[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2013054963A - Automotive headlamp apparatus - Google Patents

Automotive headlamp apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2013054963A
JP2013054963A JP2011193226A JP2011193226A JP2013054963A JP 2013054963 A JP2013054963 A JP 2013054963A JP 2011193226 A JP2011193226 A JP 2011193226A JP 2011193226 A JP2011193226 A JP 2011193226A JP 2013054963 A JP2013054963 A JP 2013054963A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
light source
light distribution
light
projection lens
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.)
Granted
Application number
JP2011193226A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5823214B2 (en
Inventor
Masaji Kobayashi
正自 小林
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.)
Koito Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Koito Manufacturing 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
Priority to JP2011193226A priority Critical patent/JP5823214B2/en
Application filed by Koito Manufacturing Co Ltd filed Critical Koito Manufacturing Co Ltd
Priority to PCT/JP2012/005439 priority patent/WO2013031210A1/en
Priority to EP16160946.6A priority patent/EP3056385B1/en
Priority to EP12828970.9A priority patent/EP2752615A4/en
Priority to CN201510639561.0A priority patent/CN105351839B/en
Priority to CN201280042836.7A priority patent/CN103765086B/en
Priority to EP16160950.8A priority patent/EP3056803B1/en
Priority to CN201510639804.0A priority patent/CN105351840B/en
Publication of JP2013054963A publication Critical patent/JP2013054963A/en
Priority to US14/193,572 priority patent/US9494288B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5823214B2 publication Critical patent/JP5823214B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automotive headlamp apparatus capable of forming converged and diffused light-distribution patterns.SOLUTION: The automotive headlamp apparatus 10 includes a light source 14 wherein a plurality of semiconductor light-emitting elements are disposed at intervals, a projection lens 16 for projecting light emitted from the light source as a light source image in front of the vehicle, and a magnification change mechanism 22 provided on the vehicle front side of the projection lens 16 and changing a magnification of the light source image. The plurality of semiconductor light-emitting elements may be disposed in front of a focal point of the projection lens.

Description

本発明は、車両用前照灯装置に関する。   The present invention relates to a vehicle headlamp device.

従来、複数の半導体発光素子をマトリックス状に配置した光源と、集光レンズとを備え、所定の配光パターンで前方を照射するように構成されている車両用の照明装置が考案されている(例えば、特許文献1)。   2. Description of the Related Art Conventionally, an illumination device for a vehicle has been devised that includes a light source in which a plurality of semiconductor light emitting elements are arranged in a matrix and a condenser lens, and is configured to irradiate the front with a predetermined light distribution pattern ( For example, Patent Document 1).

このような照明装置は、複数の半導体発光素子の一部を選択点灯したり、点灯する際の通電量を制御することで種々の配光パターンを実現している。   Such an illuminating device realizes various light distribution patterns by selectively lighting a part of the plurality of semiconductor light-emitting elements and controlling the amount of energization at the time of lighting.

特開2001−266620号公報JP 2001-266620 A

ところで、車両用前照灯装置は、状況に応じて集光した配光パターンや拡散した配光パターンを形成できるとよい。   By the way, the vehicle headlamp apparatus may be able to form a condensed light distribution pattern or a diffused light distribution pattern depending on the situation.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、集光および拡散した配光パターンの形成が可能な車両用前照灯装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a vehicle headlamp device capable of forming a light distribution pattern that is condensed and diffused.

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、複数の半導体発光素子が互いに間隔をもって配置されている光源と、光源から出射した光を車両前方に光源像として投影する投影レンズと、投影レンズの車両前方側に設けられ、光源像の倍率を変化させる倍率変化機構と、を備える。   In order to solve the above-described problems, a vehicle headlamp device according to an aspect of the present invention includes a light source in which a plurality of semiconductor light emitting elements are arranged at intervals, and light emitted from the light source as a light source image in front of the vehicle. A projection lens for projecting; and a magnification changing mechanism that is provided on the vehicle front side of the projection lens and changes the magnification of the light source image.

この態様によると、投影レンズや光源の位置を変えずに光源像の倍率を変えることができる。   According to this aspect, the magnification of the light source image can be changed without changing the position of the projection lens or the light source.

複数の半導体発光素子は、投影レンズの焦点よりも前方に配置されていてもよい。これにより、隣接する半導体発光素子の間の暗部が、投影された光源像において目立たなくなる。   The plurality of semiconductor light emitting elements may be disposed in front of the focal point of the projection lens. Thereby, the dark part between adjacent semiconductor light emitting elements becomes inconspicuous in the projected light source image.

半導体発光素子は、その発光面が車両前方を向くように配置されていてもよい。これにより、リフレクタなどの反射部材が必要なくなる。   The semiconductor light emitting element may be arranged such that the light emitting surface faces the front of the vehicle. This eliminates the need for a reflecting member such as a reflector.

半導体発光素子は、その発光面が矩形であり、該発光面の辺が車幅方向に対して斜めになるように配置されていてもよい。これにより、斜めのカットオフラインを形成しやすくなる。また、水平方向のカットオフラインをぼかすことができる。   The semiconductor light emitting element may be arranged such that the light emitting surface is rectangular and the side of the light emitting surface is inclined with respect to the vehicle width direction. Thereby, it becomes easy to form an oblique cut-off line. Also, the horizontal cut-off line can be blurred.

倍率変化機構は、光源像の車幅方向への倍率の変化が上下方向への倍率の変化よりも大きくなるように構成されている光学系であってもよい。これにより、車幅方向の広い範囲を対象とした集光、拡散配光パターンの形成が可能となる。   The magnification change mechanism may be an optical system configured such that the change in magnification in the vehicle width direction of the light source image is larger than the change in magnification in the vertical direction. As a result, it is possible to form a light collection and diffusion light distribution pattern for a wide range in the vehicle width direction.

光学系は、アナモルフィックレンズ系であってもよい。これにより、簡易な構成で集光および拡散した配光パターンの形成が可能となる。   The optical system may be an anamorphic lens system. This makes it possible to form a light distribution pattern that is condensed and diffused with a simple configuration.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation obtained by converting the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、集光および拡散した配光パターンの形成が可能な車両用前照灯装置を実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vehicle headlamp apparatus which can form the light distribution pattern which condensed and spread | diffused is realizable.

本実施の形態に係る車両用前照灯装置の構成を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structure of the vehicle headlamp apparatus which concerns on this Embodiment. 光源として複数の半導体発光素子をマトリックス配置した車両用前照灯装置の要部を側方から見た図である。It is the figure which looked at the principal part of the vehicle headlamp apparatus which arranged the some semiconductor light-emitting element as a light source in matrix from the side. 図3(a)は、本実施の形態に係る光学系における拡散配光パターン形成時の光路を示す模式図、図3(b)は、本実施の形態に係る光学系における集光配光パターン形成時の光路を示す模式図である。FIG. 3A is a schematic diagram illustrating an optical path when a diffusion light distribution pattern is formed in the optical system according to the present embodiment, and FIG. 3B is a light collection light distribution pattern in the optical system according to the present embodiment. It is a schematic diagram which shows the optical path at the time of formation. 図4(a)〜図4(c)は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置により形成可能な配光パターンを示す図である。FIG. 4A to FIG. 4C are diagrams showing light distribution patterns that can be formed by the vehicle headlamp device according to the present embodiment. 複数のLEDチップをマトリックス配置した状態を正面から見た図である。It is the figure which looked at the state which arranged a plurality of LED chips in matrix from the front. 図6(a)は、焦点から出た光が投影レンズに入射した場合の光路を示す図、図6(b)は、焦点より後方から出た光が投影レンズに入射した場合の光路を示す図、図6(c)は、焦点より前方から出た光が投影レンズに入射した場合の光路を示す図である。6A shows an optical path when light emitted from the focal point enters the projection lens, and FIG. 6B shows an optical path when light emitted from the rear side of the focal point enters the projection lens. FIG. 6C is a diagram illustrating an optical path when light emitted from the front of the focal point enters the projection lens. 矩形のLEDチップの各辺を水平方向と平行に配置したマトリックスLEDの配列を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the arrangement | sequence of the matrix LED which has arrange | positioned each side of a rectangular LED chip in parallel with a horizontal direction. 本実施の形態の変形例に係る車両用前照灯装置の要部を側方から見た概略構成図である。It is the schematic block diagram which looked at the principal part of the vehicle headlamp apparatus which concerns on the modification of this Embodiment from the side. 図8に示す光源を正面から見たマトリックスLEDの配列を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the arrangement | sequence of matrix LED which looked at the light source shown in FIG. 8 from the front. 図10(a)は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置により形成されるロービーム配光パターンを示す図、図10(b)は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置により形成されるハイビーム配光パターンを示す図である。FIG. 10A is a view showing a low beam light distribution pattern formed by the vehicle headlamp device according to the present embodiment, and FIG. 10B is a vehicle headlamp device according to the present embodiment. It is a figure which shows the high beam light distribution pattern formed by these. 本実施の形態に係るマトリックスLEDの一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of matrix LED which concerns on this Embodiment. 図12(a)、図12(b)は、実施の形態に係るマトリックスLEDの変形例を説明するための図である。FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining a modification of the matrix LED according to the embodiment. 図13(a)〜図13(c)は、マトリックスLEDにより形成されるスポットビーム状の配光パターンを示す図である。FIG. 13A to FIG. 13C are diagrams showing spot beam-like light distribution patterns formed by matrix LEDs. 本実施の形態に係る車両用前照灯装置により形成される配光パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the light distribution pattern formed with the vehicle headlamp apparatus which concerns on this Embodiment. ヘッドライトシステムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of a headlight system. 本実施の形態に係るヘッドライトシステムにおける制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control in the headlight system which concerns on this Embodiment.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate.

近年、車両などの前照灯ユニット(ヘッドライト)の光源として、LEDなどの半導体発光素子を複数用いた装置の開発が進んでいる。図1は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置の構成を模式的に示す斜視図である。図2は、光源として複数の半導体発光素子をマトリックス配置した車両用前照灯装置の要部を側方から見た図である。   In recent years, development of devices using a plurality of semiconductor light emitting elements such as LEDs as a light source of a headlight unit (headlight) of a vehicle or the like has been progressing. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a vehicle headlamp device according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view of a main part of a vehicle headlamp device in which a plurality of semiconductor light emitting elements are arranged in a matrix as a light source.

車両用前照灯装置10は、複数の半導体発光素子としてのLEDチップ12が互いに間隔をもって配置されている光源14と、光源14から出射した光を車両前方に光源像として投影する投影レンズ16と、投影レンズの車両前方側に設けられ、光源像の倍率を変化させる倍率変化機構22と、を備える。   The vehicle headlamp device 10 includes a light source 14 in which LED chips 12 as a plurality of semiconductor light emitting elements are arranged at intervals, and a projection lens 16 that projects light emitted from the light source 14 as a light source image in front of the vehicle. And a magnification changing mechanism 22 that is provided on the vehicle front side of the projection lens and changes the magnification of the light source image.

光源14は、LED回路基板18およびヒートシンク20を有する。複数のLEDチップ12は、投影レンズ16の焦点F近傍に配置されている。図2では、投影レンズ16の焦点Fを含み、光軸Lと垂直な平面に複数のLEDチップ12が配置されている。ここで、Hは投影レンズの主点、fは焦点距離、fbはバックフォーカスを示している。   The light source 14 includes an LED circuit board 18 and a heat sink 20. The plurality of LED chips 12 are arranged in the vicinity of the focal point F of the projection lens 16. In FIG. 2, a plurality of LED chips 12 are arranged on a plane including the focal point F of the projection lens 16 and perpendicular to the optical axis L. Here, H is the principal point of the projection lens, f is the focal length, and fb is the back focus.

一般に投射型光学系の配光は、投影レンズの焦点距離、光源像のサイズと倍率により決定される。したがって、レンズの焦点距離や光源サイズなどの光学系パラメータを変更せずに基本配光を拡大したい場合には、その方法は倍率を変更するのみとなる。具体的には、光源の位置を前後させて行う。しかしながら、光源を移動させて倍率を変化させると光源のLEDチップ像が目立つため、他の方法が求められている。   In general, the light distribution of the projection optical system is determined by the focal length of the projection lens and the size and magnification of the light source image. Therefore, when it is desired to expand the basic light distribution without changing the optical system parameters such as the focal length of the lens and the light source size, the method only changes the magnification. Specifically, the position of the light source is moved back and forth. However, when the magnification is changed by moving the light source, the LED chip image of the light source becomes conspicuous, and other methods are required.

そこで、本実施の形態に係る車両用前照灯装置10は、光源14と投影レンズ16との距離が一定の状態で光源像の倍率を変化させるために、倍率変化機構22を備えている。   Therefore, the vehicle headlamp device 10 according to the present embodiment includes a magnification change mechanism 22 in order to change the magnification of the light source image while the distance between the light source 14 and the projection lens 16 is constant.

倍率変化機構22は、投影レンズ16の前方に配置され、アナモルフィックレンズ系を構成する凹レンズ24および凸レンズ26と、凸レンズ26を光軸Lと平行な方向に移動させるアクチュエータ28と、を備える。凹レンズ24および凸レンズ26のうち、投影レンズ16側に凸レンズ26が配置されている。凸レンズ26は、上下方向D1では厚みが変化せず、水平方向(車幅方向)D2では厚みが変化する形状である。また、凹レンズ24も、上下方向D1では厚みが変化せず、水平方向D2では厚みが変化する形状である。つまり、凹レンズ24および凸レンズ26は、円筒面の一部と同じまたは近似したレンズ面を有する。   The magnification changing mechanism 22 is disposed in front of the projection lens 16 and includes a concave lens 24 and a convex lens 26 that constitute an anamorphic lens system, and an actuator 28 that moves the convex lens 26 in a direction parallel to the optical axis L. Of the concave lens 24 and the convex lens 26, the convex lens 26 is disposed on the projection lens 16 side. The convex lens 26 has a shape in which the thickness does not change in the vertical direction D1 and the thickness changes in the horizontal direction (vehicle width direction) D2. The concave lens 24 also has a shape in which the thickness does not change in the vertical direction D1 and the thickness changes in the horizontal direction D2. That is, the concave lens 24 and the convex lens 26 have a lens surface that is the same as or approximate to a part of the cylindrical surface.

凸レンズ26の四隅にはガイドピン30が設けられており、1つのガイドピン30にはスクリュー30aが形成されている。アクチュエータ28は、スクリュー30aと噛み合う歯車28aを有している。そして、アクチュエータ28を動作させることで、ガイドピン30を介して凸レンズ26が光軸方向に移動する。これにより、凸レンズ26と凹レンズ24との間隔が調整される。   Guide pins 30 are provided at the four corners of the convex lens 26, and a screw 30 a is formed on one guide pin 30. The actuator 28 has a gear 28a that meshes with the screw 30a. Then, by operating the actuator 28, the convex lens 26 moves in the optical axis direction via the guide pin 30. Thereby, the space | interval of the convex lens 26 and the concave lens 24 is adjusted.

なお、光源14、投影レンズ16、凸レンズ26、凹レンズ24、アクチュエータ28等の部品を収容する灯体(不図示)を左右方向にスイブルするアクチュエータ32が車両用前照灯装置10の下部に設置されている。アクチュエータ32は、灯体全体を支持する軸34が固定されているステージ36を回転駆動する。これにより、車両用前照灯装置10が照射するビーム全体をスイブルできる。   An actuator 32 that swivels a lamp body (not shown) that houses components such as the light source 14, the projection lens 16, the convex lens 26, the concave lens 24, and the actuator 28 in the left-right direction is installed at the lower portion of the vehicle headlamp device 10. ing. The actuator 32 rotationally drives a stage 36 to which a shaft 34 that supports the entire lamp body is fixed. Thereby, the whole beam which the vehicle headlamp apparatus 10 irradiates can be swiveled.

図3(a)は、本実施の形態に係る光学系における拡散配光パターン形成時の光路を示す模式図、図3(b)は、本実施の形態に係る光学系における集光配光パターン形成時の光路を示す模式図である。   FIG. 3A is a schematic diagram illustrating an optical path when a diffusion light distribution pattern is formed in the optical system according to the present embodiment, and FIG. 3B is a light collection light distribution pattern in the optical system according to the present embodiment. It is a schematic diagram which shows the optical path at the time of formation.

車両用前照灯装置として、車速が遅い場合にはより広い範囲を照射すべく拡散配光パターンを形成し、車速が速い場合にはより遠方の範囲まで照射すべく集光配光パターンを形成する構成が求められる。また、通常の車両用前照灯装置においては、上下方向には拡散せずに水平(左右)方向のみに集光、拡散することが望まれる。   As a vehicle headlamp device, a diffused light distribution pattern is formed to illuminate a wider range when the vehicle speed is slow, and a condensed light distribution pattern is formed to illuminate a farther range when the vehicle speed is fast. The structure which performs is required. Moreover, in a normal vehicle headlamp device, it is desired that light is condensed and diffused only in the horizontal (left and right) direction without being diffused in the vertical direction.

そこで、本実施の形態に係る車両用前照灯装置10は、倍率変化機構22により凹レンズ24と凸レンズ26とのレンズ間隔を変化させることで、集光、拡散配光パターンの形成を行っている。なお、凹レンズ24および凸レンズ26の曲率半径Rが同一の場合、それらを密着させたときには、凹レンズ24から出射する光線は平行光線となる。また、凹レンズ24および凸レンズ26の曲率半径Rが同一でない場合、凸レンズ26から射出する光線の集光点を凹レンズ24の焦点位置に一致させれば集光状態となり、その位置よりも凹レンズ24と凸レンズ26との間隔を広げれば拡散状態となる。   Therefore, the vehicle headlamp device 10 according to the present embodiment changes the lens interval between the concave lens 24 and the convex lens 26 by the magnification changing mechanism 22 to form a condensing and diffusing light distribution pattern. . In addition, when the curvature radius R of the concave lens 24 and the convex lens 26 is the same, when it closely_contact | adheres, the light ray radiate | emitted from the concave lens 24 turns into a parallel ray. In addition, when the radius of curvature R of the concave lens 24 and the convex lens 26 is not the same, if the condensing point of the light beam emitted from the convex lens 26 coincides with the focal position of the concave lens 24, a condensing state is obtained. If the space | interval with 26 is expanded, it will be in a diffusion state.

例えば、図3(a)に示すように、アクチュエータ28により凸レンズ26を凹レンズ24から離間させることで、投影レンズ16を出射したビームは、上下方向での倍率は変化せず、水平方向(車幅方向)D2のみ拡大される。一方、図3(a)に示すように、アクチュエータ28により凸レンズ26を凹レンズ24に近接させることで、投影レンズ16を出射したビームは、上下方向での倍率は変化せず、水平方向(車幅方向)D2のみ集光される。なお、倍率変化機構22は、光源像の上下方向の倍率が等倍よりも大きくなる構成であってもよい。   For example, as shown in FIG. 3A, the convex lens 26 is separated from the concave lens 24 by the actuator 28, so that the beam emitted from the projection lens 16 does not change the magnification in the vertical direction, and does not change in the horizontal direction (vehicle width). Direction) Only D2 is enlarged. On the other hand, as shown in FIG. 3 (a), the convex lens 26 is brought close to the concave lens 24 by the actuator 28, so that the magnification of the beam emitted from the projection lens 16 does not change in the vertical direction, and the horizontal direction (vehicle width) Direction) Only D2 is collected. The magnification changing mechanism 22 may have a configuration in which the magnification in the vertical direction of the light source image is larger than the same magnification.

図4(a)〜図4(c)は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置により形成可能な配光パターンを示す図である。図4(a)に示す配光パターンPcは、集光配光パターンを示す。図4(b)に示す配光パターンPdは、拡散配光パターンを示す。図4(c)に示す配光パターンPsは、集光配光パターンをスイブルした状態の配光パターンを示す。   FIG. 4A to FIG. 4C are diagrams showing light distribution patterns that can be formed by the vehicle headlamp device according to the present embodiment. A light distribution pattern Pc shown in FIG. 4A indicates a light collection light distribution pattern. A light distribution pattern Pd shown in FIG. 4B shows a diffused light distribution pattern. A light distribution pattern Ps shown in FIG. 4C shows a light distribution pattern in a state where the light collection light distribution pattern is swiveled.

このように、車両用前照灯装置10は、投影レンズ16や光源14の位置を変えずに光源像の倍率を変えることができ、集光および拡散した配光パターンの形成が可能となる。また、倍率変化機構22には、光源像の車幅方向への倍率の変化が上下方向への倍率の変化よりも大きくなるように構成されている光学系が好適である。これにより、車幅方向の広い範囲を対象とした集光、拡散配光パターンの形成が可能となる。また、本実施の形態では、光学系としてアナモルフィックレンズ(anamorphic lens)系を採用している。これにより、簡易な構成で集光および拡散した配光パターンの形成が可能となる。なお、光学系としては、アナモルフィックレンズ系に限らず、本願発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の光学系の採用が可能である。   Thus, the vehicular headlamp device 10 can change the magnification of the light source image without changing the position of the projection lens 16 and the light source 14, and can form a condensed and diffused light distribution pattern. The magnification changing mechanism 22 is preferably an optical system configured such that the change in magnification in the vehicle width direction of the light source image is larger than the change in magnification in the vertical direction. As a result, it is possible to form a light collection and diffusion light distribution pattern for a wide range in the vehicle width direction. In this embodiment, an anamorphic lens system is used as the optical system. This makes it possible to form a light distribution pattern that is condensed and diffused with a simple configuration. The optical system is not limited to an anamorphic lens system, and various optical systems can be employed without departing from the scope of the present invention.

次に、光源の構成や位置に関して、より好ましい形態について説明する。   Next, a more preferable form is demonstrated regarding the structure and position of a light source.

図5は、複数のLEDチップをマトリックス配置した状態を正面から見た図である。このようにマトリックス配置した複数のLEDチップ(以下、「マトリックスLED」と称する。)からなる光源を車両前方に向け、その前方に投影レンズを配置した光学系は、焦点Fを含む平面上のLEDチップの輝度分布が前方に投射される。したがって、LEDチップが複数であればスクリーン上にそのLEDチップ群の輝度分布が投影される。しかしながら、このようなマトリックスLEDを用いたヘッドランプでは以下の点で改善の余地がある。   FIG. 5 is a front view of a plurality of LED chips arranged in a matrix. An optical system in which a light source composed of a plurality of LED chips (hereinafter referred to as “matrix LEDs”) arranged in a matrix in this way is directed to the front of the vehicle and a projection lens is arranged in front of the light source. The luminance distribution of the chip is projected forward. Therefore, if there are a plurality of LED chips, the luminance distribution of the LED chip group is projected on the screen. However, headlamps using such matrix LEDs have room for improvement in the following respects.

(1)LEDチップ間の暗部(図5に示す隙間g1、g2に対応)がスクリーン上で目立つ。このような暗部は、運転者の視認性を部分的に低下させる。例えば、道路前方に衝立があった場合には、そこに矩形の模様が現れる。また、路面に縞模様が現れる場合もある。   (1) Dark portions between LED chips (corresponding to the gaps g1 and g2 shown in FIG. 5) are conspicuous on the screen. Such a dark part partially reduces the visibility of the driver. For example, when there is a partition in front of the road, a rectangular pattern appears there. Moreover, a striped pattern may appear on the road surface.

(2)ロービーム配光パターンに必要な斜め(45度)カットオフラインのZ配光を形成しづらい。また、カットオフライン近傍をぼかせない。   (2) It is difficult to form an oblique (45 degrees) cutoff offline Z light distribution necessary for the low beam light distribution pattern. In addition, the vicinity of the cut-off line is not blurred.

次に、投影レンズによる結像について説明する。図6(a)は、焦点から出た光が投影レンズに入射した場合の光路を示す図、図6(b)は、焦点より後方から出た光が投影レンズに入射した場合の光路を示す図、図6(c)は、焦点より前方から出た光が投影レンズに入射した場合の光路を示す図である。   Next, image formation by the projection lens will be described. 6A shows an optical path when light emitted from the focal point enters the projection lens, and FIG. 6B shows an optical path when light emitted from the rear side of the focal point enters the projection lens. FIG. 6C is a diagram illustrating an optical path when light emitted from the front of the focal point enters the projection lens.

図6(a)に示すように、焦点F上に光源(物体)を設置するとその像は無限遠に結像する。実際の投影レンズの焦点距離は30〜50mm程度であり、この焦点距離と比較すると、結像スクリーンまでの距離(10mまたは25m)は無限遠といえる。そのため、スクリーン上には光源の輝度分布がほぼそのまま投影され、LEDチップ間の暗部が目立つ。   As shown in FIG. 6A, when a light source (object) is placed on the focal point F, the image is formed at infinity. The actual focal length of the projection lens is about 30 to 50 mm. Compared with this focal length, the distance to the imaging screen (10 m or 25 m) can be said to be infinite. Therefore, the luminance distribution of the light source is projected as it is on the screen, and the dark part between the LED chips is conspicuous.

また、図6(b)に示すように、焦点Fの後側に光源を設置した場合、光源の像は倍率b/aの実像となるため、依然としてLEDチップ間の暗部は目立つ。   As shown in FIG. 6B, when a light source is installed on the rear side of the focal point F, the dark portion between the LED chips is still conspicuous because the image of the light source is a real image with a magnification of b / a.

一方、図6(c)に示すように、焦点Fの前側に光源を設置した場合、光源の像は虚像となりスクリーンには結像しない。なお、光源を投影レンズに接近させすぎると、投影レンズの機能をなさず、所望の配光も形成することが困難となる。   On the other hand, as shown in FIG. 6C, when the light source is installed in front of the focal point F, the image of the light source becomes a virtual image and does not form on the screen. If the light source is too close to the projection lens, it does not function as a projection lens and it is difficult to form a desired light distribution.

本発明者は、このような知見に基づいて鋭意検討した結果、マトリックスLEDの輝度ムラを目立たなくさせるためには、焦点より前側で、かつ、極力焦点近傍にLEDチップを配置することで光源の像を虚像とすることが好ましい点に想到した。また、虚像の倍率は極力大きい方がよい点にも想到した。そこで、虚像の倍率を以下に求める。   As a result of intensive studies based on such knowledge, the present inventor has made it possible to make the luminance unevenness of the matrix LED inconspicuous by arranging the LED chip in front of the focus and in the vicinity of the focus as much as possible. It came to the point that it is preferable to make an image into a virtual image. Also, the inventors have conceived that the virtual image magnification should be as large as possible. Therefore, the magnification of the virtual image is obtained as follows.

図6(c)に示すように、物体(光源)と投影レンズとの距離をa、焦点距離をfとすると、結像位置(結像距離b)は、近軸光学系の結像式である式(1)で表される。
1/f=1/a−1/b・・・式(1)
As shown in FIG. 6C, when the distance between the object (light source) and the projection lens is a and the focal length is f, the imaging position (imaging distance b) is an imaging formula of a paraxial optical system. It is represented by a certain formula (1).
1 / f = 1 / a-1 / b (1)

ここで、距離aをf/2、2f/3、3f/4、4f/5、9f/10、19f/20としたときの、虚像の結像距離bと倍率b/aを表1に示す。   Table 1 shows the imaging distance b and magnification b / a of the virtual image when the distance a is f / 2, 2f / 3, 3f / 4, 4f / 5, 9f / 10, and 19f / 20. .

Figure 2013054963
Figure 2013054963

図6(c)に示すように、光源からの射出光線はあたかも虚像位置より出射するように進む。したがって、スクリーン上の輝度分布は倍率が高いほど複数の半導体発光素子(LEDチップ)が重ね合わさるようになり、スクリーン上のムラが目立たなくなる。   As shown in FIG. 6C, the light emitted from the light source proceeds as if it is emitted from the virtual image position. Therefore, as the luminance distribution on the screen is higher, a plurality of semiconductor light emitting elements (LED chips) are overlapped, and the unevenness on the screen becomes inconspicuous.

次に、前述のロービーム配光パターンに必要な斜めカットオフラインを形成しづらい点や、カットオフライン近傍をぼかせない点について説明する。図7は、矩形のLEDチップの各辺を水平方向と平行に配置したマトリックスLEDの配列を示す模式図である。   Next, a description will be given of a point where it is difficult to form an oblique cutoff line necessary for the above-described low beam light distribution pattern and a point where the vicinity of the cutoff line is not blurred. FIG. 7 is a schematic diagram showing an array of matrix LEDs in which each side of a rectangular LED chip is arranged in parallel with the horizontal direction.

図7に示すマトリックスLEDの場合、点線で囲まれている領域R1のLEDチップを点灯させ、それ以外のLEDチップを消灯しても、45度の斜めカットオフラインを有するZ配光は形成できない。仮に、図7に示すようなLEDチップの配列でZ配光を実現するためには、更にLEDチップの個数を増加させ、擬似的に斜めカットオフラインを形成する必要がある。しかしながら、そのような場合には、マトリックスLEDのサイズが増大するため、投影レンズの焦点距離を長くする必要があり、結果的に灯具サイズの拡大を招く。そこで、発明者は、これらの問題を鋭意検討し、後述するレイアウトのマトリックスLEDを採用することに想到した。   In the case of the matrix LED shown in FIG. 7, even if the LED chip in the region R1 surrounded by the dotted line is turned on and the other LED chips are turned off, a Z light distribution having an oblique cutoff line of 45 degrees cannot be formed. To realize the Z light distribution with the LED chip arrangement as shown in FIG. 7, it is necessary to further increase the number of LED chips and form an oblique cut-off line in a pseudo manner. However, in such a case, since the size of the matrix LED increases, it is necessary to increase the focal length of the projection lens, resulting in an increase in lamp size. Therefore, the inventor diligently studied these problems and came up with the idea of adopting a matrix LED having a layout described later.

そこで、前述の車両用前照灯装置における光源の位置やLEDチップの配列を更に改良した変形例の構成について以下に説明する。   Therefore, a configuration of a modified example in which the position of the light source and the arrangement of the LED chips in the vehicle headlamp device described above are further improved will be described below.

図8は、本実施の形態の変形例に係る車両用前照灯装置10の要部を側方から見た概略構成図である。図8に示す光源14では、複数のLEDチップ12は、投影レンズ16の焦点Fよりも前方に配置されている。   FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a main part of a vehicle headlamp device 10 according to a modification of the present embodiment as viewed from the side. In the light source 14 shown in FIG. 8, the plurality of LED chips 12 are arranged in front of the focal point F of the projection lens 16.

したがって、本実施の形態に係る車両用前照灯装置10においては、前述のように、光源像が虚像として前方に投影されるため、隣接するLEDチップ12の間の暗部が、投影された光源像において目立たなくなる。なお、複数のLEDチップ12は、その発光面が車両前方を向くように配置されている。これにより、リフレクタなどの反射部材が必要なくなる。   Therefore, in the vehicle headlamp device 10 according to the present embodiment, as described above, since the light source image is projected forward as a virtual image, the dark portion between the adjacent LED chips 12 is the projected light source. Disappears in the image. In addition, the some LED chip 12 is arrange | positioned so that the light emission surface may face the vehicle front. This eliminates the need for a reflecting member such as a reflector.

図9は、図8に示す光源を正面から見たマトリックスLEDの配列を示す模式図である。図9に示すマトリックスLEDでは、発光面が矩形のLEDチップの各辺が水平方向(車幅方向)に対して斜め(水平に対して45度)になるように各LEDチップが配置されている。   FIG. 9 is a schematic diagram showing an array of matrix LEDs when the light source shown in FIG. 8 is viewed from the front. In the matrix LED shown in FIG. 9, each LED chip is disposed so that each side of the LED chip having a rectangular light emitting surface is inclined (45 degrees with respect to the horizontal) with respect to the horizontal direction (vehicle width direction). .

このようなマトリックスLEDの場合、点線で囲まれている領域R2のLEDチップを点灯させ、それ以外のLEDチップを消灯すると、点灯しているLEDチップ12a〜12cによって、明瞭な45度の斜めカットオフラインが形成される。また、点灯しているLEDチップの領域R2の上縁は、ノコギリ歯形状となっているため、水平方向のカットオフラインをぼかすことができる。   In the case of such a matrix LED, when the LED chip in the region R2 surrounded by the dotted line is turned on and the other LED chips are turned off, the LED chips 12a to 12c that are lit are clearly inclined at 45 degrees. Offline is formed. Moreover, since the upper edge of the region R2 of the LED chip that is lit has a sawtooth shape, the horizontal cut-off line can be blurred.

図10(a)は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置により形成されるロービーム配光パターンを示す図、図10(b)は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置により形成されるハイビーム配光パターンを示す図である。図9に示すマトリックスLEDのうち、領域R2に配置されているLEDチップを点灯することで、図10(a)に示すように、マトリックスLEDからなる光源によって、Z配光のロービーム配光パターンPLが形成される。また、図9に示すマトリックスLEDの全てを点灯することで、図10(b)に示すハイビーム配光パターンPHが形成される。   FIG. 10A is a view showing a low beam light distribution pattern formed by the vehicle headlamp device according to the present embodiment, and FIG. 10B is a vehicle headlamp device according to the present embodiment. It is a figure which shows the high beam light distribution pattern formed by these. By turning on the LED chips arranged in the region R2 among the matrix LEDs shown in FIG. 9, as shown in FIG. 10 (a), the low-beam light distribution pattern PL of the Z light distribution is obtained by the light source composed of the matrix LEDs. Is formed. Further, by turning on all the matrix LEDs shown in FIG. 9, a high beam light distribution pattern PH shown in FIG. 10B is formed.

次に、LEDチップの大きさと各LEDチップ間の間隔とに応じた適切な虚像の倍率について説明する。図11は、本実施の形態に係るマトリックスLEDの一部を拡大した図である。図11で、WはLEDチップのサイズ、Pは近接するLEDチップのピッチ間隔、PhはLEDチップの水平方向のピッチ間隔、PvはLEDチップの垂直方向のピッチ間隔である。   Next, an appropriate virtual image magnification according to the size of the LED chip and the interval between the LED chips will be described. FIG. 11 is an enlarged view of a part of the matrix LED according to the present embodiment. In FIG. 11, W is the size of the LED chip, P is the pitch interval between adjacent LED chips, Ph is the pitch interval in the horizontal direction of the LED chip, and Pv is the pitch interval in the vertical direction of the LED chip.

この場合、虚像の倍率は、少なくともP/W倍が必要である。例えば、チップサイズWが1mm□、ピッチ3mmとすればP/W=3であり、投影レンズによる結像倍率は少なくとも3倍必要である。それを実現する物体位置(距離)は、表1より2f/3となる。   In this case, the magnification of the virtual image needs to be at least P / W times. For example, if the chip size W is 1 mm □ and the pitch is 3 mm, P / W = 3, and the imaging magnification by the projection lens must be at least 3 times. The object position (distance) for realizing this is 2f / 3 from Table 1.

したがって、LEDチップは、投影レンズより焦点距離fの2/3の位置から焦点Fの位置の間に設置する必要がある。しかし、焦点F上にLEDチップを設置するとスクリーン上には輝度ムラが目立ち始める。   Therefore, it is necessary to install the LED chip between the position of 2/3 of the focal length f and the position of the focal point F from the projection lens. However, when an LED chip is placed on the focal point F, uneven brightness starts to appear on the screen.

そこで、LEDチップは、投影レンズ16の焦点距離をf[mm]、LEDチップの発光面の一辺をW[mm]、一のLEDチップと隣接している他のLEDチップとのピッチをP[mm]とすると、LEDチップと投影レンズ16との距離が((P−W)/P)×f以上となるように配置されているとよい。   Therefore, in the LED chip, the focal length of the projection lens 16 is f [mm], one side of the light emitting surface of the LED chip is W [mm], and the pitch between one LED chip and another adjacent LED chip is P [ mm], the distance between the LED chip and the projection lens 16 is preferably ((P−W) / P) × f or more.

なお、P/W=3の場合、LEDチップの設置誤差Sも含めて考えれば、LEDチップ位置は投影レンズより2f/3からf−Sまでの間に設置すればよい。実際には、量産性を考慮し実際のP/Wより大きな倍率となるような位置に光源を設置するとよい。また、設置誤差Sは、製造精度の標準偏差σを考慮して適宜に設定すればよい。   In the case of P / W = 3, considering the LED chip installation error S, the LED chip position may be installed between 2f / 3 and f-S from the projection lens. In practice, the light source is preferably installed at a position where the magnification is larger than the actual P / W in consideration of mass productivity. Further, the installation error S may be set as appropriate in consideration of the standard deviation σ of manufacturing accuracy.

上述のように、マトリックスLEDは投影レンズの焦点位置Fより前方(投影レンズ側)に設置するとよい。マトリックスLEDの設置範囲は、LEDチップサイズをW、ピッチ(チップの設置間隔)をPとしたとき、投影レンズによる虚像の倍率がP/Wより大きく、50倍より小さな倍率の位置(f=50のとき、a=49)の範囲が好ましい。   As described above, the matrix LED may be installed in front of the focal position F of the projection lens (on the projection lens side). The matrix LED is installed at a position where the magnification of the virtual image by the projection lens is larger than P / W and smaller than 50 times (f = 50), where the LED chip size is W and the pitch (chip spacing) is P. In this case, the range of a = 49) is preferable.

詳述すると、LEDチップは、投影レンズ16の焦点距離をf[mm]とすると、LEDチップ12と投影レンズ16との距離が0.98f以下となるように配置されているとよい。これにより、マトリックスLEDのチップ間の暗部を目立たなくすることができる。なお、マトリックスLEDにおいて、隣接するLEDチップまでの間隔が縦方向と横方向とで異なる場合、ピッチ間隔Pは広い(Pが大きい)方で設定する。   Specifically, the LED chip may be arranged so that the distance between the LED chip 12 and the projection lens 16 is 0.98 f or less, where f [mm] is the focal length of the projection lens 16. Thereby, the dark part between the chips of the matrix LED can be made inconspicuous. In the matrix LED, when the distance to adjacent LED chips is different in the vertical direction and the horizontal direction, the pitch interval P is set to be wider (P is larger).

なお、マトリックスLEDは、LEDチップの水平方向のピッチ間隔Phが、垂直方向ピッチ間隔Pv以上であるとよい。これにより、Z配光形状を更に明瞭にすることができる。また、鉛直方向に光束密度を高めることができることから、ヘッドライトに適した横長の配光パターンが形成しやすくなる。   In the matrix LED, the horizontal pitch interval Ph of the LED chips may be greater than or equal to the vertical pitch interval Pv. Thereby, the Z light distribution shape can be further clarified. In addition, since the light flux density can be increased in the vertical direction, it is easy to form a horizontally long light distribution pattern suitable for a headlight.

このように、本実施の形態に係る車両用前照灯装置10は、光源にマトリックスLEDを採用した投影型のヘッドランプであり、前方監視センサからの前方車両の存在状況に基づいて、マトリックスLEDの点灯部位若しくは点灯電流を設定することが可能であり、一般的なロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターンに加えて、様々な配光パターンの実現が可能である。   Thus, the vehicle headlamp device 10 according to the present embodiment is a projection type headlamp that employs a matrix LED as a light source, and is based on the presence state of the front vehicle from the front monitoring sensor. It is possible to set the lighting part or the lighting current, and various light distribution patterns can be realized in addition to the general low-beam light distribution pattern and high-beam light distribution pattern.

次に、マトリックスLEDを使用した配光可変型ヘッドランプシステムの変形例について説明する。図12(a)、図12(b)は、実施の形態に係るマトリックスLEDの変形例を説明するための図である。図13(a)〜図13(c)は、マトリックスLEDにより形成されるスポットビーム状の配光パターンを示す図である。   Next, a modification of the variable light distribution headlamp system using the matrix LED will be described. FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining a modification of the matrix LED according to the embodiment. FIG. 13A to FIG. 13C are diagrams showing spot beam-like light distribution patterns formed by matrix LEDs.

図12(a)、図12(b)に示すように、変形例に係るマトリックスLEDは、LEDチップを4〜10個程度使用する。例えば、マトリックスLEDは、図12(a)に示すように配列され、スポットビーム状の配光パターンを形成するように構成されている。この場合、図13(a)に示すような矩形のスポットビーム状の配光パターンP1となる。この配光パターンP1を、図13(b)に示すように、曲路で水平方向に移動させてもよい。   As shown in FIGS. 12A and 12B, the matrix LED according to the modification uses about 4 to 10 LED chips. For example, the matrix LEDs are arranged as shown in FIG. 12A and are configured to form a spot beam-like light distribution pattern. In this case, the light distribution pattern P1 has a rectangular spot beam shape as shown in FIG. As shown in FIG. 13B, the light distribution pattern P1 may be moved in the horizontal direction along a curved path.

また、マトリックスLEDは、図12(b)に示すように一部のLEDチップ12dが菱形配置となるように配列され、スポットビーム状の配光パターンを形成するように構成されていてもよい。この場合、図13(c)に示すような横長楕円のスポットビーム状の配光パターンP2が形成しやすくなる。   In addition, the matrix LEDs may be configured such that a part of the LED chips 12d are arranged in a rhombus arrangement as shown in FIG. 12B to form a spot beam-like light distribution pattern. In this case, it becomes easy to form a light distribution pattern P2 having a horizontally long elliptical spot beam shape as shown in FIG.

図14は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置により形成される配光パターンの一例を示す図である。本実施の形態に係る車両用前照灯装置10は、図14に示すように、一部の領域R3を照射しない配光パターンPH’を形成することができる。これにより、前方車両にグレアを与えないようにしながら、車両前方の視認性を確保することができる。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a light distribution pattern formed by the vehicle headlamp device according to the present embodiment. As shown in FIG. 14, the vehicle headlamp apparatus 10 according to the present embodiment can form a light distribution pattern PH ′ that does not irradiate a part of the region R3. Thereby, the visibility ahead of a vehicle is securable, without giving glare to a preceding vehicle.

(制御システム構成)
次に、ヘッドライトの制御システムの構成について説明する。図15は、ヘッドライトシステムの概略構成を示すブロック図である。
(Control system configuration)
Next, the configuration of the headlight control system will be described. FIG. 15 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the headlight system.

ヘッドライトシステム100は、左右それぞれの車両用前照灯装置10、配光制御ECU102、前方監視ECU104等を備えている。車両用前照灯装置10は、前述のようにマトリックスLEDからなる光源14と、投影レンズ16と、それらを収容する灯体とを有する。また、各車両用前照灯装置10には、凸レンズ26の移動や灯体をスイブルする駆動装置(ACT)106が接続されている。駆動装置106は、前述のアクチュエータ28やアクチュエータ32が相当する。   The headlight system 100 includes left and right vehicle headlamp devices 10, a light distribution control ECU 102, a front monitoring ECU 104, and the like. As described above, the vehicle headlamp device 10 includes the light source 14 made of a matrix LED, the projection lens 16, and a lamp body that houses them. Each vehicle headlamp device 10 is connected to a driving device (ACT) 106 that moves the convex lens 26 and swivels the lamp body. The driving device 106 corresponds to the actuator 28 or the actuator 32 described above.

前方監視ECU104は、車載カメラ108、レーダ110、車速センサ112などの各種センサが接続されている。前方監視ECU104は、センサから取得した撮像データを画像処理し、前方車両(対向車や先行車)やその他の路上光輝物体、そして区画線(レーンマーク)を検出し、それらの属性や位置など配光制御に必要なデータを算出する。算出されたデータは、車内LANなどを介して配光制御ECU102や各種車載機器に発信される。   The forward monitoring ECU 104 is connected to various sensors such as an in-vehicle camera 108, a radar 110, and a vehicle speed sensor 112. The forward monitoring ECU 104 performs image processing on the imaging data acquired from the sensor, detects a forward vehicle (an oncoming vehicle or a preceding vehicle), other shining objects on the road, and lane markings (lane marks), and arranges their attributes and positions. Data necessary for light control is calculated. The calculated data is transmitted to the light distribution control ECU 102 and various in-vehicle devices via an in-vehicle LAN.

配光制御ECU102は、車速センサ112、舵角センサ114、GPSナビゲーション116、ヘッドランプスイッチ118などが接続されている。配光制御ECU102は、前方監視ECU104から送出されてくる路上光輝物体の属性(対向車、先行車、反射器、道路照明)、その位置(前方、側方)と車速に基づいて、その走行場面に対応した配光パターンを決定する。例えば、配光制御ECU102は、形成すべき配光パターンとして、車速が速い場合は集光配光パターンを、車速が低い場合は拡散配光パターンを決定する。そして、配光制御ECU102は、その配光パターンを実現するために必要な配光可変ヘッドランプの制御量を決定する。ここで、制御量は、例えば、上下・左右ビーム移動量、マスキング部分(遮光領域)の位置と範囲、凸レンズ26の移動量などである。   The light distribution control ECU 102 is connected to a vehicle speed sensor 112, a steering angle sensor 114, a GPS navigation 116, a headlamp switch 118, and the like. The light distribution control ECU 102 determines the traveling scene based on the attribute (oncoming vehicle, preceding vehicle, reflector, road lighting), the position (front, side), and the vehicle speed of the bright object sent from the front monitoring ECU 104. The light distribution pattern corresponding to is determined. For example, the light distribution control ECU 102 determines the light distribution pattern to be formed when the vehicle speed is high and the diffusion light distribution pattern when the vehicle speed is low as the light distribution pattern to be formed. Then, the light distribution control ECU 102 determines a control amount of the light distribution variable headlamp necessary for realizing the light distribution pattern. Here, the control amount is, for example, the vertical / left / right beam movement amount, the position and range of the masking portion (light-shielding region), the movement amount of the convex lens 26, and the like.

また、配光制御ECU102は、駆動装置106や、マトリックスLEDの各LEDチップの制御内容(点消灯、投入電力など)を決定する。なお、駆動装置106には、配光可変ランプユニットを上下・左右方向などに駆動するメカ式の駆動装置を用いることができる。ドライバ120は、配光制御ECU102からの制御量の情報を、駆動装置106や配光制御素子の動作に対応した命令に変換すると共にそれらを制御する。   In addition, the light distribution control ECU 102 determines the control contents (lights on / off, input power, etc.) of the driving device 106 and each LED chip of the matrix LED. The driving device 106 may be a mechanical driving device that drives the variable light distribution lamp unit in the vertical and horizontal directions. The driver 120 converts control amount information from the light distribution control ECU 102 into instructions corresponding to the operations of the driving device 106 and the light distribution control element and controls them.

(制御フローチャート)
図16は、本実施の形態に係るヘッドライトシステムにおける制御の一例を示すフローチャートである。
(Control flowchart)
FIG. 16 is a flowchart showing an example of control in the headlight system according to the present embodiment.

図16に示す処理は、ヘッドランプスイッチなどにより選択された場合や、各種センサの情報に基づいて所定の状況(夜間走行やトンネル内走行)が認識された場合に、所定の間隔で繰り返し実行される。   The process shown in FIG. 16 is repeatedly executed at predetermined intervals when selected by a headlamp switch or when a predetermined situation (night driving or traveling in a tunnel) is recognized based on information from various sensors. The

はじめに、配光制御ECU102や前方監視ECU104は、カメラや各種センサ、スイッチなどから必要なデータを取得する(S10)。データは、例えば、車両前方の画像、車速、車間距離、走路の形状、ハンドルの舵角、ヘッドランプスイッチにより選択されている配光パターンなどのデータである。   First, the light distribution control ECU 102 and the front monitoring ECU 104 acquire necessary data from a camera, various sensors, switches, and the like (S10). The data is, for example, data such as an image ahead of the vehicle, a vehicle speed, a distance between vehicles, a shape of a running road, a steering angle of a steering wheel, a light distribution pattern selected by a headlamp switch, and the like.

前方監視ECU104は、取得したデータに基づいてデータ処理1を行う(S12)。データ処理1により、車両前方の光輝物体の属性(信号灯、照明灯、デリニエータなど)や、車両の属性(対向車、先行車)、車速、車間距離、輝物体の輝度、道路形状(車線幅、直線路、曲路)などのデータが算出される。   The forward monitoring ECU 104 performs data processing 1 based on the acquired data (S12). By data processing 1, attributes of bright objects in front of the vehicle (signal lights, illumination lights, delineators, etc.), vehicle attributes (oncoming vehicles, preceding vehicles), vehicle speed, inter-vehicle distance, brightness of bright objects, road shape (lane width, Data such as straight roads and curved roads) are calculated.

次に、配光制御ECU102は、データ処理1で算出されたデータに基づいてデータ処理2を行い(S14)、適切な配光パターンを選択する。選択される制御配光パターンは、例えば、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターン、ADB(Adaptive Driving Beam)、集光配光パターン、拡散配光パターンなどである。また、選択された配光パターンに応じて、LEDチップの点消灯や投入電力の制御量が決定される。   Next, the light distribution control ECU 102 performs data processing 2 based on the data calculated in the data processing 1 (S14), and selects an appropriate light distribution pattern. The selected control light distribution pattern is, for example, a low beam light distribution pattern, a high beam light distribution pattern, an ADB (Adaptive Driving Beam), a condensing light distribution pattern, a diffusion light distribution pattern, or the like. Further, the LED chip is turned on and off, and the control amount of input power is determined according to the selected light distribution pattern.

なお、ADBが選択された場合(S16のYes)、配光制御ECU102によりデータ処理3が行われる(S18)。データ処理3では、例えば、ADB制御による照明エリアや遮光エリア、照明光量、照射方向が決定される。また、これらの情報に加えてデータ処理1で算出されたデータに基づいてAFS(Adaptive Front-Lighting System)制御も可能である。AFS制御とは、曲路や走行地域(市街地、郊外、高速道路)、天候に応じて配光を制御するものである。なお、ADBが選択されていない場合(S16のNo)、ステップS18はスキップされる。   If ADB is selected (Yes in S16), data processing 3 is performed by the light distribution control ECU 102 (S18). In the data processing 3, for example, an illumination area and a light shielding area by the ADB control, an illumination light amount, and an irradiation direction are determined. In addition to these pieces of information, AFS (Adaptive Front-Lighting System) control is also possible based on the data calculated in the data processing 1. AFS control is to control light distribution according to a curved road, a traveling area (city area, suburb, highway), and weather. If ADB is not selected (No in S16), step S18 is skipped.

次に、配光制御ECU102は、データ処理4においてドライバ用にデータを変換し(S20)、配光制御素子やアクチュエータ(ACT)を駆動する(S22)ことで、ADB制御やスイブル制御を行う。   Next, the light distribution control ECU 102 converts data for the driver in the data processing 4 (S20), and drives the light distribution control element and the actuator (ACT) (S22), thereby performing ADB control and swivel control.

以上、本発明を実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。   The present invention has been described above with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention also relates to a combination or replacement of the configuration of the embodiment as appropriate. Is included. In addition, it is possible to appropriately change the combination and processing order in the embodiment based on the knowledge of those skilled in the art and to add various modifications such as various design changes to the embodiment. The described embodiments can also be included in the scope of the present invention.

10 車両用前照灯装置、 12 LEDチップ、 14 光源、 16 投影レンズ、 22 倍率変化機構、 24 凹レンズ、 26 凸レンズ、 28 アクチュエータ、 28a 歯車、 30 ガイドピン、 30a スクリュー、 32 アクチュエータ、 100 ヘッドライトシステム、 102 配光制御ECU、 104 前方監視ECU、 106 駆動装置、 108 車載カメラ、 110 レーダ、 112 車速センサ、 114 舵角センサ、 116 GPSナビゲーション、 118 ヘッドランプスイッチ、 120 ドライバ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle headlamp apparatus, 12 LED chip, 14 Light source, 16 Projection lens, 22 Magnification change mechanism, 24 Concave lens, 26 Convex lens, 28 Actuator, 28a Gear, 30 Guide pin, 30a Screw, 32 Actuator, 100 Headlight system , 102 light distribution control ECU, 104 forward monitoring ECU, 106 driving device, 108 vehicle-mounted camera, 110 radar, 112 vehicle speed sensor, 114 steering angle sensor, 116 GPS navigation, 118 headlamp switch, 120 driver.

Claims (6)

複数の半導体発光素子が互いに間隔をもって配置されている光源と、
前記光源から出射した光を車両前方に光源像として投影する投影レンズと、
前記投影レンズの車両前方側に設けられ、光源像の倍率を変化させる倍率変化機構と、
を備えることを特徴とする車両用前照灯装置。
A light source in which a plurality of semiconductor light emitting elements are arranged at intervals, and
A projection lens that projects light emitted from the light source as a light source image in front of the vehicle;
A magnification change mechanism that is provided on the vehicle front side of the projection lens and changes the magnification of the light source image;
A vehicle headlamp device comprising:
前記複数の半導体発光素子は、前記投影レンズの焦点よりも前方に配置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装置。   The vehicle headlamp device according to claim 1, wherein the plurality of semiconductor light emitting elements are disposed in front of a focal point of the projection lens. 前記半導体発光素子は、その発光面が車両前方を向くように配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用前照灯装置。   The vehicle headlamp device according to claim 1, wherein the semiconductor light emitting element is disposed such that a light emitting surface thereof faces the front of the vehicle. 前記半導体発光素子は、その発光面が矩形であり、該発光面の辺が車幅方向に対して斜めになるように配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の車両用前照灯装置。   4. The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein a light emitting surface of the semiconductor light emitting element is rectangular, and a side of the light emitting surface is inclined with respect to a vehicle width direction. The vehicle headlamp device described in 1. 前記倍率変化機構は、光源像の車幅方向への倍率の変化が上下方向への倍率の変化よりも大きくなるように構成されている光学系であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の車両用前照灯装置。   5. The optical system according to claim 1, wherein the magnification change mechanism is an optical system configured such that a change in magnification in the vehicle width direction of the light source image is larger than a change in magnification in the vertical direction. The vehicle headlamp device according to any one of the preceding claims. 前記光学系は、アナモルフィックレンズ系であることを特徴とする請求項5に記載の車両用前照灯装置。   The vehicular headlamp apparatus according to claim 5, wherein the optical system is an anamorphic lens system.
JP2011193226A 2011-09-01 2011-09-05 Vehicle headlamp device Active JP5823214B2 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011193226A JP5823214B2 (en) 2011-09-05 2011-09-05 Vehicle headlamp device
EP16160946.6A EP3056385B1 (en) 2011-09-01 2012-08-29 Automotive headlamp apparatus
EP12828970.9A EP2752615A4 (en) 2011-09-01 2012-08-29 Automotive headlamp apparatus
CN201510639561.0A CN105351839B (en) 2011-09-01 2012-08-29 Vehicle headlamp apparatus
PCT/JP2012/005439 WO2013031210A1 (en) 2011-09-01 2012-08-29 Automotive headlamp apparatus
CN201280042836.7A CN103765086B (en) 2011-09-01 2012-08-29 Vehicle headlamp apparatus
EP16160950.8A EP3056803B1 (en) 2011-09-01 2012-08-29 Automotive headlamp apparatus
CN201510639804.0A CN105351840B (en) 2011-09-01 2012-08-29 Vehicle headlamp apparatus
US14/193,572 US9494288B2 (en) 2011-09-01 2014-02-28 Automotive headlamp apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011193226A JP5823214B2 (en) 2011-09-05 2011-09-05 Vehicle headlamp device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013054963A true JP2013054963A (en) 2013-03-21
JP5823214B2 JP5823214B2 (en) 2015-11-25

Family

ID=48131767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011193226A Active JP5823214B2 (en) 2011-09-01 2011-09-05 Vehicle headlamp device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5823214B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015222687A (en) * 2014-05-23 2015-12-10 株式会社小糸製作所 Lamp for vehicle
CN105371199A (en) * 2014-09-01 2016-03-02 现代摩比斯株式会社 Head lamp for car
WO2017042943A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 日立マクセル株式会社 Lighting unit
JP2018116801A (en) * 2017-01-17 2018-07-26 市光工業株式会社 Vehicular lighting fixture
CN108397746A (en) * 2018-04-13 2018-08-14 华域视觉科技(上海)有限公司 Far and near photosystem based on light guide and car light
JP2018206600A (en) * 2017-06-05 2018-12-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 Luminaire and vehicular headlight
CN111332186A (en) * 2020-02-28 2020-06-26 华域视觉科技(上海)有限公司 Information prompting/pushing system and method based on lamplight and vehicle
JP2020191270A (en) * 2019-05-24 2020-11-26 スタンレー電気株式会社 Vehicular lighting fitting
JP2022521639A (en) * 2019-02-27 2022-04-11 ヴァレオ ビジョン Methods for correcting light patterns and lighting equipment for automatic vehicles
EP3350506B1 (en) * 2015-09-15 2023-11-15 Valeo Vision Light-beam-projecting device of a vehicle and vehicle headlamp comprising it

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311101A (en) * 2003-04-03 2004-11-04 Koito Mfg Co Ltd Vehicle head lamp and semiconductor light emitting element
JP2006509263A (en) * 2002-12-03 2006-03-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Apparatus for forming variable fluid meniscus structure
JP2007234562A (en) * 2006-03-03 2007-09-13 Koito Mfg Co Ltd Lamp unit for vehicular headlamp

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006509263A (en) * 2002-12-03 2006-03-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Apparatus for forming variable fluid meniscus structure
JP2004311101A (en) * 2003-04-03 2004-11-04 Koito Mfg Co Ltd Vehicle head lamp and semiconductor light emitting element
JP2007234562A (en) * 2006-03-03 2007-09-13 Koito Mfg Co Ltd Lamp unit for vehicular headlamp

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015222687A (en) * 2014-05-23 2015-12-10 株式会社小糸製作所 Lamp for vehicle
CN105371199A (en) * 2014-09-01 2016-03-02 现代摩比斯株式会社 Head lamp for car
US9528674B2 (en) 2014-09-01 2016-12-27 Hyundai Mobis Co., Ltd. Head lamp for car
WO2017042943A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 日立マクセル株式会社 Lighting unit
JPWO2017042943A1 (en) * 2015-09-10 2018-05-24 マクセル株式会社 Lamp
EP3350506B1 (en) * 2015-09-15 2023-11-15 Valeo Vision Light-beam-projecting device of a vehicle and vehicle headlamp comprising it
JP2018116801A (en) * 2017-01-17 2018-07-26 市光工業株式会社 Vehicular lighting fixture
JP2018206600A (en) * 2017-06-05 2018-12-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 Luminaire and vehicular headlight
CN108397746A (en) * 2018-04-13 2018-08-14 华域视觉科技(上海)有限公司 Far and near photosystem based on light guide and car light
JP2022521639A (en) * 2019-02-27 2022-04-11 ヴァレオ ビジョン Methods for correcting light patterns and lighting equipment for automatic vehicles
JP7191242B2 (en) 2019-02-27 2022-12-16 ヴァレオ ビジョン Method for correcting light patterns and lighting system for motor vehicle
JP2020191270A (en) * 2019-05-24 2020-11-26 スタンレー電気株式会社 Vehicular lighting fitting
JP7393877B2 (en) 2019-05-24 2023-12-07 スタンレー電気株式会社 Vehicle lights
CN111332186A (en) * 2020-02-28 2020-06-26 华域视觉科技(上海)有限公司 Information prompting/pushing system and method based on lamplight and vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP5823214B2 (en) 2015-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5823211B2 (en) Vehicle headlamp device
JP5823214B2 (en) Vehicle headlamp device
WO2013031210A1 (en) Automotive headlamp apparatus
JP5816031B2 (en) Vehicle headlamp device
US7918594B2 (en) Automotive headlamp apparatus and method of controlling automotive headlamp apparatus where high beam illumination area is controlled
JP6709654B2 (en) Vehicle lamp and vehicle equipped with the vehicle lamp
CN102109137B (en) Vehicle headlamp
JP6008637B2 (en) Vehicle headlamp
US8801242B2 (en) Light module of motor vehicle for generating spot distribution of high-beam-light distribution and vehicle headlights having such module
EP2826667B1 (en) Vehicle headlamp and vehicle headlamp system
JP5031290B2 (en) Automotive lighting system
US20070041207A1 (en) Vehicle lamp
JP2004342574A (en) Vehicular lighting fixture
WO2015087838A1 (en) Headlight module and headlight device
US8628226B2 (en) Vehicle headlamp unit having multiple adjacent projection lenses
CN104456348A (en) Vehicle headlamp
JP2007179969A (en) Vehicle lamp
CN103574461A (en) Vehicle headlamp
EP3733452A1 (en) Vehicle lamp system, vehicle lamp control device, and vehicle lamp control method
EP2230128B1 (en) Automotive headlamp apparatus for controlling light distribution pattern
JP2012162105A (en) Vehicular headlight device
JP5539796B2 (en) Vehicle headlight system
CN110195845B (en) Motor vehicle lighting device and lighting and/or signalling unit equipped with such a device
Lee et al. Automotive adaptive front lighting requiring only on/off modulation of multi-array LEDs
JP2014038701A (en) Vehicle head lamp

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140806

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150526

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150929

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151007

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5823214

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150