JPWO2020080134A1 - Vehicle lighting fixtures and rotating reflectors - Google Patents
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Abstract
光学ユニットを備えた車両用灯具において、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LED20a3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LED20a1の上下位置が下になるように配列されている。In a vehicle lamp equipped with an optical unit, the optical unit includes a rotating reflector that rotates in one direction around a rotation axis while reflecting light emitted from a light source, and a plurality of rotating reflectors arranged in a line in the horizontal direction. It includes a light source composed of a light emitting element. The rotary reflector has a reflecting surface that is twisted so that the light of the light source reflected while rotating scans forward to form a desired light distribution pattern. The plurality of light emitting elements are arranged so that the vertical position of the LED 20a1 that emits the light reflected inside the reflecting surface is lower than the vertical position of the LED 20a3 that emits the light reflected on the outside of the reflecting surface.
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。 The present invention relates to a vehicle lamp equipped with an optical unit. The present invention also relates to a component of an optical unit, for example, a rotary reflector that rotates about a rotation axis while reflecting light emitted from a light source.
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。 Conventionally, an optical unit including a rotation reflector that rotates in one direction about a rotation axis while reflecting light emitted from a light source has been devised (see Patent Document 1). The rotary reflector included in this optical unit is provided with a reflecting surface so that the light of the light source reflected while rotating forms a desired light distribution pattern.
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。 Further, the rotary reflector included in this optical unit is provided with a plurality of blades provided with a reflecting surface on which the reflected light forms a desired light distribution pattern in the circumferential direction of the rotating shaft. Such an optical unit can form a desired light distribution pattern by rotating the rotary reflector in one direction.
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)。 Further, 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 are illuminated at the same time. In such a case, it is difficult to independently control the irradiation state at both ends of the light distribution pattern. Therefore, when light is incident on the reflective surface of one adjacent blade from the light source, a part of the blade is cut out so that the light from the light source is not incident on the reflective surface of the other adjacent blade. (See Patent Document 2).
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。 However, the reflecting surface of the rotating reflector is not always flat, and even if the light of the light source reflected while rotating is used to scan the front of the vehicle, the light distribution pattern may not have a neat shape in the horizontal direction.
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。 Further, if a part of the blade is cut out, the rigidity of the blade is reduced. On the other hand, if a connecting surface for connecting the blades is provided in order to increase the rigidity of the blades, the light reflected by the connecting surface may cause glare.
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。 The present invention has been made in view of these circumstances, and one of its exemplary purposes is to provide a new technique for obtaining a light distribution pattern having a desired shape. Further, one of the exemplary purposes is to provide a new technique for suppressing glare without reducing the rigidity of the blade.
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。 In order to solve the above problems, the vehicle lighting fixture of an embodiment of the present invention is a vehicle lighting fixture provided with an optical unit. The optical unit includes a rotary reflector that rotates in one direction about a rotation axis while reflecting light emitted from the light source, and a light source composed of a plurality of light emitting elements arranged in a line in the horizontal direction. The rotary reflector has a reflecting surface that is twisted so that the light of the light source reflected while rotating scans forward to form a desired light distribution pattern. The plurality of light emitting elements are arranged so that the vertical position of the inner light emitting element that emits the light reflected inside the reflecting surface is lower than the vertical position of the outer light emitting element that emits the light reflected on the outside of the reflecting surface. Has been done.
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。 According to this aspect, the vertical positions of some of the light emitting elements are adjusted in consideration of the deviation of the image of the light source reflected by the uneven and twisted reflecting surface of the rotating reflector. Thereby, a light distribution pattern having a desired shape can be formed.
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。 Compared to the case where the plurality of light emitting elements are arranged in a straight line in the horizontal direction, the partial distribution formed by scanning the front of each light emitted by the plurality of light emitting elements reflected by the rotary reflector. The light patterns may be arranged in a line in the horizontal direction so that the light patterns overlap more. As a result, the overlapping of the partially distributed light patterns increases, and a bright light distribution pattern can be obtained. Here, the line shape does not necessarily mean that all the light emitting elements are aligned in a straight line, and the vertical positions of the plurality of light emitting elements may be gradually (stepwise) changed. Further, the vertical positions of some of the plurality of elements may be the same.
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d1〜dnが以下の式(1)を満たしてもよい。
d1≦d2≦d3≦・・・≦dn−1≦dn (1)(ただし、d1=d2=d3・・・=dn−1=dnの場合を除く)The plurality of light emitting elements may have the first to nth light emitting elements in order from the end. The first to nth light emitting elements may satisfy the following equation (1) in the amount of displacement d 1 to d n from the vertical position to the bottom of the reference.
d 1 ≤ d 2 ≤ d 3 ≤ ... ≤ d n-1 ≤ d n (1) (However, except for the case of d 1 = d 2 = d 3 ... = d n-1 = d n )
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。 A projection lens that projects the light reflected by the rotary reflector in the light irradiation direction of the optical unit is further provided, and the rotary reflector is arranged so that the rotation axis extends diagonally and horizontally with respect to the light irradiation direction. The light source may be arranged so that the light emitting surfaces of the plurality of light emitting elements are oblique to the reflecting surface.
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。 The reflecting surface may have a twisted shape so that the angle formed by the optical axis and the reflecting surface changes toward the circumferential direction centered on the rotation axis.
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。 The rotary reflector of another aspect of the present invention is a rotary reflector having a rotary portion and a plurality of blades provided around the rotary portion and separated from each other, wherein the blades emit light emitted from a light source. Of these, the reflecting part that reflects the light that contributes to the formation of the light distribution pattern and the connecting part that is connected to other blades that are separated so that the light emitted from the light source is not reflected in the direction of glare. And have.
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。 According to this aspect, the decrease in rigidity is suppressed by connecting the blades with each other by the connecting portion. On the other hand, even if the light emitted from the light source is reflected by the connection portion, it is not reflected in the direction of glare, so that the occurrence of glare can be suppressed.
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。 The reflecting portion may have a surface shape configured such that light that contributes to the formation of a light distribution pattern is incident on a predetermined optical member. The connecting portion may have a surface shape configured so that the light emitted from the light source does not direct to the optical member. As a result, even if the light emitted from the light source is reflected by the connecting portion, it does not face the optical member, so that glare is less likely to occur.
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。 The connecting portion may be provided around the rotating portion. As a result, for example, when the region that reflects the light emitted from the light source is a region close to the outer peripheral portion of the blade away from the rotating portion, the light of the light source incident on the connection portion is reduced, and the occurrence of glare is suppressed. NS.
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。 At least a part of the connecting portion may be arranged on the same circumference as the reflecting portion with the rotating portion as the center.
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。 The angle of the connecting portion formed with the rotating shaft of the rotating portion may be 70 ° or less.
接続部は、表面にシボ処理が施されていてもよい。 The surface of the connecting portion may be textured.
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。 It should be noted that any combination of the above components and the conversion of the expression of the present invention between methods, devices, systems, etc. are also effective as aspects of the present invention.
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。 According to the present invention, a light distribution pattern having a desired shape can be obtained. Alternatively, according to the present invention, it is possible to provide a rotation reflector having high rotation accuracy.
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 with reference to the drawings based on the embodiments. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings shall be designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate. Further, the embodiment is not limited to the invention but is an example, and all the features and combinations thereof described in the embodiment are not necessarily essential to the invention.
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。 The optical unit having the support component according to the present embodiment can be used for various vehicle lighting fixtures. First, an outline of a vehicle headlight on which an optical unit according to an embodiment described later can be mounted will be described.
(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。(Vehicle headlights)
FIG. 1 is a horizontal sectional schematic view of a vehicle headlight according to the present embodiment. FIG. 2 is a front view of the vehicle headlight according to the present embodiment. In FIG. 2, some parts are omitted.
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。
The
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
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。
Semiconductor light emitting elements such as LEDs, ELs, and LDs are used as each light source. In the
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。
In the second
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。
The
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。
The rotation axis R of the
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。
The shape of the
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。
Further, the presence of the
(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。(Optical unit)
FIG. 3 is a perspective view showing a main part of the optical unit according to the present embodiment. Note that FIG. 3 mainly shows the
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。
As shown in FIG. 3, the
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。
The reflecting
(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。(Rotating reflector)
Next, the details of the structure of the
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。
The
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。
At the center of the
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。
The
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。
Further, the reflecting
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F0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。The normal vector of the reflecting
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。
Further, each arrow shown in FIG. 8 indicates an inclination direction in the region, and the direction of the arrow is drawn so that the height of the
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。
As described above, since the
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。
By the way, using the
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。 9 (a) is a schematic diagram of a light source having an array of light emitting elements according to a reference example, and FIG. 9 (b) is a schematic diagram of a light distribution pattern formed by the light source shown in FIG. 9 (a). As shown in FIG. 9A, the light source according to the reference example has three LEDs 20a1, 20a2, 20a3 arranged on a straight line parallel to the optical axis Ax. In this case, the partially distributed light patterns PH1 to PH3 formed by the light emitted from the LEDs 20a1, 20a2, and 20a3 are superimposed in a state of being obliquely displaced from each other. As a result, the maximum luminous intensity of the light distribution pattern PH does not increase.
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。
The reason why the partial distribution light pattern is slanted and does not become horizontal will be described. FIG. 10A is a top view schematically showing an optical unit according to a reference example, and FIG. 10B is a schematic view for explaining the movement of virtual images of a plurality of LEDs. The imaginary image shown in FIG. 10B shows the arrangement of the front view from the front of the vehicle. Further, in the following, for the sake of simplification of the explanation, it is assumed that the number of LEDs is three. Further, the layout of each configuration assumes the case of the
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Rc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。First, the partially distributed light pattern PH2 formed by the light emitted by the LED 20a2 located at the center (second from the front side of the vehicle) of the three LEDs will be described. Light LED20a2 emitted is reflected by the central region R c of the left reflection area of the
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Rin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Rin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。Further, light emitted by the LED20a1 which is located most vehicle front side is reflected by the inner area R in the left reflection area of the
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Rout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Rout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。Further, the light emitted by the LED 20a3 located on the rearmost side of the vehicle is reflected by the outer region R out of the reflection region on the left side of the
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。
As described above, when the inclination angle of the reflecting surface changes depending on the location as in the
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。 11 (a) is a schematic diagram of a light source having an array of light emitting elements according to the present embodiment, and FIG. 11 (b) is a schematic diagram of a light distribution pattern formed by the light source shown in FIG. 11 (a). be.
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Rout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Rin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。The
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。
According to this aspect, the vertical positions of some of the LEDs 20a1 and 20a3 are adjusted in consideration of the deviation of the image of the
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。
Further, as compared with the case where the LEDs 20a1, 20a2, 20a3 are arranged in a straight line in the horizontal direction, the light emitted by the plurality of LEDs 20a1, 20a2, 20a3 reflected by the
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。 As a result, the partially distributed light patterns PH1 to PH3 overlap more often, and a bright light distribution pattern PH can be obtained. Here, the line shape does not necessarily mean that all the LEDs are arranged in a straight line, and the vertical positions of the plurality of LEDs may be gradually (stepwise) changed. Further, the vertical positions of some of the plurality of elements may be the same.
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d1〜d5が以下の式(1)を満たしている。
d1≦d2≦d3≦・・・≦dn−1≦dn (1)(ただし、nは2以上の整数、d1=d2=d3・・・=dn−1=dn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d1〜d5が以下の式(2)を満たしていてもよい。
d1<d2<d3<・・・<dn−1<dn (2)FIG. 12 is a schematic view of a light source having an array of light emitting elements according to a modified example of the present embodiment. The light source according to the modified example has a plurality of LEDs 20a1 to 20a5 in order from the front end of the vehicle. In the first to fifth LEDs, the amount of displacement d 1 to d 5 from the vertical position to the bottom of the reference satisfies the following equation (1).
d 1 ≤ d 2 ≤ d 3 ≤ ... ≤ d n-1 ≤ d n (1) (where n is an integer of 2 or more, d 1 = d 2 = d 3 ... = d n-1 = (Except for d n)
Alternatively, the amount of displacement d 1 to d 5 from the vertical position of the reference to the bottom may satisfy the following equation (2).
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Routは常に上方に傾いた面であり、内側領域Rin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Rinが常に上方に傾いた面であり、外側領域Rout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。Further, the reflecting
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。 If this is further developed, it is based on the difference in the direction of the normal vector of the reflecting surface and the periodic change in each reflection region of the rotating reflector on which the light emitted by the plurality of light emitting elements of the light source is projected. By adjusting the relative positional relationship of the plurality of light emitting elements, a desired light distribution pattern can be obtained.
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。
As described above, the
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。
As a result, the connecting
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。
Specifically, as shown in FIG. 7C, the reflecting
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。
Further, as shown in FIG. 5, the connecting
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。
Further, as shown in FIG. 5, at least a part 22h1 of the connecting
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°±α0(α0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。In the
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。
Further, the connecting
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。
However, when a part of the light reflected inside the optical unit reaches the surface of the connecting
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。 Although the present invention has been described above with reference to the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the configuration of the embodiment may be appropriately combined or replaced. It is included in the present invention. Further, it is also possible to appropriately rearrange the combination and the order of processing in the embodiment based on the knowledge of those skilled in the art, and to add modifications such as various design changes to the embodiment, and such modifications are added. The embodiments described may also be included in the scope of the present invention.
本発明は、車両用灯具に利用できる。 The present invention can be used for vehicle lamps.
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。 10 Vehicle headlights, 18 optical units, 20 first light sources, 20a LEDs, 22 rotating reflectors, 22a blades, 22b rotating parts, 22c connecting parts, 22d reflective surfaces, 22h connecting parts, 26 convex lenses, 33 circuit boards.
Claims (11)
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、
前記複数の発光素子は、前記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、前記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とを特徴とする車両用灯具。A vehicle lamp equipped with an optical unit.
The optical unit is
A rotating reflector that rotates in one direction around the axis of rotation while reflecting the light emitted from the light source,
A light source composed of a plurality of light emitting elements arranged in a line in the horizontal direction is provided.
The rotary reflector is
It has a reflective surface that is twisted so that the light of the light source reflected while rotating scans forward to form the desired light distribution pattern.
In the plurality of light emitting elements, the vertical position of the inner light emitting element that emits the light reflected inside the reflecting surface is lower than the vertical position of the outer light emitting element that emits the light reflected outside the reflecting surface. Vehicle lighting fixtures characterized by being arranged in such a manner.
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d1〜dnが以下の式(1)を満たす、
d1≦d2≦d3≦・・・≦dn−1≦dn (1)
(ただし、d1=d2=d3・・・=dn−1=dn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。The plurality of light emitting elements have first to nth light emitting elements in order from the end.
In the first to nth light emitting elements, the amount of displacement d 1 to d n from the vertical position to the bottom of the reference satisfies the following equation (1).
d 1 ≤ d 2 ≤ d 3 ≤ ... ≤ d n-1 ≤ d n (1)
(However, except for the case of d 1 = d 2 = d 3 ... = d n-1 = d n )
The vehicle lamp according to claim 1 or 2.
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。A projection lens that projects the light reflected by the rotary reflector in the light irradiation direction of the optical unit is further provided.
The rotary reflector is arranged so that the rotation axis extends diagonally and horizontally with respect to the light irradiation direction.
The vehicle use according to any one of claims 1 to 3, wherein the light source is arranged so that the light emitting surface of each of the plurality of light emitting elements is oblique with respect to the reflecting surface. Lighting equipment.
前記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、
前記ブレードは、
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、
を有することを特徴とする回転リフレクタ。Rotating part and
A rotary reflector having a plurality of blades provided around the rotating portion and separated from each other.
The blade
A reflector that reflects the light emitted from the light source that contributes to the formation of the light distribution pattern,
A connection part that is connected to other blades that are separated so that the light emitted from the light source is not reflected in the direction of glare.
A rotary reflector characterized by having.
前記接続部は、光源から出射した光が前記光学部材に向かわないように構成された表面形状を有する、
ことを特徴とする請求項6に記載の回転リフレクタ。The reflecting portion has a surface shape configured so that light that contributes to the formation of a light distribution pattern is incident on a predetermined optical member.
The connection portion has a surface shape configured so that the light emitted from the light source does not direct to the optical member.
The rotary reflector according to claim 6.
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