车辆用灯具的制作方法

1.本发明涉及将激光点光在车辆的前方沿二维方向扫描而进行配光图案的描绘显示的车辆用灯具。


背景技术：

2.在专利文献1中公开了进行规定形状的前照灯显示的车辆用灯具。如专利文献1的第[0136][0166][0353]段及图62等所示，将椭圆形状的激光点光通过高速摆动的镜在水平方向扫描而描绘出光的横线，并且一边将通过椭圆形状的激光点光进行的水平方向的扫描在垂直方向一点一点地偏移一边反复描绘，由此使描绘的横线在上下层叠，形成规定形状的前照灯显示。专利文献1的车辆用灯具能够进行配光可变型的前照灯显示，即，能够在扫描对象物上时将椭圆形状的激光点光熄灯而进行从照射范围偏离的形状的前照灯显示，以使得不对逆向车辆的驾驶席、行人等造成眩目。
[0003]
通过在扫描时使用的高输出的激光形成的点光通常生成为椭圆形状。在激光点光中，从中心以椭圆状伸展得长，由此朝向长轴的两端部方向而发生分辨率的降低和波动，因此椭圆点光的外周在长轴的两端部附近最暗且模糊地显示。在专利文献1的车辆用灯具中，如图62所示，照射的激光点光伴随分辨率的降低和波动而以椭圆状伸展得长，由此纵长的椭圆点光的一部分在相对于扫描方向(横向)正交的方向(纵向)大多以重复的状态进行扫描。
[0004]
专利文献1：日本特开2016－207483号公报


技术实现要素：

[0005]
专利文献1所示的椭圆点光在扫描时将扫描方向设为横向的情况下在与扫描方向正交的纵向重复。因此，在将某列的椭圆点光熄灯，试图避免向无需照射对象(逆向车辆的驾驶员、行人等)的照射的情况下，车辆用灯具不仅要将该列的椭圆点光进行熄灯，还必须将对无需照射对象重复地照射光的该列的上下的椭圆点光也进行熄灯。其结果，尽管无需熄灯，但熄灯的区域超出需要地扩大，配光图案等描绘的照射范围变窄。
[0006]
具体地说，专利文献1的图62的配光可变型前照灯显示是通过在上下重复的4列的横线而形成的。车辆用灯具在从上方起第2列和第3列的扫描时，在对驾驶席所处的部分进行扫描时将椭圆型点光熄灯，避免向驾驶席的照射。但是，假设驾驶席高或者低，由此在驾驶席处于第1列或第4列的扫描范围的情况下，车辆用灯具必须在第1列或者第4列也要进行熄灯。在该情况下，所形成的配光图案为了避免向驾驶席的照射，进一步还要消除向车辆的斜上方、斜下方的照射为止，由此变得不充分。
[0007]
本发明鉴于上述问题，提供车辆用灯具，该车辆用灯具进行通过防止描绘扫描中的点光的不必要的熄灯而使照射范围的自由性提高的配光图案的描绘显示。
[0008]
(1)本发明的车辆用灯具具有：激光光源，其生成椭圆点光；光学系统，其将所述椭圆点光变为纵横比1：1的点光；以及扫描机构，其将纵横比1：1的所述点光朝向车辆的外部
扫描，由此描绘显示出配光图案。
[0009]
(作用)光学系统生成将与点光的第1方向长度及正交于第1方向的第2方向的长度相关的纵横比设为1：1的点光，由此通过由点光进行的反复的高速扫描而在上下生成多个的直线的与扫描方向正交的方向上的点光的分辨率提高。
[0010]
(2)所述车辆用灯具中的所述光学系统优选是变形透镜。
[0011]
(3)所述车辆用灯具中的所述光学系统优选是一对柱面透镜，一个柱面透镜相对于另一个柱面透镜，以绕中心轴线进行了90
°
旋转的状态串联地配置于所述中心轴线上。
[0012]
(4)所述车辆用灯具中的所述光学系统优选是特殊透镜，在所述特殊透镜的光入射面形成有微透镜阵列，所述特殊透镜的出射面是非球面形状。
[0013]
(5)所述车辆用灯具优选是配光可变型前照灯。
[0014]
(作用)配光可变型前照灯即车辆用灯具通过进行由纵横比1：1的激光点光的扫描实施的扫描，从而在车辆的外部进行以所需最低限度将无需照射对象(逆向车辆的驾驶席、行人等)避开后的配光图案的描绘显示。
[0015]
发明的效果
[0016]
根据车辆用灯具，通过点激光的分辨率的提高，从而点激光的分辨率的波动减小，进行扫描的点光在与扫描方向正交的方向不重复。其结果，在对无需照射对象进行扫描时必须熄灯的扫描范围变窄，车辆用灯具能够进行使照射范围的自由性提高后的配光图案的描绘显示((1)至(4)的效果)。
[0017]
根据车辆用灯具，由于是配光可变型前照灯，因此能够显示出对以所需最低限度将无需照射对象(逆向车辆的驾驶席、行人等)避开后的最大限度的范围进行了照射的可变型配光图案((5)的效果)。
附图说明
[0018]
图1a是与车辆用灯具的第1实施方式相关的水平剖视图。
[0019]
图1b是第1实施方式的变形透镜的放大水平剖视图。
[0020]
图1c是变形透镜的放大垂直剖视图。
[0021]
图2是从反射镜的斜前方观察与第1实施方式相关的扫描机构和变形透镜的斜视图。
[0022]
图3是与第1实施方式相关的车辆用灯具中的光路的说明图。
[0023]
图4a是与现有的车辆用灯具中的椭圆型激光点光相关的扫描说明图。
[0024]
图4b是与本发明的车辆用灯具中的椭圆型激光点光相关的扫描说明图。
[0025]
图5是从反射镜的斜前方观察与车辆用灯具的第2实施方式相关的扫描机构和多个柱面透镜的斜视图。
[0026]
图6是表示与车辆用灯具的第3实施方式相关的聚光透镜的局部放大水平剖视图。
具体实施方式
[0027]
下面，基于图1a至图6对本发明的优选的实施方式进行说明。在各图中，将从配光可变型前照灯即车辆用灯具的搭载车辆(未图示)的驾驶员观察时的道路的方向设为(上方：下方：左方：右方：前方：后方＝up：lo：le：ri：fr：re)而进行说明。
[0028]
通过图1a至图1c对第1实施方式所涉及的车辆用灯具1进行说明。如图1a所示，第1实施方式所涉及的车辆用灯具1具有灯体2、前表面罩3和前照灯单元4。灯体2在车辆的前方侧具有开口部，前表面罩3由具有透光性的树脂、玻璃等形成，通过安装于灯体2的开口部而在内侧形成灯室s。图1a所示的前照灯单元4通过金属制的支撑部件5而配置于灯室s的内侧。
[0029]
前照灯单元4分别具有图1a所示的投影透镜6、荧光体7、激光光源8、扫描机构9及作为光学系统的变形透镜10。投影透镜6、荧光体7、激光光源8、扫描机构9及变形透镜10都安装于支撑部件5。
[0030]
图1a的支撑部件5具有：底板部5a；侧板部(5b、5c)，其分别与底板部5a的左右端部一体化；透镜支撑部5d，其与侧板部(5b、5c)的前端一体化；以及基础板部5e，其与侧板部(5b、5c)的基端一体化。透镜支撑部5d具有：圆筒部5d1，其在内侧保持投影透镜6；以及凸缘部5d2，其与圆筒部5d1及侧板部(5b、5c)两者一体化。基础板部5e具有螺钉固定部5f和与螺钉固定部5f相比前后的进深厚的散热部5g。
[0031]
图1a的投影透镜6是透明或半透明的平凸透镜，在将凸形状的光的出射面6a朝向前方的状态下固定于透镜支撑部5d的圆筒部5d1的前端部的内侧。荧光体7呈板状，在投影透镜6的后方固定于透镜支撑部5d的圆筒部5d1的基端部的内侧。
[0032]
图1a的激光光源8具有蓝色或紫色的激光二极管，固定于在支撑部件5的左侧的侧板部5b设置的光源支撑部5h而使点灯中的热进行散热。荧光体7在激光光源8为蓝色的情况下形成为黄色荧光体，在激光光源8为紫色的情况下形成为黄色且蓝色荧光体，发出白色光。白色光可以是通过红、蓝、绿的rgb三色的激光的混合而发出的。激光二极管光源即激光光源8生成纵长的椭圆点光。在本实施方式中，如图1b所示，激光光源8配置为发出在上下成为纵长的椭圆光。图2所示的扫描机构9是具有在2轴方向能够倾斜运动的反射镜11的扫描设备，固定于散热部5g的前表面。
[0033]
图1a至图1c所示的变形透镜10是具有水平剖面的曲率和垂直剖面的光出射面的曲率不同的平凸透镜的光学系统。具体地说，如图1b和图1c所示，变形透镜10形成为具有垂直剖面的曲率大于水平剖面的曲率的形状。变形透镜10在配置于激光光源8和反射镜11的反射面11a之间的状态下，固定于底板部5a或者基础板部5e的任意者。前照灯单元4通过将可自由转动地保持于灯体2的3个校准螺钉12(其中的1个未图示)与支撑部件5的螺钉固定部5f螺合，从而相对于灯体2可自由倾斜运动地被支撑。
[0034]
如图1b、图1c及图2所示，由激光光源8发出的出射光b1，作为在上下纵长的椭圆型激光点光而从入射面10a射入至变形透镜10，作为纵向和横向的纵横比成为1：1的圆形的激光点光而从出射面10b射出。在长轴的两端部附近发生分辨率的降低的纵长椭圆形状的激光点光ls1透过变形透镜10而成为纵横比1：1的激光点光ls2，由此在变形透镜10的透过前已降低的纵向的分辨率提高。
[0035]
图1b及图1c所示的激光点光ls2通过变形透镜10以成为纵横比1：1的方式聚光于反射镜11的反射面11a且被反射。图1a及图2所示的扫描机构9具有反射镜11、基座13、转动体14、一对第1扭杆15、一对第2扭杆16、一对永磁铁17、一对永磁铁18及端子部19。
[0036]
图2所示的板状的转动体14以通过一对第1扭杆15在左右能够倾斜运动的状态支撑于基座13。反射镜11以通过一对第2扭杆16在上下能够转动的状态支撑于转动体14。一对
永磁铁17及一对永磁铁18在基座13在一对第1及第2扭杆(15、16)伸展的方向分别设置，在反射镜11及转动体14，分别设置通过未图示的控制机构而独立地控制并且经由端子部19被通电的第1及第2线圈(未图示)。
[0037]
图2所示的转动体14基于向第1线圈(未图示)的通电的接通或者断开而以第1扭杆15的轴线为中心在左右往复倾斜运动。反射镜11基于向第2线圈(未图示)的通电的接通或者断开而以第2扭杆16的轴线为中心在上下往复倾斜运动。如图3所示，由反射面11a反射的纵横比1：1的激光点光ls2，基于转动体14的左右方向的倾斜运动和反射面11a的上下方向的倾斜运动，将图1a所示的荧光体7、投影透镜6、灯室s内的伸出部反射镜20的前端开口部20a及前表面罩3依次透过或者经过并在上下左右进行扫描。
[0038]
扫描机构9将反射镜11在上下方向以微小距离一点一点地偏移并使白色且纵横比1：1的激光点光ls2在左右方向高速地往复摆动。基于激光光源8的点灯/熄灯控制而扫描机构9将在规定的位置以规定长度描绘出的点、线在上下进行层叠，由此将基于扫描方式的规定形状的白色配光图案(前照灯显示)在车辆的外部的前方进行显示。换言之，通过将纵横比1：1的激光点光ls2朝向车辆的外部进行扫描，从而描绘显示出配光图案。此外，在扫描机构9，除了mems镜以外，也能够采用电控反射镜、旋转镜等多样的扫描机构。
[0039]
接下来，将通过使椭圆型激光点光进行扫描的现有的车辆用灯具产生的可变型配光图案(参照图4a)和通过使纵横比1：1的激光点光ls2进行扫描的本实施方式的车辆用灯具1产生的可变型配光图案(参照图4b)进行比较，由此对本实施方式的车辆用灯具1相对于现有例的优点进行说明。
[0040]
图4a的标号pt1示出在上下成为纵长的现有的车辆用灯具的椭圆型激光点光，图4b的标号ls2示出本实施方式中的车辆用灯具1的纵横比1：1的激光点光。图4a及图4b的标号ld示出车辆(未图示)前方的道路，标号hm示出前方道路上的行人。标号sc1表示激光点光所涉及的车辆的前方的矩形的扫描区域，在扫描区域sc1的左侧罗列的1、2、3、4
···
n这样的数字示出通过激光点光进行的扫描的段数。
[0041]
在图4b所示的矩形的扫描区域(标号sc1)内，本实施方式的扫描机构9基于反射镜11的倾斜运动而通过纵横比1：1的激光点光ls2从左端至右端为止高速地进行第1段的扫描。然后扫描机构9在使激光点光ls2熄灯的状态下使反射镜11向左斜下方倾斜运动，从第2段的左端再次向右端高速地扫描，并且直至3、4
···
n段为止反复进行。此时，扫描机构9如图4b所示以上下的段的激光点光ls2相邻且不重复的方式将激光点光ls2进行扫描。
[0042]
图4a所示的现有的车辆用灯具的扫描机构(未图示)与本实施方式的扫描机构9同样地，共通点在于，使通过椭圆型激光点光进行的从左端向右端的扫描、在使点光熄灯的状态下进行的向左斜下方的反射镜的倾斜运动、一段之下的段中的从左端向右端的扫描分别高速地直至n段为止反复进行。但是通过现有的车辆用灯具进行的扫描与图4b所示的本实施方式中的扫描的不同点在于，以在上下相邻的椭圆型激光点光pt1的上端和下端彼此重复的方式进行扫描。
[0043]
在通过图4a所示的现有的车辆用灯具进行的扫描中，由于具有激光点光聚光为椭圆型的性质，因此在点光的上下端部发生分辨率的降低和波动，并且在上下以椭圆状伸展得长。因此，在通过现有的车辆用灯具进行的扫描中，即使试图以使上下端部相邻的方式进行扫描，由于在椭圆型激光点光发生的分辨率的降低的波动，有时上下端部出乎意料地彼
此重复。
[0044]
根据通过图4b所示的本实施方式的车辆用灯具1进行的扫描，具有将椭圆型激光点光ls1设为纵横比1：1的激光点光ls2的光学系统即变形透镜10，由此在纵横比1：1的激光点光ls2，在上下端部不发生由分辨率的降低引起的不清晰。因此，无需如现有那样使上下端部重复而进行扫描，并且也不会由于分辨率的降低的波动而使激光点光ls2的上下端部在预想之外彼此重复。
[0045]
其结果，本实施方式及后面记述的第2及第3实施方式中的将纵横比1：1的激光点光进行扫描的车辆用灯具，在配光可变型前照灯中具有以下的优点。例如，如图4b所示，行人hm处于第2段的标号ar22的范围。为了在将激光点光进行扫描时不对行人hm造成眩目，本实施方式的车辆用灯具只要仅在纵横比1：1的激光点光ls2在第2段的扫描中扫描标号ar22的范围时熄灯即可。
[0046]
在配光可变型前照灯使用现有的车辆用灯具的情况下，如图4a所示，行人hm处在第2段的标号ar12的范围。椭圆型激光点光pt1的上下端部彼此重复，由此在标号ar11和ar12的2个区域，光照射到行人hm的面部。因此，在不通过扫描对行人hm造成眩目的情况下，现有的车辆用灯具在第1段和第2段的扫描中扫描标号ar11及ar22两者的范围时必须熄灯，因此在配光可变时的熄灯范围超出需要地扩大这一点存在问题。本实施方式通过纵横比1：1的激光点光ls2进行不使点光彼此重复的扫描，能够将熄灯范围设为所需最低限度。
[0047]
接下来，通过图5对本发明的第2实施方式中的车辆用灯具进行说明。第2实施方式中的车辆用灯具，将椭圆型激光点光ls1设为纵横比1：1的激光点光ls2的光学系统与第1实施方式中的变形透镜10不同。第2实施方式中的车辆用灯具具有与第1实施方式共通的结构，因此省略除了激光光源8、扫描机构9及光学系统以外的图示和说明。
[0048]
第2实施方式中的车辆用灯具，作为将椭圆型激光点光ls1变为纵横比1：1的激光点光ls2的光学系统，取代变形透镜10而具有一对相同形状的柱面透镜21、22(参照图5)。柱面透镜21和22都具有将透明或者半透明的长方体的光出射面设为圆弧面而形成的形状。柱面透镜22相对于柱面透镜21以绕彼此共通的中心轴线l1进行了90
°
旋转的状态，串联地排列在中心轴线l1上。
[0049]
图5所示的柱面透镜21和22以将光入射面21a、22a朝向激光光源8侧、且将光出射面21b、22b朝向扫描机构9的反射面11a的状态而配置于激光光源8和扫描机构9之间。由激光光源8发出的出射光b1作为在上下纵长的椭圆型激光点光ls1而依次将柱面透镜21及柱面透镜22透过，由此作为纵向和横向的纵横比成为1：1的圆形的激光点光ls2而射入至扫描机构9的反射面11a，并且朝向车辆的前方反射。纵横比1：1的激光点光ls2在使已降低的纵向的分辨率提高后的状态下朝向车辆前方扫描，显示出规定形状的可变型配光图案。
[0050]
接下来，通过图6对本发明的第3实施方式中的车辆用灯具进行说明。第3实施方式中的车辆用灯具，将椭圆型激光点光ls1设为纵横比1：1的激光点光ls2的光学系统与第1实施方式中的变形透镜10不同。第3实施方式中的车辆用灯具具有与第1实施方式共通的结构，因此省略除了激光光源8及光学系统以外的图示和说明。
[0051]
第3实施方式中的车辆用灯具作为将椭圆型激光点光ls1设为纵横比1：1的激光点光ls2的光学系统而具有特殊透镜23，该特殊透镜23具有在光的入射面形成的微透镜阵列23a和非球面形状的光的出射面23b。
[0052]
由激光光源8发出的出射光b1作为在上下纵长的椭圆型激光点光ls1而从微透镜阵列23a将特殊透镜23透过，从非球面形状的光的出射面23b射出，由此作为纵向和横向的纵横比成为1：1的圆形的激光点光ls2而射入至扫描机构的反射面，并且朝向车辆的前方反射。纵横比1：1的激光点光ls2在使已降低的纵向的分辨率提高后的状态下朝向车辆前方扫描，显示出规定形状的可变型配光图案。
[0053]
本技术基于2019年2月27日申请的日本技术第2019－034446号而要求优先权，引起在上述日本技术中记载的全部记载内容。