CN210860951U - 车辆用灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供车辆用灯具，提供用于得到所希望的形状的配光图案的新技术。在具有光学单元的车辆用灯具中，光学单元具有：旋转反射器，其一边对从光源射出的光进行反射，一边以旋转轴为中心向一个方向旋转；光源，其由朝向水平方向且排列为线状的多个发光元件构成。旋转反射器具有以通过边旋转边反射的光源的光扫描前方来形成所希望的配光图案的方式扭曲的反射面。多个发光元件排列为，发出由反射面的内侧反射的光的LED(20a1)的上下位置位于比发出由反射面的外侧反射的光的LED(20a3)的上下位置靠下方。

Description

车辆用灯具

技术领域

本实用新型涉及具有光学单元的车辆用灯具。

背景技术

以往，已经设计一种光学单元，其具有对从光源射出的光进行反射并以旋转轴为中心向一个方向旋转的旋转反射器(参照专利文献1)。该光学单元所具有的旋转反射器设有反射面，以使边旋转边反射的光源的光形成所希望的配光图案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第11/129105号

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

然而，旋转反射器的反射面未必平坦，即使利用边旋转边反射的光源的光扫描车辆前方，配光图案有时在水平方向上也不会成为清晰的形状。

本实用新型是鉴于上述情况而提出的，其例示的目的之一在于提供用于得到所希望的形状的配光图案的新技术。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述问题，本实用新型的某一方式的车辆用灯具具有光学单元。光学单元具有：旋转反射器，其一边对从光源射出的光进行反射，一边以旋转轴为中心向一个方向旋转；光源，其由朝向水平方向且排列为线状的多个发光元件构成。旋转反射器具有以通过边旋转边反射的光源的光扫描前方来形成所希望的配光图案的方式扭曲的反射面。多个发光元件排列为，发出由反射面的内侧反射的光的内侧发光元件的上下位置位于比发出由反射面的外侧反射的光的外侧发光元件的上下位置靠下方。

根据该方式，考虑到由旋转反射器的不平坦且扭曲的反射面反射的光源的图像的偏差，调整了一部分发光元件的上下位置。由此，能够形成所希望的形状的配光图案。

多个发光元件以与在水平方向上排列为一条直线的情况相比，通过由所述旋转反射器反射的、多个发光元件射出的各光扫描前方而形成的部分配光图案的重合增多的方式朝向水平方向排列为线状。由此，部分配光图案的重合增多，能够得到明亮的配光图案。在此，所谓线状，并非指所有的发光元件排列在一条直线上，多个发光元件的上下位置也可以逐渐(台阶状地)变化。另外，多个元件的一部分的上下位置也可以相同。

多个发光元件从一端起依次具有第一～第n发光元件。第一～第n发光元件从基准的上下位置向下的位移量d₁～d_n满足如下的式(1)。

d₁≤d₂≤d₃≤…≤d_n-1≤d_n (1)

(其中，d₁＝d₂＝d₃…＝d_n-1＝d_n的情况除外)

还具有投影透镜，其将由旋转反射器反射的光向光学单元的光照射方向投影，旋转反射器配置为，使旋转轴相对于光照射方向倾斜且沿水平方向延伸，光源配置为，使多个发光元件的各个发光面相对于反射面倾斜。

反射面也可以具有以随着朝向以旋转轴为中心的周向而光轴与反射面形成的角发生变化的方式扭曲的形状。

需要说明的是，将上述结构主要部分的任意组合、本实用新型的表现形式在方法、装置、系统等之间进行转换后的方式，作为本实用新型的方式也仍然是有效的。

实用新型的效果

根据本实用新型，能够得到所希望的形状的配光图案。

附图说明

图1是本实施方式的车辆用前照灯的水平剖视概略图。

图2是本实施方式的车辆用前照灯的主视图。

图3是表示本实施方式的光学单元的主要部分的立体图。

图4是本实施方式的旋转反射器的立体图。

图5是本实施方式的旋转反射器的主视图。

图6是从A方向观察图5所示的旋转反射器的侧视图。

图7(a)是图5所示的旋转反射器的B-B剖视图，图7(b)是图5所示的旋转反射器的C-C剖视图，图7(c)是图5所示的旋转反射器的D-D剖视图。

图8是用于说明反射面的形状的旋转反射器的主视图。

图9(a)是具有参考例的发光元件的排列的光源的示意图，图9(b)是由图9(a)所示的光源形成的配光图案的示意图。

图10(a)是示意性地表示参考例的光学单元的俯视图，图10(b)是用于说明多个LED的虚像的移动的示意图。

图11(a)是具有本实施方式的发光元件的排列的光源的示意图，图11(b)是由图11(a)所示的光源形成的配光图案的示意图。

图12是具有本实施方式的变形例的发光元件的排列的光源的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，基于实施方式说明本实用新型。对于各附图所表示的相同或同等的结构要件、部件、处理标以相同的标记，适当省略重复的说明。另外，实施方式只是例示，并非用于限定实用新型，实施方式所述的所有特征及其组合未必是本实用新型本质结构。

具有本实施方式的支承部件的光学单元可以应用在各种车辆用灯具中。首先，针对能够搭载后面说明的实施方式的光学单元的车辆用前照灯的概况进行说明。

(车辆用前照灯)

图1是本实施方式的车辆用前照灯的水平剖面概略图。图2是本实施方式的车辆用前照灯的主视图。需要说明的是，在图2中，省略了一部分部件。

本实施方式的车辆用前照灯10为搭载在机动车的前端部的右侧的右侧前照灯，与搭载于左侧的前照灯左右对称，除此以外，其它都为相同的结构。因此，以下，针对右侧的车辆用前照灯10进行详细说明，针对左侧的车辆用前照灯，则省略说明。

如图1所示，车辆用前照灯10具有灯体12，其具有向前方开口的凹部。灯体12的前面开口由透明的前面罩14覆盖，从而形成灯室16。灯室16作为收纳一个光学单元18的空间使用。光学单元18为构成为能够照射可变远光的灯单元。可变远光是指以使远光灯用配光图案的形状发生变化的方式控制，例如能够在配光图案的一部分产生非照射区域(遮光部)。

本实施方式的光学单元18具有：第一光源20；作为一次光学系统(光学部件)的聚光用透镜24，其使从第一光源20射出的第一光L1的光路改变而朝向旋转反射器22的叶片22a；旋转反射器22，其边反射第一光L1，边以旋转轴R为中心进行旋转；作为投影透镜的凸透镜26，其将由旋转反射器22反射的第一光L1向光学单元的光照射方向(图1的右方向)投影；第二光源28，其配置在第一光源20与凸透镜26之间；作为一次光学系统(光学部件)的散射用透镜30，其使从第二光源28射出的第二光L2的光路改变而朝向凸透镜26；散热片32，其搭载有第一光源20以及第二光源28。

在各光源中使用LED、EL、LD等半导体发光元件。本实施方式的第一光源20在回路基板33上将多个LED20a配置为阵列状。各LED20a构成为可单独点亮、熄灭。

本实施方式的第二光源28构成为两个LED28a呈阵列状沿水平方向排列而配置，各LED28a构成为能够单独点亮、熄灭。另外，第二光源28配置为使第二光L2未被旋转反射器22反射地向凸透镜26入射。由此，从第二光源28射出的第二光L2可以不用考虑由旋转反射器22反射的情况，来选择光学特性。因此，例如通过使从第二光源28射出的光由散射用透镜30散射之后，向凸透镜26入射，能够照射更宽的范围，所以第二光源28可以用作照射车辆外侧区域的光源。

旋转反射器22利用马达34等驱动源，以旋转轴R为中心向一个方向旋转。另外，旋转反射器22的形状相同的两枚叶片22a设置在筒状旋转部22b的周围。叶片22a作为反射面而使用，构成为使边旋转边对从第一光源20射出的光反射的光在前方扫描，而形成所希望的配光图案。

旋转反射器22的旋转轴R相对于光轴Ax倾斜地设置在包括光轴Ax与第一光源20的平面内。换言之，旋转轴R与通过旋转而在左右方向上扫描的LED20a的光(照射光束)的扫描平面大致平行地设置。由此，能够实现光学单元的薄型化。在此，所谓的扫描平面，例如可以说是通过连续连接扫描光即LED20a的光的轨迹而形成的扇形平面。

凸透镜26的形状虽然可以根据所要求的配光图案及照度分布等配光特性适当选择，但也可以使用非球面透镜或自由曲面透镜。例如，本实施方式的凸透镜26可以通过对各光源及旋转反射器22的配置进行设计，而形成外周的一部分沿铅垂方向被切除的切口部26a。因此，能够抑制光学单元18在车辆宽度方向上的大小。

另外，由于存在切口部26a，使旋转反射器22的叶片22a与凸透镜26难以发生干涉，能够使凸透镜26与旋转反射器22接近。另外，在从前方观察车辆用前照灯10的情况下，通过在凸透镜26的外周形成有非圆形(直线)的部分，当从车辆的前方观察时，能够实现具有组合了曲线与直线的外形的透镜的崭新外观的车辆用前照灯。

(光学单元)

图3是表示本实施方式的光学单元的主要部分的立体图。需要说明的是，在图3中，在构成光学单元18的部件之中主要表示了第一光源20、旋转反射器22以及凸透镜26，为了便于说明，省略了一部分部件的图示。

如图3所示，光学单元18具有：第一光源20，其由朝向水平方向且排列为线状的多个LED20a形成；凸透镜26，其将利用旋转反射器22对从第一光源20射出的光反射的光向光学单元的光照射方向(光轴Ax)投影。旋转反射器22配置为，使旋转轴R相对于光照射方向(光轴Ax)倾斜并在水平方向上延伸。另外，第一光源20配置为，使多个LED20a各自的发光面相对于反射面倾斜。

叶片22a的反射面22d具有以随着朝向以旋转轴R为中心的周向而光轴Ax与该反射面形成的角发生变化的方式扭曲的形状。需要说明的是，反射面的更详细的形状将在后面说明。

(旋转反射器)

接着，针对本实施方式的旋转反射器22的结构的详细情况进行说明。图4是本实施方式的旋转反射器的立体图。图5是本实施方式的旋转反射器的主视图。图6是从A方向观察图5所示的旋转反射器的侧视图。图7(a)是图5所示的旋转反射器的B-B剖视图，图7(b)是图5所示的旋转反射器的C-C剖视图，图7(c)是图5所示的旋转反射器的D-D剖视图。

旋转反射器22为具有旋转部22b以及在旋转部22b的周围设置且作为反射面发挥功能的多枚(两枚)叶片22a的树脂制部件。叶片22a为圆弧形状，通过将邻接的叶片22a的外周部利用连结部22c连接而成为环状。由此，旋转反射器22即使高速旋转(例如50～240转/s)，旋转反射器22也难以弯曲。

在旋转部22b的中心，通过插入成型而固定有圆筒状的套筒36，其形成有供旋转反射器22的旋转轴插入并嵌合的孔36a。另外，在旋转部22b的外周部且在叶片22a的内侧形成的环状槽38中形成有两处凹部40，作为与模具的浇口位置对应的标识。

需要说明的是，图4至图7所示的旋转反射器22应用在用于右侧前照灯的车辆用前照灯10中，在反射面22d的主视中沿逆时针方向旋转。另外，如图4至图7所示，叶片22a的反射面22d构成为，使外周部的轴向高度(叶片的厚度方向)在主视中沿逆时针方向逐渐增高。反之，反射面22d构成为，使与旋转部22b接近的内周部的轴向高度沿逆时针方向逐渐降低。

另外，反射面22d构成为从外周部之中轴向高度较低的一方的端部22e随着朝向中心(旋转部22b)而逐渐增高。反之，反射面22d构成为从外周部之中轴向高度较高的一方的端部22f随着朝向中心而逐渐降低。

针对这样在各部中倾斜度不同的反射面22d的法向矢量进行说明。图8是用于说明反射面的形状的旋转反射器的主视图。图8所示的虚线L3连结反射面22d的轴向高度大致恒定的部分，只有虚线L3上的点F₀的反射面22d的法向矢量与旋转反射器22的旋转轴平行。

另外，图8所示的各箭头表示其区域内的倾斜方向，箭头的方向表示从反射面22d的高度较高的一方朝向较低的一方。如图8所示，本实施方式的反射面22d在隔着虚线L3的邻接区域内、周向或径向上的倾斜方向反转。例如，从反射面22d的正面向区域R1入射的光在图8所示的状态下，向左斜上方反射。同样地，向区域R2入射的光向左斜下方反射，向区域R3入射的光向右斜上方反射，向区域R4入射的光向右斜下方反射。

这样，旋转反射器22的反射面22d构成为使入射的光的反射方向根据区域而改变，因此通过使旋转反射器22旋转，入射的光的反射方向周期性地变化。通过利用该性质，旋转反射器22利用边旋转边对从第一光源20射出的光反射的光在前方扫描，形成配光图案。

然而，在使用具有所述反射面22d的旋转反射器22、边旋转边对从图1及图3所示的、排列为线状的多个LED20a射出的光反射、并利用反射光在前方扫描的情况下，有时不能得到所希望的配光图案。

图9(a)是具有参考例的发光元件的排列的光源的示意图，图9(b)是由图9(a)所示的光源形成的配光图案的示意图。如图9(a)所示，参考例的光源的三个LED20a1、20a2、20a3配置在与光轴Ax平行的直线上。在该情况下，由从各LED20a1、20a2、20a3射出的光形成的部分配光图案PH1～PH3在相互倾斜地偏离的状态下重叠。其结果是，配光图案PH的最大光度不会增大。

针对这样部分配光图案倾斜地偏离而不呈水平的原因进行说明。图10(a)是示意性地表示参考例的光学单元的俯视图，图10(b)是用于说明多个LED的虚像的移动的示意图。需要说明的是，图10(b)所示的虚像表示从车辆前方观察的正面的配置。另外，以下，为了简化说明而假定了LED为三个的情况。另外，各结构的设计假定是作为右侧前照灯的车辆用前照灯10的情况。

首先，针对三个LED之中位于中央(从车辆前侧数第二个)的LED20a2发出的光所形成的部分配光图案PH2进行说明。LED20a2发出的光由图8所示的旋转反射器22左侧的反射区域的中央区域R_c反射。具体而言，在LED20a2的发光面的正面，在叶片22a进行旋转且依次通过旋转位置P1、P2、P3时，实像I2被投影在反射面22d上。在该情况下，如图10(a)所示，二次光源(基于旋转反射器的虚像位置)为位于隔着反射面22d的镜像的位置的虚像I2′。另外，虚像I2′在凸透镜26的焦点f附近左右移动。由此，如图10(b)所示，形成基于虚像I2′的扫描图案P′H2。然后，在凸透镜26的焦点f附近形成的扫描图案P′H2向车辆前方投影，由此形成图9(b)所示的部分配光图案PH2。

另外，位于车辆最前侧的LED20a1发出的光由图8所示的旋转反射器22左侧的反射区域的内侧区域R_in反射。具体而言，在LED20a1的发光面的正面，在叶片22a边旋转边依次通过旋转位置P1、P2、P3时，实像I1被投影在反射面22d上。在该情况下，如图10(a)所示，二次光源为位于隔着反射面22d的镜像的位置的虚像I1′。另外，虚像I1′在凸透镜26的焦点f附近左右移动。但是，反射面22d的内侧区域R_in为始终向下方倾斜的面。因此，虚像I1′在比虚像I2′更靠上方的位置左右移动。由此，如图10(b)所示，形成基于虚像I1′的扫描图案P′H1。然后，在凸透镜26的焦点f附近形成的扫描图案P′H1向车辆前方投影，由此形成图9(b)所示的部分配光图案PH1。

另外，位于车辆最后侧的LED20a3发出的光由图8所示的旋转反射器22左侧的反射区域的外侧区域R_out反射。具体而言，在LED20a3的发光面的正面，在叶片22a边旋转边依次通过旋转位置P1、P2、P3时，实像I3被投影在反射面22d上。在该情况下，如图10(a)所示，二次光源为位于隔着反射面22d的镜像的位置的虚像I3′。另外，虚像I3′在凸透镜26的焦点f附近左右移动。但是，反射面22d的外侧区域R_out为始终向上方倾斜的面。因此，虚像I3′在比虚像I2′更靠下方的位置左右移动。由此，如图10(b)所示，形成基于虚像I3′的扫描图案P′H3。然后，在凸透镜26的焦点f附近形成的扫描图案P′H3向车辆前方投影，由此，形成图9(b)所示的部分配光图案PH3。

这样，根据本实施方式的旋转反射器22可以明确，在反射面的倾斜角根据位置不同而改变的情况下，即使三个LED20a1、20a2、20a3在水平方向上排列成一条直线，部分配光图案也不会排列为一条直线。因此，本申请的实用新型者想到了通过根据旋转反射器的反射面的形状调整发光元件的位置，来得到所希望的配光图案。

图11(a)是具有本实施方式的发光元件的排列的光源的示意图，图11(b)是由图11(a)所示的光源形成的配光图案的示意图。

本实施方式的旋转反射器22具有以通过边旋转边反射的第一光源20的光在前方扫描来形成所希望的配光图案的方式扭曲的反射面22d。而且，如图11(a)所示，本实施方式的多个发光元件即LED20a1、20a2、20a3排列为，作为发出由反射面22d的内侧区域R_in反射的光的内侧发光元件的LED20a1的上下位置位于比与作为发出由反射面22d的外侧区域R_out反射的光的外侧发光元件的LED20a3的上下位置靠下方。

根据该方式，考虑到由旋转反射器22的不平坦且扭曲的反射面22d反射的第一光源20的像的偏差，对一部分的LED20a1、20a3的上下位置进行调整。由此，如图11(b)所示，通过部分配光图案PH1～PH3在相互抑制上下方向上的偏差的位置上重叠，能够形成没有台阶的长方形形状的配光图案PH。

另外，LED20a1、20a2、20a3以与在水平方向上排列成一条直线的情况相比，通过由旋转反射器22反射的、多个LED20a1、20a2、20a3所射出的各光在前方扫描而形成的部分配光图案PH1～PH3的重合增多的方式朝向水平方向排列为线状。

由此，部分配光图案PH1～PH3的重合增多，能够得到明亮的配光图案PH。在此，所谓线状，不一定所有的LED都排列在一条直线上，多个LED的上下位置也可以逐渐(台阶状地)变化。另外，多个元件的一部分的上下位置也可以相同。

图12是具有本实施方式的变形例的发光元件的排列的光源的示意图。变形例的光源从车辆前方侧一端依次具有多个LED20a1～20a5。第一～第五LED从基准的上下位置向下的位移量d₁～d₅满足如下的式(1)。

d₁≤d₂≤d₃≤…≤d_n-1≤d_n (1)

(其中，n为2以上的整数，d₁＝d₂＝d₃…＝d_n-1＝d_n的情况除外)

或者，从基准的上下位置向下的位移量d₁～d₅也可以满足如下的式(2)。

d₁<d₂<d₃<…<d_n-1<d_n (2)

另外，本实施方式的旋转反射器22的反射面22d在反射来自光源的光的区域内，外侧区域R_out始终为向上方倾斜的面，内侧区域R_in始终为向下方倾斜的面。然而，反射面的形状不限于此，在反射面的内侧区域R_in为始终向上方倾斜的面、且外侧区域R_out为始终向下方倾斜的面的情况下，图11(a)所示的LED20a1～20a3也可以排列为，发出由反射面22d的内侧反射的光的LED20a1的上下位置位于比发出由反射面22d的外侧反射的光的LED20a3的上下位置靠上方。

当使上述情况进一步发展时，通过在光源所具有的多个发光元件发出的光分别投影的旋转反射器的各反射区域中、基于反射面的法向矢量的方向差异与周期性的变化来调整多个发光元件的相对位置关系，能够得到所希望的配光图案。

以上，虽然参照上述实施方式说明了本实用新型，但本实用新型不限于上述的实施方式，针对适当组合及置换实施方式的结构后的方式，也包含在本实用新型中。另外，基于本领域的技术人员的知识，也可以适当改变实施方式的组合及处理的顺序，或相对于实施方式增加各种设计变更等的变形，增加了上述变形的实施方式也包含在本实用新型的范围内。

附图标记说明

10 车辆用前照灯；

18 光学单元；

20 第一光源；

20a LED；

22 旋转反射器；

22a 叶片；

22b 旋转部；

22d 反射面；

26 凸透镜。

Claims (5)

1.一种车辆用灯具，具有光学单元，其特征在于，

所述光学单元具有：

旋转反射器，其一边对从光源射出的光进行反射，一边以旋转轴为中心向一个方向旋转；

光源，其由朝向水平方向且排列为线状的多个发光元件构成；

所述旋转反射器具有以通过边旋转边反射的光源的光扫描前方来形成所希望的配光图案的方式扭曲的反射面，

所述多个发光元件排列为，发出由所述反射面的内侧反射的光的内侧发光元件的上下位置位于比发出由所述反射面的外侧反射的光的外侧发光元件的上下位置靠下方。

2.如权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述多个发光元件以与在水平方向上排列为一条直线的情况相比，通过由所述旋转反射器反射的、所述多个发光元件射出的各光扫描前方而形成的部分配光图案的重合增多的方式朝向水平方向排列为线状。

3.如权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述多个发光元件从一端起依次具有第一～第n发光元件，

所述第一～第n发光元件从基准的上下位置向下的位移量d₁～d_n满足如下的式，

d₁≤d₂≤d₃≤…≤d_n-1≤d_n

其中，d₁＝d₂＝d₃…＝d_n-1＝d_n的情况除外。

4.如权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，

还具有投影透镜，其将由所述旋转反射器反射的光向光学单元的光照射方向投影，

所述旋转反射器配置为，使旋转轴相对于所述光照射方向倾斜且沿水平方向延伸，

所述光源配置为，使所述多个发光元件的各个发光面相对于所述反射面倾斜。

5.如权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述反射面具有以随着朝向以旋转轴为中心的周向而光轴与所述反射面形成的角发生变化的方式扭曲的形状。

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