CN106461184A - 光投射装置以及车载用前照灯 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供光投射装置以及车载用前照灯，即使在将半导体激光器用作为发光元件的情况下，也能够确保安全性，对于具有较高的自由度而预先设计的配光分布大幅度地增减其中多个特定区域的明亮度。本发明具备：第1光学系统，对来自由来自发光元件的光形成的第1光放射区域的光进行投影而形成第2光放射区域；动态光偏转机构，使与第2光放射区域的形成有关的光束偏转；第2光学系统，接受通过动态光偏转机构获得的偏转光束而投影，形成第3光放射区域；以及偏转图案生成机构，用于对于所入射的光束的入射光线分别赋予偏转而使其出射，并转换成出射光束，偏转图案生成机构构成为，在对于入射到光入射部的入射光线分别赋予偏转而使其出射时，所赋予的偏转的方向依存于光线在光入射部中的入射位置。

Description

光投射装置以及车载用前照灯

技术领域

本发明涉及例如能够在车载用前照灯等照明装置中使用的、使用了半导体激光器等发光元件的光投射装置。

背景技术

作为用于车载用前照灯的光源，长久以来使用了卤素灯等现有的灯丝灯，但也使用了长寿命的金属卤化物灯等HID灯，近年还使用了长寿命、高效率的LED。

如此，以长寿命化、高效率化为目标，光源元件本身发生了进化，但是关于前照灯光束的控制，主要是进行所谓的远光与近光(近光前照灯)之间的切换的程度。

但是，最近，特别地进行了使用了固体光源的发光元件的、以更细致的前照灯光束的控制为目标的研究，并进行了几个提案。

例如，在日本特开2012-146621号公报中记载有：通过半导体激光器对全息图进行照明，并通过其衍射光来生成所希望的配光的前照灯光束。

其中包含如下提案：能够根据回转停止位置而从不同的多个全息图中选择；以及具备根据施加电压而使照明光的方向变化的液晶棱镜并通过电压来切换远光与近光的配光。

但是，在该技术的情况下，能够高速响应的动作仅为远光与近光的切换，存在从多个全息图的选择性较低、选项受限这样的缺点。

另外，在日本特开2013-125693号公报中记载有：使用二维电流计(或者多面反射镜)使用于提高视觉辨认性的将R、G、B三原色的激光混合而生成白色激光进行扫描，由此生成所希望的配光的前照灯光束。

其中包含如下提案：例如加强路肩部的照明光的蓝色，或者在长时间驾驶的情况、驾驶员为高龄的情况下降低色温，或者以醒目的颜色对步行者进行照明等。

但是，在该技术的情况下，由于是通过二维扫描来获得所希望的配光，因此动态的配光条件的变更等的自由度也许较高，但是由于作为前照灯光束而放射的每个瞬间的照明激光呈较细的束状，因此存在的问题为：需要用于确保安全性的特别的对策，但这一点尚未解决。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-146621号

专利文献2：日本特开2013-125693号

发明内容

发明要解决的课题

本发明要解决的课题在于，提供光投射装置以及车载用前照灯，即使在将半导体激光器用作为发光元件的情况下也能够确保安全性，对于具有较高的自由度而预先设计的配光分布，能够大幅度增减其中多个特定区域的明亮度。

用于解决课题的手段

本发明的第1发明的光投射装置的其特征在于，具备：

发光元件(Sc)；

供电电路(Ps)，用于驱动上述发光元件(Sc)；

第1光学系统(Eu)，具有由来自上述发光元件(Sc)的光形成的第1光放射区域(Gs)，对来自上述第1光放射区域(Gs)的光进行投影而形成第2光放射区域(Gu)；

动态光偏转机构(Md)，在上述第2光放射区域(Gu)的附近，使与上述第2光放射区域(Gu)的形成有关的光束(Bu)偏转；

第2光学系统(Ef)，设置于上述动态光偏转机构(Md)的后级，接受通过上述动态光偏转机构(Md)将上述光束(Bu)偏转而得到的偏转光束(Bd)并进行投影，形成第3光放射区域(Gf)；以及

偏转图案生成机构(Fm)，设置于上述第2光学系统(Ef)的后级，用于对于入射到该偏转图案生成机构(Fm)的光束的入射光线分别赋予偏转而使其出射，并转换成出射光束(Bmo)；

该偏转图案生成机构(Fm)构成为，在对于入射到该偏转图案生成机构(Fm)的光入射部(Pmi)的入射光线分别赋予偏转而使其出射时，所赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)的入射位置，

上述第2光学系统(Ef)将与上述第1光放射区域(Gs)共轭的像向远方进行成像，并且将上述第3光放射区域(Gf)形成于上述光入射部(Pmi)的一部分区域，上述动态光偏转机构(Md)持续进行使将上述光束(Bu)偏转的方向连续地变化的动作，由此使上述第3光放射区域(Gf)在上述光入射部(Pmi)中连续地移动。

本发明的第2发明的光投射装置的特征在于，上述第2光放射区域(Gu)与上述第1光放射区域(Gs)共轭。

本发明的第3发明的光投射装置的特征在于，上述第2光学系统(Ef)所形成的上述第3光放射区域(Gf)与上述第1光学系统(Eu)的出射光瞳(Quo)共轭。

本发明的第4发明的光投射装置的特征在于，上述第1光放射区域(Gs)由多个发光元件(Sc1，Sc2，…)形成，上述第3光放射区域(Gf)与各个上述发光元件(Sc1，Sc2，…)对应，并由分别独立地分离的子光放射区域(Gf1，Gf2，…)形成。

本发明的第5发明的光投射装置的特征在于，上述第1光学系统(Eu)形成与上述动态光偏转机构(Md)的偏转轴平行的细长形状的上述第2光放射区域(Gu)。

本发明的第6发明的光投射装置的特征在于，上述偏转图案生成机构(Fm)被分割为多个区段(A1，A2，…，A9)，按照每个该区段(A1，A2，…，A9)，以在上述第3光放射区域(Gf)位于该区段(A1，A2，…，A9)时形成的上述出射光束(Bmo)具有特定的出射方向分布的方式，确定上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)的入射位置时的依存性。

本发明的第7发明的光投射装置的特征在于，还具有：对向上述发光元件(Sc)投入的投入电力进行调制的调制控制电路(Ux)；以及对上述偏转图案生成机构(Fm)中的上述第3光放射区域(Gf)的位置进行检测的扫描位置检测机构，上述调制控制电路(Ux)基于来自上述扫描位置检测机构的信息，依存于上述偏转图案生成机构(Fm)中的上述第3光放射区域(Gf)的位置，对向上述发光元件(Sc)投入的投入电力进行调制，由此使上述出射光束(Bmo)中的具有特定的出射方向分布的光束的明亮度比规定的标准的明亮度更暗或者更明亮。

本发明的第8发明的光投射装置的特征在于，上述调制控制电路(Ux)具有检查表，该检查表将用于依存于上述偏转图案生成机构(Fm)中的上述第3光放射区域(Gf)的位置(x)而进行向上述发光元件(Sc)投入的投入电力的调制的数据，按照与上述位置(x)对应的每个地址来进行保持，在上述检查表的读出时，基于根据上述扫描位置检测机构生成的上述位置(x)的数字数值而生成的地址值来进行读出。

本发明的第9发明的光投射装置的特征在于，为了实现上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置，上述偏转图案生成机构(Fm)由依存于位置而法线方向变化的光反射面构成。

本发明的第10发明的光投射装置的特征在于，为了实现上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置，上述偏转图案生成机构(Fm)由依存于位置而厚度或者折射率变化的光折射介质构成。

本发明的第11发明的光投射装置的特征在于，为了实现上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置，上述偏转图案生成机构(Fm)由具有依存于位置而相位变化的干涉条纹的衍射格栅构成。

本发明的第12发明的车载用前照灯的特征在于，利用第1至11发明所记载的光投射装置来投射光。

发明的效果

能够提供光投射装置以及车载用前照灯，即使在将半导体激光器用作为发光元件的情况下也能够确保安全性，对于具有较高的自由度而预先设计的配光分布，能够大幅度增减其中多个特定区域的明亮度。

附图说明

图1表示简化地示出本发明的光投射装置的框图。

图2表示简化地示出本发明的光投射装置的一部分的概念图。

图3表示简化地示出本发明的光投射装置的一部分的概念图。

图4表示简化地示出本发明的光投射装置的一部分的示意图。

图5表示简化地示出本发明的光投射装置的一部分的示意图。

图6表示简化地示出本发明的光投射装置的一部分的概念图。

图7表示简化地示出本发明的光投射装置的一部分的概念图。

图8表示简化地示出本发明的光投射装置的一部分的动作的时间图。

图9表示简化地示出本发明的光投射装置的一部分的概念图。

图10表示简化地示出本发明的车载用前照灯的一部分的示意图。

图11表示简化地示出本发明的车载用前照灯的一部分的示意图。

图12表示简化地示出本发明的车载用前照灯的一部分的概念图。

具体实施方式

在有关本发明的说明中，关于共轭这个用语，在作为几何光学领域中的一般用语、例如表述为A与B共轭时，意味着：至少基于近轴理论，通过透镜等具有成像功能的光学元件的作用，A被成像为B或者B被成像为A。

此时，A、B为像，孤立的点像当然被包含为对象，由多个点像构成的集合、点像连续地分布的存在扩散的像也被包含为对象。

此处，所谓点像或者像点(即、像)，作为几何光学领域中的一般用语，包括以下的任一种且不进行区别：实际上光从该点放射；光朝向该点会聚，当放置屏幕时映出较明亮的点；光看起来朝向该点会聚(但是该点处于光学系统的内部而不能放置屏幕)；以及光看起来从该点放射(但是该点处于光学系统的内部而不能放置屏幕)，此时，由于成像中的像差、焦点偏离等而产生模糊，变得不是理想的点、衍射极限像的现象被忽视。

另外，所谓光放射区域，是发光或被照射光的空间、面，有时包含上述的像，同样，包括以下的任一种且不进行区别：实际上光从该区域放射；光朝向该区域会聚，当放置屏幕时映出较明亮的区域；光看起来朝向该区域会聚(但是该区域处于光学系统的内部而不能放置屏幕)；以及光看起来从该区域放射(但是该区域处于光学系统的内部而不能放置屏幕)。

并且，所谓放射面单元，是指构成光放射区域的像点、或者较小的光放射区域。

在发光元件(Sc)是半导体激光器的情况下，如果半导体激光器为一个，则第1光放射区域(Gs)仅认为是一个点光源即可，通常，将其放置于光学系统的光轴上、而且将来自半导体激光器的发散光的发散方向分布的中心光线朝向与光轴一致的方向配置即可。

但是，在具有多个半导体激光器的光源、在有限的面积内放射面单元连续地分布的光源的情况下，需要进行考虑到光学系统的入射光瞳、出射光瞳、主光线的设计，在以下，对这样的状况进行说明。

当以一般的照相机镜头为例时，通常孔径光阑存在于镜头的内部，但是在从光进入的一侧观察镜头时，将通过镜头能够观察到的孔径光阑的像称作入射光瞳，在从光射出的一侧观察镜头时，将通过镜头能够观察到的孔径光阑的像称作出射光瞳，将朝向入射光瞳的中心、或者从出射光瞳的中心射出的光线(通常是子午光线)称作主光线。

此外，在广义上，将主光线以外的光线称作周边光线。

但是，在对激光那样的具有指向性的光进行处理的光学系统中，由于不需要通过孔径光阑来切出光束，因此不存在孔径光阑的情况较多，在该情况下，根据光学系统中的光的存在方式来定义这些内容。

通常，可以认为，将来自放射面单元的放射光束中的光的方向分布的中心光线作为主光线，入射光瞳处于向光学系统入射的主光线或其延长线与光轴交叉的位置，出射光瞳处于从光学系统射出的主光线或其延长线与光轴交叉的位置。

但是，严密地说，还可以考虑到如下情况：如此定义的主光线与光轴，例如由于调整误差而不相交、而仅处于扭转的位置。

但是，这种现象与本质无关，而且即使争论也不会有结果，因此在以下视为不产生这种现象、或者视为主光线与光轴在最接近的位置相交。

另外，在注目于光学系统中的相邻接的两个部分光学系统A以及B、且B邻接在A的紧后时，(与A的输出像成为B的输入像的情况相同)A的出射光瞳成为B的入射光瞳，原本在光学系统中任意地定义的部分光学系统的入射光瞳、出射光瞳(如果存在孔径光阑则全部是其像，即使不存在也)应该全部是共轭的，因此如果不需要特别地进行区别，则将入射光瞳、出射光瞳简称作光瞳。

在本发明的说明以及附图中，将光学系统的光轴称作z轴，但是假设在通过反射镜而光轴被弯折的情况下，将沿着原来的z轴的光线被反射而行进的方向也称作z轴，不采用新的坐标轴。

此外，在图2等附图中，作为与z轴垂直的轴，为了方便而表述为x轴及y轴。

首先，使用将本发明的光投射装置简化地表示的框图即图1以及将本发明的光投射装置的一部分简化地表示的概念图即图2、图3，对用于实施本发明的方式进行说明。

在图1中，例如，在发光元件(Sc)是端面发光的半导体激光器的情况下，该半导体激光器封装的内部所收纳的半导体芯片的表面上所存在的发散光的放射部，实质上能够作为点光源来处理，并能够将其作为第1光放射区域(Gs)。

另外，在发光元件(Sc)是面发光的半导体激光器、LED的情况下，也能够将其发光面作为上述第1光放射区域(Gs)。

图2表示第1光放射区域(Gs)由多个分布的放射面单元(Ks，Ks'，…)构成的情况下的情形。

当注目于上述放射面单元(Ks)时，如由最外周的周边光线(Lms1，Lms2)表示的那样，表示形成上述放射面单元(Ks)的光束分布在由底面(Ci)规定的圆锥形角度区域内的情况，将相对于来自该放射面单元的光束的主光线(Lps)，定义为该光束分布的中心光线。

作为一般理论，上述主光线(Lps，Lps'，…)相对于光学系统的光轴即z轴具有角度，因而可以认为在与光轴相交的点(Qs)存在光瞳。

此外，图3表示由两根光纤(Eg1，Eg2)的光出射端、即光出射端侧的芯构成上述第1光放射区域(Gs)的情况下的情形。

当然，发光元件存在于上述光纤(Eg1，Eg2)各自的与光出射端相反侧的光入射端，来自发光元件的光使用透镜等而注入到各光入射端。

在该情况下，可以认为放射面单元(Ks，Ks'，…)大致均匀地连续分布于上述光纤(Eg1，Eg2)的光出射端，从上述放射面单元(Ks，Ks'，…)分别具有根据光纤的构造而既定的、周边光线所分布存在的圆锥形角度区域的顶角而放射光。

另外，从上述放射面单元(Ks，Ks'，…)分别发出的光束的主光线(Lps，Lps'，…)与光纤轴平行，另外，上述光纤(Eg1，Eg2)聚束而与光学系统的光轴即z轴平行地配置。

如此，在上述主光线(Lps，Lps'，…)与光学系统的光轴平行的情况下，可以认为光瞳处于无限远。

此外，在该情况下，也可以将上述光纤(Eg1，Eg2)的光出射端本身视作上述放射面单元(Ks，Ks'，…)。

如此，在本发明中，第1光放射区域(Gs)可以是点光源或者分布的光源即发光元件本身，此外，也可以是通过来自发光元件的光被波导、或者通过被来自发光元件的光照明而放射光的区域。

而且，当然，这些光放射区域(包含为发光元件的情况)在上述第1光放射区域(Gs)中可以存在任意个，光放射区域所放射的光的波段可以根据光放射区域而不同或者相同，另外，也可以混合有多个波段。

由透镜等构成的第1光学系统(Eu)被配置为，接受来自上述第1光放射区域(Gs)的光束(Bs)的输入，作为与上述第1光放射区域(Gs)相对的投影区域，在后级的动态光偏转机构(Md)的偏转点附近形成第2光放射区域(Gu)。

即，上述动态光偏转机构(Md)在处于上述第2光放射区域(Gu)附近的偏转点，使与上述第2光放射区域(Gu)的形成有关的光束(Bu)偏转。

由透镜等构成的第2光学系统(Ef)被设置为，将通过上述动态光偏转机构(Md)偏转后的偏转光束(Bd)，转换为在远方形成与上述第1光放射区域(Gs)共轭的像的光束(Bf)，并在后级的偏转图案生成机构(Fm)的光入射部(Pmi)的一部分形成第3光放射区域(Gf)。

而且，上述偏转图案生成机构(Fm)对于从上述第2光学系统(Ef)输入到上述光入射部(Pmi)的光束(Bf)的入射光线分别赋予偏转而使其出射，并通过其光出射部(Pmo)输出出射光束(Bmo)。

此处，上述偏转图案生成机构(Fm)构成为，所赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置。

另外，上述动态光偏转机构(Md)使对上述光束(Bu)进行偏转的方向连续地变化，因此上述光入射部(Pmi)中的上述第3光放射区域(Gf)的位置连续地移动。

结果，随着基于上述动态光偏转机构(Md)的偏转动作的进行，上述出射光束(Bmo)使其出射方向不断地变化。

因此，通过对上述所赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置时的依存性进行规定，由此能够以较高的自由度来形成上述出射光束(Bmo)的出射方向的变化的情形、即对于远方的配光分布。

另外，上述光出射部(Pmo)并不限定于必须与上述光入射部(Pmi)相独立地存在，如后述那样，也可能存在上述光入射部(Pmi)兼作上述光出射部(Pmo)的情况。

上述光入射部(Pmi)中的上述第3光放射区域(Gf)的扫描的情形是一维的，但相对于此，上述出射光束(Bmo)在远方形成的配光分布是二维的。

因此，上述出射光束(Bmo)必须成为发散的光束而不是指向性较强的光束，因此，即使在上述发光元件(Sc)使用了半导体激光器等相干光源的情况下，假设在人眼受到来自该光投射装置的光的直射时，也会确保一定的安全性。

如此，在本发明中，由于能够对上述发光元件(Sc)使用相干光源，因此即使使用光纤也能够高效地传送光，因此能够提高光学系统的设计的自由度。

为了容易理解如上所述的本发明的光投射装置的动作，对简化地示出本发明的光投射装置的一部分的示意图即图4那样的极其简化后的构成的该光投射装置进行说明。

当发光元件(Sc)成为在实质上被视为点光源的活性区域中发光的半导体激光器时，该活性区域成为第1光放射区域(Gs)。

另一方面，可以考虑如下构成：动态光偏转机构(Md)被假定为电流计，该电流计构成为反转式回转驱动体(Mgal)的回转轴(Mrax)位于偏转用镜(Mdm)的反射面上，上述第1光学系统(Eu)为，将与上述第1光放射区域(Gs)共轭的点像即第2光放射区域(Gu)，在偏转点即上述偏转用镜(Mdm)的上述回转轴(Mrax)上成像。

于是，偏转前的上述光束(Bu)通过上述偏转用镜(Mdm)偏转后的上述偏转光束(Bd)所形成的像点，成为即使上述偏转用镜(Mdm)如箭头(Amr)所示那样回转也不移动的、不动的上述第2光放射区域(Gu)。

但是，上述偏转光束(Bd)的主光线随着上述偏转用镜(Mdm)的回转而使方向变化。

而且，作为第2光学系统(Ef)，如果假定为将上述偏转光束(Bd)所形成的不动的像点即上述第2光放射区域(Gu)向无限远进行成像的光学系统，具体而言，例如平凸透镜等具有正的焦距的透镜系统的焦点被配置成与上述第2光放射区域(Gu)一致的光学系统，则从上述第2光学系统(Ef)输出的光束(Bf)，如图中记载的主光线(Lpf')与光束(Bf')、以及主光线(Lpf")与光束(Bf")那样，相对于上述箭头(Amr)所示的上述偏转用镜(Mdm)的回转，在作为光束而始终维持平行光束、且主光线的方向维持与z轴平行的同时，如箭头(Amf)所示那样移动。

结果，如由偏转图案生成机构的上述光束(Bf')形成的第3光放射区域(Gf')、由上述光束(Bf")形成的第3光放射区域(Gf")那样，第3光放射区域在光入射部(Pmi)上移动。

另外，上述主光线(Lpf')和上述主光线(Lpf")原本是分别在上述动态光偏转机构(Md)的前级中与光学系统的z轴一致的光线，但被上述动态光偏转机构(Md)赋予了倾斜，其通过上述第2光学系统(Ef)而被投影。

换言之，上述主光线(Lpf')和上述主光线(Lpf")是比上述动态光偏转机构(Md)靠前级的z轴的投影。

在图4所示的光投射装置中，记载了上述第2光放射区域(Gu)与上述第1光放射区域(Gs)共轭的情况，但本发明并不限定于该方式，例如，也能够如简化地示出本发明的光投射装置的一部分的示意图即图5那样构成。

概略地说，该图的光学系统构成为，将图4中的上述第1光学系统(Eu)替换为由准直透镜(Eu1)和柱状透镜(Eu2)构成的系统，而且将上述第2光学系统(Ef)替换为由柱状透镜(Ef')构成的系统，并且将上述动态光偏转机构从电流计替换为通过马达(Mpol)使多面体的偏转用镜(Mdm)回转的机构。

即，发光元件(Sc)的点状的第1光放射区域(Gs)，在通过上述准直透镜(Eu1)暂时转换为无限远像、即平行光束之后，通过仅在与偏转用镜(Mdm)的回转轴(Mrax)垂直的面内具有正屈光度的上述柱状透镜(Eu2)，在上述偏转用镜(Mdm)的回转轴(Mrax)上生成线状的第2光放射区域(Gu)。

而且，配置为，通过仅在与上述回转轴(Mrax)垂直的面内具有正屈光度的上述柱状透镜(Ef')，上述偏转光束(Bd)在与上述回转轴(Mrax)垂直的面内被准直。

此外，在该构成的情况下，当从与上述回转轴(Mrax)垂直的方向观察时，从上述准直透镜(Eu1)出来起直至到达偏转图案生成机构(Fm)的光入射部(Pmi)为止的光学系统部分中的光线，全部能够视为平行光线。

结果，上述第2光放射区域(Gu)在通过上述偏转用镜(Mdm)偏转后的上述偏转光束(Bd)中也不动，因此与图4所示的情况相同，如光束(Bf')以及光束(Bf")那样，相对于上述箭头(Amr)所示的上述偏转用镜(Mdm)的回转，在作为光束而始终维持平行光束、且维持与z轴平行的方向的同时，如箭头(Amf)所示那样移动，第3光放射区域在光入射部(Pmi)上移动。

图4的光投射装置与图5的光投射装置为，形成于上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)的第3光放射区域(Gf)、其动作相同，但在图4的光投射装置中，在上述偏转用镜(Mdm)的反射面上生成点状的上述第2光放射区域(Gu)，因此存在容易受到在上述偏转用镜(Mdm)的反射面上可能存在的灰尘、损伤等缺陷的影响的缺点。与此相对，在图5的光投射装置中，在上述偏转用镜(Mdm)的反射面上生成线状的上述第2光放射区域(Gu)，因此能够获得难以受到这种缺陷的影响的优点。

此外，在图4的光投射装置中，由于使用了电流计，因此在原理上能够使上述偏转光束(Bd)中的上述第2光放射区域(Gu)严密地不动，但在图5的光投射装置中，由于使用了多面体反射镜，因此上述偏转光束(Bd)中的上述第2光放射区域(Gu)不是严密地不动，而是其反射面随着上述偏转用镜的回转而前后移动，由此上述第2光放射区域(Gu)也前后移动。

但是，在实际的光投射装置中，由于能够充分地减小上述偏转光束(Bd)的扩展角即NA，因此实质上能够不受上述第2光放射区域(Gu)的前后移动的影响。

在图4的光投射装置中，作为最简单的构成，假定了上述第1光放射区域(Gs)由一个点状的发光区域构成的情况，但在由多个发光区域构成的情况下，在投影到上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)的上述第3光放射区域(Gf)中，与多个发光区域分别对应地形成区域。

所形成的各个区域能够采取分离、重叠、或者一部分重叠而不完全分离这三种中的任一种方式，成为哪种方式依存于从上述第1光放射区域(Gs)至上述第2光学系统(Ef)的光学系统的构造。

其中，与上述第1光放射区域(Gs)的多个发光区域分别对应地形成的各个区域重叠的方式，能够获得上述第3光放射区域(Gf)变得紧凑的优点，因此，使用简化地示出本发明的光投射装置的一部分的概念图即图6，对生成该方式的上述第3光放射区域(Gf)的光学系统的设计方针进行说明。

该图描绘了如下情形：当形成上述第1光放射区域(Gs)的放射面单元(Ks，Ks'，…)的光束入射到光学系统，并经由第1光学系统(Eu)、动态光偏转机构(Md)而通过第2光学系统(Ef)时，在上述第1光放射区域(Gs)的空间中，例如图2所记载那样的上述主光线(Lps，Lps'，…)成为在第3光放射区域(Gf)的中心附近通过的主光线(Lpf，Lpf')。

此外，与图4同样地构成为，上述第1光学系统(Eu)将与上述第1光放射区域(Gs)共轭的第2光放射区域(Gu)，在作为动态光偏转机构(Md)的偏转用镜(Mdm)的回转轴(Mrax)上进行成像，第2光学系统(Ef)将上述第2光放射区域(Gu)向无限远进行成像。

因此，作为光学系统的光轴为z轴，但上述第3光放射区域(Gf)、形成其的光束(Bf，Bf')的中心轴即zf轴，是比上述动态光偏转机构(Md)靠前级的光学系统的z轴被上述动态光偏转机构(Md)赋予倾斜、并将其通过上述第2光学系统(Ef)投影而得到的，且如关于图4而叙述的那样，维持与z轴平行的情况不变，随着上述动态光偏转机构(Md)的偏转动作的进行而移动。

如此，上述主光线(Lpf，Lpf')在上述第3光放射区域(Gf)的中心附近通过的光学系统，能够通过设计为上述第2光学系统(Ef)的出射光瞳形成于上述第3光放射区域(Gf)来实现。

为此，设计为，在上述第1光放射区域(Gs)的空间中的光瞳的像通过上述第1光学系统(Eu)投影为出射光瞳(Quo)时，其与上述第3光放射区域(Gf)共轭即可。

但是，如上述那样，上述第1光学系统(Eu)的上述出射光瞳(Quo)与上述第3光放射区域(Gf)共轭意味着：作为将经由上述动态光偏转机构(Md)输入的上述出射光瞳(Quo)的像作为输入像的、基于上述第2光学系统(Ef)的成像功能下的输出像，形成上述第3光放射区域(Gf)。

此外，在设计时，将上述动态光偏转机构(Md)的偏转角为零的情况作为基本即可。

在图6中，作为一个例子而描绘为，对应于上述第1光放射区域(Gs)的上述放射面单元(Ks，Ks'，…)，上述第2光学系统(Ef)所成像的输出像是无限远、或者以其为基准的远方的像。

为了实现这种输出像点位于远方的光学系统，只要设计成在上述第2光学系统(Ef)的输入侧焦点面附近形成上述第1光放射区域(Gs)的像即可，并能够兼顾设计成上述第2光学系统(Ef)的出射光瞳形成于上述第3光放射区域(Gf)。

此处，当对于上述第3光放射区域(Gf)与上述出射光瞳(Quo)共轭的准确性进行补充时，以上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)为基准，即使与上述出射光瞳(Quo)共轭的区域所形成的位置比其向前方或者后方偏离一些，只要不产生起因于由此导致的上述第3光放射区域(Gf)的扩大的、上述光入射部(Pmi)的伸出，或者即使产生伸出、由此导致的光的利用效率的降低也在容许限度内，就没有问题

此外，在图1中，为了方便而描绘成，上述第1光学系统(Eu)的上述出射光瞳(Quo)处于比上述第1光学系统(Eu)靠后方，但例如也可以为，其为虚像、且几何光学的位置形成在上述第1光学系统(Eu)的内部、或比上述第1光学系统(Eu)靠前方。

另外，在图1中描绘成，上述出射光瞳(Quo)处于比上述第2光放射区域(Gu)靠前方，但也可以形成在后方。

至此，如关于图4以及图6所叙述的那样，上述第1光学系统(Eu)优选构成为，形成在上述动态光偏转机构(Md)的偏转点附近的上述第2光放射区域(Gu)与上述第1光放射区域(Gs)共轭。

优选的第一理由为，作为向上述第1光学系统(Eu)输入的全部的光通过的区域，上述第1光放射区域(Gs)为紧凑的区域，由此，上述第2光放射区域(Gu)也由于成为与上述第1光放射区域(Gs)共轭的区域而变得紧凑。

通过如此，能够使为了对上述光束(Bu)进行偏转而需要的上述动态光偏转机构(Md)的大小也变得紧凑。

优选的第二理由为，由于上述第2光放射区域(Gu)与上述第1光放射区域(Gs)共轭，所以上述第2光学系统(Ef)所形成的远方的像也与上述第2光放射区域(Gu)共轭，但由于该第2光放射区域(Gu)配置在上述动态光偏转机构(Md)的附近，所以即使通过上述动态光偏转机构(Md)的偏转动作，该第2光放射区域(Gu)也大体保持不动状态，由此，上述第2光学系统(Ef)所形成的远方的像也大体保持不动状态。

此外，构成上述第1光放射区域(Gs)的多个发光区域由来自多个发光元件(Sc1，Sc2，…)的光形成，因此，通过与各个上述发光元件(Sc1，Sc2，…)对应地生成上述光束(Bf，Bf')，由此产生特别的优点。

如此，通过具备多个发光元件(Sc1，Sc2，…)，由此上述出射光束(Bmo)的光量成为个数倍，但在其中一个发生故障而变得不发光的情况下，当然产生明亮度降低相应量的不良情况，但并非完全丧失作为光投射装置的功能这一点较为重要。

尤其是在将该光投射装置应用于车载用前照灯的情况下，在安全方面该特征变得十分有利。

以往，在车载用前照灯中，切换远光以及近光这两种配光区域而进行照明。

更具体地说，在上下方向上分为近距离部、中距离部、远距离部，在左右方向上分为左侧、正面、右侧，按照各个组合区域的每一个来设定适当的配光。但是，在理想上，期望能够进一步细分化地设定配光。

如简化地示出本发明的光投射装置的一部分的概念图即图7所示，在将本发明的光投射装置应用于车载用前照灯的情况下，将上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)分割为多个、例如与基于上述上下方向的3种与左右方向的3种的组合的9个配光区域分别对应的区段(A1，A2，…，A9)，并按照上述区段(A1，A2，…，A9)的每一个，来规定上述偏转图案生成机构(Fm)中的上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置时的依存性，以使各个区段对特定的空间方向附近的区域进行照明，例如第1区段对右侧的近距离路面进行照明、第2区段对正面的近距离路面进行照明、…、第9区段对左侧的远方进行照明，由此能够形成上述出射光束(Bmo)的出射方向、即远方投影面(Pt)中的配光分布(Gt)。

然后，基于上述动态光偏转机构(Md)的动态偏转动作，使上述光入射部(Pmi)中的上述第3光放射区域(Gf)的位置连续地移动，由此，上述出射光束(Bmo)能够使所形成的上述配光分布(Gt)不断地实现。

在图中描绘成，在上述第3光放射区域(Gf)的移动方向上，上述区段(A1，A2，…，A9)的大小(即横向宽度)比上述第3光放射区域(Gf)的大小(即横向宽度)大，但是例如由于使区段分割数量增加等的情况，也可以相反地使其比上述第3光放射区域(Gf)的大小(即横向宽度)小。

在这种情况下，上述第3光放射区域(Gf)始终对多个上述区段(A1，A2，…，A9)投影光，但被投影了光的各个上述区段(A1，A2，…，A9)以与自身接受投影的光功率相应的强度来形成规定的配光分布，因此在上述远方投影面(Pt)上生成多个上述配光分布(Gt)重叠而成的配光分布。

而且，随着上述第3光放射区域(Gf)的移动，各个上述区段(A1，A2，…，A9)所形成的配光分布的比例会产生变化。

此外，作为各个上述区段(A1，A2，…，A9)的横向宽度变小的极限，也能够构成为，使上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置时的依存性，在上述第3光放射区域(Gf)的移动方向上实质上连续地变化。

如上述那样，对于上述区段(A1，A2，…，A9)的每个形成有特定的空间方向附近的配光分布(Gt)，因此在上述区段(A1，A2，…，A9)中的特定的区段上形成有上述第3光放射区域(Gf)时，如果以使向上述发光元件(Sc)投入的投入电力减少或者增加的方式施加调制，则能够使与该区段对应的特定的空间方向附近的配光分布(Gt)变暗或者变明亮。

因此，在将本发明的光投射装置应用于车载用前照灯的情况下，能够通过如下方式来实现远光与近光的切换：在远光时，对上述供电电路(Ps)进行控制，以便对于上述区段(A1，A2，…，A9)的全部使上述第3光放射区域(Gf)的投影光量成为规定的标准的明亮度，在近光时，对上述供电电路(Ps)进行控制，以便对于上述区段(A1，A2，…，A9)中的除了与构成近光的配光分布对应的区段以外的区段的全部，使上述第3光放射区域(Gf)的投影光量降低或者变为零。

并且，在本发明的光投射装置中，不仅是单纯的远光与近光的切换，如后述那样，例如，为了防止眩光，能够进行在存在反向车辆的情况下仅关闭朝向反向车辆的配光分布、或者在左转的情况下将左侧的配光分布增强等极其细致的配光控制。

但是，为了进行这样的调制控制，需要用于始终追踪上述第3光放射区域(Gf)形成在上述区段(A1，A2，…，A9)中的哪个区段上、更通俗地说是上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)中的上述第3光放射区域(Gf)的移动、即扫描时的当前位置的扫描位置检测机构。

作为该扫描位置检测机构，需要根据所使用的上述动态光偏转机构(Md)的种类来选择适当的构成。

例如，关于上述动态光偏转机构(Md)是图4所记载的电流计的情况下的扫描位置检测机构，使用简化地示出本发明的光投射装置的一部分的动作的时间图即图8来进行说明。

向对电流计的上述反转式回转驱动体(Mgal)进行驱动的电流计驱动电路(Pgal)，通过本光投射装置的调制控制电路(Ux)输送具有锯齿状波的波形的相位信号

上述电流计驱动电路(Pgal)以使上述回转轴(Mrax)的回转角与上述相位信号成正比例的方式，在上述反转式回转驱动体(Mgal)中流动被控制了的电流，但是由于回转的急剧程度存在限度，因此如图示那样，上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)中的上述第3光放射区域(Gf)的扫描位置(x)比上述相位信号延迟。

如果预先测定与意味着上述扫描位置(x)从上述光入射部(Pmi)之外进入到扫描有效区间(Xef)的情况的有效起点时刻(t1)相对的、上述相位信号从相位起点定时(t0)起的起点延迟时间(Td)的值、以及上述第3光放射区域(Gf)的移动度的值，则上述调制控制电路(Ux)通过从上述相位起点定时(t0)起仅等待上述起点延迟时间(Td)再开始时间计数，由此能够以与时间计数的计数值的大小成正比例的形式求出上述扫描位置(x)，由此能够实现上述扫描位置检测机构。

因此，上述调制控制电路(Ux)以在有效起点定时(t1)流动发光元件电流(Is)的方式开始调制，例如，以在上述第3光放射区域(Gf)进入形成朝向反向车辆的配光分布的区段的定时(t2)停止电流，并在从该区段出来的定时(t3)再次流动电流的方式进行调制，能够实现用于防止上述眩光的动作。

另一方面，在上述动态光偏转机构(Md)是图5所记载的多面体反射镜的情况下，通过对上述马达(Mpol)的回转轴附加能够检测回转角度的回转式编码器，并预先测定基于来自回转式编码器的输出信号检测的回转角度、与多面体反射镜的各反射面(图5的多面体反射镜为6个面)的每一个的上述扫描位置(x)之间的关联，由此调制控制电路(Ux)能够经由基于来自回转式编码器的输出信号检测的回转角度而求出上述扫描位置(x)，由此能够实现上述扫描位置检测机构。

另外，通过构成为不使用回转式编码器，而例如将由反射型光传感器(Ms)检测出在多面体反射镜的上表面的周围部的一个部位附加的标记(N)而得到的起点检查测信号(Jm)输入到上述调制控制电路(Ux)，并按照多面体反射镜的各反射面的每一个来预先测定检测出上述标记(N)的回转角度位置与扫描有效区间的有效起点的回转角度位置之间的关系，由此，如果以检测出上述标记(N)的时刻为起点，将从该时刻起的经过时间与上述马达(Mpol)的回转角度相乘，则上述调制控制电路(Ux)能够取代基于来自上述回转式编码器的输出信号检测的回转角度，而经由上述经过时间来求出上述扫描位置(x)，由此能够实现上述扫描位置检测机构。

此外，上述马达(Mpol)的回转角度能够根据检测上述标记(N)的周期来计算，因此能够修正上述马达(Mpol)的回转角度的变动的影响。

接下来，说明如下方式：在上述第1光放射区域(Gs)由多个发光区域构成的情况下，特别是在多个发光区域由多个发光元件(Sc1，Sc2，…)形成的情况下，在投影到上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)的上述第3光放射区域(Gf)中，上述的与上述第1光放射区域(Gs)的多个发光区域分别对应地形成的各个区域分离。

简化地示出本发明的光投射装置的一部分的概念图即图9描绘的内容为，上述第3光放射区域(Gf)由两个分离的子光放射区域(Gf1，Gf2)构成。

之前叙述的与上述第1光放射区域(Gs)的多个发光区域分别对应而形成的各个区域重叠的方式即图6的光学系统，说明了如下的设计方针：应该设计成，在上述第1光放射区域(Gs)的空间中的光瞳的像被上述第1光学系统(Eu)投影为出射光瞳(Quo)时，其与上述第3光放射区域(Gf)共轭。

因此，可知，为了构成生成图9那样的上述第3光放射区域(Gf)的光学系统，只要设计成上述第3光放射区域(Gf)从与上述第1光学系统(Eu)的上述出射光瞳(Quo)的共轭大幅度脱离即可。

在该光学系统中，当随着上述动态光偏转机构(Md)的偏转动作的进行而zf轴移动时，上述子光放射区域(Gf1，Gf2)分别对上述光入射部(Pmi)的不同的子入射区域(Pmi1，Pmi2)进行扫描。

因此，如果将上述子入射区域(Pmi1，Pmi2)分别分割成关于图7而说明了的那样的区段，并以分别对特定的空间方向附近的区域进行照明的方式，按照每个区段来规定并制作上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置时的依存性，则作为上述子光放射区域(Gf1，Gf2)各自的源的各个发光区域为不同的发光元件(Sc1，Sc2，…)，并能够分别独立地施加调制，因此能够构成同时并列地产生远方投影面(Pt)上的上述发光元件(Sc1，Sc2，…)的数量的配光分布(Gt)的光投射装置。

此外，关于如上所述的与上述第1光放射区域(Gs)的多个发光区域分别对应地形成的各个区域分离的方式，除了对多个上述发光元件(Sc1，Sc2，…)进行独立调制的情况之外，例如在多个发光元件是按照R、G、B(红、绿、蓝)的各颜色进行发光的三个光源元件，上述偏转图案生成机构(Fm)所具有的对入射光线分别赋予偏转而使其出射的作用依存于波长的情况下，能够以其波长依存性不产生不良影响的方式进行利用。

即，将子光放射区域分离成R、G、B的各颜色而形成，将各个子光放射区域所扫描的子入射区域设置为各个颜色专用，并与其颜色相匹配地规定上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置时的依存性，由此能够修正其波长依存性。

如上所述的上述偏转图案生成机构(Fm)为，对于入射到其光入射部(Pmi)的光束的入射光线分别赋予偏转而使其出射，因此，所赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置，且必须设计成其依存性、即与所赋予的偏转的方向有关的上述光入射部(Pmi)中的分布成为所希望的分布。

作为能够实现该情况的上述偏转图案生成机构(Fm)，优选由具有依存于上述光入射部(Pmi)中的位置而法线方向变化的光反射面的光学元件构成。

此时，上述光反射面可以在上述光入射部(Pmi)的整体中，构成一个曲面、即曲率连续变化的曲面。

或者，也可以为，在观察上述区段(A1，A2，…，A9)中的一个时，其整体由一个曲面构成，将多个这样的上述区段(A1，A2，…，A9)相连接而构成上述偏转图案生成机构(Fm)。

而且，也可以为，在观察上述区段(A1，A2，…，A9)中的一个时，其通过将多个曲面相连接而构成。

另外，这些曲面中的一个不一定需要在微观上也平滑，也可以通过将较小的平面相连接而构成。

此外，在该上述偏转图案生成机构(Fm)的情况下，上述光入射部(Pmi)兼作上述光出射部(Pmo)。

另外，作为上述偏转图案生成机构(Fm)，优选由具有依存于上述光入射部(Pmi)中的位置而厚度或者折射率变化的光折射介质的光学元件构成。

在该情况下，作为厚度变化的光折射介质，上述偏转图案生成机构(Fm)是具有上述光入射部(Pmi)即光入射侧的折射面、以及上述光出射部(Pmo)即光出射侧的折射面的广义的透镜。

而且，例如，如果使光出射侧的折射面为平面，则光入射侧的折射面为曲面，且该曲面构成为依存于上述光入射部(Pmi)中的位置而法线方向变化曲面即可。

此时，上述光入射侧折射面也可以在上述光入射部(Pmi)的整体中构成一个曲面、即曲率连续变化的曲面。

或者，也可以为，在观察上述区段(A1，A2，…，A9)中的一个时，其整体由一个曲面构成，将多个这样的上述区段(A1，A2，…，A9)相连接而构成上述偏转图案生成机构(Fm)。

而且，也可以为，在观察上述区段(A1，A2，…，A9)中的一个时，其通过将多个曲面相连接而构成。

另外，这些曲面中的一个不一定需要在微观上也平滑，也可以通过将较小的平面相连接而构成。

而且，作为上述偏转图案生成机构(Fm)，优选由具有依存于上述光入射部(Pmi)中的位置而相位变化的干涉条纹的衍射格栅、即全息图构成。

此时，作为衍射格栅的形式，期望衍射效率较高的相位型、即折射率调制型，更期望体积型的衍射格栅。

另外，该衍射格栅也可以是衍射光从光入射面的背侧输出的透射型，还可以是从光入射面输出的反射型。

此外，由于衍射格栅的功能对于光波长较为敏感，因此有时难以制作在入射了R、G、B所混合的大致白色光时衍射效率也较高的衍射格栅。

在这种情况下，如上述那样，为了不使波长依存性产生不良影响，成为如下构成是有效的：将子光放射区域分离成R、G、B的各颜色而形成，并将各个子光放射区域所扫描的子入射区域设置为各个颜色专用。

在图4以及图5中，列举了将电流计、多面体反射镜用作为上述动态光偏转机构(Md)的例子，但只要能够使光束的角度动态地偏转的机构，则能够使用任意的机构。

例如，将圆形的反射镜的背面的中心固定于马达的回转轴而使其回转的机构，通过以反射镜的反射面的法线矢量相对于回转轴倾斜规定角度的方式进行安装，由此随着反射镜的回转，法线矢量的轨迹以描绘圆锥面的方式摆动，因此该反射镜成为回转摆动镜，且作为动态光偏转机构起作用。

但是，在通过该动态光偏转机构使来自上述第1光学系统(Eu)的上述光束(Bu)偏转的情况下，更具体地说，例如，在通过该动态光偏转机构置换图4所记载的电流计形式的上述偏转用镜(Mdm)的情况下，上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)中的上述第3光放射区域(Gf)的移动的轨迹描绘椭圆形状。

因此，在配置图7所记载那样的上述区段(A1，A2，…，A9)的情况下，沿该椭圆形状的轨迹排列即可。

除此之外，使截面成为楔型的玻璃板回转的回转非平行玻璃板，也能够与上述回转摆动镜相同地应用为动态光偏转机构。

此外，在图8中记载了通过锯齿状波的波形来驱动电流计，但除此之外，还能够通过三角波、正弦波的波形进行驱动，以便不产生与偏转的返回相伴随的无用时间。

使用简化地示出应用了本发明的光投射装置的装置即本发明的车载用前照灯的一部分的示意图即图10，对本发明的其他实施例进行说明。

对应于R、G、B各波段而分别设置的要素光源(U1，U2，…)中所内置的发光元件(Sc1，Sc1'，…，Sc2，Sc2'，…)，通过供电电路(Ps)的驱动器电路(P1，P1'，…，P2，P2'，…)驱动而发光。

此外，关于上述发光元件(Sc1，Sc1'，…，Sc2，Sc2'，…)的每个，此处，例如也可以为，是半导体激光器、利用谐波产生、光参量效果等那样的非线形光学现象对半导体激光器的放射光进行波长转换的光源等，能够将多个这样的光源进行串联连接、并联连接、或者串并联连接等，而通过一个上述驱动器电路(P1，P1'，…，P2，P2'，…)来驱动。

另外，关于上述驱动器电路(P1，P1'，…)，此处，是通过直流电源(省略图示)供电的、例如由降压斩波器、升压斩波器等方式的电路构成的DC/DC转换器，能够向上述发光元件(Sc1，Sc1'，…)投入规定的电力。

调制控制电路(Ux)构成为，经由驱动器电路控制信号(J1，J1'，…，J2，J2'，…)相对于每个上述驱动器电路(P1，P1'，…，P2，P2'，…)分别独立地收发数据而进行控制，并对各个上述发光元件(Sc1，Sc1'，…，Sc2，Sc2'，…)投入规定的电力，而且能够施加调制。

构成为，从上述要素光源(U1，U2，…)的R、G、B各波段的每一个的上述发光元件(Sc1，Sc1'，…，Sc2，Sc2'，…)发出的光，通过例如由透镜构成的聚光光学系统(Ec1，Ec2，…)而聚光于光纤(Eg1，Eg2，…)的入射端(Ei1，Ei2，…)，在上述光纤(Eg1，Eg2，…)的芯中传播而从出射端(Eo1，Eo2，…)放射。

通过使上述光纤(Eg1，Eg2，…)的上述出射端(Eo1，Eo2，…)位于同一平面上，并将上述光纤(Eg1，Eg2，…)的出射端部聚束，由此能够实现第1光放射区域(Gs)。

来自上述出射端(Eo1，Eo2，…)的放射光，被集中而形成一个输出光束，作为上述光束(Bs)输出，例如，入射到图5所示的上述第1光学系统(Eu)以及由其以后的部分构成的光学系统。

在向上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)投影的上述第3光放射区域(Gf)中，关于与上述光纤(Eg1，Eg2，…)的上述出射端(Eo1，Eo2，…)分别对应的区域如何形成，即，各个区域是如图6那样重叠、还是如图9那样分离，如上所述那样依存于光学系统的出射光瞳的位置，因此需要根据状况以成为适合的方式进行选择而设计光学系统。

在上述偏转图案生成机构(Fm)是具有依存于上述光入射部(Pmi)中的位置而法线方向变化的光反射面的光学元件的情况下，光学元件的特性不依存于光的波长，并且在具有依存于上述光入射部(Pmi)中的位置而厚度或者折射率变化的光折射介质的光学元件的情况下，光学元件的特性不太依存于光的波长，因此优选成为区域重叠的方式，另一方面，在上述偏转图案生成机构(Fm)是具有依存于上述光入射部(Pmi)中的位置而相位变化的干涉条纹的衍射格栅、即全息图的情况下，衍射格栅的特性依存于光的波长，因此优选成为区域分离的方式。

如上述那样，向上述调制控制电路(Ux)输入构成上述扫描位置检测机构的一部分的、通过反射型光传感器(Ms)检测出附加于多面体反射镜的上述标记(N)而得到的起点检查测信号(Jm)。

由此，本图的上述调制控制电路(Ux)通过上述方式，能够得知上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)中的上述第3光放射区域(Gf)的扫描位置(x)，因此通过经由驱动器电路控制信号(J1，J1'，…，J2，J2'，…)来控制上述驱动器电路(P1，P1'，…，P2，P2'，…)，并对各个上述发光元件(Sc1，Sc1'，…，Sc2，Sc2'，…)施加调制，由此在如上述那样在上述区段(A1，A2，…，A9)中的特定的区段上形成有上述第3光放射区域(Gf)时，能够以使向上述发光元件(Sc)投入的投入电力减少或者增加的方式施加调制，因此能够使与该区段对应的特定的空间方向附近的配光分布(Gt)变暗或者变明亮。

在图10所记载的光学系统中，记载了与R、G、B各波段对应而具有3根光纤的情况，但也可以如同样是简化地示出本发明的车载用前照灯的一部分的示意图即图11所记载那样，使用分色镜对R、G、B各波段的光进行合成，成为大致白色光束，而通过一根光纤来传送光，在以下，对其构成进行说明。

通过配置为在半导体激光器的发光元件(Sc1，Sc2，Sc3)各自的半导体芯片的表面上所存在的发散光的放射部、与准直透镜(Ex1，Ex2，Ex3)各自的焦点一致，由此上述发光元件(Sc1，Sc2，Sc3)的放射光被转换为大致平行的光束。

通过设为上述发光元件(Sc1)为R色、上述发光元件(Sc2)为G色、上述发光元件(Sc3)为B色，并使上述大致平行光束分别经由使R色透射而使G色反射的分色镜(Er2)、以及使R色与G色透射而使B色反射的分色镜(Er3)来重合，由此光束(Fx)成为R、G、B各色被合成的大致白色光束，因此通过使其在聚光透镜(Ew)中通过，由此成为大致白色的集束光束(Fw)，并形成大致白色聚光区域(Gw)。

通过将光纤(Eg)配置成在其入射端上形成上述大致白色聚光区域(Gw)，由此上述光纤(Eg)的出射端作为大致白色的光放射区域起作用，因此能够将其配置为图1中的上述第1光放射区域(Gs)、即图4、图5中的上述第1光放射区域(Gs)。

另外，通过由光传感器(H)接受上述分色镜(Er3)的由R色、G色反射光和B色透射光构成的光束(Fx')，由此能够构成光量监视器。

当然，图11所示的使用了分色镜的大致白色合成光学系统(Uw)，也能够应用于构成不使用光纤的光投射装置的情况。

即，只要将上述大致白色合成光学系统(Uw)所形成的上述大致白色聚光区域(Gw)配置为图4、图5中的上述第1光放射区域(Gs)即可。

另外，在使用图10所示那样的、使用3根光纤的光学系统的情况下，也可以代替将光纤(Eg1，Eg2，…)的上述出射端(Eo1，Eo2，…)聚束，而准备从上述大致白色合成光学系统(Uw)中除去了上述发光元件(Sc1，Sc2，Sc3)的光学系统，并配置为上述准直透镜(Ex1，Ex2，Ex3)各自的焦点与上述光纤(Eg1，Eg2，…)的上述出射端(Eo1，Eo2，…)一致，由此同样地形成大致白色聚光区域(Gw)，因此将其配置为图4、图5中的上述第1光放射区域(Gs)。

此外，使用如此地附加了分色镜的大致白色合成光学系统(Uw)的优点在于，由此，能够使上述第1光放射区域(Gs)仅由唯一一个大致白色的区域构成。

假设在不如此、而使上述第1光放射区域(Gs)由分离成R、G、B的光放射区域构成的情况下，在向上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)投影的上述第3光放射区域(Gf)中，形成与这些光放射区域分别对应的区域的光束的角度残留有微小的差异，有可能成为上述远方投影面(Pt)中的微小的颜色的分离而显现，但通过使用上述大致白色合成光学系统(Uw)，能够排除该现象。

但是，通过将光纤的上述出射端(Eo1，Eo2，…)尽可能密集地聚束等，能够减小上述的上述远方投影面(Pt)中的颜色的分离，因此根据想要实现的颜色的分离的程度来决定是否使用上述大致白色合成光学系统(Uw)即可。

简化地示出本发明的车载用前照灯的一部分的概念图即图12，表示左侧通行的情况下的上述远方投影面(Pt)中的配光分布(Gt)的一个例子。

本图与车辆的驾驶员从驾驶席观察的视场对应，图中的上对应于视场的上即远方，下对应于视场的下即近前，左对应于视场的左，右对应于视场的右，且构成为，能够分割成远距离配光区域(F1，F2，…，F6)、中距离配光区域(M1，M2，…，M6)、近距离配光区域(N1)、左侧追加配光区域(L1，L2)、以及右侧追加配光区域(R1，R2)的区域而控制配光分布。

此外，组装有该车载用前照灯的外部装置即汽车主体的主系统(Ua)，能够通过对该车载用前照灯发送配光指示信号(Je)来设定配光分布。

在通常的所谓远光行驶时，为对上述远距离配光区域(F1，F2，…，F6)、上述中距离配光区域(M1，M2，…，M6)、以及上述近距离配光区域(N1)的全部配光区域进行照明，上述左侧追加配光区域(L1，L2)和上述右侧追加配光区域(R1，R2)关闭或变暗的状态。

但是，在上述主系统(Ua)例如在与上述远距离配光区域(F3)对应的位置检测出反向车辆的情况下，上述主系统(Ua)发送与使上述远距离配光区域(F3)的照明关闭或变暗的配光分布相对应的配光指示信号(Je)。然后，随着反向车辆接近，反向车辆的相对位置从上述远距离配光区域(F4)向上述远距离配光区域(F6)移动，随此，上述主系统(Ua)能够进行经由配光指示信号(Je)切换为仅使该配光区域的照明关闭或变暗的配光分布的照明控制。

另外，如上所述的照明控制，在存在多台反向车辆的情况下也能够实现。因此，能够在实现防止对于反向车辆的眩光的同时，对无需关闭的配光区域赋予足够的照明，能够使安全性提高。

另外，此时，在上述主系统(Ua)识别到路面的湿润的情况下，为了使由来自路面的反射引起的对于反向车辆的眩光也减少，在进行上述的上述远距离配光区域(F2，F3，…，F6)的照明控制的同时，还能够同时进行上述中距离配光区域(M2，M3，…，M6)的照明控制。

而且，例如在左转时，基于来自上述主系统(Ua)的上述配光指示信号(Je)，使上述左侧追加配光区域(L1)变明亮，或者在左转的曲率较大的情况下，使上述左侧追加配光区域(L1，L2)变明亮，在右转时也同样使上述右侧追加配光区域(R1，R2)变明亮，能够进一步提高安全性。

另外，在该车载用前照灯中，与R、G、B各波段对应地设置有各个要素光源(U1，U2，…)，并能够独立地控制各个要素光源的明亮度，因此，在上述主系统(Ua)例如检测到雨、雾等的情况下，为了使基于漂浮在空中的水滴的光散射不会妨碍驾驶员的视野，而能够控制为，使投射色的光谱从白色向长波长侧偏移，并且根据雨、雾的程度使其偏移量成为适当的值。

当然，上述主系统(Ua)还能够识别具有路灯照明的街道和完全没有照明的乡村道路，并调节整体的投射量。

以上所述那样的用于实现该车载用前照灯的上述供电电路(Ps)的上述调制控制电路(Ux)，优选包括检查表而构成，该检查表使用了与上述区段(A1，A2，…，A9)分别对应地分配有存储区域地址的存储器。

上述主系统(Ua)需要预先经由上述配光指示信号(Je)，对上述检查表的全部地址，写入通过投影到由该地址指示的上述区段(A1，A2，…，A9)的光形成的配光区域的明亮度信息，而且持续更新成每个时刻的最佳信息。

作为明亮度信息，例如如果使R、G、B的每一个颜色具有16等级的明亮度变化，则4比特乘以3种颜色为12比特，因此成为各地址2字节的数据。

关于用于对基于电流计、多面体反射镜等动态光偏转机构(Md)的偏转的、上述偏转图案生成机构(Fm)的上述光入射部(Pmi)中的上述第3光放射区域(Gf)的扫描位置进行检测的上述扫描位置检测机构，成为如上所述那样，但是上述扫描位置检测机构所生成的扫描位置信息是时间计测值或者是回转式编码器的输出值，但均生成为数字数值。

因此，通过将该数值信息转换为上述检查表的地址值，并读出上述检查表的该地址所存放的数据，由此上述调制控制电路(Ux)能够对于在该时刻上述第3光放射区域(Gf)所扫描的上述区段(A1，A2，…，A9)，取得上述主系统(Ua)所请求的R、G、B各颜色的发光元件各自的明亮度信息，因此上述调制控制电路(Ux)通过经由上述驱动器电路控制信号(J1，J1'，…，J2，J2'，…)来控制上述驱动器电路(P1，P1'，…，P2，P2'，…)，由此能够根据其明亮度信息来调制上述发光元件(Sc1，Sc1'，…，Sc2，Sc2'，…)的明亮度。

此外，关于如上所述的调制，例如也可以构成为，流动与所取得的明亮度信息的值成正比例的电流，或者也可以构成为，在通过光传感器检测发光元件的发光量的同时，以光传感器的检测值与所取得的明亮度信息的值成正比例的方式，对在发光元件中流动的电流进行反馈控制。

然而，之前说明了上述照明控制即使在存在多台反向车辆的情况下也能够实现，但是其原因在于，能够在上述检查表中对于上述区段(A1，A2，…，A9)分别独立地保持数据。

经由了上述配光指示信号(Je)的基于来自上述主系统(Ua)的指示的向上述检查表的数据写入处理、或者上述扫描位置检测机构中的经由了上述经过时间的扫描位置(x)的决定处理、从上述扫描位置(x)向上述检查表的地址值的转换、以及从上述检查表的数据读出处理等、至此所述的上述调制控制电路(Ux)的功能的大部分，优选通过微处理器来实现。

此时，上述检查表为，只要将上述微处理器所具备的存储器区域的一部分分配给该检查表来实现即可。

图12所记载的配光区域的大小分别不同，但是并不意味着由此对于较大的配光区域来说光会变少而照度降低。

例如，对于形成最大的配光区域即上述近距离配光区域(N1)的区段，如果使上述第3光放射区域(Gf)的扫描方向的长度变长，则上述第3光放射区域(Gf)在该区段中滞留的时间变长，因此即使是较大的配光区域也能够确保足够的明亮度。

在该含义下，也可以认为，通过考虑上述偏转图案生成机构(Fm)中的上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置时的依存性，而连续地设置形成相同配光分布(Gt)的多个区段，由此实现较大的配光区域。

因此，对于较大的配光区域，可以仅分配一个上述检查表的地址，也可以分配多个地址并写入相同的数据。

并且，也可以写入不同的数据，而呈现明亮度随时间的变化。

上述主系统(Ua)例如为了使用摄像元件来检测反向车辆，如下方法较为有效：在自车的前照灯关闭的瞬间进行前方的摄像，并从其图像中发现反向车辆的前照灯。

在本发明的光投射装置的情况下，例如在电流计的情况下、在上述偏转用镜(Mdm)的返回期间，在多面体反射镜的情况下、在上述第2光放射区域(Gu)与上述偏转用镜(Mdm)的顶点重叠的期间，停止发光元件的电流即可，因此优选构成为，能够仅在该期间，例如上述调制控制电路(Ux)输出成为高电平的投射停止期间信号(Jz)，上述主系统(Ua)读取该信号而进行上述摄像。

另一方面，在如上述回转摆动镜、回转非平行玻璃板、或者上述的由三角波、正弦波驱动的电流计那样，没有由其自身的特征引起的停止发光元件的电流的理由的情况下，优选构成为，根据来自上述主系统(Ua)的信号而停止发光元件的电流。

关于光学系统设计进行若干补充。

如在透镜设计领域中普遍周知的那样，能够将由一个透镜构成的光学系统，构造转换成与其功能相同的、由多个透镜的组合构成的光学系统，或者进行相反的构造转换，特别是，前者的构造转换，为了以下的目的等而被运用：即使关于对象光学系统的焦距相同，通过将输入侧主点位置以及输出侧主点位置设定于合适的位置或导入无焦系统，由此实现通过一个透镜在物理上不能够实现的功能；或者通过使透镜的功率分散于多个透镜来使像差减少。在本说明书的附图所示的透镜中，也能够运用上述构造转换，或使用非球面透镜等来增减透镜的个数，改善性能或成本。

工业上的可利用性

本发明，能够在设计、制造在车载用前照灯等照明装置中能够使用的利用了半导体激光器等发光元件的光投射装置的工业中使用。

符号的说明

A1 区段

A2 区段

A9 区段

Amf 箭头

Amr 箭头

Bd 偏转光束

Bf 光束

Bf' 光束

Bf" 光束

Bmo 出射光束

Bs 光束

Bu 光束

Ci 底面

Ec1 聚光光学系统

Ec2 聚光光学系统

Ef 第2光学系统

Ef' 柱状透镜

Eg 光纤

Eg1 光纤

Eg2 光纤

Ei1 入射端

Ei2 入射端

Eo1 出射端

Eo2 出射端

Er2 分色镜

Er3 分色镜

Eu 第1光学系统

Eu1 准直透镜

Eu2 柱状透镜

Ew 聚光透镜

Ex1 准直透镜

Ex2 准直透镜

Ex3 准直透镜

F1 远距离配光区域

F2 远距离配光区域

F3 远距离配光区域

F4 远距离配光区域

F6 远距离配光区域

Fm 偏转图案生成机构

Fw 集束光束

Fx 光束

Fx' 光束

Gf 第3光放射区域

Gf' 第3光放射区域

Gf" 第3光放射区域

Gf1 子光放射区域

Gf2 子光放射区域

Gs 第1光放射区域

Gt 配光分布

Gu 第2光放射区域

Gw 大致白色聚光区域

H 光传感器

Is 发光元件电流

J1 驱动器电路控制信号

J1' 驱动器电路控制信号

J2 驱动器电路控制信号

J2' 驱动器电路控制信号

Je 配光指示信号

Jm 起点检查测信号

Jz 投射停止期间信号

Ks 放射面单元

Ks' 放射面单元

L1 左侧追加配光区域

L2 左侧追加配光区域

Lms1 周边光线

Lms2 周边光线

Lpf 主光线

Lpf' 主光线

Lpf" 主光线

Lps 主光线

Lps' 主光线

M1 中距离配光区域

M2 中距离配光区域

M3 中距离配光区域

M6 中距离配光区域

Md 动态光偏转机构

Mdm 偏转用镜

Mgal 反转的回转驱动体

Mpol 马达

Mrax 回转轴

Ms 反射型光传感器

N 标记

N1 近距离配光区域

P1 驱动器电路

P1' 驱动器电路

P2 驱动器电路

P2' 驱动器电路

Pgal 电流计驱动电路

Pmi 光入射部

Pmi1 子入射区域

Pmi2 子入射区域

Pmo 光出射部

Ps 供电电路

Pt 远方投影面

Qs 点

Quo 出射光瞳

R1 右侧追加配光区域

R2 右侧追加配光区域

Sc 发光元件

Sc1 发光元件

Sc1' 发光元件

Sc2 发光元件

Sc2' 发光元件

Sc3 发光元件

t0 相位起点定时

t1 有效起点定时

t2 定时

t3 定时

Td 时间

U1 要素光源

U2 要素光源

Ua 主系统

Uw 大致白色合成光学系统

Ux 调制控制电路

x 位置

Xef 扫描有效区间

相位信号

Claims (12)

1.一种光投射装置，其特征在于，具备：

发光元件(Sc)；

供电电路(Ps)，用于驱动上述发光元件(Sc)；

第1光学系统(Eu)，具有由来自上述发光元件(Sc)的光形成的第1光放射区域(Gs)，对来自上述第1光放射区域(Gs)的光进行投影而形成第2光放射区域(Gu)；

动态光偏转机构(Md)，在上述第2光放射区域(Gu)的附近，使与上述第2光放射区域(Gu)的形成有关的光束(Bu)偏转；

第2光学系统(Ef)，设置于上述动态光偏转机构(Md)的后级，接受通过上述动态光偏转机构(Md)将上述光束(Bu)偏转而得到的偏转光束(Bd)并进行投影，形成第3光放射区域(Gf)；以及

偏转图案生成机构(Fm)，设置于上述第2光学系统(Ef)的后级，用于对于入射到该偏转图案生成机构(Fm)的光束的入射光线分别赋予偏转而使其出射，并转换成出射光束(Bmo)；

该偏转图案生成机构(Fm)构成为，在对于入射到该偏转图案生成机构(Fm)的光入射部(Pmi)的入射光线分别赋予偏转而使其出射时，所赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)的入射位置，

上述第2光学系统(Ef)将与上述第1光放射区域(Gs)共轭的像向远方进行成像，并且将上述第3光放射区域(Gf)形成于上述光入射部(Pmi)的一部分区域，上述动态光偏转机构(Md)持续进行使将上述光束(Bu)偏转的方向连续地变化的动作，由此使上述第3光放射区域(Gf)在上述光入射部(Pmi)中连续地移动。

2.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于，

上述第2光放射区域(Gu)与上述第1光放射区域(Gs)共轭。

3.根据权利要求1或2所述的光投射装置，其特征在于，

上述第2光学系统(Ef)所形成的上述第3光放射区域(Gf)与上述第1光学系统(Eu)的出射光瞳(Quo)共轭。

4.根据权利要求1或2所述的光投射装置，其特征在于，

上述第1光放射区域(Gs)由多个发光元件(Sc1，Sc2，…)形成，上述第3光放射区域(Gf)与各个上述发光元件(Sc1，Sc2，…)对应，并由分别独立地分离的子光放射区域(Gf1，Gf2，…)形成。

5.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于，

上述第1光学系统(Eu)形成与上述动态光偏转机构(Md)的偏转轴平行的细长形状的上述第2光放射区域(Gu)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光投射装置，其特征在于，

上述偏转图案生成机构(Fm)被分割为多个区段(A1，A2，…，A9)，按照每个该区段(A1，A2，…，A9)，以在上述第3光放射区域(Gf)位于该区段(A1，A2，…，A9)时形成的上述出射光束(Bmo)具有特定的出射方向分布的方式，确定上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)的入射位置时的依存性。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光投射装置，其特征在于，

还具有：对向上述发光元件(Sc)投入的投入电力进行调制的调制控制电路(Ux)；以及对上述偏转图案生成机构(Fm)中的上述第3光放射区域(Gf)的位置进行检测的扫描位置检测机构，上述调制控制电路(Ux)基于来自上述扫描位置检测机构的信息，依存于上述偏转图案生成机构(Fm)中的上述第3光放射区域(Gf)的位置，对向上述发光元件(Sc)投入的投入电力进行调制，由此使上述出射光束(Bmo)中的具有特定的出射方向分布的光束的明亮度比规定的标准的明亮度更暗或者更明亮。

8.根据权利要求7所述的光投射装置，其特征在于，

上述调制控制电路(Ux)具有检查表，该检查表将用于依存于上述偏转图案生成机构(Fm)中的上述第3光放射区域(Gf)的位置(x)而进行向上述发光元件(Sc)投入的投入电力的调制的数据，按照与上述位置(x)对应的每个地址来进行保持，在上述检查表的读出时，基于根据上述扫描位置检测机构生成的上述位置(x)的数字数值而生成的地址值来进行读出。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光投射装置，其特征在于，

为了实现上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置，上述偏转图案生成机构(Fm)由依存于位置而法线方向变化的光反射面构成。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的光投射装置，其特征在于，

为了实现上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置，上述偏转图案生成机构(Fm)由依存于位置而厚度或者折射率变化的光折射介质构成。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的光投射装置，其特征在于，

为了实现上述赋予的偏转的方向依存于该光线在上述光入射部(Pmi)中的入射位置，上述偏转图案生成机构(Fm)由具有依存于位置而相位变化的干涉条纹的衍射格栅构成。

12.一种车载用前照灯，其特征在于，

利用权利要求1至11中任一项所述的光投射装置来投射光。