WO2019117042A1 - 車両用灯具 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a vehicle lamp, and more particularly to a vehicle lamp provided with a diffraction grating.
- Patent Document 1 uses a hologram element, which is a type of diffraction grating, to set a predetermined light distribution pattern. It is described to form a light distribution pattern.
- Patent Document 2 includes a laser head for irradiating a laser beam, a drive mechanism including a gear and a drive motor for adjusting an irradiation angle of the laser head, and a control unit, and a laser drawing device attached to a vehicle Is disclosed.
- the control unit controls the irradiation angle of the laser light emitted from the laser head based on the control signal input from the ECU (Electronic Control Unit) of the vehicle, and marks the predetermined shape on the road surface.
- the information on the shape of the mark drawn on the road surface is stored in the ECU, so the shape of the mark drawn on the road surface can be changed by changing the information on the shape of the mark.
- a vehicular lamp includes a light source for emitting a plurality of laser beams having different wavelengths in a time division manner, and a plurality of diffraction gratings respectively corresponding to the laser beams for the respective wavelengths, and emits the light from the light source
- the laser light of each wavelength is incident on the diffraction grating corresponding to the laser light, and regions irradiated with light emitted from the diffraction grating overlap each other.
- a plurality of laser beams of different wavelengths emitted from the light source in a time division manner are respectively diffracted by the diffraction grating corresponding to the laser light of the respective wavelengths and emitted from the diffraction grating.
- the areas to which the light emitted from the light is irradiated overlap each other. For this reason, the light of a different wavelength is sequentially irradiated to the area
- the vehicle lamp of the present invention can adjust the color balance without taking measures such as replacement of the light source.
- the adjustment of the color balance includes not only the adjustment at the time of using the vehicle lamp but also the adjustment at the time of manufacturing the vehicle lamp and the like.
- the diffraction grating has wavelength dependency, light of different wavelengths tends to have different light distribution patterns by the diffraction grating.
- the plurality of laser beams having different wavelengths are diffracted by the diffraction grating corresponding to the laser beams of the respective wavelengths. Therefore, it is easy for the regions irradiated with the light emitted from the respective diffraction gratings to overlap with each other, and a desired light distribution pattern is easily formed by the afterimage phenomenon.
- emitted from each said diffraction grating is irradiated corresponds.
- the light source emits at least three laser beams having different wavelengths.
- laser light of three primary colors can be used. Therefore, by adjusting the intensity of each laser beam emitted from the light source, light of a desired color can be emitted by the afterimage phenomenon.
- a plurality of support members that support and rotate the diffraction gratings are further provided, and the plurality of diffraction gratings are disposed on the circumference of a circle centered on the rotation axis of the support members, and the plurality of laser beams
- the emission in time division may be synchronized with the rotation of the support member.
- the drive mechanism for adjusting the irradiation angle of the laser light tends to be complicated. Therefore, compared with the case where it has a drive mechanism which adjusts the irradiation angle of the laser beam radiate
- a support member supporting the plurality of diffraction gratings and reciprocating is further provided, the plurality of diffraction gratings are disposed on a straight line parallel to the reciprocating direction of the support members, and time division of the plurality of laser beams is performed. And the reciprocation of the support member may be synchronized.
- the light source may further include an optical path changing element for guiding the laser light of each wavelength emitted from the light source to the diffraction grating corresponding to the laser light.
- the degree of freedom of the positional relationship between the light source and the plurality of diffraction gratings can be improved and the size can be reduced as compared with the case where the optical path changing element is not provided.
- a plurality of laser beams having different wavelengths can be made incident on the diffraction grating corresponding to the laser beam of each wavelength. Therefore, compared with the case where it has a drive mechanism which adjusts the irradiation angle of the laser beam radiate
- the vehicle lamp of the present invention includes a light source, a plurality of light distribution pattern forming portions, and a support member that supports and rotates the plurality of light distribution pattern forming portions, and the respective light distribution pattern formations.
- the unit is composed of at least one diffraction grating which is disposed on a circumference around the rotation axis of the support member and from which the laser light emitted from the light source is incident to emit light of a predetermined light distribution pattern.
- Light distribution patterns of light emitted from the diffraction gratings of at least two of the light distribution pattern formation units are characterized by being different from each other.
- each light distribution pattern formation part is comprised from the several diffraction grating which the laser beam which radiate
- the said diffraction grating is made into a light distribution pattern formation part.
- the diffraction gratings of the respective light distribution pattern forming portions are disposed on a circumference centered on the rotation axis of the support member. Therefore, by rotating the support member by a predetermined angle, the diffraction grating on which the laser light emitted from the light source is incident can be changed to the diffraction grating of another light distribution pattern formation portion. Further, the light distribution patterns of the light emitted from the diffraction gratings of the at least two light distribution pattern forming portions are different from each other. Therefore, by rotating the support member by a predetermined angle, it is possible to switch the image drawn on the road surface or the like.
- a moving image can be drawn on a road surface or the like.
- the operation noise is less likely to be generated as compared with the case where the part is reciprocated. Therefore, it is possible to suppress the operation noise at the time of switching the image drawn on the road surface or the like than when switching the image drawn on the road surface or the like by reciprocating the support member.
- the light source emits the plurality of laser beams of different wavelengths in time division, and emits the plurality of laser beams in time division and rotates the support member.
- the light distribution pattern forming unit includes at least one set of a plurality of the diffraction gratings respectively corresponding to the laser light of each wavelength, and in each of the light distribution pattern forming units, the light source It is preferable that the said laser beam of each wavelength radiate
- each of the light distribution pattern forming units a plurality of laser beams of different wavelengths emitted from the light source in a time division manner are respectively diffracted by the diffraction gratings corresponding to the laser beams of the respective wavelengths and emitted from these diffraction gratings. .
- the light of a different wavelength sequentially radiate
- each light distribution pattern formation unit combines the plurality of laser beams emitted from the light source.
- the emitted light can be emitted by an afterimage phenomenon, and an image can be drawn on a road surface or the like.
- the color balance of the image drawn by the afterimage phenomenon can be adjusted by adjusting the intensity of each of the laser beams emitted from the light source and the length of the emission time of each of the laser beams. Therefore, in this vehicle lamp, the color balance of the image to be drawn can be adjusted.
- the adjustment of the color balance includes not only the adjustment at the time of using the vehicular lamp but also the adjustment at the time of manufacturing the vehicular lamp and the like.
- the diffraction grating has wavelength dependency, light of different wavelengths tends to have different light distribution patterns by the diffraction grating.
- a plurality of laser beams of different wavelengths are diffracted by the diffraction grating corresponding to the laser beams of each wavelength. For this reason, it is easy to make areas irradiated with light emitted from a plurality of diffraction gratings overlap with each other, and it is easy to draw a desired image by an afterimage phenomenon.
- the light sources emit the plurality of laser beams of different wavelengths in time division, at least one of the outer shapes of the regions irradiated with the light emitted from the plurality of diffraction gratings. It is preferred that the parts match.
- the light source may emit at least three laser beams of different wavelengths. preferable.
- laser light of three primary colors can be used. Therefore, by adjusting the intensity of each laser beam emitted from the light source, light of a desired color can be irradiated by an afterimage phenomenon, and an image of the desired color can be drawn on a road surface or the like.
- FIG. 1 is a view showing an example of a vehicle lamp according to the present embodiment, and schematically showing a cross section in the vertical direction of the vehicle lamp.
- the vehicle lamp 1 is a vehicle headlamp, and as shown in FIG. 1, the vehicle lamp 1 of the present embodiment mainly includes a housing 10 and a lamp unit 20.
- the housing 10 mainly includes a lamp housing 11, a front cover 12, and a back cover 13.
- the front of the lamp housing 11 is open, and the front cover 12 is fixed to the lamp housing 11 so as to close the opening. Further, an opening smaller than the front is formed at the rear of the lamp housing 11, and the back cover 13 is fixed to the lamp housing 11 so as to close the opening.
- a space formed by the lamp housing 11, the front cover 12 closing the front opening of the lamp housing 11, and the back cover 13 closing the rear opening of the lamp housing 11 is a lamp chamber R.
- the lamp unit 20 is housed inside.
- the lamp unit 20 of this embodiment mainly includes a light source 30, a diffraction grating unit 40, a motor 50, a motor driver 51, a control unit 60, and an input unit 61.
- the lamp unit 20 is being fixed to the housing
- the light source 30 of the present embodiment emits a plurality of laser beams having different wavelengths in time division.
- the light source 30 of this embodiment has a collimating lens (not shown) for collimating the fast axis direction and the slow axis direction of the transmitted laser light, and the light source 30 emits the laser light transmitted through the collimating lens.
- the light source 30 also emits a light emitting element (not shown) that emits red laser light LR having a peak power of 638 nm, and a light emitting element (not shown) that emits a green laser light LG having a peak wavelength of 515 nm.
- a light emitting element for emitting blue laser light LB having a peak power of 445 nm, for example, and a driving circuit (not shown). Power is supplied to these light emitting elements through a drive circuit.
- a light source 30 can emit the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB in a time division manner by adjusting the power supplied to the respective light emitting elements.
- the emitted laser beams are emitted to substantially the same area. That is, the light source 30 of this embodiment switches the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB, and the laser light LR, LG, LB of any color is desired at a desired timing. It is configured to allow time emission.
- the light source 30 can adjust the intensity of each of the emitted laser beams LR, LG, and LB by adjusting the power supplied to the respective light emitting elements.
- the intensity of each of the laser beams LR, LG, and LB is adjusted so that the color of light obtained by combining the laser beams LR, LG, and LB becomes white as an initial state.
- the light source 30 for example, a semiconductor laser or the like in which a light emitting element is a laser element that emits a laser beam can be used.
- the motor 50 of the present embodiment is an electric motor having an encoder 53 for detecting the rotational position of the output shaft 52, and a support member 42 of the diffraction grating unit 40 is fixed to the output shaft 52.
- a motor driver 51 is electrically connected to the motor 50, power is supplied to the motor 50 via the motor driver 51, and the output shaft 52 rotates in accordance with the power supplied from the motor driver 51.
- the motor 50 for example, a stepping motor or an AC (Alternating Current) servomotor can be used.
- the encoder 53 for example, a rotary absolute encoder can be used.
- FIG. 2 is a front view schematically showing the diffraction grating unit 40 shown in FIG.
- the diffraction grating unit 40 of the present embodiment mainly includes three diffraction gratings 43R, 43G, and 43B and a support member 42, and the laser light emitted from the light source 30 enters the diffraction grating unit 40.
- a region 31 on which the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30 are incident is indicated by a broken line.
- the support member 42 of the present embodiment is a plate-like member having a substantially circular outer shape in a front view, and one end portion of the output shaft 52 of the motor 50 is fixed to the central portion of the support member 42
- the rotation shaft 52A of the output shaft 52 can be rotated by 50.
- the rotary shaft 52A extends in the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
- three through holes penetrating in the thickness direction of the support member 42 are formed, and the three diffraction gratings 43R, 43G, 43B are respectively fitted into the through holes.
- the two diffraction gratings 43R, 43G, 43B are fixed to the support member 42.
- the diffraction gratings 43R, 43G, 43B rotate around the rotation shaft 52A.
- the three diffraction gratings 43R, 43G, 43B supported by the support member 42 in this manner are on the circumference of the circle C centered on the rotation shaft 52A. It is arranged.
- the circumference of the circle C crosses the area 31 where the laser light emitted from the light source 30 is incident.
- the support member 42 is rotated to a predetermined rotational position with respect to each of the diffraction gratings 43R, 43G, 43B, the diffraction gratings 43R, 43G, 43B and the area 31 where the laser light emitted from the light source 30 is incident , And the laser beams LR, LG, LB emitted from the light source 30 can be incident on the diffraction gratings 43R, 43G, 43B.
- the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B are arranged at substantially equal intervals all around the circumference of the circle C, and are positioned so as to be rotationally symmetrical with respect to the rotation axis 52A.
- the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B are transmission type diffraction gratings, which diffract light incident from one surface and emit the diffracted light from the other surface.
- Each of the diffraction gratings 43R, 43G, 43B of the present embodiment is a diffraction grating (not shown) in each of grating regions (not shown) divided and formed in the radial direction and circumferential direction of the circle C centering on the rotation axis 52A. Have a pattern. This grating area is formed so that one or more positions are located in the area 31 when the diffraction gratings 43R, 43G, 43B and the area 31 to which the laser light emitted from the light source 30 is incident overlap.
- the diffraction grating 43R corresponds to the red laser light LR emitted from the light source 30, and the red laser light LR is incident on the diffraction grating 43R and diffracted.
- the diffraction grating 43G corresponds to the green laser beam LG emitted from the light source 30, and the green laser beam LG is incident on the diffraction grating 43G and diffracted.
- the diffraction grating 43B corresponds to the blue laser beam LB emitted from the light source 30, and the blue laser beam LB is incident on the diffraction grating 43B and diffracted.
- the red laser light LR is diffracted by the diffraction grating 43R and the light DLR emitted from the diffraction grating 43R is red
- the green laser light LG is diffracted by the diffraction grating 43G and the light DLG emitted from the diffraction grating 43G is
- the green laser beam LB is diffracted by the diffraction grating 43B
- the light DLB emitted from the diffraction grating 43B is blue.
- the lights DLR, DLG, and DLB are emitted from the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B, respectively, so that the irradiated regions overlap each other.
- the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B have a light distribution pattern of the light DLR emitted from the diffraction grating 43R, a light distribution pattern of the light DLG emitted from the diffraction grating 43G, and a distribution of the light DLB emitted from the diffraction grating 43B.
- the lights DLR, DLG, and DLB are emitted so that the light patterns overlap each other.
- the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B have diffraction grating patterns in each of the plurality of divided grating regions, and each diffraction grating pattern has such a light distribution pattern.
- the incident laser beams LR, LG and LB are respectively diffracted. That is, the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B are an assembly of a plurality of diffraction gratings having the same diffraction grating pattern.
- the diffraction gratings 43R, 43G, 43B are light sources such that light obtained by combining the respective lights DLR, DLG, DLB emitted from the diffraction gratings 43R, 43G, 43B becomes a light distribution pattern of a low beam.
- the red laser light LR, the green laser light LG and the blue laser light LB emitted from the light source 30 are respectively diffracted.
- Each light distribution pattern also includes an intensity distribution.
- the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the respective diffraction gratings 43R, 43G, and 43B overlap the light distribution pattern of the low beam, and the light distribution pattern of the low beam
- the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB that are emitted from the light source 30 and enter the diffraction gratings 43R, 43G, 43B are diffracted so as to have an intensity distribution based on the intensity distribution.
- light DLR of the red component of the light distribution pattern of the low beam is emitted from the diffraction grating 43R
- light DLG of the green component of the light distribution pattern of the low beam is emitted from the diffraction grating 43G
- distribution of the low beam is emitted from the diffraction grating 43B.
- the light DLB of the blue component of the light pattern is emitted.
- the above-mentioned intensity distribution based on the intensity distribution of the low beam light distribution pattern means that the intensity emitted from each of the diffraction gratings 43R, 43G, 43B is also high at the portion where the intensity in the low beam light distribution pattern is high is there.
- the input unit 61 outputs information such as a command or a setting value input according to a user's operation as an electrical signal.
- the information input to the input unit 61 includes the intensities of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30 and the lengths of emission times of the laser beams LR, LG, and LB. Ru.
- Examples of the input unit 61 include a switch group in which a plurality of rotary switches are mounted on a circuit board.
- the control unit 60 of the present embodiment is electrically connected to a control device 54 such as an ECU (Electronic Control Device) of the vehicle, the light source 30, the motor driver 51, the encoder 53 of the motor 50, and the input unit 61. Ru.
- the control unit 60 controls the emission state of the laser light of the light source 30 and the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50.
- the control unit 60 is based on a signal input from the control device 54 of the vehicle to the control unit 60, a signal input from the encoder 53 of the motor 50 to the control unit 60, and a signal input from the input unit 61 to the control unit 60. Do.
- the control unit 60 described above detects, for example, a signal indicating low beam irradiation from the control device 54 of the vehicle, and in the input state where a signal indicating low beam irradiation is input to the control unit 60, the light source 30. By controlling the emission state of the laser light and the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50, the light is emitted from the vehicle lamp 1.
- the control unit 60 of the present embodiment drives the motor driver 51 described above, adjusts the voltage applied to the motor 50, and rotates the output shaft 52 of the motor 50.
- the rotation of the output shaft 52 causes the support member 42 and the diffraction gratings 43R, 43G, 43B (the diffraction grating unit 40) to rotate the output shaft 52.
- the shaft 52A is rotated about the rotation axis.
- the control unit 60 drives the motor driver 51 based on a signal input from the encoder 53 of the motor 50 to the control unit 60.
- the diffraction grating unit 40 is rotated clockwise in FIG.
- the encoder 53 can detect the rotational position of the output shaft 52, and the position of the above-mentioned region 31 on which the laser light emitted from the light source 30 is incident hardly fluctuates even when the diffraction grating unit 40 rotates. Therefore, the control unit 60 can detect which position in the diffraction grating unit 40 overlaps the region 31 based on the signal input from the encoder 53 to the control unit 60.
- the control unit 60 drives the motor driver 51 so that the diffraction grating 43R corresponding to the red laser light LR overlaps with the entire area 31, for example, in the diffraction grating 43R in the rotation direction of the diffraction grating unit 40.
- the diffraction grating unit 40 is rotated until the center and the center of the area 31 coincide.
- the control unit 60 drives the drive circuit of the light source 30 to make red laser light LR from the light source 30 Are emitted for a predetermined time.
- the red laser light LR emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43R and is diffracted by the diffraction grating 43R as described above, and the light DLR of the red component of the light distribution pattern of the low beam is emitted from the diffraction grating 43R for a predetermined time.
- the light DLR of the red component of the light distribution pattern of the low beam is emitted from the vehicular lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 drives the motor driver 51 to a position where the diffraction grating 43G corresponding to the green laser light LG overlaps with the entire area 31, for example, of the diffraction grating 43G in the rotation direction of the diffraction grating unit 40.
- the diffraction grating unit 40 is rotated until the center and the center of the area 31 coincide.
- the control unit 60 causes the green laser light LG to be emitted from the light source 30 for a predetermined time.
- the emission time length of the green laser light LG is substantially the same as the emission time length of the red laser light LR.
- the green laser light LG emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43G and is diffracted by the diffraction grating 43G as described above, and the green light DLG of the light distribution pattern of the low beam is emitted from the diffraction grating 43G for a predetermined time.
- the light DLG of the green component of the light distribution pattern of the low beam is emitted from the vehicular lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 drives the motor driver 51 to a position where the diffraction grating 43B corresponding to the blue laser light LB overlaps with the entire area 31, for example, of the diffraction grating 43B in the rotation direction of the diffraction grating unit 40.
- the diffraction grating unit 40 is rotated until the center and the center of the area 31 coincide.
- the control unit 60 causes the light source 30 to emit blue laser light LB for a predetermined time.
- the emission time length of the blue laser light LB is substantially the same as the emission time length of the red laser light LR.
- the blue laser light LB emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43B and is diffracted by the diffraction grating 43B as described above, and the light DLB of the blue component of the light distribution pattern of the low beam is emitted from the diffraction grating 43B for a predetermined time.
- the light DLB of the blue component of the light distribution pattern of the low beam is emitted from the vehicle lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 rotates the diffraction grating unit 40, emits the red laser light LR from the light source 30, rotates the diffraction grating unit 40, emits the green laser light LG from the light source 30, and outputs the diffraction grating unit 40.
- the rotation state of the laser light of the light source 30 and the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50 are controlled so that the rotation and the emission of the blue laser light LB from the light source 30 are sequentially repeated. That is, the emission of the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB in time division of the light source 30 and the rotation of the diffraction grating unit 40 are synchronized.
- the light DLR of the red component of the light distribution pattern of the low beam, the light DLG of the green component of the light distribution pattern of the low beam, and the light DLB of the blue component of the light distribution pattern of the low beam are sequentially emitted repeatedly Be done.
- the lengths of emission times of the laser beams LR, LG, and LB are substantially the same, the lengths of emission times of the lights DLR, DLG, and DLB are also approximately the same.
- the person can recognize that the light composed of the light of different colors is irradiated by the afterimage phenomenon.
- the time resolution of human vision when the time from the emission of the laser light of a predetermined color to the emission of the laser light of the predetermined color again is shorter than the time resolution of human vision, the time resolution of human vision.
- the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B are repeatedly irradiated with a shorter period than that, and the red light DLR, the green light DLG, and the blue light DLB are synthesized by the afterimage phenomenon.
- the lengths of emission times of the light DLR, DLG, and DLB are substantially the same. Further, as described above, the intensity of each of the laser beams LR, LG, and LB in the initial state is adjusted so that the color of light obtained by combining the laser beams LR, LG, and LB becomes white. Therefore, the color of light synthesized by the afterimage phenomenon is white. At this time, since each of the light DLR, DLG, and DLB overlaps the light distribution pattern of the low beam as described above and has an intensity distribution based on the intensity distribution of the light distribution pattern of the low beam, the light DLR and DLG , DLB is a light distribution pattern of the low beam, which is a light distribution pattern of light synthesized by the afterimage phenomenon.
- the cycle of repeatedly emitting the laser beams LR, LG, and LB is preferably 1/15 s or less from the viewpoint of suppressing the flicker of the light synthesized by the afterimage phenomenon.
- the time resolution of human vision is approximately 1 / 30s. In the case of a vehicle lamp, if the light emission cycle is about twice, it can be suppressed that the light flickers. If this period is 1 / 30s or less, the time resolution of human vision is generally exceeded. Therefore, it is possible to further suppress the light from flickering. Furthermore, if this cycle is 1/60 s or less, it is preferable from the viewpoint of being able to further suppress the feeling of light flicker.
- the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B are arranged such that at least a part of the outer shapes of the regions to which the light DLR, DLG, and DLB are irradiated match each other, that is, at least the outer shape of the light distribution pattern of the light DLR, DLG, and DLB. It is preferable that the laser beams LR, LG, and LB be diffracted to emit the light DLR, DLG, and DLB, respectively, so that parts thereof coincide with each other. Such a configuration can suppress the occurrence of color bleeding near the edge of the light distribution pattern formed by the afterimage phenomenon as described above. Furthermore, it is more preferable from the viewpoint of being able to further suppress the occurrence of color bleeding near the edge of the light distribution pattern, by making the whole of the outer shapes coincide with each other.
- the vehicular lamp 1 can emit light having a low beam light distribution pattern by an afterimage phenomenon.
- FIG. 3 is a view showing a light distribution pattern for night illumination, and specifically, FIG. 3 (A) is a view showing a light distribution pattern of low beam, and FIG. 3 (B) is a light distribution pattern of high beam FIG.
- S indicates a horizontal line, and the light distribution pattern is indicated by a thick line.
- the area LA1 is the area with the highest intensity, and the strength decreases in the order of the area LA2 and the area LA3.
- each of the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B diffracts light so that the light synthesized by the afterimage phenomenon forms a light distribution pattern including the intensity distribution of the low beam L.
- light having intensity lower than that of the low beam may be emitted from the vehicle lamp 1 above the position where the low beam L is irradiated by the afterimage phenomenon. This light is used as light OHS for visual recognition of the sign.
- the light distribution patterns of the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the respective diffraction gratings 43R, 43G, and 43B overlap the area irradiated with the light OHS for the mark recognition and the light OHS of the light OHS for the mark recognition
- a light distribution pattern including an intensity distribution is included, and the outer shape corresponds to at least a part of the outer shape of the region irradiated with the light OHS for marker visual recognition and includes the intensity distribution of the light OHS for marker visual recognition More preferably, a light distribution pattern is included.
- the outer shape matches the entire outer shape of the region irradiated with the light OHS for marker visual recognition.
- a light distribution pattern for nighttime illumination is formed by the low beam L and the light OHS for marker visual recognition.
- the light distribution pattern for night illumination is not used only at night, but also used in a dark place such as a tunnel.
- the input unit 61 is electrically connected to the control unit 60, and the control unit 60 includes the respective intensities of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30, and the laser beams LR. , LG and LB are input from the input unit 61 by an electric signal.
- the color balance of the light is changed by changing the intensity of the light to be synthesized and the length of the emission time of the light to be synthesized.
- the intensity of each of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30 and the length of each of the emission times of the laser beams LR, LG, and LB can be adjusted by the input unit 61. . Therefore, even if the light source 30 is not replaced, the color balance of the light to be irradiated can be adjusted.
- the intensity of the red laser light LG is set higher than the intensity in the state where the light having the light distribution pattern of the low beam L from the vehicular lamp 1 is irradiated by the afterimage phenomenon.
- the color of the white light having the light distribution pattern of the low beam L emitted from the vehicle lamp 1 is changed to a color in which the red color is enhanced.
- the intensity of the green laser beam LG is increased, the color of the white light is changed to a color in which green is intensified, and when the intensity of the blue laser beam LG is increased, the white color is changed. The color of the light is changed to a blue-enhanced color.
- the intensity of the red laser light LR is lowered, the color of the white light is changed to a color in which bluish green is intensified, and when the intensity of the green laser light LG is lowered, the white light is changed.
- the color of red is changed to an enhanced color
- the intensity of the blue laser light LB is decreased, the color of white light is changed to an enhanced color.
- the emission time of the red laser light LG is longer than the emission time in a state where light having a light distribution pattern of the low beam L from the vehicle lamp 1 is irradiated by the afterimage phenomenon.
- the color of the white light having the light distribution pattern of the low beam L emitted from the vehicle lamp 1 is changed to a color in which red is intensified.
- the emission time of the green laser light LG is increased, the color of the white light is changed to a color in which the green is strengthened, and when the emission time of the blue laser light LG is increased, The color of the white light is changed to a color that enhances blue.
- the color of white light is changed to a color in which bluish green is intensified
- the emission time of the green laser light LG is shortened
- white The color of light is changed to a color in which reddish purple is intensified
- the emission time of the blue laser light LB is shortened
- the color of white light is changed to a color in which yellow is intensified.
- a white reference light from a light source is incident on the hologram element of the vehicle lamp of Patent Document 1, and a predetermined light distribution pattern such as a low beam or a high beam is formed by the diffracted light.
- the color of the predetermined light distribution pattern to be formed is white, and the color balance tends to be largely dependent on the color balance of the reference light emitted from the light source. For this reason, in order to adjust the color balance of the predetermined light distribution pattern to be formed, it is considered that a countermeasure such as replacement of a light source is required. Therefore, in the vehicle lamp of Patent Document 1, it is difficult to adjust the color balance of the light to be emitted.
- the light source 30 emits the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB in a time division manner, and the diffraction grating 43R corresponding to the red laser light LR. And a diffraction grating 43G corresponding to the green laser light LG and a diffraction grating 43B corresponding to the blue laser light LB.
- the laser beams LR, LG, LB emitted from the light source 30 are incident on the diffraction gratings 43R, 43G, 43B corresponding to the respective laser beams LR, LG, LB, and are lights DLR, emitted from the diffraction gratings 43R, 43G, 43B.
- the areas irradiated with DLG and DLB overlap each other.
- the person recognizes that the light composed of the light of different colors is irradiated by the afterimage phenomenon. obtain. Therefore, when the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB are repeatedly emitted with a period shorter than the time resolution of human vision, the red laser light LR emitted from the light source 30 The white light obtained by combining the green laser light LG and the blue laser light LB can be irradiated by the afterimage phenomenon.
- the color balance of the light irradiated by the afterimage phenomenon in this way is the intensity of each of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30 and the length of the emission time of each of the laser beams LR, LG, and LB. Can be adjusted by adjusting Therefore, the vehicle lamp 1 of the present embodiment can adjust the color balance without taking measures such as replacing the light source 30.
- the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B have wavelength dependency, light beams having different wavelengths tend to have different light distribution patterns by the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B.
- the plurality of laser beams LR, LG, and LB having different wavelengths are diffracted by the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B corresponding to the laser beams of the respective wavelengths. Be done.
- the light source 30 of the present embodiment emits red laser light LR, green laser light LG, and blue laser light LB which have different wavelengths. For this reason, by adjusting the intensity of each of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30, it is possible to emit light of a desired color by the afterimage phenomenon.
- the vehicle lamp 1 of the present embodiment includes the support member 42 that rotates while supporting the three diffraction gratings 43R, 43G, and 43B.
- These diffraction gratings 43R, 43G, and 43B are the rotation axes of the support member 42.
- the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB emitted from the light source 30 in time division are disposed on the circumference of a circle C centered on the rotation axis 52A of a certain output shaft 52;
- the rotation of the diffraction grating unit 40 (support member 42) is synchronized.
- the vehicle lamp 1 can set the laser beams LR, LG, and LB respectively without adjusting the irradiation angles of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30.
- the light may be incident on the diffraction gratings 43R, 43G, 43B corresponding to the laser beams LR, LG, LB.
- the drive mechanism for adjusting the irradiation angle of the laser light tends to be complicated. Therefore, compared with the case where it has a drive mechanism which adjusts the irradiation angle of the laser beam radiate
- the diffraction gratings 43R, 43G, 43B are disposed at substantially equal intervals all around the circumference of the circle C so as to be rotationally symmetrical based on the rotation axis 52A. positioned.
- the control of the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50 by the control unit 60 can be simplified as compared with the case where the plurality of diffraction gratings are not arranged at substantially equal intervals all around the circumference. Synchronization of the emission of the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB in time division can be facilitated with the rotation of the diffraction grating unit 40 (support member 42).
- FIG. 4 is a front view schematically showing a diffraction grating unit of a vehicular lamp as a vehicular lamp according to the present embodiment.
- the lamp unit of the vehicle lamp of the present embodiment does not include the motor 50 and the motor driver 51, has a driving device (not shown), and as shown in FIG. 4, in the diffraction grating unit 40, the diffraction gratings 43R, 43G, It differs from the lamp unit 20 in the first embodiment in that 43 B are arranged on the support member 42 side by side along one straight line.
- the lamp unit 20 of the present embodiment mainly includes a light source 30, a diffraction grating unit 40, a drive device, a control unit 60, and an input unit 61. In addition, the lamp unit 20 is being fixed to the housing
- the supporting member 42 in the diffraction grating unit 40 of the present embodiment is a plate-like member having a substantially square outer shape in a front view, and the supporting member 42 is sandwiched by two rails 45 extending in a direction perpendicular to the thickness direction It is supported by A driving device (not shown) is connected to the support member 42 of the present embodiment, and the support member 42 is configured to be capable of reciprocating along the two rails 45. Further, an encoder (not shown) for detecting the position relative to the rail 45 is attached to the support member 42 of the present embodiment.
- the drive includes, for example, a motor, a pulley rotated by the motor, and a rod connecting the pulley and the support member 42, and an electromagnet attached to the rail 45 and a permanent magnet attached to the support member 42.
- the configuration includes a motor, a pinion rotated by the motor, and a rack attached to the pinion and the meshing support member 42.
- an encoder for example, a linear absolute encoder can be used.
- the support member 42 of the present embodiment three through holes penetrating in the thickness direction of the support member 42 are formed, and the three diffraction gratings 43R, 43G, 43B are respectively fitted into the through holes.
- the two diffraction gratings 43R, 43G, 43B are fixed to the support member 42. Therefore, as the support member 42 reciprocates along the rail 45, the diffraction gratings 43R, 43G, 43B reciprocate along the rail 45.
- the three diffraction gratings 43R, 43G, 43B supported by the support member 42 in this manner are disposed on a straight line L1 parallel to the reciprocating direction of the support member 42.
- the straight line L1 crosses the area 31 where the laser light emitted from the light source 30 is incident. Therefore, the laser beams emitted from the diffraction gratings 43R, 43G, 43B and the light source 30 are incident as the support member 42 moves to the predetermined position along the rails 45 with respect to each of the diffraction gratings 43R, 43G, 43B. And laser light emitted from the light source 30 can be incident on the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B.
- Each of the diffraction gratings 43R, 43G, 43B according to the present embodiment is not shown in a reciprocation direction of the support member 42 in a front view and a grating region (not shown) formed in a direction perpendicular to the reciprocation direction. It has a diffraction grating pattern. This grating area is formed so that one or more positions are located in the area 31 when the diffraction gratings 43R, 43G, 43B and the area 31 to which the laser light emitted from the light source 30 is incident overlap.
- the lights emitted from the respective diffraction gratings 43R, 43G, and 43B overlap the light distribution pattern of the low beam L, respectively.
- the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light emitted from the light source 30 and incident on the diffraction gratings 43R, 43G, 43B so as to have an intensity distribution based on the intensity distribution of the low beam light distribution pattern. Diffraction each LB.
- the control unit 60 described above controls the emission state of the laser light of the light source 30 and the drive state of the drive device (not shown) to emit light from the vehicle lamp 1. Specifically, the control unit 60 according to the present embodiment drives the driving device to align the diffraction grating unit 40 along the rail 45 to a position where the diffraction grating 43R corresponding to the red laser light LR overlaps the entire area 31. When the diffraction grating 43R and the whole area 31 overlap, the red laser light LR is emitted from the light source 30 for a predetermined time.
- the red laser light LR emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43R and is diffracted by the diffraction grating 43R as described above, and the light DLR of the red component of the light distribution pattern of the low beam is emitted from the diffraction grating 43R for a predetermined time.
- the light DLR of the red component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the vehicle lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 moves the diffraction grating unit 40 along the rail 45 to a position where the diffraction grating 43G corresponding to the green laser light LG overlaps with the entire area 31, and the diffraction grating 43G and the entire area 31.
- the green laser beam LG is emitted from the light source 30 for a predetermined time.
- the emission time length of the green laser light LG is substantially the same as the emission time length of the red laser light LR.
- the green laser light LG emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43G and is diffracted by the diffraction grating 43G as described above, and the light DLG of the green component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the diffraction grating 43G for a predetermined time. .
- the light DLG of the green component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the vehicle lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 moves the diffraction grating 43B along the rail 45 to a position where the diffraction grating 43B corresponding to the blue laser light LB overlaps the entire area 31, and the diffraction grating 43B and the entire area 31
- the blue laser light LB is emitted from the light source 30 for a predetermined time.
- the emission time length of the blue laser light LB is substantially the same as the emission time length of the red laser light LR.
- the blue laser beam LB emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43B and is diffracted by the diffraction grating 43B as described above, and the light DLB of the blue component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the diffraction grating 43B for a predetermined time .
- the light DLB of the blue component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the vehicle lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 moves the diffraction grating unit 40, emits the red laser light LR from the light source 30, moves the diffraction grating unit 40, emits the green laser light LG from the light source 30, and outputs the diffraction grating unit 40.
- the movement state of the laser light of the light source 30 and the driving state of the driving device are controlled so that the movement and the emission of the blue laser light LB from the light source 30 are sequentially repeated. That is, the emission of the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB in time division of the light source 30 and the reciprocating movement of the diffraction grating unit 40 are synchronized.
- the vehicle lamp 1 when the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB are repeatedly emitted with a cycle shorter than the time resolution of human vision 1 Can emit light having a light distribution pattern of low beam L by an afterimage phenomenon.
- the color balance of the light emitted by the afterimage phenomenon is adjusted by adjusting the intensity of each of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30 and the emission time of each of the laser beams LR, LG, and LB. It can be adjusted by Therefore, the vehicle lamp 1 of the present embodiment can adjust the color balance without taking measures such as replacing the light source 30.
- the respective diffraction gratings 43R and 43G , 43B so that the areas irradiated with the light DLR, DLG, and DLB are easily overlapped with each other, and a desired light distribution pattern is easily formed by an afterimage phenomenon.
- the vehicle lamp 1 of the present embodiment includes the support member 42 that reciprocates by supporting the three diffraction gratings 43R, 43G, and 43B. These diffraction gratings 43R, 43G, and 43B are in the reciprocation direction of the support member 42.
- the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB in time division of the light source 30, and reciprocation of the diffraction grating unit 40 (support member 42). And are synchronized.
- the vehicle lamp 1 can set the laser beams LR, LG, and LB respectively without adjusting the irradiation angles of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30.
- the light may be incident on the diffraction gratings 43R, 43G, 43B corresponding to the laser beams LR, LG, LB. Therefore, as in the first embodiment, the configuration can be simplified as compared with the case where the drive mechanism for adjusting the irradiation angle of the laser beam emitted from the light source is provided.
- light OHS for visual recognition of the sign may be emitted.
- the light distribution patterns of the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the respective diffraction gratings 43R, 43G, and 43B overlap the area irradiated with the light OHS for the mark recognition and the light OHS of the light OHS for the mark recognition
- a light distribution pattern including an intensity distribution is included, and the outer shape corresponds to at least a part of the outer shape of the region irradiated with the light OHS for marker visual recognition and includes the intensity distribution of the light OHS for marker visual recognition More preferably, a light distribution pattern is included.
- the outer shape matches the entire outer shape of the region irradiated with the light OHS for marker visual recognition.
- FIG. 5 is a view showing a vehicular lamp as a vehicular lamp according to the present embodiment from the same viewpoint as FIG. 1.
- the lamp unit 20 of the vehicle lamp 1 of the present embodiment includes the light path changing element 55, and does not include the motor 50, the motor driver 51, and the support member 42, the first embodiment.
- the lamp unit 20 of this embodiment mainly includes a light source 30, three diffraction gratings 43R, 43G, 43B, an optical path changing element 55, a control unit 60, and an input unit 61.
- the lamp unit 20 is being fixed to the housing
- each of the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B of the present embodiment light emitted from the respective diffraction gratings 43R, 43G, and 43B overlaps the light distribution pattern of the low beam L at a focal position away from the vehicle by a predetermined distance.
- the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B each have a diffraction grating pattern in each of a plurality of divided grating regions, and the respective diffraction grating patterns Respectively diffract the incident laser beams LR, LG and LB so as to obtain such a light distribution pattern.
- the optical path changing element 55 of the present embodiment includes the red laser light LG, the green laser light LG, and the blue laser light LB emitted from the light source 30 as diffraction gratings 43R corresponding to the respective laser lights LR, LG, and LB. , 43G and 43B respectively.
- a micro electro mechanical systems (MEMS) mirror, a polygon mirror or the like can be used as the light path changing element 55.
- control unit 60 controls the emission state of the laser light of the light source 30 and the drive state of the optical path changing element 55 to emit light from the vehicle lamp 1. Specifically, the control unit 60 of the present embodiment drives the light path changing element 55 so that the red laser light LR entering the light path changing element 55 enters the diffraction grating 43R, and the red laser light from the light source 30 The LR is emitted for a predetermined time.
- the red laser light LR emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43R and is diffracted by the diffraction grating 43R as described above, and the light DLR of the red component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the diffraction grating 43R for a predetermined time. .
- the light DLR of the red component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the vehicle lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 drives the light path changing element 55 so that the green laser light LG entering the light path changing element 55 enters the diffraction grating 43G, and the green laser light LG is emitted from the light source 30 for a predetermined time.
- the emission time length of the green laser light LG is substantially the same as the emission time length of the red laser light LR.
- the green laser light LG emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43G and is diffracted by the diffraction grating 43G as described above, and the light DLG of the green component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the diffraction grating 43G for a predetermined time. .
- the light DLG of the green component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the vehicle lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 drives the optical path changing element 55 so that the blue laser light LB entering the optical path changing element 55 enters the diffraction grating 43B, and emits the blue laser light LG from the light source 30 for a predetermined time.
- the emission time length of the blue laser light LB is substantially the same as the emission time length of the red laser light LR.
- the blue laser beam LB emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43B and is diffracted by the diffraction grating 43B as described above, and the light DLB of the blue component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the diffraction grating 43B for a predetermined time .
- the light DLB of the blue component of the light distribution pattern of the low beam L is emitted from the vehicle lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 drives the light path changing element 55, emits the red laser light LR from the light source 30, drives the light path changing element 55, emits the green laser light LG from the light source 30, and outputs the light path changing element 55.
- the driving state of the laser light of the light source 30 and the driving state of the optical path changing element 55 are controlled so that the driving and the emission of the blue laser light LB from the light source 30 are sequentially repeated. That is, the emission of the plurality of laser beams LR, LG, LB in time division and the driving of the optical path changing element 55 are synchronized.
- the vehicle lamp 1 when the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB are repeatedly emitted with a cycle shorter than the time resolution of human vision 1 Can emit light having a light distribution pattern of low beam L by an afterimage phenomenon.
- the color balance of the light emitted by the afterimage phenomenon is adjusted by adjusting the intensity of each of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30 and the emission time of each of the laser beams LR, LG, and LB. It can be adjusted by Therefore, the vehicle lamp 1 of the present embodiment can adjust the color balance without taking measures such as replacing the light source 30.
- the respective diffraction gratings 43R and 43G , 43B so that the areas irradiated with the light DLR, DLG, and DLB are easily overlapped with each other, and a desired light distribution pattern is easily formed by an afterimage phenomenon.
- diffraction gratings corresponding to the respective laser beams LR, LG, LB are the red laser beam LR, the green laser beam LG, and the blue laser beam LB emitted from the light source 30.
- An optical path changing element 55 for guiding light to 43R, 43G, 43B is provided. With such a configuration, the degree of freedom of the positional relationship between the light source 30 and the diffraction gratings 43R, 43G, 43B can be improved and the size can be reduced as compared with the case where the optical path changing element is not provided.
- the vehicle lamp 1 converts the laser beams LR, LG, and LB into the respective laser beams LR, LG, and LB without adjusting the irradiation angles of the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30. It may be incident on corresponding diffraction gratings 43R, 43G, 43B. Therefore, as in the first embodiment, the configuration can be simplified as compared with the case where the drive mechanism for adjusting the irradiation angle of the laser beam emitted from the light source is provided.
- light OHS for visual recognition of the sign may be emitted.
- the light distribution patterns of the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the respective diffraction gratings 43R, 43G, and 43B overlap the area irradiated with the light OHS for the mark recognition and the light OHS of the light OHS for the mark recognition
- a light distribution pattern including an intensity distribution is included, and the outer shape corresponds to at least a part of the outer shape of the region irradiated with the light OHS for marker visual recognition and includes the intensity distribution of the light OHS for marker visual recognition More preferably, a light distribution pattern is included.
- the outer shape matches the entire outer shape of the region irradiated with the light OHS for marker visual recognition.
- the vehicular lamp 1 is a vehicular headlamp that emits the low beam L due to an afterimage phenomenon, but the present invention is not particularly limited.
- the vehicle lamp may be configured to emit the high beam H by the afterimage phenomenon, or may be configured to irradiate the light forming the image by the afterimage phenomenon.
- the light of the light distribution pattern of the high beam H which is a light distribution pattern for night illumination shown in FIG. 3B, is irradiated by the afterimage phenomenon. .
- the area HA1 is the area with the highest intensity
- the area HA2 is an area with the intensity lower than the area HA1. That is, each diffraction grating diffracts light so that the light synthesized by the afterimage phenomenon forms a light distribution pattern including the intensity distribution of the high beam H.
- the direction of the light emitted from the vehicular lamp and the position at which the vehicular lamp is attached to the vehicle are not particularly limited.
- the light source 30 emitting the red laser light LR, the green laser light LG, and the blue laser light LB in time division has been described as an example.
- the light source only needs to be able to emit a plurality of laser beams having different wavelengths in a time-division manner.
- the light sources perform time-division on two laser beams having different wavelengths. The light may be emitted, or three or more laser beams having different wavelengths may be emitted by time division.
- the vehicle lamp 1 provided with the input part 61 was demonstrated to the example.
- the vehicle lamp may not include the input unit 61.
- the control unit may control the emission of the laser light of the light source based on a predetermined setting value regarding the intensity of the laser light emitted from the light source, the length of the emission time of the laser light, etc. Control the state.
- the intensity of the laser beam emitted from the light source and the length of emission time of the laser beam can be adjusted by adjusting the predetermined setting value at the time of manufacturing the vehicle lamp, etc. Adjust the color balance of the light being made. Therefore, the vehicle lamp of such a configuration can adjust the color balance without taking measures such as replacing the light source.
- the transmission diffraction gratings 43R, 43G, and 43B are described as an example, but the diffraction grating may be a reflection diffraction grating.
- the lamp unit 20 including one diffraction grating 43R, 43G, and 43B corresponding to the laser beams LR, LG, and LB emitted from the light source 30 is taken as an example. explained.
- the lamp unit 20 may be provided with a plurality of diffraction gratings 43R, 43G and 43B corresponding to the laser beams LR, LG and LB.
- the support member 42 having a circular outline in a front view and the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B having a fan-like outline in a front view have been described as examples. I will not.
- the support member 42 having a square outer shape in a front view and the diffraction gratings 43R, 43G, 43B having a square outer shape in a front view are described as an example, but the outer shapes thereof are not particularly limited. .
- each of the diffraction gratings 43R, 43G, 43B is formed in each of the not-shown grating regions formed by being divided in the radial direction and circumferential direction of the circle C centering on the rotation axis 52A. It was assumed to have a diffraction grating pattern (not shown). Further, in the second embodiment, each of the diffraction gratings 43R, 43G, 43B is formed in a reciprocation direction of the support member 42 in a front view and a grating region (not shown) which is formed in a direction perpendicular to the reciprocation direction. Each was assumed to have a diffraction grating pattern (not shown). However, the direction of division for forming the grating region of the diffraction grating is not particularly limited.
- the diffraction grating unit 40 including the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B and the support member 42 has been described as an example.
- the diffraction grating unit 40 may include at least the diffraction gratings 43R, 43G, and 43B.
- the diffraction grating unit 40 may be formed by integrating the diffraction gratings 43R, 43G, 43B and the support member 42 with each other, and in such a case, part of the diffraction gratings 43R, 43G, 43B
- the support member 42 may also be used.
- control unit 60 causes the laser sources LR, LG, LB emitted from the light source 30 in a time division manner to be incident on the diffraction gratings 43R, 43G, 43B corresponding to the respective laser beams LR, LG, LB.
- the state of emission of laser light 30 and the state of rotation of the output shaft 52 of the motor 50 may be controlled.
- the control unit 60 controls the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50 so that the support member 42 continues to rotate at a constant rotation number synchronized with the timing of emission of laser light in time division of the light source 30 You may.
- the laser beams LR, LG, LB are incident on the rotating diffraction gratings 43R, 43G, 43B.
- the control unit 60 that controls the emission state of the laser light of the light source 30 and the drive state of the drive device has been described as an example so that the movement of 40 and the emission of the blue laser light LB from the light source 30 are sequentially repeated.
- control unit 60 causes the laser sources LR, LG, LB emitted from the light source 30 in a time division manner to be incident on the diffraction gratings 43R, 43G, 43B corresponding to the respective laser beams LR, LG, LB. It is sufficient to control the emission state of the laser light 30 and the drive state of the drive device.
- the control unit 60 may control the drive state of the drive device so that the support member 42 continues to reciprocate at constant time intervals synchronized with the timing of emission of laser light in time division of the light source 30. good.
- the laser beams LR, LG, and LB are incident on the reciprocating diffraction gratings 43R, 43G, and 43B.
- the laser light of each wavelength emitted from the light source may be incident on the diffraction grating corresponding to each laser light.
- the vehicle lamp adjusts the irradiation angle of the laser light emitted from the light source.
- the laser beam may be made incident on the corresponding diffraction grating by adjusting the irradiation angle of the laser beam by the driving mechanism.
- FIG. 6 is a view showing an example of a vehicle lamp according to the present embodiment, and schematically showing a cross section in the vertical direction of the vehicle lamp. As shown in FIG.
- the light emitted from the light source 30 of the present embodiment is different from the light emitted from the light source 30 of the first embodiment, and the light emitted from the diffraction grating unit 40 of the present embodiment is This is different from the light emitted from the diffraction grating unit 40 of the first embodiment.
- the light source 30 of the present embodiment includes a light emitting element (not shown) that emits a red laser beam with a peak power of, for example, 638 nm, and a light emitting element (not shown) that emits a green laser beam with a peak wavelength of 515 nm. And a light emitting element (not shown) for emitting blue laser light having a peak power of 445 nm, for example, and a driving circuit (not shown). Power is supplied to these light emitting elements through a drive circuit.
- Such a light source 30 can adjust the intensity of the laser beam emitted from each light emitting element by adjusting the power supplied to each light emitting element, and combine these laser lights to obtain a desired color. Laser light can be emitted.
- the light source 30 for example, a semiconductor laser or the like in which a light emitting element is a laser element that emits a laser beam can be used.
- the collimator lens 32 is provided separately from the light source 30.
- the collimating lens 32 is a lens that collimates the fast axis direction and the slow axis direction of the laser beam emitted from the light source 30.
- the collimating lens 32 may be provided integrally with the light source 30, and instead of the collimating lens 32, a collimating lens for collimating the fast axis direction of the laser light and a collimating lens for collimating the slow axis direction are separately provided. Also good.
- FIG. 7 is a front view schematically showing the diffraction grating unit shown in FIG.
- the diffraction grating unit 40 according to this embodiment mainly includes four light distribution pattern forming portions 41A, 41B, 41C, 41D and a support member 42, and the diffraction grating unit 40 emits laser light emitted from the light source 30. It will be incident.
- a region 31 on which the laser light emitted from the light source 30 is incident is indicated by a broken line.
- the four light distribution pattern forming portions 41A, 41B, 41C, 41D are respectively constituted by transmission type diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D, and these diffraction gratings are light incident from one surface And the diffracted light is emitted from the other surface.
- these diffraction gratings are respectively fitted into four through holes formed in the support member 42 and fixed to the support member 42. Therefore, when the support member 42 rotates about the rotation shaft 52A of the output shaft 52, these diffraction gratings rotate about the rotation shaft 52A.
- the diffraction gratings supported by the support member 42 in this manner are disposed on the circumference of a circle C centered on the rotation shaft 52A when viewed from the direction of the rotation shaft 52A of the output shaft 52.
- the order of arrangement of the circles C in the circumferential direction of these diffraction gratings is not particularly limited.
- the circumference crosses the area 31 on which the laser light emitted from the collimating lens 32 is incident. For this reason, when the support member 42 rotates by a predetermined angle, the diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D and the area 31 on which the laser light emitted from the collimating lens 32 is incident can overlap, respectively.
- the four light distribution pattern forming portions 41A, 41B, 41C, 41D are disposed on the circumference of a circle C centered on the rotation axis 52A of the output shaft 52 which is the rotation axis of the support member 42. , 43B, 43C, and 43D, and laser beams emitted from the light source 30 can be incident on these diffraction gratings via the collimator lens 32, respectively.
- Diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D of the present embodiment are not shown in each of grating regions (not shown) formed by being divided in the radial direction and circumferential direction of a circle C centering on the rotation axis 52A. Each has a pattern.
- This grating area is formed to be positioned at one or more positions in the area 31 when the diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D and the area 31 on which the laser light emitted from the collimating lens 32 is incident overlap each other. Ru.
- the diffraction gratings 43A, 43B, 43C, and 43D of the present embodiment diffract the laser light emitted from the collimator lens 32, and emit light having predetermined light distribution patterns different from each other. That is, the light distribution pattern forming units 41A, 41B, 41C, and 41D of the present embodiment emit light having predetermined light distribution patterns different from one another. Specifically, the diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D draw predetermined images different from each other when the light emitted from the diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D is irradiated onto the object to be irradiated such as a road surface.
- each of the laser beams emitted from the collimating lens 32 is diffracted.
- Each light distribution pattern also includes an intensity distribution.
- predetermined images different from each other include images different in size.
- the diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D have diffraction grating patterns in each of a plurality of divided grating regions, and each diffraction grating pattern becomes such a light distribution pattern.
- each of the incident light is diffracted. That is, each of the diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D is an assembly of a plurality of diffraction gratings of the same diffraction grating pattern.
- the information input to the input unit 61 is information on selection of a predetermined image to be drawn.
- the selection of the predetermined image is an image drawn when the light emitted from the diffraction grating 43A of the light distribution pattern forming unit 41A is irradiated to the irradiated object such as a road surface, and the diffraction grating 43B of the light distribution pattern forming unit 41B.
- the image drawn when the light emitted from the light is irradiated to the irradiation object such as the road surface, the drawing when the light emitted from the diffraction grating 43C of the light distribution pattern forming unit 41C is irradiated to the irradiation object such as the road surface
- the selected image is selected from the image drawn when the light emitted from the diffraction grating 43D of the light distribution pattern forming unit 41D is irradiated to the irradiation target such as a road surface.
- the rotary switch mounted in the circuit board is mentioned, for example.
- the control unit 60 described above detects, for example, a signal indicating drawing of an image from the control device 54 of a vehicle, and in the input state where a signal indicating drawing of an image is input to the control unit 60, the light source 30 By controlling the emission state of the laser light and the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50, the light is emitted from the vehicle lamp 1.
- control unit 60 drives the motor driver 51 based on the signal input from the encoder 53 to the control unit 60 and the signal input from the input unit 61 to the control unit 60, and the input unit
- the diffraction grating unit is rotated so that the diffraction grating unit 40 is rotated to a position where the diffraction grating of the light distribution pattern forming unit corresponding to the image selected by the user at 61 overlaps with the entire area 31.
- Hold 40 The position holding the diffraction grating unit 40 is, for example, a position where the center of the diffraction grating in the rotation direction of the diffraction grating unit 40 coincides with the center of the region 31.
- the rotation direction of the diffraction grating unit 40 is not particularly limited, and is clockwise in FIG. 7 in the present embodiment, and in FIG. 7 a state in which the center of the diffraction grating 43A coincides with the center of the region 31 is illustrated. It is done.
- the control unit 60 drives the drive circuit to drive the laser from the light source 30 in a state where the diffraction grating of the light distribution pattern formation unit corresponding to the image selected by the user by the input unit 61 overlaps the entire area 31. It emits light.
- the laser light emitted from the light source 30 enters the collimating lens 32 and is collimated by the collimating lens 32 as described above.
- the collimated laser light is incident on the diffraction grating of the light distribution pattern forming unit corresponding to the image selected by the user at the input unit 61, is diffracted by the diffraction grating as described above, and a predetermined distribution is made from the diffraction grating. Light of light pattern is emitted.
- the light of the predetermined light distribution pattern is emitted from the vehicle lamp 1 through the front cover 12.
- the vehicular lamp 1 emits light having a predetermined light distribution pattern from the diffraction grating of the light distribution pattern formation unit corresponding to the image selected by the user at the input unit 61, and an image based on the predetermined light distribution pattern Is drawn on the irradiated object such as the road surface. Therefore, when an image corresponding to the light distribution pattern forming unit 41A is selected in the input unit 61, light of a predetermined light distribution pattern is emitted from the diffraction grating 43A of the light distribution pattern forming unit 41A, and the light distribution is performed. An image based on a pattern is drawn on an illuminated object such as a road surface.
- the color of the image drawn on the irradiated object such as the road surface is the color of the light emitted from the light source 30, and the color of the light emitted from the light source 30 is not particularly limited.
- the color of light emitted from the light source 30 is set for each image drawn on an illuminated object such as a road surface, that is, for each of the diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D of the light distribution pattern forming units 41A, 41B, 41C, 41D. It may be different colors or may be the same color.
- the control unit 60 causes the laser light emission state of the light source 30 and the motor so that the newly selected predetermined image is drawn on the irradiation target such as a road surface.
- control unit 60 drives the motor driver 51 on the basis of the signal input from the encoder 53 to the control unit 60 and the signal input from the input unit 61 to the control unit 60, and the user newly operates the input unit 61.
- the diffraction grating unit 40 is rotated to a position where the diffraction grating, which is a light distribution pattern forming unit corresponding to the selected image, overlaps with the entire area 31, and the diffraction grating unit 40 is held so as not to move from that position. Do.
- the diffraction grating of the light distribution pattern formation portion corresponding to the image newly selected by the user at the input unit 61 Can overlap the entire area 31.
- the control unit 60 drives the drive circuit to drive the light source 30 in a state where the diffraction grating of the light distribution pattern formation unit corresponding to the image newly selected by the user at the input unit 61 overlaps the entire area 31. Emits laser light from.
- the laser light emitted from the light source 30 is incident on the collimating lens 32 and collimated by the collimating lens 32.
- the collimated laser light is incident on the diffraction grating of the light distribution pattern formation unit corresponding to the image newly selected by the user at the input unit 61, is diffracted by the diffraction grating, and a predetermined light distribution pattern from the diffraction grating The light of is emitted.
- the light of the predetermined light distribution pattern is emitted from the vehicle lamp 1 through the front cover 12.
- the vehicular lamp 1 emits light having a predetermined light distribution pattern from the diffraction grating of the light distribution pattern formation unit corresponding to the image newly selected by the user at the input unit 61, and the predetermined light distribution pattern is selected.
- An image based on the object is drawn on an irradiated object such as a road surface.
- the vehicular lamp 1 can draw an image on an irradiated object such as a road surface, and can switch an image drawn on the road surface or the like.
- FIG. 8 is a view schematically showing an example of an image drawn on an irradiated object such as a road surface.
- FIG. 8A is a view showing an image drawn by light emitted from the diffraction grating 43A of the light distribution pattern forming unit 41A of the present embodiment.
- FIG. 8B is a view showing an image drawn by the light emitted from the diffraction grating 43B of the light distribution pattern forming unit 41B of the present embodiment.
- FIG. 8C is a view showing an image drawn by the light emitted from the diffraction grating 43C of the light distribution pattern formation unit 41C of the present embodiment.
- FIG. 8A is a view showing an image drawn by light emitted from the diffraction grating 43A of the light distribution pattern forming unit 41A of the present embodiment.
- FIG. 8B is a view showing an image drawn by the light emitted from the diffraction grating 43B of the light distribution pattern forming unit 41B of
- FIG. 8D is a view showing an image drawn by the light emitted from the diffraction grating 43D of the light distribution pattern forming unit 41D of the present embodiment.
- the outline of the image is shown by a thick line.
- the image shown in FIG. 8 (A) is an arrow bent to the right when viewed from the driver, and the image shown in FIG. 8 (B) is the driver
- the arrow shown in FIG. 8C is an arrow extending forward as viewed from the driver.
- the image shown in FIG. 8D is a mark similar to the no-parking sign when viewed from the driver. For example, by drawing the image shown in FIG.
- the vehicle lamp 1 of the present embodiment supports the light source 30, the four light distribution pattern forming units 41A, 41B, 41C, and 41D, and the four light distribution pattern forming units 41A, 41B, 41C, and 41D. And a rotating support member 42.
- the respective light distribution pattern forming portions 41A, 41B, 41C, 41D are disposed on the circumference of a circle C centered on the rotation axis 52A of the output shaft 52 which is the rotation axis of the support member 42. , 43C, 43D.
- the light distribution pattern of the light emitted from the light distribution pattern of the light emitted from the diffraction grating 43D of the light distribution pattern forming unit 41D is different from each other.
- the vehicle lamp 1 of this embodiment can draw an image on the road surface etc. without adjusting the irradiation angle of the laser light emitted from the light source 30, and adjusts the irradiation angle of the light emitted from the light source.
- the image can be drawn on the road surface or the like with a simple configuration as compared with a vehicle lamp that draws the image on the road surface or the like.
- Diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D of the respective light distribution pattern forming portions 41A, 41B, 41C, 41D have a circumference of a circle C centered on the rotation axis 52A of the output shaft 52 which is a rotation axis of the support member 42. It is located on the top. Therefore, by rotating the support member 42 by a predetermined angle, the diffraction grating on which the laser light emitted from the light source 30 is incident can be changed to the diffraction grating of another light distribution pattern formation portion.
- the light distribution pattern of light emitted from the diffraction grating 43A of the light distribution pattern forming unit 41A, the light distribution pattern of light emitted from the diffraction grating 43B of the light distribution pattern forming unit 41B, and light distribution pattern formation are different from each other. Therefore, by rotating the support member 42 by a predetermined angle, it is possible to switch the image drawn on the road surface or the like.
- the vehicle lamp 1 can suppress the operation noise at the time of switching the image drawn on the road surface or the like rather than the case of switching the image drawn on the road surface or the like by reciprocating the support member.
- FIG. 9 is a front view schematically showing a diffraction grating unit of the vehicle lamp according to the present embodiment.
- the diffraction grating unit of this embodiment is characterized in that the support member 42 supports three light distribution pattern forming portions, and each light distribution pattern forming portion is constituted by a plurality of diffraction gratings. It differs from the diffraction grating unit 40 in the fourth embodiment.
- the lamp unit of the present embodiment is a point that the light source 30 emits a plurality of laser beams of different wavelengths in time division, and the information input to the input unit 61 is the predetermined drawing described in the fourth embodiment.
- the lamp unit 20 in the fourth embodiment mainly includes a light source 30, a diffraction grating unit 40, a motor 50, a motor driver 51, a control unit 60, and an input unit 61.
- the lamp unit 20 is being fixed to the housing
- the light source 30 of the present embodiment emits a plurality of laser beams of different wavelengths in a time division manner. Similar to the light source 30 of the fourth embodiment, the light source 30 of this embodiment emits a light emitting element that emits red laser light, a light emitting element that emits green laser light, and a blue laser light. It has a light emitting element and a driving circuit. The light source 30 can emit the red laser light, the green laser light, and the blue laser light in a time division manner by adjusting the power supplied to the respective light emitting elements, and the respective laser lights emitted from the light source 30 Are emitted to approximately the same area.
- the light source 30 is configured to switch between red laser light, green laser light and blue laser light, and to emit laser light of any color at a desired timing for a desired time. There is. Further, the light source 30 can adjust the intensity of each emitted laser beam by adjusting the power supplied to each light emitting element. In the present embodiment, the intensities of the respective laser beams are adjusted so that the color of light obtained by combining these laser beams becomes white as an initial state.
- the diffraction grating unit 40 mainly includes three light distribution pattern forming portions 41A, 41B, and 41C and a support member 42, and the laser beam emitted from the light source 30 is incident on the diffraction grating unit 40. .
- emitted from the light source 30 injects is shown with the broken line by FIG.
- the light distribution pattern forming unit 41A includes three diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB
- the light distribution pattern forming unit 41B includes three diffraction gratings 43BR, 43BG, and 43BB.
- 41C is composed of three diffraction gratings 43CR, 43CG and 43CB.
- the diffraction gratings are respectively fitted into nine through holes formed in the support member 42 and fixed to the support member 42. Therefore, when the support member 42 rotates about the rotation shaft 52A of the output shaft 52, these diffraction gratings rotate about the rotation shaft 52A.
- the diffraction gratings supported by the support member 42 in this manner are disposed on the circumference of a circle C centered on the rotation shaft 52A when viewed from the direction of the rotation shaft 52A of the output shaft 52. Further, these diffraction gratings are arranged side by side in the circumferential direction of the circle C for each of the light distribution pattern forming portions 41A, 41B, and 41C. Specifically, in the light distribution pattern forming portion 41A, the diffraction grating 43AR is positioned next to one of the diffraction gratings 43AG in the circumferential direction of the circle C, and the diffraction grating 43AB is positioned next to the other.
- the diffraction grating 43BR is positioned next to one of the diffraction gratings 43BG in the circumferential direction of the circle C, and the diffraction grating 43BB is positioned next to the other.
- the diffraction grating 43CR is positioned next to one of the diffraction gratings 43CG in the circumferential direction of the circle C, and the diffraction grating 43CB is positioned next to the other.
- the circumference of the circle C crosses the area 31 where the laser light emitted from the light source 30 is incident.
- the support member 42 rotates by a predetermined angle, the diffraction grating and the area 31 where the laser beam emitted from the light source 30 is incident can overlap each other. Therefore, the laser beam emitted from the light source 30 Can be incident. Therefore, the laser light emitted from the light source 30 can be incident on the three light distribution pattern forming units 41A, 41B, and 41C.
- each of the diffraction gratings 43AR, 43AG, 43AB, 43BR, 43BG, 43BB, 43CR, 43CG, 43CB is a transmission type diffraction grating in the same manner as the diffraction grating of the fourth embodiment.
- a not-shown diffraction grating pattern is provided on each of the not-shown grating regions formed by being divided in the radial direction and the circumferential direction of a circle centered on the axis 52A.
- the grating region is formed so that one or more of the gratings are positioned in the region 31 when the diffraction grating and the region 31 to which the laser light emitted from the light source 30 is incident overlap.
- the diffraction gratings 43AR, 43BR, and 43CR correspond to the red laser light emitted from the light source 30, and the red laser light is incident on the diffraction gratings 43AR, 43BR, and 43CR and is diffracted.
- the diffraction gratings 43AG, 43BG, and 43CG correspond to the green laser light emitted from the light source 30, and the green laser light is incident on the diffraction gratings 43AG, 43BG, and 43CG, and is diffracted.
- the diffraction gratings 43AB, 43BB, 43CB correspond to blue laser light emitted from the light source 30, and the blue laser light is incident on the diffraction gratings 43AB, 43BB, 43CB and diffracted. Therefore, the light distribution pattern forming units 41A, 41B, 41C correspond to the diffraction gratings 43AR, 43BR, 43CR corresponding to the red laser light and the diffraction gratings 43AG, 43BG, 43CG corresponding to the green laser light, and the blue laser light. And one set of diffraction gratings 43AB, 43BB, 43CB.
- the red laser light is diffracted by the diffraction gratings 43AR, 43BR, and 43CR, and the light emitted from the diffraction gratings 43AR, 43BR, and 43CR is red.
- the green laser light is diffracted by the diffraction gratings 43AG, 43BG, and 43CG, and the light emitted from the diffraction gratings 43AG, 43BG, and 43CG is green.
- the blue laser light is diffracted by the diffraction gratings 43AB, 43BB, 43CB, and the light emitted from the diffraction gratings 43AB, 43BB, 43CB is blue.
- the light incident on the diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB of the light distribution pattern forming unit 41A is generated by the diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB so that the light having a predetermined light distribution pattern is emitted from the diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB. It is diffracted.
- the light incident on the diffraction gratings 43BR, 43BG, and 43BB of the light distribution pattern forming unit 41B has diffraction gratings 43BR, 43BG, and 43BG, respectively, so that light having a predetermined light distribution pattern is emitted from the diffraction gratings 43BR, 43BG, and 43BB.
- the light incident on the diffraction gratings 43CR, 43CG and 43CB of the light distribution pattern forming unit 41C is such that the light of the predetermined light distribution pattern is emitted from the diffraction gratings 43CR, 43CG and 43CB, respectively. It is diffracted by 43 CB.
- a light distribution pattern of light emitted from these diffraction gratings 43AR, 43AG, 43AB, a light distribution pattern of light emitted from the diffraction gratings 43BR, 43BG, 43BB, and a light distribution pattern of light emitted from the diffraction gratings 43CR, 43CG, 43CB Are different from each other.
- the light distribution pattern forming units 41A, 41B, and 41C of the present embodiment emit light of predetermined light distribution patterns different from one another.
- these diffraction gratings have a diffraction grating pattern in each of a plurality of divided grating regions, and laser light which is incident such that each diffraction grating pattern becomes such a light distribution pattern Diffraction. That is, each of these diffraction gratings is a collection of a plurality of diffraction gratings of the same diffraction grating pattern.
- the diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB of the light distribution pattern forming unit 41A draw the image in which the light obtained by combining the light emitted from the diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB is illustrated in FIG.
- the red laser light, the green laser light, and the blue laser light emitted from the light source 30 are respectively diffracted so as to have a light distribution pattern.
- the light distribution pattern also includes the intensity distribution.
- the diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB of the present embodiment overlap the light distribution pattern on which the light emitted from the respective diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB draws this image, and of the light distribution pattern that draws this image.
- the red laser light, the green laser light, and the blue laser light that are emitted from the light source 30 and are incident on the diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB are diffracted so as to have an intensity distribution based on the intensity distribution.
- the light of the red component of the light distribution pattern for drawing the image shown in FIG. 8A is emitted from the diffraction grating 43AR
- the light of the green component of the light distribution pattern for drawing the image is from the diffraction grating 43AG.
- the light of the blue component of the light distribution pattern for drawing this image is emitted from the diffraction grating 43AB.
- the intensity distribution based on the intensity distribution of the light distribution pattern for drawing the image shown in FIG. 8 (A) means that light is emitted from the diffraction gratings 43AR, 43AG, 43AB at a portion where the intensity in the light distribution pattern is high.
- the diffraction gratings 43BR, 43BG, and 43BB of the light distribution pattern formation unit 41B are similar to the diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB of the light distribution pattern formation unit 41A, and light emitted from the respective diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB is shown in FIG.
- the light is emitted from the light source 30 so as to have an intensity distribution based on the intensity distribution of the light distribution pattern for drawing the image while overlapping the light distribution pattern for drawing the image shown in FIG.
- the red laser light, the green laser light and the blue laser light incident on 43BB are respectively diffracted.
- the diffraction grating 43BR is emitted from the diffraction grating 43BR, and light of the green component of the light distribution pattern for drawing the image is from the diffraction grating 43BG.
- the light of the blue component of the light distribution pattern for drawing this image is emitted from the diffraction grating 43BB.
- Diffraction gratings 43CR, 43CG and 43CB of the light distribution pattern forming unit 41C are similar to the diffraction gratings 43AR, 43AG and 43AB of the light distribution pattern forming unit 41A, and light emitted from the respective diffraction gratings 43CR, 43CG and 43CB is shown in FIG.
- the light is emitted from the light source 30 so as to have an intensity distribution based on the intensity distribution of the light distribution pattern for drawing the image while overlapping the light distribution pattern for drawing the image shown in FIG.
- the red laser light, the green laser light and the blue laser light incident on 43 CB are respectively diffracted.
- the light of the green component of the light distribution pattern for drawing this image is from the diffraction grating 43CG.
- the light of the blue component of the light distribution pattern for drawing this image is emitted from the diffraction grating 43CB.
- the light distribution patterns of the light emitted from the diffraction gratings 43CR, 43CG, and 43CB of the light distribution pattern forming unit 41C are different from each other.
- the information input to the input unit 61 of the present embodiment includes the information on the selection of the predetermined image to be drawn described in the fourth embodiment, the respective intensities of the laser beams of different wavelengths emitted from the light source 30, and It is set as the length of each radiation time of the said laser beam.
- the switch group by which several rotary switches were mounted in the circuit board is mentioned, for example.
- the control unit 60 described above detects, for example, a signal indicating drawing of an image from the control device 54 of a vehicle, and in the input state where a signal indicating drawing of an image is input to the control unit 60, the light source 30 By controlling the emission state of the laser light and the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50, the light is emitted from the vehicle lamp 1.
- control unit 60 drives the motor driver 51 based on the signal input from the encoder 53 to the control unit 60 and the signal input from the input unit 61 to the control unit 60, and the user operates the input unit 61.
- the diffraction grating unit 40 is rotated to a position where any of the diffraction gratings in the light distribution pattern forming portion corresponding to the selected image overlaps with the whole of the region 31, and corresponds to the diffraction grating overlapping with the whole of the region 31 from the light source 30
- the color laser light is emitted for a predetermined time. For example, when the image shown in FIG.
- the control unit 60 is configured such that the diffraction grating 43AR corresponding to the red laser light of the light distribution pattern forming unit 41A is the area 31.
- the diffraction grating unit 40 is rotated to a position overlapping the whole.
- the control unit 60 drives the drive circuit of the light source 30 to cause the light source 30 to emit red laser light for a predetermined time.
- the red laser light emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43AR and is diffracted by the diffraction grating 43AR as described above.
- the light of the red component of the light distribution pattern for drawing the image shown in FIG. 8A is emitted for a predetermined time.
- the light of the red component of the light distribution pattern is emitted from the vehicular lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 drives the motor driver 51 to rotate the diffraction grating 43AG corresponding to the green laser light of the light distribution pattern forming unit 41A to a position overlapping the entire area 31, and the diffraction grating 43AG is an area
- the green laser beam is emitted from the light source 30 for a predetermined time in a state of overlapping with the entire area 31.
- the length of the emission time of the green laser light is substantially the same as the length of the emission time of the red laser light.
- the green laser light emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43AG and is diffracted by the diffraction grating 43AG as described above.
- the light of the green component of the light distribution pattern for drawing the image shown in FIG. 8A is emitted for a predetermined time.
- the light of the green component of the light distribution pattern is emitted from the vehicular lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 drives the motor driver 51 to rotate the diffraction grating 43AB corresponding to the blue laser light of the light distribution pattern forming unit 41A to a position overlapping the entire area 31, and the diffraction grating 43AB is an area In the state of overlapping with the whole of 31, the blue laser light is emitted from the light source 30 for a predetermined time.
- the length of emission time of the blue laser light is substantially the same as the length of emission time of the red laser light.
- the blue laser light emitted from the light source 30 enters the diffraction grating 43AB and is diffracted by the diffraction grating 43B as described above.
- the light of the blue component of the light distribution pattern for drawing the image shown in FIG. 8A is emitted for a predetermined time.
- the light of the blue component of the light distribution pattern is emitted from the vehicular lamp 1 through the front cover 12 for a predetermined time.
- the control unit 60 rotates the diffraction grating unit 40, emits red laser light from the light source 30, rotates the diffraction grating unit 40, emits green laser light from the light source 30, rotates the diffraction grating unit 40,
- the emission state of the laser light of the light source 30 and the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50 are controlled so that the emission of the blue laser light from the light source 30 is sequentially repeated. That is, the emission of the red laser light, the green laser light, and the blue laser light in time division of the light source 30 and the rotation of the diffraction grating unit 40 are synchronized. Then, from the vehicle lamp 1, the light of the red component of the light distribution pattern for drawing the image shown in FIG.
- the light of the green component of the light distribution pattern for drawing the image, and the image are drawn
- the light of the blue component of the light distribution pattern to be displayed is sequentially and repeatedly emitted.
- the green laser light and the blue laser light are substantially equal to each other, in the light distribution pattern for drawing the image shown in FIG.
- the lengths of emission times of the light of the red component, the light of the green component of the light distribution pattern for drawing the image, and the light of the blue component of the light distribution pattern for drawing the image are also substantially the same.
- the rotation direction of the diffraction grating unit 40 is not particularly limited. Further, the rotation direction of the diffraction grating unit 40 may be one direction or may be changed according to the color of the laser beam emitted from the light source 30. That is, when rotating the diffraction grating 43AR corresponding to the red laser light to the position where the diffraction grating 43AR corresponds to the entire area 31 and rotating the diffraction grating 43AG corresponding to the green laser light to the position overlapping the entire area 31 One direction may be different from the other two directions among the direction of and the direction in which the diffraction grating 43AG corresponding to the blue laser light is rotated to a position overlapping the whole of the region 31. Further, the control unit 60 may control the emission state of the laser light of the light source 30 and the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50 so that the laser light is incident on the rotating diffraction grating.
- the person recognizes that the light composed of light of different colors is irradiated by the afterimage phenomenon. obtain.
- the time resolution of human vision when the time from the emission of the laser light of a predetermined color to the emission of the laser light of the predetermined color again is shorter than the time resolution of human vision, the time resolution of human vision.
- the light emitted from the diffraction gratings 43AR, 43AG, 43AB is repeatedly irradiated with a shorter period than that, and red light, green light and blue light are synthesized by the afterimage phenomenon. The lengths of emission times of these lights are approximately the same.
- the intensity of each laser beam in the initial state is adjusted so that the color of light obtained by combining these laser beams becomes white. Therefore, the color of light synthesized by the afterimage phenomenon is white.
- the light distribution patterns of the red light, the green light and the blue light are made equal to the light distribution pattern for drawing the image shown in FIG. 8A as described above.
- the intensity distribution of the light distribution pattern of these red light, green light and blue light is made to be an intensity distribution based on the intensity distribution of the light distribution pattern for drawing the image. Therefore, a light distribution pattern of light in which the red light, the green light, and the blue light are combined by the afterimage phenomenon is a light distribution pattern for drawing the image shown in FIG. 8A.
- the cycle of repeatedly emitting the red laser light, the green laser light, and the blue laser light is 1/1 as described above from the viewpoint of suppressing the flicker of the light synthesized by the afterimage phenomenon. It is preferably 15 s or less, more preferably 1/30 s or less, and still more preferably 1/60 s or less.
- the diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB diffract the incident laser beams and emit light so that at least a part of the outer shapes of the regions irradiated with the light emitted from the diffraction gratings coincide with each other. It is more preferable to diffract the incident laser light and to emit light so that the whole of these outlines match each other. Such a configuration can suppress the occurrence of color bleeding near the edge of the light distribution pattern formed by the afterimage phenomenon as described above.
- the vehicular lamp 1 can draw the image shown in FIG. 8A with white light on the road surface or the like by the residual image phenomenon of light.
- the control unit 60 controls the emission state of the laser light of the light source 30 and the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50, as shown in FIG.
- the laser light from the light source 30 is applied to the diffraction gratings 43BR, 43BG, and 43BB of the light distribution pattern forming unit 41B and the diffraction gratings 43CR, 43CG, and 43CB of the light distribution pattern forming unit 41C as in the case of drawing the image on the road surface. What is necessary is just to inject, and it omits about this explanation.
- the input unit 61 is electrically connected to the control unit 60, and each of the laser light emitted from the light source 30 is transmitted to the control unit 60 together with information on selection of a predetermined image to be drawn. And the length of each emission time of the laser light are input from the input unit 61 by an electrical signal.
- the intensity of each of the laser beams emitted from the light source 30 and the length of each emission time of the laser beams can be adjusted by the input unit 61. Therefore, the color balance of the image to be drawn can be adjusted in the same manner as the first embodiment.
- the diffraction gratings 43AR, 43AG, 43AB, 43BR, 43BG, 43BB, 43CR, 43CG, and 43CB have wavelength dependency, light having different wavelengths becomes light distribution patterns different from each other by these diffraction gratings. There is a tendency.
- the light distribution pattern forming portions 41A, 41B, and 41C correspond to the diffraction gratings 43AR, 43BR, and 43CR corresponding to the red laser light and the diffraction grating 43AG corresponding to the green laser light.
- 43BG, 43CG and one set of diffraction gratings 43AB, 43BB, 43CB corresponding to blue laser light.
- the red laser light is diffracted by the diffraction gratings 43AR, 43BR, and 43CR
- the green laser light is diffracted by the diffraction gratings 43AG, 43BG, and 43CG.
- the blue laser light is diffracted by the diffraction gratings 43AB, 43BB, 43CB.
- the regions irradiated with the light emitted from the diffraction gratings 43BR, 43BG, and 43BB can easily overlap each other.
- the regions irradiated with the light emitted from the diffraction gratings 43CR, 43CG, and 43CB can easily overlap each other. Therefore, it is easy to draw the image corresponding to these light distribution pattern formation parts by the afterimage phenomenon.
- the light source 30 of the present embodiment emits red laser light, green laser light and blue laser light of different wavelengths. Therefore, by adjusting the intensity of the laser light emitted from the light source 30, light of a desired color can be irradiated by the afterimage phenomenon, and an image of the desired color can be drawn on a road surface or the like.
- the diffraction gratings 43AR, 43AG, 43AB, 43BR, 43BG, 43BB, 43CR, 43CG, 43CB are of a circle C centered on the rotation axis 52A of the output shaft 52 which is the rotation axis of the support member 42. It is arranged on the circumference. Therefore, by rotating the support member 42 by a predetermined angle, it is possible to switch the diffraction grating on which the light emitted from the light source 30 is incident, the image to be drawn on the road surface etc. by switching the light distribution pattern forming part that emits the light Can be switched.
- the image can be drawn on the road surface or the like with a simple configuration as compared with a vehicle lamp which draws the image on the road surface or the like by adjusting the irradiation angle of light emitted from the light source. Further, by continuously rotating the support member 42 and continuously switching the images, a moving image can be drawn on a road surface or the like. In addition, it is possible to suppress the operation noise at the time of switching the image drawn on the road surface or the like than when switching the image drawn on the road surface or the like by reciprocating the support member.
- FIG. 10 is a front view schematically showing a diffraction grating unit of the vehicle lamp according to the present embodiment.
- the diffraction grating unit of the present embodiment differs from the diffraction grating unit 40 in the fifth embodiment in that the arrangement of the plurality of diffraction gratings constituting the plurality of light distribution pattern formation portions is different.
- the diffraction grating unit 40 according to this embodiment mainly includes three light distribution pattern forming portions 41A, 41B, and 41C and a support member 42, and the laser beam emitted from the light source 30 is incident on the diffraction grating unit 40. .
- the light distribution pattern forming unit 41A includes three diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB, and the light distribution pattern forming unit 41B includes three diffraction gratings 43BR, 43BG, and 43BB.
- 41C is composed of three diffraction gratings 43CR, 43CG and 43CB.
- the reference numerals of the light distribution pattern forming unit are omitted for easy understanding.
- the diffraction gratings 43AR, 43AG, 43AB, 43BR, 43BG, 43BB, 43CR, 43CG, 43CB are viewed from the direction of the rotation shaft 52A of the output shaft of the motor in the same manner as the diffraction grating of the fifth embodiment.
- the arrangement order of these diffraction gratings in the circumferential direction of the circle C is different from that of the fifth embodiment although they are arranged on the circumference of the circle C centering on the rotation axis 52A.
- these diffraction gratings are not arranged side by side in the circumferential direction of the circle C for each of the light distribution pattern forming portions 41A, 41B, and 41C.
- diffraction grating 43AR In the circumferential direction of circle C, between diffraction grating 43AR and diffraction grating 43AG of light distribution pattern formation portion 41A, diffraction grating 43BR of light distribution pattern formation portion 41B and diffraction grating 43CR of light distribution pattern formation portion 41C Is located.
- the diffraction grating 43BG of the light distribution pattern formation portion 41B and the diffraction grating 43CG of the light distribution pattern formation portion 41C are located between the diffraction grating 43AG and the diffraction grating 43AB of the light distribution pattern formation portion 41A.
- the diffraction grating 43BB of the light distribution pattern forming part 41B and the diffraction grating 43CB of the light distribution pattern forming part 41C are located between the diffraction grating 43AB and the diffraction grating 43AR of the light distribution pattern forming part 41A. Then, the three diffraction gratings 43AR, 43AG, 43AB of the light distribution pattern forming portion 41A are arranged at substantially equal intervals all around the circumference of the circle C, and arranged so as to be rotationally symmetrical based on the rotation axis 52A. It is done.
- the three diffraction gratings 43BR, 43BG and 43BB of the light distribution pattern formation portion 41B are all around the circumference of the circle C in the same manner as the three diffraction gratings 43AR, 43AG and 43AB of the light distribution pattern formation portion 41A. They are disposed substantially at equal intervals, and are disposed so as to be rotationally symmetrical with respect to the rotation axis 52A.
- the three diffraction gratings 43CR, 43CG and 43CB of the light distribution pattern formation portion 41C are all around the circumference of the circle C in the same manner as the three diffraction gratings 43AR, 43AG and 43AB of the light distribution pattern formation portion 41A. They are disposed substantially at equal intervals, and are disposed so as to be rotationally symmetrical with respect to the rotation axis 52A.
- control of the rotation state of the output shaft 52 of the motor 50 by the control unit 60 is different from the case where the plurality of diffraction gratings are not arranged at substantially equal intervals all around the circumference in each light distribution pattern forming unit. This can be simplified, and synchronization of the emission of the plurality of laser beams in time division and the rotation of the support member 42 can be facilitated.
- the vehicle lamp 1 for drawing an image of an arrow or a mark similar to a parking prohibition sign has been described as an example, but an image or an image drawn by the vehicle lamp The number of is not particularly limited.
- the light distribution pattern of the light emitted from the diffraction grating 43C of the light pattern forming unit 41C and the light distribution pattern of the light emitted from the diffraction grating 43D of the light distribution pattern forming unit 41D are different from each other.
- the light distribution pattern of light emitted from the diffraction gratings 43AR, 43AG, and 43AB of the light distribution pattern forming unit 41A and the diffraction gratings 43BR and 43BG of the light distribution pattern forming unit 41B. , 43BB are different from the light distribution patterns of the light emitted from the diffraction gratings 43CR, 43CG, 43CB of the light distribution pattern forming portion 41C.
- the light distribution patterns of light emitted from the diffraction gratings of at least two light distribution pattern forming portions may be different from each other.
- the diffraction grating unit may be provided with a plurality of the same light distribution pattern formation units.
- the light distribution pattern formation part should just be comprised from the at least 1 diffraction grating which radiate
- the light distribution pattern forming unit is configured of a plurality of diffraction gratings that emit light of a predetermined light distribution pattern. It may be done.
- the light source 30 which has three light emitting elements and can emit laser light of a desired color has been described as an example.
- the light source may emit laser light.
- the light source may have one light emitting element.
- the light source 30 which emits three laser beams of different wavelengths from one another in a time division manner has been described as an example.
- the light sources perform time division of two laser beams of different wavelengths.
- the laser beam may be emitted, or three or more laser beams of different wavelengths may be emitted by time division.
- the control unit 60 in which the information on the selection of the predetermined image to be drawn is input from the input unit 61 has been described as an example.
- the intensity of the plurality of laser beams of different wavelengths emitted from the light source 30 and the length of the emission time of each of the laser beams are input together with the information of selection of the predetermined image to be drawn.
- the control unit 60 input from the unit 61 has been described as an example.
- at least information on selection of a predetermined image to be drawn may be input to the control unit 60, and the vehicle lamp may not include the input unit 61. good.
- the control device of the vehicle selects information of image selection based on signals related to the state of the vehicle such as signals related to left and right turn operations and signals related to back operations.
- a signal may be output, and a signal indicating information on image selection may be input from the control device of the vehicle to the control unit.
- the control unit controls the intensity of the laser beams emitted from the light sources and the laser The state of emission of laser light of the light source may be controlled based on a predetermined set value or the like regarding the length of emission time of light.
- the intensity of the laser beam emitted from the light source and the length of the emission time of the laser beam may be adjusted by adjusting the predetermined setting value at the time of manufacture or the like. It is possible to adjust the color balance of the light emitted by the afterimage phenomenon. Therefore, the vehicle lamp of such a configuration can switch the image to be drawn and can adjust the color balance.
- the transmissive diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D, 43AR, 43AG, 43AB, 43BR, 43BG, 43BB, 43CR, 43CG, and 43CB are described as examples. did.
- the diffraction grating may be a reflective diffraction grating.
- the support member 42 having a circular outline in a front view and the diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D having a fan-like outline in a front view have been described as examples. It is not particularly limited.
- the support member 42 having a circular outer shape in a front view and the diffraction gratings 43AR, 43AG, 43AB, 43BR, 43BG, 43CR, 43CG, 43CB in a front view having a rectangular outer shape.
- the outer shape of these is not particularly limited.
- the diffraction gratings 43A, 43B, 43C, 43D, 43AR, 43AG, 43AB, 43BR, 43BG, 43BB, 43CR, 43CG, and 43CB rotate the support member 42. It is assumed that the same diffraction grating pattern (not shown) is provided in each of the grating regions (not shown) divided and formed in the radial direction and circumferential direction of the circle C centered on the axis. However, the direction of division for forming the grating region of the diffraction grating is not particularly limited.
- the diffraction grating unit 40 including the support member and the plurality of diffraction gratings has been described as an example.
- the diffraction grating unit may not include the support member.
- the diffraction grating unit 40 may be formed by integrating a plurality of diffraction gratings and the support member with each other. In such a case, a part of these diffraction gratings may double as a support member.
- the diffraction gratings 43AR, 43BR, 43CR corresponding to the red laser light and the diffraction gratings 43AG, 43BG, 43CG corresponding to the green laser light correspond to the blue laser light.
- the light distribution pattern forming portions 41A, 41B, and 41C, each including one pair of the diffraction gratings 43AB, 43BB, and 43CB, have been described as an example.
- the light distribution pattern formation portion emits the respective wavelengths emitted from the light sources A plurality of sets of a plurality of diffraction gratings respectively corresponding to the laser beams of
- a vehicle lamp capable of adjusting color balance a vehicle lamp capable of drawing an image on a road surface or the like with a simple configuration, and switching an image to be drawn are provided. It can be used in the field of vehicle lamps and the like.
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Abstract
車両用灯具(1)は、互いに波長の異なるレーザ光(LR,LG,LB)を時分割で出射する光源(30)と、それぞれの波長のレーザ光(LR,LG,LB)にそれぞれ対応する複数の回折格子(43R,43G,43B)と、を備える。光源(30)から出射するそれぞれの波長のレーザ光(LR,LG,LB)は、それぞれのレーザ光(LR,LG,LB)に対応する回折格子(43R,43G,43B)に入射し、それぞれの回折格子(43R,43G,43B)から出射する光(DLR,DLG,DLB)が照射される領域が互いに重なる。
Description
本発明は、車両用灯具に関し、具体的には、回折格子を備える車両用灯具に関する。
車両用灯具として、自動車用ヘッドライトに代表される車両用前照灯や、路面等に画像を描画する描画装置等が知られている。ところで、車両用灯具における配光パターンを所定の配光パターンとするために様々な構成が検討されており、例えば、下記特許文献1には、回折格子の一種であるホログラム素子を用いて所定の配光パターンを形成することが記載されている。
また、下記特許文献2には、レーザ光を照射するレーザヘッドと、レーザヘッドの照射角度を調節するギヤ及び駆動モータ等からなる駆動機構と、制御部とを備え、車両に取り付けられるレーザ描画装置が開示されている。特許文献2のレーザ描画装置では、制御部が車両のECU(電子制御装置)から入力される制御信号に基づいてレーザヘッドから出射するレーザ光の照射角度を制御して、所定形状のマークを路面に描画する。特許文献2のレーザ描画装置では、路面に描画されるマークの形状に関する情報はECUに記憶されるため、マークの形状に関する情報を変更することで路面に描画するマークの形状を変更し得る。
本発明の車両用灯具は、互いに波長の異なる複数のレーザ光を時分割で出射する光源と、それぞれの波長の前記レーザ光にそれぞれ対応する複数の回折格子と、を備え、前記光源から出射するそれぞれの波長の前記レーザ光は、それぞれの前記レーザ光に対応する前記回折格子に入射し、それぞれの前記回折格子から出射する光が照射される領域が互いに重なることを特徴とする。
本発明の車両用灯具では、光源から時分割で出射する互いに波長の異なる複数のレーザ光がそれぞれの波長のレーザ光に対応する回折格子によってそれぞれ回折されて回折格子から出射し、それぞれの回折格子から出射する光が照射される領域が互いに重なっている。このため、光が照射される領域には、順次異なる波長の光が照射される。ところで、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で波長の異なる光つまり色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像現象によってこの異なる色の光が合成された光が照射されていると認識し得る。従って、波長の異なる複数のレーザ光が人の視覚の時間分解能よりも短い周期で繰り返し出射される場合には、光源から出射される複数のレーザ光が合成された光を残像現象によって照射し得る。このようにして残像現象によって合成される光の色バランスは、光源から出射するそれぞれのレーザ光の強度やそれぞれのレーザ光の出射時間の長さを調節することにより調節し得る。従って、本発明の車両用灯具は、光源の交換等の対応をしなくても、色バランスを調節し得る。なお、色バランスの調整には、車両用灯具を使用する際の調整とともに、車両用灯具を製造する際等における調整も含まれる。
ところで、回折格子は波長依存性を有しているため、互いに異なる波長の光は、回折格子により互いに異なる配光パターンとなる傾向にある。しかし、本発明の車両用灯具では、上記のように互いに波長の異なる複数のレーザ光はそれぞれの波長のレーザ光に対応する回折格子によってそれぞれ回折される。このため、それぞれの回折格子から出射する光が照射される領域が互いに重なるようにし易く、所望の配光パターンを残像現象によって形成し易い。
また、それぞれの前記回折格子から出射する光が照射される領域の外形の少なくとも一部が一致することが好ましい。
このような構成にすることで、残像現象によって形成される配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制することができる。
また、前記光源は、互いに波長の異なる少なくとも3つの前記レーザ光を出射することが好ましい。
この場合、三原色のレーザ光を用いることができる。従って、光源から出射するそれぞれのレーザ光の強度を調節することにより、所望の色の光を残像現象によって照射することができる。
また、複数の前記回折格子を支持して回転する支持部材を更に備え、複数の前記回折格子は、前記支持部材の回転軸を中心とする円の円周上に配置され、複数の前記レーザ光の時分割での出射と前記支持部材の回転とが同期されても良い。
このように構成することで、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節しなくても、波長の異なる複数のレーザ光をそれぞれの波長のレーザ光に対応する回折格子に入射させ得る。一般的にレーザ光の照射角度を調節する駆動機構は複雑になる傾向にある。従って、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節する駆動機構を備える場合と比べて、簡易な構成とし得る。
また、複数の前記回折格子を支持して往復移動する支持部材を更に備え、複数の前記回折格子は、前記支持部材の往復方向と平行な直線上に配置され、複数の前記レーザ光の時分割での出射と前記支持部材の往復移動とが同期されても良い。
このように構成することで、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節しなくても、波長の異なる複数のレーザ光をそれぞれの波長のレーザ光に対応する回折格子に入射させ得る。従って、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節する駆動機構を備える場合と比べて、簡易な構成とし得る。
また、前記光源から出射するそれぞれの波長の前記レーザ光をそれぞれの前記レーザ光に対応する前記回折格子に導光する光路変更素子を更に備えても良い。
このように構成することで、光路変更素子を備えない場合と比べて、光源と複数の回折格子との位置関係の自由度が向上して小型化し得る。また、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節しなくても、波長の異なる複数のレーザ光をそれぞれの波長のレーザ光に対応する回折格子に入射させ得る。従って、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節する駆動機構を備える場合と比べて、簡易な構成とし得る。
また、本発明の車両用灯具は、光源と、複数の配光パターン形成部と、複数の前記配光パターン形成部を支持して回転する支持部材と、を備え、それぞれの前記配光パターン形成部は、前記支持部材の回転軸を中心とする円周上に配置されて前記光源から出射するレーザ光が入射して所定の配光パターンの光を出射する少なくとも1つの回折格子から構成され、少なくとも2つの前記配光パターン形成部の前記回折格子から出射する光の配光パターンは互いに異なることを特徴とする。
この車両用灯具では、光源から出射するレーザ光が配光パターン形成部の回折格子に入射し、この回折格子から所定の配光パターンの光が出射される。このため、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節しなくても路面等の被照射体に画像を描画することができ、上記特許文献2のように光源から出射する光の照射角度を調節して路面等に画像を描画する車両用灯具と比べて、簡易な構成で画像を路面等に描画し得る。ところで、それぞれの配光パターン形成部が光源から出射するレーザ光が入射して所定の配光パターンの光を出射する複数の回折格子から構成されている場合、例えばこれら回折格子に同時に光源からの光を入射させる等することで、これら回折格子から出射する光を当該光が互いに重なるように路面等の被照射体に照射させることができ、所定の画像を描画し得る。なお、配光パターン形成部が1つの回折格子から構成される場合には、当該回折格子が配光パターン形成部とされる。
また、この車両用灯具では、それぞれの配光パターン形成部の回折格子は、支持部材の回転軸を中心とする円周上に配置されている。このため、支持部材を所定の角度回転することで光源から出射するレーザ光が入射する回折格子を別の配光パターン形成部の回折格子に変更できる。また、少なくとも2つの配光パターン形成部の回折格子から出射する光の配光パターンは互いに異なる。従って、支持部材を所定の角度回転することで、路面等に描画する画像を切替えることができる。また、支持部材を連続して回転させてこの画像の切替えを連続して行うことで、動画を路面等に描画し得る。ところで、一般的に部品を回転運動させる場合には、部品を往復運動させる場合と比べて動作音が発生し難い傾向がある。従って、支持部材を往復運動させることによって路面等に描画する画像を切替える場合よりも路面等に描画する画像を切替える際の作動音を抑制し得る。
また、複数の配光パターン形成部を備える場合、前記光源は、互いに異なる波長の複数の前記レーザ光を時分割で出射し、複数の前記レーザ光の時分割での出射と前記支持部材の回転とが同期され、前記配光パターン形成部は、それぞれの波長の前記レーザ光にそれぞれ対応する複数の前記回折格子からなる組を少なくとも1つ含み、それぞれの前記配光パターン形成部において、前記光源から出射するそれぞれの波長の前記レーザ光はそれぞれの前記レーザ光に対応する前記回折格子に入射することが好ましい。
この場合、それぞれの配光パターン形成部において、光源から時分割で出射する互いに異なる波長の複数のレーザ光がそれぞれの波長のレーザ光に対応する回折格子によってそれぞれ回折されてこれら回折格子から出射する。このため、それぞれの配光パターン形成部からは、順次異なる波長の光が出射し、これら光が路面等の被照射体に順次照射される。上記のように、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で波長の異なる光つまり色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像現象によってこの異なる色の光が合成された光が照射されていると認識し得る。従って、例えば異なる波長の複数のレーザ光が人の視覚の時間分解能よりも短い周期で繰り返し出射される場合には、それぞれの配光パターン形成部は、光源から出射される複数のレーザ光が合成された光を残像現象によって照射でき、画像を路面等に描画し得る。このようにして残像現象によって描画される画像の色バランスは、光源から出射するそれぞれのレーザ光の強度やそれぞれのレーザ光の出射時間の長さを調節することにより調節し得る。従って、この車両用灯具では、描画する画像の色バランスを調節し得る。なお、色バランスの調整には、車両用灯具を使用する際の調整と共に、車両用灯具を製造する際等における調整も含まれる。
上記のように、回折格子は波長依存性を有しているため、互いに異なる波長の光は、回折格子により互いに異なる配光パターンとなる傾向にある。しかし、この車両用灯具では、上記のようにそれぞれの配光パターン形成部において、互いに異なる波長の複数のレーザ光はそれぞれの波長のレーザ光に対応する回折格子によってそれぞれ回折される。このため、複数の回折格子から出射する光が照射される領域が互いに重なるようにし易く、所望の画像を残像現象によって描画し易い。
また、複数の配光パターン形成部を備え、光源が互いに異なる波長の複数の前記レーザ光を時分割で出射する場合、複数の前記回折格子から出射する光が照射される領域の外形の少なくとも一部が一致することが好ましい。
このような構成にすることで、残像現象によって描画される画像の縁近傍での色のにじみが生じることを抑制することができる。
また、複数の配光パターン形成部を備え、光源が互いに異なる波長の複数の前記レーザ光を時分割で出射する場合、前記光源は、互いに異なる波長の少なくとも3つの前記レーザ光を出射することが好ましい。
この場合、三原色のレーザ光を用いることができる。従って、光源から出射するそれぞれのレーザ光の強度を調節することにより、所望の色の光を残像現象によって照射することができ、所望の色の画像を路面等に描画できる。
以下、本発明に係る車両用灯具を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。
(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す図であり、車両用灯具の鉛直方向の断面を概略的に示す図である。本実施形態では車両用灯具1は車両用前照灯とされ、図1に示すように、本実施形態の車両用灯具1は、筐体10と、灯具ユニット20とを主な構成として備える。
図1は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す図であり、車両用灯具の鉛直方向の断面を概略的に示す図である。本実施形態では車両用灯具1は車両用前照灯とされ、図1に示すように、本実施形態の車両用灯具1は、筐体10と、灯具ユニット20とを主な構成として備える。
筐体10は、ランプハウジング11、フロントカバー12及びバックカバー13を主な構成として備える。ランプハウジング11の前方は開口しており、当該開口を塞ぐようにフロントカバー12がランプハウジング11に固定されている。また、ランプハウジング11の後方には前方よりも小さな開口が形成されており、当該開口を塞ぐようにバックカバー13がランプハウジング11に固定されている。
ランプハウジング11と、当該ランプハウジング11の前方の開口を塞ぐフロントカバー12と、当該ランプハウジング11の後方の開口を塞ぐバックカバー13とによって形成される空間は灯室Rであり、この灯室R内に灯具ユニット20が収容されている。
本実施形態の灯具ユニット20は、光源30と、回折格子ユニット40と、モータ50と、モータドライバ51と、制御部60と、入力部61とを主な構成として備える。なお、灯具ユニット20は、不図示の構成により筐体10に固定されている。
本実施形態の光源30は、互いに波長の異なる複数のレーザ光を時分割で出射する。本実施形態の光源30は、透過するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートする不図示のコリメートレンズを有しており、光源30からはコリメートレンズを透過したレーザ光が出射される。また、光源30は、パワーのピーク波長が例えば638nmの赤色のレーザ光LRを出射する不図示の発光素子と、パワーのピーク波長が例えば515nmの緑色のレーザ光LGを出射する不図示の発光素子と、パワーのピーク波長が例えば445nmの青色のレーザ光LBを出射する不図示の発光素子と、不図示の駆動回路とを有している。これらの発光素子には駆動回路を介して電力が供給される。このような光源30は、それぞれの発光素子に供給される電力を調節することで、赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBとを時分割で出射でき、光源30から出射するそれぞれのレーザ光は概ね同じ領域に出射される。つまり、本実施形態の光源30は、赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBとを切り換え、いずれかの色のレーザ光LR,LG,LBを所望のタイミングで所望の時間出射できるように構成されている。また、光源30は、それぞれの発光素子に供給される電力を調節することで、出射するそれぞれのレーザ光LR,LG,LBの強度を調節することができる。本実施形態では、初期状態としてこれらレーザ光LR,LG,LBが合成された光の色が白色となるように、それぞれのレーザ光LR,LG,LBの強度が調節されている。光源30として、例えば発光素子がレーザ光を出射するレーザ素子とされる半導体レーザ等を用いることができる。
本実施形態のモータ50は、出力シャフト52の回転位置を検知するエンコーダ53を有する電動モータとされ、出力シャフト52には回折格子ユニット40の支持部材42が固定されている。モータ50には、モータドライバ51が電気的に接続されており、モータドライバ51を介してモータ50に電力が供給され、モータドライバ51から供給される電力に応じて出力シャフト52が回転する。モータ50として、例えばステッピングモータやAC(Alternating Current)サーボモータ等を用いることができ、エンコーダ53として、例えばロータリアブソリュートエンコーダ等を用いることができる。
図2は、図1に示す回折格子ユニット40を概略的に示す正面図である。本実施形態の回折格子ユニット40は、3つの回折格子43R,43G,43Bと支持部材42とを主な構成として備え、回折格子ユニット40には光源30から出射するレーザ光が入射する。なお、図2には光源30から出射するレーザ光LR,LG,LBが入射する領域31が破線で示されている。
本実施形態の支持部材42は正面視の外形が概ね円形の板状部材とされ、支持部材42の中心部にはモータ50の出力シャフト52の一端部が固定されており、支持部材42はモータ50によって出力シャフト52の回転軸52Aを回転軸として回転し得る。なお、この回転軸52Aは図2において紙面に対して垂直方向に延びている。本実施形態の支持部材42には、当該支持部材42の板厚方向に貫通する3つの貫通孔が形成されており、当該貫通孔に3つの回折格子43R,43G,43Bがそれぞれ嵌め込まれ、3つの回折格子43R,43G,43Bは支持部材42に固定されている。このため、支持部材42が出力シャフト52の回転軸52Aを回転軸として回転することで回折格子43R,43G,43Bは回転軸52Aを中心に回転する。このようにして支持部材42に支持される3つの回折格子43R,43G,43Bは、出力シャフト52の回転軸52Aの方向から見て、当該回転軸52Aを中心とする円Cの円周上に配置されている。この円Cの円周は、光源30から出射するレーザ光が入射する領域31を横切っている。このため、回折格子43R,43G,43Bのそれぞれに対して支持部材42が所定の回転位置まで回転することにより、回折格子43R,43G,43Bと光源30から出射するレーザ光が入射する領域31とがそれぞれ重なり、回折格子43R,43G,43Bには光源30から出射するレーザ光LR,LG、LBが入射され得る。また、本実施形態では、回折格子43R,43G,43Bは、円Cの円周の全周において概ね等間隔で配置され、回転軸52Aを基準とした回転対称となるように位置している。
本実施形態では、回折格子43R,43G,43Bは透過型の回折格子とされ、一方の面から入射する光を回折し、この回折光を他方の面から出射する。本実施形態の回折格子43R,43G,43Bのそれぞれは、回転軸52Aを中心とする円Cの径方向及び周方向に区分けされて形成される不図示の格子領域のそれぞれに不図示の回折格子パターンを有する。この格子領域は、回折格子43R,43G,43Bと光源30から出射するレーザ光が入射する領域31とがそれぞれ重なった際に、この領域31内に一つ以上位置するように形成される。
本実施形態では、回折格子43Rは、光源30から出射する赤色のレーザ光LRに対応しており、この赤色のレーザ光LRが当該回折格子43Rに入射して回折される。また、回折格子43Gは、光源30から出射する緑色のレーザ光LGに対応しており、この緑色のレーザ光LGが当該回折格子43Gに入射して回折される。また、回折格子43Bは、光源30から出射する青色のレーザ光LBに対応しており、この青色のレーザ光LBが当該回折格子43Bに入射して回折される。
赤色のレーザ光LRが回折格子43Rによって回折されて当該回折格子43Rから出射する光DLRは赤色であり、緑色のレーザ光LGが回折格子43Gによって回折されて当該回折格子43Gから出射する光DLGは緑色であり、青色のレーザ光LBが回折格子43Bによって回折されて当該回折格子43Bから出射する光DLBは青色である。この光DLR,DLG,DLBは、照射される領域が互いに重なるように、それぞれ回折格子43R,43G,43Bから出射される。言い換えると、回折格子43R,43G,43Bは、回折格子43Rから出射する光DLRの配光パターンと、回折格子43Gから出射する光DLGの配光パターンと、回折格子43Bから出射する光DLBの配光パターンとが互いに重なるように、それぞれ光DLR,DLG,DLBを出射する。なお、上述したように回折格子43R,43G,43Bは、区分けされた複数の格子領域のそれぞれに回折格子パターンを有しており、それぞれの回折格子パターンがこのような配光パターンとなるように入射するレーザ光LR,LG,LBをそれぞれ回折する。つまり、回折格子43R,43G,43Bは、同じ回折格子パターンの複数の回折格子の集合体とされている。
具体的には、回折格子43R,43G,43Bは、当該回折格子43R,43G,43Bから出射するそれぞれの光DLR,DLG,DLBが合成された光がロービームの配光パターンとなるように、光源30から出射する赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBとをそれぞれ回折する。このそれぞれの配光パターンには強度分布も含まれる。このため、本実施形態の回折格子43R,43G,43Bは、それぞれの回折格子43R,43G,43Bから出射する光DLR,DLG,DLBがそれぞれロービームの配光パターンと重なると共にロービームの配光パターンの強度分布に基づいた強度分布となるように、光源30から出射して回折格子43R,43G,43Bに入射する赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBをそれぞれ回折する。こうして、回折格子43Rからはロービームの配光パターンの赤色成分の光DLRが出射し、回折格子43Gからはロービームの配光パターンの緑色成分の光DLGが出射し、回折格子43Bからはロービームの配光パターンの青色成分の光DLBが出射する。
なお、上記のロービームの配光パターンの強度分布に基づいた強度分布とは、ロービームの配光パターンにおける強度が高い部位では、回折格子43R,43G,43Bから出射するそれぞれの強度も高いという意味である。
本実施形態の入力部61は、ユーザの操作に応じて入力される命令や設定値等の情報を電気信号によって出力する。本実施形態では、入力部61に入力される情報は、光源30から出射するレーザ光LR,LG,LBのそれぞれの強度と、当該レーザ光LR,LG,LBのそれぞれの出射時間の長さとされる。入力部61として、例えば、複数のロータリスイッチが回路基板に実装されたスイッチ群が挙げられる。
本実施形態の制御部60は、車両のECU(電子制御装置)等の制御装置54と、光源30と、モータドライバ51と、モータ50のエンコーダ53と、入力部61とに電気的に接続される。制御部60は、光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御する。制御部60は、この制御を車両の制御装置54から制御部60に入力する信号とモータ50のエンコーダ53から制御部60に入力する信号と入力部61から制御部60に入力する信号とに基づいて行う。
次に車両用灯具1による光の出射について説明する。
前述の制御部60は、例えば車両の制御装置54からのロービームの照射を示す信号を検知して、ロービームの照射を示す信号が制御部60に入力している入力状態の場合には、光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御して、車両用灯具1から光を出射する。
具体的には、本実施形態の制御部60は、前述のモータドライバ51を駆動させ、モータ50に印加する電圧を調整してモータ50の出力シャフト52を回転させる。上述したように出力シャフト52には支持部材42が固定されているため、出力シャフト52が回転することで支持部材42及び回折格子43R,43G,43B(回折格子ユニット40)は出力シャフト52の回転軸52Aを回転軸として回転する。この際、制御部60は、モータ50のエンコーダ53から制御部60に入力する信号に基づいてモータドライバ51を駆動する。なお、本実施形態では、図2において時計回りに回折格子ユニット40を回転する。
上述したようにエンコーダ53は、出力シャフト52の回転位置を検知でき、光源30から出射するレーザ光が入射する前述の領域31の位置は、回折格子ユニット40が回転しても殆ど変動しない。このため、制御部60は、エンコーダ53から制御部60に入力する信号に基づいて回折格子ユニット40におけるどの位置が領域31と重なっているかを検知できる。このような制御部60は、モータドライバ51を駆動して、赤色のレーザ光LRに対応する回折格子43Rが領域31の全体と重なる位置まで、例えば回折格子ユニット40の回転方向における回折格子43Rの中心と領域31の中心とが一致するまで回折格子ユニット40を回転させる。
次に、制御部60は、回折格子ユニット40の回転方向における回折格子43Rの中心と領域31の中心とが一致する際に、光源30の駆動回路を駆動して光源30から赤色のレーザ光LRを所定の時間出射させる。光源30から出射する赤色のレーザ光LRは回折格子43Rに入射し上記のように回折格子43Rで回折され、回折格子43Rからロービームの配光パターンの赤色成分の光DLRが所定の時間出射する。このロービームの配光パターンの赤色成分の光DLRは、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
次に、制御部60は、モータドライバ51を駆動して、緑色のレーザ光LGに対応する回折格子43Gが領域31の全体と重なる位置まで、例えば回折格子ユニット40の回転方向における回折格子43Gの中心と領域31の中心とが一致するまで回折格子ユニット40を回転させる。次に、制御部60は、回折格子ユニット40の回転方向における回折格子43Gの中心と領域31の中心とが一致する際に、光源30から緑色のレーザ光LGを所定の時間出射させる。本実施形態では、緑色のレーザ光LGの出射時間の長さは上記の赤色のレーザ光LRの出射時間の長さと概ね同じとされる。光源30から出射する緑色のレーザ光LGは回折格子43Gに入射し上記のように回折格子43Gで回折され、回折格子43Gからロービームの配光パターンの緑色成分の光DLGが所定の時間出射する。このロービームの配光パターンの緑色成分の光DLGは、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
次に、制御部60は、モータドライバ51を駆動して、青色のレーザ光LBに対応する回折格子43Bが領域31の全体と重なる位置まで、例えば回折格子ユニット40の回転方向における回折格子43Bの中心と領域31の中心とが一致するまで回折格子ユニット40を回転させる。次に、制御部60は、回折格子ユニット40の回転方向における回折格子43Bの中心と領域31の中心とが一致する際に、光源30から青色のレーザ光LBを所定の時間出射させる。本実施形態では、青色のレーザ光LBの出射時間の長さは上記の赤色のレーザ光LRの出射時間の長さと概ね同じとされる。光源30から出射する青色のレーザ光LBは回折格子43Bに入射し上記のように回折格子43Bで回折され、回折格子43Bからロービームの配光パターンの青色成分の光DLBが所定の時間出射する。このロービームの配光パターンの青色成分の光DLBは、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
制御部60は、上記の回折格子ユニット40の回転、光源30からの赤色のレーザ光LRの出射、回折格子ユニット40の回転、光源30からの緑色のレーザ光LGの出射、回折格子ユニット40の回転、光源30からの青色のレーザ光LBの出射が順次繰り返されるように、光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御する。つまり、光源30の時分割での赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBの出射と、回折格子ユニット40の回転とが同期されている。そして、車両用灯具1からは、ロービームの配光パターンの赤色成分の光DLRとロービームの配光パターンの緑色成分の光DLGとロービームの配光パターンの青色成分の光DLBとが順次繰り返して出射される。本実施形態では、レーザ光LR,LG,LBのそれぞれの出射時間の長さは概ね同じとされるため、光DLR,DLG,DLBのそれぞれの出射時間の長さも概ね同じとなる。
ところで、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像現象によってこの異なる色の光が合成された光が照射されていると認識し得る。本実施形態において、所定の色のレーザ光を出射してから当該所定の色のレーザ光を再度出射するまでの時間が人の視覚の時間分解能よりも短くされた場合、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で回折格子43R,43G,43Bから出射する光DLR,DLG,DLBが繰り返し照射され、赤色の光DLRと緑色の光DLGと青色の光DLBとが残像現象によって合成される。この光DLR,DLG,DLBのそれぞれの出射時間の長さは概ね同じである。また、上記のように初期状態としてそれぞれのレーザ光LR,LG,LBの強度は、これらレーザ光LR,LG,LBが合成された光の色が白色となるように調節されている。このため、残像現象によって合成される光の色は白色となる。このとき、光DLR,DLG,DLBのそれぞれは、上述のようにロービームの配光パターンと重なると共にロービームの配光パターンの強度分布に基づいた強度分布となるようにされるため、光DLR,DLG,DLBが残像現象によって合成された光の配光パターンはロービームの配光パターンとなる。なお、上記のレーザ光LR,LG,LBを繰り返し出射する周期は、残像現象によって合成される光のちらつきを感じることを抑制する観点から、1/15s以下とされることが好ましい。人の視覚の時間分解能は概ね1/30sである。車両用灯具であれば、光の出射の周期が2倍程度であれば光のちらつきを感じることを抑制できる。この周期が1/30s以下であれば、人の視覚の時間分解能を概ね超える。従って、光のちらつきを感じることをより抑制できる。また更に、この周期が1/60s以下であれば、光のちらつきを感じることをより抑制できる観点から好ましい。
なお、回折格子43R,43G,43Bは、光DLR,DLG,DLBが照射される領域の外形の少なくとも一部が互いに一致するように、つまり光DLR,DLG,DLBの配光パターンの外形の少なくとも一部が互いに一致するように、それぞれレーザ光LR,LG,LBを回折して光DLR,DLG,DLBを出射することが好ましい。このような構成にすることで、上記のように残像現象によって形成される配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制することができる。また更に、これら外形の全体が互いに一致するようにすることが、配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることをより抑制できる観点からより好ましい。
こうして、車両用灯具1はロービームの配光パターンを有する光を残像現象によって照射し得る。
図3は夜間照明用の配光パターンを示す図であり、具体的には、図3(A)はロービームの配光パターンを示す図であり、図3(B)はハイビームの配光パターンを示す図である。図3においてSは水平線を示し、配光パターンが太線で示される。図3(A)に示される夜間照明用の配光パターンであるロービームLの配光パターンのうち、領域LA1は最も強度が高い領域であり、領域LA2、領域LA3の順に強度が低くなる。つまり、それぞれの回折格子43R,43G,43Bは、残像現象によって合成された光がロービームLの強度分布を含む配光パターンを形成するように光を回折するのである。なお、図3において破線で示すように、ロービームLが残像現象によって照射される位置よりも上方にロービームよりも強度の低い光が車両用灯具1から照射されても良い。この光は、標識視認用の光OHSとされる。この場合、それぞれの回折格子43R,43G,43Bから出射される光DLR,DLG,DLBの配光パターンには、当該標識視認用の光OHSが照射される領域と重なり標識視認用の光OHSの強度分布を含む配光パターンが含まれていることが好ましく、外形が標識視認用の光OHSが照射される領域の外形の少なくとも一部と一致して標識視認用の光OHSの強度分布を含む配光パターンが含まれていることがより好ましい。更に、この外形が標識視認用の光OHSが照射される領域の外形の全体と一致していることがより好ましい。また、この場合、ロービームLと標識視認用の光OHSとで、夜間照明用の配光パターンが形成されると理解することができる。なお、夜間照明用の配光パターンは、夜間のみに用いられるものではなく、トンネル等の暗所においても使用される。
次に車両用灯具1における光の色バランスの調整について説明する。
上述したように制御部60には、入力部61が電気的に接続されており、制御部60には、光源30から出射するレーザ光LR,LG,LBのそれぞれの強度と、当該レーザ光LR,LG,LBのそれぞれの出射時間の長さとが電気信号によって入力部61から入力される。
ところで、上記のように残像現象によって合成された光では、合成される光の強度や合成される光の出射時間の長さが変わることで、その光の色バランスが変更される。本実施形態では、入力部61によって、光源30から出射するレーザ光LR,LG,LBのそれぞれの強度と、当該レーザ光LR,LG,LBのそれぞれの出射時間の長さとを調節することができる。このため、光源30を交換する等の対応をしなくても、照射する光の色バランスを調節できる。
具体的には、本実施形態において、例えば、赤色のレーザ光LGの強度を、車両用灯具1からロービームLの配光パターンを有する光が残像現象によって照射される状態における強度よりも高くした場合には、車両用灯具1から照射されるロービームLの配光パターンを有する白色の光の色は、赤色が強められた色に変更される。同様にして、緑色のレーザ光LGの強度を高くした場合には、白色の光の色は緑色が強められた色に変更され、青色のレーザ光LGの強度を高くした場合には、白色の光の色は青色が強められた色に変更される。一方、赤色のレーザ光LRの強度を低くした場合には、白色の光の色は青緑色が強められた色に変更され、緑色のレーザ光LGの強度を低くした場合には、白色の光の色は赤紫色が強められた色に変更され、青色のレーザ光LBの強度を低くした場合には、白色の光の色は黄色が強められた色に変更される。
また、本実施形態において、赤色のレーザ光LGの出射時間の長さを、車両用灯具1からロービームLの配光パターンを有する光が残像現象によって照射される状態における出射時間の長さよりも長くした場合には、車両用灯具1から照射されるロービームLの配光パターンを有する白色の光の色は、赤色が強められた色に変更される。同様にして、緑色のレーザ光LGの出射時間を長くした場合には、白色の光の色は緑色が強められた色に変更され、青色のレーザ光LGの出射時間を長くした場合には、白色の光の色は青色が強められた色に変更される。一方、赤色のレーザ光LRの出射時間を短くした場合には、白色の光の色は青緑色が強められた色に変更され、緑色のレーザ光LGの出射時間を短くした場合には、白色の光の色は赤紫色が強められた色に変更され、青色のレーザ光LBの出射時間を短くした場合には、白色の光の色は黄色が強められた色に変更される。
ところで、上記特許文献1の車両用灯具のホログラム素子には、光源から白色の参照光が入射して、その回折光によりロービームやハイビーム等の所定の配光パターンが形成される。特許文献1の車両用灯具では、形成される所定の配光パターンの色は白色であり、その色バランスは光源から照射される参照光の色バランスに大きく依存する傾向にある。このため、形成される所定の配光パターンの色バランスを調節するためには、光源の交換等の対応が必要となると考えられる。従って、特許文献1の車両用灯具では、照射する光の色バランスの調節がしにくい。
そこで、本実施形態の車両用灯具1は、赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBを時分割で出射する光源30と、赤色のレーザ光LRに対応する回折格子43Rと緑色のレーザ光LGに対応する回折格子43Gと青色のレーザ光LBに対応する回折格子43Bとを備える。光源30から出射するレーザ光LR,LG,LBは、それぞれのレーザ光LR,LG,LBに対応する回折格子43R,43G,43Bに入射し、回折格子43R,43G,43Bから出射する光DLR,DLG,DLBが照射される領域が互いに重なる。
上述したように、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像現象によってこの異なる色の光が合成された光が照射されていると認識し得る。従って、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBが繰り返し出射される場合には、光源30から出射される赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBとが合成された白色の光を残像現象によって照射し得る。また、このようにして残像現象によって照射される光の色バランスは、光源30から出射するそれぞれのレーザ光LR,LG,LBの強度やそれぞれのレーザ光LR,LG,LBの出射時間の長さを調節することにより調節し得る。従って、本実施形態の車両用灯具1は、光源30を交換する等の対応をしなくても、色バランスを調節し得る。
ところで、回折格子43R,43G,43Bは波長依存性を有しているため、互いに異なる波長の光は、回折格子43R,43G,43Bにより互いに異なる配光パターンとなる傾向にある。しかし、本実施形態の車両用灯具1では、上記のように互いに波長の異なる複数のレーザ光LR,LG,LBは、それぞれの波長のレーザ光に対応する回折格子43R,43G,43Bによってそれぞれ回折される。このため、それぞれの回折格子43R,43G,43Bから出射する光DLR,DLG,DLBが照射される領域が互いに重なるようにし易く、所望の配光パターンを残像現象によって形成し易い。
また、本実施形態の光源30は、互いに波長の異なる赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBを出射する。このため、光源30から出射するそれぞれのレーザ光LR,LG,LBの強度を調節することにより、所望の色の光を残像現象によって照射することができる。
また、本実施形態の車両用灯具1は、3つの回折格子43R,43G,43Bを支持して回転する支持部材42を備え、これら回折格子43R,43G,43Bは、支持部材42の回転軸である出力シャフト52の回転軸52Aを中心とする円Cの円周上に配置され、光源30の時分割での赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBの出射と、回折格子ユニット40(支持部材42)の回転とが同期されている。このような構成とされることで、この車両用灯具1は、光源30から出射するレーザ光LR,LG,LBの照射角度を調節しなくても、これらレーザ光LR,LG,LBをそれぞれのレーザ光LR,LG,LBに対応する回折格子43R,43G,43Bに入射させ得る。一般的にレーザ光の照射角度を調節する駆動機構は複雑になる傾向にある。従って、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節する駆動機構を備える場合と比べて、簡易な構成とし得る。
また、本実施形態の車両用灯具1では、回折格子43R,43G,43Bは、円Cの円周の全周において概ね等間隔で配置され、回転軸52Aを基準とした回転対称となるように位置している。このように構成することで、支持部材42を順次所定の角度回転させることで、光源30から出射するレーザ光が入射する領域31と重なる回折格子を順次変更し得る。このため、複数の回折格子が円周の全周に概ね等間隔で配置されていない場合と比べて、制御部60によるモータ50の出力シャフト52の回転状態の制御が簡略化でき、光源30の時分割での赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBの出射と、回折格子ユニット40(支持部材42)の回転との同期を容易にし得る。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図4を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
次に、本発明の第2実施形態について図4を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
図4は、本実施形態に係る車両用灯具としての車両用灯具の回折格子ユニットを概略的に示す正面図である。本実施形態の車両用灯具の灯具ユニットは、モータ50及びモータドライバ51を備えない点、不図示の駆動装置を備える点、及び図4に示すように回折格子ユニット40において回折格子43R,43G,43Bが一つの直線上に並んで支持部材42に配置されている点において、第1実施形態における灯具ユニット20と異なる。本実施形態の灯具ユニット20は、光源30と、回折格子ユニット40と、駆動装置と、制御部60と、入力部61とを主な構成として備える。なお、灯具ユニット20は、不図示の構成により筐体10に固定されている。
本実施形態の回折格子ユニット40における支持部材42は、正面視の外形が概ね四角形の板状部材とされ、当該支持部材42は板厚方向と垂直な方向に延びる二つのレール45によって挟み込まれるように支持されている。本実施形態の支持部材42には不図示の駆動装置が連結されており、支持部材42は二つのレール45に沿って往復移動できるように構成されている。また、本実施形態の支持部材42には、レール45に対する位置を検知する不図示のエンコーダが取り付けられている。駆動装置の構成として、例えばモータと当該モータで回転するプーリと当該プーリと支持部材42とを連結するロッドとを備える構成、レール45に取り付けられる電磁石と支持部材42に取り付けられる永久磁石とを備える構成、モータと当該モータで回転するピニオンと当該ピニオンと噛み合い支持部材42に取り付けられるラックとを備える構成等が挙げられる。エンコーダとして、例えばリニアアブソリュートエンコーダ等を用いることができる。
本実施形態の支持部材42には、当該支持部材42の板厚方向に貫通する3つの貫通孔が形成されており、当該貫通孔に3つの回折格子43R,43G,43Bがそれぞれ嵌め込まれ、3つの回折格子43R,43G,43Bは支持部材42に固定されている。このため、支持部材42がレール45に沿って往復移動することで回折格子43R,43G,43Bはレール45に沿って往復移動する。このようにして支持部材42に支持される3つの回折格子43R,43G,43Bは、支持部材42の往復方向と平行な直線L1上に配置されている。この直線L1は、光源30から出射するレーザ光が入射する領域31を横切っている。このため、回折格子43R,43G,43Bのそれぞれに対して支持部材42がレール45に沿って所定の位置まで移動することにより、回折格子43R,43G,43Bと光源30から出射するレーザ光が入射する領域31とがそれぞれ重なり、回折格子43R,43G,43Bには光源30から出射するレーザ光が入射され得る。
本実施形態の回折格子43R,43G,43Bのそれぞれは、正面視において支持部材42の往復方向及び当該往復方向と垂直な方向に区分けされて形成される不図示の格子領域のそれぞれに不図示の回折格子パターンを有する。この格子領域は、回折格子43R,43G,43Bと光源30から出射するレーザ光が入射する領域31とがそれぞれ重なった際に、この領域31内に一つ以上位置するように形成される。そして、本実施形態においても、第1実施形態と同様にして、回折格子43R,43G,43Bは、それぞれの回折格子43R,43G,43Bから出射する光がそれぞれロービームLの配光パターンと重なると共にロービームの配光パターンの強度分布に基づいた強度分布となるように、光源30から出射して回折格子43R,43G,43Bに入射する赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBをそれぞれ回折する。
本実施形態では、前述の制御部60は、光源30のレーザ光の出射の状態と不図示の駆動装置の駆動状態とを制御して、車両用灯具1から光を出射する。具体的には、本実施形態の制御部60は、駆動装置を駆動して、赤色のレーザ光LRに対応する回折格子43Rが領域31の全体と重なる位置まで回折格子ユニット40をレール45に沿って移動させ、回折格子43Rと領域31の全体とが重なる際に、光源30から赤色のレーザ光LRを所定の時間出射させる。光源30から出射する赤色のレーザ光LRは回折格子43Rに入射し上記のように回折格子43Rで回折され、回折格子43Rからロービームの配光パターンの赤色成分の光DLRが所定の時間出射する。このロービームLの配光パターンの赤色成分の光DLRは、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
次に、制御部60は、緑色のレーザ光LGに対応する回折格子43Gが領域31の全体と重なる位置まで回折格子ユニット40をレール45に沿って移動させ、回折格子43Gと領域31の全体とが重なる際に、光源30から緑色のレーザ光LGを所定の時間出射させる。本実施形態では、緑色のレーザ光LGの出射時間の長さは上記の赤色のレーザ光LRの出射時間の長さと概ね同じとされる。光源30から出射する緑色のレーザ光LGは回折格子43Gに入射し上記のように回折格子43Gで回折され、回折格子43GからロービームLの配光パターンの緑色成分の光DLGが所定の時間出射する。このロービームLの配光パターンの緑色成分の光DLGは、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
次に、制御部60は、青色のレーザ光LBに対応する回折格子43Bが領域31の全体と重なる位置まで回折格子43Bをレール45に沿って移動させ、回折格子43Bと領域31の全体とが重なる際に、光源30から青色のレーザ光LBを所定の時間出射させる。本実施形態では、青色のレーザ光LBの出射時間の長さは上記の赤色のレーザ光LRの出射時間の長さと概ね同じとされる。光源30から出射する青色のレーザ光LBは回折格子43Bに入射し上記のように回折格子43Bで回折され、回折格子43BからロービームLの配光パターンの青色成分の光DLBが所定の時間出射する。このロービームLの配光パターンの青色成分の光DLBは、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
制御部60は、上記の回折格子ユニット40の移動、光源30からの赤色のレーザ光LRの出射、回折格子ユニット40の移動、光源30からの緑色のレーザ光LGの出射、回折格子ユニット40の移動、光源30からの青色のレーザ光LBの出射が順次繰り返されるように、光源30のレーザ光の出射の状態と駆動装置の駆動状態とを制御する。つまり、光源30の時分割での赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBの出射と、回折格子ユニット40の往復移動とが同期されている。そして、車両用灯具1からは、ロービームLの配光パターンの赤色成分の光DLRとロービームLの配光パターンの緑色成分の光DLGとロービームLの配光パターンの青色成分の光DLBとが順次繰り返して出射される。このような構成であっても、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBが繰り返し出射される場合には、車両用灯具1はロービームLの配光パターンを有する光を残像現象によって照射し得る。また、残像現象によって照射される光の色バランスは、光源30から出射するそれぞれのレーザ光LR,LG,LBの強度やそれぞれのレーザ光LR,LG,LBの出射時間の長さを調節することにより調節し得る。従って、本実施形態の車両用灯具1は、光源30を交換する等の対応をしなくても、色バランスを調節し得る。また、上記のように互いに波長の異なる複数のレーザ光LR,LG,LBはそれぞれの波長のレーザ光に対応する回折格子43R,43G,43Bによってそれぞれ回折されるので、それぞれの回折格子43R,43G,43Bから出射する光DLR,DLG,DLBが照射される領域が互いに重なるようにし易く、所望の配光パターンを残像現象によって形成し易い。
また、本実施形態の車両用灯具1は、3つの回折格子43R,43G,43Bを支持して往復移動する支持部材42を備え、これら回折格子43R,43G,43Bは、支持部材42の往復方向と平行な直線L1上に配置され、光源30の時分割での赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBの出射と、回折格子ユニット40(支持部材42)の往復移動とが同期されている。このような構成とされることで、この車両用灯具1は、光源30から出射するレーザ光LR,LG,LBの照射角度を調節しなくても、これらレーザ光LR,LG,LBをそれぞれのレーザ光LR,LG,LBに対応する回折格子43R,43G,43Bに入射させ得る。従って、上記第1実施形態と同様にして、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節する駆動機構を備える場合と比べて、簡易な構成とし得る。
なお、本実施形態においても、図3において破線で示すように、標識視認用の光OHSが出射されても良い。この場合、それぞれの回折格子43R,43G,43Bから出射される光DLR,DLG,DLBの配光パターンには、当該標識視認用の光OHSが照射される領域と重なり標識視認用の光OHSの強度分布を含む配光パターンが含まれていることが好ましく、外形が標識視認用の光OHSが照射される領域の外形の少なくとも一部と一致して標識視認用の光OHSの強度分布を含む配光パターンが含まれていることがより好ましい。更に、この外形が標識視認用の光OHSが照射される領域の外形の全体と一致していることがより好ましい。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図5を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
次に、本発明の第3実施形態について図5を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
図5は、本実施形態に係る車両用灯具としての車両用灯具を図1と同じ視点で示す図である。図5に示すように本実施形態の車両用灯具1の灯具ユニット20は、光路変更素子55を備える点、及びモータ50とモータドライバ51と支持部材42とを備えない点において、第1実施形態における灯具ユニット20と異なる。本実施形態の灯具ユニット20は、光源30と、三つの回折格子43R,43G,43Bと、光路変更素子55と、制御部60と、入力部61とを主な構成として備える。なお、灯具ユニット20は、不図示の構成により筐体10に固定されている。
本実施形態の回折格子43R,43G,43Bのそれぞれは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、それぞれの回折格子43R,43G,43Bから出射する光がそれぞれロービームLの配光パターンと重なると共にロービームの配光パターンの強度分布に基づいた強度分布となるように、光源30から出射して回折格子43R,43G,43Bに入射する赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBをそれぞれ回折する。つまり、車両から所定の距離離れた焦点位置において、回折格子43R,43G,43Bから出射する光が照射される領域が互いに重なっている。この焦点位置は、例えば車両から25m離れた位置とされる。なお、上述の第1実施形態や第2実施形態と同様に、回折格子43R,43G,43Bは、区分けされた複数の格子領域のそれぞれに回折格子パターンを有しており、それぞれの回折格子パターンがこのような配光パターンとなるように入射するレーザ光LR,LG,LBをそれぞれ回折する。
本実施形態の光路変更素子55は、光源30から出射する赤色のレーザ光LGと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBとを、それぞれのレーザ光LR,LG,LBに対応する回折格子43R,43G,43Bにそれぞれ導光する。光路変更素子55として、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー、ポリゴンミラー等を用いることができる。
本実施形態では、制御部60は、光源30のレーザ光の出射の状態と光路変更素子55の駆動状態とを制御して、車両用灯具1から光を出射する。具体的には、本実施形態の制御部60は、光路変更素子55に入射する赤色のレーザ光LRが回折格子43Rに入射するように光路変更素子55を駆動し、光源30から赤色のレーザ光LRを所定の時間出射させる。光源30から出射する赤色のレーザ光LRは回折格子43Rに入射し上記のように回折格子43Rで回折され、回折格子43RからロービームLの配光パターンの赤色成分の光DLRが所定の時間出射する。このロービームLの配光パターンの赤色成分の光DLRは、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
次に、制御部60は、光路変更素子55に入射する緑色のレーザ光LGが回折格子43Gに入射するように光路変更素子55を駆動し、光源30から緑色のレーザ光LGを所定の時間出射させる。本実施形態では、緑色のレーザ光LGの出射時間の長さは上記の赤色のレーザ光LRの出射時間の長さと概ね同じとされる。光源30から出射する緑色のレーザ光LGは回折格子43Gに入射し上記のように回折格子43Gで回折され、回折格子43GからロービームLの配光パターンの緑色成分の光DLGが所定の時間出射する。このロービームLの配光パターンの緑色成分の光DLGは、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
次に、制御部60は、光路変更素子55に入射する青色のレーザ光LBが回折格子43Bに入射するように光路変更素子55を駆動し、光源30から青色のレーザ光LGを所定の時間出射させる。本実施形態では、青色のレーザ光LBの出射時間の長さは上記の赤色のレーザ光LRの出射時間の長さと概ね同じとされる。光源30から出射する青色のレーザ光LBは回折格子43Bに入射し上記のように回折格子43Bで回折され、回折格子43BからロービームLの配光パターンの青色成分の光DLBが所定の時間出射する。このロービームLの配光パターンの青色成分の光DLBは、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
制御部60は、上記の光路変更素子55の駆動、光源30からの赤色のレーザ光LRの出射、光路変更素子55の駆動、光源30からの緑色のレーザ光LGの出射、光路変更素子55の駆動、光源30からの青色のレーザ光LBの出射が順次繰り返されるように、光源30のレーザ光の出射の状態と光路変更素子55の駆動状態とを制御する。つまり、複数のレーザ光LR,LG,LBの時分割での出射と光路変更素子55の駆動とが同期されている。そして、車両用灯具1からは、ロービームLの配光パターンの赤色成分の光DLRとロービームLの配光パターンの緑色成分の光DLGとロービームLの配光パターンの青色成分の光DLBとが順次繰り返して出射される。このような構成であっても、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBが繰り返し出射される場合には、車両用灯具1はロービームLの配光パターンを有する光を残像現象によって照射し得る。また、残像現象によって照射される光の色バランスは、光源30から出射するそれぞれのレーザ光LR,LG,LBの強度やそれぞれのレーザ光LR,LG,LBの出射時間の長さを調節することにより調節し得る。従って、本実施形態の車両用灯具1は、光源30を交換する等の対応をしなくても、色バランスを調節し得る。また、上記のように互いに波長の異なる複数のレーザ光LR,LG,LBはそれぞれの波長のレーザ光に対応する回折格子43R,43G,43Bによってそれぞれ回折されるので、それぞれの回折格子43R,43G,43Bから出射する光DLR,DLG,DLBが照射される領域が互いに重なるようにし易く、所望の配光パターンを残像現象によって形成し易い。
また、本実施形態の車両用灯具1は、光源30から出射する赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBとをそれぞれのレーザ光LR,LG,LBに対応する回折格子43R,43G,43Bに導光する光路変更素子55を備える。このような構成とされることで、光路変更素子を備えない場合と比べて、光源30と回折格子43R,43G,43Bとの位置関係の自由度が向上して小型化し得る。また、この車両用灯具1は、光源30から出射するレーザ光LR,LG,LBの照射角度を調節しなくても、これらレーザ光LR,LG,LBをそれぞれのレーザ光LR,LG,LBに対応する回折格子43R,43G,43Bに入射し得る。従って、上記第1実施形態と同様にして、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節する駆動機構を備える場合と比べて、簡易な構成とし得る。
なお、本実施形態においても、図3において破線で示すように、標識視認用の光OHSが出射されても良い。この場合、それぞれの回折格子43R,43G,43Bから出射される光DLR,DLG,DLBの配光パターンには、当該標識視認用の光OHSが照射される領域と重なり標識視認用の光OHSの強度分布を含む配光パターンが含まれていることが好ましく、外形が標識視認用の光OHSが照射される領域の外形の少なくとも一部と一致して標識視認用の光OHSの強度分布を含む配光パターンが含まれていることがより好ましい。更に、この外形が標識視認用の光OHSが照射される領域の外形の全体と一致していることがより好ましい。
なお、上記第1、第2、及び第3実施形態では、車両用灯具1は残像現象によってロービームLを照射する車両用前照灯とされたが、本発明は特に限定されない。例えば、車両用灯具は、残像現象によってハイビームHを照射するものとされても良く、画像を構成する光を残像現象によって照射するものとされても良い。車両用灯具が残像現象によってハイビームHを照射するものとされる場合、図3(B)に示される夜間照明用の配光パターンであるハイビームHの配光パターンの光が残像現象によって照射される。なお、図3(B)のハイビームHの配光パターンのうち、領域HA1は最も強度が高い領域であり、領域HA2は領域HA1よりも強度が低い領域である。つまり、それぞれの回折格子は、残像現象によって合成された光がハイビームHの強度分布を含む配光パターンを形成するように光を回折するものとされる。また、車両用灯具が画像を構成する光を残像現象によって照射するものとされる場合、車両用灯具が出射する光の方向や車両用灯具が車両に取り付けられる位置は特に限定されない。
また、上記第1、第2、及び第3実施形態では、赤色のレーザ光LRと緑色のレーザ光LGと青色のレーザ光LBとを時分割で出射する光源30を例に説明した。しかし、上記第1、第2、及び第3実施形態では、光源は互いに波長の異なる複数のレーザ光を時分割で出射できれば良く、例えば、光源は互いに波長の異なる二つのレーザ光を時分割で出射するものであっても良く、互いに波長の異なる三つ以上のレーザ光を時分割で出射するものであっても良い。
また、上記第1、第2、及び第3実施形態では、入力部61を備える車両用灯具1を例に説明した。しかし、上記第1、第2、及び第3実施形態では、車両用灯具は入力部61を備えなくても良い。このような場合には、例えば、制御部は、光源から出射するレーザ光の強度やレーザ光の出射時間の長さ等に関する予め定められた設定値等に基づいて、光源のレーザ光の出射の状態を制御する。車両用灯具の製造の際等にこの予め定められた設定値を調節することによって、光源から出射するレーザ光の強度やレーザ光の出射時間の長さを調節することができ、残像現象によって照射される光の色バランスを調節し得る。従って、このような構成の車両用灯具は、光源を交換する等の対応をしなくても、色バランスを調節し得る。
また、上記第1、第2、及び第3実施形態では、透過型の回折格子43R,43G,43Bを例に説明したが、回折格子は反射型の回折格子とされても良い。また、上記第1、第2、及び第3実施形態では、光源30から出射するレーザ光LR,LG,LBに対応する回折格子43R,43G,43Bをそれぞれ一つずつ備える灯具ユニット20を例に説明した。しかし、上記第1、第2、及び第3実施形態では、灯具ユニット20は、レーザ光LR,LG,LBに対応する回折格子43R,43G,43Bを複数備えていても良い。
また、上記第1実施形態では、正面視の外形が円形の支持部材42と、正面視の外形が概ね扇状の回折格子43R,43G,43Bとを例に説明したが、これらの外形は特に限定されない。また、上記第2実施形態では、正面視の外形が四角形の支持部材42と、正面視の外形が四角形の回折格子43R,43G,43Bとを例に説明したが、これらの外形は特に限定されない。
また、上記第1実施形態では、回折格子43R,43G,43Bのそれぞれは、回転軸52Aを中心とする円Cの径方向及び周方向に区分けされて形成される不図示の格子領域のそれぞれに不図示の回折格子パターンを有するものとされた。また、上記第2実施形態では、回折格子43R,43G,43Bのそれぞれは、正面視において支持部材42の往復方向及び当該往復方向と垂直な方向に区分けされて形成される不図示の格子領域のそれぞれに不図示の回折格子パターンを有するものとされた。しかし、回折格子が有する格子領域を形成するための区分けの方向は特に限定されない。
また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、回折格子43R,43G,43Bと支持部材42とを備える回折格子ユニット40を例に説明した。しかし、回折格子ユニット40は、少なくとも回折格子43R,43G,43Bを備えれば良い。例えば、回折格子ユニット40は、回折格子43R,43G,43Bと支持部材42とが互いに一体とされて形成されても良く、このような場合には、回折格子43R,43G,43Bの一部が支持部材42を兼ねても良い。
また、上記第1実施形態では、回折格子ユニット40の回転、光源30からの赤色のレーザ光LRの出射、回折格子ユニット40の回転、光源30からの緑色のレーザ光LGの出射、回折格子ユニット40の回転、光源30からの青色のレーザ光LBの出射が順次繰り返されるように、光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御する制御部60を例に説明した。しかし、制御部60は、光源30から時分割で出射するレーザ光LR,LG,LBが、それぞれのレーザ光LR,LG,LBに対応する回折格子43R,43G,43Bに入射するように、光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御すれば良い。例えば、制御部60は、光源30の時分割でのレーザ光の出射のタイミングと同期された一定の回転数で支持部材42が回転し続けるように、モータ50の出力シャフト52の回転状態を制御しても良い。このような場合には、回転している回折格子43R,43G,43Bにレーザ光LR,LG,LBが入射することになる。
また、上記第2実施形態では、回折格子ユニット40の移動、光源30からの赤色のレーザ光LRの出射、回折格子ユニット40の移動、光源30からの緑色のレーザ光LGの出射、回折格子ユニット40の移動、光源30からの青色のレーザ光LBの出射が順次繰り返されるように、光源30のレーザ光の出射の状態と駆動装置の駆動状態とを制御する制御部60を例に説明した。しかし、制御部60は、光源30から時分割で出射するレーザ光LR,LG,LBが、それぞれのレーザ光LR,LG,LBに対応する回折格子43R,43G,43Bに入射するように、光源30のレーザ光の出射の状態と駆動装置の駆動状態とを制御すれば良い。例えば、制御部60は、光源30の時分割でのレーザ光の出射のタイミングと同期された一定の時間間隔で支持部材42が往復移動し続けるように、駆動装置の駆動状態を制御しても良い。このような場合には、往復移動している回折格子43R,43G,43Bにレーザ光LR,LG,LBが入射することになる。
また、光源から出射するそれぞれの波長のレーザ光は、それぞれのレーザ光に対応する回折格子に入射すれば良く、例えば車両用灯具は、光源から出射するレーザ光の照射角度を調節する駆動機構を備え、この駆動機構によってレーザ光の照射角度を調節してレーザ光を対応する回折格子に入射させても良い。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。なお、上記第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図6は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す図であり、車両用灯具の鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図6に示すように、本実施形態の光源30から出射される光は、上記第1実施形態の光源30から出射される光と異なり、本実施形態の回折格子ユニット40から出射される光は、上記第1実施形態の回折格子ユニット40から出射される光と異なる。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。なお、上記第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図6は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す図であり、車両用灯具の鉛直方向の断面を概略的に示す図である。図6に示すように、本実施形態の光源30から出射される光は、上記第1実施形態の光源30から出射される光と異なり、本実施形態の回折格子ユニット40から出射される光は、上記第1実施形態の回折格子ユニット40から出射される光と異なる。
本実施形態の光源30は、パワーのピーク波長が例えば638nmの赤色のレーザ光を出射する不図示の発光素子と、パワーのピーク波長が例えば515nmの緑色のレーザ光を出射する不図示の発光素子と、パワーのピーク波長が例えば445nmの青色のレーザ光を出射する不図示の発光素子と、不図示の駆動回路とを有している。これらの発光素子には駆動回路を介して電力が供給される。このような光源30は、それぞれの発光素子に供給される電力を調節することで、それぞれの発光素子から出射するレーザ光の強度を調節することができ、これらレーザ光を合成させて所望の色のレーザ光を出射することができる。光源30として、例えば発光素子がレーザ光を出射するレーザ素子とされる半導体レーザ等を用いることができる。
本実施形態では、コリメートレンズ32が光源30と別体に設けられる。コリメートレンズ32は、光源30から出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズである。コリメートレンズ32は光源30と一体に設けられても良く、コリメートレンズ32に替わって、レーザ光のファスト軸方向をコリメートするコリメートレンズとスロー軸方向をコリメートするコリメートレンズとが個別に設けられていても良い。
図7は、図6に示す回折格子ユニットを概略的に示す正面図である。本実施形態の回折格子ユニット40は、4つの配光パターン形成部41A,41B,41C,41Dと支持部材42とを主な構成として備え、回折格子ユニット40には光源30から出射するレーザ光が入射する。なお、図7には光源30から出射するレーザ光が入射する領域31が破線で示されている。
本実施形態では、4つの配光パターン形成部41A,41B,41C,41Dは、それぞれ透過型の回折格子43A,43B,43C,43Dから構成され、これら回折格子は、一方の面から入射する光を回折し、この回折光を他方の面から出射する。また、これら回折格子は、支持部材42に形成された4つの貫通孔にそれぞれ嵌め込まれて当該支持部材42に固定されている。このため、支持部材42が出力シャフト52の回転軸52Aを回転軸として回転することでこれら回折格子は回転軸52Aを中心に回転する。このようにして支持部材42に支持されるこれら回折格子は、出力シャフト52の回転軸52Aの方向から見て、当該回転軸52Aを中心とする円Cの円周上に配置されている。なお、これら回折格子の円Cの円周方向への並び順は、特に限定されない。この円周は、コリメートレンズ32から出射するレーザ光が入射する領域31を横切っている。このため、支持部材42が所定の角度回転することにより、回折格子43A,43B,43C,43Dとコリメートレンズ32から出射するレーザ光が入射する領域31とがそれぞれ重なり得るため、回折格子43A,43B,43C,43Dにはコリメートレンズ32から出射するレーザ光が入射され得る。従って、4つの配光パターン形成部41A,41B,41C,41Dは、支持部材42の回転軸である出力シャフト52の回転軸52Aを中心とする円Cの円周上に配置される回折格子43A,43B,43C,43Dからそれぞれ構成され、これら回折格子には、光源30から出射するレーザ光がコリメートレンズ32を介してそれぞれ入射し得る。
本実施形態の回折格子43A,43B,43C,43Dは、回転軸52Aを中心とする円Cの径方向及び周方向に区分けされて形成される不図示の格子領域のそれぞれに不図示の回折格子パターンをそれぞれ有する。この格子領域は、回折格子43A,43B,43C,43Dとコリメートレンズ32から出射するレーザ光が入射する領域31とがそれぞれ重なった際に、この領域31内に1つ以上位置するように形成される。
本実施形態の回折格子43A,43B,43C,43Dは、コリメートレンズ32から出射するレーザ光を回折し、互いに異なる所定の配光パターンの光を出射する。つまり、本実施形態の配光パターン形成部41A,41B,41C,41Dは、互いに異なる所定の配光パターンの光を出射する。具体的には、回折格子43A,43B,43C,43Dは、当該回折格子43A,43B,43C,43Dから出射する光が路面等の被照射体に照射された際に互いに異なる所定の画像が描画されるように、コリメートレンズ32から出射するレーザ光をそれぞれ回折する。このそれぞれの配光パターンには強度分布も含まれる。また、互いに異なる所定の画像には、大きさが異なる画像も含まれる。なお、上述したように回折格子43A,43B,43C,43Dは、区分けされた複数の格子領域のそれぞれに回折格子パターンを有しており、それぞれの回折格子パターンがこのような配光パターンとなるように入射する光をそれぞれ回折する。つまり、回折格子43A,43B,43C,43Dのそれぞれは、同じ回折格子パターンの複数の回折格子の集合体とされている。
本実施形態では、入力部61に入力される情報は、描画する所定の画像の選択の情報とされる。この所定の画像の選択は、配光パターン形成部41Aの回折格子43Aから出射する光が路面等の被照射体に照射された際に描画される画像、配光パターン形成部41Bの回折格子43Bから出射する光が路面等の被照射体に照射された際に描画される画像、配光パターン形成部41Cの回折格子43Cから出射する光が路面等の被照射体に照射された際に描画される画像、及び、配光パターン形成部41Dの回折格子43Dから出射する光が路面等の被照射体に照射された際に描画される画像からの選択とされる。本実施形態の入力部61として、例えば、回路基板に実装されたロータリスイッチが挙げられる。
次に本実施形態の車両用灯具1による画像の描画について説明する。
前述の制御部60は、例えば車両の制御装置54からの画像の描画を示す信号を検知して、画像の描画を示す信号が制御部60に入力している入力状態の場合には、光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御して、車両用灯具1から光を出射する。
具体的には、本実施形態の制御部60は、エンコーダ53から制御部60に入力する信号と入力部61から制御部60に入力する信号とに基づいてモータドライバ51を駆動して、入力部61でユーザが選択した画像に対応する配光パターン形成部の回折格子が領域31の全体と重なる位置まで回折格子ユニット40を回転させ、当該位置から回折格子ユニット40が動かないように回折格子ユニット40を保持する。この回折格子ユニット40を保持する位置は、例えば回折格子ユニット40の回転方向における回折格子の中心と領域31の中心とが一致する位置とされる。なお、回折格子ユニット40の回転方向は特に限定されるものではなく、本実施形態では図7において時計回りとされ、図7では回折格子43Aの中心と領域31の中心とが一致する状態が例示されている。
次に、制御部60は、入力部61でユーザが選択した画像に対応する配光パターン形成部の回折格子が領域31の全体と重なっている状態で、駆動回路を駆動して光源30からレーザ光を出射させる。光源30から出射するレーザ光は、コリメートレンズ32に入射して上記のようにコリメートレンズ32でコリメートされる。このコリメートされたレーザ光は、入力部61でユーザが選択した画像に対応する配光パターン形成部の回折格子に入射して上記のようにこの回折格子で回折され、この回折格子から所定の配光パターンの光が出射する。この所定の配光パターンの光は、フロントカバー12を介して車両用灯具1から出射する。こうして、車両用灯具1は、入力部61でユーザが選択した画像に対応する配光パターン形成部の回折格子から所定の配光パターンを有する光を出射し、この所定の配光パターンに基づく画像が路面等の被照射体に描画される。従って、入力部61において配光パターン形成部41Aに対応する画像が選択されている場合には、配光パターン形成部41Aの回折格子43Aから所定の配光パターンの光が出射し、この配光パターンに基づく画像が路面等の被照射体に描画される。また、配光パターン形成部41Bに対応する画像が選択されている場合には、配光パターン形成部41Bの回折格子43Bから所定の配光パターンの光が出射し、この配光パターンに基づく画像が路面等の被照射体に描画される。また、配光パターン形成部41Cに対応する画像が選択されている場合には、配光パターン形成部41Cの回折格子43Cから所定の配光パターンの光が出射し、この配光パターンに基づく画像が路面等の被照射体に描画される。また、配光パターン形成部41Dに対応する画像が選択されている場合には、配光パターン形成部41Dの回折格子43Dから所定の配光パターンの光が出射し、この配光パターンに基づく画像が路面等の被照射体に描画される。
路面等の被照射体に描画される画像の色は光源30から出射する光の色であり、光源30から出射する光の色は特に限定されない。例えば、光源30から出射する光の色は、路面等の被照射体に描画する画像ごとに、つまり配光パターン形成部41A,41B,41C,41Dの回折格子43A,43B,43C,43Dごとに異なる色とされても良く、同じ色とされても良い。
ところで、入力部61でユーザが選択した画像が路面等の被照射体に描画されている状態において、入力部61での画像の選択が変更されて入力部61から新たな画像の選択を示す信号が制御部60に入力される場合には、制御部60は、新たに選択された所定の画像が路面等の被照射体に描画されるように、光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御する。具体的には、本実施形態の制御部60は、駆動回路を駆動して光源30によるレーザ光の出射を停止する。次に、制御部60は、エンコーダ53から制御部60に入力する信号と入力部61から制御部60に入力する信号とに基づいてモータドライバ51を駆動して、入力部61でユーザが新たに選択した画像に対応する配光パターン形成部である回折格子が領域31の全体と重なる位置まで回折格子ユニット40を回転させ、当該位置から回折格子ユニット40が動かないように回折格子ユニット40を保持する。ところで、支持部材42に対するこれら回折格子の位置は変化しないため、支持部材42を所定の角度回転させることで、入力部61でユーザが新たに選択した画像に対応する配光パターン形成部の回折格子が領域31の全体と重なるようにすることができる。
次に、制御部60は、入力部61でユーザが新たに選択した画像に対応する配光パターン形成部の回折格子が領域31の全体と重なっている状態で、駆動回路を駆動して光源30からレーザ光を出射させる。上述のように、光源30から出射するレーザ光は、コリメートレンズ32に入射してコリメートレンズ32でコリメートされる。このコリメートされたレーザ光は、入力部61でユーザが新たに選択した画像に対応する配光パターン形成部の回折格子に入射してこの回折格子で回折され、この回折格子から所定の配光パターンの光が出射する。この所定の配光パターンの光は、フロントカバー12を介して車両用灯具1から出射する。こうして、車両用灯具1は、入力部61でユーザが新たに選択した画像に対応する配光パターン形成部の回折格子から所定の配光パターンを有する光を出射し、この所定の配光パターンに基づく画像が路面等の被照射体に描画される。
こうして、車両用灯具1は、画像を路面等の被照射体に描画し得ると共に、路面等に描画する画像を切替え得る。
図8は路面等の被照射体に描画される画像の一例を概略的に示す図である。具体的には、図8(A)は本実施形態の配光パターン形成部41Aの回折格子43Aから出射する光によって描画される画像を示す図である。図8(B)は本実施形態の配光パターン形成部41Bの回折格子43Bから出射する光によって描画される画像を示す図である。図8(C)は本実施形態の配光パターン形成部41Cの回折格子43Cから出射する光によって描画される画像を示す図である。図8(D)は本実施形態の配光パターン形成部41Dの回折格子43Dから出射する光によって描画される画像を示す図である。図8では、画像の輪郭が太線で示される。車両の前方の路面にこれらの画像が描画される場合、図8(A)に示される画像は運転者から見て右に折れ曲がった矢印であり、図8(B)に示される画像は運転者から見て左に折れ曲がった矢印であり、図8(C)に示される画像は運転者から見て前方に延びる矢印である。また、図8(D)に示される画像は運転者から見て駐車禁止標識に類似するマークである。例えば、図8(A)に示される画像を車両の前方の路面に描画させることで、通行人や他の車両の乗員といった車外の人へ当該車両が右折することを表示し得る。また、図8(B)に示される画像を車両の前方の路面に描画させることで、車外の人へ当該車両が左折することを表示し得る。また、図8(C)に示される画像を車両の前方の路面に描画させることで、車外の人へ当該車両が直進することを表示し得る。また、図8(D)に示される画像を車両の前方の路面に描画させることで、車外の人へ画像が描画されている部位に駐車して欲しくないとのユーザの意思を表示し得る。なお、車両用灯具1が路面等に描画する画像や画像を描画させる車両に対する位置や車両用灯具1が車両に取り付けられる位置は特に限定されない。
ところで、上記特許文献2のレーザ描画装置のようにレーザヘッドから出射するレーザ光の照射角度を制御して所定の画像を描画する場合には、レーザ光の照射角度を調節するギヤ及び駆動モータ等からなる駆動機構は複雑になる傾向にある。
そこで、本実施形態の車両用灯具1は、光源30と、4つの配光パターン形成部41A,41B,41C,41Dと、4つの配光パターン形成部41A,41B,41C,41Dを支持して回転する支持部材42と、を備える。それぞれの配光パターン形成部41A,41B,41C,41Dは、支持部材42の回転軸である出力シャフト52の回転軸52Aを中心とする円Cの円周上に配置される回折格子43A,43B,43C,43Dから構成される。配光パターン形成部41Aの回折格子43Aから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Bの回折格子43Bから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Cの回折格子43Cから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Dの回折格子43Dから出射する光の配光パターンとは互いに異なっている。
従って、本実施形態の車両用灯具1は、光源30から出射するレーザ光の照射角度を調節しなくても路面等に画像を描画することができ、光源から出射する光の照射角度を調節して路面等に画像を描画する車両用灯具と比べて、簡易な構成で画像を路面等に描画し得る。
それぞれの配光パターン形成部41A,41B,41C,41Dの回折格子43A,43B,43C,43Dは、支持部材42の回転軸である出力シャフト52の回転軸52Aを中心とする円Cの円周上に配置されている。このため、支持部材42を所定の角度回転することで光源30から出射するレーザ光が入射する回折格子を別の配光パターン形成部の回折格子に変更できる。また、上記のように配光パターン形成部41Aの回折格子43Aから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Bの回折格子43Bから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Cの回折格子43Cから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Dの回折格子43Dから出射する光の配光パターンとは互いに異なっている。従って、支持部材42を所定の角度回転することで、路面等に描画する画像を切替えることができる。また、支持部材42を連続して回転させてこの画像の切替えを連続して行うことで、動画を路面等に描画し得る。上記のように、一般的に部品を回転運動させる場合には、部品を往復運動させる場合と比べて動作音が発生し難い傾向がある。従って、車両用灯具1は、支持部材を往復運動させることによって路面等に描画する画像を切替える場合よりも路面等に描画する画像を切替える際の作動音を抑制し得る。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について図9を参照して詳細に説明する。なお、第4実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
次に、本発明の第5実施形態について図9を参照して詳細に説明する。なお、第4実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
図9は本実施形態に係る車両用灯具の回折格子ユニットを概略的に示す正面図である。図9に示すように本実施形態の回折格子ユニットは、支持部材42が3つの配光パターン形成部を支持する点、それぞれの配光パターン形成部が複数の回折格子から構成される点において、第4実施形態における回折格子ユニット40と異なる。また、本実施形態の灯具ユニットは、光源30が互いに異なる波長の複数のレーザ光を時分割で出射する点、入力部61に入力される情報が上記第4実施形態で説明した描画する所定の画像の選択の情報と共に、光源30から出射する互いに異なる波長の複数のレーザ光の強度と、当該レーザ光のそれぞれの出射時間の長さとされる点においても、第4実施形態における灯具ユニット20と異なる。本実施形態の灯具ユニット20は、光源30と、回折格子ユニット40と、モータ50と、モータドライバ51と、制御部60と、入力部61とを主な構成として備える。なお、灯具ユニット20は、不図示の構成により筐体10に固定されている。
本実施形態の光源30は、互いに異なる波長の複数のレーザ光を時分割で出射する。本実施形態の光源30は、上記第4実施形態の光源30と同様にして、赤色のレーザ光を出射する発光素子と、緑色のレーザ光を出射する発光素子と、青色のレーザ光を出射する発光素子と駆動回路とを有する。光源30は、それぞれの発光素子に供給される電力を調節することで、赤色のレーザ光と緑色のレーザ光と青色のレーザ光とを時分割で出射でき、光源30から出射するそれぞれのレーザ光は概ね同じ領域に出射される。つまり、本実施形態の光源30は、赤色のレーザ光と緑色のレーザ光と青色のレーザ光とを切り換え、いずれかの色のレーザ光を所望のタイミングで所望の時間出射できるように構成されている。また、光源30は、それぞれの発光素子に供給される電力を調節することで、出射するそれぞれのレーザ光の強度を調節することができる。本実施形態では、初期状態としてこれらレーザ光が合成された光の色が白色となるように、それぞれのレーザ光の強度が調節されている。
本実施形態の回折格子ユニット40は、3つの配光パターン形成部41A,41B,41Cと支持部材42とを主な構成として備え、回折格子ユニット40には光源30から出射するレーザ光が入射する。なお、図4には光源30から出射するレーザ光が入射する領域31が破線で示されている。
本実施形態では、配光パターン形成部41Aは3つの回折格子43AR,43AG,43ABから構成され、配光パターン形成部41Bは3つの回折格子43BR,43BG,43BBから構成され、配光パターン形成部41Cは3つの回折格子43CR,43CG,43CBから構成される。これら回折格子は、支持部材42に形成された9つの貫通孔にそれぞれ嵌め込まれて当該支持部材42に固定されている。このため、支持部材42が出力シャフト52の回転軸52Aを回転軸として回転することでこれら回折格子は回転軸52Aを中心に回転する。このようにして支持部材42に支持されるこれら回折格子は、出力シャフト52の回転軸52Aの方向から見て、当該回転軸52Aを中心とする円Cの円周上に配置されている。また、これら回折格子は、円Cの円周方向において配光パターン形成部41A,41B,41Cごとに並んで配置されている。具体的には、配光パターン形成部41Aでは、円Cの円周方向において回折格子43AGの一方の隣には回折格子43ARが位置し、他方の隣に回折格子43ABが位置している。また、配光パターン形成部41Bでは、円Cの円周方向において回折格子43BGの一方の隣には回折格子43BRが位置し、他方の隣に回折格子43BBが位置している。また、配光パターン形成部41Cでは、円Cの円周方向において回折格子43CGの一方の隣には回折格子43CRが位置し、他方の隣に回折格子43CBが位置している。この円Cの円周は、光源30から出射するレーザ光が入射する領域31を横切っている。このため、支持部材42が所定の角度回転することにより、これら回折格子と光源30から出射するレーザ光が入射する領域31とがそれぞれ重なり得るため、これら回折格子には光源30から出射するレーザ光が入射され得る。従って、3つの配光パターン形成部41A,41B,41Cには、光源30から出射するレーザ光が入射し得る。
本実施形態では、それぞれの回折格子43AR,43AG,43AB,43BR,43BG,43BB,43CR,43CG,43CBは、上記第4実施形態の回折格子と同様にして、透過型の回折格子とされ、回転軸52Aを中心とする円の径方向及び周方向に区分けされて形成される不図示の格子領域のそれぞれに不図示の回折格子パターンを有する。この格子領域は、これら回折格子と光源30から出射するレーザ光が入射する領域31とがそれぞれ重なった際に、この領域31内に1つ以上位置するように形成される。
本実施形態では、回折格子43AR,43BR,43CRは、光源30から出射する赤色のレーザ光に対応しており、この赤色のレーザ光が回折格子43AR,43BR,43CRにそれぞれ入射して回折される。また、回折格子43AG,43BG,43CGは、光源30から出射する緑色のレーザ光に対応しており、この緑色のレーザ光が回折格子43AG,43BG,43CGにそれぞれ入射して回折される。また、回折格子43AB,43BB,43CBは、光源30から出射する青色のレーザ光に対応しており、この青色のレーザ光が回折格子43AB,43BB,43CBにそれぞれ入射して回折される。従って、配光パターン形成部41A,41B,41Cは、赤色のレーザ光に対応する回折格子43AR,43BR,43CRと緑色のレーザ光に対応する回折格子43AG,43BG,43CGと青色のレーザ光に対応する回折格子43AB,43BB,43CBとの組をそれぞれ1つ含んでいる。
赤色のレーザ光が回折格子43AR,43BR,43CRによって回折されて当該回折格子43AR,43BR,43CRから出射する光は赤色である。緑色のレーザ光が回折格子43AG,43BG,43CGによって回折されて当該回折格子43AG,43BG,43CGから出射する光は緑色である。青色のレーザ光が回折格子43AB,43BB,43CBによって回折されて当該回折格子43AB,43BB,43CBから出射する光は青色である。
配光パターン形成部41Aの回折格子43AR,43AG,43ABに入射する光は、回折格子43AR,43AG,43ABから所定の配光パターンの光が出射するように、それぞれ回折格子43AR,43AG,43ABで回折される。また、配光パターン形成部41Bの回折格子43BR,43BG,43BBに入射する光は、回折格子43BR,43BG,43BBから所定の配光パターンの光が出射するように、それぞれ回折格子43BR,43BG,43BBで回折される。また、配光パターン形成部41Cの回折格子43CR,43CG,43CBに入射する光は、回折格子43CR,43CG,43CBから所定の配光パターンの光が出射するように、それぞれ回折格子43CR,43CG,43CBで回折される。これら回折格子43AR,43AG,43ABから出射する光の配光パターンと、回折格子43BR,43BG,43BBから出射する光の配光パターンと、回折格子43CR,43CG,43CBから出射する光の配光パターンとは互いに異なっている。つまり、本実施形態の配光パターン形成部41A,41B,41Cは、互いに異なる所定の配光パターンの光を出射する。なお、上述したようにこれら回折格子は、区分けされた複数の格子領域のそれぞれに回折格子パターンを有しており、それぞれの回折格子パターンがこのような配光パターンとなるように入射するレーザ光をそれぞれ回折する。つまり、これら回折格子のそれぞれは、同じ回折格子パターンの複数の回折格子の集合体とされている。
具体的には、配光パターン形成部41Aの回折格子43AR,43AG,43ABは、当該回折格子43AR,43AG,43ABから出射する光が合成された光が図8(A)に示される画像を描画する配光パターンとなるように、光源30から出射する赤色のレーザ光と緑色のレーザ光と青色のレーザ光とをそれぞれ回折する。この配光パターンには強度分布も含まれる。このため、本実施形態の回折格子43AR,43AG,43ABは、それぞれの回折格子43AR,43AG,43ABから出射する光がこの画像を描画する配光パターンと重なると共にこの画像を描画する配光パターンの強度分布に基づいた強度分布となるように、光源30から出射して回折格子43AR,43AG,43ABに入射する赤色のレーザ光と緑色のレーザ光と青色のレーザ光をそれぞれ回折する。こうして、回折格子43ARからは図8(A)に示される画像を描画する配光パターンの赤色成分の光が出射し、回折格子43AGからはこの画像を描画する配光パターンの緑色成分の光が出射し、回折格子43ABからはこの画像を描画する配光パターンの青色成分の光が出射する。なお、上記の図8(A)に示される画像を描画する配光パターンの強度分布に基づいた強度分布とは、この配光パターンにおける強度が高い部位では、回折格子43AR,43AG,43ABから出射するそれぞれの強度も高いという意味である。
配光パターン形成部41Bの回折格子43BR,43BG,43BBは、配光パターン形成部41Aの回折格子43AR,43AG,43ABと同様にして、それぞれの回折格子43AR,43AG,43ABから出射する光が図8(B)に示される画像を描画する配光パターンと重なると共にこの画像を描画する配光パターンの強度分布に基づいた強度分布となるように、光源30から出射して回折格子43BR,43BG,43BBに入射する赤色のレーザ光と緑色のレーザ光と青色のレーザ光をそれぞれ回折する。こうして、回折格子43BRからは図8(B)に示される画像を描画する配光パターンの赤色成分の光が出射し、回折格子43BGからはこの画像を描画する配光パターンの緑色成分の光が出射し、回折格子43BBからはこの画像を描画する配光パターンの青色成分の光が出射する。
配光パターン形成部41Cの回折格子43CR,43CG,43CBは、配光パターン形成部41Aの回折格子43AR,43AG,43ABと同様にして、それぞれの回折格子43CR,43CG,43CBから出射する光が図8(C)に示される画像を描画する配光パターンと重なると共にこの画像を描画する配光パターンの強度分布に基づいた強度分布となるように、光源30から出射して回折格子43CR,43CG,43CBに入射する赤色のレーザ光と緑色のレーザ光と青色のレーザ光をそれぞれ回折する。こうして、回折格子43CRからは図8(C)に示される画像を描画する配光パターンの赤色成分の光が出射し、回折格子43CGからはこの画像を描画する配光パターンの緑色成分の光が出射し、回折格子43CBからはこの画像を描画する配光パターンの青色成分の光が出射する。
そして、配光パターン形成部41Aの回折格子43AR,43AG,43ABから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Bの回折格子43BR,43BG,43BBから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Cの回折格子43CR,43CG,43CBから出射する光の配光パターンとは互いに異なっている。
本実施形態の入力部61に入力される情報は、上記第4実施形態で説明した描画する所定の画像の選択の情報と、光源30から出射する互いに異なる波長のレーザ光のそれぞれの強度と、当該レーザ光のそれぞれの出射時間の長さとされる。本実施形態の入力部61として、例えば、複数のロータリスイッチが回路基板に実装されたスイッチ群が挙げられる。
次に本実施形態の車両用灯具1による光の出射について説明する。
前述の制御部60は、例えば車両の制御装置54からの画像の描画を示す信号を検知して、画像の描画を示す信号が制御部60に入力している入力状態の場合には、光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御して、車両用灯具1から光を出射させる。
具体的には、制御部60は、エンコーダ53から制御部60に入力する信号と入力部61から制御部60に入力する信号とに基づいてモータドライバ51を駆動して、入力部61でユーザが選択した画像に対応する配光パターン形成部における回折格子のいずれかが領域31の全体と重なる位置まで回折格子ユニット40を回転させ、光源30から領域31の全体と重なっている回折格子に対応する色のレーザ光を所定の時間出射させる。例えば、入力部61で図8(A)に示される画像が選択されている場合には、制御部60は、配光パターン形成部41Aの赤色のレーザ光に対応する回折格子43ARが領域31の全体と重なる位置まで回折格子ユニット40を回転させる。次に、制御部60は、回折格子43ARが領域31の全体と重なっている状態で、光源30の駆動回路を駆動して光源30から赤色のレーザ光を所定の時間出射させる。光源30から出射する赤色のレーザ光は回折格子43ARに入射し上記のように回折格子43ARで回折される。回折格子43ARからは、図8(A)に示される画像を描画する配光パターンの赤色成分の光が所定の時間出射する。この配光パターンの赤色成分の光は、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
次に、制御部60は、モータドライバ51を駆動して、配光パターン形成部41Aの緑色のレーザ光に対応する回折格子43AGが領域31の全体と重なる位置まで回転させ、回折格子43AGが領域31の全体と重なっている状態で、光源30から緑色のレーザ光を所定の時間出射させる。本実施形態では、緑色のレーザ光の出射時間の長さは上記の赤色のレーザ光の出射時間の長さと概ね同じとされる。光源30から出射する緑色のレーザ光は回折格子43AGに入射し上記のように回折格子43AGで回折される。回折格子43AGからは、図8(A)に示される画像を描画する配光パターンの緑色成分の光が所定の時間出射する。この配光パターンの緑色成分の光は、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
次に、制御部60は、モータドライバ51を駆動して、配光パターン形成部41Aの青色のレーザ光に対応する回折格子43ABが領域31の全体と重なる位置まで回転させ、回折格子43ABが領域31の全体と重なっている状態で、光源30から青色のレーザ光を所定の時間出射させる。本実施形態では、青色のレーザ光の出射時間の長さは上記の赤色のレーザ光の出射時間の長さと概ね同じとされる。光源30から出射する青色のレーザ光は回折格子43ABに入射し上記のように回折格子43Bで回折される。回折格子43ABからは、図8(A)に示される画像を描画する配光パターンの青色成分の光が所定の時間出射する。この配光パターンの青色成分の光は、フロントカバー12を介して車両用灯具1から所定の時間出射する。
制御部60は、上記の回折格子ユニット40の回転、光源30からの赤色のレーザ光の出射、回折格子ユニット40の回転、光源30からの緑色のレーザ光の出射、回折格子ユニット40の回転、光源30からの青色のレーザ光の出射が順次繰り返されるように、光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御する。つまり、光源30の時分割での赤色のレーザ光と緑色のレーザ光と青色のレーザ光の出射と、回折格子ユニット40の回転とが同期されている。そして、車両用灯具1からは、図8(A)に示される画像を描画する配光パターンの赤色成分の光と、この画像を描画する配光パターンの緑色成分の光と、この画像を描画する配光パターンの青色成分の光とが順次繰り返して出射される。本実施形態では、赤色のレーザ光と緑色のレーザ光と青色のレーザ光の出射時間の長さは互いに概ね同じとされるため、図8(A)に示される画像を描画する配光パターンの赤色成分の光と、この画像を描画する配光パターンの緑色成分の光と、この画像を描画する配光パターンの青色成分の光のそれぞれの出射時間の長さも互いに概ね同じとなる。
なお、回折格子ユニット40の回転方向は、特に限定されない。また、回折格子ユニット40の回転方向は、一方の方向であっても良く、光源30から出射するレーザ光の色に応じて変更されても良い。つまり、赤色のレーザ光に対応する回折格子43ARが領域31の全体と重なる位置まで回転させる際の方向と、緑色のレーザ光に対応する回折格子43AGが領域31の全体と重なる位置まで回転させる際の方向と、青色のレーザ光に対応する回折格子43AGが領域31の全体と重なる位置まで回転させる際の方向のうち、1つの方向が他の2つの方向と異なっていても良い。また、制御部60は、回転している回折格子にレーザ光が入射するように光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御しても良い。
前述のように、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像現象によってこの異なる色の光が合成された光が照射されていると認識し得る。本実施形態において、所定の色のレーザ光を出射してから当該所定の色のレーザ光を再度出射するまでの時間が人の視覚の時間分解能よりも短くされた場合、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で回折格子43AR,43AG,43ABから出射する光が繰り返し照射され、赤色の光と緑色の光と青色の光とが残像現象によって合成される。これら光のそれぞれの出射時間の長さは概ね同じである。また、上記のように初期状態としてそれぞれのレーザ光の強度は、これらレーザ光が合成された光の色が白色となるように調節されている。このため、残像現象によって合成される光の色は白色となる。このとき、これら赤色の光と緑色の光と青色の光の配光パターンは、上述のように図8(A)に示される画像を描画する配光パターンと同等とされる。これら赤色の光と緑色の光と青色の光の配光パターンの強度分布は、この画像を描画する配光パターンの強度分布に基づいた強度分布となるようにされる。このため、これら赤色の光と緑色の光と青色の光が残像現象によって合成された光の配光パターンは、図8(A)に示される画像を描画する配光パターンとなる。なお、上記の赤色のレーザ光と緑色のレーザ光と青色のレーザ光を繰り返し出射する周期は、残像現象によって合成される光のちらつきを感じることを抑制する観点から、前述のように、1/15s以下とされることが好ましく、1/30s以下であることがより好ましく、1/60s以下であることが更により好ましい。
なお、回折格子43AR,43AG,43ABは、これら回折格子から出射する光が照射される領域の外形の少なくとも一部が互いに一致するように、それぞれ入射するレーザ光を回折して光を出射することが好ましく、これらの外形の全体が互いに一致するように、それぞれ入射するレーザ光を回折して光を出射することがより好ましい。このような構成にすることで、上記のように残像現象によって形成される配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制することができる。
こうして、車両用灯具1は、光の残像現象によって図8(A)に示される画像を白色の光で路面等に描画し得る。なお、光源30から出射する光を入射させる配光パターン形成部を変更することで、路面等に描画する画像を切替えることができる。路面等に描画する画像を切替えるには、制御部60は、光源30のレーザ光の出射の状態とモータ50の出力シャフト52の回転状態とを制御し、上述の図8(A)に示される画像を路面等に描画する場合と同様にして、配光パターン形成部41Bの回折格子43BR,43BG,43BBや配光パターン形成部41Cの回折格子43CR,43CG,43CBに光源30からのレーザ光を入射すれば良く、この説明については省略する。
また、上述したように制御部60には、入力部61が電気的に接続されており、制御部60には、描画する所定の画像の選択の情報と共に、光源30から出射するレーザ光のそれぞれの強度と、当該レーザ光のそれぞれの出射時間の長さとが電気信号によって入力部61から入力される。
本実施形態では、入力部61によって、光源30から出射するレーザ光のそれぞれの強度と、当該レーザ光のそれぞれの出射時間の長さとを調節することができる。このため、上記第1実施形態と同様にして、描画する画像の色バランスを調節し得る。
ところで、回折格子43AR,43AG,43AB,43BR,43BG,43BB,43CR,43CG,43CBは波長依存性を有しているため、互いに異なる波長の光は、これら回折格子により互いに異なる配光パターンとなる傾向にある。本実施形態の車両用灯具では、上記のように配光パターン形成部41A,41B,41Cは、赤色のレーザ光に対応する回折格子43AR,43BR,43CRと緑色のレーザ光に対応する回折格子43AG,43BG,43CGと青色のレーザ光に対応する回折格子43AB,43BB,43CBとの組をそれぞれ1つ含んでいる。そして、それぞれの配光パターン形成部41A,41B,41Cにおいて、赤色のレーザ光は、回折格子43AR,43BR,43CRで回折され、緑色のレーザ光は、回折格子43AG,43BG,43CGで回折され、青色のレーザ光は、回折格子43AB,43BB,43CBで回折される。このため、配光パターン形成部41Aでは、回折格子43AR,43AG,43ABから出射する光が照射される領域が互いに重なるようにし易い。また、配光パターン形成部41Bでは、回折格子43BR,43BG,43BBから出射する光が照射される領域が互いに重なるようにし易い。また、配光パターン形成部41Cでは、回折格子43CR,43CG,43CBから出射する光が照射される領域が互いに重なるようにし易い。従って、これら配光パターン形成部に対応する画像を残像現象によって描画し易い。
また、本実施形態の光源30は、互いに異なる波長の赤色のレーザ光と緑色のレーザ光と青色のレーザ光を出射する。このため、光源30から出射するこれらレーザ光の強度を調節することにより、所望の色の光を残像現象によって照射することができ、所望の色の画像を路面等に描画できる。
また、本実施形態では、回折格子43AR,43AG,43AB,43BR,43BG,43BB,43CR,43CG,43CBは、支持部材42の回転軸である出力シャフト52の回転軸52Aを中心とする円Cの円周上に配置される。このため、支持部材42を所定の角度回転することで光源30から出射する光が入射する回折格子を切替えることができるので、光を出射する配光パターン形成部を切替えて路面等に描画する画像を切替えることができる。従って、上述したように光源から出射する光の照射角度を調節して路面等に画像を描画する車両用灯具と比べて、簡易な構成で画像を路面等に描画し得る。また、支持部材42を連続して回転させてこの画像の切替えを連続して行うことで、動画を路面等に描画し得る。また、支持部材を往復運動させることによって路面等に描画する画像を切替える場合よりも路面等に描画する画像を切替える際の作動音を抑制し得る。
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について図10を参照して詳細に説明する。なお、第5実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
次に、本発明の第6実施形態について図10を参照して詳細に説明する。なお、第5実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
図10は本実施形態に係る車両用灯具の回折格子ユニットを概略的に示す正面図である。図10に示すように本実施形態の回折格子ユニットは、複数の配光パターン形成部を構成する複数の回折格子の配置が異なる点において、第5実施形態における回折格子ユニット40と異なる。本実施形態の回折格子ユニット40は、3つの配光パターン形成部41A,41B,41Cと支持部材42とを主な構成として備え、回折格子ユニット40には光源30から出射するレーザ光が入射する。本実施形態では、配光パターン形成部41Aは3つの回折格子43AR,43AG,43ABから構成され、配光パターン形成部41Bは3つの回折格子43BR,43BG,43BBから構成され、配光パターン形成部41Cは3つの回折格子43CR,43CG,43CBから構成される。なお、図10において、理解の容易のために配光パターン形成部の符号の記載は省略されている。
本実施形態では、回折格子43AR,43AG,43AB,43BR,43BG,43BB,43CR,43CG,43CBは、第5実施形態の回折格子と同様にして、モータの出力シャフトの回転軸52Aの方向から見て、当該回転軸52Aを中心とする円Cの円周上に配置されているものの、円Cの円周方向におけるこれら回折格子の並び順が第5実施形態と異なっている。具体的には、これら回折格子は、円Cの円周方向において配光パターン形成部41A,41B,41Cごとに並んで配置されていない。円Cの円周方向において、配光パターン形成部41Aの回折格子43ARと回折格子43AGとの間には、配光パターン形成部41Bの回折格子43BRと配光パターン形成部41Cの回折格子43CRとが位置している。また、配光パターン形成部41Aの回折格子43AGと回折格子43ABとの間には、配光パターン形成部41Bの回折格子43BGと配光パターン形成部41Cの回折格子43CGとが位置している。また、配光パターン形成部41Aの回折格子43ABと回折格子43ARとの間には、配光パターン形成部41Bの回折格子43BBと配光パターン形成部41Cの回折格子43CBとが位置している。そして、配光パターン形成部41Aの3つの回折格子43AR,43AG,43ABは、円Cの円周の全周において概ね等間隔で配置され、回転軸52Aを基準とした回転対称となるように配置されている。また、配光パターン形成部41Bの3つの回折格子43BR,43BG,43BBは、配光パターン形成部41Aの3つの回折格子43AR,43AG,43ABと同様にして、円Cの円周の全周において概ね等間隔で配置され、回転軸52Aを基準とした回転対称となるように配置されている。また、配光パターン形成部41Cの3つの回折格子43CR,43CG,43CBは、配光パターン形成部41Aの3つの回折格子43AR,43AG,43ABと同様にして、円Cの円周の全周において概ね等間隔で配置され、回転軸52Aを基準とした回転対称となるように配置されている。
このように構成することで、支持部材42を順次所定の角度回転させることで、それぞれの配光パターン形成部において、光源から出射するレーザ光が入射する領域と重なる回折格子を順次変更し得る。このため、支持部材42を回転させる速度を一定とした場合であっても、上記第5実施形態で説明した赤色の光と緑色の光と青色の光の照射の間隔を一定にすることができる。従って、残像現象によって合成される光のちらつきを感じることを抑制し得る。また、それぞれの配光パターン形成部において複数の回折格子が円周の全周に概ね等間隔で配置されていない場合と比べて、制御部60によるモータ50の出力シャフト52の回転状態の制御が簡略化でき、複数のレーザ光の時分割での出射と支持部材42の回転との同期を容易にし得る。
なお、上記第4、第5、及び第6実施形態では、矢印や駐車禁止標識に類似するマークの画像を描画する車両用灯具1を例に説明したが、車両用灯具が描画する画像や画像の数は特に限定されない。
また、上記第4実施形態では、配光パターン形成部41Aの回折格子43Aから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Bの回折格子43Bから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Cの回折格子43Cから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Dの回折格子43Dから出射する光の配光パターンとは互いに異なっていた。また、上記第5実施形態と第6実施形態では、配光パターン形成部41Aの回折格子43AR,43AG,43ABから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Bの回折格子43BR,43BG,43BBから出射する光の配光パターンと、配光パターン形成部41Cの回折格子43CR,43CG,43CBから出射する光の配光パターンとは互いに異なっていた。しかし、第4、第5、及び第6実施形態では、少なくとも2つの配光パターン形成部の回折格子から出射する光の配光パターンが互いに異なっていれば良い。例えば、回折格子ユニットは同じ配光パターン形成部を複数備えるものとされても良い。また、配光パターン形成部は、所定の配光パターンの光を出射する少なくとも1つの回折格子から構成されていれば良い。例えば、上記第4実施形態のように光源が光を時分割で出射しない車両用灯具であっても、配光パターン形成部は、所定の配光パターンの光を出射する複数の回折格子から構成されても良い。このように構成されても、例えばこれら回折格子に同時に光源からの光を入射させる等することで、出射する光を当該光が互いに重なるように路面等の被照射体に照射させることができ、所定の画像を描画し得る。
また、上記第4実施形態では、3つの発光素子を有して所望の色のレーザ光を出射し得る光源30を例に説明した。しかし、上記第4実施形態のように光源が光を時分割で出射しない車両用灯具では、光源はレーザ光を出射できれば良い。例えば光源は1つの発光素子を有するものとされても良い。
また、上記第5実施形態では、互いに異なる波長の3つのレーザ光を時分割で出射する光源30を例に説明した。しかし、上記第5及び第6実施形態のように光源が互いに異なる波長の複数のレーザ光を時分割で出射する車両用灯具では、例えば、光源は互いに異なる波長の2つのレーザ光を時分割で出射するものであっても良く、互いに異なる波長の3つ以上のレーザ光を時分割で出射するものであっても良い。
また、上記第4実施形態では、描画する所定の画像の選択の情報が入力部61から入力される制御部60を例に説明した。また、上記第5実施形態では、描画する所定の画像の選択の情報と共に、光源30から出射する互いに異なる波長の複数のレーザ光の強度と、当該レーザ光のそれぞれの出射時間の長さとが入力部61から入力される制御部60を例に説明した。しかし、第4、第5、及び第6実施形態では、制御部60には、少なくとも描画する所定の画像の選択の情報が入力されれば良く、車両用灯具は入力部61を備えなくても良い。車両用灯具が入力部61を備えない場合には、例えば、車両の制御装置は左右のターン動作に係る信号やバック動作に係る信号等の車両の状態に関する信号に基づいて画像の選択の情報を示す信号を出力し、制御部にはこの車両の制御装置から画像の選択の情報を示す信号が入力されることとしても良い。更に、上記第5実施形態及び第6実施形態のように光源が互いに異なる波長の複数のレーザ光を時分割で出射する車両用灯具では、制御部は、光源から出射するレーザ光の強度やレーザ光の出射時間の長さ等に関する予め定められた設定値等に基づいて、光源のレーザ光の出射の状態を制御することとされても良い。このような構成の車両用灯具では、製造の際等にこの予め定められた設定値を調節することによって、光源から出射するレーザ光の強度やレーザ光の出射時間の長さを調節することができ、残像現象によって照射される光の色バランスを調節し得る。従って、このような構成の車両用灯具は、描画する画像を切替え得ることができると共に、色バランスを調節し得る。
また、上記第4、第5、及び第6実施形態では、透過型の回折格子43A,43B,43C,43D,43AR,43AG,43AB,43BR,43BG,43BB,43CR,43CG,43CBを例に説明した。しかし、回折格子は反射型の回折格子とされても良い。また、上記第4実施形態では、正面視の外形が円形の支持部材42と、正面視の外形が概ね扇状の回折格子43A,43B,43C,43Dとを例に説明したが、これらの外形は特に限定されない。また、上記第5及び第6実施形態では、正面視の外形が円形の支持部材42と、正面視の外形が四角形の回折格子43AR,43AG,43AB,43BR,43BG,43BB,43CR,43CG,43CBとを例に説明したが、これらの外形は特に限定されない。
また、上記第4、第5、及び第6実施形態では、回折格子43A,43B,43C,43D,43AR,43AG,43AB,43BR,43BG,43BB,43CR,43CG,43CBは、支持部材42の回転軸を中心とする円Cの径方向及び周方向に区分けされて形成される不図示の格子領域のそれぞれに不図示の同じ回折格子パターンを有するものとされた。しかし、回折格子が有する格子領域を形成するための区分けの方向は特に限定されない。
また、上記第4、第5、及び第6実施形態では、支持部材と複数の回折格子とを備える回折格子ユニット40を例に説明した。しかし、回折格子ユニットは、支持部材を備えていなくても良く、例えば、回折格子ユニット40は、複数の回折格子と支持部材とが互いに一体とされて形成されても良い。このような場合には、これら回折格子の一部が支持部材を兼ねることとされても良い。
また、上記第5実施形態と第6実施形態では、赤色のレーザ光に対応する回折格子43AR,43BR,43CRと緑色のレーザ光に対応する回折格子43AG,43BG,43CGと青色のレーザ光に対応する回折格子43AB,43BB,43CBとの組をそれぞれ1つ含む配光パターン形成部41A,41B,41Cを例に説明した。しかし、上記第5実施形態と第6実施形態のように光源が互いに異なる波長の複数のレーザ光を時分割で出射する車両用灯具では、配光パターン形成部は、光源から出射するそれぞれの波長のレーザ光にそれぞれ対応する複数の回折格子からなる組を複数有していても良い。
以上のように、本発明によれば、色バランスを調節し得る車両用灯具、簡易な構成で画像を路面等に描画すると共に、描画する画像を切替え得る車両用灯具が提供され、自動車等の車両用灯具などの分野において利用可能である。
1・・・車両用灯具
10・・・筐体
20・・・灯具ユニット
30・・・光源
40・・・回折格子ユニット
41A,41B,41C,41D・・・配光パターン形成部
42・・・支持部材
43R,43G,43B,43A,43C,43D,43AR,43AG,43AB,43BR,43BG,43BB,43CR,43CG,43CB・・・回折格子
50・・・モータ
52・・・出力シャフト
52A・・・回転軸
53・・・エンコーダ
55・・・光路変更素子
60・・・制御部
C・・・円
L1・・・直線
10・・・筐体
20・・・灯具ユニット
30・・・光源
40・・・回折格子ユニット
41A,41B,41C,41D・・・配光パターン形成部
42・・・支持部材
43R,43G,43B,43A,43C,43D,43AR,43AG,43AB,43BR,43BG,43BB,43CR,43CG,43CB・・・回折格子
50・・・モータ
52・・・出力シャフト
52A・・・回転軸
53・・・エンコーダ
55・・・光路変更素子
60・・・制御部
C・・・円
L1・・・直線
Claims (10)
- 互いに波長の異なる複数のレーザ光を時分割で出射する光源と、
それぞれの波長の前記レーザ光にそれぞれ対応する複数の回折格子と、
を備え、
前記光源から出射するそれぞれの波長の前記レーザ光は、それぞれの前記レーザ光に対応する前記回折格子に入射し、それぞれの前記回折格子から出射する光が照射される領域が互いに重なる
ことを特徴とする車両用灯具。 - それぞれの前記回折格子から出射する光が照射される領域の外形の少なくとも一部が一致する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。 - 前記光源は、互いに波長の異なる少なくとも3つの前記レーザ光を出射する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用灯具。 - 複数の前記回折格子を支持して回転する支持部材を更に備え、
複数の前記回折格子は、前記支持部材の回転軸を中心とする円の円周上に配置され、
複数の前記レーザ光の時分割での出射と前記支持部材の回転とが同期される
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用灯具。 - 複数の前記回折格子を支持して往復移動する支持部材を更に備え、
複数の前記回折格子は、前記支持部材の往復方向と平行な直線上に配置され、
複数の前記レーザ光の時分割での出射と前記支持部材の往復移動とが同期される
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用灯具。 - 前記光源から出射するそれぞれの波長の前記レーザ光をそれぞれの前記レーザ光に対応する前記回折格子に導光する光路変更素子を更に備える
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用灯具。 - 光源と、
複数の配光パターン形成部と、
複数の前記配光パターン形成部を支持して回転する支持部材と、
を備え、
それぞれの前記配光パターン形成部は、前記支持部材の回転軸を中心とする円周上に配置されて前記光源から出射するレーザ光が入射して所定の配光パターンの光を出射する少なくとも1つの回折格子から構成され、
少なくとも2つの前記配光パターン形成部の前記回折格子から出射する光の配光パターンは互いに異なる
ことを特徴とする車両用灯具。 - 前記光源は、互いに異なる波長の複数の前記レーザ光を時分割で出射し、複数の前記レーザ光の時分割での出射と前記支持部材の回転とが同期され、
前記配光パターン形成部は、それぞれの波長の前記レーザ光にそれぞれ対応する複数の前記回折格子からなる組を少なくとも1つ含み、
それぞれの前記配光パターン形成部において、前記光源から出射するそれぞれの波長の前記レーザ光はそれぞれの前記レーザ光に対応する前記回折格子に入射する
ことを特徴とする請求項7に記載の車両用灯具。 - 複数の前記回折格子から出射する光が照射される領域の外形の少なくとも一部が一致する
ことを特徴とする請求項8に記載の車両用灯具。 - 前記光源は、互いに異なる波長の少なくとも3つの前記レーザ光を出射する
ことを特徴とする請求項8または9に記載の車両用灯具。
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-
2018
- 2018-12-07 JP JP2019559605A patent/JP7175919B2/ja active Active
- 2018-12-07 CN CN201880080339.3A patent/CN111480032B/zh active Active
- 2018-12-07 US US16/772,620 patent/US11022267B2/en active Active
- 2018-12-07 WO PCT/JP2018/045147 patent/WO2019117042A1/ja active Application Filing
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