JP6279937B2 - 車両用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用前照灯として用いて好適な照明装置の点灯制御技術に関する。

車両用前照灯に関する従来例として、例えば特開２０１１−１４２０００号公報（特許文献１）には、紫外光から可視光までの波長領域のうちの所定の波長の光を発光する固体光源と、固体光源からの励起光により励起され固体光源の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも２種類の蛍光体領域が周期的に交互に配置されている蛍光体部と、固体光源からの励起光と蛍光体部との相対的位置を移動制御する制御手段としての反射機構を備えた照明装置が開示されている。

また、特開２０１１−２２２２３８号公報（特許文献２）には、２つのレーザー装置と、これらのレーザー装置から出射された光を反射させる二次元的に傾倒可能な２つのＭＥＭＳミラーと、各ＭＥＭＳミラーで反射された光を受けて白色光を出射する蛍光体が担持された蛍光体パネルと、蛍光体パネルから出射された白色光を車両前方へ投影する投影レンズと、各レーザー装置の点灯強度及び各ＭＥＭＳミラーの傾倒角度及び傾倒方向を制御して、各レーザー装置から出射されて各ＭＥＭＳミラーで反射された光を所定の走査パターンで蛍光体パネル上に走査させる制御部と、を備える車両用前照灯が開示されている。

ところで、車両の前方に種々の対象物（例えば、対向車両、横断する動物等）が存在する場合において運転者がその状況を把握しやすくするために、通常の照射光である主配光に加えて注意喚起のための強調光を照射したいという要望がある。しかし、特許文献１に開示される照明装置は、主配光の色温度（色度）を可変させることは可能であるが、主配光に対してさらに強調光を加えることができるようには構成されていない。

また、特許文献２に開示される車両用前照灯は、蛍光体パネルへの光走査を制御することによって照射光の配光パターンを変化させることは可能であるが、これも主配光に関する配光制御にとどまっており、強調光をさらに加えることができるようには構成されていない。なお、特許文献２では、ＲＧＢ三色の蛍光体を有する蛍光体を用いて各色光を混色することで、白色光以外の多彩な色の光を出射するという実施態様については示唆されているが、これもあくまで主配光の色を変化させることに言及しているに過ぎず、主配光に対してさらに強調光を加える構成を開示ないしは示唆するものではない。

特開２０１１−１４２０００号公報 特開２０１１−２２２２３８号公報

本発明に係る具体的態様は、運転者が車両前方の状況を把握しやすくするための光照射を可能とする技術を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の車両用照明装置は、（ａ）第１光源と当該第１光源からの光を反射させる第１ミラー素子とを有する第１光出力部と、（ｂ）第２光源と当該第２光源からの光を反射させる第２ミラー素子とを有する第２光出力部と、（ｃ）複数のブロックを有し、当該複数のブロックの各々ごとに前記第１光出力部及び前記第２光出力部の各々から入射される光を複数色の可視光に変換する複数種の光変換材を有する波長変換部と、（ｄ）前記波長変換部から出射する光を前記複数のブロックの各々ごとに混合する光混合部と、（ｅ）前記光混合部によって混合された光を集めるレンズと、（ｆ）前記第１光出力部及び前記第２光出力部の各々の動作を制御する制御部と、を含み、（ｇ）前記制御部によって前記第１光出力部が制御されて前記波長変換部が前記第１ミラー素子による反射光で照射され、当該反射光により前記波長変換部から出射する光が前記光混合部によって混合されることにより主配光が生成され、（ｈ）前記制御部によって前記第２光出力部が制御され、前記波長変換部の前記複数のブロックの各々ごとに前記複数種の光変換材のうちの少なくとも１種の光変換材であって前記波長変換部における特定位置の光変換材が前記第２ミラーによる反射光で選択的に照射され、当該反射光により前記波長変換部から出射する光が前記光混合部によって混合されることにより前記主配光とは異なる色の強調色配光が生成される、車両用照明装置である。

上記構成によれば、主配光とは独立に強調色配光を形成することができる。すなわち、主配光として望ましい状態の光を照射しつつ、この主配光の照射制御には影響を与えることなく、車両前方の状況（対象物の有無等）に応じて強調色配光を生成し照射することができる。従って、運転者が車両前方の状況を把握しやすくするための光照射が可能となる。

上記の車両用照明装置において、前記波長変換部は、前記複数種の光変換材のうち、同種の光変換材が直線状に繋がらないように分散して規則的に配列されていることが好ましい。

それにより、主配光や強調色配光の色ムラをより低減することができる。

上記の車両用照明装置において、前記第１光源及び／又は前記第２光源の光軸と前記レンズの光軸とのなす角度が９０°以下であることも好ましい。

それにより、第１光学系及び第２光学系の各々による波長変換部への光照射時の分解能を高め、照射時の位置精度を向上させることができる。

上記の車両用照明装置において、前記制御部は、車両前方の対象物を検出し、当該対象物が存在するときに前記第２光学系を制御して前記強調色配光を生成することも好ましい。この場合において、前記制御部は、前記対象物の接近方向を判定し、当該接近方向に応じて前記強調色配光の色及び／又は照射方向を決定することも好ましい。また、前記制御部は、前記対象物の前記車両への接近度合いを判定し、当該接近度合いに応じて前記強調色配光の色を変更して設定することも好ましい。

それにより、対象物の状況により適合する強調色配光を生成し照射することができる。

図１は、車両用前照灯システムの全体構成を示すブロック図である。 図２は、前照灯ユニットの構成例を示す図である。 図３は、第１ミラー素子および第２ミラー素子の構成例を示す図である。 図４（Ａ）は、波長変換部、第１レンズおよび第２レンズの配置状態を示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、これらの側面図である。 図５（Ａ）は、波長変換部の構成例を示す模式平面図である。図５（Ｂ）は、波長変換部の別の構成例を示す模式平面図である。 。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、前照灯ユニットの波長変換部等の別の構成例を示す図である。 図７は、前照灯ユニットの他の構成例を示す図である。 図８は、前照灯ユニットの他の構成例を示す図である。 図９は、距離画像に基づいて得られる各種情報と強調色配光との関係を示す図である。 図１０は、パターン形状の大きさとパターン加速度の関係並びに強調色配光の配光色との関係を示した図である。 図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、強調色配光の照射例を示す図である。 図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、各状況における波長変換部の点灯状態を示す図である。 図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、各状況における波長変換部の点灯状態を示す図である。 図１４は、第２光源による点灯フローの一例を示す図である。 図１５は、前照灯ユニットによる照射光の配光色の制御範囲を示したＣＩＥ１９３１色度図である。 図１６は、制御部による制御手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す車両用前照灯システムは、ステレオカメラ１０、制御部１１、前照灯配光制御部１２、前照灯ユニット１３、車速センサ１６を含んで構成されている。

ステレオカメラ１０は、自車両の所定位置（例えば車室内のバックミラー付近）に設置されており、車両の前方空間の画像を撮影してその画像データを制御部１１へ出力する。このステレオカメラ１０は、例えば複数台のカメラを用い、それらによって得られる画像による視差を利用して物体の位置や形状を特定し、その物体の奥行き方向の情報、すなわち距離情報を含んだ画像（距離画像）を生成するものである。

制御部１１は、車両用前照灯システムの全体動作を制御するものであり、機能ブロックとして、画像認識部２１、パターン比較部２２、パターン方向決定部２３、パターン加速度決定部２４、点灯増幅箇所決定部２５を備える。これらの各機能ブロックは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることによって実現される。

画像認識部２１は、車両前方の障害物、対向車両、前方車両、自転車、歩行者、動物等の物体（以下、これらを総称して「対象物」という。）の距離情報を含んだ画像をリアルタイム画像として取り込む。

パターン比較部２２は、取り込まれたリアルタイム画像と予め用意された対象物パターンとを比較して、車両前方に対象物が存在するかどうか、存在する場合にはその対象物の種別を判定する。

パターン方向決定部２３は、対象物が存在すると判定された場合に、取り込まれたリアルタイム画像内における対象物パターンの実際の移動方向および自車両を基準とした接近方向を求める。対象物パターンの実際の移動方向については、車速センサ１６から得られる車両速度との相対比較から求められる。本実施形態では、対象物パターンは、移動速度がゼロの対象物（例えば、駐車車両、電柱等の障害物）と、移動速度が正の値の対象物、すなわち自車両と進行方向が同じである対象物（例えば、先行車両等）と、移動速度が負の値の対象物、すなわち自車両と進行方向が同じではない対象物（例えば、対向車両等）の３種に識別される。

パターン加速度決定部２４は、対象物が存在すると判定された場合に、取り込まれたリアルタイム画像内における対象物パターンの大きさ（面積）が変化する割合としての加速度であるパターン加速度を求める。本実施形態では、パターン加速度は、対象物パターンの大きさが変化する度合い、すなわち自車両への接近度合いに応じて、大、中、小の３段階に識別される。

点灯増幅箇所決定部２５は、パターン認識された対象物の種別（形状）、接近方向、パターン加速度に基づいて、強調する色のアドレスを求め、そのアドレスを示す信号を前照灯配光制御部１２へ出力する。

前照灯配光制御部１２は、前照灯ユニット１３による配光状態を制御するための信号を生成してこれを前照灯ユニット１３へ供給する。この前照灯配光制御部１２は、点灯増幅箇所決定部２５から出力される信号に基づいて、強調する色のアドレスに対応した増幅箇所信号を生成してこれを前照灯ユニット１３の第２光学系１５へ供給する。

前照灯ユニット１３は、自車両の前部左右の所定位置にそれぞれ設置されており、前照灯配光制御部１２から供給される信号に基づいて自車両の前方へ光照射を行うものであり、白色の主配光を照射するための第１光学系１４と、強調色配光を照射するための第２光学系１５を備える。

図２は、前照灯ユニットの構成例を示す図である。図２に示す構成例の前照灯ユニット１３は、第１光源３１、第２光源３２、第１ミラー素子３３、第２ミラー素子３４、波長変換部３５、第１レンズ３６、第２レンズ３７、第３レンズ３８を含んで構成されている。なお、第１光源３１、第１ミラー素子３３、波長変換部３５、第１レンズ３６、第２レンズ３７、第３レンズ３８を含んで第１光学系１４が構成されており、第２光源３２、第１ミラー素子３４、波長変換部３５、第１レンズ３６、第２レンズ３７、第３レンズ３８を含んで第２光学系１５が構成されている。

第１光源３１、第２光源３２は、それぞれレーザー光を出射する発光素子であり、例えばレーザーダイオードである。本実施形態では、第１光源３１および第２光源３２は、それぞれ青色レーザー光を出射する。

第１ミラー素子３３は、第１光源３１から出射するレーザー光の進行方向を制御することにより波長変換部３５をレーザー光でスキャンする。同様に、第２ミラー素子３４は、第２光源３２から出射するレーザー光の進行方向を制御することにより波長変換部３５をレーザー光でスキャンする。これら第１ミラー素子３３、第２ミラー素子３４としては、例えば図３に例示するような構造の２軸ＭＥＭＳミラー素子を用いることができる。

波長変換部３５は、第１光源３１、第２光源３２のそれぞれから第１ミラー素子３３および第２ミラー素子３４を介して照射されるレーザー光の波長変換を行う。

第１レンズ３６は、複数のレンズ体を有しており、波長変換部３５の前部（光出射側）に配置されている（図４参照）。第２レンズ３７は、複数のレンズ体を有しており、第１レンズ３６の前部（光出射側）に配置されている（図４参照）。第３レンズ３８は、第２レンズ３７の前部（光出射側）に配置されている。

図５（Ａ）は、波長変換部の構成例を示す模式平面図である。図５（Ａ）に示す構成例の波長変換部３５は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のそれぞれに対応した画素（光変換材）が規則性をもってマトリクス状に配列した構造を有する。図中に点線で囲んだように、３×３個の画素からなるユニットを１単位ブロックとすると、波長変換部３５は、横方向に４行、縦方向に２列の合計８ブロックを含んで構成されている。各ブロック内には、同数の発光色の画素が含まれるので、それぞれのブロックで独立した発光色の制御を行うことができ、全てのブロックを同期させれば同一色の発光色を得られる。各画素の配列の規則性としては、図示のように縦方向、横方向、斜め方向のそれぞれについて同色の画素が直線状に並ばないようにすることで配光時の色ムラ低減に効果がある。具体的には、１列目の各画素をＲ、Ｇ、Ｂの規則性をもって横方向に配列し、２列目以降では１画素分を左右どちらかへ移動させて配列する。図５（Ａ）の構造例では発光色のＲＧＢの３色であるので３行目まで移動して配列させ、４列目からは２列目からの規則性を繰り返すことで、各発光色が直線状に重複しない配列している。

図５（Ｂ）は、波長変換部の別の構成例を示す模式平面図である。図５（Ｂ）に示す構成例の波長変換部３５は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）、Ｙ（黄色）のそれぞれに対応した画素（波長変換区画）が規則性をもってマトリクス状に配列した構造を有する。図中に点線で囲んだように、４×３個の画素からなるユニットを１単位ブロックとすると、波長変換部３５は、横方向に４行、縦方向に２列の合計８ブロックを含んで構成されている。各画素の配列の規則性については、上記と同様、図示のように縦方向、横方向、斜め方向のそれぞれについて同色の画素が直線状に並ばないようにすることで配光時の色ムラ低減に効果がある。

なお、図５（Ａ）、図５（Ｂ）のそれぞれにおける画素数は一例であり、レーザー光源の光出力と前照灯の明るさ性能によって総画素数が決定され、配光パターンの解像度に応じてブロック単位を小さくしていくことができる。

再び図４を参照して、波長変換部３５から出射する光の集光方式について説明する。ここでは図５（Ｂ）に示したＲＧＢＹの４つの発光色に対応する各画素を備えた波長変換部３５を用いて説明するが、図５（Ａ）に示した波長変換部３５でも同様である。第２レンズ３７は、波長変換部３５の各画素から出射する光を集光する第１レンズ３６からの複数の色の光を混合する機能を果たす。波長変換部３５は、予め光反射性の部材で画素化された領域に、励起光を波長変換する蛍光体が充填されて構成されている。本実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｙの各色に対応する画素は、各光源からの光を各色に波長変換する蛍光体が選択的に高密度に充填されており、各蛍光体は、各光源からの光を吸収して蛍光変換する濃度と厚みに調整されている。これに対し、各光源の出射する光が青色であるため、Ｂ（青色）に対応する画素は、光透過部材中に拡散材を分散させたものが充填されており、各光源からの青色光を拡散させることで他の蛍光体からの発光と同等の発光状態に調整される。

波長変換部３５の各画素を構成する壁面は、アルミナ、マグネシアなどのセラミックや、酸化チタンを混合した光透過性部材（ガラス、シリコーン樹脂等）などの光反射性部材で形成されている。各画素の上部には、各画素からの光を集光するために各画素に対応づけて配列された複数のレンズ体からなる第１レンズ３６が配置されている。各画素から出射する各色の光は、第１レンズ３６にて集光され、複数の色の集合単位である１ブロック毎に設けられた複数のレンズ体からなる第２レンズ３７によって混色される。各画素が直線状に重複しない配列とした効果により、全画素を点灯させた場合には均一な白色光が得られる。

再び図２を参照して、前照灯ユニット１３の動作について説明する。図２に示す前照灯ユニット１３においては、第１光源３１と第２光源３２は、それぞれから出射する光が同一方向（図中では上方向）へ進むように配置されている。第１光源３１から出射する光は第１ミラー素子３３によって方向制御され、第２光源３２から出射する光は第２ミラー素子３４によって方向制御され、それぞれ波長変換部３５へ入射する。本実施形態では、第１ミラー素子３３は、第１光源３１から入射する光を反射することにより、その進行方向を、９０°の方向を中心として左右上下に制御することにより波長変換部３５の各画素を励起する。スキャニングの方法としては、図５（Ａ）または図５（Ｂ）に示した行方向（アルファベット表記の方向）に左右４０°±２０°程度の振れ角で共振駆動され、列方向（数字表記の方向）に上下３０°±１５°程度の振れ角で非共振駆動される。例えば図５（Ｂ）を用いて説明すると、１行Ａ列の画素から１行Ｐ列の画素まで走査したら、２行Ｐ列の画素から２行Ａ列の画素まで走査し、次は３行Ａ列の画素から３行Ｐ列まで走査し、というように順次ジグザグ走査され、６行Ａ列の画素に到達したら、また１行Ａ列の画素へ戻り、その後も同様に走査が続けられる。この順次ジグザグ走査はベクタースキャン方式が望ましいが、ラスタースキャン方式を用いることもできる。

各色の発光強度については、走査と同期して各光源３１、３２への電流を調整することで各色の強度比率が調整される。主配光は第１光源３１と第１ミラー素子３３で制御され、強調色配光は第２光源３２と第２ミラー素子３４で制御される。主配光は、ＲＧＢを組み合わせた白色（図５（Ａ）参照）、もしくはＲＧＢＹを組み合わせた白色光（図５（Ｂ）参照）である。第１レンズ３６によりＲＧＢ、もしくはＲＧＢＹのそれぞれの光を前面の第２レンズ３７に入射させ、それらの入射した光が第２レンズ３７によって混色され、白色の主配光となる。この主配光の上から特定の発光色を強調させるように第２光源３２および第２ミラー素子３４によって波長変換部３５の特定箇所の蛍光体に光を照射することにより、例えば赤色、青色、緑色、黄色もしくはこれらを組み合わせた色の光がスポット状に主配光に重ねられる。すべての光は第３レンズ３８によって集められて前方へ投影される。

第２光源３２と第２ミラー素子３４は、第２ミラー素子３４によるスキャニング動作が強調色に対応する画素の位置となったときに第２光源３２をオンにし、それ以外の画素の位置では第２光源３２をオフとするようにそれぞれ制御される。強調色に該当する各画素は、第１光源３１と第１ミラー素子３３によって連続的に励起されている状態で、さらに第２光源３２と第２ミラー素子３４によって励起されるので、仮に第１光源３１と第２光源３２とが同一電流駆動であれば、１つの光源を２倍の電流で駆動したことと同じ効果が得られ、他の強調されていない画素に比べて光量が増加することになる。１つの光源で主配光と強調色配光を同時制御することも可能であるが、第１光学系１４と第２光学系１５に分けることで、外部信号に対してリアルタイムで強調色配光を制御することができる。また、主配光の制御における画素と強調色配光の制御における画素とが重複しないような制御も可能であり、例えば、運転者視線の水平方向より上の飛来物や歩道側の電柱など、主配光で照射できないエリアの強調色配光を第２光学系１５の制御によって実現できる。

ここで、前照灯ユニットの他の構成例について説明する。図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、上記した第１レンズ３６および第２レンズ３７に代えて、平板状の光拡散部材３９を波長変換部３５の前面に配置することも可能である。ここでいう光拡散部材３９とは、波長変換部３５の各画素からの光を拡散する機能を果たすものである。光拡散部材３９に置き換えることで第１レンズ３６および第２レンズ３７を用いずに済むことから前照灯ユニット１３の構成を簡素化することが可能となる。光拡散部材３９としては、例えば透明基材にこの透明基材とは屈折率の異なるフィラーを分散させたものや、プリズムシート、フロストガラスなど、種々の公知の平板状の光拡散部材を用いることができる。このような光拡散部材３９によっても、全画素を点灯させた場合には均一な白色光が得られる。

図７は、前照灯ユニットの他の構成例を示す図である。上記した図２に示す構成例の前照灯ユニット１３との違いは、第１レンズ３６および第２レンズ３７が光拡散部材３９に置き換えられている点である。それ以外は同一構成であるので、ここでは説明を割愛する。図中に示した角度θは、点線で示したように第３レンズ３８を含む配光軸と、第１光源３１および第２光源３２の光軸のなす角度を示している。この角度θは９０°以下に設定することが好ましい。角度θが９０°を超えるに従って、各ミラー素子３３、３４の振れ角に対して、波長変換部３５に到達するスキャニング光の幅が大きくなる関係があり、波長変換部３５を含めた光学系全体の小型化に対しては、分解能を低下させる要因となる。具体的には、所定位置の画素を狙った同期制御に対して、隣接する上下左右の画素を励起してしまう誤制御が発生しやすくなる。角度θを４５°程度とすることがさらに好ましいが、各光源３１、３２の放熱経路（図示せず）と光学系との干渉も発生するため、各ミラー素子３３、３４の振れ幅制御範囲、光路長、波長変換部３５のサイズ等の要請に従って適宜、各要素の配置が設計される。図２、図７のそれぞれに示した前照灯ユニット１３では、波長変換部３５の行方向を左右４０°±２０°の振れ角で共振駆動し、列方向を上下３０°±１５°の振れ角で非共振駆動することにより、波長変換部３５の各画素をより細かく配置した場合であっても、狙い通りに光軸を調整することが容易となる。

図８は、前照灯ユニットの他の構成例を示す図である。図２、図７のそれぞれに示した前照灯ユニット１３との違いは、第２光源３２および第２ミラー素子３４の配置状態が異なる点である。なお、ここでは波長変換部３５と光拡散部材３９を組み合わせた場合を例示しているが、波長変換部３５と第１レンズ３６および第２レンズ３７を組み合わせた場合も同様である。この構成例の前照灯ユニット１３では、第２光源３２および第２ミラー素子３４が第１光源３１と第１ミラー素子３３に対向する位置に配置されている。すなわち、各光源と各ミラー素子の配置に対称性をもたせた構成であり、各光源３１、３２からの光を各ミラー素子３３、３４にて反射することで９０°前後、光の進行方向を変更し、この光によって波長変換部３５の各画素をスキャニングする。

図９は、距離画像に基づいて得られる各種情報と強調色配光との関係を示す図である。状況（Ａ）は、自車両の走行車線の左側路側帯を走行する自転車や原動機付き自転車などの低速車両を検出する場合について示している。距離画像から得られた対象物のパターンマッチング結果が四角形で示されており、自車両に対して対象物が相対的に接近するに従って四角形の面積が大きくなることが示されている。このとき、自車両の車速と対象物の速度との相対関係からこの対象物が停止しているのか、同じ方向へ走行しているのか、あるいは逆方向へ走行しているのかということを示す「接近方向」を判断する。この原理は、自車両の接近に伴って四角形（パターン形状）の大きさが変化する割合をパターン加速度に変換し、自車両の車速とパターン加速度を相対比較することで求められる。この判断は、例えば自車両の速度と対象物の速度との相関関係を予め求めておいたデータテーブル等を参照することによって行える。自車両と対象物の速度差の大小に応じて対象物の移動状態（併走、停止、逆走）を判定することができる。また、対象物の接近方向から、自車両に対して対象物が右側か左側かを判定することができ、パターン加速度との組み合わせから、自車両に対して接近する対象物の状況を判定することができる。この場合における強調色配光の配光色は、対象物との距離が遠い場合は青色で、対象物が自車両へ近づくにつれて黄色、赤色へと変更される。

状況（Ｂ）は、対向車両を検出する場合について示している。自車両に対する接近方向が中央から右側へ向かっており、パターン加速度が大きいことから、対象物は反対車線の対向車両であると判定される。対向車両についてはセンターラインからのはみ出しの可能性が考えられるので、強調色配光の色は黄色とする。なお、同様な状況であって対象物の実際の移動方向が自車両と同じである場合には左車線の併走車両と判定でき、この場合も急な車線変更などの可能性が考えられるので、同じく黄色の強調色配光が選択される。

状況（Ｃ）は、先行車両を検出する場合について示している。自車両と実際の移動方向が同じであり、接近方向は自車両へ近づく方向であり、パターン加速度も大きいため、先行車両が低速で走行していると判断できる。この場合に、自車両と先行車両との距離が大きいうちは通常配光（白色光）であるが、距離が縮まるに従って黄色、赤色の強調色配光が選択される。相対速度差に閾値を設けて配光色が設定されるので、先行車両との緩やかな接近の場合には通常配光のままである。

状況（Ｄ）は、自車両の前方を横切る動物等の対象物を検出する場合について示している。この場合に、対象物の接近方向（移動方向）が左から右へ向かう方向であり、加速度が状況（Ａ）よりは大きく状況（Ｂ）、（Ｃ）よりは小さいことから、前方を横断する対象物であると判断できる。この場合には自車両との衝突の危険性があることから、赤色の強調色配光が選択される。

なお、ここで例示した強調色配光の色は、人間工学に基づいて選択されている。具体的には交通信号灯の発光色と同様の色が選ばれており、一般的な人間の認識として、黄色であれは注意レベル、赤色であれば警告レベルと認識させることを意図している。

図１０は、パターン形状の大きさとパターン加速度の関係並びに強調色配光の配光色との関係を示した図である。対象物のパターン形状の大きさ（パターン大きさ）を縦軸にとり、走行時間を横軸にとると、図示のようにパターン形状は対象物の自車両への接近に伴って指数関数的に増加する。このときの傾きがパターン加速度に相当する。対象物が自車両の遠方にあって両者間の距離が比較的大きい場合には、パターン形状の面積が小さく、その大きさの変化割合であるパターン加速度も小さい。この領域を「監視領域」と定義する。また、両者間の距離が小さくなり、それに伴ってパターン形状の面積が大きくなり始める領域を「危険領域」と定義し、さらにパターン形状の面積が大きくなる領域を「警告領域」と定義する。図中下側に、上記した状況（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれに対応した「監視領域」、「危険領域」、「警告領域」のそれぞれでの強調色の例を示す。各領域間の強調色の切り替え方法としては、光源への駆動電流を制御することにて緩やかに次の強調色へ変化させてもよいし（一旦白色に戻り、次の強調色へ徐々に切り替える等）、オン／オフ制御のように勾配差なく変化させてもよい。運転者への注意喚起としては後者のほうがより効果的である。

図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、強調色配光の照射例を示す図である。また、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、各状況における波長変換部の点灯状態を示す図である。なお、本実施形態では第３レンズ３８を用いた光学系は投影先で光源像が左右上下に反転する結像系であり、図１２（Ａ）では結像前の点灯箇所を示している（以下も同様）。また、通常配光についてはここでは説明を省略する。

図１１（Ａ）は、自車両の走行車線の左側路側帯を走行する自転車や原動機付き自転車などの対象物に対する強調色配光の照射例を示しており、図１２（Ａ）はこの状況における波長変換部の点灯状態を示している。まず、白抜きの楕円で示す対象物５０が遠方に存在する場合には、運転者からみて左側の前照灯ユニット１３の波長変換部３５において上部配光を受け持つアドレスＨ５、Ｉ４、Ｊ６の３つの青色画素（Ｂ）のスキャニング時に第２光源３２を発光させることにより、これらの青色画素から青色光が出射する。それにより、自車両を基準に左側遠方へ向かう青色のビーム状の強調色配光５１ｂが照射される。続いて、対象物５０が比較的近くに存在する場合には、波長変換部３５において中間部配光を受け持つアドレスＪ４、Ｍ３、Ｍ５の３つの黄色画素（Ｙ）のスキャニング時に第２光源３２を発光させることにより、これらの黄色画素から黄色光が出射する。それにより、自車両を基準として左側中間地点へ向かう黄色のビーム状の強調色配光５１ｙが照射される。また、対象物５０がさらに近くに存在する場合には、波長変換部３５において下部配光（路面配光）を受け持つアドレスＮ３、Ｏ４、Ｐ２の３つの赤色画素（Ｒ）のスキャニング時に第２光源３２を発光させることにより、これらの赤色画素から赤色光が出射する。それにより、自車両を基準として左側近傍へ向かう赤色のビーム状の強調色配光５１ｒが照射される。

なお、ここでは４×３個の画素からなるユニットを１単位ブロックとする波長変換部３５の場合について説明したが、３×３個の画素からなるユニットを１単位ブロックとする波長変換部３５を用いた場合も同様であり、その場合の波長変換部３５の点灯状況を図１３（Ａ）に示す。また、ここでは画素を４列ごとに切り替える場合について説明したが、各画素がリレー点灯しながらアドレス移動してもよい（以下も同様）。

図１１（Ｂ）は、自車両の前方を横断する動物などの対象物に対する強調色配光の照射例を示しており、図１２（Ｂ）はこの状況における波長変換部の点灯状態を示している。この場合には、右側と左側の各前照灯ユニット１３の波長変換部３５においてアドレスＢ３、Ｃ４、Ｄ２、Ｆ３、Ｇ４、Ｈ２、Ｊ３、Ｋ４、Ｌ２、Ｎ３、Ｏ４、Ｐ２のそれぞれの赤色画素（Ｒ）のスキャニング時に第２光源３２を発光させることにより、これらの赤色画素から赤色光が出射する。それにより、自車両を基準に左側から右側へ横断する対象物５０に向かって赤色のビーム状の強調色配光５１ｒが照射される。左側の前照灯ユニット１３から右側の前照灯ユニット１３への切り替えは対象物５０が自車両の中央付近に接近したときに行われる。なお、３×３個の画素からなるユニットを１単位ブロックとする波長変換部３５を用いた場合についても同様であり、その場合の波長変換部３５の点灯状況を図１３（Ｂ）に示す。

図１１（Ｃ）は、自車両に対して接近する対向車両などの対象物に対する強調色配光の照射例を示しており、図１２（Ｃ）はこの状況における波長変換部の点灯状態を示している。この場合には、右側の前照灯ユニット１３の波長変換部３５においてアドレスＪ４、Ｉ５、Ｇ６、Ｆ４、Ｅ３、Ｅ５、Ｃ２、Ｂ４、Ａ３のそれぞれの黄色画素（Ｙ）のスキャニング時に第２光源３２を発光させることにより、これらの黄色画素から黄色光が出射する。それにより、自車両に対して接近する対象物５０に向かって黄色のビーム状の強調色配光５１ｙが照射される。なお、３×３個の画素からなるユニットを１単位ブロックとする波長変換部３５を用いた場合についても同様であり、その場合の波長変換部３５の点灯状況を図１３（Ｃ）に示す。

図１４は、第２光源による点灯フローの一例を示す図である。ここでは、上記した図１１（Ａ）に示した自車両の左側前方における対象物を検出したときの第２光源３２および第２ミラー素子３４による強調色配光の点灯同期フローを示している。対象物が遠方のときは第２ミラー素子３４がアドレスＡ１からＡ６まで折り返しながらスキャニングする過程において、ミラー角度が波長変換部３５の所定の青色画素に該当するアドレスに到達した時点で第２光源３２がオン（発光状態）に駆動される。以降は順次、自車両と対象物との相対的な位置関係に応じて、強調色が黄色から赤色へ順に時間軸に沿って制御される。

図１５は、前照灯ユニットによる照射光の配光色の制御範囲を示したＣＩＥ１９３１色度図である。上記した波長変換部３５の各色の画素が単独で発光した場合の色度座標を四角形でプロットしており、車両用前照灯の白色規格範囲（ＳＡＥ＿Ｗｈｉｔｅ Ａｒｅａ）を矩形範囲で示してある。さらに、対象物に対応した強調色を白色光に重ねて照射したときの各強調行きを丸でプロットしている。通常、白色光から各強調域に可変する際は強調色の制御を受け持つ第２光学系１５によって、白色規格範囲から逸脱しないように第２光源３２の駆動電流に閾値を設けて制御が行われる。当然ながら、各画素単独の発光の色度座標を直線で結んだ色度範囲内であれば任意の強調色に制御することが可能であり、緑色、橙色、電球色など、複数の画素の組み合わせで制御することが可能である。

図１６は、制御部１１による制御手順を示すフローチャートである。ステレオカメラ１０から画像認識部２１へ画像入力されると（ステップＳ１１）、パターン比較部２２によって入力された画像と予め用意された対象物パターンである内蔵パターンとの比較が行われ（ステップＳ１２）、対象物であるか否かが判定される（ステップＳ１３）。

対象物ではない場合には（ステップＳ１３；ＮＯ）、あるいは、対象物である場合においても（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、パターン方向決定部２３により対象物の相対速度が閾値以下であると判定された場合には（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、制御部１１は、前照灯配光制御部１２に対して通常の白色光による全点灯状態に前照灯ユニット１３を動作させるための信号を出力する（ステップＳ４３）。これに応じて前照灯配光制御部１２により制御信号が生成され、前照灯ユニット１３へ出力される。相対速度を閾値で判断することにより、前照灯による照射光が届かないような遠方の対象物や並走する車両など強調色配光の必要性が低い対象物に対しては強調色を照射せずに済む。

対象物の相対速度が閾値以下ではない場合には（ステップＳ１４；ＮＯ）、パターン方向決定部２３は、対象物パターンの接近方向（移動方向）を判定する（ステップＳ１５、１６、１７、１８）。ここで判定される対象物パターンの接近方向とパターン加速度決定部２４によって決定されるパターン加速度の大きさに応じて、以下のように波長変換部３５における強調色のアドレスが決定される。

対象物パターンの接近方向が画像中において左下へ向かう方向である場合に（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、パターン加速度が「小」の場合には強調アドレスが青色画素に決定され（ステップＳ１９、２０）、パターン加速度が「中」の場合には強調アドレスが黄色画素に決定され（ステップＳ２１、２２）、パターン加速度が「大」の場合には強調アドレスが赤色画素に決定される（ステップＳ２３、２４）。

対象物パターンの接近方向が画像中において右下へ向かう方向である場合に（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、パターン加速度が「小」の場合には強調アドレスが黄色画素に決定され（ステップＳ２５、２６）、パターン加速度が「中」の場合にも強調アドレスが黄色画素に決定され（ステップＳ２７、２８）、パターン加速度が「大」の場合にも強調アドレスが黄色画素に決定される（ステップＳ２９、３０）。

対象物パターンの接近方向が画像中において真下へ向かう方向である場合に（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、パターン加速度が「小」の場合には強調アドレスが全画素（Ｗ）に決定され（ステップＳ３１、３２）、パターン加速度が「中」の場合には強調アドレスが黄色画素に決定され（ステップＳ３３、３４）、パターン加速度が「大」の場合には強調アドレスが赤色画素に決定される（ステップＳ３５、３６）。

対象物パターンの接近方向が画像中において左から右へ向かう方向である場合に（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、パターン加速度が「小」の場合には強調アドレスが赤色画素に決定され（ステップＳ３７、３８）、パターン加速度が「中」の場合にも強調アドレスが赤色画素に決定され（ステップＳ３９、４０）、パターン加速度が「大」の場合にも強調アドレスが赤色画素に決定される（ステップＳ４１、４２）。

以上のような実施形態によれば、主配光とは独立に強調色配光を形成することができる。すなわち、主配光として望ましい状態の光を照射しつつ、この主配光の照射制御には影響を与えることなく、車両前方の状況（対象物の有無等）に応じて強調色配光を生成し照射することができる。従って、運転者が車両前方の状況を把握しやすくするための光照射が可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、波長変換部の画素構成はＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙの組み合わせに限定されず、白色光を合成できる組み合わせ、例えばＢ（青色）、Ｙ（黄色）、ＢＧ（青緑色）＋Ｒ、ＢＷ（高色温度白色）＋Ａ（橙色）、Ｒ（赤色）など、紫外〜青色レーザーダイオードおよびレーザーダイオードと波長変換材を組み合わせた公知の発光色の組み合わせを用いることもできる。

また、対象物を検出する手段としては、上記した実施形態におけるステレオカメラ以外に、例えば赤外光源とＴＯＦ（Time Of Flight）カメラもしくは赤外受光カメラ、赤外レーザーレーダーやミリ波レーダー、準ミリ波レーダーと単眼カメラの組み合わせなどであってもよいし、車両に装備されている衝突被害軽減ブレーキシステムなどの信号情報を利用してもよい。

また、上記した実施形態における通常配光および強調色配光の各配光色については法規上で規定された白色範囲内で制御することを前提としていたが、法規が適用されない車両等（例えば、自転車、電車等の軌道敷車両、フォークリフト等の敷地内車両）においては、白色範囲外の配光色を用いることも可能である。その場合にはより色純度の高い強調色による配光を用いることができる。

１０：ステレオカメラ
１１：制御部
１２：前照灯配光制御部
１３：前照灯ユニット
１４：第１光学系
１５：第２光学系
１６：車速センサ
２１：画像認識部
２２：パターン比較部
２３：パターン方向決定部
２４：パターン加速度決定部
２５：点灯増幅箇所決定部
３１：第１光源
３２：第２光源
３３：第１ミラー素子
３４：第２ミラー素子
３５：波長変換部
３６：第１レンズ
３７：第２レンズ
３８：第３レンズ
３９：光拡散部材
５０：対象物
５１ｒ、５１ｙ、５１ｂ：強調色配光

Claims (6)

1. 第１光源と当該第１光源からの光を反射させる第１ミラー素子とを有する第１光出力部と、
   第２光源と当該第２光源からの光を反射させる第２ミラー素子とを有する第２光出力部と、
   複数のブロックを有し、当該複数のブロックの各々ごとに前記第１光出力部及び前記第２光出力部の各々から入射される光を複数色の可視光に変換する複数種の光変換材を有する波長変換部と、
   前記波長変換部から出射する光を前記複数のブロックの各々ごとに混合する光混合部と、
   前記光混合部によって混合された光を集めるレンズと、
   前記第１光出力部及び前記第２光出力部の各々の動作を制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部によって前記第１光出力部が制御されて前記波長変換部が前記第１ミラー素子による反射光で照射され、当該反射光により前記波長変換部から出射する光が前記光混合部によって混合されることにより主配光が生成され、
   前記制御部によって前記第２光出力部が制御され、前記波長変換部の前記複数のブロックの各々ごとに前記複数種の光変換材のうちの少なくとも１種の光変換材であって前記波長変換部における特定位置の光変換材が前記第２ミラーによる反射光で選択的に照射され、当該反射光により前記波長変換部から出射する光が前記光混合部によって混合されることにより前記主配光とは異なる色の強調色配光が生成される、
   車両用照明装置。
2. 前記波長変換部は、前記複数種の光変換材のうち、同種の光変換材が直線状に繋がらないように分散して規則的に配列されている、
   請求項１に記載の車両用照明装置。
3. 前記第１光源及び／又は前記第２光源の光軸と前記レンズの光軸とのなす角度が９０°以下である、
   請求項１又は２に記載の車両用照明装置。
4. 前記制御部は、車両前方の対象物を検出し、当該対象物が存在するときに前記第２光学系を制御して前記強調色配光を生成する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用照明装置。
5. 前記制御部は、前記対象物の接近方向を判定し、当該接近方向に応じて前記強調色配光の色及び／又は照射方向を決定する、
   請求項４に記載の車両用照明装置。
6. 前記制御部は、前記対象物が前記車両への接近度合いを判定し、当該接近度合いに応じて前記強調色配光の色を変更して設定する、
   請求項４又は５に記載の車両用照明装置。