JP2020055351A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】光学ユニットが適切に配置された車両用前照灯を提供できる。【解決手段】内部に備えられる光学ユニットの配置が左右対称である左右一対の車両用前照灯（１Ｒ，１Ｌ）であって、助手席側の前記車両用前照灯（１Ｒ）の内部には、ハイビームの配光態様を、車両の周囲の状態や走行状態に応じて可変とする配光可変型光学ユニット（ＡＤＢ）が配置され、運転席側の前記車両用前照灯（１Ｌ）の内部の、前記配光可変型光学ユニットの配置位置に対応する位置には、出射した光により車両前方路面に所望の図形を形成可能な図形描画光学ユニット（ＲＭ）が配置される。これにより路面に描画される図形の歪みを抑え、かつピッチングの影響を小さくすることができる。【選択図】図１

Description

本願発明は車両前方に搭載されて光を照射する車両用前照灯に関する。

配光可変機能を備えた光学ユニットや路面描画機能を備えた光学ユニットを搭載して可変配光や路面に所定の図形を形成する車両用灯具が公開されている（特許文献１）。

特開２０１４−１６５１３０号

しかし、特許文献１では、各光学ユニットに対しての配置についての言及がない。本発明は、これを鑑みてなされたものであり、その目的は、複数光学ユニットを有し、各光学ユニットが適切に配置された車両用前照灯を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明のある態様の車両用前照灯では、それぞれ灯室に複数の光学ユニットを備えた左右一対の車両用前照灯であって、助手席側の車両用前照灯には、ハイビームの配光態様を、車両の周囲の状態や走行状態に応じて可変とする配光可変型光学ユニットが配置され、運転席側の車両用前照灯には、前記配光型可変光学ユニットの配置位置と対称となる位置に出射した光により車両前方の路面に所望の図形を形成可能な図形描画光学ユニットが配置されるよう構成した。この態様によれば、運転席側からほぼ正面に路面描画することにより、ピッチングの影響を小さくすることができる。

また、ある状態では、前記複数の光学ユニットの配置が左右の車両用前照灯で対称であるよう構成した。この態様によれば、正面視して左右対称となり、見目がよい。

ある態様では、前記図形描画光学ユニットの光軸は、仮想スクリーンの水平軸よりも下向きに設定され、前記配光可変型光学ユニットの光軸は、前記仮想スクリーンの水平軸よりも上向きに設定されるよう構成した。この態様によれば、図形描画光学ユニットは路面描画可能であり、配光可変型光学ユニットは可変ハイビーム配光を形成できる。

またある態様では、前記図形描画光学ユニットの光軸は、前記仮想スクリーンの鉛直軸上に設定され、前記配光可変型光学ユニットの光軸は、前記仮想スクリーンの鉛直軸よりも運転席側に向けて設定されるよう構成した。この態様によれば、自車線側の路肩壁のまぶしさと対向車線側の相対的暗さを防止でき、全体として明るさを均一にできる。

またある態様では、前記図形描画光学ユニット及び前記配光可変型光学ユニットは、マトリックス状に配置された複数の反射素子が表面に設けられた反射装置であり、前記反射素子は個別に入射した光を選択的に反射可能であるよう構成した。この態様によれば、左右の前照灯を同じ構成とすることができる。

またある態様では、前記図形描画光学ユニットの反射素子の数は、前記配光可変型光学ユニットの反射素子の数よりも多くなるよう構成した。

またある態様では、前記図形描画光学ユニットの前記仮想スクリーンの照射範囲は、前記図形描画光学ユニットの前記仮想スクリーンの照射範囲より狭くなるよう構成されているものとした。

またある態様では、前記図形描画光学ユニットによって前記仮想スクリーンに形成される図形は、前記可変配光型光学ユニットによって前記仮想スクリーンに形成される図形よりも輝度が高いものとした。

またある態様では、図形描画光学ユニットを構成する光源の輝度が、前記配光可変型光学ユニットを構成する光源の輝度よりも高くよう構成されているものとした。上記構成によれば、路面描画される図形を明るく鮮明にでき、運転者により高い注意を促すことができる。

またある態様では、前記助手席側の車両用前照灯および前記運転席側の車両用前照灯には、それぞれロービーム配光パターンを形成するロービーム配光用光学ユニット、およびハイビーム配光パターンを形成する第２の配光可変型光学ユニットが更に配置されているものとした。この態様によれば、ハイビーム配光を形成する光学ユニットを複数配置でき、ハイビーム配光パターンを光度の高いものとすることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光学ユニットが適切に配置された車両用前照灯を提供できる。

第１の実施形態に係る車両用前照灯を搭載した車両の正面図である。 第１の実施形態に係る車両用前照灯（運転席側）の正面図である。 第１の実施形態に係る車両用前照灯（助手席側）の正面図である。 図２のIV-IV線に沿った断面図であり、ロービーム用光学ユニットの構成を説明する説明図である。 図２のV-V線に沿った断面図であり、図形描画光学ユニットの構成を説明するための説明図である。 光偏向装置の概略構成を示し、（Ａ）が正面図、（Ｂ）がVI(B)-VI(B)線に沿った断面図である。 図３のVII-VII線に沿った断面図であり、配光可変型光学ユニットの構成を説明するための説明図である。 配光可変型光学ユニットを模式的に示した拡大図である。 配光可変型光学ユニットを模式的に示した平面図である。 制御装置を説明するブロック図である。 第１の実施形態に係る車両用前照灯による照射範囲のイメージ図である。 同前照灯による配光パターンおよび路面描画の一例である。 第１の実施形態に係る車両用前照灯の効果を説明するための説明図である。 第２の実施形態に係る車両用前照灯（運転席側）の正面図である。 第２の実施形態に係る車両用前照灯（助手席側）の正面図である。 第２の実施形態に係る車両用前照灯による照射範囲のイメージ図の例である。 第３の実施形態に係る車両用前照灯（運転席側）の正面図である。 第３の実施形態に係る車両用前照灯（助手席側）の正面図である。 第３の実施形態に係る車両用前照灯による照射範囲のイメージ図である。

以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

なお、各図においては、ドライバーが車両の運転席から見たと仮定した車両及び車両用前照灯の各方向を（上方：下方：左方：右方：前方：後方＝Ｕｐ：Ｌｏ：Ｌｅ：Ｒｉ：Ｆｒ：Ｒｅ）として説明する。

（第１の実施形態）
図１に示す車両Ｃは、右前照灯１Ｒ、左前照灯１Ｌを有する。右前照灯１Ｒと左前照灯１Ｌは左右一対の車両用前照灯である。本実施形態においては、車両Ｃは右ハンドル仕様であり、運転席側である車両Ｃ右側に右前照灯１Ｒが、助手席側である車両Ｃ左側に左前照灯１Ｌが、それぞれ搭載されている。

図２および図３に示すように、右前照灯１Ｒおよび左前照灯１Ｌはそれぞれ、車両Ｃ前方に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口部に取付けられる、透光性を有する樹脂やガラス等で形成された前面カバー４とを備える。ランプボディ２と前面カバー４の内側には灯室が形成される。

右前照灯１Ｒの灯室には、車幅方向内側（左方）から順に、図形描画光学ユニットＲＭ、ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒが収容されている。

左前照灯１Ｌの灯室には、車幅方向内側（右方）から順に、配光可変型光学ユニットＡＤＢ、ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｌが収容されている。

右前照灯１Ｒと左前照灯１Ｌは、左右対称な外形を有し、内部に備えられる各光学ユニット、即ち左右のロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒ，Ｌｏ−Ｌ、及び図形描画光学ユニットＲＭと配光可変型光学ユニットＡＤＢは、それぞれ左右対称位置に配置される。

右前照灯１Ｒ及び左前照灯１Ｌの各光学ユニットはそれぞれ支持部材１６に取り付けられる。支持部材１６は、それぞれエイミングスクリューＥによってランプボディ２に取付けられる。右前照灯１Ｒと左前照灯１Ｌの光軸は、各エイミングスクリューＥを回転させることにより、水平方向及び鉛直方向に調整される。

各前照灯内部に配置されるエクステンションリフレクター５は、開口部を有し、各光学ユニットの投影レンズは、開口部から前方に露出する。エクステンションリフレクター５により、投影レンズ以外の各光学ユニットの機構部分は目隠しされる。

（ロービーム用光学ユニット）
次に、各光学ユニットについて説明する。

ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒは、車両Ｃ前方にロービームを照射するように構成されており、図４に示すように、発光素子である光源１２、リフレクター１３、及び透明又は半透明の投影レンズ１４を備える。光源１２及び投影レンズ１４は、支持部材１６に固定された金属製のブラケット１１に取付けられる。リフレクター１３は、図示しない固定部材を介して支持部材１６に取付けられる。

光源１２は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの半導体発光素子や、電球、白熱灯（ハロゲンランプ）、放電灯（ディスチャージランプ）等を用いることができる。

リフレクター１３は、光源１２から出射した光を投影レンズ１４に導くように構成されており、内面が所定の反射面１３ａとなっている。

投影レンズ２３は、例えば、前方側表面及び後方側表面が自由曲面形状を有する自由曲面レンズからなる。

光源１２の出射光は、リフレクター１３の反射面１３ａによって前方に反射され、投影レンズ１４及び前面カバー４を通過して前方に出射し、車両Ｃ前方にロービーム配光を形成する。

本実施形態においては、ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒに、プロジェクタ型を採用したが、これに限らず、従来周知の構成、例えばリフレクタ型などの光学ユニットを用いてよく、その種類は問わない。

ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒ，Ｌｏ−Ｌによって、車両Ｃ前方にロービーム配光が形成される。ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｌは、ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒと同一の構成を有するため、説明は割愛するが、ロービーム配光が形成されれば、ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｌがロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒとは異なる構成を有しても構わない。

（図形描画光学ユニット）
図形描画光学ユニットＲＭは、車両Ｃ前方に出射した光で所定の図形や配光を形成するよう構成されており、図５に示すように、光源２１と、反射光学部材２２と、投影レンズ２３と、光偏向装置２４と、光吸収部材２５とを備える。光源２１および光偏向装置２４は支持部材１６に取付けられ、残りの各部は図示しない支持部材によって支持部材１６に取付けられる。

光源２１は、ＬＥＤであり、より多くの光源２１の光を反射光学部材２２に導くために、光源２１に凸レンズ等の集光部材を備えても良い。

反射光学部材２２は、光源２１から出射した光を光偏向装置２４の反射面に導くように構成されており、内面が所定の反射面２２ａとなっている。なお、光源２１から出射した光を光偏向装置２４の反射面に直接導ける場合には、反射光学部材２２を設けなくても良い。

光偏向装置２４は、投影レンズ２３の光軸上に配置され、光源２１から出射した光を選択的に投影レンズ２３へ反射するように構成されている。

光偏向装置２４は、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）などの複数の微小なミラー素子をマトリックス状に配列したものである。これらの複数のミラー素子の反射面の角度をそれぞれ制御することで、光源２１から出射した光の反射方向を選択的に変えることができる。つまり、光源２１から出射した光の一部を投影レンズ２３へ向けて出射し、それ以外の光を配光として有効に利用されないような方向へ向けて反射することができる。ここで、有効に利用されないような方向とは、例えば、反射光の影響が少ない方向（所望の配光パターンの形成に殆ど寄与しない方向）や光吸収部材（遮光部材）に向かう方向と捉えることができ、本実施形態においては、光吸収部材２５へ向かう方向を指す。

投影レンズ２３は、投影レンズ２３の後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として右前照灯１Ｒ前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ２３は、その後方焦点が図形描画光学ユニットＲＭの光軸上、かつ光偏向装置２４の反射面近傍に位置するように配置される。

光吸収部材２５は、表面に無反射塗装が施されており、光偏向装置２４からの反射光を反射も透過もさせずに吸収する。

光源２１から出射した光は、反射光学部材２２の反射面２２ａによって光偏向装置２４へ反射され、一部が光偏向装置２４によって前方に反射され（その他の光は光吸収部材２５に向かい反射されて吸収される）、投影レンズ２３及び前面カバー４を通過して、車両前方に出射する。

（光偏向装置）
光偏向装置２４について、詳しく説明する。

図６（ａ）に示すように、光偏向装置２４は、複数の微小なミラー素子７１がマトリックス状に配置されたマイクロミラーアレイ７２を備える。ミラー素子７１は四角形（例えば正方形、ひし形、長方形、平行四辺形など）であり、表面に光を反射させる反射面７１ａを有している。光偏向装置２４は、ミラー素子７１の反射面７１ａの前方側に配置されたガラスやプラスティック等透明なカバー材７３を有する。

マイクロミラーアレイ７２の各ミラー素子７１は、光源２１から出射された光を所望の配光パターンとして利用されるように投影レンズ２３へ向けて反射する第１の状態としてのＯＮ状態（図６（ｂ）に示す実線位置）と、光源２１から出射された光が有効に利用されないように光吸収部材２５へ向けて反射する第２の状態であるＯＦＦ状態（図６（ｂ）に示す破線位置）とに切り替え可能に構成されている。

図５には、光偏向装置２４のミラー素子７１をＯＮ状態にした時の光偏向装置２４による反射光（実線で示す）と、ＯＦＦ状態にしたときの反射光（破線で示す）とが示されている。

各ミラー素子７１は、ミラー素子７１をほぼ等分する位置に回動軸を有している。各ミラー素子７１は、回動軸を中心に、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替え可能に構成されている。

それぞれのミラー素子７１のＯＮ／ＯＦＦ状態を独立に制御して、光源２１から出射した光の反射位置を選択的に変えることで、所望の投影画像や反射画像、配光パターン等を得ることができる。

また、ミラー素子７１の制御はＯＮ／ＯＦＦの２値制御であるが、ＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えを高速で行った際のＯＮ／ＯＦＦ状態の時間比率や、ある領域でのＯＮ状態のミラー素子７１を間引いくことによるＯＮ状態のミラー素子７１の密度調整により、光の明暗の階調表現が可能である。即ち、投影画像をグレースケールで階調表現することができる。

投影画像をカラーで表現する場合には、光源２１に赤色、緑色、青色等の三色以上の光源ユニットを用いて、時分割で光偏向装置２４へ照射し、各ミラー素子７１を、投影したい色が照射されているタイミングでＯＮ状態とする。ミラー素子７１は１秒間に数千回の割合でＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えることができるため、人間の目の錯覚（残像効果）によって、各ミラー素子７１の反射光は混合光として認識される。光源ユニットの各色の点灯時間と、ミラー素子７１のＯＮ／ＯＦＦ時間比率を組み合わせて、様々なカラー画像が表現可能である。

本実施形態では、図形描画光学ユニットＲＭにＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を採用したが、光に任意のパターンを形成可能なデバイスであれば、例えばＬＥＤアレイや液晶シャッターなどのピクセル光学装置や、レーザー光を高速で走査して残像により画像を形成する走査装置など、他の構成であっても構わない。

（配光可変型光学ユニット）
配光可変型光学ユニットＡＤＢは、車両Ｃの運転状況や周辺の状態に適応させて可変ハイビーム配光を形成するよう構成されており、図７に示すように、回転リフレクター３１と、光源３２と、回転リフレクター３１の前方に配置された投影レンズ３３とを備える。各部は図示しない固定部材によって支持部材１６に取付けられる。

図８は配光可変型光学ユニットＡＤＢ拡大図であり、図９は配光可変型光学ユニットＡＤＢの平面図である。図９に示すように、回転リフレクター３１は、不図示のモータ等の駆動源により回転軸Ｒを中心に一方向に回転する。また、回転リフレクター３１は、光源３２から出射した光を回転しながら反射し、所望の配光パターンを形成するように構成された反射面を備えている。

回転リフレクター３１は、反射面として機能する、形状の同じ３枚のブレード３１ａが筒状の回転部３１ｂの周囲に設けられている。回転リフレクター３１の回転軸Ｒは、光軸Ａｘに対して斜めになっており、光軸Ａｘと光源３２とを含む平面内に設けられている。換言すると、回転軸Ｒは、回転によって左右方向走査する光源３２の光（照射ビーム）の走査平面に略平行に設けられている。ここで、走査平面とは、例えば走査光である光源３２の光の軌跡を連続的につなげることで形成される扇形の平面ととらえることができる。

回転リフレクター３１のブレード３１ａの形状は、反射による光源３２の二次光源が投影レンズ３３の焦点付近に形成されるように構成されている。さらに、ブレード３１ａは、回転軸Ｒを中心とする周方向に向かうにつれ、光軸Ａｘと反射面とがなす角が変化するようにねじられた形状を有している。これにより、回転リフレクター３１は、光源３２の光を用いて車両Ｃ前方を左右方向に走査することが可能となる。

上記のように構成することで、配光可変型光学ユニットＡＤＢは、光源３２の光を回転リフレクター３１で反射させ、反射した光で前方を走査することで実質的に水平方向に横長形状のハイビーム用配光パターンを形成することができる。さらに、光源３２の点消灯のタイミングや発光度の変化を回転リフレクター３１の回転と同期させることで、任意の領域が遮光されたハイビーム用配光パターンを形成することができる。即ち、車両Ｃに搭載された各種検出装置により検出された歩行者や前方走行車両を含む領域を走査する際には、その領域に対応する回転リフレクター３１の位置に同期して光源３２を消灯することにより、精度良く配光パターンに遮蔽部を形成できることができる。

また、回転リフレクター３１の回転に同期させて光源３２の発光光度を変化（点消灯）させてハイビーム用配光パターンを形成する場合、光度変化の位相をずらすことで、配光パターン自体をスイブルするような制御することや、複数の遮光部を形成することも可能である。

本実施形態においては、配光可変型光学ユニットＡＤＢに回転リフレクター３１を用いたが、車両の周囲の状態や走行状態に応じて配光を可変とするＡＤＢ機能（Adapting Driving Beam）を有していれば、他の従来周知の機構、例えばスイブル機能を備えた光源ユニットや、複数の光源を並設したＬＥＤアレイ、あるいは前述のＤＭＤに代表されるピクセル光学装置や、光源を走査して所望の配光を形成する走査装置などを用いても構わない。

（ブロック図）
次に、図１０を用いて、左前照灯１Ｌおよび右前照灯１Ｒの制御装置の構成を説明する。制御装置５６は、ハードウェア構成としてはコンピューターのＣＰＵやメモリとをはじめとする素子や回路で構成され、ソフトウェア構成としては、コンピュータープログラム等によって実現される。メモリに記憶された制御プログラムをＣＰＵにおいて実行し、各種制御信号を生成する。

制御装置５６は、図形描画制御部５３、光源制御部５４、ＡＤＢ制御部５５を備える。

図形描画制御部５３は、図形描画光学ユニットＲＭの光源２１の出力強度調整及び光偏向装置２４の各ミラー素子７１のＯＮ／ＯＦＦ制御を実施する。

ＡＤＢ制御部５５は、配光可変型光学ユニットＡＤＢの光源３２の点消灯及び回転リフレクター３１の回転制御を実施する。

光源制御部５４は、ビーム切替えスイッチ４５からの信号を基にロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒ，Ｌｏ−Ｌの各光源１２の点消灯を制御する。

また制御装置５６には、道路情報通信システム４１、速度計４２、ターンシグナルランプスイッチ４３、ステアリング動作検出機構４４、ビーム切替えスイッチ４５、雨滴センサ４６、ミリ波レーダー４７、ナビゲーションシステム４８、アクセル開度検出機構４９、画像処理装置５０が接続される。画像処理装置５０には、道路監視カメラ５２、車載カメラ５１が接続される。

道路監視カメラ５２には、交差点に配置される交差点カメラや、道路の近辺に設置されて、路面状況、歩行者、自転車、バイク、自動車等の車両、障害物等を動画または静止画で撮影する監視カメラなどが含まれ、車載カメラ５１には、自車または他者に車載されて車両周辺を動画または静止画で撮影するカメラなどが含まれる。画像処理装置５０は、インターネット等の通信回線を介して道路監視カメラ５２に接続され、道路監視カメラ５２による映像及び画像データを取得する。画像処理装置５０は、車載カメラ５１や道路監視カメラ５２等によって撮影された映像等を解析処理したデータとして制御装置５６に送る。

道路情報通信システム４１は、走行中の道路の雨量や、道路の凍結状況等、走行中の路面状況に関するデータをインターネット等の通信回線を介して受け、制御装置５６に送る。

ターンシグナルランプスイッチ４３は左右いずれのターンシグナルランプがＯＮにされたかの信号を、ステアリング動作検出機構４４はステアリングが左右いずれの方向に回されたかの信号を、速度計４２は自車両の走行速度を、アクセル開度検出機構４９はアクセル踏み量を、雨滴センサ４６は車両走行時の雨量に関する信号を、ミリ波レーダー４７は車両Ｃの前後方向または側方の他車両や歩行者までの距離や相対速度を、それぞれ検知してデータ信号を制御装置５６に送る。

ナビゲーションシステム４８は、例えば、図示しないＧＰＳや地図データ等を有することにより、自車両の現在位置に関するデータ信号を制御装置５６に送る。

制御装置５６は、上記検出機器から受けとったデータ信号により、対向車、前方車両及び歩行者の位置、標識や看板などの再帰性反射物の位置、道路形状、天候などの、自車両の走行状態や自車両周囲の状態を把握し解析して、これら状態に基づいて適切な配光パターンを決定してＡＤＢ制御部５５に制御信号を送る。これにより都度最適な配光を実施することができる。

同時に制御装置５６は、上記解析から必要に応じて、自車両または他車両のドライバーや歩行者等に注意を喚起するためのマークや文字等の描画図形を決定して、図形描画制御部５３に制御信号を送る。

後述する他の実施形態においては、同構成の光学ユニットが複数備えられる場合があるが、その場合においても、同構成の光学ユニットは同じ制御部に接続され、同様に制御される。

（配光および路面描画図形）
上記構成からなる、右前照灯１Ｒおよび左前照灯１Ｌによって形成される配光および路面描画について説明する。

図１１は、同前照灯による照射範囲のイメージ図であり、右前照灯１Ｒ及び左前照灯１Ｌからの照射光により前照灯前方２５ｍ位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される各光学ユニットの照射範囲を模式的に示したものである。以下、照射範囲とはこの仮想鉛直スクリーンに照射される範囲を指す。また、光学ユニットの光軸は、投影レンズの前後２面の曲率中心を結ぶ直線であり、焦点は光軸上に定義される。本実施形態においては、光軸は矩形照射範囲の中央を通るものとする。

図１１に示す照射範囲ＰＬｏは、右前照灯１Ｒのロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒの照射範囲と左前照灯１Ｌのロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｌの照射範囲が合成されたものであり、主として仮想鉛直スクリーン上の水平線（Ｈ−Ｈ線）の下方領域、かつ垂直線（Ｖ−Ｖ線）を含む中央領域、即ち、ロービーム領域に対応する。

照射範囲ＰＡＤＢは、配光可変型光学ユニットＡＤＢの照射範囲である。配光可変型光学ユニットＡＤＢは、その光軸が水平線よりも上向き、かつ垂直線よりもやや右方を向くように構成されており、同様に照射範囲ＰＡＤＢも、水平線を含む上方領域、かつ垂直線を含みやや右方に寄った中央領域、即ちハイビーム領域に対応した領域を照射する。

照射範囲ＰＲＭは、図形描画光学ユニットＲＭの照射範囲である。図形描画光学ユニットＲＭは、その光軸が上下方向には水平線よりも下向き、かつ左右方向には垂直線と略一致となるように構成されており、同様に照射範囲ＰＲＭも、水平線よりも下方領域、かつ垂直線を含んで左右均等な領域を照射する。照射範囲ＰＲＭは、照射範囲ＰＡＤＢよりも狭いものとなっている。

図形描画光学ユニットＲＭはその光軸を水平線よりも下とすることで、前照灯前方の路面に所定の図形や文字を描画できる。図形描画光学ユニットＲＭは、その光軸が水平線よりも下向きであれば、ロービーム配光を補助してもよく、例えば図１１に示すように、照射範囲ＰＲＭの上縁をカットラインＣＬに一致させると、カットラインＣＬが明確となる。また、照射範囲ＰＲＭの上縁が水平線よりも上方にあれば、ハイビーム配光を補助してもよい。

続いて、右前照灯１Ｒおよび左前照灯１Ｌによって得られる配光パターン及び描画図形について説明する。図１２は、同前照灯による配光パターンであり、前照灯前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターン及び路面に描画される図形の一例を示したものである。なお図１２中に斜線で示されている領域は遮光部６３であり、光が非照射である状態を示している。

図１２（ａ）に示すように、前方を走行する先行車６１は、車両Ｃに備えられた各種車両周囲情報取得手段からの信号によって検知され、ＡＤＢ制御部５５は、先行車６１の位置情報に対応する領域（遮光部６３）が遮光された配光パターンを形成するように、配光可変型光学ユニットＡＤＢの光源３２の点灯制御および回転リフレクター３１の回転制御を行う。また先行車６１までの車間距離も把握され、図形描画制御部５３は、車間距離を示すマーク６２を路面に描画するため、図形描画光学ユニットＲＭの光源２１の点灯制御と、光偏向装置２４の制御を実施する。

なお、配光パターンはこれに限らず、図１２（ｂ）に示すように、歩行者６４やあるいは対向車６６などを検知して、その領域を消灯する遮光部６３を含む配光パターンを形成することができる。これによりこれらに対するグレアを抑制できる。描画図形に関しても、図１２（ｂ）に示すように、予定進路に対応した右左折の指示のマーク６５など、種々の図形や文字を路面に描画可能である。これにより運転中のドライバーに目線の移動をさせることなく、安全な走行に助することができる。

（作用効果）
配光可変型光学ユニットＡＤＢの照射範囲ＰＡＤＢは、左右方向においては、中央（鉛直軸）からやや右寄り、即ち運転席寄りに定められている。ハイビーム配光を担う照射範囲ＰＡＤＢが鉛直軸に対して左右均等に配置されると、車両Ｃの左側に山肌や高速道路の防護壁等の壁が存在した場合、その壁が明るすぎとなり、相対的に対向車線側が暗くなり、ドライバーの目を疲れさせる。本実施形態のように、配光可変型光学ユニットＡＤＢの光軸（照射範囲ＰＡＤＢ）を運転席側に寄せることで、全体として均等な明るさになり、ドライバーの目の負担が軽減される。

右前照灯１Ｒと左前照灯１Ｌは、搭載する各種光学ユニットの配置は左右対称配置であるが、配光可変型光学ユニットＡＤＢは助手席側、図形描画光学ユニットＲＭは運転席側に配置される。図１３を用いて、図形描画光学ユニットＲＭが運転席側に配置される場合の効果を説明する。

図１３は図形描画光学ユニットＲＭを用いて車両前方にマーク６７を描画した車両Ｃの平面図であり、（Ａ）図形描画光学ユニットＲＭが右前照灯１Ｒに搭載された場合（本実施形態）、（Ｂ）図形描画光学ユニットＲＭが左前照灯１Ｌに搭載された場合（比較例）を示す。

描画される図形がドライバーに注意喚起を促すためのものである場合、通常状態では、車両Ｃ中央の前方の路面ではなく、運転手のいる運転席の前方の路面に描画される。

図１３（Ａ）（Ｂ）の両図には、路面に描画されるマーク６７の通常状態（実線）、および車両Ｃが段差に乗り上げてしまった場合や砂利道など、車両Ｃに上下方向の変位（ピッチング）があった状態（一点鎖線）の両方が示されている。

図１３（Ａ）に示すように、運転席側である右前照灯１Ｒに図形描画光学ユニットＲＭが搭載された場合、ピッチングの影響はマーク６７が前後方向へずれる程度であるが、図１３（Ｂ）に示すように運転席側である右前照灯１Ｒに図形描画光学ユニットＲＭが搭載された場合、ピッチングがあるとマーク６７は前後方向だけでなく左右方向へもずれるため、ずれ量が大きい上、ドライバーの視線の左右移動を促し、影響が大きい。図形描画光学ユニットＲＭを運転席側の前照灯１Ｒに搭載することで、ピッチングの影響を小さくすることができる。さらにマーク６７を路面に描画する際も、正面へ描画するため、描画図形のゆがみが少ない。

また配光可変型光学ユニットＡＤＢは、図形描画光学ユニットＲＭに対応した位置に配置されているため、右前照灯１Ｒと左前照灯１Ｌは左右対称であり、車両Ｃは正面視して左右対称であり見目が良い。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。

図１４は第２の実施形態に係る右前照灯１０１Ｒの正面図、図１５は第２の実施形態に係る左前照灯１０１Ｌの正面図である。

第１の実施形態と異なり、右前照灯１０１Ｒ及び左前照灯１０１Ｌは、それぞれ灯室内に３つの光学ユニットを収容している。

右前照灯１０１Ｒの灯室には、車幅方向内側（左方）から順に、図形描画光学ユニットＲＭ、配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｒ、ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒが収容されている。左前照灯１Ｌの灯室には、車幅方向内側（右方）から順に、配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｌ２、配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｌ１、ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｌが収容されている。右前照灯１０１Ｒと左前照灯１０１Ｌは、左右対称な外形を有し、内部に備えられる各光学ユニットも左右対称配置となっている。

右前照灯１０１Ｒ及び左前照灯１０１Ｌには、第１の実施形態でも配置された光学ユニットに、それぞれ１つずつ配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｒ，ＡＤＢ−Ｌ１が追加されたため、両前照灯には合わせて３つの配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｒ，ＡＤＢ−Ｌ１，ＡＤＢ−Ｌ２が配置されている。これら配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｒ，ＡＤＢ−Ｌ１，ＡＤＢ−Ｌ２は、全て第１の実施形態で説明した配光可変型光学ユニットＡＤＢと同一の構成を有し、全て可変ハイビーム配光を形成するために使用される。

図１６は、上記構成からなる、右前照灯１０１Ｒおよび左前照灯１０１Ｌによる照射範囲のイメージ図である。

図１６（Ａ）に示すように、ロービーム領域に対応する照射範囲ＰＬｏの上方領域に、配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｒの照射範囲ＰＡＤＢ−Ｒ、配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｌ１の照射範囲ＰＡＤＢ−Ｌ１、及び配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｌ２の照射範囲ＰＡＤＢ−Ｌ２は位置し、これらの合成領域は仮想鉛直スクリーン上の水平線上方領域かつ鉛直線を含む中央領域、即ちハイビーム領域に対応する。

照射範囲ＰＡＤＢ−Ｌ１は主にハイビーム領域の左方を照射し、照射範囲ＰＡＤＢ−Ｒは主にハイビーム領域の右方を照射し、照射範囲ＰＡＤＢ−Ｌ２は、ハイビーム領域中央やや右方寄りを照射する。それぞれの領域はラップしている。

照射範囲ＰＲＭは水平方向には鉛直軸を中心として左右均等に、鉛直方向には水平線よりも下方を照射し、その領域はロービーム領域内に収まる。

配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｒ，ＡＤＢ−Ｌ１，ＡＤＢ−Ｌ２によって、可変ハイビーム配光パターンが形成される。複数の光学ユニットが使用されているため、第１の実施形態に比べて光度の高い配光を得ることができる。

本実施形態においては、ハイビーム配光を形成する照射範囲ＰＡＤＢ−Ｒ、照射範囲ＰＡＤＢ−Ｌ１は中央近傍でラップするよう構成したが、両者の合成照射範囲が仮想鉛直スクリーンにて水平線よりも上方領域を含んでいれば良く、上記構成に限定されない。例えば図１６（Ｂ）に示すように、照射範囲ＰＡＤＢ−Ｒは、ハイビーム領域の上方を左右端まで照射し、照射範囲ＰＡＤＢ−Ｌ１は照射範囲ＰＡＤＢ−Ｒの下方で、やはりハイビーム領域を左右端までに照射するよう構成しても良い。

（第３の実施形態）
次に第３の実施形態について説明する。第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。

図１７は第３の実施形態に係る右前照灯２０１Ｒの正面図、図１８は第３の実施形態に係る左前照灯２０１Ｌの正面図である。

第２の実施形態と同様、右前照灯１０１Ｒ及び左前照灯１０１Ｌは、それぞれ灯室内に３つの光学ユニットを収容している。

右前照灯２０１Ｒの灯室には、車幅方向内側（左方）から順に、図形描画光学ユニットＲＭ−Ｒ、配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｒ、ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｒが収容されている。左前照灯１Ｌの灯室には、車幅方向内側（右方）から順に、図形描画光学ユニットＲＭ−Ｌ、配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｌ、ロービーム用光学ユニットＬｏ−Ｌが収容されている。右前照灯２０１Ｒと左前照灯２０１Ｌは、左右対称な外形を有し、内部に備えられる各光学ユニットも左右対称配置となっている。

配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｒ，ＡＤＢ−Ｌは、どちらも第１の実施形態で説明した配光可変型光学ユニットＡＤＢと同一の構成を有し、可変ハイビーム配光を形成するために使用される。

図形描画光学ユニットＲＭ−Ｒ，ＲＭ−Ｌも同様に、第１の実施形態で説明した図形描画光学ユニットＲＭと同一の構成を有するが、運転席側である右前照灯２０１Ｒの図形描画光学ユニットＲＭ−Ｒは、路面に所定の図形や文字を描画するために使用され、助手席側である左前照灯２０１Ｌの図形描画光学ユニットＲＭ−Ｌは、可変ハイビーム配光を形成するために使用される。図形描画光学ユニットＲＭは、光で任意のパターンを形成するデバイスであるため、各ミラー素子７１のＯＮ／ＯＦＦ制御により、所望の配光パターンを形成することも、その配光パターン内の所望の位置に遮光部を形成することも可能である。即ち、配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｒ，ＡＤＢ−Ｌ及び図形描画光学ユニットＲＭ−Ｍの三つの光学ユニットにより可変ハイビーム配光が形成される。

図１９は、上記構成からなる、右前照灯２０１Ｒおよび左前照灯２０１Ｌによる照射範囲のイメージ図である。ロービーム領域に対応する照射範囲ＰＬｏの上方領域に、配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｒの照射範囲ＰＡＤＢ−Ｒ、配光可変型光学ユニットＡＤＢ−Ｌの照射範囲ＰＡＤＢ−Ｌ、及び図形描画光学ユニットＲＭ−Ｌの照射範囲ＰＲＭ−Ｌは位置し、これらの合成領域は仮想鉛直スクリーン上の水平線上方領域かつ鉛直線を含む中央領域、即ちハイビーム領域に対応する。

照射範囲ＰＡＤＢ−Ｌは主にハイビーム領域の左方を照射し、照射範囲ＰＡＤＢ−Ｒは主にハイビーム領域の右方を照射する。さらに照射範囲ＰＲＭ−Ｌは、水平軸よりも上方かつ鉛直線お含み中央やや右側方寄りを照射する。それぞれの領域はラップしている。

図形描画光学ユニットＲＭ−Ｒの照射範囲ＰＲＭ−Ｒは水平方向にはほぼ中央に、鉛直方向には水平線よりも下側方を照射する。図形描画光学ユニットＲＭ−Ｌはその光軸を水平よりも上とすることで、可変ハイビーム配光の形成に助し、図形描画光学ユニットＲＭ−Ｒはその光軸を水平線よりも下とすることで、前照灯前方の路面に所定の図形を描画することを可能としている。

図形描画光学ユニットＲＭ−Ｌ，ＲＭ−Ｒは、同一の構成要素を有するが、照射範囲ＰＲＭ−Ｒは、照射範囲ＰＲＭ−Ｌよりも狭くなるように構成されている。これは、ユニットが備える投影レンズの広角角度を調整する等により照射範囲を狭く設定することで実施され、照射される図形の単位面積当たりの解像度が高いもの、かつ光度が高いものとすることができる。光度が高く鮮明な描画図形により、運転手に高い注意を促すことができる。

図形描画光学ユニットＲＭ−Ｒの光源の輝度が、図形描画光学ユニットＲＭ−Ｌの輝度よりも高くなるよう構成することでも、同様の効果を得ることができる。また、図形描画光学ユニットＲＭ−Ｒの有するミラー素子の数を図形描画光学ユニットＲＭ−Ｌのミラー素子数よりも多くすることで、描画図形の解像度を上げ、より細かい描写を可能とすることができ、同様の効果を得ることができる。

また、各実施形態においては、車両Ｃを右ハンドル仕様としたが、左ハンドル仕様においては、右前照灯１Ｒと左前照灯１Ｌの構成を左右反転させることで対応できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について述べたが、上記の実施形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。

１Ｒ，１０１Ｒ、２０１Ｒ 右前照灯
１Ｌ，１０１Ｌ、２０１Ｌ 左前照灯
１２ （ロービーム用配光学ユニットの）光源
２１ （図形描画光学ユニットの）光源
２４ 光偏向装置
３２ （配光可変型光学ユニットの）光源
７１ ミラー素子
Ｃ 車両
ＡＤＢ 配光可変型光学ユニット
ＲＭ 図形描画光学ユニット
Ｌｏ ロービーム用光学ユニット
ＰＡＤＢ （ＡＤＢの）照射範囲
ＰＰＲＭ （ＲＭの）照射範囲
ＰＬｏ （ロービーム）照射範囲

Claims (10)

1. それぞれ灯室に複数の光学ユニットを備えた左右一対の車両用前照灯であって、
   助手席側の車両用前照灯には、ハイビームの配光態様を、車両の周囲の状態や走行状態に応じて可変とする配光可変型光学ユニットが配置され、
   運転席側の車両用前照灯には、出射した光により車両前方の路面に所望の図形を形成可能な図形描画光学ユニットが、前記配光型可変光学ユニットと対称となる位置に配置される、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記複数の光学ユニットの配置は左右の車両用前照灯で対称である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記図形描画光学ユニットの光軸は、仮想スクリーンの水平軸よりも下向きに設定され、前記配光可変型光学ユニットの光軸は、前記仮想スクリーンの水平軸よりも上向きに設定される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用前照灯。
4. 前記図形描画光学ユニットの光軸は、前記仮想スクリーンの鉛直軸上に設定され、
   前記配光可変型光学ユニットの光軸は、前記仮想スクリーンの鉛直軸よりも運転席側に向けて設定される、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用前照灯。
5. 前記図形描画光学ユニット及び前記配光可変型光学ユニットは、マトリックス状に配置された複数の反射素子が表面に設けられた反射装置であり、前記反射素子は個別に入射した光を選択的に反射可能である、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車両用前照灯。
6. 前記図形描画光学ユニットの反射素子の数は、前記配光可変型光学ユニットの反射素子の数よりも多い、
   ことを特徴とする請求項５に記載の車両用前照灯。
7. 前記図形描画光学ユニットの前記仮想スクリーンの照射範囲は、前記可変配光型光学ユニットの前記仮想スクリーンの照射範囲より狭くなるよう構成されている、
   ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の車両用前照灯。
8. 前記図形描画光学ユニットによって前記仮想スクリーンに形成される図形は、前記可変配光型光学ユニットによって前記仮想スクリーンに形成される図形よりも輝度が高い、
   ことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載の車両用前照灯。
9. 前記図形描画光学ユニットを構成する光源の輝度が、前記配光可変型光学ユニットを構成する光源の輝度よりも高くよう構成されている、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の車両用前照灯。
10. 前記助手席側の車両用前照灯および前記運転席側の車両用前照灯にはそれぞれ、ロービーム配光パターンを形成するロービーム配光用光学ユニット、およびハイビーム配光パターンを形成する第２の配光可変型光学ユニットが更に配置されている、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項９に記載の車両用前照灯。