JP5907384B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用前照灯に係り、特に、偏向走査されるレーザービームで前方を照明する走査型車両用前照灯に関する。
従来、車両用灯具の分野においては、偏向走査されるレーザービームで前方を照明する走査型車両用前照灯が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図４は、従来の走査型車両用前照灯２００の縦断面図である。
図４に示すように、走査型車両用前照灯２００は、レーザービームを出射するレーザー光源２０２、レーザー光源２０２が出射するレーザービームを偏向走査する光偏向器２０４、光偏向器２０４を制御する制御装置２０６等を備えている。光偏向器２０４は、回動体２０８に実装された可動ミラー２１０及び当該回動体２０８（及びこれに実装された可動ミラー２１０）を垂直軸周りに回動させるアクチュエータ（図示せず）等を備えている。
上記構成の走査型車両用前照灯２００においては、制御装置２０６が、アクチュエータを制御して、可動ミラー２１０を垂直軸周りに左右に往復回動させ、レーザー光源２０２が出射するレーザービームを水平方向に偏向走査させることで、車両前方の被走査面（図示せず）上に所定の配光パターン（走査パターン）を形成することが可能となる。
特許第４８８１２５５号公報
しかしながら、上記構成の走査型車両用前照灯２００においては、光偏向器２０４のアクチュエータが何らかの原因で故障し（例えば、断線等によりアクチュエータを制御できなくなり）、トーションバー（図示せず）等の作用によって可動ミラー２１０が回動前の初期位置へ復帰すると、当該初期位置へ復帰した可動ミラー２１０によってレーザービームが車両前方の特定方向へ集中的に照射されるという問題があるが、この対策については、一切提案されていない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、アクチュエータが何らかの原因で故障し（例えば、断線等によりアクチュエータを制御できなくなり）、可動ミラーが回動前の初期位置へ復帰した場合であっても、レーザービームが車両前方の特定方向へ集中的に照射されるのを防止すること（フェールセーフの実現）が可能な走査型車両用前照灯を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、レーザービームを出射する光源と、前記レーザービームを反射する可動ミラー、前記可動ミラーを、第１軸及びこれに直交する第２軸を中心に回動させるアクチュエータ、を備えた光偏向器と、前記可動ミラーによって反射された前記レーザービームを前記光偏向器によって遮られない方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射される前記レーザービームが被走査面を２次元的に走査してパターンを形成するように、前記アクチュエータを制御する制御装置と、を備えており、前記可動ミラーは、前記アクチュエータが制御されていない状態で、回動前の初期位置に復帰し、前記光偏向器は、前記初期位置に復帰した前記可動ミラーが前記レーザービーム入射方向に対して垂直となるように配置されていることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、初期位置に復帰した可動ミラーが、当該初期位置に復帰した可動ミラーに入射するレーザービームに対して垂直となるように配置されているため、光偏向器（アクチュエータ等）が何らかの原因で故障し（例えば、断線等によりアクチュエータを制御できなくなり）、可動ミラーが回動前の初期位置へ復帰すると、当該初期位置へ復帰した可動ミラーによってレーザービームが、光源側へ戻されることとなる。これにより、レーザービームが車両前方の特定方向へ集中的に照射されるのを防止すること（フェールセーフの実現）が可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記反射面は、前記光源と前記光偏向器との間に配置され、かつ、前記可動ミラーに入射する前記レーザービームを含む平面によって分割された少なくとも２つの反射領域を含んでいることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、初期位置に復帰した可動ミラーが、当該初期位置に復帰した可動ミラーに入射するレーザービームに対して垂直となるように配置されている。これにより、可動ミラーと２つの反射面との距離が、２つの反射面のいずれの部分においても略同一距離となる。その結果、所定の配光パターン（走査パターン）が台形状に歪むのを抑制することが可能となる。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記反射面は、前記光源と前記光偏向器との間に配置され、かつ、前記可動ミラーに入射する前記レーザービームを含む水平面によって上下に分割された少なくとも２つの反射領域を含んでおり、前記制御装置は、前記可動ミラーが共振駆動により前記第１軸である水平軸を中心に回動して、前記レーザービームを垂直走査するとともに、前記可動ミラーが非共振駆動により前記第２軸である鉛直軸を中心に回動して、前記レーザービームを水平走査することで、前記上下２つの反射領域に投影像を形成するように、前記アクチュエータを制御し、前記上下２つの反射領域のうち上の反射領域は、当該上の反射領域に形成された投影像を前方に反転投影して、前記被走査面上に上走査パターンを形成するように構成されており、前記上下２つの反射領域のうち下の反射領域は、当該下の反射領域に形成された投影像を前方に反転投影して、前記被走査面上の上走査パターンの直下に下走査パターンを形成するように構成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、被走査面上に、上配光パターン（上走査パターン）と下配光パターン（下走査パターン）との境界線に沿った部分がそれ以外の部分よりも相対的に明るい（その結果、遠方視認性に優れた）車両用前照灯に適した合成配光パターンを形成することが可能となる。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の発明において、前記制御装置は、車両からの信号に基づき、前記アクチュエータと前記光源とを同期して制御することを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、例えば、車載カメラ等の車両に取り付けられた外部センサを用いて、車両前方に存在する歩行者、対向車、先行車等を検出し、その検出信号に基づいて、光偏向器のアクチュエータと光源とを同期して制御することで、歩行者等が存在する領域の明るさを変化させることが可能となる。
例えば、歩行者等が存在する領域を点滅させることで、当該歩行者等が存在する領域に対して、運転者の注意を促すことが可能となる。また、例えば、対向車等が存在する領域の光度を相対的に低くすることで、当該対向車等に対するグレアを抑制することが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、アクチュエータが何らかの原因で故障し（例えば、断線等によりアクチュエータを制御できなくなり）、可動ミラーが回動前の初期位置へ復帰した場合であっても、レーザービームが車両前方の特定方向へ集中的に照射されるのを防止すること（フェールセーフの実現）が可能な走査型車両用前照灯を提供することが可能となる。
（ａ）走査型車両用前照灯１０の横断面図、（ｂ）正面図、（ｃ）縦断面図である。 （ａ）走査型車両用前照灯１０を斜め前方から見た斜視図、（ｂ）走査型車両用前照灯１０を斜め後方から見た斜視図である。 （ａ）被走査面を走査するレーザービームの動きを表し、（ｂ）車両前方に歩行者及び対向車が存在する場合のレーザービームの動きを表している。 従来の走査型車両用前照灯２００の縦断面図である。
以下、本発明の一実施形態である走査型車両用前照灯について、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は走査型車両用前照灯１０の横断面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は縦断面図である。図２（ａ）は走査型車両用前照灯１０を斜め前方から見た斜視図、図２（ｂ）は走査型車両用前照灯１０を斜め後方から見た斜視図である。図３（ａ）は被走査面を走査するレーザービームの動きを表し、図３（ｂ）は車両前方に歩行者及び対向車が存在する場合のレーザービームの動きを表している。
本実施形態の走査型車両用前照灯１０は、偏向走査されるレーザービームで前方を照明する走査型車両用前照灯で、例えば、自動車等の車両の前面の左右両側に配置されて車両用前照灯（いわゆるヘッドランプ）を構成する。走査型車両用前照灯１０には、その光軸調整が可能なように公知のエイミング機構（図示せず）が連結されている。
走査型車両用前照灯１０は、図１、図２に示すように、光源装置１２、光偏向器１４、固定反射面１６、保持部材１８、制御装置２０等を備えている。
保持部材１８は、光源装置１２、光偏向器１４、固定反射面１６を保持するための部材で、筒部１８ａ、筒部１８ａの両端を閉塞する第１端面１８ｂ及び第２端面１８ｃ等を備えている。第１端面１８ｂ（及びその内側面に配置された固定反射面１６）及び第２端面１８ｃの中心にはそれぞれ、レーザービームが通過する貫通穴Ｈ１、貫通穴Ｈ２が形成されている。また、第２端面１８ｃのうち光偏向器１４の上方及び下方にはそれぞれ、レーザービームが通過して出射する上貫通穴Ｈ３及び下貫通穴Ｈ４が形成されている。
光源装置１２は、レーザービームを出射するレーザー光源２２、当該レーザー光源２２が出射するレーザービームをほぼ平行にするコリメートレンズ２４、光ファイバー２６等を備えている。光源装置１２は、当該光源装置１２が出射するレーザービームが貫通穴Ｈ１、Ｈ２を通過するように、光源装置１２のレーザービーム出射口と貫通穴Ｈ１、Ｈ２とを対向させた状態で、保持部材１８の第１端面１８ｂ（の外側面）に固定されている。
レーザー光源２２は、例えば、発光波長が青系（４００〜４５０ｎｍ）の半導体レーザーダイオードである。光ファイバー２６の出射端２６ｂには、ＹＡＧ等の波長変換部材２８（蛍光体）が配置されている。波長変換部材２８（蛍光体）は、光ファイバー２６の出射端２６ｂから出射するレーザービームを吸収し、波長変換して黄色系の波長域の光を放出する。
上記構成の光源装置１２によれば、レーザー光源２２が出射するレーザービームは、光ファイバー２６の入射端２６ａから光ファイバー２６内に導入されて出射端２６ｂまで導光（又は伝搬）され、出射端２６ｂから出射し、波長変換部材２８を照射する。レーザービームが照射された波長変換部材２８は、レーザービームにより励起される黄色光と波長変換部材２８を透過するレーザービームとの混色による白色光（法規で規定されたＣＩＥ色度図上の白色範囲を満たすレーザービーム。以下、この白色光をレーザービームと称する）を発する。
なお、光源装置１２は、法規で規定されたＣＩＥ色度図上の白色範囲を満たすレーザービームを出射するものであればよく、ＲＧＢ三色の半導体レーザーダイオードを組み合わせた構造の光源装置であってもよいし、その他構造の光源装置であってもよい。
光偏向器１４は、光源装置１２が出射するレーザービームを、固定反射面１６へ向けて偏向走査するために用いられる。光偏向器１４は、マイクロミラーデバイス、ミラー偏向器とも呼ばれる。
光偏向器１４は、光源装置１２が出射するレーザービームを反射する単一の可動ミラー３０、可動ミラー３０を、直交する２軸（水平軸Ｘ及び垂直軸Ｙ）を中心に回動するように支持する支持部（例えば、トーションバー。図示せず）、可動ミラー３０を、各軸（水平軸Ｘ及び垂直軸Ｙ）を中心に回動させるアクチュエータ（例えば、圧電アクチュエータ。図示せず）等を備えている。可動ミラー３０は、例えば、直径１ｍｍ程度の円形のＭＥＭＳミラーである。光偏向器１４は、貫通穴Ｈ１、Ｈ２を通過したレーザービームが可動ミラー３０に入射するように、可動ミラー３０と貫通穴Ｈ１、Ｈ２とを対向させた状態で、保持部材１８の第２端面１８ｃ（外側面）に固定されている。光偏向器１４は、初期位置に復帰した可動ミラー３０が当該初期位置に復帰した可動ミラー３０に入射するレーザービームに対して垂直となるように配置されている。
制御装置２０がアクチュエータを制御すると（例えば、アクチュエータに印加する駆動電圧の位相、周波数、振幅、波形等を制御すると）、可動ミラー３０が、支持部（例えば、トーションバー）の復元力に抗して各軸（水平軸Ｘ及び垂直軸Ｙ）を中心に往復回動し、光源装置１２が出射するレーザービームを垂直方向及び水平方向に偏向走査する。
一方、可動ミラー３０は、制御装置２０がアクチュエータを制御しない状態（例えば、アクチュエータに駆動電圧が印加されない状態）では、支持部（例えば、トーションバー）等の作用によって回動前の初期位置へ復帰する。
以上のような光偏向器１４としては、例えば、特許第４０９２２８３号公報、特開２００９−２２３１６５号公報、国際公開ＷＯ２０１０／０２１２１５号公報に記載のものを用いることができる。
固定反射面１６は、正面視で略矩形形状の反射面で、光偏向器１４（可動ミラー３０）によって偏向走査されたレーザービームが入射するように、光源装置１２と光偏向器１４との間に配置されている。固定反射面１６の中心には、貫通穴Ｈ１が形成されている。
固定反射面１６は、可動ミラー３０に入射するレーザービーム（又は貫通穴Ｈ１の中心軸）を含む水平面によって上下に分割された少なくとも２つの反射領域（上反射領域１６ａ及び下反射領域１６ｂ）を含んでいる。固定反射面１６（上反射領域１６ａ及び下反射領域１６ｂ）は、保持部材１８の第１端面１８ｂ（内側面）に配置されている。固定反射面１６は、例えば、保持部材１８の第１端面１８ｂ（内側面）に対してアルミや銀等の金属蒸着を施すことで形成された反射層（又は反射面）、保持部材１８の第１端面１８ｂ（内側面）に接着された薄い板状の反射部材である。
上反射領域１６ａは、光偏向器１４によって反射（偏向走査）されたレーザービームを、光偏向器１４に干渉しない方向（光偏向器１４によって遮られない方向。本実施形態では、光偏向器１４の上）へ反射し、保持部材１８の第２端面１８ｃのうち光偏向器１４の上方に形成された上貫通穴Ｈ３を通過させ、車両前方の被走査面（例えば、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている））上に所定の配光パターン（略矩形の走査パターン）を形成するために用いられる。これを実現するために、上反射領域１６ａは全体として回転楕円面に近似した形状で、図１（ｃ）に示すように、上反射領域１６ａの縦断面形状は、第１焦点Ｆ１１６ａが可動ミラー３０（又はその近傍）に設定され、第２焦点Ｆ２１６ａが、保持部材１８の第２端面１８ｃのうち光偏向器１４の上方（例えば、可動ミラー３０の約８ｍｍ上方）に形成された上貫通穴Ｈ３（又はその近傍）に設定された楕円形状とされている。また、上反射領域１６ａの横断面形状は、図１（ａ）に示すように、中心Ｏ１６ａが可動ミラー３０（又はその近傍）に設定された円形状とされている。
一方、下反射領域１６ｂは、光偏向器１４によって反射（偏向走査）されたレーザービームを、光偏向器１４に干渉しない方向（光偏向器１４によって遮られない方向。本実施形態では、光偏向器１４の下）へ反射し、保持部材１８の第２端面１８ｃのうち光偏向器１４の下方に形成された下貫通穴Ｈ４を通過させ、車両前方の被走査面上に所定の配光パターン（略矩形の走査パターン）を形成するために用いられる。これを実現するために、下反射領域１６ｂは全体として回転楕円面に近似した形状で、図１（ｃ）に示すように、下反射領域１６ｂの縦断面形状は、第１焦点Ｆ１１６ｂが可動ミラー３０（又はその近傍）に設定され、第２焦点Ｆ２１６ｂが、保持部材１８の第２端面１８ｃのうち光偏向器１４の下方（例えば、可動ミラー３０の約８ｍｍ下方）に形成された下貫通穴Ｈ４（又はその近傍）に設定された楕円形状とされている。また、下反射領域１６ｂの横断面形状は、図１（ａ）に示すように、中心Ｏ１６ｂが可動ミラー３０（又はその近傍）に設定された円形状とされている。
なお、固定反射面１６（上反射領域１６ａ、下反射領域１６ｂ）の縦断面形状と横断面形状との間の断面形状は、車両前方の被走査面上に形成される所定の配光パターン（走査パターン）が略矩形となる形状とされている。
以上のように、上反射領域１６ａ及び下反射領域１６ｂによって反射されるレーザービームが、光偏向器１４を回避する光路を通るように設計することで、レーザービームが遮られることなく車両前方を照射することができる。
次に、上記構成の走査型車両用前照灯１０の動作例について説明する。
以下の処理は、主に制御装置２０が所定プログラムを実行することにより実現される。
走査型車両用前照灯１０の点灯スイッチ（図示せず）がオンされると、制御装置２０は、光源装置１２（レーザー光源２２）を制御して点灯するとともに、以下のように、光偏向器１４のアクチュエータを制御する。
すなわち、制御装置２０は、垂直走査に関し、可動ミラー３０が共振駆動により水平軸Ｘを中心に往復回動するように、垂直走査に関与するアクチュエータを制御する（例えば、垂直走査に関与するアクチュエータに印加する駆動電圧の位相、周波数、振幅、波形等を制御する）。例えば、制御装置２０は、垂直走査に関し、可動ミラー３０等の機械的な共振周波数付近の周波数（例えば、２５ＫＨｚの周波数）となり、かつ、時間経過に対する可動ミラー３０の水平軸Ｘ周りの回動角度の変位量が正弦波形状となるように、垂直走査に関与するアクチュエータを制御する。なお、制御装置２０は、垂直走査に関し、レーザービームが、固定反射面１６の上端縁（すなわち、上反射領域１６ａの上端縁。図２（ａ）参照）と下端縁（すなわち、下反射領域１６ｂの下端縁。図２（ａ）参照）との間を往復するように、垂直走査に関与するアクチュエータを制御する。
一方、制御装置２０は、水平走査に関し、可動ミラー３０が非共振駆動により垂直軸Ｙを中心に往復回動するように、水平走査に関与するアクチュエータを制御する（例えば、水平走査に関与するアクチュエータに印加する駆動電圧の位相、周波数、振幅、波形等を制御する）。例えば、制御装置２０は、水平走査に関し、目にちらつきが感じられない程度の周期（例えば、６０Ｈｚの周波数）となり、かつ、時間経過に対する可動ミラー３０の垂直軸Ｙ周りの回動角度の変位量が鋸波形状となるように、水平走査に関与するアクチュエータを制御する。
上記のようにアクチュエータを制御すると、可動ミラー３０が、支持部（例えば、トーションバー）の復元力に抗して、制御された角度及び速度で各軸（水平軸Ｘ及び垂直軸Ｙ）を中心に往復回動し、光源装置１２が出射するレーザービームを垂直方向及び水平方向に偏向走査する。
この偏向走査されたレーザービームのうち、上反射領域１６ａで反射されるレーザービームＢ１は、上貫通穴Ｈ３を通過して前方へ照射され（図１（ｃ）、図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）、車両前方の被走査面を二次元的に走査し、図３（ａ）に示すように、被走査面上に略矩形の上配光パターンＰ１（略矩形の走査パターン）を形成する。すなわち、可動ミラー３０によって偏向走査されたレーザービームにより上反射領域１６ａに形成される投影像が上下反転投影されることで、被走査面上に略矩形の上配光パターンＰ１（略矩形の走査パターン）が形成される。
一方、上記偏向走査されたレーザービームのうち、下反射領域１６ｂで反射されるレーザービームＢ２は、下貫通穴Ｈ４を通過して前方へ照射され（図１（ｃ）参照）、車両前方の被走査面を二次元的に走査し、図３（ａ）に示すように、被走査面上の上配光パターンＰ１の直下に略矩形の下配光パターンＰ２（略矩形の走査パターン）を形成する。すなわち、可動ミラー３０によって偏向走査されたレーザービームにより下反射領域１６ｂに形成される投影像が上下反転投影されることで、被走査面上に略矩形の下配光パターンＰ２（略矩形の走査パターン）が形成される。
各々半分の投影像はそれぞれ、上下反転投影されて被走査面上で合成され、略矩形の合成配光パターンＰ（略矩形の走査パターン）を形成する（図３（ａ）参照）。
この合成配光パターンＰは、上配光パターンＰ１と下配光パターンＰ２との境界線に沿った部分がそれ以外の部分よりも相対的に明るいパターンとなる。その理由は、次のとおりである。
すなわち、固定反射面１６の上端縁（すなわち、上反射領域１６ａの上端縁１６ａ１。図２（ａ）参照）と下端縁（すなわち、下反射領域１６ｂの下端縁１６ｂ１。図２（ａ）参照）との間を往復する垂直走査を、共振駆動により実現すると、固定反射面１６の中心近傍と上反射領域１６ａの上端縁近傍（及び下反射領域１６ｂの下端縁近傍）との間で、垂直走査の速度差が発生する。特に、垂直走査に対応する可動ミラー３０の水平軸周りの回動の変位の両端では、回動速度がゼロになる。
このため、光偏向器１４（可動ミラー３０）によって偏向走査されるレーザービームにより上反射領域１６ａに形成される投影像は、上反射領域１６ａの上端縁１６ａ１近傍がそれ以外の部分よりも相対的に明るくなる。同様に、下反射領域１６ｂに形成される投影像は、下反射領域１６ｂの下端縁１６ｂ１近傍がそれ以外の部分よりも相対的に明るくなる。
上記のとおり、被投影面上に形成される上配光パターンＰ１は、上反射領域１６ａに形成される投影像を上下反転投影したパターンとなる。このため、被投影面上に形成される上配光パターンＰ１は、その下端縁Ｐ１ａ近傍（図３（ａ）参照）がそれ以外の部分よりも相対的に明るいパターンとなる。
同様に、被投影面上に形成される下配光パターンＰ２は、下反射領域１６ｂに形成される投影像を上下反転投影したパターンとなる。このため、被投影面上に形成される下配光パターンＰ２は、その下端縁Ｐ２ａ近傍（図３（ａ）参照）がそれ以外の部分よりも相対的に明るいパターンとなる。
以上のような明るさの分布を持つ上配光パターンＰ１と下配光パターンＰ２とが、被走査面上で合成されることで、上配光パターンＰ１と下配光パターンＰ２との境界線Ｐ１ａ、Ｐ２ａに沿った部分がそれ以外の部分よりも相対的に明るい（その結果、遠方視認性に優れた）車両用前照灯に適した合成配光パターンＰを形成することが可能となる。
次に、光偏向器１４（アクチュエータ等）が何らかの原因で故障した場合（例えば、断線等によりアクチュエータを制御できなくなった場合）の動作例について説明する。
従来の走査型車両用前照灯（例えば、特許第４８８１２５５号公報参照）においては、図４に示すように、光偏向器２０４の可動ミラー２１０（初期位置に復帰した可動ミラー）が、当該初期位置に復帰した可動ミラー２１０に入射するレーザービームに対して傾いた状態（例えば、約４５度傾いた状態）で配置されている。このため、光偏向器２０４（アクチュエータ等）が何らかの原因で故障し（例えば、断線等によりアクチュエータを制御できなくなり）、トーションバー等の作用によって可動ミラー２１０が回動前の初期位置へ復帰すると、当該初期位置へ復帰した可動ミラー２１０によってレーザービームが車両前方の特定方向へ集中的に照射されるという問題がある。
これに対して、本実施形態の走査型車両用前照灯１０においては、初期位置に復帰した可動ミラー３０が、当該初期位置に復帰した可動ミラー３０に入射するレーザービームに対して垂直となるように配置されているため、光偏向器１４（アクチュエータ等）が何らかの原因で故障し（例えば、断線等によりアクチュエータを制御できなくなり）、支持部（例えば、トーションバー）等の作用によって可動ミラー３０が回動前の初期位置へ復帰すると、当該初期位置へ復帰した可動ミラーによってレーザービームが、貫通穴Ｈ２、Ｈ１を通過して、光源装置１２側へ戻されることとなる。これにより、レーザービームが車両前方の特定方向へ集中的に照射されるのを防止すること（フェールセーフの実現）が可能となる。
次に、本実施形態の走査型車両用前照灯１０によって被走査面上に形成される合成配光パターンＰが、台形状に歪むのを抑制できる理由について説明する。
従来、直交する２軸（水平軸Ｘ及び垂直軸Ｙ）を中心に回動する可動ミラーを用いた光偏向器（例えば、国際公開ＷＯ２００９／１３３６９８号公報、国際公開ＷＯ２０１０／０２１２１５号公報参照）においては、可動ミラー（初期位置に復帰した可動ミラー）を、当該初期位置に復帰した可動ミラーに入射するレーザービームに対して傾いた状態（例えば、約４５度傾いた状態）で配置すると、当該可動ミラーによって反射されるレーザービームが直線的に走査されず、所定の配光パターン（走査パターン）が台形状に歪むという問題がある。
この台形歪みを解消するには、例えば、台形の上底もしくは下底の内、短い方の辺の長さに合わせて、矩形の表示領域を決定し、矩形領域からはみ出す部分（無効走査領域）では画像（走査パターン）の表示を行わないことで、矩形の画像（走査パターン）を表示できる。
しかしながら、このようにすると、矩形領域からはみ出す部分（無効走査領域）を生ずる分、光利用効率が低下し、良好な照射を実現できないという問題がある。
これに対して、本実施形態の走査型車両用前照灯１０においては、初期位置に復帰した可動ミラー３０が、当該初期位置に復帰した可動ミラー３０に入射するレーザービームに対して垂直となるように配置されている。これにより、可動ミラー３０と固定反射面１６（上反射領域１６ａ、下反射領域１６ｂ）との距離が、固定反射面１６（上反射領域１６ａ、下反射領域１６ｂ）のいずれの部分においても略同一距離となる。その結果、所定の配光パターン（走査パターン）が台形状に歪むのを抑制することが可能となり、これにより、無効走査領域を削減し、光利用効率が高い、良好な照射を実現することが可能となる。
以上説明したように、本実施形態の走査型車両用前照灯１０によれば、次の効果を奏する。
第１に、初期位置に復帰した可動ミラー３０が、当該初期位置に復帰した可動ミラー３０に入射するレーザービームに対して垂直となるように配置されているため、光偏向器１４（アクチュエータ等）が何らかの原因で故障し（例えば、断線等によりアクチュエータを制御できなくなり）、支持部（例えば、トーションバー）等の作用によって可動ミラー３０が回動前の初期位置へ復帰すると、当該初期位置へ復帰した可動ミラーによってレーザービームが、貫通穴Ｈ２、Ｈ１を通過して、光源装置１２側へ戻されることとなる。これにより、レーザービームが車両前方の特定方向へ集中的に照射されるのを防止すること（フェールセーフの実現）が可能となる。
第２に、初期位置に復帰した可動ミラー３０が、当該初期位置に復帰した可動ミラー３０に入射するレーザービームに対して垂直となるように配置されている。これにより、可動ミラー３０と固定反射面１６（上反射領域１６ａ、下反射領域１６ｂ）との距離が、固定反射面１６（上反射領域１６ａ、下反射領域１６ｂ）のいずれの部分においても略同一距離となる。その結果、所定の配光パターン（走査パターン）が台形状に歪むのを抑制することが可能となり、これにより、無効走査領域を削減し、光利用効率が高い、良好な照射を実現することが可能となる。
また、上反射領域１６ａ及び下反射領域１６ｂによって反射されるレーザービームが、光偏向器１４を回避する光路を通るように設計されているため、レーザービームが遮られることなく効率よく車両前方を照射することができる。
次に、変形例について説明する。
例えば、制御装置２０が、レーザー光源２２を、パルス変調制御することで、合成配光パターンＰ中の任意の位置の明るさを変化させることが可能である。
例えば、車載カメラ等の車両に取り付けられた外部センサを用いて、車両前方に存在する歩行者、対向車、先行車等を検出し、その検出信号に基づいて、光偏向器１４のアクチュエータと光源装置１２（レーザー光源２２）とを同期して制御することで、歩行者等が存在する領域の明るさを変化させてもよい。
例えば、歩行者等が存在する領域を点滅させることで（図３（ｂ）参照）、当該歩行者等が存在する領域に対して、運転者の注意を促すことが可能となる。
また、例えば、対向車等が存在する領域の光度を相対的に低くすることで（図３（ｂ）参照）、当該対向車等に対するグレアを抑制することが可能となる。
なお、走査型車両用前照灯１０は、車両前方を照射することができる箇所に配置されていればよく、その取付箇所、個数等は特に限定されない。
例えば、走査型車両用前照灯１０は、車両の前面の左右両側に配置された灯室内に配置してもよいし、メインの車両用前照灯とは別に、補助的灯具として、車両の前面の中心付近（例えば、フロントグリル内）に配置してもよいし、車室内（例えば、ダッシュボード上）に設置してもよい。また、走査型車両用前照灯１０は、１つでもよいし、２つ以上であってもよい。
また、上記実施形態では、固定反射面１６が上下に分割された２つの反射領域（上反射領域１６ａ及び下反射領域１６ｂ）を含む例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、固定反射面１６は、上下に分割された２つの反射領域（上反射領域１６ａ及び下反射領域１６ｂ）をさらに左右に分割した合計４つの反射領域（右上反射領域、左上反射領域、右下反射領域、左下反射領域）を含んでいてもよい。
この場合、右上反射領域、左上反射領域を、上反射領域１６ａと同様に形成し、右下反射領域、左下反射領域を、下反射領域１６ｂと同様に形成する。そして、個々の反射領域に対応する４つの貫通穴を、保持部材１８の第２端面１８ｃに形成する。
本変形例によれば個々の反射領域にそれぞれ形成される合計４つの投影像が、上下反転して被走査面上で合成され、略矩形の合成配光パターン（略矩形の走査パターン）を形成することになる。
また、例えば、上下に分割された２つの反射領域（上反射領域１６ａ及び下反射領域１６ｂ）のうち、いずれか一方のみを用い、他方を省略してもよい。
また、上記実施形態では、制御装置２０は、垂直走査に関し、可動ミラー３０が共振駆動により水平軸Ｘを中心に往復回動するように、垂直走査に関与するアクチュエータを制御し、水平走査に関し、可動ミラー３０が非共振駆動により垂直軸Ｙを中心に往復回動するように、水平走査に関与するアクチュエータを制御するように説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、制御装置２０は、以上とは逆に、垂直走査に関し、可動ミラー３０が非共振駆動により水平軸Ｘを中心に往復回動するように、垂直走査に関与するアクチュエータを制御し、水平走査に関し、可動ミラー３０が共振駆動により垂直軸Ｙを中心に往復回動するように、水平走査に関与するアクチュエータを制御するようにしてもよい。
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
１０…走査型車両用前照灯、１２…光源装置、１４…光偏向器、１６…固定反射面、１６ａ…上反射領域、１６ｂ…下反射領域、１８…保持部材、１８ａ…筒部、１８ｂ…第１端面、１８ｃ…第２端面、２０…制御装置、２２…レーザー光源、２４…コリメートレンズ、２６…光ファイバー、２６ａ…入射端、２６ｂ…出射端、２８…波長変換部材、３０…可動ミラー

Claims (4)

  1. レーザービームを出射する光源と、
    前記レーザービームを反射する可動ミラー、前記可動ミラーを、第１軸及びこれに直交する第２軸を中心に回動させるアクチュエータ、を備えた光偏向器と、
    前記可動ミラーによって反射された前記レーザービームを前記光偏向器によって遮られない方向へ反射する反射面と、
    前記反射面によって反射される前記レーザービームが被走査面を２次元的に走査してパターンを形成するように、前記アクチュエータを制御する制御装置と、
    を備えており、
    前記可動ミラーは、前記アクチュエータが制御されていない状態で、回動前の初期位置に復帰し、
    前記光偏向器は、前記初期位置に復帰した前記可動ミラーが前記レーザービーム入射方向に対して垂直となるように配置されている車両用前照灯。
  2. 前記反射面は、前記光源と前記光偏向器との間に配置され、かつ、前記可動ミラーに入射する前記レーザービームを含む平面によって分割された少なくとも２つの反射領域を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
  3. 前記反射面は、前記光源と前記光偏向器との間に配置され、かつ、前記可動ミラーに入射する前記レーザービームを含む水平面によって上下に分割された少なくとも２つの反射領域を含んでおり、
    前記制御装置は、前記可動ミラーが共振駆動により前記第１軸である水平軸を中心に回動して、前記レーザービームを垂直走査するとともに、前記可動ミラーが非共振駆動により前記第２軸である鉛直軸を中心に回動して、前記レーザービームを水平走査することで、前記上下２つの反射領域に投影像を形成するように、前記アクチュエータを制御し、
    前記上下２つの反射領域のうち上の反射領域は、当該上の反射領域に形成された投影像を前方に反転投影して、前記被走査面上に上走査パターンを形成するように構成されており、
    前記上下２つの反射領域のうち下の反射領域は、当該下の反射領域に形成された投影像を前方に反転投影して、前記被走査面上の上走査パターンの直下に下走査パターンを形成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
  4. 前記制御装置は、車両からの信号に基づき、前記アクチュエータと前記光源とを同期して制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用前照灯。
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