JP2009206015A - 車両用前照灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】拡散配光と集光配光の両機能を併せて達成しながらも、灯具内のＬＥＤユニット数削減により、灯具内のレイアウト自由度の向上を図ることができると共に、ドライバーの視線方向に対し違和感を抑えた配光パターンの変化とすることができる車両用前照灯装置を提供すること。
【解決手段】発光ダイオードを光源に有する複数個のＬＥＤユニット１，２，３を備えた車両用前照灯装置において、配光可変レンズ４を用いた集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３を有する手段とした。複数個のＬＥＤユニット１，２，３のうち、２個のＬＥＤユニットを基本配光用ＬＥＤユニット１，２とし、１個のＬＥＤユニットを集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３とし、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３は、配光可変レンズ４を用いて集光配光と拡散配光を兼用する。配光可変レンズ４は、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方位置で上下方向に動かして集光配光と拡散配光を切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、フロントコンビネーションランプのヘッドランプ等として適用され、発光ダイオードを光源に有する複数個のＬＥＤユニットを備えた車両用前照灯装置に関する。

従来、複数個のＬＥＤユニットを用いて構成される車両用前照灯装置としては、個々もしくは数個のユニット毎に配光を分担することにより、効果的な配光形状を形成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記従来の車両用前照灯装置では、例えば、車速等の走行状態に応じ、低中速時には、近距離での広域な視認性を重視した左右に拡散された配光のＬＥＤユニットに切り替え、高速時には、遠方の視認性を重視した集光された配光のＬＥＤユニットに切り替えることで視点位置に応じた最適な配光を得ることが可能となる。
なお、ＬＥＤ(Light Emitting Diodeの略)とは、発光ダイオードと呼ばれ、電流を流すと発光する半導体素子の一種をいう。
特開２００５−２４３５９１号公報

しかしながら、従来の車両用前照灯装置において、低中速用と高速用でそれぞれのＬＥＤユニットに切り替える方式では、灯具内にそれぞれの配光用ＬＥＤユニットを配置する必要があるため、複数のＬＥＤユニットをレイアウトするためにより多くのスペースが灯具内に必要になる、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、拡散配光と集光配光の両機能を併せて達成しながらも、灯具内のＬＥＤユニット数削減により、灯具内のレイアウト自由度の向上を図ることができると共に、ドライバーの視線方向に対し違和感を抑えた配光パターンの変化とすることができる車両用前照灯装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、発光ダイオードを光源に有する複数個のＬＥＤユニットを備えた車両用前照灯装置において、集光/拡散兼用ＬＥＤユニットを有する手段とした。
前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニットは、複数個のＬＥＤユニットのうち、１個もしくは数個のユニットに採用され、配光可変レンズを用いて集光配光と拡散配光を兼用する。
前記配光可変レンズは、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニットの前方位置で上下方向に動かして集光配光と拡散配光を切り替える。

よって、本発明の車両用前照灯装置にあっては、例えば、１個のＬＥＤユニットと１枚の配光可変レンズの組み合わせにより集光/拡散兼用ＬＥＤユニットを構成した場合、配光可変レンズを、集光/拡散兼用ＬＥＤユニットの前方位置で上下方向に動かして集光配光と拡散配光を切り替えることで、１個のＬＥＤユニットのみで集光配光と拡散配光を兼用することができる。
したがって、集光配光と拡散配光の機能を得るため、例えば、集光配光用ＬＥＤユニットと拡散配光用ＬＥＤユニットをそれぞれ１個設ける場合に比べ、ＬＥＤユニットの数が２個から１個へと削減される。このため、削減した分のＬＥＤユニットのスペースが、灯具内に余裕スペースとしてもたらされる。
また、配光可変レンズは、集光/拡散兼用ＬＥＤユニットの前方位置で上下方向に動かして集光配光と拡散配光を切り替えるため、路面に照射される配光パターンの形状が車両進行方向に沿った変化となり、ドライバーの視線方向に対し違和感を抑えた配光パターンの変化とすることができる。
この結果、拡散配光と集光配光の両機能を併せて達成しながらも、灯具内のＬＥＤユニット数削減により、灯具内のレイアウト自由度の向上を図ることができると共に、ドライバーの視線方向に対し違和感を抑えた配光パターンの変化とすることができる。

以下、本発明の車両用前照灯装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３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の車両用前照灯装置の外観を示す斜視図である。図２は実施例１の車両用前照灯装置の集光/拡散兼用ＬＥＤユニットが収められた灯具アセンブリを示す断面図である。

実施例１の車両用前照灯装置は、図１に示すように、凸レンズを使って配光するプロジェクタ型の３個のＬＥＤユニット１，２，３のうち、２個のＬＥＤユニットを基本配光用ＬＥＤユニット１，２とし、１個のＬＥＤユニットを、配光可変レンズ４を用いて集光配光と拡散配光を兼用する集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３とした。
なお、実施例１の車両用前照灯装置は、フロントコンビネーションランプのヘッドランプとして適用したものであり、図１において、クリアランスランプやフロントターンシグナルランプやフロントフォグランプ等の他のランプ類の図示は省略している。

実施例１の灯具アセンブリＡ１は、図１及び図２に示すように、前記基本配光用ＬＥＤユニット１，２と、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３と、前記配光可変レンズ４と、配光可変レンズアクチュエータ５と、上下動作変換機構６を、ランプケーシング７とカバーガラス８により囲まれるスペース９内に収めることで構成される。

前記基本配光用ＬＥＤユニット１，２は、図１に示すように、車両内側位置であって、縦方向の上下位置に並べて配置される。そして、前照灯の点灯走行時、基本配光用ＬＥＤユニット１，２により、車速の高低にかかわらず前方視認性を確保する基本配光パターンを得る。

前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３は、図２に示すように、基本配光用ＬＥＤユニット１，２の車両外側位置に配置される。
そして、前照灯の点灯走行時、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方位置に配光可変レンズ４を設定しない低中速走行状態では、基本配光パターンとの合成により、近距離での広域な視認性を重視するために左右に拡散された拡散配光パターンとする。
また、前照灯の点灯走行時、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方位置に配光可変レンズ４を設定した高速走行状態では、基本配光パターンとの合成により、遠方の視認性を重視するために集光された集光配光パターンとする。
この集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３は、図２に示すように、ＬＥＤ素子31と、素子冷却用ヒートシンク32と、配光用光学ユニット33を含む構成としている。なお、ＬＥＤ素子31としては、例えば、高出力白色ＬＥＤが用いられる。
なお、前記基本配光用ＬＥＤユニット１，２の構成も、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３と同様の構成によるユニットである。

前記配光可変レンズ４は、図２に示すように、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方位置で上下方向に動かして、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方をレンズ全閉状態で塞ぐ位置とすることでの集光配光パターンと、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方をレンズ全開状態で開く位置とすることでの拡散配光パターンを切り替える。
この配光可変レンズ４は、図１に示すように、上下方向の円筒面を持つシリンドリカルレンズ要素を車幅方向に複数連接して構成している（図７(a)参照）。
そして、図２に示すように、配光可変レンズ４を構成する複数のシリンドリカルレンズ要素が隣接する境界をレンズ基準面Ｌとしたとき、該レンズ基準面Ｌの設定方向と、集光配光と拡散配光を切り替えるレンズ動作方向を一致させている。
ここで、「シリンドリカルレンズ」とは、円柱の一部を切り取った形状を持つレンズで、レンズの表面のうち一方向のみがレンズとして働き、直交する他方向は単なるウィンドウとしてしか働かないレンズをいう。このシリンドリカルレンズには、凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズの２種類があるが、ここでは、凸シリンドリカルレンズを用いているため、光を集光させる凸レンズが車幅方向のみに働き、上下方向には光源からの光をそのまま透過させる。

前記配光可変レンズアクチュエータ５は、図１及び図２に示すように、集光/拡散配光兼用ＬＥＤユニット３に対するレンズ設定位置を切り替える駆動手段であり、実施例１では、モータアクチュエータを用いている。

前記上下動作変換機構６は、図１及び図２に示すように、配光可変レンズアクチュエータ５の回転動作を、配光可変レンズ４の上下動作に変換する機構である。実施例１では、モータ軸に設けられた第１ギア61と、第１ギア61と噛み合う第２ギア62と、第２ギア62を設けた回動軸63と、回動軸63と配光可変レンズ４を連結するリンク64と、を有して構成されている。

図３は実施例１の車両用前照灯装置における灯具アセンブリＡ１の配光制御システムを示す制御ブロック図である。

実施例１の灯具アセンブリＡ１の配光制御システムは、図３に示すように、前照灯点灯信号１１と、右ＬＥＤ点灯回路１２と、左ＬＥＤ点灯回路１３と、車速検出手段１４と、配光制御ＥＣＵ１５と、右アクチュエータ駆動回路１６と、左アクチュエータ駆動回路１７と、を備えている。

前記右ＬＥＤ点灯回路１２は、スイッチやオートライトシステム等からの前照灯点灯信号１１を入力し、前照灯点灯信号１１の入力時には、右側のＬＥＤユニット１，２，３を点灯し、前照灯点灯信号１１の非入力時には、右側のＬＥＤユニット１，２，３を消灯する。

前記左ＬＥＤ点灯回路１３は、スイッチやオートライトシステム等からの前照灯点灯信号１１を入力し、前照灯点灯信号１１の入力時には、左側のＬＥＤユニット１，２，３を点灯し、前照灯点灯信号１１の非入力時には、左側のＬＥＤユニット１，２，３を消灯する。

前記配光制御ＥＣＵ１５は、拡散配光パターンと集光配光パターンを自動的に切り替えるため、車速情報に応じて集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３に対する配光可変レンズ４の設定位置の切り替え制御を行う。
すなわち、配光制御ＥＣＵ１５は、車速検出手段１４からの車速検出信号を入力し、低中速での走行途中で車速検出値が第１切り替え車速設定値を超えると、右アクチュエータ駆動回路１６と左アクチュエータ駆動回路１７に対し駆動指令を出力し、左右の配光可変レンズアクチュエータ５，５を駆動させる。この場合、左右の配光可変レンズアクチュエータ５，５の駆動により、左右の配光可変レンズ４が、左右の集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３から外れた拡散配光位置からユニット前方の集光配光位置まで上方向に動く。
また、配光制御ＥＣＵ１５は、車速検出手段１４からの車速検出信号を入力し、高速走行途中で車速検出値が第２切り替え車速設定値を下回ると、右アクチュエータ駆動回路１６と左アクチュエータ駆動回路１７に対し駆動指令を出力し、左右の配光可変レンズアクチュエータ５，５を駆動させる。この場合、左右の配光可変レンズアクチュエータ５，５の駆動により、左右の配光可変レンズ４が、左右の集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方の集光配光位置からユニット外の拡散配光位置まで下方向に動く。
なお、低中速走行状態と高速走行状態の判断しきい値である第１切り替え車速設定値と第２切り替え車速設定値は、制御ハンチングを防止するために、ヒステリシス車速幅の差を持つ異なる値に設定している。

次に、作用を説明する。
まず、「車両用前照灯技術について」の説明を行い、続いて、実施例１の車両用前照灯装置における作用を、「灯具内のレイアウト自由度向上作用」、「点灯制御系統の単純化作用」、「集光配光と拡散配光の切り替え制御作用」に分けて説明する。

［車両用前照灯技術について］
従来、複数個のＬＥＤユニットを用いて配光形状を形成する前照灯においては、高速走行時の遠方視認用の集光配光パターンと、低中速走行時の近距離視認用の拡散配光パターンを切り替えるために、図４に示すように、基本となる基本配光用ＬＥＤユニットに加え、遠方集光配光ＬＥＤユニットと広域拡散配光ＬＥＤユニットを、それぞれ１個ないし複数個ずつ設定することが必要である。

しかし、このような構成の灯具は、基本配光用ＬＥＤユニット群に加え、少なくとも２つ以上のＬＥＤユニットを必要とするため、灯具アセンブリ内のレイアウト性が問題となる。

また、夜間走行時に常時点灯する基本配光用ＬＥＤユニット群と車速に応じて点灯／消灯をそれぞれ切り替える遠方集光配光ＬＥＤユニットならびに広域拡散配光ＬＥＤユニットによって構成されるため、図５に示すように、点灯／消灯の制御を行うＬＥＤ点灯回路が少なくとも左右それぞれについて３系統以上必要となる。

すなわち、低中速用、高速用でそれぞれのＬＥＤユニットを切り替える方式では、灯具内にそれぞれの配光用のＬＥＤユニットを設定する必要があり、また、点灯制御回路にそれぞれのユニットを点灯／消灯させるための制御系統を持たせる必要がある。このため、必要ＬＥＤユニット数の問題と合わせ、システム全体のコスト増がネックとなる。

さらに、車両用前照灯装置をフロントコンビネーションランプのヘッドランプとして適用した場合、フロントコンビネーションランプには、ヘッドランプ以外に、クリアランスランプやフロントターンシグナルランプやフロントフォグランプ等の他のランプ類を配置する必要がある。

このため、例えば、予め決められたランプスペースにおいて、ヘッドランプの必要スペースが拡大すると、他のランプ類を配置するスペースが狭くなり、他のランプ類のレイアウト自由度が低くなる。つまり、フロントコンビネーションランプにおいては、ヘッドランプの必要スペースをできる限り狭いスペースで抑えたいという要求がある。また、デザイン性を重視する車両においても、同様に、デザインの自由度を確保するため、ヘッドランプの必要スペースをできる限り狭いスペースで抑えたいという要求がある。

本発明者は、上記問題点や要求に対し、１個のＬＥＤユニットと１枚の配光可変レンズを組み合わせることで、ＬＥＤユニットとしては１個のユニットを用いながらも、複数の配光パターンを得ることができる点に着目した。そして、この着目点にしたがって、複数個のＬＥＤユニットのうち、１個もしくは数個のユニットを、配光可変レンズを用いて集光配光と拡散配光を兼用するＬＥＤユニットとする構成を採用した。

［灯具内のレイアウト自由度向上作用］
実施例１の車両用前照灯装置においては、３個のＬＥＤユニット１，２，３のうち、２個のＬＥＤユニットを基本配光用ＬＥＤユニット１，２とし、１個のＬＥＤユニットを、配光可変レンズ４を用いて集光配光と拡散配光を兼用する集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３とした。

上記構成を採用することで、図４に示す高速走行時用の遠方集光配光ＬＥＤユニットと低中速走行時用の広域拡散配光ＬＥＤユニットは、１個の集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３に置き換えることができ、配光パターンの切り替え機能はそのまま維持したままで、必要ＬＥＤユニット数が、２個から１個に削減される。

さらに、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３とすることで、少なくとも配光可変レンズ４と配光可変レンズアクチュエータ５とそれらの可動領域があれば成立可能であるため、個別のＬＥＤユニットで必要な光学ユニットやヒートシンク分の領域が不要となり、レイアウト的にも有利となる。

［点灯制御系統の単純化作用］
例えば、夜間走行時に常時点灯する基本配光用ＬＥＤユニット群と車速に応じて点灯／消灯をそれぞれ切り替える遠方集光配光ＬＥＤユニットならびに広域拡散配光ＬＥＤユニットによって構成されるシステムの場合、配光パターンの切り替えをＬＥＤユニットの点灯と消灯の組み合わせにより行うため、図５に示すように、点灯／消灯の制御を行うＬＥＤ点灯回路が少なくとも左右それぞれについて３系統以上必要となる。

これに対し、実施例１の車両用前照灯装置においては、灯具アセンブリＡ１の配光制御システムとして、前照灯点灯信号１１を入力し、左右のＬＥＤユニット１，２，３に対し点灯・消灯の制御指令を出力する右ＬＥＤ点灯回路１２および左ＬＥＤ点灯回路１３を備えた構成とした。なお、配光パターンの切り替えは、車速検出手段１４からの信号を入力する配光制御ＥＣＵ１５からの制御指令により左右の配光可変レンズアクチュエータ５，５を駆動する右アクチュエータ駆動回路１６および左アクチュエータ駆動回路１７により行う構成とした。

上記構成を採用することで、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の点灯状態を、基本配光用ＬＥＤユニット１，２と同時点灯／同時消灯とすることができるため、図３に示すように、点灯回路として左右それぞれ最低１系統ずつの左右のＬＥＤ点灯回路１２，１３で済み、点灯制御系統の単純化を図ることができる。さらに、必要ＬＥＤユニット数の削減によるコスト低減と併せて、システム全体のコストを低減することが可能となる。

［集光配光と拡散配光の切り替え制御作用］
まず、走行状態に応じた基本配光領域の拡大や縮小により、基本配光形状を可変させる構造としては、特開平５−１３９２０３号公報に記載されているように、プリズムやフレネルレンズを、前照灯の基本配光用ランプを構成する光学レンズの前方の一部領域内で、左右方向に移動させる技術が知られている。

そこで、レンズを左右方向に移動させるという考え方を発展させ、実施例１にて用いた配光可変レンズを、図６(a)の矢印に示すように、ＬＥＤユニットの前方位置にて左右方向へ移動させることにより、ＬＥＤユニットの前方を塞ぐ全閉状態と、ＬＥＤユニットの前方をレンズ全閉状態で塞ぐ集光配光パターンと、ＬＥＤユニットの前方をレンズ全開状態で開く拡散配光パターンを切り替えることを想定する。

この場合、集光配光パターンと拡散配光パターンの切り替えを行うことができるが、図６(b),(c)に示すように、低中速⇔高速の車速変動時、路面に照射される配光パターンの形状が横方向に変化するため、ドライバーの視線が配光パターンの変化方向に誘導され、違和感を生じるという懸念がある。

これに対し、実施例１の車両用前照灯装置では、図７(a)に示すように、配光可変レンズ４を、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方位置で上下方向に動かすことにより、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方をレンズ全閉状態で塞いだ場合の集光配光パターンと、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方をレンズ全開状態で開いた場合の拡散配光パターンが切り替えられる。しかも、配光可変レンズ４を構成する複数のシリンドリカルレンズ要素が隣接する境界をレンズ基準面Ｌとしたとき、該レンズ基準面Ｌの設定方向と、集光配光と拡散配光を切り替えるレンズ動作方向を一致させている。

上記構成を採用することにより、車速が高速状態から減速する場合には、図７(b)に示す基本配光パターンとの合成による集光配光パターンの形状から、図７(c)に示す基本配光パターンとの合成による拡散配光パターンの形状へと車速変化に従って視線方向とほぼ平行に変化する。また、車速が低中速状態から加速する場合には、図７(c)に示す基本配光パターンとの合成による拡散配光パターンの形状から、図７(b)に示す基本配光パターンとの合成による集光配光パターンの形状へと車速変化に従って視線方向とほぼ平行に変化する。このため、配光パターンの形状が横方向に変化する場合のように、ドライバーの視線が配光パターンの変化方向に誘導されることがなく、ドライバーに違和感を与えることの無い配光パターンの変化とすることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用前照灯装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 発光ダイオードを光源に有する複数個のＬＥＤユニット１，２，３を備えた車両用前照灯装置において、前記複数個のＬＥＤユニット１，２，３のうち、１個のユニットを、配光可変レンズ４を用いて集光配光と拡散配光を兼用する集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３とし、前記配光可変レンズ４は、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方位置で上下方向に動かして集光配光と拡散配光を切り替える。このため、拡散配光と集光配光の両機能を併せて達成しながらも、灯具内のＬＥＤユニット数削減により、灯具内のレイアウト自由度の向上を図ることができると共に、ドライバーの視線方向に対し違和感を抑えた配光パターンの変化とすることができる。

(2) 前記配光可変レンズ４は、前記集光/拡散配光兼用ＬＥＤユニット３に対するレンズ設定位置を切り替える左右の配光可変レンズアクチュエータ５，５を有し、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の配光制御手段は、左右のＬＥＤユニット３，３の点灯・消灯を制御する左右のＬＥＤ点灯回路１２，１３と、前記左右の配光可変レンズアクチュエータ５，５を駆動制御する左右のアクチュエータ駆動回路１６，１７により構成したため、遠方集光配光ＬＥＤユニットと広域拡散配光ＬＥＤユニットの点灯／消灯の制御により配光パターンを切り替えるシステムに比べ、点灯回路の制御系統の単純化を図ることができるし、必要ＬＥＤユニット数の削減によるコスト低減と併せて、システム全体のコストを低減することができる。

(3) 前記配光可変レンズ４は、上下方向の円筒面を持つシリンドリカルレンズ要素を車幅方向に複数連接して構成し、前記配光可変レンズ４を構成する複数のシリンドリカルレンズ要素が隣接する境界をレンズ基準面Ｌとしたとき、該レンズ基準面Ｌの設定方向と、集光配光と拡散配光を切り替えるレンズ動作方向を一致させたため、低中速⇔高速の車速変動時、路面に照射される配光パターンの形状が車両進行方向にほぼ平行な変化となり、ドライバーの視線方向に対し違和感を与えることの無い配光パターンの変化とすることができる。

(4) 前記複数個のＬＥＤユニット１，２，３は、凸レンズを使って配光するプロジェクタ型のＬＥＤユニットであり、１個のＬＥＤユニットを集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３とし、残りのＬＥＤユニットを基本配光用ＬＥＤユニット１，２とし、前記基本配光用ＬＥＤユニット１，２と、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３と、前記配光可変レンズ４と、前記配光可変レンズアクチュエータ５と、前記配光可変レンズアクチュエータ５の動作を前記配光可変レンズ４の上下動作に変換する上下動作変換機構６と、を有して灯具アセンブリＡ１を構成したため、省スペースであるプロジェクタ型のＬＥＤユニット１，２，３により、基本配光パターンとの合成により得られる拡散配光パターンと、基本配光パターンとの合成により得られる集光配光パターンと、の切り替え機能を持つ灯具アセンブリＡ１をコンパクトに構成することができる。

実施例２は、配光可変レンズの切り替え中における配光パターン形状の歪みを低減させるようにした例である。

まず、構成を説明する。
図８は実施例２の車両用前照灯装置の集光/拡散兼用ＬＥＤユニットが収められた灯具アセンブリを示す断面図である。

実施例２の灯具アセンブリＡ２は、図８に示すように、図外の基本配光用ＬＥＤユニット１，２と、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３と、配光可変レンズ４’と、配光可変レンズアクチュエータ５と、上下動作変換機構６を、ランプケーシング７とカバーガラス８により囲まれるスペース９内に収めることで構成される。

前記配光可変レンズ４’は、レンズ動作方向に沿ったレンズ基準面Ｌ’を持つレンズ形状に設定している。
すなわち、前記上下動作変換機構６は、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の光軸上に設定した回動中心点Ｏを中心として上下方向に回動するリンク64を有する。前記配光可変レンズ４’は、上下方向の円筒面を持つシリンドリカルレンズ要素を車幅方向に複数連接して構成している。そして、配光可変レンズ４’を構成する各シリンドリカルレンズ要素を円弧状に形成し、円弧状のレンズ基準面Ｌ’を、前記回動中心点Ｏを中心とする円Ｃの円弧部分に一致する設定としている。
なお、他の構成は実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例２では、配光可変レンズ４’を、レンズ動作方向に沿ったレンズ基準面Ｌ’を持つレンズ形状に設定している。
このため、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３から出射される光線と、配光可変レンズ４’の位置関係がレンズ動作中も常に一定となるため、配光可変レンズ４’の切り替え中の配光パターンの形状歪みが低減され、レンズ基準面Ｌがレンズ動作方向に設定されていない実施例１に比べ、ドライバーに与える違和感は少なくなる。

そして、例えば、図８に示すように、円弧状のレンズ基準面Ｌ’を、回動中心点Ｏを中心とする円Ｃの円弧部分に一致する設定とした場合には、配光可変レンズ４’の切り替え中の配光パターンの形状歪みがほぼ解消されることになり、ドライバーに与える違和感をより少なくすることができる。なお、他の作用は、実施例１，２と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両用前照灯装置にあっては、実施例１の(1)〜(4)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。

(5) 前記配光可変レンズ４’は、レンズ動作方向に沿ったレンズ基準面Ｌ’を持つレンズ形状に設定したため、配光可変レンズ４’の切り替え中の配光パターンの形状歪みが低減され、ドライバーに与える違和感を少なくすることができる。

(6) 前記上下動作変換機構６は、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の光軸上に設定した回動中心点Ｏを中心として上下方向に回動するリンク64を有し、前記配光可変レンズ４’は、上下方向の円筒面を持つシリンドリカルレンズ要素を車幅方向に複数連接して構成し、前記配光可変レンズ４’を構成する各シリンドリカルレンズ要素を円弧状に形成し、円弧状のレンズ基準面Ｌ’を、前記回動中心点Ｏを中心とする円Ｃの円弧部分に一致する設定としたため、配光可変レンズ４’の切り替え中の配光パターンの形状歪みがほぼ解消され、ドライバーに与える違和感を抑えることができる。

実施例３は、配光可変レンズの切り替え中における配光パターン形状の歪みを低減させると共に、配光可変レンズの切り替え過渡期の違和感をより低減させた例である。

まず、構成を説明する。
図９は実施例３の車両用前照灯装置の集光/拡散兼用ＬＥＤユニットが収められた灯具アセンブリを示す断面図である。

実施例３の灯具アセンブリＡ３は、図９に示すように、図外の基本配光用ＬＥＤユニット１，２と、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３と、配光可変レンズ４”と、配光可変レンズアクチュエータ５と、上下動作変換機構６を、ランプケーシング７とカバーガラス８により囲まれるスペース９内に収めることで構成される。

前記配光可変レンズ４”は、配光を切り替える主配光可変領域41と、レンズ動作に伴い配光形状を徐々に変化させる配光遷移領域42を持つレンズ形状に設定している。
すなわち、配光可変レンズ４”は、上下方向の円筒面を持つシリンドリカルレンズ要素を車幅方向に複数連接して構成し、前記配光可変レンズ４”を構成する各シリンドリカルレンズ要素の下側の円筒面形状をそのまま残した部分を主配光可変領域41とし、該主配光可変領域41から上端部に向かうにしたがって徐々に円筒面形状から平面形状に近づく形状とした部分を配光遷移領域42としている。
なお、他の構成は実施例１，２と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例３では、配光可変レンズ４”を、配光を切り替える主配光可変領域41と、レンズ動作に伴い配光形状を徐々に変化させる配光遷移領域42を持つレンズ形状に設定している。

このため、集光配光から拡散配光への配光パターンの切り替え時、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３から出射した光線は、配光可変レンズ４”の主配光可変領域41から配光遷移領域42を経ることで、集光配光パターンから徐々にパターン形状を拡散配光側へ変化させ、配光可変レンズ４”を完全に退避させた拡散配光パターンへの変更を完了する。

また、拡散配光から集光配光への配光パターンの切り替え時、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３から出射した光線は、配光可変レンズ４”を完全に退避させた拡散配光パターンから配光遷移領域42を経て、拡散配光パターンから徐々にパターン形状を集光配光側に変化させ、配光可変レンズ４”の主配光可変領域41による集光配光パターンへの変更を完了する。

このように、配光パターンの形状が変化する配光パターンの切り替え過渡期には、配光遷移領域42を経ることで、パターン形状を徐々に変化させながら配光パターンの切り替えを完了するため、切り替え過渡期において、配光パターンの形状急変によるドライバーに与える違和感を低減することができる。なお、他の作用は、実施例１，２，３と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例３の車両用前照灯装置にあっては、実施例１の(1)〜(4)、実施例２の(5),(6)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。

(7) 前記配光可変レンズ４”は、配光を切り替える主配光可変領域41と、レンズ動作に伴い配光形状を徐々に変化させる配光遷移領域42を持つレンズ形状に設定したため、配光パターンの形状が変化する配光パターンの切り替え過渡期に配光パターンの形状急変によるドライバーに与える違和感を低減することができる。

(8) 前記配光可変レンズ４”は、上下方向の円筒面を持つシリンドリカルレンズ要素を車幅方向に複数連接して構成し、前記配光可変レンズ４”を構成する各シリンドリカルレンズ要素の下側の円筒面形状をそのまま残した部分を主配光可変領域41とし、該主配光可変領域41から上端部に向かうにしたがって徐々に円筒面形状から平面形状に近づく形状とした部分を配光遷移領域42としたため、集光配光パターンと拡散配光パターンの間で配光パターン形状が変化する配光パターンの切り替え過渡期、配光パターンの形状変化を滑らかにしてドライバーに与える違和感を低減することができる。

以上、本発明の車両用前照灯装置を実施例１〜実施例３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。

実施例１〜３では、３個のＬＥＤユニット１，２，３のうち、２個を基本配光用ＬＥＤユニット１，２とし、１個を集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３とする例を示した。しかし、ＬＥＤユニットの数は、３個に限られるものではなく、２個以上の複数個であれば良い。また、集光/拡散兼用ＬＥＤユニットの数は、１個に限られるものではなく、例えば、より配光パターンの種類を増すため、２個や３個の数としても良い。さらに、基本配光用ＬＥＤユニットの数は、２個に限られるものではなく、０個でも１個でも３個以上としても良く、０個の場合は基本配光パターンとの合成ではなく、集光/拡散兼用ＬＥＤユニットのみにより集光配光パターンと拡散配光パターンを得る例であっても良い。

実施例１〜３では、配光可変レンズ４，４’，４”として、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前面を塞ぐか開くかのレンズ設定位置の切り替えにより配光パターンを切り替える例を示した。しかし、配光可変レンズとして、第１配光パターン部と第２配光パターン部を有し、集光/拡散兼用ＬＥＤユニットの前面に、第１配光パターン部を臨ませる位置と第２配光パターン部を臨ませる位置の切り替えにより配光パターンを切り替える例としても良い。

実施例１〜３では、集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前面を配光可変レンズ４，４’，４”により塞いだときに集光配光パターンとし、開いたときに拡散配光パターンとする例を示した。しかし、集光/拡散兼用ＬＥＤユニットの前面を配光可変レンズにより塞いだときに拡散配光パターンとし、開いたときに集光配光パターンとする例であっても良い。

実施例１〜３では、上下方向の円筒面を持つシリンドリカルレンズ要素を車幅方向に複数連接して配光可変レンズ４，４’，４”を構成する例を示した。しかし、配光形状を変更できるレンズであれば、配光可変レンズの具体的形状としては、凹シリンドリカルレンズ等、所望する配光パターン形状に対応する各種レンズを用いても良い。

実施例１〜３では、配光可変レンズ４，４’，４”の退避位置を集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の下部位置として上下回動する上下動作変換機構６の例を示した。
しかし、図１０に示すように、灯具アセンブリＡ４において、配光可変レンズ４の退避位置を集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の上部位置として上下回動する上下動作変換機構６’の例としても良い（変形例１）。
また、図１１に示すように、灯具アセンブリＡ５において、モータを用いた配光可変レンズアクチュエータ５により配光可変レンズ４が集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方位置で直線的に上下動する上下動作変換機構６”の例としても良い（変形例２）。
さらに、図１２に示すように、灯具アセンブリＡ６において、ソレノイドを用いた配光可変レンズアクチュエータ５’により配光可変レンズ４が集光/拡散兼用ＬＥＤユニット３の前方位置で直線的に上下動する上下動作変換機構６”の例としても良い（変形例３）。

要するに、複数個のＬＥＤユニットのうち、１個もしくは数個のユニットを、配光可変レンズを用いて集光配光と拡散配光を兼用する集光/拡散兼用ＬＥＤユニットとし、配光可変レンズは、集光/拡散兼用ＬＥＤユニットの前方位置で上下方向に動かして集光配光と拡散配光を切り替えるものであれば、実施例１に限られることはない。

実施例１〜３では、フロントコンビネーションランプのヘッドランプとして車両用前照灯装置を適用する例を示したが、独立して設定した車両用前照灯装置に対しても適用することができる。要するに、発光ダイオードを光源に有する複数個のＬＥＤユニットを備えた車両用前照灯装置であれば適用できる。

実施例１の車両用前照灯装置の外観を示す斜視図である。 実施例１の車両用前照灯装置の集光/拡散兼用ＬＥＤユニットが収められた灯具アセンブリを示す断面図である。 実施例１の車両用前照灯装置における灯具アセンブリＡ１の配光制御システムを示す制御ブロック図である。 従来例の車両用前照灯装置の外観を示す斜視図である。 従来例の車両用前照灯装置における灯具アセンブリの配光制御システムを示す制御ブロック図である。 従来例の車両用前照灯装置における灯具アセンブリによる集光配光と拡散配光の切り替え制御作用説明図で、(a)は配光可変レンズの左右方向の動作を示し、(b)は高速走行時の基本配光パターンと合成する集光配光パターンを示し、(c)は低中速走行時の基本配光パターンと合成する拡散配光パターンを示す。 実施例１の車両用前照灯装置における灯具アセンブリによる集光配光と拡散配光の切り替え制御作用説明図で、(a)は配光可変レンズの上下方向の動作を示し、(b)は高速走行時の基本配光パターンと合成する集光配光パターンを示し、(c)は低中速走行時の基本配光パターンと合成する拡散配光パターンを示す。 実施例２の車両用前照灯装置の集光/拡散兼用ＬＥＤユニットが収められた灯具アセンブリを示す断面図である。 実施例３の車両用前照灯装置の集光/拡散兼用ＬＥＤユニットが収められた灯具アセンブリを示す断面図である。 実施例１〜３の車両用前照灯装置の集光/拡散兼用ＬＥＤユニットが収められた灯具アセンブリにおいて配光可変レンズの退避位置をＬＥＤユニットの上部位置として上下回動する上下動作変換機構の変形例１を示す断面図である。 実施例１〜３の車両用前照灯装置の集光/拡散兼用ＬＥＤユニットが収められた灯具アセンブリにおいてモータアクチュエータにより配光可変レンズが直線的に上下動する上下動作変換機構の変形例２を示す断面図である。 実施例１〜３の車両用前照灯装置の集光/拡散兼用ＬＥＤユニットが収められた灯具アセンブリにおいてソレノイドアクチュエータにより配光可変レンズが直線的に上下動する上下動作変換機構の変形例３を示す断面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６ 灯具アセンブリ
１，２ 基本配光用ＬＥＤユニット（ＬＥＤユニット）
３ 集光/拡散兼用ＬＥＤユニット（ＬＥＤユニット）
４，４’，４” 配光可変レンズ
41 主配光可変領域
42 配光遷移領域
５，５’ 配光可変レンズアクチュエータ
６，６’，６” 上下動作変換機構
64 リンク
７ ランプケーシング
８ カバーガラス
９ スペース
Ｌ，Ｌ’ レンズ基準面
１１ 前照灯点灯信号
１２ 右ＬＥＤ点灯回路
１３ 左ＬＥＤ点灯回路
１４ 車速検出手段
１５ 配光制御ＥＣＵ
１６ 右アクチュエータ駆動回路
１７ 左アクチュエータ駆動回路

Claims (8)

1. 発光ダイオードを光源に有する複数個のＬＥＤユニットを備えた車両用前照灯装置において、
   前記複数個のＬＥＤユニットのうち、１個もしくは数個のユニットを、配光可変レンズを用いて集光配光と拡散配光を兼用する集光/拡散兼用ＬＥＤユニットとし、
   前記配光可変レンズは、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニットの前方位置で上下方向に動かして集光配光と拡散配光を切り替えることを特徴とする車両用前照灯装置。
2. 請求項１に記載された車両用前照灯装置において、
   前記配光可変レンズは、前記集光/拡散配光兼用ＬＥＤユニットに対するレンズ設定位置を切り替える配光可変レンズアクチュエータを有し、
   前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニットの配光制御手段は、ＬＥＤユニットの点灯・消灯を制御するＬＥＤ点灯回路と、前記配光可変レンズアクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動回路により構成したことを特徴とする車両用前照灯装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された車両用前照灯装置において、
   前記配光可変レンズは、上下方向の円筒面を持つシリンドリカルレンズ要素を車幅方向に複数連接して構成し、
   前記配光可変レンズを構成する複数のシリンドリカルレンズ要素が隣接する境界をレンズ基準面としたとき、該レンズ基準面の設定方向と、集光配光と拡散配光を切り替えるレンズ動作方向を一致させたことを特徴とする車両用前照灯装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された車両用前照灯装置において、
   前記複数個のＬＥＤユニットは、凸レンズを使って配光するプロジェクタ型のＬＥＤユニットであり、１個のＬＥＤユニットを集光/拡散兼用ＬＥＤユニットとし、残りのＬＥＤユニットを基本配光用ＬＥＤユニットとし、
   前記基本配光用ＬＥＤユニットと、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニットと、前記配光可変レンズと、前記配光可変レンズアクチュエータと、前記配光可変レンズアクチュエータの動作を前記配光可変レンズの上下動作に変換する上下動作変換機構と、を有して灯具アセンブリを構成したことを特徴とする車両用前照灯装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載された車両用前照灯装置において、
   前記配光可変レンズは、レンズ動作方向に沿ったレンズ基準面を持つレンズ形状に設定したことを特徴とする車両用前照灯装置。
6. 請求項５に記載された車両用前照灯装置において、
   前記上下動作変換機構は、前記集光/拡散兼用ＬＥＤユニットの光軸上に設定した回動中心点を中心として上下方向に回動するリンクを有し、
   前記配光可変レンズは、上下方向の円筒面を持つシリンドリカルレンズ要素を車幅方向に複数連接して構成し、
   前記配光可変レンズを構成する各シリンドリカルレンズ要素を円弧状に形成し、円弧状のレンズ基準面を、前記回動中心点を中心とする円の円弧部分に一致する設定としたことを特徴とする車両用前照灯装置。
7. 請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載された車両用前照灯装置において、
   前記配光可変レンズは、配光を切り替える主配光可変領域と、レンズ動作に伴い配光形状を徐々に変化させる配光遷移領域を持つレンズ形状に設定したことを特徴とする車両用前照灯装置。
8. 請求項７に記載された車両用前照灯装置において、
   前記配光可変レンズは、上下方向の円筒面を持つシリンドリカルレンズ要素を車幅方向に複数連接して構成し、
   前記配光可変レンズを構成する各シリンドリカルレンズ要素の上側または下側の円筒面形状をそのまま残した部分を主配光可変領域とし、該主配光可変領域から端部に向かうにしたがって徐々に円筒面形状から平面形状に近づく形状とした部分を配光遷移領域としたことを特徴とする車両用前照灯装置。

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