JP6857936B2 - Light source unit and vehicle headlight device using it - Google Patents
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Description
本発明は光源ユニット及びこれを用いた車両用前照灯装置に関する。 The present invention relates to a light source unit and a vehicle headlight device using the same.
近年、車両の夜間走行における安全面の向上のために、アダプティブ・ドライビング・ビーム(ADB)制御が車両用前照灯装置に搭載されている。このADB制御においては、ハイビームモードにおいて先行車、対向車、歩行者等の非照射対象があった場合、その非照射対象に対して眩惑を与えないように遮光(又は減光)するものである。また、アダプティブ・フロントライティング・システム(AFS)制御においては、低速走行時に車両側方の近方視認性を向上させて歩行者の巻き込み等を防止するために、側方照射対象に対して照度をより大きくする。さらに、高速走行時により遠方視認性の向上のために、遠方照射対象に対して照度をより大きくする(参照:特許文献2)。このように、特に照度がより大きい領域を高照度帯と呼ぶ。 In recent years, adaptive driving beam (ADB) control has been incorporated into vehicle headlight devices in order to improve safety during night driving of vehicles. In this ADB control, when there is a non-irradiated object such as a preceding vehicle, an oncoming vehicle, or a pedestrian in the high beam mode, the non-irradiated object is shielded (or dimmed) so as not to dazzle the non-irradiated object. .. In addition, in adaptive front lighting system (AFS) control, in order to improve the near visibility of the vehicle side at low speeds and prevent pedestrians from getting caught, the illuminance is applied to the side irradiation target. Make it bigger. Further, in order to improve the distant visibility when traveling at high speed, the illuminance is further increased with respect to the distant irradiation target (see: Patent Document 2 ). In this way, the region where the illuminance is particularly large is called the high illuminance zone.
従来のADB制御、AFS制御等を採用した車両用前照灯の光源ユニットは、2次元アレイ(マトリクス)状に配列された発光ダイオード(LED)素子などの半導体発光素子を有し、半導体発光素子を部分領域毎に制御している(参照:特許文献1)。 The light source unit of a vehicle headlight that employs conventional ADB control, AFS control, etc. has semiconductor light emitting elements such as light emitting diode (LED) elements arranged in a two-dimensional array (matrix), and is a semiconductor light emitting element. Is controlled for each subregion (see: Patent Document 1).
図7は上述の従来の車両用前照灯装置の1次元光源ユニットを示す。 FIG. 7 shows a one-dimensional light source unit of the above-mentioned conventional vehicle headlight device.
1次元光源ユニット10は10個の光出射部101、102、…、110によって構成され、各光出射部101、102、…、110に1つの半導体発光素子が設けられている。ここで、半導体発光素子の光束を決定するのは半導体発光素子に流れる電流であるが、その電流には上限があり、この上限を超える電流が流れると、半導体発光素子は破壊する恐れがある。従って、各半導体発光素子の最大光束、すなわち、各半導体発光素子の担当する照射領域の最大照度は上記上限電流で決定される。そこで、各光出射部(半導体発光素子)101、102、…、110の最大光束は半導体発光素子によってたとえば10と仮定し、従って、全体の最大光束は100(=10×10)と仮定する。このとき、光出射部(半導体発光素子)101、102、103、104、107、108、109、110は光を出射せず、高照度帯を担当する光出射部(半導体発光素子)105、106のみが光を最大光束で出射するとする。この場合、光出射部(半導体発光素子)101、102、103、104、105、106、107、108、109、110の光束分配割合は0:0:0:0:10:10:0:0:0:0となる。
The one-dimensional
しかしながら、図7に示す従来の車両用前照灯の1次元光源ユニットにおいては、全体の最大光束が100であっても、これを有効的に利用できず、この結果、各光出射部(半導体発光素子)105、106の最大光束は上述の例では10、10であり、高照射帯を担当する光出射部(半導体発光素子)の局所的な光束を大きくできない。つまり、全体の最大光束が大きくても各光出射部の最大光束が小さいので高照度帯の照度を大きくできないという課題がある。 However, in the one-dimensional light source unit of the conventional vehicle headlight shown in FIG. 7, even if the total maximum luminous flux is 100, this cannot be effectively used, and as a result, each light emitting unit (semiconductor). The maximum luminous flux of the light emitting elements) 105 and 106 is 10 and 10 in the above example, and the local luminous flux of the light emitting portion (semiconductor light emitting element) in charge of the high irradiation band cannot be increased. That is, even if the total maximum luminous flux is large, there is a problem that the illuminance in the high illuminance band cannot be increased because the maximum luminous flux of each light emitting portion is small.
上述の課題を解決するために、本発明に係る光源ユニットは、偏光を出射するための光源部と、偏光の光路上に設けられた少なくとも1つの光路分岐部とを具備し、光路分岐部は、入射された偏光の偏光状態を変化させて偏光を出射するための偏光変換素子と、偏光変換素子から出射された偏光を分岐させるための偏光ビームスプリッタとを具備し、複数の光路分岐部は2次元アレイ状に配置されたm行×n列(m、nは2以上の正の整数)の複数の第1の光路分岐部及び第1の光路分岐部の各行と光源部との間に配置された1列の複数の第2の光路分岐部よりなり、各第2の光路分岐部は光源部の偏光を所定分配割合で各行の第1の光路分岐部に分配するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the light source unit according to the present invention includes a light source unit for emitting polarized light and at least one optical path branching portion provided on the polarized light path, and the optical path branching portion is provided. , a polarization conversion element for emitting polarized by changing the polarization state of the incident polarized light, comprising a polarization beam splitter for branching the polarized light emitted from the polarization conversion element, the plurality of optical path branching unit Between each row of a plurality of first optical path branching portions and the first optical path branching portion of m rows × n columns (m and n are positive integers of 2 or more) arranged in a two-dimensional array and the light source portion. It is composed of a plurality of second optical path branching portions in one column arranged, and each second optical path branching portion distributes the polarized light of the light source portion to the first optical path branching portion of each row at a predetermined distribution ratio .
また、本発明に係る車両用前照灯装置は、上述の光源ユニットと、光源ユニットの光路分岐部の一出射光を受光して投影するための投影光学ユニットとを具備するものである。 Further, the vehicle headlight device according to the present invention includes the above-mentioned light source unit and a projection optical unit for receiving and projecting one emitted light of the optical path branch portion of the light source unit.
本発明によれば、光源の最大光束の範囲内で各光出射部の最大光束を大きくできるので、高照射帯の照度を大きくできる。 According to the present invention, the maximum luminous flux of each light emitting portion can be increased within the range of the maximum luminous flux of the light source, so that the illuminance in the high irradiation band can be increased.
図1は本発明の原理である車両用前照灯の1次元光源ユニットを示す。 FIG. 1 shows a one-dimensional light source unit for a vehicle headlight, which is the principle of the present invention.
1次元光源ユニット20は、図7の光出射部(半導体発光素子)の10個分の光束を全体最大光束(=100)として出射する半導体発光素子200の光路上に配置された1行の10個の光出射部201、202、…、210によって構成され、各光出射部201、202、…、210には1つの光路分岐部が設けられている。各光出射部(光路分岐部)201、202、…、210は全体最大光束=100を所定割合で分配する。たとえば、1個の光出射部(光路分岐部)が全体最大光束=100を出射することもできる。図1においては、光出射部(光路分岐部)201、202、203、204、207、208、209、210の出射光束を0とし、高照度帯を担当する光出射部(光路分岐部)205、206の出射光束を50とする。この場合、光出射部(光路分岐部)201、202、203、204、205、206、207、208,209、210の光束分配割合は0:0:0:0:50:50:0:0:0:0となる。従って、全体最大光束が100の場合、高照度帯を担当する光出射部(光路分岐部)205、206の光束を50、50とすることにより図7の場合の5倍とすることができる。この結果、半導体発光素子200への同一供給電力の基で光出射部(光路分岐部)201、202、…、210の高照度帯の照度を大きくでき、逆に、光出射部(光路分岐部)201、202、…、210の高照度帯の同一照度を少ない供給電力で実現できる。
The one-dimensional
図2は本発明に係る車両用前照灯装置の第1の実施の形態を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the vehicle headlight device according to the present invention.
図2において、1次元光源ユニット1は制御ユニット3によって制御されて白色光W1、W2、W3を投影光学ユニット2に出射する。
In FIG. 2, the one-dimensional
1次元光源ユニット1は、偏光P0を発光する光源部11、偏光P0の光路上に直列に設けられた1行の光路分岐部12−1、12−2、12−3及び遮蔽部13よりなる。尚、光路分岐部は4つ以上になし得る。
The one-dimensional
光源部11はたとえば青色の半導体発光素子111及び半導体発光素子111の無偏光を所定偏光たとえばP偏光P0に変換する偏光器(ポラライザ)、ポラライジングコンバータ(PLC)等の偏光素子112よりなる。光源部11のオン/オフ及び強度は制御ユニット3によってリアルタイムで制御される。尚、青色の半導体発光素子111の代わりに、直線偏光を発光するレーザ光源を用いた場合には、偏光素子112は不要となる。
The
各光路分岐部12−1、12−2、12−3は、P偏光の偏光状態を制御ユニット3によって指示された所定量だけ変化させて偏光をリアルタイムで出射する偏光変換素子12A及び偏光ビームスプリッタ12Bよりなる。偏光ビームスプリッタ12Bは偏光変換素子12Aが出射した偏光L1、L2、L3のうちP偏光P1、P2、P3成分を次段の光路分岐部又は遮蔽部13に出射し、偏光変換素子12Aが出射した偏光L1、L2、L3のうちS偏光S1、S2、S3成分を投影光学ユニット2に出射する。この場合、偏光ビームスプリッタ12Bにおける透過P偏光P1(P2、P3)と反射S偏光S1(S2、S3)との割合は偏光変換素子12Aの出射偏光の偏光状態で決定される。尚、遮蔽部13に入射した光は吸収されて光源ユニット1外に出射しない。
Each of the optical path branching portions 12-1, 12-2, and 12-3 is a
偏光変換素子12Aはたとえば1/2波長以上の位相差を有する波長板及び該波長板の光軸を回転させるアクチュエータたとえば圧電アクチュエータよりなり、圧電アクチュエータは制御ユニット3によって制御される。また、偏光変換素子12Aは直線偏光を磁場に応じて回転させるファラデー素子及び該磁場を発生する電磁石で構成することもできる。この場合には、電磁石への電流が制御ユニット3から供給される。さらに、偏光変換素子12Aは液晶素子及び液晶駆動回路によって構成できる。この場合には、液晶駆動回路は制御ユニット3によって制御される。
The
偏光ビームスプリッタ12Bは2枚の三角プリズム間に低屈折層、高屈折層を交互に積層したもので、P偏光を透過し、S偏光を反射する。
The
各偏光ビームスプリッタ12Bから出射したS偏光S1、S2、S3は各光路分岐部12−1、12−2、12−3毎に分離されて設けられた青色光を黄色光に変換するYAG蛍光体等を含む波長変換部材14−1、14−2、14−3によって白色光W1、W2、W3に変換されて凸レンズ等よりなる投影光学ユニット2に出射される。波長変換部材14−1、14−2、14−3は互いに非連続となっている。尚、もし波長変換部材14−1、14−2、14−3を連続した1枚の波長変換部材で構成すると波長変換部材内での光伝播により出射光が滲んでしまい光路分岐部に対応していない領域まで照射してしまい、好ましくない。尚、光源部11が白色光を発光するRGBレーザ光源等であれば、波長変換部材14−1、14−2、14−3は省略される。
The S-polarized light S1, S2, and S3 emitted from each of the
このようにして、各光路分岐部12−1、12−2、12−3の偏光変換素子12Aの出射偏光L1、L2、L3の偏光状態に応じで光路分岐部12−1、12−2、12−3のS偏光S1、S2、S3の光束は任意の分配割合で実現できる。この場合、P偏光P3の光束が零であれば、S偏光S1、S2、S3の全光束は光源11のP偏光P0の光束である。従って、P0、S1、S2、S3が光束を表すとすれば、
P0=S1+S2+S3 (1)
を満足する限り、S1、S2、S3は0〜P0の範囲で任意に設定でき、従って、局所的に照度を大きくできる。
In this way, the optical path branching portions 12-1, 12-2, depending on the polarization state of the emitting polarized light L1, L2, L3 of the
P0 = S1 + S2 + S3 (1)
S1, S2, and S3 can be arbitrarily set in the range of 0 to P0 as long as the above is satisfied, and therefore the illuminance can be increased locally.
制御ユニット3はたとえばマイクロコンピュータによって構成され、種々の運転状態パラメータたとえばヘッドランプスイッチ、ロー/ハイビームスイッチ、赤外光カメラ、レーダ、車速センサ、ステアリング角度センサ等の出力信号を入力し、半導体発光素子111、偏光変換素子12Aを制御する。たとえば、ヘッドランプスイッチがオン、ロー/ハイビームスイッチのハイビームオン、赤外光カメラ、レーダによる先行車等を発見した場合には、制御ユニット3はADB制御を行う。また、ヘッドランプスイッチオン、ロー/ハイビームスイッチのロービームオン、車速センサが低速走行状態を示し、ステアリング角度センサの角度が所定値以上の場合には、制御ユニット3はAFS制御を行って車両側方を高照射帯とする。さらに、ヘッドランプスイッチオン、ロー/ハイビームスイッチのハイビームオン、車速センサが高速走行状態を示す場合には、遠方照射対象を高照度帯とする。さらにまた、一部の光路分岐部のS偏光をダークにしたときに、その光路分岐部のP偏光が大きくなり、遮蔽部13による吸収で損失が大きくなることがある。このような場合には、損失を小さくするために、制御ユニット3は、光源部11のP偏光P0の出力光束を小さくする。また、ある光路分岐部のS偏光の光束が大きくなってその部分の光出射の光度が大きくなり過ぎてグレアを感じる場合にも、光源部11のP偏光P0の光束を小さくする。これにより、たとえば、図1の光束分配割合を0:0:0:0:25:25:0:0:0:0とする。
The control unit 3 is composed of, for example, a microcomputer, and inputs output signals of various operating state parameters such as a head lamp switch, a low / high beam switch, an infrared light camera, a radar, a vehicle speed sensor, and a steering angle sensor, and is a semiconductor light emitting element. 111, the
図3は本発明に係る車両用前照灯装置の第2の実施の形態を示す図である。図3においては、図2の1次元光源ユニット1の代りに、2次元光源ユニット1’を設けてある。尚、図3においては、波長変換部材14−1、14−2、14−3及び投影光学ユニット2は省略してある。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the vehicle headlight device according to the present invention. In FIG. 3, a two-dimensional light source unit 1'is provided instead of the one-dimensional
2次元光源ユニット1’においては、図2の光路分岐部12−1、12−2、12−3と同一構成の3行の光路分岐部12−11、12−12、12−13;12−21、12−22、12−23;12−31、12−32、12−33及び図2の遮蔽部3と同一の遮蔽部13−1、13−2、13−3が設けられている。但し、3行×3列に限定されない。尚、光路分岐部12−11、12−12、12−13;12−21、12−22、12−23;12−31、12−32、12−33のS偏光S11、S12、S13;S21、S22、S23;S31、S32、S33は図3の前方に向うものとする。 In the two-dimensional light source unit 1', the three rows of optical path branching portions 12-11, 12-12, 12-13; 12- having the same configuration as the optical path branching portions 12-1, 12-2, 12-3 in FIG. 21, 12-22, 12-23; 12-31, 12-32, 12-33 and the same shielding portions 13-1, 13-2, 13-3 as the shielding portion 3 of FIG. 2 are provided. However, it is not limited to 3 rows × 3 columns. The S-polarized light S11, S12, S13; S21 of the optical path branching portions 12-11, 12-12, 12-13; 12-21, 12-22, 12-23; 12-31, 12-32, 12-33. , S22, S23; S31, S32, S33 are assumed to face the front of FIG.
また、2次元光源ユニット1’においては、光源11と光路分岐部12−11、12−12、12−13;12−21、12−22、12−23;12−31、12−32、12−33との間に1列の光路分岐部15−1、15−2、15−3を設けると共に、終端の光路分岐部15−3に遮蔽部16を設ける。
Further, in the two-dimensional light source unit 1', the
光路分岐部15−1、15−2、15−3も、図2の光路分岐部12−1、12−2、12−3の偏光変換素子12A及び偏光ビームスプリッタ12Bと同一構成の偏光変換素子15A及び偏光ビームスプリッタ15Bよりなる。すなわち、各偏光変換素子15Aの偏光L10、L20、L30の偏光状態は制御ユニット3によって制御される。この結果、光源部11のP偏光P0は、光路分岐部15−1のP偏光P10、光路分岐部15−2のS偏光S20及び光路分岐部15−3のS偏光S30の各光束に分配される。この場合、光路分岐部15−3のP偏光P30の光束が零であれば、P偏光P10、S偏光S20、S30の全光束は光源11のP偏光P0の光束となる(P0=P10+S20+S30)。尚、光路分岐部15−1において、偏光変換素子15AをP偏光P10が光路分岐部15−2に入射し、S偏光S10が光路分岐部12−11に入射するとすれば、P0=S10+S20+S30となる。つまり、光路分岐部15−1の配置は90°回転できる。
The optical path branching portions 15-1, 15-2, and 15-3 also have the same configuration as the
光路分岐部12−11、12−12、12−13においては、各偏光変換素子12Aの偏光L11、L12、L13の偏光状態が制御ユニット3によって制御される。この結果、光路分岐部15−1のP偏光P10の光束は光路分岐部12−11、12−12、12−13のS偏光S11、S12、S13の各光束に所定分配比で分割される。この場合、光路分岐部12−13のP偏光P13の光束が零であれば、S偏光S11、S12、S13の全光束は光路分岐部15−1のP偏光P10の光束となる(P10=S11+S12+S13)。
In the optical path branching portions 12-11, 12-12, and 12-13, the polarization states of the polarizations L11, L12, and L13 of each
また、光路分岐部12−21、12−22、12−23においては、各偏光変換素子12Aの偏光L21、L22、L23の偏光状態が制御ユニット3によって制御される。この結果、光路分岐部15−2のS偏光S20の光束は光路分岐部12−21、12−22、12−23のS偏光S21、S22、S23の各光束に所定分配比で分割される。この場合、光路分岐部12−23のP偏光P23の光束が零であれば、S偏光S21、S22、S23の全光束は光路分岐部15−2のS偏光S20の光束となる(S20=S21+S22+S23)。
Further, in the optical path branching portions 12-21, 12-22, and 12-23, the polarization states of the polarizations L21, L22, and L23 of each
さらに、光路分岐部12−31、12−32、12−33においては、各偏光変換素子12Aの偏光L31、L32、L33の偏光状態が制御ユニット3によって制御される。この結果、光路分岐部15−3のS偏光S30の光束は光路分岐部12−31、12−32、12−33のS偏光S31、S32、S33の各光束に所定分配比で分割される。この場合、光路分岐部12−33のP偏光P33の光束が零であれば、S偏光S31、S32、S33の全光束は光路分岐部15−3のS偏光S30の光束となる(S30=S31+S32+S33)。
Further, in the optical path branching portions 12-31, 12-32, and 12-33, the polarization states of the polarizations L31, L32, and L33 of each
このように、各光路分岐部15−1、15−2、15−3の偏光変換素子15Aの出射偏光L10、L20、L30の偏光状態及び各光路分岐部12−11、12−12、12−13;12−21、12−22、12−23;12−31、12−32、12−33の偏光L11、L12、L13;L21、L22、L23;L31、L32、L33の偏光状態に応じて光路分岐部12−11、12−12、12−13;12−21、12−22、12−23;12−31、12−32、12−33のS偏光S11、S12、S13;S21、S22、S23;S31、S32、S33の光束を任意の分配割合で実現できる。この場合、P偏光P13、P23、P33、P30の各光束が零であれば、S偏光S11、S12、S13;S21、S22、S23;S31、S32、S33の全光束は光源11のP偏光P0の光束となる。従って、P0;P10、P20、P30;S11、S12、S13;S21、S22、S23;S31、S32、S33が光束を表すとすれば、
P0=P10+S20+S30
=S11+S12+S13+S21+S22+S23+S31+S32+S33 (2)
を満足する限り、S11、S12、S13;S21、S22、S23;S31、S32、S33は0〜P0の範囲で任意に設定でき、従って、局所的に光度を大きくできる。
In this way, the polarization states of the emitted polarized light L10, L20, L30 of the
P0 = P10 + S20 + S30
= S11 + S12 + S13 + S21 + S22 + S23 + S31 + S32 + S33 (2)
S11, S12, S13; S21, S22, S23; S31, S32, S33 can be arbitrarily set in the range of 0 to P0, and therefore the luminous intensity can be locally increased.
図3においても、たとえば、ヘッドランプスイッチがオン、ロー/ハイビームスイッチのハイビームオン、赤外光カメラ、レーダによる先行車等を発見した場合には、制御ユニット3はADB制御を行う。また、ヘッドランプスイッチがオン、ロー/ハイビームスイッチのロースイッチオン、車速センサが低速走行状態を示し、ステアリング角センサの角度が所定値以上の場合には、制御ユニット3はAFS制御を行って車両側方を高照射帯とする。さらに、ヘッドランプスイッチがオン、ロー/ハイビームスイッチのハイビームオン、車速センサが高速走行状態を示す場合には、遠方照射対象を高照射帯とする。さらにまた、一部の光路分岐部の出射偏光をダークにしたときには、その光路分岐部の偏光が大きくなり、遮蔽部13−1、13−2、13−3又は16による吸収で損失が大きくなる。このような場合には、損失を小さくするために、制御ユニット3は光源部11のP偏光P0の出力光束を小さくする。また、ある光路分岐部12−11、12−12、12−13;12−21、12−22、12−23;12−31、12−32、12−33のS偏光の光束が大きくなってその部分の光出射の光度が大きくなり過ぎてグレアを感じる場合には、光源部11のP偏光P0の光束を小さくする。
Also in FIG. 3, for example, when the headlamp switch is turned on, the low / high beam switch is turned on, the infrared light camera, the preceding vehicle by the radar, or the like is found, the control unit 3 performs ADB control. When the headlamp switch is on, the low / high beam switch is on, the vehicle speed sensor indicates a low-speed running state, and the angle of the steering angle sensor is equal to or greater than a predetermined value, the control unit 3 performs AFS control to the vehicle. The side is a high irradiation band. Further, when the headlamp switch is on, the low / high beam switch is on, and the vehicle speed sensor indicates a high-speed running state, the distant irradiation target is set as the high irradiation zone. Furthermore, when the emitted polarized light of a part of the optical path branching portion is darkened, the polarized light of the optical path branching portion becomes large, and the loss becomes large due to absorption by the shielding portion 13-1, 13-2, 13-3 or 16. .. In such a case, in order to reduce the loss, the control unit 3 reduces the output luminous flux of the P-polarized light P0 of the
図4は図2の車両用前照灯装置の変更例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a modified example of the vehicle headlight device of FIG.
図4においては、図2の波長変換部材14−1、14−2、14−3を1次元光源ユニット1から投影光学ユニット2内に移動させ、1次元光源ユニット1の光路分岐部12−1、12−2、12−3と投影光学ユニット2の波長変換部材14−1、14−2、14−3との間の接続をたとえば光ファイバよりなる導光部材4−1、4−2、4−3で行う。これにより、1次元光源ユニット1の位置と投影光学ユニット2の位置とを離間でき、車両用前照灯装置の小型化を図れる。
In FIG. 4, the wavelength conversion members 14-1, 14-2, and 14-3 of FIG. 2 are moved from the one-dimensional
尚、図4の変更例は図3の車両用前照灯装置にも適用できる。 The modified example of FIG. 4 can also be applied to the vehicle headlight device of FIG.
図5は本発明に係る車両用前照灯装置の第3の実施の形態を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the vehicle headlight device according to the present invention.
図5においては、図2の1次元光源ユニット1又は図3の2次元光源ユニット1’と投影光学ユニット2との間に集光レンズ5及びディジタルミラーデバイス(DMD)6を挿入してある。ディジタルミラーデバイス6はCMOSスタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)基板上にマイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)技術で形成された多数のマイクロミラーによって構成される。各マイクロミラーの鏡面(反射面)はオン状態でねじれ軸回りに第1の傾斜角度(ニュートラル状態に対して+θ)で傾斜し、オフ状態でねじれ軸回りに第2の傾斜角度(ニュートラル状態に対して−θ)で傾斜する。この場合、マイクロミラーのオン状態及びオフ状態はSRAMセルの各2値に応じて駆動され、θはたとえば10°又は12°である(参照:特許文献2の明細書段落0023〜0031、図3〜図6)。ディジタルミラーデバイス6は制御ユニット3によって制御される。
In FIG. 5, a condenser lens 5 and a digital mirror device (DMD) 6 are inserted between the one-dimensional
図5においては、光源ユニット1(1’)の光軸上に集光レンズ5及びディジタルミラーデバイス6が配置され、集光レンズ5の焦点にディジタルミラーデバイス6が位置している。ディジタルミラーデバイス6上では、光源ユニット1(1’)及び集光レンズ5の光軸は投影光学ユニット2の光軸に対して所定角傾いており、光源ユニット1(1’)からの出射光は集光レンズ5によってディジタルミラーデバイス6の近傍位置で集光し、反射されて投影光学ユニット2に向う。これにより、より高精細なADB制御が可能となり、また、高効率で高照度帯を移動できる。
In FIG. 5, the condenser lens 5 and the
図6は本発明に係る車両用前照灯装置の第4の実施の形態を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the vehicle headlight device according to the present invention.
図6においては、図2の1次元光源ユニット1又は図3の2次元光源ユニット1’と投影光学ユニット2との間に液晶シャッタ7を挿入してある。液晶シャッタ7は制御ユニット3によって制御される。
In FIG. 6, the liquid crystal shutter 7 is inserted between the one-dimensional
図6においては、光源ユニット1(1’)の光軸上に液晶シャッタ7及び投影光学ユニット2が配置され、投影光学ユニット2の焦点に液晶シャッタ7が位置している。光源ユニット1(1’)からの出射光は液晶シャッタ7の近傍位置で集光し、投影光学ユニット2に向う。これにより、より高精細なADB制御が可能となり、また、高効率で高照度帯を移動できる。
In FIG. 6, the liquid crystal shutter 7 and the projection
尚、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲内でのいかなる変更にも適用できる。 It should be noted that the present invention can be applied to any modification within the obvious scope of the above-described embodiment.
1:1次元光源ユニット
1’:2次元光源ユニット
11:光源部
111:半導体発光素子
112:偏光素子
12−1、12−2、12−3;12−11、12−12、12−13;12−21、12−22、12−23;12−31、12−32、12−33:光路分岐部
12A:偏光変換素子
12B:偏光ビームスプリッタ
13、13−1、13−2、13−3:遮蔽部
14−1、14−2、14−3:波長変換部材
15−1、15−2、15−3:光路分岐部
15A:偏光変換素子
15B:偏光ビームスプリッタ
16:遮蔽部
2:投影光学ユニット
3:制御ユニット
4−1、4−2、4−3:導光部材
5:集光レンズ
6:ディジタルミラーデバイス(DMD)
7:液晶シャッタ
1: 1 dimensional light source unit 1': 2 dimensional light source unit 11: light source 111: semiconductor light emitting element 112: polarizing element 12-1, 12-2, 12-3; 12-11, 12-12, 12-13; 12-21, 12-22, 12-23; 12-31, 12-32, 12-33:
7: Liquid crystal shutter
Claims (15)
前記偏光の光路上に設けられた複数の光路分岐部と
を具備し、
前記各光路分岐部は、
入射された偏光の偏光状態を変化させて偏光を出射するための偏光変換素子と、
前記偏光変換素子から出射された偏光を分岐させるための偏光ビームスプリッタと
を具備する光源ユニットであって、
前記複数の光路分岐部は2次元アレイ状に配置されたm行×n列(m、nは2以上の正の整数)の複数の第1の光路分岐部及び該第1の光路分岐部の各行と前記光源部との間に配置された1列の複数の第2の光路分岐部よりなり、
前記各第2の光路分岐部は前記光源部の偏光を所定分配割合で前記各行の第1の光路分岐部に分配する光源ユニット。 A light source for emitting polarized light and
It is provided with a plurality of optical path branching portions provided on the polarized optical path.
Each optical path branch is
A polarization conversion element for changing the polarization state of the incident polarized light to emit polarized light,
A light source unit including a polarization beam splitter for splitting the polarized light emitted from the polarization conversion element .
The plurality of optical path branching portions are the plurality of first optical path branching portions of m rows × n columns (m and n are positive integers of 2 or more) arranged in a two-dimensional array, and the first optical path branching portions. It consists of a plurality of second optical path branching portions in a row arranged between each row and the light source portion.
Each of the second optical path branching portions is a light source unit that distributes the polarized light of the light source portion to the first optical path branching portion of each row at a predetermined distribution ratio.
前記光源ユニットの前記各第1の光路分岐部の一出射光を受光して投影するための投影光学ユニットと、
前記光源ユニットを制御するための制御ユニットと
を具備する車両用前照灯装置。 The light source unit according to any one of claims 1 to 12.
A projection optical unit for receiving and projecting one emitted light of each of the first optical path branching portions of the light source unit, and a projection optical unit.
A vehicle headlight device including a control unit for controlling the light source unit.
前記光源ユニットと前記投影光学ユニットとの間に、
前記光源ユニットの出射光を入射するための集光レンズと、
前記集光レンズの出射光を前記投影光学ユニットへ出射するためのディジタルミラーデバイスと
を具備し、前記ディジタルミラーデバイスは前記制御ユニットによって制御される請求項13に記載の車両用前照灯装置。 further,
Between the light source unit and the projection optical unit,
A condensing lens for incidenting the emitted light of the light source unit and
The vehicle headlight device according to claim 13 , further comprising a digital mirror device for emitting the emitted light of the condenser lens to the projection optical unit, wherein the digital mirror device is controlled by the control unit.
前記光源ユニットと前記投影光学ユニットとの間に、
前記光源ユニットの出射光を前記投影光学ユニットへ出射するための液晶シャッタを具備し、前記液晶シャッタは前記制御ユニットによって制御される請求項13に記載の車両用前照灯装置。 further,
Between the light source unit and the projection optical unit,
The vehicle headlight device according to claim 13 , further comprising a liquid crystal shutter for emitting the emitted light of the light source unit to the projection optical unit, and the liquid crystal shutter is controlled by the control unit.
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