CN104602997B - 车辆用前照灯装置 - Google Patents

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Abstract

车辆用前照灯装置(100)具有光源(11)、道威棱镜(40)和旋转机构(50)。光源(11)放射光。道威棱镜(40)变更在入射面(401)入射的光的行进方向并将其引导到反射面(402)，在出射面(403)变更在反射面(402)反射后的光的行进方向并进行射出。旋转机构(50)将道威棱镜(40)支承为能够以通过入射面(401)及出射面(403)的直线为旋转轴(R)进行旋转，使道威棱镜(40)对应于车体的倾斜角(k)向车体的倾斜方向的反方向旋转。

Description

车辆用前照灯装置
技术领域
本发明涉及照射车辆前方的车辆用前照灯装置。
背景技术
车辆通常具有照射前方的车辆用前照灯装置。“前方”是指车辆的行驶方向。另外，为了避免对迎面车辆和前方车辆的不必要的照射，通常车辆用前照灯装置照射的区域是上下方向较窄的横向较长的配光图案的范围。但是，当在拐弯行驶时车体倾斜的状况下，车辆用前照灯装置将与车体一起倾斜。因此，存在驾驶员的视线所朝向的拐弯区域未被充分照射的问题。
例如，当摩托车在向左拐弯的拐角处行驶时，摩托车的车体向左倾斜。在这种情况下，前照灯装置(headlamp device)的配光处于左侧低右侧高的倾斜状态。“配光”表示从光源向哪个方向(角度)以何种强度发出光的情况。即，配光是指光源相对于空间的光度分布。即，配光是指从光源发出的光的空间性分布。此时，照射比驾驶员(司机)的视线所朝向的拐弯区域低的位置。因此，导致本应该被照射的拐弯区域变暗。拐弯区域是指车辆的行驶方向的区域。另外，相反，在行驶方向的右侧的道路上，照射比路面高的位置。因此，迎面车辆有可能受到眩光的照射。另外，在摩托车的车体向左倾斜的情况下，由于摩托车向左拐弯，因而拐弯区域位于行驶方向的左侧的路上。
作为消除这些问题的方法而公开了以下的技术方案，包括：灯主体，在该灯主体上旋转自如地设有发光体和与该发光体的前表面面对的透镜；驱动设备，其使所述发光体和所述透镜旋转；倾斜角(bank angle)检测部，其检测车体的倾斜角；以及旋转控制部，根据从倾斜角检测部得到的倾斜角使发光体和透镜旋转(例如，参照专利文献1)。“倾斜角(bankangle)”是指车体从垂直的状态倾斜时的角度。将车体垂直立起的状态测定为0度，将车体横向倾倒的状态测定为90度。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2001－347977号公报(第2-5页，图3)
发明内容
发明要解决的课题
但是，尤其是如摩托车那样的车辆通常具有较大直径的前照灯装置(灯主体)，以便确保照射范围。专利文献1的车辆用前照灯装置使发光体和透镜旋转。由于透镜自身比较大，因而驱动设备需要具备能够驱动较大的透镜的驱动部分。因此，存在驱动设备的驱动部分的负荷增大的问题。
本发明正是为了解决上述问题而提出的，得到一种在车体倾斜的状况下照射驾驶员的视线所朝向的行驶方向的区域的车辆用前照灯装置。并且，本发明得到一种减轻了用于使照射区域旋转的驱动部分的负荷车辆用前照灯装置。
用于解决问题的手段
本发明的车辆用前照灯装置具有：光源，其放射光；光学元件，其变更在入射面入射的所述光的行进方向并将其引导到反射面，并在出射面变更在所述反射面反射后的所述光的行进方向并进行射出；以及旋转机构，其将所述光学元件支承为能够以通过所述入射面及所述出射面的直线为旋转轴进行旋转，并对应于车体的倾斜角使所述光学元件向所述车体的倾斜方向的反方向旋转。
发明效果
本发明的车辆用前照灯装置在车体倾斜的状况下，能够减轻驱动部分的负荷，并照射驾驶员的视线所朝向的行驶方向的区域。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的车辆用前照灯装置的图。
图2是示出本发明的实施方式1的车辆用前照灯装置在直行时的照射区域的图。
图3是本发明的实施方式1的车辆用前照灯装置的道威棱镜(Dove prism)的立体图。
图4是示出不使道威棱镜旋转时的配光图案的推移的图。
图5是示出使道威棱镜旋转时的配光图案的推移的图。
图6是示出摩托车的倾斜角的图。
图7是示出车辆直行时的实施方式1的车辆用前照灯装置的照射区域的图。
图8是示出车辆以倾斜角倾斜时的实施方式1的车辆用前照灯装置的照射区域的图。
图9是示出车辆拐弯行驶时的实施方式1的车辆用前照灯装置的照射区域的图。
图10是示出本发明的实施方式2的车辆用前照灯装置的图。
图11是示出本发明的实施方式2的车辆用前照灯装置的聚光透镜的图。
图12是示出本发明的实施方式3的车辆用前照灯装置的图。
图13是本发明的实施方式3的车辆用前照灯装置的道威棱镜的侧视图。
图14是示出本发明的实施方式4的车辆用前照灯装置的图。
图15是示出本发明的实施方式4的车辆用前照灯装置的旋转镜的立体图。
图16是示出不使旋转镜旋转时的配光图案的推移的图。
图17是示出使旋转镜旋转时的配光图案的推移的图。
图18是示出本发明的实施方式5的车辆用前照灯装置的图。
图19是示出本发明的实施方式6的车辆用前照灯装置的图。
图20是本发明的实施方式6的车辆用前照灯装置的变形旋转镜的侧视图。
具体实施方式
本发明的车辆用前照灯装置使形成了配光图案的光线(图案光)入射到道威棱镜(Dove prism)或者旋转镜。并且，例如在车辆拐弯行驶时，使道威棱镜或者旋转镜围绕光轴中心旋转。道威棱镜的旋转角或者旋转镜的旋转角是与车体的倾斜角对应的角度。车辆用前照灯装置将旋转后的图案光放大并进行照射。
实施方式1
图1是概略地示出用于实施本发明的实施方式1的车辆用前照灯装置100的结构的图。其中，图1的(A)是从侧面观察车辆用前照灯装置100的图，图1(B)是从上方观察车辆用前照灯装置100的图。在图1中，用虚线围起来示出车辆用前照灯装置100的结构要素。
下面，为了容易进行附图的说明，使用xyz坐标进行说明。z-x面是车体不倾斜时的水平面。z轴表示车体的前后方向。+z轴方向表示车体的前方。-z轴方向表示车体的后方。x轴表示车体的横向。+x轴方向指面向前方时的左侧。-x轴方向指面向前方时的右侧。y轴表示与z-x面垂直的方向。+y轴方向表示上方(天空的方向)。-y轴方向表示下方(地面的方向)。
在此，“水平面”指与路面平行的面。通常的路面有时会相对于车辆的行驶方向倾斜。即，在上坡或者下坡时等。在这些情况下，“水平面”朝向车辆的行驶方向倾斜。即，不是与重力方向垂直的平面。另一方面，通常的路面相对于车辆的行驶方向在左右方向上倾斜的情况比较少见。“左右方向”指道路的宽度方向。“水平面”指在左右方向上相对于重力方向成直角的面。例如，当路面在左右方向上倾斜时，即使车辆相对于路面与左右方向垂直，也等同于车辆相对于左右方向的“水平面”倾斜的状态。另外，下面为了容易进行说明，将“水平面”作为与重力方向垂直的平面进行说明。
车辆用前照灯装置100具有光源11和道威棱镜40。并且，车辆用前照灯装置100能够具有投射透镜60。并且，车辆用前照灯装置100能够具有准直透镜20。并且，车辆用前照灯装置100能够具有配光图案形成部30。结构要素11、20、30、40、60在光源11的光路上按照光源11、准直透镜20、配光图案形成部30、道威棱镜40、投射透镜60的顺序配置。在图1中，光源11向+z轴方向射出光。结构要素11、20、30、40、60在z轴上从-z轴方向朝向+z轴方向配置。
另外，在图1中，道威棱镜40和投射透镜60被设置成能够以光轴C为旋转轴进行旋转。在图1中，光轴C与z轴平行。在图1中，光轴用连接光源11的发光面12的中心和投射透镜60的中心的直线示出。从光源11的中心对发光面12垂直地射出的光线在光轴上行进。
车辆用前照灯装置100能够具有旋转机构50。并且，车辆用前照灯装置100能够具有控制电路70。旋转机构50使道威棱镜40和投射透镜60旋转。旋转机构50的旋转量由控制电路70控制。“旋转机构50的旋转量”指旋转机构50使道威棱镜40和投射透镜60旋转的旋转量。
下面，对各个结构要素进行说明。光源11从发光面12射出光。光源11例如是发光二极管(LED：Light Emitting Diode)、电致发光元件或者半导体激光器等。例如，在光源11使用发光二极管的情况下，光源11成为面发光光源。在实施方式1中，示出光源11作为从发光面12射出光的面发光光源。但是，光源11也可以是其它光源。例如，光源11也可以是半导体激光器等点发光的光源。
光源11向准直透镜20射出光。准直透镜20将入射的光转换为平行光。准直透镜20具有正光焦度。弯折力也称为光焦度。“弯折力”指光弯折的程度。从光源11射出的光通过准直透镜20被转换为平行光。
配光图案形成部30将入射的光形成为规定的配光图案。“形成”指构成形状。在此，指将从光源11射出的光的配光图案变更为期望的形状。从准直透镜20射出的平行光通过配光图案形成部30被转换为具有规定的配光图案的形状的图案光。“规定的配光图案”例如指上下方向较窄横向较长的配光图案等。
图2是示出车辆在直行道路的左车道侧车体不倾斜地行驶的状况下的照射区域2003的示例的图。照射区域2003是车辆用前照灯装置100照射光的范围。为了简化说明，假设道路是水平且不倾斜的道路。H-H线表示水平的线，V-V线表示在车体的位置处的铅垂的线。“铅垂”表示重力的方向。另外，在V-V线的左右具有路面的边缘的部分2001。中央线2002位于V-V线的右侧。另外，为了简化说明，在包括其它实施方式在内的以下的说明中，假设路面不倾斜进行说明。另外，在示出照射区域2003的下面的附图中，与图2一样示出车辆在左侧行驶的情况。
照射区域2003成上下方向较窄横向较长的形状。并且，照射区域2003的上侧成与H-H线平行的直线形状。照射区域2003的下侧成在V-V线的位置处下侧最鼓的凸形状。
这样，由车辆用前照灯装置100照射的光的形状(照射区域2003)不是圆形状，而是成现左右方向较长的形状。利用这样横向较长的照射区域2003确保了想要横穿道路的人或者车辆等的目视确认性。另外，照射区域2003优选成在对面车道中行驶的迎面车辆不会照射到眩光的形状。为此，照射区域2003的上侧成在上侧不鼓起的平坦的形状。配光图案形成部30形成这样的照射区域2003的形状作为规定的配光图案的形状。
在此，配光图案的形成方法之一是使用遮光板等的方法，该遮光板具有规定的配光图案的窗口。该方法会产生不被用作配光的光，因而光的利用效率差。另一种方法是利用透镜的曲率，通过使上下方向的曲率大于左右方向的曲率等，而将入射的光整体转换为规定的配光图案的方法。如果使用这样的透镜，能够没有浪费地利用所入射的光，因而是比使用遮光板等更优选的方法。“曲率”是表示曲线或曲面的弯折程度的量。例如，半径为r的圆周的曲率是1/r，弯折程度越厉害，曲率越大。
另外，在光源11的发光面12不是圆形状而是矩形状的情况下，矩形状的平行光经由准直透镜20入射到配光图案形成部30。配光图案形成部30通过改变垂直方向的曲率和水平方向的曲率，能够将入射的矩形状的平行光形成为与照射区域2003的形状吻合的形状。
由此，不再需要像对光束遮光的遮光板那样的具有包含不必要区域的形状。即，这意味着不再需要具有比必要的光束大的形状的部件。因此，能够实现配光图案形成部30的小型化。并且，由于利用从光源11射出的几乎所有光，因而光的利用效率提高，能够得到明亮的车辆用前照灯装置。
在图1中，作为本实施方式的车辆用前照灯装置100，示出了具有准直透镜20和配光图案形成部30的装置。然而，如果光源11是能够向配光图案形成部30入射平行光的光源，则准直透镜20不一定需要。另外，如果光源11是能够向道威棱镜40入射形成为规定的配光图案的平行光的光源，则准直透镜20和配光图案形成部30不一定需要。
图3是道威棱镜40的立体图。道威棱镜40是柱状体的棱镜，具有两个梯形形状。即，道威棱镜40是以两个梯形形状为底面的棱柱形状。棱镜使用两个梯形形状的部分作为侧面。光从包含梯形形状的一条腰的面入射，从包含另一条腰的面射出。“腰”指梯形的上底及下底以外的一组对边。在图3中，面401是入射面，面403是出射面。面402是包含梯形的底的面。另外，“梯形形状”除腰是直线的情况以外，还包括腰是曲线的情况。即，道威棱镜也包括入射面401或者出射面403不是平面而是曲面的情况。并且，“道威棱镜”是光学元件。
从入射面401入射的图案光被引导到反射面402。图案光在反射面402进行内部反射，并从出射面403射出。即，图案光从入射面401入射。所入射的图案光被反射面402反射而从出射面403射出。在此，例如将反射面402表示为将图案光全反射的全反射面。图案光被反射面402全反射，因而光利用效率提高。
在此，将由入射面401和反射面402构成的角度设为角度a1。将由反射面402和出射面403构成的角度设为角度a2。如果侧面的形状是等腰梯形形状，则角度a1和角度a2相等。在这种情况下，从入射面401的中心入射的与z轴平行的光，在从出射面403输出时相对于z轴不倾斜。即，从入射面401的中心入射的与z轴平行的光作为与z轴平行的光从出射面403的中心射出。例如，道威棱镜40被支承为，使入射面401的中心及出射面403的中心在入射光的光束的中心通过。入射光的光束的中心在入射面401的中心及出射面403的中心通过。
在角度a1大于角度a2的情况下，从入射面401的中心入射的光在从出射面403输出时向y轴的正方向(图3的上方向)倾斜。即，从出射面403输出的光相对于反射面402侧倾斜射出。另一方面，在角度a1小于角度a2的情况下，从入射面401的中心入射的光在从出射面403输出时向y轴的负方向(图3的下方向)倾斜。即，从出射面403输出的光相对于反射面402的相反侧倾斜射出。
在图1中，以光轴C为旋转轴使道威棱镜40旋转，而使图案光旋转。并且，光轴C与从光源11的中心相对于发光面12垂直地射出的光线一致。即，位于从光源11射出的光束中心的光线在光轴C上行进。并且，使该光线入射到入射面401的中心位置。并且，在图1中角度a1与角度a2相等，因而光轴成为在道威棱镜40的入射面401及出射面403的中心通过、且与z轴平行的直线。在图1中，光轴C用单点划线表示。道威棱镜40围绕光轴C旋转。
另外，道威棱镜40的旋转轴R能够设为光轴C以外的轴。为了使出射面403侧的图案光4000b相对于入射面401侧的图案光4000a旋转，可以将在入射面401及出射面403通过的直线作为旋转轴R来使道威棱镜40旋转。另外，在这种情况下，图案光4000b在x-y平面上旋转，并且在x-y平面上沿x轴方向或者y轴方向移动。因此，照射区域2003的形成变困难。另外，根据设计上的制约等，能够使道威棱镜40相对于光轴C倾斜至对照射区域2003的形成不会成为大问题的程度。并且，对于道威棱镜40，在使旋转轴倾斜时，旋转轴将不再通过道威棱镜40的中心。即，道威棱镜40以偏心的轴为中心进行旋转。因此，在道威棱镜40旋转时需要的空间变大，装置变大型。
另外，道威棱镜40的旋转轴R能够设为与平行于反射面402的平面和入射面401之间的交线垂直、且平行于反射面402的直线。在这种情况下，能够抑制图案光4000b在x-y平面上沿x轴方向或者y轴方向移动。但是，在这种情况下，在旋转轴通过偏离入射面401的中心的位置时，也需要增大入射面，以便使光入射。
因此，能够设定成将道威棱镜40的旋转轴R设为与平行于反射面402的平面和入射面401之间的交线垂直、且平行于反射面402的直线，并使该旋转轴R在入射面401的中心通过。在这种情况下，在道威棱镜40旋转时需要的空间变小，能够实现装置的小型化。并且，能够使该旋转轴R与入射到入射面401的光束的中心一致。在这种情况下，能够使道威棱镜40的入射面401最小。因此，能够使道威棱镜40最小。
另外，能够使用将角度a1和角度a2设定为相同角度的道威棱镜40。并且，将该道威棱镜40的旋转轴R设为与平行于反射面402的平面和入射面401之间的交线垂直、且平行于反射面402的直线。并且，设定成该旋转轴R在入射面401的中心通过。并且，使该旋转轴R与入射到入射面401的光束的中心一致。在这种情况下，在使图案光4000a旋转时，能够使图案光4000a的中心与旋转中心一致。因此，图案光4000b在x-y平面上旋转，并且不会沿x轴方向或者y轴方向移动。即，车辆用前照灯装置100能够构成为体积最小，容易进行合适的配光区域的设定。
另外，在本发明中假设角度a1和角度a2相等进行了说明。这是因为如上所述，在道威棱镜40的侧面的形状是等腰梯形的形状时，不会使后序的设计复杂化。“后序”指光从道威棱镜40射出后的事情。在图1的车辆用前照灯装置100中，投射透镜60的设计变复杂。
图4是示出未使道威棱镜40旋转时的配光图案的推移的图。位置4001a、4002a、4003a、4004a、4005a表示入射到道威棱镜40之前的图案光4000a的规定的位置。位置4001b、4002b、4003b、4004b、4005b表示从道威棱镜40射出之后的图案光4000b的与位置4001a、4002a、4003a、4004a、4005a对应的位置。位置4001b对应于位置4001a。位置4002b对应于位置4002a。位置4003b对应于位置4003a。位置4004b对应于位置4004a。位置4005b对应于位置4005a。在图4和图5中，将在图1中示出的xyz坐标表示在图案光4000a、4000b的位置。xyz坐标用细虚线示出。
图案光4000a的位置4001a的光从入射面401入射，在被反射面402反射后，从出射面403射出而到达图案光4000b的位置4001b。同样，图案光4000a的位置4002a、位置4003a、位置4004a及位置4005a的光分别从入射面401入射，在被反射面402反射后，从出射面403射出而到达图案光4000b的位置4002b、位置4003b、位置4004b及位置4005b。即，图案光4000a的位置4002a的光从入射面401入射，在被反射面402反射后，从出射面403射出而到达图案光4000b的位置4002b。图案光4000a的位置4003a的光从入射面401入射，在被反射面402反射后，从出射面403射出而到达图案光4000b的位置4003b。图案光4000a的位置4004a的光从入射面401入射，在被反射面402反射后，从出射面403射出而到达图案光4000b的位置4004b。图案光4000a的位置4005a的光从入射面401入射，在被反射面402反射后，从出射面403射出而到达图案光4000b的位置4005b。
如图4所示，位置4002a、4003a、位置4004a比位置4001a、4005a靠+y轴方向。另一方面，位置4002b、4003b、位置4004b比位置4001b、4005b靠-y轴方向。这样，在道威棱镜40的反射面402与z-x面平行的状态下，道威棱镜40的入射侧的x-y面上的图案形状的像变为在出射侧的x-y面上沿上下方向反转后的图案形状的像。在此，“上下”指y轴方向。x-y面指与z轴垂直的面。
图5是示出使光束的中心与旋转轴R一致而使道威棱镜40旋转了旋转角i时的配光图案的推移的图。旋转轴R与z轴平行。在图5中，z轴与光束的中心及旋转轴R一致。
与图4一样，图案光4000a的位置4001a、位置4002a、位置4003a、位置4004a及位置4005a的光分别从入射面401入射，在被反射面402反射后，从出射面403射出而到达图案光4000b的位置4001b、位置4002b、位置4003b、位置4004b及位置4005b。
在道威棱镜40使光束的中心与旋转轴R一致而旋转了旋转角i的状态下，道威棱镜40的入射侧的x-y面上的图案形状的像变为从在出射侧的x-y面上沿上下方向反转后的图案形状的像进一步以光束的中心轴为旋转轴旋转了旋转角2i的形状。在从-z轴方向向+z轴方向观察时道威棱镜40顺时针旋转了旋转角i的情况下，出射侧的图案光4000b顺时针旋转了旋转角2i。在从-z轴方向向+z轴方向观察时道威棱镜40逆时针旋转了旋转角i的情况下，出射侧的图案光4000b逆时针旋转了旋转角2i。
图5示出了从-z轴方向向+z轴方向观察时道威棱镜40顺时针旋转了旋转角i的情况。在图5中用粗虚线示出旋转后的x轴和y轴。在道威棱镜40的位置示出y轴。也示出了从y轴顺时针旋转了旋转角i后的轴。该从y轴顺时针旋转了旋转角i后的轴与反射面402垂直。
另外，根据这样的道威棱镜的物理性质，优选入射到入射面401的光线是与z轴平行的光线，以便通过道威棱镜40的旋转准确地使配光图案旋转。另外，z轴与光轴C、位于从光源11射出时的光束中心的光线(光束的中心轴)以及旋转轴R一致。
图1所示的旋转机构50支承道威棱镜40和投射透镜60，使得它们能够以光束的中心轴为旋转轴R进行旋转。在图1中，旋转轴R与z轴平行，并且在入射面401的中心和出射面403的中心通过。并且，光轴C与旋转轴R一致。旋转机构50例如具有步进电机500、齿轮501、502、503、504和轴505。旋转机构50根据从控制电路70得到的旋转量，分别使道威棱镜40和投射透镜60旋转。在本实施方式1中，以使道威棱镜40的旋转量达到投射透镜60的旋转量的一半的方式设计齿轮501、502、503、504。
轴505安装于步进电机500的旋转轴上。齿轮501、503安装于轴505上。在步进电机500的旋转轴旋转时，轴505绕轴旋转。在轴505绕轴旋转时，齿轮501、503旋转。齿轮501与齿轮502啮合。在齿轮501旋转时，齿轮502旋转。齿轮503与齿轮504啮合。在齿轮503旋转时，齿轮504旋转。齿轮502以围绕道威棱镜40的旋转轴R且包围道威棱镜40的方式安装于道威棱镜40。齿轮504以围绕投射透镜60的光轴C且包围投射透镜60的方式安装于投射透镜60。在图1中，轴505与光轴C平行配置。
图6是示出摩托车的倾斜角k的图。“倾斜角(bank angle)”指车体从垂直状态倾斜时的角度。将车体垂直立起的状态测定为0度，将车体横向倾倒的状态测定为90度。在图6中，摩托车的车体在行驶方向的右侧倾斜了倾斜角k度。V-V线表示在车体的位置处的铅垂线。并且，将车体所倾倒的方向称为倾斜方向。“倾斜方向(bank direction)”表示以车体接触地面的位置为中心时车体旋转的方向。即，车体倾斜了倾斜角k度等同于车体以接触地面的位置为中心旋转了倾斜角k度。在图6中，车体接触地面的位置指车轮接触地面的位置。
摩托车的车辆具有检测如图6所示的摩托车的倾斜角k的车体倾斜检测部75。控制电路70接收由车体倾斜检测部75检测出的车体的倾斜角k的信号。并且，控制电路70根据该信号进行运算来控制步进电机500。车体倾斜检测部75例如是陀螺仪等传感器。
在此，如果摩托车的倾斜角是角度k，则控制电路70进行如下控制：使道威棱镜40沿车体的倾倒方向(倾斜方向)的反方向旋转角度k/2，使投射透镜60沿车体的倾倒方向(倾斜方向)的反方向旋转角度k。即，旋转机构50按照车体的倾斜角k，使道威棱镜40沿车体的倾斜方向的反方向旋转。在图6中，摩托车相对于行驶方向向右侧倾斜。即，摩托车朝朝向行驶方向顺时针旋转。在这种情况下，倾斜方向朝向行驶方向为顺时针方向。因此，在图6中，从行驶方向的后侧观察时道威棱镜40逆时针旋转了旋转角k/2，并且，从行驶方向的后侧观察时投射透镜60逆时针旋转了旋转角k。
旋转机构50可以将旋转轴R作为旋转轴使道威棱镜40旋转即可。并且，旋转机构50可以将光轴C作为旋转轴使投射透镜60旋转即可。因此，不限于上述结构，可以是任何旋转机构。例如，设置多个步进电机，控制各个步进电机的旋转量，也能够发挥期望的目的。
投射透镜60将从道威棱镜40射出的图案光转换为任意的光线角度，使配光具有扩展度地对路面进行照射。“光线角度”指各光线相对于C轴的角度。图7是示出直行时的本实施方式1的车辆用前照灯装置100的照射区域2003的图。其中，图7的(A)是示出没有投射透镜60时的照射区域2003的图。图7的(B)是示出具有投射透镜60时的照射区域2003的图。
在图7的(A)中，从道威棱镜40射出的平行光线直接照射路面，照射区域2003不扩展。即，光线角度是0度。从道威棱镜40射出的光线与光轴C平行地前进。另一方面，如图7的(B)所示，在具有投射透镜60的情况下，从道威棱镜40射出的光线通过投射透镜60被转换为最佳的光线角度进行射出。并且，能够使照射区域2003具有扩展度。
另外，投射透镜60也能够将从道威棱镜40射出的配光图案直接放大并投射。在这种情况下，投射透镜60由绕光轴C旋转对称的面形成。因此，在车体倾斜时，不需要使投射透镜60旋转。
另一方面，投射透镜60也能够对应从道威棱镜40射出的配光图案，对配光图案进行部分修正并放大投射。即，在使投射透镜60旋转的情况下，存在水平方向的配光的扩展度和垂直方向的配光的扩展度不同的情况。在这种情况下，投射透镜60由绕光轴C不旋转对称的面形成。因此，在车体倾斜时，需要使投射透镜60旋转。
由于规定的照射区域2003是横向较长的形状，因而投射透镜60按照规定的照射区域形成横向较长的配光图案。配光图案例如是矩形状或者椭圆形状等。由此，不需要像遮光板那样具有包含不必要的区域在内的形状，因而能够实现投射透镜60的小型化。这样，投射透镜60能够形成为比过去的车辆用前照灯装置的灯主体小的形状。
下面，说明与本实施方式1的车辆用前照灯装置100的倾斜角k对应的动作。在车体不倾斜的情况下，控制电路70接收表示倾斜角k为0度的信号。并且，控制电路70进行将步进电机500设为基准位置的控制。由此，道威棱镜40被保持在反射面402与z-x面平行的位置。同样，投射透镜60按照规定的配光图案的平行光的区域，被保持在如图7的(B)所示使照射区域2003具有扩展度的最佳位置。
在车体以倾斜角k倾斜的情况下，控制电路70从车体倾斜检测部75接收表示倾斜角角度为k的信号。此时，控制电路70控制步进电机500，使得道威棱镜40沿车体的倾斜方向的反方向旋转角度k/2。并且，控制电路70控制步进电机500，使得投射透镜60沿车体的倾斜方向的反方向旋转角度k。另外，在图1所示的结构中，道威棱镜40和投射透镜60由一个步进电机500进行驱动。因此，事前通过齿轮501、502、503、504的齿数调整旋转角度。
图8是示出车体倾斜了倾斜角k时的照射区域的图。在图8中，由于是左拐弯，因而车体朝向行驶方向向左侧倾斜。其中，图8的(A)是示出不使控制电路70动作的状态下的照射区域2003的图。图8的(B)是示出使控制电路70动作的状态下的照射区域2003的图。在图8的(A)中，照射区域2003向左侧倾斜了角度k。因此，左侧前方的拐弯区域2004脱出照射区域2003之外。于是，产生驾驶员的视线所朝向的拐弯区域2004未被全部照射的问题。另一方面，关于迎面车道所在的右侧前方，H-H线的上侧成为照射区域2003。因此，产生对迎面车辆照射眩光的问题。拐弯区域2004用虚线示出。
对此，旋转机构50使道威棱镜40向车体的倾斜方向的反方向旋转角度k/2。在图8中，车体的倾斜方向指相对于行驶方向的左方向。因此，道威棱镜40的旋转方向朝向行驶方向为顺时针方向。在道威棱镜40向车体的倾斜方向的反方向旋转角度k/2的情况下，从道威棱镜40射出的配光图案向倾斜方向的反方向旋转角度k。因此，无论车体的倾斜角度怎样，都能够得到与车体不倾斜时的配光图案相同的配光图案。
另外，投射透镜60向车体的倾斜方向的反方向旋转角度k。这种情况时的投射透镜60如上所述由绕光轴C不旋转对称的面形成。即，投射透镜60对配光图案进行部分修正并放大投射。通过投射透镜60向车体的倾斜方向的反方向旋转角度k，无论车体的倾斜角度怎样，都能够得到与车体不倾斜时的配光图案相同的照射区域2003。
在图8的(B)中，照射区域2003的倾斜被修正。照射区域2003的上侧与H-H线平行。因此，左侧前方的拐弯区域2004进入照射区域2003的范围内。因此，驾驶员的视线所朝向的拐弯区域2004未被充分照射的问题得到解决。并且，关于迎面车道所在的右侧前方，H-H线的下侧成为照射区域2003。因此，对迎面车辆照射眩光的问题也得到解决。如上所述，车辆用前照灯装置100即使在车体倾斜的情况下，也能够照射驾驶员的视线所朝向的拐弯区域2004。
另外，将道威棱镜40的旋转角设为倾斜角k的一半。并且，将投射透镜60的旋转角设为与倾斜角k相同。使道威棱镜40和投射透镜60旋转而形成的照射区域不会成为与车体不倾斜时的照射区域完全相同的位置。但是，能够达到照射驾驶员的视线所朝向的拐弯区域2004这一预期目的。关于照射区域不会成为完全相同的位置的原因，例如可以举出在摩托车倾斜的情况下，前照灯装置相对于路面的高度降低。因此，照射区域2003的高度也降低。但是，由于驾驶员的眼睛的位置也降低，因而不会成为大的问题。
图9是示出安装了本实施方式1的车辆用前照灯装置100的车辆在拐弯行驶时的照射区域2003的图。拐弯区域2004用虚线示出。图9的(A)示出在左方向有弯路的拐弯时的左车道侧的状况。图9的(B)示出在右方向有弯路的拐弯时的左车道侧的状况。图9的(A)和图9的(B)示出由控制电路70和旋转机构50修正了配光图案后的照射区域2003。如上所述，控制电路70根据车体的倾斜角k使配光图案旋转。在车体向左侧或者右侧任意一个方向倾斜时，控制电路70都根据车体的倾斜角k使配光图案旋转。其结果是，车辆用前照灯装置100能够射出与车体不倾斜时的配光图案相同的配光图案的光。
这样，本实施方式1的车辆用前照灯装置100使用配光图案形成部30形成配光图案。并且，车辆用前照灯装置100使用道威棱镜40，使由配光图案形成部30形成的图案光根据车体的倾斜角k绕旋转轴R旋转。车辆用前照灯装置100使用投射透镜60将旋转后的图案光放大并投射。
由此，车辆用前照灯装置100能够照射驾驶员的视线所朝向的行驶方向的区域(拐弯区域2004)。并且，车辆用前照灯装置100不使较大直径的透镜旋转，而使较小的道威棱镜40旋转。并且，车辆用前照灯装置100使较小的投射透镜60旋转。另外，如上所述，车辆用前照灯装置100能够采用不使投射透镜60旋转的结构。因此，与过去的使在前照灯装置设置的发光体和透镜旋转的情况相比，驱动部分的负荷减轻。另外，不需要以使其可旋转的方式支承较大直径的透镜，因而发挥能够减小驱动部分的效果。
车辆用前照灯装置100具有光源11、道威棱镜(光学元件)40和旋转机构50。光源11放射光。道威棱镜(光学元件)40变更在入射面401入射的光的行进方向并将其引导到反射面402，利用出射面403变更被反射面402反射后的光的行进方向并进行射出。旋转机构50将道威棱镜(光学元件)40支承为能够以通过入射面401及出射面403的直线为旋转轴R进行旋转，使道威棱镜(光学元件)40对应于车体的倾斜角k向车体的倾斜方向的反方向旋转。
旋转轴R是与平行于反射面402的平面和入射面401之间的交线垂直、且平行于反射面402的直线。在实施方式1中是平行于z轴的直线。并且，旋转轴R能够设为在入射面401的中心位置通过的直线。并且，旋转轴R能够在入射面401上与入射到入射面401的光束的中心光线一致。
道威棱镜40具有入射面401、出射面403和反射面402。入射面401是包含道威棱镜40的梯形形状的一条腰的面。出射面403是包含道威棱镜40的梯形形状的另一条腰的面。反射面402是与入射面401及出射面403成锐角的面。反射面402是包含道威棱镜40的梯形形状的一个底的平面。
旋转机构50使道威棱镜(光学元件)40旋转1/2倾斜角k的旋转量。
车辆用前照灯装置100还具有投射透镜60，该投射透镜60将从道威棱镜(光学元件)40射出的光放大并射出。旋转机构50将投射透镜60支承为能够以光轴C为旋转轴进行旋转，使投射透镜60向车体的倾斜方向k的反方向旋转。投射透镜60的旋转量与倾斜角k相同。
车辆用前照灯装置100还具有配光图案形成部30。配光图案形成部30根据从光源11射出的光，形成具有规定的配光图案的图案光4000a并射出。
车辆用前照灯装置100还具有准直透镜20。准直透镜20入射从光源11射出的光并将其转换为平行光朝向配光图案形成部30射出。
实施方式2
实施方式1的车辆用前照灯装置100在配光图案形成部30的前面设置准直透镜20，使平行光入射到配光图案形成部30。并且，使道威棱镜40和投射透镜60对应于车体的倾斜角k旋转。实施方式2的车辆用前照灯装置110设置具有正光焦度的聚光透镜200取代准直透镜20。并且，车辆用前照灯装置110采用不设置投射透镜60的结构。
在此，对于与实施方式1的结构要素相同的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。与实施方式1相同的结构要素是光源11、配光图案形成部30、道威棱镜40、旋转机构50、控制电路70及车体倾斜检测部75。另外，实施方式2的车辆用前照灯装置110不具有投射透镜60，因而旋转机构50不具有齿轮503、504。另外，车辆用前照灯装置110也能够采用具有投射透镜60的结构。
图10概略地示出了实施方式2的车辆用前照灯装置110的结构。其中，图10的(A)是从侧面观察车辆用前照灯装置110的图。图10的(B)是从上方观察车辆用前照灯装置110的图。
下面，为了容易进行附图的说明，使用xyz坐标进行说明。xyz坐标的设定与实施方式1相同。z-x面是车体不倾斜时的水平面。z轴表示车体的前后方向。+z轴方向表示车体的前方。-z轴方向表示车体的后方。x轴表示车体的横向。+x轴方向指面向前方时的左侧。-x轴方向指面向前方时的右侧。y轴表示与z-x面垂直的方向。+y轴方向表示上方(天空的方向)。-y轴方向表示下方(地面的方向)。
车辆用前照灯装置110具有光源11、聚光透镜200和道威棱镜40。并且，车辆用前照灯装置110能够具有配光图案形成部30。结构要素11、200、30、40在光源11的光路上按照光源11、聚光透镜200、配光图案形成部30、道威棱镜40的顺序配置。在图10中，光源11向+z轴方向射出光。结构要素11、200、30、40在z轴上从-z轴方向朝向+z轴方向配置。
另外，道威棱镜40被设置成能够以光轴C为旋转轴R进行旋转。如在实施方式1中说明的那样，也可以使光轴C和旋转轴R不一致，但为了容易进行说明，使光轴C和旋转轴R一致来进行下面的说明。在图10中，光轴C与z轴平行。旋转机构50使道威棱镜40旋转。旋转机构50的旋转量由控制电路70控制。“旋转机构50的旋转量”指旋转机构50使道威棱镜40旋转的旋转量。道威棱镜40是光学元件。
聚光透镜200是光学面的光焦度在y轴方向和x轴方向不同的透镜。例如，聚光透镜200是环形透镜(toroidal lens)或者自由曲面透镜。摩托车的前照灯装置的配光图案相对于路面在水平方向较宽、在垂直方向较窄。水平方向指x轴方向。垂直方向指y轴方向。聚光透镜200使光学面的y轴方向的光焦度大于x轴方向的光焦度，以便与配光图案在水平方向和垂直方向不同的配光特性对应。如上所述，“光焦度”指弯折力。“弯折力”表示光弯折的程度。
图11是示出从发光面12的中心射出的光线透过聚光透镜200的状态的图。其中，图11的(A)是从侧面观察的图。图11的(B)是从上方观察的图。x轴方向指水平方向。y轴方向指垂直方向。
如图11所示可知，聚光透镜200的y轴方向的光学面的光焦度大于x轴方向的光学面的光焦度。即，通过增大y轴方向的曲率，能够对来自光源11的光的扩散，大幅抑制垂直方向的扩散。“大幅抑制扩散”指对来自光源11的光的扩散，减小扩散的程度较大。并且，通过减小x轴方向的曲率，能够对来自光源11的光的扩散，小幅抑制水平方向的扩散。“小幅抑制扩散”指对来自光源11的光的扩散，减小扩散的程度较小。“曲率”指表示曲线或曲面的弯折程度的量。例如，半径r的圆周的曲率是1/r，弯折程度越厉害，曲率越大。
如图11所示，从光源11射出的光的发散角在水平方向(x轴方向)及垂直方向(y轴方向)上相同。但是，通过聚光透镜200，水平方向(x轴方向)的发散角大于垂直方向(y轴方向)的发散角。“发散角”指光扩展的角度。即，聚光透镜200是使射出的光的发散角在y轴方向和x轴方向不同的透镜。
通过使用聚光透镜200，能够得到在水平方向较宽、在垂直方向较窄的配光图案。另外，增大正光焦度(弯折力)指增大曲率。即，减小曲率半径，使光大幅折射。
如图11所示，车辆用前照灯装置110使用聚光透镜200使配光具有扩展度。因此，入射道威棱镜40的光线不再是平行光线。由此产生像散。由于像散，从出射面403射出的光线束比入射道威棱镜40的光线束粗。“光线束”指共用波面的光线的集合体。“波面”是指在考虑从一个点光源发出的多条光线的情况下，连接这些光线上与光源的光路长度相等的点而形成的曲面。
因此，优选道威棱镜40的尺寸比实施方式1的车辆用前照灯装置100大。这是因为需要形成为足以使配光具有扩展度的大小。但是，道威棱镜40的功能只要能够通过在车体倾斜时根据倾斜角k向倾斜角方向的反方向旋转k/2来校正配光的倾斜即可。入射面401的光线束和出射面403的光线束的大小也可以不同。另外，下面也将光线束记载为光束，二者是相同的意思。
这样，实施方式2的车辆用前照灯装置110不设置投射透镜60，而能够使配光具有扩展度。车辆用前照灯装置110通过使道威棱镜40根据车体的倾斜角k以旋转轴R为中心进行旋转，能够发挥预期的目的，即在车体倾斜的状况下，照射驾驶员的视线所朝向的行驶方向的区域(拐弯区域2004)。
另外，相比实施方式1的车辆用前照灯装置100，车辆用前照灯装置110能够进一步简化旋转机构50的构造。具体而言，不需要齿轮503、504。并且，车辆用前照灯装置110也能够减轻旋转机构50的负荷。具体而言，不需要用于驱动投射透镜60的负荷。并且，通过去除投射透镜60，能够消除在投射透镜60的界面产生的菲涅尔损耗。因此，也有助于光利用效率的提高。
实施方式2的车辆用前照灯装置110需要增大道威棱镜40的大小，以便使入射到入射面401的光不成为平行光。但是，相比实施方式1的车辆用前照灯装置100，车辆用前照灯装置110能够通过机构的进一步简化来实现制造成本的降低和装置的小型化。并且，车辆用前照灯装置110能够得到光利用效率的提高、以及通过降低机构的负荷来实现节能等重大效果。
车辆用前照灯装置110在光源11和配光图案形成部30之间还设置有聚光透镜200。透过聚光透镜200的光束的发散角在车体的垂直方向小于车体的水平方向。
实施方式3
实施方式1的车辆用前照灯装置100在配光图案形成部30的前面设置准直透镜20，使平行光入射到配光图案形成部30。并且，使道威棱镜40和投射透镜60根据车体的倾斜角k旋转。实施方式3的车辆用前照灯装置120采用变形道威棱镜41取代配光图案形成部30。并且，车辆用前照灯装置120采用不设置投射透镜60的结构。
在此，对于与实施方式1的结构要素相同的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。与实施方式1相同的结构要素是光源11、准直透镜20、旋转机构50、控制电路70及车体倾斜检测部75。另外，实施方式3的车辆用前照灯装置120不具有投射透镜60，因而旋转机构50不具有齿轮503、504。另外，车辆用前照灯装置120也能够采用具有投射透镜60的结构。
图12是概略地示出实施方式3的车辆用前照灯装置120的结构的图。其中，图12的(A)是从侧面观察车辆用前照灯装置120的图。图12的(B)是从上方观察车辆用前照灯装置120的图。
下面，为了容易进行附图的说明，使用xyz坐标进行说明。xyz坐标的设定与实施方式1相同。z-x面是车体不倾斜时的水平面。z轴表示车体的前后方向。+z轴方向表示车体的前方。-z轴方向表示车体的后方。x轴表示车体的横向。+x轴方向指面向前方时的左侧。-x轴方向指面向前方时的右侧。y轴表示与z-x面垂直的方向。+y轴方向表示上方(天空的方向)。-y轴方向表示下方(地面的方向)。
车辆用前照灯装置120具有光源11和变形道威棱镜41。并且，车辆用前照灯装置120能够具有准直透镜20。结构要素11、20、41在光源11的光路上按照光源11、准直透镜20、变形道威棱镜41的顺序配置。在图12中，光源11向+z轴方向射出光。结构要素11、20、41在z轴上从-z轴方向朝向+z轴方向配置。
另外，变形道威棱镜41被设置成能够以光轴C为旋转轴R进行旋转。如在实施方式1中说明的那样，也能够使光轴C和旋转轴R不一致，但为了容易进行说明，使光轴C和旋转轴R一致来进行下面的说明。在图12中，光轴C与z轴平行。旋转机构50使变形道威棱镜41旋转。旋转机构50的旋转量由控制电路70控制。“旋转机构50的旋转量”指旋转机构50使变形道威棱镜41旋转的旋转量。变形道威棱镜41是光学元件。
图13是变形道威棱镜41的侧视图。变形道威棱镜41是在道威棱镜的出射面413上粘贴具有负光焦度的环形透镜构成的。另外，变形道威棱镜41也可以一体制作。变形道威棱镜41的出射面414成环形透镜的形状。环形透镜是在x轴方向和y轴方向具有不同的光焦度的透镜。另外，在此环形透镜也包括柱面透镜。柱面透镜是在一个方向上具有光焦度使光会聚或者发散，在与其垂直的方向上没有光焦度的透镜。柱面透镜的面由圆筒面构成。出射面414的x轴方向上的曲率对应于相对于路面的水平方向的配光。另一方面，出射面414的y轴方向上的曲率对应于相对于路面的垂直方向的配光。水平方向指x轴方向，垂直方向指y轴方向。
在图13中，除xyz坐标外，还记述了x2y2z2坐标。x2y2z2坐标是在道威棱镜的出射面413上配置的环形透镜的坐标。z2轴是环形透镜的基准轴。在将环形透镜配置于道威棱镜的出射面413上的状态下，x2y2z2坐标的原点在反射面412上。z2轴是环形透镜的基准轴。x2轴与x轴平行。x2-y2面在出射面413的面上。
如图13所示，环形透镜的面形状是在粘贴环形透镜之前的道威棱镜的出射面413的y2轴方向上、将具有2倍口径的环形透镜的不需要的部分(图13中的虚线部分)切除后的面形状。即，出射面413的形状成在环形透镜的基准轴的位置被切断的形状。环形透镜的切断面形成为与反射面412连接。变形道威棱镜41的出射面414利用从环形透镜的基准轴(z2轴)起的-y2轴侧的面。
车辆用前照灯装置的配光图案相对于路面在水平方向较宽且在垂直方向较窄。因此，出射面414的环面(toroidal surface)在x2轴方向上的曲率和在y2轴方向上的曲率不同。x2轴方向上的曲率决定相对于路面为水平方向的配光。y2轴方向上的曲率决定相对于路面为垂直方向的配光。x2轴方向上的曲率形成相对于路面在水平方向较宽的配光图案。y2轴方向上的曲率形成相对于路面在垂直方向扩展较小的配光图案。
与反射面412平行的环形透镜的第1方向(x2轴方向)的负光焦度大于与第1方向垂直的环形透镜的第2方向(y2轴方向)的负光焦度。即，在出射面413形成的环形透镜的垂直方向(y2轴方向)上的曲率大于水平方向(x2轴方向)上的曲率。例如，半径r的圆周的曲率是1/r，弯折程度越厉害，曲率越大。即，垂直方向(y2轴方向)上的曲面的弯折程度大于水平方向(x2轴方向)上的曲面的弯折程度。因此，能够形成在x2轴方向较宽且在y2轴方向扩展较小的配光图案。另外，在变形道威棱镜41不旋转的状态下，反射面412是与水平面(z-x面)平行的状态。
另外，通过利用环形透镜的一半，在出射面414的y2轴方向的上侧(+y2轴方向侧)，环面相对于环形透镜的基准轴(z2轴)的倾斜较小。并且，在y2轴方向的下侧(-y2轴方向侧)，环面相对于环形透镜的基准轴(z2轴)的倾斜较大。即，环面具有在越接近反射面412时第2方向(y2轴方向)上的负光焦度越小的形状。
由于这种形状，配光图案的上侧(+y2轴方向侧)的区域的透镜作用减小。配光图案的下侧(-y2轴方向侧)的区域的透镜作用增大。因此，配光图案的上侧在水平方向上形成直线形状。配光图案的下侧形成为向下凸的形状的曲线形状。配光图案的下侧形成为具有扩展度的向下凸的形状的配光图案。在此，“透镜作用”表示使光弯折的作用。
另外，变形道威棱镜41的出射面414不限于环面的形状，也能够采用非球面透镜或者自由曲面透镜。即，只要从出射面414射出的光束的发散角在水平方向(x轴方向)较大、在垂直方向(y轴方向)较小即可。因此，变形道威棱镜41的出射面414的面形状能够形成为在x2轴方向的截面和y2轴方向的截面不同的形状。车辆用前照灯装置的配光相对于路面在水平方向较宽且在垂直方向较窄。即，需要使在出射面414射出后的光束在x轴方向上的扩展角(发散角)大于在出射面414射出后的光束在y轴方向上的扩展角(发散角)。为了实现这一点，例如能够将变形道威棱镜41的出射面414的x2轴方向的截面和y2轴方向的截面设为不同的形状。这样的面形状例如与环面、非球面形状或者自由曲面形状等相当。
另外，只要前照灯装置整体能够发挥该功能即可。车辆用前照灯装置120的光学部件是准直透镜20和变形道威棱镜41。也能够对这些光学部件中任意一方的光学面赋予这种功能。但是，形成配光图案的形状的负光焦度的面优选设于变形道威棱镜41的出射面。例如，在将负光焦度的面设于比道威棱镜的出射面靠光源侧的光学面上时，在该光学面上光束变粗，后序的光学部件的大小增大。因此，难以小型化。
这样，实施方式3的车辆用前照灯装置120能够在不设置配光图案形成部30和投射透镜60的情况下使配光具有扩展度。即，车辆用前照灯装置120能够在不设置配光图案形成部30和投射透镜60的情况下形成配光图案并放大投射。并且，车辆用前照灯装置120能够在不设置聚光透镜200的情况下使配光具有扩展度。即，车辆用前照灯装置120能够在不设置聚光透镜200的情况下形成配光图案并放大投射。车辆用前照灯装置120通过使变形道威棱镜41对应于车体的倾斜角k以旋转轴R为中心旋转，能够发挥在车体倾斜的状况下照射驾驶员的视线所朝向的行驶方向的区域这一预期目的。
另外，相比实施方式1和实施方式2的车辆用前照灯装置100、110，车辆用前照灯装置120有助于车辆用前照灯装置的小型化和光利用效率的提高。
另外，根据变形道威棱镜41的出射面414的环面形状，透过变形道威棱镜41内的平行光线被转换为最佳的出射角投射到车辆的前方。从变形道威棱镜41射出的光相对于路面在水平方向及垂直方向分别具有最佳的扩展度，能够形成预期的配光图案。
另外，变形道威棱镜41的出射面414也兼备投射透镜的作用。因此，如果仅考虑投射透镜60的功能，在摩托车倾斜了倾斜角k时，变形道威棱镜41必须向倾斜角k的反方向旋转角度k。这一点与使道威棱镜40旋转角度k/2不同。
但是，通常倾斜角k最大约为30度。只要在该角度的范围内，因环形透镜偏离倾斜角k一半角度而造成的对配光形状的影响较小，几乎能够忽视。“偏离倾斜角k一半角度”表示相对于倾斜角k，旋转角是角度k/2。角度之差是角度k/2，是倾斜角k的一半。因此，在实施方式3的车辆用前照灯装置120中，变形道威棱镜41只要旋转倾斜角k的一半角度即k/2即可。
变形道威棱镜41的出射面414由曲面形成，从出射面414射出的光束在被与反射面412平行的平面切断后的平面上的发散角小于从出射面414射出的光束在被与反射面412垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的发散角。另外，在实施方式中，光束的中心光线与光轴C一致。并且，在实施方式中，光束的中心光线与旋转轴R一致。另外，“切断后的平面上”等同于光束的切断面。并且，出射面414能够形成为使得沿包含光束且与反射面412平行的平面切断后的平面上的形状、和被包含光束且与反射面412垂直的平面切断后的平面上的形状不同的形状。另外，包含光束且与反射面412垂直的平面能够设为包含光束的中心光线的平面。
通过将出射面414形成为曲面，在出射面414越远离反射面412时，被与反射面412垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的负光焦度越小。另外，在实施方式中，光束的中心光线与光轴C一致。并且，在实施方式中，光束的中心光线与旋转轴R一致。
实施方式4
在实施方式1中，使道威棱镜40和投射透镜60对应于车体的倾斜角k旋转，得到了预期的配光。在实施方式4中，采用旋转镜80取代道威棱镜40。对于与实施方式1所示的结构要素相同的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。与实施方式1相同的结构要素是光源11、准直透镜20、配光图案形成部30、投射透镜60、旋转机构50、控制电路70及车体倾斜检测部75。另外，旋转机构50的齿轮502安装在旋转镜80的旋转轴805上。
图14是概略地示出了实施方式4的车辆用前照灯装置130的结构的结构图。其中，图14的(A)是从侧面观察车辆用前照灯装置130的图。图14的(B)是从上方观察车辆用前照灯装置130的图。图15是旋转镜80的立体图。
下面，为了容易进行附图的说明，使用xyz坐标进行说明。xyz坐标的设定与实施方式1相同。z-x面是车体不倾斜时的水平面。z轴表示车体的前后方向。+z轴方向表示车体的前方。-z轴方向表示车体的后方。x轴表示车体的横向。+x轴方向指面向前方时的左侧。-x轴方向指面向前方时的右侧。y轴表示与z-x面垂直的方向。+y轴方向表示上方(天空的方向)。-y轴方向表示下方(地面的方向)。
车辆用前照灯装置130在z轴方向的光路上具有光源11、准直透镜20、配光图案形成部30、旋转镜80和投射透镜60。光源11向+z轴方向射出光。光路上的各结构要素朝向+z轴方向按照光源11、准直透镜20、配光图案形成部30、旋转镜80、投射透镜60的顺序配置。
另外，旋转镜80被设置成能够以光轴C为旋转轴805进行旋转。如在实施方式1中说明的那样，也能够使光轴C和旋转轴805不一致，但为了容易进行说明，使光轴C和旋转轴R一致来进行下面的说明。并且，投射透镜60被配置成能够以光轴C为中心进行旋转。光轴C与z轴平行。旋转机构50对旋转镜80和投射透镜60提供旋转力。如上所述，旋转机构50例如具有步进电机500、齿轮501、502、503、504和轴505。旋转机构50的旋转量由控制电路70控制。
旋转镜80具有镜801、802、803、接合部件804和旋转轴805。镜801具有镜面8011。镜面8011面向-y轴方向和-z轴方向。光源11向+z轴方向发出光。从光源11的发光面12发出的光透过准直透镜20及配光图案形成部30，并被镜801的镜面8011反射。被镜面8011反射的光在沿-y轴方向行进的同时，也沿+z轴方向行进。
镜802具有镜面8021。镜面8021面向+y轴方向。镜面8021是与z-x面平行的面。镜802使被镜801反射后的光被镜面8021反射。被镜面8021反射的光在沿+y轴方向行进的同时，也沿+z轴方向行进。
镜803具有镜面8031。镜面8031面向-y轴方向和+z轴方向。镜803使被镜802反射后的光被镜面8031反射。被镜面8031反射的光沿+z轴方向行进。被镜面8031反射的光入射到投射透镜60。
接合部件804将镜801、镜802及镜803接合起来。旋转轴805安装为与光轴C平行。在旋转轴805安装有齿轮502。齿轮502经由齿轮501从步进电机500接受旋转力。旋转镜80是光学元件。
角度b1是镜801的镜面8011和光轴C(与z轴平行的轴)所成的角度。即，从配光图案形成部30射出的光的光轴C相对于镜面8011倾斜了角度b1。并且，角度b1是镜801的镜面8011和z-x面所成的角度。即，镜面8011相对于镜面8021倾斜了角度b1。
角度b2是镜803的镜面8031和光轴C(与z轴平行的轴)所成的角度。即，入射到投射透镜60的光的光轴C相对于镜面8031倾斜了角度b2。并且，角度b2是镜803的镜面8031和z-x面所成的角度。即，镜面8031相对于镜面8021倾斜了角度b2。
角度b1优选与角度b2相同大小。
镜802与z-x面平行配置。即，镜面8021与z-x面平行。并且，接合部件804保持镜801、镜802、镜803的几何学意义上的位置关系。“几何学意义上的位置关系”指构造上的位置关系，区别于光学意义上的位置关系。因此，镜801、镜802、镜803和接合部件804不需要是彼此分体的部件。例如，镜801、镜802、镜803和接合部件804可以彼此形成为一体。
旋转镜80具有与实施方式1所示的道威棱镜40相同的功能。图16是示出旋转镜80不旋转时的配光图案8000a的推移的示意图。此处的“推移”指配光图案8000a在被镜面8011、8021、8031反射时的变化。
位置8001a、8002a、8003a、8004a、8005a表示入射到旋转镜80之前的图案光8000a的规定的位置。位置8001b、8002b、8003b、8004b、8005b表示从旋转镜80射出后的图案光8000b的规定的位置。在图16和图17中，将图14所示的xyz坐标表示在图案光8000a、8000b的位置。xyz坐标用细虚线示出。
在位置8001a通过并入射到旋转镜80的图案光按照镜801的镜面8011、镜802的镜面8021、镜803的镜面8031的顺序反复反射，并从旋转镜80射出而到达位置8001b。
同样，在位置8002a通过并入射到旋转镜80的图案光按照镜801的镜面8011、镜802的镜面8021、镜803的镜面8031的顺序反复反射，并从旋转镜80射出而到达位置8002b。
并且，在位置8003a通过并入射到旋转镜80的图案光按照镜801的镜面8011、镜802的镜面8021、镜803的镜面8031的顺序反复反射，并从旋转镜80射出而到达位置8003b。
并且，在位置8004a通过并入射到旋转镜80的图案光按照镜801的镜面8011、镜802的镜面8021、镜803的镜面8031的顺序反复反射，并从旋转镜80射出而到达位置8004b。
并且，在位置8005a通过并入射到旋转镜80的图案光按照镜801的镜面8011、镜802的镜面8021、镜803的镜面8031的顺序反复反射，并从旋转镜80射出而到达位置8005b。
这样，在镜802的镜面8021位于与z-x面平行的位置的情况下，旋转镜80的入射侧的x-y面上的配光图案形状在出射侧的x-y面上形成为上下方向反转后的配光图案形状。在此，“上下方向”指y轴方向。
图17是示出使旋转镜80以光轴C为旋转轴805旋转了旋转量i时的配光图案的推移的示意图。与图16一样，在图案光8000a的位置8001a、位置8002a、位置8003a、位置8004a、位置8005a的各个位置通过并入射到旋转镜80的图案光，按照镜801的镜面8011、镜802的镜面8021、镜803的镜面8031的顺序反复反射，并从旋转镜80射出而到达图案光8000b的位置8001b、8002b、8003b、8004b、8005b的各个位置。
图17示出了从-z轴方向向+z轴方向观察时旋转镜80顺时针旋转了旋转角i的情况。在图17中用粗虚线示出旋转后的x轴和y轴。并且，在旋转轴805的位置示出y轴，并示出了旋转镜80的旋转角i。
这样，在旋转镜80以光轴C为旋转轴805旋转了旋转量i的情况下，旋转镜80的入射侧的x-y面上的配光图案的形状在出射侧的x-y面上形成为从上下方向反转后的配光图案的形状进一步以光轴C为旋转轴805旋转了旋转量2i后的形状。出射侧的配光图案的形状的旋转方向与旋转镜80的旋转方向相同。图17所示的图案光8000b从-z轴方向向+z轴方向观察时相对于图16所示的图案光8000b顺时针旋转了旋转角2i。
这样，旋转镜80具有与实施方式1的道威棱镜40相同的功能。因此，使用旋转镜80能够得到与实施方式1相同的效果。并且，旋转镜80比实施方式1的道威棱镜40容易制作。因此，旋转镜80比实施方式1的道威棱镜40便宜。并且，能够在旋转镜80设置旋转轴805，因而与实施方式1的道威棱镜40相比，能够简化旋转机构50。
车辆用前照灯装置130具有光源11、旋转镜(光学元件)80和旋转机构50。光源11放射光。旋转镜(光学元件)80变更在入射面8011(镜面)入射的光的行进方向并将其引导到反射面8021(镜面)，在出射面8031(镜面)变更在反射面8021(镜面)反射后的光的行进方向并进行射出。旋转机构50将旋转镜(光学元件)80支承为能够以通过入射面8011(镜面)及出射面8031(镜面)的直线为旋转轴805进行旋转，使旋转镜(光学元件)80对应于车体的倾斜角k向车体的倾斜方向的反方向旋转。
旋转轴805是与平行于反射面8021(镜面)的平面和入射面8011(镜面)之间的交线垂直、且平行于反射面8021(镜面)的直线。在实施方式4中是平行于z轴的直线。并且，旋转轴805能够设为在入射面8011(镜面)的中心位置通过的直线。并且，旋转轴805能够在入射面8011(镜面)上与入射到入射面8011(镜面)的光束的中心光线一致。
旋转镜(光学元件)80具有：第1镜801，其具有与道威棱镜40的入射面401相当的第1镜面8011；第2镜803，其具有与道威棱镜40的出射面403相当的第2镜面8031；以及第3镜802，其具有与道威棱镜40的反射面402相当的第3镜面8021。第1镜801和第2镜803定位为背面侧相互面对并配置在第3镜802的第3镜面8021侧。第1镜的第1镜面8011和第3镜802的第3镜面8021所成的角度b1、以及第2镜803的第2镜面8031和第3镜802的第3镜面8021所成的角度b2是锐角。
旋转机构50使旋转镜(光学元件)80旋转倾斜角k的一半的旋转量。
车辆用前照灯装置130还具有投射透镜60，该投射透镜60将从旋转镜(光学元件)80射出的光放大并射出。旋转机构50将投射透镜60支承为能够以光轴C为旋转轴进行旋转，使投射透镜60向车体的倾斜方向k的反方向旋转。投射透镜60的旋转量与倾斜角k相同。
车辆用前照灯装置130还具有配光图案形成部30。配光图案形成部30基于从光源11射出的光，形成具有规定的配光图案的图案光8000a进行射出。
车辆用前照灯装置130还具有准直透镜20。准直透镜20入射从光源11射出的光并将其转换为平行光朝向配光图案形成部30射出。
实施方式5
在实施方式5中具有设置实施方式4所示的旋转镜80以取代实施方式2的道威棱镜40的结构。对于与实施方式2所示的结构要素相同的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。与实施方式2相同的结构要素是光源11、聚光透镜200、配光图案形成部30、旋转机构50、控制电路70及车体倾斜检测部75。另外，旋转机构50的齿轮502安装在旋转镜80的旋转轴805上。
图18是概略地示出实施方式5的车辆用前照灯装置140的结构的结构图。其中，图18的(A)是从侧面观察车辆用前照灯装置140的图。图18的(B)是从上方观察车辆用前照灯装置140的图。
下面，为了容易进行附图的说明，使用xyz坐标进行说明。xyz坐标的设定与实施方式1相同。z-x面是车体不倾斜时的水平面。z轴表示车体的前后方向。+z轴方向表示车体的前方。-z轴方向表示车体的后方。x轴表示车体的横向。+x轴方向指面向前方时的左侧。-x轴方向指面向前方时的右侧。y轴表示与z-x面垂直的方向。+y轴方向表示上方(天空的方向)。-y轴方向表示下方(地面的方向)。
车辆用前照灯装置140在z轴方向的光路上具有光源11、聚光透镜200、配光图案形成部30和旋转镜80。光源11向+z轴方向射出光。光路上的各结构要素朝向+z轴方向按照光源11、聚光透镜200、配光图案形成部30、旋转镜80的顺序配置。
另外，旋转镜80被配置成能够以光轴C为旋转轴805进行旋转。如在实施方式1中说明的那样，也能够使光轴C和旋转轴805不一致，但为了容易进行说明，使光轴C和旋转轴R一致来进行下面的说明。光轴C与z轴平行。旋转机构50对旋转镜80提供旋转力。如上所述，旋转机构50例如具有步进电机500、齿轮501、502和轴505。旋转机构50的旋转量由控制电路70控制。旋转镜80是光学元件。
旋转镜80具有镜801、802、803、接合部件804和旋转轴805。旋转镜80的构造及功能与在实施方式4中说明的内容相同。
旋转镜80具有与实施方式2的道威棱镜40相同的功能。因此，车辆用前照灯装置140使用旋转镜80能够得到与实施方式2的车辆用前照灯装置110相同的效果。并且，旋转镜80比实施方式2的道威棱镜40容易制作且便宜。此外，能够在旋转镜80设置旋转轴805，因而与实施方式2相比，能够简化旋转机构50。
车辆用前照灯装置140在光源11和配光图案形成部30之间还具有聚光透镜200。在车体的垂直方向上的透过聚光透镜200的光束的发散角小于车体的水平方向上的透过聚光透镜200的光束的发散角。
实施方式6
在实施方式6中采用变形旋转镜81取代实施方式3的变形道威棱镜41。对于与实施方式3所示的结构要素相同的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。与实施方式3相同的结构要素是光源11、准直透镜20、旋转机构50、控制电路70及车体倾斜检测部75。另外，旋转机构50的齿轮502安装在变形旋转镜81的旋转轴815上。
图19是概略地示出实施方式6的车辆用前照灯装置150的结构的结构图。其中，图19的(A)是从侧面观察车辆用前照灯装置150的图。图19的(B)是从上方观察车辆用前照灯装置150的图。
下面，为了容易进行附图的说明，使用xyz坐标进行说明。xyz坐标的设定与实施方式1相同。z-x面是车体不倾斜时的水平面。z轴表示车体的前后方向。+z轴方向表示车体的前方。-z轴方向表示车体的后方。x轴表示车体的横向。+x轴方向指面向前方时的左侧。-x轴方向指面向前方时的右侧。y轴表示与z-x面垂直的方向。+y轴方向表示上方(天空的方向)。-y轴方向表示下方(地面的方向)。
车辆用前照灯装置150在z轴方向的光路上具有光源11、准直透镜20和变形旋转镜81。光源11向+z轴方向射出光。光路上的各结构要素朝向+z轴方向按照光源11、准直透镜20、变形旋转镜81的顺序配置。
另外，变形旋转镜81被配置成能够以光轴C为旋转轴815进行旋转。如在实施方式1中说明的那样，也能够使光轴C和旋转轴815不一致，但为了容易进行说明，使光轴C和旋转轴815一致来进行下面的说明。光轴C与z轴平行。旋转机构50对变形旋转镜81提供旋转力。如上所述，转机构50例如具有步进电机500、齿轮501、502和轴505。旋转机构50的旋转量由控制电路70控制。变形旋转镜81是光学元件。
变形旋转镜81具有镜811、812、813、接合部件814和旋转轴815。变形旋转镜81的构造及功能与在实施方式4中说明的旋转镜80的构造及功能相同，但镜813成环面的形状，这一点不同。即，变形旋转镜81的镜811、812与旋转镜80的镜801、802相同。并且，变形旋转镜81的接合部件814与旋转镜80的接合部件804相同。并且，变形旋转镜81的旋转轴815与旋转镜80的旋转轴805相同。
图20是从侧面观察到的变形旋转镜81的结构图。变形旋转镜81的镜813的镜面8131成环面的形状。环面的形状是在x轴方向和y轴方向具有不同的光焦度的面的形状。环面形状也包括柱面形状。柱面是圆筒面。柱面指在一个方向上具有曲率但在与其垂直的方向上不具有曲率的面。镜面8131的x轴方向上的曲率对应于相对于路面为水平方向(x轴方向)的配光。另一方面，镜面8131的y轴方向上的曲率对应于垂直方向(y轴方向)的配光。
另外，如图20所示，镜813的+y轴方向的端部形成为与镜811的+y轴方向的端部高度相同。即，在将从光轴C到镜811的+y轴方向的端部为止的y轴方向的距离设为高度Ym时，镜813的+y轴方向的端部处于距光轴C为高度Ym的位置。
图20所示的x2y2z2坐标是与实施方式3的图13所示的x2y2z2坐标相同的坐标。x2y2z2坐标是变形旋转镜81的镜面8131的环面的坐标。图20所示的x2y2z2坐标是z2轴垂直于镜面8131的坐标。z2轴是环面的基准轴。x2轴表示镜面8131的切线方向。并且，x2轴与x轴平行。y2轴表示镜面8131的切线方向。y2-z2面是通过光轴C且与y-z面平行的面。即，光轴C位于y2-z2面上。x2y2z2坐标的原点位于镜813的+y轴方向的端部。
在位于镜面8131的+y轴方向的端部的x2y2z2坐标中，y2轴相对于光轴C的角度与镜面8111相对于光轴C的角度相等。即，在镜813的+y轴方向的端部处的z2轴相对于x-y平面与镜面8111的法线面对称。即，镜813将镜面8131的环面形状的中心轴设计为在镜813的+y轴方向的端部处的z2轴。并且，形成为切除比环面形状的中心轴靠+y轴方向的部分后的形状。在图20中用虚线示出切除的部分。该环面的配置及切除与在实施方式3中说明的环形透镜的配置及切除相同。
前照灯装置的配光图案相对于路面在水平方向较宽且在垂直方向较窄。即，配光图案在x轴方向和y轴方向上不同。因此，镜面8131的环面在用于决定水平方向(x轴方向)的配光的x2轴方向上的曲率和用于决定垂直方向的配光的y2轴方向上的曲率不同。x2轴方向上的曲率在水平方向形成宽度较宽的配光图案。y2轴方向上的曲率在垂直方向形成宽度较窄的配光图案。
即，镜面8131形成为x2轴方向的负光焦度大于y2轴方向的负光焦度的曲面。因此，配光图案形成为在x2轴方向宽度较宽、在y2轴方向宽度较窄。x2轴是与光轴C垂直且与镜812的镜面8121平行的轴。y2轴是与x2轴垂直且与镜面8131的切线方向平行的轴。
另外，镜面8131成环面的形状。因此，镜面8131的环面相对于z-x面的倾斜度越往-y轴方向越大。
从镜813的上侧(+y轴方向侧)射出的光线对应于配光图案的上侧(+y轴方向侧)的照射区域。并且，从镜813的下侧(-y轴方向侧)射出的光对应于配光图案的下侧(-y轴方向侧)的照射区域。
如上所述，在镜面8131的上侧(+y轴方向侧)的端部，y2轴方向的镜面8131相对于光轴C的倾斜度与镜面8111相对于光轴C的倾斜度相等。在镜面8131的上侧(+y轴方向侧)的端部，y2轴方向的镜面8131相对于z-x面的倾斜度与镜面8111相对于z-x面的倾斜度相等。因此，在镜面8131的上侧的端部，从局部观察等效于配置了仅在x轴方向具有曲率的反射面。因此，与配置了平面镜的情况相比，在镜813的上端部(上侧的端部)，配光仅在x轴方向扩展。因此，配光图案的上端部形成为在x轴方向上较宽的直线形状。
另一方面，在镜813的下侧(-y轴方向侧)，在基于x2轴方向的曲率的作用(使配光在x轴方向扩展的作用)和基于y2轴方向的曲率的作用(使配光向-y轴方向扩展的作用)的合成作用的方向上射出光线。
例如，从镜813的下端部的y2-z2面上射出的光线以使配光图案在-y轴方向上扩展的方式射出。这是因为在y2-z2面上，x2轴方向上的曲率导致的在x轴方向上使配光扩展的作用不发挥作用。并且，从镜813的下端部的x2轴方向上的端部射出的光线向在合成了在x轴方向使配光扩展的作用和在-y轴方向使配光扩展的作用后的方向射出。
因此，配光图案的下端部形成为x轴方向的中心在-y轴方向配光扩展后的最下侧成为凸形状的曲线配光形状。即，实施方式6的车辆用前照灯装置150能够使配光图案的上侧形成为在水平方向较宽的直线形状，使配光图案的下侧形成为在下侧成凸形状的曲线形状。
另外，变形旋转镜81不限于出射面(镜面8131)为环面形状的镜，也能够采用非球面形状的镜或者自由曲面形状的镜。即，只要从出射面(镜面8131)射出的光束的发散角在水平方向(x轴方向)较大、在垂直方向(y轴方向)较小即可。因此，变形旋转镜的出射面(镜面8131)的面形状能够形成为在x2轴方向的截面和y2轴方向的截面上不同的形状。车辆用前照灯装置的配光相对于路面在水平方向较宽且在垂直方向较窄。即，需要使在被镜面8131反射后的光束的x轴方向的扩展角(发散角)大于在出射面(镜面8131)射出后的光束的y轴方向的扩展角(发散角)。为了实现这一点，例如能够将变形旋转镜的出射面(镜面8131)的x2轴方向上的截面和y2轴方向上的截面设为不同的形状。这样的面形状例如与环面、非球面形状或者自由曲面形状等相当。
另外，只要前照灯装置整体能够发挥该功能即可。车辆用前照灯装置150的光学部件是准直透镜20和变形旋转镜81。也能够对这些光学部件中任意一方的光学面赋予这种功能。但是，形成配光图案的形状的负光焦度的面优选设在变形旋转镜81的出射面上。例如，在将负光焦度的面设在比变形旋转镜的出射面靠光源11侧的光学面上时，光束在该光学面变粗，后序的光学部件的大小增大。因此，难以小型化。
这样，实施方式6的车辆用前照灯装置150设置变形旋转镜81取代实施方式3的变形道威棱镜41。并且，车辆用前照灯装置150通过使该变形旋转镜81对应于车体的倾斜角k以光轴C为旋转轴815进行旋转，在车体倾斜的状况下，能够发挥照射驾驶员的视线所朝向的行驶方向的区域这一预期的目的。
另外，变形旋转镜81比实施方式3的变形道威棱镜41容易制作且便宜。此外，能够在变形旋转镜81设置旋转轴815，因而与实施方式3相比，能够简化旋转机构50。由于具有与实施方式3的变形道威棱镜41相同的功能，因而使用变形旋转镜81能够得到与实施方式3相同的效果。
变形旋转镜81的出射面8131(镜面)由曲面形成，从出射面8131(镜面)射出的光束在被与反射面8121(镜面)平行的平面切断后的平面上的发散角，小于从出射面8131(镜面)射出的光束在被与反射面8121(镜面)垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的发散角。另外，在实施方式中，光束的中心光线与光轴C一致。并且，在实施方式中，光束的中心光线与旋转轴R一致。另外，“切断后的平面上”等同于光束的切断面。并且，出射面8131(镜面)能够形成为如下这样的形状：该形状使得被包含光束且与反射面8121(镜面)平行的平面切断后的平面上的形状、和被包含光束且与反射面8121(镜面)垂直的平面切断后的平面上的形状不同。另外，包含光束且与反射面8121(镜面)垂直的平面能够形成为包含光束的中心光线的平面。
通过将出射面8131(镜面)形成为曲面，在出射面8131(镜面)离反射面8121(镜面)越远时，被与反射面8121(镜面)垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的负光焦度越小。另外，在实施方式中，光束的中心光线与光轴C一致。并且，在实施方式中，光束的中心光线与旋转轴R一致。
具有上述的各实施方式的车辆用前照灯装置的车辆不限于摩托车。例如，也能够用于自动三轮车。例如，被称为三轮摩托车的自动三轮车。“被称为三轮摩托车的自动三轮车”指由前轮为一个轮、和后轮为一条轴上两个轮的这三个轮构成的小型摩托车。在日本对应于带原动机的自行车。在车体中央附近设置有旋转轴，能够使包括前轮和驾驶员坐席在内的车体几乎整体向左右方向倾斜。通过这种机构，能够与两轮摩托车一样在旋转时使重心向内侧移动。并且，也能够用于四轮的车辆。对于四轮的车辆，例如在向左拐弯时，车体向右倾斜。并且，在向右拐弯时，车体向左倾斜。这是由于离心力造成的。在这一点上，倾斜方向与二轮车相反。但是，四轮的车辆也能够检测车体的倾斜角来修正照射区域2003。并且，通过采用本发明的车辆用前照灯装置，四轮的车辆在仅一轮侧碾压在障碍物等上而使得车体倾斜的情况下，能够得到与车体不倾斜时相同的照射区域2003。
另外，按照以上所述对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于这些实施方式。
标号说明
100、110、120、130、140、150车辆用前照灯装置；11光源；12发光面；20准直透镜；200聚光透镜；2001路面边缘部分；2002中央线；2003照射区域；2004拐弯区域；30配光图案形成部；40道威棱镜；41变形道威棱镜；401入射面；402、412反射面；403、413、414出射面；4000a、4000b、8000a、8000b图案光；4001a、4002a、4003a、4004a、4005a、4001b、4002b、4003b、4004b、4005b位置；50旋转机构；500步进电机；501、502、503、504齿轮；505轴；60投射透镜；70控制电路；75车体倾斜检测部；80旋转镜；81变形旋转镜；801、802、803镜；811、812、813镜；8000a、8000b图案光；8011、8021、8031、8111、8121、8131镜面；8001a、8002a、8003a、8004a、8005a、8001b、8002b、8003b、8004b、8005b位置；804、814接合部件；805、815旋转轴；C光轴；k倾斜角；a1、a2、b1、b2角度；i旋转角；R旋转角；H-H水平线；V-V铅垂线。

Claims (43)

1.一种车辆用前照灯装置，其中，该车辆用前照灯装置具有：
光源，其放射光；
光学元件，其变更在入射面入射的所述光的行进方向并将其引导到反射面，并在出射面变更在所述反射面反射后的所述光的行进方向并进行射出；以及
旋转机构，其将所述光学元件支承为能够以通过所述入射面及所述出射面的直线为旋转轴进行旋转，并对应于车体的倾斜角使所述光学元件向所述车体的倾斜方向的反方向旋转。
2.根据权利要求1所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述旋转机构使所述光学元件旋转所述倾斜角的一半的旋转量。
3.根据权利要求2所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述旋转轴是与平行于所述反射面的平面和所述入射面之间的交线垂直且平行于所述反射面的直线。
4.根据权利要求3所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述光学元件是道威棱镜，
所述入射面是包含所述道威棱镜的梯形形状的一条腰的面，
所述出射面是包含所述道威棱镜的梯形形状的另一条腰的面，
所述反射面是与所述入射面及所述出射面成锐角的面。
5.根据权利要求3所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述光学元件是旋转镜，该旋转镜具有：第1镜，其具有作为所述入射面的第1镜面；第2镜，其具有作为所述出射面的第2镜面；以及第3镜，其具有作为所述反射面的第3镜面，
所述第1镜和所述第2镜以背面侧相互面对的方式定位并被配置在所述第3镜的第3镜面侧，
所述第1镜面和所述第3镜面所成的角度、以及所述第2镜面和所述第3镜面所成的角度是锐角。
6.根据权利要求3所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，从所述出射面射出的光束在被与反射面平行的平面切断后的平面上的发散角小于从所述出射面射出的光束在被与反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的发散角。
7.根据权利要求6所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，所述出射面离所述反射面越远，则被与所述反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的负光焦度越小。
8.根据权利要求3所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，所述出射面离所述反射面越远，则被与所述反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的负光焦度越小。
9.根据权利要求3所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有配光图案形成部，该配光图案形成部将从所述光源射出的光形成为具有配光图案的图案光并射出。
10.根据权利要求9所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有准直透镜，该准直透镜入射从所述光源射出的光，将其转换为平行光，并朝向所述配光图案形成部射出。
11.根据权利要求9所述的车辆用前照灯装置，其中，
在所述光源和所述配光图案形成部之间还具有聚光透镜，
车体的垂直方向上的透过所述聚光透镜的光束的发散角小于所述车体的水平方向上的透过所述聚光透镜的光束的发散角。
12.根据权利要求3所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有投射透镜，该投射透镜将从所述光学元件射出的所述光放大并射出，
所述旋转机构将所述投射透镜支承为能够以光轴为旋转轴进行旋转。
13.根据权利要求3所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有投射透镜，该投射透镜将从所述光学元件射出的所述光放大并射出，
所述旋转机构将所述投射透镜支承为能够以光轴为旋转轴进行旋转，并使所述投射透镜向所述车体的倾斜方向的反方向旋转。
14.根据权利要求2所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述光学元件是道威棱镜，
所述入射面是包含所述道威棱镜的梯形形状的一条腰的面，
所述出射面是包含所述道威棱镜的梯形形状的另一条腰的面，
所述反射面是与所述入射面及所述出射面成锐角的面。
15.根据权利要求2所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述光学元件是旋转镜，该旋转镜具有：第1镜，其具有作为所述入射面的第1镜面；第2镜，其具有作为所述出射面的第2镜面；以及第3镜，其具有作为所述反射面的第3镜面，
所述第1镜和所述第2镜以背面侧相互面对的方式定位并被配置在所述第3镜的第3镜面侧，
所述第1镜面和所述第3镜面所成的角度、以及所述第2镜面和所述第3镜面所成的角度是锐角。
16.根据权利要求2所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，从所述出射面射出的光束在被与反射面平行的平面切断后的平面上的发散角小于从所述出射面射出的光束在被与反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的发散角。
17.根据权利要求16所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，所述出射面离所述反射面越远，则被与所述反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的负光焦度越小。
18.根据权利要求2所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，所述出射面离所述反射面越远，则被与所述反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的负光焦度越小。
19.根据权利要求2所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有配光图案形成部，该配光图案形成部将从所述光源射出的光形成为具有配光图案的图案光并射出。
20.根据权利要求19所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有准直透镜，该准直透镜入射从所述光源射出的光，将其转换为平行光，并朝向所述配光图案形成部射出。
21.根据权利要求19所述的车辆用前照灯装置，其中，
在所述光源和所述配光图案形成部之间还具有聚光透镜，
所述车体的垂直方向上的透过所述聚光透镜的光束的发散角小于所述车体的水平方向上的透过所述聚光透镜的光束的发散角。
22.根据权利要求2所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有投射透镜，该投射透镜将从所述光学元件射出的所述光放大并射出，
所述旋转机构将所述投射透镜支承为能够以光轴为旋转轴进行旋转。
23.根据权利要求2所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有投射透镜，该投射透镜将从所述光学元件射出的所述光放大并射出，
所述旋转机构将所述投射透镜支承为能够以光轴为旋转轴进行旋转，并使所述投射透镜向所述车体的倾斜方向的反方向旋转。
24.根据权利要求1所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述光学元件是道威棱镜，
所述入射面是包含所述道威棱镜的梯形形状的一条腰的面，
所述出射面是包含所述道威棱镜的梯形形状的另一条腰的面，
所述反射面是与所述入射面及所述出射面成锐角的面。
25.根据权利要求1所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述光学元件是旋转镜，该旋转镜具有：第1镜，其具有作为所述入射面的第1镜面；第2镜，其具有作为所述出射面的第2镜面；以及第3镜，其具有作为所述反射面的第3镜面，
所述第1镜和所述第2镜以背面侧相互面对的方式定位并被配置在所述第3镜的第3镜面侧，
所述第1镜面和所述第3镜面所成的角度、以及所述第2镜面和所述第3镜面所成的角度是锐角。
26.根据权利要求1所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，从所述出射面射出的光束在被与反射面平行的平面切断后的平面上的发散角小于从所述出射面射出的光束在被与反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的发散角。
27.根据权利要求26所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，所述出射面离所述反射面越远，则被与所述反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的负光焦度越小。
28.根据权利要求1所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，所述出射面离所述反射面越远，则被与所述反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的负光焦度越小。
29.根据权利要求1所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有配光图案形成部，该配光图案形成部将从所述光源射出的光形成为具有配光图案的图案光并射出。
30.根据权利要求29所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有准直透镜，该准直透镜入射从所述光源射出的光，将其转换为平行光，并朝向所述配光图案形成部射出。
31.根据权利要求29所述的车辆用前照灯装置，其中，
在所述光源和所述配光图案形成部之间还具有聚光透镜，
所述车体的垂直方向上的透过所述聚光透镜的光束的发散角小于所述车体的水平方向上的透过所述聚光透镜的光束的发散角。
32.根据权利要求1所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有投射透镜，该投射透镜将从所述光学元件射出的所述光放大并射出，
所述旋转机构将所述投射透镜支承为能够以光轴为旋转轴进行旋转。
33.根据权利要求1所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有投射透镜，该投射透镜将从所述光学元件射出的所述光放大并射出，
所述旋转机构将所述投射透镜支承为能够以光轴为旋转轴进行旋转，并使所述投射透镜向所述车体的倾斜方向的反方向旋转。
34.根据权利要求1所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述旋转轴是与平行于所述反射面的平面和所述入射面之间的交线垂直且平行于所述反射面的直线。
35.根据权利要求34所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述光学元件是道威棱镜，
所述入射面是包含所述道威棱镜的梯形形状的一条腰的面，
所述出射面是包含所述道威棱镜的梯形形状的另一条腰的面，
所述反射面是与所述入射面及所述出射面成锐角的面。
36.根据权利要求34所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述光学元件是旋转镜，该旋转镜具有：第1镜，其具有作为所述入射面的第1镜面；第2镜，其具有作为所述出射面的第2镜面；以及第3镜，其具有作为所述反射面的第3镜面，
所述第1镜和所述第2镜以背面侧相互面对的方式定位并被配置在所述第3镜的第3镜面侧，
所述第1镜面和所述第3镜面所成的角度、以及所述第2镜面和所述第3镜面所成的角度是锐角。
37.根据权利要求34所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，从所述出射面射出的光束在被与反射面平行的平面切断后的平面上的发散角小于从所述出射面射出的光束在被与反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的发散角。
38.根据权利要求34或37所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述出射面由曲面形成，所述出射面离所述反射面越远，则被与所述反射面垂直且包含光束的中心光线的平面切断后的平面上的负光焦度越小。
39.根据权利要求34所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有配光图案形成部，该配光图案形成部将从所述光源射出的光形成为具有配光图案的图案光并射出。
40.根据权利要求39所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有准直透镜，该准直透镜入射从所述光源射出的光，将其转换为平行光，并朝向所述配光图案形成部射出。
41.根据权利要求39所述的车辆用前照灯装置，其中，
在所述光源和所述配光图案形成部之间还具有聚光透镜，
车体的垂直方向上的透过所述聚光透镜的光束的发散角小于所述车体的水平方向上的透过所述聚光透镜的光束的发散角。
42.根据权利要求34所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有投射透镜，该投射透镜将从所述光学元件射出的所述光放大并射出，
所述旋转机构将所述投射透镜支承为能够以光轴为旋转轴进行旋转。
43.根据权利要求34所述的车辆用前照灯装置，其中，
所述车辆用前照灯装置还具有投射透镜，该投射透镜将从所述光学元件射出的所述光放大并射出，
所述旋转机构将所述投射透镜支承为能够以光轴为旋转轴进行旋转，并使所述投射透镜向车体的倾斜方向的反方向旋转。
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