本发明涉及车辆用灯具。
背景技术：
作为对光进行空间构图的空间调制器，已知的有dmd(digitalmicromirrordevice，数字微镜器件)。由于dmd是高分辨率，能够高速地切换图案，因此，正在研究在车辆用灯具中采用能够根据行驶状况适当地切换配光的adb(adaptivedrivingbeam，自适应远光灯)系统、在路面上描绘用于驾驶辅助的图案的路面描绘系统等。
图1的(a)～(c)是表示dmd结构的图。dmd100具备如图1中的(a)所示的配置为矩阵状的可动式微镜104的阵列102。各微镜104与像素对应。如图1中的(b)所示，各微镜104被铰链106可转动地支承，通过切换各微镜104的倾斜角而能够在每个像素切换光的开、关。
作为使dmd的性能变差的主要因素之一，已知的是铰链记忆效应(ヒンジメモリー，hingememory)。铰链记忆效应是支承微镜104的铰链106不再正常动作的异常。铰链记忆效应是因微镜104长时间地持续开或关而发生的。在此，为了抑制铰链记忆效应，dmd的控制器在dmd的电源关闭期间，如图1中的(c)所示，进行将微镜104设定为开和关中间的中立(平坦)位置的处理。当在dmd接入电源、且完成启动时，成为基于来自外部的图像数据能够控制的状态(所谓，启用状态)。在启用状态中的微镜104的位置仅能够选择开、关中的任何一个的状态，无法预先设为平坦的状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2016－091976号公报
技术实现要素：
本发明的发明者们对dmd进行研究，结果发现以下课题。在用于室内的投影仪等的用途中，由于各像素根据显示的图像而频繁地重复开、关，因此可以说难以发生铰链记忆效应。
对此，车辆用灯具形成的配光产生第一部分一直被光照射且第二部分一直被遮光的状况。也就是说，能够产生如下状况，即，与dmd的第一部分所含的像素对应的像素在几个小时中固定为开状态，与第二部分所含的像素对应的像素在几个小时中固定为关状态。
另外，车辆用灯具谋求根据灯的点亮指示立即点亮。由于dmd的启动时间为几百ms～1秒左右，因此，从接收到点亮指示之后接入dmd的电源，在实际点亮前产生延迟。为了防止该延迟，有必要在灯的熄灭期间也事先将电源供给到dmd而成为启用状态，事先为即将到来的点亮指示做准备。但是，在dmd的启用状态中，微镜成为固定地倒向关的一侧的状态，因此引起铰链记忆效应。
另外，在车辆用灯具搭载dmd的情况下，在前照灯内的狭窄空间中，靠近led等半导体体光源而配置dmd。led等半导体光源温度非常高，因此，dmd的动作温度比一般的投影仪高。本发明的发明者们通过实验发现，在dmd的动作温度超过80度的环境下，如果各像素固定为开、关的状态持续，则发生铰链记忆效应。如果在高温环境下进行动作之后，切断dmd的电源，则控制器以使微镜处于平坦位置的方式控制dmd。但是，微镜因铰链记忆效应的影响无法完全返回至平坦位置，在铰链扭曲的状态下长时间放置。其结果是，电源切断期间的铰链扭曲引起更严重的铰链记忆效应，在下次接入电源使用时，造成画质降低。
需要说明的是，不能把该发现作为本领域技术人员的一般性的认识。本发明是鉴于上述课题而作出的，其一实施方式示例的目的之一在于，提供抑制因铰链记忆效应造成的画质降低的车辆用灯具。
用于解决课题的手段
本发明的一实施方式涉及车辆用灯具。车辆用灯具具备：生成照明光的照明装置；构图器件，其包含dmd(digitalmicromirrordevice，数字微镜器件)，该dmd根据图案信号对照明光进行空间调制并反射。该车辆用灯具构成为，在dmd为启用状态且照明光关闭期间，能够执行微镜重复开、关的再生动作。
需要说明的是，以上的构成要件的任意组合或在方法、装置、系统等之间互相置换本发明的构成要件或表现的，作为本发明的实施方式是有效的。
而且，该项目(用于解决课题的手段)的记载不是对本发明不可缺少的全部特征进行说明的记载，因此，记载的这些特征的子组合也可能是本发明。
发明效果
根据本发明的一实施方式，能够抑制因铰链记忆效应造成的画质变差。
附图说明
图1中的(a)～(c)是表示dmd结构的图。
图2是实施方式的车辆用灯具的框图。
图3是说明再生期间trefresh的微镜动作的图。
图4中的(a)、(b)是表示再生图案信号sptn_refresh的例子的图。
图5中的(a)～(d)是表示再生图案信号sptn_refresh的几个例子的时间图。
图6是说明实施例一的再生动作的图。
图7是说明实施例二的再生动作的图。
图8是说明实施例三的再生动作的图。
图9是一实施例的车辆用灯具的框图。
图10是说明变形1的再生动作的图。
附图标记说明
100dmd
102阵列
104微镜
106铰链
200车辆用灯具
210照明装置
212光源
214点亮电路
220构图器件
222dmd
224dmd驱动程序
230dmd控制器
240近光灯
具体实施方式
(实施方式的概要)
本说明书公开的一实施方式涉及车辆用灯具。车辆用灯具具备：生成照明光的照明装置；构图器件，其包含dmd(digitalmicromirrordevice，数字微镜器件)，该dmd根据图案信号对照明光进行空间调制并反射。车辆用灯具构成为，dmd在启用状态且照明光关闭期间，能够执行微镜重复开、关的再生动作。
根据该实施方式，通过利用再生动作强制性地使微镜向开方向、关方向倾斜移动，而能够解除铰链的固定安装，能够抑制因铰链记忆效应造成的画质降低。
可以在帧周期的整数倍时间中切换微镜的开、关。
dmd能够根据pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)控制进行多灰度控制，当赋予中间灰度值时，dmd器件以与pwm周波数、灰度值相应的占空比转换微镜。因此，产生包含中间灰度值的再生图案信号，可以利用pwm控制来使各微镜开、关。
车辆用灯具可以在刚刚接入电源后的初始化期间执行再生动作。由此，能够消除在dmd的电源关闭中残留的铰链记忆效应。另外，由于在初始化期间禁止作出点亮指示，因此，具有难以发生点亮指示和再生动作的冲突的优点。
车辆用灯具可以在电源关闭时执行再生动作。由此，能够消除在dmd动作中发生的铰链记忆效应，能够在微镜为平坦的状态下关闭dmd的电源。另外，由于在关闭期间不会产生点亮指示，因此，具有难以发生点亮指示和再生动作的冲突的优点。
车辆用灯具可以在启动程序结束后、且照明光关闭期间执行再生动作。
照明装置及构图器件是远光灯，车辆用灯具还可以具备近光灯。车辆用灯具可以在近光灯为点亮状态且远光灯为熄灭状态下执行再生动作。如果继续近光灯的点亮期间，则dmd的温度因近光灯放热而上升，另一方面，dmd的微镜维持关状态，因此，引起铰链记忆效应。在此，通过在近光灯的点亮中产生再生图案信号，而能够消除铰链记忆效应。
车辆用灯具可以在dmd的温度超过规定值时执行再生动作。在温度低的状态下难以发生铰链记忆效应，因此，优选温度作为再生图案信号产生的触发器。
可以是，dmd的温度越高再生动作的频率越快。由此，能够有效地抑制铰链记忆效应。
(实施方式)
以下，参照附图以优选的实施方式对本发明进行说明。对在各附图中表示的相同的或等同的构成要件、部件、处理标注相同的标记，适当省略重复的说明。另外，实施方式只是示例，发明不限于此，发明的本质并不一定是在实施方式中记载的全部特征及其组合。
在本说明书中，“部材a与部材b连接的状态”是指，除了部材a与部材b物理性地直接连接的状态之外，还包括部材a与部材b对它们的电连接状态不带来实质性影响、或不损害由它们的结合发挥的功能及效果的经由其他部件间接性地连接的情况。
同样，“部材c设于部材a和部材b之间的状态”是指，除了部材a和部材c、或部材b和部材c直接连接的情况之外，还包括对它们的电连接状态不带来实质性影响、或不损害由它们的结合发挥的功能及效果的经由其他部件间接性地连接的情况。
为了便于理解而适当地放大或缩小在本说明书中参照的波形图或时间图的纵轴及横轴，另外，也为了便于理解而简化、夸张或强调表示的各波形。
图2是实施方式的车辆用灯具的框图。车辆用灯具200具备：照明装置210、构图器件220及dmd控制器230。可以将照明装置210、构图器件220及dmd控制器230模块化，可以将其称为dmd单元。
在本实施方式中，车辆用灯具200为具备adb功能的前照灯，根据行驶环境(在先车辆、对向车辆、步行者的有无、时间带或车速、转向角、行驶场景等)动态地、适应性地改变配光。
照明装置210产生截面的光强度分布均匀的照明光l1。例如，照明装置210具备光源212及点亮电路214。点亮电路214生成驱动电流iout并供给到光源212，该驱动电流iout在与光源212的目标亮度相应的电流量保持稳定。光源212例如是ld(激光二极管)或led(发光二极管)、有机el(electroluminescence，电致发光)元件等，以与驱动电流iout相应的亮度发光。
构图器件220包括：根据图案信号sptn对照明光l1进行空间调制并反射的dmd222(100)、dmd驱动程序224。如上所述，dmd222具备：配置为矩阵状的多个像素，即微镜阵列。各像素的微镜的开、关被dmd驱动程序224独立地控制。dmd驱动程序224以规定的帧率接收图案信号(即，图像数据)sptn，根据图案信号sptn控制多个微镜各自的dmd222。构图器件220的反射光l2在包含关像素的区域中变暗，在包含开像素的区域中变亮。
也就是说，入射到构图器件220的照明光l1中的入射到多个微镜中的开状态的镜的部分作为车辆用灯具200的出射光向车辆用灯具的前方反射，入射到构图器件220的照明光l1中的入射到关状态的镜的部分向与车辆用灯具的前方不同的方向反射并被遮光或吸收。这样，根据多个微镜的开、关的组合而能够形成希望的配光图案。
图案信号sptn可以是多灰度(例如，8位)的图像数据。由于各个微镜能够瞬间性地取得开状态和关状态这两个状态，因此，瞬间性的反射率是0％或100％中的任何一个。为了获得中间灰度，dmd驱动程序224利用pwm调光改变一帧期间内的开时间和关时间的比率，由此，对一帧中的反射率的平均值进行控制。
dmd控制器230根据行驶环境生成适当的图案信号(所谓，配光图案信号)sptn_dist。配光图案信号sptn_dist可以根据行驶环境时刻变化，或者根据行驶环境固定。根据配光图案信号sptn_dist对dmd100的反射光l2进行空间调制。
在本实施方式中，在车辆用灯具200共用电源电压vcc。电源电压vcc例如是点火系统(ig)的电源。另外，向车辆用灯具200输入对点火熄灭进行指示的控制信号(lamp_on)。例如，lamp_on信号可以是点亮指示被分配为高电平、熄灭指示被分配为低电平的两个值的信号。
在dmd控制器230中，除了lamp_on信号之外，也可以被供给dmd控制器230对配光图案信号sptn_dist进行规定的图像数据img。也就是说，将配光的控制委任给车辆侧。
或者，车辆用灯具200主动地进行配光图案的控制。该情况下，车辆用灯具200可以搭载描绘用的ecu。描绘ecu可以从车辆侧接收用于决定配光图案所需的信息(在先车辆、对向车辆、步行者的位置、时间带或车速、转向角、行驶场景等)，基于这些信息生成图像数据img，供给到dmd控制器230。可以将描绘ecu和dmd控制器230的功能合并在一个微型计算机或处理器。
当接入车辆用灯具200的电源时，初始化车辆用灯具200的各功能块。构图器件220在电源切断的期间，dmd222的微镜被保持于平坦状态，但当执行初始化时，需要注意的是，微镜成为关状态。将向车辆用灯具200供给电源电压vcc的状态称为启动状态。
初始化结束后，当从车辆侧接收包含点亮指示的lamp_on信号时，照明装置210点亮，构图器件220被照明光l1照射。dmd控制器230以获得希望的配光的方式生成配光图案信号sptn_dist。
当从车辆侧接收与熄灭指示对应的lamp_on信号时，照明装置210熄灭。需要说明的是，在照明装置210熄灭期间，构图器件220在为再点亮准备的启用状态待机。
这样，在车辆用灯具200启动后、且构图器件220的启用状态中，可能产生照明光l1关闭的期间。dmd控制器230利用该期间的一部分而产生微镜重复开、关的再生图案信号sptn_refresh。将产生再生图案信号sptn_refresh的期间称为再生期间trefresh。
以上是车辆用灯具200的结构。接着，对其动作进行说明。图3是说明再生期间trefresh中的微镜动作的图。在图3仅表示一个微镜，其他微镜也同样地进行动作。再生期间trefresh期间，微镜交替重复开状态
根据车辆用灯具200，通过利用再生图案信号sptn_refresh强制性地使微镜向开方向、关方向倾斜运动，而能够消除铰链的固定安装，能够抑制因铰链记忆效应造成的画质降低。
本发明可由图1的框图把握、或涉及从上述说明中导入的各种装置、方法，不限于特定的结构。以下，不是用于缩小本发明的范围，而使为了帮助理解发明的本质及动作，为了将它们明确，而对更加具体的结构例及实施例进行说明。
图4中的(a)、(b)是表示再生图案信号sptn_refresh的例子的图。如图4中的(a)所示，再生图案信号sptn_refresh可以包含不同的2个以上的图案(帧)。一方的图案ptn1的所有像素为开(为最大灰度，在8位的情况下为255)，另一方的图案ptn2的所有像素为关(为最低灰度，0)。
如图4中的(b)所示，将1帧分割为多个区域(在该例中为4个区域)，在2枚图案的ptn1、ptn2的对应区域中，可以是开和关颠倒的关系。对区域的个数不作特别限定。另外，关于分割方式，在图4中的(b)中分割为2行2列，但也可以分割为任意的m行n列(m、n为自然数)。
在图4中的(a)、(b)的例子中，对赋予最大灰度和最小灰度的情况进行了说明，但不限于此，也可以赋予与最大灰度接近的灰度和与最小灰度接近的不为零的值。
图5中的(a)～(d)是表示再生图案信号sptn_refresh的一些例子的时间图。在图5中的(a)的例子中，在每个帧周期tf交替地选择两个图案ptn1、ptn2。也就是说，控制周期tc为2×tf。
在图5中的(b)的例子中，在多个连续的m帧(在该例中，m＝3)期间，选择图案ptn1，在与此接续的n帧(在该例中，n＝3)期间，选择图案ptn2。该情况下，控制周期tc为(m n)×tf。
如图5中的(c)所示，也可以在每帧随机地选择两个图案ptn1、ptn2。
如图5中的(d)所示，可以使控制周期tc与时间一起改变。在图5中的(d)的例子中，控制周期tc与时间一起变短，因此，各像素的开时间、关时间也与时间一起减少。反之，可以使控制周期与时间一起增加。
接着，关于再生期间trefresh，对几个实施例进行说明。
图6是说明实施例1的再生动作的图。在该实施例1中，dmd控制器230在刚刚接入车辆用灯具200的电源后的初始化期间，设置再生期间trefresh，输出再生图案信号sptn_refresh。
当在时刻t0供给电源电压vcc时，车辆用灯具200的各电路功能块启动，执行规定的初始化程序。直到初始化程序结束称为初始化期间tinit，在初始化期间tinit期间，禁止作出点亮指示。例如，当在时刻t1结束初始化程序时，车辆用灯具200可以将表示以上情况的图形发送给车辆侧的ecu(electroniccontrolunit，电子控制单元)。
换言之，在初始化期间tinit期间，保证不输入根据lamp_on信号作出的点亮指示。在此，通过在初始化期间tinit期间、且dmd的启动结束后dmd成为启用状态之后设置再生期间trefresh，而能够消除铰链记忆效应。
当在时刻t2输入点亮指示(lamp_on＝hi)时，照明装置210向构图器件220照射照明光l1。另外，dmd控制器230向构图器件220供给配光图案信号sptn_dist，对配光进行控制。
该控制具有点亮指示与再生动作不冲突的优点。
图7是说明实施例二的再生动作的图。在该实施例二中，dmd控制器230在车辆用灯具200的电源关闭时的关闭期间设置再生期间trefresh，输出再生图案信号sptn_refresh。
在时刻t3，lamp_on信号为低电平，作出熄灭指示。由此，照明装置210熄灭照明光l1。当在时刻t4切断电源电压vcc时，车辆用灯具200执行关闭程序。
在关闭期间之间，切断dmd的电源之前，即dmd为启用状态的期间，插入再生期间trefresh而消除铰链记忆效应。之后，切断dmd的电源而成为禁用状态。当在时刻t5结束再生期间trefresh时，执行dmd的停止程序，在时刻t6，dmd成为禁用状态。时刻t6以后，微镜成为平坦状态。
图8是说明实施例三的再生动作的图。dmd控制器230可以在初始化期间tinit结束后、且照明光l1熄灭的期间插入再生期间trefresh。可以例如将照明光l1的熄灭(即，不点亮时间)持续规定的判定时间(或者，间歇周期)τ1作为条件插入该情况下的再生期间trefresh。在这之后，也可以在每当不点亮时间继续判定时间τ1时，插入再生期间trefresh。
在实施例三中，如果在再生期间trefresh中lamp_on信号为高电平且输入点亮指示，则可以等待再生期间trefresh结束，照明装置210打开照明光l1。
或者，可以将点亮指示作为触发器，dmd控制器230立即将再生图案信号sptn_refresh切换为配光图案信号sptn_dist，结束再生期间trefresh，使照明装置210产生照明光l1。
本发明的发明者们进行研究发现，dmd的温度越高，越容易发生铰链记忆效应，当超过70℃时，发生频率高，当超过80℃是，该倾向更加严重。在此，可以将dmd的温度(或者，其周边温度)反映在再生动作中。
例如，关于实施例三(图8)的再生动作，可以温度t越高越缩短判定时间τ1并提高再生动作的频率。反之，在温度t比其阈值低，铰链记忆效应发生的可能性低的情况下，可以使再生动作无效。可以将该情况下的阈值设定为70℃或比70℃低的值。车辆用灯具200可以包含用于检测温度的温度传感器。
另外，关于实施例1～3的再生动作，可以温度t越高越延长再生期间trefresh的长度。
另外，预先准备多个再生图案信号sptn_refresh，选择与温度t相应的一个。
图9是一实施例的车辆用灯具200a的框图。在该车辆用灯具200a中，照明装置210及构图器件220为远光灯240。车辆用灯具200a除了远光灯240之外，还具备近光灯250。近光灯250可以包含半导体光源252及其点亮电路254。向车辆用灯具200a输入指示远光灯240的点亮熄灭的hi信号、和指示近光灯250的点亮熄灭的lo信号。近光灯250的点亮熄灭被lo信号直接控制。dmd控制器230a除了hi信号之外，还监视lo信号。
dmd控制器230a可以在近光灯250为点亮状态、远光灯240为熄灭状态时，产生再生图案信号sptn_refresh。当持续近光灯250的点亮期间时，dmd222的温度因近光灯250的散热而上升，另一方面，dmd222的微镜维持关状态，因此，引起铰链记忆效应。在此，通过在近光灯250的点亮中插入再生期间trefresh并进行再生动作而能够消除铰链记忆效应解消。即，可以理解为，将近光灯250点亮作为条件，使图8的控制为有效的控制。
需要说明的是，在供给到车辆用灯具200a的电源电压vcc与灯的点亮熄灭不连动的情况下，也可以考虑，在dmd启用的状态下，持续近光灯250和远光灯240双方都熄灭的状态。在该情况下，在dmd222的温度没有如铰链记忆效应发生那样上升的平台中，可以不进行再生动作。
反之，即使在近光灯250和远光灯240双方都熄灭的状态，在dmd222的温度如铰链记忆效应发生那样上升的平台中，也可以进行再生动作。该情况下，可以在近光灯250打开时，缩短图8的间歇周期τ1，在近光灯250关闭时，延长图8的间歇周期τ1。
以上，基于实施方式对本发明进行了说明。被本领域技术人员理解的是，实施方式只是例示，可以在这些实施方式的各构成要件及各处理程序的组合中进行各种变形，另外，这些变形也属于本发明的范围。以下，对这些变形进行说明。
(变形1)
图10是说明变形1的再生动作的图。在该实施例1～3中，在再生期间trefresh之间，以从几帧到数百帧的短时间标度使微镜开、关。与此对应地，在变形1中，以更长时间的刻度(几十秒、或几百秒、或几小时)使微镜开、关。
具体而言，在车辆用灯具200的启动结束后、dmd成为启用的状态且照明光l1熄灭的期间，可以间歇性地打开微镜。例如，dmd控制器230可以重复如下动作，即，在规定的关时间toff期间，产生全部微镜关闭的图案信号sptn_off，在规定的开时间ton期间，产生全部微镜打开的图案信号sptn_on。在该变形中，可以将sptn_off和sptn_on的组合与再生图案信号sptn_refresh建立对应关系。
(变形2)
或者，可以以比帧周期tf更短的时间标度进行由再生图案信号sptn_refresh引起的微镜的开、关的重复。如上所述，dmd22能够根据pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)控制进行多灰度控制，当赋予中间灰度值时、dmd驱动程序224以pwm频率、与灰度值相应的占空比转换微镜104。因此，dmd控制器230在再生期间trefresh产生包含中间灰度值的再生图案信号sptn_refresh，可以利用pwm控制使各微镜开、关。
(变形3)
在实施方式中，对从ig系统获取车辆用灯具200的电源的情况进行了说明，在不限于此。例如，可以从一直通电的电池系统( b)获取车辆用灯具200的电源。该情况下，可以利用与从车辆侧不同的其他方法施加对车辆用灯具200的启动、停止作出指示的待命信号，基于该待命信号对车辆用灯具200的路线、停止进行控制。
(变形4)
在实施方式中，对前照灯进行了说明，但不限于此，也能够将本发明是用于在路面描绘各种图形或文字等的车辆用灯具。
(变形5)
在实施方式中，基于dmd控制器生成的再生图案信号sptn_refresh进行再生动作，但用于执行再生动作的器件不限于此。例如，可以将用于执行再生动作的电路内装于dmd驱动程序224。该情况下，只要将通知照明光l1熄灭的信号发送给dmd驱动程序224即可。
基于实施方式，用具体的文字对本发明进行了说明，但实施方式只不过是用于表示本发明的原理、应用，只要在不脱离被权利要求范围规定的本发明的思想的范围内，可以在实施方式中进行多种变形或配置的变更。
1.一种车辆用灯具，其特征在于，具备：
生成照明光的照明装置；
构图器件，其包含dmd，该dmd根据图案信号对所述照明光进行空间调制并反射；
在所述dmd为启用状态且所述照明光关闭期间，能够执行微镜重复开、关的再生动作。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，
在刚刚接入所述车辆用灯具的电源之后的初始化期间，执行所述再生动作。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，
在所述车辆用灯具的电源关闭时，执行所述再生动作。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
在初始化期间结束后、所述照明光关闭期间，执行所述再生动作。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述照明装置及所述构图器件为远光灯，所述车辆用灯具还具备近光灯，
在所述近光灯为点亮状态、所述远光灯为熄灭状态时，执行所述再生动作。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
当所述dmd的温度超过规定值时，执行所述再生动作。
7.根据权利要求6所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述dmd的温度越高所述再生动作的频率越高。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
还具备生成所述图案信号的dmd控制器，
所述dmd控制器在所述dmd为启用状态且所述照明光关闭期间，产生所述微镜重复开、关这样的再生图案信号。
9.根据权利要求8所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述再生图案信号包含连续多个帧，在所述多个帧内，各像素的亮度值取零或最大值中的一方。
10.一种控制方法，其为搭载于车辆用灯具的dmd的控制方法，
该控制方法的特征在于，包括：
在所述车辆用灯具的点亮期间中，向所述dmd照射照明光，向所述dmd赋予图案信号的步骤；
在所述照明光不照射的熄灭期间中，向所述dmd供给微镜重复开、关这样的再生图案信号的步骤。
技术总结