JP7299913B2 - 車両用灯具および回転リフレクタ - Google Patents

Description

本発明は、光学ユニットを備えた車両用灯具に関する。また、本発明は、光学ユニットの部品に関し、例えば、光源から出射した光を反射しながら回転軸を中心に回転する回転リフレクタに関する。

従来、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た光学ユニットが考案されている（特許文献１参照）。この光学ユニットが備える回転リフレクタは、回転しながら反射した光源の光が所望の配光パターンを形成するよう反射面が設けられている。

また、この光学ユニットが備える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。

また、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。そこで、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該光源からの光が入射しないように、ブレードの一部が切り欠かれている（特許文献２参照）。

国際公開第１１／１２９１０５号 特開２０１５－５４２８号公報

しかしながら、回転リフレクタの反射面は必ずしも平坦ではなく、回転しながら反射した光源の光で車両前方を走査しても、配光パターンが水平方向にきれいな形状とならない場合がある。

また、ブレードの一部を切り欠くと、ブレードの剛性が低下してしまう。一方で、ブレードの剛性を高めるためにブレード間を接続する接続面を設けると、接続面で反射された光がグレアとなる場合がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、所望の形状の配光パターンを得るための新たな技術を提供することにある。また、その例示的な目的の一つは、ブレードの剛性を低下させずにグレアを抑制する新たな技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、光学ユニットを備えた車両用灯具である。光学ユニットは、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と、水平方向に向かってライン状に配列された複数の発光素子からなる光源と、を備える。回転リフレクタは、回転しながら反射した光源の光が前方を走査することで所望の配光パターンを形成するように捩られた反射面を有する。複数の発光素子は、反射面の外側で反射される光を発する外側発光素子の上下位置よりも、反射面の内側で反射される光を発する内側発光素子の上下位置が下になるように配列されている。

この態様によると、回転リフレクタの平坦でない捩れた反射面で反射された光源の像のズレを考慮して一部の発光素子の上下位置を調整している。これにより、所望の形状の配光パターンを形成できる。

複数の発光素子は、水平方向に一直線に配列している場合と比較して、回転リフレクタで反射された、複数の発光素子が出射するそれぞれの光が前方を走査することで形成される部分配光パターンの重なりが多くなるように、水平方向に向かってライン状に配列されていてもよい。これにより、部分配光パターンの重なりが多くなり、明るい配光パターンが得られる。ここで、ライン状とは、必ずしも全ての発光素子が一直線上に並んでいなくてもよく、複数の発光素子の上下位置が徐々に（段階的に）変化していてもよい。また、複数の素子の一部の上下位置が同じであってもよい。

複数の発光素子は、端から順に第１～第ｎの発光素子を有してもよい。第１～第ｎの発光素子は、基準の上下位置から下への変位量ｄ_１～ｄ_ｎが以下の式（１）を満たしてもよい。
ｄ_１≦ｄ_２≦ｄ_３≦・・・≦ｄ_ｎ－１≦ｄ_ｎ （１）（ただし、ｄ_１＝ｄ_２＝ｄ_３・・・＝ｄ_ｎ－１＝ｄ_ｎの場合を除く）

回転リフレクタで反射された光を光学ユニットの光照射方向に投影する投影レンズを更に備え、回転リフレクタは、回転軸が光照射方向に対して斜めにかつ水平方向に延びるように配置されており、光源は、複数の発光素子のそれぞれの発光面が反射面に対して斜めとなるように配置されていてもよい。

反射面は、回転軸を中心とする周方向に向かうにつれて、光軸と該反射面とが成す角が変化するように捩られた形状を有していてもよい。

本発明の他の態様の回転リフレクタは、回転部と、回転部の周囲に設けられ、互いが離間している複数のブレードと、を有する回転リフレクタであって、ブレードは、光源から出射した光のうち配光パターンの形成に寄与する光を反射する反射部と、離間している他のブレードと接続し、光源から出射した光がグレアとなる方向に反射しないように構成されている接続部と、を有する。

この態様によると、接続部によりブレード間が接続されることで剛性の低下が抑制される。一方で、光源から出射した光が仮に接続部で反射されても、グレアとなる方向に反射されないため、グレアの発生を抑制できる。

反射部は、配光パターンの形成に寄与する光が所定の光学部材に入射するように構成された表面形状を有してもよい。接続部は、光源から出射した光が光学部材に向かわないように構成された表面形状を有してもよい。これにより、光源から出射した光が仮に接続部で反射されても、光学部材に向かわないことで、グレアとなりにくくなる。

接続部は、回転部の周囲に設けられていてもよい。これにより、例えば、光源から出射した光を反射する領域が、回転部から離れたブレードの外周部に近い領域である場合、接続部に入射する光源の光が少なくなり、グレアの発生が抑制される。

接続部の少なくとも一部は、回転部を中心として反射部と同一円周上に配置されていてもよい。

接続部は、回転部の回転軸と成す角が７０°以下であってもよい。

接続部は、表面にシボ処理が施されていてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、所望の形状の配光パターンを得ることができる。あるいは、本発明によれば、回転精度の高い回転リフレクタを提供することができる。

本実施の形態に係る車両用前照灯の水平断面概要図である。 本実施の形態に係る車両用前照灯の正面図である。 本実施の形態に係る光学ユニットの要部を示す斜視図である。 本実施の形態に係る回転リフレクタの斜視図である。 本実施の形態に係る回転リフレクタの正面図である。 図５に示す回転リフレクタをＡ方向から見た側面図である。 図７（ａ）は、図５に示す回転リフレクタのＢ－Ｂ断面図、図７（ｂ）は、図５に示す回転リフレクタのＣ－Ｃ断面図、図７（ｃ）は、図５に示す回転リフレクタのＤ－Ｄ断面図である。 反射面の形状を説明するための回転リフレクタの正面図である。 図９（ａ）は、参考例に係る発光素子の配列を有する光源の模式図、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す光源によって形成される配光パターンの模式図である。 図１０（ａ）は、参考例に係る光学ユニットを模式的に示す上面図、図１０（ｂ）は、複数のＬＥＤの虚像の動きを説明するための模式図である。 図１１（ａ）は、本実施の形態に係る発光素子の配列を有する光源の模式図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す光源によって形成される配光パターンの模式図である。 本実施の形態の変形例に係る発光素子の配列を有する光源の模式図である。

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。

本実施の形態に係る支持部品を有する光学ユニットは、種々の車両用灯具に用いることができる。はじめに、後述する実施の形態に係る光学ユニットを搭載可能な車両用前照灯の概略について説明する。

（車両用前照灯）
図１は、本実施の形態に係る車両用前照灯の水平断面概要図である。図２は、本実施の形態に係る車両用前照灯の正面図である。なお、図２においては、一部の部品を省略してある。

本実施の形態に係る車両用前照灯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。

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、一つの光学ユニット１８が収容される空間として機能する。光学ユニット１８は、可変ハイビームを照射できるように構成されたランプユニットである。可変ハイビームとは、ハイビーム用の配光パターンの形状を変化させるように制御されているものをいい、例えば、配光パターンの一部に非照射領域（遮光部）を生じさせることができる。

本実施の形態に係る光学ユニット１８は、第１の光源２０と、第１の光源２０から出射した第１の光Ｌ１の光路を変化させて回転リフレクタ２２のブレード２２ａに向かわせる１次光学系（光学部材）としての集光用レンズ２４と、第１の光Ｌ１を反射しながら回転軸Ｒを中心に回転する回転リフレクタ２２と、回転リフレクタ２２で反射された第１の光Ｌ１を光学ユニットの光照射方向（図１右方向）に投影する投影レンズとしての凸レンズ２６と、第１の光源２０と凸レンズ２６との間に配置された第２の光源２８と、第２の光源２８から出射した第２の光Ｌ２の光路を変化させて凸レンズ２６に向かわせる１次光学系（光学部材）としての拡散用レンズ３０と、第１の光源２０および第２の光源２８を搭載したヒートシンク３２と、を備える。

各光源には、ＬＥＤ、ＥＬ、ＬＤなどの半導体発光素子が用いられる。本実施の形態に係る第１の光源２０は、回路基板３３上に、複数のＬＥＤ２０ａがアレイ状に配置されている。各ＬＥＤ２０ａは個別に点消灯可能に構成されている。

本実施の形態に係る第２の光源２８は、２つのＬＥＤ２８ａがアレイ状に水平方向に並んで配置されており、各ＬＥＤ２８ａは個別に点消灯可能に構成されている。また、第２の光源２８は、第２の光Ｌ２が回転リフレクタ２２で反射されずに凸レンズ２６に入射するように配置されている。これにより、第２の光源２８から出射した第２の光Ｌ２は、回転リフレクタ２２で反射されることを考慮せずに光学特性を選択できる。そのため、例えば、第２の光源２８から出射した光を拡散用レンズ３０で拡散させてから凸レンズ２６に入射させることで、より広い範囲を照射できるため、第２の光源２８を車両外側の領域を照射する光源として用いることができる。

回転リフレクタ２２は、モータ３４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２２は、形状の同じ２枚のブレード２２ａが筒状の回転部２２ｂの周囲に設けられている。ブレード２２ａは、第１の光源２０から出射した光を回転しながら反射した光で前方を走査し、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として機能する。

回転リフレクタ２２の回転軸Ｒは、光軸Ａｘに対して斜めになっており、光軸Ａｘと第１の光源２０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ＬＥＤ２０ａ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ＬＥＤ２０ａ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。

凸レンズ２６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を用いることも可能である。例えば、本実施の形態に係る凸レンズ２６は、各光源や回転リフレクタ２２の配置を工夫することで、外周の一部が鉛直方向に切り欠かれた切り欠き部２６ａを形成することが可能となっている。そのため、光学ユニット１８の車幅方向の大きさを抑えることができる。

また、切り欠き部２６ａが存在することで、回転リフレクタ２２のブレード２２ａが凸レンズ２６に干渉しにくくなり、凸レンズ２６と回転リフレクタ２２とを近づけることができる。また、前方から車両用前照灯１０を見た場合に、凸レンズ２６の外周に非円形（直線）の部分が形成されていることで、車両の正面から見て曲線と直線を組み合わせた外形のレンズを有する斬新な意匠の車両用前照灯を実現できる。

（光学ユニット）
図３は、本実施の形態に係る光学ユニットの要部を示す斜視図である。なお、図３では、光学ユニット１８を構成する部品のうち、主として第１の光源２０、回転リフレクタ２２および凸レンズ２６を示しており、説明の便宜上一部の部品の図示を省略している。

図３に示すように、光学ユニット１８は、水平方向に向かってライン状に配列された複数のＬＥＤ２０ａからなる第１の光源２０と、第１の光源２０から出射した光を回転リフレクタ２２で反射された光を光学ユニットの光照射方向（光軸Ａｘ）に投影する凸レンズ２６を備えている。回転リフレクタ２２は、回転軸Ｒが光照射方向（光軸Ａｘ）に対して斜めにかつ水平方向に延びるように配置されている。また、第１の光源２０は、複数のＬＥＤ２０ａのそれぞれの発光面が反射面に対して斜めとなるように配置されている。

ブレード２２ａの反射面２２ｄは、回転軸Ｒを中心とする周方向に向かうにつれて、光軸Ａｘと該反射面とが成す角が変化するように捩られた形状を有している。なお、反射面のより詳細な形状は後述する。

（回転リフレクタ）
次に、本実施の形態に係る回転リフレクタ２２の構造の詳細について説明する。図４は、本実施の形態に係る回転リフレクタの斜視図である。図５は、本実施の形態に係る回転リフレクタの正面図である。図６は、図５に示す回転リフレクタをＡ方向から見た側面図である。図７（ａ）は、図５に示す回転リフレクタのＢ－Ｂ断面図、図７（ｂ）は、図５に示す回転リフレクタのＣ－Ｃ断面図、図７（ｃ）は、図５に示す回転リフレクタのＤ－Ｄ断面図である。

回転リフレクタ２２は、回転部２２ｂと、回転部２２ｂの周囲に設けられ、反射面として機能する複数（２枚）のブレード２２ａと、を有する樹脂製の部品である。ブレード２２ａは円弧形状であり、隣接するブレード２２ａの外周部が連結部２２ｃで接続されることで環状になっている。これにより、回転リフレクタ２２が高速回転（例えば５０～２４０回転／ｓ）しても、回転リフレクタ２２が撓みにくくなる。

回転部２２ｂの中心には、回転リフレクタ２２の回転軸が挿入され嵌合する穴３６ａが形成された円筒状のスリーブ３６がインサート成形により固定されている。また、回転部２２ｂの外周部であって、ブレード２２ａの内側に形成されている環状の溝３８には、金型のゲート位置に対応する跡として２箇所の凹部４０が形成されている。

なお、図４乃至図７に示す回転リフレクタ２２は、右側前照灯用の車両用前照灯１０に用いられるものであり、反射面２２ｄの正面視において反時計回りに回転する。また、ブレード２２ａの反射面２２ｄは、図４乃至図７に示すように、外周部の軸方向の高さ（ブレードの厚み方向）が正面視で反時計回りに向かって徐々に高くなるように構成されている。反対に、反射面２２ｄは、回転部２２ｂに近い内周部の軸方向の高さが反時計回りに向かって徐々に低くなるように構成されている。

また、反射面２２ｄは、外周部のうち軸方向の高さが低い方の端部２２ｅから中心（回転部２２ｂ）に向かって徐々に高くなるように構成されている。反対に、反射面２２ｄは、外周部のうち軸方向の高さが高い方の端部２２ｆから中心に向かって徐々に低くなるように構成されている。

このように各部で傾斜が異なる反射面２２ｄの法線ベクトルについて説明する。図８は、反射面の形状を説明するための回転リフレクタの正面図である。図８に示す点線Ｌ３は、反射面２２ｄの軸方向の高さがほぼ一定の部分を結んだものであり、点線Ｌ３上の点Ｆ_０における反射面２２ｄの法線ベクトルのみが回転リフレクタ２２の回転軸と平行となる。

また、図８に示す各矢印は、その領域での傾斜方向を示しており、矢印の向きは反射面２２ｄの高さが高い方から低い方へ向かうように描かれている。図８に示すように、本実施の形態に係る反射面２２ｄは、点線Ｌ３を挟んだ隣接領域で周方向または径方向の傾斜の向きが反転している。例えば、反射面２２ｄの正面から領域Ｒ１に入射した光は、図８に示す状態で、左斜め上方向へ反射される。同様に、領域Ｒ２に入射した光は左斜め下方向へ反射され、領域Ｒ３に入射した光は右斜め上方向へ反射され、領域Ｒ４に入射した光は右斜め下方向へ反射される。

このように、回転リフレクタ２２の反射面２２ｄは、入射した光の反射方向が領域によって変わるように構成されているため、回転リフレクタ２２を回転させることで入射した光の反射方向が周期的に変わる。この性質を利用することで、回転リフレクタ２２は、第１の光源２０から出射した光を回転しながら反射した光で前方を走査し、配光パターンを形成する。

ところで、前述の反射面２２ｄを有する回転リフレクタ２２を用いて、図１や図３に示すライン状に配列された複数のＬＥＤ２０ａから出射した光を回転しながら反射し、反射光で前方を走査した場合、所望の配光パターンが得られないことがある。

図９（ａ）は、参考例に係る発光素子の配列を有する光源の模式図、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す光源によって形成される配光パターンの模式図である。参考例に係る光源は、図９（ａ）に示すように、３つのＬＥＤ２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３が光軸Ａｘと平行な直線上に配置されている。この場合、各ＬＥＤ２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３から出射した光で形成される部分配光パターンＰＨ１～ＰＨ３が互いに斜めにずれた状態で重畳している。その結果、配光パターンＰＨの最大光度が大きくならない。

このように部分配光パターンが斜めにずれて水平にならない理由について説明する。図１０（ａ）は、参考例に係る光学ユニットを模式的に示す上面図、図１０（ｂ）は、複数のＬＥＤの虚像の動きを説明するための模式図である。なお、図１０（ｂ）に示す虚像は、車両前方から見た正面の配置を示している。また、以下では説明の簡略化のためにＬＥＤが３個の場合を想定する。また、各構成のレイアウトは右側前照灯である車両用前照灯１０の場合を想定する。

はじめに、３つのＬＥＤのうち中央（車両前側から２番目）に位置しているＬＥＤ２０ａ２が発する光が形成する部分配光パターンＰＨ２について説明する。ＬＥＤ２０ａ２が発する光は、図８に示す回転リフレクタ２２の左側の反射領域の中央領域Ｒ_ｃで反射される。具体的には、ＬＥＤ２０ａ２の発光面の正面において、ブレード２２ａが回転しながら回転位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の順で通過する際に、反射面２２ｄ上に実像Ｉ２が投影される。この場合、２次光源（回転リフレクタによる虚像位置）は、図１０（ａ）に示すように、反射面２２ｄを挟んだ鏡像の位置にある虚像Ｉ２’である。また、虚像Ｉ２’は、凸レンズ２６の焦点ｆ近傍で左右に移動することになる。これにより、図１０（ｂ）に示すように虚像Ｉ２’による走査パターンＰ’Ｈ２が形成される。そして、凸レンズ２６の焦点ｆ近傍に形成されている走査パターンＰ’Ｈ２が車両前方へ投影されることで、図９（ｂ）に示す部分配光パターンＰＨ２が形成される。

また、最も車両前側に位置しているＬＥＤ２０ａ１が発する光は、図８に示す回転リフレクタ２２の左側の反射領域の内側領域Ｒ_ｉｎで反射される。具体的には、ＬＥＤ２０ａ１の発光面の正面において、ブレード２２ａが回転しながら回転位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の順で通過する際に、反射面２２ｄ上に実像Ｉ１が投影される。この場合、２次光源は、図１０（ａ）に示すように、反射面２２ｄを挟んだ鏡像の位置にある虚像Ｉ１’である。また、虚像Ｉ１’は、凸レンズ２６の焦点ｆ近傍で左右に移動することになる。ただし、反射面２２ｄの内側領域Ｒ_ｉｎは常に下方に傾いた面である。そのため、虚像Ｉ１’は、虚像Ｉ２’よりも上方で左右に移動することになる。これにより、図１０（ｂ）に示すように虚像Ｉ１’による走査パターンＰ’Ｈ１が形成される。そして、凸レンズ２６の焦点ｆ近傍に形成されている走査パターンＰ’Ｈ１が車両前方へ投影されることで、図９（ｂ）に示す部分配光パターンＰＨ１が形成される。

また、最も車両後側に位置しているＬＥＤ２０ａ３が発する光は、図８に示す回転リフレクタ２２の左側の反射領域の外側領域Ｒ_ｏｕｔで反射される。具体的には、ＬＥＤ２０ａ３の発光面の正面において、ブレード２２ａが回転しながら回転位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の順で通過する際に、反射面２２ｄ上に実像Ｉ３が投影される。この場合、２次光源は、図１０（ａ）に示すように、反射面２２ｄを挟んだ鏡像の位置にある虚像Ｉ３’である。また、虚像Ｉ３’は、凸レンズ２６の焦点ｆ近傍で左右に移動することになる。ただし、反射面２２ｄの外側領域Ｒ_ｏｕｔは常に上方に傾いた面である。そのため、虚像Ｉ３’は、虚像Ｉ２’よりも下方で左右に移動することになる。これにより、図１０（ｂ）に示すように虚像Ｉ３’による走査パターンＰ’Ｈ３が形成される。そして、凸レンズ２６の焦点ｆ近傍に形成されている走査パターンＰ’Ｈ３が車両前方へ投影されることで、図９（ｂ）に示す部分配光パターンＰＨ３が形成される。

このように、本実施の形態に係る回転リフレクタ２２のように、反射面の傾斜角が場所によって変わっている場合、３つのＬＥＤ２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３が水平方向に一直線に並んでいても、部分配光パターンが一直線に並ばないことが明らかとなった。そこで、本願発明者は、回転リフレクタの反射面の形状に応じて発光素子の位置を調整することで所望の配光パターンを得られることに想到した。

図１１（ａ）は、本実施の形態に係る発光素子の配列を有する光源の模式図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す光源によって形成される配光パターンの模式図である。

本実施の形態に係る回転リフレクタ２２は、回転しながら反射した第１の光源２０の光が前方を走査することで所望の配光パターンを形成するように捩られた反射面２２ｄを有する。そして、図１１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る複数の発光素子であるＬＥＤ２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３は、反射面２２ｄの外側領域Ｒ_ｏｕｔで反射される光を発する外側発光素子としてのＬＥＤ２０ａ３の上下位置よりも、反射面２２ｄの内側領域Ｒ_ｉｎで反射される光を発する内側発光素子としてのＬＥＤ２０ａ１の上下位置が下になるように配列されている。

この態様によると、回転リフレクタ２２の平坦でない捩れた反射面２２ｄで反射された第１の光源２０の像のズレを考慮して一部のＬＥＤ２０ａ１，２０ａ３の上下位置を調整している。これにより、図１１（ｂ）に示すように、部分配光パターンＰＨ１～ＰＨ３が互いに上下方向のずれが抑えられた位置で重畳することで、段差のない矩形状の配光パターンＰＨを形成できる。

また、ＬＥＤ２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３は、水平方向に一直線に配列している場合と比較して、回転リフレクタ２２で反射された、複数のＬＥＤ２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３が出射するそれぞれの光が前方を走査することで形成される部分配光パターンＰＨ１～ＰＨ３の重なりが多くなるように、水平方向に向かってライン状に配列されている。

これにより、部分配光パターンＰＨ１～ＰＨ３の重なりが多くなり、明るい配光パターンＰＨが得られる。ここで、ライン状とは、必ずしも全てのＬＥＤが一直線上に並んでいなくてもよく、複数のＬＥＤの上下位置が徐々に（段階的に）変化していてもよい。また、複数の素子の一部の上下位置が同じであってもよい。

図１２は、本実施の形態の変形例に係る発光素子の配列を有する光源の模式図である。変形例に係る光源は、車両前方側の端から順に複数のＬＥＤ２０ａ１～２０ａ５を有している。第１～第５のＬＥＤは、基準の上下位置から下への変位量ｄ_１～ｄ_５が以下の式（１）を満たしている。
ｄ_１≦ｄ_２≦ｄ_３≦・・・≦ｄ_ｎ－１≦ｄ_ｎ （１）（ただし、ｎは２以上の整数、ｄ_１＝ｄ_２＝ｄ_３・・・＝ｄ_ｎ－１＝ｄ_ｎの場合を除く）
あるいは、基準の上下位置から下への変位量ｄ_１～ｄ_５が以下の式（２）を満たしていてもよい。
ｄ_１＜ｄ_２＜ｄ_３＜・・・＜ｄ_ｎ－１＜ｄ_ｎ （２）

また、本実施の形態に係る回転リフレクタ２２の反射面２２ｄは、光源からの光を反射する領域において、外側領域Ｒ_ｏｕｔは常に上方に傾いた面であり、内側領域Ｒ_ｉｎは常に下方に傾いた面である。しかしながら、反射面の形状はこれに限られず、反射面の内側領域Ｒ_ｉｎが常に上方に傾いた面であり、外側領域Ｒ_ｏｕｔが常に下方に傾いた面である場合、図１１（ａ）に示すＬＥＤ２０ａ１～２０ａ３は、反射面２２ｄの外側で反射される光を発するＬＥＤ２０ａ３の上下位置よりも、反射面２２ｄの内側で反射される光を発するＬＥＤ２０ａ１の上下位置が上になるように配列すればよ
い。

このことを更に発展させれば、光源が備える複数の発光素子が発する光がそれぞれ投影される回転リフレクタの各反射領域における、反射面の法線ベクトルの方向の違いや周期的な変化に基づいて複数の発光素子の相対的な位置関係を調整することで、所望の配光パターンが得られる。

上述のように、本実施の形態に係る回転リフレクタ２２は、回転部２２ｂの周囲に設けられ、互いが離間している複数のブレード２２ａと、を有する。ブレード２２ａは、図５や図７に示すように、ＬＥＤ２０ａから出射した光のうち配光パターンの形成に寄与する光を反射する反射面２２ｄと、離間している他のブレードと接続し、ＬＥＤ２０ａから出射した光がグレアとなる方向に反射しないように構成されている接続部２２ｈと、を有する。

その結果、接続部２２ｈにより隣接するブレード２２ａ間が接続されることで、ブレード２２ａの剛性の低下が抑制される。一方で、本実施の形態に係る回転リフレクタ２２は、ＬＥＤ２０ａから出射した光が仮に接続部２２ｈで反射されても、グレアとなる方向に反射されないように構成されているため、グレアの発生を抑制できる。

具体的には、図７（ｃ）に示すように、反射面２２ｄは、配光パターンの形成に寄与する光Ｌ１が反射光Ｄ１として所定の光学部材（凸レンズ２６）に入射するように構成された表面形状を有している。一方、接続部２２ｈは、ＬＥＤ２０ａから出射した光Ｌ１’が反射光Ｄ１’として凸レンズ２６に向かわないように構成された表面形状を有している。これにより、ＬＥＤ２０ａから出射した光Ｌ１’が仮に接続部２２ｈで反射されても、凸レンズ２６に向かわないことで、グレアとなりにくくなる。

また、接続部２２ｈは、図５に示すように、回転部２２ｂの周囲に設けられている。これにより、例えば、ＬＥＤ２０ａから出射した光を反射する領域が、回転部２２ｂから離れたブレード２２ａの外周部に近い領域Ｒ３である場合、そもそも接続部２２ｈに入射するＬＥＤ２０ａの光が少なくなり、グレアの発生が抑制される。

また、図５に示すように、接続部２２ｈの少なくとも一部２２ｈ１は、回転部２２ｂを中心として反射面２２ｄと同一円周上に配置されている。

なお、本実施の形態に係る回転リフレクタ２２は、反射面２２ｄと回転軸Ｒとの成す角αが９０°±α_０（α_０は５～１０°の範囲）に設定されている（図７（ｂ）、図７（ｃ）参照）。その場合、図７（ｃ）に示すように、接続部２２ｈは、回転部２２ｂの回転軸Ｒと成す角βが、反射面２２ｄと回転軸Ｒとの成す角αと重複しない範囲であるとよく、例えば、７０°以下、好ましくは６０°以下、より好ましくは５０°以下である。

また、本実施の形態に係る接続部２２ｈは表面がシボ処理されたシボ面であってもよい。樹脂成形した回転リフレクタ２２の接続部２２ｈに相当する部分は、反射面２２ｄに相当する部分に比べて表面が粗面になっており、その表面に金属が蒸着されることでシボ面を構成する。通常、接続部２２ｈの表面形状は、ＬＥＤ２０ａから出射した光が直接接続部２２ｈの表面に到達し反射されても、投影レンズ２６に向かわないように設計されている。

しかしながら、光学ユニット内部で反射された光の一部が接続部２２ｈの表面に到達する場合、反射方向を完全に制御できずグレアが発生する可能性がある。そこで、本実施の形態に係る接続部２２ｈのように表面がシボ処理されたシボ面であれば、前述のような意図しない光が接続部２２ｈに到達した場合においても、反射光の光度が小さくなり、仮に投影レンズ２６に入射してもグレアの影響を小さくできる。

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、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。

本発明は、車両用灯具に利用できる。

１０ 車両用前照灯、 １８ 光学ユニット、 ２０ 第１の光源、 ２０ａ ＬＥＤ、 ２２ 回転リフレクタ、 ２２ａ ブレード、 ２２ｂ 回転部、 ２２ｃ 連結部、 ２２ｄ 反射面、 ２２ｈ 接続部、 ２６ 凸レンズ、 ３３ 回路基板。

Claims (5)

1. 光学ユニットを備えた車両用灯具であって、
   前記光学ユニットは、
   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と、
   水平方向に向かってライン状に配列された複数の発光素子からなる光源と、を備え、
   前記回転リフレクタは、
   回転しながら反射した光源の光が前方を走査することで所望の配光パターンを形成するように捩られた反射面を有し、
   前記反射面は、上方に傾いた外側領域および下方に傾いた内側領域を含み、
   前記複数の発光素子は、前記外側領域で反射される光を発する外側発光素子の上下位置よりも、前記内側領域で反射される光を発する内側発光素子の上下位置が下になるように配列されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記複数の発光素子は、水平方向に一直線に配列している場合と比較して、前記回転リフレクタで反射された、前記複数の発光素子が出射するそれぞれの光が前方を走査することで形成される部分配光パターンの重なりが多くなるように、水平方向に向かってライン状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記複数の発光素子は、端から順に第１～第ｎの発光素子を有し、
   前記第１～第ｎの発光素子は、基準の上下位置から下への変位量ｄ_１～ｄ_ｎが以下の式（１）を満たす、
   ｄ_１≦ｄ_２≦ｄ_３≦・・・≦ｄ_ｎ－１≦ｄ_ｎ （１）
   （ただし、ｄ_１＝ｄ_２＝ｄ_３・・・＝ｄ_ｎ－１＝ｄ_ｎの場合を除く）
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 前記回転リフレクタで反射された光を光学ユニットの光照射方向に投影する投影レンズを更に備え、
   前記回転リフレクタは、回転軸が前記光照射方向に対して斜めにかつ水平方向に延びるように配置されており、
   前記光源は、前記複数の発光素子のそれぞれの発光面が前記反射面に対して斜めとなるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
5. 前記反射面は、回転軸を中心とする周方向に向かうにつれて、光軸と該反射面とが成す角が変化するように捩られた形状を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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