JP2017134907A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 適切な範囲をマスクすることができる車両用灯具を提供する。
【解決手段】 車両用灯具１０は、第１灯具ユニット１１、第２灯具ユニット１２を備える。第１灯具ユニット１１の上励起光源２１から照射されたレーザ光は、仮想鉛直スクリーンＳの第１走査範囲ＳＲ１で走査される。仮想鉛直スクリーンＳは、全部で１６０個のブロックに分割されており、各ブロックのサイズは、上励起光源２１から照射されたレーザ光のマスク可能なブロックのサイズである。第２灯具ユニット１２の上励起光源４１から照射されたレーザ光は、仮想鉛直スクリーンＳの第３走査範囲ＳＲ３で走査される。上励起光源４１から照射されたレーザ光のブロックは、上励起光源２１から照射されたレーザ光のブロックの１／４のサイズであり、ブロックの１／４のサイズの小ブロック毎に点灯／消灯が制御される。
【選択図】 図９

Description

本発明は、光を走査する光偏向器を備える車両用灯具に関する。

車両に搭載される車両用灯具として、レーザ等の光源からの光をMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）等の光偏向器によって走査して、蛍光板に二次元像を描画し、この二次元像を配光パターンとして前方に投影するものがある。

例えば、特許文献１に記載の照明装置では、光源から光を照射し、光偏向ミラーを回転して光を走査することで、照射領域を変更している。また、特許文献１の照明装置では、カメラと、カメラによって撮影された動画像を解析して、動画像中の物体を検出する物体検出部とを備え、物体検出部で物体が検出された領域をマスクして光源からの光が照射されないようにしている。

特開２０１４−０１７０９４号公報

しかしながら、特許文献１の照明装置では、予め決められた領域のブロック毎に点灯及びマスク制御しているため、ブロックが大きい場合には、不必要な領域までマスクすることになる。

ブロックを小さくする場合はその分、光源の点灯制御を細かく行う必要がある。この場合、光偏向ミラーの回転速度に対し、光源のＯＮ・ＯＦＦ制御が追従できない懸念が生じる。また、走査速度を遅くするためには周波数を下げる必要があるが、動作のし易さ等に影響を与える懸念が生じる。

本発明は、適切な範囲をマスクすることができる車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明の車両用灯具は、所定配光パターンを形成する車両用灯具であって、光を照射する複数の光源と、前記複数の光源から照射された複数の光を走査する複数の光偏向器と、前記複数の光偏向器により走査された複数の光により前記所定配光パターンを形成する光学系と、前記複数の光源から照射された複数の光を異なる走査範囲で走査するように前記複数の光偏向器の駆動を制御する走査範囲制御手段と、前記走査範囲の異なる複数の光において、マスクにより消灯可能なブロックのサイズが異なるように前記複数の光偏向器の駆動を制御するブロック制御手段と、外部からの情報に基づいて、前記所定配光パターンを設定する設定部と、前記設定部により設定された前記所定配光パターンにマスク範囲が含まれる場合に、前記ブロック毎に前記複数の光をマスクして前記所定の配光パターンを形成するマスク手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、複数の光源から照射された複数の光は異なる走査範囲で走査され、走査範囲の異なる複数の光において、マスクにより消灯可能なブロックのサイズは異なり、所定配光パターンにマスク範囲が含まれる場合に、ブロック毎に複数の光をマスクして所定の配光パターンを形成するので、同じブロックの光により所定配光パターンを形成するものに比べて、より細かなマスク処理を行うことができる。

本発明において、前記ブロック制御手段は、前記走査範囲の異なる複数の光のうち、広い走査範囲で走査される光の前記ブロックのサイズが、狭い走査範囲で走査される光の前記ブロックより大きくなるように制御することが好ましい。

この構成によれば、ブロック制御手段により、複数の光のブロックのサイズを異ならせることができる。

本発明において、前記光学系は、前記複数の光偏向器に対応して複数設けられ、前記複数の光学系は、拡大率が異なることが好ましい。

複数の光偏向器に対応して複数設けられた複数の光学系は、拡大率が異なるので、複数の光のブロックを異ならせる際に有効である。

本発明において、前記複数の光の走査範囲は、少なくとも一部が重複していることが好ましい。

複数の光の走査範囲は、少なくとも一部が重複しているので、重複している範囲は、異なるブロックのうちの小さいブロック毎にマスクすることができる。

本実施形態の車両用灯具を示す斜視図。 第１灯具ユニットを示す断面図。 第２灯具ユニットを示す断面図。 車両用灯具の構成を示すブロック図。 上光偏向器を示す斜視図。 ミアンダ構造を有する圧電アクチュエータの動作を説明する図。 仮想鉛直スクリーンＳにおける第１，第２走査範囲を示す概略図。 仮想鉛直スクリーンＳにおける第３，第４走査範囲を示す概略図。 仮想鉛直スクリーンＳにおける第１〜第４走査範囲を示す概略図。 撮影画像を示す概略図。 第１，第２走査範囲を示す概略図。 第３，第４走査範囲を示す概略図。 第１〜第４走査範囲を示す概略図。

図１に示すように、車両用灯具１０は、第１灯具ユニット１１と、第２灯具ユニット１２とを備える。第１灯具ユニット１１及び第２灯具ユニット１２は、ケース（図示せず）に収納されている。本実施形態では、車両用灯具１０は、例えば車両のヘッドライトとして用いられる。

第１灯具ユニット１１は、投影レンズ１６と、投影レンズ１６を保持するレンズホルダ１７と、レンズホルダ１７の後端部に取り付けられた本体筒１８と、本体筒１８の後側の開口を塞ぐ底蓋１９とを備える。

図２に示すように、第１灯具ユニット１１は、上励起光源２１と、下励起光源２２と、上励起光源２１からの励起光を二次元的（水平方向及び垂直方向）に走査する上光偏向器２３と、下励起光源２２からの励起光を二次元的（水平方向及び垂直方向）に走査する下光偏向器２４とを備える。なお、以下では、上励起光源２１と、下励起光源２２とをまとめて、上下励起光源２１，２２といい、上光偏向器２３と、下光偏向器２４とをまとめて、上下光偏向器２３，２４という。上下励起光源２１，２２及び上下光偏向器２３，２４は、詳しくは後述する制御装置２５（図４参照）により駆動が制御される。

また、第１灯具ユニット１１は、上下光偏向器２３，２４により走査された光により所定配光パターンに対応する二次元像が描画される蛍光体２７（投影体）を備える。蛍光体２７に描画された二次元像は、投影レンズ１６により前方に投影される。

上下励起光源２１，２２、上下光偏向器２３，２４、及び蛍光体２７は、本体筒１８の内部に配置され、固定部材（図示せず）により固定されている。なお、本体筒１８の外周面に放熱用のフィンを設けてもよい。

上励起光源２１は、例えば、励起光として青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザ光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子２１ａと、半導体発光素子２１ａからの光を集光（例えばコリメート）する集光レンズ２１ｂとを備える。

下励起光源２２は、上励起光源２１と同様に、半導体発光素子２２ａと、集光レンズ２２ｂとを備える。なお、各半導体発光素子２１ａ，２２ａは、近紫外域（例えば、発光波長が４０５ｎｍ）のレーザ光を放出するレーザダイオード等の半導体発光素子であってもよい。また、各半導体発光素子２１ａ，２２ａは、ＬＥＤであってもよい。さらに、ＲＧＢで混色させたレーザ光を照射するレーザ照射器でもよい。

上励起光源２１及び下励起光源２２は、詳しくは後述する上光偏向器２３及び下光偏向器２４の光偏向ミラー７０の回転中心に向けてレーザ光を照射する。

蛍光体２７は、上下光偏向器２３，２４により二次元的に走査されたレーザ光を受けて、当該レーザ光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換するものであり、外形が矩形形状の板状（又は層状）で形成されている。蛍光体２７は、投影レンズ１６の焦点近傍に配置されている。なお、図２では、蛍光体２７の厚みを誇張して描いている。

例えば、上下励起光源２１，２２の半導体発光素子２１ａ，２２ａとして、青色域のレーザ光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）を用いる場合、蛍光体２７としては、青色域のレーザ光によって励起されて黄色光を発光するものが用いられる。蛍光体２７には、上光偏向器２３により二次元的に走査された青色域のレーザ光により、所定配光パターンに対応する二次元像が白色の像として描画される。二次元像が白色の像として描画されるのは、青色域のレーザ光が照射された場合、蛍光体２７は、これを透過（通過）する青色域のレーザ光と青色域のレーザ光による発光（黄色光）との混色による白色光（疑似白色光）を放出することによるものである。

一方、半導体発光素子２１ａ，２２ａとして、近紫外域のレーザ光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）を用いる場合、蛍光体２７としては、近紫外域のレーザ光によって励起されて赤、緑、青の３色の光を発光するものが用いられる。蛍光体２７には、上光偏向器２３により二次元的に走査され近紫外域のレーザ光により、所定配光パターンに対応する二次元像が白色の像として描画される。二次元像が白色の像として描画されるのは、近紫外域のレーザ光が照射された場合、蛍光体２７は、近紫外域のレーザ光による発光（赤、緑、青の３色の光）の混色による白色光（疑似白色光）を放出することによるものである。なお、近紫外のレーザ光により、青色の蛍光体と黄色の蛍光体とを励起させて白色光を放出させてもよい。

投影レンズ１６は、４枚のレンズ１６ａ〜１６ｄからなり、各レンズ１６ａ〜１６ｄは、レンズホルダ１７に保持されている。各レンズ１６ａ〜１６ｄは、像面が平面になるように収差（像面湾曲）が補正され、且つ色収差が補正されている。この場合、蛍光体２７は、平板形状のものが用いられ、像面（平面）に沿って配置される。

投影レンズ１６の焦点は、蛍光体２７近傍に位置している。この投影レンズ１６により、一枚の凸レンズを用いる場合と比べ、所定配光パターンに対する収差の影響を除去することができる。また、蛍光体２７が平板形状であるため、蛍光体２７が曲面形状である場合と比べ、その製造が容易となる。さらに、蛍光体２７が平板形状であるため、蛍光体２７が曲面形状である場合と比べ、二次元像の描画が容易となる。

なお、投影レンズ１６は、像面が平面になるように収差（像面湾曲）が補正されていない１枚の非球面レンズからなる投影レンズとして構成されていてもよい。この場合、蛍光体２７は、像面湾曲に対応して湾曲した形状のものが用いられ、像面湾曲に沿って配置される。

投影レンズ１６は、蛍光体２７に描画された二次元像を前方に投影して、車両用灯具１０に正対した仮想鉛直スクリーンＳ（車両用灯具１０の前方約２５ｍの位置に配置されている）上に、所定配光パターンとして、例えばロービーム用配光パターンを形成する。

上下光偏向器２３，２４は、上下励起光源２１，２２の集光レンズ２１ｂ，２２ｂで集光された励起光を水平方向及び垂直方向に走査する。

図３に示すように、第２灯具ユニット１２は、第１灯具ユニット１１と同様に、投影レンズ３１と、レンズホルダ３２と、本体筒３３と、底蓋３４とを備える。

投影レンズ３１は、投影レンズ１６と同様に、４枚のレンズ３１ａ〜３１ｄからなり、各レンズ３１ａ〜３１ｄは、レンズホルダ３２に保持されている。各レンズ３１ａ〜３１ｄは、像面が平面になるように収差（像面湾曲）が補正され、且つ色収差が補正されている。この場合、後述する蛍光体４７は、平板形状のものが用いられ、像面（平面）に沿って配置される。

投影レンズ３１の各レンズ３１ａ〜３１ｄは、投影レンズ１６の各レンズ１６ａ〜１６ｄより小型に形成されており、拡大率も小さい。これにより、詳しくは後述するように、投影レンズ３１の各レンズ３１ａ〜３１ｄから照射された光のマスク可能なブロックは、投影レンズ１６の各レンズ１６ａ〜１６ｄから照射された光のマスク可能なブロックより小さくなる。

第２灯具ユニット１２は、第１灯具ユニット１１と同様に、上励起光源４１と、下励起光源４２と、上励起光源４１からの励起光を二次元的（水平方向及び垂直方向）に走査する上光偏向器４３と、下励起光源４２からの励起光を二次元的（水平方向及び垂直方向）に走査する下光偏向器４４とを備える。なお、以下では、上励起光源４１と、下励起光源４２とをまとめて、上下励起光源４１，４２といい、上光偏向器４３と、下光偏向器４４とをまとめて、上下光偏向器４３，４４という。上下励起光源４１，４２及び上下光偏向器４３，４４は、制御装置２５（図４参照）により駆動が制御される。

また、第２灯具ユニット１２は、上下光偏向器４３，４４により走査された光により所定配光パターンに対応する二次元像が描画される蛍光体４７（投影体）を備える。蛍光体４７に描画された二次元像は、投影レンズ３１により前方に投影される。

上下励起光源４１，４２は、第１灯具ユニット１１の上下励起光源２１，２２と同様に、半導体発光素子４１ａ，４２ａと、集光レンズ４１ｂ，４２ｂとを備える。上下励起光源４１，４２の半導体発光素子４１ａ，４２ａ及び集光レンズ４１ｂ，４２ｂは、上下励起光源２１，２２の半導体発光素子２１ａ，２２ａ及び集光レンズ２１ｂ，２２ｂと同様に構成されており、その詳細な説明を省略する。なお、励起光源の数は、４個に限らず適宜変更可能である。

上下光偏向器４３，４４は、上下励起光源４１，４２の集光レンズ４１ｂ，４２ｂで集光された励起光を水平方向及び垂直方向に走査する。

図４に示すように、上下励起光源２１，２２、上下光偏向器２３，２４、上下励起光源４１，４２、及び上下光偏向器４３，４４は、車両用灯具１０を統括的に制御する制御装置２５に接続され、制御装置２５により駆動が制御される。

制御装置２５は、第１灯具ユニット１１の上下励起光源２１，２２、及び第２灯具ユニット１２の上下励起光源４１，４２を駆動する光源駆動部５１〜５４と、第１灯具ユニット１１の上下光偏向器２３，２４、及び第２灯具ユニット１２の上下光偏向器４３，４４を駆動するＭＥＭＳ駆動部５５〜５８とを備える。また、制御装置２５は、照射範囲を設定する照射範囲設定部５９と、光源駆動部５１〜５４及びＭＥＭＳ駆動部５５〜５８を制御する点灯制御部６０とを備える。

車両用灯具１０が搭載される車両には、車両の前方を撮影するカメラ６１と、カメラ６１の画像に基づいて前方の車両を検出する車両検出部６２とを備える。車両検出部６２は、制御装置２５に接続されている。

カメラ６１は、車両走行時に車両の前方を撮影し、撮影した画像を車両検出部６２に送信する。車両検出部６２は、カメラ６１からの画像に基づいて、前方の車両の位置及びサイズを検出し、検出した車両の位置及びサイズのデータ（以下、検出車両データと称する）を制御装置２５に送信する。制御装置２５は、詳しくは後述するように、検出車両データに基づいて、車両用灯具１０の駆動を制御する。

なお、車両に搭載されたレーダーやセンサ等により、前方の車両の位置及びサイズを検出し、その検出車両データを制御装置２５に送信するようにしてもよい。また、詳しくは後述する光偏向ミラー７０の回転を検出するセンサを設け、制御装置２５はセンサの検出結果に基づいて車両用灯具１０の駆動をフィードバック制御するようにしてもよい。

上光偏向器２３は、例えば、ＭＥＭＳスキャナである。光偏光器の駆動方式には大別して圧電方式、静電方式、電磁方式があるが、いずれの方式であってもよい。本実施形態では、圧電方式の光偏光器を代表して説明する。

図５に示すように、上光偏向器２３は、２軸型光偏向器であり、半導体プロセスやMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して作製され、一定の方向から入射する光を回転するマイクロミラーとしての光偏向ミラー７０で反射し、反射光（レーザ光）として出射する。

上光偏向器２３は第１支持部７１を備え、この第１支持部７１は、光偏向ミラー７０、半環状圧電アクチュエータ７３ａ，７３ｂ、及びトーションバー７４ａ，７４ｂ等からなる。上励起光源２１からのレーザ光は光偏向ミラー７０で反射され、反射光（レーザ光）が蛍光体２７及び投影レンズ１６を介して仮想鉛直スクリーンＳ上を走査する。

このとき、制御装置２５は、上光偏向器２３及び上励起光源２１に制御信号を送信する。当該制御信号により上光偏向器２３の半環状圧電アクチュエータ７３ａ，７３ｂが駆動され、半環状圧電アクチュエータ７３ａ，７３ｂと結合したトーションバー７４ａ，７４ｂがねじれることで、光偏向ミラー７０を回動させる。また、当該制御信号により、上励起光源２１において、レーザ光のオン・オフ及び輝度が制御される。

本実施形態では、２軸直交座標系において、円形の光偏向ミラー７０の中心を通る水平方向の回転軸をＸ軸、垂直方向の回転軸をＹ軸と定義する。また、図５においては、Ｘ軸を左右方向、Ｙ軸を上下方向、光偏向ミラー７０の厚み方向を前後方向としている。

上光偏向器２３は矩形環状の第２支持部７２を備え、この第２支持部７２の中央に第１支持部７１が配設されている。また、第１支持部７１の中心を通るＹ軸に対して線対称に、蛇腹状の圧電アクチュエータ８１ａ，８１ｂが配設され、第１支持部７１の辺部下端及び第２支持部７２と結合している。なお、図４では、第１，第２支持部７１，７２、半環状圧電アクチュエータ７３ａ，７３ｂ、トーションバー７４ａ，７４ｂ及び圧電アクチュエータ８１ａ，８１ｂをまとめてＭＥＭＳと称している。

圧電アクチュエータ８１ａ，８１ｂは、複数のカンチレバーを長手方向が隣り合う向きに並べて、上下方向端部で折り返して直列結合したミアンダ構造に形成されている。詳細は後述するが、上記制御信号により圧電アクチュエータ８１ａ，８１ｂを駆動させることで、第１支持部７１が水平方向、すなわち、図中の光偏向ミラー７０の中心を通るＸ軸線回りを往復回動する。

また、上述したように、半環状圧電アクチュエータ７３ａ，７３ｂを駆動させることにより、光偏向ミラー７０の回転軸がトーションバー７４ａ，７４ｂの軸と一致し、図中の光偏向ミラー７０の中心を通るＹ軸線回りを光偏向ミラー７０が往復回動する。固有振動数の周波数を持つサインカーブの信号で駆動することでＹ軸線回りには共振振動させることが可能である。

この結果、上光偏向器２３は、レーザ光を光偏向ミラー７０で反射する際、光を上光偏向器２３の前方に出射して、さらにＸ軸方向とＹ軸方向の２方向に走査することができる。

第２支持部７２の下方には、電極パッド８２ａ〜８２ｅ（以下、電極パッド８２という）と、電極パッド８３ａ〜８３ｅ（以下、電極パッド８３という）とが配設されている。電極パッド８２，８３は、圧電アクチュエータ８１ａ，８１ｂ及び半環状圧電アクチュエータ７３ａ，７３ｂの各電極に駆動電圧を印加できるように電気的に接続されている。

なお、圧電アクチュエータ８１ａ，８１ｂの部分がなくても光偏向器として機能させることができる。この場合、第１支持部７１の部分が支持体の役割を果たし、光偏向ミラー７０がＹ軸線回りを往復回動する１軸型光偏向器を構成する。

次に、図６を参照して、圧電アクチュエータ８１ａを例に動作を説明する。上述したように、上光偏向器２３は、圧電アクチュエータ８１ａ，８１ｂを動作させることにより、光偏向ミラー７０のＸ軸線回りの往復回動を可能としている。

図６Ａは、上光偏向器２３を表側から見たとき、左側に配設される圧電アクチュエータ８１ａを切り出した図である。圧電アクチュエータ８１ａは、圧電カンチレバーを４つ並べた形状であり、第１支持部７１から離れた方より順に、圧電カンチレバー８１ａ（１）、８１ａ（２）、８１ａ（３）、８１ａ（４）である。

例えば、圧電アクチュエータ８１ａにおいて、奇数番目の圧電カンチレバー８１ａ（１）、８１ａ（３）に第１の電圧を印加する。また、偶数番目の圧電カンチレバー８１ａ（２）、８１ａ（４）に、第１の電圧とは逆位相の第２の電圧を印加する。

このように電圧を印加することで、図６Ｂに示すように、奇数番目の圧電カンチレバー８１ａ（１）、８１ａ（３）を図６Ｂ中の上方向に屈曲変位させ、偶数番目の圧電カンチレバー８１ａ（２）、８１ａ（４）を図６Ｂ中の下方向に屈曲変位させることができる。

圧電アクチュエータ８１ｂは、圧電アクチュエータ８１ａと同様に４個の圧電カンチレバーから構成され、第１支持部７１に近い方より順に、１番目，２番目，３番目，４番目の圧電カンチレバーであり、奇数番目の２個の圧電カンチレバーを図５中の後側に屈曲変位させ、偶数番目の２個の圧電カンチレバーを図５中の前側に屈曲変位させることができる。

これにより、光偏向ミラー７０の図５中の上側（トーションバー７４ａ側）より光偏向ミラー７０の図５中の下側（トーションバー７４ｂ側）が図５中の前側になる（上側が図６中のＵ方向に動く）ように、光偏向ミラー７０を変位させることができる。

また、奇数番目の圧電カンチレバー８１ａ（１）、８１ａ（３）に第２の電圧を印加し、偶数番目の圧電カンチレバー８１ａ（２）、８１ａ（４）に、第１の電圧を印加することで、光偏向ミラー７０の図５中の下側（トーションバー７４ｂ側）より光偏向ミラー７０の図５中の上側（トーションバー７４ａ側）が図５中の前側になるように、光偏向ミラー７０を変位させることができる。これらの制御を連続して行うことで、光偏向ミラー７０をＸ軸線回りに回動（揺動）させることができる。

下光偏向器２４、及び上下光偏向器４３，４４は、上光偏向器２３と同様に構成されており、その詳細な説明を省略する。

第１の電圧、第２の電圧の印加方法として、サインカーブや櫛歯上に変化する逆位相の電圧を、奇数番目の圧電カンチレバーと、偶数番目の圧電カンチレバーに印加する方法がある。また、カンチレバーを上下方向に交互に屈曲させる場合に限らず、上下のいずれかの屈曲と屈曲しない状態とを交互に繰り返してもよい。

車両用灯具１０を駆動して、仮想鉛直スクリーンＳ上にロービーム用配光パターンを形成する場合、先ず、制御装置２５の光源駆動部５１〜５４及びＭＥＭＳ駆動部５５〜５８は、各励起光源２１，２２，４１，４２、及び各光偏向器２３，２４，４３，４４に向けて制御信号を送信する。

制御信号により、上励起光源２１からレーザ光が出力され、且つ、上光偏向器２３が駆動して光偏向ミラー７０が、Ｘ軸周り及びＹ軸周りに回動する。

図２に示すように、上励起光源２１から出力されたレーザ光は、上光偏向器２３の光偏向ミラー７０の回転中心に入射して、回動する光偏向ミラー７０により水平方向及び垂直方向に走査される。

図７Ａに示すように、上励起光源２１から照射されたレーザ光は、上光偏向器２３、蛍光体２７及び投影レンズ１６を介して仮想鉛直スクリーンＳの第１走査範囲ＳＲ１で走査される（二次元像が投影される）。本実施形態では、制御装置２５は、仮想鉛直スクリーンＳを、上下方向においてＡ〜Ｈの８個、左右方向において１〜２０の２０個、全部で１６０個のブロックに分割し、その分割した領域ごとに制御している。第１走査範囲ＳＲ１は、上下方向でＡ〜Ｈ、左右方向で１〜２０の範囲となる。各ブロックのサイズは、上励起光源２１から照射されたレーザ光において、マスクにより消灯可能なサイズであり、ブロック毎に点灯／消灯が制御される。

図７Ｂに示すように、下励起光源２２から照射されたレーザ光は、下光偏向器２４、蛍光体２７及び投影レンズ１６を介して仮想鉛直スクリーンＳの第２走査範囲ＳＲ２で走査される。下光偏向器２４は、上光偏向器２３と略同一の周波数で光を走査するように駆動する。本実施形態では、第２走査範囲ＳＲ２は、上下方向でＢ〜Ｆ、左右方向で５〜１６の範囲となる。本実施形態においては、制御装置２５が第２走査範囲ＳＲ２を制御する際のブロックのサイズは、第１走査範囲ＳＲ１のものと同一とした。

図８Ａに示すように、上励起光源４１から照射されたレーザ光は、上光偏向器４３、蛍光体４７及び投影レンズ３１を介して仮想鉛直スクリーンＳの第３走査範囲ＳＲ３で走査される。本実施形態では、第３走査範囲ＳＲ３は、上下方向でＣ〜Ｅ、左右方向で７〜１４の範囲となる。上光偏向器４３は、上光偏向器２３と略同一の周波数で光を走査するように駆動する。第３走査範囲ＳＲ３は、第１走査範囲ＳＲ１に比べて走査範囲が狭いため、同一の周波数であっても走査速度は第１走査範囲ＳＲ１の走査速度より遅くなる。これにより、上光偏向器４３により第３走査範囲ＳＲ３で走査されるレーザ光のマスクにより消灯可能なブロックのサイズが、第１走査範囲ＳＲ１でのブロックサイズより小さくても、光源のＯＮ・ＯＦＦ駆動が追従できるようになる。

本実施形態では、上光偏向器４３により第３走査範囲ＳＲ３で走査されるレーザ光のマスクにより消灯可能なブロックのサイズは、上光偏向器２３により第１走査範囲ＳＲ１で走査されるレーザ光のマスクにより消灯可能なブロックのサイズの略１／４となる。ブロックのサイズが小さくなることで、各ブロックは、４個の小ブロックに分割される。例えば、Ｃ７のブロックは、Ｃ７−１〜Ｃ７−４の４個の小ブロックに分割され、小ブロック毎に点灯／消灯（マスク）が制御される。

図８Ｂに示すように、下励起光源４２から照射されたレーザ光は、下光偏向器４４、蛍光体４７及び投影レンズ３１を介して仮想鉛直スクリーンＳの第４走査範囲ＳＲ４で走査される。本実施形態では、第４走査範囲ＳＲ４は、上下方向でＤ、左右方向で９〜１２の範囲となる。下光偏向器４４は、上光偏向器２３と略同一の周波数で光を走査するように駆動する。第４走査範囲ＳＲ４は、第１走査範囲ＳＲ１に比べて走査範囲が狭いため、同一の周波数であっても走査速度は第１走査範囲ＳＲ１の走査速度より遅くなる。これにより、下光偏向器４４により第４走査範囲ＳＲ４で走査されるレーザ光のマスクにより消灯可能なブロックのサイズが、第１走査範囲ＳＲ１でのブロックサイズより小さくても、光源のＯＮ・ＯＦＦ駆動が追従できるようになる。

本実施形態では、下光偏向器４４により第４走査範囲ＳＲ４で走査されるレーザ光のマスクにより消灯可能なブロックのサイズは、上光偏向器２３により第１走査範囲ＳＲ１で走査されるレーザ光のマスクにより消灯可能なブロックのサイズの略１／４となる。ブロックのサイズが小さくなることで、各ブロックは、４個の小ブロックに分割される。例えば、Ｄ９のブロックは、Ｄ９−１〜Ｄ９−４の４個の小ブロックに分割され、小ブロック毎に点灯／消灯が制御される。

図９に示すように、第１〜第４走査範囲ＳＲ１〜ＳＲ４は、仮想鉛直スクリーンＳ上で重なっている。なお、第１〜第４走査範囲ＳＲ１〜ＳＲ４の各範囲は適宜変更可能である。また、第１〜第４走査範囲ＳＲ１〜ＳＲ４が重ならないようにしてもよい。

次に、車両に搭載した車両用灯具１０を駆動する際の処理の流れについて説明する。

図１０に示すように、車両に搭載されたカメラ６１は、車両走行時に車両の前方を撮影し、撮影画像ＰＩを車両検出部６２に送信する。本実施形態では、撮影画像ＰＩは、車両用灯具１０の前方約２５ｍの位置に配置されている仮想鉛直スクリーンＳと略同サイズとなっている。

車両検出部６２は、撮影画像ＰＩに基づいて、自車の前方で同方向に走行する前方車両、及び対向車両の位置及びサイズを周知の検出方法により検出し、検出車両データを制御装置２５に送信する。

制御装置２５の照射範囲設定部５９は、受信した検出車両データに基づいて、前方車両のリアガラスと、対向車両のフロントガラスとに光が照射されないように、照射範囲を設定する。この照射範囲は、上下励起光源２１，２２及び上下励起光源４１，４２毎に設定される。

点灯制御部６０は、照射範囲設定部５９で設定された照射範囲に基づいて、光源駆動部５１〜５４及びＭＥＭＳ駆動部５５〜５８に駆動制御信号を送信する。

図１１Ａに示すように、光源駆動部５１及びＭＥＭＳ駆動部５５は、駆動制御信号に基づいて、第１走査範囲ＳＲ１において、前方車両のリアガラスが含まれるＤ１０，Ｄ１１，Ｅ１０，Ｅ１１の各ブロックと、対向車両のフロントガラスが含まれるＥ１７〜Ｅ１９，Ｆ１７〜Ｆ１９の各ブロックとを、光が照射されないようにマスクする。具体的には、マスクするブロックを走査する際に上励起光源２１から光を照射しないように制御する。なお、図１１〜図１３の第１〜第４走査範囲ＳＲ１〜ＳＲ４において、ハッチングされた部分が光照射範囲で、ハッチングされていない部分がマスクされた範囲である。

図１１Ｂに示すように、光源駆動部５２及びＭＥＭＳ駆動部５６は、駆動制御信号に基づいて、第２走査範囲ＳＲ２において、前方車両のリアガラスが含まれるＤ１０，Ｄ１１，Ｅ１０，Ｅ１１の各ブロックをマスクする。なお、対向車両のフロントガラスは第２走査範囲ＳＲ２に含まれていないため、対向車両のフロントガラスに対するマスク処理は行われない。

図１２Ａに示すように、光源駆動部５３及びＭＥＭＳ駆動部５７は、駆動制御信号に基づいて、第３走査範囲ＳＲ３において、前方車両のリアガラスが含まれるＤ１０−３，Ｄ１０−４，Ｄ１１−３，Ｄ１１−４，Ｅ１０−１，Ｅ１０−２，Ｅ１１−１，Ｅ１１−２の各小ブロックをマスクする。なお、対向車両のフロントガラスは第３走査範囲ＳＲ３に含まれていないため、対向車両のフロントガラスに対するマスク処理は行われない。

図１２Ｂに示すように、光源駆動部５４及びＭＥＭＳ駆動部５８は、駆動制御信号に基づいて、第４走査範囲ＳＲ４において、前方車両のリアガラスが含まれるＤ１０−３，Ｄ１０−４，Ｄ１１−３，Ｄ１１−４の各小ブロックをマスクする。なお、対向車両のフロントガラスは第４走査範囲ＳＲ４に含まれていないため、対向車両のフロントガラスに対するマスク処理は行われない。

図１３に示すように、マスク処理された第１〜第４走査範囲ＳＲ１〜ＳＲ４を重ねた光が車両用灯具１０から前方に照射される。

第１走査範囲ＳＲ１及び第２走査範囲ＳＲ２においてマスク処理されたＤ１０，Ｄ１１，Ｅ１０，Ｅ１１の各ブロックで、第３走査範囲ＳＲ３のＤ１０−１，Ｄ１０−２，Ｄ１１−１，Ｄ１１−２，Ｅ１０−３，Ｅ１０−４，Ｅ１１−３，Ｅ１１−４、及び、第４走査範囲ＳＲ４のＤ１０−１，Ｄ１０−２，Ｄ１１−１，Ｄ１１−２は、マスク処理されずに光が照射される。これにより、車両用灯具１０により前方に照射される光は、マスク処理された第１走査範囲ＳＲ１より照射範囲が広くなる。

このように、上励起光源４１から照射されて第３走査範囲ＳＲ３を構成するレーザ光のブロック、及び、下励起光源４２から照射されて第４走査範囲ＳＲ４を構成するレーザ光のブロックは、上下励起光源２１，２２から照射されて第１，第２走査範囲ＳＲ１，ＳＲ２を構成するレーザ光のブロックより小さいので、上励起光源２１から照射されたレーザ光のみを用いたもの（図１１Ａ参照）や、下励起光源２２から照射されたレーザ光のみを用いたもの（図１１Ｂ参照）に比べて、細かい範囲でのマスク処理を行うことができる。これにより、不必要な範囲をマスクすることがなくなり、前方の視認性を向上することができる。

なお、第１灯具ユニット１１に、上下励起光源４１，４２及び上下光偏向器４３，４４を設けるようにしてもよい。この場合、投影レンズ３１を含む第２灯具ユニット１２は不要となり、１個の灯具ユニットにより車両用灯具を構成することができる。また、光偏向器と同じ数の投影レンズを設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、励起光源を用いているが、光源の色そのものを照射するような光源を用いてもよい。この場合、蛍光体（投影体）は不要となり、光源からの光がそのまま照射される。また、蛍光体に代えて、透光性の拡散板を用いてもよい。さらに、光源は、１つのまとまった光線を照射すればよく、例えば、ファイバで光を導くようにしてもよい。ファイバに導く光は、ＲＧＢで混色された白色光でもよい。

さらに、上記実施形態では、矩形状の蛍光体を用いているが、これに限らず、例えば楕円形でもよい。

また、上記実施形態では、第２灯具ユニット１２の投影レンズ３１は、第１灯具ユニット１１の投影レンズ１６より小型のものを用いているが、これに限らず、拡大率が小さくなればどのようなレンズを用いてもよい。例えば、材質を変えることで、投影レンズ３１の焦点距離を、投影レンズ１６の焦点距離より長くして拡大率を小さくするようにしてもよい。

１０…車両用灯具、１１…第１灯具ユニット、１２…第２灯具ユニット、１６，３１…投影レンズ、１７，３２…レンズホルダ、１８，３３…本体筒、１９，３４…底蓋、２１，４１…上励起光源、２２，４２…下励起光源、２３，４３…上光偏向器、２４，４４…下光偏向器、２５…制御装置、２７，４７…蛍光体、２５…制御装置、５１〜５４…光源駆動部、５５〜５８…ＭＥＭＳ駆動部、５９…照射範囲設定部、６０…点灯制御部、６１…カメラ、６２…車両検出部、７０…光偏向ミラー、７１，７２…第１，第２支持部、７３ａ，７３ｂ…半環状圧電アクチュエータ、７４ａ、７４ｂ…トーションバー、８１ａ，８１ｂ…圧電アクチュエータ、８２ａ〜８２ｅ…電極パッド、８３ａ〜８３ｅ…電極パッド、

Claims (4)

1. 所定配光パターンを形成する車両用灯具であって、
   光を照射する複数の光源と、
   前記複数の光源から照射された複数の光を走査する複数の光偏向器と、
   前記複数の光偏向器により走査された複数の光により前記所定配光パターンを形成する光学系と、
   前記複数の光源から照射された複数の光を異なる走査範囲で走査するように前記複数の光偏向器の駆動を制御する走査範囲制御手段と、
   前記走査範囲の異なる複数の光において、マスクにより消灯可能なブロックのサイズが異なるように前記複数の光偏向器の駆動を制御するブロック制御手段と、
   外部からの情報に基づいて、前記所定配光パターンを設定する設定部と、
   前記設定部により設定された前記所定配光パターンにマスク範囲が含まれる場合に、前記ブロック毎に前記複数の光をマスクして前記所定の配光パターンを形成するマスク手段と、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。
2. 請求項１に記載の車両用灯具において、
   前記ブロック制御手段は、前記走査範囲の異なる複数の光のうち、広い走査範囲で走査される光の前記ブロックのサイズが、狭い走査範囲で走査される光の前記ブロックより大きくなるように制御することを特徴とする車両用灯具。
3. 請求項１又は２に記載の車両用灯具において、
   前記光学系は、前記複数の光偏向器に対応して複数設けられ、
   前記複数の光学系は、拡大率が異なることを特徴とする車両用灯具。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具において、
   前記複数の光の走査範囲は、少なくとも一部が重複していることを特徴とする車両用灯具。