JP2019018681A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】路面に情報を描画するとともに安全性能を高めた車両用灯具の提供を目的とする。【解決手段】車両から路面に向けて光を照射する車両用灯具であって、光源装置と、光源装置から出射された光を変調して高階調部、低階調部およびゼロ階調部を含む多階調の光とする光変調装置と、光変調装置から出射された光を配光パターンとして路面に投影する投影部と、光源装置および光変調装置を制御する制御ユニットと、を備え、光変調装置は、配光パターン内に低階調部に囲まれた高階調部として描画パターンを形成する、車両用灯具。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来、車両用灯具として、光のコントラストを利用して路面に情報を示す画像を表示する車両用灯具が提案されている。特許文献１には、反射型デジタル光偏向装置により配光パターンに暗部を形成し、当該暗部の形状として路面に情報を描画する車両用の照明装置が開示されている。

特開２００４−２１０１３０号公報

特許文献１では、配光パターン中に暗部として情報を描画する。このため、配光パターン中の暗部が運転時の安全性能に影響を与える虞があった。

本発明では、路面に情報を描画するとともに安全性能を高めた車両用灯具の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、一態様の車両用灯具は、車両から路面に向けて光を照射する車両用灯具であって、光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調して高階調部、低階調部およびゼロ階調部を含む多階調の光とする光変調装置と、前記光変調装置から出射された光を配光パターンとして前記路面に投影する投影部と、前記光源装置および前記光変調装置を制御する制御ユニットと、を備え、前記光変調装置は、前記配光パターン内に低階調部に囲まれた高階調部として描画パターンを形成する。

この構成によれば、配光パターン内において照度が高い描画パターンを形成する。すなわち、配光パターン内において、描画パターンが他の部分に対し暗くなることがなく、路面に情報を描画するとともに安全性能を高めた車両用灯具を提供できる。

上述の車両用灯具において、一態様の車両用灯具は、前記光変調装置は、ゼロ階調部により前記配光パターンの外形を形成する構成としてもよい。

この構成によれば、光変調装置により配光パターンの外形を変更し、車両用灯具に、アダプティブフロントライティングシステム（ＡＦＳ、Adaptive Front-Lighting System）の機能を持たせることができる。

上述の車両用灯具において、前記光源装置は、高照度領域および低照度領域を含む光を照射し、前記光変調装置は、前記高照度領域に低階調部に囲まれた高階調部の描画パターンを形成するとともに前記低照度領域を高階調部とし、前記配光パターンにおいて、前記高照度領域の低階調部と前記低照度領域の高階調部とは、前記路面において略同照度である構成としてもよい。

この構成によれば、光変調装置は、高照度領域に高階調の描画パターンを形成し、高照度領域の描画パターンを除く部分を低照度領域と略同照度となるように低階調とする。このため、光変調装置により光の一部を遮る部分は、高照度領域において描画パターンを除く部分のみとなり、結果的に光の利用効率を高めることができる。

上述の車両用灯具において、前記光源装置は、複数の発光素子がマトリクス状に配列された光源ユニットを有し、前記制御ユニットは、複数の前記発光素子の発光量を個別に変更する発光量制御部を有し、前記光変調装置は、前記描画パターンを移動させ、前記発光量制御部は、複数の前記発光素子の発光量を制御し前記高照度領域を移動および拡大させて前記高照度領域により前記描画パターンを包含させる構成としてもよい。

この構成によれば、描画パターンを移動させる場合においても、光の利用効率を高めつつ、描画パターンを描画パターン以外の部分と比較して明るくする配光パターンを実現できる。

上述の車両用灯具において、前記車両の速度を検知する車速検知部を備え、前記制御ユニットは、前記車速検知部の検知結果に基づき前記光変調装置に指令して前記描画パターンの形状を制御する構成としてもよい。

この構成によれば、車両の速度に応じて描画パターンを変化させることができる。一例として、車両の速度をイメージ化して路面に表示させ、運転者に自身の速度を意識させながら運転者に運転させることができる。

上述の車両用灯具において、前記制御ユニットは、前記配光パターン内における前記描画パターンの位置を前記車両の進行方向に沿って移動させ、前記描画パターンの移動速度を前記車両の速度に応じて変更する構成としてもよい。

この構成によれば、車両の速度に応じて移動速度を変化させ、車両の進行方向に沿って移動させる。これにより、運転者にとって自身の速度を意識させることができる。更に、運転者に、実際の車速以上に速度を早く感じさせて、運転の爽快感を感じさせたり、ブレーキングを促したりすることも可能となる。

上述の車両用灯具において、前記車両の走行予定路の情報を外部から入手する走行予定路情報入手部を備え、前記制御ユニットは、前記車速検知部の検知結果、並びに前記走行予定路情報入手部が入手した情報に基づき前記光変調装置に指令して前記車両の速度の変更を促す前記描画パターンを表示させる構成としてもよい。

この構成によれば、走行予定路の情報によって運転者に速度の変更を促すことで、運転者により安全な運転をさせることができる。なお、走行予定路情報入手部は、例えばナビゲーションシステムから走行予定路の情報を入手する。

上述の車両用灯具において、前記光変調装置は、高階調部の中に複数の階調を有し、前記配光パターン内において前記描画パターンの照度に分布を形成する構成としてもよい。

この構成によれば、描画パターンとしてより多様な表現が可能となる。

上述の車両用灯具において、前記光変調装置は、前記高階調部で形成された前記描画パターンの周りをゼロ階調部により縁取りする構成としてもよい。

この構成によれば、描画パターンの周りをゼロ階調部で縁取りして暗部とすることで、運転者に描画パターンを明瞭に認識させることができる。

本発明によれば、路面に情報を描画するとともに安全性能を高めた車両用灯具を提供することができる。

図１は、一実施形態に係る車両用灯具の概略図である。 図２は、一実施形態に係る車両用灯具の発光ユニットの模式図である。 図３Ａは、一実施形態に係る車両用灯具が照射する配光パターンの一例を示す図である。 図３Ｂは、一実施形態に係る車両用灯具が照射する配光パターンの一例を示す図である。 図３Ｃは、一実施形態に係る車両用灯具が照射する配光パターンの一例を示す図である。 図３Ｄは、一実施形態に係る車両用灯具が照射する配光パターンの一例を示す図である。 図４Ａは、変形例１の配光パターンを示す図である。 図４Ｂは、変形例２の配光パターンを示す図である。 図４Ｃは、変形例３の配光パターンを示す図である。 図４Ｄは、変形例４の配光パターンを示す図である。 図５は、変形例５の配光パターンを示す図である。 図６は、変形例６の配光パターンを示す図である。

以下、一実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。
以下の説明で用いる図面は、特徴を分かり易くするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

図１は、一実施形態に係る車両用灯具１の概略図である。本実施形態の車両用灯具１は、車両５から路面に向けて光を照射する装置である。車両用灯具１は、図１に示すように、車両５の前方を照射する投影モジュール１１と、これを制御する制御ユニット１３と、車両の速度を検知する車速検知部１６と、前方の状況を検知して制御ユニット１３に伝達する撮像装置１５と、車両５の走行予定路の情報を外部から入手する走行予定路情報入手部１７と、を備えている。車速検知部１６は、制御ユニット１３に接続されている。本実施形態の投影モジュール１１は、光源装置２９と、光変調装置３１と、投影光学系（投影部）４２と、を備えている。

車両用灯具１は、まず、車速検知部１６において車両５の速度を検知する。また、車両用灯具１は、車両５の前方（例えば、バックミラーのフロントガラス側）に設けられた撮像装置１５において車両前方の画像を撮像する。さらに、車両用灯具１は、走行予定路情報入手部１７において車両５の走行予定路の情報を入手する。次いで、制御ユニット１３が、撮像装置１５により取得された画像情報を解析するとともに、車速検知部１６の検知結果（すなわち、車両５の速度の情報）、並びに走行予定路情報入手部１７において入手された走行予定路の情報に基づき投影モジュール１１を制御する。これにより車両用灯具１は、車両５の前方の路面５７に車両５の速度に基づいた描画パターンを含む配光パターンＬＰを表示する。

光源装置２９は、光源ユニット２０と、拡散板２４と、入射光学系２５と、を有する。
図２は、光源ユニット２０の模式図である。光源ユニット２０は、複数の発光素子２１がマトリクス状に配列されて構成される。すなわち、光源ユニット２０は、複数の発光素子２１を有するアレイ光源である。発光素子２１は可視光を出射する。発光素子２１としては、発光ダイオード光源（ＬＥＤ，light emitting diode）又はレーザ光源を採用することができる。

複数の発光素子２１は、それぞれ個別に発光量制御部５２に接続されている。複数の発光素子２１は、発光量制御部５２によりそれぞれ個別にオン、オフ並びに発光量が制御される。すなわち、各発光素子２１の発光量は、発光量を最大とした１００％から完全に消灯した状態である０％までの間で調整することができる。発光素子２１は、発光量が０％の状態であるときにオフの状態であるとされる。

本実施形態の光源ユニット２０は、マトリクス状に並ぶ９つの発光素子２１と、光源用パッケージ部２２と、を有する。本実施形態において、発光素子２１は、車両の上下方向（鉛直方向）に３行、左右方向（水平方向）に３列で並べられている。また、９つの発光素子２１は、光源用パッケージ部２２に収められている。隣り合う発光素子２１同士の間には、わずかな隙間が設けられる。

本実施形態の光源ユニット２０の発光素子２１の数および配列構成は、一例であり、適宜変更可能である。すなわち、光源ユニット２０が複数の発光素子２１を有していればその数は限定されない。また、本実施形態において、光源ユニット２０の複数の発光素子２１は上下方向および左右方向に沿って直線状に配列されているが、如何なる方向に配列されていてもよい。しかしながら、複数の発光素子２１のうち幾つかの発光素子２１は、車両の幅方向と直交する方向（例えば上下方向）に配列されることが好ましい。発光素子２１をこのように配列することで、各発光素子２１からの出射された光によって路面上に形成される配光領域５０を、車両５の進行方向に並べて形成することができる。これにより、後段に示すような車両５の進行方向に沿って高照度領域ＨＡを移動させる構成を実現できる。
なお、本明細書において、左右方向中央に位置し上下方向に並ぶ３つの発光素子２１を、鉛直方向下側から上側に向かう順に第１の発光素子２１Ａ、第２の発光素子２１Ｂ、第３の発光素子２１Ｃと呼ぶ場合がある。

図３Ａ〜図３Ｄを基に後段で説明するように、９つの発光素子２１は、それぞれ車両５の前方の路面５７上に、それぞれ独立した配光領域５０を形成する。すなわち、車両用灯具１は、車両５の前方に９つの配光領域５０からなる配光パターンＬＰを形成する。

図１に示す様に、拡散板２４は、光源ユニット２０と入射光学系２５との間に配置される。拡散板２４は、入射した光を拡散して透過させる。光源ユニット２０から出射された光は、拡散板２４を透過することで光径が拡大する。

上述したように、光源ユニット２０において、隣接する発光素子２１同士の間には、わずかな隙間が設けられる（図２参照）。発光素子２１から照射された光が路面に投影されると、発光素子２１同士の隙間は、路面５７上の配光パターンＬＰにダーク部を形成する要因となる場合がある。本実施形態によれば、光源ユニット２０と入射光学系２５との間に拡散板２４を配置することで、光源ユニット２０から照射された光を滲ませて入射光学系２５に入光させることができ、路面５７上の配光パターンＬＰ内にダーク部が形成されることを抑制できる。

なお、発光素子２１として白色光以外の光を照射するものを用いる場合には、拡散板２４として、発光素子２１から照射された光を受けて拡散性の白色光を照射する蛍光体板を用いてもよい。発光素子２１が青色光（紫外光の場合もある）を照射する場合を例示する。蛍光体粒子を含有する蛍光体板（拡散板２４）に入射した青色光は、蛍光体板を拡散しながら透過するとともに一部の光が蛍光体粒子によって波長変換させる。発光素子２１に起因する青色光と蛍光体粒子の励起により放出された黄色光は互いに混色し、結果として蛍光体板から拡散性の白色光が照射される。なお、蛍光体板は、内部に青色光を拡散させる拡散材が添加されていてもよい。

入射光学系２５は、光源装置２９から照射され拡散板２４を介して入射した光を集光し光変調装置３１の反射制御面を照射する。入射光学系２５は、一又は複数のレンズなどからなる。

光変調装置３１は、光源装置２９から出射された光を変調して高階調部、低階調部およびゼロ階調部を含む多階調の光とする装置である。本実施形態において、光変調装置３１は、反射型デジタル光偏向装置（ＤＭＤ、Digital Mirror Device）からなる。反射型デジタル光偏向装置からなる光変調装置３１は、傾倒可能な複数のミラー素子を配列して構成された反射制御面を有する。

光変調装置３１の複数のミラー素子は、それぞれ制御ユニット１３からの信号により傾倒角度を反射側（ＯＮ状態）又は遮光側（ＯＦＦ状態）に駆動する。光変調装置３１は、反射側に傾倒されＯＮ状態とした複数のミラー素子の反射光により、任意形状の反射パターンＬ２を生成する。反射パターンＬ２は、投影光学系４２を介し配光パターンＬＰとして車両５の前方に照射される。
また、車両用灯具１には、遮光側（ＯＦＦ状態）に傾倒した各ミラー素子からの光を遮光するための受光部材３２が設けられている。遮光側に傾倒しＯＦＦ状態とされたミラー素子で反射された光は受光部材３２で吸収され、投影光学系４２に入射しない。

光変調装置３１は、ミラー素子の傾斜によるＯＮ状態とＯＦＦ状態とを高速に駆動し、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のデューティ比を調整することで多階調の反射パターンＬ２を形成する。反射パターンＬ２内には、高階調部と低階調部とゼロ階調部とが含まれる。高階調部は、ミラー素子に入射した光を全て投影光学系４２に入射させる部分である。低階調部は、ＯＮ状態およびＯＦＦ状態の高速駆動によりミラー素子に入射した光の一部を投影光学系４２に入射させる部分である。ゼロ階調部は、ミラー素子に入射した光を全て遮光する部分である。

なお、本実施形態においては、光変調装置３１として反射型デジタル光偏向装置を用いる場合について説明した。しかしながら、光変調装置３１は、入射した光を変調して高階調部、低階調部およびゼロ階調部を含む多階調の光とする装置であれば他の構成であってもよい。一例として光変調装置として、透過型又は反射型の液晶素子を用いてもよい。

投影光学系４２は、光変調装置３１において生成された反射パターンＬ２を配光パターンＬＰとして車両前方に照射し路面に投影する。本実施形態において投影光学系４２は、光軸方向に配列された複数のレンズからなる。しかしながら、投影光学系４２は、単一のレンズから構成されていてもよく、また反射ミラーなどを含んでいてもよい。

車速検知部１６は、車両の速度を検知する。車速検知部１６は、車両から直接的に車速情報を取得する構成とすることができる。車速検知部１６が取得した車速の情報は、電気信号として制御ユニット１３の制御部５１に伝達される。

走行予定路情報入手部１７は、例えばナビゲーションシステムから車両５が走行することを予定する道路の情報を入手する。走行予定路情報入手部１７は、ナビゲーションシステムそのものであってもよい。走行予定路情報入手部１７が取得した走行予定路の情報は、電気信号として制御ユニット１３の制御部５１に伝達される。

制御ユニット１３は、メモリ５３と、制御部５１と、駆動部５４と、発光量制御部５２と、を有する。メモリ５３には、各種の画像の制御情報などが予め設定される。制御部５１は、メモリ５３および車速検知部１６からの電気信号に基づいて制御信号を生成する。駆動部５４は、制御部５１から発信された制御信号に基づいて光変調装置３１を駆動する。発光量制御部５２は、複数の発光素子２１の発光量を個別に変更する。

制御ユニット１３は、光源装置２９および光変調装置３１を制御する。より具体的には、制御ユニット１３は、まず、車速検知部１６において取得された車両５の速度の情報を基に描画パターンＤの形状および移動速度などを決定する。さらに、制御ユニット１３は、駆動部５４を介し光変調装置３１のミラー素子の傾倒態様を制御する処理を実行することにより配光パターンＬＰおよび描画パターンＤを生成する。さらに、制御ユニット１３は、決定された描画パターンＤの形状および移動速度などに基づき発光量制御部５２により複数の発光素子２１の発光量を調整する。

次に、図３Ａ〜図３Ｄを参照して、車両用灯具１によって形成される配光パターンＬＰについて説明する。図３Ａ〜図３Ｄでは、車両５の近傍から遠方に向かって配光パターンＬＰ内で描画パターンＤが移動する場合について説明する。

図３Ａ〜図３Ｄに示すように、車両用灯具１は、車両５に搭載されて、車両５の前方の路面５７に配光パターンＬＰを照射する。また、車両用灯具１は、配光パターンＬＰに描画パターンＤを表示する。本実施形態の描画パターンＤは、車両５の前後方向に並び車両５が走行する走行レーンの中心を頂点とする一対の二等辺三角形として描画される。なお、図３Ａ〜図３Ｄを含む以降の図には、車両５の走行レーンを明示的に示す実線を描画する。この実線は、分かり易さのために描画されたものであり、車両用灯具１からの配光パターンＬＰそのものを示すものではない。

光変調装置３１は、ゼロ階調部により配光パターンＬＰの外形を形成する。配光パターンＬＰは、対向車の運転者に眩しさを感じさせないように、左右非対称な形状とされる。光変調装置３１は、ゼロ階調部によって配光パターンＬＰを左右非対称とすることができる。このような配光パターンＬＰは、配光パターンＬＰにおいて暗部としたい部分（左右非対称としたい部分）を、光変調装置３１によってゼロ階調部とすることで実現できる。また、光変調装置３１は、制御ユニット１３に接続された撮像装置１５によって取得された前方情報を基に配光パターンＬＰを制御するアダプティブフロントライティングシステムを実行してもよい。

配光パターンＬＰは、光源装置２９の９つの発光素子２１に対応する９つの配光領域５０に区画できる。９つの配光領域５０は、車両５に対して左右方向および前後方向に３行３列で並ぶ。９つの配光領域５０のうち、左右方向中央に位置し前後方向に並ぶ３つの配光領域５０は、車両５の走行レーンを覆う。

図３Ａに示す状態において、発光量制御部５２は、光源装置２９の９つの発光素子２１のうち最下列中央の第１の発光素子２１Ａのみを高照度で発光させ、他の８つの発光素子２１を低照度で発光させる。一例として、発光量制御部５２は、第１の発光素子２１Ａの発光量を１００％とし、他の８つの発光素子２１の発光量を８０％とする。これにより、光源装置２９は、第１の発光素子２１Ａに対応する高照度領域ＨＡと、他の８つの発光素子２１に対応する低照度領域ＬＡを含む光を照射する。配光パターンＬＰ中には、第１の発光素子２１Ａに対応する１つの配光領域５０が高照度領域ＨＡとなり、他の８つの領域が低照度領域ＬＡとなる。なお、低照度領域ＬＡは、ロービームとして必要な照度を十分に満たす。

光変調装置３１は、第１の発光素子２１Ａから照射される高照度領域ＨＡに描画パターンＤを形成する。描画パターンＤは、低階調部に囲まれた高階調部として形成される。すなわち、光変調装置３１は、高照度領域ＨＡにおいて、高階調部として描画パターンＤを描画し、描画パターンＤ以外の領域を低階調部とする。したがって、路面５７において描画パターンＤは、その周囲を囲む部分と比較して明るくなっている。

光変調装置３１は、第１の素子２１Ａを除く８つの発光素子２１Ａから照射される低照度領域ＬＡを高階調とする。これにより、低照度領域ＬＡの光は、光変調装置３１においてロスすることなく投影光学系４２に入射する。また、光変調装置３１は、高照度領域ＨＡの低階調部の照度を、低照度領域ＬＡの照度と略同照度とする。本実施形態において、低照度領域の照度は、高照度領域の照度に対して８０％とされている。したがって、高照度領域ＨＡの低階調部は、高階調部と比較して８０％の光量を投影光学系４２に入射させる。より具体的には、光変調装置３１は、低階調部において、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のデューティ比を８：２とする。これにより、配光パターンＬＰにおいて、高照度領域ＨＡの低階調部と低照度領域ＬＡの高階調部とが、路面５７において略同照度となる。

図３Ｂは、図３Ａに示す配光パターンＬＰに次いで表示される配光パターンＬＰを示す図である。図３Ｂに示す状態において、光源装置２９は、９つの発光素子２１のうち左右方向中央列の最下部および中央に位置する第１の発光素子２１Ａおよび第２の発光素子２１Ｂを高照度で発光させ、他の７つの発光素子２１を低照度で発光させる。これにより、光源装置２９は、第１の発光素子２１Ａおよび第２の発光素子２１Ｂに対応する高照度領域ＨＡと、他の７つの発光素子２１に対応する低照度領域ＬＡを含む光を照射する。配光パターンＬＰ中には、第１の発光素子２１Ａおよび第２の発光素子２１Ｂに対応する２つの配光領域５０が高照度領域ＨＡとなり、他の７つの領域が低照度領域ＬＡとなる。

図３Ｂに示す状態において、描画パターンＤは、２つの配光領域５０に跨って形成される。２つ発光素子（第１の発光素子２１Ａおよび第２の発光素子２１Ｂ）の発光量を高めて高照度領域ＨＡを拡大し、拡大した高照度領域ＨＡに描画パターンＤを形成する。
図３Ｂに示す状態においても、図３Ａと同様に、光変調装置３１は、高照度領域ＨＡにおいて、高階調部として描画パターンＤを描画し、描画パターンＤ以外の領域を低階調部とする。また、光変調装置３１は、低照度領域ＬＡを高階調とし、光変調装置３１は、高照度領域ＨＡの低階調部の照度を、低照度領域ＬＡの照度と略同照度とする。これにより、配光パターンＬＰにおいて、高照度領域ＨＡの低階調部と低照度領域ＬＡの高階調部とが、路面５７において略同照度となる。

図３Ｃは、図３Ｂに示す配光パターンＬＰに次いで表示される配光パターンＬＰを示す図である。図３Ｃに示す状態において、光源装置２９は、９つの発光素子２１のうち左右方向および上下方向の中央に位置する第２の発光素子２１Ｂのみを高照度で発光させ、他の８つの発光素子２１を低照度で発光させる。これにより、光源装置２９は、第２の発光素子２１Ｂに対応する高照度領域ＨＡと、他の８つの発光素子２１に対応する低照度領域ＬＡを含む光を照射する。配光パターンＬＰ中には、第２の発光素子２１Ｂに対応する１つの配光領域５０が高照度領域ＨＡとなり、他の８つの領域が低照度領域ＬＡとなる。

図３Ｃに示す状態において、描画パターンＤは、３行３列に並ぶ９つの配光領域のうち中央に位置し高照度領域ＨＡとされた配光領域５０に形成される。図３Ｃに示す状態においても、図３Ａおよび図３Ｂと同様に、光変調装置３１は、高照度領域ＨＡにおいて、高階調部として描画パターンＤを描画し、描画パターンＤ以外の領域を低階調部とする。また、光変調装置３１は、低照度領域ＬＡを高階調とし、光変調装置３１は、高照度領域ＨＡの低階調部の照度を、低照度領域ＬＡの照度と略同照度とする。これにより、配光パターンＬＰにおいて、高照度領域ＨＡの低階調部と低照度領域ＬＡの高階調部とが、路面５７において略同照度となる。

図３Ｄは、図３Ｃに示す配光パターンＬＰに次いで表示される配光パターンＬＰを示す図である。図３Ｄに示す状態において、光源装置２９は、９つの発光素子２１のうち左右方向中央列の最上部および中央に位置する第２の発光素子２１Ｂおよび第３の発光素子２１Ｃを高照度で発光させ、他の７つの発光素子２１を低照度で発光させる。これにより、光源装置２９は、第２の発光素子２１Ｂおよび第３の発光素子２１Ｃに対応する高照度領域ＨＡと、他の７つの発光素子２１に対応する低照度領域ＬＡを含む光を照射する。配光パターンＬＰ中には、第２の発光素子２１Ｂおよび第３の発光素子２１Ｃに対応する２つの配光領域５０が高照度領域ＨＡとなり、他の７つの領域が低照度領域ＬＡとなる。

図３Ｄに示す状態において、描画パターンＤは、２つの配光領域５０に跨って形成される。２つ発光素子（第２の発光素子２１Ｂおよび第３の発光素子２１Ｃ）の発光量を高めて高照度領域ＨＡを拡大し、拡大した高照度領域ＨＡに描画パターンＤを形成する。
図３Ｄに示す状態においても、図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃと同様に、光変調装置３１は、高照度領域ＨＡにおいて、高階調部として描画パターンＤを描画し、描画パターンＤ以外の領域を低階調部とする。また、光変調装置３１は、低照度領域ＬＡを高階調とし、光変調装置３１は、高照度領域ＨＡの低階調部の照度を、低照度領域ＬＡの照度と略同照度とする。これにより、配光パターンＬＰにおいて、高照度領域ＨＡの低階調部と低照度領域ＬＡの高階調部とが、路面５７において略同照度となる。

本実施形態によれば、光変調装置３１が、配光パターンＬＰ内に低階調部に囲まれた高階調部として描画パターンＤを形成する。これにより、配光パターンＬＰ内において照度が高い描画パターンを形成できる。したがって、配光パターンＬＰ内において、描画パターンＤが他の部分と比較して暗くなることがなく、路面５７に情報を描画するとともに安全性能を高めた車両用灯具を提供できる。

また、本実施形態によれば、１つの光源装置２９および１つの投影光学系４２によって、配光パターンＬＰ内に他の部分と比較して明るい描画パターンＤを形成できる。
このような配光パターンは、前方に配光を形成する従来の灯具と、描画パターンのみを照射する灯具と、をそれぞれ設けることで実現できるが、複数の光源装置と複数の投影光学系を必要とするため大型化するという問題が生じる。これに対し、本実施形態によれば複数の光源装置および複数の投影光学系を必要としないため、コンパクトな車両用灯具を提供できる。

本実施形態によれば、光変調装置３１が、ゼロ階調部によって配光パターンＬＰの外形を変更する。これにより、配光パターンＬＰの外形を変更して車両用灯具１に、アダプティブフロントライティングシステム（ＡＦＳ、Adaptive Front-Lighting System）の機能を持たせることができる。

本実施形態によれば、光変調装置３１は、高照度領域ＨＡに低階調部に囲まれた高階調部の描画パターンＤを形成するとともに低照度領域ＬＡを高階調部とする。さらに、配光パターンＬＰにおいて、高照度領域ＨＡの低階調部と低照度領域ＬＡの高階調部とは、路面５７において略同照度である。このため、描画パターンＤ以外の部分のうち大部分を光源装置２９によって低照度領域ＬＡとしているため、光変調装置３１により光の一部を遮る部分は、高照度領域ＨＡにおいて描画パターンＤを除く部分のみとなる。このため、光の利用効率を高めつつ、描画パターンＤを描画パターンＤ以外の部分と比較して明るくする配光パターンＬＰを実現できる。

本実施形態において、光変調装置３１は、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄの順に描画パターンＤを変化させることで、車両近傍から遠方に向かって描画パターンＤを移動させる。また、描画パターンＤの移動に伴い、発光量制御部５２が、複数の発光素子２１の発光量を制御し高照度領域ＨＡを移動および拡大させて高照度領域ＨＡにより前記描画パターンを包含させる。このため、描画パターンＤを移動させる場合においても、光の利用効率を高めつつ、描画パターンＤを描画パターンＤ以外の部分と比較して明るくする配光パターンＬＰを実現できる。

本実施形態において、制御ユニット１３は、車速検知部１６の検知結果に基づき光変調装置３１に指令して描画パターンＤの形状を制御してもよい。したがって、車両５の速度をイメージ化して路面５７に表示させ、運転者に自身の速度を意識させながら運転者に運転させることができる。例えば、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄの順に描画パターンＤを切り替える速度を、車速検知部１６の検知結果に応じて変化させることができる。すなわち、制御ユニット１３が、配光パターンＬＰ内における描画パターンＤの位置を車両５の進行方向に沿って移動させ、描画パターンＤの移動速度を前記車両の速度に応じて変更する。

より具体的には、例えば車両５の速度が法定速度内で法定速度に近い速度である場合、描画パターンＤを車両５の近傍から遠方に向かって高速に移動させる。これにより、運転者に実際より車両５の速度がより高速であるように認識させることができ、運転者に運転の爽快感を感じさせることができる。

さらに、本実施形態において、制御ユニット１３は、車速検知部１６の検知結果、並びに走行予定路情報入手部１７からの走行予定路の情報に基づき、車両５の速度の変更を促す描画パターンＤを表示させてもよい。例えば、車両５が高速道路から一般道路に下りる場合に、走行予定路情報入手部１７は、車両５が高速道路と一般道路とを繋ぐ接続道路に侵入したという情報をナビゲーションシステムから入手する。制御ユニット１３は、接続道路の制限速度と車速検知部１６で取得した実際の車両５の速度とを比較して、実際の車両５の速度が制限速度が超えていると判断した場合に、光変調装置３１に指令して、運転者に減速を促す描画パターンＤを路面５７に表示させる。例えば、車両５の近傍から遠方に向かう様に移動させていた描画パターンＤの移動速度を低速にすることで運転者に減速を促すことができる。あるいは、車両５の遠方から近傍に向かう様に移動させていた描画パターンＤの移動速度を高速にすることで運転者に減速を促してもよい。この場合、運転者にアクセルを緩めることやブレーキングを促すことができる。

走行予定路情報入手部１７は、撮像装置１５が撮像した画像情報から走行予定路の情報を入手してもよい。すなわち、走行予定路情報入手部１７が入手する情報は、車両５の前方の画像情報であってもよい。この場合、例えば、先行車との車間距離が近すぎる場合に、制御ユニット１３が光変調装置３１に指令して運転者に減速を促す描画パターンＤを表示させる。

なお、制御ユニット１３が、走行予定路情報入手部１７の入手した情報に基づいて減速を促す描画パターンＤを表示させる場合について説明した。しかしながら、制御ユニット１３は、車両５の加速を促す描画パターンＤを促す描画パターンＤを形成することもできる。すなわち、制御ユニット１３は、光変調装置３１に指令して車両５の速度の変更を促す描画パターンＤを表示させる。

（変形例１〜４）
図４Ａ〜図４Ｄは、それぞれ変形例１〜４の配光パターンＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４を示す図である。変形例１〜４の配光パターンＬＰ１〜ＬＰ４には、それぞれ異なる形状の描画パターンＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を含む。上述の実施形態の一対の二等辺三角形の描画パターンＤに代えて、変形例１〜４の描画パターンＤ１〜Ｄ４を採用する場合であっても、同様の効果を奏することができる。なお、描画パターンの形状は、これらの形状に限定されることなく、如何なる形状であってもよい。

（変形例５）
図５は、変形例５の配光パターンＬＰ５を示す図である。変形例５の配光パターンＬＰ５は、描画パターンＤ５を含む。描画パターンＤ５は、車両５の近傍側から遠方側に向かって照度が徐々に高くなる。

本変形例において、光変調装置３１は、高階調部の中に複数の階調を有する。すなわち、光変調装置３１は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のデューティ比を多段階に調整して、高階調部として投影光学系４２に光を入射させる光の中に照度の分布を形成する。なお、高階調部の中の多段階の階調は、全て低階調部の階調より高い。

本変形例によれば、光変調装置３１は、高階調部の中に複数の階調を有し、配光パターンＬＰ５内において描画パターンＤ５の照度に分布を形成する。したがって、描画パターンＤ５としてより多様な表現が可能となる。例えば、描画パターンＤ５内で強調したい部分を最も高階調とするなどの多様な表現が可能となる。

また、一般的に、車両５から遠方の路面５７に照射される光は、運転者にとって明るく見えにくい。したがって、車両５の近傍側から遠方側に向かって照度が徐々に高くすることで、遠方の路面５７に表示された描画パターンＤ５を運転者に明るく見せることができる。

（変形例６）
図６は、変形例６の配光パターンＬＰ６を示す図である。変形例６の配光パターンＬＰ６は、描画パターンＤ６を含む。配光パターンＬＰ６において描画パターンＤ６の周囲には、暗部ＤＤが形成されている。

本変形例において、光変調装置３１は、高階調部で形成された描画パターンＤ６の周りをゼロ階調部により縁取りする。すなわち、光変調装置３１は、高階調部と、その周りを縁取りするゼロ階調部と、さらにその周りを取り囲む低階調部と、を形成する。

本変形例によれば、高階調部に由来する描画パターンＤ６とその周囲の低階調部に由来する領域とを、ゼロ階調部に由来する暗部により明瞭に区画することができる。これにより、運転者に描画パターンＤ６を認識させやすくすることができる。また、ゼロ階調に由来する暗部は、描画パターンＤ６の縁取りとして形成されるため小面積となり、路面の視認性に影響を与え難い。すなわち、本変形例によれば、安全性能を確保しつつ描画パターンＤ６をより明瞭に認識させることができる。

以上に、本発明の実施形態およびその変形例を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されない。

１…車両用灯具、５…車両、１３…制御ユニット、１６…車速検知部、１７…走行予定路情報入手部、２０…光源ユニット、２１…発光素子、２９…光源装置、３１…光変調装置、４２…投影光学系（投影部）、５１…制御部、５２…発光量制御部、５７…路面、Ｄ，Ｄ１，Ｄ５，Ｄ６…描画パターン、ＬＰ，ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３，ＬＰ４，ＬＰ５，ＬＰ６…配光パターン、ＨＡ…高照度領域、ＬＡ…低照度領域

Claims (9)

1. 車両から路面に向けて光を照射する車両用灯具であって、
   光源装置と、
   前記光源装置から出射された光を変調して高階調部、低階調部およびゼロ階調部を含む多階調の光とする光変調装置と、
   前記光変調装置から出射された光を配光パターンとして前記路面に投影する投影部と、
   前記光源装置および前記光変調装置を制御する制御ユニットと、を備え、
   前記光変調装置は、前記配光パターン内に低階調部に囲まれた高階調部として描画パターンを形成する、
   車両用灯具。
2. 前記光変調装置は、ゼロ階調部により前記配光パターンの外形を形成する、
   請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記光源装置は、高照度領域および低照度領域を含む光を照射し、
   前記光変調装置は、前記高照度領域に低階調部に囲まれた高階調部の描画パターンを形成するとともに前記低照度領域を高階調部とし、
   前記配光パターンにおいて、前記高照度領域の低階調部と前記低照度領域の高階調部とは、前記路面において略同照度である、
   請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. 前記光源装置は、複数の発光素子がマトリクス状に配列された光源ユニットを有し、
   前記制御ユニットは、複数の前記発光素子の発光量を個別に変更する発光量制御部を有し、
   前記光変調装置は、前記描画パターンを移動させ、
   前記発光量制御部は、複数の前記発光素子の発光量を制御し前記高照度領域を移動および拡大させて前記高照度領域により前記描画パターンを包含させる、
   請求項３に記載の車両用灯具。
5. 前記車両の速度を検知する車速検知部を備え、
   前記制御ユニットは、前記車速検知部の検知結果に基づき前記光変調装置に指令して前記描画パターンの形状を制御する、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用灯具。
6. 前記制御ユニットは、前記配光パターン内における前記描画パターンの位置を前記車両の進行方向に沿って移動させ、前記描画パターンの移動速度を前記車両の速度に応じて変更する、
   請求項５に記載の車両用灯具。
7. 前記車両の走行予定路の情報を外部から入手する走行予定路情報入手部を備え、
   前記制御ユニットは、前記車速検知部の検知結果、並びに前記走行予定路情報入手部が入手した情報に基づき前記光変調装置に指令して前記車両の速度の変更を促す前記描画パターンを表示させる、
   請求項５又は６に記載の車両用灯具。
8. 前記光変調装置は、高階調部の中に複数の階調を有し、前記配光パターン内において前記描画パターンの照度に分布を形成する、
   請求項１〜７の何れか一項に記載の車両用灯具。
9. 前記光変調装置は、前記高階調部で形成された前記描画パターンの周りをゼロ階調部により縁取りする、
   請求項１〜８の何れか一項に記載の車両用灯具。

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