JP7053227B2 - 光照射装置及び車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、光照射装置及び車両用灯具に関する。

近年、車両用灯具は夜間の視認性の向上のため、前方車をマスクし、その周囲を照らすＡＤＢ（Adaptive Driving Beam：配光可変型ヘッドランプ）システムや、曲がる方向を強く照らすＡＦＳ（Adaptive Front Lighting System：配光可変型前照灯システム）などが求められている。

特許文献１は、自車両の前方に対して選択的な光照射を行うための車両用灯具を開示する。該車両用灯具は、光路に沿って上流側から下流側に順番に、光源、平行光学系、偏光ビームスプリッタ、液晶素子及び投射光学系を備えている。当該構造では、液晶素子の制御により平行光を、選択的に透過させ、投射光学系に入射することで、車両前方に選択的なマスクをした光照射を可能としている。

液晶素子は入射光の角度によりコントラスト比などの特性が異なるため、平行光を液晶素子に入射することができる光照射装置を実現することが重要になって来ている。

特開２０１６－１１５４１２号公報

特許文献１の光照射装置は、光源から所定の広がり角で広がった光を平行光にして出射可能であり、かつ電流制御により光源輝度を可変にして、平行光の全体強度が変更可能である。しかしながら、平行光の照度分布は調整不可であり、任意の位置を強く照らすＡＦＳは実現できない。

本発明の目的は、照度分布を調整可能な平行光を生成可能にした光照射装置及び該光照射装置を備えた車両用灯具を提供することである。

本発明の光照射装置は、
光源と、
第１位置に出射側の集光点を有し、前記光源からの入射光を前記第１位置に集光させる第１光学素子と、
前記第１位置に配置されて前記第１位置を通る軸線の回りに正逆転するミラー部を有し、前記第１光学素子からの入射光を前記ミラー部により反射して偏向させた走査光として出射する光偏向器と、
前記第１位置に入射側の焦点を有し、前記ミラー部からの前記走査光を光軸に対して平行な走査光として出射する第２光学素子とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第１光学素子の出射側の集光点、光偏向器のミラー部の位置、及び第２光学素子の入射側の焦点は、第１位置に揃えられている。この結果、光源の出射光は、第１光学素子を経て、ミラー部に集光し、ミラー部から第２光学素子に入射して、第２光学素子から平行光の走査光として出射する。また、走査光による照度分布は適宜変更可能である。この結果、照度分布を調整可能な平行光の走査光を生成することが可能になる。

本発明の光照射装置は、
前記軸線の回りの前記ミラー部の正逆転の回転周期又は回転角範囲を制御するミラー制御部を備え、
前記ミラー制御部は、前記回転周期又は前記回転角範囲を変更することが好ましい。

この構成によれば、軸線の回りのミラー部の正逆転の回転周期又は回転角範囲が変更される。走査光による照度は、走査速度が遅いほど、増大する。こうして、軸線の回りのミラー部の正逆転の回転周期又は回転角範囲を制御して、走査光による照度を制御することができる。

本発明の光照射装置は、
前記光源の輝度を変更する光源制御部を備え、
前記光源制御部は、前記光源の輝度を変更することが好ましい。

この構成によれば、光源の輝度が変更される。走査光による照度は、走査光の輝度が大きいほど、増大する。こうして、光源の輝度を制御して、走査光による照度を制御することができる。

本発明の車両用灯具は、
前述のいずれかの光照射装置と、
前記第２光学素子からの前記走査光を前方の照射領域に投影する投影用光学素子とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第２光学素子の側から投影用光学素子に入射する走査光の走査範囲を車両の前方の照射領域の大きさ等に整合させることができる。

本発明の車両用灯具において、
前記投影用光学素子は、出射側の第２位置に集光点を有し、
前記投影用光学素子の出射側を覆うとともに、前記第２位置に貫通透光部が形成されている覆い部材を備えることが好ましい。

この構成によれば、投影用光学素子からの走査光を貫通透光部を通過させて、照射領域に向かわせることができる。また、投影用光学素子は、覆い部材により車両の前方から隠されるので、車両前面の美観を向上させることができる。

本発明の車両用灯具は、
前記第２光学素子と前記投影用光学素子との間に配置され、前記第２光学素子からの走査光が入射する区画を個々に遮光又は非遮光の状態に切替可能になっている遮光切替部を備えることが好ましい。

この構成によれば、区画ごとに遮光及び非遮光を切替可能になっている遮光切替部が備えられる。この結果、照射領域を照射区画と非照射区画とに区分けして制御する場合に、光源の点灯及び消灯の切替により制御する場合に比して、高精細に制御することが可能になる。なお、照射領域の照射区画と非照射区画とを高精細に制御することは、例えば、路面にパターンを描画する車両用灯具に好適である。また、遮光切替部が液晶シャッタである場合には、液晶シャッタが、入射光の角度によりコントラスト比などの特性が変化してしまうので、液晶シャッタに入射する走査光を平行に揃えることは、液晶シャッタにおけるコントラスト比を向上させる上で有益となる。

本発明の車両用灯具は、
前記照射領域内の遮光対象物体の存在領域を検出し、該存在領域に向かう前記第２光学素子からの前記走査光の光路上の前記遮光切替部の区画が遮光の状態になるように、前記遮光切替部を制御する切替制御部とを備えることが好ましい。

この構成によれば、遮光対象物体への走査光の照射を中止することができる。

光照射装置の構成図。 平行光生成部の出射面から出射される走査光が仮想スクリーンに生成するスポットに関し、図２Ａは仮想スクリーンにおけるスポットの形状及び寸法を示す図、図２Ｂは走査光が仮想スクリーンに作る走査軌跡を示す図。 車両用灯具の第１実施形態としての車両用前照灯の構成図。 車両用前照灯のＡＤＢの説明に関し、図４Ａは車両用前照灯が搭載される自車の前方に前方車両が存在しないときのマスクパターン図、図４Ｂは自車の前方正面に前方車両が大きく存在しているときのマスクパターン図、図４Ｃは自車の前方側方に前方車両が小さく存在しているときのマスクパターン図。 車両用灯具の第２実施形態としての車両用前照灯の構成図。

（光照射装置の実施形態）
図１は、光照射装置１の構成図である。光照射装置１は、光路の上流側から下流側への順番に、光源モジュール２、光偏向器３、平行光生成部４、投影光生成部５及び制御装置６を備える。

光源モジュール２は、ＬＥＤ２１とレンズ部２２とを有している。ＬＥＤ２１からの出射光は、進行方向に対して直角方向に広がりつつ（直角方向の径を増大しつつ）、光路を進行して、第１光学素子としてのレンズ部２２に入射する。

ここで、「集光点」を定義する。理想的なレンズや曲面ミラー等の光学素子では、光軸に平行に入射した平行光は、出射後、出射側の一点としての焦点に集まる。しかしながら、現実の光学素子では、収差や製造誤差等のために、光軸に平行な平行光は、焦点に集まらず、焦点から多少ずれて焦点の近傍を通過する。本明細書では、光学素子において、入射側に入射した光軸に平行な平行光のうち出射側の後処理で使用する平行光が該出射側で形成する軌跡を全部含む領域でかつ出射側の焦点を中心として最小半径の円又は球の領域を「集光点」と定義する。

レンズ部２２は、光軸Ａ２を同一の直線上に揃えた光源側レンズ２２ａとミラー側レンズ２２ｂとを有している。ＬＥＤ２１は、ほぼ点光源であり、ＬＥＤ２１における出射光の出射点は、光源側レンズ２２ａの入射側の焦点に位置している。ミラー側レンズ２２ｂは、出射側の集光点を第１位置としての位置Ｐ１に有する。

光偏向器３は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の一次元光偏向器である。光偏向器３自体の構造は、周知であるので、概略で説明する。詳しい構造については、例えば、本出願人に係る特開２０１４－５６０２０号公報及び特開２０１６－２１９６０３号公報等を参照されたい。

光偏向器３は、ミラー部３１、トーションバー３２、支持枠３３及び圧電アクチュエータ３４を有している。ミラー部３１は、円形であり、表面側を鏡面としている。位置Ｐ１は、ミラー部３１の中心としてのミラー中心Ｏｒに位置する。２つのトーションバー３２は、ミラー部３１の直径の延長線に沿ってミラー部３１の両側から突出し、突出端を支持枠３３の内周に結合している。

計４つの圧電アクチュエータ３４は、トーションバー３２と支持枠３３との間に介在し、トーションバー３２との結合個所をトーションバー３２の軸線の回りに正逆転させる。これにより、ミラー部３１は、トーションバー３２の軸線の回りを正逆転する。正逆転の回転周期及び回転角範囲は、圧電アクチュエータ３４の圧電膜に印加される電圧の周波数及び大きさにより制御される。

第２光学素子としての平行光生成部４は、例えば凸レンズから成り、光偏向器３側に入射面４１を有し、投影光生成部５側に出射面４２を有している。該凸レンズの入射側の焦点は、位置Ｐ１に設定されている。これにより、位置Ｐ１は、ミラー側レンズ２２ｂの出射側の集光点と、ミラー部３１のミラー中心Ｏｒと、平行光生成部４の入射側の焦点とを兼ねた位置となる。

投影光生成部５は、光軸Ａ５を平行光生成部４の光軸Ａ４に揃えて、配設され、例えば、投影レンズから成る。投影光生成部５は、平行光生成部４側に入射面５１を有し、光照射装置１の照射領域の側としての平行光生成部４とは反対側に、出射面５２を有している。第２位置としての位置Ｐ２は、投影光生成部５の出射側に設定され、投影光生成部５は、出射側の集光点を位置Ｐ２に有する。

ここで、説明の便宜上、光偏向器３のミラー部３１の回転軸線としてのトーションバー３２の軸線を「縦軸線」と名付ける。また、ミラー部３１から偏向されて出射される反射光は、縦軸線の回りのミラー部３１の正逆転により一定の方向に走査される走査光Ｌｓを生成する。こうして生成された走査光Ｌｓが、照射領域を走査する方向を照射領域の「横方向」に対応付け、該「横方向」に対して直角方向を「縦方向」に対応付ける。照射領域の縦方向及び横方向は、後述の車両用前照灯１１，１２では、車両用前照灯１１，１２が搭載される自車の前方の照射領域において自車の車高方向及び車幅方向に対応する。

投影光生成部５からの走査光Ｌｓは、位置Ｐ２の通過後、横方向の左右関係が逆転する。すなわち、投影光生成部５において横方向の左側から出射された走査光ほど、位置Ｐ２の通過後は、横方向の右側を進行する。

制御装置６は、ミラー制御部６１及び光源制御部６２を有している。ミラー制御部６１は、光偏向器３の圧電アクチュエータ３４の圧電膜への印加電圧を制御する。圧電アクチュエータ３４の圧電膜の印加電圧の電圧値及び周波数により縦軸線の回りのミラー部３１の正逆転の回転角範囲及び回転周期が変更される。

光源制御部６２は、光源モジュール２のＬＥＤ２１の輝度を制御する。なお、ＬＥＤ２１の輝度には、輝度＝０であるＬＥＤ２１の消灯も含むものとする。ＬＥＤ２１の点灯時は、ＬＥＤ２１の輝度≠０である。光源制御部６２は、ＬＥＤ２１の点灯中の輝度をＬＥＤ２１の通電量の増減により制御する。ＬＥＤ２１の通電量は、例えばＬＥＤ２１への通電のオンオフのデューティ比により制御することができる。

光照射装置１の全体の作用について説明する。ほぼ点光源とみなされるＬＥＤ２１の光出射部からの出射光は、所定の広がり角で広がりつつ、光源側レンズ２２ａに入射する。ＬＥＤ２１は、光源側レンズ２２ａの入射側の焦点の位置にあるので、光源側レンズ２２ａからの出射光は光軸Ａ２に平行な平行光となって、ミラー側レンズ２２ｂに入射する。

ミラー側レンズ２２ｂに平行光としての入射した光は、ミラー側レンズ２２ｂからの出射後、ミラー側レンズ２２ｂの出射側の集光点としての位置Ｐ１に集光する。

位置Ｐ１は、光偏向器３のミラー中心Ｏｒにあり、ミラー部３１は、圧電アクチュエータ３４の作動によりミラー中心Ｏｒを通る縦軸線の回りに正逆転される。ミラー中心Ｏｒからミラー側レンズ２２ｂの方を見て、ミラー側レンズ２２ｂからミラー中心Ｏｒに入射して来る入射光の狭まり角と、ミラー中心Ｏｒから平行光生成部４に反射光として出射する走査光Ｌｓの広がり角とは、共にθとなっている。狭まり角及び広がり角とは、各光（又は光束）の両側の光縁が集光点において交わる交角と定義する。

ミラー部３１からの走査光Ｌｓは、縦軸線の回りのミラー部３１の正逆転の回転角に対応する走査角αの範囲で、平行光生成部４の入射面４１を横方向に往復する。なお、光偏向器３のミラー部３１からの走査光Ｌｓの走査角αとは、ミラー中心Ｏｒから見て横方向の走査範囲の両端に沿って進む走査光がミラー中心Ｏｒにおいて交わる交角と定義する。

ここで、平行光生成部４の入射面４１から出射される走査光Ｌｓについて、走査光Ｌｓに対して垂直に起立する仮想スクリーンＶｓに照射したことを想定する。図２は、平行光生成部４の出射面４２から出射される走査光Ｌｓが仮想スクリーンＶｓに生成するスポットＳｐに関する。図２Ａは、走査光Ｌｓが仮想スクリーンＶｓに形成するスポットＳｐの形状及び寸法を示している。図２Ｂは、走査光Ｌｓが仮想スクリーンＶｓに作る走査軌跡Ｔｒを示している。仮想スクリーンＶｓは、平行光生成部４の出射面４２と投影光生成部５との間に、スクリーン面が平行光生成部４の光軸Ａ４に対して垂直になるように、仮想的に置かれたものであり、スポットＳｐ及び走査軌跡Ｔｒの説明の便宜上、想定したものである。仮想スクリーンＶｓは、実際の光照射装置１に存在するものではない。

仮想スクリーンＶｓにおけるスポットＳｐの直径Ｒａは、次の（式１）から算出され、走査幅Ｗｓ（横方向の走査長さ）は、次の（式２）から算出される。
直径Ｒａ＝２・Ｄ・ｔａｎ（θ／２）・・・（式１）
走査幅Ｗｓ＝２・Ｄ・ｔａｎ（α／２）・・・（式２）
ただし、Ｄは、平行光生成部４の光軸Ａ４上のミラー中心Ｏｒと平行光生成部４の中心との距離である。なお、走査軌跡Ｔｒの高さ（縦方向の寸法）は、直径Ｒａである。

仮想スクリーンＶｓ上の走査軌跡Ｔｒの照度分布は、光照射装置１の照射領域の照度分布（＝配光パターン）を決定する。なお、光照射装置１が車両用灯具、特に車両用前照灯に適用されたときは、仮想スクリーンＶｓ上の走査軌跡Ｔｒの照度分布は、車両の前方の照射領域の配光パターンを決定付ける。

仮想スクリーンＶｓ上のスポットＳｐの強度は、制御装置６のミラー制御部６１及び光源制御部６２により制御される。すなわち、ミラー制御部６１は、縦軸線の回りの光偏向器３のミラー部３１の正逆転の回転角範囲及び回転周期を増減して、仮想スクリーンＶｓ上のスポットＳｐの照度を変更する。なお、スポットＳｐの強度は、それ自体は輝度を意味し、スポットＳｐが仮想スクリーンＶｓ上で走査されると、走査領域の照度を意味する。

ＬＥＤ２１の輝度が変化しない場合は、ミラー部３１の回転角範囲（走査角α及び走査幅Ｗｓに対応する）が大きいときほど、仮想スクリーンＶｓにおけるスポットＳｐの走査速度が増大するので、スポットＳｐの照度は低下する。また、ＬＥＤ２１の輝度が変化しない場合は、ミラー部３１の回転周期が大きいときほど、仮想スクリーンＶｓにおけるスポットＳｐの走査速度が低下するので、スポットＳｐによる仮想スクリーンＶｓの照射部分の照度は上昇する。

光源制御部６２は、ＬＥＤ２１の輝度を制御する。ＬＥＤ２１の輝度が高いときほど、スポットＳｐの輝度が増大し、スポットＳｐによる仮想スクリーンＶｓの照射部分の照度は上昇する。

図１に戻って、投影光生成部５は、入射面５１において図２の仮想スクリーンＶｓで説明した形態で平行光生成部４の出射面４２からの走査光Ｌｓにより走査され、走査光Ｌｓを出射面５２から出射する。出射面５２から出射後の走査光Ｌｓの軌跡は、投影光生成部５の出射側の集光点である位置Ｐ２を通る。したがって、走査光Ｌｓは、位置Ｐ２を通過した後、スポットＳｐの形状及び寸法、さらに、走査方向の走査幅Ｗｓを照射領域の形状及び大きさに整合するように、仮想スクリーンＶｓ上のスポットＳｐの直径Ｒａ及び走査幅Ｗｓ、並びに投影光生成部５の集光点距離（ほぼ焦点距離に相当する。）が設定されている。

光照射装置１は、投影光生成部５を省略しても、光照射装置として使用可能である。その場合は、図２の仮想スクリーンＶｓのスポットＳｐ及び走査軌跡Ｔｒがそのまま光照射装置１の照射領域に再現される。

（車両用灯具：第１実施形態）
図３は、車両用灯具の第１実施形態としての車両用前照灯１１の構成図である。車両用前照灯１１は、光照射装置１に対して遮光切替部としての液晶シャッタ７及び切替制御部としてのマスク制御部６３が追加されている。液晶シャッタ７は、入射面７１及び出射面７２をそれぞれ平行光生成部４の出射面４２及び投影光生成部５の入射面５１に正対させて、平行光生成部４及び投影光生成部５の間に配設されている。液晶シャッタ７の中心軸Ａ７は、平行光生成部４の光軸Ａ４に一致する。

マスク制御部６３は、制御装置６に付加される。マスク制御部６３は、車両用前照灯１１が車両用前照灯として搭載される車両（以下、「自車」という。）の前方の照射領域における前方車両７６（図４）の存否等に基づいてＡＤＢ（Adaptive Driving Beam：配光可変型ヘッドランプ）を実施する。

図４は、車両用前照灯１１のＡＤＢの説明図である。説明の便宜のために、液晶シャッタ７の入射面７１に図２の仮想スクリーンＶｓの走査軌跡Ｔｒを重ねている。図４Ａは、自車の前方に前方車両７６が存在しないときのマスクパターン図、図４Ｂは、自車の前方正面に前方車両７６が大きく存在しているときのマスクパターン図、図４Ｃは、自車の前方側方に前方車両７６が小さく存在しているときのマスクパターン図である。

図４において、液晶シャッタ７の入射面７１には、平行光生成部４からの走査光ＬｓのスポットＳｐにより仮想スクリーンＶｓの走査軌跡Ｔｒと同一の走査軌跡Ｔｓが生成される。マスク制御面７３は、横長の矩形に入射面７１の内側に設定されている。走査光Ｌｓは、マスク制御面７３に照射される走査光Ｌｓのみが車両用前照灯１１の照射先を走査する走査光となり、マスク制御面７３の外側にはみ出た走査光Ｌｓは、液晶シャッタ７を通過できず、車両用前照灯１１の照射先を走査することはない。なお、マスク制御面７３の縦横は、図２の走査軌跡Ｔｒの縦横に一致させている。マスク制御面７３は、縦横に複数の区画Ｄａに区画されている。

液晶シャッタ７は、入射面７１のうちマスク制御面７３に照射された光について区画Ｄａを個々に遮光又は非遮光の状態に切替可能になっている。以下、遮光状態の区画Ｄａを「マスク区画」と呼び、非遮光状態の区画Ｄａを「透過区画」と呼ぶ。図４において、点々のハッチングが施された区画Ｄａは、透過区画を示し、右肩上がりの斜線と左肩上がりの斜線が交錯しているハッチングが施された区画Ｄａは、マスク区画を示している。液晶シャッタ７は、区画Ｄａごとにマスク区画と透過区画とに制御装置６のマスク制御部６３からの制御信号に基づいて切り替えられる。

一方、制御装置６のマスク制御部６３は、図示していないカメラの撮像画像に基づいて自車の前方における前方車両７６の有無を検出する。なお、図４に図示の前方車両７６は、実際には、前方車両７６をマスク制御面７３に映した画像を意味する。

マスク制御部６３は、自車の前方に前方車両７６が存在しないと判断したときは、図４Ａのように、マスク制御面７３の全部の区画Ｄａが透過区画になるようにする制御信号を液晶シャッタ７に出力する。

マスク制御部６３は、前方車両７６が自車の前方に存在すると判断したときは、さらに、自車に対する、厳密には車両用前照灯１１に対する、前方車両７６の相対的な方向及び相対的な大きさからマスク制御面７３における前方車両７６の画像が占める区画Ｄａを検出する。

マスク制御部６３は、次に、マスク制御面７３において前方車両７６の画像が占める区画Ｄａをマスク区画とし、その他の区画Ｄａは透過区画になるようにする制御信号を液晶シャッタ７に出力する。図４Ｂ及び図４Ｃに図示されるように、マスク区画の区画Ｄａは、マスク制御面７３における前方車両７６の画像部分を内側に含む最小個数の区画Ｄａとされる。

この結果、車両用前照灯１１の使用期間（夜間）において、自車の前方に前方車両７６が存在するとき、前方車両７６に対しては走査光Ｌｓの照射が中止される。これにより、前方車両７６の運転者は、自車からの走査光Ｌｓにより幻惑することが防止される。

液晶シャッタ７の区画Ｄａごとの遮光及び非遮光の状態の切替によるコントラストは、各区画Ｄａに入射する入射光の入射角により大きな影響を受ける。すなわち、各区画Ｄａに入射する入射光が、入射面７１の法線に平行な方向から入射したときに遮光時と非遮光時の透過光量は最小と最大となって、両者の差は最大となる。車両用前照灯１１の液晶シャッタ７では、平行光生成部４から中心軸Ａ７に平行な方向から走査光Ｌｓが各区画Ｄａに入射する。この結果、液晶シャッタ７の区画Ｄａごとの遮光及び非遮光の状態の切替に伴う出射光のコントラストを高めることができる。

（車両用灯具：第２実施形態）
図５は、車両用灯具の第２実施形態としての車両用前照灯１２の構成図である。車両用前照灯１２は、車両用前照灯１１に対して覆い部材８が追加されている。覆い部材８は、投影光生成部５の前方に配置されて、投影光生成部５を前方から覆っている。ただし、覆い部材８は、位置Ｐ２に貫通透光部としてピンホール８１を有している。ピンホール８１は、円形の断面であり、投影光生成部５の集光点の直径よりわずかに大きい直径を有し、覆い部材８を貫通している。

位置Ｐ２は、投影光生成部５の出射側の集光点の位置であるので、投影光生成部５の出射面５２から出射する走査光Ｌｓの全部は、覆い部材８により妨害されることなく、ピンホール８１を通過して、自車の前方の照射領域に到達し、該照射領域を走査する。

投影光生成部５は、覆い部材８により自車の前方から隠される一方、覆い部材８は任意の意匠を適用することができる。この結果、自車の前面の美観が改善される。

（変形例）
車両用前照灯１１（図４），１２（図５）は、車両に搭載される前照灯となっているが、前照灯での使用に限定されず、車両に搭載される一般的な車両用灯具として使用可能である。例えば、自車の周辺に所定の情報を画像や配光パターンで通知する装置として使用することができる。

車両用前照灯１１，１２では、走査光Ｌｓの照射を中止する照射領域内の遮光対象物体として前方車両７６が説明されている。本発明では、前方車両７６に代えて又は前方車両７６と共に、歩行者や対向車を遮光対象物体とすることもできる。

車両用前照灯１１，１２では、マスク制御部６３は、走査光Ｌｓの照射を中止する照射領域内の遮光対象物体の存在領域をカメラの撮像画像に基づいて検出している。本発明では、カメラの撮像画像に代えて、レーザレーダや超音波レーダで照射領域内の遮光対象物体の存在領域を検出してもよい。

光照射装置１では、第１光学素子としてのレンズ部２２の光源側レンズ２２ａ及びミラー側レンズ２２ｂ、並びに第２光学素子としての平行光生成部４は、共に、レンズから構成されている。本発明では、第１光学素子及び第２光学素子は、曲面ミラーから構成することもできる。

光照射装置の実施形態では、光偏向器３は、一次元光偏向器から構成されている。本発明では、光偏向器として二軸型の二次元光偏向器を使用することもできる。その場合、第１位置は二次元光偏向器のミラー部において二軸が直交する点に設定される。

車両用灯具の実施形態としての車両用前照灯１１，１２では、遮光切替部として液晶シャッタ７が用いられている。本発明では、遮光切替部として、エレクトロクロミックシャッタやＤＭＤ（Digital Micromirror Device）素子を採用することもできる。

車両用灯具の実施形態としての車両用前照灯１１，１２では、マスク区画をマスク制御面７３の区画Ｄａの遮光により制御している。本発明では、光偏向器３のミラー部３１の回転角を検出するセンサを光偏向器３に装備し、センサの検出角に基づいて光源モジュール２のＬＥＤ２１の消灯及び点灯を切り替えて、マスク区画を生成することもできる。その場合には、液晶シャッタ７は省略される。

光照射装置１は、投影用光学素子として投影光生成部５を備えている。本発明の光照射装置は、投影用光学素子を省略することができる。その場合、平行光生成部４から出射する走査光Ｌｓが直進して光照射装置の照射領域に向かう。

光照射装置１及び車両用前照灯１１，１２では、光源としてＬＥＤ２１が装備されている。本発明の光源は、レーザ光源等、ＬＥＤ２１以外のものを採用することができる。

車両用前照灯１１，１２は、ＡＤＢの機能付きの車両用前照灯として、説明している。本発明の変形例として、車両用前照灯１１，１２を自車の前方、側方又は後方の路面にパターンを描画する車両用灯具にすることもできる。その場合、マスク制御部６３は、液晶シャッタ７の区画Ｄａごとの遮光又は非遮光を、前方車両７６の有無ではなく、路面に描画しようとするパターンに応じて決定することになる。

車両用前照灯１１，１２は、ＡＤＢの機能付きの車両用前照灯として説明した。本発明の変形例として、車両用前照灯１１，１２をＡＦＳの機能付きの車両用前照灯にすることもできる。その場合、自車のステアリングホィールの操舵角等から自車の旋回方向を検知するとともに、前方の照射領域の最大照度の部位が照射領域の中心に対して自車の旋回方向内側の方へずれるように、光源制御部６２が走査光Ｌｓの各走査時点のＬＥＤ２１の輝度を制御する。

なお、車両用前照灯１１，１２は、ＡＤＢの機能単独又はＡＦＳの機能単独で装備する場合だけでなく、ＡＤＢの機能及びＡＦＳの機能の両方を装備するものとして使用することもできる。その場合、マスク制御部６３が前方車両７６の方向に対応する液晶シャッタ７の区画Ｄａを遮光の状態に切り替えるとともに、光源制御部６２が、前方照射領域の最大照度の部位が照射領域の中心に対して自車の旋回方向内側の方へずれるように、走査光Ｌｓの各走査時点のＬＥＤ２１の輝度を制御する。

１・・・光照射装置、２・・・光源モジュール、３・・・光偏向器、４・・・平行光生成部（第２光学素子）、５・・・投影光生成部（投影用光学素子）、７・・・液晶シャッタ（遮光切替部）、８・・・覆い部材、１１・・・車両用前照灯、１２・・・車両用前照灯、２１・・・ＬＥＤ（光源）、２２・・・レンズ部（第１光学素子）、３１・・・ミラー部、６１・・・ミラー制御部、６２・・・光源制御部、６３・・・マスク制御部（切替制御部）、７６・・・前方車両（遮光対象物体）、８１・・・ピンホール（貫通透光部）、Ｐ１・・・位置（第１位置）、Ｐ２・・・位置（第２位置）、Ｏｒ・・・ミラー中心（中心）、Ｌｓ・・・走査光、Ｓｐ・・・スポット、Ｔｒ・・・走査軌跡、Ｒａ・・・直径、Ｗｓ・・・走査幅、α・・・走査角、Ｔｓ・・・走査軌跡、Ｄａ・・・区画

Claims (6)

1. 光源と、
   第１位置に出射側の集光点を有し、前記光源からの入射光を前記第１位置に集光させる第１光学素子と、
   前記第１位置に配置されて前記第１位置を通る軸線の回りに正逆転するミラー部を有し、前記第１光学素子からの入射光を前記ミラー部により反射して偏向させた走査光として出射する光偏向器と、
   前記第１位置に入射側の焦点を有し、前記ミラー部からの前記走査光を光軸に対して平行な走査光として出射する第２光学素子と、
   前記第２光学素子からの前記走査光を前方の照射領域に投影する投影用光学素子と、
   前記第２光学素子と前記投影用光学素子との間に配置され、前記第２光学素子からの走査光が入射する区画を個々に遮光又は非遮光の状態に切替可能になっている遮光切替部と、
   を備え、
   前記第２光学素子からの走査光は前記遮光切替部の中心軸に対し平行な方向から前記遮光切替部に入射することを特徴とする車両用灯具。
2. 請求項１に記載の車両用灯具において、
   前記軸線の回りの前記ミラー部の正逆転の回転周期又は回転角範囲を制御するミラー制御部を備え、
   前記ミラー制御部は、前記回転周期又は前記回転角範囲を変更することを特徴とする車両用灯具。
3. 請求項１又は２に記載の車両用灯具において、
   前記光源の輝度を変更する光源制御部を備え、
   前記光源制御部は、前記光源の輝度を変更することを特徴とする車両用灯具。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用灯具において、
   前記投影用光学素子は、出射側の第２位置に集光点を有し、
   前記投影用光学素子の出射側を覆うとともに、前記第２位置に貫通透光部が形成されている覆い部材を備えることを特徴とする車両用灯具。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の車両用灯具において、
   前記照射領域内の遮光対象物体の存在領域を検出し、該存在領域に向かう前記第２光学素子からの前記走査光の光路上の前記遮光切替部の区画が遮光の状態になるように、前記遮光切替部を制御する切替制御部を備えることを特徴とする車両用灯具。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の車両用灯具において、
   前記遮光切替部は液晶シャッタであることを特徴とする車両用灯具。

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