灯具单元的制作方法

本发明涉及灯具单元。

背景技术：

以往，提出了一种车辆用灯具单元，其通过利用在表面设置有多个反射元件的反射装置来对从光源射出的光选择性地进行反射，从而以预定的配光图案来照射车辆前方，该多个反射元件被矩阵状地排列(专利文献1)。反射装置中，多个反射元件分别被可倾倒地配置，且可将多个反射元件的位置在第1位置与第2位置之间进行切换。并且，反射装置被构成为：通过使各反射元件在第1位置与第2位置之间适当变化，从而形成对路面等进行照明的配光图案，该第1位置处，来自光源的光的反射方向有助于配光图案的形成，该第2位置处则无助于配光图案的形成。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1:日本特开2016-110760号公报

技术实现要素：

[发明要解决的课题]

然而，前述灯具单元被构成为：通过对从一个光源射出的光选择性地进行反射，从而在车辆前方形成所期望的配光图案。因此，灯具单元的各要素为适于一个光源的情况的配置。因此，在采用多个光源的情况下，灯具单元的各要素不一定是最优的配置。

本发明鉴于这样的状况而完成，其目的在于提供一种可高效地利用从多个照射光学系统照射的光的新灯具单元。

[用于解决技术课题的技术方案]

为了解决上述问题，本发明的一个方案的灯具单元包括：投影光学系统；光偏转装置，其被配置于投影光学系统的后方，使入射的光选择性地向该投影光学系统反射；第1照射光学系统，其向光偏转装置的反射部照射第1光；以及第2照射光学系统，其向光偏转装置的反射部照射第2光。第1照射光学系统及第2照射光学系统被配置为：从正面观察反射部时，第1光的照射方向与第2光的照射方向不会平行。

根据该方案，在第1照射光学系统所照射的第1光在光偏转装置上被反射时，未被向投影光学系统反射的第1光难以与第2照射光学系统发生干涉。同样，在第2照射光学系统所照射的第2光在光偏转装置上被反射时，未被向投影光学系统反射的第2光难以与第1照射光学系统发生干涉。因此，各照射光学系统的配置及构成的自由度会增加，从而能够在投影光学系统中，对从各照射光学系统照射的光中的更多的光进行利用。

也可以是，光偏转装置被构成为：在反射部的至少一部分区域中，可以转动轴为中心，在第1反射位置与第2反射位置之间进行切换，该第1反射位置处，将由第1照射光学系统或第2照射光学系统照射的光以作为配光图案的一部分而被有效利用的方式向投影光学系统反射，该第2反射位置处，将由第1照射光学系统或第2照射光学系统照射的光以不会被有效利用的方式反射，关于第1照射光学系统，在从正面观察反射部时，被配置在转动轴的一侧，关于第2照射光学系统，在从正面观察反射部时，被配置在转动轴的另一侧。由此，因为可将第1照射光学系统与第2照射光学系统分别配置在光偏转装置的两侧，所以能够不考虑照射光学系统彼此的干涉地，对射向光偏转装置的反射部的光的入射方向进行适当设定。

也可以是，第1照射光学系统被配置为，从正面观察反射部时，向该反射部倾斜地照射第1光，第2照射光学系统被配置为，从正面观察反射部时，向该反射部倾斜地照射第2光。由此，能够使灯具单元的宽度紧凑化。

也可以是，光偏转装置具有微镜阵列。由此，能够快速、高效地形成各种形状的配光图案。

也可以是，投影光学系统具有投影透镜。也可以是，光偏转装置被构成为：在第2反射位置处被反射的第1光及第2光不会向投影透镜入射。由此，可抑制杂散光的产生。

另外，以上构成要素的任意组合、以及将本发明的表达方式在方法、装置、系统等之间转换后的结果，作为本发明的方案也是有效的。

[发明效果]

根据本发明，能够提供一种可高效利用从多个照射光学系统照射的光的新灯具单元。

附图说明

图1是示意性地表示本实施方式的灯具单元的概略构成的侧视图。

图2是示意性地表示本实施方式的灯具单元的概略构成的俯视图。

图3是示意性地表示本实施方式的灯具单元的概略构成的主视图。

图4是示意性地表示本实施方式的灯具单元的概略构成的立体图。

图5的(a)是表示本实施方式的光偏转装置的概略构成的主视图，图5的(b)是图5的(a)所示的光偏转装置的a－a剖视图。

图6的(a)是表示镜元件在反射位置p1处反射从第1照射光学系统的光源射出的光的情况的示意图，图6的(b)是表示镜元件在反射位置p2处反射从第1照射光学系统的光源射出的光的情况的示意图，图6的(c)是示意性地表示镜元件在反射位置p1及反射位置p2处反射从第1照射光学系统的光源射出的光的情况下的反射光的扩展的图。

图7的(a)是表示镜元件在反射位置p2处反射从第2照射光学系统的光源射出的光的情况的示意图，图7的(b)是表示镜元件在反射位置p1处反射从第2照射光学系统的光源射出的光的情况的示意图，图7的(c)是示意性地表示镜元件在反射位置p1及反射位置p2处反射从第2照射光学系统的光源射出的光的情况下的反射光的扩展的图。

图8是用于说明本实施方式的镜元件的转动轴的示意图。

图9的(a)是示意性地表示第1照射光学系统的入射光lin、反射光r1及反射光r2的关系的主视图，图9的(b)是示意性地表示第2照射光学系统的入射光lin’、反射光r1’及反射光r2’的关系的主视图，图9的(c)是示意性地表示重叠了图9的(a)及图9的(b)的状态的情况的主视图。

图10的(a)是示意性地表示本实施方式的第1照射光学系统的入射光lin、反射光r1及r2的关系的主视图，图10的(b)是示意性地表示本实施方式的第2照射光学系统的入射光lin’、反射光r1’及反射光r2’的关系的主视图，图10的(c)是示意性地表示重叠了图10的(a)及图10的(b)的状态的情况的主视图。

具体实施方式

以下，参照附图，基于优选的实施方式来对本发明进行说明。对于各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、以及处理，标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。此外，实施方式并不对发明进行限定，仅为例示，实施方式所记述的一切特征或其组合不一定都是发明的实质性内容。

[灯具单元]

图1是示意性地表示本实施方式的灯具单元的概略构成的侧视图。图2是示意性地表示本实施方式的灯具单元的概略构成的俯视图。图3是示意性地表示本实施方式的灯具单元的概略构成的主视图。图4是示意性地表示本实施方式的灯具单元的概略构成的立体图。

本实施方式的灯具单元10包括：投影光学系统12；光偏转装置100，其被配置在投影光学系统12的后方且光轴ax上，将入射的光选择性地向投影光学系统12反射；以及第1照射光学系统16及第2照射光学系统17，其向光偏转装置100的反射部100a照射光。投影光学系统12包含第1投影透镜18a及第2投影透镜18b。照射光学系统16包含光源20和反射器22。照射光学系统17包含光源24和反射器26。

本实施方式的灯具单元10主要被用于车辆用灯具(例如，车辆用前照灯)。但是，用途不限于此，也能够适用于各种照明装置或各种移动体(飞机或铁路车辆等)的灯具。

光源20及光源24能够使用led(lightemittingdiode：发光二极管)、ld(laserdiode：激光二极管)、el(electroluminescence：电致发光)元件等半导体发光元件、或是灯泡、白炽灯(卤素灯)、放电灯(dischargelamp)等。另外，也可以是，在光源与反射器之间设置聚光构件。聚光构件被构成为将许多从光源射出的光导向反射器的反射面，例如使用凸透镜、炮弹形状的实心导光体、或内表面为预定的反射面的反射镜等。更具体而言，可举出复合抛物面聚光器(compoundparabolicconcentrator)。另外，也可以是，在将从光源射出的大部分光导向反射器的反射面的情况下，不使用聚光构件。光源例如被搭载于金属或陶瓷等的散热片的所期望的位置。

光偏转装置100被配置在投影光学系统12的光轴x上，并被构成为将从光源20或光源24射出的光选择性地向投影光学系统12反射。光偏转装置100中，例如将mems(microelectromechanicalsystem：微机电系统)或dmd(digitalmirrordevice：数字微镜器件)这样的多个微镜阵列(矩阵)状地排列。通过分别对这些多个微镜的反射面的角度进行控制，从而能够选择性地改变从光源20或光源24射出的光的反射方向。即，能够使从光源20或光源24射出的光的一部分向投影光学系统12反射，并使其以外的光向不会被有效利用那样的方向反射。在此，所谓不会被有效利用那样的方向，例如可视为反射光的影响较少的方向(例如几乎无助于形成所期望的配光图案的方向)或朝向光吸收构件(遮光构件)的方向。

本实施方式的投影光学系统12中，在第1投影透镜18a及第2投影透镜18b的合成焦点附近，配置有光偏转装置100的后述微镜阵列。另外，投影光学系统12中，透镜等光学构件既可以为一个，或者也可以为三个以上。此外，投影光学系统所包含的光学构件不限于透镜，也可以是反射构件。

本实施方式的第1照射光学系统16具有反射器22，该反射器22将从光源20射出的光向光偏转装置100反射。反射器22被构成为将反射的光向光偏转装置100的反射部100a汇聚。由此，能够使从光源20射出的光无浪费地射向光偏转装置100的反射部100a。

同样，本实施方式的第2照射光学系统17具有将从光源24射出的光向光偏转装置100反射的反射器26。反射器26被构成为将反射后的光向光偏转装置100的反射部100a汇聚。由此，能够使从光源24射出的光无浪费地射向光偏转装置100的反射部100a。

此外，反射器22的反射面22a及反射器26的反射面26a与光偏转装置100的反射部100a相比，面积更大。由此，能够使光偏转装置100小型化。被如上所述地构成的灯具单元10能够用于实现部分点亮/熄灭的可变配光前照灯。

[光偏转装置]

图5的(a)是表示本实施方式的光偏转装置的概略构成的主视图，图5的(b)是图5的(a)所示的光偏转装置的a－a剖视图。

本实施方式的光偏转装置100如图5的(a)所示，具有：微镜阵列104，其矩阵状地排列有多个微小的镜元件102；以及透明的罩构件106，其被配置于镜元件102的反射面102a的前方侧(图5的(b)所示的光偏转装置100的右侧)。罩构件例如为玻璃或塑料等。

微镜阵列104的各镜元件102被构成为：能够在反射位置p1(图5的(b)所示的实线位置)与反射位置p2(图5的(b)所示的虚线位置)之间进行切换，该反射位置p1处，将从第1照射光学系统16的光源20射出的光以作为所期望的配光图案的一部分而被有效利用的方式向投影光学系统反射，该反射位置p2处，从光源射出的光被以不会被有效利用的方式反射。

图6的(a)是表示镜元件102在反射位置p1处反射从第1照射光学系统16的光源20射出的光的情况的示意图，图6的(b)是表示镜元件102在反射位置p2处反射从第1照射光学系统16的光源20射出的光的情况的示意图，图6的(c)是示意性地表示镜元件在反射位置p1及反射位置p2处反射从第1照射光学系统16的光源20射出的光的情况下的反射光的扩展的图。另外，在图6的(a)～图6的(c)中，为了简化说明，图示了将微镜阵列置换为一个镜元件的情况。

如图6的(c)所示，从光源20射出的光被反射器22聚光反射，因此，入射光lin不会成为完全的平行光。即，入射光lin入射到镜元件102的反射面102a时的入射角具有某种程度的扩展。并且，镜元件102被配置为：在将入射光lin在反射位置p1处反射的情况下，反射光r1主要射向投影透镜18a(18b)。此外，如图6的(c)所示，镜元件102被配置为：在将入射光lin在反射位置p2处反射的情况下，反射光r2不会射向投影透镜18a。

并且，能够通过控制各镜元件102的反射位置并选择性地改变从光源20射出的光的反射方向，从而得到所期望的投影图像或反射图像、第1配光图案。

本实施方式的灯具单元10除了第1照射光学系统16之外，还包括第2照射光学系统17。

图7的(a)是表示镜元件102在反射位置p2处反射从第2照射光学系统17的光源24射出的光的情况的示意图，图7的(b)是表示镜元件102在反射位置p1处反射从第2照射光学系统17的光源24射出的光的情况的示意图，图7的(c)是示意性地表示镜元件在反射位置p1及反射位置p2处反射从第2照射光学系统17的光源24射出的光的情况下的反射光的扩展的图。

如图7的(c)所示，从光源24射出的光被反射器26聚光反射，因此，入射光lin不会成为完全的平行光。即，入射光lin入射到镜元件102的反射面102a时的入射角具有某种程度的扩展。并且，镜元件102被配置为：在将入射光lin’在反射位置p2处反射的情况下，反射光r1’主要射向投影透镜18a(18b)。此外，如图7的(c)所示，镜元件102被配置为：在将入射光lin’在反射位置p1处反射的情况下，反射光r2’不会射向投影透镜18a。

并且，能够通过控制各镜元件102的反射位置并选择性地改变从光源24射出的光的反射方向，从而得到所期望的投影图像或反射图像、第2配光图案。

如此，本实施方式的光偏转装置100被构成为：能够在反射部100a的至少一部分镜元件102中，以转动轴102b为中心，在作为第1反射位置的反射位置p1或反射位置p2、与作为第2反射位置的反射位置p2或反射位置p1之间进行切换，该第1反射位置处，将由照射光学系统16或照射光学系统17照射的光以作为所期望的配光图案的一部分而被有效利用的方式向投影光学系统12反射，该第2反射位置处，将由照射光学系统16或照射光学系统17照射的光以不会被有效利用的方式反射。

图8是用于说明本实施方式的镜元件102的转动轴的示意图。镜元件102具有四边形(例如正方形、菱形、长方形、平行四边形)的反射面102a。各镜元件102被构成为：能够以沿四边形的反射面102a的对角线的转动轴102b为中心，在反射位置p1与反射位置p2之间进行切换。由此，能够快速地、高精度地形成各种形状的配光图案。另外，本实施方式的镜元件102的转动轴102b沿铅垂方向延伸。此外，本实施方式的镜元件102被构成为：以转动轴102b为中心，在反射位置p1与反射位置p2之间进行±10～±20°左右的位移。

通过将这种镜元件102用于配置为矩阵状的光偏转装置100，从而能够在一个灯具单元10中，实现配光图案的多个不同功能。例如，如图6的(c)所示，光偏转装置100的各镜元件102能够通过将从第1照射光学系统16射出的入射光lin选择性地向投影光学系统12反射，从而实现预定的配光特性。另一方面，如图7的(c)所示，光偏转装置100的各镜元件102能够通过将从第2照射光学系统17射出的入射光lin’选择性地向投影光学系统12反射，从而实现预定的配光特性。

另一方面，在为以一个光偏转装置来对多个照射光学系统进行反射方向控制或透射方向控制的灯具单元的情况下，当在各照射光学系统中的反射光r2、反射光r2’所射向的区域中存在其它照射光学系统时，会存在产生杂散光等的可能。因此，优选将各照射光学系统配置于与反射光r2、反射光r2’所射向的区域尽可能不重叠(不会发生干涉)的区域。

然而，从正面观察反射部100a，当以第1照射光学系统16所照射的第1光的照射方向与第2照射光学系统17所照射的第2光的照射方向正相反(平行)的方式对第1照射光学系统16及第2照射光学系统17进行配置时，如图6的(c)及图7的(c)所示，会在反射光r2的区域中，存在第2照射光学系统17，在反射光r2’的区域中，存在第1照射光学系统16。

因此，为了防止这种状况，需要对第1照射光学系统16或第2照射光学系统17所照射的光的方向或扩展进行调整。具体而言，需要使入射光lin或入射光lin’的入射角的扩展某种程度地减小，或是需要使反射光r1或反射光r1’入射到第1投影透镜18a的区域错开。

图9的(a)是示意性地表示第1照射光学系统16的入射光lin、反射光r1及反射光r2的关系的主视图，图9的(b)是示意性地表示第2照射光学系统17的入射光lin’、反射光r1’及反射光r2’的关系的主视图，图9的(c)是示意性地表示重叠了图9的(a)及图9的(b)的状态的情况的主视图。

如图9的(a)所示，第1照射光学系统16的反射光r1偏向投影光学系统12的有效区域r3的右侧地入射。在此，所谓有效区域r3，是指在灯具单元10的前方形成的有助于配光的光所通过的区域。此外，如图9的(b)所示，第2照射光学系统17的反射光r1’偏向投影光学系统12的有效区域r3的左侧地入射。因此，考虑了第1照射光学系统16及第2照射光学系统17这两者的射出光的有效区域r4如图9的(c)所示，被限制于投影光学系统12的有效区域r3的中央部分，在高效率地利用从光源射出的光这样的观点上，需要进一步的改良。

因此，本发明人们对第1照射光学系统16及第2照射光学系统17进行了配置，使得从正面观察反射部100a，入射光lin的照射方向与入射光lin’的照射方向不会平行，以此作为进一步的改良。

图10的(a)是示意性地表示本实施方式的第1照射光学系统16的入射光lin、反射光r1及r2的关系的主视图，图10的(b)是示意性地表示本实施方式的第2照射光学系统17的入射光lin’、反射光r1’及反射光r2’的关系的主视图，图10的(c)是示意性地表示重叠了图10的(a)及图10的(b)的状态的情况的主视图。

本实施方式的第1照射光学系统16如图1至图4所示，从正面观察反射部100a时，被配置在转动轴102b的一侧(图3的左侧区域)，且从正面观察反射部100a时，被配置为从斜下方向反射部100a照射入射光lin。关于第2照射光学系统17，从正面观察反射部100a时，被配置在转动轴102b的另一侧，且从正面观察反射部100a时，被配置为从斜下方向反射部100a照射入射光lin’。

如图10的(a)所示，第1照射光学系统16的反射光r1入射到投影光学系统12的有效区域r3的中央。此外，如图10的(b)所示，第2照射光学系统17的反射光r1’入射到投影光学系统12的有效区域r3的中央。因此可知：考虑了第1照射光学系统16及第2照射光学系统17这两者的射出光的有效区域r4如图10的(c)所示，为投影光学系统12的有效区域r3的大部分，且能够高效率地利用从光源射出的光。

在本实施方式的灯具单元10中，入射光lin或入射光lin’的中心入射到反射部100a的入射角(主视)为从水平面到下方(或上方)30～40°的范围。此外，入射光lin或入射光lin’的中心入射到反射部100a的入射角(俯视)为相对于包含反射部100a的表面的平面30～40°的范围。由此，能够使灯具单元10的宽度变得紧凑。

如上所述，本实施方式的灯具单元10中，能够将第1照射光学系统16与第2照射光学系统17分别配置在光偏转装置100的两侧，因此能够不考虑照射光学系统彼此的干涉地，对射向光偏转装置100的反射部100a的光的入射方向适当进行设定。

由此，在第1照射光学系统16的入射光lin在光偏转装置100上被反射时，未被向投影光学系统12反射的反射光r2难以与第2照射光学系统17发生干涉。同样，在第2照射光学系统17所照射的入射光lin’在光偏转装置100上被反射时，未被向投影光学系统12反射的反射光r2’难以与第1照射光学系统16发生干涉。因此，各照射光学系统的配置及构成的自由度会增加，从而能够在投影光学系统中，对从各照射光学系统照射的光中的更多的光进行利用。

此外，光偏转装置100被构成为：入射光lin在反射位置p2处被反射后的反射光r2及入射光lin’在反射位置p1处被反射后的反射光r2’不会向投影透镜18a入射。由此，杂散光的发生会被抑制。

另外，在上述实施方式中，针对照射光学系统(光源)为2个的情况进行了说明，但也可以是，照射光学系统为3个以上。

以上，虽然参照上述实施方式对本发明进行了说明，但是本发明并不被限定于上述实施方式，将实施方式的构成适当组合或置换后的结果也被包含在本发明之内。此外，也能够基于本领域技术人员的知识来适当改变实施方式中的组合或处理的顺序，或是对实施方式加以各种设计变更等变形，且加有那样的变形的实施方式也能够被包含在本发明的范围之内。

[附图标记说明]

p1反射位置、r1反射光、p2反射位置、r2反射光、r3、r4有效区域、

10灯具单元、12投影光学系统、16第1照射光学系统、17第2照射光学系统、18a第1投影透镜、18b第2投影透镜、20光源、22反射器、22a反射面、24光源、26反射器、26a反射面、100光偏转装置、100a反射部、102镜元件、

102a反射面、102b转动轴、104微镜阵列、106罩构件。

[工业可利用性]

本发明例如能够利用于车辆用灯具(车辆用前照灯)、各种照明装置、以及各种移动体(飞机或铁路车辆等)的灯具。