JP2021125410A - 灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】反射型の空間光変調器を備えた灯具ユニットにおいて、所期の光学特性が得られるようにした上でその意匠性を高める。【解決手段】空間光変調器３０で反射した光源５２からの光を、投影レンズ７２を介してユニット前方へ向けて照射する構成とする。その際、投影レンズ７２を構成する３つの第１〜第３レンズ７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃのうち、最もユニット後方側に位置する第３レンズ７２Ｃをガラス製レンズで構成し、それ以外を樹脂製レンズで構成する。第３レンズ７２Ｃをガラス製レンズで構成することにより、その熱変形等により投影レンズ７２としての所期の光学特性が得られなくなってしまうのを効果的に抑制する。一方、第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂを樹脂製レンズで構成することにより、その外形形状等の自由度を高めるようにし、これにより灯具ユニット１０の意匠性を高める。【選択図】図１

Description

本願発明は、反射型の空間光変調器を備えた灯具ユニットに関するものである。

従来より、車載用の灯具ユニットとして、空間光変調器で反射した光源からの光を、投影レンズを介してユニット前方へ向けて照射するように構成されたものが知られている。

「特許文献１」には、このような灯具ユニットにおいて、その投影レンズが、ユニット前後方向に並んで配置された複数のレンズで構成されるとともに、これらが共通のレンズホルダに支持されたものが記載されている。

特開２０１６−９１９７６号公報

上記「特許文献１」に記載された灯具ユニットのように、複数のレンズが共通のレンズホルダに支持された構成とすることにより、レンズ相互間の位置関係精度を高めることができ、これにより所期の光学特性を得ることが容易に可能となる。

このような灯具ユニットにおいて、投影レンズを構成する複数のレンズを樹脂製レンズで構成すれば、その外形形状等の自由度を高めることが可能となり、これにより灯具ユニットの意匠性を高めることが可能となる。

しかしながら、このようにした場合には、空間光変調器で反射した光源からの光による輻射熱や、光源周辺で発生してレンズホルダの内部空間に籠った熱等により、樹脂製レンズが変形したりその物性が変化してしまうおそれがある。そして、このような樹脂製レンズの熱変形等が発生すると、投影レンズとしての所期の光学特性が得られなくなってしまうおそれがある。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、反射型の空間光変調器を備えた灯具ユニットにおいて、所期の光学特性が得られるようにした上でその意匠性を高めることができる灯具ユニットを提供することを目的とするものである。

本願発明は、投影レンズを構成する複数のレンズの材質に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る灯具ユニットは、
空間光変調器で反射した光源からの光を、投影レンズを介してユニット前方へ向けて照射するように構成された灯具ユニットにおいて、
上記投影レンズは、ユニット前後方向に並んで配置された複数のレンズで構成されており、
上記複数のレンズは共通のレンズホルダに支持されており、
上記複数のレンズは、最もユニット後方側に位置するレンズがガラス製レンズで構成されており、それ以外のレンズが樹脂製レンズで構成されている、ことを特徴とするものである。

上記「空間光変調器」は、光源からの光を反射させる際にその反射光の空間的な分布を制御することが可能なものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではなく、例えばデジタルマイクロミラーを用いたものや反射型液晶を用いたもの等が採用可能である。

上記「レンズホルダ」の具体的な形状や材質は特に限定されるものではない。

上記「投影レンズ」は複数のレンズで構成されているが、その具体的な枚数は特に限定されるものではない。

上記「ガラス製レンズ」の具体的な形状は特に限定されるものではない。

上記「樹脂製レンズ」の具体的な形状や具体的な材質は特に限定されるものではない。

本願発明に係る灯具ユニットは、空間光変調器で反射した光源からの光を、投影レンズを介してユニット前方へ向けて照射するように構成されているので、空間光変調器において反射光の空間的な分布を制御することにより、種々の配光パターンを精度良く形成することができる。

その際、投影レンズは、ユニット前後方向に並んで配置された複数のレンズで構成されるとともに、これらが共通のレンズホルダに支持された構成となっているので、レンズ相互間の位置関係精度を十分に確保することができ、これにより所期の光学特性を得ることが容易に可能となる。

その上で、複数のレンズは、最もユニット後方側に位置するレンズがガラス製レンズで構成されるとともに、それ以外のレンズが樹脂製レンズで構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、仮に投影レンズを構成する複数のレンズがすべて樹脂製レンズで構成されているとした場合において、空間光変調器で反射した光源からの光による輻射熱や、光源周辺で発生してレンズホルダの内部空間に籠った熱等により、樹脂製レンズが変形したりその物性が変化してしまうおそれがあるのは、最もユニット後方側に位置するレンズである。したがって、このレンズを樹脂製レンズからガラス製レンズに置き換えることにより、その熱変形等により投影レンズとしての所期の光学特性が得られなくなってしまうのを効果的に抑制することができる。

一方、熱による影響を受けにくい、最もユニット後方側に位置するレンズ以外のレンズは樹脂製レンズで構成されているので、その外形形状等の自由度を高めることができ、これにより灯具ユニットの意匠性を高めることができる。

このように本願発明によれば、反射型の空間光変調器を備えた灯具ユニットにおいて、所期の光学特性が得られるようにした上でその意匠性を高めることができる。

上記構成において、さらに、ガラス製レンズの外径が樹脂製レンズの外径よりも大きい値に設定された構成とすれば、樹脂製レンズに対して熱による影響が及ばないようにすることが一層容易に可能となる。

このような構成を採用した場合において、ガラス製レンズが円形の外形形状を有するとともに樹脂製レンズが矩形の外形形状を有する構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、樹脂製レンズとして矩形の外形形状を有する構成とすれば、灯具ユニットの意匠性を高めることが容易に可能となる。一方、ガラス製レンズとして円形の外形形状を有する構成とすれば、その製造を容易に行うことでき、これにより灯具ユニットのコスト低減を図ることができる。

また、ガラス製レンズが、樹脂製レンズよりも外周側に突出している部位においてレンズホルダに固定された構成とすれば、ガラス製レンズの位置決めを容易に行うことができる。

このような構成を採用した場合において、レンズホルダにおける周方向の複数箇所に貫通孔が形成された構成とした上で、ガラス製レンズが、複数の貫通孔を介して配置された複数のクリップによってレンズホルダに固定された構成とすれば、簡易な構造によりガラス製レンズの位置決めを行うことができる。

上記構成において、さらに、空間光変調器として、光源からの光を反射させる複数の反射素子を備えており、各反射素子の角度位置として投影レンズへ向けて反射させる第１の角度位置と投影レンズから外れた方向へ向けて反射させる第２の角度位置とを選択的に採り得るように構成されたものとした上で、レンズホルダとして、金属製部材で構成されており、かつ、第２の角度位置にある反射素子からの反射光を遮光するように構成されたものとした場合には、このレンズホルダを介して最もユニット後方側に位置するレンズに熱が伝わりやすいので、本願発明の構成を採用することが特に効果的である。

本願発明の一実施形態に係る灯具ユニットを備えた車両用灯具を示す側断面図 上記灯具ユニットを示す、図１のII方向矢視図 図２のIII−III線断面図 上記灯具ユニットを主要構成要素に分解して示す斜視図 図１の要部詳細図 図５の要部詳細図 図５のVII 部詳細図 上記灯具ユニットからの照射光により形成される配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の変形例を示す、図４と同様の図 上記変形例を示す、図７と同様の図

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る灯具ユニット１０を備えた車両用灯具１００を示す側断面図である。また、図２は、灯具ユニット１０を示す、図１のII方向矢視図であり、図３は、図２のIII−III線断面図である。さらに、図４は、灯具ユニット１０を主要構成要素に分解して示す斜視図である。

これらの図において、Ｘで示す方向が「ユニット前方」であり、Ｙで示す方向が「ユニット前方」と直交する「左方向」（ユニット正面視では「右方向」）であり、Ｚで示す方向が「上方向」である。これら以外の図においても同様である。

車両用灯具１００は、車両の前端部に設けられる路面描画用ランプであって、ランプボディ１０２と透光カバー１０４とで形成される灯室内に、灯具ユニット１０がその前後方向（すなわちユニット前後方向）を車両前後方向と一致させるように光軸調整が行われた状態で収容された構成となっている。

灯具ユニット１０は、空間光変調ユニット２０と、光源側サブアッシー５０と、レンズ側サブアッシー７０と、これらを支持するブラケット４０とを備えた構成となっている。

ブラケット４０は、金属製（例えばアルミダイカスト製）の部材であって、ユニット前後方向と直交する鉛直面に沿って延びる鉛直面部４０Ａと、この鉛直面部４０Ａの下部領域においてユニット前方へ向けて延びる棚状部４０Ｂとを備えている。

灯具ユニット１０は、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａにおいて、図示しない取付構造を介してランプボディ１０２に支持されており、ランプボディ１０２に対して上下方向および左右方向に傾動し得るように構成されている。

空間光変調ユニット２０は、空間光変調器３０と、この空間光変調器３０よりもユニット後方側に配置された支持基板２２と、この支持基板２２よりもユニット後方側に配置されたヒートシンク２４とを備えている。なお、支持基板２２は、ヒートシンク２４よりも下方まで延びるように形成されている。

光源側サブアッシー５０は、基板５６に搭載された左右１対の光源（具体的には発光ダイオード）５２と、各光源５２からの出射光を空間光変調ユニット２０へ向けて反射させるリフレクタ５４とを備えている。その際、リフレクタ５４の反射面は、各光源５２からの出射光を投影レンズ７２の後側焦点Ｆ（図１参照）に対して上方側に変位した位置に収束させるように構成されている。なお、基板５６には、左右１対の光源５２に給電するためのコネクタ５８が搭載されている。

ブラケット４０の棚状部４０Ｂは、鉛直面部４０Ａからユニット前方へ向けて水平方向に延びた後に斜め下前方へ向けて傾斜して延びるように形成されており、その傾斜領域の上面に光源側サブアッシー５０の基板５６およびリフレクタ５４が支持されている。なお、リフレクタ５４の下端部には、ブラケット４０の棚状部４０Ｂへの取付けを行うための取付脚部５４ａがコネクタ５８を囲むようにして形成されている。

レンズ側サブアッシー７０は、ユニット前後方向に延びる光軸Ａｘを有する投影レンズ７２と、この投影レンズ７２を支持するレンズホルダ７４とを備えており、レンズホルダ７４の後端部においてブラケット４０に支持されている。

なお、ブラケット４０の棚状部４０Ｂの下方側には、各光源５２の点灯によって発生する熱を放散させるためのヒートシンク８０と冷却ファン８２とが配置されている。ヒートシンク８０は、ブラケット４０と一体的に形成されており、ユニット後方へ向けて延びる複数の放熱フィン８０ａを備えている。冷却ファン８２は、複数の放熱フィン８０ａのユニット後方側に配置されている。

本実施形態に係る灯具ユニット１０は、リフレクタ５４で反射した各光源５２からの光を空間光変調器３０および投影レンズ７２を介してユニット前方へ向けて照射することにより、車両前方路面に文字や記号等を描画する配光パターン（すなわち路面描画用配光パターン）を精度良く形成し得る構成となっている。

これを実現するため、灯具ユニット１０は、図示しない車載カメラからの映像信号に基づいて空間光変調器３０を制御する制御回路（図示せず）が搭載された制御基板６０を備えた構成となっている。

図１に示すように、制御基板６０は、ヒートシンク２４よりもユニット後方側に配置されており、図示しない支持部材を介して後述する電磁シールドカバー９０等に支持されている。そして、制御基板６０は、フレキシブルプリント配線板６４を介して支持基板２２と電気的に接続されている。すなわち、支持基板２２には第１コネクタ６２Ａが搭載されており、制御基板６０には第２コネクタ６２Ｂが搭載されている。そして、Ｕ字形に延びるフレキシブルプリント配線板６４の両端部が第１および第２コネクタ６２Ａ、６２Ｂの開口部に対して下方側から挿入されている。

図５は、図１の要部詳細図である。

図５に示すように、空間光変調器３０は、デジタルマイクロミラーディバイス（ＤＭＤ）であって、複数の反射素子（具体的には数十万個の微小ミラー）３０Ａｓがマトリクス状に配置された反射制御部３０Ａと、この反射制御部３０Ａを収容する筐体部３０Ｂと、反射制御部３０Ａよりもユニット前方側に配置された状態で筐体部３０Ｂに支持された透光板３０Ｃとを備えた構成となっている。

空間光変調器３０は、その反射制御部３０Ａが投影レンズ７２の後側焦点Ｆにおいて光軸Ａｘと直交する鉛直面上に位置するように配置されている。その際、反射制御部３０Ａの中心軸線Ａｘ１は、光軸Ａｘに対して上方側に変位した位置においてユニット前後方向に延びている。

そして、空間光変調器３０は、その反射制御部３０Ａを構成する複数の反射素子３０Ａｓの各々の反射面の角度を制御することによって、各反射素子３０Ａｓに到達した各光源５２からの光の反射方向を選択的に切り換え得る構成となっている。具体的には、各光源５２からの光を投影レンズ７２へ向かう光路Ｒ１の方向（図中実線で示す方向）に反射させる第１の角度位置と、投影レンズ７２から外れた方向（すなわち配光パターンの形成に悪影響を及ぼさない方向）へ向かう光路Ｒ２の方向（図中２点鎖線で示す方向）に反射させる第２の角度位置とが選択されるようになっている。

図６は、反射制御部３０Ａの詳細構造を示す、図５の要部詳細図である。

図６に示すように、反射制御部３０Ａを構成する各反射素子３０Ａｓは、左右方向に延びる水平軸線回りに回動し得る構成となっており、第１の角度位置では、反射制御部３０Ａの中心軸線Ａｘ１と直交する鉛直面に対して所定角度（例えば１２°程度）下向きに回動に対して、リフレクタ５４（図５参照）からの反射光をやや上向きの光（光路Ｒ１の光）としてユニット前方へ向けて反射させる一方、第２の角度位置では、中心軸線Ａｘ１と直交する鉛直面に対して所定角度（例えば１２°程度）上向きに回動に対して、リフレクタ５４からの反射光をかなり上向きの光（光路Ｒ２の光）としてユニット前方へ向けて反射させるようになっている。

第１の角度位置と第２の角度位置との切換えは、各反射素子３０Ａｓを回動可能に支持する部材（図示せず）の近傍に配置された電極（図示せず）への通電を制御することによって行われるようになっている。そして、この通電が行われていない中立状態では、各反射素子３０Ａｓは、その反射面が中心軸線Ａｘ１と直交する鉛直面に沿って互いに面一で配置されるように構成されている。

なお、図６においては、反射制御部３０Ａの中心軸線Ａｘ１の近傍領域に位置する反射素子３０Ａｓが第１の角度位置にあり、その下方領域に位置する反射素子３０Ａｓが第２の角度位置にある状態を示している。

図５に示すように、支持基板２２は、ユニット前後方向と直交する鉛直面（すなわち光軸Ａｘおよび中心軸線Ａｘ１と直交する鉛直面）に沿って延びるように配置されており、その前面には導電パターン（図示せず）が形成されている。そして、支持基板２２は、空間光変調器３０の筐体部３０Ｂの周縁部をソケット２６を介してユニット後方側から支持しており、これにより空間光変調器３０が支持基板２２と電気的に接続されるようになっている。

空間光変調器３０は、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａとヒートシンク２４とによってユニット前後方向両側から支持されている。

ヒートシンク２４はユニット前後方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置されており、その前面には、ユニット前方へ向けて角柱状に突出する突起部２４ａが形成されるとともに、その後面にはユニット後方へ向けて延びる複数の放熱フィン２４ｂが形成されている。そして、ヒートシンク２４は、その突起部２４ａの先端面において空間光変調器３０の筐体部３０Ｂの中央部に当接するようになっている。

ブラケット４０の鉛直面部４０Ａには、空間光変調器３０の透光板３０Ｃを囲む横長矩形状の開口部４０Ａａが形成されている。この開口部４０Ａａは、その全周にわたってユニット前方へ向けて拡がるように面取りされた内周面形状を有している。

また、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａの後面には、開口部４０Ａａを囲む３箇所の位置にユニット後方へ向けて円柱状に突出する突起部４０Ａｂが形成されており、さらその外周側には、ユニット後方へ向けて突出する環状フランジ部４０Ａｃが横長矩形状に延びるようにして形成されている。

ブラケット４０の鉛直面部４０Ａは、３箇所の突起部４０Ａｂの先端面が空間光変調器３０の筐体部３０Ｂの前面に当接するようになっており、このとき環状フランジ部４０Ａｃが空間光変調器３０を全周にわたって覆うようになっている。

図１に示すように、ブラケット４０よりもユニット後方側には、光源５２の点消灯の繰り返しによって発生するノイズから空間光変調器３０を保護するための電磁シールドカバー９０が配置されている。電磁シールドカバー９０は、金属製（例えば鋼製）であって、空間光変調ユニット２０および制御基板６０をユニット後方側から覆うように配置された状態で、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａにネジ締め等によって固定されている。なお、電磁シールドカバー９０は灯具ユニット１０の一部を構成しているが、図４においては電磁シールドカバー９０を取り外した状態で灯具ユニット１０を示している。

次に、レンズ側サブアッシー７０の具体的な構成について説明する。

図１〜４に示すように、投影レンズ７２は、光軸Ａｘ上においてユニット前後方向に並んで配置された３つの第１、第２および第３レンズ７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃで構成されている。

最もユニット前方側に位置する第１レンズ７２Ａは、ユニット前方へ向けて膨らんだ平凸レンズとして構成されており、中央に位置する第２レンズ７２Ｂは、両凹レンズとして構成されており、最もユニット後方側に位置する第３レンズ７２Ｃは、両凸レンズとして構成されている。

第１レンズ７２Ａは、樹脂製レンズ（具体的にはアクリル樹脂製レンズ）で構成されており、第２レンズ７２Ｂは、樹脂製レンズ（具体的にはポリカーボネート樹脂製レンズ）で構成されており、第３レンズ７２Ｃは、ガラス製レンズで構成されている。

第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂは、ユニット正面視において略同一サイズの矩形状（具体的には正方形）の外周形状を有しており、第３レンズ７２Ｃは、ユニット正面視において第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂよりも大きい（具体的には第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂの外接円よりもやや大きい）円形の外周形状を有している。

第１〜第３レンズ７２Ａ〜７２Ｃは、共通のレンズホルダ７４に支持されている。

レンズホルダ７４は、金属製（例えばアルミダイカスト製）の部材であって、その前部領域７４Ａは光軸Ａｘを中心にして角筒状に延びるように形成されており、その後部領域７４Ｂは光軸Ａｘを中心にして円筒状に延びるように形成されている。

レンズホルダ７４の後端部には、左右１対のフランジ部７４Ｂａが形成されている。そして、レンズホルダ７４は、各フランジ部７４Ｂａにおいてネジ締めによりブラケット４０の鉛直面部４０Ａに固定されている。

レンズホルダ７４は、その後部領域７４Ｂの下端部が切り欠かれており、その周囲には下方側へ突出する下方突出部７４Ｂｂが形成されている。

この下方突出部７４Ｂｂは、ブラケット４０の棚状部４０Ｂの水平面形状および傾斜面形状ならびにリフレクタ５４の取付脚部５４ａの外周面形状に沿った下面形状を有している。そして、レンズホルダ７４は、その下方突出部７４Ｂｂがブラケット４０の棚状部４０Ｂに載置された状態で、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａに固定されるようになっている。これにより、レンズホルダ７４は、ブラケット４０と投影レンズ７２との間の空間を密閉した状態で配置されるようになっている。

レンズホルダ７４には、ユニット前方側から第１金具７６Ａが装着されており、これにより第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂがレンズホルダ７４に固定されている。

第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂの外周縁部には、鉛直方向に延びる左右１対の外周フランジ部７２Ａａ、７２Ｂａがそれぞれ形成されている。

そして、第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂは、左右１対の外周フランジ部７２Ａａ、７２Ｂａが重ね合わされた状態で、レンズホルダ７４に対して、その前部領域７４Ａの前端面に支持されている。

前部領域７４Ａの前端面には、ユニット前方へ向けて延びる左右１対の位置決めピン７４Ａａが形成されている。各位置決めピン７４Ａａは、光軸Ａｘを含む水平面よりもやや下方に位置している。

第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂの各々における左右１対の外周フランジ部７２Ａａ、７２Ｂａには、レンズホルダ７４の左右１対の位置決めピン７４Ａａと係合する左右１対の係合部７２Ａｂ、７２Ｂｂが形成されている。なお、左右１対の係合部７２Ａｂ、７２Ｂｂのうち、右側に位置する係合部７２Ａｂ、７２Ｂｂは係合孔として形成されており、左側に位置する係合部７２Ａｂ、７２Ｂｂは係合溝として形成されている。

そして、第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂの各々は、その左右１対の外周フランジ部７２Ａａ、７２Ｂａの係合部７２Ａｂ、７２Ｂｂが左右１対の位置決めピン７４Ａａと係合することにより、レンズホルダ７４に第１金具７６Ａが装着される際、光軸Ａｘと直交する鉛直面内において位置決めがなされるようになっている。なお、第１金具７６Ａには、左右１対の位置決めピン７４Ａａを挿通させるための左右１対の挿通孔７６Ａａが形成されている。

図７は、図５のVII 部詳細図である。

図７にも示すように、レンズホルダ７４の後部領域７４Ｂにおける内面側の前端位置には、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って光軸Ａｘを中心にして円環状に延びる環状面７４Ｂｄが形成されている。

第３レンズ７２Ｃは、その外周縁部に一定幅の外周フランジ部７２Ｃａが全周にわたって形成されている。そして、第３レンズ７２Ｃは、その外周フランジ部７２Ｃａを環状面７４Ｂｄに押し当てた状態でレンズホルダ７４に支持されている。

第３レンズ７２Ｃの外周フランジ部７２Ｃａは、その外径が後部領域７４Ｂの前端位置における内径と略同じ値に設定されている。また、環状面７４Ｂｄの外周端部には環状溝部７４Ｂｄ１が形成されている。これにより、第３レンズ７２Ｃは、光軸Ａｘと直交する鉛直面内およびユニット前後方向に関して正確に位置決めされた状態でレンズホルダ７４に支持されるようになっている。

第３レンズ７２Ｃのレンズホルダ７４への支持は、第３レンズ７２Ｃの外周フランジ部７２Ｃａに対してユニット後方側から第２金具７６Ｃを押し当てた状態で、第３レンズ７２Ｃに対してその外周側から４つのクリップ７６Ｂを装着することによって行われている。

第２金具７６Ｃは、略Ｌ字形の断面形状で円環状に延びるように形成された金属板で構成されている。

クリップ７６Ｂは、略Ｃ字形の断面形状を有する金属板（具体的にはバネ鋼板）で構成されており、その前端部７６Ｂａおよび後端部７６Ｂｂは外側へ向けて略Ｕ字形に折り返されている。

レンズホルダ７４の後部領域７４Ｂは、その前部領域７４Ａに対して略外接する大きさで形成されているので、後部領域７４Ｂの前端部における光軸Ａｘに関して上下左右に位置する４箇所には、前部領域７４Ａよりも外周側へ向けて円弧状に突出する外周突出部７４Ｂｃが形成されている。

各外周突出部７４Ｂｃの外径は、後部領域７４Ｂの一般領域の外径よりも多少小さい値に設定されている。また、各外周突出部７４Ｂｃの前面には、その外周端部に沿って円弧状に延びるフランジ状の突起部７４Ｂｃ１が形成されている。

４つのクリップ７６Ｂの装着は、４箇所の外周突出部７４Ｂｃを利用して行われている。すなわち、レンズホルダ７４に位置決めされた第３レンズ７２Ｃの後面に押し当てられた第２金具７６Ｃの後面と各外周突出部７４Ｂｃの前面とを各クリップ７６Ｂによって挟み込むことにより行われている。

これを実現するため、レンズホルダ７４の後部領域７４Ｂには、その前端部近傍の外周面における周方向の３箇所（具体的には光軸Ａｘに関して真上および左右両側に位置する３箇所）に矩形状の貫通孔７４Ｂｅが形成されている。

そして、これら３箇所において、各クリップ７６Ｂは、その前端部７６Ｂａが各外周突出部７４Ｂｃの突起部７４Ｂｃ１に係止されるとともに、その後端部７６Ｂｂが各貫通孔７４Ｂｅに挿入された状態で第２金具７６Ｃに係止されるようになっている。

図７に示すように、各クリップ７６Ｂは、レンズホルダ７４に装着されたときある程度弾性変形した状態になっているので、第３レンズ７２Ｃの位置決め支持が確実に行われることとなる。

一方、図５に示すように、レンズホルダ７４の後部領域７４Ｂは、その下方突出部７４Ｂｂ（図４参照）の前壁面７４Ｂｂ１が各貫通孔７４Ｂｅの前壁面と面一になるように形成されている。

そして、光軸Ａｘの真下においてレンズホルダ７４に装着されるクリップ７６Ｂは、その前端部７６Ｂａが外周突出部７４Ｂｃの突起部７４Ｂｃ１に係止されるとともに、その後端部７６Ｂｂが下方突出部７４Ｂｂの前壁面７４Ｂｂ近傍において第２金具７６Ｃに係止されるようになっている。

図１に示すように、投影レンズ７２は、その光軸Ａｘが空間光変調器３０の反射制御部３０Ａの中心軸線Ａｘ１に対して下方側に変位しているので、反射制御部３０Ａから投影レンズ７２に到達した光は、水平方向に対してやや下向きの光として投影レンズ７２からユニット前方へ向けて照射され、これにより車両前方路面に路面描画用配光パターンを形成するようになっている。

図８は、車両用灯具１０からの照射光によって車両前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図である。

図８に示す配光パターンは路面描画用配光パターンＰＡであって、図示しない他の車両用灯具からの照射光によって形成されるロービーム用配光パターンＰＬと共に形成されるようになっている。

路面描画用配光パターンＰＡについて説明する前に、ロービーム用配光パターンＰＬについて説明する。

このロービーム用配光パターンＰＬは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁にカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。

このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを鉛直方向に通るＶ−Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が水平カットオフラインＣＬ１として形成されるとともにＶ−Ｖ線よりも左側の自車線側部分が斜めカットオフラインＣＬ２として形成されており、両者の交点であるエルボ点ＥはＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置している。

路面描画用配光パターンＰＡは、周囲への注意喚起を促すための路面描画を行う配光パターンであって、車両前方路面において文字や記号等の描画を行う配光パターンとして形成されている。図８に示す路面描画用配光パターンＰＡは、車両正面方向を向いた矢印形状の配光パターンとして形成されている。

路面描画用配光パターンＰＡは、空間光変調器３０の反射制御部３０Ａを構成する複数の反射素子３０Ａｓのうちの一部（例えば矢印形状に設定された領域に位置する反射素子３０Ａｓ）からの反射光を投影レンズ７２へ向かわせることにより形成されるようになっている。

夜間の車両走行時に、このような矢印形状の路面描画用配光パターンＰＡを形成することにより、例えば車両前方の交差点に自車が近づいていることを周囲に報知して注意喚起を促すようになっている。

図８において２点鎖線で示す領域Ｚ１が、種々の路面描画用配光パターンＰＡが形成され得る範囲を示している。この領域Ｚ１はＶ−Ｖ線を中心とする矩形状の領域であって、その上端縁はＨ−Ｖを水平方向に通るＨ−Ｈ線の下方近傍に位置している。

次に本実施形態の作用について説明する。

本実施形態に係る灯具ユニット１０は、空間光変調器３０で反射した光源５２からの光を、投影レンズ７２を介してユニット前方へ向けて照射するように構成されているので、空間光変調器３０において反射光の空間的な分布を制御することにより、種々の路面描画用配光パターンＰＡを精度良く形成することができる。

その際、投影レンズ７２は、ユニット前後方向に並んで配置された３つの第１〜第３レンズ７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃで構成されるとともに、これらが共通のレンズホルダ７４に支持された構成となっているので、レンズ相互間の位置関係精度を十分に確保することができ、これにより所期の光学特性を得ることが容易に可能となる。

その上で、第１〜第３レンズ７２Ａ〜７２Ｃは、最もユニット後方側に位置する第３レンズ７２Ｃがガラス製レンズで構成されるとともに、第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂが樹脂製レンズで構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、仮に投影レンズ７２を構成する第１〜第３レンズ７２Ａ〜７２Ｃがすべて樹脂製レンズで構成されているとした場合において、空間光変調器３０で反射した光源５２からの光による輻射熱や、光源５２周辺で発生してレンズホルダ７４の内部空間に籠った熱等により、樹脂製レンズが変形したりその物性が変化してしまうおそれがあるのは、最もユニット後方側に位置するレンズである。したがって、このレンズを樹脂製レンズからガラス製レンズに置き換えることにより、その熱変形等により投影レンズ７２としての所期の光学特性が得られなくなってしまうのを効果的に抑制することができる。

一方、熱による影響を受けにくい、最もユニット後方側に位置する第３レンズ７２Ｃ以外の第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂは樹脂製レンズで構成されているので、その外形形状等の自由度を高めることができ、これにより灯具ユニット１０の意匠性を高めることができる。

このように本実施形態によれば、反射型の空間光変調器３０を備えた灯具ユニット１０において、所期の光学特性が得られるようにした上でその意匠性を高めることができる。

その際、本実施形態においては、第３レンズ７２Ｃの外径が第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂの外径よりも大きい値に設定されているので、樹脂製レンズで構成された第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂに対して熱による影響が及ばないようにすることが一層容易に可能となる。

しかも本実施形態においては、第３レンズ７２Ｃが円形の外形形状を有するとともに第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂが矩形の外形形状を有しているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、ユニット前方側に位置する第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂとして矩形の外形形状を有する構成とすることにより、灯具ユニット１０の意匠性を高めることが容易に可能となる。その際、第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂは樹脂製レンズで構成されているので、矩形の外形形状を有する構成とすることが容易に可能である。一方、ガラス製レンズで構成された第３レンズ７２Ｃは円形の外形形状を有しているので、その製造を容易に行うことでき、これにより灯具ユニット１０のコスト低減を図ることができる。

また、第３レンズ７２Ｃは、第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂよりも外周側に突出している部位においてレンズホルダ７４に固定されているので、第３レンズ７２Ｃの位置決めを容易に行うことができる。

その際、レンズホルダ７４には、周方向の３箇所に貫通孔７４Ｂｅが形成されており、第３レンズ７２Ｃは、これら３つの貫通孔７４Ｂｅを介して配置された３つのクリップ７６Ｂによってレンズホルダ７４に固定されているので、簡易な構造により第３レンズ７２Ｃの位置決めを行うことができる。

さらに、空間光変調器３０は、光源５２からの光を反射させる複数の反射素子３０Ａｓを備えており、各反射素子３０Ａｓの角度位置として投影レンズ７２へ向けて反射させる第１の角度位置と投影レンズ７２から外れた方向へ向けて反射させる第２の角度位置とを選択的に採り得るように構成されたデジタルマイクロミラーディバイスとして構成されている。また、レンズホルダ７４は、金属製部材で構成されており、かつ、第２の角度位置にある反射素子３０Ａｓからの反射光を遮光するように構成されている。すなわち、灯具ユニット１０はレンズホルダ７４を介して第３レンズ７２Ｃに熱が伝わりやすい構成となっており、したがって本実施形態の構成を採用することが特に効果的である。

また本実施形態においては、３つの第１〜第３レンズ７２Ａ〜７２Ｃのうち２つの第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂが樹脂製レンズで構成されているが、第１レンズ７２Ａは平凸レンズとして構成されており、第２レンズ７２Ｂは両凹レンズとして構成されているので、多少の熱変形等が生じたとしても両者間で光学特性の変化が略相殺されることとなる。したがって、第３レンズ７２Ｃを熱変形等が生じにくいガラス製レンズで構成することにより、投影レンズ７２としての所期の光学特性を維持することが容易に可能となる。

上記実施形態においては、灯具ユニット１０を車両正面方向へ向けた状態で車両前方路面に路面描画用配光パターンＰＡを形成可能とするために、投影レンズ７２の光軸Ａｘに対して空間光変調器３０の中心軸線Ａｘ１が上方側に変位しているものとして説明したが、中心軸線Ａｘ１と光軸Ａｘとが一致している構成を採用することも可能である。

上記実施形態においては、灯具ユニット１０が車載用の灯具ユニットであるものとして説明したが、車載用以外の用途（例えば、路面に対して真上の方向から描画を行うように構成された街路灯ユニット等の用途）に用いることも可能である。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

図９および１０は、本変形例に係る灯具ユニット１１０を示す、図４および７と同様の図である。

図９に示すように、本変形例の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、レンズ側サブアッシー１７０の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。

すなわち、本変形例のレンズ側サブアッシー１７０も、ユニット前後方向に延びる光軸Ａｘを有する投影レンズ１７２と、この投影レンズ１７２を支持するレンズホルダ１７４とを備えており、レンズホルダ１７４の後端部においてブラケット４０に支持される構成となっているが、投影レンズ１７２の構成が上記実施形態の場合と一部異なっており、これに伴ってレンズホルダ１７４および第２金具１７６Ｃの構成も上記実施形態の場合と一部異なっている。

具体的には、投影レンズ１７２は、これを構成する３つの第１〜第３レンズ７２Ａ、７２Ｂ、１７２Ｃのうち、最もユニット後方側に位置する第３レンズ１７２Ｃの形状が上記実施形態の場合と一部異なっている。

すなわち、本変形例においても、第３レンズ１７２Ｃはガラス製レンズで構成されているが、その外周縁部に上記実施形態の第３レンズ７２Ｃのような外周フランジ部７２Ｃａに相当する部分が形成された構成とはなっていない。

第３レンズ１７２Ｃは、ユニット正面視において第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂよりも大きい（具体的には第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂの外接円と同程度の）円形の外周形状を有している。

レンズホルダ１７４は、上記実施形態の場合と同様、その前部領域１７４Ａが光軸Ａｘを中心にして角筒状に延びるように形成されており、その後部領域１７４Ｂが光軸Ａｘを中心にして円筒状に延びるように形成されているが、後部領域１７４Ｂの前端部の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。

すなわち、図１０に示すように、レンズホルダ１７４の後部領域１７４Ｂには、その前端位置に光軸Ａｘを中心とする円環状の環状面１７４Ｂｄが形成されているが、この環状面１７４Ｂｄは第３レンズ１７２Ｃよりも外周側に位置しており、かつ、上記実施形態のレンズホルダ７４に形成された環状面７４Ｂｄよりもユニット後方側に位置している。

本変形例においても、レンズホルダ１７４の後部領域１７４Ｂの前端部における光軸Ａｘに関して上下左右に位置する４箇所には、前部領域１７４Ａよりも外周側へ向けて円弧状に突出する外周突出部１７４Ｂｃが形成されている。そして、各外周突出部１７４Ｂｃの前面には、その外周端部に沿って円弧状に延びるフランジ状の突起部１７４Ｂｃ１が形成されている。

各外周突出部１７４Ｂｃの後面１７４Ｂｃ２は、第３レンズ１７２Ｃの前面１７２Ｃｂおよび外周面１７２Ｃｃに沿った表面形状を有しており、これにより第３レンズ１７２Ｃをユニット前方側および外周側から位置決めした状態で支持するようになっている。

第３レンズ１７２Ｃのレンズホルダ１７４への支持は、後部領域１７４Ｂの環状面１７４Ｂｄおよび第３レンズ１７２Ｃの後面１７２Ｃｄの外周縁部に対してユニット後方側から第２金具１７６Ｃを押し当てた状態で、第３レンズ１７２Ｃの外周側から４つのクリップ７６Ｂを装着することによって行われている。

第２金具１７６Ｃは、略Ｌ字形の断面形状で円環状に延びる金属板で構成されており、その内周縁部１７６Ｃａがユニット後方側に傾斜して延びるように形成されている。そして、第２金具１７６Ｃが後部領域１７４Ｂの環状面１７４Ｂｄに押し当てられる際、その内周縁部１７６Ｃａが第３レンズ１７２Ｃの後面１７２Ｃｄの外周縁部に押し当てられるようになっている。

４つのクリップ７６Ｂの装着は、後部領域１７４Ｂの環状面１７４Ｂｄおよび第３レンズ１７２Ｃの後面１７２Ｃｄの外周縁部に押し当てられた第２金具１７６Ｃの後面と各外周突出部１７４Ｂｃの前面とを各クリップ７６Ｂによって挟み込むことにより行われている。

本変形例においても、レンズホルダ１７４の後部領域１７４Ｂには、その前端部近傍の外周面における周方向の３箇所（具体的には光軸Ａｘに関して真上および左右両側に位置する３箇所）に矩形状の貫通孔１７４Ｂｅが形成されている。

そして、これら３箇所において、各クリップ７６Ｂは、その前端部７６Ｂａが各外周突出部１７４Ｂｃの突起部１７４Ｂｃ１に係止されるとともに、その後端部７６Ｂｂが各貫通孔１７４Ｂｅに挿入された状態で第２金具７６Ｃに係止されるようになっている。

なお、残り１箇所におけるクリップ７６Ｂの装着は、上記実施形態の場合と同様にして行われるようになっている。

本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。

なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

また本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。

１０、１１０ 灯具ユニット
２０ 空間光変調ユニット
２２ 支持基板
２４ ヒートシンク
２４ａ 突起部
２４ｂ 放熱フィン
２６ ソケット
３０ 空間光変調器
３０Ａ 反射制御部
３０Ａｓ 反射素子
３０Ｂ 筐体部
３０Ｃ 透光板
４０ ブラケット
４０Ａ 鉛直面部
４０Ａａ 開口部
４０Ａｂ 突起部
４０Ａｃ 環状フランジ部
４０Ｂ 棚状部
５０ 光源側サブアッシー
５２ 光源
５４ リフレクタ
５４ａ 取付脚部
５６ 基板
５８ コネクタ
６０ 制御基板
６２Ａ 第１コネクタ
６２Ｂ 第２コネクタ
６４ フレキシブルプリント配線板
７０、１７０ レンズ側サブアッシー
７２、１７２ 投影レンズ
７２Ａ 第１レンズ
７２Ａａ、７２Ｂａ 外周フランジ部
７２Ａｂ、７２Ｂｂ 係合部
７２Ｂ 第２レンズ
７２Ｃ、１７２Ｃ 第３レンズ
７４、１７４ レンズホルダ
７４Ａ、１７４Ａ 前部領域
７４Ａａ 位置決めピン
７４Ｂ、１７４Ｂ 後部領域
７４Ｂａ フランジ部
７４Ｂｂ 下方突出部
７４Ｂｂ１ 前壁面
７４Ｂｃ、１７４Ｂｃ 外周突出部
７４Ｂｃ１、１７４Ｂｃ１ 突起部
７４Ｂｄ、１７４Ｂｄ 環状面
７４Ｂｄ１ 環状溝部
７４Ｂｅ、１７４Ｂｅ 貫通孔
７６Ａ 第１金具
７６Ｂ クリップ
７６Ｂａ 前端部
７６Ｂｂ 後端部
７６Ｃ、１７６Ｃ 第２金具
８０ ヒートシンク
８０ａ 放熱フィン
８２ 冷却ファン
９０ 電磁シールドカバー
１００ 車両用灯具
１０２ ランプボディ
１０４ 透光カバー
１７２Ｃｂ 前面
１７２Ｃｃ 外周面
１７２Ｃｄ 後面
１７４Ｂｃ２ 後面
１７６Ｃａ 内周縁部
Ａｘ 光軸
Ａｘ１ 中心軸線
ＣＬ１ 水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後側焦点
ＰＡ 路面描画用配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン
Ｒ１、Ｒ２ 光路
Ｚ１ 領域

Claims (6)

1. 空間光変調器で反射した光源からの光を、投影レンズを介してユニット前方へ向けて照射するように構成された灯具ユニットにおいて、
   上記投影レンズは、ユニット前後方向に並んで配置された複数のレンズで構成されており、
   上記複数のレンズは共通のレンズホルダに支持されており、
   上記複数のレンズは、最もユニット後方側に位置するレンズがガラス製レンズで構成されており、それ以外のレンズが樹脂製レンズで構成されている、ことを特徴とする灯具ユニット。
2. 上記ガラス製レンズの外径は、上記樹脂製レンズの外径よりも大きい値に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の灯具ユニット。
3. 上記ガラス製レンズは円形の外形形状を有しており、
   上記樹脂製レンズは矩形の外形形状を有している、ことを特徴とする請求項２記載の灯具ユニット。
4. 上記ガラス製レンズは、上記樹脂製レンズよりも外周側に突出している部位において上記レンズホルダに固定されている、ことを特徴とする請求項２または３記載の灯具ユニット。
5. 上記レンズホルダにおける周方向の複数箇所に貫通孔が形成されており、
   上記ガラス製レンズは、上記複数の貫通孔を介して配置された複数のクリップによって上記レンズホルダに固定されている、ことを特徴とする請求項４記載の灯具ユニット。
6. 上記空間光変調器は、上記光源からの光を反射させる複数の反射素子を備えており、上記各反射素子の角度位置として上記投影レンズへ向けて反射させる第１の角度位置と上記投影レンズから外れた方向へ向けて反射させる第２の角度位置とを選択的に採り得るように構成されており、
   上記レンズホルダは、金属製部材で構成されており、かつ、上記第２の角度位置にある反射素子からの反射光を遮光するように構成されている、ことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の灯具ユニット。

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