JP2008105518A - カメラ内蔵ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 コストの増加を抑制し、カメラサイズの大型化を抑制しつつ、操舵時に車両進行方向とカメラ画角にズレが発生しないよう撮像できるカメラ内蔵ランプを提供すること。
【解決手段】 ランプハウジング３で覆われる内部空間に設けられ、垂直方向の配光位置を制御による駆動で自動的に変更するオートレベリングコントローラ１０及びレベリングモータ部４と、水平方向の配光位置を制御による駆動で自動的に変更する配光可変コントローラ１２及びスイバルモータ部５を有し、車両外部の照明を行うランプユニット１を備えた車両用ランプにおいて、車両外部を撮像する前方撮像用カメラ２をランプユニット１と同じ内部空間内に一体となるよう固設した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主に、道路形状に応じて配光を制御し、視界や視認性を向上させる配光可変型前照灯（ＡＦＳ：Adaptive Front lighting System）に用いられるカメラ内蔵ランプの技術分野に属する。

従来では、カメラ内蔵の車両用灯具において、室内の光源バルブとカメラの間には仕切壁が設けられていて、その室は光源バルブが収納されている光源バルブ収納室とカメラが収納されているカメラ収納室とに区画されており、その仕切壁は光源バルブの点灯時の熱が直接カメラに当たるのを防止できる機能を有している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−８８６１０号公報（第２−４頁、全図）

しかしながら、従来のカメラ内蔵ランプにあっては、カメラの画角が固定されるため、操舵時に車両進行方向とカメラ画角にズレが発生してしまうものであった。これに対して、カメラの画角を変更する機構を追加するものもあるが、コストが増加し、カメラサイズが大型化してしまい問題であった。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、コストの増加を抑制し、カメラサイズの大型化を抑制しつつ、操舵時に車両進行方向とカメラ画角にズレが発生しないよう撮像できるカメラ内蔵ランプを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、ランプハウジングで覆われる内部空間に設けられ、垂直方向の配光位置を制御による駆動で自動的に変更する垂直方向配光手段と、水平方向の配光位置を制御による駆動で自動的に変更する水平方向配光変更手段を有し、車両外部の照明を行うランプユニットを備えた車両用ランプにおいて、車両外部を撮像するカメラをランプユニットと同じ前記内部空間内に一体となるよう固設したことを特徴とする。

よって、本発明にあっては、コストの増加を抑制し、カメラサイズの大型化を抑制しつつ、操舵時に車両進行方向とカメラ画角にズレが発生しないよう撮像できる。

以下、本発明のカメラ内蔵ランプを実現する実施の形態を、請求項１，２，３に係る発明に対応する実施例１と、請求項１，２に係る発明に対応する実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１のカメラ内蔵ランプの構造を示す断面説明図である。図２は実施例１のカメラ内蔵ランプの制御構成を示すブロック図である。
実施例１のカメラ内蔵ランプの構造は、図１に示すように、ランプユニット１、前方撮像用カメラ２、ランプハウジング３、レベリングモータ部４、スイバルモータ部５を主要な構成としている。
ランプユニット１は、LEDを光源として、車両前方を照明するものであり、LEDによって点灯時の発熱が抑制される。このランプユニット１は、図１に示すように、上下回転支持部１１により、ランプハウジング３の内部で、上下に配光可能なように支持される。
また、ランプユニット１は、上下回転支持部１１を含め、スイバルモータ部５の出力軸により回転可能に支持される。

前方撮像用カメラ２は、ランプハウジング３の内部のランプユニット１の上部に一体となるよう固定する。この固定の際には、ランプユニット１と前方撮像用カメラ２は、光軸を同方向になるように調整して固定する。よって、前方撮像用カメラ２は、ランプユニット１と同じ方向の車両前方を撮像する。
ランプハウジング３は、ランプユニット１や前方撮像用カメラ２等を内部に収容して保護するとともに、ランプユニット１の発光を透光し、前方撮像用カメラ２が撮像性能を発揮できるよう透光する。

レベリングモータ部４は、制御による駆動で、出力軸４１を進退させるものであり、これにより、上下回転支持部１１に回転可能に支持されたランプユニット１の上下への配光、つまり垂直方向への駆動を行なうものである。
スイバルモータ部５は、制御による駆動で、出力軸５１を回転させるものであり、これにより、ランプユニット１を水平方向に回転させ、ランプユニット１の水平方向、つまり左右方向への配光を駆動で行うものである。

次に、実施例１のカメラ内蔵ランプの制御構成について説明する。
実施例１では、配光可変型前照灯（ＡＦＳ）のランプユニット１と一体として前方撮像用カメラ２を固定するため、配光可変型前照灯（ＡＦＳ）のシステム制御構成が、そのままカメラ内蔵ランプの制御構成となる。以下に説明する。
実施例１の配光可変型前照灯（ＡＦＳ）及び前方撮像の制御ブロックは、車高センサ６、ピッチングセンサ７、操舵角センサ８、車速センサ９、オートレベリングコントローラ１０、配光可変コントローラ１２を主要な構成としている。

車高センサ６は、車両に設けられ、乗員または車載荷物による荷重の変化等による車高の変化を検出するセンサである。
ピッチングセンサ７は、車両に設けられ、車両の加減速や路面のアップダウンにより、車両が前後でシーソーのような動きをする変化を検出するセンサである。

操舵角センサ８は、車両に設けられ、車両の操舵角を検出するセンサである。
車速センサ９は、車両に設けられ、車両の車速を検出するセンサである。
オートレベリングコントローラ１０は、車高センサ６とピッチングセンサ７からの検出結果に応じて、最適な垂直方向のランプユニット１の配光位置、及び前方撮像用カメラ２の最適な垂直方向の撮像位置を得るようにレベリングモータ部４の駆動指令値を出力する。

配光可変コントローラ１２は、操舵角センサ８と車速センサ９からの検出結果に応じて、最適な水平方向のランプユニット１の配光位置、及び前方撮像用カメラ２の最適な水平方向の撮像位置を得るようにスイバルモータ部５の駆動指令値を出力する。
そして、レベリングモータ部４の駆動及びスイバルモータ部５の駆動によりランプユニット１及び前方撮像用カメラ２の光軸が制御させるブロック構成である。

次に、実施例１におけるランプユニット１の光軸とランプハウジング３の配置について説明する。
図３は、実施例１のカメラ内蔵ランプにおけるランプユニット１の光軸とランプハウジング３の配置を示す説明図である。
実施例１では、図３に示すカメラ内蔵ランプの横断面図において、ランプユニット１の光軸が通過するランプハウジング３の部分がつくる接線１０１と、ランプユニット１の光軸１０２とがなす角をθとし、このθを狭角とする。

作用を説明する。
[前方撮像カメラの作用]
前方撮像用カメラ２は、自動車の周囲を撮像し、例えば、運転席の表示装置に送信して画像表示を行い、死角の確認などにより運転を支援するものである。
前方撮像用カメラ２は、ランプハウジング３の内部に設けられることにより、ランプユニット１のために設けられる防水性を得ることができ、防水のための構成を省略できるため、カメラ構造を簡単にできる。

[ランプユニット１と一体化した作用]
実施例１において、前方撮像用カメラ２は、ランプユニット１と一体化しているため、ランプユニット１と一体化してオートレベリング作用を有することになる。
つまり、車高センサ６で検出される車高の変化、ピッチングセンサ７で検出されるピッチングの動きに対して、オートレベリングコントローラ１０により最適な垂直方向の位置が演算され、その位置になるようレベリングモータ部４が駆動制御される。
これにより、車両の上下の動き及び積載重量による車高位置の変化や車両の前後がシーソーのような動きをする方向の位置及びそのピッチングの動きに対して、最適な垂直方向の車両前方方向へ前方撮像用カメラ２及びランプユニット１は光軸を向けることができる。

次に、前方撮像用カメラ２は、ランプユニット１と一体化しているため、ランプユニット１と一体化して水平方向の配光可変作用を有することになる。
水平方向の配光においては、操舵角センサ８で検出される操舵角の変化、車速センサ９で検出される車速に対して、配光可変コントローラ１２により最適な水平方向の配光位置が演算され、その位置になるようスイバルモータ部５が駆動制御される。
これにより、カーブや進路変更等のために進行方向が左右へ変更される際や、左折、右折のため、進行方向に見難い先方が生じるような場合に、最適な水平方向の車両前方方向へ前方撮像用カメラ２及びランプユニット１は光軸を向けることができる。

図４を参照して具体的に説明する。
図４は実施例１のカメラ内蔵ランプの水平方向の配光可変状態を示す説明図である。
直線走行時では、自車Ｃに対して、図４(a)に示すように、ヘッドライト（ランプユニット１）の照明範囲２０１，２０２、カメラ（前方撮像用カメラ２）の撮像範囲２０３が車両進行方向に向けられる。

そして、自車Ｃがカーブに進入する際にハンドルが操舵されると、操舵角センサの検出結果と車速から、例えばある程度以上の速度で操舵が発生しているので、右折や左折でなくカーブ走行であると判断し、その操舵角に応じて、ヘッドライト（ランプユニット１）の照明範囲２０１，２０２とカメラ（前方撮像用カメラ２）の撮像範囲２０３を曲がる側の進行方向へ光軸が向けられるようにする。
これによりドライバは、ヘッドランプの照射方向を、曲がり先に自動的に向けて見ることができ、且つカメラから得る運転を支援する画像においても、曲がり先に自動的に向けて情報を得ることができる。

よって、非常に良好な運転環境を得ることができ、運転者の負荷を軽減できることになる。
さらに、前方撮像用カメラ２は、常に撮像方向に明るい照明を得ることができる。これらの効果は、前方撮像用カメラ２とランプユニット１を一体に固定することによりコストを抑制し、大型化することなく得ることができる。

[反射光の抑制作用]
実施例１のカメラ内蔵ランプでは、ランプユニット１の上方に前方撮像用カメラ２を一体に固定している。
そのため、従来と異なり、ランプユニット１と前方撮像用カメラ２の間に隔壁は存在しない。
実施例１では、ランプユニット１にLEDを用いて発熱を低く抑えているため、熱に関して、隔壁有無による問題が生じないようにしている。なお、LED以外の光源を用いる場合には、発熱がLEDと同程度になることが望ましい。

さらに、ランプユニット１と前方撮像用カメラ２の間に隔壁がないことにより、ランプユニット１の投光がランプハウジング３の内面で反射し、前方撮像用カメラ２の撮像の妨げになるという問題がある。
これに対し、実施例１のカメラ内蔵ランプでは、図３に示すカメラ内蔵ランプの横断面図において、ランプユニット１の光軸が通過するランプハウジング３の部分がつくる接線１０１と、ランプユニット１の光軸１０２とがなす角θを狭角にしている。
これにより、図３に示すように、ランプハウジング３の内面で反射したランプユニット１の光は、と前方撮像用カメラ２の位置と反対側の下方へ反射される。そのため、ランプハウジング３の内面で反射した光が前方撮像用カメラ２の撮像の妨げにならない。

次に、効果を説明する。
実施例１のカメラ内蔵ランプにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)ランプハウジング３で覆われる内部空間に設けられ、垂直方向の配光位置を制御による駆動で自動的に変更するオートレベリングコントローラ１０及びレベリングモータ部４と、水平方向の配光位置を制御による駆動で自動的に変更する配光可変コントローラ１２及びスイバルモータ部５を有し、車両外部の照明を行うランプユニット１を備えた車両用ランプにおいて、車両外部を撮像する前方撮像用カメラ２をランプユニット１と同じ内部空間内に一体となるよう固設したため、コストの増加を抑制し、カメラサイズの大型化を抑制しつつ、操舵時に車両進行方向とカメラ画角にズレが発生しないよう撮像できる。

(2)オートレベリングコントローラ１０及びレベリングモータ部４は、車高センサ６及びピッチングセンサ７により検出する車高及びピッチングに対して最適な車両前方の照明及び撮像を行うようランプユニット１及び前方撮像用カメラ２の光軸を駆動制御により自動的に変更するものであり、配光可変コントローラ１２及びスイバルモータ部５は、操舵角センサ８及び車速センサ９により検出する操舵角及び車速に対して最適な車両前方の照明及び撮像を行うようランプユニット１及び前方撮像用カメラ２の光軸を駆動制御により自動的に変更するものであるため、コストの増加を抑制し、カメラサイズの大型化を抑制しつつ、車高の変化、ピッチングの動き、カーブや左折、右折に対して、最適な照明方向及び撮像方向を得ることができ、これにより良好な運転環境にできる。

(3)車両外部を撮像する前方撮像用カメラ２をランプユニット1の上部に設けるようにし、ランプユニット１の光軸と、ランプユニット１の光軸が通過するランプハウジング３の内面のなす角を、ランプハウジング３の内面で反射するランプユニット１の光が前方撮像用カメラ２と反対側の下方へ向かうように、９０度より狭い角度にしたため、ランプハウジング３の内面で反射するランプユニット１の光に影響されることなく、ランプユニット１と一体となった前方撮像用カメラ２により運転を支援するための撮像を行うことができる。

実施例２は、ランプハウジングの内面に反射防止コーティングを設けた例である。
構成を説明する。
図５は実施例２のカメラ内蔵ランプにおけるランプユニット１の光軸とランプハウジング３の配置を示す説明図である。
実施例２では、図５に示すカメラ内蔵ランプの横断面図において、ランプユニット１の光軸が通過するランプハウジング３の部分に反射防止コーティング６０を施す。例としてアクリル材のコーティングを挙げておく。
その他構成は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用を説明する。
[反射光の抑制作用]
実施例２では、ランプハウジング３の内面に反射防止コーティング６０を設けることにより、ランプハウジング３の内面でのランプユニット１の光の反射が抑制される。そのため、ランプハウジング３の光が前方撮像用カメラ２の撮像の妨げにならない。

効果を説明する。
(4)ランプユニット１の光軸が通過するランプハウジング３の内面部分に反射防止コーティング６０をコーティングしたため、ランプハウジング３の内面で反射するランプユニット１の光に影響されることなく、ランプユニット１と一体となった前方撮像用カメラ２により運転を支援するための撮像を行うことができる。
その他作用効果は実施例１と同様であるので説明を省略する。

以上、本発明のカメラ内蔵ランプを実施例１、実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

ランプハウジングにコーティングする反射防止材は、アクリル材以外であってもよい。また、コーティング方法としては、フィルムを貼るあるいは蒸着など表面処理方法によるものなどを挙げておく。

実施例１のカメラ内蔵ランプの構造を示す断面説明図である。 実施例１のカメラ内蔵ランプの制御構成を示すブロック図である。 実施例１のカメラ内蔵ランプにおけるランプユニットの光軸とランプハウジングの配置を示す説明図である。 実施例１のカメラ内蔵ランプの水平方向の配光可変状態を示す説明図である。 実施例２のカメラ内蔵ランプにおけるランプユニットの光軸とランプハウジングの配置を示す説明図である。

符号の説明

１ ランプユニット
１１ 上下回転支持部
２ 前方撮像用カメラ
３ ランプハウジング
４ レベリングモータ部
４１ 出力軸
５ スイバルモータ部
５１ 出力軸
６ 車高センサ
７ ピッチングセンサ
８ 操舵角センサ
９ 車速センサ
１０ オートレベリングコントローラ
１２ 配光可変コントローラ
６０ 反射防止コーティング
１０１ （ランプハウジングの）接線
１０２ （ランプユニットの）光軸
２０１ （ランプユニットの）照明範囲
２０２ （ランプユニットの）照明範囲
２０３ （前方撮像用カメラの）撮像範囲
Ｃ 自車

Claims (3)

1. ランプハウジングで覆われる内部空間に設けられ、垂直方向の配光位置を制御による駆動で自動的に変更する垂直方向配光手段と、水平方向の配光位置を制御による駆動で自動的に変更する水平方向配光変更手段を有し、車両外部の照明を行うランプユニットを備えた車両用ランプにおいて、
   車両外部を撮像するカメラをランプユニットと同じ前記内部空間内に一体となるよう固設したことを特徴とするカメラ内蔵ランプ。
2. 請求項１に記載のカメラ内蔵ランプにおいて、
   前記垂直方向配光手段は、
   センサにより検出する車高及びピッチングに対して最適な車両前方の照明及び撮像を行うよう前記ランプユニット及び前記カメラの光軸を駆動制御により自動的に変更するものであり、
   前記水平方向配光手段は、
   センサにより検出する操舵角及び車速に対して最適な車両前方の照明及び撮像を行うよう前記ランプユニット及び前記カメラの光軸を駆動制御により自動的に変更するものである、
   ことを特徴とするカメラ内蔵ランプ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のカメラ内蔵ランプにおいて、
   車両外部を撮像する前記カメラを前記ランプユニットの上部に設けるようにし、
   前記ランプユニットの光軸と、前記ランプユニットの光軸が通過する前記ランプハウジングの内面のなす角を、前記ランプハウジングの内面で反射するランプユニットの光が前記カメラと反対側の下方へ向かうように、９０度より狭い角度にした、
   ことを特徴とするカメラ内蔵ランプ。

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