JP6472983B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来、マトリックス状に配列された複数の反射素子が表面に設けられた反射装置により、光源から出射した光を選択的に反射することで、車両前方を所定の配光パターンで照射する車両用照明装置が考案されている（特許文献１、２）。反射装置は、多数個の反射素子がそれぞれ傾倒可能に配置されており、多数個の反射素子の位置を第１位置と第２位置とに切り替え可能である。そして、反射装置は、各反射素子を、光源からの光の反射方向が配光パターンの形成に寄与する第１位置と配向パターンの形成に寄与しない第２位置とに適宜変化させることで、路面などを照明する配光パターンを形成するように構成されている。

特開平９−１０４２８８号公報 特開２００４−２１０１２７号公報

しかしながら、車両用灯具を組み立てた際に反射装置が所定の位置からずれて配置されていると、所望の配光パターンが得られない。このような反射装置が組み込まれた車両用灯具は、そのままでは車両に搭載できないため、他の反射装置に交換したり、反射装置を所定の位置にずらしたりする必要があり、不良品の増大や作業の増大によるコスト上昇のおそれがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両用灯具における反射装置の位置を調整する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、光源と、投影レンズと、投影レンズの後方に配置され、光源から出射した光を選択的に該投影レンズへ反射する反射装置と、反射装置が搭載面に固定されたプレートと、プレートと投影レンズとを支持する支持部材と、投影レンズとプレートとを支持部材に対して固定可能であるとともに、該投影レンズと該プレートとの相対的な位置を調整可能な調整機構と、を備える。

この態様によると、プレートの搭載面の所望の位置から反射装置がずれて固定された場合であっても、調整機構によりプレートと投影レンズとの相対的な位置が調整できる。そのため、反射装置が搭載面に固定されたプレート自体では、所望の特性を満たさないような部品であっても、車両用灯具として所望の特性を満たすことができる。

調整機構は、プレートを投影レンズの光軸を中心とした回転方向に回転できるように構成されていてもよい。これにより、反射装置がプレートの所望の位置に対して投影レンズの光軸を中心とした回転方向にずれていても、車両用灯具に反射装置を組み込む際に、投影レンズと反射装置との相対的な位置を調整できるため、車両用灯具として所望の特性を満たすことができる。

光源は、支持部材の所定位置に固定されていてもよい。これにより、プレートと投影レンズとの相対的な位置だけでなく、プレートと光源との相対的な位置の精度を向上できる。

支持部材は、一体成型によって製造された部材であってもよい。これにより、プレート、投影レンズおよび光源の相対的な位置の精度が更に向上する。

反射装置は、マトリックス状に配列したマイクロミラーアレイを有してもよい。マイクロミラーアレイの各ミラー素子は、光源から出射された光を所望の配光パターンの一部として有効に利用されるように投影レンズへ向けて反射する第１反射位置と、光源から出射された光が有効に利用されないように反射する第２反射位置とを切り替え可能に構成されていてもよい。

本発明によれば、車両用灯具における反射装置の位置を調整できる。

第１の実施の形態に係る車両用灯具の斜視図である。 第１の実施の形態に係る車両用灯具の分解斜視図である。 第１の実施の形態に係る車両用灯具の側面図である。 第１の実施の形態に係る車両用灯具の正面図である。 図４に示す車両用灯具のＡ−Ａ断面図である。 第１の実施の形態に係る車両用灯具の背面図である。 第２の実施の形態に係る車両用灯具の分解斜視図である。 図８（ａ）は、第３の実施の形態に係る上下方向の調整機構に用いられるプレートの背面図、図８（ｂ）は、第３の実施の形態の変形例に係る左右方向の調整機構に用いられるプレートの背面図である。 図９（ａ）は、反射装置の一例の概略構成を示す正面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す反射装置のＢ−Ｂ断面図である。

以下、本発明を好適な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すべ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。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る車両用灯具の斜視図である。図２は、第１の実施の形態に係る車両用灯具の分解斜視図である。図３は、第１の実施の形態に係る車両用灯具の側面図である。図４は、第１の実施の形態に係る車両用灯具の正面図である。図５は、図４に示す車両用灯具のＡ−Ａ断面図である。

第１の実施の形態に係る車両用灯具１０は、例えば車両用前照灯に用いられる。車両用灯具１０は、光源１２と、集光部材１４と、リフレクタ１６と、反射装置１８と、反射装置１８が搭載面２０ａに固定されたプレート２０と、投影レンズ２２と、プレート２０および投影レンズ２２とを支持する支持部材２４と、支持部材２４と連結されている放熱部材２６と、投影レンズ２２とプレート２０とを支持部材２４に対して固定可能であるとともに、投影レンズ２２とプレート２０との相対的な位置を調整可能な調整機構２８と、を備える。

光源１２は、ＬＥＤ（Light emitting diode）、ＬＤ（Laser diode）、ＥＬ（Electroluminescence）素子等の半導体発光素子や、電球、白熱灯（ハロゲンランプ）、放電灯（ディスチャージランプ）等を用いることができる。集光部材１４は、光源１２から出射した光の多くをリフレクタ１６の反射面１６ａ（図５参照）に導けるように構成されている。集光部材１４は、例えば、内面が所定の反射面となっている反射鏡や砲弾形状の中実導光体等が用いられる。なお、光源１２から出射した光を反射装置１８の反射面に直接導ける場合は、集光部材を用いなくてもよい。

反射装置１８は、投影レンズ２２の車両後方側であって、投影レンズ２２の光軸Ｘ上に配置され、光源１２から出射した光を選択的に投影レンズ２２へ反射するように構成されている。反射装置１８は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）やＤＭＤ（Digital Mirror Device）といった複数の微小ミラーをアレイ（マトリックス）状に配列したものである。なお、これらの複数の微小ミラーの反射面の角度をそれぞれ制御することで、光源１２から出射した光の反射方向を選択的に変えることができる。つまり、光源１２から出射した光の一部を投影レンズ２２へ向けて反射し、それ以外の光を有効に利用されないような方向へ向けて反射することができる。ここで、有効に利用されないような方向とは、例えば、反射光の影響が少ない方向（例えば所望の配光パターンの形成に寄与しない方向）や光吸収部材（遮光部材）に向かう方向と捉えることができる。

本実施の形態に係る投影レンズ２２は、第１レンズ３０と、第２レンズ３２と、第２レンズ３２を収容しつつ先端開口部に第１レンズ３０が嵌め込まれている筒状のレンズケース３４と、レンズケース３４の先端開口部に装着するレンズカバー３６と、を含む。また、第２レンズ３２の焦点近傍にマイクロミラーアレイからなる反射装置１８が配置されている。

放熱部材２６は、例えば、金属やセラミック等のヒートシンクであり、光源１２が搭載される光源搭載部３８を有する。光源搭載部３８は、光源１２を所望の位置に搭載できるように構成されている。

集光部材１４は、集光部材１４および放熱部材２６に形成された位置決め部（例えば、位置決め穴１４ａと位置決めピン２６ａとの組合せ。）で放熱部材２６に対して位置決めされる。そして、集光部材１４は、ネジ穴１４ｂを通ったネジ１５を放熱部材２６に設けられた取付穴２６ｂに締結することで、放熱部材２６に対して位置決め固定される。

リフレクタ１６は、リフレクタ１６および支持部材２４に形成された位置決め部（例えば、位置決めボスと位置決め穴２４ａとの組合せ。）で支持部材２４に対して位置決めされる。そして、リフレクタ１６は、ネジ穴１６ｂを通ったネジ１７を支持部材２４に設けられた取付穴２４ｂに締結することで、支持部材２４に対して位置決め固定される。

投影レンズ２２は、レンズケース３４を介して、支持部材２４に位置決め固定される。具体的には、レンズカバー３６と一体化されるレンズケース３４および支持部材２４に形成された位置決め部（例えば、位置決めボスと位置決め穴２４ｃ）で支持部材２４に対して位置決めされる。そして、投影レンズ２２は、ネジ穴３６ａおよびネジ穴３４ａを通ったネジ３７を支持部材２４に設けられた取付穴２４ｄに締結することで、支持部材２４に対して位置決め固定される。

上述のように構成された車両用灯具１０は、部分的な点消灯を実現する可変配光前照灯に用いることができる。

［調整機構］
次に、本実施の形態に係る調整機構について詳述する。図６は、第１の実施の形態に係る車両用灯具の背面図である。上述のように、本実施の形態に係る投影レンズ２２は、支持部材２４に対して位置決め固定されている。したがって、プレート２０に搭載された反射装置１８が所定の位置からずれていると、仮にプレート２０を支持部材２４に対して正確に位置決め固定したとしても、反射装置１８により反射された光は投影レンズ２２に対してずれて入射することになる。そのため、投影レンズ２２を通過して車両前方に形成される配向パターンが照射する領域がずれたり、配向パターンの形状がゆがんだりといった現象が起きうる。

そのため、プレート２０の所定位置に対して反射装置１８を正確に搭載することが重要であることは言うまでもないが、プレート２０への反射装置１８の位置決めを１００％保証することは困難である。仮に、プレート２０への反射装置１８の位置決めの公差を極限まで小さくすると、製造工程が煩雑となったり、歩留りが低下したりするため、コストの増大を招くことにもなる。

そこで、本実施の形態に係る車両用灯具１０では、プレート２０に対する反射装置１８の位置ズレを、プレート２０を支持部材２４に固定する際に調整できるようにすることで、車両用灯具として求められる特性を満たすように考案されている。

本実施の形態に係る調整機構２８は、支持部材２４とプレート２０と４つのネジ４０とを含む。プレート２０は、ネジ４０が通る円弧状の長穴２０ｂが四隅に形成されている。また、プレート２０の上下方向Ｙに隣接する２つの長穴２０ｂの中間には、円弧状の回転方向位置決め穴２０ｃが形成されている。一方、四角枠状の支持部材２４において、プレート２０と対向する側の面には、回転方向位置決め穴２０ｃに挿入される位置決めピン２４ｅが形成されている。

プレート２０は、位置決めピン２４ｅが回転方向位置決め穴２０ｃに挿入された状態で、プレート２０の中心（光軸Ｘ）を軸として、所定の範囲で回動できるように構成されている。そして、反射装置１８が所望の位置になった状態で、ネジ４０を長穴２０ｂに通し、支持部材２４に形成された取付穴に締結することで、支持部材２４に対してプレート２０が位置決め固定される。

これにより、プレート２０の搭載面２０ａの所望の位置から反射装置１８がずれて固定されていた場合であっても、調整機構２８によりプレート２０と投影レンズ２２との相対的な位置（光軸Ｘを中心とする回転方向での位置）を所望の位置に調整できる。つまり、車両用灯具１０は、反射装置１８の位置を調整できる。そのため、反射装置１８が搭載面２０ａに固定されたプレート２０自体では、所望の位置決め精度を満たさないような部品であっても、車両用灯具１０として所望の配光特性を満たすことができる。

なお、本実施の形態に係る車両用灯具１０においては、支持部材２４と放熱部材２６とは一部材で構成されており、放熱部材２６は支持部材２４の一部を構成している。したがって、本実施の形態に係る光源１２は、支持部材２４の所定位置に固定されている。これにより、プレート２０と投影レンズ２２との相対的な位置だけでなく、プレート２０と光源１２との相対的な位置の精度を向上できる。

支持部材２４は、例えば、金属等で構成されているが、加工精度、熱伝導性、強度等の諸元を満たす材料であればよい。また、支持部材２４は、一体成型によって製造された部材であってもよい。これにより、プレート２０、投影レンズ２２および光源１２の相対的な位置の精度が更に向上する。

（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態に係る車両用灯具の分解斜視図である。第１の実施の形態に係る車両用灯具１０は、光軸Ｘを中心としたプレート２０と反射装置１８との回転方向のズレを調整する調整機構２８を備えている。一方、第２の実施の形態に係る車両用灯具５０は、光軸Ｘを中心とした回転方向のズレに加えて、プレート２０の搭載面２０ａと反射装置１８の表面との平行からのズレを調整する調整機構５２を備えている。なお、以下の説明では、第１の実施の形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を適宜省略する。

反射装置１８をプレート２０に搭載する際、搭載面２０ａの平滑度や、接合の際の接着剤等の厚さむら等によって、反射装置１８がプレート２０の搭載面２０ａに対して傾く場合が有り得る。

そこで、車両用灯具５０における調整機構５２では、ネジ４０とプレート２０との間、プレート２０と支持部材２４との間に、それぞれバネ５４が挟持されるようになっている。そして、ネジ４０を支持部材２４の取付穴に締結する際の回転角度を、個々に調整することで、支持部材２４に対してプレート２０を固定する際の傾きを調整できる。

（第３の実施の形態）
図８（ａ）は、第３の実施の形態に係る上下方向の調整機構に用いられるプレートの背面図、図８（ｂ）は、第３の実施の形態の変形例に係る左右方向の調整機構に用いられるプレートの背面図である。

図８（ａ）に示すプレート５６は、前述のプレート２０回転方向位置決め穴２０ｃと比較して、上下方向位置決め穴５６ａが上下方向Ｙに沿って直線状に設けられている。また、プレート５６は、ネジ４０が通る不図示の長穴が形成されている。これにより、プレート２０の搭載面２０ａの所望の位置から上下方向Ｙに反射装置１８がずれて固定されていた場合であっても、調整機構によりプレート２０と投影レンズ２２との相対的な位置を所望の位置に調整できる。

図８（ｂ）に示すプレート５８は、前述のプレート２０回転方向位置決め穴２０ｃと比較して、左右方向位置決め穴５８ａが左右方向Ｚに沿って直線状に設けられている。また、プレート５８は、ネジ４０が通る不図示の長穴が形成されている。これにより、プレート２０の搭載面２０ａの所望の位置から左右方向Ｚに反射装置１８がずれて固定されていた場合であっても、調整機構によりプレート２０と投影レンズ２２との相対的な位置を所望の位置に調整できる。

［反射装置（光偏向装置）］
図９（ａ）は、反射装置の一例の概略構成を示す正面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す反射装置のＢ−Ｂ断面図である。

反射装置１８は、図９（ａ）に示すように、複数の微小なミラー素子１０２がマトリックス状に配列されたマイクロミラーアレイ１０４と、ミラー素子１０２の反射面１０２ａの前方側（図９（ｂ）に示す反射装置１８の右側）に配置された透明なカバー部材１０６と、を有する。カバー部材は、例えば、ガラスやプラスチック等である。

マイクロミラーアレイ１０４の各ミラー素子１０２は、光源から出射された光を所望の配光パターンの一部として有効に利用されるように投影光学系へ向けて反射する第１反射位置Ｐ１（図９（ｂ）に示す実線位置）と、光源から出射された光が有効に利用されないように反射する第２反射位置Ｐ２（図９（ｂ）に示す点線位置）とを切り替え可能に構成されている。

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各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各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各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。

Ｐ１ 第１反射位置、 Ｐ２ 第２反射位置、 １０ 車両用灯具、 １２ 光源、 １４ 集光部材、 １４ａ 位置決め穴、 １４ｂ ネジ穴、 １５ ネジ、 １６ リフレクタ、 １６ａ 反射面、 １６ｂ ネジ穴、 １７ ネジ、 １８ 反射装置、 ２０ プレート、 ２０ａ 搭載面、 ２０ｂ 長穴、 ２０ｃ 回転方向位置決め穴、 ２２ 投影レンズ、 ２４ 支持部材、 ２４ａ 位置決め穴、 ２４ｂ 取付穴、 ２４ｃ 位置決め穴、 ２４ｄ 取付穴、 ２４ｅ 位置決めピン、 ２６ 放熱部材、 ２６ａ 位置決めピン、 ２６ｂ 取付穴、 ２８ 調整機構、 ３４ａ，３６ａ ネジ穴、 ３７ ネジ、 ３８ 光源搭載部、 ４０ ネジ、 １０２ ミラー素子、 １０４ マイクロミラーアレイ。

Claims (4)

1. 光源と、
   投影レンズと、
   前記投影レンズの後方に配置され、前記光源から出射した光を選択的に該投影レンズへ反射する反射装置と、
   前記反射装置が搭載面に固定されたプレートと、
   前記プレートと前記投影レンズとを支持する支持部材と、
   前記投影レンズと前記プレートとを前記支持部材に対して固定可能であるとともに、該投影レンズと該プレートとの相対的な位置を調整可能な調整機構と、を備え、
   前記調整機構は、前記プレートを前記投影レンズの光軸を中心とした回転方向に回転できるように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記光源は、前記支持部材の所定位置に固定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. 前記支持部材は、一体成型によって製造された部材である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. 前記反射装置は、マトリックス状に配列したマイクロミラーアレイを有し、
   前記マイクロミラーアレイの各ミラー素子は、光源から出射された光を所望の配光パターンの一部として有効に利用されるように前記投影レンズへ向けて反射する第１反射位置と、光源から出射された光が有効に利用されないように反射する第２反射位置とを切り替え可能に構成されている、
   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。

Images