JP7070355B2

JP7070355B2 - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP7070355B2
Application number: JP2018213801A
Authority: JP
Inventors: 文彦毛利; 雄大南
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2038-11-14
Also published as: JP2020080281A

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。

特許文献１には、可視光源、検知光源及びＭＥＭＳミラーを備えた車両用前照灯装置が開示されている。ここで、ＭＥＭＳミラーは、可視光源から照射された可視光を反射させる第１角度と、検知光源から照射された検知光を反射させる第２角度とに角度を振れるように構成されている。

特開２０１８－１５６８６２号公報

上記特許文献１の技術では、ヘッドランプユニットを小型化することができる反面、ハイビーム領域を可視光で照射している間は、検知光を照射することが困難となる。この対策として、ミラーの角度を変えずに可視光及び検知光を反射させる構造が考えられる。しかしながら、レーザ光によって車両前方を照らす場合、レーザ光源から照射されたレーザ光を蛍光体などの変換部材に通して白色に変換させる必要があり、検知光を同時に照射させるのが困難となる。

本発明は上記事実を考慮し、レーザ光を照射させる構造において、小型化でき、かつ、可視光と検知光を同時に照射することができる車両用前照灯を得ることを目的とする。

請求項１に記載の車両用前照灯は、レーザ光を照射させるレーザ光源と、車両周辺検知用の検知光を照射させる検知光源と、前記検知光の反射光を受光する受光素子と、前記レーザ光及び前記検知光を車両前方側へ反射させるミラーと、前記ミラーによって反射された前記レーザ光が通過する領域に設けられ、前記レーザ光を白色に変換させる変換部材と、前記レーザ光及び前記検知光が通過する領域に設けられた投影レンズと、を有し、前記投影レンズは、車両前方側に凸となる２つの凸部を備えており、一方の前記凸部は前記検知光が通過する部分に形成され、他方の前記凸部は前記レーザ光が通過する部分に形成されている。

請求項１に記載の車両用前照灯では、レーザ光源からレーザ光が照射され、検知光源から車両周辺検知用の検知光が照射される。そして、受光素子が検知光の反射光を受光することで、車両周辺の情報を取得することができる。ここで、レーザ光及び検知光は、ミラーによって車両前方側へ反射される。このように、１つのミラーによってレーザ光及び検知光を車両前方側へ反射させることで、小型化でき、かつ、可視光と検知光を同時に照射することができる。

また、ミラーによって反射されたレーザ光が通過する領域には、レーザ光を白色に変換させる変換部材が設けられている。これにより、レーザ光だけを変換部材に通過させることができ、白色光を車両前方側へ照射させることができる。

以上説明したように、請求項１に係る車両用前照灯によれば、レーザ光を照射させる構造において、小型化でき、かつ、可視光と検知光を同時に照射することができる。

本実施形態に係る車両用前照灯が搭載された車両を示す正面図である。図１の２－２線で切断した状態を概略的に示す概略側断面図である。図２の状態から検知光が照射された状態を示す、図２に対応する概略側断面図である。

実施形態に係る車両用前照灯１０について図面を参照して説明する。なお、各図に適宜示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ及び矢印ＲＨは、車両の前方向、上方向及び幅方向の右側をそれぞれ示している。以下、単に、前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断わりのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両前方向を向いた場合の左右を示すものとする。

図１に示されるように、車両用前照灯１０が搭載された車両１２には、車両１２の前方側の視界を確保するための左右一対のヘッドランプユニット１４が備えられており、これらのヘッドランプユニット１４は、左右対称に構成されている。

ヘッドランプユニット１４は、ロービームユニット１６とハイビームユニット１８とを含んで構成されている。ロービームユニット１６は、車両幅方向外側に設けられており、車両１２の前方側の路面におけるロービーム配光エリアに可視光を照射するように構成されている。

ハイビームユニット１８は、ロービームユニット１６よりも車両幅方向内側に設けられており、ロービームユニット１６によって照射されるロービーム配光エリアよりも上斜め前方側のハイビーム配光エリアに可視光を照射するように構成されている。

なお、ロービームユニット１６とハイビームユニット１８とは、同様の構成になっているが、本実施形態では、ハイビームユニット１８に車両用前照灯１０が設けられた場合について説明する。

図２に示されるように、ハイビームユニット１８は、レーザ光源２０、検知光源２２、受光素子２４、ミラー２６、ガラス板２８及び投影レンズ３２を含んで構成されている。

レーザ光源２０は、半導体レーザ（ＬＤ：Laser Diode）などの高輝度光源であり、本実施形態では青色のレーザ光Ｌを照射させるように構成されている。また、本実施形態では、車両下方側へレーザ光Ｌを照射させるように構成されている。

図３に示されるように、検知光源２２は、車両周辺検知用の検知光としての赤外光Ｆ１を照射させる光源であり、本実施形態では、車両下方側かつ車両後方側へ斜めに赤外光Ｆ１を照射させるように構成されている。また、検知光源２２の近傍には受光素子２４が設けられている。受光素子２４は、車両の外部へ照射された後、反射された反射光Ｆ２を受光する素子であり、この受光素子２４が反射光Ｆ２を受光することで、車外の障害物の位置や距離を検知できるように構成されている。

ここで、レーザ光源２０、検知光源２２及び受光素子２４よりも車両下方側にはミラー２６が設けられている。ミラー２６は、レーザ光源２０からのレーザ光、及び検知光源２２からの赤外光が照射される位置に配置されたＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical system)ミラーとされている。そして、このミラー２６によってレーザ光Ｌ及び検知光Ｆ１が車両前方側へ反射される。

ミラー２６は、図示しないミラー支持部によって支持されており、二次元状に配列された複数の微小可動ミラー（図示省略）によって構成されている。そして、複数の微小可動ミラーは、半導体プロセスにより半導体基板上に形成されている。

また、ミラー２６は、図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部からの信号を受けて駆動する構成となっている。そして、ミラー２６を構成する各微小可動ミラーが駆動しない状態と、各微小可動ミラーが駆動した状態とで角度が変更されるように構成されている。

ミラー２６よりも車両前方側には、ガラス板２８が設けられている。ガラス板２８は、車両前後方向を厚み方向として透明に形成されており、ミラー２６によって反射されたレーザ光Ｌよび赤外光Ｆ１が通過する領域に配置されている。

ここで、ガラス板２８には、変換部材としての蛍光体３０が設けられている。蛍光体３０は、ガラス板２８における車両後方側（ミラー２６側）の面に設けられている。また、蛍光体３０は、ガラス板２８の下側のみに設けられており、この蛍光体３０が設けられた領域は、レーザ光Ｌが通過する領域となっている。そして、青色のレーザ光Ｌが蛍光体３０を通過することで、白色光に変換される。

一方、ガラス板２８において、蛍光体３０が設けられていない上側の領域を赤外光Ｆ１が通過するように構成されている。また、車外で反射して戻ってきた反射光Ｆ２についてもガラス板２８の上側を通過するように構成されている。

ガラス板２８よりも車両前方側には、投影レンズ３２が設けられている。投影レンズ３２は、側面視で車両前方側に凸となる形状に形成されており、上側凸部３２Ａと下側凸部３２Ｂとを備えている。

上側凸部３２Ａは、投影レンズ３２の上側に形成されており、この上側凸部３２Ａを赤外光Ｆ１が通過して車両前方側へ照射されるように構成されている。また、下側凸部３２Ｂは、投影レンズ３２の下側に形成されており、この下側凸部３２Ｂをレーザ光Ｌが通過するように構成されている。

（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態の車両用前照灯１０では、レーザ光源２０からレーザ光Ｌが照射され、検知光源２２から赤外光Ｆ１が照射される。そして、受光素子２４が反射光Ｆ２を受光することで、車両周辺の情報を取得することができる。ここで、レーザ光Ｌ及び赤外光Ｆ１は、ミラー２６によって車両前方側へ反射される。このように、１つのミラー２６によってレーザ光Ｌ及び赤外光Ｆ１を車両前方側へ反射させることで、小型化でき、かつ、可視光（レーザ光Ｌ）と赤外光Ｆ１とを同時に照射することができる。

また、ミラー２６によって反射されたレーザ光Ｌが通過する領域には、レーザ光Ｌを白色に変換させる蛍光体３０が設けられている。これにより、レーザ光Ｌだけを変換部材に通過させることができ、白色光を車両前方側へ照射させることができる。すなわち、検知光源２２から照射された赤外光Ｆ１が蛍光体３０の影響を受けずに済む。この結果、小型化でき、かつ、可視光と検知光を同時に照射することができる。

さらに、本実施形態では、可視光としてレーザ光Ｌを用いているため、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの他の光源を用いた場合と比較して、ハイビーム配光エリアに遠方まで光を照射させることができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることはもちろんである。例えば、上記実施形態では、検知光源２２から赤外光Ｆ１を照射させる構成としたが、これに限定されない。すなわち、車両周囲検知用の光であれば、赤外光以外の光を照射する構成としてもよい。

また、レーザ光源２０、検知光源２２及び受光素子２４の配置については、図２及び図３に図示した配置に限定されない。すなわち、レーザ光Ｌが蛍光体３０を通じて下側凸部３２Ｂから車両前方側へ照射され、赤外光Ｆ１が蛍光体３０が設けられていない領域を通じて上側凸部３２Ａから車両前方側へ照射される構造であれば、配置を変更してもよい。

さらに、本実施形態では、図３に示されるように、反射光Ｆ２がミラー２６で反射されて受光素子２４で受光される構成としたが、これに限定されない。例えば、反射光Ｆ２をミラー２６で反射させず、直接反射光Ｆ２を受光する位置に受光素子２４を設けてもよい。

１０車両用前照灯
２０レーザ光源
２２検知光源
２４受光素子
２６ミラー
３０蛍光体（変換部材）
Ｆ１赤外光（検知光）
Ｆ２反射光
Ｌレーザ光

Claims

レーザ光を照射させるレーザ光源と、
車両周辺検知用の検知光を照射させる検知光源と、
前記検知光の反射光を受光する受光素子と、
前記レーザ光及び前記検知光を車両前方側へ反射させるミラーと、
前記ミラーによって反射された前記レーザ光が通過する領域に設けられ、前記レーザ光を白色に変換させる変換部材と、
前記レーザ光及び前記検知光が通過する領域に設けられた投影レンズと、
を有し、
前記投影レンズは、車両前方側に凸となる２つの凸部を備えており、
一方の前記凸部は前記検知光が通過する部分に形成され、他方の前記凸部は前記レーザ光が通過する部分に形成されている車両用前照灯。