特許 7252017 光走査装置、制御装置及び車両用前照灯

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-27

(45)【発行日】2023-04-04

(54)【発明の名称】光走査装置、制御装置及び車両用前照灯

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/02 20060101AFI20230328BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20230328BHJP

   B60Q 1/14 20060101ALI20230328BHJP

【ＦＩ】

G09G3/02 A

G02B26/10 C

B60Q1/14 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019048248

(22)【出願日】2019-03-15

(65)【公開番号】P2020148995

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-02-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】弁理士法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】近岡 篤彦

【審査官】武田 悟

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２０６０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７９７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２５３６０９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｇ ３／０２

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

Ｂ６０Ｑ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、該光源からの光を偏向して走査光を生成し、該走査光の光スポットで照射範囲を照射する光偏向器と、前記光源及び前記光偏向器を制御する制御装置とを備える光走査装置であって、
前記制御装置は、
前記照射範囲に生成する映像に対応する映像情報と、前記照射範囲内のマスク領域に係るマスク情報とが入力される情報入力部と、
前記映像情報の映像に対応する画面を構成する複数の画素の各々の輝度を前記映像情報に基づいて設定した中間画像データを生成する中間画像データ生成部と、
前記照射範囲に分布する複数の位置の各々について該位置と中心が該位置にある光スポットの寸法とを対応付けた光スポット情報を保持する光スポット情報保持部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域内に位置する第１光スポットに対応付けられる画素を第１画素として決定する第１画素決定部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域外に位置し、一部が前記マスク領域内に位置する第２光スポットに対応付けられる画素を第２画素として決定する第２画素決定部と、
前記中間画像データにおいて前記第１画素の輝度を所定輝度以下に変更し、前記第２画素の輝度を、前記中間画像データにおける前記第２画素の輝度と前記所定輝度との中間値に低下させた補正画像データを生成する補正画像データ生成部と、
前記補正画像データに基づいて前記光源及び前記光偏向器を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光走査装置。

【請求項2】

光源と、該光源からの光を偏向して走査光を生成し、該走査光の光スポットで照射範囲を照射する光偏向器と、前記光源及び前記光偏向器を制御する制御装置とを備える光走査装置であって、
前記制御装置は、
前記照射範囲に生成する映像に対応する映像情報と、前記照射範囲内のマスク領域に係るマスク情報とが入力される情報入力部と、
前記映像情報の映像に対応する画面を構成する複数の画素の各々の輝度を前記映像情報に基づいて設定した中間画像データを生成する中間画像データ生成部と、
前記照射範囲に分布する複数の位置の各々について該位置と中心が該位置にある光スポットの寸法とを対応付けた光スポット情報を保持する光スポット情報保持部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域内に位置する第１光スポットに対応付けられる画素を第１画素として決定する第１画素決定部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域外に位置し、一部が前記マスク領域内に位置する第２光スポットに対応付けられる画素を第２画素として決定する第２画素決定部と、
前記中間画像データにおいて前記第１画素の輝度を所定輝度以下に変更し、前記第２画素の輝度を前記所定輝度にした補正画像データを生成する補正画像データ生成部と、
前記補正画像データに基づいて前記光源及び前記光偏向器を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光走査装置。

【請求項3】

請求項２に記載の光走査装置において、
前記所定輝度は、０である輝度であることを特徴とする光走査装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の光走査装置において、
前記第２画素決定部は、光スポットの寸法についての情報が前記光スポット情報内に含まれていない位置の光スポットの寸法については、前記光スポット情報に含まれている位置の光スポットの寸法から内挿法により算出し、該算出した寸法に基づいて前記第２画素を決定することを特徴とする光走査装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の光走査装置において、
前記複数の画素のうち、全部が前記マスク領域外に存在し、一部が前記第２光スポットと重なる第３光スポットに対応付けられる画素を第３画素として決定する第３画素決定部を備え、
前記補正画像データ生成部は、前記第３画素の輝度を前記中間画像データの輝度より増大させて、前記補正画像データを生成することを特徴とする光走査装置。

【請求項6】

光源と、該光源からの光を偏向して走査光を生成し、該走査光の光スポットで照射範囲を照射する光偏向器とを制御する制御信号を生成する制御装置であって、
前記照射範囲に生成する映像に対応する映像情報と、前記照射範囲内のマスク領域に係るマスク情報とが入力される情報入力部と、
前記映像情報の映像に対応する画面を構成する複数の画素の各々の輝度を前記映像情報に基づいて設定した中間画像データを生成する中間画像データ生成部と、
前記照射範囲に分布する複数の位置の各々について該位置と中心が該位置にある光スポットの寸法とを対応付けた光スポット情報を保持する光スポット情報保持部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域内に位置する第１光スポットに対応付けられる画素を第１画素として決定する第１画素決定部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域外に位置し、一部が前記マスク領域内に位置する第２光スポットに対応付けられる画素を第２画素として決定する第２画素決定部と、
前記中間画像データにおいて前記第１画素の輝度を所定輝度以下に変更し、前記第２画素の輝度を、前記中間画像データにおける前記第２画素の輝度と前記所定輝度との中間値に低下させた補正画像データを生成する補正画像データ生成部と、
前記補正画像データに基づいて生成した信号を前記制御信号とする制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。

【請求項7】

光源と、該光源からの光を偏向して走査光を生成し、該走査光の光スポットで照射範囲を照射する光偏向器とを制御する制御信号を生成する制御装置であって、
前記照射範囲に生成する映像に対応する映像情報と、前記照射範囲内のマスク領域に係るマスク情報とが入力される情報入力部と、
前記映像情報の映像に対応する画面を構成する複数の画素の各々の輝度を前記映像情報に基づいて設定した中間画像データを生成する中間画像データ生成部と、
前記照射範囲に分布する複数の位置の各々について該位置と中心が該位置にある光スポットの寸法とを対応付けた光スポット情報を保持する光スポット情報保持部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域内に位置する第１光スポットに対応付けられる画素を第１画素として決定する第１画素決定部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域外に位置し、一部が前記マスク領域内に位置する第２光スポットに対応付けられる画素を第２画素として決定する第２画素決定部と、
前記中間画像データにおいて前記第１画素の輝度を所定輝度以下に変更し、前記中間画像データにおいて前記第１画素の輝度を所定輝度以下に変更し、前記第２画素の輝度を前記所定輝度にした補正画像データを生成する補正画像データ生成部と、
前記補正画像データに基づいて生成した信号を前記制御信号とする制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。

【請求項8】

請求項１～５のいずれか１項に記載の光走査装置を備えることを特徴とする車両用前照灯。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光偏向器の走査光を使用する光走査装置、制御装置及び車両用前照灯に関する。

【背景技術】

【0002】

ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）を装備する車両用前照灯が知られている。このような車両用前照灯では、車両前方の対向車や歩行者の領域をマスク領域（遮光領域）に設定して、照射光による対向車の運転手等の眩惑を防止する。

【0003】

一方、特許文献１は、光偏向器の走査光で照射範囲を照射する光走査装置を開示する。該光走査装置は、投影画像における画像の歪みを防止するために、所定の補正用変換式を設定し、該補正用変換式により画像データを画素ごとに補正し、補正後の画像データに基づいて光源を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－８７１３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

光偏向器から出射される走査光の光スポットは、照射範囲の照射先の位置に応じて寸法が増減する。一般的に、光スポットは、照射範囲の中心では、小さくなり、中心から離れる程、細長くなる。

【0006】

このため、照射範囲の端側に設定されたマスク領域に対して、該マスク領域に中心が位置しない光スポットが、細長の端部においてマスク領域を照射してしまい、本来は暗くするマスク領域が明るくなってしまうということが起きている。

【0007】

特許文献１の光走査装置は、単に、画像データを投影面の形状等に応じて変換しているだけであり、光スポットの寸法増大によるマスク領域の遮光性低減に対処するものではない。

【0008】

本発明の目的は、走査光の光スポットの寸法変化に対処して、マスク領域の遮光性を改善することができる光走査装置、制御装置及び車両用前照灯を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の光走査装置は、
光源と、該光源からの光を偏向して走査光を生成し、該走査光の光スポットで照射範囲を照射する光偏向器と、前記光源及び前記光偏向器を制御する制御装置とを備える光走査装置であって、
前記制御装置は、
前記照射範囲に生成する映像に対応する映像情報と、前記照射範囲内のマスク領域に係るマスク情報とが入力される情報入力部と、
前記映像情報の映像に対応する画面を構成する複数の画素の各々の輝度を前記映像情報に基づいて設定した中間画像データを生成する中間画像データ生成部と、
前記照射範囲に分布する複数の位置の各々について該位置と中心が該位置にある光スポットの寸法とを対応付けた光スポット情報を保持する光スポット情報保持部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域内に位置する第１光スポットに対応付けられる画素を第１画素として決定する第１画素決定部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域外に位置し、一部が前記マスク領域内に位置する第２光スポットに対応付けられる画素を第２画素として決定する第２画素決定部と、
前記中間画像データにおいて前記第１画素の輝度を所定輝度以下に変更し、前記第２画素の輝度を前記所定輝度との中間値に低下させた補正画像データを生成する補正画像データ生成部と、
前記補正画像データに基づいて前記光源及び前記光偏向器を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明の光走査装置によれば、第２画素の輝度を所定輝度との中間値に低下させた補正画像データを生成して、補正画像データに基づいて光源及び光偏向器を制御する。これにより、第２光スポットによるマスク領域の照射が抑制されるので、マスク領域の遮光性を改善することができる。

【0011】

好ましくは、本発明の光走査装置において、前記補正画像データ生成部は、前記中間画像データにおいて前記第２画素の輝度を前記所定輝度以下にした補正画像データを生成する。

【0012】

この構成によれば、第２光スポットの輝度が第１光スポットの輝度と同じ所定輝度まで低下するので、マスク領域の遮光性をさらに改善することができる。

【0013】

好ましくは、本発明の光走査装置において、前記所定輝度は、０である輝度である。

【0014】

この構成よれば、０が所定輝度とされる。輝度０に対応する光スポットは、光源を消灯すれば生成できる。したがって、光源の制御を簡単化することができる。

【0015】

好ましくは、本発明の光走査装置において、前記第２画素決定部は、光スポットの寸法についての情報が前記光スポット情報内に含まれていない位置の光スポットの寸法については、前記光スポット情報に含まれている位置の光スポットの寸法から内挿法により算出し、該算出した寸法に基づいて前記第２画素を決定する。

【0016】

この構成によれば、光スポット情報内に、光スポットの寸法についての情報が含まれていない位置の光スポットについても、適切な寸法を算出して、第２画素を決定することができる。

【0017】

好ましくは、本発明の光走査装置は、
前記複数の画素のうち、全部が前記マスク領域外に存在し、一部が前記第２光スポットと重なる第３光スポットに対応付けられる画素を第３画素として決定する第３画素決定部を備え、
前記補正画像データ生成部は、前記第３画素の輝度を前記中間画像データの輝度より増大させて、前記補正画像データを生成する。

【0018】

第２光スポットの輝度の低下により、マスク領域の遮光性は改善できるものの、第２光スポットの中心が位置する照射領域の明るさが低下する。この構成によれば、全部がマスク領域外に存在し、一部が第２光スポットと重なる第３光スポットに対応付けられる第３画素の輝度が増大された補正画像データが生成される。これにより、マスク領域に隣接して、第２光スポットの輝度の低下による暗くなってしまった隣接領域の明るさを補償することができる。

【0019】

本発明の制御装置は、
光源と、該光源からの光を偏向して走査光を生成し、該走査光の光スポットで照射範囲を照射する光偏向器とを制御する制御信号を生成する制御装置であって、
前記照射範囲に生成する映像に対応する映像情報と、前記照射範囲内のマスク領域に係るマスク情報とが入力される情報入力部と、
前記映像情報の映像に対応する画面を構成する複数の画素の各々の輝度を前記映像情報に基づいて設定した中間画像データを生成する中間画像データ生成部と、
前記照射範囲に分布する複数の位置の各々について該位置と中心が該位置にある光スポットの寸法とを対応付けた光スポット情報を保持する光スポット情報保持部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域内に位置する第１光スポットに対応付けられる画素を第１画素として決定する第１画素決定部と、
前記複数の画素のうち、中心が前記マスク領域外に位置し、一部が前記マスク領域内に位置する第２光スポットに対応付けられる画素を第２画素として決定する第２画素決定部と、
前記中間画像データにおいて前記第１画素の輝度を所定輝度以下に変更し、前記第２画素の輝度を前記所定輝度との中間値に低下させた補正画像データを生成する補正画像データ生成部と、
前記補正画像データに基づいて生成した信号を前記制御信号とする制御部と、
を備えることを特徴とする。

【0020】

本発明の制御装置によれば、第２画素の輝度を所定輝度との中間値に低下させた補正画像データを生成して、補正画像データに基づいて光源及び光偏向器を制御する。これにより、第２光スポットによるマスク領域の照射が抑制されるので、マスク領域の遮光性を改善することができる。

【0021】

本発明の車両用前照灯は、前記光走査装置を備えることを特徴とする。

【0022】

本発明の車両用前照灯によれば、第２画素の輝度を所定輝度との中間値に低下させた補正画像データを生成して、補正画像データに基づいて光源及び光偏向器を制御する。これにより、第２光スポットによるマスク領域の照射が抑制されるので、マスク領域の遮光性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】前照灯の模式図。

【図2】光偏向器の斜視図。

【図3】制御装置の詳細図。

【図4】照射範囲の正面図。

【図5】光スポットについて照射範囲における位置と寸法との関係を示す図。

【図6】光偏向器のミラー部の横方向回動角とマスク領域の左端（破線）及び右端（実線）の位置との関係を示すグラフ。

【図7】光スポットの寸法補正を実施しないときと実施するときとのマスク領域の輝度分布の対比図。

【図8】光スポットの寸法補正を実施しないときと実施するときとで光スポットの点灯及び消灯の切替態様を対比した図。

【図9】照射範囲上の各領域の位置関係を示す図。

【図10】制御装置が実施するマスク位置補正付き制御のフローチャート。

【図11】複数の光走査装置を備える前照灯の模式図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

［車両用前照灯］
図１は、前照灯１の模式図である。前照灯１は、車両用前照灯として車両の前部の左右に装備される。説明の便宜上、図２には、前照灯１からの出射光に対峙する位置に仮想スクリーン２が配置されている。仮想スクリーン２は、前照灯１から所定距離、離れた場所に、鉛直に起立したものを想定している。

【0025】

前照灯１の実際の照射範囲は、仮想スクリーン２上ではなく、前照灯１から見て仮想スクリーン２より遠方に投影される。しかしながら、仮想スクリーン２との照射範囲と実際の照射範囲とに別々の座標系を設定しても、前者の座標と後者の座標とは、写像の関係を有するので、一方の座標を特定すれば、他方の座標が一義に導出される。なお、座標は、特定の座標系で定義される位置であるとして、位置の下位概念として使用している。

【0026】

前照灯１は、制御装置４、レーザ光源５、コリメータレンズ６、光偏向器７、補正ミラー８、蛍光体プレート９及び投影レンズ１０を備えている。制御装置４は、レーザ光源５の光度及び光偏向器７のミラー部３１（図２）の作動を制御する。なお、制御装置４によるレーザ光源５の光度の制御には、後述の画素ごとのレーザ光源５の点灯及び消灯の切替も含まれる。

【0027】

レーザ光源５からの出射光は、コリメータレンズ６によりコリメート光Ｌａとなり、光偏向器７に入射する。光偏向器７は、コリメータレンズ６から入射されるコリメート光Ｌａをミラー部３１（図２）により反射する。ミラー部３１は、２軸の周りに往復回動し、コリメート光Ｌａを反射、偏向した走査光Ｌｂを出射する。

【0028】

補正ミラー８は、光偏向器７からの走査光Ｌｂを補正し、補正された走査光Ｌｃとして蛍光体プレート９に向けて反射する。補正ミラー８による走査光Ｌｂの補正は、ミラー部３１の軸周りの回動速度が回動範囲の中心と両端とで相違することに対処するためである。

【0029】

すなわち、制御装置１１は、入力された映像情報に基づいてレーザ光源５の輝度を制御する（輝度の制御には、レーザ光源５の点灯及び消灯の切替も含む。）。しかしながら、光偏向器７のトーションバー３２の軸回りの往復回動の速度は、トーションバー３２が真正面を向いた時は速く、両端側に向いた時は遅い。通常の前照灯１では、照射範囲の中心に最適径の光スポットが生成されるように、回転速度を制御するので、照射範囲の両端範囲に生成される光スポットは、中心に生成される光スポットに比して、走査方向の寸法が長くなってしまう。このことは、照射範囲に生成される画像の歪みの原因になる。補正ミラー８は、このような画像の歪みを矯正する役割がある。

【0030】

蛍光体プレート９は、走査光Ｌｃを蛍光粒子により波長変換することにより白色の走査光Ｌｄを生成する。蛍光体プレート９の補正ミラー８側の面には、映像としての配光パターンが生成される。該配光パターンの映像は、走査光Ｌｄの走査の画像となって、投影レンズ１０に入射し、さらに、投影レンズ１０から投影光としての走査光Ｌｅになって、仮想スクリーン２に投影される。

【0031】

［光偏向器］
図２は、光偏向器７の斜視図である。光偏向器７は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の２軸式の光偏向器である。光偏向器７の詳細は、例えば、本出願人に係る特開２０１２－２０１３８６号公報、特開２０１３－８４８０号公報及び特開２０１３－８４５３０号公報等を参照されたい。

【0032】

光偏向器７は、ミラー部３１、トーションバー３２、内側圧電アクチュエータ３３、可動枠３４、外側圧電アクチュエータ３５及び固定枠３６を備える。ミラー部３１は、中心において直交する軸Ａｘ，Ａｙの２軸の各軸の回りに往復回動する。

【0033】

トーションバー３２は、軸Ａｙに沿って延在し、ミラー部３１と可動枠３４とを相互の連結している。内側圧電アクチュエータ３３は、トーションバー３２と可動枠３４との間に介在し、トーションバー３２を軸Ａｙの回りに往復回動させる。

【0034】

外側圧電アクチュエータ３５は、可動枠３４と固定枠３６との間に介在し、可動枠３４を矩形の固定枠３６の長辺に平行な軸線の回りに往復回動する。これにより、ミラー部３１は、軸Ａｘの回りに往復回動する。

【0035】

軸Ａｙの回りのミラー部３１の往復回動は、共振である。軸Ａｘの回りのトーションバー３２の往復回動は、非共振である。非共振周波数は、共振周波数より低い。

【0036】

［制御装置］
図３は、制御装置１１の詳細図である。制御装置１１は、通信部４１、配光制御部４２、データ記憶部４３、マスク位置補正部４４、画像処理部４５及び走査光源制御部４６を備える。通信部４１は、不図示の指示部から配光指示の情報を受信する。配光指示の情報には、照射範囲について、その方向、幅、光分布パターン及び遮光（マスク領域）の指示が含まれている。通信部４１が受信した情報は、配光制御部４２に出力される。

【0037】

配光指示の情報のうち、光分布パターンは、配光パターンと同義で使用している。映像は、複数の画面（フレーム）の時系列から構成される。各画面の光分布パターンは、画面の各位置の輝度をした輝度の分布パターンとなる。画面の各位置は、画面を構成する複数の画素の各々の位置でもある。

【0038】

配光制御部４２は、通信部４１からの入力とデータ記憶部４３からの画素データとに基づいて遮光指示、中間画像データ及び照射指示の情報を生成する。配光制御部４２は、生成した遮光指示、中間画像データ及び照射指示の情報をそれぞれマスク位置補正部４４、画像処理部４５及び走査光源制御部４６に出力する。

【0039】

画素データは、配光制御部４２が、画面を生成する画素ごとの輝度を光分布パターンに基づいて決定する際に用いるものであり、光分布パターンの指定輝度と対応画素との関係を規定するデータである。配光制御部４２が出力する中間画像データは、画素ごとに、その輝度を光分布パターンに基づいて割り当てたデータである。中間画像データを、後述のマスク領域５１、干渉領域６１及び補償領域６２等で補正したものが、補正画像データとなる。

【0040】

マスク位置補正部４４は、配光制御部４２から受ける遮光指示に基づいて後述の第１画素、第２画素及び第３画素の輝度を補正したマスク指示の情報を生成する。マスク位置補正部４４が配光制御部４２から受ける遮光指示には、配光制御部４２が通信部４１から受信した遮光の情報及び配光制御部４２がデータ記憶部４３から受信したマスク情報が含められている。

【0041】

マスク位置補正部４４は、生成したマスク指示の情報を画像処理部４５に出力する。該マスク指示には、後述の第１画素、第２画素及び第３画素の情報が含められている。

【0042】

画像処理部４５は、配光制御部４２及びマスク位置補正部４４からの入力に基づいて補正画像データを生成し、該補正画像データを走査光源制御部４６に出力する。走査光源制御部４６は、配光制御部４２からの照射指示に同期して、画像処理部４５からの補正画像データに基づいてレーザ制御信号及びＭＥＭＳ制御信号を生成する。レーザ制御信号及びＭＥＭＳ制御信号は、それぞれレーザ光源５及び光偏向器７に出力される。

【0043】

レーザ制御信号とＭＥＭＳ制御信号とは、同期されている。レーザ光源５は、補正画像データに基づいて点灯及び消灯を切り替えられる。レーザ光源５の点灯及び消灯は、それぞれ走査光Ｌｅの照射先における光スポットの生成及び消失に対応する。照射先における光スポットの中心の座標は、固定されるが、光スポットの寸法は、該座標に応じて変化する。

【0044】

図４は、照射範囲５０の正面図である。照射範囲５０は、仮想スクリーン２上に表示されたものである。照射範囲５０上の位置は、ｘ軸（水平方向の）及びｙ軸（鉛直方向の軸）の座標で決めることができる。原点ｏは、この例では、照射範囲５０の中心（仮想スクリーン２の中心でもある。）に設定されている。

【0045】

照射範囲５０は、通常、横長の楕円となる。Ｈ及びＷは、それぞれ照射範囲５０の短軸及び長軸の長さになる。前照灯１は、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）の機能を有するので、マスク領域５１が照射範囲５０に生成される。マスク領域（遮光領域）５１は、人又は対向車の位置する領域に設定される。

【0046】

図５は、光スポット５４について照射範囲５０における位置と寸法との関係を示している。図５では、説明の便宜上、照射範囲５０は、図４の照射範囲５０から原点ｏを中心とする横長の矩形範囲を抽出している。Ｌ，Ｃ，Ｒは、それぞれｘ軸方向に照射範囲５０の左端、中心及び右端を示している。

【0047】

光スポット５４は、照射範囲５０においてｘ軸及びｙ軸の各方向に走査する。ｘ軸の方向の走査は、光偏向器７において、ミラー部３１が軸Ａｙの回りに共振周波数で往復回動することにより光スポット５４が走査する方向となる。ｙ軸の方向の走査は、光偏向器７において、ミラー部３１が軸Ａｘの回りに非共振周波数で往復回動することにより光スポット５４が走査する方向となる。

【0048】

光スポット５４の横幅（ｘ軸の方向の寸法）は、ｘ軸方向に中央のＣにおいて小さく、両端のＬ，Ｒにおいて長くなる。すなわち、Ｃの光スポット５４は、円形となるが、Ｌ及びＲの光スポット５４は、横に細長い形状になる。なお、光スポット５４の縦幅も、ｙ座標に応じて変化するが、ｘ軸の方向の変化に比して小さい。

【0049】

図６は、光偏向器７のミラー部３１の横方向回動角と光スポット５４の左端（破線）及び右端（実線）の位置との関係を示すグラフである。横軸方向の回動角とは、軸Ａｙの回りのミラー部３１の回動角であり、ミラー部３１の中心に設定した法線が真正面を向いたときの回動角を０°としている。そして、０°に対し、ミラー部３１が右向きとなる回動角を正、左向きとなる回動角を負としている。

【0050】

ミラー部３１の各横方向回動角での回動角換算の光スポット５４の横幅は、ミラー部３１の各横方向回動角での実線と波線との差分に相当する。図６から、光スポット５４の横幅は、回動角＝０°において最小となり、回動角の絶対値の増大の連れて増大することが分かる。

【0051】

図７は、マスク位置補正部４４によるマスク位置補正を実施しないときと（上段（ａ））、実施するときと（下段（ｂ））のマスク領域５１の輝度分布を対比している。図８は、マスク位置補正を実施しないときと（左側（ａ））、実施するときと（右側（ｂ））で光スポット５４の点灯及び消灯の状態がどのように変化するかを対比している。

【0052】

なお、マスク位置補正部４４によるマスク位置補正とは、照射範囲５０において光スポット５４の位置ごとに異なる光スポット５４の寸法に基づいて、後述の干渉領域６１を設定し、マスク領域５１だけでなく干渉領域６１に中心を置く光スポット５４の輝度を減少または０にする補正処理である。図７（ａ）と図８（ａ）は、マスク位置補正を実施しないときに対応し、図７（ｂ）と図８（ｂ）は、マスク位置補正を実施するときに対応する。

【0053】

図８から説明する。図８において、光スポット５４は、時間経過に連れて、照射範囲５０上をｘ軸の負から正の方向に移動する。境界線５９の左側はマスク領域５１外であり、境界線５９の右側はマスク領域５１内となっている。また、白抜きの光スポット５４は、点灯していることを示し、ハッチング付きの光スポット５４は、消灯していることを示す。また、各光スポット５４において、「ｘ」は、光スポット５４の中心を指している。

【0054】

ここで、第１画素、第２画素及び第３画素を次のように定義する。なお、図８において、光スポット５４１は第３光スポットであり、光スポット５４２は第２光スポットであり、光スポット５４３は第１光スポットである。

【0055】

第１画素：中心ｘがマスク領域５１内にある光スポット５４（第１光スポット）に対応する画素
第２画素：中心ｘはマスク領域５１外にあるが、一部がマスク領域５１内にある光スポット５４（第２光スポット）に対応する画素
第３画素：全部がマスク領域５１外にあるが、一部が第２光スポットと重なる光スポット５４（第３光スポット）に対応する画素

【0056】

図７において、マスク領域５１は、一辺がΔｘの正方形に設定されている。しかしながら、光スポット５４がｘ軸方向にＬ，Ｒに近づいたときは、光スポット５４の横幅が広がる。したがって、光スポット５４がマスク領域５１Ｌ，５１Ｒの近辺を走査するときは、光スポット５４の中心は、マスク領域５１Ｌ，５１Ｒの外にあるにもかかわらず、光スポット５４の端部がマスク領域５１Ｌ，５１Ｒを照射してしまう。

【0057】

図７（ａ）及び図８（ａ）のマスク位置補正無しの制御では、光スポット５４３（第１光スポット）のみ消灯される。この結果、マスク領域５１のＬ，Ｒに設定されたマスク領域５１Ｌ，５１Ｒでは、横幅の増大した第２光スポットとしての光スポット５４２が端部において、マスク領域５１Ｌ，５１Ｒを照射する。この結果、マスク領域５１Ｌ，５１Ｒは、ｘ軸方向の両端部が明るくなってしまう。

【0058】

図７（ａ）において、ΔｘＬ，ΔｘＣ，ΔｘＲは、マスク領域５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒにおいて、真っ暗（輝度＝０）となる長さである。ΔｘＬ，ΔｘＣ，ΔｘＲは、共にΔｘより狭くなっている。しかしながら、ΔｘＬ，ΔｘＲは、ΔｘＣに比して減少量が大きい。ΔｘＬ，ΔｘＣ，ΔｘＲ＜Δｘは、マスク領域５１Ｌ，５１Ｒの遮光性が低下したことを意味する。

【0059】

これに対し、図７（ｂ）及び図８（ｂ）のマスク位置補正付きの制御では、光スポット５４３（第１光スポット）だけでなく、光スポット５４２（第２光スポット）も消灯される。この結果、照射範囲５０のＬ，Ｒに設定されたマスク領域５１Ｌ，５１Ｒでは、横幅の増大した光スポット５４２（第２光スポット）の端部が、マスク領域５１Ｌ，５１Ｒを照射しないことになる。この結果、マスク領域５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒの遮光性は増大する。

【0060】

マスク位置補正付き制御は、ｘ軸方向のＣのマスク領域５１Ｃにも適用される。したがって、マスク領域５１Ｌ，５１Ｃ，５１ＲのΔｘＬ，ΔｘＣ，ΔｘＲは、マスク位置補正付き制御により、本来のΔｘとなる。

【0061】

図９は、照射範囲５０上のマスク領域５１、干渉領域６１及び補償領域６２の説明図である。マスク領域５１は、通信部４１（図３）が不図示の指示部から受信する配光指示に含まれる遮光の情報（マスク情報）に決定される。マスク領域５１は、また、第１画素に対応する第１光スポット（例：光スポット５４３）の中心が位置する領域である。

【0062】

干渉領域６１は、ｘ軸方向にマスク領域５１の外側に隣接する領域として設定される。干渉領域６１は、第２画素に対応する第２光スポット（例：光スポット５４２）の中心が位置する領域として定義される。

【0063】

補償領域６２は、ｘ軸方向に干渉領域６１のさらに外側に隣接する領域として設定される。補償領域６２は、第３画素に対応する第３光スポット（例：光スポット５４１）の中心が位置する領域としても定義される。

【0064】

マスク領域５１Ｃは、ｘ軸方向に照射範囲５０の中央範囲のＣの設定されるのに対し、マスク領域５１Ｌは、ｘ軸方向に照射範囲５０の端範囲のＬに寄って設定されている。したがって、消灯せずに光スポット５４を走査する場合には、マスク領域５１Ｌを走査する光スポット５４Ｌ（図５）は、マスク領域５１Ｃを走査するマスク領域５１Ｃ（図５）より横幅が増大する。したがって、マスク領域５１Ｌに対する干渉領域６１の横幅は、マスク領域５１Ｃに対する干渉領域６１の横幅より大きくなっている。

【0065】

補償領域６２は、中心が補償領域６２に位置する第３光スポットの輝度が補正画像データにおいて中間画像データよりも増大される領域である。全部の第３画素の輝度を増大する必要はない。また、その方が、通信部４１が受信した光分布パターンから指示された輝度に対して、第３光スポットが照射範囲５０の照射先に実際に生成する輝度の差分の増大が抑制される。

【0066】

図９の補償領域６２は、全部の第３画素のうち、ｘ軸方向に干渉領域６１寄りの所定範囲に含まれる第３画素のみを輝度を本来の輝度としての中間画像データの輝度より増大している。したがって、図９の補償領域６２は、第３光スポットの中心が含まれる全領域よりも横幅が狭くなっている。

【0067】

図９において、Ｐ（ｘ，ｙｓ）及びＰ（ｘｅ，ｙｅ）は、マスク領域５１の左上端及び右下端の頂点の座標を示している。Ｐ（ｘ’ｓ，ｙ’ｓ）及びＰ（ｘ’ｅ，ｙ’ｅ）は、マスク領域５１と該マスク領域５１を左右両側から挟む干渉領域６１とを第１矩形として、該第１矩形の左上端及び右下端の頂点の座標を示している。Ｐ（ｘ’’ｓ，ｙ’’ｓ）及びＰ（ｘ’’ｅ，ｙ’’ｅ）は、第１矩形と該第１矩形を左右両側から挟む補償領域６２とを第２矩形として、該第２矩形の左上端及び右下端の頂点の座標を示している。これらの座標については、後述の数式において用いる。

【0068】

［制御方法］
図１０は、制御装置４が実施するマスク位置補正付き制御のフローチャートである。

【0069】

ＳＴＥＰ１０１において、情報入力部２１は、照射範囲５０に生成する映像に対応する映像情報と、照射範囲５０内のマスク領域５１に係るマスク情報とを受信する。映像情報及びマスク情報は、図３の通信部４１が受信する配光指示の情報に含まれる光分布パターンの情報及び遮光の情報にそれぞれ相当する。

【0070】

ＳＴＥＰ１０２において、中間画像データ生成部２２は、複数の画素に区画され映像情報に係る映像を表示する画面の各画素の輝度を映像情報に基づいて設定した中間画像データを生成する。この処理は、配光制御部４２が実施する。

【0071】

ＳＴＥＰ１０３において、第２画素決定部２５及び第３画素決定部２６は、光スポット情報を光スポット情報保持部２３から取得する。光スポット情報とは、照射範囲５０に分布する複数の位置（例：図４のｘ－ｙ座標）について各位置（例：図４のｘ－ｙ座標）と中心（例：図８のｘ）が各位置にある光スポット５４の寸法（例：光スポット５４の横幅）とを対応付ける情報である。

【0072】

光スポット情報保持部２３は、データ記憶部４３（図３）に対応する。第１画素決定部２４、第２画素決定部２５及び第３画素決定部２６は、マスク位置補正部４４に対応する。

【0073】

ＳＴＥＰ１０４において、第１画素決定部２４は、第１画素を決定する。第１画素は、複数の画素のうち、中心がマスク領域５１内に位置する第１光スポット（例：光スポット５４３）に対応付けられる画素である。

【0074】

ＳＴＥＰ１０５において、第２画素決定部２５は、第２画素を決定する。第２画素は、複数の画素のうち、中心がマスク領域５１外に位置し、一部がマスク領域５１内に位置する第２光スポット（例：光スポット５４２）に対応付けられる画素である。

【0075】

ＳＴＥＰ１０６において、第３画素決定部２６は、第３画素を決定する。第３画素は、複数の画素のうち、全部がマスク領域５１の外に存在し、一部が干渉領域６１内に位置する第３光スポット（例：光スポット５４１）に対応付けられる画素である。

【0076】

図３のマスク位置補正部４４は、第１画素決定部２４、第２画素決定部２５、第３画素決定部２６に相当する。マスク位置補正部４４の具体的な処理について説明する。

【0077】

マスク位置補正部４４は、次の式（１）～（４）を使って、座標ｘｓ，ｙｓ，ｘｅ，ｙｅから座標ｘ’ｓ，ｙ’ｓ，ｘ’ｅ，ｙ’ｅ，ｘ’’ｓ，ｙ’’ｓ，ｘ’’ｅ，ｙ’’ｅ（図９）を算出する。

【数1】

ただし、finterp2は、二次元座標の変換式である。ＬＵＴ_2d－L，ＬＵＴ_2d－U，ＬＵＴ_2d－R，ＬＵＴ_2d－Dは、照射範囲５０上の各座標（ｘ，ｙ）が（ｘｓ，ｙｓ）又は（ｘｅ，ｙｅ）であったときに、該座標（ｘ，ｙ）からそれぞれｘ’ｓ，ｙ’ｓ，ｘ’ｅ，ｙ’ｅを算出するための光スポット情報に含まれている導出関数である。該導出関数は、各座標（ｘ，ｙ）と該座標（ｘ，ｙ）に中心がある光スポット５４の寸法との関係に基づいて設定されている。

【0078】

次に、マスク位置補正部４４は、次の式（５）を用いて、（ｘ’ｓ，ｙ’ｓ）及び（ｘ’ｅ，ｙ’ｅ）に対応付けられる画面の対応画素を算出する。画面は、マトリックスに配列されたｐｗ×ｐｈ個の複数の画素で区画されており、各画素の輝度を決めることにより対応する画面が表示される。

【数2】

ただし、式（５）において、Ｗmax，Ｈmaxは、前照灯１が光偏向器７を使って実現できる照射範囲５０の最大横幅及び最大縦幅を意味する。前照灯１が実際に使用する照射範囲５０の通常のＷ，Ｈは、Ｗ≦Ｗmax，Ｈ≦Ｈmaxとされる。

【0079】

補償領域６２の頂点の座標Ｐ（ｘ’’ｓ，ｙ’’ｓ）及びＰ（ｘ’’ｅ，ｙ’’ｅ）は、上式（１）～（５）を変形して算出することができる。すなわち、上式（１）～（５）において、ｘｓ，ｙｓ，ｘｅ，ｙｅはｘ’ｓ，ｙ’ｓ，ｘ’ｅ，ｙ’ｅに置き換え、ｘ’ｓ，ｙ’ｓ，ｘ’ｅ，ｙ’ｅはｘ’’ｓ，ｙ’’ｓ，ｘ’’ｅ，ｙ’’ｅに置き換える。

【0080】

ＳＴＥＰ１０７において、補正画像データ生成部２７は、中間画像データにおいて第１画素（例：光スポット５４３）の輝度を０に変更し、第２画素（例：光スポット５４２）の輝度を０又は低下させた補正画像データを生成する。補正画像データ生成部２７は、また、補正画像データでは、中間画像データにおいて第３画素（例：光スポット５４３）の輝度を増大させる。

【0081】

ＳＴＥＰ１０７において、制御部２８は、補正画像データに基づく制御信号を出力する。該制御信号の出力先は、レーザ光源５及び光偏向器７である。これにより、干渉領域６１の輝度低下を補償領域６２の輝度増大に補償しつつ、マスク領域５１の遮光性が改善される。

【0082】

［他の実施形態］
図１１は、複数（例：４個）の光走査装置６６ａ～６６ｄを備える前照灯６５の模式図である。車両用の前照灯６５において、図１の前照灯１の要素と重複する要素については、前照灯１の要素に付けた符号と同一の符号を付けている。光走査装置６６ａ～６６ｄは、補正ミラー８とその出射側の要素を共通に備えている。

【0083】

光走査装置６６ａ～６６ｄの照射範囲は、共通の仮想スクリーン２上に生成されるが、仮想スクリーン２上の各照射範囲の位置、寸法は、光走査装置６６ａ～６６ｄの各々において独立に制御される。前照灯６５全体としては、複数の光走査装置６６ａ～６６ｄを使って、統合的な照射範囲を車両の前方に生成する。

【0084】

光走査装置６６ａ～６６ｄについても、個々に区別しないときは、光走査装置６６で総称する。

【0085】

複数の光走査装置６６の照射範囲は、仮想スクリーン２において、部分的に重なっていてもよいし、一方の光走査装置６６の照射範囲が他方の光走査装置６６の照射範囲内に完全に含まれていてもよい。複数の光走査装置６６の照射範囲が重なっている領域は、重ならない領域よりも照度が高くなるのは当然である。これにより、照射範囲における最高照度を高めることができる。

【0086】

前照灯６５では、マスク位置補正部４４（図３）は、光走査装置６６にマスク指示の情報（補正画像データ）を個々に生成する。そして、走査光源制御部４６（図３）は、光走査装置６６にレーザ制御信号及びＭＥＭＳ制御信号を別々に出力する。

【0087】

［変形例］
実施形態では、マスク領域５１に中心がある第１光スポットに対応付けられる第１画素の輝度が０にして、光偏向器７のミラー部３１の向きが第１光スポットを生成する向きになった時は、レーザ光源５を消灯して、第１光スポットを完全な暗闇状態にしている。本発明では、第１画素の輝度を０にすることなく、輝度＝０を含む所定輝度以下にすることもできる。なお、所定輝度は、マスク領域５１に存在する対向車の運転手等が眩惑しないと想定される値に設定される。

【0088】

第１画素の輝度を所定輝度以下にするときは、第２画素の輝度は、中間画像データにおける第２画素の輝度と所定輝度との中間値にすることができる。

【0089】

光スポット情報保持部２３が保持する光スポット情報は、照射範囲５０上のＰ（ｘ，ｙ）に中心のある光スポットの寸法（例：横幅及び縦幅）に応じて、式１～５のＰ（ｘｓ，ｙｓ）及びＰ（ｘｅ，ｙｅ）に対応するＰ（ｘｓ，ｙｓ）及びＰ（ｘｅ，ｙｅ）の値についての情報が含まれている。しかしながら、光スポット情報は、照射範囲５０上の全部の座標の光スポットの寸法情報を網羅していない。Ｐ（ｘｓ，ｙｓ）又はＰ（ｘｅ，ｙｅ）が、光スポット情報に網羅されていない座標Ｐ（ｘ，ｙ）である場合には、内挿法を用いて、座標Ｐ（ｘ，ｙ）に中心を置く光スポット５４の寸法を求め、Ｐ（ｘ’ｓ，ｙ’ｓ）及びＰ（ｘ’ｅ，ｙ’ｅ）を決定する。

【0090】

前照灯１，６５では、光源としてレーザ光源５が用いられる。本発明では、光源としてＬＥＤ（light emitting diode）を用いることもできる。

【0091】

図９の説明では、干渉領域６１及び補償領域６２は、マスク領域５１の横幅方向のみに設定されている。光スポット５４は、縦方向（ｙ軸方向）にも位置に応じて寸法が変化するので、マスク領域５１の横方向及び縦方向の両方から包囲する干渉領域６１を設定することができる。さらに、補償領域６２についても、干渉領域６１の横方向及び縦方向の両方から包囲する補償領域６２を設定することができる。

【符号の説明】

【0092】

１，６５・・・前照灯（車両用前照灯）、４・・・制御装置、５・・・レーザ光源（光源）、７・・・光偏向器、２１・・・情報入力部、２２・・・中間画像データ生成部、２３・・・光スポット情報保持部、２４・・・第１画素決定部、２５・・・第２画素決定部、２６・・・第３画素決定部、２７・・・補正画像データ生成部、２８・・・制御部、３１・・・ミラー部、５０・・・照射範囲、５１・・・マスク領域、５４・・・光スポット、６１・・・干渉領域、６２・・・補償領域、６６・・・光走査装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】