JP7496352B2

JP7496352B2 - 灯具システム

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Publication number: JP7496352B2
Application number: JP2021524864A
Authority: JP
Inventors: 俊明津田; 一嘉小澤
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2040-06-02
Also published as: WO2020246483A1; JPWO2020246483A1

Description

本発明は、灯具システムに関する。

（１）従来、図形字を路面に描画し、自車両や他車両の運転者や周囲の交通参加者にさまざまな情報を提示する技術が提案されている。

（２）ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などの光偏向装置が知られている。光偏向装置は、一般的に、高分解能であり、高速にパターンを切替可能であることから、走行状況に応じて配光を適応的に切り替えるＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）システムや、路面に運転支援のためのパターンを描画する路面描画システムなど、灯具システムへの採用が検討されている。

特開２０１４－１６５１３０号公報特開２０１５－６４９６４号公報

（１）灯具システムあるいは車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）が、路面に描画された図形を路面標示等として誤検出する場合がある。誤検出すると、検出結果に基づく制御、例えば自動運転に関する制御に悪影響を及ぼしうる。

（２）赤外線などの非可視光を照射し、物体による非可視光の反射光を撮像して画像解析することで、車両周囲の状況を把握する技術が知られている。本発明者達は、可視光に加えて、この非可視光の配光も、光偏向装置を用いて制御することを検討している。これにより、たとえは非可視光を複雑な形状の配光パターンにするなど、非可視光の配光の自由度も向上する。

ところで、非可視光は、他車両の運転者にはグレアを与えないものの、当該他車両の撮像部であって、当該非可視光の波長域に感度を有する撮像部にはグレアを与えうる。他車両の撮像部に与えるグレアも低減できれば、当該他車両はより精度良く周囲の状況を把握でき、その結果、交通の安全性が高まる。

本発明はこうした状況においてなされたものであり、（１）そのある態様の例示的な目的のひとつは、路面に描画された図形を路面標示等として誤検出するのを抑止できる灯具システムを提供することにある。

（２）また、ある態様の例示的な目的の他のひとつは、交通安全に寄与する灯具システムを提供することにある。

（１）上記課題を解決するために、本発明のある態様の灯具システムは、複数の光学素子を含み、各光学素子は第１反射位置、第２反射位置に傾動可能である、光偏向装置と、光偏向装置に可視光を照射する可視光源と、光偏向装置に非可視光を照射する非可視光源と、可視光源および非可視光源からの光の波長域に感度を有する撮像部と、光偏向装置を制御する制御部と、を備える。第１反射位置に傾動した光学素子は、可視光源からの光を有効に利用されるように反射し、非可視光源からの光を有効に利用されないように反射し、第２反射位置に傾動した光学素子は、非可視光源からの光を有効に利用されるように反射し、可視光源からの光を有効に利用されないように反射し、制御部は、光偏向装置を制御し、複数の光学素子のうちの一部の光学素子を第１反射位置に傾動して可視光により図形を路面に描画し、複数の光学素子のうちの残りの光学素子を第２反射位置に傾動して非可視光を路面に照射する。

（２）本発明のある態様の灯具システムは、複数の光学素子を含む光偏向装置と、光偏向装置へ可視光を照射する可視光源と、光偏向装置へ非可視光を照射する非可視光源と、非可視光源からの光の波長域に感度を有する撮像部と、制御部と、を備える。制御部は、光偏向装置に対して、可視光照射領域に対応する光学素子を第１反射位置に設定する第１モードと、非可視光照射領域に対応する光学素子を第２反射位置に設定する第２モードと、を実行可能であり、第１モードが実行され、かつ、可視光源が点灯しているときに、灯具前方の可視光照射領域に可視光が照射され、第２モードが実行され、かつ、非可視光源が点灯しているときに、灯具前方の非可視光照射領域に非可視光が照射され、制御部は、非可視光が灯具前方に照射されている期間の少なくとも一部の期間では、撮像部を露光状態とし、非可視光が灯具前方に照射されていない期間の少なくとも一部の期間では、撮像部を非露光状態とする。

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。

（１）本発明によれば、路面に描画された図形を路面標示等として誤検出するのを抑止できる。あるいは、（２）本発明によれば、交通安全に寄与する灯具システムを提供できる。

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。図１の配光可変ランプが形成するパターンの一例を示す図である。図１の配光可変ランプの断面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、光偏向装置を示す図である。図５（ａ）～（ｃ）は、図１の灯具システムの動作を説明する図である。図６（ａ）、（ｂ）は、図１の灯具システムの動作を時系列で説明する図である。第２の実施の形態に係る灯具システムのブロック図である。灯具ユニットの断面図である。図９（ａ）、（ｂ）は、光偏向装置を示す図である。可視光と非可視光の配光の制御の一例を説明する図である。灯具システムの動作を説明するタイムチャートの一例である。第２の実施の形態の変形例に係る灯具システムのブロック図である。非可視光の配光の制御の一例を説明する図である。

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。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。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る灯具システム１００のブロック図である。灯具システム１００は、配光可変ランプ１１０と、撮像部１３０と、ロービーム１４０と、ハイビーム１５０と、制御部１６０と、を備える。これらはすべて同じ筐体に内蔵されていてもよいし、いくつかの部材は、筐体の外部、言い換えれば車両側に設けられてもよい。

配光可変ランプ１１０は、制御部１６０からパターンＰＴＮを指示する制御信号Ｓ_ＣＴＲＬを受け、制御信号Ｓ_ＣＴＲＬに応じたビームＢＭを出射し、車両前方に制御信号Ｓ_ＣＴＲＬに応じた照度分布（パターンＰＴＮ）を形成する。

配光可変ランプ１１０による照射エリアは、少なくとも路面をカバーするように定められる。したがって本実施の形態では、配光可変ランプ１１０による照射エリアは、ロービーム１４０の照射エリアの一部とオーバーラップする。したがって配光可変ランプ１１０は、ロービームよりも明るい照度でパターンＰＴＮを照射してもよい。

図２は、配光可変ランプ１１０が形成するパターンＰＴＮの一例を示す図である。図２の走行シーンでは、先行車３および対向車４が存在する。破線１０は、配光可変ランプ１１０のビームＢＭの照射可能なエリアを示す。より詳しくは、配光可変ランプ１１０は、運転支援のための図形Ｆを可視光により路面に照射（描画）する。また、詳しくは後述するが、路面に描画されたパターンを路面標示として誤検出される問題を解決するために、配光可変ランプ１１０は、可視光と同時に非可視光を照射する。配光可変ランプ１１０は、例えば図示のように図形Ｆ以外のパターンＰＴＮの部分を非可視光により照射してもよいし、また例えば図形Ｆ以外の路面の部分のみを非可視光により照射してもよい。図形Ｆの種類は特に限定されないが、自車が進行すべき方向、法定速度、道路標識などを示す図形Ｆであってもよく、自車から歩行者に向かって伸びる図形Ｆであってもよい。

図３は、配光可変ランプ１１０の断面図である。配光可変ランプ１１０は、可視光源１１２と、非可視光源１１４と、投影光学系１１６と、光偏向装置１２０と、を備える。

可視光源１１２は、可視光Ｌ１を出射する光源である。本実施の形態の可視光Ｌ１は、白色光である。可視光源１１２としては、ＬＥＤ（Light emitting diode）、ＬＤ（Laser diode）、ＥＬ（Electroluminescence）素子等の半導体発光素子や、電球、白熱灯（ハロゲンランプ）、放電灯（ディスチャージランプ）等を用いることができる。

非可視光源１１４は、非可視光Ｌ２を出射する光源である。本実施の形態の非可視光Ｌ２は、赤外光である。非可視光Ｌ２は、近赤外光であってもよいし、より長波長の光であってもよい。非可視光源１１４としては、ＬＥＤ、ＬＤ、ＥＬ素子等の半導体発光素子や、電球、白熱灯、放電灯等を用いることができる。

光偏向装置１２０は、投影光学系１１６の後方の光軸Ｘ上に配置され、可視光源１１２または非可視光源１１４から出射した光を選択的に投影光学系１１６へ反射するように構成されている。光偏向装置１２０は、例えばＤＭＤで構成される。すなわち、光偏向装置１２０は、ｍ行ｎ列のマトリクス状に配列される複数の微小なミラー素子（光学素子）のアレイである。これらの複数のミラー素子の反射面の角度をそれぞれ制御することで、可視光源１１２または非可視光源１１４から出射された光の反射方向を選択的に変えることができる。

図４（ａ）、（ｂ）は、光偏向装置１２０を示す図である。図４（ａ）は、光偏向装置１２０の正面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。

光偏向装置１２０は、図４（ａ）に示すように、複数の微小なミラー素子１２２がマトリックス状に配列されたマイクロミラーアレイ１２４と、ミラー素子１２２の反射面１２２ａの前方側（灯具前方側であって図４（ｂ）では右側）に配置された透明なカバー部材１２６と、を有する。カバー部材１２６は、例えば、ガラスやプラスチック等である。

図４では、説明の便宜上、ミラー素子１２２の数を８０（横１０×縦８）としているが、ミラー素子１２２の数は特に限定されない。実際には例えば、ミラー素子１２２の数は１０００～３０万である。

ミラー素子１２２は、略正方形であり、水平方向に延びミラー素子１２２をほぼ等分する回動軸１２２ｂを有する。複数のミラー素子１２２は、可視光源１１２から出射された光をパターンＰＴＮの一部分（すなわち図形Ｆ）として有効に利用されるように投影光学系１１６（図４（ａ）、（ｂ）では不図示）へ向けて反射し、非可視光源１１４から出射された光を有効に利用されないように反射する第１反射位置（図４（ｂ）に示す実線位置）と、非可視光源１１４から出射された光をパターンＰＴＮの残りの部分（すなわち図形Ｆ以外の部分）として有効に利用されるように投影光学系１１６へ向けて反射し、可視光源１１２から出射された光を有効に利用されないように反射する第２反射位置（図４（ｂ）に示す点線位置）に、傾動可能に構成されている。ここで、有効に利用されない方向は、例えば、投影光学系１１６に入射しない方向であって図示しない光吸収部材（遮光部材）に向かう方向や、投影光学系１１６に入射するが配光の形成にほとんど寄与しない方向である。

図３に戻り、投影光学系１１６は、例えば、前方側表面および後方側表面が自由曲面形状を有する自由曲面レンズからなる。投影光学系１１６は、その後方焦点が灯具システム１００の光軸上、かつ光偏向装置１２０のマイクロミラーアレイ１２４の反射面の近傍に位置するように配置される。なお、投影光学系１１６はリフレクタであってもよい。

撮像部１３０は、車両前方を撮像する。撮像部１３０は、可視光Ｌ１の波長域および非可視光Ｌ２の波長域に感度を有する。制御部１６０は、撮像部１３０が撮影した画像（以下、画像ＩＭＧという）に基づいて、配光可変ランプ１１０が路面に描画すべきパターンＰＴＮを制御してもよい。車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００は、車両および車両に搭載された灯具システム１００を統合的に制御する。車両ＥＣＵ２００から灯具システム１００には、配光可変ランプ１１０、ロービーム１４０、ハイビーム１５０のオン、オフなどの指令が送信される。また配光制御に必要な情報が送信される。車両ＥＣＵは、画像ＩＭＧに基づいて、自動運転を行ってもよい。

続いて、灯具システム１００の動作を説明する。

図５（ａ）～（ｃ）は、図１の灯具システム１００の動作を説明する図である。図５（ａ）～（ｃ）の走行シーンでは、先行車３および対向車４が存在する。破線１０は、配光可変ランプ１１０のビームＢＭの照射可能なエリアを示す。

図５（ａ）は、配光可変ランプ１１０が形成するパターンＰＴＮを示す。配光可変ランプ１１０により、可視光Ｌ１による矢印の図形Ｆが路面に描画されている。例えばこの矢印の図形Ｆは、カーナビゲーションシステムと連動した図形であり、自車が直進（あるいはレーンキープ）すべき状態であることを示す。また、配光可変ランプ１１０により、図形Ｆ以外のパターンＰＴＮの部分に非可視光Ｌ２が照射されている。

図５（ｂ）は、運転席から見た視野の一例を示す図である。人間の目には、可視光により描画された図形Ｆだけが認識されるため、運転者は図形Ｆを視認することによって、自車が進行すべき方向を把握できる。また、自車が進行する方向を、交通参加者や他車の運転者に示すことができる。

図５（ｃ）は、撮像部１３０が撮像した画像ＩＭＧを示す図である。図形Ｆを描画する可視光Ｌ１と、それ以外のパターンＰＴＮの部分を照射する非可視光との照度の差（あるいはコントラスト）が低いあるいは無いため、画像ＩＭＧから図形Ｆは認識されない。言い換えると、画像ＩＭＧから図形Ｆが認識されないように、可視光源１１２による可視光Ｌ１の照度と非可視光源１１４による非可視光Ｌ２の照度が制御される。つまり、制御部１６０は、可視光源１１２の輝度と非可視光源１１４の輝度とを個別に制御可能に構成される。画像ＩＭＧから図形Ｆは認識されないため、制御部１６０あるいは車両ＥＣＵ２００が、路面に描画された図形Ｆを路面標示、例えば車線境界線（いわゆるレーンマーク）として誤検出する問題が解決される。

図６は、別の走行シーンにおける灯具システム１００の動作を説明する図である。図６（ａ）、（ｂ）は、図１の灯具システム１００の動作を時系列で説明する図である。図６（ａ）では、対向車４および歩行者５が存在する。配光可変ランプ１１０により、その照射エリアの全体に非可視光Ｌ２が照射される。画像ＩＭＧには、歩行者５による非可視光Ｌ２の反射光が写る。制御部１６０は、この画像ＩＭＧを画像解析して、歩行者５を検出する。制御部１６０は、歩行者５を検出すると、図６（ｂ）に示すように図形Ｆを可視光Ｌ１により描画し、それ以外の部分に非可視光Ｌ２を照射する。図形Ｆは、自車から歩行者５に向かって伸びる方向に並べられた複数のバーである。これにより、歩行者５にグレアを与えずに歩行者５に注意喚起を与えることができる。なお、図５の例と同様に、画像ＩＭＧから図形Ｆは認識されないため、制御部１６０あるいは車両ＥＣＵ２００が、路面に描画された図形Ｆを路面標示、例えば車線境界線として誤検出する問題が解決される。

（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態に係る灯具システム１００のブロック図である。図８は、灯具ユニットの断面図である。灯具システム１００は、灯具ユニット１１０と、撮像部１３０と、制御部１６０と、を備える。これらはすべて同じ筐体に内蔵されていてもよいし、いくつかの部材は、筐体の外部、言い換えれば車両側に設けられてもよい。

灯具ユニット１１０は、可視光源１１２と、非可視光源１１４と、投影光学系１１６と、光偏向装置１２０と、を備える。

非可視光源１１４は、非可視光Ｌ２を出射する光源である。本実施の形態の非可視光Ｌ２は、赤外光である。非可視光Ｌ２は、近赤外であってもよいし、より長波長の光であってもよい。非可視光源１１４としては、ＬＥＤ、ＬＤ、ＥＬ素子等の半導体発光素子や、電球、白熱灯、放電灯等を用いることができる。

図９（ａ）、（ｂ）は、光偏向装置１２０を示す図である。図９（ａ）は、光偏向装置１２０の正面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。

光偏向装置１２０は、図９（ａ）に示すように、複数の微小なミラー素子１２２がマトリックス状に配列されたマイクロミラーアレイ１２４と、ミラー素子１２２の反射面１２２ａの前方側（灯具前方側であって図９（ｂ）では右側）に配置された透明なカバー部材１２６と、を有する。カバー部材１２６は、例えば、ガラスやプラスチック等である。

図９では、説明の便宜上、ミラー素子１２２の数を８０（横１０×縦８）としているが、ミラー素子１２２の数は特に限定されない。実際には例えば、ミラー素子１２２の数は１０００～３０万である。

ミラー素子１２２は、略正方形であり、水平方向に延びミラー素子１２２をほぼ等分する回動軸１２２ｂを有する。全てあるいは一部のミラー素子１２２は、第１反射位置（図９（ｂ）に示す実線位置）と第２反射位置（図９（ｂ）に示す点線位置）とを切り替え可能に構成されている。ミラー素子１２２は、第１反射位置では、可視光源１１２から出射された光を可視光による配光パターンの一部として有効に利用されるように投影光学系１１６（図９（ａ）、（ｂ）では不図示）へ向けて反射し、非可視光源１１４から出射された光を有効に利用されないように反射する。また、ミラー素子１２２は、第２反射位置では、非可視光源１１４から出射された光を非可視光による配光パターンの一部として有効に利用されるように投影光学系１１６へ向けて反射し、可視光源１１２から出射された光を有効に利用されないように反射する。ここで、有効に利用されない方向は、例えば、投影光学系１１６に入射しない方向であって図示しない光吸収部材（遮光部材）に向かう方向や、投影光学系１１６に入射するが配光の形成にほとんど寄与しない方向である。

少なくとも一部のミラー素子１２２が第１反射位置に設定され、かつ、可視光源１１２が点灯しているときに、可視光源１１２からの可視光が第１反射位置に設定されたミラー素子１２２によって投影光学系１１６に向けて反射され、灯具前方に可視光による配光パターンである可視光パターンが照射される。また、少なくとも一部のミラー素子１２２が第２反射位置に設定され、かつ、非可視光源１１４が点灯しているときに、非可視光源１１４からの非可視光が第２反射位置に設定されたミラー素子１２２によって投影光学系１１６に向けて反射され、灯具前方に非可視光による配光パターンである非可視光パターンが照射される。

図７に戻り、投影光学系１１６は、例えば、前方側表面および後方側表面が自由曲面形状を有する自由曲面レンズからなり、投影光学系１１６の後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影光学系１１６は、その後方焦点が灯具システム１００の光軸上、かつ光偏向装置１２０のマイクロミラーアレイ１２４の反射面の近傍に位置するように配置される。なお、投影光学系１１６はリフレクタであってもよい。

撮像部１３０は、車両前方の物体による非可視光Ｌ２の反射光Ｌ３を撮像する。撮像部１３０は、少なくとも非可視光Ｌ２の波長域に感度を有していればよく、可視光に対して不感（感度を有しないあるいは感度が所定値以下）であることが好ましい。撮像部１３０は、露光時間を調整するための電子的またはメカニカルなシャッター（不図示）を備える。

制御部１６０は、灯具ユニット１１０を制御する灯具制御部１６２と、撮像部１３０を制御する撮像制御部１６４と、配光パターンを決定するパターン決定部１６６と、を含む。

灯具制御部１６２は、可視光源１１２と非可視光源１１４とを交互に点消灯させる。

また、灯具制御部１６２は、光偏向装置１２０に対する制御として、第１モード、第２モード、第３モードおよび第４モードを選択的に実行する。灯具制御部１６２は、可視光源１１２の点灯時は、第１モードまたは第３モードによる制御を実行し、非可視光源１１４の点灯時は、第２モードまたは第４モードによる制御を実行する。つまり、第１モードおよび第３モードは、可視光パターンを照射するためのモードであり、第２モードおよび第４モードは、非可視光パターンを照射するためのモードである。なお、可視光パターンを照射するときに第１モードまたは第３モードのどちらのモードによる制御を実行するか、非可視光パターンを照射するときに第２モードまたは第４モードのどちらのモードによる制御を実行するかは、それぞれ運転者が選択してもよい。

第１モードでは、例えばパターン決定部１６６によって決定される可視光パターンに基づいて、可視光を照射すべき領域（可視光照射領域）に対応するミラー素子１２２が第１反射位置に設定され、他のミラー素子１２２、すなわち可視光を照射すべきでない領域（可視光遮光領域）に対応するミラー素子１２２が第２反射位置に設定される。

第３モードでは、全てのミラー素子１２２が第１反射位置に設定される。なお、第３モードは、第１モードの一種と捉えることもできる。

第１モードあるいは第３モードが実行され、かつ、可視光源１１２が点灯している場合、可視光源１１２から光偏向装置１２０に照射された可視光Ｌ１は、第１反射位置に設定されたミラー素子１２２に反射されて、灯具前方に出射される。その結果、灯具ひいては車両前方に可視光パターンが形成される。このとき、非可視光源１１４は消灯しているため、光偏向装置１２０に非可視光Ｌ２は照射されず、したがって、第２反射位置に設定されたミラー素子１２２が存在しても、非可視光Ｌ２は灯具前方に出射されない。なお、第３モードでは、全てのミラー素子１２２が第１反射位置に設定されるため、仮に非可視光源１１４が点灯していても、非可視光Ｌ２は灯具前方に出射されない。

第２モードでは、非可視光を照射すべき領域（非可視光照射領域）に対応するミラー素子１２２が第２反射位置に設定され、他のミラー素子１２２、すなわち非可視光を照射すべきでない領域（非可視光遮光領域）に対応するミラー素子１２２が第１反射位置に設定される。

第４モードでは、全てのミラー素子１２２が第２反射位置に設定される。なお、第４モードは、第２モードの一種と捉えることもできる。

第２モードあるいは第４モードが実行され、かつ、非可視光源１１４が点灯している場合、非可視光源１１４から光偏向装置１２０に照射された非可視光Ｌ２は、第２反射位置に設定されたミラー素子１２２に反射されて灯具前方に出射される。その結果、灯具ひいては車両前方に非可視光パターンが形成される。このとき、可視光源１１２は消灯しているため、光偏向装置１２０に可視光Ｌ１は照射されず、したがって、第１反射位置に設定されたミラー素子１２２が存在しても、可視光Ｌ１は灯具前方に出射されない。なお、第４モードでは、全てのミラー素子１２２が第２反射位置に設定されるため、仮に可視光源１１２が点灯していても、可視光Ｌ１は灯具前方に出射されない。

撮像制御部１６４は、撮像部１３０に撮像させる。撮像制御部１６４は、可視光Ｌ１による可視光パターンが灯具前方に照射されている期間、すなわち第１モードまたは第３モードが実行され、かつ、可視光源１１２が点灯している期間、の少なくとも一部の期間では、撮像部１３０のシャッターを閉じて撮像部１３０を非露光状態とする。また、撮像制御部１６４は、非可視光Ｌ２による非可視光パターンが灯具前方に照射されている期間、すなわち第２モードまたは第４モードが実行され、かつ、非可視光源１１４が点灯している期間、の少なくとも一部の期間では、撮像部１３０のシャッターを開いて撮像部１３０を露光状態とする。

パターン決定部１６６は、撮像部１３０が撮像した画像にもとづいて、灯具ユニット１１０に供給する可視光の配光パターンを決定する。パターン決定部１６６は、撮像部１３０により得られた画像にもとづいて、画像処理によって先行車、対向車などグレアを与えるべきでない物体を検出する。物体の検出アルゴリズムは特に限定されない。パターン決定部１６６は、画像の連続する複数のフレームにもとづいて、物体を検知してもよい。そしてパターン決定部１６６は、物体に対応する部分が遮光された配光パターンを生成する。つまり灯具システム１００は、いわゆるＡＤＢ制御を実行可能である。なお、「或る部分を遮光する」とはその部分の輝度（照度）を完全にゼロとする場合のほか、その部分の輝度（照度）を低下させる場合も含む。

以上が灯具システム１００の基本構成である。続いて、灯具システム１００の動作を説明する。

図１０は、可視光Ｌ１と非可視光Ｌ２の配光の制御の一例を説明する図である。図１０には、可視光Ｌ１による可視光パターンＰ１と非可視光Ｌ２による非可視光パターンＰ２が示される。図１０では、可視光パターンＰ１と非可視光パターンＰ２を重ねて描いているが、実際には、これらは交互に照射される。図１０の例では、制御部１６０は、可視光パターンＰ１を照射するためのモードとして第１モードを実行し、非可視光パターンＰ２を照射するためのモードとして第２モードを実行する。

可視光パターンＰ１は、物体（対向車）に対応する部分が遮光されている。非可視光パターンＰ２は、灯具前方の比較的広い範囲に照射されている。非可視光パターンＰ２は、例えば撮像部１３０の撮像範囲全体を含む範囲を照射してもよい。なお、非可視光パターンＰ２は、対向車や先行車のドライバにグレアを与えない。

図１１は、灯具システム１００の動作を説明するタイムチャートの一例である。制御部１６０は、所定の周期Ｔ_Ｓで、可視光源１１２の点消灯、非可視光源１１４の点消灯、ミラー素子１２２の反射位置の切り替え、および撮像部１３０の露光状態の切り替えを実行させる。

各周期Ｔ_Ｓにおいて、可視光源１１２が点灯している期間を第１期間Ｔ_１、非可視光源１１４が点灯している期間を第２期間Ｔ_２、光偏向装置１２０に対して第１モードまたは第３モードによる制御が実行され、かつ、可視光源１１２が点灯している期間、すなわち可視光パターンＰ１が灯具前方に照射されている期間を第３期間Ｔ_３、光偏向装置１２０に対して第２モードまたは第４モードによる制御が実行され、かつ、非可視光源１１４が点灯している期間、すなわち非可視光パターンＰ２が灯具前方に照射されている期間を第４期間Ｔ_４、撮像部１３０が露光状態である期間を第５期間Ｔ_５と称する。

可視光源１１２および非可視光源１１４は、互いにタイミングをずらして点灯し、光偏向装置１２０はそれに合わせてミラー素子１２２の反射位置を切り替え、これにより可視光パターンＰ１または非可視光パターンＰ２が灯具前方に照射される。撮像部１３０は、各周期において、可視光パターンＰ１が灯具前方に照射されている期間のうちの少なくとも一部の期間では撮像部１３０非露光状態とし、非可視光パターンＰ２が灯具前方に出射されている期間のうちの少なくとも一部の期間では撮像部１３０を露光状態とする。

図１１では、可視光源１１２の消灯、非可視光源１１４の点灯、およびミラー素子１２２の第１反射位置から第２反射位置への切り替えは、実質的に同一のタイミングで実施されている。図１１では、非可視光源１１４の消灯、可視光源１１２の点灯、およびミラー素子１２２の第２反射位置から第１反射位置への切り替えは、実質的に同一のタイミングで実施されている。したがって、可視光源１１２が点灯している第１期間Ｔ_１と、可視光パターンＰ１が灯具前方に照射されている第３期間Ｔ_３とが一致し、非可視光源１１４が点灯している第２期間Ｔ_２と、非可視光パターンＰ２が灯具前方に照射されている第４期間Ｔ_４とが一致している。しかしながらこれに限らず、これらのタイミングは多少ずれていてもよい。

例えば、可視光源１１２を消灯してから所定時間が経過してから非可視光源１１４を点灯してもよいし、非可視光源１１４を消灯してから所定時間が経過してから可視光源１１２を点灯してもよい。言い換えると、第１期間Ｔ_１と第２期間Ｔ_２との間、あるいは第２期間Ｔ_２と第１期間Ｔ_１との間に休止期間を設けてもよい。

可視光パターンＰ１が照射される第３期間Ｔ_３、非可視光パターンＰ２が照射される第４期間Ｔ_４およびそれらを繰り返す周期Ｔ_Ｓは、人間が違和感を感じない長さに、すなわち人間が可視光パターンＰ１が点滅していることを人間が知覚できず、可視光パターンＰ１が点灯し続けているように知覚する長さに設定される。

また、図１１では、撮像部１３０が露光状態（シャッターが開いている状態）である第５期間Ｔ_５よりも、非可視光パターンＰ２が灯具前方に照射されている第４期間Ｔ_４が長くなっている。つまり、Ｔ_５／Ｔ_４＝１となっている。なお、第４期間Ｔ_４と第５期間Ｔ_５は、両者がＴ_５／Ｔ_４＝０．６～１．４を満たす関係にあればよく、好ましくは両者がＴ_５／Ｔ_４＝０．８～１．２を満たす関係にあればよく、さらに好ましくは両者がＴ_５／Ｔ_４＝１を満たす関係にあればよい。Ｔ_５／Ｔ_４が小さいほどノイズの少ない画像を得られ、Ｔ_５／Ｔ_４が大きいほど明るい画像を得られる。つまりＴ_５／Ｔ_４が１に近いほど、ノイズの少なさと明るさのバランスがとれた鮮明な画像を得られ、より精度よく車両前方の状況を把握できる。

続いて、以上説明した本実施の形態が奏する効果について述べる。本実施の形態によれば、可視光パターンＰ１と非可視光パターンＰ２が交互に車両前方に照射され、撮像部１３０は、基本的に、可視光パターンＰ１が照射されるタイミングでは非露光状態とされ、非可視光パターンＰ２が照射されるタイミングでは露光状態とされる。このため、複数の車両、例えば対向する２つの車両がいずれも本実施の形態の灯具システム１００を備える場合、一方の車両の灯具システム１００の灯具ユニット１１０が非可視光パターンＰ２を照射するタイミングと他方の車両の灯具システム１００の撮像部１３０が露光状態とされるタイミングとが異なっていれば、一方の車両の灯具システム１００が照射する非可視光パターンＰ２が他方の車両の灯具システム１００の撮像部１３０に与えるグレアを低減できる。これにより、他方の車両の撮像部１３０は、より精度良く車両前方の状況を把握することが可能となり、その結果、交通の安全性が高まる。

また、本実施の形態によれば、撮像部１３０は、非可視光パターンＰ２が灯具前方に照射されている期間の少なくとも一部の期間では露光状態とされ、非可視光パターンＰ２が灯具前方に照射されていない期間の少なくとも一部の期間では非露光状態とされるため、非可視光パターンＰ２が灯具前方に出射されていない期間をずっと露光状態とする場合に比べてノイズが少ない画像が得られ、より精度よく車両前方の状況を把握できる。その結果、交通の安全性が高まる。

また、本実施の形態によれば、撮像部１３０が露光状態（シャッターが開いている状態）である時間と、非可視光源１１４が点灯し、かつ、非可視光の照射領域に対応するミラー素子１２２が第２反射位置にある時間が等しくなっている。この場合、非可視光パターンＰ２が車両前方に照射されているときだけ撮像部１３０が非露光状態とされるため、ノイズの少なさと明るさのバランスがとれた鮮明な画像を得られ、より精度よく車両前方の状況を把握できる。その結果、交通の安全性が高まる。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。これら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。

（変形例１）
第１の実施の形態では、配光可変ランプ１１０が、ロービーム１４０およびハイビーム１５０に対する付加的な光源であったが、ロービーム１４０およびハイビーム１５０の少なくとも一方の機能と、配光可変ランプ１１０とを統合してもよい。

（変形例２）
図１２は、第２の実施の形態の変形例に係る灯具システム１００のブロック図である。以下、第２の実施の形態との相違点を中心に説明する。以下では、他車両に搭載された灯具システムであって、本変形例の灯具システム１００と同様の灯具システムとその構成要素の符号に「’」を付して説明する。

灯具システム１００は、表示装置１８０をさらに備える。表示装置１８０は、車室内に設置されたモニターであってもよいし、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）であってもよい。制御部１６０は、撮像部１３０が撮像した画像を、表示装置１８０に表示する。運転者は、表示装置１８０に表示された画像を見ることによっても車両前方の状況を把握でき、例えば視界の悪い夜間の安全性が向上する。

また、灯具システム１００は、撮像部１３０に隣接して配置される、撮像部１３０の位置を示すための標示ランプ１７０をさらに備える。図１２では、撮像部１３０および標示ランプ１７０は筐体内に設けられているが、筐体の外部、言い換えれば車両側に設けられてもよい。標示ランプ１７０は、非可視光源を含んで構成され、非可視光を出射する。標示ランプ１７０は、撮像部１３０に隣接配置されて非可視光を出射することで、撮像部１３０の位置を周囲の他車両に報知する。

制御部１６０は、撮像部１３０が撮像した画像に基づいて、灯具ユニット１１０に供給する非可視光の配光パターンを決定する。制御部１６０は、撮像部１３０により得られた画像にもとづいて、画像処理によって、他車両、例えば対向車に搭載される灯具システム１００’の撮像部１３０’を検出する。本変形例では、制御部１６０は、標示ランプ１７０’が表示する範囲を撮像部１３０’の範囲として検出する。制御部１６０は、当該範囲を照射しないように、当該範囲を遮光した非可視光Ｌ２の照射パターンを照射する。つまり、制御部１６０は、非可視光パターンＰ２を照射するためのモードとして、第２モードを実行する。

図１３は、非可視光Ｌ２の配光の制御の一例を説明する図である。図１３には、非可視光Ｌ２の照射パターンが示される。

図１３では、撮像部１３０’は車両側、具体的にはフロントウィンドウに設けられている。また、点状に光るい２つの標示ランプ１７０’が、撮像部１３０’を左右に挟み込むように、撮像部１３０’の左右に設けられている。なお、標示ランプ１７０’の数や構成は特には限定されない。例えば、点状に光る１つの標示ランプ１７０’が撮像部１３０’に隣接配置されてもよいし、点状に光３つ以上の標示ランプ１７０’が撮像部１３０’を囲むように撮像部１３０’の周囲に例えば等間隔に配置されてもよい。また、標示ランプ１７０’は、撮像部１３０’を環囲する環状の発光面を有していてもよい。

非可視光Ｌ２は、標示ランプ１７０’が標示する範囲であって、撮像部１３０’に対応する部分が遮光されている。なお、標示ランプ１７０’の標示から遮光する範囲を特定する方法は特に限定されず、各標示ランプ１７０’を中心とする所定の範囲を遮光範囲と特定してもよいし、標示ランプ１７０’が３つ以上の場合は標示ランプ１７０’を直線で結んだ範囲を遮光範囲と特定してもよいし、標示ランプ１７０’が環状の発光面を有する場合はその発光面の内側を遮光範囲と特定してもよい。

灯具システム１００’の制御部１６０’は、好ましくは、標示ランプ１７０’を所定のパターンで点滅させる。これにより、灯具システム１００の制御部１６０は、標示ランプ１７０’から出射される光を、標示ランプ１７０’以外の光源から出射された光と区別でき、標示ランプ１７０’の誤検出を抑止できる。

本変形例によれば、自車両に搭載された灯具システム１００が他車両に搭載された灯具システム１００’の撮像部１３０’にグレアを与えるのを抑止できる。

（変形例３）
第２の実施の形態および変形例２では、可視光源１１２および非可視光源１１４を点消灯させる場合について説明したが、これに限定されず、可視光源１１２および非可視光源１１４の少なくとも一方を、点灯させたままにしてもよい。

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。

本発明は、灯具システムに利用できる。

１００灯具システム、１１２可視光源、１１４非可視光源、１２０光偏向装置、１２２ミラー素子、１３０撮像部、１６０制御部、Ｌ１可視光、Ｌ２非可視光、Ｆ図形。

Claims

複数の光学素子を含む光偏向装置と、
前記光偏向装置へ可視光を照射する可視光源と、
前記光偏向装置へ非可視光を照射する非可視光源と、
前記非可視光源からの光の波長域に感度を有する撮像部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記光偏向装置に対して、可視光照射領域に対応する光学素子を第１反射位置に設定する第１モードと、非可視光照射領域に対応する光学素子を第２反射位置に設定する第２モードと、を実行可能であり、
前記第１モードが実行され、かつ、前記可視光源が点灯しているときに、灯具前方の前記可視光照射領域に可視光が照射され、
前記第２モードが実行され、かつ、前記非可視光源が点灯しているときに、灯具前方の前記非可視光照射領域に非可視光が照射され、
前記制御部は、非可視光が灯具前方に照射されている期間の少なくとも一部の期間では、前記撮像部を露光状態とし、非可視光が灯具前方に照射されていない期間の少なくとも一部の期間では、前記撮像部を非露光状態とし、
前記制御部は、前記可視光源と、前記非可視光源とを交互に点灯することを特徴とする灯具システム。
前記第１反射位置は、前記可視光源からの光を有効に利用されるように反射し、前記非可視光源からの光を有効に利用されないように反射する位置であり、
前記第２反射位置は、前記非可視光源からの光を有効に利用されるように反射し、前記可視光源からの光を有効に利用されないように反射する位置であることを特徴とする請求項１に記載の灯具システム。
前記撮像部は、可視光に対して不感であることを特徴とする請求項１または２に記載の灯具システム。
非可視光が灯具前方に照射されている期間に対する前記撮像部の露光時間の比は、０．８～１．２の範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の灯具システム。
非可視光を照射して前記撮像部の位置を標示する、前記撮像部に隣接配置される標示ランプをさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の灯具システム。
前記制御部は、非可視光に対して感度を有する他車両の撮像部に対応する範囲であって、当該他車両の標示ランプが非可視光を照射して標示する範囲を照射しないように前記光偏向装置を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の灯具システム。