JP4708285B2

JP4708285B2 - 車両用ヘッドランプ

Info

Publication number: JP4708285B2
Application number: JP2006213446A
Authority: JP
Inventors: 紳也渡辺; 聡志山村
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2026-08-04
Also published as: JP2008037240A

Description

本発明は、車両用ヘッドランプに関する。

従来、画像取得手段が取得した車両前方の画像情報に基づいて先行車や対向車の存否を検出し、当該検出結果に基づいてヘッドランプの配光を変化させる構成とした車両用ヘッドランプが考案されている（例えば、特許文献１参照）。

この車両用ヘッドランプでは、車両前方に他車両が存在する状態では、ヘッドランプの照射エリアがロービームの照射エリアに自動的に変更されるので、他車両の乗員にグレア（幻惑光）を与えることを抑制できる。また、車両前方に他車両が存在しない状態では、ヘッドランプの照射エリアがハイビームの照射エリアに自動的に変更されるので、遠方の視界を確保することができる。

ところで、このような車両用ヘッドランプでは、他車両等（照射禁止対象）へのハイビームの照射の抑制と、ハイビームによる遠方視界の確保とを同時に両立できることが好ましい。
特開２００４−９８９７０号公報

本発明は上記事実を考慮し、ハイビームによって遠方の視界を確保しつつ、照射禁止対象へのハイビームの照射を抑制できる車両用ヘッドランプを得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係る車両用ヘッドランプは、点灯されることで、車両前方に配列される複数のハイビーム照射エリアのそれぞれへ向けて各々が個別に光を照射する複数のハイビームユニットと、前記複数のハイビーム照射エリアの何れかに照射禁止対象が存在しているか否かを検出する検出手段と、前記複数のハイビームユニットを点灯又は消灯させ、前記検出手段が前記照射禁止対象の存在を検出したときには前記照射禁止対象が存在しているハイビーム照射エリア用のハイビームユニットを消灯する制御手段と、を有し、車幅方向内側のハイビーム照射エリアに比し車幅方向外側のハイビーム照射エリアが車幅方向において大きく設定されていることを特徴としている。

請求項１に記載の車両用ヘッドランプでは、複数のハイビーム照射エリアの何れかに照射禁止対象（先行車や対向車などの他車両及び歩行者）が存在していることを検出手段が検出したときには、照射禁止対象が存在しているハイビーム照射エリア用のハイビームユニットが制御手段によって消灯される。したがって、照射禁止対象へのハイビームの照射を抑制できる。しかも、消灯されたハイビームユニット以外のハイビームユニットによって、他のハイビーム照射エリアを照らすことができるので、遠方の視界を確保することができる。

しかも、この車両用ヘッドランプでは、遠方から自車両に接近する対向車（照射禁止対象）が、車幅方向内側のハイビーム照射エリアから車幅方向外側のハイビーム照射エリアへ移動する際に、当該対向車の移動速度と、複数のハイビームユニットの点灯・消灯の切換速度とをスムーズに連動させることができる。

請求項２に記載の発明に係る車両用ヘッドランプは、点灯されることで、車両前方に配列される複数のハイビーム照射エリアのそれぞれへ向けて各々が個別に光を照射する複数のハイビームユニットと、前記複数のハイビーム照射エリアの何れかに照射禁止対象が存在しているか否かを検出する検出手段と、前記複数のハイビームユニットを点灯又は消灯させ、前記検出手段が前記照射禁止対象の存在を検出したときには前記照射禁止対象が存在しているハイビーム照射エリア用のハイビームユニットを消灯する制御手段と、を有し、更に、点灯されることで、前記複数のハイビーム照射エリアの下方に設定されたロービーム照射エリアへ向けて光を照射するロービームユニットを有すると共に、前記制御手段は、前記複数のハイビーム照射エリアのうち所定数以上のハイビーム照射エリアに照射禁止対象が存在していることを前記検出手段が検出したときには前記複数のハイビームユニットを全て消灯し、前記ロービームユニットを点灯させることを特徴としている。

請求項２に記載の車両用ヘッドランプでは、複数のハイビーム照射エリアの何れかに照射禁止対象（先行車や対向車などの他車両及び歩行者）が存在していることを検出手段が検出したときには、照射禁止対象が存在しているハイビーム照射エリア用のハイビームユニットが制御手段によって消灯される。したがって、照射禁止対象へのハイビームの照射を抑制できる。しかも、消灯されたハイビームユニット以外のハイビームユニットによって、他のハイビーム照射エリアを照らすことができるので、遠方の視界を確保することができる。さらに、この車両用ヘッドランプでは、複数のハイビーム照射エリアのうち所定数以上のハイビーム照射エリアに照射禁止対象が存在していることを検出手段が検出したときには、制御手段が複数のハイビームユニットを全て消灯し、ロービームユニットを点灯させる。したがって、車両前方に多数の照射禁止対象が存在し、複数のハイビームユニットが頻繁に点灯又は消灯されることで、車両乗員や周囲の者に違和感を与えることを抑制できる。

請求項３に記載の発明に係る車両用ヘッドランプは、請求項１又は請求項２に記載の車両用ヘッドランプにおいて、前記制御手段は、前記ハイビームユニットを消灯させる際に前記ハイビームユニットの照射光の輝度を徐々に低下させると共に、前記ハイビームユニットを点灯させる際に前記ハイビームユニットの照射光の輝度を徐々に増加させることを特徴としている。

請求項３に記載の車両用ヘッドランプでは、複数のハイビームユニットが点灯又は消灯される際に、複数のハイビームユニットの照射光の輝度が徐々に変化されるので、複数のハイビームユニットの点灯・消灯によって車両乗員や周囲の者に違和感を与えることを抑制できる。

請求項４に記載の発明に係る車両用ヘッドランプは、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車両用ヘッドランプにおいて、前記複数のハイビームユニットの照射光は、隣接同士で重合すると共に、前記複数のハイビームユニットの照射光の輝度は、前記重合部分で低減されていることを特徴としている。

請求項４に記載の車両用ヘッドランプでは、複数のハイビームユニットの照射光が隣接同士で重合しており、しかもこの重合部分で複数のハイビームユニットの輝度が低減されているので、複数のハイビーム照射エリアに照射される照射光の均一性が向上すると共に、複数のハイビームユニットの点灯・消灯切換時に車両乗員に違和感を与えることを抑制できる。

以上説明したように、本発明に係る車両用ヘッドランプでは、ハイビームによって遠方の視界を確保しつつ、照射禁止対象へのハイビームの照射を抑制できる。

図１には本発明の実施形態に係る車両用ヘッドランプ１０の構成が斜視図にて示されている。なお、図中矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。

車両用ヘッドランプ１０は、図示しない車体に取り付けられるランプハウジング１２を有している。ランプハウジング１２は前方が開口した箱状であり、このランプハウジング１２の車両前方にはランプアウターレンズ１４が取り付けられている。

ランプハウジング１２の内部には、ロービームユニットとしてのハロゲンランプ１６、１８が設けられている。ハロゲンランプ１６はランプハウジング１２内の下側に配置されており、ハロゲンランプ１８はランプハウジング１２内の車幅方向内側に配置されている。これらのハロゲンランプ１６、１８は、点灯されることで、車両前方に設定されたロービーム照射エリア２０（図２参照）へ向けて光を照射する構成となっている。なお、図２は、後述する画像取得装置３８によって取得される車両前方の画像３９である。この図２では、道路のセンターラインに符号２１を付与し、車道と路側帯とを区分する白線に符号２３を付与し、対向車に符号２５を付与し、歩行者に符号２７を付与してある。また、この図２では、ロービーム照射エリア２０の面積が紙面左側（路側帯側）で拡大されているが、これは左側通行の場合であり、右側通行の場合には左右が逆になる。

さらに、ランプハウジング１２の内部には、ハイビームユニットとしての複数（本実施形態では８個）の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈが設けられている。これらの白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈは、点灯されることで、ロービーム照射エリア２０の上方に車幅方向に並んで配列された複数のハイビーム照射エリア２４Ａ〜２４Ｈ（図２参照）のそれぞれへ向けて各々が個別に光を照射する構成となっている。すなわち、白色ＬＥＤランプ２２Ａはハイビーム照射エリア２４Ａへ、白色ＬＥＤランプ２２Ｂはハイビーム照射エリア２４Ｂへ、白色ＬＥＤランプ２２Ｃはハイビーム照射エリア２４Ｃへ、白色ＬＥＤランプ２２Ｄはハイビーム照射エリア２４Ｄへ、白色ＬＥＤランプ２２Ｅはハイビーム照射エリア２４Ｅへ、白色ＬＥＤランプ２２Ｆはハイビーム照射エリア２４Ｆへ、白色ＬＥＤランプ２２Ｇはハイビーム照射エリア２４Ｇへ、白色ＬＥＤランプ２２Ｈはハイビーム照射エリア２４Ｈへ向けて、それぞれが光を照射する構成となっている。

また、図２に示されるように、複数のハイビーム照射エリア２４Ａ〜２４Ｈの車幅方向に沿った各照射範囲は、車幅方向内側のハイビーム照射エリア２４Ａ（２４Ｅ）から車幅方向外側のハイビーム照射エリア２４Ｄ（２４Ｈ）へ向かうに従い段階的に大きくなるように設定されている。すなわち、ハイビーム照射エリア２４Ａ、２４Ｅに比し、ハイビーム照射エリア２４Ｂ、２４Ｆが車幅方向において大きく設定されている（Ｌ１＜Ｌ２）。また、ハイビーム照射エリア２４Ｂ、２４Ｆに比し、ハイビーム照射エリア２４Ｃ、２４Ｇが車幅方向において大きく設定されており（Ｌ２＜Ｌ３）、ハイビーム照射エリア２４Ｃ、２４Ｇに比し、ハイビーム照射エリア２４Ｄ、２４Ｈが車幅方向において大きく設定されている（Ｌ３＜Ｌ４）。

さらに、図３に示されるように、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈの照射光は、隣接同士で車幅方向に重合するようになっている（図３のハッチング部参照）。しかも、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈの照射光の輝度は、車幅方向中央部が明るく、車幅方向両側部が暗くなるように設定されており、上記重合部分で明るさが低減される構成となっている。

また、図４に示されるように、上述したハロゲンランプ１６、１８及び白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈは、制御手段を構成する切換・調光器２６に接続されており、この切換・調光器２６には、制御手段を構成するコントロールユニット２８と電源３０とが接続されている。そして、コントロールユニット２８には、車室内に設けられた点灯スイッチ３２及びＨＩ／ＬＯ切換スイッチ３４が接続されている。

コントロールユニット２８及び切換・調光器２６は、ＨＩ／ＬＯ切換スイッチ３４がＬＯ側に操作された状態で点灯スイッチ３２がＯＮにされるとハロゲンランプ１６、１８を点灯させる。また、コントロールユニット２８及び切換・調光器２６は、ＨＩ／ＬＯ切換スイッチ３４がＨＩ側に操作された状態で点灯スイッチ３２がＯＮにされると、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈを点灯させる。

さらに、コントロールユニット２８には、画像処理装置３６を介して画像取得装置３８（共に検出手段）が接続されている。画像取得装置３８は、自車両前方の画像を取得することができるものであればよく、例えばＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐＬＥＤランプｄｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子を使用した所謂ＣＣＤカメラ等を使用することができる。

画像処理装置３６は、画像取得装置３８によって取得した画像から、照射禁止対象（先行車や対向車などの他の車両、及び歩行者）の存否の検出に必要な情報を取り出して加工する画像処理手段４０と、画像処理手段４０から得られた画像情報、及び図示しないレーザレーダやミリ波レーダ等のセンサを利用して獲得した距離情報に基づいて照射禁止対象の存否を検出する照射禁止対象検出手段４２とを備える。そして、上記画像処理装置３６の照射禁止対象検出手段４２の検出結果が上記コントロールユニット２８に出力され、コントロールユニット２８及び切換・調光器２６がこの検出結果に基づいてハロゲンランプ１６、１８及び白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈの点灯・消灯の切換及び調光を行う構成となっている。

具体的には、コントロールユニット２８及び切換・調光器２６は、ＨＩ／ＬＯ切換スイッチ３４がＨＩ側に操作され且つ点灯スイッチ３２がＯＮにされた状態（ハイビームの状態）で、照射禁止対象検出手段４２が、複数のハイビーム照射エリア２４Ａ〜２４Ｈの何れかに照射禁止対象が存在していることを検出したときには、照射禁止対象が存在しているハイビーム照射エリア２４用の白色ＬＥＤランプ２２を消灯する。すなわち、例えば図２に示されるように、ハイビーム照射エリア２４Ｂに照射禁止対象としての対向車２５が存在しているときには、コントロールユニット２８及び切換・調光器２６は、ハイビーム照射エリア２４Ｂ用の白色ＬＥＤランプ２２Ｂを消灯する。また例えば、ハイビーム照射エリア２４Ｆに照射禁止対象としての歩行者２７が存在しているときには、コントロールユニット２８及び切換・調光器２６はハイビーム照射エリア２４Ｆ用の白色ＬＥＤランプ２２Ｆを消灯する。なお、コントロールユニット２８及び切換・調光器２６は、照射禁止対象の存在が検出されなくなったハイビーム照射エリア２４に対しては、当該ハイビーム照射エリア２４用の白色ＬＥＤランプ２２を再び点灯させる構成となっている。

さらに、コントロールユニット２８及び切換・調光器２６は、複数のハイビーム照射エリア２４Ａ〜２４Ｈのうち所定数（例えば３つ）以上に照射禁止対象が存在しているときには、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈを全て消灯すると共に、ハロゲンランプ１６、１８を点灯させる（ロービームに切り換える）構成となっている。

また、切換・調光器２６は、白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈを消灯させる際には白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈの照射光の輝度を徐々に低下させると共に、白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈを点灯させる際には白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈの照射光の輝度を徐々に増加させる構成となっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

上記構成の車両用ヘッドランプ１０では、ＨＩ／ＬＯ切換スイッチ３４がＨＩ側に操作され且つ点灯スイッチ３２がＯＮにされた状態（ハイビームの状態）で、画像取得装置３８及び画像処理装置３６が、複数のハイビーム照射エリア２４Ａ〜２４Ｈの何れか（例えば、ハイビーム照射エリア２４Ｂ）に照射禁止対象（先行車や対向車などの他の車両、及び歩行者）が存在していることを検出したときには、コントロールユニット２８及び切換・調光器２６は、照射禁止対象が存在しているハイビーム照射エリア２４Ｂ用の白色ＬＥＤランプ２２Ｂを消灯する。したがって、照射禁止対象へのハイビームの照射を抑制できる。しかも、消灯された白色ＬＥＤランプ２２Ｂ以外の白色ＬＥＤランプ２２Ａ、２２Ｃ〜２２Ｈによって、他のハイビーム照射エリア２４Ａ、２４Ｃ〜２４Ｈを照らすことができるので、遠方の視界を確保することができる。

また、本車両用ヘッドランプ１０では、複数のハイビーム照射エリア２４Ａ〜２４Ｈの車幅方向に沿った各照射範囲は、車幅方向内側のハイビーム照射エリア２４Ａ（２４Ｅ）から車幅方向外側のハイビーム照射エリア２４Ｄ（２４Ｈ）へ向かうに従い段階的に大きくなるように設定されている。このため、遠方から自車両に接近する対向車２５（図５参照）が、車幅方向内側のハイビーム照射エリア２４Ａから車幅方向外側のハイビーム照射エリア２４Ｄへ向けて移動する際に、当該対向車２５の移動速度と、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｄの点灯・消灯の切換速度とをスムーズに連動させることができる。

さらに、本車両用ヘッドランプ１０では、複数のハイビーム照射エリア２４Ａ〜２４Ｈのうち所定数（例えば３つ）以上のハイビーム照射エリア２４に照射禁止対象が存在しているとき（例えば、図６に示されるようにハイビーム照射エリア２４Ａ〜２４Ｃに対向車２５が存在しているとき）には、コントロールユニット２８及び切換・調光器２６が、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈを全て消灯し、ハロゲンランプ１６、１８を点灯させる。したがって、車両前方に多数の照射禁止対象が存在し、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈが頻繁に点灯又は消灯されることで、車両乗員に違和感を与えることを抑制できる。

またさらに、本車両用ヘッドランプ１０では、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈが点灯又は消灯される際には、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈの照射光の輝度が徐々に変化されるので、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈの点灯・消灯によって車両乗員に違和感を与えることを抑制できる。

また、本車両用ヘッドランプ１０では、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈの照射光が隣接同士で車幅方向に重合しており、しかもこの重合部分で複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｄの輝度が低減されているので、複数のハイビーム照射エリア２４Ａ〜２２Ｈに照射される照射光の均一性が向上すると共に、複数の白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈの点灯・消灯切換時に車両乗員に違和感を与えることを抑制できる。

なお、上記実施形態に係る車両用ヘッドランプ１０では、ロービームユニットとしての２つのハロゲンランプ１６、１８と、ハイビームユニットとしての８つの白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈと、を有する構成としたが、ロービームユニット及びハイビームユニットの数は適宜設定変更することができるものであり、ロービーム照射エリア及びハイビーム照射エリアの数及び形状も上記実施形態に限定されるものではない。

また、上記実施形態に係る車両用ヘッドランプ１０では、ロービームユニットとしてハロゲンランプ１６、１８を適用して構成したが、本発明はこれに限らず、ロービームユニットとしては、白色ＬＥＤランプ（発光ダイオード）などの他のユニットを適用してもよい。

さらに、上記実施形態では、ハイビームユニットとして白色ＬＥＤランプ２２Ａ〜２２Ｈを適用して構成したが、本発明はこれに限らず、ハイビームユニットとしては指向性を有するユニットであれば適用することができる。

本発明の実施形態に係る車両用ヘッドランプの主要部の構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る車両用ヘッドランプを構成する画像取得装置によって取得された車両前方の画像を示す図である。本発明の実施形態に係る車両用ヘッドランプを構成する複数の白色ＬＥＤランプの照射光が隣接同士で車幅方向に重合している状態を説明するための図である。本発明の実施形態に係る車両用ヘッドランプの制御手段を含む周辺の構成を示す図である。本発明の実施形態に係る車両用ヘッドランプを構成する画像取得装置によって取得された車両前方の画像を示し、遠方から自車両に接近する対向車が車幅方向内側のハイビーム照射エリアから車幅方向外側のハイビーム照射エリアへ移動するときの様子を説明するための図である。本発明の実施形態に係る車両用ヘッドランプを構成する画像取得装置によって取得された車両前方の画像を示し、３つのハイビーム照射エリア内に対向車が存在している状態を示す図である。

符号の説明

１０車両用ヘッドランプ
１６ハロゲンランプ（ロービームユニット）
１８ハロゲンランプ（ロービームユニット）
２０ロービーム照射エリア
２２Ａ〜２２Ｈ白色ＬＥＤランプ（ハイビームユニット）
２４Ａ〜２４Ｈハイビーム照射エリア
２６切換・調光器（制御手段）
２８コントロールユニット（制御手段）
３６画像処理装置（検出手段）
３８画像取得装置（検出手段）

Claims

点灯されることで、車両前方に配列される複数のハイビーム照射エリアのそれぞれへ向けて各々が個別に光を照射する複数のハイビームユニットと、
前記複数のハイビーム照射エリアの何れかに照射禁止対象が存在しているか否かを検出する検出手段と、
前記複数のハイビームユニットを点灯又は消灯させ、前記検出手段が前記照射禁止対象の存在を検出したときには前記照射禁止対象が存在しているハイビーム照射エリア用のハイビームユニットを消灯する制御手段と、
を有し、
車幅方向内側のハイビーム照射エリアに比し車幅方向外側のハイビーム照射エリアが車幅方向において大きく設定されている車両用ヘッドランプ。
点灯されることで、車両前方に配列される複数のハイビーム照射エリアのそれぞれへ向けて各々が個別に光を照射する複数のハイビームユニットと、
前記複数のハイビーム照射エリアの何れかに照射禁止対象が存在しているか否かを検出する検出手段と、
前記複数のハイビームユニットを点灯又は消灯させ、前記検出手段が前記照射禁止対象の存在を検出したときには前記照射禁止対象が存在しているハイビーム照射エリア用のハイビームユニットを消灯する制御手段と、
を有し、
更に、点灯されることで、前記複数のハイビーム照射エリアの下方に設定されたロービーム照射エリアへ向けて光を照射するロービームユニットを有すると共に、前記制御手段は、前記複数のハイビーム照射エリアのうち所定数以上のハイビーム照射エリアに照射禁止対象が存在していることを前記検出手段が検出したときには前記複数のハイビームユニットを全て消灯し、前記ロービームユニットを点灯させる車両用ヘッドランプ。
前記制御手段は、前記ハイビームユニットを消灯させる際に前記ハイビームユニットの照射光の輝度を徐々に低下させると共に、前記ハイビームユニットを点灯させる際に前記ハイビームユニットの照射光の輝度を徐々に増加させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用ヘッドランプ。
前記複数のハイビームユニットの照射光は、隣接同士で重合すると共に、前記複数のハイビームユニットの照射光の輝度は、前記重合部分で低減されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車両用ヘッドランプ。