JPWO2018123429A1 - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

照明装置（１００）は、仮想領域内に光を照射して配光パターンを形成可能な光源ユニット（２０）と、配光パターンの少なくとも一部の照度を変更可能な照度制御部（２７）を備える。照度制御部（２７）は、配光パターンのうち、上下方向の第一中央部（Ｃ１）、かつ、左右方向の第二中央部（Ｃ２）に位置している領域の照度を、対向車の存在に応じて信号を送信する対向車検出部３から送信される信号に応じて下げる。

Description

本発明は、照明装置に関する。
現在、自動車の自動運転技術の研究が各国で盛んに行われており、車両が自動運転モードで公道を走行可能とするための法整備が各国で検討されている。ここで、自動運転モードとは、車両の走行が自動制御されるモードをいう。一方、手動運転モードとは、車両の走行が運転者により制御されるモードをいう。自動運転車ではコンピュータにより自動的に車両の走行が制御される。
このように、将来において、公道上では自動運転モードで走行中の車両（以下、自動運転車という。）と手動運転モードで走行中の車両（以下、手動運転車という。）が混在することが予想される。
特許文献１には、先行車に後続車が自動追従走行した自動追従走行システムが開示されている。当該自動追従走行システムでは、先行車と後続車の各々が表示装置を備えており、先行車と後続車との間に他車が割り込むことを防止するための文字情報が先行車の表示装置に表示されると共に、自動追従走行である旨を示す文字情報が後続車の表示装置に表示される。
日本国特開平９−２７７８８７号公報
ところで、自動運転の車両は、カメラによって前方の情報を取得し、取得した情報に応じて車両を制御している。このカメラに対向車の前照灯などから強い光が入射すると、カメラにハレーションが生じてしまい、車両前方の情報を効率的に取得しにくくなる。
本発明は、自動運転される他車両のカメラにハレーションを生じさせにくい、照明装置を提供することを目的とする。
（１） 本発明に係る照明装置は、
車両に搭載され、車両の前方へ光を照射する照明装置であって、
前記照明装置の中心位置から車両の前方へ水平方向に延びる基準線に対して左方および右方に１５°、上方および下方に６°で矩形状に広がる仮想領域に光を照射して配光パターンを形成可能な光源ユニットと、
前記配光パターンの少なくとも一部の照度を変更可能な照度制御部と、を備え、
前記照度制御部は、前記配光パターンのうち、上下方向について前記仮想領域を、上部、第一中央部、下部、と３つに均等に区分けしたときの前記第一中央部、かつ、左右方向について前記仮想領域を左部、第二中央部、右部と３つに均等に区分けしたときの前記第二中央部に位置している領域の照度を、対向車の存在に応じて信号を送信する対向車検出部から送信される信号に応じて下げる。
本発明に係る照明装置によれば、対向車の存在が検知されたときに対向車に照射する光の照度を下げるため、他車両に搭載されたカメラにハレーションを生じさせにくい。
（２） 上記本発明に係る照明装置において、
ハウジングとアウタカバーとで灯室が形成されており、
車両前方の情報を取得し、取得した情報に応じた信号を前記対向車検出部に送信可能なカメラが、前記光源ユニットとともに前記灯室内に設けられていてもよい。
この構成の照明装置によれば、照明装置がカメラを備えるので、車両が別途カメラを搭載しなくてもよい。
（３） 上記本発明に係る照明装置において、
前記光源ユニットは、前記光源ユニットの光軸を左右方向に旋回させる光軸変更機構に支持されており、
前記照明装置の点灯状態において、前記対向車検出部から対向車の存在が検出されるときに送信される信号が前記照度制御部に入力されていないときには、前記光源ユニットの光軸は車両の前方の中心に向かって延びて前記光源ユニットはハイビーム用の配光パターンを形成するように光を照射しており、
前記照明装置の点灯状態において、前記対向車検出部から対向車の存在が検出されるときに送信される信号が前記照度制御部に入力されたときに、前記照度制御部は、前記光源ユニットの光軸を左方および右方の少なくとも一方にずらすことにより、前記仮想領域における前記第一中央部かつ前記第二中央部に位置する領域の照度を下げて、前記第一中央部かつ前記左部に位置する領域および前記第一中央部かつ前記右部に位置する領域の少なくとも一方の照度を上げる、ように構成されていてもよい。
この構成の照明装置によれば、対向車が存在する可能性のある領域を照射していた光を、歩行者が存在する可能性のある領域に照射するため、対向車のハレーションを抑制しつつ、自車両の運転者／カメラに対して歩行者を見やすくすることができる。
（４） 上記本発明に係る照明装置において、
前記光源ユニットは、第一配光パターンと、第二配光パターンを形成可能に構成されており、
前記第一配光パターンは、前記仮想領域上において、照度の最も高い点が、左右方向について前記第二中央部に位置しており、
前記第二配光パターンは、前記仮想領域上において、照度の高い順の２つの点が、左右方向について前記基準線より右方および左方にずれ、かつ、上下方向について前記第一中央部に位置しており、
前記照度制御部は、前記照明装置の点灯状態において、前記対向車検出部から対向車の存在が検出されるときに送信される信号が前記照度制御部に入力されていないときには、前記光源ユニットに前記第一配光パターンを形成させるように光を照射させ、
前記照度制御部は、前記照明装置の点灯状態において、前記対向車の存在に応じて信号を送信する対向車検出部から送信される信号が入力されているときには、前記光源ユニットに前記第二配光パターンを形成させるように光を照射させる、ように構成されていてもよい。
この構成の照明装置によれば、対向車がいない時には、照度の最も高い光が遠方を照らすので、自車両のドライバーやカメラにとって、遠方の視認性が高められている。また、対向車がいる場合には、照度の最も高い光が対向車の存在する中心線から左右にずれた領域を照らすので、対向車のカメラにハレーションを生じさせにくい。
（５） 上記本発明に係る照明装置において、
前記第二配光パターンにおいて、前記照度の高い順の２つの点が、左右方向において前記仮想領域の前記左部と前記右部に位置していてもよい。
前後方向において自車両に近い歩行者は、仮想領域の左方および右方にいる可能性が高い。そこで、この構成の照明装置によれば、歩行者のいる可能性の高い左部と右部に明るい光が照射されるため、カメラが歩行者を認識しやすい。
（６） 上記本発明に係る照明装置において、
前記第二配光パターンにおいて、前記照度の高い順の２つの点が、前記仮想領域を左右方向に４つに均等に区分けしたとき、左端の領域および右端の領域に位置していてもよい。
この構成の照明装置によれば、左右方向の端部に高い照度の光が照射される。仮想領域上において左右方向の端部には、自車両に近い歩行者がいる可能性がある。このため、自車両に近い歩行者を認識しやすくなる。
本発明によれば、自動運転される他車両のカメラにハレーションを生じさせにくい、照明装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る照明装置を備えた車両の上面図である。 図１Ａに示す車両の側面図である。 車両システムのブロック図である。 本発明の第一実施形態に係る照明装置の断面図である。 対向車が存在していないときの車両の前方の様子を示した図であり、第一配光パターンを示している。 対向車が存在しているときの車両の前方の様子を示した図であり、第二配光パターンを示している。 本発明の第二実施形態に係る照明装置の断面図である。 図６に示した光源の拡大正面図である。 本発明の第二実施形態に係る照明装置が形成する配光パターンを示す図である。 車両を上方から見た様子を示している。 車両を右方から見た様子を示している。 第一配光パターンを照射している照明装置を搭載した車両を上方から見た様子を示す図である。 第二配光パターンを照射している照明装置を搭載した車両を上方から見た様子を示す図である。
以下、本発明の実施形態（以下、本実施形態という。）について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。
また、本実施形態の説明では、説明の便宜上、「左右方向」、「前後方向」、「上下方向」について適宜言及する。これらの方向は、図１Ａ及び図１Ｂに示す車両１について設定された相対的な方向である。ここで、「上下方向」は、「上方向」及び「下方向」を含む方向である。「前後方向」は、「前方向」及び「後方向」を含む方向である。「左右方向」は、「左方向」及び「右方向」を含む方向である。
＜第一実施形態＞
図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態に係る照明装置１００が搭載された車両１を示す。図１Ａは、車両１の上面図を示す。図１Ｂは車両１の側面図を示す。車両１は、自動運転モードで走行可能な自動車であって、照明装置１００を備えている。本実施形態において、照明装置１００は、車両の前部に設けられた前照灯である。
まず、図２を参照して車両１の車両システム２について説明する。図２は、車両システム２のブロック図を示している。図２に示すように、車両システム２は、車両制御部３と、センサ５と、カメラ６と、レーダ７と、ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）９と、無線通信部１０と、地図情報記憶部１１とを備えている。さらに、車両システム２は、ステアリングアクチュエータ１２と、ステアリング装置１３と、ブレーキアクチュエータ１４と、ブレーキ装置１５と、アクセルアクチュエータ１６と、アクセル装置１７とを備えている。
車両制御部３は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成されている。電子制御ユニットは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサと、各種車両制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、各種車両制御データが一時的に記憶されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とにより構成されている。プロセッサは、ＲＯＭに記憶された各種車両制御プログラムから指定されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭとの協働で各種処理を実行するように構成されている。車両制御部３は、車両１の走行を制御するように構成されている。
センサ５は、加速度センサ、速度センサ及びジャイロセンサ等を備えている。センサ５は、車両１の走行状態を検出して、走行状態情報を車両制御部３に出力するように構成されている。センサ５は、運転者が運転席に座っているかどうかを検出する着座センサ、運転者の顔の方向を検出する顔向きセンサ、外部天候状態を検出する外部天候センサ及び車内に人がいるかどうかを検出する人感センサ等をさらに備えてもよい。さらに、センサ５は、車両１の周辺環境の照度を検出する照度センサを備えていてもよい。
カメラ６は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）等の撮像素子を含むカメラである。カメラ６は、可視光を検出するカメラや、赤外線を検出する赤外線カメラである。レーダ７は、ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ又はレーザーレーダ等である。カメラ６とレーダ７は、車両１の周辺環境（他車、歩行者、道路形状、交通標識、障害物等）を検出し、周辺環境情報を車両制御部３に出力するように構成されている。
ＨＭＩ８は、運転者からの入力操作を受付ける入力部と、走行情報等を運転者に向けて出力する出力部とから構成される。入力部は、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、車両１の運転モードを切替える運転モード切替スイッチ等を含む。出力部は、各種走行情報を表示するディスプレイである。
ＧＰＳ９は、車両１の現在位置情報を取得し、当該取得された現在位置情報を車両制御部３に出力するように構成されている。無線通信部１０は、車両１の周囲にいる他車の走行情報を他車から受信すると共に、車両１の走行情報を他車に送信するように構成されている（車車間通信）。また、無線通信部１０は、信号機や標識灯等のインフラ設備からインフラ情報を受信すると共に、車両１の走行情報をインフラ設備に送信するように構成されている（路車間通信）。地図情報記憶部１１は、地図情報が記憶されたハードディスクドライブ等の外部記憶装置であって、地図情報を車両制御部３に出力するように構成されている。
車両１が自動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、走行状態情報、周辺環境情報、現在位置情報、地図情報等に基づいて、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号のうち少なくとも一つを自動的に生成する。ステアリングアクチュエータ１２は、ステアリング制御信号を車両制御部３から受信して、受信したステアリング制御信号に基づいてステアリング装置１３を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータ１４は、ブレーキ制御信号を車両制御部３から受信して、受信したブレーキ制御信号に基づいてブレーキ装置１５を制御するように構成されている。アクセルアクチュエータ１６は、アクセル制御信号を車両制御部３から受信して、受信したアクセル制御信号に基づいてアクセル装置１７を制御するように構成されている。このように、自動運転モードでは、車両１の走行は車両システム２により自動制御される。
一方、車両１が手動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、アクセルペダル、ブレーキペダル及びステアリングホイールに対する運転者の手動操作に従って、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号を生成する。このように、手動運転モードでは、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号が運転者の手動操作によって生成されるので、車両１の走行は運転者により制御される。
次に、車両１の運転モードについて説明する。運転モードは、自動運転モードと手動運転モードとからなる。自動運転モードは、完全自動運転モードと、高度運転支援モードと、運転支援モードとからなる。完全自動運転モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはない。高度運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはあるものの車両１を運転しない。運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御のうち一部の走行制御を自動的に行うと共に、車両システム２の運転支援の下で運転者が車両１を運転する。一方、手動運転モードでは、車両システム２が走行制御を自動的に行わないと共に、車両システム２の運転支援なしに運転者が車両１を運転する。
また、車両１の運転モードは、運転モード切替スイッチを操作することで切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、運転モード切替スイッチに対する運転者の操作に応じて、車両１の運転モードを４つの運転モード（完全自動運転モード、高度運転支援モード、運転支援モード、手動運転モード）の間で切り替える。また、車両１の運転モードは、自動運転車が走行可能である走行可能区間や自動運転車の走行が禁止されている走行禁止区間についての情報または外部天候状態についての情報に基づいて自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、これらの情報に基づいて車両１の運転モードを切り替える。さらに、車両１の運転モードは、着座センサや顔向きセンサ等を用いることで自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、着座センサや顔向きセンサからの出力信号に基づいて、車両１の運転モードを切り替える。
次に、図３を用いて照明装置１００の詳細を説明する。図３は、照明装置１００の断面図である。
図３に示したように、照明装置１００は、前方に開口を有するハウジング１０１と、該開口を閉塞してハウジング１０１とともに灯室Ｓを形成するアウタカバー１０２とを備えている。灯室Ｓの内部には、灯具の前後方向に延びる光軸Ａｘ方向に光を出射する光源ユニット２０が設けられている。光源ユニット２０は、ＬＥＤなどの光源２１と、光源２１から出射された光を灯具前方へ反射させるリフレクタ２２と、リフレクタ２２よりも前方に設けられた投影レンズ２３と、を備えている。
投影レンズ２３は、光源２１から出射されてリフレクタ２２で反射された光を、灯具の前方に出射させる。車両の右前部に配置された照明装置１００は、灯具前方に右配光パターンＰＲ（図４参照）を形成する。車両の左前部に配置された照明装置１００は、灯具前方に左配光パターンＰＬ（図４参照）を形成する。
光源２１およびリフレクタ２２はベース部２４に搭載されている。投影レンズ２３は、ベース部２４に固定されたレンズホルダ２５に固定されている。ベース部２４は、スイブル機構２６を介して、変位可能にハウジング１０１に支持されている。スイブル機構２６は、光軸変更機構の一例である。スイブル機構２６は、モータ２６ａを備えている。スイブル機構２６は、光源ユニット２０の光軸Ａｘを左右方向に旋回させる。これにより、照明装置１００が形成する右配光パターンＰＲおよび左配光パターンＰＬは、水平方向に変位可能である。
図２に戻り、スイブル機構２６は照度制御部２７に電気的に接続されている。照度制御部２７は、車両制御部３に電気的に接続されている。車両制御部３は、カメラ６から車両前方の画像を受信し、対向車の存在に応じた信号を照度制御部２７に送信する。照度制御部２７は、車両制御部３から送信される対向車の存在に応じた信号に応じて、スイブル機構２６を駆動する。
図３に示す光源ユニット２０は、図４、図５、図９、図１０に示したように、照明装置１００の中心位置から車両の前方へ水平方向に延びる基準線ＡＣに対して左方および右方に１５°、上方および下方に６°に矩形状に広がる仮想領域ＶＡに光を照射して配光パターンを形成可能に構成されている。なお、光源ユニット２０はこの仮想領域ＶＡの外部にも光を照射するように構成されていてもよい。
図４および図５は、車両の前方の様子を示した図である。図４および図５は、車両の右前部に搭載された照明装置１００の前面の中心点から矩形状に広がる仮想領域ＶＡ内に照射された光が照明装置１００の２５ｍ先に設けられた仮想鉛直スクリーンＳｃに配光パターンを形成する様子を示している。図４は、対向車が存在していないときの様子を示している。図５は、対向車が存在しているときの様子を示している。
図９は、車両を上方から見た様子を示している。図１０は、車両を右方から見た様子を示している。図９に示すように、車両の右前部に搭載された照明装置１００の前面における左右方向および上下方向の中心点から車両の前方に水平方向に延びる仮想的な直線を基準線ＡＣと定義する。図９に示すように、仮想領域ＶＡは、車両の上方から見ると基準線ＡＣを基準として車両の前方に向かって左右方向に広がる三角形状の領域である。図１０に示すように、仮想領域ＶＡは、車両の側方から見ると基準線ＡＣを基準として車両の前方に向かって上下方向に広がる三角形状の領域である。
なお、図示しないが、車両の左前部に搭載された照明装置１００からも、同様に、車両の左前部に搭載された照明装置１００の中心点から前方に延びる基準線ＡＣから前方に向かって矩形状に広がる仮想領域ＶＡが定義される。
厳密には、車両の右前部に搭載された照明装置１００の中心点から前方に延びる基準線ＡＣから広がる仮想領域と、車両の左前部に搭載された照明装置１００の中心点から前方に延びる基準線ＡＣから広がる仮想領域とは異なる。しかしながら、車両の左右方向の幅は２５ｍよりもかなり小さいため、双方の仮想領域が車両の２５ｍ前方に設置された仮想鉛直スクリーンＳｃに形成する像はほぼ一致する。そこで図４および図５を用いた以降の説明においては、車両の２５ｍ前方に設置された仮想鉛直スクリーンＳｃに形成される像について説明するため、右前部に搭載された照明装置１００を基準とする仮想領域と左前部に搭載された照明装置１００を基準とする仮想領域とを区別せず、両者が同じものとして扱う。
図４および図５に、仮想鉛直スクリーンＳｃにおけるＶ線とＨ線とを示した。Ｖ線は、車両の右前部に搭載された照明装置１００の中心点から車両の前方へ水平方向に延びる基準線ＡＣを通って鉛直方向に延びる直線である。Ｈ線は、車両の右前部に搭載された照明装置１００の中心点から車両の前方へ水平方向に延びる基準線ＡＣを通って水平方向に延びる直線である。
図４および図５に示すように、仮想領域ＶＡが仮想鉛直スクリーンＳｃに形成する矩形状の領域の上縁は、Ｈ線より６°上方に位置し、水平方向に延びている。仮想領域ＶＡが仮想鉛直スクリーンＳｃに形成する矩形状の領域の下縁は、Ｈ線より６°下方に位置し、水平方向に延びている。仮想領域ＶＡが仮想鉛直スクリーンＳｃに形成する矩形状の領域の右縁は、Ｖ線より１５°右方に位置し、鉛直方向に延びている。仮想領域ＶＡが仮想鉛直スクリーンＳｃに形成する矩形状の領域の左縁は、Ｖ線より１５°左方に位置し、鉛直方向に延びている。
照明装置１００の光源ユニット２０は、車両の２５ｍ前方に設置された仮想鉛直スクリーンＳｃの図４および図５で示した枠内に光を照射可能に構成されている。光源ユニット２０は、この枠内の一部分あるいは全体に光を照射することにより配光パターンを形成可能に構成されている。
図４および図５において、以降の説明では、上下方向について仮想鉛直スクリーンＳｃを上部Ｕ、第一中央部Ｃ１、下部Ｂと３つに均等に区分けしている。また、左右方向について仮想鉛直スクリーンＳｃを左部Ｌ、第二中央部Ｃ２、右部Ｒと３つに均等に区分けしている。
すなわち、第一中央部Ｃ１は基準線ＡＣから上下方向に２°の角度で前方に広がる領域である。上部Ｕは基準線ＡＣから上方に２°〜６°の角度で前方に広がる領域である。下部Ｂは基準線ＡＣから下方に２°〜６°の角度で前方に広がる領域である。第二中央部Ｃ２は基準線ＡＣから左右方向に１０°の角度で前方に広がる領域である。左部Ｌは基準線ＡＣから左方に１０°〜３０°の角度で前方に広がる領域である。右部Ｒは基準線ＡＣから右方に１０°〜３０°の角度で前方に広がる領域である。
照明装置１００は、図４に示した右配光パターンＰＲと左配光パターンＰＬが左右方向の第二中央部Ｃ２で重なりあった第一配光パターンＰ１と、図５に示した右配光パターンＰＲと左配光パターンＰＬが左右方向に隔てられた第二配光パターンＰ２と、を形成可能である。なお、図４および図５においては、特定の照度以上の領域を配光パターンとして示している。
図４に示した第一配光パターンＰ１は、右配光パターンＰＲの中心点ＰＲＣが仮想鉛直スクリーンＳｃの左右方向について第二中央部Ｃ２に位置し、かつ、左配光パターンＰＬの中心点ＰＬＣが仮想鉛直スクリーンＳｃの左右方向について第二中央部Ｃ２に位置する。この第一配光パターンＰ１において、仮想鉛直スクリーンＳｃの第二中央部Ｃ２に照度の高い光が照射される。遠方に照度の高い光が照射されるため、自車両のカメラやドライバーにとっての視認性が高められている。この第一配光パターンＰ１は、いわゆる通常のハイビーム配光パターンに該当する。図１１に、第一配光パターンＰ１を照射している照明装置１００を搭載した車両を上方から見た様子を示す。
図５に示した第二配光パターンＰ２は、図４に示した第一配光パターンＰ１から、右配光パターンＰＲを右方にずらし、左配光パターンＰＬを左方にずらすように、スイブル機構２６を駆動することにより得られる。左右それぞれのスイブル機構２６により、車両の右前部に設けられる照明装置１００の光源ユニット２０を右方に旋回させ、車両の左前部に設けられる照明装置１００の光源ユニット２０を左方に旋回させることで、第二配光パターンＰ２が得られる。
より厳密に言えば、車両の右前部に設けられる右の照明装置１００を右方に旋回させて、右の照明装置１００から前方に広がる右仮想領域のうちの第二中央部Ｃ２に向けて光を照射していた状態から右仮想領域のうちの右部Ｒに向けて光を照射させる状態に遷移させる。車両の左前部に設けられる左の照明装置１００を左方に旋回させて、左の照明装置１００から前方に広がる左仮想領域のうちの第二中央部Ｃ２に向けて光を照射していた状態から左仮想領域のうちの左部Ｒに向けて光を照射させる状態に遷移させる。
この第二配光パターンＰ２において、右配光パターンＰＲの中心点ＰＲＣが仮想鉛直スクリーンＳｃのＶ線から右方にずれており、かつ、左配光パターンＰＬの中心点ＰＬＣが仮想鉛直スクリーンＳｃの左右方向のＶ線から左方にずれている。図１２に、第二配光パターンＰ２を照射している照明装置１００を搭載した車両を上方から見た様子を示す。
ところで、カメラは、人間の目に比べて、明るい対象物と暗い対象物とを同時に認識することが難しい。明るい対象物を撮像する場合には、カメラの感度が低く設定されるか、露光時間が短く設定される。暗い対象物を撮像する場合には、カメラの感度が高く設定されるか、露光時間が長く設定される。このように、明るい対象物を撮像する場合と、暗い対象物を撮像する場合では、最適なカメラの設定が異なる。このため、カメラは人間の目に比べて、明るい対象物と暗い対象物とを同時に認識することが難しい。
ところで、自動運転可能な車両に搭載されるカメラは、夜間に明瞭な像を取得するために、感度が高く設定されているか、露光時間が長く設定されている。しかし、このように設定されたカメラに、対向車から明るい前照灯の光が入射してしまうと、カメラにハレーションが生じてしまう。カメラにハレーションが生じないように、カメラの感度を低く設定したり露光時間を短く設定してしまうと、今度は暗い対象物の像を明瞭に取得できない。一方で、対向車のカメラにハレーションが生じないようにするために、自車両の照明装置から出射される光の全体の照度を下げることは現実的ではない。
本発明者は、自車両の前方の仮想鉛直スクリーンＳｃのどの領域に、対向車が現れるかを検討した。すると、本発明者は、図５に示したように、対向車は上下方向の第一中央部Ｃ１、かつ、左右方向の第二中央部Ｃ２に現れることを見出した。そこで、本発明者は、対向車のカメラにハレーションが生じないようにするために、該領域の照度のみを低下させることを考えた。
本実施形態に係る照明装置１００において、車両制御部３がカメラ６により取得した画像から自車両の前方に対向車がいないと判定したときに、照度制御部２７は、図４に示した第一配光パターンＰ１を形成するようにスイブル機構２６を駆動する。車両制御部３は、対向車検出部の一例である。一方、車両制御部３がカメラ６により取得した画像から自車両の前方に対向車がいると判定したときに、照度制御部２７は、図５に示した第二配光パターンＰ２を形成するようにスイブル機構２６を駆動する。
このように、本実施形態に係る照明装置１００によれば、車両制御部３が対向車の存在を検出したときに送信する信号に応じて、照度制御部２７が、対向車が存在する上下方向の第一中央部Ｃ１かつ左右方向の第二中央部Ｃ２の領域に照射される光の照度を低下させる。このため、自車両の照明装置１００に起因するハレーションを対向車のカメラに生じさせにくい。
なお、本実施形態において、カメラ６は、車両前方の情報を取得し、取得した情報に応じた信号を対向車検出部に送信する。このカメラ６は、図２３に示したように、光源ユニット２０とともに灯室Ｓ内に設けられている。このように、照明装置１００がカメラ６を備えているので、車両１が別途カメラを搭載しなくてもよい。
なお、本実施形態と異なり、カメラが照明装置１００とは別に設けられていてもよいことはもちろんである。
また、本実施形態の照明装置１００において、光源ユニット２０は、光源ユニット２０の光軸Ａｘを左右方向に旋回させるスイブル機構２６に支持されている。スイブル機構２６は、光軸変更機構の一例である。
車両制御部３から対向車の存在が検出されるときに送信される信号が照度制御部２７に入力されていないとき、つまり、車両制御部３が対向車の存在を検出していないときは、照度制御部２７は、図４に示した第一配光パターンＰ１を形成するようにスイブル機構２６を駆動している。この第一配光パターンＰ１は光源ユニット２０の光軸Ａｘが車両の前方の中心に向かって延びるハイビーム配光パターンである。
車両制御部３から対向車の存在が検出されるときに送信される信号が照度制御部２７に入力されたときに、照度制御部２７は、図５に示したように、光軸Ａｘユニットの光軸Ａｘを左方および右方の少なくとも一方にずらしている。これにより、仮想鉛直スクリーンＳｃにおける第一中央部Ｃ１かつ第二中央部Ｃ２に位置する領域の照度を下げて、第一中央部Ｃ１かつ左部Ｌに位置する領域および第一中央部Ｃ１かつ右部Ｒに位置する領域の少なくとも一方の照度を上げている。
図５に示したように、仮想鉛直スクリーンＳｃのうち、対向車の存在する可能性のある領域の左右の領域には、歩行者が存在する可能性がある。また、対向車の存在する可能性のある領域の上方には反射率の高い標識が存在する可能性があり、また、対向車の存在する可能性のある領域の下方には反射率の高い路面が存在する。
そこで、本発明に係る照明装置１００によれば、対向車が存在する可能性のある領域を照射していた光を、歩行者が存在する可能性のある領域に照射する。このため、対向車のカメラに対してはハレーションを抑制し、かつ自車両の運転者／カメラに対しては歩行者の視認性を高めている。また、このとき、反射率の高い標識が存在する可能性のある上部Ｕの照度、および、反射率の高い路面が存在する可能性のある下部Ｂの照度が高くならないため、標識や路面からの反射光により自車両の運転者やカメラにとって眩しくなることがない。
図４に示したように、第一配光パターンＰ１においては、右配光パターンＰＲと左配光パターンＰＬが左右方向の第二中央部Ｃ２で重なり合っている。このため、第一配光パターンＰ１において、照度の高い順の２つの点は、仮想鉛直スクリーンＳｃにおいて左右方向の第二中央部Ｃ２に位置している。
一方で、図５に示したように、第二配光パターンＰ２においては、右配光パターンＰＲと左配光パターンＰＬが左右方向に離間している。右配光パターンＰＲのうち最も照度の高い点は右配光パターンＰＲの略中心部ＰＲＣに位置している。最も照度の高い右配光パターンＰＲの略中心部ＰＲＣは、Ｖ線より右方にずれている。左配光パターンＰＬのうち最も照度の高い点は左配光パターンＰＬの略中心部ＰＬＣに位置している。最も照度の高い左配光パターンＰＬの略中心部ＰＬＣは、Ｖ線より左方にずれている。つまり、照度の高い順の２つの点は、仮想鉛直スクリーンＳｃにおいてＶ線より右方または左方にずれている。
このように、対向車がいない時には、照度の最も高い光が遠方を照らすので、自車両のドライバーやカメラにとって、遠方の視認性が高められている。また、対向車がいる場合には、照度の最も高い光が対向車の存在するＶ線から左右にずれた領域を照らすので、対向車のカメラにハレーションを生じさせにくい。
また、図５に示したように、第二配光パターンＰ２において、照度の高い順の２つの点ＰＬＣ，ＰＲＣが、左右方向において仮想鉛直スクリーンＳｃの左部Ｌと右部Ｒに位置していることが好ましい。前後方向において自車両に近い歩行者は、仮想鉛直スクリーンＳｃの左部Ｌおよび右部Ｒにいる可能性が高い。そこで、本実施形態に係る照明装置１００によれば、歩行者のいる可能性の高い左部Ｌと右部Ｒに明るい光が照射されるため、歩行者を認識しやすい。
また、第二配光パターンＰ２において、仮想鉛直スクリーンＳｃを左右方向に４つに均等に区分けし、左方から右方に向かって領域Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２とする。この第二配光パターンＰ２において、照度の高い順の２つの点ＰＬＣ，ＰＲＣが、左端の領域Ｌ２および右端の領域Ｒ２に位置していることが好ましい。
本実施形態に係る照明装置１００によれば、左右方向の端部Ｌ２，Ｒ２に高い照度の光が照射される。仮想鉛直スクリーンＳｃ上において左右方向の端部Ｌ２，Ｒ２には、自車両に近い歩行者がいる可能性があるので、自車両に近い歩行者を認識しやすくなる。
＜第二実施形態＞
図６は、本発明の第二実施形態に係る照明装置１００Ａの断面図である。なお、上記した第一実施形態と同一の部材には同一の参照符号を付与し、その説明を省略する。
図６に示すように、照明装置１００Ａは、灯室Ｓ内に光源ユニット２０Ａを備えている。光源ユニット２０Ａは、光源２１と、投影レンズ２３とを備えている。光源２１から出射された光は、投影レンズ２３を介して灯具前方に出射される。
光源２１は、搭載基板２８を介してハウジング１０１に固定されている。投影レンズ２３は、レンズホルダ２５を介して搭載基板２８に固定されている。このように、光源ユニット２０Ａは、ハウジング１０１に対して左右方向に旋回不能に固定されている。
図７は、光源２１の拡大正面図である。複数のＬＥＤチップ２１ａの発光面がマトリクス状に配列されて光源２１を構成している。光源２１の発光面は、正面視で略矩形状に構成されている。照度制御部２７は、個々のＬＥＤチップ２１ａへの通電のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、発光面の発光／消灯を制御することができる。光源２１は投影レンズ２３の後方側焦点よりも前方に配置されている。投影レンズ２３は、マトリクス状に配列されたＬＥＤチップ２１ａの発光状態を拡大して灯具前方に投影する。
本実施形態において、個々のＬＥＤチップ２１ａは、図７に示したように、第一グループＧ１、第二グループＧ２、第三グループＧ３、第四グループＧ４、第五グループＧ５、第六グループＧ６にグルーピングされている。光源２１は、図７に示すように、上下方向について上部ｕ、第一中央部ｃ１、下部ｂと３つに均等に区分けされ、左右方向について右部ｒ、第二中央部ｃ２、左部ｌと３つに均等に区分けされている。
第一グループＧ１には、上下方向について第一中央部ｃ１でかつ、左右方向について第二中央部ｃ２に位置するＬＥＤチップ２１ａが属している。
第二グループＧ２には、左右方向について第二中央部ｃ２に位置し、上下方向について第一グループＧ１より上方に位置するＬＥＤチップ２１ａが属している。
第三グループＧ３には、第一グループＧ１から右下方向および左下方向に帯状に延びるように配列しているＬＥＤチップ２１ａが属している。
第四グループＧ４には、第二グループＧ２から右下方向および左下方向に帯状に延びるように配列しており、第三グループＧ３より上方に位置しているＬＥＤチップ２１ａが属している。
第五グループＧ５には、第一グループＧ１および第三グループＧ３より下方に位置するＬＥＤチップ２１ａが属している。
第六グループＧ６には、第二グループＧ２および第四グループＧ４より上方に位置するＬＥＤチップ２１ａが属している。
図８は、第二実施形態に係る照明装置１００Ａが形成する配光パターンを示す図である。
図７に示す第一グループＧ１に属するＬＥＤチップ２１ａを点灯すると、図８に示すように、仮想鉛直スクリーンＳｃの第一中央部ｃ１かつ第二中央部ｃ２に位置する領域Ａ１に光が照射される。これにより、自車両の正面に光が照射される。
第二グループＧ２に属するＬＥＤチップ２１ａを点灯すると、上下方向について上部ｕ、かつ、左右方向について第二中央部ｃ２に位置する領域Ａ２に光が照射される。これにより、道路の上方に表示される道路標識などが位置する可能性のある領域に光が照射される。
第三グループＧ３に属するＬＥＤチップ２１ａを点灯すると、上下方向の第一中央部ｃ１および左右方向の第二中央部ｃ２の領域から右斜め下方に向かって帯状に延びる領域Ａ３、および、上下方向の第一中央部ｃ１および左右方向の第二中央部ｃ２の領域から左斜め下方に向かって帯状に延びる領域Ａ３に、光が照射される。これにより、路肩を歩く歩行者などが存在する可能性のある領域に光を照射することができる。
第四グループＧ４に属するＬＥＤチップ２１ａを点灯すると、上下方向の上部ｕかつ左右方向の第二中央部ｃ２から右斜め下方に向かって帯状に延びる領域Ａ４、および、上下方向の上部ｕかつ左右方向の第二中央部ｃ２から左斜め下方に向かって帯状に延びる領域Ａ４に、光が照射される。これにより、歩行者の頭部や路肩に設置された道路標識や看板などが存在する可能性のある領域に光を照射することができる。
第五グループＧ５に属するＬＥＤチップ２１ａを点灯すると、自車両に近い路面を含む下方の領域Ａ５に光を照射することができる。
第六グループＧ６に属するＬＥＤチップ２１ａを点灯すると、上方の領域Ａ６に光を照射することができる。
本実施形態に係る照明装置１００Ａにおいて、照度制御部２７は、グループごとにまとめてＬＥＤチップ２１ａの点灯／消灯を制御する。
ところで、第一実施形態でも説明したように、仮想鉛直スクリーンＳｃにおいて、上下方向の第一中央部ｃ１かつ左右方向の第二中央部ｃ２の領域Ａ１は、遠方の物体が存在する可能性のある領域でもあるし、対向車が存在する可能性のある領域でもある。遠方の物体を照らすためには照度の高い光を照射することが好ましいが、照度の高い光を照射すると対向車のカメラにハレーションを生じさせるおそれがある。
そこで、第二実施形態に係る照明装置１００Ａにおいて、車両制御部３が対向車が存在しないと判断して信号を照度制御部２７に送信すると、該信号に応じて照度制御部２７は、第一グループＧ１に属するＬＥＤチップ２１ａを点灯させる。これにより、遠方の視認性の高い配光パターンが得られる。
一方で、車両制御部３が対向車が存在すると判断して信号を照度制御部２７に送信すると、該信号に応じて照度制御部２７は、第一グループＧ１に属するＬＥＤチップ２１ａを消灯させる。これにより、領域Ａ１に光が照射されないので、対向車のカメラにハレーションを生じさせることがない。
このように、第二実施形態においても、照度制御部２７が、配光パターンの少なくとも一部の照度を変更可能に構成されている。また、照度制御部２７は、配光パターンのうち、第一中央部ｃ１かつ第二中央部ｃ２に位置している領域の照度を、対向車の存在に応じて信号を送信する車両制御部３から送信される信号に応じて下げる。このため、対向車のカメラにハレーションを生じさせることがない。
なお、上述の説明では、照度制御部２７はＬＥＤチップ２１ａを点灯／消灯させる制御を説明したが、本発明はこれに限られない。車両制御部３が対向車が存在すると判定したときに送信された信号に応じて、照度制御部２７が第一グループＧ１に属するＬＥＤチップ２１ａに通電する電流を下げて、照度を低下させるように制御してもよい。
また、本実施形態において、車両制御部３が車両前方に歩行者が存在すると判定した信号が照度制御部２７に入力されたときに、照度制御部２７が第三グループＧ３に属するＬＥＤチップ２１ａに通電する電流を下げるように構成してもよい。これにより、歩行者へグレアを与えることが抑制される。
以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。
例えば、上述の第一実施形態では、照明装置が車両の右前部と左前部とに搭載される例を説明したが、本発明はこれに限られない。照明装置は車両の前部に１つのみ設けられていてもよいし、照明装置が車両の前部に３つ以上設けられていてもよい。
本実施形態では、車両の運転モードは、完全自動運転モードと、高度運転支援モードと、運転支援モードと、手動運転モードとを含むものとして説明したが、車両の運転モードは、これら４つのモードに限定されるべきではない。車両の運転モードは、これら４つのモードの少なくとも１つを含んでいてもよい。例えば、車両の運転モードは、完全自動運転モードのみを含んでいてもよい。
さらに、車両の運転モードの区分や表示形態は、各国における自動運転に係る法令又は規則に沿って適宜変更されてもよい。同様に、本実施形態の説明で記載された「完全自動運転モード」、「高度運転支援モード」、「運転支援モード」のそれぞれの定義はあくまでも一例であって、各国における自動運転に係る法令又は規則に沿って、これらの定義は適宜変更されてもよい。
上記第一実施形態および第二実施形態において、車両制御部３は、対向車が自動運転可能な車両であると判定したときに照度制御部２７へ信号を送信するように構成してもよい。照度制御部２７は、該信号に応じて、第一中央部Ｃ１、ｃ１かつ第二中央部Ｃ２、ｃ２の領域に照射される光の照度を低下させるように、構成してもよい。
また、対向車のカメラにハレーションを生じさせる明るさは、対向車の運転者がグレアを感じる明るさより低い。そこで、照度制御部が、光源ユニットを、対向車の運転者にグレアを感じさせる明るさより高い照度の第一モード、第一モードより暗くかつ対向車のカメラにハレーションを生じさせる明るさより明るい第二モード、第二モードより暗い第三モード、とに切替可能に構成してもよい。
照度制御部が、車両制御部が対向車が存在しないと判定したときに送信される信号に応じて第一モードを選択し、車両制御部が自動運転不可能な対向車が存在すると判定したときに送信される信号に応じて第二モードを選択し、車両制御部３は、自動運転可能な対向車が存在すると判定したときに送信される信号に応じて第三モードを選択可能なように、構成されていてもよい。
このような構成によれば、対向車の運転者にグレアを与えるおそれがなくかつ対向車のカメラにハレーションを生じさせるおそれがない場合には、光源ユニットを第一モードで駆動して、自車両の視認性を最大限高めることができる。また、対向車がカメラを備えない自動運転不可能な車両である場合には、光源ユニットを第二モードで駆動して、対向車の運転者にグレアを与えることを抑制しつつ自車両の視認性を高く維持できる。さらに、対向車がカメラを備えた自動運転可能な車両である場合には、光源ユニットを第三モードで駆動して、対向車のカメラにハレーションが生じることを抑制できる。
なお、上述した実施形態においては、照明装置１００が可視光を出射する例を説明したが、本発明はこれに限られない。照明装置が赤外光などを出射するように構成されていても、本実施形態の照明装置によれば、対向車の赤外線カメラにハレーションを生じさせることを抑制できる。
なお、上述した実施形態においては、カメラを有して自動運転可能な車両に搭載された照明装置を説明したが、本発明に係る照明装置はカメラを有さない車両に搭載されていてもよい。この場合でも、本発明に係る照明装置は、対向車のカメラにハレーションを生じさせにくい。
本出願は、２０１６年１２月２８日出願の日本特許出願２０１６−２５６２９１号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (6)

  1. 車両に搭載され、車両の前方へ光を照射する照明装置であって、
    前記照明装置の中心位置から車両の前方へ水平方向に延びる基準線に対して左方および右方に１５°、上方および下方に６°で矩形状に広がる仮想領域に光を照射して配光パターンを形成可能な光源ユニットと、
    前記配光パターンの少なくとも一部の照度を変更可能な照度制御部と、を備え、
    前記照度制御部は、前記配光パターンのうち、上下方向について前記仮想領域を、上部、第一中央部、下部、と３つに均等に区分けしたときの前記第一中央部、かつ、左右方向について前記仮想領域を左部、第二中央部、右部と３つに均等に区分けしたときの前記第二中央部に位置している領域の照度を、対向車の存在に応じて信号を送信する対向車検出部から送信される信号に応じて下げる、照明装置。
  2. ハウジングとアウタカバーとで灯室が形成されており、
    車両前方の情報を取得し、取得した情報に応じた信号を前記対向車検出部に送信可能なカメラが、前記光源ユニットとともに前記灯室内に設けられている、請求項１に記載の照明装置。
  3. 前記光源ユニットは、前記光源ユニットの光軸を左右方向に旋回させる光軸変更機構に支持されており、
    前記照明装置の点灯状態において、前記対向車検出部から対向車の存在が検出されるときに送信される信号が前記照度制御部に入力されていないときには、前記光源ユニットの光軸は車両の前方の中心に向かって延びて前記光源ユニットはハイビーム用の配光パターンを形成するように光を照射しており、
    前記照明装置の点灯状態において、前記対向車検出部から対向車の存在が検出されるときに送信される信号が前記照度制御部に入力されたときに、前記照度制御部は、前記光源ユニットの光軸を左方および右方の少なくとも一方にずらすことにより、前記仮想領域における前記第一中央部かつ前記第二中央部に位置する領域の照度を下げて、前記第一中央部かつ前記左部に位置する領域および前記第一中央部かつ前記右部に位置する領域の少なくとも一方の照度を上げる、請求項１または２に記載の照明装置。
  4. 前記光源ユニットは、第一配光パターンと、第二配光パターンを形成可能に構成されており、
    前記第一配光パターンは、前記仮想領域上において、照度の最も高い点が、左右方向について前記第二中央部に位置しており、
    前記第二配光パターンは、前記仮想領域上において、照度の高い順の２つの点が、左右方向について前記基準線より右方および左方にずれ、かつ、上下方向について前記第一中央部に位置しており、
    前記照度制御部は、前記照明装置の点灯状態において、前記対向車検出部から対向車の存在が検出されるときに送信される信号が前記照度制御部に入力されていないときには、前記光源ユニットに前記第一配光パターンを形成させるように光を照射させ、
    前記照度制御部は、前記照明装置の点灯状態において、前記対向車の存在に応じて信号を送信する対向車検出部から送信される信号が入力されているときには、前記光源ユニットに前記第二配光パターンを形成させるように光を照射させる、請求項１または２に記載の照明装置。
  5. 前記第二配光パターンにおいて、前記照度の高い順の２つの点が、左右方向において前記仮想領域の前記左部と前記右部に位置している、請求項４に記載の照明装置。
  6. 前記第二配光パターンにおいて、前記照度の高い順の２つの点が、前記仮想領域を左右方向に４つに均等に区分けしたとき、左端の領域および右端の領域に位置している、請求項４または５に記載の照明装置。
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