JP7407668B2 - lighting unit - Google Patents
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Description
本願発明は、マトリクス状に配置された複数の発光制御素子を備えた灯具ユニットに関するものである。 The present invention relates to a lamp unit including a plurality of light emission control elements arranged in a matrix.
従来より、車載用の灯具ユニットとして、マトリクス状に配置された複数の発光制御素子からの光を、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。 2. Description of the Related Art Conventionally, vehicle-mounted lamp units have been known that are configured to emit light from a plurality of light emission control elements arranged in a matrix toward the front of the unit through a projection lens.
「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。 ``Patent Document 1'' describes such a lamp unit in which the projection lens is composed of a plurality of lenses arranged in line in the front and back direction of the unit, and these are supported by a common lens holder. Are listed.
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が、その際、最もユニット後方側に位置するレンズを両凸レンズで構成することが、投影レンズとしての光学特性を高める上で好ましい。
By adopting a configuration in which a plurality of lenses are supported by a common lens holder, as in the lamp unit described in the above-mentioned "
しかしながら、複数のレンズのうち最もユニット後方側に位置するレンズを両凸レンズで構成した場合には、次のような課題が生じてしまう。 However, when the lens located closest to the rear of the unit among the plurality of lenses is configured with a biconvex lens, the following problem occurs.
すなわち、両凸レンズをガラス製レンズで構成した場合には、その前面および後面の面精度を十分に確保することが容易でなく、また、両凸レンズを樹脂製レンズで構成した場合には、その中央部がかなり厚肉になってしまうので、成形時のヒケが生じやすくなり、両凸レンズを精度良く製造することが容易でない。 In other words, when a biconvex lens is made of a glass lens, it is difficult to ensure sufficient surface precision on the front and rear surfaces, and when a biconvex lens is made of a resin lens, the center Since the portion becomes considerably thick, sink marks are likely to occur during molding, making it difficult to manufacture biconvex lenses with high precision.
このように最もユニット後方側に位置するレンズを両凸レンズで構成した場合には、投影レンズとしての光学特性を維持するために、その製造コストが掛かってしまう。 If the lens located closest to the rear of the unit is constructed of a biconvex lens in this way, the manufacturing cost will be increased in order to maintain the optical characteristics as a projection lens.
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、マトリクス状に配置された複数の発光制御素子からの光を、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、コスト低減を図った上で投影レンズの光学特性を維持す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。 The present invention has been made in view of these circumstances, and is configured to irradiate light from a plurality of light emission control elements arranged in a matrix toward the front of the unit via a projection lens. An object of the present invention is to provide a lamp unit that can maintain the optical characteristics of a projection lens while reducing costs.
本願発明は、レンズ構成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。 The present invention aims to achieve the above object by devising a lens structure.
すなわち、本願第1の発明に係る灯具ユニットは、
マトリクス状に配置された複数の発光制御素子からの光を、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ユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第1平凸レンズで構成されるとともに、上記第1平凸レンズのユニット前方側に隣接するレンズがユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第2平凸レンズで構成されており、
上記第1平凸レンズと上記第2平凸レンズとの間に、円環状のスペーサが配置されている、ことを特徴とするものである。
また、本願第2の発明に係る灯具ユニットは、
マトリクス状に配置された複数の発光制御素子からの光を、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ユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第1平凸レンズで構成されるとともに、上記第1平凸レンズのユニット前方側に隣接するレンズがユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第2平凸レンズで構成されており、
上記第2平凸レンズは樹脂製レンズで構成されており、
上記第2平凸レンズの後面の外周縁部に、上記第1平凸レンズの前面に当接することによって上記第1平凸レンズと上記第2平凸レンズとの間隔を規定する突起部が形成されている、ことを特徴とするものである。
さらに、本願第3の発明に係る灯具ユニットは、
マトリクス状に配置された複数の発光制御素子からの光を、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ユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第1平凸レンズで構成されるとともに、上記第1平凸レンズのユニット前方側に隣接するレンズがユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第2平凸レンズで構成されており、
上記レンズホルダは、周方向の複数箇所に貫通孔が形成された樹脂製部材で構成されており、かつ、上記各貫通孔内においてユニット前方側へ向けて内周側に傾斜して延びる係合片が一体的に形成された構成となっており、
上記各係合片は、上記第1平凸レンズがユニット後方側から上記レンズホルダに当接する位置まで挿入されたとき上記第1平凸レンズと係合するように構成されている、ことを特徴とするものである。
That is, the lamp unit according to the first invention of the present application is as follows:
In a lamp unit configured to irradiate light from a plurality of light emission control elements arranged in a matrix toward the front of the unit via a projection lens,
The above-mentioned projection lens is composed of a plurality of lenses arranged in line in the front and back direction of the unit,
The above multiple lenses are supported by a common lens holder,
The plurality of lenses are configured such that the lens located closest to the rear of the unit is a first plano-convex lens having a convex curved surface that bulges toward the rear of the unit, and the lens adjacent to the front side of the unit of the first plano-convex lens is a lens that is located closest to the rear of the unit. It is composed of a second plano-convex lens having a convex curved surface that bulges forward,
The present invention is characterized in that an annular spacer is disposed between the first plano-convex lens and the second plano-convex lens .
Further, the lighting unit according to the second invention of the present application is
In a lamp unit configured to irradiate light from a plurality of light emission control elements arranged in a matrix toward the front of the unit via a projection lens,
The above-mentioned projection lens is composed of a plurality of lenses arranged in line in the front and back direction of the unit,
The above multiple lenses are supported by a common lens holder,
The plurality of lenses are configured such that the lens located closest to the rear of the unit is a first plano-convex lens having a convex curved surface that bulges toward the rear of the unit, and the lens adjacent to the front side of the unit of the first plano-convex lens is a lens that is located closest to the rear of the unit. It is composed of a second plano-convex lens having a convex curved surface that bulges forward,
The second plano-convex lens is made of a resin lens,
A protrusion is formed on the outer periphery of the rear surface of the second plano-convex lens, the protrusion defining a distance between the first plano-convex lens and the second plano-convex lens by coming into contact with the front surface of the first plano-convex lens. It is characterized by this.
Furthermore, the lighting unit according to the third invention of the present application includes:
In a lamp unit configured to irradiate light from a plurality of light emission control elements arranged in a matrix toward the front of the unit via a projection lens,
The above-mentioned projection lens is composed of a plurality of lenses arranged in line in the front and back direction of the unit,
The above multiple lenses are supported by a common lens holder,
The plurality of lenses are configured such that the lens located closest to the rear of the unit is a first plano-convex lens having a convex curved surface that bulges toward the rear of the unit, and the lens adjacent to the front side of the unit of the first plano-convex lens is a lens that is located closest to the rear of the unit. It is composed of a second plano-convex lens with a convex curved surface that bulges forward,
The lens holder is made of a resin member in which through holes are formed at multiple locations in the circumferential direction, and in each of the through holes, an engagement member that extends inwardly toward the front side of the unit is provided. It has a structure in which the pieces are integrally formed,
Each of the engaging pieces is configured to engage with the first plano-convex lens when the first plano-convex lens is inserted from the rear side of the unit to a position where it contacts the lens holder. It is something.
上記「複数の発光制御素子」は、投影レンズよりもユニット後方側においてマトリクス状に配置された状態で個別に発光し得るように構成されたものであれば、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や反射型液晶パネル等のように光源からの出射光を反射制御するように構成されたもの、透過型液晶パネル等のように光源からの出射光を透過制御するように構成されたもの、マイクロLED等のように自ら発光する複数の発光素子で構成されたもの等が採用可能である。 The above-mentioned "multiple light emission control elements" are not particularly limited in their specific configuration, as long as they are arranged in a matrix on the rear side of the unit relative to the projection lens and are configured to emit light individually. For example, there are devices configured to reflect and control the light emitted from the light source, such as digital micromirrors and reflective liquid crystal panels, and devices that transmit the light emitted from the light source, such as transmissive liquid crystal panels. It is possible to adopt a device configured to control the device, a device configured with a plurality of light emitting elements that emit light by themselves, such as a micro LED, etc.
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。 The specific shape and material of the above-mentioned "lens holder" are not particularly limited.
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。 Although the above-mentioned "projection lens" is composed of a plurality of lenses, the specific number thereof is not particularly limited.
上記「第1平凸レンズ」は、ユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面を有する平凸レンズであれば、その凸曲面の具体的な形状は特に限定されるものではない。 The specific shape of the convex curved surface of the "first plano-convex lens" is not particularly limited as long as it is a plano-convex lens having a convex curved surface that bulges toward the rear of the unit.
上記「第2平凸レンズ」は、ユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面を有する平凸レンズであれば、その凸曲面の具体的な形状は特に限定されるものではない。 As long as the "second plano-convex lens" has a convex curved surface that bulges toward the front of the unit, the specific shape of the convex curved surface is not particularly limited.
上記「第1平凸レンズ」および「第2平凸レンズ」の各々の具体的な材質は特に限定されるものではない。 The specific materials of each of the "first plano-convex lens" and "second plano-convex lens" are not particularly limited.
本願発明に係る灯具ユニットは、マトリクス状に配置された複数の発光制御素子からの光を、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、複数の発光制御素子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。 The lighting unit according to the present invention is configured to emit light from the plurality of light emission control elements arranged in a matrix toward the front of the unit through the projection lens. Through control, various light distribution patterns can be formed with high precision.
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。 At this time, the projection lens is composed of a plurality of lenses arranged side by side in the front and back direction of the unit, and these are supported by a common lens holder, so the accuracy of the positional relationship between the lenses can be improved. This can be ensured sufficiently, thereby making it possible to easily obtain the desired optical characteristics.
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ユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第1平凸レンズで構成されるとともに、そのユニット前方側に隣接するレンズがユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第2平凸レンズで構成されているので、最もユニット後方側に位置するレンズを両凸レンズで構成した場合と略同等のレンズ機能を持たせることができる。 In addition, the plurality of lenses are configured such that the lens located closest to the rear of the unit is a first plano-convex lens having a convex curved surface that bulges toward the rear of the unit, and the lens adjacent to the front of the unit extends toward the front of the unit. Since it is composed of a second plano-convex lens having a convex curved surface that bulges toward the rear of the unit, it can have substantially the same lens function as when the lens located furthest to the rear of the unit is composed of a biconvex lens.
しかも、このように両凸レンズの代わりに第1および第2平凸レンズを採用することにより、その製造コスト低減を図ることができる。 Moreover, by employing the first and second plano-convex lenses instead of the biconvex lenses in this way, it is possible to reduce the manufacturing cost.
すなわち、第1および第2平凸レンズの各々をガラス製レンズで構成した場合には、凸曲面側のレンズ面のみを金型で成形すれば足りるので、これらを精度良く製造することが容易に可能となる。また、第1および第2平凸レンズの各々を樹脂製レンズで構成した場合には、これらを単一の両凸レンズで構成した場合に比して中央部分の厚肉が略半減するので、成形時のヒケが生じにくくなる。したがって、第1および第2平凸レンズの製造コスト低減を図った上で、投影レンズとしての光学特性を維持することができる。 In other words, when each of the first and second plano-convex lenses is made of a glass lens, it is sufficient to mold only the lens surface on the convex curved side with a mold, so it is easy to manufacture them with high precision. becomes. In addition, when each of the first and second plano-convex lenses is made of a resin lens, the thickness of the center portion is approximately halved compared to when they are made of a single biconvex lens, so during molding. sink marks are less likely to occur. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the first and second plano-convex lenses while maintaining optical characteristics as a projection lens.
このように本願発明によれば、マトリクス状に配置された複数の発光制御素子からの光を、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、コスト低減を図った上で投影レンズの光学特性を維持することができる。 According to the present invention, costs can be reduced in a lamp unit configured to emit light from a plurality of light emission control elements arranged in a matrix toward the front of the unit via a projection lens. In addition, the optical characteristics of the projection lens can be maintained.
上記構成において、さらに、第1平凸レンズがガラス製レンズで構成されたものとすれば、次のような作用効果を得ることができる。 In the above structure, if the first plano-convex lens is made of a glass lens, the following effects can be obtained.
すなわち、最もユニット後方側に位置するレンズは、複数の発光制御素子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の影響を受けやすいが、これをガラス製レンズで構成することにより熱変形が発生してしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより投影レンズの光学特性を維持する効果を高めることができる。 In other words, the lens located furthest to the rear of the unit is susceptible to the effects of radiant heat from light from multiple light emission control elements and heat generated around the light source and trapped in the internal space of the lens holder. By using lenses, it is possible to prevent thermal deformation from occurring. This can enhance the effect of maintaining the optical characteristics of the projection lens.
上記構成において、さらに、第2平凸レンズが樹脂製レンズで構成されたものとすれば、第2平凸レンズの軽量化を図ることができ、また、その形状自由度を高めることができる。 In the above structure, if the second plano-convex lens is made of a resin lens, the weight of the second plano-convex lens can be reduced, and the degree of freedom in its shape can be increased.
上記構成において、さらに、第1平凸レンズと第2平凸レンズとの間に円環状のスペーサが配置された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。 In the above structure, if the structure is such that an annular spacer is further arranged between the first plano-convex lens and the second plano-convex lens, the following effects can be obtained.
すなわち、投影レンズとして、第1平凸レンズと第2平凸レンズとが直接面接触した状態で配置された構成を採用することも可能であるが、このようにした場合には、灯具ユニットに振動荷重等が作用したとき、第1平凸レンズと第2平凸レンズとが擦れ合ってレンズ面に損傷が発生してしまうおそれがある。 In other words, it is possible to adopt a configuration in which the first plano-convex lens and the second plano-convex lens are placed in direct surface contact as the projection lens, but in this case, vibration load is applied to the lamp unit. When this occurs, the first plano-convex lens and the second plano-convex lens may rub against each other, causing damage to the lens surfaces.
これに対して、第1平凸レンズと第2平凸レンズとの間に円環状のスペーサが配置された構成とすれば、第1平凸レンズと第2平凸レンズとの位置関係を維持した上で、レンズ面に損傷が発生してしまうのを未然に防止することができる。 On the other hand, if the configuration is such that an annular spacer is arranged between the first plano-convex lens and the second plano-convex lens, the positional relationship between the first plano-convex lens and the second plano-convex lens is maintained, and Damage to the lens surface can be prevented.
上記構成において、さらに、第2平凸レンズが樹脂製レンズで構成された構成とした上で、第2平凸レンズの後面の外周縁部に、第1平凸レンズの前面に当接することによって第1平凸レンズと第2平凸レンズとの間隔を規定する突起部が形成された構成とすれば、部品点数を増やすことなく、第1平凸レンズと第2平凸レンズとの位置関係を維持した上で、レンズ面に損傷が発生してしまうのを未然に防止することができる。 In the above configuration, the second plano-convex lens is configured to be made of a resin lens, and the first plano-convex lens is attached to the outer peripheral edge of the rear surface of the second plano-convex lens by contacting the front surface of the first plano-convex lens. If the configuration is such that a protrusion defining the distance between the convex lens and the second plano-convex lens is formed, the lens can be formed while maintaining the positional relationship between the first plano-convex lens and the second plano-convex lens without increasing the number of parts. This can prevent damage to the surface.
上記「突起部」は、第1平凸レンズの前面に当接することによって第1平凸レンズと第2平凸レンズとの間隔を規定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、円環状に形成されたリブ状突起部や、周方向に間隔をおいて形成された複数の半球状突起部等が採用可能である。 As long as the above-mentioned "projection" can define the distance between the first plano-convex lens and the second plano-convex lens by coming into contact with the front surface of the first plano-convex lens, its specific configuration is not particularly limited. For example, a rib-like protrusion formed in an annular shape, a plurality of hemispherical protrusions formed at intervals in the circumferential direction, etc. can be adopted.
上記構成において、さらに、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、第1平凸レンズよりもユニット後方側に、複数の貫通孔に係止された状態で第1平凸レンズをユニット前方側へ向けて弾性的に押圧する板バネが配置された構成とすれば、第1および第2平凸レンズをユニット前後方向に関して確実に位置決めすることができる。 In the above configuration, the lens holder is further configured such that through holes are formed at a plurality of locations in the circumferential direction, and the first plano-convex lens is located on the rear side of the unit and is locked in the multiple through holes. If a plate spring is arranged to elastically press the first plano-convex lens toward the front side of the unit, the first and second plano-convex lenses can be reliably positioned in the front-rear direction of the unit.
一方、上記構成において、さらに、レンズホルダとして、周方向の複数箇所に貫通孔が形成された樹脂製部材で構成されたものとし、かつ、各貫通孔内においてユニット前方側へ向けて内周側に傾斜して延びる係合片が一体的に形成された構成とした上で、第1平凸レンズがユニット後方側からレンズホルダに当接する位置まで挿入されたとき各係合片が第1平凸レンズと係合する構成とすれば、部品点数を増やすことなく、第1および第2平凸レンズをユニット前後方向に関して確実に位置決めすることができる。 On the other hand, in the above configuration, the lens holder is made of a resin member in which through holes are formed at a plurality of locations in the circumferential direction, and in each of the through holes, the inner peripheral side toward the front side of the unit is In addition, when the first plano-convex lens is inserted from the rear side of the unit to the position where it abuts the lens holder, each engagement piece engages the first plano-convex lens. If the structure is such that the first and second plano-convex lenses are engaged with each other, the first and second plano-convex lenses can be reliably positioned in the front-rear direction of the unit without increasing the number of parts.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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。
FIG. 1 is a side sectional view showing a
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。 In these figures, the direction indicated by is "upward". The same applies to figures other than these.
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The spatial
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。
The light
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。
The
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。
The lens-
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。
Note that a
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。
The
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。
To achieve this, the
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。
As shown in FIG. 1, the
図5は、図1の要部詳細図である。 FIG. 5 is a detailed view of the main part of FIG.
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。
As shown in FIG. 5, the spatial
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。
The spatial
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。
The spatial
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。
FIG. 6 is a detailed diagram of the main part of FIG. 5, showing the detailed structure of the
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。
As shown in FIG. 6, each reflection element 30As constituting the
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。 Switching between the first angular position and the second angular position is achieved by controlling energization to an electrode (not shown) disposed near a member (not shown) that rotatably supports each reflective element 30As. It is done by doing. In the neutral state in which no current is applied, the reflective elements 30As are configured such that their reflective surfaces are flush with each other along a vertical plane orthogonal to the central axis Ax1.
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。
In addition, in FIG. 6, the reflective element 30As located in the vicinity of the central axis Ax1 of the
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。
As shown in FIG. 5, the
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。
The spatial
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。
The
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。
A horizontally long rectangular opening 40Aa surrounding the
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。
Further, on the rear surface of the
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。
The
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。
As shown in FIG. 1, an
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。
Next, a specific configuration of the
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4つの第1、第2、第3および第4レンズ72A、72B、72C、72Dで構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
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む凸曲面を有する平凸レンズとして構成されており、ユニット前方側から2番目の第2レンズ72Bは、両凹レンズとして構成されており、ユニット前方側から3番目の第3レンズ72Cは、ユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面を有する平凸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4レンズ72Dは、ユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面を有する平凸レンズとして構成されている。
The
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および第4レンズ72C、72Dは、ガラス製レンズで構成されている。
The
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および第4レンズ72C、72D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。
The first and
第1~第4レンズ72A~72Dは、共通のレンズホルダ74に支持されている。
The first to
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。
The
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。
A pair of left and right flanges 74Ba are formed at the rear end of the
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。
The lower end of the
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。
The downward protruding portion 74Bb has a lower surface shape that follows the horizontal and inclined surface shapes of the
レンズホルダ74には、ユニット前方側から金具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。
A metal fitting 76A is attached to the
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。
A pair of left and right outer peripheral flanges 72Aa and 72Ba extending in the vertical direction are formed on the outer peripheral edges of the first and
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。
The first and
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。
A pair of left and right positioning pins 74Aa extending toward the front of the unit are formed on the front end surface of the
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。
A pair of left and right outer peripheral flange portions 72Aa, 72Ba of each of the first and
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、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。
Each of the first and
図5に示すように、第3レンズ72Cは、その前面72Caを構成する凸曲面が非球面で構成されており、また、第4レンズ72Dは、その後面72Dbを構成する凸曲面が非球面で構成されている。その際、第3レンズ72Cの前面72Caを構成する凸曲面の方が、第4レンズ72Dの後面72Dbを構成する凸曲面よりも大きい曲率で形成されている。
As shown in FIG. 5, the
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72Ccが全周にわたって形成されており、第4レンズ72Dは、その外周縁部に一定幅の外周フランジ部72Dcが全周にわたって形成されている。第3および第4レンズ72C、72Dは同一の外形形状を有している。
The
第3レンズ72Cの後面72Cbを構成する平面と第4レンズ72Dの前面72Daを構成する平面との間には、円環状に形成された金属製のスペーサ76Bが配置されている。
A
レンズホルダ74は、その後部領域74Bの前端部74Bcにおいて第3および第4レンズ72C、72Dを位置決めした状態で支持するように構成されている。
The
すなわち、前端部74Bcの内面側には、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74Bc1と、光軸Axを中心にしてユニット前後方向に延びる円筒面74Bc2とが形成されている。また、環状面74Bc1と円筒面74Bc2との接続部には、環状面74Bc1に沿って延びる環状溝部74Bc3が形成されている。 That is, on the inner surface side of the front end portion 74Bc, there is an annular surface 74Bc1 that extends annularly around the optical axis Ax along a vertical plane perpendicular to the optical axis Ax, and an annular surface 74Bc1 that extends in the unit front-back direction around the optical axis Ax. A cylindrical surface 74Bc2 is formed. Furthermore, an annular groove portion 74Bc3 extending along the annular surface 74Bc1 is formed at the connection portion between the annular surface 74Bc1 and the cylindrical surface 74Bc2.
そして、第3および第4レンズ72C、72Dは、その外周フランジ部72Cc、72Dcにおいてスペーサ76Bを挟んだ状態で、円筒面74Bc2内にユニット後方側から収容されており、第3レンズ72Cの外周フランジ部72Ccがレンズホルダ74の環状面74Bc1にユニット後方側から当接するとともに、第4レンズ72Dの外周フランジ部72Dcが板バネ78によってユニット前方側へ向けて弾性的に押圧されることによって、レンズホルダ74に対して位置決めされている。
The third and
図4に示すように、板バネ78は、光軸Axを中心にして円環状に延びるように形成されている。そして、板バネ78の周方向の4箇所には弾性押圧部78aが形成されており、また、その左右2箇所には係止部78bが形成されている。
As shown in FIG. 4, the
4箇所の弾性押圧部78aは、光軸Axを含む鉛直面に関して左右対称の配置および形状で形成されている。各弾性押圧部78aは、板バネ78の一部をユニット前方側へ斜めに切り起こすことによって周方向に帯状に延びるように形成されている。
The four elastic
2箇所の係止部78bは、光軸Axを含む鉛直面に関して左右対称の配置および形状で形成されている。各係止部78bは、板バネ78の外周縁部をユニット後方側へ折り曲げることによって形成されており、その中心部には、ユニット後方へ向けて光軸Axから離れる方向に切り起こされた切り起こし部78b1が形成されている。
The two locking
一方、レンズホルダ74の後部領域74Bには、その前端近傍部位の左右2箇所に貫通孔74Bdが形成されている。各貫通孔74Bdは、光軸Axの左右両側において縦長矩形状に形成されている。
On the other hand, in the
そして、板バネ78は、左右1対の係止部78bの切り起こし部78b1がレンズホルダ74の左右1対の貫通孔74Bdに係止されるようになっている。このとき、板バネ78は、4箇所の弾性押圧部78aが第4レンズ72Dの外周フランジ部72Dcにユニット後方側から当接した状態で弾性変形することによって、第4レンズ72Dを第3レンズ72Cおよびスペーサ76Bと共にユニット前方側へ向けて弾性的に押圧するようになっている。
The
図7は、灯具ユニット10のレンズ側サブアッシー70を組み付ける際の様子を示す、図3と略同様の図である。
FIG. 7 is a diagram substantially similar to FIG. 3, showing how the lens-
図7に示すように、まず、第3レンズ72Cを、レンズホルダ74の後部領域74Bの内部空間にユニット後方側から挿入し、その外周フランジ部72Ccをレンズホルダ74の円筒面74Bc2内において環状面74Bc1に当接させる。
As shown in FIG. 7, first, the
次に、スペーサ76Bおよび第4レンズ72Dを、レンズホルダ74の後部領域74Bの内部空間にユニット後方側から順次挿入し、スペーサ76Bを第3レンズ72Cの後面72Cbに当接させると共に、第4レンズ72Dの前面72Daをスペーサ76Bに当接させる。
Next, the
その後、板バネ78を、レンズホルダ74の後部領域74Bの内部空間にユニット後方側から挿入し、左右1対の係止部78bの切り起こし部78b1をレンズホルダ74の左右1対の貫通孔74Bdに係止する。その際、板バネ78は、4箇所の弾性押圧部78aが第4レンズ72Dの外周フランジ部72Dcにユニット後方側から当接した状態で弾性変形する。
Thereafter, the
これにより、第3および第4レンズ72C、72Dは、スペーサ76Bを挟んだ状態で、レンズホルダ74の円筒面74Bc2内に位置決めされた状態となる。
Thereby, the third and
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。
As shown in FIG. 1, since the optical axis Ax of the
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。
FIG. 8 is a perspective view showing a light distribution pattern formed on a virtual vertical screen placed 25 m in front of the vehicle by the irradiation light from the
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。 The light distribution pattern shown in FIG. 8 is a road surface drawing light distribution pattern PA, and is formed together with a low beam light distribution pattern PL formed by irradiation light from other vehicle lamps (not shown).
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。 Before explaining the road surface drawing light distribution pattern PA, the low beam light distribution pattern PL will be explained.
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。 This low beam light distribution pattern PL is a left-hand low beam light distribution pattern, and has cutoff lines CL1 and CL2 at its upper edge.
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。 These cutoff lines CL1 and CL2 are formed by forming a horizontal cutoff line CL1 on the right side of the VV line passing vertically through HV, which is the vanishing point in the front direction of the lamp, on the oncoming lane side, and forming a horizontal cutoff line CL1 along the VV line. The portion on the left side of the own lane is formed as a diagonal cut-off line CL2, and the elbow point E, which is the intersection of the two, is located approximately 0.5 to 0.6 degrees below HV.
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。 The road surface drawing light distribution pattern PA is a light distribution pattern for drawing a road surface to draw attention to the surroundings, and is formed as a light distribution pattern for drawing characters, symbols, etc. on the road surface in front of the vehicle. The road surface drawing light distribution pattern PA shown in FIG. 8 is formed as an arrow-shaped light distribution pattern facing the front direction of the vehicle.
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。
The light distribution pattern PA for road surface drawing is based on light from some of the plurality of reflection elements 30As that constitute the
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。 By forming such an arrow-shaped road surface drawing light distribution pattern PA when a vehicle is driving at night, for example, it is possible to notify the surroundings that the vehicle is approaching an intersection in front of the vehicle and to call for attention. It has become.
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。 In FIG. 8, a region Z1 indicated by a two-dot chain line indicates a range in which various road surface drawing light distribution patterns PA can be formed. This region Z1 is a rectangular region centered on the line VV, and its upper edge is located near the bottom of the line HH passing through HV in the horizontal direction.
次に本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.
本実施形態に係る灯具ユニット10は、マトリクス状に配置された複数の反射素子30Asを備えた空間光変調器30で反射した光源52からの光(すなわちマトリクス状に配置された複数の発光制御素子からの光)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。
The
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4つの第1~第4レンズ72A、72B、72C、72D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。
In this case, the
その上で、4つの第1~第4レンズ72A~72Dは、最もユニット後方側に位置する第4レンズ72Dがユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面を有する平凸レンズ(第1平凸レンズ)で構成されるとともに、そのユニット前方側に隣接する第3レンズ72Cがユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面を有する平凸レンズ(第2平凸レンズ)で構成されているので、最もユニット後方側に位置するレンズを両凸レンズで構成した場合と略同等のレンズ機能を持たせることができる。
In addition, the four first to
しかも、このように両凸レンズの代わりに第3レンズ72C(第2平凸レンズ)および第4レンズ72D(第1平凸レンズ)を採用することにより、その製造コスト低減を図ることができる。
Furthermore, by employing the
すなわち、本実施形態においては、第3および第4レンズ72C、72Dの各々がガラス製レンズで構成されているが、凸曲面側のレンズ面(すなわち第3レンズ72Cの前面72Caおよび第4レンズ72Dの後面72Db)のみを金型で成形すれば足りるので、これらを精度良く製造することが容易に可能となる。
That is, in this embodiment, each of the third and
このように本実施形態によれば、マトリクス状に配置された複数の反射素子30Asからの反射光を、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た灯具ユニット10において、コスト低減を図った上で投影レンズ72の光学特性を維持することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the
特に本実施形態においては、第4レンズ72Dがガラス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。
In particular, in this embodiment, since the
すなわち、最もユニット後方側に位置する第4レンズ72Dは、複数の反射素子30Asからの反射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の影響を受けやすいが、これをガラス製レンズで構成することにより熱変形が発生してしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより投影レンズ72の光学特性を維持する効果を高めることができる。
That is, the
しかも本実施形態においては、第3レンズ72Cもガラス製レンズで構成されているので、投影レンズ72の光学特性を維持する効果をさらに高めることができる。
Moreover, in this embodiment, since the
また本実施形態においては、第3レンズ72Cと第4レンズ72Dとの間に円環状のスペーサ76Bが配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。
Further, in this embodiment, since the
すなわち、投影レンズ72として、第3レンズ72Cと第4レンズ72Dとが直接面接触した状態で配置された構成とした場合には、灯具ユニット10に振動荷重等が作用したとき、第3レンズ72Cと第4レンズ72Dとが擦れ合ってレンズ面に損傷が発生してしまうおそれがある。
That is, when the
これに対して、第3レンズ72Cと第4レンズ72Dとの間に円環状のスペーサ76Bが配置された構成とすれば、第3レンズ72Cと第4レンズ72Dとの位置関係を維持した上で、レンズ面に損傷が発生してしまうのを未然に防止することができる。
On the other hand, if the
さらに本実施形態においては、レンズホルダ74における周方向の2箇所に貫通孔74Bdが形成されており、また、レンズホルダ74の内部空間における第4レンズ72Dよりもユニット後方側の位置には、2箇所の貫通孔74Bdに係止された状態で第4レンズ72Dをユニット前方側へ向けて弾性的に押圧する板バネ78が配置されているので、第3および第4レンズ72C、72Dをユニット前後方向に関して確実に位置決めすることができる。
Furthermore, in this embodiment, through holes 74Bd are formed at two locations in the circumferential direction of the
また本実施形態においては、第3および第4レンズ72C、72D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。
Further, in this embodiment, since the outer diameters of the third and
しかも本実施形態においては、第3および第4レンズ72C、72D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。
Furthermore, in this embodiment, the third and
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および第4レンズ72C、72D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。
That is, by configuring the first and
また、第3および第4レンズ72C、72Dは、レンズホルダ74の後部領域74Bの前端部74Bc(すなわち第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および第4レンズ72C、72Dの位置決めを容易に行うことができる。
Further, the third and
さらに、空間光変調器30は、マトリクス状に配置された複数の発光制御素子として、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おり、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おり、このためレンズホルダ74を介して第3および第4レンズ72C、72Dに熱が伝わりやすいので、本実施形態の構成を採用することが特に効果的である。
Further, the spatial
また本実施形態においては、4つの第1~第4レンズ72A~72Dのうち第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および第4レンズ72C、72D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。
Further, in this embodiment, among the four first to
上記実施形態においては、第3および第4レンズ72C、72Dの各々がガラス製レンズで構成されているものとして説明したが、これらを樹脂製レンズで構成することも可能である。
In the above embodiment, each of the third and
このように第3および第4レンズ72C、72Dの各々を樹脂製レンズで構成した場合には、これらを単一の両凸レンズで構成した場合に比して中央部分の厚肉が略半減するので、成形時のヒケが生じにくくなる。したがって、第3および第4レンズ72C、72Dの製造コスト低減を図った上で、投影レンズ72としての光学特性を維持することができる。
In this way, when each of the third and
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。
In the embodiment described above, spatial light modulation is performed on the optical axis Ax of the
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。
In the above embodiment, the
次に、上記実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of the above embodiment will be described.
まず、上記実施形態の第1変形例について説明する。 First, a first modification of the above embodiment will be described.
図9(a)は、本変形例に係る灯具ユニットの要部を示す、図5と略同様の図である。 FIG. 9(a) is a diagram substantially similar to FIG. 5, showing the main parts of the lamp unit according to this modification.
図9(a)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、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いる。
As shown in FIG. 9A, the basic configuration of this modification is the same as that of the above embodiment, but the structure of the
すなわち、本変形例の投影レンズ172も、最もユニット後方側に位置する第4レンズ172Dが、ユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面状の後面172Dbを有する平凸レンズ(第1平凸レンズ)として構成されるとともに、そのユニット前方側に隣接する第3レンズ172Cが、ユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面状の前面172Caを有する平凸レンズ(第2平凸レンズ)として構成されているが、本変形例においては第3レンズ172Cが樹脂製レンズで構成されている点で上記実施形態の場合と異なっている。
That is, in the
また、本変形例の投影レンズ172は、第3レンズ172Cの後面172Cbの外周縁部に突起部172Cdが形成されている点でも上記実施形態の場合と異なっている。この突起部172Cdは、光軸Axを中心にして円環状に延びる平板状突起部として形成されている。そして、この突起部172Cdの後面が第4レンズ172Dの前面172Daに当接することによって、第3レンズ172Cと第4レンズ172Dとの間隔を規定するようになっている。
The
このため本変形例においては、上記実施形態のスペーサ76Bに相当する部材が存在していない。
Therefore, in this modification, there is no member equivalent to the
なお、本変形例の第4レンズ172Dは、上記実施形態の第4レンズ72Dと同様の構成を有している。
Note that the
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。 Even when the configuration of this modification is adopted, the same effects as in the above embodiment can be obtained.
その上で、本変形例の構成を採用することにより、第3レンズ172Cの軽量化を図ることができ、また、その形状自由度を高めることができる。
In addition, by employing the configuration of this modification, it is possible to reduce the weight of the
そして本変形例においては、第3レンズ172Cに突起部172Cdが一体的に形成されているので、上記実施形態のスペーサ76Bを廃止することができ、これにより、部品点数を増やすことなく、第3レンズ172Cと第4レンズ172Dとの位置関係を維持した上で、レンズ面に損傷が発生してしまうのを未然に防止することができる。
In this modification, since the protrusion 172Cd is integrally formed on the
次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。 Next, a second modification of the above embodiment will be described.
図9(b)は、本変形例に係る灯具ユニットの要部を示す、図5と略同様の図である。 FIG. 9(b) is a diagram substantially similar to FIG. 5, showing the main parts of the lamp unit according to this modification.
図9(b)に示すように、本変形例の投影レンズ272も、上記第1変形例の投影レンズ172と同様、第3レンズ272Cが樹脂製レンズで構成されており、第4レンズ272Dがガラス製レンズで構成されている。
As shown in FIG. 9(b), in the
そして本変形例においても、第3レンズ272Cの後面272Cbの外周縁部には突起部272Cdが一体的に形成されているが、本変形例の突起部272Cdは、半球状突起部として周方向に等間隔をおいて複数箇所に形成されている。
Also in this modification, a protrusion 272Cd is integrally formed on the outer peripheral edge of the rear surface 272Cb of the
本変形例の構成を採用した場合においても、上記第1変形例の場合と同様の作用効果を得ることができる。 Even when the configuration of this modification is adopted, the same effects as in the case of the first modification can be obtained.
次に、上記実施形態の第3変形例について説明する。 Next, a third modification of the above embodiment will be described.
図10は、本変形例に係る灯具ユニット310を備えた車両用灯具300を示す側断面図であり、図11は、灯具ユニット310を主要構成要素に分解して示す、図4と同様の図である。
FIG. 10 is a side sectional view showing a
図10、11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370の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the basic configuration of this modification is the same as that of the above embodiment, but the structure of the
すなわち、本変形例のレンズ側サブアッシー370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72と、これを支持するレンズホルダ374とを備えた構成となっているが、レンズホルダ374の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。
That is, the lens-
具体的には、本変形例においてはレンズホルダ374が樹脂製(例えばポリカーボネート樹脂製)の部材で構成されている点で上記実施形態の場合と異なっている。
Specifically, this modification differs from the above embodiment in that the
一方、本変形例のレンズホルダ374も、上記実施形態のレンズホルダ74と同様、前部領域374Aが光軸Axを中心にして角筒状に延びるように形成されるとともに、後部領域374B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おり、その後部領域374Bの前端部374Bcにおいて第3および第4レンズ72C、72Dを位置決めした状態で支持するように構成されている。
On the other hand, similarly to the
レンズホルダ374の後部領域374Bには、その前端近傍部位の3箇所(具体的には光軸Axの真上の位置と光軸Axの左右両側における光軸Axよりもやや下方の位置)に貫通孔374Bdが形成されている。各貫通孔374Bdは、矩形状に形成されており、各貫通孔374Bd内には、ユニット前方側へ向けて内周側に傾斜して延びる係合片374Bd1がレンズホルダ374と一体的に形成されている。
The
そして、第3および第4レンズ72C、72Dは、その外周フランジ部72Cc、72Dcにおいてスペーサ76Bを挟んだ状態で、前端部374Bcの円筒面374Bc2内にユニット後方側から収容されており、第3レンズ72Cの外周フランジ部72Ccがレンズホルダ374の環状面374Bc1にユニット後方側から当接した状態で、各係合片374Bd1が第4レンズ72Dの外周フランジ部72Dcと係合することによって、レンズホルダ374に対して位置決めされている。
The third and
図12は、灯具ユニット310のレンズ側サブアッシー370を組み付ける際の様子を示す、図7と同様の図である。なお、図12(a)、(b)は、光軸Axおよび左右2箇所の貫通孔374Bdの各々を含む断面位置での断面形状を示している。
FIG. 12 is a diagram similar to FIG. 7, showing how the lens-
図12に示すように、第3レンズ72C、スペーサ76Bおよび第4レンズ72Dを、レンズホルダ374の後部領域374Bの内部空間にユニット後方側から順次挿入すると、各係合片374Bd1が第3レンズ72C、スペーサ76Bおよび第4レンズ72Dの各々との当接によって外周側に弾性変形し、これらがレンズホルダ374の環状面374Bc1に当接する位置まで挿入されたときに各係合片374Bd1が第4レンズ72Dと係合する。
As shown in FIG. 12, when the
これにより、第3および第4レンズ72C、72Dは、スペーサ76Bを挟んだ状態で、レンズホルダ374の円筒面374Bc2内に位置決めされた状態となる。
Thereby, the third and
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。 Even when the configuration of this modification is adopted, the same effects as in the above embodiment can be obtained.
しかも、本変形例のレンズホルダ374は樹脂製の部材で構成されており、その後部領域374Bにおける前端近傍部位の3箇所には係合片374Bd1がレンズホルダ374と一体的に形成されているので、上記実施形態の板バネ78が不要となり、これにより部品点数を増やすことなく第3および第4レンズ72C、72Dをユニット前後方向に関して確実に位置決めすることができる。
Moreover, the
次に、上記実施形態の第4変形例について説明する。 Next, a fourth modification of the above embodiment will be described.
図13は、本変形例に係る灯具ユニット410を示す、図5と略同様の図である。
FIG. 13 is a diagram substantially similar to FIG. 5, showing a
図13に示すように、本変形例に係る灯具ユニット410は、レンズ側サブアッシー470の構成については上記実施形態の場合と同様であるが、上記実施形態の空間光変調ユニット20および光源側サブアッシー50の代わりに光源ユニット500を備えている点で上記実施形態の場合と大きく異なっている。
As shown in FIG. 13, the
光源ユニット500は、マイクロLED510が支持部材520に支持された構成となっている。マイクロLED510は、マトリクス状に配置された複数の発光素子512が基板514に支持された構成となっている。複数の発光素子512は、白色で発光する1000個程度の発光ダイオードで構成されており、これらが個別に発光し得る構成となっている。
The
マイクロLED510は、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、マイクロLED510は、その中心軸線Ax1が、上記実施形態の場合と同様、光軸Axに対して上方側に変位した状態でユニット前後方向に延びるように配置されている。
The
本変形例のレンズ側サブアッシー470も、投影レンズ72がレンズホルダ474に支持された構成となっているが、レンズホルダ474の後端部において支持部材520の外周縁部520aに支持された構成となっている点で上記実施形態の場合と異なっている。
The lens-
そして、本変形例に係る灯具ユニット410は、マイクロLED510を構成する複数の発光素子512の各々からの出射光が投影レンズ72に直接入射する構成となっている。
The
本変形例の構成を採用した場合においても、レンズ側サブアッシー470として、投影レンズ72がレンズホルダ474に対して上記実施形態の場合と同様の構成で支持されているので、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。
Even when the configuration of this modification is adopted, the
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。 Note that the numerical values shown as specifications in the above embodiment and its modified examples are merely examples, and it goes without saying that these may be set to different values as appropriate.
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。 Furthermore, the present invention is not limited to the configurations described in the above-described embodiments and modifications thereof, and configurations with various other changes can be adopted.
10、310、410 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(発光制御素子)
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、370、470 レンズ側サブアッシー
72、172、272 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、272C 第3レンズ(第2平凸レンズ)
72Ca、72Da、172Ca、172Da 前面
72Cb、72Db、172Cb、272Cb 後面
72Cc、72Dc 外周フランジ部
72D、172D、272D 第4レンズ(第1平凸レンズ)
74、374、474 レンズホルダ
74A、374A 前部領域
74Aa 位置決めピン
74B、374B 後部領域
74Ba フランジ部
74Bb 下方突出部
74Bc、374Bc 前端部
74Bc1、374Bc1 環状面
74Bc2、374Bc2 円筒面
74Bc3 環状溝部
74Bd、374Bd 貫通孔
76A 金具
76Aa 挿通孔
76B スペーサ
78 板バネ
78a 弾性押圧部
78b 係止部
78b1 切り起こし部
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、300 車両用灯具
102 ランプボディ
104 透光カバー
172Cd、272Cd 突起部
374Bd1 係合片
500 光源ユニット
510 マイクロLED
512 発光素子(発光制御素子)
514 基板
520 支持部材
520a 外周縁部
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
10, 310, 410
72Ca, 72Da, 172Ca, 172Da Front surface 72Cb, 72Db, 172Cb, 272Cb Rear surface 72Cc, 72Dc
74, 374, 474
512 Light emitting element (light emission control element)
514
Claims (5)
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ユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第1平凸レンズで構成されるとともに、上記第1平凸レンズのユニット前方側に隣接するレンズがユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第2平凸レンズで構成されており、
上記第1平凸レンズと上記第2平凸レンズとの間に、円環状のスペーサが配置されている、ことを特徴とする灯具ユニット。 In a lamp unit configured to irradiate light from a plurality of light emission control elements arranged in a matrix toward the front of the unit via a projection lens,
The above-mentioned projection lens is composed of a plurality of lenses arranged in line in the front and back direction of the unit,
The above multiple lenses are supported by a common lens holder,
The plurality of lenses are configured such that the lens located closest to the rear of the unit is a first plano-convex lens having a convex curved surface that bulges toward the rear of the unit, and the lens adjacent to the front side of the unit of the first plano-convex lens is a lens that is located closest to the rear of the unit. It is composed of a second plano-convex lens having a convex curved surface that bulges forward,
A lamp unit characterized in that an annular spacer is disposed between the first plano-convex lens and the second plano-convex lens .
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ユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第1平凸レンズで構成されるとともに、上記第1平凸レンズのユニット前方側に隣接するレンズがユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第2平凸レンズで構成されており、
上記第2平凸レンズは樹脂製レンズで構成されており、
上記第2平凸レンズの後面の外周縁部に、上記第1平凸レンズの前面に当接することによって上記第1平凸レンズと上記第2平凸レンズとの間隔を規定する突起部が形成されている、ことを特徴とする灯具ユニット。 In a lamp unit configured to irradiate light from a plurality of light emission control elements arranged in a matrix toward the front of the unit via a projection lens,
The above-mentioned projection lens is composed of a plurality of lenses arranged in line in the front and back direction of the unit,
The above multiple lenses are supported by a common lens holder,
The plurality of lenses are configured such that the lens located closest to the rear of the unit is a first plano-convex lens having a convex curved surface that bulges toward the rear of the unit, and the lens adjacent to the front side of the unit of the first plano-convex lens is a lens that is located closest to the rear of the unit. It is composed of a second plano-convex lens having a convex curved surface that bulges forward,
The second plano-convex lens is made of a resin lens,
A protrusion is formed on the outer periphery of the rear surface of the second plano-convex lens, the protrusion defining a distance between the first plano-convex lens and the second plano-convex lens by coming into contact with the front surface of the first plano-convex lens . A lighting unit characterized by:
上記第1平凸レンズよりもユニット後方側に、上記複数箇所に形成された貫通孔に係止された状態で上記第1平凸レンズをユニット前方側へ向けて弾性的に押圧する板バネが配置されている、ことを特徴とする請求項1または2記載の灯具ユニット。 Through holes are formed at multiple locations in the circumferential direction of the lens holder,
A plate spring is arranged behind the first plano-convex lens in the unit and elastically presses the first plano-convex lens toward the front side of the unit while being engaged with the through holes formed in the plurality of locations. The lamp unit according to claim 1 or 2, characterized in that:
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ユニット後方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第1平凸レンズで構成されるとともに、上記第1平凸レンズのユニット前方側に隣接するレンズがユニット前方へ向けて膨らむ凸曲面を有する第2平凸レンズで構成されており、
上記レンズホルダは、周方向の複数箇所に貫通孔が形成された樹脂製部材で構成されており、かつ、上記各貫通孔内においてユニット前方側へ向けて内周側に傾斜して延びる係合片が一体的に形成された構成となっており、
上記各係合片は、上記第1平凸レンズがユニット後方側から上記レンズホルダに当接する位置まで挿入されたとき上記第1平凸レンズと係合するように構成されている、ことを特徴とする灯具ユニット。 In a lamp unit configured to irradiate light from a plurality of light emission control elements arranged in a matrix toward the front of the unit via a projection lens,
The above-mentioned projection lens is composed of a plurality of lenses arranged in line in the front and back direction of the unit,
The above multiple lenses are supported by a common lens holder,
The plurality of lenses are configured such that the lens located closest to the rear of the unit is a first plano-convex lens having a convex curved surface that bulges toward the rear of the unit, and the lens adjacent to the front side of the unit of the first plano-convex lens is a lens that is located closest to the rear of the unit. It is composed of a second plano-convex lens having a convex curved surface that bulges forward,
The lens holder is made of a resin member in which through holes are formed at multiple locations in the circumferential direction, and in each of the through holes, an engagement member that extends inwardly toward the front side of the unit is provided. It has a structure in which the pieces are integrally formed,
Each of the engaging pieces is configured to engage with the first plano-convex lens when the first plano-convex lens is inserted from the rear side of the unit to a position where it contacts the lens holder. lighting unit.
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