JP2018198139A

JP2018198139A - 車両用灯具

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Publication number: JP2018198139A
Application number: JP2017102032A
Authority: JP
Inventors: 真也星野; Shinya Hoshino; 聡史鈴木; Satoshi Suzuki
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2018-12-13
Anticipated expiration: 2037-05-23
Also published as: JP6946054B2

Abstract

【課題】走査範囲の左右端部での複数の補正ミラーによる作用を変えることができる車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具２は、投影レンズ３、レンズホルダ４、本体筒５、底蓋６、第１〜第４励起光源１１ａ〜１４ｂ、第１〜第４光偏向器１５ａ〜１５ｄ、第１〜第４補正ミラー１７ａ〜１７ｄ、及び蛍光体１８を備える。第１、第２補正ミラーの光入射範囲の両端部は、第３，第４補正ミラーの光入射範囲の両端部より曲率半径の小さな凸曲面形状で形成されている。第１、第２補正ミラーにより補正された光は、第３，第４補正ミラーにより補正された光に比べて、左右端部に向けて緩やかに輝度が低下する光となる。【選択図】図２

Description

本発明は、光を走査する光偏向器を備える車両用灯具に関する。

車両に搭載される車両用灯具として、レーザ等の光源からの光をMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）等の光偏向器によって走査して、蛍光板に二次元像を描画し、この二次元像を配光パターンとして前方に投影するものがある（例えば、特許文献１及び２）。

また、特許文献３に記載の車両用灯具では、光源から照射された光を光偏向器の光偏向ミラーで走査し、この走査された走査光を補正ミラー（光制御ミラー）で補正して蛍光板に二次元像を描画している。

特許文献３に記載の車両用灯具では、複数の補正ミラーにより、走査光のスポット郡のピッチを部分的に変化させることで、中央部の解像度が高く、中央部から端部に向かうに従って解像度が低くなる配光パターンを形成している

特許第５５７７１３８号公報国際公開２００５／０８３４９３号特開２０１６−２１９２０６号公報

特許文献３に記載の車両用灯具では、複数の補正ミラーを設けているが、複数の補正ミラーは、走査範囲の左右端部を形成する部分の形状は同じであり、その部分の補正ミラーによる作用も同じとなる。

本発明は、走査範囲の左右端部での複数の補正ミラーによる作用を変えることができる車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明の車両用灯具は、所定配光パターンを形成する車両用灯具であって、光を照射する複数の光源と、前記複数の光源から照射された複数の光を反射する複数の光偏向ミラーと、前記複数の光偏向ミラーで前記複数の光を偏向すること、又は前記複数の光偏向ミラーによる前記複数の光の反射方向を変更することにより、前記複数の光を異なる走査範囲で走査する複数の光偏向器と、前記複数の光偏向器により走査された複数の光により前記所定配光パターンを形成する光学系と、前記複数の光偏向器と前記光学系との間に前記複数の光偏向器それぞれに対応して設けられ、前記複数の光偏向器により走査された複数の光の歪みを補正する複数の補正ミラーと、を備え、前記複数の補正ミラーは、前記複数の光偏向器により走査された複数の光の走査範囲における左右方向の端部を減衰して補正する場合に、異なる減衰態様で補正することを特徴とする。

本発明によれば、複数の補正ミラーは、複数の光偏向器により走査された複数の光の走査範囲における左右方向の端部を減衰して補正する場合に、異なる減衰態様で補正することができる。複数の補正ミラーにより異なる減衰態様で補正するとは、例えば第１の補正ミラーにより光の輝度を半分に減衰させ、第２の補正ミラーにより光の輝度を１／４に減衰させることであり、この補正により、走査範囲の左右端部での複数の補正ミラーによる作用も変えることができる。

また、前記複数の補正ミラーは、中心部が凹曲面状で端部が凸曲面状の反射面を有し、前記複数の光偏向器のうちの他より走査範囲が広い前記光偏向器に対応した前記補正ミラーは、前記複数の光偏向器のうちの他より走査範囲が狭い前記光偏向器に対応した前記補正ミラーに比べて、前記端部の凸曲面の曲率半径が小さいことが好ましい。

この構成によれば、複数の補正ミラーの端部の形状（凸曲面の曲率半径）を変えるだけで、走査範囲の端部での複数の補正ミラーによる作用を容易に変えることができる。

さらに、前記複数の光の走査範囲の少なくとも一部が重複していることが好ましい。

この構成によれば、複数の光の走査範囲の少なくとも一部が重複しているので、重複している部分は、重複していない部分よりも輝度が高くなる。これにより、複数の光の走査範囲を重複させないものに比べて、輝度が高い部分を形成することができる。

本発明の車両用灯具は、所定配光パターンを形成する車両用灯具であって、光を照射する複数の光源と、前記複数の光源から照射された複数の光を反射する複数の光偏向ミラーと、前記複数の光偏向ミラーで前記複数の光を偏向すること、又は前記複数の光偏向ミラーによる前記複数の光の反射方向を変更することにより、前記複数の光を異なる走査範囲で走査する複数の光偏向器と、前記複数の光偏向器により走査された複数の光により前記所定配光パターンを形成する光学系と、前記複数の光偏向器と前記光学系との間に前記複数の光偏向器それぞれに対応して設けられ、前記複数の光偏向器により走査された複数の光の歪みを補正する複数の補正ミラーと、を備え、前記複数の補正ミラーは、中心部が凹曲面状で端部が凸曲面状の反射面を有し、前記複数の前記補正ミラーの１つは、他の前記補正ミラーに比べて、前記端部の凸曲面の曲率半径が小さいことを特徴とする。

本発明によれば、複数の補正ミラーの端部の形状（凸曲面の曲率半径）を変えるだけで、走査範囲の端部での複数の補正ミラーによる作用を容易に変えることができる。

本実施形態の車両用灯具を示す斜視図。車両用灯具を示す上下方向の断面図。車両用灯具を示す左右方向の断面図。図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面図。車両用灯具の構成を示すブロック図。上光偏向器を示す斜視図。ミアンダ構造を有する圧電アクチュエータの動作を説明する図。仮想鉛直スクリーンＳにおける走査範囲を示す概略図。Ａは、第１，第２補正ミラーによる補正前後の光の輝度を示す概略図、Ｂは、第３，第４補正ミラーによる補正前後の光の輝度を示す概略図。Ａは、第１，第２補正ミラーの断面図、Ｂは、第３，第４補正ミラーの断面図。

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

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

また、車両用灯具２は、第１〜第４光偏向器１５ａ〜１５ｄにより走査された光の歪み（詳しくは後述する）を補正する第１〜第４補正ミラー１７ａ〜１７ｄと、第１〜第４補正ミラー１７ａ〜１７ｄにより補正された光により所定配光パターンに対応する二次元像が描画される蛍光体１８（投影体）とを備える。蛍光体１８に描画された二次元像は、投影レンズ３により前方に投影される。

第１〜第４励起光源１１〜１４、第１〜第４光偏向器１５ａ〜１５ｄ、第１〜第４補正ミラー１７ａ〜１７ｄ、蛍光体１８は、本体筒５の内部に配置され、固定部材（図示せず）により固定されている。なお、本体筒５の外周面に放熱用のフィンを設けてもよい。

第１励起光源１１は、例えば、励起光として青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザ光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子１１ａと、半導体発光素子１１ａからの光を集光（例えばコリメート）する集光レンズ１１ｂとを備える。

各励起光源１２〜１４は、第１励起光源１１と同様に、半導体発光素子１２ａ、１３ａ、１４ａと、集光レンズ１２ｂ、１３ｂ、１４ｂとを備える。なお、各半導体発光素子１１ａ〜１４ａは、近紫外域（例えば、発光波長が４０５ｎｍ）のレーザ光を放出するレーザダイオード等の半導体発光素子であってもよい。また、各半導体発光素子１１ａ〜１４ａは、ＬＥＤであってもよい。さらに、ＲＧＢで混色させたレーザ光を照射するレーザ照射器でもよい。

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

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

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

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

蛍光体１８は、第１〜第４光偏向器１５ａ〜１５ｄにより二次元的に走査され、第１〜第４補正ミラー１７ａ〜１７ｄにより補正されたレーザ光を受けて、当該レーザ光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換するものであり、外形が矩形形状の板状（又は層状）で形成されている。蛍光体１８は、投影レンズ３の焦点近傍に配置されている。なお、図２及び図３では、蛍光体１８の厚みを誇張して描いている。

例えば、各励起光源１１〜１４の半導体発光素子１１ａ〜１４ａとして、青色域のレーザ光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）を用いる場合、蛍光体１８としては、青色域のレーザ光によって励起されて黄色光を発光するものが用いられる。蛍光体１８には、第１〜第４光偏向器１５ａ〜１５ｄにより二次元的に走査された後に、第１〜第４補正ミラー１７ａ〜１７ｄによって補正された青色域のレーザ光により、所定配光パターンに対応する二次元像が白色の像として描画される。二次元像が白色の像として描画されるのは、青色域のレーザ光が照射された場合、蛍光体１８は、これを透過（通過）する青色域のレーザ光と青色域のレーザ光による発光（黄色光）との混色による白色光（疑似白色光）を放出することによるものである。

一方、半導体発光素子１１ａ〜１４ａとして、近紫外域のレーザ光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）を用いる場合、蛍光体１８としては、近紫外域のレーザ光によって励起されて赤、緑、青の３色の光を発光するものが用いられる。蛍光体１８には、第１〜第４光偏向器１５ａ〜１５ｄにより二次元的に走査された後に、第１〜第４補正ミラー１７ａ〜１７ｄによって補正された近紫外域のレーザ光により、所定配光パターンに対応する二次元像が白色の像として描画される。二次元像が白色の像として描画されるのは、近紫外域のレーザ光が照射された場合、蛍光体１８は、近紫外域のレーザ光による発光（赤、緑、青の３色の光）の混色による白色光（疑似白色光）を放出することによるものである。なお、近紫外のレーザ光により、青色の蛍光体と黄色の蛍光体とを励起させて白色光を放出させてもよい。

投影レンズ３は、４枚のレンズ３ａ〜３ｄからなり、各レンズ３ａ〜３ｄは、レンズホルダ４に保持されている。各レンズ３ａ〜３ｄは、像面が平面になるように収差（像面湾曲）が補正され、且つ色収差が補正されている。この場合、蛍光体１８は、平板形状のものが用いられ、像面（平面）に沿って配置される。

投影レンズ３の焦点は、蛍光体１８近傍に位置している。この投影レンズ３により、一枚の凸レンズを用いる場合と比べ、所定配光パターンに対する収差の影響を除去することができる。また、蛍光体１８が平板形状であるため、蛍光体１８が曲面形状である場合と比べ、その製造が容易となる。さらに、蛍光体１８が平板形状であるため、蛍光体１８が曲面形状である場合と比べ、二次元像の描画が容易となる。

なお、投影レンズ３は、像面が平面になるように収差（像面湾曲）が補正されていない１枚の非球面レンズからなる投影レンズとして構成されていてもよい。この場合、蛍光体１８は、像面湾曲に対応して湾曲した形状のものが用いられ、像面湾曲に沿って配置される。

投影レンズ３は、蛍光体１８に描画された二次元像を前方に投影して、車両用灯具２に正対した仮想鉛直スクリーンＳ（車両用灯具２の前方約２５ｍの位置に配置されている）上に、所定配光パターンとして、例えばハイビーム用配光パターンＨＰを形成する。

第１〜第４光偏向器１５ａ〜１５ｄは、第１〜第４励起光源１１〜１４の集光レンズ１１ｂ〜１４ｂで集光された励起光を水平方向及び垂直方向に走査する。

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

第１〜第４光偏向器１５ａ〜１５ｄは、例えば、ＭＥＭＳスキャナである。光偏向器の駆動方式には大別して圧電方式、静電方式、電磁方式があるが、いずれの方式であってもよい。本実施形態では、圧電方式の光偏向器を代表して説明する。

図６に示すように、第１光偏向器１５ａは、２軸型光偏向器であり、半導体プロセスやMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して作製され、一定の方向から入射する光を回転するマイクロミラーとしての光偏向ミラー２０で反射し、反射光（レーザ光）として出射する。

第１光偏向器１５ａは第１支持部２１を備え、この第１支持部２１は、光偏向ミラー２０、半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂ、及びトーションバー２４ａ，２４ｂ等からなる。第１励起光源１１からのレーザ光は光偏向ミラー２０で反射され、反射光（レーザ光）が第１補正ミラー１７ａ、蛍光体１８及び投影レンズ３を介して仮想鉛直スクリーンＳ上を走査する。

このとき、制御装置１９は、第１光偏向器１５ａ及び第１励起光源１１に制御信号を送信する。当該制御信号により第１光偏向器１５ａの半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂが駆動され、半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂと結合したトーションバー２４ａ，２４ｂがねじれることで、光偏向ミラー２０を回動させる。また、当該制御信号により、各励起光源１１，１２において、レーザ光のオン・オフ及び輝度が制御される。

本実施形態では、２軸直交座標系において、円形の光偏向ミラー２０の中心を通る水平方向の回転軸をＸ軸、垂直方向の回転軸をＹ軸と定義する。また、図６においては、Ｘ軸を左右方向、Ｙ軸を上下方向、光偏向ミラー２０の厚み方向を前後方向としている。

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

圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂは、複数のカンチレバーを長手方向が隣り合う向きに並べて、上下方向端部で折り返して直列結合したミアンダ構造に形成されている。詳細は後述するが、上記制御信号により圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂを駆動させることで、第１支持部２１が水平方向、すなわち、図中の光偏向ミラー２０の中心を通るＸ軸線回りを往復回動する。

また、上述したように、半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂを駆動させることにより、光偏向ミラー２０がトーションバー２４ａ，２４ｂの軸と一致し、図中の光偏向ミラー２０の中心を通るＹ軸線回りを往復回動する。

この結果、第１光偏向器１５ａは、レーザ光を光偏向ミラー２０で反射する際、光を第１光偏向器１５ａの前方に出射して、さらにＸ軸方向とＹ軸方向の２方向に走査することができる。

第２支持部２２の下方には、電極パッド３２ａ〜３２ｅ（以下、電極パッド３２という）と、電極パッド３３ａ〜３３ｅ（以下、電極パッド３３という）とが配設されている。電極パッド３２，３３は、圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂ及び半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂの各電極に駆動電圧を印加できるように電気的に接続されている。

なお、圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂの部分がなくても光偏向器として機能させることができる。この場合、第１支持部２１の部分が支持体の役割を果たし、光偏向ミラー２０がＹ軸線回りを往復回動する１軸型光偏向器を構成する。

次に、図７を参照して、圧電アクチュエータ３１ａを例に動作を説明する。上述したように、第１光偏向器１５ａは、圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂを動作させることにより、光偏向ミラー２０のＸ軸線回りの往復回動を可能としている。

図７Ａは、第１光偏向器１５ａを表側から見たとき、左側に配設される圧電アクチュエータ３１ａを切り出した図である。圧電アクチュエータ３１ａは、圧電カンチレバーを４つ並べた形状であり、第１支持部２１から離れた方より順に、圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（２）、３１ａ（３）、３１ａ（４）である。

例えば、圧電アクチュエータ３１ａにおいて、奇数番目の圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（３）に第１の電圧を印加する。また、偶数番目の圧電カンチレバー３１ａ（２）、３１ａ（４）に、第１の電圧とは逆位相の第２の電圧を印加する。

このように電圧を印加することで、図７Ｂに示すように、奇数番目の圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（３）を図７Ｂ中の上方向に屈曲変位させ、偶数番目の圧電カンチレバー３１ａ（２）、３１ａ（４）を図７Ｂ中の下方向に屈曲変位させることができる。

圧電アクチュエータ３１ｂは、圧電アクチュエータ３１ａと同様に４個の圧電カンチレバーから構成され、第１支持部２１に近い方より順に、１番目，２番目，３番目，４番目の圧電カンチレバーであり、奇数番目の２個の圧電カンチレバーを図６中の後側に屈曲変位させ、偶数番目の２個の圧電カンチレバーを図６中の前側に屈曲変位させることができる。

これにより、光偏向ミラー２０の図６中の下側（トーションバー２４ｂ側）より光偏向ミラー２０の図６中の上側（トーションバー２４ａ側）が図６中の後側になる（上側が図７中のＵ方向に動く）ように、光偏向ミラー２０を変位させることができる。

また、奇数番目の圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（３）に第２の電圧を印加し、偶数番目の圧電カンチレバー３１ａ（２）、３１ａ（４）に、第１の電圧を印加することで、光偏向ミラー２０の図６中の上側（トーションバー２４ａ側）より光偏向ミラー２０の図６中の下側（トーションバー２４ｂ側）が図６中の後側になるように、光偏向ミラー２０を変位させることができる。これらの制御を連続して行うことで、光偏向ミラー２０をＸ軸線回りに回動（揺動）させることができる。

第２〜第４光偏向器１５ｂ〜１５ｄは、第１光偏向器１５ａと同様に構成されており、その詳細な説明を省略する。

第１の電圧、第２の電圧の印加方法として、サインカーブや櫛歯上に変化する逆位相の電圧を、奇数番目の圧電カンチレバーと、偶数番目の圧電カンチレバーに印加する方法がある。また、カンチレバーを上下方向に交互に屈曲させる場合に限らず、上下のいずれかの屈曲と屈曲しない状態とを交互に繰り返してもよい。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図８Ｆに示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰの左右方向における照度は、左右方向中心部が最も高照度で、左右端部に向かうにつれて照度が低くなるように設定されている。

第１励起光源１１から常に光を出力している場合、光を水平方向（左右方向）に走査するために第１光偏向器１５ａの光偏向ミラー２０を往復回動させる際の折り返し部分（左右端部）では、他の範囲に比べて光の出力時間が長くなり、輝度が高くなる（図９Ａの二点鎖線）。このため、光偏向ミラー２０を往復回動させる際の折り返し部分（左右端部）では、第１励起光源１１から光を出力しないように制御することで、折り返し部分の輝度が高くなるのを防止することが考えられる。しかし、このような制御を行う場合、励起光源を活用できない時間が生じることになる。

本実施形態では、詳しくは後述するように、第１補正ミラー１７ａの形状を設定することにより、図９Ａに実線で示すように、光を水平方向（左右方向）に走査するために光偏向ミラー２０を往復回動させる際の折り返し部分（左右端部）では、他の範囲に比べて輝度が低くなるようにしている。

同様に、光を水平方向（左右方向）に走査するために第３光偏向器１５ｃの光偏向ミラー２０を往復回動させる際の折り返し部分（左右端部）では、他の範囲に比べて光の出力時間が長くなるため輝度が高くなる（図９Ｂの二点鎖線）。

本実施形態では、詳しくは後述するように、第３補正ミラー１７ｃの形状を設定することにより、図９Ｂに実線で示すように、光を水平方向（左右方向）に走査するために光偏向ミラー２０を往復回動させる際の折り返し部分（左右端部）では、他の範囲に比べて輝度が低くなるようにしている。

図１０は、第１，第３補正ミラー１７ａ，１７ｃの左右方向（水平方向）の断面図である。図１０Ａに示すように、第１補正ミラー１７ａは、光入射範囲の中央部が凹曲面で両端部が凸曲面形状で形成されている。これにより、図９Ａに示すように、第１光偏向器１５ａの光偏向ミラー２０を往復回動させる際の折り返し部分（左右端部）の光であって、第１補正ミラー１７ａにより補正された光は、他の部分（中央部）より光の密度が疎になり、輝度が低くなる。また、第１補正ミラー１７ａは、補正する際に中心部が最も高密度な光となるように補正する。これにより、中心部の輝度を従来のものに比べて高くすることができる。

同様に、図１０Ｂに示すように、第３補正ミラー１７ｃは、光入射範囲の中央部が凹曲面で両端部が凸曲面形状で形成されている。これにより、図９Ｂに示すように、第３光偏向器１５ｃの光偏向ミラー２０を往復回動させる際の折り返し部分（左右端部）の光であって、第３補正ミラー１７ｃにより補正された光は、他の部分（中央部）より光の密度が疎になり、輝度が低くなる。また、第３補正ミラー１７ｃは、補正する際に中心部が最も高密度な光となるように補正する。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいては、第１，第３補正ミラー１７ａ，１７ｃの両端部の凸曲面形状を誇張して描いている。

また、第１補正ミラー１７ａの光入射範囲の両端部は、第３補正ミラー１７ｃの光入射範囲の両端部より曲率半径が小さい（曲率が大きい）凸曲面形状で形成されている。これにより、図９Ａに示すように、第１補正ミラー１７ａにより補正された光は、第３補正ミラー１７ｃにより補正された光（図９Ｂ参照）に比べて、左右端部に向けて緩やかに輝度が低下する光となる。

図９Ｂに示すように、第３補正ミラー１７ｃにより補正された光は、第１補正ミラー１７ａにより補正された光（図９Ａ参照）に比べて、左右端部に向けて急に輝度が低下する光（走査ピッチ変化が、第１補正ミラー１７ａにより補正された光の左右端部に比べ相対的に大きい）となる。図９Ａの実線で示す光と図９Ｂの実線で示す光とが組み合わさって、図８Ｆに示す光となる。

このように、第１補正ミラー１７ａ及び第３補正ミラー１７ｃは、第１光偏向器１５ａ及び第３光偏向器１５ｃの光偏向ミラー２０を往復回動させる際の折り返し部分（左右部）の輝度が他の範囲より高くなるのを防止するので、第１〜第４励起光源１１〜１４から常に光を出力するように制御することができる。

上記の如き、第１補正ミラー１７ａと第３補正ミラー１７ｃとの違いは、第１走査範囲ＳＲ１と第３走査範囲ＳＲ３との幅の違いに対応している。走査範囲が相対的に広い第１走査範囲ＳＲ１は、左右端部で相対的に輝度変化が緩やか(走査ピッチ変化が緩やか)な第１補正ミラー１７ａを用いて形成される。走査範囲が相対的に狭い第３走査範囲ＳＲ３は、左右端部で相対的に輝度変化が急(=走査ピッチ変化が急)な第３補正ミラー１７ｃを用いて形成される。なお、上記はすべて左右方向を水平方向と同一方向として想定している。

水平方向にて走査範囲幅が第１走査範囲ＳＲ１と同等の第２走査範囲ＳＲ２に対応する第２補正ミラー１７ｂも、左右方向断面は図１０Ａと同等となり、水平方向にて走査範囲幅が第３走査範囲ＳＲ３と同等の第４走査範囲ＳＲ４に対応する第４補正ミラー１７ｄも、左右方向断面は図１０Ｂと同等となる。

したがって、第２補正ミラー１７ｂにより補正された光は、第１補正ミラー１７ａにより補正された光（図９Ａ参照）と同じ輝度変化の光になる。また、第４補正ミラー１７ｄにより補正された光は、第３補正ミラー１７ｃにより補正された光（図９Ｂ参照）と同じ輝度変化の光になる。これにより、第１，第２補正ミラー１７ａ，１７ｂにより補正された光（図９Ａ参照）は、第３，第４補正ミラー１７ｃ，１７ｄにより補正された光（図９Ｂ参照）に比べて、左右端部に向けて緩やかに輝度が低下する光となる。

ハイビーム用配光パターンＨＰの左右端部における照度は、第１，第２補正ミラー１７ａ，１７ｂにより補正された光の照度となる。第１，第２補正ミラー１７ａ，１７ｂは、左右端部に向けて緩やかに輝度が低下するように光を補正するので、ハイビーム用配光パターンＨＰの左右端部における照度は、緩やかに変化する。

ハイビーム用配光パターンＨＰの中心周辺（第３，第４走査範囲ＳＲ３，ＳＲ４の左右端部）における照度は、第１，第２補正ミラー１７ａ，１７ｂにより補正された光と、第３，第４補正ミラー１７ｃ，１７ｄにより補正された光とを組み合わせた光の照度となる。第３，第４補正ミラー１７ｃ，１７ｄは、左右端部に向けて急に輝度が低下するように光を補正するので、ハイビーム用配光パターンＨＰの中心周辺における照度は、ハイビーム用配光パターンＨＰの左右端部に比べて急に変化する。

このように、第１，第２補正ミラー１７ａ，１７ｂと第３，第４補正ミラー１７ｃ，１７ｄとの形状を変えることで、ハイビーム用配光パターンＨＰを、左右端部において照度が緩やかに変化し、中心付近において照度が急に変化する配光パターンにすることができる。

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

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

上記実施形態では、水平方向を左右方向と同方向として、第１補正ミラー１７ａ及び第２補正ミラー１７ｂの水平方向断面形状は同じとし、第３補正ミラー１７ｃ及び第４補正ミラー１７ｄの水平方向断面形状は同じとしているが、さらに、垂直方向でも走査領域に合わせて補正の態様を変えることもできる。この場合、第１補正ミラー１７ａ及び第２補正ミラー１７ｂと、第３補正ミラー１７ｃ及び第４補正ミラー１７ｄとの上下方向(垂直方向)の断面形状が異なる。相対的に広い走査領域の上下端部の輝度変化が緩やか(走査ピッチ変化が緩やか)で、相対的に狭い走査領域の上下端部の輝度変化が急(走査ピッチ変化が急)になるように、各補正ミラー１７ａ〜１７ｄは異なる形状とする。

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

上記実施形態では、励起光源を用いているが、光源の色そのものを照射するような光源を用いてもよい。この場合、蛍光体（投影体）は不要となり、光源からの光がそのまま照射される。また、蛍光体に代えて、透光性の拡散板を用いてもよい。さらに、光源は、１つのまとまった光線を照射すればよく、例えば、ファイバで光を導くようにしてもよい。ファイバに導く光は、ＲＧＢで混色された白色光でもよい。

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

Claims

所定配光パターンを形成する車両用灯具であって、
光を照射する複数の光源と、
前記複数の光源から照射された複数の光を反射する複数の光偏向ミラーと、
前記複数の光偏向ミラーで前記複数の光を偏向すること、又は前記複数の光偏向ミラーによる前記複数の光の反射方向を変更することにより、前記複数の光を異なる走査範囲で走査する複数の光偏向器と、
前記複数の光偏向器により走査された複数の光により前記所定配光パターンを形成する光学系と、
前記複数の光偏向器と前記光学系との間に前記複数の光偏向器それぞれに対応して設けられ、前記複数の光偏向器により走査された複数の光の歪みを補正する複数の補正ミラーと、
を備え、
前記複数の補正ミラーは、前記複数の光偏向器により走査された複数の光の走査範囲における左右方向の端部を減衰して補正する場合に、異なる減衰態様で補正することを特徴とする車両用灯具。
請求項１に記載の車両用灯具において、
前記複数の補正ミラーは、中心部が凹曲面状で端部が凸曲面状の反射面を有し、
前記複数の光偏向器のうちの他より走査範囲が広い前記光偏向器に対応した前記補正ミラーは、前記複数の光偏向器のうちの他より走査範囲が狭い前記光偏向器に対応した前記補正ミラーに比べて、前記端部の凸曲面の曲率半径が小さいことを特徴とする車両用灯具。
請求項１又は２に記載の車両用灯具において、
前記複数の光の走査範囲の少なくとも一部が重複していることを特徴とする車両用灯具。
所定配光パターンを形成する車両用灯具であって、
光を照射する複数の光源と、
前記複数の光源から照射された複数の光を反射する複数の光偏向ミラーと、
前記複数の光偏向ミラーで前記複数の光を偏向すること、又は前記複数の光偏向ミラーによる前記複数の光の反射方向を変更することにより、前記複数の光を異なる走査範囲で走査する複数の光偏向器と、
前記複数の光偏向器により走査された複数の光により前記所定配光パターンを形成する光学系と、
前記複数の光偏向器と前記光学系との間に前記複数の光偏向器それぞれに対応して設けられ、前記複数の光偏向器により走査された複数の光の歪みを補正する複数の補正ミラーと、
を備え、
前記複数の補正ミラーは、中心部が凹曲面状で端部が凸曲面状の反射面を有し、
前記複数の前記補正ミラーの１つは、他の前記補正ミラーに比べて、前記端部の凸曲面の曲率半径が小さいことを特徴とする車両用灯具。