JP6114653B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に自動車などの車両に用いられる車両用灯具に関する。

特許文献１には、光源と、光源からの光を反射することによって配光を制御するＭＥＭＳミラーと、集光レンズとを備えた配光可変ライトが開示されている。この配光可変ライトは、ＭＥＭＳミラーが備える複数のマイクロミラーのそれぞれをオン／オフ制御することで、所望の配光パターンを形成している。

特開２００８−１４３５１０号公報

車両用灯具は、車両前方を照らして運転者の視認性を確保する機能とともに、車外にいる人の視線を灯具に誘導して自車両の存在を認識させる機能を備える。本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、従来の車両用灯具には車両用灯具の誘目性の向上を図る余地があることを認識するに至った。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両用灯具の誘目性を向上させるための技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具である。当該車両用灯具は、灯具前方に照射される光像を形成する光像形成部と、光像を灯具前方に投影する光学部材と、光学部材の配置状態を、光学部材の焦点と光像形成部の光像出射面との間の距離が所定距離である第１状態と、焦点と光像出射面との間の距離が第１状態にあるときよりも長い第２状態との切り替え、及び灯具外の所定位置にある視点から光像形成部を見たときに視点と光像形成部との間に光学部材が介在する第１状態と、視点と光像形成部との間に光学部材が非介在となる第２状態との切り替えの少なくとも一方を行う光学部材変位部と、を備える。この態様によれば、車両用灯具の誘目性を向上させることができる。

上記態様において、光像形成部は、光を灯具前方に照射する状態と、非照射とする状態又は照射状態よりも灯具前方への照射量が少ない減光状態とを個別に切り替え可能な複数の光学素子が配列されてなるものであってもよい。これにより、多様な形状の光像を形成することができる。また、上記態様において、光像形成部に光を照射する光源をさらに備え、光学素子は、光源からの光を灯具前方に反射する状態と非反射とする状態とを個別に切り替え可能な複数の光反射素子であり、光像形成部は、光学部材が第２状態にあるとき、光源が点灯している状態で光反射素子により光源光を灯具前方に反射し、光源が消灯している状態で光反射素子により灯具外から入射した光を灯具前方に反射してもよい。これにより、車両用灯具の誘目性の向上を図るとともに、消費電力の低減を図ることができる。

上記いずれかの態様において、光像形成部は、光学部材が第１状態にあるとき、前照灯用配光パターンを形成するための光像を形成し、光学部材が第２状態にあるとき、所定の情報表示用又は標識用の光像を形成してもよい。これにより、車両用灯具の多機能化と小型化との両立を図ることができる。また、上記いずれかの態様において、第２状態は、灯具外から照射される太陽光の光学部材への照射量が、第１状態にあるときの照射量よりも小さくなる状態であってもよい。また、ランプボディと、ランプボディの灯具前方側に配置される透光性を有するアウターカバーと、をさらに備え、光学部材は、ランプボディとアウターカバーとで画成される灯室内に配置され、第２状態は、第１状態にあるときよりも光学部材がアウターカバーから離間する状態であってもよい。これらにより、灯具内での太陽光の集光を抑制することができる。

本発明によれば、車両用灯具の誘目性を向上させるための技術を提供することができる。

実施形態１に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。 図２（Ａ）は、実施形態１に係る車両用灯具の内部構造を模式的に示す斜視図である。図２（Ｂ）は、光学部材の配置状態が切り替えられる様子の一例を説明するための模式図である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、車両用灯具が形成する前照灯用配光パターンの一例を示す模式図である。 図４（Ａ）は、車両用灯具が形成する標識用光像の一例を示す模式図である。図４（Ｂ）は、車両用灯具が形成する情報表示用光像の一例を示す模式図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、光学部材の配置状態が切り替えられる様子の他の例を説明するための模式図である。 実施形態２に係る車両用灯具の内部構造を模式的に示す斜視図である。 図７（Ａ）は、実施形態３に係る車両用灯具における光学部材が第１状態にあるときの内部構造を模式的に示す斜視図である。図７（Ｂ）は、実施形態３に係る車両用灯具における光学部材が第１状態にあるときの内部構造を模式的に示す鉛直断面図である。図７（Ｃ）は、実施形態３に係る車両用灯具における光学部材が第２状態にあるときの内部構造を模式的に示す斜視図である。図７（Ｄ）は、実施形態３に係る車両用灯具における光学部材が第２状態にあるときの内部構造を模式的に示す鉛直断面図である。 図８（Ａ）は、実施形態４に係る車両用灯具における光学部材が第１状態にあるときの内部構造を模式的に示す斜視図である。図８（Ｂ）は、実施形態４に係る車両用灯具における光学部材が第１状態にあるときの内部構造を模式的に示す鉛直断面図である。図８（Ｃ）は、実施形態４に係る車両用灯具における光学部材が第２状態にあるときの内部構造を模式的に示す斜視図である。図８（Ｄ）は、実施形態４に係る車両用灯具における光学部材が第２状態にあるときの内部構造を模式的に示す鉛直断面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。図２（Ａ）は、実施形態１に係る車両用灯具の内部構造を模式的に示す斜視図である。本実施形態に係る車両用灯具１は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１として一方の前照灯ユニットの構造を示す。

車両用灯具１は、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の灯具前方側に配置されランプボディ２の開口部を覆うように取り付けられたアウターカバー４とを備える。アウターカバー４は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成される。ランプボディ２とアウターカバー４とで画成される灯室３内には、光源１０と、リフレクタ２０と、光像形成部３０と、光学部材４０と、光学部材変位部５０とが収容される。各部は、図示しない支持機構によりランプボディ２に取り付けられる。

光源１０は、ＬＥＤや、レーザダイオード、固体レーザ、ガスレーザ等のレーザ装置、白熱灯、放電灯などの公知の光源で構成することができる。光源１０から照射される光は、リフレクタ２０で反射されて光像形成部３０に照射される。リフレクタ２０は、例えば曲面ミラーで構成される。なお、リフレクタ２０を介さずに、光源１０からの光が光像形成部３０に直に照射される構成であってもよい。

光像形成部３０は、灯具前方に照射される光像を形成するための機構である。例えば、光像形成部３０は、光を灯具前方に照射する状態（以下では適宜、「照射状態」という）と非照射とする状態（以下では適宜、「非照射状態」という）とを個別に切り替え可能な複数の光学素子が配列されてなる。光像形成部３０は、各光学素子の照射状態／非照射状態を個別に切り替えることで、多様な形状の光像を形成することができる。また、光像形成部３０は、光像出射面３０ａを有する。光像出射面３０ａは、複数の光学素子の光出射面で構成される。ここで、光像は、灯具前方に照射される光で形成される像を意味し、例えば光像出射面３０ａ上に形成される二次元の像である。

本実施形態の光像形成部３０は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーアレイで構成される。したがって、ＭＥＭＳミラーアレイが有する複数の光反射素子（マイクロミラー）が、上述した光学素子に相当する。複数の光反射素子は、それぞれへの給電の切り換えによって、光源１０からの光を灯具前方に反射する状態（以下では適宜、「反射状態」という）と、光源光を反射しない（非反射とする）状態（以下では適宜、「非反射状態」という）とを個別に切り替え可能である。なお、前記反射状態は、光源光を前照灯の照明用途として灯具前方に反射する状態であってもよく、また前記非反射状態は、光源光を前照灯の照明用途として反射しない状態であってもよい。光反射素子は、例えば光源光を光吸収材に向けて反射することで非反射状態をとることができる。この場合、光像出射面３０ａは、各光反射素子の反射面の集合体で構成される。ＭＥＭＳミラーアレイの構造は公知であるため、その詳細な説明は省略する。照射状態にある光反射素子により灯具前方に反射された光は、光像形成部３０の灯具前方側に配置される光学部材４０に入射する。なお、光反射素子は、給電制御のデューティ比を制御して単位時間当たりの照射状態の時間を調整することで、灯具前方への光源光の照射量を変化させることができる。この場合、光反射素子における単位時間当たりの、光源光を灯具前方に照射する状態の時間が最も長い状態を照射状態とし、次に長い状態を減光状態とし、最も短い状態を非照射状態とすることもできる。なお、光反射素子は、少なくとも照射状態と、非反射状態又は減光状態とを切り替えられればよい。

光学部材４０は、光像を灯具前方に投影する部材である。光学部材４０は、例えば、前方側表面及び後方側表面が自由曲面形状を有する自由曲面レンズからなり、光学部材４０の灯具後方側の焦点Ｆ（図２（Ｂ）参照）を含む後方焦点面上の光像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。

光学部材変位部５０は、光学部材４０の配置状態を切り替える機構である。本実施形態の光学部材変位部５０は、光学部材４０を支持する略棒状の支持部５０ａと、支持部５０ａを変位させる、ステッピングモータ等のアクチュエータ５０ｂとを有する。支持部５０ａは、一端が光学部材４０の周縁部に接続され、他端がアクチュエータ５０ｂに接続される。アクチュエータ５０ｂは、支持部５０ａを灯具前後方向に変位させることで、光学部材４０を灯具前後方向に変位させる。これにより、光学部材４０の配置状態が、後述する第１状態と第２状態とで切り替えられる。

光源１０から出射される光源光は、リフレクタ２０で反射されて光像形成部３０の光反射素子に照射される。光像形成部３０は、光反射素子を用いて所定の前照灯用配光パターンを形成するための光像や、所定の情報表示用又は標識用の光像を形成する。また、光像形成部３０は、光学部材４０の配置状態に応じて異なる光像を形成する。これらの光像は、光学部材４０を介して灯具前方に照射される（なお、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す第２状態では、光像は光学部材４０を介さずに灯具前方に照射される）。車両用灯具１が形成する光像と光学部材４０の配置状態との関係については、後に詳細に説明する。

光源１０の点消灯、光像形成部３０の各光反射素子のオン／オフ制御、光学部材変位部５０の駆動は、制御部３００により実行される。制御部３００は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。なお、制御部３００は、図１では灯室３外に設けられているが、灯室３内に設けられてもよい。制御部３００は、ライトスイッチ３１０、照度センサ３２０等からの信号を受信する。そして、制御部３００は、受信した信号に応じて光源１０、光像形成部３０、光学部材変位部５０等に各種の制御信号を送信する。

続いて、光学部材４０の配置状態と、光像形成部３０が形成する光像とについて説明する。図２（Ｂ）は、光学部材の配置状態が切り替えられる様子の一例を説明するための模式図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、車両用灯具が形成する前照灯用配光パターンの一例を示す模式図である。図４（Ａ）は、車両用灯具が形成する標識用光像の一例を示す模式図である。図４（Ｂ）は、車両用灯具が形成する情報表示用光像の一例を示す模式図である。図２（Ｂ）では、第１状態にある光学部材４０を実線で示し、第２状態にある光学部材４０を破線で示している。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方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た配光パターンを示している。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、光像形成部３０の光像出射面３０ａ上に形成される光像を示している。図４（Ａ）では、黒色部分が光像を示している（なお、白色部分を光像としてもよい）。

図２（Ｂ）に示すように、光学部材４０の配置状態は、光学部材４０の焦点Ｆと光像形成部３０の光像出射面３０ａとの間の距離が所定距離である第１状態と、焦点Ｆと光像出射面３０ａとの間の距離が第１状態にあるときよりも長い第２状態とで切り替えることができる。言い換えれば、光学部材４０の配置状態は、灯具前方側（光像の投影方向の反対側）から光学部材４０を見たときに、光学部材４０に映り込む光像出射面３０ａの範囲が所定の第１範囲となる第１状態と、光学部材４０に映り込む光像出射面３０ａの範囲が第１範囲よりも広い第２状態とで切り替えられる。この場合、車両用灯具１は、光学部材４０が第１状態にあるとき、第２状態にあるときに比べて輪郭がより鮮明な配光パターンを灯具前方に投影することができる。また、光学部材４０が第２状態にあるとき、他車両の運転者や歩行者を含む車外にいる人は、拡大された光像の虚像を光学部材４０を介して視認することができる。そのため、第２状態では、光学部材４０が第１状態にあるときに比べて、光像出射面３０ａ上に形成した光像を灯具外から視認しやすくなる。

図２（Ｂ）では、光学部材４０の焦点Ｆが光像出射面３０ａと重なる第１状態と、光学部材４０が第１状態よりも灯具後方側に位置し、焦点Ｆが光像出射面３０ａよりも灯具後方側に位置する第２状態とを図示している。第１状態及び第２状態ともに、光学部材４０は光軸Ｏ上に位置する。光学部材４０に映り込む光像形成部３０の範囲は、図２（Ｂ）に示す第１状態では点に近い範囲であり、第２状態では光像出射面３０ａの全面に近い範囲である。

また、光像形成部３０は、光学部材４０が第１状態にあるとき、所定の前照灯用配光パターンを形成するための光像を形成する。すなわち、光学部材４０が第１状態にあるとき、車両用灯具１は前照灯として機能する。光像形成部３０は、例えば図３（Ａ）に示すように、前照灯用配光パターンとしてハイビーム用配光パターンＰＨを形成する。また、図３（Ｂ）に示すように、前照灯用配光パターンとしてロービーム用配光パターンＰＬを形成する。ハイビーム用配光パターンＰＨ及びロービーム用配光パターンＰＬの形状は公知であるため、その詳細な説明は省略する。また、光像形成部３０は、水平線Ｈより上方且つ左側に光照射領域を有し、右側に遮光領域が形成された、いわゆる左片ハイ用配光パターンや、水平線Ｈより上方且つ右側に光照射領域を有し、左側に遮光領域が形成された、いわゆる右片ハイ用配光パターン、水平線Ｈより上方の中央部に遮光領域を有し、この遮光領域の水平方向両側に光照射領域を有する、いわゆるスプリット配光パターン等も形成することができる。また、光像形成部３０は、ハイビーム用配光パターンＰＨにおける他車両や歩行者と重なる領域に遮光領域を形成することができる。また、形成した前照灯配光パターンを道路形状に合わせて変位させることもできる。光像形成部３０は、上述した配光パターンの少なくとも一つを形成できればよい。

また、光像形成部３０は、光学部材４０が第２状態にあるとき、所定の情報表示用又は標識用の光像を形成する。すなわち、光学部材４０が第２状態にあるとき、車両用灯具１は、情報表示装置、あるいはＤＲＬ（Daytime Running Lamp）等の標識灯として機能する。光像形成部３０は、例えば図４（Ａ）に示すように、所定の標識用光像として、光点がランダムに配置されるとともにその配置が時間の経過とともに変化する光像を形成する。この場合、他車両の運転者や歩行者等は、光学部材４０を介してきらきらと輝く光像、あるいは揺らいでいるように見える光像を視認することができる。また、光像形成部３０は、例えば図４（Ｂ）に示すように、所定の情報表示用光像として、文字や図形、記号の形状を有する光像を形成する。情報表示用光像が表す情報は、例えば自車両の状態に関する情報等である。

このように、光学部材４０が第１状態にあるとき前照灯用配光パターンを形成することで、第２状態にあるとき形成する場合に比べて、より高精度に前照灯用配光パターンを形成することができる。一方、光学部材４０が第２状態にあるとき情報表示用光像あるいは標識用光像を形成することで、第１状態にあるとき形成する場合に比べて、車外にいる人の視線を車両用灯具１により集めることができる。したがって、車両用灯具１の誘目性を高めることができる。

光学部材４０の配置状態は、例えば運転者等がライトスイッチ３１０を操作することで、切り替えることができる。例えば、ライトスイッチ３１０は、運転者等の操作に応じて車両用灯具１を前照灯、標識灯、又は情報表示装置として機能させる信号を制御部３００に送信する。制御部３００は、ライトスイッチ３１０から信号を受信すると、光学部材変位部５０に、アクチュエータ５０ｂを駆動させる制御信号を送信する。これにより、光学部材４０の配置状態が切り替えられる。また、制御部３００は、所定の前照灯用配光パターンを形成するための光像、標識用光像、又は情報表示用光像を形成するよう、光像形成部３０に制御信号を送信する。これにより、車両用灯具１は、光学部材４０が第１状態にある状態で前照灯用配光パターンを形成し、光学部材４０が第２状態にある状態で標識用光像又は情報表示用光像を形成することができる。

また、光学部材４０は、図２（Ｂ）に示す第１状態と第２状態の切り替えに代えて又は加えて、以下に示す第１状態と第２状態の切り替えを実施することもできる。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、光学部材の配置状態が切り替えられる様子の他の例を説明するための模式図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）では、第１状態にある光学部材４０を実線で示し、第２状態にある光学部材４０を破線で示している。また、光学部材変位部５０の図示を省略している。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、光学部材４０の配置状態は、灯具外の所定位置にある視点ＰＳから光像形成部３０を見たときに、視点ＰＳと光像形成部３０との間に光学部材４０が介在する第１状態と、視点ＰＳと光像形成部３０との間に光学部材４０が非介在となる第２状態とで切り替えることができる。言い換えれば、光像形成部３０に対して所定位置にある第１状態と、光学部材４０の変位により当該第１状態にあったときの光学部材４０の存在空間を介し、且つ光学部材４０を介さずに灯具外から光像形成部３０を目視可能となる第２状態とで切り替えることができる。視点ＰＳの位置は、第１状態にある光学部材４０が視点ＰＳと光像形成部３０との間に介在する位置であり、例えば、灯具前方、且つ光軸Ｏ上の位置である。あるいは、灯具前方、且つ光軸Ｏに平行な方向から見て光学部材４０の延在範囲内に含まれる位置である。あるいは、灯具前方、且つ灯具上下方向については光像形成部３０の下端と光学部材４０の上端とを結ぶ仮想直線と、光像形成部３０の上端と光学部材４０の下端とを結ぶ仮想直線とで挟まれる範囲に含まれ、灯具左右方向については光像形成部３０の左端と光学部材４０の右端とを結ぶ仮想直線と、光像形成部３０の右端と光学部材４０の左端とを結ぶ仮想直線とで挟まれる範囲に含まれる位置である。

図５（Ａ）では、光学部材４０が光軸Ｏ上に位置する（さらには光学部材４０の中心が光軸Ｏ上に位置する）第１状態と、第１状態よりも灯具下方であって光軸Ｏ上から外れた位置にある第２状態とを図示している。図５（Ｂ）では、光学部材４０が光軸Ｏ上に位置する第１状態と、第１状態よりも灯具上方であって光軸Ｏ上から外れた位置にある第２状態とを図示している。これらの場合、車両用灯具１は、光学部材４０が第１状態にあるとき、光像を光学部材４０を介して灯具前方に投影することができる。また、光学部材４０が第２状態にあるとき、光像の少なくとも一部を光学部材４０を介することなく灯具前方に照射する。また、第２状態では、他車両の運転者や歩行者等が光像形成部３０の少なくとも一部を光学部材４０を介さずに目視することができる。したがって、光学部材４０が第２状態にあるとき、光像出射面３０ａ上に形成した光像は、光学部材４０が第１状態にあるときに比べて灯具外から視認しやすくなる。

光学部材４０の配置状態が図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように切り替えられる場合も、光像形成部３０は、光学部材４０が第１状態にあるとき前照灯用配光パターンを形成するための光像を形成し、光学部材４０が第２状態にあるとき情報表示用又は標識用の光像を形成する。このように、光学部材４０が第１状態にあるとき前照灯用配光パターンを形成することで、第２状態にあるとき形成する場合に比べて、より正確な形状の前照灯用配光パターンを形成することができる。また、光学部材４０が第２状態にあるとき情報表示用光像あるいは標識用光像を形成することで、第１状態にあるとき形成する場合に比べて、車外にいる人の視線を車両用灯具１により集めることができ、よって車両用灯具１の誘目性を高めることができる。

また、本実施形態の光像形成部３０は、光学部材４０が第２状態にあるとき、光源１０が点灯している状況で光反射素子により光源光を灯具前方に反射する光源光反射状態と、光源１０が消灯している状況で光反射素子により灯具外から入射した光を灯具前方に反射する外光反射状態とを切り替え可能である。例えば、光像形成部３０は、光源１０が点灯している場合は、反射状態にある光反射素子で光像を形成するよう光反射素子を制御し、反射状態にある光反射素子で光源光を灯具前方に反射する。これにより、光源光で形成された情報表示用光像あるいは標識用光像が灯具外に照射される。一方、光源１０が消灯している場合は、例えば非反射状態あるいは減光状態にある光反射素子で光像を形成するよう光反射素子を制御し、非反射状態あるいは減光状態にある光反射素子で灯具外から入射した光を灯具前方に反射する。これにより、外光で形成された情報表示用光像あるいは標識用光像が灯具外に照射される。

夜間など車両の周囲環境が暗い場合には、灯具外から灯具内に光りが入射しにくい。そのため、光像形成部３０は光源光反射状態をとり、光源光を用いて光像を形成する。一方、昼間など車両の周囲環境が明るい場合には、灯具外から太陽光等の光が灯具内に入射しやすい。そのため、光像形成部３０は、外光反射状態をとり、灯具外から入射した光を利用して光像を形成する。これにより、車両用灯具１の誘目性の向上を図るとともに、消費電力の低減を図ることができる。

光源光反射状態と外光反射状態との切り替えは、制御部３００が実行することができる。すなわち、制御部３００は、照度センサ３２０から自車両周囲の明るさ情報を取得する。そして、ライトスイッチ３１０から情報表示用光像あるいは標識用光像の形成が指示されている状況で、自車両周囲が所定の明るさ未満である場合には、光源１０を点灯するとともに、光像形成部３０に光源光反射状態をとるよう指示する。一方、ライトスイッチ３１０から情報表示用光像あるいは標識用光像の形成が指示されている状況で、自車両周囲が所定の明るさ以上である場合には、制御部３００は、光源１０を消灯する（あるいは点灯指示を行わない）とともに、光像形成部３０に外光反射状態をとるよう指示する。

また、光学部材４０の第２状態は、灯具外から照射される太陽光の光学部材４０への照射量が、第１状態にあるときの照射量よりも小さくなる状態としてもよい。例えば、図２（Ｂ）に示す第２状態は、第１状態にあるときよりも光学部材４０がアウターカバー４から離間する状態である。このように、光学部材４０がアウターカバー４から離間することで、光学部材４０への太陽光Ｓの照射量をより小さくすることができる。また、図３（Ｂ）に示す第２状態は、灯具前方から見て遮光部材６０の背面側に隠れる状態である。遮光部材６０により、光学部材４０への太陽光Ｓの照射量が小さくなる。この遮光部材６０には、車両ボディ等が用いられてもよい。光学部材４０の第２状態をこのように設定することで、太陽光Ｓが光学部材４０に入射し、光学部材４０によって灯具内の所定位置に集光されるおそれを低減させることができる。特に、車両用灯具１が標識灯として機能する状況としては昼間が多いため、第２状態を上述のように設定すること、より効果的に太陽光の集光を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具１では、光学部材変位部５０が光学部材４０の配置状態を、焦点Ｆが光軸Ｏ上で且つ光像出射面３０ａ近傍に位置する第１状態と、焦点Ｆが光像出射面３０ａから離間した第２状態との切り替え、及び灯具外の視点ＰＳと光像形成部３０との間に光学部材４０が介在する第１状態と、当該間に光学部材４０が非介在となる第２状態との切り替えの少なくとも一方を行う。すなわち、車両用灯具１は光学部材４０を、前照灯として機能しているときの配置状態（第１状態）から、灯具外から光像出射面３０ａを目視しやすい配置状態（第２状態）に切り替えて、標識用光像や情報表示用光像を形成する。このため、車両用灯具１の誘目性を向上させることができる。また、光学部材４０の第１状態から第２状態、あるいは第２状態から第１状態への変位自体によっても車両用灯具１の誘目性を高めることができる。

また、車両用灯具１は、光学部材４０を第１状態として前照灯用配光パターンを形成し、光学部材４０を第２状態として標識用光像や情報表示用光像を形成する。すなわち、車両用灯具１は、１つの灯具で前照灯、標識灯及び情報表示装置として機能することができる。これにより、車両用灯具の多機能化と小型化との両立を図ることができる。

本実施形態に係る車両用灯具１は、例えば次のように言い換えることができる。すなわち、車両用灯具１は、光源１０と、光像形成部３０（二次元画像形成装置）と、光学部材４０（投影光学系）を備え、投影光学系の焦点位置が画像形成装置に略一致する第１照明モードと、焦点位置が画像形成装置から離間する第２照明モードを有する。第２照明モードにおいて、画像形成装置が情報表示用あるいは標識用の画像を形成する。例えば、第２照明モードにおいて、画像形成装置が標識用画像として時間的に変化する画像を表示することにより、遠方から前照灯を観察した際に光が揺らいで見えるため、誘目性の高い見映えを実現できる。また、第２照明モードにおいて、画像形成装置が情報表示用画像として文字や図形、記号等の画像を表示することにより、車両近傍で車両用灯具１が観察された際に、画像形成装置で形成した画像が車外者により認識される。

（実施形態２）
実施形態２に係る車両用灯具は、光像形成部が液晶シャッタである点を除き、実施形態１に係る車両用灯具１の構成と概ね共通する。実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明及び図示は適宜省略する。図６は、実施形態２に係る車両用灯具の内部構造を模式的に示す斜視図である。図６では、光学部材変位部５０の図示を省略している。

本実施形態の車両用灯具１は、光像形成部３０は液晶シャッタで構成され、光源光の進路上であって光源１０と光学部材４０との間に配置される。したがって、光像形成部３０には、灯具後方側から光源光が入射される。光像形成部３０は、前記光学素子として複数の液晶素子を有し、各液晶素子における光の透過量を変化させることで、照射状態、非照射状態、及び照射状態よりも灯具前方への照射量が少ない減光状態を個別に切り換え可能である。液晶シャッタの構造は公知であるため、その詳細な説明は省略する。光像形成部３０は、照射状態及び／又は減光状態にある液晶素子により、光源１０から当該液晶素子に照射される光を灯具前方に透過させる。複数の液晶素子における灯具前方側を向く平面が光像出射面３０ａを形成する。

光学部材４０の配置状態は、実施形態１と同様に（図２（Ｂ）、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）第１状態と第２状態とで切り替えることができる。そして、光像形成部３０は、光学部材４０が第１状態にあるとき前照灯用配光パターンを形成するための光像を形成し、光学部材４０が第２状態にあるとき情報表示用又は標識用の光像を形成する。本実施形態のように光像形成部３０として液晶シャッタを用いる場合であっても、実施形態１と同様の効果を奏することができる。

（実施形態３）
実施形態３に係る車両用灯具は、光学部材が２枚のレンズで構成される点を除き、実施形態１又は２に係る車両用灯具１の構成と概ね共通する。実施形態１又は２と同様の構成については同一の符号を付し、その説明及び図示は適宜省略する。図７（Ａ）は、実施形態３に係る車両用灯具における光学部材が第１状態にあるときの内部構造を模式的に示す斜視図である。図７（Ｂ）は、実施形態３に係る車両用灯具における光学部材が第１状態にあるときの内部構造を模式的に示す鉛直断面図である。図７（Ｃ）は、実施形態３に係る車両用灯具における光学部材が第２状態にあるときの内部構造を模式的に示す斜視図である。図７（Ｄ）は、実施形態３に係る車両用灯具における光学部材が第２状態にあるときの内部構造を模式的に示す鉛直断面図である。図７（Ａ）〜図７（Ｄ）では、光像形成部３０として液晶シャッタを図示している。

本実施形態に係る車両用灯具１では、光学部材４０が、第１光学部材４０ａと第２光学部材４０ｂとで構成される。第１光学部材４０ａは、例えば、前方側表面及び後方側表面が自由曲面形状を有する自由曲面レンズからなる。第２光学部材４０ｂは、光学部材４０の焦点Ｆを変位させるための光学部材である。第２光学部材４０ｂは、例えば、前方側表面及び後方側表面が凹状の両凹レンズ（負レンズ）であり、光学部材４０の焦点Ｆを、第１光学部材４０ａのみで定まる焦点Ｆの位置から灯具前方側に変位させる。

第１光学部材４０ａは、車両用灯具１の光軸Ｏ上に配置される。第２光学部材４０ｂは、光像形成部３０から第１光学部材４０ａに進む光が通る領域（光路）と交わる進出位置から光路と交わらない退避位置へ、あるいは退避位置から進出位置へ変位することができる。第２光学部材４０ｂの変位は、光学部材変位部５０（図１参照）により行われる。この場合、光学部材変位部５０は、アクチュエータ５０ｂが支持部５０ａの先端を光軸Ｏに接近、離間させる構成を有する。

光学部材４０の配置状態は、光学部材４０の焦点Ｆと光像形成部３０の光像出射面３０ａとの間の距離が所定距離である、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す第１状態と、焦点Ｆと光像出射面３０ａとの間の距離が第１状態にあるときよりも長い、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）に示す第２状態とで切り替えることができる。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、第１状態では、第１光学部材４０ａ及び第２光学部材４０ｂが光軸Ｏ上に位置（さらには第１光学部材４０ａ及び第２光学部材４０ｂの中心が光軸Ｏ上に位置）し、光学部材４０の焦点Ｆが光像出射面３０ａと重なる。また、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）に示すように、第２状態では、第１光学部材４０ａの位置に変化はないが、第２光学部材４０ｂが光路から退避する。これにより、焦点Ｆが光像形成部３０よりも灯具後方側に移動する。

光像形成部３０は、光学部材４０が第１状態にあるとき前照灯用配光パターンを形成するための光像を形成し、光学部材４０が第２状態にあるとき情報表示用又は標識用の光像を形成する。以上説明した本実施形態の車両用灯具１によっても、実施形態１と同様の効果を奏することができる。

（実施形態４）
実施形態４に係る車両用灯具は、第２光学部材の形状が異なる点を除き、実施形態３に係る車両用灯具１の構成と概ね共通する。実施形態１、２又は３と同様の構成については同一の符号を付し、その説明及び図示は適宜省略する。図８（Ａ）は、実施形態４に係る車両用灯具における光学部材が第１状態にあるときの内部構造を模式的に示す斜視図である。図８（Ｂ）は、実施形態４に係る車両用灯具における光学部材が第１状態にあるときの内部構造を模式的に示す鉛直断面図である。図８（Ｃ）は、実施形態４に係る車両用灯具における光学部材が第２状態にあるときの内部構造を模式的に示す斜視図である。図８（Ｄ）は、実施形態４に係る車両用灯具における光学部材が第２状態にあるときの内部構造を模式的に示す鉛直断面図である。図８（Ａ）〜図８（Ｄ）では、光像形成部３０として液晶シャッタを図示している。

本実施形態に係る車両用灯具１では、光学部材４０が、第１光学部材４０ａと第２光学部材４０ｂとで構成される。第１光学部材４０ａは、実施形態３と同様である。第２光学部材４０ｂは、光学部材４０の焦点Ｆを変位させるための光学部材である。第２光学部材４０ｂは、前方側表面が凸状で後方側表面が凹状の凸メニスカスレンズ（正レンズ）であり、光学部材４０の焦点Ｆを、第１光学部材４０ａのみで定まる焦点Ｆの位置から灯具後方側に変位させる。第１光学部材４０ａは、車両用灯具１の光軸Ｏ上に配置される。第２光学部材４０ｂは、進出位置から退避位置へ、あるいは退避位置から進出位置へ変位することができる。第２光学部材４０ｂの変位は、光学部材変位部により行われる。

光学部材４０の配置状態は、光学部材４０の焦点Ｆと光像形成部３０の光像出射面３０ａとの間の距離が所定距離である、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す第１状態と、焦点Ｆと光像出射面３０ａとの間の距離が第１状態にあるときよりも長い、図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）に示す第２状態とで切り替えることができる。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、第１状態では、第１光学部材４０ａが光軸Ｏ上に位置し、第２光学部材４０ｂが光路から退避しており、光学部材４０の焦点Ｆが光像出射面３０ａと重なる。また、図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）に示すように、第２状態では、第１光学部材４０ａの位置に変化はないが、第２光学部材４０ｂが光路に進出する。これにより、焦点Ｆが光像形成部３０よりも灯具後方側に移動する。

光像形成部３０は、光学部材４０が第１状態にあるとき前照灯用配光パターンを形成するための光像を形成し、光学部材４０が第２状態にあるとき情報表示用又は標識用の光像を形成する。以上説明した本実施形態の車両用灯具１によっても、実施形態１と同様の効果を奏することができる。

本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくはさらなる変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述した各実施形態同士の組み合わせ、及び上述した各実施形態と以下の変形との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。

上述した実施形態１及び２において、光学部材４０としてリフレクタが用いられてもよい。上述した実施形態３及び４では、光像形成部３０として液晶シャッタを用いているが、実施形態１と同様にＭＥＭＳミラーアレイを用いてもよい。実施形態１，３，４において、光像形成部３０は、ＭＥＭＳミラーアレイや液晶シャッタに限定されず、ＬＣｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）型デバイス、板状蛍光体とレーザスキャン光学系との組み合わせ、ＭＥＭＳシャッター、マトックスＬＥＤ、ＯＬＥＤ（Organic light-Emitting Diode）等で構成することができる。各実施形態において、第２状態では第１状態よりも光源１０の輝度を低減させてもよい。

１ 車両用灯具、 ２ ランプボディ、 ３ 灯室、 ４ アウターカバー、 １０ 光源、 ３０ 光像形成部、 ３０ａ 光像出射面、 ４０ 光学部材、 ５０ 光学部材変位部、 Ｆ 焦点、 ＰＳ 視点、 Ｓ 太陽光。

Claims (6)

1. 灯具前方に照射される光像を形成する光像形成部と、
   前記光像を灯具前方に投影する光学部材と、
   前記光学部材の配置状態を、前記光学部材の焦点と前記光像形成部の光像出射面との間の距離が所定距離である第１状態と、前記焦点と前記光像出射面との間の距離が前記第１状態にあるときよりも長い第２状態との切り替え、及び灯具外の所定位置にある視点から前記光像形成部を見たときに前記視点と前記光像形成部との間に前記光学部材が介在する第１状態と、前記視点と前記光像形成部との間に前記光学部材が非介在となる第２状態との切り替えの少なくとも一方を行う光学部材変位部と、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記光像形成部は、光を灯具前方に照射する状態と、非照射とする状態又は照射状態よりも灯具前方への照射量が少ない減光状態とを個別に切り替え可能な複数の光学素子が配列されてなる請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記光像形成部に光を照射する光源をさらに備え、
   前記光学素子は、前記光源からの光を灯具前方に反射する状態と非反射とする状態とを個別に切り替え可能な複数の光反射素子であり、
   前記光像形成部は、前記光学部材が第２状態にあるとき、前記光源が点灯している状態で前記光反射素子により光源光を灯具前方に反射し、前記光源が消灯している状態で前記光反射素子により灯具外から入射した光を灯具前方に反射する請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記光像形成部は、前記光学部材が第１状態にあるとき、前照灯用配光パターンを形成するための光像を形成し、前記光学部材が第２状態にあるとき、所定の情報表示用又は標識用の光像を形成する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
5. 前記第２状態は、灯具外から照射される太陽光の前記光学部材への照射量が、第１状態にあるときの前記照射量よりも小さくなる状態である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
6. ランプボディと、
   前記ランプボディの灯具前方側に配置される透光性を有するアウターカバーと、をさらに備え、
   前記光学部材は、前記ランプボディと前記アウターカバーとで画成される灯室内に配置され、
   前記第２状態は、前記第１状態にあるときよりも前記光学部材が前記アウターカバーから離間する状態である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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