JP2022146752A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】情報表示光の照射範囲が狭くなるのを抑制できるとともに、情報表示光がアウタレンズによって屈折して歪むのを抑制できる車両用灯具を得る。【解決手段】ランプユニット２２の光源から出射された可視光を透過させ、路面に照射するアウタレンズ２８と、アウタレンズ２８に、そのアウタレンズ２８から露出するように設けられ、路面に情報表示光を照射する描画ビームユニット３０と、を備えた車両用灯具２０とする。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

路面に高光度の照射用配光パターンを形成するための光源と、路面に解像度の高い描画用配光パターン（複雑な文字や図形等の画像）を形成するための光源と、がヘッドランプに内蔵された（アウタレンズの内側に設けられた）車両用灯具は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２０－１５５３７７号公報

しかしながら、可視光である照射用配光パターンと描画用配光パターン（情報表示光）とが、同じ（共通の）アウタレンズを透過する構成であると、描画用配光パターンの照射範囲が狭くなる。また、そのアウタレンズにより、描画用配光パターンが屈折して歪んでしまう場合もある。

そこで、本発明は、情報表示光の照射範囲が狭くなるのを抑制できるとともに、情報表示光がアウタレンズによって屈折して歪むのを抑制できる車両用灯具を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両用灯具は、ランプユニットの光源から出射された可視光を透過させ、路面に照射するアウタレンズと、前記アウタレンズに該アウタレンズから露出するように設けられ、路面に情報表示光を照射する描画ビームユニットと、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、路面に情報表示光を照射する描画ビームユニットが、アウタレンズに、そのアウタレンズから露出するように設けられている。したがって、描画ビームユニットによる情報表示光がアウタレンズを透過する構成に比べて、情報表示光の照射範囲が狭くなるのが抑制されるとともに、その情報表示光がアウタレンズによって屈折して歪むのが抑制される。

また、請求項２に記載の車両用灯具は、請求項１に記載の車両用灯具であって、前記描画ビームユニットは、前記アウタレンズに対して外部から着脱可能に構成されている。

請求項２に記載の発明によれば、描画ビームユニットがアウタレンズに対して外部から着脱可能に構成されている。したがって、例えば法規動向に応じた最新の描画ビームユニットに容易に変更可能となり、その法規動向に応じた最新の情報表示光が表示可能となる。

また、請求項３に記載の車両用灯具は、請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具であって、前記描画ビームユニットは、前記光源へ給電する給電ユニットから給電される構成とされている。

請求項３に記載の発明によれば、描画ビームユニットが、光源へ給電する給電ユニットから給電される構成とされている。したがって、描画ビームユニット用の給電ユニットを新規に設ける必要がなく、描画ビームユニットに対する製造コストの増加が抑制される。

以上のように、本発明によれば、情報表示光の照射範囲が狭くなるのを抑制することができるとともに、情報表示光がアウタレンズによって屈折して歪むのを抑制することができる。

本実施形態に係るヘッドランプを備えた自動運転車両を示す正面図である。 本実施形態に係るヘッドランプの描画ビームユニットの構成を示す図１のＸ－Ｘ線矢視側面図である。 本実施形態に係るヘッドランプの描画ビームユニットで照射した描画パターンを示す説明図である。 本実施形態に係るリアコンビネーションランプの描画ビームユニットで照射した描画パターンを示す説明図である。 本実施形態に係るリアコンビネーションランプの描画ビームユニットで照射した描画パターンを示す説明図である。 比較例に係るヘッドランプの描画ビームユニットの構成を示す図２に対応する側面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車両上方向、矢印ＦＲを車両前方向、矢印ＲＨを車両右方向とする。したがって、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車両上下方向の上下、車両前後方向の前後、車両左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１に示されるように、車両の一例としての自動運転車両１０の前端部には、フロントバンパカバー１２が車幅方向に延在するように配置されている。そして、自動運転車両１０の前部側における車幅方向外側端部（左右両側部）には、フロントフェンダパネル１４が前後方向に延在するように配置されている。

フロントバンパカバー１２の上方側で、かつ各フロントフェンダパネル１４の前方側には、自動運転車両１０の前方に可視光を照射する車両用灯具としてのヘッドランプ２０が左右一対で、かつ左右対称に配置されている。なお、以下において、左右のヘッドランプ２０を区別して説明する場合には、右側のヘッドランプ２０をヘッドランプ２０Ｒとし、左側のヘッドランプ２０をヘッドランプ２０Ｌとする。

また、各ヘッドランプ２０の上方側で、かつ車幅方向内側には、閉止状態におけるエンジンフード１６の前方側端部（前方側における車幅方向外側周縁部）が近接配置されるようになっている。エンジンフード１６は、後部側をヒンジ部として、前部側が上下方向に開閉可能とされており、閉止状態では、エンジンルーム（図示省略）の上方側を覆う構成となっている。

図１、図２に示されるように、ヘッドランプ２０は、光源（図示省略）、リフレクタ（図示省略）及びレンズ２４によって構成されたランプユニット２２を内部に収容するランプハウジング２６を備えている。そして、ランプハウジング２６の下部側には、バッテリ（図示省略）からケーブル１７を介して給電される給電ユニットとしても機能するランプ制御装置（ランプＥＣＵ）１８が配置されている。

ランプユニット２２の光源は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）とされており、高輝度光源とされている。なお、この光源には、ランプ制御装置１８から給電されるようになっており、ランプ制御装置１８の制御により、自動的に点灯及び消灯されるようになっている。また、この光源は、リフレクタの正面視略中央位置に取り付けられている。

反射板として機能するリフレクタは、光源からの可視光を反射して前方側へ向ける凹鏡面状に形成されている。リフレクタの開口部側（前方側）端部には、その開口部を覆うように、略半球形状のレンズ２４が平面部をリフレクタ側に向けて取り付けられている。つまり、レンズ２４は、前方側が略半球状に突出し、後方側が平坦面とされている。

ランプハウジング２６は、ブラケット（図示省略）を介して、ラジエータサポートアッパ（図示省略）に固定されている。ランプハウジング２６は、密閉されて防水性を有しており、内部が灯室Ｓとされている。ランプハウジング２６の後壁は、ハウジング本体２７とされており、ランプハウジング２６の前壁は、透明なアウタレンズ２８とされている。アウタレンズ２８には、割れ等の破損に強い樹脂材が採用されており、紫外線吸収機能（耐紫外線劣化）を有する表面処理や、傷つきを抑止する表面処理が施されている。

また、ヘッドランプ２０は、アウタレンズ２８が、フロントバンパカバー１２とフロントフェンダパネル１４と閉止状態のエンジンフード１６とで囲まれた空間から露出するように設けられている（図１参照）。そして、アウタレンズ２８は、光源から発せられてリフレクタによって反射され、レンズ２４によってビーム光とされた可視光を透過させるようになっている。

これにより、自動運転車両１０の前方側における所定の領域、即ち車道（路面）におけるロービーム配光エリア、又はロービーム配光エリアよりも上方側で、かつ前方側のハイビーム配光エリアが照明され、自動運転車両１０の前方側の視界が確保されるようになっている。つまり、ランプユニット２２は、ロービームとハイビームとに切り替え可能に構成されている。

また、アウタレンズ２８には、車道（路面）におけるロービーム配光エリアの前部とハイビーム配光エリアの下部との間の描画ビーム配光エリアＥ１（図３参照）や歩道（路面）における描画ビーム配光エリアＥ２（図３参照）に情報表示光（描画パターン）を照射する描画ビームユニット３０が設けられている。

具体的に説明すると、自動運転車両１０の正面視で、ランプユニット２２（レンズ２４）よりも車幅方向内側で、かつ下方側におけるアウタレンズ２８の一部には、開口部２９（図２参照）が形成されている。描画ビームユニット３０は、そのアウタレンズ２８の開口部２９を閉鎖するように、かつアウタレンズ２８の表面から少なくとも後述する投影レンズ３６が前方側へ露出（突出）するように設けられている。

描画ビームユニット３０は、光源３２と、光源３２から出射された可視光を通過させることで描画パターン（情報表示光）を形成する描画パターン形成部３４と、描画パターン形成部３４で形成された描画パターン（情報表示光）を透過させて車両前方側へ照射する投影レンズ３６と、を有している。

描画ビームユニット３０の光源３２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）とされており、高輝度光源とされている。また、この光源３２には、ランプユニット２２の光源と同様に、ランプ制御装置１８からケーブル１９を介して給電されるようになっており、ランプ制御装置１８の制御により、自動的に点灯及び消灯されるようになっている。そして、この光源３２は、ブラケット（図示省略）を介して、灯室Ｓ内に固定された状態で配置されている。

描画パターン形成部３４は、例えば図３に示されるように、可視光を通過させることで、矢印のマークＭ１やライン状（矩形状も含む）のマークＭ２を表示するように構成されている。なお、情報表示光（描画パターン）としては、少なくとも図３に示されるような矢印のマークＭ１やライン状のマークＭ２が表示されることが好ましいが、これに限定されるものではなく、例えば図示は省略するが、歩行者Ｐに注意喚起するような文字等がライン状のマークＭ２の代わりに表示されるようになっていてもよい。

図２に示されるように、投影レンズ３６は、描画パターン形成部３４の前端部に一体的に設けられており、アウタレンズ２８の表面から前方側へ露出（突出）するように配置されている。そして、図２において仮想線で示されるように、投影レンズ３６が前端部に一体的に設けられた描画パターン形成部３４が、アウタレンズ２８の前方側から（外部から）開口部２９に嵌合され、その開口部２９を閉鎖する構成になっている。

すなわち、描画パターン形成部３４は、断面形状及び大きさが開口部２９と略同一の本体部３４Ａと、本体部３４Ａの後端部に、その本体部３４Ａよりも大径となるように一体に形成された錐台形状の大径部３４Ｂと、を有している。描画パターン形成部３４は、その大径部３４Ｂが弾性変形しつつアウタレンズ２８の開口部２９に前方側から（外部から）挿通されて復元することにより、そのアウタレンズ２８に対して取り付けられる構成になっている。

そして、それに伴い、描画パターン形成部３４の大径部３４Ｂに形成された嵌合部３３が、光源３２（詳細には光源３２を保持するホルダー）に形成された被嵌合部（図示省略）に着脱可能に嵌合される構成になっている。なお、描画パターン形成部３４は、前方側へ引っ張ると、嵌合部３３が被嵌合部から外れ、かつ大径部３４Ｂが弾性変形しつつ開口部２９を挿通し、アウタレンズ２８から外れるようになっている。

このように、描画ビームユニット３０（描画パターン形成部３４及び投影レンズ３６）は、アウタレンズ２８に対して着脱可能に取り付けられる構成になっている。なお、以下において、左右のヘッドランプ２０の各アウタレンズ２８に設けられている描画ビームユニット３０を区別して説明する場合には、右側の描画ビームユニット３０を描画ビームユニット３０Ｒとし、左側の描画ビームユニット３０を描画ビームユニット３０Ｌとする。

また、図示は省略するが、自動運転車両１０には、周辺情報検知センサーが設けられている。そして、この自動運転車両１０には、周辺情報検知センサーによって検出された車両周辺情報に基づいて自動運転車両１０の走行を制御する制御装置としてのコントローラー（図示省略）が設けられている。つまり、自動運転車両１０は、運転者が運転することなく、コントローラーによって運転されるように構成されている。

また、このコントローラーは、ランプ制御装置１８とも電気的に接続されている。つまり、描画ビームユニット３０は、コントローラーの制御により、車道（路面）におけるロービーム配光エリアの前部とハイビーム配光エリアの下部との間の描画ビーム配光エリアＥ１や歩道（路面）における描画ビーム配光エリアＥ２に情報表示光（描画パターン）を照射するようになっている。

以上のような構成とされたヘッドランプ２０（車両用灯具）において、次にその作用について説明する。

例えば図３に示されるように、歩行者Ｐが車道を渡ろうとしていることを周辺情報検知センサーが検知したら、コントローラー及びランプ制御装置１８を介して光源３２が点灯される。すなわち、例えば右側のヘッドランプ２０Ｒの描画ビームユニット３０Ｒにより、車道における描画ビーム配光エリアＥ１に矢印のマークＭ１が表示され、左側のヘッドランプ２０Ｌの描画ビームユニット３０Ｌにより、歩道における描画ビーム配光エリアＥ２にライン状のマークＭ２が表示される。これにより、歩行者Ｐに対して、自動運転車両１０が前進するので、車道を渡らないで欲しいことを知らせることができる。

ここで、例えば図６に示される比較例のように、描画ビームユニット１３０が、ランプハウジング２６のハウジング本体２７に取り付けられている場合がある。この場合には、光源１３２から出射され、投影レンズ１３６を透過した情報表示光（描画パターン）が、灯室Ｓを通過し、かつアウタレンズ２８を透過して照射されるため、その情報表示光（描画パターン）の照射範囲（描画ビーム配光エリアＥ１、Ｅ２）が狭くなる。

また、このとき、その情報表示光（描画パターン）が、アウタレンズ２８の下部を透過して照射される場合がある。したがって、そのアウタレンズ２８の下部に、例えば後方へ向かって側面視略「Ｌ」字状に屈曲するような段差部２８Ａが形成されていると、例えば描画ビーム配光エリアＥ１に照射される情報表示光（矢印のマークＭ１）が、そのアウタレンズ２８の下部（段差部２８Ａ）によって屈折して歪んで表示される（図６において、歪んでいない形状を仮想線で示し、歪んでいる形状を実線で示す）。

また、描画ビームユニット１３０は、ハウジング本体２７に取り付けられているため、例えば法規動向に応じた最新の描画ビームユニット１３０に容易に交換（変更）することができない。また、図示は省略するが、描画ビームユニット１３０が、フロントバンパカバー１２に設けられる場合には、バッテリから光源１３２へ直接給電するためのケーブルを別途設ける必要がある。つまり、描画ビームユニット１３０に対する製造コストが増加する。

これに対し、本実施形態に係る描画ビームユニット３０は、図２に示されるように、少なくとも投影レンズ３６がアウタレンズ２８の表面から前方側へ露出（突出）するように、そのアウタレンズ２８の開口部２９に設けられている。したがって、描画ビームユニット３０による情報表示光（描画パターン）がアウタレンズ２８を透過する構成に比べて、情報表示光（描画パターン）の照射範囲（描画ビーム配光エリアＥ１、Ｅ２）が狭くなるのを抑制又は防止することができる。

そして、描画ビームユニット３０による情報表示光（描画パターン）がアウタレンズ２８を透過する構成に比べて、描画ビーム配光エリアＥ１、Ｅ２に照射される情報表示光（描画パターン）が、アウタレンズ２８によって屈折して歪むのを抑制又は防止することができる。

このように、本実施形態に係る描画ビームユニット３０によれば、アウタレンズ２８による屈折の影響を受けることがないため、情報表示光（描画パターン）が歪んで表示されるおそれがない。よって、描画ビームユニット３０の設計の自由度を向上させることができる。

また、描画ビームユニット３０の描画パターン形成部３４及び投影レンズ３６は、アウタレンズ２８の前方側から（外部から）、そのアウタレンズ２８に対して着脱可能に構成されている。したがって、例えば法規動向に応じた最新の描画ビームユニット３０（描画パターン形成部３４）に容易に交換（変更）することができ、その法規動向に応じた最新の情報表示光（描画パターン）を描画ビーム配光エリアＥ１、Ｅ２に表示することができる。

また、描画ビームユニット３０の光源３２は、ランプユニット２２の光源へ給電するランプ制御装置１８（給電ユニット）から給電される。したがって、描画ビームユニット３０用の給電ユニットを新規に設ける必要がなく、描画ビームユニット３０に対する製造コストの増加を抑制又は防止することができる。

なお、描画ビームユニット３０は、ヘッドランプ２０に設けるものに限定されるものではなく、例えば図４、図５に示されるように、車両用灯具としてのリアコンビネーションランプ４０に設けられていてもよい。この場合、描画ビームユニット３０は、例えばリアコンビネーションランプ４０のランプハウジングを構成するアウタレンズ３８の車幅方向外側で、かつ下方側に上記と同様に着脱可能に設けられる。

リアコンビネーションランプ４０に設けられた描画ビームユニット３０は、例えば図４に示されるように、自動運転車両１０がバック（後進）することを矢印のマークＭ３で表示したり、例えば図５に示されるように、自動運転車両１０が左折することを矢印のマークＭ４で表示したりすることができる。

つまり、自動運転車両１０の後方側に存在する人や後続車に対し、描画ビームユニット３０から照射される情報表示光（描画パターン）によって自動運転車両１０の動向を知らせることができる。したがって、自動運転車両１０が走行するときの安全性を高めることができる。なお、自動運転車両１０がバックするときの情報表示光（描画パターン）は、白色とされた矢印のマークＭ３であるが、自動運転車両１０が左折や右折するときの情報表示光（描画パターン）は、黄色に着色された矢印のマークＭ４としてもよい。

以上、本実施形態に係る車両用灯具としてのヘッドランプ２０及びリアコンビネーションランプ４０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係るヘッドランプ２０及びリアコンビネーションランプ４０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、アウタレンズ２８、３８に対する描画ビームユニット３０の取付位置は、図示の位置に限定されるものではない。

また、本実施形態に係るヘッドランプ２０及びリアコンビネーションランプ４０は、自動運転車両１０に適用される構成に限定されるものではなく、図示しない一般的な車両にも適用が可能である。すなわち、一般的な車両のヘッドランプ２０のアウタレンズ２８及びリアコンビネーションランプ４０のアウタレンズ３８に対して本実施形態に係る描画ビームユニット３０を設ける構成にしてもよい。

また、本実施形態における自動運転車両１０は、周辺情報検知センサーによって検出された車両周辺情報に基づいてコントローラーが自動運転車両１０を運転する自動運転モードと、運転者が自らステアリングを操作して自動運転車両１０を運転する通常運転モードとに切り替え可能に構成されていてもよい。

１０ 自動運転車両（車両）
１８ ランプ制御装置（給電ユニット）
２０ ヘッドランプ（車両用灯具）
２２ ランプユニット
２８ アウタレンズ
３０ 描画ビームユニット
３８ アウタレンズ
４０ リアコンビネーションランプ（車両用灯具）

Claims (3)

1. ランプユニットの光源から出射された可視光を透過させ、路面に照射するアウタレンズと、
   前記アウタレンズに該アウタレンズから露出するように設けられ、路面に情報表示光を照射する描画ビームユニットと、
   を備えた車両用灯具。
2. 前記描画ビームユニットは、前記アウタレンズに対して外部から着脱可能に構成されている請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記描画ビームユニットは、前記光源へ給電する給電ユニットから給電される構成とされている請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。

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