JP2023135244A - 車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＬｉＤＡＲ装置から送信される検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）検出用の光を、車両周囲の道路状況に応じて適切な範囲に送信（送信しその戻り光を受信）することができる車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具であって、第１検出範囲に送信される検出対象検出用の光を発光する光源と、検出対象で反射された前記検出対象検出用の光の反射光である戻り光が入射した場合、当該戻り光の強度に応じた電気信号を出力する受光素子と、を有するＬｉＤＡＲ装置５０と、車両周囲の道路状況に応じて前記検出対象検出用の光の送信範囲を制御する光制御機構４３と、を備える。【選択図】図１０

Description

本開示は、車両用灯具に関し、特に、ＬｉＤＡＲ装置から送信される検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）検出用の光を、車両周囲の道路状況に応じて適切な範囲に送信することができる車両用灯具に関する。
特許文献１には、車両前方外部から視認不可能に設けられたＬｉＤＡＲ装置、このＬｉＤＡＲ装置から送信される検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）検出用の光（及びその戻り光）を反射する反射板（反射面）を備えた車両用灯具が記載されている。
これに対して本発明者らは、ＬｉＤＡＲ装置から送信される検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）検出用の光を、車両周囲の道路状況に応じて適切な範囲に送信（送信しその戻り光を受信）することを検討した。
国際公開第２０１９／２０３１７７号
しかしながら、特許文献１においては、ＬｉＤＡＲ装置から送信される検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）検出用の光を、車両周囲の道路状況に応じて適切な範囲に送信（送信しその戻り光を受信）することについては一切検討されておらず、改善の余地がある。
本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ＬｉＤＡＲ装置から送信される検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）検出用の光を、車両周囲の道路状況に応じて適切な範囲に送信（送信しその戻り光を受信）することができる車両用灯具を提供することを目的とする。
本開示にかかる車両用灯具は、第１検出範囲に送信される検出対象検出用の光を発光する光源と、検出対象で反射された前記検出対象検出用の光の反射光である戻り光が入射した場合、当該戻り光の強度に応じた電気信号を出力する受光素子と、を有するＬｉＤＡＲ装置と、車両周囲の道路状況に応じて前記検出対象検出用の光の送信範囲を制御する光制御機構と、を備える。
このような構成により、ＬｉＤＡＲ装置から送信される検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）検出用の光を、車両周囲の道路状況に応じて適切な範囲に送信（送信しその戻り光を受信）することができる。
上記車両用灯具において、前記光制御機構は、前記光源が発光する前記検出対象検出用の光を反射して前記第１検出範囲より広い第２検出範囲に送信されるように設計された第１反射面と、第２反射面と、前記車両周囲の道路状況に応じて前記第２反射面を、前記第１反射面で反射された前記検出対象用の光の光路外の第１位置、又は、前記第１反射面で反射された前記検出対象用の光の光路上の第２位置に移動させる第１アクチュエータと、を備えていてもよい。
また、上記車両用灯具において、前記光制御機構は、前記光源が発光する前記検出対象検出用の光を反射して前記第１検出範囲より広い第２検出範囲に送信されるように設計された第１反射面と、前記車両周囲の道路状況に応じて前記第１反射面の傾きを変化させる第２アクチュエータと、を備えていてもよい。
上記車両用灯具において、前記光制御機構は、前記光源が発光する前記検出対象検出用の光を反射して前記第１検出範囲より広い第２検出範囲に送信されるように設計された第１反射面と、前記車両周囲の道路状況に応じて前記ＬｉＤＡＲ装置の傾きを変化させる第３アクチュエータと、を備えていてもよい。
上記車両用灯具において、前記光制御機構は、前記光源が発光する前記検出対象検出用の光を反射して前記第１検出範囲より広い第２検出範囲に送信されるように設計された第１反射面と、前記第１反射面で反射された前記検出対象検出用の光の光路上に配置され、前記車両周囲の道路状況に応じて、前記第１反射面で反射された前記検出対象検出用の光が透過する第１状態、又は、前記第１反射面で反射された前記検出対象検出用の光を反射する第２状態のいずれかに切り替えられる光学素子と、を備えていてもよい。
本開示により、ＬｉＤＡＲ装置から送信される検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）検出用の光を、車両周囲の道路状況に応じて適切な範囲に送信（送信しその戻り光を受信）することができる車両用灯具を提供することができる。
第１実施形態の車両用灯具１０が搭載された車両Ｖの正面図である。 第１実施形態の車両用灯具１０が搭載された車両Ｖの上面図である。 （ａ）可動式ＬｉＤＡＲ装置４０の側面図（断面図）、（ｂ）上面図である。 スライド機構４３の一例である。 スライド機構４３の一例（概略構成図）である。 前方監視モードを説明する図である。 側方監視モードを説明する図である。 側方９０度監視モードを説明する図である。 側方斜め後方監視モードを説明する図である。 可動式ＬｉＤＡＲ装置４０を制御する車両システム１の機能ブロック図である。 ＬｉＤＡＲ装置５０の機能ブロック図である。 車両用灯具１０（ＬｉＤＡＲ装置５０）の動作例のフローチャートである。 可動式ＬｉＤＡＲ装置４０の動作のフローチャートである。 （ａ）可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａの側面図（断面図）、（ｂ）上面図である。 （ａ）可動式ＬｉＤＡＲ装置４０（変形例）の側面図（断面図）、（ｂ）上面図である。 （ａ）可動式ＬｉＤＡＲ装置４０（変形例）の側面図（断面図）、（ｂ）上面図である。
＜第１実施形態＞
以下、本開示の第１実施形態である車両用灯具１０について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
図１は第１実施形態の車両用灯具１０が搭載された車両Ｖの正面図、図２は上面図である。
第１実施形態の車両用灯具１０は、ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）装置蔵型前照灯で、自動車等の車両Ｖの前端部の左右両側にそれぞれ搭載される。
図１、図２に示すように、車両用灯具１０は、ロービーム用灯具ユニット２０、ハイビーム用灯具ユニット３０、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０を備えている。車両用灯具１０は、アウターレンズ６０とハウジング７０とによって構成される灯室内に配置され、ハウジング７０等に固定されている。左右両側に搭載される車両用灯具１０は左右対称の構成であるため、以下、代表して、車両Ｖの前端部の左側（車両前方に向かって左側）に搭載される可動式ＬｉＤＡＲ装置４０について説明する。なお、ロービーム用灯具ユニット２０、ハイビーム用灯具ユニット３０については、既存のロービーム用灯具ユニット、ハイビーム用灯具ユニットを用いることができるため、説明を省略する。
図３（ａ）は可動式ＬｉＤＡＲ装置４０の側面図（断面図）、図３（ｂ）は上面図である。図４は、スライド機構４３の一例である。
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０は、第１反射面４１、第２反射面４２、スライド機構４３、ＬｉＤＡＲ装置５０（ＬｉＤＡＲユニット又はＬｉＤＡＲモジュール）を備えている。以下、説明の便宜のため、図２等に示すように、ＸＹＺ軸を定義する。Ｘ軸は、車両前後方向に延びている。Ｙ軸は、車幅方向に延びている。Ｚ軸は、鉛直方向に延びている。
第１反射面４１は、ＬｉＤＡＲ装置５０が送信する（光源５１が発光する）レーザー光Ｒａｙ１（検出対象検出用の光）を反射して第１検出範囲より広い第２検出範囲に送信されるように設計されている。第１検出範囲及び第２検出範囲について説明する。図４（ａ）はＬｉＤＡＲ装置５０自体（本来）の検出範囲（第１検出範囲Ａ１）の一例、図４（ｂ）第１検出範囲Ａ１より広い第２検出範囲Ａ２の一例である。
第１検出範囲Ａ１は、ＬｉＤＡＲ装置５０が本来有する検出範囲で、図４（ａ）に示すように、水平方向の広がり角がθＨ１（水平方向視野角）及び垂直方向の広がり角がθＶ１（水平方向視野角）の範囲である。例えば、角度θＨ１は２０～３０°、角度θＶ１は１～１０°である。また、例えば、水平方向分解能は０．５°、垂直方向分解能は０．５°、検出（測定）距離は、１００～２００ｍである。一方、第２検出範囲Ａ２は、図４（ｂ）に示すように、水平方向の広がり角がθＨ２（水平方向視野角）及び垂直方向の広がり角がθＶ２（水平方向視野角）の範囲である。例えば、角度θＨ２は９０～１２０°、角度θＶ２は１～１０°である。
第１反射面４１は、例えば、回転放物面系の反射面である。例えば、第１反射面４１の縦断面形状は概ね放物面で、その焦点Ｆ４１（図３（ａ）参照）は、ＭＥＭＳミラー５３ａ近傍に位置している。一方、第１反射面４１の横断面形状は、放物面ではなく、当該第１反射面４１により反射された光Ｒａｙ１が水平方向に拡散するように設計されている。例えば、第１反射面４１の横断面形状の曲率半径は、第１反射面４１の縦断面形状の曲率半径より大きくなるように設計されている。これにより、ＬｉＤＡＲ装置５０が水平方向の広がり角θＨ１の範囲（図４（ｂ）参照）に送信する光Ｒａｙ１が第１反射面４１で反射されることにより、水平方向の広がり角θＨ２の範囲（図４（ｂ）参照）に拡散されて前方に照射される。なお、第１反射面４１は、自由曲面であってもよいし、当該第１反射面４１を区画（例えば、格子状に区画）することにより形成された複数の反射領域を含んでいてもよい。なお、各々の反射領域は、当該反射領域により反射される光Ｒａｙ１が水平方向に拡散するように凸面又は凹面として設計される（いわゆるマルチリフレクタ）。
第２反射面４２は、スライド機構４３によりスライド移動される可動反射面である。第２反射面４２は、平面反射面であってもよいし、曲面反射面であってもよい。
スライド機構４３は、車両Ｖ周囲の道路状況に応じてレーザー光Ｒａｙ１の送信範囲（送信方向）を制御する光制御機構の一例である。
図５は、スライド機構４３の一例（概略構成図）である。
図５に示すように、スライド機構４３は、モータ４３ａ（本開示の第１アクチュエータの一例）、モータ４３ａの回転軸４３ｂと第２反射面４２とを連結する継手４３ｃを備えている。モータ４３ａの回転軸４３ｂは、Ｚ軸方向に延びている。
後述の制御部９０（光制御部９３）によりモータ４３ａを制御し回転軸４３ｂを中心に第２反射面をスライド移動させることにより、第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１の送信範囲を変更することができる。
例えば、図６に示すように、第２反射面４２を第１反射面４１の背後の退避位置Ｐ１（本開示の第１位置の一例）に配置することにより、第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１を車両前方の角度θＨ２の範囲に送信することができる。以下、このモードを前方監視モードと呼ぶ。図６は、前方監視モードを説明する図である。
また例えば、第２反射面４２を退避位置Ｐ１から矢印ＡＲ方向（図６参照）に第１距離スライド移動させ当該第２反射面４２（一部）を第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１の光路上の位置（図示せず。本開示の第２位置の一例）に配置することにより、第１反射面４１及び第２反射面４２で反射された光Ｒａｙ１を、図７に示すように、車両側方の角度θ２の範囲に送信することができる。以下、このモードを側方監視モードと呼ぶ。図７は、側方監視モードを説明する図である。
また例えば、第２反射面４２を退避位置Ｐ１から矢印ＡＲ方向（図６参照）に第２距離（第２距離＞第１距離）スライド移動させ当該第２反射面４２（一部）を第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１の光路上の位置（図示せず。本開示の第２位置の他の一例）に配置することにより、第１反射面４１及び第２反射面４２で反射された光Ｒａｙ１を、図８に示すように、車両側方の角度θ３の範囲に送信することができる。以下、このモードを側方９０度監視モードと呼ぶ。図８は、側方９０度監視モードを説明する図である。
また例えば、図９に示すように、第２反射面４２を退避位置Ｐ１から矢印ＡＲ方向（図６参照）に第３距離（第３距離＞第２距離）スライド移動させ当該第２反射面４２（一部）を第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１の光路上の位置Ｐ２（本開示の第２位置の他の一例）に配置することにより、第１反射面４１及び第２反射面４２で反射された光Ｒａｙ１を、車両前方から車両後方にかけての角度θ４の範囲に送信することができる。以下、このモードを側方斜め後方監視モードと呼ぶ。図９は、側方斜め後方監視モードを説明する図である。
ＬｉＤＡＲ装置５０は、第１検出範囲Ａ１（ＬｉＤＡＲ装置５０が本来有する検出範囲。図４（ａ）参照）に検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）検出用の光であるレーザー光を送信（照射）する機能、検出対象で反射されたレーザー光の反射光である戻り光を受信する機能、及び、レーザー光を送信してから戻り光を受信するまでの時間に基づき、測定対象までの距離を測定する機能を有する。図３（ａ）に示すように、ＬｉＤＡＲ装置５０は、光源５１、ビームスプリッター５２、光偏向器５３（ＭＥＭＳミラー５３ａ）、受光素子５４、及びこれらを収容するケース５５を備えている。なお、光源５１とビームスプリッター５２との間に、光源５１が発光するレーザー光を集光する（コリメートする）レンズを設けてもよい。ケース５５には、光源５１が発光するレーザー光及びその戻り光が通過する開口部５５ａが形成されている。ＬｉＤＡＲ装置５０としては、例えば、国際公開第２０２０／１４５０９５号に記載のものを用いることができる。
光源５１は、レーザー光を発光するレーザーダイオード(LD:Laser Diode)等の半導体発光素子である。光源５１が発光するレーザー光は、第１検出範囲Ａ１（ＬｉＤＡＲ装置５０が本来有する検出範囲。図４（ａ）参照）に送信（照射）される（第１検出範囲Ａ１を走査する）検出対象検出用の光の一例である。以下、光源５１が発光するレーザー光をレーザー光Ｒａｙ１と呼ぶ。また、検出対象で反射されたレーザー光Ｒａｙ１の反射光である戻り光を戻り光Ｒａｙ２と呼ぶ。光源５１の発光波長は、例えば、９０５～１５００ｎｍの赤外線である。光源５１は、光源制御部５０ａからの制御に従いレーザー光Ｒａｙ１を発光（パルス状に発光）する。
光源５１が発光したレーザー光Ｒａｙ１は、ビームスプリッター５２を透過し、光偏向器５３（ＭＥＭＳミラー５３ａ）に入射する。
光偏向器５３は、レーザー光Ｒａｙ１が第１検出範囲Ａ１（図４（ａ）参照）を二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査するようにレーザー光Ｒａｙ１を反射するＭＥＭＳミラー５３ａを備えている。ＭＥＭＳミラー５３ａは、当該ＭＥＭＳミラー５３ａに入射し反射されるレーザー光Ｒａｙ１が第１検出範囲Ａ１（図４（ａ）参照）を二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査するように、後述するミラー制御部５０ｂからの制御に従い互いに直交する二軸（例えば、水平軸及び垂直軸）を中心に揺動される。
これにより、光源５１が発光し、ビームスプリッター５２を透過し、光偏向器５３（ＭＥＭＳミラー５３ａ）に入射したレーザー光Ｒａｙ１は、第１検出範囲Ａ１（図４（ａ）参照）に送信（照射）される（第１検出範囲Ａ１を二次元的に走査する）。
検出対象で反射されたレーザー光Ｒａｙ１の反射光である戻り光Ｒａｙ２は、レーザー光Ｒａｙ１と同一の光路を通ってＬｉＤＡＲ装置５０に戻り、ビームスプリッター５２により受光素子５４側に分割（反射）され受光素子５４に入射する。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）等においては、戻り光Ｒａｙ２は、分かりやすくするためレーザー光Ｒａｙ１からずれた点線の矢印で描いているが、実際には、戻り光Ｒａｙ２の光路とレーザー光Ｒａｙ１の光路は一致している。
受光素子５４は、検出対象で反射されたレーザー光Ｒａｙ１の反射光である戻り光Ｒａｙ２が入射した場合、当該戻り光Ｒａｙ２の強度に応じた電気信号を出力する。受光素子５４は、例えば、フォトダイオード、SPAD（Single Photon Avalanche Diode）である。受光素子５４が出力する電気信号は、後述する信号処理部５０ｃに入力される。
上記構成のＬｉＤＡＲ装置５０（ケース５５）は、レーザー光Ｒａｙ１及びその戻り光Ｒａｙ２が通過する開口部５５ａが上を向いた状態で、ブラケット４４を介してハウジング等に固定されている（図３（ｂ）参照）。
上記構成の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０においては、光源５１が発光したレーザー光Ｒａｙ１は、ビームスプリッター５２を透過し、光偏向器５３（ＭＥＭＳミラー５３ａ）で反射され、さらに第１反射面４１（又は、第１反射面４１及び第２反射面４２）で反射されることにより、出射角度（特に、水平方向の出射角度）が大きくなり、第１検出範囲Ａ１（ＬｉＤＡＲ装置５０が本来有する検出範囲。図４（ａ）参照）より広い第２検出範囲Ａ２（図４（ｂ）参照）に送信（照射）される（第２検出範囲Ａ２を二次元的に走査する）。
次に、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０を制御する車両システム１の構成例について説明する。
図１０は、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０を制御する車両システム１の機能ブロック図である。
図１０に示すように、車両システム１は、撮像装置８０、制御部９０を備えている。
撮像装置８０は、車両Ｖ前方を撮像するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を含む。撮像装置８０は、車両Ｖの所定箇所（例えば、車室内）に設けられている。撮像装置８０により撮像された車両Ｖ周囲の画像（例えば、車両Ｖ前方の画像。画像データ）は、制御部９０に入力される。
制御部９０は、例えば、プロセッサ（図示せず）を備えている。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。プロセッサは、１つの場合もあるし、複数の場合もある。プロセッサは、フラッシュＲＯＭ等の不揮発性の記憶部９１からメモリ（図示せず）に読み込まれた所定プログラム９１ａを実行することにより、道路状況判定部９２、光制御部９３として機能する。これらの一部又は全部は、ハードウエアにより実現してもよい。
道路状況判定部９２は、例えば、撮像装置８０により撮像された画像（画像データ）に基づき所定画像処理を実行することにより、車両Ｖ周囲の道路状況（例えば、直線道路、交差点、三叉路、合流道路）を判定する。なお、道路状況判定部９２は、車両Ｖに搭載されているナビゲーション装置（図示せず）等から入力されるデータに基づき、車両Ｖ周囲の道路状況を判定してもよい。
光制御部９３は、道路状況判定部９２の判定結果である車両Ｖ周囲の道路状況に応じてスライド機構４３を構成するモータ４３ａを制御することにより、第２反射面４２を移動させる。これにより、車両Ｖ周囲の道路状況に応じてレーザー光Ｒａｙ１の送信範囲（送信方向）を制御する。この制御の具体例については後述する。
次に、ＬｉＤＡＲ装置５０の機能について説明する。
図１１は、ＬｉＤＡＲ装置５０の機能ブロック図である。
図１１に示すように、ＬｉＤＡＲ装置５０は、制御部５６、メモリ５７、記憶部５８を備えている。制御部５６は、例えば、プロセッサ（図示せず）を備えている。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。プロセッサは、１つの場合もあるし、複数の場合もある。プロセッサは、フラッシュＲＯＭ等の不揮発性の記憶部５８からメモリ５７（例えば、ＲＡＭ）に読み込まれた所定プログラム（図示せず）を実行することにより、光源制御部５０ａ、ミラー制御部５０ｂ、信号処理部５０ｃ、補正部５０ｄとして機能する。これらの一部又は全部は、ハードウエアにより実現してもよい。
光源制御部５０ａは、パルス状に発光するように光源５１を制御する。
ミラー制御部５０ｂは、ＭＥＭＳミラー５３ａに入射し反射されるレーザー光Ｒａｙ１が第１検出範囲Ａ１（ＬｉＤＡＲ装置５０が本来有する検出範囲。図４（ａ）参照）を二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査するように、例えば、第１検出範囲Ａ１内の測定点（例えば、水平方向ＮＨ個、垂直方向ＮＶ個の測定点）を走査するように光偏向器５３（ＭＥＭＳミラー５３ａ）を制御する。
信号処理部５０ｃは、レーザー光Ｒａｙ１を送信してから戻り光Ｒａｙ２を受信するまでの時間等に基づき、測定点ごとに、検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）が関連付けられた距離（測定点までの距離）を算出し、検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）及び距離（測定点までの距離）を出力する。この出力された検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）は、後述のように補正部５０ｄにより補正された後、距離（測定点までの距離）と共にメモリ５７又は記憶部５８に記憶され、検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）を検出するために用いられる。
補正部５０ｄは、補正データ５８ａに基づき、信号処理部５０ｃが出力する検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）を補正する。補正データ５８ａは、例えば、記憶部５８に記憶されている。
検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）を補正する技術的意義は次のとおりである。すなわち、ＭＥＭＳミラー５３ａに入射し反射されるレーザー光Ｒａｙ１は、第１反射面４１（又は、第１反射面４１及び第２反射面４２）で反射されるため、実際には、第１検出範囲Ａ１内ではなく、当該第１検出範囲Ａ１（ＬｉＤＡＲ装置５０が本来有する検出範囲。図４（ａ）参照）より広い第２検出範囲Ａ２（図４（ｂ）参照）に送信される。
そのため、例えば、特定の角度方向（例えば、方位角θ、特定の仰角φ）に送信される予定のレーザー光Ｒａｙ１は、第１反射面４１（又は、第１反射面４１及び第２反射面４２）で反射されることにより、実際には、特定の角度方向（例えば、方位角θ、特定の仰角φ）とは異なる角度方向（例えば、方位角θ＋Δθ、仰角φ＋Δφ）に送信される。
そこで、補正部５０ｄは、信号処理部５０ｃが出力する特定の角度方向（例えば、方位角θ、仰角φ）を補正データに基づき、方位角θ＋Δθ、仰角φ＋Δφのように補正する。Δθ、Δφが補正データの一例である。補正データ（Δθ、Δφ）は、例えば、所定のシミュレーションソフトウエアを用いて角度方向（例えば、方位角、仰角）ごとに光線追跡することにより予め算出し、記憶部５８に記憶しておくことができる。
次に、車両用灯具１０（ＬｉＤＡＲ装置５０）の動作例について説明する。
図１２は、車両用灯具１０（ＬｉＤＡＲ装置５０）の動作例のフローチャートである。
まず、レーザー光Ｒａｙ１を送信する（ステップＳ１０）。これは、光源制御部５０ａが、パルス状に発光するように光源５１を制御することにより実現される。光源５１が発光したレーザー光Ｒａｙ１は、ビームスプリッター５２を透過し、光偏向器５３（ＭＥＭＳミラー５３ａ）で反射され、さらに第１反射面４１（又は、第１反射面４１及び第２反射面４２）で反射されることにより、出射角度（特に、水平方向の出射角度）が大きくなり、第１検出範囲Ａ１（ＬｉＤＡＲ装置５０が本来有する検出範囲。図４（ａ）参照）より広い第２検出範囲Ａ２（図４（ｂ）参照）に送信（照射）される（第２検出範囲Ａ２を二次元的に走査する）。
次に、戻り光Ｒａｙ２を受信する（ステップＳ１１）。すなわち、ステップＳ１０で送信され検出対象で反射されたレーザー光Ｒａｙ１の反射光である戻り光Ｒａｙ２は、レーザー光Ｒａｙ１と同一の光路を通ってＬｉＤＡＲ装置５０に戻り、ビームスプリッター５２により受光素子５４側に分割（反射）され受光素子５４に入射する。受光素子５４は、戻り光Ｒａｙ２が入射した場合、当該戻り光Ｒａｙ２の強度に応じた電気信号を出力する。
次に、検出対象までの距離を算出する（ステップＳ１２）。これは、信号処理部５０ｃにより実現される。信号処理部５０ｃは、レーザー光Ｒａｙ１を送信してから戻り光Ｒａｙ２を受信するまでの時間等に基づき、測定点ごとに、検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）が関連付けられた距離（測定点までの距離）を算出し、検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）及び距離（測定点までの距離）を出力する。
次に、ステップＳ１２で信号処理部５０ｃが出力する検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）を補正する（ステップＳ１３）。これは、補正部５０ｄにより実現される。補正部５０ｄは、補正データ５８ａに基づき、ステップＳ１２で信号処理部５０ｃが出力する検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）を補正する。
次に、ステップＳ１３で補正された検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）及びステップＳ１２で算出された距離をメモリ５７又は記憶部５８に記憶する。この記憶された検出対象の角度方向及び距離は、検出対象（例えば、先行車、対向車、歩行者、自転車、自動二輪車）を検出するために用いられる。
次に、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０の動作の一例について説明する。
図１３は、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０の動作のフローチャートである。
以下、前提として、車両Ｖは直進道路（一般道路、高速道路など）を走行しており、第２反射面４２は退避位置Ｐ１（図６参照）に配置されているものとする。また、撮像装置８０は車両Ｖ周囲の画像（例えば、車両Ｖ前方の画像）を逐次撮影しているものとする。
まず、撮像装置８０の画像データから車両Ｖ周囲の道路状況を判定する（ステップＳ２０）。これは、道路状況判定部９２により実現される。
次に、ステップＳ２０の判定の結果、車両Ｖ周囲の道路状況が直線道路であると判定された場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０は前方監視モード（図６参照）に移行する（ステップＳ２２）。具体的には、光制御部９３が、スライド機構４３を構成するモータ４３ａを制御することにより、第２反射面４２を第１反射面４１の背後の退避位置Ｐ１（本開示の第１位置の一例）に配置する。この前方監視モード（図６参照）においては、第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１を車両前方の角度θＨ２の範囲に送信することができる。
一方、ステップＳ２０の判定の結果、交差点であると判定された場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０は側方監視モード（図７参照）に移行する（ステップＳ２４）。具体的には、光制御部９３が、スライド機構４３を構成するモータ４３ａを制御することにより、第２反射面４２を退避位置Ｐ１から矢印ＡＲ方向（図６参照）に第１距離スライド移動させ当該第２反射面４２（一部）を第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１の光路上の位置（図示せず。本開示の第２位置の一例）に配置する。この側方監視モード（図７参照）においては、第１反射面４１及び第２反射面４２で反射された光Ｒａｙ１を、図７に示すように、車両側方の角度θ２の範囲に送信することができる。
一方、ステップＳ２０の判定の結果、三叉路（壁がある三叉路）であると判定された場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０は側方９０度監視モード（図８参照）に移行する（ステップＳ２６）。具体的には、光制御部９３が、スライド機構４３を構成するモータ４３ａを制御することにより、第２反射面４２を退避位置Ｐ１から矢印ＡＲ方向（図６参照）に第２距離（第２距離＞第１距離）スライド移動させ当該第２反射面４２（一部）を第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１の光路上の位置（図示せず。本開示の第２位置の他の一例）に配置する。この側方９０度監視モード（図８参照）においては、第１反射面４１及び第２反射面４２で反射された光Ｒａｙ１を、図８に示すように、車両側方の角度θ３の範囲に送信することができる。
一方、ステップＳ２０の判定の結果、合流道路（高速道路の合流道路）であると判定された場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０は側方斜め後方監視モード（図９参照）に移行する（ステップＳ２６）。具体的には、光制御部９３が、スライド機構４３を構成するモータ４３ａを制御することにより、図９に示すように、第２反射面４２を退避位置Ｐ１から矢印ＡＲ方向（図６参照）に第３距離（第３距離＞第２距離）スライド移動させ当該第２反射面４２（一部）を第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１の光路上の位置Ｐ２（本開示の第２位置の他の一例）に配置する。この側方斜め後方監視モード（図９参照）においては、第１反射面４１及び第２反射面４２で反射された光Ｒａｙ１を、車両前方から車両後方にかけての角度θ４の範囲に送信することができる。
上記ステップＳ２０～Ｓ２８の処理は、イグニッションオフ（ステップＳ２９：ＹＥＳ）になるまで繰り返し実行される。
以上説明したように、第１実施形態によれば、ＬｉＤＡＲ装置５０から送信されるレーザー光Ｒａｙ１を、車両Ｖ周囲の道路状況に応じて適切な範囲に送信（送信しその戻り光を受信）することができる。
これは、車両Ｖ周囲の道路状況に応じて第２反射面４２を、第１反射面４１で反射されたレーザー光Ｒａｙ１の光路外の第１位置Ｐ１（例えば、図６参照）、又は、第１反射面４１で反射されたレーザー光Ｒａｙ１の光路上の第２位置Ｐ２（例えば、図９参照）に移動させるスライド機構４３（モータ４３ａ）、道路状況判定部９２の判定結果である車両Ｖ周囲の道路状況に応じてスライド機構４３（モータ４３ａ）を制御する光制御部９３を備えていることによるものである。
また、第１実施形態によれば、光源５１が発光するレーザー光Ｒａｙ１（ＭＥＭＳミラー５３ａにより走査されるレーザー光Ｒａｙ１）が第１反射面４１（又は、第１反射面４１及び第２反射面４２）で反射されることにより第１検出範囲Ａ１（ＬｉＤＡＲ装置５０が本来有する検出範囲。図４（ａ）参照）より広い第２検出範囲Ａ２（図４（ｂ）参照）に送信されるため、ＬｉＤＡＲ装置５０が本来有する検出範囲（第１検出範囲Ａ１）を第２検出範囲Ａ２に拡大（特に、水平方向に拡大）することができる。
また、第１実施形態によれば、補正データ５８ａに基づき、信号処理部５０ｃが出力する検出対象の角度方向（例えば、測定点の方位角及び仰角）を補正する補正部５０ｄを備えているため、上記のようにＬｉＤＡＲ装置５０が本来有する検出範囲（第１検出範囲Ａ１）を第２検出範囲Ａ２に拡大したとしても、検出対象を適切に検出することができる。
次に、変形例について説明する。
図１５（ａ）は可動式ＬｉＤＡＲ装置４０（変形例）の側面図（断面図）、図１５（ｂ）は上面図である。
上記第１実施形態では、可動反射面である第２反射面４２及び第２反射面４２をスライド移動させるスライド機構４３を用いたが、これに限らない。例えば、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、可動反射面である第２反射面４２及び第２反射面４２をスライド移動させるスライド機構４３を省略し、車両Ｖ周囲の道路状況に応じて、第１反射面４１で反射されたレーザー光Ｒａｙ１が透過する第１状態、又は、第１反射面４１で反射されたレーザー光Ｒａｙ１を反射する第２状態のいずれかに切り替えられる光学素子１００を、第１反射面４１で反射されたレーザー光Ｒａｙ１の光路上に配置してもよい。例えば、側方監視モード、側方９０度監視モード、側方斜め後方監視モードに対応して３つの光学素子１００を直列に各々角度を変えて配置してもよい。このような光学素子１００としては、例えば、特開２０２０－１７７０９２号に記載のものを用いることができる。
本変形例によっても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
図１６（ａ）は可動式ＬｉＤＡＲ装置４０（変形例）の側面図（断面図）、図１６（ｂ）は上面図である。
図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すように、可動反射面である第２反射面４２及び第２反射面４２をスライド移動させるスライド機構４３を省略し、車両Ｖ周囲の道路状況に応じて、回転量が制御される複数の反射ミラー２００を、第１反射面４１で反射されたレーザー光Ｒａｙ１の光路上にシャッター状に配置してもよい。なお、反射ミラー２００の回転軸は、図１６（ｂ）中、紙面に直交する方向（Ｚ軸方向）に延びている。
本変形例によっても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
＜第２実施形態＞
次に、本開示の第２実施形態として、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａについて添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
図１４（ａ）は可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａの側面図（断面図）、図１４（ｂ）は上面図である。
第２実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａは、第１実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０と比べ、次の点が相違する以外、第１実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０と同様の構成である。以下、第１実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０との相違点を中心に説明し、第１実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０と同様の構成については同一の符号を付し適宜説明を省略する。
第１に、第１実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０においては、第２反射面４２を備えているのに対し、第２実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａにおいては、第２反射面４２は省略されている。
第２に、第１実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０においては、車両Ｖ周囲の道路状況に応じてレーザー光Ｒａｙ１の送信範囲（送信方向）を制御する光制御機構として、スライド機構４３を備えているのに対し、第２実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａにおいては、車両Ｖ周囲の道路状況に応じてレーザー光Ｒａｙ１の送信範囲（送信方向）を制御する光制御機構として、車両Ｖ周囲の道路状況に応じて第１反射面４１の傾きを変化させる機構を備えている。この機構は例えば次のように構成される。
すなわち、図１４（ａ）に示すように、第１反射面４１は、ピボット４５ａを支点に上下方向及び左右方向に傾動可能に支持されている。また、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａは、ピボット４５ａ（支点）の上方に設けられた第１エイミングナット４５ｂ、当該第１エイミングナット４５ｂに螺合した第１エイミングスクリュ４５ｃ、当該第１エイミングスクリュ４５ｃを正逆回転させる第２アクチュエータである、制御部９０（光制御部９３）により制御されるモータ４５ｄを備えている。
また、図１４（ｂ）に示すように、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａは、ピボット４５ａ（支点）の側方に設けられた第２エイミングナット４５ｅ、当該第２エイミングナット４５ｅに螺合した第２エイミングスクリュ４５ｆ、当該第２エイミングスクリュ４５ｆを正逆回転させる第２アクチュエータである、制御部９０（光制御部９３）により制御されるモータ４５ｇを備えている。
また、第２実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａにおいては、車両Ｖ周囲の道路状況に応じてレーザー光Ｒａｙ１の送信範囲（送信方向）を制御する光制御機構として、車両Ｖ周囲の道路状況に応じてＬｉＤＡＲ装置５０の傾きを変化させる機構を備えている。この機構は例えば次のように構成される。
すなわち、図１４（ａ）に示すように、ＬｉＤＡＲ装置５０は、ピボット４６ａを支点に上下方向及び左右方向に傾動可能にブラケット４７を介して支持されている。また、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａは、ピボット４６ａ（支点）の上方に設けられた第３エイミングナット４６ｂ、当該第３エイミングナット４６ｂに螺合した第３エイミングスクリュ４６ｃ、当該第３エイミングスクリュ４６ｃを正逆回転させる第２アクチュエータである、制御部９０（光制御部９３）により制御されるモータ４６ｄを備えている。
また、図示しないが、図１４（ｂ）に示すのと同様に、可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａは、ピボット４６ａ（支点）の側方に設けられた第４エイミングナット、当該第４エイミングナットに螺合した第４エイミングスクリュ、当該第４エイミングスクリュを正逆回転させる第４アクチュエータである、制御部９０（光制御部９３）により制御されるモータを備えている。
制御部９０（光制御部９３）によりモータ４５ｄ、４５ｇを制御し第１反射面４１をピボット４５ａを中心に上下方向及び左右方向に傾動させることにより、第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１の送信範囲を変更することができる。同様に、制御部９０（光制御部９３）によりモータ４６ｄ等を制御しＬｉＤＡＲ装置５０をピボット４５ａを中心に上下方向及び左右方向に傾動させることにより、第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１の送信範囲を変更することができる。
例えば、第１反射面４１及びＬｉＤＡＲ装置５０の少なくとも一方を所定量傾動させることにより、図６に示すように、第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１を車両前方の角度θＨ２の範囲に送信することができる（前方監視モード）。
また例えば、第１反射面４１及びＬｉＤＡＲ装置５０の少なくとも一方を所定量傾動させることにより、第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１を、図７に示すように、車両側方の角度θ２の範囲に送信することができる（側方監視モード）。
また例えば、第１反射面４１及びＬｉＤＡＲ装置５０の少なくとも一方を所定量傾動させることにより、第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１を、図８に示すように、車両側方の角度θ３の範囲に送信することができる（側方９０度監視モード）。
また例えば、第１反射面４１及びＬｉＤＡＲ装置５０の少なくとも一方を所定量傾動させることにより、第１反射面４１で反射された光Ｒａｙ１を、車両前方から車両後方にかけての角度θ４の範囲に送信することができる（側方斜め後方監視モード）。
第２実施形態の可動式ＬｉＤＡＲ装置４０Ａも、図１３に示すフローチャートと同様の動作を行うことができる。なお、図１３中、ステップＳ２７、Ｓ２８の処理を省略する場合、車両Ｖ周囲の道路状況に応じて第１反射面４１の傾きを変化させる機構のみを用い、車両Ｖ周囲の道路状況に応じてＬｉＤＡＲ装置５０の傾きを変化させる機構を省略してもよい。逆に、車両Ｖ周囲の道路状況に応じてＬｉＤＡＲ装置５０の傾きを変化させる機構のみを用い、車両Ｖ周囲の道路状況に応じて第１反射面４１の傾きを変化させる機構を省略してもよい。
以上説明したように、第２実施形態によれば、ＬｉＤＡＲ装置５０から送信されるレーザー光Ｒａｙ１を、車両Ｖ周囲の道路状況に応じて適切な範囲に送信することができる。
これは、車両Ｖ周囲の道路状況に応じて第１反射面４１の傾きを変化させる機構及び車両Ｖ周囲の道路状況に応じてＬｉＤＡＲ装置５０の傾きを変化させる機構を備えていることによるものである。その他、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、変形例について説明する。
上記各実施形態では、本開示の車両用灯具を車両用前照灯に適用した例について説明したが、これに限らない。例えば、本開示の車両用灯具を、車両用信号灯具、その他の車両用灯具に適用してもよい。
また、上記各実施形態では、ＬｉＤＡＲ装置として、走査型のＬｉＤＡＲ装置５０を用いた例について説明したが、これに限らない。ＬｉＤＡＲ装置として、フラッシュ型のＬｉＤＡＲ装置（図示せず）、その他のＬｉＤＡＲ装置を用いてもよい。
上記各実施形態で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。
上記各実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記各実施形態の記載によって本開示は限定的に解釈されるものではない。本開示はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
１…車両システム、１０…車両用灯具、２０…ロービーム用灯具ユニット、３０…ハイビーム用灯具ユニット、４０、４０Ａ…可動式ＬｉＤＡＲ装置、４１…第１反射面、４２…第２反射面、４３…スライド機構、４３ａ…モータ、４３ｂ…回転軸、４３ｃ…継手、４４…ブラケット、４５ａ…ピボット、４５ｂ…第１エイミングナット、４５ｃ…第１エイミングスクリュ、４５ｄ…モータ、４５ｅ…第２エイミングナット、４５ｆ…第２エイミングスクリュ、４５ｇ…モータ、４６ａ…ピボット、４６ｂ…第３エイミングナット、４６ｃ…第３エイミングスクリュ、４６ｄ…モータ、４７…ブラケット、５０…ＬｉＤＡＲ装置、５０ａ…光源制御部、５０ｂ…ミラー制御部、５０ｃ…信号処理部、５０ｄ…補正部、５１…光源、５２…ビームスプリッター、５３…光偏向器、５３ａ…ＭＥＭＳミラー、５４…受光素子、５５…ケース、５５ａ…開口部、５６…制御部、５７…メモリ、５８…記憶部、５８ａ…補正データ、６０…アウターレンズ、７０…ハウジング、８０…撮像装置、９０…制御部、９１…記憶部、９１ａ…所定プログラム、９２…道路状況判定部、９３…光制御部、１００…光学素子、２００…反射ミラー、Ａ１…第１検出範囲、Ａ２…第２検出範囲

Claims (5)

  1. 第１検出範囲に送信される検出対象検出用の光を発光する光源と、検出対象で反射された前記検出対象検出用の光の反射光である戻り光が入射した場合、当該戻り光の強度に応じた電気信号を出力する受光素子と、を有するＬｉＤＡＲ装置と、
    車両周囲の道路状況に応じて前記検出対象検出用の光の送信範囲を制御する光制御機構と、
    を備える車両用灯具。
  2. 前記光制御機構は、
    前記光源が発光する前記検出対象検出用の光を反射して前記第１検出範囲より広い第２検出範囲に送信されるように設計された第１反射面と、
    第２反射面と、
    前記車両周囲の道路状況に応じて前記第２反射面を、前記第１反射面で反射された前記検出対象用の光の光路外の第１位置、又は、前記第１反射面で反射された前記検出対象用の光の光路上の第２位置に移動させる第１アクチュエータと、を備える請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記光制御機構は、
    前記光源が発光する前記検出対象検出用の光を反射して前記第１検出範囲より広い第２検出範囲に送信されるように設計された第１反射面と、
    前記車両周囲の道路状況に応じて前記第１反射面の傾きを変化させる第２アクチュエータと、を備える請求項１に記載の車両用灯具。
  4. 前記光制御機構は、
    前記光源が発光する前記検出対象検出用の光を反射して前記第１検出範囲より広い第２検出範囲に送信されるように設計された第１反射面と、
    前記車両周囲の道路状況に応じて前記ＬｉＤＡＲ装置の傾きを変化させる第３アクチュエータと、を備える請求項１に記載の車両用灯具。
  5. 前記光制御機構は、
    前記光源が発光する前記検出対象検出用の光を反射して前記第１検出範囲より広い第２検出範囲に送信されるように設計された第１反射面と、
    前記第１反射面で反射された前記検出対象検出用の光の光路上に配置され、前記車両周囲の道路状況に応じて、前記第１反射面で反射された前記検出対象検出用の光が透過する第１状態、又は、前記第１反射面で反射された前記検出対象検出用の光を反射する第２状態のいずれかに切り替えられる光学素子と、を備える請求項１に記載の車両用灯具。
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