JP2009231020A - 車両用前照灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前走車の運転者にグレアを与えることなく、車両前方の路面を十分に照射して道路の視認性を向上させる。
【解決手段】左右の灯具３０は、ロービーム用配光パターンのカットオフラインから上方を含む領域を照射する。灯具３０内にそれぞれ設けられるハイビーム形成用シェードは、左右の灯具３０の光源から発せられる光の一部を遮蔽して、水平線より上方に非垂直カットオフラインを有する右側配光パターンおよび左側配光パターンを形成する。車両位置検出部５２は、自車の前方の車両位置を検出する。カットオフライン位置決定部５４は、右側配光パターンと左側配光パターンとを重ね合わせた全体配光パターンが、車両位置検出部５２により検出される車両位置に合わせた遮光領域を有するように、非垂直カットオフラインの水平方向位置を決定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車などに用いられる車両用前照灯装置に関する。

車両用前照灯装置は、一般にロービームとハイビームとを切り替えることが可能である。ロービームは、近方を所定の照度で照明するものであって、対向車や先行車にグレアを与えないよう配光規定が定められており、主に市街地を走行する場合に用いられる。一方、ハイビームは、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するものであり、主に対向車や先行車が少ない道路を高速走行する場合に用いられる。

車両用前照灯装置では、車両曲進時にける車両前方路面の視認性を高めるため、左右方向または上下方向に回動可能に支持された灯具ユニットを車両走行状況に応じて回動制御するように構成されているものがある（例えば、特許文献１）。灯具ユニットから照射されるビームの向きを変化させることで、車両走行状況に即応した配光パターンでビーム照射を行うことができる。
特開２００３−１２３５１４号公報

ハイビームはロービームと比較して運転者による視認性が優れているが、自車の前方を走行する車両（以下、「前走車」という）の運転者にグレアを与えてしまう。これを避けるために、上記特許文献１に記載されているような車両前照灯装置を用いて、前走車の位置を避けるように灯具ユニットから照射されるビームの向きを変えることが考えられる。しかし、このようにすると、車両前方の路面を十分に照射することができなくなり、視認性が低下してしまうという問題がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、前走車の運転者にグレアを与えることなく、車両前方の路面を十分に照射して道路の視認性を向上させる技術を提供することにある。

本発明のある態様は、車両用前照灯装置である。この装置は、ロービーム用配光パターンのカットオフラインから上方を含む領域を照射する第一灯具および第二灯具と、第一灯具の光源から発せられる光の一部を遮蔽して、水平線より上方かつ初期状態で鉛直線よりも左側に非垂直カットオフラインを有する第一配光パターンを形成するように第一灯具内に設けられる第一シェードと、第二灯具の光源から発せられる光の一部を遮蔽して、水平線より上方かつ初期状態で鉛直線よりも右側に非垂直カットオフラインを有する第二配光パターンを形成するように第二灯具内に設けられる第二シェードと、前方の車両位置を検出する車両位置検出手段と、第一配光パターンと第二配光パターンとを重ね合わせた全体配光パターンが、車両位置検出手段により検出される車両位置に合わせた遮光領域を有するように、非垂直カットオフラインの水平方向位置を決定する位置決定手段と、位置決定手段からの指令に応じて第一配光パターンおよび第二配光パターンの非垂直カットオフラインをそれぞれ移動させるカットオフライン移動手段と、を備える。

この態様によると、それぞれ非垂直のカットオフラインを有する二つの配光パターンを組み合わせて全体配光パターンを形成する前照灯装置において、車両位置検出手段で検出された前方の車両位置に合わせて遮光領域を形成するように、配光パターン内の非垂直カットオフラインを移動させるようにした。こうすることで、前方車両の運転手にグレアを与えることなく、かつ遮光領域を最小限にした遮光制御をすることができる。また、カットオフラインを移動させることで遮光領域の幅を連続的に変えることができるため、前方車両位置に応じたきめ細かな制御が可能になる。
なお、「配光パターン」とは、光源前方の仮想鉛直スクリーン上に投影される照射光による像のことを言う。したがって、「パターン」は複数のものが織りなす模様などではなく、照射光による単一色による像であってもよい。また、「初期状態」とはカットオフライン移動手段を作動させる前のことを言う。

位置決定手段は、第一配光パターンと第二配光パターンの非垂直カットオフラインを組み合わせて略Ｖ字状の遮光領域を形成し、車両位置検出手段で検出された鉛直方向の車両位置に追従させて遮光領域の下端位置を決定してもよい。これによると、配光パターンのカットオフラインを非垂直とし、カットオフライン同士の交差位置を変えることで、Ｖ字状の遮光領域の下端を鉛直方向に変位させることができる。したがって、前方車両が登り坂を走行しているときのように水平線より上側に位置するときでも、車両位置に追従させて遮光領域を変えることができるので、遮光領域を最小限にして前方路面の視認性を確保することができる。

カットオフライン移動手段は、第一シェードまたは第二シェードを各灯具内で光軸を横切る方向に移動させるシェード駆動手段であってもよい。各灯具内で光軸を横切る方向にシェードを移動させることで、シェードの端部で作られるカットオフラインを配光パターン内で水平方向に移動させることができる。

第一灯具および第二灯具は、光源から発せられる光の一部を遮蔽してロービーム用配光パターンを形成するロービーム形成用シェードをさらに備えてもよい。上記シェードに加えて各灯具にロービーム形成用シェードを備えることで、一つの灯具でロービーム用配光パターンと、カットオフラインを可変とした配光パターンの両方を照射することができ、部品点数を削減できる。

カットオフライン移動手段は、第一灯具および第二灯具の光軸をそれぞれ水平方向に回動させるスイブル手段であってもよい。灯具の光軸を水平方向に回動させることで、灯具に備えられたシェードの端部で作られるカットオフラインを配光パターン内で水平方向に移動させることができる。

本発明によれば、配光パターン内の水平線より上方で非垂直のカットオフラインを移動可能にしたことで、前方車両の位置に応じて遮光領域を最小限にした配光パターンを形成することができる。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車両用前照灯装置１０の概略垂直断面図である。車両用前照灯装置１０は、車体先端の左寄りに設けられる左側灯具と、右寄りに設けられる右側灯具とを含むが、図１では左側灯具３０Ｌを描いている。以下では左側灯具について説明するが、右側灯具も基本的に同様の構成を有している。

車両用前照灯装置１０は、ランプボディ１２と、ランプボディ１２の前端開口部に取り付けられた透光カバー１４とで形成される灯室内に、左側灯具３０Ｌが収容された構成となっている。左側灯具３０Ｌは、図示しない支持部材によってランプボディ１２に取り付けられている。

左側灯具３０Ｌは、プロジェクタ型と称される灯具であり、光源であるバルブ８６、リフレクタ８４、投影レンズ２２、ロービーム形成用シェード２４およびハイビーム形成用シェード２６を備える。左側灯具３０Ｌは、バルブ８６から出射した光をリフレクタ８４に反射させ、リフレクタ８４から前方に向かう光の一部をロービーム形成用シェード２４またはハイビーム形成用シェード２６で遮蔽して、灯具前方に配置された仮想鉛直スクリーン上にカットオフラインを有する配光パターンを投影する。

リフレクタ８４は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを中心軸とする略楕円球面状の反射面を有している。この反射面は、光軸Ａｘを含む断面形状が楕円をなし、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。バルブ８６は反射面の鉛直断面を構成する楕円の第１焦点に配置されており、これによって光源からの光が上記楕円の第２焦点に収束するようになっている。

投影レンズ２２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズであって、光軸Ａｘ上に配置されている。投影レンズ２２は、後側焦点がリフレクタ８４の反射面の第２焦点に一致するように配置されており、後側焦点面上の像を鉛直仮想スクリーン上に反転像として投影するように構成されている。投影レンズ２２は、その周縁部がホルダ３６の前端環状溝部に保持されている。

灯具の光源としては、例えば、白熱球やハロゲンランプ、放電球、ＬＥＤ、ネオン管、レーザ光源などが使用可能であるが、本実施形態では、一例としてハロゲンランプで構成されるバルブ８６を示している。バルブ８６は、リフレクタ８４の略中央に形成された開口部に勘合固定されると共に、ランプボディ１２によって支持されている。

車両用前照灯装置１０は、それぞれ個別に駆動可能なロービーム形成用シェード２４またはハイビーム形成用シェード２６を備えることで、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンの両方を作り出すことができる切替型の前照灯である。ロービーム形成用シェード２４は、ローシェード駆動モータ３４Ｌと図示しない歯車機構と接続されている。ローシェード駆動モータ３４Ｌを作動させることで、図中に矢印２５で示すように、ロービーム形成用シェード２４を前方に傾斜するように倒したり、または直立位置に戻したりできるように構成されている。

ハイビーム形成用シェード２６は、ハイシェード駆動モータ３２Ｌと略Ｌ字形のアーム３７で接続されている。アーム３７の上端はハイビーム形成用シェード２６の下端に固定され、アーム３７の下端はハイシェード駆動モータ３２Ｌの出力軸に取り付けられている。ハイシェード駆動モータ３２Ｌが作動して図中の矢印３５のように回転すると、ハイビーム形成用シェード２６が出力軸を中心に旋回して、光軸Ａｘを横切る方向に移動することができる。この移動の様子は、図３および図４を参照してさらに説明する。

図２は、図１に示した矢印Ｂの方向からロービーム形成用シェード２４およびハイビーム形成用シェード２６を観察したときの概念図である。図２に示すように、ロービーム形成用シェード２４は、ロービーム用配光パターンにいわゆるカットオフラインが形成されるように、車幅方向の右側で光軸を横切る水平線より下側に水平に延びる右側部分と、車幅方向の左側で右側部分よりやや上方の位置を水平に延びる左側部分とが、左上がりに傾斜した中央部分によって連結された形状を有している。中央部分の傾斜角度は、例えば４５°である。

ハイビーム形成用シェード２６は、ロービーム形成用シェード２４の背面、すなわち光源側に配置される。図３に示すように、ハイビーム形成用シェード２６は、光軸を横切る水平線より下側に配置され、略台形形状をなしている。シェード２６の左端は右上がりの傾斜した直線をなしている。これによって、水平線より上側に傾斜したカットオフラインがハイビーム用配光パターン内に形成される。

図３（ａ）、（ｂ）は、ローシェード駆動モータ３４Ｌによって、ロービーム形成用シェード２４が紙面に対して手前側に傾斜されたときの様子を示す。ロービーム形成用シェード２４が倒されることで、光軸の水平線より下側にリフレクタ８４で反射された光線が通過できる空間が産まれ、ハイビーム用配光パターンを照射可能となる。

ハイビーム形成用シェード２６は、光軸Ａｘを横切る方向に移動可能である。図３（ａ）に示すように、初期状態では、シェード２６は傾斜部２６ａがリフレクタ８４の中心線よりも右側に位置するように配置されるが、図３（ｂ）に示すように、傾斜部２６ａがリフレクタ８４の中心線よりも左側に来る位置まで移動可能に構成されている。ハイビーム形成用シェード２６の傾斜部２６ａは、光軸Ａｘを横切る方向にリフレクタ８４の左端から右端まで連続的に移動可能とされることが好ましい。

なお、右側灯具３０Ｒに備えられるロービーム形成用シェード２４とハイビーム形成用シェード２６は、左側灯具３０Ｌのものと左右対称になっていることに注意する。すなわち、右側灯具３０Ｒ内に設けられるハイビーム形成用シェード２６は、初期状態において、傾斜部２６ａがリフレクタ８４の中心線よりも左側に位置するように配置される。

図４（ａ）〜（ｃ）は、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるハイビーム用配光パターンを示す。
図４（ａ）は、右側灯具３０Ｒで形成される右側配光パターンＲＰを示す。右側配光パターンＲＰは全体として楕円形をなしている。そして、車両用前照灯装置１０の正面方向の消点を通る鉛直線であるＶ−Ｖ線に対して左右対称であり、Ｈ−Ｈ線より上の領域が、Ｈ−Ｈ線より下の領域よりも若干小さくなるような形状をしている。図中の３つの楕円は照度の違いを表しており、中心部ほど高い照度となる。

図中の斜線は、右側配光パターンＲＰ内に形成されるカットオフラインＲＣを表す。図１で示したように、各ハイビーム形成用シェード２６シェードの前方には平凸非球面レンズからなる投影レンズ２２が配置されているので、ハイビーム照射領域により形成される投影像は仮想鉛直スクリーン上で上下逆さまになることに注意する。

カットオフラインＲＣは、図中に矢印で示すように、光軸Ａｘを横切る水平方向に移動させることができる。カットオフラインＲＣは、右上がりの直線であり、初期状態ではＶ−Ｖ線よりも右側に位置する。カットオフラインＲＣの移動範囲は、ハイビーム形成用シェード２６の移動可能範囲によって決まる。図４（ａ）では、Ｖ−Ｖ線の両側に楕円長軸の約１／２だけ移動するように描かれているが、長軸の大部分にわたってカットオフラインＲＣを移動できるようにすることが好ましい。

図４（ｂ）は、左側灯具３０Ｌで形成される左側配光パターンＬＰを示す。左側配光パターンＬＰも、右側配光パターンＲＰと同様、全体として楕円形をなしており、Ｖ−Ｖ線に対して左右対称であり、Ｈ−Ｈ線より上の領域がＨ−Ｈ線より下の領域よりも若干小さくなるような形状をしている。カットオフラインＬＣは、右下がりの直線であり、初期状態ではＶ−Ｖ線よりも左側に位置する。その他の構成は、カットオフラインＲＣと同様である。

なお、カットオフラインＲＣ、ＬＣの傾斜角は、Ｈ−Ｈ線から６０度程度であることが好ましい。この角度は、後述する全体配光パターンの照射時に前走車の運転手に与える影響や路面の照度などを考慮して実験的に求められたものである。しかし、前照灯装置の特性等に基づいて、カットオフラインの傾斜角が６０度より大きくても、あるいは６０度より小さくてもよい。

図４（ｃ）は、右側配光パターンＲＰと左側配光パターンＬＰとを重ね合わせた全体配光パターンを示す。右側配光パターンＲＰと左側配光パターンＬＰとは、同じ大きさの楕円を作るように構成されている。したがって、両者が重ね合わせられた全体配光パターンでは、Ｈ−Ｈ線より下側は単独のときと比べて二倍の照度となり、Ｈ−Ｈ線より上側ではパターンの一部のみが二倍の照度となる。それぞれの配光パターンのカットオフラインＲＣ、ＬＣの位置に応じて、全体配光パターンのＨ−Ｈ線より上側には、Ｖ字状の遮光領域が形成される。カットオフラインの位置を変えることで、このＶ字状の遮光領域を楕円の長軸に沿って水平方向に移動させたり、またはＨ−Ｈ線の上側で遮光領域を鉛直方向に移動させることができる。これについては、図７以降で詳述する。

図５は、車両用前照灯装置１０の全体構成を示す機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置、電気回路で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

前照灯装置制御部４０は、左側灯具３０Ｌおよび右側灯具３０Ｒの消点灯および灯具内に設けられた各シェードの動作を制御する。前照灯装置制御部４０は、運転手による図示しない前照灯スイッチの操作に応じて電源回路４２に指令を出し、左側灯具３０Ｌおよび右側灯具３０Ｒを点灯または消灯する。
運転者が前照灯スイッチでロービームを指示した場合には、シェード駆動部４４に対してロービーム形成用シェード２４を直立位置に移動するよう指示し、シェード駆動部４４は、ローシェード駆動モータ３４Ｌおよび３４Ｒを作動させる。これにより、ロービーム用配光パターンで照射が行われる。運転者がハイビームを指示した場合には、シェード駆動部４４に対してロービーム形成用シェード２４を傾斜させるよう指示し、シェード駆動部４４は、ローシェード駆動モータ３４Ｌおよび３４Ｒを作動させる。これにより、ロービーム形成用シェード２４が前方に倒されて、ハイビーム用配光パターンで照射が行われる。

カットオフライン変更部５０は、車両位置検出部５２、カットオフライン位置決定部５４、シェード移動量指示部５６を含む。

車両位置検出部５２は、車両前方を撮像するよう車両に据え付けられたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ９０で取得された画像に基づき、配光パターン内で前走車が占める位置を検出する。具体的には、車両位置検出部５２は、カメラ９０で取得された車両前方の画像内で、車両の前照灯または尾灯に相当する部分を既知のアルゴリズムにしたがってって検出し、配光パターン内のＨ−Ｈ線およびＶ−Ｖ線と照らし合わせて車両位置を決定する。車両位置データは、カットオフライン位置決定部５４に出力される。このようなカメラの撮像画像内から前走車を検出する手法は周知であるから、ここでは詳細な説明を省略する。なお、カメラ９０の代わりに、ミリ波レーダや赤外線レーダなどの他の検出手段を用いて前走車の位置を検出してもよい。

カットオフライン位置決定部５４は、運転者によりハイビームが指示されている場合に、車両位置検出部５２で検出された車両位置に合わせた遮光領域が形成されるように、右側配光パターンＲＰと左側配光パターンＬＰにおけるそれぞれのカットオフラインＲＣ、ＬＣの水平方向位置を決定する。つまり、右側配光パターンＲＰと左側配光パターンＬＰとを組み合わせた全体配光パターン内に、前走車にグレアを与えないような適切な遮光領域が形成されるようにカットオフライン位置を決定する。カットオフラインは、検出された前走車の両端からそれぞれ若干量外側に、カットオフラインとＨ−Ｈ線との交点が来るように配置することが好ましい。

シェード移動量指示部５６は、右側配光パターンＲＰと左側配光パターンＬＰのカットオフラインＲＣ、ＬＣが、カットオフライン位置決定部５４で定められた水平方向位置に来るように、右側灯具３０Ｒと左側灯具３０Ｌ内のハイビーム形成用シェード２６の移動量を算出し、シェード駆動部４４に指示する。
シェード駆動部４４は、シェード移動量指示部５６から指示された移動量が実現されるように、ハイシェード駆動モータ３２Ｌおよび３２Ｒに駆動信号を送る。

図６は、本実施形態における車両位置に応じた遮光制御の流れを示すフローチャートである。車両に搭載されたカメラ９０が、車両前方の画像を撮影する（Ｓ１０）。車両位置検出部５２は、撮影された画像に基づき、前走車がハイビーム用配光パターン内で占める位置を検出する（Ｓ１２）。カットオフライン位置決定部５４は、検出された車両位置に基づき、車両部分を遮光領域とした全体配光パターンが形成されるように、右側配光パターンＲＰと左側配光パターンＬＰにおけるカットオフライン位置を決定する（Ｓ１４）。シェード移動量指示部５６は、決定されたカットオフライン位置に応じて、左側灯具３０Ｌおよび右側灯具３０Ｒ内のハイビーム形成用シェード２６の移動量を決定する（Ｓ１６）。シェード駆動部４４は、シェード移動量に応じた制御信号を、ハイシェード駆動モータ３２Ｒおよび３２Ｌに送信する（Ｓ１８）。

以上の構成による本実施形態の動作は以下の通りである。前走車が検出されると、車両位置の右端にカットオフラインが位置する右側配光パターンと、車両の左端にカットオフラインが位置する左側配光パターンが形成されるように、左右灯具内でハイビーム形成用シェードを移動させる。こうして作られた左右の配光パターンを重ね合わせた全体配光パターンを照射することで、前走車の運転者にグレアを与えない配光とすることができる。

続いて、前走車の車両位置に応じた配光パターン内の遮光領域形状について、図７乃至１８を参照して説明する。

図７は、自車両が直線道路７２を走行中に前走車７０が観察された様子を示す。
図８（ａ）は、図７の状況において車両前方の画像が撮影されたときに、右側灯具３０Ｒで形成される右側配光パターンＲＰを表す。図示するように、右上がりのカットオフラインＲＣは、前走車７０の右端にＨ−Ｈ線との交点が来るようその位置が決定される。図８（ｂ）は、同様に左側灯具３０Ｌで形成される左側配光パターンＬＰを表す。図示するように、右下がりのカットオフラインＬＣは、前走車７０の左端にＨ−Ｈ線との接点が来るようにその位置が決定される。

図９は、図８に示した右側配光パターンＲＰと左側配光パターンＬＰを重ね合わせた全体配光パターンで照射したときの様子を示す。図示するように、前走車７０の位置に合わせて、カットオフラインＲＣおよびＬＣで形成された谷型の遮光領域が全体配光パターン内に形成されている。これによって、前走車７０の運転者にグレアを与えることなく、かつ遮光領域を最小限とした配光パターンで路面が照射される。

図１０は、前方に登り坂がある登坂道路７４を自車両が走行中に前走車７０が観察された様子を示す。
図１１（ａ）は、図１０の状況において車両前方の画像が撮影されたときに、右側灯具３０Ｒ内で形成される右側配光パターンＲＰを表し、図１１（ｂ）は、同様に左側灯具３０Ｌで形成される左側配光パターンＬＰを表す。この場合、前走車７０はＨ−Ｈ線よりも上方に位置しているため、前走車の右端または左端にあわせてカットオフラインＲＣ、ＬＣの位置を定めると、前走車の大きさに比べて過大な遮光領域が全体配光パターン内に形成されてしまう。したがって、車両位置検出部５２によって、Ｈ−Ｈ線よりも上方に前走車が検出された場合、カットオフライン位置決定部５４は、カットオフラインＲＣおよびＬＣの交点７５が、検出された前走車の下端よりもわずかに下方に来るように、カットオフラインＲＣおよびＬＣの水平方向位置を決定する。

図１２は、図１１に示した右側配光パターンＲＰと左側配光パターンＬＰとを重ね合わせた全体配光パターンで照射したときの様子を示す。図示するように、カットオフラインＲＣとＬＣとの交点７５が前走車７０の下方に位置しており、これによって全体配光パターン内にＶ字形の遮光領域が形成されている。カットオフラインＲＣおよびＬＣの水平方向位置を変えることで、前走車７０がより上方または下方に位置する場合にも、交点７５をそれに合わせて上下させることができる。これによって、前走車７０の運転者にグレアを与えることなく、遮光領域を最小限とした全体配光パターンで路面を照射することができる。

このように、本実施形態では、カットオフラインとして鉛直線ではなく傾斜させた直線を使用することで、Ｈ−Ｈ線より上側で、鉛直方向の車両位置に追従させてＶ字形の遮光領域の下端を移動させることが可能となる。なお、図１０ではＶ−Ｖ線上に前走車７０が位置する場合について説明したが、前走車７０がＶ−Ｖ線上にない場合でも、カットオフラインＲＣおよびＬＣをともに左方向または右方向に移動させることで、車両の上下移動に追従させて遮光領域を移動させることができる。

図１３は、自車両が曲線道路７６を走行中に前走車７０が観察された様子を示す。この図では、図７および図１０の場合と異なり、前走車７０はＶ−Ｖ線から離れた左方に位置している。このような場合でも、車両位置に合わせて遮光領域を移動させることができる。

図１４は、図１３の状況において車両前方の画像が撮影されたときに、右側灯具３０Ｒ内で形成される右側配光パターンＲＰを表し、図１４（ｂ）は、同様に左側灯具３０Ｌで形成される左側配光パターンＬＰを表す。これまでと同様に、カットオフライン位置決定部５４は、前走車の右端に合わせてカットオフラインＲＣとＨ−Ｈ線との交点を配置し、また前走車の左端に合わせてカットオフラインＬＣとＨ−Ｈ線との交点を配置する。したがって、図示するように、右側配光パターンＲＰではカットオフラインＲＣがＶ−Ｖ線を大きく越えて左側に位置することになり、この結果、右側配光パターンＲＰはほぼ楕円形の照射範囲を有している。これに対し、左側配光パターンＬＰでは、カットオフラインＬＣが楕円の左端近くに位置することになり、この結果、左側配光パターンＬＰの照射範囲は楕円の下半分程度になっている。

図１５は、図１４に示した右側配光パターンＲＰと左側配光パターンＬＰを重ね合わせた全体配光パターンで照射したときの様子を示す。図示するように、前走車の水平方向位置が左にずれた場合でも、車両位置に合わせた最小限の遮光領域を有する全体配光パターンを形成することができる。

図１６は、自車両が曲線道路７８を走行中に先行車７０ａと対向車７０ｂとが観察された様子を示す。
図１７（ａ）は、図１６の状況において車両前方の画像が撮影されたときに、右側灯具３０Ｒで形成される右側配光パターンＲＰを示し、図１７（ｂ）は、同様に左側灯具３０Ｌで形成される左側配光パターンＬＰを表す。今回のように撮影画像内に複数台の車両が捉えられた場合、カットオフライン位置決定部５４は、最も右にある車両の右端に合わせてカットオフラインＲＣとＨ−Ｈ線との交点を配置するとともに、最も左にある車両の左端に合わせてカットオフラインＬＣとＨ−Ｈ線との交点を配置する。

図１８は、図１７に示した右側配光パターンＲＰと左側配光パターンＬＰを重ね合わせた全体配光パターンで照射したときの様子を示す。図示するように、前走車が複数台ある場合、遮光領域はやや横長の台形状となる。しかし、このときも、いずれの前走車の運転者にもグレアを与えることなく、かつ遮光領域を最小限とした配光パターンで路面を照射することができる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、右側配光パターンと左側配光パターンとの重ね合わせによりハイビーム用の配光パターンを作成する前照灯装置において、右側灯具および左側灯具内でハイビーム形成用シェードを駆動することで、配光パターン内でカットオフライン位置を水平方向に移動できるようにした。これにより、左右のカットオフラインの組合せによって遮光領域を水平方向に自在に移動させることが可能になり、したがって、前走車位置のみを遮光領域とした全体配光パターンを作り出すことができる。シェードが連続的に移動できるように構成すれば、カットオフライン位置も配光パターン内で連続的に移動するので、前走車の水平方向位置、大きさ、および車両の数に応じて、遮光領域の範囲を最適に設定することができる。したがって、前走車の運転者にグレアを与えることなく、遮光範囲を最低限として路面の照度を確保することができる。

また、カットオフラインを非垂直に、すなわち、一方のカットオフラインを右上がりの直線、他方のカットオフラインを右下がりの直線としたことで、前走車の両側で照射領域が左右に広がるかたちの配光パターンを作ることができる。これにより、前走車側面の車体直近を照射するのではなく、若干離れた場所を照射することになるので、前走車の運転者に背後から照らされているという威圧感を与えることが少ない。さらに、全体配光パターン内の遮光領域をＶ字状に形成することができる。こうすると、二つのカットオフライン間の距離を近づけたり遠ざけたりすることで、Ｖ字状の遮光領域を鉛直方向に移動させることができる。これによって、前走車の上下方向の変動に追従させて、遮光領域の位置を変えることができる。したがって、前走車が登り坂を走行しているときでも遮光範囲を最小限とすることができる。

本実施形態のように、ハイビーム用配光パターン内でカットオフラインを移動させて遮光領域を形成させると、以下のような利点もある。すなわち、前走車にグレアを与えないために、ハイビームからロービームに切り替えたりすると、前走車の両側を照射することができなくなり、結果として前方視認性を低下させることになるが、本実施形態では、前方視認性をほとんど損なうことがない。
また、前走車を避けるように灯具をスイブルさせた場合、遮光領域が必要以上に大きくなったり、道路の両側を不必要に広い範囲で照らしてしまうことになり、自車両の左右を走行する車両や歩行者にグレアを与えてしまう可能性がある。これに対して、本実施形態では、灯具から発射される光線の方向は不変であるから、そのような恐れはない。
また、灯具をスイブルさせると、路面の配光が大きく変化するため、運転者に煩わしさを与える恐れがあるが、本実施形態では、前走車の有無やその位置にかかわらず、少なくともＨ−Ｈ線より下側の領域では照度が変わることがないので、自然なフィーリングで遮光制御することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、左右灯具にそれぞれ設けられたハイビーム形成用シェードを駆動することによって、各灯具が形成する配光パターン内のカットオフライン位置を移動させることを述べた。実施の形態２では、ハイビーム形成用シェードを固定とする代わりに、左右灯具をスイブルして光軸の方向を変えることによって、各灯具が形成する配光パターン内のカットオフライン位置を移動させる構成について説明する。

図１９は、実施の形態２に係る車両用前照灯装置８０の概略垂直断面図である。なお、図１９は左側灯具３０Ｌを描いているが、右側灯具もハイビーム形成用シェードの形状が左右反転する以外は、同様の構成を有している。

実施の形態２に係る車両用前照灯装置８０は、光軸調整部４６からの指令に応じて左側灯具３０Ｌの光軸Ａｘの角度を変更するスイブル用モータ３３Ｌを備える点で実施の形態１と相違する。灯具３０Ｌは、少なくとも左右方向に揺動可能にランプボディ１２に保持されている。スイブル用モータ３３Ｌは、ホルダ３６の下底部に取り付けられ、軸４７の周りに灯具全体を回動可能に支持している。その他の車両用前照灯装置１０の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

図２０（ａ）、（ｂ）は、車両用前照灯装置８０により仮想鉛直スクリーン上に形成されるハイビーム用配光パターンを示す。図２０（ａ）は右側灯具３０Ｒで形成される右側配光パターンＲＰ２であり、図２０（ｂ）は左側灯具３０Ｌで形成される左側配光パターンＬＰ２である。この実施形態では、各配光パターンのカットオフラインＲＣ２、ＬＣ２はいずれも固定であり、位置が変わることはない。カットオフラインＲＣ２は右上がりの直線であり、上端がＶ−Ｖ線上にくるように配置される。カットオフラインＬＣ２は右下がりの直線であり、上端がＶ−Ｖ線上に来るように配置される。

図２１は、実施の形態２における車両用前照灯装置の構成を示す機能ブロック図である。この図においても、各構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せによって実現できる。

カットオフライン変更部５０は、車両位置検出部５２、カットオフライン位置決定部５４、および光軸変更指示部５７を含む。
車両位置検出部５２は、車両の前方を撮像するよう車両に据え付けられたカメラ９０で取得された画像に基づき、配光パターン内で前走車が占める位置を検出する。カットオフライン位置決定部５４は、車両位置検出部５２で検出された車両位置に合わせた遮光領域が形成されるように、右側配光パターンＲＰ２と左側配光パターンＬＰ２におけるそれぞれのカットオフラインＲＣ２、ＬＣ２の水平方向位置を決定する。水平方向位置は、検出された前走車の両端からそれぞれ若干量外側に、カットオフラインとＨ−Ｈ線との交点が位置するように設定されることが好ましい。

光軸変更指示部５７は、カットオフライン位置決定部５４で決定された位置に右側配光パターンＲＰ２のカットオフラインＲＣ２と、左側配光パターンＬＰ２のカットオフラインＲＣ２が来るように、右側灯具３０Ｒと左側灯具３０Ｌの光軸Ａｘの角度を算出し、光軸調整部４６に指示する。
光軸調整部４６は、光軸変更指示部５７から指示された光軸角度になるように、左右灯具のスイブル用モータ３３Ｌおよび３３Ｒに制御信号を送る。この結果、左右灯具の光軸Ａｘの左右方向角度が調整される。

以上の構成による本実施形態の動作は、以下の通りである。前走車が検出されると、配光パターン内での車両位置の右端に、右側配光パターンのカットオフラインが位置するように右側灯具がスイブルされる。同時に、車両位置の左端に、左側配光パターンのカットオフラインが位置するように左側灯具がスイブルされる。こうして作られた左右の配光パターンを重ね合わせた全体配光パターンを照射することで、前走車の運転者にグレアを与えない配光とすることができる。

以下、前走車の車両位置に応じた配光パターン内の遮光領域形状について、図２２乃至２４を参照して説明する。

図２２は、直線道路７２を走行する自車両の前方に前走車７０が観察されたときの全体配光パターンを表す。図示するように、前走車７０の右端に右側配光パターンＲＰ２のカットオフラインＲＣ２が位置し、前走車７０の左端に左側配光パターンＬＰ２のカットオフラインＬＣ２が位置する点は、実施の形態１と同様である（図７を参照）。しかしながら、本実施形態では各配光パターン内でのカットオフライン位置は固定であるため、カットオフラインをＶ−Ｖ線からずらすために左右灯具の光軸を傾けている。そのため、右側配光パターンＲＰ２と左側配光パターンＬＰ２とが完全に重ね合わさることはなく、左右方向に広がったかたちで照射される。

図２３は、登坂道路７４を走行中の自車両の前方に前走車７０が観察されたときの全体配光パターンを表す。図示するように、前走車７０の鉛直方向位置に合わせて、カットオフラインＲＣ２とカットオフラインＬＣ２の交点７７の下端が配置される点は、実施の形態１と同様である（図１０を参照）。この例でも、右側配光パターンＲＰ２と左側配光パターンＬＰ２とは完全に重なることはないが、図２２の場合と比べると、左右灯具の光軸の傾きが少ないことから、道路両側の照射範囲は若干小さくなっている。

図２４は、曲線道路７６を走行中の自車両の前方に前走車７０が観察されたときの全体配光パターンを表す。図示するように、前走車７０の右端に右側配光パターンＲＰ２のカットオフラインＲＣ２が位置し、前走車７０の左端に左側配光パターンＬＰ２のカットオフラインＬＣ２が位置する点は、実施の形態１と同様である（図１３を参照）。しかしながら、照射範囲は左右方向に広がったかたちとなっており、特に道路の左側に大きくはみ出していることが分かる。

以上説明したように、実施の形態２に係る車両用前照灯装置では、灯具の光軸の角度を左右方向に変えることにより、右側配光パターンと左側配光パターン内でカットオフライン位置を水平方向に移動するようにした。これにより、左右のカットオフラインの組合せによって遮光領域を水平方向に自在に移動させることが可能になり、したがって、前走車位置のみを遮光領域とした全体配光パターンを作り出すことができる。灯具の光軸の角度を連続的に移動できるように構成すれば、カットオフライン位置も配光パターン内で連続的に移動するので、前走車の水平方向位置、大きさ、および車両の数に応じて、遮光領域の範囲を最適に設定することができる。したがって、前走車の運転者にグレアを与えることなく、遮光範囲を最低限として路面の照度を確保することができる。

以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態はあくまで例示であり、実施の形態同士の任意の組合せ、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスの任意の組合せなどの変形例もまた、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。

例えば、各実施形態における灯具３０は、バルブ８６から投影レンズ２２に直接光照射される直射タイプであるが、灯具３０はいわゆる反射タイプのものであってもよい。

右側配光パターンおよび左側配光パターン内に形成されるカットオフラインは、直線でなく曲線であってもよい。これにより、全体配光パターン内に形成される遮光領域を、Ｖ字状でなくＵ字状とすることができる。

実施の形態では、右側灯具が右側配光パターンを、左側灯具が左側配光パターンを形成することを述べたが、この関係は逆でもよい。すなわち、右側灯具が左側配光パターンを、左側灯具が右側配光パターンを形成してもよい。

実施の形態では、右側灯具および左側灯具を、ロービームとハイビームを切り替え可能なものとして説明したが、これらはハイビーム専用の灯具であってもよい。すなわち、ハイビーム形成用シェードのみを灯具内に備えた構成であってもよい。

実施の形態１では、光軸を横切る方向にハイビーム形成用シェードを駆動することで、配光パターン内のカットオフラインを移動させることを述べた。しかし、この構成の代わりに、それぞれ遮蔽面積の異なる複数のハイビーム形成用シェードを回転軸の円周側面に間隔を空けて取り付けたいわゆるロータリーシェードを灯具内に設け、軸を回転させていずれかのシェードをリフレクタの焦点に合わせることで、配光パターン内のカットオフラインを移動させるようにしてもよい。

また、実施の形態１に係るハイビーム形成用シェードを移動可能な構成を有する灯具を、周知のスイブル機構と組み合わせて使用してもよい。これにより、前走車の運転手へのグレアを防止しつつ、車両の曲進に応じた照射制御をすることができる。

実施の形態１に係る車両用前照灯装置の概略垂直断面図である。 図１に示した矢印Ｂからロービーム形成用シェードおよびハイビーム形成用シェードを観察したときの概念図である。 （ａ）、（ｂ）は、ロービーム形成用シェードが紙面に対して手前側に傾斜されたときの様子を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に形成されるハイビーム用配光パターンを示す図である。 車両用前照灯装置の全体構成を示す機能ブロック図である。 車両位置に応じた遮光制御の流れを示すフローチャートである。 直線道路を自車両が走行中に前走車が観察された様子を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図７の状況において車両前方の画像が撮影されたときに、右側灯具および左側灯具で形成される配光パターンを表す図である。 図８に示した右側配光パターンと左側配光パターンを照射したときの様子を示す図である。 登坂道路を自車両が走行中に前走車が観察された様子を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１０の状況において車両前方の画像が撮影されたときに、右側灯具および左側灯具で形成される配光パターンを表す図である。 図１１に示した右側配光パターンと左側配光パターンを照射したときの様子を示す図である。 曲線道路を自車両が走行中に前走車が観察された様子を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１３の状況において車両前方の画像が撮影されたときに、右側灯具および左側灯具で形成される配光パターンを表す図である。 図１４に示した右側配光パターンと左側配光パターンを照射したときの様子を示す図である。 曲線道路を自車両が走行中に先行車と対向車とが観察された様子を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１６の状況において車両前方の画像が撮影されたときに、右側灯具および左側灯具で形成される配光パターンを表す図である。 図１７に示した右側配光パターンと左側配光パターンを照射したときの様子を示す図である。 実施の形態２に係る車両用前照灯装置の概略垂直断面図である。 図１９の車両用前照灯装置により照射されるハイビーム用配光パターンを示す図である。 実施の形態２における車両用前照灯装置の構成を示す機能ブロック図である。 直線道路を走行中の自車両の前方に前走車が観察されたときの全体配光パターンを表す図である。 登坂道路を走行中の自車両の前方に前走車が観察されたときの全体配光パターンを表す図である。 曲線道路を走行中の自車両の前方に前走車が観察されたときの全体配光パターンを表す図である。

符号の説明

１０、８０ 車両用前照灯装置、 １２ ランプボディ、 １４ 透光カバー、 ２２ 投影レンズ、 ２４ ロービーム形成用シェード、 ２６ ハイビーム形成用シェード、 ３０Ｌ 左側灯具、 ３０Ｒ 右側灯具、 ３２ ハイシェード駆動モータ、 ３３ スイブル用モータ、 ３４ ローシェード駆動モータ、 ３６ ホルダ、 ４０ 前照灯装置制御部、 ４２ 電源回路、 ４４ シェード駆動部、 ４６ 光軸調整部、 ５０ カットオフライン変更部、 ５２ 車両位置検出部、 ５４ カットオフライン位置決定部、 ５６ シェード移動量指示部、 ５７ 光軸変更指示部、 ７０ 前走車、 ８４ リフレクタ、 ８６ バルブ、 ９０ カメラ、 Ａｘ 光軸、 ＲＣ 右カットオフライン、 ＬＣ 左カットオフライン、 ＲＰ 右配光パターン、 ＬＰ 左配光パターン。

Claims (5)

1. ロービーム用配光パターンのカットオフラインから上方を含む領域を照射する第一灯具および第二灯具と、
   第一灯具の光源から発せられる光の一部を遮蔽して、水平線より上方かつ初期状態で鉛直線よりも左側に非垂直カットオフラインを有する第一配光パターンを形成するように前記第一灯具内に設けられる第一シェードと、
   第二灯具の光源から発せられる光の一部を遮蔽して、水平線より上方かつ初期状態で鉛直線よりも右側に非垂直カットオフラインを有する第二配光パターンを形成するように前記第二灯具内に設けられる第二シェードと、
   前方の車両位置を検出する車両位置検出手段と、
   前記第一配光パターンと前記第二配光パターンとを重ね合わせた全体配光パターンが、前記車両位置検出手段により検出される車両位置に合わせた遮光領域を有するように、前記非垂直カットオフラインの水平方向位置を決定する位置決定手段と、
   前記位置決定手段からの指令に応じて前記第一配光パターンおよび前記第二配光パターンの非垂直カットオフラインをそれぞれ移動させるカットオフライン移動手段と、
   を備えることを特徴とする車両用前照灯装置。
2. 前記位置決定手段は、前記第一配光パターンと前記第二配光パターンの非垂直カットオフラインを組み合わせて略Ｖ字状の遮光領域を形成し、前記車両位置検出手段で検出された鉛直方向の車両位置に追従させて前記遮光領域の下端位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯装置。
3. 前記カットオフライン移動手段は、前記第一シェードまたは前記第二シェードを各灯具内で光軸を横切る方向に移動させるシェード駆動手段であることを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯装置。
4. 前記第一灯具および前記第二灯具は、光源から発せられる光の一部を遮蔽してロービーム用配光パターンを形成するロービーム形成用シェードをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯装置。
5. 前記カットオフライン移動手段は、前記第一灯具および前記第二灯具の光軸をそれぞれ水平方向に回動させるスイブル手段であることを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯装置。

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