JP2005170184A

JP2005170184A - レーダ機能付きｌｅｄランプ装置

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Publication number: JP2005170184A
Application number: JP2003411861A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Fujimoto; 和巳藤本; Takahiko Oki; 孝彦沖; Yasuhide Yamamoto; 泰秀山本; Tatsuya Furukawa; 達也古川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2023-12-10
Also published as: JP4449443B2

Abstract

【課題】１つの光源で前照灯と距離測定機能を両立させ、低コストで車間距離測定を可能としたレーダ機能付きＬＥＤランプ装置を提供する。
【解決手段】複数個のＬＥＤを有し、前方に光を照射するＬＥＤランプ１０Ｈ，１０Ｌと、ＬＥＤランプ１０Ｈ，１０ＬのＯＮまたはＯＦＦの指示を与えるライトＯＮ／ＯＦＦ信号と、物体までの距離を測定する指示を与える距離測定指示部２２と、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮのときはＬＥＤランプ１０Ｈ，１０Ｌを発光させ、距離測定指示部２２による測定指示のあるときはＬＥＤランプ１０Ｈ，１０Ｌをパルス発光させるＬＥＤ駆動制御部１１，１２Ｈ，１２Ｌと、ＬＥＤランプ１０Ｈ，１０Ｌから送出されたパルス光の反射光を受光する信号受信部４と、パルス発光させてから該パルス光の反射光を受光するまでの時間差に基づき物体までの距離を検出する信号処理部５と、を備えて構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘッドランプ自体にレーダ機能を持たせ、低コストで精度の高い車間距離測定を可能としたレーダ機能付きＬＥＤランプ装置に関する。

車両用ヘッドライトに前照灯と距離測定という２つの機能を持たせた構成のものとして、例えば特開平０５−２７０３７号公報（以下、従来例という）で開示された「車間距離測定レーダ」がある。

この従来例は、車間距離測定用のレーザ発光ユニットおよびレーザ受光ユニットを車両用前照灯ケース内に内装したもので、光軸調整機構による光軸調整で、前照灯本体の光軸とレーザレーダ装置の光軸との調整を同時に行って、光軸調整作業の省力化と光軸調整機構の簡素化とを同時に達成したものである。
特開平５−２７０３７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術においては、ヘッドライト内に前照灯用のランプと距離測定用のレーダを並設して配置した構成であって、ヘッドランプケース内にレーザ発光ユニットおよびレーザ受光ユニットを組込む構造であるため、ヘッドライトの形状が特異なものになり、車体デザイン上の制約となることがあった。

また、前照灯とレーダの光源が別体で、ヘッドランプにレーザレーダ装置の部品を追加する構成であるため、コストアップにつながるという問題点もあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、照明用のＬＥＤランプをパルス動作させてその反射光を観測することで、ヘッドランプ自体にレーダ機能を持たせ、１つの光源で前照灯と距離測定機能を両立させ、低コストで車間距離測定を可能としたレーダ機能付きＬＥＤランプ装置を提供することにある。

上記目的を解決するため、本発明は、複数個の発光ダイオード（以下ＬＥＤという）を有し、自車両前方に光を照射するＬＥＤランプと、前記ＬＥＤランプのＯＮまたはＯＦＦの指示を与えるライトＯＮ／ＯＦＦ信号と、自車両前方に存在する物体までの距離を測定する指示を与える距離測定指示手段と、前記ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮのときは前記ＬＥＤランプを発光させ、前記距離測定指示手段による測定指示のあるときは前記ＬＥＤランプをパルス発光させるＬＥＤ駆動制御手段と、前記ＬＥＤランプから送出されたパルス光の反射光を受光する受光手段と、前記パルス発光させてから該パルス光の反射光を受光するまでの時間差に基づき物体までの距離を検出する信号処理手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るレーダ機能付きＬＥＤランプ装置では、ヘッドランプの光源としてＬＥＤを用いることで、１つの光源で前照灯と距離測定という２つの機能の両立が図れるため、部品点数やコストの削減が可能となり、また運転支援システムに本発明を適用する場合には、別途レーダを搭載する必要がなくなるためデザイン上の制約がなくなり、結果として、低コストで車間距離測定を可能としたレーダ機能付きＬＥＤランプ装置を実現できる。

以下、本発明のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置の実施例について図面を参照して詳細に説明する。なお、レーダ装置としては、赤外光を用いるレーザレーダや電磁波を用いる電波レーダなどがある。また、レーダ方式には、短時間のパルス信号を送信し、物標に反射して戻ってきたパルス信号を受信するまでの時間を測定して距離を算出するパルス方式や、三角波で周波数変調や振幅変調した連続波を送信し、反射信号の周波数変位や位相変位により距離を算出するＣＷ方式がある。以下では、光学式スキャナを赤外レーザレーダ装置に用いて、パルス方式を採用した方法を想定して説明する。

〔実施例〕
図１は本発明の一実施例に係るレーダ機能付きＬＥＤランプ装置の構成図である。図１において、本実施例のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置は、自動車用ランプ（ＬＥＤランプ）を兼ねた信号送出部１と、車両挙動検出部３と、信号受信部４と、信号処理部５とを備えて構成されている。

信号送出部１は、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈおよびロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌと、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈの発光を制御するハイビームＬＥＤ駆動部１２Ｈと、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌの発光を制御するロービームＬＥＤ駆動部１２Ｌと、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号およびパルス発光命令に基づきＬＥＤ群１０Ｈ，１０Ｌの発光制御指示をハイビームＬＥＤ駆動部１２ＨおよびロービームＬＥＤ駆動部１２Ｌに与えるＬＥＤ駆動制御部１１と、を備えた構成である。

ＬＥＤ群は６個のＬＥＤで構成され、それぞれ３個ずつのハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈおよびロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌに分けられている。ＬＥＤ群のＬＥＤ個数を６個とし、３個ずつのＬＥＤ群に分けた構成としているが、あくまで例示であって、任意のＬＥＤ個数として良く限定されるものではない。

また、図２の模式図に示すように、ＬＥＤ群は車両の前部のヘッドライト内に設置され、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈは光軸Ｌ１で前方１００［ｍ］までを照射し、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌは光軸Ｌ２で前方４０［ｍ］までを照射する。

さらに、図３には、ＬＥＤ群の配置を例示しているが、図３（ａ）のように、ウインカー１５ａ、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈａおよびロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌａを縦方向に並べた配置としても、また図３（ｂ）のように、ウインカー１５ｂ、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈｂおよびロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌｂを横方向に並べた配置としても、更に他の配置としても、いずれであっても良い。

また、ＬＥＤ駆動制御部１１は、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈまたはロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを照明として機能させるか否かを指示するライトＯＮ／ＯＦＦ信号に基づき、照明として機能させる指示の場合にはハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈまたはロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌによる光照射を行わせるように、ハイビームＬＥＤ駆動部１２ＨおよびロービームＬＥＤ駆動部１２Ｌに対して指示を与える。また、信号処理部５からのパルス発光命令に基づき、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈａまたはロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌａからパルス光を間欠的に送出させるように指示を与える。

さらに、ハイビームＬＥＤ駆動部１２ＨおよびロービームＬＥＤ駆動部１２Ｌは、ＬＥＤ駆動制御部１１からの指示に基づき、それぞれハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈまたはロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌから光照射並びにパルス光の間欠送信を行うように制御する。つまり、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈまたはロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌにおいては、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮの時には、極短い距離測定時間を除いた時間帯に各ＬＥＤ群の発光を継続させ、前照灯の機能をも実現する。

次に、車両挙動検出部３は、走行時における自車両の挙動を検出する。車両挙動検出部３には、車両のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサと、車両左右後輪の車輪速を検出する車輪速センサと、車両の操舵角を検出する操舵角センサとを備えている。また、このシフトポジションセンサ、車輪速センサおよび操舵角センサからのセンサ信号を用いて、車両位置、車両進行方向、車両の向き、車両の加速度および移動距離を算出する演算装置をも備えている。つまり、車両挙動検出部２は、各センサ信号から車両位置、進行方向、車両の向き、車両の加速度および移動距離を算出し、これらを車両走行情報として信号処理部５に出力する。

また、信号受信部４は、特許請求の範囲にいう受光手段に該当し、光学レンズ７と、フォトダイオード８と、ＳＴＣ（Sensitivity Time Control）アンプ等を含む信号増幅器９と、を備えた構成である。

さらに、信号処理部５は、特許請求の範囲にいう信号処理手段に該当し、送信トリガ発生部２１と、距離測定指示部２２とを備えた構成である。信号処理部５は、具体的にはＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、入出力Ｉ／Ｆ等で実現され、信号処理部５内の各部は、ＣＰＵ上で実行されるプログラムおよびＣＰＵ周辺の回路等で具体化されることになる。

まず、距離測定指示部２２は、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号および車両挙動検出部３からの車両走行情報に基づき自車両前方に存在する物体までの距離を測定する指示を送信トリガ発生部２１に与える。

次に、送信トリガ発生部２１はＬＥＤ駆動制御部１１に対してパルス発光命令を出力する。また、信号処理部５では自車両前方に存在する物体までの距離を検出するが、この距離の検出は、信号送出部１のＬＥＤ駆動制御部１１に対してパルス光を送出させる発光命令を送信トリガ発生部２１が送出してから、信号受信部４のフォトダイオード８において物標に反射して戻ってきたレーザ光を受光し、受光した信号が信号処理部５に送られてくるまでの時間差に基づいて算出する。このときに回路内の信号送受信の遅延時間を考慮に入れた補正が行われる。

さらに、信号処理部５では、距離検出された距離情報に基づき、車両認識ロジックなどを用いて先行車の同定を行う。なお、得られた先行車情報や障害物情報などは、先行車までの距離が設定車間距離となるように先行車追従制御を行うＡＣＣコントローラ（Adaptive Cruise Control）などにも送信される。

図４には、ハイビームＬＥＤ駆動部１２ＨおよびロービームＬＥＤ駆動部１２ＬにおいてライトＯＮ／ＯＦＦ信号および走行速度に応じて行われる機能を整理して示す。つまり、距離測定指示部２２は、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号および車両挙動検出部３からの車両走行情報に基づき、図４に示す図表の場合分けを行って距離測定の指示を出している。

すなわち、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦのときは、常時距離測定を行うべく、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを所定周期でパルス発光させ、また、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定ができないときなどには、補完的にロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させる。

一方、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮでロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌにより前方を照らす場合には、常時距離測定を行うべく、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを所定周期でパルス発光させる。また、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定ができないときなどには、補完的にロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させて距離測定を行う。なお、この時、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを一旦消灯した後にロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させ、その所定時間後に再びロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを発光させて前方を照らすようにする。

また、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮでハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈにより前方を照らす場合には、常時距離測定を行うべく、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを所定周期でパルス発光させる。この時、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを一旦消灯した後にハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈをパルス発光させ、その所定時間後に再びハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを発光させて前方を照らすようにする。また、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定ができないときなどには、補完的にロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させて距離測定を行う。さらに、車両挙動検出部３からの車両走行情報に基づき、走行速度が低い場合には、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈおよびロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌのパルス発光による距離測定を行わず、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈにより前方を照らすだけとする。

次に、本実施例のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置の具体的動作、即ちＬＥＤランプ装置による測距方法について、図５〜図８に示すタイムチャートおよび図９に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦのときは、図５（ａ）に示すように、常時距離測定を行うべく、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを所定周期でパルス発光させる。ここで、パルス発光の時間幅を１００［ｎｓｅｃ］程度とし、またパルス発光の周期を１［μｓｅｃ］程度としており、このパルス発光による距離測定で、遠距離の物体でも高精度の距離測定が可能である。また、発光させない期間を長くすることで、パルス発光動作を周囲に感じさせないようにしている。

また、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定ができないときなどには、図５（ｂ）に示すように、補完的にロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させている。なお、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌのパルス発光は、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光よりも十分に長い周期で定期的に行うようにしても良い。

さらに、車両挙動検出部３からの車両走行情報（加速度）から車両のピッチ角を計算して、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈの光軸が上を向いたときには、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈでの距離測定を停止し、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを所定周期でパルス発光させることで、安定した距離測定を行う。

次に、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮで、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌにより前方を照らすときには、図６（ａ）に示すように、常時距離測定を行うべく、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを所定周期でパルス発光させる。図５と同様に、パルス発光の時間幅は１００［ｎｓｅｃ］程度、パルス発光の周期は１［μｓｅｃ］程度である。これにより、遠距離の物体でも高精度の距離測定が可能である。

また、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定ができないときなどには、図６（ｂ）に示すように、補完的にロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させている。パルス発光させる時には、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを一旦消灯して、所定時間後にロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させ、更にその所定時間後に再びロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを発光させて前方を照らすようにしている。なお、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌのパルス発光は、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光よりも十分に長い周期で定期的に行うようにしても良い。

さらに、この場合でも、車両挙動検出部３からの車両走行情報（加速度）から車両のピッチ角を計算して、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈの光軸が上を向いたときには、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈでの距離測定を停止し、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを所定周期でパルス発光させることで、安定した距離測定を行う。但し、この場合、パルス光の周期は図５の場合よりも長いものとなる。

次に、走行速度が高い場合であって、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮで、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈにより前方を照らすときには、図７（ａ）に示すように、常時距離測定を行うべく、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを所定周期でパルス発光させる。この時、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを一旦消灯して、所定時間後にハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈをパルス発光させ、更にその所定時間後に再びハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを発光させて前方を照らすようにしている。ここで、例えば、パルス発光の時間幅は１００［ｎｓｅｃ］程度、照明としての照射期間を１０［ｍｓｅｃ］程度、距離測定のための時間幅（消灯およびパルス発光の時間）を１［μｓｅｃ］程度として、照明期間を距離測定期間と比較して十分に長いものとすることで、照明と測距動作を両立させている。

また、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定ができないときなどには、図７（ｂ）に示すように、補完的にロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させている。なお、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌのパルス発光は、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光よりも長い周期で定期的に行うようにしても良い。

さらに、走行速度が低い場合であって、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮで、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈにより前方を照らすときには、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈおよびロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌのパルス発光による距離測定を行わず、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈにより前方を照らすだけとなる。

次に、本実施例のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置で距離測定を行う際の処理手順を図９に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図９のフローチャートは、信号処理部５の距離測定指示部２２が行う処理手順であり、自車両が走行している場合において、ステップＳ１以降の処理を開始することになる。

まず、ステップＳ１において、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号に基づき前照灯機能の判断を行う。すなわち、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮでハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈにより前方を照らす場合には、ステップＳ２に進んでステップＳ２〜ステップＳ７の処理を行う。また、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮで、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌにより前方を照らす場合には、ステップＳ１１に進んでステップＳ１１〜ステップＳ１６の処理を行う。さらに、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦの場合には、ステップＳ１２に進んでステップＳ１２，ステップＳ１３およびステップＳ１７の処理を行う。

次に、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮでハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈにより前方を照らす場合の処理について説明する。まず、ステップＳ２では、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈの発光をＯＮする。次に、ステップＳ３では、車両挙動検出部３からの車両走行情報に基づき車速を判断し、車速が所定速度より低ければ、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定を行わないので、終了する。

ステップＳ３で、車速が所定速度より高ければ、ステップＳ４に進んで、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定を行うか否かの判断をする。すなわち、前回のハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定から所定時間（本実施例では、１０［ｍｓｅｃ］程度）が経過していれば、距離測定が必要と判断してステップＳ５に進むが、所定時間経過していなければ終了する。

次に、ステップＳ５では、パルス発光による距離測定を行うために、一旦ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを消灯する。そしてステップＳ６では、所定時間経過後にハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈをパルス発光させ、距離測定を行う。さらにステップＳ７では、パルス発光してから所定時間経過後に、再び、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈの発光を再開して終了する。

次に、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮで、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌにより前方を照らす場合の処理について説明する。まず、ステップＳ１１では、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌの発光をＯＮする。次に、ステップＳ１２では、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈをパルス発光させ、距離測定を行う。

次に、ステップＳ１３では、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌのパルス発光による距離測定を行うか否かの判断をする。すなわち、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定ができないとき、或いは、前回のロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌのパルス発光による距離測定から所定時間（本実施例では、１０［ｍｓｅｃ］程度）が経過しているときには、距離測定が必要と判断して（この場合、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌの発光はＯＮであるので）ステップＳ１４に進むが、そうでなければ終了する。

次に、ステップＳ１４では、パルス発光による距離測定を行うために、一旦ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを消灯する。そしてステップＳ１５では、所定時間経過後にロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させ、距離測定を行う。さらにステップＳ１６では、パルス発光してから所定時間経過後に、再び、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌの発光を再開して終了する。

さらに、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦの場合の処理について説明する。まず、ステップＳ１２では、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈをパルス発光させ、距離測定を行う。

次に、ステップＳ１３では、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌのパルス発光による距離測定を行うか否かの判断をする。すなわち、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定ができないとき、或いは、前回のロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌのパルス発光による距離測定から所定時間が経過しているときには、距離測定が必要と判断して（この場合、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌの発光はＯＦＦであるので）ステップＳ１７に進むが、そうでなければ終了する。

そして、ステップＳ１７では、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させ、距離測定を行って終了する。

なお、以上説明した処理は、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定の周期、即ちパルス発光の周期（本実施例では、１［μｓｅｃ］程度）毎に、繰り返し行われる。

以上説明したように、本実施例のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置では、複数個のＬＥＤを有し、自車両前方に光を照射するＬＥＤランプ１０Ｈ，１０Ｌと、ＬＥＤランプ１０Ｈ，１０ＬのＯＮまたはＯＦＦの指示を与えるライトＯＮ／ＯＦＦ信号と、自車両前方に存在する物体までの距離を測定する指示を与える距離測定指示部２２と、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮのときはＬＥＤランプ１０Ｈ，１０Ｌを発光させ、距離測定指示部２２による測定指示のあるときはＬＥＤランプ１０Ｈ，１０Ｌをパルス発光させるＬＥＤ駆動制御部１１，１２Ｈ，１２Ｌと、ＬＥＤランプ１０Ｈ，１０Ｌから送出されたパルス光の反射光を受光する信号受信部４と、パルス発光させてから該パルス光の反射光を受光するまでの時間差に基づき物体までの距離を検出する信号処理部５と、を備えて構成し、ヘッドランプの光源としてＬＥＤを用いることで、１つの光源で前照灯と距離測定という２つの機能の両立が図れるため、部品点数やコストの削減が可能となる。また運転支援システムに本発明を適用する場合には、別途レーダを搭載する必要がなくなるためデザイン上の制約がなくなり、結果として、低コストで車間距離測定を可能としたレーダ機能付きＬＥＤランプ装置を実現できる（請求項１の効果）。

また、本実施例のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置では、ＬＥＤランプに、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈと、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌとを備え、それぞれパルス発光が可能である。また、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌのパルス発光の回数は、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光の回数よりも少なくなるようにしている。このように、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈおよびロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌによる距離測定を、互いに補完し合うように行うことで、より確実に自車両前方の物体までの距離を測定することができる。例えば、坂道やでこぼこ道などにおける車両姿勢の変化など、走行環境の影響でハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈまたはロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌの光軸が物体からずれてしまって距離測定ができなくなることがあるが、そのような時に他方のＬＥＤに切り替えて距離測定を行うことで、安定した距離測定が可能となる（請求項２，３の効果）。

また、本実施例のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置では、自車両の挙動（車両位置、車両進行方向、車両の向き、車両の加速度および移動距離等）を検出する車両挙動検出部３を有して構成し、距離測定指示部２２では、車両挙動検出部３で検出された車速に応じて（車速が所定速度以上のときに）ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈ（またはロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌ）をパルス発光させている。これにより、車速に応じて周囲の環境を推定し、運転に影響を与えないように距離測定を行うことができる。また、距離測定の必要性がそれほど高くない低速走行時には距離測定を行わないので、無駄な処理を省いてバッテリの消費電力を抑制することもできる（請求項４，６の効果）。

また特に、本実施例のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置では、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦのときは、常時、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを所定周期でパルス発光させ、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮのときは、車速に応じて（車速が所定速度以上のときに）ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈをパルス発光させている。さらに、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス発光による距離測定ができないときは、補完的にロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させて距離測定を行っている。

ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈの光軸は、例えば前方１００［ｍ］先まで照らせるように設定され、遠方の物体までの距離を測定することが可能であり、距離測定に必要な発光時間も極短時間で済むため、周囲に悪影響与えず、安定的に距離測定が可能となる。また、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌの光軸は、例えば前方４０［ｍ］先まで照らせるように設定されているため、車両のピッチ角が上を向いたときや前方が下り坂となっている場合など、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈのパルス光では距離測定が行えないような状況においても、前方の物体までの距離を確実に測定することが可能となる（請求項５，７の効果）。

また、本実施例のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置では、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮでロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを発光させているときは、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを一旦消灯した後に該ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌをパルス発光させ、その所定時間後に再び該ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを発光させ、また、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮでハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを発光させているときは、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを一旦消灯した後に該ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈをパルス発光させ、その所定時間後に再び該ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈを発光させている。これにより、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈまたはロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを照明として使用している時でも、そのハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈまたはロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌを用いたパルス光による距離測定が可能である（請求項８，９の効果）。

本発明の一実施例に係るレーダ機能付きＬＥＤランプ装置の構成図である。実施例のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置が適用される車両の模式図である。ＬＥＤ群の配置を例示する説明図である。ハイビームＬＥＤ駆動部１２ＨおよびロービームＬＥＤ駆動部１２ＬにおいてライトＯＮ／ＯＦＦ信号および走行速度に応じて行われる機能を説明する説明図である。ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦのときのハイビームＬＥＤ群１０ＨおよびロービームＬＥＤ群１０Ｌの状態を説明するタイムチャートである。ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮで、ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌにより前方を照らすときのハイビームＬＥＤ群１０ＨおよびロービームＬＥＤ群１０Ｌの状態を説明するタイムチャートである。走行速度が高い場合であって、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮで、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈにより前方を照らすときのハイビームＬＥＤ群１０ＨおよびロービームＬＥＤ群１０Ｌの状態を説明するタイムチャートである。走行速度が低い場合であって、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮで、ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈにより前方を照らすときのハイビームＬＥＤ群１０ＨおよびロービームＬＥＤ群１０Ｌの状態を説明するタイムチャートである。実施例のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置で距離測定を行う際の処理手順を説明するフローチャートである。

符号の説明

１信号送出部
３車両挙動検出部
４信号受信部（受光手段）
５信号処理部
７光学レンズ
８フォトダイオード
９信号増幅器
１０Ｈ，１０Ｈａ，１０Ｈｂハイビーム用ＬＥＤ群
１０Ｌ，１０Ｌａ，１０Ｌｂロービーム用ＬＥＤ群
１１ＬＥＤ駆動制御部
１２ＨハイビームＬＥＤ駆動部
１２ＬロービームＬＥＤ駆動部
１５ａ，１５ｂウインカー
２１送信トリガ発生部
２２距離測定指示部
Ｌ１ハイビーム用ＬＥＤ群１０Ｈの光軸
Ｌ２ロービーム用ＬＥＤ群１０Ｌの光軸

Claims

複数個の発光ダイオード（以下ＬＥＤという）を有し、自車両前方に光を照射するＬＥＤランプと、
前記ＬＥＤランプのＯＮまたはＯＦＦの指示を与えるライトＯＮ／ＯＦＦ信号と、
自車両前方に存在する物体までの距離を測定する指示を与える距離測定指示手段と、
前記ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮのときは前記ＬＥＤランプを発光させ、前記距離測定指示手段による測定指示のあるときは前記ＬＥＤランプをパルス発光させるＬＥＤ駆動制御手段と、
前記ＬＥＤランプから送出されたパルス光の反射光を受光する受光手段と、
前記パルス発光させてから該パルス光の反射光を受光するまでの時間差に基づき物体までの距離を検出する信号処理手段と、
を有することを特徴とするレーダ機能付きＬＥＤランプ装置。
前記ＬＥＤランプは、ハイビーム用ＬＥＤと、ロービーム用ＬＥＤとを有し、それぞれパルス発光が可能であることを特徴とする請求項１に記載のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置。
前記ロービーム用ＬＥＤのパルス発光の回数は、前記ハイビーム用ＬＥＤのパルス発光の回数よりも少ないことを特徴とする請求項２に記載のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置。
自車両の挙動を検出する車両挙動検出手段を有し、
前記距離測定指示手段は、前記車両挙動検出手段で検出された車速に応じて前記ハイビーム用ＬＥＤまたは前記ロービーム用ＬＥＤをパルス発光させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置。
前記ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦのときは、前記距離測定指示手段は、常時、前記ハイビーム用ＬＥＤを所定周期でパルス発光させ、
前記ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮのときは、前記距離測定指示手段は、車速に応じて前記ハイビーム用ＬＥＤをパルス発光させることを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１項に記載のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置。
前記距離測定指示手段は、車速が所定速度以上のときに前記ハイビーム用ＬＥＤまたは前記ロービーム用ＬＥＤをパルス発光させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置。
前記ハイビーム用ＬＥＤのパルス発光による距離測定ができないとき、前記距離測定指示手段は、補完的に前記ロービーム用ＬＥＤをパルス発光させることを特徴とする請求項２〜請求項６の何れか１項に記載のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置。
前記ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮで前記ロービーム用ＬＥＤを発光させているとき、前記距離測定指示手段は、前記ロービーム用ＬＥＤを一旦消灯した後に該ロービーム用ＬＥＤをパルス発光させ、その所定時間後に再び該ロービーム用ＬＥＤを発光させることを特徴とする請求項２〜請求項７の何れか１項に記載のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置。
前記ライトＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮで前記ハイビーム用ＬＥＤを発光させているとき、前記距離測定指示手段は、前記ハイビーム用ＬＥＤを一旦消灯した後に該ハイビーム用ＬＥＤをパルス発光させ、その所定時間後に再び該ハイビーム用ＬＥＤを発光させることを特徴とする請求項２〜請求項７の何れか１項に記載のレーダ機能付きＬＥＤランプ装置。