(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、前記発光部から出射された光の照度分布を均一化するロッドインテグレータ装置と、前記ロッドインテグレータ装置から出射された光を投射する投射レンズとを備え、
前記ロッドインテグレータ装置は、
複数の光反射板を筒状に組み合わせた筒状構造体であり、前記筒状構造体の前端部の開口が前記投射レンズに面するように配設されているとともに、前記前端部の開口の形状を変形させるように前記複数の光反射板の少なくともひとつに可動構造をもたせたロッド部と、
前記可動構造をもつ光反射板を動かす駆動源と
を含むことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記ロッド部は、前記複数の光反射板を保持する保持部材を含み、前記可動構造をもつ光反射板は、前記筒状構造体の前端部に相当する端縁を自由端とし、前記筒状構造体の後端部に相当する端縁を固定端として遥動可能に前記保持部材に軸支されていること
を特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項３】
前記筒状構造体は、上下方向に対向する上下の光反射板と、前記上下の光反射板の間隙に設けられた左右方向に対向する左右の光反射板とから構成され、前記左右の光反射板は前記可動構造をもち、前記上下の光反射板の左右方向の幅は、前記左右の光反射板の固定端間の幅よりも広いこと
を特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
【請求項４】
前記下側の光反射板は前記可動構造をもち、前記左右の光反射板はいずれも前記下側の光反射板に連動して上下方向に伸縮可能な構造をもつこと
を特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯。
【請求項５】
前記左右の光反射板はいずれも複数の面材を重ね合わせて構成され、複数の面材が相対的にスライドすることにより上下方向に伸縮すること
を特徴とする請求項４に記載の車両用前照灯。
【請求項６】
前記筒状構造体は、上下方向に対向する上下の光反射板と、前記上下の光反射板の間隙に設けられた左右方向に対向する左右の光反射板とから構成され、前記下側の光反射板における前記筒状構造体の前端部に相当する端縁に、前記筒状構造体の前端部の開口の下端縁に段差をもたせるための遮光板が設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項７】
前記遮光板は可動構造をもち、前記ロッドインテグレータ装置は、さらに、前記可動構造をもつ遮光板を動かす駆動源を含むこと
を特徴とする請求項６に記載の車両用前照灯。
【請求項８】
前記筒状構造体は、上下方向に対向する上下の光反射板と、前記上下の光反射板の間隙に設けられた左右方向に対向する左右の光反射板とから構成され、前記下側の光反射板は、前記筒状構造体の前端部の開口からみたときに略中央で屈曲しており略中央の左右で段差をもつこと
を特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項９】
前記駆動源は、モータまたは圧電アクチュエータであること
を特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項１０】
前記可動構造をもつ光反射板に可動電極が設けられるとともに、光反射板を保持する保持部材に前記可動電極に対向するように固定電極が設けられ、可動電極および固定電極の間に任意の電圧を印加するユニットが設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項１１】
前記発光部は、半導体発光素子であること
を特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配光可変型の車両用前照灯の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用前照灯の配光を車両の走行状況に応じて最適にコントロールするシステム（AFS : Adaptive Front lighting System）が提唱されている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１は、操舵角、車速および車高の情報に基づいてプロジェクタランプの光の照射方向を左右に振る技術を開示している。このプロジェクタランプは、スリーブ、リフレクタ、レンズおよび光源が一体化されたものであり、ブラケットの上板と下板との間に挟まれた状態で軸支され、アクチュエータの動作によりブラケットに対して左右に遥動するものである。このような構造により、光の照射方向を左右に振ることを可能としている。
【特許文献１】特開２００４−２２４０６６号公報
【特許文献２】特開２００５−３４７１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら従来の車両用前照灯では、プロジェクタランプ全体を左右に遥動するための大きなアクチュエータを用意する必要があるので、車両用前照灯の大きさおよび重量が大きくなってしまうという問題がある。また従来の車両用前照灯は、照射方向を左右に振ることにより光の照射範囲を左右に移動させることはできるものの、配光パターンの形状を変更するものではないため光の照射範囲を任意に広げたり狭めたりすることはできない。
【０００４】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、配光パターンの形状が変更可能な小型の車両用前照灯を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る車両用前照灯は、発光部と、前記発光部から出射された光の照度分布を均一化するロッドインテグレータ装置と、前記ロッドインテグレータ装置から出射された光を投射する投射レンズとを備え、前記ロッドインテグレータ装置は、複数の光反射板を筒状に組み合わせた筒状構造体であり、前記筒状構造体の前端部の開口が前記投射レンズに面するように配設されているとともに、前記前端部の開口の形状を変形させるように前記複数の光反射板の少なくともひとつに可動構造をもたせたロッド部と、前記可動構造をもつ光反射板を動かす駆動源とを含む。
【発明の効果】
【０００６】
上記構成によれば、筒状構造体の前端部の開口形状は、可動構造をもつ光反射板および駆動源により変形可能である。筒状構造体の前端部の開口形状は配光パターンの形状に反映されるので、前端部の開口形状の変形に伴い配光パターンの形状を変更することができる。また上記構成によれば、ロッド部を構成する光反射板を動かすだけで配光パターンの形状を変更することができるので、プロジェクタランプ全体を左右に遥動する従来技術に比べて小さな駆動源を採用することができ、そのため車両用前照灯の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用前照灯に含まれる主要構成の配置関係を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【０００９】
車両用前照灯１０は、主要構成としてハウジング１１、基台１２、白色ＬＥＤ１３、ロッドインテグレータ装置１４、投射レンズ１５を備える。（ｂ）に表記された符号１６、１７、１８、１９は、それぞれハウジング１１、白色ＬＥＤ１３、ロッドインテグレータ装置１４、投射レンズ１５の輪郭線を表す。
【００１０】
ハウジング１１は、基台１２、白色ＬＥＤ１３、ロッドインテグレータ装置１４および投射レンズ１５から構成されるプロジェクタランプを収容している。基台１２は、白色ＬＥＤ１３およびロッドインテグレータ装置１４を固定しており、ヒートシンクとしても機能する。白色ＬＥＤ１３は、青色ＬＥＤの発光面に黄色蛍光体を含む部材を被せたものである。ロッドインテグレータ装置１４は、いわゆる中空型のものであり、筒状構造体であるロッド部の内面で光を多重反射させることにより光の照度分布を均一化するものである。白色ＬＥＤ１３は筒状構造体の後端部において筒内に収容されるように配設されており、投射レンズ１５は筒状構造体の前端部の開口に面するように配設されている。白色ＬＥＤ１３から出射された光は、ロッド部において照度分布が均一化され、投射レンズ１５を介して外部に投射される。
【００１１】
図２は、本発明の実施の形態に係るロッドインテグレータ装置の構成を示す図である。
【００１２】
筒状構造体であるロッド部は、光反射板としての下板２１、上板２２、右側板２３および左側板２４から構成されている。下板２１および上板２２は、上下方向に対向配置され、右側板２３および左側板２４は左右方向に対向配置されている。なお左右の側板２３、２４は、これらの下端面および上端面がそれぞれ下板２１の上面および上板２２の下面に当接するように下板２１および上板２２の間隙に配設されている。また下板２１の前端縁には、すれ違いビームの配光パターンを形成するための遮光板３２が配設されている。
【００１３】
下板２１、上板２２、右側板２３および左側板２４の筒状構造体の内面となる面は、いずれも光を効率よく反射する反射面が形成されている。反射面は、例えば、誘電体多層膜や金属薄膜などを光反射板の基材主面に形成したり、光反射板自体をステンレスやアルミニウムなどの金属製としたりすることで実現することができる。
【００１４】
また下板２１、上板２２、右側板２３および左側板２４は、保持部材２８により筒状構造体として保持されている。保持部材２８は、収容ケース２５、２６、２７を介してモータ２９、３０、３１のステータを固定している。また右側板２３、左側板２４および下板２１の後端縁はモータ２９、３０、３１のロータに連結されている。この構成により下板２１、右側板２３および左側板２４は、前端縁を自由端とし後端縁を固定端として遥動可能に保持部材２８に軸支される。なお下板２１および上板２２の左右方向の幅は、右側板２３および左側板２４の後端縁間の幅よりも広くしてあるので、左右の側板２３、２４が遥動したとしてもこれらの下端面および上端面が下板２１の上面および上板２２の下面に当接した状態を維持することができる。
【００１５】
また右側板２３は上下方向に固定的な面材２３ａと上下方向にスライド可能な面材２３ｂとから構成されている。面材２３ｂは、自重により下降し、下板２１の押圧力により上昇する。この構成により下板２１が遥動したとしても右側板２３の下端面を下板２１の上面に当接させた状態を維持することができる。左側板２４も同様の構成を有している。
【００１６】
ロッド部の内部空間の具体的な寸法は、左右方向の幅０．５ｍｍ乃至３０ｍｍ、上下方向の高さ０．５ｍｍ乃至１０ｍｍおよび前後方向の奥行１ｍｍ乃至１００ｍｍである。照度分布の均一化の観点からは、奥行の寸法は、幅および高さのうちの短いほうの寸法の２倍から１０倍程度とするのが好ましい。
【００１７】
このような構成により、筒状構造体であるロッド部の前端部の開口３３の形状の変形を実現することができる。以下にロッド部の前端部の開口３３の形状を変形したときの動作例およびロッド部の前端部の開口３３の形状を変形したときの配光パターンの形状変化を示す。
【００１８】
図３は、ロッド部の標準状態を説明するための図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。標準状態では、下板２１および上板２２は平行となり、右側板２３および左側板２４は平行となる。図４は、ロッド部の左右側板を動かした変位状態を説明するための図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。右側板２３はモータ２９の回転駆動により支軸２３ｓを中心として遥動する。同様に左側板２４はモータ３０の回転駆動により支軸２４ｓを中心として遥動する。この結果、ロッド部の前端部の開口３３の形状が左右方向に変形される。なおこの例では右側板２３および左側板２４の両方を遥動させているが、一方だけを遥動させたり、遥動の変位量を左右で異ならせたりすることもできる。図５は、ロッド部の下板を動かした変位状態を説明するための図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。下板２１はモータ３１の回転駆動により支軸２１ｓを中心として遥動する。左側板２４を構成する面材２４ａにはガイド溝２４ｃ、２４ｅが形成されており、面材２４ｂにはガイド溝に係合する係合部２４ｄ、２４ｆが形成されている。右側板２３も同様である。右側板２３の面材２３ｂおよび左側板２４の面材２４ｂは、下板２１の遥動に連動して自重により下降する。この結果、ロッド部の前端部の開口３３の形状が下向きに変形される。
【００１９】
図６は、ロッド部の下板の遥動による配光パターンの形状変化を説明するための図であり、（ａ）は標準状態における配光パターンを示し、（ｂ）は下板を下げたときの配光パターンを示す。本実施形態の光学系では、ロッド部の開口３３の形状と配光パターン４１の形状との間には中心点対称の関係が成立する。そのためロッド部の開口３３の下端縁形状は配光パターン４１の上端縁４２の形状に反映される。図示するように、ロッド部の下板２１を下げることにより、配光パターン４１の上端縁を上げることができる。
【００２０】
図７は、ロッド部の左右側板の遥動による配光パターンの形状変化を説明するための図であり、（ａ）は左側板２４を左に振ったときの配光パターンを示し、（ｂ）は標準状態における配光パターンを示し、（ｃ）は右側板２３を右に振ったときの配光パターンを示す。上記と同様の理由により、ロッド部の開口３３の右端縁および左端縁の形状は、それぞれ配光パターン４１の左端縁および右端縁の形状に反映される。図示するように、左側板２４を左に振ることにより、配光パターン４１の右端縁４３を右に振ることができ、右側板２３を右に振ることにより、配光パターン４１の左端縁４４を左に振ることができる。
【００２１】
図８は、本発明の実施の形態に係るロッドインテグレータ装置の効果確認試験の結果を示すグラフである。曲線５１は、標準状態に相当するロッド部を用いて光を照射し、水平方向の各点における照度を測定することにより得られた。また曲線５２は、右側板２３を標準位置から動かさずに左側板だけを左に振った変位状態に相当するロッド部を用いて光を照射し、水平方向の各点における照度を測定することにより得られた。これによれば、左側板だけを左に振ることにより配光パターンの左端縁の位置は維持したままで右端縁の位置を右に移動できることがわかる（符号５３）。なお左側板を左に振れば照度のピークは低下するが（符号５４）、白色ＬＥＤに流す電流を増加させることで照度のピークの低下を抑制することができる。
【００２２】
図９は、ＡＦＳを実現するための構成を示す図である。
【００２３】
制御部６６は、外部インターフェイス６５を介して操舵情報および速度情報を取得し、これらの情報に基づいて白色ＬＥＤ１３に流す電流、モータ２９、３０、３１の回転角を決定する。点灯回路６１は、制御部６６から入力されたデータに応じた電流を白色ＬＥＤ１３に流す。またドライバ６２、６３、６４は、制御部６６から入力されたデータに応じた角度だけモータ２９、３０、３１を回転させる。このような構成によりＡＦＳを実現することができる。
【００２４】
以上、本発明に係る車両用前照灯について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
（１）実施の形態では、可動構造をもつ光反射板の駆動源としてモータを採用しているが、本発明はこれに限られない。例えば、駆動源として圧電アクチュエータを採用することとしてもよい。図１０、図１１および図１２に、駆動源として圧電アクチュエータを採用した場合における動作例を示す。図１０、図１１および図１２は、それぞれ図３、図４および図５に対応しており、駆動源としてモータ２９、３０、３１に代えて圧電アクチュエータ７１、７２、７３を採用している点が相違する。現在市販されている圧電アクチュエータの可動範囲は最大０．５ｍｍ程度なので十分に利用可能である。
【００２５】
またＭＥＭＳミラーと同様の駆動方式を採用することもできる。この場合には、可動構造をもつ光反射板の自由端近辺に可動電極を設けるとともに、光反射板を保持する保持部材に可動電極に対向するように固定電極を設け、可動電極および固定電極の間に任意の電圧を印加するユニットを設けることで実現することができる。
（２）実施の形態では、すれ違いビームの配光パターンを得るため下板２１の前端縁に遮光板３２を配設しているが、本発明はこれに限られない。例えば、ロッドインテグレータ装置と投射レンズとの間に別途遮光板を設ける場合には、ロッドインテグレータ装置には遮光板は必要ない（図１３参照）。また、下板２１に段差をもたせることにより、すれ違いビームの配光パターンを得ることとしてもよい（図１４参照）。
（３）実施の形態では、遮光板３２は下板２１の前端縁に固定されているが、本発明はこれに限られない。例えば、遮光板３２に可動構造をもたせて、すれ違いビームと走行ビームとを切り替えることとしてもよい。図１５は、遮光板に可動構造をもたせた場合のロッドインテグレータ装置の動作例を示す図であり、（ａ）はすれ違いビーム状態の正面図、（ｂ）はすれ違いビーム状態の側面図、（ｃ）はすれ違いビーム状態の配光パターン、（ｄ）は走行ビーム状態の正面図、（ｅ）は走行ビーム状態の側面図、（ｆ）は走行ビーム状態の配光パターンである。遮光板３２の支軸３２ｓはモータ３４のロータに連結され、モータ３４のステータは下板２１の前端縁に固定されている。モータ３４は、支軸３２ｓを中心にして遮光板３２を起立姿勢と横臥姿勢とに起伏遥動するものである。このような構成により、ひとつの車両用前照灯で配光パターン４１の上端縁４２に段差をもたせたり、配光パターン４１の上端縁４５を平坦にしたりすることができる。
（４）実施の形態では、下板２１、右側板２３および左側板２４の３つの光反射板に可動構造をもたせているが、本発明はこれに限らず、下板２１だけに可動構造をもたせたり、右側板２３および左側板２４の２つだけに可動構造をもたせたり、下板２１、上板２２、右側板２３および左側板２４の全てに可動構造をもたせたりしてもよい。
（５）実施の形態では青色ＬＥＤと黄色蛍光体との組み合わせにより白色光を得ることとしているが、これに限らず、色温度の自由度を高めたり演色性を改善したり発光効率を高める目的で青色ＬＥＤと黄色および赤色の発光をする蛍光体の組み合わせとしてもよいし、紫外線ＬＥＤと三原色（赤色、緑色、青色）を発光する各蛍光体との組み合わせとしてもよく、橙色の発光をする蛍光体も組み合わせに含めるなどして白色光を得ることとしてもよい。また発光部として、赤色、橙色、黄色、緑色、青色などの単一スペクトル形状を有する可視光ＬＥＤを組み合わせて任意の発光色を得ることとしてもよく、また任意の発光スペクトルを持つ蛍光体とその励起用ＬＥＤと前記可視光ＬＥＤとを組み合わせるなどして任意の発光色を得ることとしてもよい。
（６）実施の形態では、発光部として半導体発光素子のひとつである白色ＬＥＤを採用しているが、本発明はこれに限られず、車両用前照灯光源として既に利用されているハロゲンランプ、ＨＩＤランプなどを採用することとしてもよい。ただし半導体発光素子を採用した場合、車両用前照灯の小型化に大きく貢献することができる。
（７）実施の形態では、光反射板の支軸はモータのロータに連結されているが、これは直接連結されることとしてもよいし、ギアやベルト等の動力伝達機構を介して間接的に連結されることとしてもよい。
（８）実施の形態では、筒状構造体は四角筒状であるが、多角筒状としてもよいし、半円筒状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は例えば自動車用の前照灯に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用前照灯に含まれる主要構成の配置関係を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図
【図２】本発明の実施の形態に係るロッドインテグレータ装置の構成を示す図
【図３】ロッド部の標準状態を説明するための図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図
【図４】ロッド部の左右側板を動かした変位状態を説明するための図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図
【図５】ロッド部の下板を動かした変位状態を説明するための図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図６】ロッド部の下板の遥動による配光パターンの形状変化を説明するための図であり、（ａ）は標準状態における配光パターン、（ｂ）は下板を下げたときの配光パターン
【図７】ロッド部の左右側板の遥動による配光パターンの形状変化を説明するための図であり、（ａ）は左側板２４を左に振ったときの配光パターン、（ｂ）は標準状態における配光パターン、（ｃ）は右側板２３を右に振ったときの配光パターン
【図８】本発明の実施の形態に係るロッドインテグレータ装置の効果確認試験の結果を示すグラフ
【図９】ＡＦＳを実現するための構成を示す図
【図１０】ロッド部の標準状態を説明するための図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図
【図１１】ロッド部の左右側板を動かした変位状態を説明するための図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図
【図１２】ロッド部の下板を動かした変位状態を説明するための図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図１３】本発明の実施の形態に係るロッドインテグレータ装置の構成を示す図
【図１４】本発明の実施の形態に係るロッドインテグレータ装置の構成を示す図
【図１５】遮光板に可動構造をもたせた場合のロッドインテグレータ装置の動作例を示す図であり、（ａ）はすれ違いビーム状態の正面図、（ｂ）はすれ違いビーム状態の側面図、（ｃ）はすれ違いビーム状態の配光パターン、（ｄ）は走行ビーム状態の正面図、（ｅ）は走行ビーム状態の側面図、（ｆ）は走行ビーム状態の配光パターン
【符号の説明】
【００２８】
１０          車両用前照灯
１１          ハウジング
１２          基台
１３          白色ＬＥＤ
１４          ロッドインテグレータ装置
１５          投射レンズ
２１          下板
２２          上板
２３          右側板
２４          左側板
２５、２６、２７            収容ケース
２８          保持部材
２９、３０、３１、３４             モータ
３２          遮光板
３３          筒状構造体であるロッド部の前端部の開口
６１          点灯回路
６２、６３、６４            ドライバ
６５          外部インターフェイス
６６          制御部
７１、７２、７３            圧電アクチュエータ
【図１】
0004676506.tif 000002
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004676506.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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