JP2020027786A

JP2020027786A - ランプ装置

Info

Publication number: JP2020027786A
Application number: JP2018153549A
Authority: JP
Inventors: 光之望月; Mitsuyuki Mochizuki
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2018-08-17
Publication date: 2020-02-20

Abstract

【課題】ランプ装置の大型化を抑制しつつ、波長の相違する複数の光を用いた照明の自由度を高める。【解決手段】第一光源部１１は、第一波長λ１を含む第一照明光Ｌ１を出射する。第二光源部１２は、第一波長λ１とは異なる第二波長λ２を含む第二照明光Ｌ２を出射する。ダイクロイック光学素子１３は、第一照明光Ｌ１を透過し、第二照明光Ｌ２を反射する。投影レンズ１４は、ダイクロイック光学素子１３を通過した第一照明光Ｌ１と第二照明光Ｌ２の通過を許容する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されるランプ装置に関連する。

特許文献１は、この種のランプ装置を開示している。当該ランプ装置は、可視光源、赤外光源、投影レンズ、およびマイクロミラーを備えている。マイクロミラーは、姿勢を変更可能とされている。マイクロミラーの姿勢に応じて、可視光源から出射された可視光と赤外光源から出射された赤外光のいずれかが投影レンズを通過可能とされる。すなわち、車両の外側に位置する所定の領域が、可視光と赤外光のいずれかによって選択的に照明される。

国際公開第２０１５／０３３７６４号明細書

本発明は、ランプ装置の大型化を抑制しつつ、波長の相違する複数の光を用いた照明の自由度を高めることを目的とする。

上記の目的を達成するための一態様は、車両に搭載されるランプ装置であって、
第一波長を含む第一照明光を出射する第一光源部と、
前記第一波長とは異なる第二波長を含む第二照明光を出射する第二光源部と、
前記第一照明光を透過し、前記第二照明光を反射するダイクロイック光学素子と、
前記ダイクロイック光学素子を通過した前記第一照明光と前記第二照明光の通過を許容する投影レンズと、
を備えている。

このような構成によれば、投影レンズと第一光源部の間の第一照明光の光路上、および同じ投影レンズと第二光源部の間の第二照明光の光路上にダイクロイック光学素子を配置するのみの簡易な光学系で、第一照明光と第二照明光の双方を用いた照明状態を実現できる。特に、第一照明光と第二照明光の光路を一致させて両照明光で同じ位置を照明することも可能である。したがって、ランプ装置の大型化を抑制しつつ、波長の異なる複数の光を用いた照明の自由度が高まる。

上記のランプ装置は、以下のように構成されうる。
前記第一光源部における前記第一照明光が出射される部分は、前記投影レンズの焦点に配置されており、
前記第二光源部における前記第二照明光が出射される部分は、前記ダイクロイック光学素子の反射面によって形成される前記投影レンズの仮想焦点に配置されている。

このような構成によれば、付加的な光学素子を設けずとも、投影レンズを通過した第一照明光により形成される照明パターンの輪郭と、投影レンズを通過した第二照明光により形成される照明パターンの輪郭の双方を明瞭にできる。すなわち、ランプ装置の大型化を抑制しつつ、第一照明光により形成される照明パターンの輪郭と第二照明光により形成される照明パターンの輪郭の双方を明瞭にできる。

上記のランプ装置は、以下のように構成されうる。
前記第一光源部による前記第一照明光の出射と前記第二光源部による前記第二照明光の出射の少なくとも一方が、選択的になされる。

このような構成によれば、第一光源部から出射された第一照明光と第二光源部から出射された第二照明光の双方がダイクロイック光学素子と投影レンズを通過するのみの簡易な光学系で、以下に列挙される三つの照明状態のいずれかを選択的に実現できる。
１）第一照明光を用いて照明が行なわれる
２）第二照明光を用いて照明が行なわれる
３）第一照明光と第二照明光の双方を用いて照明が行なわれる
したがって、ランプ装置の大型化を抑制しつつも、波長の異なる複数の光を用いた多彩な照明状態を実現できる。

上記のランプ装置は、以下のように構成されうる。
前記第一光源部と前記第二光源部の一方は、各々が前記第一照明光として可視光を出射する複数の第一発光素子が配列された第一発光素子アレイを備えており、
前記第一光源部と前記第二光源部の他方は、各々が前記第二照明光として赤外光を出射する複数の第二発光素子が配列された第二発光素子アレイを備えており、
少なくとも前記複数の第一発光素子の各々は、個別に点消灯が可能である。

このような構成によれば、車両の外部に検出された歩行者や前方車両を照明する可視光を出射する第一発光素子のみを消灯させる制御が可能になる。これにより、照明動作そのものは実行されつつも、歩行者や前方車両の乗員に対するグレアを抑制できる。他方、検出された歩行者や前方車両に対する赤外光の照射を継続することにより、歩行者や前方車両の乗員に対するグレアを抑制しつつも、赤外光を用いた歩行者や前方車両の検出は引き続き可能とされる。

この場合、上記のランプ装置は、以下のように構成されうる。
同じ位置を照明する前記可視光と前記赤外光を出射する前記複数の第一発光素子の一つと前記複数の第二発光素子の一つの一方が点灯されると、他方が消灯される。

このような構成によれば、歩行者や前方車両の乗員に対するグレアの抑制と、可視光による照明がなされない領域における赤外光を用いた物体検出の双方を、必要最低限数の発光素子の点灯により実現できる。したがって、特に第二光源部の電力消費を抑制できる。

上記のランプ装置は、以下のように構成されうる。
特定の位置を含む前記可視光による照明領域の全体は、当該特定の位置を照明する前記赤外光による照明領域に含まれる。

このような構成によれば、可視光による照明がなされない領域における赤外光を用いた物体検出の確実性が向上する。

本明細書において、ダイクロイック光学素子に係る「通過」とは、ダイクロイック光学素子に対して入射した光が、透過または反射を通じて当該ダイクロイック光学素子から出射することを意味する。

一実施形態に係るランプ装置の構成例を示している。一実施形態に係る検査装置の構成を示している。図２の検査装置を用いた検査方法を示すフローチャートである。図２の検査装置を用いた検査方法を説明するための図である。

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１の（Ａ）は、一実施形態に係るランプ装置１０の構成を示している。ランプ装置１０は、車両における適宜の位置に搭載される。ランプ装置１０は、前照灯装置、車幅灯装置、方向指示灯装置、ブレーキランプ装置、ストップランプ装置、路面描画装置、自動運転状態の表示装置などの少なくとも一部を構成する。

ランプ装置１０は、第一光源部１１、第二光源部１２、ダイクロイック光学素子１３、および投影レンズ１４を備えている。

図１の（Ｂ）に示されるように、第一光源部１１は、第一波長λ１を含む第一照明光Ｌ１を出射する。第一光源部１１は、第一発光素子を備えている。第一発光素子の例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、ＥＬ素子などが挙げられる。第一光源部１１は、第一発光素子から出射された第一照明光Ｌ１を平行光などに成形する第一プライマリ光学系を備えうる。第一プライマリ光学系は、レンズ、プリズム、リフレクタなどの光学素子を含みうる。

同様に、第二光源部１２は、第二波長λ２を含む第二照明光Ｌ２を出射する。第二光源部１２は、第二発光素子を備えている。第二発光素子の例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、ＥＬ素子などが挙げられる。第二光源部１２は、第二発光素子から出射された第二照明光Ｌ２を平行光などに成形する第二プライマリ光学系を備えうる。第二プライマリ光学系は、レンズ、プリズム、リフレクタなどの光学素子を含みうる。

第一波長λ１と第二波長λ２は相違する。例えば、第一照明光Ｌ１と第二照明光Ｌ２は、それぞれ可視光と赤外光でありうる。あるいは、第一照明光Ｌ１と第二照明光Ｌ２は、色が相違する可視光でありうる。

ダイクロイック光学素子１３は、波長λ１の光を透過し、波長λ２の光を反射するように構成された光学素子である。ダイクロイック光学素子１３の例としては、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムが挙げられる。すなわち、ダイクロイック光学素子１３は、第一照明光Ｌ１を透過し、第二照明光Ｌ２を反射する。

投影レンズ１４は、ダイクロイック光学素子１３を通過した第一照明光Ｌ１と第二照明光Ｌ２の双方の通過を許容するように配置されている。

本実施形態においては、図１の（Ａ）に示されるように、ダイクロイック光学素子１３を通過した第一照明光Ｌ１の光路とダイクロイック光学素子１３を通過した第二照明光Ｌ２の光路は、一致している。但し、図１の（Ｂ）においては、見やすさを優先して、第一照明光Ｌ２の光路が第一照明光Ｌ１の光路から僅かにずれた状態で示されている。

ダイクロイック光学素子１３を通過した第一照明光Ｌ１の光路とダイクロイック光学素子１３を通過した第二照明光Ｌ２の光路は、相違してもよい。

投影レンズ１４を通過した第一照明光Ｌ１と第二照明光Ｌ２は、ランプ装置１０の用途に応じて、車両の外部における所定の領域を照明する。

投影レンズ１４と第一光源部１１の間の第一照明光Ｌ１の光路上、および投影レンズ１４と第二光源部１２の間の第二照明光Ｌ２の光路上にダイクロイック光学素子１３を配置するのみの簡易な光学系で、第一照明光Ｌ１と第二照明光Ｌ２の双方を用いた照明状態を実現できる。特に、第一照明光Ｌ１と第二照明光Ｌ２の光路を一致させて両照明光で同じ位置を照明することも可能である。したがって、ランプ装置１０の大型化を抑制しつつ、波長の異なる複数の光を用いた照明の自由度が高まる。

図１の（Ａ）に示されるように、第一光源部１１における第一照明光Ｌ１が出射される部分１１ａは、投影レンズ１４の焦点ｆ１に配置されている。部分１１ａは、第一発光素子の発光点、あるいは第一光源部１１が第一プライマリ光学系を備える場合における第一プライマリ光学系の出口部でありうる。第一プライマリ光学系が回転楕円体を基調とする断面形状の反射面を有するリフレクタを備えている場合、当該回転楕円体の第一焦点が第一発光素子の発光点に配置され、当該回転楕円体の第二焦点が焦点ｆ１に配置される。

他方、第二光源部１２における第二照明光Ｌ２が出射される部分１２ａは、ダイクロイック光学素子１３の反射面によって形成される投影レンズ１４の仮想焦点ｆ２に配置されている。部分１２ａは、第二発光素子の発光点、あるいは第二光源部１２が第二プライマリ光学系を備える場合における第二プライマリ光学系の出口部でありうる。第二プライマリ光学系が回転楕円体を基調とする断面形状の反射面を有するリフレクタを備えている場合、当該回転楕円体の第一焦点が第二発光素子の発光点に配置され、当該回転楕円体の第二焦点が仮想焦点ｆ２に配置される。

このような構成によれば、付加的な光学素子を設けずとも、投影レンズ１４を通過した第一照明光Ｌ１により形成される照明パターンの輪郭と、投影レンズ１４を通過した第二照明光Ｌ２により形成される照明パターンの輪郭の双方を明瞭にできる。すなわち、ランプ装置１０の大型化を抑制しつつ、第一照明光Ｌ１により形成される照明パターンの輪郭と第二照明光Ｌ２により形成される照明パターンの輪郭の双方を明瞭にできる。

なお、第一照明光Ｌ１による所望の照明特性からの逸脱が許容範囲内であれば、第一光源部１１における第一照明光Ｌ１が出射される部分１１ａは、投影レンズ１４の焦点ｆ１の近傍に配置されうる。

同様に、第二照明光Ｌ２による所望の照明特性からの逸脱が許容範囲内であれば、第二光源部１２における第二照明光Ｌ２が出射される部分１２ａは、投影レンズ１４の仮想焦点ｆ２の近傍に配置されてもよい。

図１の（Ｂ）に示されるように、ランプ装置１０は、プロセッサ１５を備えうる。プロセッサ１５は、第一光源部１１の動作と第二光源部１２の動作を制御する。具体的には、第一照明光Ｌ１の出射状態と非出射状態の間で第一光源部１１の動作を切り替える。同様に、第二照明光Ｌ２の出射状態と非出射状態の間で第二光源部１２の動作を切り替える。これにより、第一光源部１１による第一照明光Ｌ１の出射と第二光源部１２による第二照明光Ｌ２の出射の少なくとも一方が、選択的になされる。

このような構成によれば、第一光源部１１から出射された第一照明光Ｌ１と第二光源部１２から出射された第二照明光Ｌ２の双方がダイクロイック光学素子１３と投影レンズ１４を通過するのみの簡易な光学系で、以下に列挙される三つの照明状態のいずれかを選択的に実現できる。
１）第一照明光Ｌ１を用いて照明が行なわれる
２）第二照明光Ｌ２を用いて照明が行なわれる
３）第一照明光Ｌ１と第二照明光Ｌ２の双方を用いて照明が行なわれる
したがって、ランプ装置１０の大型化を抑制しつつも、波長の異なる複数の光を用いた多彩な照明状態を実現できる。

図２は、第一光源部１１と第二光源部１２の一構成例を示している。第一光源部１１は、第一発光素子アレイ１１０を備えている。第一発光素子アレイ１１０には、各々が第一照明光Ｌ１として可視光を出射する複数の第一発光素子１１１ａ〜１１１ｅが配列されている。第二光源部１２は、第二発光素子アレイ１２０を備えている。第二発光素子アレイ１２０には、各々が第二照明光Ｌ２として可視光を出射する複数の第二発光素子１２１ａ〜１２１ｅが配列されている。

図３の（Ａ）は、ランプ装置１０が前照灯装置の一部として使用された場合において、第一光源部１１と第二光源部１２により車両の前方に形成される照明パターンの一例を示している。

第一発光素子１１１ａから出射された可視光は、照明パターンＰ１ａを形成する。第一発光素子１１１ｂから出射された可視光は、照明パターンＰ１ｂを形成する。第一発光素子１１１ｃから出射された可視光は、照明パターンＰ１ｃを形成する。第一発光素子１１１ｄから出射された可視光は、照明パターンＰ１ｄを形成する。第一発光素子１１１ｅから出射された可視光は、照明パターンＰ１ｅを形成する。

第二発光素子１２１ａから出射された可視光は、照明パターンＰ２ａを形成する。第二発光素子１２１ｂから出射された可視光は、照明パターンＰ２ｂを形成する。第二発光素子１２１ｃから出射された可視光は、照明パターンＰ２ｃを形成する。第二発光素子１２１ｄから出射された可視光は、照明パターンＰ２ｄを形成する。第二発光素子１２１ｅから出射された可視光は、照明パターンＰ２ｅを形成する。

プロセッサ１５は、第一発光素子アレイ１１０の動作と第二発光素子アレイ１２０の動作を制御する。具体的には、プロセッサ１５は、少なくとも複数の第一発光素子１１１ａ〜１１１ｅの各々の点灯状態と消灯状態を個別に切り替える。すなわち、少なくとも複数の第一発光素子１１１ａ〜１１１ｅの各々は、個別に点消灯が可能とされうる。

例えば、不図示のカメラによって歩行者Ｗや前方車両Ｖが検出されると、これらの各々を含む照明パターンに対応付けられた第一発光素子が、プロセッサ１５により消灯される。本例においては、歩行者Ｗが照明パターンＰ１ａに含まれ、前方車両Ｖが照明パターンＰ１ｄに含まれている。したがって、プロセッサ１５は、照明パターンＰ１ａに対応付けられている第一発光素子１１１ａと照明パターンＰ１ｄに対応付けられている第一発光素子１１１ｄを消灯する制御を行なう。

このような制御が行なわれた結果が、図４の（Ａ）に示されている。これにより、歩行者Ｗと前方車両Ｖの乗員に対するグレアを抑制できる。他方、歩行者Ｗは、第二発光素子１２１ａより出射された赤外光による照明パターンＰ２ａに引き続き含まれている。同様に、前方車両Ｖは、第二発光素子１２１ｄにより出射された赤外光による照明パターンＰ２ｄに引き続き含まれている。したがって、歩行者Ｗと前方車両Ｖの乗員に対するグレアを抑制しつつも、赤外光を用いた歩行者Ｗと前方車両Ｖの検出は引き続き可能とされる。

プロセッサ１５は、複数の第二発光素子１２１ａ〜１２１ｅの各々の点灯状態と消灯状態も個別に切り替えうる。すなわち、複数の第二発光素子１２１ａ〜１２１ｅの各々は、個別に点消灯が可能とされうる。

この場合、図４の（Ｂ）に示されるように、同じ位置を照明する第一発光素子と第二発光素子の一方が点灯されると、他方が消灯されるように制御されることが好ましい。図示の例においては、第一発光素子１１１ａが消灯されると、同じ位置を照明する第二発光素子１２１ａが点灯され、照明パターンＰ２ａのみが形成される。第一発光素子１１１ｄと第二発光素子１２１ｄについても、同様の関係が成立している。他方、第一発光素子１１１ｂが点灯されて照明パターンＰ２ｂが形成されると、同じ位置を照明する第二発光素子１２１ｂが消灯される。第一発光素子１１１ｃと第二発光素子１２１ｃ、および第一発光素子１１１ｅと第二発光素子１２１ｅについても、同様の関係が成立している。

このような構成によれば、歩行者Ｗや前方車両Ｖの乗員に対するグレアの抑制と、可視光による照明がなされない領域における赤外光を用いた物体検出の双方を、必要最低限数の発光素子の点灯により実現できる。したがって、特に第二光源部１２の電力消費を抑制できる。

図３の（Ａ）に示されるように、可視光によって形成される照明パターンＰ１ａによる照明領域の全体は、赤外光によって形成される照明パターンＰ２ａに含まれている。照明パターンＰ１ｂと照明パターンＰ２ｂの組、照明パターンＰ１ｃと照明パターンＰ２ｃの組、照明パターンＰ１ｄと照明パターンＰ２ｄの組、および照明パターンＰ１ｅと照明パターンＰ２ｅの組についても、同様の関係が成立している。

上記のようなプロセッサ１５の機能は、メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されてもよいし、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどの専用集積回路によって実現されてもよい。

プロセッサ１５は、車両における任意の位置に配置されうる。プロセッサ１５は、車両における中央制御処理を担うメインＥＣＵの一部として提供されてもよいし、メインＥＣＵの管理下でランプ装置１０を制御するサブＥＣＵの一部として提供されてもよい。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。

第一発光素子アレイ１１０が備える第一発光素子の数と、第二発光素子アレイ１２０が備える第二発光素子の数は、上記の例に限られない。また、第一発光素子の数と第二発光素子の数は、必ずしも一致していることを要しない。例えば、図３の（Ｂ）に示される例においては、第一発光素子アレイ１１０は、十個の第一発光素子を備えており、これらから出射される可視光によって照明パターンＰ１ａ〜Ｐ１ｊが形成されている。他方、第二発光素子アレイ１２０は、図３の（Ａ）に示される例と同様に五個の第二発光素子を備えており、これらから出射される赤外光によって照明パターンＰ２ａ〜Ｐ２ｅが形成されている。

特定の位置を照明する可視光により形成される照明パターンによる照明領域は、必ずしもその全体が当該位置を照明する赤外光により形成される照明パターンによる照明領域に含まれていることを要しない。例えば、図３の（Ｂ）に示される例においては、照明パターンＰ２ｆによる照明領域の一部が照明パターンＰ１ａによる照明領域に含まれている。照明パターンＰ２ｇと照明パターンＰ１ｂの組、照明パターンＰ２ｈと照明パターンＰ１ｃの組、照明パターンＰ２ｉと照明パターンＰ１ｄの組、および照明パターンＰ２ｊと照明パターンＰ１ｅの組についても、同様の関係が成立している。これらの組の少なくとも一部について前記の関係が成立していてもよい。

図２に示される例においては、ダイクロイック光学素子１３を透過する第一照明光Ｌ１として第一光源部１１が可視光を出射し、ダイクロイック光学素子１３により反射される第二照明光Ｌ２として第二光源部１２が赤外光を出射している。しかしながら、第一光源部１１が赤外光を出射し、第二光源部１２が可視光を出射する構成も採用されうる。

１０：ランプ装置、１１：第一光源部、１１ａ：第一照明光が出射される部分、１１０：第一発光素子アレイ、１１１ａ〜１１１ｅ：第一発光素子、１２：第二光源部、１２ａ：第二照明光が出射される部分、１２０：第二発光素子アレイ、１２１ａ〜１２１ｅ：第二発光素子、１３：ダイクロイック光学素子、１４：投影レンズ、Ｌ１：第一照明光、Ｌ２：第二照明光Ｌ２、λ１：第一波長、λ２：第二波長、ｆ１：焦点、ｆ２：仮想焦点、Ｐ１ａ〜Ｐ１ｊ、Ｐ２ａ〜Ｐ２ｅ：照明パターン

Claims

車両に搭載されるランプ装置であって、
第一波長を含む第一照明光を出射する第一光源部と、
前記第一波長とは異なる第二波長を含む第二照明光を出射する第二光源部と、
前記第一照明光を透過し、前記第二照明光を反射するダイクロイック光学素子と、
前記ダイクロイック光学素子を通過した前記第一照明光と前記第二照明光の通過を許容する投影レンズと、
を備えている、
ランプ装置。
前記第一光源部における前記第一照明光が出射される部分は、前記投影レンズの焦点に配置されており、
前記第二光源部における前記第二照明光が出射される部分は、前記ダイクロイック光学素子の反射面によって形成される前記投影レンズの仮想焦点に配置されている、
請求項１に記載のランプ装置。
前記第一光源部による前記第一照明光の出射と前記第二光源部による前記第二照明光の出射の少なくとも一方が、選択的になされる、
請求項１または２に記載のランプ装置。
前記第一光源部と前記第二光源部の一方は、各々が前記第一照明光として可視光を出射する複数の第一発光素子が配列された第一発光素子アレイを備えており、
前記第一光源部と前記第二光源部の他方は、各々が前記第二照明光として赤外光を出射する複数の第二発光素子が配列された第二発光素子アレイを備えており、
少なくとも前記複数の第一発光素子の各々は、個別に点消灯が可能である、
請求項１から３のいずれか一項に記載のランプ装置。
同じ位置を照明する前記可視光と前記赤外光を出射する前記複数の第一発光素子の一つと前記複数の第二発光素子の一つの一方が点灯されると、他方が消灯される、
請求項４に記載のランプ装置。
特定の位置を含む前記可視光による照明領域の全体は、当該特定の位置を照明する前記赤外光による照明領域に含まれる、
請求項４または５に記載のランプ装置。