CN114466992B - 灯具单元 - Google Patents

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Abstract

灯具单元(18)具备：投影光学系统，其包含投影透镜(20)；光偏转装置(26)，其具有将射入的光选择性地朝向投影光学系统反射的反射部；照射光学系统，其具有光源(28)、和将从光源(28)射出的光朝向反射部反射的主反射器(30)；以及遮挡部(40)，其对从光源(28)直接去往投影透镜(20)的光进行遮挡。遮挡部(40)配置为不妨碍从反射部去往投影透镜(20)的光。

Description

灯具单元
技术领域
本发明涉及灯具单元，例如涉及用于车辆用前照灯的灯具单元。
背景技术
以往，考虑了如下车辆用前照灯：排列为矩阵状的多个反射元件利用设置于表面的光偏转装置将从光源射出的光选择性地反射，由此以预定的配光图案照射车辆前方(专利文献1)。
反射装置配置为多个的反射元件能够分别倾倒，能够将多个的反射元件的位置在第一位置和第二位置切换。而且，反射装置构成为通过使各反射元件的来自光源的光的反射方向在有助于配光图案的形成的第一位置、以及无助于配光图案的形成的第二位置适当地变化，由此形成对路面等照明的配光图案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-64964
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在上述的车辆用前照灯中，当从光源射出的光的一部分直接射入投影透镜时，被控制为对路面等进行照明的配光图案以外的区域被照射，从而有对其他车辆、行人造成眩光的隐患。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其示例性的目的之一，提供减少眩光的新的灯具单元。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明的一个方式的灯具单元具备：投影光学系统，其包含透镜；光偏转装置，其具有将射入的光选择性地朝向投影光学系统反射的反射部；照射光学系统，其具有光源、和将从光源射出的光朝向反射部反射的主反射器；以及遮挡部，其对从光源直接去往透镜的光进行遮挡。遮挡部配置为不妨碍从反射部去往透镜的光。
根据该方式，能够抑制从光源射出的光直接射入透镜。
也可以是，光偏转装置具有配置于反射部的前方侧的透明的罩构件。也可以是，主反射器构成为，通过该主反射器反射而去往光偏转装置的光中的被罩构件反射的光不会射入透镜。由此，能够抑制被罩构件反射的、所谓的不被控制的光射入透镜。
也可以是，遮挡部是对光源的光进行反射的第一辅助反射器，所述灯具单元还具备使被第一辅助反射器反射的光朝向透镜反射的第二辅助反射器。也可以是，第二辅助反射器配置为不妨碍通过主反射器反射而去往光偏转装置的光，并且构成为在朝向透镜反射的光通过透镜而光路发生变化从而射出的情况下不会形成眩光。由此，能够抑制被第二辅助反射器反射而去往透镜的光形成眩光。
也可以是，遮挡部是对光源的光进行反射的第一辅助反射器，灯具单元还具备使被第一辅助反射器反射的光朝向反射部反射的第二辅助反射器。也可以是，第二辅助反射器配置为不妨碍通过主反射器反射而去往光偏转装置的光，并且构成为在所反射的光通过反射部而被朝向透镜反射而通过该透镜使光路发生变化从而射出的情况下能够作为配光图案而有效利用。由此，即使是向从光源直接去往透镜的方向射出的光，也成为被光偏转装置的反射部控制的反射光，因此能够作为配光图案而有效利用，从而从光源射出的光的利用效率得以提高。
也可以是，遮挡部是对光源的光进行反射的第一辅助反射器，灯具单元还具备：第二辅助反射器，其使被第一辅助反射器反射的光反射；以及第三辅助反射器，其使被第二辅助反射器反射的光朝向透镜反射。也可以是，第二辅助反射器配置为不妨碍通过主反射器反射而去往光偏转装置的光，并且配置为比光偏转装置靠下方的位置，第三辅助反射器构成为使被反射的光朝向透镜的预定的区域反射以便用于近光用配光图案。由此，即使是向从光源直接去往透镜的方向射出的光，也能够作为近光用配光图案而有效利用，从而从光源射出的光的利用效率得以提高。
也可以是，光偏转装置具有微镜阵列作为反射部。也可以是，微镜阵列的各镜元件构成为能够在第一反射位置和第二反射位置进行切换，在该第一反射位置，使由照射光学系统照射的光朝向投影光学系统反射以便作为所希望的配光图案的一部分而有效利用，在该第二反射位置，使由照射光学系统照射的光反射以便不被有效利用。
此外，在将以上的构成要素的任意的组合、本发明的表述在方法、装置、系统等之间进行转换后的方案也作为本发明的方式而有效。
发明效果
根据本发明，能够提供减少眩光的新的灯具单元。
附图说明
图1是表示车辆用前照灯的概略结构的铅垂剖视图。
图2是示意性地表示车辆用前照灯的主要部分结构的立体图。
图3是光偏转装置的概略剖视图。
图4是表示第一实施方式所涉及的灯具单元的概略结构的示意图。
图5是表示第二实施方式所涉及的灯具单元的概略结构的示意图。
图6是表示第三实施方式所涉及的灯具单元的概略结构的示意图。
图7是表示第四实施方式所涉及的灯具单元的概略结构的示意图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边基于实施方式对本发明进行说明。在各附图中所示的相同或者等同的构成要素、构件、处理中，标注同一附图标记，从而适当地省略重复的说明。另外，实施方式并非对发明进行限定而是示例，实施方式所记载的全部的特征、其组合不一定是发明的本质。
(第一实施方式)
第一实施方式所涉及的灯具单元能够用于各种的车辆用灯具。首先，对能够搭载第一实施方式所涉及的灯具单元的车辆用前照灯的概略进行说明。
图1是表示车辆用前照灯的概略结构的铅垂剖视图。图2是示意性地表示车辆用前照灯的主要部分结构的立体图。
车辆用前照灯10具备：灯体12，其在车辆前方侧具有开口部；以及透光罩14，其被安装为对灯体12的开口部进行覆盖。透光罩14由具有透光性的树脂、玻璃等形成。在由灯体12和透光罩14形成的灯室16内，容纳有灯具单元18。
灯具单元18具备：投影光学系统22，其包含投影透镜20；光偏转装置26，其具有使射入的光选择性地朝向投影光学系统22反射的反射部24；以及照射光学系统32，其具有光源28、和使从光源28射出的光朝向反射部24反射的主反射器30。各部分通过未图示的支承机构而安装于灯体12。
光源28能够使用LED(Light emitting diode，发光二极管)、LD(Laser diode，激光二极管)、EL(Electroluminescence，电致发光)元件等半导体发光元件、以及电灯、白热灯(卤素灯)、放电灯(Discharge灯)等。主反射器30的内表面30a由预定的反射面构成，以使从光源28射出的光向光偏转装置26的反射部24引导。
光偏转装置26配置于投影透镜20的光轴上，且构成为使从光源28射出的光选择性地向投影透镜20反射。光偏转装置26例如是MEMS(Micro Electro Mechanical System，微机电系统)、DMD(Digital Mirror Device，数字微镜装置)这样的将多个微小镜排列为阵列(矩阵)状的结构。通过对这些的多个微小镜的反射面的角度分别进行控制，能够使从光源28射出的光的反射方向选择性地变化。也就是说，能够使从光源28射出的光的一部分朝向投影透镜20反射，使除此以外的光朝向投影透镜20外的方向反射。
图3是光偏转装置的概略剖视图。光偏转装置26具有形成为多个微小的镜元件34排列为矩阵状的反射部24的微镜阵列36、以及配置于镜元件34的反射面34a的前方侧(在图3中为右侧)的透明的罩构件38。镜元件34是大致正方形，且具有沿水平方向延伸而将镜元件大致等分的转动轴34b。
微镜阵列36的各镜元件34构成为能够在第一反射位置(以图3的实线表示的开状态)和第二反射位置(以图3的虚线表示的关状态)独立地切换，在该第一反射位置，使由照射光学系统32照射的光朝向投影光学系统22反射以便作为所希望的配光图案的一部分而有效利用，在该第二反射位置，使由照射光学系统32照射的光反射以便不被有效利用。
如图1所示，投影透镜20例如由前方侧表面以及后方侧表面具有自由曲面形状的自由曲面透镜构成，将形成于包含投影透镜20的后方焦点在内的后方焦点面上的光源像，作为倒像而在灯具前方的虚拟铅垂屏幕上投影为配光图案。投影透镜20配置为其后方焦点位于车辆用前照灯10的光轴上、且位于光偏转装置26的微镜阵列36的反射面的附近。
图4是表示第一实施方式所涉及的灯具单元的概略结构的示意图。此外，在图4所示的光偏转装置26中，仅图示微镜阵列36中的一个镜元件34。
图4中所示的线L1表示镜元件34的反射面34a处于中间的位置P0(第一反射位置P1和第二反射位置P2之间)的情况下的反射面34a的法线方向。另外，线L2表示镜元件34的反射面34a处于第一反射位置P1的情况下的反射面34a的法线方向。线L3是以线L2为轴而使线L5翻转而成的线。
线L4是以线L1为轴而使线L6翻转而成的线。线L5表示将镜元件34的反射面34a的中心和投影透镜20的端部连接的方向。线L6表示将罩构件38的表面的中心和投影透镜20的端部连接的方向。
图4中所示的角度α1是线L1和线L2所成的角度，表示镜元件34的反射面34a在中间的位置P0和第一反射位置P1所成的角度(镜回转角)。角度α2是线L1和线L6所成的角度。角度α3是线L2和线L5所成的角度。
在此，对主反射器30的优选配置进行说明。第一，主反射器30可以配置为使被主反射器30反射的光中的被罩构件38的表面反射的光不会射入投影透镜20。因此，将主反射器30的上端设定为，以使沿线L4的主反射器30中的反射光比线L6去往靠外侧的区域(比图4的线L6靠上侧区域)即可。也就是说，线L4和线L1所成的角度α2’为角度α2以上(或者大于角度α2)即可。
第二，主反射器30可以配置为使来自光偏转装置26的反射光(镜元件34的反射面34a处于第一反射位置P1的情况下的反射光)射入投影透镜20。因此，将主反射器30的下端设定为使沿线L3的主反射器30中的反射光去往比线L5靠内侧的区域(比图4的线L5靠下侧区域)即可。也就是说，线L2和线L3所成的角度α3’为角度α3以下(或者小于角度α3)即可。
因而，主反射器30的优选配置是图4中所示的线L3和线L4之间的区域R。
然而，通过配置于区域R中的主反射器30的构成，产生从光源28直接去往投影透镜20的光GL。当光GL从下方以较大的射入角度射入投影透镜20的射入面20a时，即使通过投影透镜20而发生折射也朝向上方射出，从而有可能形成眩光。
因此，本实施方式所涉及的灯具单元18具备对从光源28直接去往投影透镜20的光GL进行遮挡的遮挡部40。遮挡部40配置为不妨碍从光偏转装置26的反射部24去往投影透镜20的光。另外，遮挡部40可以是黑树脂等的光吸收构件，也可以是在表面形成反射膜的反射构件。反射构件可以以使光GL向下方反射的方式形成反射面。通过这样的遮挡部40，能够抑制从光源28射出的光直接向投影透镜20射入。
如前所述，配置于图4的区域R中的主反射器30构成为，使通过主反射器30反射而去往光偏转装置26的光中的被罩构件38反射的光不射入投影透镜20。由此，能够抑制被罩构件38反射的、所谓的不被控制的光射入投影透镜20，从而能够提供减少眩光的新的灯具单元。
(第二实施方式)
图5是表示第二实施方式所涉及的灯具单元的概略结构的示意图。此外，对与第一实施方式所涉及的灯具单元相同的构成标注相同的附图标记而适当地省略说明。
第二实施方式所涉及的灯具单元42发挥前述的遮挡部的功能，具备对光源28的光进行反射的辅助反射器44、以及使被辅助反射器44反射的光朝向投影透镜20反射的辅助反射器46。辅助反射器46配置为不妨碍通过主反射器30反射而去往光偏转装置26的光。具体地，辅助反射器46配置于比配置有主反射器30的区域R靠下方、且比线L3靠下方的位置。
另外，辅助反射器46构成为使朝向投影透镜20反射的光R1通过投影透镜20而光路发生变化从而射出的情况下不会形成眩光。在此，辅助反射器44以及辅助反射器46的反射面为了满足前述的构成，可以彼此使用自由曲面来设计。
在本实施方式所涉及的灯具单元42中，射入投影透镜20的光R1一边通过投影透镜20的内部全反射一边向下方射出。由此，能够抑制被辅助反射器46反射而去往投影透镜20的光从投影透镜20的前表面射出为眩光。
(第三实施方式)
图6是表示第三实施方式所涉及的灯具单元的概略结构的示意图。此外，对与第一实施方式以及第二实施方式所涉及的灯具单元相同的构成标注相同的附图标记从而适当地省略说明。
第三实施方式所涉及的灯具单元48发挥前述的遮挡部的功能，具备对光源28的光进行反射的辅助反射器44、以及使被辅助反射器44反射的光朝向反射部24反射的辅助反射器50。辅助反射器50配置为不妨碍通过主反射器30反射而去往光偏转装置26的光。具体地，辅助反射器50配置于比配置有主反射器30的区域R靠下方、且比线L3靠下方的位置。
另外，辅助反射器50构成为能够在所反射的光R2通过反射部24而被朝向投影透镜20反射，通过投影透镜20而使光路变化从而射出的情况下作为配光图案而有效利用。在此，辅助反射器44以及辅助反射器50的反射面为了满足前述的构成，可以彼此使用自由曲面来设计。例如，辅助反射器44可以通过使光源28具有第一焦点、在辅助反射器50附近具有第二焦点的椭圆面构成。
由此，由于即使是从光源28向直接去往投影透镜20的方向射出的光，也形成被光偏转装置26的反射部24控制的反射光R3，因此能够作为配光图案而有效利用，从而从光源28射出的光的利用效率得以提高。
(第四实施方式)
图7是表示第四实施方式所涉及的灯具单元的概略结构的示意图。此外，对与第一实施方式至第三实施方式所涉及的灯具单元相同的构成标注相同的附图标记而适当地省略说明。
第四实施方式所涉及的灯具单元52具有前述的遮挡部的功能，且具备对光源28的光进行反射的辅助反射器44、使被辅助反射器44反射的光朝向上方反射的辅助反射器54、以及使被辅助反射器54反射的光朝向投影透镜20反射的辅助反射器56。辅助反射器54配置为不妨碍通过主反射器30反射而去往光偏转装置26的光。具体地，辅助反射器54配置于比配置有主反射器30的区域R靠下方、且比线L3靠下方的位置。
另外，辅助反射器54配置于比光偏转装置26靠下方的位置，辅助反射器56构成为使所反射的光朝向投影透镜20的预定的区域反射以便用于近光用配光图案。在此，辅助反射器44以及辅助反射器54的反射面为了满足前述的构成，彼此可以使用自由曲面来设计。
由此，由于即使是从光源28向直接去往投影透镜20的方向射出的光，也能够作为近光用配光图案而有效利用，从而从光源28射出的光的利用效率得以提高。
以上，参照上述的实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述的各实施方式、变形例，将各实施方式的构成适当地进行了组合、置换后的方案也包含在本发明中。另外，也能够基于本领域技术人员的知识而将实施方式中的组合、处理的顺序进行适当地重组、对各实施方式施加各种的设计变更等的变形，施加了那样的变形的实施方式也包含在本发明的范围内。
工业实用性
本发明能够用于在车辆用前照灯中使用的灯具单元。
附图标记说明
L1：线；P1：第一反射位置；R1：光；L2：线；P2：第二反射位置；R2：光；L3：线；R3：反射光；L4、L5、L6：线；10：车辆用前照灯；12：灯体；14：透光罩；16：灯室；18：灯具单元；20：投影透镜；20a：射入面；22：投影光学系统；24：反射部；26：光偏转装置；28：光源；30：主反射器；30a：内表面；32：照射光学系统；34：镜元件；34a：反射面；34b：转动轴；36：微镜阵列；38：罩构件；40：遮挡部；42：灯具单元；44、46：辅助反射器；48：灯具单元；50：辅助反射器；52：灯具单元；54、56：辅助反射器。

Claims (5)

1.一种灯具单元，其特征在于，
所述灯具单元具备：
投影光学系统，其包含透镜；
光偏转装置，其具有将射入的光选择性地朝向所述投影光学系统反射的反射部；
照射光学系统，其具有光源、和将从所述光源射出的光朝向所述反射部反射的主反射器；以及
遮挡部，其对从所述光源直接去往所述透镜的光进行遮挡，
所述遮挡部配置为不妨碍从所述反射部去往所述透镜的光，
所述光偏转装置具有配置于反射部的前方侧的透明的罩构件，
所述主反射器构成为，在所述主反射器设置于预定区域的情况下，通过该主反射器反射而去往所述光偏转装置的光中的被所述罩构件反射的光不会射入所述透镜。
2.根据权利要求1所述的灯具单元，其特征在于，
所述遮挡部是对光源的光进行反射的第一辅助反射器，
所述灯具单元还具备使被所述第一辅助反射器反射的光朝向所述透镜反射的第二辅助反射器，
所述第二辅助反射器配置为不妨碍通过所述主反射器反射而去往所述光偏转装置的光，并且构成为在朝向所述透镜反射的光通过所述透镜而光路发生变化从而射出的情况下不会形成眩光。
3.根据权利要求1所述的灯具单元，其特征在于，
所述遮挡部是对光源的光进行反射的第一辅助反射器，
所述灯具单元还具备使被所述第一辅助反射器反射的光朝向所述反射部反射的第二辅助反射器，
所述第二辅助反射器配置为不妨碍通过所述主反射器反射而去往所述光偏转装置的光，并且构成为在所反射的光通过所述反射部而被朝向所述透镜反射而通过该透镜使光路发生变化从而射出的情况下能够作为配光图案而有效利用。
4.根据权利要求1所述的灯具单元，其特征在于，
所述遮挡部是对光源的光进行反射的第一辅助反射器，
所述灯具单元还具备：
第二辅助反射器，其使被所述第一辅助反射器反射的光反射；以及
第三辅助反射器，其使被所述第二辅助反射器反射的光朝向所述透镜反射，
所述第二辅助反射器配置为不妨碍通过所述主反射器反射而去往所述光偏转装置的光，并且配置为比所述光偏转装置靠下方的位置，
所述第三辅助反射器构成为使被反射的光朝向所述透镜的预定的区域反射以便用于近光用配光图案。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的灯具单元，其特征在于，
所述光偏转装置具有微镜阵列作为所述反射部，
所述微镜阵列的各镜元件构成为能够在第一反射位置和第二反射位置进行切换，在该第一反射位置，使由所述照射光学系统照射的光朝向所述投影光学系统反射以便作为所希望的配光图案的一部分而有效利用，在该第二反射位置，使由所述照射光学系统照射的光反射以便不被有效利用。
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