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JPH01244934A - 車両用前照灯装置 - Google Patents

車両用前照灯装置

Info

Publication number
JPH01244934A
JPH01244934A JP63071906A JP7190688A JPH01244934A JP H01244934 A JPH01244934 A JP H01244934A JP 63071906 A JP63071906 A JP 63071906A JP 7190688 A JP7190688 A JP 7190688A JP H01244934 A JPH01244934 A JP H01244934A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
focal point
vehicle
reflector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63071906A
Other languages
English (en)
Inventor
Takatoshi Seko
恭俊 世古
Tomoko Saito
斎藤　友子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP63071906A priority Critical patent/JPH01244934A/ja
Priority to US07/329,226 priority patent/US4985816A/en
Publication of JPH01244934A publication Critical patent/JPH01244934A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両用前照灯装置に係り、特にリフレクタの第
１焦点に光源を配置し、第２焦点付近に集光レンズと遮
光手段とを配置してなる車両用前照灯装置に関する。
〔従来の技術〕
一般の自動車に装備される前照灯には、走行ビームとす
れ違いビームを有しているものが多く、対向車のある道
路での走行ではすれ違いビームに切換えて、対向車のド
ライバに眩惑光を与えないよう配慮している。
従来、この種の車両用前照灯装置としては、例えば第２
２図および第２３図に示したものが知られている（実開
昭５４−１０９８５６号公報参照）。
これは光軸ｌ上に配設された半楕円形状のりフレフタ２
の第１焦点ｆ１位置にすれ違いビームに用いるバルブ４
を配置し、リフレクタ２の第２焦点ｆ２付近に集光レン
ズ６と遮光板７とを前後方向に配置した構造となってい
た。そして、すれ違いビームを使用する時にはバルブ４
から発してリフレクタ２の下部に反射した光が遮光板７
によって遮られることになるため、上側部分がカットさ
れた配光パターンが得られることになり、対向車に眩惑
を与えないようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、対向車が眩惑を感じない配光パターンは常に
一定のものではなく、直線路での走行であるのか又はカ
ーブの多い道路での走行であるのかによって異なり、ま
た対向車間の距離によっても異なってくる。
しかしながら、上記従来の車両用前照灯装置にあっては
、固定式の遮光板７を用いているため、すれ違いビーム
の使用時には、常に一定の配光パターンしか得られず、
眩惑を防止する点で必ずしも十分とはいえなかった。ま
た、走行ビーム用およびすれ違いビーム用のバルブをそ
れぞれ備えなければならない他ど固定式の遮光板７であ
るため、特にカーブ走行時には走行車線への照射方向が
制限されるといった問題があった。
そこで本発明の車両用前照灯装置は、対向車への眩惑を
より確実に防止したことを目的とし、また単一のバルブ
によって走行ビームとすれ違いビームの両方を兼ねるこ
とができるようにしたことを目的とし、更に対向車への
眩惑を確実に防止しつつ走行路への照射範囲をより広く
確保できるようにしたことを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明における車両用前照
灯装置は、リフレクタの第１焦点に光源を配置し、第２
焦点付近に集光レンズと遮光手段とを配置してなる車両
用前照灯装置において、車両の走行状態に応じて遮光手
段の減光率を可変する制御手段が設けられたものである
。
そして、上記遮光手段を電気的に独立した微小光透過素
子の集合体で構成し、制御手段により各微小光透過素子
毎に光透過率を制御してもよい。
また車両前輪の切れ角を検出する手段を設け、該検出信
号に基づき遮光手段の減光率を制御したものであっても
よい。
〔作用〕
上述の手段によれば、遮光手段の減光率が車両の走行状
態によって可変し、対向車への眩惑を確実に防止する。
また、電気制御される微小光透過素子を用いることによ
り、各素子毎に光透過率を制御するだけで一つのバルブ
から種々の配光パターンが得られる。
更に、車両の前輪の切れ角に基づいて遮光部材を適切部
位に可動させ、又は微小光透過素子の透過率を変えるこ
とにより、特にカーブ走行時において対向車への遮光お
よび走行路への照射が適切となる。
〔実施例〕
以下添付図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。
第１図に示す車両用前照灯装置９において、符号１０は
半楕円形状のりフレフタであり、第１焦点ｆ１と第２焦
点ｆ２を有する。そして、第１焦点ｆ□上にはりフレフ
タ１０の底部に設置されたバルブ１．３の光源が位置し
、該光源からの発光がリフレクタ１０の内面で反射し、
第２焦点ｆ２に集まった後、その前に配置された集光レ
ンズ１４を通って平行光として前方を照射する。また、
上記第２焦点ｆ２の前方近傍には遮光手段としての液晶
マトリクス１５が配置されると共に、第２焦点ｆ２の後
方近傍にはバルブ１３から発せられる熱線を液晶マトリ
クス１５に伝達しないようにするための熱線反射フィル
タ１６が配置される。尚、符号１７はリフレクタ１０の
前方に設けられる筒体であり、前記集光レンズ１４、液
晶マトリ、クス１５および熱線反射フィルタ１６はこの
筒体１７に保持されている。
第２図は液晶マトリクス１５の構造を示したものである
。この液晶マトリクス１５は偏光軸が互いに直交する２
枚の偏光板１８ａ、１８ｂと、これら偏光板１８ａ、１
８ｂに挟持された液晶板１９とで構成される。この液晶
板１９は、微小面積の光透過素子の集合体からなり、か
つ隣接する素子が電気的に独立制御される。なお、符号
２０は液晶板の各光透過素子毎に電圧を印加して所定の
配光パターンを得る駆動回路、２１は運転席近傍に配置
されて配光パターンを選択する手動スイッチ、２２は種
々の配光パターンを記憶し、手動スイッチ２１からの選
択信号によって−の配光パターンが得られるよう駆動回
路に信号を送出するマイクロコンピュータである。第３
図乃至第５図の各ａ、ｂは走行ビーム時、すれ違いビー
ム時およびフォグランプ使用時における液晶板１９の光
透過率と、この液晶板１９を通して照射した時の配光パ
ターンを示したものである。第３図に示す走行ビーム時
には液晶板１９は最大透過率（１００％）を示すように
設定されており、そのために全体を照らす配光パターン
が得られる。また、すれ違いビームに切り換えた時には
、第４図ａに示すように、液晶板１９の右上半分に電圧
を印加してその部分の光透過率を零とし、同図すに示す
ように、その部分に対応した右上半分が遮光された配光
パターンを得る。
更に、フォグランプ使用時には第５図ａに示すように、
液晶板１９の上半分の光透過率を零とし、下方へ移るに
従って次第に光透過率を上げていき、下端部では最大７
０％程度の透過率が得られるよう設定される。そのため
、この場合には同図すに示すように上方が暗く、下の方
が多少照射光が抑えられた配光パターンが得られること
になる。このフォグランプ使用時のように、段階的に光
透過率を制御するには、例えば各光透過素子へのオン−
オフ切換時間を上側部分と下側部分とで変えることによ
って行うことができる。
尚、上記第３図乃至第５図に示した配光パターンは一例
を示したものに過ぎず、特にすれ違いビームでは液晶板
１９に対し光透過率の異なるパターンを数種類設定して
おくことにより、走行状況に応じてきめの細かい配光パ
ターンの制御をすることもできる。
従って、この実施例では手動スイッチ２１によって走行
ビーム、すれ違いビームおよびフォグランプのいずれか
を選択すると、液晶板１９には駆動回路２０により電圧
が印加され、予め設定された光透過率のパターンが得ら
れる。そして、バルブ１３から発した光は、液晶マトリ
クス１５を通って集光レンズ１４に集められるため、上
記液晶板１９の光透過率のパターンに応じた配光パター
ンが得られることになる。
このように、本実施例では電気的処理による遮光手段で
あるため、光透過率のパターン設定が容易であり、特に
すれ違いビーム時においてこのパターンをいくつか設定
しておくことによりきめの細かい配光制御ができ、対向
車の眩惑をより効果的に防止できる他、可動部分を要し
ないため位置ずれ等による配光に乱れがなく、また、単
一のバルブで複数の配光パターンが得られるといった効
果がある。
第６図は本発明の第２実施例を示したものであり、ＣＯ
Ｄカメラ２３によって対向車からの前照灯の高輝度光を
撮影し、この撮影信号に基づいて遮光手段としての液晶
マトリクス１５の光透過率を制御するようにしたもので
ある。ＣＯＤカメラ２３は、上記液晶マトリクス１５の
微小光透過素子と同等の画素配列からなるイメージメモ
リ２４を有する。そして、このイメージメモリ２４から
の撮像信号はマイクロコンピュータ２９で信号処理され
たのち、反転回路２５により明暗部分が逆転され高輝度
部分およびその周辺部を黒くした画像信号を作り、この
画像信号に基づいて駆動回路２０から液晶マトリクス１
５に電圧印加される。
従って、例えば第７図ａに示したような撮像パターンが
ＣＯＤカメラ２３のイメージメモリ２４によって撮影さ
れた場合、これに対応して液晶マトリクス１５に電圧印
加し、所定の光透過率のパターンを得ることによって同
図すに示すように、対向車が存在する方向にだけ光が照
射されず、他の方向は遮光されない配光パターンを得る
ことができる。その結果、対向車に対してはより確実な
遮光を行うことができると共に、必要最小限の遮光で済
むので、より走行ビームに近い配光パターンでの走行が
可能となる。なお、第６図中符号３０はＣＣＤカメラ２
３のレンズ前面に装着されるＮＤフィルタである。
第８図および第９図は本発明の第３実施例を示したもの
である。この実施例は上記第２実施例の改良に係るもの
で、ＣＣＤカメラ２３の前面に前照灯の遮光手段として
用いられた液晶マトリクス１５と同一の構成からなる液
晶フィルタ２６を配置すると共に、イメージメモリ２４
の一側辺を遮光部材２７によって隠すようにしたもので
ある。
この遮光部材２７は、例えば、第９図に示すように、イ
メージメモリ２４の右端の縦一列の画素を遮光し、該画
素での撮像を禁止している。第１０図および第１１図は
上記イメージメモリ２４の模式図と、イメージメモリ２
４によって作られた撮像信号の信号レベルをあられした
ものである。ここで、符号２８はイメージメモリ２４の
各画素１ａ〜ｌｆ、・・・・・・、５ａ〜５ｆを順次記
録するレジスタであり、第１１図に示すような撮像信号
をマイクロコンピュータ２９に送出する。第１１図は１
ａ〜１ｆの撮像信号を示したものであるが、１ｆの撮像
信号は遮光部材２７があるにもかかわらず出力値を持つ
ことから、この値はノイズ成分となる。
次にマイクロコンピュータでの処理手段を第１２図に示
すフローチャートに基づいて説明する。基本的には上記
第１１図で示した撮像信号が入力される毎にａ〜ｅの各
画素部分は撮像信号成分として読み込まれ（ステップ０
００〜１０５）、遮光部分２７が配置されるｆ部分はノ
イズ信号成分として読み込まれる（ステップ１０６〜１
０９）。そして、ノイズ信号成分の平均値を求めたのち
（ステップ１１０）、撮像信号成分からノイズ信号成分
を減算処理して出力する（ステップ１１１）。
このようにして得られたＳ／Ｎ比の改善された撮像信号
は、上記第２実施例と同様に、反転回路２５および駆動
回路２０にて同様の処理が行われ、液晶マトリクス１５
に電圧印加されるため、強い光が入射された時の誤差を
抑えることができる。また、この実施例では、駆動回路
２０から液晶フィルタ２６に対してもフィードバック信
号が送出されるため、液晶フィルタ２６によっても入射
光量が制限されてＳ／Ｎ比の向上が図れることになる。
第１３図第１４図は本発明の第４実施例を示したもので
ある。符号１０は半楕円形状のりフレフタ、ｆ□＋ｆ２
はりフレフタ１０の第１焦点および第２焦点、１３は第
１焦点ｆ１上に光源が設定されたバルブ、１４は焦点位
置が上記リフレクタ１０の第２焦点ｆ２と重なるように
配置された集光レンズであって、リフレクタ１０の前方
に配置された筒体３１に保持されている。筒体３１は上
記第１の実施例のものより大きく形成されており、その
内部に遮光手段３２が設けられている。
この遮光手段３２は、一端が筒体３１の後壁に固定され
且つ前方へ水平方向に延びる固定シェード３３と、この
固定シェード３３の前部縦壁３４の隅部にピン３５によ
り回動可能に支持された略三角形状の可動シェード３６
とで構成される。そして、この可動シェード３６は平歯
車の一部をなしており、その歯部３７にはサーボモータ
３８の回転を伝達する小形歯車３９が噛み合っている。
なお、第１３図中、符号４０は前照灯装置を左右方向に
振って光軸を回転させ照射方向を変えるサーボモータで
ある。これらサーボモータ３８゜４０は、車両の前輪の
切れ角および車速によって制御される。第１５図はその
制御手段の一例を示したもので、符号４１はステアリン
グホイールの回転角を検出する操舵角センサ、４２は車
速を検出する車速センサ、４３はこれら操舵角センサ４
１および車速センサ４２からの検出信号に基づいて演算
処理するマイクロコンピュータ、３８゜４０はマイクロ
コンピュータ４３からの処理信号に基づいてそれぞれ駆
動される上述のサーボモータ、４４は前照灯装置である
。
第１６図および第１７図は操舵角および車速に対する可
動シェード３６の遮光角θおよびランプ光軸の回転角α
の一特性を示したもので、これらの特性値は予めマイク
ロコンピュータ４３に記憶される。尚、遮光角θは第１
４図に示すように、固定シェード３３の上端水平線から
可動シェード３６の右辺までの角度を、また、回転角α
は操舵角に補正変換した車速値に対するもので、例えば
、基準車速を４０　Ｋｍ／ｈとした場合の操舵角は以下
の計算式によって求められる。
Ｆ（φ）＝ｆ（φ）・Ｋ　４゜ ここで、Ｆ（φ）：補正された操舵角 ｆ（φ）：操舵角センサ４１により検出された操舵角 に：定数 ■＝現在の走行車速 次に、上記実施例に係るマイクロコンピュータ４３の制
御を第１８図に基づいて説明する。
夜間走行時において、刻々変わる現在の操舵角および車
速をそれぞれ操舵角センサ４１および車速センサ４２に
よって検出しくステップ２０１゜２０２）、その検出値
をマイクロコンピュータ４３に入力する。マイクロコン
ピュータ４３では上記第１６図および第１７図に示した
特性値に基づいて、検出値に対応する可動シェード３６
の遮光角θおよびランプ光軸の回転角αを演算処理しく
ステップ２０３，２０４）、この演算値に応じてサーボ
モータ３８．４０の駆動を制御する（ステップ２０５，
２０６）。
第１９図乃至第２１図ａ、ｂは上述のようにして制御さ
れた場合の可動シェード３６の位置、およびこの可動シ
ェード３６による遮光制御と車速検出によるランプ光軸
の回転制御を合わせた配光パターンを示したものである
。例えば、第１９図に示すような直線走行時の場合には
、操舵角センサ４１での検出角は０°付近なので、同図
ａに示すように、可動シェード３６の遮光角０１は９０
°に制御され、これに車速による制御も加味されて同図
すに示すような右上部分に遮光部４５を有する配光パタ
ーンが得られることになる。また第２０図に示すように
、左カーブ旋回走行時の場合には、ステアリングホイー
ルを左に切るので、操舵角センサ４１は負の角度を検出
し、同図ａに示すように、可動シェード３６の遮光角θ
２は９０’より小さい角度に制御される。そのため、同
図すに示すような上半分の部分に遮光部４６をもった、
従来のすれ違いビームと同様の配光パターンが得られる
。
一方、右カーブ旋回走行時には操舵角センサ４１は正の
角度を検出するので、第２１図ａに示すように、可動シ
ェード３６の遮光角θ３は９０°より大きな角度に制御
されて固定シェードの前部縦壁３４と略重なるため、同
図すに示すように、右上部分に大幅に減少した遮光部４
７を有する配光パターンが得られることになる。
従って、上記第１９図乃至第２１図に示したように、直
線走行時および左右カーブ旋回走行時とも対向車線に対
しては確実に遮光し、すれ違いビームに近い状態で走行
できると共に、走行車線に対してはできるだけ遮光しな
い走行ビームに近い状態が確保される。
このように本実施例では、操舵角および車速を検出する
ことにより、左カーブか右カーブかの別、およびどの程
度の曲率カーブを走行中かを判断し、それに応じて可動
シェード３６の遮光角および光軸の回転角を制御して最
適な配光パターンを作り出すようにしたので、対向車へ
は眩惑を与えないようにすると共に、特に緩い左カーブ
走行時や右カーブ走行時には自分の走行車線をより遠方
まで照射することができ、夜間運転がし易くなる。
なお、上記実施例ではランプ光軸の回転角を制御する場
合、車速４０　Ｋｍ／ｈを基準値としたが、必ずしもこ
の速度に限定されるものではない。また、車両の前輪の
切れ角を検出するのに操舵角センサを用いた場合につい
て説明したが、ステアリングホイールを切った時に横方
向に加わる重力を検出するＧセンサを利用したものであ
ってもよい。更に、上記実施例で説明した固定シェー１
く３３および可動シェード３６からなる遮光機構に代え
て、第１実施例で説明したような液晶マトリクスを用い
ることもできる。そして、この場合には、操舵角センサ
からの検出信号に基づいて演算したマイクロコンピュー
タの出力値により、液晶駆動回路を介して液晶マトリク
スの各微小光透過素子毎の透過率を制御し、第１９図乃
至第２１図のｂに示すような遮光状態を有する配光パタ
ーンを作り出す。
更に上記実施例は、車両の前輪の切れ角による透過率の
制御に加えて車速によるランプ光軸の制御も合わせて行
う場合について説明したが、必ずしも両方を同時に行う
必要はなく、前輪の切れ角による透過率の制御のみで行
うこともできる。また、上記実施例に係る配光制御ラン
プを補助前照灯として設け、従来と同様のすれ違いビー
ムを有する主前照灯と一緒に使用することもできる。
〔効果〕
以上説明したように、本発明に係る車両用前照灯装置に
よれば、車両の走行状態に応じて遮光手段の減光率を制
御し、配光パターンを作り出すようにしたので、よりき
めの細かい配光制御を行うことができ、対向車に対する
眩惑をより一層確実に防止できることとなった。
また、遮光手段として液晶マトリクスを用いた場合は、
液晶マトリクスの透過率を変化させるだけで種々の配光
パターンを得ることができ配光調整が容易である他、１
個のバルブで走行ビームとすれ違いビームとを兼用させ
ることができるといった効果がある。
更に、車両の前輪の切れ角に基づいて配光パターンを制
御する場合には、特にカーブ旋回走行時において、対向
車への眩惑防止が向上すると共に、走行車線への遮光を
できるだけ制限して夜間走行をし易いものとすることが
できた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る車両用前照灯装置の第１実施例を
示す断面図、第２図は液晶マトリクスの構造を示す斜視
図、第３図ａ、ｂは走行ビーム時の液晶板の透過率とそ
の場合の配光パターンを示す図、第４図ａ、ｂはすれ違
いビーム時における第３図と同様の図、第５図ａ、ｂは
フォグランプ使用時における第３図と同様の図、第６図
は本発明の第２実施例を示す車両用前照灯装置の回路構
成図、第７図ａ、ｂはＣＯＤカメラによる撮像パターン
とその場合の配光パターンを示す図、第８図は本発明の
第３実施例を示す車両用前照灯装置の回路構成図、第９
図は遮光部材の配設箇所を示すイメージメモリの斜視図
、第１０図はイメージメモリの模式図、第１１図は撮像
信号の信号レベルを示す図、第４２図は本実施例に係る
マイクロコンピュータのフローチャート、第１３図は本
発明の第４実施例を示す車両用前照灯装置の断面図、第
１４図は可動式遮光手段の一例を示す斜視図、第１５図
は本実施例に係る回路構成図、第１６図は操舵角に対す
る可動シェードの遮光角の特性を示すグラフ、第１７図
は操舵角に対するランプ光軸の回転角の特性を示すグラ
フ、第１８図は本実施例に係るマイクロコンピュータの
フローチャート、第１９図ａ、ｂは直線走行時における
可動シェードの位置とその場合の配光パターンを示す図
、第２０図ａ、ｂは左カーブ旋回走行時における第１９
図と同様の図、第２１図は右カーブ旋回走行時における
第１９図と同様の図、第２２図は従来における車両用前
照灯装置の一例を示す模式図、第２３図は固定式遮光板
を示す斜視図である。 ２．１０・・・リフレクタ ４．１３・・・バルブ ６．１４・・・集光レンズ ７・・・遮光板（遮光手段） １５・・・液晶マトリクス（遮光手段）２２．２９．４
３・・・マイクロコンピュータ（制御手段） ３３・・・固定シェード（遮光手段） ３６・・・可動シェード（遮光手段） ４１・・・操舵角センサ ｆｌ・・・第１焦点 ｆ２・・・第２焦点 □−二霊５１ 第１図 Ｉ（）−’Ｊ１し７９　　　　　　　１５−　ｆＬｋ？
）’Ｊ７Ｘ１３−・バルブ゛　　　　　ｆ＋−’ｉＪＩ
俺涜。 １４−−Ｉ！レンズ’　　　　　　　ｆｚ・−％２　隼
、哉。 １２　図 第　６　囮 、ｌ 第　７　に （ａ） （ｂ） ゴ　８− １２４　・″　　　？９２５ □・　、　　７　　　　　　　　／ 第　９　図 耳　１０　悶 第　１１　図 ｂ トリγイｂ嘴 第　１３　！ Ｚ　１４　　ｇ 第１５図 第１６図 棟＃！角（ｄｅｇ　） 第１７図 第１８図 第１９　図 （直Ｒ走竹時） 第２０図 （ＦＬカー）゛旋１回足行時） 第２１！！１ ｃぢカーフ゛が（回□１１；−行晴ン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）リフレクタの第１焦点に光源を配置し、第２焦点
    近傍に集光レンズと遮光手段とを配置してなる車両用前
    照灯装置において、 車両の走行状態に応じて遮光手段の減光率を可変する制
    御手段が設けられたことを特徴とする車両用前照灯装置
    。
  2. （２）上記遮光手段を電気的に独立した微小光透過素子
    の集合体で構成し、制御手段により各微小光透過素子毎
    に光透過率を制御したことを特徴とする請求項１記載の
    車両用前照灯装置。
  3. （３）車両前輪の切れ角を検出する手段を設け、該検出
    信号に基づき遮光手段の減光率を制御したことを特徴と
    する請求項１又は請求項２いずれか記載の車両用前照灯
    装置。
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