特許 7552067 投光装置および車両用投光装置

(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】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】投光装置および車両用投光装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20240910BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20240910BHJP

   F21V 7/00 20060101ALI20240910BHJP

   F21S 41/25 20180101ALI20240910BHJP

   F21S 41/33 20180101ALI20240910BHJP

   F21S 41/675 20180101ALI20240910BHJP

   F21S 41/148 20180101ALI20240910BHJP

   F21S 41/16 20180101ALI20240910BHJP

   F21V 14/04 20060101ALI20240910BHJP

   B60Q 1/14 20060101ALI20240910BHJP

   B60Q 1/04 20060101ALI20240910BHJP

   F21W 102/10 20180101ALN20240910BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240910BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20240910BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 340

F21V5/04 400

F21V7/00 590

F21S2/00 355

F21S41/25

F21S41/33

F21S41/675

F21V5/04 600

F21S41/148

F21S41/16

F21V14/04

B60Q1/14 A

B60Q1/04 Z

F21W102:10

F21Y115:10

F21Y115:30

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020080019

(22)【出願日】2020-04-30

(65)【公開番号】P2021174739

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-03-29

(73)【特許権者】

【識別番号】723005698

【氏名又は名称】船井電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】竹本 誠二

【審査官】河村 勝也

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５２３８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００７２４３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２２２５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０６５３９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０２５８７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ５／０４

Ｆ２１Ｖ ７／００

Ｆ２１Ｓ ４１／００

Ｆ２１Ｖ １４／０４

Ｂ６０Ｑ １／００

Ｆ２１Ｗ １０２／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の方向に並んで配置された複数の発光部を有する光源と、
前記複数の発光部から光が照射されるとともに光を集束させる、前記複数の発光部と同じ数設けられる複数の凸状レンズと、
前記複数の凸状レンズを透過した光を前記複数の発光部が並ぶ方向に走査するミラー部と、前記ミラー部を揺動させる駆動源と、を有する光スキャナと、
前記複数の凸状レンズと前記ミラー部との間に配置されるか、または前記ミラー部から走査された光が投影される位置に配置される投影レンズと、を備え、
前記複数の凸状レンズは、前記ミラー部の静止時に前記複数の凸状レンズを透過して集束した光が近接するように間隔を開けて所定の方向に並んで配置されるとともに、前記光源を挟んで反対側に形成される前記複数の凸状レンズの虚像が並んで配置されるように構成され、
前記投影レンズが前記複数の凸状レンズと前記ミラー部との間に配置される場合には、前記凸状レンズは、照射された光を前記投影レンズに照射するように構成され、
前記投影レンズが前記ミラー部から走査された光が投影される位置に配置される場合には、前記投影レンズは、前記ミラー部から走査された光を集光するように構成されている、投光装置。

【請求項2】

隣接する前記複数の凸状レンズは、前記複数の発光部が所定の方向に並んで配置されている間隔と同じか、または前記複数の発光部が所定の方向に並んで配置されている間隔よりも小さい間隔で所定の方向に並んで配置されている、請求項１に記載の投光装置。

【請求項3】

前記複数の凸状レンズは、前記複数の発光部に対向する位置から前記複数の凸状レンズが並ぶ方向にずれて配置される、請求項２に記載の投光装置。

【請求項4】

前記複数の凸状レンズは、前記ミラー部または前記投影レンズに入射される位置において、前記複数の発光部が並んで配置される方向における光の集束の幅の大きさが、隣接する前記複数の発光部間の間隔の大きさ以下となるように配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の投光装置。

【請求項5】

前記光スキャナは、前記駆動源を制御する制御部を有し、
前記光スキャナの前記制御部は、前記ミラー部の走査時の走査角度を静止時の前記ミラー部から反射される光の光度のピークの値の半分の値になる角度である半値全角以下にするように前記駆動源を制御するように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の投光装置。

【請求項6】

前記複数の凸状レンズは、主点を通るとともに前記光源を挟んで反対側に形成される前記複数の凸状レンズの虚像が近接して並んで配置されるように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の投光装置。

【請求項7】

前記ミラー部の静止時の前記光源からの光の入射角が、３５度以上４５度以下である、請求項１～６のいずれか１項に記載の投光装置。

【請求項8】

前記投影レンズは、照射された光が走査される方向に沿って光を結像させるとともに、照射された光が走査される方向と直交する方向に向かって光を集光させるように構成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の投光装置。

【請求項9】

車両に搭載され、前記車両の前方に光を照射する車両用投光装置であって、
所定の方向に並んで配置された複数の発光部を有する光源と、
前記複数の発光部から光が照射されるとともに光を集束させる、前記複数の発光部と同じ数設けられる複数の凸状レンズと、
前記複数の凸状レンズを通過した光を前記複数の発光部が並ぶ方向に走査するミラー部と、前記ミラー部を揺動させる駆動源と、を有する光スキャナと、
前記複数の凸状レンズと前記ミラー部との間に配置されるか、または前記ミラー部から走査された光が投影される位置に配置される投影レンズと、を備え、
前記複数の凸状レンズは、前記ミラー部の静止時に前記複数の凸状レンズを透過して集束した光が近接するように間隔を開けて所定の方向に並んで配置されるとともに、前記光源を挟んで反対側に形成される前記複数の凸状レンズの虚像が並んで配置されるように構成され、
前記投影レンズが前記複数の凸状レンズと前記ミラー部との間に配置される場合には、前記凸状レンズは、照射された光を前記投影レンズに照射するように構成され、
前記投影レンズが前記ミラー部から走査された光が投影される位置に配置される場合には、前記投影レンズは、前記ミラー部から走査された光を集光するように構成されている、車両用投光装置。

【請求項10】

前記ミラー部は、前記ミラー部の静止時の前記ミラー部から反射される光の光度のピークの値の半分の値になる角度である半値全角が、前記複数の発光部の１つ当たりの半値全角と前記複数の発光部の個数との積の値以上になるように設定されている、請求項９に記載の車両用投光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、投光装置および車両用投光装置に関し、特に、複数の発光部を有する光源を備える投光装置および車両用投光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の発光部を有する光源を備える投光装置および車両用投光装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、発光素子を備えた光源と、光源が出射した光を反射するミラーと、ミラーを往復回動しミラーの反射光により照明領域をスキャンする操作用アクチュエータとを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－８９９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に開示されているように複数の発光部を備える場合、複数の発光部間の間隔が広いと、照射光の強度分布において、ミラー部に照射される発光部毎の光度のピークの間に光度が低い谷部が大きく形成される。そのため、ミラー部を往復回動しミラー部の反射光により照明領域をスキャン（走査）させたときに局所的な光度のばらつきが発生するという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ミラー部を走査した際に局所的な光度のばらつきの発生を抑制することが可能な投光装置および車両用投光装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の第１の局面による投光装置は、所定の方向に並んで配置された複数の発光部を有する光源と、複数の発光部から光が照射されるとともに光を集束させる、複数の発光部と同じ数設けられる複数の凸状レンズと、複数の凸状レンズを透過した光を複数の発光部が並ぶ方向に走査するミラー部と、ミラー部を揺動させる駆動源と、を有する光スキャナと、複数の凸状レンズとミラー部との間に配置されるか、またはミラー部から走査された光が投影される位置に配置される投影レンズと、を備え、複数の凸状レンズは、ミラー部の静止時に複数の凸状レンズを透過して集束した光が近接するように間隔を開けて所定の方向に並んで配置されるとともに、光源を挟んで反対側に形成される複数の凸状レンズの虚像が並んで配置されるように構成され、投影レンズが複数の凸状レンズとミラー部との間に配置される場合には、凸状レンズは、照射された光を投影レンズに照射するように構成され、投影レンズがミラー部から走査された光が投影される位置に配置される場合には、投影レンズは、ミラー部から走査された光を集光するように構成されている。ここで、近接とは、集束した光の照射範囲の一端が交わっている場合に加えて、光同士が近いが交わっていない場合も含む。

【0008】

この発明の第１の局面による投光装置では、上記の通り複数の凸状レンズは、静止時に複数の凸状レンズを透過して集束した光が近接するように間隔を開けて所定の方向に並んで配置されている。これにより、静止時に凸状レンズを透過した光が近接していることにより、発光部間の距離がある場合でも局所的に光度が小さい部分が形成されることを抑制することができるため、光度のばらつきを抑制することができる。その結果、静止時に局所的な光度のばらつきを抑制することにより、ミラー部を走査した際に局所的な光度のばらつきの発生を抑制することができる。

【0009】

上記第１の局面による投光装置において、好ましくは、隣接する複数の凸状レンズは、複数の発光部が所定の方向に並んで配置されている間隔と同じか、または複数の発光部が所定の方向に並んで配置されている間隔よりも小さい間隔で所定の方向に並んで配置されている。このように構成すれば、隣接する凸状レンズの配置されている間隔が発光部間の間隔と同じかそれよりも小さくすることにより、隣接する集束した光の間隔を小さくすることができるため、凸状レンズが発光部からの光を集束した際に集束した光を近接させることができる。その結果、光同士の間に間隔が開くことにより、光度が小さい部分が形成されることを抑制することができるため、光度のばらつきをより抑制することができる。

【0010】

この場合、好ましくは、複数の凸状レンズは、複数の発光部に対向する位置から複数の凸状レンズが並ぶ方向にずれて配置される。このように構成すれば、複数の発光部から複数の凸状レンズに光が入射される位置および複数の凸状レンズから光を出射する位置を調整できるため、凸状レンズを透過した光が近接するように調整することができる。

【0011】

上記第１の局面による投光装置において、好ましくは、複数の凸状レンズは、ミラー部または投影レンズに入射される位置において、複数の発光部が並んで配置される方向における光の集束の幅の大きさが、隣接する複数の発光部間の間隔の大きさ以下となるように配置されている。このように構成すれば、隣接する複数の発光部間の間隔の大きさ以下にすることにより、集束された光が重なる領域が大きくなることを抑制することができるため、部分的に光度が大きくなることを抑制することができる。

【0012】

上記第１の局面による投光装置において、好ましくは、光スキャナは、駆動源を制御する制御部を有し、光スキャナの制御部は、ミラー部の走査時の走査角度を静止時のミラー部から反射される光の光度のピークの値の半分の値になる角度である半値全角以下にするように駆動源を制御するように構成されている。このように構成すれば、走査角度が半値全角以下であるため、静止時と走査時とで照射される光の範囲がミラー部の中央付近で一部重複するため、ミラー部の中心付近の光度を他の位置よりも高くすることができる。

【0013】

上記第１の局面による投光装置において、好ましくは、複数の凸状レンズは、主点を通るとともに光源を挟んで反対側に形成される複数の凸状レンズの虚像が近接して並んで配置されるように構成されている。このように構成すれば、虚像が近接していることにより、主点と虚像との距離と同じ距離にミラー部または投影レンズを配置することにより、ミラー部または投影レンズへの入射光を互いに近接させることができる。

【0014】

上記第１の局面による投光装置において、好ましくは、ミラー部の静止時の光源からの光の入射角が、３５度以上４５度以下である。このように構成すれば、入射角が３５度以上であることにより、ミラー部と光源との距離を小さくすることができるため、投光装置が大きくなることを抑制することができることを本願発明者は見出した。また、入射角を４５度以下にすることにより、ミラー部に入射する光量が小さくなることを抑制することができることを本願発明者は見出した。

【0015】

上記第１の局面による投光装置において、好ましくは、投影レンズは、照射された光が走査される方向に沿って光を結像させるとともに、照射された光が走査される方向と直交する方向に向かって光を集光させるように構成されている。このように構成すれば、一部の光が結像することにより均一に照射することができるとともに、一部の光を集光させることにより光度を大きくすることができる。

【0016】

この発明の第２の局面による車両用投光装置は、車両に搭載され、車両の前方に光を照射する車両用投光装置であって、所定の方向に並んで配置された複数の発光部を有する光源と、複数の発光部から光が照射されるとともに光を集束させる、複数の発光部と同じ数設けられる複数の凸状レンズと、複数の凸状レンズを通過した光を複数の発光部が並ぶ方向に走査するミラー部と、ミラー部を揺動させる駆動源と、を有する光スキャナと、複数の凸状レンズとミラー部との間に配置されるか、またはミラー部から走査された光が投影される位置に配置される投影レンズと、を備え、複数の凸状レンズは、ミラー部の静止時に複数の凸状レンズを透過して集束した光が近接するように間隔を開けて所定の方向に並んで配置されるとともに、光源を挟んで反対側に形成される複数の凸状レンズの虚像が並んで配置されるように構成され、投影レンズが複数の凸状レンズとミラー部との間に配置される場合には、凸状レンズは、照射された光を投影レンズに照射するように構成され、投影レンズがミラー部から走査された光が投影される位置に配置される場合には、投影レンズは、ミラー部から走査された光を集光するように構成されている。

【0017】

この発明の第２の局面による投光装置では、上記の通り複数の凸状レンズは、静止時に複数の凸状レンズを透過して集束した光が近接するように間隔を開けて所定の方向に並んで配置されている。これにより、静止時に凸状レンズを透過した光が近接していることにより、光源間の距離がある場合でも局所的に光度が小さい部分が形成されることを抑制することができるため、光度のばらつきを抑制することができる。その結果、静止時に局所的な光度のばらつきを抑制することにより、ミラーを走査して車両の前方に光を照射する際に局所的な光度のばらつきの発生を抑制することができる。

【0018】

上記第２の局面による投光装置において、好ましくは、ミラー部は、ミラー部の静止時のミラー部から反射される光の光度のピークの値の半分の値になる角度である半値全角が、複数の発光部の１つあたりの半値全角と複数の発光部の個数との積の値以上になるように設定されている。このように構成すれば、一部の光を消灯する場合に、複数の発光部の１つ当たりの半値全角分消灯すればよいため、照射する範囲が狭くなることを抑制することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、上記のように、ミラー部を走査した際に局所的な光度のばらつきの発生を抑制することが可能な投光装置および車両用投光装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】投光装置が設けられた車両を示した図である。

【図2】投光装置の構成を示す図である。

【図3】光スキャナの構成を示した図である。

【図4】第１実施形態による発光部と、凸状レンズと、ミラー部と、投影レンズとの位置関係を示す図である。

【図5】発光部と凸状レンズとの配置を説明するための図である。

【図6】凸状レンズの配置の一例を示す図である。

【図7】発光部とミラー部の半値全角との関係を説明するための図である。

【図8】ミラー部の静止時の半値全角を説明するための図である。

【図9】静止時の半値全角よりも走査角度が小さい場合の操作角度と光度との関係を説明するための場図である。

【図10】静止時の半値全角よりも走査角度が小さい場合の操作角度と光度との関係を示す図である。

【図11】静止時の半値全角と走査角度とが同じ場合の操作角度と光度との関係を説明するための場図である。

【図12】静止時の半値全角と走査角度とが同じ場合の操作角度と光度との関係を示す図である。

【図13】ミラー距離と、角度と、入射光量比との関係を示す図である。

【図14】第２実施形態による発光部と、凸状レンズと、ミラー部と、投影レンズとの位置関係を示す図である。

【図15】投光装置の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0022】

［第１実施形態］
（車両用電子ミラーの構成）
図１～図１３を参照して、本発明の第１実施形態による投光装置１００の構成について説明する。

【0023】

（移動体）
図１に示すように、本実施形態による投光装置１００は、車両１１０に搭載されている。また、投光装置１００は、車両１１０の前方に光を照射するように構成されている。なお、本明細書では、また、上下方向をＺ方向とし、上方向をＺ１方向、下方向をＺ２方向とする。また、Ｚ方向と直交する面内において互いに直交する２方向をそれぞれＸ方向およびＹ方向とする。Ｘ方向のうち、一方側をＸ１方向とし、他方側をＸ２方向とする。また、Ｙ方向のうち、一方側をＹ１方向とし、他方側をＹ２方向とする。図１に示す例は、車両１１０の前方がＸ１方向である。

【0024】

（投光装置の構成）
本実施形態による投光装置１００は、図２に示すように、光源１と、凸状レンズ２と、投影レンズ３と、光スキャナ４と、検知部５と、走査角度取得部６と、制御部７と、を備えている。投光装置１００は、車両１１０の進行方向（Ｘ１方向）に向けて、光を照射するように構成されている。

【0025】

光源１は、光を出力するように構成されている。具体的には、光源１は、所定の方向に並んで配置された複数の発光部１０を有する。なお、第１実施形態ではＸ方向に沿って並んで配置される。本実施形態では、複数の発光部１０は、第１発光部１０ａと、第２発光部１０ｂと、第３発光部１０ｃと、第４発光部１０ｄと、第５発光部１０ｅとを含む。複数の発光部１０から照射された光は、凸状レンズ２および投影レンズ３を介して、光スキャナ４が有するミラー部４ａに照射するように構成されている。光源１は、たとえば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）または、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）などを含む。本実施形態では、光源１は、ＬＥＤを含む。

【0026】

凸状レンズ２は、光源１から照射された光を集束するように構成されている。凸状レンズ２は、複数の発光部１０と同じ数設けられる。凸状レンズ２は、たとえば、拡大レンズまたは集束レンズである。

【0027】

投影レンズ３は、凸状レンズ２を透過し、集束した光が照射される。投影レンズ３は、凸状レンズ２を透過し、集束した光を光スキャナ４が有するミラー部４ａにさらに集束させるように構成されている。投影レンズ３は、複数の凸状レンズと前記ミラー部との間に配置される。

【0028】

光スキャナ４は、ミラー部４ａと、駆動源４ｂとを含む。光スキャナ４は、駆動源４ｂが発生させた板波によってミラー部４ａを揺動させながら、複数の発光部１０から照射された光を走査させるように構成されている。

【0029】

ミラー部４ａは、投影レンズ３を透過した光を、複数の発光部１０が並ぶ方向に走査するように構成されている。

【0030】

駆動源４ｂは、ミラー部４ａを揺動させるように構成されている。駆動源４ｂは、たとえば、圧電素子を含む。圧電素子は、たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で形成される。駆動源４ｂがミラー部４ａを揺動させる構成の詳細については、後述する。

【0031】

検知部５は、ミラー部４ａによって走査された光が照射される領域Ｒｉのうち、消灯する領域Ｒｓを検知するように構成されている。検知部５は、たとえば、光学式の撮像装置（撮像カメラ）、または、レーザセンサ、超音波センサなどを含む。

【0032】

走査角度取得部６は、ミラー部４ａの走査角度θ（図４参照）を取得するように構成されている。走査角度取得部６は、たとえば、磁気式の角度センサを含む。

【0033】

制御部７は、投光装置１００の各部を制御するように構成されている。また、制御部７は、光源１による光の照射を制御するように構成されている。また、制御部７は、光スキャナ４を制御するように構成されている。制御部７は、光が照射される領域Ｒｉと、遮光する領域Ｒｓとを形成するように構成されている。制御部７は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサを含んでいる。

【0034】

（投光装置の構成）
図３に示すように、投光装置１００は、ミラー部４ａと、駆動源４ｂと、基板４０と、保持部材４１と、を備える。なお、図３に示す例では、基板４０の揺動軸Ａｘと直交する方向をＡ方向とし、一方側をＡ１方向、他方側をＡ２方向としている。また、揺動軸Ａｘが延びる方向を、Ｂ方向とし、一方側をＢ１方向、他方側をＢ２方向としている。また、ＡＢ平面と直交する方向を、Ｃ方向とし、一方側をＣ１方向、他方側をＣ２方向としている。

【0035】

ミラー部４ａは、光源１から照射された光を反射するように構成されている。ミラー部４ａは、平板形状を有する金属製の部材によって構成されている。ミラー部４ａは、たとえば、アルミ材により構成されている。本実施形態では、ミラー部４ａは、基板４０とは別体で設けられている。具体的には、ミラー部４ａは、ミラー部配置部４０ｄに設けられている。なお、図３に示す例では、便宜上、ミラー部４ａにハッチングを付して図示している。

【0036】

基板４０は、一対の梁部４０ａと、支持部４０ｂと、トーション部４０ｃとを含む。また、基板４０は、ミラー部４ａが配置されるミラー部配置部４０ｄを含む。基板４０は、たとえば、平板形状のステンレス鋼材により構成されている。

【0037】

一対の梁部４０ａの各々は、Ａ１方向側において、支持部４０ｂに支持されている。また、図３に示す例では、一対の梁部４０ａのＹ２方向側の端部のＸ方向の幅を大きくすることにより、保持部４０ｅを形成している。また、保持部４０ｅは、たとえば、ビス止めされることにより、保持部材４１に保持される。

【0038】

支持部４０ｂは、一対の梁部４０ａの各々のＡ１方向側の端部を支持するように構成されている。また、支持部４０ｂには、駆動源４ｂが設けられている。また、支持部４０ｂは、Ａ１方向において、一対の梁部４０ａを支持していない側の端部に、保持部４０ｆを有する。支持部４０ｂは、たとえば、ビス止めされことにより、保持部材４１に保持される。

【0039】

トーション部４０ｃは、ミラー部４ａを揺動軸Ａｘ周りに揺動可能に支持する。トーション部４０ｃは、ミラー部４ａの表面に沿う方向において一対の梁部４０ａが延びる方向（Ａ方向）と直交する方向（Ｂ方向）に延びる。また、トーション部４０ｃは、柱状形状を有している。また、トーション部４０ｃは、一対設けられている。一対のトーション部４０ｃの一方は、一対の梁部４０ａの一方と接続されており、他方のトーション部４０ｃは、他方の梁部４０ａに接続されている。また、一対のトーション部４０ｃの各々は、ミラー部配置部４０ｄに接続されている。

【0040】

ミラー部配置部４０ｄは、ミラー部４ａが配置されるように構成されている。また、ミラー部配置部４０ｄは、トーション部４０ｃを介して一対の梁部４０ａに接続されている。

【0041】

駆動源４ｂは、ミラー部４ａを揺動させる板波を発生させるように構成されている。板波とは、駆動源４ｂがＣ方向に伸縮することにより生じる、ＸＹ平面方向の振動である。駆動源４ｂは、発生させた板波によってミラー部４ａを所定の揺動軸Ａｘの軸線周りを往復して振動するように揺動させるように構成されている。すなわち、光スキャナ４は、共振駆動型の光スキャナである。

【0042】

図３に示すように、保持部材４１は、支持部４０ｂを保持するように構成されている。保持部材４１は、保持部４０ｆを保持する。また、保持部材４１は、一対の梁部４０ａの各々を保持するように構成されている。保持部材４１は、一対の梁部４０ａのうち、保持部４０ｅを保持するように構成されている。

【0043】

図３に示すように、基板４０は、ミラー部４ａが揺動軸Ａｘの軸線周りを往復して振動する空間を有するような形状をしている。また、図３には図示されていないが、保持部材４１も、基板４０と同様の形状を有する。

【0044】

（凸状レンズの配置）
図４に基づいて、凸状レンズ２の配置について詳述する。第１実施形態では、複数の凸状レンズ２は、静止時に複数の凸状レンズ２を透過して集束した光が近接するように間隔を開けて所定の方向に並んで配置されている。第１実施形態では、ハッチングで示した隣接する集束した光の照射範囲は、一点で交わっている。

【0045】

図５に示すように、複数の凸状レンズ２は、複数の発光部１０と同じ数配置される。隣接する複数の凸状レンズ２は、複数の発光部１０が所定の方向（Ｘ方向）に並んで配置されている間隔ｄ１と同じか、または複数の発光部１０が所定の方向（Ｘ方向）に並んで配置されている間隔ｄ１よりも小さい間隔ｄ２で所定の方向に並んで配置されている。間隔ｄ１は、隣接する発光部１０の中心間の距離を指すとともに、間隔ｄ２は、隣接する凸状レンズ２の中心間の距離を指す。たとえば、発光部１０間の間隔ｄ１が４.０ｍｍの場合、凸状レンズ２間の間隔ｄ２は３．５ｍｍ以上４．０ｍ以下に設定されている。

【0046】

光源１と、複数の凸状レンズ２と、投影レンズ３と、ミラー部４ａとの位置関係は、たとえば、光源１から照射された光が集光する位置に凸状レンズ２を配置してもよく、光源１から照射された光が凸状レンズ２を透過した後に集光してもよい。さらに、投影レンズ３は、凸状レンズ２を透過した後に光が集光する位置に配置される。また、凸状レンズ２の虚像を投影させる位置に投影レンズ３が配置される。また、投影レンズ３で屈折した光が集光する位置にミラー部４ａが配置される。なお、ミラー部４ａの位置が固定されている場合は、ミラー部４ａから出射された光がほぼすべて入射するように投影レンズ３の位置（ミラー部４ａと投影レンズ３との間の距離）の調整を行ってもよい。ただし、ミラー部４ａの鏡面部分の面積が小さい場合に、ミラー部４ａと投影レンズ３との間の距離に関係なくミラー部４ａから出射された光がほぼすべて投影レンズ３に入射する場合は、投影レンズ３の位置を調整する必要はない。

【0047】

凸状レンズ２は、凸状レンズ２の配置される間隔ｄ２または、凸状レンズ２のＸ方向の大きさ等によって、複数の発光部１０に対向する位置から複数の凸状レンズ２が並ぶ方向（Ｘ方向）にずれて配置される。このとき、光源１から光が入射できるとともに、虚像Ｖが近接した状態で投影レンズ３に入射するように調整されている。

【0048】

複数の凸状レンズ２は、投影レンズ３に入射される位置において、複数の発光部１０が並んで配置される方向（Ｘ方向）における光の集束の幅の大きさが、隣接する複数の発光部１０間の間隔ｄ１の大きさ以下となるように配置されている。光の集束の幅の大きさは、投影レンズ３に照射される光の幅Ｗ１から発光部１０の照射面側の１辺の長さｄ３を引いた値である。たとえば、発光部１０の１辺の長さｄ３が１ｍｍであるとともに、発光部１０の間隔ｄ１が４ｍｍである場合、凸状レンズ２に入射した発光部１０の光がＸ１方向およびＸ２方向に２ｍｍずつ広がり、集束するように設定されている。このとき、虚像ＶのＸ方向の長さｄ４は５ｍｍになるように設定される。

【0049】

図６に示すように、複数の凸状レンズ２の位置の調整の仕方としては、投影レンズ３の主点Ｐを通るとともに発光部１０を挟んで反対側に形成される複数の凸状レンズ２の虚像Ｖが近接して並んで配置されるように距離が調整される。この時、主点Ｐから虚像ＶまでのＹ方向の距離と主点Ｐから投影レンズ３までの距離とが同じ距離になるように、投影レンズ３が配置される。

【0050】

凸状レンズ２は、静止時のミラー部４ａから反射される光の光度のピークの値の半分な値となる角度の範囲である半値全角１２が、複数の発光部１０の１つあたりの半値全角１３と複数の発光部１０の個数との積の値以上になるように配置される。図７は、発光部１０が５つの場合の各発光部１０の光度とミラー部４ａの角度との関係を示した図であり、発光部１０のうち１つをハッチングで示す。図７のように、複数の発光部１０間で重複する範囲が少ないほうが好ましいため、複数の発光部１０の１つあたりの半値全角１３と複数の発光部１０の個数との積と同じ値になるように設定される。

【0051】

（光スキャナの構造）
光スキャナ４の制御部７は、ミラー部４ａの走査時の走査角度θを、ミラー部４ａの静止時のピークの値の半分の値となる角度である半値全角以下にするように駆動源４ｂを制御する。図８では、横軸に走査角度θをプロットし、縦軸に光度をプロットしている。図８は、走査角度θの光度の分布１１を示す図であり、半値全角１２は分布１１のピークの値の半分の値を示す角度の範囲である。たとえば、ミラー部４ａの静止時の走査角度θが－１５度の角度と１５度の角度の時に光度のピークの半分の値を示す場合は、１５度とマイナス１５度の差分の絶対値である３０度となる。

【0052】

図９ａは、半値全角以下でミラー部４ａを揺動させた場合、静止時の半値全角１２と光度との関係を示す。走査角度θが半値全角１２よりも小さい場合、図９ａの状態から、マイナス方向に走査角度θ度移動したとすると図９ｂのようになり、プラス方向に走査角度θ度移動したとすると図９ｃのようになる。静止時と重なる部分であるハッチング部分からプラス方向およびマイナス方向に行くにつれて照射される時間が短くなるため、静止時と重ならない白色部分は、端に向かうにつれて照射される時間が短くなるため、光度が低減する。そうすると、図１０のような台形となる。

【0053】

図１１ａは、半値全角以下でミラー部４ａを揺動させた場合、静止時の半値全角１２と光度との関係を示す。走査角度θが半値全角１２と同じ場合、図１１ａの状態から、マイナス方向に走査角度θ度移動したとすると図１１ｂのようになり、プラス方向に走査角度θ度移動したとすると図１１ｃのようになる。そうすると静止時と重なる部分が線となり、端に向かうにつれて照射される時間が短くなるため、光度が低減する。そうすると、図１２のような三角形となる。

【0054】

図１３は、ミラー距離と走査角度θとの関係を示すグラフと、走査角度θと入射光量比との関係を示すグラフとを重ねた図である。ミラー部４ａの静止時の光源１からの光の入射角が、３５度を下回るとミラー距離が大きくなるため、投光装置１００の構成が大きくなる。また、走査角度θが４５度を超えた場合、ミラー距離と走査角度θとの関係を示すグラフからミラー距離を小さくできないことが読み取れる。また、走査角度θが４５度を超えた場合、走査角度θと入射光量比との関係を示すグラフから光量が小さくなるといえる。そのため、ミラー部４ａの静止時の発光部１０からの光の入射角が、３５度以上４５度以下であるのが好ましい。なお、ミラー距離とは、ミラー部４ａと発光部１０との距離である。

【0055】

（照射領域および消灯領域の形成）
制御部７は、複数の発光部１０から照射された光の領域および配光を制御する。制御部７は、いわゆるＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ）システムとして、複数の発光部１０から照射された光の領域および配光を制御する。具体的には、図２に示すように、制御部７は、検知部５が取得した検知結果と、走査角度取得部６が取得したミラー部４ａの走査角度θ（図４参照）とに基づいて、複数の発光部１０のうち、消灯する領域Ｒｓに走査される光を発光する発光部１０の点灯状態と消灯状態とを切り替えることにより、消灯する領域Ｒｓと、光を照射する領域Ｒｉとを形成する制御を行うように構成されている。

【0056】

制御部７は、検知部５が取得した検知結果によって、光を照射する領域Ｒｉのうち、対向車両が位置すると検知された領域を、消灯する領域Ｒｓとする。制御部７は、ミラー部４ａの走査角度θに基づいて、消灯する領域Ｒｓに走査される光を発光している発光部１０を消灯状態とし、それ以外の発光部１０は点灯状態とすることにより、光を照射する領域Ｒｉと、消灯する領域Ｒｓとを形成する。

【0057】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0058】

第１実施形態では、上記のように、複数の凸状レンズ２は、静止時に複数の凸状レンズ２を透過して集束した光が近接するように間隔を開けて所定の方向に並んで配置されている。これにより、静止時に凸状レンズ２を透過した光が近接していることにより、発光部１０間の距離がある場合でも局所的に光度が小さい部分が形成されることを抑制することができるため、光度のばらつきを抑制することができる。その結果、静止時に局所的な光度のばらつきを抑制することにより、ミラー部４ａを走査した際に局所的な光度のばらつきの発生を抑制することができる。

【0059】

また、第１実施形態では、上記のように、隣接する複数の凸状レンズ２は、複数の発光部１０が所定の方向に並んで配置されている間隔ｄ１と同じか、または複数の発光部１０が所定の方向に並んで配置されている間隔ｄ１よりも小さい間隔ｄ２で所定の方向に並んで配置されている。これにより、隣接する凸状レンズ２の配置されている間隔が発光部１０間の間隔と同じかそれよりも小さくすることにより、隣接する集束した光の間隔を小さくすることができるため、凸状レンズ２が発光部１０からの光を集束した際に集束した光を近接させることができる。その結果、光同士の間に間隔が開くことにより、光度が小さい部分が形成されることを抑制することができるため、光度のばらつきをより抑制することができる。

【0060】

また、第１実施形態では、上記のように、複数の凸状レンズ２は、複数の発光部１０に対向する位置から複数の凸状レンズ２が並ぶ方向にずれて配置される。これにより、複数の発光部１０から複数の凸状レンズ２に光が入射される位置および複数の凸状レンズ２から光を出射する位置を調整できるため、凸状レンズ２を透過した光が近接するように調整することができる。

【0061】

また、第１実施形態では、複数の凸状レンズ２は、ミラー部４ａまたは投影レンズ３に入射される位置において、複数の発光部１０が並んで配置される方向における光の集束の幅の大きさが、隣接する複数の発光部１０間の間隔の大きさ以下となるように配置されている。これにより、隣接する複数の発光部１０間の間隔ｄ１の大きさ以下にすることにより、集束された光が重なる領域が大きくなることを抑制することができるため、部分的に光度が大きくなることを抑制することができる。

【0062】

また、第１実施形態では、上記のように、光スキャナ４は、駆動源４ｂを制御する制御部７を有し、光スキャナ４の制御部７は、ミラー部４ａの走査時の走査角度θを静止時のミラー部４ａから反射される光の光度のピークの値の半分の値になる角度である半値全角以下にするように駆動源４ｂを制御するように構成されている。これにより、走査角度θが半値全角以下であるため、静止時と走査時とで照射される光の範囲がミラー部４ａの中央付近で一部重複するため、ミラー部４ａの中心付近の光度を他の位置よりも高くすることができる。

【0063】

また、第１実施形態では、上記のように、複数の凸状レンズ２は、主点Ｐを通るとともに光源１を挟んで反対側に形成される複数の凸状レンズ２の虚像Ｖが近接して並んで配置されるように構成されている。これにより、虚像Ｖが近接していることにより、主点Ｐと虚像Ｖとの距離と同じ距離にミラー部４ａまたは投影レンズ３を配置することにより、ミラー部４ａまたは投影レンズ３への入射光を互いに近接させることができる。

【0064】

また、第１実施形態では、上記のように、ミラー部４ａの静止時の光源１からの光の入射角が、３５度以上４５度以下である。これにより、入射角が３５度以上であることにより、ミラー部４ａと光源１との距離を小さくすることができるため、投光装置１００が大きくなることを抑制することができることを本願発明者は見出した。また、入射角を４５度以下にすることにより、ミラー部４ａに入射する光量が小さくなることを抑制することができることを本願発明者は見出した。

【0065】

また、第１実施形態では、上記のように、複数の凸状レンズ２は、静止時のミラー部４ａから反射される光の光度のピークの値の半分の値になる角度である半値全角１２が、複数の発光部１０の１つあたりの半値全角１３と複数の発光部１０の個数との積の値以上になるように設定されている。これにより、一部の光を消灯する場合に、複数の発光部１０の１つ当たりの半値全角分消灯すればよいため、照射する範囲が狭くなることを抑制することができる。

【0066】

［第２実施形態］
次に、図１４を参照して、第２実施形態による投光装置２００の構成について説明する。第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、投影レンズ２０は、ミラー部４ａから走査された光が投影される位置に配置されるシリンドリカルレンズである。第２実施形態では、投影レンズ２０は、ミラー部４ａで反射された光が照射される位置に配置される。

【0067】

シリンドリカルレンズは、水平方向と垂直方向の倍率が異なる。そのため、水平方向を結像させて遮光の分解能を最小とし、垂直方向は収束させて光度を高くすることができる。また、シリンドリカルレンズは、照射された光が走査される方向に沿って光を結像させるとともに、照射された光が走査される方向と直交する方向に向かって光を集光させる。

【0068】

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0069】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、複数の凸状レンズ２は、静止時に複数の凸状レンズ２を透過して集束した光が近接するように間隔を開けて所定の方向に並んで配置されている。これにより、静止時に凸状レンズ２を透過した光が近接していることにより、発光部１０間の距離がある場合でも局所的に光度が小さい部分が形成されることを抑制することができるため、光度のばらつきを抑制することができる。その結果、静止時に局所的な光度のばらつきを抑制することにより、ミラー部４ａを走査した際に局所的な光度のばらつきの発生を抑制することができる。

【0070】

また、第２実施形態では、上記のように、投影レンズ２０は、照射された光が走査される方向に沿って光を結像させるとともに、照射された光が進む方向と直交する方向に向かって光を集光させるように構成されている。これにより、一部の光が結像することにより均一に照射することができるとともに、一部の光を集光させることにより光度を大きくすることができる。

【0071】

また、第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。

【0072】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0073】

たとえば、上記第１実施形態および第２実施形態では、本発明の車両用投光装置がＡＤＢの機能を有している例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、本発明の車両用投光装置は、ＡＤＢの機能を有していなくてもよい。

【0074】

たとえば、上記第１実施形態および第２実施形態では、複数の凸状レンズは、複数の発光部が所定の方向に並んで配置されている間隔と同じか、または複数の発光部が所定の方向に並んで配置されている間隔よりも小さい間隔で所定の方向に並んで配置されている例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、凸状レンズからミラー部または投影レンズへの照射位置を調整するために複数の凸状レンズは、複数の発光部が所定の方向に並んで配置されている間隔よりも大きくしてもよい。

【0075】

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、複数の凸状レンズは、複数の発光部に対向する位置から複数の凸状レンズが並ぶ方向にずれて配置される例を示したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、複数の凸状レンズは、複数の発光部に対向する位置に対向するように配置されてもよい。

【0076】

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、制御部は、ミラー部の走査時の走査角度を静止時のミラー部から反射される光の光度のピークの値が半分になる角度である半値全角以下にするように駆動源を制御するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、制御部は、ミラー部の走査時の走査角度を半値全角よりも大きくしてもよい。この場合、ミラー部の走査角度を半値全角の１．３倍に設定してもよい。

【0077】

また、上記第１実施形態では、投影レンズを設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１５に示すように、投影レンズに加えてシリンドリカルレンズ３０を配置してもよい。

【符号の説明】

【0078】

１ 光源
２ 凸状レンズ
３、２０ 投影レンズ
４ 光スキャナ
４ａ ミラー部
４ｂ 駆動源
７ 制御部
１０ 発光部
１００ ：投光装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】