CN110715261B - 车辆用灯具及车辆系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供将用于对规定区域进行照明的可见发光部和用于对与该区域不同的区域中所存在的对象进行检测的红外发光部形成为一体的、小型并且低成本的车辆用灯具、以及包含该车辆用灯具的车辆系统。该车辆用灯具具备：射出可见光的可见发光部(21)；以及用从可见发光部(21)射出的可见光进行规定区域的照明的光学系统(23)，该车辆用灯具进一步具备射出红外光的红外发光部(22)，光学系统(23)具备反射件(24)(副反射件(242))，该反射件将从可见发光部(21)射出的可见光朝向规定区域反射，并使从红外发光部(22)射出的红外光朝向包含与该规定区域不同的区域在内的区域透过。

Description

车辆用灯具及车辆系统

技术领域

本发明涉及能够照射用于对其他车辆、行人等对象进行检测的红外光的车辆用灯具，以及包含该车辆用灯具的车辆系统。

背景技术

为了提高机动车等车辆的行驶安全性，提出有利用红外光检测机动车前方区域存在的前方车辆、对向车辆、行人等对象的技术。例如，在进行机动车的ADB(AdaptiveDriving Beam自适应行驶光束)配光控制的前照灯中，进行如下配光控制：检测出在近光配光的照明区域以外的区域、尤其在比近光配光的明暗截止线更靠上侧的区域中所存在的对象，并对存在检测到的对象的区域选择性地不进行照明。

在专利文献1中，记载有如下技术：具备向作为ADB配光控制对象的区域(以下，称为ADB控制区域)照射红外光的红外发光部，并基于从该ADB控制区域中存在的对象所反射的红外光来对对象检测。该照射红外光的红外发光部设为如下构成：在将ADB控制区域分割成多个区域的基础上，具备对各分割区域分别照射红外光的多个红外发光元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-52426号公报

发明内容

发明所要解决的问题

由于在对比文献1中红外发光部和ADB发光部一体地构成，因此在将红外发光部用于ADB发光控制以外的用途方面，并不能说对比文献1的技术是优选的。例如，近年来，提出有自动驾驶技术，其需要利用红外光的对象检测单元，但是在用对比文献1的技术作为该检测单元时，不需要ADB发光部，因而灯具变得大型化，并且成本变高。

本发明的目的是，通过使对规定区域进行照明的可见发光部和能够检测在与该区域不同的区域中所存在的对象的红外发光部成为一体，提供一种小型并且低成本的车辆用灯具、以及包含该车辆用灯具的车辆系统。

用于解决问题的手段

本发明的车辆用灯具具备：射出可见光的可见发光部；以及用从上述可见发光部射出的可见光进行规定区域的照明的光学系统，上述车辆用灯具进一步具备射出红外光的红外发光部，上述光学系统包含反射件，该反射件将从可见发光部射出的可见光朝向规定区域反射，使从红外发光部射出的红外光朝向包含与该规定区域不同的区域在内的区域透过。进一步地，在反射件的前侧位置配置有可见发光部的可见光源，在反射件的后侧位置配置有红外发光部的红外光源，可见光在反射件的前侧的表面被反射，红外光从后侧朝向前侧透过反射件。

作为本发明的优选方式，反射件构成为包括：反射可见光的主反射件；以及反射可见光并且使红外光透过的副反射件。在该情况下，例如，主反射件和副反射件形成为一体，主反射件的前侧的表面构成为光反射面，副反射件由至少使红外光透过的构件构成，并且在其表面设置有反射可见光且使红外光透过的红外透过滤光件。进一步地，红外透过滤光件由电介质多层膜构成。

在本发明中，例如，规定区域是在上边缘具有明暗截止线的近光配光区域，与该规定区域不同的区域是比该明暗截止线更靠上侧的区域。另外，在本发明中，光学系统具备用于遮挡可见光的一部分而形成近光配光的遮光件，该遮光件设为使透过反射件的红外光透过的构成。另外，在本发明中，反射件形成为由旋转椭圆形的一部分所构成的穹顶状。另外，在本发明中，遮光件由剖面呈倒梯形的板状的透光性构件构成。

本发明的车辆系统进一步具备对由上述可见光进行照明的第一对象和照射有上述红外光的第二对象进行检测的对象检测装置。

发明效果

根据本发明，由于通过包含于光学系统的反射件来反射可见光从而对规定区域进行照明、并使红外光透过而向包含与该规定区域不同的区域在内的区域照射，因此能够分别检测出被照明的规定区域中所存在的对象和与其不同的区域中所存在的对象。由此，能够实现车辆用灯具以及包含该车辆用灯具在内的车辆系统的小型化，以及低成本化。

附图说明

图1是对本发明进行应用的机动车的前照灯的概要水平剖视图。

图2是近光配光和远光配光的配光特性图。

图3是近光灯单元的纵剖视图。

图4是近光灯单元的主要部件的放大纵剖视图。

图5是近光灯单元的主要部件的概要立体图。

图6是红外光的照射区域的配光特性图。

图7是对ADB配光控制进行说明的配光特性图。

图8是ADB配光控制中的扫描镜的变形例的概要立体图。

附图标记说明

1：灯壳体；

2：近光灯单元；

3：远光灯单元；

21：白色发光部(可见发光部)；

22：红外发光部；

24：反射件；

25：选择性遮光件；

26：投影透镜；

31：白色LED；

32：扫描镜；

33：投影透镜；

211：白色LED(可见光源：白色光源)；

221：红外LED(红外光源)；

241：主反射件；

242：副反射件；

244：红外透过滤光件；

252：红外透过滤光件；

PL：近光配光区域(规定区域)；

PH：ADB控制区域；

PI：红外光照射区域。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是对本发明进行应用的机动车的前照灯HL的概要水平剖视图。该前照灯HL具备灯主体11、以及由透光性的前表面罩12构成的灯壳体1，构成为包括：内装于该灯壳体1的近光灯单元2和远光灯单元3。在以下的说明中，前后方向是基于机动车以及灯具的前后方向的方向。

另外，在上述灯壳体1中内装有对象检测装置4。该对象检测装置4构成为包括：对从可见光到红外光的波长区域具有灵敏度的拍摄元件41，以及对在该拍摄元件41中拍摄的图像进行分析从而检测出对象的图像分析部42。该对象检测装置4、至少与上述近光灯单元2，优选为进一步包含上述远光灯单元3而构建车辆系统。

进一步，在上述灯壳体1中内装有点亮控制装置5，该点亮控制装置5构成为基于乘坐者所做的开关操作、来自上述对象检测装置4的检测信号，来控制上述近光灯单元2和远光灯单元3的点亮状态。也可以进一步包含该点亮控制装置5地构建上述车辆系统。

上述近光灯单元2构成为对本发明进行应用的投射型灯具单元，关于详细内容，在下文中叙述，该近光灯单元2设为具备如下部件的构成：可见发光部21，其利用可见光进行近光配光的照明；以及红外发光部22，其发出用于对该被照明的区域以外的区域中所存在的对象进行检测的红外光。从上述可见发光部21和红外发光部22分别射出的光通过光学系统23而被朝向机动车的前方区域照射。

上述可见发光部21在此构成为射出白色光的白色发光部，如图2中的(a)的配光特性图所示，发光时射出的白色光具有大致沿着机动车前方区域的水平线H延伸的明暗截止线COL，并进行对比该明暗截止线COL更靠下侧的区域(左高右低型虚线区域)进行照明的近光配光的照明。明暗截止线COL在铅垂线V的右侧(对向车道侧)和在左侧(本车道侧)的高度不同。

上述远光灯单元3在此构成为光扫描方式的ADB配光控制的灯具单元。该远光灯单元3具备：射出可见光的光源，在此则为射出白色光作为可见光的白色LED31；在反射从该白色LED射出的白色光的同时，使其反射方向沿水平方向偏转的扫描镜32；将反射的白色光朝向机动车的前方区域进行投影的投影透镜33，该远光灯单元3安装于散热器(heat sink)34。上述扫描镜32在此通过马达35被旋转驱动，并构成为反射面的水平方向相对于白色LED的角度随着旋转而连续地变化的旋转反射件。

在利用扫描镜32使白色光沿水平方向往复扫描时，如图2中的(b)所示，该远光灯单元3投影到比上述近光配光区域PL的明暗截止线COL更靠上侧的区域(右上虚线区域)的ADB控制区域PH而进行照明。另外，如下文所述，在通过ADB配光控制来对该白色光的发光的扫描时机进行控制时，停止对该ADB控制区域PH的一部分区域的照明，从而执行ADB配光控制。

对上述近光灯单元2的细节进行说明。图3是沿着近光灯单元的光轴的纵剖视图。另外，图4以及图5是其主要部件的放大纵剖视图和概要立体图。在这些图中，在内装支承于上述灯壳体1的散热器6的上表面配设有上述可见发光部21，在此则为配设有白色发光部21、以及上述红外发光部22。上述白色发光部21具有白色LED(发光二极管)211作为光源。上述红外发光部22具有红外光源模块220作为光源。

上述白色LED211在比上述散热器6的上表面的上述红外光源模块220更靠灯具的前方侧的位置处，朝向铅垂上方地搭载有发光面。在设置于上述散热器6的靠后部的一部分上的立壁61的前表面，以光射出方向朝向前方的状态搭载有上述红外光源模块220。该红外光源模块220和射出红外光的红外LED221以及配设于该红外LED221的发光面的前侧位置的聚光透镜222被一体化设置，通过聚光透镜222将从红外LED221射出的扩散光进行聚光，使其成为规定径向尺寸的光束(light beam)而朝向前方射出。

上述光学系统23具备：反射件24、选择性遮光件25、以及投影透镜26。上述反射件23形成为大体由旋转椭圆形的一部分所构成的穹顶状，覆盖上述白色LED211并安装于上述散热器6的上表面。在该安装完成的状态下，反射件24的后侧部位配置于上述红外光源模块220的前侧。

上述投影透镜26配置于上述反射件24的前方位置，并通过透镜保持架261被固定支承于上述散热器6。该投影透镜26的光轴位于包含上述白色LED211和上述红外光源模块220的各自的光的射出光轴在内的铅垂面上，朝向该近光灯单元2的前后方向。

上述反射件24由主反射件241以及副反射件242构成。跨被上述红外光源模块220的红外LED221射出的红外光在上述反射件24的后表面所投射的区域来设置副反射件242。在该实施方式中，副反射件242是在上述主反射件241中的、具有沿着上述散热器6的上表面的所需的高度尺寸的部位，并且是从该反射件24的后表面部位朝向两侧刚好延长为所需尺寸的部位。上述主反射件241是上述副反射件242所占的区域以外的区域。

上述主反射件241的内表面构成为光反射面，其第一焦点大致配置于上述白色LED211的发光面。另外，其第二焦点在比第一焦点更靠前方侧的位置而设定于上述投影透镜26的后侧焦点的附近位置。省略上述第一焦点和第二焦点的图示。

如图4所示，上述副反射件242由透光性构件243构成，并且在其前表面以及后表面形成有选择性地使红外光透过的红外透过滤光件244。在此该红外透过滤光件244由电介质多层膜构成。上述副反射件242通过该红外透过滤光件244而使从红外LED221射出的红外光朝向前方透过，从白色LED211射出的白色光通过该红外透过滤光件244而朝向第二焦点反射。

上述选择性遮光件25由剖面呈倒梯形的板状的透光性构件251构成，在其前后表面分别与上述副反射件242同样地形成有红外透过滤光件252。该选择性遮光件25在上述白色LED211的前侧位置，被上述散热器6的上表面支承。该选择性遮光件25的上边缘的形状是与用于形成以往提供的近光配光的明暗截止线的遮光件相同的形状。即，具有透过上述副反射件242的红外光能够透过的水平以及铅垂方向的尺寸，另一方面，其上边缘部形成为高度尺寸在左右方向上不同的台阶状以形成所需的明暗截止线。

在以上构成的前照灯HL中，若乘坐者(驾驶者)将点亮开关(未图示)操作为“近光”，则通过接收该信息的点亮控制装置5的控制而近光灯单元2点亮。图3概要地图示了点亮时的光路，若白色LED211发光，则白色光从发光面向上以扩散状态射出。射出的光被反射件24的主反射件241的反射面、以及副反射件242的前表面及后表面的红外透过滤光件(电介质多层膜)244反射，从而向第二焦点聚光。聚光至第二焦点的光通过投影透镜26而朝向前方照射，从而对前方区域进行照明。由于这些反射光是被红外透过滤光件244所反射，因此白色光的反射率较高，从而提高白色光的利用效率。

此时，由于通过反射件24所反射的一部分光被选择性遮光件25的后表面以及前表面的红外透过滤光件(电介质多层膜)252遮挡，因此该部分光不会到达第二焦点。因而，如图2中的(a)所示，执行对大致沿着机动车的前方区域的水平线H的明暗截止线COL的下侧区域进行照明的对近光配光区域PL的照明。

若乘坐者将点亮开关操作为“远光”，则点亮控制装置5在近光灯单元2的点亮的基础上，还点亮远光灯单元3。在该控制中，在使白色LED31长时间连续发光的同时，驱动扫描镜32。由此，从白色LED31射出的白色的光束被扫描镜32反射，并且沿水平方向进行扫描，通过投影透镜33而向机动车的前方区域进行照射。因而，如图2中的(b)所示，对近光配光区域PL的明暗截止线COL的上侧的ADB控制区域PH进行照明，执行由该ADB控制区域PH的配光和近光配光区域PL的配光所合成的远光配光的照明。

另一方面，若乘坐者将点亮开关操作为“ADB控制”，则点亮控制装置5使近光灯单元2的白色LED211发光，并且使红外光源模块220、即红外LED221发光。通过从发光的白色LED211射出的白色光，如上文所述，执行向近光配光区域PL的照明。在该时刻，远光灯单元的点亮待机。

另外，从发光的红外LED221射出的光通过聚光透镜222而变为所需的光束，并且向副反射件242的后表面投射，通过红外透过滤光件244而透过副反射件242。透过的红外光进一步向选择性遮光件25的后表面投射，同样地，通过红外透过滤光件252而透过选择性遮光件25。透过选择性遮光件25的红外光略微朝向上方折射，进一步通过投影透镜26而朝向前方照射。

由此，如图6所示，红外光朝向白色光所构成的近光配光区域的上侧区域，即朝向ADB控制区域PH进行照射。在此，向比ADB控制区域PH略微狭窄的区域(点描区域)PI进行照射。由于选择性遮光件25呈倒梯形，因此能够修正投影透镜26中的球面像差。

另一方面，对象检测装置4通过拍摄元件41而对机动车的前方区域进行拍摄，从在图像分析部42中拍摄的图像中检测出对象。此时，如图6所示，能够用可见光对近光配光区域中被照明的区域进行拍摄，基于该拍摄而检测出对象。另外，由于不能用可见光拍摄区域PI，因此进行基于红外光的拍摄，并基于该拍摄而检测出对象。在图6的例子中，利用白色光检测行人M1，利用红外光检测对向车辆CAR和行人M2。

然后，在检测出对象时，尤其是利用红外光检测出对象时，点亮控制装置5接受该检测结果而控制远光灯单元3的点亮。即，图1所示的、使白色LED31发光并且驱动扫描镜32，从而使白色光扫描来对ADB控制区域PH进行照明。与此同时，点亮控制装置5控制白色LED31的发光时机。在此，控制白色LED31的发光和其光度(包含熄灭)。

白色LED31长时间连续发光，并且其射出的光被扫描镜32沿水平方向往复扫描，由于该扫描速度快，因此如果以人眼观察，则在水平方向上被扫描的区域形成照射区域。通过与该扫描同步地，对白色LED31的光度以包含零光度的熄灭的方式来控制时机，能够使扫描的水平方向的光度分布发生变化。

由此，在进行ADB控制时，如图7所示，对于ADB控制区域PH，在存在对象的区域限制利用白色光的照明，在其以外的区域，由白色光执行所需光度的照明。在该例子中，对于存在对向车辆CAR的区域，将光度大致控制为零，对存在行人M1、M2的区域，进行降低光度的控制。由此，不会使作为对象的对向车辆、行人眩目，从而实现提高机动车的前方区域的视觉辨认性的ADB配光控制。

这样，在该实施方式中，通过将白色发光部21和红外发光部22一体地组装于近光灯单元2中，并且在反射来自白色发光部21的白色光的反射件24中，设置使来自红外发光部22的红外光透过的副反射件242，能够实现近光配光区域PL的白色光的照明、以及向作为与其不同的区域的ADB控制区域PH的红外光的照射。即，由于在机动车中，利用近光配光的照明是必需的，因此即使在将一体地设置于近光灯单元的红外发光部应用于与ADB配光控制不同的控制的灯具的情况下，近光灯单元也不会变得没必要。

根据本发明，通过设为利用可见光对规定的区域进行照明、另一方面对与该区域不同的区域或者只有一部分重合的区域照射红外光的构成，能够利用红外光检测出利用可见光不能视觉辨认的对象、或者在通过可见光不能检测的区域中所存在的对象。由此，能够实现车辆所需灯具的小型化，且能够实现低成本化。

以上实施方式，对利用红外发光部进行ADB控制的例子进行了说明，但是由于在本发明中能够利用从红外发光部照射的红外光来检测出对象，因此能适用于机动车的安全驾驶控制或者自动驾驶控制。

例如，在点亮近光灯单元的可见发光部从而利用近光配光进行照明时，通过点亮红外发光部而向近光配光未照明的区域照射红外光，并利用对象检测装置检测出该未照明的区域中所存在的对象，能够检测出机动车的前方区域、即近光配光区域及其以外的区域中所存在的全部对象。

因而，例如通过将利用对象检测装置检测到的对象显示在机动车的监视器等上，对于驾驶者来说，能够确认视觉辨认性较低的近光配光区域以外的区域中所存在的对象，因此对安全驾驶很有效。另外，能够通过基于检测到的对象来控制机动车的转向、车速，从而实现自动驾驶控制。

或者，也可以在日间行驶时，仅点亮近光灯单元的红外发光部而向规定区域照射红外光，通过对象检测装置检测在该照射区域中所存在的对象。尤其是能够检测驾驶者难以视觉辨认的机动车的前方远处区域、阴影中所存在的对象，对安全驾驶很有效。另外，也能够应用于自动驾驶控制。

本发明中的对象不限于车辆、行人，也可以是能够利用红外光检测的道路形状、车道线条等。尤其是，在自动驾驶控制的情况下，检测这种对象很有效。

本发明中的发光部不限于实施方式中那样的以LED为光源的情况，也可以以LD、有机LED等半导体发光元件为光源，或者也可以是灯泡、放电灯等光源。

在将本发明应用于ADB控制的情况下的远光灯单元中的扫描部，不限于实施方式中记载的旋转反射件。例如，如图8中示出了概要结构一样，也可以通过利用电磁力使光反射用的镜子321围绕一个轴322而沿水平方向摆动，由使镜子321的反射面的倾斜沿水平方向发生变化的单轴型镜子32A构成。或者，也可以由使镜子的反射面的倾斜沿水平方向和铅垂方向发生变化的双轴型镜子构成。

另外，远光灯单元不限于利用扫描镜使光进行扫描的构成，也可以是构成为将多个发光元件进行排列，并使上述多个发光元件选择性地发光、熄灭的灯具单元。

在实施方式中，对象检测装置4与前照灯HL一体地构成，但是对象检测装置也可以与灯具独立地构成。即，也可以利用通过设置于灯具中的红外发光部所照射的红外光，在和灯具另行设置的对象检测装置中对对象进行检测。

另外，在实施方式中，反射件由主反射件和副反射件构成，但是也可以不特意将它们设为区别开的构成，而构成为形成使红外光在反射面的一部分上透过的区域的反射件。

Claims (10)

1.一种车辆用灯具，该车辆用灯具具备：射出可见光的可见发光部；以及用从所述可见发光部射出的可见光进行规定区域的照明的光学系统，所述车辆用灯具的特征在于，

所述车辆用灯具进一步具备射出红外光的红外发光部，所述光学系统包含反射件，该反射件将从所述可见发光部射出的可见光朝向所述规定区域反射，并使从所述红外发光部射出的红外光朝向包含与该所述规定区域不同的区域在内的区域透过，所述反射件中的使所述红外光透过的部位配置于所述可见发光部和所述红外发光部之间。

2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，在所述反射件的前侧位置配置有所述可见发光部的可见光源，在所述反射件的后侧位置配置有所述红外发光部的红外光源，所述可见光在所述反射件的前侧的表面被反射，所述红外光从后侧朝向前侧透过所述反射件。

3.根据权利要求2所述的车辆用灯具，其特征在于，所述反射件构成为包括：反射所述可见光的主反射件；以及反射所述可见光并且使所述红外光透过的副反射件。

4.根据权利要求3所述的车辆用灯具，其特征在于，所述主反射件和所述副反射件形成为一体，所述主反射件的前侧的表面构成为光反射面，所述副反射件由至少使红外光透过的构件构成，并且在其表面设置有反射可见光且使红外光透过的红外透过滤光件。

5.根据权利要求4所述的车辆用灯具，其特征在于，所述红外透过滤光件由电介质多层膜构成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，所述规定区域是在上边缘具有明暗截止线的近光配光区域，与所述规定区域不同的区域是比所述明暗截止线更靠上侧的区域。

7.根据权利要求6所述的车辆用灯具，其特征在于，所述光学系统具备用于遮挡所述可见光的一部分而形成所述近光配光的遮光件，该遮光件使透过所述反射件的红外光透过。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，所述反射件形成为由旋转椭圆形的一部分所构成的穹顶状。

9.根据权利要求7所述的车辆用灯具，其特征在于，所述遮光件由剖面呈倒梯形的板状的透光性构件构成。

10.一种车辆系统，其特征在于，所述车辆系统具备权利要求1至9中任一项所述的车辆用灯具、以及对由所述可见光进行照明的第一对象和照射有所述红外光的第二对象进行检测的对象检测装置。

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