JP2020032760A - 車両用灯具システム、左ヘッドランプと右ヘッドランプのペア - Google Patents

Abstract

【課題】上述の問題の少なくともひとつを解決可能な車両用灯具システムを提供する。【解決手段】、左赤外照明２２０Ｌは、車両の左側に設けられ、赤外の左プローブ光ＰＲＢ＿Ｌを照射する。右赤外照明２２０Ｒは、車両の右側に設けられ、赤外の右プローブ光ＰＲＢ＿Ｒを照射する。左プローブ光ＰＲＢ＿Ｌの照射領域と右プローブ光ＰＲＢ＿Ｒの照射領域は異なっている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用灯具システムに関する。

夜間やトンネル内での安全な走行に車両用灯具が重要な役割を果たす。運転者による視認性を優先させて、車両前方を広範囲に明るく照射すると、自車前方に存在する先行車や対向車の運転者や歩行者にグレアを与えてしまうという問題がある。

近年、車両の周囲の状態にもとづいて、ヘッドランプの配光パターンを動的、適応的に制御するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）技術が提案されている。ＡＤＢ技術は、前方車や歩行者の有無を検出し、前方車あるいは歩行者に対応する領域を減光あるいは消灯するなどして、前方車の運転者や歩行者に与えるグレアを低減するものである。ＡＤＢ制御や自動運転では、先行車や対向車、歩行者（以下、物標と総称する）の検出が極めて重要である。

図１は、ヘッドランプの配光を模式的に示す図である。配光は、遠方へ伸びた部分Ａと、左右方向に広がった部分Ｂとを含んでいる。左ヘッドランプ１１０Ｌと右ヘッドランプ１１０Ｒの配光ＰＴＮ＿ＬとＰＴＮ＿Ｒは、基本的には同一であるといえる。

図２は、直線路を走行する様子を示す図である。先行車２は部分Ａによって照射され、路肩の歩行者４は、部分Ｂによって照射される。部分Ａは遠方を照射するために相対的に照射強度は高く、部分Ｂは、歩行者へのグレアを抑制するため、相対的に照射強度は低い。カメラで車両前方を撮影し、画像処理を行うことにより、先行車２および歩行者４を検出、識別することが可能となる。

特開２０１４−２１６０８７号公報

本発明者らは、赤外線のプローブ光を車両前方に照射し、その反射光によって、先行車や対向車、歩行者を検出する方式を検討した結果、いくつかの問題を認識するに至った。

図３は、赤外のプローブ光を採用したときの問題のひとつを説明する図である。左右それぞれのヘッドランプ１１０Ｌ，１１０Ｒに、赤外プローブ光の光源を内蔵し、左右の光源それぞれによって、図１の配光を形成したとする。図３に示すように曲路を走行する際には、部分Ａが路肩の歩行者６に照射されうる。白色光のヘッドライト、歩行者が視認できるため、目を細めたり、目を背けるなどの回避行動を取ることができる。

ところが赤外プローブ光は、人間の目では視認できないことから、歩行者が赤外プローブ光に気づくことができず、強い赤外光が歩行者に照射されるおそれがあり好ましくない。

また赤外プローブ光の光源をヘッドランプに内蔵する場合、新たな光学系を追加するスペースが余っていない場合がある。したがって、片側の光源のみで、部分Ａと部分Ｂを含むパターンを形成することは難しい場合もある。

なおこれらの問題を当業者の一般的な認識と捉えてはならない。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、上述の問題の少なくともひとつを解決可能な車両用灯具システムの提供にある。

本発明のある態様は、車両用灯具システムに関する。車両用灯具システムは、車両の左側に設けられ、赤外の左プローブ光を照射する左赤外照明と、車両の右側に設けられ、赤外の右プローブ光を照射する右赤外照明と、を備える。左プローブ光の照射領域と右プローブ光の照射領域は異なっている。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、上述の課題の少なくともひとつを解決できる。

ヘッドランプの配光を模式的に示す図である。 直線路を走行する様子を示す図である。 赤外のプローブ光を採用したときの問題のひとつを説明する図である。 実施の形態に係る車両用灯具システムのブロック図である。 第１実施例に係る自動車が直線路を走行する様子を示す図である。 図６（ａ）、（ｂ）は、第１実施例における照射パターンＰＴＮ＿Ｆ，ＰＴＮ＿Ｓの動的な制御を説明する図である。 図７（ａ）、（ｂ）は、操舵角にもとづく照射パターンの制御を説明する図である。 図８（ａ）、（ｂ）は、事故が起こりやすい自車両と歩行者の位置関係を示す図である。 第２実施例に係る自動車が直線路を走行する様子を示す図である。 図１０（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る側方照射パターンを示す図である。

（実施の形態の概要）
本明細書に開示される一実施の形態は、車両用灯具システムに関する。車両用灯具システムは、車両の左側に設けられ、赤外の左プローブ光を照射する左赤外照明と、車両の右側に設けられ、赤外の右プローブ光を照射する右赤外照明と、を備える。左プローブ光の照射領域と右プローブ光の照射領域とは異なっている。

左右の赤外照明に、異なる照射領域を分担させることで、各赤外照明の構成、構造を簡素化できる。

左プローブ光と右プローブ光それぞれの強度、および／または左赤外照明と右赤外照明それぞれの配光は、走行シーンに応じて独立に適応的に制御されてもよい。これにより、歩行者に強い赤外光を照射したりするのを防止でき、あるいは遠方の車両を確実に検出することが可能となる。

左赤外照明と右赤外照明の一方である遠方照明は、主として遠方を照射する配光を有し、左赤外照明と右赤外照明の他方である側方照明は、主として側方を幅広く照射する配光を有してもよい。左右の赤外照明に、遠方用の照射領域と側方用の照射領域を振り分けることで、赤外照明の構成、構造を簡素化できる。

遠方照明が照射するプローブ光の強度は、直線路走行時の方が、曲路走行時よりも高くてもよい。これにより直線路走行時には、より遠方の車両を検出でき、曲路走行時には、路肩の歩行者に強い赤外光を照射するのを防止できる。

側方照明が照射するプローブ光の強度は、曲路走行時の方が、直線路走行時よりも高くてもよい。これにより曲路走行時に、より広範囲を拡散的に照射でき、歩行者や対向車を検知することが可能となる。

遠方照明の配光および／またはそれが照射するプローブ光の強度は、車速に応じていてもよい。側方照明の配光および／またはそれが照射するプローブ光の強度は、操舵角に応じていてもよい。

側方照明の配光は、中央が暗く、左右両側に中央より明るい領域を有してもよい。可視光の場合、中央が暗いと運転者に違和感を与えるため、中央を明るくする必要があった。これに対して、赤外光を用いる場合、運転者には視認されないため、中央の照度が低くても運転者に違和感を与えない。そこで歩行者の存在確率が高い路肩の部分を相対的に強く照射することで、より歩行者を検知しやすくなる。

左赤外照明は、配光可変ランプとともに左ヘッドランプに内蔵され、右赤外照明は、配光可変ランプとともに右ヘッドランプに内蔵されてもよい。

側方照明は、対向車線側に設け、遠方照明を、それと反対側に設けるとよい。これにより、死角となりやすい範囲を強く照らすことができ、歩行者や自転車等を検出しやすくなる。

車両灯具システムは、赤外線に感度を有するカメラをさらに備えてもよい。配光可変ランプの配光パターンは、プローブ光をカメラで撮影して得られる画像にもとづいて制御されてもよい。

（実施の形態）
以上が車両用灯具システムの概要である。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。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。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、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、この用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。

図４は、実施の形態に係る車両用灯具システム２００のブロック図である。自動車１００は、左赤外照明２２０Ｌおよび右赤外照明２２０Ｒを備える。左赤外照明２２０Ｌは、配光可変ランプ２１０Ｌとともに左ヘッドランプ１１０Ｌに内蔵される。同様に、右赤外照明２２０Ｒは、配光可変ランプ２１０Ｒとともに右ヘッドランプ１１０Ｒに内蔵される。

配光可変ランプ２１０Ｌ，２１０Ｒは、前照灯であり、白色ビームを車両前方に照射する。赤外照明２２０Ｌ，２２０Ｒは、車両前方の物標を検出するためのプローブ光ＰＲＢ＿Ｌ，ＰＲＢ＿Ｒを照射する。赤外のプローブ光ＰＲＢは、車両前方の物標により反射される。カメラ２３０は、赤外領域に感度を有し、物標による赤外プローブ光ＰＲＢの反射光を撮影する。カメラ２３０の画像を処理することにより、物標の形状、ひいては物標の種類を判定できる。こうして得られた物標に関する情報は、自動運転に利用してもよいし、配光可変ランプ２１０Ｌ，２１０Ｒの白色ビームの配光パターンの制御に用いてもよい。

たとえばプローブ光ＰＲＢ＿Ｌ，ＰＲＢ＿Ｒの照射パターンは、車両側方の歩行者と、車両遠方の車両の両方を検出しやすいように定めることができる。より詳しくは、プローブ光ＰＲＢは、車両側方の領域ＲＧＮ＿ＳＩＤＥ（ハッチングを付す）と、車両前方の領域ＲＧＮ＿ＦＲＯＮＴ（ドットを付す）とに照射するとよい。

もし左赤外照明２２０Ｌ（２２０Ｒ）の単体で、領域ＲＧＮ＿ＳＩＤＥ，ＲＧＮ＿ＦＲＯＮＴの両方を含むＴ字型の全領域を照射するように構成しようとすると、光学系が回路が複雑になるという問題がある。特に赤外照明２２０をヘッドランプ１１０に組み込む場合、白色ビームを形成するための光学系が既に存在するため、赤外プローブ光のパターニングに関連して、十分なスペースを確保しにくいという問題がある。

そこで本実施の形態では、左赤外照明２２０Ｌのプローブ光ＰＲＢ＿Ｌと右赤外照明２２０Ｒのプローブ光ＰＲＢ＿Ｒとで、照射領域を異ならしめている。たとえば、赤外照明２２０Ｌと２２０Ｒの一方は、遠方を照射する配光を有し、それらの他方は、近い領域を幅広く照射する配光を有することができる。

より具体的には、赤外照明２２０Ｌと２２０Ｒの一方によって、主として側方領域ＲＧＮ＿ＳＩＤＥを照射することとし、それらの他方によって、前方領域ＲＧＮ＿ＦＲＯＮＴを照射することとした。つまり赤外照明２２０Ｌと２２０Ｒの一方によって、左右の側方領域ＲＧＢ＿ＳＩＤＥを包含する領域に照射パターンＰＴＮ＿Ｓを形成する。また赤外照明２２０Ｌと２２０Ｒの他方によって、前方領域ＲＧＮ＿ＦＲＯＮＴを包含する領域に、プローブ光の照射パターンＰＴＮ＿Ｆを照射している。

以上が車両用灯具システム２００の構成である。続いてその利点を説明する。車両用灯具システム２００によれば、赤外プローブ光の生成に関して、左右のヘッドランプ１１０Ｌ，１１０Ｒに、異なる照射領域を分担させることで、赤外照明の構成、構造を簡素化できる。図４の例では、赤外照明２２０Ｌと２２０Ｒの一方は、車両の横方向（ｙ方向）に長いビームを形成し、それらの他方は、車両の縦方向（ｘ方向）に長いビームを形成するように構成されている。これにより、１個の赤外照明２２０によってＴ字型の領域を照射する場合に比べて、赤外照明２２０の構造を格段に簡略化できる。

（第１実施例）
第１実施例では、前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆが左赤外照明２２０Ｌに割り当てられ、側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓが右赤外照明２２０Ｒに割り当てられる。

図５は、第１実施例に係る自動車１Ａが直線路を走行する様子を示す図である。先行車２は、左ヘッドランプ１１０Ｌの左赤外照明２２０Ｌが生成する前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆによって照射され、路肩の歩行者４は、右ヘッドランプ１１０Ｒの右赤外照明２２０Ｒが生成する側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓによって照射される。

左赤外照明２２０Ｌと右赤外照明２２０Ｒはそれぞれ、プローブ光の強度および／または配光を、走行シーンに応じて独立して適応的に制御可能である。たとえば左赤外照明２２０Ｌが生成する前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆの強度は、直線路において相対的に強く、曲路において相対的に小さくなってもよい。

また右赤外照明２２０Ｒが生成する側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓの強度は、直線路において相対的に弱く、曲路において相対的に強くなってもよい。

図６（ａ）、（ｂ）は、第１実施例における照射パターンＰＴＮ＿Ｆ，ＰＴＮ＿Ｓの適応的な制御を説明する図である。図６（ａ）は直線路を走行中の、図６（ｂ）は曲路を走行中の照射パターンＰＴＮ＿Ｆ，ＰＴＮ＿Ｓを示す。

なお、図６（ａ）、（ｂ）において、照射パターンＰＴＮ＿Ｆ，ＰＴＮ＿Ｓを示す実線は、強度があるしきい値より高い範囲を表している。強度を強くすると、しきい値を超える範囲が広くなり、強度を低くすると、しきい値を超える範囲は狭くなる。図６（ａ）に示すように直線路を走行中は、前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆの強度を上げることで、赤外プローブ光が届く範囲が広くなり、より遠方の車両２ａを検出することが可能となる。一方、図６（ｂ）に示すように曲路を走行中は、前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆの強度を下げることで、車両正面の路肩に存在する歩行者４ａに、強い赤外光を照射するのを防止できる。また図６（ｂ）に示すように曲路では、側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓの強度を高めることで、対向車２ｂを検出しやすくなる。

また、照射パターンを動的、適応的に変化させることで、無駄な消費電力を低減できるという利点もある。

このように柔軟に、側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓと前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆを変化させることができるのは、それらを左赤外照明２２０Ｌ、右赤外照明２２０Ｒに割り当てているからに他ならない。もし、赤外照明２２０Ｌによって、側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓと前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆの両方を含むパターンを生成した場合、２つの部分を独立して制御することは著しく困難であるといえる。

照射パターンＰＴＮ＿Ｆ,ＰＴＮ＿Ｓは、車速や操舵角に応じて変化させてもよい。

たとえば高速道路では、車速は８０ｋｍ／ｈを超えるため、遠方の物標を検出する必要がある一方、路肩に歩行者が存在しない。一方、４０ｋｍ以下で走行する際には、路肩を含む車両の近傍に歩行者が存在する可能性が高い一方、検出すべき物標までの距離は近いと言える。そこで前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆの強度を、車速に応じて変化させてもよい。

図７（ａ）、（ｂ）は、操舵角にもとづく照射パターンの制御を説明する図である。図７（ａ）には、交差点を右折するときの様子が、図７（ｂ）には左折するときの様子が示される。（i）は操舵角が小さい状態を、（ii）は操舵角が大きい状態を示す。交差点を右折あるいは左折する際には、操舵角が大きくなる。その場合に側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓの強度を高めることで、交差点内の歩行者４ｃ，４ｄや自転車、他の車両を検出しやすくなる。また、操舵角が大きくなるにしたがって、前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆの強度を低下させてもよい。これにより対向車２ｃに赤外線プローブを強く照射するのを防止できる。

側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓを生成する赤外照明は、対向車線側に設け、前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆを生成する赤外照明は、それと反対側に設けるとよい。この観点において、第１実施例は、左側通行の国や地域で有効である。この理由を説明する。

対歩行者の事故のうち、対向車線側の歩行者の割合が高いことが知られている。図８（ａ）、（ｂ）は、事故が起こりやすい自車両と歩行者の位置関係を示す図である。実線は、右赤外照明２２０Ｒが生成する側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓを示す。破線は、同じパターンを、左赤外照明２２０Ｌによって生成したときの側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓ’を示す。左通行の国や地域において、対向車線側、すなわち右赤外照明２２０Ｒに、側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓを割り当てることにより、歩行者４ｅ，４ｆが検出しやすくなる。

（第２実施例）
図９は、第２実施例に係る自動車１Ｂが直線路を走行する様子を示す図である。第２実施例では、前方照射パターンＰＴＮ＿Ｆが右赤外照明２２０Ｒに割り当てられ、側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓが左赤外照明２２０Ｌに割り当てられる。その他は第１実施例と同様である。

第２実施例は、右側通行の国や地域で特に有効である。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

（変形例１）
側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓの形状は、上述のそれに限定されない。図１０（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る側方照射パターンＰＴＮ＿Ｓを示す図である。図１０（ａ）では、左側方と右側方が、分離して照射される。図１０（ｂ）に示すように、左側方と右側方がスポット的に照射され、それらの間の領域を繋げるように照射パターンが形成される。可視光の場合、中央が暗いと運転者に違和感を与えるため、中央を明るくする必要があった。これに対して、赤外光を用いる場合、運転者には視認されないため、中央の照度が低くても運転者に違和感を与えない。そこで歩行者の存在確率が高い路肩の部分を相対的に強く照射することで、より歩行者を検知しやすくなる。

（変形例２）
実施の形態では、左赤外照明２２０Ｌ、右赤外照明２２０Ｒを、左ヘッドランプ１１０Ｌ、右ヘッドランプ１１０Ｒに内蔵する場合を説明したが、その限りでない。左赤外照明２２０Ｌ、右赤外照明２２０Ｒは、左ヘッドランプ１１０Ｌ、右ヘッドランプ１１０Ｒとは別のユニットとして設けられてもよい。

（変形例３）
実施の形態では、左赤外照明２２０Ｌと右赤外照明２２０Ｒが生成するプローブ光の強度を、適応的に制御したがその限りでなく、プローブ光が形成するパターンの形状や照射範囲を、動的に制御してもよい。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

２００ 車両用灯具システム
２１０ 配光可変ランプ
２２０ 赤外照明
２２０Ｌ 左赤外照明
２２０Ｒ 右赤外照明
２３０ カメラ
１００ 自動車
１１０Ｌ 左ヘッドランプ
１１０Ｒ 右ヘッドランプ
１１０ ヘッドランプ
２ 先行車
４，６ 歩行者

Claims (12)

1. 車両の左側に設けられ、赤外の左プローブ光を照射する左赤外照明と、
   前記車両の右側に設けられ、赤外の右プローブ光を照射する右赤外照明と、
   を備え、
   前記左プローブ光の照射領域と前記右プローブ光の照射領域は異なることを特徴とする車両用灯具システム。
2. 前記左プローブ光と前記右プローブ光それぞれの強度、および／または前記左赤外照明と前記右赤外照明それぞれの配光は、走行シーンに応じて独立に適応的に制御されることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具システム。
3. 前記左赤外照明と前記右赤外照明の一方である遠方照明は、主として遠方を照射する配光を有し、
   前記左赤外照明と前記右赤外照明の他方である側方照明は、主として側方を幅広く照射する配光を有することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具システム。
4. 前記遠方照明が照射するプローブ光の強度は、直線路走行時の方が、曲路路走行時よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具システム。
5. 前記側方照明が照射するプローブ光の強度は、曲路走行時の方が、直線路走行時よりも高いことを特徴とする請求項３または４に記載の車両用灯具システム。
6. 前記遠方照明の配光および／またはそれが生成するプローブ光の強度は、車速に応じていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具システム。
7. 前記側方照明の配光および／またはそれが生成するプローブ光の強度は、操舵角に応じていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具システム。
8. 前記側方照明の配光は、中央が暗く、左右両側に中央より明るい領域を有することを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載の車両用灯具システム。
9. 前記左赤外照明は、配光可変ランプとともに左ヘッドランプに内蔵され、
   前記右赤外照明は、配光可変ランプとともに右ヘッドランプに内蔵されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の車両用灯具システム。
10. 前記側方照明は、対向車線側のヘッドランプに内蔵され、
    前記遠方照明は、それと反対側のヘッドランプに内蔵されることを特徴とする請求項９に記載の車両用灯具システム。
11. 赤外線に感度を有するカメラをさらに備え、
    前記配光可変ランプの配光パターンは、前記プローブ光を前記カメラで撮影して得られる画像にもとづいて制御されることを特徴とする請求項９または１０に記載の車両用灯具システム。
12. 右ヘッドランプおよび左ヘッドランプのペアであって、
    前記右ヘッドランプおよび前記左ヘッドランプはそれぞれ、
    配光可変ランプと、
    赤外のプローブ光を照射する赤外照明と、
    を備え、
    前記右ヘッドランプと前記左ヘッドランプとで、前記赤外照明の照射領域が異なることを特徴とするペア。

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