JP2010212156A

JP2010212156A - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP2010212156A
Application number: JP2009058496A
Authority: JP
Inventors: Naoko Takenobu; 直子武信
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-24

Abstract

【課題】必要なときにのみ、歩行者を視認しやすい配光パターンを形成することが可能な車両用前照灯を提供する。
【解決手段】投影レンズと、ロービーム用配光パターンを形成するための光を前記投影レンズに向けて照射する照射光学系と、水平線よりも高い位置に第１カットオフラインを形成するための第１上端縁と、対向車線の路上の水平線よりも高い位置に第２カットオフラインを形成するための第２上端縁と、前記対向車線上の水平線よりも低い位置に第３カットオフラインを形成するための第３上端縁とを有するシェードと、当該遮光部を、前記路上に前記第２カットオフラインに代えて、前記第４カットオフラインを形成する遮光位置、又は、前記路上に前記第２カットオフラインを形成する開放位置のいずれかに位置させるアクチュエータと、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用前照灯に関し、特に必要なときにのみ、対向車線の自車の走行車線とは反対側に隣接する路上を照射することが可能な車両用前照灯に関する。

従来、車両用前照灯においては、対向車線の自車の走行車線とは反対側に隣接する路上、路肩もしくは歩道に存在する歩行者に対する視認性を向上させるため、両端の上端縁が中央の上端縁よりも低く形成されたシェードを用いることが提案されている（例えば特許文献１参照）。

図１５は、特許文献１に記載のシェードの正面図である。図１６は、図１５に示したシェードにより形成される配光パターンである。図１５に示すように、特許文献１に記載のシェード２００は、両端の上端縁２１０ａ、２１０ｂが中央の上端縁２１０ｃよりも低く形成されている。この形状のシェード２００によれば、図１６に示すような配光パターンが形成される。
特開２００２−３５８８０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用前照灯においては、シェードの形状が常に同一であるため、図１６に示すように、常に、対向車線の走行車線とは反対側に隣接する路上の同一位置にカットオフラインＣＬが形成される、という問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、必要なときにのみ、歩行者を視認しやすい配光パターンを形成することが可能な車両用前照灯を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、投影レンズと、ロービーム用配光パターンを形成するための光を前記投影レンズに向けて照射する照射光学系と、前記投影レンズと前記照射光学系との間に配置され、自車の走行車線上の水平線よりも高い位置に第１カットオフラインを形成するための第１上端縁と、対向車線の前記走行車線とは反対側に隣接する路上の水平線よりも高い位置に第２カットオフラインを形成するための第２上端縁と、前記対向車線上の水平線よりも低い位置に第３カットオフラインを形成するための第３上端縁と、を有するシェードと、前記路上に前記第３カットオフラインと略同一高さの第４カットオフラインを形成するための第４上端縁を有する可動式の遮光部と、前記遮光部に連結されており、当該遮光部を、前記第２上端縁上方所定範囲を通過する前記照射光学系からの照射光を遮光し、前記路上に前記第２カットオフラインに代えて、前記第４カットオフラインを形成する遮光位置、又は、前記第２上端縁上方所定範囲を通過する前記照射光学系からの照射光を遮光することなく通過させ、前記路上に前記第２カットオフラインを形成する開放位置のいずれかに位置させるアクチュエータと、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、遮光位置又は開放位置のいずれかに位置する遮光部を備えているため、必要なときに、対向車線の走行車線とは反対側に隣接する路上に形成されるカットオフラインの位置を第２カットオフライン又は第４カットオフラインのいずれかに切り替えること、すなわち、車両前方に歩行者が存在すると判定されたときには、当該歩行者を視認しやすい第２カットオフラインを含む配光パターンを形成し、歩行者が存在しないと判定されたときには、第４カットオフラインを含む通常の配光パターンを形成すること、が可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、車両前方に歩行者が存在するか否かを判定するための判定手段と、前記アクチュエータを制御する制御手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記判定手段により車両前方に歩行者が存在すると判定された場合には、前記遮光部が前記開放位置に位置するように、前記アクチュエータを制御し、前記判定手段により車両前方に歩行者が存在しないと判定された場合には、前記遮光部が前記遮光位置に位置するように、前記アクチュエータを制御することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、遮光部を遮光位置又は開放位置のいずれかに位置させる制御手段を備えているため、必要なときに、対向車線の走行車線とは反対側に隣接する路上に形成されるカットオフラインの位置を第２カットオフライン又は第４カットオフラインのいずれかに自動的に切り替えること、すなわち、車両前方に歩行者が存在すると判定されたときには、当該歩行者を視認しやすい第２カットオフラインを含む配光パターンを形成し、歩行者が存在しないと判定されたときには、第４カットオフラインを含む通常の配光パターンを形成すること、が可能となる。

本発明によれば、必要なときにのみ、歩行者を視認しやすい配光パターンを形成することが可能な車両用前照灯を提供することが可能となる。

本発明の実施形態である車両用前照灯について図面を参照しながら説明する。

本実施形態の車両用前照灯１００は、自動車、自動二輪車等の車両のヘッドランプ（いわゆるプロジェクタ型ヘッドランプ）に適用されるものであり、図１、図２、図４に示すように、投影レンズ１０、照射光学系２０、シェード３０、可動式の遮光部４０、アクチュエータ５０、レンズ押さえ６０、図７に示すように、センシング手段７０、制御回路ユニット８０等を備えている。

照射光学系２０は、ロービーム用配光パターンを形成するための光を投影レンズ１０に向けて照射する光学系であり、白熱電球、ハロゲンランプ等のバルブやＨＩＤランプ等の光源２１、当該光源２１が装着されるリフレクタ２２を含んでいる。

シェード３０は、照射光学系２０からの照射光の一部を遮光し、カットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成するための遮光部材であり、上端縁３１が投影レンズ１０の焦点近傍に位置するように、投影レンズ１０と照射光学系２０との間に配置されている。

本出願の発明者は、シェード３０の好適な形状を求めるため、従来のすれ違いビームを用いて、車線中央より２．７５ｍ右側を道路に沿って歩いてくる歩行者が視認されたときの認知部位、当該認知部位の必要視認照度、及び、視認距離を測定した。被験者は６名、実験は繰り返し５回行った。成人男性（身長１７５ｃｍ）の腿の位置は地上約０．７５ｍ高さであるため、本実験では、これにあわせて、ランプを地上約０．７５ｍ高さに設置した。

図２は、認知部位割合（実験結果）を表すグラフである。図３（ａ）は必要視認照度を表すグラフであり、図３（ｂ）は視認距離を表すグラフである。

図２を参照すると、腿まで照射した場合に、８０％以上の人が歩行者を発見できることが分かる。図３（ａ）を参照すると、腿まで照射された歩行者（反射率５％以下のスーツを着用）を発見するには、平均５Ｌｕｘの照度が必要であることが分かる。

以上のことから、歩行者として反射率５％以下のスーツを着用した成人男性（身長１７５ｃｍ）を想定した場合には、水平線（Ｈ線）以上にカットオフライン（照度：５Ｌｕｘ以上）を形成するのが好ましい。

本実施形態では、上記実験結果を踏まえ、図４に示す形状にシェード３０を構成した。すなわち、シェード３０は、図４、図５に示すように、走行車線上の水平線Ｈよりも高い位置に第１カットオフラインＣ１（図５では現れていない）を形成するための第１上端縁３１ａ、対向車線の自車の走行車線側とは反対側に隣接する路上の水平線Ｈよりも高い位置（例えば歩行者の腿位置付近）に第２カットオフラインＣ２を形成するための第２上端縁３１ｂ、対向車線上の水平線Ｈよりも低い位置に第３カットオフラインＣ３を形成するための第３上端縁３１ｃ、を備えている。

この形状のシェード３０を用いた車両用前照灯１００によれば、対向車に対して幻惑を与えることがなく、しかも、運転者に対して対向車線右側に存在する歩行者を視認し易い配光パターン（図５参照）を形成することが可能となる。

遮光部４０は、第２上端縁３１ｂ上方所定範囲を通過する照射光学系２０からの照射光を遮光するための遮光部材であり、図４に示すように、制御回路ユニット８０に接続されたアクチュエータ５０（例えば、駆動軸が遮光部４０に連結されたモータ）に連結されている。遮光部４０は、対向車線の走行車線とは反対側に隣接する路上に第３カットオフラインＣ３と略同一高さの第４カットオフラインＣ４を形成するための第４上端縁４１を有している（図４、図５参照）。遮光部４０は、アクチュエータ５０の作用により回転し、第２上端縁３１ｂ上方所定範囲を通過する照射光学系２０からの照射光を遮光する遮光位置Ｐ１（図４参照）、又は、第２上端縁３１ｂ上方所定範囲を通過する照射光学系２０からの照射光を遮光することなく通過させる開放位置Ｐ２（図６参照）のいずれかに位置する。

センシング手段７０は、車両前方に存在する歩行者を検出するためのものであり、例えば、図７に示すように、制御回路ユニット８０に接続されたセンサ７１（例えば赤外線センサ）、撮像手段７２（例えばカメラシステム）を含んでいる。なお、センサ７１もしくは撮像手段７２の一方だけでもセンシングすることは可能である。

次に、上記構成の車両用前照灯の動作について、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。

制御回路ユニット８０は、センシング手段７０からの検出データ（撮影画像等）を受け、当該検出データに基づいて所定演算を行うことで、車両前方に歩行者が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０）。そして、制御回路ユニット８０は、車両前方に歩行者が存在すると判定した場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、遮光部４０が図６に示す開放位置Ｐ２に位置するように、アクチュエータ５０を制御する（ステップＳ１２）。これにより、歩行者の存在が検出できた場合にのみ、必要な配光（図５参照）を得ることが可能となり、運転者に歩行者の存在を気づかせることが可能となる。一方、制御回路ユニット８０は、車両前方に歩行者が存在しないと判定した場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、遮光部４０が図４に示す遮光位置Ｐ１に位置するように、アクチュエータ５０を制御する（ステップＳ１４）。

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１００によれば、遮光位置Ｐ１又は開放位置Ｐ２のいずれかに位置する遮光部４０を備えているため、必要なときに、対向車線の走行車線とは反対側に隣接する路上に形成されるカットオフラインの位置を第２カットオフラインＣ２又は第４カットオフラインＣ４のいずれかに自動又は手動で切り替えること、すなわち、車両前方に歩行者が存在すると判定されたときには、当該歩行者を視認しやすい第２カットオフラインＣ２を含む配光パターンを形成し（図５参照）、歩行者が存在しないと判定されたときには、第４カットオフラインＣ４を含む通常の配光パターンを形成すること、が可能となる。

また、本実施形態の車両用前照灯１００によれば、遮光部４０を遮光位置Ｐ１又は開放位置Ｐ２のいずれかに位置させる制御手段としての制御回路ユニット８０を備えているため、必要なときに、対向車線の走行車線とは反対側に隣接する路上に形成されるカットオフラインの位置を第２カットオフラインＣ２又は第４カットオフラインＣ４のいずれかに自動的に切り替えること、すなわち、車両前方に歩行者が存在すると判定されたときには、当該歩行者を視認しやすい第２カットオフラインＣ２を含む配光パターンを形成し（図５参照）、歩行者が存在しないと判定されたときには、第４カットオフラインＣ４を含む通常の配光パターンを形成すること、が可能となる。

次に、変形例１について説明する。

図３（ｂ）を参照すると、従来のすれ違いビームでは、歩行者がランプ前方４０ｍ（４５ｋｍ／ｈで走行時に衝突を回避するためのタイムヘッドアウェイ３秒先に相当）よりも近い距離に存在しなければ発見することができないことが分かる。

本出願の発明者は、従来のすれ違いビームのカットオフラインを上方へ移動させることによる歩行者の視認性への効果を検証した。その結果、必要視認照度と距離との関係には一定の関係があること（図８参照）、及び、照射部位が歩行者の顔である場合には、当該歩行者を発見するために必要な視認照度は次の式で求められることを見出した。
［数１］
必要視認照度（Ｙ）＝０．０７４３＊距離（Ｘ）−１．０７３７
この式によれば、例えば、ランプ前方５５ｍ（６５ｋｍ／ｈで走行時に衝突を回避するためのタイムヘッドアウェイ３秒先に相当）に存在する歩行者を視認するには、最低約３Ｌｕｘの照度が必要であることが分かる。

本変形例１では、上記知見を踏まえ、図９に示すように、第２カットオフラインＣ２が歩行者の顔付近（例えば０．７７Ｕ付近）に位置するように、シェード３０の上端縁３１ｂを設定した。

本変形例のシェード３０を用いた車両用前照灯１００によれば、図９に示すように、対向車に対して幻惑を与えることがなく、しかも、運転者に対して対向車線右側に存在する歩行者を視認し易い配光パターンを形成することが可能となる。なお、５．７Ｒ−Ｈのエリアへの照射光量を電気的に制御するか追加光源を用いて必要視認照度５Ｌｕｘを得るようにしてもよい。

次に、変形例２について説明する。

遮光部４０は、図１０〜図１４に示す形態でアクチュエータに連結されていてもよい。図１０、図１１は、クランク形状の駆動軸を遮光部４０に形成されたカム溝に係合することで、遮光部４０とアクチュエータ５０とを連結した例である。図１２、図１３は、軸方向に進退する駆動軸の先端に、揺動可能に支持された遮光部４０を連結した例である。図１４（ａ）、図１４（ｂ）は、駆動軸に固定されたカムの外周に遮光部４０の下端を当接させることで、遮光部４０とアクチュエータ５０とを連結した例である。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

本発明の実施形態である車両用前照灯１００の部品構成図である。認知部位割合（実験結果）を表すグラフである。（ａ）は必要視認照度を表すグラフ、（ｂ）は視認距離を表すグラフである。シェード３０及び遮蔽部材４０（遮光位置Ｐ１）を説明するための図である。シェード３０及び遮蔽部材４０（開放位置Ｐ２）により形成される配光パターンの例である。シェード３０及び遮蔽部材４０（遮光位置Ｐ２）を説明するための図である。車両用前照灯１００の動作を説明するためのフローチャートである。必要視認照度と距離との関係には一定の関係があることを説明するための図である。シェード３０及びの遮蔽部材４０（開放位置Ｐ２）により形成される配光パターン（変形例１）の例である。遮蔽部材４０とアクチュエータ５０との連結例（変形例）である。遮蔽部材４０とアクチュエータ５０との連結例（変形例）である。遮蔽部材４０とアクチュエータ５０との連結例（変形例）である。遮蔽部材４０とアクチュエータ５０との連結例（変形例）である。遮蔽部材４０とアクチュエータ５０との連結例（変形例）である。従来の車両用前照灯に用いられているシェードを説明するための図である。図１５に示したシェードにより形成される配光パターンである。

１００…車両用前照灯、１０…投影レンズ、２０…照射光学系、３０…シェード、４０…遮光部、５０…アクチュエータ、６０…レンズ押さえ、７０…センシング手段、８０…制御回路ユニット

Claims

投影レンズと、
ロービーム用配光パターンを形成するための光を前記投影レンズに向けて照射する照射光学系と、
前記投影レンズと前記照射光学系との間に配置され、自車の走行車線上の水平線よりも高い位置に第１カットオフラインを形成するための第１上端縁と、対向車線の前記走行車線とは反対側に隣接する路上の水平線よりも高い位置に第２カットオフラインを形成するための第２上端縁と、前記対向車線上の水平線よりも低い位置に第３カットオフラインを形成するための第３上端縁と、を有するシェードと、
前記路上に前記第３カットオフラインと略同一高さの第４カットオフラインを形成するための第４上端縁を有する可動式の遮光部と、
前記遮光部に連結されており、当該遮光部を、前記第２上端縁上方所定範囲を通過する前記照射光学系からの照射光を遮光し、前記路上に前記第２カットオフラインに代えて、前記第４カットオフラインを形成する遮光位置、又は、前記第２上端縁上方所定範囲を通過する前記照射光学系からの照射光を遮光することなく通過させ、前記路上に前記第２カットオフラインを形成する開放位置のいずれかに位置させるアクチュエータと、
を備えることを特徴とする車両用前照灯。
車両前方に歩行者が存在するか否かを判定するための判定手段と、
前記アクチュエータを制御する制御手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記判定手段により車両前方に歩行者が存在すると判定された場合には、前記遮光部が前記開放位置に位置するように、前記アクチュエータを制御し、前記判定手段により車両前方に歩行者が存在しないと判定された場合には、前記遮光部が前記遮光位置に位置するように、前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。