車輛用前照燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種車輛用前照燈，其使用光偏轉裝置，在該車輛用前照燈中，對光偏轉裝置的反射光的朝向進行調整，提高從投影光學部件投影的配光圖案的中心光度。車輛用前照燈具有：光源；投影光學部件，其將入射的光向燈具前方投影；以及光偏轉裝置，其配置在投影光學部件的光軸上，將多個光學元件排列而形成，該多個光學元件能夠分別切換第1狀態(tài)和第2狀態(tài)，其中，第1狀態(tài)使從光源射出的光向投影光學部件外反射，第2狀態(tài)使從光源射出的光向投影光學部件反射。光偏轉裝置處于第1狀態(tài)時的各光學元件的中心部處的法線和投影光學部件的光軸之間的角度，比光偏轉裝置處于第2狀態(tài)時的各光學元件的中心部處的法線和所述光軸之間的角度小。
【專利說明】車輛用前照燈

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用光偏轉裝置的車輛用前照燈。

【背景技術】
[0002]已知一種光偏轉裝置，其將多個微小反射鏡元件分別可傾倒地配置，能夠將微小反射鏡元件的傾倒角度數(shù)字化地(digital)切換為第I傾倒角度和第2傾倒角度，使來自光源的光的反射方向適當變化為照射狀態(tài)的第I反射方向和非照射狀態(tài)的第2反射方向。
[0003]在專利文獻I中，公開了一種車輛用照明裝置，其具有配置在由至少一個光源反射的光的光路中的反射性光偏轉裝置，能夠對到達光偏轉裝置的光進行反射，以形成從照明裝置射出的光束。
[0004]專利文獻1:日本特開平09 - 104288號公報
[0005]在使用上述光偏轉裝置的燈具中，由于將反射鏡元件設為照射狀態(tài)時的光的反射方向與投影光學部件的光軸相比朝上，所以向投影光學部件的光軸附近入射的光束變少，存在配光圖案的中心光度不足的問題。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明就是鑒于上述狀況而提出的，其目的在于提供下述技術，S卩，在使用光偏轉裝置的車輛用前照燈中，對光偏轉裝置的反射光的朝向進行調整，提高從投影光學部件投影的配光圖案的中心光度。
[0007]本發(fā)明的一個方式是一種車輛用前照燈，其具有:光源；投影光學部件，其將入射的光向燈具前方投影；以及光偏轉裝置，其配置在投影光學部件的光軸上，將多個光學元件排列而形成，該多個光學元件能夠分別切換第I狀態(tài)和第2狀態(tài)，其中，(i)第I狀態(tài)使從光源射出的光向投影光學部件外反射，(?)第2狀態(tài)使從所述光源射出的光向投影光學部件反射。在各光學元件處于第I狀態(tài)時的各光學元件的中心部處的法線和投影光學部件的光軸之間的角度，比在各光學元件處于第2狀態(tài)時的各光學元件的中心部處的法線和所述投影光學部件的所述光軸之間的角度小。
[0008]根據(jù)該方式，通過如上述所示配置光偏轉裝置的各光學元件，從而在光偏轉裝置處于第2狀態(tài)時，能夠增加向投影光學部件的光軸附近入射的光束。其結果，能夠提高從投影光學部件投影的配光圖案的中心光度，在利用車輛用前照燈形成遠光、或執(zhí)行ADB (Adaptive Driving Beam)時有利。
[0009]也可以使得在各光學元件在第I狀態(tài)和第2狀態(tài)之間進行切換時，由光學元件反射的反射光所移動的第I方向上的投影光學部件的長度，比與第I方向正交的第2方向上的投影光學部件的長度小。由此，能夠使投影光學部件的左右方向的寬度變大，提高從投影光學部件投影的配光圖案的中心光度。
[0010]也可以將光源與投影光學部件的光軸相比配置在下方。
[0011]也可以還具有反射光學部件，該反射光學部件與投影光學部件的光軸相比配置在下方，將從光源射出的光向光偏轉裝置反射，反射光學部件與投影光學部件相比更靠近光偏轉裝置。通過如上述所示在光源的附近具有反射光學部件，從而能夠使出射光束會聚，能夠進一步提高從投影光學部件投影的配光圖案的中心光度。
[0012]發(fā)明的效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，在使用光偏轉裝置的車輛用前照燈中，能夠對光偏轉裝置的反射光的朝向進行調整，提高從投影光學部件投影的配光圖案的中心光度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的車輛用前照燈的概略構造的鉛垂剖面圖。
[0015]圖2是示意地表示車輛用前照燈的內部構造的斜視圖。
[0016]圖3是相關技術(related art)的車輛用前照燈中的光偏轉裝置的概略剖面圖。
[0017]圖4是表示相關技術的車輛用前照燈中的反射鏡元件的非照射狀態(tài)時的位置和照射狀態(tài)時的位置的圖。
[0018]圖5(A)是示意地表示相關技術的車輛用前照燈中的入射光和反射光的擴展范圍的圖，(B)是投影光學部件的正視圖。
[0019]圖6是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的車輛用前照燈中的光偏轉裝置的概略剖面圖。
[0020]圖7(A)、(B)是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的車輛用前照燈中的反射鏡元件的非照射狀態(tài)時的位置和照射狀態(tài)時的位置的圖。
[0021]圖8(A)是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的車輛用前照燈中的入射光和反射光的擴展范圍的圖，(B)是投影光學部件的正視圖。
[0022]圖9(A)?(C)是表示由本發(fā)明的一個實施方式所涉及的車輛用前照燈形成的配光圖案的一個例子的示意圖。
[0023]標號的說明
[0024]I車輛用前照燈，10光源，20反射光學部件，30光偏轉裝置，32反射鏡元件，34微型反射鏡陣列，50投影光學部件。

【具體實施方式】
[0025]圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的車輛用前照燈I的概略構造的鉛垂剖面圖。圖2是示意地表示車輛用前照燈I的內部構造的斜視圖。車輛用前照燈I在車輛前方的左右各配置一個。此外，左右的車輛用前照燈除了一部分部件具有左右對稱的構造這一點以外，實質上是相同的結構。
[0026]車輛用前照燈I具有:燈體2，其在車輛前方側具有開口部；以及透光罩4，其以覆蓋燈體2的開口部的方式安裝。透光罩4由具有透光性的樹脂或玻璃等形成。在由燈體2和透光罩4形成的燈室3內，收容光源10、反射光學部件20、光偏轉裝置30、以及投影光學部件50。各部分通過未圖示的支撐機構而安裝在燈體2上。
[0027]光源10 可以使用 LED (Light emitting d1de)、LD (Laser d1de)、EL (Electroluminescence)元件等半導體發(fā)光元件、燈泡、白熾燈(鹵素燈)、放電燈(discharge lamp)等。
[0028]反射光學部件20構成為，將從光源10射出的光向光偏轉裝置30的反射面引導，例如，使用炮彈形狀的實心導光體、內表面成為規(guī)定的反射面的反射鏡等。此外，在將從光源10射出的光向光偏轉裝置30的反射面直接引導的情況下，也可以不設置反射光學部件20。
[0029]光偏轉裝置30構成為，配置在投影光學部件50的光軸上，選擇性地使從光源10射出的光向投影光學部件50反射。光偏轉裝置30例如是將MEMS(Micrc) ElectroMechanical System)或DMD(Digital Mirror Device)等多個微小反射鏡排列為陣列(矩陣)狀而形成的。通過對上述多個微小反射鏡的反射面的角度分別進行控制，從而能夠選擇性地改變從光源10射出的光的反射方向。即，能夠將從光源10射出的光的一部分向投影光學部件50反射，將除此之外的光向投影光學部件50外的方向反射。
[0030]圖3是光偏轉裝置30的概略剖面圖。光偏轉裝置30具有:微型反射鏡陣列34，其是將多個微小的反射鏡元件32排列為矩陣狀而形成的；以及透明的蓋部件36，其配置在反射鏡元件32的反射面32a的前方側(在圖3中為右側)。反射鏡元件32是大致正方形，具有沿水平方向延伸并將反射鏡元件大致等分的轉動軸32b。
[0031]微型反射鏡陣列34的各反射鏡元件32構成為，能夠在第I狀態(tài)(非照射狀態(tài):在圖3中以虛線表示)和第2狀態(tài)(照射狀態(tài):在圖3中以實線表示)之間分別進行切換，其中，第I狀態(tài)將從光源射出的光向投影光學部件外反射，第2狀態(tài)將從光源射出的光向投影光學部件反射。
[0032]返回圖1，投影光學部件50例如由前方側表面以及后方側表面具有自由曲面形狀的自由曲面透鏡構成，將在包含投影光學部件50的后方焦點的后方焦點面上形成的光源像，作為反轉像向燈具前方的假想鉛垂屏幕上投影。投影光學部件50配置為，其后方焦點位于車輛用前照燈I的光軸上、且光偏轉裝置30的微型反射鏡陣列34的反射面的附近。此夕卜，投影光學部件50也可以是反射鏡。
[0033]參照圖2，從光源10射出的光由反射光學部件20反射，向光偏轉裝置30的微型反射鏡陣列照射。在這里，入射光在光偏轉裝置30上形成某種分布而照射。因此，如圖2所示，在光偏轉裝置30上形成由被入射光照射的第I照度區(qū)域Rl和入射光實質上不照射的第2照度區(qū)域R2構成的照度分布。
[0034]光偏轉裝置30可以將與第I照度區(qū)域Rl重合的反射鏡元件的一部分設為照射狀態(tài)(例如，ON狀態(tài))，將用于形成配光圖案的光向燈具前方照射，并且將與第I照度區(qū)域Rl重合的反射鏡元件的其余部分設為非照射狀態(tài)(例如，OFF狀態(tài))，形成規(guī)定的配光圖案形狀。對于車輛用前照燈I所形成的配光圖案的例子，參照圖9，在后面記述。
[0035]光源10的射出強度調節(jié)以及光偏轉裝置30的各反射鏡元件的照射/非照射控制，由控制部300執(zhí)行?？刂撇?00作為硬件結構由以計算機的CPU及存儲器為代表的元件或電路實現(xiàn)，作為軟件結構由計算機程序等實現(xiàn)。此外，控制部300在圖1中設置在燈室3夕卜，但也可以設置在燈室3內?？刂撇?00接收來自與拍攝裝置312連接的圖像處理裝置310、轉向傳感器320、導航系統(tǒng)330、未圖示的燈開關等的信號。并且，控制部300與接收到的信號相對應，向光源10以及光偏轉裝置30發(fā)送各種控制信號。
[0036]圖4是表示以光偏轉裝置30的長度方向成為大致垂直的方式配置的相關技術的車輛用前照燈中的、各反射鏡元件32的非照射狀態(tài)時的位置(以虛線表示)和照射狀態(tài)時的位置(以實線表示)的圖。垂直方向是，例如相對于(i)各反射鏡元件32的轉動軸32b所延伸的水平方向以及(ii)投影光學部件的光軸X垂直。根據(jù)附圖可知，在相關技術的結構中，反射鏡元件的非照射狀態(tài)時的位置和照射狀態(tài)時的位置相對于鉛垂軸對稱。換言之，非照射狀態(tài)時的反射鏡元件的中心部處的法線Ntw和照射狀態(tài)時的反射鏡元件的中心部處的法線Nm的二等分線M，與投影光學部件的光軸X大致平行。
[0037]圖5(A)是示意地表示相關技術的車輛用前照燈中的入射光和反射光的擴展范圍的圖。在圖5(A)中示意地示出:從光源10射出后由反射光學部件20反射并向微型反射鏡陣列入射的入射光的擴展范圍1、以及非照射狀態(tài)時、照射狀態(tài)時分別由微型反射鏡陣列反射的反射光的擴展范圍El、E2。此外，在圖5(A)中，為了簡化說明而將微型反射鏡陣列置換為I個反射鏡元件進行圖示。
[0038]由于從光源10射出的光被反射光學部件20反射，所以入射光I不是完全的平行光。即，入射光I向反射鏡元件32的反射面32a入射時的入射角具有一定程度的擴展范圍。另外，反射鏡元件32配置為，在非照射狀態(tài)時的位置處對入射光I進行反射的情況下，使得反射光El不朝向投影光學部件60，并且，在照射狀態(tài)時的位置處對入射光I進行反射的情況下，使得反射光E2朝向投影光學部件60。
[0039]如圖5(A)所示，在相關技術的車輛用前照燈的結構中，由于照射狀態(tài)時的反射光E2與投影光學部件60的光軸X相比略微朝上，所以向投影光學部件的光軸附近入射的光束變少，無法使用投影光學部件下側的部分。因此，如圖5(B)的正視圖所示，有時也將投影光學部件60的下側切去而使用。
[0040]如果向投影光學部件的光軸附近入射的光束較少，則在由車輛用前照燈形成遠光配光圖案，或執(zhí)行與逆向車或前行車等前方車輛的位置相對應而控制配光圖案的ADB(Adaptive Driving Beam)時重要的中心光度(假想鉛垂屏幕上的水平線和垂直線的交點附近的光度)不足，在這方面上可能成為問題。
[0041 ] 因此，在本實施方式中，如圖6所示配置為，使光偏轉裝置30以前表面的蓋部件36略微朝下的方式傾斜。對此，參照圖7，更具體地說明。
[0042]圖7(A)是表示本實施方式所涉及的車輛用前照燈中的反射鏡元件的非照射狀態(tài)時的位置(以虛線表示)和照射狀態(tài)時的位置(以實線表示)的圖。如圖所示，使光偏轉裝置30傾斜，以使得非照射狀態(tài)時的反射鏡元件32的中心部處的法線Ntw和投影光學部件的光軸X(或者其平行線)之間的角度α，比照射狀態(tài)時的反射鏡元件32的中心部處的法線Nw和光軸X (或者其平行線)之間的角度β小。這一點也可以換言之，如圖7(B)所示，非照射狀態(tài)時的反射鏡元件的法線Ntw和照射狀態(tài)時的反射鏡元件的法線Nm所成的角度的二等分線Μ，相對于投影光學部件的光軸X具有朝下的成分。
[0043]圖8(A)是示意地表示本實施方式所涉及的車輛用前照燈中的入射光和反射光的擴展范圍的圖。與圖5(A)相同地，在圖8(A)中示意地示出:從光源10射出后由反射光學部件20反射并向微型反射鏡陣列入射的入射光的擴展范圍1、以及非照射狀態(tài)時、照射狀態(tài)時分別由微型反射鏡陣列反射的反射光的擴展范圍El、Ε2。此外，在圖8(A)中，為了簡化說明而將微型反射鏡陣列置換為I個反射鏡元件進行圖示。
[0044]如圖8 (A)所示，通過使光偏轉裝置30朝下地傾斜配置，從而能夠使照射狀態(tài)時的反射光的擴展范圍E2的中心朝向投影光學部件50的光軸X，因此，能夠增加向投影光學部件的光軸附近入射的光束。其結果，能夠提高從投影光學部件投影的配光圖案的中心光度，在利用車輛用前照燈形成遠光、或執(zhí)行ADB (Adaptive Driving Beam)時有利。
[0045]另外，由于能夠將照射狀態(tài)時的反射光的擴展范圍E2相對于投影光學部件50上下均勻地配置，所以如圖8 (B)的正視圖所示，與現(xiàn)有技術相比，能夠使投影光學部件50大型。
[0046]并且，通過使光偏轉裝置30朝下地傾斜，從而在構成微型反射鏡陣列的反射鏡元件中，形成配光圖案的下側的反射鏡元件沿著投影光學部件的像面彎曲。其結果，在配光圖案的下側即路面?zhèn)?，像的焦點容易合焦，能夠在路面上形成清晰的明暗分布。
[0047]優(yōu)選在光偏轉裝置30的反射鏡元件32在非照射狀態(tài)和照射狀態(tài)之間進行切換時，由反射鏡元件32反射的反射光所移動的第I方向(在本實施方式中為圖8B中的上下方向)上的投影光學部件50的長度，比與第I方向正交的第2方向(在本實施方式中為圖8B中的左右方向)上的投影光學部件50的長度小。這樣，防止非照射狀態(tài)時的反射光向投影光學部件50入射，能夠進一步提高投影的配光圖案的中心光度。
[0048]在本實施方式中，光源10以及反射光學部件20均與投影光學部件50的光軸相比配置在下方，反射光學部件20配置為，與投影光學部件50相比靠近光源10以及光偏轉裝置30。如上述所示，通過將反射光學部件配置在光源的附近，從而能夠使來自反射光學部件的出射光束會聚。作為一個例子，在光源10是矩形的平面光源的情況下，能夠相對于光源10的發(fā)光面的法線，將出射光束抑制為小于或等于上下±30°，小于或等于左右±50°。這樣，能夠進一步提高從投影光學部件投影的配光圖案的中心光度。
[0049]圖9(A)?(C)是表示由本實施方式所涉及的車輛用前照燈I形成的配光圖案的一個例子的示意圖。在圖9的各圖中，示出在配置于燈具前方的規(guī)定位置(例如前方25m)處的假想鉛垂屏幕上形成的配光圖案。
[0050]如圖2所示，在光偏轉裝置30上形成大致橢圓形狀的第I照度區(qū)域Rl。并且，將與第I照度區(qū)域Rl重合的反射鏡元件設為照射狀態(tài)(例如，ON狀態(tài))，將形成第I照度區(qū)域Rl的光經(jīng)由投影光學部件50向燈具前方照射。由此，如圖9(A)所示，形成大致橢圓形狀的遠光用配光圖案PH。即，第I照度區(qū)域Rl和遠光用配光圖案PH是大致相似形狀。光偏轉裝置30也可以實施將與第I照度區(qū)域Rl重合的反射鏡元件中的位于周緣部的反射鏡元件設為非照射狀態(tài)(例如，OFF狀態(tài))，使遠光用配光圖案PH的輪廓清晰等的處理。由于遠光用配光圖案PH的形狀是公知的，所以省略其詳細說明。
[0051]另外，車輛用前照燈I通過將與第I照度區(qū)域Rl重合的反射鏡元件的一部分設為照射狀態(tài)(例如，ON狀態(tài))，將其余部分設為非照射狀態(tài)(例如，OFF狀態(tài))，從而能夠形成期望形狀的配光圖案。例如，如圖9(B)所示，可以形成所謂左單側遠光用配光圖案PHL，其在與水平線H相比上方且左側具有光照射區(qū)域，在右側形成遮光區(qū)域。另外，并不限于左單側遠光用配光圖案PHL，也可以形成右單側遠光用配光圖案、近光用配光圖案、或所謂分離配光圖案等，該分離配光圖案在與水平線H相比上方的中央部具有遮光區(qū)域，在該遮光區(qū)域的水平方向兩側具有光照射區(qū)域。
[0052]另外，如圖9(C)所示，車輛用前照燈I能夠在遠光用配光圖案PH中的與其它車輛或行人重合的區(qū)域，形成遮光區(qū)域S。由此，能夠實現(xiàn)減少對其它車輛或行人造成眩光的可能性以及提高駕駛員的觀察性。遮光區(qū)域S例如可以以下述方式形成。
[0053]即，圖像處理裝置310取得由照相機等拍攝裝置312拍攝的圖像數(shù)據(jù)，并實施圖像處理。由此，圖像處理裝置310確定在圖像數(shù)據(jù)中包含的車輛或行人，對它們的位置進行檢測。由于確定車輛或行人的技術、對位置進行檢測的技術是公知的，所以省略說明。檢測到的車輛或行人的位置信息被發(fā)送至控制部300?？刂撇?00使用車輛或行人的位置信息，對光偏轉裝置30進行控制，以在遠光用配光圖案PH中的車輛或行人的存在位置形成遮光區(qū)域S。光偏轉裝置30將與第I照度區(qū)域Rl重合的反射鏡元件中的、與遮光區(qū)域S對應的反射鏡元件設為非照射狀態(tài)(例如，OFF狀態(tài))。由此，在遠光用配光圖案PH中形成遮光區(qū)域S0
[0054]以上，參照上述的實施方式，對本發(fā)明進行了說明。本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，對各實施方式的結構進行適當組合后的技術方案以及置換后的技術方案也包含在本發(fā)明中。另外，也可以基于本領域技術人員的知識對各實施方式中的組合及處理順序進行適當切換，以及對各實施方式進行各種設計變更等變形，進行了上述變形后的實施方式也包含在本發(fā)明的范圍中。
[0055]在實施方式中，記述了下述內容，即，構成光偏轉裝置的微型反射鏡陣列的各反射鏡元件，具有向水平方向延伸并將反射鏡元件大致等分的轉動軸。也可以取代該轉動軸，而使構成微型反射鏡陣列的各反射鏡元件，具有連結正方形的反射鏡元件的相對頂點的轉動軸。在此情況下，如果使光偏轉裝置傾斜大約45°而進行配置，以使得反射鏡元件的轉動軸成為大致水平，則這種光偏轉裝置也可以應用本發(fā)明。
【權利要求】
1.一種車輛用前照燈，其特征在于，具有: 光源(10)； 投影光學部件(50)，其將入射的光向燈具前方投影；以及 光偏轉裝置(30)，其配置在所述投影光學部件(50)的光軸(X)上，將多個光學元件(32)排列而形成，該多個光學元件(32)能夠分別切換第I狀態(tài)和第2狀態(tài)，其中，第I狀態(tài)使從所述光源(10)射出的光向所述投影光學部件外反射，第2狀態(tài)使從所述光源(10)射出的光向所述投影光學部件(50)反射， 在各光學元件(32)處于所述第I狀態(tài)時的各光學元件(32)的中心部處的法線(Ntw)和所述投影光學部件(50)的光軸(X)之間的角度(α)，比在各光學元件(32)處于所述第2狀態(tài)時的各光學元件(32)的中心部處的法線(Non)和所述投影光學部件(50)的所述光軸⑴之間的角度(β)小。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛用前照燈，其特征在于， 在各光學元件(32)在所述第I狀態(tài)和所述第2狀態(tài)之間進行切換時，由所述光學元件(32)反射的反射光所移動的第I方向上的所述投影光學部件(50)的長度，比與該第I方向正交的第2方向上的所述投影光學部件(50)的長度小。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的車輛用前照燈，其特征在于， 所述光源(10)與所述投影光學部件(50)的光軸(X)相比配置在下方。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的車輛用前照燈，其特征在于， 還具有反射光學部件(20)，該反射光學部件(20)與所述投影光學部件(50)的光軸(X)相比配置在下方，將從所述光源(10)射出的光向所述光偏轉裝置(30)反射， 所述反射光學部件(20)與所述投影光學部件(50)相比更靠近所述光偏轉裝置(30)。
5.根據(jù)權利要求3所述的車輛用前照燈，其特征在于， 還具有反射光學部件(20)，該反射光學部件(20)與所述投影光學部件(50)的光軸(X)相比配置在下方，將從所述光源(10)射出的光向所述光偏轉裝置(30)反射， 所述反射光學部件(20)與所述投影光學部件(50)相比更靠近所述光偏轉裝置(30)。
【文檔編號】F21W101/02GK104456348SQ201410495914
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2013年9月24日
【發(fā)明者】八木隆之 申請人:株式會社小糸制作所