JP5980568B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される灯具に関する。

車両の前方に存在する障害物や車両を検出するために、車両前方の撮像を行なうカメラを内蔵した車両用灯具が知られている（例えば特許文献１参照）。検出された障害物や前走車の位置に応じて、光源を含む光学系の光軸の向きを変える等の制御が行なわれる。

特開２００８−１０５５１８号公報

特許文献１に記載の構成においては、電力供給や制御信号入力のための信号線を備える制御部が、光源、カメラ、光軸の向きを変える機構のそれぞれについて設けられている。したがって部品点数が増加するだけでなく、灯具を車両に装着する際に要する信号線の取り回しが作業性を低下させる。

よって本発明は、部品点数を削減してコストを抑制するとともに、車両への装着作業性を向上させる車両用灯具を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明がとりうる一態様は、車両用灯具であって、
灯室の一部を区画形成するハウジングと、
前記灯室に収容され、前方に光を照射する光源部と、
前記灯室に収容され、前方を撮影するカメラと、
前記光源部の動作を制御する第１制御部と、
前記カメラの動作を制御する第２制御部と、
車両側に装備されたコネクタと接続されるために前記ハウジングに設けられ、前記第１制御部および前記第２制御部と通信可能に接続された共通コネクタとを備える。

このような構成によれば、光源部の動作を制御するための信号線と、カメラの動作を制御するための信号線とが、ハウジングに設けられた共通コネクタに集約される。したがって各信号線についてコネクタを設ける必要がなく、部品点数の削減が可能である。また灯具を車両に装着する際に、共通コネクタを車両側コネクタに嵌合するのみで車両側との接続が完了する。したがって煩雑な接続配線の取り回しが不要となり、灯具の装着作業性を向上させることができる。

部品点数の削減と配線作業の効率化のために、前記第１制御部と前記第２制御部は、共通の筺体内に収容されている構成としてもよい。また前記第１制御部と前記第２制御部の少なくとも一部は、共通の回路基板上に形成されている構成としてもよい。さらに前記第１制御部と前記第２制御部の一部は、共通の回路を共用する構成としてもよい。

ここで前記カメラと前記筺体は一体とされている構成としてもよい。この場合、灯室の内部でカメラと第２制御部を接続する信号線を引き回す必要がないため、部品点数の削減と配線作業の効率化に寄与する。またカメラの機能要素と第２制御部が共通の筺体の内部で接続されるため、接続信頼性が向上する。

前記光源部は、光源と、当該光源を含む光学系と、当該光学系の光軸の向きを変える機構とを備え、前記第１制御部は、前記光源と前記機構の少なくとも一方の動作を制御する構成としてもよい。この場合、光源の点消灯制御と光の照射方向制御に用いられる信号線を共通コネクタに集約することができ、部品点数の削減および配線作業の効率化の効果がより顕著となる。

前記光源部と前記カメラの間に設けられ、前記光源部より発生する熱を遮断する遮熱部材をさらに備える構成としてもよい。この場合、光源部より発生する熱がカメラの動作に及ぼす影響を抑制し、カメラの動作信頼性を確保することができる。

ここで前記遮熱部材は、前記灯室の一部を前方より隠蔽するエクステンションの一部により、または前記灯室に収容された標識灯の一部により構成される構成としてもよい。この場合、部品点数を削減しつつ、遮熱効果を確保することができる。

本発明の第１の実施形態に係る車両用灯具の構成を模式的に示す図である。 図１の車両用灯具の電気的接続構成を示す機能ブロック図である。 制御ユニットの位置決め部材を説明するための斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る車両用灯具の構成を模式的に示す図である。 図４の車両用灯具の電気的接続構成を示す機能ブロック図である。

添付の図面を参照しつつ本発明について以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る前照灯１の内部構成を模式的に示す図である。本発明の車両用灯具としての前照灯１は、車両の前部に装着されて車両の前方を照明する灯具である。前照灯１は、本発明のハウジングとしてのランプハウジング３の前部に透光カバー２を装着することにより区画形成された灯室４を備えている。換言すると、ランプハウジング３は、灯室４の一部を区画形成している。

灯室４の内部には、光源ユニット５、アクチュエータユニット６、カメラ７、制御ユニット８、およびエクステンション９が収容されている。

光源ユニット５は、光源としてＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプやキセノンランプ等の放電灯５ａを内蔵している。放電灯５ａより出射された光は、投射レンズ５ｂを含む光学系を通過し、車両の前方に照射される。光源ユニット５の構成は周知であるため、詳細な説明を割愛する。

アクチュエータユニット６は、車両の左右方向に上記光学系の光軸Ａの向きを変える機構としてアクチュエータ６ａを備えている。アクチュエータ６ａを適宜動作させることにより、車両の左右方向に光の照射方向を変えることができる。アクチュエータユニット６の構成は周知であるため、詳細な説明を割愛する。

光源ユニット５とアクチュエータユニット６は光源部２０（図２参照）を構成し、光源５ａの点消灯とアクチュエータ６ａの動作により、車両前方の所望の領域に所定の配光パターンを形成することができる。

カメラ７は、透光カバー２を通じて車両前方を撮影するＣＣＤカメラである。本実施形態においては、カメラ７は、カメラモジュールとして制御ユニット８の一部を構成している。

エクステンション９は、灯室４の一部を前方より隠蔽する部材であり、光源ユニット５とカメラ７の各前端部のみが前方より視認可能な状態となるように配置されている。これにより光源ユニット５による光の照射とカメラ７による撮像を可能としつつ、内部部品を不可視として見栄えを向上させている。

制御ユニット８は、本発明の共通の筺体としてのユニットハウジング８ａを備えている。図２に示すように、ユニットハウジング８ａの内部には、電源回路１１、処理モジュール１２、クロック生成回路１３、および安定化回路１４が収容されている。カメラ７の一部は、ユニットハウジング８ａの一部を構成するとともに、カメラ７の機能部品の一部はユニットハウジング８ａの内部に収容されている。

図１に示すように、ランプハウジング３には共通コネクタ１０が設けられている。共通コネクタ１０は、前照灯１を車両に装着する際に、車両側に装備されたコネクタと接続される。共通コネクタ１０と制御ユニット８は、ケーブル８ｂにより接続されている。

また制御ユニット８は、ケーブル８ｃにより光源ユニット５と接続され、ケーブル８ｄによりアクチュエータユニット６と接続されている。

図２に示すように、ケーブル８ｂは、電源回路１１および処理モジュール１２と、共通コネクタ１０とを通信可能に接続している。これにより車両側から供給された電力や制御信号が、電気信号や光信号の形で電源回路１１および処理モジュール１２に入力される。

電源回路１１は、カメラ７、処理モジュール１２、クロック生成回路１３、および安定化回路１４と接続されている。電源回路１１は、車両側より供給された電源電圧を各機能要素の動作電圧に変換して供給する機能を有している。

処理モジュール１２は、ＣＰＵ等の演算素子やＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを含んで構成される演算処理回路であり、対象物認識ソフトウェア１２ａ、光源制御ソフトウェア１２ｂ、および配光制御ソフトウェア１２ｃを実行可能に構成されている。

クロック生成回路１３は、カメラ７および処理モジュール１２と接続されている。電源回路１１より電力を供給されてカメラ７および処理モジュール１２の動作の基準となるクロック信号を生成する。

安定化回路１４は、放電灯５ａの点灯時に必要な高電圧を供給するとともに定電流制御を行なうための回路である。安定化回路１４は、ケーブル８ｃを介して放電灯５ａと接続されている。

車両前方の画像を的確に取得するためには、車両周辺の環境に応じてカメラ７の感度（ゲイン）を調節する必要がある。本実施形態においては、車両側から共通コネクタ１０を通じて入力される制御信号に応じて、電源回路１１がカメラ７の感度を調節する構成とされている。なお「感度の調節」には「感度をゼロにすること」すなわち撮影動作を停止することも含まれる。

処理モジュール１２はカメラ７に接続されている。カメラ７が取得した車両前方の画像は、画像データとして処理モジュール１２に入力される。処理モジュール１２は、対象物認識ソフトウェア１２ａを実行し、車両前方に前方車両（先行車両、対向車両、駐停車両など）や歩行者等の所定の対象物を検出する。

処理モジュール１２は、さらに光源制御ソフトウェア１２ｂおよび配光制御ソフトウェア１２ｃを実行し、放電灯５ａの点消灯制御およびアクチュエータ６ａの動作制御を行なう。車両認識ソフトウェア１２ａにより認識された所定の対象物の位置に応じて、当該対象物を照明あるいは回避する配光パターンが車両前方に形成されることになる。

すなわち電源回路１１、処理モジュール１２、クロック生成回路１３、および安定化回路１４は、本発明の第１制御部として機能し、光源部２０の動作を制御する。また電源回路１１およびクロック生成回路１３は、本発明の第２制御部として機能し、カメラ７の動作を制御する。

本実施形態の構成によれば、放電灯５ａ、アクチュエータ６ａ、およびカメラ７の動作をそれぞれ制御するための信号線が、ランプハウジング３に設けられた共通コネクタ１０に集約される。よって前照灯１を車両に装着する際に、共通コネクタ１０を車両側コネクタに嵌合するのみで車両側との接続が完了する。したがって煩雑な接続配線の取り回しが不要となり、前照灯１の装着作業性を向上させることができる。

また第１制御部を構成する機能要素と、第２制御部を構成する機能要素とが、共通のユニットハウジング８ａに収容されているため、共通コネクタ１０と各機能要素を通信可能に接続する信号線を、ケーブル８ｂに集約することができる。各制御部についてコネクタを設ける必要がないため、部品点数の削減と配線作業の効率化が可能となる。

また本実施形態においては、電源回路１１、処理モジュール１２、クロック生成回路１３、および安定化回路１４が、図示しない共通の回路基板上に形成されている。これによりさらなる部品点数の削減と配線作業の効率化が可能となる。

さらに第１制御部と第２制御部が電源回路１１とクロック生成回路１３を共用している事実も、部品点数の削減と配線作業の効率化に寄与している。

さらにカメラ７がユニットハウジング８ａと一体とされているため、灯室４の内部でカメラ７と制御ユニット８を接続する信号線を引き回す必要がない。この事実も部品点数の削減と配線作業の効率化に寄与する。またカメラ７の機能要素と電源回路１１がユニットハウジング８ａの内部で接続されるため、接続信頼性が向上する。

一方でカメラ７と光源ユニット５が接近するため、カメラ７の動作信頼性を確保するために、両者の間に遮熱部材を設けて光源ユニット５から発生する熱を遮断する必要がある。本実施形態においては、図１に示すように、カメラ７と光源ユニット５の間に位置するエクステンション９の一部９ａを遮熱部材として利用している。これにより部品点数を増やすことなく遮熱効果を確保している。

またカメラ７の動作信頼性を確保するためには、カメラ７を所定の位置に確実に固定することも必要である。本実施形態においては、図３の（ａ）に示すように、ユニットハウジング８ａの前面に一対の位置決め突起８ｅが設けられている。図１に示すように、当該位置決め突起８ｅをランプハウジング３に形成された位置決め孔３ａに嵌入することにより、ユニットハウジング８ａをランプハウジング３に対して確実に固定することができる。本実施形態においてはカメラ７がランプハウジング８ａと一体とされているため、上記の嵌入作業によりカメラ７を定位置に配置・固定することができる。

位置決め突起８ｅの数と形状は、車両の左右方向について複数点で位置決めができる限りにおいて適宜に定めることができる。例えば図３の（ａ）に示す位置決め突起８ｅを３つ以上設けてもよい。また図３の（ｂ）に示すように、車両の左右方向に延びる長尺状の突起８ｆを１つ設ける構成としてもよい。ランプハウジング３に形成される位置決め孔３ａの数と形状は、位置決め突起の数と形状に応じて定められる。

次に図４および図５を参照しつつ、本発明の第２の実施形態に係る前照灯１Ａについて説明する。第１の実施形態に係る前照灯１と同一または同様の構成要素については同一の参照番号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。

本実施形態においては、カメラ７Ａが制御ユニット８のユニットハウジング８ａと別体として設けられている点において、第１の実施形態に係るカメラ７と相違する。カメラ７Ａと制御ユニット８は、ケーブル８ｇにより接続されている。

図５に示すように、カメラ７Ａと制御ユニット８が備える電源回路１１、処理モジュール１２、およびクロック生成回路１３との接続関係は第１の実施形態に係る前照灯１と同じであるため、信号やデータの流れ、および各要素の動作については説明を省略する。

本実施形態においては、図４に示すように、車両の右左折時等に点灯される標識灯３０が、灯室４の内部に収容されている。標識灯３０と制御ユニット８は、ケーブル８ｈにより接続されている。図５に示すように、標識灯３０は、ケーブル８ｈを介して処理モジュール１２と接続されている。車両側より共通コネクタ１０を介して入力される制御信号に応じて、処理モジュール１２が標識灯３０の点消灯制御を実行する。

本実施形態においては、図４に示すように、標識灯３０が光源ユニット５とカメラ７の間に配置されている。そして標識灯３０の一部であるリフレクタ３０ａが、光源ユニット５より発生する熱を遮断する遮熱部材として機能している。これにより部品点数を増やすことなく遮熱効果を確保している。

本実施形態においては、電源回路１１は、標識灯３０の点灯時においてカメラ７Ａの感度を低下させる或いはゼロとする制御を行なうように構成されている。これにより、リフレクタ３０ａにより反射された光がカメラ７Ａに進入して取得画像の品質を低下させることを防止している。

上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは明らかである。

光源ユニット５が備える光源は、ＨＩＤランプやキセノンランプに限られるものではない。ハロゲンランプ等の他のバルブ光源を用いることができる。また発光ダイオード、レーザダイオード、有機ＥＬ素子などの半導体発光素子を光源として用いることができる。

アクチュエータ６ａにより変更される光源ユニット５が備える光学系の光軸Ａの向きは、車両の左右方向に限られない。これに加えてあるいは代えて、光軸Ａの向きを車両の上下方向に変えうる構成としてもよい。

さらに上記に加えてあるいは代えて、光源から出射された光の一部を選択的に遮るシェードを光源ユニット５に設け、形成すべき配光パターンに応じて当該シェードの位置を変更するためのアクチュエータを設けてもよい。このような構成自体は周知であるため、詳細な説明は割愛する。アクチュエータの動作は、処理モジュール１２が配光制御ソフトウェア１２ｃを実行することにより制御される。

アクチュエータユニット６は、必ずしも設けることを要しない。すなわち光源ユニット５が備える光学系の光軸Ａの向きは一定とされ、放電灯５ａの点消灯制御とカメラ７（７Ａ）の動作制御に用いられる信号線のみが共通コネクタ１０に集約される構成としてもよい。

またアクチュエータユニット６とカメラ７の動作制御に用いられる信号線のみが共通コネクタ１０に集約される構成としてもよい。

必ずしも電源回路１１、処理モジュール１２、クロック生成回路１３、および安定化回路１４の全てが、共通のユニットハウジング８ａに収容されることを要しない。

電源回路１１、処理モジュール１２、クロック生成回路１３、および安定化回路１４が共通のユニットハウジング８ａに収容されている場合において、必ずしもそれら全てが共通の回路基板上に形成されることを要しない。また電源回路１１とクロック回路１３は、光源部２０の動作制御とカメラ７の動作制御のために共用されることを要しない。すなわち各動作制御に専用の回路を設ける構成としてもよい。

光源部２０から発生する熱を遮断するための遮熱部材は、必ずしもエクステンション９や標識灯３０の一部を利用することを要しない。光源部２０とカメラ７（７Ａ）の配置に応じ、灯室４の内部に収容されている適宜の部材の一部を利用してもよいし、周知の構成を有する専用の遮熱部材を設けてもよい。

本発明の車両用灯具は、前照灯用に限られるものではない。すなわちカメラが取得する「前方」の情報は、車両の前方に限られるものではない。本発明は、カメラが取得した灯具の「前方」の情報に応じて配光制御を行なう、あらゆる車両用灯具に適用することができる。

１：前照灯、１Ａ：前照灯、３：ランプハウジング、４：灯室、５ａ：放電灯、６ａ：アクチュエータ、７：カメラ、７Ａ：カメラ、８ａ：ユニットハウジング、９：エクステンション、９ａ：エクステンションの一部、１０：共通コネクタ、１１：電源回路、１２：処理モジュール、１３：クロック生成回路、１４：安定化回路、２０：光源部、３０：標識灯、３０ａ：リフレクタ、Ａ：光軸

Claims (9)

1. 灯室の一部を区画形成するハウジングと、
   前記灯室に収容され、前方に光を照射する光源部と、
   前記灯室に収容され、前方を撮影するカメラと、
   前記光源部の動作を制御する第１制御部と、
   前記カメラの動作を制御する第２制御部と、
   車両側に装備されたコネクタと接続されるために前記ハウジングに設けられ、前記第１制御部および前記第２制御部と通信可能に接続された共通コネクタとを備え、
   前記第２制御部は、前記光源部の点灯時に前記カメラの感度を下げる、車両用灯具。
2. 前記第１制御部と前記第２制御部は、共通の筺体内に収容されている、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第１制御部と前記第２制御部の少なくとも一部は、共通の回路基板上に形成されている、請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 前記第１制御部と前記第２制御部の一部は、共通の回路を共用している、請求項３に記載の車両用灯具。
5. 前記カメラと前記筺体は一体とされている、請求項２に記載の車両用灯具。
6. 前記光源部は、光源と、当該光源を含む光学系と、当該光学系の光軸の向きを変える機構とを備え、
   前記第１制御部は、前記光源と前記機構の少なくとも一方の動作を制御する、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用灯具。
7. 前記光源部と前記カメラの間に設けられ、前記光源部より発生する熱を遮断する遮熱部材をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用灯具。
8. 前記遮熱部材は、前記灯室の一部を前方より隠蔽するエクステンションの一部により構成される、請求項７に記載の車両用灯具。
9. 前記灯室に収容された標識灯をさらに備え、
   前記遮熱部材は、前記標識灯の一部により構成される、請求項７に記載の車両用灯具。

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