(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定配光パターンを形成する車両用灯具であって、
光を照射する光源と、
前記所定配光パターンを形成する光学系と、
第１情報に基づいて、前記所定配光パターンを設定する配光パターン設定手段と、
第２情報に基づいて、前記車両用灯具が搭載される車両の路面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度算出手段と、
前記傾斜角度算出手段により新たに車両の傾斜角度が算出された場合に、算出済みの車両の傾斜角度と、新たに算出された車両の傾斜角度との差分に基づいて、前記配光パターン設定手段で設定された所定配光パターンを補正する配光パターン補正手段と、
を備え、
前記第１情報は、前記車両用灯具を搭載する車両に設けられて前記車両用灯具の照射方向の対象物の画像データ又は前記対象物までの距離情報を取得する取得装置から第１所定間隔で出力される対象物データであり、
前記第２情報は、前記車両用灯具を搭載する車両に設けた傾斜角度算出用のセンサから前記第１所定間隔より短い第２所定間隔で出力される前記傾斜角度算出に用いるデータであることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用灯具において、
前記第１情報は、前記車両に搭載されたカメラで撮影された撮影画像データであり、
前記配光パターン設定手段は、前記撮影画像データに基づいて前記所定配光パターンを設定することを特徴とする車両用灯具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用灯具において、
前記第２情報は、前記車両の特定箇所の路面からの高さ情報であり、
前記傾斜角度算出手段は、前記車両の高さ情報に基づいて前記車両の傾斜角度を算出することを特徴とする車両用灯具。
【請求項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、
前記傾斜角度算出手段により車両の傾斜角度を算出するタイミングは、前記配光パターン設定手段により前記所定配光パターンを設定するタイミングと所定周期で一致していることを特徴とする車両用灯具。
【請求項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、
前記光源から照射された光を走査する光偏向器を備え、
前記光学系は、前記光偏向器により走査された光により前記所定配光パターンを形成することを特徴とする車両用灯具。
【請求項６】
光を照射する光源と、所定配光パターンを形成する光学系とを備えた車両用灯具の制御方法であって、
第１情報に基づいて、前記所定配光パターンを設定する配光パターン設定工程と、
第２情報に基づいて、前記車両用灯具が搭載される車両の傾斜角度を算出する車両傾斜角度算出工程と、
前記車両傾斜角度算出工程で新たに車両の傾斜角度が算出された場合に、算出済みの車両の傾斜角度と、新たに算出された車両の傾斜角度との差分に基づいて、前記配光パターン設定工程で設定された所定配光パターンを補正する配光パターン補正工程と、
を備え、
前記第１情報は、前記車両用灯具を搭載する車両に設けられて前記車両用灯具の照射方向の対象物の画像データ又は前記対象物までの距離情報を取得する取得装置から第１所定間隔で出力される対象物データであり、
前記第２情報は、前記車両用灯具を搭載する車両に設けた傾斜角度算出用のセンサから前記第１所定間隔より短い第２所定間隔で出力される前記傾斜角度算出に用いるデータであることを特徴とする車両用灯具の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を走査する光偏向器を備える車両用灯具及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される車両用灯具として、レーザ等の光源からの光をMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）等の光偏向器によって走査して、蛍光板に二次元像を描画し、この二次元像を配光パターンとして前方に投影するものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の車両用灯具では、光源から光を照射し、光偏向ミラーを回転して光を走査することで配光パターンを投影している。また、特許文献１の車両用灯具では、車両用灯具が搭載される車両の前方を撮影する撮影装置を備え、カメラによる撮影画像に基づいて、対向車等を検出し、対向車のフロントガラスに光が照射されないように配光パターンを変更するマスク処理を行っている。また、車両用灯具には、車両の傾きを検出する車両傾きセンサが備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５３６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カメラにより撮影を行う間隔は、車両傾きセンサにより車両の傾きを検出する間隔よりも長くなるのが一般的であるため、間隔が経過する途中で車両が傾斜した場合には、撮像時と投影時とで撮像された対象物と投影箇所との相対位置がズレてしまう。その結果、形成される配光パターンが不適切なものとなるという不具合が、特許文献１の車両用灯具ではあった。
【０００６】
本発明は、適切な配光パターンを形成することができる車両用灯具及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用灯具は、所定配光パターンを形成する車両用灯具であって、光を照射する光源と、前記所定配光パターンを形成する光学系と、第１情報に基づいて、前記所定配光パターンを設定する配光パターン設定手段と、第２情報に基づいて、前記車両用灯具が搭載される車両の路面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度算出手段と、前記傾斜角度算出手段により新たに車両の傾斜角度が算出された場合に、算出済みの車両の傾斜角度と、新たに算出された車両の傾斜角度との差分に基づいて、前記配光パターン設定手段で設定された所定配光パターンを補正する配光パターン補正手段と、を備え、前記第１情報は、前記車両用灯具を搭載する車両に設けられて前記車両用灯具の照射方向の対象物の画像データ又は前記対象物までの距離情報を取得する取得装置から第１所定間隔で出力される対象物データであり、前記第２情報は、前記車両用灯具を搭載する車両に設けた傾斜角度算出用のセンサから前記第１所定間隔より短い第２所定間隔で出力される前記傾斜角度算出に用いるデータであることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第１情報より短い間隔で外部から入力される第２情報に基づいて車両の傾斜角度を算出し、算出済みの車両の傾斜角度と、新たに算出された傾斜角度との差分に基づいて、所定配光パターンを補正するので、第１情報だけにより所定配光パターンを設定するものに比べて、より適切な配光パターンを形成することができる。
【０００９】
本発明において、前記第１情報は、前記車両に搭載されたカメラで撮影された撮影画像データであり、前記配光パターン設定手段は、前記撮影画像データに基づいて前記所定配光パターンを設定することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、カメラで撮影された撮影画像により、所定配光パターンを設定することができる。
【００１１】
本発明において、前記第２情報は、前記車両の特定箇所の路面からの高さ情報であり、前記傾斜角度算出手段は、前記車両の高さ情報に基づいて前記車両の傾斜角度を算出することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、車両の高さ情報に基づいて、所定配光パターンを補正することができる。
【００１３】
本発明において、前記傾斜角度算出手段により車両の傾斜角度を算出するタイミングは、前記配光パターン設定手段により前記所定配光パターンを設定するタイミングと所定周期で一致していることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、所定配光パターンを設定する際に、所定周期で一致したタイミングで算出された車両の傾斜角度を用いて設定するので、所定配光パターンを設定する際に、異なるタイミングで算出された車両の傾斜角度を用いて設定するものに比べて、車両の傾斜角度に沿った適切な配光パターンを形成することができる。
【００１５】
本発明において、前記光源から照射された光を走査する光偏向器を備え、前記光学系は、前記光偏向器により走査された光により前記所定配光パターンを形成することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、光偏向器により走査された光により所定配光パターンを形成する車両用灯具において所定配光パターンを補正することができる。
【００１７】
本発明の車両用灯具の制御方法は、光を照射する光源と、所定配光パターンを形成する光学系とを備えた車両用灯具の制御方法であって、第１情報に基づいて、前記所定配光パターンを設定する配光パターン設定工程と、第２情報に基づいて、前記車両用灯具が搭載される車両の傾斜角度を算出する車両傾斜角度算出工程と、前記車両傾斜角度算出工程で新たに車両の傾斜角度が算出された場合に、算出済みの車両の傾斜角度と、新たに算出された車両の傾斜角度との差分に基づいて、前記配光パターン設定工程で設定された所定配光パターンを補正する配光パターン補正工程と、を備え、前記第１情報は、前記車両用灯具を搭載する車両に設けられて前記車両用灯具の照射方向の対象物の画像データ又は前記対象物までの距離情報を取得する取得装置から第１所定間隔で出力される対象物データであり、前記第２情報は、前記車両用灯具を搭載する車両に設けた傾斜角度算出用のセンサから前記第１所定間隔より短い第２所定間隔で出力される前記傾斜角度算出に用いるデータであることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、車両傾斜角度算出工程で算出済みの車両の傾斜角度と、新たに算出された傾斜角度との差分に基づいて、所定配光パターンを補正するので、第１情報だけにより所定配光パターンを設定するものに比べて、より適切な配光パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の車両用灯具を示す斜視図。
【図２】車両用灯具を示す断面図。
【図３】車両用灯具の構成を示すブロック図。
【図４】カメラ撮影と車高検出の動作タイミングを示す図。
【図５】光偏向器を示す斜視図。
【図６】ミアンダ構造を有する圧電アクチュエータの動作を説明する図。
【図７】仮想鉛直スクリーンＳにおける走査範囲を示す概略図。
【図８】撮影画像を示す概略図。
【図９】ハイビーム配光パターンを示す概略図。
【図１０】車両が傾斜した状態で配光パターン補正処理前のハイビーム配光パターンを示す概略図。
【図１１】車両が傾斜した状態で配光パターン補正処理後のハイビーム配光パターンを示す概略図。
【図１２】ロービーム配光パターンを示す概略図。
【図１３】車両が傾斜した状態で配光パターン補正処理前のロービーム配光パターンを示す概略図。
【図１４】車両が傾斜した状態で配光パターン補正処理後のロービーム配光パターンを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示すように、車両用灯具２は、投影レンズ３と、投影レンズ３を保持するレンズホルダ４と、レンズホルダ４の後端部に取り付けられた本体筒５と、本体筒５の後側の開口を塞ぐ底蓋６とを備える。本実施形態では、車両用灯具２は、例えば車両のヘッドライトとして用いられる。
【００２１】
図２に示すように、車両用灯具２は、励起光源１１と、励起光源１１からの励起光を二次元的（水平方向及び垂直方向）に走査する光偏向器１２とを備える。励起光源１１及び光偏向器１２は、詳しくは後述する制御装置１３（図３参照）により駆動が制御される。なお、励起光源及び光偏向器の数は、適宜変更可能である。
【００２２】
また、車両用灯具２は、光偏向器１２により走査された光により所定配光パターンに対応する二次元像が描画される蛍光体１４（投影体）を備える。蛍光体１４に描画された二次元像は、投影レンズ３により前方に投影される。
【００２３】
励起光源１１、光偏向器１２、及び蛍光体１４は、本体筒５の内部に配置され、固定部材（図示せず）により固定されている。なお、本体筒５の外周面に放熱用のフィンを設けてもよい。
【００２４】
励起光源１１は、例えば、励起光として青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザ光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子１１ａと、半導体発光素子１１ａからの光を集光（例えばコリメート）する集光レンズ１１ｂとを備える。なお、半導体発光素子１１ａは、近紫外域（例えば、発光波長が４０５ｎｍ）のレーザ光を放出するレーザダイオード等の半導体発光素子であってもよい。また、半導体発光素子１１ａは、ＬＥＤであってもよい。さらに、ＲＧＢで混色させたレーザ光を照射するレーザ照射器でもよい。
【００２５】
励起光源１１は、詳しくは後述する光偏向器１２の光偏向ミラー２０の回転中心に向けてレーザ光を照射する。
【００２６】
蛍光体１４は、光偏向器１２により二次元的に走査されたレーザ光を受けて、当該レーザ光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換するものであり、外形が矩形形状の板状（又は層状）で形成されている。蛍光体１４は、投影レンズ３の焦点近傍に配置されている。なお、図２では、蛍光体１４の厚みを誇張して描いている。
【００２７】
例えば、励起光源１１の半導体発光素子１１ａとして、青色域のレーザ光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）を用いる場合、蛍光体１４としては、青色域のレーザ光によって励起されて黄色光を発光するものが用いられる。蛍光体１４には、光偏向器１２により二次元的に走査された青色域のレーザ光により、所定配光パターンに対応する二次元像が白色の像として描画される。二次元像が白色の像として描画されるのは、青色域のレーザ光が照射された場合、蛍光体１４は、これを透過（通過）する青色域のレーザ光と青色域のレーザ光による発光（黄色光）との混色による白色光（疑似白色光）を放出することによるものである。
【００２８】
一方、半導体発光素子１１ａとして、近紫外域のレーザ光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）を用いる場合、蛍光体１４としては、近紫外域のレーザ光によって励起されて赤、緑、青の３色の光を発光するものが用いられる。蛍光体１４には、光偏向器１２により二次元的に走査され近紫外域のレーザ光により、所定配光パターンに対応する二次元像が白色の像として描画される。二次元像が白色の像として描画されるのは、近紫外域のレーザ光が照射された場合、蛍光体１４は、近紫外域のレーザ光による発光（赤、緑、青の３色の光）の混色による白色光（疑似白色光）を放出することによるものである。なお、近紫外のレーザ光により、青色の蛍光体と黄色の蛍光体とを励起させて白色光を放出させてもよい。
【００２９】
投影レンズ３は、４枚のレンズ３ａ〜３ｄからなり、各レンズ３ａ〜３ｄは、レンズホルダ４に保持されている。各レンズ３ａ〜３ｄは、像面が平面になるように収差（像面湾曲）が補正され、且つ色収差が補正されている。この場合、蛍光体１４は、平板形状のものが用いられ、像面（平面）に沿って配置される。
【００３０】
投影レンズ３の焦点は、蛍光体１４近傍に位置している。この投影レンズ３により、一枚の凸レンズを用いる場合と比べ、所定配光パターンに対する収差の影響を除去することができる。また、蛍光体１４が平板形状であるため、蛍光体１４が曲面形状である場合と比べ、その製造が容易となる。さらに、蛍光体１４が平板形状であるため、蛍光体１４が曲面形状である場合と比べ、二次元像の描画が容易となる。
【００３１】
なお、投影レンズ３は、像面が平面になるように収差（像面湾曲）が補正されていない１枚の非球面レンズからなる投影レンズとして構成されていてもよい。この場合、蛍光体１４は、像面湾曲に対応して湾曲した形状のものが用いられ、像面湾曲に沿って配置される。
【００３２】
投影レンズ３は、蛍光体１４に描画された二次元像を前方に投影して、車両用灯具２に正対した仮想鉛直スクリーンＳ（車両用灯具２の前方約２５ｍの位置に配置されている）上に、所定配光パターンとして、例えばハイビーム用配光パターンを形成する。
【００３３】
光偏向器１２は、励起光源１１の集光レンズ１１ｂで集光された励起光を水平方向及び垂直方向に走査する。
【００３４】
図３に示すように、励起光源１１及び光偏向器１２は、車両用灯具２を統括的に制御する制御装置１３に接続され、制御装置１３により駆動が制御される。
【００３５】
また、車両用灯具２は、ヘッドランプ制御部１５と、配光演算部１６と、メモリ１７とを備える。配光演算部１６は、制御装置１３に接続されている。メモリ１７には、様々な配光パターンが記憶されており、配光演算部１６は、メモリ１７から配光パターンを読み込み、読み込んだ配光パターンに応じた配光制御信号を制御装置１３に送信する。
【００３６】
車両用灯具２が搭載される車両には、車両の四隅の路面からの車高を検出する第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄが設けられている。第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄは、ヘッドランプ制御部１５に接続されている。
【００３７】
第１車高センサ１８ａは車両の前方左隅に設けられ、第２車高センサ１８ｂは車両の後方左隅に設けられ、第３車高センサ１８ｃは車両の前方右隅に設けられ、第４車高センサ１８ｄは車両の後方右隅に設けられている。なお、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄの配置位置は適宜変更可能である。
【００３８】
第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄは、各センサ１８ａ〜１８ｄの取付箇所と路面間の距離（車高）を検出し、検出車高データをヘッドランプ制御部１５に送信する。ヘッドランプ制御部１５は、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄからの検出車高データに基づいて、車両傾斜角度を算出する。この算出方法としては、第１車高センサ１８ａと第３車高センサ１８ｃとの距離、及び第２車高センサ１８ｂと第４車高センサ１８ｄとの距離をｄとし、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄの検出車高を、ｈａ〜ｈｄとしたときに、例えば、下記の式により算出する。
【００３９】
車両傾斜角度θ＝ｓｉｎ−１{（（ｈｃ＋ｈｄ）／２−（ｈａ＋ｈｂ）／２）／ｄ}
【００４０】
ヘッドランプ制御部１５は、算出した車両傾斜角度データを、配光演算部１６に送信する。
【００４１】
車両用灯具２が搭載される車両には、車両の前方を撮影するカメラ１９が搭載されている。カメラ１９は、配光演算部１６に接続されている。
【００４２】
カメラ１９は、車両走行時に車両の前方を撮影し、撮影画像データを配光演算部１６に送信する。配光演算部１６は、カメラ１９からの撮影画像データに基づいて、対向車両及び歩行者の位置及びサイズを検出する。そして、配光演算部１６は、詳しくは後述するように、検出した対向車両の位置及びサイズのデータ（以下、検出車両データと称する）と、検出した歩行者の位置及びサイズのデータと、上記した車両傾斜角度データとに基づいた配光制御信号を制御装置１３に送信する。
【００４３】
図４に示すように、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄは、例えば３０ｍｓｅｃ毎に車高を検出して検出車高データをヘッドランプ制御部１５に送信し、ヘッドランプ制御部１５も例えば３０ｍｓｅｃ毎に車両傾斜角度を算出して配光演算部１６に送信する。
【００４４】
カメラ１９は、例えば６０ｍｓｅｃ毎に撮影を行って撮影画像データを配光演算部１６に送信する。
【００４５】
光偏向器１２は、例えば、ＭＥＭＳスキャナである。光偏光器の駆動方式には大別して圧電方式、静電方式、電磁方式があるが、いずれの方式であってもよい。本実施形態では、圧電方式の光偏光器を代表して説明する。
【００４６】
図５に示すように、光偏向器１２は、２軸型光偏向器であり、半導体プロセスやMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して作製され、一定の方向から入射する光を回転するマイクロミラーとしての光偏向ミラー２０で反射し、反射光（レーザ光）として出射する。
【００４７】
光偏向器１２は第１支持部２１を備え、この第１支持部２１は、光偏向ミラー２０、半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂ、及びトーションバー２４ａ，２４ｂ等からなる。励起光源１１からのレーザ光は光偏向ミラー２０で反射され、反射光（レーザ光）が蛍光体１４及び投影レンズ３を介して仮想鉛直スクリーンＳ上を走査する。
【００４８】
このとき、制御装置１３は、光偏向器１２及び励起光源１１に制御信号を送信する。当該制御信号により光偏向器１２の半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂが駆動され、半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂと結合したトーションバー２４ａ，２４ｂがねじれることで、光偏向ミラー２０を回動させる。また、当該制御信号により、励起光源１１において、レーザ光のオン・オフ及び輝度が制御される。
【００４９】
本実施形態では、２軸直交座標系において、円形の光偏向ミラー２０の中心を通る水平方向の回転軸をＸ軸、垂直方向の回転軸をＹ軸と定義する。また、図５においては、Ｘ軸を左右方向、Ｙ軸を上下方向、光偏向ミラー２０の厚み方向を前後方向としている。
【００５０】
光偏向器１２は矩形環状の第２支持部２２を備え、この第２支持部２２の中央に第１支持部２１が配設されている。また、第１支持部２１の中心を通るＹ軸に対して線対称に、蛇腹状の圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂが配設され、第１支持部２１の辺部下端及び第２支持部２２と結合している。なお、図３では、第１，第２支持部２１，２２、半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂ、トーションバー２４ａ，２４ｂ及び圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂをまとめてＭＥＭＳと称している。
【００５１】
圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂは、複数のカンチレバーを長手方向が隣り合う向きに並べて、上下方向端部で折り返して直列結合したミアンダ構造に形成されている。詳細は後述するが、上記制御信号により圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂを駆動させることで、第１支持部２１が水平方向、すなわち、図中の光偏向ミラー２０の中心を通るＸ軸線回りを往復回動する。
【００５２】
また、上述したように、半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂを駆動させることにより、光偏向ミラー２０がトーションバー２４ａ，２４ｂの軸と一致し、図中の光偏向ミラー２０の中心を通るＹ軸線回りを往復回動する。
【００５３】
この結果、光偏向器１２は、レーザ光を光偏向ミラー２０で反射する際、光を光偏向器１２の前方に出射して、さらにＸ軸方向とＹ軸方向の２方向に走査することができる。
【００５４】
第２支持部２２の下方には、電極パッド３２ａ〜３２ｅ（以下、電極パッド３２という）と、電極パッド３３ａ〜３３ｅ（以下、電極パッド３３という）とが配設されている。電極パッド３２，３３は、圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂ及び半環状圧電アクチュエータ２３ａ，２３ｂの各電極に駆動電圧を印加できるように電気的に接続されている。
【００５５】
なお、圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂの部分がなくても光偏向器として機能させることができる。この場合、第１支持部２１の部分が支持体の役割を果たし、光偏向ミラー２０がＹ軸線回りを往復回動する１軸型光偏向器を構成する。
【００５６】
次に、図６を参照して、圧電アクチュエータ３１ａを例に動作を説明する。上述したように、光偏向器１２は、圧電アクチュエータ３１ａ，３１ｂを動作させることにより、光偏向ミラー２０のＸ軸線回りの往復回動を可能としている。
【００５７】
図６Ａは、光偏向器１２を表側から見たとき、左側に配設される圧電アクチュエータ３１ａを切り出した図である。圧電アクチュエータ３１ａは、圧電カンチレバーを４つ並べた形状であり、第１支持部２１から離れた方より順に、圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（２）、３１ａ（３）、３１ａ（４）である。
【００５８】
例えば、圧電アクチュエータ３１ａにおいて、奇数番目の圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（３）に第１の電圧を印加する。また、偶数番目の圧電カンチレバー３１ａ（２）、３１ａ（４）に、第１の電圧とは逆位相の第２の電圧を印加する。
【００５９】
このように電圧を印加することで、図６Ｂに示すように、奇数番目の圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（３）を図６Ｂ中の上方向に屈曲変位させ、偶数番目の圧電カンチレバー３１ａ（２）、３１ａ（４）を図６Ｂ中の下方向に屈曲変位させることができる。
【００６０】
圧電アクチュエータ３１ｂは、圧電アクチュエータ３１ａと同様に４個の圧電カンチレバーから構成され、第１支持部２１に近い方より順に、１番目，２番目，３番目，４番目の圧電カンチレバーであり、奇数番目の２個の圧電カンチレバーを図５中の後側に屈曲変位させ、偶数番目の２個の圧電カンチレバーを図５中の前側に屈曲変位させることができる。
【００６１】
これにより、光偏向ミラー２０の図５中の上側（トーションバー２４ａ側）より光偏向ミラー２０の図５中の下側（トーションバー２４ｂ側）が図５中の前側になる（上側が図６中のＵ方向に動く）ように、光偏向ミラー２０を変位させることができる。
【００６２】
また、奇数番目の圧電カンチレバー３１ａ（１）、３１ａ（３）に第２の電圧を印加し、偶数番目の圧電カンチレバー３１ａ（２）、３１ａ（４）に、第１の電圧を印加することで、光偏向ミラー２０の図５中の下側（トーションバー２４ｂ側）より光偏向ミラー２０の図５中の上側（トーションバー２４ａ側）が図５中の前側になるように、光偏向ミラー２０を変位させることができる。これらの制御を連続して行うことで、光偏向ミラー２０をＸ軸線回りに回動（揺動）させることができる。この光偏向ミラー２０の回転制御時には、圧電アクチュエータ３１ｂも、圧電アクチュエータ３１ａと同様に屈曲変位される。
【００６３】
第１の電圧、第２の電圧の印加方法として、サインカーブや櫛歯上に変化する逆位相の電圧を、奇数番目の圧電カンチレバーと、偶数番目の圧電カンチレバーに印加する方法がある。また、カンチレバーを上下方向に交互に屈曲させる場合に限らず、上下のいずれかの屈曲と屈曲しない状態とを交互に繰り返してもよい。
【００６４】
車両用灯具２を駆動して、ハイビーム用配光パターンを形成する場合、先ず、制御装置１３は、励起光源１１及び光偏向器１２に向けて制御信号を送信する。
【００６５】
制御信号により、励起光源１１からレーザ光が出力され、且つ、光偏向器１２が駆動して各々の光偏向ミラー２０が、Ｘ軸周り及びＹ軸周りに回動する。
【００６６】
図２に示すように、励起光源１１から出力されたレーザ光は、光偏向器１２の光偏向ミラー２０の回転中心に入射して、回動する光偏向ミラー２０により水平方向及び垂直方向に走査される。
【００６７】
図７に示すように、励起光源１１から照射されたレーザ光は、光偏向器１２、蛍光体１４及び投影レンズ３を介して仮想鉛直スクリーンＳ上に走査範囲ＳＲで走査される（二次元像が投影される）。
【００６８】
次に、車両に搭載した車両用灯具２を駆動して、ハイビーム用配光パターンを形成する場合について説明を行う。
【００６９】
図８に示すように、車両に搭載されたカメラ１９は、車両走行時に車両の前方を撮影し、撮影画像データを配光演算部１６に送信する。本実施形態では、撮影画像ＰＩは、走査範囲ＳＲと略同サイズとなっている。
【００７０】
配光演算部１６は、カメラ１９からの撮影画像データに基づいて、周知の検出方法により対向車両の位置及びサイズを検出する。
【００７１】
車両に設けられた第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄは、車高を検出し、検出車高データをヘッドランプ制御部１５に送信する。ヘッドランプ制御部１５は、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄからの検出車高データに基づいて、車両傾斜角度を算出し、算出した車両傾斜角度データを、配光演算部１６に送信する。
【００７２】
配光演算部１６は、検出した対向車両の位置及びサイズと、ヘッドランプ制御部１５からの車両傾斜角度データとに基づいて、図９に示すように、対向車両のフロントガラスにハイビームが照射されないように、励起光源１１及び光偏向器１２の駆動を制御するマスク制御を行う。なお、図９では、車両は路面に対して傾斜しておらず、車両傾斜角度データは０°となる。また、先行車両や歩行者がいる場合には、配光演算部１６により、先行車両及び歩行者の位置及びサイズを検出する。この場合、先行車両のリアガラスと歩行者とにハイビームが照射されないようにマスク制御を行う。さらに、配光演算部１６は、撮影画像データのみに基づいてマスク制御を行うようにしてもよい。
【００７３】
マスク制御として、配光演算部１６は、図９に示すような走査範囲ＳＲの一部をマスクした照射範囲となる配光パターンを送信する。なお、図９〜図１１において、ハッチングされた部分が光照射範囲で、ハッチングされていない部分がマスク範囲である。
【００７４】
制御装置１３は、配光演算部１６からの配光制御信号に基づいて、励起光源１１及び光偏向器１２を駆動する。この際、制御装置１３は、マスク処理として、マスクする領域を走査する際に励起光源１１から光を照射しないように制御する。
【００７５】
車両が例えば小石等に乗り上げて左右に傾斜した場合（例えば、反時計方向に５°）、図１０に示すように、対向車両のフロントガラスにハイビームが照射されてしまうことがある。これを防止するために、本実施形態では、車両の傾斜に応じて、配光パターンを補正する配光パターン補正処理を行う。なお、本実施形態では、車両の傾斜は、図１０及び図１１において反時計方向がプラスの傾斜となる。
【００７６】
配光パターン補正処理では、車両に設けられた第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄは、３０ｍｓｅｃの間隔で車高を検出し、検出車高データをヘッドランプ制御部１５に送信する。ヘッドランプ制御部１５は、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄからの検出車高データに基づいて、車両傾斜角度を算し、算出した車両傾斜角度データを、配光演算部１６に送信する。
【００７７】
配光演算部１６は、車両傾斜角度データに基づいて、対向車両のフロントガラスにロービームが照射されないように、算出済みの車両傾斜角度（０°）と新たに算出された車両傾斜角度（＋５°）との差分（−５°：時計方向）だけ配光パターンを傾斜させるような配光制御信号を制御装置１３に送信する。
【００７８】
制御装置１３は、配光演算部１６からの配光制御信号に基づいて、配光パターンを−５°（時計方向）傾斜させるように、励起光源１１及び光偏向器１２を駆動する。これにより、図１１に示すように、差分（−５°）だけ配光パターンが傾斜し、対向車両のフロントガラスにはハイビームが照射されなくなる。なお、算出済みの車両傾斜角度が−５°で、新たに傾斜角度が＋５°で算出された場合には、差分となる−１０°配光パターンを傾斜させる。
【００７９】
配光演算部１６は、カメラ１９から撮影画像データを受信したタイミングでは、検出した対向車両の位置及びサイズと、ヘッドランプ制御部１５からの車両傾斜角度データとに基づいて、マスク制御を行う。すなわち、配光パターン決定処理は、カメラ１９から撮影画像データを受信したタイミング（６０ｍｓｅｃ）で行われ、角度補正は、カメラ１９から撮影画像データを受信したタイミング間で、ヘッドランプ制御部１５から車両傾斜角度データが入力されるタイミングで行われる。
【００８０】
次に、車両に搭載した車両用灯具２を駆動して、ロービーム用配光パターンを形成する場合について説明を行う。
【００８１】
配光演算部１６は、カメラ１９からの撮影画像データに基づいて、周知の検出方法により歩行者の位置及びサイズを検出する。
【００８２】
上記ハイビーム用配光パターン形成時と同様に、ヘッドランプ制御部１５は、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄからの検出車高データに基づいて、車両傾斜角度を算出し、算出した車両傾斜角度データを、配光演算部１６に送信する。さらに、配光パターンをメモリ１７から読み込み、さらに算出した傾斜角度で補正処理した配光パターンに応じた配光制御信号を制御装置１３に送信する。なお、メモリ１７に記憶された配光パターンは、遠方や対向車のフロントガラスに光が照射されないようにカットオフされている（図１２参照）。
【００８３】
配光演算部１６は、検出した歩行者の位置及びサイズと、ヘッドランプ制御部１５からの車両傾斜角度データとに基づいて、図１２に示すように、歩行者にロービームが照射されないようにマスク制御を行う。なお、図１２では、車両は傾斜しておらず、車両傾斜角度データは０°となる。また、図１２〜図１４において、ハッチングされた部分が光照射範囲で、ハッチングされていない部分が非照射範囲である。
【００８４】
車両が傾斜した場合（例えば、時計方向に５°）、図１３に示すように、歩行者にロービームが照射されてしまうことがある。これを防止するために、本実施形態では、車両の傾斜に応じて、配光パターンを補正する配光パターン補正処理を行う。なお、本実施形態では、車両の傾斜は、図１３及び図１４において時計方向がマイナスの傾斜となる。
【００８５】
配光パターン補正処理では、上記ハイビーム用配光パターン形成時と同様に、ヘッドランプ制御部１５は、３０ｍｓｅｃの間隔で、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄからの検出車高データに基づいて車両傾斜角度を算出し、算出した車両傾斜角度データを、配光演算部１６に送信する。
【００８６】
配光演算部１６は、車両傾斜角度データに基づいて、歩行者にロービームが照射されないように、算出済みの車両傾斜角度（０°）と新たに算出された車両傾斜角度（−５°）との差分（＋５°：反時計方向）だけ配光パターンを傾斜させるような配光制御信号を制御装置１３に送信する。
【００８７】
制御装置１３は、配光演算部１６からの配光制御信号に基づいて、励起光源１１及び光偏向器１２を駆動する。これにより、図１４に示すように、差分（＋５°）だけ配光パターンが傾斜し、歩行者にはロービームが照射されなくなる。
【００８８】
本実施形態では、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄにより３０ｍｓｅｃ毎に検出される車高データに基づいて、配光パターンを補正するので、６０ｍｓｅｃの間隔でカメラにより撮影された撮影画像データに基づいて、配光パターンを補正するものに比べて、補正するまでのタイムラグが短くなる。
【００８９】
本実施形態では、カメラは６０ｍｓｅｃの間隔で撮影を行い、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄは３０ｍｓｅｃの間隔で車高を検出しているので、第１〜第４車高センサ１８ａ〜１８ｄでの車高検出タイミングは、カメラでの撮影タイミングと所定周期で一致しているが、各間隔は適宜変更可能である。例えば、撮影間隔を７０ｍｓｅｃ、車高検出間隔を３０ｍｓｅｃとしてもよい。この場合には、撮影タイミングと車高検出タイミングとがズレるため、定期的に撮影タイミングをズラす等によりタイミングを所定周期で一致させる処理を行うことが好ましい。
【００９０】
なお、上記実施形態では、カメラでの撮影画像に基づいて配光パターンを設定しているが、配光パターンを設定するための情報は撮影画像に限らず、例えば、車両や歩行者等の対象物までの距離を測定する測距センサでの測定結果に基づいて、配光パターンを設定するようにしてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、車高センサにより検出された車高データに基づいて、車両傾斜角度を算出しているが、車高センサに限らず、加速度センサやジャイロセンサを車両に搭載し、これら各センサで検出されたデータに基づいて、車両傾斜角度を算出するようにしてもよい。
【００９２】
上記実施形態では、励起光源を用いているが、光源の色そのものを照射するような光源を用いてもよい。この場合、蛍光体（投影体）は不要となり、光源からの光がそのまま照射される。また、蛍光体に代えて、透光性の拡散板を用いてもよい。さらに、光源は、１つのまとまった光線を照射すればよく、例えば、ファイバで光を導くようにしてもよい。ファイバに導く光は、ＲＧＢで混色された白色光でもよい。
【００９３】
上記実施形態では、矩形状の蛍光体を用いているが、これに限らず、例えば楕円形でもよい。
【００９４】
上記実施形態では、光源からの光を光偏向器で走査することで配向パターンを形成するものとしたがこれに限らない。例えば行列状に配置された発光素子の光源を利用しても構わない。配向パターンの形成、マスク処理は発光素子の位置によりON/OFF切り替えることで実現可能である(例えば、特開２０１５−０１５１０４号公報開示の光源)。この場合も制御装置が上記実施例同様の処理による演算結果に基づいて行列状に配置された発光素子を制御する。所定位置にマスク処理可能な光源であれば良い。
【００９５】
上記実施形態では、直前に算出された車両傾斜角度との差分により配向パターン補正処理を行うようにしたがこれに限らない。算出済みの車両傾斜角度との差分により補正処理すればそのタイミングはいずれでも良い。カメラ撮影と傾斜角度検出が同時に行われた時点を基準として、基準時の配向パターンとの差分をとるようにするのが好ましい。
【符号の説明】
【００９６】
２…車両用灯具、３…投影レンズ、４…レンズホルダ、５…本体筒、６…底蓋、１１…励起光源、１１ａ…半導体発光素子、１１ｂ…集光レンズ、１２…光偏向器、１３…制御装置、１４…蛍光体、１５…ヘッドランプ制御部、１６…配光演算部、１７…メモリ、１８ａ〜１８ｄ…第１〜第４車高センサ、１９…カメラ、２０…光偏向ミラー、２１，２２…第１，第２支持部、２３ａ，２３ｂ…半環状圧電アクチュエータ、２４ａ、２４ｂ…トーションバー、３１ａ，３１ｂ…圧電アクチュエータ、３２ａ〜３２ｅ…電極パッド、３３ａ〜３３ｅ…電極パッド
【図１】
0006684609.tif 000002
【図２】
0006684609.tif 000003
【図３】
0006684609.tif 000004
【図４】
0006684609.tif 000005
【図５】
0006684609.tif 000006
【図６】
0006684609.tif 000007
【図７】
0006684609.tif 000008
【図８】
0006684609.tif 000009
【図９】
0006684609.tif 000010
【図１０】
0006684609.tif 000011
【図１１】
0006684609.tif 000012
【図１２】
0006684609.tif 000013
【図１３】
0006684609.tif 000014
【図１４】
0006684609.tif 000015