CN104279485B - 车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆用灯具，包括：光源(10)；通过排列多个光学元件而构成的配光图案形成部(30)；和光学部件(20)，所述光学部件向所述配光图案形成部(30)照射光源光。所述光学部件(20)向所述配光图案形成部(30)照射所述光源光，以使得形成包括第一照度区域(R1)和具有更低照度的第二照度区域(R2)的特定照度分布。所述配光图案形成部(30)利用与所述第一照度区域(R1)重叠的所述光学元件照射用于形成特定的第一配光图案的光，并利用与所述第二照度区域(R2)重叠的所述光学元件照射用于形成具有更低照度的第二配光图案的光，或者使与所述第二照度区域重叠的所述光学元件处于非照射状态。

Description

车辆用灯具
技术领域
本发明涉及一种车辆用灯具。
背景技术
日本专利申请公报No.2008-143510(JP 2008-143510A)记载了一种自适应配光***，该自适应配光***包括光源、通过反射来自光源的光来控制配光的微机电***(MEMS)镜，和集光透镜。该自适应配光***通过执行MEMS镜的多个微镜中的每个微镜的开-关控制来形成期望的配光图案。
在包括MEMS镜的通常的车辆用灯具中，向微镜阵列照射具有大致均匀的亮度的光，光由处于开状态的微镜朝灯具的前方反射，并且光由处于关状态的微镜朝光吸收材料反射，藉此在灯具的前方形成期望的配光图案。根据该技术，能增强形成配光图案的灵活性，但该车辆用灯具中在光利用率方面存在改善的余地。
发明内容
本发明提供了能够改善车辆用灯具中的光利用率的车辆用灯具。
本发明的第一方面涉及一种车辆用灯具，所述车辆用灯具包括：光源；通过排列多个光学元件而构成的配光图案形成部，其中每个光学元件都能够在照射状态与非照射状态和减光状态中的至少一者之间切换，在所述照射状态下由所述光源发出的光源光朝所述灯具的前方照射，在所述非照射状态下所述光源光不朝所述灯具的前方照射，在所述减光状态下所述光源光朝所述灯具的前方照射的量比在所述照射状态下小；和光学部件，所述光学部件向所述配光图案形成部照射所述光源光。所述光学部件向所述配光图案形成部照射所述光源光，以使得在所述配光图案形成部上形成包括第一照度区域和具有比所述第一照度区域的照度低的照度的第二照度区域的特定照度分布。所述配光图案形成部利用与所述第一照度区域重叠的所述光学元件朝所述灯具的前方照射用于形成特定的第一配光图案的光。此外，所述配光图案形成部利用与所述第二照度区域重叠的所述光学元件朝所述灯具的前方照射用于形成具有比所述第一配光图案的照度低的照度的第二配光图案的光，或者使与所述第二照度区域重叠的所述光学元件处于所述非照射状态。根据该方面，能提高车辆用灯具中的光利用率。
所述配光图案形成部可使与所述第一照度区域重叠的所述光学元件的至少一部分处于所述照射状态并使与所述第一照度区域重叠的其余光学元件处于所述非照射状态，以形成所述特定的第一配光图案。所述车辆用灯具还可包括光学部件移位部，所述光学部件移位部通过使所述光学部件移位来使所述第一照度区域和所述第二照度区域中的至少一者在所述配光图案形成部上的位置移位。因此，能提高驾驶者的可视性。此外，所述光源可包括第一光源和第二光源，所述第一光源发出在所述配光图案形成部上形成所述第一照度区域的光，所述第二光源发出在所述配光图案形成部上形成所述第二照度区域的光；并且所述配光图案形成部可利用与所述第一照度区域重叠的所述光学元件来形成所述第一配光图案，并利用与所述第二照度区域重叠的所述光学元件来形成所述第二配光图案。因此，能更容易地在配光图案形成部上形成照度分布。
所述光学部件可包括第一光学部件和第二光学部件，所述第一光学部件向所述配光图案形成部照射所述第一光源的光，所述第二光学部件向所述配光图案形成部照射所述第二光源的光。这种情况下，所述车辆用灯具还可包括第一光学部件移位部和第二光学部件移位部中的至少一者，所述第一光学部件移位部通过使所述第一光学部件移位来使所述第一照度区域在所述配光图案形成部上的位置移位，所述第二光学部件移位部通过使所述第二光学部件移位来使所述第二照度区域在所述配光图案形成部上的位置移位。此外，可通过所述第一光学部件移位部和所述第二光学部件移位部来使所述第一照度区域的位置和所述第二照度区域的位置彼此独立地移位。因此，能增加所能形成的配光图案的类型的数量。此外，所述光源可包括红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源，并且各所述激光光源的发射强度可彼此独立地调节。因此，能提高配光图案的醒目性且因此配光图案的可视性提高。
本发明的第二方面涉及一种车辆用灯具，所述车辆用灯具包括：光源；通过排列多个光学元件而构成的配光图案形成部，其中每个光学元件都能够在照射状态与非照射状态和减光状态中的至少一者之间切换，在所述照射状态下由所述光源发出的光源光朝所述灯具的前方照射，在所述非照射状态下所述光源光不朝所述灯具的前方照射，在所述减光状态下所述光源光朝所述灯具的前方照射的量比在所述照射状态下小；光学部件，所述光学部件向所述配光图案形成部照射所述光源光；和光学部件移位部，所述光学部件移位部使所述光学部件的光轴移位。所述光学部件可具有反射面，并且所述光学部件移位部可使所述反射面移位。同样，根据该方面，能提高车辆用灯具中的光利用率。
根据本发明，提供了能够提高车辆用灯具中的光利用率的车辆用灯具。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是示出根据第一实施例的车辆用灯具的示意性结构的竖直剖视图；
图2是示意性地示出根据第一实施例的车辆用灯具的内部结构的透视图；
图3是示出光源的示意性结构的剖视图；
图4A和4B是示出由根据第一实施例的车辆用灯具形成的配光图案的示例的示意图；
图5A和5B是示出由根据第一实施例的车辆用灯具形成的配光图案的示例的示意图；
图6A至8B是示出由根据第一实施例的车辆用灯具形成的配光图案的示例的示意图；
图9是示意性地示出根据第二实施例的车辆用灯具的内部结构的竖直剖视图；
图10是示意性地示出根据第二实施例的车辆用灯具的内部结构的透视图；
图11A和11B是示出由根据第二实施例的车辆用灯具形成的配光图案的示例的示意图；
图12A和12B是示出由根据第二实施例的车辆用灯具形成的配光图案的示例的示意图；以及
图13A是示意性地示出根据第三实施例的车辆用灯具的内部结构的竖直剖视图，而图13B是示意性地示出根据第三实施例的车辆用灯具的内部结构的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图基于实施例来说明本发明。附图所示的相同或相当的构件、部件和处理由相同的附图标记表示并且将适当地省略其重复说明。此外，实施例并不限制本发明的范围，并且是说明性的。实施例中说明的所有特征和组合对本发明而言不一定是必不可少的。
(第一实施例)
图1是示出根据第一实施例的车辆用灯具的示意性结构的竖直剖视图。图2是示意性地示出根据第一实施例的车辆用灯具的内部结构的透视图。根据本实施例的车辆用灯具1是具有左右配置在车辆前方的一对前照灯单元的车辆用前照灯装置。除前照灯单元的结构互为镜像外，前照灯单元具有大致相同的结构，且因此图1示出前照灯单元中的一个前照灯单元作为车辆用灯具1。
车辆用灯具1包括在车辆前方侧具有开口部的灯体2和安装成覆盖灯体2的开口部的透明罩盖4。透明罩盖4由透光树脂或玻璃形成。光源10、光学部件20、配光图案形成部30、光学部件移位部40和投影透镜50收纳在由灯体2和透明罩盖4形成的灯室3中。各构件利用未示出的支承机构安装在灯体2上。
本实施例的光源10由诸如激光二极管、固态激光器或气体激光器的激光器装置构成。激光具有高辉度和高指向性，且因此能有利于通过由激光器装置构成光源10而在配光图案形成部30上形成后述的照度分布。图3是示出光源的示意性结构的剖视图。如图3所示，光源10具有蓝色激光光源102、绿色激光光源104、红色激光光源106、散热器110、第一透镜112、第二透镜114、第三透镜116、光学积分器120和集光部200。在图3中，均由激光二极管构成的蓝色激光光源102、绿色激光光源104和红色激光光源106作为示例被示出。
蓝色激光光源102发出蓝色激光B，绿色激光光源104发出绿色激光G，而红色激光光源106发出红色激光R。蓝色激光光源102、绿色激光光源104和红色激光光源106装设在同一基板上。散热器110与该基板的背面连接。第一透镜112、第二透镜114和第三透镜116中的每一者都由例如准直透镜构成。第一透镜112将蓝色激光B变换为平行光，第二透镜114将绿色激光G变换为平行光，而第三透镜116将红色激光R变换为平行光。
集光部200将蓝色激光B、绿色激光G和红色激光R束集在一起并将它们引向光学积分器120。集光部200具有第一分色镜202、第二分色镜204和第三分色镜206。第一分色镜202朝光学积分器120反射蓝色激光B。第二分色镜204朝光学积分器120反射绿色激光G，并允许蓝色激光B透过第二分色镜204。第三分色镜206朝光学积分器120反射红色激光R，并允许蓝色激光B和绿色激光G透过第三分色镜206。蓝色激光B、绿色激光G和红色激光R由集光部200束集在一起，并且成束的RGB激光朝光学积分器120行进。光学积分器120嵌合在设置于光源10的壳体中的开口101中。蓝色激光B、绿色激光G和红色激光R由光学积分器120混合和均质化，并由此产生白色激光W。白色激光W从光学积分器120朝光学部件20行进。
蓝色激光光源102、绿色激光光源104和红色激光光源106的发射强度可彼此独立地调节。因此，车辆用灯具1能够朝灯具的前方照射期望颜色的激光。通过根据要形成的配光图案的类型来改变形成配光图案的光源光的颜色，驾驶者视觉地识别配光图案变得容易。亦即，能增强配光图案的醒目性并提醒驾驶者。
光学部件20是用于向配光图案形成部30照射从光源10发出的光源光的部件。本实施例的车辆用灯具1包括两个光学部件20A和20B。光学部件20A和20B中的每一者都由例如平面镜构成。光学部件20A和20B之间的位置关系被确定成使得光学部件20A朝光学部件20B反射从光源10发出的光，且光学部件20B向配光图案形成部30照射由光学部件20A反射的光。
光学部件移位部40是用于使光学部件20A和20B移位的部件。设置于光学部件20A的光学部件移位部40使光学部件20A的反射面移位，以使得向配光图案形成部30照射的光沿灯具的上下方向(例如，竖直方向)移位。设置于光学部件20B的光学部件移位部40使光学部件20B的反射面移位，以使得向配光图案形成部30照射的光沿灯具的左右方向(例如，水平方向)移位。光学部件移位部40可例如由支承光学部件20的枢转机构和诸如步进电机等的使由枢转机构支承的光学部件20摆动的致动器构成。注意，可仅设置光学部件20A和光学部件20B中的一者。这种情况下，光学部件移位部40使光学部件移位成使得向配光图案形成部30照射的光沿灯具的上下方向和左右方向移位。
配光图案形成部30通过排列多个光学元件而构成。配光图案形成部30的每个光学元件都能够在由光源发出的光源光朝灯具的前方照射的状态(在下文中适当地称为“照射状态”)与由光源发出的光源光不朝灯具的前方照射的状态(在下文中适当地称为“非照射状态”)和减光状态中的至少一者之间切换，在所述减光状态下光源光朝灯具的前方照射的量比在照射状态下小。本实施例的配光图案形成部30由MEMS镜阵列构成。MEMS镜阵列的结构是众所周知的，且因此将省略其详细说明。配光图案形成部30能通过在向作为光学元件的每个微镜的供电的通断之间切换而在向配光图案形成部30照射的光朝灯具的前方反射的照射状态和光朝光吸收材料反射的非照射状态之间切换。在照射状态下由微镜朝灯具的前方反射的光进入配置在配光图案形成部30的前方的投影透镜50中。注意，可将每单位时间光源光由微镜朝灯具的前方照射的时间最长的状态确定为照射状态，可将该时间第二长的状态确定为减光状态，并且可将该时间最短的状态确定为非照射状态。这种情况下，MEMS镜阵列的每个微镜都能处于照射状态、减光状态和非照射状态。
例如由具有均呈自由曲面形状的前表面和后表面的自由曲面透镜形成的投影透镜50将形成在包括投影透镜50的后方焦点的后方焦平面上的光源图像作为反转图像投影到位于灯具的前方的虚拟竖直屏幕上。投影透镜50配置成使得其后方焦点定位在车辆用灯具1的光轴上和配光图案形成部30的光发射面(微镜阵列的反射面)附近。
从光源10发出的光由光学部件20A和20B反射，并向配光图案形成部30的微镜阵列照射。在此，光源光呈分布形式照射到配光图案形成部30上。因此，如图2所示，在配光图案形成部30上，形成包括第一照度区域R1和具有比第一照度区域R1低的照度的第二照度区域R2的特定照度分布。在本实施例中，第一照度区域R1是光源光向其照射的区域，而第二照度区域R2是光源光基本上不向其照射的区域。例如，第一照度区域R1和第二照度区域R2以下面的方式形成。亦即，光源光的集光度(扩散度)由光源10的第一透镜112、第二透镜114、第三透镜116、光学积分器120和集光部200以及光学部件20A和/或光学部件20B调节成使得防止光源光扩散和向配光图案形成部30的微镜阵列的整个表面照射。因此，光源光向配光图案形成部30局部地照射，并形成第一照度区域R1和第二照度区域R2。
随后，配光图案形成部30利用与第一照度区域R1重叠的微镜来朝灯具的前方照射用于形成特定的配光图案的光。与第二照度区域R2重叠的微镜处于非照射状态。在此，配光图案形成部30能够使与第一照度区域R1重叠的微镜的一部分处于照射状态以朝灯具的前方照射用于形成配光图案的光，并使与第一照度区域R1重叠的其余微镜处于非照射状态，以由此形成特定的配光图案形状。稍后将详细说明由车辆用灯具1形成的配光图案。
光源10的各激光光源的发射强度的调节、光学部件移位部40的驱动和配光图案形成部30的各微镜的开-关控制由控制部300执行。控制部300作为硬件构型由诸如计算机的CPU和存储器的元件和电路实现，而作为软件构型由计算机程序等实现。注意，尽管在图1中控制部300设置在灯室3的外部，但控制部300也可设置在灯室3内。控制部300从与图像拾取装置312连接的图像处理装置310、转向传感器320、导航***330和未示出的灯开关等接收信号。控制部300根据所接收的信号而将各种控制信号传输到光源10、配光图案形成部30和光学部件移位部40。
接下来，将说明用于通过车辆用灯具1形成配光图案的方法和所形成的配光图案的形状。图4A、4B、5A和5B是示出由根据第一实施例的车辆用灯具形成的配光图案的示例的示意图。图4A至5B中的各图示出形成在配置于灯具前方的特定位置(如灯具前方25m的位置)的虚拟竖直屏幕上的配光图案。
如图2所示，大致椭圆形的第一照度区域R1形成在配光图案形成部30上。在第一照度区域R1上重叠的微镜处于照射状态，并且形成第一照度区域R1的光经由投影透镜50朝灯具的前方照射。因此，如图4A所示，形成大致椭圆形的远光配光图案PH。亦即，第一照度区域R1和远光配光图案PH彼此基本上相似。配光图案形成部30可通过使与第一照度区域R1重叠的微镜之中位于周缘部上的微镜处于非照射状态来执行使远光配光图案PH的轮廓清晰的处理。远光配光图案PH的形状是公知的，且因此将省略其详细说明。
此外，车辆用灯具1能够使与第一照度区域R1重叠的微镜的一部分处于照射状态并使其余微镜处于非照射状态，以由此形成呈期望形状的配光图案。例如，如图4B所示，能形成所谓的左远光配光图案PHL，其中在水平线H的上方左侧形成被照射区域并在水平线H的上方右侧形成遮光区域。此外，除左远光配光图案PHL外，还能形成右远光配光图案、近光配光图案和所谓的分割配光图案，其中遮光区域形成在水平线H的上方中央部且被照射区域形成在遮光区域的水平方向上的两侧。
此外，如图5A所示，车辆用灯具1能够在远光配光图案PH中与别的车辆或行人重叠的区域内形成遮光区域S。因此，能降低使别的车辆或行人眩目的可能性，同时又能实现驾驶者的可视性的提高。图5A示出远光配光图案PH，其中遮光区域S形成在与对向车辆重叠的位置。能例如以如下方式形成遮光区域S。
亦即，图像处理装置310取得由诸如相机等的图像拾取装置312获得的图像数据，并对图像数据执行图像处理。因此，图像处理装置310识别出图像数据中包括的车辆或行人并检测其位置。用于识别车辆或行人的技术和用于检测其位置的技术是众所周知的，且因此将省略其详细说明。所检测出的车辆或行人的位置信息被发送到控制部300。控制部300利用车辆或行人的位置信息将配光图案形成部30控制成使得遮光区域S形成在远光配光图案PH中存在车辆或行人的位置。配光图案形成部30使与第一照度区域R1重叠的微镜之中与遮光区域S对应的微镜处于非照射状态。因此，遮光区域S形成在远光配光图案PH中。
此外，如图5B所示，车辆用灯具1能够例如根据车辆所行驶的道路的形状来使所形成的配光图案移位。因此，能提高驾驶者的可视性。例如，在车辆前方的道路的形状为曲线形的情况下，使远光配光图案PH移位成使得远光配光图案PH的照射不是引向车辆的前方，而是引向弯曲道路的曲线的端部(出口)。上述配光图案的移位能例如以下面的方式执行。
亦即，转向传感器320向控制部300发送车辆的转向角信息。控制部300根据从转向传感器320获得的转向角来控制光学部件移位部40的驱动，以使配光图案形成部30上的第一照度区域R1移位。如图5B所示，在远光配光图案PH沿水平方向移位的情况下，控制部300通过控制使光学部件20B移位的光学部件移位部40以使光学部件20B转动来使第一照度区域R1沿水平方向移位。或者，控制部300可利用从导航***330获得的与车辆前方的道路形状有关的信息来使第一照度区域R1移位。
此外，车辆用灯具1能够形成图6A至8B所示的各种信息显示用配光图案P1至P3。图6A至8B是示出由根据第一实施例的车辆用灯具形成的配光图案的示例的示意图。图6A、7A和8A中的各图示出灯具前方的状况，而图6B、7B和8B中的各图示出配光图案形成部30的微镜阵列。如图6B、7B和8B所示，在形成信息显示用配光图案P1至P3的情况下，向配光图案形成部30照射的光的集光度被设定为比在形成远光配光图案PH等的情况下高的值。因此，在配光图案形成部30上形成面积较小的第一照度区域R1。此外，控制部300控制与光学部件20A和20B连接的光学部件移位部40，以使第一照度区域R1移动到配光图案形成部30上与各信息显示用配光图案P1至P3对应的位置。
随后，在与第一照度区域R1重叠的微镜之中，与各信息显示用配光图案P1至P3的形状重叠的微镜处于照射状态，而其余微镜处于非照射状态。因此，各信息显示用配光图案P1至P3形成在灯具的前方。通过形成信息显示用配光图案P1至P3，能支持驾驶者的驾驶。此外，控制部300根据要形成的配光图案的类型来调节蓝色激光光源102、绿色激光光源104和红色激光光源106的发射强度。例如，在形成信息显示用配光图案P1至P3的情况下，从光源10发出除白色激光以外的激光，例如红色、蓝色或黄色激光。因此，能增强信息显示用配光图案P1至P3的醒目性。
例如，如图6A和6B所示，车辆用灯具1能够形成指示车辆在车辆前方的交叉点等要行驶的方向的箭头形的信息显示用配光图案P1。这种情况下，例如，在导航***330中注册的行驶路径信息被发送到控制部300，并且控制部300能够基于该信息来取得车辆要行驶的方向以确定要由配光图案形成部30形成的信息显示用配光图案P1的形状。
此外，例如，如图7A和7B所示，车辆用灯具1能够形成指示离特定地点(如目的地或车辆要右转或左转的下一个交叉点)的距离的数字形状的信息显示用配光图案P2。这种情况下，例如，在导航***330中注册的行驶路径信息被发送到控制部300，并且控制部300能够基于该信息来取得与离特定地点的距离有关的信息以确定要由配光图案形成部30形成的信息显示用配光图案P2的形状。注意，信息显示用配光图案P2可指示诸如外部空气温度、剩余燃料量、道路的限速和离前方车辆的距离等的数值。
此外，例如，如图8A和8B所示，车辆用灯具1能够形成用于告知驾驶者在车辆的前方存在诸如行人等的障碍物的信息显示用配光图案P3。这种情况下，诸如行人等的障碍物的位置信息从例如图像处理装置310发送到控制部300，并且控制部300能够基于该信息在障碍物的位置附近形成信息显示用配光图案P3。
如上所述，根据本实施例的车辆用灯具1包括通过排列分别能够在照射状态和非照射状态之间切换的多个光学元件而构成的配光图案形成部30，和光学部件20，该光学部件20向配光图案形成部30照射光源光，以使得在配光图案形成部30上形成包括高照度的第一照度区域R1和低照度的第二照度区域R2的特定照度分布。配光图案形成部30利用与第一照度区域R1重叠的光学元件朝灯具的前方照射用于形成特定的配光图案的光，并使与第二照度区域R2重叠的光学元件处于非照射状态。
亦即，车辆用灯具1将向不用于形成配光图案的光学元件照射的光量抑制为低于向用于形成配光图案的光学元件照射的光量的水平。因此，与通过向不用于形成配光图案的光学元件照射与向用于形成配光图案的光学元件照射的光量相同的光量并通过使光吸收材料吸收光而防止向灯具的前方照射光来形成期望的配光图案的通常的车辆用灯具相比，能减少不用于形成配光图案的光量。因此，根据本实施例的车辆用灯具1，能提高车辆用灯具中的光利用率。
此外，能增加向用于形成配光图案的光学元件照射的光量，并且因此能进一步提高配光图案的照度。因此，能进一步增强驾驶者的可视性。此外，能减少对光源所要求的辉度，并因此能增强光源选择的灵活性。此外，由于车辆用灯具1包括配光图案形成部30——其包括多个光学元件，故能自由地改变配光图案的形状。因此，能增加能形成的配光图案的类型的数量，同时能实现光利用效率的提高。注意，可通过控制与第一照度区域R1重叠的微镜的一部分的开-关控制的占空比以增加每单位时间非照射状态的时间并减少朝灯具的前方照射的光量(即，通过建立上述减光状态)而在配光图案中形成低照度区域。因此，能增加能形成的配光图案的类型的数量。
此外，车辆用灯具1通过利用光学部件移位部40使光学部件20移位来使配光图案形成部30上的第一照度区域R1移位。因此，能使朝灯具的前方照射的配光图案移位，并因此能进一步提高驾驶者的可视性。在通常的车辆用灯具中，通过转动或调平整个灯具来使配光图案移位。与此相反，在本实施例中，通过使第一照度区域R1在配光图案形成部30上移位来实现配光图案的移位。因此，根据本实施例，能省略灯具的转动机构或调平机构，并因此能实现车辆用灯具的结构的简化及其制造成本的降低。
此外，如图1和2所示，光学部件移位部40使光学部件20(图中为光学部件20B)的光轴O移位。因此，使光轴O和配光图案形成部30互相重叠的位置C在配光图案形成部30上移位。在光学设计中，光学部件20被设计成使得高照度的第一照度区域R1形成在靠近光学部件20的光轴O的区域内，而低照度的第二照度区域R2形成在与光轴O间隔开的区域内。这种情况下第二照度区域R2的照度并非实质上为0，而是第二照度区域R2是具有一定亮度的区域。在通过在配光图案形成部30上的第一照度区域R1和第二照度区域R2的位置被固定的状态下使处于照射状态的光学元件的区域移位来使配光图案移位的情况下，存在处于照射状态的光学元件组从第一照度区域R1移出的情况。这种情况下，高照度的第一照度区域R1的光未被用于形成配光图案，并且因此光利用率下降。此外，利用低照度的第二照度区域R2的光形成配光图案，并且因此配光图案的照度下降。与此相反，在本实施例中，光学部件移位部40根据配光图案的移位来移动使光轴O和配光图案形成部30互相重叠的位置C，并且因此能在配光图案移位的情况下利用第一照度区域R1的更多光形成配光图案。因此，能实现光利用率的提高和对配光图案的照度下降的抑制。
(第二实施例)
根据第二实施例的车辆用灯具的结构除设置了两个光源和与该两个光源对应的光学部件外与根据第一实施例的车辆用灯具1的结构基本上相同。与第一实施例的构件相同的构件用相同的附图标记表示并且将省略其说明和图示。图9是示意性地示出根据第二实施例的车辆用灯具的内部结构的竖直剖视图。图10是示意性地示出根据第二实施例的车辆用灯具的内部结构的透视图。图11A、11B、12A和12B是示出由根据第二实施例的车辆用灯具形成的配光图案的示例的示意图。
根据本实施例的车辆用灯具1包括作为光源10的第一光源10A和第二光源10B。此外，车辆用灯具1包括作为光学部件20的第一光学部件20C和第二光学部件20D。第一光源10A发出在配光图案形成部30上形成第一照度区域R1的光。第二光源10B发出在配光图案形成部30上形成第二照度区域R2的光。第一光学部件20C向配光图案形成部30照射第一光源10A的光。第二光学部件20D向配光图案形成部30照射第二光源10B的光。配光图案形成部30利用与第一照度区域R1重叠的光学元件朝灯具的前方照射用于形成特定的第一配光图案的光，并利用与第二照度区域R2重叠的光学元件朝灯具的前方照射用于形成具有比第一配光图案的照度低的照度的第二配光图案的光。因此，在本实施例中，第二照度区域R2的照度并非实质上为0，并且第二照度区域R2是被照射的光量比第一照度区域R1小的区域。
在本实施例中，如图11A所示，由车辆用灯具1形成的远光配光图案PH由集光图案PH1和扩散图案PH2构成，所述集光图案照射作为水平线H和竖直线V的交叉点的消失点附近(所谓的热区)，所述扩散图案具有比集光图案PH1低的照度并照射比集光图案PH1宽的范围。集光图案PH1对应于由第一照度区域R1的光形成的高照度的第一配光图案，而扩散图案PH2对应于由第二照度区域R2的光形成的低照度的第二配光图案。这种情况下，形成第一照度区域R1的第一光源10A优选由发出高辉度激光的激光光源构成。另一方面，形成第二照度区域R2的第二光源10B优选由指向性低且光量大的发光二极管(LED)构成。在本实施例中，第一光源10A由激光光源构成，而第二光源10B由LED构成。此外，第一光学部件20C例如由平面镜构成，而第二光学部件20D由曲面镜构成。
此外，如图11B所示，与第一实施例相似，在本实施例的车辆用灯具1中也能在远光配光图案PH中与别的车辆或行人重叠的区域内形成遮光区域S。这种情况下，配光图案形成部30使与第一照度区域R1重叠的微镜和与第二照度区域R2重叠的微镜之中与遮光区域S对应的微镜处于非照射状态。因此，形成遮光区域S。
车辆用灯具1包括第一光学部件移位部40A和第二光学部件移位部40B。第一光学部件移位部40A通过使第一光学部件20C移位来使第一照度区域R1在配光图案形成部30上的位置移位。第二光学部件移位部40B通过使第二光学部件20D移位来使第二照度区域R2在配光图案形成部30上的位置移位。第一光学部件移位部40A和第二光学部件移位部40B使第一光学部件20C和第二光学部件20D移位，以使得向配光图案形成部30照射的光沿灯具的左右方向移位。第一照度区域R1的位置和第二照度区域R2的位置能由第一光学部件移位部40A和第二光学部件移位部40B彼此独立地移位。因此，能增加配光图案的类型的数量，并进一步提高驾驶者的可视性。注意，第一光学部件移位部40A和第二光学部件移位部40B可能够使第一照度区域R1和第二照度区域R2沿灯具的上下方向移位。
利用第一光学部件移位部40A和第二光学部件移位部40B，车辆用灯具1能够根据例如车辆所行驶的道路的形状来使配光图案移位。在此，车辆用灯具1能够在如图12A所示维持集光图案PH1和扩散图案PH2之间的位置关系的同时使整个远光配光图案PH移位，并且也能够如图12B所示仅使集光图案PH1移位。车辆用灯具1也可能够仅使扩散图案PH2移位。
如上所述，本实施例的车辆用灯具1利用配光图案形成部30上的高照度的第一照度区域R1形成高照度的集光图案PH1，利用配光图案形成部30上的低照度的第二照度区域R2形成低照度的扩散图案PH2，并由此完成远光配光图案PH。结果，与在配光图案形成部30上形成大致均匀的照度区域——换言之，在配光图案形成部30上仅形成第一照度区域R1，利用与第一照度区域R1重叠的光学元件的一部分形成集光图案PH1，并通过控制其余光学元件的开-关控制的占空比以增加每单位时间的非照射状态的时间并减少朝灯具的前方照射的光量来形成扩散图案PH2——的情况相比，能提高光利用率。注意，通过控制与第二照度区域R2重叠的全部或一部分光学元件的开-关控制的占空比以使每单位时间的照射状态的时间比与第一照度区域R1重叠的微镜短(即，通过建立上述减光状态)，能形成具有较低照度的扩散图案PH2或部分地具有低照度区域的扩散图案PH2。即使在这种情况下，也能提高光利用率。
此外，车辆用灯具1包括用于第一照度区域R1的第一光源10A和用于第二照度区域R2的第二光源10B。相应地，能更容易地在配光图案形成部30上形成具有不同照度的两个照度区域。注意，在本实施例的车辆用灯具1中，还可设置用于形成图6至8B所示的信息显示用配光图案P1至P3的光源。或者，可利用第一光源10A形成信息显示用配光图案P1至P3。在配光图案形成部30上形成高照度区域(第一照度区域R1)以形成信息显示用配光图案P1至P3的这些光源中的每一个光源优选包括如图3所示的蓝色激光光源102、绿色激光光源104和红色激光光源106，并且各激光光源的发射强度可优选彼此独立地调节。
在利用第一光源10A形成信息显示用配光图案P1至P3的情况下，能利用第二光源10B和第二光学部件20D形成用于集光图案PH1的第一照度区域R1和用于扩散图案PH2的第二照度区域R2。此外，同样在第一实施例的车辆用灯具1中，通过调节光学部件20A和20B的反射面的形状，能在配光图案形成部30上形成第一照度区域R1和照度并非实质上为0的第二照度区域R2。
(第三实施例)
根据第三实施例的车辆用灯具的结构除配光图案形成部为液晶光闸(liquidcrystal shutter)外与根据第一或第二实施例的车辆用灯具1的结构基本上相同。与第一或第二实施例的构件相同的构件用相同的附图标记表示并且将省略其说明和图示。图13A是示意性地示出根据第三实施例的车辆用灯具的内部结构的竖直剖视图。图13B是示意性地示出根据第三实施例的车辆用灯具的内部结构的透视图。
本实施例的车辆用灯具1包括作为光源10的第一光源10A和第二光源10B。此外，车辆用灯具1包括作为光学部件20的第一光学部件20C和第二光学部件20D。第一光源10A发出在配光图案形成部30上形成用于形成信息显示用配光图案P1至P3的第一照度区域R1a的光。第二光源10B发出在配光图案形成部30上形成用于形成远光配光图案PH的集光图案PH1的第一照度区域R1b和用于形成其扩散图案PH2的第二照度区域R2的光。第一光学部件20C向配光图案形成部30照射第一光源10A的光。第二光学部件20D向配光图案形成部30照射第二光源10B的光。在本实施例中，第一光源10A由激光光源构成，而第二光源10B由LED构成。此外，第一光学部件20C和第二光学部件20D中的每一者都由曲面镜构成。第一光源10A包括蓝色激光光源102、绿色激光光源104和红色激光光源106，并且各激光光源的发射强度可彼此独立地调节。
此外，车辆用灯具1具有通过使第一光学部件20C移位来使第一照度区域R1a在配光图案形成部30上的位置移位的第一光学部件移位部40A。第一光学部件移位部40A能够使第一光学部件20C移位，以使得向配光图案形成部30照射的光沿灯具的左右方向和上下方向移位。注意，光学部件移位部可设置于第二光学部件20D，且光学部件移位部也可仅设置于第二光学部件20D。
本实施例的配光图案形成部30由液晶光闸构成，并在第一光学部件20C和投影透镜50之间以及第二光学部件20D和投影透镜50之间配置在光源光的路径上。因此，光源光从灯具的后方侧入射在配光图案形成部30上。配光图案形成部30配置成使得液晶的偏光方向与激光的偏光方向一致。因此，能提高光利用效率。配光图案形成部30能够通过改变作为光学元件的各液晶元件中的光透过量而在照射状态、非照射状态和朝灯具的前方照射的光量比在照射状态下小的减光状态之间切换。液晶光闸的结构是众所周知的，且因此将省略其详细说明。配光图案形成部30利用处于照射状态或减光状态的液晶元件允许从第一光学部件20C和第二光学部件20D向液晶元件照射的光朝灯具的前方透过液晶元件。该透过的光进入配置在配光图案形成部30前方的投影透镜50中。
因此，即使在使用液晶光闸作为配光图案形成部30的情况下，也能形成与第一和第二实施例相似的配光图案，并实现类似效果。注意，在本实施例的车辆用灯具1中，光源10、光学部件20和光学部件移位部40的结构并不限于图13A和13B所示的结构，而是也能采用第一或第二实施例的结构。此外，也能在第一和第二实施例中采用第三实施例的结构。
本发明并不限于上述实施例，并且因此实施例能组合或者能基于本领域的技术人员的知识对实施例作出修改，例如各种设计变更。基于这些组合或修改的实施例也被包括在本发明的范围内。通过上述实施例的组合或上述实施例与以下修改例的组合而产生的新实施例具有要组合的实施例和修改例的相应优点。
在各上述实施例中，可设置反射器代替投影透镜50。此外，可设置多个投影透镜50。此外，车辆用灯具1可以不包括均由镜构成的光学部件20A至20D。这种情况下，例如，通过在光源10中设置具有会集激光的光学功能的透镜或者使光学积分器120具有这种光学功能，能使用透镜或光学积分器120作为光学部件20。在使用透镜或光学积分器120作为光学部件20的情况下，光学部件移位部40通过例如使整个光源10移位来使透镜或光学积分器120移位。然而，一般而言，由于在光源10中配置有散热翅片等以致光源10的尺寸比较大，故在采用使均由镜构成的光学部件20A至20D移位的结构时更容易使车辆用灯具1的结构简化。在光源10和光学部件20之间或光学部件20和配光图案形成部30之间还可设置集光光学***。
在第二实施例中，在配光图案形成部30上的第二照度区域R2的外侧存在未被照射光源光的区域，但除第一照度区域R1以外的整个区域可以是第二照度区域R2。在与第二照度区域R2重叠的光学元件之中，可仅使与扩散图案PH2对应的光学元件处于照射状态或减光状态，而其它光学元件可处于非照射状态。即使在这种情况下，与在配光图案形成部30上仅形成第一照度区域R1且利用与第一照度区域R1重叠的光学元件形成扩散图案PH2的情况相比，能提高车辆用灯具1的光利用率。在各上述实施例中，可使用通过组合激光光源和荧光部件而构成的高辉度光源作为光源，所述激光光源发出具有蓝色或紫外区域的波长的激光，所述荧光部件发出具有比发出激光时的激光的波长长的波长的光。

Claims (10)

1.一种车辆用灯具，包括：
光源(10)；
通过排列多个光学元件而构成的配光图案形成部(30)，其中每个光学元件都能够在照射状态与非照射状态和减光状态中的至少一者之间切换，在所述照射状态下由所述光源(10)发出的光源光朝所述灯具的前方照射，在所述非照射状态下所述光源光不朝所述灯具的前方照射，在所述减光状态下所述光源光朝所述灯具的前方照射的量比在所述照射状态下小，其中所述配光图案形成部(30)是具有多个微镜作为所述光学元件的MEMS镜阵列并且通过在向每个光学元件的供电的通断之间切换而在向所述配光图案形成部(30)照射的光朝所述灯具的前方反射的照射状态和光被反射的非照射状态之间切换；和
光学部件(20)，所述光学部件向所述配光图案形成部(30)照射所述光源光，所述车辆用灯具的特征在于：
所述光学部件(20)向所述配光图案形成部(30)照射所述光源光，以使得在所述配光图案形成部(30)上形成包括第一照度区域(R1)和具有比所述第一照度区域(R1)的照度低的照度的第二照度区域(R2)的特定照度分布；并且
所述配光图案形成部(30)利用与所述第一照度区域(R1)重叠的所述光学元件朝所述灯具的前方照射用于形成特定的第一配光图案的光；以及
所述配光图案形成部(30)利用与所述第二照度区域(R2)重叠的所述光学元件朝所述灯具的前方照射用于形成具有比所述第一配光图案的照度低的照度的第二配光图案的光，或者使与所述第二照度区域重叠的所述光学元件处于所述非照射状态。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其中
所述配光图案形成部(30)使与所述第一照度区域(R1)重叠的所述光学元件的至少一部分处于所述照射状态并使与所述第一照度区域(R1)重叠的其余光学元件处于所述非照射状态，以形成所述特定的第一配光图案。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，还包括：
光学部件移位部(40)，所述光学部件移位部通过使所述光学部件(20)移位来使所述第一照度区域(R1)和所述第二照度区域(R2)中的至少一者在所述配光图案形成部(30)上的位置移位。
4.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，其中：
所述光源(10)包括第一光源(10A)和第二光源(10B)，所述第一光源发出在所述配光图案形成部(30)上形成所述第一照度区域(R1)的光，所述第二光源发出在所述配光图案形成部(30)上形成所述第二照度区域(R2)的光；并且
所述配光图案形成部(30)利用与所述第一照度区域(R1)重叠的所述光学元件来形成所述第一配光图案，并利用与所述第二照度区域(R2)重叠的所述光学元件来形成所述第二配光图案。
5.根据权利要求4所述的车辆用灯具，其中
所述光学部件(20)包括第一光学部件(20C)和第二光学部件(20D)，所述第一光学部件向所述配光图案形成部(30)照射所述第一光源(10A)的光，所述第二光学部件向所述配光图案形成部(30)照射所述第二光源(10B)的光。
6.根据权利要求5所述的车辆用灯具，还包括：
第一光学部件移位部(40A)和第二光学部件移位部(40B)中的至少一者，所述第一光学部件移位部通过使所述第一光学部件(20C)移位来使所述第一照度区域(R1)在所述配光图案形成部(30)上的位置移位，所述第二光学部件移位部通过使所述第二光学部件(20D)移位来使所述第二照度区域(R2)在所述配光图案形成部(30)上的位置移位。
7.根据权利要求6所述的车辆用灯具，其中
通过所述第一光学部件移位部(40A)和所述第二光学部件移位部(40B)来使所述第一照度区域(R1)的位置和所述第二照度区域(R2)的位置彼此独立地移位。
8.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，其中
所述光源(10)包括红色激光光源(106)、绿色激光光源(104)和蓝色激光光源(102)，并且各所述激光光源的发射强度能彼此独立地调节。
9.一种车辆用灯具，其特征在于包括：
光源(10)；
通过排列多个光学元件而构成的配光图案形成部(30)，其中每个光学元件都能够在照射状态与非照射状态和减光状态中的至少一者之间切换，在所述照射状态下由所述光源(10)发出的光源光朝所述灯具的前方照射，在所述非照射状态下所述光源光不朝所述灯具的前方照射，在所述减光状态下所述光源光朝所述灯具的前方照射的量比在所述照射状态下小，其中所述配光图案形成部(30)是具有多个微镜作为所述光学元件的MEMS镜阵列并且通过在向每个光学元件的供电的通断之间切换而在向所述配光图案形成部(30)照射的光朝所述灯具的前方反射的照射状态和光被反射的非照射状态之间切换；
光学部件(20)，所述光学部件向所述配光图案形成部(30)照射所述光源光；和
光学部件移位部(40)，所述光学部件移位部使所述光学部件(20)的光轴(O)移位。
10.根据权利要求9所述的车辆用灯具，其中：
所述光学部件具有反射面；并且
所述光学部件移位部使所述反射面移位。
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