車輛用前照燈裝置制造方法
【專利摘要】車輛用前照燈裝置（10）包括相互隔著間隔地配置有多個(gè)LED芯片（12）的光源（14）、和將從光源（14）射出的光作為光源像投影向車輛前方的投影透鏡（16）。多個(gè)LED芯片（12）被配置在投影透鏡（16）的焦點(diǎn)前方。LED芯片（12）可以被配置成其發(fā)光面朝向車輛前方。LED芯片（12）的發(fā)光面為矩形，該發(fā)光面的邊可以被配置成相對(duì)于車寬方向傾斜。
【專利說明】車輛用前照燈裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及車輛用前照燈裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，發(fā)明了具有將多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件配置成矩陣狀的光源、和集光透鏡，并被構(gòu)成使得按預(yù)定的配光圖案照射前方的車輛用的照明裝置(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0003]此外，以往還發(fā)明了能通過具備矩陣狀地上下左右相鄰配置的多個(gè)發(fā)光二極管的光源、來生成不同的照度分布的照明裝置(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0004]這樣的照明裝置通過選擇性地點(diǎn)亮多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的一部分、或控制點(diǎn)亮?xí)r的通電量，而實(shí)現(xiàn)了各種配光圖案。
[0005]【在先技術(shù)文獻(xiàn)】
[0006]【專利文獻(xiàn)】
[0007]【專利文獻(xiàn)I】日本特開2001-266620號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]〔發(fā)明所要解決的課題〕
[0009]然而，若相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件間存有間隙，則有時(shí)因半導(dǎo)體發(fā)光元件間的暗部被投影而在配光圖案上呈現(xiàn)出其模樣，給駕駛者帶來不協(xié)調(diào)感。
`[0010]此外，在為使矩陣狀排列的發(fā)光二極管一個(gè)一個(gè)都成為預(yù)定的明亮度而針對(duì)每個(gè)發(fā)光二極管監(jiān)視所通電流，進(jìn)行控制使其成為預(yù)定電流的情況下，需要針對(duì)每個(gè)發(fā)光二極管配置驅(qū)動(dòng)電路。因此，裝置整體的成本増大。
[0011]另外，希望車輛用前照燈裝置能根據(jù)狀況而形成集光的配光圖案或發(fā)散的配光圖案。
[0012]本發(fā)明是鑒于這樣的狀況而研發(fā)的，其目的之一在于提供一種抑制對(duì)光源像的不協(xié)調(diào)感的技術(shù)。
[0013]此外，本發(fā)明的其它目的之一在于，提供一種使結(jié)構(gòu)簡單、且降低了成本的車輛用前照燈裝置。
[0014]另外，本發(fā)明的其它目的之一在于，提供一種能形成集光和發(fā)散的配光圖案的車輛用前照燈裝置。
[0015]〔用于解決課題的手段〕
[0016]為解決上述課題，本發(fā)明一個(gè)方案的車輛用前照燈裝置包括相互隔著間隔地配置有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的光源，和使從光源射出的光作為光源像向車輛前方投影的投影透鏡。多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置在投影透鏡的焦點(diǎn)前方。
[0017]通過該方案，相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件間的暗部在所投影出的光源像中變得不顯眼。
[0018]半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面可以被配置得朝向車輛前方。由此，無需反光罩等反射部件。
[0019]半導(dǎo)體發(fā)光元件，其發(fā)光面可以為矩形，可以被配置使得該發(fā)光面的邊相對(duì)于車寬方向傾斜。由此，容易形成傾斜的明暗截止線。此外，能使水平方向的明暗截止線模糊化。
[0020]在將投影透鏡的焦點(diǎn)距離記為f[mm]時(shí)，半導(dǎo)體發(fā)光元件可以被配置使得該半導(dǎo)體發(fā)光元件與投影透鏡的距離在0.98f以下。
[0021]在將投影透鏡的焦點(diǎn)距離記為f[mm]、該半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面的一邊記為W[mm]、該半導(dǎo)體發(fā)光元件與相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件的節(jié)距為P[mm]時(shí)，半導(dǎo)體發(fā)光元件可以被配置使得該半導(dǎo)體發(fā)光元件與投影透鏡的距離在((P-W)/P) Xf以上。
[0022]本發(fā)明的另一方案也是一種車輛用前照燈裝置。該車輛用前照燈裝置包括:矩陣狀地排列有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件、能朝車輛前方照射光的光源；控制光源所包含的多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮滅的控制部。多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件包括:射出朝向車輛前方的照射區(qū)域所包含的第I區(qū)域的多個(gè)第I半導(dǎo)體發(fā)光元件；射出朝向照射區(qū)域所包含的不同于第I區(qū)域的第2區(qū)域的光、具有與第I半導(dǎo)體發(fā)光元件不同特性的多個(gè)第2半導(dǎo)體發(fā)光元件。控制部包括:第I驅(qū)動(dòng)部，對(duì)被分成比第I半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量少的數(shù)量個(gè)組的多個(gè)第I半導(dǎo)體發(fā)光元件，按組來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；第2驅(qū)動(dòng)部，對(duì)被分成比第2半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量少的數(shù)量個(gè)組的多個(gè)第2半導(dǎo)體發(fā)光元件，按組來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0023]通過該方案，要驅(qū)動(dòng)的組的數(shù)量比半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量少，故能簡化驅(qū)動(dòng)部的構(gòu)成。此外，通過選擇與照射區(qū)域所包含的各區(qū)域?qū)?yīng)的適當(dāng)特性的半導(dǎo)體發(fā)光元件，能降低光源的成本。
[0024]第I半導(dǎo)體發(fā)光元件可以由與第2半導(dǎo)體發(fā)光元件相比、流過相同電流時(shí)的亮度不同的元件構(gòu)成。由此，容易根據(jù)照射區(qū)域所包含的各區(qū)域來改變明亮度。
[0025]第I半導(dǎo)體發(fā)光元件可以由與第2半導(dǎo)體發(fā)光元件相比、正向電流的最大額定值不同的元件構(gòu)成。由此，容易根據(jù)照射區(qū)域所包含的各區(qū)域來改變明亮度。
[0026]第I半導(dǎo)體發(fā)光元件可以被配置使得第I區(qū)域包含照射區(qū)域的中央部；控制部可以控制該第I半導(dǎo)體發(fā)光元件和該第2半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮滅，使得第I半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮度比第2半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮度高。由此，能使照射區(qū)域的中央部更明亮。
[0027]多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件可以被配置成其發(fā)光面朝向車輛前方。由此，無需反光罩等反射部件。
[0028]多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面為矩形，可以被配置使得該發(fā)光面的邊相對(duì)于車寬方向傾斜。由此，容易形成傾斜的明暗截止線。另外，能使水平方向的明暗截止線模糊化。
[0029]本發(fā)明的另一方案也是一種車輛用前照燈裝置。該裝置包括:矩陣狀地排列有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件、能朝車輛前方照射光的光源；控制光源所包含的多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮滅的控制部。多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件包括:被配置在矩陣狀地排列有半導(dǎo)體發(fā)光元件的區(qū)域的第I塊內(nèi)的多個(gè)第I半導(dǎo)體發(fā)光元件；被配置在矩陣狀地排列有半導(dǎo)體發(fā)光元件的區(qū)域的、不同于第I塊的第2塊內(nèi)、并具有與第I半導(dǎo)體發(fā)光元件不同的特性的多個(gè)第2半導(dǎo)體發(fā)光元件?？刂撇堪?-第I驅(qū)動(dòng)部，對(duì)被分成比第I半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量少的數(shù)量個(gè)組的多個(gè)第I半導(dǎo)體發(fā)光元件，按組來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；第2驅(qū)動(dòng)部，對(duì)被分成比第2半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量少的數(shù)量個(gè)組的多個(gè)第2半導(dǎo)體發(fā)光元件，按組來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0030]通過該方案，由于要驅(qū)動(dòng)的組的數(shù)量比半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量少，故能簡化驅(qū)動(dòng)部的構(gòu)成。此外，通過選擇與矩陣狀地排列有半導(dǎo)體發(fā)光元件的區(qū)域所包含的各塊對(duì)應(yīng)的適當(dāng)特性的半導(dǎo)體發(fā)光元件，能降低光源的成本。
[0031]本發(fā)明再一個(gè)方案還是車輛用前照燈裝置。該裝置包括:相互隔著間隔地配置有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的光源；使從光源射出的光作為光源像向車輛前方投影的投影透鏡；以及被設(shè)于投影透鏡的車輛前方側(cè)、使光源像的倍率變化的倍率變化機(jī)構(gòu)。
[0032]通過該方案，能不改變投影透鏡和光源的位置地改變光源像的倍率。
[0033]多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件可以被配置在投影透鏡的焦點(diǎn)前方。由此，相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件間的暗部在投影出的光源像中變得不顯眼。
[0034]半導(dǎo)體發(fā)光元件可以被配置使得其發(fā)光面朝向車輛前方。由此，無需反光罩等反射部件。
[0035]半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面為矩形，該發(fā)光面的邊可以被配置使得相對(duì)于車寬方向傾斜。由此，容易形成傾斜的明暗截止線。此外，能使水平方向的明暗截止線模糊化。
[0036]倍率變化機(jī)構(gòu)可以是被構(gòu)成為光源像的向車寬方向的倍率變化比向上下方向的倍率變化大的光學(xué)系統(tǒng)。由此，能形成以車寬方向的廣范圍為對(duì)象的集光、發(fā)散配光圖案。
[0037]光學(xué)系統(tǒng)可以是畸變透鏡(anamorphic lens)系統(tǒng)。由此,能以簡易的構(gòu)成形成集光和發(fā)散的配光圖案。
[0038]此外，將以上構(gòu)成要素的任意組合、本發(fā)明的表現(xiàn)形式在方法、裝置、系統(tǒng)、等間變換后的方式，作為本發(fā)明的方案也是有效的。
[0039]〔發(fā)明效果〕
[0040]通過本發(fā)明，能抑制對(duì)光源像的不協(xié)調(diào)感。
[0041]或者，通過本發(fā)明，能提供使結(jié)構(gòu)簡單、且降低了成本的車輛用前照燈裝置。
[0042]或者，通過本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)可形成集光和發(fā)散的配光圖案的車輛用前照燈裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是從側(cè)方看將多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件矩陣配置的前燈的要部的圖。
[0044]圖2是從正面看將多個(gè)LED芯片矩陣配置的狀態(tài)的圖。
[0045]圖3的(a)是表示從焦點(diǎn)出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖，圖3的(b)是表示從焦點(diǎn)后方出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖，圖3的(c)是表示從焦點(diǎn)前方出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖。
[0046]圖4是表示將矩形的LED芯片的各邊平行于水平方向地配置的矩陣LED的排列的示意圖。
[0047]圖5是從側(cè)方看第I實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0048]圖6是表示從正面看圖5所示的光源時(shí)的矩陣LED的排列的示意圖。
[0049]圖7的(a)是表示由第I實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置形成的近光配光圖案的圖，圖7的(b)是表示由第I實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置形成的遠(yuǎn)光配光圖案的圖。
[0050]圖8是將第I實(shí)施方式的矩陣LED的一部分放大后的圖。
[0051]圖9的(a)、圖9的(b)是用于說明第I實(shí)施方式的矩陣LED的變形例的圖。
[0052]圖10的(a)?圖10的(C)是表示由矩陣LED形成的點(diǎn)光束狀的配光圖案的圖。
[0053]圖11是表示由第I實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置形成的配光圖案的一例的圖。[0054]圖12是表示前燈系統(tǒng)的概略構(gòu)成的功能塊圖。
[0055]圖13是表示第I實(shí)施方式的前燈系統(tǒng)中的控制的一例的流程圖。
[0056]圖14的(a)是表示形成基本光束(BL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖14的(b)是表示由圖14的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖；圖14的(c)是表示形成城鎮(zhèn)模式光束(town beam) (TL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖14的(d)是表示由圖14的(c)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖；圖14的(e)是表示形成高速路模式光束(motorway beam) (ML)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖14的(f)是表示由圖14的(e)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖；圖14的(g)是表示形成雨天模式光束(wet beam) (WL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖14的(h)是表示由圖14的(g)所不的點(diǎn)売狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖；圖14的(i)是表不使聞速路模式光束(ML)旋轉(zhuǎn)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖14的(j)是表示由圖14的(i)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。
[0057]圖15是從側(cè)方看第2實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0058]圖16是表示將圖15所示的多個(gè)LED芯片矩陣配置的光源的一例的示意圖。
[0059]圖17是表示將圖15所示的多個(gè)LED芯片矩陣配置的光源的另一例的示意圖。
[0060]圖18是用于說明第2實(shí)施方式的矩陣LED中的各種LED芯片的配置的圖。
[0061]圖19是表示前燈系統(tǒng)的概略構(gòu)成的功能塊圖。
[0062]圖20是表示驅(qū)動(dòng)電路裝置和通道電路(群)的概要的示意圖。
[0063]圖21是表示矩陣LED內(nèi)的各通道的LED芯片的連接例的示意圖。
[0064]圖22的(a)?圖22的(C)是表示將通道電路和多個(gè)LED芯片并聯(lián)連接的狀態(tài)的電路圖。
[0065]圖23的(a)?圖23的(C)是表示將通道電路與多個(gè)LED芯片串聯(lián)連接的狀態(tài)的電路圖。
[0066]圖24的(a)是表示形成遠(yuǎn)光時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖24的(b)是表示由圖24的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。
[0067]圖25的(a)是表示形成基本光束(BL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖25的(b)是表示由圖25的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。
[0068]圖26的(a)是表示形成城鎮(zhèn)模式光束(TL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖26的(b)是表示由圖26的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。
[0069]圖27的(a)是表示形成高速路模式光束(ML)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖27的(b)是表示由圖27的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。
[0070]圖28的(a)是表示形成雨天模式光束(WL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖28的(b)是表示由圖28的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。
[0071]圖29的(a)是表示形成ADB時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖29的(b)是表示由圖29的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。
[0072]圖30的(a)是表示DRL的配光圖案的圖；圖30的(b)是表示通常的遠(yuǎn)光配光圖案的圖；圖30的(c)是表示兼用DRL時(shí)所需的遠(yuǎn)光配光圖案的圖。
[0073]圖31的(a)是表示FOG燈的配光圖案的圖；圖31的(b)是表示通常的近光配光圖案的圖；圖31的(c)是表示兼用FOG燈時(shí)所需的近光配光圖案的圖。[0074]圖32是表示第2實(shí)施方式的前燈系統(tǒng)中的控制的一例的流程圖。
[0075]圖33是示意性地表示第3實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置的構(gòu)成的立體圖。
[0076]圖34是從側(cè)方看將多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件矩陣配置來作為光源的車輛用前照燈裝置的要部的圖。
[0077]圖35的(a)是表不第3實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)中的形成發(fā)散配光圖案時(shí)的光路的不意圖；圖35的(b)是表不第3實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)中的形成集光配光圖案時(shí)的光路的不意圖。
[0078]圖36的(a)?圖36的(C)是表示由第3實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置所能形成的配光圖案的圖。
[0079]圖37是從正面看將多個(gè)LED芯片矩陣配置的狀態(tài)的圖。
[0080]圖38的(a)是表示從焦點(diǎn)出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖；圖38的(b)是表示從焦點(diǎn)后方出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖；圖38的(c)是表示從焦點(diǎn)前方出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖。
[0081]圖39是表示將矩形的LED芯片的各邊平行于水平方向地配置的矩陣LED的排列的示意圖。
[0082]圖40是從側(cè)方看第3實(shí)施方式的變形例的車輛用前照燈裝置的要部的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0083]圖41是表示從正面看圖40所示的光源時(shí)的矩陣LED的排列的示意圖。
[0084]圖42的(a)是表示由第3實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置形成的近光配光圖案的圖；圖42的(b)是表示由第3實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置形成的遠(yuǎn)光配光圖案的圖。
[0085]圖43是將第3實(shí)施方式的矩陣LED的一部分放大后的圖。
[0086]圖44的(a)、圖44的(b)是用于說明第3實(shí)施方式的矩陣LED的變形例的圖。
[0087]圖45的(a)?圖45的(C)是表示由矩陣LED形成的點(diǎn)光束狀的配光圖案的圖。
[0088]圖46是表示由第3實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置形成的配光圖案的一例的圖。
[0089]圖47是表示前燈系統(tǒng)的概略構(gòu)成的功能塊圖。
[0090]圖48是表示第3實(shí)施方式的前燈系統(tǒng)中的控制的一例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0091]下面參照附圖詳細(xì)說明用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。在附圖的說明中，對(duì)相同的要素賦予相同的標(biāo)號(hào)，并適當(dāng)省略重復(fù)的說明。
[0092][第I實(shí)施方式]
[0093]近年來，作為車輛等的前照燈單元(前燈)的光源，正在開發(fā)利用了多個(gè)LED等半導(dǎo)體發(fā)光元件的裝置。圖1是從側(cè)方看將多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件矩陣配置的前燈的要部的圖。在圖1中，在包含投影透鏡210的焦點(diǎn)F、且垂直于光軸L的平面上配置了多個(gè)LED芯片212。在此，H表示投影透鏡的主點(diǎn)、f表示焦點(diǎn)距離、fb表示后焦點(diǎn)。
[0094]圖2是從正面看將多個(gè)LED芯片矩陣配置的狀態(tài)的圖。通過使由這樣矩陣配置的多個(gè)LED芯片(以下稱作“矩陣LED”。)構(gòu)成的光源朝向車輛前方、并在其前方配置了投影透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，包含焦點(diǎn)F的平面上的LED芯片的亮度分布被投影向前方。因此，若LED芯片有多個(gè)，則屏幕上被投影該LED芯片群的亮度分布。然而，在使用了這樣的矩陣LED的頭燈中，在以下方面尚有改良的余地。
[0095](I)LED芯片間的暗部(對(duì)應(yīng)于圖2所示的間隙gl、g2)在屏幕上較為顯眼。這樣的暗部會(huì)使駕駛者的視認(rèn)性部分降低。例如若道路前方有屏風(fēng)，則其上會(huì)出現(xiàn)矩形的模樣。另外，有時(shí)路面上會(huì)出現(xiàn)條紋模樣。
[0096](2 )難以形成近光配光圖案所需要的傾斜(45度)明暗截止線的Z配光。此外，無法使明暗截止線附近模糊化。
[0097]接下來說明投影透鏡的成像。圖3的(a)是表示從焦點(diǎn)出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖；圖3的(b)是表示從焦點(diǎn)后方出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖；圖3的(c)是表示從焦點(diǎn)前方出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖。
[0098]如圖3的(a)所示那樣，若在焦點(diǎn)F上設(shè)置光源(物體)，則其像被成像于無限遠(yuǎn)。實(shí)際的投影透鏡的焦點(diǎn)距離為30~50mm程度，與該焦點(diǎn)距離相比，至成像屏幕的距離(IOm或25m)可以稱為無限遠(yuǎn)。因此，光源的亮度分布幾乎被直接投影到屏幕上，LED芯片間的暗部較為顯眼。
[0099]此外，如圖3的(b)所示，當(dāng)在焦點(diǎn)F的后側(cè)設(shè)置了光源時(shí)，光源的像成為倍率b/a的實(shí)像，故LED芯片間的暗部依然顯眼。
[0100]另一方面，如圖3的(C)所示，當(dāng)在焦點(diǎn)F的前側(cè)設(shè)置了光源時(shí)，光源的像成為虛像，屏幕上不成像。此外，若使光源過于接近投影透鏡，則無法發(fā)揮投影透鏡的功能，形成所希望的配光變得困難。
[0101]本發(fā)明人基于這樣的認(rèn)識(shí)深入研究后想到，為不使矩陣LED的亮度不均不顯眼，優(yōu)選通過在焦點(diǎn)前側(cè)、且盡可能在焦點(diǎn)附近配置LED芯片，來使光源的像成為虛像。另外，還想到優(yōu)選使虛像的倍率盡可能大。因此，如下這樣求取虛像的倍率。
[0102]如圖3的(C)所示，若設(shè)`物體(光源)與投影透鏡的距離為a、焦點(diǎn)距離為f，則成像位置(成像距離b)通過作為近軸光學(xué)系統(tǒng)的成像式的式(I)來表示。
[0103]l/f=l/a-l/b..?式(I)
[0104]在此，將距離a為f/2、2f/3、3f/4、4f/5、9f/10、19f/20時(shí)的、虛像的成像距離b和倍率b/a不于表1。
[0105]

物體距離a j成像距離b j倍率b/a
Th f2
2f/22f3
3f/43f4
4f/54f5
9f/109f10
19f/20 19f 0
_\2__
[0106]〔表1〕[0107]如圖3的(C)所示，來自光源的射出光線就如同從虛像位置射出那樣前進(jìn)。因此，作為屏幕上的亮度分布，倍率越高、多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件(LED芯片)越重合，屏幕上的不均越變得不顯眼。
[0108]接下來，說明前述的難以形成近光配光圖案所需的傾斜明暗截止線的情況和無法使明暗截止線附近模糊化的情況。圖4是表示將矩形的LED芯片的各邊平行于水平方向地配置的矩陣LED的排列的示意圖。
[0109]在圖4所示的矩陣LED的情況下，即使使虛線所圍的區(qū)域Rl的LED芯片點(diǎn)亮、使這以外的LED芯片熄滅，也無法形成具有45度的傾斜明暗截止線的Z配光。若要以圖4所示那樣的LED芯片的排列實(shí)現(xiàn)Z配光，則需要進(jìn)一步增加LED芯片的個(gè)數(shù)，模擬地形成傾斜明暗截止線。但在這樣的情況下，因矩陣LED的尺寸増大，需要使投影透鏡的焦點(diǎn)距離變長，結(jié)果招致燈具尺寸的變大。因此，發(fā)明人深入研究這些問題后，想到了采用后述布局的矩陣LED。
[0110]圖5是從側(cè)方看第I實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。車輛用前照燈裝置10包括:光源14，多個(gè)作為半導(dǎo)體發(fā)光元件的LED芯片12彼此隔有間隔地配置著；以及投影透鏡16，使從光源14射出的光作為光源像投影向車輛前方。光源14具有LED電路基板18和散熱器20。多個(gè)LED芯片12被配置在比投影透鏡16的焦點(diǎn)F靠前方的位置。
[0111]因此，在本實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置10中，如前述那樣，光源像被作為虛像投影到前方，故相鄰的LED芯片12間的暗部在所投影出的光源像中變得不顯眼。此外，多個(gè)LED芯片12以其發(fā)光面朝向車輛前方的方式配置著。由此，不再需要反光罩等反射部件。
[0112]圖6是表示從正面看圖5所示的光源時(shí)的矩陣LED的排列的示意圖。在圖6所示的矩陣LED中，以如下方式配置各LED芯片:發(fā)光面為矩形的LED芯片的各邊相對(duì)于水平方向(車寬方向)傾斜(相對(duì)于水平呈45度)。
[0113]在這樣的矩陣LED的情況下，若使虛線所圍的區(qū)域R2的LED芯片點(diǎn)亮、使這以外的LED芯片熄滅，則通過點(diǎn)亮的LED芯片12a?12c，形成清晰的45度傾斜明暗截止線。此夕卜，點(diǎn)亮的LED芯片的區(qū)域R2的上邊緣成為鋸齒形狀，故能使水平方向的明暗截止線模糊化。
[0114]圖7的(a)是表示由第I實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置形成的近光配光圖案的圖；圖7的(b)是表示由第I實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置形成的遠(yuǎn)光配光圖案的圖。通過使圖6所示的矩陣LED中的、被配置于區(qū)域R2的LED芯片點(diǎn)亮，如圖7的(a)所示那樣，通過由矩陣LED構(gòu)成的光源形成Z配光的近光配光圖案PL。此外，通過使圖6所示的矩陣LED的全部都點(diǎn)亮，形成圖7的(b)所示的遠(yuǎn)光配光圖案PH。
[0115]接下來，說明與LED芯片的大小和各LED芯片間的間隔相應(yīng)的適當(dāng)?shù)奶撓癖堵?。圖8是將第I實(shí)施方式的矩陣LED的一部分放大后的圖。在圖8中，W是LED芯片的尺寸，P是相鄰的LED芯片的節(jié)距間隔，Ph是LED芯片的水平方向的節(jié)距間隔，Pv是LED芯片的垂直方向的節(jié)距間隔。
[0116]此時(shí)，虛像的倍率至少需要為P/W倍。例如若芯片尺寸W為Imm □、節(jié)距3mm，則P/W=3，投影透鏡的成像倍率至少需要是3倍。實(shí)現(xiàn)此的物體位置(距離)根據(jù)表I而為2f/3。
[0117]因此，LED芯片需要設(shè)置在從距投影透鏡2/3焦點(diǎn)距離f的位置起至焦點(diǎn)F的位置之間。但若在焦點(diǎn)F上設(shè)置LED芯片，則屏幕上的亮度不均開始變得顯眼。[0118]因此，在將投影透鏡16的焦點(diǎn)距離記為f[mm]、LED芯片的發(fā)光面的一邊記為W[mm]、一個(gè)LED芯片與相鄰的另一 LED芯片的節(jié)距為P[mm]時(shí)，LED芯片優(yōu)選被如下這樣配置:LED芯片與投影透鏡16的距離在((P-W) /P) Xf以上。
[0119]此外，在P/W=3時(shí)，若還考慮到LED芯片的設(shè)置誤差S，則只要將LED芯片位置設(shè)置在從距投影透鏡2f/3至f-S之間即可。實(shí)際上考慮到量產(chǎn)性，優(yōu)選將光源設(shè)置在比實(shí)際的P/W大的倍率那樣的位置。此外，關(guān)于設(shè)置誤差S，只要考慮制造精度的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ地適當(dāng)設(shè)定即可。
[0120]如上所述，矩陣LED優(yōu)選設(shè)置在比投影透鏡的焦點(diǎn)位置F靠前方(投影透鏡側(cè))。關(guān)于矩陣LED的設(shè)置范圍，在將LED芯片尺寸記為W、節(jié)距(芯片的設(shè)置間隔)記為P時(shí)，優(yōu)選投影透鏡的虛像的倍率比P/W大、且小于50倍的倍率的位置(f=50時(shí)、a=49)的范圍。
[0121]詳細(xì)來說，LED芯片優(yōu)選被如下這樣配置:在將投影透鏡16的焦點(diǎn)距離記為f[mm]時(shí)，LED芯片12與投影透鏡16的距離在0.98f以下。由此，能使矩陣LED的芯片間的暗部變得不顯眼。此外，在矩陣LED中，若與相鄰的LED芯片的間隔在縱向和橫向上是不同的，則節(jié)距間隔P設(shè)定得較廣(P較大)。
[0122]此外，矩陣LED優(yōu)選LED芯片的水平方向的節(jié)距間隔Ph在垂直方向節(jié)距間隔Pv以上。由此，能使Z配光形狀更清晰。另外，由于能在鉛直方向上提高光束密度，故容易形成適于前燈的橫長的配光圖案。
[0123]像這樣，本實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置10是在光源中采用了矩陣LED的投影型的頭燈，能基于來自前方監(jiān)視傳感器的前方車輛存在狀況，設(shè)定矩陣LED的點(diǎn)亮部位或點(diǎn)亮電流，除一般的近光用配光圖案和遠(yuǎn)光用配光圖案外，還能實(shí)現(xiàn)后述的各種各樣的配光圖案。
[0124]接下來，說明使用了矩陣LED的配光可變型頭燈系統(tǒng)的變形例。圖9的(a)、圖9的(b)是用于說明第I實(shí)施方式的矩陣LED的變形例的圖。圖10的(a)?圖10的(c)是表不由矩陣LED形成的點(diǎn)光束狀的配光圖案的圖。
[0125]如圖9的(a)、圖9的(b)所示那樣，變形例的矩陣LED使用4?10個(gè)程度的LED芯片。例如，矩陣LED被構(gòu)成為如圖9的(a)所示那樣排列，形成點(diǎn)光束狀的配光圖案。在此情況下，成為如圖10的(a)所示那樣的矩形的點(diǎn)光束狀的配光圖案P1。也可以使該配光圖案Pl如圖10的(b)所示那樣在彎路時(shí)沿水平方向移動(dòng)。
[0126]此外，矩陣LED也可以被構(gòu)成為如圖9的(b)所示那樣一部分LED芯片12d呈菱形配置地排列，形成點(diǎn)光束狀的配光圖案。在此情況下，容易形成圖10的(c)所示那樣的橫長橢圓的點(diǎn)光束狀的配光圖案P2。
[0127]圖11是表示由第I實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置形成的配光圖案的一例的圖。第I實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置10能形成如圖11所示那樣不照射一部分區(qū)域的配光圖案PH’。由此，能既不給前方車輛造成眩光，又確保車輛前方的視認(rèn)性。
[0128](控制系統(tǒng)構(gòu)成)
[0129]接下來說明前燈的控制系統(tǒng)的構(gòu)成。圖12是表示前燈系統(tǒng)的概略構(gòu)成的功能塊圖。
[0130]前燈系統(tǒng)100具有左右的車輛用前照燈裝置10、配光控制E⑶102、前方監(jiān)視E⑶104等。車輛用前照燈裝置10如前述那樣具有由矩陣LED構(gòu)成的光源14、投影透鏡16、以及收容它們的燈體。此外，各車輛用前照燈裝置10連接有使矩陣LED或燈體旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置(ACT) 106。
[0131]前方監(jiān)視E⑶104連接有車載照相機(jī)108、雷達(dá)110、車速傳感器112等各種傳感器。前方監(jiān)視ECU104對(duì)從傳感器取得的攝像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，檢測出前方車輛(對(duì)向車和前行車)和其它路上光亮物體、以及區(qū)域線(車道標(biāo)志線)，算出它們的屬性和位置等配光控制所需要的數(shù)據(jù)。所算出的數(shù)據(jù)被介由車內(nèi)LAN等發(fā)送到配光控制ECU102及各種車載設(shè)備。
[0132]配光控制E⑶102連接有車速傳感器112、舵角傳感器114、6?3導(dǎo)航116、頭燈開關(guān)118等。配光控制E⑶102基于從前方監(jiān)視E⑶104送來的路上光亮物體的屬性(對(duì)向車、前行車、反射器、道路照明)、其位置(前方、側(cè)方)及車速，決定與該行駛場合對(duì)應(yīng)的配光圖案。然后，配光控制ECU102決定實(shí)現(xiàn)該配光圖案所需的配光可變頭燈的控制量。在此，控制量例如是上下左右光束移動(dòng)量、屏蔽部分(遮光區(qū)域)的位置和范圍等。 [0133]另外，配光控制E⑶102決定驅(qū)動(dòng)裝置106、矩陣LED的各LED芯片的控制內(nèi)容(亮滅、通電等)。關(guān)于驅(qū)動(dòng)裝置106，可以采用使配光可變燈單元向上下、左右方向等驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式的驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)器120將來自配光控制ECU102的控制量的信息變換成對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)裝置106及配光控制元件的動(dòng)作的命令,并控制它們。
[0134](控制流程圖)
[0135]圖13是表示第I實(shí)施方式的前燈系統(tǒng)中的控制的一例的流程圖。
[0136]圖13所示的處理在通過頭燈開關(guān)等而被選擇了時(shí)、或基于各種傳感器的信息而識(shí)別到預(yù)定的狀況(夜間行駛或隧道內(nèi)行駛)時(shí)，被按預(yù)定的間隔反復(fù)執(zhí)行。
[0137]首先，配光控制E⑶102和前方監(jiān)視E⑶104從照相機(jī)及各種傳感器、開關(guān)等取得所需的數(shù)據(jù)(S10)。數(shù)據(jù)例如是車輛前方的圖像、車速、車間距離、道路形狀、方向盤的舵角、由頭燈開關(guān)選擇的配光圖案等的數(shù)據(jù)。
[0138]前方監(jiān)視E⑶104基于取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理I (S12)。通過數(shù)據(jù)處理1，算出車輛前方的光亮物體的屬性(信號(hào)燈、照明燈、輪廓標(biāo)等)、車輛的屬性(對(duì)向車、前行車)、車間距離、光亮物體的亮度、道路形狀(車線寬、直路、彎路)等的數(shù)據(jù)。
[0139]然后，配光控制E⑶102基于數(shù)據(jù)處理I所算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理2 (S14)，選擇適當(dāng)?shù)呐涔鈭D案。所選擇的控制配光圖案例如是近光用配光圖案、遠(yuǎn)光用配光圖案、ADB(Adaptive Driving Beam:自適應(yīng)遠(yuǎn)光)等。此外,根據(jù)所選擇的配光圖案，決定LED芯片的亮滅或通電的控制量。
[0140]當(dāng)ADB被選擇時(shí)(S16的Yes)，由配光控制ECU102進(jìn)行數(shù)據(jù)處理3 (S18)。在數(shù)據(jù)處理3中，例如決定ADB控制的照明區(qū)域、遮光區(qū)域、照明光量、照射方向。此外，除這些信息外，還能基于數(shù)據(jù)處理I所算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行AFS (Adaptive Front-Lighting System:自適應(yīng)前照燈系統(tǒng))。所謂AFS控制，是根據(jù)彎路或行駛地域(市區(qū)、市郊、高速道路)、天氣氣候來控制配光的情況。此外，當(dāng)ADB沒有被選擇時(shí)(S16的No)，步驟S18被跳過。
[0141]然后，配光控制E⑶102在數(shù)據(jù)處理4中將數(shù)據(jù)變換成驅(qū)動(dòng)用(S20)，來驅(qū)動(dòng)配光控制元件或促動(dòng)器(ACT) (S22)，由此進(jìn)行ADB控制和旋轉(zhuǎn)控制。
[0142](各種配光圖案)
[0143]圖14的(a)是表示形成基本光束(BL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖14的(b)是表示由圖14的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖；圖14的(c)是表示形成城鎮(zhèn)模式光束(TL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖14的(d)是表示由圖14的(c)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖；圖14的(e)是表示形成高速路模式光束(MD時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖14的(f)是表示由圖14的(e)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖；圖14的(g)是表示形成雨天模式光束(WL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖14的(h)是表示由圖14的(g)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖；圖14的(i)是表示使高速路模式光束(ML)旋轉(zhuǎn)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖14的(j)是表示由圖14的(i)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。
[0144]圖14的(b)所示的配光圖案是現(xiàn)狀的近光束那樣的配光圖案，在市郊道路上與對(duì)向車錯(cuò)車時(shí)被使用。另外，圖14的(d)所示的配光圖案在存在道路照明的市區(qū)道路上被使用。該配光圖案由于道路照明的存在而比現(xiàn)狀的近光束降低了照明性能。另外，同時(shí)還是眩光光量也較低的光束。
[0145]圖14的(f)所示的配光圖案在有防眩柵的高速道路上行駛時(shí)被使用。使現(xiàn)狀的近光束的明暗截止線向上方移動(dòng)，并提高了中心光度。圖14的(h)所示的配光圖案在雨天時(shí)被使用。該配光圖案為抑制給對(duì)向車造成的眩光而降低了車方路面區(qū)域R4的光量。即，在圖14的(f)所示的高速路模式光束的配光圖案中，降低了與車前路面對(duì)應(yīng)的部分的光量。
[0146]圖14的(j)所示的配光圖案在車輛前方為彎路時(shí)能作為AFS控制而提高其行進(jìn)方向的視認(rèn)性。
[0147]在上述的各種配光圖案的說明中，僅表示了矩陣LED的點(diǎn)亮部位，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)也可以調(diào)整適當(dāng)部位的點(diǎn)亮電流。
[0148][第2實(shí)施方式]
[0149](車輛用前照燈裝置)
[0150]圖15是從側(cè)方看第2實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置時(shí)的概略結(jié)構(gòu)圖。車輛用前照燈裝置1010具有:光源1014，相互隔著間隔地配置有多個(gè)作為半導(dǎo)體發(fā)光元件的LED芯片1012 ;投影透鏡1016，將從光源1014射出的光作為光源像而投影向車輛前方。光源1014具有LED電路基板1018和散熱器1020。在此，F(xiàn)表示焦點(diǎn)，H表示投影透鏡的主點(diǎn)，f表示焦點(diǎn)距離，fb表示后焦點(diǎn)。多個(gè)LED芯片1012被配置成其發(fā)光面朝向車輛前方。由此，無需反光罩等反射部件。
[0151]圖16是表不將圖15所不的多個(gè)LED芯片矩陣配置的光源的一例的不意圖。圖17是表示將圖15所示的多個(gè)LED芯片矩陣配置的光源的另一例的示意圖。使由這樣矩陣配置的多個(gè)LED芯片(以下稱作“矩陣LED”。)構(gòu)成的光源朝向車輛前方，并在其前方配置有投影透鏡，通過這樣的光學(xué)系統(tǒng)，包含焦點(diǎn)F的平面上的LED芯片的亮度分布被投射向前方。
[0152]在圖16所示的矩陣LED中，以發(fā)光面為矩形的LED芯片1012的各邊平行于水平方向(H-H線)的方式配置各LED芯片1012。
[0153]此外，在圖17所示的矩陣LED中，以發(fā)光面為矩形的LED芯片1012的各邊相對(duì)于水平方向(車寬方向)傾斜(相對(duì)于水平呈45度)的方式配置各LED芯片1012。在這樣的矩陣LED的情況下，使虛線所圍的區(qū)域R1001的LED芯片點(diǎn)亮，并使這以外的LED芯片熄滅時(shí)，通過所點(diǎn)亮的LED芯片1012a?1012c，形成清晰的45度的傾斜明暗截止線。此外，由于點(diǎn)亮的LED芯片的區(qū)域Rl的上邊緣為鋸齒形狀，故能使水平方向的明暗截止線模糊化。[0154]但在使用了矩陣LED的前燈中，為形成預(yù)定的配光圖案而考慮針對(duì)每個(gè)LED芯片監(jiān)視所通電流，并進(jìn)行控制使其成為預(yù)定電流。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng))的通道數(shù)必須與LED芯片為相同數(shù)量。因此，在成本方面尚有改善的余地。
[0155]另外，在配光圖案中，還存在如下現(xiàn)象:若車前路面或路肩過于明亮，則對(duì)于駕駛者來說反而難以行駛。因此，雖然需要使車輛前方的、H-H線與V-V交叉的區(qū)域(HV區(qū)域)附近明亮，但最好使周邊比其降低光量。然而，以往的矩陣LED配置了全都是高性能且高價(jià)的相同規(guī)格的LED芯片，招致成本的上升。
[0156]因此，本發(fā)明人為降低使用了矩陣LED的光源的成本而進(jìn)行了深入研究，想到了以下構(gòu)成。
[0157](I)通過區(qū)域分割和使用性能級(jí)別不同的LED芯片來降低成本
[0158]將矩陣LED分割成多個(gè)區(qū)域，在其各區(qū)域配置預(yù)定性能級(jí)別的芯片。在配光的與高光度對(duì)應(yīng)的區(qū)域配置高亮度(高電流規(guī)格:高價(jià))的LED芯片，在與低光度對(duì)應(yīng)的區(qū)域配置低亮度(低電流規(guī)格:廉價(jià))的LED芯片，整體上謀求成本的減低。
[0159](2)通過減少通道數(shù)來降低成本
[0160]通過同時(shí)控制各區(qū)域內(nèi)的多個(gè)LED芯片(以驅(qū)動(dòng)I通道來控制多個(gè)LED芯片)來謀求成本的減低。
[0161](3)通過與其它功能燈的兼用(配光的合成)來降低成本
[0162]在HV區(qū)域附近的視線上下4度的外側(cè)、左右10度的外側(cè)的周邊視野部，有適度的明亮度就足夠了。因此，通過使DRL (Daytime running lamp:日間行車燈)、F0G燈、提高了照明光度的示寬燈等的配光與矩陣LED的配光重疊，能達(dá)成所希望的配光。通過這樣的構(gòu)成，有可能能降低LED芯片的數(shù)量、特別是周邊視野部的低亮度LED芯片的數(shù)量。由此，能降低矩陣LED及其驅(qū)動(dòng)電路的成本。
[0163]圖18是用于說明第2實(shí)施方式的矩陣LED中的各種LED芯片的配置的圖。
[0164]在圖18所示的光源1014內(nèi)的矩陣LED中，與車輛前方的中心視野對(duì)應(yīng)的塊BI被配置高亮度LED芯片(級(jí)別I)，在車輛前方的屏幕上照射上下2度X左右5度程度的范圍。此外，與車輛前方的有效視野對(duì)應(yīng)的塊B2被配置中亮度LED芯片(級(jí)別II)，在車輛前方的屏幕上照射上下4度X左右10度程度的范圍。另外，與車輛前方的周邊視野對(duì)應(yīng)的塊B3被配置低亮度LED芯片(級(jí)別III)，在車輛前方的屏幕上照射上下10度X左右30度程度的范圍。
[0165]S卩，級(jí)別I的高亮度LED芯片被配置于HV區(qū)域附近的中心視野塊BI，級(jí)別II的中亮度LED芯片被配置于其外側(cè)的有效視野塊B2，級(jí)別III的低亮度LED芯片被配置于更外側(cè)的周邊視野塊B3。
[0166]接下來，說明第2實(shí)施方式的矩陣LED被分割的3個(gè)區(qū)域。
[0167]區(qū)域Zl是包括中心視野塊BI和其側(cè)方的有效視野塊B2的一部分的范圍，包含有級(jí)別I的高亮度LED芯片和級(jí)別II的中亮度LED芯片。區(qū)域Zl內(nèi)所包含的各LED芯片參與AFS (Adaptive Front-Lighting System)配光的BL (基本光束)、ML (高速路模式光束)、AL (雨天模式光束)等的45度Z截止(明暗邊界線)及其位置的變更、伴隨于遠(yuǎn)光、BL、ML、AL等配光變更的光量(光度)調(diào)整、ADB (Adaptive Driving Beam)等照射區(qū)域的部分屏蔽及其位置的變更、等多種配光控制。[0168]區(qū)域Zl所含的LED芯片單純地被亮滅或被調(diào)光。此外，與該部分對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)的通道數(shù)優(yōu)選能以其配光控制種類+ α的最小通道數(shù)來達(dá)成。對(duì)于達(dá)成此的驅(qū)動(dòng)的個(gè)別通道的電路構(gòu)成的詳細(xì)情況，會(huì)在后面敘述，但被構(gòu)成為同時(shí)對(duì)多個(gè)相同級(jí)別的LED芯片進(jìn)行調(diào)光。
[0169]作為區(qū)域Zl的上側(cè)區(qū)域的區(qū)域Ζ2中所含的LED芯片在遠(yuǎn)光和ADB工作狀態(tài)下被單純地亮滅。在區(qū)域Ζ2，匯總多個(gè)相同級(jí)別的LED芯片地以一個(gè)通道按預(yù)定電流值進(jìn)行亮滅。例如若以一個(gè)通道使5個(gè)LED芯片點(diǎn)亮，則通道數(shù)能減少到1/5。
[0170]作為區(qū)域Zl的下側(cè)區(qū)域的區(qū)域Ζ3所含的LED芯片照射車前路面。區(qū)域Ζ3在中央部具有區(qū)域Ζ3’。區(qū)域Ζ3’內(nèi)所配置的LED芯片是為抑制在雨天時(shí)照明被路面鏡面反射、給對(duì)向車造成眩光的情況，而根據(jù)條件被熄滅的部分，根據(jù)AFS的AL配光命令單純地被熄滅或減光。在區(qū)域Ζ3，也匯總多個(gè)相同級(jí)別的LED芯片地以一個(gè)通道按預(yù)定電流值進(jìn)行亮滅。通過采用這樣的電路構(gòu)成，能減少驅(qū)動(dòng)的通道數(shù)。
[0171](控制系統(tǒng)構(gòu)成)
[0172]接下來說明前燈的控制系統(tǒng)的構(gòu)成。圖19是表示前燈系統(tǒng)的概略構(gòu)成的功能塊圖。圖20是表示驅(qū)動(dòng)電路裝置和通道電路(群)的概要的示意圖。
[0173]前燈系統(tǒng)1100具備左右的車輛用前照燈裝置1010、配光控制E⑶1102、前方監(jiān)視E⑶1104等。車輛用前照燈裝置1010如前所述具有由矩陣LED構(gòu)成的光源1014、投影透鏡1016、以及收容它們的燈體。此外，各車輛用前照燈裝置1010連接有使矩陣LED或燈體旋轉(zhuǎn)的促動(dòng)器(未圖示)。
[0174]前方監(jiān)視E⑶1104連接有車載照相機(jī)1108、雷達(dá)1110、車速傳感器1112等各種傳感器。前方監(jiān)視ECU1104對(duì)從傳感器取得的攝像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，檢測出前方車輛(對(duì)向車和前行車)和其它路上光亮物體、以及區(qū)域線(車道標(biāo)志線)，并算出它們的屬性及位置、道路的形狀、路面的濕潤狀況等配光控制所需的數(shù)據(jù)。所算出的數(shù)據(jù)被介由車內(nèi)LAN等發(fā)送到配光控制E⑶1102及各種車載設(shè)備。
[0175]配光控制E⑶1102連接有車速傳感器1112、舵角傳感器1114、GPS導(dǎo)航1116、頭燈開關(guān)(HL-SW) 1118等。配光控制E⑶1102基于從前方監(jiān)視E⑶1104送來的路面狀況、路上光亮物體的屬性(對(duì)向車、前行車、反射器、道路照明)、及其位置(前方、側(cè)方)和車速等的信息，決定與該行駛場合對(duì)應(yīng)的配光圖案。此外，配光控制ECU1102還可以考慮基于從舵角傳感器1114或GPS導(dǎo)航1116取得的數(shù)據(jù)而算出的道路形狀及車線、交通量數(shù)據(jù)等的信息，決定與該行駛場合對(duì)應(yīng)的配光圖案。另外，配光控制ECU1102還可以考慮頭燈開關(guān)1118的信息而決定與該行駛場合對(duì)應(yīng)的配光圖案。
[0176]像這樣，配光控制ECUl 102基于前述的各種信息決定AFS的預(yù)定光束選定、或與其行駛場合對(duì)應(yīng)的ADB配光。然后，配光控制ECUl 102決定實(shí)現(xiàn)該配光圖案所需的兼用燈1106的點(diǎn)亮控制和配光可變頭燈的控制量。在此，控制量例如是矩陣LED的應(yīng)點(diǎn)亮的LED芯片及通電通道的選定、上下左右光束移動(dòng)量、屏蔽部分(遮光區(qū)域)的位置和范圍、通電等。
[0177]驅(qū)動(dòng)電路裝置1120基于來自配光控制E⑶1102的配光控制內(nèi)容選定應(yīng)控制的通道(矩陣LED內(nèi)的LED芯片)，并決定它們的控制量(通電量等)。
[0178]通道電路(群)1122是選定了矩陣LED內(nèi)的應(yīng)點(diǎn)亮控制的LED芯片的電路群，I通道內(nèi)連接有相同性能級(jí)別的多個(gè)芯片。[0179]兼用燈1106是DRL、F0G燈等。兼用燈1106構(gòu)成對(duì)使用了矩陣LED的投影型前燈進(jìn)行輔助的光束的一部分，與前燈一起形成AFS的各種配光、遠(yuǎn)光等。通過該輔助光束能抑制矩陣LED所被要求的配光性能，以謀求電路、LED芯片的成本降低。
[0180]接下來說明各通道連接的多個(gè)LED芯片。圖21是表示矩陣LED內(nèi)的各通道的LED芯片的連接例的示意圖。圖中標(biāo)號(hào)CL所指的虛線對(duì)應(yīng)于配光圖案的明暗截止線。
[0181]塊BI所配置的高亮度LED芯片1012d被構(gòu)成為能2個(gè)一組進(jìn)行點(diǎn)亮控制。此外，為能組合成45度截止形狀，要組合的LED芯片是彼此斜向左上或斜向右下相鄰的LED芯片。通過這樣的2個(gè)一組的高亮度LED芯片1012d的照射，形成遠(yuǎn)光束的中心的高光度部。此外，通過使2個(gè)一組的LED芯片的亮滅沿水平方向移動(dòng)，還能支持ADB的屏蔽控制。
[0182]塊B2所配置的中亮度LED芯片中的、H線附近的LED芯片1012el被構(gòu)成為2個(gè)一組進(jìn)行點(diǎn)亮控制，能支持ADB控制。此外，中亮度LED芯片中的、LED芯片1012el的上側(cè)或下側(cè)所配置的LED芯片1012e2被按3個(gè)一組進(jìn)行點(diǎn)亮控制。通過這樣的2個(gè)或3個(gè)一組的中亮度LED芯片1012el，1012e2的照射，形成有效視野所需的配光。
[0183]塊B3所配置的低亮度LED芯片1012f除一部分(AFS中的AL的路面遮光區(qū)域Z3’ )外被構(gòu)成為能按4個(gè)一組進(jìn)行點(diǎn)亮控制。
[0184]通過將各種亮度的LED芯片如圖21所示那樣配置，能實(shí)現(xiàn)ADB配光以及AFS的所有配光。
[0185]接下來說明通道電路與矩陣LED內(nèi)的LED芯片的電路連接例。圖22的(a)?圖22的(c)是表示將通道電路與多個(gè)LED芯片并聯(lián)連接的狀態(tài)的電路圖。圖23的(a)?圖23的(c)是表示將通道電路與多個(gè)LED芯片串聯(lián)連接的狀態(tài)的電路圖。
[0186]如圖22的(a)?圖22的(C)、圖23的(a)?圖23的(C)所示那樣，連接電路考慮有并聯(lián)電路和串聯(lián)電路。其中的驅(qū)動(dòng)電路裝置1120a，1120b, 1120c通常包含有電源、開關(guān)、電阻等電路群。通道電路使驅(qū)動(dòng)電路裝置1120a，1120b, 1120c與矩陣LED內(nèi)的各LED芯片連接。通道電路群成為通常電路線群。
[0187]作為通道電路內(nèi)所連接的LED芯片的個(gè)數(shù)，低亮度LED芯片1012f比高亮度LED芯片1012d要多。在本實(shí)施方式中，低亮度LED芯片被設(shè)置為與配光的周邊部分(周邊視野)對(duì)應(yīng)。該周邊配光部分的配光值的容許范圍較廣。一般，低亮度LED芯片較廉價(jià)，因而性能偏差也較大。因此，通過使矩陣LED的各塊所配置的各LED芯片成為如圖22的(a)?圖22的(C)、圖23的(a)?圖23的(c)所示那樣的電路構(gòu)成，能減少通道數(shù)，實(shí)現(xiàn)電路的成本降低，并謀求矩陣LED的成本降低。
[0188]如上所述，第2實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置1010如圖15和圖19所示那樣，包括:光源1014，作為多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件而矩陣狀地排列有LED芯片1012，能向車輛前方照射光；以及控制部，控制光源1014所包含的多個(gè)LED芯片1012的亮滅?？刂撇坑膳涔饪刂艵⑶1102、驅(qū)動(dòng)電路裝置1120、通道電路(群)1122等構(gòu)成。
[0189]多個(gè)LED芯片1012包括:射出朝向車輛前方的照射區(qū)域所包含的第I區(qū)域(例如中心視野)的光的多個(gè)高亮度LED芯片1012d ;輸出朝向照射區(qū)域所包含的不同于第I區(qū)域的第2區(qū)域(例如有效視野或周邊視野)的光，并具有與高亮度LED芯片1012d不同的特性的多個(gè)中亮度LED芯片1012el, 1012e2及低亮度LED芯片1012f。
[0190]如前所述，高亮度LED芯片1012d被按2個(gè)一組進(jìn)行點(diǎn)亮控制，故被分成比矩陣LED所包含的高亮度LED芯片的數(shù)量少的數(shù)量的組。并針對(duì)每個(gè)組用驅(qū)動(dòng)電路裝置1120a進(jìn)行驅(qū)動(dòng)(參照?qǐng)D22的(a)或圖23的(a))。此外，中亮度LED芯片1012el，1012e2被按2個(gè)或3個(gè)一組進(jìn)行控制，故被分成比中亮度LED芯片的數(shù)量少的數(shù)量的組。并針對(duì)每個(gè)組用驅(qū)動(dòng)電路裝置1120b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)(參照?qǐng)D22的(b)或圖23的(b))。另外，低亮度LED芯片1012f被按4個(gè)一組進(jìn)行控制，故被分成比低亮度LED芯片的數(shù)量少的數(shù)量的組。并針對(duì)每個(gè)組用驅(qū)動(dòng)電路裝置1120c進(jìn)行驅(qū)動(dòng)(參照?qǐng)D22的(c)或圖23的(C))。
[0191]這樣，在車輛用前照燈裝置1010中，要驅(qū)動(dòng)的組的數(shù)量比LED芯片的數(shù)量少，故能簡化驅(qū)動(dòng)電路裝置1120和通道電路(群)1122的構(gòu)成。此外，通過選擇與照射區(qū)域所包含的各區(qū)域(中心視野、有效視野、周邊視野)對(duì)應(yīng)的適當(dāng)特性的LED芯片，能降低光源的成本。
[0192]另外，在本實(shí)施方式中，高亮度LED芯片與中亮度LED芯片和低亮度LED芯片相t匕，流過相同電流時(shí)的亮度較高。此外，高亮度LED芯片與中亮度LED芯片和低亮度LED芯片相比，正向電流的最大額定值較大。由此，容易根據(jù)照射區(qū)域所包含的各區(qū)域來改變明亮度。
[0193]另外，高亮度LED芯片被配置成其照射區(qū)域包含作為配光圖案的中央部的中心視野。并且，控制部控制高亮度LED芯片、中亮度LED芯片、低亮度LED芯片的亮滅，使得高亮度LED芯片的亮度比中亮度LED芯片和低亮度LED芯片的亮度更高。由此，能使照射區(qū)域的中央部更明亮。
[0194]此外，各LED芯片的發(fā)光面為矩形，被配置成發(fā)光面的邊相對(duì)于車寬方向傾斜(本實(shí)施方式中為45° )。由此，容易形成傾斜的明暗截止線。此外，能使水平方向的明暗截止線模糊化。
[0195]此外，第2實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置也可以說成是以下結(jié)構(gòu)。在車輛用前照燈裝置1010中，如圖18所示，矩陣LED包括被配置于塊BI的多個(gè)高亮度LED芯片1012d、被配置于塊B2的多個(gè)中亮度LED芯片1012e、以及被配置于塊B3的多個(gè)低亮度LED芯片1012fo
[0196]并且如前所述，高亮度LED芯片1012d被按組由驅(qū)動(dòng)電路裝置1120a驅(qū)動(dòng)，中亮度LED芯片1012e被按組由驅(qū)動(dòng)電路裝置1120b驅(qū)動(dòng)，低亮度LED芯片1012f被按組由驅(qū)動(dòng)電路裝置1120c驅(qū)動(dòng)。
[0197]這樣，在車輛用前照燈裝置1010中，驅(qū)動(dòng)的組的數(shù)量比LED芯片的數(shù)量少，故能簡化驅(qū)動(dòng)電路裝置1120和通道電路(群)1122的構(gòu)成。另外，通過選擇與矩陣LED所包含的各塊對(duì)應(yīng)的適當(dāng)特性的LED芯片，能降低光源的成本。
[0198](各種配光圖案)
[0199]下面表示適用了圖18所示的矩陣LED的AFS和ADB配光前燈的配光例。在以下的表示配光圖案的各圖中，按Imass0.5°來表示。此外，矩陣LED的塊的分割和配置為容易理解與配光圖案的對(duì)應(yīng)而按相同方向進(jìn)行了表示，但實(shí)際上在透鏡系統(tǒng)中是上下左右反轉(zhuǎn)地成像的，故矩陣LED的塊的實(shí)際的分割和配置是相對(duì)于圖示狀態(tài)上下左右反轉(zhuǎn)后的方式。
[0200]圖24的(a)是表示形成遠(yuǎn)光時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖24的(b)是表示由圖24的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。此時(shí)，使高亮度LED芯片1012d、中亮度LED芯片1012e、低亮度LED芯片1012f全部點(diǎn)亮。為容易看到遠(yuǎn)方的道路線形和視認(rèn)對(duì)象，在HV區(qū)域附近配置高亮度LED芯片1012d，并以最大輸出使之點(diǎn)亮。
[0201]圖25的(a)是表示形成基本光束(BL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖25的(b)是表示由圖25的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。圖25的(b)所示的配光圖案是AFS中的基本光束，具有與現(xiàn)狀的近光束幾乎同等的配光性能。此外，為形成清晰的明暗分界線，將與H線上方對(duì)應(yīng)的LED芯片熄滅。另外，為確保遠(yuǎn)方路面的視認(rèn)性，使HV區(qū)域附近、H線下的高亮度LED芯片1012d以高輸出點(diǎn)亮。
[0202]圖26的(a)是表示形成城鎮(zhèn)模式光束(TL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖26的(b)是表示由圖26的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。圖26的(b)所示的配光圖案是AFS的城鎮(zhèn)模式光束，在有道路照明的較明亮的市區(qū)使用。為防止眩光，基本光束的H線上方光度被抑制。此外，為降低照明光度，使在基本光束時(shí)作為高亮度LED芯片和中亮度LED芯片而發(fā)揮功能的H線下方的LED芯片1012d’和LED芯片1012e’減光地點(diǎn)亮。
[0203]圖27的(a)是表示形成高速路模式光束(ML)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖27的(b)是表示由圖27的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。圖27的(b)所示的配光圖案是AFS的高速路模式光束，在有防眩柵等的高速道路上行駛時(shí)被使用。為確保遠(yuǎn)方的視認(rèn)性，同遠(yuǎn)光束一樣，使HV區(qū)域附近的高亮度LED芯片1012d以最大輸出點(diǎn)亮。另外，為了與基本光束相比改善遠(yuǎn)方的視認(rèn)性，前行車側(cè)和對(duì)向車側(cè)的明暗邊界線提高了 0.5°程度。此外，在矩陣LED中，與基本光束時(shí)相比，被點(diǎn)亮到上面I段的LED芯片。
[0204]圖28的(a)是表示形成雨天模式光束(WL)時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖28的(b)是表示由圖28 (a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。圖28的(b)所示的配光圖案是AFS的雨天模式光束，在雨天行駛時(shí)被使用。具有與圖27的(b)所示的高速路模式光束幾乎同級(jí)別的配光性能，但使車前路面部分減暗了。由此，能抑制被路面鏡面反射、成為對(duì)向車的眩光的光束的發(fā)生。因此，在矩陣LED中，下方中央部的區(qū)域R2內(nèi)所配置的LED芯片1012被減光或熄滅。
[0205]圖29的(a)是表示形成ADB時(shí)的矩陣LED的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖；圖29的(b)是表示由圖29的(a)所示的點(diǎn)亮狀態(tài)的矩陣LED形成的配光圖案的圖。ADB的基本配光是與遠(yuǎn)光同樣的性能，是為在存在對(duì)向車或前行車等的狀況下不造成眩光而屏蔽了對(duì)向車和前行車等的位置的光束。如圖29的(b)所示那樣，對(duì)向車和前行車沿H線附近的水平方向移動(dòng)。其上下方向的眩光區(qū)域?yàn)镠線下方0.5°至2.0°的范圍。因此，通過熄滅高亮度LED芯片1012d的一部分，如圖29的(b)所示那樣根據(jù)車輛位置形成非照射區(qū)域R3，對(duì)對(duì)向車或前行車等的眩光幾乎被抑制。
[0206](與多功能燈的合成配光圖案)
[0207]接下來，說明第2實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置和兼用DRL或FOG燈時(shí)的配光圖案。
[0208]圖30的(a)是表示DRL的配光圖案的圖；圖30的(b)是表示通常的遠(yuǎn)光配光圖案的圖；圖30的(c)是表示兼用了 DRL時(shí)所需要的遠(yuǎn)光配光圖案的圖。
[0209]DRL是用于使周圍容易認(rèn)識(shí)到日中行駛時(shí)的車輛的燈。在其配光標(biāo)準(zhǔn)ECE下，光度在HV區(qū)域被定為400cd以上、其它范圍被定為1200cd以下。如圖30的(a)所示那樣，DRL的配光圖案Pl是低光度、寬扁的配光。這與遠(yuǎn)光或近光的周邊視野部的配光要件是相適的。因此，若使DRL的配光成為圖30的(a)所示那樣的寬扁的配光，將DRL作為輔助夜間遠(yuǎn)光(兼用)的燈來使用，則能使遠(yuǎn)光的配光成為圖30的(c)所示那樣的減低了周邊視野部(圖18所示的區(qū)域Z2，Z3)的光度的配光。這意味著能減少矩陣LED的周邊視野塊B3的LED芯片的個(gè)數(shù)。此外，圖30的(a)所示的DRL的配光也可以與夜間的近光兼用。
[0210]圖31的(a)是表示FOG燈的配光圖案的圖；圖31的(b)是表示通常的近光配光圖案的圖；圖31的(c)是表示兼用FOG燈時(shí)所需的近光配光圖案的圖。
[0211]FOG燈是形成照射H線下方路面的光束的燈，如圖31的(a)所示那樣，其發(fā)散范圍比近光要廣。因此，若與FOG燈兼用，則能使近光的配光成為如圖31的(c)所示那樣的減低了周邊視野部(圖18所示的區(qū)域Z3)的光度的配光。即，能削減矩陣LED的與周邊視野部(區(qū)域Z3)對(duì)應(yīng)的LED芯片的個(gè)數(shù)。
[0212](控制流程圖)
[0213]圖32是表示第2實(shí)施方式的前燈系統(tǒng)中的控制的一例的流程圖。
[0214]圖32所示的處理在被頭燈開關(guān)等選擇了時(shí)、或基于各種傳感器的信息而被識(shí)別到預(yù)定狀況(夜間行駛或隧道內(nèi)行駛)時(shí)，被按預(yù)定的間隔反復(fù)執(zhí)行。
[0215]首先，配光控制E⑶1102和前方監(jiān)視E⑶1104從照相機(jī)、各種傳感器、開關(guān)等取得必要的數(shù)據(jù)(S110)。數(shù)據(jù)例如是車輛前方的圖像、車速、車間距離、道路的形狀、方向盤的舵角、頭燈開關(guān)所選擇的配光圖案等的數(shù)據(jù)。
[0216]前方監(jiān)視E⑶1104基于取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理I (S112)。通過數(shù)據(jù)處理1，車輛前方的光亮物體的屬性(信號(hào)燈、照明燈、輪廓標(biāo)等)、車輛的屬性(對(duì)向車、前行車)、車間距離、光亮物體的亮度、道路形狀(車線寬、直路、彎路)等的數(shù)據(jù)被算出。
[0217]然后，配光控制E⑶1102基于數(shù)據(jù)處理I所算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理2(S114)，選擇適當(dāng)?shù)呐涔鈭D案。被選擇的控制配光圖案例如是近光用配光圖案、遠(yuǎn)光用配光圖案、ADB等。此外，根據(jù)所選擇的配光圖案，決定LED芯片的亮滅或通電的控制量。
[0218]此外，當(dāng)ADB被選擇了時(shí)(S116的Yes)，由配光控制E⑶1102進(jìn)行數(shù)據(jù)處理3(SllS)0在數(shù)據(jù)處理3中，例如ADB控制的照明區(qū)域或遮光區(qū)域、照明光量、照射方向被決定。此外，也可以除這些信息外還基于數(shù)據(jù)處理I所算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行AFS控制。所謂AFS控制，是根據(jù)彎路或行駛地域(市區(qū)、市郊、高速道路)、天氣氣候而控制配光的方式。若ADB沒有被選擇(SI 16的No)，則步驟SI 18被跳過。
[0219]接下來，配光控制E⑶1102在數(shù)據(jù)處理4中將數(shù)據(jù)變換成驅(qū)動(dòng)用(S120)，驅(qū)動(dòng)配光控制元件或促動(dòng)器(ACT) (S122)，由此進(jìn)行ADB控制或旋轉(zhuǎn)控制。
[0220][第3實(shí)施方式]
[0221]近年來，作為車輛等的前照燈單元(前燈)的光源，使用了多個(gè)LED等半導(dǎo)體發(fā)光元件的裝置的開發(fā)正在推進(jìn)。圖33是示意性地表示第3實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置的構(gòu)成的立體圖。圖34是從側(cè)方來看矩陣狀地配置了多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源的車輛用前照燈裝置的要部的圖。
[0222]車輛用前照燈裝置2010包括:相互隔著間隔地配置有多個(gè)作為半導(dǎo)體發(fā)光元件的LED芯片2012的光源2014 ;使從光源2014射出的光作為光源像而向車輛前方投影的投影透鏡2016 ;被設(shè)于投影透鏡的車輛前方側(cè)、使光源像的倍率變化的倍率變化機(jī)構(gòu)2022。
[0223]光源2014具有LED電路基板2018和散熱器2020。多個(gè)LED芯片2012被配置在投影透鏡2016的焦點(diǎn)F附近。在圖34中，在包含投影透鏡2016的焦點(diǎn)F的、與光軸L垂直的平面內(nèi)配置有多個(gè)LED芯片2012。在此，H表示投影透鏡的主點(diǎn)，f表示焦點(diǎn)距離，fb表示后焦點(diǎn)。
[0224]一般，投射型光學(xué)系統(tǒng)的配光是由投影透鏡的焦點(diǎn)距離、光源像的尺寸和倍率決定的。因此，在想要不變更透鏡的焦點(diǎn)距離和光源尺寸等光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)地放大基本配光的情況下，該方法僅變更倍率。具體來說，使光源的位置前后移動(dòng)來進(jìn)行。但是，若使光源移動(dòng)來改變倍率，則光源的LED芯片像變得顯眼，故正尋求其它方法。
[0225]因此，本實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置2010為在光源2014與投影透鏡2016的距離一定的狀態(tài)下使光源像的倍率改變，具備倍率變化機(jī)構(gòu)2022。
[0226]倍率變化機(jī)構(gòu)2022具有被配置在投影透鏡2016的前方、構(gòu)成畸變透鏡系統(tǒng)的凹透鏡2024和凸透鏡2026，以及使凸透鏡2026沿與光軸L平行的方向移動(dòng)的促動(dòng)器2028。關(guān)于凹透鏡2024和凸透鏡2026，凸透鏡2026被配置在投影透鏡2016側(cè)。凸透鏡2026是在上下方向Dl上厚度不變、在水平方向(車寬方向)D2上厚度變化的形狀。另外，凹透鏡2024也是在上下方向Dl上厚度不變、在水平方向D2上厚度變化的形狀。即，凹透鏡2024和凸透鏡2026具有與圓筒面的一部分相同或近似的透鏡面。
[0227]在凸透鏡2026的四角設(shè)有定位銷2030，在I個(gè)定位銷2030上形成有螺桿2030a。促動(dòng)器2028具有與螺桿2030a嚙合的齒輪2028a。并且，通過使促動(dòng)器2028動(dòng)作，凸透鏡2026介由定位銷2030而沿光軸方向移動(dòng)。由此，凸透鏡2026與凹透鏡2024的間隔被調(diào)
難
iF.0
[0228]此外，使收容光源2014、投影透鏡2016、凸透鏡2026、凹透鏡2024、促動(dòng)器2028等部件的燈體(未圖示)沿左右方向轉(zhuǎn)到的促動(dòng)器2032被設(shè)置在車輛用前照燈裝置2010的下部。促動(dòng)器2032對(duì)固定有支承燈體整體的軸2034的平臺(tái)2036進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。由此，能使車輛用前照燈裝置2010照射的光束整體轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0229]圖35的(a)是表不第3實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)中的形成發(fā)散配光圖案時(shí)的光路的不意圖；圖35的(b)是表不第3實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)中的形成集光配光圖案時(shí)的光路的不意圖。
[0230]作為車輛用前照燈裝置，尋求如下結(jié)構(gòu):在車速較慢時(shí)，形成用于照射更廣范圍的發(fā)散配光圖案，在車速較快時(shí)，形成用于照射到更遠(yuǎn)方的范圍的集光配光圖案。此外，在通常的車輛用前照燈裝置中，希望上下方向不發(fā)散、僅水平(左右)方向集光和發(fā)散。
[0231]因此，本實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置2010利用倍率變化機(jī)構(gòu)2022使凹透鏡2024與凸透鏡2026的透鏡間隔變化，來進(jìn)行集光、發(fā)散配光圖案的形成。此外，在凹透鏡2024和凸透鏡2026的曲率半徑R相同的情況下，在使其緊貼時(shí)，從凹透鏡2024射出的光線成為平行光線。此外，凹透鏡2024和凸透鏡2026的曲率半徑R不相同時(shí)，若使從凸透鏡2026射出的光線的集光點(diǎn)與凹透鏡2024的焦點(diǎn)位置一致，則成為集光狀態(tài)，若從該位置起使凹透鏡2024與凸透鏡2026的間隔擴(kuò)大，則成為發(fā)散狀態(tài)。
[0232]例如如圖35的(a)所示，利用促動(dòng)器2028使凸透鏡2026遠(yuǎn)離凹透鏡2024，由此，從投影透鏡2016射出的光束的上下方向的倍率不變化、僅水平方向(車寬方向)D2被放大。另一方面，如圖35的(a)所示，利用促動(dòng)器2028使凸透鏡2026接近于凹透鏡2024，由此，從投影透鏡2016射出的光束的上下方向的倍率不變化、僅水平方向(車寬方向)D2被集光。另外，倍率變化機(jī)構(gòu)2022也可以是光源像的上下方向的倍率比等倍大的構(gòu)成。
[0233]圖36的(a)?圖36的(C)是表示由第3實(shí)施方式的車輛用前照燈裝置所能形成的配光圖案的圖。圖36的(a)所不的配光圖案Pc表不集光配光圖案。圖36的(b)所不的配光圖案Pd表示發(fā)散配光圖案。圖36的(c)所示的配光圖案Ps表示使集光配光圖案轉(zhuǎn)動(dòng)后的狀態(tài)的配光圖案。
[0234]這樣，車輛用前照燈裝置2010能不改變投影透鏡2016和光源2014的位置地改變光源像的倍率，能形成集光和發(fā)散的配光圖案。另外，關(guān)于倍率變化機(jī)構(gòu)2022，優(yōu)選被構(gòu)成使得光源像的向車寬方向的倍率變化比向上下方向的倍率變化大的光學(xué)系統(tǒng)。由此，能形成以車寬方向的廣范圍為對(duì)象的集光、發(fā)散配光圖案。另外，在本實(shí)施方式中，作為光學(xué)系統(tǒng)，采用了畸變透鏡(anamorphic lens)系統(tǒng)。由此,能以簡易的構(gòu)成形成集光和發(fā)散的配光圖案。當(dāng)然，作為光學(xué)系統(tǒng)，并不限于畸變透鏡系統(tǒng)，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以采用各種光學(xué)系統(tǒng)。
[0235]接下來針對(duì)光源的構(gòu)成和位置，說明更優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0236]圖37是從正面看將多個(gè)LED芯片矩陣配置的狀態(tài)的圖。使由像這樣矩陣配置的多個(gè)LED芯片(以下稱作“矩陣LED”)構(gòu)成的光源朝向車輛前方、并在其前方配置了投影透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，其包含焦點(diǎn)F的平面上的LED芯片的亮度分布被投射向前方。因此，若LED芯片有多個(gè)，則在屏幕上會(huì)投影出該LED芯片群的亮度分布。但在使用了這樣的矩陣LED的頭燈中，關(guān)于以下點(diǎn)有改善的余地。
[0237](I)LED芯片間的暗部(對(duì)應(yīng)于圖37所示的間隙gl、g2)在屏幕上比較顯眼。這樣的暗部會(huì)使駕駛者的視認(rèn)性部分降低。例如若道路前方有屏風(fēng)，則其上會(huì)出現(xiàn)矩形的模樣。另外，還有時(shí)路面上會(huì)出現(xiàn)條紋模樣。
[0238](2)難以形成近光配光圖案所需的傾斜(45度)明暗截止線的Z配光。此外，無法使明暗截止線附近模糊化。
[0239]下面說明投影透鏡的成像。圖38的(a)是表示從焦點(diǎn)出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖；圖38的(b)是表示從焦點(diǎn)后方出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖；圖38的(c)是表示從焦點(diǎn)前方出來的光入射到投影透鏡時(shí)的光路的圖。
[0240]如圖38的(a)所示，若在焦點(diǎn)F上設(shè)置光源(物體)，則其像會(huì)在無限遠(yuǎn)處成像。實(shí)際的投影透鏡的焦點(diǎn)距離為30?50mm程度，與該焦點(diǎn)距離相比，至成像屏幕的距離(IOm或25m)可以說是無限遠(yuǎn)。因此，光源的亮度分布幾乎被原樣投影在屏幕上，LED芯片間的暗部較為顯眼。
[0241]另外，如圖38的(b)所示，若在焦點(diǎn)F的后側(cè)設(shè)置光源，則光源的像成為倍率b/a的實(shí)像，故LED芯片間的暗部依然顯眼。
[0242]另一方面，如圖38的(C)所示，若在焦點(diǎn)F的前側(cè)設(shè)置光源，則光源的像成為虛像，不成像于屏幕上。當(dāng)然，若使光源過于接近投影透鏡，則不能發(fā)揮投影透鏡的功能，難以形成所希望的配光。
[0243]本發(fā)明人基于這樣的認(rèn)識(shí)深入研究后想到，為使矩陣LED的亮度不均變得不顯目艮，優(yōu)選通過在焦點(diǎn)前側(cè)、且盡可能在焦點(diǎn)附近配置LED芯片，由此使光源的像成為虛像。另外，還想到虛像的倍率盡可能大比較好。因此，以下求取虛像的倍率。
[0244]如圖38的(C)所示，若將物體(光源)與投影透鏡的距離記為a、將焦點(diǎn)距離記為f，則成像位置(成像距離b)由作為近軸光學(xué)系統(tǒng)的成像式的式(2)表示。
[0245]l/f=l/a-l/b..?式(2)
[0246]在此，在表2中表示了使距離a為f/2、2f/3、3f/4、4f/5、9f/10、19f/20時(shí)的虛像的成像距離b和倍率b/a。
[0247]
【權(quán)利要求】
1.一種車輛用前照燈裝置，其特征在于，包括: 相互隔著間隔地配置有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的光源，和 使從上述光源射出的光作為光源像向車輛前方投影的投影透鏡； 其中，上述多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置在上述投影透鏡的焦點(diǎn)前方。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置成其發(fā)光面朝向車輛前方。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面為矩形，被配置成該發(fā)光面的邊相對(duì)于車寬方向傾斜。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 在將上述投影透鏡的焦點(diǎn)距離記為f[mm]時(shí)，上述半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置成該半導(dǎo)體發(fā)光元件與上述投影透鏡的距離在0.98f以下。
5.如權(quán)利要求1至4 的任一項(xiàng)所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 在將上述投影透鏡的焦點(diǎn)距離記為f[mm]、該半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面的一邊記為W[mm]、該半導(dǎo)體發(fā)光元件與相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件的節(jié)距記為P[mm]時(shí)，上述半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置成該半導(dǎo)體發(fā)光元件與上述投影透鏡的距離在((P-W)/P) Xf以上。
6.一種車輛用前照燈裝置，其特征在于，包括: 矩陣狀地排列有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件、能朝車輛前方照射光的光源，和 控制上述光源所包含的多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮滅的控制部； 上述多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件包括: 射出朝向車輛前方的照射區(qū)域所包含的第I區(qū)域的多個(gè)第I半導(dǎo)體發(fā)光元件，和射出朝向上述照射區(qū)域所包含的不同于上述第I區(qū)域的第2區(qū)域的光、具有與上述第I半導(dǎo)體發(fā)光元件不同特性的多個(gè)第2半導(dǎo)體發(fā)光元件； 上述控制部包括: 第I驅(qū)動(dòng)部，對(duì)被分成比第I半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量少的數(shù)量個(gè)組的上述多個(gè)第I半導(dǎo)體發(fā)光元件，按組來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，和 第2驅(qū)動(dòng)部，對(duì)被分成比第2半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量少的數(shù)量個(gè)組的上述多個(gè)第2半導(dǎo)體發(fā)光元件，按組來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述第I半導(dǎo)體發(fā)光元件由與上述第2半導(dǎo)體發(fā)光元件相比、流過相同電流時(shí)的亮度不同的元件構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求6所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述第I半導(dǎo)體發(fā)光元件由與上述第2半導(dǎo)體發(fā)光元件相比、正向電流的最大額定值不同的元件構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求6至8的任一項(xiàng)所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述第I半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置使得上述第I區(qū)域包含上述照射區(qū)域的中央部；上述控制部控制該第I半導(dǎo)體發(fā)光元件和該第2半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮滅，使得上述第I半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮度比上述第2半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮度高。
10.如權(quán)利要求6至9的任一項(xiàng)所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置成其發(fā)光面朝向車輛前方。
11.如權(quán)利要求6至10的任一項(xiàng)所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面為矩形，被配置成該發(fā)光面的邊相對(duì)于車寬方向傾斜。
12.—種車輛用前照燈裝置，其特征在于，包括: 矩陣狀地排列有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件、能朝車輛前方照射光的光源，和 控制上述光源所包含的多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮滅的控制部； 上述多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件包括: 被配置在矩陣狀地排列有半導(dǎo)體發(fā)光元件的區(qū)域的第I塊內(nèi)的多個(gè)第I半導(dǎo)體發(fā)光元件，和 被配置在矩陣狀地排列有半導(dǎo)體發(fā)光元件的區(qū)域的、不同于上述第I塊的第2塊內(nèi)、并具有與上述第I半導(dǎo)體發(fā)光元件不同的特性的多個(gè)第2半導(dǎo)體發(fā)光元件； 上述控制部包括: 第I驅(qū)動(dòng)部，對(duì)被分成比第I半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量少的數(shù)量個(gè)組的上述多個(gè)第I半導(dǎo)體發(fā)光元件，按組來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，和 第2驅(qū)動(dòng)部，對(duì)被分成比第2半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量少的數(shù)量個(gè)組的上述多個(gè)第2半導(dǎo)體發(fā)光元件，按組來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
13.—種車輛用前照燈裝置，其特征在于，包括:` 相互隔著間隔地配置有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的光源， 使從上述光源射出的光作為光源像向車輛前方投影的投影透鏡，以及 被設(shè)于上述投影透鏡的車輛前方側(cè)、使光源像的倍率變化的倍率變化機(jī)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置在上述投影透鏡的焦點(diǎn)前方。
15.如權(quán)利要求13或14所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置成其發(fā)光面朝向車輛前方。
16.如權(quán)利要求13至15的任一項(xiàng)所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面為矩形，被配置成該發(fā)光面的邊相對(duì)于車寬方向傾斜。
17.如權(quán)利要求13至16的任一項(xiàng)所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述倍率變化機(jī)構(gòu)是被構(gòu)成使得光源像的向車寬方向的倍率變化比向上下方向的倍率變化大的光學(xué)系統(tǒng)。
18.如權(quán)利要求17所述的車輛用前照燈裝置，其特征在于， 上述光學(xué)系統(tǒng)是畸變透鏡系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK103765086SQ201280042836
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月1日
【發(fā)明者】小林正自 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小糸制作所