JP7273277B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

配光可変型前照灯または路面描画を行う車両用灯具に関する。

特許文献１には、段落番号［００１７］と図１等に光源からの光を空間光変調器によって変調しつつ投影レンズに反射して所定形状の配光パターンを車両の前方に表示する灯具ユニットが開示されている。

灯具ユニットに含まれるＤＭＤ（Digital Micromirror Device）のような空間光変調器は、光源からの光を多数の反射素子毎に独立して変調しつつ反射して投影レンズに透過させることにより、車両の前方に所定の形状及び濃淡を有する前方表示、即ち前照灯表示や路面表示を行うことが出来る。

特許文献１の灯具ユニットによる前方表示は、空間光変調器の中心が投影レンズの光軸上に位置するように空間光変調器を配置しているため、車両前方に前方表示を照射すると仮定したテストスクリーン（灯具ユニットの光源の光軸に直交する仮想鉛直面）のＨＶ点（投影レンズの光軸を仮想スクリーンに直交させた交点）を中心として上下左右に均等な範囲に照射される。

このような前方表示により、特許文献１の灯具ユニットは、テストスクリーンにおけるＨ－Ｈ線（テストスクリーンの面に沿ってＨＶ点を通る水平線）より上方への表示によって所定形状を有する可変型の配光パターンを車両の前方に表示する一方、Ｈ－Ｈ線より下方への表示によって、車両前方かつ斜め下方の路面に所定形状の路面表示を描画する。

特開２０１６－２１９２７９号公報

特許文献１に示す灯具ユニットは、Ｈ－Ｈ線から上方または下方のいずれかへ前方表示を行うことで配光可変型前照灯、または路面描画ユニットの双方の機能を実現出来る。しかし、特許文献１の灯具ユニットは、配光可変型前照灯、または路面描画ユニットの機能を実現する際に前方表示の照射エリア全体の半分ずつしか利用出来ないため、可変型配光パターン及び路面描画表示の双方において照射エリアが狭い点で問題がある。

本願は、上記問題に鑑みて、可変型配光パターンまたは路面描画の双方の実現において各々の照射範囲を広くした車両用灯具を提供するものである。

光源と、投影レンズと、傾動自在な反射面をそれぞれ備えた複数の反射素子を備えるとともに光源の光を投影レンズに反射する空間光変調器と、を備えた灯具ユニットを有する車両用灯具において、前記空間光変調器または投影レンズのうち少なくとも一方は、空間光変調器の中心が前記投影レンズの後方焦点の上方または下方のいずれかに位置するように変位可能に形成されるようにした。

（作用）空間光変調器と投影レンズを相対的に変位させ、空間光変調器の中心を投影レンズの後方焦点の上方に配置することで、灯具ユニットは、前方表示の照射エリアの半分以上を利用して路面描画を車両の前方路面に表示し、空間光変調器の中心を投影レンズの後方焦点の下方に変位して配置することで、灯具ユニットは、前方表示の照射エリアの半分以上を利用して可変型配光パターンを車両の前方空間に照射する。

また、前記空間光変調器または投影レンズのうち少なくとも一方は、空間光変調器の中心が前記投影レンズの後方焦点の上下方向から左方または右方のいずれかに位置するように変位可能に形成されることが望ましい。

（作用）空間光変調器と投影レンズを相対的に変位させ、空間光変調器の中心を投影レンズの後方焦点の左方に配置することで、灯具ユニットは、前方表示の照射エリアの半分以上を利用した可変型配光パターンまたは路面描画を車両の右斜め前方に表示し、空間光変調器の中心を投影レンズの後方焦点の右方に配置することで、灯具ユニットは、前方表示の照射エリアの半分以上を利用した可変型配光パターンまたは路面描画を車両の左斜め前方に表示する。

また、前記車両用灯具は、前記灯具ユニットを複数備え、各灯具ユニットの前記空間光変調器または投影レンズのうち少なくとも一方が灯具ユニット毎に独立して変位可能に形成されることが望ましい。

（作用）各灯具ユニットが独立した前方照射を行う。

また、前記空間光変調器または投影レンズのうち少なくとも一方が、車両の運転状況に応じて自動的に移動可能に形成されることが望ましい。

（作用）灯具ユニットが車両の運転状況に応じた形状、領域への可変型配光パターンまたは路面描画のうち少なくとも一方を車両の前方に自動的に表示する。

また、前記空間光変調器または投影レンズのうち少なくとも一方が、手動で移動可能に形成されることが望ましい。

（作用）灯具ユニットが手動操作に基づく形状、領域への可変型配光パターンまたは路面描画のうち少なくとも一方を車両の前方に表示する。

車両用灯具によれば、可変型配光パターン及び路面描画の双方の実現しつつそれぞれの照射範囲を広くすることが出来る。

また、車両用灯具によれば、車両の斜め左方向または右方向のいずれかに広い照射範囲を有する可変型配光パターンまたは路面描画の双方を実現出来る。

また、車両用灯具によれば、各灯具ユニットによる前方表示による合成された可変型配光パターンの表示、合成された路面描画表示、または可変型配光パターンと路面描画の同時表示が可能になる。

また、灯具ユニットによれば、走行中の車両の環境に応じた最適な可変型配光パターンまたは路面描画表示のうち少なくとも一方が自動的に車両の前方に表示される。

また、灯具ユニットによれば、運転手等の判断に基づく操作に応じた最適な可変型配光パターンまたは路面描画表示のうち少なくとも一方が自動的に車両の前方に表示される。

車両用灯具の実施形態に関する正面図。 （ａ）ＤＭＤ灯具ユニットを縦に切断した図１におけるＩ－Ｉ断面図。（ｂ）ＤＭＤモジュールを正面から見た矢視Ａ図。 （ａ）ＤＭＤ灯具ユニットの変形例を縦に切断した垂直断面図。（ｂ）投影レンズモジュールを正面から見た矢視Ｂ図。 第１の実施形態のＤＭＤ灯具ユニットの制御装置を示すブロック図。 （ａ）ＤＭＤ灯具ユニットによる従来の照射範囲に関する説明図。（ｂ）本実施形態のＤＭＤ灯具ユニットによる可変型配光パターンの照射範囲を示す説明図。（ｃ）本実施形態のＤＭＤ灯具ユニットによる路面描画表示の照射範囲を示す説明図。 （ａ）本実施形態のＤＭＤ灯具ユニットによる可変型配光パターン表示を左にスイブルさせた場合の照射範囲を示す説明図。（ａ）本実施形態のＤＭＤ灯具ユニットにおける路面描画表示を右にスイブルさせた場合の照射範囲を示す説明図。 （ａ）本実施形態における左右一対の車両用灯具の正面図。（ｂ）左右一対のＤＭＤ灯具ユニットによる合成された照射範囲を示す説明図。

以下、本発明の好適な実施形態を図１から図７に基づいて説明する。各図においては、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＝Ｕｐ：Ｌｏ：Ｌｅ：Ｒｉ：Ｆｒ：Ｒｅ）として説明する。

車両用灯具１は、左側前照灯の一例を示すものであり、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、前記開口部を閉塞する透明または半透明の前面カバー３とを備える。ランプボディ２と前面カバー３の内側に形成された灯室Ｓの内側には、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）灯具ユニット４と、ロービーム用灯具ユニット５、エイミングブラケット６、スイブルユニット７，複数のエイミングスクリュー８、エクステンションリフレクタ９、及び制御装置１０が収容される。

図１及び図２（ａ）に示されるＤＭＤ灯具ユニット４は、制御装置１０、スイブルブラケット１２，ＬＥＤやレーザーダイオード等の発光素子からなる光源１３，放物面形状の反射面１４ａを備えたリフレクタ１４，ＤＭＤモジュール１５、投影レンズモジュール１６によって構成される。

図２（ａ）に示す制御装置１０は、光源１３のオン／オフ制御と、スイブルユニット７及びＤＭＤモジュール１５の動作制御を行う。スイブルブラケット１２には、光源１３、リフレクタ１４，ＤＭＤモジュール１５、投影レンズモジュール１６が搭載される。光源１３とリフレクタ１４は、それぞれスイブルブラケット１２の取付孔１２ａの内壁に取り付けられ、ＤＭＤモジュール１５は、スイブルブラケット１２の後端部に取り付けられ、投影レンズモジュール１６は、スイブルブラケット１２の前端部近傍に取り付けられる。

図２（ｂ）に示すようにＤＭＤモジュール１５は、空間光変調器１７，基板１８、基板ホルダー１９、上下スライド機構２０，左右スライド機構２１によって構成される。空間光変調器１７は、格子状に上下左右に配列された多数の微細な傾動可能な可動式反射面１７ａを備えたマイクロミラー群によって構成される。各可動式反射面１７ａは、制御装置１０によって独立して稼働制御されることでオン（マイクロミラーの反射により、光源の光を投影レンズに入射させる状態）とオフ（光源の光を投影レンズに入射させない状態、即ちマイクロミラーによって光源の光を投影レンズの外側に反射して投影レンズへの入射を無効化した状態）とを切り換えられ、点灯箇所の合成からなる光像を表示する。基板１８は、空間光変調器１７を搭載した状態で基板ホルダー１９に保持される。

図２（ｂ）の上下スライド機構２０及び左右スライド機構２１は、共にボールねじ機構であって、モーター（２０ａ、２１ａ）と、モーター（２０ａ、２１ａ）によって軸線（Ｌ２、Ｌ３）周りに回動する回動雄ねじ（２０ｂ、２１ｂ）と、これに螺着された雌ねじ部（２０ｃ、２１ｃ）と、雌ねじ部（２０ｃ、２１ｃ）から軸線（Ｌ２，Ｌ３）にそれぞれ直交する軸線（Ｌ４，Ｌ５）に沿った方向に突出形成された中空の管状部（２０ｄ、２１ｄ）と、管状部（２０ｄ、２１ｄ）の内側に周設しながら軸線（Ｌ４，Ｌ５）に沿った方向に伸縮する伸縮部（２０ｅ、２１ｅ）を備える。伸縮部２０ｅは、基板ホルダー１９の左端部１９ａに一体化され、伸縮部２１ｅは、基板ホルダー１９の下端部１９ｂに一体化される。

図２（ｂ）に示すように上下スライド機構２０は、軸線Ｌ２を上下方向にし、かつ管部２０ｄを右向きにした状態でモーター２０ａをスイブルブラケット１２に固定され、左右スライド機構２１は、軸線Ｌ３を左右方向にし、雌ねじ部２１ｃをスイブルブラケット１２から上方に浮かせ、かつ管部２１ｄを上向きにした状態でモーター２１ａをスイブルブラケット１２に固定される。基板ホルダー１９に一体化された図２（ｂ）の空間光変調器１７は、上下スライド機構２０のモーター２０ａの駆動に伴って雌ねじ部２０ｃ、管部２０ｄ及び伸縮部２０ｅが上下動し、かつ伸縮部２１ｅが管部２１ｄ内を上下に移動することによって上下にスライドする。また、空間光変調器１７は、左右スライド機構２１のモーター２１ａの駆動に伴って雌ねじ部２１ｃ、管部２１ｄ及び伸縮部２１ｅが左右に移動し、かつ伸縮部２０ｅが管部２０ｄ内を左右に移動することによって左右にスライドする。モーター（２０ａ、２１ａ）は、図２（ａ）の制御装置１０によって駆動制御され、空間光変調器１７は、制御装置１０の制御によって上下左右または斜め方向の所定位置にスライドする。

図２（ａ）の投影レンズモジュール１６は、後方から前方に両凸となる第１レンズ１６ａ、両凹となる第２レンズ１６ｂ、平凸となる第３レンズ１６ｃ、レンズホルダー１６ｄ、及び台座部１６ｅを有し、第１～第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）は、互いに間隔を開けて後方から順番に配置された状態でレンズホルダー１６ｄに固定される。レンズホルダー１６ｄは、台座部１６ｅを介してスイブルブラケット１２に搭載される。

図２（ａ）のスイブルブラケット１２は、スイブルユニット７の上下に伸びる軸線Ｌ１周りに自動的に回動するモーター駆動軸７ａの上に一体に搭載され、レンズホルダー１６ｄの上面には、モーター駆動軸７ａと同軸（軸線Ｌ１）となる支持軸１６ｆが設けられる。スイブルユニット７は、スイブルブラケット１２を支持した状態でエイミングブラケット６の下端部６ａに支持され、レンズホルダー１６ｄの支持軸１６ｆは、エイミングブラケット６の上端部６ｂの支持孔６ｃに回動可能に支持される。下端部６ａは、制御装置１０を搭載した基端部６ｄを介して上端部６ｂに一体化され、基端部６ｄは、複数（本実施例では３つ）のエイミングスクリュー８によって、ランプボディ２に対して傾動自在に取り付けられる。

図２（ａ）のスイブルブラケット１２上に一体化された光源１３、リフレクタ１４，ＤＭＤモジュール１５、投影レンズモジュール１６は、制御装置１０によって制御されるスイブルユニット７のモーター駆動軸７ａの回動に伴って一体となって軸線Ｌ１周りに回動し、左右にスイブルする。図１のロービーム用灯具ユニット５と、投影レンズモジュール１６の第１から第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）を除いた灯室の内側は、図２（ａ）のエクステンションリフレクタ９によって前方から目隠しされる。

図２（ａ）のリフレクタ１４は、光源１３とＤＭＤモジュール１５の空間光変調器１７の双方に対向するように配置され、空間光変調器１７は、第１レンズ１６ａに対向するように配置される。光源１３による出射光Ｂ１は、リフレクタ１４によって空間光変調器１７の全域に反射され、空間光変調器１７は、制御装置１０の制御に基づいてオンにされた多数の可動式反射面１７ａによって光Ｂ１を投影レンズモジュール１６の第１レンズ１６ａに向けて反射する。反射された光Ｂ１は、第１～第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）及び前面カバー３を順に透過し、図示しない車両の前方にオンにされた多数の可動式反射面１７ａの反射箇所（点灯箇所）の合成に基づく所定形状の可変型配光パターンを照射し、または路面描画を行う。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す空間光変調器１７の中心１７ｂは、初期位置において第１レンズから第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）の光軸Ｌ０上に位置する共通する後方焦点Ｐ１に配置される。空間光変調器１７の中心１７ｂは、制御装置１０によって制御される上下スライド機構２０及び左右スライド機構２１の動作に基づいて、第１レンズから第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）の後方焦点Ｐ１（光軸Ｌ０）の上方または下方、左方または右方、斜め方向に移動する。

次に、図３（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態におけるＤＭＤ灯具ユニットの変形例を説明する。図２（ａ）のＤＭＤ灯具ユニット４は、スイブルブラケット１２に固定された投影レンズモジュール１６に対して空間光変調器１７を上下左右にスライドさせるＤＭＤモジュール１５を有する機構であったが、図３（ａ）及び（ｂ）に示すＤＭＤ灯具ユニット２６は、スイブルブラケット２７に固定されたＤＭＤモジュール２８の空間光変調器２９に対して第１から第３の投影レンズ（３２ａ～３２ｃ）を上下左右にスライドさせる投影レンズモジュール３１を有する機構である。

図３（ａ）及び（ｂ）に示す車両用灯具２５に内蔵されたＤＭＤ灯具ユニット２６は、スイブルブラケット２７、ＤＭＤモジュール２８及び投影レンズモジュール３１の構成が図２（ａ）及び（ｂ）に示すスイブルブラケット１２、ＤＭＤモジュール１５及び投影レンズモジュール１６の構成と異なる他、ＤＭＤ灯具ユニット４と共通した構成を有する。

図３（ａ）に示すスイブルブラケット２７には、光源１３、リフレクタ１４，ＤＭＤモジュール２８、投影レンズモジュール３１が搭載される。光源１３とリフレクタ１４は、それぞれスイブルブラケット２７の取付孔２７ａの内壁に取り付けられる。ＤＭＤモジュール２８は、基板３０に空間光変調器２９を搭載することによって構成され、基板３０は、空間光変調器２９を前方に向けた状態でスイブルブラケット２７の後端部から上方に伸びる立壁部２７ｂに取り付けられる。

図３（ａ）に示す投影レンズモジュール３１は、スイブルブラケット２７の前端部近傍に取り付けられる。投影レンズモジュール３１は、後方から前方に両凸となる第１レンズ３１ａ、両凹となる第２レンズ３１ｂ、平凸となる第３レンズ３１ｃ、レンズホルダー３１ｄ、上下スライド機構３２及び左右スライド機構３３を有する。第１～第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）は、互いに間隔を開けて後方から順番に配置された状態でレンズホルダー３１ｄに固定される。レンズホルダー３１ｄは、上下スライド機構３２及び左右スライド機構３３を介してスイブルブラケット２７に搭載される。

図３（ｂ）の上下スライド機構３２及び左右スライド機構３３は、共にボールねじ機構であって、モーター（３２ａ、３３ａ）と、モーター（３２ａ、３３ａ）によって軸線（Ｌ２’、Ｌ３’）周りに回動する回動雄ねじ（３２ｂ、３３ｂ）と、これに螺着された雌ねじ部（３２ｃ、３３ｃ）と、雌ねじ部（３２ｃ、３３ｃ）から軸線（Ｌ２’，Ｌ３’）にそれぞれ直交する軸線（Ｌ４’，Ｌ５’）に沿った方向に突出形成された中空の管状部（３２ｄ、３３ｄ）と、管状部（３２ｄ、３３ｄ）の内側に周設しながら軸線（Ｌ４’，Ｌ５’）に沿った方向に伸縮する伸縮部（３２ｅ、３３ｅ）を備える。伸縮部３２ｅは、レンズホルダー３１ｄの左端部３１ｅに一体化され、伸縮部３３ｅは、レンズホルダー３１ｄの下端部３１ｆに一体化される。

図３（ｂ）に示すように上下スライド機構３２は、軸線Ｌ２’を上下方向にし、かつ管部３２ｄを右向きにした状態でモーター３２ａをスイブルブラケット２７に固定され、左右スライド機構３３は、軸線Ｌ３’を左右方向にし、雌ねじ部３３ｃをスイブルブラケット２７から上方に浮かせ、かつ管部３３ｄを上向きにした状態でモーター３３ａをスイブルブラケット２７に固定される。レンズホルダー３１ｄに一体化された図３（ｂ）の第１から第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）は、上下スライド機構３２のモーター３２ａの駆動に伴って雌ねじ部３２ｃ、管部３２ｄ及び伸縮部３２ｅが上下動し、かつ伸縮部３３ｅが管部３３ｄ内を上下に移動することによって上下にスライドする。また、第１から第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）は、左右スライド機構３３のモーター３３ａの駆動に伴って雌ねじ部３３ｃ、管部３３ｄ及び伸縮部３ｅが左右に移動し、かつ伸縮部３２ｅが管部３２ｄ内を左右に移動することによって左右にスライドする。モーター（３２ａ、３３ａ）は、図３（ａ）の制御装置１０によって駆動制御され、第１から第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）は、制御装置１０の制御によって上下左右または斜め方向の所定位置にスライドする。

図３（ａ）のスイブルブラケット２７は、スイブルユニット７のモーター駆動軸７ａに下から支持されて上下に伸びる軸線Ｌ１’周りに回動する。スイブルユニット７は、スイブルブラケット１２を支持した状態でエイミングブラケット６に支持され、複数（本実施例では３つ）のエイミングスクリュー８によって、ランプボディ２に対して傾動自在に取り付けられる。スイブルブラケット２７上に一体化された光源１３、リフレクタ１４，ＤＭＤモジュール２８、投影レンズモジュール３１は、制御装置１０によって制御されるスイブルユニット７のモーター駆動軸７ａの回動に伴って一体となって軸線Ｌ１周りに回動し、左右にスイブルする。

図３（ａ）に示すように光源１３の出射光Ｂ２は、リフレクタ１４によって空間光変調器２９の全域に反射され、制御装置１０の制御に基づいてオンにされた多数の傾動可能な可動式反射面２９ａは、光Ｂ２を投影レンズモジュール３１に向けて再反射する。再反射光Ｂ２は、第１～第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）及び前面カバー３を順に透過し、所定形状の可変型配光パターンを照射し、または路面描画を行う。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す空間光変調器２９の中心２９ｂは、初期位置において第１レンズから第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）の光軸Ｌ０’上に位置する共通する後方焦点Ｐ２に配置される。中心２９ｂは、制御装置１０によって制御される上下スライド機構３２及び左右スライド機構３３の動作に基づいて、第１レンズから第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）の後方焦点Ｐ２（光軸Ｌ０’）の上方または下方、左方または右方、斜め方向に移動する。

次に図４によって制御装置１０を説明する。制御装置１０は、灯具ＥＣＵ（電子制御装置）３６、ＲＯＭ３７、ＲＡＭ３８を有する。灯具ＥＣＵ３６は、光源制御部３９、ＤＭＤ制御部４０，スライド制御部４１及びスイブル制御部４２を有する。ＲＯＭ３７には、各種制御プログラムが記録され、灯具ＥＣＵ３６は、ＲＯＭ３７に記録された制御プログラムをＲＡＭ３８において実行し、各種制御信号を生成する。

図４の光源制御部３９は、図２（ａ）の光源１３に接続される。ＤＭＤ制御部４０は、可動式ミラー制御回路４３を介して空間光変調器１７の多数の可動式反射面１７ａ（変形例では、空間光変調器２９の多数の可動式反射面２９ａ）に接続される。スライド制御部４１は、上下スライド機構２０のモーター２０ａ（変形例では、上下スライド機構３２のモーター３２ａ）と、左右スライド機構２１のモーター２１ａ（変形例では、左右スライド機構３３のモーター３３ａ）に接続される。スイブル制御部４２は、図２（ａ）のスイブルユニット７のモーター駆動軸７ａを駆動させる駆動源（図示しないモーター等）であるスイブル駆動部４４に接続される。

図４の光源制御部３９は、灯具ＥＣＵ３６の制御信号に基づいて光源１３を点灯または消灯する。ＤＭＤ制御部４０は、灯具ＥＣＵ３６の制御信号に基づき、格子状に配列された多数の可動式反射面１７ａのうち、光源の光を反射して投影レンズに入射させるものをオンにし、投影レンズに反射させずに無効化するものをオフにして点灯箇所の合成からなる光像を形成する。また、スイブル制御部４２は、灯具ＥＣＵ２６の制御信号に基づき、スイブル駆動部４４を介してモーター駆動軸７ａを中心軸線Ｌ１周りに回動させ、図２（ａ）のＤＭＤ灯具ユニット４（図３（ａ）の変形例では、ＤＭＤ灯具ユニット２６）を左右に揺動させる。

図４のスライド制御部４１は、灯具ＥＣＵ３６の制御信号に基づいて図２（ａ）（ｂ）に示す上下スライド機構２０のモーター２０ａと、左右スライド機構２１のモーター２１ａを駆動させて空間光変調器１７をスライドさせ、中心１７ｂを第１レンズから第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）の後方焦点Ｐ１（光軸Ｌ０）の上方または下方、左方または右方、斜め方向に移動させる。

また、図４のスライド制御部４１は、図３（ａ）（ｂ）に示す変形例において、灯具ＥＣＵ３６の制御信号に基づき上下スライド機構３２のモーター３２ａと、左右スライド機構３３のモーター３３ａを駆動させて第１レンズから第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）をスライドさせ、空間光変調器２９の中心２９ｂを第１レンズから第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）の後方焦点Ｐ２（光軸Ｌ０’）の上方または下方、左方または右方、斜め方向に移動させる。

また、図４に示す灯具ＥＣＵ３６には、光センサ４５，ステアリング動作検出機構４６、ターンシグナルランプスイッチ４７、画像処理装置４８、手動スイッチ５１等が接続される。画像処理装置４８には、車載カメラ４９やインターネット等の通信回線を介して道路監視カメラ５０等が接続される。

光センサ４５は、車両用灯具１（変形例では車両用灯具２５）の外部の照度を検出するセンサであり、ステアリング動作検出機構４６、ターンシグナルランプスイッチ４７は、本実施形態の車両用灯具１（変形例では２５）を搭載した車両の曲がる方向（左または右）の検出に利用されるものであり、画像処理装置４８は、車載カメラ４９や道路監視カメラ５０による撮像から道路上の歩行者や対向車等を検出する装置であり、手動スイッチ５１は、空間光変調器１７の中心１７ｂ（変形例では中心２９ｂ）と、第１レンズから第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）の後方焦点Ｐ１（変形例ではＰ２）の位置関係をボタン操作等で変化させるための操作部である。

次に図４から図７により、本実施形態の車両用灯具１のＤＭＤ灯具ユニット４による可変型配光パターンまたは路面描画表示の照射範囲について説明する。尚、図５及び図６の上図は、ＤＭＤ灯具ユニット４の後方から見たと仮定した空間光変調器１７等の図である。図５及び図６各図の上図においては、レンズの後方焦点に対する空間光変調器の中心の位置関係を示しており、図５及び図６各図の下図においては、符号Ｌｈで示される二点鎖線の範囲が、図１のロービーム用灯具ユニット５によるロービーム用配光パターンを示し、符号Ｄｈは、ＤＭＤ灯具ユニット４による光の照射範囲を示す。

図５（ａ）の下図は、空間光変調器１７の中心従来のＤＭＤ灯具ユニットによる光照射範囲と、ロービーム用配光パターンを示すものである。従来は、図５（ａ）の上図に示すように空間光変調器１７の中心１７ｂは、投影レンズの光軸Ｌ０上の後方焦点Ｐ１と一致するように配置されていた。その結果、図５（ａ）の下図に示すように、ＤＭＤ灯具ユニットによる光の照射範囲Ｄｈのうち、符号Ｄｈ１で示される上半分の範囲を可変型配光パターンの表示に使用し、符号Ｄｈ２で示される下半分の範囲を路面描画の表示に使用していた。しかし、その場合、ＤＭＤ灯具ユニットによる照射範囲は、可変型配光パターンの表示においても路面描画の表示においても半分ずつしか使用出来ず、照射範囲が狭くなる問題があった。

尚、可変型配光パターンは、路面の形状や歩行者、対向車の有無等に応じて形状が変化する前照灯表示であり、路面描画表示は、車両用灯具を搭載した車両（図示せず）の進行方向にいる対向車のドライバーや歩行者等に車両接近の事実や車両の進行方向を知らせるために進行方向の道路の路面等に所定形状の図形や文字等を光によって照射した表示を言う。

そこで、本実施形態の車両用灯具１（または２５）においては、図５（ｂ）における「可変型配光パターン表示モード」と、図５（ｃ）における「路面描画表示モード」に基づくＤＭＤ灯具ユニットによる照射を行う。

図２（ａ）（ｂ）のＤＭＤ灯具ユニット４（図３（ａ）の変形例では、ＤＭＤ灯具ユニット２６）による光の照射を「可変型配光パターン表示モード」で行う場合において、図４の灯具ＥＣＵは、スライド制御部４１を介して図２（ａ）（ｂ）の上下スライド機構２０のモーター２０ａを駆動させて図５（ｂ）の上図に示すように空間光変調器１７を下方にスライドさせ、中心１７ｂを第１レンズから第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）の後方焦点Ｐ１（光軸Ｌ０）の下方に移動させる。図３（ａ）（ｂ）に示す変形例においては、スライド制御部４１は、上下スライド機構３２のモーター３２ａを駆動させて投影レンズモジュール３１を空間光変調器２９に対して上方にスライドさせ、図５（ｂ）の上図に示すように空間光変調器２９の中心２９ｂを第１レンズから第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）の後方焦点Ｐ２（光軸Ｌ０’）の下方に移動させる。

その場合、図５（ｂ）の下図に示すようにＤＭＤ灯具ユニット４による光の照射範囲Ｄｈのほぼ全域が、反転してＨ－Ｈ線の上方に表示されるため、可変型配光パターンの表示範囲が広くなることに加え、表示範囲の中央部分のホットスポットの全域がＨ－Ｈ線の上方に位置することで従来よりも更に遠くまで可変型配光パターンを表示することが出来る点で利点がある。

尚、図２（ａ）に示す本実施形態の車両用灯具１（または図３（ａ）の車両用灯具２５）は、所定の現象を検出したときにＤＭＤ灯具ユニット４（または２６）によって自動的に「可変型配光パターン表示モード」による表示を行うことが望ましい。例えば、光センサ４５や画像処理装置４８によって車両（図示せず）が「夜間走行中」であることやトンネル内等の暗い場所を走行していること等を検出した場合、灯具ＥＣＵ３６は、ＤＭＤ灯具ユニット４（または２６）を制御して自動的に「可変型配光パターン表示モード」による表示を行うことが望ましい。または、灯具ＥＣＵ３６は、手動スイッチ５１によって「可変型配光パターンの表示」を行うように手動で操作入力をされた場合にも「可変型配光パターン表示モード」による表示を行うようにすることが望ましい。

また、図２（ａ）（ｂ）のＤＭＤ灯具ユニット４（図３の変形例では、ＤＭＤ灯具ユニット２６）による光の照射を「路面描画表示モード」で行う場合において、図４の灯具ＥＣＵは、スライド制御部４１を介して図２（ａ）（ｂ）の上下スライド機構２０のモーター２０ａを駆動させて図５（ｃ）の上図に示すように空間光変調器１７を上方にスライドさせ、中心１７ｂを第１レンズから第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）の後方焦点Ｐ１（光軸Ｌ０）の上方に移動させる。図３（ａ）（ｂ）に示す変形例においては、スライド制御部４１は、上下スライド機構３２のモーター３２ａを駆動させて投影レンズモジュール３１を空間光変調器２９に対して下方にスライドさせ、図５（ｃ）の上図に示すように空間光変調器２９の中心２９ｂを第１レンズから第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）の後方焦点Ｐ２（光軸Ｌ０’）の上方に移動させる。

その場合、図５（ｃ）の下図に示すようにＤＭＤ灯具ユニット４による光の照射範囲Ｄｈの全域が、反転してＨ－Ｈ線の下方に表示されるため、路面描画表示の表示範囲が広くなることに加え、表示範囲の中央部分のホットスポットの全域がＨ－Ｈ線の下方に位置することで従来よりも明るく更に遠くの路面まで路面描画表示を表示することが出来る点で利点がある。

尚、図２（ａ）に示す本実施形態の車両用灯具１（または図３（ａ）の車両用灯具２５）は、所定の現象を検出したときにＤＭＤ灯具ユニット４（または２６）によって「路面描画表示モード」による表示を行うことが望ましい。例えば、光センサ４５や画像処理装置４８によって車両（図示せず）が「昼間走行中」であって、可変型配光パターンの表示を必要としないことや、画像処理装置４８によって路面上の歩行者及び対向車等を検出することで、検出した歩行者や対向車のドライバー等に自車両の接近を警告する所定の路面描画が必要となる場合、灯具ＥＣＵ３６は、ＤＭＤ灯具ユニット４（または２６）を制御して自動的に「路面描画表示モード」による表示を行うことが望ましい。または灯具ＥＣＵ３６は、手動スイッチ５１によって「路面描画の表示」を行うように手動で操作入力をされた場合にも「路面描画表示モード」による表示を行うようにすることが望ましい。

また、図２（ａ）に示す本実施形態の車両用灯具１（または図３（ａ）の車両用灯具２５）においては、図５（ｂ）に示す「可変型配光パターン表示モード」と、図５（ｃ）に示す「路面描画表示モード」におけるＤＭＤ灯具ユニットによる照射のいずれにおいても、「左折モード」または「右折モード」のいずれかの照射を行うことが出来るようにすることが望ましい。

「左折モード」とは、図６（ａ）に示すようにＤＭＤ灯具ユニットによる光の照射範囲を所定の鉛直方向を示す線Ｖ－Ｖ線よりも左側に寄せるモードのことであり、「右折モード」とは、図６（ｂ）に示すようにＤＭＤ灯具ユニットによる光の照射範囲を所定の鉛直方向を示す線Ｖ－Ｖ線よりも右側に寄せるモードのことである。

例えば、図２（ａ）（ｂ）のＤＭＤ灯具ユニット４（図３の変形例では、ＤＭＤ灯具ユニット２６）による光の照射を「可変型配光パターン表示モードかつ左折モード」で行う場合において、図４の灯具ＥＣＵ３６は、スライド制御部４１を介して図２（ａ）（ｂ）の上下スライド機構２０のモーター２０ａ及び左右スライド機構２１のモーター２１ａを駆動させて図６（ａ）の上図に示すように空間光変調器１７を下方と右方または斜め右下にスライドさせ、中心１７ｂを第１レンズから第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）の後方焦点Ｐ１（光軸Ｌ０）の右斜め下方に移動させる。図３（ａ）（ｂ）に示す変形例においては、スライド制御部４１は、上下スライド機構３２のモーター３２ａを駆動させて投影レンズモジュール３１を空間光変調器２９に対して左斜め上方にスライドさせ、図６（ａ）の上図に示すように空間光変調器２９の中心２９ｂを第１レンズから第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）の後方焦点Ｐ２（光軸Ｌ０’）の右斜め下方に移動させる。

その場合、図６（ａ）の下図に示すようにＤＭＤ灯具ユニット４による光の照射範囲Ｄｈのほぼ全域が、反転してＶ－Ｖ線よりも左側の領域に広く表示されるため、可変型配光パターンの表示範囲が左方向に広くなることで車両が左折するとき等に曲がる方向をより広く照明出来る点で利点がある。

尚、「可変型配光パターン表示モード」で照射を行うＤＭＤ灯具ユニット４（または２６）においては、左右スライド機構２１による空間光変調器１７のスライド方向を左方にし、または、左右スライド機構３３による第１レンズから第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）のスライド方向を左方にすることで、後述する「可変型配光パターン表示モードかつ右折モード」による照射を行うことも出来る。

また、図２（ａ）（ｂ）のＤＭＤ灯具ユニット４（図３の変形例では、ＤＭＤ灯具ユニット２６）による光の照射を「路面描画表示モードかつ右折モード」で行う場合において、図４の灯具ＥＣＵ３６は、スライド制御部４１を介して図２（ａ）（ｂ）の上下スライド機構２０のモーター２０ａ及び左右スライド機構２１のモーター２１ａを駆動させて図６（ｂ）の上図に示すように空間光変調器１７を上方と左方または斜め左上にスライドさせ、中心１７ｂを第１レンズから第３レンズ（１６ａ～１６ｃ）の後方焦点Ｐ１（光軸Ｌ０）の左斜め上方に移動させる。図３（ａ）（ｂ）に示す変形例においては、スライド制御部４１は、上下スライド機構３２のモーター３２ａを駆動させて投影レンズモジュール３１を空間光変調器２９に対して右斜め下方にスライドさせ、図６（ｂ）の上図に示すように空間光変調器２９の中心２９ｂを第１レンズから第３レンズ（３１ａ～３１ｃ）の後方焦点Ｐ２（光軸Ｌ０’）の左斜め上方に移動させる。

その場合、図６（ｂ）の下図に示すようにＤＭＤ灯具ユニット４による光の照射範囲Ｄｈのほぼ全域が、反転してＶ－Ｖ線よりも右側の領域に広く表示されるため、路面描画表示の表示範囲が右方向に広くなることで車両が右折するとき等に曲がる方向の路面に対してより広く、より遠くの路面まで所定毛上の路面描画表示を行うことが出来る利点がある。

尚、図２（ａ）に示す本実施形態の車両用灯具１（または図３（ａ）の車両用灯具２５）は、所定の現象を検出したときにＤＭＤ灯具ユニット４（または２６）によって「可変型配光パターン表示モード」及び「路面描画表示モード」のいずれかに「左折モード」と「右折モード」を組み合わせた表示を行うことが望ましい。例えば、ステアリング動作検出機構４６によって車両（図示せず）の左折または右折が検出されたり、ターンシグナルランプスイッチ４７における左折または右折の入力が検出された場合、図４の灯具ＥＣＵ３６は、左折または右折の検出結果に基づきＤＭＤ灯具ユニット４（または２６）を制御して自動的に「可変型配光パターン表示モード」及び「路面描画表示モード」のいずれかに「左折モード」と「右折モード」を組み合わせた表示を行うことが望ましい。または、灯具ＥＣＵ３６は、手動スイッチ５１によって「左折モード」または「右折モード」のいずれかの表示を行うように手動で操作入力をされた場合にも入力された場合にも当該表示を行うようにすることが望ましい。

図７（ａ）及び図７（ｂ）により、左右一対のＤＭＤ灯具ユニット（４、４’）によってそれぞれ独立して照射される光の照射範囲を説明する。図７（ａ）は、ＤＭＤ灯具ユニット４及びロービーム用灯具ユニット５を搭載した左用前照灯である車両用灯具１と、ＤＭＤ灯具ユニット４’及びロービーム用灯具ユニット５’を搭載した右用前照灯である車両用灯具１’を示す。ＤＭＤ灯具ユニット４’は、ＤＭＤ灯具ユニット４と共通した構成を有する。左右のＤＭＤ灯具ユニット（４，４’）は、それぞれ独立して空間光変調器の中心と、第１レンズから第３レンズの共通する後方焦点との位置関係を変化させることが出来る。左右のロービーム用灯具ユニット（５，５’）は、合成されたロービーム用配光パターンＬｈを表示する。

例えば、図７（ｂ）の上図に示すように、左のＤＭＤ灯具ユニット４における空間光変調器１７の中心１７ｂを第１レンズから第３レンズの共通する後方焦点Ｐ１の上方に変位させ、右のＤＭＤ灯具ユニット４‘における空間光変調器１７’の中心１７ｂ‘を第１レンズから第３レンズの共通する後方焦点Ｐ１’の下方に変位させると、図７（ｂ）の下図に示すように、ＤＭＤ灯具ユニット４による光の照射範囲Ｄｈは、Ｈ－Ｈ線より上寄りに表示され、ＤＭＤ灯具ユニット４’による光の照射範囲Ｄｈ’は、Ｈ－Ｈ線より下寄りに表示される。

左右のＤＭＤ灯具ユニット（４，４’）が、独立した照射範囲（Ｄｈ、Ｄｈ’）を有することにより、図７（ｂ）の下図に示すように一方のＤＭＤ灯具ユニット４が路面描画表示を行い、他方のＤＭＤ灯具ユニット４’が可変型配光パターンの表示を行うことが出来る。このようにすることで、路面描画表示（符号Ｄｈ）と可変型配光パターン表示（符号Ｄｈ’）の双方が、同時に広範囲にかつ遠くまで照射される点で利点がある。

尚、図７（ｂ）の下図に示す照射範囲（Ｄｈ、Ｄｈ’）は、重複して表示されても良く、照射範囲（Ｄｈ、Ｄｈ’）が双方で可変型配光パターンを表示したり、双方で路面描画表示を行うことで、照度を向上させても良い。また、照射範囲（Ｄｈ、Ｄｈ’）は、車両の左折または右折のいずれかの検出結果や手動スイッチの操作に基づいて双方とも左方向または右方向のいずれかにスイブルされても良い。また、また、照射範囲（Ｄｈ、Ｄｈ’）は、可変型配光パターンを照射すべき車両の左折（または右折）が検出され、かつ路面描画表示による警告などの表示を行うべき歩行者等が右方（または左方）に検出されるなど、可変型配光パターンを路面描画表示を左右別々に寄せて行いたい場合、照射範囲（Ｄｈ、Ｄｈ’）は、検出結果に基づいて一方は左方に、もう一方は右方にスイブルされてもよい。

尚、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示す上下スライド機構（２０，３２）と、左右スライド機構（２１，３３）には、ボールねじによる機構以外にもラック＆ピニオン方式を採用してもよい。

１ 車両用灯具
４、４’ ＤＭＤ灯具ユニット
１３ 光源
１６ａ～１６ｃ 第１レンズから第３レンズ（投影レンズ）
１７ 空間光変調器
１７ａ 可動式反射面
１７ｂ 中心
２５ 車両用灯具
２９ 空間光変調器
２９ａ 可動式反射面
２９ｂ 中心
３１ａ～３１ｃ 第１レンズから第３レンズ（投影レンズ）
Ｐ１、Ｐ２ 投影レンズの後方焦点

Claims (5)

1. 光源と、投影レンズと、傾動自在な反射面をそれぞれ備えた複数の反射素子を備えるとともに光源の光を投影レンズに反射する空間光変調器と、を備えた灯具ユニットを有する車両用灯具において、
   可変型配光パターン表示モードにおける光の照射時に空間光変調器の中心が前記投影レンズの後方焦点の下方に位置し、または路面描画表示モードにおける光の照射時に空間光変調器の中心が前記投影レンズの後方焦点の上方に位置するように前記空間光変調器または投影レンズのうち少なくとも一方が、上下に変位可能に形成されたことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記空間光変調器または投影レンズのうち少なくとも一方は、空間光変調器の中心が前記投影レンズの後方焦点の上下方向から左方または右方のいずれかに位置するように変位可能に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記灯具ユニットを複数備え、各灯具ユニットの前記空間光変調器または投影レンズのうち少なくとも一方が灯具ユニット毎に独立して変位可能に形成されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 前記空間光変調器または投影レンズのうち少なくとも一方が、車両の運転状況に応じて自動的に移動可能に形成されたことを特徴とする、請求項１から３のうちいずれかに記載の車両用灯具。
5. 前記空間光変調器または投影レンズのうち少なくとも一方が、手動で移動可能に形成されたことを特徴とする、請求項１から３のうちいずれかに記載の車両用灯具。

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