JP5883587B2

JP5883587B2 - 車輌用前照灯

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Publication number: JP5883587B2
Application number: JP2011153661A
Authority: JP
Inventors: 元弘小松; 光之望月; 杉本　篤; 篤杉本
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2016-03-15
Anticipated expiration: 2031-07-12
Also published as: EP2546567A3; JP2013020831A; CN102878509B; CN102878509A; EP2546567A2; EP2546567B1

Description

本発明は車輌用前照灯に関する。詳しくは、光源から出射され下側リフレクターに入射される光の入射状態を制御しハイビームの配光パターンにおける上部のパターンの形成状態を変化させて、運転者の視認性の向上を確保した上で歩行者に対する眩惑光の発生を防止する技術分野に関する。

車輌用前照灯には、カバーとランプボデイによって形成された灯具外筐の内部に複数の光源が配置され、一部の光源がロービームを照射する光源として用いられ、その他の光源がハイビームを照射する光源として用いられたものがある（例えば、特許文献１参照）。ハイビームを照射する光源としては複数の半導体発光素子、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が用いられている。

特許文献１に記載された車輌用前照灯にあっては、ハイビームを照射する光源のうち、例えば、カメラにより撮影された画像を処理することによって検出された対向車及び歩行者が存在する領域を照射する光源を消灯し、ハイビームの配光パターンを変化させる所謂可変ハイビーム（ＡＤＢ：Adaptive Driving Beam）の制御が可能な構成にされている。このような制御を行うことにより、対向車及び歩行者に対する眩惑光の発生を防止することができる。

特開２００８−３７２４０号公報

ところが、特許文献１に記載された車輌用前照灯にあっては、歩行者の存在する領域を照射する光源が消灯された場合には、当該領域内に存在する歩行者を運転者が視認し難くなってしまう。

そこで、本発明車輌用前照灯は、運転者の視認性の向上を確保した上で歩行者に対する眩惑光の発生を防止することを課題とする。

車輌用前照灯は、上記した課題を解決するために、左右方向に並んで配置された複数の半導体発光素子と前記半導体発光素子から出射された光を反射し前記半導体発光素子の下側に配置された下側リフレクターとを有する光源体と、前記光源体の前方に配置され、前記半導体発光素子から前方へ出射された光及び前記下側リフレクターで反射された光を投影して照射する投影レンズとを備え、遠距離の領域を照射するハイビームの配光パターンにおける上部のパターンが前記下側リフレクターで反射され前記投影レンズから照射される光によって形成され、前記半導体発光素子から前記下側リフレクターへ向けて出射され前記下側リフレクターに入射される光の入射状態が制御されて前記ハイビームの配光パターンにおける前記上部のパターンの形成状態が変化されるようにしたものである。

従って、歩行者の存在が検出されたときに歩行者における上部側に光が照射されないように制御される。

本発明車輌用前照灯は、左右方向に並んで配置された複数の半導体発光素子と前記半導体発光素子から出射された光を反射し前記半導体発光素子の下側に配置された下側リフレクターとを有する光源体と、前記光源体の前方に配置され、前記半導体発光素子から前方へ出射された光及び前記下側リフレクターで反射された光を投影して照射する投影レンズとを備え、遠距離の領域を照射するハイビームの配光パターンにおける上部のパターンが前記下側リフレクターで反射され前記投影レンズから照射される光によって形成され、前記半導体発光素子から前記下側リフレクターへ向けて出射され前記下側リフレクターに入射される光の入射状態が制御されて前記ハイビームの配光パターンにおける前記上部のパターンの形成状態が変化されるようにしたことを特徴とする。

従って、運転者の視認性の向上を確保した上で歩行者に対する眩惑光の発生を防止することができる。

請求項２に記載された発明にあっては、前記下側リフレクターを遮蔽する遮蔽位置と前記下側リフレクターに対する遮蔽状態を解除する退避位置との間で移動され前記下側リフレクターに入射される光の入射状態を制御する可動シェードを設けている。

従って、下側リフレクターに入射される光の入射状態の制御を簡素な構成によって確実に行うことができる。

請求項３に記載された発明にあっては、前記下側リフレクターが移動されて前記下側リフレクターに入射される光の入射状態が制御される。

従って、下側リフレクターに入射される光の入射状態を制御する専用の部分が不要となり、部品点数の削減及び構成の簡素化を図ることができる。

以下に、本発明車輌用前照灯を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。

車輌用前照灯１は、車体の前端部における左右両端部にそれぞれ取り付けられて配置されている。

車輌用前照灯１は、図１に示すように、例えば、前方に開口されたランプボデイ２とランプボデイ２の前端部に取り付けられたカバー３とによって構成された灯具外筐４の内部が灯室５として形成され、灯室５にランプユニット６が配置されている。

灯室５には保持部材７が光軸調整機構８を介して左右方向及び前後方向に傾動自在に配置されている。

保持部材７は熱伝導性の高い金属材料によって形成され、前後方向を向くベース部９を有している。

ベース部９の上下両端部には被支持部１０、１０、１０が設けられている（図１に二つの被支持部１０、１０のみを示す。）。ベース部９の後面には後方へ突出された放熱フィン１１、１１、・・・が左右に離隔して設けられている。

ベース部９に設けられた放熱フィン１１、１１、・・・の後面には放熱用ファン１２が取り付けられている。

ベース部９の前面における中央部には光源体１３が取り付けられている。

光源体１３は、図２に示すように、回路基板１４と複数の半導体発光素子１５、１５、・・・と給電コネクタ１６と分岐コネクタ１７と下側リフレクター１８と上側リフレクター１９を有している。

回路基板１４は、図２に示すように、Ｔ字状に形成され、上側部２０と上側部２０より横幅の小さい下側部２１とから成る。回路基板１４には上側部２０の左右両側部における下縁と下側部２１の左右両側縁とによってそれぞれ下方及び側方に開口された切欠１４ａ、１４ａが形成されている。

回路基板１４には、上側部２０に給電コネクタ１６と分岐コネクタ１７が配置され、下側部２１に半導体発光素子１５、１５、・・・、上側リフレクター１９及び下側リフレクター１８が配置されている。

半導体発光素子１５、１５、・・・は光を出射する面状光源として機能し、発光面が前方を向く状態で左右方向に並んで設けられている。

給電コネクタ１６は上側部２０の上端部に配置され、回路基板１４の配線パターン１４ｂ、１４ｂ、・・・によって半導体発光素子１５、１５、・・・に接続されている。

給電コネクタ１６には図示しない制御回路に接続された図示しない配線コードのコネクタ部が接続される。従って、制御回路から配線コード、給電コネクタ１６及び配線パターン１４ｂ、１４ｂ、・・・を介して半導体発光素子１５、１５、・・・に電源が供給される。

分岐コネクタ１７は上側部２０の側部に配置され、回路基板１４の配線パターン１４ｃ、１４ｃ、・・・によって給電コネクタ１６に接続されている。

下側リフレクター１８と上側リフレクター１９は、図２に示すように、それぞれ半導体発光素子１５、１５、・・・を挟んだ下側と上側に配置されている。下側リフレクター１８と上側リフレクター１９は半導体発光素子１５、１５、・・・側に位置しそれぞれ略上方を向く面と略下方を向く面を有し、これらの各面がそれぞれ反射面１８ａ、１９ａとして形成されている。反射面１８ａは、例えば、放物面に形成され、反射面１９ａは、例えば、双曲面に形成されている。

反射面１８ａ、１９ａは半導体発光素子１５、１５、・・・から出射された光を前方に向けて反射する。

回路基板１４の下側部２１の側方には、切欠１４ａによって形成された空間にシェード駆動機構２２の一部が配置されている。シェード駆動機構２２は駆動モーター２３と駆動ギヤ２４と伝達ギヤ２５とフラットケーブル２６を有している。

駆動ギヤ２４は駆動モーター２３の出力軸に固定され、伝達ギヤ２５に噛合されている。駆動モーター２３はフラットケーブル２６によって分岐コネクタ１７に接続されている。従って、制御回路から配線コード、給電コネクタ１６、配線パターン１４ｃ、１４ｃ、・・・、分岐コネクタ１７及びフラットケーブル２６を介して駆動モーター２３に駆動電圧が供給される。

上記したように、半導体発光素子１５、１５、・・・に電源を供給するための給電コネクタ１６は分岐コネクタ１７等を介して駆動モーター２３に接続され、駆動モーター２３に駆動電圧を供給するコネクタとしても機能し、給電コネクタ１６は半導体発光素子１５、１５、・・・への電源の供給用及び駆動モーター２３への駆動電圧の供給用のコネクタとして一体化されている。

従って、制御回路から半導体発光素子１５、１５、・・・に電源を供給するための配線コード及びコネクタと、制御回路から駆動モーター２３に駆動電圧を供給するための配線コード及びコネクタとを各別に設ける必要がなく、車輌用前照灯１の構造の簡素化、小型化及び製造コストの低減を図ることができる。

また、車輌用前照灯１にあっては、回路基板１４に切欠１４ａを形成し、切欠１４ａによって形成された空間にシェード駆動機構２２の一部を配置している。

従って、シェード駆動機構２２が側方へ大きく突出して配置されることがなく、その分、車輌用前照灯１の小型化を図ることができる。

回路基板１４の下端部には左右方向に延びる支点軸２７が回動自在に支持されている。支点軸２７の一方の端部は伝達ギヤ２５に連結されている。支点軸２７には可動シェード２８が取り付けられている。

可動シェード２８は、左右に延びる遮蔽面部２９と、遮蔽面部２９の左右両端部から直交する同じ方向へそれぞれ突出された被支持面部３０、３０とが一体に形成されて成る。

可動シェード２８は被支持面部３０、３０の先端部がそれぞれ支点軸２７に取り付けられている。駆動モーター２３が回転されると、駆動ギヤ２４及び伝達ギヤ２５を介して支点軸２７が回動され支点軸２７の回動に伴って可動シェード２８が駆動モーター２３の回転方向に応じた方向へ回動される。

可動シェード２８は後方側の位置である下側リフレクター１８に入射される光を遮蔽する遮蔽位置Ｃと前方側の位置である下側リフレクター１８に対する遮蔽状態を解除する退避位置Ｏとの間で回動される。可動シェード２８の位置に応じて半導体発光素子１５、１５、・・・から出射され下側リフレクター１８に入射される光の入射状態が制御される。

遮蔽面部２９は外方へ凸の緩やかな円弧面状に形成されている。可動シェード２８が遮蔽位置Ｃに位置されている場合には、遮蔽面部２９によって下側リフレクター１８の反射面１８ａが覆われた状態とされる。一方、可動シェード２８が退避位置Ｏに位置されている場合には、半導体発光素子１５、１５、・・・から出射され反射面１８ａに向かう光が遮蔽面部２９によって遮蔽されない状態とされる。

ベース部９の前面にはレンズホルダー３１が取り付けられている（図１参照）。レンズホルダー３１は前後方向に貫通した略円筒状に形成され、半導体発光素子１５、１５、・・・を覆うようにしてベース部９に取り付けられている。

レンズホルダー３１の前端部には投影レンズ３２が取り付けられている。投影レンズ３２は前方に凸の略半球状に形成されたレンズ部３２ａとレンズ部３２ａの外周から張り出されたフランジ部３２ｂとが一体に形成されて成る。投影レンズ３２は後側焦点を含む焦点面上の像を反転して半導体発光素子１５、１５、・・・から出射された光を前方へ投影する機能を有する。

車輌用前照灯１において、上記した保持部材７、放熱フィン１１、１１、・・・、放熱用ファン１２、光源体１３、シェード駆動機構２２、可動シェード２８、レンズホルダー３１及び投影レンズ３２によって遠距離を照射するハイビームを出射するランプユニット６が構成される。

光軸調整機構８はエイミングスクリュー３３、３３（図１に一方のエイミングスクリュー３３のみを示す。）とレベリングアクチュエーター３４を有している。

エイミングスクリュー３３、３３は灯室５の上部において左右に離隔して位置され、回転操作部３５、３５と回転操作部３５、３５からそれぞれ前方へ突出された軸部３６、３６とから成り、軸部３６、３６の前端部がそれぞれ螺軸部３６ａ、３６ａとして設けられている。

エイミングスクリュー３３、３３は回転操作部３５、３５がそれぞれランプボデイ２の後端部に回転自在に支持され、螺軸部３６ａ、３６ａがそれぞれ保持部材７の上側の被支持部１０、１０に螺合されている。

レベリングアクチュエーター３４は駆動部３７と駆動部３７から前方へ突出された軸部３８とから成り、軸部３８に螺軸部３８ａが設けられている。レベリングアクチュエーター３４は螺軸部３８ａが保持部材７の下側の被支持部１０に螺合されている。

車輌用前照灯１において、回転操作部３５が操作されて被支持部１０に連結されたエイミングスクリュー３３が回転されると、その回転方向に応じた方向へ他の被支持部１０、１０を支点として保持部材７が傾動され、ランプユニット６の光軸調整（エイミング調整）が行われる。

また、駆動部３７の駆動力によって被支持部１０に連結された軸部３８が回転されると、その回転方向に応じた方向へ他の被支持部１０、１０を支点として保持部材７が上下方向へ傾動され、ランプユニット６の光軸調整（レベリング調整）が行われる。

車輌には撮像素子として、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を有する図示しないカメラが設けられており、ハイビームの照射領域（図３の配光パターンＰ１参照）がカメラによって定期的に撮影される。カメラによってハイビームの照射領域が撮影されると、画像データが生成されてハイビームの照射領域に存在する対向車輌や歩行者１００の存在が画像処理によって検出される。

尚、上記には、図２において、回路基板１４の上側部２０、上側部２０に配置された各部、シェード駆動機構２２及び支点軸２７を示したが、図３以降の各図においては、これらの各部を省略して示すものとする。

以上のように構成された車輌用前照灯１において、図示しない点灯回路の駆動により光源体１３に駆動電圧が印加されると半導体発光素子１５、１５、・・・から光が出射される。

半導体発光素子１５、１５、・・・から出射された光は前方へ向かうか又は反射面１８ａ、１９ａで反射され、投影レンズ３２の後側焦点を含む焦点面上に集光され、投影レンズ３２及びカバー３を透過されてハイビームの照射光として前方へ照射される。このとき、同時に、上記したカメラによりハイビームの照射領域の撮影が行われる。

ハイビームの配光パターンＰ１は、図３に示すように、半導体発光素子１５、１５、・・・から出射された光のうち、反射面１９ａで反射される光によって形成されるパターンＨ１と、反射面１８ａで反射される光によって形成されるパターンＨ２と、反射面１８ａ、１９ａの何れにおいても反射されない光によって形成されるパターンＨ３とから成る。

パターンＨ１は配光パターンＰ１の下側の部分である。パターンＨ２は配光パターンＰ１の上側の部分であり、歩行者１００における上部側に照射される光によって形成される。パターンＨ３は配光パターンＰ１の上下方向における中央部である。

車輌用前照灯１においてハイビームの照射時に、上記した画像処理によってハイビームの照射領域に歩行者１００の存在が検出されないときには可動シェード２８が退避位置Ｏに位置される（図４参照）。一方、ハイビームの照射領域に歩行者１００の存在が検出されると可動シェード２８が退避位置Ｏから遮蔽位置Ｃに回動され、歩行者１００の存在が検出されている間は、遮蔽位置Ｃに可動シェード２８が保持される（図５参照）。

遮蔽面部２９が退避位置Ｏに位置されている場合には、反射面１８ａが遮蔽面部２９によって遮蔽されないためパターンＨ１、パターンＨ２及びパターンＨ３によって構成される配光パターンＰ１が形成される（図４参照）。一方、遮蔽面部２９が遮蔽位置Ｃに位置されている場合には、反射面１８ａが遮蔽面部２９によって遮蔽されるためパターンＨ２が形成されず、パターンＨ１及びパターンＨ３によって構成される配光パターンＰ２が形成される（図５参照）。従って、歩行者１００の存在が検出された場合には配光パターンＰ２が形成され、歩行者１００における上部側に光が照射されない。

光源体１３においては、下側リフレクター１８を遮蔽する遮蔽位置Ｃと下側リフレクター１８に対する遮蔽状態を解除する退避位置Ｏの間で移動される可動シェード２８を設けて下側リフレクター１８に入射される光の入射状態を制御している。従って、下側リフレクター１８に入射される光の入射状態の制御を簡素な構成によって確実に行うことができる。

また、可動シェード２８が回動されて退避位置Ｏと遮蔽位置Ｃの間で移動されるため、可動シェード２８の前後方向における移動スペースが小さくて済み、車輌用前照灯１の小型化を図ることができる。

尚、上記には、車輌用前照灯１において支点軸２７が回路基板１４の下端部に支持された例を示したが、図６に示すように、支点軸２７が下側リフレクター１８の前方に支持される構成とすることも可能である。

但し、支点軸２７が下側リフレクター１８の前方に支持される構成にすると、遮蔽面部２９の回動軌跡Ｔ１（図６の破線部参照）の一部が半導体発光素子１５、１５、・・・の発光面の前方に存在する。従って、可動シェード２８が回動される途中において半導体発光素子１５、１５、・・・から出射され反射面１８ａに向かわない光の一部が遮蔽面部２９によって遮蔽されるため、可動シェード２８の回動時に配光パターンの面積が一旦減少してから増加するように変化してしまい、運転者に対する違和感を生じるおそれがある。

そこで、上記したように、支点軸２７を回路基板１４の下端部に支持して遮蔽面部２９の回動軌跡Ｔ２を遮蔽位置Ｃより下方に位置させることにより（図７参照）、可動シェード２８の回動時に半導体発光素子１５、１５、・・・から出射され反射面１８ａに向かわない光を遮らないようにし、車輌の運転者における違和感の発生を防止することができる。

また、遮蔽面部２９の回動軌跡Ｔ２が、遮蔽位置Ｃより下方に位置され可動シェード２８の回動時に遮蔽面部２９が一旦遮蔽位置Ｃの上方に移動されてから下方に移動されることがないので、可動シェード２８における退避位置Ｏと遮蔽位置Ｃの間の回動角度を小さくすることができる。

なお、上記には、車輌用前照灯１において可動シェード２８が回動されて退避位置Ｏと遮蔽位置Ｃの間で移動される例を示したが、可動シェード２８は回動される構成に限られることはなく、例えば、図８に示すように、可動シェード２８が矢印で示す方向に沿って退避位置Ｏと遮蔽位置Ｃの間で直線的に移動される構成にすることも可能である。

次に、光源体の変形例について説明する（図９参照）。

なお、以下に示す変形例に係る光源体１３Ａは、上記した光源体１３と比較して、可動シェードによって光の制御が行われず、下側リフレクターが上下方向に移動されて光の制御が行われることが相違する。

従って、光源体１３Ａについては、光源体１３と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については光源体１３における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略するか、又は、必要に応じて簡単に説明する。

光源体１３Ａは回路基板１４と複数の半導体発光素子１５、１５、・・・と下側リフレクター１８Ａと上側リフレクター１９とを有している。

回路基板１４の下方には図示しない垂直駆動部が配置されている。

下側リフレクター１８Ａは、下側リフレクター１８と同じ構成の反射面１８ａを有し、回路基板１４の前面側において、垂直駆動部によって上下方向へ移動される。

下側リフレクター１８Ａは、半導体発光素子１５、１５、・・・に反射面１８ａが隣接して位置される第１の位置Ｈと、第１の位置Ｈよりも下方とされ半導体発光素子１５、１５、・・・と離隔して位置される第２の位置Ｌとの間で移動される。

下側リフレクター１８Ａが第１の位置Ｈに位置されているときには、半導体発光素子１５、１５、・・・から出射され反射面１８ａによって反射される光によって配光パターンＰ１におけるパターンＨ２が形成される（図３参照）。一方、下側リフレクター１８Ａが第２の位置Ｌに位置されているときには、半導体発光素子１５、１５、・・・から出射された光が反射面１８ａによって反射されないためパターンＨ２が形成されず、パターンＨ１及びパターンＨ３によって構成される配光パターンＰ２が形成される（図５参照）。

下側リフレクター１８Ａが上下方向に移動されるように構成された車輌用前照灯１においてハイビームが照射されたときに、歩行者１００の存在が検出されないときには下側リフレクター１８Ａが第１の位置Ｈに位置される。一方、歩行者１００の存在が検出された場合には下側リフレクター１８Ａが第１の位置Ｈから第２の位置Ｌに移動される。歩行者１００の存在が検出されている間は、第２の位置Ｌに下側リフレクター１８Ａが保持され配光パターンＰ２が形成される。従って、歩行者１００の存在が検出された場合には配光パターンＰ２が形成され、歩行者１００における上部側に光が照射されない。

光源体１３Ａにおいては、下側リフレクター１８Ａが移動されて下側リフレクター１８Ａに入射される光の入射状態が制御されている。従って、下側リフレクター１８Ａに入射される光の入射状態を制御する専用の部材が不要となり、部品点数の削減及び構成の簡素化を図ることができる。

以上に記載した通り、車輌用前照灯１にあっては、半導体発光素子１５、１５、・・・から出射され下側リフレクター１８、１８Ａに入射される光の入射状態を制御してハイビームの配光パターンＰ１、Ｐ２における上部のパターンＨ２の形成状態を変化させるようにしている。

従って、歩行者１００の存在が検出されたときに歩行者１００における上部側に光が照射されないように制御されるため、運転者の視認性の向上を確保した上で歩行者１００に対する眩惑光の発生を防止することができる。

上記した最良の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

図２乃至図９と共に最良の実施の形態に係る車輌用前照灯を示すものであり、本図は、車輌用前照灯の概略縦断面図である。光源体の拡大斜視図である。ハイビームの配光パターンを示す図である。可動シェードが退避位置に位置されている状態において、光源体とハイビームの配光パターンを比較して示す図である。可動シェードが遮蔽位置に位置されている状態において、光源体とハイビームの配光パターンを比較して示す図である。支点軸が下側リフレクターの前方に位置されたときの可動シェードの動作を説明するための拡大断面図である。支点軸が回路基板の下端部に位置されたときの可動シェードの動作を説明するための拡大断面図である。可動シェードが直線的に移動される光源体を示す拡大断面図である。光源体の変形例を示す拡大断面図である。

１…車輌用前照灯、１３…光源体、１５…半導体発光素子、１８…下側リフレクタ、２８…可動シェード、３２…投影レンズ、Ｈ１…パターン、Ｈ２…パターン、Ｈ３…パターン、１３Ａ…光源体、１８Ａ…下側リフレクタ、Ｐ１…配光パターン、Ｐ２…配光パターン

Claims

左右方向に並んで配置された複数の半導体発光素子と前記半導体発光素子から出射された光を反射し前記半導体発光素子の下側に配置された下側リフレクターとを有する光源体と、
前記光源体の前方に配置され、前記半導体発光素子から前方へ出射された光及び前記下側リフレクターで反射された光を投影して照射する投影レンズとを備え、
遠距離の領域を照射するハイビームの配光パターンにおける上部のパターンが前記下側リフレクターで反射され前記投影レンズから照射される光によって形成され、
前記半導体発光素子から前記下側リフレクターへ向けて出射され前記下側リフレクターに入射される光の入射状態が制御されて前記ハイビームの配光パターンにおける前記上部のパターンの形成状態が変化されるようにした
ことを特徴とする車輌用前照灯。
前記下側リフレクターを遮蔽する遮蔽位置と前記下側リフレクターに対する遮蔽状態を解除する退避位置との間で移動され前記下側リフレクターに入射される光の入射状態を制御する可動シェードを設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の車輌用前照灯。
前記下側リフレクターが移動されて前記下側リフレクターに入射される光の入射状態が制御される
ことを特徴とする請求項１に記載の車輌用前照灯。