光学单元及反射面确定方法与流程

本发明涉及能够用于车辆用灯具等灯具的光学单元。另外，本发明涉及确定旋转反射器等的反射面的方法。

背景技术：

1、(1)、(2)近年来，提出了将从光源射出的光向车辆前方反射并由该反射光扫描车辆前方的区域，由此形成规定的配光图案的装置。例如，包括一边反射从光源射出的光一边以旋转轴为中心向一个方向旋转的旋转反射器、以及由发光元件构成的光源，旋转反射器设有反射面，该反射面使一边旋转一边反射的光源的光形成期望的配光图案。另外，由反射面反射的光源的光作为光源像经由投影透镜被投影到前方(参照专利文献1、3)。

2、(3)这样，在车辆用灯具中使用各种透镜、反射器等光学构件。并且，光学构件的反射面、折射面的形状被设计为满足使用它的灯具的光学性能。

3、例如，作为前照灯用的反射镜，提出了以下设计方法：将反射面分割为上下左右，将左右的反射面分别设为垂直和水平截面由二次曲线构成且具有焦点的曲面，将配置光源的光源配置点设为比焦点靠前方且向反射面侧偏位的点，使左右的反射面的光源配置点一致，并且使左侧反射面的光轴向左、另外使右侧反射面的光轴向右倾斜。

4、[在先技术文献]

5、[专利文献]

6、专利文献1：国际公开第11/129105号

7、专利文献2：日本特开平2-129803号公报

8、专利文献3：国际公开第15/122304号

技术实现思路

1、[发明要解决的课题]

2、但是，(1)上述旋转反射器的叶片是以随着朝向以旋转轴为中心的周向而光轴与反射面所成的角变化的方式扭转的形状。因此，根据光源的光被叶片反射的方向，光源像有可能未被清晰地投影。

3、(2)根据旋转反射器、光源、投影透镜的位置关系，上述装置的配光图案的形状有可能不成为矩形。

4、(3)由于所述旋转反射器的反射面不平坦，另外，反射光源的光的反射面的角度周期性地变化，因此需要确定反射面的新方法。

5、(4)在上述装置中，如果白天的阳光从投影透镜入射到装置内，则根据情况可能会聚光于装置内的部件，导致部件熔损。因此，在上述装置中，在投影透镜与旋转反射器之间设有遮光罩，以使得阳光不聚光于旋转反射器的叶片表面。

6、但是，由于所述遮光罩是固定式遮光罩，因此为使从光源射出的光向投影透镜反射而形成期望的配光图案，需要露出叶片的反射面上的区域，遮光罩的一部分开口。因此，如果从光源射出的光不是被叶片、而例如被相当于旋转轴的部分反射，则该反射光有可能成为眩光。

7、本发明鉴于以上状况而完成，(1)其例示性的目的之一在于在包括旋转反射器的光学单元中，提供一种实现清晰的配光图案的技术。

8、(2)另外，例示性的目的之一在于提供一种接近期望形状的配光图案的新技术。

9、(3)另外，例示性的目的之一在于提供一种确定旋转反射器的反射面的形状的新技术。

10、(4)另外，例示性的目的之一在于，提供一种在包括旋转反射器的光学单元中，降低从光源射出的光在旋转反射器的规定的反射区域之外被反射而产生的眩光的技术。

11、[用于解决技术课题的技术方案]

12、(1)为了解决上述课题，本发明的一个方案的光学单元包括：光源；一边反射从光源射出的光一边以旋转轴为中心向一个方向旋转的旋转反射器；以及将被旋转反射器反射的光向光照射方向投影的投影透镜。投影透镜具有确定第1焦点面的第1透镜区域、确定与第1焦点面不同的第2焦点面的第2透镜区域。光源被设为旋转反射器处于第1旋转位置的情况下的虚像位置为第1焦点面附近，并且旋转反射器处于第2旋转位置的情况下的虚像位置为第2焦点面附近。

13、根据本方案，无论旋转反射器处于第1旋转位置还是处于第2旋转位置，从光源射出的光都容易聚光，因此通过使被投影到光照射方向的光扫描而形成的图案中的清晰的范围扩大。

14、第1透镜区域也可以包含投影透镜的中心。第2透镜区域也可以位于第1透镜区域的外侧。由此，在图案中，包含通过投影透镜的中心的光所投影的区域及其外侧的区域的范围变得清晰。

15、也可以是，旋转反射器设有反射面，以使得一边旋转一边反射的光源的光形成期望的配光图案，投影透镜被构成为使通过第1透镜区域的光照射配光图案的中央部，使透过第2透镜区域的光照射配光图案的端部。由此，能够实现中央部与端部均清晰的配光图案。

16、也可以是，旋转反射器在旋转轴的周围设有作为反射面发挥功能的叶片，叶片具有以随着朝向以旋转轴为中心的周向而光轴与反射面所成的角变化的方式扭转的形状。

17、投影透镜也可以具有以使被旋转反射器反射的光线在内部不交叉的方式确定的入射面及射出面。由此，投影透镜的透镜面的设计变得容易。

18、(2)本发明的一个方案的光学单元是包括光源，一边反射从光源射出的光一边以旋转轴为中心向一个方向旋转旋转反射器，以及将被旋转反射器反射的光向光照射方向投影的投影透镜的光学单元，旋转反射器在旋转轴的周围设有反射面，该反射面被构成为通过一边旋转一边反射的光源的光被投影透镜投影而形成期望的配光图案，反射面具有以随着朝向以旋转轴为中心的周向而光轴与反射面所成的角变化的方式扭转的叶片形状，旋转轴被以相对于光学单元的前后方向倾斜的方式配置，并且以配光图案中的扫描方向接近水平的方式相对于包含投影透镜的焦点的平面偏离。

19、根据本方案，能够形成扫描方向接近水平的配光图案。

20、旋转轴也可以相对于包含投影透镜的焦点的平面向上下方向偏离。由此，通过布局的变更而能够使配光图案接近期望的形状。

21、旋转轴也可以与通过连续地连接通过旋转进行扫描的照射光束的轨迹而形成的扫描平面大致平行地设置。

22、光源也可以在光学单元的前后方向上配置于旋转反射器所存在的区域的前端与后端之间，并且在与光学单元的前后方向垂直的方向上配置于投影透镜及旋转反射器所存在的区域的两端之间。

23、光源也可以在与光学单元的前后方向垂直的方向上配置于所述旋转反射器所存在的区域之间。

24、(3)本发明的一个方案的反射面确定方法是一边反射从光源射出的光一边以旋转轴为中心向一个方向旋转的旋转反射器的反射面确定方法，包括：设定能够在前方实现期望的配光图案的投影透镜的光学面的工序；设定虚拟光源的区域的工序，该虚拟光源被视为射出作为配光图案而被投影的光；设定旋转反射器的旋转轴相对于通过投影透镜的焦点的直线的角度的工序；设定光源的位置的工序；以使光源的虚像位置成为虚拟光源的区域的方式设定旋转反射器的反射角度的范围的工序；以及在反射角度的范围内设定多个分割截面，通过连接以旋转轴为中心使该多个分割截面分别旋转规定角度的分割截面来设定旋转反射器的反射面的工序。

25、根据本方案，能够确定能够在前方形成规定的配光图案的旋转反射器的反射面的形状。

26、也可以将多个分割截面设定为反射角度为等间隔。由此，设计变得容易。

27、也可以将反射角度的范围设定在相对于与旋转轴垂直的面±5°～±10°的范围内。由此，能够形成照射车辆前方的期望的范围的配光图案。

28、也可以以使一边旋转一边反射的光源的光形成期望的配光图案的方式设定反射面。

29、也可以是，旋转反射器在旋转轴的周围设有作为反射面发挥功能的叶片，叶片具有以随着朝向以旋转轴为中心的周向而光轴与反射面所成的角变化的方式扭转的形状。

30、(4)本发明的一个方案的光学单元包括：旋转反射器，其具有旋转部和设于旋转部的周围，通过一边旋转一边反射从光源射出的光而形成配光图案的反射面；以及遮光罩，其具有对从光源射出的光中的朝向旋转部的光、或从光源射出的光中的被旋转部反射的光进行遮挡的中央遮光部。

31、根据本方案，能够对从光源射出的光中的朝向旋转部的光、或从光源射出的光中的被旋转部反射的光进行遮挡，能够减少眩光的产生。

32、遮光罩也可以具有供从光源射出的光向反射面通过，并且供被反射面反射的光通过的开口部。由此，能够抑制因具有遮光罩而造成的配光图案的缺损或亮度降低。

33、也可以还包括将被旋转反射器反射的反射光向车辆前方投影的投影透镜。遮光罩也可以还具有反射面遮光部，该反射面遮光部对从车辆前方入射到投影透镜的外部光中的朝向旋转反射器的反射面的光的至少一部分进行遮挡。由此，能够对从投影透镜入射并朝向旋转反射器的外部光进行遮光。

34、也可以是，遮光罩是中央遮光部及反射面遮光部相连的板状的构件，中央遮光部配置于旋转部的上方，并且比反射面遮光部向旋转部凹陷。由此，能够减少被旋转反射器的反射面反射的光被中央遮光部遮光。

35、旋转部也可以与反射面是相同材质，或与反射面进行相同的表面处理。由此，在旋转部与反射面中不需要改变材质或改变表面处理，能够降低旋转反射器的制造成本。

36、此外，以上构成要素的任意组合、以及将本发明的表现在方法、装置、系统等之间进行转换的方案作为本发明的方案也是有效的。

37、[发明效果]

38、(1)根据本发明，能够实现清晰的配光图案。或者，(2)根据本发明，能够接近期望的形状的配光图案。或者，(3)根据本发明，能够确定旋转反射器的反射面的形状。或者，(4)根据本发明，通过从光源射出的光在旋转反射器的规定的反射区域之外被反射从而能够减少产生的眩光。