JP6254810B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

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Description

本発明は、光偏向装置を使用する車両用前照灯に関する。
多数個の微小ミラー素子がそれぞれ傾倒可能に配置されており、微小ミラー素子の傾倒角度を第１傾倒角度と第２傾倒角度とにデジタル的に切り替えて、光源からの光の反射方向をＯＮの第１反射方向とＯＦＦの第２反射方向とに適宜変化させることができる、光偏向装置が知られている。
特許文献１には、少なくとも一つの光源により反射された光の光路中に配置される反射性の光偏向装置を有し、光偏向装置に当たる光が、照明装置から出射する光束を形成するように反射可能である車両用照明装置が開示されている。
特開平０９−１０４２８８号公報
一般的に、上記のような光偏向装置を使用する灯具では、同一の筐体内に光偏向装置および発光ダイオードなどの光源が配置されている。このような構成では、光源からの発熱による空気の対流が光偏向装置の表面付近で発生しやすい。このため、空気により運ばれた埃や揮発物質等の付着によって光偏向装置の表面が汚損され、光量が低下したり、配光パターン上に影が発生したりするおそれがある。
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、車両用前照灯内の光偏向装置の表面の汚損を防止または軽減する技術を提供することにある。
本発明のある態様の車両用前照灯は、光源と、入射した光を前方に投影する投影光学部材と、光源から出射した光を投影光学部材外に反射させる第１状態と、投影光学部材に向けて反射させる第２状態と、を個別に切り替え可能な複数の光学素子が配列されてなる光偏向装置と、光偏向装置が内部に配置され、開口部に投影光学部材が配置される筒状の筐体と、を備える。筐体のうち、光偏向装置に入射する光線の経路と交差する部分が透明にされている。
この態様によると、発熱源となる光源から筐体によって光偏向装置が隔絶されているため、光偏向装置の表面付近での空気の対流が防止され、埃や揮発物質の付着による光偏向装置表面の汚損を防止または軽減することができる。
本発明によれば、車両用前照灯内の光偏向装置の表面の汚損を防止または軽減することができる。
本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の概略構造を示す鉛直断面図である。 光偏向装置の概略断面図である。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用前照灯１の概略構造を示す鉛直断面図である。車両用前照灯１は、車両前方の左右に一つずつ配置される。なお、左右の車両用前照灯は、一部の部品が左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成である。
車両用前照灯１は、車両前方側に開口部を有する略円筒形の筐体６０を備える。筐体６０の開口部には、投影光学部材５０が取り付けられる。
光源１０は、ＬＥＤ（Light emitting diode）、ＬＤ（Laser diode）、ＥＬ（Electroluminescence）素子等の半導体発光素子や、電球、白熱灯（ハロゲンランプ）、放電灯（ディスチャージランプ）等を用いることができる。
反射光学部材２０は、光源１０から出射した光を光偏向装置３０の反射面に導くように構成されており、例えば、中実導光体や、内面が所定の反射面となっている反射鏡等が用いられる。なお、光源１２から出射した光を光偏向装置３０の反射面に直接導ける場合は、反射光学部材２０を設けなくてもよい。
光源１０と反射光学部材２０は、筐体６０の下部に取り付けられる第２筐体７０内に収容されている。
光偏向装置３０は、投影光学部材５０の光軸上に配置され、光源１０から出射した光を選択的に投影光学部材５０へ反射するように構成されている。光偏向装置３０は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）等の複数の微小ミラーをアレイ（マトリックス）状に配列したものである。
図２は、光偏向装置３０の概略断面図である。光偏向装置３０は、複数の微小なミラー素子３２がマトリックス状に配列されたマイクロミラーアレイ３４と、ミラー素子３２の反射面３２ａの前方側（図２では右側）に配置された透明カバー部材３６と、を有する。ミラー素子３２は略正方形であり、水平方向に延びミラー素子をほぼ等分する回動軸３２ｂを有している。
光偏向装置３０の各ミラー素子３２は、光源から出射した光を投影光学部材外に反射する第１のＯＦＦ状態（図２に点線で表す）と、光源から出射した光を投影光学部材に向けて反射する第２のＯＮ状態（図２に実線で表す）と、の間で個別に切り替え可能に構成されている。
図１には、光偏向装置３０のミラー素子３２をＯＦＦ状態にしたときの光偏向装置３０による反射光（点線で表す）と、ＯＮ状態にしたときの光偏向装置３０による反射光（実線で表す）とが示されている。このように、光偏向装置３０は、光の反射方向を選択的に変えることができる。
投影光学部材５０は、例えば、前方側表面および後方側表面が自由曲面形状を有する自由曲面レンズからなり、投影光学部材５０の後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影光学部材５０は、その後方焦点が車両用前照灯１の光軸上、かつ光偏向装置３０のマイクロミラーアレイ３４の反射面の近傍に位置するように配置される。
光源１０の出射強度調節および光偏向装置３０の各ミラー素子のオン／オフ制御は、制御部３００により実行される。制御部３００は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。制御部３００は、撮像装置３１２に接続された画像処理装置３１０、ステアリングセンサ３２０、ナビゲーションシステム３３０、図示しないライトスイッチ、車速センサ、加速度センサ等から、車速情報、車両姿勢情報を含む情報を受信する。そして、制御部３００は、受信した情報に応じて、光源１０および光偏向装置３０に各種の制御信号を送信する。
筐体６０のうち、少なくとも反射光学部材２０から光偏向装置３０へ入射する光線と交差する部分６２は、透明になっている。透明の交差部分６２は、筐体６０に予め形成されている開口部にガラスや樹脂等の透明部材を嵌め込んで構成されてもよいし、周知の二色成形により作成されてもよい。さらに、交差部分６２には、ＡＲコート等の反射防止処理を施すことが好ましい。
また、筐体６０のうち、光偏向装置３０のミラー素子３２をＯＦＦ状態にしたときに光偏向装置により反射される光の当たる部分６４は不透明にされ、無反射塗装が施されている。これは、ＯＦＦ状態のときに部分６４で光が反射されて灯具前方に投影されることを防止するためである。しかしながら、現実には部分６４以外にも光が漏れる場合もあるので、交差部分６２以外の筐体６０の全体が不透明であり、内面に無反射塗装が施されていることが好ましい。
上記のように、発熱源となる光源１０から筐体６０によって光偏向装置３０が別の空間内に隔絶されているため、光源１０の発熱に起因する空気の対流が、光偏向装置３０の収容されている筐体６０内部の空気を移動させることはない。したがって、埃や接着剤等の揮発物質の付着による光偏向装置の透明カバー部材３６の表面の汚損を防止または軽減することができ、ひいては車両用前照灯の光量の低下や、配光パターン上での影の発生を防止することができる。また、筐体６０内に乾燥剤等を配置して十分に除湿しておけば、透明カバー部材３６の表面での結露も防止できる。
光偏向装置３０の汚損を防止するには、光偏向装置の周りのみを透明カバーで覆う方法も考えられる。しかしながら、この方法では、光線が入射時と出射時の二回、透明カバーを横切ることになり、光束の損失が大きくなる。本実施形態の方法では、透明部材の横断が一回で済むという利点がある。
投影光学部材５０と筐体６０は、一体的に成形されてもよい。こうすると、筐体６０の気密度が向上し、外部からの不純物の流入をより確実に防止できる。また、筐体６０は、例えば交差部分６２と投影光学部材５０との間に開口を有していてもよい。
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明した。本発明は上述の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。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。
１ 車両用前照灯、 １０ 光源、 ２０ 反射光学部材、 ３０ 光偏向装置、 ３２ ミラー素子、 ３４ マイクロミラーアレイ、 ５０ 投影光学部材、 ６０ 筐体、 ６２ 交差部分。

Claims (4)

  1. 光源と、
    入射した光を前方に投影する投影光学部材と、
    前記光源から出射した光を前記投影光学部材外に反射させる第１状態と、前記投影光学部材に向けて反射させる第２状態と、を個別に切り替え可能な複数の光学素子が配列されてなる光偏向装置と、
    前記光偏向装置が内部に配置され、開口部に前記投影光学部材が配置される筒状の筐体と、
    を備え、
    前記光源は、前記光偏向装置の下方に位置し、かつ、前記光偏向装置とは別の空間に隔絶されており、
    前記筐体のうち、前記光偏向装置に入射する光線の経路と交差する部分が透明であることを特徴とする車両用前照灯。
  2. 前記筐体のうち、前記光偏向装置が第１状態にあるときに該光偏向装置により反射された光の当たる部分が不透明であることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
  3. 前記交差する部分以外の筐体が不透明であることを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
  4. 前記投影光学部材と前記筐体とが一体に成形されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用前照灯。
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