JP2020044999A - Vehicular lighting fixture - Google Patents

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和也 本橋
Kazuya Motohashi
和也 本橋
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Abstract

To provide a vehicular lighting fixture capable of suppressing feeling of discomfort.SOLUTION: A head lamp 1 includes: a phase modulation section 53 which modulates the phase of light from a light source 51; image sensors 82R, 82G, and 82B which receive light emitted from the phase modulation section 53; and a control section 71. The image sensors 82R, 82G, and 82B receive image-forming light. The control section 71 acquires light which is emitted from the phase modulation section 53 controlled so that the phase distribution of the emitted light becomes first phase distribution and is received by the image sensors 82R, 82G, and 82B as a first image, calculates a second image, calculates second phase distribution, acquires light which is emitted from the phase modulation section 53 controlled so that the phase distribution of the emitted light becomes the second phase distribution as a third image and is received by the image sensor, calculates a fourth image, calculates third phase distribution, calculates fourth phase distribution in which random phase distribution is imparted to the third phase distribution, and defines the fourth phase distribution as the first phase distribution.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、位相変調素子を有する車両用灯具に関する。   The present invention relates to a vehicular lamp having a phase modulation element.

車両用灯具として、自動車用ヘッドライトに代表される車両用前照灯や、路面等に画像を描画する描画装置等が知られている。ところで、車両用灯具における投影する画像を所望の画像とするために様々な構成が検討されている。   As a vehicle lamp, a vehicle headlight represented by an automobile headlight, a drawing device that draws an image on a road surface, and the like are known. By the way, various configurations have been studied in order to make a projected image in a vehicle lamp into a desired image.

下記特許文献1には、入射光の位相を変調して当該入射光を回折して出射する位相変調素子の一種である空間変調素子を用いて画像を投影するニアアイ装置が開示されており、例えば、このような空間変調素子を車両用灯具に用いることが考えられる。   Patent Literature 1 below discloses a near-eye device that projects an image using a spatial modulation element that is a type of a phase modulation element that modulates the phase of incident light and diffracts and emits the incident light. It is conceivable to use such a spatial modulation element for a vehicle lamp.

特表2016−519790号公報JP 2006-519790 A

上記特許文献1の空間変調素子によって投影される画像は、この空間変調素子から出射する光の位相分布に対応する画像となる。このため、所望の画像が投影されるような位相分布を求め、空間変調素子から出射する光に当該位相分布が生じるように空間変調素子を制御する必要がある。上記特許文献1のニアアイ装置では、反復フーリエ変換法を用いてこの位相分布を演算している。しかし、反復フーリエ変換法では、演算結果が収束するまでにフーリエ変換と逆フーリエ変換との演算を何回も反復するため、演算時間が長くなる傾向がある。このため、所望の画像を投影するまでの時間が長くなるという懸念がある。   The image projected by the spatial modulation element of Patent Document 1 is an image corresponding to the phase distribution of light emitted from the spatial modulation element. For this reason, it is necessary to obtain a phase distribution such that a desired image is projected, and to control the spatial modulation element so that the light emitted from the spatial modulation element has the phase distribution. In the near-eye apparatus of Patent Document 1, this phase distribution is calculated using an iterative Fourier transform method. However, in the iterative Fourier transform method, the calculation of the Fourier transform and the inverse Fourier transform is repeated many times until the calculation result converges, so that the calculation time tends to be long. For this reason, there is a concern that the time required to project a desired image will be long.

そこで、本発明は、所望の画像を投影するまでの時間を短縮し得る車両用灯具を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicular lamp that can reduce the time required to project a desired image.

上記目的の達成のため、本発明の車両用灯具は、光を出射する光源と、前記光源からの光が入射する二次元配列された複数のドットを含み、入射する前記光の位相を前記複数のドットごとに変調する位相変調部と、前記位相変調部から出射する一部の光を受光するイメージセンサと、制御部と、を備え、前記イメージセンサは、結像した前記一部の光を受光し、前記制御部は、前記位相変調部から出射する光の位相分布が第1位相分布となるように前記位相変調部を制御する第1制御処理と、前記第1制御処理がされた前記位相変調部から出射して前記イメージセンサが受光する前記一部の光を第1画像として取得する第1画像取得処理と、前記第1画像を目標画像に近づけた第2画像を算出する第2画像算出処理と、前記第2画像の輝度分布を位相分布に変換した第2位相分布を算出する第2位相分布算出処理と、前記位相変調部から出射する光の位相分布が前記第2位相分布となるように前記位相変調部を制御する第2制御処理と、前記第2制御処理がされた前記位相変調部から出射して前記イメージセンサが受光する前記一部の光を第3画像として取得する第3画像取得処理と、前記第3画像の画素配列を転置させた第4画像を算出する第4画像算出処理と、前記第4画像の輝度分布を位相分布に変換した第3位相分布を算出する第3位相分布算出処理と、前記第3位相分布にランダムな位相分布を付与した第4位相分布を算出して当該第4位相分布を前記第1位相分布とする入れ換え処理と、を含む位相分布生成処理によって前記目標画像に対応する目標位相分布を算出することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a vehicular lamp of the present invention includes a light source that emits light, and a plurality of two-dimensionally arranged dots into which light from the light source enters, and sets the phase of the incident light to the plurality of dots. A phase modulation unit that modulates each dot, an image sensor that receives a part of light emitted from the phase modulation unit, and a control unit. Receiving, the control unit controls the phase modulation unit so that a phase distribution of light emitted from the phase modulation unit becomes a first phase distribution, and the first control process is performed. A first image acquisition process for acquiring the partial light emitted from the phase modulation unit and received by the image sensor as a first image, and a second image for calculating a second image obtained by bringing the first image closer to a target image An image calculation process, and a luminance component of the second image A second phase distribution calculation process of calculating a second phase distribution obtained by converting a phase distribution into a phase distribution, and a second phase distribution controlling process that controls the phase modulation unit so that a phase distribution of light emitted from the phase modulation unit becomes the second phase distribution. 2 control processing; third image acquisition processing for acquiring, as a third image, the part of light emitted from the phase modulation unit and subjected to the second control processing and received by the image sensor; A fourth image calculation process for calculating a fourth image in which the pixel array of the fourth image is transposed, a third phase distribution calculation process for calculating a third phase distribution obtained by converting a luminance distribution of the fourth image into a phase distribution, Calculating a fourth phase distribution in which a random phase distribution is added to the three phase distributions, and replacing the fourth phase distribution with the first phase distribution. Calculate phase distribution It is characterized in.

このような車両用灯具では、上記のように、位相変調部は、光源からの光の位相を複数のドット毎に変調するため、位相分布が変調された光が位相変調部から出射される。位相の異なる光は互いに干渉しあって回折されるため、位相変調部から出射する光は、当該光の位相分布に応じて回折する。このため、制御部によって位相変調部を制御して位相変調部から出射する光の位相分布を調節することで、位相変調部から出射する光の回折を制御することができ、位相変調部から出射する光を所望の画像を投影する光とすることができる。このため、この車両用灯具では、制御部は、位相変調部から出射し目標画像を投影する光の位相分布である目標位相分布を算出する。   In such a vehicle lamp, as described above, the phase modulation unit modulates the phase of the light from the light source for each of a plurality of dots, so that the light whose phase distribution is modulated is emitted from the phase modulation unit. Since the lights having different phases interfere with each other and are diffracted, the light emitted from the phase modulation unit is diffracted according to the phase distribution of the light. Therefore, by controlling the phase modulation unit by the control unit and adjusting the phase distribution of the light emitted from the phase modulation unit, the diffraction of the light emitted from the phase modulation unit can be controlled, and the light emitted from the phase modulation unit can be controlled. The light to be emitted can be light for projecting a desired image. For this reason, in this vehicle lamp, the control unit calculates a target phase distribution which is a phase distribution of light emitted from the phase modulation unit and projecting a target image.

具体的には、制御部は、上記のように、第1制御処理と、第1画像取得処理と、第2画像算出処理と、第2位相分布算出処理と、第2制御処理と、第3画像取得処理と、第4画像算出処理と、第3位相分布算出処理と、入れ換え処理と、を含む位相分布生成処理によって、光の位相分布の反復フーリエ変換を行い、目標画像に対応する目標位相分布を算出する。   Specifically, as described above, the control unit performs the first control process, the first image acquisition process, the second image calculation process, the second phase distribution calculation process, the second control process, and the third control process. A phase distribution generation process including an image acquisition process, a fourth image calculation process, a third phase distribution calculation process, and a replacement process performs an iterative Fourier transform of the phase distribution of light to obtain a target phase corresponding to the target image. Calculate the distribution.

第1画像取得処理では、制御部は、第1制御処理によって位相変調部から出射する光の位相分布が第1位相分布となるように制御された位相変調部から出射してイメージセンサが受光する光を第1画像として取得する。上記のように、イメージセンサは結像した光を受光するため、第1画像は位相変調部から出射した光が結像した画像となる。ここで、光を結像することによって得られる画像は、当該光の位相分布をフーリエ変換した画像となることが知られている。このため、この第1画像は、概ね第1位相分布をフーリエ変換した画像である。従って、この車両用灯具では、光を結像することによって生じるフーリエ変換作用を用いることで、第1位相分布のフーリエ変換の演算を省略している。   In the first image acquisition process, the control unit emits light from the phase modulation unit controlled so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation unit becomes the first phase distribution by the first control process, and the image sensor receives the light. Light is acquired as a first image. As described above, since the image sensor receives the formed light, the first image is an image formed by forming the light emitted from the phase modulation unit. Here, it is known that an image obtained by imaging light is an image obtained by performing a Fourier transform on the phase distribution of the light. For this reason, this first image is generally an image obtained by Fourier-transforming the first phase distribution. Therefore, in this vehicular lamp, the calculation of the Fourier transform of the first phase distribution is omitted by using the Fourier transform effect generated by imaging light.

制御部は、第2画像算出処理において、第1画像取得処理によって取得した第1画像を目標画像に近づけた第2画像を算出し、第2位相分布算出処理において、この第2画の輝度分布を位相分布に変換した第2位相分布を算出する。なお、この輝度分布の位相分布への変換は、第2画像の輝度分布の各輝度を所定の係数で位相に比例変換し、この各位相を2πで除算した際の剰余を算出し、算出された剰余を対応する輝度と置換する演算とされる。   The control unit calculates a second image in which the first image obtained by the first image obtaining process is closer to the target image in the second image calculating process, and calculates the luminance distribution of the second image in the second phase distribution calculating process. Is converted to a phase distribution to calculate a second phase distribution. The conversion of the luminance distribution into the phase distribution is performed by proportionally converting each luminance of the luminance distribution of the second image into a phase by a predetermined coefficient, and calculating a remainder when each phase is divided by 2π. It is an operation of replacing the remainder with the corresponding luminance.

第3画像取得処理では、制御部は、第2制御処理によって位相変調部から出射する光の位相分布が第2位相分布となるように制御された位相変調部から出射してイメージセンサが受光する光を第3画像として取得する。そして、第4画像算出処理では、この第3画像の画素配列を転置させた第4画像を算出する。ここで、光を結像することによって得られる画像を転置させた画像は、当該光の位相分布を逆フーリエ変換した画像となることが知られている。このため、この第4画像は、概ね第2位相分布を逆フーリエ変換した画像である。従って、この車両用灯具では、光を結像することによって生じるフーリエ変換作用を用いることで、第2位相分布の逆フーリエ変換の演算の一部を省略している。   In the third image acquisition process, the control unit emits light from the phase modulation unit controlled so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation unit by the second control process becomes the second phase distribution, and the image sensor receives the light. Light is acquired as a third image. In the fourth image calculation process, a fourth image obtained by transposing the pixel array of the third image is calculated. Here, it is known that an image obtained by transposing an image obtained by imaging light is an image obtained by performing an inverse Fourier transform on the phase distribution of the light. Therefore, the fourth image is an image obtained by performing an inverse Fourier transform on the second phase distribution. Therefore, in this vehicular lamp, a part of the calculation of the inverse Fourier transform of the second phase distribution is omitted by using the Fourier transform effect generated by imaging light.

制御部は、第3位相分布算出処理において、この第4画像の輝度分布を位相分布に変換した第3位相分布を算出し、入れ換え処理において、この第3位相分布にランダムな位相分布を付与した第4位相分布を算出して当該第4位相分布を第1位相分布とする。制御部が上記の各処理を繰り返すことで、第2画像は輝度も含めて目標画像に近づき、このような第2画像を投影する光の位相分布が算出される。なお、この輝度分布の位相分布への変換は、上記第2位相分布算出処理と同様に、第4画像の輝度分布の各輝度を所定の係数で位相に比例変換し、この各位相を2πで除算した際の剰余を算出し、算出された剰余を対応する輝度と置換する演算とされる。   The control unit calculates a third phase distribution obtained by converting the luminance distribution of the fourth image into a phase distribution in the third phase distribution calculation process, and assigns a random phase distribution to the third phase distribution in the replacement process. A fourth phase distribution is calculated, and the fourth phase distribution is set as a first phase distribution. As the control unit repeats each of the above processes, the second image approaches the target image including the luminance, and the phase distribution of light that projects such a second image is calculated. The conversion of the luminance distribution into the phase distribution is performed in the same manner as in the above-described second phase distribution calculation process by proportionally converting each luminance of the luminance distribution of the fourth image into a phase by a predetermined coefficient, and converting each phase by 2π. The remainder is calculated when the division is performed, and the calculated remainder is replaced with the corresponding luminance.

このように、この車両用灯具では、光を結像することによって生じるフーリエ変換作用を用いて、光の位相分布の反復フーリエ変換におけるフーリエ変換の演算と逆フーリエ変換の演算の一部を省略している。このため、この車両用灯具は、反復フーリエ変換におけるフーリエ変換と逆フーリエ変換とを演算によって行う場合と比べて、目標位相分布を算出する際の演算量を少なくして演算時間を短縮し得る。従って、この車両用灯具は、所望の画像を投影するまでの時間を短縮し得る。   As described above, in this vehicular lamp, a part of the calculation of the Fourier transform and the calculation of the inverse Fourier transform in the iterative Fourier transform of the phase distribution of the light are omitted by using the Fourier transform effect generated by imaging light. ing. Therefore, this vehicle lamp can reduce the amount of calculation when calculating the target phase distribution and shorten the calculation time as compared with the case where the Fourier transform and the inverse Fourier transform in the iterative Fourier transform are performed by calculation. Therefore, the vehicle lamp can reduce the time required to project a desired image.

前記第2画像は、前記第1画像におけるそれぞれの画素と前記目標画像におけるそれぞれの画素とを比較して、前記第1画像におけるそれぞれの画素の輝度のうち対応する前記目標画像における画素の輝度よりも所定値以上大きい画素の輝度が当該輝度よりも小さい輝度に置換された画像とされることとされても良い。   The second image compares each pixel in the first image with each pixel in the target image, and calculates a brightness of each pixel in the first image from a brightness of a corresponding pixel in the target image. Alternatively, an image in which the luminance of a pixel larger than a predetermined value is replaced with a luminance smaller than the luminance may be determined.

前記一部の光の波長帯域は、前記位相変調部から出射する他の一部の光が含む波長帯域の少なくとも一部であることとしても良い。   The wavelength band of the partial light may be at least a part of a wavelength band included in another partial light emitted from the phase modulation unit.

前記車両用灯具は、前記一部の光を結像するフーリエ変換レンズを更に備えることとしても良い。   The vehicle lamp may further include a Fourier transform lens that forms an image of the partial light.

このような構成にすることで、位相変調部から出射する一部の光を安定して結像させることができる。   With this configuration, it is possible to stably form an image of a part of light emitted from the phase modulation unit.

或いは、前記制御部は、前記位相変調部を制御して当該位相変調部から出射する前記一部の光を結像させることとしても良い。   Alternatively, the control unit may control the phase modulation unit to form an image of the partial light emitted from the phase modulation unit.

このような構成にすることで、フーリエ変換レンズ等を備えなくても位相変調部から出射する一部の光を結像させることができ、車両用灯具を簡易な構成とし得る。   With such a configuration, it is possible to form an image of a part of the light emitted from the phase modulation unit without providing a Fourier transform lens or the like, and the vehicle lamp can have a simple configuration.

この場合、前記車両用灯具は、前記位相変調部から出射する他の一部の光の発散角を調整する投影レンズを更に備えることとしても良い。   In this case, the vehicular lamp may further include a projection lens that adjusts a divergence angle of another part of the light emitted from the phase modulation unit.

位相変調部から出射する他の一部の光は、結像した後発散するように伝搬する。この車両用灯具は、投影レンズによってこの光の発散角を調整するため、発散角が調節された光を車両の外部に出射することができる。従って、投影レンズを備えない場合と比べて、投影する画像の大きさを所望の大きさにし易い。   Another part of the light emitted from the phase modulation unit propagates so as to diverge after being imaged. Since the divergence angle of the light is adjusted by the projection lens in the vehicle lamp, the light whose divergence angle is adjusted can be emitted to the outside of the vehicle. Therefore, the size of the image to be projected can be easily set to a desired size as compared with the case where no projection lens is provided.

前記位相変調部から出射する光を前記一部の光と他の一部の光に分離する分光部を更に備えることとしても良い。   The image processing apparatus may further include a light splitting unit that splits the light emitted from the phase modulation unit into the partial light and the other partial light.

このような構成にすることで、出射する光がイメージセンサにのみ入射する発光素子を光源が有していなくても位相変調部から出射する一部の光をイメージセンサに受光させることができ、車両用灯具を簡易な構成とし得る。   With such a configuration, even if the light source does not have a light emitting element in which the emitted light is incident only on the image sensor, the image sensor can receive part of the light emitted from the phase modulation unit, The vehicular lamp may have a simple configuration.

この場合、前記分光部は、前記他の一部の光に対する前記一部の光の分離比を変更可能とされ、少なくとも前記第3画像取得処理の際に、前記分離比を大きくすることとしても良い。   In this case, the spectroscopic unit may change a separation ratio of the part of the light with respect to the other part of the light, and may increase the separation ratio at least during the third image acquisition processing. good.

位相変調部から出射する光の位相分布が第2位相分布となるように制御される位相変調部から出射する光が結像した画像は、目標画像と大きく異なる。このため、位相変調部がこのように制御されるときには、目標画像と大きく異なる画像が車両の外部に投影されることになる。この車両用灯具では、分光部は、このようなときに、他の一部の光に対する一部の光の分離比を大きくする。このため、車両の外部に出射される光の強度が低下され、目標画像と大きく異なる画像が目立ちにくくなり、運転者や車外の人間等が違和感を覚えることを抑制し得る。   The image formed by the light emitted from the phase modulation unit that is controlled such that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation unit becomes the second phase distribution is significantly different from the target image. Therefore, when the phase modulation unit is controlled in this manner, an image that is significantly different from the target image is projected outside the vehicle. In such a vehicular lamp, in such a case, the light splitting unit increases the separation ratio of some light with respect to other light. For this reason, the intensity of the light emitted to the outside of the vehicle is reduced, and an image greatly different from the target image becomes less conspicuous, and it is possible to suppress a driver, a person outside the vehicle, and the like from feeling uncomfortable.

この場合、前記光源は、前記分離比の変化に応じて出射する前記光の強度を調節することとしても良い。   In this case, the light source may adjust the intensity of the emitted light according to the change in the separation ratio.

上記のように分離比を大きくすることで、イメージセンサで受光される光の強度が増加される。この車両用灯具では、上記のように、分離比の変化に応じて出射する光の強度を調節する。このため、車両用灯具は、分離比の変化に応じてイメージセンサで受光される光の強度が増加することを抑制でき、イメージセンサに不具合が生じることを抑制し得る。   By increasing the separation ratio as described above, the intensity of light received by the image sensor is increased. In this vehicle lamp, as described above, the intensity of the emitted light is adjusted according to the change in the separation ratio. For this reason, the vehicular lamp can suppress an increase in the intensity of light received by the image sensor according to a change in the separation ratio, and can suppress a problem from occurring in the image sensor.

前記光源は複数の発光素子を有し、前記一部の光と他の一部の光とは別個の前記発光素子から出射し、前記一部の光は、前記他の一部の光と合波されることなく、前記イメージセンサで受光されることとしても良い。   The light source includes a plurality of light emitting elements, and the part of the light and the other part of the light are emitted from the separate light emitting elements, and the part of the light is combined with the other part of the light. The light may be received by the image sensor without being waved.

このような構成にすることで、イメージセンサで受光される光の強度と車両の外部に照射される光の強度とを個別に調節することができる。このため、例えば、イメージセンサの性能に応じた強度の光をイメージセンサに受光させたり、所望の強度の光を車両の外部に照射したりすることが容易となる。   With such a configuration, the intensity of light received by the image sensor and the intensity of light emitted to the outside of the vehicle can be individually adjusted. For this reason, for example, it becomes easy for the image sensor to receive light having an intensity corresponding to the performance of the image sensor, or to irradiate light having a desired intensity to the outside of the vehicle.

この場合、前記一部の光は、前記制御部が前記位相分布生成処理を行わないときに、前記発光素子から非出射とされることとしても良い。   In this case, the part of the light may not be emitted from the light emitting element when the control unit does not perform the phase distribution generation processing.

このような構成にすることで、光源が一部の光を常時出射する場合と比べて、光源における消費電力量を低減することができる。   With such a configuration, the power consumption of the light source can be reduced as compared with the case where the light source constantly emits some light.

前記光源は複数の発光素子を有し、前記位相変調部は前記複数の発光素子ごとに設けられる複数の位相変調素子を有し、少なくとも2つの前記発光素子は、互いに波長帯域の異なる光を出射することとしても良い。   The light source has a plurality of light emitting elements, the phase modulation section has a plurality of phase modulation elements provided for each of the plurality of light emitting elements, and at least two of the light emitting elements emit light having different wavelength bands from each other. It is good to do.

この車両用灯具では、少なくとも2つの発光素子から互いに波長帯域の異なる光が出射し、これら光の位相分布が変調された光がこれら発光素子に対応する位相変調素子から出射する。つまり、少なくとも2つの位相変調素子から互いに波長帯域の異なる光が出射する。このため、この車両用灯具では、所望の色の画像を投影し得る。   In this vehicular lamp, light of different wavelength bands is emitted from at least two light emitting elements, and light whose phase distribution is modulated is emitted from a phase modulation element corresponding to these light emitting elements. That is, light beams having different wavelength bands are emitted from at least two phase modulation elements. For this reason, this vehicle lamp can project an image of a desired color.

この場合、前記イメージセンサは、互いに波長帯域の異なる光を出射する前記少なくとも2つの発光素子にそれぞれ対応する少なくとも2つの前記位相変調素子ごとに設けられ、前記目標画像は、前記少なくとも2つの発光素子ごとに設けられ、前記制御部は、前記少なくとも2つの発光素子ごとに前記位相分布生成処理によって前記目標位相分布を算出することとしても良い。   In this case, the image sensor is provided for each of the at least two phase modulation elements respectively corresponding to the at least two light emitting elements that emit light having different wavelength bands, and the target image includes the at least two light emitting elements. And the control unit may calculate the target phase distribution by the phase distribution generation processing for each of the at least two light emitting elements.

この車両用灯具では、互いに波長帯域の異なる光を出射する少なくとも2つの位相変調素子のそれぞれに対して位相分布生成処理によって目標位相分布が算出される。このため、制御部は、互いに波長帯域の異なる光を出射する少なくとも2つの位相変調素子をそれぞれの目標位相分布に基づいて制御することができる。このため、この車両用灯具は、投影される画像に色のにじみが生じることを抑制し得る。また、この車両用灯具は、複数の色から構成される画像を投影し得る。   In this vehicular lamp, a target phase distribution is calculated by a phase distribution generation process for each of at least two phase modulation elements that emit light having different wavelength bands. For this reason, the control unit can control at least two phase modulation elements that emit light having different wavelength bands based on the respective target phase distributions. For this reason, this vehicular lamp can suppress the occurrence of color bleeding in the projected image. Further, the vehicular lamp can project an image composed of a plurality of colors.

前記光源は複数の発光素子を有し、前記位相変調部は少なくとも1つの位相変調素子を有し、少なくとも2つの前記発光素子は、互いに波長帯域の異なる光を出射し、互いに波長帯域の異なる前記光を出射する前記少なくとも2つの発光素子は、当該発光素子ごとに交互に前記光を出射し、前記少なくとも2つの発光素子から出射する複数の前記光は、共通の位相変調素子に入射し、前記少なくとも2つの発光素子からの前記光が入射する前記位相変調素子は、入射する前記光の波長帯域に応じて当該光の位相を前記複数のドットごとに変調することとしても良い。   The light source has a plurality of light emitting elements, the phase modulation unit has at least one phase modulation element, and at least two of the light emitting elements emit light having different wavelength bands from each other, and have different wavelength bands from each other. The at least two light-emitting elements that emit light emit the light alternately for each light-emitting element, and the plurality of lights that emit from the at least two light-emitting elements enter a common phase modulation element. The phase modulation element on which the light from at least two light emitting elements is incident may modulate the phase of the light for each of the plurality of dots according to the wavelength band of the incident light.

この車両用灯具では、少なくとも2つの発光素子からの光が入射する位相変調素子から順次波長帯域の異なる光が出射する。ところで、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で波長帯域の異なる光つまり色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像現象によってこの異なる色の光が合成された光が照射されていると認識し得る。このため、人の視覚の時間分解能よりも短い周期でこの位相変調素子から波長帯域の異なる光が出射される場合には、この位相変調素子から出射する光を人の視覚的に合成させることができる。従って、この車両用灯具は、この位相変調素子から出射する光によって所望の色の画像を投影し得る。また、この車両用灯具では、少なくとも2つの発光素子から出射する光の位相分布を変調する位相変調素子を共通の位相変調素子とすることができるため、部品点数を減少し得る。   In this vehicle lamp, light having different wavelength bands is sequentially emitted from the phase modulation element on which light from at least two light emitting elements is incident. By the way, when light of different wavelength bands, that is, light of different colors is repeatedly irradiated with a cycle shorter than the temporal resolution of human vision, the human is irradiated with light in which the lights of different colors are combined by the afterimage phenomenon. Can be recognized. For this reason, when light having different wavelength bands is emitted from this phase modulation element at a period shorter than the time resolution of human vision, light emitted from this phase modulation element can be visually synthesized by humans. it can. Therefore, the vehicular lamp can project an image of a desired color by the light emitted from the phase modulation element. Further, in this vehicle lamp, since the phase modulation element that modulates the phase distribution of the light emitted from at least two light emitting elements can be a common phase modulation element, the number of components can be reduced.

この場合、前記イメージセンサは、前記少なくとも2つの発光素子からの前記光が入射する前記位相変調素子に対して設けられ、前記目標画像は、前記少なくとも2つの発光素子ごとに設けられ、前記制御部は、前記少なくとも2つの発光素子ごとに前記位相分布生成処理によって前記目標位相分布を算出することとしても良い。   In this case, the image sensor is provided for the phase modulation element on which the light from the at least two light emitting elements is incident, and the target image is provided for each of the at least two light emitting elements; May calculate the target phase distribution by the phase distribution generation processing for each of the at least two light emitting elements.

この車両用灯具では、波長帯域の異なる光を出射する少なくとも2つの発光素子ごとに目標位相分布が算出される。このため、制御部は、少なくとも2つの発光素子から出射する光が入射する共通の位相変調素子と、当該位相変調素子に入射する光の波長帯域に応じて制御することができる。このため、この車両用灯具は、投影される画像に色のにじみが生じることを抑制し得る。また、この車両用灯具は、複数の色から構成される画像を投影し得る。   In this vehicle lamp, a target phase distribution is calculated for each of at least two light emitting elements that emit light having different wavelength bands. For this reason, the control unit can perform control in accordance with a common phase modulation element on which light emitted from at least two light emitting elements is incident and a wavelength band of light incident on the phase modulation element. For this reason, this vehicular lamp can suppress the occurrence of color bleeding in the projected image. Further, the vehicular lamp can project an image composed of a plurality of colors.

以上のように本発明によれば、所望の画像を投影するまでの時間を短縮し得る車両用灯具を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a vehicular lamp that can reduce the time required to project a desired image.

本発明の第1実施形態における車両用灯具を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the vehicular lamp in a 1st embodiment of the present invention. 図1に示す光学系ユニットの拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the optical system unit shown in FIG. 1. 図2に示す位相変調素子の正面図である。FIG. 3 is a front view of the phase modulation element shown in FIG. 2. 図3に示す位相変調素子の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section in a thickness direction of a part of the phase modulation element shown in FIG. 3. 本発明の第1実施形態における車両用灯具の一部と灯具制御システムとを含むブロック図である。1 is a block diagram including a part of a vehicle lamp and a lamp control system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態における車両用灯具から出射する光によって投影する画像の例を示す図である。It is a figure showing the example of the picture projected by the light emitted from the vehicular lamp in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態における制御部の制御フローチャートを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a control flowchart of a control unit according to the first embodiment of the present invention. 位相分布生成処理における制御部の制御フローチャートを示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a control flowchart of a control unit in a phase distribution generation process. 本発明の第2実施形態における車両用灯具を図1と同様に示す図である。It is a figure showing a vehicular lamp in a 2nd embodiment of the present invention similarly to FIG. 図9に示す光学系ユニットの拡大図である。It is an enlarged view of the optical system unit shown in FIG. 本発明の第3実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。It is a figure showing an optical system unit in a 3rd embodiment of the present invention like FIG. 本発明の第4実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。It is a figure showing an optical system unit in a 4th embodiment of the present invention like FIG. 本発明の第5実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。It is a figure showing an optical system unit in a 5th embodiment of the present invention like FIG.

以下、本発明に係る車両用灯具を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。   Hereinafter, embodiments for implementing a vehicular lamp according to the present invention will be exemplified with reference to the accompanying drawings. The embodiments illustrated below are for the purpose of facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be modified and improved from the following embodiments without departing from the gist thereof.

(第1実施形態)
図1は、本実施形態における車両用灯具を示す図であり、車両用灯具の鉛直方向の断面を概略的に示す図である。本実施形態の車両用灯具は自動車用の前照灯1とされる。自動車用の前照灯は、一般的に車両の前方の左右方向のそれぞれに備えられるものであり、左右の前照灯は左右方向に概ね対称の構成とされる。従って、本実施形態では、一方の前照灯について説明する。図1に示すように、本実施形態の前照灯1は、筐体10と、灯具ユニット20とを主な構成として備える。
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a vehicle lamp according to the present embodiment, and is a diagram schematically illustrating a vertical cross section of the vehicle lamp. The vehicular lamp of the present embodiment is a headlamp 1 for an automobile. The headlights for automobiles are generally provided in each of the left and right directions in front of the vehicle, and the left and right headlights are configured substantially symmetrically in the left and right directions. Therefore, in this embodiment, one headlamp will be described. As shown in FIG. 1, the headlamp 1 of the present embodiment includes a housing 10 and a lamp unit 20 as main components.

筐体10は、ランプハウジング11、フロントカバー12及びバックカバー13を主な構成として備える。ランプハウジング11の前方は開口しており、当該開口を塞ぐようにフロントカバー12がランプハウジング11に固定されている。また、ランプハウジング11の後方には前方よりも小さな開口が形成されており、当該開口を塞ぐようにバックカバー13がランプハウジング11に固定されている。   The housing 10 includes a lamp housing 11, a front cover 12, and a back cover 13 as main components. The front of the lamp housing 11 is open, and the front cover 12 is fixed to the lamp housing 11 so as to close the opening. An opening smaller than the front is formed behind the lamp housing 11, and the back cover 13 is fixed to the lamp housing 11 so as to close the opening.

ランプハウジング11と、当該ランプハウジング11の前方の開口を塞ぐフロントカバー12と、当該ランプハウジング11の後方の開口を塞ぐバックカバー13とによって形成される空間は灯室Rであり、この灯室R内に灯具ユニット20が収容されている。   The space formed by the lamp housing 11, the front cover 12 closing the front opening of the lamp housing 11, and the back cover 13 closing the rear opening of the lamp housing 11 is a lamp room R. The lamp unit 20 is accommodated therein.

本実施形態の灯具ユニット20は、ヒートシンク30と、冷却ファン40と、カバー59と、光学系ユニット50とを主な構成として備え、不図示の構成により筐体10に固定されている。   The lamp unit 20 of the present embodiment mainly includes a heat sink 30, a cooling fan 40, a cover 59, and an optical system unit 50, and is fixed to the housing 10 by a configuration (not shown).

ヒートシンク30は、概ね水平方向に延在する金属製のベース板31を有し、当該ベース板31の下方の面側には複数の放熱フィン32がベース板31と一体に設けられている。冷却ファン40は放熱フィン32と隙間を隔てて配置され、ヒートシンク30に固定されている。この冷却ファン40の回転による気流によりヒートシンク30は冷却される。また、ヒートシンク30におけるベース板31の上面にはカバー59が配置されている。   The heat sink 30 has a metal base plate 31 extending in a substantially horizontal direction, and a plurality of heat radiation fins 32 are provided integrally with the base plate 31 on a lower surface side of the base plate 31. The cooling fan 40 is arranged with a gap from the radiating fin 32 and is fixed to the heat sink 30. The heat sink 30 is cooled by the airflow generated by the rotation of the cooling fan 40. A cover 59 is arranged on the upper surface of the base plate 31 of the heat sink 30.

カバー59は、ヒートシンク30のベース板31上に固定されている。カバー59は概ね矩形の形状をしており、例えばアルミニウム等の金属から成る。カバー59の内側の空間には、光学系ユニット50が収容されている。カバー59の前部には光学系ユニット50から出射する光が透過可能な開口59Hが形成されている。なお、カバー59の内壁に光吸収性を持たせるために、これらの内壁に黒アルマイト加工等が施されることが好ましい。カバー59の内壁が光吸収性を持つことで、意図しない反射や屈折等によりこれらの内壁に光が照射された場合であっても、照射光が反射して開口59Hから意図しない方向に出射することが抑制され得る。   The cover 59 is fixed on the base plate 31 of the heat sink 30. The cover 59 has a substantially rectangular shape, and is made of, for example, a metal such as aluminum. The optical system unit 50 is housed in the space inside the cover 59. An opening 59 </ b> H through which light emitted from the optical system unit 50 can be transmitted is formed at a front portion of the cover 59. In order to make the inner walls of the cover 59 have a light absorbing property, it is preferable that these inner walls are subjected to black alumite processing or the like. Since the inner wall of the cover 59 has a light absorbing property, even when the inner wall is irradiated with light due to unintended reflection or refraction, the irradiated light is reflected and emitted from the opening 59H in an unintended direction. Can be suppressed.

図2は、図1に示す光学系ユニットの拡大図である。なお、図2では、理解を容易にするために、ヒートシンク30、カバー59等の記載が省略されている。図2に示すように、本実施形態の光学系ユニット50は、光源51と、位相変調部53と、第1受光光学系54Rと、第2受光光学系54Gと、第3受光光学系54Bと、合成光学系55とを備える。   FIG. 2 is an enlarged view of the optical system unit shown in FIG. In FIG. 2, the heat sink 30, the cover 59, and the like are omitted for easy understanding. As shown in FIG. 2, the optical system unit 50 of the present embodiment includes a light source 51, a phase modulation unit 53, a first light receiving optical system 54R, a second light receiving optical system 54G, and a third light receiving optical system 54B. , A combining optical system 55.

本実施形態の光源51は、所定の波長帯域の光を出射する。すなわち、光源51は複数の波長の光を出射する。具体的には、光源51は、3つの発光素子51R,51G,51Bと、3つのコリメートレンズ52R,52G,52Bとを有する。3つの発光素子51R,51G,51Bは、互いに異なる所定の波長帯域のレーザ光を出射するレーザ素子とされる。本実施形態では、発光素子51Rはパワーのピーク波長が例えば638nmの赤色のレーザ光を出射し、発光素子51Gはパワーのピーク波長が例えば515nmの緑色のレーザ光を出射し、発光素子51Bはパワーのピーク波長が例えば445nmの青色のレーザ光を出射する。このため、これら発光素子51R,51G,51Bは、互いに波長帯域の異なる光を出射する。なお、光学系ユニット50は、不図示の回路基板を有しており、これら発光素子51R,51G,51Bは当該回路基板に実装されている。   The light source 51 of the present embodiment emits light in a predetermined wavelength band. That is, the light source 51 emits light of a plurality of wavelengths. Specifically, the light source 51 has three light emitting elements 51R, 51G, 51B and three collimating lenses 52R, 52G, 52B. The three light emitting elements 51R, 51G, and 51B are laser elements that emit laser beams in predetermined wavelength bands different from each other. In this embodiment, the light emitting element 51R emits red laser light having a peak power wavelength of, for example, 638 nm, the light emitting element 51G emits green laser light having a peak power wavelength of, for example, 515 nm, and the light emitting element 51B emits power. Emits blue laser light having a peak wavelength of, for example, 445 nm. For this reason, these light emitting elements 51R, 51G, and 51B emit light having different wavelength bands. The optical system unit 50 has a circuit board (not shown), and the light emitting elements 51R, 51G, and 51B are mounted on the circuit board.

コリメートレンズ52Rは、発光素子51Rから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズである。コリメートレンズ52Gは、発光素子51Gから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズであり、コリメートレンズ52Bは、発光素子51Bから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズである。これらコリメートレンズ52R,52G,52Bに替わって、レーザ光のファスト軸方向をコリメートするコリメートレンズとスロー軸方向をコリメートするコリメートレンズとがそれぞれ個別に設けられていても良い。   The collimator lens 52R is a lens that collimates the laser light emitted from the light emitting element 51R in the fast axis direction and the slow axis direction. The collimating lens 52G is a lens that collimates the laser beam emitted from the light emitting element 51G in the fast axis direction and the slow axis direction, and the collimating lens 52B is configured to collimate the laser beam emitted from the light emitting element 51B in the fast axis direction and the slow axis direction. It is a collimating lens. Instead of the collimating lenses 52R, 52G, and 52B, a collimating lens that collimates the laser beam in the fast axis direction and a collimating lens that collimates the slow axis direction may be separately provided.

本実施形態の位相変調部53は、3つの位相変調素子53R,53G,53Bを有する。位相変調素子53R,53G,53Bのそれぞれは、二次元配列された複数のドットを含み、入射する光の位相をこの複数のドットごとに変調するようにされており、位相分布が変調された光がそれぞれの位相変調素子53R,53G,53Bから出射される。位相の異なる光は互いに干渉しあって回折されるため、それぞれの位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光は、当該光の位相分布に応じて回折する。このため、それぞれの位相変調素子53R,53G,53Bは、入射する光を回折して出射するとも理解できる。本実施形態のこれら位相変調素子53R,53G,53Bは、入射する光を反射しつつ光の位相分布を変調する反射型の位相変調素子とされ、例えば、反射型の液晶パネルであるLCOS(Liquid Crystal on Silicon)とされる。   The phase modulation unit 53 of the present embodiment has three phase modulation elements 53R, 53G, 53B. Each of the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B includes a plurality of two-dimensionally arranged dots, and is configured to modulate the phase of incident light for each of the plurality of dots. Are emitted from the respective phase modulation elements 53R, 53G, 53B. Since the lights having different phases interfere with each other and are diffracted, the lights emitted from the respective phase modulation elements 53R, 53G and 53B are diffracted according to the phase distribution of the light. Therefore, it can be understood that each of the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B diffracts and emits the incident light. The phase modulation elements 53R, 53G, and 53B of the present embodiment are reflection-type phase modulation elements that modulate the phase distribution of light while reflecting incident light. For example, LCOS (Liquid), which is a reflection-type liquid crystal panel, is used. Crystal on Silicon).

位相変調素子53Rは発光素子51Rに対応し、位相変調素子53Gは発光素子51Gに対応し、位相変調素子53Bは発光素子51Bに対応している。つまり、これら位相変調素子53R,53G,53Bは光源51の発光素子51R,51G,51Bごとに設けられている。位相変調素子53Rには発光素子51Rから出射しコリメートレンズ52Rでコリメートされた赤色のレーザ光が入射し、この位相変調素子53Rは、この赤色のレーザ光の位相分布を変調した第1の光DLRを出射する。位相変調素子53Gには発光素子51Gから出射しコリメートレンズ52Gでコリメートされた緑色のレーザ光が入射し、この位相変調素子53Gは、この緑色のレーザ光の位相分布を変調した第2の光DLGを出射する。位相変調素子53Bには発光素子51Bから出射しコリメートレンズ52Bでコリメートされた青色のレーザ光が入射し、この位相変調素子53Bは、この青色のレーザ光の位相分布を変調した第3の光DLBを出射する。このため、位相変調部53から出射するこれら光DLR,DLG,DLBの波長帯域は、光源51から出射する光の波長帯域と同じである。   The phase modulation element 53R corresponds to the light emitting element 51R, the phase modulation element 53G corresponds to the light emitting element 51G, and the phase modulation element 53B corresponds to the light emitting element 51B. That is, these phase modulation elements 53R, 53G, 53B are provided for each of the light emitting elements 51R, 51G, 51B of the light source 51. The red laser light emitted from the light emitting element 51R and collimated by the collimating lens 52R is incident on the phase modulation element 53R, and the phase modulation element 53R is a first light DLR that modulates the phase distribution of the red laser light. Is emitted. The green laser light emitted from the light emitting element 51G and collimated by the collimating lens 52G is incident on the phase modulation element 53G, and the phase modulation element 53G modulates the phase distribution of the green laser light. Is emitted. The blue laser light emitted from the light emitting element 51B and collimated by the collimating lens 52B enters the phase modulation element 53B, and the phase modulation element 53B modulates the phase distribution of the blue laser light into a third light DLB. Is emitted. Therefore, the wavelength bands of the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation unit 53 are the same as the wavelength bands of the light emitted from the light source 51.

第1受光光学系54Rは、位相変調素子53Rに対して設けられ、分光部80Rと、フーリエ変換レンズ81Rと、イメージセンサ82Rとを備える。分光部80Rは、位相変調素子53Rから出射する第1の光DLRを一部の光と他の一部の光に分離する。分光部80Rで分離された一部の光がフーリエ変換レンズ81Rに入射し、他の一部の光が第1受光光学系54Rから出射する。このため、第1受光光学系54Rから出射する光は、位相変調素子53Rから出射する第1の光DLRの一部であり、以下では、この光についても第1の光DLRと表す。分光部80Rとして、例えばプリズム型ビームスプリッタ、平面型ビームスプリッタ、ウェッジ基板等が挙げられる。本実施形態の分光部80Rにおける光の分離比は、一定とされている。   The first light receiving optical system 54R is provided for the phase modulation element 53R, and includes a spectral unit 80R, a Fourier transform lens 81R, and an image sensor 82R. The light splitting unit 80R splits the first light DLR emitted from the phase modulation element 53R into some light and some other light. Part of the light separated by the light splitting unit 80R enters the Fourier transform lens 81R, and part of the other light exits from the first light receiving optical system 54R. For this reason, the light emitted from the first light receiving optical system 54R is a part of the first light DLR emitted from the phase modulation element 53R, and this light is also referred to as the first light DLR below. As the light splitting unit 80R, for example, a prism type beam splitter, a plane type beam splitter, a wedge substrate, and the like are given. The light separation ratio in the light splitting unit 80R of the present embodiment is fixed.

フーリエ変換レンズ81Rは、分光部80Rで分離された一部の光を結像するレンズである。本実施形態のフーリエ変換レンズ81Rは、入射面及び出射面が凸状に形成されたレンズとされる。   The Fourier transform lens 81R is a lens that forms an image of a part of the light separated by the light splitting unit 80R. The Fourier transform lens 81R of the present embodiment is a lens in which the entrance surface and the exit surface are formed in a convex shape.

イメージセンサ82Rは、受光面で受光した光を電気信号に変換して出力する光学素子であり、光を受光する複数の受光部を有し、受光面に入射する光を二次元画像として出力する。イメージセンサ82Rは、受光面がフーリエ変換レンズ81Rの焦点または焦点近傍に位置するように配置され、フーリエ変換レンズ81Rによって結像される光を受光する。イメージセンサ82Rとして、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等が挙げられる。   The image sensor 82R is an optical element that converts light received on the light receiving surface into an electric signal and outputs the electric signal. The image sensor 82R has a plurality of light receiving units that receive light, and outputs light incident on the light receiving surface as a two-dimensional image. . The image sensor 82R is arranged such that the light receiving surface is located at or near the focal point of the Fourier transform lens 81R, and receives light formed by the Fourier transform lens 81R. Examples of the image sensor 82R include a CCD (Charge Coupled Device) image sensor and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.

第2受光光学系54Gは、位相変調素子53Gに対して設けられ、分光部80Gと、フーリエ変換レンズ81Gと、イメージセンサ82Gとを備える。第3受光光学系54Bは、位相変調素子53Bに対して設けられ、分光部80Bと、フーリエ変換レンズ81Bと、イメージセンサ82Bとを備える。分光部80Gは、位相変調素子53Gから出射する第2の光DLGを一部の光と他の一部の光に分離し、分光部80Bは、位相変調素子53Bから出射する第3の光DLBを一部の光と他の一部の光に分離する。分光部80G,80Bとして、例えば、上記の分光部80Rと同様に、プリズム型ビームスプリッタ、平面型ビームスプリッタ、ウェッジ基板等が挙げられる。分光部80Gで分離された一部の光がフーリエ変換レンズ81Gに入射し、他の一部の光が第2受光光学系54Gから出射する。また、分光部80Bで分離された一部の光がフーリエ変換レンズ81Bに入射し、他の一部の光が第3受光光学系54Bから出射する。このため、第2受光光学系54Gから出射する光は、位相変調素子53Gから出射する第2の光DLGの一部であり、第3受光光学系54Bから出射する光は、位相変調素子53Bから出射する第3の光DLBの一部である。以下では、第2受光光学系54Gから出射する光も第2の光DLGと表し、第3受光光学系54Bから出射する光も第3の光DLBと表す。本実施形態のこれら分光部80G,80Bにおける光の分離比は、一定とされている。   The second light receiving optical system 54G is provided for the phase modulation element 53G, and includes a spectral unit 80G, a Fourier transform lens 81G, and an image sensor 82G. The third light receiving optical system 54B is provided for the phase modulation element 53B, and includes a spectral unit 80B, a Fourier transform lens 81B, and an image sensor 82B. The light splitting unit 80G separates the second light DLG emitted from the phase modulation element 53G into a part of light and another light, and the light splitting unit 80B outputs the third light DLB emitted from the phase modulation element 53B. Into some light and some other light. As the light splitting units 80G and 80B, for example, similar to the light splitting unit 80R, a prism type beam splitter, a plane type beam splitter, a wedge substrate, and the like are given. Part of the light separated by the light splitting unit 80G enters the Fourier transform lens 81G, and part of the other light exits from the second light receiving optical system 54G. Further, a part of the light separated by the light splitting unit 80B enters the Fourier transform lens 81B, and another part of the light exits from the third light receiving optical system 54B. Therefore, the light emitted from the second light receiving optical system 54G is a part of the second light DLG emitted from the phase modulation element 53G, and the light emitted from the third light receiving optical system 54B is emitted from the phase modulation element 53B. It is a part of the third light DLB to be emitted. Hereinafter, light emitted from the second light receiving optical system 54G is also referred to as a second light DLG, and light emitted from the third light receiving optical system 54B is also referred to as a third light DLB. In the present embodiment, the light separation ratio in the light splitting units 80G and 80B is constant.

フーリエ変換レンズ81Gは、分光部80Gで分離された一部の光を結像するレンズであり、フーリエ変換レンズ81Bは、分光部80Bで分離された一部の光を結像するレンズである。本実施形態のこれらフーリエ変換レンズ81G,81Bは、入射面及び出射面が凸状に形成されたレンズとされる。   The Fourier transform lens 81G is a lens that forms an image of a part of the light separated by the spectral unit 80G, and the Fourier transform lens 81B is a lens that forms an image of a part of the light that is separated by the spectral unit 80B. These Fourier transform lenses 81G and 81B of the present embodiment are lenses having an incident surface and an exit surface formed in a convex shape.

イメージセンサ82G,82Bは、イメージセンサ82Rと同様に、受光面で受光した光を電気信号に変換して出力する光学素子である。これらイメージセンサ82G,82Bは、光を受光する複数の受光部を有し、受光面に入射する光を二次元画像として出力する。イメージセンサ82Gは、受光面がフーリエ変換レンズ81Gの焦点または焦点近傍に位置するように配置され、フーリエ変換レンズ81Gによって結像される光を受光する。イメージセンサ82Bは、受光面がフーリエ変換レンズ81Bの焦点または焦点近傍に位置するように配置され、フーリエ変換レンズ81Bによって結像される光を受光する。イメージセンサ82G,82Bとして、例えば、上記のイメージセンサ82Rと同様に、CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ等が挙げられる。   Each of the image sensors 82G and 82B is an optical element that converts light received on the light receiving surface into an electric signal and outputs the electric signal, similarly to the image sensor 82R. Each of the image sensors 82G and 82B has a plurality of light receiving units for receiving light, and outputs light incident on the light receiving surface as a two-dimensional image. The image sensor 82G is arranged so that the light receiving surface is located at or near the focal point of the Fourier transform lens 81G, and receives light formed by the Fourier transform lens 81G. The image sensor 82B is arranged so that the light receiving surface is located at or near the focal point of the Fourier transform lens 81B, and receives light formed by the Fourier transform lens 81B. Examples of the image sensors 82G and 82B include, for example, a CCD image sensor, a CMOS image sensor, and the like, like the above-described image sensor 82R.

合成光学系55は、第1光学素子55fと第2光学素子55sとを有する。第1光学素子55fは、第1受光光学系54Rから出射する第1の光DLRと、第2受光光学系54Gから出射する第2の光DLGとを合成する光学素子である。本実施形態では、第1光学素子55fは、第1の光DLRを透過すると共に第2の光DLGを反射することで第1の光DLRと第2の光DLGとを合成する。また、第2光学素子55sは、第1光学素子55fで合成された第1の光DLR及び第2の光DLGと、第3受光光学系54Bから出射する第3の光DLBとを合成する光学素子である。本実施形態では、第2光学素子55sは、第1光学素子55fで合成された第1の光DLR及び第2の光DLGを透過すると共に第3の光DLBを反射することで第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBとを合成する。このような第1光学素子55f、第2光学素子55sとして、ガラス基板上に酸化膜が積層された波長選択フィルタを挙げることができる。この酸化膜の種類や厚みをコントロールすることで、所定の波長よりも長い波長の光と透過し、この波長よりも短い波長の光を反射する構成とすることができる。   The combining optical system 55 has a first optical element 55f and a second optical element 55s. The first optical element 55f is an optical element that combines the first light DLR emitted from the first light receiving optical system 54R and the second light DLG emitted from the second light receiving optical system 54G. In the present embodiment, the first optical element 55f combines the first light DLR and the second light DLG by transmitting the first light DLR and reflecting the second light DLG. Further, the second optical element 55s is an optical element that combines the first light DLR and the second light DLG combined by the first optical element 55f and the third light DLB emitted from the third light receiving optical system 54B. Element. In the present embodiment, the second optical element 55 s transmits the first light DLR and the second light DLG combined by the first optical element 55 f and reflects the third light DLB to form the first light DLR. The DLR, the second light DLG, and the third light DLB are combined. As such a first optical element 55f and a second optical element 55s, there can be mentioned a wavelength selection filter in which an oxide film is laminated on a glass substrate. By controlling the type and thickness of the oxide film, it is possible to transmit light having a wavelength longer than a predetermined wavelength and reflect light having a wavelength shorter than this wavelength.

こうして、合成光学系55において第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBとが合成され、この光が合成光学系55から出射する。なお、図1、図2では、第1の光DLRは実線で示され、第2の光DLGは破線で示され、第3の光DLBは一点鎖線で示され、これら光DLR,DLG,DLBはずらして示されている。   Thus, the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB are combined in the combining optical system 55, and this light is emitted from the combining optical system 55. In FIGS. 1 and 2, the first light DLR is indicated by a solid line, the second light DLG is indicated by a broken line, and the third light DLB is indicated by a dashed line. These lights DLR, DLG, and DLB It is shown staggered.

次に、位相変調部53が有する位相変調素子53R、位相変調素子53G、及び位相変調素子53Bの構成について詳細に説明する。   Next, the configurations of the phase modulation element 53R, the phase modulation element 53G, and the phase modulation element 53B included in the phase modulation section 53 will be described in detail.

本実施形態では、位相変調素子53R、位相変調素子53G、及び位相変調素子53Bは同様の構成とされる。このため、以下では位相変調素子53Rについて説明し、位相変調素子53G及び位相変調素子53Bについてはその説明を適宜省略する。   In the present embodiment, the phase modulation element 53R, the phase modulation element 53G, and the phase modulation element 53B have the same configuration. Therefore, the phase modulation element 53R will be described below, and the description of the phase modulation element 53G and the phase modulation element 53B will be appropriately omitted.

図3は、図2に示す位相変調素子の正面図である。なお、図3にはコリメートレンズ52Rから出射するレーザ光が入射する領域51Aが破線で示されている。位相変調素子53Rは、長方形の外形を有し、当該長方形内に二次元配列された複数の変調部を有しており、それぞれの変調部は、当該変調部に入射する光の位相分布を変調し、この位相分布を変調した光を出射する。それぞれの変調部は、二次元配列された複数のドットを含んでいる。この変調部は、コリメートレンズ52Rから出射するレーザ光が入射する領域51A内に一つ以上位置するように形成される。また、図3に示すように、位相変調素子53Rには駆動回路60Rが電気的に接続され、この駆動回路60Rは、位相変調素子53Rの横側に接続される走査線駆動回路と、位相変調素子53Rの上下方向の一方側に接続されるデータ線駆動回路とを有する。   FIG. 3 is a front view of the phase modulation element shown in FIG. In FIG. 3, a region 51A where the laser beam emitted from the collimator lens 52R is incident is shown by a broken line. The phase modulation element 53R has a rectangular outer shape, and has a plurality of modulators two-dimensionally arranged in the rectangle, and each modulator modulates the phase distribution of light incident on the modulator. Then, light whose phase distribution is modulated is emitted. Each modulating section includes a plurality of two-dimensionally arranged dots. This modulator is formed so as to be located at least one in a region 51A where the laser light emitted from the collimator lens 52R is incident. As shown in FIG. 3, a driving circuit 60R is electrically connected to the phase modulation element 53R. The driving circuit 60R includes a scanning line driving circuit connected to the side of the phase modulation element 53R and a phase modulation element. A data line driving circuit connected to one side of the element 53R in the up-down direction.

図4は、図3に示す位相変調素子の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。本実施形態の位相変調素子53Rは、図4に示すように、シリコン基板62、駆動回路層63、複数の電極64、反射膜65、液晶層66、透明電極67、透光性基板68を主な構成として備える。   FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section in a thickness direction of a part of the phase modulation element shown in FIG. As shown in FIG. 4, the phase modulation element 53R of the present embodiment mainly includes a silicon substrate 62, a drive circuit layer 63, a plurality of electrodes 64, a reflection film 65, a liquid crystal layer 66, a transparent electrode 67, and a light-transmitting substrate 68. It is provided as a simple configuration.

複数の電極64は、シリコン基板62の一方の面側に上記の変調部の各ドットDTに対応して二次元配列されており、ドットDTはそれぞれ電極64を含んでいる。駆動回路層63は、図3に示す駆動回路60Rの走査線駆動回路及びデータ線駆動回路に接続される回路が配置される層であり、シリコン基板62と複数の電極64との間に配置される。透光性基板68は、シリコン基板62の一方の側で当該シリコン基板62と対向するように配置され、例えばガラス基板とされる。透明電極67は、透光性基板68のシリコン基板62側の面上に配置される。液晶層66は、液晶分子66aを有し、複数の電極64と透明電極67との間に配置される。反射膜65は、複数の電極64と液晶層66との間に配置され、例えば誘電体多層膜とされる。コリメートレンズ52Rから出射するレーザ光は、透光性基板68におけるシリコン基板62側と反対側の面から入射する。   The plurality of electrodes 64 are two-dimensionally arranged on one surface side of the silicon substrate 62 so as to correspond to the respective dots DT of the modulation section. The drive circuit layer 63 is a layer in which circuits connected to the scan line drive circuit and the data line drive circuit of the drive circuit 60R shown in FIG. 3 are arranged, and is arranged between the silicon substrate 62 and the plurality of electrodes 64. You. The translucent substrate 68 is arranged on one side of the silicon substrate 62 so as to face the silicon substrate 62, and is, for example, a glass substrate. The transparent electrode 67 is disposed on the surface of the light transmitting substrate 68 on the silicon substrate 62 side. The liquid crystal layer 66 has liquid crystal molecules 66 a and is arranged between the plurality of electrodes 64 and the transparent electrode 67. The reflection film 65 is disposed between the plurality of electrodes 64 and the liquid crystal layer 66, and is, for example, a dielectric multilayer film. Laser light emitted from the collimator lens 52R enters from the surface of the translucent substrate 68 opposite to the silicon substrate 62 side.

図4に示すように、透光性基板68におけるシリコン基板62側と反対側の面から入射する光Lは、透明電極67及び液晶層66を透過し、反射膜65で反射され、液晶層66及び透明電極67を透過して透光性基板68から出射される。ここで、特定の電極64と透明電極67との間に電圧が印加されると、当該電極64と透明電極67との間に位置する液晶層66の液晶分子66aの配向が変化し、当該電極64と透明電極67との間に位置する液晶層66の屈折率が変化する。液晶分子66aの配向は、印加される電圧に応じて変化するため、この電圧に応じて屈折率も変化する。液晶層66の屈折率が変化されることで上記のように当該液晶層66を透過する光Lの光路長が変化するため、当該液晶層66を透過して位相変調素子53Rから出射する光の位相を変化させることができる。上記のように、複数の電極64は、変調部の各ドットDTに対応して配置されているため、各ドットDTに対応する電極64と透明電極67との間に印加される電圧が制御されることで、各ドットDTから出射する光の位相がそれぞれ変調される。位相変調素子53Rは、このように各ドットDTにおける液晶層66の屈折率を調整することで、ドットDTから出射する光の位相がそれぞれ変調し、位相分布が変調された光を出射する。上記のように、位相の異なる光は互いに干渉しあって回折されるため、位相変調素子53Rから出射する光は、当該光の位相分布に応じて回折する。このため、位相変調素子53Rは、各ドットDTにおける液晶層66の屈折率を調整して出射する光の位相分布を制御することで、光の配光パターンを所望の配光パターンにしたり、この光が照射される領域を変化させたりできる。   As shown in FIG. 4, light L entering from a surface of the light-transmitting substrate 68 opposite to the silicon substrate 62 side passes through the transparent electrode 67 and the liquid crystal layer 66, is reflected by the reflection film 65, and is reflected by the liquid crystal layer 66. The light passes through the transparent electrode 67 and is emitted from the light-transmitting substrate 68. Here, when a voltage is applied between the specific electrode 64 and the transparent electrode 67, the orientation of the liquid crystal molecules 66a of the liquid crystal layer 66 located between the electrode 64 and the transparent electrode 67 changes, and The refractive index of the liquid crystal layer 66 located between the first electrode 64 and the transparent electrode 67 changes. Since the orientation of the liquid crystal molecules 66a changes according to the applied voltage, the refractive index also changes according to this voltage. Since the optical path length of the light L passing through the liquid crystal layer 66 changes as described above by changing the refractive index of the liquid crystal layer 66, the light transmitted through the liquid crystal layer 66 and emitted from the phase modulation element 53R changes. The phase can be changed. As described above, since the plurality of electrodes 64 are arranged corresponding to each dot DT of the modulation section, the voltage applied between the electrode 64 corresponding to each dot DT and the transparent electrode 67 is controlled. This modulates the phase of the light emitted from each dot DT. By adjusting the refractive index of the liquid crystal layer 66 in each dot DT in this way, the phase modulating element 53R modulates the phase of light emitted from the dot DT, and emits light having a modulated phase distribution. As described above, since the lights having different phases interfere with each other and are diffracted, the light emitted from the phase modulation element 53R is diffracted according to the phase distribution of the light. For this reason, the phase modulation element 53R adjusts the refractive index of the liquid crystal layer 66 in each dot DT to control the phase distribution of the emitted light, thereby making the light distribution pattern a desired light distribution pattern, For example, the region irradiated with light can be changed.

本実施形態では、位相変調素子53Rは、当該位相変調素子53Rにおけるそれぞれの変調部から出射する光の位相分布が同じ位相分布となるように、各ドットDTにおける光の位相を変調する。また、位相変調素子53Gは、当該位相変調素子53Gにおけるそれぞれの変調部から出射する光の位相分布が同じ位相分布となるように、各ドットDTにおける光の位相を変調する。また、位相変調素子53Bは、当該位相変調素子53Bにおけるそれぞれの変調部から出射する光の位相分布が同じ位相分布となるように、各ドットDTにおける光の位相を変調する。そして、変調部から出射する光の位相分布が所望の配光パターンの光の位相分布となるように各ドットDTにおける光の位相を変調することで、変調部から出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。   In the present embodiment, the phase modulation element 53R modulates the phase of the light in each dot DT such that the phase distribution of the light emitted from each modulation unit in the phase modulation element 53R has the same phase distribution. Further, the phase modulation element 53G modulates the phase of light in each dot DT such that the phase distribution of light emitted from each modulation section in the phase modulation element 53G has the same phase distribution. Further, the phase modulation element 53B modulates the phase of the light in each dot DT such that the phase distribution of the light emitted from each modulation section in the phase modulation element 53B has the same phase distribution. Then, the light distribution pattern of the light emitted from the modulation unit is modulated by modulating the phase of the light in each dot DT such that the phase distribution of the light emitted from the modulation unit becomes the phase distribution of the light of the desired light distribution pattern. A desired light distribution pattern can be obtained.

図5は、本実施形態における車両用灯具の一部と灯具制御システムとを含むブロック図である。図5に示すように、本実施形態の灯具制御システム70では、駆動回路60R,60G,60B、電源回路61R,61G,61B、目標画像生成部73、ライトスイッチ74、記憶部75、イメージセンサ82R,82G,82B等が制御部71に電気的に接続され、目標画像生成部73には検知装置72が電気的に接続されている。この制御部71は、灯具ユニット20に備えられても良く、車両の電子制御装置の一部とされても良い。   FIG. 5 is a block diagram including a part of the vehicle lamp and the lamp control system according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, in the lamp control system 70 of the present embodiment, the drive circuits 60R, 60G, 60B, the power circuits 61R, 61G, 61B, the target image generation unit 73, the light switch 74, the storage unit 75, and the image sensor 82R. , 82G, 82B, etc., are electrically connected to the control unit 71, and the detection device 72 is electrically connected to the target image generation unit 73. The control unit 71 may be provided in the lamp unit 20 and may be a part of the electronic control device of the vehicle.

駆動回路60Gは位相変調素子53Gに電気的に接続され、駆動回路60Bは位相変調素子53Bに電気的に接続される。駆動回路60G,60Bは、駆動回路60Rと同様に、位相変調素子53G,53Bの横側に接続される走査線駆動回路と、位相変調素子53R,53Bの上下方向の一方側に接続されるデータ線駆動回路とを有する。駆動回路60R,60G,60Bは、制御部71から入力する信号に基づいて、位相変調素子53R,53G,53Bの各ドットDTに印加する電圧をそれぞれ調整する。位相変調素子53R,53G,53Bは、駆動回路60R,60G,60Bによって印加される電圧に応じて各ドットDTにおける液晶層66の屈折率を調整する。本実施形態では、位相変調素子53R,53G,53Bにおけるそれぞれの変調部から出射する光の位相分布が制御部71の後述する位相分布生成処理によって算出される目標位相分布となるように、各ドットDTにおける液晶層66の屈折率を調整する。   Drive circuit 60G is electrically connected to phase modulation element 53G, and drive circuit 60B is electrically connected to phase modulation element 53B. Similarly to the drive circuit 60R, the drive circuits 60G and 60B include a scanning line drive circuit connected to the side of the phase modulation elements 53G and 53B, and data connected to one side of the phase modulation elements 53R and 53B in the vertical direction. A line drive circuit. The drive circuits 60R, 60G, and 60B adjust the voltages applied to the dots DT of the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B, respectively, based on the signal input from the control unit 71. The phase modulation elements 53R, 53G, 53B adjust the refractive index of the liquid crystal layer 66 in each dot DT according to the voltage applied by the drive circuits 60R, 60G, 60B. In this embodiment, each dot is set such that the phase distribution of the light emitted from each of the modulation units in the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B becomes the target phase distribution calculated by the later-described phase distribution generation processing of the control unit 71. The refractive index of the liquid crystal layer 66 in DT is adjusted.

本実施形態では、この目標位相分布は、位相変調素子53R,53G,53Bごとに算出される。それぞれの目標位相分布は、位相変調素子53Rから出射する一部の光である第1の光DLRと、位相変調素子53Gから出射する一部の光である第2の光DLGと、位相変調素子53Bから出射する一部の光である第3の光DLBとが合成光学系55で合成された光によって所望の配光パターンが形成される位相分布とされる。この所望の配光パターンには輝度分布も含まれる。このため、本実施形態では、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光の一部である光DLR,DLG,DLBが合成された光によって特定の配光パターンを形成する場合、光DLR,DLG,DLBのそれぞれは、この特定の配光パターンと重なると共にこの特定の配光パターンの強度分布に基づいた強度分布とされる。また、光DLR,DLG,DLBが合成された光によって形成される配光パターンにおける強度が高い部位では、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光の一部である光DLR,DLG,DLBの強度もそれぞれ高くなる。   In the present embodiment, the target phase distribution is calculated for each of the phase modulation elements 53R, 53G, 53B. The respective target phase distributions include a first light DLR that is a part of light emitted from the phase modulation element 53R, a second light DLG that is a part of light emitted from the phase modulation element 53G, and a phase modulation element. The third light DLB, which is a part of the light emitted from 53B, has a phase distribution in which a desired light distribution pattern is formed by the light combined by the combining optical system 55. This desired light distribution pattern includes a luminance distribution. For this reason, in the present embodiment, when a specific light distribution pattern is formed by light obtained by combining lights DLR, DLG, and DLB, which are parts of light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B, the light DLR, Each of DLG and DLB overlaps with the specific light distribution pattern and has an intensity distribution based on the intensity distribution of the specific light distribution pattern. Further, at a portion where the intensity is high in the light distribution pattern formed by the light obtained by combining the light DLR, DLG, and DLB, the light DLR, DLG, and DLB that are a part of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. Also increase in strength.

図1、図2に示すように、位相変調素子53Rから出射する一部の光である第1の光DLRと、位相変調素子53Gから出射する一部の光である第2の光DLGと、位相変調素子53Bから出射する一部の光である第3の光DLBとは、合成光学系55で合成される。この合成された光は、カバー59の開口59Hから出射し、フロントカバー12を介して前照灯1から出射する。この光は、位相変調素子53R,53G,53Bのそれぞれの目標位相分布に基づいて位相変調素子53R,53G,53Bからそれぞれ出射する光の一部が合成された光であるため、前照灯1から出射する光の配光パターンはこれら目標位相分布に基づく配光パターンとなる。   As shown in FIGS. 1 and 2, a first light DLR that is a part of light emitted from the phase modulation element 53R, a second light DLG that is a part of light emitted from the phase modulation element 53G, The third light DLB, which is a part of light emitted from the phase modulation element 53B, is combined by the combining optical system 55. The combined light exits from the opening 59H of the cover 59 and exits from the headlight 1 via the front cover 12. This light is a light obtained by combining a part of the light emitted from each of the phase modulation elements 53R, 53G, 53B based on the target phase distribution of each of the phase modulation elements 53R, 53G, 53B. Is a light distribution pattern based on these target phase distributions.

電源回路61Rは発光素子51Rに電気的に接続され、電源回路61Gは発光素子51Gに電気的に接続され、電源回路61Bは発光素子51Bに電気的に接続される。これら電源回路61R,61G,61Bには不図示の電源が接続されている。電源回路61R,61G,61Bのそれぞれは、制御部71から入力する信号に基づいて、電源から発光素子51R,51G,51Bに供給される電力を調整して、発光素子51R,51G,51Bから出射するレーザ光の強度を調節する。なお、電源回路61R,61G,61Bは、PWM(Pulse Width Modulation)制御によって発光素子51R,51G,51Bに供給される電力を調整しても良い。この場合、デューティーサイクルを調節することによって、これら発光素子51R,51G,51Bから出射するレーザ光の強度が調節される。   The power supply circuit 61R is electrically connected to the light emitting element 51R, the power supply circuit 61G is electrically connected to the light emitting element 51G, and the power supply circuit 61B is electrically connected to the light emitting element 51B. A power supply (not shown) is connected to these power supply circuits 61R, 61G, and 61B. Each of the power supply circuits 61R, 61G, and 61B adjusts the power supplied from the power supply to the light emitting elements 51R, 51G, and 51B based on the signal input from the control unit 71, and emits the light from the light emitting elements 51R, 51G, and 51B. The intensity of the laser light to be adjusted. Note that the power supply circuits 61R, 61G, and 61B may adjust the power supplied to the light emitting elements 51R, 51G, and 51B by PWM (Pulse Width Modulation) control. In this case, by adjusting the duty cycle, the intensity of the laser light emitted from these light emitting elements 51R, 51G, 51B is adjusted.

検知装置72は、車両前方に位置する所定の対象物を検知する。検知装置72が検知する対象物として、例えば、先行車や対向車等の車両、歩行者、標識等が挙げられる。また、検知装置72の構成として、例えば、図示せぬカメラ、画像処理部、検知部等を備える構成が挙げられる。カメラは車両前方を撮影し、このカメラによって撮影される画像には、前照灯1から出射する光が照射される領域の少なくとも一部が含まれる。画像処理部は、カメラによって撮影された画像に画像処理を施す。検知部は、画像処理部によって画像処理された情報から対象物の存在及び対象物の存在位置を検知する。検知装置72は、車両前方に位置する所定の対象物を検知した場合に、対象物の存在及び対象物の存在位置の情報を目標画像生成部73に送る。この対象物の存在位置は、例えば、車両から所定の距離離れた鉛直面上における前照灯1から出射する光の配光パターンに対する対象物の相対的な位置とされ、この鉛直面上における対象物が位置している領域も含まれる。なお、検知装置72が検知する対象物、対象物の種類の数、及び検知装置72の構成は特に限定されるものではない。例えば、検知装置72は、カメラに替わって、例えばミリ波レーダ、赤外線レーダなどを用いて対象物と非接触で当該対象物の存在及び存在位置を検知するものとされも良く、カメラとミリ波レーダや赤外線レーダとを組み合わせて対象物と非接触で当該対象物の存在及び存在位置を検知するものとされても良い。   The detection device 72 detects a predetermined target object located in front of the vehicle. Examples of the object detected by the detection device 72 include a vehicle such as a preceding vehicle and an oncoming vehicle, a pedestrian, and a sign. In addition, as a configuration of the detection device 72, for example, a configuration including a camera, an image processing unit, a detection unit, and the like, which are not illustrated, may be mentioned. The camera photographs the front of the vehicle, and an image photographed by the camera includes at least a part of an area irradiated with light emitted from the headlight 1. The image processing unit performs image processing on an image captured by the camera. The detection unit detects the presence of the target and the position of the target from the information processed by the image processing unit. When the detection device 72 detects a predetermined target object located in front of the vehicle, the detection device 72 sends information on the presence of the target object and the position of the target object to the target image generation unit 73. The location of the object is, for example, a relative position of the object with respect to a light distribution pattern of light emitted from the headlight 1 on a vertical plane at a predetermined distance from the vehicle. The area where the object is located is also included. It should be noted that the objects detected by the detection device 72, the number of types of the objects, and the configuration of the detection device 72 are not particularly limited. For example, the detection device 72 may be configured to detect the presence and the position of the target object in a non-contact manner using, for example, a millimeter wave radar or an infrared radar instead of the camera. A combination of a radar and an infrared radar may be used to detect the presence and location of the target without contacting the target.

目標画像生成部73は、検知装置72によって検知された対象物の存在位置の情報に基づいて、前照灯1から出射される光によって投影される画像を算出し、当該画像に関する情報を制御部71に出力する。本実施形態では、目標画像生成部73は、検知装置72の図示せぬカメラによって撮影された画像に基づいて前照灯1が投影する目標画像を算出する。そして、この目標画像の赤色成分の画像である第1目標画像、緑色成分の画像である第2目標画像、青色成分の画像である第3目標画像をそれぞれ目標画像の情報として制御部71に出力する。つまり、目標画像生成部73は、互いに波長帯域の異なる光を出射する発光素子51R,51G,51Bごとに目標画像を設けていると理解できる。本実施形態では、目標画像生成部73は、ハイビームの配光パターンのうち検知された対象物と重なる領域の少なくとも一部が暗くされた配光パターンの画像を、前照灯1から投影させる目標画像として算出する。   The target image generation unit 73 calculates an image projected by light emitted from the headlight 1 based on information on the position of the target object detected by the detection device 72, and controls the information regarding the image. 71. In the present embodiment, the target image generator 73 calculates a target image projected by the headlight 1 based on an image captured by a camera (not shown) of the detection device 72. Then, the first target image that is a red component image, the second target image that is a green component image, and the third target image that is a blue component image of the target image are output to the control unit 71 as target image information. I do. That is, it can be understood that the target image generation unit 73 provides a target image for each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B that emit light having different wavelength bands. In the present embodiment, the target image generation unit 73 causes the headlight 1 to project an image of a light distribution pattern in which at least a part of a region overlapping with the detected target in the light distribution pattern of the high beam is darkened. Calculate as an image.

ライトスイッチ74は、運転者が前照灯1からの光の出射または非出射を指示するスイッチである。例えば、ライトスイッチ74がオンされる場合、ライトスイッチ74は前照灯1から画像の投影を指示する信号を出力する。   The light switch 74 is a switch for instructing the driver to emit or not emit light from the headlight 1. For example, when the light switch 74 is turned on, the light switch 74 outputs a signal instructing projection of an image from the headlight 1.

記憶部75には、前照灯1が投影する所定の画像に関する情報が格納される。具体的には、本実施形態の所定の画像はハイビームの配光パターンの画像である。そして、このハイビームの配光パターンの画像に対応する所定の光の位相分布が格納される。具体的には、位相変調素子53Rから出射する光の位相分布である第1基準位相分布と、位相変調素子53Gから出射する光の位相分布である第2基準位相分布と、位相変調素子53Bから出射する光の位相分布である第3基準位相分布とが格納される。第1基準位相分布は、位相変調素子53Rから出射する光が所定の画像における赤色成分を抜き出した画像を投影する配光パターンとなるような位相変調素子53Rから出射する光の位相分布である。第2基準位相分布は、位相変調素子53Gから出射する光が所定の画像における緑色成分を抜き出した画像を投影する配光パターンとなるような位相変調素子53Gから出射する光の位相分布である。第3基準位相分布は、位相変調素子53Bから出射する光が所定の画像における青色成分を抜き出した画像を投影する配光パターンとなるような位相変調素子53Bから出射する光の位相分布である。   The storage unit 75 stores information on a predetermined image projected by the headlight 1. Specifically, the predetermined image of the present embodiment is an image of a light distribution pattern of a high beam. Then, a predetermined light phase distribution corresponding to the image of the high beam light distribution pattern is stored. Specifically, a first reference phase distribution that is a phase distribution of light emitted from the phase modulation element 53R, a second reference phase distribution that is a phase distribution of light emitted from the phase modulation element 53G, and a The third reference phase distribution, which is the phase distribution of the emitted light, is stored. The first reference phase distribution is a phase distribution of light emitted from the phase modulation element 53R such that the light emitted from the phase modulation element 53R has a light distribution pattern for projecting an image obtained by extracting a red component in a predetermined image. The second reference phase distribution is a phase distribution of light emitted from the phase modulation element 53G such that the light emitted from the phase modulation element 53G has a light distribution pattern that projects an image obtained by extracting a green component in a predetermined image. The third reference phase distribution is a phase distribution of light emitted from the phase modulation element 53B such that the light emitted from the phase modulation element 53B has a light distribution pattern for projecting an image obtained by extracting a blue component in a predetermined image.

図6は本実施形態における車両用灯具から出射する光によって投影する画像の例を示す図である。具体的には、図6(A)は記憶部75に格納される所定の画像であり、ハイビームの配光パターンの画像を示す図である。図6(B)及び図6(C)は、目標画像生成部73によって算出される目標画像である。図6(B)はハイビームの配光パターンにおいて特定の領域が暗くされる配光パターンの画像を示す図であり、図6(C)はハイビームの配光パターンにおける別の特定の領域が暗くされる配光パターンの画像を示す図である。なお、理解を容易にするため、図6では、それぞれの画像には当該画像を投影する際の車両前方の風景が重ね合わされており、Sは水平線を示し、配光パターンが太線で示され、この配光パターンは、車両から25m離れた鉛直面上に形成される配光パターンとされている。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an image projected by light emitted from the vehicle lamp according to the present embodiment. Specifically, FIG. 6A is a predetermined image stored in the storage unit 75, and is a diagram illustrating an image of a high-beam light distribution pattern. FIGS. 6B and 6C are target images calculated by the target image generator 73. FIG. 6B is a diagram showing an image of a light distribution pattern in which a specific region is darkened in the high beam light distribution pattern, and FIG. 6C is another specific region in the high beam light distribution pattern which is darkened. FIG. 3 is a diagram showing an image of a light distribution pattern. For easy understanding, in FIG. 6, in each image, a scene ahead of the vehicle when projecting the image is superimposed, S indicates a horizontal line, and a light distribution pattern is indicated by a thick line, This light distribution pattern is a light distribution pattern formed on a vertical plane 25 m away from the vehicle.

図6(A)に示される画像のハイビームの配光パターンPHは白色である。また、ハイビームの配光パターンPHのうち領域LA1は最も輝度が高い領域であり、領域LA2、領域LA3、領域LA4の順に輝度が低くなる。   The light distribution pattern PH of the high beam of the image shown in FIG. 6A is white. In the high beam light distribution pattern PH, the area LA1 has the highest luminance, and the luminance decreases in the order of the area LA2, the area LA3, and the area LA4.

図6(B)に示される画像の配光パターンP1は、ハイビームの配光パターンPHにおける特定の領域AR1が暗くされる配光パターンである。つまり、配光パターンP1における特定の領域AR1の輝度は、ハイビームの配光パターンPHにおける特定の領域AR1の輝度よりも低い。この特定の領域AR1は、検知装置72によって対象物として検知される歩行者PEの全体と重なっている。また、配光パターンP1における特定の領域AR1以外における輝度分布は、ハイビームの配光パターンPHにおける領域AR1の領域以外における輝度分布と同じとされる。前照灯1が図6(B)に示される画像を投影する場合、この配光パターンP1の光が照射され、歩行者PEが前照灯1から出射する光を眩しく感じることを抑制し得る。   The light distribution pattern P1 of the image shown in FIG. 6B is a light distribution pattern in which a specific area AR1 in the high beam light distribution pattern PH is darkened. That is, the luminance of the specific area AR1 in the light distribution pattern P1 is lower than the luminance of the specific area AR1 in the high beam light distribution pattern PH. This specific area AR1 overlaps with the entire pedestrian PE detected as an object by the detection device 72. The luminance distribution in the light distribution pattern P1 other than the specific area AR1 is the same as the luminance distribution in the high beam light distribution pattern PH other than the area AR1. When the headlight 1 projects the image shown in FIG. 6B, the light of the light distribution pattern P1 is emitted, and it is possible to suppress the pedestrian PE from feeling dazzling light emitted from the headlight 1. .

図6(C)に示される画像の配光パターンP2は、ハイビームの配光パターンPHにおける特定の領域AR1と異なる別の特定の領域AR2が暗くされる配光パターンである。つまり、配光パターンP2における特定の領域AR2の輝度は、ハイビームの配光パターンPHにおける特定の領域AR2の光の輝度よりも低い。この特定の領域AR2は、検知装置72によって対象物として検知される対向車OVの全体と重なっている。また、配光パターンP2における特定の領域AR2以外における輝度分布は、ハイビームの配光パターンPHにおける領域AR2の領域以外における輝度分布と同じとされる。前照灯1が図6(C)に示される画像を投影する場合、この配光パターンP2の光が照射され、対向車OVの運転者が前照灯1から出射する光を眩しく感じることを抑制し得る。なお、図6(A)において、ハイビームの配光パターンPHにおける特定の領域AR2は破線で示されている。本実施形態では、配光パターンP2における特定の領域AR2は、領域LA2内に位置し、この特定の領域AR2の光の強度は、領域LA2の強度よりも低くされる。   The light distribution pattern P2 of the image shown in FIG. 6C is a light distribution pattern in which another specific area AR2 different from the specific area AR1 in the high beam light distribution pattern PH is darkened. That is, the luminance of the specific area AR2 in the light distribution pattern P2 is lower than the luminance of light in the specific area AR2 in the high beam light distribution pattern PH. This specific area AR2 overlaps the entire oncoming vehicle OV detected as a target by the detection device 72. The luminance distribution in the light distribution pattern P2 other than the specific area AR2 is the same as the luminance distribution in the high beam light distribution pattern PH other than the area AR2. When the headlight 1 projects the image shown in FIG. 6 (C), the light of the light distribution pattern P2 is irradiated, and the driver of the oncoming vehicle OV feels dazzling light emitted from the headlight 1. Can be suppressed. In FIG. 6A, a specific area AR2 in the high beam light distribution pattern PH is indicated by a broken line. In the present embodiment, the specific area AR2 in the light distribution pattern P2 is located within the area LA2, and the light intensity of the specific area AR2 is lower than the intensity of the area LA2.

次に、本実施形態の前照灯1の動作について説明する。具体的には、車両前方の状況に応じて出射する光の配光パターンをハイビームの配光パターンPHから別の配光パターンに変化する動作について説明する。図7は、本実施形態における制御部の制御フローチャートを示す図である。   Next, the operation of the headlight 1 of the present embodiment will be described. Specifically, an operation of changing the light distribution pattern of light emitted according to the situation in front of the vehicle from the high beam light distribution pattern PH to another light distribution pattern will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a control flowchart of the control unit according to the present embodiment.

まず、ステップSP1において、ライトスイッチ74がオンされ、ライトスイッチ74から光の出射を指示する信号が制御部71に入力される場合、制御部71の制御フローはステップSP2に進む。一方、ステップSP1において、この信号が制御部71に入力されない場合、制御部71の制御フローはステップSP6に進む。   First, in step SP1, when the light switch 74 is turned on and a signal instructing light emission from the light switch 74 is input to the control unit 71, the control flow of the control unit 71 proceeds to step SP2. On the other hand, if this signal is not input to the control unit 71 in step SP1, the control flow of the control unit 71 proceeds to step SP6.

ステップSP2において、検知装置72が車両前方に位置する所定の対象物を検知せず、目標画像生成部73から目標画像に関する情報が制御部71に入力されない場合、制御部71の制御フローはステップSP3に進む。一方、ステップSP2においてこの情報が制御部71に入力される場合、制御部71の制御フローはステップSP4に進む。   In step SP2, if the detection device 72 does not detect a predetermined target located in front of the vehicle and information about the target image is not input to the control unit 71 from the target image generation unit 73, the control flow of the control unit 71 is step SP3. Proceed to. On the other hand, when this information is input to the control unit 71 in step SP2, the control flow of the control unit 71 proceeds to step SP4.

ステップSP3において、制御部71は、記憶部75に格納されるハイビームの配光パターンの画像に対応する所定の光の位相分布に基づいて、位相変調素子53R,53G,53Bを制御する。具体的には、制御部71は、この情報に基づく信号を駆動回路60R,60G,60Bに出力し、駆動回路60R,60G,60Bは、制御部71から入力する信号に基づいて、位相変調素子53R,53G,53Bの各ドットDTに印加する電圧をそれぞれ調整する。この電圧は、位相変調素子53Rから出射する光の位相分布が上記第1基準位相分布となり、位相変調素子53Gから出射する光の位相分布が上記第2基準位相分布となり、位相変調素子53Bから出射する光の位相分布が上記第3基準位相分布となるような電圧とされる。また、制御部71は、電源回路61R,61G,61Bに所定の信号を出力し、電源回路61R,61G,61Bは、制御部71から入力する信号に基づいて、電源から発光素子51R,51G,51Bに所定の電力を供給する。このため、発光素子51R,51G,51Bは、それぞれ所定の強度のレーザ光を出射する。発光素子51R,51G,51Bから出射するレーザ光が対応する位相変調素子53R,53G,53Bに入射し、位相変調素子53R,53G,53Bから光DLR,DLG,DLBが出射する。これら光DLR,DLG,DLBの一部は合成光学系55で合成され、この合成された光が前照灯1から出射する。ここで、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光の位相分布は、ハイビームの配光パターンPHの画像に対応する基準位相分布となるようにされているため、白色のハイビームの配光パターンPHの光が前照灯1から出射する。   In step SP3, the control unit 71 controls the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B based on the predetermined light phase distribution corresponding to the image of the high beam light distribution pattern stored in the storage unit 75. Specifically, the control unit 71 outputs a signal based on this information to the drive circuits 60R, 60G, and 60B, and the drive circuits 60R, 60G, and 60B output a signal based on the signal input from the control unit 71 to the phase modulation element. The voltage applied to each of the dots DT of 53R, 53G, and 53B is adjusted. In this voltage, the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53R becomes the first reference phase distribution, the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53G becomes the second reference phase distribution, and the voltage is emitted from the phase modulation element 53B. The voltage is set so that the phase distribution of the emitted light becomes the third reference phase distribution. In addition, the control unit 71 outputs a predetermined signal to the power supply circuits 61R, 61G, and 61B, and the power supply circuits 61R, 61G, and 61B output light-emitting elements 51R, 51G, and 51 from the power supply based on the signal input from the control unit 71. A predetermined power is supplied to 51B. For this reason, the light emitting elements 51R, 51G, and 51B each emit laser light having a predetermined intensity. Laser light emitted from the light emitting elements 51R, 51G, 51B enters the corresponding phase modulation elements 53R, 53G, 53B, and light DLR, DLG, DLB is emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, 53B. Some of these lights DLR, DLG, and DLB are combined by the combining optical system 55, and the combined light is emitted from the headlight 1. Here, since the phase distribution of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, 53B is set to be the reference phase distribution corresponding to the image of the high beam light distribution pattern PH, the white high beam light distribution pattern PH light is emitted from the headlight 1.

本実施形態では、ステップSP3において、制御部71は、これら位相変調素子53R,53G,53Bの制御とこれら発光素子51R,51G,51Bの制御とを同時に行う。しかし、制御部71はこれらの制御を順次行っても良い。   In the present embodiment, in step SP3, the control unit 71 simultaneously controls the phase modulation elements 53R, 53G, 53B and the light emitting elements 51R, 51G, 51B. However, the control unit 71 may perform these controls sequentially.

ステップSP2において、検知装置72が車両前方に位置する所定の対象物を検知し、目標画像生成部73から目標画像に関する情報が制御部71に入力される場合、制御部71の制御フローはステップSP4に進む。ステップSP4において、制御部71は、位相分布生成処理を行う。位相分布生成処理は、位相変調素子53R、位相変調素子53G、及び位相変調素子53Bのそれぞれに対して行われる。本実施形態では、これら位相変調素子53R,53G,53Bに対する位相分布生成処理は、同様の処理とされる。このため、以下では位相変調素子53Rに対する位相分布生成処理について説明し、位相変調素子53G及び位相変調素子53Bに対する位相分布生成処理はその説明を適宜省略する。   In step SP2, when the detection device 72 detects a predetermined target located in front of the vehicle and information regarding the target image is input from the target image generation unit 73 to the control unit 71, the control flow of the control unit 71 is step SP4. Proceed to. In step SP4, the control unit 71 performs a phase distribution generation process. The phase distribution generation processing is performed on each of the phase modulation element 53R, the phase modulation element 53G, and the phase modulation element 53B. In the present embodiment, the phase distribution generation processing for the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B is the same processing. For this reason, the phase distribution generation processing for the phase modulation element 53R will be described below, and the description of the phase distribution generation processing for the phase modulation elements 53G and 53B will be omitted as appropriate.

図8は、位相分布生成処理における制御部の制御フローチャートを示す図である。図8に示すように、位相分布生成処理は、第1制御処理と、第1画像取得処理と、第2画像算出処理と、第2位相分布算出処理と、第2制御処理と、第3画像取得処理と、第4画像算出処理と、第3位相分布算出処理と、入れ換え処理と、を含んでいる。位相分布生成処理では、まず、ステップSP11において、制御部71は、第1制御処理として、位相変調素子53Rから出射する光の位相分布が所定の第1位相分布となるように位相変調素子53Rを制御する。具体的には、制御部71は、所定の第1位相分布に基づいて駆動回路60Rに信号を出力し、駆動回路60Rは、制御部71から入力する信号に基づいて、位相変調素子53Rの各ドットDTに印加する電圧をそれぞれ調整する。この電圧は、位相変調素子53Rから出射する光の位相分布が所定の第1位相分布となるような電圧とされる。なお、所定の第1位相分布は、ランダムな位相分布であれば良く、特に限定されるものではない。   FIG. 8 is a diagram illustrating a control flowchart of the control unit in the phase distribution generation processing. As shown in FIG. 8, the phase distribution generation processing includes a first control processing, a first image acquisition processing, a second image calculation processing, a second phase distribution calculation processing, a second control processing, and a third image processing. It includes an acquisition process, a fourth image calculation process, a third phase distribution calculation process, and a replacement process. In the phase distribution generation processing, first, in step SP11, the control unit 71 controls the phase modulation element 53R such that the phase distribution of light emitted from the phase modulation element 53R becomes a predetermined first phase distribution as a first control processing. Control. Specifically, the control unit 71 outputs a signal to the drive circuit 60R based on a predetermined first phase distribution, and the drive circuit 60R outputs each signal of the phase modulation element 53R based on a signal input from the control unit 71. The voltages applied to the dots DT are respectively adjusted. This voltage is set so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53R becomes a predetermined first phase distribution. Note that the predetermined first phase distribution is not particularly limited as long as it is a random phase distribution.

次にステップSP12において、制御部71は、第1画像取得処理として、第1制御処理がされた位相変調素子53Rから出射してイメージセンサ82Rが受光する光を第1画像として取得する。具体的には、制御部71は、電源回路61Rに所定の信号を出力し、電源回路61Rは、制御部71から入力する信号に基づいて、電源から発光素子51Rに所定の電力を供給する。このため、発光素子51Rから所定の強度のレーザ光が出射し、このレーザ光が位相変調素子53Rに入射し、このレーザ光の位相分布が変調された光が位相変調素子53Rから出射する。位相変調素子53Rから出射する光は、分光部80Rで一部の光と他の一部の光に分離され、分光部80Rで分離された一部の光がフーリエ変換レンズ81Rによって結像され、この結像された光がイメージセンサ82Rによって受光される。イメージセンサ82Rは、この受光した光を電気信号に変換して二次元画像として制御部71に出力する。このようにして、制御部71は、イメージセンサ82Rから出力される二次元画像を第1画像として取得する。ここで、光を結像することによって得られる画像は、当該光の位相分布をフーリエ変換した画像となることが知られている。このため、この第1画像は、概ね所定の第1位相分布をフーリエ変換した画像である。従って、この位相分布生成処理では、光を結像することによって生じるフーリエ変換作用を用いることで、第1位相分布のフーリエ変換の演算を省略している。   Next, in step SP12, as the first image acquisition process, the control unit 71 acquires, as the first image, light emitted from the phase modulation element 53R subjected to the first control process and received by the image sensor 82R. Specifically, the control unit 71 outputs a predetermined signal to the power supply circuit 61R, and the power supply circuit 61R supplies predetermined power from the power supply to the light emitting element 51R based on the signal input from the control unit 71. For this reason, laser light of a predetermined intensity is emitted from the light emitting element 51R, this laser light is incident on the phase modulation element 53R, and light whose phase distribution is modulated is emitted from the phase modulation element 53R. The light emitted from the phase modulation element 53R is separated into a part of light and another part of light by the light splitting unit 80R, and the light separated by the light splitting unit 80R is imaged by the Fourier transform lens 81R. The imaged light is received by the image sensor 82R. The image sensor 82R converts the received light into an electric signal and outputs the electric signal to the control unit 71 as a two-dimensional image. Thus, the control unit 71 acquires the two-dimensional image output from the image sensor 82R as the first image. Here, it is known that an image obtained by imaging light is an image obtained by performing a Fourier transform on the phase distribution of the light. For this reason, the first image is an image obtained by performing a Fourier transform on a predetermined first phase distribution. Therefore, in the phase distribution generation processing, the Fourier transform operation of the first phase distribution is omitted by using the Fourier transform effect generated by imaging light.

次にステップSP13において、制御部71は、第2画像算出処理として、ステップSP12において取得した第1画像を目標画像生成部73から入力された第1目標画像に近づけた第2画像を算出する。この第1目標画像は、上記のように前照灯1から投影させる画像の赤色成分の画像である。具体的には、本実施形態の制御部71は、第1目標画像の縦方向の画素数と第1画像の縦方向の画素数とが同じとなり、第1目標画像の横方向の画素数と第1画像の横方向の画素数とが同じとなるような画像処理を第1画像に施す。なお、この画像処理は特に限定されるものではない。しかし、この画像処理は、第1画像中の像が変形しない画像処理とされ、例えば、画像を拡大したり縮小したりする画像処理や、画像の一部を切り出して新たな画像とする画像処理や、これら画像処理が組み合わされた画像処理とされる。なお、この画像処理は省略されても良い。例えば、第1目標画像の縦方向の画素数と第1画像の縦方向の画素数とが同じとなり、第1目標画像の横方向の画素数と第1画像の横方向の画素数とが同じとなるイメージセンサ82Rを用いることで、この画像処理を省略し得る。   Next, in step SP13, the control unit 71 calculates, as a second image calculation process, a second image in which the first image acquired in step SP12 is brought closer to the first target image input from the target image generation unit 73. The first target image is a red component image of the image projected from the headlight 1 as described above. Specifically, the control unit 71 of the present embodiment determines that the number of pixels in the vertical direction of the first target image is the same as the number of pixels in the vertical direction of the first image, and the number of pixels in the horizontal direction of the first target image is Image processing is performed on the first image so that the number of pixels in the horizontal direction of the first image is the same. This image processing is not particularly limited. However, this image processing is image processing in which the image in the first image is not deformed. For example, image processing in which the image is enlarged or reduced, or image processing in which a part of the image is cut out to form a new image Alternatively, the image processing is a combination of these image processings. Note that this image processing may be omitted. For example, the number of pixels in the vertical direction of the first target image is equal to the number of pixels in the vertical direction of the first image, and the number of pixels in the horizontal direction of the first target image is equal to the number of pixels in the horizontal direction of the first image. This image processing can be omitted by using the image sensor 82R.

次に、本実施形態の制御部71は、この画像処理が施された第1画像におけるそれぞれの画素と第1目標画像におけるそれぞれの画素とを比較する。そして、制御部71は、この画像処理が施された第1画像におけるそれぞれの画素の輝度のうち対応する第1目標画像における画素の輝度よりも所定値以上大きい画素の輝度が当該輝度よりも小さい輝度に置換された画像を算出し、算出された画像を第2画像とする。このように算出される第2画像中の像の輪郭は、第1画像中の像の輪郭よりも第1目標画像中の像の輪郭に近づいている。このようにして、制御部71は、第1画像を第1目標画像に近づけた画像を算出する。なお、第2画像算出処理は、第1画像を第1目標画像に近づけた第2画像を算出することができれば良く、第2画像を算出する方法は、特に限定されるものではない。   Next, the control unit 71 of the present embodiment compares each pixel in the first image subjected to the image processing with each pixel in the first target image. Then, the control unit 71 determines that, among the luminances of the respective pixels in the first image on which the image processing has been performed, the luminance of a pixel that is higher than the luminance of the corresponding first target image by a predetermined value or more is smaller than the luminance. The image replaced with the luminance is calculated, and the calculated image is set as a second image. The outline of the image in the second image calculated in this way is closer to the outline of the image in the first target image than the outline of the image in the first image. In this way, the control unit 71 calculates an image in which the first image is brought closer to the first target image. The second image calculation process only needs to be able to calculate a second image in which the first image is close to the first target image, and the method of calculating the second image is not particularly limited.

次にステップSP14において、制御部71は、第2位相分布算出処理として、ステップSP13において算出した第2画像の輝度分布を位相分布に変換した第2位相分布を算出する。具体的には、この輝度分布の位相分布への変換は、第2画像の輝度分布の各輝度を所定の係数で位相に比例変換し、この各位相を2πで除算した際の剰余を算出し、算出された剰余を対応する輝度と置換する演算とされる。なお、輝度は、例えば、位相変調素子53RのそれぞれのドットDTが光の位相を変調させることができる最大の変調量よりも小さくなるように変換される。   Next, in step SP14, as the second phase distribution calculation processing, the control unit 71 calculates a second phase distribution obtained by converting the luminance distribution of the second image calculated in step SP13 into a phase distribution. More specifically, the conversion of the luminance distribution into the phase distribution is performed by proportionally converting each luminance of the luminance distribution of the second image into a phase by a predetermined coefficient, and calculating a remainder when each phase is divided by 2π. , The calculated remainder is replaced with the corresponding luminance. Note that the luminance is converted, for example, so that each dot DT of the phase modulation element 53R is smaller than the maximum modulation amount that can modulate the phase of light.

次にステップSP15において、制御部71は、第2制御処理として、位相変調素子53Rから出射する光の位相分布がステップSP14において算出された第2位相分布となるように位相変調素子53Rを制御する。具体的には、制御部71は、第2位相分布に基づいて駆動回路60Rに信号を出力し、駆動回路60Rは、制御部71から入力する信号に基づいて、位相変調素子53Rの各ドットDTに印加する電圧をそれぞれ調整する。この電圧は、位相変調素子53Rから出射する光の位相分布が第2位相分布となるような電圧とされる。このように制御された位相変調素子53Rにおける出射面には、第2画像算出処理によって算出した第2画像と概ね同じ画像が表示される。つまり、位相変調素子53Rにおける出射面に第2画像算出処理によって算出した第2画像を表示させることは、第2位相分布算出処理と第2制御処理とをすることと理解できる。なお、本実施形態では、ステップSP13からステップSP15において、発光素子51Rから所定の強度のレーザ光が出射されたままとされる。しかし、発光素子51Rからのレーザ光が非出射とされても良い。   Next, in step SP15, as a second control process, the control unit 71 controls the phase modulation element 53R such that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53R becomes the second phase distribution calculated in step SP14. . Specifically, the control unit 71 outputs a signal to the drive circuit 60R based on the second phase distribution, and the drive circuit 60R outputs a signal to each of the dots DT of the phase modulation element 53R based on the signal input from the control unit 71. The voltage applied to each is adjusted. This voltage is such that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53R becomes the second phase distribution. On the emission surface of the phase modulation element 53R controlled in this way, an image substantially the same as the second image calculated by the second image calculation process is displayed. That is, displaying the second image calculated by the second image calculation process on the emission surface of the phase modulation element 53R can be understood as performing the second phase distribution calculation process and the second control process. In the present embodiment, in steps SP13 to SP15, laser light of a predetermined intensity is kept emitted from the light emitting element 51R. However, the laser light from the light emitting element 51R may not be emitted.

次にステップSP16において、制御部71は、第3画像取得処理として、第2制御処理がされた位相変調素子53Rから出射してイメージセンサ82Rが受光する光を第3画像として取得する。発光素子51Rから所定の強度のレーザ光が出射されたままとされているため、発光素子51Rから出射するレーザ光が位相変調素子53Rに入射し、このレーザ光の位相分布が変調された光が位相変調素子53Rから出射する。なお、発光素子51Rからのレーザ光が非出射とされている場合、ステップSP12と同様にして、制御部71は、発光素子51Rから所定の強度のレーザ光が出射させる。位相変調素子53Rから出射する光は、分光部80Rで一部の光と他の一部の光に分離され、分光部80Rで分離された一部の光がフーリエ変換レンズ81Rによって結像され、この結像された光がイメージセンサ82Rによって受光される。イメージセンサ82Rは、この受光した光を電気信号に変換して二次元画像として制御部71に出力する。このようにして、制御部71は、イメージセンサ82Rから出力される二次元画像を第3画像として取得する。   Next, in step SP16, the control unit 71 acquires, as a third image, light emitted from the phase modulation element 53R subjected to the second control processing and received by the image sensor 82R as a third image. Since the laser light of the predetermined intensity is kept emitted from the light emitting element 51R, the laser light emitted from the light emitting element 51R enters the phase modulation element 53R, and the light whose phase distribution is modulated is The light exits from the phase modulation element 53R. When the laser light from the light emitting element 51R is not emitted, the control unit 71 causes the light emitting element 51R to emit a laser light having a predetermined intensity in the same manner as in step SP12. The light emitted from the phase modulation element 53R is separated into a part of light and another part of light by the light splitting unit 80R, and the light separated by the light splitting unit 80R is imaged by the Fourier transform lens 81R. The imaged light is received by the image sensor 82R. The image sensor 82R converts the received light into an electric signal and outputs the electric signal to the control unit 71 as a two-dimensional image. Thus, the control unit 71 acquires the two-dimensional image output from the image sensor 82R as the third image.

次にステップSP17において、制御部71は、第4画像算出処理として、ステップSP16において取得した第3画像の画素配列を転置させた第4画像を算出する。ここで、光を結像することによって得られる画像を転置させた画像は、当該光の位相分布を逆フーリエ変換した画像となることが知られている。このため、この第4画像は、概ね第2位相分布を逆フーリエ変換した画像である。従って、この位相分布生成処理では、光を結像することによって生じるフーリエ変換作用を用いることで、第2位相分布の逆フーリエ変換の演算の一部を省略している。   Next, in step SP17, the control unit 71 calculates, as a fourth image calculation process, a fourth image in which the pixel array of the third image acquired in step SP16 is transposed. Here, it is known that an image obtained by transposing an image obtained by imaging light is an image obtained by performing an inverse Fourier transform on the phase distribution of the light. Therefore, the fourth image is an image obtained by performing an inverse Fourier transform on the second phase distribution. Therefore, in the phase distribution generation processing, a part of the calculation of the inverse Fourier transform of the second phase distribution is omitted by using the Fourier transform effect generated by imaging light.

次にステップSP18において、制御部71は、第3位相分布算出処理として、ステップSP17において算出した第4画像の輝度分布を位相分布に変換した第3位相分布を算出する。具体的には、ステップSP14と同様に、この輝度分布の位相分布への変換は、第4画像の輝度分布の各輝度を所定の係数で位相に比例変換し、この各位相を2πで除算した際の剰余を算出し、算出された剰余を対応する輝度と置換する演算とされる。なお、輝度は、例えば、位相変調素子53RのそれぞれのドットDTが光の位相を変調させることができる最大の変調量よりも小さくなるように変換される。   Next, in step SP18, the control unit 71 calculates a third phase distribution obtained by converting the luminance distribution of the fourth image calculated in step SP17 into a phase distribution, as a third phase distribution calculation process. Specifically, similarly to step SP14, the conversion of this luminance distribution into a phase distribution is performed by proportionally converting each luminance of the luminance distribution of the fourth image into a phase by a predetermined coefficient, and dividing each phase by 2π. In this case, the remainder is calculated, and the calculated remainder is replaced with the corresponding luminance. Note that the luminance is converted, for example, so that each dot DT of the phase modulation element 53R is smaller than the maximum modulation amount that can modulate the phase of light.

次にステップSP19において、制御部71は、入れ換え処理として、ステップSP18において算出した第3位相分布にランダムな位相分布を付与した第4位相分布を算出し、ステップSP11に戻って、この第4位相分布を所定の第1位相分布として第1制御処理を行う。なお、ランダムな位相分布は、特に限定されるものではない。   Next, in step SP19, the control unit 71 calculates a fourth phase distribution in which a random phase distribution is added to the third phase distribution calculated in step SP18 as a replacement process, and returns to step SP11 to return to the fourth phase distribution. A first control process is performed using the distribution as a predetermined first phase distribution. Note that the random phase distribution is not particularly limited.

このように、ステップSP11からステップSP19までの処理を1サイクルとするとき、制御部71は、このサイクルを所定の回数行う。このサイクルを複数回行うことで、ステップSP12において取得される第1画像は目標画像生成部73から入力された第1目標画像に近づくように収束する。このように第1目標画像に近づいた第1画像を更に第1目標画像に近づけた画像が第2画像であり、第2画像の輝度分布を位相分布に変換した第2位相分布を概ね逆フーリエ変換したものが第3位相分布である。つまり、第3位相分布は、当該第3位相分布を逆フーリエ変換すると第1目標画像に近づいた画像となる位相分布であり、このような位相分布の光が所定距離以上離れた領域に照射されることで、当該領域には第1目標画像に近づいた画像が投影される。本実施形態の制御部71はこのような第3位相分布を位相変調素子53Rに対する第1目標位相分布として、位相分布生成処理を終了する。なお、本実施形態では、ステップSP16からステップSP19において、発光素子51Rから所定の強度のレーザ光が出射されたままとされる。しかし、発光素子51Rからのレーザ光が非出射とされても良い   As described above, when the processing from step SP11 to step SP19 is defined as one cycle, the control unit 71 performs this cycle a predetermined number of times. By performing this cycle a plurality of times, the first image acquired in step SP12 converges so as to approach the first target image input from the target image generation unit 73. The image obtained by further bringing the first image closer to the first target image further closer to the first target image is the second image, and the second phase distribution obtained by converting the luminance distribution of the second image into the phase distribution is substantially inverse Fourier transformed. The converted result is the third phase distribution. That is, the third phase distribution is a phase distribution that becomes an image approaching the first target image when the third phase distribution is subjected to inverse Fourier transform, and light having such a phase distribution is applied to an area that is separated by a predetermined distance or more. Accordingly, an image approaching the first target image is projected on the area. The control unit 71 of this embodiment sets the third phase distribution as the first target phase distribution for the phase modulation element 53R, and ends the phase distribution generation processing. In the present embodiment, a laser beam having a predetermined intensity is kept emitted from the light emitting element 51R in steps SP16 to SP19. However, the laser light from the light emitting element 51R may not be emitted.

制御部71は、上記の位相変調素子53Rに対する位相分布生成処理と同時に、位相変調素子53G及び位相変調素子53Bに対する位相分布生成処理を行い、位相変調素子53Gに対する第2目標位相分布及び位相変調素子53Bに対する第3目標位相分布も算出する。そして、制御部71の制御フローは、ステップSP5に進む。   The control unit 71 performs the phase distribution generation processing for the phase modulation element 53G and the phase modulation element 53B at the same time as the phase distribution generation processing for the phase modulation element 53R, and the second target phase distribution and the phase modulation element for the phase modulation element 53G. A third target phase distribution for 53B is also calculated. Then, the control flow of the control unit 71 proceeds to step SP5.

ステップSP5において、制御部71は、位相変調素子53Rから出射する光の位相分布がステップSP4において算出した第1目標位相分布となるように位相変調素子53Rを制御する。また、制御部71は、位相変調素子53Rと同様に、位相変調素子53Gから出射する光の位相分布がステップSP4において算出した第2目標位相分布となるように位相変調素子53Rを制御し、位相変調素子53Bから出射する光の位相分布がステップSP4において算出した第3目標位相分布となるように位相変調素子53Rを制御する。具体的には、制御部71は、第1目標位相分布、第2目標位相分布、及び第1目標位相分布に基づいて、駆動回路60R,60G,60Bにそれぞれ信号を出力し、駆動回路60R,60G,60Bは、制御部71から入力する信号に基づいて、位相変調素子53R,53G,53Bの各ドットDTに印加する電圧をそれぞれ調整する。位相変調素子53Rの各ドットDTに印加される電圧は、位相変調素子53Rから出射する光の位相分布が第1目標位相分布となるような電圧とされる。位相変調素子53Gの各ドットDTに印加される電圧は、位相変調素子53Gから出射する光の位相分布が第2目標位相分布となるような電圧とされる。位相変調素子53Bの各ドットDTに印加される電圧は、位相変調素子53Bから出射する光の位相分布が第3目標位相分布となるような電圧とされる。発光素子51R,51G,51Bから所定の強度のレーザ光が出射されたままとされているため、これら発光素子51R,51G,51Bから出射するレーザ光がそれぞれ位相変調素子53R,53G,53Bに入射する。このため、光の位相分布が第1目標位相分布となるような光が位相変調素子53Rから出射し、光の位相分布が第2目標位相分布となるような光が位相変調素子53Gから出射し、光の位相分布が第3目標位相分布となるような光が位相変調素子53Bから出射する。この位相変調素子53Rから出射する光は、前照灯1から投影させる目標画像の赤色成分の画像である第1目標画像を投影するような光であり、位相変調素子53Gから出射する光は、前照灯1から投影させる目標画像の緑色成分の画像である第2目標画像を投影するような光であり、この位相変調素子53Bから出射する光は、前照灯1から投影させる目標画像の青色成分の画像である第3目標画像を投影するような光である。そして、このような位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光は、図1、図2に示すように、それぞれ分光部80R,80G,80Bで一部の光と他の一部の光とに分離される。分光部80R,80G,80Bで分離されたこれら一部の光はそれぞれイメージセンサ82R,82G,82Bに受光されものの、これら他の一部の光である光DLR,DLG,DLBは、合成光学系55で合成され、フロントカバー12を介して前照灯1から出射する。   In step SP5, the control section 71 controls the phase modulation element 53R such that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53R becomes the first target phase distribution calculated in step SP4. Further, similarly to the phase modulation element 53R, the control unit 71 controls the phase modulation element 53R so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53G becomes the second target phase distribution calculated in step SP4. The phase modulation element 53R is controlled such that the phase distribution of the light emitted from the modulation element 53B becomes the third target phase distribution calculated in step SP4. Specifically, the control unit 71 outputs signals to the driving circuits 60R, 60G, and 60B based on the first target phase distribution, the second target phase distribution, and the first target phase distribution, respectively. 60G and 60B respectively adjust the voltage applied to each dot DT of the phase modulation elements 53R, 53G and 53B based on the signal input from the control unit 71. The voltage applied to each dot DT of the phase modulation element 53R is such that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53R becomes the first target phase distribution. The voltage applied to each dot DT of the phase modulation element 53G is such that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53G becomes the second target phase distribution. The voltage applied to each dot DT of the phase modulation element 53B is a voltage such that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53B becomes the third target phase distribution. Since the laser light of a predetermined intensity is kept emitted from the light emitting elements 51R, 51G, 51B, the laser light emitted from the light emitting elements 51R, 51G, 51B enters the phase modulation elements 53R, 53G, 53B, respectively. I do. For this reason, light whose phase distribution becomes the first target phase distribution is emitted from the phase modulation element 53R, and light whose light phase distribution becomes the second target phase distribution is emitted from the phase modulation element 53G. The light whose phase distribution becomes the third target phase distribution is emitted from the phase modulation element 53B. The light emitted from the phase modulation element 53R is light that projects a first target image which is an image of a red component of the target image projected from the headlight 1, and the light emitted from the phase modulation element 53G is Light that projects a second target image, which is a green component image of the target image projected from the headlight 1, is emitted from the phase modulation element 53B. The light is used to project a third target image that is an image of a blue component. As shown in FIGS. 1 and 2, the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B is partially separated from the other light by the spectral units 80R, 80G, and 80B, respectively. Is separated into Some of these lights separated by the light splitting units 80R, 80G, and 80B are received by the image sensors 82R, 82G, and 82B, respectively. The light is combined at 55 and emitted from the headlight 1 via the front cover 12.

このようにして、目標画像生成部73によって算出された目標画像が前照灯1によって投影される。図6(B)及び図6(C)に例示されるように、目標画像生成部73によって算出される目標画像は、ハイビームの配光パターンPHのうち対象物と重なる領域の少なくとも一部が暗くされた配光パターンの画像であるため、このような配光パターンの光が前照灯1から出射する。   In this way, the target image calculated by the target image generator 73 is projected by the headlight 1. As illustrated in FIGS. 6B and 6C, in the target image calculated by the target image generation unit 73, at least a part of the region of the high beam light distribution pattern PH overlapping the target is dark. Since the light distribution pattern is an image of the light distribution pattern, the light of such a light distribution pattern is emitted from the headlight 1.

上記のようにステップSP1においてライトスイッチ74から光の出射を指示する信号が制御部71に入力されずに制御部71の制御フローがステップSP6に進んだ場合、制御部71は、発光素子51R,51G,51Bを制御して発光素子51R,51G,51Bからのレーザ光を非出射にする。この場合、電源回路61R,61G,61Bは、制御部71から入力する信号に基づいて、電源から発光素子51R,51G,51Bへの電力の供給を停止する。このため、発光素子51R,51G,51Bはレーザ光を非出射とし、前照灯1は光を非出射とする。   As described above, when a signal instructing light emission from the light switch 74 is not input to the control unit 71 in step SP1 and the control flow of the control unit 71 proceeds to step SP6, the control unit 71 sets the light emitting elements 51R, By controlling 51G and 51B, the laser light from the light emitting elements 51R, 51G and 51B is not emitted. In this case, the power supply circuits 61R, 61G, and 61B stop supplying power from the power supply to the light emitting elements 51R, 51G, and 51B based on the signal input from the control unit 71. Therefore, the light emitting elements 51R, 51G, and 51B do not emit laser light, and the headlight 1 does not emit light.

このように、本実施形態の前照灯1は、検知装置72が車両前方に位置する所定の対象物を検知しない場合、ハイビームの配光パターンPHの光を出射する。一方、検知装置72が車両前方に位置する所定の対象物を検知する場合、この前照灯1は、対象物の少なくとも一部と暗くされる特定の領域とが重なる配光パターンP1,P2の光を出射する。   As described above, the headlight 1 of the present embodiment emits the light of the high-beam light distribution pattern PH when the detection device 72 does not detect a predetermined target located in front of the vehicle. On the other hand, when the detection device 72 detects a predetermined target object located in front of the vehicle, the headlight 1 has a light distribution pattern P1, P2 in which at least a part of the target object and a specific region to be darkened overlap. Emit light.

以上説明したように、本実施形態の前照灯1は、光を出射する発光素子51R,51G,51Bと、位相変調素子53R,53G,53Bと、イメージセンサ82R,82G,82Bと、制御部71と、を備える。位相変調素子53R,53G,53Bは、発光素子51R,51G,51Bからの光が入射する二次元配列された複数のドットDTを含み、入射する前記光の位相を複数のドットDTごとに変調する。イメージセンサ82R,82G,82Bは、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する一部の光を受光する。位相変調素子53R,53G,53Bから出射する一部の光はそれぞれ結像し、この結像した一部の光をイメージセンサ82R,82G,82Bが受光する。   As described above, the headlamp 1 of the present embodiment includes the light emitting elements 51R, 51G, 51B that emit light, the phase modulation elements 53R, 53G, 53B, the image sensors 82R, 82G, 82B, and the control unit. 71. The phase modulation elements 53R, 53G, 53B include a plurality of two-dimensionally arranged dots DT on which light from the light emitting elements 51R, 51G, 51B is incident, and modulate the phase of the incident light for each of the plurality of dots DT. . The image sensors 82R, 82G, and 82B receive a part of light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. Part of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B forms an image, and the formed image of the light is received by the image sensors 82R, 82G, and 82B.

制御部71は、位相分布生成処理によって目標画像の赤色成分である第1目標画像に対応する第1目標位相分布、目標画像の緑色成分である第2目標画像に対応する第2目標位相分布、及び目標画像の青色成分である第3目標画像に対応する第3目標位相分布を算出する。位相分布生成処理は、第1制御処理と、第1画像取得処理と、第2画像算出処理と、第2位相分布算出処理と、第2制御処理と、第3画像取得処理と、第4画像算出処理と、第3位相分布算出処理と、入れ換え処理と、を含む。第1制御処理は、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光の位相分布がそれぞれ第1位相分布となるように位相変調素子53R,53G,53Bを制御する処理である。第1画像取得処理は、第1制御処理がされたそれぞれの位相変調素子53R,53G,53Bから出射する一部の光であって、イメージセンサ82R,82G,82Bがそれぞれ受光するこの一部の光をそれぞれ第1画像として取得する処理である。第2画像算出処理は、イメージセンサ82Rが受光する第1画像を第1目標画像に近づけた第2画像と、イメージセンサ82Gが受光する第1画像を第2目標画像に近づけた第2画像と、イメージセンサ82Bが受光する第1画像を第3目標画像に近づけた第2画像とをそれぞれ算出する処理である。第2位相分布算出処理は、第2画像算出処理で算出されたそれぞれの第2画像の輝度分布に対応する第2位相分布をそれぞれ算出する処理である。第2制御処理は、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光の位相分布がそれぞれ第2位相分布算出処理によって算出されたそれぞれの第2位相分布となるように位相変調素子53R,53G,53Bを制御する処理である。第3画像取得処理は、第2制御処理がされた位相変調素子53R,53G,53Bから出射する一部の光であって、イメージセンサ82R,82G,82Bがそれぞれ受光するこの一部の光をそれぞれ第3画像として取得する処理である。第4画像算出処理は、第3画像取得処理で取得されたそれぞれの第3画像の画素配列を転置させた第4画像をそれぞれ算出する処理である。第3位相分布算出処理は、第4画像算出処理で算出されたそれぞれの第4画像の輝度分布に対応する第3位相分布をそれぞれ算出する処理である。入れ換え処理は、第3位相分布算出処理で算出されたそれぞれの第3位相分布にランダムな位相分布を付与した第4位相分布をそれぞれ算出し、これら第4位相分布をそれぞれ第1位相分布とする処理である。   The control unit 71 performs a first target phase distribution corresponding to a first target image that is a red component of the target image by a phase distribution generation process, a second target phase distribution corresponding to a second target image that is a green component of the target image, And a third target phase distribution corresponding to a third target image which is a blue component of the target image. The phase distribution generation process includes a first control process, a first image acquisition process, a second image calculation process, a second phase distribution calculation process, a second control process, a third image acquisition process, and a fourth image It includes a calculation process, a third phase distribution calculation process, and a replacement process. The first control process is a process of controlling the phase modulation elements 53R, 53G, 53B such that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, 53B becomes the first phase distribution, respectively. The first image acquisition processing is a part of the light emitted from each of the phase modulation elements 53R, 53G, 53B subjected to the first control processing, and the part of the light received by the image sensors 82R, 82G, 82B respectively. This is a process of acquiring light as the first images. The second image calculation processing includes a second image in which the first image received by the image sensor 82R is closer to the first target image, and a second image in which the first image received by the image sensor 82G is closer to the second target image. And a second image in which the first image received by the image sensor 82B is brought closer to the third target image. The second phase distribution calculation process is a process of calculating a second phase distribution corresponding to the luminance distribution of each second image calculated in the second image calculation process. The second control processing is performed such that the phase distributions of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B become the respective second phase distributions calculated by the second phase distribution calculation processing. This is a process for controlling 53B. The third image acquisition processing is a part of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B subjected to the second control processing, and the part of the light received by the image sensors 82R, 82G, and 82B. Each is a process of acquiring a third image. The fourth image calculation process is a process of calculating a fourth image obtained by transposing the pixel array of each third image acquired in the third image acquisition process. The third phase distribution calculation process is a process of calculating a third phase distribution corresponding to the luminance distribution of each of the fourth images calculated in the fourth image calculation process. In the replacement process, a fourth phase distribution in which a random phase distribution is added to each of the third phase distributions calculated in the third phase distribution calculation process is calculated, and these fourth phase distributions are each set as a first phase distribution. Processing.

本実施形態の前照灯1では、上記のように、位相変調素子53R,53G,53Bは、発光素子51R,51G,51Bからの光の位相を複数のドットDTごとに変調するため、位相分布が変調された光が位相変調素子53R,53G,53Bから出射される。位相の異なる光は互いに干渉しあって回折されるため、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光は、当該光の位相分布に応じて回折する。このため、制御部71によって位相変調素子53R,53G,53Bを制御して位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光の位相分布を調節することで、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光の回折を制御することができる。そして、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光が合成された光によって、所望の画像を投影することができる。   In the headlight 1 of the present embodiment, as described above, the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B modulate the phase of the light from the light-emitting elements 51R, 51G, and 51B for each of the plurality of dots DT. Are emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, 53B. Since the lights having different phases interfere with each other and are diffracted, the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G and 53B is diffracted according to the phase distribution of the light. Therefore, by controlling the phase modulation elements 53R, 53G, 53B by the control unit 71 and adjusting the phase distribution of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, 53B, the light is emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, 53B. Light diffraction can be controlled. Then, a desired image can be projected by the combined light of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B.

また、制御部71は、上記の位相分布生成処理によって、光の位相分布の反復フーリエ変換を行い、目標画像の赤色成分である第1目標画像に対応する第1目標位相分布、目標画像の緑色成分である第2目標画像に対応する第2目標位相分布、及び目標画像の青色成分である第3目標画像に対応する第3目標位相分布を算出する。   Further, the control unit 71 performs the iterative Fourier transform of the phase distribution of light by the above-described phase distribution generation processing, and obtains a first target phase distribution corresponding to the first target image, which is a red component of the target image, and a green color of the target image. A second target phase distribution corresponding to a second target image as a component and a third target phase distribution corresponding to a third target image as a blue component of the target image are calculated.

第1画像取得処理では、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光の位相分布が第1位相分布となるように制御された位相変調素子53R,53G,53Bから出射してイメージセンサ82R,82G,82Bがそれぞれ受光する光を第1画像としてそれぞれ取得する。上記のように、イメージセンサ82R,82G,82Bは結像した光を受光するため、それぞれの第1画像は位相変調素子53R,53G,53Bから出射した光が結像した画像となる。ここで、光を結像することによって得られる画像は、当該光の位相分布をフーリエ変換した画像となることが知られている。このため、それぞれの第1画像は、概ね第1位相分布をそれぞれフーリエ変換した画像である。従って、本実施形態の前照灯1では、光を結像することによって生じるフーリエ変換作用を用いることで、それぞれの第1位相分布のフーリエ変換の演算を省略している。   In the first image acquisition process, the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B is controlled so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B becomes the first phase distribution. The light received by each of 82G and 82B is acquired as a first image. As described above, since the image sensors 82R, 82G, and 82B receive the imaged light, the respective first images are images formed by the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. Here, it is known that an image obtained by imaging light is an image obtained by performing a Fourier transform on the phase distribution of the light. For this reason, each first image is generally an image obtained by Fourier-transforming the first phase distribution. Therefore, in the headlight 1 of the present embodiment, the calculation of the Fourier transform of each first phase distribution is omitted by using the Fourier transform effect generated by imaging light.

また、第3画像取得処理では、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光の位相分布が第2位相分布となるように制御された位相変調素子53R,53G,53Bから出射してイメージセンサ82R,82G,82Bが受光する光を第3画像として取得する。そして、第4画像算出処理では、それぞれの第3画像の画素配列を転置させた第4画像をそれぞれ算出する。ここで、光を結像することによって得られる画像を転置させた画像は、当該光の位相分布を逆フーリエ変換した画像となることが知られている。このため、それぞれの第4画像は、概ね第2位相分布をそれぞれ逆フーリエ変換した画像である。従って、本実施形態の前照灯1では、光を結像することによって生じるフーリエ変換作用を用いることで、第2位相分布の逆フーリエ変換の演算の一部を省略している。   Further, in the third image acquisition process, the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B controlled so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B becomes the second phase distribution is output to the image sensor. The light received by 82R, 82G, and 82B is acquired as a third image. Then, in the fourth image calculation process, a fourth image obtained by transposing the pixel arrangement of each third image is calculated. Here, it is known that an image obtained by transposing an image obtained by imaging light is an image obtained by performing an inverse Fourier transform on the phase distribution of the light. For this reason, each of the fourth images is generally an image obtained by performing an inverse Fourier transform on the second phase distribution. Therefore, in the headlight 1 of the present embodiment, a part of the calculation of the inverse Fourier transform of the second phase distribution is omitted by using the Fourier transform effect generated by imaging light.

このように、本実施形態の前照灯1では、光を結像することによって生じるフーリエ変換作用を用いて、光の位相分布の反復フーリエ変換におけるフーリエ変換の演算と逆フーリエ変換の演算の一部を省略している。このため、本実施形態の前照灯1は、反復フーリエ変換におけるフーリエ変換と逆フーリエ変換とを演算によって行う場合と比べて、目標位相分布を算出する際の演算量を少なくして演算時間を短縮し得る。従って、本実施形態の前照灯1は、所望の画像を投影するまでの時間を短縮し得る。   As described above, in the headlamp 1 of the present embodiment, one of the operations of the Fourier transform and the inverse Fourier transform in the iterative Fourier transform of the phase distribution of light is performed by using the Fourier transform effect generated by imaging light. Parts are omitted. For this reason, the headlight 1 of the present embodiment reduces the amount of calculation when calculating the target phase distribution and reduces the calculation time as compared with the case where the Fourier transform and the inverse Fourier transform in the iterative Fourier transform are performed by calculation. Can be shortened. Therefore, the headlight 1 of the present embodiment can reduce the time required to project a desired image.

また、本実施形態の前照灯1では、光源51は複数の発光素子51R,51G,51Bを有し、位相変調部53は複数の発光素子51R,51G,51Bごとに設けられる複数の位相変調素子53R,53G,53Bを有する。これら発光素子51R,51G,51Bは、互いに波長帯域の異なる光を出射する。このため、発光素子51Rから出射した光の位相分布が変調された光が発光素子51Rに対応する位相変調素子53Rから出射する。発光素子51Gから出射した光の位相分布が変調された光が発光素子51Gに対応する位相変調素子53Gから出射し、発光素子51Bから出射した光の位相分布が変調された光が発光素子51Bに対応する位相変調素子53Bから出射する。つまり、複数の位相変調素子53R,53G,53Bから互いに波長帯域の異なる光が出射する。このため、本実施形態の前照灯1は、こられの光が合成された光によって、所望の色の画像を投影し得る。   Further, in the headlight 1 of the present embodiment, the light source 51 has a plurality of light emitting elements 51R, 51G, 51B, and the phase modulation unit 53 has a plurality of phase modulations provided for each of the plurality of light emitting elements 51R, 51G, 51B. It has elements 53R, 53G, and 53B. These light emitting elements 51R, 51G, and 51B emit light having different wavelength bands. Therefore, light in which the phase distribution of the light emitted from the light emitting element 51R is modulated is emitted from the phase modulation element 53R corresponding to the light emitting element 51R. Light in which the phase distribution of light emitted from the light emitting element 51G is modulated is emitted from the phase modulation element 53G corresponding to the light emitting element 51G, and light in which the phase distribution of light emitted from the light emitting element 51B is modulated is transmitted to the light emitting element 51B. The light is emitted from the corresponding phase modulation element 53B. That is, light beams having different wavelength bands are emitted from the plurality of phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. For this reason, the headlight 1 of the present embodiment can project an image of a desired color by the light obtained by combining the light.

また、本実施形態の前照灯1では、上記のように、複数の受光光学系54R,54G,54Bは、互いに波長帯域の異なる光を出射する複数の発光素子51R,51G,51Bにそれぞれ対応する複数の位相変調素子53R,53G,53Bごとに設けられる。このため、イメージセンサ82R,82G,82Bは、複数の位相変調素子53R,53G,53Bごとに設けられる。また、本実施形態の前照灯1では、目標画像の赤色成分である第1目標画像と、目標画像の緑色成分である第2目標画像と、目標画像の青色成分である第3目標画像とが設けられる。つまり、目標画像は、互いに波長帯域の異なる光を出射する発光素子51R,51G,51Bごとに設けられている。また、制御部71は、複数の位相変調素子53R,53G,53Bごとに上記の位相分布生成処理によって目標位相分布を算出する。このため、制御部71は、互いに波長帯域の異なる光を出射する位相変調素子53R,53G,53Bをそれぞれの目標位相分布に基づいて制御することができる。このため、本実施形態の前照灯1は、投影される画像に色のにじみが生じることを抑制し得る。また、本実施形態の前照灯1は、複数の色から構成される画像を投影し得る。なお、これら位相変調素子53R,53G,53Bは発光素子51R,51G,51Bにそれぞれ対応しているため、制御部71は、発光素子51R,51G,51Bごとに目標位相分布を算出すると理解できる。   Further, in the headlight 1 of the present embodiment, as described above, the plurality of light receiving optical systems 54R, 54G, and 54B correspond to the plurality of light emitting elements 51R, 51G, and 51B that emit light having different wavelength bands. Provided for each of the plurality of phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. Therefore, the image sensors 82R, 82G, and 82B are provided for each of the plurality of phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. Further, in the headlight 1 of the present embodiment, the first target image which is a red component of the target image, the second target image which is a green component of the target image, and the third target image which is a blue component of the target image. Is provided. That is, the target image is provided for each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B that emit light having different wavelength bands. Further, the control section 71 calculates a target phase distribution by the above-described phase distribution generation processing for each of the plurality of phase modulation elements 53R, 53G, 53B. Therefore, the control unit 71 can control the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B that emit lights having different wavelength bands based on the respective target phase distributions. For this reason, the headlight 1 of the present embodiment can suppress the occurrence of color bleeding in the projected image. Further, the headlight 1 of the present embodiment can project an image composed of a plurality of colors. Since these phase modulation elements 53R, 53G, and 53B correspond to the light emitting elements 51R, 51G, and 51B, respectively, it can be understood that the control unit 71 calculates the target phase distribution for each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B.

また、本実施形態の前照灯1は、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBをそれぞれ一部の光と他の一部の光に分離する分光部80R,80G,80Bを備える。このため、出射する光がイメージセンサ82R,82G,82Bにのみ入射する発光素子を光源51が有していなくても位相変調部53から出射する一部の光をイメージセンサ82R,82G,82Bに受光させることができ、前照灯1を簡易な構成とし得る。   In addition, the headlight 1 of the present embodiment includes the light splitting units 80R, 80G that separate the lights DLR, DLG, DLB emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, 53B into a part of light and another part of light, respectively. , 80B. For this reason, even if the light source 51 does not have a light emitting element in which the emitted light enters only the image sensors 82R, 82G, and 82B, a part of the light emitted from the phase modulation unit 53 is transmitted to the image sensors 82R, 82G, and 82B. Light can be received, and the headlamp 1 can have a simple configuration.

また、本実施形態の前照灯1では、それぞれの受光光学系54R,54G,54Bは、分光部80R,80G,80Bで分離された一部の光である光DLR,DLG,DLBを結像するフーリエ変換レンズ81R,81G,81Bを備えている。このため、本実施形態の前照灯1は、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する一部の光である光DLR,DLG,DLBを安定して結像させることができる。   Further, in the headlamp 1 of the present embodiment, the respective light receiving optical systems 54R, 54G, and 54B form light DLRs, DLGs, and DLBs, which are partial lights separated by the spectral units 80R, 80G, and 80B. Fourier transform lenses 81R, 81G, and 81B are provided. For this reason, the headlight 1 of the present embodiment can stably form an image of the lights DLR, DLG, and DLB, which are partial lights emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図9、図10を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. It should be noted that components that are the same as or equivalent to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals unless otherwise specified, and duplicate descriptions are omitted.

図9は、本発明の第2実施形態における車両用灯具を図1と同様に示す図であり、図10は、図9に示す光学系ユニットの拡大図である。なお、図10では、理解を容易にするために、ヒートシンク30、カバー59等の記載が省略されている。図9、図10に示すように、本実施形態の前照灯1は、灯具ユニット20が投影レンズ85を備える点、第1受光光学系54R、第2受光光学系54G、及び第3受光光学系54Bがそれぞれフーリエ変換レンズ81R,81G,81Bを備えない点において、第1実施形態の前照灯1と異なる。投影レンズ85は、入射する光の発散角を調節するレンズである。光学系ユニット50から出射する光DLR,DLG,DLBが投影レンズ85に入射し、これら光DLR,DLG,DLBの発散角が投影レンズ85で調整される。本実施形態では、投影レンズ85は、入射面及び出射面が凸状に形成されたレンズとされる。   FIG. 9 is a view showing a vehicle lamp according to a second embodiment of the present invention, similarly to FIG. 1, and FIG. 10 is an enlarged view of the optical system unit shown in FIG. In FIG. 10, illustration of the heat sink 30, the cover 59, and the like is omitted for easy understanding. As shown in FIGS. 9 and 10, the headlamp 1 of the present embodiment is different from the headlamp 1 in that the lamp unit 20 includes a projection lens 85, a first light receiving optical system 54 </ b> R, a second light receiving optical system 54 </ b> G, and a third light receiving optical system. The system 54B differs from the headlight 1 of the first embodiment in that the system 54B does not include the Fourier transform lenses 81R, 81G, and 81B. The projection lens 85 is a lens that adjusts the divergence angle of incident light. Lights DLR, DLG, and DLB emitted from the optical system unit 50 enter the projection lens 85, and the divergence angles of these lights DLR, DLG, and DLB are adjusted by the projection lens 85. In the present embodiment, the projection lens 85 is a lens in which the entrance surface and the exit surface are formed in a convex shape.

本実施形態における制御部71は、位相変調素子53R,53G,53Bをそれぞれ制御して位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光のそれぞれを結像させる。具体的には、制御部71は、位相変調素子53Rから出射し分光部80Rで合成光学系55側に分離された光である第1の光DLRと、位相変調素子53Gから出射し分光部80Gで合成光学系55側に分離された光である第2の光DLGと、位相変調素子53Rから出射し分光部80Bで合成光学系55側に分離された光である第3の光DLBとが、概ね同じ位置で結像するように位相変調素子53R,53G,53Bをそれぞれ制御する。このように結像される光DLR,DLG,DLBは、結像した後発散するように伝搬する。なお、これら光DLR,DLG,DLBが結像する位置は、投影レンズ85よりも光学系ユニット50側とされる。このようにされることで、光DLR,DLG,DLBの発散角が投影レンズ85で調整され、発散角が調整された光DLR,DLG,DLB光がフロントカバー12を介して前照灯1から出射する。   The control unit 71 in the present embodiment controls each of the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B to form an image of each of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. Specifically, the control unit 71 outputs the first light DLR, which is the light emitted from the phase modulation element 53R and separated by the spectroscopic unit 80R toward the combining optical system 55, and the spectroscopic unit 80G output from the phase modulation element 53G. The second light DLG, which is the light separated to the combining optical system 55 side by the above, and the third light DLB, which is the light emitted from the phase modulation element 53R and separated to the combining optical system 55 side by the spectroscopic unit 80B, are , The phase modulation elements 53R, 53G, 53B are respectively controlled so as to form an image at substantially the same position. The light DLR, DLG, and DLB thus imaged propagate so as to diverge after being imaged. The position where these lights DLR, DLG, and DLB form an image is closer to the optical system unit 50 than the projection lens 85 is. By doing so, the divergence angles of the light DLR, DLG, DLB are adjusted by the projection lens 85, and the light DLR, DLG, DLB light whose divergence angle is adjusted is transmitted from the headlight 1 via the front cover 12. Emit.

位相変調素子53R,53G,53Bが上記のよう制御される場合、位相変調素子53Rから出射し分光部80Rでイメージセンサ82R側に分離された光と、位相変調素子53Gから出射し分光部80Gでイメージセンサ82G側に分離された光と、位相変調素子53Bから出射し分光部80Bでイメージセンサ82B側に分離された光も結像する。つまり、制御部71は、位相変調素子53R,53G,53Bを制御してこれら光を結像させているとも理解できる。本実施形態では、イメージセンサ82Rは、分光部80Rでイメージセンサ82R側に分離された光の結像またはこの結像位置の近傍に受光面が位置するように配置される。また、イメージセンサ82Gは、分光部80Gでイメージセンサ82G側に分離された光の結像またはこの結像位置の近傍に受光面が位置するように配置され、イメージセンサ82Bは、分光部80Bでイメージセンサ82B側に分離された光の結像またはこの結像位置の近傍に受光面が位置するように配置される。このため、イメージセンサ82Rは、位相変調素子53Rから出射して結像する光を受光し、イメージセンサ82Gは、位相変調素子53Gから出射して結像する光を受光し、イメージセンサ82Bは、位相変調素子53Bから出射して結像する光を受光する。従って、本実施形態の前照灯1は、第1実施形態と同様に、光を結像することによって生じるフーリエ変換作用を用いて、光の位相分布の反復フーリエ変換におけるフーリエ変換の演算と逆フーリエ変換の演算の一部を省略することができる。従って、本実施形態の前照灯1は、反復フーリエ変換におけるフーリエ変換と逆フーリエ変換とを演算によって行う場合と比べて、目標位相分布を算出する際の演算量を少なくして演算時間を短縮し得る。   When the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B are controlled as described above, the light emitted from the phase modulation element 53R and separated by the spectral unit 80R toward the image sensor 82R and the light emitted from the phase modulation element 53G and dispersed by the spectral unit 80G. The light separated on the image sensor 82G side and the light emitted from the phase modulation element 53B and separated on the image sensor 82B side by the spectral unit 80B also form an image. That is, it can be understood that the control unit 71 controls the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B to image these lights. In the present embodiment, the image sensor 82R is arranged such that the light separated on the image sensor 82R side by the spectroscopic unit 80R forms an image or a light receiving surface is located near the image forming position. Further, the image sensor 82G is arranged so that the light separated on the image sensor 82G side by the spectroscopic unit 80G or the light receiving surface is located near the image forming position, and the image sensor 82B is controlled by the spectroscopic unit 80B. It is arranged such that the light receiving surface is located near the image forming position of the light separated on the image sensor 82B side or this image forming position. Therefore, the image sensor 82R receives light emitted from the phase modulation element 53R and forms an image, the image sensor 82G receives light emitted from the phase modulation element 53G and forms an image, and the image sensor 82B The light emitted from the phase modulation element 53B to form an image is received. Accordingly, similarly to the first embodiment, the headlamp 1 of the present embodiment uses the Fourier transform effect generated by imaging light to perform an inverse operation of the Fourier transform in the iterative Fourier transform of the phase distribution of light. Part of the Fourier transform operation can be omitted. Therefore, the headlight 1 of the present embodiment reduces the amount of calculation when calculating the target phase distribution and shortens the calculation time as compared with the case where the Fourier transform and the inverse Fourier transform in the iterative Fourier transform are performed by calculation. I can do it.

また、本実施形態の前照灯1は、位相変調素子53R,53G,53Bから出射して車両の外部に照射される光の発散角を調整する投影レンズ85を備える。このため、本実施形態の前照灯1は、発散角が調節された光を車両の外部に出射することができ、投影レンズ85を備えない場合と比べて、投影する画像の大きさを所望の大きさにし易い。   Further, the headlight 1 of the present embodiment includes a projection lens 85 that adjusts the divergence angle of light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B and emitted to the outside of the vehicle. For this reason, the headlight 1 of the present embodiment can emit the light whose divergence angle has been adjusted to the outside of the vehicle, and can reduce the size of the image to be projected as compared with the case where the projection lens 85 is not provided. Easy to size.

また、本実施形態の前照灯1では、制御部71は、位相変調素子53R,53G,53Bをそれぞれ制御して位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBのそれぞれを結像させる。この結像する光がイメージセンサ82R,82G,82Bで受光される。このため、本実施形態の前照灯1は、フーリエ変換レンズ等を備えなくても位相変調素子53R,53G,53Bから出射する一部の光を結像させることができ、前照灯1を簡易な構成とし得る。   In the headlight 1 of the present embodiment, the control unit 71 controls each of the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B to control each of the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. Make an image. The light that forms an image is received by the image sensors 82R, 82G, and 82B. For this reason, the headlight 1 of the present embodiment can form an image of a part of the light emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B without including a Fourier transform lens or the like, and It may be a simple configuration.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図11を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. It should be noted that components that are the same as or equivalent to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals unless otherwise specified, and duplicate descriptions are omitted.

図11は、本発明の第3実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。なお、図11では、理解を容易にするために、ヒートシンク30、カバー59等の記載が省略されている。図11に示すように、本実施形態の光学系ユニット50は、光源51がテスト用発光素子51Tとコリメートレンズ52Tとを更に備える点、位相変調部53がテスト用位相変調素子53Tを更に備える点において、第1実施形態の光学系ユニット50と異なる。また、本実施形態の光学系ユニット50は、第1受光光学系54R、第2受光光学系54G、及び第3受光光学系54Bに替わって、フーリエ変換レンズ81Tとイメージセンサ82Tとを備える点において、第1実施形態の光学系ユニット50と異なる。   FIG. 11 is a diagram showing an optical system unit according to the third embodiment of the present invention, similarly to FIG. In FIG. 11, illustration of the heat sink 30, the cover 59, and the like is omitted for easy understanding. As shown in FIG. 11, the optical system unit 50 of the present embodiment is such that the light source 51 further includes a test light emitting element 51T and a collimating lens 52T, and the phase modulation unit 53 further includes a test phase modulation element 53T. 3 is different from the optical system unit 50 of the first embodiment. Further, the optical system unit 50 of the present embodiment includes a Fourier transform lens 81T and an image sensor 82T instead of the first light receiving optical system 54R, the second light receiving optical system 54G, and the third light receiving optical system 54B. And the optical system unit 50 of the first embodiment.

本実施形態のテスト用発光素子51Tは、発光素子51Rと同様に、パワーのピーク波長が例えば638nmの赤色のレーザ光を出射する。テスト用発光素子51Tは、他の発光素子51R,51G,51Bと同様に、不図示の回路基板に実装されており、制御部71によって制御される。   The test light emitting element 51T of this embodiment emits red laser light having a peak power wavelength of, for example, 638 nm, similarly to the light emitting element 51R. The test light emitting element 51T is mounted on a circuit board (not shown) like the other light emitting elements 51R, 51G, and 51B, and is controlled by the control unit 71.

コリメートレンズ52Tは、テスト用発光素子51Tから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズである。   The collimating lens 52T is a lens that collimates the laser light emitted from the test light emitting element 51T in the fast axis direction and the slow axis direction.

本実施形態のテスト用位相変調素子53Tは、他の位相変調素子53R,53G,53Bと同様に、入射する光を反射しつつ光の位相分布を変調する反射型の位相変調素子とされ、制御部71によって制御される。テスト用位相変調素子53Tにはテスト用発光素子51Tから出射しコリメートレンズ52Tでコリメートされた赤色のレーザ光が入射し、このテスト用位相変調素子53Tは、この赤色のレーザ光の位相分布を変調した光DLTを出射する。   The test phase modulation element 53T of this embodiment is a reflection-type phase modulation element that modulates the phase distribution of light while reflecting incident light, similarly to the other phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. It is controlled by the unit 71. A red laser beam emitted from the test light emitting element 51T and collimated by the collimating lens 52T enters the test phase modulation element 53T, and the test phase modulation element 53T modulates the phase distribution of the red laser light. The emitted light DLT is emitted.

フーリエ変換レンズ81Tは、テスト用位相変調素子53Tから出射する光DLTを結像するレンズである。本実施形態のフーリエ変換レンズ81Tは、入射面及び出射面が凸状に形成されたレンズとされる。   The Fourier transform lens 81T is a lens that forms an image of the light DLT emitted from the test phase modulation element 53T. The Fourier transform lens 81T of the present embodiment is a lens in which the entrance surface and the exit surface are formed in a convex shape.

イメージセンサ82Tは、受光面で受光した光を電気信号に変換して出力する光学素子であり、光を受光する複数の受光部を有し、受光面に入射する光を二次元画像として制御部71に出力する。イメージセンサ82Tは、受光面がフーリエ変換レンズ81Tの焦点または焦点近傍に位置するように配置され、フーリエ変換レンズ81Tによって結像される光を受光する。   The image sensor 82T is an optical element that converts light received on the light receiving surface into an electric signal and outputs the electric signal. The image sensor 82T has a plurality of light receiving units that receive light, and controls the light incident on the light receiving surface as a two-dimensional image as a two-dimensional image. 71. The image sensor 82T is arranged so that the light receiving surface is located at or near the focal point of the Fourier transform lens 81T, and receives light formed by the Fourier transform lens 81T.

本実施形態では、位相変調部53の位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBは、それぞれ合成光学系55で合成され、車両の外部に照射される。一方、位相変調部53のテスト用位相変調素子53Tから出射する光DLTは、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBと合波されることなく、結像されてイメージセンサ82Tで受光される。このため、位相変調部53から出射する一部の光としてテスト用位相変調素子53Tから出射する光DLTが結像されてイメージセンサ82Tで受光され、他の一部の光として位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBが車両の外部に照射されると理解できる。また、上記のように、テスト用発光素子51Tから出射する光のピーク波長と発光素子51R出射する光のピーク波長とは同じとされる。このため、テスト用位相変調素子53Tから出射する光DLTの波長帯域は、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBの波長帯域の一部である。   In the present embodiment, the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B of the phase modulation unit 53 are respectively combined by the combining optical system 55 and irradiated to the outside of the vehicle. On the other hand, the light DLT emitted from the test phase modulation element 53T of the phase modulation unit 53 is formed into an image without being combined with the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. The light is received by the sensor 82T. For this reason, the light DLT emitted from the test phase modulation element 53T is imaged as a part of the light emitted from the phase modulation unit 53 and received by the image sensor 82T, and the other part of the light is emitted by the phase modulation element 53R, It can be understood that light DLR, DLG, DLB emitted from 53G, 53B is irradiated to the outside of the vehicle. Further, as described above, the peak wavelength of the light emitted from the test light emitting element 51T is the same as the peak wavelength of the light emitted from the light emitting element 51R. Therefore, the wavelength band of the light DLT emitted from the test phase modulation element 53T is a part of the wavelength band of the light DLR, DLG, DLB emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, 53B.

本実施形態では、目標画像生成部73は、前照灯1から投影させる目標画像の赤色成分の画像であるテスト用目標画像を算出し、制御部71における位相分布生成処理は、出射する光がイメージセンサ82Tで受光されるテスト用位相変調素子53Tに対して行われる。なお、本実施形態における位相分布生成処理における制御部の制御フローチャートは、第1実施形態と同様であるため、本実施形態における位相分布生成処理については図8を参照して説明する。また、第1実施形態における位相分布生成処理と同一または同様の処理については、特に説明する場合を除き、重複する説明は省略する。   In the present embodiment, the target image generation unit 73 calculates a test target image which is a red component image of the target image projected from the headlight 1, and the phase distribution generation processing in the control unit 71 determines that the emitted light is The test is performed on the test phase modulation element 53T received by the image sensor 82T. Note that the control flowchart of the control unit in the phase distribution generation processing in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and therefore the phase distribution generation processing in the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same or similar processing as the phase distribution generation processing in the first embodiment will not be described repeatedly unless otherwise specified.

本実施形態における位相分布生成処理のステップSP11において、制御部71は、テスト用位相変調素子53Tから出射する光の位相分布が所定の第1位相分布となるようにテスト用位相変調素子53Tを制御する。また、制御部71は、テスト用発光素子51Tから所定の強度のレーザ光が出射するようにテスト用発光素子51Tを制御する。次にステップSP12において、制御部71は、第1制御処理がされたテスト用位相変調素子53Tから出射してイメージセンサ82Tが受光する光を第1画像として取得する。制御部71は、上記第1実施形態と同様に、ステップSP13において第2画像を算出し、ステップSP14において第2位相分布を算出する。次にステップSP15において、制御部71は、テスト用位相変調素子53Tから出射する光の位相分布がステップSP14において算出された第2位相分布となるようにテスト用位相変調素子53Tを制御する。次にステップSP16において、制御部71は、第2制御処理がされたテスト用位相変調素子53Tから出射してイメージセンサ82Tが受光する光を第3画像として取得する。制御部71は、上記第1実施形態と同様に、ステップSP17において第4画像を算出し、ステップSP18において第3位相分布を算出する。制御部71は、ステップSP19において、上記第1実施形態と同様に、第3位相分布にランダムな位相分布を付与した第4位相分布を算出し、ステップSP11に戻って、この第4位相分布を所定の第1位相分布として第1制御処理を行う。制御部71は、上記第1実施形態と同様に、ステップSP11からステップSP19までのサイクルを所定の回数行い、テスト用位相変調素子53Tに対するテスト用目標位相分布を算出する。また、制御部71は、テスト用発光素子51Tを制御して当該テスト用発光素子51Tからのレーザ光を非出射として、位相分布生成処理を終了する。このため、本実施形態のテスト用発光素子51Tは、位相分布生成処理を行わないときに、レーザ光を非出射する。   In step SP11 of the phase distribution generation processing in the present embodiment, the control unit 71 controls the test phase modulation element 53T such that the phase distribution of the light emitted from the test phase modulation element 53T becomes a predetermined first phase distribution. I do. Further, the control unit 71 controls the test light emitting element 51T so that laser light having a predetermined intensity is emitted from the test light emitting element 51T. Next, in step SP12, the control unit 71 acquires, as a first image, light emitted from the test phase modulation element 53T subjected to the first control processing and received by the image sensor 82T. The control unit 71 calculates the second image in step SP13, and calculates the second phase distribution in step SP14, as in the first embodiment. Next, in step SP15, the control unit 71 controls the test phase modulation element 53T such that the phase distribution of the light emitted from the test phase modulation element 53T becomes the second phase distribution calculated in step SP14. Next, in step SP16, the control unit 71 acquires, as a third image, light emitted from the test phase modulation element 53T subjected to the second control processing and received by the image sensor 82T. The control unit 71 calculates the fourth image in step SP17 and calculates the third phase distribution in step SP18, as in the first embodiment. In step SP19, the control unit 71 calculates a fourth phase distribution in which a random phase distribution is added to the third phase distribution, as in the first embodiment, and returns to step SP11 to calculate the fourth phase distribution. A first control process is performed as a predetermined first phase distribution. The control unit 71 performs a cycle from step SP11 to step SP19 a predetermined number of times, as in the first embodiment, and calculates a test target phase distribution for the test phase modulation element 53T. Further, the control unit 71 controls the test light emitting element 51T so that the laser light from the test light emitting element 51T is not emitted, and ends the phase distribution generation processing. Therefore, the test light emitting element 51T of the present embodiment does not emit laser light when the phase distribution generation processing is not performed.

本実施形態における制御部71は、上記の位相分布生成処理によって算出されたテスト用目標位相分布に基づいて、位相変調素子53Rに対する第1目標位相分布と、位相変調素子53Gに対する第2目標位相分布と、位相変調素子53Bに対する第3目標位相分布とを算出する。具体的には、制御部71は、テスト用目標位相分布を位相変調素子53Rに対する第1目標位相分布とする。テスト用発光素子51Tから出射する光の波長帯域は、発光素子51Rから出射する光の波長帯域と概ね同じである。このため、位相変調素子53Rから出射する光の位相分布が第1目標位相分布となるように制御された位相変調素子53Rから出射する光は、目標画像の赤色成分の画像を投影するような光となる。また、制御部71は、第1目標位相分布に補正を施して、第2目標位相分布を算出する。この補正は、第1目標位相分布が、位相変調素子53Gから出射する光の位相分布であって、この光が目標画像の緑色成分の画像を投影するような光となるような位相分布となる補正である。また、制御部71は、第1目標位相分布に補正を施して、第3目標位相分布を算出する。この補正は、第1目標位相分布が、位相変調素子53Bから出射する光の位相分布であって、この光が目標画像の青色成分の画像を投影するような光となるような位相分布となる補正である。これらの補正は、それぞれの位相変調素子53G,53Bから出射する光の波長帯域に基づく補正である。このような補正として、例えば、予め定められた比例定数による補正が挙げられる。   Based on the test target phase distribution calculated by the above-described phase distribution generation processing, the control unit 71 in the present embodiment performs a first target phase distribution for the phase modulation element 53R and a second target phase distribution for the phase modulation element 53G. And a third target phase distribution for the phase modulation element 53B. Specifically, the control unit 71 sets the test target phase distribution as the first target phase distribution for the phase modulation element 53R. The wavelength band of light emitted from the test light emitting element 51T is substantially the same as the wavelength band of light emitted from the light emitting element 51R. For this reason, the light emitted from the phase modulation element 53R controlled so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53R becomes the first target phase distribution is the light that projects the red component image of the target image. Becomes Further, the control unit 71 performs correction on the first target phase distribution to calculate a second target phase distribution. In this correction, the first target phase distribution is a phase distribution of light emitted from the phase modulation element 53G, and is a phase distribution such that this light becomes light that projects a green component image of a target image. Correction. In addition, the control unit 71 calculates the third target phase distribution by performing correction on the first target phase distribution. In this correction, the first target phase distribution is a phase distribution of light emitted from the phase modulation element 53B, and is a phase distribution such that this light becomes light that projects a blue component image of a target image. Correction. These corrections are corrections based on the wavelength band of light emitted from each of the phase modulation elements 53G and 53B. As such a correction, for example, a correction based on a predetermined proportional constant can be given.

そして、制御部71は、上記のように算出される第1目標位相分布に基づいて位相変調素子53Rを制御し、上記のように算出される第2目標位相分布に基づいて位相変調素子53Gを制御し、上記のように算出される第3目標位相分布に基づいて位相変調素子53Bを制御する。これら位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBが車両の外部に照射される。   Then, the control unit 71 controls the phase modulation element 53R based on the first target phase distribution calculated as described above, and controls the phase modulation element 53G based on the second target phase distribution calculated as described above. And controls the phase modulation element 53B based on the third target phase distribution calculated as described above. Lights DLR, DLG, and DLB emitted from these phase modulation elements 53R, 53G, and 53B are radiated to the outside of the vehicle.

本実施形態の前照灯1では、上記のように、複数の位相変調素子53R,53G,53Bから互いに波長帯域の異なる光が出射する。このため、本実施形態の前照灯1は、こられの光が合成された光によって、所望の色の画像を投影し得る。   In the headlamp 1 of the present embodiment, as described above, lights having different wavelength bands are emitted from the plurality of phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. For this reason, the headlight 1 of the present embodiment can project an image of a desired color by the light obtained by combining the light.

また、本実施形態の前照灯1では、位相変調部53の位相変調素子53R,53G,53Bには、発光素子51R,51G,51Bから出射する光が入射し、これら位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBは、それぞれ合成光学系55で合成され、車両の外部に照射される。一方、位相変調部53のテスト用位相変調素子53Tには、テスト用発光素子51Tから出射する光が入射し、このテスト用位相変調素子53Tから出射する光DLTは結像されてイメージセンサ82Tで受光される。つまり、光DLR,DLG,DLBと光DLTとは別個の発光素子から出射している。また、この光DLTは光DLR,DLG,DLBと合波されることなく、イメージセンサ82Tで受光されている。このため、イメージセンサ82Tで受光される光DLTの強度と車両の外部に照射される光DLR,DLG,DLBの強度とを個別に調節することができる。このため、例えば、イメージセンサ82Tの性能に応じた強度の光をイメージセンサ82Tに受光させたり、所望の強度の光を車両の外部に照射したりすることが容易となる。   Further, in the headlight 1 of the present embodiment, light emitted from the light emitting elements 51R, 51G, 51B enters the phase modulating elements 53R, 53G, 53B of the phase modulating section 53, and these phase modulating elements 53R, 53G. , 53B, respectively, are combined by the combining optical system 55 and irradiated to the outside of the vehicle. On the other hand, the light emitted from the test light emitting element 51T is incident on the test phase modulation element 53T of the phase modulation unit 53, and the light DLT emitted from the test phase modulation element 53T is imaged by the image sensor 82T. Received. That is, the light DLR, DLG, DLB and the light DLT are emitted from separate light emitting elements. The light DLT is received by the image sensor 82T without being combined with the lights DLR, DLG, and DLB. Therefore, the intensity of the light DLT received by the image sensor 82T and the intensity of the light DLR, DLG, and DLB emitted to the outside of the vehicle can be individually adjusted. Therefore, for example, it becomes easy to cause the image sensor 82T to receive light having an intensity corresponding to the performance of the image sensor 82T, or to irradiate the outside of the vehicle with light having a desired intensity.

また、本実施形態の前照灯1では、イメージセンサ82Tで受光される光DLTは、制御部71が位相分布生成処理を行わないときに、テスト用発光素子51Tから非出射とされる。このため、イメージセンサ82Tで受光される光DLTを常時出射する場合と比べて、光源51における消費電力量を低減することができる。   In the headlight 1 of the present embodiment, the light DLT received by the image sensor 82T is not emitted from the test light emitting element 51T when the control unit 71 does not perform the phase distribution generation processing. Therefore, the power consumption of the light source 51 can be reduced as compared with the case where the light DLT received by the image sensor 82T is constantly emitted.

また、本実施形態の前照灯1では、制御部71は、複数の位相変調素子53R,53G,53Bのうち位相変調素子53Rに対する第1目標位相分布を位相分布生成処理によって算出し、この第1目標位相分布から他の位相変調素子53G,53Bに対する目標位相分布を算出する。このため、本実施形態の前照灯1は、複数のイメージセンサを備えなくても複数の位相変調素子のそれぞれに対する目標位相分布を算出することができ、前照灯1を簡易な構成とし得る。   In the headlight 1 of the present embodiment, the control unit 71 calculates a first target phase distribution for the phase modulation element 53R among the plurality of phase modulation elements 53R, 53G, and 53B by a phase distribution generation process. The target phase distribution for the other phase modulation elements 53G and 53B is calculated from one target phase distribution. For this reason, the headlamp 1 of the present embodiment can calculate the target phase distribution for each of the plurality of phase modulation elements without having a plurality of image sensors, and the headlamp 1 can have a simple configuration. .

また、本実施形態の前照灯1では、制御部71は、位相変調素子53Gから出射する光の位相分布であって、この光が目標画像の緑色成分の画像を投影するような光となるような位相分布となる補正を第1目標位相分布に施して位相変調素子53Gに対応する第2目標位相分布を算出する。また、制御部71は、位相変調素子53Bから出射する光の位相分布であって、この光が目標画像の青色成分の画像を投影するような光となるような位相分布となる補正を第1目標位相分布に施して位相変調素子53Bに対応する第3目標位相分布を算出する。このため、位相変調素子53R,53G,53Bのそれぞれに対応する目標位相分布は、それぞれの位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBの波長帯域に応じた位相分布となる。このため、本実施形態の前照灯1は、光DLR,DLG,DLBが合成された光によって投影される目標画像に色のにじみが生じることを抑制し得る。なお、制御部71は、第1目標位相分布を第2目標位相分布としても良く、第1目標位相分布を第3目標位相分布としても良い。しかし、投影する画像に色のにじみが生じることを抑制する観点では、制御部71は、第1目標位相分布に補正を施して、第2目標位相分布と第3目標位相分布とを算出することが好ましい。   Further, in the headlight 1 of the present embodiment, the control unit 71 has a phase distribution of light emitted from the phase modulation element 53G, and this light is light that projects a green component image of a target image. The second target phase distribution corresponding to the phase modulation element 53G is calculated by performing the correction that provides such a phase distribution to the first target phase distribution. Further, the control unit 71 corrects the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53B such that the light becomes a light that projects the blue component image of the target image. A third target phase distribution corresponding to the phase modulation element 53B is calculated by applying the target phase distribution. Therefore, the target phase distribution corresponding to each of the phase modulation elements 53R, 53G, 53B is a phase distribution corresponding to the wavelength band of the light DLR, DLG, DLB emitted from each of the phase modulation elements 53R, 53G, 53B. . For this reason, the headlight 1 of the present embodiment can suppress the occurrence of color bleeding in the target image projected by the light obtained by combining the lights DLR, DLG, and DLB. Note that the control unit 71 may set the first target phase distribution as the second target phase distribution, and may set the first target phase distribution as the third target phase distribution. However, from the viewpoint of suppressing the occurrence of color bleeding in an image to be projected, the control unit 71 calculates the second target phase distribution and the third target phase distribution by correcting the first target phase distribution. Is preferred.

なお、本実施形態の前照灯1では、上記のように、位相変調部53から出射する一部の光であるテスト用位相変調素子53Tから出射する光DLTの波長帯域は、位相変調部53から出射する他の一部の光である位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBの波長帯域の一部とされた。しかし、テスト用位相変調素子53Tから出射する光DLTの波長帯域は、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBの波長帯域と異なっていても良い。つまり、光源51における発光素子のうちテスト用発光素子51Tから出射する光の波長帯域は、他の発光素子51R,51G,51Bの波長帯域と異なっていても良い。例えば、テスト用発光素子51Tから出射する光の波長帯域は、不可視光線の波長帯域とされても良い。この場合、意図せずテスト用発光素子51Tから出射する光が車両の外部に照射されたとしても、この光によって投影する画像に影響が生じることを抑制し得る。なお、テスト用発光素子51Tから出射する光の波長帯域が他の発光素子51R,51G,51Bの波長帯域と異なっている場合、制御部71は、例えば、上記の位相生成処理によって算出される第1目標位相分布に、第2目標位相分布や第3目標位相分布に施される補正と同様の補正を施す。このため、制御部71の演算量を低減する観点では、テスト用発光素子51Tから出射する光の波長帯域は、他の発光素子51R,51G,51Bの少なくとも一部であることが好ましい。   In the headlight 1 of the present embodiment, as described above, the wavelength band of the light DLT emitted from the test phase modulation element 53T, which is a part of the light emitted from the phase modulation section 53, is equal to the phase modulation section 53. Are part of the wavelength band of the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B, which are other parts of the light emitted from. However, the wavelength band of the light DLT emitted from the test phase modulation element 53T may be different from the wavelength band of the light DLR, DLG, DLB emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, 53B. That is, the wavelength band of the light emitted from the test light emitting element 51T among the light emitting elements of the light source 51 may be different from the wavelength bands of the other light emitting elements 51R, 51G, and 51B. For example, the wavelength band of light emitted from the test light emitting element 51T may be the wavelength band of invisible light. In this case, even if the light emitted from the test light emitting element 51T is unintentionally applied to the outside of the vehicle, it is possible to suppress the influence of the light on the projected image. When the wavelength band of the light emitted from the test light emitting element 51T is different from the wavelength bands of the other light emitting elements 51R, 51G, and 51B, the control unit 71 calculates, for example, the number calculated by the above-described phase generation processing. The same correction as that applied to the second target phase distribution and the third target phase distribution is performed on one target phase distribution. Therefore, from the viewpoint of reducing the calculation amount of the control unit 71, it is preferable that the wavelength band of the light emitted from the test light emitting element 51T is at least a part of the other light emitting elements 51R, 51G, and 51B.

ところで、位相分布生成処理において、位相変調素子から出射する光の位相分布が第2位相分布となるように制御される位相変調素子から出射する光が結像した画像は、目標画像と大きく異なる。しかし、本実施形態の前照灯1では、位相分布生成処理の際のテスト用位相変調素子53Tから出射する光DLTは、イメージセンサ82Tで受光され、車両の外部に照射されない。このため、目標画像と大きく異なる画像が車両の外部に照射されないため、運転者や車外の人間等が違和感を覚えることを抑制し得る。   By the way, in the phase distribution generation processing, the image formed by the light emitted from the phase modulation element controlled so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element becomes the second phase distribution is significantly different from the target image. However, in the headlight 1 of the present embodiment, the light DLT emitted from the test phase modulation element 53T during the phase distribution generation processing is received by the image sensor 82T and is not irradiated to the outside of the vehicle. For this reason, since an image greatly different from the target image is not emitted to the outside of the vehicle, it is possible to suppress a driver or a person outside the vehicle from feeling uncomfortable.

また、本実施形態では、前照灯1は、テスト用発光素子51Tと異なる3つの発光素子51R,51G,51Bを備えていた。しかし、前照灯1は、テスト用発光素子51Tと別個の発光素子を少なくとも1つ備えていれば良い。   In the present embodiment, the headlight 1 includes three light emitting elements 51R, 51G, and 51B different from the test light emitting element 51T. However, the headlight 1 only needs to include at least one light emitting element separate from the test light emitting element 51T.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図12を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. It should be noted that components that are the same as or equivalent to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals unless otherwise specified, and duplicate descriptions are omitted.

図12は、本発明の第4実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。なお、図12では、理解を容易にするために、ヒートシンク30、カバー59等の記載が省略されている。図12に示すように、本実施形態の光学系ユニット50は、第1受光光学系54R、第2受光光学系54G、及び第3受光光学系54Bに替わって、共通受光光学系54Sを備える点において、第1実施形態の光学系ユニット50と異なる。   FIG. 12 is a diagram showing an optical system unit according to the fourth embodiment of the present invention, similarly to FIG. In FIG. 12, illustration of the heat sink 30, the cover 59, and the like is omitted for easy understanding. As shown in FIG. 12, the optical system unit 50 of this embodiment includes a common light receiving optical system 54S instead of the first light receiving optical system 54R, the second light receiving optical system 54G, and the third light receiving optical system 54B. 3 is different from the optical system unit 50 of the first embodiment.

本実施形態の共通受光光学系54Sは、分光部80Sと、光学フィルタ86と、フーリエ変換レンズ81Sと、イメージセンサ82Sとを備える。分光部80Sは、合成光学系55から出射する光DLR,DLG,DLBを一部の光と他の一部の光に分離する。分光部80Sとして、例えば、第1実施形態の分光部80Rと同様に、プリズム型ビームスプリッタ、平面型ビームスプリッタ、ウェッジ基板等が挙げられる。分光部80Sで分離された一部の光が光学フィルタ86に入射し、他の一部の光が共通受光光学系54Sから出射して車両の外部に照射される。このため、共通受光光学系54Sから出射する光は、合成光学系55から出射する光DLR,DLG,DLBの一部であり、以下では、この光についても光DLR,DLG,DLBと表す。本実施形態の分光部80Rにおける光の分離比は、一定とされている。   The common light receiving optical system 54S of the present embodiment includes a spectral unit 80S, an optical filter 86, a Fourier transform lens 81S, and an image sensor 82S. The light splitting unit 80S separates the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the combining optical system 55 into a part of light and another part of light. As the light splitting unit 80S, for example, similar to the light splitting unit 80R of the first embodiment, a prism type beam splitter, a flat type beam splitter, a wedge substrate, and the like are given. Part of the light separated by the light splitting unit 80S is incident on the optical filter 86, and part of the other light is emitted from the common light receiving optical system 54S and irradiated to the outside of the vehicle. For this reason, the light emitted from the common light receiving optical system 54S is a part of the light DLR, DLG, and DLB emitted from the combining optical system 55, and this light is hereinafter also referred to as light DLR, DLG, and DLB. The light separation ratio in the light splitting unit 80R of the present embodiment is fixed.

光学フィルタ86は、複数の位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBのうち、いずれかの光を透過し、他の光を非透過とする光学素子である。本実施形態では、光学フィルタ86は、位相変調素子53Rから出射する第1の光DLRを透過し、位相変調素子53G,53Bから出射する光DLG,DLBを非透過とする。このような光学フィルタ86として、例えば、上記の第1光学素子55fと同様の波長選択フィルタを挙げることができる。   The optical filter 86 is an optical element that transmits any one of the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the plurality of phase modulation elements 53R, 53G, and 53B and does not transmit the other light. In the present embodiment, the optical filter 86 transmits the first light DLR emitted from the phase modulation element 53R and does not transmit the lights DLG and DLB emitted from the phase modulation elements 53G and 53B. As such an optical filter 86, for example, the same wavelength selection filter as the first optical element 55f can be used.

フーリエ変換レンズ81Sは、光学フィルタ86を透過した第1の光DLRを結像するレンズである。本実施形態のフーリエ変換レンズ81Sは、入射面及び出射面が凸状に形成されたレンズとされる。   The Fourier transform lens 81S is a lens that forms an image of the first light DLR transmitted through the optical filter 86. The Fourier transform lens 81S of the present embodiment is a lens in which the entrance surface and the exit surface are formed in a convex shape.

イメージセンサ82Sは、受光面で受光した光を電気信号に変換して出力する光学素子であり、光を受光する複数の受光部を有し、受光面に入射する光を二次元画像として制御部71に出力する。イメージセンサ82Sは、受光面がフーリエ変換レンズ81Sの焦点または焦点近傍に位置するように配置され、フーリエ変換レンズ81Sによって結像される光を受光する。このように分光部80Sで分離された第1の光DLRの一部がイメージセンサ82Sで受光され、第1の光DLRの他の一部が車外に出射する。このため、イメージセンサ82Sで受光される光の波長帯域は、位相変調素子53R,53G,53Bから出射して分光部80Sで分離された他の一部の光DLR,DLG,DLBの波長帯域の一部である。   The image sensor 82S is an optical element that converts light received on the light receiving surface into an electric signal and outputs the electric signal. The image sensor 82S has a plurality of light receiving units that receive light, and controls the light incident on the light receiving surface as a two-dimensional image as a two-dimensional image. 71. The image sensor 82S is arranged such that the light receiving surface is located at or near the focal point of the Fourier transform lens 81S, and receives light formed by the Fourier transform lens 81S. A part of the first light DLR thus separated by the light splitting unit 80S is received by the image sensor 82S, and another part of the first light DLR is emitted outside the vehicle. For this reason, the wavelength band of the light received by the image sensor 82S is the wavelength band of the other part of the light DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B and separated by the spectroscopic unit 80S. Part.

本実施形態では、目標画像生成部73は、前照灯1から投影させる目標画像の赤色成分の画像である第1目標画像を算出し、制御部71における位相分布生成処理は、出射する光の一部がイメージセンサ82Sで受光される位相変調素子53Rに対して行われる。制御部71は、上記第3実施形態の位相分布生成処理と同様にして、位相変調素子53Rに対する第1目標位相分布を算出し、この第1目標位相分布から他の位相変調素子53G,53Bに対する目標位相分布を算出する。例えば、制御部71は、上記第3実施形態と同様の補正を第1目標位相分布に施して、他の位相変調素子53G,53Bに対する目標位相分布を算出する。   In the present embodiment, the target image generation unit 73 calculates a first target image, which is an image of a red component of the target image projected from the headlight 1, and the control unit 71 performs a phase distribution generation process on the emitted light. A part is performed on the phase modulation element 53R that is received by the image sensor 82S. The control unit 71 calculates a first target phase distribution for the phase modulation element 53R in the same manner as in the phase distribution generation processing of the third embodiment, and from this first target phase distribution, calculates a first target phase distribution for the other phase modulation elements 53G and 53B. Calculate the target phase distribution. For example, the control unit 71 performs the same correction as in the third embodiment on the first target phase distribution, and calculates the target phase distribution for the other phase modulation elements 53G and 53B.

制御部71は、算出される第1目標位相分布に基づいて位相変調素子53Rを制御し、算出される第2目標位相分布に基づいて位相変調素子53Gを制御し、算出される第3目標位相分布に基づいて位相変調素子53Bを制御する。そして、これら位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBが車両の外部に照射される。   The control unit 71 controls the phase modulation element 53R based on the calculated first target phase distribution, controls the phase modulation element 53G based on the calculated second target phase distribution, and calculates the calculated third target phase. The phase modulation element 53B is controlled based on the distribution. Then, light DLR, DLG, DLB emitted from these phase modulation elements 53R, 53G, 53B is irradiated to the outside of the vehicle.

本実施形態の前照灯1では、上記のように、複数の位相変調素子53R,53G,53Bから互いに波長帯域の異なる光が出射する。このため、本実施形態の前照灯1は、こられの光が合成された光によって、所望の色の画像を投影し得る。   In the headlamp 1 of the present embodiment, as described above, lights having different wavelength bands are emitted from the plurality of phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. For this reason, the headlight 1 of the present embodiment can project an image of a desired color by the light obtained by combining the light.

また、本実施形態の前照灯1では、上記のように、制御部71は、複数の位相変調素子53R,53G,53Bのうち位相変調素子53Rに対する第1目標位相分布を位相分布生成処理によって算出し、この第1目標位相分布から他の位相変調素子53G,53Bに対する目標位相分布を算出する。このため、本実施形態の前照灯1は、上記第3実施形態と同様に、複数のイメージセンサを備えなくても複数の位相変調素子のそれぞれに対する目標位相分布を算出することができ、前照灯1を簡易な構成とし得る。   Further, in the headlamp 1 of the present embodiment, as described above, the control unit 71 determines the first target phase distribution for the phase modulation element 53R among the plurality of phase modulation elements 53R, 53G, 53B by the phase distribution generation processing. Then, a target phase distribution for the other phase modulation elements 53G and 53B is calculated from the first target phase distribution. Therefore, similarly to the third embodiment, the headlamp 1 of the present embodiment can calculate the target phase distribution for each of the plurality of phase modulation elements without including the plurality of image sensors. The illuminator 1 can have a simple configuration.

また、本実施形態の前照灯1では、光学フィルタ86には、分光部80Sで分離された一部の光が入射する。このため、分光部80Sで分離された他の一部の光の波長帯域は位相変調部53から出射する光の波長帯域と同じとなるため、投影する画像の色味が変化することを抑制し得る。   In the headlight 1 of the present embodiment, a part of the light separated by the light splitting unit 80S is incident on the optical filter 86. For this reason, since the wavelength band of the other part of the light separated by the spectroscopic unit 80S is the same as the wavelength band of the light emitted from the phase modulation unit 53, it is possible to suppress a change in the tint of the projected image. obtain.

また、本実施形態の前照灯1では、制御部71は、上記第3実施形態と同様の補正を第1目標位相分布に施して、他の位相変調素子53G,53Bに対する目標位相分布を算出する。このため、本実施形態の前照灯1は、上記第3実施形態と同様に、光DLR,DLG,DLBが合成された光によって投影される目標画像に色のにじみが生じることを抑制し得る。   In the headlight 1 of the present embodiment, the control unit 71 performs the same correction as that of the third embodiment on the first target phase distribution to calculate the target phase distribution for the other phase modulation elements 53G and 53B. I do. For this reason, the headlight 1 of the present embodiment can suppress the occurrence of color bleeding in the target image projected by the light obtained by combining the lights DLR, DLG, and DLB, as in the third embodiment. .

なお、本実施形態では、分光部80Gで分離された一部の光が入射する光学フィルタ86を例に説明した。しかし、分光部80Gで分離された一部の光が光学フィルタ86に入射し、光学フィルタ86を透過した光がイメージセンサ82Sで受光されれば良い。例えば、光学フィルタ86は、フーリエ変換レンズ81Sから出射する光が光学フィルタ86に入射するように配置されても良い。   In the present embodiment, the optical filter 86 on which a part of the light separated by the light splitting unit 80G is incident has been described as an example. However, it is only necessary that a part of the light separated by the light splitting unit 80G is incident on the optical filter 86 and the light transmitted through the optical filter 86 is received by the image sensor 82S. For example, the optical filter 86 may be arranged so that light emitted from the Fourier transform lens 81S enters the optical filter 86.

(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について図13を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. It should be noted that components that are the same as or equivalent to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals unless otherwise specified, and duplicate descriptions are omitted.

図13は、本発明の第5実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。なお、図13では、理解を容易にするために、ヒートシンク30、カバー59等の記載が省略されている。図13に示すように、本実施形態の位相変調部53は、3つの位相変調素子53R,53G,53Bに替わって、1つの位相変調素子53Sを備える点において、第1実施形態の位相変調部53と異なる。また、本実施形態の光学系ユニット50は、第1受光光学系54R、第2受光光学系54G、及び第3受光光学系54Bに替わって、共通受光光学系54Sを備える点において、第1実施形態の光学系ユニット50と異なる。   FIG. 13 is a diagram showing an optical system unit according to the fifth embodiment of the present invention, similarly to FIG. 13, illustration of the heat sink 30, the cover 59, and the like is omitted for easy understanding. As shown in FIG. 13, the phase modulation unit 53 of the first embodiment includes a single phase modulation element 53S instead of the three phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. Different from 53. Further, the optical system unit 50 of the present embodiment is different from the first embodiment in that a common light receiving optical system 54S is provided instead of the first light receiving optical system 54R, the second light receiving optical system 54G, and the third light receiving optical system 54B. It is different from the optical system unit 50 of the embodiment.

本実施形態では、位相変調素子53Sの構成は第1実施形態の位相変調素子53R,53G,53Bと同様の構成とされる。この位相変調素子53Sには、合成光学系55から出射する光が入射する。具体的には、発光素子51Rから出射するレーザ光は、コリメートレンズ52Rでコリメートされ、合成光学系55の第1光学素子55f及び第2光学素子55sを透過して、位相変調素子53Sに入射する。発光素子51Gから出射するレーザ光は、コリメートレンズ52Gでコリメートされ、合成光学系55の第1光学素子55fで反射され、第2光学素子55sを透過して、位相変調素子53Sに入射する。発光素子51Bから出射するレーザ光は、コリメートレンズ52Bでコリメートされ、合成光学系55の第2光学素子55sで反射されて、位相変調素子53Sに入射する。なお、これら発光素子51R,51G,51Bから出射するレーザ光は、位相変調素子53Sに入射すれば良く、合成光学系55の構成は限定されない。例えば、これらレーザ光は、合成光学系55を介さずに位相変調素子53Sに入射されても良い。つまり、発光素子51R,51G,51Bから出射するレーザ光が合成光学系55を介さずに位相変調素子53Sに入射するように、発光素子51R,51G,51B、コリメートレンズ52R,52G,52B、及び位相変調素子53Sが配置されても良い。   In the present embodiment, the configuration of the phase modulation element 53S is the same as the configuration of the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B of the first embodiment. Light emitted from the combining optical system 55 enters the phase modulation element 53S. Specifically, the laser light emitted from the light emitting element 51R is collimated by the collimating lens 52R, passes through the first optical element 55f and the second optical element 55s of the combining optical system 55, and enters the phase modulation element 53S. . Laser light emitted from the light emitting element 51G is collimated by the collimator lens 52G, reflected by the first optical element 55f of the combining optical system 55, transmitted through the second optical element 55s, and enters the phase modulation element 53S. Laser light emitted from the light emitting element 51B is collimated by the collimating lens 52B, reflected by the second optical element 55s of the combining optical system 55, and incident on the phase modulation element 53S. Note that the laser light emitted from these light emitting elements 51R, 51G, 51B only needs to enter the phase modulation element 53S, and the configuration of the combining optical system 55 is not limited. For example, these laser beams may be incident on the phase modulation element 53S without passing through the combining optical system 55. In other words, the light emitting elements 51R, 51G, 51B, the collimating lenses 52R, 52G, 52B, and so on, so that the laser light emitted from the light emitting elements 51R, 51G, 51B enters the phase modulation element 53S without passing through the combining optical system 55. The phase modulation element 53S may be provided.

本実施形態では、発光素子51R,51G,51Bに供給される電力が調整されて、これら発光素子51R,51G,51Bごとに交互にレーザ光が出射される。つまり、発光素子51Rがレーザ光を出射しているときは発光素子51Gと発光素子51Bはレーザ光を非出射とし、発光素子51Gがレーザ光を出射しているときは発光素子51Rと発光素子51Bはレーザ光を非出射とし、発光素子51Bがレーザ光を出射しているときは発光素子51Rと発光素子51Gはレーザ光を非出射とする。そして、このような発光素子51R,51G,51Bごとのレーザ光の出射が順次切り換えられる。このため、これら発光素子51R,51G,51Bから出射する互いに波長帯域の異なるレーザ光が順次位相変調素子53Sに入射し、位相変調素子53Sは入射するレーザ光の位相分布を変調した光を順次出射する。このため、位相変調素子53Sは発光素子51R,51G,51Bごとのレーザ光の出射の切り換りに同期して互いに波長帯域の異なる光を順次出射する。   In the present embodiment, the power supplied to the light emitting elements 51R, 51G, 51B is adjusted, and laser light is emitted alternately for each of the light emitting elements 51R, 51G, 51B. That is, when the light emitting element 51R emits laser light, the light emitting element 51G and the light emitting element 51B do not emit laser light, and when the light emitting element 51G emits laser light, the light emitting element 51R and the light emitting element 51B do not emit laser light. Does not emit laser light, and when the light emitting element 51B emits laser light, the light emitting element 51R and the light emitting element 51G do not emit laser light. Then, the emission of the laser light for each of the light emitting elements 51R, 51G, 51B is sequentially switched. Therefore, laser beams having different wavelength bands emitted from the light emitting elements 51R, 51G, and 51B sequentially enter the phase modulation element 53S, and the phase modulation element 53S sequentially emits light obtained by modulating the phase distribution of the incident laser light. I do. For this reason, the phase modulation element 53S sequentially emits lights having different wavelength bands in synchronization with the switching of the emission of the laser light for each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B.

本実施形態の共通受光光学系54Sは、分光部80Sと、フーリエ変換レンズ81Sと、イメージセンサ82Sとを備える。分光部80Sは、位相変調素子53Sから出射する光を一部の光と他の一部の光に分離する。分光部80Sで分離された一部の光がフーリエ変換レンズ81Sに入射し、他の一部の光が共通受光光学系54Sから出射して車両の外部に照射される。本実施形態の分光部80Sにおける光の分離比は、一定とされている。   The common light receiving optical system 54S of the present embodiment includes a light splitting unit 80S, a Fourier transform lens 81S, and an image sensor 82S. The light splitting unit 80S separates the light emitted from the phase modulation element 53S into some light and some other light. Part of the light separated by the spectroscopy unit 80S enters the Fourier transform lens 81S, and another part of the light exits from the common light receiving optical system 54S and is irradiated to the outside of the vehicle. The light separation ratio in the spectroscopic unit 80S of the present embodiment is constant.

フーリエ変換レンズ81Sは、分光部80Gで分離された一部の光を結像するレンズである。本実施形態のフーリエ変換レンズ81Sは、入射面及び出射面が凸状に形成されたレンズとされる。   The Fourier transform lens 81S is a lens that forms an image of a part of the light separated by the light splitting unit 80G. The Fourier transform lens 81S of the present embodiment is a lens in which the entrance surface and the exit surface are formed in a convex shape.

イメージセンサ82Sは、受光面で受光した光を電気信号に変換して出力する光学素子であり、光を受光する複数の受光部を有し、受光面に入射する光を二次元画像として制御部71に出力する。イメージセンサ82Sは、受光面がフーリエ変換レンズ81Sの焦点または焦点近傍に位置するように配置され、フーリエ変換レンズ81Sによって結像される光を受光する。このように位相変調素子53Sから出射する光のうちの分光部80Gで分離された一部の光がイメージセンサ82Sで受光される。このため、イメージセンサ82Sで受光される光の波長帯域は、位相変調素子53R,53G,53Bから出射する光DLR,DLG,DLBの波長帯域の一部である。   The image sensor 82S is an optical element that converts light received on the light receiving surface into an electric signal and outputs the electric signal. The image sensor 82S has a plurality of light receiving units that receive light, and controls the light incident on the light receiving surface as a two-dimensional image as a two-dimensional image. 71. The image sensor 82S is arranged such that the light receiving surface is located at or near the focal point of the Fourier transform lens 81S, and receives light formed by the Fourier transform lens 81S. As described above, a part of the light emitted from the phase modulation element 53S and separated by the spectroscopic unit 80G is received by the image sensor 82S. Therefore, the wavelength band of the light received by the image sensor 82S is a part of the wavelength band of the light DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B.

次に、本実施形態の位相変調素子53Sからの光の出射について説明する。具体的には、所定の配光パターンであるハイビームの配光パターンの光を前照灯1が出射する場合を例に説明する。   Next, emission of light from the phase modulation element 53S of the present embodiment will be described. Specifically, a case will be described as an example where the headlight 1 emits light of a high-beam light distribution pattern that is a predetermined light distribution pattern.

本実施形態では、制御部71は、上記のような発光素子51R,51G,51Bごとのレーザ光の出射の切り換りに同期して位相変調素子53Sを制御する。このため、この位相変調素子53Sは、入射するレーザ光の波長帯域に応じて当該レーザ光の位相分布を変調し、位相分布が変調された光が位相変調素子53Sから出射される。また、制御部71は、上記第1実施形態と同様に、記憶部75に格納されるハイビームの配光パターンの画像に対応する所定の光の位相分布に基づいて、位相変調素子53Sを制御する。具体的には、制御部71は、位相変調素子53Sに発光素子51Rから出射するレーザ光が入射する場合には、位相変調素子53Sから出射する光の位相分布が上記第1基準位相分布となるように位相変調素子53Sを制御する。このため、位相変調素子53Sに発光素子51Rから出射するレーザ光が入射する場合、ハイビームの配光パターンの画像における赤色成分を抜き出した画像を投影するような配光パターンの光が位相変調素子53Sから射する。また、制御部71は、位相変調素子53Sに発光素子51Gから出射するレーザ光が入射する場合には、位相変調素子53Sから出射する光の位相分布が上記第2基準位相分布となるように位相変調素子53Sを制御する。このため、位相変調素子53Sに発光素子51Gから出射するレーザ光が入射する場合、ハイビームの配光パターンの画像における緑色成分を抜き出した画像を投影するような配光パターンの光が位相変調素子53Sから射する。また、制御部71は、位相変調素子53Sに発光素子51Bから出射するレーザ光が入射する場合には、位相変調素子53Sから出射する光の位相分布が上記第3基準位相分布となるように位相変調素子53Sを制御する。このため、位相変調素子53Sに発光素子51Bから出射するレーザ光が入射する場合、ハイビームの配光パターンの画像における青色成分を抜き出した画像を投影するような配光パターンの光が位相変調素子53Sから射する。   In the present embodiment, the control unit 71 controls the phase modulation element 53S in synchronization with the switching of the emission of the laser light for each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B as described above. Therefore, the phase modulation element 53S modulates the phase distribution of the incident laser light according to the wavelength band of the laser light, and the light having the modulated phase distribution is emitted from the phase modulation element 53S. Further, similarly to the first embodiment, the control unit 71 controls the phase modulation element 53S based on a predetermined light phase distribution corresponding to the image of the high beam light distribution pattern stored in the storage unit 75. . Specifically, when the laser light emitted from the light emitting element 51R enters the phase modulation element 53S, the control unit 71 determines that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53S is the first reference phase distribution. Thus, the phase modulation element 53S is controlled. For this reason, when the laser light emitted from the light emitting element 51R is incident on the phase modulation element 53S, the light of the light distribution pattern that projects an image obtained by extracting the red component in the image of the high beam light distribution pattern is applied to the phase modulation element 53S. Shoot from. Further, when the laser light emitted from the light emitting element 51G is incident on the phase modulation element 53S, the control unit 71 sets the phase so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53S becomes the second reference phase distribution. The modulation element 53S is controlled. For this reason, when the laser light emitted from the light emitting element 51G is incident on the phase modulation element 53S, the light of the light distribution pattern that projects the image obtained by extracting the green component in the image of the high beam light distribution pattern is applied to the phase modulation element 53S. Shoot from. Further, when the laser light emitted from the light emitting element 51B is incident on the phase modulation element 53S, the control unit 71 controls the phase so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53S becomes the third reference phase distribution. The modulation element 53S is controlled. For this reason, when the laser light emitted from the light emitting element 51B is incident on the phase modulation element 53S, the light of the light distribution pattern that projects the image obtained by extracting the blue component in the image of the high beam light distribution pattern is applied to the phase modulation element 53S. Shoot from.

位相変調素子53Sは、このように入射するレーザ光の波長帯域に応じて当該レーザ光の位相分布を変調することで、ハイビームの赤色成分の光と、ハイビームの緑色成分の光と、ハイビームの青色成分の光とを順次出射する。つまり、位相変調素子53Sは、上記第1実施形態における第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBを順次出射する。これら光DLR,DLG,DLBは、それぞれカバー59の開口59Hから出射し、フロントカバー12を介して前照灯1の外部に順次照射される。このとき、第1の光DLR、第2の光DLG、及び第3の光DLBは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、それぞれの光が照射される領域が互いに重なるように照射される。この焦点位置は、例えば車両から25m離れた位置とされる。なお、第1の光DLR、第2の光DLG、及び第3の光DLBは、この焦点位置においてそれぞれの光DLR,DLG,DLBが照射される領域の外形が概ね一致するように照射されることが好ましい。また、本実施形態では、発光素子51R,51G,51Bから出射されるレーザ光のそれぞれの出射時間の長さは概ね同じとされるため、光DLR,DLG,DLBのそれぞれの出射時間の長さも概ね同じとなる。   The phase modulation element 53S modulates the phase distribution of the incident laser light according to the wavelength band of the incident laser light in this manner, so that the high-beam red component light, the high-beam green component light, and the high-beam blue The light of the component is sequentially emitted. That is, the phase modulation element 53S sequentially emits the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB in the first embodiment. These lights DLR, DLG, and DLB are respectively emitted from the openings 59H of the cover 59, and sequentially emitted to the outside of the headlight 1 via the front cover 12. At this time, the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB are radiated such that regions illuminated with each other overlap with each other at a focal position at a predetermined distance from the vehicle. . This focal position is, for example, a position 25 m away from the vehicle. Note that the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB are emitted such that the outlines of the regions to which the respective lights DLR, DLG, and DLB are irradiated substantially coincide at this focal position. Is preferred. Further, in the present embodiment, the lengths of the respective emission times of the laser beams emitted from the light emitting elements 51R, 51G, 51B are substantially the same, so that the respective emission times of the light DLR, DLG, DLB are also equal. Generally the same.

ところで、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像現象によってこの異なる色の光が合成された光が照射されていると認識し得る。本実施形態において、発光素子51Rがレーザ光を出射してから再度発光素子51Rがレーザ光を出射するまでの時間が人の視覚の時間分解能よりも短くされた場合、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で位相変調素子53Sから出射する光DLR,DLG,DLBが繰り返し照射され、赤色の第1の光DLRと緑色の第2の光DLGと青色の第3の光DLBとが残像現象によって合成される。上記のように、この光DLR,DLG,DLBのそれぞれの出射時間の長さは概ね同じであるととともに、発光素子51R,51G,51Bから出射されるレーザ光の強度は、所定の強度とされる。このため、残像現象によって合成される光の色は、第1実施形態における光DLR,DLG,DLBが合成された光と同じ白色となる。また、位相変調素子53Sから出射するこれら光DLR,DLG,DLBの位相分布は、ハイビームの配光パターンPHの画像に対応する基準位相分布となるようにされているため、白色のハイビームの配光パターンPHの光が前照灯1から出射する。   By the way, when light of different colors is repeatedly irradiated with a period shorter than the temporal resolution of human vision, the person can recognize that the light obtained by combining the lights of different colors is irradiated by the afterimage phenomenon. In the present embodiment, when the time from when the light emitting element 51R emits laser light to when the light emitting element 51R emits laser light is shorter than the time resolution of human vision, the time resolution of human vision The light DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation element 53S are repeatedly irradiated with a short period, and the first red light DLR, the second green light DLG, and the third blue light DLB are caused by an afterimage phenomenon. Synthesized. As described above, the emission times of the lights DLR, DLG, and DLB are substantially the same, and the intensity of the laser light emitted from the light emitting elements 51R, 51G, and 51B is a predetermined intensity. You. Therefore, the color of the light combined by the afterimage phenomenon is the same white as the light combined with the lights DLR, DLG, and DLB in the first embodiment. In addition, since the phase distribution of these lights DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation element 53S is set to be the reference phase distribution corresponding to the image of the high beam light distribution pattern PH, the light distribution of the white high beam is performed. Light of the pattern PH is emitted from the headlight 1.

発光素子51R,51G,51Bからレーザ光を繰り返し出射する周期は、残像現象によって合成される光のちらつきを感じることを抑制する観点から、1/15s以下とされることが好ましい。人の視覚の時間分解能は概ね1/30sである。車両用灯具であれば、光の出射の周期が2倍程度であれば光のちらつきを感じることを抑制できる。この周期が1/30s以下であれば、人の視覚の時間分解能を概ね超える。従って、光のちらつきを感じることをより抑制できる。また、光のちらつきを感じることをより抑制する観点では、この周期は1/60s以下であることが好ましい。   The cycle at which the laser light is repeatedly emitted from the light emitting elements 51R, 51G, and 51B is preferably 1/15 s or less from the viewpoint of suppressing the flickering of the light combined by the afterimage phenomenon. The temporal resolution of human vision is approximately 1/30 s. In the case of a vehicle lamp, the flicker of light can be suppressed if the light emission cycle is about twice. If this cycle is 1/30 s or less, it substantially exceeds the temporal resolution of human vision. Therefore, it is possible to further suppress the flicker of light. In addition, from the viewpoint of further suppressing the perception of light flicker, it is preferable that this cycle is 1/60 s or less.

次に、本実施形態における制御部71の位相分布生成処理について説明する。なお、本実施形態における位相分布生成処理における制御部の制御フローチャートは、第1実施形態と同様であるため、本実施形態における位相分布生成処理については図8を参照して説明する。また、第1実施形態における位相分布生成処理と同一または同様の処理については、特に説明する場合を除き、重複する説明は省略する。   Next, the phase distribution generation processing of the control unit 71 in the present embodiment will be described. Note that the control flowchart of the control unit in the phase distribution generation processing in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and therefore the phase distribution generation processing in the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same or similar processing as the phase distribution generation processing in the first embodiment will not be described repeatedly unless otherwise specified.

本実施形態では、制御部71は、位相変調素子53Sから光が出射されるタイミングに応じて、位相分布生成処理における第1画像取得処理及び第3画像生成処理を行う点で、上記第1実施形態における制御部71と異なる。   In the present embodiment, the control unit 71 performs the first image acquisition process and the third image generation process in the phase distribution generation process according to the timing at which light is emitted from the phase modulation element 53S. It is different from the control unit 71 in the embodiment.

本実施形態では、目標画像生成部73は、上記第1実施形態と同様に、前照灯1から投影させる目標画像の赤色成分の画像である第1目標画像、緑色成分の画像である第2目標画像、青色成分の画像である第3目標画像をそれぞれ算出する。制御部71における位相分布生成処理は、発光素子51R,51G,51Bごとに対して行われる。具体的には、制御部71は、発光素子51Rに対する位相分布生成処理における第1画像取得処理及び第3画像生成処理を、発光素子51Rからの光が位相変調素子53Sに入射しているときに行う。このため、位相変調素子53Rから出射してイメージセンサ82Rが受光する光の波長帯域は、発光素子51Rから出射する光の波長帯域と同じとなる。このため、制御部71がイメージセンサ82Sによって取得する第1画像及び第3画像は、それぞれ発光素子51Gから出射する光に対応する。制御部71は、このようにして取得される第1画像及び第3画像を用いて、発光素子51Rに対する目標位相分布を算出する。また、制御部71は、発光素子51Gに対する位相分布生成処理における第1画像取得処理及び第3画像生成処理を、発光素子51Gからの光が位相変調素子53Sに入射しているときに行う。このため、位相変調素子53Sから出射してイメージセンサ82Sが受光する光の波長帯域は、発光素子51Gから出射する光の波長帯域と同じとなり、イメージセンサ82Sによって取得される第1画像及び第3画像は、それぞれ発光素子51Gから出射する光に対応する。制御部71は、このようにして取得される第1画像及び第3画像を用いて、発光素子51Gに対する目標位相分布を算出する。また、制御部71は、発光素子51Bに対する位相分布生成処理における第1画像取得処理及び第3画像生成処理を、発光素子51Bからの光が位相変調素子53Sに入射しているときに行う。このため、位相変調素子53Sから出射してイメージセンサ82Sが受光する光の波長帯域は、発光素子51Gから出射する光の波長帯域と同じとなり、イメージセンサ82Sによって取得される第1画像及び第3画像は、それぞれ発光素子51Bから出射する光に対応する。制御部71は、このようにして取得される第1画像及び第3画像を用いて、発光素子51Gに対する目標位相分布を算出する。   In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the target image generator 73 includes a first target image that is a red component image of the target image projected from the headlight 1 and a second target image that is a green component image. A target image and a third target image which is a blue component image are calculated. The phase distribution generation processing in the control unit 71 is performed for each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B. Specifically, the control unit 71 performs the first image acquisition processing and the third image generation processing in the phase distribution generation processing for the light emitting element 51R when the light from the light emitting element 51R is incident on the phase modulation element 53S. Do. For this reason, the wavelength band of the light emitted from the phase modulation element 53R and received by the image sensor 82R is the same as the wavelength band of the light emitted from the light emitting element 51R. Therefore, the first image and the third image acquired by the image sensor 82S by the control unit 71 respectively correspond to the light emitted from the light emitting element 51G. The control unit 71 calculates a target phase distribution for the light emitting element 51R using the first image and the third image acquired in this way. In addition, the control unit 71 performs the first image acquisition processing and the third image generation processing in the phase distribution generation processing for the light emitting element 51G when the light from the light emitting element 51G is incident on the phase modulation element 53S. Therefore, the wavelength band of light emitted from the phase modulation element 53S and received by the image sensor 82S is the same as the wavelength band of light emitted from the light emitting element 51G, and the first image and the third image acquired by the image sensor 82S. Each image corresponds to light emitted from the light emitting element 51G. The control unit 71 calculates a target phase distribution for the light emitting element 51G using the first image and the third image acquired in this manner. Further, the control unit 71 performs the first image acquisition processing and the third image generation processing in the phase distribution generation processing for the light emitting element 51B when the light from the light emitting element 51B is incident on the phase modulation element 53S. Therefore, the wavelength band of the light emitted from the phase modulation element 53S and received by the image sensor 82S is the same as the wavelength band of the light emitted from the light emitting element 51G, and the first image and the third image acquired by the image sensor 82S. Each image corresponds to light emitted from the light emitting element 51B. The control unit 71 calculates a target phase distribution for the light emitting element 51G using the first image and the third image acquired in this manner.

制御部71は、それぞれの発光素子51R,51G,51Bに対する位相分布生成処理を同時に行う。本実施形態では、制御部71は、位相変調素子53Sに入射する光の波長帯域に応じて、これら発光素子51R,51G,51Bに対する位相分布生成処理を進める。具体的には、制御部71は、発光素子51Rからの光が位相変調素子53Sに入射しているときに発光素子51Rに対する位相分布生成処理における第1画像取得処理または第3画像生成処理を行う。また、制御部71は、発光素子51Gからの光が位相変調素子53Sに入射しているときに発光素子51Gに対する位相分布生成処理における第1画像取得処理または第3画像生成処理を行う。また、制御部71は、発光素子51Bからの光が位相変調素子53Sに入射しているときに発光素子51Bに対する位相分布生成処理における第1画像取得処理または第3画像生成処理を行う。つまり、制御部71は、イメージセンサ82Sが受光する光の切り換りに応じてイメージセンサ82Sから画像を取得するため、それぞれの発光素子51R,51G,51Bに対する目標位相分布を算出するまでにかかる時間を短くし得る。なお、それぞれの発光素子51R,51G,51Bに対する目標位相分布を順次算出しても良い。例えば、発光素子51Rに対する目標位相分布を算出した後、発光素子51Gに対する目標位相分布を算出し、更にその後に発光素子51Bに対する目標位相分布を算出しても良い。   The control unit 71 simultaneously performs a phase distribution generation process on each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B. In the present embodiment, the control unit 71 proceeds with the phase distribution generation processing for the light emitting elements 51R, 51G, and 51B according to the wavelength band of the light incident on the phase modulation element 53S. Specifically, the control unit 71 performs the first image acquisition processing or the third image generation processing in the phase distribution generation processing on the light emitting element 51R when the light from the light emitting element 51R is incident on the phase modulation element 53S. . The control unit 71 performs the first image acquisition process or the third image generation process in the phase distribution generation process on the light emitting element 51G when the light from the light emitting element 51G is incident on the phase modulation element 53S. Further, the control unit 71 performs the first image acquisition processing or the third image generation processing in the phase distribution generation processing on the light emitting element 51B when the light from the light emitting element 51B is incident on the phase modulation element 53S. That is, the control unit 71 obtains an image from the image sensor 82S in accordance with the switching of the light received by the image sensor 82S. Therefore, it takes time to calculate the target phase distribution for each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B. You can save time. Note that the target phase distribution for each of the light emitting elements 51R, 51G, 51B may be sequentially calculated. For example, after calculating the target phase distribution for the light emitting element 51R, the target phase distribution for the light emitting element 51G may be calculated, and then the target phase distribution for the light emitting element 51B may be calculated.

制御部71は、算出したそれぞれの発光素子51R,51G,51Bに対する目標位相分布に基づいて、位相変調素子53Sを制御する。具体的には、制御部71は、位相変調素子53Sに発光素子51Rからの光が入射する場合、位相変調素子53Sから出射する光の位相分布が算出した発光素子51Rに対する目標位相分布となるように位相変調素子53Sを制御する。このように制御された位相変調素子53Sから目標画像の赤色成分の光である第1の光DLRが出射される。また、制御部71は、位相変調素子53Sに発光素子51Gからの光が入射する場合、位相変調素子53Sから出射する光の位相分布が算出した発光素子51Gに対する目標位相分布となるように位相変調素子53Sを制御する。このように制御された位相変調素子53Sから目標画像の緑色成分の光である第2の光DLGが出射される。また、制御部71は、位相変調素子53Sに発光素子51Bからの光が入射する場合、位相変調素子53Sから出射する光の位相分布が算出した発光素子51Bに対する目標位相分布となるように位相変調素子53Sを制御する。このように制御された位相変調素子53Sから目標画像の青色成分の光である第3の光DLBが出射される。そして、これら光DLR,DLG,DLBが残像現象によって合成され、前照灯1によって目標画像が投影される。   The control unit 71 controls the phase modulation element 53S based on the calculated target phase distribution for each of the light emitting elements 51R, 51G, 51B. Specifically, when the light from the light emitting element 51R is incident on the phase modulation element 53S, the control unit 71 sets the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53S to be the calculated target phase distribution for the light emitting element 51R. To control the phase modulation element 53S. The first light DLR that is the light of the red component of the target image is emitted from the phase modulation element 53S controlled as described above. Further, when light from the light emitting element 51G is incident on the phase modulation element 53S, the control unit 71 performs phase modulation so that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53S becomes the calculated target phase distribution for the light emitting element 51G. The element 53S is controlled. The second light DLG, which is the green component light of the target image, is emitted from the phase modulation element 53S controlled in this way. Further, when light from the light emitting element 51B is incident on the phase modulation element 53S, the control unit 71 performs phase modulation such that the phase distribution of the light emitted from the phase modulation element 53S becomes the calculated target phase distribution for the light emitting element 51B. The element 53S is controlled. The third light DLB, which is light of the blue component of the target image, is emitted from the phase modulation element 53S controlled in this way. The lights DLR, DLG, and DLB are combined by an afterimage phenomenon, and a target image is projected by the headlight 1.

本実施形態の前照灯1では、上記のように、3つ発光素子51R,51G,51Bからの光が入射する位相変調素子53Sから順次波長帯域の異なる光DLR,DLG,DLBが出射する。上記のように、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で波長帯域の異なる光つまり色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像現象によってこの異なる色の光が合成された光が照射されていると認識し得る。このため、人の視覚の時間分解能よりも短い周期でこの位相変調素子53Sから波長帯域の異なる光DLR,DLG,DLBが出射される場合には、この位相変調素子53Sから出射する光を人の視覚的に合成させることができる。従って、本実施形態の前照灯1は、この位相変調素子53Sから出射する光DLR,DLG,DLBによって所望の色の画像を投影し得る。   In the headlight 1 of the present embodiment, as described above, the lights DLR, DLG, and DLB having different wavelength bands are sequentially emitted from the phase modulation element 53S on which the lights from the three light emitting elements 51R, 51G, and 51B are incident. As described above, when light of different wavelength bands, that is, light of different colors, is repeatedly irradiated with a cycle shorter than the temporal resolution of human vision, the person irradiates the light obtained by combining the lights of different colors due to the afterimage phenomenon. It can be recognized that it has been. For this reason, when the light beams DLR, DLG, and DLB having different wavelength bands are emitted from the phase modulation element 53S at a period shorter than the time resolution of human vision, the light emitted from the phase modulation element 53S is output from the human. It can be visually synthesized. Therefore, the headlight 1 of the present embodiment can project an image of a desired color by the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation element 53S.

また、本実施形態の前照灯1では、3つ発光素子51R,51G,51Bから出射する光の位相分布を変調する位相変調素子を共通の位相変調素子とすることができるため、部品点数を減少し得る。   In addition, in the headlight 1 of the present embodiment, the phase modulation element that modulates the phase distribution of the light emitted from the three light emitting elements 51R, 51G, and 51B can be a common phase modulation element. May decrease.

また、本実施形態の前照灯1では、波長帯域の異なる光を出射する3つの発光素子51R,51G,51Bに対してイメージセンサ82Sが設けられ、これら発光素子51R,51G,51Bごとに目標位相分布が算出される。このため、制御部71は、3つ発光素子51R,51G,51Bから出射する光が入射する共通の位相変調素子53Sを、当該位相変調素子53Sに入射する光の波長帯域に応じて制御することができる。このため、本実施形態の前照灯1は、投影される画像に色のにじみが生じることを抑制し得る。また、本実施形態の前照灯1は、複数の色から構成される画像を投影し得る。   Further, in the headlight 1 of the present embodiment, an image sensor 82S is provided for the three light emitting elements 51R, 51G, and 51B that emit light having different wavelength bands, and a target is provided for each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B. A phase distribution is calculated. For this reason, the control unit 71 controls the common phase modulation element 53S on which the light emitted from the three light emitting elements 51R, 51G, and 51B enters according to the wavelength band of the light incident on the phase modulation element 53S. Can be. For this reason, the headlight 1 of the present embodiment can suppress the occurrence of color bleeding in the projected image. Further, the headlight 1 of the present embodiment can project an image composed of a plurality of colors.

なお、本実施形態では、3つの発光素子51R,51G,51Bが、これら発光素子51R,51G,51Bごとに交互に光を出射していた。しかし、少なくとも2つの発光素子が、当該発光素子ごとに交互に光を出射していれば良い。この場合、少なくとも2つの発光素子から出射する光が入射する位相変調素子から出射する光は残像現象によって合成され、この残像現象によって合成される光と他の位相変調素子から出射する光とが合成されて、所望の画像が投影される。また、この場合、少なくとも2つの発光素子から出射する光が入射する位相変調素子に対してイメージセンサが設けられることで、複数の色から構成される画像を投影し得る。   In the present embodiment, the three light emitting elements 51R, 51G, and 51B emit light alternately for each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B. However, it is only necessary that at least two light emitting elements emit light alternately for each of the light emitting elements. In this case, the light emitted from the phase modulation element into which the light emitted from at least two light emitting elements is incident is combined by an afterimage phenomenon, and the light combined by the afterimage phenomenon and the light emitted from another phase modulation element are combined. Then, a desired image is projected. Further, in this case, an image formed of a plurality of colors can be projected by providing an image sensor for a phase modulation element on which light emitted from at least two light emitting elements is incident.

また、本実施形態では、制御部71における位相分布生成処理は、それぞれの発光素子51R,51G,51Bに対して行われた。しかし、制御部71における位相分布生成処理は、少なくとも1つの発光素子に対して行われていれば良い。この場合、制御部71は、位相分布生成処理によって算出される目標位相分布から他の発光素子に対する目標位相分布を算出する。例えば、制御部71は、位相分布生成処理によって算出される目標位相分布に、上記第3実施形態と同様の補正を施して、他の発光素子に対する目標位相分布を算出しても良い。   Further, in the present embodiment, the phase distribution generation processing in the control unit 71 is performed on each of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B. However, the phase distribution generation processing in the control unit 71 only needs to be performed on at least one light emitting element. In this case, the control unit 71 calculates a target phase distribution for another light emitting element from the target phase distribution calculated by the phase distribution generation processing. For example, the control unit 71 may perform the same correction as in the third embodiment on the target phase distribution calculated by the phase distribution generation processing to calculate the target phase distribution for another light emitting element.

以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。   As described above, the present invention has been described with reference to the above embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments.

例えば、上記実施形態では、車両の前方に画像を投影する前照灯1を例に説明したが、車両用灯具が投影する画像は特に限定されない。   For example, in the above embodiment, the headlight 1 that projects an image in front of the vehicle has been described as an example, but the image projected by the vehicle lamp is not particularly limited.

また、上記実施形態では、位相分布生成処理は、第1制御処理と、第1画像取得処理と、第2画像算出処理と、第2位相分布算出処理と、第2制御処理と、第3画像取得処理と、第4画像算出処理と、第3位相分布算出処理と、入れ換え処理と、を含んでいた。しかし、位相分布生成処理は、これらの処理以外の処理を含んでいても良い。例えば、第2画像算出処理によって算出された第2画像と目標画像とを比較して、第2画像と目標画像との差異が所定の範囲内かどうかを判定する判定処理を含んでいても良い。この場合、制御部71は、この差異が所定の範囲内の場合に位相分布生成処理を終了することとしても良く、位相分布生成処理における演算時間を短縮し得る。   In the above-described embodiment, the phase distribution generation processing includes the first control processing, the first image acquisition processing, the second image calculation processing, the second phase distribution calculation processing, the second control processing, and the third image processing. An acquisition process, a fourth image calculation process, a third phase distribution calculation process, and a replacement process were included. However, the phase distribution generation processing may include processing other than these processings. For example, a determination process may be included that compares the second image calculated by the second image calculation process with the target image and determines whether the difference between the second image and the target image is within a predetermined range. . In this case, the control unit 71 may end the phase distribution generation processing when the difference is within a predetermined range, and may reduce the calculation time in the phase distribution generation processing.

また、上記実施形態では、目標画像は、所定の配光パターンのうち一部の領域が暗くされた配光パターンの画像とされた。この場合、制御部71は、位相分布生成処理の1サイクル目の第1画像を記憶部75に格納されている所定の配光パターンの画像とし、位相分布生成処理の1サイクル目の第1制御処理と第1画像取得処理とを省略して位相分布生成処理を行っても良い。このような構成によれば、位相分布生成処理における演算時間を短縮し得る。また、この場合、目標画像は所定の配光パターンの画像と大きく異なるものではないため、位相分布生成処理が上記の判定処理を更に含むことで、位相分布生成処理における演算が収束するまでのサイクル数を低減し得る。このため、位相分布生成処理における演算時間を短縮し得る。   In the above embodiment, the target image is an image of a light distribution pattern in which a part of a predetermined light distribution pattern is darkened. In this case, the control unit 71 sets the first image in the first cycle of the phase distribution generation processing as the image of the predetermined light distribution pattern stored in the storage unit 75, and performs the first control in the first cycle of the phase distribution generation processing. The phase distribution generation processing may be performed by omitting the processing and the first image acquisition processing. According to such a configuration, the calculation time in the phase distribution generation processing can be reduced. In this case, since the target image is not significantly different from the image of the predetermined light distribution pattern, the phase distribution generation processing further includes the above-described determination processing, and thus the cycle until the calculation in the phase distribution generation processing converges. The number can be reduced. Therefore, the calculation time in the phase distribution generation processing can be reduced.

また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、発光素子51R,51G,51Bが互いに波長帯域の異なる光を出射し、位相変調素子53R,53G,53Bのそれぞれに対してイメージセンサ82R,82G,82Bが設けられていた。しかし、位相変調素子53R,53G,53Bのうち少なくとも1つに対して受光光学系が設けられても良い。このような構成によれば、所望の色の画像を投影し得る。なお、この場合、対応する受光光学系が設けられない位相変調素子に対する目標位相分布は、例えば、上記第3実施形態と同様にして、位相分布生成処理によって算出される目標位相分布から算出する。また、イメージセンサは、互いに波長帯域の異なる光を出射する発光素子51R,51G,51Bのうち少なくとも2つの発光素子にそれぞれ対応する少なくとも2つの位相変調素子ごとに設けられても良い。このような構成によれば、複数の色から構成される画像を投影し得る。なお、この場合、対応する受光光学系が設けられない位相変調素子に対する目標位相分布は、例えば、上記第3実施形態と同様にして、位相分布生成処理によって算出される目標位相分布から算出する。   In the first and second embodiments, the light emitting elements 51R, 51G, and 51B emit light having different wavelength bands, and the image sensors 82R and 82G are respectively applied to the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. , 82B. However, a light receiving optical system may be provided for at least one of the phase modulation elements 53R, 53G, and 53B. According to such a configuration, an image of a desired color can be projected. In this case, the target phase distribution for the phase modulation element having no corresponding light receiving optical system is calculated from the target phase distribution calculated by the phase distribution generation processing, for example, as in the third embodiment. Further, the image sensor may be provided for each of at least two phase modulation elements respectively corresponding to at least two of the light emitting elements 51R, 51G, and 51B that emit light having different wavelength bands. According to such a configuration, an image composed of a plurality of colors can be projected. In this case, the target phase distribution for the phase modulation element having no corresponding light receiving optical system is calculated from the target phase distribution calculated by the phase distribution generation processing, for example, as in the third embodiment.

また、上記実施形態では、位相変調素子53R,53G,53B,53Sは、反射型の位相変調素子とされた。しかし、位相変調素子は、二次元配列された複数のドットを含み、入射する前記光の位相を前記複数のドットごとに変調することができれば良い。例えば、位相変調素子は、液晶パネルであるLCD(Liquid Crystal display)や、シリコン基板上に複数の反射体が形成されたGLV(Grating Light Valve)とされも良い。LCDは、透過型の位相変調素子である。このLCDは、上記の反射型の液晶パネルであるLCOSと同様に、各ドットにおいて液晶層を挟み込む一対の電極の間に印加される電圧を制御することで、各ドットから出射する光の位相の変化量が調整され、出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。なお、この一対の電極は透明電極とされる。また、GLVは、反射型の位相変調素子である。このGLVは、反射体のたわみを電気的に制御することによって、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。   In the above embodiment, the phase modulation elements 53R, 53G, 53B, and 53S are reflection-type phase modulation elements. However, it is sufficient that the phase modulation element includes a plurality of two-dimensionally arranged dots and can modulate the phase of the incident light for each of the plurality of dots. For example, the phase modulation element may be an LCD (Liquid Crystal Display), which is a liquid crystal panel, or a GLV (Grating Light Valve) in which a plurality of reflectors are formed on a silicon substrate. The LCD is a transmission type phase modulation element. This LCD controls the voltage applied between a pair of electrodes sandwiching the liquid crystal layer in each dot to control the phase of light emitted from each dot, similarly to the LCOS which is a reflective liquid crystal panel described above. The change amount is adjusted, and the light distribution pattern of the emitted light can be made a desired light distribution pattern. This pair of electrodes is a transparent electrode. GLV is a reflection type phase modulation element. By electrically controlling the deflection of the reflector, the GLV can diffract incident light and emit the light, and can change the light distribution pattern of the emitted light to a desired light distribution pattern.

また、上記実施形態では、複数の変調部を有する位相変調素子53R,53G,53B,53Sを例に説明した。しかし、変調部の数、大きさ、外形等は特に限定されるものではない。例えば、位相変調素子は1つの変調部を有し、この1つの変調部によって入射する光の位相分布を変調させても良い。   In the above embodiment, the phase modulation elements 53R, 53G, 53B, and 53S having a plurality of modulation units have been described as examples. However, the number, size, outer shape, and the like of the modulators are not particularly limited. For example, the phase modulation element may include one modulation unit, and the phase distribution of the incident light may be modulated by the one modulation unit.

また、上記第1実施形態から第4実施形態では、複数の発光素子とそれぞれの発光素子に一対一で対応する複数の位相変調素子とを備える光学系ユニット50を例に説明した。しかし、複数の位相変調素子は、一体に形成されても良い。このような位相変調素子の構成として、位相変調素子が複数の発光素子のそれぞれに一対一で対応する複数の領域に分割される構成を挙げることができる。このような構成の位相変調素子は、それぞれの領域で当該領域に対応する発光素子から出射する光の位相分布を変調する。このような車両用灯具によれば、複数の位相変調素子が一体に形成されるため、部品点数を減少し得る。   In the first to fourth embodiments, the optical system unit 50 including a plurality of light emitting elements and a plurality of phase modulation elements corresponding to the respective light emitting elements on a one-to-one basis has been described as an example. However, the plurality of phase modulation elements may be formed integrally. As a configuration of such a phase modulation element, a configuration in which the phase modulation element is divided into a plurality of regions corresponding to the plurality of light emitting elements on a one-to-one basis can be given. The phase modulation element having such a configuration modulates the phase distribution of light emitted from the light emitting element corresponding to the region in each region. According to such a vehicle lamp, since a plurality of phase modulation elements are formed integrally, the number of components can be reduced.

また、上記実施形態では、第1光学素子55fは、第1の光DLRを透過すると共に第2の光DLGを反射することで第1の光DLRと第2の光DLGとを合成し、第2光学素子55sは、第1光学素子55fで合成された第1の光DLR及び第2の光DLGを透過すると共に第3の光DLBを反射することで第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBとを合成した。しかし、例えば、第1光学素子55fにおいて第3の光DLBと第2の光DLGとが合成され、第2光学素子55sにおいて第1光学素子55fで合成された第3の光DLB及び第2の光DLGと第1の光DLRとが合成される構成とされても良い。この場合、上記実施形態において、発光素子51R、コリメートレンズ52R、及び位相変調素子53Rと、発光素子51B、コリメートレンズ52B、及び位相変調素子53Bとの位置が入れ替わる。また、上記実施形態において、所定の波長帯域の光を透過し、他の波長帯域の光を反射するバンドパスフィルタが第1光学素子55fや第2光学素子55sに用いられても良い。また、上記実施形態では、合成光学系55は、それぞれの位相変調素子から出射する光を合成すれば良く、上記実施形態の構成や上記構成に限定されない。   In the above-described embodiment, the first optical element 55f transmits the first light DLR and reflects the second light DLG to combine the first light DLR and the second light DLG. The second optical element 55s transmits the first light DLR and the second light DLG combined by the first optical element 55f, and reflects the third light DLB, thereby forming the first light DLR and the second light DLR. DLG and the third light DLB were synthesized. However, for example, the third light DLB and the second light DLG are combined in the first optical element 55f, and the third light DLB and the second light DLB combined in the first optical element 55f are combined in the second optical element 55s. The light DLG and the first light DLR may be configured to be combined. In this case, in the above embodiment, the positions of the light emitting element 51R, the collimating lens 52R, and the phase modulating element 53R and the light emitting element 51B, the collimating lens 52B, and the phase modulating element 53B are switched. In the above embodiment, a bandpass filter that transmits light in a predetermined wavelength band and reflects light in another wavelength band may be used for the first optical element 55f and the second optical element 55s. Further, in the above embodiment, the combining optical system 55 only needs to combine the lights emitted from the respective phase modulation elements, and is not limited to the configuration of the above embodiment or the above configuration.

また、上記実施形態では、光学系ユニット50は、第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBとを合成する合成光学系55を備えていた。しかし、光学系ユニット50は、合成光学系55を備えていなくても良い。   In the above embodiment, the optical system unit 50 includes the combining optical system 55 that combines the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB. However, the optical system unit 50 may not include the combining optical system 55.

また、上記実施形態では、光の分離比が一定とされた分光部80R,80G,80B,80Sを例に説明した。しかし、分光部は、光の分離比を変化させることができるものであっても良い。分離比が可変の分光部としては、例えば入射角度を変えることで分離比を変化させることができるビームスプリッタと当該ビームスプリッタを回動させるアクチュエータとを有する装置が挙げられる。このような構成の場合、位相変調生成処理の少なくとも第3画像取得処理の際に、車両の外部に出射される光の強度が低下するように、分光部は分離比を変更しても良い。つまり、光が分光部で一部の光と他の一部の光とに分離され、この一部の光がイメージセンサで受光される場合、少なくとも第3画像取得処理の際に、分光部は、この他の一部の光に対するこの一部の光の分離比を、第1画像取得処理の際におけるこの分離比よりも大きくしても良い。この場合、車両の外部に出射される光の強度が低下され、目標画像と大きく異なる画像が目立ちにくくなり、運転者や車外の人間等が違和感を覚えることを抑制し得る。また、上記のように分光部が分離比を変更可能とされる場合、光源は、この分離比の変化に応じて出射する光の強度を調節することとしても良い。上記の分離比が大きくなることで、イメージセンサで受光される光の強度が増加される。しかし、この光源は、この分離比の変化に応じて出射する光の強度を調節する。このため、分離比の変化に応じてイメージセンサで受光される光の強度が増加することを抑制でき、イメージセンサに不具合が生じることを抑制し得る。なお、分光部の光の分離比が一定とされる場合であっても、位相変調生成処理の少なくとも第3画像取得処理の際に、光源は出射する光の強度を低下させても良い。この場合でも、目標画像と大きく異なる画像が目立ちにくくなり、運転者や車外の人間等が違和感を覚えることを抑制し得る。   In the above-described embodiment, the spectroscopic units 80R, 80G, 80B, and 80S in which the light separation ratio is constant have been described as an example. However, the spectroscopic unit may be capable of changing the light separation ratio. Examples of the spectroscopic unit having a variable separation ratio include a device having a beam splitter that can change the separation ratio by changing an incident angle and an actuator that rotates the beam splitter. In the case of such a configuration, at least at the time of the third image acquisition process of the phase modulation generation process, the spectroscopic unit may change the separation ratio so that the intensity of light emitted to the outside of the vehicle decreases. That is, when the light is separated into a part of light and another part of light by the light splitting unit, and the light is partially received by the image sensor, at least at the time of the third image acquisition processing, the light splitting unit Alternatively, the separation ratio of this part of light with respect to this other part of light may be larger than this separation ratio in the first image acquisition processing. In this case, the intensity of the light emitted to the outside of the vehicle is reduced, so that an image greatly different from the target image becomes less noticeable, and it is possible to suppress a driver or a person outside the vehicle from feeling uncomfortable. Further, when the light splitting unit can change the separation ratio as described above, the light source may adjust the intensity of the emitted light according to the change in the separation ratio. By increasing the above separation ratio, the intensity of light received by the image sensor is increased. However, the light source adjusts the intensity of the emitted light according to the change in the separation ratio. For this reason, it is possible to suppress an increase in the intensity of light received by the image sensor in accordance with the change in the separation ratio, and to suppress a problem in the image sensor. In addition, even when the light separation ratio of the light splitting unit is fixed, the light source may reduce the intensity of the emitted light at least during the third image acquisition processing of the phase modulation generation processing. Also in this case, an image that is significantly different from the target image becomes less conspicuous, and it is possible to suppress a driver or a person outside the vehicle from feeling uncomfortable.

また、上記実施形態では、目標画像生成部73によって前照灯1が投影する目標画像が算出されていた。しかし、目標画像は予め記憶部75等に格納され、制御部71がこの目標画像を読みだしても良い。また、目標画像は、外部、例えば車両の制御装置等から制御部71に入力されても良い。   In the above-described embodiment, the target image generated by the headlight 1 is calculated by the target image generator 73. However, the target image may be stored in the storage unit 75 or the like in advance, and the control unit 71 may read out the target image. The target image may be input to the control unit 71 from outside, for example, from a control device of the vehicle.

また、上記実施形態では、灯具ユニット20は光学系ユニット50から出射する光が入射する結像レンズを含む結像レンズ系を備えていなかった。しかし、灯具ユニット20は、結像レンズ系を備え、光学系ユニット50から出射する光をこの結像レンズ系を介して出射させても良い。このような構成にすることで、画像を大きく投影し易くし得る。なお、ここでの広いとは、車両から所定の距離離れた鉛直面上に形成される配光パターンを比べた際に広いことを表している。   In the above-described embodiment, the lamp unit 20 does not include the imaging lens system including the imaging lens on which the light emitted from the optical system unit 50 is incident. However, the lamp unit 20 may include an imaging lens system, and may emit light emitted from the optical system unit 50 via the imaging lens system. With such a configuration, it is possible to easily project a large image. Here, “wide” means that the light distribution pattern formed on a vertical plane separated from the vehicle by a predetermined distance is wider.

また、上記実施形態では、複数の発光素子を有する光源と複数の位相変調素子を有する位相変調部とを備える光学系ユニット50を例に説明した。しかし、光学系ユニットは、少なくとも1つ発光素子を有する光源と、少なくとも1つの位相変調素子を有する位相変調部とを備えれば良い。例えば、光学系ユニットは、白色のレーザ光を出射する1つの発光素子と、この発光素子から出射する白色のレーザ光が入射する1つの位相変調素子とを備えていても良い。   In the above embodiment, the optical system unit 50 including the light source having a plurality of light emitting elements and the phase modulating section having the plurality of phase modulating elements has been described as an example. However, the optical system unit may include a light source having at least one light emitting element and a phase modulation unit having at least one phase modulation element. For example, the optical system unit may include one light emitting element that emits white laser light and one phase modulation element that receives white laser light emitted from the light emitting element.

本発明によれば、所望の画像を投影するまでの時間を短縮し得る車両用灯具が提供され、自動車等の車両用灯具の分野において利用可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vehicle lamp which can shorten the time until it projects a desired image is provided, and it can be utilized in the field of vehicle lamps, such as a motor vehicle.

1・・・前照灯(車両用灯具)
10・・・筐体
20・・・灯具ユニット
50・・・光学系ユニット
51・・・光源
51R,51G,51B・・・発光素子
51T・・・テスト用発光素子
53・・・位相変調部
53R,53G,53B,53S・・・位相変調素子
53T・・・テスト用位相変調素子
54R,54G,54B・・・受光光学系
55・・・合成光学系
55f・・・第1光学素子
55s・・・第2光学素子
71・・・制御部
80R,80G,80B,80S・・・分光部
81R,81G,81B,81S,81T・・・フーリエ変換レンズ
82R,82G,82B,82S,82T・・・イメージセンサ
85・・・投影レンズ
1 ... headlight (vehicle lamp)
Reference Signs List 10 housing 20 lamp unit 50 optical system unit 51 light source 51R, 51G, 51B light emitting element 51T test light emitting element 53 phase modulation unit 53R , 53G, 53B, 53S... Phase modulator 53T... Test phase modulators 54R, 54G, 54B... Light receiving optical system 55... Synthetic optical system 55f. · Second optical element 71 ··· control units 80R, 80G, 80B and 80S ··· spectral parts 81R, 81G, 81B, 81S and 81T ··· Fourier transform lenses 82R, 82G, 82B, 82S and 82T ··· Image sensor 85: Projection lens

Claims (15)

光を出射する光源と、
前記光源からの光が入射する二次元配列された複数のドットを含み、入射する前記光の位相を前記複数のドットごとに変調する位相変調部と、
前記位相変調部から出射する一部の光を受光するイメージセンサと、
制御部と、
を備え、
前記イメージセンサは、結像した前記一部の光を受光し、
前記制御部は、
前記位相変調部から出射する光の位相分布が第1位相分布となるように前記位相変調部を制御する第1制御処理と、
前記第1制御処理がされた前記位相変調部から出射して前記イメージセンサが受光する前記一部の光を第1画像として取得する第1画像取得処理と、
前記第1画像を目標画像に近づけた第2画像を算出する第2画像算出処理と、
前記第2画像の輝度分布を位相分布に変換した第2位相分布を算出する第2位相分布算出処理と、
前記位相変調部から出射する光の位相分布が前記第2位相分布となるように前記位相変調部を制御する第2制御処理と、
前記第2制御処理がされた前記位相変調部から出射して前記イメージセンサが受光する前記一部の光を第3画像として取得する第3画像取得処理と、
前記第3画像の画素配列を転置させた第4画像を算出する第4画像算出処理と、
前記第4画像の輝度分布を位相分布に変換した第3位相分布を算出する第3位相分布算出処理と、
前記第3位相分布にランダムな位相分布を付与した第4位相分布を算出して当該第4位相分布を前記第1位相分布とする入れ換え処理と、
を含む位相分布生成処理によって前記目標画像に対応する目標位相分布を算出する
ことを特徴とする車両用灯具。
A light source for emitting light,
Includes a plurality of two-dimensionally arranged dots into which light from the light source is incident, and a phase modulation unit that modulates the phase of the incident light for each of the plurality of dots.
An image sensor that receives a part of light emitted from the phase modulation unit,
A control unit;
With
The image sensor receives the part of the formed light,
The control unit includes:
A first control process of controlling the phase modulation unit so that a phase distribution of light emitted from the phase modulation unit becomes a first phase distribution;
A first image acquisition process of acquiring, as a first image, the partial light emitted from the phase modulation unit that has been subjected to the first control process and received by the image sensor;
A second image calculation process for calculating a second image obtained by bringing the first image closer to the target image;
A second phase distribution calculation process of calculating a second phase distribution obtained by converting the luminance distribution of the second image into a phase distribution;
A second control process of controlling the phase modulation unit such that a phase distribution of light emitted from the phase modulation unit becomes the second phase distribution;
A third image acquisition process of acquiring, as a third image, the partial light emitted from the phase modulation unit that has been subjected to the second control process and received by the image sensor;
A fourth image calculation process of calculating a fourth image obtained by transposing the pixel array of the third image;
A third phase distribution calculation process of calculating a third phase distribution obtained by converting the luminance distribution of the fourth image into a phase distribution;
Calculating a fourth phase distribution obtained by adding a random phase distribution to the third phase distribution, and replacing the fourth phase distribution with the first phase distribution;
A target phase distribution corresponding to the target image is calculated by a phase distribution generation process including:
前記第2画像は、前記第1画像におけるそれぞれの画素と前記目標画像におけるそれぞれの画素とを比較して、前記第1画像におけるそれぞれの画素の輝度のうち対応する前記目標画像における画素の輝度よりも所定値以上大きい画素の輝度が当該輝度よりも小さい輝度に置換された画像とされる
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
The second image compares each pixel in the first image with each pixel in the target image, and calculates a brightness of each pixel in the first image from a brightness of a corresponding pixel in the target image. 2. The vehicular lamp according to claim 1, wherein an image in which the luminance of a pixel larger than a predetermined value is replaced by a luminance smaller than the luminance is also used.
前記一部の光の波長帯域は、前記位相変調部から出射する他の一部の光が含む波長帯域の少なくとも一部である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用灯具。
The vehicular lamp according to claim 1, wherein the wavelength band of the partial light is at least a part of a wavelength band included in another partial light emitted from the phase modulation unit.
前記一部の光を結像するフーリエ変換レンズを更に備える
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用灯具。
The vehicular lamp according to any one of claims 1 to 3, further comprising a Fourier transform lens that forms an image of the partial light.
前記制御部は、前記位相変調部を制御して当該位相変調部から出射する前記一部の光を結像させる
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用灯具。
4. The vehicular lamp according to claim 1, wherein the control unit controls the phase modulation unit to form an image of the partial light emitted from the phase modulation unit. 5. .
前記位相変調部から出射する他の一部の光の発散角を調整する投影レンズを更に備える
ことを特徴とする請求項5に記載の車両用灯具。
The vehicular lamp according to claim 5, further comprising a projection lens that adjusts a divergence angle of another part of the light emitted from the phase modulation unit.
前記位相変調部から出射する光を前記一部の光と他の一部の光に分離する分光部を更に備える
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の車両用灯具。
The vehicular lamp according to any one of claims 1 to 6, further comprising a spectroscopy unit that separates the light emitted from the phase modulation unit into the partial light and the other partial light. .
前記分光部は、前記他の一部の光に対する前記一部の光の分離比を変更可能とされ、少なくとも前記第3画像取得処理の際に、前記分離比を大きくする
ことを特徴とする請求項7に記載の車両用灯具。
The spectroscopic unit may change a separation ratio of the part of the light with respect to the other part of the light, and may increase the separation ratio at least at the time of the third image acquisition processing. Item 8. The vehicle lamp according to item 7.
前記光源は、前記分離比の変化に応じて出射する前記光の強度を調節する
ことを特徴とする請求項8に記載の車両用灯具。
The vehicular lamp according to claim 8, wherein the light source adjusts the intensity of the emitted light in accordance with a change in the separation ratio.
前記光源は複数の発光素子を有し、
前記一部の光と他の一部の光とは別個の前記発光素子から出射し、
前記一部の光は、前記他の一部の光と合波されることなく、前記イメージセンサで受光される
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の車両用灯具。
The light source has a plurality of light emitting elements,
The part of the light and the other part of the light are emitted from the separate light emitting elements,
The vehicular lamp according to any one of claims 1 to 6, wherein the part of the light is received by the image sensor without being combined with the other part of the light. .
前記一部の光は、前記制御部が前記位相分布生成処理を行わないときに、前記発光素子から非出射とされる
ことを特徴とする請求項10に記載の車両用灯具。
The vehicular lamp according to claim 10, wherein the part of the light is not emitted from the light emitting element when the control unit does not perform the phase distribution generation processing.
前記光源は複数の発光素子を有し、
前記位相変調部は前記複数の発光素子ごとに設けられる複数の位相変調素子を有し、
少なくとも2つの前記発光素子は、互いに波長帯域の異なる光を出射する
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の車両用灯具。
The light source has a plurality of light emitting elements,
The phase modulation unit has a plurality of phase modulation elements provided for each of the plurality of light emitting elements,
The vehicular lamp according to any one of claims 1 to 11, wherein at least two of the light emitting elements emit light having different wavelength bands.
前記イメージセンサは、互いに波長帯域の異なる光を出射する前記少なくとも2つの発光素子にそれぞれ対応する少なくとも2つの前記位相変調素子ごとに設けられ、
前記目標画像は、前記少なくとも2つの発光素子ごとに設けられ、
前記制御部は、前記少なくとも2つの発光素子ごとに前記位相分布生成処理によって前記目標位相分布を算出する
ことを特徴とする請求項12に記載の車両用灯具。
The image sensor is provided for each of at least two phase modulation elements respectively corresponding to the at least two light emitting elements that emit light having different wavelength bands,
The target image is provided for each of the at least two light emitting elements,
The vehicular lamp according to claim 12, wherein the control unit calculates the target phase distribution by the phase distribution generation processing for each of the at least two light emitting elements.
前記光源は複数の発光素子を有し、
前記位相変調部は少なくとも1つの位相変調素子を有し、
少なくとも2つの前記発光素子は、互いに波長帯域の異なる光を出射し、
互いに波長帯域の異なる前記光を出射する前記少なくとも2つの発光素子は、当該発光素子ごとに交互に前記光を出射し、
前記少なくとも2つの発光素子から出射する複数の前記光は、共通の位相変調素子に入射し、
前記少なくとも2つの発光素子からの前記光が入射する前記位相変調素子は、入射する前記光の波長帯域に応じて当該光の位相を前記複数のドットごとに変調する
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の車両用灯具。
The light source has a plurality of light emitting elements,
The phase modulation unit has at least one phase modulation element,
At least two of the light emitting elements emit light having different wavelength bands from each other,
The at least two light emitting elements that emit the light having different wavelength bands from each other emit the light alternately for each light emitting element.
The plurality of lights emitted from the at least two light emitting elements enter a common phase modulation element,
2. The phase modulation element on which the light from the at least two light emitting elements is incident modulates the phase of the light for each of the plurality of dots according to a wavelength band of the incident light. 12. The vehicle lighting device according to any one of items 1 to 11.
前記イメージセンサは、前記少なくとも2つの発光素子からの前記光が入射する前記位相変調素子に対して設けられ、
前記目標画像は、前記少なくとも2つの発光素子ごとに設けられ、
前記制御部は、前記少なくとも2つの発光素子ごとに前記位相分布生成処理によって前記目標位相分布を算出する
ことを特徴とする請求項14に記載の車両用灯具。
The image sensor is provided for the phase modulation element on which the light from the at least two light emitting elements is incident,
The target image is provided for each of the at least two light emitting elements,
The vehicular lamp according to claim 14, wherein the control unit calculates the target phase distribution by the phase distribution generation processing for each of the at least two light emitting elements.
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