JP7048220B2

JP7048220B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP7048220B2
Application number: JP2017102033A
Authority: JP
Inventors: 真也星野
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2037-05-23
Also published as: JP2018197053A

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。このような車両用灯具として求められる光量は、１個の光源からの光では足りないため、複数の光源を用いている。

例えば、特許文献１に記載の車両用灯具では、３個の光源から、３個の光偏向器の光偏向ミラーに向けて光を照射し、この状態で光偏向ミラーを回転して走査することで、３つの配光パターンを形成している。そして、３つの配光パターンの一部を重ね合わせることで、中央部が高照度、端部が低照度となるような車両用灯具として好ましい配光パターンを得ている。

特開２０１５－１３８７３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用灯具では、中央部を高照度にすることはできるが、中央部からずれた位置を高照度にすることができない。

本発明は、高照度の範囲を変化させ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、上下方向及び左右方向に延びる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反射する複数の光偏向ミラーと、前記複数の光偏向ミラーで前記複数の光を偏向すること、又は前記複数の光偏向ミラーによる前記複数の光の反射方向を変更することにより、前記複数の光を左右方向において同じ長さで左右両端の位置が揃い、且つ上下方向において長さが異なる走査範囲で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、前記複数の光源の照度を制御し、前記複数の光偏向器により走査された光の左右方向における最高照度となる範囲を変更可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の光偏向ミラーにより走査された前記複数の光の左右方向における１回の往復走査作時間をＴとし、αを任意の整数とした場合に、前記複数の光が（１／α）Ｔおよび（１－（１／α））Ｔで前記最高照度となるように制御することを特徴とする。

本発明によれば、制御手段により、複数の光を左右方向において同じ長さで上下方向において長さが異なる走査範囲で走査する複数の光偏向器の駆動を制御することで、複数の光偏向器により走査された光の左右方向における最高照度となる範囲を変更することができる。

また、走行シチュエーションに応じた複数の前記所定配光パターンを記憶した記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された複数の前記所定配光パターンの中から１つを読み出して、読み出した前記所定配光パターンに基づいて制御することが好ましい。さらに、前記制御手段は、前記最高照度の照射位置から前記走査範囲の左右方向の端部に向かうにつれて徐々に前記複数の光源の照度を低くしていき、前記左右方向の端部では前記複数の光源の照度をゼロとなるように制御することが好ましい。

この構成によれば、走行シチュエーションに応じた所定配光パターンを形成することができる。

本実施形態の車両用灯具を示す斜視図。車両用灯具を示す上下方向の断面図。車両用灯具を示す左右方向の断面図。図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図。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における走査範囲を示す概略図。中心部を高照度範囲とした場合の上下光偏向器で走査された光を示す概略図。高照度範囲を中心部からずらした状態の照度を示す概略図。中心部からずれた位置を高照度範囲とした場合の上下光偏向器で走査された光を示す概略図。第２実施形態の仮想鉛直スクリーンＳにおける走査範囲を示す概略図。第２実施形態の高照度範囲を中心部からずらした状態の照度を示す概略図。第２実施形態の中心部からずれた位置を高照度範囲とした場合の上下光偏向器で走査された光を示す概略図。配光パターンデータを左方向にシフトする実施形態のシフト前後の光を示す概略図。

［第１実施形態］
図１に示すように、車両用灯具２は、投影レンズ３と、投影レンズ３を保持するレンズホルダ４と、レンズホルダ４の後端部に取り付けられた本体筒５と、本体筒５の後側の開口を塞ぐ底蓋６とを備える。本実施形態では、車両用灯具２は、例えば車両のヘッドライトとして用いられる。

図２及び図３に示すように、車両用灯具２は、第１～第４励起光源１１～１４と、第１～第４励起光源１１～１４からの励起光を二次元的（水平方向及び垂直方向）に走査する第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄとを備える。第１～第４励起光源１１～１４及び第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄは、詳しくは後述する制御装置１９（図５参照）により駆動が制御される。なお、図２においては、第１，第４励起光源１１，１４及び第１，第４光偏向器１５ａ，１５ｄのみ図示し、第２，第３励起光源１２，１３及び第２，第３光偏向器１５ｂ，１５ｃは省略している。また、図３においては、第２，第３励起光源１２，１３及び第２，第３光偏向器１５ｂ，１５ｃのみ図示し、第１，第４励起光源１１，１４及び第１，第４光偏向器１５ａ，１５ｄは省略している。

また、車両用灯具２は、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄにより走査された光の歪み（詳しくは後述する）を補正する第１～第４補正ミラー１７ａ～１７ｄと、第１～第４補正ミラー１７ａ～１７ｄにより補正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１８（投影体）とを備える。蛍光体１８に描画された二次元像は、投影レンズ３により前方に投影される。

第１～第４励起光源１１～１４、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄ、第１～第４補正ミラー１７ａ～１７ｄ、蛍光体１８は、本体筒５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５の外周面に放熱用のフィンを設けてもよい。

第１励起光源１１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１１ａと、半導体発光素子１１ａからの光を集光（例えばコリメート）する集光レンズ１１ｂとを備える。

各励起光源１２～１４は、第１励起光源１１と同様に、半導体発光素子１２ａ、１３ａ、１４ａと、集光レンズ１２ｂ、１３ｂ、１４ｂとを備える。なお、各半導体発光素子１１ａ～１４ａ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１１ａ～１４ａ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。

図２に示すように、第１励起光源１１は、詳しくは後述する第１光偏向器１５ａの光偏向ミラー２０の回転中心に向けてレーザ光を照射する。第４励起光源１４は、詳しくは後述する第４光偏向器１５ｄの光偏向ミラー２０の回転中心に向けてレーザ光を照射する。また、図３に示すように、第２励起光源１２は、詳しくは後述する第２光偏向器１５ｂの光偏向ミラー２０の回転中心に向けてレーザ光を照射する。第３励起光源１３は、詳しくは後述する第３光偏向器１５ｃの光偏向ミラー２０の回転中心に向けてレーザ光を照射する。

図４に示すように、第１～第４励起光源１１～１４は、正面視において９０°ピッチで離れて配置されている。

図２及び図３に示すように、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄにより走査された光は、第１～第４補正ミラー１７ａ～１７ｄに入射する。この第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄにより走査された光は、光の光偏向ミラー２０への入射角と、光偏向ミラー２０の回転軸との影響により歪んでいる。

第１～第４補正ミラー１７ａ～１７ｄは、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄにより走査された光の歪みを補正して反射するものであり、反射面が湾曲されている。

蛍光体１８は、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄにより二次元的に走査され、第１～第４補正ミラー１７ａ～１７ｄにより補正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１８は、投影レンズ３の焦点近傍に配置されている。なお、図２及び図３では、蛍光体１８の厚みを誇張して描いている。

例えば、各励起光源１１～１４の半導体発光素子１１ａ～１４ａ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１８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１８には、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄにより二次元的に走査された後に、第１～第４補正ミラー１７ａ～１７ｄによって補正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１８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１１ａ～１４ａ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１８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１８には、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄにより二次元的に走査された後に、第１～第４補正ミラー１７ａ～１７ｄによって補正された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１８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３は、４枚のレンズ３ａ～３ｄからなり、各レンズ３ａ～３ｄは、レンズホルダ４に保持されている。各レンズ３ａ～３ｄ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１８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３の焦点は、蛍光体１８近傍に位置している。この投影レンズ３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１８が平板形状であるため、蛍光体１８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１８が平板形状であるため、蛍光体１８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３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１８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３は、蛍光体１８に描画された二次元像を前方に投影して、車両用灯具２に正対した仮想鉛直スクリーンＳ（車両用灯具２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、例えばハイビーム用配光パターンＨＰを形成する。

第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄは、第１～第４励起光源１１～１４の集光レンズ１１ｂ～１４ｂ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５に示すように、第１～第４励起光源１１～１４、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄは、車両用灯具２を統括的に制御する制御装置１９に接続され、制御装置１９により駆動が制御される。

第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄは、例えば、ＭＥＭＳスキャナである。光偏向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、圧電方式の光偏向器を代表して説明する。

図６に示すように、第１光偏向器１５ａ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２０で反射し、反射光（レーザ光）として出射する。

第１光偏向器１５ａは第１支持部２１を備え、この第１支持部２１は、光偏向ミラー２０、半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂ、及びトーションバー２４ａ，２４ｂ等からなる。第１励起光源１１からのレーザ光は光偏向ミラー２０で反射され、反射光（レーザ光）が第１補正ミラー１７ａ、蛍光体１８及び投影レンズ３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１９は、第１光偏向器１５ａ及び第１励起光源１１に制御信号を送信する。当該制御信号により第１光偏向器１５ａの半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂが駆動され、半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂと結合したトーションバー２４ａ，２４ｂがねじれることで、光偏向ミラー２０を回動させる。また、当該制御信号により、各励起光源１１，１２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２０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６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２０の厚み方向を前後方向としている。

第１光偏向器１５ａは矩形環状の第２支持部２２を備え、この第２支持部２２の中央に第１支持部２１が配設されている。また、第１支持部２１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３１ａ，３１ｂが配設され、第１支持部２１の辺部下端及び第２支持部２２と結合している。なお、図５では、第１，第２支持部２１，２２及び圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂをまとめてＭＥＭＳと称している。

圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂ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３１ａ，３１ｂを駆動させることで、第１支持部２１が水平方向、すなわち、図中の光偏向ミラー２０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２３ａ，２３ｂを駆動させることにより、光偏向ミラー２０がトーションバー２４ａ，２４ｂの軸と一致し、図中の光偏向ミラー２０の中心を通るＹ軸線回りを往復回動する。

この結果、第１光偏向器１５ａは、レーザ光を光偏向ミラー２０で反射する際、光を第１光偏向器１５ａ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２２の下方には、電極パッド３２ａ～３２ｅ（以下、電極パッド３２という）と、電極パッド３３ａ～３３ｅ（以下、電極パッド３３という）とが配設されている。電極パッド３２，３３は、圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂ及び半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂ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３１ａ，３１ｂ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２１の部分が支持体の役割を果たし、光偏向ミラー２０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７を参照して、圧電アクチュエータ３１ａを例に動作を説明する。上述したように、第１光偏向器１５ａは、圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂを動作させることにより、光偏向ミラー２０のＸ軸線回りの往復回動を可能としている。

図７Ａは、第１光偏向器１５ａ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３１ａを切り出した図である。圧電アクチュエータ３１ａ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２１から離れた方より順に、圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（２）、３１ａ（３）、３１ａ（４）である。

例えば、圧電アクチュエータ３１ａにおいて、奇数番目の圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（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３１ａ（２）、３１ａ（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７Ｂに示すように、奇数番目の圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（３）を図７Ｂ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３１ａ（２）、３１ａ（４）を図７Ｂ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３１ｂは、圧電アクチュエータ３１ａ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２１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６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６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２０の図６中の下側（トーションバー２４ｂ側）より光偏向ミラー２０の図６中の上側（トーションバー２４ａ側）が図６中の後側になる（上側が図７中のＵ方向に動く）ように、光偏向ミラー２０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３１ａ（１）、３１ａ（３）に第２の電圧を印加し、偶数番目の圧電カンチレバー３１ａ（２）、３１ａ（４）に、第１の電圧を印加することで、光偏向ミラー２０の図６中の上側（トーションバー２４ａ側）より光偏向ミラー２０の図６中の下側（トーションバー２４ｂ側）が図６中の後側になるように、光偏向ミラー２０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２０をＸ軸線回りに回動（揺動）させることができる。

第２～第４光偏向器１５ｂ～１５ｄは、第１光偏向器１５ａ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２を駆動して、仮想鉛直スクリーンＳ上にハイビーム用配光パターンＨＰを形成する場合、先ず、制御装置は、第１～第４励起光源１１～１４、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄに向けて制御信号を送信する。

制御信号により、第１～第４励起光源１１～１４からレーザ光が出力され、且つ、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄが駆動して各々の光偏向ミラー２０が、Ｘ軸周り及びＹ軸周りに回動する。

図２に示すように、第１励起光源１１から出力されたレーザ光は、第１光偏向器１５ａの光偏向ミラー２０の回転中心に入射して、回動する光偏向ミラー２０により水平方向及び垂直方向に走査される。図６に示す光偏向ミラー２０の楕円状の点線が、第１励起光源１１から出力されたレーザスポットを示している。

図２及び図３に示すように、第２～第４励起光源１２～１４から出力されたレーザ光は、第２～第４光偏向器１５ｂ～１５ｄの光偏向ミラー２０の回転中心に入射して、回動する光偏向ミラー２０により水平方向及び垂直方向に走査される。

図８Ａに示すように、第１励起光源１１から照射されたレーザ光は、第１光偏向器１５ａ、第１補正ミラー１７ａ、蛍光体１８及び投影レンズ３を介して仮想鉛直スクリーンＳの実線で示す第１走査範囲ＳＲ１で走査される（二次元像が投影される）。

図８Ｂに示すように、第２励起光源１２から照射されたレーザ光は、第２光偏向器１５ｂ、第２補正ミラー１７ｂ、蛍光体１８及び投影レンズ３を介して仮想鉛直スクリーンＳの実線で示す第２走査範囲ＳＲ２で走査される。第２走査範囲ＳＲ２は、水平方向が第１走査範囲ＳＲ１と同じ長さで、垂直方向が第１走査範囲ＳＲ１より短い範囲となっている。第２走査範囲ＳＲ２は、第１走査範囲ＳＲ１に含まれるように重なっている。

図８Ｃに示すように、第３励起光源１３から照射されたレーザ光は、第３光偏向器１５ｃ、第３補正ミラー１７ｃ、蛍光体１８及び投影レンズ３を介して仮想鉛直スクリーンＳの実線で示す第３走査範囲ＳＲ３で走査される。第３走査範囲ＳＲ３は、水平方向が第１走査範囲ＳＲ１及び第２走査範囲ＳＲ２と同じ長さで、垂直方向が第１走査範囲ＳＲ１及び第２走査範囲ＳＲ２より短い範囲となっている。第３走査範囲ＳＲ３は、第１走査範囲ＳＲ１及び第２走査範囲ＳＲ２の両方に含まれるように重なっている。

図８Ｄに示すように、第４励起光源１４から照射されたレーザ光は、第４光偏向器１５ｄ、第４補正ミラー１７ｄ、蛍光体１８及び投影レンズ３を介して仮想鉛直スクリーンＳの実線で示す第４走査範囲ＳＲ４で走査される。第４走査範囲ＳＲ４は、水平方向が第１～第３走査範囲ＳＲ１～ＳＲ３と同じ長さで、垂直方向が第１～第３走査範囲ＳＲ１～ＳＲ３より短い範囲となっている。第４走査範囲ＳＲ４は、第１～第３走査範囲ＳＲ１～ＳＲ３の全てに含まれるように重なっている。なお、同じとは、僅かに違うものも含む。

仮想鉛直スクリーンＳにおいて、第１～第４走査範囲ＳＲ１～ＳＲ４はそれぞれ重なっている。

図８Ｅに示すように、第１～第４走査範囲ＳＲ１～ＳＲ４の重なりにより、仮想鉛直スクリーンＳにおけるハイビーム用配光パターンＨＰは、単一の光が走査される領域Ｐ１と、２つの光が走査される領域Ｐ２と、３つの光が走査される領域Ｐ３と、４つの光が走査される領域Ｐ４とに分けられる。本実施形態では、走査される光の数が多いほど重ね合わせることができる光も多くなるため、光度を高くすることができる。すなわち、４つの光が走査される領域Ｐ４の光度を最も高くすることができる。

図８Ｆに示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰの左右方向における照度は、左右方向中心部が最も高照度で、左右端部に向かうにつれて照度が低くなるように設定されている。制御装置１９に接続されたメモリ４１（図５参照）には、走行シチュエーションに応じた複数のハイビーム用配光パターンＨＰのデータが記憶されている。制御装置１９は、走行シチュエーションに応じて、メモリ４１に記憶された複数のハイビーム用配光パターンＨＰのデータの中から１つを読み出して、読み出したハイビーム用配光パターンＨＰのデータに基づいて制御を行う。

制御装置１９は、ハイビーム用配光パターンＨＰの中心付近における照度が最も高く、端部に向かうにつれて徐々に照度が低くなり、両端では照度０（光を出力させない）となるように、第１～第４励起光源１１～１４の駆動を制御する。

図９に示すように、本実施形態では、制御装置１９は、第１～第４光偏向器１５ａ～１５ｄの１往復走査時間をＴとした場合に、（１／４）Ｔ及び（３／４）Ｔでの照度が最も高くなるように、第１～第４励起光源１１～１４の駆動を制御する。図９に示す第１，第２光偏向器１５ａ，１５ｂで走査された光と第３，第４光偏向器１５ｃ，１５ｄで走査された光とが組み合わさって、図８Ｆに示す光となる。

図１０に示すように、詳しくは後述するＡＦＳ（Adaptive Front-Lighting System）を実行する場合や、走行シチュエーションによっては、高照度範囲が中心部から左右方向（例えば左方向）にずれたハイビーム用配光パターンＨＰを形成することがある。この場合には、高照度範囲を設ける部分に応じて、中心部からずれた位置における照度が最も高く、端部に向かうにつれて徐々に照度が低くなり、両端では照度０（光を出力させない）となるように、第１～第４励起光源１１～１４の駆動を制御する。この制御では、図１１に示すように、制御装置１９は、（１／８）Ｔ及び（７／８）Ｔでの照度が最も高くなるように、第１～第４励起光源１１～１４の駆動を制御する。これにより、ハイビーム用配光パターンＨＰの中心から左方向にずれた部分が、高照度範囲となる（図１０参照）。

［第２実施形態］
図１２～図１４に示す実施形態では、第３走査範囲ＳＲ３ａ及び第４走査範囲ＳＲ４ａは、水平方向及び垂直方向が第１走査範囲ＳＲ１ａ及び第２走査範囲ＳＲ２ａより短い範囲となっている。第１走査範囲ＳＲ１ａ及び第２走査範囲ＳＲ２ａは、第１実施形態の第１走査範囲ＳＲ１及び第２走査範囲ＳＲ２と同じである。なお、上記実施形態と同様の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１２Ａ～図１２Ｄに示すように、第４走査範囲ＳＲ４ａは、水平方向が第３走査範囲ＳＲ３ａと同じ長さで、垂直方向が第１～第３走査範囲ＳＲ１ａ～ＳＲ３ａより短い範囲となっている。第３走査範囲ＳＲ３ａ及び第４走査範囲ＳＲ４ａは、水平方向の長さが、ＡＦＳに必要な長さ（所定の長さ＝水平方向の走査角度±２０°以上）以上である。なお、ＡＦＳとは、自動車のヘッドライトに設けられるものであり、走行中のコーナリング時においてステアリング操舵方向に光軸を向け、進行する方向に光を照射することで視認性向上を図るものである。第３走査範囲ＳＲ３ａ及び第４走査範囲ＳＲ４ａの水平方向の長さが極端に短い場合には、左右方向において最高照度となる範囲を変えてもステアリング操舵方向に光軸を向けることができない。これを防止するために、第３走査範囲ＳＲ３ａ及び第４走査範囲ＳＲ４ａの水平方向の長さを、ＡＦＳに必要な長さ以上に規定している。

図１２Ｅに示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰは、単一の光が走査される領域Ｐ１と、２つの光が走査される領域Ｐ２と、３つの光が走査される領域Ｐ３と、４つの光が走査される領域Ｐ４とに分けられる。

図１２Ｆに示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰの左右方向における照度は、左右方向中心部が最も高照度で、左右端部に向かうにつれて照度が低くなるように設定されている。本実施形態のハイビーム用配光パターンＨＰにおける最高照度は、第１実施形態のハイビーム用配光パターンＨＰにおける最高照度よりも高い。

制御装置１９は、第１実施形態の図９と同じように、ハイビーム用配光パターンＨＰの中心付近における照度が最も高く、端部に向かうにつれて徐々に照度が低くなり、両端では照度０（光を出力させない）となるように、第１～第４励起光源１１～１４の駆動を制御する。

本実施形態では、制御装置１９は、（１／４）Ｔ及び（３／４）Ｔでの照度が最も高くなるように、第１～第４励起光源１１～１４の駆動を制御する。

図１３に示すように、ＡＦＳを実行する場合や、走行シチュエーションによっては、高照度範囲が中心部から左右方向（例えば左方向）にずれたハイビーム用配光パターンＨＰを形成することがある。この場合には、高照度範囲を設ける部分に応じて、中心部からずれた位置における照度が最も高く、端部に向かうにつれて徐々に照度が低くなり、両端では照度０（光を出力させない）となるように、第１～第４励起光源１１～１４の駆動を制御する。

本実施形態では、第１，第２光偏向器１５ａ，１５ｂで走査された光（第１，第２励起光源１１，１２から出力された光）と、第３，第４光偏向器１５ｃ，１５ｄで走査された光（第３，第４励起光源１３，１４から出力された光）とは、左右方向の走査範囲が異なり、走査を開始してから、高照度範囲を設ける部分に光が到達するまでの時間が異なる。

図１４に示すように、制御装置１９は、第１，第２光偏向器１５ａ，１５ｂで走査された光（第１，第２励起光源１１，１２から出力された光）は、（１／８）Ｔ及び（７／８）Ｔでの照度が最も高くなるように第１，第２励起光源１１，１２の駆動を制御する。また、制御装置１９は、第３，第４光偏向器１５ｃ，１５ｄで走査された光（第３，第４励起光源１３，１４から出力された光）は、（１／１６）Ｔ及び（１５／１６）Ｔでの照度が最も高くなるように第３，第４励起光源１３，１４の駆動を制御する。これにより、ハイビーム用配光パターンＨＰの中心から左方向にずれた部分が、高照度範囲となる（図１３参照）。

なお、上記第１実施形態と上記第２実施形態とを組み合わせて実施してもよい。この実施形態では、通常時は第１実施形態とし、ハイビーム用配光パターンＨＰの中心部の照度を高くしたい場合には、第２実施形態に切り換える。

また、図１５に示すように、設定されたハイビーム用配光パターンＨＰを形成するために生成した配光パターンデータを、左右方向（例えば、左方向）にシフトすることで、配光パターンを変化するようにしてもよい。この実施形態では、左方向にシフトし、ハイビーム用配光パターンＨＰの左端からはみ出した部分の配光パターンデータは削除し、配光パターンデータの右端からハイビーム用配光パターンＨＰの右端までは、配光パターンデータの右端データを使用するように新たなデータを作成する。

また、配光パターンデータの右端からハイビーム用配光パターンＨＰの右端までは、照度０を使用するようにしてもよい。

なお、光偏向器の数や、１個の光偏向器に光を照射する励起光源の数は適宜変更可能である。

上記実施形態では、複数の光の走査範囲の一部を重複させているが、重複させないようにしてもよい。

上記実施形態では、１つの光学系で仮想鉛直スクリーンに光を照射しているが、これに限らず、複数の光学系からの光を仮想鉛直スクリーンで重ね合わせるようにしてもよい。この場合、光学系の少なくとも１つが上記実施形態のように、単独の光偏向器で複数の光源からの光を異なる範囲で走査するようになっていればよい。

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。

２…車両用灯具、３…投影レンズ（光学系）、４…レンズホルダ、５…本体筒、６…底蓋、１１～１４…第１～第４励起光源、１１ａ～１４ａ…半導体発光素子、１１ｂ～１４ｂ…集光レンズ、１５ａ～１５ｄ…第１～第４光偏向器、１７ａ～１７ｄ…第１～第４補正ミラー、１８…蛍光体、１９…制御装置（制御手段）、２０…光偏向ミラー、２１，２２…第１，第２支持部、２３ａ，２３ｂ…半環状圧電アクチュエータ、２４ａ、２４ｂ…トーションバー、３１ａ，３１ｂ…圧電アクチュエータ、３２ａ～３２ｅ…電極パッド、３３ａ～３３ｅ…電極パッド、４１…メモリ（記憶手段）

Claims

上下方向及び左右方向に延びる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反射する複数の光偏向ミラーと、
前記複数の光偏向ミラーで前記複数の光を偏向すること、又は前記複数の光偏向ミラーによる前記複数の光の反射方向を変更することにより、前記複数の光を左右方向において同じ長さで左右両端の位置が揃い、且つ上下方向において長さが異なる走査範囲で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、
前記複数の光源の照度を制御し、前記複数の光偏向器により走査された光の左右方向における最高照度となる範囲を変更可能な制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記複数の光偏向ミラーにより走査された前記複数の光の左右方向における１回の往復走査作時間をＴとし、αを任意の整数とした場合に、前記複数の光が（１／α）Ｔおよび（１－（１／α））Ｔで前記最高照度となるように制御することを特徴とする車両用灯具。
請求項１に記載の車両用灯具において、
走行シチュエーションに応じた複数の前記所定配光パターンを記憶した記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された複数の前記所定配光パターンの中から１つを読み出して、読み出した前記所定配光パターンに基づいて制御することを特徴とする車両用灯具。
請求項１又は２に記載の車両用灯具において、
前記制御手段は、前記最高照度の照射位置から前記走査範囲の左右方向の端部に向かうにつれて徐々に前記複数の光源の照度を低くしていき、前記左右方向の端部では前記複数の光源の照度をゼロとなるように制御することを特徴とする車両用灯具。