JP2019083128A - 車両用灯具、制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二次元的に走査される光によって路面上に配光パターン及び描画パターンを投影できる、車両用灯具、制御装置及び制御方法を提供する。【解決手段】車両灯具は、波長変換部材と、波長変換部材上に射出した光を二次元的に走査することで所定の配光パターンを形成する配光パターン形成部と、波長変換部材上に射出した光を二次元的に走査することで所定の情報を示す描画パターンを形成する描画パターン形成部と、配光パターン及び描画パターンを路面に投影する投影光学系と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具、制御装置及び制御方法に関するものである。

従来、二次元的に走査される光によって路面に配光パターンを投影する車両用灯具が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１６−２１９２０６号公報

ところで、車両用灯具において、例えば、運転時の安全性を向上させるため、路面に所定の情報を示す画像（描画パターン）を投影することも考えられる。しかしながら、上記特許文献１に示す車両用灯具では、路面上に配光パターンとともに描画パターンを合わせて投影する技術は想定されておらず、新たな技術の提供が望まれていた。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、二次元的に走査される光によって路面上に配光パターン及び描画パターンを投影できる、車両用灯具、制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第一態様に従えば、被投影部材と、前記被投影部材上に射出した光を二次元的に走査することで所定の配光パターンを形成する配光パターン形成部と、前記被投影部材上に射出した光を二次元的に走査することで所定の情報を示す描画パターンを形成する描画パターン形成部と、前記配光パターン及び前記描画パターンを路面に投影する投影光学系と、を備える車両用灯具が提供される。

本態様の車両用灯具によれば、二次元的に走査される光によって所定の配光パターンとともに描画パターンを路面に同時に投影することができる。これにより、運転者は、所定の配光パターン（例えば、ハイビーム用配光パターン）によって路面状況を良好に認識するとともに、描画パターンに基づく情報に基づいてより快適かつ安全に車両を運転することが可能となる。

また、上記車両用灯具において、前記配光パターン形成部は、第１光源部と、前記第１光源部から射出した光を前記被投影部材上で走査する第１偏向部と、を含み、前記描画パターン形成部は、第２光源部と、前記第２光源部から射出した光を前記被投影部材上で走査する第２偏向部と、を含んでおり、前記第２光源部から射出された光が前記被投影部材を照明する照明領域の大きさは、前記第１光源部から射出された光が前記被投影部材を照明する照明領域の大きさよりも小さいのが望ましい。

また、被投影部材上に集光された第２光源部から出射された光のスポット径は、被投影部材上に集光された第１光源部から出射された光のスポット径よりも小さくしている。よって、被投影部材に描画された描画パターンに対応する二次元像を構成する第２光源部から出射された光のスポット径は、配光パターンに対応する二次元像を構成する第１光源部から出射された光のスポット径よりも小さくなる。描画パターンは配光パターンよりも高解像、すなわち、高い分解能を有したものとなる。
したがって、描画パターンは、配光パターンに比べて高い解像度を有するので、所定の情報に応じた種々の画像を路面上に形成することができる。

また、上記車両用灯具において、複数の前記配光パターン形成部を備えるのが望ましい。

この構成によれば、複数の配光パターンを重ね合わせることで所定の照度分布を有した配光パターン（例えば、ハイビーム用配光パターン）を形成することができる。

また、上記車両用灯具において、前記配光パターン形成部及び前記描画パターン形成部は、車両前方に位置する仮想スクリーン上に前記配光パターン及び前記描画パターンをそれぞれ形成し、前記描画パターン形成部は、前記仮想スクリーン上において、前記配光パターンの照度分布のピーク値の半分以下となる領域に前記描画パターンを形成するのが望ましい。

この構成によれば、配光パターン及び描画パターンが重なる場合であっても、配光パターン及び描画パターンの照度差が確保される。よって、描画パターンは配光パターン上に重なった場合でも、十分な明るさを有することで視認性に優れたものとなる。

また、上記車両用灯具において、前記投影光学系の光軸方向から平面視した状態において、前記描画パターン形成部は、前記投影光学系に対して鉛直上下方向の上側に配置されているのが望ましい。

この構成によれば、描画パターン形成部が投影光学系に対して鉛直上下方向の上側に位置することで、仮想スクリーン上において水平軸の下方に描画パターンを形成し易くすることができる。

また、上記車両用灯具において、前記被投影部材は波長変換部材であるのが望ましい。

この構成によれば、波長変換部材で波長変換した光を用いて配光パターン及び描画パターンを形成できる。

また、上記車両用灯具において、前記配光パターン形成部が前記被投影部材に走査する光のスポットより前記描画パターン形成部が前記被投影部材に走査する光のスポットが小さいのが望ましい。

この構成によれば、配光パターンよりも高解像、すなわち、高い分解能を有した描画パターンを形成できる。

また、上記車両用灯具において、前記描画パターン形成部は、前記配光パターン形成部よりも前記被投影部材までの光路長が短くなるよう配置されるのが望ましい。

この構成によれば、配光パターンよりも高解像、すなわち、高い分解能を有した描画パターンを形成する構成を実現できる。

本発明の第二態様に従えば、被投影部材と、前記被投影部材に上に射出した光を二次元的に走査することでパターンを形成する複数のパターン形成部と、前記被投影部材に形成されたパターンを投影する投影光学系と、を備える車両用灯具を制御する制御装置であって、前記複数のパターン形成部の少なくとも一つはハイビーム配光を形成するように制御し、他の少なくても一つを所定の図面もしくは文字を描画するよう制御する制御装置が提供される。

本態様の制御装置によれば、二次元的に走査される光によってハイビーム配光とともに、所定の図面もしくは文字を描画する描画パターンを同時に投影させるように車両用灯具を制御することができる。

本発明の第三態様に従えば、被投影部材と、前記投影部材に上に射出した光を二次元的に走査することでパターンを形成する複数のパターン形成部と、前記被投影部材に形成されたパターンを投影する投影光学系と、を備える車両用灯具を制御する制御方法であって、前記複数のパターン形成部の少なくとも一つはハイビーム配光を形成するように制御し、他の少なくても一つを所定の図面もしくは文字を描画するよう制御する制御方法が提供される。

本態様の制御方法によれば、二次元的に走査される光によってハイビーム配光とともに、所定の図面もしくは文字を描画する描画パターンを同時に投影させるように車両用灯具を制御できる。

本発明によれば、二次元的に走査される光によって路面上に配光パターン及び描画パターンを投影できる、車両用灯具、制御装置及び制御方法を提供できる。

実施形態の車両用灯具の概略構成を示す斜視図である。 車両用灯具の概略構成を示す平面図である。 仮想スクリーン上に形成されるハイビーム用配光パターン及び描画パターンを示す図である。

以下、本発明の一実施形態である車両用灯具、制御装置及び制御方法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。

本実施形態の車両用灯具１は、車両から路面に向けて光を照射する装置である。図１は本実施形態の車両用灯具１の概略構成を示す斜視図である。以下、図面においてＸＹＺ座標系を用いる場合もある。Ｘ方向は車両の左右方向に相当し、Ｙ方向はＸ方向に直交し、車両の鉛直上下方向に相当し、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に直交し、車両の前後方向に相当する。

本実施形態の車両用灯具１は、図１に示すように、波長変換部材（被投影部材）２と、第１配光パターン形成部３と、第２配光パターン形成部４と、第３配光パターン形成部５と、描画パターン形成部６と、投影光学系７と、制御部（制御装置）９とを備えている。車両用灯具１の照明光軸ＡＸはＺ方向に一致している。投影光学系７の光軸は照明光軸ＡＸに一致している。

波長変換部材２は、後述するように第１配光パターン形成部３、第２配光パターン形成部４、第３配光パターン形成部５及び描画パターン形成部６各々から出射される各レーザー光を励起光（青色光）として受けて当該レーザー光の一部を異なる波長の蛍光（黄色光）に変換する部材である。波長変換部材２は照明光軸ＡＸ上に配置されている。

本実施形態において、波長変換部材２は、例えば、蛍光体からなる。蛍光体は、入射した励起光（青色光）の一部を蛍光体粒子によって蛍光（黄色光）に波長変換するとともに、残りの励起光を拡散させながら透過させる。すなわち、波長変換部材２からは、白色の光が出射される。

本実施形態において、第１配光パターン形成部３、第２配光パターン形成部４及び第３配光パターン形成部５（以下、これらを総称して、複数の配光パターン形成部３〜５と称す場合もある）は、車両用灯具１に正対する仮想スクリーン上に、所定の配光パターン（例えば、ハイビーム用配光パターン）を形成する。ここで、仮想スクリーンとは、車両前面から約２５ｍ前方に仮想的に配置される。

本実施形態において、複数の配光パターン形成部３〜５、および描画パターン形成部６はそれぞれ制御部９によって制御されている。制御部９は複数の配光パターン形成部３〜５及び描画パターン形成部６の点灯制御を行っている。

制御部９は複数の配光パターン形成部３〜５の光源を中心が明るく周囲ほど暗くなるハイビーム用配光パターンを形成するよう制御する。
また、制御部９は不図示の検知部により遮光対象(対向車、歩行者、など)の情報をもらうことで、複数の配光パターン形成部３〜５の光源に対しハイビーム用配光パターンから遮光対象位置の遮光をする制御を行う。
また、制御部９は車両の曲がる運転情報をもらうことで複数の配光パターン形成部３〜５の光源に対し曲がる方向に対し明るくする制御を行う。
また、制御部９は描画パターン形成部６の光源を、所定の図形（矢印、横棒、等）や文字を形成するよう制御する。

制御部９の各光源への制御は後述の光偏向部２１ａ〜２１cや、光偏向部１４と同期し、走査が行われている位置に応じて光源の輝度の増減、ないし点灯・不点灯の切り替えにて行われる。

図２は、車両用灯具１の概略構成を示す平面図である。図２は車両用灯具１を照明光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）から視た図である。図２に示すように、複数の配光パターン形成部３〜５は照明光軸ＡＸの周囲に配置されており、それぞれ照明光軸ＡＸから等しい距離に配置されている。照明光軸ＡＸ方向から見て、複数の配光パターン形成部３〜５は、照明光軸ＡＸの回りに９０度おきに位置を違えて配置されている。

投影光学系７の光軸方向（照明光軸ＡＸ）から平面視した状態において、描画パターン形成部６は、投影光学系７に対して鉛直上下方向の上側（＋Ｙ側）に配置されている。
また、第１配光パターン形成部３は、投影光学系７に対して車両左右方向の右側（＋Ｘ方向）に配置され、第２配光パターン形成部４は投影光学系７に対して車両左右方向の左側（−Ｘ方向）に配置され、第３配光パターン形成部５は、投影光学系７に対して鉛直上下方向の下側（−Ｙ側）に配置されている。

本実施形態において、複数の配光パターン形成部３〜５は、各々が形成したパターンを重ね合わせることで後述するようにハイビーム用途に適したハイビーム用配光パターンを形成する。また、描画パターン形成部６は、仮想スクリーン上に、所定の情報（例えば、車両の進行方向を促す矢印の画像等）を示す描画パターンを形成する。

このように本実施形態の車両用灯具１は、二次元的に走査される光によってハイビーム用配光パターンとともに描画パターンを路面に同時に投影することができる。これにより、運転者は、ハイビーム用配光パターンによって路面状況を良好に認識するとともに、描画パターンに基づく情報に基づいてより快適かつ安全に車両を運転することが可能となる。

図３は複数の配光パターン形成部３〜５が形成するハイビーム用配光パターンＨＰを示す図である。図３に示す仮想スクリーンＳＣにおいて、横軸Ｈは車両の水平方向に対応し、縦軸Ｖは車両の垂直方向（鉛直上下方向）に対応する。すなわち、仮想スクリーンＳＣにおける横軸Ｈは図１、２のＸ方向に対応し、仮想スクリーンＳＣにおける縦軸Ｖは図１、２のＹ方向に対応する。

図３に示すように、ハイビーム用配光パターンＨＰは、仮想スクリーンＳＣ上において、水平面よりも若干上向きに形成される。また、ハイビーム用配光パターンＨＰは、第１配光パターンＰ１、第２配光パターンＰ２及び第３配光パターンＰ３が互いに重なり合うことで形成される。第１配光パターンＰ１は第１配光パターン形成部３により形成され、第２配光パターンＰ２は第２配光パターン形成部４により形成され、第３配光パターンＰ３は第３配光パターン形成部５により形成される。

制御部９は後述の光偏向部２１ａ〜２１cを制御することによって、ハイビーム用配光パターンＨＰを形成する第１〜３配光パターンＰ１〜Ｐ３の範囲を制御する。光偏向部２１ａ〜２１cの波長変換部材２に対する走査範囲は、第１〜３配光パターンＰ１〜Ｐ３の各々が仮想スクリーンＳＣ上において照射範囲の１／２を超えた(好ましくは２／３以上の)範囲が水平面より上になるよう制御部９により制御される。

第１配光パターンＰ１は、ハイビーム用配光パターンＨＰ内において上下方向の中心付近に位置する。また、第２配光パターンＰ２はハイビーム用配光パターンＨＰ内において第１配光パターンＰ１の周囲に位置する。また、第３配光パターンＰ３はハイビーム用配光パターンＨＰ内において第２配光パターンＰ２の周囲に位置する。

ハイビーム用配光パターンＨＰは、中心領域Ｃ１、周辺領域Ｃ２及び周辺領域Ｃ３を含む。ハイビーム用配光パターンＨＰの中心部に位置する中心領域Ｃ１は、第１配光パターンＰ１、第２配光パターンＰ２及び第３配光パターンＰ３が重なって形成されるので、照度が最も高くなる。

また、中心領域Ｃ１の周囲に位置する周辺領域Ｃ２は、第１配光パターンＰ１及び第２配光パターンＰ２が重なって形成されるので、中心領域Ｃ１よりも照度が低くなる。また、周辺領域Ｃ２の周囲に位置する周辺領域Ｃ３は、第３配光パターンＰ３のみで形成されるので、周辺領域Ｃ２よりも照度がより低くなる。
すなわち、ハイビーム用配光パターンＨＰは、中心部から周囲部に向かうにつれて照度を低下させる照度分布を有している。

図１に戻って、第１配光パターン形成部３は、励起光源部（第１光源部）２０と、光偏向部（第１偏向部）２１ａと、ミラー２２ａと、を含む。励起光源部２０は、励起光源２０ａと、集光レンズ２０ｂとを有する。

励起光源２０ａは、例えば、励起光Ｒ１として青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザー光を放出するレーザーダイオード等の半導体発光素子である。また、励起光源２０ａは、ＬＥＤであってもよい。励起光源２０ａから出射された励起光Ｒ１は、集光レンズ２０ｂにより集光された状態で光偏向部２１ａに入射する。

光偏向部２１ａは、励起光源部２０から出射された励起光Ｒ１を偏向することで波長変換部材２上において二次元的（水平方向及び垂直方向）に走査する。ここで、波長変換部材２上における励起光Ｒ１の走査方向は、仮想スクリーンＳＣ上における水平方向（横軸Ｈ）及び垂直方向（縦軸Ｖ）に対応している。
本実施形態において、光偏向部２１ａで偏向された励起光Ｒ１はミラー２２ａを介して波長変換部材２上に集光した状態で入射する。

光偏向部２１ａは、例えば、ＭＥＭＳスキャナである。光偏向部２１ａの駆動方式には、例えば、圧電方式、静電方式、電磁方式があるが、いずれの方式を採用してもよい。本実施形態では、光偏向部２１ａとして圧電方式の光偏向器を用いた。
なお、圧電方式には、例えば、１軸非共振タイプ、１軸共振タイプ、２軸非共振タイプ、２軸共振タイプがあるが、いずれの方式を採用してもよい。

第２配光パターン形成部４は、第１配光パターン形成部３と同様の構成を有する。具体的に第２配光パターン形成部４は、励起光源部（第１光源部）３０と、ＭＥＭＳスキャナからなる光偏向部（第１偏向部）２１ｂと、ミラー２２ｂと、を含む。励起光源部３０は、励起光源３０ａと、集光レンズ３０ｂとを有する。

励起光源３０ａは、励起光源２０ａと同様、レーザーダイオード等の半導体発光素子であって、励起光Ｒ２として青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザー光を放出する。励起光源３０ａから出射された励起光Ｒ２は、集光レンズ３０ｂにより集光された状態で光偏向部２１ｂに入射する。

光偏向部２１ｂは、励起光源３０ａから出射された励起光Ｒ２を偏向することで波長変換部材２上において二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する。本実施形態において、光偏向部２１ｂで偏向された励起光Ｒ２はミラー２２ｂを介して波長変換部材２上に集光した状態で入射する。光偏向部２１ｂの偏向角（励起光Ｒ２を反射するＭＥＭＳミラーの振れ角）は、光偏向部２１ａの偏向角よりも大きい。

第３配光パターン形成部５は、第１配光パターン形成部３及び第２配光パターン形成部４と同様の構成を有する。具体的に第２配光パターン形成部４は、励起光源部（第１光源部）１０ｃと、ＭＥＭＳスキャナからなる光偏向部（第１偏向部）２１ｃと、ミラー２２ｃと、を含む。励起光源部４０は、励起光源４０ａと、集光レンズ４０ｂとを有する。

励起光源４０ａは、励起光源２０ａと同様、レーザーダイオード等の半導体発光素子であって、励起光Ｒ３として青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザー光を放出する。励起光源４０ａから出射された励起光Ｒ３は、集光レンズ３０ｂにより集光された状態で光偏向部２１ｃに入射する。

光偏向部２１ｃは、励起光源４０ａから出射された励起光Ｒ３を偏向することで波長変換部材２上において二次元的に走査する。本実施形態において、光偏向部２１ｃで偏向された励起光Ｒ３はミラー２２ｃを介して波長変換部材２上に集光した状態で入射する。光偏向部２１ｃの偏向角（励起光Ｒ３を反射するＭＥＭＳミラーの振れ角）は、光偏向部２１ｂの偏向角よりも大きい。すなわち、光偏向部２１ａ〜２１ｃの各偏向角は、この順に大きくなっている。これにより、光偏向部２１ａ〜２１ｃは、上述した第１〜第３配光パターンＰ１〜Ｐ３を形成可能である。

波長変換部材２には、二次元的に走査された励起光Ｒ１によって第１配光パターンＰ１に対応する二次元像が描画される。この二次元像は、波長変換部材２を透過（通過）する励起光Ｒ２と該励起光Ｒ２によって生成された蛍光（黄色光）との混色によって白色光（第１配光パターンＰ１）を形成する。

また、波長変換部材２には、二次元的に走査された励起光Ｒ２により第２配光パターンＰ２に対応する二次元像が描画される。この二次元像は、波長変換部材２を透過（通過）する励起光Ｒ２と該励起光Ｒ２によって生成された蛍光（黄色光）との混色によって白色光（第２配光パターンＰ２）を形成する。

また、波長変換部材２には、二次元的に走査された励起光Ｒ３により第３配光パターンＰ３に対応する二次元像が描画される。この二次元像は、波長変換部材２を透過（通過）する励起光Ｒ３と該励起光Ｒ３によって生成された蛍光（黄色光）との混色によって白色光（第３配光パターンＰ３）を形成する。

投影光学系７は、像面が平面になるように収差（像面湾曲）が補正され、かつ色収差が補正された４枚のレンズ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄからなる投影レンズとして構成されている。

本実施形態において、波長変換部材２は平板形状の蛍光体から構成され、像面（平面）に沿って配置される。波長変換部材２は、投影光学系７の合成焦点位置の近傍に配置されている。このように４枚のレンズからなる投影光学系７を用いることで、一枚の凸レンズを用いる場合と比べて収差の影響を除去することができる。

なお、投影光学系７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、波長変換部材２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。

投影光学系７は、波長変換部材２に描画された第１配光パターンＰ１、第２配光パターンＰ２及び第３配光パターンＰ３にそれぞれ対応する二次元像を前方に投影して、車両用灯具１に正対した仮想スクリーンＳＣ上に、第１配光パターンＰ１、第２配光パターンＰ２及び第３配光パターンＰ３を形成する。これにより、図３に示したように、第１配光パターンＰ１、第２配光パターンＰ２及び第３配光パターンＰ３は、仮想スクリーンＳＣ上で互いに重なり合うことでハイビーム用配光パターンＨＰを形成する。

続いて、描画パターン形成部６の構成について説明する。描画パターン形成部６は、仮想スクリーンＳＣ上に、所定の情報（例えば、車両の進行方向を促す矢印の画像）を示す描画パターンを形成する。

図３には、仮想スクリーンＳＣ上に形成されるハイビーム用配光パターンＨＰも示している。図３に示すように、描画パターンＢＰは、仮想スクリーンＳＣ上において、水平軸（横軸Ｈ）よりも下方に形成され、ハイビーム用配光パターンＨＰ及び描画パターンＢＰは、互いの外周辺が接した状態となっている。すなわち、ハイビーム用配光パターンＨＰ及び描画パターンＢＰは、互いに重ならない状態となっている。

制御部９は後述の光偏向部１４を制御することによって、描画パターンＢＰの範囲を制御する。光偏向部１４の波長変換部材２に対する走査範囲は、仮想スクリーンＳＣ上において照射範囲の１／２を超えた(好ましくは２／３以上の)範囲が水平面より下になるよう制御部９により制御される。
図３では描画パターンＢＰの照射範囲が仮想スクリーンＳＣ上にて完全に水平面（横軸Ｈで規定される水平軸）を下回るように制御されている。このような配光パターン（各配光パターンＰ１〜Ｐ３）と描画パターンＢＰの照射範囲の違いは、配光パターンの目的が主に前方照射で、描画パターンの目的が道路への描画にあるためである。

仮想スクリーンＳＣ上に描画パターンＢＰを形成する描画パターン形成部６は、複数の配光パターン形成部３〜５と同様の構成を有する。描画パターン形成部６は、励起光源部（第２光源部）１３と、光偏向部（第２偏向部）１４と、ミラー１５と、を含む。励起光源部１３は、励起光源１３ａと、集光レンズ１３ｂとを有する。

励起光源１３ａは、例えば、励起光Ｒとして青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザー光を放出するレーザーダイオード等の半導体発光素子である。励起光源１３ａから出射された励起光Ｒは、集光レンズ１３ｂにより集光された状態で光偏向部１４に入射する。

光偏向部１４は、励起光源１３ａから出射された励起光Ｒを偏向することで波長変換部材２上において二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する。本実施形態において、光偏向部１４で偏向された励起光Ｒはミラー１５を介して波長変換部材２上に集光した状態で入射する。

波長変換部材２には、二次元的に走査された励起光Ｒによって描画パターンＢＰに対応する二次元像が描画される。二次元像は、波長変換部材２を透過（通過）する励起光Ｒと該励起光Ｒによって生成された蛍光（黄色光）との混色によって白色光となる。すなわち、投影光学系７は、波長変換部材２に描画された描画パターンＢＰに対応する二次元像を前方に投影して、仮想スクリーンＳＣ上に白色光からなる描画パターンＢＰを形成する。

波長変換部材２上に形成された二次元像は投影光学系７で反転されることで描画パターンＢＰを形成する。描画パターンＢＰは、図３に示したように、水平軸（横軸Ｈ）よりも下方に位置するため、描画パターンＢＰに対応する二次元像は波長変換部材２上において鉛直方向の上側（＋Ｙ側）に位置する。

本実施形態において、描画パターン形成部６は、投影光学系７に対して鉛直上下方向の上側（＋Ｙ側）に位置するため、波長変換部材２上の鉛直方向上側に二次光源を形成することは比較的容易となる。よって、描画パターン形成部６は、仮想スクリーンＳＣ上において水平軸（横軸Ｈ）の下方に描画パターンＢＰを位置させることができる。

ところで、本実施形態の車両用灯具１において、描画パターン形成部６において励起光Ｒが波長変換部材２を照明する照明領域の大きさは、複数の配光パターン形成部３〜５において励起光Ｒ１〜Ｒ３が波長変換部材２を照明する照明領域の大きさよりも小さい。
また、波長変換部材２上に集光される励起光Ｒのスポット径は、波長変換部材２上に集光される励起光Ｒ１〜Ｒ３の集光スポット径よりも小さくなっている。

ここで、励起光Ｒのスポット径は、集光レンズ１３ｂの焦点距離によって調整可能である。本実施形態において、波長変換部材２に励起光Ｒを集光させる集光レンズ１３ｂの焦点距離は、波長変換部材２に励起光Ｒ１〜Ｒ３をそれぞれ集光させる集光レンズ２０ｂ，３０ｂ、４０ｂの焦点距離よりも短く設定されている。これにより、波長変換部材２上に集光される励起光Ｒのスポット径は、励起光Ｒ１〜Ｒ３のスポット径に対して相対的に小さくなる。

波長変換部材２に描画された描画パターンＢＰに対応する二次元像を構成する励起光Ｒのスポット径は、波長変換部材２に描画された各配光パターンＰ１〜Ｐ３に対応する二次元像を構成する励起光Ｒ１〜Ｒ３のスポット径よりも小さい。

なお、本実施形態において励起光Ｒ１〜Ｒ３のスポット径は同じになるようにしている。複数の配光パターン形成部３〜５の集光レンズ２０ｂ、３０ｂ、４０ｂは焦点距離が同じものを使用している。また、波長変換部材２に対しミラー２２ａ〜２２ｃ、光偏向部２１ａ〜２１ｃ、励起光源部２０，３０，４０の配置間隔は等しく配置される。

これに対し描画パターン形成部６の集光レンズ１３ｂは焦点距離が短いため、波長変換部材２に対し、ミラー１５、光偏向部１４、励起光源部１３の配置間隔は配光パターン形成部３〜５よりも短くなるよう配置される。すなわち、描画パターン形成部６は、配光パターン形成部３〜５よりも、励起光源から波長変換部材２までの光路長が短くなるよう配置されている。

また、描画パターンＢＰの大きさは各配光パターンＰ１〜Ｐ３の大きさよりも小さい。したがって、描画パターンＢＰは、各配光パターンＰ１〜Ｐ３よりも高解像、すなわち、高い分解能を有したものとなる。描画パターンＢＰは、各配光パターンＰ１〜Ｐ３に比べて高い解像度を有するので、所定の情報に応じた種々の画像を形成することができる。

また、描画パターンＢＰを構成する複数のスポット光は、それぞれ小さいスポット径の励起光Ｒ、すなわち高輝度の励起光Ｒ１を波長変換部材２に入射することで生成されるため、相対的に高い輝度を有している。このように描画パターンＢＰは高輝度の光を配光パターンＰ１〜Ｐ３よりも小さい領域に集めるため、配光パターンＰ１〜Ｐ３よりも高い照度を有する。

また、本実施形態において、描画パターンＢＰは、仮想スクリーンＳＣ上において、ハイビーム用配光パターンＨＰの照度分布のピーク値の半分以下となる領域に形成されている。具体的に、描画パターンＢＰは、ハイビーム用配光パターンＨＰと重ならない位置に配置されている。したがって、運転者は、描画パターンＢＰに基づく情報を良好に認識することができる。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、複数の配光パターン形成部３〜５が形成する所定の配光パターンとしてハイビーム用配光パターンを例に挙げたが、ロービーム用配光パターンを形成してもよい。

また、上記実施形態では、ハイビーム用配光パターンＨＰ及び描画パターンＢＰが互いに重ならない場合について説明したが、ハイビーム用配光パターンＨＰ及び描画パターンＢＰが互いに重なるように形成されていてもよい。

この場合において、描画パターン形成部６は、仮想スクリーンＳＣ上において、ハイビーム用配光パターンＨＰの照度分布のピーク値の半分以下となる領域に描画パターンＢＰを形成するのが好ましい。ハイビーム用配光パターンＨＰの照度分布は、仮想スクリーンＳＣ上の中心部（横軸Ｈと縦軸Ｖとの交点）において照度のピーク値を持ち、中心部から離れるに従って徐々に低下する。

このようにすれば、ハイビーム用配光パターンＨＰ及び描画パターンＢＰが重なる場合であっても、ハイビーム用配光パターンＨＰ及び描画パターンＢＰの照度差が確保される。よって、描画パターンＢＰはハイビーム用配光パターンＨＰ上に重なった場合でも、十分な明るさを有することで視認性に優れたものとなる。

また、上記実施形態では、複数（３つ）の配光パターン形成部３〜５を用いて所定の配光パターン（ハイビーム用配光パターン）を形成する場合を例に挙げたが、配光パターン形成部の数はこれに限定されない。すなわち、配光パターン形成部は１つであってもよいし、２つ或いは４つ以上であってもよい。

同様に、上記実施形態では、描画パターン形成部６を１つのみ用いて描画パターンを形成する場合を例に挙げたが、描画パターン形成部を複数設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、励起光として可視域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザー光を用いたが、近紫外域（例えば、発光波長が４０５ｎｍ）のレーザー光を用いてもよい。近紫外域のレーザー光を励起光として用いる場合、波長変換部材２として近紫外域のレーザー光によって励起されて赤、緑、青の３色の光を発光する蛍光体が用いられる。このとき、波長変換部材２には、二次元的に走査する近紫外域のレーザー光により配光パターンに対応する二次元像が描画される。なお、近紫外域のレーザー光が照射された場合、波長変換部材２には、近紫外域のレーザー光による発光（赤、緑、青の３色の光）の混色によって白色（疑似白色）の二次元像が形成される。

また、上記実施形態では、励起光源（青色光）と波長変換部材２から射出される蛍光（黄色光）との組み合わせで白色光としたが、光源から白色光を直接射出するようにしてもよい。

例えばＲＧＢの光を合波したレーザー光を用いてもよい。この場合、波長変換部材２の代わりに波長変換機能はないが光拡散機能を有する板状部材を配置する。このように光拡散機能を有することで、レーザー光が直接外部に照射されることを防止できる。また、上記実施形態において、波長変換部材２は光拡散機能を有している。このように波長変換部材２であっても光拡散機能を有する板状部材であっても、投影光学系７によって投影される配光パターンおよび描画パターンの二次光源像が描写される被投影部材として機能する。

１…車両用灯具、２…波長変換部材（被投影部材）、３…配光パターン形成部、６…描画パターン形成部、７…投影光学系、９…制御部、１０ｃ，２０，３０…励起光源部（第１光源部）、１３…励起光源部（第２光源部）、１４…光偏向部（第２偏向部）、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…光偏向部（第１偏向部）、ＢＰ…描画パターン、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…配光パターン、ＨＰ…ハイビーム用配光パターン、ＢＰ…描画パターン、ＳＣ…仮想スクリーン、ＡＸ…照明光軸。

Claims (10)

1. 被投影部材と、
   前記被投影部材上に射出した光を二次元的に走査することで所定の配光パターンを形成する配光パターン形成部と、
   前記被投影部材上に射出した光を二次元的に走査することで所定の情報を示す描画パターンを形成する描画パターン形成部と、
   前記配光パターン及び前記描画パターンを投影する投影光学系と、
   を備える
   車両用灯具。
2. 前記配光パターン形成部は、第１光源部と、前記第１光源部から射出した光を前記被投影部材上で走査する第１偏向部と、を含み、
   前記描画パターン形成部は、第２光源部と、前記第２光源部から射出した光を前記被投影部材上で走査する第２偏向部と、を含んでおり、
   前記第２光源部から射出された光が前記被投影部材を照明する照明領域の大きさは、前記第１光源部から射出された光が前記被投影部材を照明する照明領域の大きさよりも小さい
   請求項１に記載の車両用灯具。
3. 複数の前記配光パターン形成部を備える
   請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. 前記配光パターン形成部及び前記描画パターン形成部は、車両前方に位置する仮想スクリーン上に前記配光パターン及び前記描画パターンをそれぞれ形成し、
   前記描画パターン形成部は、前記仮想スクリーン上において、前記配光パターンの照度分布のピーク値の半分以下となる領域に前記描画パターンを形成する
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
5. 前記投影光学系の光軸方向から平面視した状態において、前記描画パターン形成部は、前記投影光学系に対して鉛直上下方向の上側に配置されている
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用灯具。
6. 前記被投影部材は波長変換部材である
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両用灯具。
7. 前記配光パターン形成部が前記被投影部材に走査する光のスポットより前記描画パターン形成部が前記被投影部材に走査する光のスポットが小さい
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両用灯具。
8. 前記描画パターン形成部は、前記配光パターン形成部よりも前記被投影部材までの光路長が短くなるよう配置される
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両用灯具。
9. 被投影部材と、
   前記被投影部材に上に射出した光を二次元的に走査することでパターンを形成する複数のパターン形成部と、
   前記被投影部材に形成されたパターンを投影する投影光学系と、を備える車両用灯具を制御する制御装置であって、
   前記複数のパターン形成部の少なくとも一つはハイビーム配光を形成するように制御し、他の少なくても一つを所定の図面もしくは文字を描画するよう制御する
   制御装置。
10. 被投影部材と、
    前記投影部材に上に射出した光を二次元的に走査することでパターンを形成する複数のパターン形成部と、
    前記被投影部材に形成されたパターンを投影する投影光学系と、
    を備える車両用灯具を制御する制御方法であって、
    前記複数のパターン形成部の少なくとも一つはハイビーム配光を形成するように制御し、他の少なくても一つを所定の図面もしくは文字を描画するよう制御する
    制御方法。

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