JP2005059662A - 車両用前照灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行状態に応じて投光範囲を変化させる車両用前照灯装置において、可視光の投光範囲よりも遠方の路面状況について、対象物の温度によらず、常に鮮明な画像を得ることができるものを提供する。
【解決手段】投光器６において、光源から放射された可視光と赤外光を可動式リフレクタ２０によって反射し、それぞれロービームおよびハイビームとして自車両前方へ照射する。さらに、自車両の走行状況に応じて、ＣＰＵ２よりリフレクタ用アクチュエータ１１を制御し、可動式リフレクタ２０を左右方向へ回転させる。これにより、自車両がカーブを曲がるときにハイビームの投光範囲を左右方向へ変化させ、ロービームの投光範囲よりさらに遠方の走行先に赤外光を照射する。そして、照射された赤外光の反射光を赤外線カメラ４により撮像し、表示装置９に画像表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の走行状態に応じて投光範囲を変化させる車両用前照灯装置に関する。

車両がカーブを曲がるときに投光範囲をカーブの方向に変化させることにより、夜間における遠方の走行先について、路面状況の視認性を向上させることができる車両用前照灯装置が従来から知られている。さらに、このような車両用前照灯装置の作動に応じて赤外線カメラの撮像範囲を調整することにより、投光範囲よりも遠方の走行先の路面状況を撮像して運転者に画像提供する装置も知られている（特許文献１）。

特開２００３−２１３７号公報

特許文献１の装置では、投光範囲よりも遠方の走行先の路面状況を撮像するために、遠赤外線カメラを用いることによって、撮像対象からの熱を検出している。したがって、対象物の温度により撮像される画像の鮮明度に差が生じ、温度が低い対象物に対しては、鮮明な画像が得られない。

本発明による車両用前照灯装置は、可視光成分と赤外光成分とを含んだ光を放射する単一の光源と、光源より放射された光を可視光と赤外光に分離する分離手段と、分離手段により分離された可視光を車両前方の可視光投光範囲へ照射する可視光照射手段と、分離手段により分離された赤外光を車両前方の赤外光投光範囲へ照射する第１の赤外光照射手段と、可視光照射手段および第１の赤外光照射手段を左右方向へ駆動させることにより、可視光および赤外光投光範囲を左右方向へ変化させる第１の投光範囲変化手段と、車両の走行状況に応じて第１の投光範囲変化手段を制御する制御手段とを備える。

本発明によれば、単一の光源より分離した可視光と赤外光を、それぞれ可視光投光範囲と赤外光投光範囲にそれぞれ照射する。また、自車両の走行状況に応じて第１の投光範囲変化手段を制御し、可視光および赤外光投光範囲を左右の任意の角度方向へ変化させる。このようにしたので、赤外光投光範囲に照射される赤外光の反射光を撮像して画像表示することにより、対象物の温度に影響されずに、走行先の路面状況について常に鮮明な画像を得ることができる。

−第１の実施の形態−
本発明による車両用前照灯装置を適用したヘッドランプ制御システム（以下、本システムという）の一実施形態の構成を図１に示す。本システムは車両に備えられるものであり、以下では、本システムが備えられた車両を自車両と称して説明を行う。図１のヘッドランプ制御システムは、操舵角センサ１、ＣＰＵ２、カメラ用アクチュエータ３、赤外線カメラ４、投光器６、車速センサ８、および表示装置９を有している。これらのうち、操舵角センサ１、ＣＰＵ２、および車速センサ８は、自車両に備えられた不図示のイグニッションスイッチがオンされることにより作動する。これ以外のものについては、ＣＰＵ２によって電源のオンオフが制御される。

投光器６は、リフレクタ用アクチュエータ１１と可動式リフレクタ２０を有し、自車両の前方に可視光と赤外光を照射する。この投光器６は、ロービーム（すれ違いビーム）として可視光を照射し、ハイビーム（走行ビーム）として赤外光を照射する。なお、投光器６の構成は後で詳細に説明する。

操舵角センサ１は自車両の操舵角を検出するセンサであり、この操舵角センサ１によって検出された自車両の操舵角情報は、ＣＰＵ２に出力される。車速センサ８は自車両の車速を検出するセンサであり、この車速センサ８によって検出された自車両の車速情報もＣＰＵ２に出力される。ＣＰＵ２は、操舵角センサ１と車速センサ８からそれぞれ入力された操舵角情報と車速情報に基づいて、カメラ用アクチュエータ３とリフレクタ用アクチュエータ１１に対して駆動量を指示し、その駆動を制御する。

ＣＰＵ２は、カメラ用アクチュエータ３、赤外線カメラ４、表示装置９、リフレクタ用アクチュエータ１１、および可動式リフレクタ２０の電源のオンオフを制御する。具体的には、自車両に備えられた不図示のヘッドランプ点灯スイッチがオンされると、リフレクタ用アクチュエータ１１および可動式リフレクタ２０の電源をオンする。さらに、その状態で自車両の車速が所定の値を越えたときに、残りのカメラ用アクチュエータ３、カメラ４、および表示装置９の電源をオンする。

カメラ用アクチュエータ３は、赤外線カメラ４を左右方向に回転させるための駆動機構を有している。赤外線カメラ４は、赤外線波長帯域に感度を持つカメラであり、自車両前方の路面状況を赤外線によって撮像する。カメラ用アクチュエータ３がＣＰＵ２から指示された駆動量に応じて駆動することにより、赤外線カメラ４の首振り角度が決定される。これにより、自車両の操舵角と車速に基づいて、左右の任意の角度方向へと赤外線カメラ４の視軸を変化させ、路面状況の撮像方向を制御することができる。赤外線カメラ４において撮像された路面状況は、ＣＰＵ２を介して表示装置９へ出力され、表示装置９によって運転者へ画像情報として提供される。なお、赤外線カメラ４には、たとえばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどが用いられる。

カメラ用アクチュエータ３、赤外線カメラ４、および表示装置９は、本システムにおいて暗視装置系を構成している。これらの暗視装置系は、前述のように自車両が所定の車速を越えたときにＣＰＵ２によって電源がオンされて作動することにより、投光器６の可視光の投光範囲よりも遠方に対して、運転者の夜間視認性を向上させる。

リフレクタ用アクチュエータ１１は、可動式リフレクタ２０を左右方向に回転させるための駆動機構を有している。このリフレクタ用アクチュエータ１１がＣＰＵ２から指示された駆動量に応じて駆動することにより、可動式リフレクタ２０の首振り角度が決定される。可動式リフレクタ２０は、後述する光源から照射される光を自車両前方へ反射するものであり、投光器６が照射する可視光と赤外光の投光範囲は、この可動式リフレクタ２０の向きによって決定される。したがって、このようにして可動式リフレクタ２０の向きを制御することにより、自車両の操舵角と車速に基づいて、可視光と赤外光の投光範囲を左右の任意の角度方向に変化させることができる。

以上説明したように、自車両の操舵角と車速に基づいて可視光の投光範囲を変化させることにより、たとえば自車両がカーブを曲がるとき、そのカーブ方向へと可視光の投光範囲を変化させることができる。さらにこのとき、自車両の操舵角と車速に基づいて、赤外光の投光範囲と路面状況の撮像方向も変化させることにより、可視光の投光範囲よりも遠い位置の路面状況についても、画像情報を運転者に提供することができる。

投光器６の構造例を図２の断面図に示す。投光器６は、前述のリフレクタ用アクチュエータ１１と可動式リフレクタ２０の他に、高輝度放電バルブ（以下、ＨＩＤ管球という）１０、フィルタ部材１４、遮光シェード１７、およびレンズ１８を有している。フィルタ部材１４は、可視光透過フィルタ部材１５と赤外光透過フィルタ部材１６によって構成されている。また、可動式リフレクタ２０は、上部のロービーム用リフレクタ１２と、下部のハイビーム用リフレクタ１３によって構成されている。

ＨＩＤ管球１０は、可視波長帯域と赤外波長帯域の両成分を含んだ光を放射する光源である。なお、ここではＨＩＤ管球を光源に用いた例を説明しているが、代わりにハロゲンバルブを用いても、本発明の効果を同様にして得ることができる。ＨＩＤ管球１０の周囲には、円筒形状のフィルタ部材１４が備えられている。

フィルタ部材１４の上側の円周部分に配置された可視光透過フィルタ部材１５は、ＨＩＤ管球１０から放射された光のうち可視波長帯域の成分、すなわち可視光のみを通過させる。たとえば、図の符号１０１に示す位置を放射する光の焦点位置とすると、ここより放射された可視光は、可視光透過フィルタ部材１５を通過する。通過した可視光は、可動式リフレクタ２０の上部、すなわちロービーム用リフレクタ１２によって反射され、レンズ１８を通して照射される。こうして、可視光が図中の実線の矢印Ｌ１に代表されるビームを形成し、これがロービームとして自車両前方に照射される。なお、可視光透過フィルタ部材１５を可視光と赤外光の両方を通過させるものとし、それによって、可視光と赤外光の両方をロービームとして照射することとしてもよい。

フィルタ部材１４の下側の円周部分に配置された赤外光透過フィルタ部材１６は、ＨＩＤ管球１０から放射された光のうち赤外波長帯域の成分、すなわち赤外光のみを通過させ、それ以外は遮断する。たとえば、焦点位置１０１より放射された可視光と赤外光のうち、赤外光のみが赤外光透過フィルタ部材１６を通過する。通過した赤外光は、可動式リフレクタ２０の下部、すなわちハイビーム用リフレクタ１３によって反射され、レンズ１８を通して照射される。こうして、赤外光が図中の破線の矢印Ｌ２に代表されるビームを形成し、これがハイビームとして自車両前方に照射される。ハイビームを照射する投光範囲は、ロービームの投光範囲よりも自車両から遠くに位置している。

遮光シェード１７は、ＨＩＤ管球１０から放射される光のうち、自車両前方、すなわち図の左側方向へ放射される光の全成分を遮断する。この遮光シェード１７により、ＨＩＤ管球１０から放射された光が、フィルター部材１４を通過し可動式リフレクタ２０によって反射されることなく、直接自車両前方へ照射されるのを防ぐことができる。

以上説明したように、投光器６からは可視光をロービームとして照射し、赤外光をハイビームとして照射する。ハイビームとして照射された赤外光は、自車両前方の撮像対象物によって反射され、その反射光が図１の赤外線カメラ４によって撮像される。この撮像画像が表示装置９に表示されることにより、運転者はロービームとして照射される可視光の投光範囲よりも、さらに遠方の路面状況を確認できる。なお、赤外線カメラ４が感度を有する赤外線の波長帯域と、投光器６から照射される赤外光の波長帯域とは、少なくともその一部が一致している。

可動式リフレクタ２０の向きを左右に変化させる様子を図３に示す。前述のように、リフレクタ用アクチュエータ１１によって、可動式リフレクタ２０が左右方向に回転する。このときの回転軸を符号２１に示す。この回転軸２１を中心に、可動式リフレクタ２０、すなわちロービーム用リフレクタ１２およびハイビーム用リフレクタ１３を回転させる。さらに、ＨＩＤ管球１０およびフィルタ部材１４を一緒に回転させてもよい。すると、ロービーム用リフレクタ１２とハイビーム用リフレクタ１３における光の反射方向が変化する。その結果、投光器６から照射するロービームとハイビームの投光範囲を、左右の任意の角度方向に変化させることができる。

なお、本実施形態において、ロービーム用リフレクタ１２とハイビーム用リフレクタ１３は、可動式リフレクタ２０として一体の構造を有している。そのため、リフレクタ用アクチュエータ１１によってこの可動式リフレクタ２０を左右方向に回転させることで、ハイビームすなわち赤外光と、ロービームすなわち可視光との投光範囲を、常に同期して同一の方向へ変化させることができる。

また、可動式リフレクタ２０の首振り角度、すなわちＣＰＵ２からリフレクタ用アクチュエータ１１に指示する駆動量と、赤外線カメラ４の首振り角度、すなわちＣＰＵ２からカメラ用アクチュエータ３に指示する駆動量とを一致するように、ＣＰＵ２において制御する。これにより、ハイビームによる赤外光の投光範囲の方向と、赤外線カメラ４の撮像方向とを一致させることができる。

上記のようにして、ハイビームとロービームの投光範囲を左右方向に変化させた例を、図４および５を用いて説明する。図４には、本システムを用いていないときの投光範囲を示している。図４において、右カーブを走行中の自車両３００からは、網掛けに示す投光範囲３０にロービームを照射し、破線枠に示す投光範囲４０にハイビームを照射している。このとき、ロービームとハイビームは共通の光軸Ａを有している。

自車両３００の走行先には、対象物１００および２００が存在している。対象物１００は、ハイビームの投光範囲４０の中に位置している。この場合、対象物１００にはハイビームによる赤外光が照射され、その反射光が図１の赤外線カメラ４によって撮像されて表示装置９に表示される。そのため、運転者は対象物１００を表示装置９の画像によって確認できる。また、対象物２００は、ハイビームの投光範囲４０よりも遠い位置にある。そのため、対象物２００は表示装置９に画像表示されず、運転者はこれを確認できない。

図５には、本システムの上記に説明した実施形態を用いることにより、右カーブ走行時に投光範囲を右方向に変化させたときの様子を示している。ここでは、自車両に備えられた左右１対のヘッドランプのうち、いずれか一方のヘッドランプの投光範囲のみを変化させているものとする。図５において、右カーブを走行中の自車両３００からは、網掛けに示す投光範囲３０および３１にロービームを照射し、破線枠に示す投光範囲４０および４１にハイビームを照射している。このとき、変化後の投光範囲３１および４１にそれぞれ照射されるロービームとハイビームは、共通の光軸Ｂを有している。

図５のように、右カーブ走行時に一方のヘッドランプの投光範囲を右方向に変化させることによって、対象物１００がロービームの投光範囲３１の中に位置し、対象物２００がハイビームの投光範囲４１の中に位置するようになる。この場合、対象物１００にはロービームによる可視光が照射されるため、運転者は対象物１００を目視で確認できる。また、対象物２００にはハイビームによる赤外光が照射され、その反射光が図１の赤外線カメラ４によって撮像されて、表示装置９に表示される。そのため、運転者は対象物２００を表示装置９の画像によって確認できる。

なお、変化前の光軸Ａと変化後の光軸Ｂとのなす角度（以下、このような変化前と変化後の光軸のなす角度を、変化後の角度という）をθ_１とすると、この変化後の角度θ_１は、前述の可動式リフレクタ２０の首振り角度に相当するものであり、自車両３００の操舵角に基づいて算出される。すなわち、自車両３００が走行している道路のカーブの曲がり具合によって、変化後の角度θ_１は変化する。カーブの曲がり具合が大きいほど、すなわちカーブの曲率半径が小さいほど、自車両３００の操舵角は大きくなり、その結果、変化後の角度θ_１が大きくなる。本実施形態では、この算出された変化後の角度θ_１に従って、ハイビームとロービームの投光範囲をそれぞれ変化させる。

以上説明した第１の実施形態において、本システムが実行する処理のフローチャートを図１７に示す。この処理は、図１のＣＰＵ２において、自車両のイグニッションスイッチがオンされることにより実行される。なお、図１７のフローチャートの各ステップは、この処理の実行条件が満たされている間は、ステップＳ１０〜Ｓ８０を１回の処理サイクルとして繰り返し実行される。以下では、１回の処理サイクルについて説明する。

ステップＳ１０では、自車両のヘッドランプ点灯スイッチがオンされているか否かを判定する。オンされている場合はステップＳ２０へ進み、オフである場合はこのステップＳ１０に留まる。なお、ここでオンオフを判定する自車両のヘッドランプ点灯スイッチは、運転者が手動で操作するものでも、あるいは明るさを感知して自動で作動するオートライト式のものでもよい。

ステップＳ２０では、前述の暗視装置系、すなわちカメラ用アクチュエータ３、赤外線カメラ４、および表示装置９を除いて、この時点でオンになっていない構成の電源をオンする。具体的には、リフレクタ用アクチュエータ１１および可動式リフレクタ２０の電源をオンにする。なお、以前の処理サイクルでこのステップＳ２０を実行しており、これらの構成の電源が既にオンになっている場合には、今回の処理サイクルでは何も行わない。

ステップＳ３０では、操舵角センサ１から出力される自車両の操舵角（ωとする）を読み込み、さらに、その操舵角ωに基づいて、図５のようにして投光範囲を変化させるときの変化後の角度（ここではθとする）を算出する。なお、このときの算出方法は周知であるため、説明は省略する。

ステップＳ４０では、車速センサ８から出力される自車両の車速（Ｖとする）を読み込み、この車速Ｖが所定の車速Ｖｆ以上であるか否かを判定する。この判定で用いられる車速Ｖｆは、暗視装置系を作動させるか否かを判定するためのしきい値であり、ロービームが照射される距離と、運転者が回避動作等を行うために要する時間（以下、回避時間という）に基づいて決定される。すなわち、自車両がロービームの照射距離を進む時間が、回避時間よりも短いような場合には、暗視装置系を作動させるようにする。車速ＶがＶｆ以上である場合はステップＳ５０へ進み、Ｖｆ未満である場合はステップＳ６０へ進む。

ステップＳ５０では、暗視装置系、すなわちカメラ用アクチュエータ３、赤外線カメラ４、および表示装置９をオンする。なお、以前の処理サイクルでこのステップＳ５０を実行しており、これらの構成の電源が既にオンになっている場合には、今回の処理サイクルでは何も行わない。ステップＳ６０では、ステップＳ３０で算出された変化後の角度θに基づいて、リフレクタ用アクチュエータ１１への駆動量を指示する。このとき指示する駆動量は、可動式リフレクタ２０の首振り角度が、算出された変化後の角度θと等しくなるような値とする。

ステップＳ７０では、暗視装置系がオンされているか否かを判定する。オンされている場合はステップＳ８０へ進み、カメラ用アクチュエータ３への駆動量を指示する。このとき指示する駆動量は、ステップＳ６０においてリフレクタ用アクチュエータ１１へ指示したものと同じ角度を駆動させる値とする。すなわち、赤外線カメラ４の首振り角度が、ステップＳ３０で算出された変化後の角度θと等しくなるような駆動量の値とする。ステップＳ８０の実行後、またはステップＳ７０において暗視装置系がオフであると判定した場合は、ステップＳ１０へ戻る。

上記に説明した処理では、読み込んだ操舵角ωに基づいて、投光範囲を変化させるときの変化後の角度θを算出し（ステップＳ３０）、算出された変化後の角度θに基づいて、リフレクタ用アクチュエータ１１へ駆動量を指示する（ステップＳ６０）。これにより、可視光によるロービームと、赤外光によるハイビームとの投光範囲を変化させる。

以上説明した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）投光器６より、可視光と赤外光をそれぞれロービームおよびハイビームとして自車両前方へ照射する。さらに、自車両の走行状況に応じて、ＣＰＵ２よりリフレクタ用アクチュエータ１１を制御し、可動式リフレクタ２０を左右の任意の角度方向へ回転させる。これにより、ロービームとハイビームの投光範囲を左右方向へ変化させることとした。このようにしたので、自車両がカーブを曲がるときにロービームの投光範囲を変化させ、夜間における遠方の走行先について、路面状況の視認性を向上させることができる。

さらに、ハイビームの投光範囲も変化させて、さらに遠方の走行先に赤外光を照射することができる。この赤外光の反射光を赤外線カメラ４により撮像し、表示装置９に画像表示することにより、対象物の温度に影響されずに、走行先の路面状況について常に鮮明な画像を得ることができる。

（２）操舵角センサ１により検出された操舵角に基づいて、投光範囲を変化させるときの変化後の角度θを算出し、算出された変化後の角度θに基づいて、リフレクタ用アクチュエータ１１の駆動量を制御することとした。このようにしたので、カーブの曲がり具合に応じて、ロービームとハイビームの投光範囲を変化させることができる。

（３）ロービーム用リフレクタ１２とハイビーム用リフレクタ１３が、可動式リフレクタ２０として一体の構造を有していることとした。このようにしたので、リフレクタ用アクチュエータ１１によってこの可動式リフレクタ２０を左右方向に回転させることで、ロービームとハイビームの投光範囲を、常に同期して同一の方向へ変化させることができる。

（４）ハイビームの投光範囲の方向と赤外線カメラ４の撮像方向とを常に一致させるように、リフレクタ用アクチュエータ１１およびカメラ用アクチュエータ３を制御することとした。このようにしたので、ハイビームの投光範囲に照射された赤外光による反射光を、常に赤外線カメラ４において撮像することができる。

−第２の実施の形態−
本システムの第２の実施形態を図６に示す。本実施形態によるシステムは、図１に示す第１の実施形態の投光器６に代えて、投光器６０を有している。この投光器６０は、ロービームとハイビームの投光範囲を別々に変化させることができ、ロービーム用アクチュエータ１１０、ハイビーム用アクチュエータ１１１、ロービーム用リフレクタ１２０、およびハイビーム用リフレクタ１３０を有している。なお、投光器６０の詳細は後で図７を参照して説明する。また、図６において、投光器６０以外の部分については既に図１で説明しているため、以下では説明を省略する。

ロービーム用アクチュエータ１１０は、ロービーム用リフレクタ１２０を左右方向に回転させるための駆動機構を有している。また、ハイビーム用アクチュエータ１１１は、ハイビーム用リフレクタ１３０を左右方向に回転させるための駆動機構を有している。これらのアクチュエータが、ＣＰＵ２から指示された駆動量に応じてそれぞれ独立に駆動することにより、ロービーム用リフレクタ１２０とハイビーム用リフレクタ１３０の首振り角度がそれぞれ決定される。これによって、ロービームとハイビームの投光範囲をそれぞれ別々に、左右の任意の角度方向へ変化させることができる。

ハイビーム用アクチュエータ１１１およびハイビーム用リフレクタ１３０は、カメラ用アクチュエータ３、赤外線カメラ４、および表示装置９とともに、本システムにおいて暗視装置系を構成する。これらの暗視装置系は、第１の実施の形態と同様に、自車両が所定の車速を越えたときに、ＣＰＵ２によって電源がオンされて作動する。なお、ロービーム用アクチュエータ１１０およびロービーム用リフレクタ１２０は、自車両に備えられた不図示のヘッドランプ点灯スイッチがオンされたときに、ＣＰＵ２によって電源がオンされて作動する。

投光器６０の構造例を図７の断面図に示す。投光器６０には、図のようにロービーム用リフレクタ１２０とハイビーム用リフレクタ１３０が備えられ、それぞれロービーム用アクチュエータ１１０とハイビーム用アクチュエータ１１１が取り付けられている。ＨＩＤ管球１０の焦点位置１０１から放射された光は、図２と同様に、可視光がロービーム用リフレクタ１２０によって反射され、赤外光がハイビーム用リフレクタ１３０によって反射される。これにより、可視光が図中の実線の矢印Ｌ１に代表されるビームを形成し、これがロービームとして自車両前方に照射される。また、赤外光が図中の破線の矢印Ｌ２に代表されるビームを形成し、これがハイビームとして自車両前方に照射される。

ロービーム用リフレクタ１２０とハイビーム用リフレクタ１３０のそれぞれの向きを左右に変化させる様子を、図８（ａ）および（ｂ）に示す。図８（ａ）は、ロービーム用リフレクタ１２０とハイビーム用リフレクタ１３０を正面斜め上方向より見た図である。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＲ−Ｒ’に示す部分の断面を上方向から見た図である。

前述のように、ロービーム用アクチュエータ１１０がロービーム用リフレクタ１２０を回転させるとき、図８（ａ）の回転軸２２を中心にして回転させる。また、ハイビーム用アクチュエータ１１１は、回転軸２３を中心に、ハイビーム用リフレクタ１３０を回転させる。なお、回転軸２２と２３は同一の軸であってもよい。これらの回転を独立して行うことにより、ロービーム用リフレクタ１２０とハイビーム用リフレクタ１３０において、光の反射方向がそれぞれ独立して変化する。

たとえば、図８（ｂ）に示す位置に、ロービーム用リフレクタ１２０とハイビーム用リフレクタ１３０をそれぞれ回転させる。このとき、ロービームは符号１２１に示す矢印の方向を中心に照射され、ハイビームは符号１３１に示す矢印の方向を中心に照射される。このようにして、投光器６０から照射するロービームとハイビームの投光範囲を、それぞれ独立に左右方向に変化させることができる。なお、符号１４０は、ロービーム用リフレクタ１２０およびハイビーム用リフレクタ１３０の中立位置、すなわち投光範囲を変化させないときの位置を表している。

なお、本実施形態においても第１の実施の形態と同様に、ハイビーム用リフレクタ１３０の首振り角度、すなわちＣＰＵ２からハイビーム用アクチュエータ１１１に指示する駆動量と、赤外線カメラ４の首振り角度、すなわちＣＰＵ２からカメラ用アクチュエータ３に指示する駆動量とを一致するように、ＣＰＵ２において制御する。これにより、ハイビームによる赤外光の投光範囲と、赤外線カメラ４の撮像範囲とを、常に一致させることができる。

上記のようにして、ハイビームとロービームの投光範囲をそれぞれ独立して変化させたときの様子を、図９に示す。ここでは、第１の実施の形態と同様に、自車両に備えられた左右１対のヘッドランプのうち、いずれか一方のヘッドランプの投光範囲のみを変化させるものとする。図９において、右カーブを走行中の自車両３００からは、網掛けで示す投光範囲３０および３２にロービームを照射し、破線枠で示す投光範囲４０および４２にハイビームを照射している。投光範囲３０と４０には、変化させていない投光範囲を示しており、投光範囲３２と４２には、右カーブに合わせて右方向に変化させた投光範囲を示している。

図９の場合、対象物１００と２００が変化後のハイビームの投光範囲４２の中に位置するため、ハイビームによって照射された赤外光は、対象物１００と２００により反射される。その反射光は、図６の赤外線カメラ４によって撮像され、表示装置９に表示される。これにより、運転者は対象物１００および２００を確認できる。

図９において、変化後のロービームが有する光軸Ｃと、変化前の光軸Ａとのなす角度、すなわちロービームにおける変化後の角度をφ_２とする。また、変化後のハイビームが有する光軸Ｂと、元の変化前の光軸Ａとのなす角度、すなわちハイビームにおける変化後の角度をθ_２とする。この変化後の角度φ_２とθ_２は、ロービーム用リフレクタ１２０とハイビーム用リフレクタ１３０の首振り角度にそれぞれ相当する。本実施形態では、この変化後の角度にしたがって、ハイビームとロービームの投光範囲をそれぞれ変化させる。

ハイビームの変化後の角度θ_２は、図９の右カーブ走行時において、最も遠くまで自車両３００の走行先を照射することができる角度方向であり、これは自車両３００の操舵角に基づいて算出される。また、ロービームの変化後の角度φ_２は、所定の一定角度であり、φ_２＜θ_２である。このロービームの変化後の角度φ_２は、上限値によって制限された値である。

算出された変化後の角度θ_２が所定の上限値φ_２を上回っていた場合は、ロービームの変化後の角度は、その上限値の角度φ_２に制限される。しかし、算出された変化後の角度θ_２が所定の上限値φ_２を上回らなければ、ロービームの変化後の角度は制限されない。このとき、ロービームとハイビームの変化後の角度は、同一の角度θ_２となる。

以上説明したように、本実施形態では、ハイビームとロービームの投光範囲をそれぞれ独立して変化させることにより、右カーブ時において、ロービームの投光範囲を上限値以上の角度方向には変化させないようにすることができる。これにより、自車両の対向車線側にロービームの光軸が向けられるのを防ぐことができる。その結果、対向車両が存在するときに、その運転者が自車両からのロービームを直接当てられることによって、眩惑を受けるのを防ぐことができる。

なお、左カーブ走行時については、左方向にロービームの投光範囲を変化させても、それが右側の対向車線側にはみ出すことはないため、上記のようにロービームの投光範囲の変化を制限する必要はない。つまり、図１０に示すように、変化後のロービームの投光範囲３３およびハイビームの投光範囲４３は、変化前の光軸Ａから左方向に角度δ_２だけ離れた、同一の光軸Ｄを有する。この変化後の角度δ_２は、自車両３００の操舵角に基づいて前述の角度θ_２と同様にして算出されるものであり、これには、前述の上限値φ_２のようなものは設定されない。このようにすることで、左カーブ時にはより遠方の走行先までロービームを照射することができ、運転者はその道路状況を目視で確認できる。

以上説明した第２の実施形態において、本システムが実行する処理のフローチャートを図１８に示す。この処理は、第１の実施の形態と同様に、図６のＣＰＵ２において自車両のイグニッションスイッチがオンされることにより実行され、その実行条件が満たされている間は、ステップＳ１０〜Ｓ８１を１回の処理サイクルとして繰り返し実行される。ステップＳ１０〜Ｓ５０では、図１７に示す第１の実施の形態と同一のステップ番号の処理内容を実行する。

ステップＳ５２では、ステップＳ３０で読み込んだ操舵角ωの方向や符号により、自車両が右カーブを走行中であるか否かを判定する。右カーブを走行中である場合はステップＳ５４へ進み、そうでない場合はステップＳ６１へ進む。ステップＳ５４では、ステップＳ３０において算出された角度θが、所定の上限値（ここではφとする）より大きいか否かを判定する。角度θが上限値φより大きい場合はステップＳ５６へ進み、そうでない場合はステップＳ６１へ進む。なお、ステップＳ５４の判定で用いられる上限値φは、前述の図９における所定の一定角度φ_２に相当する角度である。これは、対向車両の運転者に対してロービームを直接当てないような角度方向の範囲で、あらかじめ設定される。

ステップＳ５６では、ロービーム用アクチュエータ１１０の駆動量を制限し、ロービーム用リフレクタ１２０の首振り角度が上限値φを上回らないようにする。すなわち、ステップＳ３０において算出された角度θに代えて、あらかじめ設定された上限値φを、ロービームの変化後の角度とする。なお、ハイビームの変化後の角度に対しては、この上限値φは適用されない。ステップＳ５６の実行後、ステップＳ６１へ進む。

ステップＳ６１では、ロービーム用アクチュエータ１１０の駆動量を指示する。このとき、ステップＳ５６が実行されている場合は、あらかじめ設定された上限値φに基づいて駆動量を指示し、ステップＳ５６が実行されていない場合は、ステップＳ３０で算出された角度θに基づいて駆動量を指示する。この駆動量は、ロービーム用リフレクタ１２０の首振り角度が、角度φまたはθと等しくなるような値とする。

ステップＳ７０では、第１の実施の形態と同一の処理を実行し、ステップＳ８１へ進むか、またはステップＳ１０へ戻る。ステップＳ８１では、ハイビーム用アクチュエータ１１１およびカメラ用アクチュエータ３の駆動量を指示する。このときの駆動量は、ステップＳ３０で算出された角度θに基づいて決定される。これにより、ハイビーム用リフレクタ１３０と赤外線カメラ４の首振り角度が、共に算出された角度θと等しくなる。ステップＳ８１の実行後は、ステップＳ１０へ戻る。

上記の処理では、自車両が右カーブを走行中か否かを判定し（ステップＳ５２）、さらに、算出された投光範囲を変化させるときの角度θが、あらかじめ設定された上限値φより大きいか否かを判定して（ステップＳ５４）、ロービーム用アクチュエータ１１０へ駆動量を指示する（ステップＳ６１）。これにより、対向車両の運転者に対して可視光によるロービームを直接当てないようにし、対向車両の運転者が眩惑を受けることを防ぐ。

以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態における作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
（１）ロービームアクチュエータ１１０とハイビーム用アクチュエータ１１１により、ロービーム用リフレクタ１２０とハイビーム用リフレクタ１３０を独立して回転させることとした。このようにしたので、ロービームとハイビームの投光範囲をそれぞれ独立して変化させることができる。

（２）操舵角センサ１により検出された操舵角に基づいて、自車両が右カーブを走行中か否かを判定し、さらに、算出された投光範囲を変化させるときの角度θが、あらかじめ設定された上限値φより大きいか否かを判定する。そして、これらの判定がいずれも肯定された場合、ロービームの変化後の角度を上限値φに制限し、その角度φに基づいて、ロービーム用アクチュエータ１１０へ駆動量を指示することとした。このようにしたので、対向車両の運転者に対して可視光によるロービームを直接当てないようにし、対向車両の運転者が眩惑を受けるのを防ぐことができる。

−第３の実施の形態−
本システムの第３の実施形態を図１１に示す。本実施形態によるシステムは、障害物検出センサ５を有している以外には、図６に示す第２の実施の形態と同じである。障害物検出センサ５は、所定の検出範囲を自車両前方に有しており、その範囲内で他車両などの障害物を検出し、さらに、検出した障害物から自車両までの距離と、その障害物の自車両に対する相対速度とを検出する。これにより、検出した障害物が自車両へ向かって走行している対向車両であるか否かを判定する。

障害物検出センサ５には、たとえば、レーザレーダやミリ波レーダなどが用いられる。または、車々間通信を用いて対向車両の位置情報や速度情報などを得て、それに基づいて、対向車両を判断するようにしてもよい。これ以外にも、様々な検出方法のものを障害物検出センサ５として用いることができる。

本実施形態では、右カーブ走行時において、障害物検出センサ５によって検出された対向車両が自車両から所定距離内であるか否かを判定し、その結果に基づいて、ロービームの投光範囲を変化させる角度を変えるようにする。具体的には、自車両から対向車両までの距離の検出値が所定値以下である場合は、ロービームの投光範囲を変化させる角度を、所定の上限値以下に制限する。逆に、距離の検出値が所定値よりも大きい場合や、対向車両が検出されない場合には、そのような制限を行わない。

なお、このときにしきい値として用いる自車両から対向車両までの距離の所定値は、あらかじめ設定をしておく。このとき、ロービームが照射される距離よりも大きい値とすることが好ましい。なお、障害物検出センサ５によって検出された自車両に対する他車両の相対速度に基づいて、この所定値を変化させるようにしてもよい。

本実施形態において右カーブ走行時にハイビームとロービームの投光範囲を変化させたときの様子を、図１２および１３に示す。自車両から所定距離内に対向車両が検出されない場合は、図１２のように、変化後のハイビームとロービームが、それぞれ投光範囲４２と３４に照射される。変化後のハイビームの投光範囲４２は、第２の実施の形態において図９で説明したものと同じであり、このハイビームは光軸Ｂを有している。また、変化後のロービームも、この光軸Ｂを共有している。このとき、変化前の光軸Ａと変化後の光軸Ｂとのなす角度θ_２、すなわちロービームの変化後の角度θ_２は、第２の実施の形態で説明したような上限値による制限を受けていない。

図１２の場合、自車両３００の運転者は、変化後のロービームの投光範囲３４の中にある対象物１００を、可視光の反射光により目視で確認できる。また、変化後のハイビームの投光範囲４２の中にある対象物２００を、赤外光の反射光により、表示装置９の画像で確認できる。

自車両から所定距離内に対向車両が検出されると、図１３のように、変化後のロービームが投光範囲３２に照射されるようになる。このときの変化後のロービームは、変化前のロービームの光軸Ａと角度φ_２をなす光軸Ｃを有している。この変化後の角度φ_２は、第２の実施の形態において説明したのと同様に、所定の上限値によって制限された一定の角度である。なお、φ_２＜θ_２である。

図１３の場合、自車両３００の運転者は、変化後のハイビームの投光範囲４２の中にある対象物１００および２００を、表示装置９の画像によって確認できる。このように、本実施形態では、対向車両の有無に応じて、ロービームの投光範囲を変化させる角度を変えるようにする。

以上説明した第３の実施形態において、本システムが実行する処理のフローチャートを図１９に示す。この処理は、第２の実施の形態と同様に、図１１のＣＰＵ２において自車両のイグニッションスイッチがオンされることにより実行され、その実行条件が満たされている間は、ステップＳ１０〜Ｓ８１を１回の処理サイクルとして繰り返し実行される。ステップＳ１０〜Ｓ５４では、図１８に示す第２の実施の形態と同一のステップ番号の処理内容を実行する。

ステップＳ５５では、障害物検出センサ５より出力される自車両から対向車両までの距離の検出値に基づいて、対向車両が所定距離内に存在するか否かを判定する。所定距離内に存在する場合は、ステップＳ５６へ進む。この場合、第２の実施の形態と同一のステップＳ５６を実行することにより、ロービーム用アクチュエータ１１０の駆動量を制限し、ロービーム用リフレクタ１２０の首振り角度が上限値φを上回らないようにする。その後、ステップＳ６１へ進む。

一方、ステップＳ５５において対向車両が所定距離内に存在しないと判定した場合は、ステップＳ５６を実行せずにステップＳ６１へ進む。この場合には、ロービーム用リフレクタ１２０の首振り角度を、ステップＳ３０において算出された角度θとする。なお、ステップＳ５５を実行した後は、いずれの場合にも第２の実施の形態と同一の処理を実行して、ステップＳ１０へ戻る。

上記の処理では、自車両が右カーブを走行しており、かつ算出された投光範囲を変化させる角度θがあらかじめ設定された上限値φより大きい場合に、対向車両が所定距離内に存在するか否かを判定して（ステップＳ５５）、ロービーム用アクチュエータ１１０へ駆動量を指示する（ステップＳ６１）。これにより、対向車両が存在する場合には、その対向車両の運転者に対して可視光によるロービームを直接当てないようにし、対向車両の運転者が眩惑を受けることを防ぐ。

以上説明した第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態における判定条件に加えて、さらに障害物検出センサ５の検出結果により、自車両から所定距離内に対向車両が存在するか否かを判定することとした。そして、これらの判定がいずれも肯定された場合に、ロービームの変化後の角度を上限値φに制限することとした。このようにしたので、第２の実施の形態における作用効果に加えて、対向車両が所定距離内に存在するときのみ、その対向車両の方向へ可視光によるロービームを照射しないようにすることができる。

−第４の実施の形態−
本システムの第４の実施形態を図１４に示す。本実施形態によるシステムは、図１１に示す第３の実施の形態に加えて、投光器６１を有している。投光器６１は、投光器６０と同一のハイビーム用アクチュエータ１１１およびハイビーム用リフレクタ１３０を有しており、投光器６０と同様に、ＣＰＵ２によって制御される。本実施形態では、この投光器６１を合わせて用いることにより、ハイビームによって照射する赤外光の照射エネルギーを増大させる。これにより、自車両前方から反射される赤外反射光のエネルギーを増大させ、赤外線カメラ４において撮像される画像の輝度を向上させる。

投光器６１の構造例を図１５の断面図に示す。前述の図７の投光器６０に比べて、この投光器６１には、ロービーム用アクチュエータ１１０が備えられていない。そのため、投光器６１において、ロービーム用リフレクタ１２０は可動ではなく、固定されている。すなわち、投光器６１から照射されるロービームの投光範囲を、投光器６０のように左右方向に変化させることはできない。この点以外については、投光器６１は投光器６０と同一の構造を有している。

なお、投光器６０と６１においてハイビームの投光範囲を変化させるとき、両者の変化後の角度を同一とする。すなわち、同一の投光範囲に対して、両者のハイビームによる赤外光を照射するようにする。このようにすることで、その投光範囲において、赤外光の照射エネルギーを増大させることができる。

投光器６０と６１を車両に設置したときの例を図１６に示す。たとえば、図のように車両の右側（向かって左側）のヘッドランプを投光器６０とし、左側（向かって右側）のヘッドランプを投光器６１とする。このように、車両の右側のヘッドランプを投光器６０とすると、右カーブ走行時において、投光器６０から照射する可視光のロービームの投光範囲を、効率的に変化させることができる。なお、投光器６０と６１の設置場所を図１６と逆にしてもよい。投光器６０と６１の設置位置は、図１６の設置例に限定されるものではなく、様々な位置に設置することができる。

なお、上記の説明では、第３の実施形態に加えて投光器６１を有する例について説明したが、第１または第２の実施形態に加えて、投光器６１を有するようにしてもよい。本実施形態は、ハイビームによる赤外光の投光範囲に、投光器６１によってさらに赤外光を照射し、赤外光の照射エネルギーを増大させるものである。そのため、第１〜第３の実施形態のいずれに対しても、本実施形態のものを同様に適用することができる。

以上説明した第４の実施の形態によれば、投光器６１により、ハイビームの投光範囲にさらに赤外光を照射するようにした。このようにしたので、第１〜第３の実施の形態における作用効果に加えて、赤外光の反射光のエネルギーを増大させて、撮像される画像の輝度を向上させることができる。

なお、以上の各実施の形態では、車両が左側通行であるときを例にして説明したが、右側通行である場合についても、同様に本発明を適用することができる。その場合、第２および第３の実施の形態で説明したのとは逆に、左カーブのときに、ロービームの変化後の角度を上限値に制限するようにする。

以上の各実施の形態では、光源をＨＩＤ管球１０、分離手段をフィルタ部材１４、可視光照射手段をロービーム用リフレクタ１２または１２０、第１の赤外光照射手段をハイビーム用リフレクタ１３または１３０、制御手段をＣＰＵ２によって、それぞれ実現している。また、操舵角検出手段を操舵角センサ８、対向車両検出手段を障害物検出センサ５、撮像手段を赤外線カメラ４、表示手段を表示装置９、撮像方向変化手段をカメラ用アクチュエータ３によってそれぞれ実現し、第２の赤外光照射手段および第２の投光範囲変化手段を、投光器６１によって実現している。さらに、第１の投光範囲変化手段を、リフレクタ用アクチュエータ１１、ロービーム用アクチュエータ１１０、またはハイビーム用アクチュエータ１１１のいずれかによって実現している。しかし、これらはあくまで一例であり、本発明の特徴が損なわれない限り、各構成要素は上記実施の形態に限定されない。

第１の実施の形態の構成を示す図である。 第１の実施の形態における投光器の構造例を示す断面図である。 可動式リフレクタ２０の向きを左右に変化させる様子を示す図である。 投光範囲を変化させていないときの様子を示す図である。 第１の実施の形態において、右カーブ走行時に投光範囲を右方向に変化させたときの様子を示す図である。 第２の実施の形態の構成を示す図である。 第２の実施の形態における投光器の構造例を示す断面図である。 ロービーム用リフレクタとハイビーム用リフレクタのそれぞれの向きを左右に変化させる様子を示す図であり、（ａ）は正面方向より見た図、（ｂ）は断面を上方向から見た図をそれぞれ示す。 第２の実施の形態において、右カーブ走行時に投光範囲を右方向に変化させたときの様子を示す図である。 第２の実施の形態において、左カーブ走行時に投光範囲を左方向に変化させたときの様子を示す図である。 第３の実施の形態の構成を示す図である。 第３の実施の形態において、対向車がいない場合に、右カーブ走行時に投光範囲を右方向に変化させたときの様子を示す図である。 第３の実施の形態において、対向車がいる場合に、右カーブ走行時に投光範囲を右方向に変化させたときの様子を示す図である。 第４の実施の形態の構成を示す図である。 第４の実施の形態における投光器の構造例を示す断面図である。 第４の実施の形態における投光器を車両に設置したときの例を示す図である。 第１の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。 第３の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１：操舵角センサ
２：ＣＰＵ
３：カメラ用アクチュエータ
４：赤外線カメラ
５：障害物検出センサ
６、６０、６１：投光器
８：車速センサ
９：表示装置
１１：リフレクタ用アクチュエータ
２０：可動式リフレクタ
１１０：ロービーム用アクチュエータ
１１１：ハイビーム用アクチュエータ
１２０：ロービーム用リフレクタ
１３０：ハイビーム用リフレクタ

Claims (10)

1. 可視光成分と赤外光成分とを含んだ光を放射する単一の光源と、
   前記光源より放射された光を可視光と赤外光に分離する分離手段と、
   前記分離手段により分離された可視光を車両前方の可視光投光範囲へ照射する可視光照射手段と、
   前記分離手段により分離された赤外光を前記車両前方の赤外光投光範囲へ照射する第１の赤外光照射手段と、
   前記可視光照射手段および第１の赤外光照射手段に対して、前記可視光および赤外光投光範囲を左右の任意の角度方向へ変化させる第１の投光範囲変化手段と、
   前記車両の走行状況に応じて前記第１の投光範囲変化手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両用前照灯装置。
2. 請求項１の車両用前照灯装置において、
   前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記操舵角検出手段により検出された操舵角に基づいて、前記可視光および赤外光投光範囲の変化後の角度方向を算出し、前記算出された角度方向に応じて前記第１の投光範囲変化手段を制御することを特徴とする車両用前照灯装置。
3. 請求項２の車両用前照灯装置において、
   前記可視光照射手段と第１の赤外光照射手段は、一体の構造を有しており、
   前記第１の投光範囲変化手段は、前記一体の構造を有する可視光照射手段と第１の赤外光照射手段により、前記可視光および赤外光投光範囲を同一の方向へ変化させることを特徴とする車両用前照灯装置。
4. 請求項２の車両用前照灯装置において、
   前記第１の投光範囲変化手段は、前記可視光投光範囲と赤外光投光範囲を、それぞれ独立して変化させることを特徴とする車両用前照灯装置。
5. 請求項４の車両用前照灯装置において、
   前記制御手段は、前記可視光および赤外光投光範囲の変化後の一の角度方向を算出するとともに、前記操舵角検出手段により検出された操舵角に基づいて、前記車両が右カーブ（左側通行の場合）または左カーブ（右側通行の場合）を走行中であるか否かを判定し、
   前記車両が右または左カーブを走行中であると判定し、かつ、前記算出された角度方向が所定の上限値を上回る場合、
   前記制御手段は、前記可視光投光範囲の変化後の角度方向を前記上限値に制限し、
   前記第１の投光範囲変化手段は、前記可視光投光範囲を前記上限値の角度方向へ変化させるとともに、前記赤外光投光範囲を前記算出された角度方向へ変化させ、
   前記車両が右または左カーブを走行中でないと判定した場合、または前記算出された角度方向が前記所定の上限値以下である場合、
   前記第１の投光範囲変化手段は、前記可視光および赤外光投光範囲を前記算出された一の角度方向による同一の方向へ変化させることを特徴とする車両用前照灯装置。
6. 請求項４の車両用前照灯装置において、
   前記車両から対向車両までの距離を検出する対向車両検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記可視光および赤外光投光範囲の変化後の一の角度方向を算出するとともに、前記操舵角検出手段により検出された操舵角に基づいて、前記車両が右カーブ（左側通行の場合）または左カーブ（右側通行の場合）を走行中であるか否かを判定し、さらに、前記対向車両検出手段により検出された対向車両までの距離が所定距離内であるか否かを判定し、
   前記車両が右または左カーブを走行中であると判定し、かつ、前記算出された角度方向が所定の上限値を上回っており、さらに、前記対向車両までの距離が所定距離内であると判定した場合、
   前記制御手段は、前記可視光投光範囲の変化後の角度方向を前記上限値に制限し、
   前記第１の投光範囲変化手段は、前記可視光投光範囲を前記上限値の角度方向へ変化させるとともに、前記赤外光投光範囲を前記算出された角度方向へ変化させることを特徴とする車両用前照灯装置。
7. 請求項１〜６のいずれかの車両用前照灯装置において、
   前記光源とは異なる光源より放射された光に基づいて赤外光を照射する第２の赤外光照射手段と、
   前記第２の赤外光照射手段が照射する赤外光の投光範囲を、左右の任意の角度方向へ変化させる第２の投光範囲変化手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第２の赤外光照射手段により照射される赤外光の投光範囲の方向と、前記赤外光投光範囲の方向とを一致させるように、前記第２の投光範囲変化手段を制御することを特徴とする車両用前照灯装置。
8. 請求項１〜７のいずれかの車両用前照灯装置において、
   前記赤外光投光範囲へ照射された赤外光の反射光に基づいて、前記車両前方の路面状況を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された路面状況を画像表示する表示手段と、
   前記撮像手段の撮像方向を左右の任意の角度方向へ変化させる撮像方向変化手段とをさらに備え、
   前記制御手段は、前記赤外光投光範囲の方向と前記撮像方向とを一致させるように、前記投光範囲変化手段および撮像方向変化手段を制御することを特徴とする車両用前照灯装置。
9. 請求項１〜８のいずれかの車両用前照灯装置において、
   前記光源は、高輝度放電バルブであることを特徴とする車両用前照灯装置。
10. 請求項１〜８のいずれかの車両用前照灯装置において、
    前記光源は、ハロゲンバルブであることを特徴とする車両用前照灯装置。

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