CN210801010U - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种能够在不缩窄荧光体上的扫描范围的情况下使光学单元小型化的光照射装置。具备光源(132)和使从光源(132)出射的光反射的能够旋转的第一镜(34)，通过第一镜(34)的旋转使光的反射方向位移，从而将光分为多段并以线状扫描，光照射装置还具备使被第一镜(34)反射后的光反射的第二镜(35)。

Description

光照射装置

技术领域

本实用新型涉及光照射装置。

背景技术

近年来，提出了将从光源出射的光向车辆前方反射并利用该反射光对车辆前方的区域进行扫描、从而形成规定的配光图案的装置。例如已知有如下光学单元，其具备一边反射从光源出射的光一边以旋转轴为中心向一个方向旋转的叶片扫描(注册商标)方式的旋转反射器、以及由发光元件构成的多个光源，旋转反射器设有反射面，以便一边旋转一边使反射的光源的光形成希望的配光图案，多个光源配置成各自出射的光在反射面的不同位置反射(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2015－26628号公报

另外，也已知有取代旋转反射器而使用多面镜的光学单元。这种光学单元正在小型化。伴随于此，多面镜与从光学单元发出光的面(光出射面)的间隔也变窄。其结果，配光图案的扩散宽度变窄。具备这种多面镜的光照射装置在这一点存在改善的余地。

实用新型内容

实用新型将要解决的课题

因此，本实用新型的目的在于提供一种能够在不缩小配光图案的扩散宽度的情况下使光学单元小型化的光照射装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本实用新型的光照射装置具备：

光源；以及

能够旋转的第一镜，其使从所述光源出射的光反射；

通过所述第一镜的旋转使所述光的反射方向位移，从而将所述光分为多段并以线状扫描，

所述光照射装置还具备第二镜，该第二镜使被所述第一镜反射后的光反射。

根据上述构成的光照射装置，被第一镜反射后的光被第二镜进一步反射。因此，与光仅被第一镜反射的情况相比，从第一镜的反射面至该光照射装置的光出射面的光路变长。

这样，根据上述构成，能够防止配光图案的扩散宽度变窄，并且能够使光学单元小型化。

另外，本实用新型的光照射装置也可以是，

还具备使被所述第二镜反射后的光透过的光学部件。

另外，在本实用新型的光照射装置中，也可以是，

所述光学部件包含荧光体与投影透镜，

所述荧光体配置于所述第一镜与所述投影透镜之间，

被所述第二镜反射后的光在所述荧光体上扫描，

从所述荧光体出射的光透过所述投影透镜而出射。

根据上述构成的光照射装置，与光仅被第一镜反射的情况相比，能够加长从第一镜的反射面至荧光体的光路。由此，能够使光学单元小型化。

另外，在本实用新型的光照射装置中，也可以是，

所述第一镜是多面镜。

实用新型效果

根据本实用新型，能够提供可在不缩小配光图案的扩散宽度的情况下使光学单元小型化的光照射装置。

附图说明

图1是车辆用前照灯的水平剖面图。

图2是示意地表示参考实施方式的光学单元的构成的立体图。

图3是图2的光学单元的俯视图。

图4是图2的光学单元的侧视图。

图5是表示在图4的光学单元中旋转镜旋转的状态的侧视图。

图6是表示利用图2的光学单元在车辆前方形成的配光图案的一个例子的示意图。

图7是示意地表示第一实施方式的光学单元的构成的立体图。

图8是图7的光学单元的俯视图。

图9是表示利用图7的光学单元形成于车辆前方的配光图案的一个例子的示意图。

图10是示意地表示第二实施方式的光学单元的构成的立体图。

图11是图10的光学单元的侧视图。

图12是表示利用图10的光学单元形成于车辆前方的配光图案的一个例子的示意图。

图13是第三实施方式的光学单元的俯视图。

附图标记说明

10：车辆用前照灯

20：近光用灯单元

30：远光用灯单元

32、132、232：光源

34：旋转镜

35、135：镜

36：平凸透镜(投影透镜)

38：荧光体

20、30、130、230：灯单元

34a～34l：反射面

500：旋转镜(旋转反射器)

501a：叶片(反射面的一个例子)

LA1～LF1、LA2～LF2、LA3～LF3：线

P1、P2、P3：配光图案

具体实施方式

以下，基于实施方式参照附图对本实用新型进行说明。对各附图所示的相同或者同等构成要素、部件、处理标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。另外，实施方式并不限定实用新型，而是例示，实施方式中记载的所有特征或其组合不一定是实用新型的本质。

另外，本实施方式中的“左右方向”、“前后方向”、“上下方向”指的是为了方便说明而对图1所示的车辆用前照灯设定的相对的方向。“前后方向”是包含“前方向”以及“后方向”的方向。“左右方向”是包含“左方向”以及“右方向”的方向。“上下方向”是包含“上方向”以及“下方向”的方向。

本实用新型的光学单元(光照射装置的一个例子)能够使用于各种车辆用灯具。首先，对能够搭载后述的各实施方式的光学单元的车辆用前照灯的概略进行说明。

[车辆用前照灯]

图1是车辆用前照灯的水平剖面图。图2是示意地表示搭载于图1的车辆用前照灯的光学单元的构成的立体图。图3是光学单元的俯视图，图4以及5是光学单元的侧视图。

图1所示的车辆用前照灯10是搭载于汽车的前端部的右侧的右侧前照灯，与搭载于左侧的前照灯除了左右对称以外为相同的构造。因此，以下，详细叙述右侧的车辆用前照灯10，关于左侧的车辆用前照灯省略说明。

如图1所示，车辆用前照灯10具备灯体12，该灯体12具有朝向前方开口的凹部。灯体12的前面开口被透明的前面罩14覆盖而形成有灯室16。灯室16作为将两个灯单元20、30以沿车宽方向排列配置的状态收容的空间发挥功能。

这些灯单元20、30中的车宽方向的内侧、即右侧的车辆用前照灯10中配置于图1所示的下侧的灯单元20构成为照射近光。另一方面，这些灯单元20、30中的车宽方向的外侧、即右侧的车辆用前照灯10中配置于图1所示的上侧的灯单元30是具备透镜36的灯单元，构成为照射可变远光。

近光用的灯单元20具有反射器22和例如由LED构成的光源24。反射器22以及LED光源24通过未图示已知的机构、例如使用了瞄准调节螺钉与螺母的机构相对于灯体12倾动自如地被支承。

(参考实施方式)

如图2～图5所示，参考实施方式的远光用的灯单元30具备光源32、作为反射器的旋转镜34、配置于旋转镜34的前方的作为投影透镜的平凸透镜36、和配置于旋转镜34与平凸透镜36之间的荧光体38。

作为光源32，例如能够使用激光光源。也能够取代激光光源而将LED、EL元件等半导体发光元件用作光源。光源32能够通过未图示的光源控制部进行点亮熄灭的控制。特别是在后述的配光图案的控制中，优选使用能够在短时间内高精度地进行点亮熄灭的光源。例如至少由一个电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)构成。电子控制单元也可以包括具有一个以上的处理器与一个以上的存储器在内的至少一个微控制器、和具有晶体管等有源元件以及无源元件在内的其他电子电路。处理器例如是CPU(Central ProcessingUnit)、MPU(Micro Processing Unit)以及/或者GPU(Graphics Processing Unit)。存储器包含ROM(Read Only Memory)和RAM(Random Access Memory)。ROM中也可以存储有清洁单元110的控制程序。

平凸透镜36的形状只要根据所要求的配光图案、照度分布等配光特性适当选择即可，但可以使用非球面透镜、自由曲面透镜。平凸透镜36的后方焦点例如设定在荧光体38的光出射面附近。由此，荧光体38的光出射面的光像将会上下反转而向前方照射。

荧光体38例如由混合了荧光体粉末的树脂材料构成，该荧光体粉末被从光源32出射的蓝色激光激发从而发出黄色光。蓝色激光与黄色荧光混色，进而从荧光体38出射的激光成为白色光。

旋转镜34旋转自如连接于作为驱动源的马达40。旋转镜34通过马达40以旋转轴R为中心沿旋转方向D旋转。旋转镜34的旋转轴R相对于光轴Ax倾斜(参照图4)。旋转镜34由沿旋转方向D配置的多个(在本例中为12面)的反射面34a～34l构成。旋转镜34的各反射面34a～34l一边旋转一边反射从光源32出射的光。由此，如图4所示，能够进行使用光源32的光的扫描。旋转镜34例如是将12面的反射面构成为多边形的多面镜。

这里，将反射面34a～34h中的反射面34a和位于与该反射面34a在对角线上相反的一侧的反射面34g设为第一反射面对34A。将反射面34b和位于与该反射面34b在对角线上相反的一侧的反射面34h设为第二反射面对34B。将反射面34c和位于与该反射面34c在对角线上相反的一侧的反射面34i设为第三反射面对34C。将反射面34d和位于与该反射面34d在对角线上相反的一侧的反射面34j设为第四反射面对34D。将反射面34e和位于与该反射面34e在对角线上相反的一侧的反射面34k设为第五反射面对34E。将反射面34f和位于与该反射面34f在对角线上相反的一侧的反射面34l设为第六反射面对34F。

第一反射面对34A形成为，使来自光源32的激光被反射面34a反射时的(即，图3以及图4所示的那种配置关系的情况下的)由上下方向以及前后方向构成的面上的反射面34a与光轴Ax所成的角θa、和来自光源32的激光被反射面34g反射时的由上下方向以及前后方向构成的面上的反射面34g与光轴Ax所成的角大致相同。同样，第二反射面对34B形成为，使来自光源32的激光被反射面34b反射时的(即，图5所示的那种配置关系的情况下的)由上下方向以及前后方向构成的面上的反射面34b与光轴Ax所成的角θb、和来自光源32的激光被反射面34h反射时的由上下方向以及前后方向构成的面上的反射面34h与光轴Ax所成的角大致相同。第三反射面对34C形成为，使来自光源32的激光被反射面34c反射时的反射面34c与光轴Ax所成的角、和来自光源32的激光被反射面34i反射时的反射面34i与光轴Ax所成的角大致相同。第四反射面对34D形成为，使来自光源32的激光被反射面34d反射时的反射面34d与光轴Ax所成的角、和来自光源32的激光被反射面34j反射时的反射面34j与光轴Ax所成的角大致相同。第五反射面对34E形成为，使来自光源32的激光被反射面34e反射时的反射面34e与光轴Ax所成的角、和来自光源32的激光被反射面34k反射时的反射面34k与光轴Ax所成的角大致相同。第六反射面对34F形成为，使来自光源32的激光的反射面34f、34l与光轴Ax所成的角相互大致相同。即，旋转镜34的各反射面34a～34l形成为位于对角线上的一对反射面彼此成为相同角度的倾斜面。由此，由分别构成第一反射面对34A～第六反射面对34F的一对反射面反射的光在车辆前方的上下方向上照射到大致相同的位置。另外，能够防止旋转镜34通过马达40向旋转方向D旋转时的旋转镜34的晃动。

另外，来自光源32的激光被第一反射面对34A反射时的该第一反射面对34A与光轴Ax所成的角θa形成为，与来自光源32的激光被其他反射面对34B～34F反射时的其他反射面对34B～34F的各反射面与光轴Ax所成的角不同。例如，图5所示的反射面34b与光轴Ax所成的角θb形成为比图4所示的反射面34a与光轴Ax所成的角θa稍小。同样，各反射面对与光轴Ax所成的角形成为按照第二反射面对34B、第三反射面对34C、第四反射面对34D、第五反射面对34E、第六反射面对34F的顺序变小。由此，由一的反射面对反射的光在车辆前方的上下方向上照射到与其他反射面对不同的位置。例如由反射面34b反射的光Lb在车辆前方的虚拟铅垂屏幕上照射到比由反射面34a反射的光La靠上方的位置。

由如上述那样构成的旋转镜34的各反射面34a～34l反射而经由荧光体38透过平凸透镜36的光在车辆前方的规定位置(例如车辆的25m前方)的虚拟铅垂屏幕上形成图6所示那样的配光图案P1。具体而言，通过由第一反射面对34A(反射面34a、34g)反射的光，形成图6所示的配光图案P1中的最下部的线LA1。另外，通过由第二反射面对34B(反射面34b、34h)反射的光，在线LA1的上侧形成线LB1。通过由第三反射面对34C(反射面34c、34i)反射的光，在线LB1的上侧形成线LC1。通过由第四反射面对34D(反射面34d、34j)反射的光，在线LC1的上侧形成线LD1。通过由第五反射面对34E(反射面34e、34k)反射的光，在线LD1的上侧形成线LE1。通过由第六反射面对34F(反射面34f、34l)反射的光，在线LE1的上侧形成线LF1。这样，光的反射方向通过旋转镜34的旋转而位移，使得光分为多段并以线状扫描并形成配光图案P1。将配光图案P1中的水平方向的长度设为H1。

另外，若在各反射面34a～34l之间的边界反射来自光源32的激光，则担心激光散射而形成不适当的配光。因此，优选的是将光源32的点亮熄灭控制为，在光源控制部各反射面34a～34l间的边界与来自光源32的激光的光线交叉的定时中将光源32熄灭。

另外，在本实施方式的灯单元30中所具备的光源32相对较小，配置有光源32的位置也在旋转镜34与平凸透镜36之间偏离光轴Ax。因此，与如以往的投影仪方式的灯单元那样光源、反射器以及透镜在光轴上排列为一列的情况相比，能够缩短车辆用前照灯10的车辆前后方向的长度。

(第一实施方式)

如图7所示，第一实施方式的远光用的灯单元130具备光源132、作为反射器的旋转镜34(第一镜的一个例子)、配置于旋转镜34的前方的作为投影透镜的平凸透镜36、配置于旋转镜34与平凸透镜36之间的荧光体38、以及在前后方向上配置于上比旋转镜34的旋转轴R靠前且比荧光体38靠后的镜35(第二镜的一个例子)。

第一实施方式的灯单元130在还具备镜35这一点以及取代光源32而具备光源132这一点与参考实施方式的灯单元30不同。

光源132具有与光源32相同的功能。参考实施方式的光源32配置于旋转镜34的前方，与此相对，第一实施方式的光源132配置于旋转镜34的斜后方

镜35在前后方向上配置于比旋转镜34的旋转轴R靠前、比荧光体38靠后的位置。镜35配置于旋转镜34的左前方。镜35的表面中的、与旋转镜34对置的表面为反射面。镜35配置于由旋转镜34反射的激光所照射的位置。

图8是第一实施方式的光学单元的俯视图。当旋转镜34处于图8所示的配置关系时，从光源132出射的激光照射到旋转镜34的反射面34a。该激光被反射面34a反射，朝向镜35直线行进。若被反射面34a反射的激光照射到镜35的反射面，则该激光被镜35的反射面反射，反射的激光朝向荧光体38直线行进。此时的荧光体38上的扫描范围是S2。之后，该激光经由荧光体38透过平凸透镜36。

若将从反射面34a至镜35的光路的长度设为D1、将从镜35的反射面至荧光体38的光路的长度设为D2，则从反射面34a至荧光体38的光路的长度为D1加上D2而得的长度。

这里，如参考实施方式那样，假设光源32配置于旋转镜34与荧光体38之间。在这种情况下，若从光源32出射激光，则激光被反射面34a～l中最接近最荧光体38的反射面反射。被该反射面反射的激光朝向荧光体38直线行进。将这种情况下的、从旋转镜34的反射面到荧光体38的光路的长度设为D3，将荧光体38上的扫描范围设为S1。

旋转镜34的反射面34a～l到荧光体38的光路路越长，荧光体38上的扫描范围越宽。D1加上D2而得的长度比D3长。因此，扫描范围S2比扫描范围S1宽。

在第一实施方式的灯单元130中，被旋转镜34的各反射面34a～34l反射并经由荧光体38而透过平凸透镜36的光在车辆前方的规定位置(例如车辆的25m前方)的虚拟铅垂屏幕上形成图9所示那样的配光图案P2。具体而言，利用由第一反射面对34A(反射面34a、34g)反射的光，形成图9所示的配光图案P2中的最下部的线LA2。另外，利用由第二反射面对34B(反射面34b、34h)反射的光，在线LA2的上侧形成线LB2。利用由第三反射面对34C(反射面34c、34i)反射的光，在线LB2的上侧形成线LC2。利用由第四反射面对34D(反射面34d、34j)反射的光，在线LC2的上侧形成线LD2。利用由第五反射面对34E(反射面34e、34k)反射的光，在线LD2的上侧形成线LE2。利用由第六反射面对34F(反射面34f、34l)反射的光，在线LE2的上侧形成线LF2。这样，光的反射方向通过旋转镜34的旋转而位移，从而将光分为多段并以线状扫描，形成配光图案P2。

荧光体38上的扫描范围越宽，配光图案的扩散宽度越宽。即，旋转镜34的反射面34a～l到荧光体38的光路越长，配光图案的扩散宽度越宽。因此，配光图案P2的水平方向的长度H2比配光图案P1的水平方向的长度H1长。

(第二实施方式)

如图10所示，第二实施方式的远光用的灯单元230具备光源232、作为反射器的旋转镜34(第一镜的一个例子)、配置于旋转镜34的前方的作为投影透镜的平凸透镜36、配置于旋转镜34与平凸透镜36之间的荧光体38、以及在前后方向上位于旋转镜34与荧光体38之间且配置于比旋转镜34靠上方的镜135(第二镜的一个例子)。

第二实施方式的灯单元230在取代镜35还具备镜135这一点以及取代光源132而具备光源232这一点与第一实施方式的灯单元130不同。

光源232具有与光源32以及光源132相同的功能。光源232在旋转镜34的左前方并且靠下方地配置。光源232的光出射口比光源32、光源132的光出射口稍向上。

镜135在前后方向上配置在旋转镜34与荧光体38之间、且比旋转镜34靠上方。镜135的表面中的、与旋转镜34对置的表面为反射面。镜135配置于由旋转镜34反射的激光所照射到的位置。

图11是第二实施方式的灯单元230的侧视图。当旋转镜34处于图11所示那样的配置关系时，从光源232出射的激光照射到旋转镜34的反射面34a。该激光被反射面34a反射并朝向镜135直线行进。若由反射面34a反射的激光照射到镜135的反射面，则该激光被镜135的反射面反射，反射的激光朝向荧光体38直线行进。此时的扫描范围为S3。之后，该激光经由荧光体38透过平凸透镜36。

若将从反射面34a至镜135的光路的长度设为D4、将从镜135至荧光体38的光路的长度设为D5，则从反射面34a至荧光体38的光路的长度为D4加上D5而得的长度。

这里，如参考实施方式那样，假设光源32配置于旋转镜34与荧光体38之间。在这种情况下，激光被反射面34a～l中的、最接近荧光体38的反射面反射。被该反射面反射的激光朝向荧光体38直线行进。这种情况下的、从旋转镜34的反射面至荧光体38的光路的长度为D3。另外，将这种情况下的荧光体38上的扫描范围设为S1。

D4加上D5而得的长度比D3长。因此，扫描范围S3比扫描范围S1宽。

在第二实施方式的灯单元230中，由旋转镜34的各反射面34a～34l反射而经由荧光体38透过平凸透镜36的光在车辆前方的规定位置(例如车辆的25m前方)的虚拟铅垂屏幕上形成图12所示那样的配光图案P3。具体而言，通过由第一反射面对34A(反射面34a、34g)反射的光，形成图12所示的配光图案P3中的最下部的线LA3。另外，通过由第二反射面对34B(反射面34b、34h)反射的光，在线LA3的上侧形成线LB3。通过由第三反射面对34C(反射面34c、34i)反射的光，在线LB3的上侧形成线LC3。在第四反射面对34D(反射面34d、34j)反射的光，在线LC3的上侧形成线LD3。通过由第五反射面对34E(反射面34e、34k)反射的光，在线LD3的上侧形成线LE3。通过由第六反射面对34F(反射面34f、34l)反射的光，在线LE3的上侧形成线LF3。这样，光的反射方向通过旋转镜34的旋转而位移，使得光分为多段并以线状扫描并形成配光图案P3。

荧光体38上的扫描范围越宽，配光图案的扩散宽度越宽。即，旋转镜34的反射面34a～l到荧光体38的光路越长，配光图案的扩散宽度越宽。因此，配光图案P3的水平方向的长度H3比配光图案P1的水平方向的长度H1长。

根据上述构成的光照射装置，由旋转镜34(第一镜的一个例子)反射的光被镜35(第二镜的一个例子)进一步反射。因此，与光仅被旋转镜34的反射面34a～l反射的情况相比，能够加长从反射面34a～l到荧光体38的光路。由此，能够使光学单元小型化。

另外，即使在灯单元130不包含荧光体38的情况下，根据第一实施方式以及第二实施方式的光学单元，激光也分别被旋转镜34与镜35反射，因此与激光仅被旋转镜34反射的情况相比，从旋转镜34的反射面34a～l到该光学单元的光出射面(投影透镜36或者透明罩)的距离变长。因此，能够防止配光图案的扩散宽度变窄，并且能够使光学单元小型化。

(第三实施方式)

图13示出第三实施方式的灯单元。

如图13所示，也可以代替在上述实施方式中使用的多面镜34，使用叶片扫描(注册商标)方式的旋转镜(旋转反射器)500。旋转镜500具备作为第一镜的多张(图13中是三张)的叶片501a和筒状的旋转部501b。各叶片501a设于旋转部501b的周围，作为反射面发挥功能。旋转镜500以其旋转轴R相对于光轴Ax倾斜的方式配置。

叶片501a具有以光轴Ax与反射面所成的角随着朝向以旋转轴R为中心的周向而变化的方式扭曲的形状。由此，与多面镜134相同，能够进行使用了光源132的光的扫描。

当旋转镜500处于图13所示那样的配置关系时，从光源132出射的激光照射到旋转镜500的叶片501a。该激光被叶片501a反射，朝向镜35直线行进。若被叶片501a反射的激光照射到镜35的反射面，则该激光被镜35的反射面反射，反射的激光朝向荧光体38直线行进。因此，在第三实施方式中，也能够加长从叶片501a到荧光体38的光路。由此，能够使光学单元小型化。

以上，参照上述各实施方式说明了本实用新型，但本实用新型并不限定于上述各实施方式，对于将各实施方式的构成适当组合、置换后的构成也包含在本实用新型中。另外，也可以根据本领域技术人员的知识对各实施方式中的组合、处理的顺序进行适当重组，或者对各实施方式施加各种设计变更等变形，施加了这样的变形的实施方式也包含在本实用新型的范围内。

在上述的实施方式中，旋转镜34的反射面34a～34l彼此的边界面不连续，但并不限定于该例。例如反射面34a～34l彼此的边界面也可以是连续面。

在上述的各实施方式中，使用俯视时为12面体的旋转镜34，由被配置于对角线上的一对反射面反射的光形成了配光图案中的同一线，但并不限定于该例。例如也可以利用由一个反射面反射的光形成一条线。在该情况下，例如若配光图案由六条线构成，则旋转镜在俯视时形成为六面体，沿旋转方向具备六个反射面。

在上述的实施方式中，说明了灯单元搭载于车辆用前照灯的情况，但不限于本例。也可以将具备上述说明的那样的光源、旋转镜等的光学单元应用于搭载于车辆的传感器单元(例如激光雷达、LiDAR、可见光线相机、红外线相机等)的构成部件。

Claims (4)

1.一种光照射装置，具备：

光源；以及

能够旋转的第一镜，其使从所述光源出射的光反射；

通过所述第一镜的旋转使所述光的反射方向位移，从而将所述光分为多段并以线状扫描，

所述光照射装置的特征在于，

所述光照射装置还具备第二镜，该第二镜使被所述第一镜反射后的光反射。

2.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，

还具备使被所述第二镜反射后的光透过的光学部件。

3.根据权利要求2所述的光照射装置，其特征在于，

所述光学部件包含荧光体与投影透镜，

所述荧光体配置于所述第一镜与所述投影透镜之间，

被所述第二镜反射后的光在所述荧光体上扫描，

从所述荧光体出射的光透过所述投影透镜而出射。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光照射装置，其特征在于，

所述第一镜是多面镜。

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