JP7274263B2 - 進行方向表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、進行方向表示装置に関する。
例えば、車両に搭載され、車両の前方等の周辺の路面に進路情報等の所定形状のパターンを表示する技術がある。
例えば、特許文献１には、「道路の幅方向である第１方向に長く、道路の幅方向及び光源の出射軸の双方に直交する方向である第２方向に短い描画パターンを前記第２方向に沿って道路上の複数箇所に描画するように、それぞれの描画パターンに対応する複数の光源が配列され、それぞれの光源が独立して点消灯可能に形成された光源モジュールと、前記光源からの出射光を車両の前方に出射する光学系と、を備えるようにした（要約抜粋）」路面描画用灯具ユニットが開示されている。
また、特許文献２には、「車体前後部に設けた方向指示灯に連動して点滅する補助方向指示灯を、フロントバンパーおよびリヤバンパーの下面に設けて路面を照射する（要約抜粋）」車両の路面照射装置が開示されている。
また、特許文献３には、「光源である少なくとも一以上の半導体発光素子と、それぞれ異なる形状を有し、半導体発光素子からの出射光を車両の前方に透過させる複数の回折格子部と、前記出射光を透過させる回折格子部を切り替える切替手段と、を有する（要約抜粋）」路面描画用灯具ユニットが開示されている。
さらに、特許文献４には、「車速センサ、ステアリングセンサ、方向指示器検出センサから取得される各情報に基づいて、車両が進行方向にある交差点において、特に車両の進入が禁止される進入禁止道路へと進入することが予測された場合に、警告マークを車両進行方向の路面に描画するように構成する（要約抜粋）」描画システムが開示されている。
また、特許文献５には、「ヘッドライト、プロジェクタ及び光取り出し口を有し、プロジェクタは、プロジェクタ機能時には、ヘッドライトから光取り出し口に至る光路中に配置され、形成された光学像をスクリーンに投影し、ヘッドライト機能時には、ヘッドライトから光取り出し口に至る光路を遮らない位置に配置され、路上の所定の範囲を照明する（要約抜粋）」車両用の投射装置が開示されている。
また、特許文献６には、「車体の外周部に配置されると共に光源として点在して配置された複数の発光ダイオードを用い、点灯時に標識として機能する所定の表示を路面に投影する（要約抜粋）」車輌用灯具が開示されている。
特開２０１６－１０７７６１号公報 特開平１１－３０１３４６号公報 特開２０１６－１３５６２９号公報 特開２００８－０４５８７号公報 特開２００４－１３６８３８号公報 特開２０１０－２６２８８９号公報
このような表示装置は、単純な構造で、所望のパターンを表示できるものが望ましい。さらに、矢印等のマークを表示することで周囲に行動の意思を伝達する事が出来、自動車事故に対する安全性向上につながる。例えば、特許文献１や特許文献２に開示の技術では、光源とリフレクタとのみで路面に他車両等に注意を促すマークを表示する。これらの技術によれば、円、楕円、四角形等単純なマークは表示できるが、矢印等の複雑なマークの表示は困難である。従って、例えば、車両に搭載して用いる場合、進行予定方向を表示できない。
特許文献３に開示の技術では、回析格子部を切り替えたり、点灯させる半導体発光素子を切り替えたりすることにより、異なる形状の描画パターンを路面等に描画している。この構成も、複雑なマークの表示は困難である。また、複雑な機構、複雑な制御が必要となる。さらに、発光させる半導体発光素子を切り替えて実現する場合、多数の半導体発光素子が必要となる。
特許文献４においては、レーザ描画装置をマークの描画に利用する技術が開示されている。特許文献４に開示の技術では、複雑なマークの表示は可能であるが、レーザを照射するヘッドを動作させるために複雑な機構が必要であり、摺動部の消耗も激しい。
特許文献５においては、液晶プロジェクタをマークの描画に利用する技術が開示されている。液晶プロジェクタでは光源と液晶バルブで液晶バルブ上に所望のマークの形の二次光源を作成し、光学系で二次光源を投射しマークを路面に描画している。この技術では、複雑なマークの表示は可能である。しかし、液晶バルブは光透過率が低く、さらに液晶バルブでは液晶バルブ内のマーク以外の領域の光を遮蔽することにより所望のマークの二次光源を作成しているためさらに光利用効率が悪くなる。また、光源、液晶バルブのほか、直進光生成光学系、投射光学系という複数の光学系が必要であり、複雑な構造が必要になる。なお、液晶バルブの代わりにＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）や、マークの形状をした金属マスクを二次光源作成に利用することも可能であるが、これらの場合も、マーク以外の領域の光を遮蔽することに変わりはなく、光利用効率は悪く、また光源からの光をＤＭＤや金属マスクに導く光学系、さらに投射光学系が必要であり、複雑な構造が必要になることに変わりはない。
特許文献６に開示の技術では、複数の発光ダイオードが必要であるためコストが高くなる。また、複数の発光ダイオードを制御するために、複雑な機構、制御が必要になる。また、複数の発光ダイオードで１つマークを表示するためマークの解像度が悪い。
その他の技術として、例えば、所望のマークを表示させるため、当該マークの形状にあわせて光源を作成する技術がある。しかしながら、マークの形状に合わせて光源を作成する場合、コストが高くなる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光の利用効率が良好であり、単純な構成で、複雑なパターンを表示可能な安価な光学装置を提供することを目的とする。
本発明は、車両に搭載される進行方向表示装置であって、光学装置と、前記光学装置の点灯、あるいは点滅を制御する灯具コントローラと、を備え、前記光学装置の照射面は、前記車両の周辺の路面であり、前記光学装置が表示する集光マークは、前記車両の進行方向を示すパターンであり、前記灯具コントローラは、前記車両に搭載された、前記車両の挙動や前記車両の周囲の環境情報を検出する状態検出装置からの検出信号を取得し、当該前記検出信号に基づいて、前記光学装置を点灯、あるいは点滅させ、前記光学装置は、光源と、前記光源から出射された光を前記照射面上に前記集光マークの形に集光させる光学素子と、を備え、前記光学素子の光を集光させる面である偏向面は、複数の領域に分割されており、前記光学素子の偏向面上の各領域を介して出射される光は、前記照射面上に前記偏向面上の各領域に対応した部分照射像を形成し、前記各部分照射像が組み合わされて少なくとも一つの前記集光マークが前記照射面に形成され、前記灯具コントローラは、前記車両に搭載された車速センサから当該車両の走行速度を取得し、当該走行速度が所定値未満の場合、前記光学装置を点灯、あるいは点滅させることを特徴とする。
本発明によれば、光の利用効率が良好で、安価に、単純な構成で、複雑なパターンを表示できる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
（ａ）は、第一の実施形態の光学装置の利用例を説明するための説明図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ部拡大図である。 （ａ）は、第一の実施形態の光学装置の構成図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ－Ａ’断面図である。 第一の実施形態の光学装置の構成を説明するために用いる座標系を説明するための説明図である。 （ａ）～（ｄ）は、第一の実施形態のリフレクタの反射面の有効領域と光源との位置関係を説明するための説明図である。 第一の実施形態のリフレクタの反射面の第一領域の有効領域の点列データである。 第一の実施形態のリフレクタの反射面の第二領域の有効領域の点列データである。 （ａ）は、第一の実施形態のリフレクタの反射面の第一領域による照射像のシミュレーション結果を、（ｂ）は、第一の実施形態のリフレクタの反射面の第二領域による照射像のシミュレーション結果を、（ｃ）は、第一の実施形態のリフレクタの反射面による照射像のシミュレーション結果を、それぞれ示す図である。 （ａ）は、第二の実施形態の光学装置の構成図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ－Ａ’断面図である。 第二の実施形態の光学装置の構成を説明するために用いる座標系を説明するための説明図である。 （ａ）～（ｄ）は、第二の実施形態のレンズの出射面の有効領域と光源との位置関係を説明するための説明図である。 第二の実施形態のレンズの出射面の第一領域の有効領域の点列データである。 第二の実施形態のレンズの出射面の第二領域の有効領域の点列データである。 （ａ）は、第二の実施形態のレンズの出射面の第一領域による照射像のシミュレーション結果を、（ｂ）は、第二の実施形態のレンズの出射面の第二領域による照射像のシミュレーション結果を、（ｃ）は、第二の実施形態のレンズの出射面による照射像のシミュレーション結果を、それぞれ示す図である。 （ａ）は、第三の実施形態の進行方向表示装置による進行予定方向表示の概要を説明するための説明図であり、（ｂ）は、各光学装置の配置位置および表示内容を示す表である。 第三の実施形態の進行方向表示装置の制御系の構成図である。 第三の実施形態における死角例を説明するための説明図である。 第三の実施形態の灯具コントローラの機能ブロック図である。 第三の実施形態の灯具コントローラによる点灯制御処理のフローチャートである。 第三の実施形態の第一前進用光学装置による照射像のシミュレーション結果を示す図である。 （ａ）～（ｄ）は、第三の実施形態の第二前進用光学装置のリフレクタの反射面の有効領域と光源との位置関係を説明するための説明図である。 第三の実施形態の第二前進用光学装置のリフレクタの反射面の第一領域の有効領域の点列データである。 第三の実施形態の第二前進用光学装置のリフレクタの反射面の第二領域の有効領域の点列データである。 第三の実施形態の第二前進用光学装置による照射像のシミュレーション結果を示す図である。 （ａ）～（ｄ）は、第三の実施形態の第一右折用光学装置のリフレクタの反射面の有効領域と光源との位置関係を説明するための説明図である。 第三の実施形態の第一右折用光学装置のリフレクタの反射面の第一領域の有効領域の点列データである。 第三の実施形態の第一右折用光学装置のリフレクタの反射面の第二領域の有効領域の点列データである。 （ａ）は、第三の実施形態の第一右折用光学装置による照射像のシミュレーション結果を示す図であり、（ｂ）は、第三の実施形態の第二右折用光学装置による照射像のシミュレーション結果を示す図である。 （ａ）～（ｄ）は、第三の実施形態の第二右折用光学装置のリフレクタの反射面の有効領域と光源との位置関係を説明するための説明図である。 第三の実施形態の第二右折用光学装置のリフレクタの反射面の第一領域の有効領域の点列データである。 第三の実施形態の第二右折用光学装置のリフレクタの反射面の第二領域の有効領域の点列データである。 （ａ）～（ｆ）は、第三の実施形態の進行方向表示装置による表示例のシミュレーション結果である。 変形例１の光学装置の構成を説明するために用いる座標系を説明するための説明図である。 （ａ）～（ｄ）は、変形例１のリフレクタの反射面の有効領域と光源との位置関係を説明するための説明図である。 変形例１のリフレクタの反射面の第一領域の有効領域の点列データである。 変形例４のリフレクタの反射面の第二領域の有効領域の点列データである。 変形例１のリフレクタの反射面の第三領域の有効領域の点列データである。 （ａ）は、変形例１のリフレクタの反射面の第一領域による照射像のシミュレーション結果を、（ｂ）は、変形例１のリフレクタの反射面の第二領域による照射像のシミュレーション結果を、（ｃ）は、変形例１のリフレクタの反射面の第三領域による照射像のシミュレーション結果を、（ｄ）は、変形例１のリフレクタの反射面による照射像のシミュレーション結果を、それぞれ示す図である。 （ａ）～（ｄ）は、変形例２のリフレクタの反射面の有効領域と光源との位置関係を説明するための説明図である。 変形例２のリフレクタの反射面の第一領域の有効領域の点列データである。 変形例２のリフレクタの反射面の第二領域の有効領域の点列データである。 変形例２のリフレクタの反射面による照射像のシミュレーション結果を、それぞれ示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。一方で、ある図において符号を付して説明した部位について、他の図の説明の際に再度の図示はしないが同一の符号を付して言及する場合がある。
＜第一の実施形態＞
本発明の第一の実施形態の光学装置を説明する。図１（ａ）および図１（ｂ）に、本実施形態の光学装置１００の利用例を示す。図１（ａ）は、本実施形態の光学装置１００が搭載された車両２００の斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の破線で囲まれた領域Ｂの拡大図である。
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、本実施形態の光学装置１００は、例えば、車両２００に搭載され、所定の高さから、車両２００の前方等の周辺の路面３００等に、照射像（集光パターン、集光マーク）４００を形成する。なお、本実施形態の光学装置１００は、車載に限定されない。
［光学装置］
図２（ａ）および図２（ｂ）は、本実施形態の光学装置１００の構成図である。図２（ａ）は、本実施形態の光学装置１００の正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ’断面図である。
ここでは、図示するように、図２（ａ）の図中左右方向を、左右方向、図中上下方向を上下方向、図２（ｂ）の図中左右方向を前後方向、上下方向を上下方向として説明する。それぞれ、上方（Ｕｐ）、下方（Ｄｗ）、前方（Ｆｒ）、後方（Ｂｋ）、左方（Ｌｅ）、右方（Ｒｉ）と呼ぶ。
本実施形態の光学装置１００は、基板１１１と、光源（ＬＥＤ）１１０と、リフレクタ１２０と、支持部材１３０と、カバー１４０と、ボディ１５０と、点灯制御回路１６０と、を備える。
ボディ１５０は、前方に開口部を有する、例えば、箱型の形状を有する。カバー１４０は、光透過性を有し、ボディ１５０の開口部を閉塞するよう設けられる。後述するリフレクタ１２０で反射された光は、カバー１４０を通して光学装置１００の外部に出射される。
光源１１０は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられ、支持部材１３０の上に設けられた基板１１１の上に実装される。光源１１０には、光源は、ＬＥＤに限定されない。例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、無機ＥＬ、レーザ、電球であってもよい。基板１１１は、例えば、支持部材１３０の左右方向の略中央であって、前方先端部近傍に配置される。
リフレクタ１２０は、所定の位置に配置された光源１１０から出射された光を所定面（照射面）上の特定の領域に集光させ、当該照射面上に照射像を形成する光学素子である。照射面は、例えば、図１（ｂ）に示すように、光学装置１００が車両２００に搭載される場合、当該車両２００の前方等の周辺の路面３００であり、得られる照射像４００は、特定の意図、例えば、進行予定方向を示す形状を有する。
リフレクタ１２０は、光源１１０から出射した光を集光する偏向面（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ）である反射面１２１を備える。リフレクタ１２０の反射面１２１は、複数の領域に分割される。分割された個々の領域（分割領域）は、それぞれ、照射面上に異なる部分照射像を形成する。照射像４００は、各部分照射像を組み合わせて形成される。各分割領域は、非球面または自由曲面形状を有する。
なお、リフレクタ１２０の反射面１２１の形状は、要求される照射像４００や照度分布等に応じて決定される。光源１１０の位置と、リフレクタ１２０の反射面１２１の形状と、照射面上の照射像を形成する領域と、の関係の詳細は、後述する。
リフレクタは、例えば樹脂やガラス、金属により作製される。リフレクタ１２０の反射面１２１には、例えば、アルミ膜が蒸着される。反射増加膜が施されてもよい。
リフレクタ１２０は、支持部材１３０の上に、例えば、固定ネジ１３１等で固定される。このとき、光源１１０の上方、光源１１０の指向角の範囲内に位置するよう配置される。例えば、位置決めピン１３２等により光源１１０に対する位置を固定してもよい。
点灯制御回路１６０は、光源１１０の点灯を制御する。点灯制御回路１６０は、例えば、外部からの制御信号を受信し、当該制御信号に従って、光源１１０の点灯を制御する。
なお、点灯制御回路１６０は、自身がＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を備え、予めＲＯＭに格納されたプログラムを、ＣＰＵがメモリにロードして実行することにより、光源１１０の点灯を制御してもよい。
支持部材１３０は、箱型形状のボディ１５０の、カバー１４０に対向する面に固定ネジ１３１等で支持される。支持部材１３０は、例えば、金属で作製される。なお、支持部材１３０には、冷却フィンを設けてもよい。なお、支持部材１３０は、エイミングスクリューで支持し、リフレクタ１２０の位置、角度を調整可能としてもよい。
光源１１０、リフレクタ１２０、基板１１１、支持部材１３０および点灯制御回路１６０は、ボディ１５０と、カバー１４０との内側に形成された灯室１５１内に配置される。
［リフレクタの形状の詳細］
次に、本実施形態のリフレクタ１２０の反射面１２１の有効領域の形状と、光源１１０と、照射面３０１に表示される照射像４００と、の関係の一例を説明する。
本実施形態では、図３に示すローカル座標系９１１（ｘ’、ｙ’、ｚ’）を設定する。以下単に座標系９１１と呼ぶ。
座標系９１１では、照射面３０１に垂直な方向をｙ’軸方向とする。また、照射面３０１のｙ’軸方向の座標値を－６００ｍｍとする。すなわち、ｙ’軸上の照射面３０１から６００ｍｍの位置を原点Ｏとする。
また、ｙ’軸と、光源１１０の発光領域中心と、を含む面上で、照射面３０１に平行な方向をｚ’軸方向とする。ｙ’－ｚ’面に直交する方向をｘ’軸方向とする。
ここでは、光源１１０には、例えば、発光領域がｘ’軸方向およびｚ’軸方向にそれぞれ１．１５ｍｍのＬＥＤ（例えば、ｎｉｃｈｉａ ＮＣＳＷ１７０Ｃ／ＮＣＳＡ１７０Ｃ）を用いる。また、照射面３０１上の、パターン表示領域４０１に、照射像４００として、矢じり（鏃、ａｒｒｏｗ ｈｅａｄ）形状を形成する場合の、反射面１２１の形状を例にあげて説明する。なお、パターン表示領域４０１は、照射面３０１上の、ｚ’軸方向の１５００ｍｍ～２０００ｍｍの範囲、ｘ’軸方向の－５００ｍｍ～５００ｍｍの範囲である。
図４（ａ）～図４（ｄ）は、それぞれ、リフレクタ１２０の反射面１２１の有効領域と、光源１１０の位置関係を示す図である。図４（ａ）は、斜視図、図４（ｂ）は、ｚ’－ｙ’平面図、図４（ｃ）は、ｘ’－ｙ’平面図、図４（ｄ）は、ｘ’－ｚ’平面図である。
この座標系９１１において、光源１１０は、発光領域中心座標が（０、－７．５、２０）、指向角の中心軸方向がｙ’軸方向となるよう配置される。
また、リフレクタ１２０の反射面１２１は、図４（ｃ）に示すように、それぞれ、異なる自由曲面形状を有する第一領域１２１ａと、第二領域１２１ｂとを備える。第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂは、リフレクタ１２０の反射面１２１を、座標系９１１の原点を通り、ｚ’－ｙ’面に平行な面で分割したものである。図中向かって左側の領域が第一領域１２１ａ、右側の領域が第二領域１２１ｂである。
第一領域１２１ａは、パターン表示領域４０１のうち、ｘ’座標が－５００ｍｍから０ｍｍの領域に、部分照射像である第一照射像を形成する。また、第二領域１２１ｂは、ｘ’座標が０ｍｍから５００ｍｍの領域に、部分照射像である第二照射像を形成する。
第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂの自由曲面は、例えば、それぞれ異なる５次および５次のＮＵＲＢＳ（Ｎｏｎ－Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ－Ｓｐｌｉｎｅ）曲面である。この自由曲面形状は、光源１１０からの光が、第一領域１２１ａで反射されて得られる照射面３０１上の第一照射像と、第二領域１２１ｂで反射されて得られる照射面３０１上の第二照射像との組み合わせで、照射面３０１上に矢じり形状が表示されるように形成される。なお、自由曲面は、５次および５次のＮＵＲＢＳ曲面に限られず、所望の集光マーク（照射像）の表示に適した自由曲面が選択される。
第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂの自由曲面形状として、それぞれの有効領域の、点列データを、図５の表５１１および図６の表５１２に示す。ここでは、点列データとして、座標系９１１における各位置（ｘ’、ｙ’、ｚ’）の方向余弦（ｌ’、ｍ’、ｎ’）を示す。
なお、図５、図６に示すように、第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂの境界領域の各点において、第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂの方向余弦の値が、それぞれ、異なる。例えば、（０、０、－０．００８９８）における方向余弦は、第一領域１２１ａでは、（－０．０４２２６、－０．３３９３６、－０．９３９７０８）であり、第二領域１２１ｂでは、（－０．０４２２５６、－０．３３９３６，０．９３９７０８）である。すなわち、第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂは、不連続である。よって、第一領域１２１ａと第二領域１２１ｂは異なる自由曲面形状を持つ。
ここで、上記仕様の光学装置１００で得られる照射面３０１上の照度分布の光線追跡シミュレーション結果を、図７（ａ）～図７（ｃ）に示す。ここでは、光源１１０に、上記発光領域を有するＬＥＤのうち、ｎｉｃｈｉａ ＮＣＤＷ１７０Ｃ（３５０ｌｍ）を用いた。
図７（ａ）に、光源１１０から照射された光を、第一領域１２１ａで反射して得られた、照射面３０１上の、パターン表示領域４０１の照度分布（第一照射像）４１１ａを示す。図７（ｂ）に、第二領域１２１ｂで反射して得られた、照射面３０１上の、パターン表示領域４０１の照度分布（第二照射像）４１１ｂを示す。また、図７（ｃ）に、第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂによる照度分布（照射像；集光マーク）４１１を示す。
図７（ｃ）に示すように、本実施形態の光学装置１００によれば、照射面３０１上のパターン表示領域４０１に、矢じりパターン（集光マーク４１１）を表示させることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、反射面１２１が複数の異なる自由曲面形状の領域を有する１つのリフレクタ１２０と、１つの光源とにより、方向を示す形状である矢じりパターンを、所望の照射面に形成できる。すなわち、集光マークの形に並べた光源アレイ等を用いて点灯を制御したり、複数の光学系を用いたりする必要がない。従って、単純な構造で、特定の意図を示す形状を所望の面に形成できる光学装置を実現できる。
また、本実施形態によれば、特定の意図を示す形状を、リフレクタ１２０の反射面１２１の形状により実現している。すなわち、マスク等を用いて照射像を形成していない。従って、光源１１０からリフレクタ１２０に到達する全光束を照射像４００の形成に利用できる。従って、光利用効率が良好で、その結果、省エネ効果の高い光学装置を実現できる。
＜第二の実施形態＞
［光学装置］
本発明の第二の実施形態の光学装置を説明する。図８（ａ）および図８（ｂ）は、本実施形態の光学装置１０１の構成図である。図８（ａ）は、本実施形態の光学装置１０１の正面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ－Ａ’断面図である。
本実施形態においても、光学装置１０１は、第一の実施形態同様、例えば、車両２００に搭載され、所定の高さから、車両２００の前方等の周辺の路面３００等に、照射像４００を形成する。なお、本実施形態の光学装置１０１は、車載に限定されない。
以下、本実施形態の光学装置１０１の説明において、第一の実施形態の光学装置１００と同じ構成には、同じ符号を付し、再度の説明は省略する。
本図に示すように、本実施形態の光学装置１０１は、基板１１１と、光源１１０と、レンズ１７０と、支持部材１３０と、カバー１４０と、ボディ１５０と、点灯制御回路１６０と、を備える。
光源１１０は、支持部材１３０の上に設けられた基板１１１の上に実装される。基板１１１は、支持部材１３０の上下および左右方向の略中央に配置される。支持部材１３０は、灯室１５１内に、例えば、ボディ１５０の開口部に対向する側に面に平行に、空間１５２を開けて、固定ネジ１３１等で支持される。
点灯制御回路１６０は、例えば、空間１５２内に配置される。
レンズ１７０は、光源１１０から出射された光を、所定の照射面３０２上のパターン表示領域４０２に集光させ、照射像４００を形成する光学素子である。レンズ１７０は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィンなどの透明な樹脂や、透明なガラスなどによって形成される。レンズ１７０の入射面１７２、出射面１７１には反射防止膜がコーティングされてもよい。
レンズ１７０は、光源１１０の前方に配置され、光源１１０から出射した光を、レンズ１７０の入射面１７２から入射させ、出射面１７１から出射する。入射面１７２および出射面１７１の少なくとも一方は、光源１１０から出射した光を集光する偏向面として形成される。レンズ１７０の偏向面は、複数の領域に分割される。分割された個々の領域（分割領域）は、それぞれ、照射面３０２上に異なる部分照射像を形成する。照射像４００は、各部分照射像を組み合わせて形成される。各分割領域は、非球面または自由曲面形状を有する。
なお、レンズ１７０の偏向面の形状は、要求される照射像４００や照度分布等に応じて決定される。光源１１０の位置と、レンズ１７０の偏向面の形状と、照射面３０２上のパターン表示領域４０１と、の関係の詳細は、後述する。
レンズ１７０は、支持部材１３０の上に、例えば、不図示の固定ネジ等で固定される。このとき、レンズ１７０は、偏向面が光源１１０の指向角の範囲内に位置するよう配置される。
光源１１０、レンズ１７０、基板１１１、支持部材１３０および点灯制御回路１６０は、ボディ１５０と、カバー１４０との内側に形成された灯室１５１内に配置される。
［レンズの形状の詳細］
次に、本実施形態のレンズ１７０の集光面の有効領域の形状と、光源１１０と、照射面３０２に表示される照射像４００と、の関係の一例を説明する。ここでは、出射面１７１が自由曲面形状を有する偏向面であり、入射面１７２は平坦面である場合を例にあげて説明する。また、この例において、レンズ１７０は、ポリカーボネートによって形成されている。
本実施形態では、図９に示すローカル座標系９１２（ｘ”、ｙ”、ｚ”）を設定する。以下、単に座標系９１２と呼ぶ。
座標系９１２では、照射面３０２上の点Ｒｎから照射面３０２に垂直な方向に６００ｍｍ離れた点に原点Ｏを定める。原点Ｏから、照射面３０２上に存在しＲｎからの距離が２０００ｍｍの点Ｒｚに向かう方向をｚ”軸方向とする。
ｚ”軸に垂直な面上で、原点Ｏを通り、照射面３０２に平行な方向をｘ”軸方向とし、ｘ”－ｚ”面に直交する方向をｙ”軸方向とする。
ここでは、光源１１０には、例えば、発光領域がｘ”軸方向およびｙ”軸方向にそれぞれ１．１５ｍｍのＬＥＤ（例えば、ｎｉｃｈｉａ ＮＣＳＷ１７０Ｃ／ＮＣＳＡ１７０Ｃ）を用いる。また、照射面３０２上の、パターン表示領域４０２に、照射像４００として、矢じり（鏃、ａｒｒｏｗ ｈｅａｄ）形状を形成する場合の、出射面１７１の形状を例にあげて説明する。なお、パターン表示領域４０２は、照射面３０２上の、ＲｎからＲｚに向かう方向の１５００ｍｍ～２０００ｍｍの範囲、ｘ’軸方向の－５００ｍｍ～５００ｍｍの範囲である。
図１０（ａ）～図１０（ｄ）は、それぞれ、レンズ１７０の出射面１７１の有効領域と、光源１１０の位置関係を示す図である。図１０（ａ）は、斜視図、図１０（ｂ）は、ｚ”－ｙ”平面図、図１０（ｃ）は、ｘ”－ｙ”平面図、図１０（ｄ）は、ｘ”－ｚ”平面図である。
この座標系９１２において、光源１１０は、発光領域中心座標が（０、０、－２０）、指向角の中心軸方向がｚ”軸方向となるよう配置される。
本実施形態のレンズ１７０の出射面１７１は、図１０（ｃ）に示すように、第一領域１７１ａと、第二領域１７１ｂと、を備える。第一領域１７１ａおよび第二領域１７１ｂは、出射面１７１を、光源１１０の発光領域中心を通り、ｚ”－ｙ”面に平行な面で分割したものである。図中向かって左側の領域が第一領域１７１ａ、右側の領域が第二領域１７１ｂである。
第一領域１７１ａは、パターン表示領域４０２のうち、ｘ”座標が－５００ｍｍから０ｍｍの領域に、部分照射像である第一照射像を形成する。また、第二領域１７１ｂでは、ｘ”座標が０ｍｍから５００ｍｍの領域に、部分照射像である第二照射像を形成する。
第一領域１７１ａおよび第二領域１７１ｂの自由曲面は、例えば、それぞれ異なる５次および５次のＮＵＲＢＳ（Ｎｏｎ－Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ－Ｓｐｌｉｎｅ）曲面である。この自由曲面形状は、光源１１０からの光が、第一領域１７１ａで屈折されて得られる照射面３０２上の第一照射像と、第二領域１７１ｂで反射されて得られる照射面３０２上の第二照射像の組み合わせで、照射面３０２上に矢じり形状が照射されるように形成される。なお、自由曲面は、５次および５次のＮＵＲＢＳ曲面に限られず、所望の集光マーク（照射像）の表示に適した自由曲面が選択される。
第一領域１７１ａおよび第二領域１７１ｂの自由曲面形状として、それぞれの有効領域の、点列データを、図１１の表５２１および図１２の表５２２に示す。ここでは、点列データとして、座標系９１２における各位置（ｘ”、ｙ”、ｚ”）の方向余弦（ｌ”、ｍ”、ｎ”）を示す。
なお、図１１、図１２に示すように、第一領域１７１ａおよび第二領域１７１ｂの境界領域の各点において、第一領域１７１ａおよび第二領域１７１ｂの方向余弦の値が、それぞれ、異なる。例えば、（０、－１０、６．０２１８１６）における方向余弦は、第一領域１７１ａでは、（０．０６９８１３、－０．５５４０６、０．８２９５４６）であり、第二領域１７１ｂでは、（－０．０６９８１、－０．５５４０６，０．８２９５４６）である。すなわち、第一領域１７１ａおよび第二領域１７１ｂは、不連続である。よって、第一領域１２１ａと第二領域１２１ｂは異なる自由曲面形状を持つ。
前述の通り、入射面１７２は平坦面であり、有効領域は四つの頂点（－１０、－１０，０）、（－１０、１０、０）、（１０，１０，０）、（１０、－１０、０）に囲まれる四角形の平面である。
ここで、上記仕様の光学装置１０１で得られる照射面３０２上の照度分布の光線追跡シミュレーション結果を、図１３（ａ）～図１３（ｃ）に示す。ここでは、光源１１０に、ここでは、光源１１０に、上記発光領域を有するＬＥＤのうち、ｎｉｃｈｉａ ＮＣＤＷ１７０Ｃ（３５０ｌｍ）を用いた。なお、図１３（ａ）～図１３（ｃ）の縦軸は照射面３０２上のＲｎからＲｚに向かう方向（ｚ’’’軸）におけるＲｎからの距離である。
図１３（ａ）に、光源１１０から照射された光を、第一領域１７１ａで屈折させて得た、照射面３０２上の、パターン表示領域４０２の照度分布（第一照射像）４１２ａを示す。図１３（ｂ）に、第二領域１７１ｂで屈折させて得た、照射面３０２上の、パターン表示領域４０２の照度分布（第二照射像）４１２ｂを示す。また、図１３（ｃ）は、第一領域１７１ａおよび第二領域１７１ｂによる照度分布（集光マーク）４１２を示す。
図１３（ｃ）に示すように、本実施形態の光学装置１０１によれば、照射面３０２上のパターン表示領域４０２に、矢じりパターン（集光マーク４１２）を表示させることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、偏向面（出射面１７１）が複数の異なる自由曲面形状の領域を有する１つのレンズ１７０と、１つの光源とにより、方向を示す形状である矢じりパターンを、所望の照射面３０２に形成できる。すなわち、集光マークの形に並べた光源アレイ等を用いて点灯を制御したり、複数の光学系を用いたりする必要がない。従って、単純な構造で、特定の意図を示す形状を所望の面に形成できる光学装置を実現できる。
また、本実施形態によれば、特定の意図を示す形状を、レンズ１７０の偏向面（出射面１７１）の形状により実現している。すなわち、マスク等を用いて照射像を形成していない。従って、光源１１０からレンズ１７０に到達する全光束を照射像４００の形成に利用できる。従って、光利用効率が良好で、その結果、省エネ効果の高い光学装置を実現できる。
なお、本実施形態では、レンズ１７０の出射面１７１の形状を、自由曲面形状を有する偏向面とする場合を例にあげて説明したが、これに限定されない。上記機能を有する偏向面は、レンズ１７０の入射面１７２で実現してもよいし、入射面１７２および出射面１７１の両面を用いて実現してもよい。
＜第三の実施形態＞
次に、本実施形態の第三の実施形態を説明する。本実施形態では、上記各実施形態の光学装置１００または１０１を車両２００に搭載し、進行予定方向に応じて車両２００の前方等の周辺の路面３００に、車両２００の進行予定方向を示す集光マーク４００を表示させる。以下、本実施形態では、光学装置１００を用いて車両２００の前方の路面３００に集光マーク４００を表示させる場合を例に説明する。
［進行方向表示装置］
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、本実施形態の進行方向表示装置６００による進行予定方向表示の概要を説明するための図である。
本図に示すように、本実施形態の進行方向表示装置６００は、車両２００の先端部に６つの光学装置１００を備える。
６つの光学装置１００は、例えば、図１４（ａ）に示すように、車両２００の前部中央、前部左側、前部右側に、それぞれ、２つずつ搭載される。本実施形態の光学装置１００は、例えば、車両の前部に取り付けられた、バンパー等に埋め込まれる。
以下、区別する必要がある場合、車両前部中央に搭載される２つの光学装置１００を、まとめて、前進用光学装置１００Ｆ、それぞれ、第一前進用光学装置１００Ｆａ、第二前進用光学装置１００Ｆｂ、車両前部左側に搭載される２つの光学装置１００を、まとめて、左折用光学装置１００Ｌ、それぞれ、第一左折用光学装置１００Ｌａ、第二左折用光学装置１００Ｌｂ、車両前部右側に搭載される２つの光学装置１００を、まとめて、右折用光学装置１００Ｒ、それぞれ、第一右折用光学装置１００Ｒａ、第二右折用光学装置１００Ｒｂ、とそれぞれ呼ぶ。
第一前進用光学装置１００Ｆａは、前進パターン４３０ａを、第二前進用光学装置１００Ｆｂは、前進パターン４３０ｂを、第一左折用光学装置１００Ｌａは、左折パターン４４０ａを、第二左折用光学装置１００Ｌｂは、左折パターン４４０ｂを、第一右折用光学装置１００Ｒａは、右折パターン４５０ａを、第二右折用光学装置１００Ｒｂは、右折パターン４５０ｂを、それぞれ、集光マーク４００として路面３００上に表示する。
図１４（ａ）に示すように、前進用光学装置１００Ｆ、左折用光学装置１００Ｌ、右折用光学装置１００Ｒで照射される集光マークのうち、車両２００から遠い集光マーク（前進パターン４３０ａ、左折パターン４４０ａ、右折パターン４５０ａ）の色と、車両に近い集光マーク（前進パターン４３０ｂ、左折パターン４４０ｂ、右折パターン４５０ｂ）の色とを変える。つまり、６つの光学装置１００が搭載されている車両から遠い集光マークと近い集光マークの色は異なるように設定する。
また、左折パターン４４０ａと４４０ｂとは、車両２００が存在する車線と直交する車線に存在する車両の進行方向に並べるように配置する。同様に右折パターン４５０ａと４５０ｂも、車両２００が存在する車線と直交する車線に存在する車両の進行方向に並べるように配置する。
光学装置１００毎の設置位置、各集光マーク４００の形状、色、表示位置の詳細を、図１４（ｂ）の表５３１に示す。なお、各集光マーク４００を実現するリフレクタ１２０の形状の詳細は、後述する。
図１５は、本実施形態の進行方向表示装置６００の制御系の構成図である。本図に示すように、進行方向表示装置６００は、６つの光学装置１００と、灯具コントローラ６１０と、を備える。
灯具コントローラ６１０は、光学装置１００の点灯制御回路１６０に点灯を指示する制御信号を送信する。灯具コントローラ６１０には、制御信号の算出の基となる信号を出力する各種の状態検出装置が接続される。
状態検出装置は、車両２００の挙動、車両２００の周囲の環境情報を検出し、灯具コントローラ６１０に検出結果を検出信号として出力する。本実施形態では、状態検出装置として、例えば、方向指示器スイッチ６０１、路面解析装置６０２、車速センサ６０３、位置情報取得装置６０４等が接続される。その他、ステアリングセンサ、バックギアセンサ等が接続されてもよい。
方向指示器スイッチ６０１は、方向指示器点灯の操作がなされた際、操作信号（方向指示信号）を灯具コントローラ６１０に出力する。方向指示信号には、指示方向の情報も含まれる。
路面解析装置６０２は、路面３００の状態を解析し、その結果を灯具コントローラ６１０に出力する。本実施形態では、例えば、光源と、偏光カメラと、光源からの光を路面に照射した状態を偏光カメラで取得した画像を解析する解析部と、を備える。解析結果として、例えば、路面３００の状況を特定する信号（路面信号）を、灯具コントローラ６１０に出力する。本実施形態では、路面信号には、乾燥している、濡れている、凍結している等の路面３００の状態を特定可能な情報として、例えば、路面３００の反射率が含まれる。
車速センサ６０３は、自車両の走行速度（車速）を検出し、車速信号として灯具コントローラ６１０に出力する。例えば、車軸の回転数に比例したパルス信号を発生させ、パルス信号数に応じて車速を検出する。
位置情報取得装置６０４は、自車両の現在位置情報と、近傍の地図情報とを出力する。位置情報取得装置６０４は、例えば、ＧＰＳ等の航法衛星および車速センサ６０３からの情報を用いて、自車両の現在位置を算出する。地図情報は、予め保持しておく。位置情報取得装置６０４として、例えば、ナビゲーション装置を用いてもよい。
なお、灯具コントローラ６１０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって各状態検出装置に接続されてもよい。
灯具コントローラ６１０は、上記各状態検出装置からの信号に応じて、６つの光学装置１００の点灯、あるいは点滅を、それぞれ、独立して制御する。
灯具コントローラ６１０は、ＣＰＵ６１１と、ＲＡＭ６１２と、ＲＯＭ６１３と、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）６１４とを備える。これらは、内部バスによって接続される。
灯具コントローラ６１０が実現する各機能の一部または全部は、ＣＰＵ６１１がＲＯＭ６１３に記憶されたプログラム（ソフトウェア）を、ＲＡＭ６１２にロードして実行することにより、実現される。また、各機能の一部または全部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。処理に必要な情報、データは、ＲＯＭ６１３やＲＡＭ６１２に格納される。
本実施形態の進行方向表示装置６００は、車速によって、光学装置１００の点灯、消灯を制御する。また、路面３００の状況によって、光学装置１００の点灯照度を制御する。さらに、車両２００の進行予定方向によって、点灯させる光学装置１００を決定する。
具体的には、車両２００が停車中および徐行運転中は、光学装置１００を点灯させる。このとき、通常は、前進パターン４３０ａ、４３０ｂを表示する。ただし、方向指示信号を受信すると、当該方向指示信号で特定される方向のパターン（左折パターン４４０ａ、４４０ｂまたは右折パターン４５０ａ、４５０ｂ）を表示する光学装置１００を点灯させる。
一方、路面３００の状況に応じて、光学装置１００の照度を変化させる。例えば、路面３００の反射率が高く、路面３００に集光マーク４００を表示させると、他車両の運転者に幻惑を与える場合は、消灯させたり、照度を低下させたりする。
照度は、光源１１０の光束量を制御可能な場合は、反射率に応じて光源１１０の光束量を変化させることにより低下させる。光束量は、例えば、電流値を制御することにより変化させる。あるいは、パルス幅変調（ＰＷＭ；Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いて変化させてもよい。パルス幅変調を用いた調光は、光源１１０をＰＷＭ信号に同期して人が見えない周期で高速に点滅させることにより集光マーク４００の照度を低下させる手法である。この場合、一周期内での点灯している時間の割合（デューティ比）を小さくすれば、集光マーク４００の照度をより低下させることができる。
なお、例えば、光学装置１００を方向指示器の点滅と同期させて点滅させてもよい。この場合は、人が見えない周期での光源１１０の点滅制御を、方向指示器の点滅の周期で繰り返し行うことにより、照度を低下させた状態での集光マーク４００の点滅表示が可能である。
さらに、本実施形態の灯具コントローラ６１０は、自車両が、他車両のドライバから死角になる位置に存在する場合のみ、前進用光学装置１００Ｆを点灯させるようにしてもよい。死角になる位置とは、例えば、図１６に示すように、交差点、Ｔ字路等である。
これらの制御を実現する場合を例にあげて説明する。図１７は、本実施形態の灯具コントローラの機能ブロック図である。本実施形態の灯具コントローラ６１０は、図１７に示すように、照度決定部６２１と、方向決定部６２２と、自車位置判定部６２３と、を備える。
照度決定部６２１は、光学装置１００を点灯させるか否か、点灯させる場合は、その照度を決定する。そして、その決定結果を、方向決定部６２２に出力する。
本実施形態では、車速センサ６０３および路面解析装置６０２からの信号によって、決定する。車速センサ６０３から、予め定めた車速未満であることを示す信号を受信した場合、点灯させると決定する。また、路面解析装置６０２から受信した路面信号に含まれる反射率により、照射する狙いの照度値（目標照度値）を決定する。決定した目標照度値に基づいて、例えば、パルス幅変調制御におけるデューティ比を決定する。なお、目標照度値とデューティ比との対応関係の情報は、予めＲＯＭ６１３に記憶しておく。
方向決定部６２２は、照度決定部６２１が点灯と決定した場合、点灯させる光学装置１００を決定する。点灯させる光学装置１００は、方向指示信号によって決定する。
方向決定部６２２は、右折を意味する方向指示信号を受信すると、右折用光学装置１００Ｒを点灯させるよう決定する。また、左折を意味する方向指示信号を受信すると、左折用光学装置１００Ｌを点灯させるよう決定する。その他の場合は、前進用光学装置１００Ｆを点灯させるよう決定する。
自車位置判定部６２３は、自車位置が予め定めた死角にいるか否かを判別し、判別結果を方向決定部６２２に出力する。自車位置判定部６２３は、位置情報取得装置６０４から自車両の現在位置情報と地図情報とを受信し、自車両の現在位置が、他車両のドライバから死角になる場所であるか否かを判別する。他車両のドライバから死角になる場所を特定する情報は、予め定めてＲＯＭ６１３に記憶しておく。
図１８は、本実施形態の灯具コントローラ６１０による点灯制御処理の流れの一例を示す処理フローである。所定の時間間隔で実行される。ここでは、点灯指示信号を受信している間のみ、光学装置１００の点灯制御回路１６０は光源１１０を点灯させる。
まず、照度決定部６２１は、車速センサ６０３から受信した車速信号により、車速が所定値未満であるか否かを判別する（ステップＳ１１０１）。
車速が所定値以上の場合は、そのまま処理を終了する。
車速が所定値未満の場合、照度決定部６２１は、路面解析装置６０２から受信した路面信号により、路面３００の反射率が所定値未満であるか否かを判別する（ステップＳ１１０２）。
照度決定部６２１は、反射率が所定値未満の場合、集光マーク４００の目標照度値を決定し、パルス幅変調制御におけるデューティ比（光源デューティ比）を決定する（ステップ１１０３）。さらに、照度決定部６２１は、光源デューティ比の情報を含む点灯信号を、方向決定部６２２に出力する（ステップＳ１１０４）。一方、反射率が所定値以上の場合、そのまま処理を終了する。
方向決定部６２２は、点灯信号を受信すると、右折を示す方向指示信号を受信しているか否かを判別する（ステップＳ１１０５）。
右折を示す方向指示信号を受信している場合、方向決定部６２２は、右折用光学装置１００Ｒに点灯指示信号を出力し（ステップＳ１１０６）、処理を終了する。
方向決定部６２２は、右折を示す方向指示信号を受信していない場合、左折を示す方向指示信号を受信しているか否かを判別する（ステップＳ１１０７）。
左折を示す方向指示信号を受信している場合、方向決定部６２２は、左折用光学装置１００Ｌに、点灯指示信号を出力し（ステップＳ１１０８）、処理を終了する。
左折を示す方向指示信号も受信していない場合、自車位置判定部６２３は、自車の現在位置が、死角になる位置であるか否かを判別し（ステップＳ１１０９）、死角になる位置であると判別された場合、判別結果を方向決定部６２２に出力する。
死角になる位置である場合、方向決定部６２２は、前進用光学装置１００Ｆに、点灯指示信号を出力し（ステップＳ１１１０）、処理を終了する。
一方、死角になる位置でないと判別された場合は、そのまま処理を終了する。
［リフレクタの形状］
上述のように、本実施形態では、６つの光学装置１００を用いる。ここで、図１４（ｂ）に示すように、第一前進用光学装置１００Ｆａは、高さ６００ｍｍに設置され、前方２０００ｍｍ先の路面３００上に矢じりパターンを表示させる。従って、第一の実施形態の図４（ａ）～図７（ｃ）を用いて説明した光学装置１００により実現できる。ただし、照射面３０１は路面３００であり、光源１１０にはｎｉｃｈｉａ ＮＣＤＡ１７０Ｃ（２３０ｌｍ）を用いる。
第一前進用光学装置１００Ｆａで得られる路面３００上の照度分布の光線追跡シミュレーション結果を図１９に示す。本図に示すように、第一前進用光学装置１００Ｆａによれば、路面３００上のパターン表示領域４０１に、橙色の前進パターン４３０ａが形成される。
以下、第二前進用光学装置１００Ｆｂと、右左折用光学装置の中から、代表して、右折用の光学装置（第一右折用光学装置１００Ｒａおよび第二右折用光学装置１００Ｒｂ）を実現するリフレクタ１２０の形状および光源１１０との位置関係の一例を説明する。以下、照射面３０１を路面３００とし、第一の実施形態の光学装置１００の説明で用いた座標系９１１を用いて説明する。それぞれ、図１４（ｂ）に示す位置に設置され、路面３００上の、図１４（ｂ）に示す表示位置に、図１４（ｂ）に示す形状を表示する場合の例を説明する。
［第二前進用光学装置］
第二前進用光学装置１００Ｆｂの、リフレクタ１２０の反射面１２１の有効領域の形状および光源１１０との位置関係の一例を図２０（ａ）～図２２を用いて説明する。第二前進用光学装置１００Ｆｂは、図１４（ｂ）に示すように、６００ｍｍ下の路面３００の、前方１２００ｍｍ先に矢じり形状の前進パターン４３０ｂを形成する。
図２０（ａ）～図２０（ｄ）は、それぞれ、リフレクタ１２０の反射面１２１の有効領域と、光源１１０の位置関係を示す図である。図２０（ａ）は、斜視図、図２０（ｂ）は、ｚ’－ｙ’平面図、図２０（ｃ）は、ｘ’－ｙ’平面図、図２０（ｄ）は、ｘ’－ｚ’平面図である。
ここでは、第一の実施形態の光学装置１００と同じ光源１１０を用いる。第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂの設定も同じである。
ただし、光源１１０の発光領域中心座標は（０、－８．５、７．５）とする。また、パターン表示領域４０１は、ｚ’軸方向の７００ｍｍ～１２００ｍｍの領域である。また、第一領域１２１ａは、パターン表示領域４０１のうち、ｘ’座標が－４００ｍｍから０ｍｍの領域に、部分照射像である第一照射像を形成する。また、第二領域１２１ｂは、ｘ’座標が０ｍｍから４００ｍｍの領域に部分照射像である第二照射像を形成する。
第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂの自由曲面形状として、それぞれの有効領域の点列データを、図２１の表５４１および図２２の表５４２に示す。ここでは、点列データとして、座標系９１１の各位置（ｘ’、ｙ’、ｚ’）の方向余弦（ｌ’、ｍ’、ｎ’）を示す。
ここで、上記仕様の第二前進用光学装置１００Ｆｂで得られる路面３００上の照度分布の光線追跡によるシミュレーション結果を、図２３に示す。ここでは、光源１１０に、上記発光領域を有するＬＥＤのうち、ｎｉｃｈｉａ ＮＣＤＷ１７０Ｃ（３５０ｌｍ）を用い、路面３００に照射像を形成した。
本図に示すように、第二前進用光学装置１００Ｆｂによれば、路面３００上のパターン表示領域４０１に、前進パターン４３０ｂが形成される。
［第一右折用光学装置］
第一右折用光学装置１００Ｒａの、リフレクタ１２０の反射面１２１の有効領域の形状および光源１１０との位置関係の一例を図２４（ａ）～図２６を用いて説明する。第一右折用光学装置１００Ｒａは、図１４（ｂ）に示すように、６００ｍｍ下の路面３００の、前方２２２１ｍｍ先に、時計回りに４５度回転した矢じり形状の右折パターン４５０ａを形成する。
図２４（ａ）～図２４（ｄ）は、それぞれ、リフレクタ１２０の反射面１２１の有効領域と、光源１１０の位置関係を示す図である。図２４（ａ）は、斜視図、図２４（ｂ）は、ｚ’－ｙ’平面図、図２４（ｃ）は、ｘ’－ｙ’平面図、図２４（ｄ）は、ｘ’－ｚ’平面図である。
ここでは、第一前進用光学装置１００Ｆａと同じ光源１１０を用いる。光源１１０の発光領域中心の座標も同じである。
ただし、パターン表示領域４０１は、ｚ’軸方向の１４６１ｍｍ～２３２１ｍｍの領域である。また、第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂは、図２４（ｃ）に示すように、リフレクタ１２０の反射面１２１を、座標系９１１の点（２．３、０、０）を通り、ｚ’－ｙ’面に平行な面で分割したものである。図中向かって左側の領域が第一領域１２１ａ、右側の領域が第二領域１２１ｂである。第一領域１２１ａは、パターン表示領域４０１のうち、ｘ’座標が－２００ｍｍから２００ｍｍの領域に、部分照射像である第一照射像を形成する。また、第二領域１２１ｂは、ｘ’座標が－２００ｍｍから６５０ｍｍの領域に部分照射像である第二照射像を形成する。
第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂそれぞれの有効領域の、点列データを、図２５の表５５１および図２６の表５５２に示す。ここでは、点列データとして、座標系９１１における各位置（ｘ’、ｙ’、ｚ’）の方向余弦（ｌ’、ｍ’、ｎ’）を示す。
ここで、上記仕様の第一右折用光学装置１００Ｒａで得られる路面３００上の照度分布の光線追跡によるシミュレーション結果を、図２７（ａ）に示す。ここでは、光源１１０に、上記発光領域を有するＬＥＤのうち、ｎｉｃｈｉａ ＮＣＤＡ１７０Ｃ（２３０ｌｍ）を用い、路面３００に照射像を形成した。
本図に示すように、第一右折用光学装置１００Ｒａによれば、路面３００上のパターン表示領域４０１に、右折パターン４５０ａが形成される。
［第二右折用光学装置］
第二右折用光学装置１００Ｒｂの、リフレクタ１２０の反射面１２１の有効領域の形状および光源１１０との位置関係の一例を図２８（ａ）～図２９を用いて説明する。第二右折用光学装置１００Ｒｂは、図１４（ｂ）に示すように、６００ｍｍ下の路面３００の、前方１７７７ｍｍ先に、時計回りに２６．５７度回転した矢じり形状の右折パターン４５０ｂを形成する。
ここでは、第一の実施形態の光学装置１００と同じ光源１１０を用いる。光源１１０の発光領域中心の座標も同じである。
ただし、パターン表示領域４０１は、ｚ’軸方向の１１７７ｍｍ～１７７７ｍｍｍの領域である。また、第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂは、図２８（ｃ）に示すように、リフレクタ１２０の反射面１２１を、座標系９１１の点（３、０、０）を通り、ｚ’－ｙ’面に平行な面で分割したものである。図中向かって左側の領域が第一領域１２１ａ、右側の領域が第二領域１２１ｂである。第一領域１２１ａは、パターン表示領域４０１のうち、ｘ’座標が－１５０ｍｍから１５０ｍｍの領域に、部分照射像である第一照射像を形成する。また、第二領域１２１ｂは、ｘ’座標が－１５０ｍｍから５５０ｍｍの領域に、部分照射像である第二照射像を形成する。
第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂの自由曲面形状として、それぞれの有効領域の、点列データを、図２９の表５６１および図３０の表５６２に示す。ここでは、点列データとして、座標系９１１における各位置（ｘ’、ｙ’、ｚ’）の方向余弦（ｌ’、ｍ’、ｎ’）を示す。
ここで、上記仕様の第二右折用光学装置１００Ｒｂで得られる路面３００上の照度分布の光線追跡によるシミュレーション結果を、図２７（ｂ）に示す。ここでは、光源１１０に、上記発光領域を有するＬＥＤのうち、ｎｉｃｈｉａ ＮＣＤＷ１７０Ｃ（３５０ｌｍ）を用い、路面３００に照射像を形成した。
本図に示すように、第二右折用光学装置１００Ｒｂによれば、路面３００上のパターン表示領域４０１に、右折パターン４５０ｂが形成される。
以上説明したように、本実施形態によれば、第一の実施形態および／または第二の実施形態で説明した光学装置１００、１０１を用いた進行方向表示装置６００を提供する。すなわち、本実施形態によれば、光の利用効率が良く、単純な構造で、特定の意図を示す形状を路面３００に形成できる。これにより、自車両の存在、さらには、自車両の進路等の将来的な意思を、他者（他車両のドライバ、歩行者等）に知らせることができる。
ここで、上記各光学装置１００を用いて、車両２００の前方の路面３００上に集光マーク４００を表示した場合の、他車両２０２からの見え方のシミュレーション結果を図３１（ａ）～図３１（ｆ）に示す。ここでは、上述の図１６に示すように、他車両２０２の位置は、遠方、すなわち、自車両の道路と直交する道路の、自車両から６０ｍ離れた位置とする。
なお、前述のように、前進用光学装置１００Ｆ、左折用光学装置１００Ｌ、右折用光学装置１００Ｒで照射される集光マークのうち、車両２００から遠い集光マーク（前進パターン４３０ａ、左折パターン４４０ａ、右折パターン４５０ａ）の色は橙色であり、車両に近い集光マーク（前進パターン４３０ｂ、左折パターン４４０ｂ、右折パターン４５０ｂ）の色は白色である。また、左折パターン４４０ａと４４０ｂとは、他車両２０２の進行方向に並べて配置されている。同様に右折パターン４５０ａと４５０ｂとも、他車両２０２の進行方向に並べて配置されている。
図３１（ａ）は、左折パターン４４０ａ、４４０ｂを、図１４（ｂ）に示すように、それぞれ異なる色で表示させた例である。図３１（ｂ）は、左折パターン４４０ａ、４４０ｂを、同色で表示させた例である。図３１（ｃ）は、前進パターン４３０ａ、４３０ｂを、図１４（ｂ）に示すように、それぞれ異なる色で表示させた例である。図３１（ｄ）は、前進パターン４３０ａ、４３０ｂを、同色で表示させた例である。図３１（ｅ）は、右折パターン４５０ａ、４５０ｂを、図１４（ｂ）に示すように、それぞれ異なる色で表示させた例である。図３１（ｆ）は、右折パターン４５０ａ、４５０ｂを、同色で表示させた例である。
本図に示すように、遠方（６０ｍ先）からは、各集光マーク４００は変形して見える。しかし、本実施形態によれば、右折、左折の場合、二つの集光マーク４００を他者から見て上下に重なるように配置し、さらに色を変えている。従って、自車両の進行予定方向、すなわち、意図がわかりやすい。特に、自車両が進む方向の矢印（自車両から遠方の矢印）を、予め定め、固定した色にすることにより、より意図がわかりやすくなる。
一般に、他者は、自車両に対して、固定した位置に存在するわけではない。自車両が表示する集光マーク４００を、自車両に対し相対的に近くの他者が観察する場合と、遠くの他者が観察する場合とでは、集光マーク４００の見え方が異なる。
例えば、他車両２０２のドライバが１．２ｍの高さから集光マーク４００を見る場合を考える。この場合、自車両から６０ｍ先にいる場合、１０ｍ先にいる場合に比べ、横方向で約０．１９倍、奥行き方向で、約０．０４倍に縮小された形状の集光マーク４００を見ることになる。
すなわち、近くの他者が観察することを想定した集光マークは、遠くの他者には自車両の意思を判断しづらく、遠くの他者が観察することを想定した集光マークは、近く他者には自車両の意思が判断しづらくなる。
しかしながら、本実施形態によれば、上述のように、左折、右折それぞれに対し、２つ以上の進行方向を示す集光マーク４００を表示する。また、それぞれの集光マーク４００の自車両に近い集光マーク４００と自車両から遠い集光マーク４００との表示色を異なるものとしている。
従って、本実施形態の進行方向表示装置６００によれば、自車両の近くの他者が集光マーク４００を見た場合、自車両の意思を容易に認識できる。さらに、遠くの他者が見た場合であっても、形状の詳細は判別しづらいが、２つの色が重なっているようなマークに見える。特定の色が、上に見えるか下に見えるかで、自車両が右折使用しているのか、左折しようとしているのかを容易に判断できる。また前進マークの場合は、２つの色が重ならずに見え、前進しようとしていることを容易に判断できる。
従って、本実施形態の進行方向表示装置６００によれば、他者の存在位置によらず、進行予定方向を把握し易い。また、本実施形態によれば、このような進行方向表示装置６００を、簡易な構成で、安価に、かつ、高い光利用効率で、実現できる。
なお、本実施形態の進行方向表示装置６００は、光学素子として、レンズ１７０を用いて実現してもよい。
また、本実施形態の例では、前進用光学装置１００Ｆ、左折用光学装置１００Ｌおよび右折用光学装置１００Ｒは、それぞれ、２つの光学装置を備え、車両からの距離に応じて異なる色の集光マークを表示させるよう構成されている。しかしながら、各方向に配置する光学装置１００の個数は限定されない。各方向の光学装置は、それぞれ、３つ以上の光学装置１００を備えてもよい。そして、前進用光学装置１００Ｆと、左折用光学装置１００Ｌと、右折用光学装置１００Ｒとがそれぞれ備える複数の光学装置１００は、それぞれ、色の異なる集光マークを、路面３００上の異なるパターン表示領域に表示させるよう構成してもよい。
また、各方向の光学装置１００は、ボディ１５０およびカバー１４０を共用してもよい。すなわち、１つのボディ１５０内に、複数の、光源１１０とリフレクタ１２０との組を格納してもよい。
また、各方向に光学装置１００を設ける代わりに、１つの光学装置１００、あるいはある方向に集光マークを並べて表示する光学装置１００の組で実現してもよい。この場合、進行方向表示装置６００は、光学装置１００あるいは光学装置１００の組の向きを変更する可動機構をさらに備える。灯具コントローラ６１０は、方向指示器スイッチ６０１からの方向指示信号に応じて、可動機構に光学装置１００の向きを変える信号を出力する。可動機構は、例えば、モータ等で実現してもよい。
また、本実施形態では、所定の速度未満の場合であっても、自車両が死角になる位置にいる場合のみ、前進用光学装置１００Ｆを点灯させるよう構成しているが、これに限定されない。例えば、所定速度未満の場合であっても、方向指示器が操作されていない場合は、常に、前進用光学装置１００Ｆを点灯させるよう構成してもよい。この場合、灯具コントローラ６１０は、自車位置判定部６２３は、備えなくてもよい。
また、本実施形態では、停止時、または、低速走行中にのみ、光学装置１００を点灯させ、集光マーク４００を表示させる。しかしながら、車速による制御は、これに限定されない。例えば、自動車専用道路走行中等、高速走行中であっても、回りに歩行者等がいない環境であれば、光学装置１００を点灯あるいは点滅させるよう構成してもよい。
この場合、灯具コントローラ６１０は、例えばＧＰＳ等の航法衛星である位置情報取得装置６０４、および車速センサ６０３からの情報を用いて、自車両が自動車専用道路を走行中であるか判別する。そして、自動車専用道路を走行中の場合、光学装置１００を点灯あるいは点滅させるようにしてもよい。
また本実施形態では、車両２００の前方の路面３００に、車両２００の進行方向を示す集光マーク４００を表示させる。しかしながら、集光マーク４００の表示は車両２００の前方に限定されない。車両２００から所定範囲の領域である車両２００の周辺、具体的には、車両２００の前方、側方、および後方の少なくとも一方であればよい。
例えば、車両２００の後方に光学装置１００を設け、灯具コントローラ６１０に接続された不図示のバックギアセンサからのバックギアが有効になったことを示す信号に基づいて車両２００の後方に集光マーク４００を表示するようにしてもよい。このとき、後方に進行する場合の進行方向を後方の路面３００に表示するように構成してもよい。
また、車両２００の前方と後方とにそれぞれ光学装置１００を設け、車両２００が前方に進行する場合は、その進行方向を車両２００の前方の路面３００に、後方に進行する場合は、その進行方向を車両２００の後方の路面３００にそれぞれ表示してもよい。
すなわち、集光マークを表示する進行方向は、前方、左方、右方に限定されず、さらに後方等、複数の進行方向に表示するよう構成してもよい。この場合、光学装置１００を、集光マークを表示する進行方向毎に、各進行方向に対応づけて設け、灯具コントローラ６１０は、状態検出装置の検出信号に基づいて、車両２００の進行方向を特定し、特定された進行方向に対応づけて設けられた光学装置１００を、点灯あるいは点滅させる。
なお、この場合も、集光マークを表示する進行方向の数より少ない数の光学装置１００で上記表示を実現するよう構成してもよい。すなわち、光学装置１００あるいは光学装置１００の組の向きを変更する、上述のような可動機構を備えてもよい。このとき、灯具コントローラ６１０は、状態検出装置の検出信号に基づいて、車両２００の進行方向を特定し、特定された進行方向に集光マークが表示されるよう、可動機構に信号を出力する。例えば、集光マークを表示する全ての進行方向に集光マークを表示可能な１つの光学装置１００であってもよいし、集光マークを表示する前方の全ての進行方向に集光マークを表示可能な第一の光学装置１００と、集光マークを表示する後方の全ての進行方向に集光マークを表示可能な第二の光学装置１００との組であってもよい。
また、このとき、各光学装置１００は、照射面である路面３００上の、車両２００からの距離が異なる複数の表示領域にそれぞれ、距離に応じて色が異なる集光マークを表示させるよう構成してもよい。
＜変形例１＞
なお、上記各実施形態では、照射面である路面３００上に、特定の意図を表す集光マークとして、矢じりパターンを照射像（集光マーク）４００として形成する。しかしながら、表示させる集光マーク４００は、これに限定されない。例えば、矢柄（ｓｈａｆｔ）を備えた矢印パターンであってもよい。
これを実現するリフレクタ１２０の形状を図３２～図３６を用いて説明する。
ここでは、第一の実施形態の光学装置１００の説明で用いた座標系９１１を用いる。また、第一の実施形態の光学装置１００と同じ光源１１０を用いる。光源１１０の発光領域中心の座標も同じである。
ただし、図３２に示すように、本変形例では、パターン表示領域４０１のｚ’軸方向の範囲は、１２００ｍｍから２０００ｍｍの間である。ｘ’軸方向の範囲は同じである。
図３３（ａ）～図３３（ｄ）は、それぞれ、リフレクタ１２０の反射面１２１の有効領域と、光源１１０の位置関係を示す図である。図３３（ａ）は、斜視図、図３３（ｂ）は、ｚ’－ｙ’平面図、図３３（ｃ）は、ｘ’－ｙ’平面図、図３３（ｄ）は、ｘ’－ｚ’平面図である。
また、本変形例では、図３３（ｃ）に示すように、リフレクタ１２０の反射面１２１は、それぞれ異なる３つの自由曲面領域（第一領域１２１ａ、第二領域１２１ｂ、第三領域１２１ｃ）を備える。第一領域１２１ａ、第二領域１２１ｂおよび第三領域１２１ｃは、図３３（ｃ）に示すように、リフレクタ１２０の反射面１２１を、座標系９１１の点（－４、０、０）を通るｚ’－ｙ’面に平行な面および点（４、０、０）を通るｚ’－ｙ’面に平行な面、で分割したものである。図中向かって左側の領域が第一領域１２１ａ、中央の領域が第二領域１２１ｂ、右側の領域が第三領域１２１ｃである。第一領域１２１ａは、パターン表示領域４０１のうち、ｘ’座標が－５００ｍｍから０ｍｍの領域に、部分照射像である第一照射像を形成する。また、第二領域１２１ｂは、ｘ’座標が－１００ｍｍから１００ｍｍの領域に、部分照射像である第二照射像を形成する。第三領域１２１ｃは、ｘ’座標が０ｍｍ～５００ｍｍの領域に、部分照射像である第三照射像を形成する。
第一領域１２１ａ、第二領域１２１ｂおよび第三領域１２１ｃの自由曲面形状として、それぞれの有効領域の、点列データを、図３４の表５７１、図３５の表５７２および図３６の表５７３に示す。ここでは、点列データとして、座標系９１１における各位置（ｘ’、ｙ’、ｚ’）の方向余弦（ｌ’、ｍ’、ｎ’）を示す。
ここで、上記仕様の光学装置１００で得られる照射面３０１上の照度分布の光線追跡によるシミュレーション結果を、図３７（ａ）～図３７（ｄ）に示す。ここでは、光源１１０に、上記発光領域を有するＬＥＤのうち、ｎｉｃｈｉａ ＮＣＤＷ１７０Ｃ（３５０ｌｍ）を用い、照射面３０１に照射像を形成した。
図３７（ａ）に、光源１１０から照射された光を、第一領域１２１ａで反射して得られた、照射面３０１上の、パターン表示領域４０１の照度分布（第一照射像）４７１ａを示す。図３７（ｂ）に、第二領域１２１ｂで反射して得られた、照射面３０１上の、パターン表示領域４０１の照度分布（第二照射像）４７１ｂを示す。図３７（ｃ）に、第三領域１２１ｃで反射して得られた、照射面３０１上の、パターン表示領域４０１の照度分布（第三照射像）４７１ｃを示す。また、図３７（ｄ）に、第一領域１２１ａ、第二領域１２１ｂおよび第三領域１２１ｃによる照度分布（集光マーク）４７１を示す。
図３７（ｄ）に示すように、本変形例の光学装置１００によれば、照射面３０１上のパターン表示領域４０１に、矢印形状の集光マーク４７１が形成される。
なお、本変形例は、光学素子として、レンズ１７０を用いてもよい。
また、特定の意図を表す集光マークは、矢じり、矢印等方向を示すものに限定されない。例えば、Ｘ形状、多角形等、偏向面をそれぞれ異なる部分照射像を照射面３０１に形成する複数の分割領域に分割し、各部分照射像を組み合わせて実現される各種の図形とすることができる。
＜変形例２＞
また、上記実施形態および変形例では、光学装置１００が光源１１０を１つ備える場合を例にあげて説明した。しかしながら、光源１１０は、複数備えていてもよい。複数の光源１１０を備え、それぞれの光源１１０からの光を１つの光学素子により集光し、複数の照射像を照射面３０１の異なる位置に形成してもよい。
以下、光源１１０を、２つ備える光学装置１０２を、光学素子としてリフレクタ１２０を用いる場合を例にあげて説明する。光学装置１０２において、２つの光源１１０を区別する必要がある場合、それぞれ、第一光源１１０ａ、第二光源１１０ｂと呼ぶ。
リフレクタ１２０の反射面１２１の有効領域と、第一光源１１０ａおよび第二光源１１０ｂの発光領域中心との位置関係を図３８（ａ）～図３８（ｄ）に示す。
図３８（ａ）～図３８（ｄ）は、それぞれ、リフレクタ１２０の反射面１２１の有効領域と、光源１１０の位置関係を示す図である。図３８（ａ）は、斜視図、図３８（ｂ）は、ｚ’－ｙ’平面図、図３８（ｃ）は、ｘ’－ｙ’平面図、図３８（ｄ）は、ｘ’－ｚ’平面図である。
ここでは、第一の実施形態と同じ座標系９１１を用いる。第一光源１１０ａは、上記実施形態で用いた光源１１０と発光領域の形状は同じである。すなわち、発光領域がｘ’軸方向およびｚ’軸方向にそれぞれ１．１５ｍｍのＬＥＤ（ｎｉｃｈｉａ ＮＣＳＡ１７０Ｃ）を用いる。ただし、発光領域中心座標が（０、－１２、１３．５）、指向角の中心軸方向がｙ’軸方向となるよう配置する。
第二光源１１０ｂとして、発光領域がｘ’軸方向に１．１５ｍｍ、ｚ’軸方向に２．３ｍｍのＬＥＤ（ｎｉｃｈｉａ ＮＣ２Ｗ１７０Ｃ）を用いる。そして、発光領域中心座標が（０、－１２、１８．３）、指向角の中心軸方向がｙ’軸方向となるよう配置する。
ここでは、照射面３０１のパターン表示領域４０１に、照射像４００として、２つの矢じりを形成する場合の形状を例にあげて説明する。
第一光源１１０ａからの光によるパターン表示領域４０１は、ｚ’軸方向は１５００ｍｍ～２３００ｍｍの範囲、ｘ’軸方向は、－５００ｍｍ～５００ｍｍの範囲である。第二光源１１０ｂからの光によるパターン表示領域は、ｚ’軸方向は、１０００ｍｍ～１３５０ｍｍ、ｘ’軸方向は、－５００ｍｍ～５００ｍｍの範囲である。
リフレクタ１２０の反射面１２１の基本的な構成は、第一の実施形態と同様である。すなわち、図３８（ｃ）に示すように、原点を通るｚ’－ｙ’面に平行な面で分割して得た第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂを備える。第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂは、それぞれ、異なる自由曲面形状を有する。
第一領域１２１ａは、パターン表示領域４０１のうち、ｘ’座標が－５００ｍｍから０ｍｍの領域に、部分照射像である第一照射像を形成する。また、第二領域１２１ｂは、ｘ’座標が０ｍｍから５００ｍｍの領域に、部分照射像である第二照射像を形成する。
第一領域１２１ａおよび第二領域１２１ｂの自由曲面形状として、それぞれの有効領域の、点列データを、図３９の表５８１および図４０の表５８２に示す。ここでは、点列データとして、座標系９１１おける各位置（ｘ’、ｙ’、ｚ’）の方向余弦（ｌ’、ｍ’、ｎ’）を示す。
ここで、上記仕様の光学装置１０２で得られる照射面３０１上の照度分布の光線追跡のシミュレーション結果を、図４１に示す。ここで、第一光源１１０ａに用いた上記ＬＥＤの光束量を２３０ｌｍとし、第二光源１１０ｂに用いた上記ＬＥＤ光束量を９０ｌｍとした場合の結果である。
本図では、照度分布（集光マーク）４８１ａが、第一光源１１０ａの光によるもので、照度分布（集光マーク）４８１ｂが、第二光源１１０ｂの光によるものである。
本図に示すように、光源１１０を２つ備えることにより、照射面３０１上のパターン表示領域４０１に、２つの矢じりパターンを表示させることができる。
複数の光源１１０を備え、それぞれの光源１１０からの光を１つの光学素子により集光し、複数の照射像を照射面３０１の異なる位置に形成する場合、形成される複数の照射像の照度は、略同じであることが望ましい。
一般に、複数の光源１１０から出射する光の光束量が同じであっても、複数の光源１１０それぞれの発光領域、光源１１０とリフレクタ１２０との距離、照射される照射像の大きさ等に違いがあるため、各光源１１０に対応する照射像の照度が大きく異なる場合が多い。本変形例では、これを踏まえ、各光源１１０に対応する照射像の照度が略同じになるように、各光源１１０から出射する光の光束量を予め異なる値に設定する。
各光源１１０の光束量は、例えば予め各光源１１０の光束量と対応する照射像の照度との関係を調査しておき、その関係から照射される複数の照射像の照度が略同じになるように設定される。
図４１の例では、第一光源１１０ａに用いた上記ＬＥＤの光束量を２３０ｌｍとし、第二光源１１０ｂに用いた上記ＬＥＤ光束量を９０ｌｍとすることで、集光マーク４８１ａと４８１ｂの照度を略同じにしている。
各光源１１０の光束量の調整は、例えば、電流値を制御することにより行う。あるいは、ＰＷＭ制御、すなわち、人が見えない周期内で光源１１０を点滅させるようにし、一周期内での点灯している時間の割合（デューティ比）を変化させることにより、行うことができる。
電流値を制御する場合は、各照度像に対して電流値と照度との関係を、予めＲＯＭ６１３に記憶しておく。そして、照度決定部６２１は、路面解析装置６０２の情報に基づいて決定した目標照度値を得るための電流値を決定し、電流値の情報を含む点灯信号を方向決定部６２２に出力する。
また、デューティ比を制御する場合は、各照度像に対してデューティ比と照度の関係を、予めＲＯＭ６１３に記憶しておく。そして、照度決定部６２１は、路面解析装置６０２の情報に基づいて決定した目標照度値を得るためのデューティ比を決定し、デューティ比の情報を含む点灯信号を方向決定部６２２に出力する。
なお、本変形例において、リフレクタ１２０の形状をかえ、矢印パターンとしてもよいし、また、リフレクタ１２０の代わりに、レンズ１７０を用いてもよい。
なお、本発明は、上述した各実施形態および各変形例に限定されるものではなく、様々な変形例がさらに含まれる。すなわち、本発明の趣旨を逸脱しない様々な変更態様は、本発明の技術的範囲に属する。また、上述の各実施形態および各変形例は、本発明をわかりやすく説明するためのものであり、本発明は、必ずしもこれらの実施形態および／または変形例に含まれる全ての構成を備えなくてもよい。
１００：光学装置、１００Ｆ：前進用光学装置、１００Ｆａ：第一前進用光学装置、１００Ｆｂ：第二前進用光学装置、１００Ｌ：左折用光学装置、１００Ｌａ：第一左折用光学装置、１００Ｌｂ：第二左折用光学装置、１００Ｒ：右折用光学装置、１００Ｒａ：第一右折用光学装置、１００Ｒｂ：第二右折用光学装置、１０１：光学装置、１０２：光学装置、１１０：光源、１１０ａ：第一光源、１１０ｂ：第二光源、１１１：基板、１２０：リフレクタ、１２１：反射面、１２１ａ：第一領域、１２１ｂ：第二領域、１２１ｃ：第三領域、１３０：支持部材、１３１：固定ネジ、１３２：位置決めピン、１４０：カバー、１５０：ボディ、１５１：灯室、１５２：空間、１６０：点灯制御回路、１７０：レンズ、１７１：出射面、１７１ａ：第一領域、１７１ｂ：第二領域、１７２：入射面、
２００：車両、２０２：他車両、３００：路面、３０１：照射面、３０２：照射面、
４００：照射像（集光マーク）、４０１：パターン表示領域、４０２：パターン表示領域、４１１：集光マーク、４１１ａ：第一照射像、４１１ｂ：第二照射像、４１２：集光マーク、４１２ａ：第一照射像、４１２ｂ：第二照射像、４３０ａ：前進パターン、４３０ｂ：前進パターン、４４０ａ：左折パターン、４４０ｂ：左折パターン、４５０ａ：右折パターン、４５０ｂ：右折パターン、４７１：集光マーク、４７１ａ：第一照射像、４７１ｂ：第二照射像、４７１ｃ：第三照射像、
６００：進行方向表示装置、６０１：方向指示器スイッチ、６０２：路面解析装置、６０３：車速センサ、６０４：位置情報取得装置、６１０：灯具コントローラ、６１１：ＣＰＵ、６１２：ＲＡＭ、６１３：ＲＯＭ、６２１：照度決定部、６２２：方向決定部、６２３：自車位置判定部、
９１１：座標系、９１２：座標系

Claims (9)

  1. 車両に搭載される進行方向表示装置であって、
    光学装置と、
    前記光学装置の点灯、あるいは点滅を制御する灯具コントローラと、を備え、
    前記光学装置の照射面は、前記車両の周辺の路面であり、
    前記光学装置が表示する集光マークは、前記車両の進行方向を示すパターンであり、
    前記灯具コントローラは、前記車両に搭載された、前記車両の挙動や前記車両の周囲の環境情報を検出する状態検出装置からの検出信号を取得し、当該前記検出信号に基づいて、前記光学装置を点灯、あるいは点滅させ、
    前記光学装置は、光源と、前記光源から出射された光を前記照射面上に前記集光マークの形に集光させる光学素子と、を備え、
    前記光学素子の光を集光させる面である偏向面は、複数の領域に分割されており、
    前記光学素子の偏向面上の各領域を介して出射される光は、前記照射面上に前記偏向面上の各領域に対応した部分照射像を形成し、前記各部分照射像が組み合わされて少なくとも一つの前記集光マークが前記照射面に形成され、
    前記灯具コントローラは、前記車両に搭載された車速センサから当該車両の走行速度を取得し、当該走行速度が所定値未満の場合、前記光学装置を点灯、あるいは点滅させる
    ことを特徴とする進行方向表示装置。
  2. 請求項１記載の進行方向表示装置であって、
    前記照射面は、前記車両の前方、側方、および後方の少なくとも一方の路面である
    ことを特徴とする進行方向表示装置。
  3. 請求項１記載の進行方向表示装置であって、
    前記灯具コントローラは、前記車両に搭載された方向指示器から右折又は左折を示す操作信号を取得し、当該前記操作信号に基づいて、前記光学装置を点灯、あるいは点滅させる
    ことを特徴とする進行方向表示装置。
  4. 車両に搭載される進行方向表示装置であって、
    光学装置と、
    前記光学装置の点灯、あるいは点滅を制御する灯具コントローラと、を備え、
    前記光学装置の照射面は、前記車両の周辺の路面であり、
    前記光学装置が表示する集光マークは、前記車両の進行方向を示すパターンであり、
    前記灯具コントローラは、前記車両に搭載された、前記車両の挙動や前記車両の周囲の環境情報を検出する状態検出装置からの検出信号を取得し、当該前記検出信号に基づいて、前記光学装置を点灯、あるいは点滅させ、
    前記光学装置は、光源と、前記光源から出射された光を前記照射面上に前記集光マークの形に集光させる光学素子と、を備え、
    前記光学素子の光を集光させる面である偏向面は、複数の領域に分割されており、
    前記光学素子の偏向面上の各領域を介して出射される光は、前記照射面上に前記偏向面上の各領域に対応した部分照射像を形成し、前記各部分照射像が組み合わされて少なくとも一つの前記集光マークが前記照射面に形成され、
    前記灯具コントローラは、前記車両に搭載された路面解析装置から前記車両の周囲の路面の反射率を取得し、当該反射率が所定値以上の場合、前記光学装置の照度を予め定めた値以下とする
    ことを特徴とする進行方向表示装置。
  5. 請求項１記載の進行方向表示装置であって、
    前記灯具コントローラは、前記車両に搭載されたナビゲーション装置から当該車両の現在位置を取得し、当該現在位置が他車両のドライバにとって死角となる領域である場合、前記検出信号によらず前記光学装置を点灯させる
    ことを特徴とする進行方向表示装置。
  6. 請求項１記載の進行方向表示装置であって、
    集光マークを表示する進行方向は複数存在し、
    前記複数の集光マークを表示する進行方向に対応した光学装置を備え、
    前記灯具コントローラは、前記検出信号に応じて進行方向に対応する光学装置を点灯、あるいは点滅させる
    ことを特徴とする進行方向表示装置。
  7. 請求項６に記載の進行方向表示装置であって、
    前記複数の集光マークを表示する進行方向に対応した光学装置は、それぞれ、前記照射面上の前記車両からの距離が異なる複数の表示領域に、それぞれ集光マークを表示し、
    前記車両からの距離が最も大きい前記表示領域に表示される集光マークと、前記車両からの距離が最も小さい前記表示領域に表示される集光マークとは、色が異なる
    ことを特徴とする進行方向表示装置。
  8. 車両に搭載される進行方向表示装置であって、
    光学装置と、
    前記光学装置の点灯、あるいは点滅を制御する灯具コントローラと、を備え、
    前記光学装置の照射面は、前記車両の周辺の路面であり、
    前記光学装置が表示する集光マークは、前記車両の進行方向を示すパターンであり、
    前記灯具コントローラは、前記車両に搭載された、前記車両の挙動や前記車両の周囲の環境情報を検出する状態検出装置からの検出信号を取得し、当該前記検出信号に基づいて、前記光学装置を点灯、あるいは点滅させ、
    前記光学装置は、光源と、前記光源から出射された光を前記照射面上に前記集光マークの形に集光させる光学素子と、を備え、
    前記光学素子の光を集光させる面である偏向面は、複数の領域に分割されており、
    前記光学素子の偏向面上の各領域を介して出射される光は、前記照射面上に前記偏向面上の各領域に対応した部分照射像を形成し、前記各部分照射像が組み合わされて少なくとも一つの前記集光マークが前記照射面に形成され、
    前記光学装置は、
    前方向を示す前記集光マークを表示する前進用光学装置と、
    右方向を示す前記集光マークを表示する右折用光学装置と、
    左方向を示す前記集光マークを表示する左折用光学装置と、を備え、
    前記灯具コントローラは、前記検出信号に応じて前記前進用光学装置、前記右折用光学装置および左折用光学装置のいずれかを点灯、あるいは点滅させ、
    前記前進用光学装置と、前記右折用光学装置と、前記左折用光学装置とは、それぞれ、色の異なる複数の集光マークを前記照射面上の異なる表示領域に表示させる
    ことを特徴とする進行方向表示装置。
  9. 車両に搭載される進行方向表示装置であって、
    光学装置と、
    前記光学装置の点灯、あるいは点滅を制御する灯具コントローラと、を備え、
    前記光学装置の照射面は、前記車両の周辺の路面であり、
    前記光学装置が表示する集光マークは、前記車両の進行方向を示すパターンであり、
    前記灯具コントローラは、前記車両に搭載された、前記車両の挙動や前記車両の周囲の環境情報を検出する状態検出装置からの検出信号を取得し、当該前記検出信号に基づいて、前記光学装置を点灯、あるいは点滅させ、
    前記光学装置は、光源と、前記光源から出射された光を前記照射面上に前記集光マークの形に集光させる光学素子と、を備え、
    前記光学素子の光を集光させる面である偏向面は、複数の領域に分割されており、
    前記光学素子の偏向面上の各領域を介して出射される光は、前記照射面上に前記偏向面上の各領域に対応した部分照射像を形成し、前記各部分照射像が組み合わされて少なくとも一つの前記集光マークが前記照射面に形成され、
    前記光学装置は、
    前方向を示す前記集光マークを表示する前進用光学装置と、
    右方向を示す前記集光マークを表示する右折用光学装置と、
    左方向を示す前記集光マークを表示する左折用光学装置と、を備え、
    前記灯具コントローラは、前記検出信号に応じて前記前進用光学装置、前記右折用光学装置および左折用光学装置のいずれかを点灯、あるいは点滅させ、
    前記前進用光学装置と、前記右折用光学装置と、前記左折用光学装置とは、それぞれ、前記照射面上の前記車両からの距離が異なる複数の表示領域に、それぞれ集光マークを表示し、
    前記車両からの距離が最も大きい前記表示領域に表示される集光マークと、前記車両からの距離が最も小さい前記表示領域に表示される集光マークとは、色が異なる
    ことを特徴とする進行方向表示装置。
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