JP2012256492A - Vehicle lamp unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両用灯具ユニットに係り、特に、配光パターンを切り換えることが可能な車両用灯具ユニットに関する。 The present invention relates to a vehicular lamp unit, and more particularly to a vehicular lamp unit capable of switching a light distribution pattern.
従来、投影レンズと光源との間に上面が反射面とされた可動ミラーを配置し、この可動ミラーを第１位置又は第２位置に位置させることで、ロービーム用配光パターン又はハイビーム用配光パターンに切り換えるように構成されたプロジェクタ型の車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a movable mirror whose upper surface is a reflective surface is disposed between the projection lens and the light source, and the movable mirror is positioned at the first position or the second position, so that the low beam light distribution pattern or the high beam light distribution is achieved. A projector-type vehicular lamp configured to switch to a pattern is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に記載の車両用灯具においては、可動ミラーを第１位置又は第２位置に位置させることで、ロービーム用配光パターン又はハイビーム用配光パターンに切り換えることが可能であるものの、それ以外の配光パターンに切り換えることができないという問題がある。 However, in the vehicular lamp described in Patent Document 1, it is possible to switch to the low beam light distribution pattern or the high beam light distribution pattern by positioning the movable mirror at the first position or the second position. There is a problem that it is not possible to switch to other light distribution patterns.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターン、又は、これら以外の配光パターンに切り換えることが可能な車両用灯具ユニットを提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a situation, and provides the vehicle lamp unit which can be switched to the light distribution pattern for low beams, the light distribution pattern for high beams, or a light distribution pattern other than these. For the purpose.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、前記投影レンズの車両後方側焦点よりも後方側でかつ略上向きに光を放射するように前記光軸近傍に配置された発光素子と、前記発光素子から放射される光が入射するように当該発光素子をその上方側から覆うように配置されたリフレクタと、前記投影レンズと前記発光素子との間に配置された可動ミラーと、前記可動ミラーを可動させるための駆動機構と、を備えており、前記リフレクタは、車両後方側に配置された第１反射面、前記第１反射面の前端から車両前方側に延びる第２反射面を含んでおり、前記第１反射面は、第１焦点が前記発光素子近傍に設定され第２焦点が前記投影レンズの車両後方側焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面であり、前記第２反射面は、第１焦点が前記発光素子近傍に設定され第２焦点が前記可動ミラーの下方に設定された回転楕円系の反射面であり、前記可動ミラーは、その上面が反射面とされるとともに、その後端縁部が車幅方向に延びる回転軸を中心に上下方向に揺動可能に支持されており、前記駆動機構は、前記可動ミラーに連結されるとともに、当該可動ミラーを前記回転軸を中心に揺動させて、前記可動ミラーの前端縁が前記投影レンズの車両後方側焦点近傍に位置する第１位置、前記第１位置より下方で、前記第１反射面で反射されて前記投影レンズを透過する光を前記可動ミラーが遮らない第２位置、又は、前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置のいずれかに位置させるように構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to a projection lens disposed on an optical axis extending in the vehicle front-rear direction, and light on a rear side and substantially upward from a vehicle rear side focal point of the projection lens. A light emitting element disposed in the vicinity of the optical axis so as to emit light, a reflector disposed so as to cover the light emitting element from above so that light emitted from the light emitting element may enter, and the projection lens And a driving mirror for moving the movable mirror, and the reflector includes a first reflecting surface disposed on the vehicle rear side, the first mirror A first reflecting surface extending from the front end of the first reflecting surface toward the front side of the vehicle, wherein the first focal point is set in the vicinity of the light emitting element, and the second focal point is a focal point on the rear side of the projection lens. Times set in the vicinity The second reflecting surface is a spheroid reflecting surface in which a first focal point is set in the vicinity of the light emitting element and a second focal point is set below the movable mirror, and the movable surface is movable. The upper surface of the mirror is a reflecting surface, and the rear edge of the mirror is supported so as to be swingable in the vertical direction around a rotation axis extending in the vehicle width direction. The drive mechanism is connected to the movable mirror. In addition, by swinging the movable mirror around the rotation axis, a first position where the front end edge of the movable mirror is located in the vicinity of the focal point on the vehicle rear side of the projection lens, below the first position, Positioned at either the second position where the movable mirror does not block the light reflected by the first reflecting surface and transmitted through the projection lens, or the third position between the first position and the second position. Features that are configured to To.
請求項１に記載の発明によれば、可動ミラーを第１位置、第２位置又は第３位置のいずれかに位置させるように構成された駆動機構の作用により、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターンに加え、さらに第３の配光パターン（例えば、高速道路用配光パターン）に切り換えることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the light distribution pattern for the low beam and the high beam for the high beam are obtained by the action of the drive mechanism configured to position the movable mirror at any one of the first position, the second position, and the third position. In addition to the light distribution pattern, it is possible to switch to a third light distribution pattern (for example, a highway light distribution pattern).
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動機構は、ステッピングモーター及び当該ステッピングモーターの回転を前記可動ミラーに伝達して当該可動ミラーを前記回転軸を中心に揺動させるためのギア列を含むことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the drive mechanism transmits the rotation of the stepping motor and the stepping motor to the movable mirror to swing the movable mirror about the rotation axis. It is characterized by including a gear train for moving.
請求項２に記載の発明によれば、ステッピングモーターを回転させることで、その回転をギア列を介して可動ミラーに伝達し、当該可動ミラーを回転軸を中心に揺動させることが可能となる。すなわち、ステッピングモーターの回転角度を制御することで、可動ミラーを第１位置、第２位置又は第３位置へ位置させることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, by rotating the stepping motor, the rotation can be transmitted to the movable mirror via the gear train, and the movable mirror can be swung around the rotation axis. . That is, the movable mirror can be positioned at the first position, the second position, or the third position by controlling the rotation angle of the stepping motor.
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ギア列は、前記ステッピングモーターの回転を減速するギア列であることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the gear train is a gear train that decelerates the rotation of the stepping motor.
請求項３に記載の発明によれば、ステッピングモーターの回転を減速するギア列を用いることで、可動ミラーの回転角の分解能を細かくすることが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, the resolution of the rotation angle of the movable mirror can be made finer by using the gear train that decelerates the rotation of the stepping motor.
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記ギア列は、前記可動ミラーに一体化されたギアを含むことを特徴とする。 The invention described in claim 4 is the invention described in claim 2 or 3, characterized in that the gear train includes a gear integrated with the movable mirror.
請求項４に記載の発明によれば、可動ミラーとギアとが一体化されているため、可動ミラーとギアとを別部品として構成して両者を組み合わせる場合と比べ、部品数を削減しかつ精度を向上することが可能となる。 According to the invention described in claim 4, since the movable mirror and the gear are integrated, the number of parts is reduced and the accuracy is reduced as compared with the case where the movable mirror and the gear are configured as separate parts and combined. Can be improved.
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の発明において、前記回転軸は、前記発光素子と前記投影レンズの車両後方側焦点との間かつ前記光軸より下方１０ｍｍ以内に配置されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the rotation axis is between the light emitting element and a focal point on the vehicle rear side of the projection lens and 10 mm below the optical axis. It is arranged within.
仮に、回転軸が光軸より下方１０ｍｍを超えて大きく離れていると、投影レンズの車両後方側焦点近傍における可動ミラーの回転軌跡が光軸方向に大きく変位し、投影レンズのフォーカス面から大きく逸脱してしまうため、カットオフラインのボケや色分離といった問題が発生する。 If the rotation axis is far away from the optical axis by more than 10 mm below, the rotational trajectory of the movable mirror near the rear focal point of the projection lens in the vehicle is greatly displaced in the optical axis direction and greatly deviates from the focus plane of the projection lens. Therefore, problems such as cut-off blur and color separation occur.
請求項５に記載の発明によれば、回転軸は光軸より下方１０ｍｍ以内に配置されているため、可動ミラーの回転軌跡が光軸方向に大きく変位することに起因するカットオフラインのボケや色分離の問題を解消又は低減することが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the rotation axis is disposed within 10 mm below the optical axis, the blur and color of the cut-off line due to the large displacement of the rotation locus of the movable mirror in the optical axis direction. It becomes possible to eliminate or reduce the problem of separation.
本発明によれば、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターン、又は、これら以外の配光パターンに切り換えることが可能な車両用灯具ユニットを提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the vehicle lamp unit which can be switched to the light distribution pattern for low beams, the light distribution pattern for high beams, or a light distribution pattern other than these.
以下、本発明の一実施形態である車両用灯具ユニット１０について図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, a
図１は車両用前照灯として用いられる車両用灯具ユニット１０の斜視図、図２は分解斜視図、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図、図４は下方から見た斜視図（投影レンズ１２省略）である。
1 is a perspective view of a
図１〜図４に示すように、車両用灯具ユニット１０は、プロジェクタ型の灯具ユニットであり、放熱部材１１、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ１２、投影レンズ１２の車両後方側焦点Ｆ１２よりも後方側でかつ略上向きに光を放射するように光軸ＡＸ近傍に配置された発光素子１３、発光素子１３から放射される光が入射するように当該発光素子１３をその上方側から覆うように配置されたリフレクタ１４、投影レンズ１２と発光素子１３との間に配置された可動ミラー１５、可動ミラー１５を可動させるための駆動機構１６等を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
投影レンズ１２は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ１２は、例えば、放熱部材１１に固定されたレンズホルダー１２ａに保持されて光軸ＡＸ上に配置されている。
The
発光素子１３は、例えば、放熱部材１１に固定された基板Ｋ上に実装された複数の青色ＬＥＤチップ１３ａ（例えば、１ｍｍ角のチップ×４）である。各ＬＥＤチップ１３ａは、発光面を略上方に向けて、光軸ＡＸに対して直交する水平線Ｈに沿って一列かつ光軸ＡＸに対して対称に配置されている。各ＬＥＤチップ１３ａは黄色蛍光体（例えば、ＹＡＧ蛍光体）で覆われている。各ＬＥＤチップ１３ａはこれに接続された制御装置（図示せず）からの制御に従い点消灯制御される。発光素子１３から発生する熱量は放熱部材１１の作用により放熱される。なお、ＬＥＤチップは４つに限られず、１〜３又は５つ以上であってもよい。なお、発光素子１３は、略点状に面発光する発光チップを有する素子状の光源であればよく、ＬＥＤチップに限定されない。発光素子１３は、ＬＥＤチップ以外の発光ダイオードやレーザダイオードであってもよい。
The
リフレクタ１４は、車両後方側に配置された主反射面１４ａ、主反射面１４ａの前端から車両前方側に延びる副反射面１４ｂを含んでいる。
The
主反射面１４ａは、第１焦点Ｆ１１４ａが発光素子１３近傍に設定され第２焦点Ｆ２１４ｂが投影レンズ１２の車両後方側焦点Ｆ１２近傍に設定された回転楕円系の反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）である。
The main reflecting
副反射面１４ｂは、第１焦点Ｆ１１４ｂが発光素子１３近傍に設定され第２焦点Ｆ２１４ｂがハイビーム位置ＰＨに位置した可動ミラー１５の下方に設定された回転楕円系の反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）である。副反射面１４ｂの第２焦点Ｆ２１４ｂは、ハイビーム位置ＰＨに位置した可動ミラー１５の上面（平面ミラー１５ａ）を対称面として投影レンズ１２の車両後方側焦点Ｆ１２に対して面対称の位置近傍に設定されている。
Secondary reflecting
可動ミラー１５は、その後端縁部が車幅方向に延びるシャフト１６ａ（回転軸）を中心に上下方向に揺動可能に支持されて投影レンズ１２と発光素子１３との間に配置されている。可動ミラー１５は、その上面が平面ミラー１５ａとされている。また、可動ミラー１５の前端縁は、投影レンズ１２の車両後方側の焦点面に沿って凹に湾曲している。なお、可動ミラー１５の上面は、平面ミラー１５ａに限定されない。すなわち、可動ミラー１５の上面は、投影レンズ１２の車両後方側焦点Ｆ１２近傍から光軸ＡＸに略沿って後方へ延びるように形成され、リフレクタ１４からの反射光の一部を上方側へ反射させるように構成されたものであれば、その具体的な反射面形状は特に限定されない。
The
シャフト１６ａは、その両端が放熱部材１１に固定されている。シャフト１６ａは、発光素子１３と投影レンズ１２の車両後方側焦点Ｆ１２との間かつ光軸ＡＸより下方１０［ｍｍ］以内（本実施形態では３．７［ｍｍ］）に配置するのが望ましい。その理由は、シャフト１６ａが光軸ＡＸより下方１０［ｍｍ］を超えて大きく離れていると、投影レンズ１２の車両後方側焦点Ｆ１２近傍における可動ミラー１５の回転軌跡が光軸ＡＸ方向に大きく変位し、投影レンズ１２のフォーカス面から大きく逸脱してしまうため、カットオフラインのボケや色分離といった問題が発生するためである。
Both ends of the
可動ミラー１５は、これに連結された駆動機構１６によりシャフト１６ａを中心に揺動させられて、ロービーム位置ＰＬ（本発明の第１位置に相当）、ハイビーム位置ＰＨ（本発明の第２位置に相当）又は中間位置ＰＭ（本発明の第３位置に相当）のいずれかに位置する（図３（ｂ）参照）。
The
ロービーム位置ＰＬは、図５に示すように、可動ミラー１５の前端縁が投影レンズ１２の車両後方側焦点Ｆ１２近傍に位置し、かつ、平面ミラー１５ａが光軸ＡＸを含む略水平面となる位置である。ハイビーム位置ＰＨは、図６に示すように、主反射面１４ａで反射されて投影レンズ１２を透過する光を可動ミラー１５が遮らない位置である。中間位置ＰＭは、図７に示すように、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）が水平面に対して下方に（ハイビーム位置ＰＨ側に）若干傾いた位置（ロービーム位置ＰＬとハイビーム位置ＰＨとの間の位置）である。
Low beam position P L, as shown in FIG. 5, located on the vehicle rear side focal point F 12 near the front
次に、可動ミラー１５を可動させるための駆動機構１６について説明する。
Next, the
図３（ｂ）、図４等に示すように、駆動機構１６は、シャフト１６ａ、コイルバネ１６ｂ、ギア１６ｃ（スパーギアともいう）、モーター１６ｄ、ピニオンギア１６ｅ等を備えている。
As shown in FIGS. 3B, 4 and the like, the
可動ミラー１５は、シャフト１６ａと同一の回転中心を持つギア１６ｃ（図３（ｂ）中扇形ギアを例示）を含んでいる。可動ミラー１５とギア１６ｃとは一体化されているのが好ましい（例えば、金型を用いて一体成形し、一つの部品として構成するのが好ましい）。このようにすれば、可動ミラー１５とギア１６ｃとを別部品として構成して両者を組み合わせる場合と比べ、部品数を削減しかつ精度を向上することが可能となる。
The
ギア１６ｃには、モーター１６ｄの回転軸１６ｄ１に固定されたピニオンギア１６ｅが噛み合っている。したがって、モーター１６ｄ（回転軸１６ｄ１）を回転させることで、その回転をピニオンギア１６ｅ及びギア１６ｃを介して可動ミラー１５に伝達し、当該可動ミラー１５をシャフト１６ａ中心に揺動させることが可能となる。ピニオンギア１６ｅとギア１６ｃのギア比は例えば約１：５（ピニオンギア１６ｅが５回転するとギア１６ｃが１回転する）である。このように、モーター１６ｄの回転を減速するギア列を用いることで、可動ミラー１５の回転角の分解能を細かくすることが可能となる。
A
モーター１６ｄは、例えば、ステッピングモーターである。モーター１６ｄ（回転軸１６ｄ１）の回転角度を制御することで、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）をロービーム位置ＰＬ、ハイビーム位置ＰＨ又は中間位置ＰＭへ位置させることが可能となる。
The
制御装置１７は、例えば、ＥＣＵであり、モーター１６ｄ、ハイ／ロー切換スイッチ１８、車速センサ１９、カーナビゲーション装置２０等が電気的に接続されている。
The
次に、上記構成の車両用灯具ユニット１０の動作例について説明する。
Next, an operation example of the
可動ミラー１５は一端が可動ミラー１５の底面に当接し他端が放熱部材１１に当接したコイルバネ１６ｂ（シャフト１６ａが挿入されている。図４参照）の作用により図３（ｂ）中反時計回りの反力が加えられてシャフト１６ａを中心に揺動し、可動ミラー１５のストッパ１５ｂが放熱部材１１の当接部１１ａに当接することでその揺動が規制されている（図４参照）。これにより、可動ミラー１５はロービーム位置ＰＬに位置している。
The
可動ミラー１５がロービーム位置ＰＬに位置している状況下で、スイッチ１８によりロービームが選択された場合、発光素子１３が点灯する。
When the
図５は車両用灯具ユニット１０（ロービーム位置ＰＬ）の側面図、図８（ａ）、図９（ａ）は車両用灯具ユニット１０（ロービーム位置ＰＬ）により形成されるロービーム用配光パターンＰ１の例である。 FIG. 5 is a side view of the vehicular lamp unit 10 (low beam position P L ), and FIGS. 8A and 9A are low beam light distribution patterns formed by the vehicular lamp unit 10 (low beam position P L ). It is an example of P1.
可動ミラー１５がロービーム位置ＰＬに位置している場合、各反射面１４ａ、１４ｂで反射される発光素子１３からの光は、次の光路を辿る。
When the
すなわち、図５に示すように、可動ミラー１５がロービーム位置ＰＬに位置している場合、主反射面１４ａで反射された発光素子１３からの光は、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆ１２近傍で収束した後、投影レンズ１２を透過し前方に照射される。これとともに、ロービーム位置ＰＬに位置した可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）に入射し上向きに反射される主反射面１４ａからの光は、投影レンズ１２で屈折して路面方向に向かう。すなわち、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）に入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。これにより、図８（ａ）、図９（ａ）に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に可動ミラー１５の前端縁により規定されるカットオフラインＣＬ１を含むロービーム用配光パターンＰ１が形成される。ロービーム用配光パターンＰ１は、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）に入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳されることで形成されるホットゾーンを含む遠方視認性に優れた配光パターンとなる。
That is, as shown in FIG. 5, when the
なお、ロービーム位置ＰＬに位置した可動ミラー１５の平面ミラー１５ａは略水平面となるため、副反射面１４ｂで反射された発光素子１３からの光は、当該平面ミラー１５ａで反射されて、投影レンズ１２を透過することなく、副反射面１４ｂ側に戻る。このため、副反射面１４ｂからの反射光は、ロービーム用配光パターンＰ１に影響を及ぼさない。
Since the
次に、ロービームからハイビームへ切り換える動作について説明する。 Next, an operation for switching from the low beam to the high beam will be described.
可動ミラー１５がロービーム位置ＰＬに位置している状況下で、スイッチ１８によりロービームが選択された場合、制御装置１７は、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）がハイビーム位置ＰＨまで揺動するようにモーター１６ｄを制御する。すなわち、制御装置１７は、モーター１６ｄに対して所定のパルス信号を印加する。
In a situation where the
所定のパルス信号が印加されたモーター１６ｄ（回転軸１６ｄ１）は、そのパルス信号に応じた角度分回転する。その回転はピニオンギア１６ｅ及びギア１６ｃを介して可動ミラー１５に伝達される。これにより、可動ミラー１５は、シャフト１６ａ中心に揺動してハイビーム位置ＰＨに位置する。制御装置１７は、可動ミラー１５がコイルバネ１６ｂの反力に抗してハイビーム位置ＰＨに位置し続けるように（すなわち、可動ミラー１５をハイビーム位置ＰＨに保持するための保持トルクが発生するように）モーター１６ｄに対して一定の電流を印加する。可動ミラー１５は、モーター１６ｄに対して一定の電流が印加されている限り、ハイビーム位置ＰＨに位置し続ける。
The
図６は車両用灯具ユニット１０（ハイビーム位置ＰＨ）の側面図、図８（ｂ）は車両用灯具ユニット１０（ハイビーム位置ＰＨ）により形成される第１部分配光パターンＰ２ａの例、図８（ｃ）は車両用灯具ユニット１０（ハイビーム位置ＰＨ）により形成される第２部分配光パターンＰ２ｂの例、図８（ｄ）、図９（ｂ）は車両用灯具ユニット１０（ハイビーム位置ＰＨ）により形成されるハイビーム用配光パターンＰ２の例である。 6 is a side view of the vehicular lamp unit 10 (high beam position P H ), and FIG. 8B is an example of a first partial light distribution pattern P2a formed by the vehicular lamp unit 10 (high beam position P H ). 8 (c) is an example of the second partial light distribution pattern P2b formed by the vehicular lamp unit 10 (high beam position P H ), and FIGS. 8 (d) and 9 (b) are the vehicular lamp unit 10 (high beam position). it is an example of a high-beam light distribution pattern P2 formed by P H).
可動ミラー１５がハイビーム位置ＰＨに位置している場合、各反射面１４ａ、１４ｂで反射される発光素子１３からの光は、次の光路を辿る。
When the
すなわち、図６に示すように、可動ミラー１５がハイビーム位置ＰＨに位置している場合、主反射面１４ａで反射された発光素子１３からの光は、ハイビーム位置ＰＨに位置した可動ミラー１５で遮られることなく（平面ミラー１５ａに入射することなく）、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆ１２近傍で収束した後、投影レンズ１２を透過し前方に照射される。これにより、図８（ｂ）に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に第１部分配光パターンＰ２ａが形成される。
That is, as shown in FIG. 6, when the
一方、ハイビーム位置ＰＨに位置した可動ミラー１５の上面（平面ミラー１５ａ）に入射する副反射面１４ｂからの光は、当該平面ミラー１５ａで反射されて、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆ１２近傍で収束した後、投影レンズ１２を透過し前方に照射される。これは、副反射面１４ｂの第２焦点Ｆ２１４ｂが、ハイビーム位置ＰＨに位置した可動ミラー１５の上面（平面ミラー１５ａ）を対称面として投影レンズ１２の車両後方側焦点Ｆ１２に対して面対称の位置近傍に設定されているためである。これにより、図８（ｃ）に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に第２部分配光パターンＰ２ｂ（ホットゾーン）が形成される。
On the other hand, the light from the secondary
上記第１部分配光パターンＰ２ａと第２部分配光パターンＰ２ｂとは重畳されて、図８（ｄ）、図９（ｂ）に示すように、ハイビーム用配光パターンＰ２を形成する。ハイビーム用配光パターンＰ２は、より小さい光源像で形成される第２部分配光パターンＰ２ｂ（ホットゾーン）を含む遠方視認性に優れた配光パターンとなる。 The first partial light distribution pattern P2a and the second partial light distribution pattern P2b are overlapped to form a high beam light distribution pattern P2 as shown in FIGS. 8D and 9B. The high-beam light distribution pattern P2 is a light distribution pattern with excellent distance visibility including the second partial light distribution pattern P2b (hot zone) formed with a smaller light source image.
次に、ハイビームからロービームへ切り換える動作について説明する。 Next, an operation for switching from the high beam to the low beam will be described.
可動ミラー１５がハイビーム位置ＰＨに位置している状況下で、スイッチ１８によりロービームが選択された場合、制御装置１７は、モーター１６ｄに対する一定の電流（保持トルクを発生させるための電流）の印加を停止する。
In a situation where the
これにより、可動ミラー１５は、コイルバネ１６ｂの作用により図６中反時計回りの反力が加えられて、可動ミラー１５のストッパ１５ｂが放熱部材１１の当接部１１ａに当接するまでシャフト１６ａを中心に揺動してロービーム位置ＰＬに復帰する。
As a result, the counterclockwise reaction force in FIG. 6 is applied to the
これにより、図８（ａ）、図９（ａ）に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に可動ミラー１５の前端縁により規定されるカットオフラインＣＬ１を含むロービーム用配光パターンＰ１が形成される。
As a result, as shown in FIGS. 8A and 9A, the cut defined by the front edge of the
次に、ロービームから高速道路用配光へ切り換える動作について説明する。 Next, an operation for switching from low beam to highway light distribution will be described.
可動ミラー１５がロービーム位置ＰＬに位置している状況下で、車速センサ１９から取得した車速信号が予め定められたしきい値を超えたと判定された場合、制御装置１７は、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）が中間位置ＰＭまで揺動するようにモーター１６ｄを制御する。すなわち、制御装置１７は、モーター１６ｄに対して所定のパルス信号を印加する。なお、制御装置１７は、カーナビゲーション装置２０から取得した周囲の道路状況に基づいて、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）が中間位置ＰＭまで揺動するようにモーター１６ｄを制御してもよい。例えば、制御装置１７は、カーナビゲーション装置２０から現在走行中の道路が高速道路であるとの情報を取得した場合、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）が中間位置ＰＭまで揺動するようにモーター１６ｄを制御することが考えられる。あるいは、カーナビゲーション装置２０から現在走行中の道路が高速道路であるとの情報を取得し、なおかつ、車速センサ１９から取得した車速信号が予め定められたしきい値を超えたと判定された場合、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）が中間位置ＰＭまで揺動するようにモーター１６ｄを制御することも考えられる。
When it is determined that the vehicle speed signal acquired from the vehicle speed sensor 19 has exceeded a predetermined threshold value under the situation where the
所定のパルス信号が印加されたモーター１６ｄ（回転軸１６ｄ１）は、そのパルス信号に応じた角度分回転する。その回転はピニオンギア１６ｅ及びギア１６ｃを介して可動ミラー１５に伝達される。これにより、可動ミラー１５は、シャフト１６ａ中心に揺動して中間位置ＰＭに位置する。制御装置１７は、可動ミラー１５がコイルバネ１６ｂの反力に抗して中間位置ＰＭに位置し続けるように（すなわち、可動ミラー１５を中間位置ＰＭに保持するための保持トルクが発生するように）モーター１６ｄに対して一定の電流を印加する。可動ミラー１５は、モーター１６ｄに対して一定の電流が印加されている限り、中間位置ＰＭに位置し続ける。
The
例えば、モーター１６ｄ（回転軸１６ｄ１）が約２．５度回転した場合、可動ミラー１５はシャフト１６ａを中心に０．５度揺動させられて、中間位置ＰＭに位置する。この場合、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）の前端縁は、約０．２３［ｍｍ］下方に変位する。
For example, if the
図７は車両用灯具ユニット１０（中間位置ＰＭ）の側面図、図９（ｃ）は車両用灯具ユニット１０（中間位置ＰＭ）により形成される高速道路用配光パターンＰ３の例、図９（ｄ）は車両用灯具ユニット１０（中間位置ＰＭ）により形成される高速道路用配光パターンＰ３の例（比較例）である。 Figure 7 is a side view of a vehicular lamp unit 10 (intermediate position P M), the example of FIG. 9 (c) lamp unit 10 (intermediate position P M) motorway light distribution pattern P3 formed by, FIG. 9 (d) is an example (comparative example) of a highway light distribution pattern P3 formed by the vehicular lamp unit 10 (intermediate position P M ).
可動ミラー１５が中間位置ＰＭに位置している場合、各反射面１４ａ、１４ｂで反射される発光素子１３からの光は、次の光路を辿る。
When the
すなわち、図７に示すように、可動ミラー１５が中間位置ＰＭに位置している場合、主反射面１４ａで反射された発光素子１３からの光は、投影レンズ１２の後方側焦点Ｆ１２近傍で収束した後、投影レンズ１２を透過し前方に照射される。これとともに、中間位置ＰＭに位置した可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）に入射し上向きに反射される主反射面１４ａからの光は、投影レンズ１２で屈折して路面方向に向かう（図７参照）。すなわち、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）に入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。これにより、図９（ｃ）に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に可動ミラー１５の前端縁により規定されるカットオフラインＣＬ３を含む高速道路用配光パターンＰ３が形成される。
That is, as shown in FIG. 7, when the
中間位置ＰＭに位置した可動ミラー１５は平面ミラー１５ａが水平面に対して下方に若干傾いている（例えば、０．５度傾いている）ため、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）の前端縁は下方に変位する（例えば、約０．２３［ｍｍ］下方に変位する）。投影レンズ１２は、その焦点面上の１［ｍｍ］が仮想鉛直スクリーン上のｌ［ｄｅｇ］に相当するように設計されている。
このため、可動ミラー１５が中間位置ＰＭに位置した場合、カットオフラインＣＬ３は、仮想鉛直スクリーン上で可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）の傾きに応じた角度分上方に変位した位置（例えば、０．２３［ｄｅｇ］上方に変位した位置）に形成される（図９（ｄ）参照）。
Therefore, when the
例えば、カットオフラインＣＬ１を水平線の下方−０．５７度の位置に形成した場合、カットオフラインＣＬ３をこれよりも上方に変位した水平線の下方−０．３４度の位置に形成することが可能となる。 For example, when the cut-off line CL1 is formed at a position of −0.57 degrees below the horizontal line, the cut-off line CL3 can be formed at a position of −0.34 degrees below the horizontal line displaced above this. .
なお、中間位置ＰＭに位置した可動ミラー１５の平面ミラー１５ａは略水平面となるため、副反射面１４ｂで反射された発光素子１３からの光は、当該平面ミラー１５ａで反射されて、投影レンズ１２を透過することなく、副反射面１４ｂ側に戻る。このため、副反射面１４ｂからの反射光は、高速道路用配光パターンＰ３に影響を及ぼさない。
Since the
以上のように、可動ミラー１５が中間位置ＰＭに位置した場合、カットオフラインＣＬ３が上方に変位した位置に形成されるため、カットオフラインＣＬ１を含むロービーム用配光パターンＰ１よりもさらに遠方（２０〜３０ｍ程度遠方。特に、対向車線側）を照射することが可能となる遠方視認性に優れた高速道路用配光パターンＰ３を形成することが可能となる。
As described above, when the
なお、可動ミラー１５がロービーム位置ＰＬに位置している状況下で、車速センサ１９から取得した車速信号が予め定められたしきい値を超えたと判定された場合、発光素子１３に接続された駆動回路（図示せず）を制御して発光素子１３の光出力を上げるのが好ましい。このようにすれば、ロービーム用配光パターンＰ１と比べてより明るい遠方視認性に優れた高速道路用配光パターンＰ３を形成することが可能となる。
Incidentally, in a situation where the
次に、高速道路用配光からロービームへ切り換える動作について説明する。 Next, an operation for switching from highway light distribution to low beam will be described.
可動ミラー１５が中間位置ＰＭに位置している状況下で、スイッチ１８によりロービームが選択された場合、制御装置１７は、モーター１６ｄに対する一定の電流（保持トルクを発生させるための電流）の印加を停止する。
In a situation where the
これにより、可動ミラー１５は、コイルバネ１６ｂの作用により図７中反時計回りの反力が加えられて、可動ミラー１５のストッパ１５ｂが放熱部材１１の当接部１１ａに当接するまでシャフト１６ａを中心に揺動してロービーム位置ＰＬに復帰する。
As a result, the counterclockwise reaction force in FIG. 7 is applied to the
これにより、図８（ａ）、図９（ａ）に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に可動ミラー１５の前端縁により規定されるカットオフラインＣＬ１を含むロービーム用配光パターンＰ１が形成される。
As a result, as shown in FIGS. 8A and 9A, the cut defined by the front edge of the
次に、フェイルセーフについて説明する。 Next, fail safe will be described.
モーター１６ｄに対して保持トルクを発生させるための電流が印加されなくなった場合（例えば、モーター１６ｄの故障時）、可動ミラー１５は、コイルバネ１６ｂの作用により図６、図７中反時計回りの反力が加えられて、可動ミラー１５のストッパ１５ｂが放熱部材１１の当接部１１ａに当接するまでシャフト１６ａを中心に揺動してロービーム位置ＰＬに復帰する。これにより、モーター１６ｄに対して保持トルクを発生させるための電流が印加されなくなった場合（例えば、モーター１６ｄの故障時）、可動ミラー１５がハイビーム位置ＰＨ又は中間位置ＰＭに位置し続けるのを防止することが可能となる。
When the current for generating the holding torque is no longer applied to the
発光素子１３は、その発光軸ＸＳが光軸ＡＸに垂直な鉛直軸Ｚに対して副反射面１４ｂ側に角度α傾くように配置されている。角度αは、約１０〜２０度の範囲内が好ましい。このように発光素子１３を傾けて配置することにより、発光素子１３から副反射面１４ｂに向かって発せられる光を増加させることが可能となる。これにより、副反射面１４ｂからの反射光により形成される高速道路用配光パターンＰ３の照度を向上させることが可能となる。以下、この効果について、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を参照して説明する。
The
発光素子１３として略球状の指向特性を有するものを使用すると仮定する。図において、発光素子１３をその発光軸ＸＳが上向き（Ｚ方向）となるように配置したときの指向特性（Ｄｌ）を点線で表し、発光軸ＸＳが上向き（Ｚ方向）から前方に角度α傾くように配置したときの指向特性（Ｄ２）を実線で表している。また、発光素子１３が主反射面１４ａを見込む立体角をβ１とし、副反射面１４ｂを見込む立体角をβ２としている。
It is assumed that a
なお、発光素子１３が主反射面を見込む立体角β１は副反射面を見込む立体角β２よりも大きくなるように、主反射面と副反射面の大きさが設定されている。
The sizes of the main reflection surface and the sub-reflection surface are set so that the solid angle β1 at which the
これにより、主反射面による反射光で配光パターンの全領域を形成し、副反射面による反射光で配光パターンの一部嶺域にホットゾーンを形成するようにしている。 Thereby, the entire region of the light distribution pattern is formed by the reflected light from the main reflection surface, and a hot zone is formed in a partial area of the light distribution pattern by the reflection light from the sub-reflection surface.
そこで、夫々の立体角β１、β２で切り取られる指向パターンの面積を、発光軸ＸＳが上向方向きにある場合と上向き方向に対して前方方向に傾斜した場合について比較してみると、立体角β１で切り取られる面積については、図１０（ａ）のように、点線で表された指向特性（Ｄｌ）のＡで示された領域の方が、実線で表された指向特性（Ｄ２）のＢで表された領域よりも大きい。 Therefore, when the areas of the directivity patterns cut by the respective solid angles β1 and β2 are compared between the case where the light emission axis XS is upward and the case where it is inclined forward with respect to the upward direction, the solid angle Regarding the area cut out by β1, as shown in FIG. 10A, the area indicated by A of the directivity (D1) represented by the dotted line is B of the directivity (D2) represented by the solid line. It is larger than the area represented by
つまり、発光軸ＸＳが上向きにあるときの方が前方に傾斜したときよりも立体角β１で切り取られる指向パターンの面積が大きく、立体角β１内に含まれる光束が多いことを意味している。このことより、主反射面１４ａからの反射光により形成される配光パターン（図８（ｂ）参照）は、発光素子１３の向きを前方に傾けることにより上方に向けたときよりも暗いものとなる。
That is, when the light emission axis XS is upward, the area of the directivity pattern cut out at the solid angle β1 is larger than when the light emission axis XS is tilted forward, and it means that there are more light beams included in the solid angle β1. Accordingly, the light distribution pattern (see FIG. 8B) formed by the reflected light from the main reflecting
一方、立体角β２で切り取られる面積については、図１０（ｂ）のように、実線で表された指向特性（Ｄ２）のＢで示された鎖域の方が点線で表された指向特性（Ｄｌ）のＡで表された領域よりも大きい。 On the other hand, as for the area cut by the solid angle β2, as shown in FIG. 10B, the chain area indicated by B in the directivity characteristic (D2) represented by the solid line is the directivity characteristic represented by the dotted line ( It is larger than the area represented by A in Dl).
つまり、発光軸ＸＳが前方に傾斜したときの方が発光軸ＸＳが上向きにあるときよりも立体角β２で切り取られる指向パターンの面積が大きく、立体角β２内に含まれる光束が多いことを意味している。このことより、副反射面１４ｂからの反射光により形成される配光パターン（図８（ｃ）参照）は、光源２の発光軸ＸＳの向きを前方に傾けることにより上方に向けたときよりも明るいものとなる。
That is, when the light emission axis XS is tilted forward, the area of the directivity pattern cut at the solid angle β2 is larger than when the light emission axis XS is upward, and the light flux contained in the solid angle β2 is larger. is doing. Accordingly, the light distribution pattern (see FIG. 8C) formed by the reflected light from the
このように、発光素子１３を発光軸ＸＳが上向き且つやや前方に傾斜するように配置することにより、発光素子１３を発光軸ＸＳが上向きになるように配置した場合に対して、発光素子１３から発せられてリフレクタ１４に向かう光を、主反射面１４ａと副反射面１４ｂに振り分けて夫々の反射面からの反射光で形成される配光パターンの光度分布を最適なものとした。その結果、図８（ｄ）のような、十分な明るさが確保されたホットゾーンを有するハイビーム用配光パターンが実現し、良好な遠方視認性を有する車両用前照灯が可能となる。
In this way, by arranging the
以上説明したように、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、可動ミラー１５を第１位置（ロービーム位置ＰＬ）、第２位置（ハイビーム位置ＰＨ）又は第３位置（中間位置ＰＭ）のいずれかに位置させるように構成された駆動機構１６の作用により、ロービーム用配光パターンＰ１、ハイビーム用配光パターンＰ２に加え、さらに第３の配光パターン（高速道路用配光パターンＰ３）に切り換えることが可能となる。
As described above, according to the
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、ステッピングモーター１６ｄを回転させることで、その回転をギア列（ギア１６ｃ及びピニオンギア１６ｅ）を介して可動ミラー１５に伝達し、当該可動ミラー１５をシャフト１６ａ（回転軸）を中心に揺動させることが可能となる。すなわち、ステッピングモーター１６ｄ（回転軸１６ｄ１）の回転角度を制御することで、可動ミラー１５（平面ミラー１５ａ）をロービーム位置ＰＬ、ハイビーム位置ＰＨ又は中間位置ＰＭへ位置させることが可能となる。
Further, according to the
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、ステッピングモーター１６ｄの回転を減速するギア列（ギア１６ｃ及びピニオンギア１６ｅ）を用いることで、可動ミラー１５の回転角の分解能を細かくすることが可能となる。
Further, according to the
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、可動ミラー１５とギア１６ｃとが一体化されているため、可動ミラー１５とギア１６ｃとを別部品として構成して両者を組み合わせる場合と比べ、部品数を削減しかつ精度を向上することが可能となる。
Further, according to the
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１０によれば、シャフト１６ａ（回転軸）は光軸ＡＸより下方１０ｍｍ以内に配置されているため、可動ミラー１５の回転軌跡が光軸ＡＸ方向に大きく変位することに起因するカットオフラインのボケや色分離の問題を解消又は低減することが可能となる。
Further, according to the
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。 The above embodiment is merely an example in all respects. The present invention is not construed as being limited to these descriptions. The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
１０…車両用灯具ユニット、１１…放熱部材、１１ａ…当接部、１２…投影レンズ、１２ａ…レンズホルダー、１３…発光素子、１３ａ…ＬＥＤチップ、１４…リフレクタ、１４ａ…主反射面、１４ｂ…副反射面、１５…可動ミラー、１５ａ…平面ミラー、１５ｂ…ストッパ、１６…駆動機構、１６ａ…シャフト、１６ｂ…コイルバネ、１６ｃ…ギア、１６ｄ…モーター（ステッピングモーター）、１６ｄ１…回転軸、１６ｅ…ピニオンギア、１７…制御装置、１８…ハイ／ロー切換スイッチ、１９…車速センサ、２０…カーナビゲーション装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記投影レンズの車両後方側焦点よりも後方側でかつ略上向きに光を放射するように前記光軸近傍に配置された発光素子と、
前記発光素子から放射される光が入射するように当該発光素子をその上方側から覆うように配置されたリフレクタと、
前記投影レンズと前記発光素子との間に配置された可動ミラーと、
前記可動ミラーを可動させるための駆動機構と、
を備えており、
前記リフレクタは、車両後方側に配置された第１反射面、前記第１反射面の前端から車両前方側に延びる第２反射面を含んでおり、
前記第１反射面は、第１焦点が前記発光素子近傍に設定され第２焦点が前記投影レンズの車両後方側焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面であり、
前記第２反射面は、第１焦点が前記発光素子近傍に設定され第２焦点が前記可動ミラーの下方に設定された回転楕円系の反射面であり、
前記可動ミラーは、その上面が反射面とされるとともに、その後端縁部が車幅方向に延びる回転軸を中心に上下方向に揺動可能に支持されており、
前記駆動機構は、前記可動ミラーに連結されるとともに、当該可動ミラーを前記回転軸を中心に揺動させて、前記可動ミラーの前端縁が前記投影レンズの車両後方側焦点近傍に位置する第１位置、前記第１位置より下方で、前記第１反射面で反射されて前記投影レンズを透過する光を前記可動ミラーが遮らない第２位置、又は、前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置のいずれかに位置させるように構成されていることを特徴とする車両用灯具ユニット。 A projection lens disposed on an optical axis extending in the vehicle longitudinal direction;
A light emitting element disposed in the vicinity of the optical axis so as to radiate light in a rearward direction and substantially upward from a vehicle rear side focal point of the projection lens;
A reflector arranged to cover the light emitting element from above so that light emitted from the light emitting element is incident thereon;
A movable mirror disposed between the projection lens and the light emitting element;
A drive mechanism for moving the movable mirror;
With
The reflector includes a first reflecting surface disposed on the vehicle rear side, and a second reflecting surface extending from the front end of the first reflecting surface to the vehicle front side,
The first reflecting surface is a spheroid reflecting surface in which a first focal point is set near the light emitting element and a second focal point is set near the vehicle rear side focal point of the projection lens,
The second reflecting surface is a spheroid reflecting surface in which a first focal point is set in the vicinity of the light emitting element and a second focal point is set below the movable mirror,
The movable mirror has a top surface as a reflection surface, and a rear end edge of the movable mirror is supported so as to be swingable in a vertical direction around a rotation axis extending in the vehicle width direction.
The drive mechanism is coupled to the movable mirror and swings the movable mirror about the rotation axis, and a front end edge of the movable mirror is positioned in the vicinity of a vehicle rear side focal point of the projection lens. A position below the first position, a second position where the movable mirror does not block light reflected by the first reflecting surface and transmitted through the projection lens, or between the first position and the second position. It is comprised so that it may be located in either of the 3rd positions between. The vehicle lamp unit characterized by the above-mentioned.
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| CN109630973A (en) * | 2019-02-25 | 2019-04-16 | 华域视觉科技(上海)有限公司 | A kind of reflecting mirror for car light mould group |
-
2011
- 2011-06-08 JP JP2011128406A patent/JP2012256492A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| CN109630973A (en) * | 2019-02-25 | 2019-04-16 | 华域视觉科技(上海)有限公司 | A kind of reflecting mirror for car light mould group |
| CN109630973B (en) * | 2019-02-25 | 2024-05-03 | 华域视觉科技(上海)有限公司 | A speculum for car light module |
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