JP2022182192A - 車両用投影装置、その動作方法、及び車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】ある像の投影のために許容される路面面積が限られ、その像の分割数にも制約があり、シーケンシャルに個別像を投影しても意図した視覚効果が得られにくい。【解決手段】制御部３１は、３個の個別像５ａ～５ｃにおいて１番目に投影される像５ａの投影開始時点ｔ１から２５０／３ミリ秒の期間が経過した時点ｔ３よりも後の時点ｔ４で２番目に投影される像５ｂの投影が開始されるように３個の光源２１ａ～２１ｃを制御する。これにより時刻ｔ３で２番目の個別像５ｂの投影を開始する場合よりもシーケンシャルな個別像の投影による視覚効果が得られやすくなる。【選択図】図７

Description

本開示は、車両用投影装置、その動作方法、及び車両用灯具に関する。

自車両の進行方向を示す模様（例えば、矢印）を路面に投影して自車両周囲の歩行者や運転手に注意喚起する技術が開発されている。例えば、自車両の左折時又は左車線への車線変更時、自車両の前方左側の路面に左斜め前方に向いた矢印を投影し、これにより、自車両周囲の歩行者や運転手に注意喚起することができる。周囲の交通状況や工作物（道路沿いの壁等）によって自車両のターンランプの点滅が周囲の歩行者や運転手により視認し難い場合に特に有効である。

特許文献１には、ターンシグナルランプのオン時に車両の進行方向を示すマーカの路面上への描画を開始し、ターンシグナルランプのオフ時にマーカの描画を終了する技術が開示されている。特許文献２には、矢印に対応して形状付けられた開口が設けられたシェードを用いて路面に像を投影する装置が開示されている（同文献の段落００４４参照）。

特開２０１６－１９３６８９号公報 特開２０２０－１７４８８号公報

自車両の進行方向等を示す像を路面に投影する場合、ある像を一時に投影するのではなく、その像を分割してシーケンシャルに投影すること（即ち、複数の個別像を異なる時点で順に投影開始すること）でより効果的に注意喚起することが期待される。しかしながら、その像全体の投影のために許容される路面面積が限られるために像の分割数（即ち、個別像の数）に制約があり、シーケンシャルに個別像を路面に投影しても意図した視覚効果（例えば、個別像が流れるように見える視覚効果）が得られにくいことが懸念される。このように、本願発明者らは、個別像の個数に制約がある場合においてもシーケンシャルな個別像の投影による視覚効果を得られやすくするという新たな課題を見出した。なお、像の分割数及び個別像の数は、投影装置のコスト及び／又はサイズといった観点からも制約を受ける。

本開示の一態様に係る車両用投影装置は、少なくともＭ（Ｍは２以上の自然数を示す）個の光源を有し、少なくともＭ個の光源の点灯に基づいて少なくともＮ（Ｎは２以上の自然数を示す）個の個別像を所定方向に沿って路面上に投影する投影部と、
少なくともＰ（Ｐは２００以上の実数を示す）ミリ秒に亘る所定期間において、所定期間の開始時点から少なくともＮ個の個別像の路面への投影が所定の順番で開始され、所定期間の中間時点で少なくともＮ個の個別像の全てが路面に投影され、所定期間の終了時点で少なくともＮ個の個別像の路面への投影が終了するように少なくともＭ個の光源を制御する制御部を含む。制御部は、少なくともＮ個の個別像において１番目に投影される像の投影開始時点からＰ／Ｎミリ秒の期間が経過した第１時点よりも後の第２時点で少なくともＮ個の個別像において２番目に投影される像の投影が開始されるように少なくともＭ個の光源を制御するように構成される。

幾つかの実施形態においては、Ｎは、３又は４又は５の自然数を示し、Ｐは、２５０～５００の範囲内の実数を示す。１番目に投影される像が単独で投影される期間は、Ｐミリ秒の３５％～６０％の範囲内であると良い。追加又は代替として、第２時点は、第１時点から２×（Ｐ／Ｎ）ミリ秒の期間が経過する第３時点よりも第１時点に近い時点であると良い。追加又は代替として、第２時点は、第１時点から５ミリ秒～７０ミリ秒の範囲内の時点であると良い。追加又は代替として、第２時点は、１．５×（Ｐ／（Ｎ＋１））ミリ秒～２×（Ｐ／（Ｎ＋１））ミリ秒の範囲内の時点であると良い。所定期間の開始時点から中間時点までの時間間隔をＱ（Ｑは実数を示す）ミリ秒とする時、（Ｑ／Ｐ）≦０．８を満足すると良い。

幾つかの実施形態においては、Ｍにより示される自然数は、Ｎにより示される自然数に等しく、Ｎ個の個別像の路面への投影開始時点がＮ個の個別像の全てに関して異なる。

幾つかの実施形態においては、制御部は、車両本体から伝達されるタイミング信号に応じて、少なくともＮ個の個別像の路面への投影のために少なくともＭ個の光源を制御する投影期間と、少なくともＭ個の光源の全てが消灯する非投影期間を繰り返すように少なくともＭ個の光源を制御するように構成され、所定期間が投影期間に等しい。

幾つかの実施形態においては、投影部は、少なくともＭ個の光源に対応して少なくともＭ個のレンズ部を有する第１レンズと、少なくともＭ個の光源の放射光を投影するための第２レンズと、第１レンズと第２レンズの間に設けられ、少なくともＭ個の光源に対応して少なくともＭ個の透光部が遮光部に設けられたパターン形成部材を含む。

本開示の別態様に係る車両用投影装置の動作方法は、少なくともＭ（Ｍは２以上の自然数を示す）個の光源を有し、少なくともＭ個の光源の点灯に基づいて少なくともＮ（Ｎは２以上の自然数を示す）個の個別像を所定方向に沿って路面上に投影する投影部と、少なくともＰ（Ｐは２００以上の実数を示す）ミリ秒に亘る所定期間において、所定期間の開始時点から少なくともＮ個の個別像の路面への投影が所定の順番で開始され、所定期間の中間時点で少なくともＮ個の個別像の全てが路面に投影され、所定期間の終了時点で少なくともＮ個の個別像の路面への投影が終了するように少なくともＭ個の光源を制御する制御部を含む車両用投影装置の動作方法であって、
少なくともＮ個の個別像において１番目に投影される像の投影を開始し、
１番目の像の投影開始時点からＰ／Ｎミリ秒の期間が経過した第１時点よりも後の第２時点で少なくともＮ個の個別像において２番目に投影される像の投影を開始する。

本開示の一態様によれば、個別像の個数に制約がある場合においてもシーケンシャルな個別像の投影による視覚効果を得られやすくすることができる。

本開示の一態様に係る車両のシステム構成を示す概略図である。 本開示の一態様に係る前灯具の概略的な構成を示す模式図である。 （ａ）～（ｃ）の順でシーケンシャルに個別像が投影開始されて最終的に全ての個別像（全体像）が路面に投影される投影手順を示す模式図である。 本開示の一態様に係る投影装置の投影部の概略的な構成を示す模式図である。 図４に示した投影装置の投影部における集光レンズ、パターン形成部材、及び投影レンズの配置関係を示す概略的な斜視図である。 車両用灯具（車両用投影装置）の制御部の構成及び機能の説明のために参照される概略的なブロック図である。 ターンランプと投影部の各光源の点灯制御に関する概略的なタイムチャートである。 個別像の変形例を示す模式図であり、図３と同様、（ａ）～（ｃ）の順でシーケンシャルに個別像が投影開始されて最終的に全ての個別像（全体像）が路面に投影される。 （ａ）、（ｂ）の順でシーケンシャルに個別像が投影開始されて最終的に全ての個別像（全体像）が路面に投影されることを示す模式図である。 図９の場合に関する概略的なタイムチャートである。 各光源がＰＷＭ信号により点灯制御される場合に関するタイムチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の非限定の実施形態及び特徴について説明する。当業者は、過剰説明を要せず、各実施形態及び／又は各特徴を組み合わせることができ、この組み合わせによる相乗効果も理解可能である。実施形態間の重複説明は、原則的に省略する。参照図面は、発明の記述を主たる目的とするものであり、作図の便宜のために簡略化されている。各特徴は、本明細書に開示された車両用投影装置にのみ有効であるものではなく、本明細書に開示されていない他の様々な車両用投影装置にも通用する普遍的な特徴として理解される。

本明細書において前後方向、左右方向、及び上下方向は車両１を基準として把握される。車両内方は、車両外から車両内に向かう任意の方向である。車両外方は、車両内から車両外に向かう任意の方向である。上下方向は、鉛直方向に一致し、又はこれに沿って延びる。車両内方及び外方は、上下方向に交差又は直交する任意の平面に含まれ得る。

車両１は、二輪、三輪又は四輪の自走可能な移動体であり、内燃機関や電気モータで生じる動力で動く。車両１は、車両本体に車両用灯具が取り付けられて構成され、各々が、独立した車両及び灯具システム２，３を含む。車両システム２は、車両内ネットワークを介して個々の要素が接続されて構成される。図１では、説明の便宜上、車両システム２に含まれる一部の要素（車両ＥＣＵ(Electronic Control Unit)７１，方向指示器７２，速度センサー７３，ハザードスイッチ７４，ブレーキセンサー７５，アクセル開度センサー７６，及びステアリングセンサー７７）が示されている。

車両ＥＣＵ７１は、１つ以上のサブＥＣＵから構成され得る。方向指示器７２は、運転手の音声又は手又は足等により操作されてターン信号を生成する。ハザードスイッチ７４は、運転手により操作されてハザード信号を生成する。これらのターン信号及びハザード信号が車両ＥＣＵ７１を介して又は介することなく灯具システム３に伝送される。なお、ターン信号及びハザード信号は、一定の周期でパルスが生成されるタイミング信号であり、両者を区別することなく包括的にタイミング信号と呼ぶ。

灯具システム３には車両の進行方向の前方を照明するための左右の前灯具（車両用灯具）４が含まれる。各前灯具４は、例えば、図２に示すように、ロービームランプ４ａ，ハイビームランプ４ｂ，ターンランプ４ｃ，投影部４ｄ，及び常時点灯ランプ４ｅを有し、これらが共通の灯室に設けられる。なお、常時点灯ランプ４ｅは、デイタイムランニングランプ及び／又はクリアランスランプである。また、灯室は、凹状ハウジングにアウターレンズが装着されて画定される。個別像５ａ～５ｃをシーケンシャルに路面に投影する投影装置は、前灯具４の投影部４ｄと制御部３１により構成される。

ターンランプ４ｃは、ターン信号及びハザード信号といった車両本体から供給されるタイミング信号に同期して点滅し、例えば、パルス信号の変化（例えば、立ち上がり）に応じて点灯を開始し、パルス信号の変化（例えば、立ち下がり）に応じて消灯する。ターンランプ４ｃは、光源として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＤ（Laser Diode）といった１以上の半導体発光素子を含み得るが、これに限らず、ハロゲン電球、白熱電球等も採用可能である。ターンランプ４ｃは、シーケンシャルタイプのものであり得るが、これに限られない。

投影部４ｄは、ターン信号及びハザード信号といった車両本体から供給されるタイミング信号の第１変化（例えば、立ち上がり）に同期して個別像の路面への投影を開始し、タイミング信号の第２変化（例えば、立ち下がり）に同期して所定像の路面への投影を停止する（この点については、図７を参照して後述する）。

投影部４ｄは、少なくともＭ個の光源を有し、少なくともＭ個の光源の点灯に基づいて少なくともＮ個の個別像を所定方向に沿って路面上に投影する。なお、Ｍは２以上の自然数を示す。同様、Ｎは２以上の自然数を示す。幾つかの場合（例えば、図３乃至図５参照）、Ｍ＝Ｎ＝３であり、投影部４ｄは、３つの光源２１ａ～２１ｃを有し、３つの光源２１ａ～２１ｃの点灯に基づいて３つの個別像５ａ～５ｃを所定方向に沿って（例えば、上下方向に交差する車両外方に沿って）路面上に投影する（図３参照）。なお、光源２１は、必ずしもこの限りではないが、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＤ（Laser Diode）といった１以上又は２以上の半導体発光素子を含む。光源２１ａ～２１ｃは、基板２２に実装され、不図示のヒートシンクに熱的に接続され得る。

図３乃至図５では、Ｍ＝Ｎ＝３であるが、これに限られるべきではない。Ｍ＝Ｎ＝４の場合、Ｍ＝Ｎ＝５の場合も同様に理解可能である。ターン信号及びハザード信号といった車両本体から供給されるタイミング信号のパルス持続期間（即ち、Ｈレベル期間）を考慮すると、Ｍ及びＮは、５以下の自然数を示すものとすることが望ましいが、必ずしもこの限りではない。ＭとＮが異なる自然数を示す形態も想定される（例えば、Ｍ＝３であり、Ｎ＝２の設定も可能である）。

なお、前灯具４における投影部４ｄの位置は、図２に示すようにターンランプ４ｃに隣接して配置する必要はない。例えば、前灯具外（例えば、サイドミラー）に投影部４ｄを設けることも可能である。ロービームランプ４ａ，ハイビームランプ４ｂ，常時点灯ランプ４ｅについては本分野において周知のものを採用可能であり、詳細な説明は省略する。

図３に示すように、左側の前灯具の投影部４ｄから３つの個別像５ａ～５ｃがシーケンシャルに路面に投影されると、周囲の運転手や歩行者に車両１の運転手の左折又は左側への車線変更の意図が提示される。まず、図３（ａ）に示すように、個別像５ａのみが投影され、続いて、図３（ｂ）に示すように個別像５ｂの投影が開始され、最後に、図３（ｃ）に示すように個別像５ｃの投影が開始され、最終的に全ての個別像５ａ～５ｃが路面に投影される。個別像の数が４，５個の場合についても同様に理解される。

後述の説明からよく分かるように、３個の個別像５ａ～５ｃにおいて１番目に投影される個別像５ａの投影開始時点から２５０／３ミリ秒の期間が経過した第１時点よりも後の第２時点で２番目に投影される個別像５ｂの投影が開始される。これにより、第１時点で２番目の個別像の投影を開始する場合よりも、シーケンシャルな個別像の投影による視覚効果が得られやすくなる。具体的には、個別像の数が少ないにも関わらず、個別像５ａ～５ｃが投影方向に沿って円滑に流れるように観察者（自車両の周囲の歩行者や運転手）に見せることができる。

当業者であれば即時に理解するように、３個は、Ｍにより２以上の任意の自然数として表すことができ、２５０ミリ秒という所定期間は、Ｐミリ秒により２００以上の任意の実数として表すことができる。２５０ミリ秒の所定期間は、タイミング信号に応じた投影部による一回の投影期間と理解することができ、タイミング信号のパルス持続期間（Ｈレベル期間）に等しい。なお、ある期間が別の期間に等しい場合、ある期間が別の期間の９５％～１０５％の範囲内にあることを意味する。幾つかの場合、Ｐは、２５０～５００の範囲内の実数を示す。

個別像及び／又はこれらが集合した全体像は、周囲の運転手や歩行者に車両１の運転手の意図を提示する目的に適合したように形状付けられ、図示のものに限定されるべきではない。図３の場合、個別像５ａは、所定の投影方向に沿って延び、かつこの方向に延びるに応じて幅広になる（即ち、略三角形状である）。個別像５ｂ，５ｃは、所定の投影方向に交差するように湾曲して延びる（即ち、湾曲した四角形状である）。これらの個別像５ａ～５ｃの組み合わせによって所定の投影方向に沿って連続的に幅広になる分割コーン形の全体像が構築される。右側前灯具の投影部からも同様の個別像及び全体像を路面に投影しても良いが、異なる像を投影することもできる。後灯具についても同様の投影部を設けることができる。

限定の意図なく投影部４ｄの構成について更に述べると、投影部４ｄは、上述の光源２１ａ～２１ｃに加えて、集光レンズ（第１レンズ）２４、パターン形成部材２５、遮光部材２７、投影レンズ（第２レンズ）２８、及びハウジング２９を有し得る（図４及び図５参照）。

集光レンズ２４は、Ｍ個の光源２１ａ～２１ｃに対応してＭ個のレンズ部２４ａ～２４ｃを有する。各レンズ部２４ａ～２４ｃは、光源２１ａ～２１ｃの放射光を個別にパターン形成部材２５の透光部２６ａ，２６ｂ，２６ｃに集光するように構成される。詳細には、レンズ部２４ａは、光源２１ａの放射光を透光部２６ａに集光する。レンズ部２４ｂは、光源２１ｂの放射光を透光部２６ｂに集光する。レンズ部２４ｃは、光源２１ｃの放射光を透光部２６ｃに集光する。各レンズ部２４ａ～２４ｃは、入射面２４ａ１～２４ｃ１と出射面２４ａ２～２４ｃ２を有し、入射面２４ａ１～２４ｃ１が平坦面に形成され、出射面２４ａ２～２４ｃ２が集光レンズ面として形成される。入射面２４ａ１～２４ｃ１には反射防止膜といった光学的な機能層が付与され得る。ハウジング２９への簡便な取り付けのため、レンズ部２４ａ～２４ｃが所定方向（例えば、上下方向）に積層される。各レンズ部２４ａ～２４ｃは、個別に製造（例えば、ガラス体の切削加工及び研磨、又は樹脂の射出成形）された後、接着剤によりお互いに固着したものであり得るが、必ずしもこの限りではない。

パターン形成部材２５は、Ｍ個の光源２１ａ～２１ｃに対応してＭ個の透光部２６ａ～２６ｃが遮光部２６ｊに設けられた光学部品である。透光部２６ａ～２６ｃは、光学的な開口であり、典型的には中空の孔であるが、これに限らず、光源の放射光に対して実質的に透明な材料で充填された非中空の孔でも良い。光源２１ａ～２１ｃの放射光の一部が透光部２６ａ～２６ｃに入射し、その残部が透光部２６ａ～２６ｃに入射しない。このようにして、光源２１ａ～２１ｃの放射光は、パターン形成部材２５によって透光部２６ａ～２６ｃの輪郭に応じた形状の光線に変換される。言うまでも無く、透光部２６ａは、個別像５ａの投影のために個別像５ａに対応する輪郭を有する。透光部２６ｂは、個別像５ｂの投影のために個別像５ｂに対応する輪郭を有する。透光部２６ｃは、個別像５ｃの投影のために個別像５ｃに対応する輪郭を有する。

図５に示すように、パターン形成部材２５は、第１部材２５ｐと第２部材２５ｑといった複数の部材の積層により構成され得る。パターン形成部材２５のある部材（図５では、第２部材２５ｑ）の平板状の遮光部２６ｊにＭ個の透光部２６ａ～２６ｃが設けられ、透光部２６ａ～２６ｃの輪郭を画定する壁面における光の散乱が抑制される。

光源２１ａ～２１ｃと透光部２６ａ～２６ｃの間で光チャンネルＣＨ１～ＣＨ３を光学的に区画するために遮光部材２７を設けることができ、これにより、光チャンネルＣＨ１～ＣＨ３間のクロストークが抑制される。例えば、光チャンネルＣＨ１と光チャンネルＣＨ２の光学的な区画のために第１遮光部材２７ｍが設けられ、光チャンネルＣＨ１と光チャンネルＣＨ２の光学的な区画のために第２遮光部材２７ｎが設けられる。Ｍ個の光チャンネルの数に対応して、Ｍ－１個の遮光部材２７が設けられ得るが、必ずしもこれに限られない。全光チャンネルの個別の分離のために共通の一つの遮光部材を採用することもできる。

投影レンズ２８は、パターン形成部材２５の透光部２６ａ，２６ｂ，２６ｃを透過した光（即ち、パターン形成部材２５から放射される光線）を車両１の周囲（例えば、前方又は後方）の路面に投影する。投影レンズ２８は、複数の透光部２６ａ～２６ｃに共通に設けられ、投影部４ｄの小型化とコストダウンが促進される。

集光レンズ２４、パターン形成部材２５、及び投影レンズ２８が共通の遮光性のハウジング２９に固定される。ハウジング２９は、下部ハウジングに対して上部ハウジングが組み合わされて構成され、これにより、投影部４ｄを容易に組み立てることができる。投影部４ｄは、投影レンズ２８の光軸ＡＸが、前方斜め下向きに延び、鉛直方向に直交する水平方向に斜めに交差するように車両に設けられ得るが、必ずしもこの限りではない。

光の伝播の観点から補足的に説明すると、光源２１ａの放射光は、投影部４ｄ（投影レンズ２８）の光軸ＡＸに沿って、集光レンズ２４のレンズ部２４ａ、透光部２６ａ、及び投影レンズ２８を介して伝播する。光源２１ａの放射光は、レンズ部２４ａの出射面２４ａ２でレンズ作用を受けて透光部２６ａに集光される。レンズ部２４ａの出射面２４ａ２から放射される光の一部（例えば、８０％）が透光部２６ａを透過し、その残部が遮光部２６ｊ又は遮光部材２７により吸収される。光源２１ｂ及び光源２１ｃの放射光についても同様に理解可能であり、重複説明は省略する。透光部２６ａ，２６ｂ，２６ｃを透過した光は、投影レンズ２８を介して車両１の周囲の路面に投影される。

以下、図６及び図７を参照して更に説明する。なお、図６では、灯具の制御部が、ターンランプの光源と投影部の光源の両方の制御を兼務しているが、ターンランプの光源と投影部の光源の制御のために個別に制御部を設けても構わない。本開示に係る灯具には投影装置が含まれており、従って、灯具の制御部を投影装置の制御部として理解することもできる。

制御部３１は、タイミング信号に応じて、３個の個別像５ａ～５ｃの路面への投影のために３個の光源２１ａ～２１ｃを制御する投影期間と、３個の光源の全てが消灯する非投影期間を繰り返すように３個の光源２１ａ～２１ｃを制御するように構成される。投影期間は、タイミング信号のパルスがＨレベルの期間に対応し、非投影期間は、タイミング信号のパルスがＬレベルの期間に対応する。

制御部３１は、投影期間（少なくともＰ（Ｐは２００以上の実数を示す）ミリ秒に亘る期間）において、投影期間の開始時点から３個の個別像５ａ～５ｃの路面への投影が所定の順番で開始され、投影期間の中間時点で３個の個別像５ａ～５ｃの全てが路面に投影され、投影期間の終了時点で３個の個別像５ａ～５ｃの路面への投影が終了するように３個の光源２１ａ～２１ｃを制御する。３個の個別像５ａ～５ｃの路面への投影の終了は、３個の光源２１ａ～２１ｃを同時又は略同時に消灯することで実現されるが、３個の光源２１ａ～２１ｃの消灯時点に(例えば、ヒトにより知覚できない程度の)僅かな差を設けても構わない。幾つかの場合、投影期間の終了時点は、全光源２１ａ～２１ｃの消灯が完了した時点に等しく、又は、投影期間の終了時点は、全光源２１ａ～２１ｃが同時に消灯する時点に等しい。

本実施形態では、制御部３１は、３個の個別像５ａ～５ｃにおいて１番目に投影される個別像５ａの投影開始時点から２５０／３ミリ秒の期間が経過した第１時点よりも後の第２時点で２番目に投影される個別像５ｂの投影が開始されるように３個の光源２１ａ～２１ｃを制御するように構成される。これにより、第１時点で２番目の個別像の投影を開始する場合よりもシーケンシャルな個別像の投影による視覚効果が得られやすくなる。繰り返すが、３個は、Ｍ及びＮにより２以上の任意の自然数として表すことができ、２５０ミリ秒は、Ｐミリ秒により２００以上の任意の実数（例えば、２５０以上、かつ５００以下の実数）として表すことができる。投影期間の開始時点から中間時点（即ち、３個の個別像５ａ～５ｃの路面投影が完了した時点）の時間間隔をＱ（Ｑは実数を示す）ミリ秒とする時、（Ｑ／Ｐ）≦０．８を満足し得る。場合によっては、０．５＜（Ｑ／Ｐ）≦０．８を満足する。この場合、投影期間において、必要十分な全点灯期間を確保することができる。

制御部３１は、上述のように光源２１ａ～２１ｃを制御するべく適切に構成される。例えば、制御部３１は、アナログ回路、デジタル回路、アナデジ混在回路、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、マイコン又はこれらから選択される任意の組み合わせにより構成され得る。幾つかの場合、図６に示すように、制御部３１は、タイミング調整部３１ａと駆動部３１ｂを含む。タイミング調整部３１ａは、アナログ回路、デジタル回路、アナデジ混在回路、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、マイコン又はこれらから選択される任意の組み合わせにより構成され得る。駆動部３１ｂは、アナログ回路、アナデジ混在回路等を含み得る。

タイミング調整部３１ａは、ターン信号又はハザード信号といったタイミング信号の第１変化（例えば、ＬレベルからＨレベルへの立ち上がり）に同期して点灯信号ｓ１～ｓ３，ｓ８（例えば、電圧又は電流などのパルス信号）を所定の順番で出力し、タイミング信号の第２変化（例えば、ＨレベルからＬレベルへの立ち下がり）に同期して点灯信号ｓ１～ｓ３，ｓ８の出力を一斉に停止する。なお、タイミング信号を点灯信号ｓ１，ｓ８としても用いることもできる。

様々な方法で点灯信号ｓ１～ｓ３の出力タイミングを調整することができる。例えば、タイミング調整部３１ａは、タイミング信号又は点灯信号ｓ１に伝播遅延を与えて点灯信号ｓ２を生成する第１遅延回路と、点灯信号ｓ２に伝播遅延を与えて点灯信号ｓ３を生成する第２遅延回路を含むことができる。遅延回路の遅延時間を適切に設定することにより点灯信号ｓ２，ｓ３を適切なタイミングで出力することができる。点灯信号ｓ１については、タイミング信号をそのまま用いることもでき、又は、タイミング信号の入力に応じてタイミング調整部３１ａにより新たに生成することもできる。遅延回路としては、電源電位とグランド電位の間で２つのトランジスタ（例えば、ＦＥＴ）が直列接続されたものを信号伝搬可能なように並列に接続したものを採用できるが、必ずしもこの限りではない。

別の場合、タイミング調整部３１ａは、タイミング信号の第１変化（例えば、ＬレベルからＨレベルへの立ち上がり）に同期してカウントを開始し、タイミング信号の第２変化（例えば、ＨレベルからＬレベルへの立ち下がり）に同期してカウント値を初期値に戻すカウンタ回路と、カウンタ回路のカウント値と閾値の比較に基づいて点灯信号ｓ１～ｓ３（又は点灯信号ｓ２，ｓ３）を生成する信号生成部を含むことができる。カウンタ回路は、発振回路の出力パルスをカウントし、又は、基準クロックのパルスをカウントする。信号生成部は、カウンタ回路のカウント値と予め設定された第１閾値を比較し、カウント値が第１閾値を超える時、点灯信号ｓ２を生成する。同様、信号生成部は、カウンタ回路のカウント値と予め設定された第２閾値（第１閾値よりも大きい）を比較し、カウント値が第２閾値を超える時、点灯信号ｓ３を生成する。

ターンランプの光源４１よりも投影部４ｄの光源２１ａを早く点灯させたい場合、タイミング信号の立ち上がりから瞬時に点灯信号ｓ１を生成するか、タイミング信号を点灯信号ｓ１として用いる。なお、タイミング信号を点灯信号ｓ１として用いるに際して、電圧のレベル調整等の必要な信号処理を実施しても良い。

駆動部３１ｂは、タイミング調整部３１ａからの点灯信号ｓ１～ｓ３に応答して駆動信号ｓ４～ｓ６を生成し、光源２１ａ～２１ｃに出力する。同様、駆動部３１ｂは、タイミング調整部３１ａからの点灯信号ｓ８に応答して駆動信号ｓ９を生成し、ターンランプの光源４１に出力する。駆動信号ｓ４～ｓ６，ｓ９は、例えば、電流信号であり、光源２１ａ～２１ｃ，４１の半導体発光素子（例えば、ＬＥＤ又はＬＤ）に流される。駆動信号ｓ４～ｓ６，ｓ９は、必ずしも一定値であるものに限らず、ＰＷＭ制御に応答して調整された値を有し得る。

図７を参照して更に説明する。なお、本明細書では、点灯信号の生成時点と光源の点灯開始時点の間の時間的な遅延は、無視可能なものとする。光源の点灯開始時点と個別像の投影開始時点の間の時間的な遅延も無視可能なものとする。即ち、点灯信号の生成時点と個別像の投影開始時点の間の時間的な遅延は無視可能である。従って、図７に示した光源２１ａ～２１ｃの光度は、点灯信号や駆動信号のレベル（例えば、Ｈレベル、Ｌレベル）、或いは路面に投影される個別像の照度に置き換えて理解することができる。

運転手による方向指示器７２の操作によってターン信号といったタイミング信号が、方向指示器７２から制御部３１に車両ＥＣＵ７１を介して又はこれを介さずに入力する。制御部３１は、タイミング信号の入力（タイミング信号の立ち上がり又はＨレベルのタイミング信号）に同期してターンランプ４ｃの光源４１を点灯させ、同様、タイミング信号の入力に同期して投影部４ｄの光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃをこの順で点灯させる。光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃの点灯開始は、上述したように制御部３１により制御される。投影部４ｄの光源２１ａは、ターンランプ４ｃの光源４１よりも早く点灯するように制御されているが、必ずしもこの限りではない。

より詳細には、時刻ｔ１においてＨレベルのタイミング信号が制御部３１に入力する。これに応答して、タイミング調整部３１ａは、時刻ｔ１とほぼ同時に（又は、極僅かに遅れて）点灯信号ｓ１を駆動部３１ｂに出力し、駆動部３１ｂが駆動信号ｓ４を光源２１ａに出力し、光源２１ａが点灯し、図３（ａ）に示すように個別像５ａが路面に投影される。同様、タイミング調整部３１ａは、時刻ｔ１とほぼ同時に（又は極僅かに遅れて）点灯信号ｓ８を駆動部３１ｂに出力し、駆動部３１ｂが駆動信号ｓ９を光源４１に出力し、光源４１が点灯する。なお、ターンランプをシーケンシャル点灯させるために光源４１の周辺回路及び駆動信号ｓ９が適切に構成され得る。光源４１の点灯開始時点と光源２１ａの点灯開始時点は、同時であるが、これに限定されるべきではない。光源２１ａが、ターンランプの光源４１よりも早く点灯開始する場合、ターンランプの点灯よりも長い時間に亘り路面に像が投影されるため、その投影像が周囲の運転手や歩行者に視認される可能性がより高められる。

制御部３１は、Ｈレベルのタイミング信号の入力時点から即時に（例えば、１０ミリ秒以内、又は５ミリ秒以内、又は２．５ミリ秒以内、又は０．５ミリ秒以内）に光源２１ａを点灯させるように動作する。光源２１ａの早期の点灯により路面に個別像５ａが単独で投影される期間を長くすることができる。念のため述べれば、点灯信号ｓ１は、時刻ｔ３よりも十分に前に生成される（時刻ｔ３よりも時刻ｔ１に極めて近い時点で生成される）。時刻ｔ３は、路面に像が投影される投影期間（即ち、Ｐミリ秒）を個別像５ａ～５ｃの数（ここでは、光源２１ａ～２１ｃの数にも等しい）で除算して算出される時刻ｔ１からの経過時間を示す。

１番目に投影される個別像５ａが単独で投影される期間は、投影期間のＰミリ秒（例えば、Ｐ＝２５０）の３５％～６０％又は４０％～５５％の範囲内であると良い。これにより他の個別像５ｂ，５ｃが個別像５ａに重ねて投影される期間との比較において個別像５ａの単独の投影期間が相対的に長くなり、シーケンシャルな投影による視覚効果が得られやすくなる。

タイミング調整部３１ａは、時刻ｔ３よりも後の時点である時刻ｔ４で点灯信号ｓ２を駆動部３１ｂに出力し、駆動部３１ｂが駆動信号ｓ５を光源２１ｂに出力し、光源２１ｂが点灯し、結果として、図３（ｂ）に示すように個別像５ｂが路面に投影される。本実施形態では、３個の個別像５ａ～５ｃにおいて１番目に投影される個別像５ａの投影開始時点から２５０／３ミリ秒の期間が経過した第１時点よりも後の第２時点で２番目に投影される個別像５ｂの投影が開始される。これにより、第１時点で２番目の個別像の投影を開始する場合よりもシーケンシャルな個別像の投影による視覚効果が得られやすくなる。繰り返すが、３個は、Ｍ及びＮにより２以上の任意の自然数として表すことができ、２５０ミリ秒は、Ｐミリ秒により２００以上の任意の実数（例えば、２５０～５００の範囲内の実数）として表すことができる。

点灯信号ｓ２は、時刻ｔ６の前に（即ち、時刻ｔ３と時刻ｔ６の間に）生成され、好適には時刻ｔ６よりも時刻ｔ３に近い時点ｔ４で生成される。時刻ｔ６は、路面に投影される像の投影期間（即ち、Ｐミリ秒）を個別像５ａ～５ｃの数（ここでは、光源２１ａ～２１ｃの数にも等しい）で除算して算出される時刻ｔ３からの経過時間を示す。時刻ｔ１からの経過時間として時刻ｔ６を算出する場合、２×（Ｐ／Ｎ）により算出可能である。光源２１ｂが時刻ｔ３から適度に遅延して点灯開始することにより、そうでない場合と比較して、個別像５ａが単独で投影される期間が相対的に長くなり、シーケンシャルな個別像の投影による視覚効果が得られやすくなる。

好適には、時刻ｔ４は、時刻ｔ３から５ミリ秒以降、又は１０ミリ秒以降、又は２０ミリ秒以降、又は３０ミリ秒以降、又は４０ミリ秒以降、又は４５ミリ秒以降である。追加的条件として、時刻ｔ４は、時刻ｔ３から７０ミリ秒以前、又は６５ミリ秒以前、６０ミリ秒以前、５５ミリ秒以前である。なお、本段落に列挙した数値の選択に基づいて任意の数値範囲を決定可能であるものとする。例えば、時刻ｔ４は、時刻ｔ３から５～７０ミリ秒の範囲内であり得る。これにより、光源２１ｂの十分な点灯期間を確保することができる。本段落に記載の時刻ｔ４に関する数値又は数値範囲は、Ｐ＝２５０～５００（又はＰ＝３００±５０）の時、特に有利である。

幾つかの場合、時刻ｔ４は、１．５×（Ｐ／（Ｎ＋１））ミリ秒～２×（Ｐ／（Ｎ＋１））ミリ秒の範囲内の時点である。Ｐ＝２５０，Ｎ＝３の場合、時刻ｔ４は、１．５×（２５０／（３＋１））ミリ秒～２×（２５０／（３＋１））ミリ秒の範囲内の時点であり、９３．７５ミリ秒～１２５ミリ秒の範囲内の時点である。時刻ｔ４が９３．７５ミリ秒の場合、２５０ミリ秒の投影期間において３７．５％の時間が個別像５ａの単独の投影のために割り当てられる。時刻ｔ４が１２５ミリ秒の場合、２５０ミリ秒の投影期間において５０％の時間が個別像５ａの単独の投影のために割り当てられる。

タイミング調整部３１ａは、時刻ｔ６よりも後の時点である時刻ｔ６．５（即ち、投影期間の中間時点）で点灯信号ｓ３を駆動部３１ｂに出力し、駆動部３１ｂが駆動信号ｓ６を光源２１ｃに出力し、光源２１ｃが点灯し、結果として、図３（ｃ）に示すように個別像５ｃが路面に投影される。光源２１ｃが時刻ｔ６から適度に遅延して点灯開始することにより、そうでない場合と比較して、個別像５ａ，５ｂの二つの像の投影期間が相対的に長くなり、シーケンシャルな個別像の投影による視覚効果が得られやすくなる。

点灯信号ｓ３は、時刻ｔ９（即ち、投影期間の終了時点）の前に（即ち、時刻ｔ６と時刻ｔ９の間に）生成され、好適には時刻ｔ９よりも時刻ｔ６に近い時刻ｔ６．５で生成される。時刻ｔ９は、路面に投影される像の投影期間（即ち、Ｐミリ秒）を個別像５ａ～５ｃの数（ここでは、光源２１ａ～２１ｃの数にも等しい）で除算して算出される時刻ｔ６からの経過時間を示す。時刻ｔ１からの経過時間として時刻ｔ９を算出する場合、３×（Ｐ／Ｎ）により算出可能である。図示の場合、Ｎ＝３であるため、時刻ｔ９＝Ｐミリ秒である。即ち、時刻ｔ９は、タイミング信号の第２変化（例えば、立ち下がり）に対応し、この時点でターンランプの光源４１と投影装置の光源２１ａ～２１ｃが全て消灯する。時刻ｔ６．５～時刻ｔ９の間の期間は、光源２１ａ～２１ｃの全てが点灯する全点灯期間である。

時刻ｔ６．５は、時刻ｔ４と時刻ｔ９の間の時間期間を２で除算して算出されるが、必ずしもこれに限られない。光源２１ｂ，２１ｃが時刻ｔ４において同時に点灯するように制御することもできる。

好適には、時刻ｔ６．５は、時刻ｔ６から５ミリ秒以降、又は１０ミリ秒以降、又は２０ミリ秒以降、又は３０ミリ秒以降、又は４０ミリ秒以降、又は４５ミリ秒以降である。追加的条件として、時刻ｔ６．５は、時刻ｔ６から７０ミリ秒以前、又は６５ミリ秒以前、６０ミリ秒以前、５５ミリ秒以前である。なお、本段落に列挙した数値の選択に基づいて任意の数値範囲を決定可能であるものとする。例えば、時刻ｔ６．５は、時刻ｔ６から５～７０ミリ秒の範囲内であり得る。これにより、光源２１ｃの十分な点灯期間を確保することができる。本段落に記載の時刻ｔ６．５に関する数値又は数値範囲は、Ｐ＝２５０～５００（又はＰ＝３００±５０）の時、特に有利である。

図７の時刻ｔ１０～ｔ１９及び時刻ｔ２０～ｔ２９についても時刻ｔ１～ｔ９と同様の制御が行われる。制御部３１は、タイミング信号がＬレベルの時、点灯信号を出力しないように構成され、従って、ターンランプの光源４１と投影部４ｄの光源２１ａ～２１ｃのいずれも消灯する。なお、タイミング信号のＨレベル期間とＬレベル期間は実質的に等しく、即ち、投影期間と非投影期間も時間の長さにおいて実質的に等しい。

繰り返すが、個別像及び／又はこれらが集合した全体像は、周囲の運転手や歩行者に車両１の運転手の意図を提示する目的に適合したように形状付けられ、図示のものに限定されるべきではない。図８に示す場合、個別像５ａ～５ｃが矢印の頭部を模式的に示す形状、端的には、逆Ｖ字形である。個別像５ａ～５ｃの集合から成る全体像は、逆Ｖ字形の個別像が間隔を空けて配置された多段逆Ｖ字模様を示す。パターン形成部材２５の透光部の開口形状を調整することにより個別像及び全体像を様々な形状に変更可能である。

個別像５ａ～５ｃのうち個別像５ｂ，５ｃを同時に投影しても良い（図９及び図１０参照）。投影開始時点が同時であるため、個別像５ｂ，５ｃの二つが一つの個別像として把握される。個別像５ａの投影開始時点である時刻ｔ１からＰ／２だけ遅れた時点ｔ４．５よりも後の時刻ｔ５において個別像５ｂ，５ｃの投影が開始する。個別像５ｂ，５ｃの投影が時刻ｔ４．５で開始する場合と比べて、個別像５ａの単独の投影時間が相対的に長く確保されるため、シーケンシャルな個別像の投影による視覚効果が得られやすくなる。３個の個別像の路面への投影開始時点が３個の個別像の全てに関して異なることが好ましいが、必ずしもこの限りではない。

図１１は、駆動信号ｓ４，ｓ５，ｓ６がＰＷＭ制御されて光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃの光度が徐々に増加する形態を示す。このように光源の光度を制御することも可能であり、また、本開示の発明の範囲内である。

上述の様々な形態又は特徴に関して、様々な設計変更が可能であり、これらも本開示の範囲内である。

４ｄ ：投影部

５ａ ：個別像
５ｂ ：個別像
５ｃ ：個別像

２１ ：光源
２１ａ ：光源
２１ｂ ：光源
２１ｃ ：光源

２４ ：集光レンズ
２５ ：パターン形成部材
２７ ：遮光部材

３１ ：制御部
３１ａ ：タイミング調整部
３１ｂ ：駆動部

Claims (15)

1. 少なくともＭ（Ｍは２以上の自然数を示す）個の光源を有し、前記少なくともＭ個の光源の点灯に基づいて少なくともＮ（Ｎは２以上の自然数を示す）個の個別像を所定方向に沿って路面上に投影する投影部と、
   少なくともＰ（Ｐは２００以上の実数を示す）ミリ秒に亘る所定期間において、前記所定期間の開始時点から前記少なくともＮ個の個別像の前記路面への投影が所定の順番で開始され、前記所定期間の中間時点で前記少なくともＮ個の個別像の全てが前記路面に投影され、前記所定期間の終了時点で前記少なくともＮ個の個別像の前記路面への投影が終了するように前記少なくともＭ個の光源を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記少なくともＮ個の個別像において１番目に投影される像の投影開始時点からＰ／Ｎミリ秒の期間が経過した第１時点よりも後の第２時点で前記少なくともＮ個の個別像において２番目に投影される像の投影が開始されるように前記少なくともＭ個の光源を制御するように構成されることを特徴とする車両用投影装置。
2. 前記Ｎは、３又は４又は５の自然数を示し、
   前記Ｐは、２５０～５００の範囲内の実数を示すことを特徴とする請求項１に記載の車両用投影装置。
3. 前記１番目に投影される像が単独で投影される期間は、前記Ｐミリ秒の３５％～６０％の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用投影装置。
4. 前記第２時点は、前記第１時点から２×（Ｐ／Ｎ）ミリ秒の期間が経過する第３時点よりも前記第１時点に近い時点であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用投影装置。
5. 前記第２時点は、前記第１時点から５ミリ秒～７０ミリ秒の範囲内の時点であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用投影装置。
6. 前記第２時点は、１．５×（Ｐ／（Ｎ＋１））ミリ秒～２×（Ｐ／（Ｎ＋１））ミリ秒の範囲内の時点であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両用投影装置。
7. 前記所定期間の開始時点から前記中間時点までの時間間隔をＱ（Ｑは実数を示す）ミリ秒とする時、（Ｑ／Ｐ）≦０．８を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両用投影装置。
8. 前記Ｍにより示される自然数は、前記Ｎにより示される自然数に等しく、前記Ｎ個の個別像の前記路面への投影開始時点が前記Ｎ個の個別像の全てに関して異なることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両用投影装置。
9. 前記所定方向は、車両から前方又は後方に離間する方向であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の車両用投影装置。
10. 前記制御部は、車両本体から伝達されるタイミング信号に応じて、前記少なくともＮ個の個別像の前記路面への投影のために前記少なくともＭ個の光源を制御する投影期間と、前記少なくともＭ個の光源の全てが消灯する非投影期間を繰り返すように前記少なくともＭ個の光源を制御するように構成され、前記所定期間が前記投影期間に等しいことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の車両用投影装置。
11. 前記投影期間及び前記非投影期間が時間の長さにおいて等しいことを特徴とする請求項１０に記載の車両用投影装置。
12. 前記投影部は、前記少なくともＭ個の光源に対応して少なくともＭ個のレンズ部を有する第１レンズと、前記少なくともＭ個の光源の放射光を投影するための第２レンズと、前記第１レンズと前記第２レンズの間に設けられ、前記少なくともＭ個の光源に対応して少なくともＭ個の透光部が遮光部に設けられたパターン形成部材を備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の車両用投影装置。
13. 前記投影部は、前記第１レンズと前記パターン形成部材の間で光チャンネルを光学的に区画するように設けられた少なくとも一つの遮光部材を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の車両用投影装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の車両用投影装置を備える車両用灯具。
15. 少なくともＭ（Ｍは２以上の自然数を示す）個の光源を有し、前記少なくともＭ個の光源の点灯に基づいて少なくともＮ（Ｎは２以上の自然数を示す）個の個別像を所定方向に沿って路面上に投影する投影部と、
    少なくともＰ（Ｐは２００以上の実数を示す）ミリ秒に亘る所定期間において、前記所定期間の開始時点から前記少なくともＮ個の個別像の前記路面への投影が所定の順番で開始され、前記所定期間の中間時点で前記少なくともＮ個の個別像の全てが前記路面に投影され、前記所定期間の終了時点で前記少なくともＮ個の個別像の前記路面への投影が終了するように前記少なくともＭ個の光源を制御する制御部を備える車両用投影装置の動作方法であって、
    前記少なくともＮ個の個別像において１番目に投影される像の投影を開始し、
    前記１番目の像の投影開始時点からＰ／Ｎミリ秒の期間が経過した第１時点よりも後の第２時点で前記少なくともＮ個の個別像において２番目に投影される像の投影を開始する、車両用投影装置の動作方法。

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