JP2011157022A - Headlamp and moving body - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、前照灯およびそれを備えた移動体に関する。 The present invention relates to a headlamp and a moving body including the headlamp.
一般的に、自動車(移動体)に用いられる前照灯は、自動車の走行ビームを照射するハイビーム照射用の光源と、すれ違いビームを照射するロービーム照射用の光源とを備えている。このような光源としては、ハロゲンランプやHIDランプ(メタルハライドランプ)などが用いられている。しかしながら、このような従来の前照灯では、走行状態に応じて配光パターンを変更するために、ハイビーム照射用の光源とロービーム照射用の光源とを設ける必要があるので、前照灯が大型化するという不都合がある。 In general, a headlamp used for an automobile (moving body) includes a light source for high beam irradiation that irradiates a traveling beam of the automobile and a light source for low beam irradiation that irradiates a low beam. As such a light source, a halogen lamp, an HID lamp (metal halide lamp), or the like is used. However, in such a conventional headlamp, it is necessary to provide a light source for high beam irradiation and a light source for low beam irradiation in order to change the light distribution pattern according to the running state. There is an inconvenience.
また、従来、自動車の走行状態に応じて配光パターンを変更するために、光源から出射した光の一部を遮光するシェードを設けた前照灯も知られている。 Conventionally, a headlamp provided with a shade that blocks part of light emitted from a light source in order to change a light distribution pattern in accordance with a running state of an automobile is also known.
しかしながら、このような従来の前照灯では、光源から出射した光の一部を遮光するので、光の利用効率が低下するのを抑制することが困難であり、消費電力を低減するのが困難であるという不都合がある。 However, in such a conventional headlamp, since a part of the light emitted from the light source is shielded, it is difficult to suppress a reduction in light utilization efficiency, and it is difficult to reduce power consumption. There is inconvenience that it is.
そこで、上記不都合を改善するために、レーザ光を走査することにより所定の配光パターンを形成する前照灯が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Thus, in order to improve the above inconvenience, a headlamp that forms a predetermined light distribution pattern by scanning laser light has been proposed (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1には、レーザ発生器と、レーザ発生器からの光を反射して前方に出射する複数のミラー(反射部材)とを備えた自動車用ヘッドライト(前照灯)が開示されている。この自動車用ヘッドライトは、複数のミラーを駆動することにより、レーザ発生器からの光を高速で走査して前方に出射するように構成されている。
上記特許文献1の自動車用ヘッドライトでは、ミラーの駆動を制御するだけで、配光パターンを変更することが可能であり、例えば、ハイビーム照射用の光源と、ロービーム照射用の光源とを設ける必要が無い。このため、自動車用ヘッドライトが大型化するのを抑制することが可能である。
In the automobile headlight of
また、上記特許文献1の自動車用ヘッドライトでは、レーザ発生器から出射した光の一部を遮光することなく、配光パターンを変更することが可能であるので、光の利用効率が低下するのを抑制することが可能である。
Further, in the automobile headlight of
ところで、従来の前照灯により形成される配光パターンは、一般的に、走行方向の正面部分が最も照度が高く、その周辺部分は照度が低くなるように設定されている。すなわち、配光パターンに濃淡が形成されている。 By the way, the light distribution pattern formed by the conventional headlamp is generally set so that the front portion in the traveling direction has the highest illuminance and the peripheral portion has the lower illuminance. That is, light and shade are formed in the light distribution pattern.
しかしながら、上記特許文献1の自動車用ヘッドライトでは、配光パターンに濃淡を形成するのが困難であるという問題点がある。具体的には、上記特許文献1の自動車用ヘッドライトでは、高速で光を走査する必要がある。一方、一般的なレーザ発生器では、出力の安定性が低く、出力が安定するとしても、入力電力を変更してから出力が安定するまでに時間がかかる。このため、光の走査に対して、レーザ発生器の出力調節が間に合わないので、配光パターンに所望の濃淡を形成するのは困難である。
However, the automobile headlight of
また、上記特許文献1の自動車用ヘッドライトでは、配光パターンに所望の濃淡を形成するのが困難であるので、照度を高くする必要がない領域も照度が高くなり、消費電力をより低減するのが困難であるという問題点もある。
In addition, in the automobile headlight disclosed in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、大型化するのを抑制しながら、消費電力を低減するとともに、配光パターンに所望の濃淡を形成することが可能な前照灯およびそれを備えた移動体を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and while suppressing the increase in size, it is possible to reduce power consumption and to form a desired light and shade in a light distribution pattern. A headlamp and a moving body including the headlamp are provided.
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による前照灯は、移動体に用いられる前照灯であって、半導体発光素子からの光を走査して出射する照射ユニットと、照射ユニットから出射する光により形成される配光パターンを決定する配光パターン決定部と、配光パターン決定部により決定された配光パターンに基づいて、照射ユニットの走査に連動して半導体発光素子の出力を調節する出力調節部とを備える。 In order to achieve the above object, a headlamp according to a first aspect of the present invention is a headlamp used for a moving body, and includes an irradiation unit that scans and emits light from a semiconductor light-emitting element, and irradiation Based on the light distribution pattern determined by the light distribution pattern determined by the light distribution pattern determined by the light distribution pattern determined by the light distribution pattern formed by the light emitted from the unit, the semiconductor light emitting element An output adjustment unit for adjusting the output.
この第1の局面による前照灯では、上記のように、半導体発光素子からの光を走査して出射する照射ユニットと、照射ユニットから出射する光により形成される配光パターンを決定する配光パターン決定部とを設ける。これにより、照射ユニットを用いて半導体発光素子からの光を走査して出射することにより、所望の配光パターンを形成することができる。また、照射ユニットの駆動を制御するだけで、種々の配光パターンを形成するができるので、配光パターンを変更するために、ハイビーム照射用の光源とロービーム照射用の光源とを設ける必要がない。このため、前照灯が大型化するのを抑制することができる。 In the headlamp according to the first aspect, as described above, the irradiation unit that scans and emits the light from the semiconductor light emitting element, and the light distribution that determines the light distribution pattern formed by the light emitted from the irradiation unit And a pattern determining unit. Thus, a desired light distribution pattern can be formed by scanning and emitting light from the semiconductor light emitting element using the irradiation unit. In addition, since various light distribution patterns can be formed simply by controlling the driving of the irradiation unit, it is not necessary to provide a light source for high beam irradiation and a light source for low beam irradiation in order to change the light distribution pattern. . For this reason, it can suppress that a headlamp enlarges.
また、半導体発光素子から出射した光の一部を遮光することなく、配光パターンを変更することができるので、光の利用効率が低下するのを抑制することができる。これにより、消費電力を低減することができる。 In addition, since the light distribution pattern can be changed without blocking a part of the light emitted from the semiconductor light emitting element, it is possible to suppress a decrease in light use efficiency. Thereby, power consumption can be reduced.
また、第1の局面による前照灯では、上記のように、光源として半導体発光素子を用いることによって、配光パターンに濃淡を形成することができる。具体的には、例えば一般的なレーザ発生器では、出力の安定性が低く、出力が安定するとしても、入力電力を変更してから出力が安定するまでに時間がかかる。その一方、半導体発光素子では、入力電力を変更してから10nsec以内に出力が安定する。すなわち、一般的なレーザ発生器を用いる場合と異なり、出力調節部から供給される電力が変化されると、半導体発光素子の出力は瞬時に変化して安定する。このため、走査に連動して半導体発光素子の出力を調節することができるので、配光パターンに照度の高い部分と照度の低い部分とを形成することができる。すなわち、配光パターンに濃淡を形成することができる。 In the headlamp according to the first aspect, as described above, the light distribution pattern can be shaded by using the semiconductor light emitting element as the light source. Specifically, for example, a general laser generator has low output stability, and even if the output is stable, it takes time until the output is stabilized after the input power is changed. On the other hand, in the semiconductor light emitting device, the output is stabilized within 10 nsec after the input power is changed. That is, unlike the case of using a general laser generator, when the power supplied from the output adjusting unit is changed, the output of the semiconductor light emitting element is instantaneously changed and stabilized. For this reason, since the output of the semiconductor light emitting element can be adjusted in conjunction with scanning, a portion with high illuminance and a portion with low illuminance can be formed in the light distribution pattern. In other words, light and shade can be formed in the light distribution pattern.
また、配光パターンに濃淡を形成することができるので、照度を高くする必要がない領域においては半導体発光素子の出力を低くすることができる。これにより、消費電力をより低減することができる。 In addition, since the light distribution pattern can be shaded, the output of the semiconductor light emitting element can be lowered in a region where it is not necessary to increase the illuminance. Thereby, power consumption can be reduced more.
また、光源として半導体発光素子を用いることによって、例えば一般的なレーザ発生器を用いる場合に比べて、光源をより小型化することができる。 Further, by using a semiconductor light emitting element as the light source, for example, the light source can be further downsized as compared with a case where a general laser generator is used.
上記第1の局面による前照灯において、好ましくは、半導体発光素子は、半導体レーザ素子を含む。半導体レーザ素子は、LED(Light Emitting Diode)よりも高出力であるので、光源としてLEDを用いる場合に比べて、光源の数を低減することができ、光源をさらに小型化することができる。 In the headlamp according to the first aspect, the semiconductor light emitting element preferably includes a semiconductor laser element. Since the semiconductor laser element has a higher output than an LED (Light Emitting Diode), the number of light sources can be reduced and the size of the light source can be further reduced as compared with the case where an LED is used as the light source.
また、光源として半導体レーザ素子を用いることによって、照射ユニットから出射する光の広がり角が大きくなるのを容易に抑制することができるので、高精細な配光パターンを容易に形成することができる。 Further, by using a semiconductor laser element as the light source, it is possible to easily suppress an increase in the spread angle of the light emitted from the irradiation unit, so that a high-definition light distribution pattern can be easily formed.
なお、半導体レーザ素子から出射したコヒーレンス性の高い光は、照射ユニットにより、走査されて出射されるので、半導体レーザ素子から出射した光が人の眼に入射される時間を短くすることができる。これにより、光源として半導体レーザ素子を用いた場合であっても、人の眼に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。 Note that light with high coherence emitted from the semiconductor laser element is scanned and emitted by the irradiation unit, so that the time during which the light emitted from the semiconductor laser element enters the human eye can be shortened. Thereby, even if it is a case where a semiconductor laser element is used as a light source, it can suppress having a bad influence on a human eye.
上記第1の局面による前照灯において、好ましくは、配光パターン決定部は、移動体の進行状態に応じて、配光パターンを決定する。このように構成すれば、移動体の進行状態に適した配光パターンに変更することができる。このため、照度を高くする必要がない領域においては半導体発光素子の出力を低くすることができるので、消費電力をより低減することができる。また、移動体の進行状態に適した配光パターンに変更することにより、運転者の視認性を向上させることもできるので、安全性を向上させることができる。 In the headlamp according to the first aspect, preferably, the light distribution pattern determination unit determines the light distribution pattern according to the traveling state of the moving body. If comprised in this way, it can change to the light distribution pattern suitable for the advancing state of a mobile body. For this reason, in the area | region which does not need to make illumination intensity high, since the output of a semiconductor light-emitting device can be made low, power consumption can be reduced more. Further, by changing to a light distribution pattern suitable for the traveling state of the moving body, the driver's visibility can be improved, so that safety can be improved.
上記第1の局面による前照灯において、好ましくは、赤外光を受光し検知信号を出力する赤外光受光部をさらに備え、配光パターン決定部は、赤外光受光部からの検知信号に基づいて、配光パターンを決定する。このように構成すれば、移動体の進行方向周辺のその時の状況に適した配光パターンに変更することができる。このため、照度を高くする必要がない領域においては半導体発光素子の出力を低くすることができるので、消費電力をより低減することができる。また、移動体の進行方向周辺のその時の状況に適した配光パターンに変更することにより、例えば、運転者の視認性を向上させたり、人に与えるグレア光を抑制することができる。 The headlamp according to the first aspect preferably further includes an infrared light receiving unit that receives infrared light and outputs a detection signal, and the light distribution pattern determination unit includes a detection signal from the infrared light receiving unit. Based on the above, the light distribution pattern is determined. If comprised in this way, it can change to the light distribution pattern suitable for the condition at that time around the advancing direction of a moving body. For this reason, in the area | region which does not need to make illumination intensity high, since the output of a semiconductor light-emitting device can be made low, power consumption can be reduced more. Further, by changing to a light distribution pattern suitable for the situation around the traveling direction of the moving body, for example, the visibility of the driver can be improved or glare light given to a person can be suppressed.
上記赤外光受光部を備える前照灯において、好ましくは、配光パターン決定部は、赤外光受光部からの検知信号に基づいて、人が存在する領域を減光または消灯するように、配光パターンを決定する。このように構成すれば、消費電力をより低減することができるとともに、人に与えるグレア光を抑制することができる。 In the headlamp including the infrared light receiving unit, preferably, the light distribution pattern determining unit is configured to reduce or extinguish a region where a person exists based on a detection signal from the infrared light receiving unit. Determine the light distribution pattern. If comprised in this way, while being able to reduce power consumption more, the glare light given to a person can be suppressed.
上記赤外光受光部を備える前照灯において、好ましくは、配光パターン決定部は、赤外光受光部からの検知信号に基づいて、移動体の進行に対する危険物が存在する領域を増光または点灯するように、配光パターンを決定する。このように構成すれば、運転者の危険物に対する視認性を向上させることができるので、安全性をより向上させることができる。 In the headlamp including the infrared light receiving unit, the light distribution pattern determining unit preferably increases or decreases a region where a dangerous object exists for the moving body based on a detection signal from the infrared light receiving unit. The light distribution pattern is determined so as to light up. If comprised in this way, since a driver | operator's visibility with respect to a dangerous substance can be improved, safety | security can be improved more.
上記赤外光受光部を備える前照灯において、好ましくは、近赤外光を出射する近赤外光出射部をさらに備え、赤外光受光部は、反射された近赤外光を受光する。このように構成すれば、赤外光受光部により、人などの発熱体以外のものも検知することができるので、特に有効である。 The headlamp including the infrared light receiving unit preferably further includes a near infrared light emitting unit that emits near infrared light, and the infrared light receiving unit receives the reflected near infrared light. . If comprised in this way, since infrared rays light-receiving part can also detect things other than heat generating bodies, such as a person, it is especially effective.
上記赤外光受光部を備える前照灯において、好ましくは、赤外光受光部は、遠赤外光を受光する。このように構成すれば、容易に、人などの発熱体を検知することができる。 In the headlamp including the infrared light receiving unit, the infrared light receiving unit preferably receives far infrared light. If comprised in this way, heat generating bodies, such as a person, can be detected easily.
上記第1の局面による前照灯において、好ましくは、照射ユニットは、配光パターンに基づいて、光を照射する必要がある領域のみを走査する。このように構成すれば、照射ユニットの無駄な動作を無くすことができるので、消費電力をより低減することができる。 In the headlamp according to the first aspect, preferably, the irradiation unit scans only an area that needs to be irradiated with light based on the light distribution pattern. If comprised in this way, since the useless operation | movement of an irradiation unit can be eliminated, power consumption can be reduced more.
上記第1の局面による前照灯において、好ましくは、半導体発光素子は、互いに異なる中心波長の光を出射する複数種類の半導体発光素子を含む。このように構成すれば、照射ユニットから、例えば白色光を出射する場合にも、半導体発光素子からの光の波長を変換するための蛍光体などの光変換部材を用いる必要がない。これにより、光変換部材での光のロスを無くすことができるので、消費電力をより低減することができる。また、蛍光体を用いる必要がないので、半導体発光素子が半導体レーザ素子を含む場合には、照射ユニットから指向性の高い状態で光を出射することができる。これにより、高精細な配光パターンを形成することができる。 In the headlamp according to the first aspect, the semiconductor light emitting element preferably includes a plurality of types of semiconductor light emitting elements that emit light having different center wavelengths. If comprised in this way, even when white light is radiate | emitted from an irradiation unit, it is not necessary to use light conversion members, such as fluorescent substance for converting the wavelength of the light from a semiconductor light-emitting device. Thereby, since the loss of light in the light conversion member can be eliminated, the power consumption can be further reduced. Further, since it is not necessary to use a phosphor, when the semiconductor light emitting element includes a semiconductor laser element, light can be emitted from the irradiation unit with high directivity. Thereby, a high-definition light distribution pattern can be formed.
また、複数の半導体発光素子を、互いに異なる中心波長の光を出射するように構成することによって、蛍光体などの光変換部材を用いない場合であっても、運転者の視認性が低下するのを抑制することができる。具体的には、照射ユニットから出射される光が単色光(例えば、赤色光)である場合、赤色の対象物に対する視認性が低下する。一方、上記第1の局面による前照灯では、照射ユニットから、例えば補色関係にある光を出射すれば、対象物に対する視認性が低下するのを容易に抑制することができる。 In addition, by configuring the plurality of semiconductor light emitting elements to emit light having different center wavelengths, the visibility of the driver is reduced even when a light conversion member such as a phosphor is not used. Can be suppressed. Specifically, when the light emitted from the irradiation unit is monochromatic light (for example, red light), the visibility with respect to the red object is lowered. On the other hand, in the headlamp according to the first aspect, if light having a complementary color relationship is emitted from the irradiation unit, for example, it is possible to easily suppress a decrease in the visibility with respect to the object.
上記半導体発光素子が複数種類の半導体発光素子を含む前照灯において、好ましくは、複数種類の半導体発光素子毎にレンズが設けられている。このように構成すれば、半導体発光素子から出射される光の波長に応じてレンズを形成することができるので、色収差が発生するのを抑制することができる。これにより、運転者の視認性が低下するのを抑制することができる。 In the headlamp in which the semiconductor light emitting element includes a plurality of types of semiconductor light emitting elements, a lens is preferably provided for each of the plurality of types of semiconductor light emitting elements. If comprised in this way, since a lens can be formed according to the wavelength of the light radiate | emitted from a semiconductor light-emitting element, it can suppress that chromatic aberration generate | occur | produces. Thereby, it can suppress that a driver | operator's visibility falls.
上記第1の局面による前照灯において、好ましくは、照明ユニットは、半導体発光素子からの光を反射する反射部材と、反射部材を駆動させる駆動機構とを含む。このように構成すれば、駆動機構を用いて反射部材を駆動させることにより、半導体発光素子からの光を、容易に走査して出射することができる。また、駆動部分(反射部材)を小型化することができるので、走査速度を容易に向上させることができる。 In the headlamp according to the first aspect, the illumination unit preferably includes a reflection member that reflects light from the semiconductor light emitting element and a drive mechanism that drives the reflection member. If comprised in this way, the light from a semiconductor light-emitting element can be easily scanned and emitted by driving a reflective member using a drive mechanism. In addition, since the drive portion (reflecting member) can be reduced in size, the scanning speed can be easily improved.
上記第1の局面による前照灯において、好ましくは、半導体発光素子は、照射ユニットに一体的に設けられている。このように構成すれば、反射部材などを別途設ける必要がないので、部品点数が増加するのを抑制することができる。 In the headlamp according to the first aspect, the semiconductor light emitting element is preferably provided integrally with the irradiation unit. If comprised in this way, since it is not necessary to provide a reflection member etc. separately, it can suppress that a number of parts increases.
上記第1の局面による前照灯において、好ましくは、照射ユニットから出射される光の広がり角度は、1度以下である。このように構成すれば、高精細な配光パターンを形成することができる。 In the headlamp according to the first aspect, the spread angle of the light emitted from the irradiation unit is preferably 1 degree or less. If comprised in this way, a high-definition light distribution pattern can be formed.
上記第1の局面による前照灯において、移動体は、自動車であってもよい。この場合、移動体は、電気自動車であってもよい。電気自動車は、例えばガソリン車やディーゼル車などとは異なり、燃料を用いて電気を発生させることができない。このため、電気自動車に、上記のような消費電力を低減することが可能な前照灯を用いることは、特に有効である。 In the headlamp according to the first aspect, the moving body may be an automobile. In this case, the moving body may be an electric vehicle. Unlike an automobile such as a gasoline vehicle or a diesel vehicle, an electric vehicle cannot generate electricity using fuel. For this reason, it is particularly effective to use a headlamp capable of reducing power consumption as described above for an electric vehicle.
この発明の第2の局面による移動体は、上記の構成の前照灯を備える。このように構成すれば、大型化するのを抑制しながら、消費電力を低減するとともに、配光パターンに所望の濃淡を形成することが可能な前照灯を備えた移動体を得ることができる。 A moving body according to a second aspect of the present invention includes the headlamp having the above-described configuration. If comprised in this way, while suppressing enlarging, while reducing power consumption, the mobile body provided with the headlamp which can form desired shading in a light distribution pattern can be obtained. .
以上のように、本発明によれば、大型化するのを抑制しながら、消費電力を低減するとともに、配光パターンに所望の濃淡を形成することが可能な前照灯およびそれを備えた移動体を容易に得ることができる。 As described above, according to the present invention, a headlamp capable of reducing power consumption and forming a desired shading in a light distribution pattern while suppressing an increase in size, and a movement provided with the headlamp The body can be easily obtained.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、理解を容易にするために、断面図でなくてもハッチングを施したり、断面図であってもハッチングを施さない場合もある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In order to facilitate understanding, hatching may be applied even if it is not a cross-sectional view, or hatching may not be performed even if it is a cross-sectional view.
(第1実施形態)
まず、図1〜図19を参照して、本発明の第1実施形態による前照灯10を備えた自動車1の構成について説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-19, the structure of the
本発明の第1実施形態による自動車1は、例えば電気自動車である。また、自動車1は、図1に示すように、走行方向の前方を照射する前照灯10と、前照灯10のハイビームとロービームとを切り替えるための切替スイッチ2と、自動車1の車速を検出するための車速検出器3とを備えている。なお、自動車1は、本発明の「移動体」の一例である。
The
切替スイッチ2は、ハンドル(図示せず)周辺に設けられており、運転者(図示せず)が前照灯10のハイビーム/ロービームを切り替える際に操作するためのものである。
The change-over
車速検出器3は、例えば前輪または後輪の回転数から自動車1の車速を検出するために設けられている。
The
前照灯10は、半導体レーザ装置20と、半導体レーザ装置20からの光を走行方向の前方に出射する照射ユニット30と、半導体レーザ装置20の出力を調節するための出力調節部40と、前照灯10全体を制御する制御部41と、制御部41に接続されたメモリ42とを含んでいる。
The
照射ユニット30は、自動車1の左右の前端部に1つずつ設けられている。また、照射ユニット30は、図2に示すように、中心軸L1を中心として所定の角度範囲で回動するミラー31と、中心軸L2を中心として所定の角度範囲で回動するミラー32と、ミラー31および32をそれぞれ駆動(回動)するモータなどからなる駆動機構33および34とを含んでいる。なお、ミラー31および32は、本発明の「反射部材」の一例である。
One
ミラー31は、半導体レーザ装置20からの光をミラー32に反射するように形成されている。ミラー32は、ミラー31からの光を反射して自動車1の前方に出射するように形成されている。また、ミラー32は、ミラー31よりも大きい面積を有する。これは、ミラー31には、半導体レーザ装置20からの光が略一定の位置に入射されるのに対して、ミラー32には、ミラー31の回動に起因して、所定の範囲で光が入射されるためである。
The
また、ミラー31は、照射ユニット30から出射する光の水平方向(横方向)の角度制御を行う機能を有する。具体的には、図3に示すように、ミラー31の回動の中心軸L1は、鉛直方向(縦方向)に延びるように設けられている。そして、ミラー31は、中心軸L1を中心としてA方向に回動するように形成されている。
Further, the
例えば、図4に示すように、ミラー31が中心軸L1を中心としてA方向の一方(A1方向)に回動されると、照射ユニット30から出射する光は、左側前方に出射される。その一方、図5に示すように、ミラー31が中心軸L1を中心としてA方向の他方(A2方向)に回動されると、照射ユニット30から出射する光は、右側前方に出射される。
For example, as shown in FIG. 4, when the
また、ミラー32は、照射ユニット30から出射する光の鉛直方向(縦方向)の角度制御を行う機能を有する。具体的には、図6に示すように、ミラー32の回動の中心軸L2は、水平方向(横方向)に延びるように設けられている。そして、ミラー32は、中心軸L2を中心としてB方向に回動するように形成されている。
Further, the
例えば、図7に示すように、ミラー32が中心軸L2を中心としてB方向の一方(B1方向)に回動されると、照射ユニット30から出射する光は、上側前方に出射される。また、図8に示すように、ミラー32が中心軸L2を中心としてB方向の他方(B2方向)に回動されると、照射ユニット30から出射する光は、下側前方に出射される。
For example, as shown in FIG. 7, when the
半導体レーザ装置20は、互いに異なる中心波長の光を出射する複数種類の半導体レーザ素子21(図9参照)を含んでおり、白色光が得られるように構成されている。具体的には、図9および図10に示すように、半導体レーザ装置20は、3種類の半導体レーザ素子21と、3種類の半導体レーザ素子21が積み重ねられた状態で収納される放熱部材22と、放熱部材22に取り付けられたキャップ23(図10参照)と、キャップ23に取り付けられたレンズ24(図10参照)とを含んでいる。なお、半導体レーザ素子21は、本発明の「半導体発光素子」の一例である。
The
半導体レーザ素子21は、例えば、約640nm付近に中心波長を有する赤色光のレーザ光を出射する赤色半導体レーザ素子21aと、約450nm付近に中心波長を有する青色光のレーザ光を出射する青色半導体レーザ素子21bと、約520nm付近に中心波長を有する緑色光のレーザ光を出射する緑色半導体レーザ素子21cとを含んでいる。なお、図面では、赤色半導体レーザ素子21a、青色半導体レーザ素子21bおよび緑色半導体レーザ素子21cの各々は、1つの素子として示しているが、1種類の半導体レーザ素子21(例えば、赤色半導体レーザ素子21a)には、1つの共振器(図示せず)を有する赤色半導体レーザ素子部が、分割された状態または分割されていない状態で、複数(例えば10個)含まれている。これにより、半導体レーザ素子21の出力を容易に向上させることが可能であり、半導体レーザ素子21を前照灯10の光源として用いることが可能である。なお、赤色半導体レーザ素子21a、青色半導体レーザ素子21bおよび緑色半導体レーザ素子21cは、本発明の「半導体発光素子」および「半導体レーザ素子」の一例である。
The
また、3種類の半導体レーザ素子21から出射する光は、図11に示すように、発振波長近傍にのみ非常に強い発振波長のピークを有する。上記赤色、青色および緑色の可視光は、混色されると白色光になるので、半導体レーザ装置20は、白色の可視光を出射することになる。
Further, the light emitted from the three types of
なお、第1実施形態では、半導体レーザ装置20には、半導体レーザ素子21から出射した光の波長を変換する蛍光体などの光変換部材は含まれていない。
In the first embodiment, the
また、図12に示すように、キャップ23の内部には、乾燥空気が封入されている。これにより、半導体レーザ装置20の信頼性が向上する。
Further, as shown in FIG. 12, dry air is sealed in the
レンズ24は、半導体レーザ素子21から出射した光を、所定の広がり角θ1にして出射する機能を有する。具体的には、レンズ24から出射する光の広がり角θ1は、約0.52度に設定されている。また、光の広がり角θ1は、約1度以下に設定されることが好ましい。なお、レンズ24から出射する光の広がり角と、照射ユニット30から出射する光の広がり角とは等しい。
The
図1に示すように、出力調節部40は、制御部41からの制御信号により半導体レーザ素子21(半導体レーザ装置20)に供給する電力を調節することによって、半導体レーザ素子21の出力を調節する機能を有する。なお、半導体レーザ素子21は、入力電力(出力調節部40から供給される電力)が変更されてから10nsec以内に出力が安定する。すなわち、出力調節部40から供給される電力が変化されると、半導体レーザ素子21の出力は瞬時に変化して安定する。
As shown in FIG. 1, the
ここで、第1実施形態では、制御部41は、自動車1の走行状態(進行状態)などに応じて、照射ユニット30から出射する光により形成する配光パターンを決定する機能を有する。なお、制御部41は、本発明の「配光パターン決定部」の一例である。
Here, in 1st Embodiment, the
また、第1実施形態では、制御部41は、決定した配光パターンに基づいて、駆動機構33および34によりミラー31および32を駆動させ、照射ユニット30から出射する光を走査するように構成されている。また、制御部41は、決定した配光パターンに基づいて、照射ユニット30の光の走査に連動して半導体レーザ素子21の出力を調節するように、出力調節部40に制御信号を出力するように構成されている。
In the first embodiment, the
メモリ42には、複数の配光パターンが予め記憶されている。複数の配光パターンとは、例えば、ハイビーム用配光パターン、ロービーム用配光パターン、市街地走行用配光パターン、高速走行用配光パターン、曲線道路走行用配光パターン、雨天時用配光パターンおよび停止時用配光パターンなどである。
The
ここで、図13〜図19を参照して、ハイビーム用配光パターン、ロービーム用配光パターン、市街地走行用配光パターン、高速走行用配光パターン、曲線道路走行用配光パターン、雨天時用配光パターンおよび停止時用配光パターンについて説明する。 Here, with reference to FIG. 13 to FIG. 19, a high-beam light distribution pattern, a low-beam light distribution pattern, an urban traveling light distribution pattern, a high-speed traveling light distribution pattern, a curved road traveling light distribution pattern, and rainy weather The light distribution pattern and the stop-time light distribution pattern will be described.
なお、図13〜図19では、自動車1の、例えば25m前方の位置に仮想スクリーンSを配置した場合を仮定し、その仮想スクリーンSに投影される配光パターンについて説明する。また、図中、細線でハッチングされた領域S1、S2、S3およびS4は、前照灯10による照射領域を示し、太線でハッチングされた領域S50は、前照灯10により照射されない領域を示している。
13 to 19, assuming the case where the virtual screen S is arranged, for example, at a position 25 m ahead of the
ハイビーム用配光パターンは、図13に示すように、走行方向の前方の遠い領域(上側の領域)を照射するためのものであり、例えば左右対称な形状になっている。 As shown in FIG. 13, the high beam light distribution pattern is for irradiating a far region (upper region) ahead in the traveling direction, and has, for example, a symmetrical shape.
ロービーム用配光パターンは、図14に示すように、ハイビーム用配光パターンに比べて、走行方向の前方の近い領域で、かつ、左右に広い範囲を照射するためのものである。また、図14は、左側走行用の配光パターンであり、左側に比べて右側の照射範囲が近い領域(下側の領域)のみを照射するようになっている。また、ロービーム用配光パターンには、濃淡が形成されている。具体的には、照射領域の中心部分では最も照度が高く、周辺部分では最も照度が低くなっている。すなわち、領域S1が、最も照度が高く、領域S2は、領域S1よりも照度が低い。また、領域S3は、領域S2よりも照度が低く、領域S4は、領域S3よりも照度が低い。また、照射領域のうち、右側の上側の領域S10において、領域S1〜S4の間隔が狭くなっている。すなわち、配光パターンの濃淡の勾配が大きくなっている。 As shown in FIG. 14, the low beam light distribution pattern is for irradiating a wide area on the left and right sides in a region closer to the front in the traveling direction than the high beam light distribution pattern. FIG. 14 shows a light distribution pattern for running on the left side, which irradiates only a region (lower region) where the irradiation range on the right side is closer than the left side. The light distribution pattern for low beam is formed with light and shade. Specifically, the illuminance is the highest in the central part of the irradiation region, and the illuminance is lowest in the peripheral part. That is, the area S1 has the highest illuminance, and the area S2 has lower illuminance than the area S1. The area S3 has a lower illuminance than the area S2, and the area S4 has a lower illuminance than the area S3. In addition, in the upper region S10 on the right side of the irradiation region, the interval between the regions S1 to S4 is narrow. That is, the gradient of the light distribution pattern is large.
市街地走行用配光パターンは、図15に示すように、ロービーム用配光パターンに比べて、近い領域(下側の領域)で、かつ、さらに左右に広い範囲を照射するようになっている。 As shown in FIG. 15, the urban area light distribution pattern irradiates an area closer to the lower side (lower area) than the low beam light distribution pattern, and further to the left and right.
高速走行用配光パターンは、図16に示すように、ロービーム用配光パターンに比べて、やや遠い領域で、かつ、左右に狭い範囲を照射するようになっている。 As shown in FIG. 16, the light distribution pattern for high-speed traveling irradiates a slightly distant area and a narrow range to the left and right as compared with the light distribution pattern for low beam.
曲線道路走行用配光パターンは、図17に示すように、自動車1の曲がる方向を照射するようになっている。なお、図17では、自動車1が右側に曲がる場合の配光パターンを示している。
As shown in FIG. 17, the curved road running light distribution pattern irradiates the direction in which the
雨天時用配光パターンは、図18に示すように、ロービーム用配光パターンに比べて、下側の領域(近い領域)を減光するようになっている。これにより、光が地面で反射するのを抑制することが可能である。なお、雨天時用配光パターンは、下側の領域(近い領域)を消灯するようになっていてもよい。 As shown in FIG. 18, the rainy day light distribution pattern is such that the lower region (near region) is dimmed compared to the low beam light distribution pattern. Thereby, it is possible to suppress light from being reflected on the ground. In addition, the rainy day light distribution pattern may turn off the lower region (near region).
停止時用配光パターンは、図19に示すように、ロービーム用配光パターンに比べて、さらに近い領域(下側の領域)を照射するようになっている。また、停止時用配光パターンでは、最も照度が高い領域S1は形成されない。 As shown in FIG. 19, the stop light distribution pattern irradiates a region (lower region) that is closer than the low beam light distribution pattern. In the stop light distribution pattern, the region S1 having the highest illuminance is not formed.
次に、図1を参照して、制御部41による配光パターンの決定方法について説明する。
Next, a method for determining a light distribution pattern by the
運転者(図示せず)が切替スイッチ2をハイビーム側に操作した場合、切替スイッチ2から制御部41にハイビーム切替信号が出力される。そして、制御部41により、照射ユニット30から出射する光により形成する配光パターンが、ハイビーム用配光パターンに決定される。その後、制御部41により、メモリ42からハイビーム用配光パターンが読み出される。
When a driver (not shown) operates the
また、運転者(図示せず)が切替スイッチ2をロービーム側に操作した場合、切替スイッチ2から制御部41にロービーム切替信号が出力される。そして、制御部41により、照射ユニット30から出射する光により形成する配光パターンが、ロービーム用配光パターンに決定される。その後、制御部41により、メモリ42からロービーム用配光パターンが読み出される。
When a driver (not shown) operates the
また、制御部41により、自動車1が市街地を走行していると判断された場合、照射ユニット30から出射する光により形成する配光パターンが、市街地走行用配光パターンに決定される。その後、制御部41により、メモリ42から市街地走行用配光パターンが読み出される。なお、自動車1が市街地を走行しているか否かの判断は、例えば、図示しないGPS(全地球測位システム)などを用いれば、容易に行うことが可能である。
Further, when the
また、制御部41により、自動車1が高速走行していると判断された場合、照射ユニット30から出射する光により形成する配光パターンが、高速走行用配光パターンに決定される。その後、制御部41により、メモリ42から高速走行用配光パターンが読み出される。なお、自動車1が高速走行しているか否かの判断は、車速検出器3からの回転数信号により、容易に行うことが可能である。具体的には、車速検出器3は、自動車1の前輪または後輪の回転数に応じた回転数信号を制御部41に出力し、制御部41は、回転数信号に基づいて自動車1の車速を算出する。そして、車速が、例えば60km/h以上である場合、制御部41により、自動車1が高速走行していると判断される。
Further, when the
また、制御部41により、自動車1が曲線道路を走行していると判断された場合、照射ユニット30から出射する光により形成する配光パターンが、曲線道路走行用配光パターンに決定される。その後、制御部41により、メモリ42から曲線道路走行用配光パターンが読み出される。なお、自動車1が曲線道路を走行しているか否かの判断は、例えば、ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出部(図示せず)などを設ければ、容易に行うことが可能である。
When the
また、制御部41により、雨が降っていると判断された場合、照射ユニット30から出射する光により形成する配光パターンが、雨天時用配光パターンに決定される。その後、制御部41により、メモリ42から雨天時用配光パターンが読み出される。なお、雨が降っているか否かの判断は、降雨センサー(図示せず)などを設ければ、容易に行うことが可能である。また、降雨センサーを設けず、ワイパーのオンオフスイッチ(図示せず)がオンされたときに雨が降っていると判断するように、制御部41を構成してもよい。また、降雨センサーを設けず、雨天時用配光パターン切替スイッチ(図示せず)を設け、運転者(図示せず)が雨天時用配光パターン切替スイッチを操作するようにしてもよい。
When the
また、制御部41により、自動車1が停止していると判断された場合、照射ユニット30から出射する光により形成する配光パターンが、停止時用配光パターンに決定される。その後、制御部41により、メモリ42から停止時用配光パターンが読み出される。なお、自動車1が停止しているか否かの判断は、車速検出器3からの回転数信号により、容易に行うことが可能である。例えば、車速検出器3からの回転数信号に基づいて算出した車速が0km/hである場合、制御部41により、自動車1が停止していると判断される。
When the
次に、図20〜図22を参照して、前照灯10による光の走査について説明する。
Next, with reference to FIGS. 20-22, the scanning of the light by the
図20に示すように、照射ユニット30(前照灯10)から出射する光は、約0.52度の広がり角θ1を有した状態で前方に出射される。この広がり角θ1が小さいほど、配光パターンの解像度を向上させることが可能である。すなわち、高精細な配光パターンを形成することが可能である。 As shown in FIG. 20, the light emitted from the irradiation unit 30 (headlamp 10) is emitted forward with a spread angle θ1 of about 0.52 degrees. As the spread angle θ1 is smaller, the resolution of the light distribution pattern can be improved. That is, a high-definition light distribution pattern can be formed.
図21に示すように、自動車1の約25m前方に仮想スクリーンSが配置されていると仮定した場合、照射ユニット30(前照灯10)から出射した光は、広がり角θ1に対応した面積を有する領域を照射することになる。以下、広がり角θ1に対応した面積を有する領域を、1画素という。そして、1画素の大きさと、仮想スクリーンSの大きさとから、仮想スクリーンSの総画素数が決まる。
As shown in FIG. 21, when it is assumed that the virtual screen S is arranged approximately 25 m ahead of the
照射ユニット30の駆動機構33および34は、制御部41からの制御信号に基づいて駆動される。これにより、仮想スクリーンSの範囲内で、白色光が走査されて出射される。具体的には、白色光は、例えば、仮想スクリーンSの左上コーナー部から右側(水平方向)に走査され、次に1段下の段を逆側(右側から左側)に走査される。そして、さらに1段下の段を逆側(左側から右側)に走査される。このように、白色光は、ジグザグ状に走査される。
The
また、制御部41は、決定した配光パターンに基づいて、照射ユニット30の光の走査に連動して半導体レーザ素子21の出力を調節するように、出力調節部40に制御信号を出力する。これにより、仮想スクリーンSの画素毎に半導体レーザ素子21の出力を調節することが可能である。
In addition, the
例えば、仮想スクリーンSの総画素数を675画素(=縦15画素×横45画素)とし、1sec当たりに仮想スクリーンS全体を30回走査する場合、1画素当たりの照射時間は約49μsecとなる。ここで、半導体レーザ素子21は、入力電力が変更されてから10nsec以内に出力が安定するので、半導体レーザ素子21の出力を調節する時間は、照射時間に対して十分短い。これにより、半導体レーザ素子21の出力を、容易に、画素毎に調節することが可能である。
For example, when the total number of pixels of the virtual screen S is 675 pixels (= vertical 15 pixels × horizontal 45 pixels) and the entire virtual screen S is scanned 30 times per second, the irradiation time per pixel is about 49 μsec. Here, since the output of the
また、図21に示したように、仮想スクリーンS全体を走査するように、制御部41を構成してもよいし、図22に示すように、配光パターンのうちの、光を照射する必要がある領域(領域S1〜S4)のみを走査するように、制御部41を構成してもよい。
Further, as shown in FIG. 21, the
仮想スクリーンS全体を走査する場合、照射ユニット30は同じ動作を繰り返すだけなので、照射ユニット30を制御しやすい。
When scanning the entire virtual screen S, the
一方、配光パターンのうちの、光を照射する必要がある領域(領域S1〜S4)のみを走査する場合、照射ユニット30の無駄な動作を無くすことができるので、消費電力を低減することが可能である。なお、この場合、光を照射する必要がある領域のみを走査するための走査パターンを別途形成するように、制御部41を構成すればよい。
On the other hand, when only the areas (areas S1 to S4) that need to be irradiated with light in the light distribution pattern are scanned, useless operation of the
第1実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子21からの光を走査して出射する照射ユニット30と、照射ユニット30から出射する光により形成される配光パターンを決定する制御部41とを設ける。これにより、照射ユニット30を用いて半導体レーザ素子21からの光を走査して出射することにより、所望の配光パターンを形成することができる。また、照射ユニット30の駆動を制御するだけで、種々の配光パターンを形成することができるので、配光パターンを変更するために、ハイビーム照射用の光源とロービーム照射用の光源とを設ける必要がない。このため、前照灯10が大型化するのを抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、半導体レーザ素子21から出射した光の一部を遮光することなく、配光パターンを変更することができるので、光の利用効率が低下するのを抑制することができる。これにより、消費電力を低減することができる。
In addition, since the light distribution pattern can be changed without blocking part of the light emitted from the
また、光源として半導体レーザ素子21を用いることによって、配光パターンに濃淡を形成することができる。具体的には、例えば一般的なレーザ発生器では、出力の安定性が低く、出力が安定するとしても、入力電力を変更してから出力が安定するまでに時間がかかる。その一方、半導体レーザ素子21では、入力電力を変更してから10nsec以内に出力が安定する。すなわち、一般的なレーザ発生器を用いる場合と異なり、出力調節部40から供給される電力が変化されると、半導体レーザ素子21の出力は瞬時に変化して安定する。このため、走査に連動して半導体レーザ素子21の出力を調節することができるので、配光パターンに照度の高い部分と照度の低い部分とを形成することができる。すなわち、配光パターンに濃淡を形成することができる。
Further, by using the
また、配光パターンに濃淡を形成することができるので、照度を高くする必要がない領域(例えば、領域S2〜S4)においては半導体レーザ素子21の出力を低くすることができる。これにより、消費電力をより低減することができる。
Moreover, since the light distribution pattern can be shaded, the output of the
また、光源として半導体レーザ素子21を用いることによって、例えば一般的なレーザ発生器を用いる場合に比べて、光源をより小型化することができる。
Further, by using the
また、半導体レーザ素子21は、LEDよりも高出力であるので、光源としてLEDを用いる場合に比べて、光源の数を低減することができ、さらに小型化することができる。
Further, since the
また、光源として半導体レーザ素子21を用いることによって、照射ユニット30から出射する光の広がり角θ1が大きくなるのを容易に抑制することができるので、高精細な配光パターンを容易に形成することができる。
Further, by using the
なお、半導体レーザ素子21から出射したコヒーレンス性の高い光は、照射ユニット30により、走査されて出射されるので、半導体レーザ素子21(照射ユニット30)から出射した光が人の眼に入射される時間を短くすることができる。これにより、光源として半導体レーザ素子21を用いた場合であっても、人の眼に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
Note that the light having high coherence emitted from the
また、第1実施形態では、上記のように、制御部41を、自動車1の走行状態に応じて配光パターンを決定するように構成することによって、自動車1の走行状態に適した配光パターンに変更することができる。このため、照度を高くする必要がない領域においては半導体レーザ素子21の出力を低くすることができるので、消費電力をより低減することができる。また、自動車1の走行状態に適した配光パターンに変更することにより、運転者の視認性を向上させることなどもできるので、安全性を向上させることができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、光源として、互いに異なる中心波長のレーザ光を出射する赤色半導体レーザ素子21a、青色半導体レーザ素子21bおよび緑色半導体レーザ素子21cを用いる。これにより、照射ユニット30から、白色光を出射する場合にも、半導体レーザ素子21からの光の波長を変換するための蛍光体などの光変換部材を用いる必要がない。このため、光変換部材での光のロスを無くすことができるので、消費電力をより低減することができる。また、第1実施形態では、蛍光体を用いないので、蛍光体を用いる場合に比べて、照射ユニット30から指向性の高い状態で光を出射することができる。これにより、より高精細な配光パターンを形成することができる。
In the first embodiment, as described above, the red
また、赤色半導体レーザ素子21a、青色半導体レーザ素子21bおよび緑色半導体レーザ素子21cを用いることによって、運転者の視認性が低下するのを抑制することができる。具体的には、レーザ光源として、例えば赤色半導体レーザ素子21aのみを用いた場合、赤色の対象物に対する視認性が低下する。一方、第1実施形態では、赤色、青色および緑色の光(白色光)を出射するので、対象物に対する視認性が低下するのを容易に抑制することができる。
Further, by using the red
また、第1実施形態では、上記のように、照射ユニット30に、半導体レーザ素子21からの光を反射させるミラー31および32と、ミラー31および32をそれぞれ駆動させる駆動機構33および34とを設けることによって、駆動機構33および34を用いてミラー31および32を駆動させることにより、半導体レーザ素子21からの光を、容易に走査して出射することができる。また、駆動部分(ミラー31および32)を小型化することができるので、走査速度を容易に向上させることができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、自動車1は、電気自動車である。電気自動車は、例えばガソリン車やディーゼル車などとは異なり、燃料を用いて電気を発生させることができない。このため、電気自動車である自動車1に、上記のような消費電力を低減することが可能な前照灯10を用いることは、特に有効である。
In the first embodiment, as described above, the
(第2実施形態)
この第2実施形態では、図23〜図30を参照して、上記第1実施形態とは異なり、照射ユニット130に半導体レーザ装置120が一体的に設けられている場合について説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a case where the
本発明の第2実施形態による前照灯では、図23〜図26に示すように、照射ユニット130は、台座部131と、台座部131上に設けられた支持部132と、支持部132に回動可能に取り付けられた半導体レーザ装置120とを含んでいる。すなわち、第2実施形態では、半導体レーザ装置120は、照射ユニット130に一体的に設けられている。なお、半導体レーザ装置120には、上記第1実施形態と同様、複数種類の半導体レーザ素子21が含まれているが、図24〜図30では、図面簡略化のため、半導体レーザ素子21は1つだけしか示していない。
In the headlamp according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 23 to 26, the
図24〜図26に示すように、台座部131には、モータなどからなる駆動機構133が設けられており、支持部132は、駆動機構133の中心軸L11を中心としてC方向に所定の角度範囲で回動するように構成されている。この駆動機構133は、照射ユニット130から出射する光の水平方向(横方向)の角度制御を行う機能を有する。
As shown in FIGS. 24 to 26, the
具体的には、図27に示すように、支持部132が中心軸L11を中心としてC方向の一方(C1方向)に回動されると、照射ユニット130から出射する光は、左側前方に出射される。また、図28に示すように、支持部132が中心軸L11を中心としてC方向の他方(C2方向)に回動されると、照射ユニット130から出射する光は、右側前方に出射される。
Specifically, as shown in FIG. 27, when the
また、支持部132には、モータなどからなる駆動機構134が設けられており、半導体レーザ装置120は、駆動機構134の中心軸L12を中心としてD方向に所定の角度範囲で回動するように構成されている。この駆動機構134は、照射ユニット130から出射する光の鉛直方向(縦方向)の角度制御を行う機能を有する。
Further, the
具体的には、図29に示すように、照射ユニット130が中心軸L12を中心としてD方向の一方(D1方向)に回動されると、照射ユニット130から出射する光は、上側前方に出射される。また、図30に示すように、照射ユニット130が中心軸L12を中心としてD方向の他方(D2方向)に回動されると、照射ユニット130から出射する光は、下側前方に出射される。
Specifically, as shown in FIG. 29, when the
また、第2実施形態では、半導体レーザ素子21は、上記第1実施形態と同様、蛍光体などの光変換部材を含まない複数種類の半導体レーザ素子により構成されている。これにより、蛍光体で光の損失が発生することがないので、蛍光体を用いる場合に比べて、半導体レーザ素子21から出射する光の利用効率を向上させることが可能である。このため、半導体レーザ素子21の消費電力を低減することが可能であるので、半導体レーザ素子21で発生する熱を低減することが可能である。これにより、半導体レーザ装置120に大きな放熱部材を別途取り付ける必要がないので、駆動部分(半導体レーザ装置120および支持部132の周辺)が大型化するのを抑制することが可能である。その結果、半導体レーザ装置120を、容易に高速で走査させることが可能である。
In the second embodiment, the
なお、第2実施形態のその他の構造は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining structure of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
第2実施形態では、上記のように、半導体レーザ装置120(半導体レーザ素子21)を、照射ユニット130に一体的に設けることによって、ミラー31および32などを別途設ける必要がないので、部品点数が増加するのを抑制することができる。
In the second embodiment, as described above, by providing the semiconductor laser device 120 (semiconductor laser element 21) integrally with the
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
(第3実施形態)
この第3実施形態では、図31〜図33を参照して、上記第1および第2実施形態とは異なり、前照灯210に赤外光受光部211が設けられている場合について説明する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a case where the infrared
本発明の第3実施形態による前照灯210には、図31に示すように、制御部241に接続された赤外光受光部211と、照射ユニット230とが設けられている。
As shown in FIG. 31, the
また、第3実施形態では、図32に示すように、半導体レーザ装置220は、赤色半導体レーザ素子21aと、青色半導体レーザ素子21bと、緑色半導体レーザ素子21cと、近赤外光を出射する近赤外半導体レーザ素子221とを含んでいる。この近赤外半導体レーザ素子221から出射される近赤外光も、赤色光、青色光および緑色光と同様に、所定の領域を走査する。なお、近赤外半導体レーザ素子221は、本発明の「近赤外光出射部」の一例である。
In the third embodiment, as shown in FIG. 32, the
赤外光受光部211は、例えばフォトダイオードにより形成されており、近赤外半導体レーザ素子221から出射し対象物で反射された近赤外光を受光するとともに、検知信号を制御部241に出力する機能を有する。
The infrared
制御部241は、赤外光受光部211からの検知信号に基づいて、人、先行車、対向車および障害物などの位置を検出するように構成されている。
The
対象物が人、先行車、対向車または障害物のいずれであるかの判断は、様々な方法が考えられるが、その一例を簡単に説明する。 Various methods can be used to determine whether the object is a person, a preceding vehicle, an oncoming vehicle, or an obstacle. An example will be briefly described.
制御部241を、赤外光受光部211からの検知信号に基づいて、画像データを作成するように構成する。また、メモリ42には、人、先行車、対向車および障害物の各々数種類の画像データを予め記憶させておく。そして、作成した画像データと、予め記憶させておいた画像データとを比較することにより、対象物が、人、先行車、対向車または障害物のいずれであるかを判断するように、制御部241を構成する。
The
この場合、対象物の移動速度なども考慮して判断するように、制御部241を構成してもよい。例えば、前方に自車と同程度の速度で同じ方向(前方)に移動する対象物が存在する場合、その対象物を先行車と判断するように、制御部241を構成してもよい。
In this case, the
また、対象物の大きさを考慮して判断するように、制御部241を構成してもよい。例えば、対象物が数cm程度の大きさである場合、人、先行車、対向車または障害物ではないと判断するように、制御部241を構成してもよい。
Moreover, you may comprise the
また、車道中央線M1(図33参照)や車道外側線M2(図33参照)を認識し、車道中央線M1や車道外側線M2も考慮して判断するように、制御部241を構成してもよい。例えば、車道中央線M1や車道外側線M2の内側に位置する対象物は全て障害物であると判断するように、制御部241を構成してもよい。そして、車道中央線M1や車道外側線M2の内側に位置する障害物は自車の走行に対する危険物であると判断するように、制御部241を構成してもよい。
In addition, the
また、対象物が車道中央線M1や車道外側線M2から数m以上外側に位置する場合、人、先行車、対向車および障害物ではないと判断するように、制御部241を構成してもよい。また、車道中央線M1や車道外側線M2の外側であっても、車道中央線M1や車道外側線M2から数m以内の範囲に位置する人については、危険物と判断するように、制御部241を構成してもよい。
Further, the
次に、第3実施形態による制御部241の配光パターンの決定方法について説明する。
Next, a method for determining a light distribution pattern of the
まず、上記第1実施形態と同様の方法で、制御部241により、自動車1の走行状態に応じた配光パターンがメモリ42から読み出される。
First, the light distribution pattern corresponding to the traveling state of the
また、制御部241により、赤外光受光部211からの検知信号に基づいて、人、先行車、対向車および障害物の位置が検出される。そして、制御部241により、読み出された配光パターンを基本にして、人、先行車、対向車および障害物が存在する領域を減光または増光するように、配光パターンが決定される。
In addition, the position of the person, the preceding vehicle, the oncoming vehicle, and the obstacle is detected by the
この決定された配光パターンは、例えば図33に示すように、歩行者250(危険物)が存在する領域を増光するようになっている。ただし、歩行者250の眼以外の部分(例えば首から下の部分)を照射し、眼の存在する領域は照射しない(消灯する)ようになっている。これにより、歩行者250に与えるグレア光を抑制することが可能である。なお、歩行者250が後ろ向きである場合、歩行者250全体を照射するように、配光パターンを決定してもよい。
For example, as shown in FIG. 33, the determined light distribution pattern is to brighten the region where the pedestrian 250 (dangerous object) is present. However, a portion other than the eyes of the pedestrian 250 (for example, a portion below the neck) is irradiated, and a region where the eyes are present is not irradiated (turns off). Thereby, the glare light given to the
また、決定された配光パターンは、対向車251の存在する領域を減光するようになっている。また、対向車251の運転者(人)が存在する部分以外の部分(例えばフロントガラスよりも下の部分)を照射するようになっている。これにより、対向車251の運転者(人)に与えるグレア光を抑制することが可能である。
The determined light distribution pattern is designed to dimm the area where the oncoming
また、決定された配光パターンは、障害物252(危険物)が存在する領域を増光するようになっている。これにより、自車の運転者の危険物に対する視認性を向上させることが可能であるので、安全性をより向上させることが可能である。 In addition, the determined light distribution pattern is configured to brighten a region where the obstacle 252 (dangerous object) exists. As a result, it is possible to improve the visibility of the driver of the own vehicle with respect to dangerous objects, and thus it is possible to further improve the safety.
また、決定された配光パターンは、図示していないが、先行車の下部を照射するようになっているとともに、先行車の運転者(人)が存在する領域を減光または消灯するようになっている。これにより、先行車の運転者(人)に与えるグレア光を抑制することが可能である。 Further, although the determined light distribution pattern is not shown, the lower part of the preceding vehicle is irradiated, and the area where the driver (person) of the preceding vehicle exists is dimmed or turned off. It has become. Thereby, it is possible to suppress the glare light given to the driver (person) of the preceding vehicle.
また、赤外光受光部211を用いて地形を検出するようにしてもよい。そして、制御部241により、検出した道路勾配(地形)に適応するように、配光パターンを決定してもよい。
Further, the topography may be detected using the infrared
第3実施形態のその他の構造および動作は、上記第1および第2実施形態と同様である。 Other structures and operations of the third embodiment are the same as those of the first and second embodiments.
第3実施形態では、上記のように、赤外光受光部211を設けるとともに、制御部241を、赤外光受光部211からの検知信号に基づいて配光パターンを決定するように構成することによって、自動車1の走行方向周辺のその時の状況に適した配光パターンに変更することができる。これにより、例えば、自車の運転者の視認性を向上させたり、人に与えるグレア光を抑制することができる。
In the third embodiment, as described above, the infrared
第3実施形態のその他の効果は、上記第1および第2実施形態と同様である。 Other effects of the third embodiment are the same as those of the first and second embodiments.
(第4実施形態)
この第4実施形態では、図34および図35を参照して、上記第1〜第3実施形態とは異なり、複数の半導体レーザ素子21をそれぞれ別のステム322に搭載した場合について説明する。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, a case where a plurality of
本発明の第4実施形態による半導体レーザ装置320は、図34に示すように、赤色光を出射する赤色半導体レーザ装置321aと、青色光を出射する青色半導体レーザ装置321bと、緑色光を出射する緑色半導体レーザ装置321cとを含んでいる。
As shown in FIG. 34, a
図35に示すように、赤色半導体レーザ装置321a、青色半導体レーザ装置321bおよび緑色半導体レーザ装置321cには、それぞれ、赤色半導体レーザ素子21a、青色半導体レーザ素子21bおよび緑色半導体レーザ素子21cが設けられている。
As shown in FIG. 35, the red
また、赤色半導体レーザ装置321aは、3つの端子322aと素子搭載部322bとを有するとともに赤色半導体レーザ素子21aが取り付けられたステム322と、ステム322に取り付けられたキャップ323と、キャップ323に取り付けられたレンズ324aとを含んでいる。また、キャップ323の内部には、乾燥空気(またはN2ガス)が封入されている。
The red
また、青色半導体レーザ装置321bは、青色半導体レーザ素子21bが取り付けられたステム322と、キャップ323と、レンズ324bとを含んでいる。
The blue
また、緑色半導体レーザ装置321cは、緑色半導体レーザ素子21cが取り付けられたステム322と、キャップ323と、レンズ324cとを含んでいる。
The green
また、第4実施形態では、レンズ324a、324bおよび324cは、曲面(光出射面)が互いに少しだけ異なる曲率を有するように形成されている。例えば、同じ曲率を有するレンズを用いた場合、透過する光の波長の違いに起因してレンズの屈折率が異なるので、出射する光の広がり角が多少異なる。このため、第4実施形態では、赤色半導体レーザ装置321a、青色半導体レーザ装置321bおよび緑色半導体レーザ装置321cから出射する光の広がり角が略等しくなるように、透過する光の波長に応じて、レンズ324a、324bおよび324cの曲面の曲率が設定されている。
In the fourth embodiment, the
なお、青色半導体レーザ装置321bおよび緑色半導体レーザ装置321cのその他の構造は、赤色半導体レーザ装置321aと同様である。
The other structures of the blue
そして、図34に示すように、赤色半導体レーザ装置321a、青色半導体レーザ装置321bおよび緑色半導体レーザ装置321cが放熱部材325に取り付けられることにより、半導体レーザ装置320を構成している。
As shown in FIG. 34, the red
第4実施形態のその他の構造は、上記第1〜第3実施形態と同様である。 Other structures of the fourth embodiment are the same as those of the first to third embodiments.
第4実施形態では、上記のように、複数種類の半導体レーザ素子21(赤色半導体レーザ素子21a、青色半導体レーザ素子21bおよび緑色半導体レーザ素子21c)毎にレンズ324a、324bおよび324cを設けることによって、半導体レーザ素子21から出射される光の波長に応じて、レンズ324a、324bおよび324cの曲面(光出射面)の曲率を設定することができる。これにより、色収差が発生するのを抑制することができるので、自車の運転者の視認性が低下するのを抑制することができる。
In the fourth embodiment, as described above, by providing the
第4実施形態のその他の効果は、上記第1〜第3実施形態と同様である。 Other effects of the fourth embodiment are the same as those of the first to third embodiments.
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
例えば、上記実施形態では、本発明の前照灯を、電気自動車に用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、本発明の前照灯を、電気自動車以外の自動車に用いてもよい。また、本発明の前照灯を、飛行機、船舶、潜水艦、ロケット、探査機、ロボット、バイクまたは自転車や、その他の移動体に用いてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the example in which the headlamp of the present invention is used for an electric vehicle has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the headlamp of the present invention is used for a vehicle other than an electric vehicle. Also good. Moreover, you may use the headlamp of this invention for an airplane, a ship, a submarine, a rocket, a spacecraft, a robot, a motorcycle or a bicycle, and another moving body.
また、上記実施形態では、半導体発光素子として、半導体レーザ素子を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、LEDなどの半導体レーザ素子以外の半導体発光素子を用いてもよい。なお、半導体発光素子として、半導体レーザ素子を用いれば、照射ユニットから出射する光の広がり角を容易に十分に小さくすることができるので、半導体レーザ素子を用いることが好ましい。 In the above embodiment, an example in which a semiconductor laser element is used as the semiconductor light emitting element has been described. However, the present invention is not limited to this, and a semiconductor light emitting element other than a semiconductor laser element such as an LED may be used. Note that if a semiconductor laser element is used as the semiconductor light emitting element, the spread angle of the light emitted from the irradiation unit can be easily reduced sufficiently, so that the semiconductor laser element is preferably used.
また、上記実施形態では、白色光を出射するために、赤色半導体レーザ素子、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、白色光を出射するために、例えば、赤色半導体レーザ素子(赤色半導体発光素子)および青緑色半導体レーザ素子(青緑色半導体発光素子)を設けてもよい。なお、赤色光と青緑色光とは、補色関係にある。また、青緑半導体レーザ素子とは、例えば、約495nm(約490nm〜約515nm)付近に中心波長を有する青緑色の光を出射する半導体レーザ素子(青緑色半導体発光素子)である。 In the above embodiment, an example in which a red semiconductor laser element, a blue semiconductor laser element, and a green semiconductor laser element are provided to emit white light has been described. However, the present invention is not limited to this, and emits white light. For this purpose, for example, a red semiconductor laser element (red semiconductor light emitting element) and a blue green semiconductor laser element (blue green semiconductor light emitting element) may be provided. Note that red light and blue-green light have a complementary color relationship. The blue-green semiconductor laser element is, for example, a semiconductor laser element (blue-green semiconductor light-emitting element) that emits blue-green light having a center wavelength in the vicinity of about 495 nm (about 490 nm to about 515 nm).
また、上記実施形態では、白色光を出射するように、半導体レーザ装置を構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、白色光以外の可視光を出射するように、半導体レーザ装置を構成してもよい。この場合、1種類の半導体レーザ素子を用いてもよいし、互いに異なる中心波長の光を出射する複数種類の半導体レーザ素子を用いてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example which comprised the semiconductor laser apparatus so that white light was radiate | emitted was shown, this invention is not restricted to this, Semiconductor laser apparatus so that visible light other than white light may be radiate | emitted. May be configured. In this case, one type of semiconductor laser element may be used, or a plurality of types of semiconductor laser elements that emit light having different center wavelengths may be used.
また、上記実施形態では、照射ユニットを自動車の左右の前端部に1つずつ設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、照射ユニットを1つだけ設けてもよい。この場合、照射ユニットを、例えばルームミラー周辺に配置してもよい。本発明の照射ユニットは、従来の前照灯に比べて十分に小型化することが可能であるので、どのような位置にも配置することが可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the example which provided the irradiation unit one each in the front end part of the left and right of a motor vehicle was shown, this invention is not restricted to this, You may provide only one irradiation unit. In this case, the irradiation unit may be arranged around the room mirror, for example. Since the irradiation unit of the present invention can be sufficiently downsized as compared with the conventional headlamp, it can be arranged at any position.
また、上記実施形態では、半導体レーザ装置に蛍光体などの光変換部材を設けない例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図36に示した本発明の第1変形例のように、半導体レーザ装置420に蛍光体などの光変換部材422を設けてもよい。具体的には、半導体レーザ装置420を、端子421aと素子搭載部421bとを有するステム421と、ステム421の素子搭載部421bに取り付けられた半導体レーザ素子21と、半導体レーザ素子21からの光の少なくとも一部の波長を変換する蛍光体などの光変換部材422と、光を所定の広がり角で出射させるためのレンズ423とによって構成してもよい。この場合、例えば、半導体レーザ素子21を、約405nm付近に中心波長を有する青紫色光のレーザ光を出射する青紫色半導体レーザ素子により構成してもよい。また、光変換部材を、図37に示すように、青紫色光を吸収し赤色光、青色光および緑色光に変換して出射するいくつかの種類の蛍光体により構成してもよい。このように構成すれば、1つの半導体レーザ素子21により、白色光を得ることができる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which does not provide light conversion members, such as fluorescent substance, in a semiconductor laser apparatus, this invention is not limited to this, For example, the 1st modification of this invention shown in FIG. As described above, the
また、青色光を出射する青色半導体レーザ素子と、青色光の一部を黄色光に変換する蛍光体などの光変換部材とを用いてもよいし、青色光を出射する青色半導体レーザ素子と、青色光の一部を緑色光に変換する蛍光体と、青色光の一部を赤色光に変換する蛍光体とを用いてもよい。この場合にも、1つの半導体レーザ素子21により、白色光(擬似白色光)を得ることができる。
Also, a blue semiconductor laser element that emits blue light and a light conversion member such as a phosphor that converts part of the blue light into yellow light, a blue semiconductor laser element that emits blue light, and You may use the fluorescent substance which converts a part of blue light into green light, and the fluorescent substance which converts a part of blue light into red light. Also in this case, white light (pseudo white light) can be obtained by one
このように蛍光体を用いれば、半導体レーザ素子21から出射した光のコヒーレンス性を低下させることができるので、人の眼に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
If the phosphor is used in this manner, the coherence of the light emitted from the
なお、蛍光体を用いた場合であっても、半導体レーザ装置420から出射する光の広がり角を1度程度にすることによって、所望の配光パターンを得ることができる。ただし、蛍光体を用いない場合に比べると、配光パターンの解像度は低下する。
Even when a phosphor is used, a desired light distribution pattern can be obtained by setting the spread angle of light emitted from the
また、光の波長を変換する光変換部材として、蛍光体以外の光変換部材を用いてもよい。この場合、変換前の光の波長よりも長い波長の光に変換する光変換部材を用いてもよいし、変換前の光の波長よりも短い波長の光に変換する光変換部材を用いてもよい。なお、変換前の光の波長よりも短い波長の光に変換する光変換部材を用いる場合、例えば、KTP(チタン酸リン酸カリウム)結晶、希土類酸化物または希土類ハロゲン化物などの光変換部材を用いて、赤外光を可視光に変換してもよい。 Moreover, you may use light conversion members other than fluorescent substance as a light conversion member which converts the wavelength of light. In this case, a light conversion member that converts light having a wavelength longer than that of light before conversion may be used, or a light conversion member that converts light having a wavelength shorter than that of light before conversion may be used. Good. When using a light conversion member that converts light having a wavelength shorter than that of light before conversion, for example, a light conversion member such as KTP (potassium titanate phosphate) crystal, rare earth oxide, or rare earth halide is used. Infrared light may be converted into visible light.
また、上記実施形態のように、半導体レーザ装置に、複数種類の半導体レーザ素子を設ける場合、図38および図39に示した本発明の第2変形例のように、半導体レーザ装置520に、モニタ用のフォトダイオード521を設けてもよい。具体的には、半導体レーザ装置520に、赤色半導体レーザ素子21a、青色半導体レーザ素子21bおよび緑色半導体レーザ素子21cのそれぞれの光出力をモニタするフォトダイオード521a、521bおよび521cを設ける。半導体レーザ素子21は、主として主面(図39の半導体レーザ素子21の上面)から光を出射する一方、裏面(図39の半導体レーザ素子21の下面)からも光を出射するように構成されている。そして、フォトダイオード521を、半導体レーザ素子21の裏面から出射した光を受光するように構成する。このように構成すれば、経年変化などにより、いずれかの半導体レーザ素子21の出力が低下した場合に、フォトダイオード521により出力の低下を検出することができる。そして、この検出結果を制御部にフィードバックすることにより、3種類の半導体レーザ素子21a、21bおよび21cから出射される光の出力を調節することができるので、半導体レーザ装置520から出射される光を容易に白色に保つことができる。すなわち、半導体レーザ装置520から出射される光の色を制御することができる。
Further, when a plurality of types of semiconductor laser elements are provided in the semiconductor laser device as in the above embodiment, the monitor is provided in the
また、上記第1実施形態では、半導体レーザ装置から出射した光がミラーに直接照射されるように構成した例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図40に示した本発明の第3変形例のように、半導体レーザ装置620とミラー31との間に、光を導光するための光ファイバなどの導光部材621を設けてもよい。このように構成すれば、半導体レーザ装置620を所望の位置に配置することができる。光ファイバは可撓性を有するので、半導体レーザ装置620やミラー31の設置箇所の自由度を大幅に向上させることができる。そのため、例えば、半導体レーザ装置620を既存の放熱部材(図示せず)に取り付けることもできる。この場合、新たに放熱部材を設けることなく、半導体レーザ装置620の放熱性を向上させることができる。また、導光部材621を設けることによって、半導体レーザ装置620からミラー31まで、半導体レーザ装置620から出射される光が外部に漏れるのを抑制することができる。さらに、光ファイバを用いれば導光中の光損失を極めて少なくできるので、半導体レーザ装置620からミラー31に至るまでの距離が遠くても、半導体レーザ装置620から出射された光を、効率良くミラー31に導くことができる。
In the first embodiment, the example in which the light emitted from the semiconductor laser device is directly irradiated onto the mirror has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention shown in FIG. As in the third modification, a
また、上記第3実施形態では、近赤外半導体レーザ素子を照射ユニットに設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、近赤外半導体レーザ素子を、照射ユニットとは別に設けてもよい。この場合、照射ユニットが走査する領域(仮想スクリーンの領域)の外側の領域まで、近赤外光を照射するように構成してもよい。また、近赤外光を走査するための照射ユニットを別途設けてもよい。 In the third embodiment, the example in which the near-infrared semiconductor laser element is provided in the irradiation unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and the near-infrared semiconductor laser element is provided separately from the irradiation unit. Also good. In this case, you may comprise so that near infrared light may be irradiated to the area | region outside the area | region (area | region of a virtual screen) which an irradiation unit scans. Moreover, you may provide the irradiation unit for scanning near infrared light separately.
また、半導体レーザ素子を用いず、近赤外LEDや、その他の近赤外光源を用いてもよい。また、近赤外光が拡散されて出射するように、拡散粒子が含有された拡散部材や、拡散機能を有するレンズなどを設けてもよい。この場合、容易に、照射ユニットが走査する領域(仮想スクリーンの領域)の外側の領域まで、近赤外光を照射することができる。 Moreover, you may use near-infrared LED and another near-infrared light source, without using a semiconductor laser element. In addition, a diffusing member containing diffusing particles, a lens having a diffusing function, or the like may be provided so that near infrared light is diffused and emitted. In this case, it is possible to easily irradiate near infrared light to a region outside the region (virtual screen region) scanned by the irradiation unit.
また、上記第3実施形態では、人の眼、先行車および対向車の存在する領域を消灯または減光するように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、人の眼、先行車および対向車の存在する領域を消灯または減光しないように構成してもよい。 Further, in the third embodiment, the example in which the human eye, the area where the preceding vehicle and the oncoming vehicle exist are configured to be extinguished or dimmed is shown, but the present invention is not limited thereto, and the human eye, You may comprise so that the area | region where a preceding vehicle and an oncoming vehicle exist may not be light-extinguished or dimmed.
また、上記第3実施形態では、危険物(歩行者および障害物)の存在する領域を増光するように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、危険物の存在する領域を増光しないように構成してもよい。また、危険物の存在する領域が点滅して見えるように構成してもよい。このように構成しても、運転者が危険物に気付きやすくすることができる。具体的には、危険物の存在しない領域は、例えば1sec当たりに約30回点滅させ、かつ、1回当たりの点灯(照射)時間を約49μsecにする。その一方、危険物の存在する領域は、例えば1sec当たりに2回点滅させ、かつ、1回当たりの点灯(照射)時間を約49μsecにする。これにより、危険物の存在しない領域は、常時照明されているように見える一方、危険物の存在する領域は、1/2secの周期で点滅して見える。 Moreover, in the said 3rd Embodiment, although shown about the example comprised so that a dangerous substance (pedestrian and an obstacle) area might be brightened, this invention is not limited to this, The area | region where a dangerous substance exists is shown. You may comprise so that it may not brighten. Moreover, you may comprise so that the area | region where a dangerous substance exists may blink. Even if comprised in this way, a driver | operator can make it easy to notice a dangerous material. Specifically, the area where no dangerous substance exists is blinked about 30 times per second, for example, and the lighting (irradiation) time per time is about 49 μsec. On the other hand, the area where the dangerous substance exists is blinked twice per second, for example, and the lighting (irradiation) time per time is set to about 49 μsec. As a result, the area where no dangerous substance is present appears to be constantly illuminated, while the area where the dangerous substance is present appears to blink at a period of 1/2 sec.
また、危険物の存在する領域を照明する光の色を変えてもよい。具体的には、危険物の存在する領域を、例えば赤色(または赤色の近い色)にする場合、赤色半導体レーザ素子の出力を高くし(または変化させず)、かつ、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の出力を低くする(または0にする)。これにより、危険物の存在する領域のみを赤色光で照明することができ、運転者が危険物に気付きやすくすることができる。この場合、上記のように、危険物の存在する領域が点滅して見えるようにしてもよい。なお、波長の短い光ほど人の眼に悪影響を及ぼしやすい。このため、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の出力を低くし(または0にし)、人などの危険物が存在する領域を赤色光(または赤色に近い色の光)で照明することにより、人の眼に悪影響を及ぼすのをより抑制することができる。 Further, the color of the light that illuminates the area where the dangerous substance is present may be changed. Specifically, when the area where the dangerous substance exists is, for example, red (or a color close to red), the output of the red semiconductor laser element is increased (or not changed), and the blue semiconductor laser element and green The output of the semiconductor laser element is lowered (or set to 0). Thereby, only the area | region where a dangerous material exists can be illuminated with red light, and a driver | operator can make it easy to notice a dangerous material. In this case, as described above, the area where the dangerous substance is present may appear to blink. Note that light having a shorter wavelength is more likely to have an adverse effect on human eyes. For this reason, by lowering (or setting the output of the blue semiconductor laser element and the green semiconductor laser element to 0) and illuminating a region where a dangerous substance such as a person exists with red light (or light of a color close to red), It is possible to further suppress adverse effects on human eyes.
また、上記第3実施形態では、赤外光受光部を、近赤外光を受光するように構成する例について示したが、本発明はこれに限らず、赤外光受光部を、遠赤外光を受光するように構成してもよい。この場合、赤外光を出射するための半導体レーザ素子を設けることなく、人などの発熱体を検知することができる。 In the third embodiment, the example in which the infrared light receiving unit is configured to receive near infrared light has been described. However, the present invention is not limited to this, and the infrared light receiving unit may be a far red. You may comprise so that external light may be received. In this case, a heating element such as a person can be detected without providing a semiconductor laser element for emitting infrared light.
また、上記第3実施形態では、赤外光を用いて、人、先行車、対向車および障害物などを検出する例について示したが、本発明はこれに限らず、赤外光以外の電磁波(可視光、ミリ波など)や、超音波などを用いて検出してもよい。この場合、電磁波や超音波などを送受信する装置を設けてもよい。また、近赤外光、遠赤外光、可視光、ミリ波または超音波などを組み合わせて用いてもよい。 In the third embodiment, an example in which a person, a preceding vehicle, an oncoming vehicle, an obstacle, and the like are detected using infrared light has been described. However, the present invention is not limited thereto, and electromagnetic waves other than infrared light are used. (Visible light, millimeter wave, etc.) or ultrasonic waves may be used for detection. In this case, a device for transmitting and receiving electromagnetic waves and ultrasonic waves may be provided. Further, near infrared light, far infrared light, visible light, millimeter wave, ultrasonic waves, or the like may be used in combination.
また、上記実施形態では、光を走査する周期を、約1/30secにした例について示したが、光を走査する周期は、約1/30secよりも長くしてもよいし、短くしてもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the light scanning period is set to about 1/30 sec is shown. However, the light scanning period may be longer or shorter than about 1/30 sec. Good.
また、半導体レーザ素子から出射した光のコヒーレンス性を低下させるために、例えば、レンズの表面付近に光散乱材を混入してもよい。この場合、半導体レーザ素子から出射した光が、人の眼に悪影響を及ぼすのをより抑制することができる。 In order to reduce the coherence of the light emitted from the semiconductor laser element, for example, a light scattering material may be mixed in the vicinity of the surface of the lens. In this case, it is possible to further suppress the light emitted from the semiconductor laser element from adversely affecting the human eye.
また、上記実施形態では、照射ユニットから出射する光により所望の配光パターンを形成するために、照射ユニットから出射する光を走査したが、図41〜図44に示した照射ユニット730のように構成してもよい。具体的には、図41〜図43に示すように、凸状の前面731aを有する取付部材731を設け、取付部材731の前面731aに、仮想スクリーンの画素数と同じ数の半導体レーザ装置720を取り付ける。すなわち、仮想スクリーンの画素毎に対応するように、半導体レーザ装置720を設ける。この場合、半導体レーザ装置720を常時点灯する必要はない。上記実施形態と同様、例えば、1/30secを1周期とし、1周期毎に約49μsecだけ点灯するように、半導体レーザ装置720を制御してもよい。
Moreover, in the said embodiment, in order to form a desired light distribution pattern with the light radiate | emitted from an irradiation unit, although the light radiate | emitted from an irradiation unit was scanned, like the
また、半導体レーザ装置720は、図44に示した構造であってもよい。具体的には、半導体レーザ装置720を、4つの端子721aと素子搭載部721bとを有するステム721と、ステム721の素子搭載部721bに取り付けられた3種類の半導体レーザ素子21と、ステム721上に取り付けられたキャップ722と、キャップ722に取り付けられたレンズ723とによって構成してもよい。なお、図41に示した照射ユニット730では、半導体レーザ装置720の各々の出力は小さくてもよい。このため、1種類の半導体レーザ素子21を、1つの共振器(図示せず)を有する半導体レーザ素子部により形成することもできる。これにより、1つの半導体レーザ装置720(ステム721)に3種類の半導体レーザ素子21を容易に配置することができる。
The
1 自動車(移動体)
10、210 前照灯
21 半導体レーザ素子(半導体発光素子)
21a 赤色半導体レーザ素子(半導体発光素子、半導体レーザ素子)
21b 青色半導体レーザ素子(半導体発光素子、半導体レーザ素子)
21c 緑色半導体レーザ素子(半導体発光素子、半導体レーザ素子)
30、130、230 照射ユニット
31、32 ミラー(反射部材)
33、34 駆動機構
40 出力調節部
41、241 制御部
211 赤外光受光部
221 近赤外半導体レーザ素子(近赤外光出射部)
250 歩行者(人、危険物)
252 障害物(危険物)
324a、324b、324c レンズ
θ1 広がり角
1 Car (mobile)
10, 210
21a Red semiconductor laser element (semiconductor light emitting element, semiconductor laser element)
21b Blue semiconductor laser element (semiconductor light emitting element, semiconductor laser element)
21c Green semiconductor laser element (semiconductor light emitting element, semiconductor laser element)
30, 130, 230
33, 34
250 Pedestrians (people, dangerous goods)
252 Obstacle (dangerous)
324a, 324b, 324c lens θ1 divergence angle
Claims (16)
半導体発光素子からの光を走査して出射する照射ユニットと、
前記照射ユニットから出射する光により形成される配光パターンを決定する配光パターン決定部と、
前記配光パターン決定部により決定された前記配光パターンに基づいて、前記照射ユニットの走査に連動して前記半導体発光素子の出力を調節する出力調節部とを備えることを特徴とする前照灯。 A headlamp used for a moving object,
An irradiation unit that scans and emits light from the semiconductor light emitting element;
A light distribution pattern determining unit that determines a light distribution pattern formed by light emitted from the irradiation unit;
A headlamp comprising: an output adjusting unit that adjusts an output of the semiconductor light emitting element in conjunction with scanning of the irradiation unit based on the light distribution pattern determined by the light distribution pattern determining unit. .
前記配光パターン決定部は、前記赤外光受光部からの検知信号に基づいて、前記配光パターンを決定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の前照灯。 An infrared light receiving unit that receives infrared light and outputs a detection signal;
The headlamp according to any one of claims 1 to 3, wherein the light distribution pattern determination unit determines the light distribution pattern based on a detection signal from the infrared light receiving unit. .
前記赤外光受光部は、反射された前記近赤外光を受光することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の前照灯。 It further comprises a near infrared light emitting part for emitting near infrared light,
The headlamp according to any one of claims 4 to 6, wherein the infrared light receiving unit receives the reflected near-infrared light.
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