JP2012079636A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な制御回路を必要とすることなく、また、光束利用率を低減させることなく且つ簡易な構造で、配光パターンを変更することのできる車両用前照灯を提供する。
【解決手段】車両用前照灯１は、光源２と、光源２からの光を反射させる往復揺動可能なミラー３１と、光源２から出射されミラー３１で反射された反射光を車両前方へ反射させるリフレクタ４と、ミラー３１の揺動範囲を制御可能な制御部５と、を備える。制御部５は、ミラー３１の揺動範囲を変更することにより、当該ミラー３１の揺動に伴ってリフレクタ４の反射面４０上で反射光が移動する範囲を変更させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。

近年、自動車用ヘッドライトなどの車両用前照灯においては、配光パターンを変更可能な可変配光型のものが開発されている。この種の車両用前照灯としては、光源からの光の遮光パターンを変化させるものや複数の光源の発光パターンを変化させるものが多く提案されているが、前者は光束利用率を低減させてしまい、後者は構造的に簡便でないために、何れも好ましくない。

そこで、例えば特許文献１に記載の車両用前照灯では、往復運動可能なミラーを設け、このミラーの周期運動に光源のＯＮ／ＯＦＦ制御を組み合わせることで照度分布（配光パターン）の変更を実現している。

特開２０１０−００６１０９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用前照灯では、ミラーの位置検出や光源のＯＮ／ＯＦＦ切替えに精密な制御が要求され、複雑な制御回路を必要とするために、コストや信頼性の面で好ましくない。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、複雑な制御回路を必要とすることなく、また、光束利用率を低減させることなく且つ簡易な構造で、配光パターンを変更することのできる車両用前照灯の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両用前照灯において、
光源と、
前記光源からの光を反射させる往復揺動可能なミラーと、
前記光源から出射され前記ミラーで反射された反射光を車両前方へ反射させるリフレクタと、
前記ミラーの揺動範囲を制御可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ミラーの揺動範囲を変更することにより、当該ミラーの揺動に伴って前記リフレクタの反射面上で前記反射光が移動する範囲を変更させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用前照灯において、
前記リフレクタの反射面は、当該反射面上で前記反射光が移動する方向に沿って複数の反射領域に分割されており、
前記制御部は、前記ミラーの揺動範囲を変更することにより、前記反射光が移動する前記反射領域の組合せを変更させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用前照灯において、
前記ミラーは、正弦波周期で揺動し、
前記リフレクタの反射面は、前記反射光が移動する方向の中央側の部分ほど車両前方の左右側方へ前記反射光を反射させるように形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、制御部がミラーの揺動範囲を変更することにより、当該ミラーの揺動に伴ってリフレクタの反射面上でミラーからの反射光が移動する範囲を変更することができ、ひいては配光パターンを変更することができる。つまり、ミラーの揺動幅を変更するだけで配光パターンを変更することができるので、ミラーの位置検出や光源のＯＮ／ＯＦＦ切替えに精密な制御を要した従来と異なり、複雑な制御回路を不要とすることができる。また、光を遮光する必要がないので光束利用率を低減させることもなく、複数の光源を要せず単一の光源で足りるので簡易な構造とすることができる。

実施形態における車両用前照灯の概略構成を示す概念図である。 実施形態におけるリフレクタの正面図である。 ミラーの揺動パターンを示す図である。 実施形態における車両用前照灯が形成する配光パターンを示す図である。 実施形態の第１の変形例におけるリフレクタの正面図である。 実施形態の第１の変形例における車両用前照灯が形成する配光パターンを示す図である。 実施形態の第２の変形例におけるリフレクタの正面図である。 実施形態の第２の変形例における車両用前照灯が形成する配光パターンを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態における車両用前照灯１の概略構成を示す概念図である。
この図に示すように、車両用前照灯１は、光源２と、ミラーデバイス３と、リフレクタ４と、制御部５とを備えており、光源２から出射させミラーデバイス３で反射させた光をリフレクタ４で更に反射させて車両前方へ照射し、所定の配光パターンを形成するものである。

光源２は、ミラーデバイス３に設けられた後述のミラー３１へ向けて光を出射するものである。この光源２は、直進性を有する光を出射するものであればよく、発光ダイオードやレーザーダイオードとしてもよいし、電球や放電灯などの光を集光可能な光源ユニットとしてもよい。

ミラーデバイス３は、光源２からの光を反射させるミラー３１を往復揺動可能に支持している。具体的には、ミラーデバイス３は、ミラー３１が正弦波周期で揺動するように当該ミラー３１を支持しており、このようなミラーデバイス３としては、例えば特開２０１０−００６１０９号公報に記載のアクチュエータなど、従来より公知のものを適用することができる。なお、ミラー３１の揺動周波数は、特に限定はされないが、車両用前照灯１からの照射光のフリッカー（ちらつき）を抑制する観点から、６０Ｈｚ以上であるのが好ましい。また、このミラー３１の揺動周波数は、小さい駆動力でミラー３１が揺動可能なように、共振周波数近傍の値であるのが好ましい。

図２は、リフレクタ４の正面図である。
図１及び図２に示すように、リフレクタ４は、ミラー３１の揺動に伴って当該ミラー３１からの反射光が往復移動する方向に沿って長尺に形成されている。リフレクタ４の前面は反射面４０となっており、この反射面４０でミラー３１からの反射光を車両前方へ反射させる。反射面４０は、リフレクタ４の長尺方向に沿って複数の反射領域に分割されており、本実施形態では、中央の第１反射領域４１と、その両側の２つの第２反射領域４２，４２と、更にその両側の２つの第３反射領域４３，４３とに分割されている。

これら第１反射領域４１〜第３反射領域４３は、ミラー３１の揺動に伴って反射面４０上を移動する反射光を主に上下方向へ拡散させつつ車両前方へ反射させて所定の配光パターンを形成する。具体的には、第１反射領域４１が、左右へ拡散されたすれ違いビーム拡散部ＬＢ１を形成し、第２反射領域４２，４２が、中央に集光されたすれ違いビーム第１集光部ＬＢ２を形成し、第３反射領域４３，４３が、すれ違いビーム第１集光部ＬＢ２よりも更に中央に集光されたすれ違いビーム第２集光部ＬＢ３を形成する（図４（ａ），（ｂ）参照）。このように、反射面４０は、リフレクタ４の長尺方向の中央側の部分（反射領域）ほど車両前方の左右側方へ光を反射させるように形成されている。また、第１反射領域４１〜第３反射領域４３のそれぞれにおいても、リフレクタ４の長尺方向に沿って反射面４０の中央側の部分ほど車両前方の左右側方へ光を反射させるように形成されている。なお、第１反射領域４１〜第３反射領域４３は、複数の面からなる不連続面であってもよいし、連続面であってもよい。

制御部５は、図１に示すように、ミラーデバイス３と電気的に接続されており、ミラー３１の揺動範囲（揺動振幅）を制御可能に構成されている。より詳しくは、制御部５は、ミラー３１を揺動させるための電磁石（図示せず）への通電量を制御可能となっており、この通電量の制御によってミラー３１の揺動周波数を一定に保ちつつ当該ミラー３１の揺動範囲を変更可能となっている。

この制御部５は、本実施形態では、図３に示すように、ミラー３１の揺動範囲を第１揺動範囲Ｙ１と第２揺動範囲Ｙ２とに変更可能となっている。このうち第１揺動範囲Ｙ１は、ミラー３１からの反射光を、リフレクタ４の反射面４０のうちの第１反射領域４１及び第２反射領域４２，４２に亘る第１移動範囲Ｒ１で移動させ、一方の第２揺動範囲Ｙ２は、第１反射領域４１，第２反射領域４２，４２及び第３反射領域４３，４３に亘る第２移動範囲Ｒ２で移動させる（図２参照）。

したがって、制御部５がミラー３１を第１揺動範囲Ｙ１で揺動させた場合には、光源２から出射されミラー３１で反射された反射光が、第１反射領域４１及び第２反射領域４２，４２に亘る第１移動範囲Ｒ１で反射面４０上を移動し、図４（ａ），（ｃ）に示すように、すれ違いビーム拡散部ＬＢ１及びすれ違いビーム第１集光部ＬＢ２からなる第１すれ違いビームＬＰ１が車両前方に形成される。
一方、制御部５がミラー３１を第２揺動範囲Ｙ２で揺動させた場合には、光源２から出射されミラー３１で反射された反射光が、第１反射領域４１，第２反射領域４２，４２及び第３反射領域４３，４３に亘る第２移動範囲Ｒ２で反射面４０上を移動し、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、すれ違いビーム拡散部ＬＢ１，すれ違いビーム第１集光部ＬＢ２及びすれ違いビーム第２集光部ＬＢ３からなる第２すれ違いビームＬＰ２が車両前方に形成される。この第２すれ違いビームＬＰ２は、第１すれ違いビームＬＰ１よりも中央への集光度が高く、より遠方を照射可能な配光パターンである。

このように、制御部５がミラー３１の揺動範囲を変更することにより、ミラー３１の揺動に伴って反射面４０上で反射光が移動する範囲を変更させて、第１すれ違いビームＬＰ１と第２すれ違いビームＬＰ２とに配光パターンを変更することができる。これにより、例えば、中央への集光をさほど要しない市街地などの走行時には第１すれ違いビームＬＰ１を形成し、中央への集光が必要な郊外や高速道路などの走行時には第２すれ違いビームＬＰ２を形成するなどして、走行状況に応じて配光パターンを適宜変更することができる。

以上の車両用前照灯１によれば、ミラー３１の揺動範囲を変更するだけで配光パターンを変更することができるので、ミラーの位置検出や光源のＯＮ／ＯＦＦ切替えに精密な制御を要した従来と異なり、複雑な制御回路を不要とすることができる。また、光を遮光する必要がないので光束利用率を低減させることもなく、複数の光源を要せず単一の光源２で足りるので簡易な構造とすることができる。

また、ミラー３１が正弦波周期で揺動し、反射面４０がリフレクタ４の長尺方向の中央側の部分ほど車両前方の左右側方へ光を反射させるように形成されているので、反射面４０のうち当該反射面４０上を移動する反射光の移動速度が速い部分、つまり単位時間当たりの反射光量が少ない部分ほど車両前方の左右側方へ反射光を反射させ、単位時間当たりの反射光量が多い部分ほど車両前方の中央側へ反射光を反射させるように構成することができる。したがって、車両前方の中央へ容易に光を集光させることができるため、中央の遠方視認性と左右の適度な広がりとを有する好適な配光パターンを容易に形成することができる。

［変形例１］
続いて、上記実施形態の第１の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本第１の変形例における車両用前照灯１は、上記実施形態におけるリフレクタ４に代えて、リフレクタ４Ａを備えている。

図５は、リフレクタ４Ａの正面図である。
この図に示すように、リフレクタ４Ａは、前面の反射面４０Ａが、中央の第１反射領域４１ａと、その両側の２つの第２反射領域４２ａ，４２ａと、更にその両側の２つの第３反射領域４３ａ，４３ａとに長尺方向に沿って分割されている。第１反射領域４１ａは、車両前方に形成する配光パターンのうち、左右へ拡散されたすれ違いビーム拡散部ＬＢ１ａを形成し、第２反射領域４２ａ，４２ａは、中央に集光されたすれ違いビーム集光部ＬＢ２ａを形成し、第３反射領域４３ａ，４３ａは、水平線より上方の走行ビーム上部ＨＢａを形成する（図６（ａ），（ｂ）参照）。

また、本第１の変形例における車両用前照灯１では、制御部５がミラー３１の揺動範囲（揺動振幅）を第１揺動範囲Ｙ１ａと第２揺動範囲Ｙ２ａとに変更可能となっている（図３参照）。このうち第１揺動範囲Ｙ１ａは、ミラー３１からの反射光を、リフレクタ４Ａの反射面４０Ａのうちの第１反射領域４１ａ及び第２反射領域４２ａ，４２ａに亘る第１移動範囲Ｒ１ａで移動させ、一方の第２揺動範囲Ｙ２ａは、第１反射領域４１ａ，第２反射領域４２ａ，４２ａ及び第３反射領域４３ａ，４３ａに亘る第２移動範囲Ｒ２ａで移動させる。

したがって、制御部５がミラー３１を第１揺動範囲Ｙ１ａで揺動させた場合には、光源２から出射されミラー３１で反射された反射光が第１移動範囲Ｒ１ａで反射面４０Ａ上を移動し、図６（ａ），（ｃ）に示すように、すれ違いビーム拡散部ＬＢ１ａ及びすれ違いビーム集光部ＬＢ２ａからなるすれ違いビームＬＰａが車両前方に形成される。
一方、制御部５がミラー３１を第２揺動範囲Ｙ２ａで揺動させた場合には、光源２から出射されミラー３１で反射された反射光が第２移動範囲Ｒ２ａで反射面４０Ａ上を移動し、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、すれ違いビーム拡散部ＬＢ１ａ，すれ違いビーム集光部ＬＢ２ａ及び走行ビーム上部ＨＢａからなる走行ビームＨＰａが車両前方に形成される。

このように、本第１の変形例における車両用前照灯１によれば、制御部５がミラー３１の揺動範囲を変更することにより、すれ違いビームＬＰａと走行ビームＨＰａとに配光パターンを変更することができる。

［変形例２］
続いて、上記実施形態の第２の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本第２の変形例における車両用前照灯１は、上記実施形態におけるリフレクタ４に代えて、リフレクタ４Ｂを備えている。

図７は、リフレクタ４Ｂの正面図である。
この図に示すように、リフレクタ４Ｂは、前面の反射面４０Ｂが、中央の第１反射領域４１ｂと、その両側の２つの第２反射領域４２ｂ，４２ｂと、更にその両側の２つの第３反射領域４３ｂ，４３ｂと、更にその両側の２つの第４反射領域４４ｂ，４４ｂとに長尺方向に沿って分割されている。第１反射領域４１ｂは、車両前方に形成する配光パターンのうち、左右へ拡散されたすれ違いビーム拡散部ＬＢ１ｂを形成し、第２反射領域４２ｂ，４２ｂは、中央に集光されたすれ違いビーム第１集光部ＬＢ２ｂを形成し、第３反射領域４３ｂ，４３ｂは、すれ違いビーム第１集光部ＬＢ２ｂよりも更に中央に集光されたすれ違いビーム第２集光部ＬＢ３ｂを形成し、第４反射領域４４ｂ，４４ｂは、水平線より上方の走行ビーム上部ＨＢｂを形成する（図８（ａ）〜（ｃ）参照）。

また、本第２の変形例における車両用前照灯１では、制御部５がミラー３１の揺動範囲（揺動振幅）を第１揺動範囲Ｙ１ｂと第２揺動範囲Ｙ２ｂと第３揺動範囲Ｙ３ｂとに変更可能となっている（図３参照）。このうち第１揺動範囲Ｙ１ｂは、ミラー３１からの反射光を、リフレクタ４Ｂの反射面４０Ｂのうちの第１反射領域４１ｂ及び第２反射領域４２ｂ，４２ｂに亘る第１移動範囲Ｒ１ｂで移動させ、第２揺動範囲Ｙ２ｂは、第１反射領域４１ｂ，第２反射領域４２ｂ，４２ｂ及び第３反射領域４３ｂ，４３ｂに亘る第２移動範囲Ｒ２ｂで移動させ、第３揺動範囲Ｙ３ｂは、第１反射領域４１ｂ，第２反射領域４２ｂ，４２ｂ，第３反射領域４３ｂ，４３ｂ及び第４反射領域４４ｂ，４４ｂに亘る第３移動範囲Ｒ３ｂで移動させる。

したがって、制御部５がミラー３１を第１揺動範囲Ｙ１ｂで揺動させた場合には、図８（ａ），（ｄ）に示すように、上記実施形態と同様に、すれ違いビーム拡散部ＬＢ１ｂ及びすれ違いビーム第１集光部ＬＢ２ｂからなる第１すれ違いビームＬＰ１ｂが車両前方に形成される。
また、制御部５がミラー３１を第２揺動範囲Ｙ２ｂで揺動させた場合には、図８（ｂ），（ｄ）に示すように、上記実施形態と同様に、すれ違いビーム拡散部ＬＢ１ｂ，すれ違いビーム第１集光部ＬＢ２ｂ及びすれ違いビーム第２集光部ＬＢ３ｂからなる第２すれ違いビームＬＰ２ｂが車両前方に形成される。
また、制御部５がミラー３１を第３揺動範囲Ｙ３ｂで揺動させた場合には、光源２から出射されミラー３１で反射された反射光が第３移動範囲Ｒ３ｂで反射面４０Ｂ上を移動し、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、すれ違いビーム拡散部ＬＢ１ｂ，すれ違いビーム第１集光部ＬＢ２ｂ，すれ違いビーム第２集光部ＬＢ３ｂ及び走行ビーム上部ＨＢｂからなる走行ビームＨＰｂが車両前方に形成される。

このように、本第２の変形例における車両用前照灯１によれば、制御部５がミラー３１の揺動範囲を変更することにより、第１すれ違いビームＬＰ１ｂと第２すれ違いビームＬＰ２ｂと走行ビームＨＰｂとに配光パターンを変更することができる。

なお、本発明は上記実施形態及びその変形例に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。

例えば、上記実施形態及びその変形例では、ミラー３１の揺動周波数が一定に保たれるものとしたが、ミラー３１の揺動範囲とともに揺動周波数を変更させてもよい。

また、ミラーデバイス３は、往復揺動可能なミラー３１を有するものであればよく、いわゆるＭＥＭＳミラーやポリゴンミラーであってもよい。

１ 車両用前照灯
２ 光源
３ ミラーデバイス
３１ ミラー
４，４Ａ，４Ｂ リフレクタ
４０，４０Ａ，４０Ｂ 反射面
４１，４１ａ，４１ｂ 第１反射領域
４２，４２ａ，４２ｂ 第２反射領域
４３，４３ａ，４３ｂ 第３反射領域
４４ｂ 第４反射領域
５ 制御部
ＬＰ１，ＬＰ１ｂ 第１すれ違いビーム
ＬＰ２，ＬＰ２ｂ 第２すれ違いビーム
ＬＰａ すれ違いビーム
ＨＰａ，ＨＰｂ 走行ビーム
Ｒ１，Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ 第１移動範囲
Ｒ２，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ 第２移動範囲
Ｒ３ｂ 第３移動範囲
Ｙ１，Ｙ１ａ，Ｙ１ｂ 第１揺動範囲
Ｙ２，Ｙ２ａ，Ｙ２ｂ 第２揺動範囲
Ｙ３ｂ 第３揺動範囲

Claims (3)

1. 光源と、
   前記光源からの光を反射させる往復揺動可能なミラーと、
   前記光源から出射され前記ミラーで反射された反射光を車両前方へ反射させるリフレクタと、
   前記ミラーの揺動範囲を制御可能な制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記ミラーの揺動範囲を変更することにより、当該ミラーの揺動に伴って前記リフレクタの反射面上で前記反射光が移動する範囲を変更させることを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記リフレクタの反射面は、当該反射面上で前記反射光が移動する方向に沿って複数の反射領域に分割されており、
   前記制御部は、前記ミラーの揺動範囲を変更することにより、前記反射光が移動する前記反射領域の組合せを変更させることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記ミラーは、正弦波周期で揺動し、
   前記リフレクタの反射面は、前記反射光が移動する方向の中央側の部分ほど車両前方の左右側方へ前記反射光を反射させるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用前照灯。

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