(57)【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、
前記光源の光軸に対して進退可能であり、上縁部が前記投影レンズの後方焦点面と重なる進出位置と、進出位置よりも光軸方向前方の第１退避位置とに変位し、進出位置で第１配光パターンを形成し、第１退避位置で非遮光パターンの形成を許容する第１シェードと、
光軸に対して進退可能であり、前記進出位置と、進出位置よりも光軸方向後方の第２退避位置とに変位し、進出位置で第２配光パターンを形成し、第２退避位置で非遮光パターンの形成を許容する第２シェードと、
進出位置に向けて変位する前記第１シェードが進出位置で停止するように前記第１シェードの変位を規制する第１ストッパと、
進出位置に向けて変位する前記第２シェードが進出位置で停止するように前記第２シェードの変位を規制する第２ストッパと、
第１配光パターンと第２配光パターンを相互に切り換える際に、進出位置への変位途中にある一方のシェードの上縁部を進出位置にある他方のシェードの上縁部と近接させた状態で、一方のシェードを進出位置に変位させるとともに他方のシェードを退避位置側に変位させるように前記第１シェードおよび前記第２シェードの変位を制御する制御部と、
を備え、
前記第１シェードは、後方焦点面よりも光軸方向後方に位置する第１回転軸と、当該第１回転軸から後方焦点面よりも光軸方向前方に延びる第１アーム部と、当該第１アーム部に連結された第１シェード本体とを含み、
前記第２シェードは、後方焦点面よりも光軸方向前方に位置する第２回転軸と、当該第２回転軸から前記第１アーム部と干渉しないように後方焦点面よりも光軸方向後方に延びる第２アーム部と、当該第２アーム部に連結された第２シェード本体とを含むことを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記第１シェードおよび前記第２シェードの少なくとも一方は、光軸に交わる方向に並ぶ複数の小シェードに分割されており、
前記複数の小シェードの一部が進出位置にあり、残りの小シェードが退避位置にある状態で第３配光パターンを形成可能であることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯装置。
【請求項３】
隣接する２つの小シェードの一方には、他方の小シェードと光軸方向に重なるオーバーラップ部を有することを特徴とする請求項２に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、車両用前照灯装置に関し、特に、自動車などに用いられる車両用前照灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯装置は、光源からの光を直接前方に向けるか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。光源が単一の場合におけるロービームとハイビームのビーム切り替え方法の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を切り替える方法が提案されている。【０００３】
一方、近年の車両の高性能化、高機能化に伴い、車両用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。これに対し、例えば特許文献１のヘッドランプは、光軸に対して進退可能な２つのマスク（シェード）を備え、２つのマスクをそれぞれ独立に遮蔽位置、あるいは後退位置に変位させることで、少なくても３つの配光パターンを形成できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１００１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１のヘッドランプのように、光軸に対して進退自在な複数のシェードを設け、所望の配光パターンを形成するシェードを選択的に変位させる場合は、各シェードを機構的に干渉することなく進退させる構造が必要である。また、各シェードの干渉を回避すべく複数のシェードのそれぞれの変位タイミングをずらすことが考えられるが、その場合には、配光パターンの切り替え時にいずれのシェードによっても光が遮蔽されず非遮光パターンが形成される状態、すなわち光漏れが発生してしまうおそれがあった。【０００６】
また、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するため、配光パターンの明暗境界となるカットオフラインを決定するシェードの稜線部を、投影レンズの後方焦点位置に配置する必要があった。後方焦点位置から前後にシェードの稜線部がずれると、形成される配光パターンのカットオフラインの輪郭がぼけてしまう場合や、遮蔽される光と遮蔽されない光の構成バランスが崩れ、カットオフラインの近傍領域に光の分光成分による色付き現象が生じてしまう場合がある。【０００７】
本発明者は、複数のシェードを用いる場合には、これらの点に配慮した設計が必要になることを認識するに至った。これに対し、特許文献１のヘッドランプでは、一方のシェードを光軸方向前方に傾倒して光軸から後退させ、他方のシェードを光軸方向後方に傾倒して光軸から後退させることで両者の干渉を回避しているが、輪郭ぼけや色付き、あるいは光漏れが生じてしまうおそれがあった。したがって、これらの問題を解消する構造の提案が望まれている。【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のシェードを用いる場合でも機構的な干渉がなく、形成する配光パターンの輪郭ぼけや色付き、および配光パターン切り替え時の光漏れを防ぐことができる車両用前照灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、光源の光軸に対して進退可能であり、上縁部が投影レンズの後方焦点面と重なる進出位置と、進出位置よりも光軸方向前方の第１退避位置とに変位し、進出位置で第１配光パターンを形成し、第１退避位置で非遮光パターンの形成を許容する第１シェードと、光軸に対して進退可能であり、進出位置と、進出位置よりも光軸方向後方の第２退避位置とに変位し、進出位置で第２配光パターンを形成し、第２退避位置で非遮光パターンの形成を許容する第２シェードと、進出位置に向けて変位する第１シェードが進出位置で停止するように第１シェードの変位を規制する第１ストッパと、進出位置に向けて変位する第２シェードが進出位置で停止するように第２シェードの変位を規制する第２ストッパと、第１配光パターンと第２配光パターンを相互に切り換える際に、進出位置への変位途中にある一方のシェードの上縁部を進出位置にある他方のシェードの上縁部と近接させた状態で、一方のシェードを進出位置に変位させるとともに他方のシェードを退避位置側に変位させるように第１シェードおよび第２シェードの変位を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。【００１０】
この態様によれば、複数のシェードを用いる場合でも機構的な干渉がなく、形成する配光パターンの輪郭ぼけや色付き、および配光パターン切り替え時の光漏れを防ぐことができる。【００１１】
上記態様において、第１シェードおよび第２シェードの少なくとも一方は、光軸に交わる方向に並ぶ複数の小シェードに分割されており、複数の小シェードの一部が進出位置にあり、残りの小シェードが退避位置にある状態で第３配光パターンを形成可能であってもよい。これによれば、前方車両に与えるグレアを防ぎながら、運転者の視認性をより向上させることができる。【００１２】
上記態様において、隣接する２つの小シェードの一方には、他方の小シェードと光軸方向に重なるオーバーラップ部を有すしてもよい。これによれば、シェードが分割されている場合に、境界から漏れた光によって前方車両がグレアを受けるのを防ぐことができる。【００１３】
上記態様において、第１シェードは、後方焦点面よりも光軸方向後方に位置する第１回転軸と、当該第１回転軸から後方焦点面よりも光軸方向前方に延びる第１アーム部と、当該第１アーム部に連結された第１シェード本体とを含み、第２シェードは、後方焦点面よりも光軸方向前方に位置する第２回転軸と、当該第２回転軸から第１アーム部と干渉しないように後方焦点面よりも光軸方向後方に延びる第２アーム部と、当該第２アーム部に連結された第２シェード本体とを含んでもよい。これによれば、第１シェードおよび第２シェードの設置スペースを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数のシェードを用いる場合でも機構的な干渉がなく、形成する配光パターンの輪郭ぼけや色付き、および配光パターン切り替え時の光漏れを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１に係る車両用前照灯装置の内部構造を説明する概略鉛直断面図である。
【図２】前照灯ユニットの照射制御部と車両側の車両制御部との動作連携を説明する機能ブロック図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、シェード機構の構造を示す説明図である。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、各シェードの形状と、各シェードの組み合わせにより形成される配光パターンの形状を示す説明図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、配光パターンの切り替え時における各シェードの変位状態を示す説明図である。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、実施形態２に係る車両用前照灯装置のシェード機構の構造を示す説明図である。
【図７】各シェードの形状を示す説明図である。
【図８】各シェードの姿勢状態とそれに対応する配光パターンの形状を示す説明図である。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、実施形態３に係る車両用前照灯装置のシェード機構の構造を示す説明図である。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、変形例に係るシェード機構の構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１７】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用前照灯装置の内部構造を説明する概略鉛直断面図である。本実施形態の車両用前照灯装置２００は、車両の車幅方向の左側端部に配置された前照灯ユニット２１０Ｌと右側端部に配置された前照灯ユニット２１０Ｒとを備える（以下、適宜、前照灯ユニット２１０Ｌと前照灯ユニット２１０Ｒを総称して「前照灯ユニット２１０」という）。本実施形態の前照灯ユニット２１０Ｌ，２１０Ｒは、例えば１つの光源から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配光パターンや後述する付加配光パターンを形成し、遮らないときにハイビーム用配光パターン（非遮光パターン）を形成する、いわゆる配光可変式前照灯である。前照灯ユニット２１０Ｌ，２１０Ｒの大部分は左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、以下では、右側の前照灯ユニット２１０Ｒの構造を説明し、左側の前照灯ユニットの説明は適宜省略する。なお、前照灯ユニット２１０Ｌの各部材について記載する場合には、説明の便宜上、各部材に対して前照灯ユニット２１０Ｒの対応する部材と同一の符号を付す。また、前照灯ユニット２１０Ｒ側の符号が末尾に「Ｒ」を含む場合には、末尾の「Ｒ」を「Ｌ」に置き換える。
【００１８】
前照灯ユニット２１０Ｒは、ランプボディ２１２と透光カバー２１４を含む。ランプボディ２１２は、車両前方方向に開口部を有し、後方側にはバルブ１４の交換時等に取り外す着脱カバー２１２ａを有する。そして、ランプボディ２１２の前方の開口部には、透光カバー２１４が接続されて灯室２１６が形成される。灯室２１６には、光を車両前方方向に照射する灯具ユニット１０が収納されている。灯具ユニット１０の一部には、当該灯具ユニット１０の揺動中心となるピボット機構２１８ａを有するランプブラケット２１８が形成されている。ランプブラケット２１８は、ランプボディ２１２の壁面に回転自在に支持されたエイミング調整ネジ２２０と螺合している。したがって、灯具ユニット１０はエイミング調整ネジ２２０の調整状態で定められた灯室２１６内の所定位置に傾動可能な状態で支持されることになる。
【００１９】
また、灯具ユニット１０の下面には、曲線道路走行時等に進行方向を照らす曲線道路用配光可変前照灯（Adaptive Front-lighing System:AFS）などを構成するためのスイブルアクチュエータ２２２の回転軸２２２ａが固定されている。スイブルアクチュエータ２２２は車両側から提供される操舵量のデータやナビゲーションシステムから提供される走行道路の形状データ、対向車や先行車を含む前方車両と自車との相対位置の関係等に基づいて、灯具ユニット１０を、ピボット機構２１８ａを中心として進行方向に旋回（スイブル：swivel）させる。その結果、灯具ユニット１０の照射領域が車両の正面ではなく曲線道路のカーブの先に向き、運転者の前方視認性が向上する。スイブルアクチュエータ２２２は、例えばステッピングモータで構成することができる。なお、スイブル角度が固定値の場合には、ソレノイドなども利用可能である。
【００２０】
スイブルアクチュエータ２２２は、ユニットブラケット２２４に固定されている。ユニットブラケット２２４には、ランプボディ２１２の外部に配置されたレベリングアクチュエータ２２６が接続されている。レベリングアクチュエータ２２６は、例えばロッド２２６ａを矢印Ｍ，Ｎ方向に伸縮させるモータなどで構成されている。ロッド２２６ａが矢印Ｍ方向に伸長した場合、灯具ユニット１０はピボット機構２１８ａ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２２６ａが矢印Ｎ方向に短縮した場合、灯具ユニット１０はピボット機構２１８ａを中心として前傾姿勢になるように揺動する。灯具ユニット１０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、灯具ユニット１０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。このような、レベリング調整をすることで車両姿勢に応じた光軸調整ができる。その結果、車両用前照灯装置２００による前方照射光の到達距離を最適な距離に調整することができる。
【００２１】
このレベリング調整は、車両走行中の車両姿勢に応じて実行することもできる。例えば、車両が走行中に加速する場合は車両姿勢は後傾姿勢となり、逆に減速する場合は前傾姿勢となる。したがって、前照灯ユニット２１０の照射方向も車両の姿勢状態に対応して上下に変動して、前方照射距離が長くなったり短くなったりする。そこで、車両姿勢に基づき灯具ユニット１０のレベリング調整をリアルタイムで実行することで走行中でも前方照射の到達距離を最適に調整できる。これを「オートレベリング」と称することもある。
【００２２】
灯具ユニット１０下方位置の灯室２１６の内壁面には、灯具ユニット１０の点消灯制御や配光パターンの形成制御を実行する照射制御部２２８（制御部）が配置されている。図１の場合、前照灯ユニット２１０Ｒを制御するための照射制御部２２８Ｒが配置されている。この照射制御部２２８Ｒは、スイブルアクチュエータ２２２、レベリングアクチュエータ２２６等の制御も実行する。なお、前照灯ユニット２１０Ｌは専用の照射制御部２２８Ｌを有していてもよいし、前照灯ユニット２１０Ｒに設けられた照射制御部２２８Ｒが前照灯ユニット２１０Ｒおよび前照灯ユニット２１０Ｌの各アクチュエータの制御や配光パターンの形成制御を一括して制御するようにしてもよい。
【００２３】
灯具ユニット１０はエイ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２２６のロッド２２６ａとユニットブラケット２２４の接続部分に、エイミング調整時の揺動中心となるエイミングピボット機構（図示せず）を配置する。また、ランプブラケット２１８には前述したエイミング調整ネジ２２０が車幅方向に間隔を空けて配置されている。例えば２本のエイミング調整ネジ２２０を反時計回り方向に回転させれば、灯具ユニット１０はエイ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本のエイミング調整ネジ２２０を時計回り方向に回転させれば、灯具ユニット１０はエイ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、車幅方向左側のエイミング調整ネジ２２０を反時計回り方向に回転させれば、灯具ユニット１０はエイ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、車幅方向右側のエイミング調整ネジ２２０を反時計回り方向に回転させれば、灯具ユニット１０はエイ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。このエイミング調整は、車両出荷時や車検時、前照灯ユニット２１０の交換時に行われる。そして、前照灯ユニット２１０が設計上定められた姿勢に調整され、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。
【００２４】
灯具ユニット１０は、光源としてのバルブ１４、リフレクタ１６を内壁に支持する灯具ハウジング１７、第１シェード１２０および第２シェード１４０を含むシェード機構１８、投影レンズ２０を備える。バルブ１４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、バルブ１４をハロゲンランプで構成する例を示す。
【００２５】
リフレクタ１６は、その少なくとも一部が楕円球面状であり、この楕円球面は、灯具ユニット１０の光軸Ｏを含む断面形状が楕円形状の少なくとも一部となるように設定されている。リフレクタ１６の楕円球面状部分は、バルブ１４の略中央に第１焦点を有し、投影レンズ２０の後方焦点を含む焦点面である後方焦点面上に第２焦点を有する。バルブ１４から放射された光は、直接あるいはリフレクタ１６で反射して、その一部がシェード機構１８を経て投影レンズ２０へと導かれる。
【００２６】
シェード機構１８に含まれる第１シェード１２０は、光軸Ｏに対して進退可能な板状のシェードであり、その上縁部が投影レンズ２０の後方焦点面と重なる進出位置において、バルブ１４の光の一部を遮って第１配光パターンを形成する。また、第１シェード１２０は、退避位置（第１退避位置）においてハイビーム用配光パターン（非遮光パターン）の形成を許容する。第２シェード１４０は、光軸Ｏに対して進退可能な板状のシェードであり、その上縁部が投影レンズ２０の後方焦点面と重なる進出位置において、バルブ１４の光の一部を遮って第２配光パターンを形成する。また、第２シェード１４０は、退避位置（第２退避位置）においてハイビーム用配光パターンの形成を許容する。第１シェード１２０および第２シェード１４０は、それぞれに設けられたシェードソレノイド２３８によって互いに独立に進退移動可能である。第１シェード１２０および第２シェード１４０とそれぞれのシェードソレノイド２３８とは、シェードソレノイド２３８のロッドの変位を各シェードに伝達する連結部材２３９により連結されている。図１には、第１シェード１２０用の第１シェードソレノイド２３８ａと、連結部材２３９ａが示されている。シェード機構１８の構成は後に詳細に説明する。
【００２７】
投影レンズ２０は車両前後方向に延びる光軸Ｏ上に配置され、バルブ１４は投影レンズ２０の後方焦点面よりも後方側に配置される。投影レンズ２０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からなり、後方焦点面上に形成される光源像を反転像として車両用前照灯装置２００前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。
【００２８】
図２は、上述のように構成された前照灯ユニットの照射制御部と車両側の車両制御部との動作連携を説明する機能ブロック図である。なお、上述のように右側の前照灯ユニット２１０Ｒおよび左側の前照灯ユニット２１０Ｌの構成は基本的に同一であるため、前照灯ユニット２１０Ｒ側のみの説明を行い前照灯ユニット２１０Ｌ側の説明は省略する。
【００２９】
前照灯ユニット２１０Ｒの照射制御部２２８Ｒは、車両３００に搭載された車両制御部３０２から得られた情報に基づいて電源回路２３０の制御を行いバルブ１４の点灯制御を実行する。また、照射制御部２２８Ｒは車両制御部３０２から得られた情報に基づいて可変シェード制御部２３２、スイブル制御部２３４、レベリング制御部２３６を制御する。可変シェード制御部２３２は、第１シェード１２０に連結部材２３９ａ（図１参照）を介して接続された第１シェードソレノイド２３８ａを制御して、第１シェード１２０を進出位置と退避位置とに変位させる。また、可変シェード制御部２３２は、第２シェード１４０に連結部材２３９（図１参照）を介して接続された第２シェードソレノイド２３８ｂを制御して、第２シェード１４０を進出位置と退避位置とに変位させる。（以下、適宜、第１シェードソレノイド２３８ａと第２シェードソレノイド２３８ｂを総称して「シェードソレノイド２３８」という）。
【００３０】
スイブル制御部２３４は、スイブルアクチュエータ２２２を制御して灯具ユニット１０の光軸を車幅方向について調整する。例えば、曲路走行や右左折走行などの旋回時に灯具ユニット１０の光軸をこれから進行する方向に向ける。また、レベリング制御部２３６は、レベリングアクチュエータ２２６を制御して、灯具ユニット１０の光軸を車両上下方向について調整する。例えば、加減速時における車両姿勢の前傾、後傾に応じて灯具ユニット１０の姿勢を調整して前方照射光の到達距離を最適な距離に調整する。車両制御部３０２は、前照灯ユニット２１０Ｌに対しても同様の情報を提供し、前照灯ユニット２１０Ｌに設けられた照射制御部２２８Ｌ（制御部）が、照射制御部２２８Ｒと同様の制御を実行する。
【００３１】
本実施形態の場合、前照灯ユニット２１０Ｌ，２１０Ｒ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３０４の操作内容に応じて切り替え可能である。この場合、ライトスイッチ３０４の操作に応じて、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒが可変シェード制御部２３２を介してモータ２３８の駆動により所望の配光パターンを形成する。
【００３２】
また、本実施形態の前照灯ユニット２１０Ｌ，２１０Ｒは、ライトスイッチ３０４の操作によらず、各種センサで検出された車両周囲状況に応じた最適な配光パターンを形成するように自動制御することもできる。例えば、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、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは車両制御部３０２から得られた情報に基づいてグレアを防止するべきであると判定し、ロービーム用配光パターンを形成することができる。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、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは運転者の視認性を向上させるべきであると判定して第１シェード１２０および第２シェード１４０による遮光を伴わないハイビーム用配光パターンを形成することができる。また、ロービーム用配光パターンおよびハイビーム用配光パターンに加えて、後述する付加配光パターンを形成可能な場合には、前方車両の存在状態に応じて前方車両を考慮した最適な配光パターンを形成してもよい。このような制御モードをＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）モードという場合がある。
【００３３】
このように先行車や対向車などの対象物を検出するために、車両制御部３０２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３０６が接続されている。カメラ３０６で撮影された画像フレームデータは、画像処理部３０８で対象物認識処理など所定の画像処理が施されて車両制御部３０２に提供され、車両制御部３０２で少なくとも自車に対する前方車両の検出処理が実行される。そして、車両制御部３０２は、前方車両の検出処理の結果を照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒに提供する。照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、車両制御部３０２で検出された前方車両に関するデータに基づき、その前方車両を考慮した最適な配光パターンを形成するように各制御部に情報を提供する。
【００３４】
また、車両制御部３０２は、車両３００に通常搭載されているステアリングセンサ３１０、車速センサ３１２などからの情報も取得可能であり、これにより照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは車両３００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したり光軸の方向を変化させて、簡易的に配光パターンを変化させたりすることができる。例えば、車両制御部３０２がステアリングセンサ３１０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、車両制御部３０２から情報を受け取った照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒはシェードソレノイド２３８を制御して旋回方向の視界を向上させるような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１２０および第２シェード１４０の変位状態は変化させずに、スイブル制御部２３４によりスイブルアクチュエータ２２２を制御して灯具ユニット１０の光軸を旋回方向に向けて視界を向上させてもよい。このような制御モードを旋回感応モードという場合がある。
【００３５】
また、夜間に高速走行しているときには、対向車や先行車、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自車前方を照明することが好ましい。そこで、車両制御部３０２が車速センサ３１２からの情報に基づき高速走行していると判定したときに、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは第１シェード１２０および第２シェード１４０の変位状態を制御してロービーム用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してもよい。同様の制御は、レベリング制御部２３６によりレベリングアクチュエータ２２６を制御して灯具ユニット１０を後傾姿勢に変化させることでも実現できる。上述したレベリングアクチュエータ２２６による加減速時のオートレベリング制御は、照射距離を一定に維持するような制御である。この制御を利用して、積極的にカットオフラインの高さを制御すれば、第１シェード１２０および第２シェード１４０を変位させて異なるカットオフラインを選択する制御と同等の制御ができる。このような制御モードを速度感応モードという場合がある。
【００３６】
なお、灯具ユニット１０の光軸調整は、スイブルアクチュエータ２２２やレベリングアクチュエータ２２６を用いずに実行することもできる。例えば、エイミング制御をリアルタイムで実行するようにして灯具ユニット１０を旋回させたり前傾姿勢や後傾姿勢にして、所望する方向の視認性を向上させてもよい。
【００３７】
この他、車両制御部３０２は、ナビゲーションシステム３１４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、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒはレベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードソレノイド２３８等を制御して、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。このような制御モードをナビ感応モードという場合もある。
【００３８】
このように、自車の走行状態や自車周囲の状況に応じて自車の配光パターンを自動的に変更することにより、先行車や対向車等の前方車両の運転者や同乗者に与えるグレアを抑制しつつ、自車運転者の視界向上が可能となる。以上説明した各種制御モードを含む配光パターンの自動形成制御は、例えばライトスイッチ３０４によってそれぞれの自動形成制御が指示された場合に実行される。
【００３９】
次に、シェード機構１８の構造を詳細に説明する。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、シェード機構の構造を示す説明図である。なお、図３（Ａ）は、前照灯ユニット２１０Ｌのシェード機構１８の概略水平断面図であり、図３（Ｂ）は、前照灯ユニット２１０Ｒのシェード機構１８の概略水平断面図であり、図３（Ｃ）は、前照灯ユニット２１０Ｒのシェード機構１８の概略鉛直断面図である。また、図３（Ａ）、図３（Ｂ）では、シェードソレノイド２３８の図示を省略しており、図３（Ｃ）では、第２シェードソレノイド２３８ｂの図示を省略している。また、図３（Ｃ）では、第１シェード１２０が進出位置にあり、第２シェード１４０が退避位置にある状態を示している。さらに、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）では、回転軸１３０に対して第１シェード１２０側が光軸方向前方であり、第２シェード１４０側が光軸方向後方である。
【００４０】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、シェード機構１８は、第１シェード１２０、第１ストッパ１２２、回転軸１３０、第２シェード１４０、第２ストッパ１４２を備える。前照灯ユニット２１０Ｌのシェード機構１８では、光軸方向後方から見た場合に、第２シェード１４０は回転軸１３０に対して車幅方向左寄り（車幅方向外側）に連結されている。また、前照灯ユニット２１０Ｒのシェード機構１８では、光軸方向後方から見た場合に、第２シェード１４０は回転軸１３０に対して車幅方向右寄り（車幅方向外側）に連結されている。前照灯ユニット２１０Ｌと前照灯ユニット２１０Ｒとは、第２シェード１４０の連結位置と、第１シェード１２０および第２シェード１４０の形状を除いて他の部分の構成は同一である。そのため、以下では、前照灯ユニット２１０Ｒの構造を説明し、前照灯ユニット２１０Ｌの説明は省略する。
【００４１】
第１シェード１２０は、バルブ１４の光の一部を遮って第１配光パターンを形成するシェードであり、図３（Ｃ）に示すように、回転軸１３０に対して回動可能に設けられた第１アーム部１２０ａと、第１アーム部１２０ａに連結された第１シェード本体１２０ｂとを含む。回転軸１３０は、その中心が投影レンズ２０の後方焦点面Ｆと重なるように設けられている。第１アーム部１２０ａおよび第１シェード本体１２０ｂは、第１シェード１２０が進出位置にあるときに、第１シェード本体１２０ｂの上縁部が後方焦点面Ｆと重なるように設定されている。本実施形態では、第１アーム部１２０ａが回転軸１３０との連結部１２０ａ１と、この連結部１２０ａ１から後方焦点面Ｆに近づくように上方に延びる腕部１２０ａ２を有し、この腕部１２０ａ２の先端に、第１シェード１２０が進出位置にある状態で後方焦点面Ｆと重なるように第１シェード本体１２０ｂが設けられている。
【００４２】
第１ストッパ１２２は、進出位置に向けて変位する第１シェード１２０が進出位置で停止するように、第１シェード１２０の変位を規制する。具体的には、第１ストッパ１２２は、図３（Ｃ）に示すように第１シェード１２０が進出位置に到達した状態で第１アーム部１２０ａと接触する位置に設けられている。第１アーム部１２０ａと第１ストッパ１２２とが干渉して第１シェード１２０の回転が規制されることで、第１シェード１２０は正確に進出位置を取ることが可能になる。
【００４３】
第１アーム部１２０ａには、略Ｌ字形状の連結部材２３９ａの一端が回動可能に連結されている。そして、連結部材２３９ａの他端は、第１シェードソレノイド２３８ａのロッド２３８ａ１に対して回動可能に連結されている。これにより、第１シェードソレノイド２３８ａのロッド２３８ａ１の進退動作にしたがって第１シェード１２０が回転軸１３０を軸として回動し、第１シェード１２０の起立姿勢および転倒姿勢が切り替えられる。起立姿勢が第１シェード１２０を進出位置に変位させた姿勢であり、転倒姿勢が第１シェード１２０を退避位置に変位させた姿勢である。具体的には、第１シェードソレノイド２３８ａのロッド２３８ａ１が矢印Ｐ１の方向に変位して収納状態になるとき、第１シェード１２０が矢印Ｐ２の方向に変位して転倒し、図３（Ｃ）において破線で示す退避位置を取る。また、ロッド２３８ａ１が矢印Ｑ１の方向に変位して突出状態になるとき、第１シェード１２０が矢印ＰＱ２の方向に変位して起立し、図３（Ｃ）において実線で示す進出位置を取る。
【００４４】
第２シェード１４０は、バルブ１４の光の一部を遮って第２配光パターンを形成するシェードであり、回転軸１３０に対して回動可能に設けられた第２アーム部１４０ａと、第２アーム部１４０ａに連結された第２シェード本体１４０ｂとを含む。第２アーム部１４０ａおよび第２シェード本体１４０ｂは、第２シェード１４０が進出位置にあるときに、第２シェード本体１４０ｂの上縁部が後方焦点面Ｆと重なるように設定されている。本実施形態では、第２アーム部１４０ａが回転軸１３０との連結部１４０ａ１と、この連結部１４０ａ１から後方焦点面Ｆに近づくように上方に延びる腕部１４０ａ２を有し、この腕部１４０ａ２の先端に、第２シェード１４０が進出位置にある状態で後方焦点面Ｆと重なるように第２シェード本体１４０ｂが設けられている。
【００４５】
第２ストッパ１４２は、進出位置に向けて変位する第２シェード１４０が進出位置で停止するように、第２シェード１４０の変位を規制する。具体的には、第２ストッパ１４２は、第２シェード１４０が進出位置に到達した状態で第２アーム部１４０ａと接触する位置に設けられている。第２アーム部１４０ａと第２ストッパ１４２とが干渉して第２シェード１４０の回転が規制されることで、第２シェード１４０は正確に進出位置を取ることが可能になる。
【００４６】
第２シェード１４０についても、第１シェード１２０と同様に、第２アーム部１４０ａが連結部材を介して第２シェードソレノイド２３８ｂ（図２参照）のロッドに連結されている。これにより、第２シェードソレノイド２３８ｂのロッドの進退動作にしたがって第２シェード１４０が回転軸１３０を軸として回動し、第２シェード１４０の起立姿勢および転倒姿勢が切り替えられる。
【００４７】
このような構成において、少なくとも第１シェードソレノイド２３８ａは、非制御時にロッド２３８ａ１が突出するような付勢スプリング内蔵タイプとすることが望ましい。この場合、第１シェードソレノイド２３８ａを非制御状態にするだけで、第１シェード１２０を進出位置に移動させることができる。第１シェード１２０が進出位置に移動することにより、ロービーム用配光パターンか、あるいはハイビーム用配光パターンよりはロービーム用配光パターンに近い配光パターンが得られるので、対向車や歩行者にグレアを与え難い配光パターンにできる。つまり、フェールセーフ機能を実現できる。
【００４８】
本実施形態に係る車両用前照灯装置２００では、第１シェード１２０が、進出位置において第１シェード本体１２０ｂの上縁部が後方焦点面Ｆと重なるように設定されている。また、第２シェード１４０が、進出位置において第２シェード本体１４０ｂの上縁部が後方焦点面Ｆと重なるように設定されている。そして、第１シェード１２０が進出位置よりも光軸方向前方の退避位置（第１退避位置）に変位し、第２シェード１４０が進出位置よりも光軸方向後方の退避位置（第２退避位置）に変位するように構成されている。すなわち、第１シェード１２０は後方焦点面Ｆから前方の領域において進出位置と退避位置とに変位し、第２シェード１４０は後方焦点面Ｆから後方の領域において進出位置と退避位置とに変位する。そのため、第１シェード１２０および第２シェード１４０は、それぞれが退避位置に変位する際に互いに干渉することがない。なお、本実施形態において、第１シェード１２０および第２シェード１４０は回転軸を共通としているが、それぞれに対して別々の回転軸が設けられていてもよい。
【００４９】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、各シェードの形状と、各シェードの組み合わせにより形成される配光パターンの形状を示す説明図である。図４（Ａ）では各シェードの形状を示し、図４（Ｂ）では各シェードの姿勢状態とそれに対応する配光パターンの形状を示している。なお、図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、第１シェード１２０および第２シェード１４０のうち、第１シェード本体１２０ｂおよび第２シェード本体１４０ｂを示して他の部分は省略している。また、図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、各シェードを車両用前照灯装置２００の正面からバルブ１４に向かって見た状態を示している。図４（Ｂ）に示す配光パターンは、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成された配光パターンである。
【００５０】
図４（Ａ）に示すように、左側の前照灯ユニット２１０Ｌ（図では、ＬＨと示している）の第１シェード１２０（第１シェード本体１２０ｂ）は、Ｖ−Ｖ線よりも車幅方向左側で水平方向に延びる稜線１２０ｂ１と、Ｖ−Ｖ線よりも車幅方向右側において稜線１２０ｂ１よりも高い位置で水平に延びる稜線１２０ｂ２と、稜線１２０ｂ１の右側の端部と稜線１２０ｂ２の左側の端部をつなぐ、斜めに延びる稜線１２０ｂ３とを有する。また、前照灯ユニット２１０Ｌの第２シェード１４０（第２シェード本体１４０ｂ）は、稜線１２０ｂ２と同一形状の稜線１４０ｂ２と、稜線１２０ｂ３と同一形状の稜線１４０ｂ３とを有する。また、第２シェード１４０は、車幅方向左側の一部が切り欠かれており、そのため、稜線１２０ｂ１の一部と車幅方向左側にいくにつれてシェード高さが低くなるような稜線とからなる稜線１４０ｂ４を有する。
【００５１】
右側の前照灯ユニット２１０Ｒ（図では、ＲＨと示している）の第１シェード１２０（第１シェード本体１２０ｂ）は、前照灯ユニット２１０Ｌと同様に稜線１２０ｂ１と、稜線１２０ｂ２と、稜線１２０ｂ３とを有する。また、前照灯ユニット２１０Ｒの第２シェード１４０（第２シェード本体１４０ｂは）、稜線１２０ｂ１と同じ形状の稜線１４０ｂ１と、稜線１２０ｂ３と同じ形状の稜線１４０ｂ３とを有する。また、第２シェード１４０は、車幅方向右側の一部が切り欠かれており、そのため、稜線１２０ｂ２の一部と車幅方向右側にいくにつれてシェード高さが低くなるような稜線とからなる稜線１４０ｂ５を有する。
【００５２】
このような構成において、本実施形態に係る車両用前照灯装置２００では、図４（Ｂ）に示すように、前照灯ユニット２１０Ｌおよび前照灯ユニット２１０Ｒのそれぞれのシェード状態を組み合わせることで、次のような配光パターンを形成することができる。
【００５３】
まず、第１モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌおよび前照灯ユニット２１０Ｒで第１シェード１２０（第１シェード本体１２０ｂ）が進出位置、第２シェード１４０（第２シェード本体１４０ｂ）が退避位置にある。この場合には、前照灯ユニット２１０Ｌによりロービーム用配光パターンＬｏＬが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒによりロービーム用配光パターンＬｏＲが形成される。そして、ロービーム用配光パターンＬｏＬとロービーム用配光パターンＬｏＲとが合成されて、全体としてロービーム用配光パターンが形成される。このロービーム用配光パターンは、交通法規が左側通行の地域において、前方車両や歩行者にグレアを与えないように配慮された配光パターンである。ロービーム用配光パターンＬｏは、Ｖ−Ｖ線よりも右側（対向車線側）に、水平ラインであるＨ−Ｈ線と平行に延びる対向車線側カットオフラインを、またＶ−Ｖ線よりも左側（自車線側）に、対向車線側カットオフラインよりも高い位置でＨ−Ｈ線と平行に延びる自車線側カットオフラインを、そして対向車線側カットオフラインと自車線側カットオフラインとの間に、両者をつなぐ斜めカットオフラインをそれぞれ有する。斜めカットオフラインは、対向車線側カットオフラインとＶ−Ｖ線との交点から左斜め上方へ４５°の傾斜角で延びている。本実施形態では、ロービーム用配光パターンＬｏＬ，ＬｏＲが第１配光パターンに相当する。
【００５４】
ここで、図１に示すように、本実施形態の投影レンズ２０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Ｆ上に形成される光源像は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される。そのため、第１シェード１２０の稜線１２０ｂ１によって自車線側カットオフラインが形成され、稜線１２０ｂ２によって対向車線側カットオフラインが形成され、稜線１２０ｂ３によって斜めカットオフラインが形成される。
【００５５】
第２モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌで第１シェード１２０が退避位置、第２シェード１４０が進出位置にあり、前照灯ユニット２１０Ｒで第１シェード１２０が進出位置、第２シェード１４０が退避位置にある。この場合には、前照灯ユニット２１０Ｌにより、いわゆる「左片ハイビーム」を形成する左片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｌが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒによりロービーム用配光パターンＬｏＲが形成される。そして、左片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｌとロービーム用配光パターンＬｏＲとが合成されて、全体として左片ハイ用配光パターンが形成される。この左片ハイ用配光パターンは、左側通行時にハイビーム用配光パターンの対向車線側を遮光し、自車線側のみハイビーム領域で照射する付加配光パターンである。左片ハイ用配光パターンは、自車線に先行車や歩行者が存在せず、対向車線に対向車や歩行者が存在する場合に利用することが好ましく、対向車や歩行者にグレアを与えず、自車線側のみをハイビーム照射して運転者の視認性を高めることができる。左片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｌの自車線側のハイビーム領域は、前照灯ユニット２１０Ｌの第２シェード１４０の切り欠き部に対応している。
【００５６】
第３モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌで第１シェード１２０が進出位置、第２シェード１４０が退避位置にあり、前照灯ユニット２１０Ｒで第１シェード１２０が退避位置、第２シェード１４０が進出位置にある。この場合には、前照灯ユニット２１０Ｌによりロービーム用配光パターンＬｏＬが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒにより、いわゆる「右片ハイビーム」を形成する右片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｒが形成される。そして、ロービーム用配光パターンＬｏＬと右片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｒとが合成されて、全体として右片ハイ用配光パターンが形成される。この右片ハイ用配光パターンは、左側通行時にハイビーム用配光パターンの自車線側を遮光し、対向車線側のみハイビーム領域で照射する付加配光パターンである。右片ハイ用配光パターンは、対向車線に対向車や歩行者が存在せず、自車線に先行車や歩行者が存在する場合に利用することが好ましく、先行車や歩行者にグレアを与えず、対向車線側のみをハイビーム照射して運転者の視認性を高めることができる。右片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｒの対向車線側のハイビーム領域は、前照灯ユニット２１０Ｒの第２シェード１４０の切り欠き部に対応している。本実施形態では、左片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｌおよび右片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｒが第２配光パターンに相当する。
【００５７】
第４モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌで第１シェード１２０が退避位置、第２シェード１４０が進出位置にあり、前照灯ユニット２１０Ｒで第１シェード１２０が退避位置、第２シェード１４０が進出位置にある。この場合には、前照灯ユニット２１０Ｌにより左片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｌが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒにより右片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｒが形成される。そして、左片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｌと右片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｒとが合成されて、全体としていわゆるスプリット配光パターンが形成される。このスプリット配光パターンは、水平ラインよりも上方の中央部に遮光領域を有し、遮光領域の水平方向両側にハイビーム領域を有する付加配光パターンである。スプリット配光パターンは、比較的遠方に前方車両が存在する場合に利用することが好ましく、この前方車両にグレアを与えず、対向車線側および自車線側をハイビーム照射して運転者の視認性を高めることができる。
【００５８】
第５モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌおよび前照灯ユニット２１０Ｒで第１シェード１２０および第２シェード１４０がともに退避位置にある。この場合には、前照灯ユニット２１０Ｌによりハイビーム用配光パターンＨｉＬが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒによりハイビーム用配光パターンＨｉＲが形成される。そして、ハイビーム用配光パターンＨｉＬとハイビーム用配光パターンＨｉＲとが合成されて、全体としてハイビーム用配光パターンが形成される。このハイビーム用配光パターンは、前方の広範囲および遠方を照明する配光パターンであり、例えば、前方車両や歩行者へのグレアを配慮する必要のない場合に形成される。
【００５９】
続いて、本実施形態に係る車両用前照灯装置２００における、配光パターンの切り替え制御について説明する。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、配光パターンの切り替え時における各シェードの変位状態を示す説明図である。
【００６０】
例えば、図５（Ａ）に示すように、前照灯ユニット２１０Ｒにおいて第１シェード１２０が進出位置にあり、第２シェード１４０が退避位置にある状態で、照射制御部２２８Ｒがロービーム用配光パターンＬｏＲから右片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｒへの配光パターンの切り替え制御を実行したとする。この場合、まず照射制御部２２８Ｒは、退避位置にある第２シェード１４０を進出位置に変位させるべく、可変シェード制御部２３２を制御して第２シェードソレノイド２３８ｂ（ともに図２参照）を駆動させる。これにより、図５（Ａ）に示す矢印の方向に第２シェード１４０が変位し始める。
【００６１】
次に、照射制御部２２８Ｒは、図５（Ｂ）に示すように、進出位置への変位途中にある第２シェード１４０の上縁部を進出位置にある第１シェード１２０の上縁部と近接させた状態とする。この状態では、第１シェード１２０の第１シェード本体１２０ｂの一部と第２シェード１４０の第２シェード本体１４０ｂの一部とが接触しており、第１シェード本体１２０ｂの上縁部と第２シェード本体１４０ｂの上縁部とが光軸方向に重なっている。
【００６２】
照射制御部２２８Ｒは、第１シェード１２０の上縁部と第２シェード１４０の上縁部とが近接した状態を維持しながら、第２シェード１４０を進出位置に変位させるとともに第１シェード１２０を退避位置側に変位させる。そして、第２シェード１４０が進出位置に到達すると、図５（Ｃ）に示すように、照射制御部２２８Ｒは第１シェード１２０を退避位置に変位させる。
【００６３】
このように、照射制御部２２８Ｒは、配光パターンを第１配光パターンから第２配光パターンに切り換える際に、進出位置への変位途中にある第２シェード１４０の上縁部を進出位置にある第１シェード１２０の上縁部と近接させた状態で、第２シェード１４０を進出位置に変位させ、第１シェード１２０を退避位置側に変位させる。これにより、第１シェード１２０および第２シェード１４０の少なくとも一方が光軸Ｏ上に位置する状態を維持することができるため、配光パターンの切り替え時に光漏れが発生するのを回避することができる。また、本実施形態では、第１配光パターンおよび第２配光パターンが後方焦点面Ｆに移動したシェードのみによって形成される。そのため、形成された配光パターンのカットオフラインは輪郭ぼけや色付きを伴うことがなく、明瞭な配光パターンを形成することができる。
【００６４】
照射制御部２２８Ｒは、タイマー回路とスイッチ回路（ともに図示せず）を備え、第２シェード１４０を変位させるべく第２シェードソレノイド２３８ｂに駆動信号を入力してからの経過時間をタイマー回路が計測する。そして、第２シェード１４０の変位速度（回動速度）と、進出位置と退避位置との間の変位距離とで定まる所定の時間が経過した後、タイマー回路はスイッチ回路に信号を出力する。スイッチ回路は、タイマー回路から信号を受信すると、第１シェードソレノイド２３８ａを駆動するように可変シェード制御部２３２に制御信号を出力する。このようにして、照射制御部２２８Ｒは、各シェードの切り替えタイミングを制御することができる。
【００６５】
なお、照射制御部２２８Ｒは、配光パターンを第２配光パターンから第１配光パターンに切り替える場合にも同様の制御を実行可能である。また、照射制御部２２８Ｌについても照射制御部２２８Ｒと同様の制御が可能である。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態に係る車両用前照灯装置２００は、進出位置と、進出位置よりも光軸方向前方の退避位置とに変位し、進出位置でロービーム用配光パターンＬｏＬ，ＬｏＲを形成し、退避位置でハイビーム用配光パターンＨｉＬ，ＨｉＲの形成を許容する第１シェード１２０を備える。また、車両用前照灯装置２００は、進出位置と、進出位置よりも光軸方向後方の退避位置とに変位し、進出位置で左片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｌ、あるいは右片ハイ用配光パターンＨｉ１Ｒを形成し、退避位置でハイビーム用配光パターンＨｉＬ，ＨｉＲの形成を許容する第２シェード１４０を備える。このように、第１シェード１２０と第２シェード１４０とを、後方焦点面Ｆを挟んでそれぞれ反対の方向に退避させることで、それぞれのシェードが退避位置に変位する際に他方のシェードと干渉するのを回避することができる。
【００６７】
また、車両用前照灯装置２００は、第１シェード１２０が進出位置を取るように第１シェード１２０の変位を規制する第１ストッパ１２２と、第２シェード１４０が進出位置を取るように第２シェード１４０の変位を規制する第２ストッパ１４２とを備える。したがって、第１シェード１２０および第２シェード１４０の上縁部を高精度に後方焦点面Ｆに一致させることができ、そのため、輪郭ぼけや色付きのない良好な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１２０および第２シェード１４０が回転軸１３０を中心に回動する構成であるため、例えば棒状部材のような、簡単な構造のストッパを回動軌道上に設けるだけでシェードの変位を簡単に規制することができる。そのため、第１ストッパ１２２および第２ストッパ１４２の構造を簡単にすることができ、車両用前照灯装置２００の製造コストを低減することができる。
【００６８】
また、車両用前照灯装置２００では、照射制御部２２８が、第１配光パターンと第２配光パターンを相互に切り換える際に、進出位置への変位途中にある一方のシェードの上縁部を進出位置にある他方のシェードの上縁部と近接させた状態で、一方のシェードを進出位置に変位させるとともに他方のシェードを退避位置側に変位させている。そのため、配光パターンの切り替え時に光漏れが発生するのを防ぐことができる。
【００６９】
さらに、カットオフライン形状の外周面を有する回転シェードにより各配光パターンを形成する構成では、後方焦点面Ｆ近傍に延在する外周面の一部によりバルブ１４の光が遮られてしまい、形成される配光パターンの照度が低くなる傾向にある。これに対し、本実施形態の車両用前照灯装置２００では、板状の第１シェード１２０および第２シェード１４０によって各配光パターンを形成しているため、上述の回転シェードと比べて配光パターンの照度を高めることができる。また、車両用前照灯装置２００では、第１シェード１２０および第２シェード１４０を回転軸１３０周りに回動させる構成である。そのため、板状のシェードをレールに沿って上下方向にスライドさせることで光軸Ｏに対して進退移動させる構成と比べて、シェードの摺動部分を減らすことができる。これにより、シェードが破損する可能性を減らすことができ、またシェードの長寿命化を図ることができるため、車両用前照灯装置２００の作動信頼性の向上と長寿命化を図ることができる。
【００７０】
（実施形態２）
実施形態２に係る車両用前照灯装置は、第１シェード１２０および第２シェード１４０の少なくとも一方が複数の小シェードに分割されたものである。以下、本実施形態について説明する。なお、車両用前照灯装置の主な構成や、配光パターンの切り替え制御等は実施形態１と同様であるため、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。
【００７１】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、実施形態２に係る車両用前照灯装置のシェード機構の構造を示す説明図である。なお、図６（Ａ）は、前照灯ユニット２１０Ｌのシェード機構１８の概略水平断面図であり、図６（Ｂ）は、前照灯ユニット２１０Ｒのシェード機構１８の概略水平断面図である。また、図６（Ａ）、図６（Ｂ）では、シェードソレノイド２３８の図示を省略している。さらに、図６（Ａ）、図６（Ｂ）では、回転軸１３０に対して第１シェード１２０側が光軸方向前方であり、第２シェード１４０側が光軸方向後方である。
【００７２】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、シェード機構１８は、第１シェード１２０、第１ストッパ１２２、回転軸１３０、第２シェード１４０、第２ストッパ１４２を備える。第１シェード１２０は、光軸Ｏに交わる方向あるいは車幅方向に並ぶ第１小シェード１２４と第２小シェード１２６とに分割されている。第２小シェード１２６は、第１小シェード１２４と光軸方向に重なるオーバーラップ部１２６ｃを有する。これにより、バルブ１４の光が第１小シェード１２４と第２小シェード１２６との境界から光軸方向前方に漏れるのを防ぐことができる。第１小シェード１２４および第２小シェード１２６には、それぞれにシェードソレノイド（図示せず）が設けられている。したがって、前照灯ユニット２１０は、第１小シェード１２４を後方焦点面Ｆと重なる進出位置に配置し、第２小シェード１２６を退避位置に配置することができ、この状態で、バルブ１４の光の一部を遮って第３配光パターンを形成することができる。
【００７３】
図７は、各シェードの形状を示す説明図である。なお、図７では、第１小シェード１２４の第１小シェード本体１２４ｂと、第２小シェード１２６の第２小シェード本体１２６ｂと、第２シェード本体１４０ｂを示して他の部分は省略している。また、各シェードを車両用前照灯装置２００の正面からバルブ１４に向かって見た状態を示している。
【００７４】
図７に示すように、左側の前照灯ユニット２１０Ｌ（図では、ＬＨと示している）の第１小シェード１２４（第１小シェード本体１２４ｂ）は、実施形態１の第１シェード１２０の稜線１２０ｂ２と同一形状の稜線１２４ｂ２と、第１シェード１２０の稜線１２０ｂ３と同一形状の稜線１２４ｂ３とを有する。また、第１小シェード１２４は、車幅方向左側の一部が切り欠かれており、そのため、第１シェード１２０の稜線１２０ｂ１と同一形状の稜線１２４ｂ１の一部と車幅方向左側にいくにつれてシェード高さが低くなるような稜線とからなる稜線１２４ｂ４を有する。第２小シェード１２６（第２小シェード本体１２６ｂ）は、第１小シェード１２４の切り欠かれた部分に対応するシェード形状を有し、稜線１２４ｂ１の一部を構成する稜線１２６ｂ１を有する。また、第２シェード１４０（第２シェード本体１４０ｂ）は、実施形態１の前照灯ユニット２１０Ｒの第２シェード１４０と同一の形状を有する。
【００７５】
右側の前照灯ユニット２１０Ｒ（図では、ＲＨと示している）の第１小シェード１２４（第１小シェード本体１２４ｂ）は、実施形態１の第１シェード１２０の稜線１２０ｂ１と同一形状の稜線１２４ｂ１と、第１シェード１２０の稜線１２０ｂ３と同一形状の稜線１２４ｂ３とを有する。また、第１小シェード１２４は、車幅方向右側の一部が切り欠かれており、そのため、稜線１２４ｂ２の一部と車幅方向右側にいくにつれてシェード高さが低くなるような稜線とからなる稜線１２４ｂ５を有する。第２小シェード１２６（第２小シェード本体１２６ｂ）は、第１小シェード１２４の切り欠かれた部分に対応するシェード形状を有し、稜線１２４ｂ２の一部を構成する稜線１２６ｂ２を有する。また、第２シェード１４０（第２シェード本体１４０ｂ）は、実施形態１の前照灯ユニット２１０Ｌの第２シェード１４０と同一の形状を有する。
【００７６】
ここで、前照灯ユニット２１０Ｌの第１小シェード１２４の切り欠き部１２３は、前照灯ユニット２１０Ｒの第２シェード１４０の切り欠き部１２５よりも、その車幅方向の幅が小さい。また、前照灯ユニット２１０Ｒの第１小シェード１２４の切り欠き部１２７は、前照灯ユニット２１０Ｌの第２シェード１４０の切り欠き部１２９よりも、その車幅方向の幅が小さい。
【００７７】
このような構成において、本実施形態に係る車両用前照灯装置２００では、図８に示すように、前照灯ユニット２１０Ｌおよび前照灯ユニット２１０Ｒのそれぞれのシェード状態を組み合わせることで、次のような配光パターンを形成することができる。図８は、各シェードの姿勢状態とそれに対応する配光パターンの形状を示す説明図である。なお、図８に示す配光パターンは、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成された配光パターンである。
【００７８】
まず、第１モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌおよび前照灯ユニット２１０Ｒで第１小シェード１２４（第１小シェード本体１２４ｂ）および第２小シェード１２６（第２小シェード本体１２６ｂ）が進出位置、第２シェード１４０（第２シェード本体１４０ｂ）が退避位置にある。この場合には、ロービーム用配光パターンＬｏＬおよびロービーム用配光パターンＬｏＲが形成され、全体としてロービーム用配光パターンが形成される。
【００７９】
第２モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌで第１小シェード１２４が進出位置、第２小シェード１２６および第２シェード１４０が退避位置にあり、前照灯ユニット２１０Ｒで第１小シェード１２４および第２小シェード１２６が退避位置、第２シェード１４０が進出位置にある。この場合には、前照灯ユニット２１０Ｌにより、ロービーム用配光パターンのカットオフラインから上方の自車線側照射領域（切り欠き部１２３に対応する部分）の車幅方向幅が相対的に小さい近方左片ハイ用配光パターンＨｉ３Ｌが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒによりロービーム用配光パターンのカットオフラインから上方の自車線側照射領域（切り欠き部１２５に対応する部分）の車幅方向幅が相対的に大きい遠方左片ハイ用配光パターンＨｉ２Ｒが形成される。そして、近方左片ハイ用配光パターンＨｉ３Ｌと遠方左片ハイ用配光パターンＨｉ２Ｒとが合成されて、全体として遠方左片ハイ用配光パターンが形成される。遠方左片ハイ用配光パターンは、前方車両が比較的遠方にある場合に形成される付加配光パターンである。
【００８０】
第３モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌで近方左片ハイ用配光パターンＨｉ３Ｌが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒでロービーム用配光パターンＬｏＲが形成されて、全体として近方左片ハイ用配光パターンが形成される。近方左片ハイ用配光パターンは、遠方左片ハイ用配光パターンを形成する場合よりも前方車両が近方にある場合に形成される付加配光パターンである。
【００８１】
第４モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌで第１小シェード１２４および第２小シェード１２６が退避位置、第２シェード１４０が進出位置にあり、前照灯ユニット２１０Ｒで第１小シェード１２４が進出位置、第２小シェード１２６および第２シェード１４０が退避位置にある。この場合には、前照灯ユニット２１０Ｌにより、ロービーム用配光パターンのカットオフラインから上方の対向車線側照射領域（切り欠き部１２９に対応する部分）の車幅方向幅が相対的に大きい遠方右片ハイ用配光パターンＨｉ２Ｌが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒにより、ロービーム用配光パターンのカットオフラインから上方の対向車線側照射領域（切り欠き部１２７に対応する部分）の車幅方向幅が相対的に小さい近方右片ハイ用配光パターンＨｉ３Ｒが形成される。そして、遠方右片ハイ用配光パターンＨｉ２Ｌと近方右片ハイ用配光パターンＨｉ３Ｒとが合成されて、全体として遠方右片ハイ用配光パターンが形成される。遠方右片ハイ用配光パターンは、前方車両が比較的遠方にある場合に形成される付加配光パターンである。本実施形態では、近方左片ハイ用配光パターンＨｉ３Ｌ、および近方右片ハイ用配光パターンＨｉ３Ｒが第３配光パターンに相当する。
【００８２】
第５モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌでロービーム用配光パターンＬｏＬが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒで近方右片ハイ用配光パターンＨｉ３Ｒが形成されて、全体として近方右片ハイ用配光パターンが形成される。近方右片ハイ用配光パターンは、遠方右片ハイ用配光パターンを形成する場合よりも前方車両が近方にある場合に形成される付加配光パターンである。
【００８３】
第６モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌで遠方右片ハイ用配光パターンＨｉ２Ｌが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒで遠方左片ハイ用配光パターンＨｉ２Ｒが形成されて、全体として遠方スプリット配光パターンが形成される。遠方スプリット配光パターンは、前方車両が比較的遠方にある場合に形成される付加配光パターンである。
【００８４】
第７モードでは、前照灯ユニット２１０Ｌで近方左片ハイ用配光パターンＨｉ３Ｌが形成され、前照灯ユニット２１０Ｒで近方右片ハイ用配光パターンＨｉ３Ｒが形成されて、全体として近方スプリット配光パターンが形成される。近方スプリット配光パターンは、遠方スプリット配光パターンを形成する場合よりも前方車両が近方にある場合に形成される付加配光パターンであり、中央部の遮光領域幅が遠方スプリット配光パターンの中央部の遮光領域幅よりも広い。
【００８５】
なお、本実施形態では、第１シェード１２０が２つの小シェードに分割されているが、小シェードの数は特に限定されない。また、第２シェード１４０が複数の小シェードに分割されていてもよい。小シェードの数が多いほど構成は複雑になるが、より多くの配光パターンを形成することができ、前方車両の存在に応じた配光パターンの切り替えをより高精度に実現することができる。また、本実施形態においても、ハイビーム用配光パターンＨｉＬおよびハイビーム用配光パターンＨｉＲを形成可能である。
【００８６】
以上説明した本実施形態の構成によっても、第１シェード１２０と第２シェード１４０との干渉を回避しながら、形成する配光パターンの輪郭ぼけや色付き、および配光パターン切り替え時の光漏れを防ぐことができる。また、他の効果も同様に得られる。
【００８７】
さらに本実施形態では、第１シェード１２０が第１小シェード１２４と第２小シェード１２６とに分割されている。そのため、対向車線側あるいは自車線側の照射領域の車幅方向幅が異なる右片ハイ用配光パターンあるいは左片ハイ用配光パターンを形成することができる。これにより、前方車両の存在に応じてより高精度に配光パターンを切り替えることができるため、実施形態１よりもさらに、前方車両に与えるグレアを防ぎながら、運転者の視認性を向上させることができる。
【００８８】
また本実施形態では、第２小シェード１２６が、第１小シェード１２４と光軸方向に重なるオーバーラップ部１２６ｃを有する。そのため、バルブ１４の光が第１小シェード１２４と第２小シェード１２６との境界から光軸方向前方に漏れるのを防ぐことができる。したがって、シェードが分割されている場合に、境界から漏れた光によって前方車両がグレアを受けるのを防ぐことができる。
【００８９】
（実施形態３）
実施形態３に係る車両用前照灯装置は、シェード機構１８の構造が実施形態１と異なる。以下、本実施形態について説明する。なお、車両用前照灯装置の主な構成や、形成可能な配光パターン、配光パターンの切り替え制御等は実施形態１と同様であるため、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。
【００９０】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、実施形態３に係る車両用前照灯装置のシェード機構の構造を示す説明図である。なお、図９（Ａ）は、シェード機構１８の概略鉛直断面図であり、図９（Ｂ）は、シェード機構１８の概略平面図である。また、図９（Ａ）、図９（Ｂ）では、後方焦点面Ｆに対して第１シェード１２０が存在する側（図面左側）が光軸方向前方であり、また、シェードソレノイドの図示を省略している。さらに、図９（Ａ）では、第１シェード１２０が退避位置にあり、第２シェード１４０が進出位置にある状態を示している。
【００９１】
本実施形態に係る車両用前照灯装置２００において、第１シェード１２０は、後方焦点面Ｆよりも光軸方向後方に位置する第１回転軸１３０ａと、第１回転軸１３０ａから後方焦点面Ｆよりも光軸方向前方に延びる部分を有する第１アーム部１２０ａと、第１アーム部１２０ａに連結された第１シェード本体１２０ｂとを含む。また、第２シェード１４０は、後方焦点面Ｆよりも光軸方向前方に位置する第２回転軸１３０ｂと、第２回転軸１３０ｂから第１アーム部１２０ａと干渉しないように後方焦点面Ｆよりも光軸方向後方に延びる部分を有する第２アーム部１４０ａと、第２アーム部１４０ａに連結された第２シェード本体１４０ｂとを含む。本実施形態では、車幅方向に並ぶ２本の第１アーム部１２０ａが第１回転軸１３０ａから延び、また車幅方向に並ぶ２本の第２アーム部１４０ａが第２回転軸１３０ｂから延びている。そして、２本の第２アーム部１４０ａは、２本の第１アーム部１２０ａと干渉しないように、それらの外側に配置されている。すなわち、２本の第２アーム部１４０ａの間に２本の第１アーム部１２０ａが配置されている。
【００９２】
このように、本実施形態では、後方焦点面Ｆよりも光軸方向前方に転倒する第１シェード１２０の第１回転軸１３０ａを、後方焦点面Ｆよりも光軸方向後方に配置し、後方焦点面Ｆよりも光軸方向後方に転倒する第２シェード１４０の第２回転軸１３０ｂを、後方焦点面Ｆよりも光軸方向前方に配置している。これにより、第１シェード１２０の回転軸が後方焦点面Ｆよりも光軸方向前方にあり、第２シェード１４０の回転軸が後方焦点面Ｆよりも光軸方向後方にある構成と比べて、進出位置にある第１シェード１２０および第２シェード１４０の回動初期における上縁部の下方変位量を増やすことができる。そのため、本実施形態によれば、実施形態１の効果に加えて次のような効果が得られる。すなわち、本実施形態の構成によれば、第１シェード１２０および第２シェード１４０の上縁部を光軸Ｏから退避させるために必要な各シェードの回動量を小さくすることができる。言い換えれば、少ない変位量で上縁部を光軸から退避させることができる。そのため、シェード機構１８の設置スペースを小さくすることができ、車両用前照灯装置２００の設計の自由度を高めることができる。また、配光パターンの迅速な切り替えが可能となる。
【００９３】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、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り、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施形態同士、および上述の各実施形態と以下の変形例との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
【００９４】
例えば、上述の各実施形態では、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒが、前方車両の存在状態等を判断しているが、車両制御部３０２がこれらの判断を実行するようにしてもよく、上述した各実施形態と同様の効果を得ることができる。この場合、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、車両制御部３０２からの指示に基づいてバルブ１４の点消灯や、スイブルアクチュエータ２２２およびシェードソレノイド２３８の駆動等を制御する。
【００９５】
また、第１シェード１２０および第２シェード１４０の駆動機構は、シェードソレノイドに限定されない。例えば、図１０（Ａ）に示すように、第１シェード１２０および第２シェード１４０の駆動源としてモータ２５０ａ，２５０ｂを備え、第１シェード１２０および第２シェード１４０とモータ２５０ａ，２５０ｂとが、それぞれギア機構を介して連結された構成であってもよい。あるいは、図１０（Ｂ）に示すように、第１シェード１２０および第２シェード１４０の駆動源としてモータ２５０ａ，２５０ｂを備え、第１シェード１２０および第２シェード１４０とモータ２５０ａ，２５０ｂとが、それぞれリンク機構を介して連結された構成であってもよい。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、変形例に係るシェード機構の構造を示す説明図である。
【００９６】
また、上述の各実施形態では、第２シェード１４０が左片ハイ用配光パターン、あるいは右片ハイ用配光パターンに対応した形状であるが、第２シェード１４０は、例えば、交通法規が右側通行である地域で利用する、いわゆる「ドーバーロービーム」と称される右通行ロービーム用配光パターンに対応した形状であってもよい。この場合には、欧州等で左側通行と右側通行が地域によって変化するような場合でも、光漏れを起こすことなくロービーム用配光パターンと右側通行ロービーム用配光パターンとの相互切り替えが可能となる。また、輪郭ぼけや色付きのない良好なロービーム用配光パターンおよび右側通行ロービーム用配光パターンの形成が可能となる。あるいは、ハイウェイモード用の配光パターンに対応した形状であってもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１４  バルブ、  １８  シェード機構、  ２０  投影レンズ、  １２０  第１シェード、  １２０ａ  第１アーム部、  １２０ｂ  第１シェード本体、  １２２  第１ストッパ、  １２４  第１小シェード、  １２６  第２小シェード、  １３０  回転軸、  １３０ａ  第１回転軸、  １３０ｂ  第２回転軸、  １４０  第２シェード、  １４０ｂ  第２シェード本体、  １４０ａ  第２アーム部、  １４２  第２ストッパ、  ２００  車両用前照灯装置、  Ｆ  後方焦点面。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、車両用前照灯装置に利用可能であり、特に、自動車などに用いられる車両用前照灯装置に利用可能である。
【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】
0005634406.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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