燈電路的輸出電壓提供給所述半導(dǎo)體發(fā)光元件，使設(shè)置在車輛的前部不同于第1燈具單元的其他位置上的第2燈具單元開始點燈。
4.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于，所述放電燈的點燈電路具有用于向所述放電燈提供啟動用信號的啟動電路、以及用于控制向所述放電燈的輸入功率的控制電路，在從所述放電燈的點燈開始時刻到該放電燈轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)的過渡期間中，使向該放電燈的輸入功率值小于或等于額定功率值，或小于或等于穩(wěn)定點燈狀態(tài)下供給的功率值。
5.如權(quán)利要求1所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件為白色發(fā)光二極管，其色溫在4000至6500K的范圍內(nèi)，所述放電燈的色溫在4000至5000K的范圍內(nèi)。
全文摘要
在具有以放電燈為光源的燈具單元的車輛用前照燈裝置中，在放電燈啟動后不進行用于縮短啟動時間的功率控制等，而是利用半導(dǎo)體發(fā)光元件的瞬時點燈性，以不對短焦距光用配光圖案的形成產(chǎn)生影響。車輛用前照燈裝置(1)具有以放電燈(3)為光源的第1燈具單元(2A)和以半導(dǎo)體發(fā)光元件(5)為光源的第2燈具單元(2B)。第1和第2燈具單元的點燈幾乎同時開始，同時在放電燈(3)轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定點燈狀態(tài)的期間，通過第2燈具單元(2B)點燈，補充過渡期的光量的不足。并且，將由多各燈具單元產(chǎn)生的照射光合成，得到短焦距光用配光。
文檔編號F21W101/10GK1815079SQ20061000177
公開日2006年8月9日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者內(nèi)田直樹 申請人:株式會社小糸制作所