JP7048220B2 - Vehicle lighting - Google Patents
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本発明は、光を走査する光偏向器を備える車両用灯具に関する。 The present invention relates to a vehicle lamp comprising an optical deflector that scans light.
車両に搭載される車両用灯具として、レーザ等の光源からの光をMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等の光偏向器によって走査して、蛍光板に二次元像を描画し、この二次元像を配光パターンとして前方に投影するものがある。このような車両用灯具として求められる光量は、1個の光源からの光では足りないため、複数の光源を用いている。 As a vehicle lamp mounted on a vehicle, light from a light source such as a laser is scanned by a light deflector such as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) to draw a two-dimensional image on a fluorescent screen, and this two-dimensional image is arranged. Some light patterns are projected forward. Since the amount of light required for such a vehicle lamp is not sufficient with the light from one light source, a plurality of light sources are used.
例えば、特許文献1に記載の車両用灯具では、3個の光源から、3個の光偏向器の光偏向ミラーに向けて光を照射し、この状態で光偏向ミラーを回転して走査することで、3つの配光パターンを形成している。そして、3つの配光パターンの一部を重ね合わせることで、中央部が高照度、端部が低照度となるような車両用灯具として好ましい配光パターンを得ている。
For example, in the vehicle lighting equipment described in
しかしながら、特許文献1に記載の車両用灯具では、中央部を高照度にすることはできるが、中央部からずれた位置を高照度にすることができない。
However, in the vehicle lighting equipment described in
本発明は、高照度の範囲を変化させることができる車両用灯具を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a vehicle lamp capable of changing the range of high illuminance.
本発明の車両用灯具は、上下方向及び左右方向に延びる所定配光パターンを形成する車両用灯具であって、光を照射する複数の光源と、前記複数の光源から照射された複数の光を反射する複数の光偏向ミラーと、前記複数の光偏向ミラーで前記複数の光を偏向すること、又は前記複数の光偏向ミラーによる前記複数の光の反射方向を変更することにより、前記複数の光を左右方向において同じ長さで左右両端の位置が揃い、且つ上下方向において長さが異なる走査範囲で走査する複数の光偏向器と、前記複数の光偏向器により走査された複数の光により前記所定配光パターンを形成する光学系と、前記複数の光源の照度を制御し、前記複数の光偏向器により走査された光の左右方向における最高照度となる範囲を変更可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の光偏向ミラーにより走査された前記複数の光の左右方向における1回の往復走査作時間をTとし、αを任意の整数とした場合に、前記複数の光が(1/α)Tおよび(1-(1/α))Tで前記最高照度となるように制御することを特徴とする。 The vehicle lighting equipment of the present invention is a vehicle lighting equipment that forms a predetermined light distribution pattern extending in the vertical direction and the horizontal direction, and comprises a plurality of light sources that irradiate light and a plurality of lights emitted from the plurality of light sources. The plurality of lights are reflected by the plurality of light deflection mirrors and the plurality of light deflection mirrors, or by changing the reflection direction of the plurality of lights by the plurality of light deflection mirrors. The light is scanned by a plurality of optical deflectors having the same length in the left-right direction and having the same length at both left and right ends and having different scan ranges in the vertical direction, and a plurality of lights scanned by the plurality of optical deflectors. An optical system that forms a predetermined light distribution pattern, and a control means that controls the illuminance of the plurality of light sources and can change the range of the maximum illuminance in the left-right direction of the light scanned by the plurality of optical deflectors. In the control means, when T is one reciprocating scanning operation time in the left-right direction of the plurality of lights scanned by the plurality of light deflection mirrors and α is an arbitrary integer, the plurality of lights are used. Is (1 / α) T and (1- (1 / α)) T to control the maximum illuminance .
本発明によれば、制御手段により、複数の光を左右方向において同じ長さで上下方向において長さが異なる走査範囲で走査する複数の光偏向器の駆動を制御することで、複数の光偏向器により走査された光の左右方向における最高照度となる範囲を変更することができる。 According to the present invention, the control means controls the drive of a plurality of light deflectors that scan a plurality of lights with the same length in the left-right direction and different lengths in the vertical direction, thereby controlling the drive of the plurality of light deflectors. The range of maximum illuminance in the left-right direction of the light scanned by the device can be changed.
また、走行シチュエーションに応じた複数の前記所定配光パターンを記憶した記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された複数の前記所定配光パターンの中から1つを読み出して、読み出した前記所定配光パターンに基づいて制御することが好ましい。さらに、前記制御手段は、前記最高照度の照射位置から前記走査範囲の左右方向の端部に向かうにつれて徐々に前記複数の光源の照度を低くしていき、前記左右方向の端部では前記複数の光源の照度をゼロとなるように制御することが好ましい。 Further, the control means includes a storage means that stores a plurality of the predetermined light distribution patterns according to the traveling situation, and the control means reads out one of the plurality of the predetermined light distribution patterns stored in the storage means. It is preferable to control based on the predetermined light distribution pattern read out. Further, the control means gradually lowers the illuminance of the plurality of light sources toward the left-right end of the scanning range from the irradiation position of the highest illuminance, and the plurality of light sources at the left-right end. It is preferable to control the illuminance of the light source to be zero.
この構成によれば、走行シチュエーションに応じた所定配光パターンを形成することができる。 According to this configuration, it is possible to form a predetermined light distribution pattern according to the traveling situation.
[第1実施形態]
図1に示すように、車両用灯具2は、投影レンズ3と、投影レンズ3を保持するレンズホルダ4と、レンズホルダ4の後端部に取り付けられた本体筒5と、本体筒5の後側の開口を塞ぐ底蓋6とを備える。本実施形態では、車両用灯具2は、例えば車両のヘッドライトとして用いられる。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the
図2及び図3に示すように、車両用灯具2は、第1~第4励起光源11~14と、第1~第4励起光源11~14からの励起光を二次元的(水平方向及び垂直方向)に走査する第1~第4光偏向器15a~15dとを備える。第1~第4励起光源11~14及び第1~第4光偏向器15a~15dは、詳しくは後述する制御装置19(図5参照)により駆動が制御される。なお、図2においては、第1,第4励起光源11,14及び第1,第4光偏向器15a,15dのみ図示し、第2,第3励起光源12,13及び第2,第3光偏向器15b,15cは省略している。また、図3においては、第2,第3励起光源12,13及び第2,第3光偏向器15b,15cのみ図示し、第1,第4励起光源11,14及び第1,第4光偏向器15a,15dは省略している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、車両用灯具2は、第1~第4光偏向器15a~15dにより走査された光の歪み(詳しくは後述する)を補正する第1~第4補正ミラー17a~17dと、第1~第4補正ミラー17a~17dにより補正された光により所定配光パターンに対応する二次元像が描画される蛍光体18(投影体)とを備える。蛍光体18に描画された二次元像は、投影レンズ3により前方に投影される。
Further, the
第1~第4励起光源11~14、第1~第4光偏向器15a~15d、第1~第4補正ミラー17a~17d、蛍光体18は、本体筒5の内部に配置され、固定部材(図示せず)により固定されている。なお、本体筒5の外周面に放熱用のフィンを設けてもよい。
The first to fourth
第1励起光源11は、例えば、励起光として青色域(例えば、発光波長が450nm)のレーザ光を放出するレーザダイオード(LD)等の半導体発光素子11aと、半導体発光素子11aからの光を集光(例えばコリメート)する集光レンズ11bとを備える。
The first
各励起光源12~14は、第1励起光源11と同様に、半導体発光素子12a、13a、14aと、集光レンズ12b、13b、14bとを備える。なお、各半導体発光素子11a~14aは、近紫外域(例えば、発光波長が405nm)のレーザ光を放出するレーザダイオード等の半導体発光素子であってもよい。また、各半導体発光素子11a~14aは、LEDであってもよい。さらに、RGBで混色させたレーザ光を照射するレーザ照射器でもよい。
Each of the
図2に示すように、第1励起光源11は、詳しくは後述する第1光偏向器15aの光偏向ミラー20の回転中心に向けてレーザ光を照射する。第4励起光源14は、詳しくは後述する第4光偏向器15dの光偏向ミラー20の回転中心に向けてレーザ光を照射する。また、図3に示すように、第2励起光源12は、詳しくは後述する第2光偏向器15bの光偏向ミラー20の回転中心に向けてレーザ光を照射する。第3励起光源13は、詳しくは後述する第3光偏向器15cの光偏向ミラー20の回転中心に向けてレーザ光を照射する。
As shown in FIG. 2, the first
図4に示すように、第1~第4励起光源11~14は、正面視において90°ピッチで離れて配置されている。
As shown in FIG. 4, the first to fourth
図2及び図3に示すように、第1~第4光偏向器15a~15dにより走査された光は、第1~第4補正ミラー17a~17dに入射する。この第1~第4光偏向器15a~15dにより走査された光は、光の光偏向ミラー20への入射角と、光偏向ミラー20の回転軸との影響により歪んでいる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the light scanned by the first to fourth
第1~第4補正ミラー17a~17dは、第1~第4光偏向器15a~15dにより走査された光の歪みを補正して反射するものであり、反射面が湾曲されている。
The first to fourth correction mirrors 17a to 17d correct and reflect the distortion of the light scanned by the first to fourth
蛍光体18は、第1~第4光偏向器15a~15dにより二次元的に走査され、第1~第4補正ミラー17a~17dにより補正されたレーザ光を受けて、当該レーザ光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換するものであり、外形が矩形形状の板状(又は層状)で形成されている。蛍光体18は、投影レンズ3の焦点近傍に配置されている。なお、図2及び図3では、蛍光体18の厚みを誇張して描いている。
The
例えば、各励起光源11~14の半導体発光素子11a~14aとして、青色域のレーザ光を放出するレーザダイオード(LD)を用いる場合、蛍光体18としては、青色域のレーザ光によって励起されて黄色光を発光するものが用いられる。蛍光体18には、第1~第4光偏向器15a~15dにより二次元的に走査された後に、第1~第4補正ミラー17a~17dによって補正された青色域のレーザ光により、所定配光パターンに対応する二次元像が白色の像として描画される。二次元像が白色の像として描画されるのは、青色域のレーザ光が照射された場合、蛍光体18は、これを透過(通過)する青色域のレーザ光と青色域のレーザ光による発光(黄色光)との混色による白色光(疑似白色光)を放出することによるものである。
For example, when a laser diode (LD) that emits laser light in the blue region is used as the semiconductor
一方、半導体発光素子11a~14aとして、近紫外域のレーザ光を放出するレーザダイオード(LD)を用いる場合、蛍光体18としては、近紫外域のレーザ光によって励起されて赤、緑、青の3色の光を発光するものが用いられる。蛍光体18には、第1~第4光偏向器15a~15dにより二次元的に走査された後に、第1~第4補正ミラー17a~17dによって補正された近紫外域のレーザ光により、所定配光パターンに対応する二次元像が白色の像として描画される。二次元像が白色の像として描画されるのは、近紫外域のレーザ光が照射された場合、蛍光体18は、近紫外域のレーザ光による発光(赤、緑、青の3色の光)の混色による白色光(疑似白色光)を放出することによるものである。なお、近紫外のレーザ光により、青色の蛍光体と黄色の蛍光体とを励起させて白色光を放出させてもよい。
On the other hand, when a laser diode (LD) that emits laser light in the near-ultraviolet region is used as the semiconductor
投影レンズ3は、4枚のレンズ3a~3dからなり、各レンズ3a~3dは、レンズホルダ4に保持されている。各レンズ3a~3dは、像面が平面になるように収差(像面湾曲)が補正され、且つ色収差が補正されている。この場合、蛍光体18は、平板形状のものが用いられ、像面(平面)に沿って配置される。
The
投影レンズ3の焦点は、蛍光体18近傍に位置している。この投影レンズ3により、一枚の凸レンズを用いる場合と比べ、所定配光パターンに対する収差の影響を除去することができる。また、蛍光体18が平板形状であるため、蛍光体18が曲面形状である場合と比べ、その製造が容易となる。さらに、蛍光体18が平板形状であるため、蛍光体18が曲面形状である場合と比べ、二次元像の描画が容易となる。
The focal point of the
なお、投影レンズ3は、像面が平面になるように収差(像面湾曲)が補正されていない1枚の非球面レンズからなる投影レンズとして構成されていてもよい。この場合、蛍光体18は、像面湾曲に対応して湾曲した形状のものが用いられ、像面湾曲に沿って配置される。
The
投影レンズ3は、蛍光体18に描画された二次元像を前方に投影して、車両用灯具2に正対した仮想鉛直スクリーンS(車両用灯具2の前方約25mの位置に配置されている)上に、所定配光パターンとして、例えばハイビーム用配光パターンHPを形成する。
The
第1~第4光偏向器15a~15dは、第1~第4励起光源11~14の集光レンズ11b~14bで集光された励起光を水平方向及び垂直方向に走査する。
The first to fourth
図5に示すように、第1~第4励起光源11~14、第1~第4光偏向器15a~15dは、車両用灯具2を統括的に制御する制御装置19に接続され、制御装置19により駆動が制御される。
As shown in FIG. 5, the first to fourth
第1~第4光偏向器15a~15dは、例えば、MEMSスキャナである。光偏向器の駆動方式には大別して圧電方式、静電方式、電磁方式があるが、いずれの方式であってもよい。本実施形態では、圧電方式の光偏向器を代表して説明する。
The first to fourth
図6に示すように、第1光偏向器15aは、2軸型光偏向器であり、半導体プロセスやMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用して作製され、一定の方向から入射する光を回転するマイクロミラーとしての光偏向ミラー20で反射し、反射光(レーザ光)として出射する。
As shown in FIG. 6, the first
第1光偏向器15aは第1支持部21を備え、この第1支持部21は、光偏向ミラー20、半環状圧電アクチュエータ23a,23b、及びトーションバー24a,24b等からなる。第1励起光源11からのレーザ光は光偏向ミラー20で反射され、反射光(レーザ光)が第1補正ミラー17a、蛍光体18及び投影レンズ3を介して仮想鉛直スクリーンS上を走査する。
The first
このとき、制御装置19は、第1光偏向器15a及び第1励起光源11に制御信号を送信する。当該制御信号により第1光偏向器15aの半環状圧電アクチュエータ23a,23bが駆動され、半環状圧電アクチュエータ23a,23bと結合したトーションバー24a,24bがねじれることで、光偏向ミラー20を回動させる。また、当該制御信号により、各励起光源11,12において、レーザ光のオン・オフ及び輝度が制御される。
At this time, the
本実施形態では、2軸直交座標系において、円形の光偏向ミラー20の中心を通る水平方向の回転軸をX軸、垂直方向の回転軸をY軸と定義する。また、図6においては、X軸を左右方向、Y軸を上下方向、光偏向ミラー20の厚み方向を前後方向としている。
In the present embodiment, in the two-axis Cartesian coordinate system, the horizontal rotation axis passing through the center of the circular
第1光偏向器15aは矩形環状の第2支持部22を備え、この第2支持部22の中央に第1支持部21が配設されている。また、第1支持部21の中心を通るY軸に対して線対称に、蛇腹状の圧電アクチュエータ31a,31bが配設され、第1支持部21の辺部下端及び第2支持部22と結合している。なお、図5では、第1,第2支持部21,22及び圧電アクチュエータ31a,31bをまとめてMEMSと称している。
The first
圧電アクチュエータ31a,31bは、複数のカンチレバーを長手方向が隣り合う向きに並べて、上下方向端部で折り返して直列結合したミアンダ構造に形成されている。詳細は後述するが、上記制御信号により圧電アクチュエータ31a,31bを駆動させることで、第1支持部21が水平方向、すなわち、図中の光偏向ミラー20の中心を通るX軸線回りを往復回動する。
The
また、上述したように、半環状圧電アクチュエータ23a,23bを駆動させることにより、光偏向ミラー20がトーションバー24a,24bの軸と一致し、図中の光偏向ミラー20の中心を通るY軸線回りを往復回動する。
Further, as described above, by driving the semi-annular
この結果、第1光偏向器15aは、レーザ光を光偏向ミラー20で反射する際、光を第1光偏向器15aの前方に出射して、さらにX軸方向とY軸方向の2方向に走査することができる。
As a result, when the first
第2支持部22の下方には、電極パッド32a~32e(以下、電極パッド32という)と、電極パッド33a~33e(以下、電極パッド33という)とが配設されている。電極パッド32,33は、圧電アクチュエータ31a,31b及び半環状圧電アクチュエータ23a,23bの各電極に駆動電圧を印加できるように電気的に接続されている。
Below the
なお、圧電アクチュエータ31a,31bの部分がなくても光偏向器として機能させることができる。この場合、第1支持部21の部分が支持体の役割を果たし、光偏向ミラー20がY軸線回りを往復回動する1軸型光偏向器を構成する。
It should be noted that the
次に、図7を参照して、圧電アクチュエータ31aを例に動作を説明する。上述したように、第1光偏向器15aは、圧電アクチュエータ31a,31bを動作させることにより、光偏向ミラー20のX軸線回りの往復回動を可能としている。
Next, the operation will be described with reference to FIG. 7 by taking the
図7Aは、第1光偏向器15aを表側から見たとき、左側に配設される圧電アクチュエータ31aを切り出した図である。圧電アクチュエータ31aは、圧電カンチレバーを4つ並べた形状であり、第1支持部21から離れた方より順に、圧電カンチレバー31a(1)、31a(2)、31a(3)、31a(4)である。
FIG. 7A is a cut-out view of the
例えば、圧電アクチュエータ31aにおいて、奇数番目の圧電カンチレバー31a(1)、31a(3)に第1の電圧を印加する。また、偶数番目の圧電カンチレバー31a(2)、31a(4)に、第1の電圧とは逆位相の第2の電圧を印加する。
For example, in the
このように電圧を印加することで、図7Bに示すように、奇数番目の圧電カンチレバー31a(1)、31a(3)を図7B中の上方向に屈曲変位させ、偶数番目の圧電カンチレバー31a(2)、31a(4)を図7B中の下方向に屈曲変位させることができる。
By applying the voltage in this way, as shown in FIG. 7B, the odd-numbered
圧電アクチュエータ31bは、圧電アクチュエータ31aと同様に4個の圧電カンチレバーから構成され、第1支持部21に近い方より順に、1番目,2番目,3番目,4番目の圧電カンチレバーであり、奇数番目の2個の圧電カンチレバーを図6中の後側に屈曲変位させ、偶数番目の2個の圧電カンチレバーを図6中の前側に屈曲変位させることができる。
Like the
これにより、光偏向ミラー20の図6中の下側(トーションバー24b側)より光偏向ミラー20の図6中の上側(トーションバー24a側)が図6中の後側になる(上側が図7中のU方向に動く)ように、光偏向ミラー20を変位させることができる。
As a result, the upper side (
また、奇数番目の圧電カンチレバー31a(1)、31a(3)に第2の電圧を印加し、偶数番目の圧電カンチレバー31a(2)、31a(4)に、第1の電圧を印加することで、光偏向ミラー20の図6中の上側(トーションバー24a側)より光偏向ミラー20の図6中の下側(トーションバー24b側)が図6中の後側になるように、光偏向ミラー20を変位させることができる。これらの制御を連続して行うことで、光偏向ミラー20をX軸線回りに回動(揺動)させることができる。
Further, by applying a second voltage to the odd-numbered
第2~第4光偏向器15b~15dは、第1光偏向器15aと同様に構成されており、その詳細な説明を省略する。
The second to fourth
第1の電圧、第2の電圧の印加方法として、サインカーブや櫛歯上に変化する逆位相の電圧を、奇数番目の圧電カンチレバーと、偶数番目の圧電カンチレバーに印加する方法がある。また、カンチレバーを上下方向に交互に屈曲させる場合に限らず、上下のいずれかの屈曲と屈曲しない状態とを交互に繰り返してもよい。 As a method of applying the first voltage and the second voltage, there is a method of applying an antiphase voltage that changes on a sine curve or a comb tooth to an odd-numbered piezoelectric cantilever and an even-numbered piezoelectric cantilever. Further, the cantilever is not limited to the case where the cantilever is alternately bent in the vertical direction, and either the upper or lower bending and the non-bending state may be alternately repeated.
車両用灯具2を駆動して、仮想鉛直スクリーンS上にハイビーム用配光パターンHPを形成する場合、先ず、制御装置は、第1~第4励起光源11~14、第1~第4光偏向器15a~15dに向けて制御信号を送信する。
When driving the
制御信号により、第1~第4励起光源11~14からレーザ光が出力され、且つ、第1~第4光偏向器15a~15dが駆動して各々の光偏向ミラー20が、X軸周り及びY軸周りに回動する。
Laser light is output from the first to fourth
図2に示すように、第1励起光源11から出力されたレーザ光は、第1光偏向器15aの光偏向ミラー20の回転中心に入射して、回動する光偏向ミラー20により水平方向及び垂直方向に走査される。図6に示す光偏向ミラー20の楕円状の点線が、第1励起光源11から出力されたレーザスポットを示している。
As shown in FIG. 2, the laser beam output from the first
図2及び図3に示すように、第2~第4励起光源12~14から出力されたレーザ光は、第2~第4光偏向器15b~15dの光偏向ミラー20の回転中心に入射して、回動する光偏向ミラー20により水平方向及び垂直方向に走査される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the laser light output from the second to fourth
図8Aに示すように、第1励起光源11から照射されたレーザ光は、第1光偏向器15a、第1補正ミラー17a、蛍光体18及び投影レンズ3を介して仮想鉛直スクリーンSの実線で示す第1走査範囲SR1で走査される(二次元像が投影される)。
As shown in FIG. 8A, the laser light emitted from the first
図8Bに示すように、第2励起光源12から照射されたレーザ光は、第2光偏向器15b、第2補正ミラー17b、蛍光体18及び投影レンズ3を介して仮想鉛直スクリーンSの実線で示す第2走査範囲SR2で走査される。第2走査範囲SR2は、水平方向が第1走査範囲SR1と同じ長さで、垂直方向が第1走査範囲SR1より短い範囲となっている。第2走査範囲SR2は、第1走査範囲SR1に含まれるように重なっている。
As shown in FIG. 8B, the laser light emitted from the second
図8Cに示すように、第3励起光源13から照射されたレーザ光は、第3光偏向器15c、第3補正ミラー17c、蛍光体18及び投影レンズ3を介して仮想鉛直スクリーンSの実線で示す第3走査範囲SR3で走査される。第3走査範囲SR3は、水平方向が第1走査範囲SR1及び第2走査範囲SR2と同じ長さで、垂直方向が第1走査範囲SR1及び第2走査範囲SR2より短い範囲となっている。第3走査範囲SR3は、第1走査範囲SR1及び第2走査範囲SR2の両方に含まれるように重なっている。
As shown in FIG. 8C, the laser light emitted from the third
図8Dに示すように、第4励起光源14から照射されたレーザ光は、第4光偏向器15d、第4補正ミラー17d、蛍光体18及び投影レンズ3を介して仮想鉛直スクリーンSの実線で示す第4走査範囲SR4で走査される。第4走査範囲SR4は、水平方向が第1~第3走査範囲SR1~SR3と同じ長さで、垂直方向が第1~第3走査範囲SR1~SR3より短い範囲となっている。第4走査範囲SR4は、第1~第3走査範囲SR1~SR3の全てに含まれるように重なっている。なお、同じとは、僅かに違うものも含む。
As shown in FIG. 8D, the laser light emitted from the fourth
仮想鉛直スクリーンSにおいて、第1~第4走査範囲SR1~SR4はそれぞれ重なっている。 In the virtual vertical screen S, the first to fourth scanning ranges SR1 to SR4 overlap each other.
図8Eに示すように、第1~第4走査範囲SR1~SR4の重なりにより、仮想鉛直スクリーンSにおけるハイビーム用配光パターンHPは、単一の光が走査される領域P1と、2つの光が走査される領域P2と、3つの光が走査される領域P3と、4つの光が走査される領域P4とに分けられる。本実施形態では、走査される光の数が多いほど重ね合わせることができる光も多くなるため、光度を高くすることができる。すなわち、4つの光が走査される領域P4の光度を最も高くすることができる。 As shown in FIG. 8E, due to the overlap of the first to fourth scanning ranges SR1 to SR4, the high beam light distribution pattern HP in the virtual vertical screen S has a region P1 in which a single light is scanned and two lights. It is divided into a region P2 to be scanned, a region P3 to scan three lights, and a region P4 to scan four lights. In the present embodiment, as the number of scanned lights increases, the amount of light that can be superimposed increases, so that the luminous intensity can be increased. That is, the luminous intensity of the region P4 in which the four lights are scanned can be maximized.
図8Fに示すように、ハイビーム用配光パターンHPの左右方向における照度は、左右方向中心部が最も高照度で、左右端部に向かうにつれて照度が低くなるように設定されている。制御装置19に接続されたメモリ41(図5参照)には、走行シチュエーションに応じた複数のハイビーム用配光パターンHPのデータが記憶されている。制御装置19は、走行シチュエーションに応じて、メモリ41に記憶された複数のハイビーム用配光パターンHPのデータの中から1つを読み出して、読み出したハイビーム用配光パターンHPのデータに基づいて制御を行う。
As shown in FIG. 8F, the illuminance in the left-right direction of the high beam light distribution pattern HP is set so that the central portion in the left-right direction has the highest illuminance and the illuminance decreases toward the left-right end portion. The memory 41 (see FIG. 5) connected to the
制御装置19は、ハイビーム用配光パターンHPの中心付近における照度が最も高く、端部に向かうにつれて徐々に照度が低くなり、両端では照度0(光を出力させない)となるように、第1~第4励起光源11~14の駆動を制御する。
The
図9に示すように、本実施形態では、制御装置19は、第1~第4光偏向器15a~15dの1往復走査時間をTとした場合に、(1/4)T及び(3/4)Tでの照度が最も高くなるように、第1~第4励起光源11~14の駆動を制御する。図9に示す第1,第2光偏向器15a,15bで走査された光と第3,第4光偏向器15c,15dで走査された光とが組み合わさって、図8Fに示す光となる。
As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the
図10に示すように、詳しくは後述するAFS(Adaptive Front-Lighting System)を実行する場合や、走行シチュエーションによっては、高照度範囲が中心部から左右方向(例えば左方向)にずれたハイビーム用配光パターンHPを形成することがある。この場合には、高照度範囲を設ける部分に応じて、中心部からずれた位置における照度が最も高く、端部に向かうにつれて徐々に照度が低くなり、両端では照度0(光を出力させない)となるように、第1~第4励起光源11~14の駆動を制御する。この制御では、図11に示すように、制御装置19は、(1/8)T及び(7/8)Tでの照度が最も高くなるように、第1~第4励起光源11~14の駆動を制御する。これにより、ハイビーム用配光パターンHPの中心から左方向にずれた部分が、高照度範囲となる(図10参照)。
As shown in FIG. 10, when AFS (Adaptive Front-Lighting System), which will be described in detail later, is executed, or depending on the driving situation, the high illuminance range is shifted from the center to the left and right (for example, to the left). It may form an optical pattern HP. In this case, the illuminance at the position deviated from the center is the highest, the illuminance gradually decreases toward the end, and the illuminance is 0 (no light is output) at both ends, depending on the part where the high illuminance range is provided. The drive of the first to fourth
[第2実施形態]
図12~図14に示す実施形態では、第3走査範囲SR3a及び第4走査範囲SR4aは、水平方向及び垂直方向が第1走査範囲SR1a及び第2走査範囲SR2aより短い範囲となっている。第1走査範囲SR1a及び第2走査範囲SR2aは、第1実施形態の第1走査範囲SR1及び第2走査範囲SR2と同じである。なお、上記実施形態と同様の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
In the embodiment shown in FIGS. 12 to 14, the third scanning range SR3a and the fourth scanning range SR4a have a range shorter in the horizontal direction and the vertical direction than the first scanning range SR1a and the second scanning range SR2a. The first scanning range SR1a and the second scanning range SR2a are the same as the first scanning range SR1 and the second scanning range SR2 of the first embodiment. The same components as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図12A~図12Dに示すように、第4走査範囲SR4aは、水平方向が第3走査範囲SR3aと同じ長さで、垂直方向が第1~第3走査範囲SR1a~SR3aより短い範囲となっている。第3走査範囲SR3a及び第4走査範囲SR4aは、水平方向の長さが、AFSに必要な長さ(所定の長さ=水平方向の走査角度±20°以上)以上である。なお、AFSとは、自動車のヘッドライトに設けられるものであり、走行中のコーナリング時においてステアリング操舵方向に光軸を向け、進行する方向に光を照射することで視認性向上を図るものである。第3走査範囲SR3a及び第4走査範囲SR4aの水平方向の長さが極端に短い場合には、左右方向において最高照度となる範囲を変えてもステアリング操舵方向に光軸を向けることができない。これを防止するために、第3走査範囲SR3a及び第4走査範囲SR4aの水平方向の長さを、AFSに必要な長さ以上に規定している。 As shown in FIGS. 12A to 12D, the fourth scanning range SR4a has the same length as the third scanning range SR3a in the horizontal direction and a shorter range than the first to third scanning ranges SR1a to SR3a in the vertical direction. There is. The third scanning range SR3a and the fourth scanning range SR4a have a horizontal length equal to or longer than the length required for AFS (predetermined length = horizontal scanning angle ± 20 ° or more). Note that AFS is provided in the headlights of automobiles, and is intended to improve visibility by directing the optical axis in the steering steering direction and irradiating light in the traveling direction during cornering while driving. .. When the lengths of the third scanning range SR3a and the fourth scanning range SR4a in the horizontal direction are extremely short, the optical axis cannot be directed to the steering steering direction even if the range of maximum illuminance is changed in the left-right direction. In order to prevent this, the horizontal lengths of the third scanning range SR3a and the fourth scanning range SR4a are defined to be longer than the length required for AFS.
図12Eに示すように、ハイビーム用配光パターンHPは、単一の光が走査される領域P1と、2つの光が走査される領域P2と、3つの光が走査される領域P3と、4つの光が走査される領域P4とに分けられる。 As shown in FIG. 12E, the high beam light distribution pattern HP includes a region P1 in which a single light is scanned, a region P2 in which two lights are scanned, a region P3 in which three lights are scanned, and four. It is divided into a region P4 in which one light is scanned.
図12Fに示すように、ハイビーム用配光パターンHPの左右方向における照度は、左右方向中心部が最も高照度で、左右端部に向かうにつれて照度が低くなるように設定されている。本実施形態のハイビーム用配光パターンHPにおける最高照度は、第1実施形態のハイビーム用配光パターンHPにおける最高照度よりも高い。 As shown in FIG. 12F, the illuminance in the left-right direction of the high beam light distribution pattern HP is set so that the central portion in the left-right direction has the highest illuminance and the illuminance decreases toward the left-right end portion. The maximum illuminance in the high beam light distribution pattern HP of the present embodiment is higher than the maximum illuminance in the high beam light distribution pattern HP of the first embodiment.
制御装置19は、第1実施形態の図9と同じように、ハイビーム用配光パターンHPの中心付近における照度が最も高く、端部に向かうにつれて徐々に照度が低くなり、両端では照度0(光を出力させない)となるように、第1~第4励起光源11~14の駆動を制御する。
Similar to FIG. 9 of the first embodiment, the
本実施形態では、制御装置19は、(1/4)T及び(3/4)Tでの照度が最も高くなるように、第1~第4励起光源11~14の駆動を制御する。
In the present embodiment, the
図13に示すように、AFSを実行する場合や、走行シチュエーションによっては、高照度範囲が中心部から左右方向(例えば左方向)にずれたハイビーム用配光パターンHPを形成することがある。この場合には、高照度範囲を設ける部分に応じて、中心部からずれた位置における照度が最も高く、端部に向かうにつれて徐々に照度が低くなり、両端では照度0(光を出力させない)となるように、第1~第4励起光源11~14の駆動を制御する。
As shown in FIG. 13, when AFS is executed or depending on the traveling situation, a high beam light distribution pattern HP may be formed in which the high illuminance range is shifted in the left-right direction (for example, the left direction) from the central portion. In this case, the illuminance at the position deviated from the center is the highest, the illuminance gradually decreases toward the end, and the illuminance is 0 (no light is output) at both ends, depending on the part where the high illuminance range is provided. The drive of the first to fourth
本実施形態では、第1,第2光偏向器15a,15bで走査された光(第1,第2励起光源11,12から出力された光)と、第3,第4光偏向器15c,15dで走査された光(第3,第4励起光源13,14から出力された光)とは、左右方向の走査範囲が異なり、走査を開始してから、高照度範囲を設ける部分に光が到達するまでの時間が異なる。
In the present embodiment, the light scanned by the first and second
図14に示すように、制御装置19は、第1,第2光偏向器15a,15bで走査された光(第1,第2励起光源11,12から出力された光)は、(1/8)T及び(7/8)Tでの照度が最も高くなるように第1,第2励起光源11,12の駆動を制御する。また、制御装置19は、第3,第4光偏向器15c,15dで走査された光(第3,第4励起光源13,14から出力された光)は、(1/16)T及び(15/16)Tでの照度が最も高くなるように第3,第4励起光源13,14の駆動を制御する。これにより、ハイビーム用配光パターンHPの中心から左方向にずれた部分が、高照度範囲となる(図13参照)。
As shown in FIG. 14, in the
なお、上記第1実施形態と上記第2実施形態とを組み合わせて実施してもよい。この実施形態では、通常時は第1実施形態とし、ハイビーム用配光パターンHPの中心部の照度を高くしたい場合には、第2実施形態に切り換える。 The first embodiment and the second embodiment may be combined and carried out. In this embodiment, the first embodiment is used in normal times, and the second embodiment is switched to when it is desired to increase the illuminance at the center of the high beam light distribution pattern HP.
また、図15に示すように、設定されたハイビーム用配光パターンHPを形成するために生成した配光パターンデータを、左右方向(例えば、左方向)にシフトすることで、配光パターンを変化するようにしてもよい。この実施形態では、左方向にシフトし、ハイビーム用配光パターンHPの左端からはみ出した部分の配光パターンデータは削除し、配光パターンデータの右端からハイビーム用配光パターンHPの右端までは、配光パターンデータの右端データを使用するように新たなデータを作成する。 Further, as shown in FIG. 15, the light distribution pattern is changed by shifting the light distribution pattern data generated for forming the set high beam light distribution pattern HP in the left-right direction (for example, the left direction). You may try to do it. In this embodiment, the light distribution pattern data of the portion shifted to the left and protruding from the left end of the high beam light distribution pattern HP is deleted, and from the right end of the light distribution pattern data to the right end of the high beam light distribution pattern HP. Create new data to use the rightmost data of the light distribution pattern data.
また、配光パターンデータの右端からハイビーム用配光パターンHPの右端までは、照度0を使用するようにしてもよい。 Further, 0 illuminance may be used from the right end of the light distribution pattern data to the right end of the high beam light distribution pattern HP.
なお、光偏向器の数や、1個の光偏向器に光を照射する励起光源の数は適宜変更可能である。 The number of optical deflectors and the number of excitation light sources that irradiate one optical deflector with light can be appropriately changed.
上記実施形態では、複数の光の走査範囲の一部を重複させているが、重複させないようにしてもよい。 In the above embodiment, a part of the scanning range of the plurality of lights is overlapped, but it may not be overlapped.
上記実施形態では、1つの光学系で仮想鉛直スクリーンに光を照射しているが、これに限らず、複数の光学系からの光を仮想鉛直スクリーンで重ね合わせるようにしてもよい。この場合、光学系の少なくとも1つが上記実施形態のように、単独の光偏向器で複数の光源からの光を異なる範囲で走査するようになっていればよい。 In the above embodiment, the virtual vertical screen is irradiated with light by one optical system, but the present invention is not limited to this, and light from a plurality of optical systems may be superimposed on the virtual vertical screen. In this case, at least one of the optical systems may be configured to scan light from a plurality of light sources in different ranges with a single light deflector as in the above embodiment.
上記実施形態では、励起光源を用いているが、光源の色そのものを照射するような光源を用いてもよい。この場合、蛍光体(投影体)は不要となり、光源からの光がそのまま照射される。また、蛍光体に代えて、透光性の拡散板を用いてもよい。さらに、光源は、1つのまとまった光線を照射すればよく、例えば、ファイバで光を導くようにしてもよい。ファイバに導く光は、RGBで混色された白色光でもよい。 In the above embodiment, an excitation light source is used, but a light source that irradiates the color of the light source itself may be used. In this case, the phosphor (projector) becomes unnecessary, and the light from the light source is irradiated as it is. Further, a translucent diffuser plate may be used instead of the phosphor. Further, the light source may irradiate a single group of light rays, for example, the light may be guided by a fiber. The light guided to the fiber may be white light mixed with RGB.
2…車両用灯具、3…投影レンズ(光学系)、4…レンズホルダ、5…本体筒、6…底蓋、11~14…第1~第4励起光源、11a~14a…半導体発光素子、11b~14b…集光レンズ、15a~15d…第1~第4光偏向器、17a~17d…第1~第4補正ミラー、18…蛍光体、19…制御装置(制御手段)、20…光偏向ミラー、21,22…第1,第2支持部、23a,23b…半環状圧電アクチュエータ、24a、24b…トーションバー、31a,31b…圧電アクチュエータ、32a~32e…電極パッド、33a~33e…電極パッド、41…メモリ(記憶手段) 2 ... Vehicle lighting equipment, 3 ... Projection lens (optical system), 4 ... Lens holder, 5 ... Main body cylinder, 6 ... Bottom lid, 11-14 ... 1st to 4th excitation light sources, 11a-14a ... Semiconductor light emitting elements, 11b to 14b ... Condensing lens, 15a to 15d ... 1st to 4th optical deflectors, 17a to 17d ... 1st to 4th correction mirrors, 18 ... Fluorescent material, 19 ... Control device (control means), 20 ... Light Deflection mirrors, 21 and 22 ... 1st and 2nd support parts, 23a, 23b ... Semi-annular piezoelectric actuators, 24a, 24b ... Torsion bars, 31a, 31b ... Piezoelectric actuators, 32a to 32e ... Electrode pads, 33a to 33e ... Electrodes Pad, 41 ... Memory (storage means)
Claims (3)
光を照射する複数の光源と、
前記複数の光源から照射された複数の光を反射する複数の光偏向ミラーと、
前記複数の光偏向ミラーで前記複数の光を偏向すること、又は前記複数の光偏向ミラーによる前記複数の光の反射方向を変更することにより、前記複数の光を左右方向において同じ長さで左右両端の位置が揃い、且つ上下方向において長さが異なる走査範囲で走査する複数の光偏向器と、
前記複数の光偏向器により走査された複数の光により前記所定配光パターンを形成する光学系と、
前記複数の光源の照度を制御し、前記複数の光偏向器により走査された光の左右方向における最高照度となる範囲を変更可能な制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記複数の光偏向ミラーにより走査された前記複数の光の左右方向における1回の往復走査作時間をTとし、αを任意の整数とした場合に、前記複数の光が(1/α)Tおよび(1-(1/α))Tで前記最高照度となるように制御することを特徴とする車両用灯具。 A vehicle lamp that forms a predetermined light distribution pattern that extends in the vertical and horizontal directions.
Multiple light sources that irradiate light,
A plurality of light deflection mirrors that reflect a plurality of lights emitted from the plurality of light sources, and
By deflecting the plurality of lights with the plurality of light deflection mirrors or changing the reflection direction of the plurality of lights by the plurality of light deflection mirrors, the plurality of lights can be left and right with the same length in the left- right direction. Multiple optical deflectors that scan at the same position at both ends and scan in different scanning ranges in the vertical direction,
An optical system that forms the predetermined light distribution pattern by a plurality of lights scanned by the plurality of light deflectors, and an optical system.
A control means capable of controlling the illuminance of the plurality of light sources and changing the range of the maximum illuminance in the left-right direction of the light scanned by the plurality of optical deflectors.
Equipped with
In the control means, when T is one reciprocating scanning operation time in the left-right direction of the plurality of lights scanned by the plurality of light deflection mirrors and α is an arbitrary integer, the plurality of lights ( A lighting fixture for a vehicle, characterized in that the maximum illuminance is controlled by 1 / α) T and (1- (1 / α)) T.
走行シチュエーションに応じた複数の前記所定配光パターンを記憶した記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された複数の前記所定配光パターンの中から1つを読み出して、読み出した前記所定配光パターンに基づいて制御することを特徴とする車両用灯具。 In the vehicle lamp according to claim 1,
A storage means for storing a plurality of the predetermined light distribution patterns according to a driving situation is provided.
The control means is a lamp for a vehicle, characterized in that one of a plurality of predetermined light distribution patterns stored in the storage means is read out and controlled based on the read-out predetermined light distribution pattern.
前記制御手段は、前記最高照度の照射位置から前記走査範囲の左右方向の端部に向かうにつれて徐々に前記複数の光源の照度を低くしていき、前記左右方向の端部では前記複数の光源の照度をゼロとなるように制御することを特徴とする車両用灯具。 In the vehicle lamp according to claim 1 or 2.
The control means gradually lowers the illuminance of the plurality of light sources toward the left-right end of the scanning range from the highest illuminance irradiation position, and the plurality of light sources at the left-right end. A vehicle lighting device characterized by controlling the illuminance to be zero .
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