JP6162497B2 - Lamp unit and vehicle lamp - Google Patents
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Description
本発明はランプユニットに関し、特に車両用灯具に用いられるランプユニットに関する。 The present invention relates to a lamp unit, and more particularly to a lamp unit used in a vehicular lamp.
光源から出射した光を反射しながら回転軸を中心に一方向に回転する回転リフレクタを備える光学ユニットが知られている(特許文献1参照)。回転リフレクタには、反射した光が所望の配光パターンを形成する反射面が設けられたブレードが、回転軸の周方向に複数設けられている。このような光学ユニットは、回転リフレクタの一方向の回転により所望の配光パターンを形成することができるため、リフレクタの回転駆動部の負担が少ないという利点がある。 An optical unit including a rotating reflector that rotates in one direction around a rotation axis while reflecting light emitted from a light source is known (see Patent Document 1). The rotating reflector is provided with a plurality of blades provided in the circumferential direction of the rotating shaft, provided with a reflecting surface on which the reflected light forms a desired light distribution pattern. Since such an optical unit can form a desired light distribution pattern by rotating the rotating reflector in one direction, there is an advantage that the burden on the rotation driving unit of the reflector is small.
上記の光学ユニットでは、隣接するブレードの双方に同時に光が入射すると、異なる方向に2つの照射ビームが同時に出現するため、配光パターンの両端部が同時に光ることになる。このような場合、配光パターンの両端部の照射状態を独立に制御することが難しいという問題がある。 In the above optical unit, when light is incident on both adjacent blades at the same time, two irradiation beams appear in different directions at the same time, so that both ends of the light distribution pattern shine simultaneously. In such a case, there is a problem that it is difficult to independently control the irradiation state at both ends of the light distribution pattern.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転リフレクタを備えるランプユニットにおいて、隣接するブレードの双方に同時に光が入射することを抑制または防止する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for suppressing or preventing light from simultaneously entering both adjacent blades in a lamp unit including a rotating reflector. .
本発明のある態様のランプユニットは、光源と、回転軸を中心に回転する回転リフレクタと、を備える。回転リフレクタは、所定の角度だけ回転する間に光源から出射した光を反射して所望の配光パターンを形成する反射面を有する複数のブレードを回転軸の周方向に有している。ブレードは、ブレードの内側から外側に向かうにつれて光軸と反射面との角度は変わらず、回転軸を中心とする周方向に向かうにつれて光軸と反射面との角度が変化するように捩られた形状を有するとともに、隣接する一方のブレードの反射面に前記光源から光が入射しているときに隣接する他方のブレードの反射面に該光源からの光が入射しないように、少なくともいずれかのブレードの一部が切り欠かれている。 A lamp unit according to an aspect of the present invention includes a light source and a rotating reflector that rotates about a rotation axis. The rotating reflector has a plurality of blades having a reflecting surface that reflects light emitted from the light source while forming a desired light distribution pattern while rotating by a predetermined angle in the circumferential direction of the rotating shaft. The blade was twisted so that the angle between the optical axis and the reflecting surface did not change as it went from the inside to the outside of the blade, and the angle between the optical axis and the reflecting surface changed as it went in the circumferential direction around the rotation axis. At least one of the blades having a shape so that the light from the light source is not incident on the reflective surface of the other adjacent blade when the light from the light source is incident on the reflective surface of the adjacent blade A part of is cut out.
この態様によると、隣接する一方のブレードの反射面に光源から光が入射しているときに、隣接する他方のブレードの反射面に光が入射しないので、配光パターンの両端部が同時に光る現象を抑制または防止することができる。 According to this aspect, when light from the light source is incident on the reflective surface of one adjacent blade, the light is not incident on the reflective surface of the other adjacent blade, so that both end portions of the light distribution pattern are simultaneously illuminated. Can be suppressed or prevented.
ブレードの切り欠き部の周方向長さが、ブレードの内側から外側に向かうにつれて小さくなっていてもよい。 The circumferential length of the notch of the blade may be reduced from the inside to the outside of the blade.
ブレードの切り欠き部の後方に第2光源を設けてもよい。これによると、第2光源を使用して、第1の光源とは異なる機能を発揮させることができる。 You may provide a 2nd light source behind the notch part of a braid | blade. According to this, a function different from a 1st light source can be exhibited using a 2nd light source.
第2光源は、回転リフレクタが回転してブレードの切り欠き部が前方に位置する間に点灯してもよい。これによると、第2光源から出射した光が切り欠き部を通過して投影されるため、ブレードの反射面よって反射されない光を出すことができる。 The second light source may be lit while the rotary reflector rotates and the notch of the blade is positioned forward. According to this, since the light emitted from the second light source passes through the notch and is projected, light that is not reflected by the reflecting surface of the blade can be emitted.
第2光源からの光をブレードの切り欠き部に向けて反射する反射面を有する第2リフレクタをさらに備えてもよい。これによると、第2光源からの光の利用効率を高めることができる。 You may further provide the 2nd reflector which has a reflective surface which reflects the light from a 2nd light source toward the notch part of a braid | blade. According to this, the utilization efficiency of the light from the second light source can be increased.
第2光源が赤外線光源であってもよい。これによると、第1光源が消灯される領域を赤外線で照射して、カメラで撮像することができる。 The second light source may be an infrared light source. According to this, it is possible to irradiate the area where the first light source is turned off with infrared rays and take an image with the camera.
第2光源が半導体レーザ光源、または半導体レーザで蛍光体を励起発光する光源であってもよい。 The second light source may be a semiconductor laser light source or a light source that excites a phosphor with a semiconductor laser.
本発明の別の態様は、上述したランプユニットを用いた車両用灯具である。 Another aspect of the present invention is a vehicular lamp using the lamp unit described above.
本発明によれば、回転リフレクタを備えるランプユニットにおいて、隣接するブレードの双方に同時に光が入射することを抑制または防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a lamp unit provided with a rotation reflector, it can suppress or prevent that a light injects into both adjacent blades simultaneously.
以下、本発明を実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述される全ての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. Further, the embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
本発明のランプユニットは、種々の車両用灯具に用いることができる。以下では、車両用灯具のうち車両用前照灯に本発明のランプユニットを適用した場合について説明する。 The lamp unit of the present invention can be used for various vehicle lamps. Below, the case where the lamp unit of this invention is applied to the vehicle headlamp among vehicle lamps is demonstrated.
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る車両用前照灯の水平断面図である。車両用前照灯10は、自動車の前端部の右側に搭載される右側前照灯であり、左側に搭載される前照灯と左右対称である以外は同じ構造である。そのため、以下では、右側の車両用前照灯10について詳述し、左側の車両用前照灯については説明を省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a horizontal sectional view of a vehicle headlamp according to a first embodiment. The vehicle headlamp 10 is a right-hand headlamp mounted on the right side of the front end portion of the automobile, and has the same structure except that it is symmetrical to the headlamp mounted on the left side. Therefore, in the following, the right vehicle headlamp 10 will be described in detail, and the description of the left vehicle headlamp will be omitted.
図1に示すように、車両用前照灯10は、前方に向かって開口した凹部を有するランプボディ12を備えている。ランプボディ12は、その前面開口が透明な前面カバー14によって覆われて灯室16が形成されている。灯室16は、2つのランプユニット18、20が車幅方向に並んで配置された状態で収容される空間として機能する。 As shown in FIG. 1, the vehicle headlamp 10 includes a lamp body 12 having a recess opening forward. The lamp body 12 has a front opening covered with a transparent front cover 14 to form a lamp chamber 16. The lamp chamber 16 functions as a space in which the two lamp units 18 and 20 are accommodated in a state of being arranged side by side in the vehicle width direction.
これらランプユニットのうち外側、すなわち、右側の車両用前照灯10にあっては図1に示す上側に配置されたランプユニット20は、レンズを備えたランプユニットであり、可変ハイビームを照射するように構成されている。一方、これらランプユニットのうち内側、すなわち、右側の車両用前照灯10にあっては図1に示す下側に配置されたランプユニット18は、ロービームを照射するように構成されている。 Among the lamp units, the lamp unit 20 disposed on the outer side, that is, the upper side shown in FIG. 1 in the right vehicle headlamp 10 is a lamp unit having a lens so as to emit a variable high beam. It is configured. On the other hand, among these lamp units, in the vehicle headlamp 10 on the right side, the lamp unit 18 disposed on the lower side shown in FIG. 1 is configured to emit a low beam.
ロービーム用のランプユニット18は、リフレクタ22とリフレクタ22に支持された光源バルブ(白熱バルブ)24と、不図示のシェードとを有し、リフレクタ22は図示しない既知の手段、例えば、エイミングスクリューとナットを使用した手段によりランプボディ12に対して傾動自在に支持されている。 The low beam lamp unit 18 includes a reflector 22, a light source bulb (incandescent bulb) 24 supported by the reflector 22, and a shade (not shown). The reflector 22 is a known means (not shown) such as an aiming screw and a nut. Is supported so as to be tiltable with respect to the lamp body 12.
ランプユニット20は、図1に示すように、回転リフレクタ26と、LED28と、回転リフレクタ26の前方に配置された投影レンズとしての凸レンズ30と、を備える。なお、LED28の代わりにEL素子やLD素子などの半導体発光素子を光源として用いてもよい。また、LED28の代わりに、半導体レーザや、半導体レーザで蛍光体を励起発光する光源を用いてもよいし、これらとLEDの組み合わせを光源として用いてもよい。特に後述する配光パターンの一部を遮光するための制御には、点消灯が短時間に精度よく行える光源が好ましい。凸レンズ30の形状は、要求される配光パターンや照度分布などの配光特性に応じて適宜選択すればよいが、非球面レンズや自由曲面レンズが用いられる。本実施の形態では、凸レンズ30として非球面レンズを用いている。 As shown in FIG. 1, the lamp unit 20 includes a rotary reflector 26, an LED 28, and a convex lens 30 as a projection lens disposed in front of the rotary reflector 26. Instead of the LED 28, a semiconductor light emitting element such as an EL element or an LD element may be used as a light source. Further, instead of the LED 28, a semiconductor laser, a light source that excites a phosphor with a semiconductor laser, or a combination of these and an LED may be used as a light source. In particular, a light source that can be turned on and off accurately in a short time is preferable for the control for shielding a part of a light distribution pattern described later. The shape of the convex lens 30 may be appropriately selected according to the light distribution characteristics such as a required light distribution pattern and illuminance distribution, but an aspherical lens or a free-form surface lens is used. In the present embodiment, an aspheric lens is used as the convex lens 30.
回転リフレクタ26は、不図示のモータなどの駆動源により回転軸Rを中心に一方向に回転する。また、回転リフレクタ26は、LED28から出射した光を回転しながら反射し、所望の配光パターンを形成するように構成された反射面を備えている。実施の形態では、回転リフレクタ26が光学ユニットを構成している。 The rotary reflector 26 is rotated in one direction around the rotation axis R by a drive source such as a motor (not shown). The rotating reflector 26 includes a reflecting surface configured to reflect the light emitted from the LED 28 while rotating to form a desired light distribution pattern. In the embodiment, the rotary reflector 26 constitutes an optical unit.
図2は、本実施の形態に係る光学ユニットを含むランプユニット20の構成を模式的に示した上面図である。図3は、図1に示すA方向からランプユニット20を見た場合の側面図である。 FIG. 2 is a top view schematically showing the configuration of the lamp unit 20 including the optical unit according to the present embodiment. FIG. 3 is a side view when the lamp unit 20 is viewed from the direction A shown in FIG.
回転リフレクタ26は、反射面として機能する、形状の同じ3枚のブレード26aが筒状の回転部26bの周囲に設けられている。回転リフレクタ26の回転軸Rは、光軸Axに対して斜めになっており、光軸AxとLED28とを含む平面内に設けられている。換言すると、回転軸Rは、回転によって左右方向に走査するLED28の光(照射ビーム)の走査平面に略平行に設けられている。これにより、光学ユニットの薄型化が図られる。ここで、走査平面とは、例えば、走査光であるLED28の光の軌跡を連続的につなげることで形成される扇形の平面ととらえることができる。また、本実施の形態に係るランプユニット20においては、備えているLED28は比較的小さく、LED28が配置されている位置も回転リフレクタ26と凸レンズ30との間であって光軸Axよりずれている。そのため、従来のプロジェクタ方式のランプユニットのように、光源とリフレクタとレンズとが光軸上に一列に配列されている場合と比較して、車両用前照灯10の奥行き方向(車両前後方向)を短くできる。 In the rotating reflector 26, three blades 26a having the same shape and functioning as a reflecting surface are provided around a cylindrical rotating portion 26b. A rotation axis R of the rotary reflector 26 is inclined with respect to the optical axis Ax, and is provided in a plane including the optical axis Ax and the LED 28. In other words, the rotation axis R is provided substantially parallel to the scanning plane of the light (irradiation beam) of the LED 28 that scans in the left-right direction by rotation. Thereby, thickness reduction of an optical unit is achieved. Here, the scanning plane can be regarded as, for example, a fan-shaped plane formed by continuously connecting the light traces of the LEDs 28 as scanning light. Further, in the lamp unit 20 according to the present embodiment, the LED 28 provided is relatively small, and the position where the LED 28 is disposed is also between the rotating reflector 26 and the convex lens 30 and deviated from the optical axis Ax. . Therefore, as compared with the case where the light source, the reflector, and the lens are arranged in a line on the optical axis as in a conventional projector-type lamp unit, the depth direction of the vehicle headlamp 10 (vehicle longitudinal direction) Can be shortened.
また、回転リフレクタ26のブレード26aの形状は、反射によるLED28の2次光源が凸レンズ30の焦点付近に形成されるように構成されている。また、ブレード26aは、回転軸を中心とする周方向に向かうにつれて光軸Axと反射面とがなす角が変化するように捩られた形状を有している。これにより、図2に示すようにLED28の光を用いた走査が可能となる。この点についてさらに詳述する。 Further, the shape of the blade 26 a of the rotary reflector 26 is configured such that the secondary light source of the LED 28 by reflection is formed near the focal point of the convex lens 30. The blade 26a has a shape twisted so that the angle formed by the optical axis Ax and the reflecting surface changes as it goes in the circumferential direction about the rotation axis. As a result, as shown in FIG. 2, scanning using the light of the LED 28 becomes possible. This point will be further described in detail.
図4(a)〜図4(e)は、本実施の形態に係るランプユニットにおいて回転リフレクタ26の回転角に応じたブレードの様子を示す斜視図である。図4(f)〜図4(j)は、図4(a)〜図4(e)の状態に対応して光源からの光を反射する方向が変化する点を説明するための図である。 FIG. 4A to FIG. 4E are perspective views showing the state of the blade according to the rotation angle of the rotary reflector 26 in the lamp unit according to the present embodiment. 4 (f) to 4 (j) are diagrams for explaining that the direction in which light from the light source is reflected changes corresponding to the states of FIGS. 4 (a) to 4 (e). .
図4(a)は、LED28が2つのブレード26a1、26a2の境界領域を照射するように配置されている状態を示している。この状態では、図4(f)に示すように、LED28の光は、ブレード26a1の反射面Sで光軸Axに対して斜めの方向に反射される。その結果、配光パターンが形成される車両前方の領域のうち、左右両端部の一方の端部領域が照射される。その後、回転リフレクタ26が回転し、図4(b)に示す状態になると、ブレード26a1が捩れているため、LED28の光を反射するブレード26a1の反射面S(反射角)が変化する。その結果、図4(g)に示すように、LED28の光は、図4(f)に示す反射方向よりも光軸Axに近い方向に反射される。 FIG. 4A shows a state where the LED 28 is arranged so as to irradiate the boundary region between the two blades 26a1 and 26a2. In this state, as shown in FIG. 4F, the light of the LED 28 is reflected in a direction oblique to the optical axis Ax by the reflecting surface S of the blade 26a1. As a result, one end region of the left and right ends of the vehicle front region where the light distribution pattern is formed is irradiated. Thereafter, when the rotary reflector 26 rotates and enters the state shown in FIG. 4B, the blade 26a1 is twisted, so that the reflection surface S (reflection angle) of the blade 26a1 that reflects the light of the LED 28 changes. As a result, as shown in FIG. 4G, the light from the LED 28 is reflected in a direction closer to the optical axis Ax than the reflection direction shown in FIG.
続いて、回転リフレクタ26が図4(c)、図4(d)、図4(e)に示すように回転すると、LED28の光の反射方向は、配光パターンが形成される車両前方の領域のうち、左右両端部の他方の端部に向かって変化することになる。本実施の形態に係る回転リフレクタ26は、120度回転することで、LED28の光によって前方を一方向(水平方向)に1回走査できるように構成されている。換言すると、1枚のブレード26aがLED28の前を通過することで、車両前方の所望の領域がLED28の光によって1回走査されることになる。なお、図4(f)〜図4(j)に示すように、2次光源(光源虚像)31は、凸レンズ30の焦点近傍で左右に移動している。ブレード26aの数や形状、回転リフレクタ26の回転速度は、必要とされる配光パターンの特性や走査される像のちらつきを考慮して実験やシミュレーションの結果に基づいて適宜設定される。また、種々の配光制御に応じて回転速度を変えられる駆動部としてモータが好ましい。これにより、走査するタイミングを簡便に変えることができる。このようなモータとしては、モータ自身から回転タイミング情報を得られるものが好ましい。具体的には、DCブラシレスモータが挙げられる。DCブラシレスモータを用いた場合、モータ自身から回転タイミング情報を得られるため、エンコーダなどの機器を省略することができる。 Subsequently, when the rotating reflector 26 rotates as shown in FIGS. 4C, 4D, and 4E, the light reflection direction of the LED 28 is an area in front of the vehicle where the light distribution pattern is formed. Of these, it changes toward the other end of the left and right ends. The rotating reflector 26 according to the present embodiment is configured to be able to scan forward in one direction (horizontal direction) once by the light of the LED 28 by rotating 120 degrees. In other words, when one blade 26 a passes in front of the LED 28, a desired area in front of the vehicle is scanned once by the light of the LED 28. As shown in FIGS. 4F to 4J, the secondary light source (light source virtual image) 31 moves to the left and right in the vicinity of the focal point of the convex lens 30. The number and shape of the blades 26a and the rotational speed of the rotary reflector 26 are appropriately set based on the results of experiments and simulations in consideration of the characteristics of the required light distribution pattern and the flicker of the scanned image. Moreover, a motor is preferable as a drive part which can change a rotational speed according to various light distribution control. Thereby, the scanning timing can be changed easily. As such a motor, a motor capable of obtaining rotation timing information from the motor itself is preferable. Specifically, a DC brushless motor is mentioned. When a DC brushless motor is used, rotation timing information can be obtained from the motor itself, so that devices such as an encoder can be omitted.
このように、本実施の形態に係る回転リフレクタ26は、ブレード26aの形状や回転速度を工夫することで、LED28の光を用いて車両前方を左右方向に走査することができる。図5(a)〜図5(e)は、回転リフレクタが図4(f)〜図4(j)の状態に対応した走査位置における投影イメージを示した図である。図の縦軸および横軸の単位は度(°)であり、照射範囲および照射位置を示している。図5(a)〜図5(e)に示すように、回転リフレクタ26の回転によって投影イメージは水平方向に移動する。 Thus, the rotating reflector 26 according to the present embodiment can scan the front of the vehicle in the left-right direction using the light of the LED 28 by devising the shape and rotation speed of the blade 26a. FIGS. 5A to 5E are diagrams showing projection images at the scanning position where the rotary reflector corresponds to the states of FIGS. 4F to 4J. The unit of the vertical axis and the horizontal axis in the figure is degree (°), and indicates the irradiation range and irradiation position. As shown in FIGS. 5A to 5E, the projection image moves in the horizontal direction by the rotation of the rotary reflector 26.
図6(a)は、本実施の形態に係る車両用前照灯を用いて光軸に対して左右±5度の範囲を走査した場合の配光パターンを示す図、図6(b)は、図6(a)に示す配光パターンの光度分布を示す図、図6(c)は、本実施の形態に係る車両用前照灯を用いて配光パターンのうち一箇所を遮光した状態を示す図、図6(d)は、図6(c)に示す配光パターンの光度分布を示す図、図6(e)は、本実施の形態に係る車両用前照灯を用いて配光パターンのうち複数箇所を遮光した状態を示す図、図6(f)は、図6(e)に示す配光パターンの光度分布を示す図である。 FIG. 6A is a diagram showing a light distribution pattern when a range of ± 5 degrees to the left and right of the optical axis is scanned using the vehicle headlamp according to the present embodiment, and FIG. The figure which shows the luminous intensity distribution of the light distribution pattern shown to Fig.6 (a), FIG.6 (c) is the state which light-shielded one place among the light distribution patterns using the vehicle headlamp which concerns on this Embodiment. FIG. 6 (d) is a diagram showing the luminous intensity distribution of the light distribution pattern shown in FIG. 6 (c), and FIG. 6 (e) is a diagram using the vehicle headlamp according to the present embodiment. FIG. 6 (f) is a diagram showing a light intensity distribution of the light distribution pattern shown in FIG. 6 (e).
図6(a)に示すように、本実施の形態に係る車両用前照灯10は、LED28の光を回転リフレクタ26で反射させ、反射した光で前方を走査することで実質的に矩形のハイビーム用配光パターンを形成することができる。このように、回転リフレクタ26の一方向の回転により所望の配光パターンを形成することができるため、共振ミラーのような特殊な機構による駆動が必要なく、また、共振ミラーのように反射面の大きさに対する制約が少ない。そのため、より大きな反射面を有する回転リフレクタ26を選択することで、光源から出射した光を照明に効率よく利用することができる。つまり、配光パターンにおける最大光度を高めることができる。なお、本実施の形態に係る回転リフレクタ26は、凸レンズ30の直径とほぼ同じ直径であり、ブレード26aの面積もそれに応じて大きくすることが可能である。 As shown in FIG. 6A, the vehicular headlamp 10 according to the present embodiment reflects the light of the LED 28 with a rotating reflector 26 and scans the front with the reflected light to form a substantially rectangular shape. A high-beam light distribution pattern can be formed. In this way, since a desired light distribution pattern can be formed by rotating the rotating reflector 26 in one direction, there is no need for driving by a special mechanism such as a resonant mirror, and the reflecting surface of the reflecting mirror is not required. There are few restrictions on size. Therefore, by selecting the rotating reflector 26 having a larger reflecting surface, the light emitted from the light source can be efficiently used for illumination. That is, the maximum luminous intensity in the light distribution pattern can be increased. Note that the rotating reflector 26 according to the present embodiment has substantially the same diameter as the convex lens 30, and the area of the blade 26a can be increased accordingly.
また、本実施の形態に係る光学ユニットを備えた車両用前照灯10は、LED28の点消灯のタイミングや発光度の変化を回転リフレクタ26の回転と同期させることで、図6(c)、図6(e)に示すように任意の領域が遮光されたハイビーム用配光パターンを形成することができる。また、回転リフレクタ26の回転に同期させてLED28の発光光度を変化(点消灯)させてハイビーム用配光パターンを形成する場合、光度変化の位相をずらすことで配光パターン自体をスイブルするような制御も可能である。 In addition, the vehicle headlamp 10 including the optical unit according to the present embodiment synchronizes the turn-on / off timing of the LED 28 and the change in the luminous intensity with the rotation of the rotary reflector 26, so that FIG. As shown in FIG. 6E, a high beam light distribution pattern in which an arbitrary region is shielded can be formed. Further, when the luminous intensity of the LED 28 is changed (turned on and off) in synchronization with the rotation of the rotary reflector 26 to form a high-beam distribution pattern, the distribution pattern itself is swiveled by shifting the phase of the luminous intensity change. Control is also possible.
上述のように、本実施の形態に係る車両用前照灯は、LEDの光を走査することで配光パターンを形成するとともに、発光光度の変化を制御することで配光パターンの一部に任意に遮光部を形成することができる。そのため、複数のLEDの一部を消灯して遮光部を形成する場合と比較して、少ない数のLEDで所望の領域を精度よく遮光することができる。また、車両用前照灯10は、複数の遮光部を形成することができるため、前方に複数の車両が存在する場合であっても、個々の車両に対応する領域を遮光することが可能となる。 As described above, the vehicle headlamp according to the present embodiment forms a light distribution pattern by scanning the light of the LED, and controls a change in the light emission intensity so as to be a part of the light distribution pattern. A light shielding portion can be arbitrarily formed. Therefore, as compared with the case where a part of the plurality of LEDs is turned off and the light shielding portion is formed, a desired area can be shielded with high accuracy by a small number of LEDs. In addition, since the vehicle headlamp 10 can form a plurality of light shielding portions, even if there are a plurality of vehicles ahead, it is possible to shield a region corresponding to each vehicle. Become.
また、車両用前照灯10は、基本となる配光パターンを動かさずに遮光制御することが可能なため、遮光制御時にドライバに与える違和感を低減できる。また、ランプユニット20を動かさずに配光パターンをスイブルすることができるため、ランプユニット20の機構を簡略化することができる。そのため、車両用前照灯10は、配光可変制御のための駆動部としては回転リフレクタ26の回転に必要なモータを有していればよく、構成の簡略化と低コスト化、小型化が図られている。 Moreover, since the vehicle headlamp 10 can perform the light shielding control without moving the basic light distribution pattern, it is possible to reduce a sense of discomfort given to the driver during the light shielding control. Moreover, since the light distribution pattern can be swiveled without moving the lamp unit 20, the mechanism of the lamp unit 20 can be simplified. For this reason, the vehicle headlamp 10 only needs to have a motor necessary for the rotation of the rotary reflector 26 as a drive unit for variable light distribution control, which simplifies the configuration, reduces costs, and reduces the size. It is illustrated.
また、本実施の形態に係る回転リフレクタ26は、図1や図2に示すように、その前面にLED28が配置されており、LED28に向かって風を送る送る冷却ファンを兼ねている。そのため、冷却ファンと回転リフレクタを別個に設ける必要がなく、光学ユニットの構成を簡略化できる。また、回転リフレクタ26で生じた風によりLED28を空冷することで、LED28を冷却するためのヒートシンクを省略あるいは小型化することが可能となり、光学ユニットの小型化や低コスト化、軽量化が図られる。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the rotating reflector 26 according to the present embodiment has an LED 28 disposed on the front surface thereof, and also serves as a cooling fan that sends air toward the LED 28. Therefore, it is not necessary to separately provide a cooling fan and a rotating reflector, and the configuration of the optical unit can be simplified. In addition, the LED 28 is air-cooled by the wind generated by the rotary reflector 26, whereby the heat sink for cooling the LED 28 can be omitted or reduced in size, and the optical unit can be reduced in size, cost, and weight. .
なお、このような冷却ファンは、必ずしも光源に向かって直接風を送る機能を有していなくてもよく、ヒートシンクなどの放熱部に対流を生じさせるものでもよい。例えば、回転リフレクタ26による風がLED28とは別に設けられているヒートシンクなどの放熱部の近傍に対流を生じさせることで、LED28の冷却を行うように回転リフレクタ26やヒートシンクの配置を設定してもよい。なお、放熱部は、ヒートシンクのように別体の部材だけでなく、光源の一部であってもよい。 Note that such a cooling fan does not necessarily have a function of directly sending wind toward the light source, and may be one that causes convection in a heat radiating part such as a heat sink. For example, even if the arrangement of the rotary reflector 26 and the heat sink is set so that the LED 28 is cooled by causing convection in the vicinity of a heat radiating part such as a heat sink provided separately from the LED 28 by the wind from the rotary reflector 26. Good. The heat radiating part may be a part of the light source as well as a separate member such as a heat sink.
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態に係るランプユニットでは、隣接するブレードの双方に同時に光が入射すると、異なる方向に2つの照射ビームが同時に出現するため、配光パターンの両端部が同時に光ることになる。このような場合、配光パターンの両端部の照射状態を独立に制御することが難しい。そこで、隣接するブレードの双方に同時に光が入射するようなタイミングで光源を消灯することで、配光パターンの両端部を同時に照射しないようにしている。一方、前述のタイミングで光源を一時的に消灯すると、配光パターンの両端部の明るさがある程度低下してしまうという問題がある。
(Second Embodiment)
In the lamp unit according to the first embodiment, when light is simultaneously incident on both adjacent blades, two irradiation beams appear simultaneously in different directions, so that both ends of the light distribution pattern are simultaneously illuminated. In such a case, it is difficult to independently control the irradiation state at both ends of the light distribution pattern. Therefore, the light source is turned off at a timing at which light is incident on both adjacent blades simultaneously, so that both ends of the light distribution pattern are not irradiated simultaneously. On the other hand, if the light source is temporarily turned off at the above timing, there is a problem that the brightness at both ends of the light distribution pattern is reduced to some extent.
そこで、第2の実施の形態に係る回転リフレクタでは、隣接するブレード間に切り欠き部を設けることで、隣接するブレードの双方に同時に光が入射しないようにした。 Therefore, in the rotary reflector according to the second embodiment, a notch is provided between adjacent blades so that light is not incident on both adjacent blades simultaneously.
図7は、第2の実施の形態に係る回転リフレクタ126の斜視図である。回転リフレクタ126は、所定の角度だけ回転する間に光源から出射した光を反射して所望の配光パターンを形成する反射面を有するブレード126aを、筒状の回転部126bの周方向に複数(図7では3枚)有している。これらのブレード126aの形状は、第1の実施の形態の回転リフレクタ26のブレード26aと同様に、反射による2次光源が凸レンズ156(図8参照)の焦点付近に形成されるように構成されている。また、ブレード126aは、回転軸を中心とする周方向に向かうにつれて光軸Axと反射面とがなす角が変化するように捩られた形状を有している。 FIG. 7 is a perspective view of the rotary reflector 126 according to the second embodiment. The rotating reflector 126 includes a plurality of blades 126a having a reflecting surface that reflects light emitted from the light source while rotating by a predetermined angle to form a desired light distribution pattern in the circumferential direction of the cylindrical rotating portion 126b ( 3 in FIG. 7). The shapes of these blades 126a are configured such that a secondary light source by reflection is formed in the vicinity of the focal point of the convex lens 156 (see FIG. 8), similarly to the blade 26a of the rotary reflector 26 of the first embodiment. Yes. The blade 126a has a twisted shape so that the angle formed by the optical axis Ax and the reflecting surface changes in the circumferential direction about the rotation axis.
第1の実施の形態とは異なり、2枚のブレード126a同士が隣接する辺では、一方のブレードの端部に切り欠き部126cが設けられている。切り欠き部126cは、隣接する2枚のブレード126aの境界付近が光源の上方に位置する間、一方のブレードの反射面に光源からの光が入射しているときに、他方のブレードの反射面に光源からの光が入射せず、切り欠き部126cを通って回転リフレクタ126を通過するような形状にされている。これにより、隣接する一方のブレードの反射面で光が反射しているときに、他方のブレードの反射面による光の反射がほとんどまたは全く生じなくなる。 Unlike the first embodiment, a notch 126c is provided at the end of one blade on the side where the two blades 126a are adjacent to each other. The notch 126c is formed so that the light from the light source is incident on the reflective surface of one blade while the vicinity of the boundary between the two adjacent blades 126a is located above the light source. The light from the light source is not incident on the light source and passes through the rotary reflector 126 through the notch 126c. As a result, when light is reflected by the reflecting surface of one adjacent blade, little or no light is reflected by the reflecting surface of the other blade.
こうすることで、隣接するブレードの双方に光源からの光が同時に入射する時間がほぼゼロになるので、これに応じて光源を消灯する必要がなくなるか、あるいは消灯時間を短縮することができ、照射効率の低下を最小限に抑えることができる。 By doing this, the time from which the light from the light source is simultaneously incident on both adjacent blades becomes almost zero, so it is not necessary to turn off the light source or the turn-off time can be shortened accordingly. Reduction in irradiation efficiency can be minimized.
反射面に入射する光線経路を考慮すると、各ブレード126aの切り欠き部126cの周方向長さ(図7中のL)は、ブレードの内側から外側に向かうにつれて小さくなるように形成することが好ましい。 Considering the path of light rays incident on the reflecting surface, it is preferable to form the circumferential length (L in FIG. 7) of the notch 126c of each blade 126a so as to decrease from the inside to the outside of the blade. .
図8は、第2の実施の形態に係るランプユニット120を含む構成を模式的に示した上面図である。このランプユニット120は、第1の実施の形態に係るランプユニット20を置換することができる。 FIG. 8 is a top view schematically showing a configuration including the lamp unit 120 according to the second embodiment. The lamp unit 120 can replace the lamp unit 20 according to the first embodiment.
ランプユニット120は、前述の回転リフレクタ126と、光源としてのLED等の半導体発光素子130と、を備えている。ランプユニット120においては、回転リフレクタ126の回転軸Rがランプユニット120の光軸Axに対して斜めになるように、回転リフレクタ126が配置されている。 The lamp unit 120 includes the rotary reflector 126 described above and a semiconductor light emitting element 130 such as an LED as a light source. In the lamp unit 120, the rotating reflector 126 is arranged so that the rotation axis R of the rotating reflector 126 is inclined with respect to the optical axis Ax of the lamp unit 120.
図8では、隣接するブレード126a1、126a2において、手前側のブレード126a2に切り欠き部126cが設けられている。隣接するブレード126a1、126a2の境界付近が発光素子130の上方に位置するとき、奧側のブレード126a1の反射面では発光素子130からの光が反射され、反射光が凸レンズ156に入射する(図8中の光線A1)。一方、手前側のブレード126a2では発光素子130からの光が切り欠き部126cを通過する(図8中の光線A2)ので、隣接するブレードの双方に同時に光が入射するのを回避することができる。 In FIG. 8, in adjacent blades 126a1 and 126a2, a notch 126c is provided in the front blade 126a2. When the vicinity of the boundary between the adjacent blades 126a1 and 126a2 is positioned above the light emitting element 130, the light from the light emitting element 130 is reflected by the reflection surface of the blade 126a1 on the heel side, and the reflected light enters the convex lens 156 (FIG. 8). Middle light ray A1). On the other hand, in the front blade 126a2, the light from the light emitting element 130 passes through the notch 126c (light ray A2 in FIG. 8), so that it is possible to avoid the simultaneous incidence of light on both adjacent blades. .
切り欠き部126cの周方向の長さが大きくなるほど、投影される配光パターンの端部の明るさが低下してしまうので、許容される明るさの低下の程度に応じて、切り欠き部126cの周方向長さを選択することが好ましい。 As the circumferential length of the cutout portion 126c increases, the brightness of the end portion of the projected light distribution pattern decreases. Therefore, the cutout portion 126c depends on the allowable reduction in brightness. It is preferable to select the circumferential length.
車両の正面側から見て、ブレード126aの切り欠き部126cの背後に当たる位置に、第2光源として機能する第2発光素子132を設けてもよい。第2発光素子132は、回転リフレクタ126の回転中に、ブレード126aの切り欠き部126cが第2発光素子132の前方に位置する間だけ点灯するように制御される。こうすると、第2発光素子132から出射した光は、ブレード126aの反射面により反射されることなく、切り欠き部126cを通過して、凸レンズ156に直接入射するようになる(図8中の光線B)。 You may provide the 2nd light emitting element 132 which functions as a 2nd light source in the position which hits behind the notch 126c of the braid | blade 126a seeing from the front side of a vehicle. The second light emitting element 132 is controlled to light up only while the notch 126c of the blade 126a is positioned in front of the second light emitting element 132 while the rotary reflector 126 is rotating. As a result, the light emitted from the second light emitting element 132 passes through the notch 126c and is directly incident on the convex lens 156 without being reflected by the reflecting surface of the blade 126a (the light beam in FIG. 8). B).
第2発光素子132からの光は、様々な用途で利用することができる。例えば、第2発光素子132が凸レンズ156の焦点付近に配置される場合、第2発光素子132の前方をブレード126aの切り欠き部126cが通過する間だけ、非常に短時間であるが、異なる配光パターンを形成することができる。また、第2発光素子132を赤外線発光素子にしてもよい。この場合、赤外光をナイトビジョンとして利用することができる。また、第2発光素子132の代わりに、半導体レーザや、半導体レーザで蛍光体を励起発光する光源を第2光源として用いてもよいし、これらとLEDの組み合わせを第2光源として用いてもよい。 The light from the second light emitting element 132 can be used for various purposes. For example, when the second light emitting element 132 is disposed in the vicinity of the focal point of the convex lens 156, it is a very short time only while the notch 126c of the blade 126a passes in front of the second light emitting element 132, but the arrangement is different. An optical pattern can be formed. The second light emitting element 132 may be an infrared light emitting element. In this case, infrared light can be used as night vision. Further, instead of the second light emitting element 132, a semiconductor laser or a light source that excites and emits phosphor with the semiconductor laser may be used as the second light source, or a combination of these and the LED may be used as the second light source. .
第2発光素子132からの光をブレード126aの切り欠き部126cに向けて反射する反射面を有する第2リフレクタ(図示せず)をさらに設けてもよい。これによって、第2発光素子132からの光の利用効率を高めることができる。 You may further provide the 2nd reflector (not shown) which has a reflective surface which reflects the light from the 2nd light emitting element 132 toward the notch part 126c of the blade 126a. Thereby, the utilization efficiency of the light from the 2nd light emitting element 132 can be improved.
第2発光素子132からの光がブレード126aの反射面で反射されても、光の漏れ等が問題にならない場合は、回転リフレクタ126の回転中に第2発光素子132を常時点灯させておいてもよい。 Even if the light from the second light emitting element 132 is reflected by the reflecting surface of the blade 126a, if the light leakage or the like is not a problem, the second light emitting element 132 is always turned on while the rotating reflector 126 is rotating. Also good.
図9は、第3の実施の形態に係る回転リフレクタ226の斜視図である。この回転リフレクタ226は、第2の実施の形態に係るランプユニット120において、図7で説明した回転リフレクタ126を置換することができる。 FIG. 9 is a perspective view of the rotary reflector 226 according to the third embodiment. The rotating reflector 226 can replace the rotating reflector 126 described in FIG. 7 in the lamp unit 120 according to the second embodiment.
回転リフレクタ226は、所定の角度だけ回転する間に光源から出射した光を反射して所望の配光パターンを形成する反射面を有するブレード226aを、筒状の回転部226bの周方向に複数(図9では3枚)有している。これらのブレード226aの形状は、第1の実施の形態の回転リフレクタ26のブレード26aと同様に、反射による2次光源が凸レンズ156(図8参照)の焦点付近に形成されるように構成されている。また、ブレード226aは、回転軸を中心とする周方向に向かうにつれて光軸Axと反射面とがなす角が変化するように捩られた形状を有している。 The rotating reflector 226 includes a plurality of blades 226a having a reflecting surface that reflects light emitted from the light source while rotating by a predetermined angle to form a desired light distribution pattern in the circumferential direction of the cylindrical rotating portion 226b ( 3 in FIG. 9). The shape of these blades 226a is configured such that the secondary light source by reflection is formed near the focal point of the convex lens 156 (see FIG. 8), as with the blade 26a of the rotary reflector 26 of the first embodiment. Yes. The blade 226a has a twisted shape so that the angle formed by the optical axis Ax and the reflecting surface changes in the circumferential direction about the rotation axis.
第1および第2の実施の形態とは異なり、2枚のブレード226a同士が隣接する辺では、両方のブレードの端部が同方向に曲がる曲線状に形成されており、ブレードの端部間に、第2の実施の形態における切り欠き部126cよりも大きな切り欠き部226cが形成されている。この切り欠き部226cは、第2の実施の形態と同様に、隣接する2枚のブレード226aの境界付近が光源の上方に位置する間、一方のブレードの反射面に光源からの光が入射しているときに、他方のブレードの反射面に光源からの光が入射せず、切り欠き部226cを通って回転リフレクタ226を通過するような形状にされている。これにより、隣接する一方のブレードの反射面で光が反射しているときに、他方のブレードの反射面による光の反射がほとんどまたは全く生じなくなる。 Unlike the first and second embodiments, at the side where the two blades 226a are adjacent to each other, the end portions of both blades are formed in a curved shape that bends in the same direction, and between the end portions of the blades. A notch 226c larger than the notch 126c in the second embodiment is formed. As in the second embodiment, the notch 226c allows light from the light source to enter the reflecting surface of one blade while the vicinity of the boundary between the two adjacent blades 226a is positioned above the light source. In this case, the light from the light source does not enter the reflecting surface of the other blade and passes through the rotary reflector 226 through the notch 226c. As a result, when light is reflected by the reflecting surface of one adjacent blade, little or no light is reflected by the reflecting surface of the other blade.
こうすることで、隣接するブレードの双方に光源からの光が同時に入射する時間がほぼゼロになるので、これに応じて光源を消灯する必要がなくなるか、あるいは消灯時間を短縮することができ、照射効率の低下を最小限に抑えることができる。 By doing this, the time from which the light from the light source is simultaneously incident on both adjacent blades becomes almost zero, so it is not necessary to turn off the light source or the turn-off time can be shortened accordingly. Reduction in irradiation efficiency can be minimized.
反射面に入射する光線経路を考慮すると、各切り欠き部226cの周方向長さは、ブレードの内側から外側に向かうにつれて小さくなるように形成することが好ましい。 Considering the path of light rays incident on the reflecting surface, the circumferential length of each notch 226c is preferably formed so as to decrease from the inside toward the outside of the blade.
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。 As described above, the present invention has been described with reference to the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configurations of the embodiments are appropriately combined or replaced. Those are also included in the present invention. Further, it is possible to appropriately change the combination and processing order in each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art and to add various modifications such as various design changes to each embodiment. Embodiments to which is added can also be included in the scope of the present invention.
上述の各実施の形態では、ランプユニットを車両用灯具に適用した場合について説明したが、必ずしもこの分野への適用に限らない。例えば、種々の配光パターンを切り替えて照明を行う舞台や娯楽施設における照明器具に適用してもよい。従来、このような分野の照明器具は、照明方向を変えるための大掛かりな駆動機構が必要あったが、上述の実施の形態に係るランプユニットであれば、回転リフレクタの回転と光源の点消灯で様々な配光パターンを形成できるため、大掛かりな駆動機構が不要であり、小型化が可能である。 In each of the above-described embodiments, the case where the lamp unit is applied to a vehicular lamp has been described. However, the application is not necessarily limited to this field. For example, the present invention may be applied to a lighting apparatus in a stage or entertainment facility where lighting is performed by switching various light distribution patterns. Conventionally, lighting fixtures in such fields require a large drive mechanism for changing the illumination direction. However, in the lamp unit according to the above-described embodiment, the rotating reflector and the light source are turned on and off. Since various light distribution patterns can be formed, a large-scale driving mechanism is unnecessary, and the size can be reduced.
10 車両用前照灯、 120 ランプユニット、 126 回転リフレクタ、 126a ブレード、 126c 切り欠き部、 130 半導体発光素子、 132 第2発光素子、 156 凸レンズ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle headlamp, 120 Lamp unit, 126 Rotating reflector, 126a Blade, 126c Notch, 130 Semiconductor light emitting element, 132 2nd light emitting element, 156 Convex lens.
Claims (8)
回転軸を中心に回転する回転リフレクタと、を備え、
前記回転リフレクタは、所定の角度だけ回転する間に前記光源から出射した光を反射して所望の配光パターンを形成する反射面を有する複数のブレードを回転軸の周方向に有しており、
前記ブレードは、回転軸を中心とする周方向に向かうにつれて光軸と前記反射面とがなす角が変化するように捩られた形状を有するとともに、隣接する一方のブレードの反射面に前記光源から光が入射しているときに隣接する他方のブレードの反射面に該光源からの光が入射しないように、少なくともいずれかのブレードの一部が切り欠かれている
ことを特徴とするランプユニット。 A light source;
A rotating reflector that rotates about a rotation axis;
The rotating reflector has a plurality of blades having a reflecting surface for reflecting a light emitted from the light source to form a desired light distribution pattern while rotating by a predetermined angle in the circumferential direction of the rotating shaft,
The blade has a shape that is twisted so that an angle formed by the optical axis and the reflective surface changes as it goes in the circumferential direction about the rotation axis, and the reflective surface of one of the adjacent blades from the light source. A lamp unit, wherein at least a part of one of the blades is cut off so that light from the light source does not enter the reflecting surface of the other adjacent blade when light is incident.
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