JP2020087686A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】空間光変調器を備えた車両用灯具において、空間光変調器による光制御の精度およびその光制御によって形成される配光パターンの明るさを維持した上で、光照射範囲を拡げることを可能とする。【解決手段】空間光変調器２２の光制御領域２２ａの左右両側に、複数の発光素子４２がその発光面４２ａを投影レンズ７２へ向けた状態で配置された構成とする。そして、これらの発光素子４２の追加点灯により、空間光変調器２２の光制御によって形成される第１の配光パターンに対して、各発光素子４２の反転投影像を合成した第２の配光パターンが付加的に形成される構成とする。これにより、空間光変調器２２による光制御の精度および第１の配光パターンの明るさを維持した上で、灯具全体からの照射光によって形成される灯具配光パターンを、光制御領域２２ａのサイズによる制約を受けることなく、大きな拡散角度を有する配光パターンとして形成可能とする。【選択図】図１

Description

本願発明は、空間光変調器を備えた車両用灯具に関するものである。

従来より、車両用灯具の構成として、例えば「特許文献１」に記載されているように、光源からの光を空間光変調器および投影レンズ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ものが知られている。

上記空間光変調器は、複数の光制御素子が配列されてなる光制御領域を備えており、これにより投影レンズに入射する光の空間的な分布を制御し得る構成となっている。

特開２０１５−２２８１１号公報

上記「特許文献１」に記載された車両用灯具においては、その空間光変調器による光制御によって種々の配光パターンを精度良く形成することが可能であるが、配光パターンの最大サイズが空間光変調器の光制御領域のサイズによって規定されてしまうので、それよりも大きな拡散角度を有する配光パターンを形成することは困難である。

一方、このような車両用灯具において、空間光変調器が配置される際の灯具前後方向の位置を適当に調整すれば光照射範囲を拡げることが可能となるが、このようにした場合には、空間光変調器による光制御の精度が低下してしまい、また配光パターンの明るさも低下してしまう。

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、空間光変調器を備えた車両用灯具において、空間光変調器による光制御の精度およびその光制御によって形成される配光パターンの明るさを維持した上で、光照射範囲を拡げ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、所定の発光素子が追加配置され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、
光源からの光を空間光変調器および投影レンズ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、
上記空間光変調器は、複数の光制御素子が配列されてなる光制御領域を備えており、
上記光制御領域の周囲に、少なくとも１つの発光素子が該発光素子の発光面を上記投影レンズへ向けた状態で配置されている、ことを特徴とするものである。

上記「空間光変調器」は、複数の光制御素子が配列されてなる光制御領域を備えていれば、その具体的な構成は特に限定されるものではなく、例えば光透過式の液晶シャッタや反射型液晶あるいはデジタルマイクロミラー（ＤＭＤ）を用いたもの等が採用可能である。

上記「少なくとも１つの発光素子」は、空間光変調器の光制御領域の周囲に配置されていれば、その具体的な配置は特に限定されるものではない。

本願発明に係る車両用灯具においては、空間光変調器によって投影レンズに入射する光の空間的な分布を制御することにより、種々の配光パターンを精度良く形成することができる。

その上で、空間光変調器の光制御領域の周囲には、少なくとも１つの発光素子が、その発光面を投影レンズへ向けた状態で配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、これら少なくとも１つの発光素子を追加点灯させることにより、空間光変調器の光制御によって形成される第１の配光パターンに対して、各発光素子の反転投影像として形成される第２の配光パターンを付加的に形成することができる。

したがって、空間光変調器による光制御の精度およびその光制御によって形成される第１の配光パターンの明るさを維持した上で、灯具全体からの照射光によって形成される灯具配光パターンを、空間光変調器の光制御領域のサイズによる制約を受けることなく、大きな拡散角度を有する配光パターンとして形成することができる。

このように本願発明によれば、空間光変調器を備えた車両用灯具において、空間光変調器による光制御の精度およびその光制御によって形成される第１の配光パターンの明るさを維持した上で、灯具配光パターンとしての光照射範囲を拡げることができる。

上記構成において、さらに、上記少なくとも１つの発光素子が空間光変調器の光制御領域の左右両側にそれぞれ配置された構成とすれば、第１の配光パターンの左右両側に第２の配光パターンが配置された配光パターンとして灯具配光パターンを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を高めることができる。

上記構成において、さらに、上記少なくとも１つの発光素子が、空間光変調器の光制御領域よりも灯具前方側に位置するようにして配置された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、空間光変調器による光制御の精度を維持するとともにこの光制御によって形成される第１の配光パターンの明るさを維持するためには、空間光変調器としてその光制御領域が投影レンズの後側焦点近傍に位置するように配置されたものとすることが好ましい。

このような空間光変調器に対して、その光制御領域よりも灯具前方側に位置するようにして少なくとも１つの発光素子が配置された構成とすることにより、投影レンズによる各発光素子の反転投影像を比較的大きなボケた像として形成することができる。

したがって、少なくとも１つの発光素子が空間光変調器の光制御領域の周囲において該光制御領域と密着した状態で配置されていなくても、第２の配光パターンを第１の配光パターンと部分的に重複した状態で形成することができる。そしてこれにより、灯具配光パターンを連続的で違和感のない配光パターンとして形成することができる。

上記構成において、さらに、上記少なくとも１つの発光素子が上下２段で配置された構成とすれば、第２配光パターンを上下幅の大きい配光パターンとして形成することができる。

また、このような構成を採用することにより、灯具配光パターンとしてロービーム用パターンとハイビーム用パターンとを選択的に形成するようにした場合においても上記作用効果を得ることができる。

すなわち、ロービーム用パターンを形成する際には、上段に位置する発光素子のみを追加点灯させることによって、第２の配光パターンをロービーム用パターンの一部として形成する一方、ハイビーム用パターンを形成する際には、下段に位置する発光素子のみあるいは上段および下段の発光素子を追加点灯させることによって、第２の配光パターンをハイビーム用パターンの一部として形成することができる。

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 図２の要部詳細図 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であって、（ａ）はハイビーム用配光パターンにおける付加配光パターンを示す図、（ｂ）は中間的配光パターンにおける付加配光パターンを示す図 上記実施形態の変形例を示す、図１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であって、（ａ）はロービーム用配光パターンを示す図、（ｂ）はハイビーム用配光パターンを示す図

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。

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、車両の前端部に設けられるヘッドランプであって、図示しないランプボディと透光カバーとで形成される灯室内に組み込まれたプロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されている。

この車両用灯具１０は、空間光変調器サブアッシー２０と、光源側サブアッシー６０と、レンズ側サブアッシー７０とを備えた構成となっている。そして、この車両用灯具１０は、その空間光変調器サブアッシー２０の構成要素であるブラケット４０において、図示しない取付構造を介して上記ランプボディに支持されるようになっている。

図２に示すように、光源側サブアッシー６０は、光源６２と、この光源６２からの出射光を空間光変調器サブアッシー２０へ向けて反射させるリフレクタ６４と、これらを支持するベース部材６６とを備えた構成となっている。

空間光変調器サブアッシー２０は、空間光変調器２２と、この空間光変調器２２よりも灯具後方側に配置された支持基板３０と、この支持基板３０よりも灯具前方側に配置されたブラケット４０と、空間光変調器２２よりも灯具後方側に配置されたヒートシンク５０とを備えた構成となっている。

レンズ側サブアッシー７０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有する投影レンズ７２と、この投影レンズ７２を支持するレンズホルダ７４とを備えた構成となっている。

そして、本実施形態に係る車両用灯具１０は、リフレクタ６４で反射した光源６２からの光を空間光変調器２２および投影レンズ７２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精度良く形成し得る構成となっている。

これを実現するため、車両用灯具１０の組立工程においては、光源６２を点灯させて配光パターンを形成した状態で、空間光変調器２２と投影レンズ７２との位置関係を微調整し、その位置関係精度を高めるようになっている。

次に、空間光変調器サブアッシー２０、光源側サブアッシー６０およびレンズ側サブアッシー７０の各々の具体的な構成について説明する。

まず、空間光変調器サブアッシー２０の構成について説明する前に、光源側サブアッシー６０の構成について説明する。

光源６２は、白色発光ダイオードであって、その発光面４２ａを斜め上前方へ向けた状態でベース部材６６に固定支持されている。このベース部材６６は、空間光変調器サブアッシー２０のブラケット４０に固定支持されている。

リフレクタ６４は、光源６２を灯具前方側から覆うようにして配置されており、その周縁部においてベース部材６６に固定支持されている。このリフレクタ６４は、光源６２からの出射光を斜め上後方へ向けて反射させるようになっている。その際、このリフレクタ６４の反射面６４ａは、光源６２からの出射光を、投影レンズ７２の後側焦点Ｆを含む後側焦点面の近傍に収束させるように形成されている。

次に、空間光変調器サブアッシー２０の構成について説明する。

図４は、図２の要部詳細図である。

同図にも示すように、空間光変調器２２は、反射型の空間光変調器であって、複数の（例えば数十万個の）微小ミラー２２ｓ（図１参照）が光制御素子としてマトリクス状に配置されてなる光制御領域２２ａを備えたデジタルマイクロミラーディバイス（ＤＭＤ）で構成されている。

この空間光変調器２２は、その光制御領域２２ａを構成する複数の微小ミラー２２ｓの各々の反射面の角度を制御することによって、該光制御領域２２ａに到達した光源６２からの光の反射方向を選択的に切り換え得る構成となっている。具体的には、光源６２からの光を投影レンズ７２へ向けて反射させるモードとそれ以外の方向（すなわち配光パターンの形成に悪影響を及ぼさない方向）へ向けて反射させるモードとが選択されるようになっている。

この空間光変調器２２は、その光制御領域２２ａの前面が投影レンズ７２の後側焦点Ｆの位置において光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びるようにした状態で配置されており、その光制御領域２２ａは光軸Ａｘを中心とする横長矩形状の外形形状を有している。

この空間光変調器２２において光制御領域２２ａを囲む周縁部２２ｂは、その前面が光制御領域２２ａの前面に対して灯具後方側に段下がりになった状態で形成されており、その後面においてソケット２４を介して支持基板３０に支持されている。

ソケット２４は、空間光変調器２２の周縁部２２ｂに沿った横長矩形状のフレーム部材として構成されており、支持基板３０に形成された導電パターン（図示せず）と電気的に接続された状態で該支持基板３０に固定されている。この支持基板３０には、ソケット２４の内周縁形状と略同一形状の開口部３０ａが形成されている。

空間光変調器２２の周縁部２２ｂには、その後面から灯具後方へ向けて突出する複数の端子ピン２２ｃが形成されている。一方、ソケット２４には、複数の端子ピン２２ｃと対応する位置においてその後面から灯具後方へ向けて突出する複数の端子ピン２４ａが形成されている。

ソケット２４の各端子ピン２４ａは、その基端部（すなわち該ソケット２４に埋設された先端部分）が略筒状に形成されており、この基端部に空間光変調器２２の各端子ピン２２ｃの先端部が嵌め込まれることによって、空間光変調器２２とソケット２４とが電気的に接続されるようになっている。

ソケット２４の各端子ピン２４ａは、その先端部（すなわち後端部）において支持基板３０の導電パターンにハンダ付けされている。このため、ソケット２４は、その後面が支持基板３０の前面から僅かに浮いた状態で配置されている。

空間光変調器サブアッシー２０は、その空間光変調器２２がブラケット４０とヒートシンク５０とによって灯具前後方向両側から支持された構成となっている。

ブラケット４０は、金属製（例えばアルミダイカスト製）の部材であって、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる鉛直面部４０Ａと、この鉛直面部４０Ａの下端縁から灯具前方へ向けて水平面に沿って延びる水平面部４０Ｂとを備えた構成となっている。

図１に示すように、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａには、横長矩形状の開口部４０Ａａが光軸Ａｘを中心として形成されている。この開口部４０Ａａは、空間光変調器２２の外周縁形状よりも小さいがその光制御領域２２ａよりは僅かに大きい横長矩形状の開口形状を有している。

鉛直面部４０Ａの前面は、光制御領域２２ａの前面よりも灯具前方側（すなわち投影レンズ７２の後側焦点Ｆよりも灯具前方側）に位置している。具体的には、鉛直面部４０Ａの前面は、光制御領域２２ａの前面に対して３〜５ｍｍ程度灯具前方側に位置している。そして、この鉛直面部４０Ａの前面における開口部４０Ａａの左右両側には、４つの発光素子４２がそれぞれ搭載されている。

各発光素子４２は、白色発光ダイオードであって、矩形状（例えば１×１ｍｍ程度の正方形）の外形形状を有する発光面４２ａを備えている。

４つの発光素子４２は、水平方向に一定の間隔（例えば１ｍｍ程度の間隔）をおいて配置されている。その際、各発光素子４２は、その発光面４２ａの中心位置が光軸Ａｘを含む水平面よりも僅かに下方に位置するようにした状態で投影レンズ７２へ向けて配置されている。また、４つの発光素子４２のうち光軸Ａｘ側の端部に位置する発光素子４２は、開口部４０Ａａに近接した位置（例えば開口部４０Ａａの側端面から０．５ｍｍ程度離れた位置）に配置されている。

ブラケット４０の水平面部４０Ｂは、リフレクタ６４よりも灯具前方側まで延びるように形成されており、この水平面部４０Ｂにはリフレクタ６４を挿通させるための横長矩形状の開口部４０Ｂａが形成されている。

図３に示すように、ヒートシンク５０は、金属製（例えばアルミダイカスト製）の部材であって、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びるように配置されており、その後面には複数の放熱フィン５０ｂが縦縞状に形成されている。

このヒートシンク５０の前面の中央部には、灯具前方へ向けて突出する角柱状の突起部５０ａが形成されている。この突起部５０ａは光軸Ａｘを中心とする横長矩形状の断面形状を有しており、その大きさはソケット２４の内周面形状よりも小さい値に設定されている。そして、この突起部５０ａは、支持基板３０の開口部３０ａを挿通した状態で、その前端面において空間光変調器２２の中央部（すなわち光制御領域２２ａが位置する部分）に対して灯具後方側から当接するようになっている。

このヒートシンク５０は、その突起部５０ａの前端面が空間光変調器２２の中央部に当接した状態で、左右２対の段付きボルト５２によってブラケット４０の鉛直面部４０Ａに固定されている。この固定は、突起部５０ａによって空間光変調器２２を灯具前方へ向けて弾性的に押圧した状態で行われるようになっている。

この押圧を行うための具体的な構成は以下のとおりである。

すなわち、左右２対の段付きボルト５２は、空間光変調器２２の左右両側の上下２箇所に位置するように配置されている。

各段付きボルト５２は、その大径部５２ｂが灯具後方側からヒートシンク５０および支持基板３０に形成されたボルト挿通孔（図示せず）を挿通するように配置された状態で、その先端の小径部５２ｃ（図１参照）においてブラケット４０の鉛直面部４０Ａに螺着されている。これを実現するため、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａには、４本の段付きボルト５２に対応した４箇所に各段付きボルト５２の小径部５２ｃを螺着するためのネジ孔４０Ａｂ（図１参照）が形成されている。

各段付きボルト５２の大径部５２ｂには、ヒートシンク５０の突起部５０ａを灯具前方側へ向けて弾性的に押圧するためのバネ５４が取り付けられている。各バネ５４は、各段付きボルト５２の頭部５２ａとヒートシンク５０との間に配置された圧縮コイルバネで構成されている。

このように空間光変調器２２の左右両側の上下２箇所においてヒートシンク５０を灯具前方側へ向けて弾性的に押圧することにより、空間光変調器２２に無理な荷重を作用させないようにした状態で、その中央部を灯具前方側へ向けて弾性的に押圧するようになっている。そしてこれにより、空間光変調器２２の周縁部２２ｂに形成された複数の端子ピン２２ｃがソケット２４に形成された複数の嵌合孔（すなわち端子ピン２４ａの略筒状に形成された基端部）に適正に嵌め込まれた状態（すなわち空間光変調器２２とソケット２４との電気的接続が確実に行われた状態）を維持するようになっている。

空間光変調器２２の周囲には、灯具前後方向に延びる左右１対のシャフト５６が、その後端部においてヒートシンク５０に固定された状態で配置されている。具体的には、各シャフト５６は、ヒートシンク５０と一体で形成されており、ヒートシンク５０の突起部５０ａの左右両側において灯具前方へ向けて円柱状に延びるように形成されている。

図３に示すように、支持基板３０には、左右１対のシャフト５６を挿通させるための左右１対のシャフト挿通孔３０ｂが形成されている。各シャフト挿通孔３０ｂは、各シャフト５６よりもある程度大きい径を有する円筒状の開口部として形成されている。

また、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａには、左右１対のシャフト５６の先端部を挿入させた状態で灯具前後方向と直交する方向に関して位置決めするための左右１対のシャフト位置決め孔４０Ａｃが形成されている。各シャフト位置決め孔４０Ａｃは、各シャフト５６よりも僅かに大きい径で形成されている。

各シャフト位置決め孔４０Ａｃは、鉛直面部４０Ａの後面に形成されたスリーブ４０Ａｄによって鉛直面部４０Ａの板厚よりも長く灯具後方へ向けて延びるように形成されており、これにより各シャフト５６と一定の長さにわたって摺動可能に係合するようになっている。そしてこれにより、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａが光軸Ａｘと直交する鉛直面に対して傾斜してしまうのを未然に防止するようになっている。

次に、レンズ側サブアッシー７０の構成について説明する。

図４に示すように、投影レンズ７２は、光軸Ａｘ上において灯具前後方向に所要間隔をおいて配置された第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂで構成されている。

灯具前方側に位置する第１レンズ７２Ａは、両凸レンズとして構成されており、灯具後方側に位置する第２レンズ７２Ｂは、灯具後方へ向けて膨らんだ凹メニスカスレンズとして構成されている。その際、これら第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂは、その上端部が水平面に沿って僅かに切除されるとともにその下部部が水平面に沿って比較的大きく切除された構成となっている。

そして、これら第１および第２レンズ７２Ａ、７２Ｂは、その外周縁部において共通のレンズホルダ７４に支持されている。このレンズホルダ７４は、金属製（例えばアルミダイカスト製）の部材であって、ブラケット４０の水平面部４０Ｂに支持されている。

図５は、車両用灯具１０から前方へ向けて照射される光により、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５（ａ）は、ハイビーム用配光パターンＰＨ１における付加配光パターンＰＡを示す図であり、図５（ｂ）は、中間的配光パターンＰＭ１における付加配光パターンＰＡｍを示す図である。

図５（ａ）に示すハイビーム用配光パターンＰＨ１は、図示しない他の灯具ユニットからの照射光によって形成されるロービーム用配光パターンＰＬ１に対して、車両用灯具１０からの照射光によって形成される付加配光パターンＰＡが付加されたものとなっている。

ロービーム用配光パターンＰＬ１は、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２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線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、Ｖ−Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインＣＬ１として形成されるとともに、Ｖ−Ｖ線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインＣＬ１から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインＣＬ２として形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬ１において、下段カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置している。

付加配光パターンＰＡは、第１の配光パターンＰ１と左右１対の第２の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒとの合成配光パターンとして形成されている。

第１の配光パターンＰ１は、リフレクタ６４および空間光変調器２２で順次反射して投影レンズ７２を透過した光源６２からの光によって形成される配光パターンであって、空間光変調器２２の光制御領域２２ａの全領域からの反射光によって形成されている。

この第１の配光パターンＰ１は、Ｈ−Ｖを中心とする横長矩形状の外形形状を有する配光パターンとして形成されている。この第１の配光パターンＰ１は、光制御領域２２ａの反転投影像として形成されるので、そのサイズは光制御領域２２ａの外形形状によって規定される。

左右１対の第２の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒは、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａにおける開口部４０Ａａの左右両側に４つずつ配置された発光素子４２から出射して投影レンズ７２に直接入射した光によって形成される配光パターンである。

各第２の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒは、４つの発光素子４２の各々の反転投影像Ｐｉを合成した横長の配光パターンとして形成されている。その際、左側に位置する第２の配光パターンＰ２Ｌは、右側（灯具正面視では左側）に位置する４つの発光素子４２の反転投影像Ｐｉによって形成されており、右側に位置する第２の配光パターンＰ２Ｒは、左側に位置する４つの発光素子４２の反転投影像Ｐｉによって形成されている。

各発光素子４２は、その発光面４２ａの中心位置が光軸Ａｘを含む水平面よりも僅かに下方に位置するようにして配置されているので、各反転投影像Ｐｉは、Ｈ−Ｖを水平方向に通るＨ−Ｈ線に対して僅かに上方に変位した状態でＨ−Ｈ線を跨ぐようにして形成されている。

また、４つの発光素子４２は、左右方向に互いに間隔をおいて配置されているが、その発光面４２ａが投影レンズ７２の後側焦点Ｆよりも灯具前方側に位置しているので、各発光素子４２の反転投影像Ｐｉは比較的大きいボケた略矩形状の像として形成されており、かつ、各第２の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒを構成する４つの反転投影像Ｐｉは互いに部分的に重複した状態で形成されている。

さらに、４つの発光素子４２のうち光軸Ａｘ側の端部に位置する発光素子４２は開口部４０Ａａに近接した位置に配置されているので、各第２の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒは、そのＶ−Ｖ線側の端部に位置する反転投影像Ｐｉが第１の配光パターンＰ１と部分的に重複した状態で形成されている。

図５（ｂ）に示す中間的配光パターンＰＭ１は、その付加配光パターンＰＡｍがハイビーム用配光パターンＰＨ１における付加配光パターンＰＡに対して一部が欠けた状態で形成される配光パターンである。

具体的には、付加配光パターンＰＡｍは、付加配光パターンＰＡに対して第１の配光パターンＰ１の一部が欠落した配光パターン（具体的には対向車２を含む矩形状の領域Ｐ１ａへ向かう光が欠落した配光パターン）となっている。この付加配光パターンＰＡｍは、空間光変調器２２の光制御領域２２ａの一部領域において光源６２からの光を投影レンズ７２へ向けて反射させない光制御を行うことによって形成される配光パターンである。

このような付加配光パターンＰＡｍ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、光制御領域２２ａにおいて反射光が欠落する領域を順次切り換えることにより、対向車２のドライバ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２２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。

なお、対向車２の位置がさらに自車に近づいてきたときには、右側に位置する第２の配光パターンＰ２Ｒを構成する４つの反転投影像Ｐｉのうちの一部を順次欠落させることにより、対向車２のドライバ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さらに維持することが可能である。

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においては、空間光変調器２２によって投影レンズ７２に入射する光の空間的な分布を制御することにより、種々の配光パターンを精度良く形成することができる。

その上で、空間光変調器２２の光制御領域２２ａの左右両側には、４つの発光素子４２が、その発光面４２ａを投影レンズ７２へ向けた状態で配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、これら４つの発光素子４２を追加点灯させることにより、空間光変調器２２の光制御によって形成される第１の配光パターンＰ１（またはＰ１ｍ）に対して、各発光素子の反転投影像Ｐｉを合成した配光パターンとして形成される第２の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒを付加的に形成することができる。

したがって、空間光変調器２２による光制御の精度およびその光制御によって形成される第１の配光パターンＰ１（またはＰ１ｍ）の明るさを維持した上で、灯具全体からの照射光によって形成される灯具配光パターンとしての付加配光パターンＰＡ（またはＰＡｍ）を、空間光変調器２２の光制御領域２２ａのサイズによる制約を受けることなく、大きな拡散角度を有する配光パターンとして形成することができる。

このように本実施形態によれば、空間光変調器２２を備えた車両用灯具１０において、空間光変調器２２による光制御の精度およびその光制御によって形成される第１の配光パターンＰ１（またはＰ１ｍ）の明るさを維持した上で、付加配光パターンＰＡ（またはＰＡｍ）としての光照射範囲を拡げることができる。

その際、本実施形態においては、４つの発光素子４２が空間光変調器２２の光制御領域２２ａの左右両側にそれぞれ配置されているので、第１の配光パターンＰ１（またはＰ１ｍ）の左右両側に第２の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒが配置された配光パターンとして付加配光パターンＰＡ（またはＰＡｍ）を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を高めることができる。

しかも本実施形態においては、空間光変調器２２の光制御領域２２ａの左右両側にそれぞれ配置された４つの発光素子４２が、空間光変調器２２の光制御領域２２ａよりも灯具前方側に位置するようにして配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、空間光変調器２２による光制御の精度を維持するとともにこの光制御によって形成される第１の配光パターンＰ１（またはＰ１ｍ）の明るさを維持するためには、本実施形態のように、空間光変調器２２としてその光制御領域２２ａが投影レンズ７２の後側焦点Ｆを含む焦点面上に位置するように配置されたものとすることが好ましい。

このような空間光変調器２２に対して、その光制御領域２２ａよりも灯具前方側に位置するようにして４つの発光素子４２が左右両側にそれぞれ配置された構成とすることにより、投影レンズ７２による各発光素子４２の反転投影像Ｐｉを比較的大きなボケた像として形成することができる。

したがって、４つの発光素子が空間光変調器２２の光制御領域２２ａの周囲において該光制御領域２２ａと密着した状態で配置されていなくても、第２の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒを第１の配光パターンＰ１（またはＰ１ｍ）と部分的に重複した状態で形成することができる。そしてこれにより、付加配光パターンＰＡ（またはＰＡｍ）を連続的で違和感のない配光パターンとして形成することができる。

上記実施形態においては、空間光変調器２２の光制御領域２２ａの左右両側に４つの発光素子４２がそれぞれ配置されているものとして説明したが、５つ以上または３つ以下の発光素子４２がそれぞれ配置された構成とすることも可能であり、また、これらの発光素子４２が光制御領域２２ａの左側のみまたは右側のみに配置された構成とすることも可能である。

上記実施形態においては、リフレクタ６４で反射した光源６２からの出射光を空間光変調器２２で反射させる構成となっているが、レンズ等によって偏向制御した光源６２からの出射光を空間光変調器２２で反射させる構成や光源６２からの出射光を直接空間光変調器２２で反射させる構成を採用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６は、本変形例に係る車両用灯具１１０を示す正面図である。

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、空間光変調器サブアッシー１２０の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。

すなわち、本変形例の空間光変調器サブアッシー１２０は、空間光変調器２２およびソケット２４が上記実施形態の空間光変調器２２およびソケット２４に対して上方側に変位した状態で配置されており、これに伴い、ブラケット１４０の鉛直面部１４０Ａに形成された開口部１４０Ａａも上記実施形態の開口部４０Ａａに対して上方側に変位している。

また本変形例においては、鉛直面部１４０Ａの前面における開口部１４０Ａａの左右両側に、４つの発光素子４２がそれぞれ上下２段で配置された状態で搭載されている。

開口部１４０Ａａの左右両側において下段に位置する４つの発光素子４２は、その発光面４２ａの中心位置が光軸Ａｘを含む水平面よりも下方に位置するように配置されており、その下方変位量は上記実施形態の場合よりもやや大きい値に設定されている。

開口部１４０Ａａの右側（灯具正面視では左側）において上段に位置する４つの発光素子４２は、その発光面４２ａの中心位置が光軸Ａｘを含む水平面よりも上方に位置するように配置されている。また、開口部１４０Ａａの左側において上段に位置する４つの発光素子４２も、その発光面４２ａの中心位置が光軸Ａｘを含む水平面よりも上方に位置するように配置されており、その上方変位量は右側に位置する４つの発光素子４２よりもやや大きい値に設定されている。

図７は、車両用灯具１１０から前方へ向けて照射される光により、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）は、ロービーム用配光パターンＰＬ２を示す図であり、図７（ｂ）は、ハイビーム用配光パターンＰＨ２を示す図である。

図７（ａ）に示すロービーム用配光パターンＰＬ２は、図５（ａ）に示すロービーム用配光パターンＰＬ１と同様、左右段違いで水平方向に延びるカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２およびエルボ点Ｅを有している。

このロービーム用配光パターンＰＬ２は、第１の配光パターンＰ３Ｌと左右１対の第２の配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒとの合成配光パターンとして形成されている。

第１の配光パターンＰ３Ｌは、リフレクタ６４および空間光変調器２２で順次反射して投影レンズ７２を透過した光源６２からの光によって形成される配光パターンであって、空間光変調器２２の光制御領域２２ａの一部領域からの反射光によって形成されている。具体的には、第１の配光パターンＰ３Ｌは、光制御領域２２ａの下部領域において光源６２からの光を投影レンズ７２へ向けて反射させない光制御を行うことによって、上端縁がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿った配光パターンとして形成されている。

第１の配光パターンＰ３Ｌの下端縁は、上記実施形態における第１の配光パターンＰ１（図５（ａ）参照）の下端縁よりも下方に位置している。これは、空間光変調器２２が上記実施形態の場合よりも上方側に変位していることによるものである。そしてこれにより、ロービーム用配光パターンＰＬ２として、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２よりも下方側の照射領域を多く確保するようになっている。

なお、図７（ａ）においては、光制御領域２２ａの全領域からの光が投影レンズ７２へ向けて反射した場合に形成される第１の配光パターンＰ３の外形形状を２点鎖線で示している。

左右１対の第２の配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒは、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａにおける開口部４０Ａａの左右両側の上段に４つずつ配置された発光素子４２からの直射光によって形成される配光パターンである。

各第２の配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒは、その形状および水平方向の形成位置については上記実施形態における各第２の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒと同様であるが、その上端縁の位置がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に略沿っている点で上記実施形態の場合と異なっている。各第２の配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒの上端縁の上下方向の位置調整は、上段に位置する各発光素子４２の上下方向の位置調整によって行うことが可能である。

図７（ｂ）に示すハイビーム用配光パターンＰＨ２は、第１の配光パターンＰ３と左右１対の第２の配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒと左右１対の第２の配光パターンＰ５Ｌ、Ｐ５Ｒとの合成配光パターンとして形成されている。

第１の配光パターンＰ３は、光制御領域２２ａの全領域からの反射光によって形成される配光パターンである。

左右１対の第２の配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒは、ロービーム用配光パターンＰＬ２の場合と同様である。

左右１対の第２の配光パターンＰ５Ｌ、Ｐ５Ｒは、ブラケット４０の鉛直面部４０Ａにおける開口部４０Ａａの左右両側の下段に４つずつ配置された発光素子４２からの直射光によって形成される配光パターンである。各第２の配光パターンＰ５Ｌ、Ｐ５Ｒは、Ｈ−Ｈ線を跨ぐようにして互いに同じ高さ位置に形成されているが、その位置は上記実施形態における各第２の配光パターンＰ２Ｌ、Ｐ２Ｒよりも多少上方側に変位している。各第２の配光パターンＰ５Ｌ、Ｐ５Ｒは、各第２の配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒおよび第１の配光パターンＰ３と部分的に重複している。

本変形例に係る車両用灯具１１０のように、灯具配光パターンとしてロービーム用パターンＰＬ２とハイビーム用パターンＰＨ２とを選択的に形成し得る構成を採用した場合においても、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。

すなわち、ロービーム用パターンＰＬ２を形成する際には、空間光変調器２２の光制御によって形成される第１の配光パターンＰ３Ｌに対して、上段に位置する発光素子４２のみを追加点灯させることによって、第２の配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４Ｒをロービーム用パターンＰＬ２の一部として形成する一方、ハイビーム用パターンＰＨ２を形成する際には、空間光変調器２２の光制御によって形成される第１の配光パターンＰ３に対して、下段に位置する発光素子４２をさらに追加点灯させることによって、第２の配光パターンＰ４Ｌ、Ｐ４ＲおよびＰ５Ｌ、Ｐ５Ｒをハイビーム用パターンＰＨ２の一部として形成することができる。

そしてこれにより、空間光変調器２２による光制御の精度およびその光制御によって形成される第１の配光パターンＰ３Ｌ（またはＰ３）の明るさを維持した上で、ロービーム用パターンＰＬ２（またはハイビーム用パターンＰＨ２）としての光照射範囲を拡げることができる。

なお、ハイビーム用パターンＰＨ２を形成する際、下段に位置する発光素子４２を追加点灯させる一方で、上段に位置する発光素子４２を消灯させる構成とすることも可能である。

上記変形例においては、空間光変調器２２の光制御領域２２ａの左右両側に４つの発光素子４２がそれぞれ上下２段で配置されているものとして説明したが、これらの発光素子４２がそれぞれ上下３段以上で配置された構成とすることも可能である。

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、１１０ 車両用灯具
２０、１２０ 空間光変調器サブアッシー
２２ 空間光変調器
２２ａ 光制御領域
２２ｂ 周縁部
２２ｃ、２４ａ 端子ピン
２２ｓ 微小ミラー（光制御素子）
２４ ソケット
３０ 支持基板
３０ａ 開口部
３０ｂ シャフト挿通孔
４０、１４０ ブラケット
４０Ａ、１４０Ａ 鉛直面部
４０Ａａ、１４０Ａａ 開口部
４０Ａｂ ネジ孔
４０Ａｃ シャフト位置決め孔
４０Ａｄ スリーブ
４０Ｂ 水平面部
４０Ｂａ 開口部
４２ 発光素子
４２ａ 発光面
５０ ヒートシンク
５０ａ 突起部
５０ｂ 放熱フィン
５２ 段付きボルト
５２ａ 頭部
５２ｂ 大径部
５２ｃ 小径部
５４ バネ
５６ シャフト
６０ 光源側サブアッシー
６２ 光源
６４ リフレクタ
６４ａ 反射面
６６ ベース部材
７０ レンズ側サブアッシー
７２ 投影レンズ
７２Ａ 第１レンズ
７２Ｂ 第２レンズ
７４ レンズホルダ
Ａｘ 光軸
ＣＬ１ 下段カットオフライン
ＣＬ２ 上段カットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後側焦点
ＰＡ、ＰＡｍ 付加配光パターン
ＰＨ１、ＰＨ２ ハイビーム用配光パターン
Ｐｉ 反転投影像
ＰＬ１、ＰＬ２ ロービーム用配光パターン
ＰＭ１ 中間的配光パターン
Ｐ１、Ｐ１ｍ、Ｐ３、Ｐ３Ｌ 第１の配光パターン
Ｐ１ａ 矩形状の領域
Ｐ２Ｌ、Ｐ２Ｒ、Ｐ４Ｌ、Ｐ４Ｒ、Ｐ５Ｌ、Ｐ５Ｒ 第２の配光パターン

Claims (4)

1. 光源からの光を空間光変調器および投影レンズ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、
   上記空間光変調器は、複数の光制御素子が配列されてなる光制御領域を備えており、
   上記光制御領域の周囲に、少なくとも１つの発光素子が該発光素子の発光面を上記投影レンズへ向けた状態で配置されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記少なくとも１つの発光素子は、上記光制御領域の左右両側にそれぞれ配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記少なくとも１つの発光素子は、上記光制御領域よりも灯具前方側に位置するようにして配置されている、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. 上記少なくとも１つの発光素子は、上下２段で配置されている、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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