JP2020061232A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具において、カットオフラインを有する配光パターンを形成する構成とした場合であっても配光パターンの明るさを十分に確保可能とする。【解決手段】マイクロレンズアレイ４０Ａを構成する後側レンズアレイ４２Ａと前側レンズアレイ４４Ａとの間に、後側レンズアレイ４２Ａを透過して前側レンズアレイ４４Ａに入射する光源ユニット３０からの出射光の空間的な分布を制御するための空間光変調器５０が配置された構成とする。これにより、任意の形状や明るさを有する配光パターンを形成可能とし、かつ、これらを経時的に変化させることも可能とする。【選択図】図３

Description

本願発明は、マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具に関するものである。

従来より、光源ユニットからの出射光をマイクロレンズアレイを介して装置前方へ向けて照射するように構成された投射型表示装置が知られている。

「特許文献１」には、このような投射型表示装置のマイクロレンズアレイとして、光源ユニットからの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部が後面に形成された後側レンズアレイと、これら複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部が前面に形成された前側レンズアレイとを備えたものが記載されている。

この「特許文献１」に記載された投射型表示装置においては、後側レンズアレイと前側レンズアレイとの間に配置された複数のイメージング構造によって形状が規定された光源像を、装置前方に配置されたスクリーン上に表示させるように構成されている。

一方「特許文献２」には、光源ユニットからの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより、所要の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具が記載されている。

この「特許文献２」に記載された車両用灯具においては、後側レンズアレイと前側レンズアレイとの間に、複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々の形状を規定するための遮光板が配置されており、これにより上記所要の配光パターンとして上部にカットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成されている。

特許第５３２７６５８号公報 特許第６２２９０５４号公報

上記「特許文献２」に記載された車両用灯具においては、複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々の形状が遮光板によって一義的に規定されてしまうので、上部にカットオフラインを有する配光パターンの形状や明るさを車両走行状況等に応じて変化させることができない。

このような課題は、上部以外にカットオフラインを有する配光パターンを形成する場合においても同様に生じ得る課題である。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具において、配光パターンの形状や明るさを車両走行状況等に応じて変化させることができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。

本願発明は、空間光変調器を備えた構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
光源ユニットからの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより、所要の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具において、
上記マイクロレンズアレイは、上記光源ユニットからの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部が後面に形成された後側レンズアレイと、上記複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部が前面に形成された前側レンズアレイとを備えており、
上記後側レンズアレイと上記前側レンズアレイとの間に、上記後側レンズアレイを透過して上記前側レンズアレイに入射する光の空間的な分布を制御するための空間光変調器が配置されている、ことを特徴とするものである。

上記「空間光変調器」は、後側レンズアレイを透過して前側レンズアレイに入射する光の空間的な分布を制御可能なものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではなく、例えば光透過型の液晶を用いたものやＯＬＥＤを用いたもの等が採用可能である。

本願発明に係る車両用灯具は、光源ユニットからの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより所要の配光パターンを形成する構成となっているが、後側レンズアレイと前側レンズアレイとの間には、後側レンズアレイを透過して前側レンズアレイに入射する光の空間的な分布を制御するための空間光変調器が配置されているので、上記所要の配光パターンとして任意の形状や明るさを有する配光パターンを形成することができ、かつ、これらを経時的に変化させることができる。

このように本願発明によれば、マイクロレンズアレイを備えた車両用灯具において、配光パターンの形状や明るさを車両走行状況等に応じて変化させることができる。

しかも本願発明によれば、上記所要の配光パターンとしてカットオフラインを有する配光パターンを形成することも容易に可能であり、その際、この配光パターンの形状や明るさを車両走行状況等に応じて変化させることができる。

上記構成において、さらに、空間光変調器が前側レンズアレイを構成する各投影レンズ部の後側焦点近傍を通る鉛直面に沿って配置された構成とすれば、カットオフラインを鮮明に形成することができる。

上記構成において、さらに、空間光変調器が前側レンズアレイと後側レンズアレイとによって灯具前後方向両側から挟持された構成とすれば、空間光変調器の位置決め精度を高めることができ、かつ、灯具構成を簡素化することができる。

上記構成において、さらに、後側レンズアレイとして、集光レンズ部の前側焦点がこれに対応する投影レンズ部の後側焦点に対して灯具前方側にオフセットした領域を備えている構成とすれば、この領域においては後側レンズアレイに入射した光源ユニットからの出射光によって投影レンズ部の後側焦点面に比較的大きな光源像が形成されることとなるので、これにより配光パターンのサイズを増大させることができる。

本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図 図１のII−II線断面図 図１のIII−III線断面図 （ａ）は図２のIVａ部詳細図、（ｂ）は図２のIVｂ部詳細図、（ｃ）は図２のIVｃ部詳細図 （ａ）は図３のＶａ部詳細図、（ｂ）、（ｃ）は他の部位を示す（ａ）と同様の図 （ａ１）、（ａ２）は図４のVIａ方向矢視図、（ｂ１）、（ｂ２）は図４のVIｂ方向矢視図、（ｃ１）、（ｃ２）は図４のVIｃ方向矢視図 上記車両用灯具からの照射光により形成される配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の変形例を示す、図６と同様の図 上記変形例に係る車両用灯具からの照射光により形成される配光パターンを透視的に示す図

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具１０を示す正面図である。また、図２は、図１のII−II線断面図であり、図３は、図１のIII−III線断面図である。なお、図１においては構成要素の一部を破断した状態で示している。

これらの図において、Ｘで示す方向が灯具としての「前方」（車両としても「前方」）であり、Ｙで示す方向が「前方」と直交する「左方向」（車両としても「左方向」であるが灯具正面視では「右方向」）であり、Ｚで示す方向が「上方向」である。これら以外の図においても同様である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、車両の右前端部に設けられるヘッドランプであって、ランプボディ１２と透光カバー１４とで形成される灯室内に３つの灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが車幅方向に並んだ状態で組み込まれた構成となっている。

３つの灯具ユニット２０Ａ〜２０Ｃは、いずれも同様の構成を有する光源ユニット３０からの出射光をマイクロレンズアレイ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを介して灯具前方へ向けて照射するように構成されている。

各光源ユニット３０は、光源３２とその灯具前方側に配置された透光部材３４とを備えた構成となっている。

各光源３２は、いずれも白色発光ダイオードであって、矩形状（例えば正方形）の発光面を有しており、基板３６に搭載された状態で灯具前方へ向けて配置されている。各基板３６はランプボディ１２に支持されている。

各透光部材３４は、光源３２からの光を入射させる入射面３４ａと、この入射面３４ａから入射した光を灯具前方へ向けて出射させる出射面３４ｂとを備えている。

入射面３４ａは、光源３２の発光中心を通るようにして灯具前後方向に延びる光軸Ａｘを中心とする回転曲面で構成されている。

具体的には、入射面３４ａは、光源３２の発光中心からの光を光軸Ａｘと平行な光として入射させる中央領域３４ａ１と、この中央領域３４ａ１の周囲において光源３２の発光中心からの光を光軸Ａｘから離れる方向を向けて入射させた後、光軸Ａｘと平行な光として全反射によって内面反射させる周辺領域３４ａ２とを備えている。

一方、出射面３４ｂは、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されている。そして、この出射面３４ｂは、入射面３４ａの中央領域３２ａ１から入射した光源３２の発光中心からの光およびその周辺領域３４ａ２で内面反射した光源３２の発光中心からの光を、そのまま光軸Ａｘと平行な光として灯具前方へ向けて出射させるようになっている。

３つの透光部材３４は、透明な樹脂成形品として一体的に形成されている。

具体的には、３つの透光部材３４は、その外周縁部が出射面３４ｂに沿って延びる平板部３４ｃを介して互いに繋がっており、樹脂成形品全体としては、灯具正面視において横長矩形状の外形形状を有している。そして、この樹脂成形品は、その外周フランジ部３４ｄにおいてランプボディ１２に支持されている。

各マイクロレンズアレイ４０Ａ〜４０Ｃは、後側レンズアレイ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃと、その灯具前方側に位置する前側レンズアレイ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃとを備えている。

各後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃの前面は、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されているが、その後面には各光源ユニット３０からの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部４２Ａｓ、４２Ｂｓ、４０Ｃｓが形成されている。これら複数の集光レンズ部４２Ａｓ〜４２Ｃｓは、いずれも凸曲面状の魚眼レンズであって、縦横格子状に区分けされた複数のセグメント（例えば０．５〜３ｍｍ角程度のサイズのセグメント）の各々に割り付けられている。

一方、各前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃの後面は、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されているが、その前面には複数の集光レンズ部４２Ａｓ〜４２Ｃｓによって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部４４Ａｓ、４４Ｂｓ、４４Ｃｓが形成されている。これら複数の投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓは、いずれも凸曲面状の魚眼レンズであって、集光レンズ部４２Ａｓ〜４２Ｃｓと同一サイズで縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられている。

３つの後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃは、その側端部において互いに繋がっており、全体として横長矩形状の外形形状を有する後側透光板４２として構成されている。この後側透光板４２は、３つの後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃにおいて複数の集光レンズ部４２Ａｓ〜４２Ｃｓが形成されている部分を囲む横長矩形状の外周縁領域４２ａが平板状に形成されており、この外周縁領域４２ａにおいてランプボディ１２に支持されている。

一方、３つの前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃも、その側端部において互いに繋がっており、全体として後側透光板４２と同一の外形形状を有する前側透光板４４として構成されている。この前側透光板４４も、３つの前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃにおいて複数の投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓが形成されている部分を囲む横長矩形状の外周縁領域４４ａが平板状に形成されている。

後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃと前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃとの間には、後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃを透過して前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃに入射する光の空間的な分布を制御するための空間光変調器５０が配置されている。

この空間光変調器５０は、前側透光板４４および後側透光板４２と同一の外形形状を有する光透過型の空間光変調器であって、パネル状に形成されており、横長矩形状の光制御領域５０ａを備えている。具体的には、この空間光変調器５０は、その光制御領域５０ａに透過型液晶からなる複数の光制御素子５０ｓが縦横格子状に配置された透過型液晶ディスプレイによって構成されている。

そして、この空間光変調器５０は、その光制御領域５０ａに到達した光源ユニット３０からの光の空間的な分布を電気的に制御することにより、マイクロレンズアレイ４０Ａ〜４０Ｃからの出射光制御を行うようになっている。

この空間光変調器５０は、光制御領域５０ａを囲む外周縁領域５０ｂにおいて前側透光板４４および後側透光板４２によって灯具前後方向両側から挟持されている。

図４（ａ）は、図２のIVａ部詳細図であり、図４（ｂ）は、図２のIVｂ部詳細図であり、図４（ｃ）は、図２のIVｃ部詳細図である。また、図５（ａ）は、灯具ユニット２０Ａの要部を示す図３のＶａ部詳細図であり、図５（ｂ）、（ｃ）は、灯具ユニット２０Ｂ、２０Ｃの要部を示す、図５（ａ）と同様の図である。さらに、図６（ａ）は、図４のVIａ方向矢視図であり、図６（ｂ）は、図４のVIｂ方向矢視図であり、図６（ｃ）は、図４のVIｃ方向矢視図である。

これらの図にも示すように、３つの前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃの各々の前面に形成された複数の投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓは、いずれも同一の曲率を有する球面状の表面形状を有している。具体的には、各投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓは、灯具前後方向に延びる光軸Ａｘａ、Ａｘｂ、Ａｘｃを有しており、その後側焦点Ｆは、該投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓの光軸Ａｘａ〜Ａｘｃと各前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃの後面との交点付近に位置している。

３つの後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃの各々の後面に形成された複数の集光レンズ部４２Ａｓ〜４０Ｃｓも、その各々に対応する（すなわち灯具正面方向に位置する）投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓの光軸Ａｘａ〜Ａｘｃ上に配置されている。

図５（ａ）に示すように、後側レンズアレイ４２Ａの集光レンズ部４２Ａｓは、その表面が投影レンズ部４４Ａｓの表面を構成している球面よりも曲率が小さい円弧状の鉛直断面形状を有しており、その鉛直面内における前側焦点は投影レンズ部４４Ａｓの後側焦点Ｆよりも灯具前方側に位置している。

また、図４（ａ）に示すように、この集光レンズ部４２Ａｓは、その表面が投影レンズ部４４Ａｓの表面を構成している球面よりも曲率が小さい円弧状の水平断面形状を有しており、その水平面内における前側焦点は鉛直面内における前側焦点よりも灯具前方側に位置している。

これにより、集光レンズ部４２Ａｓは、図６（ａ１）に示すように、投影レンズ部４４Ａｓの後側焦点面上に小さい横長の光源像ＩＡを形成するようになっている。そして、この光源像ＩＡを基にして空間光変調器５０によって光制御を行うことにより、投影レンズ部４４Ａｓから所定の配光分布で灯具前方へ向けて光照射を行うようになっている。

図５（ｂ）に示すように、後側レンズアレイ４２Ｂの集光レンズ部４２Ｂｓは、その表面が投影レンズ部４４Ｂｓの表面を構成している球面よりも曲率が小さい円弧状の鉛直断面形状を有しており、その鉛直面内における前側焦点は投影レンズ部４４Ｂｓの後側焦点Ｆよりも灯具前方側に位置している。その際の前方変位量は、後側レンズアレイ４２Ａの集光レンズ部４２Ａｓの場合よりも大きくなっている。

また、図４（ｂ）に示すように、この集光レンズ部４２Ｂｓは、その表面が投影レンズ部４４Ｂｓの表面を構成している球面よりも曲率が小さい円弧状の水平断面形状を有しており、その水平面内における前側焦点は鉛直面内における前側焦点よりも灯具前方側に位置している。

これにより、集光レンズ部４２Ｂｓは、図６（ｂ１）に示すように、投影レンズ部４４Ｂｓの後側焦点面上に中程度の大きさの横長の光源像ＩＢを形成するようになっている。そして、この光源像ＩＢを基にして空間光変調器５０によって光制御を行うことにより、投影レンズ部４４Ｂｓから所定の配光分布で灯具前方へ向けて光照射を行うようになっている。

図５（ｃ）に示すように、後側レンズアレイ４２Ｃの集光レンズ部４２Ｃｓは、その表面が投影レンズ部４４Ｃｓの表面を構成している球面よりも曲率が小さい円弧状の鉛直断面形状を有しており、その鉛直面内における前側焦点は投影レンズ部４４Ｃｓの後側焦点Ｆよりも灯具前方側に位置している。その際の前方変位量は、後側レンズアレイ４２Ｂの集光レンズ部４２Ｂｓの場合よりもさらに大きくなっている。

図４（ｃ）に示すように、この集光レンズ部４２Ｃｓは、その表面が投影レンズ部４４Ｃｓの表面を構成している球面よりも曲率が小さい円弧状の水平断面形状を有しており、その水平面内における前側焦点は鉛直面内における前側焦点よりも灯具前方側に位置している。

これにより、集光レンズ部４２Ｃｓは、図６（ｃ１）に示すように、投影レンズ部４４Ｃｓの後側焦点面上にかなり大きい横長の光源像ＩＣを形成するようになっている。そして、この光源像ＩＣを基にして空間光変調器５０によって光制御を行うことにより、投影レンズ部４４Ｃｓから所定の配光分布で灯具前方へ向けて光照射を行うようになっている。

図７は、車両用灯具１０からの照射光によって車両前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図である。

その際、図７（ａ）に示す配光パターンは、ハイビーム用配光パターンＰＨ１であり、図７（ｂ）に示す配光パターンは、ハイビーム用配光パターンＰＨ１の一部が欠けた中間的配光パターン（すなわちハイビーム用配光パターンとロービーム用配光パターンとの中間的な配光パターン）ＰＭ１である。

図７（ａ）に示すように、ハイビーム用配光パターンＰＨ１は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを鉛直方向に通るＶ−Ｖ線を中心にして水平方向に大きく拡がる横長の配光パターンであって、３つの配光パターンＰＡ、ＰＢ、ＰＣの合成配光パターンとして形成されている。

配光パターンＰＡは、灯具ユニット２０Ａからの照射光によって光源像ＩＡの反転投影像として形成される配光パターンであって、Ｈ−Ｖを中心とする小さくて明るい横長の配光パターンとして形成されており、これによりハイビーム用配光パターンＰＨ１の高光度領域を形成するようになっている。

配光パターンＰＢは、灯具ユニット２０Ｂからの照射光によって光源像ＩＢの反転投影像として形成される配光パターンであって、配光パターンＰＡよりもひと回り大きい横長の配光パターンとして配光パターンＰＡと同心状に形成されており、これによりハイビーム用配光パターンＰＨ１の中拡散領域を形成するようになっている。

配光パターンＰＣは、灯具ユニット２０Ｃからの照射光によって光源像ＩＣの反転投影像として形成される配光パターンであって、配光パターンＰＢよりもさらにひと回り大きい横長の配光パターンとして配光パターンＰＡと同心状に形成されており、これによりハイビーム用配光パターンＰＨ１の高拡散領域を形成するようになっている。

このようにハイビーム用配光パターンＰＨ１は、サイズおよび明るさが異なる３種類の配光パターンＰＡ、ＰＢ、ＰＣの合成配光パターンとして形成されているので、遠方視認性に優れた配光ムラの少ない配光パターンとなっている。

このハイビーム用配光パターンＰＨ１を形成する際には、図６（ａ１）〜（ｃ１）に示すように、空間光変調器５０による遮光制御は行われず、該空間光変調器５０に到達した光源ユニット３０からの光を、そのまま投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓから灯具前方へ向けて照射するようになっている。

図７（ｂ）に示す中間的配光パターンＰＭ１は、ハイビーム用配光パターンＰＨ１の上部が部分的に欠けた配光パターンとなっている。

具体的には、この中間的配光パターンＰＭ１も３つの配光パターンＰＡｍ、ＰＢｍ、ＰＣｍの合成配光パターンとして形成されているが、ハイビーム用配光パターンＰＨ１のＶ−Ｖ線よりも右側に位置する一部領域が矩形状のカットオフラインＣＬによって切り欠かれた略Ｕ字状の凹部ＰＭ１ａを有する配光パターンとして形成されている。その際、カットオフラインＣＬは、その下端縁がＨ−Ｖを水平方向に通るＨ−Ｈ線よりもやや下方に位置するようにして形成されている。

この凹部ＰＭ１ａは、図６（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）に示すように、空間光変調器５０の光制御領域５０ａを構成する複数の光制御素子５０ｓの一部を、各投影レンズ部４４Ａｓ、４４Ｂｓ、４４Ｃｓ毎に部分的に遮光状態にすることにより形成されるようになっている。

具体的には、光制御領域５０ａにおいて各投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓの光軸Ａｘａ〜Ａｘｃの左側（灯具正面視では右側）に位置する縦長の帯状領域５０ａ１が遮光状態になっている。その際、この帯状領域５０ａ１の上端縁は、光軸Ａｘａ〜Ａｘｃのやや上方に位置している。そして、この帯状領域５０ａ１の反転投影像として凹部ＰＭ１ａが形成されるようになっている。

このような凹部ＰＭ１ａを有する中間的配光パターンＰＭ１を形成することにより、車両用灯具１０からの照射光が対向車２に当たらないようにし、これにより対向車２のドライバーにグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ前方走行路を幅広く照射するようになっている。

そして、対向車２の位置が変化するのに伴って、空間光変調器５０の光制御領域５０ａにおける帯状領域５０ａ１の位置を水平方向に移動させて、凹部ＰＭ１ａの位置を水平方向に移動させることにより、対向車２のドライバーにグレアを与えてしまわない範囲内でできるだけ前方走行路を幅広く照射する状態を維持するようになっている。

その際、対向車２の存在は、図示しない車載カメラ等によって検出するようになっている。そして、前方走行路に前走車が存在したり、その路肩部分に歩行者が存在するような場合にも、これを検出して空間光変調器５０の光制御を行うことによりグレアを与えてしまわないようになっている。

次に本実施形態の作用について説明する。

本実施形態に係る車両用灯具１０は、３つの灯具ユニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを備えており、各灯具ユニット２０Ａ〜２０Ｃは、光源ユニット３０からの出射光をマイクロレンズアレイ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを介して灯具前方へ向けて照射することにより所要の配光パターンを形成する構成となっているが、マイクロレンズアレイ４０Ａ〜４０Ｃを構成する後側レンズアレイ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃと前側レンズアレイ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃとの間には、後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃを透過して前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃに入射する光の空間的な分布を制御するための空間光変調器５０が配置されているので、上記所要の配光パターンとして任意の形状や明るさを有する配光パターンを形成することができ、かつ、これらを経時的に変化させることができる。

具体的には、上記所要の配光パターンとしてハイビーム用配光パターンＰＨ１およびその上部が部分的に欠けた中間的配光パターンＰＭ１を選択的に形成することができ、その際、中間的配光パターンＰＭ１の凹部ＰＭ１ａの位置や大きさを車両走行状況等に応じて変化させることができる。

このように本実施形態によれば、マイクロレンズアレイ４０Ａ〜４０Ｃを備えた車両用灯具１０において、配光パターンの形状や明るさを車両走行状況等に応じて変化させることができる。

しかも本実施形態においては、空間光変調器５０が前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃを構成する各投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓの後側焦点Ｆ近傍を通る鉛直面に沿って配置されているので、凹部ＰＭ１ａの輪郭を形成しているカットオフラインＣＬを鮮明に形成することができる。

また本実施形態においては、空間光変調器５０が前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃと後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃとによって灯具前後方向両側から挟持されているので、空間光変調器５０の位置決め精度を高めることができ、かつ、灯具構成を簡素化することができる。

さらに本実施形態においては、後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃの構成として、集光レンズ部４２Ａｓ〜４２Ｃｓの前側焦点がこれに対応する投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓの後側焦点Ｆに対して灯具前方側にオフセットしており、そのオフセット量が投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓ毎に異なっているので、後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃに入射した光源ユニット３０からの出射光によって投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓの後側焦点面上に、大きさおよび明るさの異なる３種類の光源像ＩＡ、ＩＢ、ＩＣを形成することができる。したがって、ハイビーム用配光パターンＰＨ１および中間的配光パターンＰＭ１を、配光ムラの少ない配光パターンとして形成することができ、これにより車両前方走行路の視認性に優れたものとすることができる。

しかも、このような構成を採用することにより、空間光変調器５０による光制御として遮光制御のみが行われる簡単な構成とした場合であっても、ハイビーム用配光パターンＰＨ１および中間的配光パターンＰＭ１を配光ムラの少ない配光パターンとして形成することができる。

なお、空間光変調器５０による光制御として遮光制御とともに光透過率制御等を行うようにすることも可能であり、また、この空間光変調器５０の光制御により、ハイビーム用配光パターンＰＨ１および中間的配光パターンＰＭ１以外の配光パターン（例えば上部にカットオフラインを有するロービーム用配光パターン等）を形成するようにすることももちろん可能である。

上記実施形態においては、各後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃの全領域において集光レンズ部４２Ａｓ〜４２Ｃｓの前側焦点がこれに対応する投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓの後側焦点Ｆに対して灯具前方側にオフセットしているものとして説明したが、その一部領域においてのみ灯具前方側にオフセットしている構成とすることも可能である。

上記実施形態においては、後側レンズアレイ４２Ａ〜４２Ｃの集光レンズ部４２Ａｓ〜４２Ｃｓおよび前側レンズアレイ４４Ａ〜４４Ｃの投影レンズ部４４Ａｓ〜４４Ｃｓが、縦横格子状に区分けされた複数のセグメントの各々に割り付けられているものとして説明したが、縦横格子状以外の区分け（例えば斜め格子状の区分け等）を採用することも可能である。

上記実施形態においては、各光源３２が白色発光ダイオードで構成されているものとして説明したが、これ以外の光源（例えばレーザーダイオードや有機ＥＬ等）が用いられた構成とすることも可能である。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

図８は、本変形例に係る車両用灯具の要部を示す、図６と同様の図である。

同図に示すように、本変形例の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、上記実施形態の灯具ユニット２０Ｃと同様の構成を有する単一の灯具ユニット１２０Ｄを備えた構成となっており、その空間光変調器１５０による光制御として遮光制御のみならず光透過率制御も行われる構成となっている点で上記実施形態の場合と一部異なっている。

すなわち、本変形例の灯具ユニット１２０Ｄは、上記実施形態のマイクロレンズアレイ４０Ｃと同様のマイクロレンズアレイ１４０Ｄを備えており、その前側レンズアレイ１４４Ｄを構成している各投影レンズ部１４４Ｄｓの後側焦点面上には比較的大きな光源像ＩＤ（上記実施形態の光源像ＩＣと同様の光源像）が形成される構成となっている。

一方、本変形例の空間光変調器１５０は、その光制御領域１５０ａが各投影レンズ部１４４Ｄｓに対応するセグメントにおいて光制御素子１５０ｓの光透過率を制御し得る構成となっている。図８においては、一例として光制御領域１５０ａの光透過率を３段階に設定した状態を示している。

具体的には、光源像ＩＤの中心に位置する第１領域（すなわち投影レンズ部１４４Ｄｓの光軸Ａｘｄの近傍に位置する領域）Ｚ１は、光透過率が最も高い値に設定されており、この第１領域Ｚ１を環状に囲む第２領域Ｚ２は、第１領域Ｚ１よりも低い光透過率に設定されており、それ以外の第３領域Ｚ３はさらに低い光透過率に設定されている。

これにより、光源像ＩＤは３段階の明るさを持った像として投影レンズ部１４４Ｄｓによって灯具前方へ投影されるようになっている。

また、図８においては、空間光変調器１５０の光制御領域１５０ａにおいて投影レンズ部１４４Ｄの光軸Ａｘｄの左側に位置する縦長の帯状領域１５０ａ１が遮光状態になっている。

図９は、本変形例に係る車両用灯具からの照射光によって車両前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される中間的配光パターンＰＭ２を透視的に示す図である。

この中間的配光パターンＰＭ２は、上記実施形態の中間的配光パターンＰＭ１と同様の形状を有する配光パターンとして形成されており、その際、中間的配光パターンＰＭ１を構成している３つの配光パターンＰＡｍ、ＰＢｍ、ＰＣｍに対応する部分が、第１領域Ｐｍ１、第２領域Ｐｍ２、第３領域Ｐｍ３として形成されている。これら第１〜第３領域Ｐｍ１〜Ｐｍ３は、第１領域Ｚ１〜Ｚ３の反転投影像としてそれぞれ形成されている。

また、この中間的配光パターンＰＭ２においても、帯状領域１５０ａ１の反転投影像として、Ｖ−Ｖ線よりも右側に位置する一部領域が略Ｕ字状の凹部ＰＭ２ａとして形成されている。

本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態の中間的配光パターンＰＭ１と略同様の中間的配光パターンＰＭ２を形成することができる。

しかも本変形例においては、単一の灯具ユニット１２０Ｄによってこれを実現することができる。

なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。

２ 対向車
１０ 車両用灯具
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、１２０Ｄ 灯具ユニット
３０ 光源ユニット
３２ 光源
３４ 透光部材
３４ａ 入射面
３４ａ１ 中央領域
３４ａ２ 周辺領域
３４ｂ 出射面
３４ｃ 平板部
３４ｄ 外周フランジ部
３６ 基板
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、１４０Ｄ マイクロレンズアレイ
４２ 後側透光板
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ 後側レンズアレイ
４２Ａｓ、４２Ｂｓ、４２Ｃｓ 集光レンズ部
４２ａ、４４ａ 外周縁領域
４４ 前側透光板
４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、１４４Ｄ 前側レンズアレイ
４４Ａｓ、４４Ｂｓ、４４Ｃｓ、１４４Ｄｓ 投影レンズ部
５０、１５０ 空間光変調器
５０ａ、１５０ａ 光制御領域
５０ａ１、１５０ａ１ 帯状領域
５０ｂ 外周縁領域
５０ｓ、１５０ｓ 光制御素子
Ａｘ、Ａｘａ、Ａｘｂ、Ａｘｃ、Ａｘｄ 光軸
ＣＬ カットオフライン
Ｆ 後側焦点
ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤ 光源像
ＰＡ、ＰＡｍ、ＰＢ、ＰＢｍ、ＰＣ、ＰＣｍ 配光パターン
ＰＨ１ ハイビーム用配光パターン
ＰＭ１、ＰＭ２ 中間的配光パターン
ＰＭ１ａ、ＰＭ２ａ 凹部
Ｐｍ１、Ｚ１ 第１領域
Ｐｍ２、Ｚ２ 第２領域
Ｐｍ３、Ｚ３ 第３領域

Claims (4)

1. 光源ユニットからの出射光をマイクロレンズアレイを介して灯具前方へ向けて照射することにより、所要の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具において、
   上記マイクロレンズアレイは、上記光源ユニットからの出射光を集光させるための複数の集光レンズ部が後面に形成された後側レンズアレイと、上記複数の集光レンズ部によって形成される複数の光源像の各々を投影するための複数の投影レンズ部が前面に形成された前側レンズアレイとを備えており、
   上記後側レンズアレイと上記前側レンズアレイとの間に、上記後側レンズアレイを透過して上記前側レンズアレイに入射する光の空間的な分布を制御するための空間光変調器が配置されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記空間光変調器は、上記前側レンズアレイを構成する各投影レンズ部の後側焦点近傍を通る鉛直面に沿って配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記空間光変調器は、上記前側レンズアレイと上記後側レンズアレイとによって灯具前後方向両側から挟持されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
4. 上記後側レンズアレイは、上記集光レンズ部の前側焦点が該集光レンズ部の灯具正面方向に位置する上記投影レンズ部の後側焦点に対して灯具前方側にオフセットした領域を備えている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具。

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