CN105074328A - 车辆用灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明一个方案的车辆用灯具包括：射出在450nm以上、475nm以下的波长域内具有峰值波长的第1激光B的第1光源(102)；射出在525nm以上、555nm以下的波长域内具有峰值波长，且该峰值波长与第1激光(B)的峰值波长的间隔在65nm以上、95nm以下的第2激光(G)的第2光源(104)；射出在605nm以上、620nm以下的波长域内具有峰值波长，该峰值波长与第2激光(G)的峰值波长的间隔在60nm以上、不足80nm，并且该峰值波长与第1激光(B)的峰值波长的间隔不足170nm的第3激光(O)的第3光源(106)；以及使第1～第3激光集合而生成白色激光(W)的集光部(200)。
Description
技术领域
本发明涉及车辆用灯具，特别涉及汽车等车辆所使用的车辆用灯具。
背景技术
专利文献1中公开了一种具有半导体光源、将半导体光源的射出光向车辆周边反射的反光镜、以及使反光镜往复转动的扫描用促动器的车辆用灯具。在该车辆用灯具中，扫描用促动器高速地驱动反光镜，使反光镜的反射光在车辆周边的预定照射范围内进行扫描，由此在车辆前方形成预定的配光图案(以下根据情况将这样的光学系统称为扫描光学系统)。此外，在该车辆用灯具中，红色LED、绿色LED及蓝色LED被组合作为光源来使用。
[在先技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2010-36835号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
激光光源能射出比LED指向性和会聚性都更优良的光。因此，激光光源与LED相比能谋求车辆用灯具的光利用率的提高。此外，由于能提高车辆用灯具的光利用率，故激光光源被优选用于具备光利用率容易下降的上述扫描光学系统的车辆用灯具。因此，本发明人们针对采用激光光源的车辆用灯具进行深入研究后发现，以往的车辆用灯具在采用激光光源时尚有提高其性能的余地。
另外发现，在上述的以往的车辆用灯具中，在将LED置换成激光光源，即将红色、绿色及蓝色的激光组合来形成白色光时，期望提高演色性。
本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的之一在于提供一种用于谋求提高具备激光光源的车辆用灯具的性能的技术。
此外，本发明的另一目的在于提供一种用于谋求提高具备激光光源的车辆用灯具的演色性的技术。
〔用于解决课题的手段〕
为解决上述课题，本发明的一个方案是一种车辆用灯具。该车辆用灯具包括：射出第1激光的第1光源，该第1激光在450nm以上、475nm以下的波长域内具有峰值波长；射出第2激光的第2光源，该第2激光在525nm以上、555nm以下的波长域内具有峰值波长，该第2激光的峰值波长与第1激光的峰值波长的间隔在65nm以上、95nm以下；射出第3激光的第3光源，该第3激光在605nm以上、620nm以下的波长域内具有峰值波长，该第3激光的峰值波长与第2激光的峰值波长的间隔在60nm以上、不足80nm，并且该第3激光的峰值波长与第1激光的峰值波长的间隔不足170nm；集光部，使第1～第3激光集合而生成白色激光。通过该方案，能谋求具备激光光源的车辆用灯具的性能的提高。
在上述方案中，第3激光可以在610nm以上、620nm以下的波长域内具有峰值波长。另外，在上述任一种方案中，第1激光可以在450nm以上、470nm以下的波长域内具有峰值波长。通过这些方案，能更加提高具备激光光源的车辆用灯具的性能。需要说明的是，将以上构成要素的任意组合、本发明的构成要素或表现形式在方法、装置、系统等间相互置换的实施方式作为本发明的方案也是有效的。
本发明的另一方案也是一种车辆用灯具。该车辆用灯具包括：射出蓝色的第1激光的第1光源；射出绿色的第2激光的第2光源；射出黄色或橙色的第3激光的第3光源；射出红色的第4激光的第4光源；以及使各激光集合而生成白色激光的集光部。通过该方案，能谋求具备激光光源的车辆用灯具的演色性的提高。
在上述方案中，第1激光可以在450nm以上、470nm以下的波长域内具有峰值波长；第2激光可以在510nm以上、550nm以下的波长域内具有峰值波长；第3激光可以在570nm以上、612nm以下的波长域内具有峰值波长；第4激光可以在630nm以上、650nm以下的波长域内具有峰值波长。另外，在上述方案中，第3激光可以在580nm以上、600nm以下的波长域内具有峰值波长。通过该方案，能容易谋求车辆用灯具的性能的提高。需要说明的是，将以上构成要素的任意组合、本发明的构成要素或表现形式在方法、装置、系统等间相互置换的实施方式作为本发明的方案也是有效的。
〔发明效果〕
通过本发明，能提供一种用于谋求提高具备激光光源的车辆用灯具的性能的技术。
此外，通过本发明，能提供一种用于谋求提高具备激光光源的车辆用灯具的演色性的技术。
附图说明
图1是表示第1实施方式的车辆用灯具的概略构造的铅直剖视图。
图2是表示光源单元的概略构造的侧视图。
图3是从灯具前方侧观察时的扫描部的概略立体图。
图4是表示由实施方式的车辆用灯具形成的配光图案的一例的图。
图5的(A)是表示以往的白色LED的分光分布的图。图5的(B)是表示RGB激光光源的分光分布的图。图5的(C)是表示RGB激光光源及白色LED的演色指数Ra、R9和理论效率的表。
图6是表示平均演色指数Ra的计算结果的表。
图7是表示平均演色指数Ra的计算结果的表。
图8是表示平均演色指数Ra的计算结果的表。
图9是表示特殊演色指数R9的计算结果的表。
图10是表示特殊演色指数R9的计算结果的表。
图11是表示理论效率的计算结果的表。
图12是表示理论效率的计算结果的表。
图13是表示第2实施方式的车辆用灯具的概略构造的铅直剖视图。
图14是表示光源单元的概略构造的侧视图。
图15的(A)是表示以往的白色LED的分光分布的图。图15的(B)是表示RGB激光光源的分光分布的图。图15的(C)是表示RGB激光光源及白色LED的演色指数Ra、R9和理论效率的表。
图16的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图16的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。
图17的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图17的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。
图18的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图18的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。
图19的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图19的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。
图20的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图20的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。
图21的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图21的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。
具体实施方式
以下基于优选实施方式，参照附图说明本发明。对各附图所示的相同或等同的构成要素、部件、处理标注相同的标号，并适当省略重复的说明。另外，实施方式仅是例示，并非限定本发明，并非实施方式所记载的所有特征及其组合都是本发明的本质部分。
[第1实施方式]
图1是表示第1实施方式的车辆用灯具的概略构造的铅直剖视图。图1图示了透视光源单元100内部的状态。另外，省略了扫描部300的永久磁体312、314的图示。本实施方式的车辆用灯具例如是具有被配置在车辆前方左右的一对前照灯单元的车辆用前照灯装置。一对前照灯单元是实质上相同的构成，故图1中作为车辆用灯具1，表示了左右任一者的前照灯单元的构成。需要说明的是，以下说明的车辆用灯具1的构造仅是例示，并非限定于以下构造。
车辆用灯具1包括在车辆前方侧具有开口部的灯体2、和覆盖灯体2的开口部的透光罩4。透光罩4由具有透光性的树脂或玻璃等形成。在由灯体2和透光罩4形成的灯室3内，收纳有支承板6、光源单元100、扫描部300、控制单元400。
光源单元100及扫描部300被支承板6支承在灯室3内的预定位置。支承板6的角部通过校准螺栓8连接于灯体2。光源单元100具有第1光源102、第2光源104、第3光源106、散热器110及集光部200等。光源单元100被以散热器110接触于支承板6的方式固定在支承板6的前面。关于光源单元100的内部构造，将在后面详细说明。
扫描部300具有反射镜318。关于扫描部300的构造，将在后面详细说明。扫描部300与光源单元100的位置关系被设定使得将从光源单元100射出的激光朝灯具前方反射，扫描部300被固定于从支承板6的前面朝灯具前方侧突出的突出部10。突出部10具有枢轴机构10a，扫描部300介由枢轴机构10a支承于突出部10。另外，突出部10具有支承用促动器10b，该支承用促动器10b具有杆和使该杆沿灯具前后方向伸缩的电机。杆的前端连接于扫描部300。突出部10能通过使杆伸缩，来使扫描部300以枢轴机构10a为轴地进行摇动，由此，能调整(初始校准调整等)扫描部300的铅直方向的倾斜角度(俯仰角度)。支承用促动器10b连接于控制单元400。
控制单元400包括：适当选择性地执行控制程序、生成各种控制信号的灯具ECU；存储各种控制程序的ROM；以及作为数据存储及灯具ECU执行程序的工作区来使用的RAM等。控制单元400控制支承用促动器10b和后述的扫描用促动器的驱动、第1光源102～第3光源106的亮灭灯等。控制单元400在比支承板6更靠灯具后方侧的位置被固定于灯体2。需要说明的是，设置控制单元400的位置不特别限定于此。
车辆用灯具1可通过使校准螺栓8旋转、调节支承板6的姿势，来沿水平方向及铅直方向调整光轴。在灯室3内的光源单元100及扫描部300的灯具前方侧，设置具有开口部的扩展部件12，所述开口部用于允许被扫描部300反射来的光朝灯具前方行进。接下来，详细说明构成车辆用灯具1的光源单元及扫描部的结构。
(光源单元)
图2是表示光源单元的概略构造的侧视图。需要说明的是，在图2中，图示了透视光源单元100内部的状态。光源单元100具有第1光源102、第2光源104、第3光源106、散热器110、第1透镜112、第2透镜114、第3透镜116、光透射部120及集光部200等。
第1光源102射出在大致蓝色光的波长域内具有峰值波长的第1激光B。第2光源104射出在大致绿色光的波长域内具有峰值波长的第2激光G。第3光源106射出在大致橙色光的波长域内具有峰值波长的第3激光O。第1激光B～第3激光O的峰值波长的详细情况将在后面说明。第1光源102～第3光源106例如由激光二极管构成，被安装于共通的基板109。需要说明的是，各光源也可以由激光二极管以外的激光装置构成。
第1光源102、第2光源104及第3光源106被配置成其各自的激光射出面朝向灯具前方侧、基板109朝向灯具后方侧的方式，被安装在散热器110的灯具前方侧的面上。散热器110由铝等热传导率高的材料形成，以使得能高效地回收各光源发出的热。散热器110的灯具后方侧的面接触于支承板6(参照图1)。各光源介由基板109、散热器110及支承板6散热。
第1透镜112、第2透镜114及第3透镜116例如由准直透镜构成。第1透镜112被设在第1光源102与集光部200之间的第1激光B的光路上，将从第1光源102朝向集光部200的第1激光B变换成平行光。第2透镜114被设在第2光源104与集光部200之间的第2激光G的光路上，将从第2光源104朝向集光部200的第2激光G变换成平行光。第3透镜116被设在第3光源106与集光部200之间的第3激光O的光路上，将从第3光源106朝向集光部200的第3激光O变换成平行光。
光透射部120被嵌合于光源单元100的壳体上所设的开口101。后述的白色激光W从集光部200通过光透射部120后朝向扫描部300。
集光部200(偏光部)使第1激光B、第2激光G及第3激光O集合而生成白色激光W。集光部200具有第1分色镜202、第2分色镜204及第3分色镜206。
第1分色镜202是至少反射第1激光B的反光镜，被配置使得将通过第1透镜112后的第1激光B朝光透射部120反射。第2分色镜204是至少反射第2激光G、并使第1激光B透射的反光镜，被配置使得将通过第2透镜114后的第2激光G朝光透射部120反射。第3分色镜206是至少反射第3激光O、并使第1激光B及第2激光G透射的反光镜，被配置使得将通过第3透镜116后的第3激光O朝光透射部120反射。
各分色镜的相互的位置关系被设定使得其各自反射的激光的光路平行、且各激光集合地透射过光透射部120。在本实施方式中，第1分色镜202～第3分色镜206被配置使得在各分色镜处激光所到达的区域(激光的反射点)并排在一条直线上。
从第1光源102射出的第1激光B被第1分色镜202反射向第2分色镜204侧。从第2光源104射出的第2激光G被第2分色镜204反射向第3分色镜206侧，并且与透射过第2分色镜204的第1激光B相重合。从第3光源106射出的第3激光O被第3分色镜206反射向光透射部120侧，并且与透射过第3分色镜206的第1激光B及第2激光G的集合光相重合。其结果，形成白色激光W。白色激光W通过光透射部120后朝扫描部300行进。
(扫描部)
图3是从灯具前方侧观察时的扫描部的概略立体图。扫描部300是用于使从第1光源102～第3光源106射出的激光扫描，形成预定的配光图案(参照图4)的机构。扫描部300具有基体302，第1转动体304，第2转动体306，第1扭杆308，第2扭杆310，永久磁体312、314，端子部316及反射镜318等。基体302是在中央处具有开口部302a的框体，以在灯具前后方向上倾斜的状态固定在突出部10(参照图1)的前端。在基体302的预定位置设有端子部316。开口部302a中配置第1转动体304。第1转动体304是在中央处具有开口部304a的框体，被从灯具后方下侧向灯具前方上侧延伸的第1扭杆308可相对于基体302左右(车宽方向)转动地支承着。
在第1转动体304的开口部304a配置第2转动体306。第2转动体306是矩形状的平板，被沿车宽方向延伸的第2扭杆310可相对于第1转动体304上下(铅直方向)转动地支承着。当第1转动体304以第1扭杆308为转动轴左右转动时，第2转动体306随着第1转动体304左右转动。在第2转动体306的表面通过电镀或蒸镀等方法设置反射镜318。
基体302上，在与第1扭杆308的延伸方向正交的位置设置一对永久磁体312。永久磁体312形成与第1扭杆308正交的磁场。第1转动体304上设有第1绕组(未图示)，第1绕组介由端子部316连接于控制单元400(参照图1)。此外，基体302上，在与第2扭杆310的延伸方向正交的位置设置一对永久磁体314。永久磁体314形成与第2扭杆310正交的磁场。第2转动体306上设有第2绕组(未图示)，第2绕组介由端子部316连接于控制单元400。
由第1绕组及永久磁体312和第2绕组及永久磁体314构成扫描用促动器。扫描用促动器被控制单元400控制驱动。控制单元400控制流过第1绕组及第2绕组的驱动电压的大小和方向。由此，第1转动体304及第2转动体306左右往复转动，第2转动体306单独地上下往复转动。其结果，反射镜318上下左右往复转动。
从光源单元100射出的白色激光W被反射镜318朝灯具前方反射。并且，扫描部300通过反射镜318的往复转动而以白色激光W扫描车辆前方。例如扫描部300使反射镜318按比配光图案的形成区域更广的扫描范围转动。并且，控制单元400在反射镜318的转动位置处于与配光图案的形成区域对应的位置时使第1光源102～第3光源106点亮。由此，白色激光W被配光到配光图案的形成区域，在车辆前方形成预定的配光图案。
(配光图案的形状)
图4是表示由本实施方式的车辆用灯具形成的配光图案的一例的图。需要说明的是，在图4中，表示了被配置在灯具前方的预定位置、例如灯具前方25m位置的虚拟铅直屏幕上所形成的配光图案。此外，激光的扫描轨迹用虚线及实线示意性地示出。
扫描部300能用激光在沿车宽方向延伸的矩形的扫描区域SA内扫描。控制单元400在基于扫描部300的激光扫描位置处于近光灯用配光图案Lo内时，使第1光源102～第3光源106射出激光，在该扫描位置处于近光灯用配光图案Lo外时，使各光源停止射出激光。由此，形成具有对向车道侧明暗截止线CL1、本车道侧明暗截止线CL2及倾斜明暗截止线CL3的近光灯用配光图案Lo。需要说明的是，车辆用灯具1也能形成远光灯用配光图案等其它配光图案。
(各光源的峰值波长)
接下来，详细说明第1光源102～第3光源106射出的激光的峰值波长。图5的(A)是表示以往的白色LED的分光分布的图。图5的(B)是表示RGB激光光源的分光分布的图。图5的(C)是表示RGB激光光源及白色LED的演色指数Ra、R9及理论效率的表。在图5的(A)和图5的(B)中，表示了横轴为波长(nm)、纵轴为相对辐照度(relativeirradiance)的图表。例如，RGB激光光源是将峰值波长639nm的红色激光、峰值波长532nm的绿色激光及峰值波长465nm的蓝色激光合成而射出白色激光的光源。
如图5的(A)所示，从白色LED射出的白色光与RGB激光光源相比在更广的波长域内展示出较高的辐照度。另一方面，如图5的(B)所示，从RGB激光光源射出的白色光在蓝色光的波长域内、绿色光的波长域内、及红色光的波长域内分别具有谱线宽度(半值宽度)极窄的峰值波长。
具有这样的分光分布特性的白色LED及RGB激光光源所照射的光的平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率(lm/W)如图5的(C)所示。图5的(C)所示的数值是将各个照射光的色度(x，y)及色温度(K)调整成一般车辆用灯具所被要求的色度及色温度后的数值。这里，所谓“理论效率”是指被输入到光源的能量全部被作为可见光输出时的发光效率。如图5的(C)所示，RGB激光光源的Ra、R9及理论效率全都显示出比白色LED低的值。
与此不同，在本实施方式的车辆用灯具1中，第1激光B～第3激光O各自的峰值波长分别具有以下所示的特征。即，第1光源102射出的第1激光B在450nm以上、475nm以下的波长域内具有峰值波长。第2光源104射出的第2激光G在525nm以上、555nm以下的波长域内具有峰值波长。另外，第3光源106射出的第3激光O在605nm以上、620nm以下的波长域内具有峰值波长。
并且，第1激光B的峰值波长与第2激光G的峰值波长的间隔在65nm以上、95nm以下。第2激光G的峰值波长与第3激光O的峰值波长的间隔在60nm以上、不足80nm。此外，第1激光B的峰值波长与第3激光O的峰值波长的间隔不足170nm。
通过使第1激光B～第3激光O满足上述的峰值波长条件，车辆用灯具1能照射出与白色LED同样地满足一般车辆用灯具所被要求的Ra(例如Ra＝60)的光。因此，能提供适于作为车辆用灯具用的光源的激光光源。
此外，第3激光O优选在610nm以上、620nm以下的波长域内具有峰值波长。通过使第3激光O的峰值波长在610nm以上、620nm以下，能提高照射光的R9。R9是关于红色的演色性的评价。车辆用灯具被要求更准确地表现车辆的车尾灯等的红色。因此，R9对于车辆用灯具来说与Ra都是重要的特性。因此，通过提高照射光的R9，能更加提高车辆用灯具的性能。
此外，第1激光B优选在450nm以上、470nm以下的波长域内具有峰值波长。通过使第1激光B的峰值波长在450nm以上、470nm以下，能更可靠地对车辆用灯具赋予良好的理论效率。由此，能谋求照射光的亮度的提高和车辆用灯具的耗电的降低等。因此，能更加提高车辆用灯具的性能。
(平均演色指数Ra的计算)
针对车辆用灯具的照射光计算了Ra。在Ra的计算中，调整了车辆用灯具1的照射光，使得色度(x，y)在0.34≦x≦0.36、0.34≦y≦0.36的范围内，色温度(K)在4500以上、5500以下。Ra能够按日本工业标准JISZ8726规定的方法计算出来。在本实施方式中，将一般车辆用灯具所被要求的Ra＝60设定为阈值，将Ra在60以上的情况评价为“A”，将Ra不足60的情况评价为“B”。结果示于图6～图8。
图6、图7及图8是表示平均演色指数Ra的计算结果的表。在图6～图8所示的表中，“第2-第1”表示第2激光G与第1激光B的峰值波长的间隔，“第3-第2”表示第3激光O与第2激光G的峰值波长的间隔，“第3-第1”表示第3激光O与第1激光B的峰值波长的间隔。另外，关于被施以阴影的单元格，涉及“第2-第1”、“第3-第2”及“第3-第1”的表示其各自的间隔不满足上述的条件，涉及“Ra”的表示平均演色指数Ra不足60，涉及“判定”的表示判定为B。
如图6～图8所示，作为车辆用灯具的照射光，可知当第1激光B的峰值波长在450nm以上、475nm以下，第2激光G的峰值波长在525nm以上、555nm以下，第3激光O的峰值波长在605nm以上、620nm以下，且第1激光B和第2激光G的峰值波长间隔在65nm以上、95nm以下，第2激光G及第3激光O的峰值波长间隔在60nm以上、不足80nm，第1激光B及第3激光O的峰值波长间隔不足170nm时，其Ra在60以上，展示出良好的Ra。
(特殊演色指数R9的计算)
针对在上述的Ra的计算中判定为“A”的车辆用灯具的照射光计算了R9。色度及色温度是与Ra的计算同样地设定的。R9能够按照日本工业标准JISZ8726规定的方法计算出来。在本实施方式中，将白色LED的R9＝-37.4(参照图5的(C))设定为阈值，将R9在-37.4以上的情况评价为“AA”，将R9不足-37.4的情况评价为“A”。将结果示于图9及图10。
图9及图10是表示特殊演色指数R9的计算结果的表。在图9及图10所示的表中，“第2-第1”、“第3-第2”及“第3-第1”分别与图6～图8是同样的。另外，在图9及图10中，针对R9的评价为A的照射光，在“第3光源”、“R9”及“判定”的单元格施加了阴影。
如图9及图10所示，可知作为车辆用灯具的照射光，当第3激光O的峰值波长为610nm～620nm时，其R9在-37.4以上，展示出良好的R9。
(理论效率的计算)
接下来，针对在上述R9的计算中判定为“AA”的车辆用灯具的照射光计算了理论效率(lm/W)。色度及色温度是与Ra的计算同样的设定。理论效率ηtheo可以基于下式计算出来。在本实施方式中，将与白色LED的理论效率同等的理论效率＝330设定为阈值，将理论效率在330以上的情况评价为“AAA”，将理论效率不足330的情况评价为“AA”。结果示于图11及图12。
[式1]
Ee(λ)：辐射通量的分光分布
V(λ)：分光发光效率
km(＝683[lm/W])：光度对辐射度的转换常数
图11及图12是表示理论效率的计算结果的表。在图11及图12所示的表中，“第2-第1”、“第3-第2”及“第3-第1”分别与图6～图8是同样的。另外，在图11及图12中，针对理论效率的评价为AA的照射光，在“第1光源”、“理论效率”及“判定”的单元格内施加了阴影。
如图11及图12所示，可知车辆用灯具的照射光在第1激光B的峰值波长为450nm～470nm时理论效率在330以上，展示出良好的理论效率。
如以上说明的那样，本实施方式的车辆用灯具1包括：射出第1激光B的第1光源102，该第1激光B在450nm以上、475nm以下的波长域内具有峰值波长；射出第2激光G的第2光源104，该第2激光G在525nm以上、555nm以下的波长域内具有峰值波长，其峰值波长与第1激光B的峰值波长的间隔在65nm以上、95nm以下；射出第3激光O的第3光源106，该第3激光O在605nm以上、620nm以下的波长域内具有峰值波长，其峰值波长与第2激光G的峰值波长的间隔在60nm以上、不足80nm，并且其峰值波长与第1激光B的峰值波长的间隔不足170nm；以及使第1～第3激光集合而生成白色激光W的集光部200。由此，能提高具备激光光源的车辆用灯具的演色性，从而能提高车辆用灯具1的性能。另外，通过将具备这样的激光光源的车辆用灯具安装于车辆，能既抑制驾驶者的视认性下降或者提高视认性，又提高车辆用灯具的光利用率。
[第2实施方式]
图13是表示第2实施方式的车辆用灯具的概略构造的铅直剖视图。需要说明的是，图13表示了透视光源单元1100内部的状态。另外，省略了扫描部300的永久磁体312、314的图示。本实施方式的车辆用灯具例如是具有被配置在车辆前方左右的一对前照灯单元的车辆用前照灯装置。一对前照灯单元是实质上相同的构成，故图13中作为车辆用灯具1，示出左右任一个前照灯单元的构成。需要说明的是，以下所说明的车辆用灯具1的构造仅是例示，并非限定于以下构造。
车辆用灯具1包括在车辆前方侧具有开口部的灯体2和覆盖灯体2的开口部的透光罩4。透光罩4由具有透光性的树脂或玻璃等形成。在由灯体2和透光罩4形成的灯室3内，收纳有支承板6、光源单元1100、扫描部300、控制单元400。
光源单元1100及扫描部300被支承板6支承在灯室3内的预定位置。支承板6的角部通过校准螺栓8连接于灯体2。光源单元1100具有第1光源1102、第2光源1104、第3光源1106、第4光源1108、散热器1110及集光部1200等。光源单元1100被以散热器1110接触于支承板6的方式固定在支承板6的前面。关于光源单元1100的内部构造，将在后面详细说明。
扫描部300具有与第1实施方式同样的构造。控制单元400具有与第1实施方式同样的构造。控制单元400控制支承用促动器10b或后述的扫描用促动器的驱动、以及第1光源1102～第4光源1108的亮灭灯等。控制单元400在比支承板6靠灯具后方侧固定于灯体2。需要说明的是，设置控制单元400的位置不特别限定于此。
车辆用灯具1同第1实施方式一样能调整光轴。在灯室3内的光源单元1100及扫描部300的灯具前方侧，设置具有开口部的扩展部件12，该开口部用于允许被扫描部300反射后的光朝灯具前方行进。接下来，详细说明构成车辆用灯具1的光源单元的构成。
(光源单元)
图14是表示光源单元的概略构造的侧视图。需要说明的是，在图14中，表示了透视光源单元1100内部的状态。光源单元1100具有第1光源1102、第2光源1104、第3光源1106、第4光源1108、散热器1110、第1透镜1112、第2透镜1114、第3透镜1116、第4透镜1118、光透射部1120及集光部1200等。
第1光源1102射出蓝色的第1激光B2。第2光源1104射出绿色的第2激光G2。第3光源1106射出黄色或橙色的第3激光O2。第4光源1108射出红色的第4激光R2。关于第1激光B2～第4激光R2的峰值波长的详细情况，将在后面说明。第1光源1102～第4光源1108例如由激光二极管构成，被安装于共通的基板1109。需要说明的是，各光源也可以由激光二极管以外的激光装置构成。
第1光源1102、第2光源1104、第3光源1106及第4光源1108分别被以激光射出面朝向灯具前方侧、基板1109朝向灯具后方侧的方式配置，并被安装在散热器1110的灯具前方侧的面上。散热器1110由铝等热传导率高的材料形成，使得能够高效地回收各光源发出的热。散热器1110的灯具后方侧的面接触于支承板6(参照图13)。各光源介由基板1109、散热器1110及支承板6散热。
第1透镜1112、第2透镜1114、第3透镜1116及第4透镜1118例如由准直透镜构成。第1透镜1112被设在第1光源1102与集光部1200之间的第1激光B2的光路上，将从第1光源1102朝向集光部1200的第1激光B2变换成平行光。第2透镜1114被设在第2光源1104与集光部1200之间的第2激光G2的光路上，将从第2光源1104朝向集光部1200的第2激光G2变换成平行光。第3透镜1116被设在第3光源1106与集光部1200之间的第3激光O2的光路上，将从第3光源1106朝向集光部1200的第3激光O2变换成平行光。第4透镜1118被设在第4光源1108与集光部1200之间的第4激光R2的光路上，将从第4光源1108朝向集光部1200的第4激光R2变换成平行光。
光透射部1120被嵌合于光源单元1100的壳体上所设的开口1101。后述的白色激光W2从集光部1200通过光透射部1120后朝向扫描部300。
集光部1200(偏光部)使第1激光B2、第2激光G2、第3激光O2及第4激光R2集合而生成白色激光W2。集光部1200具有第1分色镜1202、第2分色镜1204、第3分色镜1206及第4分色镜1208。
第1分色镜1202是至少反射第1激光B2、并使第2激光G2、第3激光O2及第4激光R2透射的分色镜，被配置使得将通过第1透镜1112后的第1激光B2朝光透射部1120反射。第2分色镜1204是至少反射第2激光G2，并使第3激光O2及第4激光R2透射的分色镜，被配置使得将通过第2透镜1114后的第2激光G2朝光透射部1120反射。第3分色镜1206是至少反射第3激光O2，并使第4激光R2透射的分色镜，被配置使得将通过第3透镜1116后的第3激光O2朝光透射部1120反射。第4分色镜1208是至少反射第4激光R2的分色镜，被配置使得将通过第4透镜1118后的第4激光R2朝光透射部1120反射。
各分色镜相互的位置关系被设定，使得其各自反射的激光的光路平行、且各激光集合地透射过光透射部1120。在本实施方式中，第1分色镜1202～第4分色镜1208被配置使得在各分色镜处激光所到达的区域(激光的反射点)并排在一条直线上。
从第4光源1108射出的第4激光R2被第4分色镜1208向第3分色镜1206侧反射。从第3光源1106射出的第3激光O2被第3分色镜1206向第2分色镜1204侧反射，并且与透射过第3分色镜1206的第4激光R2相重合。从第2光源1104射出的第2激光G2被第2分色镜1204向第1分色镜1202侧反射，并且与透射过第2分色镜1204的第4激光R2及第3激光O2的集合光相重合。从第1光源1102射出的第1激光B2被第1分色镜1202向光透射部1120侧反射，并且与透射过第1分色镜1202的第4激光R2、第3激光O2及第2激光G2的集合光相重合。其结果，形成白色激光W2。白色激光W2通过光透射部1120后朝扫描部300行进。
(扫描部)
如图3所示，扫描部300是用于使从第1光源1102～第4光源1108射出的激光扫描，形成预定的配光图案(参照图4)的机构。扫描部300具有与第1实施方式同样的构造，故省略详细的说明。
从光源单元1100射出的白色激光W2被反射镜318向灯具前方反射。并且，扫描部300通过反射镜318的往复转动而以白色激光W2扫描车辆前方。例如扫描部300使反射镜318在比配光图案的形成区域更广的扫描范围内转动。并且，控制单元400在反射镜318的转动位置处于与配光图案的形成区域对应的位置时使第1光源1102～第4光源1108点亮。由此，白色激光W2被配光到配光图案的形成区域，在车辆前方形成预定的配光图案。
(配光图案的形状)
由本实施方式的车辆用灯具形成的配光图案与第1实施方式是同样的。扫描部300能用激光在沿车宽方向延伸的矩形的扫描区域SA内进行扫描。控制单元400在基于扫描部300的激光扫描位置处于近光灯用配光图案Lo内时，使第1光源1102～第4光源1108射出激光，在该扫描位置处于近光灯用配光图案Lo外时，使各光源停止射出激光。由此，如图4所示，形成具有对向车道侧明暗截止线CL1、本车道侧明暗截止线CL2及倾斜明暗截止线CL3的近光灯用配光图案Lo。需要说明的是，车辆用灯具1也可以用于形成远光灯用配光图案等其它配光图案。
(车辆用灯具的演色性)
接下来详细说明车辆用灯具1的演色性。图15的(A)是表示以往的白色LED的分光分布的图。图15的(B)是表示RGB激光光源的分光分布的图。图15的(C)是表示RGB激光光源及白色LED的演色指数Ra、R9及理论效率的表。在图15的(A)及图15的(B)中，表示了横轴为波长(nm)、纵轴为相对辐照度的图表。例如RGB激光光源是将峰值波长639nm的红色激光、峰值波长532nm的绿色激光及峰值波长465nm的蓝色激光合成而射出白色激光的光源。
如图15的(A)所示，从白色LED射出的白色光与RGB激光光源相比在更广的波长域内展示出较高的辐照度。另一方面，如图15的(B)所示，从RGB激光光源射出的白色光在蓝色光的波长域内、绿色光的波长域内、及红色光的波长域内分别具有谱线宽度(半值宽度)极窄的峰值波长。
具有这样的分光分布特性的白色LED及RGB激光光源所照射的光的平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率(lm/W)如图15的(C)所示。图15的(C)所示的数值是将各个照射光的色度(x，y)及色温度(K)调整为一般车辆用灯具所被要求的色度及色温度时的数值。在此，所谓“理论效率”，是指输入到光源的能量全部作为可见光输出时的发光效率。如图15的(C)所示，RGB激光光源在Ra、R9及理论效率方面全都展示出比白色LED低的值。
与此不同，本实施方式的车辆用灯具1将蓝色的第1激光B2、绿色的第2激光G2、黄色或橙色的第3激光O2、及红色的第4激光R2合成而形成白色激光W2。由此，与将蓝色激光、绿色激光及红色激光合成而形成白色激光时相比，能提高平均演色指数Ra。此外，通过将第1激光B2～第4激光R2合成来形成白色激光W2，能设计出平均演色指数Ra在60以上的、具有良好的演色性的车辆用灯具。由此，能谋求提高具备激光光源的车辆用灯具的性能。
另外，除Ra的提高外，还能赋予车辆用灯具比RGB激光光源高的理论效率。由此，能谋求照射光的亮度的提高、车辆用灯具的耗电的降低等，能更加提高车辆用灯具的性能。
此外，优选第1激光B2在450nm以上、470nm以下的波长域内具有峰值波长，第2激光G2在510nm以上、550nm以下的波长域内具有峰值波长，第3激光O2在570nm以上、612nm以下的波长域内具有峰值波长，第4激光R2在630nm以上、650nm以下的波长域内具有峰值波长。由此，能谋求兼顾车辆用灯具所被要求的色度(x，y)和车辆用灯具的演色性提高。
优选第3激光O2在610nm以下的波长域内具有峰值波长。由此，能更加切实地谋求Ra的提高和照射光的特殊演色指数R9的提高。
进而，优选第3激光O2在580nm以上、600nm以下的波长域内具有峰值波长，更加优选590nm以上、600nm以下。通过使第3激光O2的峰值波长为580nm～600nm，能缓和用于谋求良好的色度和良好的演色性的兼顾的灯具设计所被要求的各激光的输出强度比等条件。因此，能易于提高车辆用灯具的性能。
(色度、Ra、R9及理论效率的关系的评价)
(评价实验I)
针对车辆用灯具的照射光，评价了色度(x，y)、Ra、R9及理论效率的关系。首先，将第1激光B2、第2激光G2及第4激光R2的峰值波长分别同上述RGB激光光源一样设定为465nm、532nm、639nm。然后，将第3激光O2的峰值波长分别设定为570nm、580nm、585nm、590nm、600nm、610nm，计算各峰值波长时的色度(x，y)、Ra、R9及理论效率。各激光的输出强度比假定为B2：G2：O2：R2＝1.00：1.00：0.90：1.00。
色度x可以基于式(1)：x＝X/(X+Y+Z)来计算，色度y可以基于式(2)：y＝Y/(X+Y+Z)来计算。式(1)及式(2)中的X、Y、Z是XYZ表色系统中的三刺激值X，Y，Z。三刺激值X，Y，Z例如可以用公知的分光光度计或色度计来求得。关于色度的评价，将被包含于欧州标准ECENo.98所规定的白色区域(图16的(B)、17的(B)、18的(B)、19的(B)、20的(B)及21的(B)中的区域A，由y＝0.150+0.540x、y＝0.440、x＝0.500、y＝0.382、y＝0.050+0.750x、x＝0.310的各式表示的直线所包围的范围)时评价为比未包含于此区域时良好。
Ra及R9可以按照日本工业标准JISZ8726所规定的方法计算出来。关于平均演色指数Ra的评价，将Ra＝60设定为阈值，将Ra在60以上时评价为比Ra不足60时良好。关于特殊演色指数R9的评价，将白色LED的R9＝-37.4(参照图15的(C))设定为阈值，将R9在-37.4以上时评价为比不足-37.4时良好。
理论效率ηtheo(lm/W)可以基于第1实施方式中所用的上述算式计算出来。关于理论效率的评价，将理论效率＝295设定为阈值，将理论效率在295以上时评价为比不足295不足时良好。
将结果示于图16的(A)及图16的(B)。图16的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图16的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。在图16的(A)中，关于“色度(x)”、“色度(y)”，被施以阴影的单元格表示未包含于白色区域，关于“Ra”，被施以阴影的单元格表示平均演色指数Ra不足60，关于“R9”，被施以阴影的单元格表示R9不足-37.4，关于“理论效率”，被施以阴影的单元格表示理论效率不足295。
(评价实验II)
除将各激光的输出强度比设为B2：G2：O2：R2＝1.00：1.20：0.90：1.00这一点外，与评价实验I同样地实施了色度、Ra、R9及理论效率的计算和评价。将结果示于图17的(A)及图17的(B)。图17的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图17的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。在图17的(A)中，被施以阴影的单元格与评价实验I是同样的。
(评价实验III)
除将各激光的输出强度比设为B2：G2：O2：R2＝0.80：0.50：0.90：1.00这一点外，与评价实验I同样地实施了色度、Ra、R9及理论效率的计算及评价。将结果示于图18的(A)及图18的(B)。图18的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图18的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。在图18的(A)中，被施以阴影的单元格与评价实验I是同样的。
(评价实验IV)
除将第2激光G2的峰值波长设为545nm、第3激光O2的输出强度比设为0.80这一点外，与评价实验I同样地实施了色度、Ra、R9及理论效率的计算及评价。将结果示于图19的(A)及图19的(B)。图19的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图19的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。在图19的(A)中，被施以阴影的单元格与评价实验I是同样的。
(评价实验V)
除将第2激光G2的峰值波长设为545nm、将第3激光O2的输出强度比设为0.80、在第3激光O2的峰值波长的设定中追加了612nm、613nm这一点外，与评价实验II同样地实施了色度、Ra、R9及理论效率的计算及评价。将结果示于图20的(A)及图20的(B)。图20的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图20的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。在图20的(A)中，被施以阴影的单元格与评价实验I是同样的。
(评价实验VI)
除将第2激光G2的峰值波长设为545nm、将第3激光O2的输出强度比设为0.80、在第3激光O2的峰值波长的设定中追加了572nm、573nm这一点外，与评价实验III同样地实施了色度、Ra、R9及理论效率的计算及评价。将结果示于图21的(A)及图21的(B)。图21的(A)是表示色度、平均演色指数Ra、特殊演色指数R9及理论效率的计算结果的表。图21的(B)是表示色度的计算结果与白色区域的关系的图。在图21的(A)中，被施以阴影的单元格与评价实验I是同样的。
如图16的(A)及图16的(B)所示，由评价实验I可知，通过将第1激光B2～第4激光R2合成，与不包含第3激光O2时相比能提高Ra。另外，可知当第3激光O2的峰值波长为585nm～600nm时能得到良好的色度和Ra。另外，可知能同时得到良好的R9及理论效率。此外，可知当第3激光O2的峰值波长不足600nm时，能得到300lm/w以上的更高的理论效率。
如图17的(A)及图17的(B)所示，由评价实验II可知，通过将第1激光B2～第4激光R2合成，与不包含第3激光O2时相比能提高Ra。另外，可知当第3激光O2的峰值波长为590nm～600nm时，能得到良好的色度和Ra，并且同时能得到良好的R9及理论效率。
如图18的(A)及图18的(B)所示，由评价实验III可知，通过将第1激光B2～第4激光R2合成，与不包含第3激光O2时相比能提高Ra。另外，可知当第3激光O2的峰值波长为570nm～580nm时，能得到良好的色度和Ra，并且同时能得到良好的R9及理论效率。
如图19的(A)及图19的(B)所示，由评价实验IV可知，通过将第1激光B2～第4激光R2合成，与不包含第3激光O2时相比能提高Ra。另外，可知当第3激光O2的峰值波长为580nm～600nm时，能得到良好的色度和Ra，并且同时能得到良好的R9及理论效率。
如图20的(A)及图20的(B)所示，由评价实验V可知，通过将第1激光B2～第4激光R2合成，与不包含第3激光O2时相比能提高Ra。另外，可知当第3激光O2的峰值波长为590nm～612nm时，能得到良好的色度和Ra。此外，可知能同时得到良好的理论效率。进而，可知当第3激光O2的峰值波长为590nm～610nm时，能得到良好的色度、Ra及理论效率，并且还能得到良好的R9。
如图21的(A)及图21的(B)所示，由评价实验VI可知，通过将第1激光B2～第4激光R2合成，与不包含第3激光O2时相比能提高Ra。另外，可知当第3激光O2的峰值波长为573nm～580nm时，能得到良好的色度和Ra，并且同时能得到良好的R9及理论效率。
由上可知，通过将包含第3激光O2的4色的激光合成，与不包含第3激光O2时相比能提高Ra。另外，可知能设计出Ra在60以上的具有良好演色性的车辆用灯具。此外，可知当第3激光O2的峰值波长在570nm以上、612nm以下时，能形成既具有所希望的色度、又具有60以上的Ra的白色激光W2。因此，可知能谋求车辆用灯具所被要求的色度和车辆用灯具的演色性提高的兼顾。
另外，由评价实验V的结果可知，通过使第3激光O2的峰值波长在610nm以下，在可实现良好的色度及Ra的条件下能更加确实地提高R9。进而，由全部的评价实验的结果可知，当第3激光O2的峰值波长在580nm以上、600nm以下时，与处于其它波长域时相比，能在第1激光B2、第2激光G2、第4激光R2的峰值波长及各激光的输出强度比不同的更宽的条件下得到良好的色度及Ra。另外，可知当第3激光O2的峰值波长为590nm～600nm时，能在更加宽泛的条件下得到良好的色度及Ra。由此可知，通过使第3激光O2的峰值波长为580nm～600nm、进而使之为590nm～600nm，能容易谋求车辆用灯具的性能提高。
如以上说明的那样，本实施方式的车辆用灯具1包括射出蓝色的第1激光B2的第1光源1102、射出绿色的第2激光G2的第2光源1104、射出黄色或橙色的第3激光O2的第3光源1106、射出红色的第4激光R2的第4光源1108、以及使各激光集合而生成白色激光W2的集光部1200。由此，与RGB激光光源相比能提高车辆用灯具的演色性。此外，能设计出具有优良的演色性的车辆用灯具。由此有助于具备激光光源的车辆用灯具的性能的提高。另外，通过将具备这样的激光光源的车辆用灯具安装于车辆，能既抑制驾驶者的视认性的下降或者使视认性提高，又提高车辆用灯具的光利用率。
本发明并非限定于上述的实施方式，将实施方式的构成适当组合或置换后的方案也包含在本发明中。另外，还可以基于本领域技术人员的知识对实施方式施加各种设计变更等变形，被施加了这样的变形的实施方式也可能包含在本发明的范围内。
在上述实施方式中，扫描部300能由检流计反射镜、MEMS镜、多角镜等构成。另外，车辆用灯具1也可以是具备投影透镜的投影型的灯具等。
〔标号说明〕
B、B2第1激光，G、G2第2激光，O、O2第3激光，R2第4激光，W、W2白色激光，1车辆用灯具，102、1102第1光源，104、1104第2光源，106、1106第3光源，1108第4光源，200、1200集光部。
〔工业可利用性〕
本发明能用于车辆用灯具。
Claims (6)
1.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：
射出第1激光的第1光源，该第1激光在450nm以上、475nm以下的波长域内具有峰值波长；
射出第2激光的第2光源，该第2激光在525nm以上、555nm以下的波长域内具有峰值波长，该第2激光的峰值波长与所述第1激光的峰值波长的间隔在65nm以上、95nm以下；
射出第3激光的第3光源，该第3激光在605nm以上、620nm以下的波长域内具有峰值波长，该第3激光的峰值波长与所述第2激光的峰值波长的间隔在60nm以上、不足80nm，并且该第3激光的峰值波长与所述第1激光的峰值波长的间隔不足170nm；以及
集光部，使第1～第3激光集合而生成白色激光。
2.如权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述第3激光在610nm以上、620nm以下的波长域内具有峰值波长。
3.如权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述第1激光在450nm以上、470nm以下的波长域内具有峰值波长。
4.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：
射出蓝色的第1激光的第1光源；
射出绿色的第2激光的第2光源；
射出黄色或橙色的第3激光的第3光源；
射出红色的第4激光的第4光源；以及
使各激光集合而生成白色激光的集光部。
5.如权利要求4所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述第1激光在450nm以上、470nm以下的波长域内具有峰值波长；
所述第2激光在510nm以上、550nm以下的波长域内具有峰值波长；
所述第3激光在570nm以上、612nm以下的波长域内具有峰值波长；
所述第4激光在630nm以上、650nm以下的波长域内具有峰值波长。
6.如权利要求5所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述第3激光在580nm以上、600nm以下的波长域内具有峰值波长。
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