车辆用灯具论文和设计-中西快之

全文摘要

提供一种抑制产生由太阳光的会聚引起的熔损的新型的光学单元。本实用新型提供一种车辆用灯具，具备：光源；旋转反射器(26)，其具有一边旋转一边反射从光源射出的出射光的反射面；投影透镜，其使得由旋转反射器反射的反射光(R1)向车辆前方投影；以及可动遮光板(32)，其设置于旋转反射器(26)与投影透镜之间。可动遮光板(32)构成为能够在第一位置(P1)与第二位置(P2)之间进行移动，上述第一位置是在使反射光(R1)向车辆前方投影时供该反射光通过的位置，上述第二位置是进行遮光以使得从投影透镜射入的入射光(L1)的至少一部分不会到达旋转反射器(26)的位置。

主设计要求

1.一种车辆用灯具，其特征在于，具备：光源；旋转反射器，其具有一边旋转一边反射从所述光源射出的出射光的反射面；投影透镜，其使得由所述旋转反射器反射的反射光向车辆前方投影；以及可动遮光板，其设置于所述旋转反射器与所述投影透镜之间，所述可动遮光板构成为能够在第一位置与第二位置之间进行移动，所述第一位置是在使所述反射光向车辆前方投影时供该反射光通过的位置，所述第二位置是进行遮光以使得从所述投影透镜射入的入射光的至少一部分不会到达所述旋转反射器的位置。

设计方案

1.一种车辆用灯具，其特征在于，具备：

光源；

旋转反射器，其具有一边旋转一边反射从所述光源射出的出射光的反射面；

投影透镜，其使得由所述旋转反射器反射的反射光向车辆前方投影；以及

可动遮光板，其设置于所述旋转反射器与所述投影透镜之间，

所述可动遮光板构成为能够在第一位置与第二位置之间进行移动，所述第一位置是在使所述反射光向车辆前方投影时供该反射光通过的位置，所述第二位置是进行遮光以使得从所述投影透镜射入的入射光的至少一部分不会到达所述旋转反射器的位置。

2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述可动遮光板具有开口部以及遮光部，所述开口部形成为在所述可动遮光板位于所述第一位置时使所述反射光朝向所述投影透镜，所述遮光部在所述可动遮光板位于所述第二位置时进行遮光以使得所述入射光的至少一部分不会到达所述旋转反射器。

3.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述可动遮光板是具有与所述旋转反射器的旋转轴设置在同轴上的旋转轴的旋转体。

4.根据权利要求2所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述可动遮光板是具有与所述旋转反射器的旋转轴设置在同轴上的旋转轴的旋转体。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述车辆用灯具还具备：

移动机构，其伴随着所述旋转反射器的旋转而使所述可动遮光板朝向所述第一位置转动；

限制机构，其在所述旋转反射器进行旋转时对所述可动遮光板进行限制以使其停留于所述第一位置处；以及

复位机构，其在所述旋转反射器停止旋转时使所述可动遮光板朝向所述第二位置转动。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述可动遮光板构成为在位于所述第二位置时使所述出射光朝向所述投影透镜反射。

7.根据权利要求5所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述可动遮光板构成为在位于所述第二位置时使所述出射光朝向所述投影透镜反射。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述车辆用灯具构成为照射可变远光。

9.根据权利要求3或4所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述光源配置于所述旋转反射器与所述投影透镜之间且相对于所述反射光的光轴错开，

所述旋转反射器的所述旋转轴相对于所述光轴倾斜，且设置于包含所述光轴和所述光源的平面内。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种车辆用灯具。

背景技术

近年来，设计出了一种装置，该装置使从光源射出的光向车辆前方反射，利用该反射光对车辆前方的区域进行扫描，从而形成规定的配光图案。例如，具备一边反射从光源射出的光一边以旋转轴为中心向一个方向旋转的旋转反射器和由发光元件构成的光源，旋转反射器设置有反射面，以便一边旋转一边使反射的光源的光形成所希望的配光图案。另外，由反射面反射的光源的光经由投影透镜而在前方投影为光源像(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开15\/122304号

实用新型内容

实用新型所要解决的问题

在上述装置中，在白天的太阳光从投影透镜射入装置内时，射入的光有时会在装置内的部件上会聚而有可能使部件发生熔损。因此，在上述装置中，在投影透镜与旋转反射器之间设置有遮光件，以使得太阳光不会在旋转反射器的叶片表面上会聚。

但是，由于上述遮光件为固定式的结构，因此使得从光源射出的光朝向投影透镜反射来进行所希望的配光图案所需的、叶片的反射面上的区域始终露出。另外，若遮光件过大，则还会妨碍形成所希望的配光图案。因此，根据射入投影透镜的太阳光的角度，还有可能使叶片表面烧损。

本实用新型是鉴于这种状况而完成的，其目的在于提供一种不会过于降低配光性能地抑制产生由太阳光的会聚引起的熔损的、新型的光学单元。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本实用新型的一个方式的车辆用灯具具备：光源；旋转反射器，其具有一边旋转一边反射从光源射出的出射光的反射面；投影透镜，其使得由旋转反射器反射的反射光向车辆前方投影；以及可动遮光板，其设置于旋转反射器与投影透镜之间。可动遮光板构成为能够在第一位置与第二位置之间进行移动，上述第一位置是在使反射光向车辆前方投影时供该反射光通过的位置，上述第二位置是进行遮光以使得从投影透镜射入的入射光的至少一部分不会到达旋转反射器的位置。

根据该方式，通过使可动遮光板移动至第二位置，能够使从投影透镜射入的入射光的至少一部分不会到达旋转反射器。因此，例如即使在像白天那样太阳光从投影透镜射入装置内的状况下，太阳光也不易在旋转反射器的表面上会聚。

可动遮光板具有开口部以及遮光部，上述开口部形成为在可动遮光板位于第一位置时使反射光朝向投影透镜，上述遮光部在可动遮光板位于第二位置时进行遮光以使得入射光的至少一部分不会到达旋转反射器。

可动遮光板可以是具有与旋转反射器的旋转轴设置在同轴上的旋转轴的旋转体。由此，能够在与旋转反射器共用的驱动源的作用下进行旋转。

还可以具备：移动机构，其伴随着旋转反射器的旋转而使可动遮光板朝向第一位置转动；限制机构，其在旋转反射器进行旋转时对可动遮光板进行限制以使其停留于第一位置处；以及复位机构，其在旋转反射器停止旋转时使可动遮光板朝向第二位置转动。由此，可以不必在对旋转反射器进行驱动而使其旋转的驱动源之外额外设置用于使可动遮光板在第一位置与第二位置之间进行移动的驱动源。

可动遮光板可以构成为在位于第二位置时使出射光朝向投影透镜反射。由此，即使旋转反射器不进行旋转，也能够使反射光向车辆前方投影。

车辆用灯具可以构成为照射可变远光。光源可以配置于旋转反射器与投影透镜之间且相对于反射光的光轴错开，旋转反射器的旋转轴相对于光轴倾斜，且设置于包含光轴和光源的平面内。

此外，将以上的结构要件的任意组合、本实用新型的表述在方法、装置、系统等之间进行变换所得的方案，作为本实用新型的方式也是有效的。

实用新型效果

根据本实用新型，能够抑制产生由太阳光的会聚引起的熔损。

附图说明

图1是第一实施方式所涉及的车辆用前照灯的水平剖视图。

图2是示意性地表示包括本实施方式所涉及的光学单元的灯单元的结构的俯视图。

图3是从图1所示的A方向观察灯单元的情况下的侧视图。

图4是本实施方式所涉及的灯单元的俯视图。

图5是本实施方式所涉及的灯单元的主视图。

图6是省略了图5所示的灯单元的凸透镜的图示的主视图。

图7是图5所示的灯单元的B-B剖视图。

图8是表示可动遮光板位于与图6所示的可动遮光板的旋转位置不同的位置的状态的主视图。

图9是用于对遮光部的反射面的其他示例进行说明的示意图。

附图标记说明

L1：入射光；P1：第一位置；R1：反射光；L2：出射光；P2：第二位置；R2：反射光；10：车辆用前照灯；18、20：灯单元；26：旋转反射器；26a：叶片；26b：旋转部；26c：反射面；28：LED；30：凸透镜；32：可动遮光板；32a：开口部；32b：遮光部；37：旋转轴；37a：前端部；38：旋转轴；38a：凸部；40：电动机；42：移动机构；44：限制机构；46：复位机构；48：磁铁；50：支承部件。

具体实施方式

以下，基于实施方式在参照附图的同时对本实用新型进行说明。对各附图所示的相同或等同的结构要件、构件、处理标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。另外，实施方式并非对实用新型进行限定而是示例，在实施方式中记载的全部的特征及其组合并不一定是实用新型的本质特征。

(第一实施方式)

图1是第一实施方式所涉及的车辆用前照灯的水平剖视图。车辆用前照灯10是搭载于汽车的前端部的右侧的右侧前照灯，搭载于左侧的前照灯与其左右对称，除此以外结构相同。因此，以下对右侧的车辆用前照灯10进行详细说明，省略针对左侧的车辆用前照灯的说明。

如图1所示，车辆用前照灯10具备灯体12，该灯体12具有朝向前方开口的凹部。灯体12的前表面开口由透明的前表面罩14覆盖而形成有灯室16。灯室16作为对两个灯单元18、20以在车宽方向上排列配置的状态进行容纳的空间而发挥功能。

上述灯单元中的配置于外侧、即在右侧的车辆用前照灯10的情况下配置于图1所示的上侧的灯单元20是具备透镜的灯单元，并构成为照射可变远光。另一方面，上述灯单元中的配置于内侧、即在右侧的车辆用前照灯10的情况下配置于图1所示的下侧的灯单元18构成为照射近光。

近光用的灯单元18具有反射器22、被反射器22支承的光源灯泡(白炽灯)24以及未图示的遮光件，反射器22通过未图示的已知的机构、例如使用了调光螺杆和螺母的机构而被支承为相对于灯体12倾转自如。

如图1所示，灯单元20具备旋转反射器26、LED28以及配置于旋转反射器26的前方的作为投影透镜的凸透镜30。此外，也可以代替LED28而使用EL元件、LD元件等半导体发光元件作为光源。另外，可以代替LED28而使用半导体激光器、通过半导体激光器对荧光体进行激发而发光的光源，也可以将上述光源与LED的组合作为光源来使用。特别是在后述的用于对配光图案的一部分进行遮光的控制中，优选能够在短时间内高精度地进行点亮熄灭的光源。凸透镜30的形状根据所要求的配光图案、照度分布等配光特性适当选择即可，可采用非球面透镜、自由曲面透镜。在本实施方式中，采用非球面透镜作为凸透镜30。

在未图示的电动机等驱动源的作用下，旋转反射器26以旋转轴R为中心向一个方向旋转。另外，旋转反射器26具备反射面，该反射面构成为一边旋转一边反射从LED28射出的光，从而形成所希望的配光图案。在实施方式中，旋转反射器26构成光学单元。

图2是示意性地表示包括本实施方式所涉及的光学单元的灯单元20的结构的俯视图。图3是从图1所示的A方向观察灯单元20的情况下的侧视图。

旋转反射器26通过在筒状的旋转部26b的周围设置有作为反射面发挥功能的形状相同的三个叶片26a而构成。旋转反射器26的旋转轴R相对于光轴Ax倾斜，且设置于包含光轴Ax和LED28的平面内。换言之，旋转轴R设置为与通过旋转而在左右方向上扫描的LED28的光(照射光束)的扫描平面大致平行。由此，能够实现光学单元的薄型化。在此，可以将扫描平面视为例如作为扫描光的LED28的光的轨迹连续地连接而形成的扇形的平面。另外，在本实施方式所涉及的灯单元20中，所具备的LED28比较小，并且LED28的配置位置也处于旋转反射器26与凸透镜30之间且相对于光轴Ax错开。因此，与现有的投影仪式的灯单元那样将光源、反射器和透镜在光轴上排列成一列的情况相比，能够缩短车辆用前照灯10的进深方向(车辆前后方向)上的长度。

另外，旋转反射器26的叶片26a的形状构成为使得由反射形成的LED28的二次光源形成于凸透镜30的焦点附近。另外，叶片26a具有扭转的形状，使得随着朝向以旋转轴为中心的周向而使光轴Ax与反射面所成的角发生变化。由此，如图2所示，能够实现利用LED28的光的扫描。关于这一点进一步详细地进行说明。

关于叶片26a的数量、形状、旋转反射器26的旋转速度，考虑到所需的配光图案的特性、扫描而成的图像的闪烁并基于实验、模拟的结果进行适当设定。另外，作为根据各种配光控制来改变旋转速度的驱动部，优选为电动机。由此，能够简便地改变扫描的时机。作为这样的电动机，优选为能够从电动机自身获得旋转时机信息的电动机。具体而言，可列举为DC无刷电动机。在采用DC无刷电动机的情况下，由于能够从电动机自身获得旋转时机信息，因此能够将编码器等设备省略。

通过像这样对本实施方式所涉及的旋转反射器26的叶片26a的形状、旋转速度进行设计，由此能够利用被旋转反射器26反射的LED28的出射光在左右方向上对车辆前方进行扫描。具体而言，将反射面构成为在旋转反射器26进行旋转时使出射光的反射方向周期地变化。

本实施方式所涉及的车辆用前照灯10中，通过旋转反射器26使LED28的光反射并利用反射的光对前方进行扫描，由此能够形成实质上为矩形的远光用配光图案。这样，通过旋转反射器26的朝向一个方向的旋转就能够形成所希望的配光图形，因此无需谐振镜那样的特殊机构所进行的驱动，并且减少了像谐振镜那样对反射面的大小的限制。因此，通过选择具有更大的反射面的旋转反射器26，能够将从光源射出的光有效地利用于照明。即，能够提高配光图案的最大光度。此外，本实施方式所涉及的旋转反射器26的直径与凸透镜30的直径大致相同，还能够与之相应地增大叶片26a的面积。

另外，具备本实施方式所涉及的光学单元的车辆用前照灯10通过使LED28的点亮熄灭的时机、发光度的变化与旋转反射器26的旋转同步，能够形成任意的区域被遮光的远光用配光图案。另外，在与旋转反射器26的旋转同步地使LED28的发光光度发生变化(点亮熄灭)而形成远光用配光图案的情况下，通过将光度变化的相位错开，还能够实现使配光图案本身进行转动(swivel)这样的控制。

如上所述，本实施方式所涉及的车辆用前照灯通过使LED的光进行扫描而形成配光图案，并且通过对发光光度的变化进行控制而能够在配光图案的一部分任意地形成遮光部。因此，与将多个LED中的一部分熄灭来形成遮光部的情况相比，能够以较少数量的LED高精度地对所希望的区域进行遮光。另外，车辆用前照灯10能够形成多个遮光部，因此即使在前方存在多个车辆的情况下，也能够对与各个车辆对应的区域进行遮光。

另外，车辆用前照灯10能够不使作为基本的配光图案发生移动地进行遮光控制，因此能够降低遮光控制时给驾驶员带来的不适感。另外，能够不使灯单元20发生移动地使配光图案进行转动，因此能够简化灯单元20的机构。因此，车辆用前照灯10只要具有旋转反射器26的旋转所需的电动机来作为用于进行配光可变控制的驱动部即可，能够实现结构的简化和低成本化、小型化。

接下来，作为本实施方式所涉及的车辆用灯具，进一步对灯单元20的结构进行说明。图4是本实施方式所涉及的灯单元20的俯视图。图5是本实施方式所涉及的灯单元20的主视图。图6是省略了图5所示的灯单元20的凸透镜30的图示的主视图。图7是图5所示的灯单元20的B-B剖视图。图8是表示可动遮光板位于与图6所示的可动遮光板的旋转位置不同的位置的状态的主视图。

图4至图7所示的灯单元20具备作为光源的LED28、具有一边旋转一边反射从LED28射出的出射光的反射面26c的旋转反射器26、使由旋转反射器26反射的反射光向车辆前方投影的作为投影透镜的凸透镜30、以及在旋转反射器26与凸透镜30之间设置的可动遮光板32。可动遮光板32构成为能够在第一位置P1(参照图8)与第二位置P2(参照图6)之间进行移动，上述第一位置P1是在使反射光向车辆前方投影时供该反射光通过的位置，上述第二位置P2是进行遮光以使得从凸透镜30射入的入射光的至少一部分不会到达旋转反射器26的位置。LED28在搭载于元件搭载用基板34的状态下固定在散热器36上。

如图5、图7所示，本实施方式所涉及的灯单元20通过使可动遮光板32移动至第二位置P2，能够对从凸透镜30射入的入射光L1的至少一部分进行遮蔽以使该部分的入射光不会到达旋转反射器26。优选地，可动遮光板32对入射光L1进行遮蔽以使其不会到达旋转反射器26的、对LED28的出射光进行反射的反射区域。因此，例如即使在像白天那样太阳光从凸透镜30射入至装置内的情况下，太阳光也不易在旋转反射器26的表面上会聚。其结果是，能够抑制产生由太阳光的会聚引起的熔损。

可动遮光板32具有开口部32a以及遮光部32b，上述开口部32a形成为在可动遮光板32位于图8所示的第一位置P1时使从LED28射出的出射光L2的反射光R1朝向投影透镜30，上述遮光部32b在可动遮光板32位于图6所示的第二位置P2时进行遮光，以使得太阳光这样的从外部入射至灯具内的入射光L1的至少一部分不会到达旋转反射器26。

可动遮光板32的遮光部32b设为圆弧状。由此，能够实现与旋转反射器26相似的形状，可抑制用于设置可动遮光板32的空间。另外，可动遮光板32也可以是不设置开口部32a而将一部分区域设为透明的圆板构件。

另外，可动遮光板32构成为与位于第一位置P1时的开口部32a的位置(参照图8)相比而位于第二位置P2时的开口部的位置(参照图6)更靠上方。由此，例如，即使是在太阳光从斜上方经由凸透镜30射入至装置内这样的情况下，入射光L1也不易从移动至比凸透镜30的中心靠上侧的位置的开口部32a到达旋转反射器26的表面。

另外，本实施方式所涉及的可动遮光板32是具有与旋转反射器26的旋转轴37设置在同轴上的旋转轴38的旋转体。由此，可动遮光板32能够在与旋转反射器26共用的驱动源即电动机40的作用下进行旋转。

另外，灯单元20具备：移动机构42，其伴随着旋转反射器26的旋转而使可动遮光板32朝向第一位置P1转动；限制机构44，其在旋转反射器26进行旋转时对可动遮光板32进行限制以使其停留于第一位置P1处；以及复位机构46，其在旋转反射器26停止旋转时使可动遮光板32朝向第二位置P2转动。

本实施方式所涉及的移动机构42具有可动遮光板32的旋转轴38、以及对旋转反射器26进行固定以使其不会从旋转轴37脱落的环状的磁铁48。至少旋转轴38的与磁铁48对置的部分由磁性体构成。另外，可动遮光板32的旋转轴38以相对于旋转反射器26的旋转轴37滑动(能够相对旋转)的方式，支承于旋转轴37的前端部37a。由此，在旋转反射器26开始旋转时，位于固定有旋转反射器26的旋转轴37的前端部的磁铁48在磁性吸引力的作用下产生使旋转轴38旋转的力，从而使得可动遮光板32与旋转反射器26一同旋转。此外，也可以构成为不通过磁力而是在风压等的作用下使可动遮光板32的位置移动。

本实施方式所涉及的限制机构44通过使借助旋转反射器26的旋转而一同旋转的可动遮光板32的一部分的卡定部(凸部44a)与在构成灯单元20的部件的一部分(支承构件50)上设置的被卡定部44b抵接，从而对可动遮光板32的进一步的旋转进行限制，能够在旋转反射器26进行旋转的期间内将可动遮光板32保持于第一位置P1。

本实施方式所涉及的复位机构46例如是在将旋转轴38的前端的凸部38a支承为能够旋转的支承构件50(参照图6、图8)与可动遮光板32的旋转轴38之间设置的扭簧。由此，在旋转反射器26停止旋转时，能够在扭簧的作用下使可动遮光板32朝向第二位置P2转动。

这样，本实施方式所涉及的灯单元20可以不必在对旋转反射器26进行驱动而使其旋转的电动机40之外额外设置用于使可动遮光板32在第一位置P1与第二位置P2之间进行移动的驱动源。此外，也可以在电动机40之外额外设置使可动遮光板32在第一位置P1与第二位置P2之间进行移动的致动器。

接下来，对可动遮光板的变形例进行说明。例如，在仅点亮照射近光的灯单元18并进行行驶的过程中，在使灯单元20一瞬间照射远光(照射所谓的超车光(passing beam))这样的状况下，在本实施方式所涉及的灯单元20那样的使用旋转反射器26的扫描光学系统的情况下，直至旋转反射器26上升到所希望的转速为止需要一定程度的时间。因此，即使试图在一瞬间照射远光，时机也有可能会延迟。

因此，本实施方式所涉及的可动遮光板32的遮光部32b构成为在位于图6、图7所示的第二位置P2时使出射光L2作为反射光R2朝向凸透镜30反射。例如，可以通过蒸镀等将可动遮光板的表面形成为镜面。由此，即使旋转反射器26未充分旋转，也能够使反射光R2向车辆前方投影。另外，可以将遮光部32b的表面形成为使得反射光R2能够形成对车辆前方的前方车辆进行照射的配光图案。

另外，如图4至图9所示，可动遮光板32的遮光部32b的反射面为相对于旋转轴37垂直的平面，但不一定限于此。例如，也可以将遮光部32b的反射面构成为能够利用上述反射光R2对车辆前方的更大的范围进行投影。图9是用于对遮光部的反射面的其他示例进行说明的示意图。

图9所示的附图标记F是凸透镜30的焦点。附图标记P是将旋转反射器26的反射面26c作为对称面而相对于LED28的对称点。附图标记Q是将可动遮光板32的遮光部32b的反射面32c作为对称面而相对于LED28的对称点。此外，作为对称面的反射面26c是指相对于旋转轴37垂直的面的情况。

图9所示的遮光部32b的反射面32c以使对称点Q比对称点P更加远离焦点F的方式设置于可动遮光板32。另外，将LED28、旋转反射器26、可动遮光板32等的结构(位置、面的倾斜)设定为使对称点Q以及对称点P均位于将焦点F和凸透镜30的缘部E连接而成的区域内。

被具有这样设定的对称点Q的反射面32c反射的LED28的光所形成的像大于被具有对称点P的反射面26c反射的LED28的光所形成的像。即，在灯具前方照射超车光的照射范围扩大，因此提高本车辆的可见性。此外，也可以将反射面32c设为扩散面。扩散面是指非镜面的具有微小凹凸的表面，是使入射光以各种角度反射的面。由此，在灯具前方照射超车光的照射范围进一步扩大，因此提高本车辆的可见性。

以上，参照上述实施方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述实施方式，将实施方式的结构适当地进行组合、置换而成的结构也包含在本实用新型内。另外，还可以基于本领域技术人员的知识对实施方式中的组合、处理的顺序进行适当重组、对实施方式添加各种设计变更等变形，添加了这样的变形的实施方式也可以包含在本实用新型的范围内。

设计图

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设计说明书

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