JP6360699B2 - ヘッドランプ - Google Patents

Description

本発明は、車両等の移動体に装備されるヘッドランプに関する。

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して製作した光偏向器を装備するヘッドランプが知られている（例：特許文献１）。

特許文献１のヘッドランプに装備されている光偏向器は、光を反射する反射部と、駆動電圧により駆動されて、反射部を直交する２つの回転軸線の回りに往復回動させるアクチュエータとを有する。そして、レーザ光源等から反射部に入射した光は、２つの回転軸線の回りに往復回動する反射部に反射されて、前方の照射領域に向けて出射され、照射領域を水平方向及び垂直方向に走査する。

反射部を所定周波数で往復回動させるために（反射部の往復回動の周波数は走査光の走査周波数に等しい）、アクチュエータの駆動電圧は、一般的に、正弦波やのこぎり波が使用されている。

特開２０１３−８４８０号公報

回転軸線の回りの反射部の回動角は、アクチュエータの駆動電圧に対応するとともに、回動角の変化の速度は、アクチュエータの駆動電圧の時間変化に比例する。したがって、照射領域を水平方向に走査する走査光では、駆動電圧の折り返し点で走査方向としての水平方向の向きが反転するとともに、走査光の各時点の走査速度は、アクチュエータの駆動電圧の時間変化に比例することになる。

従来のヘッドランプにおいて、該ヘッドランプが装備する光偏向器のアクチュエータの駆動電圧として正弦波やのこぎり波が使われた場合、水平方向を走査方向とする走査光は、走査速度が、照射領域の水平方向両端部で低下し、水平方向中心部で増大している。すなわち、照射領域の水平方向中心部が暗くなり、水平方向両端が明るくなり、これは望ましい配光パターンとは逆になってしまう。

本発明の目的は、光偏向器により走査光を生成して照射領域を走査するヘッドランプにおいて、照射領域の中心部が明るく、端部が暗くなる配光パターンを生成することである。

本発明のヘッドランプは、光源と、前記光源からの光を反射する反射部と、第１及び第２駆動電圧により駆動されて、前記反射部を直交する第１及び第２回転軸線の回りに往復回動させるアクチュエータ部とを有し、前記第１及び前記第２回転軸線の回りの前記反射部の回動により前記反射部からの反射光を、第１及び第２回動角範囲で往復回動させて出射する光偏向器と、前記第１及び前記第２回動角範囲で前記光偏向器から出射されて来る反射光を、照射領域を水平方向及び垂直方向に走査する走査光として出射する光学系とを備え、前記光学系は、前記第１回動角範囲の反射光を、前記第１回動角範囲の一端角から中間角までの第１角度部分の反射光と、前記第１回動角範囲の前記中間角から他端角までの第２角度部分の反射光とに分割する分割部と、前記第１角度部分の反射光において前記一端角に近い反射光ほど水平方向左側を進行させて、前記照射領域の水平方向の右側領域部分を走査する走査光として出射する右側走査光生成部と、前記第２角度部分の反射光において前記他端角に近い反射光ほど水平方向右側を進行させて、前記照射領域の水平方向の左側領域部分を走査する走査光として出射する左側走査光生成部と、菱形断面のプリズムとを有し、前記プリズムにおける前記菱形断面の一方の半部は、前記光偏向器からの前記第１角度部分の反射光が入射して、入射した反射光を内部で屈折させてから前記右側領域部分へ向けて出射することにより、前記分割部と前記右側走査光生成部とを兼ねるものであり、前記プリズムにおける前記菱形断面の他方の半部は、前記光偏向器からの前記第２角度部分の反射光が入射して、入射した反射光を内部で屈折させて前記左側領域部分へ向けて出射することにより、前記分割部と前記左側走査光生成部とを兼ねることを特徴とする。

本発明によれば、光偏向器からの反射光の第１回動角範囲が、一端角から中間角までの第１角度部分の反射光と、中間角から他端角までの第２角度部分の反射光とに分割され、第１角度部分の反射光は、一端角に近い反射光ほど水平方向左側を進行する走査光となって、照射領域の水平方向の右側領域部分を走査する走査光として出射される。また、第２角度部分の反射光は、他端角に近い反射光ほど水平方向右側を進行する走査光となって、照射領域の水平方向右側の左側領域部分を走査する走査光として出射される。

この結果、照射領域の中心部は、第１角度部分の一端角の走査光と第２角度部分の他端角の走査光により走査され、照射領域の左右の端部は、それぞれ第２角度部分の中間角及び第１角度部分の中間角の走査光により走査されることになる。第１回動角範囲の一端角及び他端角の反射光は、走査速度が低いために明るく、また、第１回動角範囲の中間角の反射光は、走査速度が高いために暗い。したがって、水平方向に、照射領域の中心部が明るく、端部が暗くなる配光パターンを生成することができる。

本発明によれば、菱形断面のプリズムを使って、光学部の分割部、右側走査光生成部及び左側走査光生成部を支障なく、実現することができる。

本発明のヘッドランプにおいて、前記中間角は、前記第１回動角範囲の中心の回動角に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、照射領域の水平方向両端部が、第１回動角範囲の中で最も暗い回動角の走査光で照射される。これにより、照射領域の水平方向の中心部と両端とのコントラストを増大することができる。

本発明のヘッドランプにおいて、前記第１駆動電圧は正弦波であり、前記第１駆動電圧の中心電圧及び振幅を調整して前記アクチュエータ部に供給する駆動電圧供給部を備えることが好ましい。

この構成によれば、正弦波の第１駆動電圧の中心電圧及び振幅を調整することにより、第１回動角範囲の中間角、一端角及び他端角が変更される。これにより、照射領域と照射領域内で最も明るい部分を水平方向に変位することができる。このことは、例えば、車両旋回時の配光パターンの制御に有益となる。

本発明のヘッドランプにおいて、前記光学系は、前記第２回動角範囲の反射光を、前記第２回動角範囲の別の一端角から別の中間角までの第３角度部分の反射光と、前記第２回動角範囲の前記別の中間角から別の他端角までの第４角度部分の反射光とに分割する別の分割部と、前記第３角度部分の反射光において前記別の一端角に近い反射光ほど垂直方向上側を進行させて、前記照射領域の垂直方向の下側領域部分を走査する走査光として出射する下側走査光生成部と、前記第４角度部分の反射光において前記別の他端角に近い反射光ほど垂直方向下側を進行させて、前記照射領域の垂直方向の上側領域部分を走査する走査光として出射する上側走査光生成部とを有することが好ましい。

この構成によれば、光偏向器からの反射光の第２回動角範囲を、別の一端角から別の中間角までの第３角度部分の反射光と、別の中間角から別の他端角までの第４角度部分の反射光とに分割され、第３角度部分の反射光は、別の一端角に近い反射光ほど垂直方向上側を進行する走査光となって、照射領域の垂直方向の下側領域部分を走査する走査光として出射される。また、第４角度部分の反射光は、別の他端角に近い反射光ほど垂直方向下側を進行する走査光となって、照射領域の垂直方向下側の上側領域部分を走査する走査光として出射される。

この結果、照射領域の中心部は、第３角度部分の別の一端角の走査光と第４角度部分の別の他端角の走査光により、走査され、照射領域の左右の端部は、それぞれ第４角度部分の別の中間角及び第３角度部分の別の中間角の走査光により走査させることになる。第２回動角範囲の別の一端角及び別の他端角の反射光は、走査速度が低いために明るく、また、第２回動角範囲の別の中間角の反射光は、走査速度が高いために暗い。したがって、垂直方向に、照射領域の中心部が明るく端部が暗くなる配光パターンを生成することができる。

本発明のヘッドランプにおいて、前記第２駆動電圧は正弦波又はのこぎり波であり、前記第２駆動電圧の中心電圧及び振幅を調整して前記アクチュエータ部に供給する別の駆動電圧供給部を備えることが好ましい。

この構成によれば、正弦波又はのこぎり波の第２駆動電圧の中心電圧及び振幅を調整することにより、第２回動角範囲の別の中間角、別の一端角及び別の他端角が変更される。これにより、照射領域と照射領域内で最も明るい部分を垂直方向に変位することができる。このことは、例えば、監視対象物の検出に応じてハイビームとロービームとを切替える制御に有益となる。

車両に装備されるヘッドランプのブロック図。 光偏向器の斜視図。 光偏向器のアクチュエータの圧電膜に供給される駆動電圧の波形図であり、（ａ）は正弦波の例、（ｂ）はのこぎり波の例を示す図、 光偏向器の反射部からの反射光を直接、蛍光板の結像面に照射したとき光路と配光パターンと示す図。 光偏向器の反射部からの反射光を、分割走査光学系を経て蛍光板の結像面に照射したときの光路と配光パターンと示す図。 自動車旋回時に使用する配光パターンと光路を示す図。 図６の配光パターンを得るための水平走査アクチュエータの圧電膜に供給する駆動電圧の波形を示す図。 別の分割走査光学系の構成図。 （ａ）は４分割走査光学系無しのときの配光パターンの説明図、（ｂ）は４分割走査光学系の構成と生成される配光パターンを示す図。

［実施例１］
図１は、車両に装備されるヘッドランプ１のブロック図である。撮像装置２は、車両の前部に配備され、車両前方を所定の制御周期で撮影し、撮像信号を映像信号として出力する。撮像装置２は、典型的には赤外線カメラや可視光カメラであるが、レーダーであってもよい。映像信号入力部３は、撮像装置２からの映像信号を映像エンジンＣＰＵ４が処理可能な信号に変換して、映像エンジンＣＰＵ４に入力する。

映像エンジンＣＰＵ４は、映像信号入力部３からの映像信号に基づいて車両前方の監視領域の歩行者や対抗車等の監視対象物について有無の検出、及び存在を検出したときはその位置を検出する。旋回センサ７は、車両のヨーイングや、運転者のステアリング操作に係る信号を検出し、映像エンジンＣＰＵ４に入力する。映像エンジンＣＰＵ４は、旋回センサ７からの入力信号に基づいて、車両が直進しているか、左右どちらに旋回しているか等を判断する。

映像エンジンＣＰＵ４は、車両前方の監視領域の所定の対象物や車両の旋回状態に基づいてヘッドランプの配光パターンに係る制御信号を生成する。ヘッドランプの配光パターンの制御信号には、ヘッドランプから照射領域に向けて出射する走査光の方向に係る情報と、照射実施や照射中止及び各走査位置の輝度に係る情報とが含まれる。

ミラー駆動部・同期信号生成部５（駆動電圧供給部の１例）は、映像エンジンＣＰＵ４から、ヘッドランプから照射領域に向けて出射する走査光の方向に係る制御信号を受取る。ミラー駆動部・同期信号生成部５は、この制御信号に基づいて、図２に示す光偏向器１２のアクチュエータ部としての水平走査アクチュエータ２４の駆動電圧（第１駆動電圧の１例）及び垂直走査アクチュエータ２６の駆動電圧（第２駆動電圧の１例）を制御する。ミラー駆動部・同期信号生成部５は、光偏向器１２の水平走査アクチュエータ２４及び垂直走査アクチュエータ２６から反射部２２の実際の回動角の検出信号（レーザ光源１１の作動と光偏向器１２の作動とを同期させる信号として使用）を入力し、映像エンジンＣＰＵ４に入力する。映像エンジンＣＰＵ４は、反射部２２の実際の回動角の検出信号から、走査光が到達している方向を割り出し、割り出した方向（走査位置）に対応する輝度信号を光源制御部６へ送る。

光源制御部６は、映像エンジンＣＰＵ４から、ヘッドランプの照射実施や照射中止、及び輝度に係る情報の制御信号を受け取り、レーザ光源１１のオン、オフや、レーザ光源１１の駆動電流を制御する。レーザ光源１１が出射するレーザ光Ｌaは、駆動電流が大きいほど、強く（明るく）なる。

光偏向器１２は、ミラー駆動部・同期信号生成部５からの駆動信号に基づいて反射部２２（図２）の回動角、すなわち反射光Ｌｂの出射方向を制御する。

分割走査光学系１３（光学系の１例）は、光偏向器１２から入射する反射光Ｌｂを所定の回動角部分に２分割し、右走査光Ｌｂ１及び左走査光Ｌｂ２として蛍光板１４に出射する。蛍光板１４は、右走査光Ｌｂ１及び左走査光Ｌｂ２が結像する位置に配設され、入射光の波長を増大させて出射する所定の蛍光材が透明ガラス板内に封入されている。これにより、レーザ光源１１からのレーザ光Ｌaの青色や紫外光は、白色に変化して、白色の走査光Ｌｃとして投影レンズ１５の方へ向かう。なお、レーザ光Ｌaが青色や紫外光でなく、ＲＧＢレーザ混色の白色光であるときは、蛍光板１４に代えて、半透明の拡散板を用いることができる。

投影レンズ１５は、分割走査光学系１３から出射されて来る白色の走査光Ｌｃを車両前方の照射領域に向けて出射する。

図２は光偏向器１２の斜視図である。光偏向器１２は、ＭＥＭＳ技術により製造され、円形の反射部２２と、反射部２２を包囲する矩形の可動枠２５と、可動枠２５を包囲する矩形の支持枠３０とを備えている。反射部２２、可動枠２５及び支持枠３０は、中心を揃えて配設されている。

反射部２２は、表面がミラー面になっている。回転軸線Ａ１（第１回転軸線の１例），Ａ２（第２回転軸線の１例）は、説明の便宜上、反射部２２の表面に定義したものであり、反射部２２の中心において直交している。光偏向器１２の休止時（光偏向器１２が作動していないとき）では、回転軸線Ａ１，Ａ２は支持枠３０の短辺及び長辺に平行になっている。

光偏向器１２がヘッドランプ１に装備されるときは、回転軸線Ａ１，Ａ２が、それぞれ水平方向（左右方向）走査及び垂直方向（上下方向）走査のために反射部２２が回動する回転軸線となる。

トーションバー２３は、反射部２２の両側において回転軸線Ａ１に沿って延在し、両端において反射部２２と可動枠２５とに結合している。

計４つの水平走査アクチュエータ２４は、回転軸線Ａ２に対して平行に延在し、トーションバー２３と可動枠２５とを結合している。水平走査アクチュエータ２４は、圧電膜を有し、圧電膜に、反射部２２の共振振動に等しい周波数（例：１８ｋＨｚ）の駆動電圧を供給されて、厚み方向に湾曲運動を行い、トーションバー２３を回転軸線Ａ１の回りに往復回動する。反射部２２は、回転軸線Ａ１の回りのトーションバー２３の往復回動に伴い、回転軸線Ａ１の回りに水平回動方向Ｒ１で往復回動する。

垂直走査アクチュエータ２６は、支持枠３０の長辺方向に可動枠２５の両側に配設され、可動枠２５と支持枠３０との間に介在し、可動枠２５を支持枠３０に支持している。垂直走査アクチュエータ２６は、ミアンダパターンで配列されて直列に接続される複数のカンチレバー２７を備えている。カンチレバー２７は、圧電式であり、反射部２２の共振振動より低い周波数（例：６０Ｈｚ）の駆動電圧を供給される。

カンチレバー２７について、可動枠２５に近い方から順番に１番〜４番の番号を付けると、カンチレバー２７に供給される駆動電圧は、実効値及び周波数は全部のカンチレバー２７において同一であるが、位相は、偶数番のカンチレバー２７と奇数番のカンチレバー２７とで相互に逆相に設定される。これにより、隣り同士のカンチレバー２７は、逆方向に湾曲し、可動枠２５を、反射部２２の中心を通り、かつ支持枠３０の長辺に対して平行な回転軸線の回りに往復回動させる。この結果、反射部２２は、回転軸線Ａ２の回りの垂直回動方向Ｒ２で往復回動する。

電極パッド３１は、支持枠３０の両側の短辺部の表面に複数形成され、光偏向器１２の内部の配線を介して、水平走査アクチュエータ２４やカンチレバー２７の圧電膜に接続されている。

図３は、水平走査アクチュエータ２４又はカンチレバー２７に供給される駆動電圧を示している。図３の波形は、波形の特徴のみを示したものであり、周波数及び電圧の具体的な数値は明示していない。図３（ａ）は正弦波であり、図３（ｂ）はのこぎり波の例である。水平走査アクチュエータ２４及びカンチレバー２７の変形速度、したがって反射部２２の回転軸線Ａ１又は回転軸線Ａ２の回りの往復回動速度は、水平走査アクチュエータ２４及びカンチレバー２７の駆動電圧の時間変化に比例する。正弦波及びのこぎり波の駆動電圧は共に、変化範囲の両端部（最大値と最小値）で変化速度が低く、変化範囲の中心部で変化速度が高くなっている。

一方、駆動電圧の両端部分は、回転軸線Ａ１又は回転軸線Ａ２の回りの水平回動方向Ｒ１及び垂直回動方向Ｒ２での反射部２２の往復回動の回動角範囲の両端の回動角に一致する。さらに、駆動電圧の中心部は、回転軸線Ａ１又は回転軸線Ａ２の回りの反射部２２の往復回動の回動角範囲の両端の中心部の回動角に一致する。

図４は、光偏向器１２の反射部２２からの反射光Ｌｂをそのまま、すなわち図１の分割走査光学系１３を通すことなく、蛍光板１４の結像面３３に照射したときの配光パターンを示している。なお、図４以降の配光パターン図では、レーザ光源１１の給電圧は一定に維持して、レーザ光の強さ（明るさ又は輝度）は一定に維持されている。

図４において、反射光Ｌｂは、水平方向走査角範囲Ｈαで水平方向に往復走査運動するとともに、垂直方向走査角範囲Ｖβで垂直方向に往復走査運動する。なお、反射部２２の回転軸線Ａ１の回りの回動角範囲（第１回動角範囲の１例）は、反射部２２の中心点における法線についての回転軸線Ａ１の回りの回動角範囲を意味する。水平方向走査角範囲Ｈαは、レーザ光Ｌaが反射部２２の法線に対して一方の側から入射して反射光Ｌｂが該法線に対して他方の側へ反射するときの出射角度の範囲を意味する。したがって、反射部２２の回転軸線Ａ１の回りの回動角範囲と、水平方向走査角範囲Ｈαとは所定の関係を有するものの、同一の値にはならない。同様に、反射部２２の回転軸線Ａ２の回りの回動角範囲（第２回動角範囲の１例）と、垂直方向走査角範囲Ｖβとは、所定の関係を有するものの、同一の値にはならない。

水平方向走査角範囲Ｈαは、中心の角度αがαｏであり、水平方向左端及び右端の角度αがαａ（第１回動角範囲の一端角に対応する走査角の１例）及びαｂ（第１回動角範囲の他端角に対応する走査角の１例）である。水平方向走査角範囲Ｈαは、中心角度αｏ（第１回動角範囲の中間角に対応する走査角の１例）を境に左側の走査角範囲部分Ｈ１（第１角度部分に対応する走査角範囲部分）と、右側の走査角範囲部分Ｈ２（第２角度部分に対応する走査角範囲部分）とに分割される。左右中心線Ｃｏは、結像面３３の左右の中心線として設定されており、中心角度αｏに沿って進行して来る反射光Ｌｂによる結像面３３上の照射点となっている。

垂直方向走査角範囲Ｖβの範囲は、中心の角度βがβｏ（別の中間角に対応する走査角の１例）であり、垂直方向上端及び下端の角度βがβａ（別の一端角に対応する走査角の１例）及びβｂ（別の他端角に対応する走査角の１例）である。垂直方向走査角範囲Ｖβは、中心角度βｏを境に上側の走査角範囲部分Ｖ１（第３角度部分に対応する走査角範囲部分）と下側の走査角範囲部分Ｖ２（第４角度部分に対応する走査角範囲部分）とに分割される。

図４は、光偏向器１２の反射部２２からの反射光Ｌｂをそのまま、蛍光板１４に照射したときの配光パターンである。結像面３３には、反射光Ｌｂによる走査軌跡３５が連続的に形成される。走査軌跡３５は、結像面３３の水平方向両端で向きを反転しつつ、垂直方向に走査される。図４において、左右中心線Ｃｏに対して左側の配光パターン部分Ｑａは走査角範囲部分Ｈ１の反射光Ｌｂにより照射され、左右中心線Ｃｏに対して右側の配光パターン部分Ｑｂは走査角範囲部分Ｈ２の反射光Ｌｂにより照射される。

回転軸線Ａ１の回りの水平回動方向Ｒ１の回動速度の低い時の反射光Ｌｂが結像面３３の水平方向の両端部としての配光パターン部分Ｑａの左端部と配光パターン部分Ｑｂの右端部とを照射する。また、回転軸線Ａ１の回りの水平回動方向Ｒ１の回動速度の高い時の反射光Ｌｂは、左右中心線Ｃｏとしての配光パターン部分Ｑａの右端部と配光パターン部分Ｑｂの左端部を照射する。この結果、結像面３３の水平方向の両端部は明るく、中心部としての左右中心線Ｃｏは暗い配光パターンになる。この配光パターンは、ヘッドランプ１に望まれる配光パターンとは逆である。

図５は、分割走査光学系１３が光偏向器１２と蛍光板１４との間に介在するときの蛍光板１４の結像面３３に生成される配光パターンを示している。Ｖ字状断面のＶ字ミラー４１（分割部の１例）は、中心角度αｏ（図４）上に左右対称面を合わせて配置され、頂点４２は、該左右対称面上に位置し、頂点４２を境にミラー面４３ａとミラー面４３ｂとを両側に有している。この結果、反射部２２からの走査角範囲部分Ｈ１（図４）の右走査光Ｌｂ１はミラー面４３ａに入射し、走査角範囲部分Ｈ２の左走査光Ｌｂ２はミラー面４３ｂに入射する。なお、右走査光Ｌｂ１と左走査光Ｌｂ２とを総称するときは、「走査光Ｌｂ」という。

右照射用ミラー４６ａ（右側走査光生成部及び第１角度部分用ミラーの１例）、及び左照射用ミラー４６ｂ（左側走査光生成部及び第２角度部分用ミラーの１例）は、Ｖ字ミラー４１に対して左右にそれぞれ配設される。

右照射用ミラー４６ａは、Ｖ字ミラー４１のミラー面４３ａから反射して来た走査角範囲部分Ｈ１の右走査光Ｌｂ１が入射され、結像面３３において左右中心線Ｃｏに対して図５において右側領域部分としての配光パターン部分Ｑａが生成される領域部分に向かって反射する。その際、角度αがαａに近い反射光Ｌｂ由来の右走査光Ｌｂ１ほど水平方向左側を進行する。

左照射用ミラー４６ｂは、Ｖ字ミラー４１のミラー面４３ｂから反射して来た走査角範囲部分Ｈ２の左走査光Ｌｂ２が入射され、結像面３３において左右中心線Ｃｏに対して図５において左側領域部分としての配光パターン部分Ｑｂが生成される領域部分に向かって反射する。その際、角度αがαｂに近い反射光Ｌｂ由来の左走査光Ｌｂ２ほど水平方向右側を進行する。

このため、図４の結像面３３において左右中心線Ｃｏに対して左側及び右側に生成された配光パターン部分Ｑａ，Ｑｂの左右関係が図５では逆になって、結像面３３に生成される。この結果、図５の結像面３３では、結像面３３の水平方向の両端部は暗く、中心部としての左右中心線Ｃｏは明るい配光パターンが生成される。

図５において、境界線Ｃａは配光パターン部分Ｑａの左端境界線を左右中心線Ｃｏから左へシフト量δａ、移動したものである。また、境界線Ｃｂは配光パターン部分Ｑｂの右端境界線を左右中心線Ｃｏから右へシフト量δａ、移動したものである。左右中心線Ｃｏでは、配光パターン部分Ｑａと配光パターン部分Ｑｂとが左右中心線Ｃｏにおいて接しているが、配光パターン部分Ｑａと配光パターン部分Ｑｂとを水平方向に部分的に重複させることもできる。この重複は、図３（ａ）の正弦波の駆動電圧を、中心電圧を維持しつつ、振幅を増大することにより行われる。振幅の増大量が多いほど、シフト量δａが増大する。重複量（＝２・δａ）を調整して、中心部の明るさを調整することができる。

また、映像エンジンＣＰＵ４は、配光パターン部分Ｑａについて境界線Ｃａ−左右中心線Ｃｏ間の右走査光Ｌｂ１の走査期間に、レーザ光源１１を消灯し、また、配光パターン部分Ｑｂについて左右中心線Ｃｏ−境界線Ｃｂ間の左走査光Ｌｂ２の走査期間に、レーザ光源１１を消灯して、配光パターンの境界線Ｃａ−Ｃｂ間の明るさを調整することもできる。

［実施例２］
図６は、自動車旋回時に使用する配光パターンの例を示している。図７は図６の配光パターンを得るための水平走査アクチュエータ２４の圧電膜に供給する駆動電圧の波形を示している。駆動電圧の波形は、直進及び旋回に関係なく正弦波が使用される。

自動車が左方向に旋回するときは、駆動電圧は、直進時の駆動電圧に対して所定量、低下される。この結果、回転軸線Ａ１の回りの水平回動方向Ｒ１での反射部２２の回動角範囲は、回動角の減少方向にずれて、Ｖ字ミラー４１において、ミラー面４３ａが反射する右走査光Ｌｂ１の走査角範囲部分Ｈ１は増大し、ミラー面４３ｂが反射する左走査光Ｌｂ２の走査角範囲部分Ｈ２は減少する。この結果、図６に示すように、配光パターン部分Ｑａと配光パターン部分Ｑｂとの境界線Ｃｃは、左右中心線Ｃｏから左へシフト量δｂ移動する。すなわち、結像面３３において水平方向に最大明度（最大輝度）の部分が左右中心線Ｃｏから左にδｂシフトした境界線Ｃｃに変位する。

左右中心線Ｃｏは自動車の車幅の中心線上に位置するので、結像面３３における最大明度の部分としての境界線Ｃｃへの左シフトにより、照射領域において車幅中心線に対して自動車の進み側としての左側の方を明るく照らすことができる。

反対に、自動車が右方向に旋回するときは、駆動電圧は、直進時の駆動電圧に対して所定量、増大される。この結果、回転軸線Ａ１の回りの水平回動方向Ｒ１での反射部２２の回動角範囲は、回動角の増大方向にずれて、Ｖ字ミラー４１において、ミラー面４３ｂが反射する右走査光Ｌｂ１の走査角範囲部分Ｈ２は増大し、ミラー面４３ａが反射する右走査光Ｌｂ１の走査角範囲部分Ｈ１は減少する。この結果、図６に示したものとは逆に、配光パターン部分Ｑａと配光パターン部分Ｑｂとの境界線Ｃｃは、左右中心線Ｃｏに対して右へ移動することになる。この結果、車幅中心線に対して自動車の進み側として右側の方を明るく照らすことができる。

［実施例３］
図８は分割走査光学系４９の構成図である。分割走査光学系４９において、分割走査光学系１３の要素と同一の要素については、同符号で指示して、説明は省略し、分割走査光学系１３との相違点について説明する。

分割走査光学系４９では、分割走査光学系１３のＶ字ミラー４１、右照射用ミラー４６ａ及び左照射用ミラー４６ｂに代えて、菱形断面のプリズム５０が用いられる。プリズム５０は、２つの半部５２を接合面５１で合わせた菱形の横断面に形成され、分割部、右側走査光生成部及び左走査光生成部の機能を兼ねている。接合面５１は、Ｖ字ミラー４１の頂点４２（図５）と同様に、反射部２２からの走査角範囲部分Ｈ１（図４）の右走査光Ｌｂ１と走査角範囲部分Ｈ２の左走査光Ｌｂ２とを分ける境界面上に位置する。

この結果、反射部２２からの走査角範囲部分Ｈ１（図４）の右走査光Ｌｂ１は、半部５２ａの反射部２２側に入射し、半部５２ａ内を屈折して進んで、蛍光板１４側から蛍光板１４の左右中心線Ｃｏに対して右側の領域部分に向かって出射する。反射部２２からの走査角範囲部分Ｈ２（図４）の左走査光Ｌｂ２は、半部５２ｂの反射部２２側に入射し、半部５２ｂ内を屈折して進んで、蛍光板１４側から蛍光板１４の左右中心線Ｃｏに対して左側の領域部分に向かって出射する。

このため、図４の結像面３３において左右中心線Ｃｏに対して左側及び右側に生成された配光パターン部分Ｑａ，Ｑｂの左右関係が図８では逆になって、結像面３３に生成される。この結果、図８の結像面３３でも、図５の分割走査光学系１３による配光パターンと同様に、結像面３３の水平方向の両端部は暗く、中心部としての左右中心線Ｃｏは暗い配光パターンが生成される。

［実施例４］
図９は４分割走査光学系６０の構成図である。（ａ）は、図４と同様に、光偏向器１２の反射部２２からの反射光Ｌｂをそのまま、すなわち図９の４分割走査光学系６０を通すことなく、蛍光板１４の結像面３３に照射したときの配光パターンを示している。（ｂ）は、４分割走査光学系６０が光偏向器１２と蛍光板１４との間に介在するときの蛍光板１４の結像面３３に生成される配光パターンを示している。

図９（ａ）において、配光パターン部分Ｑａ及び配光パターン部分Ｑｂは、図４で定義した配光パターン部分Ｑａ，Ｑｂと同一である。すなわち、左右中心線Ｃｏに対して左側の配光パターン部分Ｑａは走査角範囲部分Ｈ１の反射光Ｌｂにより生成され、左右中心線Ｃｏに対して右側の配光パターン部分Ｑｂは走査角範囲部分Ｈ２の反射光Ｌｂにより生成される。

図９（ａ）において、配光パターン部分Ｑｃ，Ｑｄは、新規に定義するものであり、上下中心線Ｃｈに対して上側の配光パターン部分Ｑｃは走査角範囲部分Ｖ１（図４）の反射光Ｌｂにより照射され、上下中心線Ｃｈに対して下側の配光パターン部分Ｑｄは走査角範囲部分Ｖ２（図４）の反射光Ｌｂにより照射される。

図９（ａ）において、結像面３３は、左右中心線Ｃｏ及び上下中心線Ｃｈにより左上、左下、右上及び右下の４つの配光パターン部分に分割される。４つの配光パターン部分を識別するために、左上のパターン部分にはＱａｃ、左下の配光パターン部分にはＱａｄ、右上の配光パターン部分にはＱｂｃ、右下の配光パターン部分にはＱｂｄと符号を付けて、説明する。

走査軌跡７０ａ１は配光パターン部分Ｑａｃに生成され、走査軌跡７０ａ２は配光パターン部分Ｑａｄに生成され、走査軌跡７０ｂ１は配光パターン部分Ｑｂｃに生成され、走査軌跡７０ｂ２は配光パターン部分Ｑｂｄに生成される。これら走査軌跡は、図９（ａ）の結像面３３において連続している。

図９（ａ）において、配光パターン部分Ｑａｃは、走査角範囲部分Ｈ１，Ｖ１（配光パターン部分Ｑａ，Ｑｃ）の両方に属する反射光Ｌｂが入射する。配光パターン部分Ｑａｄは、走査角範囲部分Ｈ１，Ｖ２（配光パターン部分Ｑａ，Ｑｄ）の両方に属する反射光Ｌｂが入射する。配光パターン部分Ｑｂｃは、走査角範囲部分Ｈ２，Ｖ１（配光パターン部分Ｑｂ，Ｑｃ）の両方に属する反射光Ｌｂが入射する。配光パターン部分Ｑｂｄは、走査角範囲部分Ｈ２，Ｖ２（配光パターン部分Ｑｂ，Ｑｄ）の両方に属する反射光Ｌｂが入射する。

図９（ｂ）において、４分割走査光学系６０では、分割走査光学系１３のＶ字ミラー４１、右照射用ミラー４６ａ及び左照射用ミラー４６ｂに代えて、４つの側面が反射面になっている四角錐ミラー６１を備える。図９では、四角錐ミラー６１は平面図で記載されているが、４分割走査光学系６０における実際の配置では、四角錐ミラー６１の中心線（頂点６２から底面に引いた垂線）は、水平方向走査角範囲Ｈαの中心角度αｏ及び垂直方向走査角範囲Ｖβの中心角度βｏ（図４）上に存在する。四角錐ミラー６１の各側面には、所定輪郭の反射面６３ａ１（下側走査光生成部の１例），６３ａ２（上側走査光生成部の１例），６３ｂ１（下側走査光生成部の１例），６３ｂ２（上側走査光生成部の１例）が設定され、これら反射面６３ａ１，６３ａ２，６３ｂ１，６３ｂ２は、図９（ａ）の左上の配光パターン部分Ｑａｃ、左下の配光パターン部分Ｑａｄ、右上の配光パターン部分Ｑｂｃ、右下の配光パターン部分Ｑｂｄに対応する。

反射面６３ａ１の配光パターン部分Ｑａｃの右走査光Ｌｂ１ａは、右下照射用ミラー６６ａ１に進み、右下照射用ミラー６６ａ１において反射し、結像面３３では右下の領域部分（右側領域部分でありかつ下側領域部分である領域部分）を照射する。反射面６３ａ２の配光パターン部分Ｑａｄの右走査光Ｌｂ１ｂは、右上照射用ミラー６６ａ２に進み、右上照射用ミラー６６ａ２において反射し、結像面３３では右上の領域部分（右側領域部分でありかつ上側領域部分である領域部分）を照射する。

反射面６３ｂ１の配光パターン部分Ｑｂｃの左走査光Ｌｂ２ａは、左下照射用ミラー６６ｂ１に進み、左下照射用ミラー６６ｂ１において反射し、結像面３３では左下の領域部分（左側領域部分でありかつ下側領域部分である領域部分）を照射する。反射面６３ｂ２の配光パターン部分Ｑｂｄの左走査光Ｌｂ２ｂは、左上照射用ミラー６６ｂ２に進み、左上照射用ミラー６６ｂ２において反射し、結像面３３では左上の領域部分（左側領域部分でありかつ上側領域部分である領域部分）を照射する。

右下照射用ミラー６６ａ１及び左下照射用ミラー６６ｂ１から出射する走査光Ｌｂ１ａ，Ｌｂ２ａは、角度β（図４）がβａに近い反射光Ｌｂ１，Ｌｂ２由来の走査光Ｌｂ１ａ，Ｌｂ２ａほど垂直方向上側を進行する。右上照射用ミラー６６ａ２及び左上照射用ミラー６６ｂ２から出射する走査光Ｌｂ１ｂ，Ｌｂ２ｂは、角度β（図４）がβｂに近い反射光Ｌｂ１，Ｌｂ２由来の走査光Ｌｂ１ｂ，Ｌｂ２ｂほど垂直方向下側を進行する。

この結果、図９（ｂ）の結像面３３では、左右中心線Ｃｏ及び上下中心線Ｃｈにより４分割される左上、左下、右上及び右下の範囲が、それぞれＱｂｄ，Ｑｂｃ，Ｑａｄ，Ｑａｃが隙間無しでかつ重複無しで占めることになる。これにより、図９（ｂ）の結像面３３では、中心部が明るく、左右及び上下の周辺部が暗い配光パターンが生成される。

前述の図８の実施形態では、水平走査アクチュエータ２４の駆動電圧について説明したが、図８の駆動電圧を図９（ｂ）の４分割走査光学系６０において、垂直走査アクチュエータ２６の駆動電圧として適用することもできる。その場合、図８における水平方向が、図９では垂直方向に置き換わるので、図８の右方向旋回時の最大明度の部分の右移動は、図９では下向き移動となって、ロービームに適した配光パターンが生成される。また、図８の左方向旋回時の最大明度の部分の左移動は、図９では上向き移動となって、ハイビームに適した配光パターンが生成される。

１・・・ヘッドランプ、５・・・ミラー駆動部・同期信号生成部（駆動電圧供給部）、１１・・・レーザ光源（光源）、１２・・・光偏向器、１３・・・分割走査光学系（光学系）、２２・・・反射部、２４・・・水平走査アクチュエータ（アクチュエータ部）、２６・・・垂直走査アクチュエータ（アクチュエータ部）、４１・・・Ｖ字ミラー、４６ａ・・・右照射用ミラー（右側走査光生成部及び第１角度部分用ミラー）、４６ｂ・・・左照射用ミラー（左側走査光生成部及び第２角度部分用ミラー）、４９・・・分割走査光学系（光学系）、５０・・・プリズム（分割部、左側走査光生成部又は右側走査光生成部）、６３ａ１，６３ｂ１・・・反射面（下側走査光生成部の１例）、６３ａ２，６３ｂ２反射面（上側走査光生成部の１例）。

Claims (5)

1. 光源と、
   前記光源からの光を反射する反射部と、第１及び第２駆動電圧により駆動されて、前記反射部を直交する第１及び第２回転軸線の回りに往復回動させるアクチュエータ部とを有し、前記第１及び前記第２回転軸線の回りの前記反射部の回動により前記反射部からの反射光を、第１及び第２回動角範囲で往復回動させて出射する光偏向器と、
   前記第１及び前記第２回動角範囲で前記光偏向器から出射されて来る反射光を、照射領域を水平方向及び垂直方向に走査する走査光として出射する光学系とを備え、
   前記光学系は、
   前記第１回動角範囲の反射光を、前記第１回動角範囲の一端角から中間角までの第１角度部分の反射光と、前記第１回動角範囲の前記中間角から他端角までの第２角度部分の反射光とに分割する分割部と、
   前記第１角度部分の反射光において前記一端角に近い反射光ほど水平方向左側を進行させて、前記照射領域の水平方向の右側領域部分を走査する走査光として出射する右側走査光生成部と、
   前記第２角度部分の反射光において前記他端角に近い反射光ほど水平方向右側を進行させて、前記照射領域の水平方向の左側領域部分を走査する走査光として出射する左側走査光生成部と、
   菱形断面のプリズムとを有し、
   前記プリズムにおける前記菱形断面の一方の半部は、前記光偏向器からの前記第１角度部分の反射光が入射して、入射した反射光を内部で屈折させてから前記右側領域部分へ向けて出射することにより、前記分割部と前記右側走査光生成部とを兼ねるものであり、
   前記プリズムにおける前記菱形断面の他方の半部は、前記光偏向器からの前記第２角度部分の反射光が入射して、入射した反射光を内部で屈折させて前記左側領域部分へ向けて出射することにより、前記分割部と前記左側走査光生成部とを兼ねることを特徴とするヘッドランプ。
2. 請求項１に記載のヘッドランプにおいて、
   前記中間角は、前記第１回動角範囲の中心の回動角に設定されていることを特徴とするヘッドランプ。
3. 請求項１又は２に記載のヘッドランプにおいて、
   前記第１駆動電圧は正弦波であり、前記第１駆動電圧の中心電圧及び振幅を調整して前記アクチュエータ部に供給する駆動電圧供給部を備えることを特徴とするヘッドランプ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘッドランプにおいて、
   前記光学系は、
   前記第２回動角範囲の反射光を、前記第２回動角範囲の別の一端角から別の中間角までの第３角度部分の反射光と、前記第２回動角範囲の前記別の中間角から別の他端角までの第４角度部分の反射光とに分割する別の分割部と、
   前記第３角度部分の反射光において前記別の一端角に近い反射光ほど垂直方向上側を進行させて、前記照射領域の垂直方向の下側領域部分を走査する走査光として出射する下側走査光生成部と、
   前記第４角度部分の反射光において前記別の他端角に近い反射光ほど垂直方向下側を進行させて、前記照射領域の垂直方向の上側領域部分を走査する走査光として出射する上側走査光生成部とを有することを特徴とするヘッドランプ。
5. 請求項４に記載のヘッドランプにおいて、
   前記第２駆動電圧は正弦波又はのこぎり波であり、前記第２駆動電圧の中心電圧及び振幅を調整して前記アクチュエータ部に供給する別の駆動電圧供給部を備えることを特徴とするヘッドランプ。