JP2016181351A - 車両用前照灯 - Google Patents

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Yoshiaki Nakazato
嘉昭 中里
内田　光裕
Mitsuhiro Uchida
光裕 内田
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Abstract

【課題】ハイビーム用付加配光パターンを追加形成する場合、運転者に点灯感を感じさせる車両用前照灯を提供する。
【解決手段】ハイビーム用配光パターンＰＨｉ１に重畳されるハイビーム用付加配光パターンＰＨｉ２を形成するように構成された車両用前照灯において、ハイビーム用付加配光パターンとともに、点灯感付与用配光パターンＰＨｉ３を車両前方の路面上に形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用前照灯に係り、特に、ハイビーム用配光パターンに重畳されるハイビーム用付加配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯に関する。
従来、車両用前照灯の分野においては、ハイビーム用配光パターンに重畳されるハイビーム用付加配光パターンを形成するように構成され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）。
この特許文献１には、ホットゾーンと前記ホットゾーンより拡散した拡散領域とを含むハイビーム用の合成配光パターン（図１２参照）を形成する車両用前照灯、すなわち、レーザー光源と、レーザー光源からの光を前方に照射して前記ホットゾーンを照射する第１配光パターンＰ２LD（ハイビーム用付加配光パターン）を形成する第１光学系と、を含む少なくとも一つの第１灯具ユニットと、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を前方に照射して前記拡散領域を照射する第２配光パターンＰ２LED（ハイビーム用配光パターン）を形成する第２光学系と、を含む少なくとも一つの第２灯具ユニットと、を備えたハイビーム用の合成配光パターンを形成する車両用前照灯が記載されている。
特開２０１２−２４３７２７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、例えば、市街地走行時に第２灯具ユニットのみを点灯し、高速道路走行時に第１灯具ユニットを追加点灯する場合、第１配光パターンＰ２LD（ハイビーム用付加配光パターン）が第２配光パターンＰ２LED（ハイビーム用配光パターン）に重畳される形態で形成されるため、高速道路走行時の遠方視認性を向上させることができるものの、遠方が明るくなるため、運転者に点灯感を感じさせることができないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ハイビーム用配光パターンに重畳されるハイビーム用付加配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、ハイビーム用付加配光パターンを追加形成する場合、運転者に点灯感を感じさせることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ハイビーム用配光パターンに重畳されるハイビーム用付加配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、前記ハイビーム用付加配光パターンとともに、点灯感付与用配光パターンを車両前方の路面上に形成することを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、ハイビーム用配光パターンに重畳されるハイビーム用付加配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、ハイビーム用付加配光パターンを追加形成する場合、運転者に点灯感を感じさせることができる。
これは、ハイビーム用付加配光パターンとともに、点灯感付与用配光パターンを車両前方の路面上に形成することによるものである。
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、前記点灯感付与用配光パターンは、前記ハイビーム用付加配光パターンより幅が狭いパターンであることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を奏することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記点灯感付与用配光パターンは、筋状のパターンであることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を奏することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記ハイビーム用付加配光パターンとともに、前記点灯感付与用配光パターンを形成するように構成された灯具ユニットをさらに備えたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を奏することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記灯具ユニットを左右方向に旋回させて前記ハイビーム用付加配光パターン及び前記点灯感付与用配光パターンの形成位置を左右方向に移動させるスイブル機構をさらに備えたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、スイブル機構によって灯具ユニットを左右方向に旋回させて点灯感付与用配光パターンの形成位置を左右方向に移動（旋回又は回転）させることで、運転者の視線誘導を実現することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の発明において、前記灯具ユニットは、投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点より後方に配置され、下向きに光を出射する光源と、前記光源の下方に配置された後側反射面及び前側反射面と、前記投影レンズの後側焦点近傍から前記光源に向かって延びる後側シェード及び前記後側シェードの前端縁から前記投影レンズに向かって前方斜め上方に向かって延びる前側シェードと、を備え、前記後側反射面は、当該後側反射面で反射される前記光源からの光が前記投影レンズの後側焦点近傍に集光した後、前記投影レンズを透過して前方に照射されて前記ハイビーム用付加配光パターンを形成するように構成されており、前記前側反射面は、当該前側反射面で反射される前記光源からの光が前記前側シェードのうち、前記投影レンズの後側焦点近傍の領域に集光した後、前記投影レンズを透過して前方に照射されて前記点灯感付与用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、第１に、灯具ユニットを追加点灯するとハイビーム用配光パターンに重畳されるハイビーム用付加配光パターンが形成されるため、照射距離が延びて遠方視認性が向上する。第２に、灯具ユニットを追加点灯すると点灯感付与用配光パターンが車両前方の路面上に形成されるため、車両前方の路面上の照度が飛躍的に増加するため、運転者に点灯感を付与できる（運転者に点灯感を感じさせることができる）。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記後側反射面は、第１焦点が前記光源近傍に設定され、第２焦点が前記投影レンズの後側焦点近傍に設定された楕円反射面として構成され、前記前側反射面は、第１焦点が前記光源近傍に設定され、第２焦点が前記投影レンズの後側焦点より上方かつ前方に設定された楕円反射面として構成されていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明によれば、請求項６と同様の効果を奏することができる。
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発明において、前記投影レンズは、前記ハイビーム用付加配光パターンの下端縁近傍に向かう光を上下方向に拡散させる上下方向拡散部を含むことを特徴とする。
請求項８に記載の発明によれば、ハイビーム用付加配光パターンの下端縁が適度にぼけた状態で形成されることとなる。その結果、ハイビーム用付加配光パターンの下端縁近傍における色収差の影響が抑制される。また、ハイビーム用付加配光パターンと点灯感付与用配光パターンとの間の照度がグラデーション状に変化することとなる。その結果、配光フィーリングが向上する。
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明において、前記ハイビーム用付加配光パターン及び前記点灯感付与用配光パターンは、前記車両用前照灯が搭載された車両の車速が予め定められた速度以上となった場合に形成されることを特徴とする。
請求項９に記載の発明によれば、車両の車速が予め定められた速度以上となった場合に、ハイビーム用付加配光パターン及び点灯感付与用配光パターンを形成することができる。
本発明によれば、ハイビーム用配光パターンに重畳されるハイビーム用付加配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、ハイビーム用付加配光パターンを追加形成する場合、運転者に点灯感を感じさせることが可能となる。
車両前部左側に配置された本実施形態の車両用前照灯１０Ｌの概略図である。 車両用前照灯１０Ｌから前方に照射される光により車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に形成されるハイビーム用合成配光パターンＰHiの例である。 （ａ）追加灯具ユニット３０の縦断面図、（ｂ）光源３４からの光が辿る光路図である。 図３（ｂ）中の矢印Ａ方向から見た矢視図である。 （ａ）ハイビーム用付加配光パターンＰHi2の例、（ｂ）点灯感付与用配光パターンＰHi3の例、（ｃ）ハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3が重畳された合成配光パターンＰHi2+Hi3の例である。 （ａ）灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi 1によって路面を照射している様子を表す図（写真）、（ｂ）図６（ａ）の路面配光（照度分布）を表す図、（ｃ）灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi1に対してさらに追加灯具ユニット３０（前側反射面３８及び前側シェード４２省略）によって形成されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2´を追加して路面を照射している様子を表す図（写真）、（ｄ）図６（ｃ）の路面配光（照度分布）を表す図、（ｅ）灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi1に対してさらに追加灯具ユニット３０によって形成されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3を追加して路面を照射している様子を表す図（写真）、（ｆ）図６（ｅ）の路面配光（照度分布）を表す図である。 （ａ）左右方向に旋回されていない状態の灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi1に対してさらに同じく左右方向に旋回されていない状態の追加灯具ユニット３０によって形成されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3を追加して路面を照射している様子を表す図（写真）、（ｂ）図７（ａ）の路面配光（照度分布）を表す図、（ｃ）右方向に所定角度旋回された状態の灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi1に対してさらに同じく右方向に所定角度旋回された状態の追加灯具ユニット３０によって形成されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3を追加して路面を照射している様子を表す図（写真）、（ｄ）図７（ｃ）の路面配光（照度分布）を表す図である。 車両用前照灯１０の制御するためのシステム構成例である。 車両用前照灯１０の動作例を示すフローチャートである。 車両用前照灯１０の変形例を説明するための図である。 車両用前照灯１０の変形例を説明するための図である。 特許文献１に記載の車両用前照灯１０によって形成されるハイビーム用合成配光パターンの例である。
以下、本発明の一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。
図１は、車両前部左側に配置された本実施形態の車両用前照灯１０Ｌの概略図である。図２は、車両用前照灯１０Ｌから前方に照射される光により車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に形成されるハイビーム用合成配光パターンＰHiの例である。
図１に示すように、本実施形態の車両用前照灯１０は、車両前部左側に配置される車両用前照灯１０Ｌ、及び、車両前部右側に配置される車両用前照灯（図示せず）を備えている。車両前部右側に配置される車両用前照灯は車両前部左側に配置される車両用前照灯１０Ｌの左右が反転したものに相当し、両者は実質的に同一の構成である。そこで、以下、車両前部右側に配置される車両用前照灯の説明を省略し、車両前部左側に配置される車両用前照灯１０Ｌを中心に説明する。
車両用前照灯１０Ｌは、灯具ユニット２０、追加灯具ユニット３０、信号用灯具６８等を備えている。
灯具ユニット２０は、ロービーム用配光パターン又はハイビーム用配光パターンＰHi1（図２参照）を形成するように構成されたロービーム及びハイビーム兼用の灯具ユニットで、公知のものを用いることができる。
追加灯具ユニット３０は、ハイビーム用配光パターンＰHi1に重畳されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2（図２参照）とともに、点灯感付与用配光パターンＰHi3（図２参照）を車両前方の路面上に形成する灯具ユニットで、次のように構成されている。
図３（ａ）は追加灯具ユニット３０の縦断面図、図３（ｂ）は光源３４からの光が辿る光路図である。図４は、図３（ｂ）中の矢印Ａ方向から見た矢視図である。
図３、図４に示すように、追加灯具ユニット３０は、投影レンズ３２と、投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32より後方に配置され、下向きに光を出射する光源３４と、光源３４の下方に配置された後側反射面３６及び前側反射面３８と、投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32近傍から光源３４に向かって延びる後側シェード４０及び後側シェード４０の前端縁から投影レンズ３２に向かって前方斜め上方に向かって延びる前側シェード４２と、を備えている。
投影レンズ３２は、前方側表面が凸レンズ面、後方側表面が平面の凸レンズで、レンズホルダ４４によって保持された状態で、車両前後方向に延びる基準軸ＡＸ（光軸とも称される）上に配置されている。投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32は、後側シェード４０と前側シェード４２との境界線と基準軸ＡＸとの交点近傍に位置している。投影レンズ３２は、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2の下端縁近傍に向かう光を上下方向に拡散させる上下方向拡散部３２ａ、３２ｂを含む。上下方向拡散部３２ａ、３２ｂは、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2の下端縁近傍に向かう光が出射する領域で、投影レンズ３２の前方側表面のうち、上端部側の領域及び下端部側の領域に形成されている。この領域は、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2の下端縁（カットオフライン）近傍における色収差の発生の仕方を考慮して適宜定められる。上下方向拡散部３２ａ、３２ｂは、投影レンズ３２の前方側表面（非球面）のうち、上端部側の領域及び下端部側の領域に対してＲや平面加工を施すことで構成される。投影レンズ３２のサイズは、例えば、直径30mm、バックフォーカス値28mmである。
光源３４は、下向きに光を出射する姿勢で保持部材（第１保持部材４６及びこれに固定された第２保持部材４８）によって保持された状態で、投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32より後方かつ基準軸ＡＸ近傍に配置されている。光源３４としては、例えば、半導体レーザー素子とこの半導体レーザー素子からのレーザー光を受けて発光する波長変換部材とを組み合わせて構成される周知の白色光源（波長変換部材）を用いることができる（例えば、特開２０１３−１５２８１２号公報参照）。光源（波長変換部材）のサイズは、例えば、車両前後方向0.4mm×車幅方向0.8mmの矩形サイズである。もちろん、これに限らず、光源３４としては、白熱電球、ハロゲン電球、ＨＩＤ電球、又は、半導体レーザー素子以外の半導体発光素子（例えば、ＬＥＤ素子）とこの半導体発光素子からの光を受けて発光する波長変換部材とを組み合わせて構成される白色光源等の各種の光源を用いることもできる。光源３４からの熱は、第２保持部材４８を介して放熱部材５０まで伝熱されて、放熱部材５０において周囲環境に放熱される。その際、ファン６６が作動することで効率よく放熱される。
後側反射面３６は、当該後側反射面３６で反射される光源３４からの光が投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32近傍に集光した後、投影レンズ３２を透過して前方に照射されてハイビーム用付加配光パターンＰHi2を形成するように構成されている。
例えば、後側反射面３６は、第１焦点Ｆ１36が光源３４近傍に設定され、第２焦点Ｆ２36が投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32近傍に設定された楕円反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）で、光源３４の側方から下方にかけての範囲（但し、後側反射面３６からの反射光が通過する車両前方側領域を除く）をドーム状に覆っている。後側反射面３６は、その周縁上端部において第２保持部材４８に固定されている。後側反射面３６のサイズは、投影レンズ３２の焦点距離とサイズ（NA）を考慮したサイズ、例えば、光源３４の光軸ＡＸ34に対して０〜１０８°の範囲とされている。
前側反射面３８は、当該前側反射面３８で反射される光源３４からの光が前側シェード４２のうち、投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32近傍の領域ＡＡ（例えば、図４参照）に集光した後、投影レンズ３２を透過して前方に照射されて点灯感付与用配光パターンＰHi3を形成するように構成されている。
例えば、前側反射面３８は、第１焦点Ｆ１38が光源３４近傍に設定され、第２焦点Ｆ２38が投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32より上方かつ前方に設定された楕円反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）で、後側反射面３６からの反射光を遮らないように、後側反射面３６の前端縁から投影レンズ３２に向かって延びている。前側反射面３８のサイズは、投影レンズ３２の焦点距離とサイズ（NA）を考慮したサイズ、例えば、光源３４の光軸ＡＸ34に対して１０８〜１５４°の範囲とされている。
後側シェード４０は、投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32近傍から光源３４に向かって略水平に延びるミラー面で、第１保持部材４６に形成されている。
後側シェード４０と前側シェード４２とは接続されている。前側シェード４２は、後側シェード４０の前端縁から投影レンズ３２に向かって前方斜め上方に延びるミラー面で、第１保持部材４６に形成されている。
次に、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3について説明する。
図５（ａ）はハイビーム用付加配光パターンＰHi2の例、図５（ｂ）は点灯感付与用配光パターンＰHi3の例、図５（ｃ）はハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3が重畳された合成配光パターンＰHi2+Hi3の例である。
後側反射面３６で反射された光源３４からの光のうち、後側シェード４０で一部遮光された光及び当該後側シェード４０で反射された光は、投影レンズ３２を透過して前方に照射されて、下端縁に後側シェード４０の前端縁によって規定されるカットオフラインを含むハイビーム用付加配光パターンＰHi2を形成する。その際、後側シェード４０で反射された光は、後側シェード４０の前端縁を境に折り返されてカットオフラインより上に重畳される。これにより、手前に照射される光がカットされるとともに、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2のＭＡＸ光度を高めることができる。
ハイビーム用付加配光パターンＰHi2は、図２、図５（ａ）に示すように、灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi1より小サイズのパターンで、ハイビーム用配光パターンＰHi1の略中央（水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点近傍）に重畳される。これにより、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点近傍が明るくなるため、遠方視認性が向上する。
一方、前側反射面３８で反射された光源３４からの光のうち、前側シェード４２で一部遮光された光及び当該前側シェード４２で反射された光は、投影レンズ３２を透過して前方に照射されて点灯感付与用配光パターンＰHi3を形成する。前側反射面３８で反射された光源３４からの光は、後側シェード４０と前側シェード４２との境界近傍に集光して前側シェード４２上の略矩形領域ＡＡ（図４参照）に入射する。
点灯感付与用配光パターンＰHi3は、図２、図５（ｂ）に示すように、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2より幅が狭いパターンで、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2の下方、すなわち、車両前方の路面上に車両前後方向に延びる筋状のパターンとして形成される（図６（ｆ）参照）。
点灯感付与用配光パターンＰHi3は、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2と比べ、水平線Ｈに沿った幅（横幅）が狭くなる。その理由は次のとおりである。
すなわち、前側反射面３８が後側反射面３６より光源３４から遠くに配置されているため、前側反射面３８で反射される光による光源３４の光源像が後側反射面３６で反射される光による光源３４の光源像より相対的に小さいものとなり、この相対的に小さい光源像によって点灯感付与用配光パターンＰHi3が形成される。逆に、後側反射面３６が前側反射面３８より光源３４から近くに配置されているため、後側反射面３６で反射される光による光源３４の光源像が前側反射面３８で反射される光による光源３４の光源像より相対的に大きいものとなり、この相対的に大きい光源像によってハイビーム用付加配光パターンＰHi2が形成される。以上の結果、点灯感付与用配光パターンＰHi3は、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2と比べ、幅が狭くなる。
このように、点灯感付与用配光パターンＰHi3の水平線Ｈに沿った幅を狭くすることで、点灯感付与用配光パターンＰHi3の水平線Ｈに沿った幅を狭くしない場合（例えば、点灯感付与用配光パターンＰHi3の水平線Ｈに沿った幅を、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2と略同一幅とする場合）と比べ、光量（光束）が同じであることを前提として、点灯感付与用配光パターンＰHi3の照度を高くすることができる（明るくすることができる）ため、点灯感をより強力に演出することが可能となる。
点灯感付与用配光パターンＰHi3は、鉛直線Ｖに沿った幅（縦幅）が広くなる。これは、前側反射面３８の第２焦点Ｆ２38が投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32より上方に設定されていることによるものである。
点灯感付与用配光パターンＰHi3（筋状のパターン）の横幅及び縦幅は、前側反射面３８の第２焦点Ｆ２38の位置を調整することで調整することができる。また、点灯感付与用配光パターンＰHi3の縦幅は、前側シェード４２の長さを調整することで調整することができる。
上記構成の点灯感付与用配光パターンＰHi3がハイビーム用付加配光パターンＰHi2とともに、車両前方の路面上に形成されることで、運転者に対して点灯感を付与することができる。すなわち、運転者に対して追加灯具ユニット３０が点灯した（ハイビーム用付加配光パターンＰHi2が形成された）と感じさせることができる。点灯感付与用配光パターンＰHi3が形成される車両前方の路面上の範囲は、運転席に着座した運転者から視認しやすい範囲であれば特に限定されず、例えば、車両前方近傍の路面上の範囲（例えば、車両前端から前方８０ｍ程度の範囲）内である。点灯感付与用配光パターンＰHi3は、この範囲内に収まっていてもよいし、その前端部がこの範囲からはみ出していてもよい。すなわち、点灯感付与用配光パターンＰHi3は、少なくともその一部又は全部が、運転席に着座した運転者から視認しやすい範囲に形成されるものであればよい。
次に、この効果についてさらに詳細に説明する。
図６（ａ）は灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi1によって路面を照射している様子を表す図（写真）、図６（ｂ）は図６（ａ）の路面配光（照度分布）を表す図である。なお、灯具ユニット２０の光源はＬＥＤである。
図６（ｃ）は灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi1に対してさらに追加灯具ユニット３０（前側反射面３８及び前側シェード４２省略）によって形成されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2´を追加して路面を照射している様子を表す図（写真）、図６（ｄ）は図６（ｃ）の路面配光（照度分布）を表す図である。
図６（ｃ）及び図６（ｄ）を参照すると、次のことが分かる。
第１に、追加灯具ユニット３０（前側反射面３８及び前側シェード４２省略）を追加点灯するとハイビーム用配光パターンＰHi1に重畳されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2´が形成されるため、図６（ｂ）と比べ、照射距離が延びて遠方視認性が向上すること。第２に、追加灯具ユニット３０（前側反射面３８及び前側シェード４２省略）を追加点灯しても、車両前方近傍の光度がほとんど変化しないため、運転者に点灯感を付与できないこと。
図６（ｅ）は灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi1に対してさらに追加灯具ユニット３０によって形成されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3を追加して路面を照射している様子を表す図（写真）、図６（ｆ）は図６（ｅ）の路面配光（照度分布）を表す図である。
図６（ｅ）及び図６（ｆ）を参照すると、次のことが分かる。
第１に、追加灯具ユニット３０を追加点灯するとハイビーム用配光パターンＰHi1に重畳されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2が形成されるため、図６（ｂ）と比べ、照射距離が延びて遠方視認性が向上すること。第２に、追加灯具ユニット３０を追加点灯すると点灯感付与用配光パターンＰHi3が車両前方近傍の路面上に形成されるため、図６（ｄ）と比べ、車両前方近傍の路面上の照度が飛躍的に増加するため、運転者に点灯感を付与できること。
なお、図６（ｆ）には２つの点灯感付与用配光パターンＰHi3が形成されているが、これは、車両前部左側に配置された車両用前照灯１０Ｌ及び車両前部右側に配置された車両用前照灯によって形成されたものである。
以上のように、点灯感付与用配光パターンＰHi3がハイビーム用付加配光パターンＰHi2とともに、車両前方の路面上に形成されることで、運転者に対して点灯感を付与することができる。
灯具ユニット２０及び追加灯具ユニット３０は、スイブル機構（図示せず）によって左右方向に旋回される。
スイブル機構は、灯具ユニット２０及び追加灯具ユニット３０を左右方向に旋回させるための機構で、各灯具ユニット２０、３０に連結されて各灯具ユニット２０、３０を鉛直軸を回転中心として左右方向に旋回させるアクチュエータ６２（例えば、特開２００８−０３４２７９号公報）等の公知のものを用いることができる。
このスイブル機構によって灯具ユニット２０及び追加灯具ユニット３０を左右方向に旋回させてハイビーム用配光パターンＰHi1、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3（特に、点灯感付与用配光パターンＰHi3）の形成位置を左右方向に移動（旋回又は回転）させることで、運転者の視線誘導を実現することができる。
次に、この効果についてさらに詳細に説明する。
図７（ａ）は直線走行時、すなわち、左右方向に旋回されていない状態の灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi1に対してさらに同じく左右方向に旋回されていない状態の追加灯具ユニット３０によって形成されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3を追加して路面を照射している様子を表す図（写真）、図７（ｂ）は図７（ａ）の路面配光（照度分布）を表す図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照すると、直線走行時、点灯感付与用配光パターンＰHi3（筋状のパターン）が車両前後方向（すなわち、進行方向）に延びる形態で形成されることが分かる。
図７（ｃ）は旋回走行（例えば、レーン変更、右折）時、例えば、右方向に所定角度（例えば、７°）旋回された状態の灯具ユニット２０によって形成されるハイビーム用配光パターンＰHi1に対してさらに同じく右方向に所定角度（例えば、７°）旋回された状態の追加灯具ユニット３０によって形成されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3を追加して路面を照射している様子を表す図（写真）、図７（ｄ）は図７（ｃ）の路面配光（照度分布）を表す図である。
図７（ｃ）及び図７（ｄ）を参照すると、次のことが分かる。
第１に、旋回走行（例えば、レーン変更、右折）時、例えば、追加灯具ユニット３０が右方向に所定角度旋回された場合、点灯感付与用配光パターンＰHi3の形成位置が右方向に移動（旋回又は回転）して点灯感付与用配光パターンＰHi3（筋状のパターン）が旋回方向に延びる形態で形成されること。第２に、この旋回方向に延びる形態で形成される点灯感付与用配光パターンＰHi3によって運転者の視線が旋回方向、すなわち、コーナーへ誘導されること。第３に、旋回方向がハイビーム用付加配光パターンＰHi2によって照射されることで、旋回方向の視認性が向上すること。
なお、図７（ｃ）及び図７（ｄ）には１つの点灯感付与用配光パターンＰHi3が形成されているが、これは、車両前部右側に配置された追加灯具ユニット３０によって形成されたものである。このように、旋回走行（例えば、レーン変更、右折）時、旋回方向に配置された追加灯具ユニット３０（ここでは、車両前部右側に配置された追加灯具ユニット３０）のみ点灯して旋回させることで、追加灯具ユニット３０の可動域を小さくできる。また、追加灯具ユニット３０を高速道路走行時にのみ追加点灯することでも、旋回角度を小さくできるため、追加灯具ユニット３０の可動域を小さくできる。その結果、追加灯具ユニット３０の設置スペースを削減でき、車両用前照灯１０の小型化が可能となる。もちろん、これに限らず、旋回走行時、車両前部左右両側に配置された追加灯具ユニット３０をともに点灯して同一方向に旋回させてもよい。
信号用灯具６８は、例えば、ポジションランプ、ＤＲＬランプである。
次に、上記構成の車両用前照灯１０を制御するためのシステム構成例について、図８を参照しながら説明する。
図８は、車両用前照灯１０を制御するためのシステム構成例である。
図８に示すように、本システムは、その全体の動作を司るＣＰＵ等の制御装置５２を備えている。制御装置５２には、バスを介して、灯具ユニット２０、追加灯具ユニット３０、ヘッドランプスイッチ５４、ＣＣＤカメラやステレオカメラ等の撮像装置５６、車速センサ５８、蛇角センサ６０、各灯具ユニット２０、３０に連結されて各灯具ユニット２０、３０を鉛直軸を回転中心として左右方向に旋回させるアクチュエータ６２、制御装置５２が実行する各種プログラムが格納されたプログラム格納部を含むＲＯＭ等の記憶装置６４、作業領域等として用いられるＲＡＭ（図示せず）等が接続されている。
次に、上記構成の車両用前照灯１０の動作例について、図９を参照しながら説明する。
図９は、車両用前照灯１０の動作例を示すフローチャートである。
以下の処理は、主に、制御装置５２が記憶装置６４からＲＡＭ（図示せず）等に読み込まれた所定プログラムを実行することにより実現される。
まず、ヘッドランプスイッチ５４がオンされると（ステップＳ１０）、灯具ユニット２０によってロービーム用配光パターンが形成される（ステップＳ１２）。
次に、撮像装置５６からカメラ情報（当該撮像装置が撮像した画像）が取得され（ステップＳ１４）、当該画像に基づき、照射禁止対象検出処理が実行される。照射禁止対象検出処理は、撮像装置５６が撮像した画像内の照射禁止対象（先行車、対向車、歩行者等）を検出する公知の処理である。そして、照射禁止対象が検出されない場合（ステップＳ１６：なし）、灯具ユニット２０によってハイビーム用配光パターンＰHi1が形成される（ステップＳ１８）。
次に、車速センサ５８から車速情報が取得され（ステップＳ２０）、当該車速情報が予め定められたしきい値（例えば、６０ｋｍ）以上か否かが判定される（ステップＳ２２）。そして、車速情報が予め定められたしきい値以上と判定された場合（ステップＳ２２：６０ｋｍ以上）、追加灯具ユニット３０が点灯し、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3が形成される（ステップＳ２４）。
このように、ハイビーム用配光パターンＰHi1に重畳されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2が追加形成されることで、遠方視認性が向上する。また、点灯感付与用配光パターンＰHi3がハイビーム用付加配光パターンＰHi2とともに、車両前方の路面上に追加形成されることで、運転者に対して点灯感を付与することができる。
その際、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2の下端縁（カットオフライン）近傍に向かう光は、投影レンズ３２の上下方向拡散部３２ａ、３２ｂの作用によって上下方向に拡散される。これにより、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2の下端縁（カットオフライン）が適度にぼけた状態で形成されることとなる。その結果、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2の下端縁（カットオフライン）近傍における色収差の影響が抑制される。また、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2と点灯感付与用配光パターンＰHi3との間の照度がグラデーション状に変化することとなる。その結果、配光フィーリングが向上する。
次に、蛇角センサ６０から蛇角情報が取得され（ステップＳ２６）、この蛇角情報に基づき、蛇角制御が実行される（ステップＳ２８）。蛇角制御は、ステアリングホイールの回転方向及び回転角に連動する形態で灯具ユニット２０及び追加灯具ユニット３０の旋回方向及び旋回角を制御する公知の処理である。灯具ユニット２０及び追加灯具ユニット３０の旋回方向及び旋回角は、例えば、ステアリングホイールの回転方向及び回転量と灯具ユニット２０及び追加灯具ユニット３０の回転方向及び回転量とを対応付けたテーブルを記憶装置６４等に格納しておき、これを参照することで、ステアリングホイールの回転方向及び回転角に対応する灯具ユニット２０及び追加灯具ユニット３０の回転方向及び回転量を決定することができる。
一方、車速情報が予め定められたしきい値（例えば、６０ｋｍ）未満と判定された場合（ステップＳ２２：６０ｋｍ未満）、追加灯具ユニット３０が消灯される（ステップＳ３０）。
以上のステップＳ１４〜Ｓ３０の処理は、ヘッドランプスイッチ５４がオフされるまで繰り返し実行され（ステップＳ３２：ＳＷ＝ＯＮ）、ヘッドランプスイッチ５４がオフされると（ステップＳ３２：ＳＷ＝ＯＦＦ）、各灯具ユニット２０、３０が消灯されて（ステップＳ３４）処理が終了する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ハイビーム用配光パターンＰHi1に重畳されるハイビーム用付加配光パターンＰHi2を形成するように構成された車両用前照灯１０において、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2を追加形成する場合、運転者に点灯感を感じさせることができる。これは、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2とともに、点灯感付与用配光パターンＰHi3を車両前方の路面上に形成することによるものである。
また、本実施形態によれば、スイブル機構によって追加灯具ユニット３０を左右方向に旋回させて点灯感付与用配光パターンＰHi3の形成位置を左右方向に移動（旋回又は回転）させることで、運転者の視線誘導を実現することができる。
次に、変形例について説明する。
上記実施形態では、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3を１つの追加灯具ユニット３０で形成する構成について例示したが、これに限らず、ハイビーム用付加配光パターン用の追加灯具ユニット及び点灯感付与用配光パターン用の追加灯具ユニットのように、複数の灯具ユニットで形成するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、前側反射面３８の第２焦点Ｆ２38が投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32より上方かつ前方に設定されている構成について例示したが、これに限らず、前側反射面３８の第２焦点Ｆ２38は、投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32より上方かつ前方以外、例えば、投影レンズ３２の後側焦点Ｆ32より下方に設定されていてもよい。
また、上記実施形態では、点灯感付与用配光パターンＰHi3を筋状のパターンとして形成する構成について例示したが、これに限らず、点灯感付与用配光パターンＰHi3を文字、図形、記号等のパターン（例えば、図１０に示す矢印パターン参照）として形成するように構成してもよい。この文字、図形、記号等のパターンは、例えば、プロジェクタ型の灯具ユニットにおいて、シェードに点灯感付与用配光パターンＰHi3に対応する形状の開口（例えば、矢印パターンに対応する形状の開口）を形成し、この開口に光源からの光を集光させて通過させ、当該開口に形成される光度分布を投影レンズで車両前方の路面上に投影することで実現することができる。
また、上記実施形態では、ロービーム及びハイビーム兼用の灯具ユニット２０を用いた構成について例示したが、これに限らず、図１１に示すように、ロービーム専用の灯具ユニット２０ａ及びハイビーム専用の灯具ユニット２０ｂを用いてもよい。ハイビーム専用の灯具ユニット２０ｂは、一般的なハイビーム専用の灯具ユニット２０ｂであってもよいし、配光可変型の灯具ユニット（ADB:Adaptive Driving Beam）であってもよい。
また、上記実施形態では、ステアリングホイールの回転方向及び回転角に連動する形態で灯具ユニット２０及び追加灯具ユニット３０の旋回方向及び旋回角を制御する構成について例示したが、これに限らず、例えば、カーナビゲーション装置から自車前方のコーナーの位置及び曲率半径、並びに、自車位置等の情報を取得し、これら情報に基づき、自車前方のコーナーの曲率半径や自車から当該コーナーまでの距離等に連動する形態で灯具ユニット２０及び追加灯具ユニット３０の旋回方向及び旋回角を制御するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、灯具ユニット２０及び追加灯具ユニット３０の両方を旋回させる構成について例示したが、これに限らず、追加灯具ユニット３０のみを旋回させるように構成してもよい。
また、上記実施形態では、車速情報や蛇角情報やカーナビゲーション装置からの情報に基づき、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3を自動的に形成する構成について例示したが、これに限らず、運転者等が操作するスイッチを設け、このスイッチの切り替え動作に基づき、ハイビーム用付加配光パターンＰHi2及び点灯感付与用配光パターンＰHi3を手動で形成するように構成してもよい。
上記実施形態及び各変形例で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができる。
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。
１０、１０Ｌ…車両用前照灯、２０…灯具ユニット、３０…追加灯具ユニット、３２…投影レンズ、３４…光源、３６…後側反射面、３８…前側反射面、４０…後側シェード、４２…前側シェード、４４…レンズホルダ、４６…第１保持部材、４８…第２保持部材、５０…放熱部材、５２…制御装置、５４…ヘッドランプスイッチ、５６…撮像装置、５８…車速センサ、６０…蛇角センサ、６２…アクチュエータ、６４…記憶装置、６６…ファン

Claims (9)

  1. ハイビーム用配光パターンに重畳されるハイビーム用付加配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、
    前記ハイビーム用付加配光パターンとともに、点灯感付与用配光パターンを車両前方の路面上に形成する車両用前照灯。
  2. 前記点灯感付与用配光パターンは、前記ハイビーム用付加配光パターンより幅が狭いパターンである請求項１に記載の車両用前照灯。
  3. 前記点灯感付与用配光パターンは、筋状のパターンである請求項２に記載の車両用前照灯。
  4. 前記ハイビーム用付加配光パターンとともに、前記点灯感付与用配光パターンを形成するように構成された灯具ユニットをさらに備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。
  5. 前記灯具ユニットを左右方向に旋回させて前記ハイビーム用付加配光パターン及び前記点灯感付与用配光パターンの形成位置を左右方向に移動させるスイブル機構をさらに備えた請求項４に記載の車両用前照灯。
  6. 前記灯具ユニットは、投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点より後方に配置され、下向きに光を出射する光源と、前記光源の下方に配置された後側反射面及び前側反射面と、前記投影レンズの後側焦点近傍から前記光源に向かって延びる後側シェード及び前記後側シェードの前端縁から前記投影レンズに向かって前方斜め上方に向かって延びる前側シェードと、を備え、
    前記後側反射面は、当該後側反射面で反射される前記光源からの光が前記投影レンズの後側焦点近傍に集光した後、前記投影レンズを透過して前方に照射されて前記ハイビーム用付加配光パターンを形成するように構成されており、
    前記前側反射面は、当該前側反射面で反射される前記光源からの光が前記前側シェードのうち、前記投影レンズの後側焦点近傍の領域に集光した後、前記投影レンズを透過して前方に照射されて前記点灯感付与用配光パターンを形成するように構成されている請求項４又は５に記載の車両用前照灯。
  7. 前記後側反射面は、第１焦点が前記光源近傍に設定され、第２焦点が前記投影レンズの後側焦点近傍に設定された楕円反射面として構成され、
    前記前側反射面は、第１焦点が前記光源近傍に設定され、第２焦点が前記投影レンズの後側焦点より上方かつ前方に設定された楕円反射面として構成されている請求項６に記載の車両用前照灯。
  8. 前記投影レンズは、前記ハイビーム用付加配光パターンの下端縁近傍に向かう光を上下方向に拡散させる上下方向拡散部を含む請求項６又は７に記載の車両用前照灯。
  9. 前記ハイビーム用付加配光パターン及び前記点灯感付与用配光パターンは、前記車両用前照灯が搭載された車両の車速が予め定められた速度以上となった場合に形成される請求項１から８のいずれか１項に記載の車両用前照灯。
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