JP6495021B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用前照灯に用いられる灯具に関する。

近年、高輝度化や低消費電力化に伴い、灯具に発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）などの発光素子が用いられるようになってきた。発光ダイオードや半導体レーザを灯具などの照明用途に用いる場合、当該発光素子から放出された光を蛍光体に入射させて一部の光の波長（発光色）を変換し、当該波長が変換された光と発光素子からの放出光との混色によって白色光を外部に取出す。

例えば、特許文献１には、レーザ光を出射する半導体発光素子とレーザ光を入射して可視光を出射する蛍光体とを備えた車両用灯具が開示されている。特許文献２には、レーザ光源とレーザ光源からのレーザ光を受けて発光する蛍光体からなる発光部材とを備えた車両用灯具が開示されている。また、特許文献３には、光源からの光をミラーに入射させる成形用光学系と、ミラーを駆動して投影レンズの照明領域をスキャンする走査用アクチュエータとを備えた車両用前照灯が開示されている。

特開2014-135159号公報 特開2014-22084号公報 特開2013-101985号公報

例えば車両用灯具を構成する場合、その光源には高い輝度（光出力）を有することが要求される。このため、車両用灯具に用いる光源としては、発光ダイオードよりもレーザの方が好ましい。例えば励起光として青色光を出射するレーザを用いて灯具を構成する場合、蛍光体としては、青色光を受けて黄色光を発する蛍光体を用いる。これによって、レーザからの青色光と蛍光体からの黄色光とが混色され、外部に取出された光は白色光として認識される。しかし、この場合、厳密に白色光（太陽光に近い光）が得られているとは言えない。具体的には、取出された光の大部分は青色光成分と黄色光成分とで構成されており、他の色の光はほとんど含まれていない。従って、高い演色性（大きなスペクトル幅）を有する光を取出すには改善の余地がある。

また、レーザから出射された励起光は高い出力を有しているため、励起光が入射した蛍光体の領域は早期に損傷する場合がある。従って、レーザと蛍光体とを組み合わせて灯具を構成する場合、灯具としての寿命が短くなる場合がある。また、部分的に青色光が認識されるなど、色ムラの原因となる。

また、近年、走行用配光（いわゆるハイビーム）時において、その配光領域内に対向車や前走車、歩行者などが存在する場合、例えば対向車の領域のみを非照射とするような配光制御を行う技術が開発された。このような配光可変型の前照灯においては、従来よりも構成部品の点数が多くなる傾向にある。配光可変型の灯具を構成する場合であっても、少ない部品点数で高い演色性を実現することが望ましい。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、蛍光体を不要とし、広帯域なスペクトルを有する配光可変型の灯具を提供することを目的としている。

本発明による車両用灯具は、可視域の全域に亘るスペクトル幅を有するスーパーコンティニウム光を生成する光源と、スーパーコンティニウム光を導光するマルチモード光ファイバと、マルチモード光ファイバの出射端部から出射されたスーパーコンティニウム光を反射してパターン化された反射光を生成する反射部と、反射光を投影して投影光を生成する投影レンズと、投影光の投影範囲内における対象物の位置情報に基づいて、投影光内に対象物の位置に応じた減光領域が形成されるように光源及び反射部を制御する制御回路と、を有することを特徴としている。
また、本発明による車両用灯具は、可視域の全域に亘るスペクトル幅を有するスーパーコンティニウム光を反射してパターン化された反射光を生成する反射部と、反射光を投影して投影光を生成する投影レンズと、反射部と投影レンズとの間に配置され、反射光を拡散させつつ透過させるスクリーンと、投影光の投影範囲内における対象物の位置情報に基づいて、投影光内に対象物の位置に応じた減光領域が形成されるようにスーパーコンティニウム光及び反射部を制御する制御回路と、を有することを特徴としている。

（ａ）は、実施例１の灯具の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、実施例１の灯具内における光の進路を模式的に示す図である。 （ａ）は、実施例１の灯具における光源の構成を示す図であり、（ｂ）は、光源から生成された光のスペクトルを示す図である。 （ａ）は、実施例１の灯具におけるミラー部の上面を示す図であり、（ｂ）はミラー部の断面図である。 （ａ）は実施例１の灯具における入力光の出射端部及び入力光のミラー表面におけるビーム形状を模式的に示す図であり、（ｂ）は、当該ビーム形状の他の例を示す図である。 実施例１の灯具が車両に搭載された場合の車両の構成を示す図である。 実施例１の灯具における制御回路の動作フローを示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施例１の灯具における制御回路の動作時における投影範囲と投影範囲を構成する複数の投影領域との一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施例１の灯具における光源の出力及び走査部の動作例を示す図である。 （ａ）は、実施例２の灯具の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、実施例２の灯具における入力光の出射端部及びミラー部の構成を示す図である。 実施例２の灯具が車両に搭載された場合の車両の構成を示す図である。 実施例２の灯具における制御回路の動作フローを示す図である。

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。

図１（ａ）は、実施例１の灯具１０の構成を示す断面図である。灯具１０は、光源部２０と灯体部３０と制御回路４０とからなる。本実施例においては、灯具１０が車両用前照灯に用いられる車両用灯具である場合について説明する。図１（ｂ）は、灯体部３０内における光路を模式的に示す図である。光源部２０は、白色化されかつ空間的又は時間的にコヒーレントな入力光ＷＬを生成する光源２１を有している。光源２１には、入力光ＷＬを出力する出力部２２と、光源２１から発生する熱を放熱する放熱部２３とが設けられている。また、光源２１には、電源（図示せず）及び制御部（図示せず）などに接続された配線ＣＢが設けられている。また、入力光ＷＬは、導光部２４によって灯体部３０に導光される。

灯体部３０は、光源２１からの入力光ＷＬを反射し、パターン化（フレーム化）された反射光ＲＬを生成する反射部３１と、反射光ＲＬを拡散するスクリーン３２と、反射光ＲＬを投影して投影光ＰＬを生成する投影レンズ３３と、を有している。また、制御回路４０は、入力光ＷＬの光出力、反射部３１の動作を制御するように構成されている。スクリーン３２は、例えば、反射部３１と投影レンズ３３との間の投影レンズ３３の焦点位置に配置され、反射光ＲＬを投影レンズ３３に向けて拡散させるように構成されている。

反射部３１は、入力光ＷＬを走査する走査ミラーを有している。走査ミラーは、例えばＭＥＭＳミラーからなる。スクリーン３２は、例えば入力光ＷＬに対して半透光性を有するアルミナからなる。スクリーン３２は、金属やセラミックなどの枠に固定されていてもよい。投影レンズ３３は、例えばガラス、ポリカーボネート、アクリルなど、入力光ＷＬに対して透光性を有する材料からなる。

導光部２４によって光源部２０から導光された入力光ＷＬは、導光部２４の出射端部ＬＰから反射部３１に向けて出射される。反射部３１は、その一方の主面（以下、受光面と称する）３１Ｓにおいて入力光ＷＬを受光する。入力光ＷＬは、反射部３１によってパターン化され、投影レンズ３３に向けて反射される。

灯体部３０は、入力光ＷＬの出射端部ＬＰ、反射部３１、スクリーン３２及び投影レンズ３３を収容するハウジングＨＳを有している。また、入力光ＷＬの出射端部ＬＰ、反射部３１、スクリーン３２及び投影レンズ３３は、支持部ＳＵによって灯体部３０内において支持されている。また、ハウジングＨＳのうち、投影レンズ３３から投影光ＰＬが出射する側の領域にはアウターレンズＯＬが設けられている。投影光ＰＬは、アウターレンズＯＬを介して外部に取出される。

また、灯体部３０は、灯体部３０における投影光ＰＬの光軸を調整する光軸調整部ＡＪを有している。光軸調整部ＡＪは、支持部ＳＵを介して、出射端部ＬＰ、反射部３１、スクリーン３２及び投影レンズ３３を移動させる機能を有している。また、支持部ＳＵには、反射部３１から生じた熱を放熱する放熱部ＨＤが設けられている。

図２（ａ）は、光源部２０の構成を示す図である。まず、光源２１は、パルス発振した励起光ＥＬを生成するレーザ装置ＬＳＲと、励起光ＥＬに基づいて入力光ＷＬを生成する非線形な材料からなる非線形部材ＮＬＭとを有している。ここで、光源２１について説明する。例えばフェムト秒のパルス幅を有するパルス化されたレーザ光を非線形媒体に入射させると、レーザ光のスペクトル幅が連続的に拡大する現象が知られている。これはスーパーコンティニウム現象と言われ、これによって得られた光は、広帯域なスペクトルを有するような特性を示す。また、このスーパーコンティニウム光は、自然光よりも高い空間的及び時間的コヒーレント性を有している。

光源２１は、このスーパーコンティニウム光を生成するスーパーコンティニウム光源である。すなわち、入力光ＷＬは、広帯域なスペクトル、例えば可視域の全域に亘るスペクトル幅を有するスーパーコンティニウム光である。具体的には、非線形材料ＮＬＭは、レーザ装置ＬＳＲからの励起光ＥＬを受けて、スーパーコンティニウム光を生成する。このスーパーコンティニウム光は、太陽光に近い光であり、高い演色性を有している。従って、灯具１０は、蛍光体を必要とせず、また、蛍光体を用いて白色化された場合よりも高い演色性を有する白色光を生成及び照射する。

出力部２２は、入力光ＷＬにおける紫外成分ＵＶを除去する紫外成分除去部２２Ａと、入力光ＷＬにおける赤外成分ＩＲを除去する赤外成分除去部２２Ｂとを有している。紫外成分除去部２２Ａは、例えば紫外線カットフィルタやダイクロイックミラーなどからなる。赤外成分除去部２２Ｂは、例えば赤外線カットフィルタやダイクロイックミラーなどからなる。なお、紫外成分及び赤外成分除去部２２Ａ及び２２Ｂの構成は一例に過ぎず、例えば双方同様な構成を有していてもよく、また、図示した構成とは反対の構成及び配置を有していても良い。すなわち、入力光ＷＬの紫外成分ＵＶ及び赤外成分ＩＲが紫外及び赤外成分除去部２２Ａ及び２２Ｂによって除去されればよい。

光源２１からのスーパーコンティニウム光は、可視域のみならず紫外及び赤外領域に亘るスペクトル幅を有する場合がある。出力部２２が紫外及び赤外成分除去部２２Ａ及び２２Ｂを有することによって、紫外線及び赤外線が灯具１０から外部に取出されることが抑制される。従って、照射に不要な紫外及び赤外成分を除去することができる。また、紫外線は、投影レンズ３３やアウターレンズＯＬなどに用いられる樹脂などを劣化させるため、紫外線を除去することによって灯具１０が長寿命化する。

なお、出力部２２は、図２（ａ）に示すように、赤外線を吸収する赤外線吸収部ＡＢを有する。例えば赤外成分除去部２２Ｂがダイクロイックミラーから構成される場合、ダイクロイックミラーによって分離された赤外線を吸収する赤外線吸収部ＡＢが設けられることが好ましい。また、出力部２２は、集光レンズＬＺ１を有していても良い。集光レンズＬＺ１は、赤外線及び紫外線が除去された入力光ＷＬを集光して導光部２４に導く。導光部２４は、例えば光ファイバからなる。導光部２４は例えばマルチモード光ファイバからなり、コアの断面は例えば円形又は矩形の形状を有する。

図２（ｂ）は、入力光ＷＬのスペクトルを示す図である。図の横軸は波長を、縦軸は光出力を示している。図２（ｂ）に示すように、入力光ＷＬは、可視域の全体を含む４００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲に亘るスペクトル幅を有する。従って、白色光を得るために蛍光体を用いる必要がない。また、灯体部３０には、紫外及び赤外成分除去部２２Ａ及び２２Ｂによって紫外線及び赤外線が除去された入力光ＷＬを投影する。また、入力光ＷＬは、レーザ発振した励起光ＥＬを用いているため、高い光出力を有している。従って、高い光出力及び高い演色性を有する入力光ＷＬが生成される。

図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ反射部３１の構成を示す上面図及び断面図である。図３（ａ）は、受光面３１Ｓを含む反射部３１の主面を示す図である。本実施例においては、反射部３１は、ＭＥＭＳミラーからなり、その表面の中心部に反射ミラーＭＬが設けられている。また、ＭＥＭＳミラー３１は、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ沿ったＸＸ線及びＹＹ線の周りに反射ミラーＭＬを傾斜（回転）させるＸ軸ステーＸＳ及びＹ軸ステーＹＳを有している。Ｘ軸ステー及びＹ軸ステーＸＳ及びＹＳは、走査部３１の基体ＢＳ上に動作可能なように支持されている。

図３（ｂ）は、図３（ａ）のＷ−Ｗ線に沿った断面図である。図３（ｂ）は、走査ミラー３１のＸ軸方向の断面図である。図３（ｂ）に示すように、Ｘ軸ステー及びＹ軸ステーＸＳ及びＹＳ上には、Ｘ軸ステー及びＹ軸ステーＸＳ及びＹＳを収縮させる圧電素子ＸＥ及びＹＥが形成されている。圧電素子ＸＥ及びＹＥにそれぞれ電圧が印加されると、圧電素子ＸＥ及びＹＥが変形し、これに応じてＸ軸及びＹ軸ステーＸＳ及びＹＳが変形する。

本実施例においては、反射ミラーＭＬは、Ｙ軸ステーＹＳの一端に接続されたミラー部ＭＰ上に形成されている。反射ミラーＭＬは、入力光ＷＬを受光する受光面３１Ｓとして機能する。また、Ｘ軸ステーＸＳは、その一端が基体ＢＳに接続され、他端がＹ軸ステーＹＳの他端に接続されている。これによって、Ｘ軸及びＹ軸ステーＸＳ及びＹＳの変形に応じて、反射ミラーＭＬの角度（すなわちミラーの走査位置）はＸＸ線及びＹＹ線（それぞれ図３（ａ）において破線で示している）の周りに互いに無関係に変化する。

なお、本実施例においては反射部３１がＭＥＭＳミラーからなる場合について説明したが、反射部３１は、ＭＥＭＳミラーからなる場合に限定されない。例えば、反射部３１は、例えばポリゴンミラー及びガルバノミラーから構成されていてもよい。例えばポリゴンミラーを用いて反射部３１を構成する場合、回転軸が直交するように配置した２つのポリゴンミラーを用い、一方のミラーに入力光ＷＬを入射させ、その反射光を他方のミラーに入射させた後、投影レンズ３３に向けて反射させればよい。すなわち、反射部３１は、入力光ＷＬを走査する走査ミラーであればよい。なお、部品点数の低減を考慮すると、ＭＥＭＳミラーで反射部３１を構成することが望ましい。

図４（ａ）は、灯体部３０に設けられた入力光ＷＬの出射端部ＬＰ及び反射部３１（反射ミラーＭＬ）に入射した入力光ＷＬのビーム形状（入力ビームの断面形状）を模式的に示す図である。出射端部ＬＰには、入力光ＷＬのビーム形状を成形する集光レンズＬＺ２が設けられている。本実施例においては、集光レンズＬＺ２は、入力光ＷＬのビーム形状を正方形に成形して反射部３１に入射させるように構成されている。また、集光レンズＬＺ２は、入力光ＷＬをコリメートする機能を有している。入力光ＷＬのビーム形状を正方形にコリメートすることで、前照灯の配光パターンの形成が容易になる。なお、集光レンズＬＺ２は、図３（ｂ）に示すように、入力光ＷＬのビーム形状（入力ビームの断面形状）を円形に成形するように構成されていてもよい。

図５は、灯具１０を車両ＶＥに搭載した場合の制御回路４０の構成を模式的に示す図である。図５に示すように、車両ＶＥは、対象部（非照射対象物）を検出する検出回路ＤＥを有している。また、車両ＶＥは、車両ＶＥの速度を感知する速度センサＶＳ、車両ＶＥの加速度を感知する加速度センサＡＳ、及び車両ＶＥの傾きを感知する傾きセンサＳＳを有している。検出回路ＤＥは、例えばレーダ及びカメラなどからなる。傾きセンサＳＳは、例えば車両ＶＥのロール、車両のピッチ、車両のヨーを感知するように構成されている。

車両ＶＥは、検出回路ＤＥによって対象物（例えば前走車や対向車）を検出し、対象物の位置及びサイズ、移動速度などを示す情報ＯＳを灯具１０の制御回路４０に送信する。例えば、検出回路ＤＥは、車両ＶＥの前方の画像を撮像し、当該撮像画像を制御回路４０に送信する。また、車両ＶＥは、速度センサＶＳ、加速度センサＡＳ、及び傾きセンサＳＳによって自身の速度、加速度及び傾きを感知（測定、認識）し、これを示す情報を制御回路４０に送信する。

制御回路４０は、灯具１０の外部から対象物の位置情報ＯＳを受信し、その位置情報ＯＳに基づいて、投影光ＰＬ内に形成される減光領域を算出する演算部４１を有している。また、制御回路４０は、演算部４１によって検出回路ＤＥ（演算部４１の外部）から減光領域ＤＫを示す情報を受信し、光源２１の光出力（入力光ＷＬの光量）を制御する光源制御部４２と、反射部３１における入力光ＷＬの走査を制御する走査制御部４３とを有している。

光源制御部４２は、反射部３１（走査ミラー）の走査に合わせた入力光ＷＬの出力強度を示す光源情報ＬＳを生成する。走査制御部４３は、反射部３１（走査ミラー）の走査情報を示す駆動情報ＤＳを生成する。光源制御部４２及び走査制御部４３は、光源情報ＬＳ及び駆動情報ＤＳをそれぞれ光源２１及び反射部３１に送信する。

次に、図６及び図７を用いて、演算部４１の動作フローについて説明する。まず、ステップＳ１において、検出回路ＤＥからの検出情報（対象物の存在及びその位置などを示す情報）を取得する。例えば演算部４１は、検出回路ＤＥから対象物の位置情報ＯＳを取得する。次に、演算部４１は、ステップＳ２において、投影光ＰＬの投影範囲ＰＲ内において投影光ＰＬが照射されるべきではない物体（非照射対象物）の位置を演算する（図７（ａ））。

例えば、図７（ａ）に示すように、非照射対象物として、前走車ＯＪ１、対向車ＯＪ２及び歩行者ＯＪ３が検出された場合を考える。演算部４１は、検出回路ＤＥからの検出情報（例えば画像）を投影範囲ＰＲ内にマッピングする。そして、演算部４１は、投影範囲ＰＲを構成する複数の投影領域ＰＡのうち、減光対象となる領域ＤＣを算出する。演算部４１は、例えば図７（ａ）に破線で示す領域を減光対象領域ＤＣとして算出する。

次に、ステップＳ３において、演算部４１は、減光対称領域ＤＣに基づいて、投影範囲ＰＲ内における減光されるべき投影領域ＰＡ（減光領域ＤＫ）を演算する（図７（ｂ））。例えば、演算部４１は、図７（ａ）に示す減光対象領域ＤＣに基づいて、図７（ｂ）にハッチングで示す投影領域ＰＡを減光領域ＤＫとして算出する。なお、演算部４１は、車両ＶＥの速度や加速度、傾きなどを考慮して、例えば前走車のルームミラーの位置を含む所定領域を減光領域ＤＫとして演算ことができる。そして、演算部４１は、減光領域ＤＫに基づいた反射部３１（走査ミラー）の走査座標を演算する。

続いて、ステップＳ４において、演算部４１は、光源２１及び反射部３１の駆動データを作成する。演算部４１は、例えば入力光ＷＬの光出力を示すデータや反射部３１の走査位置及び走査速度を示すデータを駆動データとして作成する。駆動データは、光源情報ＬＳ及び駆動情報ＤＳを含んでいてもよい。次に、演算部４１は、この駆動データを光源制御部４２及び走査制御部４３に送信する。このようにして、制御回路４０は、投影光ＰＬの投影範囲ＰＲ内における対象物の位置情報ＯＳに基づいて、投影光ＰＬ内に当該対象物の位置に応じた減光領域ＤＫが形成されるように光源２１（入力光ＷＬ）及び反射部４２を制御し、反射光ＲＬのパターンを形成する。パターン化された反射光ＲＬは、スクリーン３２及び投影レンズ３３を透過して外部に取出される。

灯具１０は、この動作をリアルタイムで行い、投影光ＰＬの配光パターン（反射光ＲＬのパターン）を順次変化させていく。これによって、例えば非照射対象物の移動に合わせて減光領域ＤＫの位置（座標）を変化させ、投影光ＰＬが非照射対象物に照射されないようにする。また、一定のコヒーレント性を有する入力光ＷＬを用いて投影光ＰＬを形成するため、不要な光が非照射対象物に照射されず、グレアの防止となる。

図８（ａ）及び（ｂ）は、反射部３１（走査ミラー）及び光源２１の出力動作例を示す図である。図８（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ走査ミラー３１のＸ軸方向（例えば車両ＶＥの水平方向）とＹ軸方向（例えば車両ＶＥの鉛直方向）における走査例とその際の入力光ＷＬの出力例を示している。なお、図８（ａ）及び（ｂ）は、投影範囲ＰＲ内に非照射対象物が存在しない場合、すなわち減光領域ＤＫを形成せずに投影光ＰＬを生成する際の走査ミラー３１及び光源２１の動作例である。また、投影範囲ＰＲを水平方向に折り返し走査を行う場合を示している。なお、減光領域ＤＫを形成する場合、それぞれの図の下部のグラフに示す光出力を光源制御部４３によって変化させ、減光領域ＤＫの座標の走査時において入力光ＷＬは減光又は消灯される。

なお、図８（ａ）及び（ｂ）においては、減光領域ＤＫを形成しない場合は入力光ＷＬの出力を一定とする場合について説明したが、減光領域ＤＫ以外の投影領域ＰＡ内においても入力光ＷＬの出力を変化させてもよい。例えば、前照灯は遠方を照射するホット領域や車両近傍を広く照射するワイド領域などを形成することが求められる。これらの領域は、従来リフレクタやレンズによって形成されている場合が多い。しかし、光源制御部４２及び走査制御部４３によって入力光ＷＬの出力を変化させる（例えばホット領域となる走査位置では入力光ＷＬの出力を他の走査位置よりも高くする）ことで投影光ＰＬの強度に分布を生じさせることができる。従って、投影光ＰＬの投影範囲ＰＲ内でホット領域などを容易に形成することができ、リフレクタやレンズの設計を単純化させることができる。

すなわち、制御回路４０は、入力光ＷＬの出力を減光領域ＤＫのみならず他の投影領域ＰＡでも変化させるように構成されていることが望ましい。また、入力光ＷＬは高い出力を有しているため、ホット領域の照射可能距離、すなわち遠方視認性が大きくなる。また、例えば投影範囲ＰＲの上部全体を非照射とするように光源２１を制御することで、すれ違い用配光（ロービーム）を形成することもできる。

また、スクリーン３２は、反射光ＲＬを所定の拡散率で前方（出射方向）に透過拡散させるように構成されている。例えば、出射端部ＬＰの集光レンズＬＺ２によってビームの断面形状が正方形に形成された入力光ＷＬは、反射部３１で反射されてスクリーン３２に入射する。ここで、スーパーコンティニウム光はコヒーレント性を有するため、そのコリメートされたビームは高い直線性を維持している。従って、入力光ＷＬは、集光レンズＬＺ２から出射したビーム形状を保持したままスクリーン３２に入射する。

一方で、スクリーン３２は透過拡散性を有するので、投影レンズ３３側の出射ビーム断面の縁が若干滲む。具体的には、スクリーン３２への入射ビームの縁の光強度は急峻な減衰特性を有するが、スクリーン３２からの出射ビームの縁の光強度は緩やかな減衰特性になる。従って、反射部３１の走査位置及び走査速度の誤差によって投影光ＰＬに重なりによる明部が形成されること、また減光領域ＤＫ以外の意図しない暗部が形成されることが抑制される。

また、スーパーコンティニウム光は広い波長帯域において指向特性が等価であり、スクリーン３２を透過する際に透過拡散を受けても一定の等価な指向特性を保つ。従って、色度ムラの発生を抑制することができる。

このような前方への透過拡散を可能にするスクリーン３２は、例えば透光性の低屈折率ガラス（屈折率１．４程度）内に粒径１μｍ〜５μｍ程度の透光性の高屈折率の酸化チタン（屈折率２．５程度）粒子を分散させることで得られる。

また、スクリーン３２はスーパーコンティニウム光のコリメートされたビームを前方に透過拡散させる機能を有するのみであり、スクリーン３２から出射された反射光ＲＬの指向角は狭い（例えば１０°程度）。従って、投影レンズ３３サイズはスクリーン３２の出射光に応じた形状まで小型化できる。

なお、スクリーン３２は必ずしも設けられる必要は無い。例えば、コリメートされたスーパーコンティニウム光は発散しない（直線性が高い）ので、反射部３１から投影レンズ３３の焦点位置（スクリーン３２の位置）までの距離を長くすることができる。また、焦点位置の投影範囲ＰＲに対応する大きさは一定なので、焦点位置と反射部３１の距離を長くすることで反射ミラーＭＬの傾斜角を小さくでき、走査位置及び走査速度の誤差を抑制できる。またＭＥＭＳミラー３１のステー（Ｘ軸ステーＸＳ、及びＹ軸ステーＹＳ）の動作負荷を低減でき、信頼性を向上できる。

図９（ａ）は、実施例２に係る灯具５０の構成を示す断面図である。灯具５０は、灯体部６０及び制御回路７０の構成を除いては、灯具１０と同様の構成を有している。具体的には、灯具５０においては、反射部６１の構成、入力光ＷＬの出射端部ＬＰの構成、及び制御回路４０の構成が灯具１０とは異なる。

図９（ｂ）は、灯具５０における入力光ＷＬの出射端部ＬＰの構成及び反射部６１の構成を示す図である。灯具５０における入力光ＷＬの出射端部ＬＰには、入力光ＷＬを拡大してコリメートするように構成されたコリメートレンズＬＺ３が設けられている。また、反射部６１は、複数の個別動作可能なミラー素子ＭＥからなるミラー素子群ＧＭＬを有している。入力光ＷＬは、ミラー素子ＭＥの全体で受光される。複数のミラー素子ＭＥの各々は、入力光ＷＬを反射し、全体としてパターン化された反射光ＲＬを形成する。また、ミラー素子ＭＥの各々は、入力光ＷＬを投影レンズ３３に向けて反射する位置（オン位置）と、入力光ＷＬを投影レンズ外に向けて反射する位置（オフ位置）との間で移動可能なように構成されている。

本実施例においては、反射部６１は、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）からなる。また、灯具５０は、ミラー素子ＭＥの各々に応じた投影領域ＰＡ（図７参照）からなる投影光ＰＬを形成する。また、ミラー素子ＭＥがオフ位置の場合、そのミラー素子ＭＥに対応する投影領域ＰＡは減光領域ＤＫ（図７参照）となる。また、コリメートレンズＬＺ３は、全てのミラー素子ＭＥ（ミラー素子群ＧＭＬの全体）を包含する大きさに入力光ＷＬを拡大コリメートするように構成及び配置されている。

図１０は、灯具５０が車両ＶＥに搭載された場合の制御回路７０の構成を示す図である。車両ＶＥは、灯具１０が搭載される場合と同様の構成を有している。灯具５０は、減光領域ＤＫを形成するためにオフ位置とするべきミラー素子ＭＥを選択する選択部７１と、光源制御部７２と、ミラー制御部７３とを有している。光源制御部７２は、光源制御部４２と同様に光源情報ＬＳを生成するように構成されている。ミラー制御部７３は、各ミラー素子ＭＥのオン位置及びオフ位置を切り換える駆動信号ＤＳを生成するように構成されている。ミラー制御部７３は、減光領域ＤＫに対応する入力光ＷＬを投影レンズ３３外に向けて反射するようにミラー素子ＭＥの各々を制御する。

図１１は、制御回路７０の選択部７１における動作フローを示す図である。選択部７１は、ステップＳ３までは演算部４１と同様の動作を行う。選択部７１は、ステップ４Ａにおいて、ミラー素子群ＧＭＬのうち、入力光ＷＬを投影レンズ３３外に向けて反射させるべきミラー素子ＭＥを選択する。そして、この選択したミラー素子ＭＥの情報を駆動データとして作成する。また、選択部７１は、ステップＳ５Ａにおいて、作成した駆動データをミラー制御部７３に送信する。

反射部６１は、このようにしてミラー素子群ＧＭＬによってパターン化された反射光ＲＬを生成する。また、灯具５０においても、この反射部６１の動作はリアルタイムで行われ、順次投影光ＰＬのパターンが変化することとなる。例えば、前照灯は遠方を照射するホット領域や車両近傍を広く照射するワイド領域などを形成することが求められる。これらの領域は、従来リフレクタやレンズによって形成されている場合が多い。しかし、入力光ＷＬをコリメートレンズＬＺ３で拡大コリメート光にする段階でコリメート光の中心部を高強度領域とすることでホット領域を形成できる。例えば、光学回折素子を用いてコリメートレンズＬＺ３を構成することで、コリメートされた入力光ＷＬ内に強度分布を生じさせることができる。

また、光源制御部７２及びミラー制御部７３によって各ミラー素子ＭＥを短い周期でオン位置及びオフ位置を切り替え、また、そのオン位置及びオフ位置の切り替え比率を変化させること（例えばホット領域に対応するミラー素子ＭＥにおいてはオン位置時間を長くすること）で、反射光ＲＬ（すなわち投影光ＰＬ）内に強度分布を形成することができる。従って、リフレクタやレンズの設計が単純化され、コンパクトな配光可変型の灯具５０を構成することができる。また、本実施例に係る灯具５０においても、スクリーン３２を設けることで、実施例１に係る灯具１０と同様な効果を得ることができる。

なお、上記においては、光源２１としてスーパーコンティニウム光源を用いた場合について説明したが、蛍光体を用いることなく空間的又は時間的にコヒーレントで広帯域なスペクトルが得られる光源を、スーパーコンティニウム光源に代えて用いることができる。例えば赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ出射するレーザを光源としてそれぞれの光を重ね合わせることで白色光を得ることが可能である。すなわち、光源２１は、互いに異なる発光色を有する複数のレーザからなるレーザ装置ＬＳＲを有していても良い。この場合、非線形材料ＮＬＭが設けられる必要は無い。また、スーパーコンティニウム光を生成する他の装置をレーザ装置ＬＳＲ及び非線形材料ＮＬＭに代えて用いても良い。

なお、上記においては灯具１０及び５０が光源２１を有する場合について説明したが、灯具１０及び５０が光源２１を有する場合に限定されない。例えば、外部の光源を用いてもよい。すなわち、灯具１０及び５０は、灯体部３０及び６０と制御回路４０及び７０とから構成されていてもよい。

上記においては、空間的又は時間的にコヒーレントな入力光ＷＬを反射してパターン化された反射光ＲＬを生成する反射部３１（６１）と、反射光ＲＬを投影して投影光ＰＬを生成する投影レンズ３３と、投影光ＰＬの投影範囲ＰＲ内における対象物の位置情報ＯＳに基づいて、投影光ＰＬ内に対象物の位置に応じた減光領域ＤＫが形成されるように入力光ＷＬ及び反射部３１（６１）を制御する制御回路４０（７０）と、を有している。従って、蛍光体を不要とし、少ない部品点数で高輝度及び高演色性な配光可変型灯具を提供することが可能となる。

１０、５０ 灯具
２０ 光源部
２１ 光源
３０、６０ 灯体部
３１、６１ 反射部
３２ スクリーン
３３ 投影レンズ
４０、７０ 制御回路
４１ 演算部
７１ 選択部
ＷＬ 入力光
ＲＬ 反射光
ＰＬ 投影光
ＬＰ 出射端部

Claims (7)

1. 可視域の全域に亘るスペクトル幅を有するスーパーコンティニウム光を生成する光源と、
   前記スーパーコンティニウム光を導光するマルチモード光ファイバと、
   前記マルチモード光ファイバの出射端部から出射された前記スーパーコンティニウム光を反射してパターン化された反射光を生成する反射部と、
   前記反射光を投影して投影光を生成する投影レンズと、
   前記投影光の投影範囲内における対象物の位置情報に基づいて、前記投影光内に前記対象物の位置に応じた減光領域が形成されるように前記光源及び前記反射部を制御する制御回路と、を有することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記反射部は、前記スーパーコンティニウム光を走査する走査ミラーを有し、
   前記制御回路は、外部から前記対象物の前記位置情報を受信し、前記減光領域に基づいた前記走査ミラーの走査座標を演算する演算部と、前記走査ミラーの走査に合わせた前記スーパーコンティニウム光の出力強度を示す光源情報を生成する光源制御部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記反射部は、前記スーパーコンティニウム光を反射する個別動作可能な複数のミラー素子を有し、
   前記制御回路は、前記減光領域に対応する前記スーパーコンティニウム光を前記投影レンズ外に向けて反射するように前記複数のミラー素子の各々を制御するミラー制御部と、外部から前記対象物の前記位置情報を受信し、前記複数のミラーのうち、前記スーパーコンティニウム光を前記投影レンズ外に向けて反射させるべきミラー素子を選択する選択部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
4. 前記マルチモード光ファイバの前記出射端部には、前記複数のミラーの各々を包含する大きさに前記スーパーコンティニウム光を拡大してコリメートするレンズが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
5. 前記反射部と前記投影レンズとの間の前記投影レンズの焦点位置に配置され、前記反射光を前記投影レンズに向けて拡散させるスクリーンを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の車両用灯具。
6. 前記スーパーコンティニウム光における紫外成分を除去する紫外成分除去部と、前記スーパーコンティニウム光における赤外成分を除去する赤外成分除去部とを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の車両用灯具。
7. 可視域の全域に亘るスペクトル幅を有するスーパーコンティニウム光を反射してパターン化された反射光を生成する反射部と、
   前記反射光を投影して投影光を生成する投影レンズと、
   前記反射部と前記投影レンズとの間に配置され、前記反射光を拡散させつつ透過させるスクリーンと、
   前記投影光の投影範囲内における対象物の位置情報に基づいて、前記投影光内に前記対象物の位置に応じた減光領域が形成されるように前記スーパーコンティニウム光及び前記反射部を制御する制御回路と、を有することを特徴とする車両用灯具。

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