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(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】2024-03-13
(45)【発行日】2024-03-22
(54)【発明の名称】車両用前照灯
(51)【国際特許分類】
F21S 41/675 20180101AFI20240314BHJP
F21S 41/16 20180101ALI20240314BHJP
F21S 41/176 20180101ALI20240314BHJP
B60Q 1/04 20060101ALI20240314BHJP
F21S 41/25 20180101ALI20240314BHJP
F21W 102/10 20180101ALN20240314BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20240314BHJP
【ＦＩ】
F21S41/675
F21S41/16
F21S41/176
B60Q1/04 E
F21S41/25
F21W102:10
F21Y115:30
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020026010
(22)【出願日】2020-02-19
(65)【公開番号】P2021131959
(43)【公開日】2021-09-09
【審査請求日】2023-01-16
(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】デロイトトーマツ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】森 泰樹
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 敏光
【審査官】河村 勝也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１３８７３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－００６１０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１６６１１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１７６８０５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｓ ４１／００
Ｂ６０Ｑ １／０４
Ｆ２１Ｗ １０２／１０
Ｆ２１Ｙ １１５／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光ビームを出射するビーム光源と、前記ビーム光源から入射する光ビームを反射して生成した反射光ビームを出射する回動ミラーと、該回動ミラーを第１及び第２軸の回りに往復回動させて前記反射光ビームを二次元走査の走査光ビームとして出射させるアクチュエータとを有する光偏向器と、
前記走査光ビームから生成した投射光ビームが車両前方の照射領域に照射されて該照射領域に生成される映像の１フレームが、時間順にｎ（ｎは２以上の整数）個のサブフィールドから成るとともに、各サブフィールドの照射領域部分が前記照射領域の互いに異なる部分又は範囲の少なくとも一方を占めるように、前記アクチュエータを駆動する駆動部と、
を備えることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項2】
請求項１記載の車両用前照灯において、前記ｎ個のサブフィールドによる前記照射領域部分は、照射領域部分の大なる方が小なる方を包含するように配されていることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項3】
請求項１又は２記載の車両用前照灯において、前記第１及び前記第２軸の回りの前記回動ミラーの往復回動は、それぞれ共振及び非共振による往復回動であり、
前記駆動部は、前記回動ミラーが前記第１軸の回りにフレームレートのｎ倍の共振周波数で往復回動するように、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする車両用前照灯。
【請求項4】
請求項３記載の車両用前照灯において、前記フレームレートは、３０以上であることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項5】
請求項３又は４記載の車両用前照灯において、前記ｎ個の照射領域部分において、水平走査方向の中心は同一位置であることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載の車両用前照灯において、前記ｎ個のサブフィールドの照射領域部分は、照射領域部分の小なる方の中心が大なる方の中心より下方に配されていることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項7】
光ビームを出射するビーム光源と、
前記ビーム光源から入射する光ビームを反射して生成した反射光ビームを出射する回動ミラーと、該回動ミラーを第１及び第２軸の回りに往復回動させて前記反射光ビームを二次元走査の走査光ビームとして出射させるアクチュエータとを有する光偏向器と、
前記走査光ビームから生成した投射光ビームが車両前方の照射領域に照射されて該照射領域に生成される映像の１フレームが、ｎ（ｎは２以上の整数）個のサブフィールドから成るとともに、各サブフィールドの照射領域部分が前記照射領域の互いに異なる部分又は範囲の少なくとも一方を占めるように、前記アクチュエータを駆動する駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、前記サブフィールドの照射領域部分が時間順に小さくなっていくように前記ｎ個のサブフィールドが配されているフレームと、前記サブフィールドの照射領域部分が時間順に大きくなっていくように前記ｎ個のサブフィールドが配されているフレームとが交互に繰り返されるように、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする車両用前照灯。
【請求項8】
複数の個別光ビーム生成部と、各個別光ビーム生成部からの個別光ビームを集合させて投射光ビームとして車両の前方の照射領域に出射する集合投射部と、
駆動部と、
を備え、
各個別光ビーム生成部は、
光ビームを出射するビーム光源と、
前記ビーム光源から入射する光ビームを反射して生成した反射光ビームを出射する回動ミラーと、該回動ミラーを第１及び第２軸の回りに往復回動させて前記反射光ビームを二次元走査の走査光ビームとして出射させるアクチュエータとを有する光偏向器と、
を備え、
前記駆動部は、
各個別光ビームに対応する投射光ビームの部分が車両前方の照射領域に照射されて生成する映像の１フレームが、ｎ（ｎは２以上の整数）個のサブフィールドから成るとともに、各サブフィールドの照射領域部分が前記照射領域の互いに異なる部分又は範囲の少なくとも一方を占めるように、各光偏向器の前記アクチュエータを駆動することを特徴とする車両用前照灯。
【請求項9】
請求項８に記載の車両用前照灯において、前記集合投射部は、
各個別光ビーム生成部からの前記個別光ビームが共通に入射して各個別ビームの波長を変換する蛍光体プレートと、
前記蛍光体プレートに生成された中間映像を前記照射領域に投射する投射レンズ部と、
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、光偏向器を備える車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用前照灯では、照射光が照射する照射領域を、一律の光度でなく、例えば、照射領域のうち中央部の照射領域部分は、周辺部の照射領域部分より明るい光度という光度パターンの生成が要望されている。
【0003】
特許文献１は、照射領域の照射領域部分ごとに光度を設定することができる車両用前照灯を開示する。該車両用前照灯は、複数の光源と、複数のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の光偏向器と、共通の中間スクリーン部（例：蛍光体プレートの光ビーム入射面）とを備え、中間スクリーン部に、光偏向器ごとに別々の走査領域であって、少なくとも１つは他の走査領域と重なる複数の走査領域を生成する。この結果、中間スクリーン部には、走査領域が重なる照射領域部分と、重ならない照射領域部分とが混在し、車両用前照灯の前方には、一律の光度でなく、複数の光度段階を有する照射領域が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－１３８７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１の車両用前照灯では、光偏向器ごとに別々の走査領域を中間スクリーン部に生成し、中間スクリーン部における走査領域の重なり数で車両用前照灯の照射領域の光度の段階数が決定される。
【0006】
したがって、車両用前照灯の照射領域の光度の段階数を増大させたいときは、光源及び光偏向器の個数を増大させる必要がある。これは、車両用前照灯のコストの増大や、大型化という不具合を招来する。
【0007】
本発明の目的は、光源及び光偏向器の個数を増大させることなく、照射領域の光度段階数を増大することができる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】
【0008】
本発明の車両用前照灯は、
光ビームを出射するビーム光源と、
前記ビーム光源から入射する光ビームを反射して生成した反射光ビームを出射する回動ミラーと、該回動ミラーを第１及び第２軸の回りに往復回動させて前記反射光ビームを二次元走査の走査光ビームとして出射させるアクチュエータとを有する光偏向器と、
前記走査光ビームから生成した投射光ビームが車両前方の照射領域に照射されて該照射領域に生成される映像の１フレームが、ｎ（ｎは２以上の整数）個のサブフィールドから成るとともに、各サブフィールドの照射領域部分が前記照射領域の互いに異なる部分又は範囲の少なくとも一方を占めるように、前記アクチュエータを駆動する駆動部と、
を備える。
光ビームを出射するビーム光源と、
前記ビーム光源から入射する光ビームを反射して生成した反射光ビームを出射する回動ミラーと、該回動ミラーを第１及び第２軸の回りに往復回動させて前記反射光ビームを二次元走査の走査光ビームとして出射させるアクチュエータとを有する光偏向器と、
前記走査光ビームから生成した投射光ビームが車両前方の照射領域に照射されて該照射領域に生成される映像の１フレームが、ｎ（ｎは２以上の整数）個のサブフィールドから成るとともに、各サブフィールドの照射領域部分が前記照射領域の互いに異なる部分又は範囲の少なくとも一方を占めるように、前記アクチュエータを駆動する駆動部と、
を備える。
【0009】
本発明によれば、光偏向器が生成する１フレームがｎ（ｎは２以上の整数）個のサブフィールドから構成されるように、かつ各サブフィールドの照射領域部分が照射領域の互いに異なる部分又は範囲の少なくとも一方を占めるように、車両用前照灯から投射光ビームが出射される。この結果、サブフィールドの個数を増加させることにより、光偏向器の個数を増大させることなく、照射領域の光度の段階数の増大を図ることができる。
【0010】
好ましくは、本発明の車両用前照灯において、
前記ｎ個のサブフィールドによる前記照射領域部分は、照射領域部分の大なる方が小なる方を包含するように配されている。
前記ｎ個のサブフィールドによる前記照射領域部分は、照射領域部分の大なる方が小なる方を包含するように配されている。
【0011】
この構成によれば、中央部が周辺部により明るい光度パターンの照射領域を円滑に生成することができる。
【0012】
好ましくは、本発明の車両用前照灯において、
前記第１及び前記第２軸の回りの前記回動ミラーの往復回動は、それぞれ共振及び非共振による往復回動であり、
前記駆動部は、前記回動ミラーが前記第１軸の回りにフレームレートのｎ倍の共振周波数で往復回動するように、前記アクチュエータを駆動する。
前記第１及び前記第２軸の回りの前記回動ミラーの往復回動は、それぞれ共振及び非共振による往復回動であり、
前記駆動部は、前記回動ミラーが前記第１軸の回りにフレームレートのｎ倍の共振周波数で往復回動するように、前記アクチュエータを駆動する。
【0013】
この構成によれば、共振を利用して、第１軸の回りの回動ミラーの往復回動の周波数を十分に増大できるとともに、１フレームに割り当てるサブフィールドの割り当て個数としてのｎを大きくすることができる。
【0014】
好ましくは、本発明の車両用前照灯において、
前記フレームレートは、３０以上である。
前記フレームレートは、３０以上である。
【0015】
この構成によれば、フレームレートを十分に大きく設定するので、各サブフィールドの照射領域部分の映像品質を保証することができる。
【0016】
好ましくは、本発明の車両用前照灯において、
前記ｎ個の照射領域部分において、主走査方向の中心は同一位置である。
前記ｎ個の照射領域部分において、主走査方向の中心は同一位置である。
【0017】
この構成によれば、サブフィールドの照射領域部分の中心を同一位置にすることにより、最大光度の位置を該中心の位置に設定することができる。
【0018】
好ましくは、本発明の車両用前照灯において、
前記ｎ個のサブフィールドの照射領域部分は、照射領域部分の小なる方の中心が大なる方の中心より下方に配されている。
前記ｎ個のサブフィールドの照射領域部分は、照射領域部分の小なる方の中心が大なる方の中心より下方に配されている。
【0019】
この構成によれば、車両用前照灯から見て車両に近い照射領域部分の明るさを確保することができる。
【0020】
好ましくは、本発明の車両用前照灯において、
前記駆動部は、前記サブフィールドの照射領域部分が時間順に小さくなっていくように前記ｎ個のサブフィールドが配されているフレームと、前記サブフィールドの照射領域部分が時間順に大きくなっていくように前記ｎ個のサブフィールドが配されているフレームとが交互に繰り返されるように、前記アクチュエータを駆動する。
前記駆動部は、前記サブフィールドの照射領域部分が時間順に小さくなっていくように前記ｎ個のサブフィールドが配されているフレームと、前記サブフィールドの照射領域部分が時間順に大きくなっていくように前記ｎ個のサブフィールドが配されているフレームとが交互に繰り返されるように、前記アクチュエータを駆動する。
【0021】
この構成によれば、各フレーム内のサブフィールドの照射領域部分のサイズの変化速度を緩和することによりアクチュエータ及び駆動部の負荷を軽減することができる。
【0022】
本発明の車両用前照灯は、
複数の個別光ビーム生成部と、
各個別光ビーム生成部からの個別光ビームを集合させて投射光ビームとして車両の前方の照射領域に出射する集合投射部と、
駆動部と、
を備え、
各個別光ビーム生成部は、
光ビームを出射するビーム光源と、
前記ビーム光源から入射する光ビームを反射して生成した反射光ビームを出射する回動ミラーと、該回動ミラーを第１及び第２軸の回りに往復回動させて前記反射光ビームを二次元走査の走査光ビームとして出射させるアクチュエータとを有する光偏向器と、
を備え、
前記駆動部は、
各個別光ビームに対応する投射光ビームの部分が車両前方の照射領域に照射されて生成する映像の１フレームが、ｎ（ｎは２以上の整数）個のサブフィールドから成るとともに、各サブフィールドの照射領域部分が前記照射領域の互いに異なる部分又は範囲の少なくとも一方を占めるように、各光偏向器の前記アクチュエータを駆動する。
複数の個別光ビーム生成部と、
各個別光ビーム生成部からの個別光ビームを集合させて投射光ビームとして車両の前方の照射領域に出射する集合投射部と、
駆動部と、
を備え、
各個別光ビーム生成部は、
光ビームを出射するビーム光源と、
前記ビーム光源から入射する光ビームを反射して生成した反射光ビームを出射する回動ミラーと、該回動ミラーを第１及び第２軸の回りに往復回動させて前記反射光ビームを二次元走査の走査光ビームとして出射させるアクチュエータとを有する光偏向器と、
を備え、
前記駆動部は、
各個別光ビームに対応する投射光ビームの部分が車両前方の照射領域に照射されて生成する映像の１フレームが、ｎ（ｎは２以上の整数）個のサブフィールドから成るとともに、各サブフィールドの照射領域部分が前記照射領域の互いに異なる部分又は範囲の少なくとも一方を占めるように、各光偏向器の前記アクチュエータを駆動する。
【0023】
本発明によれば、複数の個別光ビーム生成部からの個別光ビームを集合させて、個別光ビームの重ね合わせの数に基づいて照射領域の光度の段階数を増大させることができる。
【0024】
好ましくは、本発明の車両用前照灯において、
前記集合投射部は、
各個別光ビーム生成部からの前記個別光ビームが共通に入射して各個別ビームの波長を変換する蛍光体プレートと、
前記蛍光体プレートに生成された中間映像を前記照射領域に投射する投射レンズ部と、
を備える。
前記集合投射部は、
各個別光ビーム生成部からの前記個別光ビームが共通に入射して各個別ビームの波長を変換する蛍光体プレートと、
前記蛍光体プレートに生成された中間映像を前記照射領域に投射する投射レンズ部と、
を備える。
【0025】
この構成によれば、集合投射部の蛍光体プレートに生成される映像を用いて、照射領域の光度の段階数を円滑に増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】車両用前照灯の全体の模式図である。
【図2】光偏向器の模式的な正面図である。
【図3】ラスタースキャンが行われる走査領域について走査領域と照射領域モデルとの相対関係を示す図である。
【図4A】設定光度パターン領域を４段階光度パターン領域としたときの特性グラフである。
【図4B】設定光度パターン領域を７段階光度パターン領域としたときの特性グラフである。
【図5】個別光ビーム生成部におけるフレームとサブフィールドとの関係を示す図である。
【図6】所定の１つの個別光ビーム生成部における水平方向の駆動電圧Ｖｈ及び垂直方向の駆動電圧Ｖｖの時間変化を示す図である。
【図7】３つの個別光ビーム生成部からの走査光ビームＣｂが蛍光体プレートの入射面上に生成する走査領域の主要点を示した図である。
【図8】複数の個別光ビーム生成部の各サブフィールド間の時間関係を示す図である。
【図9】入射面における光度パターンを示す図である。
【図11】光度パターン制御の改善についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の好ましい実施態様について説明する。なお、本発明は、以下の実施態様に限定されないことは言うまでもない。本発明は、明細書に開示した技術的思想の範囲内で種々の態様で実施される。なお、同様の構成を有する要素については、適宜、添え字（例：ａ，ｂ，・・・）を変えた符号を使用している。また、添え字のみが異なる符号の要素を総称するときには、適宜、添え字を省略した符号を使用する。
【0028】
（全体）
図１は、車両用前照灯１０の全体の模式図である。車両用前照灯１０は、複数の個別光ビーム生成部１１ａ，１１ｂと、単一の集合投射部１２とを備え、制御装置１４により制御される。個別光ビーム生成部１１ａ，１１ｂについては、適宜ＬＤ（レーザダイオード）１，ＬＤ２でそれぞれ簡略表記する（図９等）。
図１は、車両用前照灯１０の全体の模式図である。車両用前照灯１０は、複数の個別光ビーム生成部１１ａ，１１ｂと、単一の集合投射部１２とを備え、制御装置１４により制御される。個別光ビーム生成部１１ａ，１１ｂについては、適宜ＬＤ（レーザダイオード）１，ＬＤ２でそれぞれ簡略表記する（図９等）。
【0029】
各個別光ビーム生成部１１は、ＬＤ１６、コリメータレンズ１７、光偏向器１８及び補正レンズ１９を備える。集合投射部１２は、蛍光体プレート２３及び投射レンズ２６ａ－投射レンズ２６ｃを備える。投射レンズ２６ａ－投射レンズ２６ｃは、投射レンズ部を構成する。
【0030】
ＬＤ１６は、青色のレーザ光を発射光ビームＣａとして出射する。コリメータレンズ１７は、ＬＤ１６からの発射光ビームＣａを光偏向器１８のミラー１０１（適宜、「回動ミラー」という。）の中心Ｏ（図２）に集光する。光偏向器１８は、発射光ビームＣａを走査光ビームＣｂに変換して出射する。走査光ビームＣｂは、補正レンズ１９により横断面の形状及び走査速度を補正されてから、集合投射部１２の蛍光体プレート２３の表面側に入射する。
【0031】
ＬＤ１６のオン（点灯）及びオフ（消灯）は、制御装置１４により制御される。光偏向器１８は、制御装置１４の駆動部２８により制御される。
【0032】
蛍光体プレート２３は、裏面側にミラーを有する。該ミラーは、蛍光体プレート２３の入射面５３（図７）に入射した走査光ビームＣｂを反射して、反射光ビームを入射面５３から集合光ビームＣｃとして出射する。蛍光体プレート２３は、蛍光体粒子を含み、該蛍光体粒子は、青色の走査光ビームＣｂの一部について波長を変換して、色を青色から黄色に変更する。この結果、蛍光体プレート２３の入射面５３から投射レンズ２６ａに向かって出射する集合光ビームＣｃは、黄色と青色との光の混色により白色となる。
【0033】
集合光ビームＣｃは、その後、投射レンズ２６ａ，２６ｂ，２６ｃから成る投射レンズ部を経て、該投射レンズ部から投射光ビームとして車両の前方の照射領域を照射する。集合光ビームＣｃは、複数の個別光ビーム生成部１１からの走査光ビームＣｂを集合させた光ビームであり、集合光ビームＣｃのうち複数の光ビームが重畳した部分は、重畳していない部分より高い光度段階の光度で車両前方の照射領域を照射することができる。また、光ビームの重畳数の多い照射領域部分ほど、光度が高くなる。
【0034】
（光偏向器）
図２は、光偏向器１８の模式的な正面図である。光偏向器１８の構成の説明の便宜上、光偏向器１８の正面視で三軸座標系を定義する。光偏向器１８の正面視で、横、縦及び板厚の方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向とする。
図２は、光偏向器１８の模式的な正面図である。光偏向器１８の構成の説明の便宜上、光偏向器１８の正面視で三軸座標系を定義する。光偏向器１８の正面視で、横、縦及び板厚の方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向とする。
【0035】
光偏向器１８は、正面視で横長の矩形になっており、ＭＥＭＳとしてシリコン結晶のウェーハから製造される。光偏向器１８は、内側から外側に順番に、ミラー１０１、トーションバー１０２ａ，１０２ｂ、内側アクチュエータ１０３ａ，１０３ｂ、可動枠１０４、外側アクチュエータ１０５ａ，１０５ｂ及び固定枠１０６を備える。
【0036】
ミラー１０１は、中心Ｏに発射光ビームＣａが照射される。内側アクチュエータ１０３ａ，１０３ｂは、ミラー１０１を包囲する。可動枠１０４は、内側アクチュエータ１０３ａ，１０３ｂを包囲する。トーションバー１０２ａ，１０２ｂは、Ｙ軸方向に延在し、両端においてミラー１０１と可動枠１０４とに結合している。
【0037】
外側アクチュエータ１０５ａ，１０５ｂの各々は、ミアンダ配列の複数のカンチレバー１０７から構成され、可動枠１０４と固定枠１０６との間に介在する。内側アクチュエータ１０３及び外側アクチュエータ１０５は、共に圧電式アクチュエータである。
【0038】
ミラー１０１は、第１回転軸Ａｈ及び第２回転軸Ａｖの２軸方向に往復回動する。第１回転軸Ａｈ及び第２回転軸Ａｖは、ミラー１０１の中心Ｏを通り、相互に直交する。第１回転軸Ａｈは、トーションバー１０２の中心線に一致する。第２回転軸Ａｖは、Ｘ軸に平行である。
【0039】
第１回転軸Ａｈの回りのミラー１０１の往復回動は、ミラー１０１の共振が利用されるので、該往復回動の周波数Ｆｈは、共振周波数となる。これに対し、第２回転軸Ａｖの回りのミラー１０１の往復回動は、非共振であり、該往復回動の周波数Ｆｖは、非共振周波数となる。Ｆｖ＜Ｆｈである。
【0040】
（光度）
図３は、ラスタースキャン３１が行われる走査領域３０について走査領域３０と照射領域モデル３２との相対関係を示す図である。ラスタースキャン３１は、車両用前照灯１０の投射レンズ２６ｃから出射した単一の光ビームの走査線を意味する。これに対し、照射領域モデル３２は、対比のために便宜上設定した照射領域である。
図３は、ラスタースキャン３１が行われる走査領域３０について走査領域３０と照射領域モデル３２との相対関係を示す図である。ラスタースキャン３１は、車両用前照灯１０の投射レンズ２６ｃから出射した単一の光ビームの走査線を意味する。これに対し、照射領域モデル３２は、対比のために便宜上設定した照射領域である。
【0041】
ラスタースキャン３１による走査領域３０は、照射領域モデル３２を完全に内側に含む必要がある。したがって、走査領域３０は、照射領域モデル３２の周輪郭線の外接矩形より大きい矩形に設定する必要がある。この結果、照射領域モデル３２の周線より外側で走査領域３０より内側の領域への光ビームの照射は、無駄な照射になる。このことを踏まえて、次の図４Ａ及び図４Ｂについて説明する。
【0042】
図４Ａ及び図４Ｂは、設定光度パターン領域３５をそれぞれ４段階光度パターン領域３７及び７段階光度パターン領域３９としたときの特性グラフである。なお、以下、単一の光度ではなく、複数の光度段階で生成される像を「映像」という。映像が投射される対象は、スクリーンに限定されず、照射領域も含まれる。
【0043】
図４Ａ及び図４Ｂの横軸は、出射角γを示している。出射角γは、車両用前照灯１０から前方の照射領域を見た時の各方向の角度に等しい。車両用前照灯１０から見てまっすぐ前方がγ＝０°であり、右側及び左側をそれぞれγ＞０°及びγ＜０°としている。
【0044】
図４Ａと図４Ｂにおいて、設定光度パターン領域３５と４段階光度パターン領域３７又は７段階光度パターン領域３９との間の領域部分は、無駄な照射が行われている領域部分を意味する。図４Ａと図４Ｂとの対比から光度パターンを所望の設定光度パターン領域３５に近づけ、かつ無駄な照射領域部分を減らすためには、光度段階の個数を増大すればよいことが分かる。
【0045】
従来技術では、光度段階の個数を増大するために、個別光ビーム生成部１１の個数の増大で対処していた。これに対し、この車両用前照灯１０では、個別光ビーム生成部１１の個数を増大することなく、光度段階の個数の増大を図っている。以下に、詳細に説明する。
【0046】
（フレーム及びサブフィールド）
図５は、個別光ビーム生成部１１におけるフレームとサブフィールドとの関係を示している。１フレームは、時間順に３つのサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３から構成されている。サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の照射領域部分４４－１，４４－２，４４－３は、照射領域モデル４５の内側に互いに異なる照射領域部分として生成される。
図５は、個別光ビーム生成部１１におけるフレームとサブフィールドとの関係を示している。１フレームは、時間順に３つのサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３から構成されている。サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の照射領域部分４４－１，４４－２，４４－３は、照射領域モデル４５の内側に互いに異なる照射領域部分として生成される。
【0047】
また、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の時間順に後ろのサブフィールドの照射領域部分が前のサブフィールドの照射領域部分の内側に完全に、すなわち、はみ出すことなく含まれるように、サイズを縮小されている。換言すると、照射領域部分は、大なる方が小なる方を包含するように、配されている。
【0048】
区画４９は、最大照射領域部分のサブフィールドＳＦ１の照射領域部分を内側に含む区画として定義される。１フレームでは、サブフィールドの照射領域部分の重なり数が多い照射領域部分ほど、１フレーム当たりの光ビームによる照射量が多くなること、すなわち高い光度段階であることを意味する。
【0049】
図６は、個別光ビーム生成部１１ａ（ＬＤ１）における水平方向の駆動電圧Ｖｈ及び垂直方向の駆動電圧Ｖｖの時間変化を示している。縦軸の駆動電圧Ｖｈ及び駆動電圧Ｖｖの目盛りの数値は相対値である。駆動電圧Ｖｈ及び駆動電圧Ｖｖは、それぞれ第１回転軸Ａｈ及び第２回転軸Ａｖの回りのミラー１０１の回動角としての振れ角αｈ及び振れ角αｖにほぼ比例する。
【0050】
駆動電圧Ｖｈの振幅は、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の順番に狭くなる。駆動電圧Ｖｈの振幅中心の位置は、不動である。駆動電圧Ｖｖの振幅は、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の照射領域部分の順番に狭くなる。駆動電圧Ｖｖの振幅中心の位置は、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の順番に下方に移動する。
【0051】
こうして、ＬＤ１では、照射領域は、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の順番に、水平方向及び垂直方向共に内側に入り込むように、段階的に縮小しつつ、垂直方向の中心が下降していく。また、照射領域モデル４５における光度段階は、高い方から低い方へ、すなわち明るい方から暗い方へ（ａ）サブフィールドＳＦ１－ＳＦ３の全部の集合光ビームＣｃが重なっているサブフィールドＳＦ３の照射領域部分、（ｂ）サブフィールドＳＦ１の照射領域部分の外側でかつサブフィールドＳＦ２の照射領域部分の内側の照射領域部分、及び（ｃ）サブフィールドＳＦ２の照射領域部分の外側でかつサブフィールドＳＦ３の照射領域部分の内側の照射領域部分の順になる。
【0052】
（光度パターン）
次の（表１）は、車両用前照灯１０の各個別光ビーム生成部１１の各サブフィールドＳＦについて、水平方向及び垂直方向の配光角及びオフセット角に割り当てた値を示している。なお、ＬＤ１，ＬＤ２に相当する個別光ビーム生成部１１ａ，１１ｂは、図１に記載されているが、ＬＤ３に相当する個別光ビーム生成部は、図示を省略している。ＬＤ３は、例えば、ＬＤ１，ＬＤ２を車両用前照灯１０の共通の集合投射部１２に対して水平方向左右に配置するならば、集合投射部１２の中心線から垂直方向の上に配置したＬＤとなる。
次の（表１）は、車両用前照灯１０の各個別光ビーム生成部１１の各サブフィールドＳＦについて、水平方向及び垂直方向の配光角及びオフセット角に割り当てた値を示している。なお、ＬＤ１，ＬＤ２に相当する個別光ビーム生成部１１ａ，１１ｂは、図１に記載されているが、ＬＤ３に相当する個別光ビーム生成部は、図示を省略している。ＬＤ３は、例えば、ＬＤ１，ＬＤ２を車両用前照灯１０の共通の集合投射部１２に対して水平方向左右に配置するならば、集合投射部１２の中心線から垂直方向の上に配置したＬＤとなる。
【0053】
【表1】
【0054】
（表１）において、水平の配光角のＲ，Ｌとは、それぞれ水平方向の出射角γｈの最右端及び最左端の水平角度に相当する。垂直の配光角のＵ，Ｄとは、それぞれ垂直方向の出射角γｖの最上端及び最下端の垂直角度に相当する。
【0055】
水平及び垂直のオフセット角とは、出射角γｈ及び出射角γｖの振れ幅の中心の値である。オフセット角は、制御装置１４の駆動部２８がそれぞれ内側アクチュエータ１０３及び外側アクチュエータ１０５に供給する駆動電圧のオフセット電圧の制御により制御される。
【0056】
（表１）から分かるように、ＬＤ１，ＬＤ２に関しては、水平のオフセット角は、サブフィールドＳＦ１－ＳＦ３間で同一であるのに対し、垂直のオフセット角は、サブフィールドＳＦ１－ＳＦ３間で相違している。これに対し、ＬＤ３に関しては、水平のオフセット角は、サブフィールドＳＦ１－ＳＦ３間で相違するのに対し、垂直のオフセット角は、サブフィールドＳＦ１－ＳＦ３間で同一となっている。このことの意味するところは、ＬＤ１，ＬＤ２の光偏向器１８は、縦横の走査方向をそれぞれ車両用前照灯１０の垂直方向及び水平方向に合わせているのに対し、ＬＤ３の光偏向器１８は、縦横の走査方向をそれぞれ車両用前照灯１０の水平方向及び垂直方向に合わせていることを意味する。
【0057】
（光度パターン）
図７は、ＬＤ１－ＬＤ３からの走査光ビームＣｂが蛍光体プレート２３の入射面５３上に生成する走査領域の主要点を示した図である。入射面５３は、蛍光体プレート２３の表面でもある。入射面５３の裏面側には走査光ビームＣｂを反射して集合光ビームＣｃを生成するミラー面が存在するので、蛍光体プレート２３は走査光ビームＣｂの入射面であり、かつ集合光ビームＣｃの出射面である。
図７は、ＬＤ１－ＬＤ３からの走査光ビームＣｂが蛍光体プレート２３の入射面５３上に生成する走査領域の主要点を示した図である。入射面５３は、蛍光体プレート２３の表面でもある。入射面５３の裏面側には走査光ビームＣｂを反射して集合光ビームＣｃを生成するミラー面が存在するので、蛍光体プレート２３は走査光ビームＣｂの入射面であり、かつ集合光ビームＣｃの出射面である。
【0058】
入射面５３は、中間映像スクリーンとしての機能を有する。すなわち、車両用前照灯１０の前方の照射領域が最終映像スクリーンであれば、走査光ビームＣｂの走査により入射面５３に中間映像が表示され、前方の照射領域には、最終映像が表示される。
【0059】
なお、ここで、映像と呼んだのは、均一の光度の像でなく、複数の段階の光度を包含する像、すなわち光度パターン像であるからである。車両用前照灯１０は、人が映像を見るスクリーンに映像を生成する映像装置としての用途も存在する。
【0060】
図７において各符号の定義は、次のとおりである。
Ｏｐ：入射面５３の中心
Ｍ１－Ｍ３：ＬＤ１－ＬＤ３の走査光ビームＣｂが入射面５３上に生成する走査領域のｃｅｎｔｅｒ（中心）の位置
Ｗｐ：入射面５３の水平方向（横方向）の幅
Ｈｐ：入射面５３の垂直方向（縦方向）の幅
Ｄ１：Ｍ１－Ｍ３間又はＭ２－Ｍ３間の水平方向の距離
Ｄ２：Ｏｐ－Ｍ１間又はＯｐ－Ｍ２間の垂直方向の距離
Ｄ３：Ｍ１－Ｍ３間又はＭ２－Ｍ３間の垂直方向の距離
Ｏｐ：入射面５３の中心
Ｍ１－Ｍ３：ＬＤ１－ＬＤ３の走査光ビームＣｂが入射面５３上に生成する走査領域のｃｅｎｔｅｒ（中心）の位置
Ｗｐ：入射面５３の水平方向（横方向）の幅
Ｈｐ：入射面５３の垂直方向（縦方向）の幅
Ｄ１：Ｍ１－Ｍ３間又はＭ２－Ｍ３間の水平方向の距離
Ｄ２：Ｏｐ－Ｍ１間又はＯｐ－Ｍ２間の垂直方向の距離
Ｄ３：Ｍ１－Ｍ３間又はＭ２－Ｍ３間の垂直方向の距離
【0061】
寸法例は、次のとおりである。単位はｍｍである。
Ｗｐ＝１７．６４
Ｄ１＝１．３６
Ｄ２＝０．４
Ｄ３＝０．９６
Ｗｐ＝１７．６４
Ｄ１＝１．３６
Ｄ２＝０．４
Ｄ３＝０．９６
【0062】
図８は、ＬＤ１－ＬＤ３の各サブフィールド間の時間関係を示している。なお、数値は、一例である。
【0063】
ＬＤ１－ＬＤ３間において同一番号のサブフィールド同士は、制御装置１４により同期されている。１フレームは、８０Ｈｚである。したがって、フレームレートは、８０ＦＰＳとなる。各サブフィールドの周波数は、フレームの周波数のｎ（ｎは２以上の整数）倍となる。図８では、各サブフィールドの周波数は、２４０Ｈｚである。この結果、ｎ＝３とされる。
【0064】
図９は、入射面５３における光度パターンを山塊５８で示している。山塊５８は、ターゲットの光度パターンを示している。山塊５８において上の位置ほど、光度が高いことを意味する。
【0065】
ＬＤ１－ＬＤ３の各々に対し、３つのサブフィールドが割り当てられているので、車両用前照灯１０全体としては９段階の光度を割り当てることができる。図９では、光度の段階ごとに、異なるグレースケールで図示されている。
【0066】
【0067】
図１１は、光度パターン制御の改善についての説明図である。図１１では、２種類のフレーム６１ａ，フレーム６１ｂが設定される。フレーム６１ａでは、サブフィールドは、時間順に、図５のフレームと同様にＳＦ１→ＳＦ２→ＳＦ３と並ぶ。フレーム６１ｂでは、サブフィールドは、時間順に、フレーム６１ａとは逆にＳＦ３→ＳＦ２→ＳＦ１と並ぶ。
【0068】
そして、駆動部２８（図１）は、フレーム６１ａとフレーム６１ｂとを交互に繰り返すように、光偏向器１８の内側アクチュエータ１０３の駆動電圧Ｖｈ及び外側アクチュエータ１０５の駆動電圧Ｖｖを制御する。
【0069】
（変形例）
図６及び図１０の実施形態では、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の照射領域部分の中心は、その順番に下方に配されるように、駆動部（図１）が光偏向器１８を駆動している。そして、その場合、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の照射領域部分は、水平方向及び垂直方向の両方向に小さくされていく。しかしながら、本発明では、ｎ個のサブフィールドの照射領域部分について、小なる方の中心が大なる方の中心より下方に配するときに、垂直方向の大きさのみを小さくして、水平方向の大きさを同一に維持してもよい。
図６及び図１０の実施形態では、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の照射領域部分の中心は、その順番に下方に配されるように、駆動部（図１）が光偏向器１８を駆動している。そして、その場合、サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の照射領域部分は、水平方向及び垂直方向の両方向に小さくされていく。しかしながら、本発明では、ｎ個のサブフィールドの照射領域部分について、小なる方の中心が大なる方の中心より下方に配するときに、垂直方向の大きさのみを小さくして、水平方向の大きさを同一に維持してもよい。
【0070】
実施例の蛍光体プレート２３は、裏面側にミラーを有する反射型になっている。本発明では、蛍光体プレートとして、透過型の蛍光体プレート、すなわち、両面がそれぞれ入射面及び出射面となっていて、両者の間に蛍光体粒子が充填されている蛍光体プレートを備えることができる。
【符号の説明】
【0071】
１０・・・車両用前照灯、１１・・・個別光ビーム生成部、１２・・・集合投射部、１６・・・ＬＤ（光源）、・・・光偏向器、・・・蛍光体プレート、２６ａ－２６ｃ・・・投射レンズ（投射レンズ部）、２８・・・駆動部、３０・・・走査領域、１０１・・・ミラー（回動ミラー）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
