JP2014107164A - 灯体組立装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 所望の配光パターンを形成する灯体の組み立てを自動化し、組立の手間を省くと共に、配光パターンの調節精度を向上させる灯体組立装置を提供する。
【解決手段】 第１及び第２の光学系ユニット２ａ，２ｂを備える灯体を組み立てる装置は、第１の光学系ユニット２ａを傾動させる駆動部３と、第１の光学系ユニット２ａを第２の光学系ユニット２ｂに対して固定する固定部４と、第１及び第２の光学系ユニット２ａ，２ｂの配光パターンＬ１，Ｌ２を取得する配光パターン取得部５と、制御部６とを備える。制御部６は、取得された配光パターンＬ１，Ｌ２に基づいて、合成配光パターンＬ'が所定の配光パターンＬとなるように、駆動部３を介して第１の光学系ユニット２ａを傾動させ、合成配光パターンＬ'が所定の配光パターンＬとなったところで、固定部４を介して第１の光学系ユニット２ａを第２の光学系ユニット２ｂに対して固定させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の光学系ユニットを備える灯体を組み立てる装置に関する。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とする灯体として、例えば、ＬＥＤと光学部材とを含む光学系ユニットを複数備え、各光学系ユニットの光照射パターンを合成して所定の配光パターンを形成するようにした車両用前照灯が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、各光学系ユニットの組立精度によっては１つの光学系ユニットの配光パターンと他の光学系ユニットの配光パターンとの間にズレが生じ、所望の配光パターンが得られないという問題があった。この問題を解決するものとして、複数の光学系ユニットの１つを可動としてエイミング調整（光軸調整）可能とし、他の光学系ユニットを固定した車両用前照灯が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−０３５５４７号公報 特開２０１０−１７０７５３号公報

しかしながら、従来の車両用前照灯では、所望の配光パターンを形成するための光軸調整を手動で行うので、手間がかかるうえ、調整の精度を上げることが困難であった。

本発明は、以上の状況に鑑み、所望の配光パターンを形成する灯体の組み立てを自動化し、組立の手間を省くと共に、光軸調整の精度を向上させる灯体組立装置を提供することを目的とする。

本発明は、光源を有する第１及び第２の光学系ユニットを備える灯体を組み立てる装置であって、前記第１の光学系ユニットを前記第２の光学系ユニットに対して傾動可能に結合した状態で前記第１の光学系ユニットを傾動させる駆動部と、前記第１の光学系ユニットを前記第２の光学系ユニットに対して固定する固定部と、前記第１及び第２の光学系ユニットの配光パターンを取得する配光パターン取得部と、前記配光パターン取得部により取得された配光パターンに基づいて、前記第１の光学系ユニットの配光パターンと前記第２の光学系ユニットの配光パターンとを合成して形成される合成配光パターンが所定の配光パターンとなるように、前記駆動部を介して前記第１の光学系ユニットを傾動させ、前記合成配光パターンが前記所定の配光パターンとなったところで、前記固定部を介して前記第１の光学系ユニットを前記第２の光学系ユニットに対して固定させる制御部とを備えることを特徴とする。

本発明の灯体組立装置によれば、制御部が、合成配光パターンが所定の配光パターンとなるように第１の光学系ユニットを傾動させることにより、第１及び第２の光学系ユニットの配光パターンのズレが解消される。そして、合成配光パターンが所定の配光パターンとなったところで、第１の光学系ユニットが第２の光学系ユニットに対して固定されるので、組立の自動化が実現されると共に光軸調整の精度が向上する。

本発明において、前記駆動部は、前記第１の光学系ユニットを所定の方向に傾動させ、前記配光パターン取得部は、前記所定の方向における前記第１及び第２の光学系ユニットの配光パターンを取得することが好ましい。

これによれば、光学系ユニットを傾動させる方向に沿って配光パターンが取得されるので、より向上した精度で配光パターンが調節される。

また、この場合、前記配光パターン取得部は、前記所定の方向における前記第１及び第２の光学系ユニットの配光パターンの照度を取得し、前記制御部は、前記照度の変化量が最大となる点を基準として、前記合成配光パターンが所定の配光パターンとなる前記第１の光学系ユニットの傾動量を決定することが好ましい。

これによれば、第１及び第２の光学系ユニットの照度の変化量が最大となる、カットオフライン上の点を基準として、第１の光学系ユニットの傾動量が調節されるので、より精度よく配光パターンが調節される。

第１の実施形態に係る灯体組立装置の全体概略図。 灯体の配光パターンの説明図で、(a)は所定の配光パターンを示し、(b)はズレがある場合の配光パターンを示す。 灯体の傾動と配光パターンと配光パターン取得部の位置との関係を示す図で、(a)は配光パターン上の配光パターン取得部の位置を示し、(b)及び(c)は、灯体の傾きと配光パターン取得部の位置との関係を示す図。 配光パターンのズレと灯体の傾きとの関係を示す図。 第１の光学系ユニットの制御フロー図で、(a)は「配光パターン取得処理」を示し、(b)は「第１の光学系ユニットの傾動固定処理」を示す。 第１の光学系ユニットと第２の光学系ユニットとの配置関係を示す図で、(a)は正面図、(b)は斜視図。 第１の光学系ユニットの傾動状態を示す側面図。 駆動部の変形態様を示す図。 灯体と配光パターン取得部の位置についての変形態様を示す図。 配光パターン取得部についての変形態様を示す図。 異なる配光パターンについての変形態様を示す図。

（第１実施形態）
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る灯体組立装置１について説明する。

この灯体組立装置１で組み立てられる灯体２は、第１の光学系ユニット２aと第２の光学系ユニット２ｂとで構成される。そして、第１の光学系ユニット２ａが第２の光学系ユニット２ｂに対して傾動可能に結合された状態で、灯体２が所定の設置部（不図示）に設置される。第１及び第２の光学系ユニット２ａ，２ｂは、それぞれ光源とレンズ等の光学部材とを有する。灯体２としては、例えば、特許文献２に開示された車両用前照灯が対象となる。

灯体組立装置１は、第１の光学系ユニット２ａと接続され、該第１の光学系ユニット２ａを傾動させる駆動部３と、第１の光学系ユニット２ａを第２の光学系ユニット２ｂに対して固定させる固定部４と、灯体２の配光パターンを取得する配光パターン取得部５と、配光パターン取得部５からの信号に基づいて駆動部３及び固定部４を制御する制御部６とを備える。

駆動部３は、例えば、パルスモータ３ａ，３ｂ，３ｃを駆動源として、各モータの動力を出力するアクチュエータで構成される。光学系パルスモータ３ａは、第１の光学系ユニット２ａを上下方向に回動させる。俯角軸パルスモータ３ｂ及び回転軸パルスモータ３ｃは、灯体２全体をそれぞれ上下方向及び左右方向に回動させる。

ここで、第１の光学系ユニット２ａを第２の光学系ユニット２ｂに対して傾動させる機構について説明する。図６（ａ）に示すように、第１の光学系ユニット２ａは、上下の連結ナット１２，１３を介して、第２の光学系ユニット２ｂに対して傾動可能に結合されている。詳細には、図６（ｂ）に示すように、第１の光学系ユニット２ａの上部に連結ナット１２が結合され、この連結ナット１２は、その内部を貫通する貫通孔１２ａ及びこれと連通する上部中央の長孔１２ｂを備えている。貫通孔１２ａには、第２の光学系ユニット２ｂから延びた結合部２２が貫通し、長孔１２ｂを介して上記ネジ１１が当該結合部２２に仮止めされている。この状態で、連結ナット１２を長孔１２ｂの長手方向に動かすことにより、第１の光学系ユニット２ａを傾動させることができる。

図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、制御部６は、ガイド１７の下面に沿って移動可能に支持されたステージ１６と、このステージ１６と連結部材１５を介して連結されたチャック１４とを介して第１の光学系ユニット２ａを傾動させる。詳細には、制御部６が、ステージ１６を図７において左右方向で示される前後方向に移動するように駆動部３の駆動を制御することにより、チャック１４に前後を挟まれた連結ナット１２が前後方向に動く。これにより、第１の光学系ユニット２ａは、その下部に結合した連結ナット１３を介して第２の光学系ユニット２ｂの下端部に支持された状態で、第１の光学系ユニット２ａの上部が連結ナット１２と連動して動く。かくして、第１の光学系ユニット２ａを第２の光学系ユニット２ｂに対して傾動させることができる。

固定部４は、例えば、サーボモータにより構成され、制御部６からの固定信号に基づき、固定手段としてのネジ１１を介して第１の光学系ユニット２ａを第２の光学系ユニット２ｂに対して固定する。そのため、固定部４は、図７（ａ）及び（ｂ）に示された上方位置から下降し、下端がネジ１１の頭部に係合してこれを回転させることで、ネジ１１の頭部で連結ナット１２を締付け固定するように配置されている。

再び図１を参照して、配光パターン取得部５は、例えば照度センサにより構成され、灯体２から出た光の一部を所定距離（例えば１０ｍ）離れた位置で受光し、その照度に応じた信号を制御部６に出力する。

制御部６は、コンピュータにより構成される。コンピュータは、例えば、ＣＰＵ等の演算処理装置と、ＲＯＭ又はＲＡＭ等のメモリ等の記憶媒体と、Ａ／Ｄ変換器等の入出力デバイスとから構成される。当該コンピュータは、あらかじめ記憶媒体に記録されたプログラム及びデータを演算処理装置が読みだし、当該プログラムに従って処理をするように構成されている。

制御部６は、上記配光パターン取得部５からの入力信号に応じて、駆動部３及び固定部４の駆動を制御する信号を出力する。制御部６は、これらの信号に基づいて、後述の「配光パターン取得処理」及び「第１の光学系ユニット傾動固定処理」を行う。

次に、図２（ａ）（ｂ）を参照して、灯体２の配光パターンについて説明する。図２（ａ）において、Ｌ１は第１の光学系ユニット２ａからの配光パターン、Ｌ２は第２の光学系ユニット２ｂからの配光パターン、Ｌは第１及び第２の光学系ユニット２ａ、２ｂの配光パターンを合成して形成された合成配光パターンを示す。

図２（ａ）に示す合成配光パターンＬは、配光パターンＬ１及びＬ２のズレがない状態であり、本実施形態の灯体組立装置１は、このような合成配光パターンＬを形成するような状態で、第１の光学系ユニット２ａを固定することを目標とする。

しかし、組み立て段階においては、図２（ｂ）に示すように、配光パターンＬ１と配光パターンＬ２との間にズレΔＬがある場合、合成配光パターンＬ’は所定の合成配光パターンＬと異なるものとなる。

このようなズレΔＬを解消するための制御部６の一連処理を、以下説明する。

制御部６は、まず、第１の光学系ユニット２ａに対し、「配光パターン取得処理（図５（a）参照）」を行う。

「配光パターン取得処理」が開始されると、制御部６は、俯角軸パルスモータ３ｂ及び回転軸パルスモータ３ｃを介して灯体２をそれぞれ上下方向及び左右方向に回動させて、配光パターン取得部５が、図２（ｂ）に示すように、配光パターンＬ１の上方の点ＳＰ１に位置するように調節する（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０１０）。

詳細には、制御部６が、灯体２を俯角軸パルスモータ３ｂ及び回転軸パルスモータ３ｃを介してそれぞれ上下及び左右方向に回動させることにより、配光パターン取得部５が設置されている平面上の灯体２由来の配光パターンの位置が変化する。例えば、図３（ｂ）に示すように、灯体２を下側に傾けた場合、図３（ａ）に示すように、配光パターン取得部５が位置Ｐ１に位置し、その下方に配光パターンＬ１が形成される。

この状態で、制御部６が、俯角軸パルスモータ３ｂを介して灯体２を上方向に回動させることにより、図３（ｃ）に示すように、光が上方に向けられる。この場合、図３（ａ）に示すように、配光パターン取得部５の位置Ｐ２は、配光パターンＬ１の内に位置することとなる。

同様にして、制御部６が俯角軸パルスモータ３ｂを介して灯体２を上下方向に回動させることにより、配光パターン取得部５の位置は、図３の一点鎖線上を移動することになる。また、制御部６が回転軸パルスモータ３ｃを介して左右方向に回動させることにより、配光パターン取得部５の位置は、配光パターンの右左方向へ移動する。

制御部６は、灯体２をあらかじめ定めた量だけ上下及び左右方向に回動させることにより、図２（ｂ）に示すように、配光パターン取得部５を配光パターンＬ１の上方の点ＳＰ１に位置させるように調節することができる。

ＳＴＥＰ０１０の後、制御部６は、配光パターン取得部５を介して、受光した光の照度Ｓｎ（ｎ：初期値１）を取得し、不図示の記憶装置に記憶する（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０２０）。そして、制御部６は、俯角軸パルスモータ３ｂを介して、灯体２を上方向へ所定の角度回動させる（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０３０）。

その後、制御部６は、終了条件を判定する（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０４０）。終了条件としては、例えば、灯体２の回動限界であるか否か、回動量が所定の回動量以上であるか否か、照度の変化量が所定量を超えたか否か等の種々の条件を採用することができる。

終了条件が満たされていない場合（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０４０でＮＯ）、制御部６は、ｎにｎ＋１を代入（ｎをインクリメント）して（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０４２）、ＳＴＥＰ０２０の処理を再び実行する。

終了条件が満たされている場合（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０４０でＹＥＳ）、制御部６は、記憶装置（不図示）に記憶された照度Ｓｎの変化量が最大となるｎを求め（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０５０）、基準位置Ｇ１として該記憶装置に記憶する。この基準位置Ｇ１は、図２（ｂ）に示すようにカットオフライン上の点を示す。

以上で、制御部６は「配光パターン取得処理」を終了する。

制御部６は、第２の光学系ユニット２ｂに対しても同様に「配光パターン取得処理（図５（a）参照）」を行う。制御部６は、灯体２を、点ＳＰ１の横方向にあらかじめ定めた量だけ回動させることにより、配光パターン取得部５を配光パターンＬ２の上方向に位置する点ＳＰ２に位置させるように調節する（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０１０、図２(b)参照）。以降、制御部６は、第１の光学系ユニット２ａと同様にして（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０２０〜０４２）、照度Ｓｎの変化量が最大となるｎを求め（図５（ａ）／ＳＴＥＰ０５０）、基準位置Ｇ２として記憶装置（不図示）に記憶する。この基準位置Ｇ２は、図２（ｂ）に示すようにカットオフライン上の点に相当する。

基準位置Ｇ１、Ｇ２を求めた後、制御部６は、「第１の光学系ユニット傾動固定処理（図５（ｂ）参照）」を行う。

まず、制御部６は、基準位置Ｇ１を示すｎをＡとし、基準位置Ｇ２を示すｎをＢとして、（Ｂ−Ａ）を差分Ｃとして算出する（図５（ｂ）／ＳＴＥＰ１１０、図４参照）。その後、所定の配光パターンにおける基準位置ＧＲ１を示すｎと基準位置Ｇ２を示すｎとの差分Ｄから差分Ｃを引いた値を傾動量Ｅとして記憶する（図５（ｂ）／ＳＴＥＰ１２０、図４参照）。

制御部６は、傾動量Ｅの値だけ、光学系パルスモータ３ａを介して第１の光学系ユニット２ａを上方向へ回動させる（図５（ｂ）／ＳＴＥＰ１３０）。この回動処理により、第１及び第２の光学系ユニット２ａ、２ｂの配光パターンを合成して形成された合成配光パターンは、図４に示すように合成配光パターンＬとなる。

そして、制御部６は、固定部４を介して、ネジ１１により、第１の光学系ユニット２ａを第２の光学系ユニット２ｂに対して固定する（図５（ｂ）／ＳＴＥＰ１４０）。

本実施形態によれば、前記したように、組立中の灯体２の合成配光パターンに、図２（ｂ）に示すようなズレΔＬがあったとしても、灯体組立装置１が人の手を煩わせることなくズレΔＬを修正するから、配光パターン調節の手間を削減することができる。さらに、灯体組立装置１は、当該修正にあたって、灯体２由来の光の照度という定量的な値に基づいて第１の光学系ユニット２ａを傾動させているから、手動で行うよりも精度高く配光パターンの調節を行うことができる。

本実施形態では、制御部６は、光学系パルスモータ３ａを介して第１の光学系ユニット２ａを傾動させたが、これに代えて、図８に示すように、前記特許文献２に開示された車両用前照灯であって、第１の光学系ユニットの傾動装置２１を内蔵させた灯体２’の組み立てに際し、制御部６は、光学系パルスモータ３ａに代えて、当該傾動装置２１を駆動させる駆動部３’を介して第１の光学系ユニット２ａ’を第２の光学系ユニット２ｂ’に対して傾動させるように構成されてもよい。

また、本実施形態では、灯体２（の設置部）から所定距離（例えば１０ｍ）離れたところに配光パターン取得部５が配置されたが、これに代えて、図９に示すように、光反射体３０を経路上に置くことによって、灯体２由来の光が所定距離を経たところに配光パターン取得部５が配置されてもよい。このような配置により、実際に所定距離を離れた地点でなくとも配光パターンを取得できるため、灯体組立装置１の省スペース化が図られる。

また、本実施形態では、基準位置Ｇ１及びＧ２を算出し、それらに基づいて「第１の光学系ユニット傾動固定処理」を行ったが、これに限られず、第１及び第２光学系ユニットの配光パターン並びにそれらの合成配光パターンに基づいて第１の光学系ユニットを傾動させ、固定してもよい。例えば、色度センサを用いてそれぞれの光学系ユニットの配光パターンにおける色度を取得し、特定の色度を有する個所をそれぞれの基準位置として、「第１の光学系ユニット傾動固定処理」を行ってもよい。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、灯体２（の設置部）から所定距離（例えば１０ｍ）離れたところに配光パターン取得部５を配置したが、これに代えて、図１０に示すように、灯体２（設置場所）から所定距離離れたスクリーン２０上に移された配光パターンＬを、カメラ等の撮像装置により構成される配光パターン取得部５’により撮像してもよい。

この場合、灯体２を回動させるための俯角軸パルスモータ３ｂ及び回転軸パルスモータ３ｃは不要となる。また、この場合、「配光パターン取得処理」の代替として、制御部６は、配光パターン取得部５’により撮像した画像から公知の画像処理等によって基準位置Ｇ１及びＧ２を算出し、それらに基づいて「第１の光学系ユニット傾動固定処理」を行ってもよい。また、制御部６は、これらに代えて、撮像した画像から公知の画像処理等によって合成配光パターンを取得し、所定の配光パターンとのズレを画像処理等によって算出してそのズレを修正するように第１の光学系ユニットを傾動させてもよい。

また、制御部６は、これらに代えて、第２の光学系ユニットの撮像した画像から公知の画像処理等によって取得した配光パターンを基に灯体の姿勢を整えた後、（１）第１の光学系ユニット２ａを傾動させる、（２）新たに合成配光パターンＬを撮像する、（３）撮像した画像から公知の画像処理等によって取得した合成配光パターンＬが所定の合成配光パターンとなっているか否かを判定する、という（１）〜（３）の処理を繰り返し実行することにより、所望の配光パターンとなる第１の光学系ユニット２ａの角度位置を求めてもよい。

（他の実施態様）
組立対象の灯体は、上記の灯体２に限られない。

例えば、図１１（ａ）に示すような配光パターンＬ１’、Ｌ２’を有する灯体であってもよい。この場合も、「配光パターン取得処理」等によって基準位置Ｇ１’及びＧ２’を求めることにより、「第１の光学系ユニット傾動固定処理」と同様にして第１の光学系ユニットの固定位置を求めることができる。

また、図１１（ｂ）に示すように、配光パターンＬ１’’とＬ２’’が重なり合う灯体であってもよい。この場合、例えば、点Ｐ１’〜Ｐ４’の照度に基づき、第１の光学系ユニットの固定位置を求めることができる。例えば、点Ｐ１’のみ所定の照度よりも低い照度で、他の点Ｐ２’〜Ｐ４’が所定の照度よりも高い照度である場合、少しずつ第１の光学系ユニットを上方にずらすことにより、所望の配光パターンを得られる。また、点Ｐ１’のみ所定の照度よりも高照度である場合、第１の光学系ユニットを大幅に下方に回動させることにより、所望の配光パターンを得られる。

１…灯体組立装置、２…灯体、３…駆動部、４…固定部、５…配光パターン取得部、６…制御部。

Claims (3)

1. 光源を有する第１及び第２の光学系ユニットを備える灯体を組み立てる装置であって、
   前記第１の光学系ユニットを前記第２の光学系ユニットに対して傾動可能に結合した状態で前記第１の光学系ユニットを傾動させる駆動部と、
   前記第１の光学系ユニットを前記第２の光学系ユニットに対して固定する固定部と、
   前記第１及び第２の光学系ユニットの配光パターンを取得する配光パターン取得部と、
   前記配光パターン取得部により取得された配光パターンに基づいて、前記第１の光学系ユニットの配光パターンと前記第２の光学系ユニットの配光パターンとを合成して形成される合成配光パターンが所定の配光パターンとなるように、前記駆動部を介して前記第１の光学系ユニットを傾動させ、前記合成配光パターンが前記所定の配光パターンとなったところで、前記固定部を介して、前記第１の光学系ユニットを前記第２の光学系ユニットに対して固定させる制御部とを備えることを特徴とする灯体組立装置。
2. 請求項１の灯体組立装置において、
   前記駆動部は、前記第１の光学系ユニットを所定の方向に傾動させ、
   前記配光パターン取得部は、前記所定の方向における前記第１及び第２の光学系ユニットの配光パターンを取得することを特徴とする灯体組立装置。
3. 請求項２の灯体組立装置において、
   前記配光パターン取得部は、前記所定の方向における前記第１及び第２の光学系ユニットの配光パターンの照度を取得し、
   前記制御部は、前記照度の変化量が最大となる点を基準として、前記合成配光パターンが所定の配光パターンとなる前記第１の光学系ユニットの傾動量を決定することを特徴とする灯体組立装置。
   

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