JP2018192837A - 車両用灯具および路面描画システム - Google Patents

車両用灯具および路面描画システム Download PDF

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Abstract

【課題】光の利用効率の低下を抑止しつつ路面の照度を均一に近づける車両用灯具および路面描画システムの提供を目的とする。【解決手段】車両から路面に向けて光を照射する車両用灯具であって、車両の幅方向と直交する方向に配列された複数の光源と、複数の光源の発光量を個別に変更する発光量制御部と、光源から出射された光を変調して画像を形成する画像生成部と、画像を有する光を路面に投影する投影部と、を備え、複数の光源は、それぞれ路面上において車両の近傍から遠方に向かって並ぶ複数の配光領域を形成する、車両用灯具。【選択図】図2

Description

本発明は、車両用灯具および路面描画システムに関する。
従来、車両用灯具として、光のコントラストを利用して路面に情報を示す画像を表示する車両用灯具が提案されている。特許文献1では、反射型デジタル光偏向装置により形成された情報を路面に表示している。
特許第4059079号公報
車両から路面上に向けて均一な光を投影すると、車両からの距離が離れるに従い路面に入射する光の光束密度が低下するため、路面の照度は、車両から離れるに従い低下する。路面の照度を均一に近づけるために、反射型デジタル光偏向装置によって車両近傍に向けて投影する光を弱めることが考えられる。しかしながらこの場合、光源から照射された光の利用効率が低下するため、車両灯具としてのエネルギ効率が悪いという問題があった。
本発明では、光の利用効率の低下を抑止しつつ路面の照度を均一に近づける車両用灯具および路面描画システムの提供を目的とする。
上記目的を達成するため、一態様の車両用灯具は、車両から路面に向けて光を照射する車両用灯具であって、前記車両の幅方向と直交する方向に配列された複数の光源と、複数の前記光源の発光量を個別に変更する発光量制御部と、前記光源から出射された光を変調して画像を形成する画像生成部と、前記画像を有する光を前記路面に投影する投影部と、を備え、複数の前記光源は、それぞれ前記路面上において前記車両の近傍から遠方に向かって並ぶ複数の配光領域を形成する。
この構成によれば、車両用灯具には、車両の近傍から遠方に向かって並ぶ複数の配光領域に対応する複数の光源が設けられている。また、複数の光源の発光量は、発光量制御部によって制御される。したがって、路面上に形成された複数の配光領域ごとに路面上の照度を調整することができ、車両の近傍および遠方の路面の照度を均一に近づけることができる。
上述の車両用灯具において、前記発光量制御部は、複数の前記光源のうち前記車両の遠方側の配光領域を形成する前記光源の発光量を、前記車両の近傍側の配光領域を形成する前記光源の発光量よりも、高くする構成としてもよい。
この構成によれば、路面上に形成され複数の配光領域のうち車両の遠方側に位置する配光領域を照らす光源の発光量を高くして、描画内の照度を均一に近づけることができる。
上述の車両用灯具において、前記投影部は、前記画像を有する光を反射して前記路面に投影する反射面を有し、前記反射面は、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる構成としてもよい。
この構成によれば、反射面が凸曲面であっても凹曲面であっても、車両遠方に向けて光を反射する領域に比べて、車両近傍に向けて光を反射する領域で光を反射し、反射面において光を反射する領域と結像面である路面において結像する領域との距離を短くして、結像した描画のピンボケを抑制できる。従って、画像を路面に鮮明に表示することが可能な車両用灯具を提供することが可能である。
上述の車両用灯具において、前記車両からの距離が互いに異なる領域に光を投影する複数の前記反射面と、複数の前記反射面のうちの何れか1つを選択して切り替える切替部と、を備える構成としてもよい。
この構成によれば、互いに距離が異なる領域に向けて反射する複数の反射面を、切替部により切替えるので、各反射面により路面の異なる距離に画像を鮮明に表示できる。そのため用途に応じて反射部を切替えることで、各用途に適した位置に画像を鮮明に表示することができる。
上述の車両用灯具において、複数の前記光源から出射された光を拡散する拡散板を備える構成としてもよい。
この構成によれば、複数の光源から出射された光が、拡散板に照射されるため、それぞれの光源に由来して形成される配光領域同士の境界を曖昧とすることができる。これにより、路面上の配光領域同士の間で照度の違いを目立ち難くすることができる。
また、一態様の路面描画システムは、上記の車両用灯具と、前記車両の前方の走行路を認識する走行路認識部と、を備え、前記車両用灯具は、前記走行路認識部の認識結果に基づき前記路面に前記走行路を強調する描画を行う。
この構成の路面描画システムによれば、走行路認識部における認識結果を基に、運転者の運転を補助する描画を行うことができる。
本発明によれば、光の利用効率の低下を抑止しつつ路面の照度を均一に近づける車両用灯具および路面描画システムを提供することができる。
一実施形態に係る車両用灯具の概略図である。 一実施形態の投影モジュールを示す模式図である。 一実施形態の光源ユニットの模式図である。 一実施形態に係る車両用灯具による描画の一例を示す図である。 一実施形態に係る車両用灯具による描画の一例を示す図である。 一実施形態に係る車両用灯具による描画の一例を示す図である。 一実施形態に係る車両用灯具による描画の一例を示す図である。 一実施形態に係る車両用灯具による描画の一例を示す図である。 一実施形態に係る車両用灯具による描画の一例を示す図である。 変形例1の反射装置の斜視図である。 変形例1の反射装置において近距離用反射部を用いて路面を照射した状態を示す図である。 変形例1の反射装置において中距離用反射部を用いて路面を照射した状態を示す図である。 変形例1の反射装置において遠距離用反射部を用いて路面を照射した状態を示す図である。 変形例2の車両用灯具の投影モジュールを示す模式図である。
以下、一実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。
以下の説明で用いる図面は、特徴を分かり易くするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
図1は、一実施形態に係る車両用灯具10の概略図である。本実施形態の車両用灯具10は、画像を有する光を車両から路面に向けて斜めに照射する装置である。車両用灯具10は、図1に示すように、車両の前方を照射する投影モジュール11と、これを制御する制御ユニット13と、を備えている。
また、車両用灯具10は、前方の状況を検知して制御ユニット13に伝達する撮像装置(走行路認識部)15および車両の速度を検知する車速検知部16が接続されて、路面描画システム1を構成する。すなわち、路面描画システム1は、車両用灯具10と撮像装置15と車速検知部16と、を有する。路面描画システム1は、まず、車両の前方(例えば、バックミラーのフロントガラス側)に設けられた撮像装置15において車両前方の画像を撮像するとともに、車速検知部16において車両の速度を検知する。次いで、制御ユニット13は、撮像装置15により取得された画像情報を解析し車速検知部16において取得された車両の速度の情報を基に投影モジュール11を制御する。これにより、車両の前方の路面57に描画58を表示する。
図2は、本実施形態の投影モジュール11を示す模式図である。
本実施形態の投影モジュール11は、光源ユニット20と、拡散板24と、入射光学系25と、画像生成部31と、投影光学系(投影部)41と、を備えている。
光源ユニット20は、複数の光源21が配列されてアレイ発光面を構成するアレイ光源である。すなわち、光源ユニット20は、複数の光源21を有する。光源21は可視光を出射する。光源21としては、発光ダイオード光源(LED、light emitting diode)又はレーザ光源を採用することができる。複数の光源21は、発光量制御部52によりそれぞれ個別にオン、オフ並びに発光量が制御される。すなわち、各光源21の発光量は、発光量を最大とした100%から完全に消灯した状態である0%までの間で調整することができる。光源21は、発光量が0%の状態であるときにオフの状態であるとされる。
図3は、本実施形態の光源ユニット20の模式図である。本実施形態の光源ユニット20は、3つの光源21と、光源用パッケージ部22と、を有する。本実施形態において、3つの光源21は、車両の上下方向(鉛直方向)に並べられている。また、3つの光源21は、光源用パッケージ部22に収められている。隣り合う光源21同士の間には、わずかな隙間が設けられる。
本実施形態では、光源ユニット20が3つの光源21を有する場合について説明するが、光源ユニット20が複数の光源21を有していればその数は限定されない。また、本実施形態において、光源ユニット20の複数の光源21は上下方向に配列されているが、車両の幅方向と直交する方向に配列されていればよい。各光源21をこのように配列することで、各光源21からの出射された光によって路面上に形成される配光領域を、車両前後方向に並べて形成することができる。また、光源ユニットの変形例として、複数の光源を縦横に配列したアレイ光源を採用してもよい。この場合は、配列された光源のうち、一方向に並ぶ光源から照射された光が、投影された路面上で、車両前後方向に並ぶ。
上下方向に配列される3つの光源21のうち、最も上側に位置するものを第1の光源21Aとし、最も下側に位置するものを第3の光源21Cとし、第1の光源21Aと第3の光源21Cとの間に位置する光源を第2の光源21Bとする。図4A〜図4Cを基に後段で説明するように、第1の光源21Aは、路面57上の車両55から最も遠い位置に配光領域(第1の配光領域50A)を形成する。第3の光源21Cは、路面57上の車両55から最も近い位置に配光領域(第3の配光領域50C)を形成する。また、第2の光源21Bは、路面57上の第1の光源21Aおよび第3の光源21Cの間に配光領域(第2の配光領域50B)を形成する。すなわち、車両の幅方向と直交する配列方向に沿って並ぶ複数の光源21は、それぞれ路面上において車両の近傍側から遠方側に向かって並ぶ複数の配光領域を形成する。
拡散板24は、光源ユニット20と入射光学系25との間に配置される。拡散板24は、入射した光を拡散して透過させる。光源ユニット20から出射され、拡散板24を透過して光径が拡大した状態で入射光学系25に入射する。
また、光源21として白色光以外の光を照射するものを用いる場合には、拡散板24として、光源21から照射された光を受けて拡散性の白色光を照射する蛍光体板を用いてもよい。一例として、光源21が青色光(紫外光の場合もある)を照射する場合、内部に蛍光体粒子を含む蛍光体板(拡散板24)に入射した青色光は、蛍光体板を拡散しながら透過するとともに一部の光が蛍光体粒子によって波長変換させる。光源21に起因する青色光と蛍光体粒子の励起により放出された黄色光は互いに混色し、結果として蛍光体板から拡散性の白色光が照射される。なお、蛍光体板は、内部に青色光を拡散させる拡散材が添加されていてもよい。
上述したように、光源ユニット20において、隣接する光源21同士の間には、わずかな隙間が設けられる(図3参照)。光源21から照射された光が路面に投影されると、光源21同士の隙間は、路面57上の描画58にダーク部を形成する要因となる場合がある。本実施形態によれば、光源ユニット20と入射光学系25との間に拡散板24を配置することで、光源ユニット20から照射された光を滲ませて入射光学系25に入光させることができ、路面57上の描画58内にダーク部が形成されることを抑制出来る。
図2に示すように、入射光学系25は、光源21からの光を集光し画像生成部31の反射制御面を照射する。入射光学系25は、一又は複数のレンズなどからなる。
画像生成部31は、光源21から出射された光を変調して画像を生成する。本実施形態において、画像生成部31は、反射型デジタル光偏向装置(DMD、Digital Mirror Device)からなる。反射型デジタル光偏向装置からなる画像生成部31は、傾倒可能な複数のミラー素子を配列して構成された反射制御面を有する。
画像生成部31の複数のミラー素子は、それぞれ制御ユニット13からの信号により傾倒角度を反射側又は遮光側に制御される。画像生成部31は、反射側に傾倒された複数のミラー素子の反射光により、任意形状の反射パターン(画像)39を生成する。図2に示す例では、画像生成部31は、矢印形状の反射パターン39を生成する。
なお、車両用灯具10には、遮光側に傾倒した各ミラー素子からの光を遮光するための光遮光部材32が設けられている。
投影光学系41は、画像生成部31において生成された反射パターン39を描画58として車両前方に照射し路面57に投影する。投影光学系41は、集光光学系42と、折返しミラー43と、反射装置44と、を備えている。
集光光学系42は、一又は複数のレンズなどからなる。集光光学系42は、画像生成部31で生成された反射パターン39を、折返しミラー43を介して反射装置44の反射部45に照射する。また、集光光学系42は、画像生成部31から出射された反射パターン39を集光して中間像59を結像する。
折返しミラー43は、集光光学系42からの光を反射部45に向けて反射するミラーである。
反射装置44は、反射部45を有する。反射部45は、集光光学系42で集光された光を路面57に向けて反射する。反射部45は、拡大投影用の凹面リフレクターである。反射部45は、反射面45aを有する。すなわち、投影光学系41は、反射面45aを有する。反射部45は、反射面45aにおいて集光光学系42で集光された光を反射して路面57の所定の領域に投影する。反射面45aは非球面の自由曲面からなる凹面形状である。
反射面45aは、集光光学系42により形成された中間像59の後段に配置されている。したがって、光は、反射面45aの前段側で結像し、拡散方向に広がりながら凹面形状の反射面45aに入射し、反射面45aによって反射されることで再び集光される。
なお、本明細書において、「前段」および「後段」とは、光の透過経路に沿った前後関係(すなわち、光路において上流側および下流側)を意味し、車両用灯具10内の各部位の配置を意味するものではない。
反射面45aの投影方向前方側の領域45bは、車両近傍側の路面57に向けて光を反射する。また、反射面45aの投影方向後方側の領域45cは、車両遠方側の路面57に向けて光を反射する。反射面45aは、投影方向後方側の領域45cから投影方向前方側の領域45bに向かうに従い、投影対象(路面57の車両近傍から車両遠方)との距離に応じて連続的に曲率を変化させて形成されている。すなわち、反射面45aは、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる。これにより、車両遠方に向けて光を反射する投影方向後方側の領域45cに比べて、車両近傍に向けて光を反射する投影方向前方側の領域45bで光を反射し、反射面45aにおいて光を反射する領域と路面57結像面である路面57において結像する領域との距離を短くして、結像した描画58のピンボケを抑制できる。
本実施形態によれば、描画58としての画像を有する光を路面57に向けて反射する反射部45が、投影対象(路面の車両近傍から車両遠方)との距離に応じて連続的に曲率を変化させて形成されている。これにより、画像を路面57に鮮明に表示することができ、ピンぼけの生じない高品質の描画58の形成が可能となる。
次に、図4A〜図4Cおよび図5A〜図5Cを参照して、車両用灯具10によって形成される描画58について説明する。
図4A〜図4Cおよび図5A〜図5Cに示すように、車両用灯具10を備えた路面描画システム1は、車両55に搭載されて、車両55から路面57に向けて光を照射する。また、路面描画システム1は、車両55の前方の路面57に車両55の走行路を強調する描画を行う。本実施形態において、路面描画システム1は、走行路を強調する描画58として、車両55の走行方向に延びる一対の棒状のレーンを描画する。一対の棒状のレーンは、互いに車両55の車幅より若干広く配置されている。一対の棒状のレーンは、撮像装置15により取得された走行路の変化に応じてカーブしたり配色が変わったりして、運転者の視認を補助する役割を果たす。
図4A〜図4Cは、それぞれ第3の光源21C、第2の光源21Bおよび第1の光源21Aのみを発光させた場合に、路面57に表示される描画58の例を示す図である。車両55の前方の路面57には、車両55に遠い領域から近い領域に向かって順に並ぶ第1の路面領域57A、第2の路面領域57Bおよび第3の路面領域57Cが設定される。第1〜第3の光源21A〜21Cは、それぞれ路面57上の第1〜第3の路面領域57A〜57Cに第1〜第3の配光領域50A〜50Cを形成する。路面描画システム1は、第1〜第3の光源21A〜21Cの発光量を制御することで、描画58の表示位置を第1〜第3の路面領域57A〜57Cに描画58を表示する。
図4Aは、第3の光源21Cを発光させ、第1の光源21Aおよび第2の光源21Bを消灯させた場合の描画58を示す図である。第1の光源21Aから照射された光は、画像生成部31において反射されることで反射像を形成し、さらに路面57上の第1の配光領域50A内において描画58を形成する。
車両55が比較的低速(例えば30km/時間)で走行する場合には、図4Aに示すように第3の路面領域57Cのみに描画58を表示することが好ましい。これは、車両55が低速で走行する場合、運転者の注意は車両55の近傍に向くため、遠方の領域に描画を表示する必要性が低いためである。また、車両55が低速で走行する場合には、車両55の前方を走行する他の車両との車間距離が短いため、描画58が、他の車両の運転者の操作を阻害する虞があるためである。本実施形態によれば、路面57の車両55近傍の領域(すなわち第3の路面領域57C)のみに、描画58を表示する場合に、他の領域(第1および第2の路面領域57A、58B)を担う他の光源(第1および第2の光源21A、21B)を消灯することができ、エネルギ効率の高い路面描画システム1を実現できる。
図4Bは、第2の光源21Bを発光させ、第1の光源21Aおよび第3の光源21Cを消灯させた場合の描画58を示す図である。第2の光源21Bから照射された光は、画像生成部31において反射されることで反射像を形成し、さらに路面57上の第2の配光領域50B内において描画58を形成する。
車両55が中速(例えば60km/時間)で走行する場合には、図4Bに示すように路面57の車両55からある程度離れた領域(すなわち第2の路面領域57B)のみに描画58を表示することが好ましい。本実施形態によれば、第2の路面領域57Bのみに、描画58を表示する場合に、第1および第3の光源21A、21Cを消灯することができ、エネルギ効率の高い路面描画システム1を実現できる。
図4Cは、第1の光源21Aを発光させ、第2の光源21Bおよび第3の光源21Cを消灯させた場合の描画58を示す図である。第3の光源21Cから照射された光は、画像生成部31において反射されることで反射像を形成し、さらに路面57上の第3の配光領域50C内において描画58を形成する。
車両55が高速(例えば100km/時間)で走行する場合には、図4Cに示すように路面57の車両55から最も遠い領域(すなわち第1の路面領域57A)のみに描画58を表示することが好ましい。これは、車両55が高速で走行する場合、運転者の注意は車両55の遠方に向くため、近傍の領域に描画を表示する必要性が低いためである。本実施形態によれば、第1の路面領域57Aのみに、描画58を表示する場合に、第2および第3の光源21B、21Cを消灯することができ、エネルギ効率の高い路面描画システム1を実現できる。
図4A〜図4Cに示すように、車両55の速度が高まるに従い、描画58の表示位置を変化させるとともに、車両55の走行方向に沿う描画58の表示長さを長くすることが好ましい。なお、車両55の走行方向に沿う描画58の表示長さは、画像生成部31において形成する反射画像の形状を調整することで容易に変化させることができる。これにより、車両55の速度が高まるに従い、車両55の運転者から視認される描画58の範囲を十分に広くすることができる。
なお、図4A〜図4Cにおいて、車両55の走行方向に沿う描画58の表示長さは、模式的に表したものであって、実際の長さとは異なる。
路面描画システム1は、車両55の一定の高さから路面に向けて斜めに光を照射するため、車両55からの距離が離れるに従い路面に入射する光の光束密度が低下する。したがって、路面描画システム1から路面57に均一な光を照射すると、路面57上の描画58の照度は、車両55から離れた位置に表示する際に低下する。本実施形態において、第1〜第3の光源21A〜21Cは、発光量制御部52によりそれぞれ個別に発光量が制御される。より具体的には、第3の路面領域57Cに光を照射する場合に、第3の光源21Cの発光量を60%とし、第2の路面領域57Bに光を照射する場合に、第2の光源21Bの発光量を80%とし、第1の路面領域57Aに光を照射する場合に、第1の光源21Aの発光量を100%とする。つまり各光源(第1〜第3の光源21A〜21C)の発光量は、形成する配光領域(第1〜第3の配光領域50A〜50C)の車両55からの距離に応じて調整できる。これにより、光源21を切り替えて描画58の位置を変化させた場合でああっても、路面上における描画58の明るさを一定に保つことが可能となる。また、本実施形態によれば、光源21の発光量を調整することで、表示位置の変化に伴う描画58の明るさを一定に保つ構成を採用することで、エネルギ効率の高い路面描画システム1を実現できる。
なお、画像生成部31は、ミラー素子の傾斜による反射のオンとオフとを高速に駆動し、オンとオフのデューティ比を調整することができる。本実施形態において画像生成部31のデューティ比を調整して、単一の配光領域内の照度を車両55からの距離に応じて調整してもよい。この場合、調整されるデューティ比は、車両55に近くなるに従い、OFFとする時間を長くする。
図5Aは、描画58を第1〜第3の路面領域57A〜57Cに跨って表示させる場合の描画58を示す図である。図5Aにおいて、第1〜第3の光源21A〜21Cが発光する。第1〜第3の光源21A〜21Cから照射された光は、路面57上の第1〜第3の配光領域50A〜50C内において描画58を形成する。図5Aに示す状態において、第1の配光領域50Aに対応する第1の光源21Aの発光量は90%とされ、第2の配光領域50Bに対応する第2の光源21Bの発光量は80%とされ、第3の配光領域50Cに対応する第3の光源21Cの発光量は60%とされる。
なお、各光源の発光量は、対応する路面領域において最も車両から遠い部分において十分な光源発光量を得られる発光量を基準として調整される。
図5Bは、描画58を第1および第2の路面領域57A、57Bに跨って表示させる場合の描画58を示す図である。図5Bにおいて、第1および第2の光源21A、21Bが発光する。第1および第2の光源21A、21Bから照射された光は、路面57上の第1および第2の配光領域50A、50B内において描画58を形成する。図5Bに示す状態において、第1の配光領域50Aに対応する第1の光源21Aの発光量は100%とされ、第2の配光領域50Bに対応する第2の光源21Bの発光量は80%とされ、第3の配光領域50Cに対応する第3の光源21Cは消灯される。
図5Cは、描画58を第2および第3の路面領域57B、57Cに跨って表示させる場合の描画58を示す図である。図5Cにおいて、第2および第3の光源21B、21Cが発光する。第2および第3の光源21B、21Cから照射された光は、路面57上の第2および第3の配光領域50B、50C内において描画58を形成する。図5Cに示す状態において、第1の配光領域50Aに対応する第1の光源21Aは消灯され、第2の配光領域50Bに対応する第2の光源21Bの発光量は70%とされ、第3の配光領域50Cに対応する第3の光源21Cの発光量は60%とされる。
本実施形態によれば、図5A〜図5Cに示すように、形成する配光領域(第1〜第3の配光領域50A〜50C)の車両55からの距離に応じて、各光源(第1〜第3の光源21A〜21C)の発光量を調整することで、複数の路面領域に跨って延びる描画58内の路面上の照度の均一性を高めることができる。
本実施形態において画像生成部31のデューティ比を調整して、隣り合う一対の配光領域に跨る描画58において、発光量を高めた側(すなわち、遠方側)の配光領域の境界近傍の明るさを調整してもよい。この場合には、一対の配光領域同士の境界近傍において、路面57上の照度の差分を低減し、自然な描画58を実現してもよい。
図1に戻って、路面描画システム1の構成について説明する。
撮像装置15は、車両前方を撮像して処理することで、車両前方の走行路を認識する走行路認識部として機能する。車速検知部16は、車両の速度を検知する。車速検知部16は、車両から直接的に車速情報を取得する構成とすることができる。撮像装置15および車速検知部16が取得した走行路および車速の情報は、電気信号として制御ユニット13の制御部51に伝達される。
制御ユニット13は、各種の画像の制御情報などが予め設定されたメモリ53と、メモリ53、撮像装置15および車速検知部16からの電気信号に基づいて制御信号を生成する制御部51と、制御信号に基づいて画像生成部31を駆動する駆動部54と、複数の光源21の発光量を個別に変更する発光量制御部52と、を有している。制御ユニット13は、画像生成部31のミラー素子の傾倒態様を制御する処理を実行することにより画像を生成する。また、制御ユニット13は、車速検知部16において取得された車両55の速度の情報を基に路面57に描画58を表示させる位置を決定し、発光量制御部52により複数の光源21の発光量を調整する。
(まとめ)
本実施形態によれば、車両用灯具10には、車両55の近傍から遠方に向かって並ぶ複数の配光領域(第1〜第3の配光領域50A〜50C)に対応する複数の光源21が設けられている。また、複数の光源21の発光量は、発光量制御部52によって制御される。したがって、路面57上に形成された複数の配光領域ごとに路面57上の照度を調整することができ、車両55の近傍および遠方の路面57の照度を均一に近づけることができる。より具体的には、発光量制御部52は、複数の光源21のうち車両55の遠方側の配光領域を形成する光源21の発光量を、車両55の近傍側の配光領域を形成する光源21の発光量よりも高くする、制御を行うことが好ましい。これにより、路面57上に形成され複数の配光領域のうち車両55の遠方側に位置する配光領域を照らす光源21の発光量を高くして、描画58内の照度を均一に近づけることができる。
本実施形態によれば、投影光学系41の反射面45aは、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる構成を有する。これにより、上述したように、画像のピンボケを抑制でき、画像を路面に鮮明に表示することが可能な車両用灯具を提供できる。
本実施形態の路面描画システム1によれば、車両用灯具10と、車両の前方の走行路を認識する撮像装置15と、を備える。路面描画システム1は、撮像装置15により取得された認識結果に基づき、車両用灯具10に路面57に走行路を強調する描画を行わせる。これにより、路面描画システム1は、運転者の運転を補助して安全性を高めることができる。
(変形例1)
次に、図6を基に、上述の反射装置44に代えて採用可能な変形例の反射装置144について説明する。なお、なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図6に示すように、本変形例の反射装置144は、複数(本実施形態では3つ)の反射部145と、切替部146と、を有する。反射部145は、集光光学系42で集光された光を路面57に向けて反射する。切替部146は、軸部146aと、軸部146aを軸中心に回転駆動する駆動部146bと、を有する。軸部146aには、軸部146aの軸中心に対して周方向に沿って等間隔に複数の反射部145が固定されている。切替部146は、駆動部146bによる軸部146aの回転に伴い、複数の反射部145のうちの1つを集光光学系42からの照射された光を受光する受光位置に切替えて配置させる。
反射装置144は、近距離用反射部145Xと、中距離用反射部145Yと、遠距離用反射部145Zとを有している。各反射部145X、145Y、145Zの反射面145aは、互いに距離が異なる路面57上の領域に向けて反射するように設定されている。近距離用反射部145Xと中距離用反射部145Yと遠距離用反射部145Zとの各反射面145aは、反射光を照射する距離が近いものほど、平均の曲率が大きい曲面に形成されている。近距離用反射部145Xを用いて路面57に描画58を表示した状態を図7Aに示し、中距離用反射部145Yを用いて路面57に描画58を表示した状態を図7Bに示し、遠距離用反射部145Zを用いて路面57に描画58を表示した状態を図7Cに示す。図7A〜図7Cに示すように、それぞれの反射部145X、145Y、145Zにより照射できる路面57上の領域は、互いに異なる。また、それぞれの反射部145X、145Y、145Zにより照射できる路面57上の領域は、それぞれ第1〜第3の光源21A〜21Cに対応する第1〜第3の路面領域57A〜57Cに区画される。
本変形例によれば、互いに距離が異なる領域に向けて反射する複数の反射部145を、切替部146により切替えて受光位置に配置できる。用途に応じて反射部145を切替えることで、各用途に適した位置に画像を鮮明に表示する車両用灯具10を提供できる。また遠距離に反射光を照射した際、光が拡散して照度が低下することを防止できる。
また、本変形例は、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、路面57上で区画される複数の路面領域(第1〜第3の路面領域57A〜57C)において対応する光源の出力を調整して、車両55の近傍および遠方の路面57の照度を均一に近づけることができる。また上述の実施形態と同様に、画像生成部31のデューティ比を調整して、配光領域内の照度を車両55からの距離に応じて調整してもよい。
(変形例2)
図8は変形例2の車両用灯具210の投影モジュール211を示す模式図である。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
本変形例の車両用灯具210は、反射部245を有する反射装置244を備える。反射部245は、凸面形状の反射面245aを有する。反射面245aは、集光光学系42により形成された中間像259の前段に配置されている。したがって、光は、集光しながら凸面形状の反射面245aに入射し、反射面245aによって反射面と結像面との距離が調整されて前方に反射される。
凸面形状の反射面245aは、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる。
反射面245aの投影方向前方側の領域245bは、車両遠方側の路面57に向けて光を反射する。また、反射面245aの投影方向後方側の領域245cは、車両近傍側の路面57に向けて光を反射する。反射面245aは、投影方向後方側の領域245cから投影方向前方側の領域245bに向かうに従い、投影対象(路面57の車両近傍から車両遠方)との距離に応じて連続的に曲率を変化させて形成されている。すなわち、反射面245aは、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる。これにより、車両遠方に向けて光を反射する投影方向前方側の領域245bに比べて、車両近傍に向けて光を反射する投影方向後方側の領域245cで光を反射し、反射面245aにおいて光を反射する領域と結像面である路面57において結像する領域との距離を短くして、結像した描画58のピンボケを抑制できる。
以上に、本発明の実施形態およびその変形例を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されない。
例えば、車両用灯具10はヘッドライトと別に設けてもよく、ヘッドライトに組込んでもよい。また、上述の実施形態において、画像生成部31として反射型デジタル光偏向装置を用いた例について説明したが、画像生成部は液晶等の透過型の空間変調器、スキャニングミラーと蛍光体を組み合わせた描画装置などであってもよい。
1…路面描画システム、10,210…車両用灯具、15…撮像装置(走行路認識部)、21,21A,21B,21C…光源、24…拡散板、31…画像生成部、39…反射パターン(画像)、41…投影光学系(投影部)、45a,145a,245a…反射面、55…車両、52…発光量制御部、58…描画、57…路面、146…切替部

Claims (6)

  1. 車両から路面に向けて光を照射する車両用灯具であって、
    前記車両の幅方向と直交する方向に配列された複数の光源と、
    複数の前記光源の発光量を個別に変更する発光量制御部と、
    前記光源から出射された光を変調して画像を形成する画像生成部と、
    前記画像を有する光を前記路面に投影する投影部と、を備え、
    複数の前記光源は、それぞれ前記路面上において前記車両の近傍から遠方に向かって並ぶ複数の配光領域を形成する、
    車両用灯具。
  2. 前記発光量制御部は、複数の前記光源のうち前記車両の遠方側の配光領域を形成する前記光源の発光量を、前記車両の近傍側の配光領域を形成する前記光源の発光量よりも、高くする、
    請求項1に記載の車両用灯具。
  3. 前記投影部は、前記画像を有する光を反射して前記路面に投影する反射面を有し、
    前記反射面は、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる、
    請求項1又は2に記載の車両用灯具。
  4. 前記車両からの距離が互いに異なる領域に光を投影する複数の前記反射面と、
    複数の前記反射面のうちの何れか1つを選択して切り替える切替部と、を備える、
    請求項3に記載の車両用灯具。
  5. 複数の前記光源から出射された光を拡散する拡散板を備える、
    請求項1〜4の何れか一項に記載の車両用灯具。
  6. 請求項1〜5の何れか一項に記載の車両用灯具と、
    前記車両の前方の走行路を認識する走行路認識部と、を備え、
    前記車両用灯具は、前記走行路認識部の認識結果に基づき前記路面に前記走行路を強調する描画を行う、
    路面描画システム。
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