JP7017504B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用前照灯に関する。
特許文献１には、赤色光を発生する第１光源、緑色光を発生する第２光源及び青色光を発生する第３光源を備えた車両用灯具が開示されている。ここで、特許文献１では、複数の光源からレーザ光を照射させることで、合成された色のレーザ光がミラーに照射され、路面に特定の記号が描画される。
特開２０１５－１６４８２８号公報
しかしながら、路面描画用の光学ユニットと車両前方側へ照射させる光学ユニットとの２つのユニットが設けられているため、灯具（車両用前照灯）を小型化する観点で改善の余地がある。
本発明は上記事実を考慮し、路面描画及び車両前方側への照射が可能な構成において、小型化を図ることができる車両用前照灯を得ることを目的とする。
請求項１に記載の車両用前照灯は、青色の第１レーザ光を照射させる第１レーザ光源と、青色以外の色の第２レーザ光を照射させる少なくとも１つの第２レーザ光源と、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の少なくとも一方を反射させることで、前記第１レーザ光の光軸と前記第２レーザ光の光軸とを一致させる固定ミラーと、光軸が一致された前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を車両前方側へ反射させて路面に描画させる可動ミラーと、前記可動ミラーよりも車両前方側に配置され、前記第１レーザ光を通過させることで白色光へ変換させる変換部材と、前記第１レーザ光源から照射された第１レーザ光と前記第２レーザ光源から照射された前記第２レーザ光とが合成された合成レーザ光を前記可動ミラーにより車両前方側へ反射させて路面に描画させると共に、前記第１レーザ光源からのみ照射された前記第１レーザ光を前記可動ミラーにより前記変換部材を通過させて車両前方側のハイビーム領域へ照射させる制御部と、を有する。
請求項１に記載の車両用前照灯では、第１レーザ光源と、少なくとも１つの第２レーザ光源とを有している。また、第１レーザ光源から青色の第１レーザ光が照射され、第２レーザ光源から青色以外の色の第２レーザ光が照射されるように構成されている。さらに、固定ミラーによって第１レーザ光及び第２レーザ光の少なくとも一方が反射され、固定ミラーで反射させたレーザ光を可動ミラーによって走査することで、車両前方側の路面上に記号等が描画される。ここで、固定ミラーによって第１レーザ光及び第２レーザ光の光軸が一致されるため、青色の第１レーザ光と、他の色の第２レーザ光とを合成することができ、様々な色の記号を路面上に描画させることができる。
また、青色の第１レーザ光を白色光へ変換させる変換部材を有しており、制御部は、第１レーザ光が変換部材を通過してからハイビーム領域へ照射されるように可動ミラーを制御している。これにより、路面上への記号等の描画とハイビーム領域への照射を１つの光学ユニットで実現することができる。
請求項２に記載の車両用前照灯は、請求項１において、前記制御部は、前記ハイビーム領域への照射時には、自車両の前方を走行している車両に対して前記第１レーザ光を照射しないように制御する。
請求項２に記載の車両用前照灯では、自車両の前方を同じ方向に走行している先行車や、自車両の前方から自車両に近づいてくる対向車に対して、第１レーザ光の照射が行われない。これにより、先行車の乗員及び対向車の乗員が眩しく感じるのを抑制することができる。
請求項３に記載の車両用前照灯は、前記第２レーザ光源は、緑色のレーザ光を照射させる緑色レーザ光源と、赤色のレーザ光を照射させる赤色レーザ光源とを含んで構成されている。
請求項３に記載の車両用前照灯では、青色の第１レーザ光の他に、緑色のレーザ光及び赤色のレーザ光を照射させることができる。これにより、より多くの色のレーザ光で路面に記号等を描画させることができる。
請求項４に記載の車両用前照灯は、前記変換部材は、ガラス板に取り付けられた蛍光体である。
請求項４に記載の車両用前照灯では、ガラス板に蛍光体を取り付けることにより、蛍光体に平滑面を形成し易くなる。これにより、蛍光体を単体で配置した構成と比較して、よりレーザ光の制御を高精度に行うことができる。
以上説明したように、路面描画及び車両前方側への照射が可能な車両用前照灯において、小型化を図ることができる。
本実施形態に係る車両用前照灯が搭載された車両を示す正面図である。 図１の２－２線で切断した状態を概略的に示す概略側断面図である。 各レーザ光源から照射されたレーザ光によって路面に描画された状態を説明するための模式図である。 本実施形態に係る車両用前照灯のブロック図である。
実施形態に係る車両用前照灯１０について図面を参照して説明する。なお、各図に適宜示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ及び矢印ＲＨは、車両の前方向、上方向及び幅方向の右側をそれぞれ示している。以下、単に、前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断わりのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両前方向を向いた場合の左右を示すものとする。
図１に示されるように、車両用前照灯１０が搭載された車両１２には、車両１２の前方側の視界を確保するための左右一対のヘッドランプユニット１４が備えられており、これらのヘッドランプユニット１４は、左右対称に構成されている。
ヘッドランプユニット１４は、ロービームユニット１６とハイビームユニット１８とを含んで構成されている。ロービームユニット１６は、車両幅方向外側に位置しており、図３に示されるように、プロジェクタ４２を備えている。そして、このプロジェクタ４２から、車両１２の前方側の路面におけるロービーム領域ＬＡに対して、路面を照らすための可視光を照射するように構成されている。
図１に示されるように、ハイビームユニット１８は、ロービームユニット１６よりも車両幅方向内側に位置しており、ロービームユニット１６によって照射されるロービーム領域ＬＡよりも上斜め前方側のハイビーム領域ＨＡに対して、車両の前方を照らすための可視光を照射するように構成されている。
図２に示されるように、ハイビームユニット１８は、第１レーザ光源としての青色レーザ光源２０、第２レーザ光源としての緑色レーザ光源２２及び赤色レーザ光源２４、固定ミラーユニット２５、可動ミラーとしてのＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical system)ミラー３２、変換部材としての蛍光体３６、ガラス板３４及び投影レンズ３８を含んで構成されている。
青色レーザ光源２０、緑色レーザ光源２２、及び赤色レーザ光源２４は、異なる色のレーザを照射させる半導体レーザ（ＬＤ：Laser Diode）などの高輝度光源であり、青色レーザ光源２０は、青色レーザ光Ｌ１を照射させるように構成されている。
緑色レーザ光源２２は、青色レーザ光源２０の車両後方側に配置されており、緑色レーザ光Ｌ２を照射させるように構成されている。また、緑色レーザ光源２２の車両後方側には、赤色レーザ光源２４が配置されており、この赤色レーザ光源２４から赤色レーザ光Ｌ３が照射されるように構成されている。
青色レーザ光源２０、緑色レーザ光源２２及び赤色レーザ光源２４の車両下方側には、固定ミラーユニット２５が設けられている。 固定ミラーユニット２５は、第１固定ミラー２６、第２固定ミラー２８及び第３固定ミラー３０を含んで構成されている。
第１固定ミラー２６は、赤色レーザ光源２４の車両下方側に配置されており、赤色レーザ光源２４から照射された赤色レーザ光Ｌ３を車両前方側へ反射させる。第１固定ミラー２６よりも車両前方側には、第２固定ミラー２８が配置されている。第２固定ミラー２８は、緑色レーザ光源２２の車両下方側に位置しており、緑色レーザ光源２２から照射された緑色レーザ光Ｌ２を車両前方側へ反射させる。ここで、第１固定ミラー２６で反射された赤色レーザ光Ｌ３と、第２固定ミラー２８で反射された緑色レーザ光Ｌ２とは、光軸が一致するように構成されている。
第２固定ミラー２８よりも車両前方側には、第３固定ミラー３０が配置されており、この第３固定ミラー３０は、青色レーザ光源２０の車両下方側に位置している。第３固定ミラー３０は、第１固定ミラー２６で反射された赤色レーザ光Ｌ３及び第２固定ミラー２８で反射された緑色レーザ光Ｌ２を車両下方側へ反射するように構成されている。
なお、第１固定ミラー２６、第２固定ミラー２８及び第３固定ミラー３０は、何れもダイクロイックミラーとされている。このため、第２固定ミラー２８は、緑色レーザ光Ｌ２を反射させ、赤色レーザ光Ｌ３を透過させるように構成されている。同様に、第３固定ミラー３０は、緑色レーザ光Ｌ２及び赤色レーザ光Ｌ３を反射させ、車両上方側から照射された青色レーザ光Ｌ１を透過させるように構成されている。このようにして、本実施形態では、青色レーザ光Ｌ１、緑色レーザ光Ｌ２及び赤色レーザ光Ｌ３の少なくとも二つのレーザ光を合成することができる。以下の説明では、合成されたレーザ光を合成レーザ光Ｌ４と称して説明する。
第３固定ミラー３０よりも車両下方側には、ＭＥＭＳミラー３２が配置されている。ＭＥＭＳミラーは、図示しないミラー支持部によって支持されており、２軸で操作可能とされている。そしてＭＥＭＳミラー３２は、半導体プロセスにより半導体基板上に形成されている。
図４に示されるように、青色レーザ光源２０、緑色レーザ光源２２、赤色レーザ光源２４及びＭＥＭＳミラー３２はそれぞれ、制御部４０と電気的に接続されている。そして、制御部４０からの信号に基づいて、各レーザ光源から任意のタイミングでレーザ光が照射される。また、制御部４０からの信号に基づいて、ＭＥＭＳミラー３２が可動されてレーザ光を走査させる。なお、制御部４０としては、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などを用いることができる。
ＭＥＭＳミラー３２よりも車両前方側には蛍光体３６が配置されている。本実施形態の蛍光体３６は、ガラス板３４の車両前方側の面に取り付けられている。そして、この蛍光体３６を青色レーザ光Ｌ１が通過することで、白色光に変換される。
蛍光体３６よりも車両前方側には投影レンズ３８が設けられている。投影レンズ３８は、車両側面視で車両前方側に凸となる形状に形成されており、青色レーザ光Ｌ１、緑色レーザ光Ｌ２及び赤色レーザ光Ｌ３が、この投影レンズ３８を通過して車両前方側へ照射されるように構成されている。
図３には、路面に描画された記号（マーク）の一例が示されている。なお、図３では、説明の便宜上、青色レーザ光源２０、緑色レーザ光源２２及び赤色レーザ光源２４の配置が実際のものとは異なっている。また、固定ミラーユニット２５の図示を省略しているが、実際には各レーザ光源から照射されたレーザ光が合成された後、ＭＥＭＳミラー３２で反射される。
図３に示されるように、緑色レーザ光源２２からＭＥＭＳミラー３２へ照射された緑色レーザ光Ｌ２は、投影レンズ３８を通過して車両前方側におけるロービーム領域ＬＡへ照射される。また、ＭＥＭＳミラー３２によって走査されることで、路面上に緑色で略Ｖ字状のマークＭ１が描画される。このとき、緑色レーザ光Ｌ２が蛍光体３６を通過せずに直接投影レンズ３８へ向かって照射されるように制御部４０がＭＥＭＳミラー３２を制御している。なお、マークＭ１は、自車両の進行方向を周囲に示すためのマークとなっている。
赤色レーザ光源２４からＭＥＭＳミラー３２へ照射された赤色レーザ光Ｌ３は、投影レンズ３８を通過して車両前方側におけるロービーム領域ＬＡへ照射される。また、ＭＥＭＳミラー３２によって走査されることで、道路の脇に赤色でマークＭ２が描画される。このとき、赤色レーザ光Ｌ３が蛍光体３６を通過せずに直接投影レンズ３８へ向かって照射されるように制御部４０がＭＥＭＳミラー３２を制御している。なお、マークＭ２は、ＳＴＯＰの文字を模した形状とされており、歩行者に対して注意喚起を促すことができるようになっている。
なお、本実施形態では、制御部４０は、マークＭ１を描画させる際には、青色レーザ光源２０及び赤色レーザ光源２４から発光させず、緑色レーザ光源２２のみを発光させるように制御している。同様に、制御部４０は、マークＭ２を描画させる際には、青色レーザ光源２０及び緑色レーザ光源２２から発光させず、赤色レーザ光源２４のみを発光させるように制御している。
ただし、これに限らず、マークＭ１を描画させる際に、緑色レーザ光Ｌ２及び赤色レーザ光Ｌ３の両方を照射して黄色の合成レーザ光Ｌ４として路面上にマークＭ１を描画させてもよい。
一方、青色レーザ光源２０からＭＥＭＳミラー３２へ照射された青色レーザ光Ｌ１は、蛍光体３６を通過した後、白色光として投影レンズ３８から車両前方側のハイビーム領域ＨＡへ照射される。換言すれば、制御部４０は、青色レーザ光源２０から照射された青色レーザ光Ｌ１が蛍光体３６を通過するようにＭＥＭＳミラー３２によって反射させ、ハイビーム領域ＨＡへ照射させる。
また、本実施形態の車両用前照灯１０は、所謂配光可変ヘッドランプとされており、ハイビーム領域ＨＡへの照射時には、自車両の前方を走行している先行者Ｖ１及び対向車Ｖ２に対して、白色光（青色レーザ光Ｌ１）が照射されないように制御されている。具体的には、制御部４０は、図示しない光学カメラやレーダなどのセンサによって自車両の前方を走行している先行車Ｖ１及び対向車Ｖ２を検知させる。そして、制御部４０は、ＭＥＭＳミラー３２で白色光を走査して照射させる際に、先行車Ｖ１及び対向車Ｖ２の領域だけ青色レーザ光源２０の発光を停止させる。このようにして、ハイビーム領域ＨＡの一部を白色光が照射されないブラインド領域Ｂ１及びブラインド領域Ｂ２としている。
（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態の車両用前照灯１０では、図２に示されるように、固定ミラーユニット２５によって青色レーザ光源２０、緑色レーザ光源２２及び赤色レーザ光源２４から照射されたレーザ光の光軸が一致しているため、合成レーザ光Ｌ４とすることができる。これにより、ＭＥＭＳミラー３２で合成レーザ光Ｌ４を反射させることで、路面上のロービーム領域ＬＡに様々な色のマークを描画することができる。
また、本実施形態では、青色レーザ光源２０から蛍光体３６へ青色レーザ光Ｌ１を照射させて白色光へ変換させた後に投影レンズ３８から車両前方側のハイビーム領域ＨＡへ白色光を照射させることができる。このように、路面の描画とハイビーム領域ＨＡへの照射を１つの光学ユニットで実現することができる。
さらに、本実施形態では、配光可変ヘッドランプを採用しているため、図４に示されるように、先行車Ｖ１及び対向車Ｖ２にはレーザ光が照射されない。これにより、先行車Ｖ１の乗員及び対向車Ｖ２の乗員が眩しく感じるのを抑制することができる。
さらにまた、本実施形態では、青色レーザ光源２０の他に、緑色レーザ光源２２及び赤色レーザ光源２４を備えているため、三色のレーザ光を合成することで、２つのレーザ光源のみを備えた構造と比較して、より多くの色の描画を行うことができる。
また、本実施形態では、変換部材である蛍光体３６をガラス板３４の車両前方側の面に取り付けている。これにより、ＭＥＭＳミラー３２によって反射された青色レーザ光Ｌ１が入射する蛍光体３６の入射面を平滑面に形成し易くなる。この結果、蛍光体３６を単体で配置した構成と比較して、よりレーザ光の制御（走査）を精度良く行うことができる。以上のように、本実施形態では、路面描画及び車両前方側への照射が可能な構成において、車両用前照灯１０の小型化を図ることができる。
以上、実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることはもちろんである。例えば、青色レーザ光Ｌ１、緑色レーザ光Ｌ２及び赤色レーザ光Ｌ３によって描画されるマークＭ１及びマークＭ２は、別のマークであってもよい。
また、４つ以上のレーザ光源を配置して、四色以上のレーザ光を照射可能な構成としてもよい。
さらに、本実施形態では可動ミラーとして、二軸走査が可能なＭＥＭＳミラー３２を用いたが、これに限定されず、他のミラーを用いてもよい。例えば、一軸アクチュエータを組み合わせて二軸走査を可能としてミラーを用いてもよい。
さらにまた、本実施形態では、変換部材として蛍光体３６を用いたが、これに限定されず、青色レーザ光Ｌ１を白色光に変換できる部材であれば、他の変換部材を用いてもよい。
１０ 車両用前照灯
２０ 青色レーザ光源（第１レーザ光源）
２２ 緑色レーザ光源（第２レーザ光源）
２４ 赤色レーザ光源（第２レーザ光源）
２６ 第１固定ミラー
２８ 第２固定ミラー
３０ 第３固定ミラー
３２ ＭＥＭＳミラー（可動ミラー）
３４ ガラス板
３６ 蛍光体（変換部材）
４０ 制御部
ＨＡ ハイビーム領域
Ｌ１ 青色レーザ光（第１レーザ光）
Ｌ２ 緑色レーザ光（第２レーザ光）
Ｌ３ 赤色レーザ光（第２レーザ光）

Claims (4)

  1. 青色の第１レーザ光を照射させる第１レーザ光源と、
    青色以外の色の第２レーザ光を照射させる少なくとも１つの第２レーザ光源と、
    前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の少なくとも一方を反射させることで、前記第１レーザ光の光軸と前記第２レーザ光の光軸とを一致させる固定ミラーと、
    光軸が一致された前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を車両前方側へ反射させて路面に描画させる可動ミラーと、
    前記可動ミラーよりも車両前方側に配置され、前記第１レーザ光を通過させることで白色光へ変換させる変換部材と、
    前記第１レーザ光源から照射された第１レーザ光と前記第２レーザ光源から照射された前記第２レーザ光とが合成された合成レーザ光を前記可動ミラーにより車両前方側へ反射させて路面に描画させると共に、前記第１レーザ光源からのみ照射された前記第１レーザ光を前記可動ミラーにより前記変換部材を通過させて車両前方側のハイビーム領域へ照射させる制御部と、
    を有する車両用前照灯。
  2. 前記制御部は、前記ハイビーム領域への照射時には、自車両の前方を走行している車両に対して前記第１レーザ光を照射しないように制御する請求項１に記載の車両用前照灯。
  3. 前記第２レーザ光源は、緑色のレーザ光を照射させる緑色レーザ光源と、赤色のレーザ光を照射させる赤色レーザ光源とを含んで構成されている請求項２に記載の車両用前照灯。
  4. 前記変換部材は、ガラス板に取り付けられた蛍光体である請求項１～３の何れか１項に記載の車両用前照灯。
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