(57)【要約】【課題】カメラやセンサーを内蔵した車両用灯具において、透光カバーに傷を付けることなく、カバー外面に付着した汚れを効率よく除去し、センサーが収集した情報の精度を高める。【解決手段】ヘッドランプ１１は、灯具ボディ１２と透光カバー１３とを備え、両者の間の灯室１４内に、透光カバー１３を通して車体前方の情報を収集するカメラ１６を装備するとともに、灯具ボディ１２の底部に、透光カバー１３の外面に付着した汚れや雪を洗浄するクリーナ２１を装備する。クリーナ２１のノズル２４は、カメラ１６の情報収集範囲に含まれる領域Ｒにおいて、洗浄流体Ｆを透光カバー１３の外面に向けて噴射する。好ましくは、ノズル２４は、洗浄流体がカメラ１６の光軸Ｘよりも上方の位置において透光カバー１３の外面に到達するように噴射する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に取り付けられる灯具ボディと、前記灯具ボディとの間に灯室を形成する透光カバーと、前記灯室から前記透光カバーを通して車体周辺の情報を収集するセンサーと、前記センサーの前方において前記透光カバーの外面に洗浄流体を噴射するクリーナとを備え、前記クリーナが、前記洗浄流体の少なくとも一部を前記センサの中心軸線よりも上方の透光カバーに向けて噴射するノズルを含むことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記灯室内に、前記センサーが収集した情報に基づく車両の自動運転状態を車体周辺に通知する通知ランプを備えた請求項１記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記灯室内に、前記センサーの情報収集を補助する補助ランプを備えた請求項１又は２記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記クリーナが、前記洗浄流体を加温するヒータを含む請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記洗浄流体が洗浄液を含み、前記洗浄液の滑落角度が３０°以下である撥水膜が前記透光カバーの前面に設けられている請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記洗浄流体が、洗浄液と空気の混合流体である請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の自動運転に適した車両用灯具に関し、詳しくは、車体周辺の情報を収集するためのセンサーが灯室内に設置された車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサーをルームミラーの近くや窓ガラスの内側など、自動車の車室内に設置する技術が知られている。例えば、特許文献１には、車室内に設置されるハウジング内に照明用ランプとカメラを並べて収めた車両用灯具が記載されている。しかし、カメラを車室内に設置すると、窓ガラスに塵埃や雨滴が付着した場合、カメラの視界が悪くなる。
【０００３】
特許文献２には、車室内でなく、カメラをヘッドランプの灯室内に設置し、ヘッドランプに既設のカバー洗浄装置を利用し、洗浄液をランプカバーの外面に噴射し、その外面に付着した汚れをワイパーで拭き取って、カメラの視界を確保するように構成された車両用灯具が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２１８９５号公報
【特許文献２】特開２００８−６８７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献２の車両用灯具によると、機械式のワイパーで樹脂製の透光カバーを擦っているため、透光カバーの外面に傷がつきやすかった。また、カバー洗浄装置が主にランプと対向する領域の透光カバーを洗浄するように構成されているので、カメラと対向する領域の洗浄効果が不十分となり、特に、透光カバーに雪や氷が付着した場合に、カメラの視界を十分に確保できなくなる。このため、従来の車両用灯具は、カメラを含むセンサー類が収集した情報の精度に不安が残り、車両の自動運転に適合させることが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、透光カバーに傷を付けることなく、その外面に付着した汚れを効率よく除去し、センサーが収集した情報の精度を高めることができる車両用灯具を提供することにある。
【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、本発明の車両用灯具は、車体に取り付けられる灯具ボディと、灯具ボディとの間に灯室を形成する透光カバーと、灯室から透光カバーを通して車体周辺の情報を収集するセンサーと、センサの前方において透光カバーの外面に洗浄流体を噴射するクリーナとを備え、クリーナが、洗浄流体の少なくとも一部をセンサの中心軸線よりも上方の透光カバーに向けて噴射するノズルを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、クリーナのノズルが、洗浄流体をセンサーの情報収集範囲に含まれる領域において透光カバーの外面に向けて噴射する。センサーとしては、特定の種類に限定されず、カメラ、赤外線センサー、ミリ波レーダー、ＬＩＤＡＲなどを例示できる。これらのセンサー類が収集した情報は、画像認識または距離測定に利用することで、車両の自動運転を支援することができる。
【０００９】
自動運転車両の場合は、灯室内に、センサーが収集した情報に基づく自動運転状態を車体周辺の人または他車両に通知する通知ランプを設けるのが好ましい。より好ましくは、灯室内の照明用ランプとは異なる色の光を発生する通知ランプを設けるとよい。通知ランプとは別に、自動運転状態を文字や画像で表示するディスプレイを設けてもよい。
【００１０】
また、灯室内に、センサーの情報収集を補助する補助ランプを設けることもできる。例えば、夜間に赤外線センサーによる情報収集を補助する赤外（ＩＲ）ランプを設置したり、可視光以外の波長の光をパルス状に発生する補助ランプを設けたりすることができる。
【００１１】
クリーナとしては、ノズルが定位置に設けられた定位置噴射型のクリーナ、あるいは、ノズルが出没可能に設けられたポップアップ型のクリーナを使用できる。好ましくは、着雪・着氷に備えて、洗浄流体を加温するヒータを備えたクリーナを使用できる。ヒータとしては、電熱ヒータ、または、照明用ランプの発熱を利用したヒータを使用可能である。
【００１２】
洗浄流体としては、洗浄液のほか加圧空気を使用することができる。洗浄液を使用する場合は、透光カバーの前面に、洗浄液の滑落角度が３０°以下である撥水膜を設けるのが望ましい。また、洗浄流体として、洗浄液と空気の気液混合流体を使用することもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の車両用灯具によれば、クリーナのノズルが洗浄流体をセンサーの中心軸線よりも上方の透光カバーに向けて噴射するので、透光カバーの外面に付着した汚れを効率よく除去し、センサーが収集した情報の精度を高め、自動運転走行時の車両の安全性および信頼性を向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示す車両の前方斜視図である。
【図２】図１の車両のヘッドランプを示す正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】クリーナの変更例を示すヘッドランプの断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態を示す車両の後方斜視図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は、本発明を自動車のヘッドランプに具体化した一実施形態を示す。図１に示すヘッドランプ１１は、灯具ボディ１２と透光カバー１３を備え、両者の間に灯室１４（図３参照）を形成している。灯具ボディ１２は車体１の前端に取り付けられ、透光カバー１３が灯具ボディ１２の前面に被せられている。なお、図１には、車体１の左側のヘッドランプ１１のみが示されているが、右側のヘッドランプも同様に構成されている。
【００１６】
図２に示すように、灯室１４の内側には、車体１の前方を照明するランプユニット１５と、灯室１４から透光カバー１３を通して車体前方の情報を収集するカメラ１６と、カメラ１６をランプユニット１５の発光から遮蔽するための遮光壁１７と、車両の自動運転状態を車体周辺の人や他車両に通知するための通知ランプ１８とが設置されている。また、灯室１４の外側において、灯具ボディ１２の底部にはクリーナ２１が設けられ、カメラ１６に前方から対向する位置において、透光カバー１３の外面または前面に洗浄流体Ｆを噴射するようになっている。なお、通知ランプ１８は、ランプユニット１５の発光色と異なる色(例えば、緑色）の光を発生するように構成するのが好ましい。
【００１７】
図３に示すように、この実施形態のクリーナ２１は、シリンダ２２、ロッド２３、ノズル２４、ノズルカバー２５および機構箱２６を備え、ノズル２３が出没するポップアップ型に構成されている。シリンダ２２はブラケット２７によって灯具ボディ１２の底壁２８に固定され、ロッド２３がシリンダ２２に前後方向へ進退自在に支持されている。ノズル２４およびノズルカバー２５はロッド２３の前端に設けられ、ロッド２３の進退に伴ってノズル２４が、透光カバー１３の前方に突出する噴射位置（図３参照）と、透光カバー１３の延長面内に含まれる休止位置（図４参照）とに配置される。
【００１８】
機構箱２６には、ロッド２３を駆動するアクチュエータ、洗浄流体Ｆを圧送するポンプ、洗浄流体Ｆを加温する電熱ヒータ（いずれも図示略）などが収められている。そして、ノズル２４が噴射位置に配置された状態でポンプが駆動されたときに、ノズル２４は、洗浄流体Ｆの大部分がカメラ１６の情報収集範囲に含まれる領域Ｒのうちカメラ１６の光軸（中心軸線）Ｘよりも上方の位置に到達するように、洗浄流体Ｆを透光カバー１３の外面に向けて噴射する。
【００１９】
したがって、この実施形態のヘッドランプ１１によれば、ワイパーを使用せず、ノズル２４から噴射した洗浄流体Ｆによって、透光カバー１３の外面に付着した雪や汚れを効率よく除去し、カメラ１６による車体前方の人や物体の認識率を向上させ、自動運転走行時の安全性および信頼性を高めることができる。特に、ノズル２４が洗浄流体Ｆをカメラ１６の光軸Ｘよりも上方に向けて噴射するので、透光カバー１３を流下した洗浄流体Ｆによってカメラ１６の視野角範囲内の着雪や着氷を素早く融かし、カメラ１６の視界を常に清浄な状態に維持することができる。
【００２０】
なお、この実施形態のクリーナ２１では、洗浄流体として、車両用窓ガラスの洗浄に用いられるウオッシャ液や水などの洗浄液が使用されている。洗浄液が透光カバー１３の外面に付着残留しないように、洗浄液の滑落角度が３０°以下の撥水膜１９が透光カバー１３の外面に被着されている。必要に応じ、洗浄流体として、洗浄液に空気が混合された気液混合流体を使用することもできる。また、ランプユニット１５の放熱を利用して、洗浄流体を加温することもできる。
【００２１】
例えば、図４に示すランプユニット１５は、ＬＥＤ光源３１、リフレクタ３２、投影レンズ３３およびヒートシンク３４を備え、ヒートシンク３４の内部に熱交換通路３５が形成されている。冷却水通路３５の上流端は給水配管３６に接続され、熱交換通路３５の下流端が温水配管３７を介してクリーナ２１のノズル２４に連通している。そして、ＬＥＤ光源３１の発熱をヒートシンク３４に伝え、ヒートシンク３４の蓄熱で熱交換通路３５上の洗浄液を加温し、温度上昇した洗浄流体をノズル２４から透光カバー１３の外面に向けて噴射するようになっている。
【００２２】
図５，図６は、本発明を自動車のリアコンビネーションランプに具体化した別の実施形態を示す。このリアコンビネーションランプ４１は、車体１の後端に取り付けられる灯具ボディ４２と、灯具ボディ４２の開口部（図示略）を覆う透光カバー４３を備えている。灯具ボディ４２と透光カバー４３の間に形成された灯室４４（図６参照）の上部には、灯室４４から透光カバー４３を通して車体後方の障害物を検知する赤外線センサー４５と、夜間等に車両後方へ赤外光を照射してセンサー４５の情報収集を補助する補助ランプとしてのＩＲランプ４６とが設置されている。
【００２３】
リアコンビネーションランプ４１のクリーナ４８は、灯具ボディ４２の上端に設置されている。灯具ボディ４２の上壁４９にはクリーナ４８のケーシング５０が取り付けられ、その先端内側にノズルヘッド５１が角度調節可能に支持されている。ノズルヘッド５１にはキャビティ５２とノズル５３が形成され、洗浄流体Ｆがチューブ５４によりキャビティ５２を介してノズル５３に供給される。そして、クリーナ４８のポンプ（図示略）が駆動されたときに、洗浄流体Ｆの大部分が赤外線センサー４５の情報収集範囲に含まれる領域Ｒのうちセンサー４５の光軸（中心軸線）Ｘよりも上方の位置に到達するように、ノズル５３が洗浄流体Ｆを透光カバー４３の外面に向けて噴射する。
【００２４】
したがって、この実施形態のリアコンビネーションランプ４１によれば、透光カバー４３の外面に付着した汚れや雪を洗浄流体Ｆで効率よく洗い流し、赤外線センサー４５で車体後方の障害物の位置や距離を精確に検知し、自動運転走行時の安全性および信頼性を高めることができる。なお、ヘッドランプ用のクリーナ２１と同様に、ヒータによって加温した洗浄流体Ｆをノズル５３から噴射するように構成してもよい。
【００２５】
本発明は、上記実施形態で示したヘッドランプ１１およびリアコンビネーションランプ４１に限定されず、車体ルーフ部に設置される警告灯や散光式警光灯など、車体各部に裝備される各種車両用灯具に適用することができる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の形状や構成を適宜変更して実施することも可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１    車体
１１    ヘッドランプ
１２    灯具ボディ
１３    透光カバー
１４    灯室
１５    ランプユニット
１６    カメラ
１７    遮光壁
１８    通知ランプ
１９    撥水膜
２１    クリーナ
２４    ノズル
３４    ヒートシンク
３５    冷却水通路
３７    温水配管
４１    リアコンビネーションランプ
４２    灯具ボディ
４３    逃光カバー
４４    灯室
４５    赤外線センサー
４６    ＩＲランプ（補助ランプ）
４８    クリーナ
５３    ノズル
【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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