JP6264709B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用灯具に係り、特に、ちらつきを抑制することができる車両用灯具に関する。
図１９は、従来の車両用灯具３００の縦断面図である。
図１９に示すように、従来、励起光源としてのレーザー装置３１０と、波長変換部材としての蛍光体パネル３２０と、レーザー装置３１０からのレーザー光を二次元的に走査して、所定配光パターンに対応する二次元像を蛍光体パネル３２０上に描画する光偏光器３３０（ＭＥＭＳミラー）と、蛍光体パネル３２０に描画される二次元像を投影して、所定配光パターンを形成する光学系としての投影レンズ３４０と、を備えた車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記構成の車両用灯具３００が記載された特許文献１においては、所定配光パターンを、どの程度のフレームレート（ｆｐｓ）の画像として形成するのが望ましいのかについての開示ないし示唆は一切存在していない。これに対して、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきを抑制するには２２０Ｈｚ以上の周波数（又は２２０ｆｐｓ以上のフレームレート）を用いるのが技術常識とされていた（例えば、非特許文献１参照）。
特開２０１１−２２２２３８号公報
ISAL2013論文、タイトル「Glare-free High Beam with Beam-scanning」（第340〜347頁）
ところが、本願の発明者らが実験を行い、その結果を検討した結果、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）であっても、実際にはちらつきが発生しないことを見出し、本発明を完成した。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）を用いても、ちらつきを抑制す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。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、所定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、前記所定配光パターンは、フレームレートが５５ｆｐｓ以上の画像として形成されることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）である「５５ｆｐｓ以上」を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
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、前記所定配光パターンは、フレームレートが５５ｆｐｓ以上１２０ｆｐｓ以下の画像として形成されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）である「５５ｆｐｓ以上１２０ｆｐｓ以下」を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
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、前記所定配光パターンは、フレームレートが５５ｆｐｓ以上１００ｆｐｓ以下の画像として形成されることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）である「５５ｆｐｓ以上１００ｆｐｓ以下」を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記所定配光パターンは、フレームレートが７０ｆｐｓ±１０ｆｐｓの画像として形成されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）である「７０ｆｐｓ±１０ｆｐｓ」を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
請求項５に記載の発明は、所定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、前記所定配光パターンは、通常走行速度の下で、フレームレートが５０ｆｐｓ以上の画像として形成されることを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）である「５０ｆｐｓ以上」を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、励起光源と、波長変換部材と、前記励起光源からの励起光を二次元的に走査して、前記所定配光パターンに対応する二次元像を前記波長変換部材上に描画する光偏光器と、前記波長変換部材に描画される前記二次元像を投影して、前記所定配光パターンを形成する光学系と、を備えることを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。また、請求項６に記載の発明によれば、２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）を用いることができるため、２２０Ｈｚ以上の周波数（又は２２０ｆｐｓ以上のフレームレート）を用いる場合と比べ、光偏光器の信頼性、耐久性、寿命等を向上させることができる。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記光偏光器は、ＭＥＭＳスキャナであることを特徴とする。
請求項７に記載の発明によれば、光偏光器としてＭＥＭＳスキャナを用いることで、車両用灯具を小型化することができる。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記光偏光器は、ミラー部と、前記ミラー部を囲むように配置され、第１軸を中心に往復揺動できるように前記ミラー部を支持する可動枠と、前記可動枠を囲むように配置され、前記第１軸と直交する第２軸を中心に往復揺動できるように前記可動枠を支持する台座と、共振駆動により、前記ミラー部を前記可動枠に対して前記第１軸を中心に往復揺動させる第１圧電アクチュエータと、非共振駆動により、前記可動枠及び当該可動枠に支持された前記ミラー部を前記台座に対して前記第２軸を中心に往復揺動させる第２圧電アクチュエータと、を備える１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器として構成されていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記光偏光器は、前記第１軸が鉛直面に含まれ、前記第２軸が水平面に含まれた状態で配置されていることを特徴とする。
請求項９に記載の発明によれば、光偏光器を請求項９に記載のとおりに配置することで、車両用前照灯において求められる、水平方向にワイドで垂直方向に薄い所定配光パターン（所定配光パターンに対応する二次元像）を容易に形成（描画）することができる。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数は、５５Ｈｚ以上であることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（５５Ｈｚ以上）を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数は、５５Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下であることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（５５Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下）を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
請求項１２に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数は、５５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下であることを特徴とする。
請求項１２に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（５５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下）を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
請求項１３に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数は、７０Ｈｚ±１０Ｈｚであることを特徴とする。
請求項１３に記載の発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（７０Ｈｚ±１０Ｈｚ）を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
請求項１４に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数は、可変であることを特徴とする。
請求項１４に記載の発明によれば、第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を一定とする場合と比べ、光偏光器の信頼性、耐久性、寿命等を向上させることができる。
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、車両に取り付けられた車速センサの検出結果である走行速度に基づいて、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を変化させることを特徴とする。
請求項１５に記載の発明によれば、第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を一定とする場合と比べ、光偏光器の信頼性、耐久性、寿命等を向上させることができる。
請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、車両に取り付けられた照度センサの検出結果である運転者に戻る照度に基づいて、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を変化させることを特徴とする。
請求項１６に記載の発明によれば、第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を一定とする場合と比べ、光偏光器の信頼性、耐久性、寿命等を向上させることができる。
請求項１７に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、車両に取り付けられた距離センサの検出結果である照射物との距離に基づいて、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を変化させることを特徴とする。
請求項１７に記載の発明によれば、第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を一定とする場合と比べ、光偏光器の信頼性、耐久性、寿命等を向上させることができる。
請求項１８に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、車両に取り付けられた振動センサの検出結果に基づいて、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を変化させることを特徴とする。
請求項１８に記載の発明によれば、第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を一定とする場合と比べ、光偏光器の信頼性、耐久性、寿命等を向上させることができる。
請求項１９に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、所定配光パターンに応じて、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を変化させることを特徴とする。
請求項１９に記載の発明によれば、第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を一定とする場合と比べ、光偏光器の信頼性、耐久性、寿命等を向上させることができる。
本発明によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態である車両用灯具１０の縦断面図である。 車両用灯具１０の変形例の概略図である。 １軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１の斜視図である。 （ａ）第１圧電アクチュエータ２０３、２０４に電圧を印加していない状態の図、（ｂ）電圧を印加している状態の図である。 （ａ）第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に電圧を印加していない状態の図、（ｂ）電圧を印加している状態の図である。 （ａ）ミラー部２０２の第１軸Ｘ１を中心とする最大振り角を説明するための図、（ｂ）ミラー部２０２の第２軸Ｘ２を中心とする最大振り角を説明するための図である。 試験システムの概略図である。 実験結果（測定結果）をプロットしたグラフである。 ミラー部２０２の振り角と周波数との関係を表すグラフである。 励起光源１２及び光偏光器２０１を制御する制御システムの構成例である。 図１１中上段はミラー部２０２の往復揺動に同期して励起光源１２（レーザー光）が変調周波数ｆＬ（２５ＭＨｚ）で変調されている様子を表し、図１１中中段は第１圧電アクチュエータ２０３、２０４に第１、第２交流電圧（例えば２５ＭＨｚの正弦波）が印加されている様子を表し、図１１中下段は第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に第３交流電圧（例えば５５Ｈｚの鋸歯状波）が印加されている様子を表している。 （ａ）第１圧電アクチュエータ２０３、２０４に印加される第１、第２交流電圧（例えば２５ＭＨｚの正弦波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表し、（ｂ）第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に印加される第３交流電圧（例えば５５Ｈｚの鋸歯状波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表している。 （ａ）〜（ｃ）光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査するレーザー光（スポット）の走査パターンの例である。 （ａ）、（ｂ）光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査するレーザー光（スポット）の垂直方向の走査パターンの例である。 ２軸非共振タイプの光偏光器１６１の斜視図である。 （ａ）第１圧電アクチュエータ１６３、１６４に印加される第１交流電圧（例えば６ｋＨｚの鋸歯状波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表し、（ｂ）第２圧電アクチュエータ１６５、１６６に印加される第３交流電圧（例えば６０Ｈｚの鋸歯状波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表している。 ２軸共振タイプの光偏光器２０１Ａの平面図である。 （ａ）第１圧電アクチュエータ１５ａ、１５ｂに印加される第１交流電圧（例えば２４ｋＨｚの正弦波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表している。（ｂ）第２圧電アクチュエータ１７ａ、１７ｂに印加される第３交流電圧（例えば１２Ｈｚの正弦波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表している。 従来の車両用灯具３００の縦断面図である。
以下、本発明の一実施形態である車両用灯具について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態である車両用灯具１０の縦断面図である。
図１に示すように、本実施形態の車両用灯具１０は、励起光源１２、集光レンズ１４で集光された励起光源１２からの励起光Ｒａｙを二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する光偏光器２０１、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する励起光Ｒａｙにより所定配光パターンに対応する二次元像が描画される波長変換部材１８、波長変換部材１８に描画された二次元像を前方に投影する投影レンズ２０等を備えた車両用前照灯として構成されている。
光偏光器２０１、波長変換部材１８及び投影レンズ２０は、図１に示すように、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する励起光源１２からの励起光Ｒａｙが、波長変換部材１８の後面１８ａから前面１８ｂに透過するように配置されている。すなわち、光偏光器２０１が波長変換部材１８に対して後方側に配置され、投影レンズ２０が波長変換部材１８に対して前方側に配置されている。このような配置は透過型と称される。この場合、励起光源１２は、波長変換部材１８に対して後方側又は前方側のいずれに配置されていてもよい。なお、図１においては、投影レンズ２０が４枚のレンズ２０Ａ〜２０Ｄ群からなる投影レンズとして構成されているが、投影レンズ２０は１枚の非球面レンズからなる投影レンズとして構成されていてもよい。
なお、光偏光器２０１、波長変換部材１８及び投影レンズ２０は、図２に示すように、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する励起光源１２からの励起光Ｒａｙが、波長変換部材１８の前面１８ｂに入射するように配置されていてもよい。すなわち、光偏光器２０１及び投影レンズ２０がいずれも波長変換部材１８に対して前方側に配置されていてもよい。このような配置は反射型と称される。この場合、励起光源１２は、波長変換部材１８に対して後方側又は前方側のいずれに配置されていてもよい。この図２に示す反射型の配置によれば、図１に示す透過型の配置と比べ、車両用灯具１０の光軸ＡＸ方向の寸法を短くできるという利点がある。なお、図２においては、投影レンズ２０が１枚の非球面レンズからなる投影レンズとして構成されているが、投影レンズ２０は複数枚のレンズ群からなる投影レンズとして構成されていてもよい。
励起光源１２は、例えば、励起光として青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザー光を放出するレーザーダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子である。なお、励起光源１２は、近紫外域（例えば、発光波長が４０５ｎｍ）のレーザー光を放出するレーザーダイオード等の半導体発光素子であってもよい。また、励起光源１２は、ＬＥＤであってもよい。励起光源１２からの励起光は、集光レンズ１４で集光されて（例えばコリメートされて）光偏光器２０１（ミラー部）に入射する。
波長変換部材１８は、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する励起光としてのレーザー光を受けて当該レーザー光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換する外形が矩形形状の板状（又は層状）の波長変換部材である。波長変換部材１８は、図１においては、その後面１８ａの外形に沿った周囲が枠体２２に固定されて、投影レンズ２０の焦点Ｆ近傍に配置されている。なお、図２においては、波長変換部材１８は、その後面１８ａが支持体４６に固定されて、投影レンズ２０の焦点Ｆ近傍に配置されている。
例えば、励起光源１２として青色域のレーザー光を放出するレーザーダイオード（ＬＤ）を用いる場合、波長変換部材１８として青色域のレーザー光によって励起されて黄色光を発光する外形が矩形形状の板状（又は層状）の蛍光体が用いられる。波長変換部材１８には、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する青色域のレーザー光により所定配光パターンに対応する二次元像が白色の像として描画される。二次元像が白色の像として描画されるのは、青色域のレーザー光が照射された場合、波長変換部材１８は、これを透過する青色域のレーザー光と青色域のレーザー光による発光（黄色光）との混色による白色光（疑似白色光）を放出することによるものである。
一方、励起光源１２として近紫外域のレーザー光を放出するレーザーダイオード（ＬＤ）を用いる場合、波長変換部材１８として近紫外域のレーザー光によって励起されて赤、緑、青の３色の光を発光する外形が矩形形状の板状（又は層状）の蛍光体が用いられる。波長変換部材１８には、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する近紫外域のレーザー光により所定配光パターンに対応する二次元像が白色の像として描画される。二次元像が白色の像として描画されるのは、近紫外域のレーザー光が照射された場合、波長変換部材１８は、近紫外域のレーザー光による発光（赤、緑、青の３色の光）の混色による白色光（疑似白色光）を放出することによるものである。
投影レンズ２０は、図１に示すように、像面が平面になるように収差（像面湾曲）が補正された４枚のレンズ２０Ａ〜２０Ｄ群からなる投影レンズとして構成されている。この場合、波長変換部材１８は、平板形状のものが用いられ、像面（平面）に沿って配置される。投影レンズ２０の焦点Ｆは、波長変換部材１８近傍に位置している。なお、投影レンズ２０は、像面が平面になるように収差（像面湾曲）が補正されていない１枚の非球面レンズからなる投影レンズとして構成されていてもよい。この場合、波長変換部材１８は、像面湾曲に対応して湾曲した形状のものが用いられ、像面湾曲に沿って配置される。投影レンズ２０の焦点Ｆは、波長変換部材１８近傍に位置している。
投影レンズ２０は、波長変換部材１８に描画される所定配光パターンに対応する二次元像を前方に投影して、車両用灯具１０に正対した仮想鉛直スクリーン（車両用灯具１０の前方約２５ｍの位置に配置されている）上に、所定配光パターン（ロービーム用配光パターン又はハイビーム用配光パターン等）を形成する。
光偏光器２０１は、集光レンズ１４で集光（例えばコリメート）された励起光源１２からの励起光Ｒａｙを二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する。
光偏光器２０１は、例えば、ＭＥＭＳスキャナである。光偏光器の駆動方式には大別して圧電方式、静電方式、電磁方式があるが、いずれの方式であってもよい。本実施形態では、圧電方式の光偏光器を代表して説明する。
圧電方式には大別して１軸非共振・１軸共振タイプ、２軸非共振タイプ、２軸共振タイプがあるが、いずれの方式であってもよい。
まず、１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１について説明する。
＜１軸非共振・１軸共振タイプ＞
図３は、１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１の斜視図である。
図３に示すように、１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１は、ミラー部２０２（ＭＥＭＳミラーとも称される）と、ミラー部２０２をトーションバー２１１ａ、２１１ｂを介して駆動する第１圧電アクチュエータ２０３、２０４と、第１圧電アクチュエータ２０３、２０４を支持する可動枠２１２と、可動枠２１２を駆動する第２圧電アクチュエータ２０５、２０６と、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を支持する台座２１５とを備えている。
ミラー部２０２は円形形状で、その両端から外側へ延びたトーションバー２１１ａ、２１１ｂが連結されている。また、ミラー部２０２を囲むように、半円弧形状の第１圧電アクチュエータ２０３、２０４が空隙を隔てて設けられている。第１圧電アクチュエータ２０３、２０４は、それぞれの一方の端部が一方のトーションバー２１１ａを挟んで対向して連結され、それぞれの他方の端部が他方のトーションバー２１１ｂを挟んで対向して連結されている。また、第１圧電アクチュエータ２０３、２０４は、その円弧部の中心位置の外側が、ミラー部２０２と第１圧電アクチュエータ２０３、２０４とを囲むように設けられた可動枠２１２に連結されて支持されている。
可動枠２１２は矩形形状で、トーションバー２１１ａ、２１１ｂに直交する方向の１対の両側が、可動枠２１２を挟んで対向した第２圧電アクチュエータ２０５、２０６の先端部にそれぞれ連結されている。また、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６は、その基端部が、可動枠２１２と第２圧電アクチュエータ２０５、２０６とを囲むように設けられた台座２１５上の支持体基端部２１４に連結されて支持されている。
第１圧電アクチュエータ２０３、２０４は、それぞれ、図４（ａ）に示すように、支持体２０３ａ、２０４ａと下部電極２０３ｂ、２０４ｂと圧電体２０３ｃ、２０４ｃと上部電極２０３ｄ、２０４ｄとを有する１つの圧電カンチレバーを備えている。
図３に示すように、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６は、それぞれ、６つの圧電カンチレバー２０５Ａ〜２０５Ｆ、２０６Ａ〜２０６Ｆがそれぞれの端部において折り返すように連結されて、全体として蛇腹状の圧電アクチュエータを構成している。各々の圧電カンチレバー２０５Ａ〜２０５Ｆ、２０６Ａ〜２０６Ｆは、第１圧電アクチュエータ２０３、２０４が有する圧電カンチレバーと同様の構成とされている。
次に、ミラー部２０２の動作（第１軸Ｘ１周りの揺動）について説明する。
図４（ａ）（ｂ）には、図３に示すＡＡ断面図が示されている。図４（ａ）は第１圧電アクチュエータ２０３、２０４に電圧を印加していない状態を示し、図４（ｂ）は電圧を印加している状態を示す。
図４（ｂ）に示すように、第１圧電アクチュエータ２０３、２０４の上部電極２０３ｄ、２０４ｄと下部電極２０３ｂ、２０４ｂとの間にそれぞれ互いに逆極性の電圧±Ｖｄを印加して駆動させると、互いに逆方向に屈曲変形する。この屈曲変形により、トーションバー２１１ｂが図４（ｂ）に示すように回転する。トーションバー２１１ａも同様である。このトーションバー２１１ａ、２１１ｂの回転に応じてミラー部２０１が可動枠２１２に対して第１軸Ｘ１を中心に揺動する。
次に、ミラー部２０２の動作（第２軸Ｘ２周りの揺動）について説明する。
図５（ａ）は第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に電圧を印加していない状態を示し、図５（ｂ）は電圧を印加している状態を示す。
図５（ｂ）に示すように、第２圧電アクチュエータ２０６に電圧を印加して、可動枠２１２側から奇数番目の圧電カンチレバー２０６Ａ、２０６Ｃ、２０６Ｅを上方向に屈曲変形させると共に、偶数番目の圧電カンチレバー２０６Ｂ、２０６Ｄ、２０６Ｆを下方向に屈曲変形させる。これにより、圧電アクチュエータ２０６では、各圧電カンチレバー２０６Ａ〜２０６Ｆの屈曲変形の大きさを加算した大きさの角度変位が発生する。第２圧電アクチュエータ２０５についても同様である。この角度変位により、可動枠２１２（及びこれに保持されたミラー部２０２）が台座２１５に対して第１軸Ｘ１と直交する第２軸Ｘ２を中心に回転する。なお、第１軸Ｘ１と第２軸Ｘ２は、ミラー部２０２の中心（重心）において直交している。
ミラー部２０２のミラー部支持体、トーションバー２１１ａ、２１１ｂ、第１圧電アクチュエータ２０３、２０４の支持体、可動枠２１２、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６の支持体、台座２１５上の支持体基端部２１４は、シリコン基板を形状加工することにより１枚の支持体として一体的に形成されている。さらに、台座２１５もシリコン基板から形成され、シリコン基板を形状加工することにより前記１枚の支持体と一体的に形成されている。このようにシリコン基板を形状加工する手法については、例えば、特開２００８−４０２４０号公報に詳細に記載されている。また、ミラー部２０２と可動枠２１２との間には空隙が設けられ、ミラー部２０２が可動枠２１２に対して第１軸Ｘ１を中心に所定角度まで揺動可能となっている。また、可動枠２１２と台座２１５との間には空隙が設けられ、可動枠２１２（及びこれに支持されたミラー部２０２）が台座２１５に対して第２軸Ｘ２を中心に所定角度まで揺動可能となっている。
光偏光器２０１は、各々の圧電アクチュエータ２０３〜２０６に駆動電圧を印加するための電極セット２０７、２０８を備えている。
一方の電極セット２０７は、第１圧電アクチュエータ２０３に駆動電圧を印加するための上部電極パッド２０７ａと、第２圧電アクチュエータ２０５の先端部から奇数番目の圧電カンチレバー２０５Ａ、２０５Ｃ、２０５Ｅに駆動電圧を印加するための第１上部電極パッド２０７ｂと、第２圧電アクチュエータ２０５の先端部から偶数番目の圧電カンチレバー２０５Ｂ、２０５Ｄ、２０５Ｆに駆動電圧を印加するための第２上部電極パッド２０７ｃと、上部電極パッド２０７ａ〜２０７ｃの共通の下部電極として用いられる共通下部電極２０７ｄとを含んでいる。
同様に、他方の電極セット２０８は、第１圧電アクチュエータ２０４に駆動電圧を印加するための上部電極パッド２０８ａと、第２圧電アクチュエータ２０６の先端部から奇数番目の圧電カンチレバー２０６Ａ、２０６Ｃ、２０６Ｅに駆動電圧を印加するための第１上部電極パッド２０８ｂと、第２圧電アクチュエータ２０５の先端部から偶数番目の圧電カンチレバー２０６Ｂ、２０６Ｄ、２０６Ｆに駆動電圧を印加するための第２上部電極パッド２０８ｃと、これらの３つの上部電極パッド２０８ａ〜２０８ｃの共通の下部電極として用いられる共通下部電極２０８ｄとを含んでいる。
本実施形態では、第１圧電アクチュエータ２０３に駆動電圧として第１交流電圧を印加し、第１圧電アクチュエータ２０４に駆動電圧として第２交流電圧を印加する。第１交流電圧と第２交流電圧とは、互いに逆位相或いは位相のずれた交流電圧（例えば正弦波）とする。その際、トーションバー２１１ａ、２１１ｂを含むミラー部２０２の機械的な共振周波数（第一次共振点）付近の周波数の交流電圧を印加して、第１圧電アクチュエータ２０３、２０４を共振駆動させる。これにより、ミラー部２０２が可動枠２１２に対して第１軸Ｘ１を中心に往復揺動し、ミラー部２０２に入射する励起光源１２からの励起光としてのレーザー光が第１方向（例えば水平方向）に走査される。
また、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６にそれぞれ駆動電圧として第３交流電圧を印加する。その際、ミラー部２０２、トーションバー２１１ａ、２１１ｂ、及び第１圧電アクチュエータ２０３、２０４を含む可動枠２１２の機械的な共振周波数（第一次共振点）より小さい所定値以下の周波数の交流電圧を印加して、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させる。これにより、ミラー部２０２が台座２１５に対して第２軸Ｘ２を中心に往復揺動し、ミラー部２０２に入射する励起光源１２からの励起光としてのレーザー光が第２方向（例えば垂直方向）に走査される。
１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１は、第１軸Ｘ１が鉛直面に含まれ、第２軸Ｘ２が水平面に含まれた状態で配置されている。光偏光器２０１をこのように配置することで、車両用前照灯において求められる、水平方向にワイドで垂直方向に薄い所定配光パターン（所定配光パターンに対応する二次元像）を容易に形成（描画）することができる。その理由は次のとおりである。
すなわち、１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１においては、ミラー部２０２の第２軸Ｘ２を中心とする最大振り角より、ミラー部２０２の第１軸Ｘ１を中心とする最大振り角が大きくなる。例えば、ミラー部２０２の第１軸Ｘ１を中心とする往復揺動が共振駆動によるものであるため、ミラー部２０２の第１軸Ｘ１を中心とする最大振り角が図６（ａ）に示すように１０〜２０度となるのに対して、ミラー部２０２の第２軸Ｘ２を中心とする往復揺動が非共振駆動によるものであるため、ミラー部２０２の第２軸Ｘ２を中心とする最大振り角が図６（ｂ）に示すように７度程度となる。その結果、１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１を上記のように配置することで、車両用前照灯において求められる、水平方向にワイドで垂直方向に薄い所定配光パターン（所定配光パターンに対応する二次元像）を容易に形成（描画）することができる。
以上のように各々の圧電アクチュエータ２０３〜２０６の駆動により、励起光源１２からの励起光としてのレーザー光が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査される。
次に、本出願の発明者らが検討した、第１圧電アクチュエータ２０３、２０４に印加する第１交流電圧、第２交流電圧の周波数として望ましい周波数、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に印加する第３交流電圧として望ましい周波数について説明する。
本出願の発明者らは、実験を行いその結果を検討した結果、上記構成の１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１においては、第１圧電アクチュエータ２０３、２０４に印加する第１交流電圧、第２交流電圧の周波数（以下水平走査周波数ｆＨと称する）としては、約４〜３０ｋＨｚ（正弦波）が望ましく、２７ｋＨｚ±３ｋＨｚ（正弦波）がより望ましいとの結論に達した。
また、本出願の発明者らは、ハイビーム用配光パターンを考慮すると、鉛直軸Ｖに対して左１５度、右１５度の範囲において水平方向に０．１度（又はそれ以下）刻みでオンオフ（点灯非点灯）できるように、水平方向の解像度（画素数）を３００（又はそれ以上）とするのが望ましいとの結論に達した。
また、本出願の発明者らは、実験を行いその結果を検討した結果、上記構成の１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１においては、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に印加する第３交流電圧の周波数（以下垂直走査周波数ｆＶと称する）としては、５５Ｈｚ以上（鋸歯状波）が望ましく、５５Ｈｚ〜１２０Ｈｚ（鋸歯状波）がより望ましく、５５Ｈｚ〜１００Ｈｚ（鋸歯状波）がさらに望ましく、特に、７０Ｈｚ±１０Ｈｚ（鋸歯状波）が望ましいとの結論に達した。
また、予め定められた通常走行速度（例えば時速０ｋｍ〜１５０ｋｍ）を考慮すると、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に印加する第３交流電圧の周波数（垂直走査周波数ｆＶ）としては、５０Ｈｚ以上（鋸歯状波）が望ましく、５０Ｈｚ〜１２０Ｈｚ（鋸歯状波）がより望ましく、５０Ｈｚ〜１００Ｈｚ（鋸歯状波）がさらに望ましく、特に、７０Ｈｚ±１０Ｈｚ（鋸歯状波）が望ましいとの結論に達した。なお、フレームレートは垂直走査周波数ｆＶに依存するため、垂直走査周波数ｆＶが７０Ｈｚの場合、フレームレートは７０ｆｐｓとなる。
垂直走査周波数ｆＶが５５Ｈｚ以上の場合、所定配光パターンは、仮想鉛直スクリーン上において、フレームレートが５５ｆｐｓ以上の画像（動画又は映像ともいえる）として形成される。同様に、垂直走査周波数ｆＶが５５Ｈｚ〜１２０Ｈｚの場合、所定配光パターンは、仮想鉛直スクリーン上において、フレームレートが５５ｆｐｓ以上１２０ｆｐｓ以下の画像（動画又は映像ともいえる）として形成される。同様に、垂直走査周波数ｆＶが５５Ｈｚ〜１００Ｈｚの場合、所定配光パターンは、仮想鉛直スクリーン上において、フレームレートが５５ｆｐｓ以上１００ｆｐｓ以下の画像（動画又は映像ともいえる）として形成される。同様に、垂直走査周波数ｆＶが７０Ｈｚ±１０Ｈｚの場合、所定配光パターンは、仮想鉛直スクリーン上において、フレームレートが７０ｆｐｓ±１０ｆｐｓの画像（動画又は映像ともいえる）として形成される。垂直走査周波数ｆＶが５０Ｈｚ以上、５０Ｈｚ〜１２０Ｈｚ、５０Ｈｚ〜１００Ｈｚ、７０Ｈｚ±１０Ｈｚの場合も同様である。
垂直方向の解像度（垂直走査線数）は、次の式で求められる。
垂直方向の解像度（垂直走査線数）＝２×（垂直走査の利用時間係数：ＫＶ）×ｆＨ／ｆＶ
この式に基づけば、例えば、水平走査周波数ｆＨ＝２５ｋＨｚ、垂直走査周波数ｆＶ＝７０Ｈｚ、垂直走査の利用時間係数ＫＶ＝０．９〜０．８の場合、垂直走査線数は、２×２５ｋＨｚ／７０Ｈｚ*０．９〜０．８５=約６００本となる。
以上の望ましい垂直走査周波数ｆＶは、従来、車両用前照灯等の車両用灯具において全く用いられていなかった周波数であり、本願の発明者らが行った実験の結果、見出したものである。すなわち、従来、一般照明分野（自動車用前照灯等の車両用灯具以外）においてちらつきを抑制するには１００Ｈｚ以上の周波数を用いるのが技術常識とされ、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきを抑制するには２２０Ｈｚ以上の周波数を用いるのが技術常識とされており、以上の望ましい垂直走査周波数ｆＶは、従来、車両用前照灯等の車両用灯具において全く用いられていなかった。
次に、従来、一般照明分野（自動車用前照灯等の車両用灯具以外）においてちらつきを抑制するには１００Ｈｚ以上の周波数を用いるのが技術常識とされていた点について、参考例を用いて説明する。
例えば、電気用品の技術上の基準を定める省令（昭和３７年通商産業省令第８５号）においては、「光出力はちらつきを感じないものであること」とされており、これは、「繰り返し周波数が100Hz以上で光出力に欠落部がない又は繰り返し周波数が500Hz以上のものは「ちらつきを感じないもの」と解釈」するとされている。なお、この省令は、自動車用前照灯等の車両用灯具を対象としていない。
また、日経新聞（2010/8/26）においては、「・・・交流の周波数は50Hz。整流器を介した電圧は1秒間に100回の頻度でオンとオフを繰り返していた。電圧の変化による明るさの変化は、蛍光灯でも起こる。ただし、LED照明は蛍光灯のように残光時間がなく、明るさが瞬時に変わる。その結果、ちらつきを感じやすくなる。・・・」のように、周波数が１００Ｈｚ以上でちらつきを感じやすくなることが紹介されている。
また、一般に、蛍光灯においては、フリッカ（ちらつき）を感じなくなる明滅周期は１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚ（電源周期で５０Ｈｚ〜６０Ｈｚ）とされている。
次に、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきを抑制するには２２０Ｈｚ以上の周波数（又は２２０ｆｐｓ以上のフレームレート）を用いるのが技術常識とされていた点について、参考例を用いて説明する。
一般に、車両用前照灯に用いられるＨＩＤ（メタルハライドランプ）においては、その点灯条件は、矩形波３５０〜５００Ｈｚとされている。これは、８００Ｈｚ以上では音のノイズが聞こえる、周波数が低いとＨＩＤの発光効率が悪い、１５０Ｈｚ以下だと電極の加熱摩耗への影響で寿命が低下する等の理由によるもので、好ましくは２５０Ｈｚ以上とされている。
また、ISAL2013論文、タイトル「Glare-free High Beam with Beam-scanning」（第340〜347頁）においては、車両用前照灯等の車両用灯具における周波数として、２２０Ｈｚ以上、３００〜４００Ｈｚ以上が推奨されている。同様に、ISAL2013論文、タイトル「Flickering effects of vehicle exterior light systems and consequences」（第262〜266頁）においても、車両用前照灯等の車両用灯具における周波数として、約４００Ｈｚが記載されている。
以上のように、従来、車両用前照灯等の車両用灯具において、垂直走査周波数ｆＶとして５５Ｈｚ以上（５５Ｈｚ〜１２０Ｈｚが望ましい）の周波数を用いることで、ちらつきを抑制することができる点については全く知られていなかった。
次に、本出願の発明者らが、上記望ましい垂直走査周波数ｆＶを検討するに際して行った実験等について説明する。
＜実験＞
本願の発明者らは、走行中の車両用前照灯（ヘッドランプ）をイメージした試験システムを用いて実験を行い、被験者の感じるちらつき度合いを評価した。
図７は試験システムの概略図である。
図７に示すように、試験システムは、回転速度を変化させることができる回転ベルトＢを用いた可動道路モデル（回転ベルトＢの表面には、実際の道路を模した白線等が描かれている。スケール１／５）と、励起光源１２と同様の励起光源の出力（走査照度）を変化させることができる、車両用灯具１０と同様の灯具モデルＭとを用いた。
まず、灯具モデルＭ（励起光源がＬＥＤ）により回転ベルトＢの表面を照射する場合と灯具モデルＭ（励起光源がＬＤ）により回転ベルトＢの表面を照射する場合とで、被験者の感じるちらつきに差が出るかを実験した。その結果、灯具モデルＭ（励起光源がＬＥＤ）により回転ベルトＢの表面を照射する場合と灯具モデルＭ（励起光源がＬＤ）により回転ベルトＢの表面を照射する場合とで、垂直走査周波数ｆＶが一致していれば、被験者の感じるちらつきに乖離が無いことを確認した。
次に、各々の走行速度（０ｋｍ／ｈ、５０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈ、１５０ｋｍ／ｈ、２００ｋｍ／ｈ）となるように回転ベルトＢを回転させて、被験者がちらつかないと感じた垂直走査周波数ｆＶを測定した。具体的には、被験者がダイヤル操作することで垂直走査周波数ｆＶを変更し、ちらつかないと感じたところでダイヤル操作を止め、その時点での垂直走査周波数ｆＶを測定した。この測定は、車両から３０〜４０ｍ程度前方（ドライバーが運転しているときに最も注視している領域）の路面照度と同程度の照度（６０ｌｘ）、車両から１０ｍ程度前方（車両手前領域）の路面照度と同程度の照度（３００ｌｘ）、接近した前走車やガードレールからの反射光と同程度の照度（２０００ｌｘ）の下でそれぞれ行った。図８は、その実験結果（測定結果）をプロットしたグラフで、走行速度とちらつきの関係を表している。縦軸が垂直走査周波数ｆＶ、横軸が走行速度（時速）を表している。
図８を参照すると、次のことを理解できる。
第１に、路面照度（６０ｌｘ）かつ走行速度（時速０ｋｍ／ｈ〜２００ｋｍ／ｈ）において、ちらつかないと感じる垂直走査周波数ｆＶは、５５ｋＨｚ以上であること。このこと（及びドライバーが運転しているときに最も注視している領域の路面照度が６０ｌｘ程度であること）を考慮すると、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきを抑制するには、垂直走査周波数ｆＶを５５ｋＨｚ以上とするのが望ましいこと。
第２に、路面照度（６０ｌｘ）かつ通常走行速度（時速０ｋｍ／ｈ〜１５０ｋｍ／ｈ）において、ちらつかないと感じる垂直走査周波数ｆＶは、５０ｋＨｚ以上であること。このこと（及びドライバーが運転しているときに最も注視している領域の路面照度が６０ｌｘ程度であること）を考慮すると、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきを抑制するには、垂直走査周波数ｆＶを５０ｋＨｚ以上とするのが望ましいこと。
第３に、走行速度が増加すると、ちらつかないと感じる垂直走査周波数ｆＶが高くなる傾向があること。このことを考慮すると、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきを抑制するには、垂直走査周波数ｆＶを可変にするのが望ましいこと。例えば、走行速度が増加するに従って垂直走査周波数ｆＶを高くするのが望ましいこと。
第４に、照度が増加すると、ちらつかないと感じる垂直走査周波数ｆＶが高くなる傾向があること。このことを考慮すると、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきを抑制するには、垂直走査周波数ｆＶを可変にするのが望ましいこと。例えば、照度が増加するに従って垂直走査周波数ｆＶを高くするのが望ましいこと。
第５に、走行時（時速５０ｋｍ／ｈ〜１５０ｋｍ／ｈ）と比べ、停止時（時速０ｋｍ／ｈ）の方がちらつかないと感じる垂直走査周波数ｆＶが高いこと。このことを考慮すると、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきを抑制するには、垂直走査周波数ｆＶを可変にするのが望ましいこと。例えば、停止時の垂直走査周波数をｆＶ１とし、走行時の垂直走査周波数をｆＶ２とすると、ｆＶ１＞ｆＶ２の関係とするのが望ましいこと。
第６に、照度（６０ｌｘ、３００ｌｘ、２０００ｌｘ）かつ走行速度（時速０ｋｍ／ｈ〜２００ｋｍ／ｈ）において、ちらつかないと感じる垂直走査周波数ｆＶは、７０ｋＨｚを超えないこと。このことを考慮すると、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきを抑制するには、垂直走査周波数ｆＶを７０ｋＨｚ以上又は７０Ｈｚ±１０Ｈｚとするのが望ましいこと。
また、本願の発明者らは、ミラー部２０２、トーションバー２１１ａ、２１１ｂ、及び第１圧電アクチュエータ２０３、２０４を含む可動枠２１２の機械的な共振点（以下Ｖ側の共振点と称する）を考慮すると、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に印加する第３交流電圧の周波数（垂直走査周波数ｆＶ）としては、１２０Ｈｚ以下（鋸歯状波）が望ましく、１００Ｈｚ以下（鋸歯状波）がより望ましいとの結論に達した。その理由は次のとおりである。
図９は、ミラー部２０２の振り角と周波数との関係を表すグラフで、縦軸が振り角、横軸が印加電圧の周波数（例えば正弦波又は三角波）を表している。
例えば、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に約２Ｖ程度の電圧を印加した場合（低電圧起動時）、図９に示すように、Ｖ側の共振点は、１０００Ｈｚ、８００Ｈｚ付近に存在する。一方、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に約４５Ｖ程度の高電圧を印加した場合（高電圧起動時）、Ｖ側の共振点は、最大振り角のとき３５０Ｈｚ、２００Ｈｚ付近に存在する。周期的に振動（揺動）して安定した角度制御を実現するには、垂直走査周波数ｆＶはＶ側の共振点を避ける必要がある。この観点から、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に印加する第３交流電圧の周波数（垂直走査周波数ｆＶ）としては、１２０Ｈｚ以下（鋸歯状波）が望ましく、１００Ｈｚ以下（鋸歯状波）がさらに望ましい。また、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に印加する第３交流電圧の周波数（垂直走査周波数ｆＶ）が１２０Ｈｚを超えると、光偏光器２０１の信頼性、耐久性、寿命等が低下する。したがって、この観点からも、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に印加する第３交流電圧の周波数（垂直走査周波数ｆＶ）としては、１２０Ｈｚ以下（鋸歯状波）が望ましく、１００Ｈｚ以下（鋸歯状波）がさらに望ましい。
上記望ましい垂直走査周波数ｆＶは、本願の発明者らが新たに見出した以上の知見から導かれたものである。
次に、励起光源１２及び光偏光器２０１を制御する制御システムの構成例について説明する。
図１０は、励起光源１２及び光偏光器２０１を制御する制御システムの構成例である。
図１０に示すように、この制御システムは、制御部２４、及び、この制御部２４に電気的に接続された、ＭＥＭＳ電源回路２６、ＬＤ電源回路２８、撮像装置３０、照度センサ３２、車速センサ３４、車両の傾きセンサ３６、距離センサ３８、アクセル・ブレーキの操作を検知するアクセル・ブレーキセンサ４０、振動センサ４２、記憶装置４４等を備えている。
ＭＥＭＳ電源回路２６は、制御部２４からの制御に従って、第１圧電アクチュエータ２０３、２０４に第１、第２交流電圧（例えば２５ＭＨｚの正弦波）を印加して当該第１圧電アクチュエータ２０３、２０４を共振駆動させることで、ミラー部２０２を第１軸Ｘ１を中心に往復揺動させ、かつ、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に第３交流電圧（例えば５５Ｈｚの鋸歯状波）を印加して当該第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させることで、ミラー部２０２を第２軸Ｘ２を中心に往復揺動させる圧電アクチュエータ制御手段（又はミラー部制御手段）として機能する。
図１１中中段は第１圧電アクチュエータ２０３、２０４に第１、第２交流電圧（例えば２５ＭＨｚの正弦波）が印加されている様子を表し、図１１中下段は第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に第３交流電圧（例えば５５Ｈｚの鋸歯状波）が印加されている様子を表している。また、図１１中上段はミラー部２０２の往復揺動に同期して励起光源１２（レーザー光）が変調周波数ｆＬ（２５ＭＨｚ）で変調されている様子を表している。なお、図１１中、網掛けの部分は励起光源１２が発光していないことを表している。
図１２（ａ）は、第１圧電アクチュエータ２０３、２０４に印加される第１、第２交流電圧（例えば２５ＭＨｚの正弦波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表している。図１２（ｂ）は、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に印加される第３交流電圧（例えば５５Ｈｚの鋸歯状波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表している。
ＬＤ電源回路２８は、制御部２４からの制御に従って、ミラー部２０２の往復揺動に同期して励起光源１２（レーザー光）を変調する変調手段として機能する。
励起光源１２（レーザー）の変調周波数（変調速度）は、次の式で求められる。
変調周波数ｆＬ＝（画素数）×（フレームレート：ｆＶ）／（ブランキング時間割合：Ｂｒ）
この式に基づけば、例えば、画素数３００×６００、ｆＶ＝７０、Ｂｒ＝０．５の場合、変調周波数ｆＬは、３００×６００×７０／０．５＝約２５ＭＨｚとなる。変調周波数ｆＬが２５ＭＨｚの場合、１／２５ＭＨｚ秒ごとに、励起光源１２の出力をオン／オフ又は発光強度を複数段階（例えば０を最小として複数段階）に制御することができる。
ＬＤ電源回路２８は、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する励起光としてのレーザー光により波長変換部材１８に所定配光パターンに対応する二次元像が描画されるように、記憶装置４４に格納された所定配光パターン（デジタルデータ）に基づき、励起光源１２（レーザー光）を変調する。
所定配光パターン（デジタルデータ）としては、例えば、ハイビーム用配光パターン（デジタルデータ）、ロービーム用配光パターン（デジタルデータ）、高速道路用配光パターン（デジタルデータ）、市街地用配光パターン（デジタルデータ）、それ以外の各種の配光パターンが考えられる。所定配光パターン（デジタルデータ）は、各々の配光パターンの外形や光度分布（照度分布）を表すデータを含んでいる。その結果、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する励起光としてのレーザー光により波長変換部材１８に描画される二次元像は、各々の配光パターン（例えばハイビーム用配光パターン）の外形及び光度分布（例えばハイビーム用配光パターンに求められる中心付近が最大の光度分布）を持つものとなる。なお、所定配光パターン（デジタルデータ）の切替は、例えば、車室内に設けられた切替スイッチを操作することで行うことができる。
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査するレーザー光（スポット）の走査パターンを表している。
光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査するレーザー光（スポット）の水平方向の走査パターンには、図１３（ａ）に示すように、双方向走査（往復走査）するパターンと、図１３（ｂ）に示すように、片方向走査（往路のみ走査又は復路のみ走査）するパターンとがある。
また、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査するレーザー光（スポット）の垂直方向の走査パターンには、１ラインずつ密に走査するパターンと、図１３（ｃ）に示すように、インターレース方式と同様、１ラインおきに走査するパターンとがある。
また、光偏光器２０１が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査するレーザー光（スポット）の垂直方向の走査パターンには、図１４（ａ）に示すように、上端から下端に向かって走査し、下端に達すると上端に戻って再度上端から下端に向かって走査し、以下これを繰り返すパターンと、図１４（ｂ）に示すように、上端から下端に向かって走査し、下端に達すると上端に向かって走査し、以下これを繰り返すパターンとがある。
なお、波長変換部材１８（画面）の左右端や、下端から上端に戻る間にブランキングと呼ばれる励起光源１２が点灯しない時間が発生する。
次に、図１０に示す制御システムによるその他の制御例について説明する。
図１０に示す制御システムによれば、上記制御例以外にも各種の制御を行うことができる。例えば、配光可変型の車両用前照灯（ADB:Adaptive Driving Beam）を実現することができる。これは、例えば、制御部２８が、自車両前方の物体を検出する検出手段として機能する撮像装置３０の検出結果に基づいて、仮想鉛直スクリーン上に形成される所定配光パターン内に照射禁止対象（例えば歩行者又は対向車）が存在しているか否かを判定し、照射禁止対象が存在していると判定した場合、その照射禁止対象が存在する照射エリアに対応する波長変換部材１８上の領域に励起光としてのレーザー光が走査されるタイミングで励起光源１２の出力がオフ又は低下するように励起光源１２を制御することで実現することができる。
また、本願の発明者らが明らかにした知見、すなわち、「走行速度が増加すると、ちらつかないと感じる垂直走査周波数ｆＶが高くなる傾向がある」に基づけば、車両に取り付けられた車速センサ３４の検出結果である走行速度に基づいて、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させるための駆動周波数（垂直走査周波数ｆＶ）を変化させることができる。例えば、走行速度が増加するに従って垂直走査周波数ｆＶを高くすることができる。これは、例えば、予め複数の走行速度（又は走行速度範囲）と複数の走行速度（又は走行速度範囲）それぞれに対応する複数の垂直走査周波数ｆＶとの対応関係（走行速度又は走行速度範囲が大きくなるに従って大きい垂直走査周波数を対応づけておく）を記憶装置４４に格納しておき、車速センサ３４により検出された車速に対応する垂直走査周波数を記憶装置４４から読み出す。そして、ＭＥＭＳ電源回路２６が、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に第３交流電圧（当該読み出した垂直走査周波数）を印加して当該第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させることで実現することができる。
また、本願の発明者らが明らかにした知見、すなわち、「走行時（時速５０ｋｍ／ｈ〜１５０ｋｍ／ｈ）と比べ、停止時（時速０ｋｍ／ｈ）の方がちらつかないと感じる垂直走査周波数ｆＶが高い」に基づけば、走行時（時速５０ｋｍ／ｈ〜１５０ｋｍ／ｈ）と比べ、停止時（時速０ｋｍ／ｈ）の垂直走査周波数ｆＶを高くすることができる。これは、例えば、予め走行時用の垂直走査周波数ｆＶ２と停止時用の垂直走査周波数ｆＶ１を記憶装置４４に格納しておき（ｆＶ１＞ｆＶ２）、車速センサ３４の検出結果に基づき、走行中か停止中かを判定する。そして、走行中と判定した場合、走行時用の垂直走査周波数を記憶装置４４から読み出し、ＭＥＭＳ電源回路２６が、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に第３交流電圧（当該読み出した走行時用の垂直走査周波数）を印加して当該第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させ、一方、停止中と判定した場合、停止時用の垂直走査周波数を記憶装置４４から読み出し、ＭＥＭＳ電源回路２６が、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に第３交流電圧（当該読み出した停止時用の垂直走査周波数）を印加して当該第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させることで実現することができる。
また、本願の発明者らが明らかにした知見、すなわち、「照度が増加すると、ちらつかないと感じる垂直走査周波数ｆＶが高くなる傾向がある」に基づけば、車両に取り付けられた照度センサ３２の検出結果である運転者に戻る照度（例えば、運転者の眼前照度）に基づいて、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させるための駆動周波数（垂直走査周波数ｆＶ）を変化させることができる。例えば、照度が増加するに従って垂直走査周波数ｆＶを高くすることができる。これは、例えば、予め複数の照度（又は照度範囲）と複数の照度（又は照度範囲）それぞれに対応する複数の垂直走査周波数ｆＶとの対応関係（照度又は照度範囲が大きくなるに従って大きい垂直走査周波数を対応づけておく）を記憶装置４４に格納しておき、照度センサ３２により検出された照度値に対応する垂直走査周波数を記憶装置４４から読み出す。そして、ＭＥＭＳ電源回路２６が、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６に第３交流電圧（当該読み出した垂直走査周波数）を印加して当該第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させることで実現することができる。
同様に、車両に取り付けられた距離センサ３８の検出結果である照射物との距離に基づいて、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させるための駆動周波数（垂直走査周波数ｆＶ）を変化させることができる。
同様に、車両に取り付けられた振動センサ４２の検出結果に基づいて、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させるための駆動周波数（垂直走査周波数ｆＶ）を変化させることができる。
同様に、所定配光パターンに応じて、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させるための駆動周波数（垂直走査周波数ｆＶ）を変化させることができる。例えば、高速道路用配光パターンと市街地用配光パターンとで、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させるための駆動周波数（垂直走査周波数ｆＶ）を変化させることができる。
以上のように垂直走査周波数ｆｖを可変とすることで、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６を非共振駆動させるための駆動周波数を一定とする場合と比べ、光偏光器２０１の信頼性、耐久性、寿命等を向上させることができる。
上記構成の１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１に代えて、２軸非共振タイプの光偏光器１６１を用いてもよい。
＜２軸非共振タイプ＞
図１５は、２軸非共振タイプの光偏光器１６１の斜視図である。
図１５に示すように、２軸非共振タイプの光偏光器１６１は、ミラー部１６２（ＭＥＭＳミラーとも称される）と、ミラー部１６２を駆動する圧電アクチュエータ１６３〜１６６と、圧電アクチュエータ１６３〜１６６を支持する可動枠１７１と、台座１７４とを備えている。
圧電アクチュエータ１６３〜１６６の構成及び動作は、１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１の第２圧電アクチュエータ２０５、２０６と同様である。
本実施形態では、第１圧電アクチュエータ１６３、１６４には、それぞれ駆動電圧として第１の交流電圧を印加する。その際、ミラー部１６２の機械的な共振周波数（第一次共振点）より小さい所定値以下の周波数の交流電圧を印加して非共振駆動させる。これにより、ミラー部１６２が可動枠１７１に対して第３軸Ｘ３を中心に往復揺動し、ミラー部１６２に入射する励起光源１２の励起光が第１方向（例えば水平方向）に走査される。
また、第２圧電アクチュエータ１６５、１６６には、それぞれ駆動電圧として第２の交流電圧を印加する。その際、ミラー部１６２、及び第１圧電アクチュエータ１６５、１６６を含む可動枠１７１の機械的な共振周波数（第一次共振点）より小さい所定値以下の周波数の交流電圧を印加して非共振駆動させる。これにより、ミラー部１６２が台座１７４に対して第２軸Ｘ４を中心に往復揺動し、ミラー部１６２に入射する励起光源１２からの励起光が第２方向（例えば垂直方向）に走査される。
図１６（ａ）は、第１圧電アクチュエータ１６３、１６４に印加される第１交流電圧（例えば６ｋＨｚの鋸歯状波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表している。図１６（ｂ）は、第２圧電アクチュエータ１６５、１６６に印加される第３交流電圧（例えば６０Ｈｚの鋸歯状波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表している。
以上のように各々の圧電アクチュエータ１６３〜１６６の駆動により、励起光源１２からの励起光としてのレーザー光が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査される。
また、上記構成の１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１に代えて、２軸共振タイプの光偏光器２０１Ａを用いてもよい。
＜２軸共振タイプ＞
図１７は、２軸共振タイプの光偏光器２０１Ａの平面図である。
図１７に示すように、２軸共振タイプの光偏光器２０１Ａは、ミラー部１３Ａ（ＭＥＭＳミラーとも称される）と、ミラー部１３Ａをトーションバー１４Ａａ、１４Ａｂを介して駆動する第１圧電アクチュエータ１５Ａａ、１５Ａｂと、第１圧電アクチュエータ１５Ａａ、１５Ａｂを支持する可動枠１２Ａと、可動枠１２Ａを駆動する第２圧電アクチュエータ１７Ａａ、１７Ａｂと、第２圧電アクチュエータ１７Ａａ、１７Ａｂを支持する台座１１Ａとを備えている。
圧電アクチュエータ１５Ａａ、１５Ａｂ、１７Ａａ、１７Ａｂの構成及び動作は、１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器２０１の第１圧電アクチュエータ２０３、２０４と同様である。
本実施形態では、第１圧電アクチュエータ１５Ａａに駆動電圧として第１交流電圧を印加し、第１圧電アクチュエータ１５Ａｂに駆動電圧として第２交流電圧を印加する。第１交流電圧と第２交流電圧とは、互いに逆位相或いは位相のずれた交流電圧（例えば正弦波）とする。その際、トーションバー１４Ａａ、１４Ａｂを含むミラー部１３Ａの機械的な共振周波数（第一次共振点）付近の周波数の交流電圧を印加して、第１圧電アクチュエータ１５Ａａ、１５Ａｂを共振駆動させる。これにより、ミラー部１３Ａが可動枠１２Ａに対して第５軸Ｘ５を中心に往復揺動し、ミラー部１３Ａに入射する励起光源１２からの励起光が第１方向（例えば水平方向）に走査される。
また、第２圧電アクチュエータ１７Ａａに駆動電圧として第３交流電圧を印加し、第２圧電アクチュエータ１７Ａｂに駆動電圧として第４交流電圧を印加する。第３交流電圧と第４交流電圧とは、互いに逆位相或いは位相のずれた交流電圧（例えば正弦波）とする。その際、ミラー部１３Ａ及び第１圧電アクチュエータ１５Ａａ、１５Ａｂを含む可動枠１２Ａの機械的な共振周波数（第一次共振点）付近の周波数の交流電圧を印加して、第１圧電アクチュエータ１７Ａａ、１７Ａｂを共振駆動させる。これにより、ミラー部１３Ａが台座１１Ａに対して第６軸Ｘ６を中心に往復揺動し、ミラー部１３Ａに入射する励起光源１２からの励起光が第２方向（例えば垂直方向）に走査される。
図１８（ａ）は、第１圧電アクチュエータ１５Ａａ、１５Ａｂに印加される第１交流電圧（例えば２４ｋＨｚの正弦波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表している。図１８（ｂ）は、第２圧電アクチュエータ１７Ａａ、１７Ａｂに印加される第３交流電圧（例えば１２Ｈｚの正弦波）の詳細及び励起光源１２（レーザー光）の出力パターン等を表している。
以上のように各々の圧電アクチュエータ１５Ａａ、１５Ａｂ、１７Ａａ、１７Ａｂの駆動により、励起光源１２からの励起光としてのレーザー光が二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査される。
以上説明したように、本実施形態によれば、従来、車両用前照灯等の車両用灯具においてちらつきが発生すると考えられてきた２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）である「５５ｆｐｓ以上」、「５５ｆｐｓ以上１２０ｆｐｓ以下」、「５５ｆｐｓ以上１００ｆｐｓ以下」又は「７０ｆｐｓ±１０ｆｐｓ」を用いても、ちらつきを抑制することができる車両用灯具を提供することができる。
また、本実施形態によれば、２２０Ｈｚよりも大幅に低い周波数（又は２２０ｆｐｓよりも大幅に低いフレームレート）、すなわち、「５５ｆｐｓ以上」、「５５ｆｐｓ以上１２０ｆｐｓ以下」、「５５ｆｐｓ以上１００ｆｐｓ以下」又は「７０ｆｐｓ±１０ｆｐｓ」を用いることができるため、２２０Ｈｚ以上の周波数（又は２２０ｆｐｓ以上のフレームレート）を用いる場合と比べ、光偏光器２０１等の信頼性、耐久性、寿命等を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６等を非共振駆動させるための駆動周波数を可変とすることで、第２圧電アクチュエータ２０５、２０６等を非共振駆動させるための駆動周波数を一定とする場合と比べ、光偏光器２０１等の信頼性、耐久性、寿命等を向上させることができる。
上記実施形態及び各変形例で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値
を用いることができる。
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…車両用灯具、１２…励起光源、１４…集光レンズ、１８…波長変換部材、２０…投影レンズ、２２…枠体、２４…制御部、２６…ＭＥＭＳ電源回路、２８…ＬＤ電源回路、３０…撮像装置、３２…照度センサ、３４…車速センサ、３８…車両の傾きセンサ、３８…距離センサ、４０…アクセル・ブレーキセンサ、４２…振動センサ、４４…記憶装置、１６１、２０１、２０１Ａ…光偏光器

Claims (6)

  1. 所定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、
    励起光源と、
    波長変換部材と、
    前記励起光源からの励起光を二次元的に走査して、前記所定配光パターンに対応する二次元像を前記波長変換部材上に描画する光偏光器と、
    前記波長変換部材に描画される前記二次元像を投影して、前記所定配光パターンを形成する光学系と、
    を備え、
    前記光偏光器は、ミラー部と、前記ミラー部を囲むように配置され、第１軸を中心に往復揺動できるように前記ミラー部を支持する可動枠と、前記可動枠を囲むように配置され、前記第１軸と直交する第２軸を中心に往復揺動できるように前記可動枠を支持する台座と、共振駆動により、前記ミラー部を前記可動枠に対して前記第１軸を中心に往復揺動させる第１圧電アクチュエータと、非共振駆動により、前記可動枠及び当該可動枠に支持された前記ミラー部を前記台座に対して前記第２軸を中心に往復揺動させる第２圧電アクチュエータと、を備える１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器として構成されており、
    車両に取り付けられた車速センサの検出結果である走行速度に基づいて、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を変化させる車両用灯具。
  2. 所定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、
    励起光源と、
    波長変換部材と、
    前記励起光源からの励起光を二次元的に走査して、前記所定配光パターンに対応する二次元像を前記波長変換部材上に描画する光偏光器と、
    前記波長変換部材に描画される前記二次元像を投影して、前記所定配光パターンを形成する光学系と、
    を備え、
    前記光偏光器は、ミラー部と、前記ミラー部を囲むように配置され、第１軸を中心に往復揺動できるように前記ミラー部を支持する可動枠と、前記可動枠を囲むように配置され、前記第１軸と直交する第２軸を中心に往復揺動できるように前記可動枠を支持する台座と、共振駆動により、前記ミラー部を前記可動枠に対して前記第１軸を中心に往復揺動させる第１圧電アクチュエータと、非共振駆動により、前記可動枠及び当該可動枠に支持された前記ミラー部を前記台座に対して前記第２軸を中心に往復揺動させる第２圧電アクチュエータと、を備える１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器として構成されており、
    車両に取り付けられた照度センサの検出結果である運転者に戻る照度に基づいて、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を変化させる車両用灯具。
  3. 所定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、
    励起光源と、
    波長変換部材と、
    前記励起光源からの励起光を二次元的に走査して、前記所定配光パターンに対応する二次元像を前記波長変換部材上に描画する光偏光器と、
    前記波長変換部材に描画される前記二次元像を投影して、前記所定配光パターンを形成する光学系と、
    を備え、
    前記光偏光器は、ミラー部と、前記ミラー部を囲むように配置され、第１軸を中心に往復揺動できるように前記ミラー部を支持する可動枠と、前記可動枠を囲むように配置され、前記第１軸と直交する第２軸を中心に往復揺動できるように前記可動枠を支持する台座と、共振駆動により、前記ミラー部を前記可動枠に対して前記第１軸を中心に往復揺動させる第１圧電アクチュエータと、非共振駆動により、前記可動枠及び当該可動枠に支持された前記ミラー部を前記台座に対して前記第２軸を中心に往復揺動させる第２圧電アクチュエータと、を備える１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器として構成されており、
    車両に取り付けられた距離センサの検出結果である照射物との距離に基づいて、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を変化させる車両用灯具。
  4. 所定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、
    励起光源と、
    波長変換部材と、
    前記励起光源からの励起光を二次元的に走査して、前記所定配光パターンに対応する二次元像を前記波長変換部材上に描画する光偏光器と、
    前記波長変換部材に描画される前記二次元像を投影して、前記所定配光パターンを形成する光学系と、
    を備え、
    前記光偏光器は、ミラー部と、前記ミラー部を囲むように配置され、第１軸を中心に往復揺動できるように前記ミラー部を支持する可動枠と、前記可動枠を囲むように配置され、前記第１軸と直交する第２軸を中心に往復揺動できるように前記可動枠を支持する台座と、共振駆動により、前記ミラー部を前記可動枠に対して前記第１軸を中心に往復揺動させる第１圧電アクチュエータと、非共振駆動により、前記可動枠及び当該可動枠に支持された前記ミラー部を前記台座に対して前記第２軸を中心に往復揺動させる第２圧電アクチュエータと、を備える１軸非共振・１軸共振タイプの光偏光器として構成されており、
    車両に取り付けられた振動センサの検出結果に基づいて、前記第２圧電アクチュエータを非共振駆動させるための駆動周波数を変化させる車両用灯具。
  5. 前記光偏光器は、ＭＥＭＳスキャナである請求項１から４の何れか１項に記載の車両用灯具。
  6. 前記光偏光器は、前記第１軸が鉛直面に含まれ、前記第２軸が水平面に含まれた状態で配置されている請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用灯具。
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