JP2011146149A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】可視光線と赤外線を異なる方向に照射して、それぞれを異なる用途に使用可能にした車両用灯具の提供。
【解決手段】前面レンズ３とランプボディ２によって画成された灯室Ｓ内に可視光線Ｌ１と赤外線Ｌ２とを照射する光源１５を有する車両用灯具１において、光源１５の後方Ｒｅ方向に配置され、可視光線Ｌ１のみをランプの前方Ｆｒ方向に反射し、赤外線Ｌ２のみを透過させる第一のリフレクター７を有する第一の光学系と、透過した赤外線Ｌ２をランプの前方Ｆｒ方向に導く、第一の光学系と独立した第二の光学系８と、を備えることにより、可視光線Ｌ１と第一の光学系。
【選択図】図２

Description

本発明は、可視光線線によって車両前方を照明するランプと、赤外線を照射してカメラで取り込んだ画像を解析することによって車両前方を照明するランプの双方を備えた車両用灯具の技術である。

この種のランプには、特許文献１に示すものがある（以下、「背景技術」に示す符号は、特許文献１の各図に記載された符号であって、本願実施例を示す符号と異なる）。特許文献１のランプは、ランプボディ１２と前面レンズ１４の内側に画成された灯室Ｓ内に光源となるハロゲンバルブ２０、ハロゲンバルブ２０の後方に配置されたプロテクター１６、及びハロゲンバルブ２０の周囲を覆う円筒形のグローブ３０Ａを有する。円筒形のグローブ３０Ａには、可視光線を遮光し赤外線だけを透過させる赤外線透過多層膜が設けられ、グローブ３０Ａとリフレクター１６には、隙間３１が設けられている。

ハロゲンバルブ２０からグローブ３０Ａに照射された光は、赤外線（Ｌ２１，Ｌ２２）のみがグローブ３０を透過してリフレクター１６の光源周辺領域１６ａに設けられた魚眼ステップ１７によって光軸Ｌと平行に反射され、ハロゲンバルブ２０から隙間３１を通過してリフレクター１６に直接照射された可視光線Ｌ３もまた、光源周辺領域１６ａの魚眼ステップ１７で反射されて、赤外線（Ｌ２１，Ｌ２２）と共に前面レンズ１４から前方に出射する。前方の歩行者や障害物等は、赤外線（Ｌ２１，Ｌ２２）と可視光線Ｌ３を照射され、照射領域をそれぞれＣＣＤカメラ（２Ａ，２Ｂ）で撮影され、画像処理解析装置４で解析されることによって、ヘッドアップディスプレイ６に映し出されてドライバーに認識される。

特許第３６５３２３３号公報

可視光線は、一般に特許文献１に示すようなヘッドアップディスプレイ６に表示させる映像解析用よりも、歩行者や障害物に照射した光をドライバーに直接視認させるために利用されることが多い。従って、車両用ランプにおいては、ヘッドアップディスプレイの表示用に赤外線のみを利用し、可視光線をドライバーの直接視認用に使用するものがある。

そのような場合、赤外線は、人の視覚よりも感度の高いＣＣＤカメラによって検知されるため、特定の歩行者や障害物に集中的に照射されるよりも、照射範囲全体にもれなく照射されることが望ましい。一方、人間の視覚は、ＣＣＤカメラの感度よりも劣るため、可視光線をドライバーに直接視認させる場合には、道路状況に応じてドライバーが注視すべき特定の目標対象物（歩行者、障害物、レーンマーク等）方向に可視光線を集中的に照射して、視界を十分に確保することが望ましい。言い換えると、上記のような車両用ランプにおいて、可視光線と赤外線は、異なる方向に照射されることが望ましい。

しかし、特許文献１のランプにおいては、可視光線と赤外線の双方が同一の光学系によってほぼ同じ方向に反射されるため、可視光線と赤外線の照射方向を変えることが出来ない。即ち、特許文献１のランプは、特定の方向に集中的に照射した可視光線によりドライバーによる直接の視界を確保しつつ、映像解析用の赤外線を照射範囲全体にもれなく照射するというような方途に使用出来ない点で問題がある。

本願の車両用灯具は、上記問題に鑑みてなされたものであり、双方の光を異なる方向に照射可能に構成することによって、可視光線と赤外線を異なる用途に使用可能にした車両用灯具を提供するものである。

前記課題を解決するために請求項１の車両用灯具は、前面レンズとランプボディによって画成された灯室内に可視光線と赤外線とを照射する光源を有する車両用灯具において、前記光源の後方に配置され、前記可視光線をランプの前方に反射し、前記赤外線のみを透過させる第一のリフレクターを有する第一の光学系と、前記透過した赤外線をランプの前方に導く、第一の光学系と独立した第二の光学系と、を有するようにした。

（作用）可視光線を前方に反射させる第一の光学系と、赤外線を前方に導く第二の光学系を独立して設けているため、赤外線と異なる方向に可視光線を照射させることが出来る。

また、請求項２は、請求項１記載の車両用灯具であって、前記第二の光学系は、前記透過した赤外線を集光させる集光レンズと、該集光レンズの後方に配置されて前記集光した赤外線を反射してランプの前方に導く、第二のリフレクターと、を有するようにした。

（作用）第一の光学系によって車両前方に反射される可視光線と、一以上の第二のリフレクターによって車両前方に反射される赤外線とをそれぞれ異なる方向に照射させることが出来る。

また、請求項３は、請求項１または２記載の車両用灯具であって、前記第一及び第二の光学系のうち、少なくとも一方を光軸の方向に対して傾動可能に構成した。

（作用）第一及び第二の光学系のうち少なくとも一方を他方に対して傾動可能に構成することにより、可視光線と赤外線の照射方向を変えることが出来る。

請求項１の車両用灯具によれば、可視光線と赤外線の光学系を独立して設けて両光の照射方向を変えることにより、両光を異なる用途（可視光線を直接目視用、赤外線をＣＣＤカメラによる撮影と解析用等）に使用できる。

請求項２の車両用灯具によれば、赤外線を前方に導く集光レンズ及び第二のリフレクターを、可視光線を反射させる第一のリフレクターから独立して設け、両光の照射方向を変えることにより、両光を異なる用途に使用できる。

請求項３の車両用灯具によれば、第一の光学系と第二の光学系のうち一方を他方に対して傾動可能に構成し、可視光線と赤外線の照射方向を変えることにより、両光を異なる用途に使用できる。

車両用灯具の実施例を示す垂直断面図である。 車両用灯具の実施例を示す水平断面図である。 実施例の配光パターンを示す図である。 第二の光学系の変形例を示す部分断面図である。

次に、図１と２により本発明の車両用灯具に関する好適な実施形態を説明する。

まず、図１と２により、本実施例の車両用灯具１は、ランプボディ２とその前面開口部を覆う透明な前面レンズ３の内側に設けられた灯室Ｓ内に設けられたプロジェクタ型のランプユニット４と、ランプユニットを左右に傾動させるスイブル機構５と、ランプユニットを上下に傾動させるエイミング機構６と、ランプユニットを透過した光を前方に導く第二の光学系８によって構成されている。

ランプユニット４は、第一のリフレクター７，レンズホルダー９，透明な投影レンズ１０、シェード１１及び放電バルブ１２によって構成される。第一のリフレクター７は、透明なガラスや樹脂等によって椀型に形成され、内側に反射面１４を備える。反射面１４は、車両前後方向（図１及び図２の符号ＦｒとＲｅの方向がそれぞれ車両の前後方向を示す。以下同じ）に伸びる光軸Ｌを中心軸とした略回転楕円面形状を有する。

また、反射面１４は、屈折率の異なる誘電体物質を多数積層した誘電体多層コート処理を施すことで形成され、後述する赤外線Ｌ２のみを車両後方に透過させると共に可視光線Ｌ２を車両前方に反射させる。

第一のリフレクター７の内側側面には、放電バルブ１２が設けられる。放電バルブ１２は、その軸線１２ａが光軸Ｌと直交するように配置され、その光源（発行中心となるフィラメント）１５が第一のリフレクター７の第一焦点Ｆ１上に配置されるように第一のリフレクター７に設けられる。レンズホルダー９は、円筒状に形成されて、その後端部が第一のリフレクター７の前端部に連続して一体化されている。また、レンズホルダー９の前端開口部には、投影レンズ１０が取付けられている。シェード１１は、放電バルブ１２と投影レンズ１０との間に設けられ、第一のリフレクター７に反射された可視光線の一部を遮光する。

一方、第一のリフレクター７の後方には、第二の光学系８が設けられる。第二の光学系８は、透明な樹脂などで形成されると共に後方側にレンズステップ１８を有するフレネルレンズ１６と、フレネルレンズ１６の後方に設けられた第二のリフレクター１７から構成される。レンズステップ１８は、光軸Ｌと平行な反射部１９を有し、フレネルレンズ１６の前方から入射した拡散光を反射して光軸Ｌと平行な光を形成する。一方、第二のリフレクター１７は、車両後方から見てＷの字形状を有し、光軸から車両左方向（図２の符号Ｌｅ方向。以下同じ）に設けられた連続する反射面（２１，２２）と、光軸から車両右方向（図２の符号Ｒｉ方向。以下同じ）に設けられた連続する反射面（２３，２４）とが一体に形成されている。また、隣接する反射面２１と２２、反射面２２，２３（の後面）及び反射面２３と２４は、それぞれ９０°の角度で配置され、反射面２２と２３は、光軸後方に対して４５°の角度で配置されている。

尚、本実施例で示した光軸と平行にしたレンズステップ１８における反射部１９の角度と、上記各反射面（２１〜２４）の相対的な配置は、後述する赤外線Ｌ２を車両前方Ｆｒ側に反射可能な構成の一例を示したものであり、赤外光Ｌ２を車両前方に反射可能な構成であれば上記構成に限らず採用できる。

次に、ランプユニットを車両左右方向に傾動させるスイブル機構５と、車両上下方向に傾動させるエイミング機構６について説明する。スイブル機構５は、スイブルモーター軸２６を有するスイブルモーター２５と、スイブル軸２７によって構成され、エイミング機構６は、ブラケット（２８，２９）、エイミングスクリュー３０及びエイミングモーター３１によって構成される。

エイミングモーター３１は、車両前方に突設され、駆動時に光軸Ｌと平行な軸を中心として回動するエイミングスクリュー３２を有する。ランプボディ２の後面２ａの上部には、エイミングスクリュー３０が回動可能な状態で前方に突設されている。エイミングスクリュー（３０，３２）には、先端に雄ねじ部（３３，３４）を有する。

ランプユニット４を上方から保持するブラケット２８は、ランプボディ２の後面２ａに対向する面３５と、対向面３５の下部から前方に略直角に屈曲したランプボディ支持面３６によって構成されており、ランプユニット４を下方から支持するブラケット２９は、エイミングモーター３１に対向する面３７と、対向面３７の上部から前方に略直角に屈曲したランプボディ支持面３８によって構成されている。エイミングスクリュー（３０，３２）の先端の雄ねじ部（３３，３４）は、対向面（３５，３７）の取付部（３９，４０）に設けられた雌ねじ孔に螺着される。

一方、ランプボディ支持面３６と、レンズホルダー９の上部との間には、円柱形状のスイブル軸２７が介装される。スイブル軸２７は、ランプボディ支持面３６の挿入孔４１と、レンズホルダー９の上部に取付けられた取付部材４２の挿入孔４３の双方に挿通され、一端が挿入孔（４１、４３）のうち一方に固定され、他端が他方に回動可能に保持される。また、ランプボディ支持面３８の下面にはスイブルモーター２５が取り付けられる。スイブルモーター２５の駆動時に回動するスイブルモーター軸２６は、挿通孔４４から上方に突出し、レンズホルダー９の下部の挿入孔４５に回動不能に固定される。このとき、スイブルモーター軸２６とスイブル軸２７の中心軸は、共に光軸Ｌに直交する上下方向軸Ｌ３と同軸に配置される。

ランプユニット４は、エイミングモーター３１を駆動させてエイミングスクリュー３２を回動させると、ブラケット２９が前後に進退動作することによって光軸Ｌが車両用灯具１の略上下方向（図１の符号ＵＤ方向）に傾動し、更にスイブルモーター２５を駆動させてスイブルモーター軸２６を回動させると、回動軸Ｌ３を中心軸として車両用灯具１の左右方向（図２の符号ＲＬ方向）に傾動することによって、ランプユニット４からの光線の照射方向を上下左右に変化させる。

次に図１から３によって本実施例の車両用灯具１の配光を説明する。まず、放電バルブ１２を点灯させると、光源１５（第一焦点Ｆ１）から可視光線Ｌ１と赤外線Ｌ２を含む光線Ｌ０が、後方の第一のリフレクター７に向かって出射する。光線Ｌ０のうち可視光線Ｌ１は、誘電体多層コート膜からなる反射面１４によって投影レンズ１０に向かって反射される。反射された可視光線Ｌ１は、一部グレア光となる光をシェード１１によって遮光され、シェード１１を通過した可視光線Ｌ１は、図１の盾断面における前方第二焦点Ｆ２の近傍と、横断面における前方第二焦点Ｆ２’の近傍に一旦集光した後拡散し、投影レンズ１０と前面レンズ３から車両用灯具１の前方に出射する。また、可視光線Ｌ１は、シェード１１の上辺４６の形状に基づいて、例えば図３の符号Ｌｂに示すようなロービーム用配光パターンを形成する。可視光線Ｌ１による配光パターンＬｂは、スイブルモーター２５によりランプユニット４を左右に傾動させることで図３の左右ＲＬ方向にスイブルし、エイミングモーター３１により上下ＵＤ方向にもエイミングする。

一方、光源１５から出射した光線Ｌ０のうち、赤外線Ｌ２のみは、誘電体多層コート膜からなる反射面１４から後方Ｒｅ方向に透過して、フレネルレンズ１６に入射する。フレネルレンズの後方に透過した赤外線Ｌ２は、レンズステップ１８の反射部１９によってそれぞれ光軸Ｌと平行かつ第二のリフレクター１７の反射面（２２，２３）に向けて反射される。赤外線Ｌ２は、反射面（２２，２３）によって、それぞれ反射面（２１，２４）に向けて直角に反射され、更に反射面（２１，２４）によって車両用灯具の前方Ｆｒ方向に向けて直角、かつ光軸Ｌと平行に反射される。

反射された赤外線Ｌ２は、前面レンズ３から車両用灯具１の前方に出射して、図３に示すような横長円形状の配光パターンＩＲを可視光線による配光パターンＬｂの周囲に形成する。赤外線Ｌ２を前方に導く第二の光学系８は、可動する第一のリフレクター７（第一の光学系）から独立して設けられ、かつランプボディ２に固定されている。従って、可視光Ｌ１による配光パターンＬｂを集中して照明したい所定の方向に向けても、赤外線Ｌ２による配光パターンＩＲは、配光パターンＬｂが移動しても共にしない。従って、本実施例の車両用灯具１は、赤外線Ｌ２によって車両前方をまんべんなく全体的に照明しつつ、可視光線Ｌ１の照射方向を変化させ、特定の方向を集中的に照明する用途に使用することが出来る。

尚、図４に示すのは、第二の光学系８の変形例として第二の光学系５０を示すものである。第二の光学系５０は、第一のリフレクター７の後方（図４の符号Ｒｅ方向）でフレネルレンズ１６の代わりに設けられた前後に凸面を備える凸レンズ４７と、第二のリフレクター４８によって構成される。第二のリフレクター４８は、両凸レンズ４７の後方に設けられた平板形状の第一反射面４９と、第一反射面４９から離間した下方（図４のＤｗ方向）において反射光を光軸Ｌと平行に反射する自由曲線面形状の第二反射面５１から構成される。光源１５から出た可視光線Ｌ１は、第一のリフレクター７の反射面１４で前方（図４の符号Ｆｒ方向）に反射される。一方赤外線Ｌ２は、反射面１４を後方に透過して凸レンズ４７を透過し、後方焦点Ｆ３の近傍に一旦集光される。赤外光Ｌ２は、その後拡散して平坦面である第一反射面４９によって第二反射面５１に向けて反射され、更に第二反射面５１によって光軸Ｌと平行かつ前方に向けて反射される。可視光線Ｌ１と赤外線Ｌ２は、車両前方において、図３に示すような配光パターンＬｂとＩＲをそれぞれ形成する。

１ 車両用灯具
２ ランプボディ
３ 前面レンズ
７ 第一のリフレクター（第一の光学系）
８，５０ 第二の光学系
１５ 放電バルブの光源
１６ フレネルレンズ（集光レンズ）
１７、４８ 第二のリフレクター
Ｆｒ 車両用灯具の前方
Ｒｅ 車両用灯具の後方
Ｌ１ 可視光線
Ｌ２ 赤外線
Ｓ 灯室

Claims (3)

1. 前面レンズとランプボディによって画成された灯室内に可視光線と赤外線とを照射する光源を有する車両用灯具において、
   前記光源の後方に配置され、前記可視光線をランプの前方に反射し、前記赤外線のみを透過させる第一のリフレクターを有する第一の光学系と、
   前記透過した赤外線をランプの前方に導く、第一の光学系と独立した第二の光学系と、
   を有することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第二の光学系は、前記透過した赤外線を集光させる集光レンズと、
   該集光レンズの後方に配置されて前記集光した赤外線を反射してランプの前方に導く、第二のリフレクターと、を有することを特徴とする、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第一及び第二の光学系のうち、少なくとも一方が光軸の方向に対して傾動可能に構成されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用灯具。