(57)【要約】【課題】複数種類の配光パターンを形成することが可能な新たな構造の車両用前照灯装置を提案する。【解決手段】車両用前照灯装置１０は、バルブ３０から放射されリフレクタ３２で反射した光を第１シェード３８および第２シェード４０を用いて遮光状態を選択的に切り替えることにより複数種類の配光パターンの中からいずれかの配光パターンを選択的に形成する。第１シェード３８は第１移動機構４２により、第２シェード４０は第２移動機構４４により車両の左右方向または上下方向は独立的に移動可能であり、第１シェード３８と第２シェード４０による遮光状態の組合せを変化させて形成する配光パターンの形状を決定する。【選択図】図１
2010015837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影レンズを介して車両前方へ光を照射可能な光源と、
自車線側へ照射される前記光の一部を遮光可能な第１シェードと、
対向車線側へ照射される前記光の一部を遮光可能な第２シェードと、
前記第１シェードを車両の車幅方向へ移動させる左右移動モードと車両の上下方向へ移動させる上下移動モードの少なくとも一方を実行する第１移動機構と、
前記第２シェードを車両の車幅方向へ移動させる左右移動モードと車両の上下方向へ移動させる上下移動モードの少なくとも一方を実行する第２移動機構と、
前記第１移動機構と前記第２移動機構の動作状態を制御して前記第１シェードと前記第２シェードによる遮光状態の組合せを変化させて形成する配光パターンの形状を決定するパターン制御部と、
を備えたことを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記第１移動機構および前記第２移動機構は、車両前後方向に延設され前記第１シェードまたは前記第２シェードの一部を載置可能なテーパ部と前記第１シェードまたは前記第２シェードを車両の車幅方向へ並進させるギア部とを備えた円錐ギアを含むことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯装置。
【請求項３】
前記第１シェードと前記第２シェードは、車両の車幅方向に伸びる水平輪郭部と車両の上下方向に伸びる垂直輪郭部と前記水平輪郭部の端部から斜め下方に傾斜して前記垂直輪郭部の端部と接続される傾斜輪郭部とを含み、
前記第１シェードと前記第２シェードとは、前記傾斜輪郭部の傾斜方向が左右逆になっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用前照灯装置。
【請求項４】
前記第１シェードの傾斜輪郭部と接続された垂直輪郭部が形成された第１端部領域と前記第２シェードの傾斜輪郭部と接続された垂直輪郭部が形成された第２端部領域とは、重畳可能に対面配置され、
前記パターン制御部は、前記第１シェードと前記第２シェードのいずれか一方により他方の傾斜輪郭部を覆い隠すことにより他方の露出された傾斜輪郭部で規定されるカットオフラインを有する配光パターンを形成することを特徴とする請求項３記載の車両用前照灯装置。
【請求項５】
前記パターン制御部は、前記円錐ギアのテーパ部における前記第１シェードまたは前記第２シェードの載置位置を変化させることにより配光パターンの明暗境界線を路面起伏状態に対応して上下移動させることを特徴とする請求項２記載の車両用前照灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用前照灯装置、特にシェードを用いて複数種類の配光パターンを形成する車両用前照灯装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯装置は、光源からの光をリフレクタで前方へ反射させてロービームまたはハイビームを照射するようになっている。ロービームとハイビームとでは照射するビームの配光パターンが異なる。この場合、２つの光源を用いてその点灯切換えを行うことによりロービームとハイビームとの切り換えを行うものがある。また、単一の光源により照射されるビームの一部を遮ることによりロービーム用の配光パターンを形成し、遮らないときにハイビーム用の配光パターンを形成する車両用前照灯装置も知られている。前者の場合は、４灯式のいわゆる配光固定式前照灯であり、後者の場合は２灯式のいわゆる配光可変式前照灯として構成することができる。
【０００３】
光源が単一の場合におけるビーム切換え方法の１つとして、シェードと呼ばれる遮光部材を形成したい配光パターンに応じて移動させてビーム切換えを行う方法が提案されている。例えば、水平支持軸回りに回転可能な回転シェードが提案されている。この回転シェードは、モータ等のアクチュエータを備えたビーム切換装置により回転する。回転シェードの外周面上には軸方向に複数の稜線部が形成されている。ある稜線部は、左配光ロービーム用の配光パターンを形成し、別の稜線部は右配光ロービーム用の配光パターンを形成する。また、他の稜線部とは異なり大きく凹条に切り欠かれた稜線部は、光源からの光を遮ることなくハイビーム用配光パターンを形成する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上述した回転シェードは回転支持軸の外周面上に複数の稜線部が形成可能で、複数種類の配光パターンを容易に切り換えることができる。そのため、各種配光パターンを用いた多機能の前照灯装置を構成することが可能であり各種車両への採用が期待されている。
【特許文献１】特開２００４−３４９１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の車両の高性能化、高機能化に伴い前照灯装置においても様々な状況に対応できる配光パターンの形成が望まれている。例えば、走行状態や自車周囲の車両や歩行者の存在状態などに応じて最適な照明を提供できる配光パターンの形成が望まれている。特に前走車や対向車、歩行者などに対し不快感を伴う眩しさ、いわゆる「グレア」を与えないように配慮しつつ、運転者の視界を向上できるような配光パターンの形成が望まれている。本発明者らは、ハイビーム用の配光パターンは運転者の視界を向上させることができるので、グレア防止を考慮した形状のハイビーム用の配光パターンが複数形成できれば、走行状態や自車周囲の車両や歩行者の存在状態に応じた最適な照明が提供できるとの考えに至った。しかし、上述したような複数の配光パターンが形成可能な回転シェードの場合、複数種類のハイビームを形成するためには、回転シェードの外周面を複数箇所で大きく凹条に切り欠く必要があり回転シェードの大径化を招く原因になる。回転シェードの大径化は、灯室の大型化や駆動機構の大型化などランプユニットの大型化を招き好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数種類のロービーム用の配光パターンのみならず、複数種類のハイビーム用の配光パターンを形成可能な新たな構造の車両用前照灯装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯装置は、投影レンズを介して車両前方へ光を照射可能な光源と、自車線側へ照射される前記光の一部を遮光可能な第１シェードと、対向車線側へ照射される前記光の一部を遮光可能な第２シェードと、前記第１シェードを車両の車幅方向へ移動させる左右移動モードと車両の上下方向へ移動させる上下移動モードの少なくとも一方を実行する第１移動機構と、前記第２シェードを車両の車幅方向へ移動させる左右移動モードと車両の上下方向へ移動させる上下移動モードの少なくとも一方を実行する第２移動機構と、前記第１移動機構と前記第２移動機構の動作状態を制御して前記第１シェードと前記第２シェードによる遮光状態の組合せを変化させて形成する配光パターンの形状を決定するパターン制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
第１シェードは、自車車線側の配光パターンを形成する自車線シェードとして機能し、ロービーム用の配光パターンの一部、またはハイビームを含む配光パターンの一部を形成する。同様に、第２シェードは、対向車線側の配光パターンを形成する対向車線シェードとして機能し、ロービーム用の配光パターンの一部、またはハイビームを含む配光パターンの一部を形成する。パターン制御部は第１シェードと第２シェードを個別移動させると共に個々の遮光状態を組み合わせることにより、自車線側のみロービーム態様、対向車線側のみハイビーム態様とする配光パターンを形成できる。また、その逆の態様の配光パターンも形成できる。また、自車線側及び対向車線側をロービーム態様またはハイビーム態様の配光パターンも形成である。さらに、第１シェードと第２シェードを同時に車幅方向または上下方向に移動させれば、左右及び上下方向のスイブルが可能になる。
【０００９】
この態様によれば、第１シェードと第２シェードによる遮光状態の組合せを変化させることにより複数種類のロービーム用の配光パターンのみならず、複数種類のハイビーム用の配光パターンを形成することができる。
【００１０】
また、上記態様において、前記第１移動機構および前記第２移動機構は、車両前後方向に延設され前記第１シェードまたは前記第２シェードの一部を載置可能なテーパ部と前記第１シェードまたは前記第２シェードを車両の車幅方向へ並進させるギア部とを備えた円錐ギアを含んでもよい。円錐ギアを車両前後方向に移動させることによりテーパー部に載置された第１シェードまたは第２シェードは車両前後方向に対して停止した状態で上下に移動する。また、第１シェードまたは第２シェードには、円錐ギアのギア部と噛合するギア部を有し、円錐ギアが回転することにより第１シェードまたは第２シェードは車幅方向に並進する。したがって、円錐ギア単体により第１シェードまたは第２シェードの左右移動モードと上下移動モードを実行できる。
【００１１】
また、上記態様において、前記第１シェードと前記第２シェードは、車両の車幅方向に伸びる水平輪郭部と車両の上下方向に伸びる垂直輪郭部と前記水平輪郭部の端部から斜め下方に傾斜して前記垂直輪郭部の端部と接続される傾斜輪郭部とを含み、前記第１シェードと前記第２シェードとは、前記傾斜輪郭部の傾斜方向が左右逆になっていてもよい。水平輪郭部と傾斜輪郭部とによって、ロービーム用の配光パターンを形成する場合のカットオフラインを形成することができる。また、垂直輪郭部は、ハイビーム用の配光パターンを形成するときに水平線より上方に立ち上がる照射領域を形成する。したがって、第１シェードと第２シェードを組み合わせることにより、ロービームの特徴とハイビームの特徴の一方、または両方を備えた配光パターンを形成することができる。また、第１シェードと第２シェードの組合せ状態を変化させることにより、ロービームの特徴とハイビームの特徴の強調具合を変化させることが可能になり、前走車や対向車、歩行者、路面の形状等に適した複数種類の配光パターンを形成することができる。また、第１シェードと第２シェードの組合せ状態を変化させることにより、光照射位置の微調整を容易に行うことができる。
【００１２】
また、上記態様において、前記第１シェードの傾斜輪郭部と接続された垂直輪郭部が形成された第１端部領域と前記第２シェードの傾斜輪郭部と接続された垂直輪郭部が形成された第２端部領域とは、重畳可能に対面配置され、前記パターン制御部は、前記第１シェードと前記第２シェードのいずれか一方により他方の傾斜輪郭部を覆い隠すことにより他方の露出された傾斜輪郭部で規定されるカットオフラインを有する配光パターンを形成するようにしてもよい。第１端部領域と第２端部領域とを重畳させて左下がりの傾斜輪郭部を覆い隠すことにより左側通行地域で利用可能な左ロービーム配光パターンを形成できる。また、右下がりの傾斜輪郭部を覆い隠すことにより右側通行地域で利用可能な右ロービーム配光パターン、いわゆる「ドーバーロービーム」を形成できる。
【００１３】
また、上記態様によれば、前記パターン制御部は、前記円錐ギアのテーパ部における前記第１シェードまたは前記第２シェードの載置位置を変化させることにより配光パターンの明暗境界線を路面起伏状態に対応して上下移動させるようにしてもよい。この態様によれば、第１シェードと第２シェードで形成されるカットオフラインの形状一部または全部を上下に移動できるので、前方の路面の勾配状態に応じた光の照射ができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の車両用前照灯装置によれば、複数種類のロービーム用の配光パターンのみならず、複数種類のハイビーム用の配光パターンを容易な構成により形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
【００１６】
本実施形態の車両用前照灯装置は、第１シェードおよび第２シェードを用いて光源からの光の遮光状態を選択的に切り替えて複数種類の配光パターンの中からいずれかの配光パターンを選択的に形成する。第１シェードは第１移動機構により、第２シェードは第２移動機構により車両の左右方向または上下方向は独立的に移動可能であり、第１シェードと第２シェードによる遮光状態の組合せを変化させて形成する配光パターンの形状を決定する。
【００１７】
図１は、本実施形態の第１シェードと第２シェードを備えたランプユニットを含む車両用前照灯装置１０の概略構成を説明する構成図である。
【００１８】
図１に示す車両用前照灯装置１０は、車両の車幅方向の左右に１灯ずつ配置されるいわゆる配光可変式前照灯と呼ばれる車両用前照灯装置である。車両用前照灯装置１０は、車両前方方向に開口部を有するランプボディ１２とランプボディ１２の開口部を覆う透明カバー１４で形成される灯室１６を有する。灯室１６には、光を車両前方方向に照射するランプユニット１８が収納されている。ランプユニット１８の一部には、当該ランプユニット１８の揺動中心となるピボット機構２０ａを有するランプブラケット２０が形成されている。ランプブラケット２０はランプボディ１２の内壁面に立設されたボディブラケット２２とネジ等の締結部材によって接続されている。したがって、ランプユニット１８は灯室１６内の所定位置に固定されると共に、ピボット機構２０ａを中心として、例えば前傾姿勢または後傾姿勢に姿勢変化可能となる。
【００１９】
また、ランプユニット１８の下面には、当該ランプユニット１８を下方から支持するユニットブラケット２４が固定されている。このユニットブラケット２４には、ランプボディ１２の外部に配置されたレベリングアクチュエータ２６が接続されている。このレベリングアクチュエータ２６は例えばロッド２６ａを矢印Ａ、Ｂ方向に伸縮させるモータなどで構成されている。ロッド２６ａが矢印Ａ方向に伸長した場合、ランプユニット１８はピボット機構２０ａを中心として後傾姿勢になるように揺動する。逆にロッド２６ａが矢印Ｂ方向に短縮した場合、ランプユニット１８はピボット機構２０ａを中心として前傾姿勢になるように揺動する。ランプユニット１８が後傾姿勢になると、光軸を上方に向けるレベリング調整ができる。また、ランプユニット１８が前傾姿勢になると、光軸を下方に向けるレベリング調整ができる。なお、灯室１６の内壁面、例えば、ランプユニット１８の下方位置には、ランプユニット１８の点消灯制御や配光パターンの形成制御を行う前照灯装置制御部２８が配置されている。この前照灯装置制御部２８はレベリングアクチュエータ２６の制御も行う。
【００２０】
ランプユニット１８はエーミング調整機構を備えることができる。例えば、レベリングアクチュエータ２６のロッド２６ａとユニットブラケット２４の接続部分に、エーミング調整時の揺動中心となるエーミングピボット機構を配置する。また、ボディブラケット２２とランプブラケット２０の接続部分には車両前後方向に進退する一対のエーミング調整ネジを車幅方向に間隔をあけて配置する。例えば２本のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、ランプユニット１８はエーミングピボット機構を中心に前傾姿勢となり光軸が下方に調整される。同様に２本のエーミング調整ネジを後方に引き戻せば、ランプユニット１８はエーミングピボット機構を中心に後傾姿勢となり光軸が上方に調整される。また、車幅方向左側のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、ランプユニット１８はエーミングピボット機構を中心に右旋回姿勢となり右方向に光軸が調整される。また、車幅方向右側のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、ランプユニット１８はエーミングピボット機構を中心に左旋回姿勢となり左方向に光軸が調整される。このエーミング調整は、車両出荷時や車検時、車両用前照灯装置１０の交換時に行われる。そして、車両用前照灯装置１０が設計上定められた規定の姿勢に調整され、この姿勢を基準に本実施形態の配光パターンの形成制御が行われる。
【００２１】
ランプユニット１８は、バルブ３０、リフレクタ３２、配光可変シェードユニット３４、投影レンズ３６を含んで構成される。光源であるバルブ３０は、例えば、白熱球やハロゲンランプ、放電球、ＬＥＤなどが使用可能である。本実施形態では、一例としてハロゲンランプで構成されるバルブ３０を示す。リフレクタ３２はバルブ３０から放射される光を反射して投影レンズ３６へと導く。リフレクタ３２で反射した光は、その一部が配光可変シェードユニット３４を構成する板状の第１シェード３８及び第２シェード４０で決定されるシェード形状により選択的に遮光され、シェード形状に対応して配光パターンを形成する。第１シェード３８は自車線側へ照射される光の一部を遮光可能な自車線シェードである。また、第２シェード４０は対向車線側へ照射される光の一部を遮光可能な対向車線シェードである。第１シェード３８は第１移動機構４２によって、車両の車幅方向または車両の上下方向の少なくとも一方に移動させられる。同様に第２シェード４０は第２移動機構４４によって、車両の車幅方向または車両の上下方向の少なくとも一方に移動させられる。第１シェード３８または第２シェード４０が車両の車幅方向に移動する場合を左右移動モードという。また、第１シェード３８または第２シェード４０が車両の上下方向へ移動する場合を上下移動モードという。第１シェード３８と第２シェード４０は、それぞれの平面部分が焦点接触面Ｍで重なるように車両前後方向に配置される。そして、第１シェード３８と第２シェード４０は、焦点接触面Ｍに接触した状態のまま上下左右に移動する。第１シェード３８及び第２シェード４０がそれぞれ左右移動モード及び上下移動モードで移動することにより、第１シェード３８と第２シェード４０の重畳部分が変化して、その組み合わせにより形成されるシェード形状が変化する。その結果、車両前方に投影される配光パターンの形状が変化する。
【００２２】
図２は、第１シェード３８の正面図と第１移動機構４２の第１駆動軸４２ａの先端に装着された第１円錐ギア４６の噛合状態と各形状を説明する説明図である。また、図３は、第１シェード３８、第２シェード４０、第１移動機構４２、第２移動機構４４を上方から見た場合の上面図である。なお、第１シェード３８と第２シェード４０の基本構造及び第１移動機構４２と第２移動機構４４の基本構造は同じであるため、図２では、第１シェード３８の形状を説明し、第２シェード４０の形状の説明は省略する。
【００２３】
第１シェード３８は、板状部材で形成されて図２に示すように車両の車幅方向に伸びる水平輪郭部３８ａと車両の上下方向に伸びる垂直輪郭部３８ｂと水平輪郭部３８ａの端部から斜め下方に傾斜して垂直輪郭部３８ｂの端部と接続される傾斜輪郭部３８ｃを含んで構成されている。また、第１シェード３８の下端部には第１円錐ギア４６のテーパー部の表面に形成されたギア部と噛合するラック３８ｄが形成されている。
【００２４】
第１円錐ギア４６は図２、図３に示すように、第１駆動軸４２ａと平行に切断した場合の形状が略台形形状であり、図１、図３に示すように大径側が同様な形状の第２円錐ギア４８の大径側と対面している。図１，図３は第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が離間している状態が示されているが、動作状態によっては接触する場合もある。第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８は同じ形状とすることができるので、ここでは第１円錐ギア４６の形状を代表して説明する。第１円錐ギア４６は、図２に示すように、第１シェード３８のラック３８ｄと噛合して第１シェード３８を車両の車幅方向へ並進させるギア部４６ａを含んでいる。したがって、第１駆動軸４２ａの回転駆動により第１円錐ギア４６が回転することにより、第１シェード３８は図２中矢印Ｌまたは矢印Ｒ方向、つまり車両の車幅方向へ移動することができる。また、第１円錐ギア４６は、図２、図３に示すように、第１シェード３８のラック３８ｄを載置可能で車両前後方向に延設されるテーパ部４６ｂを備えている。このテーパ部４６ｂは、図３に示すように、第１駆動軸４２ａに近づくにつれて小径になるように形成されている。図１において、第１シェード３８が図示しないガイド部材によって車両前後方向の移動を規制されているとすると、第１駆動軸４２ａが矢印Ｃ方向に移動することにより、第１シェード３８は第１円錐ギア４６のテーパ部４６ｂの斜面を下り小径側に移動する。つまり、第１シェード３８は図１において、下方（矢印Ｅ方向）へ移動することになる。逆に、第１駆動軸４２ａが矢印Ｄ方向に移動することにより、第１シェード３８は第１円錐ギア４６のテーパ部４６ｂの斜面を登り大径側に移動する。つまり、図１において、上方（矢印Ｆ方向）に移動することになる。なお、第１シェード３８が第１円錐ギア４６のテーパ部４６ｂをスムーズに滑り降りるように、スプリング等の付勢手段により第１シェード３８を常時下方に付勢しておくことが望ましい。
【００２５】
本実施形態の第１移動機構４２の第１アクチュエータ５０は、上述したように、第１円錐ギア４６を回転させると共に矢印Ｃ、Ｄ方向に進退させることができる構造を有する。例えば、第１駆動軸４２ａは、第１クラッチを介して第１アクチュエータ５０に内蔵されたモータの回転軸と接続されている。このモータの回転軸に固定されたロータ部の長さはモータのステータ部の軸方向の長さより短くする。また、モータの回転軸にネジ部を形成し、第２クラッチによりモータハウジングと接離自在なナット部と螺合するようにする。したがって、第１クラッチが接続状態で、第２クラッチが非接続状態のときにモータが回転すると回転軸と共に第１駆動軸４２ａが回転する。その結果、第１シェード３８を矢印Ｌ，Ｒ方向に移動させることができる。一方、第１クラッチが非接続状態で、第２クラッチが接続状態のときにモータが回転すると第１駆動軸４２ａと回転軸がモータハウジングに対して進退するが、その回転は第１クラッチで遮られ第１駆動軸４２ａには伝達されない。したがって、第１駆動軸４２ａは矢印Ｃ方向または矢印Ｄ方向に非回転で進退し、第１円錐ギア４６を矢印Ｃ方向または矢印Ｄ方向に進退させ、第１シェード３８を矢印Ｅ方向または矢印Ｆ方向に移動させることができる。
【００２６】
なお、第１シェード３８と第２シェード４０とは、図４に示すように、傾斜輪郭部３８ｃ、４０ｃの傾斜方向が左右逆になっているのみで他の構成はほぼ同じである。また、第２円錐ギア４８、第２アクチュエータ５２も第１円錐ギア４６、第１アクチュエータ５０と同様な構成とすることが可能で、第２シェード４０を第１シェード３８と同様に、上下左右、すなわち矢印Ｌ，Ｒ，Ｅ，Ｆ方向に移動させることができる。なお、本実施形態の場合、灯室１６内部のスペースをできるだけ効率よく利用するための、第１移動機構４２と第２移動機構４４を光軸方向に整列させている。そのため、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８を対面配置している。後述する図６、図７に示すように第１シェード３８と第２シェード４０の組合せによりシェード形状を合成する場合、第１シェード３８と第２シェード４０のいずれか一方が他方より高い位置に移動する必要がある。このとき、相対する２枚のシェードが平面の場合、一方を円錐ギアの大径側に位置させ、他方を小径側に位置させることができない。そのため、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が互いに焦点接触面Ｍを挟んで所定間隔をあけて対峙させたときに、図１に示すように、第１シェード３８は第１円錐ギア４６の大径側、第２シェード４０は第２円錐ギア４８の小径側に載置されるように例えば第２シェード４０の下端形状を屈曲させている。その結果、第１シェード３８を矢印Ｆ方向に移動させる場合は、第１円錐ギア４６を矢印Ｄ方向に退行させて第１シェード３８を第１円錐ギア４６の大径側に移動させる。このとき、第２シェード４０は、第２円錐ギア４８の小径側に位置し、矢印Ｅ方向の下端位置まで移動している。この位置から第２シェード４０を矢印Ｆ方向に移動させるには、第１円錐ギア４６から第２円錐ギア４８が離間するように矢印Ｃ方向に移動させればよい。第１シェード３８と第２シェード４０の高さ関係を逆転させる場合には、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８を矢印Ｃ方向に移動させればよい。
【００２７】
このような配置を行うことにより、灯室１６内部のスペースを有効に利用することができる。なお、第１移動機構４２と第２移動機構４４を車幅方向に整列させる場合には、第１シェード３８と第２シェード４０をいずれも同じ平面形状とすることができる。
【００２８】
また、上述した第１アクチュエータ５０と第２アクチュエータ５２の構造は一例であり、例えば、リンク機構を用いたり複数のモータによって第１駆動軸４２ａ、第２駆動軸４４ａの回転動作と進退動作を実現してもよい。また、回転動作と進退動作を別々のアクチュエータを用いて実現してもよい。例えば、第１駆動軸４２ａ（第２駆動軸４４ａ）を回転させる回転アクチュエータと、この回転アクチュエータを載置して進退方向にスライドするスライドアクチュエータとを組み合わせて構成してもよい。
【００２９】
図４は、ロービーム用の配光パターンを形成するシェード形状を第１シェード３８と第２シェード４０の組合せにより構成している状態を説明する説明図である。第１シェード３８と第２シェード４０は、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８（不図示）の回転動作及び進退動作により焦点接触面Ｍを挟んで重なり合う。図４の場合、第１シェード３８の傾斜輪郭部３８ｃと接続された垂直輪郭部３８ｂが形成された第１端部領域と第２シェード４０の傾斜輪郭部４０ｃと接続された垂直輪郭部４０ｂが形成された第２端部領域が重畳している。その結果、第１シェード３８の水平輪郭部３８ａと第２シェード４０の傾斜輪郭部４０ｃ及び水平輪郭部４０ａとで特徴付けられる標準的なロービーム配光パターンのカットオフラインＰを形成している。図４に示すように、第１シェード３８の垂直輪郭部３８ｂと傾斜輪郭部３８ｃ及び第２シェード４０の垂直輪郭部４０ｂは、互いの重なり合い互いを隠すためシェード形状には影響しない。このように、第１シェード３８と第２シェード４０は、いずれか一方により他方の傾斜輪郭部を覆い隠すことにより他方の露出された傾斜輪郭部で規定されるカットオフラインを有するロービーム用のシェード形状を形成する。
【００３０】
なお、この状態で、第１円錐ギア４６を図中紙面手前側に移動させ、第２円錐ギア４８を紙面奥側に移動させることにより、第１シェード３８と第２シェード４０の高さ関係が逆転する。その結果、水平輪郭部４０ａ、傾斜輪郭部３８ｃ、水平輪郭部３８ａで特徴づけられる逆側走行路に適用するロービーム用の配光パターンを形成するシェード形状を構成することができる。
【００３１】
図５は、上述のように構成される車両用前照灯装置１０の前照灯装置制御部２８と車両５４側の車両制御部５６の構成を説明する機能ブロック図である。車両用前照灯装置１０の前照灯装置制御部２８は、車両５４に搭載された車両制御部５６の指示に従って電源回路５８の制御を行いバルブ３０の点灯制御を行う。また、前照灯装置制御部２８は車両制御部５６からの指示に従い第１アクチュエータ５０や第２アクチュエータ５２を動作させるパターン制御部６０を制御する。さらに、前照灯装置制御部２８は、車両制御部５６からの指示に従いレベリングアクチュエータ２６を動作させるレベリング制御部の６２を制御する。
【００３２】
本実施形態の場合、車両用前照灯装置１０によって形成される配光パターンは、運転者によるライトスイッチ６４の操作内容に応じて切り替え可能である。つまり、前照灯装置制御部２８がパターン制御部６０を介して第１アクチュエータ５０や第２アクチュエータ５２を制御して第１シェード３８や第２シェード４０の移動状態を変化させる。
【００３３】
また、本実施形態の車両用前照灯装置１０は、ライトスイッチ６４の操作によらず、車両周囲の状況を各種センサで検出して、車両周囲状況に最適な配光パターンを形成するように自動制御してもよい。例えは、自車の前方に先行車や対向車、歩行者等が存在することが検出できた場合には、車両制御部５６はロービーム用配光パターンを形成してグレアを防止するべきであると判断する。そして、前照灯装置制御部２８を制御して第１シェード３８と第２シェード４０によりバルブ３０からの光を所定量遮光するロービーム用の配光パターンを形成する。また、自車の前方に先行車や対向車、歩行者等が存在しないことが検出できた場合には、照射範囲を広げたハイビーム用配光パターンを形成して運転者の視界を向上させるべきであると判断する。そして、第１シェード３８や第２シェード４０により基本的には遮光を行わないハイビーム用の配光パターンを形成する。同様に交通法規が左側通行の地域の場合で前走車が存在せず対向車または歩行者が存在する場合には自車線側のみハイビームとする左片ハイ配光パターンを形成する。また、前走車のみ存在し対向車または歩行者が存在しない場合には、対向車線側のみをハイビームにする右片ハイ配光パターンを形成する等の制御を行う。
【００３４】
このように前走車や対向車、歩行者などの対象物を検出するために車両５４の車両制御部５６には、対象物の認識手段として例えばステレオカメラなどのカメラ６６が接続されている。車両制御部５６は、カメラ６６から提供される画像データの中に予め保持している車両や歩行者を示す特徴点を含む画像が存在する場合、その車両や歩行者を考慮した最適な配光パターンを形成するように前照灯装置制御部２８に情報を提供する。なお、車両前方に車両用前照灯装置１０による照射を抑制すべき対象物を検出する手段は適宜変更可能であり、カメラ６６に代えてミリ波レーダや赤外線レーダなど他の検出手段を用いてもよい。また、それらを組み合わせてもよい。カメラ６６は、車両用前照灯装置１０の制御専用のものでもよいし、他のシステムと共用するカメラでもよい。このような制御モードを画像認識モードということもできる。
【００３５】
また、車両制御部５６は、車両５４に通常搭載されているステアリングセンサ６８、車速センサ７０などからの情報も取得可能であり、車両５４の走行状態や走行姿勢に応じて形成する配光パターンを選択するようにしてもよい。例えば、車両制御部５６はステアリングセンサ６８からの情報に基づき車両が旋回していると判定した場合、旋回方向の視界を向上させるように第１シェード３８及び第２シェード４０を旋回方向に移動させて配光パターンの中心が旋回方向に向くようにする「スイブル機能」を実現してもよい。また旋回方向に応じて、左片ハイ配光パターンまたは右片ハイ配光パターンを形成するようにしてもよい。このような制御モードを旋回感応モードということもできる。
【００３６】
また、夜間に高速走行しているときには、遠方から接近する対向車や前走車、道路標識やメッセージボードの認識をできるだけ早く行えるように前照灯による照明を行うことが好ましい。そこで、車両制御部５６は車速センサ７０からの情報に基づき高速走行のときに、配光パターンの一部の形状を変えたハイウェイモードのロービーム用配光パターンを形成するように制御してもよい。この制御は、第１円錐ギア４６及び第２円錐ギア４８をロービーム用のシェード形状を形成する位置に固定したまま、レベリング制御部６２によりレベリングアクチュエータ２６を駆動し、光軸を例えば、０．２°〜０．６°の範囲で上方向に移動させて遠方の視認性を向上させる。このような制御モードを速度感応モードということができる。
【００３７】
この他、車両制御部５６は、ナビゲーションシステム７２から道路の形状情報や形態情報、道路標識の設置情報などを取得することもできる。これらの情報を事前に取得することにより走行道路に適した配光パターンをスムーズに形成することもできる。また、第１円錐ギア４６または第２円錐ギア４８を矢印Ｃ方向または矢印Ｄ方向に移動させることにより、自車線側のカットオフラインまたは走行車線側のカットオフラインの高さを上下に微調整することができる。その結果、例えば、前方が上り坂の場合、運転者から見てＨ線より上に道路が延びているように見える。この場合は、自車線側のカットオフラインを通常より上げて路面に沿うように照射範囲を調整する。逆に下り坂の場合は、カットオフラインを通常より下げる。このような制御を行うことにより路面の起伏に適した光の照射が可能となる。このような制御モードをナビ感応モードということができる。なお、道路の形状や起伏状態は、カメラ６６からの情報に基づき認識してもよい。
【００３８】
また、車両制御部５６は、車高センサ７４から現在の自車両の車高情報を取得することができる。車両の姿勢は、乗員や積載物によって異なる。また、加減速時にも変化する。車両の姿勢が変化するとそれに対応して光軸の高さも変化する。つまり、第１シェード３８と第２シェード４０の移動によって合成されたシェード形状で形成される配光パターンも上下に変化する。そこで、車両制御部５６は車高センサ７４を介して各車輪のサスペンションの伸縮状態を検出して車両の現在の姿勢情報を取得する。そして、車両制御部５６は、その姿勢情報を前照灯装置制御部２８に提供する。前照灯装置制御部２８は、取得した姿勢情報に応じてレベリング制御部６２を制御してレベリングアクチュエータ２６を駆動して第１シェード３８と第２シェード４０により形成される配光パターンが走行状態に応じて最適な位置に照射されるように光軸修正を行う。このような制御を行うことで、高品質の光照射を提供することができる。このような制御モードを車高感応モードということができる。
【００３９】
このように構成される車両用前照灯装置１０の第１シェード３８と第２シェード４０との組合せで構成されるシェード形状の一例を図６、図７を用いて示し、その時に形成される配光パターンを図８に示す。
【００４０】
図６（ａ）は、交通法規が左側通行の地域で標準的に利用可能な、ロービームシェード形状でロービーム用配光パターンを形成する第１シェード３８と第２シェード４０の重畳状態を示している。この場合、第１シェード３８と第２シェード４０は、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が回転制御されて、光軸中心を通るＶ線付近で垂直輪郭部３８ｂと垂直輪郭部４０ｂが重畳するように矢印Ｌ，Ｒ方向に移動する。また、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が車両前後方向に進退制御されて矢印Ｅ、Ｆ方向に上下移動させる。その結果、第２シェード４０の水平輪郭部４０ａと傾斜輪郭部４０ｃ及び第１シェード３８の水平輪郭部３８ａでロービームシェード形状ＬｏＳ１が形成できる。なお、図１に示すように、本実施形態の投影レンズ３６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あるため、後方焦点面上に形成される光源像を、上下左右の反転像として車両前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。したがって、図６（ａ）のロービームシェード形状ＬｏＳ１は、図８（ａ）に示すように、左側通行時に対向車や歩行者にグレアを与えないように配慮されたロービーム配光パターンＬｏ１を形成する。
【００４１】
図６（ｂ）は、交通法規が右側通行の地域で標準的に利用可能な、ロービームシェード形状で、いわゆる「ドーバーロービーム」用の配光パターンを形成する第１シェード３８と第２シェード４０の重畳状態を示している。この場合も、第１シェード３８と第２シェード４０は、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が回転制御されて、光軸中心を通るＶ線付近で垂直輪郭部３８ｂと垂直輪郭部４０ｂが重畳するように矢印Ｌ，Ｒ方向に移動する。また、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が車両前後方向に進退制御されて矢印Ｅ、Ｆ方向に上下移動させる。その結果、第１シェード３８の水平輪郭部３８ａと傾斜輪郭部３８ｃ及び第２シェード４０の水平輪郭部４０ａでドーバーロービームシェード形状ＬｏＳ２が形成できる。したがって、図６（ｂ）のドーバーロービームシェード形状ＬｏＳ２は、図８（ｂ）に示すように、右側通行時に対向車や歩行者にグレアを与えないように配慮されたドーバーロービーム配光パターンＬｏ２を形成する。
【００４２】
図６（ｃ）は、自車の直前位置に配光パターンを形成する水平カット用の配光パターンを形成する第１シェード３８と第２シェード４０の重畳状態を示している。この場合も、第１シェード３８と第２シェード４０は、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が回転制御されて、光軸中心を通るＶ線付近で垂直輪郭部３８ｂと垂直輪郭部４０ｂが重畳するように矢印Ｌ，Ｒ方向に移動する。また、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が車両前後方向に進退制御されて矢印Ｅ、Ｆ方向に上下移動させる。その結果、第１シェード３８の水平輪郭部３８ａと第２シェード４０の水平輪郭部４０ａとで水平カットシェード形状ＶｃＳが形成できる。したがって、図６（ｃ）の水平カットシェード形状ＶｃＳは、図８（ｃ）に示すように、周囲に極力グレアを与えないように配慮されたり、降雨や霧発生時などに発生する光の乱反射抑制に配慮された水平カット配光パターンＶｃを形成する。
【００４３】
図７（ａ）は、左側通行で自車線側のみハイビーム領域で照射する左片ハイ配光パターンを形成する形成する第１シェード３８と第２シェード４０の重畳状態を示している。この場合、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８の回転制御により、第２シェード４０はＶ線付近に移動し、第２シェード４０はＶ線から右方向に離間する方向に移動する。また、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が車両前後方向に進退制御されて矢印Ｅ、Ｆ方向に上下移動させる。その結果、第１シェード３８の水平輪郭部３８ａと傾斜輪郭部３８ｃと垂直輪郭部３８ｂ及び第２シェード４０と垂直輪郭部４０ｂと傾斜輪郭部４０ｃと水平輪郭部４０ａで左片ハイシェード形状ＨｉＳＬが形成できる。この左片ハイシェード形状ＨｉＳＬによって形成される配光パターンは、反転されるので、第１シェード３８の右方向の移動によって形成されたハイビーム部分はＶ線の左側に形成される。したがって、図７（ａ）の左片ハイシェード形状ＨｉＳＬは、図８（ｄ）に示すように、左側通行時に対向車や歩行者にグレアを与えず、走行車線のみのハイビーム照射により視認性を高めた左片ハイ配光パターンＨｉＬを形成する。
【００４４】
図７（ｂ）は、左側通行で対向車線側のみハイビーム領域で照射する右片ハイ配光パターンを形成する第１シェード３８と第２シェード４０の重畳状態を示している。この場合、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８の回転制御により、第１シェード３８はＶ線付近に移動し、第２シェード４０はＶ線から左方向に離間する方向に移動する。また、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が車両前後方向に進退制御されて矢印Ｅ、Ｆ方向に上下移動させる。その結果、第１シェード３８の水平輪郭部３８ａと傾斜輪郭部３８ｃと垂直輪郭部３８ｂ及び第２シェード４０と垂直輪郭部４０ｂと傾斜輪郭部４０ｃと水平輪郭部４０ａで右片ハイシェード形状ＨｉＳＲが形成できる。この右片ハイシェード形状ＨｉＳＲによって形成される配光パターンは、反転されるので、第２シェード４０の左方向の移動によって形成されたハイビーム部分はＶ線の右側に形成される。したがって、図７（ｂ）の右片ハイシェード形状ＨｉＳＲは、図８（ｅ）に示すように、左側通行時に自車線の先行車や歩行者にグレアを与えず、対向車線のみのハイビーム照射により視認性を高めた右片ハイ配光パターンＨｉＲを形成する。
【００４５】
図７（ｃ）は、ハイビーム用配光パターンを形成する第１シェード３８と第２シェード４０の重畳状態を示している。この場合、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８の回転制御により、第１シェード３８はＶ線から右方向に離間する方向に移動し、第２シェード４０はＶ線から左方向に離間する方向に移動する。また、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８が車両前後方向に進退制御されて矢印Ｅ、Ｆ方向に上下移動させる。その結果、第１シェード３８の水平輪郭部３８ａと傾斜輪郭部３８ｃと垂直輪郭部３８ｂ及び第２シェード４０と垂直輪郭部４０ｂと傾斜輪郭部４０ｃと水平輪郭部４０ａでＶ線付近でバルブ３０からの光を遮光しないハイビームシェード形状Ｈｉが形成できる。
【００４６】
なお、上述した例は一例であり、第１シェード３８と第２シェード４０の組合せによって種々のシェード形状を形成することができる。また、シェード形状の輪郭が同一でも、レベリングアクチュエータ２６によってカットオフラインの高さを変更して、実質的に異なる配光パターンを形成することができる。例えば、平地路から登坂路に入る場合には、レベリングアクチュエータ２６により光軸を上げた方が前方視認性が向上する。逆に平地路から降坂路に入る場合には、レベリングアクチュエータ２６により光軸を下げた方が前方視認性が向上する。
【００４７】
また、第１シェード３８と第２シェード４０の組合せによって形成したシェード形状を維持したまま、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８を同一方向に回転させれば、光軸が回転方向に向く、いわゆる「スイブル機能」を実現できる。
【００４８】
なお、本実施形態の車両用前照灯装置１０でパッシングを行う場合にはロービームとハイビームの切り替えが迅速に行われることが望ましい。また、ハイビーム使用時に対向車や歩行者を発見した場合、迅速にハイビームからロービームに切り替わることが望ましい。本実施形態の場合、ハイビーム状態は、第１シェード３８及び第２シェード４０が第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８の回転駆動により矢印Ｌ，Ｒ方向に離反することにより実現される。つまり、ロービーム状態は、第１シェード３８及び第２シェード４０が第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８の回転駆動により矢印Ｌ，Ｒ方向に接近させればよい。この移動は、第１円錐ギア４６と第２円錐ギア４８の回転により迅速に行うことができるので、図６（ａ）の状態と図７（ｃ）の状態が容易に切り替え得られてスムーズなパッシング動作を行うことができる。
【００４９】
なお、第１アクチュエータ５０や第２アクチュエータ５２が故障した場合、第１シェード３８と第２シェード４０の移動ができなくなる。そこで、無負荷時に第１シェード３８と第２シェード４０がそれぞれＶ線に向かって移動するようにスプリングなどの付勢手段を配置しておく。また、第１アクチュエータ５０及び第２アクチュエータ５２を第１シェード３８及び第２シェード４０から離間する方向に移動させるように作用するソレノイドを配置する。そして、第１アクチュエータ５０または第２アクチュエータ５２の少なくとも一方にフェールが生じた場合には、ソレノイドなどにより第１円錐ギア４６及び第２円錐ギア４８を例えば下方に移動させる。そして、第１シェード３８と第１円錐ギア４６の噛合及び第２シェード４０と第２円錐ギア４８と第１円錐ギア４６の噛合を開放する。そして、フリーの状態になった第１シェード３８と第２シェード４０をスプリングなどの付勢手段によりＶ線に向かって移動させる。その結果、リフレクタ３２で反射した光を遮光可能な状態、すなわち、ロービーム状態またはそれに類似する状態に移行させて、グレアの発生を抑制するフェールセーフ機能を実現できる。
【００５０】
なお、第１シェード３８と第２シェード４０は、車両のイグニッションオフ時にその位置が、例えば図６（ａ）のロービームシェード形状の状態になるようにすることが望ましい。この場合、イグニッションオンのときに、直ちにハイビームが照射されることが防止される。
【００５１】
本実施形態では、第１シェード３８と第２シェード４０により基本となる６種類のシェード形状を合成する例を示したが、補助的なシェードを追加してもよい。例えば、図７（ａ）や図７（ｂ）の片ハイ状態において、ハイビーム領域の一部を遮光してハイビーム領域を詳細な配光を行うようにしてもよい。
【００５２】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、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る。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態の第１シェード及び第２シェードを備えるランプユニットを含む車両用前照灯装置の概略構成を説明する構成図である。
【図２】本実施形態の第１シェード及び第１シェードを移動させる第１円錐ギアの形状と係合状態を説明する正面図である。
【図３】本実施形態の第１シェードと第２シェード及び第１アクチュエータと第２アクチュエータの係合状態を説明する上面図である。
【図４】本実施形態の第１シェードと第２シェードの重畳により合成されるシェード形状を説明する説明図である。
【図５】本実施形態の車両用前照灯装置の前照灯装置制御部と車両側の車両制御部の構成を説明する機能ブロック図である。
【図６】本実施形態の第１シェードと第２シェードの重畳により合成されるシェード形状を説明する説明図である。
【図７】本実施形態の第１シェードと第２シェードの重畳により合成されるシェード形状の他の例を説明する説明図である。
【図８】図６及び図７のシェード形状で形成される配光パターンを説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  車両用前照灯装置、  １２  ランプボディ、  １４  透明カバー、  １６  灯室、  １８  ランプユニット、  ２８  前照灯装置制御部、  ３０  バルブ、  ３２  リフレクタ、  ３４  配光可変シェードユニット、  ３６  投影レンズ、  ３８  第１シェード、  ３８ａ  水平輪郭部、  ３８ｂ  垂直輪郭部、  ３８ｃ  傾斜輪郭部、  ３８ｄ  ラック、  ４０  第２シェード、  ４０ａ  水平輪郭部、  ４０ｂ  垂直輪郭部、  ４０ｃ  傾斜輪郭部、  ４０ｄ  ラック、  ４２  第１移動機構、  ４４  第２移動機構、  ４６  第１円錐ギア、  ４８  第２円錐ギア、  ５０  第１アクチュエータ、  ５２  第２アクチュエータ、  ５４  車両、  ５６  車両制御部、  ５８  電源回路、  ６０  パターン制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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