JP2013132984A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】歩行者の眼に対する安全性をより高めることができる車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具は、レーザ光源と、レーザ光に対して歩行者の眼を保護すべき所定の灯具至近領域における歩行者の有無を判定する歩行者判定部４１２と、灯具至近領域における歩行者の有無に基づいてレーザ光の照射を制御する光源制御部４１０と、を備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に自動車などの車両に用いられる車両用灯具に関するものである。

特許文献１には、レーザ光を出射する半導体レーザと、蛍光体を含みレーザ光を受けて発光する発光部とを備えた車両用前照灯が開示される。この車両用前照灯では、半導体レーザから４０５ｎｍの波長のレーザ光（青紫色）が出射される。また、発光体は青色、緑色及び赤色の蛍光体を含むシリコーン樹脂であり、青紫色のレーザ光を受けて白色光を生成する。発光体で生成された白色光は、反射鏡により灯具前方に反射される。

特開２０１１−１２９７３５号公報

レーザ光源を車両用灯具に用いる場合、人間の眼に対する安全性を確保することが求められる。特に、歩行者は車両用灯具の至近領域に進入する可能性があるため、このような歩行者の眼に対する安全性を考慮する必要がある。これに対し、上述した従来の車両用前照灯では、半導体レーザから出射されたコヒーレントなレーザ光を遮断するとともに発光部で生成されたインコヒーレントな白色光を透過させる透明板で反射鏡の開口部を覆っていた。透明板でレーザ光を遮断することにより、何らかの原因でレーザ光の一部が白色光に変換されない場合であっても、レーザ光が外部に漏れることを防止することができる。

しかしながら、透明板で反射鏡の開口部を覆う従来の構成であっても、車両走行時の振動等により透明板が脱落してしまう可能性はゼロではないため、歩行者の眼に対する安全性をより高める上でさらなる対策を講ずる余地があった。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、歩行者の眼に対する安全性をより高めることができる車両用灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具である。当該車両用灯具は、レーザ光源と、レーザ光に対して歩行者の眼を保護すべき所定の灯具至近領域における歩行者の有無を判定する歩行者判定部と、灯具至近領域における歩行者の有無に基づいてレーザ光の照射を制御する光源制御部と、を備えることを特徴とする。

この態様によれば、歩行者の眼に対する安全性をより高めることができる。

上記態様において、歩行者判定部は、車速を用いて歩行者の有無を判定してもよい。また、上記いずれかの態様において、歩行者判定部は、車両前方の画像を用いて歩行者の有無を判定してもよい。これらの態様によっても、歩行者の眼に対する安全性をより高めることができる。また、上記いずれかの態様において、ロービーム用配光パターン及びハイビーム用配光パターンの少なくとも一方を形成する非レーザ光源を備え、レーザ光源は、ロービーム用配光パターン又はハイビーム用配光パターンに付加される付加配光パターンを形成してもよい。この態様によれば、光源の異なる灯具ユニットを照射領域に応じて使い分けているため、運転者の視認性のさらなる向上を図ることができる。

上記態様において、車両の周囲環境が所定の明るさ未満である高視認性要求状態にあることを判定する視認性判定部を備え、高視認性要求状態にある場合、歩行者判定部は、ロービーム用配光パターン又はハイビーム用配光パターンの形成後に撮像された車両前方の画像を用いて歩行者の有無を判定してもよい。この態様によれば、歩行者の有無の判定をより高精度に実施することができるため、歩行者の眼に対する安全性をより高めることができる。

本発明によれば、歩行者の眼に対する安全性をより高めることができる車両用灯具を提供することができる。

実施形態１に係る車両用灯具の概略構造を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。 第１灯具ユニットの光源の概略構造を示す鉛直断面図である。 光源ユニットの概略構造を示す側面図である。 灯具前方側から観察したときの配光部の概略斜視図である。 実施形態１に係る車両用灯具により形成される配光パターンの一例を示す図である。 制御ユニットを説明する機能ブロック図である。 実施形態１に係る車両用灯具により実行される制御の一例を示すフローチャートである。 実施形態２に係る車両用灯具の制御ユニットを説明する機能ブロック図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用灯具の概略構造を示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。なお、図１では、エクステンションリフレクタ１２の図示を省略している。また、図１及び図３では、配光部３００の永久磁石３１２，３１４の図示を省略している。また、図３では、光源ユニット１００の内部を透視した状態を図示している。

本実施形態に係る車両用灯具１は、例えば車両用前照灯装置であり、この車両用前照灯装置は、左右対称に形成された一対の前照灯ユニットを有する。一対の前照灯ユニットは、一方が車両の左前方部分に設けられ、他方が車両の右前方部分に設けられる。図１は、左右いずれかの前照灯ユニットの構成を示す。他方の前照灯ユニットは、左右対称の構造を有する点以外は図１に示す前照灯ユニットと実質的に同一の構成であるため、説明を省略する。

本実施形態に係る車両用灯具１は、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口部を覆うように取り付けられた透光カバー４とを備える。透光カバー４は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成される。ランプボディ２と透光カバー４とにより形成される灯室３内には、支持プレート６、第１灯具ユニット２０、第２灯具ユニット４０、第３灯具ユニット６０、制御ユニット４００等が収容される。

第１灯具ユニット２０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであり、支持プレート６の前面に固定されて灯室３内の所定位置に支持される。第２灯具ユニット４０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、第１灯具ユニット２０に固定されて灯室３内の所定位置に支持される。第３灯具ユニット６０は、レーザ光で車両前方を走査して所定の配光パターンを形成する灯具ユニットであり、支持プレート６の前面に固定されて灯室３内の所定位置に支持される。制御ユニット４００は、支持プレート６よりも灯具後方側でランプボディ２に固定される。なお、制御ユニット４００を設ける位置は、特にこれに限定されない。支持プレート６は、コーナー部がエイミングスクリュー８によってランプボディ２に接続される。支持プレート６の後面には、複数の放熱フィン１４が設けられる。

車両用灯具１は、エイミングスクリュー８を回転させて支持プレート６の姿勢を調節することで第１灯具ユニット２０、第２灯具ユニット４０及び第３灯具ユニット６０の光軸を水平方向及び鉛直方向に調整可能である。灯室３内における第１灯具ユニット２０〜第３灯具ユニット６０の灯具前方側には、各灯具ユニットから照射される光の灯具前方への進行を許容する開口部を有するエクステンションリフレクタ１２が設けられる。

続いて、第１灯具ユニット２０、第２灯具ユニット４０、第３灯具ユニット６０及び制御ユニット４００の各構成について詳細に説明する。

（第１灯具ユニット）
図４は、第１灯具ユニットの光源の概略構造を示す鉛直断面図である。図１、図２及び図４に示すように、第１灯具ユニット２０は、光源２２、シェード部材２４、レンズホルダ２６及び投影レンズ２８を有する。光源２２は、発光素子２２ａ、基板２２ｂ、枠体２２ｃ及び蛍光体２２ｄを有する。発光素子２２ａは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される。基板２２ｂは、平板状に形成され、主表面が灯具前後方向を向くように配置されて、灯具後方側の主表面が支持プレート６の前面に固定される。

枠体２２ｃは、矩形の枠状に形成され、中央に開口部２２ｃ１を有する。枠体２２ｃは、開口部２２ｃ１が灯具前方側を向くように配置され、基板２２ｂの灯具前方側の主表面上に固定される。発光素子２２ａは、光出射面２２ａｓが灯具前方側を向くように配置され、枠体２２ｃの開口部２２ｃ１内で基板２２ｂに固定される。発光素子２２ａが発する熱は、基板２２ｂ、支持プレート６及び放熱フィン１４を介して放熱され、発光素子２２ａの温度上昇が抑制される。蛍光体２２ｄは、枠体２２ｃの開口部２２ｃ１内に設けられ、発光素子２２ａの光出射面２２ａｓを被覆する。枠体２２ｃの開口部２２ｃ１において露出する蛍光体２２ｄの表面２２ｄｓが光源２２の発光面となる。光源２２は、発光面が投影レンズ２８の後方焦点面上に位置するよう配置される。

本実施形態の発光素子２２ａには、主として青色光を発する青色ＬＥＤが採用される。また、蛍光体２２ｄには、青色光を黄色光に波長変換するものが採用される。発光素子２２ａが発光すると、発光素子２２ａから発せられる青色光の一部が蛍光体２２ｄにより波長変換されて黄色光が発せられる。そして、発光素子２２ａの発する青色光と蛍光体２２ｄの発する黄色光とが加法混色され、光源２２の発光面から白色光が発せられる。このような発光素子２２ａ及び蛍光体２２ｄにより白色光を生成する方法は公知であるため、詳細な説明は省略する。

シェード部材２４は、平板状に形成され、光源２２の発光面を覆うように配置されて枠体２２ｃの前端面に固定される。シェード部材２４には開口部２４ａが設けられる。開口部２４ａにおいて、蛍光体２２ｄの表面２２ｄｓ、すなわち光源２２の発光面が灯具前方に向けて露出する。シェード部材２４の開口部２４ａは、第１灯具ユニット２０が形成する配光パターンと同一の形状を有する。

レンズホルダ２６は、第２灯具ユニット４０の後述する光源４２が発する熱を効率よく放熱できるよう、アルミニウムなど熱伝導率が高い材料で形成される。レンズホルダ２６は、灯具前後方向に延在し、灯具後方側端面が支持プレート６の前面に固定される。投影レンズ２８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、投影レンズ２８の後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ２８は、レンズホルダ２６の灯具前方側端面に固定される。光源２２から照射された光は、シェード部材２４の開口部２４ａを経て投影レンズ２８へと導かれ、投影レンズ２８を通じて灯具前方へ照射される。

本実施形態では、第１灯具ユニット２０はロービーム用配光パターンを形成する灯具ユニットであり、開口部２４ａはロービーム用配光パターンと同一の形状を有する。開口部２４ａは、ロービーム用配光パターンの上辺に対応する辺縁部が下側に、下辺に対応する辺縁部が上側に、左辺に対応する辺縁部が右側に、右辺に対応する辺縁部が左側にそれぞれ配置される。なお、第１灯具ユニット２０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニット等であってもよい。

（第２灯具ユニット）
第２灯具ユニット４０は、光源４２及びリフレクタ４４を有する。光源４２は、発光素子４２ａ、基板４２ｂ、枠体４２ｃ及び蛍光体４２ｄを有する。光源４２の構造は、第１灯具ユニット２０の光源２２と同様であるため、詳細な説明は省略する。

光源４２の基板４２ｂは、主表面が灯具上下方向を向くように配置され、灯具上方側の主表面がレンズホルダ２６に固定される。光源４２は、発光面が灯具下方側を向くように配置されて基板４２ｂの灯具下方側の主表面上に固定される。発光素子４２ａが発する熱は、基板４２ｂ、レンズホルダ２６、支持プレート６及び放熱フィン１４を介して放熱され、発光素子４２ａの温度の上昇が抑制される。リフレクタ４４は、略放物柱状の反射面を有し、光源４２の発光面が焦点上に位置するよう配置されて、レンズホルダ２６に固定される。リフレクタ４４は、焦点からの光を灯具前方に向けて反射する。より詳しくは、リフレクタ４４は、光源４２から出射された光を鉛直方向については略平行に進み、水平方向については拡散させるよう反射する。なお、第２灯具ユニット４０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニット等であってもよい。

（第３灯具ユニット）
図５は、光源ユニットの概略構造を示す側面図である。図６は、灯具前方側から観察したときの配光部の概略斜視図である。なお、図５では、光源ユニット１００の内部を透視した状態を図示している。図１、図３、図５及び図６に示すように、第３灯具ユニット６０は、光源ユニット１００及び配光部３００を有する。

光源ユニット１００は、第１光源１０２、第２光源１０４、第３光源１０６、ヒートシンク１０８、第１レンズ１１０、第２レンズ１１２、第３レンズ１１４、第４レンズ１１６及び集光部２００を有する。

第１光源１０２は、赤色レーザ光Ｒを出射する光源であり、赤色レーザダイオードで構成される発光素子１０２ａと、発光素子１０２ａが搭載される基板１０２ｂとを有する。第２光源１０４は、緑色レーザ光Ｇを出射する光源であり、緑色レーザダイオードで構成される発光素子１０４ａと、発光素子１０４ａが搭載される基板１０４ｂとを有する。第３光源１０６は、青色レーザ光Ｂを出射する光源であり、青色レーザダイオードで構成される発光素子１０６ａと、発光素子１０６ａが搭載される基板１０６ｂとを有する。本実施形態では、発光素子１０２ａのレーザ光出射面１０２ａｓ、発光素子１０４ａのレーザ光出射面１０４ａｓ及び発光素子１０６ａのレーザ光出射面１０６ａｓが互いに平行である。なお、各光源は、レーザダイオード以外の他のレーザ装置を有してもよい。

第１光源１０２、第２光源１０４及び第３光源１０６は、それぞれのレーザ光出射面が灯具前方を向き、基板が灯具後方を向くように配置され、ヒートシンク１０８の灯具前方側を向く端面に取り付けられる。ヒートシンク１０８は、各光源の発光素子１０２ａ〜１０６ａが発する熱を効率よく回収できるよう、アルミニウムなど熱伝導率が高い材料で形成される。ヒートシンク１０８の灯具後方側の端面は、支持プレート６（図１参照）に接する。各光源の発光素子１０２ａ〜１０６ａは、それぞれが接する基板１０２ｂ〜１０６ｂ、ヒートシンク１０８、支持プレート６及び放熱フィン１４（図２参照）を介して放熱され、温度の上昇が抑制される。

第１レンズ１１０、第２レンズ１１２、第３レンズ１１４及び第４レンズ１１６は、例えばコリメートレンズで構成される。第１レンズ１１０は、第１光源１０２と集光部２００との間の赤色レーザ光Ｒの光路上に設けられ、第１光源１０２から出射された赤色レーザ光Ｒを平行光に変換して集光部２００に出射する。第２レンズ１１２は、第２光源１０４と集光部２００との間の緑色レーザ光Ｇの光路上に設けられ、第２光源１０４から出射された緑色レーザ光Ｇを平行光に変換して集光部２００に出射する。

第３レンズ１１４は、第３光源１０６と集光部２００との間の青色レーザ光Ｂの光路上に設けられ、第３光源１０６から出射された青色レーザ光Ｂを平行光に変換して集光部２００に出射する。第４レンズ１１６は、光源ユニット１００の筐体に設けられた開口１０１に嵌め合わされる。また、第４レンズ１１６は、集光部２００と配光部３００との間における、後述する白色レーザ光Ｗの光路上に設けられ、集光部２００から出射された白色レーザ光Ｗを平行光に変換して配光部３００に出射する。

集光部２００は、赤色レーザ光Ｒ、緑色レーザ光Ｇ及び青色レーザ光Ｂを集合させて白色レーザ光Ｗを生成する。集光部２００は、第１ダイクロイックミラー２０２、第２ダイクロイックミラー２０４、及び第３ダイクロイックミラー２０６を有する。

第１ダイクロイックミラー２０２は、少なくとも、赤色光を反射し青色光及び緑色光を透過させるミラーであり、第１レンズ１１０を通過した赤色レーザ光Ｒを第４レンズ１１６に向けて反射するように配置される。第２ダイクロイックミラー２０４は、少なくとも、緑色光を反射し青色光を透過させるミラーであり、第２レンズ１１２を通過した緑色レーザ光Ｇを第４レンズ１１６に向けて反射するように配置される。第３ダイクロイックミラー２０６は、少なくとも、青色光を反射するミラーであり、第３レンズ１１４を通過した青色レーザ光Ｂを第４レンズ１１６に向けて反射するように配置される。

また、第１ダイクロイックミラー２０２、第２ダイクロイックミラー２０４及び第３ダイクロイックミラー２０６は、それぞれが反射したレーザ光の光路が平行で、かつ各レーザ光が集合して第４レンズ１１６に入射されるように、互いの位置関係が定められる。本実施形態では、第１ダイクロイックミラー２０２〜第３ダイクロイックミラー２０６は、各ダイクロイックミラーにおいてレーザ光が当たる領域（レーザ光の反射点）が一直線上に並ぶように配置される。

第３光源１０６から出射された青色レーザ光Ｂは、第３ダイクロイックミラー２０６で反射され、第２ダイクロイックミラー２０４側に進行する。第２光源１０４から出射された緑色レーザ光Ｇは、第２ダイクロイックミラー２０４により第１ダイクロイックミラー２０２側に反射されるとともに、第２ダイクロイックミラー２０４を透過した青色レーザ光Ｂと重ね合わせられる。第１光源１０２から出射された赤色レーザ光Ｒは、第１ダイクロイックミラー２０２により第４レンズ１１６側に反射されるとともに、第１ダイクロイックミラー２０２を透過した青色レーザ光Ｂ及び緑色レーザ光Ｇの集合光と重ね合わせられる。その結果、白色レーザ光Ｗが形成される。白色レーザ光Ｗは、第４レンズ１１６を通過して配光部３００に向けて進行する。

第１光源１０２〜第３光源１０６は、赤色レーザ光Ｒを出射する第１光源１０２が集光部２００から最も近い位置に配置され、青色レーザ光Ｂを出射する第３光源１０６が集光部２００から最も遠い位置に配置され、緑色レーザ光Ｇを出射する第２光源１０４が中間の位置に配置される。すなわち、第１光源１０２〜第３光源１０６は、出射するレーザ光の波長が長いものほど集光部２００に近い位置に配置される。レーザ光は、長波長のものほどレーザ光の拡がり角が大きい。そこで、拡散しやすいレーザ光を出射する光源ほど集光部２００の近くに配置する。これにより、集光部２００へ入射されるレーザ光量がレーザ光の拡散により低減することを抑制することができ、その結果、レーザ光の利用率を高めることができる。また、各レーザ光の拡がり角の差に起因して各レーザ光の集光部２００への入射光量に差が生じることを抑制することができる。

また、第１光源１０２〜第３光源１０６は、各光源のレーザ光出射面１０２ａｓ〜１０６ａｓと交わる方向（図２の矢印Ｘ方向、言い換えると、各光源のレーザ光出射方向に平行な方向、もしくは各光源の基板の主表面と交わる方向）から見て、隣り合う光源における基板の一部同士が重なり合うように配置される。本実施形態では、第１光源１０２及び第２光源１０４は、基板１０２ｂにおける第２光源１０４側の領域１０２ｂｇと、基板１０４ｂにおける第１光源１０２側の領域１０４ｂｒとが重なるように配置される。また、第２光源１０４及び第３光源１０６は、基板１０４ｂにおける第３光源１０６側の領域１０４ｂｂと、基板１０６ｂにおける第２光源１０４側の領域１０６ｂｇとが重なるように配置される。これにより、各光源のレーザ光出射面１０２ａｓ〜１０６ａｓを互いに近接させることができる。その結果、集光部２００の小型化、ひいては光源ユニット１００の小型化が可能である。

また、例えばレーザ光の照射強度を高めるべく各色の光源を複数備える場合、同一色の光源を上述のように段違いで配置してレーザ光発光面を近接させることで、同一色のレーザ光を集光させやすくすることができる。これにより、レーザ光の幅を細くして光源像を小さくすることができる。また、３色の光源群同士について、上述した段違い配置を適用することもできる。

光源ユニット１００は、各光源のレーザ光の出射を監視する監視部１３０を有する。監視部１３０は、第１フォトセンサ１３２、第２フォトセンサ１３４、第３フォトセンサ１３６、第４フォトセンサ１３８及び出射判定部１４０を有する。第１フォトセンサ１３２は、第１光源１０２から出射される赤色レーザ光Ｒの照射強度を測定する。第２フォトセンサ１３４は、第２光源１０４から出射される緑色レーザ光Ｇの照射強度を測定する。第３フォトセンサ１３６は、第３光源１０６から出射される青色レーザ光Ｂの照射強度を測定する。第４フォトセンサ１３８は、集光部２００から出射される白色レーザ光Ｗの照射強度を測定する。各フォトセンサは、測定値を示す信号を出射判定部１４０に送信する。出射判定部１４０は、各光源について所定の出射状態判定を実施し、判定結果を示す信号を後述する灯具ＥＣＵ４０２（図８参照）に送信する。なお、出射判定部１４０は、灯具ＥＣＵ４０２内に設けられてもよい。

配光部３００は、例えば、いわゆるガルバノミラーで構成され、ベース３０２、第１回動体３０４、第２回動体３０６、第１トーションバー３０８、第２トーションバー３１０、永久磁石３１２，３１４、端子部３１６及び反射鏡３１８等を有する。ベース３０２は、中央に開口部３０２ａを有する枠体であり、灯具前後方向に傾斜した状態で、支持プレート６の前面から灯具前方に突出する突出部１０の先端に固定される。ベース３０２には、所定位置に端子部３１６が設けられる。ベース３０２の開口部３０２ａには、第１回動体３０４が配置される。第１回動体３０４は、中央に開口部３０４ａを有する枠体であり、灯具後方下側から灯具前方上側に延在する第１トーションバー３０８により、ベース３０２に対し左右（車幅方向）に回動可能に支持される。

第１回動体３０４の開口部３０４ａには、第２回動体３０６が配置される。第２回動体３０６は、矩形の平板状に形成され、車幅方向に延在する第２トーションバー３１０により、第１回動体３０４に対し上下（鉛直方向）に回動可能に支持される。第２回動体３０６は、第１回動体３０４が第１トーションバー３０８を回動軸として左右に回動すると、第１回動体３０４とともに左右に回動する。第２回動体３０６の表面には、メッキ又は蒸着等の方法により反射鏡３１８が設けられる。

ベース３０２には、第１トーションバー３０８の延在方向と直交する位置に、一対の永久磁石３１２が設けられる。永久磁石３１２は、第１トーションバー３０８と直交する磁界を形成する。第１回動体３０４には第１コイル（図示せず）が配線され、第１コイルは、端子部３１６を介して制御ユニット４００に接続される。また、ベース３０２には、第２トーションバー３１０の延在方向と直交する位置に、一対の永久磁石３１４が設けられる。永久磁石３１４は、第２トーションバー３１０と直交する磁界を形成する。第２回動体３０６には第２コイル（図示せず）が配線され、第２コイルは、端子部３１６を介して制御ユニット４００に接続される。

第１コイル及び永久磁石３１２と、第２コイル及び永久磁石３１４とにより走査用アクチュエータ３２０（図８参照）が構成される。走査用アクチュエータ３２０は、制御ユニット４００の後述するアクチュエータ制御部４０８（図８参照）により駆動が制御される。アクチュエータ制御部４０８は、第１コイル及び第２コイルに流れる駆動電流の大きさと向きを制御する。この駆動電流の大きさと向きの制御により、第１回動体３０４及び第２回動体３０６が左右に往復回動し、また第２回動体３０６が単独で上下に往復回動する。これにより、反射鏡３１８が上下左右に往復回動する。

光源ユニット１００と配光部３００とは、光源ユニット１００から出射された白色レーザ光Ｗが反射鏡３１８で灯具前方に反射されるよう互いの位置関係が定められる。そして、配光部３００は、反射鏡３１８の往復回動により白色レーザ光Ｗで車両前方（灯具前方）を走査する。制御ユニット４００の後述する光源制御部４１０（図８参照）は、配光部３００による白色レーザ光Ｗでの灯具前方のスキャンに合わせて、第１光源１０２、第２光源１０４及び第３光源１０６のレーザ光の出射を制御する。例えば、配光部３００は、配光パターンの形成領域よりも広い走査範囲で反射鏡３１８を回動させる。そして、光源制御部４１０は、反射鏡３１８の回動位置が、形成すべき配光パターンの領域に対応する位置にあるとき各光源を点灯させる。このような制御により、灯具前方に所定の配光パターンが形成される。この場合、制御ユニット４００の光源制御部４１０は、配光部３００の一部を構成する。

なお、第３灯具ユニット６０は、配光部３００による白色レーザ光Ｗの走査領域を、形成すべき配光パターンの領域とし、配光パターンの形成領域のみを白色レーザ光Ｗで走査して配光パターンを形成してもよい。

図７は、実施形態１に係る車両用灯具により形成される配光パターンの一例を示す図である。なお、図７では、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成された配光パターンを示している。また、図７で図示されている障害物照射用付加配光パターンＰ４の位置と、モータウェイ用付加配光パターンＰ２、コーナリング用付加配光パターンＰ３及び障害物照射用付加配光パターンＰ４の形状とは例示である。

第１灯具ユニット２０は、ロービーム用配光パターンＬｏを形成する。ロービーム用配光パターンＬｏは、対向車線側カットオフラインＣＬ１、自車線側カットオフラインＣＬ２及び斜めカットオフラインＣＬ３を有する。ロービーム用配光パターンＬｏの形状は公知であるため詳細な説明は省略する。第２灯具ユニット４０は、拡散配光パターンＰ１を形成する。拡散配光パターンＰ１は、Ｈ−Ｈ線よりも下方で、ロービーム用配光パターンＬｏよりも水平方向外側にまで拡散する略矩形状の配光パターンである。

第３灯具ユニット６０は、モータウェイ用付加配光パターンＰ２、コーナリング用付加配光パターンＰ３及び障害物照射用付加配光パターンＰ４を形成する。これらの付加配光パターンは、ロービーム用配光パターンＬｏに付加される付加配光パターンである。

モータウェイ用付加配光パターンＰ２は、Ｈ−Ｈ線とＶ−Ｖ線との交点である消点の近傍（いわゆる、ホットゾーン）を照射して、車両が所定の高速走行状態にあるときの運転者の遠方視認性を向上させるための付加配光パターンである。ここでいう「高速走行状態」とは、例えば車速が時速８０ｋｍ以上の状態をいう。なお、高速走行状態は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。

コーナリング用付加配光パターンＰ３は、左方コーナリング用付加配光パターンＰ３Ｌ及び右方コーナリング用付加配光パターンＰ３Ｒを含む。左方コーナリング用付加配光パターンＰ３Ｌは、Ｈ−Ｈ線よりも下方で拡散配光パターンＰ１よりも左方向外側（左側拡散領域）を照射し、左カーブ路の出口方向に対する運転者の視認性を向上させるための付加配光パターンである。右方コーナリング用付加配光パターンＰ３Ｒは、Ｈ−Ｈ線よりも下方で拡散配光パターンＰ１よりも右方向外側（右側拡散領域）を照射し、右カーブ路の出口方向に対する運転者の視認性を向上させるための付加配光パターンである。なお、コーナリング用付加配光パターンＰ３は、車両が所定の低速走行状態にあるときの運転者の路肩領域に対する視認性を向上させるために用いられてもよい。ここでいう「低速走行状態」とは、例えば車速が時速３０ｋｍ以下の状態をいう。なお、低速走行状態は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。

障害物照射用付加配光パターンＰ４は、車両前方の歩行者を含む障害物の存在領域を照射して、障害物に対する運転者の視認性を向上させるための付加配光パターンである。

本実施形態において、配光部３００は、車幅方向に延在する矩形の走査領域ＳＡ内を白色レーザ光Ｗでスキャン可能である。制御ユニット４００の光源制御部４１０は、車両が所定の高速走行状態にあるとき、配光部３００の走査位置がモータウェイ用付加配光パターンＰ２内である場合に各光源からレーザ光を出射させ、走査位置が当該付加配光パターン外である場合にレーザ光の出射を停止させる。これにより、モータウェイ用付加配光パターンＰ２が形成される。なお、車両が高速走行状態にあることは、車速センサ５１０（図５参照）の測定値から判断することができる。

また、光源制御部４１０は、車両が左旋回もしくは右旋回するとき、配光部３００の走査位置が旋回方向に対応するコーナリング用付加配光パターンＰ３内である場合にレーザ光を出射させ、当該付加配光パターン外である場合にレーザ光の出射を停止させる。これにより、コーナリング用付加配光パターンＰ３が形成される。なお、車両が左もしくは右に旋回することは、舵角センサ５０８（図５参照）の測定値から判断することができる。

また、光源制御部４１０は、車両前方に障害物が検出されたとき、配光部３００の走査位置が障害物照射用付加配光パターンＰ４内である場合にレーザ光を出射させ、当該付加配光パターン外である場合にレーザ光の出射を停止させる。これにより、障害物照射用付加配光パターンＰ４が形成される。なお、車両前方の障害物の存在は、画像処理装置５０４（図５参照）が生成する画像情報を用いて判断することができる。

ロービーム用配光パターンＬｏ及び拡散配光パターンＰ１は、上述の付加配光パターンに比べて広範囲に光を照射する配光パターンである。一方、上述の付加配光パターンは、ロービーム用配光パターンＬｏ及び拡散配光パターンＰ１に比べて狭い範囲に局所的に光を照射する配光パターンである。そして、本実施形態に係る車両用灯具１は、レーザ光源に比べて広範囲への光の照射に優れた非レーザ光源（非コヒーレント光源）を有する第１灯具ユニット２０及び第２灯具ユニット４０を用いて、広範囲に光を照射する配光パターンを形成し、非レーザ光源に比べて局所的な光照射に優れたレーザ光源（コヒーレント光源）を有する第３灯具ユニット６０を用いて、局所的に光を照射する配光パターンを形成する。このように、光源の異なる灯具ユニットを照射領域に応じて使い分けることで、運転者の視認性のさらなる向上を図ることができる。

また、車両用灯具１は、赤色レーザ光Ｒ、緑色レーザ光Ｇ及び青色レーザ光Ｂを集合させて得られる白色レーザ光Ｗを車両前方に配光して、所定の付加配光パターンを形成する。レーザ光は、蛍光体等から発せられる光に比べて波長が揃っており、波長のばらつきが少ない。すなわち、レーザ光は、より半値幅が狭く発光ピークが鋭い。したがって、赤色レーザ光Ｒ、緑色レーザ光Ｇ及び青色レーザ光Ｂは、蛍光に比べて色純度の高い単色光となる。そのため、これらの単色レーザ光が集合して得られる白色レーザ光Ｗを用いて配光パターンを形成した場合、被照射体の色コントラストが大きくなる。その結果、運転者は、被照射体を視認しやすくなる。

なお、車両用灯具１は、非レーザ光源を有するハイビーム用配光パターン形成用灯具ユニットをさらに備えてもよく、上述の付加配光パターンは、ハイビーム用配光パターンに付加されてもよい。

（制御ユニット）
図８は、制御ユニットを説明する機能ブロック図である。なお、図８に示す機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。制御ユニット４００は、灯具ＥＣＵ４０２、ＲＯＭ４０４、ＲＡＭ４０６等を有する。灯具ＥＣＵ４０２は、アクチュエータ制御部４０８、光源制御部４１０及び歩行者判定部４１２を有する。ＲＯＭ４０４は、各種制御プログラムを格納する。ＲＡＭ４０６は、データ格納や灯具ＥＣＵ４０２によるプログラム実行のためのワークエリアとして利用される。灯具ＥＣＵ４０２は、ＲＯＭ４０４に格納された複数の制御プログラムを適宜選択的に実行し、各種制御信号を生成する。

アクチュエータ制御部４０８は、配光部３００の走査用アクチュエータ３２０を制御して、白色レーザ光Ｗでの車両前方の走査を制御する。光源制御部４１０は、第１灯具ユニット２０の光源２２、第２灯具ユニット４０の光源４２、第３灯具ユニット６０の第１光源１０２、第２光源１０４及び第３光源１０６の点消灯を各光源独立に制御する。歩行者判定部４１２は、所定の灯具至近領域における歩行者の有無を判定し、判定結果を示す信号を光源制御部４１０に送信する。ここでいう「灯具至近領域」とは、レーザ光に対して歩行者の眼を保護すべき領域であって、例えば車両用灯具１から１０００ｃｍまでの範囲をいう。なお、灯具至近領域は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。

また、灯具ＥＣＵ４０２は、監視部１３０の出射判定部１４０からの信号を受信可能である。また、灯具ＥＣＵ４０２は、ライトスイッチ５００、車載カメラ５０２で撮像された画像データを受信して解析する画像処理装置５０４、ナビゲーションシステム５０６、舵角センサ５０８、車速センサ５１０等からの信号を受信可能である。

続いて、上述した構成を備える車両用灯具１で実施されるレーザ光の照射制御について説明する。本実施形態に係る車両用灯具１において、灯具ＥＣＵ４０２の光源制御部４１０は、運転者によるライトスイッチ５００の操作に応じて第１灯具ユニット２０及び第２灯具ユニット４０の点消灯を制御する。また、光源制御部４１０は、ライトスイッチ５００の操作により、第３灯具ユニット６０による付加配光パターン形成モードの実行が指示されると、歩行者判定部４１２により判定される、灯具至近領域における歩行者の有無に基づいてレーザ光の照射を制御する。

本実施形態では、歩行者判定部４１２は、車速を用いて歩行者の有無を判定する。すなわち、車両がある程度以上の速度で進行する状態では、上述した範囲の灯具至近領域に歩行者が存在する可能性は極めて低い。そのため、歩行者判定部４１２は、車速センサ５１０から得られる車速が所定値以上、例えば時速２０ｋｍ以上であるとき、灯具至近領域に歩行者が存在しないと推定することができる。歩行者判定部４１２により灯具至近領域に歩行者が存在すると判定されると、光源制御部４１０は、いずれかの付加配光パターンの形成条件が満たされていても第３灯具ユニット６０の点灯を禁止する。そして、光源制御部４１０は、灯具至近領域に歩行者がいないと判定された後に、第３灯具ユニット６０を点灯して、形成条件が満たされた付加配光パターンを形成する。

もしくは、歩行者判定部４１２により灯具至近領域に歩行者が存在すると判定されると、光源制御部４１０は、白色レーザ光Ｗが所定の低照射強度となるように各光源の出力を調整して、形成すべき付加配光パターンを形成するとともに、白色レーザ光Ｗの照射強度の増大を禁止する。そして、光源制御部４１０は、灯具至近領域に歩行者がいないと判定された後に、各光源の照射強度を通常設定値まで増大させる。ここでいう「低照射強度」とは、灯具至近領域にいる歩行者が第３灯具ユニット６０から照射されるレーザ光を直視した場合であっても、歩行者の眼に対する安全性が確保されるレーザ光の照射強度であり、例えば１０００ｃｄ以下の範囲をいう。なお、この低照射強度は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。

また、第３灯具ユニット６０の点灯状態において、歩行者判定部４１２により灯具至近領域に歩行者が存在すると判定されると、光源制御部４１０は、白色レーザ光Ｗが所定の低照射強度以下となるように第３灯具ユニット６０の各光源の照射強度を低減させる（照射強度をゼロにすること、すなわち消灯することも含む）。そして、光源制御部４１０は、灯具至近領域に歩行者がいないと判定された後に、各光源の照射強度を通常設定値まで増大させる。

図９は、実施形態１に係る車両用灯具により実行される制御の一例を示すフローチャートである。このフローは、ライトスイッチ５００により付加配光パターン形成モードの実行が指示された場合に灯具ＥＣＵ４０２により所定のタイミングで繰り返し実行される。まず、灯具ＥＣＵ４０２は、いずれかの付加配光パターンの形成条件が満たされているか判断する（Ｓ１０１）。いずれかの付加配光パターンの形成条件が満たされていない場合（Ｓ１０１のＮ）、灯具ＥＣＵ４０２は、本ルーチンを終了する。いずれかの付加配光パターンの形成条件が満たされている場合（Ｓ１０１のＹ）、灯具ＥＣＵ４０２は、第３灯具ユニット６０が点灯中であるか、すなわち付加配光パターンを形成中であるか判断する（Ｓ１０２）。

第３灯具ユニット６０が点灯中でない場合（Ｓ１０２のＮ）、灯具ＥＣＵ４０２は、灯具至近領域に歩行者が存在するか判断する（Ｓ１０３）。灯具至近領域に歩行者が存在する場合（Ｓ１０３のＹ）、灯具ＥＣＵ４０２は、第３灯具ユニット６０の点灯を禁止して（Ｓ１０４）、本ルーチンを終了する。灯具至近領域に歩行者が存在しない場合（Ｓ１０３のＮ）、灯具ＥＣＵ４０２は、形成条件を満たす付加配光パターンを形成して（Ｓ１０５）、本ルーチンを終了する。第３灯具ユニット６０が点灯中である場合（Ｓ１０２のＹ）、灯具ＥＣＵ４０２は、灯具至近領域に歩行者が存在するか判断する（Ｓ１０６）。灯具至近領域に歩行者が存在する場合（Ｓ１０６のＹ）、灯具ＥＣＵ４０２は、第３灯具ユニット６０を消灯して（Ｓ１０７）、本ルーチンを終了する。灯具至近領域に歩行者が存在しない場合（Ｓ１０６のＮ）、灯具ＥＣＵ４０２は、付加配光パターンの形成を維持して（Ｓ１０８）、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具１は、レーザ光源である第１光源１０２〜第３光源１０６と、レーザ光に対して歩行者の眼を保護すべき所定の灯具至近領域における歩行者の有無を判定する歩行者判定部４１２と、灯具至近領域における歩行者の有無に基づいてレーザ光の照射を制御する光源制御部４１０とを備える。これにより、歩行者が灯具至近領域に存在する場合に、レーザ光の照射を禁止、もしくは当該歩行者の眼の安全性を確保することができる照射強度でレーザ光を照射させることができるため、歩行者の眼に対する安全性をより高めることができる。

また、本実施形態に係る車両用灯具１において、歩行者判定部４１２は、車両に予め備わる車速センサ５１０から得られる車速を用いて灯具至近領域における歩行者の有無を判定している。そのため、歩行者の有無を判定するための構成を新たに追加する必要がない。よって、車両用灯具１の構成が複雑になることを抑制することができる。

（実施形態２）
実施形態２に係る車両用灯具１は、灯具ＥＣＵ４０２によるレーザ光の照射制御を除き、実施形態１に係る車両用灯具１の構成と共通する。実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。

図１０は、実施形態２に係る車両用灯具の制御ユニットを説明する機能ブロック図である。本実施形態に係る車両用灯具１において、歩行者判定部４１２は、車両前方の画像を用いて歩行者の有無を判定する。例えば、灯具ＥＣＵ４０２は、歩行者を示す特徴点についての情報と、灯具至近領域についての情報とをＲＯＭ４０４に予め保持している。灯具ＥＣＵ４０２が画像処理装置５０４から車両前方の画像情報を受信すると、歩行者判定部４１２は、得られた画像情報とＲＯＭ４０４に格納された歩行者情報及び灯具至近領域情報とを用いて、灯具至近領域における歩行者の有無を判定する。このように、本実施形態では光源制御部４１０が車両前方の画像を用いて歩行者の有無を判定するため、実施形態１に比べて歩行者の有無の判定をより高精度に実施することができる。また、実施形態１に比べて、第３灯具ユニット６０による付加配光パターンの形成頻度もしくは形成時間を増大させることができる。したがって、歩行者の眼に対する安全性を高めながら、運転者の視認性の向上を図ることができる。

また、灯具ＥＣＵ４０２は、視認性判定部４１４を有する。視認性判定部４１４は、車両の周囲環境が所定の明るさ未満である高視認性要求状態にあることを判定し、判定結果を示す信号を歩行者判定部４１２に送信する。ここでいう「所定の明るさ」は、車載カメラ５０２で撮像された画像を用いた歩行者判定部４１２による歩行者の有無判定に支障をきたさない明るさをいい、「高視認性要求状態」は、車両周囲の明るさが歩行者判定部４１２による判定に支障をきたす明るさにある状態をいう。この所定の明るさ及び高視認性要求状態は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。視認性判定部４１４は、例えば車両もしくは車両用灯具１に設けられた照度センサ５１２の測定値を用いて、高視認性要求状態にあることを判定する。なお、視認性判定部４１４は、ナビゲーションシステム５０６等から得られる車両の位置情報、時刻情報、天候情報等を用いて、高視認性要求状態にあることを判定することもできる。

視認性判定部４１４により車両の周囲環境が高視認性要求状態にあると判定された場合、歩行者判定部４１２は、第１灯具ユニット２０によるロービーム用配光パターンＬｏの形成後に撮像された車両前方の画像を用いて歩行者の有無を判定する。これにより、視認性判定部４１４は、歩行者の有無の判定をより高精度に実施することができるため、歩行者の眼に対する安全性をより高めることができる。なお、車両用灯具１がハイビーム用配光パターン形成用灯具ユニットを備える場合には、歩行者判定部４１２は、ハイビーム用配光パターンの形成後に撮像された画像を用いて歩行者の有無を判定してもよい。

視認性判定部４１４は、高視認性要求状態にあると判定すると光源制御部４１０に第１灯具ユニット２０の点灯を指示する。歩行者判定部４１２は、第１灯具ユニット２０の点灯を光源制御部４１０に指示したことを示す信号を視認性判定部４１４から受信する。もしくは、歩行者判定部４１２は、第１灯具ユニット２０が点灯したことを示す信号を光源制御部４１０から受信する。その後、歩行者判定部４１２は、車載カメラ５０２及び画像処理装置５０４に対し、車両前方の撮像及び得られた画像の解析を指示し、その結果得られた画像情報を用いて灯具至近領域における歩行者の有無を判定する。なお、歩行者判定部４１２は、ライトスイッチ５００により第１灯具ユニット２０の点灯が指示されたことを認識した後に、車載カメラ５０２及び画像処理装置５０４に対して撮像及び画像解析を指示してもよい。

以上説明した実施形態２に係る車両用灯具１によれば、歩行者の眼に対する安全性をより高めることができる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施形態同士、および上述の各実施形態と以下の変形例との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

灯具至近領域は、車両用灯具１からの距離に加えてレーザ光の進行領域を考慮して規定されてもよい。例えば、灯具至近領域は、車両用灯具１から所定の距離内であって、かつ付加配光パターンを形成するレーザ光の進行領域内（すなわち、付加配光パターンの照射領域内）の領域とすることができる。これにより、第３灯具ユニット６０による付加配光パターンの形成頻度もしくは形成時間を増大させることができる。したがって、歩行者の眼に対する安全性を高めながら、運転者の視認性の向上を図ることができる。

第３灯具ユニット６０が形成する付加配光パターンは、上述のものに限定されない。また、第３灯具ユニット６０は、上述した３つの付加配光パターンのうちの１つもしくは２つを形成してもよい。ただし、実施形態１では、歩行者判定部４１２が車速により灯具至近領域における歩行者の有無を判定している。そのため、第３灯具ユニット６０によりモータウェイ用付加配光パターンＰ２のみを形成する構成は、歩行者の有無の判定条件とモータウェイ用付加配光パターンＰ２の形成条件によっては除外され得る。

上述の各実施形態において、第３灯具ユニット６０は、レーザ光を直接灯具前方に照射するが、レーザ光の照射により蛍光体で生成した非コヒーレント光を照射する構成であってもよい。このような構成としては、例えば、レーザ光源で紫外レーザ光を照射し、蛍光体で白色光を生成するものが挙げられる。また、白色レーザ光Ｗには、オレンジ色や黄色等の他の色のレーザ光が含まれてもよい。また、配光部３００は、ガルバノミラーで構成されているが、例えば、ポリゴンミラー、ＭＥＭＳミラー、パラボラ型等のリフレクタ、加えられる電界に応じて屈折率が変化する電気光学結晶等であってもよい。

第１灯具ユニット２０及び第２灯具ユニット４０の光源２２，４２は、白色光を発するものに限定されず、薄い黄色光や薄い青色光など他の色を発するものであってもよい。また、光源２２，４２の発光素子２２ａ，４２ａは、例えば紫外光など青色以外の他の波長の光を主として発するものであってもよい。さらに、光源２２，４２は、ハロゲンランプなどの白熱灯や、メタルハライドバルブなどのＨＩＤランプ（ディスチャージランプともいう）からなる放電灯等であってもよい。

１ 車両用灯具、 ２０ 第１灯具ユニット、 ２２ 光源、 ４０ 第２灯具ユニット、 ４２ 光源、 ６０ 第３灯具ユニット、 １０２ 第１光源、 １０４ 第２光源、 １０６ 第３光源、 ４１０ 光源制御部、 ４１２ 歩行者判定部、 ４１４ 視認性判定部、 Ｌｏ ロービーム用配光パターン。

Claims (5)

1. レーザ光源と、
   レーザ光に対して歩行者の眼を保護すべき所定の灯具至近領域における歩行者の有無を判定する歩行者判定部と、
   前記灯具至近領域における歩行者の有無に基づいてレーザ光の照射を制御する光源制御部と、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記歩行者判定部は、車速を用いて歩行者の有無を判定する請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記歩行者判定部は、車両前方の画像を用いて歩行者の有無を判定する請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. ロービーム用配光パターン及びハイビーム用配光パターンの少なくとも一方を形成する非レーザ光源を備え、
   前記レーザ光源は、前記ロービーム用配光パターン又はハイビーム用配光パターンに付加される付加配光パターンを形成する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
5. 車両の周囲環境が所定の明るさ未満である高視認性要求状態にあることを判定する視認性判定部を備え、
   前記高視認性要求状態にある場合、前記歩行者判定部は、前記ロービーム用配光パターン又は前記ハイビーム用配光パターンの形成後に撮像された車両前方の画像を用いて歩行者の有無を判定する請求項４に記載の車両用灯具。

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