JP6521693B2 - 車両灯具システム - Google Patents

Description

本発明は、自動車などに用いられる車両用灯具に関する。

車両用灯具は、一般にロービームとハイビームとを切りかえることが可能である。ロービームは、近方を所定の照度で照明するものであって、対向車や先行車にグレアを与えないよう配光規定が定められており、主に市街地を走行する場合に用いられる。一方、ハイビームは、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するものであり、主に対向車や先行車が少ない道路を高速走行する場合に用いられる。したがって、ハイビームはロービームと比較してより運転者による視認性に優れているが、車両前方に存在する車両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、ハイビーム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、車両の前方の先行車、対向車や歩行者の有無を検出し、車両あるいは歩行者に対応する領域を減光するなどして、車両あるいは歩行者に与えるグレアを低減するものである。

ＡＤＢ機能を実現する方式として、アクチュエータを制御するシャッタ方式、ロータリー方式、ＬＥＤアレイ方式などが提案されている。シャッター方式やロータリー方式は、消灯領域（遮光領域）の幅を連続的に変化させることが可能であるが、消灯領域の数が１個に制限される。ＬＥＤアレイ方式は、消灯領域を複数個、設定することが可能であるが、消灯領域の幅が、ＬＥＤチップの照射幅に制約されるため、離散的となる。

本出願人は、これらの問題点を解決可能なＡＤＢ方式として、ブレードスキャン方式を提案している（特許文献２参照）。ブレードスキャン方式とは、回転するリフレクタ（ブレード）に光を入射し、リフレクタの回転位置に応じた角度で入射光を反射して反射光を車両前方で走査しつつ、光源の点消灯あるいは光量を、リフレクタの回転位置に応じて変化させることで、車両前方に、所望の配光パターンを形成するものである。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）やレーザダイオードなどの半導体光源を備える灯具が普及している。半導体光源には、その信頼性を保つために許容しうる定格温度が定められおり、半導体光源の駆動する点灯回路（駆動回路ともいう）は、半導体光源の温度が定格温度を超えないように、ジャンクション温度、デバイス温度あるいは周囲温度が上昇すると駆動電流を減少させて、つまり光量を低下させて、さらなる温度上昇を抑制する機能（温度ディレーティング機能）を具備する。たとえば駆動回路には、サーミスタなどの温度検出素子が内蔵され、温度が所定のしきい値を超えると、駆動電流Ｉ_ＬＥＤを低下させる。

ブレードスキャン方式のＡＤＢ制御において、点灯領域と消灯領域（遮光領域）の組み合わせからなる配光パターンを生成する場合を考える。半導体光源の点灯率αを以下のように定義する。
α＝Ｔ_ＯＮ／Ｔ_Ｐ
Ｔ_Ｐはブレードの周期であり、Ｔ_ＯＮはブレードの周期Ｔ_Ｐ内で半導体光源が点灯している期間（オン時間）である。

図１は、点灯率αと駆動電流Ｉ_ＬＥＤの関係を示す図である。点灯率αが所定の許容値α_ＭＡＸ（ここでは８０％とする）より低い領域では、デバイス温度あるいはジャンクション温度（以下、単に温度と総称する）がしきい値より低く維持され、したがって駆動電流Ｉ_ＬＥＤはある目標値Ｉ_ＲＥＦに保たれる。

点灯率αが許容値α_ＭＡＸを超えて高くなると、半導体光源の消費電力が増大し、温度が上昇する。その結果、温度ディレーティング制御により駆動電流Ｉ_ＬＥＤが目標電流Ｉ_ＲＥＦから減少する。

特開２０１２−２２４３１８号公報 特開２０１５−０１６７７３号公報

本発明者らは、ブレードスキャン方式の灯具における温度ディレーティング制御について考察し、以下の課題を認識するに至った。

図２（ａ）、（ｂ）は、灯具前方の所定位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるハイビーム用の配光パターンを示す図である。ここでは左側通行が示され、車両前方に先行車５０２が走行している。図２（ａ）は先行車が直線走行する状態を、図２（ｂ）は先行車が右カーブ走行する状態を示す。配光パターン５００は、先行車（前方車ともいう）５０２に対応する領域が遮光領域（消灯領域）５０４となり、その他が照射領域（点灯領域）５０６となる。

配光パターン（以下、合成配光パターンともいう）５００は、左ハイビームによる配光パターン（左配光パターン）５００Ｌと右ハイビームによる配光パターン（右配光パターン）５００Ｒの合成により生成される。図３（ａ）〜（ｄ）は、左右の配光パターンの遷移を示す図である。

図３（ａ）のように先行車が直線走行の自車線上（θ＝０°）に位置する場合、左右のハイビームにおける点灯率α_Ｌ，α_Ｒは許容値α_ＭＡＸより低い。ところが、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）と先行車５０２の位置が右に移動すると、右配光パターンＰ_Ｒの点灯率α_Ｒは一定値を維持するが、左配光パターンＰ_Ｌの点灯率α_Ｌは増大していく。そして左の点灯率α_Ｌは許容値α_ＭＡＸを超えると温度ディレーティング制御により駆動電流Ｉ_ＬＥＤが目標値Ｉ_ＲＥＦから低下する。

左ハイビームの駆動電流Ｉ_ＬＥＤの低下にともない左ハイビームの光度が低下する。これは、合成配光パターンの直線走行の自車線上（θ＝０°）の光度が低下することを意味する。

運転者は、直線走行中は自車線上（車軸方向）を最も注視すべきであり、したがって自車線上が明るいことが望ましいが、図２、図３の例では、温度ディレーティング制御の結果、注視すべき領域が暗くなってしまい、視認性が低下するという問題が生じうる。

本発明は係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、視認性、安全性を確保したディレーティング制御が可能なブレードスキャン方式の車両灯具システムの提供にある。

本発明のある態様は、車両灯具システムに関する。車両灯具システムは、半導体光源と、車両前方の状況に応じて、車両前方に形成すべき配光パターンを指示する配光指令を生成するコントローラと、半導体光源の出射光を受け、配光パターンを形成する光学部材と、配光指令にもとづき、指示された配光パターンが得られるように、半導体光源に供給する駆動電流を制御する駆動回路であって、半導体光源の状態に応じて駆動電流を減少させるディレーティング制御が可能な駆動回路と、を備える。コントローラは、ディレーティング制御が不要な配光パターンからディレーティング制御が必要となる配光パターンに遷移したときに、駆動回路においてディレーティング制御が行われないように、遷移後の配光パターンを補正する。

この態様によると、車軸方向および／または遮光領域近傍の光度を維持または増加させることができ、視認性を改善し、安全性を高めることができる。

コントローラは、配光パターンの点灯率が駆動回路におけるディレーティング制御が生じない値となるように、配光パターンを補正してもよい。
これにより、ディレーティング制御により光度が低下するのを防止できる。

補正に際しコントローラは、配光パターンを、その直前のディレーティング制御が不要な配光パターンに維持し続けてもよい。
この態様では、ディレーティング制御が必要な状況となると、その直前の配光パターンを維持することで、光度を維持できる。

補正に際しコントローラは、ディレーティング制御が必要となる配光パターンに、新たな遮光領域または新たな減光領域を追加してもよい。
運転者が注視すべき領域から外れたところに、新たな遮光領域または新たな減光領域を追加することで、点灯率の上昇を抑え、これにより注視すべき領域の光度を維持できる。

コントローラは、前方の車両が照射領域から外れたときに配光パターンを補正してもよい。

本発明の別の態様もまた、車両灯具システムである。この車両灯具システムは、左灯具と、右灯具と、車両前方の状況に応じて、左灯具および右灯具それぞれが車両前方に形成すべき配光パターンを指示する配光指令を生成するコントローラと、を備える。左灯具による照射領域と右灯具による照射領域はオーバーラップする。左灯具および右灯具はそれぞれ、半導体光源と、半導体光源の出射光を受け、配光パターンを形成する光学部材と、配光指令にもとづき、指示された配光パターンが得られるように、半導体光源に供給する駆動電流を制御するとともに、半導体光源の状態に応じて駆動電流を減少させるディレーティング制御が可能な駆動回路と、を含む。コントローラは、左灯具および右灯具の一方においてディレーティング制御が必要となったとき、他方において半導体光源の駆動電流を減少させる。

この態様によると、前方車が一方の灯具の照射領域から外れたときに、一方の灯具の点灯率が高まり、ディレーティング制御が発生する。このときに反対側の他方の灯具を同じように光度が低くなるよう制御することで、視界の均一性を高めることにより視認性を高め、運転のしやすさを保つことができる。

コントローラは、他方においてディレーティング制御が行われるよう、他方の駆動回路に指示してもよい。

コントローラは、他方においてディレーティング制御が行われるよう、他方への配光パターンを補正してもよい。

光学部材は、半導体光源の出射光を受け、所定の周期運動を繰り返すことによりその反射光を車両前方で走査するリフレクタを含んでもよい。駆動回路は、リフレクタの周期運動と同期して、配光パターンにもとづいて駆動電流のオン、オフを時分割制御してもよい。

半導体光源は、直列に接続された複数Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のＬＥＤ（発光ダイオード）を含んでもよい。駆動回路は、半導体光源に駆動電流を供給するコンバータと、Ｎ個のＬＥＤのうちＭ個（Ｍは、Ｍ＜Ｎの整数）に対応づけられ、それぞれが対応するＬＥＤと並列に設けられるＭ個のバイパススイッチと、配光パターンに応じて、Ｍ個のバイパススイッチのオン、オフを制御するスイッチコントローラと、を含んでもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明のある態様によれば、ブレードスキャン方式の車両灯具システムにおいて、視認性を改善し、および／または安全性を高めたディレーティング制御が可能となる。

点灯率αと駆動電流Ｉ_ＬＥＤの関係を示す図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、灯具前方の所定位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるハイビーム用の配光パターンを示す図である。 図３（ａ）〜（ｄ）は、左右の配光パターンの遷移を示す図である。 第１の実施の形態に係る灯具システムのブロック図である。 駆動回路の構成例を示すブロック図である。 第１の構成例に係るコントローラの機能ブロック図である。 第２の構成例に係るコントローラの機能ブロック図である。 図８（ａ）〜（ｄ）は、第１の補正処理を示す図である。 図２の走行状況における左灯具の点灯率αと駆動電流Ｉ_ＬＥＤを示す波形図である。 図１０（ａ）〜（ｄ）は、第２の補正処理を示す図である。 第２の実施の形態に係る灯具のブロック図である。 図１２（ａ）〜（ｄ）は、第３の実施の形態における配光パターンの補正処理を示す図である。

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。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、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。

（第１の実施の形態）
図４は、第１の実施の形態に係る灯具システム２のブロック図である。灯具システム２は、左灯具１００Ｌ、右灯具１００Ｒ、コントローラ２００、カメラ２０２を備える。左灯具１００Ｌ、右灯具１００Ｒはそれぞれ、左右の灯具ユニットの配光可変方式のハイビームランプに相当する。左灯具１００Ｌ、右灯具１００Ｒを、単に灯具１００と総称する。左右を示す添え字のＬ，Ｒは特に必要のないときには適宜省略する。

灯具１００Ｌ、右灯具１００Ｒは同様に構成される。第１の実施の形態において、灯具１００はブレードスキャン方式であり、半導体光源１０２、ブレード１０４、駆動回路１１０を備える。半導体光源１０２は、ＬＥＤやＬＤ（レーザダイオード）、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などのを用いることができる。ブレード１０４は、半導体光源１０２の出射光Ｌ１を受け、所定の周期運動を繰り返すことによりその反射光Ｌ２を車両前方で走査する。

カメラ２０２は、車両前方の画像を撮影する。コントローラ２００は、カメラ２０２が取得した画像情報Ｓ１にもとづき、先行車、対向車、歩行者等を検出し、ビームを照射すべき点灯領域と、ビームを照射すべきでない消灯領域（遮光領域）の組み合わせからなる配光パターンを決定する。そしてコントローラ２００は、配光パターンを指示する配光指令Ｓ２を生成し、左灯具１００Ｌ、右灯具１００Ｒに供給する。コントローラ２００は、画像情報Ｓ１以外の情報、たとえば車速、ステアリング角などを、配光パターンに反映させてもよい。

コントローラ２００は、左灯具１００Ｌ、右灯具１００Ｒの外部、つまり車両側に搭載されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）であってもよい。あるいはその一部あるいは全部が、灯具１００に搭載されたＥＣＵであってもよい。コントローラ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、マイクロコントローラなどである。

配光指令Ｓ２が、配光パターンを記述するデータ形式は特に限定されない。たとえば配光指令Ｓ２は、消灯領域Ｒ_ＯＦＦの左端および右端を角度で示すデータを含んでもよい。

左灯具１００Ｌ、右灯具１００Ｒはそれぞれ、コントローラ２００が生成した配光指令Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｒにもとづき、所望の配光パターンが得られるように車両前方を照射する。具体的には各灯具１００の駆動回路１１０は、配光指令Ｓ２が指示する配光パターンが得られるように、所定の周期で回転するブレード１０４と同期して、半導体光源１０２に供給する駆動電流Ｉ_ＬＥＤを時分割制御する。駆動回路１１０は、ＬＤＭ（LED Driving Module`）とも称される。

灯具システム２においては、半導体光源１０２の状態に応じて、半導体光源１０２の電流量Ｉ_ＬＥＤを所定量（目標値）Ｉ_ＲＥＦから減少させるディレーティング制御が行われる。本実施の形態では、このディレーティング制御の機能は、駆動回路１１０により提供される。また本実施の形態では、半導体光源１０２の状態は温度であり、駆動回路１１０は、温度が所定値を超えると、駆動電流Ｉ_ＬＥＤを所定量Ｉ_ＲＥＦから減少させる温度ディレーティング制御を行う。なお、駆動回路１１０は、半導体光源１０２の状態として、温度に加えて、あるいはそれに代えて、半導体光源１０２のそのほかの状態（消費電力など）に応じてディレーティング制御を行ってもよい。

コントローラ２００は、ディレーティング制御が不要な（ディレーティング制御を引き起こさない）配光パターンから、ディレーティング制御が必要となる配光パターンに遷移したときに、駆動回路１１０においてディレーティング制御が行われないように、遷移後の配光パターンを補正する。

言い換えれば、コントローラ２００は、左右いずれかにおいて、ディレーティング制御が不要な配光パターンから、ディレーティング制御が必要となる配光パターンに遷移したときに、駆動回路１１０においてディレーティング制御が行われないように、配光パターンを補正する。

上述したように、半導体光源１０２の温度と、半導体光源１０２の消費電力には相関がある。そして半導体光源１０２の消費電力は、点灯率α、言い換えれば消灯領域の幅と相関を有している。

灯具システム２の設計段階において、温度ディレーティングが必要となる点灯率（許容値という）α_ＭＡＸを求めることができる。具体的には許容値α_ＭＡＸは、半導体光源１０２の仕様、ヒートシンクの熱容量、冷却ファンの回転数などにもとづいて計算でき、あるいは実測することができる。

画像情報Ｓ１にもとづいて生成される配光パターンが、駆動回路１１０において温度ディレーティングを要するか要しないかは、その点灯率αにもとづいて判定することができる。たとえばコントローラ２００は、遮光領域（消灯領域）の角度幅θ_ＯＦＦ（［ｄｅｇ］と全照射範囲θ_ＡＬＬ［ｄｅｇ］の比率にもとづいて点灯率αを計算することができる。
α＝（１−θ_ＯＦＦ／θ_ＡＬＬ）×１００ ［％］

なおコントローラ２００は、点灯率αに加えて、そのほかの情報を考慮して、補正を行うか否かを決定してもよい。たとえば前方車が対向車であるか先行車であるか、路面の曲がり具合などの走行状況に応じて、補正の可否を決定してもよい。

図５は、駆動回路１１０の構成例を示すブロック図である。灯具１００には、バッテリ４からの電圧Ｖ_ＢＡＴが供給される。バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴはスイッチ１１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１１４に供給される。スイッチ１１２はハイビーム用スイッチと連動している。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４は、バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴを昇圧もしくは降圧し、半導体光源１０２に駆動電圧を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４は、昇圧型、降圧型、あるいは昇降圧型のコンバータである。好ましくはＤＣ／ＤＣコンバータ１１４はＣｕｋ型のコンバータを用いるとよい。Ｃｕｋコンバータのトポロジーは公知であるため説明を省略する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４としてはＣｕｋコンバータ以外のコンバータ、たとえばＢｕｃｋコンバータ、Ｂｏｏｓｔコンバータ、フライバックコンバータやフォワードコンバータであってもよい。

コンバータコントローラ１１６は、半導体光源１０２に流れる駆動電流Ｉ_ＬＥＤを検出する。コンバータコントローラ１１６は、検出した駆動電流Ｉ_ＬＥＤが目標電流Ｉ_ＲＥＦと一致するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４のスイッチングのデューティ比をフィードバック制御する。

ディレーティング回路１１８は、半導体光源１０２の状態に応じたディレーティング制御を行う。たとえばディレーティング回路１１８は温度検出素子（たとえばサーミスタ）ＴＨからの情報にもとづき、半導体光源１０２の温度を検出する。そして温度が所定値を超えると、駆動電流Ｉ_ＬＥＤを減少させる（温度ディレーティング制御）。温度ディレーティング制御の方式は特に限定されず、たとえば目標電流Ｉ_ＲＥＦをディレーティング量だけ低下させてもよいし、反対に電流検出値Ｉ_ＦＢにディレーティング量を加算してもよい。

マイクロコントローラ（あるいはプロセッサ）１２０は、配光指令Ｓ２を受け、配光指令Ｓ２にもとづく配光パターンが得られるように、コンバータコントローラ１１６を制御する。具体的には指示された配光パターンが得られるように、半導体光源１０２の点灯期間と消灯期間を制御する波形データを生成し、コンバータコントローラ１１６に供給してもよい。

図６は、第１の構成例に係るコントローラ２００の機能ブロック図である。コントローラ２００は、パターン発生部２０４およびパターン補正部２０６を備える。パターン発生部２０４は、画像情報Ｓ１にもとづいて、左配光パターンＰ_Ｌおよび右配光パターンＰ_Ｒを生成する。パターン補正部２０６は、左配光パターンＰ_Ｌおよび右配光パターンＰ_Ｒを受け、必要に応じてそれらを補正する。コントローラ２００は車両側のＥＣＵの機能として実装されてもよい。たとえばパターン補正部２０６は、配光パターンＰ_Ｌ、Ｐ_Ｒそれぞれについて点灯率αを求め、点灯率αが、しきい値α_ＭＡＸを超えたか否かにもとづいて、補正の有無を決定してもよい。

図７は、第２の構成例に係るコントローラ２００の機能ブロック図である。コントローラ２００は、パターン発生部２０４およびパターン補正部２０６を備える点で、図６の構成と共通するが、図６のパターン補正部２０６に対応するパターン補正部２０６Ｌ、２０６Ｒが、左灯具１００Ｌ、右灯具１００Ｒそれぞれに実装される。パターン補正部２０６Ｌ，２０６Ｒは、図５のマイクロコントローラ１２０の機能の一部であってもよい。

（補正処理について）
補正が必要な場合、コントローラ２００のパターン補正部２０６は、配光パターンの点灯率αが駆動回路１１０におけるディレーティング制御が生じない値となるように、配光パターンを補正する。以下、このような補正処理について説明する。ここでは、図２（ａ）、（ｂ）に示したように先行車が直進した状態から、右カーブ走行した状態に移った状況を例に説明する。

（第１の補正処理）
第１の補正処理では、コントローラ２００は、配光パターンを、その直前のディレーティング制御が不要な配光パターンに維持し続け、配光パターンの更新を停止する。

図２（ａ）、（ｂ）の例では、左灯具１００Ｌにおいて、点灯率αがしきい値α_ＭＡＸを超えるため、温度ディレーティングが生じうる。そこでコントローラ２００は、左灯具１００Ｌに対する配光パターンＰ_Ｌを補正する。

図８（ａ）〜（ｄ）は、第１の補正処理を示す図である。図８（ａ）〜（ｄ）には、先行車が右に移動する様子ときの左右の配光パターンＰ_Ｌ，Ｐ_Ｒが示される。図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、右配光パターンＰ_Ｒについては、先行車５０２の移動に伴って消灯領域が右にシフトしていく。この間、右配光パターンＰ_Ｒの点灯率α_Ｒは、最大値α_ＭＡＸより低く維持されており、したがって駆動回路１１０Ｒにおける温度ディレーティングは生じえないため、配光パターンＰ_Ｒの補正も行われない。

続いて左配光パターンＰ_Ｌに着目する。先行車５０２の移動に伴って消灯領域が右にシフトしていくと、図８（ｂ）に示すように照射領域から先行車５０２が外れる。図８（ｂ）の状態でα_Ｌ＝α_ＭＡＸであるとする。図８（ａ）、（ｂ）の配光パターンＰ_Ｌ１，Ｐ_Ｌ２に関しては補正は不要である。

図８（ｃ）に破線で示される配光パターンＰ_Ｌ３は、補正前の配光パターンである。この配光パターンＰ_Ｌ３の点灯率αは最大値α_ＭＡＸを超えており、したがって補正が必要であるといえる。第１の補正処理では、コントローラ２００は、過去の配光パターンＰ_Ｌを保持しており、直前のディレーティング処理が不要な配光パターンＰ_Ｌ２を、補正後の配光パターンＰ_Ｌ３’とする。

図８（ｄ）に破線で示される配光パターンＰ_Ｌ４も補正前の配光パターンであり、やはり点灯率αは最大値α_ＭＡＸを超えており、したがって補正が必要である。補正後の配光パターンＰ_Ｌ４’は、図８（ｃ）の配光パターンＰ_Ｌ３’と同じものが維持される。

図９は、図２の走行状況における左灯具の点灯率αと駆動電流Ｉ_ＬＥＤを示す波形図である。破線は補正を行わない場合に、実線は補正を行った場合に対応する。補正を行わない場合、点灯率αは許容値α_ＭＡＸを超え、温度ディレーティングにより駆動電流Ｉ_ＬＥＤが減少し、車軸方向が暗くなる。

これに対して補正により、点灯率αを許容値α_ＭＡＸの近傍にとどめることができ、これにより温度ディレーティングによる駆動電流Ｉ_ＬＥＤの低下を抑えることができる。その結果、走行軸上の光量低下が防止される。

第１の補正処理によれば、左灯具１００Ｌにおいて温度ディレーティング制御を要する配光パターンが生成されても、温度ディレーティング制御が生じないような配光パターンに補正される。これにより運転者が最も注視すべき車軸方向の光度を維持または増加させることができ、視認性を改善し、安全性を高めることができる。

（第２の補正処理）
第２の補正処理では、コントローラ２００は、ディレーティング制御が必要となる配光パターンに、新たな遮光領域または新たな減光領域を追加することで、点灯率αを維持してもよい。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、第２の補正処理を示す図である。図１０（ａ）〜（ｄ）には、先行車が右に移動する様子ときの左右の配光パターンＰ_Ｌ，Ｐ_Ｒが示される。図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、右配光パターンＰ_Ｒについては、先行車５０２の移動に伴って消灯領域が右にシフトする。この間、駆動回路１１０Ｒにおける温度ディレーティングは生じえないため、配光パターンＰ_Ｒの補正も行われない。

一方、左配光パターンＰ_Ｌに着目すると、先行車５０２の移動に伴って消灯領域が右にシフトしていくと、図１０（ｂ）に示すように照射領域から先行車５０２が外れる。図１０（ｂ）の状態でα_Ｌ＝α_ＭＡＸであるとする。図１０（ａ）、（ｂ）の配光パターンＰ_Ｌ１，Ｐ_Ｌ２では補正は不要である。

図１０（ｃ）に破線で示される配光パターンＰ_Ｌ３は、補正前の配光パターンである。この配光パターンＰ_Ｌ３の点灯率αは最大値α_ＭＡＸを超えており、したがって補正が必要であるといえる。第２の補正処理では、コントローラ２００は、配光パターンＰ_Ｌ３に、新たな遮光領域Ｙ_３を追加し、補正後の配光パターンＰ_Ｌ３’とする。

図１０（ｄ）に破線で示される配光パターンＰ_Ｌ４も補正前の配光パターンであり、やはり点灯率αは最大値α_ＭＡＸを超えており、したがって補正が必要である。コントローラ２００は、配光パターンＰ_Ｌ４に新たな遮光領域Ｙ_４を追加し、補正後の補正後の配光パターンＰ_Ｌ４’とする。

新たな遮光領域または新たな減光領域は、運転者が注視すべき領域から外れたところに追加することが望ましい。この観点において、遮光領域Ｙは、前方車５０２と反対側に追加される。

図１０（ｂ）〜（ｄ）を参照すると、第２の補正処理においてコントローラ２００は、点灯領域の幅Ｘを一定に保ちながら、言い換えれば点灯率αを一定に保ちながら、配光パターンＰ_Ｌが先行車５０２に追従するように、配光パターンを補正しているものと把握することもできる。

第２の補正処理によれば、左灯具１００Ｌにおいて温度ディレーティング制御を要する配光パターンが生成されても、温度ディレーティング制御が生じないような配光パターンに補正される。これにより運転者が最も注視すべき車軸方向および遮光領域境界の光度を維持し、または増加させることができ、視認性を改善し、安全性を高めることができる。

なお、第１、第２の補正処理において、先行車５０２が、左カーブを走行する際には、右配光パターンにおいて補正が行われることが理解される。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、ＬＥＤアレイ方式、より具体的にはバイパス方式の可変配光ハイビームを説明する。図１１は、第２の実施の形態に係る灯具１００ａのブロック図である。半導体光源１０２ａはＬＥＤアレイであり、電気的に直列に接続された複数Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のＬＥＤを含む。複数のＬＥＤは、空間的に１次元あるいは２次元に配置されている。複数のＬＥＤの出射光は、図示しない光学部材によって、車両前方に投影、照射される。Ｎ個のＬＥＤは、共通の基板上に実装され、および／またはヒートシンクを共有する形で実装されており、熱的に相互に影響を及ぼし、半導体光源１０２ａ全体を１個の光源として把握すると、その温度は、同時に点灯するＬＥＤの個数が多くなるほど高くなる。したがってある時刻あるいはある期間において同時に点灯するＬＥＤの個数は、点灯率αに相当するものと理解される。

駆動回路１１０ａは、スイッチ１１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４、コンバータコントローラ１１６、ディレーティング回路１１８、マイクロコントローラ１２０、複数のバイパススイッチＳＷ１〜ＳＷＭ、スイッチコントローラ１２２を備える。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４は、半導体光源１０２ａに駆動電流Ｉ_ＬＥＤを供給する。Ｍ個（ＭはＭ＜Ｎの整数）のバイパススイッチＳＷ１〜ＳＷＭは、それぞれが対応するＬＥＤと並列に設けられる。この実施の形態では、Ｍ＝Ｎである。

スイッチコントローラ１２２は、配光指令Ｓ２が指示する配光パターンが得られるように、Ｍ個のバイパススイッチＳＷ１〜ＳＷＭのオン、オフを、独立に制御する。たとえばマイクロコントローラ１２０は、配光指令Ｓ２にもとづいて、複数のバイパススイッチＳＷ１〜ＳＷＭの中からオンすべきいくつかを選択する。スイッチコントローラ１２２はマイクロコントローラ１２０によって選択されたバイパススイッチＳＷをオンする。

コントローラ２００は、左右いずれかにおいて、ディレーティング制御が不要な配光パターンから、ディレーティング制御が必要となる配光パターンに遷移したときに、駆動回路１１０ａにおいてディレーティング制御が行われないように、配光パターンを補正する。コントローラ２００は、ブレードスキャン方式と同様の制御を行えばよい。すなわち複数のＬＥＤ全体を１個の光源としてみたときの点灯率αがしきい値α_ＭＡＸを超えたか否かにもとづいて、補正の有無を決定してもよい。

以上が灯具１００ａの構成である。ＬＥＤアレイ方式の灯具１００ａにおいても、視認性を改善し、および／または安全性を高めることができる。

ＬＥＤアレイの制御方式としては、バイパス方式以外の公知の、あるいは将来利用可能な方式を用いてもよい。

（第３の実施の形態）
すでに説明した第１の実施の形態では、駆動回路１１０におけるディレーティング制御が発生しないように配光パターンを制御した。これに対して第３の実施の形態では、積極的にディレーティング制御を引き起こすことで、視認性を改善する。

第３の実施の形態に係る灯具システム２の構成は、図４の灯具システム２と同様であるため、図４を参照する。コントローラ２００は、車両前方の状況に応じて、左灯具１００Ｌおよび右灯具１００Ｒそれぞれが車両前方に形成すべき配光パターンＰ_Ｌ，Ｐ_Ｒを指示する配光指令Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｒを生成する。第１の実施の形態と同様に、左灯具１００Ｌによる照射領域と右灯具１００Ｒによる照射領域はオーバーラップしている。駆動回路１１０は、配光指令Ｓ２にもとづき、指示された配光パターンが得られるように、半導体光源１０２に供給する駆動電流Ｉ_ＬＥＤを制御する。駆動回路１１０は、半導体光源１０２の状態に応じて駆動電流Ｉ_ＬＥＤを減少させるディレーティング制御が可能となっている。

コントローラ２００は、左灯具１００Ｌおよび右灯具１００Ｒの一方においてディレーティング制御が必要となったとき、他方の半導体光源１０２の駆動電流Ｉ_ＬＥＤを減少させる。

第１の実施の形態で説明したように、前方車が一方の灯具の照射領域から外れたときに、一方の灯具における点灯率αが高まり、最大値α_ＭＡＸを超えると、駆動回路１１０においてディレーティング制御が発生する。このときに、他方の灯具を同じように光度が低くなるよう制御することで、視界の均一性が高まり、それにより視認性を高め、運転のしやすさを保つことができる。

コントローラ２００は、他方の灯具において光度を低下させるために、以下の処理を行ってもよい。

たとえばコントローラ２００は、他方の灯具においてもディレーティング制御が行われるように、他方への配光パターンを補正する。図１２（ａ）〜（ｄ）は、第３の実施の形態における配光パターンの補正処理を示す図である。

図１２（ａ）、（ｂ）については、図８（ａ）、（ｂ）と同様である。図１２（ｃ）において左配光パターンＰ_Ｌ３の点灯率αが最大値α_ＭＡＸを超え、駆動回路１１０Ｌによる温度ディレーティングが発生する。このとき補正前の右配光パターンＰ_Ｒ３はディレーティング制御を要しない点灯率αを有しているが、コントローラ２００はディレーティング制御が発生するように右配光パターンＰ_Ｒ３をＰ_Ｒ３’に補正する。

図１２（ｄ）においても左配光パターンＰ_Ｌ４の点灯率αが最大値α_ＭＡＸを超えており、駆動回路１１０Ｌによる温度ディレーティングが発生する。このとき補正前の右配光パターンＰ_Ｒ４はディレーティング制御を要しない点灯率αを有しているが、コントローラ２００はディレーティング制御が発生するように右配光パターンＰ_Ｒ４をＰ_Ｒ４’に補正する。

図１２（ｃ）、（ｄ）において、補正後の右配光パターンＰ_Ｒ’の点灯率α_Ｒ’は、左配光パターンＰ_Ｌの点灯率α_Ｌと等しくすることが望ましい。これにより、右灯具１００Ｒにおいても、左灯具１００Ｌと同程度のディレーティング制御を引き起こすことができる。

コントローラ２００による光度の制御は以下のように行ってもよい。コントローラ２００は、他方の配光パターンを補正する代わりに、他方の駆動回路１１０に対して、駆動電流Ｉ_ＬＥＤの低下を指示してもよい。駆動電流Ｉ_ＬＥＤの低下の指示は、デジタル通信で行ってもよいし、アナログ信号により行ってもよい。

第３の実施の形態によれば、視界の均一性を確保でき、安全性を高めることができる。

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、それらの組み合わせには、さまざまな変形例が存在しうる。以下、こうした変形例について説明する。

実施の形態では、先行車が右カーブで車軸上から逸脱していく場合を説明したが、そのほか、先行車が左カーブする場合、前方車が対向車である場合などさまざまな状況において、左右のいずれかの配光パターンの点灯率αが時間的に変化し、車軸上の光量が低下しうる。本発明はこのよう状況にも有用である。

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。

２…灯具システム、４…バッテリ、１００…灯具、１００Ｌ…左灯具、１００Ｒ…右灯具、１０２…半導体光源、１０４…ブレード、１１０…駆動回路、１１２…スイッチ、１１４…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１６…コンバータコントローラ、１１８…ディレーティング回路、１２０…マイクロコントローラ、１２２…スイッチコントローラ、２００…コントローラ、２０２…カメラ、２０４…パターン発生部、２０６…パターン補正部、５００…配光パターン、５０２…先行車、Ｓ１…画像情報、Ｓ２…配光指令。

Claims (10)

1. 半導体光源と、
   車両前方の状況に応じて、車両前方に形成すべき配光パターンを指示する配光指令を生成するコントローラと、
   前記半導体光源の出射光を受け、所定の周期運動を繰り返すことによりその反射光を車両前方で走査するリフレクタを含む光学部材と、
   前記配光指令を受け、前記配光指令に応じて、前記光学部材における走査と同期してオン、オフが時分割制御される駆動電流を生成し、前記半導体光源に供給可能であり、前記半導体光源の状態に応じて前記駆動電流を減少させるディレーティング制御が可能な駆動回路と、
   を備え、
   前記コントローラは、前記ディレーティング制御が不要な配光パターンから前記ディレーティング制御が必要となる配光パターンに遷移したときに、前記駆動回路において前記ディレーティング制御が行われないように遷移後の前記配光パターンを補正することを特徴とする車両灯具システム。
2. 前記コントローラは、走査方向における消灯領域の幅に応じた点灯率にもとづいて、前記ディレーティング制御の要否を判定することを特徴とする請求項１に記載の車両灯具システム。
3. 空間的に１次元あるいは２次元に配置されている複数の発光ダイオードを含む半導体光源と、
   車両前方の状況に応じて、車両前方に形成すべき配光パターンを指示する配光指令を生成するコントローラと、
   前記半導体光源に供給する駆動電流を生成するとともに、前記複数の発光ダイオードのうち前記配光指令に応じた発光ダイオードに、前記駆動電流を供給可能であり、前記半導体光源の状態に応じて前記駆動電流を減少させるディレーティング制御が可能な駆動回路と、
   を備え、
   前記コントローラは、前記ディレーティング制御が不要な配光パターンから前記ディレーティング制御が必要となる配光パターンに遷移したときに、前記駆動回路において前記ディレーティング制御が行われないように遷移後の前記配光パターンを補正することを特徴とする車両灯具システム。
4. 前記コントローラは、同時に点灯する発光ダイオードの個数にもとづいて、前記ディレーティング制御の要否を判定することを特徴とする請求項３に記載の車両灯具システム。
5. 前記複数の発光ダイオードは直列に接続されており、
   前記駆動回路は、
   前記半導体光源に前記駆動電流を供給するコンバータと、
   それぞれが、前記複数の発光ダイオードの対応するひとつと並列に設けられる複数のバイパススイッチと、
   前記配光指令に応じて、前記複数のバイパススイッチのオン、オフを制御するスイッチコントローラと、
   を含むことを特徴とする請求項３または４に記載の車両灯具システム。
6. 補正後の前記配光パターンは、前記ディレーティング制御が不要な遷移前の配光パターンであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両灯具システム。
7. 補正後の前記配光パターンは、前記ディレーティング制御が必要となる遷移後の配光パターンに、新たな遮光領域または新たな減光領域を追加したものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両灯具システム。
8. 前記コントローラは、前方の車両が照射領域から外れたときに前記配光パターンを補正することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両灯具システム。
9. 左灯具と、
   右灯具と、
   車両前方の状況に応じて、前記左灯具および前記右灯具それぞれが車両前方に形成すべき配光パターンを指示する配光指令を生成するコントローラと、
   を備え、前記左灯具による照射領域と前記右灯具による照射領域はオーバーラップしており、
   前記左灯具および前記右灯具はそれぞれ、
   半導体光源と、
   前記配光指令にもとづき、前記半導体光源に供給する駆動電流のオン、オフを制御する駆動回路であって、前記半導体光源の状態に応じて前記駆動電流を減少させるディレーティング制御が可能な駆動回路と、
   を含み、
   前記コントローラは、前記左灯具および前記右灯具の一方においてディレーティング制御が必要となったとき、他方において半導体光源の駆動電流を減少させることを特徴とする車両灯具システム。
10. 前記コントローラは、前記一方においてディレーティング制御が必要となったとき、前記他方においてディレーティング制御が発生するように、前記他方の配光パターンを補正することを特徴とする請求項９に記載の車両灯具システム。

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