JP5053890B2

JP5053890B2 - 車両用ランプ

Info

Publication number: JP5053890B2
Application number: JP2008054269A
Authority: JP
Inventors: 清隆望月; 宇司堀
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: EP2098775B1; EP2098775A2; EP2098775A3; JP2009211963A

Description

本発明はヘッドランプ等の車両の前方を照明するランプに関し、特に他車を眩惑することなく自車の前方の視認性を高めた車両用ランプに関するものである。

自動車のヘッドランプは自車の前方の視認性を高めるためのハイビームと、自車の前方に存在する対向車や先行車を眩惑することがないように配光特性を設定したロービームとで切り換えることができるように構成されている。しかし、従来ではこのビームの切り換えを運転者の手操作により行っているために操作が面倒であり、一般にはロービームで走行を行っているため前方の視認性が犠牲になっている。このような問題に対し、特許文献１の技術では、自車のヘッドランプを基本的にハイビームで点灯するようにし、自車に搭載したカメラにより自車の前方に存在する他車両を検出したときに自動的にロービームに切り換える技術が提案されている。
特開２００７−１１２２４９号公報

ところで、通常のヘッドランプではロービームの配光特性は対向車や先行車を眩惑することがないように極力制限した前方領域のみを照明する配光特性に設定している。そのため、特許文献１の技術では対向車や先行車の区別なく前方の自動車を検出したときにロービームに切り換えると、自車の前方に先行車のみが存在する場合でも対向車の眩惑をも考慮したロービームに切り換えられてしまうことになり、この結果自車の前方の照明領域が必要以上に制限されることになり運転者の視認性が低下し、安全走行の面で好ましくない。特に、対向車や先行車が存在する場合に、自車との距離（対向距離や車間距離）が遠い場合にも一律にロービームに切り換えるのでは、ロービームに切り換えている時間が長くなり、その間は自車の遠前方を照明することができずに視認性が低下してしまう。

本発明の目的は、自車の前方に存在する車両が対向車と先行車の違い、並びに自車との距離の違いに応じて自車のヘッドランプの配光特性を変化させることにより対向車や先行車を眩惑することなく自車の前方の視認性を高めることを可能にした車両用ランプを提供するものである。

本発明は光源から出射された光の一部を遮光するシェードを備える車両用ランプであって、シェードはランプ光軸に対して左右方向に外れた位置において左分割シェードと右分割シェードに分割され、かつ左分割シェードと右分割シェードは独立して遮光領域が変化できるように構成されていることを特徴とする。

本発明の車両用ランプは、好ましくは、車両の右ヘッドランプ及び左ヘッドランプとして構成されており、右ヘッドランプのシェードと左ヘッドランプのシェードは分割位置が相違する。例えば、一方のヘッドランプのシェードは分割位置がランプ光軸の右側に偏位された位置であり、他方のヘッドランプのシェードは分割位置がランプ光軸の左側に偏位された位置とする。

本発明によれば、右分割シェードと左分割シェードはランプ光軸に対して非対称な形状とされるので、これらの分割シェードを独立して各遮光領域を変化させることにより、右側領域と左側領域を非対称な形態で照明することができる。そのため、車両の右側ランプと左側ランプの各シェードについてそれぞれの右分割シェードと左分割シェードの分割位置を相違させ、その上で各ランプの右分割シェードと左分割シェードを選択して遮光領域を変化させることにより、対向車や先行車を検出したときにそれぞれ好適な配光特性に設定でき、対向車や先行車を眩惑することなく、その一方で自車の前方の広い領域を照明して視認性を高めることが可能になる。

次に、本発明の実施例１を説明する。図１は本発明を自動車のヘッドランプに適用したものであり、自動車ＣＡＲの左右のヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬはそれぞれＥＣＵ（Electronic Control Unit)１に接続されており、このＥＣＵ１によって配光特性が変化できるように構成されている。前記ＥＣＵ１には自動車ＣＡＲの正面に装備された前方監視カメラＣＡＭが接続されており、この前方監視カメラＣＡＭで撮像した画像に基づいて自車の前方領域に存在する対向車や先行車を検出することが可能とされている。そして、ＥＣＵ１は対向車や先行車を検出したときには前記左右のヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬに設けられている後述するシェード（遮光板）を駆動制御してその配光特性を切り換えることができるように、特に、検出した他車が対向車の場合と先行車の場合とで異なる配光特性での照明を行うことができるように構成されている。また、後述の説明からも判るように実施例１の自動車ＣＡＲにはステアリングホイールＳＴＷの操舵角を検出して各ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬのランプ光軸を左右に偏向制御できるようにも構成されている。

図２は前記左右のヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの概略構成を示す図であり、ランプハウジングＬＨ内にそれぞれランプユニットＬＵを内装している。左右のヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの各ランプユニットＬＵは後述するメインシェードＭＳを除いて同一構成である。これらのランプユニットＬＵはランプ光軸Ｌｘに沿って切断した断面構造を示すように、ほぼコ字型をしたブラケット２にプロジェクタ型ランプ３をスイブル軸４によって水平方向に所要角度範囲で回動可能に支持するとともに、当該スイブル軸４の下端部をスイブル機構５に連結している。スイブル機構５は前記ＥＣＵ１によって制御され、自動車ＣＡＲの前記ステアリングホイールＳＴＷの操舵角に追従して制御されることで前記プロジェクタ型ランプ３のランプ光軸Ｌｘを左右方向に偏向させ、運転者における操舵方向の視認性を高めることが可能である。また、前記スイブル機構５の下側には前記プロジェクタ型ランプ３を点灯させるための電源としての点灯回路ユニット６が配設されている。

前記プロジェクタ型ランプ３は、回転半楕円型をしたリフレクタ３１と、このリフレクタ３１の前縁部に連結された円筒型のリテーナ３２と、このリテーナ３２の前縁部に支持された集光レンズ３３とを備えている。前記リフレクタ３１内にはリフレクタ３１の第１焦点Ｆ１の近傍位置に光源点を配置した放電バルブ３４が取着され、前記点灯回路ユニット６から供給される電力によって放電発光される。また、前記リテーナ３２内には前記リフレクタ３１の第２焦点Ｆ２の近傍位置にメインシェードＭＳが設けられ、前記放電バルブ３４から出射された光の一部を遮光して所望の配光特性に設定できるようにしている。このメインシェードＭＳには当該配光特性を切り換えるためシェード駆動手段としてのアクチュエータＡＣＴが設けられている。また、前記リテーナ３２内にはリフレクタ３１で反射された迷光を遮光するためのサブシェードＳＳも設けられている。

図３は前記左右の各ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの各プロジェクタ型ランプ３内にそれぞれ設けられているメインシェードをヘッドランプの後面側（光源側）から見た概略斜視図である。また、図４（ａ）はその後面図である。右ヘッドランプＲＨＬのメインシェード（以下、右メインシェードと称する）ＲＭＳは、ランプ光軸Ｌｘに対してほぼ垂直な面に沿って垂直に立設された概ね横長の長方形をした板部材で形成されているが、その上縁は後述するロービーム配光特性の水平カットオフラインと斜めカットオフラインを形成する形状とされている。その上でこの右メインシェードＲＭＳはランプ光軸Ｌｘよりも所要寸法だけ左側（光源側から見て、以下同じ）に偏位した位置で上下方向に延びる分割縁ＤＶによって右分割シェードＲＲＳと左分割シェードＲＬＳとに２分割されている。ここで、図４（ｂ）に右メインシェードＲＭＳの分割縁ＤＶの拡大平面図を示すように、前記分割縁ＤＶは右メインシェードＲＭＳの板厚方向に傾斜した傾斜面となるようにされ、各分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳの各傾斜面は互いに光軸方向に重なるようにされ各傾斜面が当接されたときにリフレクタ３１から反射された光が両分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳの間から前方に洩れ出さないようになっている。

前記左右の各分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳはシェード板部１０１と、このシェード板部１０１の下縁に水平方向に向けられた筒部１０２が設けられ、これらの筒部１０２にはシェード傾動軸１０３が挿通され、右分割シェードＲＲＳはこのシェード傾動軸１０３を支点にして前方向に傾動可能とされ、左分割シェードＲＬＳはシェード傾動軸１０３を支点にして後方向に傾動可能とされている。これら左右の各分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳはそれぞれ個別のアクチュエータＲＲＡＣＴ，ＲＬＡＣＴに連結されており、これらアクチュエータによって各分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳは独立して傾動されるようになっている。ここでは、各アクチュエータＲＲＡＣＴ，ＲＬＡＣＴは構造の詳細については説明を省略するがソレノイド機構で構成されており、図１に示したＥＣＵ１での通電制御によってソレノイドに通電したときに突出動作されるアクチュエータ（プランジャ）が各分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳの筒部１０２から突出した突片１０４に連結されており、このアクチュエータ（フランジャ）の突出動作によって右分割シェードＲＲＳを垂直状態からランプ前方向に向けて傾動し、左分割シェードＲＬＳを垂直状態からランプ後方向に向けて傾動させるように構成されている。

また、左ヘッドランプＬＨＬの左メインシェードＬＭＳは右メインシェードＲＭＳと同じ形状であるが、この左メインシェードＬＭＳを左右に２分割する分割縁ＤＶはランプ光軸Ｌｘよりも所要寸法だけ右側に偏位した位置に設定され、この分割縁ＤＶによって右分割シェードＬＲＳと左分割シェードＬＬＳに２分割されている。分割縁ＤＶが板厚方向の傾斜面として構成されていること、並びに、左右の各分割シェードＬＲＳ，ＬＬＳはソレノイド機構で構成されるアクチュエータＬＲＡＣＴ，ＬＬＡＣＴによってそれぞれ独立して前方向又は後方向に傾動させるように構成していることは右メインシェードＲＭＳと同じである。なお、右メインシェードＲＭＳと等価な部分には同一符号を付して、説明は省略する。

以上の構成の左右のヘッドランプＲＨＬ，ＬＨＬでは、放電バルブ３４を点灯すると、放電バルブ３４から出射されてリフレクタ３１で反射された光は第２焦点Ｆ２に集光される。このとき照明に寄与しない光はサブシェードＳＳによって遮光される。照明に寄与する光は第２焦点Ｆ２から前方に向けて照射されるが、この際にランプ光軸Ｌｘの下方領域に向けられた光はメインシェードＲＭＳ，ＬＭＳによって遮光が制御される。すなわち、図４（ｃ）に右メインシェードＲＭＳでの遮光制御を示すように、左右の各分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳが実線のようにほぼ垂直方向に向けられているときには遮光限界Ｓ１はほぼランプ光軸Ｌｘに沿った位置にあるが、右分割シェードＲＲＳが破線のように前方に傾動されたときの遮光限界Ｓ２と、左分割シェードＲＬＳが破線のように後方に傾動されたときの遮光限界Ｓ３はランプ光軸Ｌｘよりも下方の位置になる。これにより、集光レンズ３３で屈折されて自動車ＣＡＲの前方に照射される配光特性は、遮光限界Ｓ２，Ｓ３では遮光限界Ｓ１に比較してランプ光軸Ｌｘよりも上方領域を照明する配光特性となる。これは左ヘッドランプＬＨＬの左メインシェードＬＭＳについても同じである。

右ヘッドランプＲＨＬの右メインシェードＲＭＳによる配光特性を図５（ａ）に示す。この図において、ランプ光軸Ｌｘは自動車ＣＡＲの水平な直進方向に一致させており、Ｈはランプ光軸Ｌｘを通る配光水平線、Ｖはランプ光軸Ｌｘを通る配光垂直線である。右メインシェードＲＭＳの両分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳが垂直方向に向けられているときの照明領域をＡ（ＲＭＳ）で示す。この照明領域Ａ（ＲＭＳ）は両分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳの上縁部の形状に対応して水平カットオフラインと斜めカットオフラインを有して配光水平線Ｈよりも下側領域を照明する。また、右分割シェードＲＲＳが前方に傾斜されたときには配光水性線Ｈよりも上方領域で、配光垂直線Ｖよりも右側に偏位した位置よりも左側の照明領域Ａ（ＲＲＳ）が加えられた配光となる。左分割シェードＲＬＳが後方向に傾斜されたときには配光水平線Ｈよりも上方領域で配光垂直線Ｖよりも右側に偏位した同じ位置よりも右側の照明領域Ａ（ＲＬＳ）が加えられた配光となる。左ヘッドランプＨＬＨの左メインシェードＬＭＳによる配光特性は図５（ｂ）に示すように、左メインシェードＬＭＳでは左右の分割シェードＬＲＳ，ＬＬＳは分割縁の位置が右メインシェードＲＭＳとは異なるため両分割シェードＬＲＳ，ＬＬＳがほぼ垂直の場合には照明領域Ａ（ＬＭＳ）を照明するが、右分割シェードＬＲＳが傾動されたときには照明領域Ａ（ＬＲＳ）が加えられ、左分割シェードＬＬＳが傾動されたときには照明領域Ａ（ＬＬＳ）が加えられた配光特性となる。したがって、左右のヘッドランプＲＬＨ，ＬＨＬが同時に点灯されたときには、これら図５（ａ）と（ｂ）の配光が重畳された配光となる。

このように構成された実施例１の自動車ＣＡＲにおいては、左右のヘッドランプＲＨＬ，ＬＨＬを点灯したときには手動モードと自動モードによる配光制御が可能である。手動制御はこれまでと同様に運転者のスイッチ切換操作によってハイビームとロービームを切り換える制御である。自動制御は、前方監視カメラＣＡＭによって自車の前方領域を撮像し、この撮像した画像に基づいてＥＣＵ１が対向車や先行車を検出したときには左右のヘッドランプＲＨＬ，ＬＨＬの各メインシェードＲＭＳ，ＬＭＳを駆動制御してその配光特性を切り換え、これにより対向車や先行車を眩惑することなく最大の照明領域を確保して運転者の視認性を向上する。以下、各別に説明する。

〔手動モード〕
（ハイビーム）
図６（ａ）はハイビーム時における左右の各ヘッドランプＲＨＬ，ＬＨＬの各メインシェードＲＭＳ，ＬＭＳの状態とその配光特性である。手動モードにおいて運転者がスイッチをハイビームに切り換えると、左右のメインシェードＲＭＳ，ＬＭＳはそれぞれ右分割シェードＲＲＳ，ＬＲＳが前方向に、左分割シェードＲＬＳ，ＬＬＳが後方向にそれぞれ傾斜され、図４（ｃ）に示した遮光限界Ｓ２，Ｓ３となる。そのため、リフレクタ３１からの光はランプ光軸Ｌｘの上方に向けて出射される光による照明が行われ、ランプ光軸Ｌｘの上方領域を含む最大領域を照明する配光特性となる。このハイビームの配光特性では自車の前方の視認性が高められることは言うまでもない。

（ロービーム）
図６（ｂ）はロービーム時における左右の各メインシェードＲＭＳ，ＬＭＳの状態とその配光特性であり、手動モードにおいて、運転者がスイッチをロービームに切り換えると、左右のメインシェードＲＭＳ，ＬＭＳはそれぞれ左右の分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳ，ＬＲＳ，ＬＬＳがほぼ垂直な状態に固定される。そのため、図４（ｃ）に示した遮光限界Ｓ１となり、リフレクタ３１からの光はランプ光軸Ｌｘの上方に向けて照射される光が最大に遮光されるため、各メインシェードＲＭＳ，ＬＭＳの上縁部の形状に伴なうカットオフラインで配光水平線Ｈよりも下方領域を照明する配光特性となる。このロービームの配光特性では対向車や先行車に対する眩惑を防止する。

〔自動モード〕
（自車の前方領域に対向車と先行車が存在しないとき）
前方監視カメラＣＡＭの撮像画像によりＥＣＵ１が自車の前方領域に対向車と先行車が存在しないときには、ＥＣＵ１は左右のヘッドランプＲＨＬ，ＬＨＬの各メインシェードＲＭＳ，ＬＭＳを手動モードのハイビームと同じ状態に制御する。すなわち、各メインシェードＲＭＳ，ＬＭＳの右分割シェードＲＲＳ，ＬＲＳを前方向に、左分割シェードＲＬＳ，ＬＬＳを後方向にそれぞれ傾斜する。これにより、図６（ａ）に示したと同じハイビームの配光特性となり、ランプ光軸Ｌｘの上方領域を含む最大領域を照明するこれにより自車の前方領域の視認性を高くする。

（遠前方に対向車あり）
前方監視カメラＣＡＭの撮像画像によりＥＣＵ１が自車の遠前方領域（ランプ光軸Ｌｘの近傍領域）に対向車を検出したときには、図７（ａ）に示すように、ＥＣＵ１は左右のヘッドランプＲＨＬ，ＬＨＬの各メインシェードＲＭＳ，ＬＭＳのうち、右ヘッドランプＲＨＬの右メインシェードＲＭは両分割シェードＲＲＳ，ＲＬＳを垂直状態に保持するが、左ヘッドランプＬＨＬの左メインシェードＬＭＳでは右分割シェードＬＲＳのみを前方向に傾斜させて遮光限界を緩める。これにより、右ヘッドランプＲＨＬの配光はロービーム配光となり、左ヘッドランプＬＨＬの配光はロービーム配光に加えて図５（ｂ）の領域Ａ（ＬＲＳ）を照明する配光となる。したがって両者を重ねた配光では、ハイビーム配光に対し配光水平線Ｈよりも上方領域ではランプ光軸Ｌｘの近傍領域を含む右側領域のみを遮光した配光特性となる。これにより、対向車に対する眩惑を防止する一方で、対向車が存在しない上方左側領域を照明し、自車の走行先の遠前方領域の視認性を高くする。

（近前方に対向車あり）
前方監視カメラＣＡＭの撮像画像によりＥＣＵ１が自車の近前方領域（ランプ光軸Ｌｘよりも右側領域）に対向車を検出したときには、図７（ｂ）に示すように、ＥＣＵ１は左右のヘッドランプＲＨＬ，ＬＨＬの各メインシェードＲＭＳ，ＬＭＳについて、それぞれ右分割シェードＲＲＳ，ＬＲＳを前方向に傾斜させる。これにより、右ヘッドランプＲＨＬの配光はロービーム配光に加えて図５（ａ）の領域Ａ（ＲＲＳ）を照明する配光となり、左ヘッドランプＬＨＬの配光はロービーム配光に加えて図５（ｂ）の領域Ａ（ＬＲＳ）を照明する配光となる。したがって両者を重ねた配光では、ハイビーム配光に対し配光水平線Ｈよりも上方領域では、ランプ光軸Ｌｘよりも右側に偏位した位置から右側領域のみを遮光した配光特性となる。これにより、自車の右側に存在する対向車に対する眩惑を防止する一方で、対向車が存在しないランプ光軸の近傍領域ないし上方左側領域を照明し、自車の走行先の遠前方領域の視認性を高くする。

（遠前方及び近直前に先行車あり）
前方監視カメラＣＡＭの撮像画像によりＥＣＵ１が自車の遠前方領域に先行車を検出したときには、図８（ａ）に示すように、ＥＣＵ１は左右のヘッドランプＲＨＬ，ＬＨＬの各メインシェードＲＭＳ，ＬＭＳのうち、左ヘッドランプＬＨＬの左メインシェードＬＭＳは垂直状態に保持するが、右ヘッドランプＲＨＬの右メインシェードＲＭＳでは左分割シェードＲＬＭのみを後方向に傾斜させる。これにより、右ヘッドランプＲＨＬの配光はロービーム配光に加えて図５（ａ）の領域Ａ（ＲＬＳ）を照明する配光となり、左ヘッドランプＬＨＬの配光はロービーム配光となる。したがって両者を重ねた配光では、配光水平線Ｈよりも上方領域では、ランプ光軸Ｌｘの近傍領域を含む左側領域のみを遮光した配光特性となる。これにより、遠前方に存在する先行車に対する眩惑を防止する一方で、先行車が存在しない上方右側領域を照明し、自車の走行先の遠前方領域の視認性を高くする。

（左前方に先行車あり）
前方監視カメラＣＡＭの撮像画像によりＥＣＵ１が自車の左前方領域に先行車を検出したときには、図８（ｂ）に示すように、ＥＣＵ１は左右のヘッドランプＲＨＬ，ＬＨＬの各メインシェードＲＭＳ，ＬＭＳについて、それぞれ左分割シェードＲＬＳ，ＬＬＳを前方向に傾斜させる。これにより、右ヘッドランプＲＨＬの配光はロービーム配光に加えて図５（ａ）の領域Ａ（ＲＬＳ）を照明する配光となり、左ヘッドランプＬＨＬの配光はロービーム配光に加えて図５（ｂ）の領域Ａ（ＬＬＳ）を照明する配光となる。したがって両者を重ねた配光では、配光水平線Ｈよりも上方領域では、ランプ光軸Ｌｘよりも左側に偏位した位置から左側領域のみを遮光した配光特性となる。これにより、自車の左前方に存在する先行車に対する眩惑を防止する一方で、対向車が存在しないランプ光軸の近傍領域ないし上方右側領域を照明し、自車の走行先の遠前方領域の視認性を高くする。

ここで、以上の各モード及び各場合において、図２に示したスイブル機構５を動作させてランプ光軸Ｌｘを左右に偏向制御することで、図６〜図８に示した配光特性を右側あるいは左側に偏位させることで、対向車及び先行車に対する眩惑をより確実に防止するようにすることもできる。

実施例１では、左右の各メインシェードを左右の分割シェードに分割する分割縁ＤＶは垂直方向に向けられているが、任意の角度で左右方向に傾斜した分割縁となるように構成してもよい。また、実施例１では左右の分割シェードを前後方向に傾動させて遮光範囲を変化させているが、各分割シェードを上下にスライドさせて遮光範囲を変化させるように構成してもよい。さらに、アクチュエータは左右の分割シェードを傾動し、あるいは上下移動させる駆動力を発揮するものであれば実施例１のソレノイド機構に限られるものではない。

本発明の車両用ランプを装備した自動車の概念図である。本発明の車両用ランプの概略構成を示す断面図である。左右のヘッドランプの各メインシェードの概念構成を示す図である。各メインシェードの背面図、一部平面図、遮光状態を示す図である。左右のメインシェードによる照明領域を示す図である。ハイビームとロービームの配光特性を示す図である。対向車を検出したときの配光特性を示す図である。先行車を検出したときの配光特性を示す図である。

符号の説明

１ＥＣＵ
３プロジェクタ型ランプ
５スイブル機構
６点灯回路ユニット
３１リフレクタ
３３集光レンズ
３４放電バルブ
ＲＨＬ，ＬＨＬヘッドランプ
ＬＨランプハウジング
ＬＵランプユニット
ＲＭＳ，ＬＭＳメインシェード
ＲＲＳ，ＲＬＳ，ＬＲＳ，ＬＬＳ分割シェード
ＲＲＡＣＴ，ＲＬＡＣＴ，ＬＲＡＣＴ，ＬＬＡＣＴアクチュエータ

Claims

光源から出射された光の一部を遮光するシェードを備える車両用ランプであって、前記シェードはランプ光軸に対して左右方向に外れた位置において左分割シェードと右分割シェードとに分割され、かつ前記左分割シェードと右分割シェードは独立して遮光領域が変化できるように構成されていることを特徴とする車両用ランプ。
車両の右ヘッドランプ及び左ヘッドランプとして構成され、前記右ヘッドランプのシェードと左ヘッドランプのシェードは分割位置が相違することを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプ。
一方のヘッドランプのシェードは分割位置がランプ光軸の右側に偏位された位置であり、他方のヘッドランプのシェードは分割位置がランプ光軸の左側に偏位された位置であることを特徴とする請求項２に記載の車両用ランプ。