CN113324226A - 车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在各种各样的状况中，可形成适当的配光的车辆用灯具。扫描光学系统(120)通过反复周期运动而扫描第1光源单元(110A)的发射光束(BM1)。亮灯电路(200)独立地驱动第1光源单元(110A)和第2光源单元(110B)。车辆用灯具(100)投影由扫描光学系统(120)扫描的扫描光束(BMSCAN)而形成第1图案(PTN1)，并且投影第2光源单元(110B)的发射光束(BM2)而形成第2图案(PTN2)。

Description

车辆用灯具
本申请是申请日为2018年06月15日、申请号为201810618696.2、发明名称为“车辆用灯具”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于汽车等的车辆用灯具。
背景技术
车辆用灯具，一般可切换近光(low beam)和远光(high beam)。近光以预定的照度照明近处，配光规定被确定，以对相向车和先行车不产生眩光，主要用于在城区行驶的情况。另一方面，远光以比较高的照度照明前方的宽范围和远处，主要用于在相向车和先行车较少的道路上高速行驶的情况。因此，与近光比较，在驾驶员的视认性上远光更好，但有对车辆前方存在的车辆的驾驶员和行人产生眩光的问题。
近年来，提出了根据车辆周围的状态，动态、自适应地控制远光的配光图案的ADB(Adaptive Driving Beam；自适应远光)技术。ADB技术是，检测车辆的前方有无先行车、相向车和行人，将与车辆或行人对应的区域进行变光等，降低对车辆或行人产生的眩光的技术。
作为实现ADB功能的方式，提出了控制促动器的闸门方式、旋转方式、LED阵列方式等。闸门方式和旋转方式可使灭灯区域(遮光区域)的宽度连续地变化，但灭灯区域的数限制为1个。LED阵列方式可设定多个灭灯区域，但灭灯区域的宽度被限制为LED芯片的照射宽度，所以是离散的。
作为可解决这些问题的ADB方式，本申请人提出了扫描方式(参照专利文献2)。扫描方式是，对旋转的反射镜(叶片)入射光，将入射光以与反射镜的旋转位置对应的角度反射而在车辆前方扫描反射光，并且使光源的亮灯/灭灯或光量随着反射镜的旋转位置而变化，从而在车辆前方，形成期望的配光图案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－205357号公报
专利文献2：日本特开2012－224317号公报
专利文献3：国际公开WO2016/167250A1号
发明内容
发明要解决的问题
本发明鉴于这样的课题而完成，其某个方式的例示性的目的之一，在于提供在各种各样的状况中，可形成适当的配光的车辆用灯具。
解决问题的方案
本发明的某一方式包括：第1光源单元；第2光源单元；通过反复周期运动而扫描第1光源单元的发射光束的扫描光学系统；以及独立地驱动第1光源单元和第2光源单元的亮灯电路，投影由扫描光学系统扫描的扫描光束而形成第1图案，并且投影第2光源单元的发射光束而形成第2图案。
再者，以上结构要素的任意组合、以及将本发明的构成要素、表现形式在方法、装置、系统等之间相互转换的方式，作为本发明的方式也是有效的。
发明的效果
根据本发明的某一方式，在扫描方式的车辆用灯具中，在各种各样的状况中，可以形成适当的配光。
附图说明
图1是实施方式的车辆用灯具的框图。
图2的(a)、(b)是说明图1的车辆用灯具产生的配光图案的形成的图。
图3是图1的车辆用灯具的工作波形图。
图4的(a)、(b)是说明图1的车辆用灯具的透射(passing)动作的波形图。
图5是实施方式的车辆用灯具的立体图。
图6的(a)～(d)是说明配光图案的形成的图。
图7的(a)～(c)是说明通过车辆用灯具可实现的多个配光模式的具体例子的图。
图8是表示表示车辆用灯具的电气系统的框图。
图9是表示车辆用灯具的相当1通道的结构的框图。
图10的(a)、(b)是说明电机方式模式中的配光图案的形成的图。
图11的(a)、(b)是说明遮光区域的形成的图。
图12的(a)～(c)是说明电子旋转的图。
图13的(a)～(c)是表示发光组件的布局的变形例的图。
具体实施方式
下面说明实施方式的车辆用灯具的概要。在一实施方式中，车辆用灯具包括：第1光源单元；第2光源单元；通过反复周期运动扫描第1光源单元的发射光束的扫描光学系统；以及独立地驱动第1光源单元和第2光源单元的亮灯电路，投影由扫描光学系统扫描的扫描光束而形成第1图案(pattern)，同时投影第2光源单元的发射光束而形成第2图案。
通过将扫描产生的配光图案和非扫描产生的配光图案进行组合，可以提供配光控制的灵活性，或者可以减少生成配光时的限制(电源电压、温度等)。
第2图案的至少一部分与第1图案重叠，并且第2图案也可以形成在远光的区域的至少一部分中。
由此，即使将第1图案灭灯，也可以通过第2图案确保必要最低限度的照度。
就车辆用灯具的电源电压来说，大多使用电池电压。相对于车载电池为额定12V，有因转动发动机而降低至6V左右的情况，这可能成为电源电压下降的主要原因。扫描第1光源单元的发射光的电机和促动器的动作因电源电压的降低而不稳定，扫描频率可能变动。若不管电源电压的降低而要稳定扫描频率，则需要追加电压调节器和升压电路，不管电池电压的降低而仍然维持对电机和促动器驱动器的供给电压的措施。因此，在某一方式中，若对车辆用灯具供给的电源电压低于规定的阈值，则亮灯电路也可以将第1光源单元灭灯。
通过在电源电压的降低时将第1光源单元灭灯，仅使第2光源单元亮灯，可以抑制闪烁和配光精度的下降。由于可以简化用于稳定对电机和促动器驱动器的供给电压的对策电路，所以还有助于车辆用灯具的低成本。
在扫描光学系统中扫描频率偏离规定范围时，亮灯电路也可以将第1光源单元灭灯。例如，若扫描频率低于规定范围，则可能发生闪烁。相反地，在扫描频率超过规定范围的失控状态下，难以进行与扫描同步的第1光源单元的定时(timing)控制，有发生闪烁，配光的精度降低的顾虑。配光精度的降低可能包含照射了应遮光的区域、在应提高照度的区域未得到充分的照度这样的情况。在那样的状况下，通过将第1光源单元灭灯而仅使第2光源单元亮灯，可以抑制闪烁，或可以防止精度低的配光图案的照射。
扫描光学系统也可以包含电机和安装在电机的旋转轴上的反射体。在第1光源单元和第2光源单元灭灯，并且电机的转速低于规定值的状态中，若亮灯电路被输入透射的指示，则也可以维持第1光源单元的灭灯，使第2光源单元瞬间亮灯。
透射用的光束在前照灯的灭灯中也必须可照射。假设在透射用的光束中使用第1图案的情况下，即使在灭灯状态中，也必须继续运转电机和促动器。因此，亮灯电路也可以在透射时使第2光源单元瞬间地亮灯(闪烁)。由此，在前照灯的灭灯中，未必需要使电机和促动器运转。
紧接扫描光学系统的动作开始之后，在扫描频率达到规定的频率之前，亮灯电路将第1光源单元灭灯，使第2光源单元亮灯就可以。
以下，根据优选的实施方式并参照附图说明本发明。对于各附图所示的相同或等同的结构要素、构件、处理附加相同的标号，并适当省略重复的说明。另外，实施方式并非限定发明而是例示，并非实施方式所记述的所有特征及其组合都是发明的本质。
在本说明书中，所谓“构件A与构件B连接的状态”，除构件A与构件B物理性地直接连接的情况之外，还包括构件A与构件B经由其他构件间接地连接，且不会对它们的电连接状态带来实质影响的、或者不会损害通过它们的结合而发挥的功能、效果的情况。
同样，所谓“构件C被设置在构件A与构件B之间的状态”，除了构件A与构件C、或者构件B与构件C直接连接的情况之外，还包含经由其他构件间接连接，且不会对它们的电连接状态带来实质影响的、或者不会损害通过它们的结合而发挥的功能、效果的情况。
此外，在本说明书中，对电压信号、电流信号等电信号、或者电阻、电容器等电路元件附加的标号，根据需要而视为表示各自的电压值、电流值、或者电阻值、电容值。
图1是实施方式的车辆用灯具100的框图。车辆用灯具100是扫描方式的ADB前照灯，通过扫描产生的配光和非扫描产生的配光的重合，形成配光图案。车辆用灯具100包括第1光源单元110A、第2光源单元110B、扫描光学系统120、投影光学系统130和亮灯电路200。第1光源单元110A是扫描用的光源，包含至少一个发光组件112。第2光源单元110B是用于以非扫描方式宽阔地照射本车前方的光源，包含至少一个发光组件113。
扫描光学系统120通过反复周期运动扫描第1光源单元110A的发射光束BM1。将扫描光学系统120的发射光束称为扫描光束BMSCAN。为了防止闪烁，扫描光学系统120的扫描频率被设定为60Hz以上，例如被设定为200Hz左右。
投影光学系统130投影由扫描光学系统120扫描的扫描光束BMSCAN而形成第1图案PTN1，并且投影第2光源单元110B的发射光束BM2而形成至少一部分与第1图案PTN1重叠的第2图案PTN2。图1的标号1表示虚拟垂直屏。将在某一时刻内扫描光束BMSCAN照射的区域称为照射区域2。通过照射区域2在虚拟垂直屏1上移动，形成第1图案PTN1。
投影光学系统130可以由反射光学系统、透过光学系统、它们的组合而构成。再者，通过适当地设计第1光源单元110A、第2光源单元110B的发射光束的漫射角、发射角等，也可省略投影光学系统130。
亮灯电路200独立地驱动第1光源单元110A和第2光源单元110B。亮灯电路200与扫描光学系统120的扫描运动同步，可使照射区域2的照度根据时间而变化。例如若在1扫描期间中的某一时间区间中将第1光源单元110A的亮度设为零，则可以将与该时间区间对应的区域遮光。相反地，通过在1扫描期间中的某一时间区间中提高第1光源单元110A的亮度，可以点式地照射与该时间区间对应的区域。第1光源单元110A的亮度可以根据对发光组件112供给的驱动电流量来控制，可以根据亮灯的发光组件112的个数来控制，也可以通过它们的组合来控制。
此外，亮灯电路200与扫描光学系统120的扫描运动无关系地对第2光源单元110B供给固定的驱动电流，将其亮度保持为固定。
以上是车辆用灯具100的结构。接着说明车辆用灯具100的动作。图2的(a)、(b)是说明图1的车辆用灯具100形成的配光图案的图。
在图2的(a)中，示出从上向下观察的虚拟垂直屏1。再者，在图2的(a)中为了简化说明，仅示出右灯具产生的配光图案。实际上在虚拟垂直屏1中，照射图2的配光图案和将该图案相对H－H线实质为镜像关系的左灯具的配光图案的重合图案。
在虚拟垂直屏1上，投影由扫描光束BMSCAN形成的第1图案PTN1和由第2光束BM2形成的第2图案PTN2。例如，第1图案PTN1是驾驶员要更注视的区域，根据状况而照射到应自适应地控制配光的区域(以下，称为聚光区域5)。另一方面，第2图案PTN2的重要度比聚光区域5低，无论状况如何都照射到应照射规定的配光的区域(以下，称为漫射区域4)。
在图2的(b)中，示出照度分布的一例子。在该例子中，在照射区域2通过H－H线的时间区间中，进行将第1光源单元110A的亮度提高的控制。以上是车辆用灯具100的动作。
根据该车辆用灯具100，通过将扫描产生的配光图案PTN1和非扫描产生的配光图案PTN2组合，可以提供配光控制的灵活性，或者，可以减少生成配光时的限制(电源电压、温度等)。
如果仅以扫描方式形成图2所示的配光图案，则需要扩大照射区域2的H方向的扫描范围以覆盖漫射区域4。在使用相同的光源以相同的扫描频率形成配光图案PTN1的情况下，H方向的扫描范围窄，但照度提高。如果在宽的扫描范围要得到相同的照度，则需要提高光源的亮度，不必说光源的成本，而且附带的散热措施的成本也增加，所以第1光源单元110A的成本会上升。
在这点上，根据图1的车辆用灯具100，通过将扫描产生的配光和非扫描的配光组合，可以提高第1光源单元110A的设计的自由度。可以根据情况而降低总成本。
(光源单元的控制)
接着，说明第1光源单元110A的控制。在紧接扫描光学系统120的动作开始之后，扫描频率比规定范围低。因此，亮灯电路200在扫描光学系统120的动作开始后，在扫描频率达到规定范围为止的起动期间，将第1光源单元110A灭灯，抑制闪烁。在该起动期间内，也可以仅将第2光源单元110B预先亮灯。
在该起动期间完成后，在扫描频率一旦包含在规定范围内后，执行以下的控制的至少一个。
扫描光学系统120的扫描动作和第1光源单元110A的亮度控制必需同步，因此在亮灯电路200的第1光源单元110A的亮度控制中，在时间轴上被要求高精度。另一方面，车辆用灯具100将电池电压VBAT作为电源电压VDD而动作。相对于车载电池为额定12V，有因转动发动机而降低至6V左右的情况，这可能成为车辆用灯具100的电源电压VDD降低的主要原因。
因电源电压VDD的降低，扫描光学系统120的电机(促动器)的动作不稳定，若电源电压VDD极端地降低，则扫描光学系统120无法将扫描频率维持在规定范围内。如果在不管电源电压VDD的降低而要可维持扫描频率的情况下，则需要追加电压调节器和升压电路，不管电池电压VBAT的降低而仍然维持对电机和促动器驱动器的供给电压的措施，车辆用灯具100的成本上升。
在这方面，在实施方式的车辆用灯具100中，在扫描频率变动的状况下，由于可进行将第1光源单元110A灭灯的控制，所以可以抑制闪烁。即使将第1光源单元110A灭灯，照度下降，但通过第2光源单元110B产生的第2图案PTN2，也保证了必要最低限度的照度。
在一实施例中，若对车辆用灯具100供给的电源电压VDD低于规定的阈值VTHL，则亮灯电路200也可以将第1光源单元110A灭灯。阈值VTHL也可以是扫描光学系统120无法将扫描频率维持在目标范围内的电压值。通过根据电源电压VDD而控制第1光源单元110A的亮灯/灭灯，可以适当地防止闪烁。图3是一实施例的车辆用灯具100的工作波形图。若电源电压VDD低于阈值VTHL，则维持第2光源单元110B的亮灯，并且将第1光源单元110A灭灯。由此，即使在扫描频率偏离目标范围fREF的情况下，也可以防止闪烁。
一旦扫描频率降低后，在电源电压VDD复位后，还有在扫描频率复位至目标范围fREF前发生某种程度的延迟的情况(点划线)。在该情况下，通过在阈值VTHL中设定滞后，将复位时的阈值如点划线VTHL’那样提高，可以更可靠地防止闪烁。
若从另一观点来看，可以说在扫描光学系统120中，若扫描频率偏离规定范围(目标范围)，则亮灯电路200将第1光源单元110A灭灯。在该观点中，除了电源电压VDD之外，或者替代它，亮灯电路200也可以监视扫描频率。
如后述，扫描光学系统120也可以包括电机、以及安装在电机的旋转轴上的反射体。这种情况下，电机的转速对应于扫描频率，所以亮灯电路200也可以根据电机的转速而控制第1光源单元110A的亮灯/灭灯。具体而言，若电机的转速偏离规定的范围，则也可以将第1光源单元110A灭灯。在电机的转速低于规定的下限值的情况下，通过将第1光源单元110A灭灯，可以防止闪烁。
除此之外，在电机的转速超过了规定的上限值的情况下，也可以将第1光源单元110A灭灯。若电机失控超速，则难以进行与扫描同步的第1光源单元110A的亮度的定时控制，发生闪烁，有配光的精度降低的顾虑。再者，在配光精度的降低中，包含照射应遮光的区域，或在应提高照度的区域未得到充分的照度的情况等。在超速的状况中，通过将第1光源单元110A灭灯而仅将第2光源单元110B亮灯，抑制闪烁，或者可以防止精度低的配光图案的照射。
(关于透射)
透射用光束即使在前照灯的灭灯中也必需可照射。如果在透射用的光束中使用第1图案PTN1的情况下，透射的指示在扫描光学系统120的停止中发生的情况下，由于扫描频率在规定外，所以在透射用光束中会产生闪烁。为了避免该闪烁，即使在前照灯的灭灯状态下，也需要使电机和促动器运转而将扫描频率继续维持在规定范围内。此外，为了透射而使通过扫描形成的第1图案PTN1闪烁，可能成为使控制复杂的主要原因。
因此，在一实施例中，若在亮灯电路200中从车辆侧接受透射的指示，则也可以使第2光源单元110B闪烁。通过由第2光源单元110B的闪烁来实现透射，在前照灯的灭灯中，不需要使电机和促动器一定运转。此外，由于使非扫描的第2光源单元110B闪烁的处理简单，所以可以简化控制系统。
图4的(a)、(b)是说明图1的车辆用灯具100的透射动作的波形图。图4的(a)表示车辆用灯具100的灭灯状态的透射动作。扫描光学系统120停止，扫描频率为零(0Hz)，第1光源单元110A、第2光源单元110B都灭灯。若在该状态下输入透射的指示，则亮灯电路200在维持第1光源单元110A的灭灯的状态下，使第2光源单元110B瞬间地亮灯(闪烁)。
后半部分表示车辆用灯具100的亮灯状态的透射动作。扫描频率稳定在目标范围fREF内，第1光源单元110A和第2光源单元110B亮灯。若在该状态下输入透射的指示，则亮灯电路200将第2光源单元110B短时间灭灯，使第2光源单元110B闪烁。
如果在接受了透射的指示时第2光源单元110B灭灯，则也可以使第2光源单元110B短时间亮灯，使第2光源单元110B闪烁。
接着说明车辆用灯具100的更具体的结构例子。
图5是实施方式的车辆用灯具100的立体图。图5的车辆用灯具100根据行驶场景，可选择多个配光模式。
图5中，表示第1光源单元110A、扫描光学系统120和投影光学系统130。如上述，第1光源单元110包括多个发光组件112。多个发光组件112通过连接器114与未图示的亮灯电路200连接。发光组件112包含LED(发光二极管)和LD(半导体激光器)等的半导体光源。一个发光组件112构成亮度和亮灯/灭灯的控制的最小单位。一个发光组件112可以是一个LED芯片(LD芯片)，也可以包含串联和/或并联连接的多个LED芯片(LD芯片)。
扫描光学系统120接受光源单元110的发射光L1，通过反复进行周期运动，将其反射光L2在车辆前方沿横方向(图中，H方向)扫描。投影光学系统130将扫描光学系统120的反射光L2投影在车辆前方的虚拟屏上。投影光学系统130可以由反射光学系统、透过光学系统、它们的组合而构成。
具体而言，扫描光学系统120包括反射镜122和电机124。反射镜122安装在电机124的转子上，进行旋转运动。在本实施方式中设置2片反射镜122，在电机124的1次旋转中，发射光L2被扫描2次。因此，扫描频率为电机转速的2倍。再者，没有特别限定反射镜122片数。
在某个时刻t0中光源单元110的发射光L1以与反射镜122的位置(转子的旋转角)对应的角度反射，那时的反射光L2在车辆前方的虚拟屏1上形成一个照射区域2。在图5中为了简化说明，将照射区域2以矩形表示，但如后述，照射区域2不限于矩形。
若在另一时刻t1中反射镜122的位置变化，则反射角变化，那时的反射光L2’形成照射区域2’。进而若在另一时刻t2中反射镜122的位置变化，则反射角变化，那时的反射光L2“形成照射区域2”。
通过使扫描光学系统120高速地旋转，照射区域2在虚拟屏1上扫描，由此，在车辆前方形成配光图案3。
图6的(a)～(d)是说明配光图案3的形成的图。图6的(a)中，表示光源单元110中的多个发光组件112的布局。在本实施方式中多个发光组件112的个数为9。
多个发光组件112在高度方向上以2级以上配置，在本例子中以3级配置，最下级的发光组件112的个数最多。由此，在虚拟屏上的H线的附近，可以形成照度高的区域。
本实施方式的车辆用灯具100通过扫描产生的配光和非扫描产生的配光的重合，形成配光图案。上述第1光源单元110A和第2光源单元110B可以构成一个光源单元110，光源单元110除了扫描用的多个发光组件112＿1～112＿9以外，还包括用于以非扫描方式宽阔地照射车辆前方的至少一个发光组件113＿1、113＿2。发光组件113＿1、113＿2的发射光经由与扫描光学系统120不同的光学系统(未图示)，照射到虚拟垂直屏1上。
图6的(b)是表示反射镜122位于预定的位置时，各发光组件112、113的发射光在虚拟屏1上形成的照射点的图。
将扫描用的发光组件112形成的照射点称为聚光点Sc。Sci表示第i(1≦i≦9)发光组件112＿i形成的聚光点。图6的(b)的多个聚光点Sc1～Sc9的集合相当于图5的照射区域2。
此外，将漫射用的发光组件113在虚拟屏1上形成的照射点称为漫射点Sd。Sdi表示第i发光组件113＿i形成的聚光点。漫射点Sd与反射镜122的旋转没有关系。将漫射点Sd1、Sd2的集合称为漫射区域4。
图6的(b)中仅表示右侧灯具的照射点Sc、Sd。在将右侧灯具和左侧灯具左右对称的构成的情况下，在V线左右反转图6的(b)的照射点所得的照射点，由左侧灯具形成。
图6的(c)中，表示使反射镜122旋转时，各聚光点Sc通过的区域(称为扫描区域)SR。Sri表示第i聚光点Sci通过的区域。将扫描区域SR1～SR9的集合、换言之为照射区域2所扫描的区域称为聚光区域5。聚光区域5与漫射区域4重叠。
图6的(d)中，表示最下级的发光组件112＿1～112＿5形成的H线附近的配光图案的水平方向的照度分布。
实际形成的配光图案，右侧灯具的配光图案和左侧灯具的配光图案重合。在本例子中，右侧灯具的聚光区域5和左侧灯具的聚光区域5实质性地重叠。此外，右侧灯具的漫射区域4主要照射V线右侧，左侧灯具的漫射区域4(未图示)主要照射V线左侧。
这样，扫描用的多个发光组件112＿1～112＿9配置成使得各自的发射光照射虚拟屏上不同的部位。如图6的(a)所示，将多个发光组件112配置为U字形就可以。通过配置为U字形(或图13的(b)的E字形)，可以将第1级、第2级、第3级的聚光区域的右端和左端对齐。
多个发光组件112和通道的对应关系是例如以下那样。
第1通道CH1＝发光组件112＿1，112＿2
第2通道CH2＝发光组件112＿3
第3通道CH3＝发光组件112＿4，112＿5
第4通道CH4＝发光组件112＿6，112＿7
第5通道CH5＝发光组件112＿8，112＿9
多个发光组件112在高度方向上配置为3级，照射相同高度的发光组件112被分类为同一通道，以对其供给相同量的驱动电流。
漫射区域用的发光组件113＿1、113＿2为第6通道CH6。
以上是车辆用灯具100的基本结构。接着说明动作。
图7的(a)～(c)是说明通过车辆用灯具100可实现的多个配光模式的具体例子的图。例如多个配光模式之一是图7的(a)所示的通常模式，多个配光模式的另一个是图7的(b)所示的高速公路模式，多个配光模式的再一个是图7的(c)所示的城镇模式。在图7的(a)～(c)中，表示各配光模式中的虚拟屏1上的配光图案，表示左右两方的灯具的重合。在图7的(a)～(c)中，表示应对各通道的发光组件112供给的驱动电流IDRV的电流量。
参照图7的(a)，在通常模式中，最下级的3通道CH1、CH2、CH3的驱动电流的设定值为1.0A，从下起第2级的通道CH4的驱动电流的设定值为0.7A，最上级的通道CH1的驱动电流的设定值为0.5A。此外，漫射用的通道CH6的驱动电流的设定值为1.0A。所有的发光组件112在扫描期间中维持亮灯状态。
在高速道路和收费道路中选择高速公路模式。参照图7的(b)，在高速公路模式中，最下级的3通道CH1、CH2、CH3的驱动电流的设定值为1.2A，从下起第2级的通道CH4的驱动电流的设定值为1.0A，最上级的通道CH5的驱动电流的设定值为0.7A。此外，漫射用的通道CH6的驱动电流的设定值为0.8A，漫射区域4设定得比通常模式暗。
在高速公路模式中，发光组件112的扫描区域SR的宽度比图7的(a)的通常模式窄，以使聚光区域5的宽度比通常模式的宽度窄，通过提高发光组件112的亮度，中央的照度被集中地提高。
在路灯多的城区中选择城镇模式。参照图7的(c)，在城镇模式中，所有的通道CH1～CH5的驱动电流的设定值为0.2A。此外，漫射用的通道CH6的驱动电流的设定值为0.8A，漫射区域4设定得比通常模式暗。
在高速公路模式中，聚光区域5的宽度与通常模式的宽度实质性地相等，但通过使发光组件112的亮度大幅度地降低，照度被设定得低。旁路开关被控制，使得所有的发光组件112在扫描期间中，维持亮灯状态。
以上是车辆用灯具100的动作。根据该车辆用灯具100，通过一边在多个发光组件112中对每个通道供给规定的一定的驱动电流IDRV，一边使各发光组件112以适当的定时亮灯/灭灯，可以形成期望的配光图案。
然后，可以通过使驱动电流IDRV的电流量和发光组件112的亮灯/灭灯的定时变化而使配光图案变化，可以实现多个配光模式。
配光模式可以根据行驶场景自适应地切换，也可以根据来自用户的指示而切换。在发光组件的1扫描期间内的亮灯期间中，不需要使驱动电流高速地变化，所以还有可以容易进行生成驱动电流的恒流驱动器的设计的优点。
本发明是涉及从上述说明引出的各种各样的装置、方法、系统的发明，不限定于特定的结构。以下，为了有助于理解发明的本质和动作，并且明确它们而不是缩窄本发明的范围，说明更具体的结构例子和实施例。
接着说明车辆用灯具100的更具体的结构例子。图8是表示车辆用灯具100的电气系统的框图。车辆用灯具100包括光源单元110和亮灯电路200。如上述，光源单元110包括扫描用的多个发光组件112和漫射用的多个发光组件113。
如上述，扫描用的多个发光组件112＿1～112＿9分割成多个通道CH1～CH5。同一通道中包含的多个发光组件112配置成使其照射虚拟屏上的同一高度。反过来说，以照射虚拟屏上的同一高度而配置的多个发光组件112包含在同一通道中。
具体而言，如图6所示，照射虚拟屏1上的最下级的多个发光组件112＿1、112＿2形成第1通道CH1，发光组件112＿3形成第2通道CH2，发光组件112＿4、112＿5形成第3通道CH3。此外，从下起照射第2级的多个发光组件112＿6、112＿7形成第4通道CH4。此外，从下起照射第3级的多个发光组件112＿8、112＿9形成第5通道CH5。同一通道中包含的多个发光组件被串联地连接。此外，漫射用的发光组件113＿1，113＿2形成另外的通道CH6。
亮灯电路200通过线束202与光源单元110连接，接受来自电池10的直流电压(电池电压)VBAT，驱动多个发光组件112。具体而言，亮灯电路200以通道为单位可控制发光组件112的亮度，此外对每个发光组件112可控制亮灯/灭灯。
亮灯电路200包括与多个通道CH1～CH5(以及CH6)对应的多个亮灯组件210＿1～210＿5(以及210＿6)、灯具ECU(Electronic Control Unit；电子控制单元)250、电机驱动器260。灯具ECU也简称为控制器。
灯具ECU250控制多个亮灯组件210＿1～210＿6。灯具ECU250例如包括输入级252和微电脑254。输入级252包括在电池电压VBAT的供给路径中设置的半导体开关253、噪声除去用的滤波器(未图示)。微电脑254通过LIN(Local Interconnect Network；本地互连网络)和CAN(Controller Area Network；控制器区域网络)等的车载网络用的总线14，与车辆ECU12连接。从车辆ECU12对微电脑254发送：(i)表示行驶场景或配光模式的信息，(ii)指示应遮光的区域的信息等。微电脑254根据来自车辆ECU12的信息，选择配光模式，并形成遮光区域。
电机驱动器260驱动扫描光学系统120的电机124，使其转速稳定在目标值。电机124例如也可以是无刷DC电机。电机驱动器260的电路结构没有特别地限定，利用公知的电机驱动器即可。扫描光学系统120输出与反射镜122的旋转同步的周期性的旋转信号FG。FG信号也可以根据霍尔元件126生成的霍尔信号而生成。
例如，如图5所示，在设置2片反射镜122的情况下，也可以将霍尔元件定位，使得每当2片反射镜122的间隙(缝隙)通过基准位置，旋转信号FG就转移到高电平。
FG信号被输入到控制器250。控制器250与FG信号同步，控制亮灯组件210＿1～210＿5。对于亮灯组件210＿6，不需要与FG信号同步。
图9是表示车辆用灯具100的相当1通道的结构的框图。各通道包括多个发光组件112、亮灯组件210、以及灯具ECU250的微电脑254的一部分。这里以第1通道CH1作为例子。
亮灯组件210包括恒流驱动器212和旁路电路220。对亮灯组件210的VIN(输入电压)管脚，通过输入级252供给电池电压(输入电压VIN)。此外，对GND(地)管脚，供给接地电压VGND。对EN(启动)管脚，输入指示恒流驱动器212的动作、停止的启动信号SEN，对DC调光(ADIM)管脚，输入指示恒流驱动器212生成的驱动电流IDRV的目标值的DC调光信号SADIM。
恒流驱动器212将驱动电流IDRV供给到在对应的通道CH1中包含的多个发光组件112＿1、112＿2。例如，恒流驱动器212包括开关转换器214和转换器控制器216。开关转换器214是降压转换器、升压转换器、或升降压转换器，接受对VIN管脚供给的输入电压VIN(电池电压VBAT)。开关转换器214的形式，根据驱动对象的发光组件112的个数而确定。
如本实施方式，若一个通道中最大分配2个发光组件112，则可以将开关转换器214统一为降压转换器。
转换器控制器216生成用于驱动开关转换器214的开关元件的控制脉冲SCNT。转换器控制器216对控制脉冲SCNT的占空比、频率、密度的至少一个进行控制，使得驱动电流IDRV的检测值(反馈信号SFB)接近来自微电脑254的DC调光信号SADIM指示的目标值。
转换器控制器216的控制方式没有特别限定，采用公知的电路即可。例如，转换器控制器216也可以是脉动控制的控制器，可采用滞后控制、峰值检测关断时间固定方式、末端(bottom)检测导通时间固定方式等。或者，转换器控制器216可以是使用了误差放大器的PWM(Pulse Width Modulation；脉宽调制)控制器，也可以是利用了PI控制或PID控制的数字的控制器。
旁路电路220包括多个旁路开关SW1、SW2。各旁路开关SW可与对应的通道CH1中包含的发光组件112＿1、112＿2的对应的一个发光组件形成并联的旁路路径。旁路开关SW可以由FET(Field Effect Transistor；场效应晶体管)等构成。旁路开关SW1、SW2的导通、关断根据来自微电脑254的旁路控制信号SB1、SB2来控制。故障检测电路222检测发光组件112的开路或短路异常，生成故障信号。
以上为第1通道CH1的结构。有关第2通道CH2～第6通道CH6也同样地构成。旁路开关SWj(1≦j≦9)关断时，对应的发光组件112＿j中流动驱动电流IDRV，所以发光组件112＿j发光。旁路开关SWj导通时，驱动电流IDRV不在发光组件112＿j中而在旁路开关SWj侧流动，所以对应的发光组件112＿j灭灯。
灯具ECU250(微电脑254)可切换多个配光模式地构成。微电脑254对多个亮灯组件210＿1～210＿5各自的每个配光模式规定：(i)各个恒流驱动器212应生成的驱动电流IDRV，(ii)1扫描期间中多个旁路开关SW各自应导通的期间(应关断期间)。
图10的(a)、(b)是说明高速公路模式中的配光图案的形成的图。为便于观察，图10的(a)是将多个扫描区域SR1～SR5错开排列的图。扫描区域SR之中、附加了阴影的范围表示实际地照射了光的照射区域(b)，点划线表示未被照射光的非照射区域(A，C)。Sc1～Sc5表示在相同时刻中的聚光点的位置。假设聚光点Sc在图中从左到右进行扫描，将聚光点Sc的右端设为前缘LE，左端设为后缘TE。假设在某个时刻t0，聚光点Sci的后缘TE位于照射区域SRi的左端。
图10的(b)是表示多个旁路开关SW1～SW6的状态的时间图。水平方向相同位置的旁路开关(SW1、SW6、SW8的组、或SW5、SW7、SW9的组)以相同的定时控制即可，所以这里仅表示旁路开关SW1～SW5的控制。第i旁路开关SWi在对应的聚光点Sci通过照射区域B的期间为关断，在通过非照射区域(A，C)的期间为导通。Ts表示扫描周期。
旁路开关SW的关断(发光组件112的亮灯)的定时tA也可以设为聚光点Sc的后缘(左端)TE通过照射区域的左端的定时。另一方面，旁路开关SW的接通(发光组件112的灭灯)的定时tB也可以设为聚光点Sc的前缘(右端)LE到达照射区域的右端的定时。通过该控制，可以使非照射区域的照度为零。
旁路开关SW的转移定时tA、tB也可以将从某个基准时刻t0起的经过时间规定作为以扫描周期Ts归一化所得的值。由此，即使电机的转速变化且扫描周期Ts也变动，也可以在适当的定时控制旁路开关SW。再者，也可以使基准时刻t0与FG信号的变化点一致。
接着，说明遮光区域的形成。图11的(a)、(b)是说明遮光区域的形成的图。为便于观察，图11的(a)是将多个扫描区域SR1～SR5错开排列的图。图11的(b)是表示多个旁路开关SW1～SW6的状态的时间图。这里也将高速公路模式作为例子。用D表示遮光区域。第i旁路开关SWi被控制，以使其在对应的聚光点Sci通过遮光区域D的期间导通。
与遮光区域D对应，旁路开关SW接通(发光组件112的灭灯)的定时tC也可以设为聚光点Sc的前缘(右端)LE到达遮光区域D的左端的定时。另一方面，旁路开关SW的关断(发光组件112的亮灯)的定时tD也可以设为聚光点Sc的后缘(左端)TE到达遮光区域D的右端的定时。
如图6的(c)所示，最下级的5个发光组件112＿1～112＿5分割成3通道CH1～CH3。由此，如以下说明的，可进行电子旋转。图12的(a)～(c)是说明电子旋转的图。图12的(a)～(c)分别表示最下级的发光组件112形成的虚拟屏上的H线附近的配光图案(照度分布)。图12的(a)～(c)分别对应于直行时、左转、右转。
以上，根据实施方式说明了本发明。本领域技术人员当然理解本实施方式是例示，这些各构成要素、各处理工艺的组合可以有各种变形例，并且这样的变形例也在本发明的保护范围内。以下，说明这样的变形例。
(变形例1)
关于旁路开关SW的控制，在容许光照射到非照射区域的情况下，也可以将旁路开关SW的关断(发光组件112的亮灯)的定时tA设为聚光点Sc的前缘(右端)LE通过了照射区域的左端的定时。
相反地，也可以将旁路开关SW的接通(发光组件112的灭灯)的定时tB设为聚光点Sc的后缘(左端)TE到达照射区域的右端的定时。
(变形例2)
在实施方式中，如图6的(a)所示，U字形地配置了多个发光组件112，但不限于此。图13的(a)～(c)是表示发光组件112的布局的变形例的图。在图13的(a)中，配置为倒T字形。在图13的(b)中，配置为倾倒E字形。在图13的(c)中，配置为倾倒L字形。应选择哪一个配置，根据来自投影光学系统130的发射光的漫射角来规定即可。
此外，在实施方式中，右侧灯具和左侧灯具各自形成的聚光区域5实质性地在同一范围内重叠，但不限于此，也可以在中央的一部分中重叠。
(变形例3)
在图7的(a)～(c)的配光模式中，照射相同高度的3个通道CH1～CH3的驱动电流相等，但不限于此。例如在高速公路模式中，3个通道CH1～CH3的驱动电流也可以不同。
(变形例4)
在实施方式中，将每1通道的发光组件112的个数设为1或2，但不限于此，也可以将3个以上的发光组件112分配给1通道，并由一个恒流驱动器驱动。
(变形例5)
扫描光学系统120的结构不限定于图1的结构。例如通过多角镜和检流反射镜(galvano-mirror)，也可以设为扫描照射点的结构。或也可以设为由促动器控制多个发光组件112的发射角的构造。
(变形例6)
在实施方式中，如图6的(b)所示，配置多个发光组件112，以使它们形成的多个聚光点Sc在虚拟屏1上不重叠，但不限于此。也可以使2个以上的发光组件112对应的聚光点在虚拟屏1上重叠。
(变形例7)
在实施方式中，包含发光组件113的第2光源单元110B形成了实质上均匀明亮宽范围的漫射区域，但不限于此。非扫描的第2光源单元110B也可以是远光用的光源，也可以是比通常的远光照射远的远方照射光束。
(变形例8)
在实施方式中，主要着眼于随着电源电压的变动的扫描频率的变动，但不限于此。例如，若发生温度异常，则有保护功能起作用而电机的转速降低，半导体光源的亮度降低的情况。在这种情况下，也通过将第1光源单元灭灯，抑制闪烁，并可以抑制配光精度的降低。或者，在起因于温度异常或电源电压的变动而第1光源单元110A产生闪烁的情况下，即使扫描频率正常，也可以将第1光源单元110A灭灯。
基于实施方式，使用具体的语句说明了本发明，而实施方式只不过是表示本发明的原理、应用，在实施方式中，在不脱离由权利要求书规定的本发明的思想的范围内，认可很多变形例及配置的变更。
标号说明
1…虚拟垂直屏、2…照射区域、3…配光图案、4…漫射区域、5…聚光区域、10…电池、12…车辆ECU、14…总线、100…车辆用灯具、110…光源单元、110A…第1光源单元、110B…第2光源单元、112，113…发光组件、114…连接器、120…扫描光学系统、122…反射镜、124…电机、130…投影光学系统、200…亮灯电路、210…亮灯组件、212…恒流驱动器、214…开关转换器、216…转换控制器、220…旁路电路、SW…旁路开关、250…灯具ECU、252…输入级、254…微电脑、260…电机驱动器。

Claims (4)

1.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：
第1光源单元；
第2光源单元；
扫描光学系统，通过反复周期运动而扫描所述第1光源单元的发射光束；以及
亮灯电路，独立地驱动所述第1光源单元和所述第2光源单元，
投影由所述扫描光学系统扫描的扫描光束而形成第1图案，并且投影所述第2光源单元的发射光束而形成第2图案，
所述亮灯电路在紧接所述扫描光学系统的动作开始之后，直至扫描频率达到规定的频率，将所述第1光源单元灭灯，使所述第2光源单元亮灯，
所述亮灯电路从搭载于车辆的电池接受直流电压。
2.如权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，
在所述扫描光学系统中，若扫描频率偏离规定范围，则所述亮灯电路将所述第1光源单元灭灯。
3.如权利要求1或者2所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述第2图案的至少一部分与所述第1图案重叠，并且所述第2图案形成在远光区域的至少一部分中。
4.如权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，
若对所述车辆用灯具供给的电源电压低于规定的阈值，则所述亮灯电路将所述第1光源单元灭灯。
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