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 Patent Document 1, light is emitted from three light sources toward the light deflection mirrors of the three light deflectors, and the light deflection mirrors are rotated and scanned in this state. It forms three light distribution patterns. By superimposing a part of the three light distribution patterns, a preferable light distribution pattern is obtained as a vehicle lighting tool in which the central portion has high illuminance and the end portion has low illuminance.

特開2015-138735号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-138735

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 Patent Document 1, although the central portion can be made high illuminance, the position deviated from the central portion cannot be made high illuminance.

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.

本実施形態の車両用灯具を示す斜視図。The perspective view which shows the lighting fixture for a vehicle of this embodiment. 車両用灯具を示す上下方向の断面図。Vertical sectional view showing a vehicle lamp. 車両用灯具を示す左右方向の断面図。A cross-sectional view in the left-right direction showing a vehicle lamp. 図2におけるIII-III線断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line III-III. 車両用灯具の構成を示すブロック図。A block diagram showing the configuration of a vehicle lamp. 上光偏向器を示す斜視図。The perspective view which shows the top light deflector. ミアンダ構造を有する圧電アクチュエータの動作を説明する図。The figure explaining the operation of the piezoelectric actuator which has a meander structure. 仮想鉛直スクリーンSにおける走査範囲を示す概略図。The schematic diagram which shows the scanning range in a virtual vertical screen S. 中心部を高照度範囲とした場合の上下光偏向器で走査された光を示す概略図。Schematic diagram showing the light scanned by the vertical light deflector when the central part is in the high illuminance range. 高照度範囲を中心部からずらした状態の照度を示す概略図。Schematic diagram showing the illuminance in a state where the high illuminance range is shifted from the central part. 中心部からずれた位置を高照度範囲とした場合の上下光偏向器で走査された光を示す概略図。Schematic diagram showing the light scanned by the vertical light deflector when the position deviated from the center is set as the high illuminance range. 第2実施形態の仮想鉛直スクリーンSにおける走査範囲を示す概略図。The schematic diagram which shows the scanning range in the virtual vertical screen S of 2nd Embodiment. 第2実施形態の高照度範囲を中心部からずらした状態の照度を示す概略図。The schematic diagram which shows the illuminance in the state which the high illuminance range of 2nd Embodiment is shifted from the central part. 第2実施形態の中心部からずれた位置を高照度範囲とした場合の上下光偏向器で走査された光を示す概略図。The schematic diagram which shows the light scanned by the vertical light deflector when the position deviated from the central part of 2nd Embodiment is a high illuminance range. 配光パターンデータを左方向にシフトする実施形態のシフト前後の光を示す概略図。The schematic diagram which shows the light before and after the shift of embodiment which shifts light distribution pattern data to the left.

[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 vehicle lamp 2 includes a projection lens 3, a lens holder 4 for holding the projection lens 3, a main body cylinder 5 attached to the rear end of the lens holder 4, and a rear main body cylinder 5. It is provided with a bottom lid 6 that closes the opening on the side. In the present embodiment, the vehicle lamp 2 is used, for example, as a vehicle headlight.

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 vehicle lamp 2 has two-dimensional (horizontal direction and) excitation light from the first to fourth excitation light sources 11 to 14 and the first to fourth excitation light sources 11 to 14. It is provided with first to fourth optical deflectors 15a to 15d for scanning in the vertical direction). The drives of the first to fourth excitation light sources 11 to 14 and the first to fourth optical deflectors 15a to 15d are controlled by a control device 19 (see FIG. 5) described in detail later. In FIG. 2, only the first and fourth excitation light sources 11 and 14 and the first and fourth light deflectors 15a and 15d are shown, and the second and third excitation light sources 12 and 13 and the second and third light sources are shown. The deflectors 15b and 15c are omitted. Further, in FIG. 3, only the second and third excitation light sources 12 and 13 and the second and third light deflectors 15b and 15c are shown, and the first and fourth excitation light sources 11 and 14 and the first and fourth light sources are shown. The deflectors 15a and 15d are omitted.

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 vehicle lamp 2 includes first to fourth correction mirrors 17a to 17d for correcting distortion of light scanned by the first to fourth light deflectors 15a to 15d (details will be described later), and first to fourth correction mirrors 17a to 17d. It includes a phosphor 18 (projector) on which a two-dimensional image corresponding to a predetermined light distribution pattern is drawn by the light corrected by the fourth correction mirrors 17a to 17d. The two-dimensional image drawn on the phosphor 18 is projected forward by the projection lens 3.

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 excitation light sources 11 to 14, the first to fourth optical deflectors 15a to 15d, the first to fourth correction mirrors 17a to 17d, and the phosphor 18 are arranged inside the main body cylinder 5 and are fixed members. It is fixed by (not shown). In addition, fins for heat dissipation may be provided on the outer peripheral surface of the main body cylinder 5.

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 excitation light source 11 collects light from a semiconductor light emitting element 11a such as a laser diode (LD) that emits laser light in a blue region (for example, an emission wavelength of 450 nm) as excitation light, and light from the semiconductor light emitting element 11a. It is provided with a condenser lens 11b that collimates light (for example, collimating).

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 excitation light sources 12 to 14 includes semiconductor light emitting devices 12a, 13a, 14a and condensing lenses 12b, 13b, 14b, similarly to the first excitation light source 11. The semiconductor light emitting devices 11a to 14a may be semiconductor light emitting devices such as a laser diode that emits laser light in the near ultraviolet region (for example, the light emitting wavelength is 405 nm). Further, each of the semiconductor light emitting devices 11a to 14a may be an LED. Further, a laser irradiator that irradiates a laser beam mixed with RGB may be used.

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 excitation light source 11 irradiates a laser beam toward the rotation center of the light deflection mirror 20 of the first light deflector 15a, which will be described in detail later. The fourth excitation light source 14 irradiates the laser beam toward the rotation center of the light deflection mirror 20 of the fourth light deflector 15d, which will be described in detail later. Further, as shown in FIG. 3, the second excitation light source 12 irradiates the laser beam toward the rotation center of the light deflection mirror 20 of the second light deflector 15b, which will be described in detail later. The third excitation light source 13 irradiates the laser beam toward the rotation center of the light deflection mirror 20 of the third light deflector 15c, which will be described in detail later.

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 excitation light sources 11 to 14 are arranged apart at a pitch of 90 ° in the front view.

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 light deflectors 15a to 15d is incident on the first to fourth correction mirrors 17a to 17d. The light scanned by the first to fourth light deflectors 15a to 15d is distorted due to the influence of the incident angle of the light on the light deflection mirror 20 and the rotation axis of the light deflection mirror 20.

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 light deflectors 15a to 15d, and the reflecting surface is curved.

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 phosphor 18 is two-dimensionally scanned by the first to fourth light deflectors 15a to 15d, receives the laser light corrected by the first to fourth correction mirrors 17a to 17d, and receives at least one of the laser light. The portion is converted into light having a different wavelength, and the outer shape is formed in a rectangular plate shape (or layer shape). The phosphor 18 is arranged near the focal point of the projection lens 3. In addition, in FIGS. 2 and 3, the thickness of the phosphor 18 is exaggerated.

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 light emitting elements 11a to 14a of the excitation light sources 11 to 14, the phosphor 18 is excited by the laser light in the blue region and is yellow. Those that emit light are used. The phosphor 18 is arranged in a predetermined manner by laser light in the blue region corrected by the first to fourth correction mirrors 17a to 17d after being two-dimensionally scanned by the first to fourth light deflectors 15a to 15d. The two-dimensional image corresponding to the light pattern is drawn as a white image. The reason why the two-dimensional image is drawn as a white image is that when the laser light in the blue region is irradiated, the phosphor 18 emits light by the laser light in the blue region and the laser light in the blue region that pass through (pass) the laser light in the blue region. This is due to the emission of white light (pseudo-white light) due to color mixing with (yellow light).

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 light emitting elements 11a to 14a, the phosphor 18 is excited by the laser light in the near-ultraviolet region to produce red, green, and blue. Those that emit three colors of light are used. The phosphor 18 is predetermined by laser light in the near-ultraviolet region corrected by the first to fourth correction mirrors 17a to 17d after being two-dimensionally scanned by the first to fourth light deflectors 15a to 15d. The two-dimensional image corresponding to the light distribution pattern is drawn as a white image. The reason why the two-dimensional image is drawn as a white image is that when the near-ultraviolet region is irradiated with the laser beam, the phosphor 18 emits light (red, green, and blue) by the near-ultraviolet region laser light. ) Is emitted by emitting white light (pseudo-white light) due to color mixing. It should be noted that the near-ultraviolet laser light may excite the blue phosphor and the yellow phosphor to emit white light.

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 projection lens 3 is composed of four lenses 3a to 3d, and each lens 3a to 3d is held by the lens holder 4. Aberrations (curvature of field) are corrected in each of the lenses 3a to 3d so that the image plane becomes flat, and chromatic aberration is corrected. In this case, the phosphor 18 has a flat plate shape and is arranged along the image plane (plane).

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 projection lens 3 is located near the phosphor 18. With this projection lens 3, it is possible to eliminate the influence of aberration on a predetermined light distribution pattern as compared with the case of using a single convex lens. Further, since the phosphor 18 has a flat plate shape, it is easier to manufacture the phosphor 18 as compared with the case where the phosphor 18 has a curved surface shape. Further, since the phosphor 18 has a flat plate shape, it is easier to draw a two-dimensional image as compared with the case where the phosphor 18 has a curved surface shape.

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 projection lens 3 may be configured as a projection lens composed of one aspherical lens in which aberration (curvature of field) is not corrected so that the image plane becomes flat. In this case, the phosphor 18 has a curved shape corresponding to the curvature of field, and is arranged along the curvature of field.

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 projection lens 3 projects a two-dimensional image drawn on the phosphor 18 forward, and is arranged at a position about 25 m in front of the virtual vertical screen S (vehicle lamp 2) facing the vehicle lamp 2. ), For example, a high beam light distribution pattern HP is formed as a predetermined light distribution pattern.

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 light deflectors 15a to 15d scan the excitation light collected by the condenser lenses 11b to 14b of the first to fourth excitation light sources 11 to 14 in the horizontal direction and the vertical direction.

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 excitation light sources 11 to 14 and the first to fourth light deflectors 15a to 15d are connected to a control device 19 that collectively controls the vehicle lamp 2, and are control devices. The drive is controlled by 19.

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 optical deflectors 15a to 15d are, for example, MEMS scanners. The drive method of the optical deflector is roughly classified into a piezoelectric method, an electrostatic method, and an electromagnetic method, and any method may be used. In this embodiment, a piezoelectric type optical deflector will be described as a representative.

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 optical deflector 15a is a two-axis optical deflector, which is manufactured by using a semiconductor process or MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and emits light incident from a certain direction. It is reflected by the light deflection mirror 20 as a rotating micromirror and emitted as reflected light (laser light).

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 optical deflector 15a includes a first support portion 21, and the first support portion 21 includes an optical deflection mirror 20, semi-annular piezoelectric actuators 23a, 23b, torsion bars 24a, 24b, and the like. The laser light from the first excitation light source 11 is reflected by the light deflection mirror 20, and the reflected light (laser light) is scanned on the virtual vertical screen S via the first correction mirror 17a, the phosphor 18, and the projection lens 3.

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 control device 19 transmits a control signal to the first light deflector 15a and the first excitation light source 11. The semi-annular piezoelectric actuators 23a and 23b of the first optical deflector 15a are driven by the control signal, and the torsion bars 24a and 24b coupled to the semi-annular piezoelectric actuators 23a and 23b are twisted to rotate the optical deflection mirror 20. .. Further, the control signal controls the on / off and the brightness of the laser beam in the excitation light sources 11 and 12.

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 optical deflection mirror 20 is defined as the X axis, and the vertical rotation axis is defined as the Y axis. Further, in FIG. 6, the X-axis is the left-right direction, the Y-axis is the up-down direction, and the thickness direction of the light deflection mirror 20 is the front-back direction.

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 optical deflector 15a includes a rectangular annular second support portion 22, and the first support portion 21 is arranged in the center of the second support portion 22. Further, bellows-shaped piezoelectric actuators 31a and 31b are arranged line-symmetrically with respect to the Y axis passing through the center of the first support portion 21, and are coupled to the lower end of the side portion of the first support portion 21 and the second support portion 22. are doing. In FIG. 5, the first and second support portions 21 and 22 and the piezoelectric actuators 31a and 31b are collectively referred to as MEMS.

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 piezoelectric actuators 31a and 31b are formed in a meander structure in which a plurality of cantilever levers are arranged so as to be adjacent to each other in the longitudinal direction and folded back at the end in the vertical direction to be connected in series. Although the details will be described later, by driving the piezoelectric actuators 31a and 31b by the control signal, the first support portion 21 reciprocates in the horizontal direction, that is, around the X-axis line passing through the center of the optical deflection mirror 20 in the drawing. do.

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 piezoelectric actuators 23a and 23b, the optical deflection mirror 20 coincides with the axes of the torsion bars 24a and 24b, and around the Y-axis line passing through the center of the optical deflection mirror 20 in the drawing. Is reciprocated.

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 light deflector 15a reflects the laser light by the light deflection mirror 20, the light is emitted in front of the first light deflector 15a, and further in two directions of the X-axis direction and the Y-axis direction. Can be scanned.

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 second support portion 22, electrode pads 32a to 32e (hereinafter referred to as electrode pads 32) and electrode pads 33a to 33e (hereinafter referred to as electrode pads 33) are arranged. The electrode pads 32 and 33 are electrically connected so that a driving voltage can be applied to the electrodes of the piezoelectric actuators 31a and 31b and the semi-annular piezoelectric actuators 23a and 23b.

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 piezoelectric actuators 31a and 31b can be made to function as an optical deflector without the portions. In this case, the portion of the first support portion 21 serves as a support, and the optical deflection mirror 20 constitutes a uniaxial optical deflector that reciprocates around the Y-axis line.

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 piezoelectric actuator 31a as an example. As described above, the first optical deflector 15a enables the optical deflection mirror 20 to reciprocate around the X-axis line by operating the piezoelectric actuators 31a and 31b.

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 piezoelectric actuator 31a arranged on the left side when the first optical deflector 15a is viewed from the front side. The piezoelectric actuator 31a has a shape in which four piezoelectric cantilever are arranged side by side, and the piezoelectric cantilever 31a (1), 31a (2), 31a (3), and 31a (4) are arranged in this order from the side away from the first support portion 21. be.

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 piezoelectric actuator 31a, the first voltage is applied to the odd-numbered piezoelectric cantileveres 31a (1) and 31a (3). Further, a second voltage having a phase opposite to that of the first voltage is applied to the even-numbered piezoelectric cantileveres 31a (2) and 31a (4).

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 piezoelectric cantileveres 31a (1) and 31a (3) are flexed and displaced upward in FIG. 7B, and the even-numbered piezoelectric cantilever 31a ( 2), 31a (4) can be flexed and displaced downward in FIG. 7B.

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 piezoelectric actuator 31a, the piezoelectric actuator 31b is composed of four piezoelectric cantilever, and is the first, second, third, and fourth piezoelectric cantilever in order from the one closest to the first support portion 21, and is an odd number. The two piezoelectric cantilever levers can be flexed and displaced toward the rear side in FIG. 6, and the two even-order piezoelectric cantilever levers can be flexed and displaced toward the front side in FIG.

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 (torsion bar 24a side) in FIG. 6 of the light deflection mirror 20 becomes the rear side in FIG. 6 from the lower side (torsion bar 24b side) in FIG. 6 of the light deflection mirror 20 (the upper side is the figure). The light deflection mirror 20 can be displaced so as to move in the U direction in 7.

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 piezoelectric cantilever levers 31a (1) and 31a (3) and applying a first voltage to the even-numbered piezoelectric cantilever levers 31a (2) and 31a (4). , The light deflection mirror so that the lower side (torsion bar 24b side) in FIG. 6 of the light deflection mirror 20 is the rear side in FIG. 6 from the upper side (torsion bar 24a side) in FIG. 6 of the light deflection mirror 20. 20 can be displaced. By continuously performing these controls, the optical deflection mirror 20 can be rotated (swinged) around the X-axis line.

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 optical deflectors 15b to 15d are configured in the same manner as the first optical deflector 15a, and detailed description thereof will be omitted.

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 vehicle lamp 2 to form the high beam light distribution pattern HP on the virtual vertical screen S, first, the control device is used to control the first to fourth excitation light sources 11 to 14 and the first to fourth light deflections. A control signal is transmitted to the vessels 15a to 15d.

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 excitation light sources 11 to 14 by the control signal, and the first to fourth light deflectors 15a to 15d are driven to move each light deflection mirror 20 around the X axis and around the X axis. Rotate around the Y axis.

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 excitation light source 11 is incident on the rotation center of the light deflection mirror 20 of the first light deflector 15a, and is horizontally and by the rotating light deflection mirror 20. Scanned vertically. The elliptical dotted line of the light deflection mirror 20 shown in FIG. 6 indicates the laser spot output from the first excitation light source 11.

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 excitation light sources 12 to 14 is incident on the rotation center of the light deflection mirrors 20 of the second to fourth light deflectors 15b to 15d. Then, it is scanned in the horizontal direction and the vertical direction by the rotating light deflection mirror 20.

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 excitation light source 11 is a solid line of the virtual vertical screen S via the first light deflector 15a, the first correction mirror 17a, the phosphor 18, and the projection lens 3. It is scanned in the first scanning range SR1 shown (a two-dimensional image is projected).

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 excitation light source 12 is a solid line of the virtual vertical screen S via the second light deflector 15b, the second correction mirror 17b, the phosphor 18, and the projection lens 3. It is scanned in the second scanning range SR2 shown. The second scanning range SR2 has the same length as the first scanning range SR1 in the horizontal direction, and is shorter than the first scanning range SR1 in the vertical direction. The second scanning range SR2 overlaps so as to be included in the first scanning range SR1.

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 excitation light source 13 is a solid line of the virtual vertical screen S via the third light deflector 15c, the third correction mirror 17c, the phosphor 18, and the projection lens 3. It is scanned in the third scanning range SR3 shown. The third scanning range SR3 has the same length as the first scanning range SR1 and the second scanning range SR2 in the horizontal direction, and is shorter in the vertical direction than the first scanning range SR1 and the second scanning range SR2. The third scanning range SR3 overlaps so as to be included in both the first scanning range SR1 and the second scanning range SR2.

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 excitation light source 14 is a solid line of the virtual vertical screen S via the fourth light deflector 15d, the fourth correction mirror 17d, the phosphor 18, and the projection lens 3. It is scanned in the fourth scanning range SR4 shown. The fourth scanning range SR4 has the same length as the first to third scanning ranges SR1 to SR3 in the horizontal direction, and is shorter than the first to third scanning ranges SR1 to SR3 in the vertical direction. The fourth scanning range SR4 overlaps so as to be included in all of the first to third scanning ranges SR1 to SR3. In addition, the same includes those that are slightly different.

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 control device 19 stores data of a plurality of high beam light distribution patterns HP according to the traveling situation. The control device 19 reads one of the data of the plurality of high beam light distribution patterns HP stored in the memory 41 according to the traveling situation, and controls based on the read data of the high beam light distribution pattern HP. I do.

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 control device 19 has the highest illuminance near the center of the high beam light distribution pattern HP, the illuminance gradually decreases toward the end, and the illuminance is 0 (no light is output) at both ends. The drive of the fourth excitation light sources 11 to 14 is controlled.

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 control device 19 has (1/4) T and (3 / 3 /) when the one reciprocating scanning time of the first to fourth optical deflectors 15a to 15d is T. 4) The driving of the first to fourth excitation light sources 11 to 14 is controlled so that the illuminance at T is the highest. The light scanned by the first and second optical deflectors 15a and 15b shown in FIG. 9 and the light scanned by the third and fourth optical deflectors 15c and 15d are combined to form the light shown in FIG. 8F. ..

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 excitation light sources 11 to 14 is controlled so as to be. In this control, as shown in FIG. 11, the control device 19 has the first to fourth excitation light sources 11 to 14 so that the illuminance at (1/8) T and (7/8) T is the highest. Control the drive. As a result, the portion deviated to the left from the center of the high beam light distribution pattern HP becomes the high illuminance range (see FIG. 10).

[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 control device 19 has the highest illuminance near the center of the high beam light distribution pattern HP, the illuminance gradually decreases toward the end, and the illuminance is 0 (light) at both ends. Is not output), the drive of the first to fourth excitation light sources 11 to 14 is controlled.

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 control device 19 controls the driving of the first to fourth excitation light sources 11 to 14 so that the illuminance at (1/4) T and (3/4) T is the highest.

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 excitation light sources 11 to 14 is controlled so as to be.

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 light deflectors 15a and 15b (light output from the first and second excitation light sources 11 and 12) and the third and fourth light deflectors 15c, The scanning range in the left-right direction is different from the light scanned at 15d (light output from the third and fourth excitation light sources 13 and 14), and after the scanning is started, the light is emitted to the portion where the high illuminance range is provided. The time to reach is different.

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 control device 19, the light scanned by the first and second light deflectors 15a and 15b (light output from the first and second excitation light sources 11 and 12) is (1 /. 8) The driving of the first and second excitation light sources 11 and 12 is controlled so that the illuminance at T and (7/8) T becomes the highest. Further, in the control device 19, the light scanned by the third and fourth light deflectors 15c and 15d (light output from the third and fourth excitation light sources 13 and 14) is (1/16) T and ( 15/16) The drive of the third and fourth excitation light sources 13 and 14 is controlled so that the illuminance at T is the highest. As a result, the portion shifted to the left from the center of the high beam light distribution pattern HP becomes the high illuminance range (see FIG. 13).

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)

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.
請求項1に記載の車両用灯具において、
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.
請求項1又は2に記載の車両用灯具において、
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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