JP7575982B2 - Lamp unit - Google Patents
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Description
本発明は自動車等の車両の照明用ランプに用いて好適なランプユニットに関し、特に光を走査して所要の配光を得るランプユニットに関する。 The present invention relates to a lamp unit suitable for use as an illumination lamp in vehicles such as automobiles, and in particular to a lamp unit that scans light to obtain the required light distribution.
自動車用ヘッドランプのランプユニットとして、自車の前方領域に光を走査して所要の配光を得るランプユニットが提案されている。特許文献1には、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる第１光源から出射された光を回転リフレクターで反射し、その反射光を投影レンズにより自車の前方に向けて投射する光学ユニットが提案されている。回転リフレクターはブレードと称する光反射板を備えており、このブレードの反射面の角度が回転に伴って変化されると光源からの光を水平方向に偏向させながら反射して走査を行うことができる。また、この走査のタイミングに合わせて光源を点灯・消灯制御することにより、他車両を眩惑することなく自車の前方の所望の領域のみを照明することが可能になり、いわゆるＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）配光制御が実現できる。
A lamp unit for an automobile headlamp has been proposed that scans light in the area ahead of the vehicle to obtain the required light distribution.
特許文献１の光学ユニットでは、第１光源は投影レンズの光軸を含む水平面上の位置あるいはこの水平面の近傍位置に配置されており、第１光源からは水平方向に向けて光が出射され、回転リフレクターはこの出射された光を水平方向に偏向させながら反射して走査を行う構成とされている。また、特許文献１の技術は、第１光源とは別に第２光源を設け、この第２光源の光を投影レンズで投射することにより、走査する照明領域の周囲領域や隣接領域に、補助的な照明のための補助照明領域を形成している。
In the optical unit of
しかし、特許文献１の光学ユニットは、第２光源の光を第１光源と同様に水平方向に光が出射して第１光源の光とほぼ同じ平面に沿って光を入射させるため、第２光源を第１光源と同じ平面上の一箇所に配設した構成がとられている。そのため、第１光源と第２光源を配設している水平方向の寸法を低減することが難しく、光学ユニットの小型化を図ることが難しい。
However, in the optical unit of
また、特許文献１では、補助照明領域を形成するために第２光源の光を集光して投影レンズに入射させるインナーレンズが設けられているが、このインナーレンズを第１光源と第２光源と同じ平面上に配設しているため、インナーレンズを配設するためのスペースを確保することが難しく光学ユニットの小型化が難しい。
In addition, in
一方で、特許文献１の光学ユニットは、第２光源とインナーレンズを第１光源と同じ平面上に配置しているので、光学ユニットを小型化する場合には第２光源の水平方向の寸法を大きくすることが難しい。すなわち、第２光源を複数の発光素子で構成する場合に、複数の発光素子を水平に並べて配置することが難しくなる。そのため、第２光源によって水平方向に広い補助照明領域を照明することが難しくなるという課題も生じる。
On the other hand, in the optical unit of
本発明の目的は、光走査を行なうランプユニットにおいて、小型でかつ可及的に広い補助照明領域を照明することが可能なランプユニットを提供する。 The object of the present invention is to provide a lamp unit that performs optical scanning and is small and capable of illuminating an auxiliary lighting area as wide as possible.
本発明は、第１光源部と、この第１光源部から出射された光を反射して当該光を所定方向に走査する光走査部と、第２光源部と、走査された光と第２光源部から出射された光を前方に向けて投射する投射レンズを備えるランプユニットであり、第２光源部と第１光源部は、光走査部での光走査方向に交差する方向の異なる位置に配設されている。 The present invention is a lamp unit including a first light source unit, a light scanning unit that reflects light emitted from the first light source unit and scans the light in a predetermined direction, a second light source unit, and a projection lens that projects the scanned light and the light emitted from the second light source unit forward, and the second light source unit and the first light source unit are disposed at different positions in a direction that intersects with the light scanning direction of the light scanning unit.
本発明は、その上で、第１光源部と光走査部と投射レンズはランプユニットの上下方向に変位して配設され、第１光源部は斜め上又は斜め下方向に向けて光を出射し、光走査部は当該光を斜め上又は斜め下方向に向けて反射して投射レンズに入射する。さらに、投射レンズはその後面が光走査部で走査された光の入射面として構成され、第２光源部は第１光源部の光走査方向に沿った両側に配設された複数の光源を備えて投射レンズの入射面の後方に配設され、前方に向けて光を出射して投射レンズに入射する構成である。 In addition, the present invention is configured such that the first light source section, the optical scanning section, and the projection lens are disposed in a vertically displaced manner with respect to the lamp unit, the first light source section emits light diagonally upward or downward, and the optical scanning section reflects the light diagonally upward or downward to enter the projection lens, and the rear surface of the projection lens is configured as an entrance surface for the light scanned by the optical scanning section, and the second light source section includes a plurality of light sources disposed on both sides of the first light source section along the optical scanning direction, and is disposed behind the entrance surface of the projection lens , and emits light forward to enter the projection lens.
本発明において、投射レンズは前面から見て走査方向の寸法がこれと交差する方向の寸法よりも長いレンズで形成される。また、第２光源部は、第１光源部の光走査方向に沿った両側に配設された複数の光源を備える構成とされる。さらに、光走査部は第１光源部の光をランプの左右方向に走査する構成であり、第２光源部の光源は左右方向の２箇所に配設される。 In the present invention, the projection lens is formed of a lens whose dimension in the scanning direction as viewed from the front is longer than the dimension in the direction intersecting the scanning direction. The second light source unit is configured to include a plurality of light sources arranged on both sides of the first light source unit along the optical scanning direction. The optical scanning unit is configured to scan the light of the first light source unit in the left-right direction of the lamp, and the light sources of the second light source unit are arranged at two locations in the left-right direction.
本発明では、第２光源部は、第１光源部と光走査部で形成された配光パターンの左右の縁部にそれぞれ隣接された領域に形成される補助配光パターンを形成する。第２光源部は、複数の光源にそれぞれ対応した複数の集光レンズを備え、複数の集光レンズは投射レンズに一体的に設けられる In the present invention, the second light source unit forms an auxiliary light distribution pattern formed in an area adjacent to the left and right edges of the light distribution pattern formed by the first light source unit and the light scanning unit. The second light source unit has a plurality of condensing lenses corresponding to the plurality of light sources, respectively, and the plurality of condensing lenses are integrally provided with the projection lens.
本発明は、例えば、ハイビーム配光パターンでの光投射と、このハイビーム配光パターンに隣接した補助ハイビーム配光パターンでの光投射が可能な車両のヘッドランプに適用されており、第１光源部と光走査部でハイビーム配光パターンを形成し、第２光源部でハイビーム配光パターンに隣接された領域に補助配光パターンを形成するハイビームランプユニットとして構成される。 The present invention is applied, for example, to a vehicle headlamp capable of projecting light in a high beam light distribution pattern and an auxiliary high beam light distribution pattern adjacent to the high beam light distribution pattern, and is configured as a high beam lamp unit in which a first light source unit and a light scanning unit form a high beam light distribution pattern, and a second light source unit forms an auxiliary light distribution pattern in an area adjacent to the high beam light distribution pattern.
本発明によれば、第２光源部は、第１光源部に対して光走査部での光走査方向と交差する方向の異なる位置に配設されているので、第２光源部と第１光源部を所定方向に沿って重ねた状態での配置が可能となり、ランプユニットの光走査方向の寸法を低減して小型化を図ることができる。また、第２光源部は光走査方向に複数の光源を配設することが可能になり、広い補助照明領域が形成できる。 According to the present invention, the second light source unit is disposed at a different position from the first light source unit in a direction intersecting the optical scanning direction of the optical scanning unit, so that the second light source unit and the first light source unit can be disposed in a stacked state along a predetermined direction, and the dimensions of the lamp unit in the optical scanning direction can be reduced to achieve miniaturization. In addition, the second light source unit can be disposed with multiple light sources in the optical scanning direction, so that a wide auxiliary lighting area can be formed.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以降の説明において、上下方向と前後方向はランプユニットの上下、前後の各方向である。左右方向については自動車を基準にして前方を見たときの方向であるが、自動車の車体の幅方向の中央に近い側を内側、車体の幅方向の両外側を外側と称することもある。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the up-down direction and the front-rear direction refer to the up-down and front-rear directions of the lamp unit. The left-right direction refers to the direction when looking forward with the automobile as the reference point, but the side closer to the center of the automobile body in the width direction is sometimes referred to as the inside, and both outside sides in the width direction of the body as the outside.
図１は本発明のランプユニットを備える車両としての自動車の正面図である。自動車ＣＡＲの車体前部の左右にそれぞれヘッドランプＨＬが装備されている。左ヘッドランプＨＬ（Ｌ）と右ヘッドランプＨＬ（Ｒ）は左右対称の構成である。各ヘッドランプＨＬはロービーム配光の光を照射するロービームランプユニット（以下、Ｌｏユニットと称する）ＬｏＵと、ハイビーム配光の光を照射するハイビームランプユニット（以下、Ｈｉユニットと称する）ＨｉＵと、ターンシグナルランプのランプユニットＴＳＵと、クリアランスランプのランプユニットＣＬＵが内装されたコンビネーション型のヘッドランプとして構成されている。ここで、ＨｉユニットＨｉＵは、左ヘッドランプＨＬ（Ｌ）では左ＨｉユニットＨｉＵ（Ｌ）として構成され、右ヘッドランプＨＬ（Ｒ）では右ＨｉユニットＨｉＵ（Ｒ）として構成される。クリアランスランプは、ボジショニングランプ、デイタイムランニングランプとして構成されてもよい。 Figure 1 is a front view of an automobile as a vehicle equipped with a lamp unit of the present invention. A headlamp HL is provided on each of the left and right sides of the front of the body of the automobile CAR. The left headlamp HL (L) and the right headlamp HL (R) are configured symmetrically. Each headlamp HL is configured as a combination headlamp incorporating a low beam lamp unit (hereinafter referred to as Lo unit) LoU that irradiates light with a low beam distribution, a high beam lamp unit (hereinafter referred to as Hi unit) HiU that irradiates light with a high beam distribution, a turn signal lamp lamp unit TSU, and a clearance lamp lamp unit CLU. Here, the Hi unit HiU is configured as a left Hi unit HiU (L) in the left headlamp HL (L) and as a right Hi unit HiU (R) in the right headlamp HL (R). The clearance lamp may be configured as a positioning lamp or a daytime running lamp.
図２は右ヘッドランプＨＬ（Ｒ）の概略構成の分解図である。ランプボディ１０１と透光カバー１０２で構成されたランプハウジング１００内に前記各ランプユニットが内装されている。ＬｏユニットＬｏＵは、３つのＬｏユニットが自動車の車幅方向に並んで一体に構成された３連のＬｏユニットとして構成されている。ＨｉユニットＨｉＵは、本発明が適用された走査型のＨｉユニット、特にＡＤＢの一つの形態としてのハイビームを可変制御するユニットとして構成されており、ＬｏユニットＬｏＵの車幅方向の内側に配設されてインライン型に構成されている。
Figure 2 is an exploded view of the schematic configuration of the right headlamp HL (R). The lamp units are housed inside a
これらＬｏユニットＬｏＵとＨｉユニットＨｉＵは光投射面を除く領域がエクステンション１０３により覆い隠されており、このエクステンション１０３の前側にターンシグナルランプとクリアランスランプの各ランプユニットＴＳＵ，ＣＬＵが配設されている。これらのランプユニットＴＳＵ，ＣＬＵは、光源の光を内部に導光し、自動車の前面に向けられた側面から光を出射するランプガイド（導光体）を有するランプユニットとして構成されている。
The Lo unit LoU and Hi unit HiU are covered by an
図３は前記自動車ＣＡＲのヘッドランプＨＬの配光を説明するための模式的な図である。右ヘッドランプＨＬ（Ｒ）と左ヘッドランプＨＬ（Ｌ）の配光は殆ど同じであり、３連のＬｏユニットＬｏＵは、水平線Ｈの下側領域、すなわち自動車の前方の近傍領域を左右方向に広く照明してＬｏ（ロービーム）配光パターンＰＬｏを形成する。左右のＨｉユニットＨｉＵは、水平線Ｈの上側領域、すなわち自動車の前方の遠方領域をＬｏ配光パターンＰＬｏよりも左右方向に狭い領域で照明してＨｉ（ハイビーム）配光パターンＰＨｉを形成する。また、このＨｉユニットＨｉＵは、Ｈｉ配光パターンＰＨｉの右側領域と左側領域を補助的に照明する右補助Ｈｉ配光パターンＰＳ（Ｒ）と左補助Ｈｉ配光パターンＰＳ（Ｌ）を形成する。 Figure 3 is a schematic diagram for explaining the light distribution of the headlamp HL of the automobile CAR. The light distribution of the right headlamp HL (R) and the left headlamp HL (L) is almost the same, and the triple Lo unit LoU forms a Lo (low beam) light distribution pattern PLo by illuminating the area below the horizontal line H, i.e., the nearby area in front of the automobile, widely in the left-right direction. The left and right Hi units HiU form a Hi (high beam) light distribution pattern PHi by illuminating the area above the horizontal line H, i.e., the distant area in front of the automobile, in an area narrower in the left-right direction than the Lo light distribution pattern PLo. The Hi unit HiU also forms a right auxiliary Hi light distribution pattern PS (R) and a left auxiliary Hi light distribution pattern PS (L) that supplementarily illuminate the right and left areas of the Hi light distribution pattern PHi.
この左右のヘッドランプＨＬ(Ｒ)，ＨＬ（Ｌ）によるＬｏ配光パターンＰＬｏと、Ｈｉ配光パターンＰＨｉと、右補助Ｈｉ配光パターンＰＳ（Ｒ）と左補助Ｈｉ配光パターンＰＳ（Ｌ）は重畳されることにより、それぞれの配光の光度が加算されて所要の明るさ（照度）の照明が行なわれる。 The Lo light distribution pattern PLo, Hi light distribution pattern PHi, right auxiliary Hi light distribution pattern PS(R), and left auxiliary Hi light distribution pattern PS(L) produced by the left and right headlamps HL(R) and HL(L) are superimposed, and the luminous intensities of the respective light distributions are added together to provide illumination with the required brightness (illuminance).
以上説明したヘッドランプＨＬ(Ｒ)，ＨＬ（Ｌ）の左右のＨｉユニットＨｉＵ（Ｒ），ＨｉＵ（Ｌ）について説明する。両Ｈｉユニットは左右対称の構成であるので、ここでは右ＨｉユニットＨｉＵ（Ｒ）を説明する。図４Ａは右Ｈｉユニットを前方から見た外観斜視図、図４Ｂは後方から見た外観斜視図、図４Ｃは概略の正面図である。また、図５はその全体の分解斜視図であり、図６は一部の構成を後面側から見た分解斜視図である。 The left and right Hi units HiU(R) and HiU(L) of the headlamps HL(R) and HL(L) explained above will now be described. As both Hi units have a symmetrical configuration, only the right Hi unit HiU(R) will be described here. Figure 4A is an external perspective view of the right Hi unit as seen from the front, Figure 4B is an external perspective view as seen from the rear, and Figure 4C is a schematic front view. Figure 5 is an exploded perspective view of the entire unit, and Figure 6 is an exploded perspective view of a portion of the unit as seen from the rear.
これらの図において、右ＨｉユニットＨｉＵ（Ｒ）は金属やセラミック等の熱伝導性の高い素材で形成されたヒートシンク１を備えている。このヒートシンク１は、上縁部が前側に向けて傾斜された板状のベース１１と、このベース１１の左右両側から上側にわたって枠状に一体形成されたフレーム１２を備えている。このベース１１の前面には、左右方向に並んで複数の放熱フィン１３が一体に形成されている。また、ヒートシンク１には右ＨｉユニットＨｉＵ（Ｒ）の光軸調整を行なうためのエイミング機構（図示せず）が係合されるエイミング連結部１４が形成されているが、その詳細についての説明は省略する。
In these figures, the right Hi unit HiU(R) is equipped with a
前記ヒートシンク１には、走査光源部２と、光走査部３と、補助光源部４が組み付けられているとともに、これらの光源部２，４から出射された光を自動車の前方に向けて投射する投射レンズ５が組み付けられている。そして、走査光源部２の光を光走査部３によって走査し、投射レンズ５を透して投射することによって前記したＨｉ配光パターンＰＨｉが形成される。また、補助光源部４の光を、直接的に投射レンズ５を透して投射することによって前記した左右の補助Ｈｉ配光パターンＰＳ（Ｒ），ＰＳ（Ｌ）が形成されるようになっている。
The
前記走査光源部２は本発明における第１光源部であって、走査光源基板２１を有しており、この走査光源基板２１の表面には複数個の白色光を発光する発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）２２が左右方向に配列した状態で搭載されている。ここでは３個のＬＥＤ２２を例示しているが、実際にはこれ以下あるいはこれ以上の個数のＬＥＤが搭載されることがある。このＬＥＤを走査ＬＥＤ２と称する。各走査ＬＥＤ２２は発光面が走査光源基板２１の表面と平行あるいは所要の角度を持って搭載されている。この走査光源基板２１には、走査ＬＥＤ２２の発光を制御するための配線回路２３が構成されるとともに、外部電源に接続するためのコネクタ２４が搭載されている。
The scanning
図７は光走査部３を除去したＨｉユニットＨｉＵを後方向から見た斜視図であり、前記走査光源基板２１は前記ヒートシンク１のベース１１の斜め上方に向けられている後面に支持される。この走査光源基板２１には走査ＬＥＤ２２の発光面に対向するように走査集光レンズブロック２５が配設されており、走査光源基板２１と共にリテーナ２７によりベース１１にビス（小ねじ）２０１で固定支持されている。
Figure 7 is a perspective view of the Hi unit HiU with the
この走査集光レンズブロック２５は透光性樹脂により複数（３個）の集光レンズ（コンデンサーレンズ）２６が一体成形されている。各集光レンズ２６は、対向配置されている各走査ＬＥＤ２２の発光面から出射される光を集光し、所要の方向に向けて出射させる。ここでは各走査ＬＥＤ２２の発光面から出射される光の左右方向の発散を抑制した上下方向に細長い光束（光ビーム、光ペンシル）として後方の斜め上方に向けて出射させる。
This scanning
前記光走査部３は、走査集光レンズブロック２５で集光された走査ＬＥＤ２の光を反射して光走査を行なう回転リフレクターで構成されている。この回転リフレクター３はケーシング３１を備えており、このケーシング３１にモーター３２と２枚の光反射ブレード３３が内装されている。モーター３２は回転軸３４が前方の斜め下方に向くように前傾されており、この回転軸３４に光反射ブレード３３が連結されている。ケーシング３１はヒートシンク１のフレーム１２にビス２０２により固定支持されており、回転リフレクター３は走査光源基板２１と走査集光レンズブロック２５を覆うようにしてこれらの後方位置に対向配置されている。
The
前記２枚の光反射ブレード３３は、それぞれ前面が光反射面として構成された扇型に形成されており、その要の部分においてモーター３２の回転軸３４に連結支持され、モーター３２によって回転駆動される。光反射ブレード３３の光反射面は走査集光レンズブロック２５の後方に配置されるとともに、走査ＬＥＤ２２の発光面に対して所要の角度をもって傾斜した状態で対面配置されている。
The two
各光反射ブレード３３の光反射面は、走査ＬＥＤ２２の発光面から出射された光を前方に向けて反射するが、この光反射面は回転軸３４に対する面角度が円周方向に沿って連続的に変化される構成とされている。例えば、回転リフレクター３の前面から見て反時計回りに当該面角度が小さくなる構成とされている。これにより走査ＬＥＤ２２の光が光反射面に入射する入射角が反時計回りに沿って大きくなるように構成される。したがって、光反射ブレード３３が回転されたときに、走査ＬＥＤ２２の光は反射される方向が右方向に向けて連続的に変化される。
The light reflecting surface of each
前記補助光源部４は本発明における第２光源部であって、走査光源部２を左右方向に挟む両側位置において前記フレーム１２に支持された一対の補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）を有している。補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）の基板面はほぼ鉛直に向けられており、その前面にはそれぞれ光源として白色光を発光する補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）が発光面を前方に向けて搭載されている。各補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）はそれぞれヒートシンク１のフレーム１２の後面側からビス２０３で固定支持されている。
The auxiliary
各補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）の前側位置にはそれぞれ補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）が配設されており、各補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）から出射された光を集光し、前方に向けてかつ幾分左右方向に偏向させて出射するように構成されている。図８は補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）を後方から見た斜視図であり、各補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）は透光性樹脂により成形されており、その一部に支持片４４（Ｒ），４４（Ｌが一体形成されている。そして、各支持片４４は前記投射レンズ５の後面の左右位置に溶着あるいは接着により一体化されている。
Auxiliary condensing lenses 43(R), 43(L) are provided at the front of each auxiliary light source board 41(R), 41(L), and are configured to condense the light emitted from each auxiliary LED 42(R), 42(L) and emit it forward and with some deflection to the left and right. Figure 8 is a perspective view of the auxiliary condensing lenses 43(R), 43(L) seen from the rear. Each auxiliary condensing lens 43(R), 43(L) is molded from a translucent resin, and a support piece 44(R), 44(L) is integrally formed with a part of it. Each
前記投射レンズ５は透光性樹脂により形成されている。この投射レンズ５は、図４Ｃに鎖線で示す正面視が円形をした平凸型の球面レンズあるいは非球面レンズを構成する基準円ＢＣを基準とし、その下半分が除去された前面からみて円弧縁が上に向けられたほぼ半円形状のレンズを主体に形成されたレンズ部５１を有している。すなわち、投射レンズ５の光軸（基準円ＢＣの中心軸）Ｌｘは右ＨｉユニットＨｉＵ（Ｒ）の前後方向に向けられており、レンズ部５１はこの光軸Ｌｘを含む基準円形ＢＣの上半分が残されて下半分が除去されたほぼ半円形状とされる。その上で、レンズ部５１は左右側面及び上面の各円弧状の一部についても各一部が除去された形状とされている。このように、投射レンズ５は、レンズ部５１の上下方向の寸法と左右方向の寸法がそれぞれ短縮されており、投射レンズ５の小型化及び軽量化が図られている。
The
前記投射レンズ５は、レンズ部５１の周縁部に一体形成されている取付フランジ５２によりヒートシンク１のフレーム１２に支持されている。ここでは取付フランジ５２の３箇所においてフレーム１２の前面側からビス２０４で固定支持されている。このように投射レンズ５をフレーム１２に固定支持すると、これと同時に投射レンズ５に一体化されている前記補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）もフレーム１２に固定支持される。
The
以上説明した走査光源部２、光走査部３、補助光源部４、投射レンズ５の相対位置関係とこれに関係する構成について補充説明する。走査光源部２の走査光源基板２１は、投射レンズ５の後方でかつ光軸Ｌｘを含む領域の直下位置に配設されている。特にここでは、走査光源基板２１に搭載された３つの走査ＬＥＤ２２のうち、中央の走査ＬＥＤは当該光軸Ｌｘの直下位置ないしその近傍に配設されている。
The following provides a supplementary explanation of the relative positional relationships and related configurations of the scanning
光走査部（回転リフレクター）３は、モーター３２の回転軸３４が走査ＬＥＤ２２に対して左右方向に変位された位置に配設されている。ここでは、回転軸３４は左側、すなわち車幅方向の内側に変位されており、この変位により、２枚の光反射ブレード３３は走査ＬＥＤ２２の発光面及び走査集光レンズブロック２５に対面する位置に回転され、対面されたときには走査ＬＥＤ２２の後側上方に位置されることになる。したがって、走査ＬＥＤ２２から出射された光を前方の斜め上方に向けて反射し、投射レンズ５の後面、すなわち入射面に入射させることが可能とされている。
The light scanning unit (rotating reflector) 3 is disposed at a position where the rotating
補助光源部４の補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）は、回転リフレクター３で反射された走査ＬＥＤ２２の光が投射レンズ５の入射面に入射することを妨げない左右方向の位置、すなわち走査光源基板２１の左右方向の両側に配設されている。また、各補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）は走査光源部２よりも上側位置の投射レンズ５の入射面とほぼ同じ高さ位置に配設され、補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）から出射されかつ補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）で集光された光が投射レンズ５の入射面に入射されるように配設されている。その一方で、左右の補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４１２Ｌ）の光は、左右方向についてはそれぞれ投射レンズ５の光軸Ｌｘに対して所定の角度をもって入射されるように配設されている。
The auxiliary light source boards 41(R), 41(L) of the auxiliary
以上の構成の右ＨｉユニットによるＨｉ配光パターンを形成するための光投射作用を説明する。図９は走査光源部２の光投射を説明するための縦断面図であり、図１０はその模式光路図である。走査光源部２の走査ＬＥＤ２２が発光すると、各走査ＬＥＤ２２の発光面から出射された光は走査集光レンズブロック２５により光の発散が抑制され、平行光に近い光束とされて後方斜め上方に向けて出射される。このとき、走査集光レンズブロック２５から出射される光は左右方向よりも上下方向に長い細幅の光束として出射される。出射された光は回転リフレクター３の光反射ブレード３３に斜め下方から投射され、ここで前方斜め上方に向けて反射される。この反射により、走査ＬＥＤ２２の虚像、すなわち虚光源としての走査ＬＥＤ像２２ｉが回転リフレクター３の後方位置に形成され、反射光は等価的にこの走査ＬＥＤ像２２ｉから出射された光になる。走査ＬＥＤ２２と回転リフレクター３の相対位置を調整することにより、走査ＬＥＤ像２２ｉは投射レンズ５の入射面側の焦点Ｆの近傍位置に形成される。例えば、焦点Ｆよりも投射レンズ５側の近傍位置に形成される。
The light projection action for forming a Hi light distribution pattern by the right Hi unit of the above configuration will be described. Figure 9 is a vertical cross-sectional view for explaining the light projection of the scanning
投射レンズ５の入射面に入射される光は、走査ＬＥＤ像２２ｉからの光が入射されたと等価であるので、投射レンズ５の前面（出射面）からは幾分発散された光束の光として前方に向けて投射される。投射された３つの走査ＬＥＤ２２の光は、図１０に示すように左右方向に所要の間隔をおいた上下方向に長い細帯状の３つの配光パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３として投射される。
The light incident on the entrance surface of the
そして、回転リフレクター３が駆動されて光反射ブレード３３が時計回りに回転されると、投射されている走査ＬＥＤ２２の光に対する光反射ブレード３３の位置が円周方向に変化されて面角度が変化される。これにより、光反射ブレード３３における光の入射角が車幅方向の外側方向に変化され、反射光も同じ方向に偏向される。したがって、各走査ＬＥＤ２２による細帯状の配光パターンＰ１～Ｐ３は、図１０の右方向に移動され、光走査が行われる。光反射ブレード３３が半回転すると、今度は他方の光反射ブレードにより同様の光走査が行われる。光反射ブレード３３の連続した回転により、この光走査が繰り返し行われることによりＨｉ配光パターンＰＨｉの光投射が実現される。
When the
この光走査でＨｉ配光パターンＰＨｉを形成する際に、走査光源部２では、３つの走査ＬＥＤ２２の発光のタイミングを制御することにより、Ｈｉ配光パターンＰＨｉ内に光投射されない遮光領域を形成することができ、前記したＡＤＢが実現される。
When forming the Hi light distribution pattern PHi with this optical scanning, the scanning
この光投射において、投射レンズ５に入射される３つの走査ＬＥＤ２２の光は、図９に示したように、それぞれ光束が入射面の光軸Ｌｘよりも上方の領域において斜め上方に向けて入射されるので、この光軸Ｌｘよりも上側の部分のみが実質的なレンズとして使用される。すなわち、投射レンズ５の光軸Ｌｘよりも下側の部分を削除しても投射レンズとして機能する。したがって、この実施形態では前記したように投射レンズ５を正面視で半円形を基準にした形状にし、投射レンズ５の上下寸法を短縮している。
In this light projection, as shown in FIG. 9, the light from the three
また、Ｈｉ配光パターンＰＨｉの左右方向の領域は光反射ブレード３３の面角度の構成、すなわち光反射ブレード３３において反射される光が左右方向に偏向されて投射レンズ５の入射面に入射する領域により決められる。したがって、投射レンズ５の左右方向についてみると、入射された光が出射面から出射されてＨｉ配光パターンＰＨｉを形成するための部位が存在していればよい。そこで、ここでは投射レンズ５の左右の各一部を除去している。これにより、投射レンズ５のさらなる小型化、軽量化を図る上で有利になる。
The left-right area of the Hi light distribution pattern PHi is determined by the surface angle configuration of the
一方、図１１は補助光源部４の光投射を説明するための縦断面図であり、図１２はその模式光路図である。補助光源部４では、一対の補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）の各補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）が発光されると、出射された光は補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）で集光され、投射レンズ５の入射面に入射される。各補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）からの光は、それぞれ投射レンズ５の光軸Ｌｘを挟んだ左右方向の両側位置に入射される。入射された光は投射レンズ５により屈折されて左右方向に偏向されて前方領域に照射される。
Meanwhile, FIG. 11 is a vertical cross-sectional view for explaining the light projection of the auxiliary
この照射により、左側の補助ＬＥＤ４２（Ｌ）の光はＨｉ配光パターンＰＨｉの右側領域に照射されて右補助Ｈｉ配光パターンＰＳ（Ｒ）が形成される。また、右側の補助ＬＥＤ４２（Ｒ）の光はＨｉ配光パターンＰＨｉの左側領域に照射されて左補助Ｈｉ配光パターンＰＳ（Ｌ）が形成される。 By this irradiation, the light of the left auxiliary LED 42 (L) is irradiated to the right area of the Hi light distribution pattern PHi, forming a right auxiliary Hi light distribution pattern PS (R). Also, the light of the right auxiliary LED 42 (R) is irradiated to the left area of the Hi light distribution pattern PHi, forming a left auxiliary Hi light distribution pattern PS (L).
この光投射においても、投射レンズ５に入射される２つの補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）の光は、光軸Ｌｘよりも上方の領域に入射されるので、投射レンズ５は正面視で半円形状を基準にした形状であってもよい。また、投射レンズ５の左右方向についは各補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）が入射されればよいので、投射レンズ５の左右の各一部が除去されてもよい。
Even in this type of light projection, the light from the two auxiliary LEDs 42(R), 42(L) that is incident on the
左ヘッドランプＨＬ（Ｌ）に配設されている左ＨｉユニットＨｉＵ（Ｌ）は、以上説明した右ＨｉユニットＨｉＵ（Ｒ）とは左右が対称の構成である。しかし、回転リフレクター３による走査光源部２の光走査の方向は右Ｈｉユニットと同じ方向となるように構成されている。なお、左Ｈｉユニットは右Ｈｉユニットと同じ構成であってもよい。
The left Hi unit HiU(L) disposed in the left headlamp HL(L) is symmetrical to the right Hi unit HiU(R) described above. However, the direction of optical scanning of the scanning
以上のように、実施形態のＨｉユニットＨｉＵでは、走査光源部２と光走査部３、すなわち走査ＬＥＤ２２と回転リフレクター３が前後方向に配設されており、走査ＬＥＤ２２から出射された光は後方の斜め上に向けて出射されて回転リフレクター３に入射される。また、回転リフレクター３で前方斜め上に向けて反射されるとともに左右方向に偏向されて走査が行われる。走査された光は投射レンズ５に対して上向きに入射され、この投射レンズ５で左右方向に走査されながら屈折されて投射される。
As described above, in the Hi unit HiU of the embodiment, the scanning
したがって、走査光源部２と光走査部３は前後方向に配置されるので、これら走査光源部２と光走査部３を合わせた左右方向の寸法を短くし、幅寸法の小さいＨｉユニットが得られる。また、走査光源部２から出射された光は後方斜め上に向けられ、回転リフレクター３によっては前方斜め上に向けて反射されて投射レンズ５に入射される。これにより、走査光源部２から投射レンズ５に至る光の光路を前後方向及び上下方向の両方向について稼ぐことができ、光源の出射光軸が水平あるいは鉛直方向に向けられた構成に比較して走査光源部２と光走査部３を合わせた前後方向の寸法を短くでき、奥行き寸法の小さいＨｉユニットが得られる。
Since the scanning
また、投射レンズ５は光走査方向に長いレンズ、すなわち円形の下半分を除去した左右方向に長い半円形状のレンズを基準として構成することができ、投射レンズ５の上下方向の寸法を低減した薄型化ができる。これにより、ＨｉユニットＨｉＵをＬｏユニットＬｏＵとともにハウジング１００に組み込んでインライン型のヘッドランプＨＬを構成したときに、ＬｏユニットＬｏＵに比較してＨｉユニットＨｉＵの高さ寸法が顕著に大きくなることが防止でき、ＬｏユニットＬｏＵとＨｉユニットＨｉＵのデザインの統一性を図り、ヘッドランプＨＬの意匠的な効果を高めることができる。
In addition, the
一方、補助光源部４の光源は２個の補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）で構成されており、これら補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）を搭載している２枚の補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）は投射レンズ５の光軸Ｌｘを左右に挟む位置に分離して配設されている。また、各補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）は投射レンズ５の入射面に対面する位置に配設されているが、走査光源部２の光源基板２１とは上下方向の異なる位置に配設されている。したがって、走査光源部２の光源基板２１や回転リフレクター３によって２枚の補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）の配設位置が制約を受けることは少ない。
On the other hand, the light source of the auxiliary
また、２個の補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）がそれぞれ搭載されている２枚の補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）は独立した構成であるので、これらの補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）及び補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）の配設位置には自由度がある。したがって、特許文献１のように１枚の基板に複数のＬＥＤが搭載された構成に比較すると、補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）の光により照明する補助Ｈｉ配光パターンＰＳ（Ｒ），ＰＳ（Ｌ）の位置や面積等を設定する際の自由度も高められ、可及的に広い補助照明領域が実現できる。
In addition, the two auxiliary light source boards 41(R), 41(L), each of which is equipped with two auxiliary LEDs 42(R), 42(L), are independent, so there is a degree of freedom in the placement of these auxiliary light source boards 41(R), 41(L) and the auxiliary LEDs 42(R), 42(L). Therefore, compared to a configuration in which multiple LEDs are mounted on one board as in
さらに、各補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）の光は補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）により投射レンズ５の入射面の左右位置に入射され、投射レンズ５により屈折されて各補助Ｈｉ配光パターンＰＳ（Ｒ），ＰＳ（Ｌ）に投射される。このとき、補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）の光は、走査光源部２の走査ＬＥＤ２２の光と重畳されて投射レンズ５に入射されてもよい。したがって、投射レンズ５は走査ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）の光を走査するのに必要な上下方向及び左右方向の寸法が確保されていればよく、補助Ｈｉ配光パターンＰＳ（Ｒ），ＰＳ（Ｌ）を形成するために投射レンズ５の上下方向及び左右方向の寸法がそれぞれ大きくなることもない。
Furthermore, the light of each auxiliary LED 42(R), 42(L) is incident on the left and right positions of the incident surface of the
補助光源部４の補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）は投射レンズ５に一体化されている。したがって、この一体化の際に補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）と投射レンズ５の相互の位置決めを行っておけば、投射レンズ５をヒートシンク１に固定支持すれば、自動的に補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）の位置決めが行われる。したがって、補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）をヒートシンク１に組み付ける際には、この位置決めされた補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）に対して補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）を位置決めするだけでよく、組み付け作業が容易になる。また、補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）はヒートシンク１の後方から固定支持しているので、その作業も容易である。
The auxiliary condenser lenses 43(R), 43(L) of the auxiliary
実施形態では、走査光源部２は後方の斜め上に向けて光を出射し、光走査部３は前方の斜め上に向けて光を反射しているが、上下方向は反対であってもよい。すなわち、走査光源部２は後方の斜め下に向けて光を出射し、光走査部３は前方の斜め下に向けて光を反射する構成としてもよい。この場合には、走査光源部２と光走査部３と投射レンズ５の上下方向の位置関係は実施形態とは上下が逆の構成になる。
In the embodiment, the scanning
補助光源部４の左右に配設されている光源、すなわち補助ＬＥＤ４２（Ｒ），４２（Ｌ）は、それぞれ１つ以上のＬＥＤであればよく、例えば２つずつのＬＥＤで構成されていてもよい。この場合、それぞれのＬＥＤは左右方向に並んで配設されることが好ましいが、投射レンズの上下方向の寸法が増大しないのであれば上下方向に並んで配設されてもよい。
The light sources arranged on the left and right of the auxiliary
補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）は補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）に一体的に設けた構成としてもよい。この場合には、補助光源基板４１（Ｒ），４１（Ｌ）をヒートシンク１に固定支持すれば、補助集光レンズ４３（Ｒ），４３（Ｌ）も同時にヒートシンク１に固定支持されることになる。
The auxiliary focusing lenses 43(R), 43(L) may be integrally provided on the auxiliary light source substrates 41(R), 41(L). In this case, if the auxiliary light source substrates 41(R), 41(L) are fixed to the
ＨＬ，ＨＬ（Ｒ），ＨＬ（Ｌ） ヘッドランプ
ＨｉＵ，ＨｉＵ（Ｒ），ＨｉＵ（Ｌ） ハイビームランプユニット
ＬｏＵ ロービームランプユニット
ＰＬｏ ロービーム配光パターン
ＰＨｉ ハイビーム配光パターン
ＰＳ（Ｒ），ＰＳ（Ｌ） 補助ハイビーム配光パターン
１ ヒートシンク
２ 走査光源部（第１光源部）
３ 光走査部（回転リフレクター）
４ 補助光源部（第２光源部）
５ 投射レンズ
２１ 走査光源基板
２２ 走査ＬＥＤ
２５ 走査集光レンズブロック
３２ モーター
３３ 光反射ブレード
４１（Ｒ），４１（Ｌ） 補助光源基板
４２（Ｒ），４２（Ｌ） 補助ＬＥＤ
４３（Ｒ），４３（Ｌ） 補助集光レンズ
５１ レンズ部
HL, HL(R), HL(L) Headlamp HiU, HiU(R), HiU(L) High beam lamp unit LoU Low beam lamp unit PLo Low beam light distribution pattern PHi High beam light distribution pattern PS(R), PS(L) Auxiliary high beam
3 Optical scanning unit (rotating reflector)
4 Auxiliary light source section (second light source section)
5
25 Scanning
43(R), 43(L)
Claims (6)
前記投射レンズは、その後面が前記光走査部で走査された光及び前記第２光源部の光の入射面として構成され、
前記第１光源部と前記光走査部と前記投射レンズはランプユニットの上下方向に変位して配設され、
前記第１光源部は斜め上又は斜め下方向に向けて光を出射し、
前記光走査部は当該光を斜め上又は斜め下方向に向けて反射して前記投射レンズに入射し、
前記第２光源部は前記第１光源部の前記光走査方向に沿った両側に配設された複数の光源を備えて前記投射レンズの前記入射面の後方に配設され、前方に向けて光を出射して前記投射レンズに入射することを特徴とするランプユニット。 A lamp unit including a first light source section, a light scanning section that reflects light emitted from the first light source section and scans the light in a predetermined direction, a second light source section, and a projection lens that projects the scanned light and the light emitted from the second light source section forward, wherein the second light source section and the first light source section are disposed at different positions in a direction intersecting with a light scanning direction of the light scanning section,
the projection lens is configured such that a rear surface of the projection lens serves as an incident surface for the light scanned by the optical scanning unit and the light from the second light source unit;
the first light source unit, the optical scanning unit, and the projection lens are disposed in a vertically displaced manner with respect to the lamp unit,
The first light source unit emits light in an obliquely upward or downward direction,
the optical scanning unit reflects the light in an obliquely upward or downward direction so that the light is incident on the projection lens,
The second light source unit has a plurality of light sources arranged on both sides of the first light source unit along the optical scanning direction, is arranged behind the incident surface of the projection lens, and emits light forward to enter the projection lens .
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