CN112770936A - 灯具系统 - Google Patents

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Abstract

灯具系统(100)搭载于具备HUD系统(210)的车辆(200)。配光可变灯(110)向路面(900)照射强度分布可变的光束来描绘图案(PTN)。控制器(130)与HUD系统(210)协作，控制配光可变灯(110)。

Description

灯具系统
技术领域
本发明涉及灯具系统。
背景技术
正在推进在汽车上搭载显示用于驾驶辅助的信息的平视显示器(HUD：Head UpDisplay)。在HUD上显示有限制速度、与汽车导航系统联动的信息、本车辆的信息等。由于HUD位于驾驶员的视线的前方，因此能够缩短驾驶员的视线移动的距离，能够提高安全性。
另外提出了在路面上描绘图形或文字，向驾驶员或周围的交通参与者提示各种信息的灯具。
[在先技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开2016-055691号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
1.显示于HUD的像的位置，比车辆前方的物体(车辆、行人、标识)靠近近前。因此，驾驶员在驾驶中为了注视HUD，需要使焦点移动。因此，驾驶员有时可能不会注意到HUD的显示。
发明的一种方案在这样的状况下完成，其例示性的目的之一在于提供一种能够可靠地向驾驶员传递信息的灯具系统。
2.在同时进行HUD和路面描绘时，若从驾驶员观察时它们重叠，则难以准确地向驾驶员传递信息。
发明的一种方案在这样的状况下完成，其例示性的目的之一在于提供一种能够可靠地向驾驶员传递信息的灯具系统。
[用于解决技术课题的技术方案]
1.本发明的一种方案涉及搭载于具备平视显示器的车辆的灯具系统。灯具系统包括：配光可变灯，其向路面照射强度分布可变的光束来描绘图案；以及控制器，其与平视显示器协作，控制配光可变灯。
路面与平视显示器相比，视线的移动距离更短，并且焦点的移动也较小即可。根据本方案，通过使平视显示器与路面描绘协作，与它们独立地进行显示/描绘的情况相比，能够可靠地向驾驶员传递信息。
控制器也可以在推定为平视显示器上显示的信息未传递到驾驶员、或者被忽视时，描绘图案。并非始终在路面上描绘与平视显示器协作的图案，通过仅在重要的情景下在路面上描绘协作的图案，能够提高描绘于路面的图案的注意提醒力。
图案也可以包括对平视显示器上显示的信息进行强调的信息，及/或与平视显示器上显示的信息相关的警告。
控制器在平视显示器显示限制速度的情况下，若实际的车速从限制速度超过容许幅度地偏离，则也可以使图案在路面上闪烁显示。图案也可以表示限制速度。也可以在平视显示器上以非反转状态、反转状态交替显示限制速度。
控制器也可以在从驾驶员观察时，在与平视显示器的显示区域不重叠的位置上描绘图案。图案的描绘位置也可以能够按各驾驶员而单独设定。
2.本发明的一种方案涉及搭载于具备平视显示器(HUD)的车辆的灯具系统。灯具系统包括：配光可变灯，其向路面照射强度分布可变的光束来描绘图案；以及控制器，其控制配光可变灯。向路面的描绘位置能够按各驾驶员分别进行设定。
由于每个驾驶员的身高(坐高)、座椅的位置等不同，因此视点的位置也不同。因此，通过使驾驶员能够根据自身的喜好设定描绘位置，能够防止HUD与路面描绘的重叠，能够准确地向驾驶员传递信息。
图案也可以包括反映每个驾驶员的设定的第1图案和不反映设定的第2图案。若使所有图案一律移动，则存在驾驶员难以看到某种图案，或在与周围的交通参与者不合适的状态下提示图案的担忧。因此，通过将图案分类为反映驾驶员的设定的图案和不反映驾驶员的设定的图案，能够兼顾驾驶员的易见度和周围的交通参与者的易见度。
第1图案也可以包括应向驾驶员提示的第1信息。第2图案也可以包括应向周围的交通参与者提示的第2信息。
在HUD的显示为关闭时，也可以不反映每个驾驶员的设定。在HUD为关闭的情况下，不会产生HUD与路面描绘的重叠，因此通过使图案的位置调整无效化，能够提高驾驶员对路面的图案的视觉辨认性。
描绘位置的设定也可以是在车辆停车时，在平视显示器上显示图像、并在路面上描绘了基准图案的状态下，通过驾驶员使基准图案移动而取得的。由此，能够以与平视显示器不重叠的方式设定路面描绘的位置。
此外，以上构成要素的任意组合，以及将本发的表现在方法、装置、系统等之间进行转换的方式作为本发明的方式也有效。
[发明效果]
根据本发明，能够可靠地向驾驶员传递信息。
附图说明
图1是实施方式的灯具系统的框图。
图2是说明灯具系统的动作的图。
图3的(a)～图3的(c)是说明灯具系统的动作的图。
图4的(a)、图4的(b)是表示规定的图案PTN的描绘的一个示例的图。
图5的(a)～图5的(c)是说明路面描绘的位置的图。
图6的(a)、图6的(b)是说明基于图案PTN的种类的描绘位置的控制的图。
图7的(a)、图7的(b)是说明基于图案PTN的种类的描绘位置的控制的图。
图8是关于图案的描绘位置的控制的流程图。
图9的(a)、图9的(b)是表示灯具系统的构成例的图。
图10的(a)、图10的(b)是表示灯具系统的控制系统的构成例的图。
具体实施方式
以下，基于适当的实施方式并参照附图来说明本发明。实施方式并非限定发明而是例示，实施方式所述的所有特征及其组合未必是发明的本质内容。对各附图所示的相同或同等的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。
图1是实施方式的灯具系统(或者车辆用灯具)100的框图。灯具系统100搭载于具备HUD(Head Up Display：平视显示器)系统210的车辆200。
HUD系统210向驾驶员提示用于驾驶辅助的信息。该信息例示有(i)车辆应遵守的外部信息、(ii)与汽车导航系统联动的信息、(iii)本车辆的信息，但不限于此。(i)外部信息包括限制速度、车辆禁止进入、暂时停车等，可以通过照相机拍摄道路标识取得，也可以从汽车导航系统取得。(ii)与汽车导航系统联动的信息包括行进路线、应转弯的交叉路口的名称和到该处为止的距离等。(iii)本车辆的信息包括车速、发动机转速、燃料的剩余量、车辆的各种警告。
HUD系统210包括HUD(显示器主体)212及其控制器214。控制器214根据行驶场景使HUD212显示适当的信息。
灯具系统100包括：近光102、远光104、配光可变灯110及控制器130。它们可以全部内置于相同的壳体，也可以是几个构件设于壳体的外部、换言之设于车辆侧。
在本实施方式中，配光可变灯110是在近光102及远光104之外追加设置的。因此，也可以将配光可变灯110称为追加光束。
配光可变灯110包括白色光源，从控制器130接收指示图案PTN的控制信号SCTRL，向路面900照射具有与图案PTN相应的强度分布的光束BM，在车辆前方形成与控制信号SCTRL相应的照度分布(图案PTN)。配光可变灯110的构成没有特别限定，例如可以包括LD(激光二极管)、LED(发光二极管)等半导体光源，以及驱动并点亮半导体光源的点亮电路。为了形成与配光图案PTN相应的照度分布，配光可变灯110也可以包括DMD(Digital Mirror Device：数字微镜器件)、液晶器件等矩阵型的图案形成器件。或者，配光可变灯110也可以是发光元件的阵列(也称为μ-LED)。
配光可变灯110的照射区域被确定为至少覆盖路面900。因此，配光可变灯110的照射区域也可以与近光的照射区域的局部重叠。
控制器130控制配光可变灯110。控制器130可以由数字处理器构成，例如可以由包括CPU的微型计算机与软件程序的组合构成，也可以由FPGA(Field Programmable GateArray：现场可编程门阵列)、ASIC(Application Specified IC：专用集成电路)等构成。
更详细地，控制器130在搭载灯具系统100的车辆行驶时，控制配光可变灯110，通过光束BM在路面上描绘用于驾驶辅助的图形。图形的种类没有特别限定，例如可以将法定速度、道路标识等以驾驶员容易看到的方式进行描绘。或者，也可以为了辅助其他车辆的驾驶而描绘表示本车辆的行进方向的图形。
远光104与配光可变灯110同样，也可以是配光可变。在这种情况下，控制器130也可以基于照相机图像而控制远光104的配光。
ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)220综合地控制灯具系统100。具体地说，产生近光102、远光104、配光可变灯110的接通、断开等指令。另外，将配光控制所需的信息发送到控制器130。
控制器130与HUD系统210协作，控制配光可变灯110，在路面900上描绘图案PTN。图案PTN并非是如近光这样的单纯的照明，而是包括应向驾驶员或者其他交通参与者提示的信息。
如图1所示，也可以通过总线将控制器130与HUD系统210连接，从而直接进行协作。或者，也可以在控制器130与HUD系统210之间夹装作为主机的处理器(ECU)220，使控制器130与HUD系统210间接地进行协作。
以上是具备灯具系统100的车辆200的构成。对于在驾驶中注视车辆前方的驾驶员，路面900与HUD相比，视线的移动距离较短即可，并且焦点的移动也较小即可。根据图1的灯具系统100，通过使HUD系统210与路面描绘协作，能够可靠地向驾驶员传递信息。
接着，说明灯具系统100与HUD系统210的协作。
在一实施例中，灯具系统100的控制器130在推定为HUD212上显示的信息未传递到驾驶员、或者被忽视时，描绘图案PTN。“信息未传递到驾驶员、或者被忽视”的状况，也可以基于驾驶员未做出与信息相应的动作来推定。相反地，在推定为信息传递到驾驶员的状况下，不在路面上描绘与HUD212上显示的信息相关的信息。如果在路面上始终描绘与HUD协作的图案，则图案会埋没，提醒驾驶员注意的程度相对降低。因此，通过仅在必要的状况下在路面上描绘协作的图案，能够提高描绘于路面的图案的注意唤起力。
例如，控制器214将限制速度显示于HUD212。应显示的限制速度可以从汽车导航系统取得，也可以从拍摄了标识的图像取得。在将限制速度显示于HUD212的情况下，可以说大幅超过限制速度的状态(或者大幅低于的状态)是没有传递信息、或者被忽视的可能性高。
基于几个实施例对由灯具系统100进行的路面描绘进行具体说明。
(实施例1)
图2是说明灯具系统100的动作的图。限制速度设为40km。在图2中，示出实际的车速为40km/h、50km/h、60km/h的情况下的HUD的画面和描绘于路面的图案。
在HUD上显示表示限制速度的图形(或者字符串)。并且，若实际的车速相对于限制速度的超过量(或者不足量)超过容许幅度(在此设为20km/h)，则对限制速度的图形进行强调显示。在本示例中，交替地重复反转、非反转。
描绘于路面的图案可以包括对HUD212上显示的信息(限制速度)进行强调的信息，及/或与平视显示器上显示的信息相关的警告。如上所述，在路面上，并非始终描绘与HUD212上显示的信息相关的信息，在推定为信息传递到驾驶员的状况(即驾驶员遵守限制速度的状况、超过量或者不足量在容许幅度以内)下，在路面上不描绘与HUD212相关的图案。这时，也可以描绘与HUD212不相关的图案(例如，用于对行人进行警告的图案)等。
若速度的超过量超过容许幅度(在本示例中为车速超过60km/h)，则推定为信息未传递到驾驶员/被忽视。这时控制器130在路面上闪烁显示图案PTN。通过闪烁显示，能够进一步促使驾驶员注意。若将闪烁的周期设为2～5Hz程度，则能够有效地提醒驾驶员注意。在图2的示例中，所描绘的图案PTN表示限制速度。取而代之，图案PTN也可以包括表示速度超过的图形。
(实施例2)
图3的(a)～图3的(c)是说明灯具系统100的动作的图。如图3的(a)所示，若照相机检测到暂时停车的标识902，则在HUD上显示促使暂时停车的图形。在本阶段，不在路面900上描绘与暂时停车相关的图案。
在图3的(b)中，驾驶员未注意到暂时停车的标识902及HUD212的显示而继续行驶。
图3的(c)表示若保持该状态持续行驶，则有可能超过暂时停车线的状态。在该状态下，灯具系统100在路面900上描绘规定的图案PTN。在图3的(c)中，规定的图案PTN包括表示暂时停车的图形(字符串)。例如，若制动距离比到停止线904为止的距离L长，则也可以判定为存在超过暂时停车线的可能性。或者，也可以以驾驶员未踩踏致动器(怠于进行用于制动的动作)作为条件而描绘规定的图案PTN。或者，也可以监视车身的加速度，以减速度小作为条件而描绘图案PTN。或者，也可以单纯地在到停止线为止的距离L低于规定的阈值时，描绘规定的图案PTN。
图4的(a)、图4的(b)是表示规定的图案PTN的描绘的一个示例的图。图4的(a)表示图案PTN以规定的周期闪烁的情况。或者，也可以如图4的(b)所示，以规定的周期进行黑白反转。由此，能够进一步提醒驾驶员注意。周期可以设为2～5Hz程度。
(路面描绘的位置)
图5的(a)～图5的(c)是说明路面描绘的位置的图。图5的(a)～图5的(c)表示驾驶员的视野。在本示例中，在HUD212的显示区域显示有限制速度的信息216A、车道偏离警告的信息216B。
在图5的(a)中，不考虑HUD212而描绘图案PTN。根据驾驶员的视点位置，路面的图案PTN与HUD212的显示区域重叠，难以看到路面的图案PTN，并且由于路面的图案PTN，也难以看清HUD。
因此，如图5的(b)所示，控制器130构成为能够考虑HUD而调整图案PTN的描绘位置。控制器130在从驾驶员观察时与HUD212的显示区域不重叠的位置上描绘图案PTN。具体地说，图案PTN的描绘位置被位移到本车辆前方的较远的位置。
驾驶员看到的图案PTN与HUD212的显示区域的位置关系根据驾驶员的视点位置而改变。并且，驾驶员的视点位置根据驾驶员的身高、座椅的位置等而不同。因此，控制器130构成为能够根据驾驶员的设定而校正图案PTN的描绘位置。
HUD212的显示有时可以由驾驶员根据喜好而开启、关闭。如图5的(c)所示，在HUD212的显示为关闭时，也可以使控制器130的路面的图案PTN的位置校正功能无效。在这种情况下，也可以忽视驾驶员的设定，在与图5的(a)相同的无校正的位置上描绘图案PTN。
描绘于路面的图案PTN包括应向驾驶员提示的信息(以下，称为第1信息)和应向其他交通参与者提示的信息(以下，称为第2信息)。将包括第1信息的图案称为第1图案PTN1，将包括第2信息的图案称为第2图案PTN2，根据需要进行区分。
由于第2信息不需要向驾驶员提示，因此也可以说第2图案PTN2与HUD212的显示区域重叠也无妨。或者，第2图案PTN2有时也描绘在驾驶员的死角(车辆前方的最近处)，但若将应描绘在死角的第2图案PTN2与第1图案PTN1同样根据每个驾驶员的设定一律向前方移动，则存在移动后的第2图案PTN2与HUD212的显示区域重叠、或者即使不重叠也进入视野而造成烦扰的情况。
另外，图案PTN有时也包括应固定描绘在以车辆为基准的规定的位置(例如车辆前方4m等)的图案(第3图案PTN3)。第3图案PTN3不应根据驾驶员的设定而移动。
因此，根据在路面上描绘的图案PTN的种类，分类为考虑HUD的显示区域而应进行位置校正的图案(主要包括第1图案PTN1)和非此情况的图案(主要包括第2图案PTN2、第3图案PTN3)，可以仅对前者进行描绘位置的校正，而后者的位置不变。
图6的(a)、图6的(b)以及图7的(a)、图7的(b)是说明基于图案PTN的种类的描绘位置的控制的图。图6的(a)、图6的(b)表示驾驶员的视野。在图6的(a)中，如上所述，在路面上描绘包括应向驾驶员提示的第1信息的第1图案PTN1，其位置被校正为与HUD212的显示区域不重叠。
在图6的(b)中，在路面上描绘包括应向驾驶员之外的交通参与者提示的第2信息的第2图案PTN2。在本示例中，第2图案PTN2沿行进方向排列，分别包括沿车宽方向延伸的多个条。该第2图案PTN2也可以是针对行人的警告。由于第2图案PTN2对本车辆的驾驶员不具有意义，因此也可以与HUD212的显示区域重叠，因此不进行与驾驶员的设定相应的位置的调整。
图7的(a)、图7的(b)表示从上方观察车辆的图。图7的(a)与图6的(a)对应。为了避免与HUD212的重叠，应向驾驶员提示的图案PTN1被描绘在远离本车辆910的前方。点划线912表示基准位置，从该处起的移动距离y能够由驾驶员进行调节。
图7的(b)与图6的(b)对应。由于第2图案PTN2不需要避免与HUD212重叠，因此描绘在比第1图案PTN1靠近本车辆910的位置。但第2图案PTN2有时被描绘在本质上远离本车辆的位置，作为结果，也有可能与HUD212不重叠，但不进行基于驾驶员的设定的位置校正这点是相同的。
图8是关于图案的描绘位置的控制的流程图。此外，流程图并不限定其所示的多个处理的执行顺序，可以在不妨碍处理的范围内更换执行顺序，或者也可以并行执行几个处理。
在行驶开始前，由驾驶员输入第1图案PTN1的描绘位置的设定信息(S100)。例如，汽车在路面上描绘用于对位的基准图案。驾驶员通过用用户接口使其前后(或者左右)移动，从而移动到与HUD212的显示区域不重叠的位置，并确定。这时的基准图案的位置(或者移动量)作为设定数据保持于控制器130。
接着，判定HUD212的显示是否有效(S102)。在HUD212的显示为无效时(S102的否)，设定数据被忽视，不进行描绘位置的校正(S108)。
在HUD212的显示为有效的情况下(S102的是)，判定应描绘的图案是否是包括应向驾驶员提示的第1信息的第1图案PTN1(S104)。并且，在是第1图案PTN1的情况下(S104的是)，基于在处理S100中取得的设定数据来校正描绘位置(S106)，并在校正后的位置描绘图案PTN1(S110)。
在判定处理S104中，在判定为第2图案PTN2的情况下(S104的否)，不进行描绘的位置校正(S108)，而在路面上描绘第2图案PTN2(S110)。以上是关于描绘位置的校正的说明。
接着，说明灯具系统100的构成例。图9的(a)、图9的(b)是表示灯具系统100的构成例的图。在图9的(a)中，配光可变灯110与近光102及远光104一起内置于前照灯300A。
在图9的(b)中，配光可变灯110内置于与前照灯230独立的灯具300B。该灯具300B安装于车辆200前方的例如保险杠240。
图10的(a)、图10的(b)是表示灯具系统的控制系统的构成例的图。配光可变灯110包括DMD112及其驱动器114、投影透镜116。在图10的(a)中，配光可变灯110的配光图案由灯具300A(300B)的外部的车辆侧的ECU250生成。因此在本示例中，图1的控制器130的功能构成于ECU250，ECU250与图1的HUD系统210或者ECU220协作，控制配光可变灯110。
在图10的(b)中，在灯具300A(300B)中设有灯具ECU310，在灯具ECU310中构成有控制器130的功能。灯具ECU310与HUD系统210或者ECU220协作，控制配光可变灯110。
以上，基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员应当理解该实施方式仅是例示，其各构成要素和各处理工艺的组合可以有各种变形例，并且这样的变形例也包含在本发明的范围内。以下，对这样的变形例进行说明。
(第1变形例)
配光可变灯110也可以分别内置于左右的前照灯300A或者灯具300B。在这种情况下，也可以使左右的配光可变灯110的照射区域不同。例如，也可以通过一个配光可变灯110照射照射区域的右半部分(或者前半部分)，通过另一个配光可变灯110照射照射区域的左半部分(或者下半部分)。
(第2变形例)
在实施方式中，配光可变灯110是相对于近光102及远光104的附加光源，但也可以将近光102及远光104中的至少一者的功能整合于配光可变灯110。
(第3变形例)
灯具系统100也可以具备在配光可变灯110在路面上描绘图案时停止HUD的显示的模式。另外，也可以在车辆上设置用于供驾驶员选择该模式的接口(例如开关)。
基于实施方式，使用具体的语句说明了本发明，但实施方式仅示出本发明的原理、应用的一个侧面，在不脱离权利要求书规定的本发明的思想的范围内，实施方式允许很多的变形例或配置的变更。
[工业可利用性]
本发明涉及灯具系统。
[附图标记说明]
100…灯具系统，102…近光，104…远光，110…配光可变灯，130…控制器，200…车辆，210…HUD系统，212…HUD，214…控制器，300…灯具，310…灯具ECU，900…路面，PTN…图案。

Claims (13)

1.一种搭载于具备平视显示器的车辆的灯具系统，其特征在于，包括：
配光可变灯，其向路面照射强度分布可变的光束来描绘图案，以及
控制器，其与所述平视显示器协作地控制所述配光可变灯。
2.如权利要求1所述的灯具系统，其特征在于，
所述控制器在推定为所述平视显示器上显示的信息未传递到驾驶员、或者被忽视时，描绘所述图案。
3.如权利要求2所述的灯具系统，其特征在于，
所述图案包括对所述平视显示器上显示的信息进行强调的信息，及/或与所述平视显示器上显示的信息相关的警告。
4.如权利要求1或2所述的灯具系统，其特征在于，
所述控制器在所述平视显示器显示限制速度的情况下，若实际的车速从所述限制速度超过容许幅度地偏离，则在所述路面上描绘所述图案。
5.如权利要求1或2所述的灯具系统，其特征在于，所述控制器在所述平视显示器显示与暂时停车相关的信息的情况下，在保持状态有可能超过停止线的情况下，在所述路面上描绘所述图案。
6.如权利要求1至5的任意一项所述的灯具系统，其特征在于，
所述控制器在从驾驶员观察时，在与所述平视显示器的显示区域不重叠的位置描绘所述图案。
7.一种搭载于具备平视显示器的车辆的灯具系统，其特征在于，包括：
配光可变灯，其向路面照射强度分布可变的光束来描绘图案，以及
控制器，其控制所述配光可变灯；
向所述路面的描绘位置能够按各驾驶员而分别设定。
8.如权利要求7所述的灯具系统，其特征在于，
所述图案包括反映所述各驾驶员的设定的图案和不反映所述设定的图案。
9.如权利要求8所述的灯具系统，其特征在于，
反映所述各驾驶员的设定的图案包括应向所述驾驶员提示的第1信息。
10.如权利要求8或9所述的灯具系统，其特征在于，
不反映所述各驾驶员的设定的图案包括应向周围的交通参与者提示的第2信息。
11.如权利要求8至10的任意一项所述的灯具系统，其特征在于，
不反映所述各驾驶员的设定的图案是应描绘在以车辆为基准而确定的位置上的图案。
12.如权利要求7至11的任意一项所述的灯具系统，其特征在于，
在所述平视显示器的显示为关闭时，不反映所述各驾驶员的设定。
13.如权利要求7至12的任意一项所述的灯具系统，其特征在于，
所述描绘位置的设定是在车辆停车时，在所述平视显示器上显示图像、并在路面上描绘了基准图案的状态下，通过所述驾驶员使所述基准图案移动而取得的。
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