JP6101447B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、光軸を調整する構造を備える車両用前照灯に関する。

透明のアウターカバーとランプボディとで区画形成された灯室内に灯具ユニットを有し、この灯具ユニットの取付位置及び取付角度を微調整して光軸を調整するための光軸調整構造を備える車両用灯具が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１２−３８６０９号公報

それぞれが固有の配光特性を有する複数のランプユニットを備え、複数のランプを選択して点灯し、点灯した各ランプの照明光を一体化することで、種々の車両走行状況に合わせた配光パターンを形成するように構成された多灯式の車両用前照灯が知られている（例えば特開２００４−９５４８０号公報）。このような多灯式の車両用前照灯において光軸調整を行うために、複数のランプユニットの全てに光軸調整構造を持たせると、コストが増大するとともに調整の手間も大きくなる。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、二つ以上のランプユニットによる照射を組み合わせて特定の配光機能を実現する多灯式の車両用前照灯において、光軸調整を簡素化する技術を提供することにある。

本発明のある態様の車両用前照灯は、第１ランプユニットによる照射と第２ランプユニットによる照射とを組み合わせてロービーム配光機能およびハイビーム配光機能を実現するように構成された車両用前照灯であって、第１ランプユニットのみに光軸調整構造が設けられる。

第１ランプユニットによる照射領域が、第２ランプユニットによる照射領域よりも高光度であるか、車両前方に配置される仮想鉛直スクリーンの中央近傍を含んでもよい。これによると、配光法規に影響が大きい中央近傍を照射する第１ランプユニットのみに光軸調整構造が設けられるので、光軸調整が容易になる。また、第２ランプユニットに光軸調整構造を設けないことで、第２ランプユニットのコストダウン、サイズダウンが可能になる。

第２ランプユニットが車両用前照灯のランプボディに直接取り付けられ、該第２ランプユニットの光源のヒートシンクがランプボディ外に配置されてもよい。

第１ランプユニットは、少なくともロービーム用配光パターンのカットオフラインの位置を連続的に変更可能に構成され、第２ランプユニットは、照射領域を段階的に変更可能に構成されてもよい。

第１ランプユニットによる照射領域が、ハイビーム配光機能の実現時に照射すべき領域とロービーム配光機能の実現時に照射すべき領域の両方を含んでもよい。

本発明によれば、二つ以上のランプユニットによる照射を組み合わせて特定の配光機能を実現する多灯式の車両用前照灯において、光軸調整を簡素化することができる。

本発明の一実施形態に係る多灯式車両用前照灯の概略正面図である。 図１中の線ａ−ａで切断したときのハイビーム拡散ユニットの平面断面図である。 図１中の線ｄ−ｄで切断したときのロービーム拡散ユニットの側面断面図である。 図１中の線ｆ−ｆで切断したときのメカ切替式集光ユニットの概略縦断面図である。 多灯式前照灯と、多灯式前照灯における配光パターンを決定する制御装置とを含む、車両用前照灯システムの構成図である。 （ａ）〜（ｆ）は、本発明の一実施形態に係る多灯式前照灯により仮想鉛直スクリーン上に形成される合成配光パターンを示す図である。 メカ切替式集光ユニットで形成される配光パターンが満足すべき法規ポイントの一例を示す図である。 （ａ）は、従来の点消灯方式の多灯式前照灯の概略正面図であり、（ｂ）は、従来のスイブル方式の多灯式前照灯の概略正面図であり、（ｃ）は、従来の回転シェード方式の多灯式前照灯の概略正面図である。 ＡＤＢ制御実行時に、点消灯方式の多灯式前照灯、スイブル方式の多灯式前照灯、回転シェード方式の多灯式前照灯、および本発明の一本実施形態に係る多灯式前照灯でそれぞれ形成される合成配光パターンを比較した図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る多灯式の車両用前照灯２０の概略正面図である。多灯式前照灯２０は、ハイビーム拡散ユニット２０Ａと、ロービーム大拡散ユニット２０Ｃと、ロービーム拡散ユニット２０Ｄと、メカ切替式の集光ユニット２０Ｆと、を含む。多灯式前照灯２０は、各灯具ユニットで形成される個別配光パターンを組み合わせて種々の合成配光パターンを形成し、多様な車両走行環境において最適な配光を実現するように構成されている。

なお、多灯式前照灯２０は、車体前部の左右両側にそれぞれ配置されるが、ここでは、車両前方から見て左側に位置する多灯式前照灯２０について主に説明する。右側の多灯式前照灯は、左右対称になる点を除き、基本的に左側の多灯式前照灯と同様の構成を有する。左右の多灯式前照灯を区別する必要がある場合は、参照符号の最後にＬまたはＲを付す。

ハイビーム拡散ユニット２０Ａ１、２０Ａ２は二台一組で設けられる。ハイビーム拡散ユニット２０Ａは、ハイビーム合成パターンの形成時に、メカ切替式集光ユニット２０Ｆで形成される個別配光パターンの左右両側で拡散光を照射するように構成されている（図６参照）。

ロービーム拡散ユニット２０Ｄは、ハイビーム合成パターンまたはロービーム合成パターンの形成時に、メカ切替式集光ユニット２０Ｆで形成される配光パターンの下側を水平方向の拡散光を照射するように構成されている（図６参照）。

ロービーム大拡散ユニット２０Ｃは、ロービーム拡散ユニット２０Ｄで照射される拡散光のさらに左側（多灯式前照灯２０が右側にある場合は、右側）を照射するように構成される。ロービーム大拡散ユニット２０Ｃによる照射光は、クリアランスランプとして利用されてもよい。

メカ切替式集光ユニット２０Ｆは、車両前方に配置される仮想鉛直スクリーンの中央近傍を照射する。メカ切替式集光ユニット２０Ｆは、少なくともロービーム用個別配光パターンとハイビーム用個別配光パターンとを含む複数の個別配光パターンを機械的に切替可能に構成される。メカ切替式集光ユニット２０Ｆの詳細な構造は、図４を参照して後述する。

本実施形態では、車両用前照灯の配光に対する各国の法規に大きく影響する範囲、すなわち仮想鉛直スクリーンの中央近傍をメカ切替式集光ユニット２０Ｆで照射し、これ以外の範囲を残りの灯具ユニット２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ｃ、２０Ｄで照射するように構成される。メカ切替式集光ユニット２０Ｆが満足すべき法規の例は、図８を参照して後述する。

多灯式前照灯２０を構成する各灯具ユニットのうち、メカ切替式集光ユニット２０Ｆにのみ、光軸調整用のエイミング機構が設けられている。図１では、エイミング支点Ｍ１〜Ｍ３が模式的に示されている。これら三つのエイミング支点のうち少なくとも二つの支点を設けることで、集光ユニット２０Ｆの上下／左右方向のエイミング調整が可能になる。エイミング機構の構造は図４を参照して後述する。

図２は、図１中の線ａ−ａを含み車両の前後方向に延びる平面で切断したときのハイビーム拡散ユニット２０Ａ１の平面断面図である。ハイビーム拡散ユニット２０Ａ１は、光源としての半導体発光素子（例えば発光ダイオード）５２Ａと、シェード５４Ａとを備える。

半導体発光素子５２Ａは、発光チップ５２Ａａを光軸Ａｘ上において灯具前方へ向けるように配置した状態で、基板５８を介して支持部材５６に固定されている。

シェード５４Ａは、半導体発光素子５２Ａの前方近傍において光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って延びる板状部材であって、その上端縁５４Ａａが光軸Ａｘを水平方向に通るようにして支持部材５６に固定されている。

ハイビーム拡散ユニット２０Ａ１の集光レンズ４４Ａは、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズで構成されている。この集光レンズ４４Ａは、その後方側焦点Ｆ４をシェード５４Ａの上端縁５４Ａａと光軸Ａｘとの交点に位置させるようにして光軸Ａｘ上に配置されている。

ハイビーム拡散ユニット２０Ａ１では、半導体発光素子５２Ａからの出射光を集光レンズ４４Ａによって僅かに光軸Ａｘ寄りに収束する略平行光にして前方へ反転照射するとともに、半導体発光素子５２Ａからの出射光のうち光軸Ａｘよりも下方へ向かう光をシェード５４Ａにより遮蔽して、灯具前方へ上方光が照射されないように構成されている。

図３は、図１中の線ｄ−ｄを含み車両の前後方向に延びる平面で切断したときのロービーム拡散ユニット２０Ｄの側面断面図である。ロービーム拡散ユニット２０Ｄは、光源としての半導体発光素子７２と、リフレクタ７４とを備える。

半導体発光素子７２は、光軸Ａｘ上において鉛直方向上方へ向けて配置されており、この状態で基板７８を介して支持部材７６に固定されている。

リフレクタ７４は、半導体発光素子７２の上方に設けられ、反射面７４ａを有している。この反射面７４ａは、光軸Ａｘを中心軸とするとともに光軸Ａｘにおける半導体発光素子７２よりも僅かに後方の位置を焦点Ｆ５とする略回転放物面に、複数の拡散反射素子７４ｓが縦縞状に形成されている。これらの拡散反射素子７４ｓは、その左右拡散反射角が互いに異なる値に設定されている。リフレクタ７４は、その下端部において支持部材７６に固定されている。

ロービーム拡散ユニット２０Ｄは、半導体発光素子７２からの出射光をリフレクタ７４によりやや下向きの左右拡散光として前方へ反射させ、透光プレート６４を介してそのまま灯具前方へ照射するように構成されている。

なお、ロービーム大拡散ユニット２０Ｃも基本的にロービーム拡散ユニット２０Ｄと同様の構成を有するので、詳細な説明を省略する。

図４は、メカ切替式集光ユニット２０Ｆを、図１中の線ｆ−ｆを含み車両の前後方向に延びる平面で切断したときの概略縦断面図である。

図４に示すように、集光ユニット２０Ｆは、透明のアウターカバー２２と、多灯式前照灯２０のランプボディ２３とで区画形成された灯室２４内に、灯具ユニット２５を有している。灯具ユニット２５は、エイミングスクリュー２６ａおよびエイミングナット２６ｂで構成されるエイミング機構２６、２６’を介して、ランプボディ２３に支持されている。エイミング機構２６は、エイミングナット２６ｂによる締め付けを調整することで灯具ユニット２５の取付位置および取付角度を微調整するための機構である。エイミング調整により、灯具ユニット２５の光軸Ａｘは、車両前後方向または車両左右方向に対して変更される。なお、上側のエイミング機構２６は図１中のエイミング支点Ｍ１、Ｍ２に対応し、下側のエイミング機構２６’は図１中のエイミング支点Ｍ３に対応する。

灯具ユニット２５は、プロジェクタ型の灯具ユニットであり、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された投影レンズ２８と、投影レンズ２８の後方側焦点Ｆよりも後方に配置された半導体発光素子３０と、各半導体発光素子３０からの光を前方に向けて光軸Ａｘ寄りに反射するリフレクタ３３と、投影レンズ２８と半導体発光素子３０との間に配置されてリフレクタ３３からの反射光の一部および半導体発光素子３０からの直接光の一部を遮蔽して配光パターンのカットオフラインを形成するシェード機構３５と、を備えている。

投影レンズ２８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、その後方側焦点Ｆを含む焦点面上の像を反転像として前方へ投影するようになっている。

半導体発光素子３０は、発光部３０ａを有する白色ダイオードである。半導体発光素子３０は、その照射軸Ｌｘが灯具ユニット２５の照射方向（図１中左方向）と略垂直となる略鉛直下方に向けられた状態でＬＥＤ支持部材２９に固定されている。

リフレクタ３３は光軸Ａｘを中心とする反射面３３ａを有して一体化された反射部材である。これら反射面３３ａは、アルミニウム合金や樹脂等からなるリフレクタ本体２７の一部にアルミニウム蒸着等で形成された略楕円球面状の反射面である。

反射面３３ａは、断面形状が発光部３０ａの中心位置を第１焦点（Ｆ１）とすると共に投影レンズ８の後方側焦点Ｆ近傍を第２焦点とする略楕円形に設定されており、半導体発光素子３０とそれぞれ向かい合うように配置されている。したがって、反射面３３ａは、発光部３０ａからの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させるようになっている。また、反射面３３ａの離心率は、鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。

リフレクタ本体２７の上面にはＬＥＤ支持部材２９が取付固定されると共に、後面には支持フレーム３１が固定されている。この支持フレーム３１がエイミング機構２６を介して多灯式前照灯２０のランプボディ２３に直接取り付けられている。支持フレーム３１の後面には、ランプボディ２３の背面に形成された開口部２３ａを通して、ヒートシンク３８が突設されており、ランプボディの外部に排熱することができる。

シェード機構３５は、光軸Ａｘの下方近傍において車体幅方向に延びる水平軸線に沿って配置されると共に該水平軸線回りに回動し得るように構成された略円筒形状の部材からなる回転シェード４０と、回転シェード４０を回動させるアクチュエータとしての回転モータ５０と、を備える。

回転シェード４０の一部には切欠部４２が形成されるとともに、切欠部４２以外の部分は、円筒の中心を通る面で切断したときの稜線部の形状が連続的に変化するように円筒表面が形成されている。したがって、回転モータ５０が回転シェード４０を回転させて、投影レンズ２８の後方焦点面に切欠部４２またはシェードプレート上の任意の位置を移動させることで、それぞれの稜線部の形状にしたがった配光パターンが仮想鉛直スクリーン上に形成される（図６参照）。

なお、回転シェード上に、対応する配光パターン毎に異なる稜線形状を有するシェードプレートを配置してもよい。また、灯具ユニット２５は、回転シェードの代わりに、モータまたはソレノイド等のアクチュエータを用いて、シェードプレートを焦点近傍の進出位置と退避位置との間で移動させる構成を備えていてもよい。

図５は、上述のように構成された多灯式前照灯２０と、多灯式前照灯２０における配光パターンを決定する制御装置１１０とを含む、車両用前照灯システム１００の構成図である。

図５において、制御装置１１０内に示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子で実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによって様々なかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

車両検出部１０２は、ステレオカメラなどのカメラ１０８で撮影された画像フレームに対象物認識処理などの所定の画像処理を施し、自車両の前方の車両や歩行者を検出したり、走行中の道路の曲率を検出したりする。

パターン決定部１０４は、車両検出部１０２で検出された車両または歩行者の位置、または道路の曲率に基づき、最適な配光パターンを決定し、灯具制御部１２０に対してその配光パターンの形成を指示する。例えば、自車の前方に先行車や対向車が検出された場合には、グレアを防止するべきであると判定し、ロービーム用配光パターンやスプリット配光パターンの形成を指示する。また、自車の前方に前走車等が存在しないことが検出された場合には、運転者の視認性を向上させるべきであると判定してハイビーム用配光パターンの形成を指示する。このような制御自体は、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）システムとして周知であるので、本明細書ではこれ以上の詳細な説明を省略する。

灯具制御部１２０は、パターン決定部１０４からの指示にしたがってい、各灯具ユニットの点消灯制御や配光パターンの形成制御を実行する。灯具制御部１２０は、点消灯部１２２およびシェード駆動部１２６を含む。

点消灯部１２２は、ハイビーム拡散ユニット２０Ａの半導体発光素子５２Ａ、ロービーム大拡散ユニット２０Ｃの光源（図示せず）、ロービーム拡散ユニット２０Ｄの半導体発光素子７２、およびメカ切替式集光ユニット２０Ｆの半導体発光素子３０を、指示された配光パターンにしたがって個別に点消灯する。

シェード駆動部１２６は、メカ切替式集光ユニット２０Ｆ内の回転モータ５０を駆動して、指示された配光パターンに対応する位置まで回転シェード４０を回転させる。

車両用前照灯システム１００は、自車両が走行する種々の環境において、各灯具ユニットでそれぞれ形成される配光パターンを重畳させて、最適な合成配光パターンを形成することができる。このような合成配光パターンの例について、図６を参照して説明する。なお、図６は、多灯式前照灯２０の前方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を示している。なお、図６では、各灯具ユニットで形成される個別配光パターンに、灯具ユニットと同じ参照符号を付している。

図６（ａ）は、ロービーム合成配光パターンを示す。メカ切替式集光ユニット２０Ｆでロービーム用個別配光パターン２０Ｆ１を形成するとともに、ロービーム拡散ユニット２０Ｄおよびロービーム大拡散ユニット２０Ｃを点灯する。これにより、水平線Ｈの下方を広範囲で照射することができる。

図６（ｂ）は、モーターウェイモード用合成配光パターンを示す。メカ切替式集光ユニット２０Ｆでモーターウェイモード用合成配光パターン２０Ｆ４を形成するとともに、ロービーム拡散ユニット２０Ｄおよびロービーム大拡散ユニット２０Ｃを点灯する。

図６（ｃ）は、ハイビーム合成配光パターンを示す。メカ切替式集光ユニット２０Ｆでハイビーム個別配光パターン２０Ｆ２を形成するとともに、二つのハイビーム拡散ユニット２０Ａ１、２０Ａ２、ロービーム拡散ユニット２０Ｄおよびロービーム大拡散ユニット２０Ｃを点灯する。これにより、水平線Ｈの上方および下方を広範囲で照射することができる。

図６（ｄ）は、ＡＤＢ制御の実行時に、対向車が遠方に位置するときに形成されるスプリット合成配光パターンを示す。車両左側のメカ切替式集光ユニット２０Ｆで片ハイ個別配光パターン２０Ｆ３Ｌを、車両右側のメカ切替式集光ユニット２０Ｆで片ハイ個別配光パターン２０Ｆ３Ｒを形成する。さらに、二つのハイビーム拡散ユニット２０Ａ１、２０Ａ２、ロービーム拡散ユニット２０Ｄを点灯する。これにより、対向車の両側に傾斜カットオフラインを有するスプリット合成配光パターンができ、対向車のドライバーにグレアを与えずに対向車以外の領域を広範囲で照射することができる。

図６（ｅ）は、ＡＤＢ制御の実行時に、対向車が図６（ｄ）よりも近づいたときに形成されるスプリット合成配光パターンを示す。車両左側のメカ切替式集光ユニット２０Ｆで片ハイ個別配光パターン２０Ｆ３Ｌを形成し、車両右側のメカ切替式集光ユニット２０Ｆは消灯する。さらに、二つのハイビーム拡散ユニット２０Ａ１、２０Ａ２と、ロービーム拡散ユニット２０Ｄを点灯する。これにより、対向車の左側に傾斜カットオフラインを有し、対向車の右側はハイビーム拡散ユニット２０Ａ２でカバーするスプリット合成配光パターンが形成される。

図６（ｆ）は、ＡＤＢ制御の実行時に、対向車が図６（ｅ）よりもさらに近づいたときに形成されるスプリット合成配光パターンを示す。車両左側のメカ切替式集光ユニット２０Ｆで片ハイ個別配光パターン２０Ｆ３Ｌを形成し、車両右側のメカ切替式集光ユニット２０Ｆは消灯する。さらに、ハイビーム拡散ユニット２０Ａ１とロービーム拡散ユニット２０Ｄとを点灯し、ハイビーム拡散ユニット２０Ａ２は消灯する。これにより対向車の左側のみに傾斜カットオフラインを有する片ハイ合成配光パターンが形成される。

図６に示したように、メカ切替式集光ユニット２０Ｆの回転シェード４０は、ロービーム用配光パターン、モーターウェイモード用配光パターン、スプリット配光パターンおよび片ハイ配光パターン内に、水平方向、垂直方向、または傾斜方向のカットオフラインを形成するように構成されている。また、上述したように、回転シェード４０はその稜線部の形状が連続的に変化するような円筒表面を有するので、仮想鉛直スクリーンの中央近傍でカットオフラインの位置を連続的に変更することができる。言い換えると、メカ切替式集光ユニット２０Ｆは、仮想鉛直スクリーンの中央近傍で高い分解能を有している。

一方、仮想鉛直スクリーンの中央近傍以外では、ハイビーム拡散ユニット２０Ａ、ロービーム大拡散ユニット２０Ｃ、およびロービーム拡散ユニット２０Ｄの点消灯により、その照射領域が変更される。言い換えると、これらの灯具ユニットの分解能は、メカ切替式集光ユニット２０Ｆよりも低い。

図７は、メカ切替式集光ユニット２０Ｆで形成される個別配光パターンが満足すべき法規ポイントの一例を示す。図７（ａ）は、メカ切替式集光ユニット２０Ｆで形成するロービーム用個別配光パターンに関する法規ポイントであり、図７（ｂ）は、メカ切替式集光ユニット２０Ｆで形成するハイビーム用個別配光パターンに関する法規ポイントである。なお、以下で角度について述べる場合は、仮想鉛直スクリーン上の一点と車両前部の中点とを結ぶ線が車両の中心軸との間になす角度のことを言う。

図７（ａ）において、ポイントＰ１は、水平線より４度下方かつ垂直線より２０度左方（４Ｄ−２０Ｌ）の位置にあり、照度の下限値が定められている。同様に、ポイントＰ１は、水平線より４度下方かつ垂直線より２０度右方（４Ｄ−２０Ｒ）の位置にあり、照度の下限値が定められている。
ポイントＰ２は、水平線より１．７２度下方かつ垂直線より１６度左方の位置（１．７２Ｄ−１６Ｌ）にあり、照度の下限値が定められている。ポイントＰ４は、水平線より１．７２度下方かつ垂直線より１１度右方の位置（１，７２Ｄ−１１Ｒ）にあり、照度の下限値が定められている。
ポイントＰ３は、水平線より０．８６度下方の位置（０．８６Ｄ）にあり、照度の下限値が定められている。
ゾーンＺは、ロービーム形成時に対向車および前走車に対してのグレアを規制するための領域であり、照度の上限値（例えば１ルクス）が定められるとともに、オーバーヘッドサインを照射するために、照度の下限値（例えば０．１ルクス）も定められている。

図７（ｂ）において、ポイントＰ６は、水平線上かつ垂直線より１２度左方の位置（１２Ｌ）にあり、照度の下限値が定められている。同様に、ポイントＰ８は、水平線上かつ垂直線より１２度右方の位置（１２Ｒ）にあり、照度の下限値が定められている。ポイントＰ７は、水平線と垂直線の交点にあり、同じく照度の下限値が定められている。ポイントＰ９は、水平線より２．５度下方かつ垂直線より１２度左方の位置（２．５Ｄ−１２Ｌ）にあり、照度の下限値が定められている。同様に、ポイントＰ１０は、水平線より２．５度下方かつ垂直線より１２度右方の位置（２．５Ｄ−１２Ｒ）にあり、照度の下限値が定められている。

上記の法規の全てまたは大半をメカ切替式集光ユニット２０Ｆのみで満たすように構成することで、メカ切替式集光ユニット２０Ｆ以外の灯具ユニットの照射範囲や照度に対する制限が少なくなるので、これらの形状、サイズ、および前照灯内での配置の自由度が高まる。

続いて、ＡＤＢ制御時の、従来の多灯式前照灯と本実施形態に係る多灯式前照灯における合成配光パターンの変化について説明する。

図８（ａ）は、従来の点消灯方式の多灯式前照灯２００の概略正面図である。多灯式前照灯２００は、ハイビーム拡散ユニット２１０Ａ１、２１０Ａ２と、ハイビーム集光ユニット２１０Ｂと、ロービーム大拡散ユニット２１０Ｃと、ロービーム拡散ユニット２１０Ｄと、ロービーム集光ユニット２１０Ｅと、を含む。

図８（ｂ）は、多灯式前照灯２００の各灯具ユニットで形成される配光パターンの一例を示す図である。なお、以下の図では、各灯具ユニットとその照射範囲に同一の参照符号を付している。
図示するように、多灯式前照灯２００では、ハイビーム集光ユニット２１０Ｂがハイビームの中心領域を照射し、ロービーム集光ユニット２１０Ｅがロービームの中心領域を照射するように構成される。ハイビーム拡散ユニット２１０Ａ１、２１０Ａ２、ロービーム大拡散ユニット２１０Ｃ、ロービーム拡散ユニット２１０Ｄは、図１で説明したものと同様である。

図８（ｃ）は、従来のスイブル方式の多灯式前照灯３００の概略正面図である。多灯式前照灯３００は、ハイビーム拡散ユニット３１０Ａ１、３１０Ａ２と、スイブル切替ユニット３１０Ｂと、ロービーム大拡散ユニット３１０Ｃと、ロービーム拡散ユニット３１０Ｄと、ロービーム集光ユニット３１０Ｅと、を含む。スイブル切替ユニット３１０Ｂは、左右方向に光軸をスイブル可能に構成されている。

図８（ｄ）は、多灯式前照灯３００の各灯具ユニットで形成される配光パターンの一例を示す図である。図示するように、多灯式前照灯３００では、スイブル切替ユニット３１０Ｂがハイビームの中心領域を照射し、ロービーム集光ユニット３１０Ｅがロービームの中心領域を照射するように構成される。ハイビーム拡散ユニット３１０Ａ１、３１０Ａ２は、ハイビーム領域を広範囲に照射する。ロービーム大拡散ユニット３１０Ｃ、ロービーム拡散ユニット３１０Ｄは、図１で説明したものと同様である。

図８（ｅ）は、従来の回転シェード方式の多灯式前照灯４００の概略正面図である。多灯式前照灯４００は、ハイビーム拡散ユニット４１０Ａ１、４１０Ａ２と、ハイビーム集光ユニット４１０Ｂと、ロービーム大拡散ユニット４１０Ｃと、ロービーム拡散ユニット４１０Ｄと、回転シェード切替ユニット４１０Ｅと、を含む。回転シェード切替ユニット４１０Ｅは、複数枚のシェードを切り替えて配光パターンを変更可能に構成されている。

図８（ｆ）は、多灯式前照灯４００の各灯具ユニットで形成される配光パターンの一例を示す図である。図示するように、多灯式前照灯４００では、ハイビーム集光ユニット４１０Ｂがハイビームの中心領域を照射し、回転シェード切替ユニット４１０Ｅがロービームの中心領域を照射するように構成される。ハイビーム拡散ユニット４１０Ａ１、４１０Ａ２は、ハイビーム領域を広範囲に照射する。ロービーム大拡散ユニット４１０Ｃ、ロービーム拡散ユニット４１０Ｄは、図１で説明したものと同様である。

図９は、ＡＤＢ制御実行時に、（ａ）点消灯方式の多灯式前照灯２００、（ｂ）スイブル方式の多灯式前照灯３００、（ｃ）回転シェード方式の多灯式前照灯４００、および（ｄ）本実施形態に係る多灯式前照灯２０でそれぞれ形成される合成配光パターンを比較した図である。なお、図９における多灯式前照灯２０の合成配光パターンは、図６（ｄ）〜（ｆ）に示したものと同じである。

まず、図９（ａ１）〜（ａ３）を参照して、点消灯方式の多灯式前照灯２００では、各灯具ユニットの点消灯のみで前走車または対向車の位置変化に対応しなければならない。そのため、例えば対向車が遠方にある場合（ａ１）は、ハイビーム拡散ユニット２１０Ａ１，２１０Ａ２を点灯し、ハイビーム集光ユニット２１０Ｂを消灯することで対向車へのグレアを防止する。対向車が中距離にある場合（ａ２）も同様である。対向車が近距離にまで来ると、さらにハイビーム拡散ユニット２１０Ａ２を消灯することで対向車へのグレアを防止する。

図９（ａ１）〜（ａ３）から分かるように、点消灯方式の多灯式前照灯２００でＡＤＢ制御を行うと、水平方向の分解能（すなわち水平方向の照射範囲面積の変化の幅）が非常に粗くなってしまう。分解能を上げるためには、ハイビーム拡散ユニットの数を増加させる必要があるが、これにつれてコストも増大する。

続いて、図９（ｂ１）〜（ｂ３）を参照して、スイブル方式の多灯式前照灯３００では、左側および右側の多灯式前照灯のスイブル切替ユニット３１０Ｂが照射領域左右方向にスイブルさせて前走車または対向車の位置変化に対応する。例えば、対向車が遠方から近距離に近づくにつれて、左右のスイブル切替ユニットの照射領域３１０ＢＬ、３１０ＢＲが右方向にスイブルされる。このとき、スイブルの速度が対向車の接近速度に追いつけずスイブルが遅れると、図９（ｂ３）に示すように、対向車のドライバーにグレアを与えてしまう。また、スイブル切替ユニット３１０Ｂ内にスイブル用モータを設ける必要があるので、意匠上の制約が大きいという問題もある。

最後に、図９（ｃ１）〜（ｃ３）を参照して、回転シェード方式の多灯式前照灯４００では、左側および右側の多灯式前照灯の回転シェード切替ユニット４１０Ｅがシェードの形状を切り替えることで、前走車または対向車の位置変化に対応する。図９（ｃ１）に示すように、対向車が遠距離にある場合には、左右の回転シェード切替ユニット４１０ＥＬ、４１０ＥＲでスプリット配光パターンを形成し、対向車が近距離にある場合には、図９（ｃ３）に示すように、左右の回転シェード切替ユニット４１０ＥＬ、４１０ＥＲで片ハイ配光パターンを形成する。このとき、回転シェードの切替速度が対向車の接近速度に追いつけないと、図９（ｃ２）に示すように、対向車のドライバーにグレアを与えてしまうおそれがある。また、回転シェード方式では、左右方向の前走車の移動に追従可能な範囲が限定される（例えば、左右それぞれ５度程度）という問題もある。

これらに対し、本実施形態に係る多灯式前照灯２０では、図９（ｄ１）に示すように、対向車が遠距離にある場合には、車両左側および右側のメカ切替式集光ユニット２０ＦＬ、２０ＦＲでスプリット合成配光パターンを形成するが、対向車が中距離にある場合には、図９（ｄ２）に示すように、車両左側のメカ切替式集光ユニット２０ＦＬと、ハイビーム拡散ユニット２０Ａ２とで合成配光パターンを形成する。対向車が近づいてきたら、ハイビーム拡散ユニット２０Ａ２を消灯することで、片ハイ合成配光パターンを形成することができる。図９（ｄ２）から（ｄ３）への切替がハイビーム拡散ユニット２０Ａ２の消灯のみで実現できるので、スイブル方式や回転シェード方式のように追従が遅れるおそれが非常に少ない。また、左右方向の追従可能な範囲も広くなる。

以上説明したように、本実施形態に係る多灯式前照灯では、配光パターン内のカットオフラインの位置を細かく切り替えることができる（すなわち分解能が高い）メカ切替式の集光ユニットによって、高光度が要求される仮想鉛直スクリーンの中央付近を照射し、点消灯により迅速に照射領域を切替可能な灯具ユニットによって周辺領域を照射するようにした。この構成により、周辺領域では、ＡＤＢ制御の実行時に迅速な照射領域の変更に対応する一方で、中央付近では、前走車位置の変化に対して細かく照射領域を追従させることが可能になる。

また、メカ切替式の集光ユニットに、各国の法規で様々な規制がある仮想鉛直スクリーンの中央近傍をメカ切替式の集光ユニットで照射するようにすることで、これ以外の各灯具ユニットの照射範囲や照度に対する制限を少なくすることができる。したがって、メカ切替式集光ユニット以外の灯具ユニットのコストダウンが可能になり、形状、サイズ、前照灯内での配置の自由度が高まる。

また、本実施形態によると、多灯式前照灯を構成する灯具ユニットのうち、配光法規に影響が大きい照射領域（すなわちロービーム／ハイビームで照射される領域）を一灯でカバーするメカ切替式集光ユニットを設け、このメカ切替式集光ユニットのみに上下方向または左右方向の光軸調整を可能にするエイミング構造を設けるようにした。これにより、ロービーム／ハイビームの光軸調整をする際に、メカ切替式集光ユニットのみを調整すればよいので、調整が容易になる。また、これ以外の各灯具ユニットに光軸調整機能を設けなくてよいため、各灯具ユニットのコストダウン、サイズダウンが可能になり、形状および前照灯内での配置の自由度が高まる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施形態同士、および上述の各実施形態と以下の変形例との組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わせされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

実施の形態では、分解能が高い第１灯具ユニットとして、回転シェードを利用するメカ切替式集光ユニットについて説明したが、投影レンズの焦点近傍の進出位置と退避位置との間でシェードプレートを移動させる構成の灯具ユニットを使用してもよいし、ＭＥＭＳや液晶シャッターで照射領域を変化させる構成の灯具ユニットを使用してもよい。

実施の形態では、メカ切替式集光ユニットにのみ、光軸調整用のエイミング機構を設けることを説明したが、エイミング機構の代わりに、周知のレベリング機構またはスイブル機構をメカ切替式集光ユニットにのみ設けて光軸調整を行うようにしてもよい。

２０ 多灯式前照灯、 ２０Ａ ハイビーム拡散ユニット、 ２０Ｃ ロービーム大拡散ユニット、 ２０Ｄ ロービーム拡散ユニット、 ２０Ｆ メカ切替式集光ユニット、 ２６ エイミング機構、 ２６ａ エイミングスクリュー、 ２６ｂ エイミングナット、 ４０ 回転シェード、 １００ 車両用前照灯システム、 １０２ 車両検出部、 １０４ パターン決定部、 １２０ 灯具制御部、 １２２ 点消灯部、 １２６ シェード駆動部。

Claims (4)

1. 第１ランプユニットによる照射と第２ランプユニットによる照射とを組み合わせてロービーム配光機能およびハイビーム配光機能を実現するように構成された車両用前照灯であって、
   前記第１ランプユニットのみに光軸調整構造が設けられ、
   前記第１ランプユニットは、複数の個別配光パターンを機械的に切替可能に構成され、
   前記第２ランプユニットは、点消灯により照射領域を変更可能に構成されることを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記第１ランプユニットによる照射領域が、前記第２ランプユニットによる照射領域よりも高光度であるか、車両前方に配置される仮想鉛直スクリーンの中央近傍を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記第２ランプユニットが車両用前照灯のランプボディに直接取り付けられ、該第２ランプユニットの光源のヒートシンクがランプボディ外に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯。
4. 前記第１ランプユニットによる照射領域が、ハイビーム配光機能の実現時に照射すべき領域とロービーム配光機能の実現時に照射すべき領域の両方を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用前照灯。

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