JP2008041571A

JP2008041571A - 車両用赤外光照射ランプ

Info

Publication number: JP2008041571A
Application number: JP2006217481A
Authority: JP
Inventors: Hironori Tendo; 裕紀天童; Shinji Kagiyama; 真治鍵山
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2008-02-21
Also published as: KR20080013785A; DE102007037244A1; CN101122371A; US20080037268A1; KR100862265B1; FR2908863A1

Abstract

【課題】光源バルブのフィラメント像の光ムラが、路面前後方向に長い光ムラとなって発生しない車両用赤外光照射ランプを得、光ムラによる白線誤検知を低減させる。
【解決手段】車両用赤外光照射ランプ１００は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された凸レンズ３３と、凸レンズ３３の後方側に設けられ、発光するフィラメント２７ａを有する光源バルブ２７と、光源バルブ２７からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射するリフレクタ２９と、リフレクタ２９と投影レンズ３３との間に設けられた赤外光透過膜３５ａと、を備える。光源バルブ２７は、光源バルブ２７のフィラメント２７ａの長手方向が光軸Ａｘ方向と略直交するように配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィラメントを有する光源バルブの光を、リフレクタ、赤外光透過膜、投影レンズを用いて赤外光として照射可能とする車両用赤外光照射ランプに関する。

自動車に搭載して、車両の前方を赤外光で照明し、近赤外までの感度を有するＣＣＤカメラと共用することで、撮影画像を処理し、障害物等を確認可能とする車両用赤外光照射ランプがある（例えば、特許文献１参照）。
図８に示すように、この種の車両用赤外光照射ランプ１は、ランプボディ３と前面レンズ５で画成された灯室７内に可視光源である光源バルブ９及び略楕円球面状のリフレクタ１１を配置し、可視光成分を反射し赤外光成分を透過させる赤外光透過膜をガラスプレート等の表面全域に形成した赤外光透過フィルタ１３を、灯室７の前面開口部全体を塞ぐように光源９と前面レンズ５との間に配置してなる。

光源バルブ９は、一般的にリフレクタ１１の後部からランプ出射光の光軸Ａｘに沿って挿入される所謂後挿し構造で取り付けられ、前面レンズ５に向かう光源光の全てが赤外光透過膜を透過するように構成されている。リフレクタ１１で反射された光源光は、赤外光透過膜を透過する際に可視光成分がカットされ、主に目に見えない赤外光成分だけの光となって前面レンズ５から前方に出射配光される。

そして、車両前方の赤外光照射領域を、自動車前部に設けられた近赤外までの感度を有するＣＣＤカメラで撮影し、画像処理装置で処理して、車室内のモニタ画面に映し出す。ドライバーは、車両前方の視界を映すモニタ画面上で、人やレーンマークや障害物といったものを遠方まで確認することが可能となる。

特開２００４−８７２８１号公報

しかしながら、従来の車両用赤外光照射ランプ１は、上述したように光源バルブ９が後挿し構造で取り付けられていたため、図９に示すように、光源バルブのフィラメント像の光ムラが、路面前後方向に長い光ムラ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとなって放射状に発生することがあった。この光ムラ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、路面上の白線１７と誤認され易く、特に、赤外線ＣＣＤカメラによる白線検知の際には、光ムラ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを白線１７として誤検知し易い問題があった。

また、光源バルブを後挿しする構造では、ランプユニット後部からの突出が大きくなり、ランプユニット全長が長くなる不利があった。さらに、光源バルブを後挿しする構造では、横方向に幅広のホットゾーンが形成し難く、白線検知に有利な赤外光照射を出射できない不利があった。
従って、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、光源バルブのフィラメント像の光ムラが、路面前後方向に長い光ムラとなって発生することのない車両用赤外光照射ランプを提供することによって、光ムラによる白線誤検知の低減を図ることを目的とする。

本発明に係る上記目的は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、
前記投影レンズの後方側に設けられ、発光するフィラメントを有する光源バルブと、
前記光源バルブからの光を前方へ向けて反射するリフレクタと、
前記リフレクタと前記投影レンズとの間に設けられた赤外光透過膜と、を備えた車両用赤外光照射ランプであって、
前記光源バルブは、前記フィラメントの長手方向が前記光軸方向と略直交するように配置されていることを特徴とする車両用赤外光照射ランプにより達成される。

このような構成の車両用赤外光照射ランプによれば、光源バルブのフィラメント像の光ムラが路面上の白線と交差方向に延在して発生し、光源バルブを後挿しする従来ランプのように、路面前後方向に長い光ムラが放射状に発生しない。また、光源バルブを横挿しとすることで、後挿しの場合に比べ、ランプユニット後部からの突出が小さくなる。さらに、光源バルブを横挿しとすることにより、横方向に幅広のホットゾーンが形成可能となる。

尚、上記構成の車両用赤外光照射ランプにおいて、前記光源バルブは、前記光軸から上下方向に離れた位置において、該光軸の側方から前記リフレクタに挿入固定されていることが望ましい。

上記構成の車両用赤外光照射ランプによれば、光源バルブが光軸の例えば下側に離れて挿入されると、光源バルブが光軸上に配置されて背部のリフレクタ反射面が上下に２分割されて使用される場合に比べ、光軸の下側から光軸の上側に連続する大きな反射面が確保可能となる。これにより、光源バルブが光軸上に配置されてリフレクタ反射面が２分割して使用される場合、例えば光軸の下側に配光パターンのカットオフラインを形成するシェード（遮光部材）等が存在するときの下側反射面からの反射光の無駄が防止でき、光の利用効率を高めることができる。

また、上記構成の車両用赤外光照射ランプにおいて、前記リフレクタが、前記光源バルブからの光を前記光軸寄りに反射する略楕円球面状のリフレクタ反射面を有し、
前記フィラメントが、前記リフレクタ反射面の第１焦点近傍に配置され、
前記赤外光透過膜が、前記リフレクタ反射面の第２焦点近傍に配置されていることが望ましい。

上記構成の車両用赤外光照射ランプによれば、赤外光透過膜を投影レンズとリフレクタとの間に単独配置し、赤外光透過膜の交換を容易な構造とすることができる。また、反射光の集光部分付近である第２焦点近傍に赤外光透過膜を配置することで、赤外光透過膜の大きさを小さくすることができる。

また、上記構成の車両用赤外光照射ランプにおいて、前記赤外光透過膜が、前記投影レンズの裏面上に配置されることが望ましい。
上記構成の車両用赤外光照射ランプによれば、赤外光透過膜を投影レンズの裏面に貼着して配置することができ、単独部材として配置する場合のフィルタ構造とする必要がなく、部品点数を少なくし、かつランプ構造を簡単にすることができる。また、焦点近傍に配置する場合に比べ、比較的光密度の低い光を透過させることができるので、赤外光透過膜の熱影響を少なくすることができる。

本発明に係る車両用赤外光照射ランプによれば、光源バルブのフィラメント像の光ムラが路面上の白線と交差方向に延在して発生し、光源バルブを後挿しする従来ランプのように、路面前後方向に長い光ムラが放射状に発生しない。そこで、赤外線ＣＣＤカメラによる白線検知の際に、光ムラを白線として誤検知することを大幅に低減させることができる。

また、光源バルブを横挿しとすることで、後挿しの場合に比べ、ランプユニット後部からの突出が小さくなり、ランプユニットの全長をコンパクト化することができる。
さらに、光源バルブを横挿しとすることにより、横方向に幅広のホットゾーンが形成でき、白線検知により有利な赤外光照射を可能にすることができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る車両用赤外光照射ランプの好適な実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る車両用赤外光照射ランプの縦断面図、図２は図１に示した光源ユニットの水平断面図、図３は図１に示した車両用赤外光照射ランプにより発生する光ムラを表した説明図、図４は赤外光透過膜が裏面に設けられた投影レンズの垂直断面図である。

本第１実施形態に係る車両用赤外光照射ランプ１００は、例えば夜間前方視界検出システムに用いられ、車両前部に設けられて車両前方に赤外光を照射する。夜間前方視界検出システムは、図１に示す車両用赤外光照射ランプ１００と、例えば車室内上部に設けられて車両前方の視界を撮影する図示しない赤外光対応ＣＣＤカメラと、同ＣＣＤカメラの撮影した画像を解析する図示しない画像処理解析装置と、画像処理解析装置で解析したデータを表示する図示しないヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）等とから構成される。

画像処理解析装置には、ＣＣＤカメラが撮像した目に見えない遠方の歩行者や障害物、そしてレーンマークなどの映像が送られるが、その映像からエッジ処理やパターン認識を行うことで、歩行者や障害物やレーンマークなどを容易に認識することができる。
そして、歩行者や障害物やレーンマークなどの映像は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）でドライバーに示したり、形状認識で路上物体（歩行者や障害物やレーンマークなど）の特徴を判断し、音声でドライバーに知らせたりすることができるように構成されている。

車両用赤外光照射ランプ１００は、前面側が開口する容器状の合成樹脂製ランプボディ２１と、ランプボディ２１の前面開口部に組み付けられ、ランプボディ２１と協働して灯室Ｓを区画形成する透明な前面カバー２３と、灯室Ｓ内に収容され、図示しないエイミング機構によって上下左右方向に傾動調整可能に支持された投射式光源ユニット２５とで構成されている。

投射式光源ユニット２５は、図２に示すように、発光するフィラメント２７ａを有する光源バルブ２７と、光源バルブ２７が挿着されるアルミダイキャスト製のリフレクタ２９と、筒型のレンズホルダー３１を介してリフレクタ２９の前方に一体化され、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された凸レンズ（投影レンズ）３３とを有する。そして、リフレクタ２９は、光源バルブ２７からの光を光軸ＡＸ寄りに反射する略楕円球面状のリフレクタ反射面２９ａを有する。

投射式光源ユニット２５は、図１及び図２に示すように、リフレクタ２９におけるリフレクタ反射面２９ａの第１焦点ｆ１に光源バルブ２７のフィラメント２７ａが位置し、かつリフレクタ反射面２９ａの第２焦点ｆ２は凸レンズ３３の後方焦点近傍に位置することによって、リフレクタ２９のアルミ蒸着処理された有効反射面であるリフレクタ反射面２９ａで反射した光源光が、凸レンズ３３でほぼ平行光Ｌ１となって投射配光されるように構成されている。すなわち、投射式光源ユニット２５の作る配光パターンは、走行ビーム形成用の自動車用ヘッドランプの配光パターンと同じである。

更に、リフレクタ２９と凸レンズ３３との間、すなわち、レンズホルダー３１の後端側には、赤外光透過フィルタ３５が設けられている。
赤外光透過フィルタ３５は、可視光成分を反射し赤外光成分を透過させる赤外光透過膜３５ａを、ガラスプレート３５ｂ裏面に円形状に形成してなる。この赤外光透過膜３５ａは、リフレクタ２９におけるリフレクタ反射面２９ａの第２焦点ｆ２近傍に配置される。

本実施形態に係る投射式光源ユニット２５では、凸レンズ３３とリフレクタ２９との間に赤外光透過フィルタ３５を単独配置することで、赤外光透過フィルタ３５の交換が容易な構造となっている。また、光の集光部分付近である第２焦点ｆ２近傍に赤外光透過膜３５ａを配置することで、赤外光透過膜３５ａの大きさ（直径）を小さくすることができる。

レンズホルダー３１は、リフレクタ２９と同様のアルミダイキャスト製で、その前縁部には、凸レンズ３３の外周フランジ部３３ａが係合できる内フランジ状のレンズ係合部３７が周設されている。
そして、レンズホルダー３１の前縁部に金属製円環状のレンズ保持枠３９が被着されて、凸レンズ３３の外周フランジ部３３ａがレンズ係合部３７に係合した形態に固定保持される。レンズホルダー３１とリフレクタ２９とは、それぞれ連結フランジ部４１，４３がネジ等の図示しない接合手段によって接合される。

ところで、投射式光源ユニット２５の光源バルブ２７は、図２に示すように、リフレクタ２９の側方に設けた装着開口部４５に装着されており、光軸Ａｘの側方からリフレクタ２９に挿入固定されている。すなわち、図８に示した従来の車両用赤外光照射ランプ１は、光源バルブ９が後挿し構造であったのに対し、本実施形態の車両用赤外光照射ランプ１００は、光源バルブ２７が横挿し構造となっている。これにより、投射式光源ユニット２５では、フィラメント２７ａの長手方向が、光軸Ａｘ方向と略直交するように配置されている。

上述した本実施形態の車両用赤外光照射ランプ１００によれば、光源バルブ２７のフィラメント像の光ムラ４７が、図３に示すように、路面上の白線１７と交差方向に延在して発生する。このため、光源バルブ２７を後挿しする従来の車両用赤外光照射ランプ１のように、路面前後方向に長い光ムラ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ（図９参照）が放射状に発生しない。
これにより、画像処理解析装置の赤外線ＣＣＤカメラによる白線検知の際、光ムラ４７が白線１７として誤検知され難くなり、白線検出精度を大幅に向上させることができる。

また、光源バルブ２７を横挿しとすることで、従来の後挿し構造に比べ、ランプボディ２１後部からの突出が小さくなり、ランプユニットの全長をコンパクト化することができる。
さらに、光源バルブ２７を横挿しとすることにより、光源バルブ２７のフィラメント２７ａが横方向に延在することとなり、照射光を横方向へ拡げた幅広のホットゾーンが形成でき、白線検知により有利な赤外光照射を可能にすることができる。

なお、上記実施形態では、赤外光透過膜３５ａを有する赤外光透過フィルタ３５を凸レンズ３３とリフレクタ２９との間に独立配置したが、赤外光透過膜３５ａは、図４に示すように、凸レンズ３３の裏面上に配置するものであってもよい。
このような構成とすれば、赤外光透過膜３５ａを凸レンズ３３の裏面に配置することで、単独部材として配置する場合のフィルタ構造とする必要がなく、部品点数を少なくし、かつランプ構造を簡単にすることができる。また、焦点近傍に配置する場合に比べ、比較的光密度の低い光を透過させることができるので、赤外光透過膜３５ａに対する熱影響を少なくすることができる。
また、本実施形態では、第１焦点ｆ１と第２焦点ｆ２が離れた位置にある略楕円球面状のリフレクタ反射面２９ａとしたが、これに限らず、第１焦点と第２焦点が略一致、即ち球面状のリフレクタ反射面としても良い。

次に、本発明の第２実施形態に係る車両用赤外光照射ランプを説明する。
図５は本発明の第２実施形態に係る車両用赤外光照射ランプの光源ユニットを示す縦断面図、図６は図５に示した光源ユニットの分解斜視図である。なお、上述した第１実施形態に係る車両用赤外光照射ランプと同様の構成部材には、同符号を付して詳細な説明を省略する。

本第２実施形態に係る車両用赤外光照射ランプは、上記第１実施形態に係る車両用赤外光照射ランプ１００と同様に、合成樹脂製ランプボディ２１と、ランプボディ２１と協働して灯室Ｓを画成する透明な前面カバー２３と、図示しないエイミング機構によって上下左右方向に傾動調整可能に支持された投射式光源ユニット５１とで構成されている。

本第２実施形態の投射式光源ユニット５１は、図５及び図６に示すように、アルミダイキャスト製のリフレクタ５３と、筒型のレンズホルダー５５と、レンズフィッティング５７を介してリフレクタ５３の前方に一体化され、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された凸レンズ（投影レンズ）５９と、リフレクタ５３の側部に形成された装着開口部６１にネジ６３にて固定されるソケットフィクスチャ６５と、ソケットフィクスチャ６５に装着される光源バルブ６７と、レンズホルダー５５の下部に開口した取付開口部６９にネジ７１にて固定されるフィルタ駆動ユニット７３と、を有してなる。レンズホルダー５５はネジ７５にてリフレクタ５３に固定され、レンズフィッティング５７はネジ７７にてレンズホルダー５５に固定される。

フィルタ駆動ユニット７３は、フィルタブラケット（可動部材）８３が、電動式の往復動型アクチュエータ７０によって、該フィルタブラケット８３に保持された赤外光透過フィルタ８５をリフレクタ５３からの反射光を遮る位置と、遮らない位置との間で変位可能な構成となっている。
即ち、フィルタブラケット８３は、水平軸８１回りに回動自在な支持部７９の一方の回動端に赤外光透過フィルタ８５が支持されると共に、他方の回動端に往復動型アクチュエータ７０のプランジャ８７がリンク接続されており、プランジャ８７が上下動作することによりフィルタブラケット８３を揺動させる。

そして、リフレクタ５３からの反射光を遮る位置にフィルタブラケット８３を配置することで、光源バルブ６７からの光が赤外光透過フィルタ８５を透過することとなり、赤外光照射ランプとして使用できる。一方、リフレクタ５３からの反射光を遮らない位置にフィルタブラケット８３を配置すれば、光源バルブ６７からの光が直接可視光として照射され、通常のヘッドライトとして使用できる。
つまり、本実施形態による車両用赤外光照射ランプによれば、１つのランプを、赤外光照射ランプ又は通常の照明ランプといったの２つの異なるランプユニットとして機能させることができる。

本第２実施形態の車両用赤外光照射ランプに係る投射式光源ユニット５１では、図５に示すように、光源バルブ６７が、光軸Ａｘから上下方向に離れた位置（本実施形態では下方向に離れた位置）において、光軸Ａｘの側方からリフレクタ５３に挿入固定されている。
即ち、図８に示したように、光源バルブ９を光軸上に配置する従来構成では、リフレクタ反射面が上下に２分割され、下側にシェード等の遮光部材が設けられる場合に、下側反射面からの反射光がカットされ無駄となる。そして、有効となる反射面は、２分割された小面積の上側反射面のみとなり、光の利用効率が低下する。

これに対し、本実施形態のように、光源バルブ６７が光軸Ａｘの下側に離れて挿入されると、リフレクタ反射面が上下に２分割されて使用される場合に比べ、光軸Ａｘの下側から上側に連続する大きなリフレクタ反射面５３ａが確保可能となる。これにより、例えば光軸Ａｘの下側にシェードやフィルタ駆動ユニット７３等の遮光部材が存在する際の下側反射面からの反射光の無駄を最小限にでき、光の利用効率を高めることができる。

図７は図６に示した赤外光透過フィルタ８５の拡大斜視図である。
赤外光透過フィルタ８５は、図６に示すように、可視光成分を反射し赤外光成分を透過させる赤外光透過膜８５ａを、ガラスプレート８５ｂに蒸着してなる。
また、リフレクタ５３と反対側の面、すなわち、凸レンズ５９の裏面に対向するガラスプレート３５ｂの面には、上下に延在する断面Ｖ溝状に拡散部９１が形成されており、赤外光透過膜８５ａに隣接して拡散部９１が形成されている。
このような拡散部９１を備えた赤外光透過フィルタ８５によれば、拡散部９１によって横方向へ赤外光を拡散させることができ、歩道や路肩等、車両側方向への照射光を補うことができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用赤外光照射ランプの縦断面図である。図１に示した光源ユニットの水平断面図である。図１に示した車両用赤外光照射ランプにより発生する光ムラを表した説明図である。赤外光透過膜が裏面に設けられた投影レンズの垂直断面図である。本発明の第２実施形態に係る車両用赤外光照射ランプの縦断面図である。図５に示した光源ユニットの分解斜視図である。図６に示した赤外光透過フィルタ８５の拡大斜視図である。従来の車両用赤外光照射ランプの縦断面図である。従来の車両用赤外光照射ランプにより発生する光ムラを表した説明図である。

符号の説明

２７…光源バルブ
２７ａ…フィラメント
２９…リフレクタ
２９ａ…リフレクタ反射面
３３…凸レンズ（投影レンズ）
３５ａ…赤外光透過膜
１００…車両用赤外光照射ランプ
Ａｘ…光軸
ｆ１…第１焦点
ｆ２…第２焦点

Claims

車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、
前記投影レンズの後方側に設けられ、発光するフィラメントを有する光源バルブと、
前記光源バルブからの光を前方へ向けて反射するリフレクタと、
前記リフレクタと前記投影レンズとの間に設けられた赤外光透過膜と、を備えた車両用赤外光照射ランプであって、
前記光源バルブは、前記フィラメントの長手方向が前記光軸方向と略直交するように配置されていることを特徴とする車両用赤外光照射ランプ。
前記光源バルブは、前記光軸から上下方向に離れた位置において、該光軸の側方から前記リフレクタに挿入固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用赤外光照射ランプ。
前記リフレクタが、前記光源バルブからの光を前記光軸寄りに反射する略楕円球面状のリフレクタ反射面を有し、
前記フィラメントが、前記リフレクタ反射面の第１焦点近傍に配置され、
前記赤外光透過膜が、前記リフレクタ反射面の第２焦点近傍に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用赤外光照射ランプ。
前記赤外光透過膜が、前記投影レンズの裏面上に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用赤外光照射ランプ。