JP2024041664A - 車両用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】夜間でかつ雨天であるといった悪条件の下でも運転者による歩行者の見落としを改善できる車両用照明装置を提供すること。【解決手段】車両用照明装置１は車両２前方下側の下部照射領域（ロービーム照射領域１１）を照らすロービーム照射部（ロービームユニット７）と、明領域１３と暗領域１４が交互に繰り返される照射パターンで車両２の走行路側方の側方照射領域（右側パターン照射領域１２）に照射光を照射するパターン照射部（プロジェクターユニット８）と、車両２の周囲の水分環境に関連する情報を取得する環境情報取得デバイス２０と、環境情報取得デバイス２０が取得した情報に基づいてロービーム照射部７または／およびパターン照射部８の照射態様を変更する制御部（灯具制御ＥＣＵ９）とを備える。一つの態様では、制御部９は、夜で雨天の時、ロービーム照射部７に照射光を減光させ、パターン照射部８に照射光を増光させる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用照明装置に関する。

車両用照明装置として、歩行者の眩惑を抑制しつつ運転者が歩行者を良好に視認可能な装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の車両用照明装置では、歩行者検出センサにより取得した歩行者までの距離に応じて、歩行者の上半身への照明量を低下させるようにしている。

特開２０１３－１８４６１４号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、歩行者側における幻惑は抑制されるものの、夜間でかつ雨天であるといった悪条件の下では、運転者側から見た歩行者に対する視認性が不十分になるおそれがある。

本発明は、上述のような状況に鑑みてなされたものであり、夜間でかつ雨天であるといった悪条件の下でも運転者による歩行者の見落としを改善できる車両用照明装置を提供すること目的とする。また、延いては交通の安全性をより一層改善して持続可能な輸送システムの発展に寄与すること目的とする。

（１） 車両（例えば、後述する車両２）前方下側の下部照射領域（例えば、後述するロービーム照射領域１１）を照らすロービーム照射部（例えば、後述するロービームユニット７）と、明領域（例えば、後述する明領域１３）と暗領域（例えば、後述する暗領域１４）が交互に繰り返される照射パターンで前記車両の走行路側方の側方照射領域（例えば、後述する右側パターン照射領域１２）に照射光を照射するパターン照射部（例えば、後述するプロジェクターユニット８）と、前記車両の周囲の水分環境に関連する情報を取得する環境情報取得デバイス（例えば、後述する環境情報取得デバイス２０）と、前記環境情報取得デバイスが取得した情報に基づいて前記ロービーム照射部または／および前記パターン照射部の照射態様を変更する制御部（例えば、後述する灯具制御ＥＣＵ９）と、を備えた車両用照明装置。

（２） 前記制御部は、前記環境情報取得デバイスが取得した、夜で、かつ、雨天であることを示す環境情報に基づいて、前記ロービーム照射部に対し照射光を減光させ、または／および、前記パターン照射部に対し照射光を増光させる（１）の車両用照明装置。

（１）の車両用照明装置では、車両の周囲の水分環境に関連する情報を環境情報取得デバイスが取得して制御部に伝達した場合には、車両の周囲の水分環境に応じてロービーム照射部から下部照射領域に照射されるロービーム照射や、パターン照射部から歩行者に照射されるパターン照射が変更できるので、運転者側における歩行者視認性が維持される。また、延いては交通の安全性をより一層改善して持続可能な輸送システムの発展に寄与することに通じる。

（２）の車両用照明装置では、夜で、かつ、雨天である場合に、制御部がロービーム照射部に対し照射光を減光させるため、歩行者が路面におけるロービーム照射光の水面反射で照らされる度合いを低減できる。このため、パターン照射部から歩行者に照射される照射パターンのコントラストが阻害され難くなり、運転者側における歩行者視認性が維持される。

本発明の実施形態の車両用照明装置による照明光の照射の様子を示す模式図である。 本発明の実施形態の車両用照明装置の構成図である。 図２の車両用照明装置における各灯具の照射領域を示す図である。 図２の車両用照明装置がロービームモードで作動している場合の灯具の照射領域を示す図である。 図２の車両用照明装置におけるパターン照射部による照射パターンの一例を示す図である。 図２の車両用照明装置の環境情報取得デバイスが雨天であることを検出した場合のロービーム照射部とパターン照射部の作動態様の一例を示す図である。 図２の車両用照明装置の環境情報取得デバイスが雨天であることを検出した場合のロービーム照射部とパターン照射部の作動態様の他の例を示す図である。 図２の車両用照明装置の環境情報取得デバイスが雨天であることを検出した場合のロービーム照射部とパターン照射部の作動態様の他の例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、照射領域とは灯具による光の照射域であり、照射パターンとは照射領域における照度、明領域と暗領域とによる模様、照射領域の輪郭形状、その他の照射形態である。

図１は、本発明の実施形態の車両用照明装置１による照明光の照射の様子を示す模式図である。車両２に設けられた車両用照明装置１の正面前方、例えば、２５ｍ前方に設定された所定の仮想鉛直面であるテストスクリーン３上に形成される照射パターンによって車両用照明装置１からの照射光の配光が評価される。

図２は車両用照明装置１の構成図、図３は車両用照明装置１における各灯具の照射領域を示す図である。灯具である左側ヘッドライトユニット４および右側ヘッドライトユニット５それぞれに、車両２の車幅方向で内側から外側に向かう順に、ハイビームユニット６、ロービームユニット７、プロジェクターユニット８が配されている。左側ヘッドライトユニット４および右側ヘッドライトユニット５それぞれにおいて、灯具制御ＥＣＵ９の管理下で、ハイビームユニット６、ロービームユニット７、プロジェクターユニット８が作動する。

ハイビームユニット６は、光源である発光素子、リフレクタ、照射領域を規定する遮光板およびレンズを含む。灯具制御ＥＣＵ９からの制御信号に応じて不図示の電源から電力が供給されて発光素子が発光する。発光素子からの光がリフレクタによって反射される。リフレクタからの反射光が遮光板で規定されるハイビーム照射領域１０に向けてレンズから照射される。

ロービームユニット７は、光源である発光素子、リフレクタ、照射領域を規定する遮光板およびレンズを含む。灯具制御ＥＣＵ９からの制御信号に応じて不図示の電源から電力が供給されて発光素子が発光する。発光素子からの光がリフレクタによって反射される。リフレクタからの反射光が遮光板で規定されるロービーム照射領域１１に向けてレンズから照射される。

プロジェクターユニット８は、光源である発光素子、空間光変調器およびレンズを含む。空間光変調器としては、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）のように多数の反射素子を独立して変調しつつ光を反射させる形態のものを適用できる。この場合、プロジェクターユニット８は、ＤＭＤを用いたＤＬＰ（Digital Light Processing：登録商標）方式の構成をとり、レンズから車両２の前方その他周辺に種々の所定の照射パターンで光を照射することができる。

照射パターンは種々の形の静止画パターンのみならず動画パターンの形態をもとり得る。灯具制御ＥＣＵ９からの制御信号に応じて不図示の電源から駆動電力が供給されて発光素子が発光する。この発光素子からの光が、灯具制御ＥＣＵ９からの制御信号に応じて駆動される空間光変調器で空間変調され、種々の所定の照射パターンでプロジェクターユニット８のレンズから車両２の前方その他周辺に光が照射される。即ち、プロジェクターユニット８は、照射パターンの形態を変更可能なパターン照射部を構成する。

図３を参照して、図１における車両用照明装置１からテストスクリーン３に光を照射した場合における、ハイビームユニット６、ロービームユニット７およびプロジェクターユニット８による照射領域について説明する。ここで、プロジェクターユニット８による照射領域については、右側ヘッドライトユニット５のプロジェクターユニット８による照射領域を示している。

左側ヘッドライトユニット４のプロジェクターユニット８による照射領域はＶ－Ｖ線を対象軸として右側ヘッドライトユニット５のプロジェクターユニット８による照射領域と対称を成すが、図示省略してある。

左側ヘッドライトユニット４のプロジェクターユニット８の構成と作用は、右側ヘッドライトユニット５のプロジェクターユニット８と相似的である。このため、以下、左側ヘッドライトユニット４のプロジェクターユニット８の構成と作用については、右側ヘッドライトユニット５のプロジェクターユニット８についての説明を援用する。

ロービームユニット７によるロービーム照射領域１１は、テストスクリーン３上で左右方向中央のＶ－Ｖ線（鉛直線）よりも右側に、Ｈ－Ｈ線（水平線）と平行に延びる対向車線側カットオフラインを有する。またＶ－Ｖ線よりも左側に、対向車線側カットオフラインよりも高い位置でＨ－Ｈ線に沿って延びる自車線側カットオフラインを有する。対向車線側カットオフラインと自車線側カットオフラインとの両者は、Ｈ－Ｈ線に対して傾斜した斜めカットオフラインで連なっている。ロービーム照射領域１１は、車両２の前方下側の下部照射領域である。

ハイビームユニット６によるハイビーム照射領域１０は、Ｈ－Ｈ線に平行な長辺とＶ－Ｖ線に平行な短辺を持つ長方形をなし、その対角線の交点がＨ－Ｈ線とＶ－Ｖ線との交点に略一致する位置を占める。ハイビーム照射領域１０は、対向車線側カットオフラインおよび自車線側カットオフラインそれぞれのＶ－Ｖ線よりの部分を含む下方の部分的領域でロービーム照射領域１１に重複している。ハイビーム照射領域１０は、下部照射領域であるロービーム照射領域１１よりも上側かつ車両２の車幅方向中央側の上部照射領域である。

右側ヘッドライトユニット５のプロジェクターユニット８による照射領域である右側パターン照射領域１２は、灯具制御ＥＣＵ９からのモード切り替え信号によって、領域の輪郭形状や当該領域内での照射パターンの形態など、照射パターンが種々変更され得る。但し、右側パターン照射領域１２は、何れの形態をとる場合においても、上部照射領域（ハイビーム照射領域１０）よりも車両２の車幅方向外側、かつ、下部照射領域（ロービーム照射領域１１）よりも上側を占める、車両の走行路側方の、側方照射領域である。

プロジェクターユニット８の能力上、右側パターン照射領域１２は、ハイビーム照射領域１０と重なる重複領域１２ａを含む広い形態をとり得る。この形態をとる場合、右側パターン照射領域１２は、高さ方向がＨ－Ｈ線に平行で上底および下底がＶ－Ｖ線に平行な横向きの台形状をなす。この台形は、Ｖ－Ｖ線に相対的に近い上底よりもＶ－Ｖ線から相対的に離れた下底の方が長い。即ち、右側パターン照射領域１２は、車両２の車幅方向外側に向けてＶ－Ｖ線に沿う寸法が広がった形状を成している。

上述のように、左側ヘッドライトユニット４および右側ヘッドライトユニット５それぞれの、ハイビームユニット６、ロービームユニット７およびプロジェクターユニット８は、灯具制御ＥＣＵ９の管理下で作動する。灯具制御ＥＣＵ９は、車両２に搭載された図示しない上位ＥＣＵ、ライトスイッチおよびライトスイッチレバー等からの出力、ならびに、後述する環境情報取得デバイス２０が取得した情報に基づいて、車両用照明装置１の動作モードを切り替える。即ち、灯具制御ＥＣＵ９は、ハイビームユニット６、ロービームユニット７およびプロジェクターユニット８に対し制御信号を供給して、これら各ユニットの動作モードを切り替える。

図４は、灯具制御ＥＣＵ９により動作モードがロービームモードにされた場合における、車両用照明装置１による照射光の照射領域を示す図である。夜間に、ライトスイッチが「オート」の位置、ライトスイッチレバーがロービーム以外の位置にあるときには、車両用照明装置１は、多くの場合ハイビームモードの状態にある。この状態で、カメラが対向車や前走車、一定数の街路灯を検知すると、灯具制御ＥＣＵ９によって車両用照明装置１の動作モードがロービームモードに切り替えられる。ロービームモード時には、灯具制御ＥＣＵ９による制御下で、ハイビームユニット６は消灯され、ロービームユニット７がロービーム照射領域１１を照射し、プロジェクターユニット８が右側パターン照射領域１２を照射する。

ロービームモード時には、右側パターン照射領域１２は、上述の重複領域１２ａを含む横向き台形状の広い領域を占める。この広い領域に、プロジェクターユニット８から図５に示すような、明領域１３と暗領域１４が交互に繰り返される明暗混合照射パターン１５でパターン照射光が照射される。図５における明暗混合照射パターン１５は、特に、斜め菱形格子の網目模様の明領域１３と、この明領域１３に囲まれた暗領域１４とによる斜め菱形格子パターンである。

右側ヘッドライトユニット５のプロジェクターユニット８からの明暗混合照射パターン１５の照射光によって、ヒトの視覚特性により、路側の歩行者の存在が運転者から容易に認識される。夜間でかつ雨天であるといった悪条件の下でも、運転者による歩行者の見落としを改善できる。

ここで、車両２の現在地周辺が雨天であることは、環境情報取得デバイス２０が取得する情報に基づいて認識される。図２における、カメラ１６、レインセンサ１７、ワイパースイッチ１８、カーナビゲーションシステム１９は、それぞれ単独で、或いは相互に連携して、車両２の周囲の水分環境に関連する情報を取得する環境情報取得デバイス２０を構成する。

カメラ１６は撮像視野の状況により雨天であることに関連する情報を取得する。レインセンサ１７は、フロントウィンドウ外表面の雨滴を検出する。ワイパースイッチ１８は、フロントウィンドウに雨滴が付着している場合に「オン」にされるものであることから、この「オン」が雨天である蓋然性が高いことを意味する検出値に相当するとみなせる。カーナビゲーションシステム１９は、車両２の現在地と時刻と天気予報等により、車両２周辺が雨天であることを割り出す。レインセンサ１７単独で環境情報取得デバイス２０を構成する場合は、比較的簡素な構成で雨天であることを検出できる。

一方、車両２において、昼夜の区分は、カメラ１６、レインセンサ１７等により取得される車両２周辺の照度に関する検出値や、カーナビゲーションシステム１９における現在時刻の情報等に基づいて灯具制御ＥＣＵ９で識別される。

図６は、図２の車両用照明装置の環境情報取得デバイス２０が雨天であることを検出した場合のロービームユニット７とパターン照射部としてのプロジェクターユニット８の作動態様の一例を示す図である。図６において、時刻ｔ０から時刻ｔ１に達するまでの時間区間は、レインセンサ１７の出力は「晴天」対応値である。この時ロービームユニット７は「ノーマル」モードで通常光量のロービームを照射している。また、この時、プロジェクターユニット８は「ノーマル」モードで通常光量のパターン照射光を照射している。

「晴天」であることから、車両２が走行する路面が濡れたり水溜りが発生したりすることは稀である。従って、通常光量でロービームの照射を維持していても、ロービームの水面反射が歩行者を照射してプロジェクターユニット８による照射パターンのコントラストが減殺されることがない。このため、プロジェクターユニット８からの明暗混合照射パターン１５の照射光によって、ヒトの視覚特性により、路側の歩行者の存在が運転者から容易に認識される。

一方、図６において、時刻ｔ１に達して以降は、レインセンサ１７の出力は「雨天」対応値である。この時ロービームユニット７は「ノーマル」モードよりも照射光が減光され消灯状態をも含む「減光」モードになる。本例では、この時、プロジェクターユニット８は「ノーマル」モードを維持して通常光量のパターン照射光を照射している。「雨天」では、車両２が走行する路面が濡れたり水溜りが発生したりする。

しかしながら、ロービームユニット７によるロービーム照射光を減光するため、歩行者が路面におけるロービーム照射光の水面反射で照らされる度合いを低減できる。このため、プロジェクターユニット８から歩行者に照射されるパターン照射によるコントラストの低下が抑制される。従って、夜間でかつ雨天であるといった悪条件の下でも、プロジェクターユニット８からの明暗混合照射パターン１５の照射光が効果的に作用して、ヒトの視覚特性により、路側の歩行者の存在が運転者から容易に認識される。

図６における、レインセンサ１７の出力に応じたロービームユニット７の「ノーマル」と「減光」との間での動作モードの切り替えは、灯具制御ＥＣＵ９の管理下で行われる。

図７は、図２の車両用照明装置の環境情報取得デバイス２０が雨天であることを検出した場合のロービームユニット７とパターン照射部としてのプロジェクターユニット８の作動態様の他の例を示す図である。図７において、時刻ｔ０から時刻ｔ１に達するまでの時間区間におけるレインセンサ１７、ロービームユニット７およびプロジェクターユニット８の動作は図６における場合と変わらない。

図７における図６の場合との相違点は、時刻ｔ１に達して以降、レインセンサ１７の出力が「雨天」対応値を示していても、ロービームユニット７は「ノーマル」モードを維持する一方、プロジェクターユニット８は「ノーマル」モードから「増光」モードに転じる点である。「増光」モードにおいて、プロジェクターユニット８は通常光量よりも高い光量でパターン照射光を照射する。

従って、通常光量によるロービーム照射光の水面反射が歩行者を照射しても、プロジェクターユニット８による照射パターンのコントラストが阻害され難い。このため、プロジェクターユニット８からの増光された明暗混合照射パターン１５の照射光によって、ヒトの視覚特性により、路側の歩行者の存在が運転者から容易に認識される。

図７における、レインセンサ１７の出力に応じたプロジェクターユニット８の「ノーマル」と「増光」との間での動作モードの切り替えは、灯具制御ＥＣＵ９の管理下で行われる。

図８は、図２の車両用照明装置の環境情報取得デバイス２０が雨天であることを検出した場合の、ロービームユニット７とパターン照射部としてのプロジェクターユニット８の作動態様のさらに他の例を示す図である。図８において、時刻ｔ０から時刻ｔ１に達するまでの時間区間におけるレインセンサ１７、ロービームユニット７およびプロジェクターユニット８の動作は図６における場合と変わらない。

図８における図６の場合との相違点は、時刻ｔ１に達して以降、レインセンサ１７の出力が「雨天」対応値を示す場合に、ロービームユニット７は「ノーマル」モードから「減光」モードに転じ、同時に、プロジェクターユニット８は「ノーマル」モードから「増光」モードに転じる点である。図８の例では、ロービーム照射光の水面反射が歩行者を照射しても、ロービーム照射光が通常光量よりも減光されており、かつ、プロジェクターユニット８は通常光量よりも高い光量でパターン照射光を照射する。このため、ロービーム照射光の水面反射が低減され、さらに、明暗混合照射パターン１５の照射光が増光されてプロジェクターユニット８から歩行者に照射され、パターン照射によるコントラストが確保される。この結果、ヒトの視覚特性により、路側の歩行者の存在が運転者から顕著に認識される。

図８における、レインセンサ１７の出力に応じたロービームユニット７およびプロジェクターユニット８における動作モードの切り替えは、灯具制御ＥＣＵ９の管理下で行われる。

本実施形態の車両用照明装置１によれば、以下の効果を奏する。

（１）の車両用照明装置１では、路面が濡れている蓋然性が高い状況に対応する情報を環境情報取得デバイス２０が取得して灯具制御ＥＣＵ９に伝達した場合には、灯具制御ＥＣＵ９がロービームユニット７に対し照射光を減光させる。このため、歩行者が路面におけるロービーム照射光の水面反射で照らされる度合いを低減できる。従って、プロジェクターユニット８から歩行者に照射されるパターン照射によるコントラストの低下が抑制される。この結果、運転者側における歩行者視認性が維持される。

（２）の車両用照明装置１では、夜で、かつ、雨天である場合に、灯具制御ＥＣＵ９がロービームユニット７に対し照射光を減光させるため、歩行者が路面におけるロービーム照射光の水面反射で照らされる度合いを低減できる。このため、プロジェクターユニット８から歩行者に照射される照射パターンのコントラストが阻害され難くなり、運転者側における歩行者視認性が維持される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。上述の実施形態では、灯具制御ＥＣＵ９の制御下で、環境情報取得デバイス２０が取得した車両周囲の水分環境に関連する情報に応じてロービームユニット７に対し照射光を減光させ、または／および、プロジェクターユニット８に対し照射光を増光させる構成を採った。これに替えて、例えば、外部との通信に基づいて車両周囲の水分環境に関連する情報をも把握している上位ＥＣＵによって、ロービームユニット７、または／および、プロジェクターユニット８を同様に制御する構成を採ることもできる。また、プロジェクターユニット８による照射パターンは、上述の明暗混合照射パターン１５に限られず、市松模様の照射パターンやストライプ状の照射パターンを適用することもできる。

１…車両用照明装置
２…車両
３…テストスクリーン
４…左側ヘッドライトユニット
５…右側ヘッドライトユニット
６…ハイビームユニット
７…ロービームユニット
８…プロジェクターユニット（パターン照射部）
９…灯具制御ＥＣＵ
１０…ハイビーム照射領域（上部照射領域）
１１…ロービーム照射領域（下部照射領域）
１２…右側パターン照射領域（側方照射領域）
１２ａ…重複領域
１３…明領域
１４…暗領域
１５…明暗混合照射パターン
１６…カメラ
１７…レインセンサ
１８…ワイパースイッチ
１９…カーナビゲーションシステム
２０…環境情報取得デバイス

Claims (2)

1. 車両前方下側の下部照射領域を照らすロービーム照射部と、
   明領域と暗領域が交互に繰り返される照射パターンで前記車両の走行路側方の側方照射領域に照射光を照射するパターン照射部と、
   前記車両の周囲の水分環境に関連する情報を取得する環境情報取得デバイスと、
   前記環境情報取得デバイスが取得した情報に基づいて前記ロービーム照射部または／および前記パターン照射部の照射態様を変更する制御部と、
   を備えた車両用照明装置。
2. 前記制御部は、前記環境情報取得デバイスから、夜で、かつ、雨天であることを示す環境情報を取得した場合には、前記ロービーム照射部に対し照射光を減光させ、または／および、前記パターン照射部に対し照射光を増光させる、請求項１に記載の車両用照明装置。
   
   

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