WO2023171477A1 - 車両用灯具 - Google Patents

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WO2023171477A1
WO2023171477A1 PCT/JP2023/007492 JP2023007492W WO2023171477A1 WO 2023171477 A1 WO2023171477 A1 WO 2023171477A1 JP 2023007492 W JP2023007492 W JP 2023007492W WO 2023171477 A1 WO2023171477 A1 WO 2023171477A1
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light
optical system
light distribution
distribution pattern
main
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PCT/JP2023/007492
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Inventor
智之 大野
Original Assignee
株式会社小糸製作所
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/255—Lenses with a front view of circular or truncated circular outline
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/65—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources
    • F21S41/663—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/13—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a vehicular lamp, and particularly to a vehicular lamp suitable for use as a headlamp of an automobile.
  • ADB Adaptive Driving Beam
  • This ADB light distribution control is a technology for controlling light distribution so as not to dazzle other vehicles such as oncoming vehicles and preceding vehicles, as well as pedestrians, which are detected from images captured by cameras.
  • a headlamp using a multi-division light emitting element multi-division LED array in which minute LEDs on the order of ⁇ m are arranged in a matrix as a light source has been proposed.
  • Patent Document 1 proposes a technology that includes a multi-division LED array as a light source and forms a light distribution pattern by projecting light emitted by the multi-division LED array using an optical system.
  • This technology enables ADB light distribution control to form a desired light distribution pattern by selectively controlling the light emission of minute LEDs in a multi-divided LED array.
  • the illumination area When illuminating with one multi-divided LED array, if the illumination area is expanded by increasing the projection magnification of the optical system, the brightness (illuminance) of the illumination area will decrease. In order to make the illumination area the desired brightness, it is sufficient to reduce the projection magnification of the optical system, but this results in a trade-off in that the illumination area is reduced and it is no longer possible to secure an illumination area of the desired size.
  • Patent Document 1 has a configuration in which illumination from a plurality of multi-divided LED arrays is combined to illuminate a desired area with a desired brightness, but the cost is increased by the number of multi-divided LED arrays, and the optical A composite projection lens is required to project each of the plurality of multi-segmented LED arrays as a system, which also increases the cost.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle lamp that can illuminate a desired area with a desired brightness without complicating the optical system even when the light source is composed of one multi-division LED array. provide.
  • the present invention includes a light source in which a large number of light emitting elements are arranged and emits a desired pattern of light by selecting the light emitting elements and emitting light, and a main light source that projects the light emitted from the light source to form a main light distribution pattern.
  • An external area adjacent to the main light distribution pattern that is provided with an optical system and further includes an auxiliary optical system that makes light emitted from the light source and not directly incident on the main optical system enter the main optical system, and that is adjacent to the main light distribution pattern with the light that is incident on the auxiliary optical system. It is characterized by forming an auxiliary light distribution pattern.
  • the auxiliary optical system is a reflecting mirror that reflects light that is emitted from the light source and does not directly enter the main optical system and makes it enter the main optical system.
  • the reflecting mirror is placed below the lens optical axis of the main optical system, and when the reflected light enters the main optical system, it forms an upper auxiliary light distribution pattern in the external area above the main light distribution pattern. do.
  • the reflecting mirror is disposed on the side of the lens optical axis of the main optical system, and when the reflected light enters the main optical system, it is applied to the right side auxiliary light distribution pattern or to the external area on the right or left side of the main light distribution pattern. Form a left side auxiliary light distribution pattern.
  • the present invention may include a drive mechanism that moves the reflecting mirror, and the driving mechanism moves the reflecting mirror to a position where the light from the light source enters the main optical system or a position where it does not enter the main optical system.
  • the light source is composed of a multi-division LED array in which a large number of minute LEDs are arranged.
  • a control means is provided for selectively controlling the light emission of the plurality of micro LEDs according to the surrounding situation of the vehicle.
  • this control means is configured to control the tilting mechanism.
  • the main light distribution pattern by limiting the main light distribution pattern to a region of a required size, it is possible to ensure the desired brightness in the main light distribution pattern.
  • the main light distribution pattern and the auxiliary light distribution pattern are combined and the desired area is It can also illuminate a large area.
  • FIG. 1 is a perspective view of an automobile in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of the main parts of the main lamp unit of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a horizontal cross-sectional view of the main lamp unit of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a block configuration diagram of a control system of a multi-division LED array. A schematic diagram of a main light distribution pattern and a light distribution pattern during ADB control.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a main light distribution pattern obtained by combining the upper auxiliary light distribution pattern.
  • FIG. 3 is a perspective view of the main parts of the main lamp unit of Embodiment 2.
  • FIG. 3 is a horizontal sectional view of the main lamp unit of Embodiment 2.
  • FIG. 3 is a perspective view of the main parts of the main lamp unit of Embodiment 2.
  • FIG. 3 is a horizontal sectional view of the main lamp unit of Embodiment 2.
  • a schematic diagram explaining the operation of a reflecting mirror. A schematic diagram of a main light distribution pattern that is a combination of upper and left and right auxiliary light distribution patterns.
  • FIG. 1 is a perspective view of Embodiment 1 in which the present invention is applied to an automobile headlamp, in which left and right headlamps R-HL and L-HL are respectively attached to the left and right front parts of the vehicle body of an automobile CAR.
  • Each headlamp R-HL, L-HL consists of an ADB lamp unit (hereinafter referred to as ADB unit) ALU capable of ADB light distribution control, a clearance lamp unit (hereinafter referred to as clearance unit) CLU, and a turn signal lamp unit (hereinafter referred to as turn signal lamp unit). unit) TSLU, which are integrally arranged within the lamp housing 100.
  • ADB unit ALU capable of ADB light distribution control
  • clearance unit hereinafter referred to as clearance unit
  • turn signal lamp unit hereinafter referred to as turn signal lamp unit
  • unit turn signal lamp unit
  • the left and right headlamps R-HL and L-HL have a symmetrical configuration, and FIG. 1 shows an enlarged view of the right headlamp R-HL with a portion cut away.
  • the lamp housing 100 is composed of a lamp body 101 that is opened toward the front of the automobile, and a translucent cover 102 that is attached to this opening.
  • a unit CLU and a turn unit TSLU are provided. In areas where these lamp units are not provided, so-called extensions are provided so that the interior is not exposed.
  • the ADB unit ALU has a light source 3, a main optical system 2, and an auxiliary optical system 4 built into a unit case 1, and is fixedly supported by the lamp body 101. Since the present invention relates to this ADB unit ALU, a detailed explanation of the clearance unit CLU and turn unit TSLU will be omitted, but both use an LED as a light source and emit white light or amber light emitted from the LED. The light is emitted through an inner lens made of translucent resin, and further transmitted through a translucent cover 102 to be irradiated to the outside.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of the ADB unit ALU, and the unit case 1 is shown in chain lines to show the configuration of its main parts.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the ADB unit ALU.
  • the unit case 1 includes a partially cylindrical lens holder 11 and a light source box 12 integrated therewith.
  • a projection lens 2 constituting a main optical system is housed in the lens holder 11, and a multi-division LED array 3 as a light source and an auxiliary optical system 4 are disposed in a light source box 12.
  • the projection lens 2 is composed of a triplet lens in three groups consisting of three convex lenses 21, a concave lens 22, and a convex lens 23 having positive, negative, and positive refractive powers, and at least one lens surface of each lens is non-convex. It is composed of a spherical surface. This suppresses aberrations in the projection lens 2, and when the light from the multi-division LED array 3 is projected by the projection lens 2, a high-resolution and high-definition ADB light distribution pattern can be obtained.
  • the multi-divided LED array 3 as a light source is made up of several hundred to several hundred ⁇ m-order minute LEDs 31 each having a substantially square light emitting surface. However, the light emitting surfaces are arranged in a matrix in a plane with each light emitting surface facing the same direction.
  • the multi-divided LED array 3 is connected to a lamp ECU (electronic control unit) 201, and the lamp ECU 201 selectively controls the micro LEDs 31 to emit and extinguish light.
  • Each micro LED 31 emits white light when controlled to emit light, and its directivity angle (the angle at which the light intensity is halved) is approximately ⁇ 30° with respect to the central axis of the light emitting surface. Therefore, the overall directivity angle of the multi-division LED array 3 in which a plurality of minute LEDs 31 are arranged is also the same angle.
  • this multi-division LED array 3 is mounted on a light source board 30, and is mounted on an array light emitting surface (each light emitting surface of a plurality of micro LEDs 31 is connected in series) at a position near the focal point of the projection lens 2. (a surface) is disposed substantially perpendicular to the lens optical axis Lx of the projection lens 2. Further, in this embodiment, the lens optical axis Lx is arranged in the vertical and horizontal directions of the multi-divided LED array 3 so that the lens optical axis Lx is located at a position in the horizontal direction of the array light emitting surface and is slightly biased upward from the vertical direction intermediate position. The location is set.
  • the light emitted from the multi-segmented LED array 3 and emitted from the array light emitting surface can be controlled within the above-mentioned directivity angle.
  • the light enters the projection lens 2.
  • the ADB control section 5 may be mounted on the light source board 30.
  • the auxiliary optical system 4 is composed of a downward reflecting mirror 41 disposed in front of and below the array light emitting surface of the multi-division LED array 3.
  • the lower reflecting mirror 41 is configured as a cylindrical concave mirror with a gentle curvature, and is fixedly supported within the light source box 12 with its reflecting surface facing upward. Further, the downward reflecting mirror 41 is disposed at a position outside the directional angle of the multi-divided LED array 3, and prevents light within the directional angle emitted from the multi-divided LED array 3 from entering the projection lens 2. do not.
  • the downward reflecting mirror 41 is disposed at a position where light emitted downward at an angle larger than the directivity angle is incident.
  • the lower reflecting mirror 41 reflects the light incident from the multi-division LED array 3 with the directivity angle downward in a somewhat convergent state in the vertical direction and makes it enter the projection lens 2 .
  • the lower reflecting mirror 41 is configured to allow the light to enter a region below the optical axis Lx of the projection lens 2 at a required angle of incidence.
  • a control switch 203 is connected to the lamp ECU 201, and when the control switch 203 is operated, the ADB unit ALU is turned on and off, and when turned on, ADB light distribution control is performed. executed.
  • the control switch 203 can also switch the auxiliary light distribution control in the ADB unit ALU to fixed mode, automatic mode, or manual mode, but in the first embodiment, only fixed mode is possible.
  • the lamp ECU 201 is connected to the vehicle ECU 202, and is capable of performing ADB light distribution control based on signals from the vehicle ECU 202.
  • Vehicle ECU 202 outputs an ADB control signal to lamp ECU 201 based on an image of the surroundings of the vehicle, particularly an image of the front area, captured by on-vehicle camera 204.
  • the vehicle ECU 202 analyzes images captured by the vehicle-mounted camera 204 and detects objects such as other vehicles, pedestrians, and signs that are present in front of or to the front side of the vehicle. Further, information on a light distribution pattern to be controlled based on the detected object is output to the lamp ECU 201 as an ADB control signal.
  • the lamp ECU 201 selects the minute LED 31 of the multi-division LED array 3 to emit light.
  • These lamp ECU 201 and vehicle ECU 202 may have either a hardware configuration or a software configuration.
  • the left headlamp L-HL shown in FIG. 1 has a left-right symmetrical configuration with the right headlamp R-HL described above, but the ADB unit ALU, clearance lamp unit CLU, which constitute the left and right headlamps,
  • the turn signal lamp units TSLU have basically the same configuration except that some parts of the light distribution direction, light distribution pattern, etc. are laterally symmetrical.
  • the control switch 203 is set to the fixed mode, and normal ADB light distribution control is executed. That is, when the control switch 203 is turned on, the lamp ECU 201 causes the micro LEDs 31 of the multi-division LED array 3 to emit light. As shown in part of the optical path in FIG. 3, the light emitted from the multi-division LED array 3 enters the projection lens 2, and is projected by the projection lens 2 in front of the car to form a desired light distribution pattern. .
  • the main light distribution pattern MP is formed by combining the unit illumination cells illuminated by the micro LEDs 31, as schematically shown in FIG. 5(a). It is formed.
  • V is a vertical line passing through the optical axis Lx of the projection lens 2
  • H is a horizontal line. That is, a light distribution pattern is formed in which unit illumination cells corresponding to the micro LEDs 31 constituting the multi-division LED array 3 are arranged in a matrix.
  • the projection magnification of the projection lens 2 is set in accordance with the luminous intensity (brightness) of the multi-division LED array 3 so that each unit illumination cell has the brightness required for light distribution.
  • this main light distribution pattern MP becomes a high beam light distribution pattern that illuminates the minimum area required for normal driving, for example, an area including the own lane and oncoming lane of the road, but the brightness of the illuminated area is sufficient. It becomes bright.
  • the vehicle ECU 202 detects another vehicle or the like existing in the area in front of the host vehicle, it outputs an ADB control signal to the lamp ECU 201 to prevent dazzling of the detected other vehicle. Based on this ADB control signal, the lamp ECU 201 extinguishes the minute LED corresponding to the unit illumination cell in which the detected object Ob exists, as schematically shown in FIG. prevent.
  • the light that deviates from the directivity angle and does not enter the projection lens 2 becomes light that does not contribute to the formation of the main light distribution pattern.
  • the light that deviates below the projection lens 2 is incident on the lower reflecting mirror 41, reflected there, and incident on the projection lens 2. Since this light is incident on a region below the lens optical axis Lx of the projection lens 2, it is irradiated from the projection lens 2 upward with respect to the lens optical axis Lx. Thereby, as schematically shown in FIG. 6, this light forms an upper auxiliary light distribution pattern USP in the external region above the main light distribution pattern MP.
  • the formed upper auxiliary light distribution pattern USP is light that deviates from the directivity angle of the multi-segmented LED array, so the brightness decreases somewhat, but since it is converged by the lower reflector 41, the brightness increases accordingly. can be increased.
  • the main light distribution pattern MP and the upper auxiliary light distribution pattern USP are combined, and the entire illumination area of the main light distribution pattern MP is expanded. Thereby, it is possible to control the main light distribution pattern MP to a desired brightness and to expand the illumination area by combining the upper auxiliary light distribution pattern USP.
  • a road sign or the like disposed at an overhead position on the road can be illuminated using the upper auxiliary light distribution pattern USP.
  • the main light distribution pattern MP since the light that deviates downward from the projection lens 2 is reduced, the light that enters the lower reflector 41 is also reduced and the upper auxiliary pattern is Formation of the optical pattern USP becomes difficult.
  • some micro LEDs 31 of the multi-division LED array 3, especially micro LEDs illuminating the upper edge area of the main light distribution pattern MP continue to emit light, the light emitted from these micro LEDs will illuminate the upper side.
  • a light distribution pattern USP can be formed.
  • the main optical system 2 by limiting the main light distribution pattern MP formed by the main optical system 2 to a region of a required size, it is possible to control the main light distribution pattern MP to a desired brightness.
  • the main light distribution pattern MP and the upper auxiliary light distribution pattern The light pattern USP is combined, and a wider area than the required area can be illuminated.
  • the main optical system may be an existing one and only needs to be provided with a reflecting mirror, so the structure does not become complicated.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of the ADB unit ALU of the right headlamp R-HL in the second embodiment
  • FIG. 8 is a plan sectional view thereof. Portions equivalent to those in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals.
  • the auxiliary optical system 4 is arranged on the left side (inside in the vehicle width direction) of the multi-segmented LED array 3, and is placed inside the light source box 12 with the reflective surface facing the right side (outside in the vehicle width direction). It is provided with a side reflecting mirror 42 fixedly supported by.
  • This side reflecting mirror 42 is disposed at a position outside the directivity angle of the multi-divided LED array 3, similar to the downward reflecting mirror 41 of the first embodiment, and is located within the directivity angle of the light emitted from the multi-divided LED array 3. does not prevent the light from entering the projection lens 2.
  • the side reflector 42 is disposed at a position where the light emitted from the multi-segmented LED array 3 toward the left at an angle larger than the directivity angle is incident, and the side reflector 42 directs the incident light in the horizontal direction. It is reflected in a somewhat convergent state and incident on the projection lens 2. At this time, the light reflected by the side reflector 42 is configured to be incident on a region inside the projection lens 2 in the vehicle width direction with respect to the optical axis Lx at a predetermined angle of incidence.
  • the left headlamp L-HL shown in FIG. 1 is also provided with a side reflector 42, but since it is symmetrical with the right headlamp R-HL, The position and arrangement direction are different. That is, the side reflector 42 is arranged on the right side, which is the inner side in the vehicle width direction of the multi-segment LED array 3, and the side reflector 42 is arranged to the right from the multi-segment LED array 3 at an angle larger than the directivity angle.
  • the emitted light is reflected horizontally in a somewhat convergent state and is incident on the projection lens 2.
  • the light reflected by the side reflector 42 is configured to be incident on a region inside the projection lens 2 in the vehicle width direction with respect to the optical axis Lx at a predetermined angle of incidence.
  • the ADB unit ALU of the right headlamp R-HL forms the main light distribution pattern MP
  • the side reflector 42 forms the main light distribution pattern.
  • a right side auxiliary light distribution pattern RSP is formed on the right side. That is, in the ADB unit ALU, out of the light emitted from the multi-division LED array 3, the light whose directivity angle deviates inward in the vehicle width direction enters the side reflector 42, where it is reflected and reflected by the projection lens 2. It is incident.
  • the light is emitted from the projection lens 2 toward the outside in the vehicle width direction with respect to the lens optical axis Lx, and this light forms a right side auxiliary light distribution pattern RSP in an external area on the right side of the main light distribution pattern MP.
  • the ADB unit ALU of the left headlamp L-HL forms a main light distribution pattern
  • the side reflector 42 forms a left auxiliary light distribution pattern on the left side of the main light distribution pattern MP.
  • a light pattern LSP is formed. That is, although the left and right sides are opposite to the ADB unit ALU of the right headlamp R-HL, among the light emitted from the multi-segmented LED array 3, the light whose directivity angle deviates inward in the vehicle width direction is reflected by the side reflector. 42, reflected there, and enters the projection lens 2, and is further irradiated from the projection lens 2 toward the outside in the vehicle width direction with respect to the lens optical axis Lx.
  • a left side auxiliary light distribution pattern LSP is formed in the left external region.
  • the main light distribution pattern MP of each ADB unit ALU and the left and right auxiliary light distribution patterns RSP and LSP are combined, as shown in FIG. 9(c).
  • the light distribution pattern is such that auxiliary light distribution patterns are formed on both sides of the main light distribution pattern.
  • the illumination area is limited by setting the main light distribution pattern MP to have the required brightness, but each of the auxiliary light distribution patterns RSP, LSP on the left and right of the main light distribution pattern MP are combined, so the illumination area of the light distribution pattern as a whole is expanded. That is, it is possible to both increase the brightness of the illumination in the main light distribution pattern MP and expand the illumination area by combining the main light distribution pattern MP and the auxiliary light distribution patterns RSP and LSP.
  • the left and right auxiliary light distribution patterns RSP and LSP continue to be illuminated.
  • an area where no target object exists such as a side road area or a road shoulder area
  • the left and right auxiliary light distribution patterns RSP, LSP can be illuminated with the left and right auxiliary light distribution patterns RSP, LSP.
  • the main light distribution pattern MP by limiting the main light distribution pattern MP formed by the main optical system 2 to a region of a required size, the main light distribution pattern MP can be controlled to a desired brightness.
  • the main light distribution pattern MP by forming the right side auxiliary light distribution pattern RSP and the left side auxiliary light distribution pattern LSP adjacent to the right side or left side of the main light distribution pattern MP using the light from the light source 3 that does not contribute to the formation of the main light distribution pattern MP, A wider area than required can be illuminated.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of the ADB unit ALU of the right headlamp R-HL in Embodiment 3, and FIG. 11 is a horizontal sectional view thereof. Portions equivalent to those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the auxiliary optical system simultaneously includes the lower reflecting mirror of the first embodiment and the side reflecting mirror of the second embodiment, and further includes a tilting mechanism 43 for tilting each reflecting mirror. There is.
  • This tilting mechanism 43 is composed of, for example, an electromagnetic actuator, and is configured to drive the connecting lever 44 and tilt each of the reflecting mirrors 41 and 42 when energized.
  • the tilting mechanism 43v for the lower reflecting mirror 41 and the tilting mechanism 43h for tilting the side reflecting mirror 42 are energized and controlled by the lamp ECU 201 shown in FIG.
  • the lower reflecting mirror 41 is supported by the light source box 12 by rotating shafts 41a provided at both left and right ends, and its reflecting surface is rotatable in the vertical direction.
  • the tilting mechanism 43v is supported by the light source box 12, and the tip of the connecting lever 44 is connected to a part of the lower reflecting mirror 41.
  • the connecting lever 44 is driven, and by driving the connecting lever 44, the lower reflecting mirror 41 is tilted about the rotating shaft 41a so that the vertical angle of the reflecting surface is changed. Ru.
  • the downward reflecting mirror 41 When the tilting mechanism 43v is not energized, the downward reflecting mirror 41 is tilted to a tilted position that is out of the directivity angle of the multi-division LED array 3, as shown in FIG. Almost no light is incident on the reflective surface.
  • the tilting mechanism 43v when the tilting mechanism 43v is energized, as shown in FIG. 13(b), the downward reflecting mirror 41 is moved to a tilting position where the light emitted out of the directivity angle of the multi-division LED array 3 is incident on the reflecting surface. become. That is, the position is the same as in the first embodiment.
  • the side reflector 42 has a similar configuration, and is supported by the light source box 12 by rotating shafts provided at both the upper and lower ends of the side reflector 42, and the reflecting surface is oriented horizontally. It is said that it can be rotated. Further, the tip of the connecting lever 44 of the tilting mechanism 43h is connected to a part of the side reflecting mirror 42. When the tilting mechanism 43h is not energized, the side reflector 42 is tilted to a tilted position that is out of the directivity angle of the multi-divided LED array 3, so that almost no light emitted from the multi-divided LED array 3 is incident on the reflecting surface. in a state.
  • the side reflecting mirror 42 When the tilting mechanism 43h is energized, the side reflecting mirror 42 is at a tilted position where the light emitted out of the directivity angle of the multi-division LED array 3 is incident on the reflecting surface. That is, the position is the same as in the second embodiment.
  • the ADB unit ALU of the left headlamp L-HL is provided with a side reflector on the right side, similar to the second embodiment, and can be tilted by a tilting mechanism. There is.
  • each of the tilting mechanisms 43v and 43h of the lower reflector 41 and the side reflector 42 is energized, and each of the reflectors 41 and 42 is The light from the multi-division LED array 3 is in a state of being incident, and each auxiliary light distribution pattern similar to the first and second embodiments is formed. That is, as shown in a schematic diagram in FIG. 14, auxiliary light distribution patterns are formed on the left and right sides and above the main light distribution pattern, respectively, and these become a combined light distribution pattern.
  • the energization of the tilting mechanism 43 can be controlled by another switch operation by the driver. Therefore, when the driver deems it necessary, the driver drives the tilting mechanism 43 to tilt at least one of the lower reflector 41, the side reflector 42 of the right main lamp unit, and the reflector 42 of the left ADB unit ALU. Then, the light from the multi-division LED array 3 is made incident. This makes it possible to arbitrarily form the upper auxiliary light distribution pattern USP, the left auxiliary pattern LSP, and the right auxiliary pattern RSP shown in FIG.
  • the side reflection mirror 42 of the right ADB unit ALU is tilted by the tilting mechanism 43h so that the light from the multi-division LED array 3 is incident thereon.
  • the right side auxiliary light distribution pattern RSP is formed on the right side of the main light distribution pattern MP, making it possible to expand the illumination area at the travel destination.
  • the lamp ECU 201 controls energization of the tilting mechanism 43 based on the ADB control signal from the vehicle ECU 202. Therefore, the tilting mechanism 43 is driven depending on the situation of objects such as other vehicles existing in front of the automobile to tilt at least one of the lower reflector 41 and each of the left and right side reflectors 42. The light from the divided LED array 3 is made incident. As a result, the upper auxiliary light distribution pattern USP, the left auxiliary pattern LSP, and the right auxiliary pattern RSP shown in FIG. 14 are automatically formed.
  • the left or right side reflector 42 of the left and right ADB units ALU is tilted by the tilting mechanism 43h so that the light from the multi-divided LED array 3 is incident.
  • auxiliary light distribution patterns RSP and LSP are formed on the left and right sides of the main light distribution pattern MP, and the illumination area is expanded.
  • ADB light distribution control is performed, and by stopping power supply to the tilting mechanism 43h of each side reflector 42 of the left and right ADB units ALU, left and right auxiliary light distribution patterns are formed. to avoid being
  • the lower reflecting mirror 41, the left and right side reflecting mirrors 42, and the tilting mechanism 43 described in the embodiment may be changed to other configurations as appropriate. Further, the arrangement position and shape of each reflecting mirror may be set according to the light intensity characteristics of the multi-division LED array 3.
  • the lower reflecting mirror and the side reflecting mirror may be configured with a plane mirror or a convex mirror depending on the form of the auxiliary light distribution pattern to be formed.
  • the downward reflecting mirror may be tilted by a tilting mechanism 41.
  • the side reflecting mirror 42 may be configured to be tilted by a tilting mechanism.
  • only one of the lower reflector 41 and the side reflector 42 may be provided with a tilting mechanism, or both the lower reflector 41 and the side reflector 42 may be provided with a fixed structure. It may be configured as a reflecting mirror.
  • the lower reflector 41 and the side reflector 42 may be configured to change their positions between a position where they reflect light from a multi-division LED array and a position where they do not reflect light, so they are not necessarily tilted by a tilting mechanism. It is not necessary to do so, and it may be configured as a drive mechanism for linear movement, for example.

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Abstract

光源が１つの多分割ＬＥＤアレイの場合においても、光学系を複雑にすることなく、所望の領域を所望の明るさで照明することが可能な車両用灯具を提供する。多数の発光素子（微小ＬＥＤ（３１））が配列され、これらを選択して発光することにより所望のパターンの光を出射する光源（多分割ＬＥＤアレイ）（３）と、光源から出射した光を投影して主配光パターンを形成する主光学系（２）を備え、さらに光源（３）から出射されて主光学系（２）に直接入射されない光を主光学系（２）に入射させる補助光学系（４）を備える。補助光学系（４）（下方反射鏡（４１））により主光学系（２）に入射された光で主配光パターンに隣接する外部領域に補助配光パターンを形成する。

Description

車両用灯具
　本発明は車両用灯具に関し、特に自動車の前照灯に用いて好適な車両用灯具に関する。
　自動車等の車両の前照灯（ヘッドランプ）では、配光を制御する技術として、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）配光制御が提案されている。このＡＤＢ配光制御は、カメラで撮像した画像等から検出した対向車や先行車等の他車両や歩行者を眩惑することがないように配光を制御する技術である。このＡＤＢ配光制御を行うヘッドランプの一つとして、光源にμｍオーダの微小ＬＥＤをマトリクス状に配列した多分割発光素子（多分割ＬＥＤアレイ）を用いたヘッドランプが提案されている。
　例えば、特許文献１には、光源として多分割ＬＥＤアレイを備え、この多分割ＬＥＤアレイで発光された光を光学系により投影して配光パターンを形成する技術が提案されている。この技術では、多分割ＬＥＤアレイの微小ＬＥＤを選択的に発光制御することにより、所望の配光パターンを形成するＡＤＢ配光制御が可能になる。
特開２０２１－０６８５１３号公報
　１つの多分割ＬＥＤアレイで照明を行う場合、光学系による投影倍率を大きくして照明領域を拡大すると照明領域の明るさ（照度）が低下する。照明領域を所望の明るさにするためには、光学系による投影倍率を小さくすればよいが、これでは照明領域が縮小され、所望の広さの照明領域が確保できなくなるというトレードオフが生じる。
　特許文献１では、複数の多分割ＬＥＤアレイの照明を合成して所望の領域を所望の明るさで照明する構成とされているが、多分割ＬＥＤアレイの個数分だけコスト高になるとともに、光学系として複数の多分割ＬＥＤアレイをそれぞれ投影するための複合型の投影レンズが必要になり、この点からもコスト高になる。
　本発明の目的は、光源が１つの多分割ＬＥＤアレイで構成された場合においても、光学系を複雑にすることなく、所望の領域を所望の明るさで照明することが可能な車両用灯具を提供する。
　本発明は、多数の発光素子が配列され、発光素子を選択して発光することにより所望のパターンの光を出射する光源と、光源から出射した光を投影して主配光パターンを形成する主光学系を備え、さらに光源から出射されて主光学系に直接入射されない光を主光学系に入射させる補助光学系を備え、補助光学系により入射された光で主配光パターンに隣接する外部領域に補助配光パターンを形成することを特徴とする。
　本発明において、例えば、補助光学系は、光源から出射されて主光学系に直接入射されない光を反射して主光学系に入射させる反射鏡である。この場合、反射鏡は、主光学系のレンズ光軸よりも下方に配置され、反射した光を主光学系に入射したときに主配光パターンの上側の外部領域に上側補助配光パターンを形成する。また、反射鏡は、主光学系のレンズ光軸の側方に配置され、反射した光を主光学系に入射したときに主配光パターンの右側又は左側の外部領域に右側補助配光パターン又は左側補助配光パターンを形成する。
　また、本発明においては、反射鏡を移動させる駆動機構を備えてもよく、当該駆動機構は光源の光を主光学系に入射させる位置又は入射させない位置に反射鏡を移動させる。本発明は、例えば、光源は多数の微小ＬＥＤが配列された多分割ＬＥＤアレイで構成される。その上で、車両の周囲状況に応じて前記多数の微小ＬＥＤを選択的に発光制御する制御手段を備える。この制御手段は、傾動機構を制御する構成とすることが好ましい。
　本発明によれば、主配光パターンを所要の広さの領域に制限することにより当該主配光パターンにおける明るさを所望の明るさに確保することができる。一方で、主配光パターンの形成に寄与しない光によって主配光パターンに隣接して補助配光パターンを形成することにより、主配光パターンと補助配光パターンとが合成されて所要の領域よりも広い領域を照明することができる。
実施形態１における自動車の斜視図。 実施形態１のメインランプユニットの主要部の斜視図。 実施形態１のメインランプユニットの水平断面図。 多分割ＬＥＤアレイの制御系のブロック構成図。 主配光パターンとＡＤＢ制御時の配光パターンの模式図。 上側補助配光パターンを合成した主配光パターンの模式図。 実施形態２のメインランプユニットの主要部の斜視図。 実施形態２のメインランプユニットの水平断面図。 左右の補助配光パターンを合成した主配光パターンの模式図。 実施形態２のメインランプユニットの主要部の斜視図。 実施形態２のメインランプユニットの水平断面図。 要部の拡大斜視図。 反射鏡の動作を説明する模式図。 上側及び左右の補助配光パターンを合成した主配光パターンの模式図。
（実施形態１）
　本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車のヘッドランプに適用した実施形態１の斜視図であり、自動車ＣＡＲの車体の左右前部にそれぞれ左右のヘッドランプＲ－ＨＬ，Ｌ－ＨＬが取り付けられている。各ヘッドランプＲ－ＨＬ，Ｌ－ＨＬは、ＡＤＢ配光制御が可能なＡＤＢランプユニット（以下、ＡＤＢユニット）ＡＬＵと、クリアランスランプユニット（以下、クリアランスユニット）ＣＬＵとターンシグナルランプユニット（以下、ターンユニット）ＴＳＬＵを備えており、これらはランプハウジング１００内に一体的に配設されている。なお、以降において左右方向は自動車の左右方向に基づいている。
　左右のヘッドランプＲ－ＨＬ，Ｌ－ＨＬは左右対称の構成であり、図１には右ヘッドランプＲ－ＨＬの一部を破断した拡大図が示されている。自動車の前方に向けて開口されたランプボディ１０１と、この開口に取り付けられた透光性カバー１０２とで前記ランプハウジング１００が構成され、このランプハウジング１００内に前記したようにＡＤＢユニットＡＬＵ、クリアランスユニットＣＬＵ、ターンユニットＴＳＬＵが配設されている。これらのランプユニットが配設されていない領域には、内部が露見されないように、いわゆるエクステンションが配設されている。
　前記ＡＤＢユニットＡＬＵは、詳細を後述するように、ユニットケース１内に光源３、主光学系２、補助光学系４が組み込まれ、前記ランプボディ１０１に固定支持されている。本発明はこのＡＤＢユニットＡＬＵにかかわるものであるので、クリアランスユニットＣＬＵ、ターンユニットＴＳＬＵについての詳細な説明は省略するが、いずれもＬＥＤを光源とし、このＬＥＤから出射される白色光やアンバー色光を透光樹脂製のインナーレンズを透して出射し、さらに透光性カバー１０２を透過させて外部に照射する構成とされている。
　図２はＡＤＢユニットＡＬＵの拡大斜視図であり、その主要部の構成を示すためにユニットケース１は鎖線で図示している。また、図３はＡＤＢユニットＡＬＵの縦断面図である。これらの図に示すように、ユニットケース１は一部に筒状をしたレンズホルダ１１と、これと一体化された光源ボックス１２を備えている。レンズホルダ１１には主光学系を構成する投影レンズ２が内装されており、光源ボックス１２に光源としての多分割ＬＥＤアレイ３と、補助光学系４が配設されている。
　投影レンズ２は、正、負、正の屈折力を有する３枚の凸レンズ２１、凹レンズ２２、凸レンズ２３からなる３群構成のトリプレットレンズで構成されるとともに、各レンズの少なくとも一つのレンズ面は非球面で構成されている。これにより投影レンズ２における収差が抑制され、多分割ＬＥＤアレイ３からの光を投影レンズ２で投影したときに、高分解能かつ高精細なＡＤＢ配光パターンが得られる。
　光源としての多分割ＬＥＤアレイ３は、図４に多分割ＬＥＤアレイとその制御系のブロック構成図を示すように、略正方形の発光面を有する数百ないし千数百個のμｍオーダの微小ＬＥＤ３１が、各発光面を同一方向に向けてマトリクス状に平面配列された構成である。この多分割ＬＥＤアレイ３はランプＥＣＵ（電子制御ユニット）２０１に接続され、このランプＥＣＵ２０１により微小ＬＥＤ３１が選択的に発光・消光制御されるようになっている。各微小ＬＥＤ３１は発光制御されたときに白色光を発光し、その指向角（光強度が半減する角）は発光面の中心軸に対してほぼ±３０°とされている。したがって、複数の微小ＬＥＤ３１を配列している多分割ＬＥＤアレイ３の全体の指向角もこれと同じ角度とされる。
　この多分割ＬＥＤアレイ３は図２及び図３に示したように、光源基板３０に搭載されており、投影レンズ２の焦点近傍位置において、アレイ発光面（複数の微小ＬＥＤ３１の各発光面を連ねた面）が当該投影レンズ２のレンズ光軸Ｌｘに対してほぼ垂直に向けて配設されている。また、この実施形態では、当該レンズ光軸Ｌｘは、アレイ発光面の左右方向の中間位置で上下方向中間位置よりも幾分上側に偏った位置となるように多分割ＬＥＤアレイ３の上下、左右位置が設定されている。投影レンズ２の口径寸法と多分割ＬＥＤアレイ３の発光面の寸法を適切に設定することにより、多分割ＬＥＤアレイ３が発光されてアレイ発光面から出射された光のうち、前記した指向角内の光は投影レンズ２に入射される。なお、前記ＡＤＢ制御部５は光源基板３０に搭載されてもよい。
　前記補助光学系４は、多分割ＬＥＤアレイ３のアレイ発光面よりも前側でかつ下側に配設された下方反射鏡４１で構成されている。この下方反射鏡４１は緩やかな曲率の円筒凹面鏡として構成されており、その反射面を上方に向けた状態で光源ボックス１２内に固定支持されている。また、下方反射鏡４１は多分割ＬＥＤアレイ３の指向角を外れた位置に配設されており、多分割ＬＥＤアレイ３から出射された指向角内の光が投影レンズ２に入射することを妨害しない。その一方で、下方反射鏡４１は指向角よりも大きな角度で下方向に向けて出射された光が入射される位置に配設されている。そして下方反射鏡４１は多分割ＬＥＤアレイ３から指向角を下方に外れて入射された光を上下方向に幾分収束状態で反射して投影レンズ２に入射させる。このとき、下方反射鏡４１は投影レンズ２の光軸Ｌｘよりも下側領域に所要の入射角で入射させるよう構成されている。
　図４に示したように、前記ランプＥＣＵ２０１には制御スイッチ２０３が接続されており、この制御スイッチ２０３が操作されることによりＡＤＢユニットＡＬＵが点灯・消灯され、点灯されたときにはＡＤＢ配光制御が実行される。また、この制御スイッチ２０３は、ＡＤＢユニットＡＬＵにおける補助配光制御を固定モード、自動モードあるいは手動モードに切り替えることも可能であるが、この実施形態１では固定モードのみが可能とされている。
　ランプＥＣＵ２０１は車両ＥＣＵ２０２に接続されており、この車両ＥＣＵ２０２からの信号に基づいてＡＤＢ配光制御を行うことが可能とされている。車両ＥＣＵ２０２は、車載カメラ２０４で撮像した自動車の周囲の画像、特に前方領域の画像に基づいてＡＤＢ制御信号をランプＥＣＵ２０１に出力する。車両ＥＣＵ２０２の詳細については説明を省略するが、車両ＥＣＵ２０２は車載カメラ２０４で撮像した画像を解析して自動車の前方ないし前側方に存在する他車両、歩行者、標識等の対象物を検出する。また、検出した対象物に基づいて制御する配光パターンの情報をＡＤＢ制御信号としてランプＥＣＵ２０１に出力する。ランプＥＣＵ２０１は、このＡＤＢ制御信号を受けて多分割ＬＥＤアレイ３の微小ＬＥＤ３１を選択して発光する。これらランプＥＣＵ２０１と車両ＥＣＵ２０２はハード構成あるいはソフト構成のいずれであってもよい。
　図１に示した左ヘッドランプＬ－ＨＬは、以上説明した右ヘッドランプＲ－ＨＬと左右が対称の構成であるが、左右のヘッドランプを構成しているＡＤＢユニットＡＬＵ、クリアランスランプユニットＣＬＵ、ターンシグナルランプユニットＴＳＬＵについては、配光方向や配光パターン等の一部において左右対称な構成を含むことを除けば基本的に同一の構成とされている。
　この実施形態１のＡＤＢユニットＡＬＵは、制御スイッチ２０３が固定モードに設定されており、通常のＡＤＢ配光制御が実行される。すなわち制御スイッチ２０３がオンされるとランプＥＣＵ２０１により多分割ＬＥＤアレイ３の微小ＬＥＤ３１が発光される。図３に一部の光路を示すように、多分割ＬＥＤアレイ３から出射された光は投影レンズ２に入射され、投影レンズ２により自動車の前方に投影されて所要の配光パターンが形成される。
　多分割ＬＥＤアレイ３の略全ての微小ＬＥＤ３１が発光されたときには、図５（ａ）に模式的に示すように、各微小ＬＥＤ３１で照明される単位照明セルが合成された主配光パターンＭＰが形成される。同図において、Ｖは投影レンズ２の光軸Ｌｘを通る鉛直線であり、Ｈは同じく水平線である。すなわち、多分割ＬＥＤアレイ３を構成している微小ＬＥＤ３１に対応した単位照明セルがマトリクス状に配列された配光パターンとなる。この主配光パターンＭＰは、各単位照明セルが、配光に要求される明るさとなるように多分割ＬＥＤアレイ３の発光光度（輝度）に対応して投影レンズ２の投影倍率が設定されている。そのため、この主配光パターンＭＰは通常の走行において最低限必要とされる領域、例えば道路の自車線と対向車線を含む領域を照明するハイビーム配光パターンとなるが、照明領域の明るさは十分な明るさとなる。
　この主配光パターンＭＰでの照明時に、車両ＥＣＵ２０２において自車両の前方領域に存在する他車両等を検出すると、検出した他車両に対する幻惑を防止するためのＡＤＢ制御信号をランプＥＣＵ２０１に出力する。ランプＥＣＵ２０１はこのＡＤＢ制御信号に基づいて、図５（ｂ）に模式的に示すように、検出した対象物Ｏｂが存在する単位照明セルに対応する微小ＬＥＤを消光し、当該対象物Ｏｂに対する幻惑を防止する。
　ここで、図３に示したように、多分割ＬＥＤアレイ３から出射された光のうち、指向角を外れて投影レンズ２に入射されない光は、主配光パターンの形成に寄与しない光となる。これらの光のうち、投影レンズ２の下方に外れた光は下方反射鏡４１に入射され、ここで反射されて投影レンズ２に入射される。この光は投影レンズ２のレンズ光軸Ｌｘよりも下側領域に入射されるので、投影レンズ２からはレンズ光軸Ｌｘに対して上方に向けて照射される。これにより、図６に模式的に示すように、この光によって主配光パターンＭＰよりも上側の外部領域に上側補助配光パターンＵＳＰが形成される。
　左ヘッドランプＬ－ＨＬのＡＤＢユニットＡＬＵにおいても同様であり、図６に示した上側補助配光パターンＵＳＰが形成されるので、両者の配光が合成された配光パターンも同様の配光パターンとなる。形成された上側補助配光パターンＵＳＰは、多分割ＬＥＤアレイの指向角を外れた光であるので明るさは幾分低下するが、下方反射鏡４１によって収束されているので、その分だけ明るさを高めることができる。これにより、主配光パターンＭＰと上側補助配光パターンＵＳＰが合成され、主配光パターンＭＰの全体の照明領域が拡大される。これにより、主配光パターンＭＰを所望の明るさに制御するとともに、上側補助配光パターンＵＳＰを合成することによる照明領域の拡大を両立させることができる。
　実施形態１においては、主配光パターンＭＰでの照明を行っている場合に、例えば上側補助配光パターンＵＳＰによって道路の頭上位置に配設されている道路標識等を照明することができる。なお、主配光パターンＭＰをロービーム配光に制御する場合には、投影レンズ２に対して下方に外れる光が低減されるために、下方反射鏡４１に入射する光も低減されて上側補助配光パターンＵＳＰの形成は難しくなる。この場合には、例えば多分割ＬＥＤアレイ３の一部の微小ＬＥＤ３１、特に主配光パターンＭＰの上縁領域を照明する微小ＬＥＤの発光を継続させれば、この微小ＬＥＤでの発光によって上側補助配光パターンＵＳＰを形成することができる。
　このように、実施形態１は、主光学系２によって形成する主配光パターンＭＰを所要の広さの領域に制限することにより、主配光パターンＭＰを所望の明るさに制御することができる。一方で、主配光パターンＭＰの形成に寄与されない光源３の光によって主配光パターンＭＰの上側に隣接して上側補助配光パターンＵＳＰを形成することにより、主配光パターンＭＰと上側補助配光パターンＵＳＰとが合成され、所要の領域よりも広い領域を照明することができる。また、主光学系は既存のものでよく、単に反射鏡を備えるのみでよいので構造が複雑化することはない。
（実施形態２）
　図７は実施形態２における右ヘッドランプＲ－ＨＬのＡＤＢユニットＡＬＵの概略の斜視図であり、図８はその平面断面図である。実施形態１の図と等価な部分には同一符号を付してある。この実施形態２は、補助光学系４として、多分割ＬＥＤアレイ３の左側（車幅方向内側）に配設されて反射面を右側（車幅方向外側）方向に向けた状態で光源ボックス１２内に固定支持された側方反射鏡４２を備えている。
　この側方反射鏡４２は、実施形態１の下方反射鏡４１と同様に多分割ＬＥＤアレイ３の指向角を外れた位置に配設されており、多分割ＬＥＤアレイ３から出射された指向角内の光が投影レンズ２に入射することを妨害しない。その一方で、側方反射鏡４２は多分割ＬＥＤアレイ３から指向角よりも大きな角度で左方向に向けて出射された光が入射される位置に配設され、この入射された光を水平方向に幾分収束状態で反射して投影レンズ２に入射させる。このとき、側方反射鏡４２での反射光は投影レンズ２の光軸Ｌｘよりも車幅方向内側の領域に所要の入射角で入射させるよう構成されている。
　なお、図１に示した左ヘッドランプＬ－ＨＬにおいても、図示は省略するが、側方反射鏡４２が設けられているが、右ヘッドランプＲ－ＨＬとは左右対称であるので、配設位置と配設方向は相違している。すなわち、側方反射鏡４２は多分割ＬＥＤアレイ３の車幅方向内側である右側に配設されており、側方反射鏡４２は多分割ＬＥＤアレイ３から指向角よりも大きな角度で右方向に向けて出射された光を水平方向に幾分収束状態で反射して投影レンズ２に入射させる。このとき、側方反射鏡４２での反射光は投影レンズ２の光軸Ｌｘよりも車幅方向内側の領域に所要の入射角で入射させるよう構成されている。
　実施形態２によれば、図９（ａ）に示すように、右ヘッドランプＲ－ＨＬのＡＤＢユニットＡＬＵにより主配光パターンＭＰが形成されるとともに、その側反射鏡４２によって主配光パターンの右側に右側補助配光パターンＲＳＰが形成される。すなわち、ＡＤＢユニットＡＬＵでは、多分割ＬＥＤアレイ３から出射された光のうち、指向角を車幅方向内側に外れた光は側方反射鏡４２に入射され、ここで反射されて投影レンズ２に入射される。そして、投影レンズ２からはレンズ光軸Ｌｘに対して車幅方向外側に向けて照射され、この光によって主配光パターンＭＰの右側の外部領域に右側補助配光パターンＲＳＰが形成される。
　また、図９（ｂ）に示すように、左ヘッドランプＬ－ＨＬのＡＤＢユニットＡＬＵにより主配光パターンが形成されるとともに、その側反射鏡４２によって主配光パターンＭＰの左側に左側補助配光パターンＬＳＰが形成される。すなわち、右ヘッドランプＲ－ＨＬのＡＤＢユニットＡＬＵとは左右が反対であるが、多分割ＬＥＤアレイ３から出射された光のうち、指向角を車幅方向内側に外れた光は側方反射鏡４２に入射され、ここで反射されて投影レンズ２に入射され、さらに投影レンズ２からはレンズ光軸Ｌｘに対して車幅方向外側に向けて照射され、この光によって主配光パターンＭＰよりも左側の外部領域に左側補助配光パターンＬＳＰが形成される。
　左右の両ヘッドランプＲ－ＨＬ，Ｌ－ＨＬは同時に点灯されるので、各ＡＤＢユニットＡＬＵの主配光パターンＭＰと、左右の各補助配光パターンＲＳＰ，ＬＳＰが合成され、図９（ｃ）のように、主配光パターンの両側にそれぞれ補助配光パターンが形成された配光パターンとなる。
　このように、実施形態２は主配光パターンＭＰを所要の明るさになるように設定することによって照明領域は制限されるが、主配光パターンＭＰの左右の各補助配光パターンＲＳＰ，ＬＳＰが合成されるので、全体としての配光パターンの照明領域が拡大される。すなわち、主配光パターンＭＰにおける照明の明るさを高めることと、主配光パターンＭＰと補助配光パターンＲＳＰ，ＬＳＰを合成することによる照明領域の拡大を両立させることができる。
　実施形態２では、ＡＤＢ配光制御を行っている場合でも左右の各補助配光パターンＲＳＰ，ＬＳＰは照明が継続される。これにより、対象物が存在してない領域、例えば道路の側路領域や路肩領域を左右の補助配光パターンＲＳＰ，ＬＳＰで照明することができる。例えば、自動車が左右に走行方向を変更するような場合に、走行先の領域を照明することが可能になる。
　実施形態２は、主光学系２によって形成する主配光パターンＭＰを所要の広さの領域に制限することにより、主配光パターンＭＰを所望の明るさに制御することができる。一方で、主配光パターンＭＰの形成に寄与されない光源３の光によって主配光パターンＭＰの右側や左側に隣接して右側補助配光パターンＲＳＰや左側補助配光パターンＬＳＰを形成することにより、所要の領域よりも広い領域を照明することができる。
（実施形態３）
　図１０は実施形態３における右ヘッドランプＲ－ＨＬのＡＤＢユニットＡＬＵの概略の斜視図であり、図１１はその水平断面図である。実施形態２と等価な部分には同一符号を付してある。この実施形態３では、補助光学系は、実施形態１の下方反射鏡と、実施形態２の側方反射鏡を同時に備えており、さらに各反射鏡をそれぞれ傾動するための傾動機構４３を備えている。この傾動機構４３は、例えば電磁アクチュエータで構成されており、通電されたときに連結レバー４４を駆動して各反射鏡４１，４２を傾動させる構成のものである。下方反射鏡４１の傾動機構４３ｖと、側方反射鏡４２を傾動する傾動機構４３ｈは、図４に示したランプＥＣＵ２０１により通電が制御される。
　例えば、下方反射鏡４１は、図１２に示すように、左右両端に設けられた回転軸４１ａによって光源ボックス１２に軸支されており、その反射面が鉛直方向に回動可能とされている。また、傾動機構４３ｖは光源ボックス１２に支持されており、連結レバー４４の先端部が下方反射鏡４１の一部に連結されている。傾動機構４３ｖは通電されたときに連結レバー４４が駆動され、この連結レバー４４の駆動によって下方反射鏡４１は回転軸４１ａを支点にして反射面の鉛直方向の角度が変化されるように傾動される。
　傾動機構４３ｖに通電されていないときには、図１３（ａ）に示すように、下方反射鏡４１は多分割ＬＥＤアレイ３の指向角を外れた傾動位置に傾動され、多分割ＬＥＤアレイ３から出射された光が反射面に殆ど入射されない状態にある。一方、傾動機構４３ｖに通電されたときには、図１３（ｂ）に示すように、下方反射鏡４１は多分割ＬＥＤアレイ３の指向角を外れて出射された光が反射面に入射される傾動位置になる。すなわち、実施形態１と同じ位置になる。
　詳細な図示は省略するが、側方反射鏡４２も同様の構成であり、側方反射鏡４２の上下両端に設けられた回転軸によって光源ボックス１２に軸支されており、反射面が水平方向に回動可能とされている。また、傾動機構４３ｈの連結レバー４４の先端部が側方反射鏡４２の一部に連結されている。傾動機構４３ｈに通電されていないときには、側方反射鏡４２は多分割ＬＥＤアレイ３の指向角を外れた傾動位置に傾動され、多分割ＬＥＤアレイ３から出射された光が反射面に殆ど入射されない状態にある。傾動機構４３ｈに通電されたときには側方反射鏡４２は多分割ＬＥＤアレイ３の指向角を外れて出射された光が反射面に入射される傾動位置になる。すなわち、実施形態２と同じ位置になる。
　図示は省略するが、左ヘッドランプＬ－ＨＬのＡＤＢユニットＡＬＵには、実施形態２同様に、右側に側方反射鏡が配設されており、傾動機構によって傾動されることが可能とされている。
　実施形態３によれば、運転者が制御スイッチ２０３を固定モードに設定すると、下方反射鏡４１と側方反射鏡４２の各傾動機構４３ｖ，４３ｈに通電が行われ、各反射鏡４１，４２は多分割ＬＥＤアレイ３の光が入射される状態にあり、実施形態１と実施形態２と同様な各補助配光パターンが形成される。すなわち、図１４に模式図を示すように、主配光パターンの左右と上側にそれぞれ補助配光パターンが形成され、これらが合成された配光パターンとなる。
　運転者が制御スイッチ２０３を手動モードに設定すると、運転者による別のスイッチ操作によって傾動機構４３への通電を制御することができるようになる。したがって、運転者が必要と考えたときに傾動機構４３を駆動して下方反射鏡４１、右側のメインランプユニットの側方反射鏡４２、左側のＡＤＢユニットＡＬＵの反射鏡４２の少なくとも一つを傾動し多分割ＬＥＤアレイ３の光が入射されるようにする。これにより、図１４に示す上側補助配光パターンＵＳＰ、左側補助パターンＬＳＰ、右側補助パターンＲＳＰを任意に形成することが可能になる。例えば、右方向に走行しようとするときには、右側のＡＤＢユニットＡＬＵの側方反射鏡４２を傾動機構４３ｈにより傾動させ、多分割ＬＥＤアレイ３の光を入射させるようにする。これにより、主配光パターンＭＰの右側に右側補助配光パターンＲＳＰが形成され、走行先の照明領域を拡大することが可能になる。
　運転者が制御スイッチ２０３自動モードに設定すると、車両ＥＣＵ２０２からのＡＤＢ制御信号に基づいてランプＥＣＵ２０１が傾動機構４３への通電を制御する。したがって、自動車の前方に存在する他車両等の対象物の状況に応じて傾動機構４３を駆動して下方反射鏡４１、左側又は右側の各側方反射鏡４２の少なくとも一つを傾動し、多分割ＬＥＤアレイ３の光が入射されるようにする。これにより、図１４に示す上側補助配光パターンＵＳＰ、左側補助パターンＬＳＰ、右側補助パターンＲＳＰが自動的に形成される。例えば、対向車が存在しないときに、左右のＡＤＢユニットＡＬＵの左側又は右側の側方反射鏡４２を傾動機構４３ｈにより傾動させ、多分割ＬＥＤアレイ３の光を入射させるようにする。これにより、主配光パターンＭＰの左右に補助配光パターンＲＳＰ，ＬＳＰが形成され、照明領域が拡大される。また、対向車が存在するときには、ＡＤＢ配光制御を行うとともに、左右のＡＤＢユニットＡＬＵの各側方反射鏡４２の傾動機構４３ｈへの通電を停止することにより、左右の補助配光パターンが形成されないようにする。
　実施形態に記載した下方反射鏡４１や左右の側方反射鏡４２、さらに傾動機構４３については適宜に他の構成のものに変更してもよい。また、多分割ＬＥＤアレイ３の光強度特性に応じて各反射鏡の配設位置やそれぞれの形状を設定するようにしてもよい。例えば、下方反射鏡や側方反射鏡は、形成する補助配光パターンの形態に対応して平面鏡で構成されてもよく、あるいは凸面鏡で構成されてもよい。
　ここで、実施形態１においては、下方反射鏡を４１傾動機構により傾動させる構成としてもよい。実施形態２においては、側方反射鏡４２を傾動機構により傾動こせる構成としてもよい。実施形態３においては、下方反射鏡４１と側方反射鏡４２のいずれか一方のみに傾動機構を備えるようにしてもよく、あるいは下方反射鏡４１と側方反射鏡４２の両反射鏡を固定構造の反射鏡として構成されてもよい。
　本発明の実施形態３において、下方反射鏡４１や側方反射鏡４２は、多分割ＬＥＤアレイからの光を反射する位置としない位置に位置変化させる構成であればよいので、必ずしも傾動機構により傾動させる必要はなく、例えば直線移動させる駆動機構として構成されればよい。
　本国際出願は、２０２２年３月７日に出願された日本国特許出願である特願２０２２－０３４０９３号に基づく優先権を主張するものであり、当該日本国特許出願である特願２０２２－０３４０９３号の全内容は、本国際出願に援用される。
　本発明の特定の実施の形態についての上記説明は、例示を目的として提示したものである。それらは、網羅的であったり、記載した形態そのままに本発明を制限したりすることを意図したものではない。数多くの変形や変更が、上記の記載内容に照らして可能であることは当業者に自明である。
１　ユニットケース
２　主光学系
３　光源（多分割ＬＥＤアレイ）
４　補助光学系
２１，２２，２３　レンズ
４１　下方反射鏡
４２　側方反射鏡
４３（４３ｖ，４３ｈ）　傾動機構（駆動機構）
１００　ランプハウジング
２０１　ランプＥＣＵ
２０２　車両ＥＣＵ
ＡＬＵ　ＡＤＢランプユニット
ＭＰ　主配光パターン
ＵＳＰ　上側補助配光パターン
ＲＳＰ　右側補助配光パターン
ＬＳＰ　左側補助配光パターン
Ｌｘ　レンズ光軸

Claims (9)

  1. 　多数の発光素子が配列され、発光素子を選択して発光することにより所望のパターンの光を出射する光源と、前記光源から出射した光を投影して主配光パターンを形成する主光学系を備え、さらに前記光源から出射されて前記主光学系に直接入射されない光を前記主光学系に入射させる補助光学系を備え、当該補助光学系により入射された光で前記主配光パターンに隣接する外部領域に補助配光パターンを形成することを特徴とする車両用灯具。
  2. 　前記補助光学系は、前記光源から出射されて前記主光学系に直接入射されない光を反射して主光学系に入射させる反射鏡である請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 　前記反射鏡は、前記主光学系のレンズ光軸よりも下方に配置され、反射した光を前記主光学系に入射したときに前記主配光パターンの上側の外部領域に上側補助配光パターンを形成する請求項２に記載の車両用灯具。
  4. 　前記反射鏡は、前記主光学系のレンズ光軸の側方に配置され、反射した光を前記主光学系に入射したときに前記主配光パターンの右側又は左側の外部領域に右側補助配光パターン又は左側補助配光パターンを形成する請求項２に記載の車両用灯具。
  5. 　前記反射鏡を移動させる駆動機構を備えており、当該駆動機構は前記光源の光を前記主光学系に入射させる位置又は入射させない位置に前記反射鏡を移動させる請求項２ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。
  6. 　光源は多数の微小ＬＥＤが配列された多分割ＬＥＤアレイで構成される請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。
  7. 　車両の周囲状況に応じて前記多数の微小ＬＥＤを選択的に発光制御する制御手段を備える請求項６に記載の車両用灯具。
  8. 　前記制御手段は、前記移動機構を制御する請求項７に記載の車両用灯具。
  9. 　自動車のヘッドランプに適用される請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。 
    　
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