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前照燈模塊和前照燈裝置的制造方法

文檔序號(hào):11436358閱讀:269來源:國知局
前照燈模塊和前照燈裝置的制造方法
本發(fā)明涉及對(duì)車體的前方進(jìn)行照射的前照燈模塊和前照燈裝置。

背景技術(shù):
當(dāng)車輛夜間在道路上行駛時(shí),車輛通常根據(jù)環(huán)境適當(dāng)切換近光和遠(yuǎn)光而行駛。并且,在夜間行駛中,車輛主要通過近光照射車輛的前方。近光用于以規(guī)定的配光圖案照射車輛的前方?!罢丈洹笔侵敢酝渡涔鈱⑶胺秸樟?。另外,“規(guī)定”是指預(yù)先確定的。規(guī)定的配光圖案例如是根據(jù)道路交通法規(guī)等確定的。該道路交通法規(guī)等是按照各個(gè)國家或者地域確定的。例如,在日本,為了不使對(duì)向車和前行車迷惑,將近光設(shè)定成以稍微向下的光軸照射前方40m。近光主要在行駛于城區(qū)街道時(shí)使用。另一方面,遠(yuǎn)光照射到路面的遠(yuǎn)方。在夜間行駛時(shí),為了最大限度地確保正面的視場(chǎng),對(duì)遠(yuǎn)光設(shè)定相對(duì)于路面大致水平的光軸。即,在遠(yuǎn)光時(shí),光線相對(duì)于路面平行地投射。遠(yuǎn)光最少也要照射到前方100m。即,與近光相比,遠(yuǎn)光以較高的照度照射車輛前方的較廣范圍。因此,在使用遠(yuǎn)光時(shí),駕駛員的視覺觀察性提高。但是,遠(yuǎn)光會(huì)使在車輛的前方行駛的車輛的駕駛員、對(duì)向車的駕駛員或者車輛前方的步行者等眩暈。因此,能夠以遠(yuǎn)光行駛限定于不會(huì)使位于車輛前方的人眩暈的情況。為了克服這樣以遠(yuǎn)光行駛時(shí)產(chǎn)生的問題,提出了使遠(yuǎn)光的配光變化的技術(shù)。即,提出了解決使位于車輛前方的人眩暈的問題的技術(shù)。這里,“配光”是指光源相對(duì)于空間的光度分布。即,從光源發(fā)出的光的空間分布。作為使遠(yuǎn)光的配光變化的技術(shù),專利文獻(xiàn)1公開了以下所述的前照燈。專利文獻(xiàn)1的前照燈的結(jié)構(gòu)是具有反射器和多個(gè)光源單元的投射型。專利文獻(xiàn)1所公開的燈具單元在水平方向具有多個(gè)配光圖案。“水平方向”是與路面平行的方向。光源單元包含發(fā)光元件和具有矩形形狀的前端出射口的導(dǎo)光部件。在相鄰的導(dǎo)光部件設(shè)有邊界部分。另外,燈具單元控制與各配光圖案對(duì)應(yīng)的光源單元的點(diǎn)亮和熄滅。由此,燈具單元能夠控制多個(gè)配光圖案中的任意配光圖案的照射或者不照射。“不照射”是指不照射光。即,燈具單元例如能夠僅將多個(gè)配光圖案中有可能使位于車輛前方的人眩暈的區(qū)域的配光圖案設(shè)為不照射。由此,燈具單元能夠抑制位于車輛前方的人眩暈,提高駕駛員的視覺觀察性?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-70679號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題但是,專利文獻(xiàn)1的前照燈采用導(dǎo)光部件來形成多個(gè)配光圖案。導(dǎo)光部件通過反射器形成光源單元的出射口。并且,反射器必定具有厚度。而且,導(dǎo)光部件也具有厚度。因此,在組合使用專利文獻(xiàn)1所述的多個(gè)光源單元的情況下,在相鄰的光源單元的出射口之間產(chǎn)生邊界。因此,在向車輛前方照射投射光時(shí),該邊界作為配光圖案的暗部被投影,在配光圖案產(chǎn)生照度不均。為了消除這種問題,專利文獻(xiàn)1的前照燈將2個(gè)燈具單元作為一組,以彌補(bǔ)彼此的配光圖案的暗部的方式投射光。因此,存在前照燈的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜的問題。另外,專利文獻(xiàn)1的前照燈包含具有矩形形狀的前端出射口的導(dǎo)光部件。因此,存在前照燈的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜的問題。本發(fā)明正是鑒于現(xiàn)有技術(shù)的課題而完成的,其目的在于,在利用簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)投射多種配光圖案的前照燈模塊中,形成具有清晰輪廓的1個(gè)配光圖案。用于解決問題的手段前照燈模塊具有:光源,其射出作為投射光的光;以及會(huì)聚光學(xué)元件,其使從所述光源射出的光成為會(huì)聚光而對(duì)中間像進(jìn)行成像,所述光源具有多個(gè),所述前照燈模塊還具有投射光學(xué)元件,該投射光學(xué)元件放大并投射由從多個(gè)所述光源射出的光形成的多個(gè)所述中間像,所述會(huì)聚光學(xué)元件具有使透過的光折射的功能。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明,能夠在利用簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)由多個(gè)配光圖案形成1個(gè)配光圖案的前照燈模塊中,形成具有清晰輪廓的1個(gè)配光圖案。附圖說明圖1是示出實(shí)施方式1的前照燈模塊100的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是更詳細(xì)地示出實(shí)施方式1的前照燈模塊100的光源1a、會(huì)聚透鏡2a以及中間像IMa的關(guān)系的圖。圖3是示出實(shí)施方式1的前照燈模塊100的照射面9上的配光圖案的模擬結(jié)果的圖。圖4是示出單獨(dú)控制實(shí)施方式1的光源單元10a、10b、10c的點(diǎn)亮和熄滅的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖5是示出實(shí)施方式2的前照燈模塊110的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖6是實(shí)施方式2的前照燈模塊110的棱鏡4b的立體圖。圖7是示出實(shí)施方式2的前照燈模塊110的照射面9上的配光圖案的模擬結(jié)果的圖。圖8是示出實(shí)施方式3的前照燈裝置200的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式作為專利文獻(xiàn)1所述的前照燈的問題,可以舉出其光源單元由光源和反射器構(gòu)成。其中,光源是發(fā)光二極管或者激光二極管等發(fā)光元件。并且,反射器(導(dǎo)光部件)具有會(huì)聚光源的光的功能。各個(gè)光源單元相鄰配置。因此,專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)的構(gòu)造復(fù)雜、很難制造、生產(chǎn)性低。并且,各反射器呈從出射口朝向光源側(cè)的錐體狀。在出射口的附近,光線的發(fā)散角擴(kuò)大,很難使光高效地入射至投射透鏡。即,本發(fā)明的前照燈能夠使用固體光源提供小型且抑制了光利用效率降低的前照燈裝置。其中,“固體光源”主要是指發(fā)光二極管或激光二極管等半導(dǎo)體光源。即,本發(fā)明的光源可以是具有指向性的光源。并且,本發(fā)明的光源還可以包含有機(jī)電致發(fā)光光源或向涂覆在平面上的熒光體照射激勵(lì)光而使其發(fā)光的光源等。并且,本發(fā)明的光源可以不包含白熾燈、鹵素?zé)?、熒光燈等不具有指向性而需要反射器等的燈?燈管光源。這樣,將不包含燈泡/燈管光源而具有指向性的光源稱作“固體光源”。本發(fā)明的前照燈能夠使用具有指向性的光源,抑制光學(xué)系統(tǒng)的大型化及光利用效率的降低。本發(fā)明的前照燈例如能夠使投射透鏡小型化。在下面的實(shí)施方式中,將光源設(shè)為發(fā)光二極管(LED)進(jìn)行說明。下面,參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的例子進(jìn)行說明。另外,在以下的實(shí)施方式的說明中,為了容易進(jìn)行說明,使用xyz坐標(biāo)進(jìn)行說明。設(shè)車輛的左右方向?yàn)閤軸方向。相對(duì)于車輛前方設(shè)右側(cè)為+x軸方向,相對(duì)于車輛前方設(shè)左側(cè)為-x軸方向。其中,“前方”是指車輛的行進(jìn)方向。即,“前方”是光的投射方向。設(shè)車輛的上下方向?yàn)閥軸方向。設(shè)上側(cè)為+y軸方向,設(shè)下側(cè)為-y軸方向?!吧蟼?cè)”是天空的方向,“下側(cè)”是地面(路面)的方向。設(shè)車輛的行進(jìn)方向?yàn)閦軸方向。設(shè)行進(jìn)方向?yàn)?z軸方向,設(shè)相反的方向?yàn)?z軸方向。將+z軸方向稱作“前方”,將-z軸方向稱作“后方”。即,+z軸方向是光的投射方向。本發(fā)明應(yīng)用于前照燈裝置的近光和遠(yuǎn)光等。并且,本發(fā)明應(yīng)用于汽車用的前照燈的近光和遠(yuǎn)光等。并且,本發(fā)明應(yīng)用于自動(dòng)二輪車用的前照燈的近光和遠(yuǎn)光等。并且,本發(fā)明應(yīng)用于自動(dòng)三輪車用的前照燈的近光和遠(yuǎn)光等。即,本發(fā)明還應(yīng)用于三輪或四輪等其它車輛用的前照燈。但是,在以下的說明中,以形成自動(dòng)二輪車用的前照燈的遠(yuǎn)光的配光圖案的情況為例進(jìn)行說明。自動(dòng)三輪車?yán)缡潜环Q作陀螺儀的自動(dòng)三輪車?!氨环Q作陀螺儀的自動(dòng)三輪車”是前輪為一輪、后輪為一軸兩輪的三輪的滑板車。在日本相當(dāng)于帶原動(dòng)機(jī)的自行車。在車體中央附近具有旋轉(zhuǎn)軸,能夠使包含前輪和駕駛席的車體的大部分向左右方向傾斜。通過該機(jī)構(gòu),與自動(dòng)二輪車同樣能夠在旋轉(zhuǎn)時(shí)使重心向內(nèi)側(cè)移動(dòng)。即,本發(fā)明還應(yīng)用于三輪或四輪等其它的前照燈。并且,“水平面”是與路面平行的面。一般的路面有時(shí)相對(duì)于車輛的行駛方向傾斜。即,上坡或下坡等。在這些情況下,“水平面”朝向車輛的行駛方向傾斜。即,“水平面”不是與重力方向垂直的平面。另一方面,一般的路面相對(duì)于車輛的行駛方向向左右方向傾斜的情況稀少。“左右方向”是指道路的寬度方向?!八矫妗笔侵冈谧笥曳较蛏舷鄬?duì)于重力方向成直角的面。例如,即使路面向左右方向傾斜,車輛相對(duì)于路面與左右方向垂直,也等同于車輛相對(duì)于左右方向的“水平面”傾斜的狀態(tài)。另外,為了簡(jiǎn)化以下的說明,設(shè)“水平面”是與重力方向垂直的平面來進(jìn)行說明。實(shí)施方式1圖1是示出實(shí)施方式1的前照燈模塊100的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖1是從上側(cè)(+y軸方向)觀察的圖。如圖1所示,實(shí)施方式1的前照燈模塊100具有光源1a、1b、1c、會(huì)聚透鏡2a、2b、2c以及投射透鏡3。另外,作為例子,實(shí)施方式1的前照燈模塊100具有3個(gè)光源1a、1b、1c。但是,光源的個(gè)數(shù)是任意的。光源的個(gè)數(shù)可以是2個(gè),也可以多于3個(gè)。即,前照燈模塊100具有多個(gè)光源1a、1b、1c、多個(gè)會(huì)聚透鏡2a、2b、2c以及1個(gè)投射透鏡3。前照燈模塊100具有多個(gè)光源單元10和1個(gè)投射透鏡3。另外,“投影”是指將配光圖案D映照在照射面9上。此外,“投射”是指將形成配光圖案D的光朝向照射面9射出。<光源單元10>光源1a和會(huì)聚透鏡2a配置在投射透鏡3的光軸上。將光源1a和會(huì)聚透鏡2a合并稱作光源單元10a。從光源1a的發(fā)光面11a的中心相對(duì)于發(fā)光面11a垂直地射出的光,在會(huì)聚透鏡2a的光軸上行進(jìn)。會(huì)聚透鏡2a配置在光源1a的+z軸方向側(cè)。投射透鏡3配置在會(huì)聚透鏡2a的+z軸方向側(cè)。光源1b和會(huì)聚透鏡2b的光軸位于包含投射透鏡3的光軸且與z-x平面平行的平面上。將光源1b和會(huì)聚透鏡2b合并稱作光源單元10b。從光源1b的發(fā)光面11b的中心相對(duì)于發(fā)光面11b垂直地射出的光,在會(huì)聚透鏡2b的光軸上行進(jìn)。光源1b和會(huì)聚透鏡2b的光軸相對(duì)于投射透鏡3的光軸傾斜。并且,光源1b和會(huì)聚透鏡2b的光軸相對(duì)于會(huì)聚透鏡2b在光的行進(jìn)方向側(cè)與投射透鏡3的光軸交叉。即,從光源1b的發(fā)光面11b的中心射出的光,在透過會(huì)聚透鏡2b后到達(dá)投射透鏡3的光軸上。會(huì)聚透鏡2b配置在光源1b的+z軸方向側(cè)。投射透鏡3配置在會(huì)聚透鏡2b的+z軸方向側(cè)。光源1b和會(huì)聚透鏡2b相對(duì)于投射透鏡3的光軸配置在-x軸方向。光源1c和會(huì)聚透鏡2c的光軸位于包含投射透鏡3的光軸且與z-x平面平行的平面上。將光源1c和會(huì)聚透鏡2c合并稱作光源單元10c。從光源1c的發(fā)光面11c的中心相對(duì)于發(fā)光面11c垂直地射出的光,在會(huì)聚透鏡2c的光軸上行進(jìn)。光源1c和會(huì)聚透鏡2c的光軸相對(duì)于投射透鏡3的光軸傾斜。并且,光源1c和會(huì)聚透鏡2c的光軸相對(duì)于會(huì)聚透鏡2c在光的行進(jìn)方向側(cè)與投射透鏡3的光軸交叉。即,從光源1c的發(fā)光面11c的中心射出的光,在透過會(huì)聚透鏡2c后到達(dá)投射透鏡3的光軸上。會(huì)聚透鏡2c配置在光源1c的+z軸方向側(cè)。投射透鏡3配置在會(huì)聚透鏡2c的+z軸方向側(cè)。光源1c和會(huì)聚透鏡2c相對(duì)于投射透鏡3的光軸配置在+x軸方向。會(huì)聚透鏡2a、2b、2c配置在光源1a、1b、1c的緊后。其中,“后”是指從光源1a、1b、1c射出的光的行進(jìn)方向側(cè)。在以下的實(shí)施方式中,光的行進(jìn)方向是+z軸方向。這里,由于是“緊后”,因而從發(fā)光面11a、11b、11c出射的光立即入射到會(huì)聚透鏡2a、2b、2c。發(fā)光二極管(LED)射出朗伯(lambertian)配光的光?!袄什涔狻笔侵赴l(fā)光面的亮度與觀察方向無關(guān)而固定的配光。即,發(fā)光二極管的配光的發(fā)散角較寬。因此,通過縮短光源1與會(huì)聚透鏡2的距離,能夠使更多的光入射到會(huì)聚透鏡2。在實(shí)施方式1中,將光源單元10b、10c相對(duì)于投射透鏡3的光軸傾斜配置。這是為了使前照燈模塊100小型化而進(jìn)行的。因此,也能夠?qū)⒏鞴庠磫卧?0a、10b、10c的光軸與投射透鏡3的光軸平行地配置。但是,在這種情況下,需要使用較大的投射透鏡3,以充分確保z軸方向的尺寸。不過,在這種情況下,能夠用較少的光學(xué)部件將中間像IMa、IMb、IMc配置在與投射透鏡3的光軸垂直的平面上。即,中間像IMa、IMb、IMc形成在一個(gè)平面上。并且,通過與投射透鏡3的光軸垂直地形成中間像IMb、IMc,如在實(shí)施方式2說明的那樣,能夠抑制在配光圖案的周邊部輪廓不清晰。<光源1>光源1a、1b、1c分別具有發(fā)光面11a、11b、11c。各個(gè)光源1a、1b、1c從發(fā)光面11a、11b、11c射出用于對(duì)車輛前方進(jìn)行照明的光。將該用于對(duì)車輛前方進(jìn)行照明的光稱作“投射光”。通常,發(fā)光面11a、11b、11c呈矩形形狀。并且,市場(chǎng)上流通的發(fā)光二極管的發(fā)光面11的形狀例如呈縱橫比為3:4等確定的形狀。因此,需要由前照燈形成對(duì)應(yīng)于用途的配光圖案。光源1a、1b、1c能夠使用發(fā)光二極管、電致發(fā)光元件或者激光二極管等。但是,在以下的說明中,假設(shè)光源1是發(fā)光二極管(以下稱作LED)進(jìn)行說明。另外,在統(tǒng)一說明光源1a、光源1b、光源1c時(shí)還采用光源的標(biāo)號(hào)1。并且,在統(tǒng)一說明會(huì)聚透鏡2a、會(huì)聚透鏡2b、會(huì)聚透鏡2c時(shí),表示為會(huì)聚透鏡2。并且,在統(tǒng)一說明光源單元10a、光源單元10b、光源單元10c時(shí),表示為光源單元10。<會(huì)聚透鏡2>會(huì)聚透鏡2a、2b、2c是具有正光焦度的透鏡。會(huì)聚透鏡2a、2b、2c具有作為會(huì)聚光學(xué)元件的功能。即,會(huì)聚透鏡2a、2b、2c是會(huì)聚光學(xué)元件的一例。并且,會(huì)聚透鏡2a、2b、2c是具有折射功能的會(huì)聚光學(xué)元件(折射型的會(huì)聚光學(xué)元件)的一例。光焦度也被稱作“屈光力”。在實(shí)施方式1中,例如會(huì)聚透鏡2a、2b、2c各自的形狀和功能相同。因此,這里使用圖2對(duì)會(huì)聚透鏡2a進(jìn)行說明。但是,通過如上所述將各個(gè)會(huì)聚透鏡2a、2b、2c的形狀設(shè)為彼此不同的形狀,也能夠使中間像IMa、IMb、IMc的形狀成為不同的形狀。會(huì)聚透鏡2a、2b、2c例如是由透明樹脂、玻璃或硅酮材料制作的。會(huì)聚透鏡2a、2b、2c的材料只要具有透射性即可而與材質(zhì)無關(guān),也可以是透明的樹脂等。但是,從光利用效率的觀點(diǎn)來看,會(huì)聚透鏡2a的材料適合透射性較高的材料。并且,由于會(huì)聚透鏡2a、2b、2c配置在光源1a、1b、1c緊后,因而優(yōu)選會(huì)聚透鏡2a、2b、2c的材料是耐熱性優(yōu)良的材料。圖2是更詳細(xì)地示出光源1a、會(huì)聚透鏡2a以及中間像IMa的關(guān)系的圖。會(huì)聚透鏡2a具有入射面211a、212a、反射面22a以及出射面231a、232a。入射面211a是在會(huì)聚透鏡2a的中心部分形成的入射面?!皶?huì)聚透鏡2a的中心部分”是指會(huì)聚透鏡2a的光軸在入射面211a上具有交點(diǎn)。入射面211a例如呈以光軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀。入射面211a是具有正光焦度的凸面形狀。入射面212a例如呈以橢圓的長(zhǎng)軸或短軸為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體的表面形狀。將以橢圓的長(zhǎng)軸或短軸為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體稱作“旋轉(zhuǎn)橢圓體”。會(huì)聚透鏡2a的光軸與旋轉(zhuǎn)橢圓體的旋轉(zhuǎn)軸一致。入射面212a呈將旋轉(zhuǎn)橢圓體的旋轉(zhuǎn)軸方向的兩端切斷而得到的表面形狀。即,入射面212a呈筒形。入射面212a的筒形的前方側(cè)的一端(+z軸方向側(cè)的端部)與入射面211a的外周連接。入射面212a的筒形的前方側(cè)的一端(+z軸方向側(cè)的端部)位于入射面211a的外周側(cè)。入射面212a的筒形相對(duì)于入射面211a形成在-z軸方向側(cè)(后方側(cè))。反射面22a呈筒形。反射面22a的x-y平面上的截面形狀例如呈以光軸為中心的圓形。關(guān)于反射面22a的筒形,-z軸方向側(cè)的端部的x-y平面上的圓形的直徑小于+z軸方向側(cè)的端部的x-y平面上的圓形的直徑。即,從-z軸方向朝向+z軸方向,反射面22a的直徑增大。例如,反射面22a呈圓錐臺(tái)的側(cè)面的形狀。包含中心軸的面上的圓錐臺(tái)的側(cè)面的形狀呈直線形狀。但是,包含光軸的面上的反射面22a的形狀也可以是曲線形狀。反射面22a的筒形的后方側(cè)的一端(-z軸方向側(cè)的端部)與入射面212a的筒形的另一端(-z軸方向側(cè)的端部)連接。反射面22a的筒形的后方側(cè)的一端(-z軸方向側(cè)的端部)位于入射面212a的筒形的另一端(-z軸方向側(cè)的端部)的部分。即,反射面22a位于入射面212a的外周側(cè)。出射面231a位于入射面211a的+z軸方向側(cè)。出射面231a是在會(huì)聚透鏡2a的中心部分形成的出射面?!皶?huì)聚透鏡2的中心部分”是指會(huì)聚透鏡2a的光軸在出射面231a上具有交點(diǎn)。出射面231a是具有正光焦度的凸面形狀。出射面231a例如呈以光軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀。出射面232a位于出射面231a的外周側(cè)。出射面232a的內(nèi)周和外周呈圓形。在圖2中,出射面232a呈與x-y平面平行的平面形狀。但是,出射面232a也可以是曲面形狀。出射面232a的內(nèi)周與出射面231a的外周連接。出射面232a的內(nèi)周位于出射面231a的外周側(cè)。出射面232a的外周與反射面22a的筒形的另一端(+z軸方向側(cè)的端部)連接。出射面232a的外周位于反射面22a的筒形的另一端(+z軸方向側(cè)的端部)的部分。另外,會(huì)聚透鏡2a、2b、2c能夠與光源1a、1b、1c形成為一體。例如,是帶透鏡的LED那樣的光源。<中間像IM>從發(fā)光面11a出射的光中的出射角度較小的光線入射到入射面211a。出射角度較小的光線的發(fā)散角例如為60度以內(nèi)。出射角度較小的光線從入射面211a入射并從出射面231a出射。從出射面231a出射的出射角度較小的光線被會(huì)聚在會(huì)聚透鏡2a的前方(+z軸方向)。即,出射角度較小的光線被會(huì)聚透鏡2a會(huì)聚。出射角度較小的光線會(huì)聚在圖1和圖2的虛線示出的位置上。此時(shí),發(fā)光面11a的中間像IMa成像于圖1和圖2的虛線示出的位置。中間像IMa位于會(huì)聚透鏡2a的前方。即,中間像IMa處于與發(fā)光面11a光學(xué)共軛關(guān)系?!肮鈱W(xué)共軛”是指從一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光在另一個(gè)點(diǎn)成像的關(guān)系。發(fā)光面11a例如是正方形的形狀。因此,與發(fā)光面11a處于共軛關(guān)系的中間像IMa也是正方形的形狀。中間像IMa是具有清晰的正方形的形狀的輪廓的中間像。因?yàn)橹虚g像IMa與發(fā)光面11a處于光學(xué)共軛關(guān)系。中間像IMa的清晰輪廓對(duì)應(yīng)于發(fā)光面11a。在設(shè)發(fā)光面11a的水平方向(x軸方向)的長(zhǎng)度為xa,設(shè)中間像IMa的水平方向(x軸方向)的長(zhǎng)度為IMxa時(shí),會(huì)聚透鏡2a的放大倍率(橫倍率)m用下式(1)表示。m=IMxa/xa……(1)此時(shí),在中間像IMa的放大倍率m過大時(shí),前照燈模塊100的尺寸增大。因此,中間像IMa的尺寸優(yōu)選與發(fā)光面11a同等的尺寸。放大倍率m優(yōu)選最大也在10以下。從發(fā)光面11a出射的光中的出射角度較大的光線入射到入射面212a。出射角度較大的光線的發(fā)散角例如大于60度。從入射面212a入射的光線在反射面22a反射并向+z軸方向行進(jìn)。在反射面22a反射后的光線從出射面232a出射。從出射面232a出射的出射角度較大的光線被會(huì)聚透鏡2a會(huì)聚。出射角度較大的光線被會(huì)聚在會(huì)聚透鏡2a的前方(+z軸方向)的生成中間像IMa的位置。此時(shí),需要將從出射面232a出射的光束在x-y平面上的會(huì)聚位置控制在中間像IMa的范圍內(nèi)。其中,“中間像IMa”是指出射角度較小的光線形成的中間像。如上所述,中間像IMa的輪廓對(duì)應(yīng)于發(fā)光面11a。這里,例如由于發(fā)光面11a呈正方形的形狀,因而中間像IMa也呈正方形的形狀。x-y平面是與會(huì)聚透鏡2a的光軸垂直的平面。以下,將“在x-y平面上的會(huì)聚位置的光束的尺寸”稱作“會(huì)聚尺寸”。中間像IMa與發(fā)光面11a處于光學(xué)共軛關(guān)系。中間像IMa具有清晰輪廓。在從出射面232a出射的光束的會(huì)聚尺寸大于中間像IMa的尺寸時(shí),將導(dǎo)致清晰輪廓消失。即,發(fā)光面11a的清晰輪廓不能映照在中間像IMa的位置。在會(huì)聚透鏡2a的反射面22a反射后的光在中間像IMa上不形成與發(fā)光面11a相似形狀的像。在會(huì)聚透鏡2a的反射面22a反射后的光在中間像IMa上形成圓形形狀的像。因此,在實(shí)施方式1中,出射角度較大的光線形成與出射角度較小的光線形成的中間像IMa內(nèi)切的圓形形狀的像。即,出射角度較大的光線形成比中間像IMa小的像。從出射面232a出射的光線的光軸方向的會(huì)聚位置和中間像IMa的光軸方向的位置不需要一致。只要從出射面232a出射的光線的會(huì)聚尺寸比中間像IMa的尺寸小即可。例如,從出射面232a出射的光的光軸方向的會(huì)聚位置可以是比中間像IMa的光軸方向的位置更接近會(huì)聚透鏡2a的位置。由此,可確保中間像IMa的清晰輪廓。例如,專利文獻(xiàn)1是使用反射器會(huì)聚從光源射出的光。專利文獻(xiàn)1的反射器不是成像光學(xué)系統(tǒng),因而光源的發(fā)光面形狀的像不會(huì)成像于從光源射出的光的會(huì)聚位置。因此,會(huì)聚位置的會(huì)聚光斑不是光源的發(fā)光面形狀,因而不具有清晰輪廓。因此,配光圖案自身也不具有清晰輪廓。并且,即使在將各光源點(diǎn)亮或者熄滅來形成的情況下,各配光圖案也不具有清晰輪廓。與此相對(duì),專利文獻(xiàn)1的光源單元包含發(fā)光元件和具有矩形形狀的前端出射口的導(dǎo)光部件。即,在相鄰的導(dǎo)光部件設(shè)有邊界部分。并且,導(dǎo)光部件的前端出射口配置在投射透鏡的后側(cè)焦點(diǎn)面上。由該邊界部分形成清晰輪廓。并且,這些配光圖案具有清晰輪廓。專利文獻(xiàn)1通過將前端出射口的形狀設(shè)為不同的矩形形狀而形成為這些不同的形狀。并且,這些配光圖案呈不同的形狀。即,專利文獻(xiàn)1由這些邊界部分形成不同形狀的配光圖案。根據(jù)以上所述可知,在單純地使用作為非成像光學(xué)系統(tǒng)的反射器會(huì)聚從光源射出的光的情況下,不能實(shí)現(xiàn)具有與發(fā)光面形狀對(duì)應(yīng)的清晰輪廓的中間像IM、IMa、IMb、IMc。并且,可知不能實(shí)現(xiàn)具有清晰輪廓的配光圖案D、Da、Db、Dc。并且,為了實(shí)現(xiàn)具有清晰輪廓的配光圖案D、Da、Db、Dc,需要專利文獻(xiàn)1的具有前端出射口的導(dǎo)光部件等。另外,在單純地使用作為成像光學(xué)系統(tǒng)的反射器形成中間像的情況下,很難由反射器單獨(dú)形成與發(fā)光面形狀對(duì)應(yīng)的中間像的形狀。因?yàn)?,例如在車載用前照燈中常用的橢圓鏡存在當(dāng)光源具有尺寸時(shí)像散增大的缺點(diǎn)。另外,由于光源的發(fā)散角較大,因而很難小型且高效地形成發(fā)光面形狀的中間像?!败囕d用前照燈”是車載用的前照燈。即,在車輛中使用的前照燈。因此,即使在利用橢圓鏡進(jìn)行會(huì)聚的情況下,也很難形成具有清晰輪廓的配光圖案。因此,必須在會(huì)聚位置配置形成配光圖案的遮光板(燈罩)對(duì)光進(jìn)行遮擋。該配光圖案的形成方法常用于現(xiàn)行的車載用前照燈的近光的明暗分割線(截止線)的形成。這樣的配光的形成方法由于對(duì)光進(jìn)行遮擋,因而明顯會(huì)使光利用效率惡化。在如上所述使用作為成像光學(xué)系統(tǒng)的反射器形成中間像的情況下,為了實(shí)現(xiàn)具有清晰輪廓的配光圖案D、Da、Db、Dc,需要使用形成配光圖案的遮光板(燈罩)。實(shí)施方式1的前照燈模塊100使用具有使透過的光折射的功能的會(huì)聚透鏡2a、2b、2c以取代反射器,由此能夠利用簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)形成清晰輪廓的中間像。即,前照燈模塊100不需使用具有前端出射口的導(dǎo)光部件和遮光板(燈罩),即可形成清晰輪廓的中間像IM、IMa、IMb、IMc和清晰輪廓的配光圖案D、Da、Db、Dc。并且,在實(shí)施方式1中,會(huì)聚透鏡2a的入射面211a、212a、反射面22a以及出射面231a、232a分別都是呈光軸中心的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀。但是,只要能夠形成保持光源1a的發(fā)光面11a的清晰輪廓的中間像IM,則入射面211a、212a、反射面22a以及出射面231a、232a都不限于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀。尤其是在光源1a的發(fā)光面11a的形狀是矩形形狀(長(zhǎng)方形形狀)的情況下,例如反射面22a的x-y平面的截面形狀為橢圓形,更能夠使會(huì)聚透鏡2a小型化。如圖1所示,由會(huì)聚透鏡2a、2b、2c形成的中間像IMa、IMb、IMc各自的水平方向(x軸方向)的邊界彼此相接?;蛘撸虚g像IMa、IMb、IMc也可以配置成各自的水平方向(x軸方向)的邊界一部分重疊。通過這樣配置,可不中斷地配置中間像IMa、IMb、IMc。即,由中間像IMa、IMb、IMc形成一個(gè)中間像IM。即,多個(gè)中間像IMa、IMb、IMc形成在明部形成的一個(gè)中間像IM。其中,“明部”是指被照射光而形成有中間像IM的部分。多個(gè)中間像IMa、IMb、IMc形成將與發(fā)光面11a、11b、11c的端部對(duì)應(yīng)的部分彼此連接而得到的一個(gè)中間像IM。此時(shí)的中間像IMa、IMb、IMc成為前照燈模塊100的照射面9上的配光圖案D、Da、Db、Dc。另外,配光圖案D是將各個(gè)配光圖案Da、Db、Dc合成而得到的配光圖案。多個(gè)配光圖案Da、Db、Dc形成在明部形成的一個(gè)配光圖案D。即,中間像IM成為前照燈模塊100的照射面9上的配光圖案D。將中間像IMa、IMb、IMc沿水平方向(x軸方向)排列形成的配光圖案的中間像IM,被投射透鏡4放大投影在車輛前方的照射面9上。其中,照射面9是設(shè)定在車輛前方的規(guī)定位置的假想面。車輛前方的規(guī)定位置是計(jì)測(cè)前照燈裝置的光度或照度的位置,由道路交通規(guī)則等規(guī)定。例如,在歐洲,UNECE(UnitedNationsEconomicCommissionforEurope)規(guī)定的汽車用前照燈裝置的光度的計(jì)測(cè)位置是從光源起25m的位置。在日本,日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查會(huì)(JIS)規(guī)定的光度的計(jì)測(cè)位置是從光源起10m的位置。在圖1中,中間像IMa的-x軸方向側(cè)的端部與中間像IMb的+x軸方向側(cè)的端部連接。并且,中間像IMa的+x軸方向側(cè)的端部與中間像IMc的-x軸方向側(cè)的端部連接。但是,也能夠采取中間像IMb的+x軸方向側(cè)的端部與中間像IMc的-x軸方向側(cè)的端部連接的結(jié)構(gòu)。在這種情況下,中間像IMb和中間像IMc形成配光圖案D的形狀。并且,中間像IMa是與中間像IMb和中間像IMc重疊形成的。配光圖案Da形成配光圖案D的高照度區(qū)域。<投射透鏡3>投射透鏡3是具有正光焦度的透鏡。投射透鏡3是由透明樹脂等制作的透鏡。投射透鏡3具有作為投射光學(xué)元件的功能。即,投射透鏡3是投射光學(xué)元件的一例。投射透鏡3可以由1枚透鏡構(gòu)成。并且,投射透鏡3也可以使用多個(gè)透鏡構(gòu)成。但是,當(dāng)透鏡的枚數(shù)增加時(shí),光利用效率降低。因此,優(yōu)選投射透鏡3由1枚或2枚構(gòu)成。并且,投射透鏡3的材質(zhì)不限于透明樹脂,只要是具有透射性的折射材料即可。投射透鏡3分別投射中間像IMa、IMb、IMc,在照射面9上投影配光圖案Da、Db、Dc。照射面9例如設(shè)于前照燈模塊100的前方25m的位置。中間像IMa與投射透鏡3之間的距離例如為50mm以下。因此,在25m處成像的光學(xué)系統(tǒng)可以說是無限遠(yuǎn)的光學(xué)系統(tǒng)。因此,投射透鏡3以使前側(cè)焦點(diǎn)的位置和中間像IMa一致的方式配置。“前側(cè)焦點(diǎn)”是指光入射到透鏡的一側(cè)的焦點(diǎn)。在圖1中是指-z軸方向側(cè)的焦點(diǎn)。另外,投射透鏡3的前側(cè)焦點(diǎn)的位置能夠相對(duì)于中間像IMa的位置配置在光軸方向的前方(+z軸方向)。這樣,通過將投射透鏡3的前側(cè)焦點(diǎn)的位置錯(cuò)開,能夠使各個(gè)中間像IMa、IMb、IMc之間的間隙或者邊界等適當(dāng)變淡。能夠根據(jù)投射透鏡3的光軸方向的配置位置,抑制投射于車輛前方的配光圖案上的照度不均。<配光圖案>圖3(A)和圖3(B)是示出前照燈模塊100的照射面9上的配光圖案的模擬結(jié)果的圖。圖3(A)和圖3(B)是利用等高線顯示來示出前照燈模塊100的照射面9上的照度分布的圖?!暗雀呔€顯示”是指利用等高線圖進(jìn)行顯示。“等高線圖”是用線連接相同值的點(diǎn)而示出的圖。圖3(A)和圖3(B)的橫軸表示照射面9上的水平方向(x軸方向)的位置。橫軸用直線H-H表示。圖3(A)和圖3(B)的縱軸表示照射面9上的垂直方向(y軸方向)的位置??v軸用直線V-V表示。圖3(A)是使光源1a、光源1b和光源1c全部點(diǎn)亮?xí)r的配光圖案的模擬結(jié)果。圖3(B)是使光源1b和光源1c點(diǎn)亮?xí)r的模擬結(jié)果。即,在圖3(B)中,光源1a熄滅。在圖3(A)中,投影中間像IMa、IMb、IMc的配光圖案Da、Db、Dc。在配光圖案Da與配光圖案Db的邊界處未產(chǎn)生照度不均。在配光圖案Da與配光圖案Dc的邊界處未產(chǎn)生照度不均。3個(gè)配光圖案Da、Db、Dc形成被合成為一個(gè)的配光圖案D。并且,被合成為一個(gè)的配光圖案D的輪廓清晰。前照燈模塊100將中間像IMa、IMb、IMc投影在照射面9上。因此,通過調(diào)整會(huì)聚透鏡2a、2b、2c的配置,能夠消除中間像IMa、IMb、IMc之間的邊界。前照燈模塊100能夠抑制在各個(gè)配光圖案Da、Db、Dc的邊界處產(chǎn)生的暗部。在圖3(B)中,只有配光圖案Da成為不照射區(qū)域?!安徽丈鋮^(qū)域”是不照射光的區(qū)域。不照射區(qū)域與配光圖案Db、Dc的邊界清晰。即,配光圖案Db、Dc的不照射區(qū)域側(cè)的端部的等高線的間隔變窄。在圖3(B)中,配光圖案Da的區(qū)域是不照射區(qū)域。因此,當(dāng)想要在車輛前方的任意位置設(shè)置不照射區(qū)域的情況下,僅控制光源1的點(diǎn)亮或者熄滅即可容易實(shí)現(xiàn)。另外,使用LED的光源1除了點(diǎn)亮或者熄滅以外,也能夠使光量連續(xù)變化。因此,也能夠設(shè)為抑制照度的區(qū)域而不是“不照射區(qū)域”。圖4是示出單獨(dú)控制光源單元10a、10b、10c的點(diǎn)亮和熄滅的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。前照燈模塊100具有控制部5??刂撇?從外部接收控制信號(hào)51。光源單元10a、10b、10c從控制部5接收控制信號(hào)52a、52b、52c。在實(shí)施方式1中,光源1a、1b、1c從控制部5接收控制信號(hào)52a、52b、52c。將控制信號(hào)52a、控制信號(hào)52b和控制信號(hào)52c統(tǒng)稱作控制信號(hào)52??刂撇?根據(jù)控制信號(hào)51單獨(dú)控制光源單元10a、10b、10c的點(diǎn)亮和熄滅。在實(shí)施方式1中,控制部5根據(jù)控...
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