JP6791644B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

形状の自在性が高い配光パターンを形成可能で安全な車両用前照灯に関する。

特許文献１には、光源であるレーザー装置による出射光を二次元的に傾倒可能なＭＥＭＳミラーによって蛍光体パネルに反射しつつ走査して配光パターンを形成する車両用前照灯が開示されている。

特開２０１４−６５４９９号

特許文献１の車両用前照灯においてレーザー光から出射する光は、ＭＥＭＳミラーに向かって拡散するため、ＭＥＭＳミラーによる反射光は、投影レンズの後方焦点近傍に配置された蛍光体パネルの位置で焦点を結ぶように反射される場合がある。焦点を結ぶように蛍光体パネルに入射した光を二次元的に傾倒可能な１枚のＭＥＭＳミラーで走査した場合、投影レンズを介して形成される配光パターンの形状は、棒形状に限定されるため、自在な形状の配光パターンが形成されない点で問題がある。

本願は、上記問題に鑑みて、形状の自在性が高い配光パターンを形成可能で安全な車両用前照灯を提供するものである。

まず、励起光源と、蛍光体と、励起光源から出射した光を揺動可能に形成された反射鏡の反射面で受け、反射光を前記蛍光体に向けて走査する走査機構と、前記蛍光体からの出射光を透過させて配光パターンを形成する投影レンズと、を有する車両用前照灯において、前記励起光源から出射した光を前記反射鏡の反射面上に集光させる集光レンズを有するようにした。

（作用）走査機構から蛍光体に入射する光は、蛍光体上で二次元的に揺動する反射鏡の揺動方向に直交する方向に拡散しつつ反射鏡の揺動方向に走査される。

また、車両用前照灯において、前記集光レンズは、第１方向の集光倍率を変更可能な第１レンズと、前記第１レンズに対して直列に配置され前記第１方向に直交する方向である第２方向の集光倍率を変更可能な第２レンズと、を有するようにした。

（作用）本来楕円状に拡散するレーザー光が、第１レンズと第２レンズを順に通過することによって２方向にされ、円形などの自在な光像を蛍光体上に照射する。

また、車両用前照灯において、前記蛍光体を前記投影レンズの光軸に直交する方向に対して傾斜して配置した。

（作用）蛍光体が、走査機構の反射鏡の反射面により正対するように配置されることにより、蛍光体に入射する反射光の光像の形状が、投影レンズに対する反射鏡の傾斜方向に狭く形成される。

また、車両用前照灯において、前記反射光を素通しさせる第１領域と、揺動する前記反射鏡の向きに応じて前記反射光を集光または拡散するように透過させる第２領域と、を備え、前記反射鏡の反射面と前記蛍光体との間に配置された偏向レンズを設けた。

（作用）走査機構の反射鏡は、高速で揺動することにより、偏向レンズの第１領域と第２領域に交互に向けられ、揺動する反射鏡によって反射された光は、偏向レンズの第１領域と第２領域に交互に入射したあと蛍光体を通過する。偏向レンズの第１領域に入射する光は、屈折せずに通過して配光パターンの外殻領域を形成し、偏向レンズの第２領域を通過する光は、所定の方向に集光または拡散されることによって外殻領域の内側に照射され、外殻領域よりも明度の高い領域（ホットスポット）を配光パターンに形成する。

また、車両用前照灯において、前記走査機構による走査領域の一部において揺動する前記反射鏡による反射光を再反射する再反射鏡を有するようにした。

（作用）走査機構の反射鏡による反射光は、走査機構による走査領域の一部の領域において再反射鏡によって投影レンズに向けて再反射される。再反射鏡に入射せずに投影レンズを通過した光は、配光パターンの外殻領域を形成し、再反射鏡によって再反射されて投影レンズを通過した光は、外殻領域の内側に照射され、外殻領域よりも明度の高い領域（ホットスポット）を配光パターンに形成する。

また、車両用前照灯において、前記集光レンズをアナモルフィックレンズとした。

（作用）本来楕円状に拡散するレーザー光が、アナモルフィックレンズを通過することによって光像を圧縮及び拡張されることにより、円形などの自在な光像を蛍光体上に照射する。

また、車両用前照灯において、前記反射面から前記蛍光体に入射する反射光の光像を前記反射面への入射光の光像よりも大きく形成した。

（作用）走査機構の反射鏡の反射面上に集光するように入射した光が拡散反射しながら蛍光体に入射する。

また、車両用前照灯において、前記反射面から前記蛍光体に入射する反射光の光像を前記反射面への入射光の光像よりも小さく形成した。

（作用）走査機構の反射鏡による反射光が、集光されつつ蛍光体に入射する。

車両用前照灯によれば、反射鏡の揺動方向に直交する方向に拡散する光が二次元的に走査されるため、棒状に限られることなく形状の自在性が高い配光パターンが形成される。

車両用前照灯によれば、蛍光体上に照射される光像の形状を自在に変形させることが出来るため、当該光像を走査することでより自在性が高い配光パターンが形成される。

車両用前照灯によれば、蛍光体上に照射される光像の形状を投影レンズに対する反射鏡の傾斜方向により狭く形成出来るため、当該光像を走査することでより自在性が高い配光パターンが形成される。

車両用前照灯によれば、所定形状の拡散領域と拡散領域よりも狭くて明るい所定形状の集光領域を拡散領域の内側の所定に位置に形成出来ることで自在性の高い配光パターンが形成され、または光線の分布が均等な配光パターンが形成される。

車両用前照灯によれば、蛍光体上に極小のスポット光像が照射されることにより走査に利用される反射光の分解能が向上して配光パターンの解像度が向上する。

各実施例における車両用前照灯の正面図。 光透過型の蛍光体を有する第１実施例の車両用前照灯の縦断面図（図１のＩ−Ｉ断面図。） （ａ）走査機構をほぼ正面から見た斜視図。（ｂ）車両用前照灯によるハイビーム用配光パターンに関する説明図。 （ａ）蛍光体上に照射される光像を反射鏡上に照射される光像よりも大きくした前照灯ユニットの拡大部分断面図。（ｂ）蛍光体上に照射される光像を反射鏡上に照射される光像よりも小さくした前照灯ユニットの拡大部分断面図。 反射型の蛍光体を有する第２実施例の車両用前照灯の縦断面図。 第１実施例の車両用前照灯の集光レンズの変形例を示す斜視図。 （ａ）光反射型の蛍光体を有する第３実施例の車両用前照灯の横断面図（図１の切断線II-IIの位置で切断した図）。（ｂ）第３実施例の車両用前照灯によって形成される光路及び光像の説明図。 光透過型の蛍光体を有する第４実施例の車両用前照灯の横断面図（図１の切断線II-IIの位置で切断した図）。 第４実施例の車両用前照灯によって形成される光路及び光像の説明図。 （ａ）光透過型の蛍光体を有する第５実施例の車両用前照灯の横断面図（図１の切断線II-IIの位置で切断した図）。（ｂ）第５実施例のホルダー及び蛍光体のみを示す横断面図。

以下、本発明の実施形態を図１から図９に基づいて説明する。各図においては、車両用前照灯の各方向を（上方：下方：左方：右方：前方：後方＝Ｕｐ：Ｌｏ：Ｌｅ：Ｒｉ：Ｆｒ：Ｒｅ）として説明する。

図１と図２に示される第１実施例の車両用前照灯１は、光透過型の蛍光体を有する右側前照灯の一例を示すものであり、ランプボディ２と、前面カバー３と、前照灯ユニット４と、を備える。ランプボディ２は、車両の前方側に開口部を有する。前面カバー３は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成され、ランプボディ２の開口部に取り付けられることによって内側に灯室Ｓを形成する。図１に示す前照灯ユニット４は、ハイビーム用前照灯ユニット５及びロービーム用前照灯ユニット６を金属製の支持部材７で一体化することによって構成され、灯室Ｓの内側に配置される。

ハイビーム用前照灯ユニット５とロービーム用前照灯ユニット６は、図２に示す励起光源８、集光レンズ９，蛍光体１０、走査機構１１及び投影レンズ１２をそれぞれ有し、これらはいずれも支持部材７に取り付けられる。支持部材７は、水平方向に伸びる板状の底板部７ａと、底板部７ａの先端から前方に伸びるレンズ支持部７ｂと、底板部の基端から鉛直方向に伸びる板状の基礎板部７ｃと、を有する。

図２に示す通り、励起光源８と蛍光体１０は、金属製の底板部７ａに固定される。走査機構１１は、取付部７ｄによって基礎板部７ｃの前面に固定される。集光レンズ９は、底板部７ａまたは基礎板部７ｃのいずれかに固定される。投影レンズ１２は、レンズ支持部７ｂの先端の上面に固定される。前照灯ユニット４の支持部材７は、ランプボディ２に回動自在に保持された３つのエイミングスクリュー１４を基礎板部７ｃに螺着されることにより、ランプボディ２に対して傾動自在に支持される。

励起光源８は、青色または紫色のＬＥＤ光源またはレーザー光源によって構成され、基礎板部７ｃよりも上下に厚く形成された金属製の底板部７ａを介して点灯中の熱を放熱される。集光レンズ９と投影レンズ１２は、光の出射面を凸形状とした透明または半透明の平凸レンズである。集光レンズ９は、励起光源８と走査機構１１の反射面２４との間に配置されるように図示しない指示部によって支持部材７に固定され、励起光源８からの光Ｂ１１を集光して反射面２４に入射させる。蛍光体１０は、励起光源８の光に基づいて白色光を発生するように構成される。励起光源８が青色である場合、蛍光体１０は、黄色蛍光体として形成されるようにする。励起光源８が紫色である場合、蛍光体１０は、黄色かつ青色蛍光体として形成されるか、または赤色かつ緑色かつ青色（ＲＧＢ）の少なくとも３色を有する蛍光体として形成されるようにする。

また、蛍光体１０は、枠体７ｅを介して底板部７ａに固定されることによって走査機構１１の反射面２４と投影レンズ１２の光入射面１２ｂの間に配置され、反射面２４からの青色または紫色の反射光Ｂ１２を白色光Ｗ１として投影レンズに向けて透過させる。投影レンズ１２は、灯室Ｓ内に設けられたエクステンションリフレクター１３の前端開口部１３ａの近傍に配置され。蛍光体１０を通過した光を前面カバー３に向けて透過させる。

図３（ａ）に示す走査機構１１は、２軸方向に傾動可能な反射鏡を有するスキャンデバイスである。本実施例では一例としてＭＥＭＳミラーを採用しているが、走査機構１１には、ガルバノミラー等の多彩な走査機構を採用出来る。走査機構１１は、ベース１６、第１回動体１７、第２回動体１８、一対の第１トーションバー１９、一対の第２トーションバー２０、一対の永久磁石２１，一対の永久磁石２２及び端子部２３を有する。第２回動体１８は、板状に形成された反射鏡であり、第２回動体１８の前面には、銀蒸着やメッキなど処理等によって反射面２４が形成される。

板状の第１回動体１７は、一対の第１トーションバー１９によって左右に傾動可能な状態でベース１６に支持され、第２回動体１８は、一対の第２トーションバー２０によって上下に回動可能な状体で第１回動体１７に支持される。一対の永久磁石２１及び一対の永久磁石２２は、ベース１６において一対の第１及び第２トーションバー（１９、２０）の伸びる方向にそれぞれ設けられる。一対の第１及び第２回動体（１８、１９）にはそれぞれ端子部２３を介して通電される第１及び第２のコイル（図示せず）が設けられる。図示しない前記第１及び第２のコイルは、図示しない制御機構によってそれぞれ独立した通電制御を行われる。

図３（ａ）に示す第１回動体１７は、第１コイル（図示せず）への通電のオンまたはオフに基づいて第１トーションバー１９の軸線回りに往復傾動し、第２回動体１８は、第２コイル（図示せず）への通電のオンまたはオフに基づいて第２トーションバー２０の軸線回りに往復傾動する（図２の符号１８及び１８’を参照）。反射面２４は、第１または第２コイル（図示せず）への通電に基づいて上下左右に傾動し、反射光を蛍光体１０に向けて上下左右に走査する。反射面２４による反射光Ｂ１２は、第１回動体１７の揺動に基づいて左右に走査され（図示せず）、かつ図２に示すように第２回動体１８の揺動に基づいて上下に走査される（図２の符号Ｂ１２及びＢ１２’を参照）。蛍光体を通過した光Ｗ１は、上下左右に走査されつつ（符号Ｗ１’を参照）投影レンズ１２と前面カバー３を透過し、車両の前方に走査に基づいた所定形状の白色配光パターンを表示する。

ここで、図３（ｂ）により、一例としてハイビーム用前照灯ユニット５が行う走査によって車両前方に表示される配光パターンを説明する。符号Ｓ１は、走査機構１１による走査線の軌跡を示す。車両前方の矩形の走査領域（符号Ｓｃ１）内において、図３（ａ）の走査機構１１は、図３（ｂ）に示すように反射面２４の傾動によって左端Ｓ１１から右端Ｓ１２への走査を行った後、左端Ｓ１１から微小距離ｄ１だけ下方にずれた次の左端Ｓ１３に向けて反射面２４を左斜め下方に傾動させ、再び右端Ｓ１４へ走査することを高速で繰り返し行う。配光パターンを表示する位置において励起光源８は、点灯制御装置（図示せず）に基づいて配光パターンを表示しないＰ１からＰ２までの区間において消灯し、ハイビーム用配光パターンＬａを表示するＰ２からＰ３までの区間において点灯し、表示終了後のＰ３からＰ４までの区間において再び消灯する。走査機構１１は、前記走査を下方に向けて高速に繰り返し行い、線像を上下に積層することによってハイビーム用配光パターンＬａを車両前方に表示する。また、ロービーム用前照灯ユニット６もまた、同様の走査を行うことでロービーム用配光パターンを表示する（図示せず）。

尚、図３Ａ（ａ）に示すように走査機構１１の反射光Ｂ１２によって蛍光体１０に照射される反射光Ｂ１２による光像Ｐ３２の大きさ（高さｈ１２）は、集光レンズ９によって反射面２４ａ上に照射される光Ｂ１１による光像Ｐ３１の大きさ（高さｈ１１）を小さくするほど大きくなる。光像（Ｐ３１，Ｐ３２）の大きさがｈ１２＞ｈ１１となる場合、車両用前照灯１は、走査用の光像の高さが拡大することにより、形状の自在性が高い配光パターンを形成する。一方、図３Ａ（ｂ）に示すように反射光Ｂ１２によって蛍光体１０に照射される光像Ｐ３２の大きさ（高さｈ１２）は、集光レンズ９による光Ｂ１１による光像Ｐ３１の大きさ（高さｈ１１）を大きくするほど小さくなる。光像（Ｐ３１，Ｐ３２）の大きさをｈ１２＜ｈ１１とし、蛍光体１０に極小のスポット光像を照射した場合、車両用前照灯１は、反射光Ｂ１２の分解能の向上により解像度の高い配光パターンを形成出来る。

図４に示す第２実施例の車両用前照灯３１は、光反射型の蛍光体３７を有する右側前照灯の一例を示すものであり、前照灯ユニット３２が第１実施例の前照灯ユニット４と異なる他、第１実施例の車両用前照灯１と共通する構成を有する。図４の前照灯ユニット３２は、ハイビーム用前照灯ユニット３３及びロービーム用前照灯ユニット（図示せず）を金属製の支持部材３４で一体化することによって構成され、灯室Ｓの内側に配置される。

ハイビーム用前照灯ユニット３３とロービーム用前照灯ユニット（図示せず）は、図４に示す励起光源３５、集光レンズ３６，蛍光体３７、走査機構３８及び投影レンズ３９（これらは、それぞれ第１実施例の励起光源８、集光レンズ９，蛍光体１０、走査機構１１及び投影レンズ１２と同一の形状及び構成を有する）をそれぞれ有し、これらはいずれも支持部材３４に取り付けられる。支持部材３４は、水平方向に伸びる板状の底板部３４ａと、底板部３４ａの先端から上方に伸びた後に前方に屈曲するレンズ支持部３４ｂと、底板部３４ａの基端から鉛直方向に伸びる板状の基礎板部３４ｃと、を有する。基礎板部３４ｃは、スクリュー固定部３４ｄとスクリュー固定部３４ｄよりも前後の奥行きが厚い放熱部３４ｅによって形成される。

図４に示す通り、励起光源３５と蛍光体３７は、支持部材３４の放熱部３４ｅの前面に固定され、蛍光体３７ａの前面は、光入射面及び光出射面となる。発光時に励起光源３５に発生した熱と、レーザー光等の熱量の高い光を受光する際に蛍光体３７に発生した熱は、放熱部３４ｅを介して放熱される。反射する際に蛍光体３７に走査機構３８は、取付部３４ｆによって底板部３４ａの上面に固定される。集光レンズ３６は、底板部３４ａまたは基礎板部３４ｃのいずれかに固定される。投影レンズ３９は、レンズ支持部３４ｂの先端の上面に固定される。前照灯ユニット３２の支持部材３４は、ランプボディ２に回動自在に保持された３つのエイミングスクリュー１４をスクリュー固定部３４ｄに螺着されることにより、ランプボディ２に対して傾動自在に支持される。

図４の励起光源３５は、青色または紫色のＬＥＤ光源またはレーザー光源によって構成される。励起光源３５が青色である場合、蛍光体３７は黄色蛍光体として形成され、励起光源３５が紫色である場合、蛍光体３７は、黄色かつ青色蛍光体として形成されるようにして白色光を発生させる。集光レンズ３６と投影レンズ３９は、光の出射面を凸形状とした透明または半透明の平凸レンズである。走査機構３８は、走査機構１１と同様に２軸方向に傾動可能な反射鏡を有するスキャンデバイスとして形成される。

図４の投影レンズ３９は、励起光源３５と走査機構３８の反射鏡４０の反射面４０ａとの間に配置されるように支持部材３４に固定され、励起光源３５の光を集光して反射面４０ａに入射させる。走査機構３８は、励起光源３５から出射して集光レンズ３６によって集光された光Ｂ２２を反射面４０ａによって蛍光体３７に向けて反射しつつ反射鏡４０を揺動させる（符号４０及び４０’を参照）ことで走査を行う（符号Ｂ２２及びＢ２２’を参照）。蛍光体３７は、支持部材３４の放熱部３４ｅに固定されることにより、走査機構３８の反射鏡４０の反射面４０ａと投影レンズ３９の光入射面３９ａの双方に対向するように配置され、反射面４０ａから受けた青色または紫色の光Ｂ２２を白色光Ｗ２として投影レンズ３９に再反射する。投影レンズ３９は、灯室Ｓ内に設けられたエクステンションリフレクター１３の前端開口部１３ａの近傍に配置され。蛍光体３７によって反射されて上下左右に走査された光（符号Ｗ２及びＷ２’を参照）を前面カバー３に向けて透過させ、車両の前方に走査に基づいた所定形状の白色配光パターンを表示する。

次に、図５により第１実施例の集光レンズ９の変形例となる集光レンズ４１を説明する。集光レンズ４１は、第１実施例の集光レンズ９（図２を参照）を第１レンズ４２と第２レンズ４３との組み合わせからなるレンズ群に置き換えたものである。第１レンズ４２及び第２レンズ４３は、共に透明または半透明の樹脂、ガラス等で形成され、かつ上面（４２ａ、４３ａ）が凸面で下面（４２ｂ、４３ｂ）が平面となる同一形状の四角型の平凸レンズとして形成される。第１レンズ４２及び第２レンズ４３の上面（４２ａ、４３ａ）は、共に平面を円弧状に湾曲させた凸形状を有する。第１レンズ４２の下面４２ｂは、励起光源８の上面８ａに平行かつ対向するように配置される。第２レンズ４３は、上面４３ａが反射面２４と対向するように配置され、下面４３ｂが第１レンズ４２の上面４２ａに対向すると共に下面４２ｂと平行になるように配置される。また、第２レンズ４３は、第１レンズ４２に対し、励起光源８から反射面２４に至る光束の中心を通る線ＷＯを中心として９０°ずれた位置に配置される。

図５に示すように励起光源８からの光束Ｗ３によって第１レンズ４２の下面４２ｂに入射する光像Ｐ１は、第１レンズ４２を透光することで左右方向（請求項２の第１方向）に圧縮された光像Ｐ２となって第２レンズ４３の下面４３ｂに入射する。光像Ｐ２は、第１レンズ４２と同形状かつ９０°ずれて配置された第２レンズ４３により更に前後方向（請求項２の第２方向）に圧縮された光像Ｐ３となって走査機構１１の反射面２４に入射する。光像Ｐ３を形成する光束Ｗ３は、反射面２４によって前方に反射され、蛍光体１０、投影レンズ１２及び前面カバー３を順番に透過することによって車両の前方に図３（ｂ）に示すような配光パターンＬａを形成する。図５の集光レンズ４１は、第１レンズ４２及び第２レンズ４３の順で光束Ｗ３を通過させることによって光束を互いに直交する２つの方向に偏向させ、円形などの自在な光像を蛍光体１０に照射し、自在性の高い配光パターンＬａの形成に寄与する。尚、集光レンズ４１は、第１レンズ４２及び第２レンズ４３の代わりにアナモルフィックレンズとして形成されても良い。

次に図６（ａ）と図６（ｂ）により車両用前照灯の第３実施例を説明する。図６（ａ）は、第３実施例の車両用前照灯５０のハイビーム用前照灯ユニット５１の水平断面図（図１のハイビーム用前照灯ユニット５におけるII-IIの位置と同じ位置で切断した水平断面図）である。車両用前照灯５０は、光反射型の蛍光体を有する右側前照灯の一例を示すものであり、ハイビーム用前照灯ユニット５１は、光軸Ｌｈに対する蛍光体５４の向きが異なること、支持部材５７の形状が支持部材３４と異なること、励起光源５２、集光レンズ５３及び走査機構５５を蛍光体５４の横方向に配置していることを除き、第２実施例のハイビーム用前照灯ユニット３３と共通した構成を有する。

ハイビーム用前照灯ユニット５１とロービーム用前照灯ユニット（図示せず）は、図６（ａ）に示す励起光源５２、集光レンズ５３，蛍光体５４、走査機構５５及び投影レンズ５６（これらは、それぞれ第２実施例の励起光源３５、集光レンズ３６，蛍光体３７、走査機構３８及び投影レンズ３９と同一の形状及び構成を有する）をそれぞれ有し、これらはいずれも支持部材５７に取り付けられる。支持部材５７は、水平方向に伸びる板状の底板部５７ａと、底板部５７ａの左端部及び右端部からそれぞれ上方に伸びる側板部（５７ｂ、５７ｃ）と、側板部（５７ｂ、５７ｃ）の先端部に一体化されたレンズ支持部５７ｄと、左右の側板部（５７ｂ、５７ｃ）の基端部に一体化された基礎板部５７ｅと、を有する。レンズ支持部５７ｄは、投影レンズ５６を内側に保持する円筒部５７ｄ１と、円筒部５７ｄ１の基端部に形成されて側板部（５７ｂ、５７ｃ）の先端に一体化されるフランジ部５７ｄ２によって構成される。基礎板部５７ｅは、スクリュー固定部５７ｆとスクリュー固定部５７ｆよりも前後の奥行きが厚い放熱部５７ｇと、放熱部５７ｇから前方に突出する蛍光体支持部５７ｈによって構成される。蛍光体支持部５７ｈは、水平断面において、光軸Ｌｈに直交し、かつ水平方向に伸びる直線をＬ１とした場合、に対して角度θだけ傾斜する蛍光体支持面５７ｉを有する。

図６（ａ）に示す蛍光体５４は、支持部材５７の蛍光体支持面５７ｉに固定されることによって投影レンズ５６の光軸Ｌｈに直交する方向に伸びる直線Ｌ１に対して角度θだけ傾斜し、励起光源５２は、蛍光体５４の側において前方に向けられた状態で基礎板部５７ｅに固定され、走査機構５５は、励起光源５２の前方において左の側板部５７ｂに固定され、集光レンズ５３は、励起光源５２と走査機構５５の反射鏡５８に形成された反射面５９との間に配置される。走査機構５５の反射面５９は、集光レンズ５３と蛍光体５４の双方に対向するように配置される。励起光源５２を出射した光Ｂ４は、集光レンズ５３によって走査機構５５の反射面５９上に集光され、反射鏡５８の左右の揺動（符号５８’を参照）及び上下（図示せず）の揺動に基づいて走査される（符号Ｂ４１及びＢ４１’を参照）。反射面５９による反射光Ｂ４１は、拡散した状態で走査されながら蛍光体５４に入射し、蛍光体５４によって投影レンズ５６に向けて再反射される。再反射された光Ｗ４は、左右（符号Ｗ４及びＷ４’を参照）及び上下（図示せず）に走査されつつ投影レンズ５６と前面カバー３を透過して図示しない車両の前方に図３（ｂ）に示すような所定形状の白色ハイビーム用配光パターンＬａを形成する。

次に図６（ｂ）によって蛍光体５４に照射される光像を説明する。通常、反射型の蛍光体は、図４の蛍光体３７のように投影レンズ３９の裏面に平行に、つまり光軸に対して直交するように配置される。図６（ｂ）の符号５４’は、その場合の光軸Ｌｉ（光軸Ｌｉは、光軸Ｌｈと平行）に対して直交するように配置されたと仮定した反射型の蛍光体を示す。反射面５９から拡散反射されて走査された光Ｗ５〜Ｗ５’（３点鎖線部分を参照）が蛍光体５４’に入射したと仮定した場合、蛍光体５４’における反射光Ｗ５〜Ｗ５’の入射幅は、Ｂ１となる。一方、蛍光体５４は、反射面５９に対向しつつ光軸Ｌｈに直交する直線Ｌ１に対して角度θ傾いて配置されているため、蛍光体５４に対して入射する反射光Ｗ４の入射幅は、Ｂ２となってＢ１より短くなる。

蛍光体５４に照射された反射光Ｗ４〜Ｗ４’による光像Ｐ４は、蛍光体５４’に照射されたと仮定された反射光Ｗ５〜Ｗ５’による光像Ｐ５と同じ高さｈ１を保持しつつ、長手方向の幅がＢ１より短いＢ２となる横長の楕円形状として形成される。第３実施例の車両用前照灯５０によれば、光像Ｐ４の形状を直線Ｌ１に対する蛍光体５４の傾斜角に基づいて自在に変形させることが出来るため、自在性が高い配光パターンを形成出来る。

次に図７及び図８によって第４実施例の車両用前照灯６０を説明する。図７は、第４実施例の車両用前照灯６０のハイビーム用前照灯ユニット６１の水平断面図（図１のハイビーム用前照灯ユニット５におけるII-IIの位置と同じ位置で切断した水平断面図）である。車両用前照灯６０は、光透過型の蛍光体６４を有する右側前照灯の一例を示すものであり、ハイビーム用前照灯ユニット６１は、支持部材６７の形状が支持部材７と異なること、励起光源６２を走査機構６５の反射鏡６８（反射鏡６８は、図２及び図３に示す第１実施例の走査機構１１の第２回動体１８に相当する）の反射面６９の左斜め前方に配置していること及び偏向レンズ６３ｂを備えたことを除き、第１実施例のハイビーム用前照灯ユニット５と共通した構成を有する。

ハイビーム用前照灯ユニット６１とロービーム用前照灯ユニット（図示せず）は、図７に示す励起光源６２、集光レンズ６３ａ、偏向レンズ６３ｂ、蛍光体６４、走査機構６５及び投影レンズ６６をそれぞれ有し、これらはいずれも支持部材６７に取り付けられる。励起光源６２、集光レンズ６３ａ、蛍光体６４、走査機構６５及び投影レンズ６６は、それぞれ第１実施例の励起光源８、集光レンズ９，蛍光体１０、走査機構１１及び投影レンズ１２と同一の形状及び構成を有する。支持部材６７は、水平方向に伸びる板状の底板部６７ａと、底板部６７ａの左端部及び右端部からそれぞれ上方に伸びる側板部（６７ｂ、６７ｃ）と、前記側板部の先端部に一体化されたレンズ支持部６７ｄと、左右の側板部（６７ｂ、６７ｃ）の基端部に一体化された基礎板部６７ｅと、ホルダー６７ｈを有する。左側板部６７ｂには、励起光源６２を走査機構６５の反射面６９に対向するように固定可能な光源支持部６７ｉが設けられる。集光レンズ６３ａは、励起光源６２と走査機構６５の反射面との間に配置され、走査機構６５の反射鏡６８は、左右に揺動する。レンズ支持部６７ｄは、投影レンズ６６を内側に保持する円筒部６７ｄ１と、円筒部６７ｄ１の基端部に形成されて側板部（６７ｂ、６７ｃ）の先端に一体化されるフランジ部６７ｄ２によって構成される。基礎板部６７ｅは、スクリュー固定部６７ｆと放熱部６７ｇによって構成される。ホルダー６７ｈは、円筒状に形成されて中央に角穴状の中空部６７ｊと、左側後端部に励起光源６２による光束を避けるように形成された切欠部６７ｋを有する。蛍光体６４は、投影レンズ６６に対向するように中空部６７ｊの先端に固定され、偏向レンズ６３ｂは、前方の蛍光体６４と後方の反射面６９の双方に対向するように中空部６７ｊの後端に固定される。

図８に示すように励起光源６２からの出射光Ｂ６は、集光レンズ６３ａによって走査機構６５の反射鏡６８の反射面６９上に集光され、反射光Ｂ６１は、反射鏡６８の左右の揺動（符号５８’及び５８’’を参照）及び上下（図示せず）の揺動に基づいて走査（符号Ｂ６１’及びＢ６１’’を参照）されることによって偏向レンズ６３ｂに向けて反射される。偏向レンズ６３ｂは、中央の素通し部６３ｃ（第１領域）と、素通し部の左右に配置された第１及び第２集光部（６３ｄ，６３ｅ：第２領域）によって形成される。素通し部６３ｃは、平板状に形成され、第１及び第２集光部（６３ｄ，６３ｅ）は、それぞれ前方に凸となる平凸形状を有するように形成される。揺動する反射鏡６８が第１集光部６３ｄに向けられることにより、第１集光部６３ｄを通過した光Ｗ６は、配光パターンの集光領域Ｌｄを形成する。また、反射鏡６８が符号６８’の位置に揺動して素通し部６３ｃに向けられることにより、素通し部６３ｃを通過した光Ｗ７（二点鎖線部分を参照）は、配光パターンの拡散領域Ｌｃを形成する。更に、反射鏡６８が符号６８’’の位置に揺動して第２集光部６３ｅに向けられることにより、第２集光部６３ｅを通過した光Ｗ８（三点鎖線部分を参照）は、光Ｗ６と共に配光パターンの集光領域Ｌｄを形成する。第１及び第２集光部（６３ｄ、６３ｅ）をそれぞれ通過した光Ｗ６及びＷ８は、共に素通し部６３ｃを通過した光の内側に集光されて拡散領域Ｌｃよりも明るい集光領域Ｌｄ、即ちホットスポットを配光パターンＬｂに形成する。

第３実施例の車両用前照灯６０によれば、反射鏡６８が左揺動端（左方向への最大揺動位置）近傍及び右揺動端（右方向への最大揺動位置）近傍に配置された際に発生する反射光Ｗ６及びＷ８を偏向レンズ６３ｂの第１及び第２集光部（６３ｄ、６３ｅ）によって集光することで配光パターンのホットスポットに利用出来るため、自在性の高い配光パターンを形成出来る。

尚、第４実施例の車両用前照灯６０においては、集光部と素通し部によって偏向レンズ６３ｂを構成しているが、偏向レンズ６３ｂの少なくとも一部に拡散部を含むようにしても良い。また偏向レンズ６３ｂの集光部または拡散部は、ホットスポットを形成する代わりに光Ｗ６及びＷ８による光像を均光に分布させつつＷ７の光像に一致させるように構成されてもよい。

次に図９（ａ）、図９（ｂ）によって第５実施例の車両用前照灯７０を説明する。図９（ａ）は、第５実施例の車両用前照灯７０のハイビーム用前照灯ユニット７１の水平断面図（図１のハイビーム用前照灯ユニット５におけるII-IIの位置と同じ位置で切断した水平断面図）である。図７の第５実施例の車両用前照灯７０は、光透過型の蛍光体７４を有する右側前照灯の一例を示すものであり、ハイビーム用前照灯ユニット７１は、偏向レンズ６３ｂを備えずに集光レンズ７３のみを備えていること、蛍光体７４の形状が蛍光体６４と異なること、及びホルダー７７ｈの形状がホルダー６７ｈと異なることを除き、第４実施例のハイビーム用前照灯ユニット６１と共通した構成を有する。

ハイビーム用前照灯ユニット７１とロービーム用前照灯ユニット（図示せず）は、図９（ａ）に示す励起光源７２、集光レンズ７３、蛍光体７４、走査機構７５及び投影レンズ７６をそれぞれ有し、これらはいずれも支持部材７７に取り付けられる。支持部材７７は、水平方向に伸びる板状の底板部７７ａと、底板部７７ａの左端部及び右端部からそれぞれ上方に伸びる側板部（７７ｂ、７７ｃ）と、前記側板部の先端部に一体化されたレンズ支持部７７ｄと、左右の側板部（７７ｂ、７７ｃ）の基端部に一体化された基礎板部７７ｅと、円筒形状のホルダー７７ｈを有する。左側板部７７ｂには、励起光源７２を走査機構７５の反射面７９に対向するように固定可能な光源支持部７７ｉが設けられる。集光レンズ７３は、励起光源７２と走査機構７５の反射面７９との間に配置され、走査機構７５の反射鏡７８は、左右に揺動する。レンズ支持部７７ｄは、投影レンズ７６を内側に保持する円筒部７７ｄ１と、円筒部７７ｄ１の基端部に形成されて側板部（７７ｂ、７７ｃ）の先端に一体化されるフランジ部７７ｄ２によって構成される。基礎板部７７ｅは、スクリュー固定部７７ｆと放熱部７７ｇによって構成される。ホルダー７７ｈは、金属によって形成されて中央に角孔状の中空部７７ｊを有する。

図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように蛍光体７４は、中空部７７ｊと同じ奥行きＤ１と同じ幅Ｄ３を有するように形成される。蛍光体７４は、前後端面（７４ａ，７４ｂ）をそれぞれ中空部７７ｊの前後端面（７７ｈ１，７７ｈ２）と面一にした状態で中空部７７ｊに固定される。走査機構７５の反射面７９は、反射鏡７８の揺動によって蛍光体７４の左側面の内側に画成される第１内側部７４ｃ（再反射鏡）、蛍光体７４の前端面７４ａまたは蛍光体７４の右側面の内側に画成される第２内側部７４ｄ（再反射鏡）のうちいずれかに向けられる。

図９（ａ）に示されるように励起光源７２からの出射光Ｂ７は、集光レンズ７３によって集光されつつ走査機構７５の反射鏡７８の反射面７９によって蛍光体７４に向けて反射される。蛍光体７４の内側で第１内側部７４ｃに入射した光Ｂ７’は、前方に再反射され、再反射光Ｗ９は、投影レンズ７６を通過して前方に配光パターンの集光領域Ｌｇを形成する。また、反射鏡７８が符号７８’の位置に揺動することにより、蛍光体７４の内側で第１内側部７４ｃ及び第２内側部７４ｄのいずれにも入射することなく前端面７４ａを通過した光Ｗ１０（二点鎖線部分を参照）は、投影レンズ７６を通過して配光パターンＬｅの拡散領域Ｌｆを形成する。更に、反射鏡７８が符号７８’’の位置に揺動し、蛍光体７４の内側で第２内側部７４ｄに入射した光Ｂ７’’ （三点鎖線部分を参照）は、前方に再反射され、再反射光Ｗ１１（三点鎖線部分を参照）は、再反射光Ｗ９と共に投影レンズ７６を通過して前方に配光パターンの集光領域Ｌｇを形成する。蛍光体７４の第１及び第２内側部（７４ｃ、７４ｄ）による反射光Ｗ９及びＷ１１は、共に前端面７４ａを通過した光Ｗ１０の内側に集光されて拡散領域Ｌｆよりも明るい集光領域Ｌｇ、即ちホットスポットを配光パターンＬｅに形成する。

図９（ａ）の第５実施例の車両用前照灯７０によれば、反射鏡７８が左揺動端（左方向への最大揺動位置）近傍または右揺動端（右方向への最大揺動位置）近傍に配置された際に発生する反射光Ｗ９及びＷ１１を蛍光体７４の第１内側部７４ｃ及び第２内側部７４ｄによって反射することで配光パターンのホットスポットに利用出来るため、自在性の高い配光パターンＬｅを形成出来る。

尚、第５実施例の第１及び第２内側部（７４ｃ、７４ｄ）は、ホットスポットを形成する代わりに反射光（Ｗ９，Ｗ１１）による光像を均光に分布させつつＷ１０の光像に一致させるように構成されてもよい。

１ 車両用前照灯
８ 励起光源
９ 集光レンズ
１０ 蛍光体
１１ 走査機構
１２ 投影レンズ
１８ 反射鏡である第２回動体
２４ 反射面
３１ 車両用前照灯
３５ 励起光源
３６ 集光レンズ
３７ 蛍光体
３８ 走査機構
３９ 投影レンズ
４０ 反射鏡
４０ａ 反射面
４１ 集光レンズ
４２ 第１レンズ
４３ 第２レンズ
５０、６０，７０ 車両用前照灯
５２、６２，７２ 励起光源
５３、７３ 集光レンズ
５４、６４ 蛍光体
５５、６５，７５ 走査機構
５６、６６，７６ 投影レンズ
５８、６８，７８ 反射鏡
５９、６９，７９ 反射面
６３ａ 集光レンズ
６３ｂ 偏向レンズ
６３ｃ 素通し部（第１領域）
６３ｄ 第１集光部（第２領域）
６３ｅ 第２集光部（第２領域）
７４ 蛍光体
７４ｃ 第１内側部（再反射鏡）
７４ｄ 第２内側部（再反射鏡）
Ｌａ 配光パターン
Ｌｂ 配光パターン
Ｌｃ 拡散領域
Ｌｄ 集光領域
Ｌｅ 配光パターン
Ｌｆ 拡散領域
Ｌｇ 集光領域
Ｌｈ 光軸
Ｐ３１ 反射面上の光像
Ｐ３２ 蛍光体上の光像

Claims (7)

1. 励起光源と、蛍光体と、励起光源から出射した光を揺動可能に形成された反射鏡の反射面で受け、反射光を前記蛍光体に向けて走査する走査機構と、前記蛍光体からの出射光を透過させて配光パターンを形成する投影レンズと、を有する車両用前照灯において、
   前記励起光源から出射した光を前記反射鏡の反射面上に集光させる集光レンズを有し、
   前記反射光を素通しさせる第１領域と、揺動する前記反射鏡の向きに応じて前記反射光を集光または拡散するように透過させる第２領域と、を備え、前記反射鏡の反射面と前記蛍光体との間に配置された偏向レンズを有することを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記集光レンズは、第１方向の集光倍率を変更可能な第１レンズと、前記第１レンズに対して直列に配置され前記第１方向に直交する方向である第２方向の集光倍率を変更可能な第２レンズと、を有することを特徴とする、請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記蛍光体は、前記投影レンズの光軸に直交する方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用前照灯。
4. 前記走査機構による走査領域の一部において揺動する前記反射鏡による反射光を再反射する再反射鏡を有することを特徴とする、請求項１から請求項３のうちいずれかに記載の車両用前照灯。
5. 前記集光レンズがアナモルフィックレンズであることを特徴とする、請求項１に記載の車両用前照灯。
6. 前記反射面から前記蛍光体に入射する反射光の光像を前記反射面への入射光の光像よりも大きく形成したことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両用前照灯。
7. 前記反射面から前記蛍光体に入射する反射光の光像を前記反射面への入射光の光像よりも小さく形成したことを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれかに記載の車両用前照灯。

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