專利名稱：車輛用前照燈的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及一種車輛用前照燈。
背景技術：
在車輛用前照燈中，存在著為實現特定目的而具有兩片以上的反射鏡的前照燈。例如，在專利文獻I中，公開了為了在LED安裝基板上部配置散熱器而設置三片反射鏡的LED燈單元。專利文獻I :日本特開2009-76377號公報

發明內容
發明要解決的課題·以往，車輛用前照燈的投影透鏡對車輛正面的外觀造成很大的影響。從外觀設計方面考慮，也存在著想要減小投影透鏡的上下寬度(例如20mm左右)的需求。但是，在僅減小投影透鏡的上下寬度的情況下，便出現了入射到投影透鏡的光束減少、光量降低的問題。本發明就是鑒于這樣的狀況而做出，其目的在于，提供一種在具有呈凸透鏡的上下部分以預定量被切斷的形狀的投影透鏡的車輛用前照燈中，能夠確保與具有上下部分未被切斷的投影透鏡的車輛用前照燈同等光量的技術。解決課題的手段本發明的一種實施方式的車輛用前照燈具有投影透鏡，其呈鉛垂方向寬度比水平方向寬度狹窄的形狀；光源，其以射出面向下傾斜的狀態配置到比投影透鏡的光軸更靠上方的位置；第一反射鏡，其具有對來自光源的射出光進行反射的橢圓系反射面，其大小被調節為使得由該反射面反射出的幾乎所有的光能夠入射到投影透鏡上；遮光板，其配置在第一反射鏡的焦點附近，且在由投影透鏡投影而成的配光圖案上，形成水平截止線(cut-off line);第二反射鏡，其被配置為對來自光源的射出光中未入射到第一反射鏡的光進行反射；和第三反射鏡，其配置在比遮光板的上端更靠上側的與第一反射鏡所產生的反射光不發生干涉的位置，使第二反射鏡所產生的反射光向投影透鏡反射。根據該實施方式，由于使用第二反射鏡和第三反射鏡將利用第一反射鏡的反射中未能入射到投影透鏡的光入射到投影透鏡，因此，即使是具有呈凸透鏡上下部分以預定量被切斷的形狀的投影透鏡的車輛用前照燈，也能夠確保與具有普通投影透鏡的車輛用前照燈同等的光量。發明的效果根據本發明，在具有呈凸透鏡的上下部分以預定量被切斷的形狀的投影透鏡的車輛用前照燈中，能夠確保與具有上下部分未被切斷的投影透鏡的車輛用前照燈同等光量。


圖I是現有技術的聚光燈型(projector type)車輛用前照燈的簡要剖視圖。
圖2是為彌補圖I所示的車輛用前照燈的光束不足而構成的車輛用前照燈的簡要首1J視圖。圖3是為彌補圖2所示車輛用前照燈缺點而構成的車輛用前照燈的簡要剖視圖。圖4是本發明一個實施方式的車輛用前照燈的簡要剖視圖。圖5是由第一反射鏡反射的光線的軌跡的示意圖。圖6是由第二反射鏡和第三反射鏡反射的光線的軌跡的示意圖。圖7 (a) (d)是由車輛用前照燈構成的配光圖案例的示意圖。
符號說明10 :車輛用前照燈；12 :光源；14 :第一反射鏡；16 :第二反射鏡；18 :第三反射鏡；20 :遮光板；24 :投影透鏡；Ax :光軸;F1、F2 :焦點。
具體實施例方式以下，參照圖I 圖3，對現有技術的車輛用前照燈進行說明，圖4之后，對本發明的一個實施方式的車輛用前照燈進行說明。此外，圖I 圖3表示了沿著包含車輛用前照燈光軸在內的鉛垂平面的剖面。圖I是現有技術的聚光燈型車輛用前照燈50的簡要剖視圖。從LED等光源52射出的光由反射鏡54反射。由反射鏡54反射的光的一部分被遮光罩56遮擋，其余的光入射到位于車輛前方側的投影透鏡60 (其一部分以虛線表示)。在這樣的車輛用前照燈50中，考慮采用以預定量切斷投影透鏡60的上下部分以使得上下方向寬度比左右方向寬度窄的投影透鏡58。這樣的上下寬度狹窄的投影透鏡58的設計目的在于，實現從車輛前方觀察時美觀的效果。但是，在上下寬度狹窄的投影透鏡58的情況下，由反射鏡54反射的光中，光無法入射到以普通投影透鏡60能夠入射的透鏡的上下部分(圖中以虛線表示的部分)，這就導致了光束不足。圖2是為了彌補圖I所示的車輛用前照燈50的光束不足而構成的車輛用前照燈70的簡要剖視圖。在車輛用前照燈70中，從光源72射出的光由第一反射鏡74反射，入射到位于車輛前方側的投影透鏡78。而且，在第一反射鏡的延長線上，還配置有第二反射鏡75,同樣對從光源72射出的光進行反射。經該第二反射鏡75反射的光,透過離開遮光罩76上端的位置，入射到投影透鏡78。根據這樣的結構，盡管消除了投影透鏡78的光束不足的問題，但透過離開遮光罩76上端的位置的光，將投影到路面的眼前側，即車輛前方很近的部分。其結果為，使路面的眼前側過于明亮，從視覺辨認度方面看，并非優選。圖3是為了彌補圖2所示車輛用前照燈70的缺點而構成的車輛用前照燈90的簡要剖視圖。車輛用前照燈90包括光源92、第一反射鏡94、第二反射鏡95、遮光罩96和投影透鏡98。在該結構中，通過將第二反射鏡95配置在與圖2的第二反射鏡75相比更接近光軸的位置，使得由第二反射鏡95反射的反射光入射到投影透鏡98的中心附近。其結果為，能夠防止路面的眼前側過于明亮。但是，在該結構中，第一反射鏡94與第二反射鏡95之間產生不連續部分，光會從該不連續部分漏出(圖3中以箭頭B表示)，因而與圖I例子同樣出現了光束不足的問題。圖4是用于消除上述車輛用前照燈的缺點的本發明一個實施方式的車輛用前照燈10的簡要剖視圖。圖4表示了由包含車輛用前照燈10的光軸Ax在內的鉛垂平面截成的剖面的示意圖。在車輛用前照燈10中，由具有前方開口的燈體22和以覆蓋前方開口部的方式配置的投影透鏡24形成燈室26，在燈室26內，配置有光源和反射鏡等。車輛用前照燈10通過點亮光源，能夠在例如配置于車輛前方25米位置的假想鉛垂屏幕上形成預定的配光圖案。在本實施方式中，可執行在點亮時形成近光用配光圖案的配光控制，但也可執行能夠形成遠光用配光圖案等其它配光圖案的配光控制。投影透鏡24通過將其周緣部保持于燈體22的前端環狀槽部23而被固定。投影透鏡24是前方側表面和后方側表面為凸面的雙凸非球面透鏡，與通常的凸面透鏡不同，其呈鉛垂方向的上下部分以預定量被切斷的形狀。因此，從車輛前方觀察時，其鉛垂方向寬度比水平方向寬度窄，且在水平方向形成為細長的形狀。投影透鏡24的鉛垂方向長度例如約為水平方向長度的20 70%。 投影透鏡24構成為，在沿車輛前后方向延伸的光軸Ax上，具有后方焦點F1，將形成于該后方焦點的焦點面上的光源像作為反轉像投影在假想鉛垂屏幕上。光源12比光軸Ax更靠上方，且以射出面向下傾斜的狀態配置于燈室26內，以使直射光入射到第一反射鏡14。光源12優選為發光二極管(LED)等半導體光源，但也可以是鹵素燈或放電燈等任意燈。在以下的說明中，以LED燈為光源來進行說明。光源可如圖所示由一個LED燈構成，也可由多個LED燈構成。第一反射鏡14具有以位于光源12的射出面正下方的旋轉橢圓面作為基座的橢圓系的反射面，對自光源12射出的光進行反射。將第一反射鏡14設計為使橢圓系反射面的焦點位于投影透鏡24的后方焦點Fl的附近。因此，由第一反射鏡14的反射面反射出的光，幾乎全部入射到投影透鏡24。將遮光板20配置為使其上端位于第一反射鏡14的橢圓系反射面的焦點附近，在假想鉛垂屏幕上形成的配光圖案中形成水平截止線。配置于第一反射鏡14與遮光板20之間的第二反射鏡16構成為，將來自光源12的射出光中未入射到第一反射鏡14的光，向第三反射鏡18反射。第二反射鏡16優選為配置在第一反射鏡14的橢圓形狀的延長線上。第二反射鏡16在光源12側具有橢圓系反射面，橢圓系反射面的焦點F2位于比光軸Ax更靠上方處。第三反射鏡18配置于與第一反射鏡14所產生的反射光不會發生干涉的位置，將第二反射鏡16所產生的反射光向投影透鏡24反射。第三反射鏡18由以旋轉拋物面為基座的拋物線系反射面構成，且被配置為其焦點與第二反射鏡16的焦點F2基本一致。通過將光源12配置為朝向下方，則無需如圖3所示例地考慮第一反射鏡與第三反射鏡之間的間隙，并且能夠將第三反射鏡配置在光軸附近。當使第三反射鏡18接近光軸Ax而配置時，與圖2所示例不同，能夠不會因第三反射鏡18所產生的反射光而在路面的眼前側產生明亮部分。圖5是由第一反射鏡14反射的光線的軌跡示意圖。從光源12射出的光經由第一反射鏡14的焦點(或投影透鏡24的后方焦點)Fl入射到投影透鏡24，使得光經由大致整個投影透鏡24向前方射出。圖6是由第二反射鏡16和第三反射鏡18反射的光線的軌跡示意圖。從光源12射出的光中的未入射到第一反射鏡14的光，入射到第二反射鏡16。入射到第二反射鏡16的光，經由焦點F2入射到第三反射鏡18，并利用第三反射鏡18入射到投影透鏡24的下側。當該光被投影透鏡24投影時，能夠照亮假想鉛垂屏幕的水平截止線附近。圖7 (a) (d)表示由車輛用前照燈10構成的配光圖案例。圖中的實線表示由第一反射鏡14形成的配光圖案Cl，虛線表示由第二反射鏡16和第三反射鏡18形成的配光圖案C3。此外，C2表示強光點。圖7 (a)表示為了使第二反射鏡16所產生的反射光集中入射到第三反射鏡18中的車輛后方側18a，調節第二反射鏡16的橢圓系反射面的形狀后的配光圖案。由此，就能如配光圖案C3所示，將光集聚到水平截止線附近。圖7 (b)表示為了使第二反射鏡16所產生的反射光的光束從第三反射鏡18的車輛后方側18a向車輛前方側18b減少，調節第二反射鏡16的橢圓系反射面的形狀后的配光圖案。由此，就能使由第二、第三反射鏡產生的配光圖案C3向上下方向均勻擴散。
調節第二反射鏡16和第三反射鏡18的反射面形狀，也能夠改變水平方向的配光圖案。圖7 (c)表示為了使第二反射鏡16所產生的反射光沿水平方向擴散的同時，使第二反射鏡16所產生的反射光集中入射到第三反射鏡18的車輛后方側18a，對第二反射鏡16的橢圓系反射面和第三反射鏡18的拋物線系反射面的形狀進行調節之后的配光圖案。由此，能夠使配光圖案C3的寬度與圖7 Ca)例相比得到擴大。圖7 (d)表示為了使第二反射鏡16所產生的反射光沿水平方向擴散的同時，使第二反射鏡16所產生的反射光的光束從第三反射鏡18的車輛后方側18a向車輛前方側18b逐漸減少，對第二反射鏡16的橢圓系反射面和第三反射鏡18的拋物線系反射面的形狀進行調節之后的配光圖案。如圖所示，當使得由第二、第三反射鏡所產生的反射光形成的配光圖案C3與由第一反射鏡所產生的反射光形成的配光圖案Cl相比，沿水平方向進一步擴散時，能夠在光源光量少的情況下，稍作擴散即能實現效果。如上所述，根據本實施方式的車輛用前照燈，在配置為朝向下方的光源的正下方配置第一反射鏡，能夠使得盡量多的光束入射到上下方向的寬度狹窄的投影透鏡，并且，使用第二反射鏡和第三反射鏡，能夠將利用第一反射鏡的反射中未入射到投影透鏡的光入射到投影透鏡上。由此，即使是具有呈凸透鏡上下部分以預定量被切斷的形狀的投影透鏡的車輛用前照燈，也能夠確保與具有普通投影透鏡的車輛用前照燈同等的光量。另外，通過將第三反射鏡配置在投影透鏡的光軸附近，能夠使車輛前方的路面眼前側不會變得過亮。本發明并非限于上述各實施方式，本領域的技術人員根據所掌握的知識，可附加各種設計變更等變形。各圖所示的結構是用于說明一例的結構，因此，只要是能夠達到同樣功能的結構，便可進行適當變更，并能實現同樣的效果。還可以追加擴散光學系統來構成近光，以代替實施方式中所述的僅由車輛用前照燈構成近光的結構。另外，也可將圖7 (a) (d)所示的配光圖案組合起來使用。
權利要求
1.一種車輛用前照燈，其特征在于，具有 投影透鏡，其具有鉛垂方向的寬度比水平方向的寬度狹窄的形狀； 光源，其以射出面向下傾斜的狀態配置到比所述投影透鏡的光軸更靠上方； 第一反射鏡，其具有對來自所述光源的射出光進行反射的橢圓系反射面，其大小被調節為使得由該反射面反射出的幾乎所有的光能夠入射到所述投影透鏡上； 遮光板，其配置在所述第一反射鏡的焦點附近，且在由所述投影透鏡投影而成的配光圖案上，形成水平截止線； 第二反射鏡，其被配置為對來自光源的射出光中未入射到所述第一反射鏡的光進行反射；和 第三反射鏡，其配置在比所述遮光板的上端更靠上側的與所述第一反射鏡所產生的反射光不發生干涉的位置，使所述第二反射鏡所產生的反射光向所述投影透鏡反射。
2.根據權利要求I所述的車輛用前照燈，其特征在于，所述第二反射鏡由橢圓系反射面構成，所述第三反射鏡由拋物線系反射面構成，各所述反射面的焦點均位于比所述遮光板的上端更靠上側的位置。
3.根據權利要求2所述的車輛用前照燈，其特征在于，對所述第二反射鏡的橢圓系反射面的形狀進行調節，以使反射光入射到所述第三反射鏡整個鏡面。
4.根據權利要求2所述的車輛用前照燈，其特征在于，對所述第二反射鏡的橢圓系反射面的形狀進行調節，以使反射光集中入射到所述第三反射鏡的車輛后方側。
5.根據權利要求2 4中任一項所述的車輛用前照燈，其特征在于，對所述第二反射鏡的橢圓系反射面和所述第三反射鏡的拋物線系反射面的形狀進行調節，使得由所述第三反射鏡所產生的反射光形成的配光圖案與由所述第一反射鏡所產生的反射光形成的配光圖案相比，沿水平方向進一步擴大。
全文摘要
本發明實現了具有上下寬度比以往更狹窄的投影透鏡的車輛用前照燈，其中，投影透鏡(24)具有凸透鏡的上下部分以預定量被切斷的形狀；光源(12)以射出面向下傾斜的狀態配置到比投影透鏡(24)的光軸(Ax)更靠上方；第一反射鏡(14)具有對來自光源(12)的射出光進行反射的橢圓系反射面，其大小被調節為使得該反射面反射出的幾乎所有的光能夠入射到投影透鏡(24)；遮光板(20)配置在第一反射鏡(14)的焦點附近，在由投影透鏡(24)投影而成的配光圖案上形成水平截止線；第二反射鏡(16)被配置成對來自光源(12)的射出光中未入射到第一反射鏡(14)的光進行反射；第三反射鏡(18)配置在與第一反射鏡(14)所產生的反射光不發生干涉的位置，使第二反射鏡(16)所產生的反射光向投影透鏡(24)反射。
文檔編號F21V13/12GK102889534SQ20121025137
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月19日 優先權日2011年7月19日
發明者石田裕之 申請人:株式會社小糸制作所