JP3982411B2 - 車両用デジタル照明装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射型デジタル光偏向装置を使用してすれ違い用の配光パターンまたは走行用の配光パターンで路面などを照明する車両用デジタル照明装置にかかるものである。特に、この発明は、すれ違い用の配光パターンの照射時において、制御装置により制御された反射型デジタル光偏向装置からのOFFの反射光(以下、単に、OFF制御光と称する)であって、無効化されているOFF制御光を有効活用することができる車両用デジタル照明装置に関するものである。
【0002】
なお、この明細書において、「路面など」とは、路面およびその路面上の人(歩行者など)や物(先行車や対向車や道路標識や建物など)などを言う。
【0003】
【従来の技術】
反射型デジタル光偏向装置を使用してすれ違い用の配光パターンまたは走行用の配光パターンで路面などを照明する車両用の照明装置は、従来からある(たとえば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献】
特開平9−104288号公報(段落番号「0007」〜「0018」)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記の従来の車両用デジタル照明装置は、すれ違い用の配光パターンの照射時において、OFF制御光を光アブソーバーにより無効化されている。
【0006】
この発明は、前記の従来の技術の改良にかかるものであり、その目的とするところは、無効化されているOFF制御光を有効活用することができる車両用デジタル照明装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、光源を有する光学エンジンと、多数個の極小ミラー素子がそれぞれ傾倒可能に配置されており、前記多数個の極小ミラー素子の傾倒角度を、第1傾倒角度と第2傾倒角度とにデジタル的に切り替えて、前記光学エンジンからの光の反射方向をONの第1反射方向とOFFの第2反射方向とにデジタル的にスイッチングする反射型デジタル光偏向装置と、すれ違い用の配光パターンのデジタルデータまたは走行用の配光パターンのデジタルデータに基づいて前記多数個の極小ミラー素子の切替スイッチングをデジタル的に個々に制御する制御装置と、前記制御装置により制御された前記反射型デジタル光偏向装置からのONの反射光(以下、単に、ON制御光と称する)であってすれ違い用の配光パターンを形成するロービームまたは走行用の配光パターンを形成するハイビームを路面などに照射する光照射装置と、OFF制御光であって、すれ違い用の配光パターンを形成しないビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射するOFF制御光照射装置と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
この結果、請求項1にかかる発明は、OFF制御光照射装置により、OFF制御光であって、すれ違い用の配光パターンを形成しないビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射することができる。このために、請求項1にかかる発明は、ロービームで形成されるすれ違い用の配光パターンと、OFF制御光のビームで形成される所定の配光パターンとが得られ、すれ違い用の配光パターンの照射時において、無効化されているOFF制御光を有効活用することができる。
【0009】
また、請求項2にかかる発明は、反射型デジタル光偏向装置の極小ミラー素子の傾倒軸が水平である車両用デジタル照明装置において、OFF制御光照射装置が、第1反射方向に出射するON制御光であるロービームに対して、上または下に第2反射方向に出射するOFF制御光であるビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射する、ことを特徴とする。
【0010】
この結果、請求項2にかかる発明は、前記の請求項1にかかる発明と同様に、OFF制御光照射装置により、ロービームに対して上または下に出射するOFF制御光であるビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射することができる。このために、請求項2にかかる発明は、前記の請求項1にかかる発明と同様に、ロービームで形成されるすれ違い用の配光パターンと、OFF制御光のビームで形成される所定の配光パターンとが得られ、すれ違い用の配光パターンの照射時において、無効化されているOFF制御光を有効活用することができる。
【0011】
また、請求項3にかかる発明は、反射型デジタル光偏向装置の極小ミラー素子の傾倒軸が水平である車両用デジタル照明装置において、OFF制御光照射装置が、第1反射方向に出射するON制御光であるロービームに対して、左または右に第2反射方向に出射するOFF制御光であるビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射する、ことを特徴とする。
【0012】
この結果、請求項3にかかる発明は、前記の請求項1にかかる発明と同様に、OFF制御光照射装置により、ロービームに対して左または右に出射するOFF制御光であるビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射することができる。このために、請求項3にかかる発明は、前記の請求項1にかかる発明と同様に、ロービームで形成されるすれ違い用の配光パターンと、OFF制御光のビームで形成される所定の配光パターンとが得られ、すれ違い用の配光パターンの照射時において、無効化されているOFF制御光を有効活用することができる。
【0013】
また、請求項4にかかる発明は、反射型デジタル光偏向装置の極小ミラー素子の傾倒軸が水平である車両用デジタル照明装置において、OFF制御光照射装置が、第1反射方向に出射するON制御光であるロービームに対して、斜めに第2反射方向に出射するOFF制御光であるビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射する、ことを特徴とする。
【0014】
この結果、請求項4にかかる発明は、前記の請求項1にかかる発明と同様に、OFF制御光照射装置により、ロービームに対して斜めに出射するOFF制御光であるビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射することができる。このために、請求項4にかかる発明は、前記の請求項1にかかる発明と同様に、ロービームで形成されるすれ違い用の配光パターンと、OFF制御光のビームで形成される所定の配光パターンとが得られ、すれ違い用の配光パターンの照射時において、無効化されているOFF制御光を有効活用することができる。
【0015】
また、請求項5にかかる発明は、OFF制御光照射装置が、OFF制御光であるビームを赤外光として所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射する、ことを特徴とする。
【0016】
この結果、請求項5にかかる発明は、OFF制御光照射装置により、OFF制御光であるビームを赤外光として所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射することができる。このために、請求項5にかかる発明は、前記の請求項1にかかる発明と同様に、ロービームで形成されるすれ違い用の配光パターンと、OFF制御光のビームで形成される赤外光の所定の配光パターンとが得られ、すれ違い用の配光パターンの照射時において、無効化されているOFF制御光を有効活用することができる。特に、請求項5にかかる発明は、赤外光の配光パターンが得られるので、赤外撮像装置で車両の周囲を監視する赤外システムの赤外光として有効活用することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる車両用デジタル照明装置の実施の形態の4例について添付図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0018】
図において、符号「U」は、ドライバー側から見た上側を示す。符号「D」は、ドライバー側から見た下側を示す。符号「L」は、ドライバー側から前方を見た場合の左側を示す。符号「R」は、ドライバー側から前方を見た場合の右側を示す。符号「HL−HR」は、スクリーン上の左右水平線のことを示す。符号「VU−VD」は、同じく、スクリーン上の上下垂直線を示す。
【0019】
(実施の形態1の構成の説明)
「全体構成の説明」
図1〜図8は、この発明にかかる車両用デジタル照明装置の実施の形態1を示す。この例の車両用デジタル照明装置は、すれ違い用の配光パターンLP(図7(C)、(D)参照)または走行用の配光パターンHP(図7(A)、(B)参照)で路面などを照明する自動車用のヘッドランプである。
【0020】
前記車両用デジタル照明装置は、図1に示すように、光学エンジン1と、反射型デジタル光偏向装置2と、光照射装置3と、配光パターン選択装置5と、制御装置6と、OFF制御光照射装置8とを備えるものである。
【0021】
「光学エンジンの説明」
前記光学エンジン1は、図2に示すように、光源としての放電灯10(出力がたとえば35W)と、前記放電灯10からの光L1を反射させるリフレクタ11と、前記リフレクタ11からの反射光L2を平行光L3として出射させるコリメータレンズ(平行化レンズ)12とを備える。
【0022】
前記リフレクタ11の内面には、アルミ蒸着や銀塗装などが施されていて反射面13が設けられている。この反射面13は、NURBSの自由曲面(特開2001−35215号公報を参照)から形成されている反射面であって、反射光L2を前記コリメータレンズ12の入射面14に、図2(B)および(C)に示す配光分布で入射させるものである。図2(B)および(C)に示す配光分布は、中央における光度(照度)が高く、周囲における光度(照度)が低い配光分布をなすものであるから、車両用の照明の配光分布、すなわち、中央における光度(照度)が高く、周囲における光度(照度)が低い配光分布に一致するので、放電灯10からの光L1を有効に利用することができる。
【0023】
「反射型デジタル光偏向装置の説明」
前記反射型デジタル光偏向装置2(特開平8−201708号公報、特開平11−231234号公報を参照)は、極小ミラー素子群デジタル駆動装置、または、反射型光学変調素子、または、空間光変調器、または、光情報処理素子、または、光スイッチなどと称されている。
【0024】
前記反射型デジタル光偏向装置2は、図3〜図6に示すように、CMOS基板(SRAMメモリ半導体)20と、前記CMOS基板20上に配置された導体21と、前記導体21上にトーションヒンジ22(傾倒軸)を介して傾倒可能に配置されたヨーク23と、前記ヨーク23にポスト24を介して支持された極小ミラー素子25とから構成されている。すなわち、前記反射型デジタル光偏向装置2は、1個の半導体チップ上に機械的機能と、光学的機能と、電気的機能を集積したデバイスである。前記CMOS基板20は、駆動部であって、アドレス用のトランジスターからなる。前記ヨーク23は、可動部であって、ランディングチップ(スプリングチップ、バウンシングチップ)27を有する。
【0025】
前記反射型デジタル光偏向装置2は、多数個の前記極小ミラー素子25がそれぞれ傾倒可能に配置されているものである。前記多数個の極小ミラー素子25の個数は、たとえば、720×480=345600個、または、800×600=480000個、または、1024×768=786432個、または、1280×1024=1310720個、または、任意の個数である。
【0026】
前記反射型デジタル光偏向装置2は、前記多数個の極小ミラー素子25の傾倒角度を第1傾倒角度と第2傾倒角度とにデジタル的に切り替えて、前記光学エンジン1のコリメータレンズ12からの平行光L3の反射方向をONの第1反射方向とOFFの第2反射方向とにデジタル的にスイッチングするものである。前記反射型デジタル光偏向装置2は、いわゆる、光の高速スイッチング動作を行うデバイスである。以下、前記極小ミラー素子25の姿勢状態について図6を参照して詳細に説明する。
【0027】
すなわち、無通電時において、前記極小ミラー素子25は、点線で示すフラットステイトと称される水平状態(ニュートラル状態)にある。通電時において、前記極小ミラー素子25は、CMOS基板20のアドレスメモリへの出力に応じて静電引力により、水平状態から、実線で示す状態(ONの状態)に、または、一点鎖線で示す状態(OFFの状態)に、それぞれ傾倒するものである。
【0028】
前記極小ミラー素子25の実線で示すONの状態は、ニュートラル状態に対して第1傾倒角度+θ(たとえば、+10°または+12°など)に傾倒した状態であって、このONの状態においては、前記光学エンジン1からの光L3を実線矢印に示すONの第1反射方向に反射させる。この実線矢印で示されている反射光L4は、ON制御光であって、前記入射光L3に対して角度2θで前記光照射装置3側に反射して、すれ違い用の配光パターンLPまたは走行用の配光パターンHPで路面などを照明する。
【0029】
また、前記極小ミラー素子25の一点鎖線で示すOFFの状態は、ニュートラル状態に対して第2傾倒角度−θ(たとえば、−10°または−12°など)に傾倒した状態であって、このOFFの状態においては、前記光学エンジン1からの光L3を一点鎖線矢印に示すOFFの第2反射方向に反射させる。この一点鎖線矢印で示されている反射光L5は、OFF制御光であって、前記入射光L3に対して角度6θで前記OFF制御光照射装置8側に反射して所定の配光パターンPで所定の方向に路面などを照明する。このように、この実施の形態1にかかる車両用デジタル照明装置は、OFF制御光照射装置8により、従来では無効化されているOFF制御光L5を有効活用することができる。なお、OFF制御光照射装置8については、後記する。
【0030】
さらに、水平状態(ニュートラル状態)にある極小ミラー素子25は、前記光学エンジン1からの平行光L3を点線矢印に示す第3反射方向に反射させる。この点線矢印で示されている反射光L6は、前記入射光L3に対して角度4θで反射している。
【0031】
前記反射型デジタル光偏向装置2は、前記制御装置6から出力される制御信号により、前記多数個の極小ミラー素子25を1個ずつ、ONの状態とOFFの状態とにそれぞれ制御される。たとえば、前記制御装置6から出力される制御信号が「1」のときには、極小ミラー素子25がONの状態となり、前記制御装置6から出力される制御信号が「0」のときには、極小ミラー素子25がOFFの状態となる。
【0032】
「光照射装置の説明」
前記光照射装置3は、前記反射型デジタル光偏向装置2からのONの光L4(ON制御光L4)を発散させる発散レンズ30と、前記発散レンズ30からの出射光L7を照射光L8として路面などに照射する集光レンズ(投影レンズ)31とから構成されている。この光照射装置3は、ON制御光L4を、すれ違い用の配光パターンLPを形成するロービームとしてまたは走行用の配光パターンHPを形成するハイビームとして路面などに照射する。
【0033】
「配光パターン選択装置の説明」
前記配光パターン選択装置5は、この実施の形態1にかかる車両用デジタル照明装置から路面などを照明する配光パターンを、ドライバーがすれ違い用の配光パターンLPまたは走行用の配光パターンHPとに切替選択操作するものである。
【0034】
「制御装置の説明」
前記制御装置6は、図1に示すように、前記配光パターン選択装置5の切替選択操作により、すれ違い用の配光パターンLPのデジタルデータまたは走行用の配光パターンHLのデジタルデータに基づいて前記多数個の極小ミラー素子25の切替スイッチングをデジタル的に個々に制御するものである。
【0035】
すなわち、前記制御装置6は、図7(A)に示すように、前記反射型デジタル光偏向装置2の多数個の極小ミラー素子25をカットラインCLを境に第1群H1と第2群L2とに分割して制御するものである。なお、図7(A)に示す前記反射型デジタル光偏向装置2の多数個の極小ミラー素子25は、図7(B)に示す走行用の配光パターンHP、図7(C)、(D)に示すすれ違い用の配光パターンLP、OFF制御光の配光パターンDPに対応させて楕円形状をなすが、実際の多数個の極小ミラー素子25は、矩形に配列されている。
【0036】
前記制御装置6が第1群H1の極小ミラー素子25と第2群L2の極小ミラー素子25とをON制御すると、図7(B)に示す走行用の配光パターンHPが得られる。また、前記制御装置6が第1群H1の極小ミラー素子25をOFF制御し、かつ、第2群L2の極小ミラー素子25をON制御すると、図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPが得られる。このすれ違い用の配光パターンLPのカットラインSLよりも上方のパターン(図7(D)に示す格子部分のパターン)DPは、前記制御装置6によりOFF制御された第1群H1の極小ミラー素子25からのOFF制御光L5の配光パターンである。
【0037】
前記制御装置6は、車両に搭載されているコンピュータを使用する。前記コンピュータとしては、たとえば、カーナビゲーション、カーオーディオ、携帯電話などをコントロール(制御)するコンピュータを使用する。また、前記制御装置6は、車両に搭載されていないコンピュータ、たとえば、携帯型パソコンなどを使用する場合であっても良い。この場合においては、携帯型パソコンにユーザー好みのデジタルデータを記憶させておけば、車両が変わっても、変わった車両に携帯型パソコンを接続することにより、ユーザー好みの配光パターンがいつでも得られることとなる。前記制御装置6は、一般のオペレーティングシステム(OS)で制御されるものである。このように、前記制御装置6は、前記反射型デジタル光偏向装置2と別個の構成となる。
【0038】
「OFF制御光照射装置の説明」
前記OFF制御光照射装置8は、図1および図7および図8に示すように、従来では無効化されているOFF制御光L5を所定の配光パターンPで所定の方向に路面などに照射するものである。
【0039】
この実施の形態1にかかる車両用デジタル照明装置おいては、図8(A)に示すように、前記反射型デジタル光偏向装置2の極小ミラー素子25の傾倒軸H−Hが水平である。この場合においては、前記反射型デジタル光偏向装置2からの第1反射方向に出射するON制御光L4に対して、OFF制御光L5が下(または上)に第2反射方向に出射する。なお、この明細書において、極小ミラー素子25の傾倒軸(H−H)が水平であるとは、極小ミラー素子25が傾倒軸(H−H)回りに上下方向に傾倒し、ON制御光L4に対してOFF制御光L5が上または下に反射される反射型デジタル光偏向装置2のセットポジションを言う。
【0040】
このために、図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPの照射時において、図7(D)に示すOFF制御光の配光パターンDPは、図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPに対して、ほぼ上下左右反転パターンとして下(または上)に照射されている。なお、このON制御光L4の第1反射方向とOFF制御光L5の第2反射方向との間の角度は、4θ(たとえば、40°または48°)である。
【0041】
前記OFF制御光照射装置8は、図8(B)に示すように、反射型デジタル光偏向装置2からのOFF制御光L5を上下反転させて反射させるミラー800と、このミラー800からの反射光を左右反転させるシリンドリカルレンズ801と、このシリンドリカルレンズ801からの出射光を発散させる発散レンズ802と、前記発散レンズ802からの出射光を照射光として路面などに照射する集光レンズ(投影レンズ)803とから構成されている。
【0042】
(実施の形態1の作用の説明)
この実施の形態1にかかる車両用デジタル照明装置は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
【0043】
まず、ドライバーが配光パターン選択装置5を操作することにより、制御装置6が反射型デジタル光偏向装置2を制御して、光照射装置3から図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLP、または、図7(B)に示す走行用の配光パターンHPが路面などを照明する。
【0044】
図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPが照射されているとき、反射型デジタル光偏向装置2からのOFF制御光L5は、まず、ミラー800で上下反転させて反射され、つぎに、シリンドリカルレンズ801を左右反転させて透過し、それから、発散レンズ802を発散させて透過し、そして、集光レンズ(投影レンズ)803を透過して路面などに所定の配光パターンで所定の方向に照射される。すなわち、OFF制御光L5による有効活用された配光パターンPは、図8(C)に示すように、すれ違い用の配光パターンLPに対して、ほぼ同一形状のパターンでほぼ同一位置に重ね合わされて照射されている。
【0045】
(実施の形態1の効果の説明)
このように、この実施の形態1にかかる車両用デジタル照明装置は、OFF制御光照射装置8により、ロービームに対して下(または上)に出射するOFF制御光L5をすれ違い用の配光パターンLPに重ね合わせて路面などに照射することができる。このために、この実施の形態1にかかる車両用デジタル照明装置は、ロービームで形成されるすれ違い用の配光パターンLPと、OFF制御光L5で形成される所定の配光パターンPとが得られ、すれ違い用の配光パターンLPの照射時において、無効化されているOFF制御光L5を有効活用することができる。
【0046】
(実施の形態2の説明)
図9は、この発明にかかる車両用デジタル照明装置の実施の形態2を示す。図中、図1〜図8と同符号は、同一のものを示す。
【0047】
この実施の形態2にかかる車両用デジタル照明装置においては、図9(A)に示すように、前記反射型デジタル光偏向装置2の極小ミラー素子25の傾倒軸V−Vが垂直である。この場合においては、前記反射型デジタル光偏向装置2からの第1反射方向に出射するON制御光L4に対して、OFF制御光L5が左(または右)に第2反射方向に出射する。なお、この明細書において、極小ミラー素子25の傾倒軸(V−V)が垂直であるとは、極小ミラー素子25が傾倒軸(V−V)回りに左右方向に傾倒し、ON制御光L4に対してOFF制御光L5が左または右に反射される反射型デジタル光偏向装置2のセットポジションを言う。
【0048】
このために、図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPの照射時において、図7(D)に示すOFF制御光の配光パターンDPは、図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPに対して、ほぼ上下左右反転パターンとして左(または右)に照射されている。
【0049】
前記OFF制御光照射装置8は、図9(B)に示すように、反射型デジタル光偏向装置2からのOFF制御光L5を上下左右反転させて透過させる凸レンズ810と、この凸レンズ810の焦点近傍に配置され、凸レンズ810からの透過光の一部をカットオフするシールド811と、このシールド811を通過した光を照射光として路面などに照射する集光レンズ(投影レンズ)812とから構成されている。
【0050】
この実施の形態2にかかる車両用デジタル照明装置は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。すなわち、図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPが照射されているとき、反射型デジタル光偏向装置2からのOFF制御光L5は、まず、凸レンズ810を上下左右反転させて透過し、つぎに、シールド811を一部がカットオフされて通過し、そして、集光レンズ(投影レンズ)812を透過して路面などに所定の配光パターンで所定の方向に照射される。すなわち、OFF制御光L5による有効活用された配光パターンP1は、図9(C)に示すように、すれ違い用の配光パターンLPに対して、水平カットラインCL1の配光パターンP1で左側(または右側)の側方光として照射されている。
【0051】
このように、この実施の形態2にかかる車両用デジタル照明装置は、前記の実施の形態1にかかる車両用デジタル照明装置と同様に、OFF制御光照射装置8により、ロービームに対して左(または右)に出射するOFF制御光L5をすれ違い用の配光パターンLPに対して側方光として路面などに照射することができる。このために、この実施の形態2にかかる車両用デジタル照明装置は、前記の実施の形態1にかかる車両用デジタル照明装置とほぼ同様に、ロービームで形成されるすれ違い用の配光パターンLPと、OFF制御光L5で形成される所定の配光パターンP1とが得られ、すれ違い用の配光パターンLPの照射時において、無効化されているOFF制御光L5を有効活用することができる。
【0052】
(実施の形態3の説明)
図10は、この発明にかかる車両用デジタル照明装置の実施の形態3を示す。図中、図1〜図9と同符号は、同一のものを示す。
【0053】
この実施の形態3にかかる車両用デジタル照明装置においては、図10(A)に示すように、前記反射型デジタル光偏向装置2の極小ミラー素子25の傾倒軸SD−SDが斜め(たとえば、水平軸H−Hまたは垂直軸V−Vに対してほぼ45°傾斜した斜め)である。この場合においては、前記反射型デジタル光偏向装置2からの第1反射方向に出射するON制御光L4に対して、OFF制御光L5が左下(または右下または左上または右上)に第2反射方向に出射する。なお、この明細書において、極小ミラー素子25の傾倒軸(SD−SD)が斜めであるとは、極小ミラー素子25が傾倒軸(SD−SD)回りに斜め方向に傾倒し、ON制御光L4に対してOFF制御光L5が左下または右下または左上または右上に反射される反射型デジタル光偏向装置2のセットポジションを言う。
【0054】
このために、図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPの照射時において、図7(D)に示すOFF制御光の配光パターンDPは、図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPに対して、ほぼ上下左右反転パターンとして左下(または右下または左上または右上)に照射されている。
【0055】
前記OFF制御光照射装置8は、図10(B)に示すように、反射型デジタル光偏向装置2からのOFF制御光L5を反射型デジタル光偏向装置2からのOFF制御光L5を上下反転させて反射させるミラー820と、このミラー820からの反射光を左右反転させるシリンドリカルレンズ821と、このシリンドリカルレンズ821からの出射光の一部をカットオフするシールド822と、このシールド822を通過した光を発散させる発散レンズ823と、前記発散レンズ823からの出射光を照射光として路面などに照射する集光レンズ(投影レンズ)824とから構成されている。
【0056】
この実施の形態3にかかる車両用デジタル照明装置は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。すなわち、図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPが照射されているとき、反射型デジタル光偏向装置2からのOFF制御光L5は、まず、ミラー820で上下反転させて反射され、つぎに、シリンドリカルレンズ821を左右反転させて透過し、それから、シールド822を一部がカットオフされて通過し、さらに、発散レンズ823を発散させて透過し、そして、集光レンズ(投影レンズ)824を透過して路面などに所定の配光パターンで所定の方向に照射される。すなわち、OFF制御光L5による有効活用された配光パターンPは、図10(C)に示すように、すれ違い用の配光パターンLPに対して、水平カットラインCL2の配光パターンP2で左下側(または右下側または左上側または右上側)の側方光として照射されている。
【0057】
このように、この実施の形態3にかかる車両用デジタル照明装置は、前記の実施の形態1、2にかかる車両用デジタル照明装置と同様に、OFF制御光照射装置8により、ロービームに対して左下(または右下または左上または右上)に出射するOFF制御光L5をすれ違い用の配光パターンLPに対して側方光として路面などに照射することができる。このために、この実施の形態3にかかる車両用デジタル照明装置は、前記の実施の形態1、2にかかる車両用デジタル照明装置とほぼ同様に、ロービームで形成されるすれ違い用の配光パターンLPと、OFF制御光L5で形成される所定の配光パターンP2とが得られ、すれ違い用の配光パターンLPの照射時において、無効化されているOFF制御光L5を有効活用することができる。
【0058】
(実施の形態4の説明)
図11および図12は、この発明にかかる車両用デジタル照明装置の実施の形態3を示す。図中、図1〜図10と同符号は、同一のものを示す。
【0059】
この実施の形態4にかかる車両用デジタル照明装置においては、前記の実施の形態1にかかる車両用デジタル照明装置と同様に、前記反射型デジタル光偏向装置2の極小ミラー素子25の傾倒軸H−Hが水平である。
【0060】
OFF制御光照射装置8は、図12に示すように、反射型デジタル光偏向装置2からのOFF制御光L5を上下反転させて反射させるミラー830と、このミラー830からの反射光を上下左右反転させる凸レンズ831と、この凸レンズ831からの出射光を照射光として路面などに照射する集光レンズ(投影レンズ)832とから構成されている。
【0061】
この実施の形態4にかかる車両用デジタル照明装置においては、ミラー830を赤外光反射性とするか、または、凸レンズ831、集光レンズ(投影レンズ)832のうち少なくとも1つを赤外光透過性とする。または、光源として、タングステンランプを使用する。
【0062】
この実施の形態4にかかる車両用デジタル照明装置は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。すなわち、図7(C)に示すすれ違い用の配光パターンLPが照射されているとき、反射型デジタル光偏向装置2からのOFF制御光L5は、まず、ミラー830で上下反転させて反射され、つぎに、凸レンズ831を上下左右反転させて透過し、そして、集光レンズ(投影レンズ)832を透過して路面などに赤外光の所定の配光パターンで所定の方向に照射される。すなわち、OFF制御光L5による有効活用された配光パターンRPは、図11(C)に示すように、すれ違い用の配光パターンLPに対して、カットオフされたパターンとほぼ同一形状のパターンでカットラインCLの上方に位置するように照射されている。
【0063】
このように、この実施の形態4にかかる車両用デジタル照明装置は、前記の実施の形態1、2、3にかかる車両用デジタル照明装置と同様に、OFF制御光照射装置8により、OFF制御光L5をすれ違い用の配光パターンLPに対して赤外光の配光パターン(図11(C)中の破線格子部分の配光パターン)RPとして路面などに照射することができる。このために、この実施の形態4にかかる車両用デジタル照明装置は、前記の実施の形態1、2、3にかかる車両用デジタル照明装置とほぼ同様に、ロービームで形成されるすれ違い用の配光パターンLPと、OFF制御光L5で形成される赤外光の所定の配光パターンRPとが得られ、すれ違い用の配光パターンLPの照射時において、無効化されているOFF制御光L5を有効活用することができる。
【0064】
特に、この実施の形態4にかかる車両用デジタル照明装置は、赤外光の配光パターンRPが得られるので、赤外撮像装置で車両の周囲を監視する赤外システムの赤外光として有効活用することができる。
【0065】
なお、この発明にかかる配光パターンは、AFS(Adaptive Front lighting System、または、Advanced Front lighting System)のロジックをそのまま使用する。
【0066】
(実施の形態以外の例の説明)
なお、前記実施の形態1、2、3、4においては、車両用デジタル照明装置が車両の左右にそれぞれ搭載されている場合、左右の配光パターンはそれぞれ異なるが、左右の配光パターンをトータルすることにより、所定の配光パターンが得られるように、配光データは構成されている。
【0067】
また、前記実施の形態1、2、3、4においては、反射型デジタル光偏向装置2の極小ミラー素子25のアスペクト比が、720×480、または、800×600、または、1024×768、または、1280×1024であるが、この発明は、車両用の配光パターンに適したアスペクト比としても良い。
【0068】
また、前記実施の形態1、2、3においては、光学エンジン1の光源として放電灯2を使用したものであるが、この発明においては、放電灯2以外の光源、たとえば、白熱灯、ハロゲンランプ、LEDなどを使用しても良い。しかも、光源は、1個でなく、複数個使用しても良い。
【0069】
また、前記実施の形態1、2、3、4において、光学エンジン1と反射型デジタル光偏向装置2とのレイアウトは、図2以外のレイアウトでも良い。たとえば、トラックなどの場合には、横長のフラットなレイアウトとし、また、軽自動車の場合には、縦長の筒型のレイアウトとする。すなわち、最終的に反射型デジタル光偏向装置2から反射される反射光L4がデジタル的に制御されているので、光学エンジン1から反射型デジタル光偏向装置2までの中間の光のアナログ的なずれは、無視できる。このために、光学エンジン1を車体スペックに合わせて、縦、横、上、下、斜め、などのレイアウトを取ることができ、また、冷却効果のあるエアダクト付近にレイアウトしても良い。
【0070】
また、前記の実施の形態1、2、3、4においては、光学エンジン1のリフレクタ11と反射型デジタル光偏向装置2との間にコリメータレンズ12を介在させてものであるが、この発明においては、リフレクタ11からの反射光を反射型デジタル光偏向装置2に直接入射させても良い。この場合、レンズによる色の収差むらや光むらがないなどの効果が得られる。
【0071】
また、前記の実施の形態1、2、3、4において、OFF制御光照射装置8は、前記ミラー800、820、830と、シリンドリカルレンズ801、821と、発散レンズ802、823と、集光レンズ(投影レンズ)803、812、824、832と、凸レンズ810、831と、シールド811、822とから構成されているものであるが、この発明おいては、OFF制御光L5を所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射するものであれば、特に限定しない。
【0072】
【発明の効果】
以上から明らかなように、この発明にかかる車両用デジタル照明装置(請求項1、2、3、4、5)によれば、OFF制御光照射装置により、OFF制御光であって、すれ違い用の配光パターンを形成しないビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射することができる。このために、この発明にかかる車両用デジタル照明装置(請求項1、2、3、4、5)は、ロービームで形成されるすれ違い用の配光パターンと、OFF制御光のビームで形成される所定の配光パターンとが得られ、すれ違い用の配光パターンの照射時において、無効化されているOFF制御光を有効活用することができる。
【0073】
特に、この発明にかかる車両用デジタル照明装置(請求項5)によれば、赤外光の配光パターンが得られるので、赤外撮像装置で車両の周囲を監視する赤外システムの赤外光として有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる車両用デジタル照明装置の実施の形態1を示す全体構成の機能ブロック図である。
【図2】(A)は、同じく、光学エンジンおよび光照射装置を示す説明図、(B)は(A)におけるB−B線矢視の光度分布を示す説明図、(C)は、同じく、(B)におけるC−C線矢視の高度分布を示す説明図である。
【図3】同じく、反射型デジタル光偏向装置を示す斜視図である。
【図4】同じく、反射型デジタル光偏向装置の構成を示す一部拡大斜視図である。
【図5】同じく、反射型デジタル光偏向装置の構成を示す一部拡大分解斜視図である。
【図6】同じく、反射型デジタル光偏向装置の作用を示す説明図である。
【図7】 (A)は、同じく、反射型デジタル光偏向装置の極小ミラー素子を第1群と第2群とに分割した状態を示す説明図、(B)は、同じく、走行用の配光パターンを示す説明図、(C)は、同じく、すれ違い用の配光パターンを示す説明図、(D)は、同じく、すれ違い用の配光パターンとOFF制御光の配光パターンとを示す説明図である。
【図8】 (A)は、同じく、極小ミラー素子の傾倒軸が水平の場合におけるON制御光とOFF制御光との相対関係を示す説明図、(B)は、同じく、OFF制御光照射装置を示す説明図、(C)は、同じく、すれ違い用の配光パターンとOFF制御光の有効活用された配光パターンとを示す説明図である。
【図9】 (A)は、この発明にかかる車両用デジタル照明装置の実施の形態2であって、極小ミラー素子の傾倒軸が垂直の場合におけるON制御光とOFF制御光との相対関係を示す説明図、(B)は、同じく、OFF制御光照射装置を示す説明図、(C)は、同じく、すれ違い用の配光パターンとOFF制御光の有効活用された配光パターンとを示す説明図である。
【図10】 (A)は、この発明にかかる車両用デジタル照明装置の実施の形態3であって、極小ミラー素子の傾倒軸が斜めの場合におけるON制御光とOFF制御光との相対関係を示す説明図、(B)は、同じく、OFF制御光照射装置を示す説明図、(C)は、同じく、すれ違い用の配光パターンとOFF制御光の有効活用された配光パターンとを示す説明図である。
【図11】 (A)は、この発明にかかる車両用デジタル照明装置の実施の形態3であって、反射型デジタル光偏向装置の極小ミラー素子を第1群と第2群とに分割した状態を示す説明図、(B)は、同じく、走行用の配光パターンを示す説明図、(C)は、同じく、すれ違い用の配光パターンとOFF制御光の赤外光の配光パターンとを示す説明図である。
【図12】同じく、OFF制御光照射装置を示す説明図である。
【符号の説明】
U 上
D 下
L 左
R 右
VU−VD スクリーンの上下の垂直線
HL−HR スクリーンの左右の水平線
L1 放電灯10からの光
L2 リフレクタ11からの反射光
L3 コリメータレンズ12からの平行光
L4 反射型デジタル光偏向装置2からのONの反射光
L5 反射型デジタル光偏向装置2からのOFFの反射光
L6 反射型デジタル光偏向装置2からの無通電時の反射光
L7 発散レンズ30からの出射光
L8 集光レンズ31からの出射光
LP すれ違い用の配光パターン
HP 走行用の配光パターン
P、P1、P2、P3 OFF制御光を有効活用された配光パターン
DP OFF制御光の配光パターン
RP 赤外光の配光パターン
CL、CL1、CL2 カットライン
H−H、V−V、SD−SD 傾倒軸
H1 極小ミラー素子の第1群
L2 極小ミラー素子の第2群
1 光学エンジン
10 放電灯(光源)
11 リフレクタ
12 コリメータレンズ
13 反射面
14 入射面
2 反射型デジタル光偏向装置
20 CMOS基板
21 導体
22 トーションヒンジ
23 ヨーク
24 ポスト
25 極小ミラー素子
27 ランディングチップ
3 光照射装置
30 発散レンズ
31 集光レンズ(投影レンズ)
5 配光パターン選択装置
6 制御装置
8 OFF制御光照射装置
800、820、830 ミラー
801、821 シリンドリカルレンズ
802、823 発散レンズ
803、812、824、832 集光レンズ(投影レンズ)
810、831 凸レンズ
811、822 シールド
Claims (5)
- 反射型デジタル光偏向装置を使用してすれ違い用の配光パターンまたは走行用の配光パターンで路面などを照明する車両用デジタル照明装置において、
光源を有する光学エンジンと、
多数個の極小ミラー素子がそれぞれ傾倒可能に配置されており、前記多数個の極小ミラー素子の傾倒角度を、第1傾倒角度と第2傾倒角度とにデジタル的に切り替えて、前記光学エンジンからの光の反射方向をONの第1反射方向とOFFの第2反射方向とにデジタル的にスイッチングする反射型デジタル光偏向装置と、
すれ違い用の配光パターンのデジタルデータまたは走行用の配光パターンのデジタルデータに基づいて前記多数個の極小ミラー素子の切替スイッチングをデジタル的に個々に制御する制御装置と、
前記制御装置により制御された前記反射型デジタル光偏向装置からのONの反射光であってすれ違い用の配光パターンを形成するロービームまたは走行用の配光パターンを形成するハイビームを路面などに照射する光照射装置と、
前記制御装置により制御された前記反射型デジタル光偏向装置からのOFFの反射光であって、すれ違い用の配光パターンを形成しないビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射するOFF制御光照射装置と、
を備えたことを特徴とする車両用デジタル照明装置。 - 前記反射型デジタル光偏向装置の極小ミラー素子の傾倒軸が水平である車両用デジタル照明装置において、
前記OFF制御光照射装置は、前記反射型デジタル光偏向装置からの第1反射方向に出射するONの反射光である前記ロービームに対して、上または下に第2反射方向に出射するOFFの反射光である前記ビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射する、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用デジタル照明装置。 - 前記反射型デジタル光偏向装置の極小ミラー素子の傾倒軸が垂直である車両用デジタル照明装置において、
前記OFF制御光照射装置は、前記反射型デジタル光偏向装置からの第1反射方向に出射するONの反射光である前記ロービームに対して、左または右に第2反射方向に出射するOFFの反射光である前記ビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射する、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用デジタル照明装置。 - 前記反射型デジタル光偏向装置の極小ミラー素子の傾倒軸が斜めである車両用デジタル照明装置において、
前記OFF制御光照射装置は、前記反射型デジタル光偏向装置からの第1反射方向に出射するONの反射光である前記ロービームに対して、斜めに第2反射方向に出射するOFFの反射光である前記ビームを所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射する、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用デジタル照明装置。 - 前記OFF制御光照射装置は、前記反射型デジタル光偏向装置からのOFFの反射光である前記ビームを赤外光として所定の配光パターンで所定の方向に路面などに照射する、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用デジタル照明装置。
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