WO2020174983A1 - 車両用灯具 - Google Patents

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一臣 村上
内田　直樹
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Koito Manufacturing Co Ltd
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Koito Manufacturing Co Ltd
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
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    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/25—Projection lenses
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle lighting device that scans a laser spot light in front of a vehicle in a two-dimensional direction to perform a drawing display of a light distribution pattern.
  • Patent Document 1 discloses a vehicular lamp that displays a headlight of a predetermined shape. Paragraph number [0 1 3 6] [0 1 6 6] [0 3 5 3] of Patent Document 1 and FIG.
  • the elliptical laser spot light is horizontally scanned by a mirror that oscillates at high speed to draw a horizontal line of the light, and the elliptical laser spot light is further scanned horizontally.
  • the horizontal lines to be drawn are vertically stacked to form a headlight display of a predetermined shape.
  • the vehicle front lighting device of Patent Document 1 turns off the elliptical laser spot light when scanning on an object and removes it from the irradiation range. It is possible to perform headlight display of variable light distribution type capable of displaying headlights of the same shape.
  • Spot light generated by a high-power laser beam used for scanning is generally generated in an elliptical shape.
  • the resolution decreases and varies toward both ends of the long axis. It is displayed in the darkest and blurred area near the area.
  • the laser spot light to be emitted is elongated in an elliptical shape with a decrease in resolution and variations.
  • scanning is performed in a state in which a part of them overlaps in the direction (vertical direction) orthogonal to the scanning direction (horizontal direction).
  • Patent literature ⁇ 02020/174983 2 (:171?2020/002998
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 1 6 -2 0 7 4 8 3
  • variable light distribution headlamp display of FIG. 62 of Patent Document 1 is formed by four rows of horizontal lines that vertically overlap.
  • the oval spot light is extinguished when scanning the part that covers the driver's seat to avoid irradiating the driver's seat.
  • the vehicle lamps should be turned off in the first or fourth row. It must be made. In this case, the formed light distribution pattern becomes insufficient because the irradiation to the driver's seat is avoided and the irradiation to the diagonally upper and lower portions of the vehicle is eliminated.
  • the present disclosure provides a vehicular lamp that performs drawing display of a light distribution pattern in which the flexibility of the irradiation range is improved by preventing unnecessary turning off of spot light during drawing scanning. Is provided.
  • a vehicle lighting device includes a laser light source that generates elliptical spot light.
  • An optical system that converts the elliptical spot light into spot light with an aspect ratio of 1:1 and a light distribution pattern is drawn by scanning the spot light with an aspect ratio of 1:1 toward the outside of the vehicle.
  • the optical system generates spot light having an aspect ratio of 1:1 with respect to the length of the spot light in the first direction and the length in the second direction orthogonal to the first direction.
  • the resolution of spot light in the direction orthogonal to the scanning direction of the straight lines that are generated vertically by repeated high-speed scanning with spot light is improved.
  • the optical system in the vehicle lamp is an anamorphic lens.
  • the optical system in the vehicular lamp is a pair of cylindrical lenses, and one cylindrical lens rotates 90 ° around the central axis with respect to the other cylindrical lens. It is desirable that they are arranged in series on the central axis in this state.
  • the optical system in the vehicular lamp is a special lens, a microlens array is formed on a light incident surface of the special lens, and an emission surface of the special lens is aspherical. Is desirable.
  • the vehicle lamp is preferably a variable light distribution headlamp.
  • a vehicle lamp which is a variable light distribution type headlight, scans by scanning laser spot light with an aspect ratio of 1:1 so that it can be irradiated without irradiation (for example, in a driver's seat of an oncoming vehicle or while walking).
  • the light distribution pattern is displayed and displayed outside the vehicle while avoiding the minimum number of people).
  • the resolution of the spot laser light is improved, so that the variation in the resolution of the spot laser light is reduced, and the spot light to be scanned does not overlap in the direction orthogonal to the scanning direction.
  • the scanning range that must be turned off when scanning an object that does not require irradiation is narrowed, and the vehicular lamp can perform drawing display of the light distribution pattern with improved autonomy of the irradiation range ((1 ) To (4) effect).
  • the vehicular lamp since it is a variable light distribution type headlamp, the maximum range is obtained by avoiding the unnecessary objects (driver's seat of oncoming vehicles, pedestrians, etc.) as much as possible.
  • the type light distribution pattern can be displayed (effect (5)).
  • Fig. 18 is a horizontal sectional view of the first embodiment of the vehicular lamp.
  • FIG. 1 is an enlarged horizontal sectional view of the anamorphic lens of the first embodiment.
  • FIG. 1(:) Fig. 10 is an enlarged vertical sectional view of the anamorphic lens.
  • FIG. 2 is a perspective view of the scanning mechanism and the anamorphic lens according to the first embodiment, as viewed obliquely from the front of the reflecting mirror.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical path in the vehicular lamp according to the first embodiment.
  • Fig. 48 is a scanning explanatory view of an elliptical laser spot light in a conventional vehicle lamp.
  • FIG. 4 is a scanning explanatory view of the elliptical laser spot light in the vehicular lamp of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a perspective view of a scanning mechanism and a plurality of cylindrical lenses according to a second embodiment of a vehicular lamp as seen obliquely from the front of a reflecting mirror.
  • FIG. 6 is a partially enlarged horizontal sectional view showing a condenser lens according to a third embodiment of a vehicle lamp.
  • the vehicle lamp 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 18 to 1 (3.
  • the vehicle lamp 1 according to the first embodiment includes a lamp body 2 and a lamp body 2. , A front cover 3 and a headlight unit 4.
  • the lamp body 2 has an opening on the front side of the vehicle, and the front cover 3 is made of a translucent resin or glass. Installed in the opening of the lamp body 2 ⁇ 02020/174983 5 ((171?2020/002998)
  • the lamp chamber 3 is formed inside.
  • the headlamp unit 4 shown in Fig. 18 is placed inside the lamp chamber 3 by the metal support member 5. To be done.
  • the headlight unit 4 has a projection lens 6, a phosphor 7, a laser light source 8, a scanning mechanism 9 and an anamorphic lens 10 as an optical system, which are shown in FIG.
  • the projection lens 6, the phosphor 7, the laser light source 8, the scanning mechanism 9 and the anamorphic lens 10 are all attached to the support member 5.
  • the support member 5 in Fig. 1 includes a bottom plate portion 53, side plate portions (5 stubs, 50) integrated with the left and right end portions of the bottom plate portion 53, and side plates (5 stubs, 50 s).
  • Lens support It has a cylindrical portion 51 that holds the projection lens 6 inside, and a flange portion 52 that is integrated with both the cylindrical portion 51 and the side plate portions (5 stubs, 50).
  • the base plate portion 5 6 has a screw fixing portion 5 and a heat radiating portion 5 9 which is thicker in the front and back than the screw fixing portion 5.
  • the projection lens 6 in FIG. 18 is a transparent or semi-transparent plano-convex lens, and the tip end of the cylindrical portion 5 1 of the lens support 5 with the convex light emitting surface 6 3 facing forward. Fixed inside the.
  • the phosphor 7 has a plate-like shape and is fixed to the inside of the base end of the cylindrical portion 51 of the lens support 5 behind the projection lens 6.
  • the laser light source 8 shown in FIG. 18 has a blue or purple laser diode, and is fixed to the light source support portion 5 II provided on the side plate portion 5 on the left side of the support member 5 to prevent heat during lighting. Dissipate heat.
  • the phosphor 7 is formed as a yellow phosphor when the laser light source 8 is blue, and is formed as a yellow and blue phosphor when the laser light source 8 is purple, and emits white light.
  • White light is red, blue, green ⁇ It may be generated by mixing laser light of three colors.
  • the laser light source 8, which is a laser diode light source, generates a vertically long elliptical spot light.
  • the laser light source 8 is arranged so as to generate vertically elongated elliptical light as shown in FIG.
  • the scanning mechanism 9 shown in FIG. 2 is a scanning device having a reflecting mirror 11 which can be tilted in two axial directions, and is fixed to the front surface of the heat dissipation portion 59. ⁇ 02020/174983 6 ⁇ (: 171?2020/002998
  • the anamorphic lens 10 shown in FIGS. 18 to 10 is an optical system having a plano-convex lens in which the curvature in the horizontal section and the curvature of the light emitting surface in the vertical section are different. Specifically, as shown in Fig. 1 and Fig. 10, the anamorphic lens 10 is formed so that the curvature of the vertical section is larger than that of the horizontal section.
  • the anamorphic lens 10 is fixed to either the bottom plate 5 3 or the base plate 5 6 while being placed between the laser light source 8 and the reflecting surface 1 13 of the reflecting mirror 11 1. ..
  • the headlight unit 4 has three aiming screws 12 (one of which is not shown) rotatably held by the lamp body 2 screwed to the screw fixing portion 5 of the support member 5. As a result, the lamp body 2 is tiltably supported.
  • the vertically elongated elliptical laser spot light !_ 3 1 that causes a decrease in resolution near both ends of the long axis passes through the anamorphic lens 10 and the laser spot light with an aspect ratio 1:1! _ 3 2 improves the resolution in the vertical direction, which had been reduced before transmission through the anamorphic lens 10.
  • the laser spot light !_ 3 2 shown in Fig. 1 and Fig. 10 is reflected by the anamorphic lens 10 by the reflecting surface 1 of the reflecting mirror 1 1. It is condensed and reflected so that the aspect ratio becomes 1:1.
  • the scanning mechanism 9 shown in FIG. 1 and FIG. 2 includes a reflecting mirror 11, a base 13, a rotating body 14, a pair of first suspension bars 15 and a pair of second suspension bars _1, a pair of permanent mirrors.
  • the magnet 17 has a pair of permanent magnets 18 and a terminal portion 19.
  • the plate-shaped rotating body 14 shown in FIG. 2 is supported by the base 13 so that it can be tilted to the left and right by a pair of first suspension bars 15.
  • the reflecting mirror 11 is supported by the rotating body 14 so as to be vertically rotatable by the pair of second chambers _ 16.
  • the pair of permanent magnets 17 and the pair of permanent magnets 18 are arranged in the base 13 ⁇ 02020/174983 7 ⁇ (: 171?2020/002998
  • a pair of first and second suspension bars _ (15, 16) are provided in the extending direction, and the reflecting mirror 11 and the rotating body 14 are independently provided by a control mechanism (not shown).
  • First and second coils (not shown) that are controlled by the electric current and are energized through the terminal portion 19 are provided.
  • the rotating body 14 shown in Fig. 2 reciprocally tilts left and right around the axis of the first torsion bar _ 15 based on whether or not the power is supplied to the first coil (not shown). ..
  • the reflecting mirror 11 tilts up and down reciprocally about the axis of the second suspension bar _ 16 based on whether the second coil (not shown) is turned on or off.
  • the laser with an aspect ratio of 1:1 reflected by the reflecting surface 1 1 3 — the spot light 1-32 is tilted in the horizontal direction of the rotating body 1 4 and the vertical direction of the reflecting surface 1 1 3 .
  • the phosphor 7, the projection lens 6, the front end opening 20 3 of the extension reflector 20 in the lamp chamber 3, and the front cover 3 shown in Fig. 18 are transmitted or passed through in order, and the top, bottom, left, and right To be scanned.
  • the scanning mechanism 9 reciprocally oscillates the white spotted laser spot light !_ 3 2 with an aspect ratio of 1:1 in the left-right direction while shifting the reflecting mirror 11 by a small distance in the vertical direction. Based on the turning on/off control of the laser light source 8, the scanning mechanism 9 vertically stacks dots and lines drawn in a predetermined position and with a predetermined length to form a white light distribution pattern of a predetermined shape based on the scanning mode. (Headlight display) is displayed in front of the outside of the vehicle. In other words, the laser spot light !_32 with an aspect ratio of 1:1 is scanned toward the outside of the vehicle to draw and display the light distribution pattern.
  • the scanning mechanism 9 can be equipped with various scanning mechanisms such as a 1 ⁇ /1 mirror 1 ⁇ /1 3 mirror, a galvanometer mirror, and a rotating mirror.
  • variable type light distribution pattern (see Fig. 4-8) by a conventional vehicular lamp that scans an elliptical laser spot light and a laser spot light with an aspect ratio of 1:1!
  • the advantage of the vehicular lamp 1 of the present embodiment over the conventional example will be described by comparing the variable light distribution patterns (see FIG. 4B) of the vehicular lamp 1 of the present embodiment that scans the.
  • Reference numeral I1 in Fig. 4 is an elliptical laser beam of a conventional vehicle lamp that is vertically long and vertically long. ⁇ 02020/174983 8 ⁇ (: 171?2020/002998
  • the reference numeral 1_32 in FIG. 4 indicates laser spot light having an aspect ratio of 1:1 of the vehicular lamp 1 according to the present embodiment.
  • the symbols !_ in Fig. 4 and Fig. 4 indicate roads ahead of the vehicle (not shown), and symbols 1 to 1 indicate pedestrians on the road ahead.
  • the reference numeral 301 indicates a rectangular scanning area in front of the vehicle by the laser spot light, and the numbers 1, 2, 3, 4 -... on the left side of the scanning area 301 are laser spots. The number of scanning steps by light is shown.
  • the scanning mechanism 9 of the present embodiment uses the laser spot light having an aspect ratio of 1:1 based on the tilt of the reflecting mirror 11.
  • !_ 3 2 scans the first step from left end to right end at high speed.
  • the scanning mechanism 9 tilts the reflecting mirror 1 1 diagonally downward to the left with the laser spot light !_ 3 2 turned off, scans from the left end of the second stage to the right end again at high speed, and then 3 and 4 Repeat up to n steps.
  • the scanning mechanism 9 scans the laser spot light !_ 3 2 so that the upper and lower laser spot light !_ 3 2 are adjacent to each other and do not overlap each other as shown in FIG.
  • the scanning mechanism (not shown) of the conventional vehicle lamp shown in FIG. 4 is similar to the scanning mechanism 9 of the present embodiment, in that scanning from the left end to the right end by the elliptical laser spot light is performed. The point is that the tilting of the reflecting mirror diagonally downward to the left and the scanning from the left end to the right end in the next lower stage are repeated at high speed up to 1!
  • the conventional scanning by the vehicle lamp differs from the scanning in the present embodiment shown in FIG. 4 in that the upper and lower ends of the vertically adjacent elliptical laser spot lights 11 are overlapped with each other. ..
  • the laser spot light has the property of being condensed into an elliptical shape, so that the lower and upper resolutions of the spot light deteriorate and vary. , Long vertical oval. Therefore, in the conventional scanning with vehicle lamps, even if the upper and lower end portions are arranged to be adjacent to each other, the upper and lower end portions are expected to be different due to the variation in the resolution degradation generated in the elliptical laser spot light. They may overlap each other outside.
  • the laser spot light with an aspect ratio of 1:1 is provided by providing an optical system that uses the laser spot light 1_31 as laser spot light with an aspect ratio of 1:1 !_32, that is, an anamorphic lens 10.
  • !_32 has no blurring at the upper and lower ends due to reduced resolution. Therefore, it is not necessary to scan the upper and lower end portions by overlapping as in the conventional method, and the upper and lower end portions of the laser spot light !_ 3 2 may unexpectedly overlap with each other due to variations in the decrease in resolution. Absent.
  • the vehicle lamp that scans the laser spot light with an aspect ratio of 1:1 in the present embodiment and the second and third embodiments to be described later is a variable light distribution type headlamp. It has the following advantages: For example, as shown in Fig. 4, there are pedestrians 1 to 1 in the range of the code 8 "2 2 on the second step. Do not give glare to pedestrians 1 to 1 when scanning laser spot light.
  • the laser spot light !_ 3 2 having the aspect ratio 1:1 may be turned off only when it reaches the range of the code 8 ⁇ 2 2 in the second scanning. ..
  • This embodiment has a laser spot light !_ with an aspect ratio of 1:1. The scanning can be performed without overlapping the spot lights with 3 2 to minimize the extinguishing range.
  • the vehicular lamp according to the second embodiment has an anamorphic optical system according to the first embodiment in which the optical system for changing the elliptical laser spot light !_ 3 1 to the laser spot light !_ 3 2 having an aspect ratio of 1:1. Different from lens 10
  • the vehicle lamp according to the second embodiment has a configuration common to that of the first embodiment, ⁇ 02020/174983 10 ((171?2020/002998
  • the vehicular lamp according to the second embodiment uses an anamorphic lens 1 as an optical system that changes the elliptical laser spot light !_ 3 1 into laser spot light !_ 3 2 having an aspect ratio of 1:1. Instead of 0, it has a pair of cylindrical lenses 21 and 22 of the same shape (see Fig. 5). Each of the cylindrical lenses 21 and 22 has a shape in which the light emitting surface of a transparent or semitransparent rectangular parallelepiped is formed as an arc surface.
  • the cylindrical lens 2 2 is arranged in series on the central axis !_ 1 while being rotated 90 ° around the common central axis !_ 1 with respect to the cylindrical lens 21.
  • the light incident surfaces 2 1 3 and 2 2 3 are directed to the laser light source 8 side, and the light emitting surfaces 2 1 and 2 2 13 are of the scanning mechanism 9. It is arranged between the laser light source 8 and the scanning mechanism 9 while facing the reflection surface 1 13.
  • the light emitted from the laser light source 8 is transmitted through the cylindrical lens 2 1 and the cylindrical lens 2 2 in this order as vertically elongated elliptical laser spot light!
  • the circular laser spot light 1:1 becomes !_ 3 2, which is incident on the reflecting surface 1 13 of the scanning mechanism 9 and is reflected toward the front of the vehicle.
  • the laser spot light 1_3 2 with an aspect ratio of 1:1 is scanned toward the front of the vehicle with the lowered vertical resolution being improved, and a variable light distribution pattern of a predetermined shape is displayed.
  • the vehicular lamp in the third embodiment has an anamorphic optical system in the first embodiment in which the optical system for changing the elliptical laser spot light !_ 3 1 to the laser spot light !_ 3 2 having an aspect ratio of 1:1. Different from lens 10
  • the vehicular lamp according to the third embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and therefore illustration and description of the components other than the laser light source 8 and the optical system are omitted.
  • the vehicular lamp according to the third embodiment is an optical system for changing the elliptical laser spot light !_3 1 to the laser spot light !_ 3 2 having an aspect ratio of 1:1.
  • a special lens 23 having a projection surface 23 is provided.
  • the light emitted from the laser light source 8 is transmitted through the special lens 23 from the microlens array 233 as vertically elongate elliptical laser spot light !_ 31 and is emitted from the light emitting surface 23 of the aspherical shape.
  • the circular laser spot light !_ 32 with an aspect ratio of 1:1 in the vertical and horizontal directions is incident on the reflection surface of the scanning mechanism and is reflected toward the front of the vehicle.
  • the laser spot light !_ 32 with an aspect ratio of 1:1 was scanned toward the front of the vehicle with the lowered vertical resolution being improved, and the variable type light distribution pattern with a predetermined shape was scanned. Display the code.

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Abstract

車両用灯具は、楕円スポット光を生成するレーザー光源と、前記楕円スポット光をアスペクト比１：１のスポット光に変える光学系と、アスペクト比１：１の前記スポット光を車両の外部に向けて走査することにより配光パターンを描画表示する走査機構と、を有する。

Description

\¥0 2020/174983 1 卩（：17 2020 /002998 明 細 書
発明の名称 ： 車両用灯具
技術分野
[0001 ] 本開示はレーザースポッ ト光を車両の前方で二次元方向に走査して配光パ ターンの描画表示を行う車両用灯具に関する。
背景技術
[0002] 特許文献 1 には、 所定形状の前照灯表示を行う車両用灯具が開示されてい る。 特許文献 1の段落番号 [ 0 1 3 6 ] [ 0 1 6 6 ] [ 0 3 5 3 ] 及び図 6
2等に示されるように、 楕円形状のレーザースポッ ト光を高速揺動するミラ 一で水平方向に走査して光の横線を描画し、 更に楕円形状のレーザースポッ 卜光による水平方向の走査を垂直方向に少しずつずらしながら描画を繰り返 すことで、 描画される横線を上下に積層させて、 所定形状の前照灯表示が形 成される。 特許文献 1の車両表灯具は、 対向車両の運転席や歩行者等の眩し さを与えないように、 対象物上を走査する際に楕円形状のレーザースポッ ト 光を消灯して照射範囲から外した形状の前照灯表示が可能な配光可変型の前 照灯表示を行うことが出来る。
[0003] 走査に使用する高出力のレーザー光によるスポッ ト光は、 一般に楕円形状 に生成される。 レーザースポッ ト光においては、 中心から楕円状に長く伸び ることにより、 長軸の両端部方向に向けて分解能の低下とばらつきが発生す るため、 楕円スポッ ト光の外周は、 長軸の両端部近傍で最も暗くかつぼやけ て表示される。 特許文献 1の車両用灯具においては、 図 6 2に示されるよう に、 照射されるレーザースポッ ト光が分解能の低下とばらつきを伴いつつ楕 円状に長く伸びることにより、 縦長の楕円スポッ ト光の一部が走査方向（横方 向）に対して直交する方向（縦方向）に重複した状態で走査を行われることが多 い。
先行技術文献
特許文献 \¥02020/174983 2 卩（：171?2020/002998
[0004] 特許文献 1 : 日本国特開 2 0 1 6 - 2 0 7 4 8 3号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005] 特許文献 1 に示す楕円スポッ ト光は、 走査時において走査方向を横方向と した場合に走査方向に直交する縦方向に重複する。 従って、 ある列の楕円ス ポッ ト光を消灯して、 照射不要対象 (対向車両の運転者や歩行者等)への照射 を避けようとする場合、 車両用灯具は、 当該列の楕円スポッ ト光のみならず 、 照射不要対象に重複して光を照射することになる当該列の上下の楕円スポ ッ ト光も消灯しなければならない。 その結果、 消灯不要にも関わらず消灯さ れるエリアが必要以上に広くなり、 配光バターン等の描画の照射範囲が狭く なる。
[0006] 具体的には、 特許文献 1の図 6 2の配光可変型前照灯表示は、 上下に重複 する 4列の横線によって形成される。 車両用灯具は、 上から 2列目と 3列目 の走査時において、 運転席に被る部分を走査する際に楕円型スポッ ト光を消 灯して、 運転席への照射を避けている。 しかし、 仮に運転席が高く、 または 低いことによって、 運転席が 1列目または 4列目の走査範囲に被っていた場 合、 車両用灯具は、 1列目、 または 4列目においても消灯を行わなければな らない。 この場合、 形成される配光パターンは、 運転席への照射を避けるた めに、 更に車両の斜め上方や斜め下方への照射まで無くなることで、 不十分 になる。
[0007] 本開示は、 上記問題に鑑みて、 描画走査中のスポッ ト光における不必要な 消灯を防止することによって照射範囲の自在性を向上させた配光パターンの 描画表示を行う車両用灯具を提供するものである。
課題を解決するための手段
[0008] ( 1 ) 本開示の車両用灯具は、 楕円スポッ ト光を生成するレーザー光源と
、 前記楕円スポッ ト光をアスぺクト比 1 : 1のスポッ ト光に変える光学系と 、 アスペクト比 1 : 1の前記スポッ ト光を車両の外部に向けて走査すること で配光パターンを描画表示する走査機構と、 を有する車両用灯具である。 \¥02020/174983 3 卩（：171?2020/002998
[0009] （作用）光学系が、 スポッ ト光の第 1方向長さ及び第 1方向と直交する第 2 方向の長さに関するアスペクト比を 1 : 1 とするスポッ ト光を生成すること により、 スポッ ト光による繰り返しの高速走査によって上下に複数生成され る直線の、 走査方向に直交する方向におけるスポッ ト光の分解能が向上する
[0010] （2） 前記車両用灯具における前記光学系は、 アナモルフィックレンズで あることが望ましい。
[001 1 ] （3） 前記車両用灯具における前記光学系は、 一対のシリンドリカルレン ズであり、 一方のシリンドリカルレンズは、 他のシリンドリカルレンズに対 して、 中心軸線の周りに 9 0 ° 回転した状態で前記中心軸線上に直列に配置 されることが望ましい。
[0012] （4） 前記車両用灯具における前記光学系は、 特殊レンズであり、 前記特 殊レンズの光入射面にマイクロレンズアレイが形成され、 前記特殊レンズの 出射面は非球面形状であることが望ましい。
[0013] （5） 前記車両用灯具は、 配光可変型前照灯であることが望ましい。
[0014] （作用）配光可変型前照灯である車両用灯具は、 アスペクト比 1 : 1のレー ザースポッ ト光の走査による走査を行うことにより、 照射不要対象（対向車両 の運転席や歩行者等）を必要最低限だけ避けた配光パターンの描画表示を車両 の外部に行う。
発明の効果
[0015] 車両用灯具によれば、 スポッ トレーザー光の分解能の向上によって、 スポ ッ トレーザー光の分解能のばらつきが減り、 走査するスポッ ト光が走査方向 に直交する方向に重複しなくなる。 結果として、 照射不要対象を走査する際 に消灯しなければならない走査範囲が狭くなり、 車両用灯具は照射範囲の自 在性を向上させた配光パターンの描画表示を行うことが出来る（ （1） から （ 4） の効果）。
[0016] 車両用灯具によれば、 配光可変型前照灯であるため、 照射不要対象（対向車 両の運転席や歩行者等）を必要最低限だけ避けた最大限の範囲を照射した可変 \¥02020/174983 4 卩（：171?2020/002998
型配光パターンを表示出来る（ （5） の効果）。
図面の簡単な説明
［0017］ ［図 1八］図 1 八は、 車両用灯具の第 1の実施形態に関する水平断面図である。
［図 ］図 1 巳は、 第 1の実施形態のアナモルフィックレンズの拡大水平断面 図である。
［図 1（：］図 1 〇は、 アナモルフィックレンズの拡大垂直断面図である。
［図 2］図 2は、 第 1の実施形態に関する走査機構とアナモルフィックレンズを 反射鏡の斜め前方から見た斜視図である。
［図 3］図 3は、 第 1の実施形態に関する車両用灯具における光路の説明図であ る。
［図 4八］図 4八は、 従来の車両用灯具における楕円型レーザースポッ ト光に関 する走査説明図である。
［図 48］図 4巳は、 本開示の車両用灯具における楕円型レーザースポッ ト光に 関する走査説明図である。
［図 5］図 5は、 車両用灯具の第 2の実施形態に関する走査機構と複数のシリン ドリカルレンズを反射鏡の斜め前方から見た斜視図である。
［図 6］図 6は、 車両用灯具の第 3の実施形態に関する集光レンズを示す部分拡 大水平断面図である。
発明を実施するための形態
［0018］ 以下、 本開示の好適な実施形態を図 1 から図 6に基づいて説明する。 各 図においては、 配光可変型前照灯である車両用灯具の搭載車両（図示せず）の ドライバーから見た道路の方向を（上方：下方：左方：右方：前方：後方 =リ ： ！_〇 : !_ 6 : ［¾ 1 : 「 ： ［¾ ø）として説明する。
［0019］ 図 1 八から図 1 （3によって第 1の実施形態に係る車両用灯具 1 を説明する 。 図 1 に示すように第 1の実施形態に係る車両用灯具 1は、 ランプボディ 2と、 前面カバー 3と、 前照灯ユニッ ト 4と、 を備える。 ランプボディ 2は 、 車両の前方側に開口部を有し、 前面カバー 3は、 透光性を有する樹脂やガ ラス等で形成され、 ランプボディ 2の開口部に取り付けられることによって \¥02020/174983 5 卩（：171?2020/002998 内側に灯室 3を形成する。 図 1 八に示す前照灯ユニッ ト 4は、 金属製の支持 部材 5によって灯室 3の内側に配置される。
[0020] 前照灯ユニッ ト 4は、 図 1 八に示す投影レンズ 6、 蛍光体 7、 レーザー光 源 8、 走査機構 9及び光学系であるアナモルフィックレンズ 1 0をそれぞれ 有する。 投影レンズ 6、 蛍光体 7、 レーザー光源 8、 走査機構 9及びアナモ ルフィックレンズ 1 0はいずれも支持部材 5に取り付けられる。
[0021 ] 図 1 の支持部材 5は、 底板部 5 3と、 底板部 5 3の左右端部にそれぞれ 一体化された側板部（5匕、 5〇）と、 側板部（5匕、 5〇）の先端に一体化さ れたレンズ支持部 5 と、 側板部（5匕、 5〇）の基端に一体化された基礎板 部 5 6と、 を有する。 レンズ支持部
Figure imgf000007_0001
投影レンズ 6を内側に保持する 円筒部 5 1 と、 円筒部 5 1及び側板部（5匕、 5〇）の双方に一体化され るフランジ部 5 2とを有する。 基礎板部 5 6は、 スクリュー固定部 5干と 、 スクリュー固定部 5チよりも前後の奥行きが厚い放熱部 5 9とを有する。
[0022] 図 1 八の投影レンズ 6は、 透明または半透明の平凸レンズであり、 凸形状 の光の出射面 6 3を前方に向けた状態でレンズ支持部 5 の円筒部 5 1の 先端部の内側に固定される。 蛍光体 7は、 板状を有し、 投影レンズ 6の後方 でレンズ支持部 5 の円筒部 5 1の基端部の内側に固定される。
[0023] 図 1 八のレーザー光源 8は、 青色または紫色のレーザーダイオードを有し 、 支持部材 5の左側の側板部 5匕に設けられた光源支持部 5 IIに固定されて 点灯中の熱を放熱させる。 蛍光体 7は、 レーザー光源 8が青色である場合に 黄色蛍光体として形成され、 レーザー光源 8が紫色である場合に黄色かつ青 色蛍光体として形成され、 白色光を発生させる。 白色光は、 赤、 青、 緑の
Figure imgf000007_0002
◦巳三色のレーザー光の混合によって発生させてもよい。 レーザーダイオー ド光源であるレーザー光源 8は、 縦長の楕円スポッ ト光を生成する。 本実施 形態においては、 図 1 巳に示すようにレーザー光源 8が上下に縦長となる楕 円光を発生するように配置される。 図 2に示す走査機構 9は、 2軸方向に傾 動可能な反射鏡 1 1 を有するスキャンデバイスであり、 放熱部 5 9の前面に 固定される。 \¥02020/174983 6 卩（：171?2020/002998
[0024] 図 1 八から図 1 〇に示すアナモルフィックレンズ 1 0は、 水平断面におけ る曲率と垂直断面における光出射面の曲率が異なる平凸レンズを有する光学 系である。 具体的には、 図 1 巳と図 1 〇に示すように、 アナモルフィックレ ンズ 1 0は、 垂直断面の曲率が水平断面の曲率よりも大きな形状を有するよ うに形成されている。 アナモルフィックレンズ 1 0は、 レーザー光源 8と反 射鏡 1 1の反射面 1 1 3との間に配置された状態で、 底板部 5 3または基礎 板部 5 6のいずれかに固定される。 前照灯ユニッ ト 4は、 ランプボディ 2に 回動自在に保持された 3つのエイミングスクリユー 1 2（そのうち 1つは図示 せず）を支持部材 5のスクリユー固定部 5干に螺着されることにより、 ランプ ボディ 2に対して傾動自在に支持される。
[0025] 図 1 巳、 図 1 <3及び図 2に示されるようにレーザー光源 8による出射光巳
1は、 上下に縦長の楕円型レーザースポッ ト光として入射面 1 0 3からアナ モルフィックレンズ 1 0に入射し、 縦方向と横方向のアスペクト比が 1 : 1 となる円形のレーザースポッ ト光として出射面 1 0匕から出射する。 長軸の 両端部近傍において分解能の低下が発生する縦長楕円形状のレーザースポッ 卜光 !_ 3 1は、 アナモルフィックレンズ 1 0を透過してアスぺクト比 1 : 1 のレーザースポッ ト光 !_ 3 2となることにより、 アナモルフィックレンズ 1 0の透過前には低下していた縦方向の分解能は向上する。
[0026] 図 1 巳及び図 1〇に示すレーザースポッ ト光 !_ 3 2は、 アナモルフィックレ ンズ 1 0によって反射鏡 1 1の反射面 1
Figure imgf000008_0001
にアスペクト比 1 : 1 となるよ うに集光され、 かつ反射される。 図 1 及び図 2に示す走査機構 9は、 反射 鏡 1 1、 ベース 1 3、 回動体 1 4、 _対の第 1 卜ーシヨンバー 1 5、 _対の 第 2 卜ーシヨンバ _ 1 6、 一対の永久磁石 1 7、 一対の永久磁石 1 8、 及び 端子部 1 9を有する。
[0027] 図 2に示す板状の回動体 1 4は、 一対の第 1 卜ーシヨンバー 1 5によって 左右に傾動可能な状態でベース 1 3に支持される。 反射鏡 1 1は、 一対の第 2 卜ーシヨンバ _ 1 6によって上下に回動可能な状態で回動体 1 4に支持さ れる。 一対の永久磁石 1 7及び一対の永久磁石 1 8は、 ベース 1 3において \¥02020/174983 7 卩（：171?2020/002998
—対の第 1及び第 2 卜ーションバ _（1 5、 1 6）の伸びる方向にそれぞれ設 けられ、 反射鏡 1 1及び回動体 1 4には、 それぞれ図示しない制御機構によ って独立して制御されると共に端子部 1 9を介して通電される第 1及び第 2 のコイル（図示せず）が設けられる。
[0028] 図 2に示す回動体 1 4は、 第 1 コイル（図示せず）への通電のオンまたは才 フに基づいて第 1 卜ーションバ _ 1 5の軸線を中心として左右に往復傾動す る。 反射鏡 1 1は、 第 2コイル（図示せず）への通電のオンまたはオフに基づ いて第 2 卜ーションバ _ 1 6の軸線を中心として上下に往復傾動する。 図 3 に示すように反射面 1 1 3によって反射されたアスペクト比 1 : 1のレーザ —スポッ ト光 1- 3 2は、 回動体 1 4の左右方向の傾動と反射面 1 1 3の上下 方向の傾動に基づき、 図 1 八に示す蛍光体 7、 投影レンズ 6、 灯室 3内のエ クステンションリフレクター 2 0の前端開口部 2 0 3、 及び前面カバー 3を 順に透過または通過しつつ上下左右に走査される。
[0029] 走査機構 9は、 反射鏡 1 1 を上下方向に微小距離ずつずらしつつ白色かつ アスペクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2を左右方向に高速で往復揺 動させる。 レーザー光源 8の点消灯制御に基づいて走査機構 9は、 所定の位 置に所定長さで描かれる点や線を上下に積層することにより、 走査態様に基 づいた所定形状の白色配光パターン（前照灯表示）を車両の外部の前方に表示 する。 言い換えると、 アスペクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2を車 両の外部に向けて走査することで配光パターンを描画表示する。 尚、 走査機 構 9には、 1\/1巳1\/1 3ミラーの他、 ガルバノミラー、 回転ミラー等の多彩な走 査機構を採用出来る。
[0030] 次に楕円型レーザースポッ ト光を走査する従来の車両用灯具による可変型 配光パタ _ン（図 4八を參照）と、 アスペクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2を走査する本実施形態の車両用灯具 1 による可変型配光パターン（図 4 巳を参照）を比較することによって、 従来例に対する本実施形態の車両用灯具 1の利点を説明する。
[0031 ] 図 4 の符号 I 1は、 上下に縦長となる従来の車両用灯具の楕円型レー \¥02020/174983 8 卩（：171?2020/002998
ザースポッ ト光を示し、 図 4巳の符号 1_ 3 2は、 本実施形態における車両用 灯具 1のアスペクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光を示す。 図 4八及び図 4 巳の符号 !_ は、 車両（図示せず）前方の道路を示し、 符号 1~1 は、 前方道路 上の歩行者を示す。 符号 3〇 1は、 レーザースポッ ト光による車両の前方の 矩形の走査領域を表し、 走査領域 3〇 1の左側に羅列された 1、 2、 3、 4 - · 门という数字は、 レーザースポッ ト光による走査の段数を示す。
[0032] 図 4巳に示す矩形の走査領域（符号 3〇 1）内において、 本実施形態の走査 機構 9は、 反射鏡 1 1の傾動に基づいてアスペクト比 1 : 1のレーザースポ ッ ト光 !_ 3 2によって左端から右端まで 1段目の走査を高速で行う。 その後 走査機構 9は、 レーザースポッ ト光 !_ 3 2を消灯させた状態で反射鏡 1 1 を 左斜め下方に傾動させ、 2段目の左端から再び右端へ高速で走査し、 更に 3 、 4 n段まで繰り返し行う。 その際、 走査機構 9は、 図 4巳に示すよ うに上下の段のレーザースポッ ト光 !_ 3 2が、 隣接しかつ重複しないように レーザースポッ ト光 !_ 3 2を走査する。
[0033] 図 4 に示す従来の車両用灯具の走査機構（図示せず）は、 本実施形態の走 査機構 9と同様に楕円型レーザースポッ ト光による左端から右端への走査、 スポッ ト光を消灯させた状態で行う左斜め下方への反射鏡の傾動、 一段下の 段における左端から右端への走査をそれぞれ高速で 1·!段まで繰り返す点で共 通する。 しかし従来の車両用灯具による走査は、 上下に隣り合う楕円型レー ザースポッ ト光 1 1の上端と下端が相互に重複するように走査を行う点で 図 4巳に示す本実施形態における走査と異なる。
[0034] 図 4八に示す従来の車両用灯具による走査においては、 レーザースポッ ト 光が楕円型に集光する性質を有することでスポッ ト光の上下端部に分解能の 低下とばらつきを生じつつ、 上下に長く楕円状に伸びる。 従って、 従来の車 両用灯具による走査においては、 上下端部を隣接させるように走査しようと しても、 楕円型レーザースポッ ト光に発生する分解能の低下のばらつきによ り、 上下端部が予想外に互いに重複してしまうことがある。
[0035] 図 4巳に示す本実施形態の車両用灯具 1 による走査によれば、 楕円型レー \¥02020/174983 9 卩（：171?2020/002998
ザースポッ ト光 1_ 3 1 をアスペクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2と する光学系、 即ちアナモルフィックレンズ 1 0を備えることにより、 アスぺ クト比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2には、 分解能の低下による不鮮明 さが上下端部に生じない。 そのため、 従来のように上下端部を重複させて走 査する必要が無く、 更に分解能の低下のばらつきによってレーザースポッ ト 光 !_ 3 2の上下端部が予想外に互いに重複してしまうこともない。
[0036] その結果、 本実施形態及び後述する第 2及び第 3の実施形態におけるアス ぺクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光を走査する車両用灯具は、 配光可変型 前照灯において、 以下の利点を有する。 例えば、 図 4巳に示すように 2段目 の符号八 「 2 2の範囲に歩行者 1~1 がいる。 レーザースポッ ト光を走査する 際に歩行者 1~1 にまぶしさを与えないように、 本実施形態の車両用灯具は、 アスペクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2が 2段目の走査において符 号八 「 2 2の範囲にさしかかったときにのみ消灯すればよい。
[0037] 従来の車両用灯具を配光可変型前照灯に使用した場合において、 図 4八に 示すように 2段目の符号八 「 1 2の範囲に歩行者 1~1 がいる。 楕円型レーザ —スポッ ト光 1： 1の上下端部が互いに重複することより、 符号八 「 1 1 と 八 「 1 2の 2つの領域で歩行者 1~1 の顔に光が照射されている。 従って、 歩 行者 1~1 に走査による眩しさを与えない場合において、 従来の車両用灯具は 、 1段目と 2段目の走査において符号 「 1 1及び 「 2 2の双方の範囲に さしかかったときに消灯しなければならなかったため、 配光可変時における 消灯範囲が必要以上に広くなる点で問題があった。 本実施形態は、 アスぺク 卜比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2によってスポッ ト光同士を重複させ ない走査を行い、 消灯範囲を必要最低限にすることが出来る。
[0038] 次に、 図 5により、 本開示の第 2の実施形態における車両用灯具を説明す る。 第 2の実施形態における車両用灯具は、 楕円型レーザースポッ ト光 !_ 3 1 をアスペクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2にする光学系が第 1の 実施形態におけるアナモルフィックレンズ 1 〇と異なる。 第 2の実施形態に おける車両用灯具は、 第 1の実施形態と共通した構成を有するため、 レーザ \¥02020/174983 10 卩（：171?2020/002998
—光源 8、 走査機構 9及び光学系以外の図示と説明は省略する。
[0039] 第 2の実施形態における車両用灯具は、 楕円型レーザースポッ ト光 !_ 3 1 をアスペクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2に変える光学系として、 アナモルフイックレンズ 1 0の替わりに一対の同形状のシリンドリカルレン ズ 2 1、 2 2を有する（図 5を参照）。 シリンドリカルレンズ 2 1 と 2 2は、 共に透明または半透明の直方体の光出射面を円弧面として形成した形状を有 する。 シリンドリカルレンズ 2 2は、 シリンドリカルレンズ 2 1 に対して互 いに共通する中心軸線 !_ 1の周りに 9 0 ° 回転した状態で、 中心軸線 !_ 1上 に直列に配列される。
[0040] 図 5に示すシリンドリカルレンズ 2 1 と 2 2は、 光入射面 2 1 3、 2 2 3 をレーザー光源 8側に向け、 かつ光出射面 2 1 匕、 2 2 13を走査機構 9の反 射面 1 1 3に向けた状態でレーザー光源 8と走査機構 9との間に配置される 。 レーザー光源 8による出射光巳 1は、 上下に縦長の楕円型レーザースポッ 卜光 !_ 3 1 としてシリンドリカルレンズ 2 1及びシリンドリカルレンズ 2 2 の順に透過することにより、 縦方向と横方向のアスペクト比が 1 : 1 となる 円形のレーザースポッ ト光 !_ 3 2として走査機構 9の反射面 1 1 3に入射す ると共に、 車両の前方に向けて反射される。 アスペクト比 1 : 1のレーザー スポッ ト光 1_ 3 2は、 低下していた縦方向の分解能を向上させられた状態で 車両前方に向けて走査され、 所定形状の可変型配光パターンを表示する。
[0041 ] 次に、 図 6により、 本開示の第 3の実施形態における車両用灯具を説明す る。 第 3の実施形態における車両用灯具は、 楕円型レーザースポッ ト光 !_ 3 1 をアスペクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2にする光学系が第 1の 実施形態におけるアナモルフィックレンズ 1 〇と異なる。 第 3の実施形態に おける車両用灯具は、 第 1の実施形態と共通した構成を有するため、 レーザ —光源 8及び光学系以外の図示と説明は省略する。
[0042] 第 3の実施形態における車両用灯具は、 楕円型レーザースポッ ト光 !_ 3 1 をアスペクト比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 3 2にする光学系として、 光 の入射面に形成されたマイクロレンズアレイ 2 3 3と、 非球面形状の光の出 \¥02020/174983 11 卩（：171? 2020 /002998
射面 23匕を備えた特殊レンズ 23を有する。
[0043] レーザー光源 8による出射光巳 1は、 上下に縦長の楕円型レーザースポッ 卜光 !_ 31 としてマイクロレンズアレイ 233から特殊レンズ 23を透過し 、 非球面形状の光の出射面 23匕から出射することにより、 縦方向と横方向 のアスペクト比が 1 : 1 となる円形のレーザースポッ ト光 !_ 32として走査 機構の反射面に入射すると共に、 車両の前方に向けて反射される。 アスぺク 卜比 1 : 1のレーザースポッ ト光 !_ 32は、 低下していた縦方向の分解能を 向上させられた状態で車両前方に向けて走査され、 所定形状の可変型配光パ 夕ーンを表示する。
[0044] 本出願は、 201 9年2月 27日出願の日本出願第 201 9-03444
6号に基づく優先権を主張し、 前記日本出願に記載された全ての記載内容を 援用するものである。

Claims

\¥0 2020/174983 12 卩（：17 2020 /002998 請求の範囲
[請求項 1 ] 楕円スポッ ト光を生成するレーザー光源と、
前記楕円スポッ ト光をアスぺクト比 1 : 1のスポッ ト光に変える光 学系と、
アスぺクト比 1 : 1の前記スポッ ト光を車両の外部に向けて走査す ることで配光パターンを描画表示する走査機構と、 を有する車両用灯 具。
[請求項 2] 前記光学系は、 アナモルフィックレンズである、 請求項 1 に記載の 車両用灯具。
[請求項 3] 前記光学系は、 一対のシリンドリカルレンズであり、
—方のシリンドリカルレンズは、 他のシリンドリカルレンズに対し て、 中心軸線の周りに 9 0 ° 回転した状態で前記中心軸線上に直列に 配置される、 請求項 1 に記載の車両用灯具。
[請求項 4] 前記光学系は、 特殊レンズであり、
前記特殊レンズの光入射面にマイクロレンズアレイが形成され、 前 記特殊レンズの出射面は非球面形状である、 請求項 1 に記載の車両用 灯具。
[請求項 5] 配光可変型前照灯である、 請求項 1から 4のうちいずれか一項に記 載の車両用灯具。
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