WO2020080134A1 - 車両用灯具および回転リフレクタ - Google Patents

車両用灯具および回転リフレクタ Download PDF

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WO2020080134A1
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light emitting
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秀忠 田中
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株式会社小糸製作所
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle lamp including 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.
  • an optical unit having a rotary reflector that rotates in one direction around 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.
  • 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.
  • the reflecting surface of the rotating reflector is not always flat, and even if the light from the light source reflected while rotating is scanned in front of the vehicle, the light distribution pattern may not be a clean horizontal shape.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and one of the exemplary purposes thereof is to provide a new technique for obtaining a light distribution pattern of a desired shape. Further, one of the illustrative purposes is to provide a new technique for suppressing glare without reducing the rigidity of the blade.
  • a vehicle lamp including an optical unit.
  • the optical unit includes a rotating reflector that rotates in one direction around a rotation axis while reflecting light emitted from the light source, and a light source including a plurality of light emitting elements arranged in a line in the horizontal direction.
  • the rotating reflector has a reflecting surface that is twisted so that the light of the light source reflected while rotating rotates forward to form a desired light distribution pattern.
  • the plurality of light emitting elements are arranged so that the inner light emitting element that emits the light reflected inside the reflecting surface is located lower than the upper and lower positions of the outer light emitting element that emits the light reflected outside the reflecting surface. Has been done.
  • the vertical position of some light emitting elements is adjusted in consideration of the shift of the image of the light source reflected by the uneven reflecting surface of the rotating reflector. Thereby, a light distribution pattern having a desired shape can be formed.
  • the light patterns may be arranged in a line in the horizontal direction so that the light patterns overlap with each other.
  • the partial distribution light patterns overlap with each other, and a bright light distribution pattern is obtained.
  • the line shape does not necessarily mean that all the light emitting elements are arranged in a straight line, and the vertical positions of the plurality of light emitting elements may change gradually (stepwise). Further, some of the plurality of elements may have the same vertical position.
  • the plurality of light emitting elements may include first to nth light emitting elements in order from the end.
  • the displacement amounts d 1 to d n from the reference vertical position to the lower may satisfy the following expression (1).
  • the rotary reflector is arranged so that the rotation axis extends obliquely and horizontally with respect to the light irradiation direction
  • the light source may be arranged such that the light emitting surface of each of the plurality of light emitting elements is oblique to the reflecting surface.
  • the reflecting surface may have a twisted shape such that the angle formed by the optical axis and the reflecting surface changes in the circumferential direction around the rotation axis.
  • a rotary reflector is a rotary reflector having a rotary part and a plurality of blades provided around the rotary part and spaced apart from each other, wherein the blade emits light emitted from a light source.
  • a connecting portion configured to connect with a reflecting portion that reflects light that contributes to the formation of a light distribution pattern and another blade that is apart from the reflecting portion, and to prevent light emitted from the light source from being reflected in a glare direction.
  • deterioration in rigidity is suppressed by connecting the blades by the connecting portion.
  • the connection portion 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.
  • the reflection part may have a surface shape configured such that the light contributing to the formation of the light distribution pattern is incident on a predetermined optical member.
  • the connection portion may have a surface shape configured such that the light emitted from the light source does not go to the optical member. As a result, even if the light emitted from the light source is reflected by the connection portion, it does not go to the optical member, so glare is less likely to occur.
  • the connecting part may be provided around the rotating part. Therefore, for example, when the region that reflects the light emitted from the light source is a region near the outer periphery of the blade that is distant from the rotating unit, the light of the light source that enters the connecting unit is reduced, and the occurrence of glare is suppressed.
  • At least a part of the connecting part may be arranged on the same circumference as the reflecting part with the rotating part as the center.
  • the connecting portion may have an angle of 70 ° or less with the rotation axis of the rotating portion.
  • connection part may be textured.
  • a light distribution pattern having a desired shape can be obtained.
  • FIG. 3 is a front view of the vehicle headlamp according to the present embodiment. It is a perspective view which shows the principal part of the optical unit which concerns on this Embodiment. It is a perspective view of the rotary reflector which concerns on this Embodiment. It is a front view of the rotary reflector which concerns on this Embodiment. It is the side view which looked at the rotary reflector shown in FIG. 5 from the A direction.
  • 7A is a sectional view taken along the line BB of the rotary reflector shown in FIG. 5
  • FIG. 7B is a sectional view taken along the line CC of the rotary reflector shown in FIG. 5, and FIG.
  • FIG. 7C is shown in FIG. It is a DD sectional view of the rotary reflector shown. It is a front view of a rotary reflector for explaining the shape of a reflective surface.
  • 9A is a schematic diagram of a light source having an array of light emitting elements according to a reference example
  • FIG. 9B is a schematic diagram of a light distribution pattern formed by the light source shown in FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a top view schematically showing an optical unit according to a reference example
  • FIG. 10B is a schematic view for explaining movements of virtual images of a plurality of LEDs.
  • FIG. 11A is a schematic diagram of a light source having an array of light emitting elements according to this embodiment
  • FIG. 11B is a schematic diagram of a light distribution pattern formed by the light source shown in FIG. 11A. is there. It is a schematic diagram of the light source which has the arrangement
  • the optical unit having the support component according to the present embodiment can be used in various vehicle lamps. First, an outline of a vehicle headlamp in which an optical unit according to an embodiment described later can be mounted will be described.
  • FIG. 1 is a schematic horizontal sectional view of a vehicle headlamp according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of the vehicle headlamp according to the present embodiment. In addition, in FIG. 2, some components are omitted.
  • the vehicle headlamp 10 is a right-side headlamp that is mounted on the right side of the front end of an automobile, and has the same structure as the headlamp that is mounted on the left side, except that it is bilaterally symmetric. . Therefore, in the following, the right vehicle headlamp 10 will be described in detail, and the description of the left vehicle headlamp will be omitted.
  • the vehicle headlamp 10 includes a lamp body 12 having a concave portion that is open toward the front.
  • the lamp body 12 has a front opening covered with a transparent front cover 14 to form a lamp chamber 16.
  • the lamp chamber 16 functions as a space in which one optical unit 18 is housed.
  • the optical unit 18 is a lamp unit configured to emit a variable high beam.
  • the variable high beam is controlled so as to change the shape of the light distribution pattern for the high beam, and for example, a non-irradiation region (light-shielding portion) can be formed in a part of the light distribution pattern.
  • the optical unit 18 changes the optical path of the first light source 20 and the first light L1 emitted from the first light source 20 and directs it to the blade 22a of the rotary reflector 22.
  • a condensing lens 24 as an (optical member), a rotary reflector 22 that rotates around the rotation axis R while reflecting the first light L1, and a first light L1 reflected by the rotary reflector 22 as an optical unit.
  • the convex lens 26 as a projection lens for projecting in the light irradiation direction (right direction in FIG. 1), the second light source 28 disposed between the first light source 20 and the convex lens 26, and the light emitted from the second light source 28.
  • a diffusing lens 30 as a primary optical system (optical member) that changes the optical path of the second light L2 toward the convex lens 26, and a heat sink 32 on which the first light source 20 and the second light source 28 are mounted. , Provided.
  • -Semiconductor light-emitting devices such as LEDs, EL, LDs are used for each light source.
  • a plurality of LEDs 20a are arranged in an array on the circuit board 33. Each LED 20a is configured to be individually turned on and off.
  • the second light source 28 In the second light source 28 according to the present embodiment, two LEDs 28a are arranged side by side in an array in the horizontal direction, and each LED 28a is configured so that it can be individually turned on and off. Further, the second light source 28 is arranged such that the second light L2 is incident on the convex lens 26 without being reflected by the rotary reflector 22. As a result, the optical characteristics of the second light L2 emitted from the second light source 28 can be selected without considering that the second light L2 is reflected by the rotary reflector 22. Therefore, for example, by diffusing the light emitted from the second light source 28 by the diffusion lens 30 and then entering the convex lens 26, a wider range can be illuminated, and thus the second light source 28 can be applied to an area outside the vehicle. It can be used as a light source for irradiation.
  • the rotary reflector 22 rotates in one direction around the rotation axis R by a drive source such as a motor 34. Further, in the rotary reflector 22, two blades 22a having the same shape are provided around a cylindrical rotary portion 22b.
  • the blade 22a functions as a reflecting surface configured to scan forward with the light reflected while rotating the light emitted from the first light source 20, and to form a desired light distribution pattern.
  • the rotation axis R of the rotary reflector 22 is inclined with respect to the optical axis Ax, and is provided in the plane including the optical axis Ax and the first light source 20.
  • the rotation axis R is provided substantially parallel to the scanning plane of the light (irradiation beam) of the LED 20a that scans in the left-right direction by rotation.
  • the optical unit can be made thinner.
  • the scanning plane can be regarded as, for example, a fan-shaped plane formed by continuously connecting the loci of light of the LED 20a, which is scanning light.
  • the shape of the convex lens 26 may be appropriately selected according to the required light distribution pattern and light distribution characteristics such as illuminance distribution, but it is also possible to use an aspherical lens or a free-form surface lens.
  • the convex lens 26 according to the present embodiment by devising the arrangement of each light source and the rotary reflector 22, it is possible to form a cutout portion 26a in which a part of the outer circumference is cut out in the vertical direction. ing. Therefore, the size of the optical unit 18 in the vehicle width direction can be suppressed.
  • the presence of the cutout portion 26a makes it difficult for the blade 22a of the rotary reflector 22 to interfere with the convex lens 26, and the convex lens 26 and the rotary reflector 22 can be brought close to each other.
  • a non-circular (straight line) portion is formed on the outer circumference of the convex lens 26, so that the contour of the curved line and the straight line is combined when viewed from the front of the vehicle. It is possible to realize a vehicle headlight with a novel design that has a lens.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a main part of the optical unit according to the present embodiment. It should be noted that FIG. 3 mainly shows the first light source 20, the rotary reflector 22, and the convex lens 26 among the components constituting the optical unit 18, and omits the illustration of some of the components for convenience of description.
  • the optical unit 18 includes a first light source 20 including a plurality of LEDs 20 a arranged in a line in the horizontal direction, and a rotating reflector 22 that reflects light emitted from the first light source 20.
  • the convex lens 26 that projects the generated light in the light irradiation direction (optical axis Ax) of the optical unit is provided.
  • the rotary reflector 22 is arranged such that the rotation axis R extends obliquely and horizontally with respect to the light irradiation direction (optical axis Ax).
  • the first light source 20 is arranged such that the light emitting surfaces of the LEDs 20a are oblique to the reflecting surface.
  • the reflecting surface 22d of the blade 22a has a twisted shape so that the angle formed by the optical axis Ax and the reflecting surface changes as it goes in the circumferential direction about the rotation axis R.
  • the more detailed shape of the reflecting surface will be described later.
  • FIG. 4 is a perspective view of the rotary reflector according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a front view of the rotary reflector according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a side view of the rotary reflector shown in FIG. 5 viewed from the direction A.
  • 7A is a sectional view taken along the line BB of the rotary reflector shown in FIG. 5
  • FIG. 7B is a sectional view taken along the line CC of the rotary reflector shown in FIG. 5
  • FIG. 7C is shown in FIG. It is a DD sectional view of the rotary reflector shown.
  • the rotary reflector 22 is a resin part having a rotary part 22b and a plurality of (two) blades 22a provided around the rotary part 22b and functioning as reflecting surfaces.
  • the blades 22a have an arc shape, and the outer peripheral portions of the adjacent blades 22a are connected to each other by a connecting portion 22c to form an annular shape. Accordingly, even if the rotary reflector 22 rotates at a high speed (for example, 50 to 240 rotations / s), the rotary reflector 22 is less likely to bend.
  • a cylindrical sleeve 36 having a hole 36a into which the rotary shaft of the rotary reflector 22 is inserted and fitted is fixed to the center of the rotating portion 22b by insert molding. Further, two recesses 40 are formed as marks corresponding to the gate position of the mold on the annular groove 38 formed on the outer peripheral portion of the rotating portion 22b and inside the blade 22a.
  • the rotary reflector 22 shown in FIGS. 4 to 7 is used for the vehicle headlamp 10 for the right headlamp, and rotates counterclockwise in the front view of the reflecting surface 22d. Further, as shown in FIGS. 4 to 7, the reflecting surface 22d of the blade 22a is formed so that the axial height of the outer peripheral portion (the blade thickness direction) gradually increases in the counterclockwise direction when viewed from the front. It is configured. On the contrary, the reflecting surface 22d is configured such that the axial height of the inner peripheral portion near the rotating portion 22b gradually decreases counterclockwise.
  • the reflecting surface 22d is configured to gradually increase from the end 22e of the outer peripheral portion, which has a lower axial height, toward the center (rotating portion 22b). On the contrary, the reflecting surface 22d is configured to gradually decrease toward the center from the end portion 22f of the outer peripheral portion having the higher axial height.
  • FIG. 8 is a front view of the rotary reflector for explaining the shape of the reflecting surface.
  • a dotted line L3 shown in FIG. 8 is a connection of portions where the height of the reflecting surface 22d in the axial direction is substantially constant, and only the normal vector of the reflecting surface 22d at the point F 0 on the dotted line L3 is the rotational reflector 22. It is parallel to the axis of rotation.
  • each arrow shown in FIG. 8 indicates the direction of inclination in that region, and the direction of the arrow is drawn so that the height of the reflecting surface 22d goes from higher to lower.
  • the direction of inclination in the circumferential direction or the radial direction is reversed in the adjacent region across the dotted line L3.
  • the light that has entered the region R1 from the front of the reflecting surface 22d is reflected obliquely upward to the left in the state shown in FIG.
  • light incident on the region R2 is reflected obliquely downward leftward
  • light incident on the region R3 is reflected obliquely upward rightward
  • light incident on the region R4 is reflected obliquely downward rightward.
  • the reflecting surface 22d of the rotating reflector 22 is configured such that the reflecting direction of the incident light changes depending on the area, the reflecting direction of the incident light changes periodically by rotating the rotating reflector 22.
  • the rotary reflector 22 scans forward with the light reflected while rotating the light emitted from the first light source 20, and forms a light distribution pattern.
  • the rotary reflector 22 having the above-mentioned reflecting surface 22d By the way, by using the rotary reflector 22 having the above-mentioned reflecting surface 22d, the light emitted from the plurality of LEDs 20a arranged in a line as shown in FIGS. 1 and 3 is reflected while being rotated, and the front is scanned by the reflected light. In this case, a desired light distribution pattern may not be obtained.
  • FIG. 9A is a schematic view of a light source having an array of light emitting elements according to a reference example
  • FIG. 9B is a schematic view of a light distribution pattern formed by the light source shown in FIG. 9A.
  • the light source according to the reference example as shown in FIG. 9A, three LEDs 20a1, 20a2, 20a3 are arranged on a straight line parallel to the optical axis Ax.
  • the partial distribution light patterns PH1 to PH3 formed by the lights emitted from the LEDs 20a1, 20a2, and 20a3 are overlapped with each other while being obliquely displaced from each other.
  • the maximum luminous intensity of the light distribution pattern PH does not increase.
  • FIG. 10A is a top view schematically showing an optical unit according to a reference example
  • FIG. 10B is a schematic view for explaining movements of virtual images of a plurality of LEDs.
  • the virtual image shown in FIG. 10 (b) shows the front arrangement as seen from the front of the vehicle.
  • the number of LEDs is three in order to simplify the description.
  • the layout of each configuration is assumed to be the case of the vehicle headlamp 10 which is the right headlamp.
  • the partial distribution light pattern PH2 formed by the light emitted by the LED 20a2 located at the center (second from the vehicle front side) 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 rotating reflector 22 shown in FIG.
  • the real image I2 is projected on the reflecting surface 22d when the blade 22a passes through the rotational positions P1, P2, and P3 in this order while rotating.
  • the secondary light source (the virtual image position by the rotary reflector) is a virtual image I2 ′ located at a mirror image position with the reflecting surface 22d interposed therebetween, as shown in FIG.
  • the virtual image I2 ′ moves left and right in the vicinity of the focal point f of the convex lens 26.
  • the scanning pattern P′H2 is formed by the virtual image I2 ′.
  • the scanning pattern P′H2 formed in the vicinity of the focal point f of the convex lens 26 is projected to the front of the vehicle, so that the partial distribution light pattern PH2 shown in FIG. 9B is formed.
  • the light emitted by the LED 20a1 located closest to the front of the vehicle is reflected by the inner area R in of the left reflection area of the rotary reflector 22 shown in FIG.
  • the secondary light source is, as shown in FIG. 10A, a virtual image I1 ′ located at a mirror image position with the reflecting surface 22d interposed therebetween. Further, the virtual image I1 ′ moves left and right in the vicinity of the focal point f of the convex lens 26.
  • the inner region R in of the reflecting surface 22d is a surface that is always inclined downward. Therefore, the virtual image I1 'moves to the left and right above the virtual image I2'. As a result, as shown in FIG. 10B, the scanning pattern P′H1 is formed by the virtual image I1 ′. Then, the scanning pattern P′H1 formed in the vicinity of the focal point f of the convex lens 26 is projected to the front of the vehicle, so that the partial distribution light pattern PH1 shown in FIG. 9B is formed.
  • 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 rotary reflector 22 shown in FIG.
  • the real image I3 is projected on the reflecting surface 22d when the blade 22a passes through the rotational positions P1, P2, and P3 in this order while rotating.
  • the secondary light source is, as shown in FIG. 10A, a virtual image I3 ′ located at a mirror image position with the reflecting surface 22d interposed therebetween. Further, the virtual image I3 ′ moves to the left and right in the vicinity of the focal point f of the convex lens 26.
  • the outer region R out of the reflecting surface 22d is a surface that is always inclined upward. Therefore, the virtual image I3 'moves to the left and right below the virtual image I2'. As a result, as shown in FIG. 10B, the scanning pattern P′H3 is formed by the virtual image I3 ′. Then, the scanning pattern P′H3 formed in the vicinity of the focal point f of the convex lens 26 is projected to the front of the vehicle to form the partial distribution light pattern PH3 shown in FIG. 9B.
  • FIG. 11A is a schematic diagram of a light source having an array of light emitting elements according to this embodiment
  • FIG. 11B is a schematic diagram of a light distribution pattern formed by the light source shown in FIG. 11A. is there.
  • the rotary reflector 22 has a reflecting surface 22d that is twisted so that the light of the first light source 20 reflected while rotating scans forward to form a desired light distribution pattern. Then, as shown in FIG. 11A, the LEDs 20a1, 20a2, 20a3, which are the plurality of light emitting elements according to the present embodiment, are outer light emitting elements that emit light reflected by the outer region R out of the reflecting surface 22d. Are arranged so that the vertical position of the LED 20a1 as an inner light emitting element that emits light reflected by the inner region R in of the reflection surface 22d is lower than the vertical position of the LED 20a3.
  • the vertical positions of some LEDs 20a1 and 20a3 are adjusted in consideration of the deviation of the image of the first light source 20 reflected by the uneven reflecting surface 22d of the rotating reflector 22.
  • the partial light distribution patterns PH1 to PH3 are overlapped with each other at positions where vertical shifts are suppressed, whereby a rectangular light distribution pattern PH without steps can be formed. .
  • the LEDs 20a1, 20a2, 20a3 scan forward by the respective lights emitted by the plurality of LEDs 20a1, 20a2, 20a3, which are reflected by the rotary reflector 22, as compared with the case where the LEDs 20a1, 20a2, 20a3 are arranged in a straight line in the horizontal direction.
  • the partial light distribution patterns PH1 to PH3 formed are arranged in a line in the horizontal direction so that the overlapping patterns are increased.
  • 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 change gradually (stepwise). Further, some of the plurality of elements may have the same vertical position.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of a light source having an array of light emitting elements according to a modification of this embodiment.
  • the light source according to the modification has a plurality of LEDs 20a1 to 20a5 in order from the end on the vehicle front side.
  • the displacement amounts d 1 to d 5 of the first to fifth LEDs from the reference vertical position to the lower position satisfy the following expression (1).
  • the displacement amounts d 1 to d 5 from the reference vertical position to the lower position may satisfy the following expression (2). d 1 ⁇ d 2 ⁇ d 3 ⁇ ... ⁇ d n-1 ⁇ d n (2)
  • the outer region R out is a surface that is always inclined upward and the inner region R in is always downward in a region that reflects light from the light source. It is a face.
  • the shape of the reflecting surface is not limited to this, and when the inner area R in of the reflecting surface is a surface that is always inclined upward and the outer area R out is a surface that is always inclined downward, FIG.
  • the LEDs 20a1 to 20a3 shown are arranged so that the vertical position of the LED 20a1 emitting the light reflected inside the reflecting surface 22d is higher than the vertical position of the LED 20a3 emitting the light reflected outside the reflecting surface 22d. Good.
  • a desired light distribution pattern can be obtained by adjusting the relative positional relationship of the plurality of light emitting elements.
  • the rotary reflector 22 has a plurality of blades 22a that are provided around the rotating portion 22b and are separated from each other. As shown in FIGS. 5 and 7, the blade 22a is connected to a reflecting surface 22d that reflects the light emitted from the LED 20a and that contributes to the formation of the light distribution pattern, and another blade that is separated from the reflecting surface 22d. And a connecting portion 22h configured such that the light emitted from the device does not reflect in the glare direction.
  • the rotating reflector 22 according to the present embodiment is configured so that the light emitted from the LED 20a is not reflected in the glare direction even if it is reflected by the connection portion 22h, the occurrence of glare is suppressed. it can.
  • the reflecting surface 22d is configured such that the light L1 that contributes to the formation of the light distribution pattern enters the predetermined optical member (the convex lens 26) as the reflected light D1. It has a rough surface shape.
  • the connecting portion 22h has a surface shape configured such that the light L1 'emitted from the LED 20a does not go to the convex lens 26 as the reflected light D1'. As a result, even if the light L1 'emitted from the LED 20a is reflected by the connection portion 22h, it does not go to the convex lens 26, so glare is less likely to occur.
  • the connecting portion 22h is provided around the rotating portion 22b as shown in FIG. As a result, for example, when the region that reflects the light emitted from the LED 20a is the region R3 near the outer periphery of the blade 22a that is distant from the rotating unit 22b, the light of the LED 20a that is incident on the connecting unit 22h is reduced in the first place and the glare Is suppressed.
  • At least a part 22h1 of the connecting portion 22h is arranged on the same circumference as the reflecting surface 22d with the rotating portion 22b as the center.
  • the angle ⁇ formed by the reflecting surface 22d and the rotation axis R is set to 90 ° ⁇ ⁇ 0 ( ⁇ 0 is in the range of 5 to 10 °) (FIG. 7). (B) and FIG. 7 (c)).
  • the angle ⁇ formed by the rotation axis R of the rotating portion 22b does not overlap the angle ⁇ formed by the reflecting surface 22d and the rotation axis R.
  • Well for example, 70 ° or less, preferably 60 ° or less, more preferably 50 ° or less.
  • connection portion 22h may be a textured surface having a textured surface.
  • a portion of the resin-molded rotary reflector 22 corresponding to the connecting portion 22h has a rougher surface than a portion corresponding to the reflecting surface 22d, and a metal surface is vapor-deposited to form a grain surface. .
  • the surface shape of the connecting portion 22h is designed so that even if the light emitted from the LED 20a directly reaches the surface of the connecting portion 22h and is reflected, it does not go to the projection lens 26.
  • connection part 22h when a part of the light reflected inside the optical unit reaches the surface of the connection part 22h, the reflection direction cannot be completely controlled, and glare may occur. Therefore, if the surface is a textured surface like the connection portion 22h according to the present embodiment, the luminous intensity of the reflected light is small even when unintended light reaches the connection portion 22h as described above. Even if the light enters the projection lens 26, the influence of glare can be reduced.
  • the present invention has been described above with reference to the above-described exemplary embodiments, the present invention is not limited to the above-described exemplary embodiments, and may be obtained by appropriately combining or replacing the configurations of the exemplary embodiments. It is included in the present invention. Further, it is also possible to appropriately change 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. The provided embodiments can also be included in the scope of the present invention.
  • the present invention can be used for vehicle lighting.
  • vehicle headlights 18 optical units, 20 first light sources, 20a LEDs, 22 rotating reflectors, 22a blades, 22b rotating parts, 22c connecting parts, 22d reflecting surfaces, 22h connecting parts, 26 convex lenses, 33 circuit boards.

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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。

Description

車両用灯具および回転リフレクタ
　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）
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）
　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。
　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°±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。
　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 (11)

  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。
  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。
  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。
  6. 　回転部と、
    　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。
  7. 　前記反射部は、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、
    　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。
  8. 　前記接続部は、前記回転部の周囲に設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載の回転リフレクタ。
  9. 　前記接続部の少なくとも一部は、前記回転部を中心として前記反射部と同一円周上に配置されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の回転リフレクタ。
  10. 　前記接続部は、前記回転部の回転軸と成す角が７０°以下であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の回転リフレクタ。
  11. 　前記接続部は、表面にシボ処理が施されていることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の回転リフレクタ。
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