(57)【要約】【課題】明暗境界による見づらさを軽減し、多様な配光パターンを形成する車両用前照灯を提供する。【解決手段】  光源を有する空間光変調器と、前記空間光変調器を制御する制御装置とを備え、前記光源からの出射光を、空間光変調器を介して前方に照射することにより所望の配光パターンを形成する車両用前照灯において、前記制御装置による前記空間光変調器の制御により、照射する所望の配光パターン内に、高光度領域と、前記高光度領域の外縁に隣接して前記高光度領域よりも光度の低い低光度領域とが形成され、前記低光度領域は、前記高光度領域の外縁から前記低光度領域の外側へ向かって光度が階調的に低下するよう構成されており、前記制御装置は、該制御装置が搭載された車両の走行状況に適応させて、前記高光度領域及び前記低光度領域の大きさ、光度、位置の少なくとも一つを相対的に変化させるよう前記空間光変調器を制御する車両用前照灯を提供する。【選択図】図１
2020055516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を有する空間光変調器と、前記空間光変調器を制御する制御装置とを備え、前記光源からの出射光を、空間光変調器を介して前方に照射することにより所望の配光パターンを形成する車両用前照灯において、
前記制御装置による前記空間光変調器の制御により、照射する所望の配光パターン内に、高光度領域と、前記高光度領域の外縁に隣接して前記高光度領域よりも光度の低い低光度領域とが形成され、
前記低光度領域は、前記高光度領域の外縁から前記低光度領域の外側へ向かって光度が階調的に低下するよう構成されており、
前記制御装置は、該制御装置が搭載された車両の走行状況に適応させて、前記高光度領域及び前記低光度領域の大きさ、光度、位置の少なくとも一つを相対的に変化させるよう前記空間光変調器を制御する、
ことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記空間光変調器は、前記光源から出射した光を反射する二軸方向に回動可能なミラーを有し、前記ミラーを回動しながら反射した前記光源からの光を走査する走査機構であり、
前記制御装置が、前記光源の点消灯のタイミング、前記光源の輝度、前記ミラーの回動方向、前記ミラーの回動範囲、および前記ミラーの回動速度を制御することにより、前記走査機構からの走査光が積層されて所望の配光パターンが形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項３】
前記ミラーによる反射光が所望の配光パターン内の所定の領域を走査する際に、所望の配光パターン内の該所定領域外での前記ミラーの回動速度に比して前記ミラーの回動速度上げる／下げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
【請求項４】
前記ミラーによる反射光が所望の配光パターン内の所定領域を走査する際に、前記光源の輝度を、所望の配光パターン内の該所定領域外での前記光源の輝度に比して下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両用前照灯。
【請求項５】
前記空間光変調器は、前記光源から出射した光を反射しながら回転軸を中心に一方向に回転し、回転しながら反射した前記光源の光を走査する反射面が設けられた回転リフレクタを有する回転機構であり、
前記制御装置が、前記光源の点消灯のタイミング、前記光源の輝度、及び前記回転リフレクタの回転速度を制御することにより、前記回転リフレクタからの反射光が所定領域に照射されて所望の配光パターンが形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項６】
前記回転リフレクタによる反射光が所望の配光パターン内の所定領域を走査する際に、所望配光パターン内の該所定領域外を走査する際の前記回転リフレクタの回転速度に比して、前記回転リフレクタの回転速度を上げる／下げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用前照灯。
【請求項７】
前記回転リフレクタによる反射光が所望の配光パターン内の所定領域を走査する際に、所望配光パターン内の該所定領域外を反射光が走査する際の前記光源の輝度よりも、前記光源の輝度を下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の車両用前照灯。  
【請求項８】
前記回転リフレクタは、その反射光の走査速度が局地的に早まる又は遅くなるよう構成された湾曲した反射面を複数有し、局理的な反射光の分散／集中により、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載の車両用前照灯。
【請求項９】
前記空間光変調器は、個別に独立して制御可能な複数の前記光源がマトリクス状配置された光源ユニットであり、
前記制御装置が前記光源の点消灯及び前記光源の輝度を個別に制御することにより、前記光源の照射光から所望の配光パターンが形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項１０】
前記光源ユニットにおいて、単位面積あたりに存在する前記光源のうち実際に点灯する光源の割合を第１点灯率として、所望の配光パターン内の所定領域の形成に対応する部位の第１点灯率を、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する部位の第１点灯率よりも下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項９に記載の車両用前照灯。
【請求項１１】
所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記光源の輝度を、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する前記光源の輝度よりも、下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の車両用前照灯。
【請求項１２】
前記空間光変調器は、バックライトとしての前記光源と、第１液晶層とを備えた透過型液晶装置であり、
前記第１液晶層は与えられた印加電圧の大きさに応じて、前記バックライトから入射した光を透過させる第１状態と、前記バックライトから入射した光の変更を透過させない第２状態とが、単位要素ごとに諧調的に切替え可能であり、
前記制御装置が前記第１晶層へ印加する電圧を単位要素ごとに制御して単位要素ごとの透過率を制御することにより、前記バックライトから出射して前記第１液晶層で透過した光から所望の配光パターンが形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項１３】
所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記第１液晶層の所定部位においては、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する前記第１液晶層の部位への印加電圧よりも、印加電圧を下げて／上げて、前記バックライトから入射した光の透過率を上げる／下げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項１２に記載の車両用前照灯。
【請求項１４】
前記第１液晶層において、単位面積当たりに存在する単位要素のうち光を透過させる第１状態である単位要素の割合を第２点灯率として、
所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記第１液晶層の所定部位においては、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する第１液晶層の部位における第２点灯率よりも、第２点灯率を下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の車両用前照灯。
【請求項１５】
前記空間光変調器は、フロントライトとしての前記光源と第２液晶層とを備えた反射型液晶装置であり、
前記第２液晶層は与えられた印加電圧の大きさに応じて、前記フロントライトから入射した光を反射させる第１状態と、前記フロントライトから入射した光を反射させない第２状態とが、単位要素あたりで諧調的に切替え可能な反射型液晶装置であり、
前記制御装置が前記第２液晶層へ印加する電圧を単位要素ごとに制御して前記第２液晶層の反射率を単位要素ごとに制御することにより、前記フロントライトから出射して前記第２液晶層で反射した光から所望の配光パターンが形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項１６】
前記制御装置が、所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記第２液晶層の所定部位においては、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する前記第２液晶層の部位への印加電圧よりも、印加電圧を上げて／下げて、前記フロントライトから入射した光の反射率を上げる／上げる制御を行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項１５に記載の車両用前照灯。
【請求項１７】
前記第２液晶層において、単位面積当たりに存在する単位要素のうち光を反射させる第１状態である単位要素の割合を第３点灯率として、
所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記第２液晶層の所定部位おいては、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する、前記第２液晶層の部位における第３点灯率よりも、第３点灯率を下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の車両用前照灯。
【請求項１８】
前記空間光変調器は、回動することにより個別に入射した光を選択的に反射可能な複数の反射素子が表面に設けられた光偏向装置を有する光偏向機構であり、
前記光偏向機構は、前記光源からの出射光を前記反射素子により選択的に前記車両前方へ反射可能であるよう配置され、
前記制御装置が、前記光源の点消灯のタイミング、及び前記反射素子の回動を個別に制御することにより、前記反射素子からの反射光により所望の配光パターンが形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項１９】
前記光偏向機構において、単位面積あたりに存在する前記反射素子のうち光源からの光を前記車両前方に反射するよう選択される前記反射素子の割合を光偏向率として、
所望の配光パターン内の所定領域の形成に対応する部位の光偏向率を、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する部位の光偏向率よりも下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項１８に記載の車両用前照灯。
【請求項２０】
前記反射素子は回動制御により前記車両前方への反射の選択／非選択を高速で切替え可能であり、
所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記反射素子においては、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する前記反射素子よりも車両前方への反射が選択される時間比率を下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／高光度領域が形成される、
ことを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の車両用前照灯。
【請求項２１】
前記制御装置は、自身が搭載された前記車両の走行速度が所定値を超えた際には、前記高光度領域を増大させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項１〜請求項２０のいずれかに記載の車両用前照灯。
【請求項２２】
前記制御装置は、自身が搭載された前記車両の走行速度が所定値を超えた際には、前記高光度領域の光度を高める制御を行う、
ことを特徴とする請求項１〜請求項２１のいずれかに記載の車両用前照灯。
【請求項２３】
前記制御装置は、自身が搭載された前記車両の走行速度が所定値を超えた際には、前記低光度領域を減少させ、前記低光度領域の外縁に前記低光度領域の最小光度領域と等しい又は以下の光度を備える第２低光度領域を形成する制御を行う、
ことを特徴とする請求項１〜請求項２２のいずれかに記載の車両用前照灯。
【請求項２４】
前記制御装置は、自身が搭載された前記車両が曲路へ向かい際には、前記曲路の屈曲方向とは左右逆の方向に形成される前記低光度領域を増大させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項１〜請求項２３のいずれかに記載の車両用前照灯。
【請求項２５】
前記制御装置は、自身が搭載された前記車両が曲路へ向かう際には、前記曲路の屈曲方向とは左右同じの方向に形成される前記低光度領域を減少させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項１〜請求項２４のいずれかに記載の車両用前照灯。
【請求項２６】
前記制御装置は、自身が搭載される前記車両の操舵角に応じて、前記高光度領域の光度を低下させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項２５に記載の車両用前照灯。
【請求項２７】
前記制御装置は、自身が搭載される前記車両周囲の状況に適応させて、前記配光パターン内に、その領域を取り囲む周辺の領域よりも光度の低い第３低光度領域を形成する制御を行う、
ことを特徴とする請求項１〜請求項２６のいずれかに記載の車両用前照灯。
【請求項２８】
前記制御装置は、前記第３低光度領域の光度が、前記第３低光度領域の外縁から該第３低光度領域の内側に向かうほど低下するよう制御を行う、
ことを特徴とする請求項２７に記載の車両用前照灯。
【請求項２９】
前記制御装置は、前記車両周囲の状況に適応させて、前記第３低光度領域の光度勾配を調整する制御を行う、
ことを特徴とする請求項２７又は請求項２８に記載の車両用前照灯。
【請求項３０】
前記制御装置は、前記車両周囲の状況に適応させて、前記配光パターン内に、その周辺の領域よりも光度の高い第２高光度領域を形成する制御を行う、
ことを特徴とする請求項１〜請求項２９のいずれかに記載の車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は車両に搭載されて光を照射する車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の配光パターンにおいて、視認性向上のため、配光パターン内にスポット的な高光度領域が形成されている。例えば、特許文献１では、低輝度光源と高輝度光源の両方を備え、スポット的な高光度領域を配光パターン内に形成しつつ、車両の運転状態に適応させて多様な配光パターンを形成する車両用前照灯が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１２０８７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、スポット的な高光度領域は、低光度領域との明暗境界を明確にし、逆に運転手に見づらさをもたらしてしまう。
【０００５】
本発明は、これを鑑みてなされたものであり、必要な部分の高光度領域を備えつつ、明暗境界による見づらさを軽減し、多様な配光パターンを形成する車両用灯具を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本開示の構成による車両用前照灯のある態様では、光源を有する空間光変調器と、前記空間光変調器を制御する制御装置とを備え、前記光源からの出射光を、空間光変調器を介して前方に照射することにより所望の配光パターンを形成する車両用前照灯において、前記制御装置による前記空間光変調器の制御により、照射する所望の配光パターン内に、高光度領域と、前記高光度領域の外縁に隣接して前記高光度領域よりも光度の低い低光度領域とが形成され、前記低光度領域は、前記高光度領域の外縁から前記低光度領域の外側へ向かって光度が階調的に低下するよう構成されており、前記制御装置は、該制御装置が搭載された車両の走行状況に適応させて、前記高光度領域及び前記低光度領域の大きさ、光度、位置の少なくとも一つを相対的に変化させるよう前記空間光変調器を制御するよう構成した。この態様によれば、明暗境界がぼやかされ、必要な部分の高光度領域を備えつつ、明暗境界による見づらさを軽減し、多様な配光パターンを形成できる。
【０００７】
またある態様では、前記空間光変調器は、前記光源から出射した光を反射する二軸方向に回動可能なミラーを有し、前記ミラーを回動しながら反射した前記光源からの光を走査する走査機構であり、前記制御装置が、前記光源の点消灯のタイミング、前記光源の輝度、前記ミラーの回動方向、前記ミラーの回動範囲、および前記ミラーの回動速度を制御することにより、前記走査機構からの走査光が積層されて所望の配光パターンが形成されるよう構成した。
【０００８】
またある態様では、前記ミラーによる反射光が所望の配光パターン内の所定の領域を走査する際に、所望の配光パターン内の該所定領域外での前記ミラーの回動速度に比して前記ミラーの回動速度上げる／下げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるよう構成した。
【０００９】
またある態様では、前記ミラーによる反射光が所望の配光パターン内の所定領域を走査する際に、前記光源の輝度を、所望の配光パターン内の該所定領域外での前記光源の輝度に比して下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるよう構成した。
【００１０】
またある態様では、前記空間光変調器は、前記光源から出射した光を反射しながら回転軸を中心に一方向に回転し、回転しながら反射した前記光源の光を走査する反射面が設けられた回転リフレクタを有する回転機構であり、
前記制御装置が、前記光源の点消灯のタイミング、前記光源の輝度、及び前記回転リフレクタの回転速度を制御することにより、前記回転リフレクタからの反射光が所定領域に照射されて所望の配光パターンが形成されるよう構成した。
【００１１】
またある態様では、前記回転リフレクタによる反射光が所望の配光パターン内の所定領域を走査する際に、所望配光パターン内の該所定領域外を走査する際の前記回転リフレクタの回転速度に比して、前記回転リフレクタの回転速度を上げる／下げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるよう構成した。
【００１２】
またある態様では、前記回転リフレクタによる反射光が所望の配光パターン内の所定領域を走査する際に、所望配光パターン内の該所定領域外を反射光が走査する際の前記光源の輝度よりも、前記光源の輝度を下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるよう構成した。
【００１３】
またある態様では、前記回転リフレクタは、その反射光の走査速度が局地的に早まる又は遅くなるよう構成された湾曲した反射面を複数有し、局理的な反射光の分散／集中により、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるゆう構成した。
【００１４】
またある態様では、前記空間光変調器は、個別に独立して制御可能な複数の前記光源がマトリクス状配置された光源ユニットであり、前記制御装置が前記光源の点消灯及び前記光源の輝度を個別に制御することにより、前記光源の照射光から所望の配光パターンが形成されるよう構成した。
【００１５】
またある態様では、前記光源ユニットにおいて、単位面積あたりに存在する前記光源のうち実際に点灯する光源の割合を第１点灯率として、所望の配光パターン内の所定領域の形成に対応する部位の第１点灯率を、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する部位の第１点灯率よりも下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるよう構成した。
【００１６】
またある態様では、所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記光源の輝度を、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する前記光源の輝度よりも、下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／高光度領域が形成されるよう構成した。
【００１７】
またある態様では、前記空間光変調器は、バックライトとしての前記光源と、第１液晶層とを備えた透過型液晶装置であり、  前記第１液晶層は与えられた印加電圧の大きさに応じて、前記バックライトから入射した光を透過させる第１状態と、前記バックライトから入射した光の変更を透過させない第２状態とが、単位要素ごとに諧調的に切替え可能であり、  前記制御装置が前記第１晶層へ印加する電圧を単位要素ごとに制御して単位要素ごとの透過率を制御することにより、前記バックライトから出射して前記第１液晶層で透過した光から所望の配光パターンが形成されるよう構成した。
【００１８】
またある態様では、所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記第１液晶層の所定部位においては、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する前記第１液晶層の部位への印加電圧よりも、印加電圧を下げて／上げて、前記バックライトから入射した光の透過率を上げる／下げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるよう構成した。
【００１９】
またある態様では、前記第１液晶層において、単位面積当たりに存在する単位要素のうち光を透過させる第１状態である単位要素の割合を第２点灯率として、所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記第１液晶層の所定部位においては、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する第１液晶層の部位における第２点灯率よりも、第２点灯率を下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるよう構成した。
【００２０】
またある態様では、前記空間光変調器は、フロントライトとしての前記光源と第２液晶層とを備えた反射型液晶装置であり、  前記第２液晶層は与えられた印加電圧の大きさに応じて、前記フロントライトから入射した光を反射させる第１状態と、前記フロントライトから入射した光の変更を反射させない第２状態とが、単位要素あたりで諧調的に切替え可能な反射型液晶装置であり、  前記制御装置が前記第２液晶層へ印加する電圧を単位要素ごとに制御して前記第２液晶層の反射率を単位要素ごとに制御することにより、前記フロントライトから出射して前記第２液晶層で反射した光から所望の配光パターンが形成されるよう構成した。
【００２１】
またある態様では、前記制御装置が、所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記第２液晶層の所定部位においては、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する前記第２液晶層の部位への印加電圧よりも、印加電圧を上げて／下げて、前記フロントライトから入射した光の反射率を上げる／上げる制御を行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるよう構成した。
【００２２】
またある態様では、前記第２液晶層において、単位面積当たりに存在する単位要素のうち光を反射させる第１状態である単位要素の割合を第３点灯率として、所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記第２液晶層の所定部位おいては、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する、前記第２液晶層の部位における第３点灯率よりも、第３点灯率を下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるよう構成した。
【００２３】
またある態様では、前記空間光変調器は、回動することにより個別に入射した光を選択的に反射可能な複数の反射素子が表面に設けられた光偏向装置を有する光偏向機構であり、前記光偏向機構は、前記光源からの出射光を前記反射素子により選択的に車両前方へ反射可能であるよう配置され、前記制御装置が、前記光源の点消灯のタイミング、及び前記反射素子の回動を個別に制御することにより所望の配光パターンが形成されるよう構成した。
【００２４】
またある態様では、前記光偏向機構において、単位面積あたりに存在する前記反射素子のうち光源からの光を車両前方に反射するよう選択される前記反射素子の割合を光偏向率として、所望の配光パターン内の所定領域の形成に対応する部位の光偏向率を、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する部位の光偏向率よりも下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／前記高光度領域が形成されるよう構成した。
【００２５】
またある態様では、前記反射素子は回動制御により車両前方への反射の選択／非選択を高速で切替え可能であり、所望の配光パターン内の所定領域に対応する前記反射素子においては、所望の配光パターン内の該所定領域外に対応する前記反射素子よりも車両前方への反射が選択される時間比率を下げる／上げる制御を前記制御装置が行うことにより、前記低光度領域／高光度領域が形成されるよう構成した。上記のように構成することで、配光パターンの光度及び光度勾配が局地的かつ諧調的に調整可能となり、配光パターン内の所望の領域に、低輝度領域／高光度領域を形成できる。
【００２６】
またある態様では、前記制御装置は、自身が搭載された車両の走行速度が所定値を超えた際には、前記高光度領域を増大させる制御を行うよう構成した。この態様によれば、高速運転時の見易さが向上し、状況に応じた視認性の向上がなされる。
【００２７】
またある態様では、前記制御装置は、自身が搭載された車両の走行速度が所定値を超えた際には、前記高光度領域の光度を高める制御を行うよう構成した。この態様によれば、高速運転時には遠方が強調され、状況に応じた視認性の向上がなされる。
【００２８】
またある態様では、自身が搭載された車両の走行速度が所定値を超えた際には、前記低光度領域を減少させ、前記低光度領域の外縁に前記低光度領域の最小光度領域と等しい又は以下の光度を備える第２低光度領域を形成する制御を行うよう構成した。この態様によれば、曲路での進行方向が明るくなり視認性が向上する。
【００２９】
またある態様では、前記制御装置は、自身が搭載された車両が曲路へ向かい際には、前記曲路の屈曲方向とは左右逆の方向に形成される前記低光度領域を増大させる制御を行うよう構成した。この態様によれば、曲路での進行方向が明るくなり視認性が向上する。
【００３０】
またある態様では、前記制御装置は、自身が搭載された車両が曲路へ向かう際には、前記曲路の屈曲方向とは左右同じの方向に形成される前記低光度領域を減少させる制御を行うように構成した。この態様によれば、配光パターン端部の明暗強調がなくなり、運転時の違和感が改善される。
【００３１】
またある態様では、前記制御装置は、自身が搭載される車両の操舵角に応じて、前記高光度領域の光度を低下させる制御を行うよう構成した。この態様によれば、操舵角が大きい場合に発生する配光パターン端部での明暗強調が緩和され、曲路での運転手の違和感が改善される。
【００３２】
またある態様では、前記制御装置は、自身が搭載される車両周囲の状況に適応させて、前記配光パターン内に、その周辺の領域よりも光度の低い第３低光度領域を形成する制御を行うよう構成した。この態様によれば、グレアを防止できる。
【００３３】
またある態様では、前記制御装置は、前記第３低光度領域の光度が、前記第３低光度領域の外縁から該第３低光度領域の内側に向かうほど低下するよう制御を行うよう構成した。この態様によれば、明暗境界による視界の違和感が改善される。
【００３４】
またある態様では、前記制御装置は、前記車両周囲の状況に適応させて、前記第３低光度領域の光度勾配を調整する制御を行うよう構成した。この態様によれば、より注視すべき対象が明確となり、より深い注意を運転手に促すことができる。
【００３５】
またある態様では、前記制御装置は、前記車両周囲の状況に適応させて、前記配光パターン内に、その周辺の領域よりも光度の高い第２高光度領域を形成する制御を行うよう構成した。この態様によれば、注視すべき対象が明確となり、運転の安全性が向上する。
【発明の効果】
【００３６】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、必要な部分の高光度領域を備えつつ、見づらさを軽減し、多様な配光パターンを形成する車両用前照灯を提案できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る車両用前照灯を説明するための概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る車両前照灯（走査機構）の平面図である。
【図３】走査機構本体を示す斜視図である。
【図４】描画パターンの点灯領域の一例を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る車両用前照灯（回転機構）の平面図である。
【図６】同車両用前照灯の右側面図である。
【図７】同車両用前照灯の変形例である。
【図８】同車両用前照灯の変形例であるポリゴンミラーの一例を示す平面図である。
【図９】第３の実施形態に係る車両用前照灯（光源ユニット）の斜視図である。
【図１０】第４の実施形態に係る車両用前照灯（透過型液晶装置）の平面図である。
【図１１】第５の実施形態に係る車両用前照灯（反射型液晶装置）の平面図である。
【図１２】第６の実施形態に係る車両用前照灯（光偏向装置）の平面図である。
【図１３】光偏向装置本体を示し、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が図１３（Ａ）のXIII-XIII線に沿った断面図である。
【図１４】車両用前照灯の構成を示すブロック図である。
【図１５】（Ａ）は基本配光パターンを示す。（Ｂ）は図１５（Ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った光度の変化を示す。
【図１６】（Ａ１）（Ａ２）は配光パターンの一例である。（Ｂ１）は図１６（Ａ１）中のＢ−Ｂ線に沿った光度の変化を示す。（Ｂ２）は図１６（Ａ２）中のＢ−Ｂ線に沿った光度の変化を示す。
【図１７】（Ａ１）（Ａ２）は配光パターンの一例である。（Ｂ１）は図１７（Ａ１）中のＢ−Ｂ線に沿った光度の変化を示す。（Ｂ２）は図１７（Ａ２）中のＢ−Ｂ線に沿った光度の変化を示す。
【図１８】ステアリングの操舵角に対する高光度領域Ａ１の光度の変化を示す。
【図１９】（Ａ１）（Ａ２）は配光パターンの一例である。（Ｂ１）は図１９（Ａ１）中のＢ−Ｂ線に沿った光度の変化を示す。（Ｂ２）は図１９（Ａ２）中のＢ−Ｂ線に沿った光度の変化を示す。
【図２０】（Ａ１）（Ａ２）は配光パターンの一例である。（Ｂ１）は図２０（Ａ１）中のＢ−Ｂ線に沿った光度の変化を示す。（Ｂ２）は図２０（Ａ２）中のＢ−Ｂ線に沿った光度の変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００３９】
（前照灯の構成）
図１は本発明の実施形態にかかる車両用前照灯の概略を示す。車両用前照灯１は、右側前照灯であり、灯室内に光源３０を有する空間光変調器４０、制御装置１０、および投影光学部材５０を備える。
【００４０】
光源３０は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの半導体発光素子や、電球、白熱灯（ハロゲンランプ）、放電管（ディスチャージランプ）等であり、後述する空間光変調器４０の具体的な構成に合わせたものが用いられる。
【００４１】
投影光学部材５０は、例えば、前方側表面及び後方側表面が自由曲面形状を有する自由曲面レンズからなり、投影光学部材５０の後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として車両用前照灯１前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影光学部材５０は、その後方焦点が空間光変調器４０の光の出射面（あるいは反射面）近傍に位置するように配置される。
【００４２】
空間光変調器４０は光源３０の照射光を用いて所望の描画パターンを形成可能であり、投影光学部材５０の光軸上に配置される。空間光変調器４０によって形成された描画パターンが投影光学部材５０を介して車両の前面に配光パターンとして投影される。
【００４３】
制御装置１０は、空間光変調器４０、及びこれに備えられた光源３０を制御して、所望の配光パターン内に高光度領域Ａ１および高光度領域Ａ１よりも光度の低い低光度領域Ａ２を形成させる。また制御装置１０は搭載された車両の走行状況に適応させて配光パターンを決定し、高光度領域Ａ１及び低光度領域Ａ２の大きさ、光度、位置の少なくとも一つを相対的に変化させる（後述）。
【００４４】
（第１の実施形態：走査機構）
空間光変調器４０の具体的な形態例について説明する。図２は第１の実施形態に係る車両用前照灯１０１であり、空間光変調器４０として走査機構１４０を用いている。
【００４５】
走査機構１４０は、光源１３０と走査機構本体１２０を備える。光源１３０はレーザーダイオードであり、光源１３０からの出射光は集光レンズにより集光して平行光として走査機構本体１２０に入射する。走査機構本体１２０は入射光を二軸方向に回動可能に支持された反射鏡を有し、反射鏡を回動しながら反射した光を走査することで、所望の描画パターンを形成する。
【００４６】
図３は走査機構本体１２０の斜視図である。本実施形態では一例としてＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーを採用している。
【００４７】
走査機構本体１２０は、ベース１５７、第１回動体１５８、第２回動体１５９、第１トーションバー１５０、第２トーションバー１５１、一対の第１永久磁石１５２、一対の第２永久磁石１５３、および端子部１５４を有する。第２回動体１５９は、板状に形成された反射鏡であり、第２回動体１５９の前面には、銀蒸着やスパッタリング処理などによって反射面１５６が形成される。
【００４８】
板状の第１回動体１５８は、第１トーションバー１５０によって左右（Ｙ軸周り）に回動可能に支持されて、第２回動体１５９は、一対の第２トーションバー１５１によって上下（Ｘ軸周り）に回動可能な状態で第１回動体１５８に支持される。一対の第１永久磁石１５２及び一対の第２永久磁石１５３は、ベース１５７において一対の第１及び第２トーションバー（１５０、１５１）の延びる方向にそれぞれ設けられる。一対の第１及び第２回動体（１５８、１５９）にはそれぞれ端子部１５４を介して通電される第１及び第２のコイル（図示せず）が設けられている。不図示の第１及び第２のコイルは、制御装置１１０によってそれぞれ独立した電通制御をされる。
【００４９】
第１回動体１５８は、第１コイル（図示せず）への通電オン又は通電オフに基づいて第１トーションバーの軸線（Ｙ線）回りに往復傾動し、第２回動体１５９は、第２コイル（図示せず）への通電のオン又は通電オフに基づいて第２トーションバー１５１の軸線（Ｘ軸）回りに往復傾動する。反射面１５６は、第１又は第２コイル（図示せず）への電通に基づいて上下左右に傾動して光源１３０からの入射光を反射させる。
【００５０】
制御装置１１０は、光源１３０の出力、走査機構本体１２０の各コイルの通電を制御する。即ち、制御装置１１０は光源１３０の点消灯のタイミング、光源１３０の輝度、及び走査機構本体１２０の反射面１５６の回動方向、回動範囲、回動速度を制御する。
【００５１】
走査機構本体１２０は、光源１３０から出射された光が反射面１５６で反射され投影光学部材５０に入射可能な位置に配置されている。走査機構本体１２０は、反射面１５６往復運動により、光で投影光学部材５０の入射面を走査する。走査された光が積層されて描画パターンとして形成され、投影光学部材５０を介して所望の投影場所に照射される。
【００５２】
なお、制御装置１１０は、走査機構本体１２０による光での走査に合わせて、光源１３０の光の出射を制御してもよい。例えば、走査機構本体１２０は、反射面１５６の回動位置が、形成すべき描画パターンに係る領域よりも広い範囲で反射面１５６を回動させる。そして、制御装置１１０は、反射面１５６の回動位置が、形成すべき描画パターンに係る領域と対応する位置にあるとき光源１３０を点灯させる。このような制御によっても、所望の描画パターンを形成することができる。
【００５３】
図４は走査機構１４０によって形成される描写パターンの一例であるロービーム配光に係る点灯領域Ｌａを示す図である。点灯領域Ｌａは投影光学部材５０の入射面に形成される。
【００５４】
本実施形態に係る走査機構１４０は、矩形の走査範囲ＳＡ内を光で走査可能である。制御装置１１０は、走査機構１４０の走査位置が点灯領域Ｌａ内である場合に、光源１３０を点灯させ、点灯領域Ｌａ外にある場合に、光源１３０を消灯させる。線像を上下に積層された点灯領域Ｌａは、投影光学部材５０を通過して、車両前方の路面に照射される。点灯領域Ｌａは投影光学部材５０を介して上下左右反転されて投影され、ロービーム配光として形成される。
【００５５】
ここで、例えば点灯領域Ｌａ内の領域Ｌｂを光が走査する際には、制御装置１１０が光源１３０輝度を下げる制御を行うことで、形成される配光パターン内に、他の領域よりも光度の低い低光度領域Ａ２を形成することができる。あるいは逆に光が領域Ｌｂを走査するときのみ、制御装置１１０が光源１３０の輝度を上げる制御を行うことで、形成される配光パターン内に他の領域よりも光度の高い高光度領域Ａ１を形成することもできる。光源１３０の輝度は、制御装置１１０の出力調整により諧調的に制御され、光の走査のタイミングに合わせて光源１３０の輝度を制御することにより、配光パターン内に所望の光度勾配をもつ領域を形成することができる。
【００５６】
あるいは、反射面１５６の回動速度を調整することにより、所望の配光パターン内に低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１を形成することができる。光の走査速度が遅くなると、その分光が残像として長く留まるため、形成される配光パターンの光度は高まる。領域Ｌｂを光が走査するときのみ、制御装置１１０が反射面１５６の回動速度を下げる制御を行うことで、ロービーム配光内に高光度領域Ａ１を形成することができる。逆に領域Ｌｂにおいては反射面１５６の回動速度を上げる制御が行われると、ロービーム配光内に低光度領域Ａ２が形成される。第１及び第２コイル（図示せず）への通電量を調整することで、形成される配光パターンの光度を制御できる。
【００５７】
（第２の実施形態：回転機構）
走査機構１４０に限られず、空間光変調器４０には様々な周知の技術を用いることができる。図５および図６は第２の実施形態に係る車両用前照灯２０１であり、空間光変調器４０として回転機構２４０を用いた構成を示す。図６では制御装置２１０を省略している。
【００５８】
回転機構２４０は、回転リフレクタ２２０と、光源２３０とを備える。回転リフレクタ２２０は、不図示のモータ等の駆動源により回転軸Ｒを中心に一方向に回転する。また、回転リフレクタ２２０は、光源２３０から出射した光を回転しながら反射し、所望の配光パターンを形成するように構成された反射面を備えている。
【００５９】
回転リフレクタ２２０は、反射面として機能する、形状の同じ３枚のブレード２２０aが筒状の回転部２２０ｂの周囲に設けられている。回転リフレクタ２２０の回転軸Ｒは、光軸Ｍに対して斜めになっており、光軸Ｍと光源２３０とを含む平面内に設けられている。換言すると、回転軸Ｒは、回転によって左右方向走査する光源２３０の光（照射ビーム）の走査平面に略平行に設けられている。ここで、走査平面とは、例えば走査光である光源２３０の光の軌跡を連続的につなげることで形成される扇形の平面ととらえることができる。
【００６０】
回転リフレクタ２２０のブレード２２０ａの形状は、反射による光源２３０の二次光源が投影光学部材５０の焦点付近に形成されるように構成されている。さらに、ブレード２２０ａは、回転軸Ｒを中心とする周方向に向かうにつれ、光軸Ｍと反射面とがなす角が変化するようにねじられた形状を有している。これにより、回転リフレクタ２２０は、光源２３０の光を用いて車両前方を左右方向に走査することが可能となる。
【００６１】
上記のように構成することで、回転機構２４０は、光源２３０の光を回転リフレクタ２２０で反射させ、反射した光で前方を走査することで実質的に水平方向に横長形状の配光パターンを形成することができる。
【００６２】
制御装置２１０は、光源２３０の点消灯のタイミング、光源２３０の輝度、及び回転リフレクタ２２０の回転速度を制御する。ここで、光源２３０の点消灯のタイミングや輝度の変化を回転リフレクタ２２０の回転と同期させることで、所望の配光パターンを形成することができる。
【００６３】
即ち、走査機構１４０同様、所望の配光パターン内の所定領域を光が走査する際には、光源２３０の輝度を下げる／上げる制御を行うことにより、配光パターン内に低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１を形成できる。あるいは、回転リフレクタ２２０の回転速度を上げる／下げることにより、低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１を形成してもよい。回転速度は諧調的な制御であるため、形成される配光パターンの光度勾配の制御が可能である。
【００６４】
図７は、回転機構２４０の変形例として、ポリゴンミラー２２０Ａを用いた構成を示す。略多角柱形状であるポリゴンミラー２２０Ａは、回転軸Ｒを鉛直方向にもち、水平方向に配置された光源２３０からの出射光を、反射面として機能する側面で回転しながら反射して、反射光を水平方向へ走査して配光パターンを形成する。
【００６５】
図８はポリゴンミラー２２０Ａの例を平面図で示している。従来公知の構成ではポリゴンミラーは正多角柱形状であるが、本実施形態では、側面の一部は平面ではなく湾曲した曲面、あるいは平面であっても異なる大きさの側面を有する非正多角柱となっている。反射面である側面が湾曲していることから、走査光の速度は一定とならず局地的に遅く／早くなり、あるいは不揃いな平面により反射光が分散／集中して、所望の配光パターン内に局地的な低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１が形成される。
【００６６】
ポリゴンミラー２３０Ａ１、２３０Ａ２のように側面の曲率は曲面ごとで異ならしめる、あるいはポリゴンミラー２３０Ａ３のように、正多角柱ではなく一辺の長さ（大きさ）の異なる多角柱を用いても良く、多様な形状を用いることができる。
【００６７】
（第３の実施形態：マトリクスＬＥＤ）
図９は第３の実施形態に係る車両用前照灯３０１であり、空間光変調器４０としてマトリックスＬＥＤ３４０を用いた構成を示す。
【００６８】
マトリックスＬＥＤ３４０は、複数の光源３３０がマトリックス状に配置されたもので、各光源３３０の点消灯のタイミングや点灯強度（輝度）は、個々に制御装置３１０で制御される。光源３３０は白色ＬＥＤであり、どの光源３３０を点灯させるかの選択、さらに点灯させる光源３３０の輝度を調整することにより、所望の配光パターンが形成できる。
【００６９】
例えば、所望の配光パターン内のある領域の形成に寄与する光源３３０の輝度を他よりも下げる／上げる制御を行うことで、所望の配光パターン内に低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１を形成することが出来る。
【００７０】
また輝度調整に代わって、光源３３０の全ての輝度は一律同じとして、点灯する光源３３０を間引くことで、光度勾配を表現できる。即ち、マトリックスＬＥＤ３４０の単位面積あたりに存在する光源３３０のうち実際に点灯する光源の割合を第１点灯率Ｅ１として、所望の配光パターン内のある領域に対応する、マトリックスＬＥＤ３４０の所定領域の第１点灯率Ｅ１を、他の領域での第１点灯率Ｅ１よりも下げる／上げる制御を行うことにより、配光パターンの光度を制御して、低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１を形成することもできる。
【００７１】
（第４の実施形態：透過型液晶装置）
図１０は第４の実施形態に係る車両用前照灯４０１であり、空間光変調器として透過型液晶装置４４０を用いた構成を示す。
【００７２】
透過型液晶装置４４０は、光源として白色光を出射するバックライト４３０及び第１液晶層４２０備える。複数の異なる光色のための個別のカラーフィルターを有さないため、単色の透過型液晶装置として構成されることで、高い光透過率を有する。
【００７３】
第１液晶層４２０は、バックライト４３０の光が照射する面前、かつ投影光学部材５０の背面の後方焦点位置に配置される。バックライト４３０は蛍光灯やＬＥＤなど、従来公知のバックライトを使用することができる。第１液晶層４２０は、互いに対して９０度回転して配置されている二つの偏光フィルターと、二つの偏光フィルターの間に配置されるマトリクス状に形成している液晶素子を有する。液晶素子にかける電圧を調整することで、バックライト４３０からの入射光を透過させる光の透過率の高い第１状態と、入射光を透過させない透光率の低い状態と作り出すことが可能である。この二つの状態は印加される電圧の大きさにより中間的な状態を諧調的に作り出す（液晶素子の単位要素ごとに透過率を諧調的に変化せる）こともでき、第１液晶層４２０の光の透過率を調整して車両前方に照射される光の光度を調整することができる。制御装置４１０が液晶素子のマトリクスの単位要素（画素）ごとに独立して電圧を制御することで、所望のモノクロ画像（本実施形態においては配光パターン）を形成することができる。透過型液晶装置４４０には、このようなＴＮ型液晶のみならず、幅広く公知の液晶表示装置を用いることができる。
【００７４】
ここで形成される配光パターン内のある領域においては、その領域に対応する位置にある第１液晶層４２０（液晶素子）に印加する電圧を、他の領域の印加電圧よりも下げる／上げることで、バックライト４３０から入射した光の透過率を下げる／上げる制御を行うことにより、配光パターン内に低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１を形成することができる。
【００７５】
あるいは、液晶素子に印加する電圧はどの領域においても一律であるとして、点灯させる第１液晶層４２０の液晶素子を間引くことで、光の濃淡を表現することができる。即ち、第１液晶層４２０の単位面積あたりに存在する単位要素（画素）のうち、光を透過させる単位要素の割合を第２点灯率Ｅ２として、第１液晶層４２０のある領域においては第２点灯率Ｅ２を他の領域よりも下げる／上げる制御を行うことで、所定の配光パターン内に低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１を形成することができる。
【００７６】
（第５の実施形態：反射型液晶装置）
図１１は第５の実施形態に係る車両用前照灯５０１であり、空間光変調器として反射型液晶装置５４０を用いた構成を示す。
【００７７】
反射型液晶装置５４０は、光源として白色光を出射し、かつ光を透過する性質を有するフロントライト５３０、およびフロントライト５３０背面に配置される第２液晶層５２０を備える。
【００７８】
第２液晶層５２０は、互いに対して９０度回転して二つの偏光フィルターと、二つの偏光フィルターの間に配置するマトリクス状に形成している液晶素子と、さらにフロントライト５３０の配置される前面と対向する面にアルミニウムを材料とした反射膜とを有する。第１液晶層４２０同様、液晶素子に印加される電圧の大きさを調整することで、入射光を透過させる光の透過率の高い第１状態と、透過させない透過率の低い第２状態との、その中間状態を諧調的に作り出すことができる。制御装置５１０が液晶素子のマトリクスの単位要素（画素）ごとに独立して電圧を制御することで、これを利用して所望のモノクロ画像（本実施形態においては配光パターン）を形成することができる。第１液晶層４２０と異なり反射膜を有するため、形成された光は反射膜で光の入射面であるフロントライト５３０へ向かって反射し、フロントライト５３０を透過してフロントライト５３０露出面から出射する。即ち、液晶素子に印加する電圧を制御することで、第２液晶層５２０の光の反射率を制御することができる。
【００７９】
フロントライト５３０は従来公知のフロントライトを使用することができ、本実施形態では一例としてＬＥＤ５３０ａと導光体５３０ｂから構成されるサイドライト式を使用している。ＬＥＤ５３０ａから導かれた光は、導光体５３０ｂの中を反射しながら伝搬して第２液晶層５２０に入射し、一部が第２液晶層５２０の反射膜で反射し、もう一度フロントライト５３０に入射して、フロントライト５３０表面から外部に出射する。導光体５３０ｂの表面には、導光体５３０ｂに導かれた光が効率よく第２液晶層５２０に入射するように凹凸が形成されている。導光体５３０ｂの凹凸は微細加工としてもよい。フロントライト５３０は、光源からの光を第２液晶層５２０に入射させる光学系を用いても良い。
【００８０】
ここで反射型液晶装置５４０によって形成される配光パターン内のある領域においては、その領域の形成に対応する位置にある液晶素子に印加する電圧を、他の液晶素子への印加電圧よりも下げる／上げることで、フロントライト５３０から入射した光の第２液晶層５２０での反射率を下げる／上げる制御を行うことにより、低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１を形成することができる。
【００８１】
あるいは、液晶素子への印加電圧は一律同等として、点灯させる第２液晶層の単位要素を間引くことで、光の濃淡を表現することができる。即ち、第２液晶層５２０の単位面積あたりに存在する液晶素子の単位要素（画素）のうち、光を反射させる画素の割合を第３点灯率Ｅ３として、第２液晶層のある領域においては第３点灯率Ｅ３を他の領域よりも下げる／上げる制御を行うことで、所定の配光パターン内に低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１を形成することができる。
【００８２】
（第６の実施形態：光偏向装置）
図１２は第６の実施形態に係る車両用前照灯６０１であり、空間光変調器として光偏向装置６４０を用いた構成を示す。
【００８３】
光偏向装置６４０は、光源６３０と、反射光学部材６５０と、光偏向装置本体６２０と、光吸収部材６６０とを備える。
【００８４】
反射光学部材６５０は、光源６３０から出射した光を光偏向装置本体６２０の反射面に導くように構成されており、内面が所定の反射面６５０ａとなっている反射鏡が用いられる。なお、光源６３０から出射した光を光偏向装置本体６２０の反射面に直接導ける場合には、反射光学部材６５０を設けなくても良い。
【００８５】
光偏向装置本体６２０は、投影光学部材５０の光軸上に配置され、光源６３０から出射した光を選択的に投影光学部材５０へ反射するように構成されている。
【００８６】
光偏向装置本体６２０は、複数の微小なミラー素子６２１をマトリックス状に表面に配列したものである。これらの複数のミラー素子６２１の反射面の角度をそれぞれ制御することで、光源６３０から出射した光の反射方向を選択的に変えることができる。つまり、光源６３０から出射した光の一部を投影光学部材５０へ向けて出射し、それ以外の光を配光として有効に利用されないような方向へ向けて反射することができる。ここで、有効に利用されないような方向とは、例えば、反射光の影響が少ない方向（例えば所望の配光パターンの形成に殆ど寄与しない方向）や光吸収部材（遮光部材）に向かう方向と捉えることができ、本実施形態においては、光吸収部材６６０へ向かう方向を指す。
【００８７】
光吸収部材６６０は、表面に無反射塗装が施されており、光偏向装置本体６２０からの反射光を反射も透過もさせずに吸収する。
【００８８】
光源６３０から出射した光は、反射光学部材６５０の反射面６５０ａによって光偏向装置本体６２０へ反射され、一部が光偏向装置本体６２０によって前方に反射され（その他の光は光吸収部材６６０に向かい反射されて吸収される）、投影光学部材５０を通過して、車両前方に出射する。
【００８９】
光偏向装置本体６２０について、詳しく説明する。図１３（Ａ）に示すように、光偏向装置本体６２０は、複数の微小なミラー素子６２１がマトリックス状に配置されたマイクロミラーアレイ６２２を備える。ミラー素子６２１は四角形（例えば正方形、ひし形、長方形、平行四辺形など）であり、表面に光を反射させる反射面６２１ａを有している。光偏向装置本体６２０は、ミラー素子６２１の反射面６２１ａの前方側に配置された透明なカバー材６２３を有する。カバー材６２３は、例えば、ガラスやプラスティック等である。
【００９０】
マイクロミラーアレイ６２２の各ミラー素子６２１は、光源６３０から出射された光を所望の配光パターンとして利用されるように投影光学部材５０へ向けて反射する第１の状態としてのＯＮ状態（図１３（Ｂ）に示す実線位置）と、光源６３０から出射された光が配光として有効に利用されないように光吸収部材６６０へ向けて反射する第２の状態であるＯＦＦ状態（図１３（ｂ）に示す破線位置）とに切り替え可能に構成されている。
【００９１】
図１２には、光偏向装置本体６２０のミラー素子６２１をＯＮ状態にした時の光偏向装置本体６２０による反射光（実線で示す）と、ＯＦＦ状態にしたときの反射光（破線で示す）とが示されている。
【００９２】
各ミラー素子６２１は、ミラー素子６２１をほぼ等分する回動軸を有している。各ミラー素子６２１は、回動軸を中心に、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替え可能に構成されている。
【００９３】
それぞれのミラー素子６２１のＯＮ／ＯＦＦ状態を独立に制御して、光源６３０から出射した光の反射位置を選択的に変えることで、所望の投影画像や反射画像、配光パターン等を得ることができる。
【００９４】
また、ミラー素子６２１の制御はＯＮ／ＯＦＦの２値制御であるが、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えを高速で行った際のＯＮ／ＯＦＦの時間比率や、あるエリアでのＯＮ状態のミラー素子６２１を増加／減少させることによるＯＮ状態のミラー素子６２１の密度調整により、光の明暗の階調表現が可能である。即ち、投影画像をグレースケールで階調表現することができる。
【００９５】
光偏向装置本体６２０の単位面積あたりに存在するミラー素子６２１のうち、ＯＮ状態となるミラー素子６２１の割合を光偏向率Ｅ４として、光偏向装置６４０によって形成される配光パターン内のある領域においては、その領域の形成に対応する位置にあるミラー素子６２１の光偏向率Ｅ４を他の領域よりも下げる／上げる制御を行うことで、所望の配光パターン内に低光度領域Ａ／高光度領域Ａ１を形成することができる。
【００９６】
あるいは、ＯＮ／ＯＦＦ操作でＯＮとなる時間の比率を時間比率Ｅ５として、光偏向装置６４０によって形成される配光パターン内のある領域においては、その領域の形成に対応する位置にあるミラー素子６２１の時間比率Ｅ５を他の領域よりも下げる／上げる制御を行うことで、所望の配光パターン内に低光度領域Ａ／高光度領域Ａ１を形成することができる。
【００９７】
また、投影画像をカラーで表現する場合には、光源６３０に赤色、緑色、青色等の三色以上の光源ユニットを用いて、時分割で光偏向装置本体６２０へ照射し、各ミラー素子６２１を、投影したい色が照射されているタイミングでＯＮ状態とする。ミラー素子６２１は１秒間に数千回の割合でＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えることができるため、人間の目の錯覚（残像効果）によって、各ミラー素子６２１の反射光は混合光として認識される。光源ユニットの各色の点灯時間と、ミラー素子６２１のＯＮ／ＯＦＦ時間比率を組み合わせて、様々なカラー画像が表現可能である。
【００９８】
空間光変調器４０として具体的な例を述べたが、これに限られず、多様な従来公知の構成を用いることができる。また各種空間変調器４０の低光度領域Ａ２および高光度領域Ａ１の形成方法は組み合わせることができる。
【００９９】
（ブロック図）
次に、図１４を用いて、制御装置１０を中心とした車両用前照灯１の制御系の構成を説明する。制御装置１０は、ハードウェア構成としてはコンピューターのＣＰＵやメモリとをはじめとする素子や回路で構成され、ソフトウェア構成としては、コンピュータープログラム等によって実現される。メモリに記憶された制御プログラムをＣＰＵにおいて実行し、各種制御信号を生成する。
【０１００】
制御装置１０は、空間光変調器４０の制御を実施する。例えば走査機構１４０においては走査機構本体１２０の回動の範囲や回動速度、光源１３０の点消灯のタイミングや出力調整など、各形態に応じた制御を行い、所望の配光パターンを形成する。
【０１０１】
制御装置１０には、制御装置１０へ情報信号を入力するデバイスとして、道路情報通信システム１１、速度計１２、ターンシグナルランプスイッチ１３、ステアリング動作検出機構１４、雨滴センサ１５、ナビゲーションシステム１６、アクセル開度検出機構１７、画像処理装置１８が接続される。画像処理装置１８には、道路監視カメラ９、車載カメラ１９が接続される。
【０１０２】
道路情報通信システム１１は、走行中の道路の雨量や、道路の凍結状況等、走行中の路面状況に関するデータをインターネット等の通信回線を介して受け、制御装置１０に送る。
【０１０３】
速度計１２は自車両の走行速度を、ターンシグナルランプスイッチ１３は左右いずれのターンシグナルランプがＯＮにされたかの信号を、ステアリング動作検出機構１４はステアリングが左右いずれかの方向にどれだけ回されたかの信号を、雨滴センサ１５は車両走行時の雨量に関する信号を、ナビゲーションシステム１６は例えば図示しないＧＰＳや地図データ等を有することにより自車両の現在位置を、アクセル開度検出機構１７はアクセル踏み量を、それぞれ検知してデータ信号を制御装置１０に送る。
【０１０４】
道路監視カメラ９には、交差点に配置される交差点カメラや、道路の近辺に設置されて、路面状況、歩行者、自転車、バイク、自動車等の車両、障害物等を動画または静止画で撮影する監視カメラなどが含まれ、車載カメラ１９には、自車または他者に車載されて車両周辺を動画または静止画で撮影するカメラなどが含まれる。画像処理装置１８は、インターネット等の通信回線を介して道路監視カメラ９に接続され、道路監視カメラ９による映像及び画像データを取得する。画像処理装置１８は、車載カメラ１９や道路監視カメラ９等によって撮影された映像等を解析処理したデータとして制御装置１０に送る。
【０１０５】
制御装置１０は、上記検出機器から受けとったデータ信号により、対向車、前方車両及び歩行者の位置、標識や看板などの再帰性反射物の位置、道路形状、天候などの、自車両の走行状態や自車両周囲の状態を把握し解析して、これら状態に基づいて適切な配光パターンを決定し、光源３０と空間光変調器４０に制御信号を送る。これにより都度最適な配光を実施することができる。
【０１０６】
（配光パターン）
図１５（Ａ）は、車両用前照灯１によって形成される基本配光パターンである。図１５（Ａ）に示すように、制御装置１０は光源３０と空間光変調器４０を制御して、比較的光度の高い高光度領域Ａ１と、高光度領域Ａ１より光度の低い低光度領域Ａ２を形成する。
【０１０７】
高光度領域Ａ１は閉領域であり、周辺領域との境界線である外縁を有する。この外縁に隣接して、高光度領域Ａ１を取り囲むように、低光度領域Ａ２が形成される。低光度領域Ａ２は、高光度領域Ａ１の上方に上端幅ＧＵ、下方に下端幅ＧＤ、右方に右端幅ＧＲ、左方に左端幅ＧＬをもって、帯状に形成される。前述したように、制御装置１０による各実施形態における光源３０と空間光変調器４０の制御により、各領域は配光パターン内に精度良く形成される。
【０１０８】
図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）に示すＢ−Ｂ線上の光度を示すものである。Ｂ−Ｂ線に沿って、配光パターンの左端から右端に向かって、光度は最少光度Ｐｍｉｎから徐々に増加し、最高光度Ｐｍａｘを保って、再び最少光度Ｐｍｉｎまで減少している。
【０１０９】
低光度領域Ａ２の光度は、左右方向だけでなく上下方向においても同様に構成され、高光度領域Ａ１において、光度ＰＡ１は一定値をとり（ＰＡ１＝Ｐｍａｘ）、低光度領域Ａ２においては、高光度領域Ａ１との境界から自領域の外側に向けて、その光度が光度ＰｍａｘからＰｍｉｎまで徐々に減少するよう構成されている。低光度領域Ａ２の光度変化は、直線的でも良いが、中間に変曲点を有するなめらかな曲線的な変化が好ましい。
【０１１０】
前述では空間光変調器４０の具体的な実施形態では、単純な低光度領域Ａ２／高光度領域Ａ１の形成方法を述べたが、実際の低光度領域Ａ２の光度は一定ではなく、曲線的に変化する光度勾配を有する。どの実施形態においても配光パターンの光度は階調的な制御が可能であり、例えば走査機構１４０を用いた場合、低光度領域Ａ２においては、高光度領域Ａ１との境界から低光度領域Ａ２の外縁に向かって、制御装置１０が走査される光の光度（光源３０の輝度）を徐々に減少させる制御することにより実施される。また、例えばマトリックスＬＥＤ３４０など、点灯光源を間引いて光の濃淡を表す場合、領域の外縁に向かって間引く量を増加させる、即ち第１点灯率Ｅ１を徐々に下げることによって、光度変化をつけることができる。
【０１１１】
高光度領域Ａ１、いわゆるスポット領域は視認性を向上させるもののはずが、明暗境界線が路面や道路標識などにはっきりと投影された場合、本来の目的とは逆に視認性が低下してしまう。上記のように構成することで、明暗境界がぼかされ、かつスポット領域は維持され、視認性が良好となる。
【０１１２】
（実施例１：高速道路）
車両用前照灯１により形成される配光パターンは、図１５の配光パターンを基本として、車両用前照灯１が搭載される車両の周囲の状況や走行状態に応じて高光度領域Ａ１及び低光度領域Ａ２の大きさ、光度、位置が相対的に変化する。図１６〜図２０は配光パターンの実施例を示す。
【０１１３】
図１６は、配光パターンの第１の実施例として、高速道路走行時の配光パターンを示す。速度計１２により、車両速度が所定の値を超えたことが検知されると、制御装置１０は高光度領域Ａ１を縮小し、かつ高光度領域Ａ１の光度ＰＡ１を高める制御を行う。
【０１１４】
図１６（Ａ１）では、高光度領域Ａ１の縮小に伴い、低光度領域Ａ２が拡大し、上端幅ＧＵ、下端幅ＧＤ、左端幅ＧＬ、及び右端幅ＧＲの全てが低速時よりも増加している。
【０１１５】
図１６（Ａ２）では、高光度領域Ａ１の縮小に伴って低光度領域Ａ２の範囲も縮小し、上端幅ＧＵ、下端幅ＧＤ、左端幅ＧＬ、及び右端幅ＧＲは低速時より小さくなり、低光度領域Ａ２の外縁に隣接して、低光度領域Ａ２よりも更に光度の低い第２低光度領域Ａ３が形成される。本実施例では、第２低光度領域Ａ３の光度ＰＡ３は一定（ＰＡ３＝Ｐｍｉｎ）であるが、低光度領域Ａ２同様、境界線から外縁に向かって光度が低下するよう構成してもよい。
【０１１６】
このような配光パターンが形成されることで、例えば市街地などの低速運転時には、拡散照射により周囲を注意し易く、高速道路などの高速運転時には遠方強調がなされ、状況に応じた視認性の向上がなされる。
【０１１７】
（実施例２：曲路）
図１７は、第２の実施例として、曲路における配光パターンを示す。（Ａ２）の曲路は（Ａ１）の曲路よりも曲率半径が小さい。
【０１１８】
図１７（Ａ１）及び図１７（Ａ２）に示すように、ステアリング動作検出機構１４から信号を受けると、制御装置１０は、曲路の進行方向（例えば図１７（Ａ１）及び（Ａ２）においては右側）へ高光度領域Ａ１を集中させ、視認性を向上させる制御を実施する。
【０１１９】
具体的には、高光度領域Ａ１を曲路の進行方向へ移動させるため、右端幅ＧＲを減少させ、左端幅ＧＬを増大させ、かつ高光度領域Ａ１の光度ＰＡ１を減少させる。このように構成することにより、曲路でのスポット領域による煩わしさを減少させ、曲路での運転手の配光の違和感を低減させる。
【０１２０】
曲路においては、高光度領域の光度ＰＡ１は、ステアリング動作検出機構１４によって検出されるステアリング動作量、即ち操舵角に応じて決定される。図１８は、操舵角と高光度領域Ａ１の光度ＰＡ１との関係を示す図である。操舵角が増加するに従って、光度ＰＡ１が減少するように構成される。例えば走査機構１４０を用いた実施形態においては、制御装置１０は光源１３０の出力強度を減少させる、あるいは走査機構本体１２０の回動速度、即ち光の走査速度を速める制御を行う。操舵角が大きくなるほど、高光度領域Ａ１は、照射可能エリアの端部に移動するため、明暗境界が見えやすくなってしまう（例えば図１７（Ａ２）の右端）。高光度領域Ａ１の光度ＰＡ１を低下させることで、明暗境界により生じる違和感を緩和することができる。
【０１２１】
（実施例３：減光領域）
図１９は、第３の実施例として、先行車両や対向車両、または歩行者等が車両の各種検出機構により検出された場合の配光パターンを示す。
【０１２２】
図１９（Ａ１）に示すように、先行車両４１が検出されると、先行車両４１との相対位置が解析され、車両の照明光が先行車両４１に届く位置まで接近した時点で、配光パターン内の先行車両４１に対応する位置に、光度の低い減光領域Ａ４が形成される。減光領域Ａ４は、閉領域であれば矩形に限らず丸形等どのような形状でも構わない。減光領域Ａ４により、先行車両４１に与えるグレアを未然に防止できる。減光領域Ａ４は、車両４１の位置で決定されるため、高光度領域Ａ１と低光度領域Ａ２をまたぐように形成されても構わない。
【０１２３】
減光領域Ａ４は、自領域の外縁から自領域内側に向かって光度が低下するよう構成されている。減光領域Ａ４に全く配光されないでいると、他領域との境界線（明暗境界線）が際立ち、運転手の視界に違和感を生じさせる。これを防止するため、境界線をわざとぼかすように、減光領域Ａ４の光度は領域の内側に向かい低下していくよう構成されている。
【０１２４】
図１９（Ａ２）は、歩行者４２が検出された場合の配光パターンを示す。車両に備えられた各種検出機構により歩行者４２が検知されると、歩行者４２に対するグレアを防止するため、減光領域Ａ５が配光パターン内に形成される。減光領域Ａ５は、減光領域Ａ４同様、内側に向かって徐々に光度が低下するよう構成されている。ここで歩行者４２のために形成される減光領域Ａ５は、先行車両４１のために形成される減光領域Ａ４よりも、領域を明確にするよう調整されている。
【０１２５】
具体的には減光領域Ａ５の徐々に減光している部分の光度の変化率である光度勾配は、減光領域Ａ４の同光度勾配よりも、大きくなるよう構成されている。光度勾配が大きくなると、光度の急激な変化により、減光領域Ａ５が際立つ効果を得ることができる。
【０１２６】
グレアを防止する為、対向車、先行車両、再帰性反射物、先行車両が検出され、あるいは歩行者や自転車などが検出される。制御装置１０は、検出された物体のうち、運転手に高い注意を促すべきものは、その重要度に応じて、減光領域の光度勾配を調整する。
【０１２７】
本実施形態では、減光領域Ａ４，Ａ５の光度（減光領域内最低光度）ＰＡ４，ＰＡ５は等しくなるよう構成されているが、検出した物体の重要度が上がるほど、減光領域の最低光度と同程度、またはそれよりも低くするよう構成してもよい。より注視すべき物体には、低光度領域Ａ２の最低光度ＰＡ２（ｍｉｎ）よりもさらに低い光度の減光領域を形成するように構成してもよい。これにより、運転手に一層の注意を促すことができる。
【０１２８】
（実施例４：強調領域）
図２０は、第４の実施例として、夜間の縁石や山道の側溝など、注視すべき物体が検出された場合の配光パターンを示す。
【０１２９】
図２０（Ａ１）に示すように、夜間や雨天、濃霧等の視界不良時に、縁石４３が検出されると、配光パターン内に光度の高い強調領域Ａ６が形成される。強調領域Ａ６により、視認性が向上し、運転手は縁石４３の位置を把握できる。
【０１３０】
図２０（Ａ２）に示すように、山道の側溝４４が検出されると、側溝４４に沿って、強調領域Ａ７が形成される。このとき、さらに前方に落石４５が検出された場合は、第２の強調領域Ａ８が同時に配光パターン内に形成される。強調領域や減光領域は、配光パターン内に両者同時に形成されても構わず、それぞれ複数個形成されても構わない。
【０１３１】
強調領域Ａ６，Ａ７，Ａ８の光度は周囲の領域の光度よりも高くなるよう構成されており、視認性を向上させ、運転手の安全な運転に助する。
【０１３２】
以上、本発明の好ましい実施形態や変形例について述べたが、上記の実施形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１３３】
１  車両用前照灯
１０  制御装置
３０  光源
４０  空間光変調器
１３０  光源
１４０  走査機構
１５６  反射面
２２０  回転リフレクタ
２３０  光源
２４０  回転機構
３４０  マトリックスＬＥＤ
４２０  第１液晶層
４３０  バックライト
４４０  透過型液晶装置
５２０  第２液晶層
５３０  フロントライト
５４０  反射型液晶装置
６２０  光偏向装置本体
６３０  光源
６４０  光偏向装置
Ａ１  高光度領域
Ａ２  低光度領域
Ａ３  第２の低光度領域
Ａ４，Ａ５  減光領域
Ａ６，Ａ７，Ａ８  強調領域
Ｅ１  第１点灯率
Ｅ２  第２点灯率
Ｅ３  第３点灯率
Ｅ４  光偏向率
Ｅ５  時間比率
Ｐ  光度
【図１】
2020055516.tif 000003
【図２】
2020055516.tif 000004
【図３】
2020055516.tif 000005
【図４】
2020055516.tif 000006
【図５】
2020055516.tif 000007
【図６】
2020055516.tif 000008
【図７】
2020055516.tif 000009
【図８】
2020055516.tif 000010
【図９】
2020055516.tif 000011
【図１０】
2020055516.tif 000012
【図１１】
2020055516.tif 000013
【図１２】
2020055516.tif 000014
【図１３】
2020055516.tif 000015
【図１４】
2020055516.tif 000016
【図１５】
2020055516.tif 000017
【図１６】
2020055516.tif 000018
【図１７】
2020055516.tif 000019
【図１８】
2020055516.tif 000020
【図１９】
2020055516.tif 000021
【図２０】
2020055516.tif 000022