WO2021049462A1 - 車両用灯具システムおよび車両用灯具 - Google Patents

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WO2021049462A1
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vehicle
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光之 望月
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株式会社小糸製作所
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    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle lighting system and a vehicle lighting used for a vehicle such as an automobile.
  • Patent Document 1 when another vehicle exists in front of the own vehicle, a method (ADB control) of controlling the light distribution of the headlight of the own vehicle so that the lighting is cut only in the portion of the own vehicle is executed.
  • ADB control a method of controlling the light distribution of the headlight of the own vehicle so that the lighting is cut only in the portion of the own vehicle is executed.
  • vehicle lighting fixtures There are known vehicle lighting fixtures.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle lighting system in which the detection accuracy of an in-vehicle camera and a lamp-mounted optical sensor is further improved.
  • the vehicle lighting system is A vehicle lighting system mounted on a vehicle having a vehicle lighting device and a control unit and having an in-vehicle camera.
  • the vehicle lighting equipment A first light source that emits visible light for imaging with an in-vehicle camera, With the second light source A scanning means for scanning and irradiating the light emitted from the first light source and the light emitted from the second light source in front of the lamp. It has an optical sensor having high sensitivity to the wavelength of light emitted by the second light source.
  • the control unit An area setting unit that sets at least one of a dimming area and a highlighting area by comparing the information estimated from the image output by the in-vehicle camera with the information estimated from the output of the optical sensor. It has a lamp control unit that controls the lighting state of at least one of the first light source and the second light source based on the output of the area setting unit.
  • the vehicle lamp according to one aspect of the present invention is A first light source that emits light for the driver or in-vehicle camera to see, A second light source that emits light with a wavelength different from that of the first light source, A scanning means that scans the light emitted from the first light source and the light emitted from the second light source and emits the light to the front of the lamp.
  • An optical sensor that outputs a signal according to the reflection intensity of light emitted from the second light source, and It has a control unit that controls the lighting state of the first light source based on the output of the optical sensor so as not to give glare to an oncoming vehicle.
  • the scanning means scans the light emitted from the second light source so that the light emitted from the second light source irradiates a linear region extending in the horizontal direction.
  • the scanning means has a portion in which the portion that reflects the light of the first light source toward the front of the lamp and the portion that reflects the light of the second light source toward the front of the lamp have the same reflector, or the first light source. It has a reflector in which a portion that reflects the light of the second light source toward the front of the lamp and a portion that reflects the light of the second light source toward the front of the lamp are integrated.
  • a vehicle lighting system in which the detection accuracy of the in-vehicle camera and the lamp-mounted optical sensor is further improved.
  • the image acquired by the in-vehicle camera at time s2 is shown.
  • the image acquired by the in-vehicle camera at time s3 is shown.
  • the image acquired by the in-vehicle camera at time s4 is shown.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle system 2 in which the vehicle lighting system 100 according to the first embodiment of the present invention is incorporated.
  • the vehicle system 2 according to the present embodiment includes a vehicle control unit 3, a vehicle lighting tool 4, a sensor 5, a camera 6, a radar 7, an HMI (Human Machine Interface) 8, and the like. It includes a GPS (Global Positioning System) 9, a wireless communication unit 10, and a map information storage unit 11. Further, the vehicle system 2 includes a steering actuator 12, a steering device 13, a brake actuator 14, a brake device 15, an accelerator actuator 16, and an accelerator device 17.
  • the vehicle control unit 3 is configured to control the running of the vehicle 1.
  • the vehicle control unit 3 is composed of, for example, an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit).
  • the electronic control unit includes a microcontroller including a processor and a memory, and other electronic circuits (for example, a transistor and the like).
  • the processor is, for example, a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), and / or a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the memory is a ROM (Read Only Memory) in which various vehicle control programs (for example, an artificial intelligence (AI) program for automatic driving) are stored, and a RAM (Random Access Memory) in which various vehicle control data are temporarily stored. )including.
  • the processor is configured to expand a program designated from various vehicle control programs stored in the ROM on the RAM and execute various processes in cooperation with the RAM.
  • the sensor 5 includes an acceleration sensor, a speed sensor, a gyro sensor, and the like.
  • the sensor 5 is configured to detect the running state of the vehicle 1 and output the running state information to the vehicle control unit 3.
  • the sensor 5 includes a seating sensor that detects whether the driver is sitting in the driver's seat, a face orientation sensor that detects the direction of the driver's face, an external weather sensor that detects the external weather condition, and whether or not there is a person in the vehicle.
  • a motion sensor or the like for detecting may be further provided.
  • the sensor 5 may include an illuminance sensor that detects the illuminance of the surrounding environment of the vehicle 1.
  • the camera (vehicle-mounted camera) 6 is, for example, a camera including an image sensor such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary MOS).
  • the image pickup of the camera 6 is controlled based on the signal transmitted from the vehicle control unit 3.
  • the camera 6 can generate an image based on the received visible light.
  • the radar 7 is a millimeter wave radar, a microwave radar, a laser radar, or the like.
  • the radar 7 may be provided with LiDAR (Light Detection and Ringing or Laser Imaging Detection and Ranking).
  • LiDAR is a sensor that generally emits invisible light in front of it and acquires information such as the distance to an object, the shape of the object, and the material of the object based on the emitted light and the return light.
  • the camera 6 and the radar 7 (an example of a sensor) detect the surrounding environment of the vehicle 1 (other vehicles, pedestrians, road shapes, traffic signs, obstacles, etc.) and output the surrounding environment information to the vehicle control unit 3. It is configured in.
  • the HMI 8 is composed of an input unit that receives an input operation from the driver and an output unit that outputs driving information and the like to the driver.
  • the input unit includes a steering wheel, an accelerator pedal, a brake pedal, an operation mode changeover switch for switching the operation mode of the vehicle 1, and the like.
  • the output unit is a display that displays various traveling information.
  • the GPS 9 is configured to acquire the current position information of the vehicle 1 and output the acquired current position information to the vehicle control unit 3.
  • the wireless communication unit 10 is configured to receive information about another vehicle (for example, traveling information) around the vehicle 1 from the other vehicle and transmit information about the vehicle 1 (for example, traveling information) to the other vehicle. (Vehicle-to-vehicle communication). Further, the wireless communication unit 10 is configured to receive infrastructure information from infrastructure equipment such as traffic lights and indicator lights and to transmit traveling information of vehicle 1 to the infrastructure equipment (road-to-vehicle communication).
  • the map information storage unit 11 is an external storage device such as a hard disk drive in which map information is stored, and is configured to output map information to the vehicle control unit 3.
  • the vehicle control unit 3 determines at least one of the steering control signal, the accelerator control signal, and the brake control signal based on the traveling state information, the surrounding environment information, the current position information, the map information, and the like. Generate one automatically.
  • the steering actuator 12 is configured to receive a steering control signal from the vehicle control unit 3 and control the steering device 13 based on the received steering control signal.
  • the brake actuator 14 is configured to receive a brake control signal from the vehicle control unit 3 and control the brake device 15 based on the received brake control signal.
  • the accelerator actuator 16 is configured to receive an accelerator control signal from the vehicle control unit 3 and control the accelerator device 17 based on the received accelerator control signal. As described above, in the automatic driving mode, the traveling of the vehicle 1 is automatically controlled by the vehicle system 2.
  • the vehicle control unit 3 when the vehicle 1 travels in the manual driving mode, the vehicle control unit 3 generates a steering control signal, an accelerator control signal, and a brake control signal according to the manual operation of the driver on the accelerator pedal, the brake pedal, and the steering wheel.
  • the steering control signal, the accelerator control signal, and the brake control signal are generated by the manual operation of the driver, so that the driving of the vehicle 1 is controlled by the driver.
  • the operation mode includes an automatic operation mode and a manual operation mode.
  • the automatic driving mode includes a fully automatic driving mode, an advanced driving support mode, and a driving support mode.
  • the vehicle system 2 automatically performs all driving controls such as steering control, brake control, and accelerator control, and the driver is not in a state where the vehicle 1 can be driven.
  • the vehicle system 2 automatically performs all driving control of steering control, brake control, and accelerator control, and the driver does not drive the vehicle 1 although he / she is in a state where he / she can drive the vehicle 1.
  • the vehicle system 2 In the driving support mode, the vehicle system 2 automatically performs some driving control of steering control, brake control, and accelerator control, and the driver drives the vehicle 1 under the driving support of the vehicle system 2.
  • the vehicle system 2 In the manual driving mode, the vehicle system 2 does not automatically control the driving, and the driver drives the vehicle 1 without the driving support of the vehicle system 2.
  • the driving mode of the vehicle 1 may be switched by operating the driving mode changeover switch.
  • the vehicle control unit 3 sets the driving mode of the vehicle 1 into four driving modes (fully automatic driving mode, advanced driving support mode, driving support mode, manual driving mode) according to the driver's operation on the driving mode changeover switch. ).
  • the driving mode of the vehicle 1 is automatically set based on the information on the travelable section in which the autonomous vehicle can travel, the travel prohibited section in which the autonomous vehicle is prohibited, or the information on the external weather condition. It may be switched.
  • the vehicle control unit 3 switches the driving mode of the vehicle 1 based on this information.
  • the driving mode of the vehicle 1 may be automatically switched by using a seating sensor, a face orientation sensor, or the like. In this case, the vehicle control unit 3 switches the driving mode of the vehicle 1 based on the output signals from the seating sensor and the face orientation sensor.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a vehicle lamp 4 incorporated in the vehicle lamp system 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the vehicle lamp 4 is equipped with a low beam unit 20 capable of irradiating a low beam and a lamp unit 30 capable of irradiating infrared rays.
  • the low beam unit 20 and the lamp unit 30 are provided in a common lighting chamber 43 formed by the outer cover 41 and the housing 42.
  • the vehicle lamp 4 is mounted on the front portion of the vehicle 1.
  • the low beam unit 20 and the lamp unit 30 are controlled by the control unit 101.
  • the low beam unit 20 is a parabolic type or projector type lamp unit.
  • the low beam unit 20 includes a light source 21, a reflector 22, a shade 23, and a projection lens 24.
  • a light source 21 of the low beam unit 20 an incandescent lamp having a filament such as a halogen lamp, a HID (High Intensity Discharge) lamp such as a metal halide lamp, an LED (Light Emitting Diode), or the like can be used.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the internal configuration of the lamp unit 30.
  • the lamp unit 30 includes a housing 30a, a first light source 31 that emits visible light for imaging by the camera 6, a second light source 32, a rotary reflector 33 (scanning means), and an optical sensor. It has 34, a lens component 35, and a light-shielding wall 36.
  • the inside of the housing 30a is divided into two spaces, a first light room 37 and a second light room 38, by a light-shielding wall 36.
  • the first light source 31, the second light source 32, and the rotary reflector 33 are provided in the first light chamber 37.
  • the optical sensor 34 is provided in the second light chamber 38.
  • the first light source 31 is composed of an LED (Light Emitting Diode) that emits visible light.
  • the first light source 31 may be configured by an LD (Laser Diode) in addition to the LED.
  • the second light source 32 is composed of an LD that emits infrared rays.
  • the first light source 31 and the second light source 32 are mounted on a common substrate 39.
  • the three first light sources 31 are provided side by side on a virtual straight line extending in the vertical direction on the substrate 39.
  • three second light sources 32 are provided side by side on a virtual straight line extending in the vertical direction on the substrate 39.
  • the second light source 32 is arranged on the back side of the paper surface of the first light source 31, and is not visible. As shown in FIG. 5, since the first light source 31 is required to irradiate a wider range than the second light source 32, an LED having a large degree of diffusion of emitted light is adopted as the first light source 31 to diffuse the emitted light. It is preferable to use an LD having a small degree as the second light source 32.
  • the rotation reflector 33 rotates around the rotation axis R.
  • the rotary reflector 33 includes a shaft portion 33a extending around the rotation axis R and two blades 33b extending in the radial direction from the shaft portion 33a.
  • the surface of the blade 33b is a reflective surface.
  • This reflecting surface has a twisted shape in which the angle with respect to the rotation axis R gradually changes in the circumferential direction. Specifically, when the visible light emitted from the first light source 31 is reflected by the reflecting surface of the rotary reflector 33, the direction in which the visible light is reflected and emitted gradually changes from the left end to the right end, which will be described in detail in FIG. It has a shape that changes.
  • the lamp unit 30 can scan and emit the light from the first light source 31 and the second light source 32 in a predetermined range.
  • a lens component 35 is provided in front of the housing 30a.
  • the lens component 35 has a first lens element 35a and a second lens element 35b.
  • the first lens element 35a is located in front of the first light chamber 37.
  • Light emitted from the first light source 31 and the second light source 32 and reflected by the rotary reflector 33 is incident on the first lens element 35a.
  • the second lens element 35b is located in front of the second light chamber 38.
  • the second lens element 35b collects the light from the front of the lamp and guides it to the optical sensor 34.
  • the optical sensor 34 is a photodiode that detects infrared rays.
  • the photodiode outputs a signal according to the intensity of the received light.
  • the optical sensor 34 has the highest sensitivity to the peak wavelength of infrared rays emitted from the second light source 32.
  • the optical sensor 34 is configured to detect infrared reflected light emitted from the second light source 32 in front of the lamp.
  • FIG. 4 is a system block diagram of the vehicle lighting system 100.
  • the vehicle lamp system 100 includes a control unit 101 in addition to the low beam unit 20 and the lamp unit 30 described above.
  • the control unit 101 is communicably connected to the low beam unit 20 and the lamp unit 30.
  • the control unit 101 includes a lamp control unit 102 that controls the lighting state of the first light source 31 and the second light source 32, and an area setting unit 103 that sets a normal area, a dimming area, and a highlighting area, which will be described later.
  • the vehicle control unit 3 generates an instruction signal for controlling the turning on / off of the vehicle lighting tool 4 when a predetermined condition is satisfied, and transmits the instruction signal to the control unit 101.
  • the control unit 101 controls the low beam unit 20, the first light source 31, the second light source 32, the motor 33c of the rotary reflector 33, and the like based on the received instruction signal.
  • FIG. 5 is a schematic view showing an irradiation range of each light emitted from the vehicle lamp 4 of the present embodiment.
  • FIG. 5 appears, for example, on a vertical screen installed 25 m in front of the vehicle lamp 4.
  • the range P1 is a low beam light distribution pattern irradiated by the low beam unit 20. This low beam light distribution pattern is a well-known light distribution pattern.
  • the range P2 is the irradiation range of visible light emitted by the first light source 31 of the lamp unit 30.
  • the range P2 is a band-shaped region extending in the left-right direction.
  • the range P2 includes the ranges P21, P22, P23.
  • the range P21 is an irradiation range of visible light emitted from the first light source 31 provided at the uppermost position on the substrate 39.
  • the range P23 is an irradiation range of visible light emitted from the first light source 31 provided at the lowermost position on the substrate 39.
  • the range P22 is an irradiation range of visible light emitted from a first light source 31 provided at an intermediate position on the substrate 39.
  • the lowest range P23 is preferably a region including the H line.
  • the range P2 may be a region similar to a known high beam light distribution pattern.
  • the range P3 is the irradiation range of infrared rays emitted by the second light source 32 of the lamp unit 30.
  • the range P3 is a linear region extending in the left-right direction.
  • Range P3 includes ranges P31, P32, P33.
  • the range P31 is an irradiation range of infrared rays emitted from the second light source 32 provided at the uppermost position on the substrate 39.
  • the range P33 is an irradiation range of infrared rays emitted from the second light source 32 provided at the lowermost position on the substrate 39.
  • the range P32 is an irradiation range of infrared rays emitted from a second light source 32 provided at an intermediate position on the substrate 39. It is preferred that the range P31 is provided in the range P21, the range P32 is provided in the range P22, and the range P33 is provided in the range P23.
  • FIG. 6 is a time chart showing the lighting timing of the first light source 31 and the second light source 32 and the exposure timing of the optical sensor 34.
  • the control unit 101 turns off the first light source 31 and turns off the second light source 32 while rotating the rotary reflector 33 so that the entire region of the range P3 is irradiated with infrared rays. Turns on and off at high speed.
  • the optical sensor 34 is exposed in synchronization with the turning off of the second light source 32. For example, at time t1, the point R1 shown in FIG.
  • the control unit 101 determines that there is an object at this point R1 when the output of the optical sensor 34 is equal to or greater than a predetermined value, and determines that there is no object at this point R1 when the output of the optical sensor 34 is less than a predetermined value. ..
  • the control unit 101 determines the presence or absence of an object at the point R2. Similarly, when the rotation reflector 33 is rotated and the second light source 32 is repeatedly turned on and off, the control unit 101 can determine the presence or absence of an object at all the points in the range P3.
  • the control unit 101 When the second light source 32 is repeatedly turned on and off while rotating the rotary reflector 33 to irradiate infrared rays from the second light source 32 toward all points in the range P3, the control unit 101 is an object based on the output of the optical sensor 34.
  • the control unit 101 starts controlling the turning on and off of the first light source 31 and the second light source 32 in consideration of the presence / absence of the light source and the presence / absence of the object based on the vehicle-mounted camera 6.
  • FIG. 7 shows a light distribution pattern obtained by controlling the first light source 31 by the control unit 101. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a highly visible light distribution pattern that does not give glare to the other vehicle A and illuminates a wider range brightly is formed.
  • the control of the first light source 31 and the second light source 32 executed by the control unit 101 will be described with reference to FIGS. 8A to 11B.
  • FIG. 8A shows an image acquired by the in-vehicle camera 6 at a certain time s1. Based on such an image, the control unit 101 identifies a plurality of point clouds occupied by the other vehicle A as the first other vehicle position. Alternatively, the control unit 101 identifies the azimuth angle formed by the region occupied by the other vehicle A as seen from the reference point of the own vehicle as the first other vehicle position based on such an image.
  • FIG. 8B is a schematic diagram in which another vehicle A is estimated based on the output of the optical sensor 34 at the same time s1 as that of FIG. 8A.
  • the control unit 101 determines that the other vehicle A exists at a point where the output of the optical sensor 34 becomes equal to or higher than a predetermined value, and specifies the position of this point as the second other vehicle position.
  • the control unit 101 determines the first other vehicle position. And the position of the second other vehicle.
  • the position of the first other vehicle and the position of the second other vehicle have the same spread at the same position, it indicates that the objects detected by both are common objects.
  • the area setting unit 103 of the control unit 101 sets the dimming area at the position of the second other vehicle, and sets the normal area in the other area.
  • the lamp control unit 102 supplies a current having a first current value to the first light source 31 to irradiate visible light toward a normal region.
  • the lamp control unit 102 supplies the first light source 31 with a current having a second current value smaller than the first current value, and irradiates visible light toward the dimmed region.
  • the optical sensor 34 and the first light source 31 are included in the lamp unit 30, and the positions of the optical sensor 34 and the first light source 31 are extremely close to each other.
  • the vehicle-mounted camera 6 is mounted on the vehicle at a position away from the lamp unit 30, and the distance between the vehicle-mounted camera 6 and the first light source 31 is larger than the distance between the optical sensor 34 and the first light source 31. Therefore, the direction of the other vehicle A as seen from the vehicle-mounted camera 6 may be different from the direction of the other vehicle A as seen from the first light source 31.
  • the position information of the other vehicle A based on the in-vehicle camera 6 first other vehicle position
  • the position information of the other vehicle A based on the optical sensor 34 second other vehicle position
  • the dimming region can be set more accurately at the position of the other vehicle A, for example, the margin set in the dimming region can be set narrowly, and a wider range can be illuminated brightly. it can.
  • FIG. 9A shows an image acquired by the in-vehicle camera 6 at another time s2.
  • FIG. 9B is a schematic diagram in which the other vehicle A is estimated based on the output of the optical sensor 34 at the same time s2. As information regarding the same time s2, it is assumed that the control unit 101 has acquired such a first other vehicle position and a second other vehicle position.
  • the optical sensor 34 cannot detect a part A1 or all of the other vehicle A for some reason, while the in-vehicle camera 6 captures all of the other vehicle A as shown in FIG. 9A. It may be done.
  • the area setting unit 103 covers the area A1 in which the other vehicle A is presumed to exist based on the image of the vehicle-mounted camera 6 and the other vehicle A does not exist in the output of the optical sensor 34.
  • the lamp control unit 102 supplies a current having a first current value to the second light source 32 and irradiates infrared rays toward a normal region.
  • the lamp control unit 102 supplies the second light source 32 with a current having a second current value larger than the first current value, and irradiates the second light source 32 with infrared rays toward the emphasized region.
  • the control unit 101 again acquires the position of the first other vehicle and the position of the second other vehicle, and both can grasp a common object as shown in FIGS. 8A and 8B, the control unit 101 will be as described above. 101 supplies the first light source 31 with the current of the first current value to irradiate visible light toward the normal region, and supplies the first light source 31 with the current of the second current value toward the dimmed region. Irradiate visible light.
  • FIG. 10A shows an image acquired by the in-vehicle camera 6 at another time s3.
  • FIG. 10B is a schematic diagram in which the other vehicle A is estimated based on the output of the optical sensor 34 at the same time s3. As information regarding the same time s3, it is assumed that the control unit 101 has acquired the position of the first other vehicle and the position of the second other vehicle.
  • the in-vehicle camera 6 cannot capture a part A2 or all of the other vehicle A for some reason, and the optical sensor 34 can detect all of the other vehicle A as shown in FIG. 10B.
  • the area setting unit 103 covers the area A2 in which the other vehicle A is presumed to exist based on the output of the optical sensor 34 and is estimated to be nonexistent in the image of the vehicle-mounted camera 6.
  • the lamp control unit 102 supplies a current having a first current value to the first light source 31 to irradiate visible light toward a normal region.
  • the lamp control unit 102 supplies the first light source 31 with a current having a second current value larger than the first current value, and irradiates visible light toward the emphasized region.
  • control unit 101 again acquires the position of the first other vehicle and the position of the second other vehicle, and both can grasp a common object as shown in FIGS. 8A and 8B, the control is performed as described above.
  • the unit 101 supplies the first light source 31 with the current of the first current value to irradiate visible light toward the normal region, and supplies the first light source 31 with the current of the second current value toward the dimmed region. And irradiate visible light.
  • FIG. 11A shows an image acquired by the in-vehicle camera 6 at another time s4.
  • FIG. 11B is a schematic diagram in which the other vehicle A is estimated based on the output of the optical sensor 34 at the same time s4. As information regarding the same time s3, it is assumed that the control unit 101 has acquired the position of the first other vehicle and the position of the second other vehicle.
  • the area setting unit 103 transfers the vehicle from the vehicle control unit 3.
  • the dimming area is set based on the vehicle speed and steering angle of the vehicle, and the normal area is set in other areas.
  • the lamp control unit 102 supplies a current having a first current value to the first light source 31 to irradiate visible light toward a normal region.
  • the lamp control unit 102 supplies the first light source 31 with a current having a second current value larger than the first current value, and irradiates visible light toward the emphasized region.
  • the present inventor has noticed that the so-called ADB control and the control of the light source for the optical sensor (second light source 32) have a high affinity. Both are common in that the light source is controlled so that the light source illuminates a specific area brighter / darker than the other areas, and the dimming area / enhancement area is set based on the common object / person. Because. The present inventor has completed the present invention based on such awareness.
  • the position of the other vehicle A can be accurately acquired by the two means of the vehicle-mounted camera 6 and the optical sensor 34. Therefore, by controlling the first light source 31 so that only the other vehicle A is not irradiated with light.
  • the in-vehicle camera 6 can easily grasp a bicycle, a pedestrian, or the like adjacent to another vehicle A. Further, if the other vehicle A, the pedestrian, etc. can be grasped from at least one of the vehicle-mounted camera 6 and the optical sensor 34 by the two means of the vehicle-mounted camera 6 and the optical sensor 34, it can be easily grasped by the other detecting means that could not be grasped.
  • the detection accuracy can be further improved by the in-vehicle camera 6 and the optical sensor 34.
  • the vehicle-mounted camera 6 acquires information by visible light
  • the optical sensor 34 acquires information by infrared light.
  • Other vehicles can be estimated from two information sources with different detection targets, and the estimation accuracy of other vehicles can be further improved.
  • a photodiode that detects infrared rays is used as the optical sensor, but another infrared sensor such as an infrared camera may be used as the optical sensor.
  • FIG. 12 is a block diagram of the vehicle system 2 in which the vehicle lamp 104 according to the second embodiment of the present invention is incorporated.
  • the vehicle 1 on which the vehicle system 2 is mounted is a vehicle (automobile) capable of traveling in the automatic driving mode.
  • the vehicle system 2 includes a vehicle control unit 3, a vehicle lighting tool 104, a sensor 5, a camera 6, a radar 7, an HMI (Human Machine Interface) 8, and a GPS (Global Positioning System). ) 9, a wireless communication unit 10, and a map information storage unit 11. Since the vehicle system 2 of the present embodiment is the same as the vehicle system 2 of the first embodiment (see FIG. 1), detailed description thereof will be omitted.
  • the vehicle lamp 104 (for example, a headlamp) incorporated in the vehicle lamp system 100 is the same as the vehicle lamp 104 of the first embodiment described with reference to FIG. 2, and the detailed description thereof will be described. Omit.
  • FIG. 13 is a schematic view showing the internal configuration of the lamp unit 130.
  • the lamp unit 130 includes a housing 130a, a first light source 131, a second light source 132, a rotary reflector 133 (scanning means), an optical sensor 134, a lens component 135, and a light-shielding wall 136. And has a filter element 140.
  • the first light source 131 emits visible light for the driver to visually recognize the surroundings of the vehicle or to take an image with the camera 6.
  • the first light source 131 is composed of an LED (Light Emitting Diode).
  • the first light source 131 may be configured by an LD (Laser Diode) in addition to the LED.
  • the second light source 132 emits light having a wavelength different from that of the first light source 131. In the present embodiment, the second light source 132 emits infrared rays having a wavelength longer than that of visible light.
  • the second light source 132 is composed of an LD.
  • the first light source 131 and the second light source 132 are mounted on a single common substrate 139.
  • the three first light sources 131 are provided side by side on a virtual straight line extending in the vertical direction on the common substrate 139.
  • three second light sources 132 are provided side by side on a imaginary straight line extending in the vertical direction on the common substrate 139.
  • the second light source 132 is arranged on the back side of the paper surface of the first light source 131 and is not visible.
  • the first light source 131 is required to irradiate a wider range than the second light source 132 (for example, in FIG. 15 described later, the irradiation range of the second light source 132 is the range P130, whereas the irradiation range of the first light source 131 is The irradiation range is the range P120). Therefore, it is preferable to use an LED having a large degree of diffusion of emitted light as the first light source 131 and an LD having a small degree of diffusion of emitted light as the second light source 132.
  • the rotary reflector 133 is configured to scan the light emitted from the first light source 131 and the second light source 132 and emit the light to the front of the lamp.
  • the rotation reflector 133 rotates around the rotation axis R.
  • the rotary reflector 133 includes a shaft portion 133a extending around the rotation axis R and two blades 133b extending in the radial direction from the shaft portion 133a.
  • the surface of the blade 133b is a reflective surface. This reflecting surface has a twisted shape in which the angle with respect to the rotation axis R gradually changes in the circumferential direction.
  • the visible light emitted from the first light source 131 is reflected by the reflecting surface of the rotary reflector 133
  • the direction in which it is reflected and emitted gradually changes from the left end to the right end, which will be described in detail in FIG. It has a shape that changes.
  • the infrared rays emitted from the second light source 132 are reflected by the reflecting surface of the rotary reflector 133
  • the direction emitted from the reflecting surface gradually changes from the left end to the right end described in detail in FIG. It is said to be in shape.
  • the rotary reflector 133 has a reflector (blade 133b) in which the portion that reflects the light emitted from the first light source 131 toward the front of the lamp and the portion that reflects the light of the second light source 132 toward the front of the lamp are the same.
  • it is an integrated reflector (blade 133b).
  • the lamp unit 130 can scan and emit the light from the first light source 131 and the second light source 132 in a predetermined range.
  • the optical sensor 134 is a photodiode that detects infrared rays.
  • the optical sensor 134 outputs a signal according to the intensity of the received light.
  • the optical sensor 134 has the highest light receiving sensitivity at the peak wavelength of infrared rays emitted from the second light source 132.
  • the optical sensor 134 is configured to receive infrared reflected light emitted from the second light source 132 in front of the lamp and to detect the peak wavelength of the reflected light.
  • a lens component 135 is provided in front of the housing 130a.
  • the lens component 135 has a first lens element 135a and a second lens element 135b.
  • Light emitted from the first light source 131 and the second light source 132 and reflected by the rotary reflector 133 is incident on the first lens element 135a.
  • the first lens element 135a emits the incident light of the first light source 131 and the light of the second light source 132 to the front of the lamp.
  • the reflection point of the rotary reflector 133 is arranged near the focal point of the first lens element 135a.
  • the second lens element 135b collects light from the front of the lamp, for example, reflected light reflected by an object such as an oncoming vehicle, and guides the collected light to the optical sensor 134.
  • the light receiving surface of the optical sensor 134 is arranged near the focal point of the second lens element 135b.
  • the distance of the rear focus F1 of the first lens element 135a is shorter than the distance of the rear focus F2 of the second lens element 135b.
  • the first lens element 135a and the second lens element 135b are integrally formed as a single lens component.
  • the inside of the housing 130a is divided into two spaces, a first light room 137 and a second light room 138, by a light-shielding wall 136.
  • the first light source 131, the second light source 132, and the rotary reflector 133 are provided in the first light room 137.
  • the optical sensor 134 is provided in the second light chamber 138.
  • the first lens element 135a is arranged in front of the first light chamber 137.
  • the second lens element 135b is arranged in front of the second light chamber 138.
  • the light-shielding wall 136 is provided between the optical axis of the first lens element 135a and the optical axis of the second lens element 135b.
  • the light-shielding wall 136 is provided at a position that blocks light emitted from the first light source 131 and attempting to enter the optical sensor 134 without incident on the first lens element 135a. Further, the light-shielding wall 136 is provided at a position of blocking light emitted from the second light source 132 and attempting to enter the optical sensor 134 without incident on the first lens element 135a.
  • a filter element 140 is provided between the optical sensor 134 and the second lens element 135b.
  • the filter element 140 is attached to the back surface (the surface facing the optical sensor 134) of the second lens element 135b.
  • the filter element 140 is a filter capable of reducing the peak wavelength of the light emitted from the first light source 131.
  • the filter element 140 reduces the peak wavelength of the light of the first light source 131. As a result, the light emitted from the first light source 131 and reflected in front of the lamp is suppressed from entering the optical sensor 134.
  • FIG. 14 is a system block diagram of the vehicle lamp 104.
  • the vehicle lamp 104 includes a control unit 201 in addition to the low beam unit 20 and the lamp unit 130 described above.
  • the control unit 201 is communicably connected to the low beam unit 20 and the lamp unit 130.
  • the control unit 201 includes a lamp control unit 202 that controls the lighting state of the first light source 131 and the second light source 132, and a dimming region that is irradiated with a lower illuminance than the other regions by the light emitted from the first light source 131.
  • the area setting unit 203 for setting is provided.
  • the control unit 201 is connected to the vehicle control unit 3 (see FIG. 1).
  • the vehicle control unit 3 generates an instruction signal for controlling the turning on / off of the vehicle lighting tool 104 when a predetermined condition is satisfied, and transmits the instruction signal to the control unit 201.
  • the control unit 201 controls the low beam unit 20, the first light source 131, the second light source 132, the motor 133c of the rotary reflector 133, and the like based on the received instruction signal.
  • FIG. 15 is a schematic view showing the irradiation range of each light emitted from the vehicle lamp 104 of the present embodiment.
  • FIG. 15 appears, for example, on a vertical screen installed 25 m in front of the vehicle lamp 104.
  • the range P110 is a low beam light distribution pattern irradiated by the low beam unit 20. This low beam light distribution pattern is a well-known light distribution pattern.
  • the range P120 is the irradiation range of visible light emitted by the first light source 131 of the lamp unit 130.
  • the range P120 is a band-shaped region extending in the left-right direction.
  • the range P120 includes the ranges P121, P122, P123.
  • the range P121 is an irradiation range of visible light emitted from the first light source 131 provided at the uppermost position on the common substrate 139.
  • the range P123 is an irradiation range of visible light emitted from the first light source 131 provided at the lowermost position on the common substrate 139.
  • the range P122 is an irradiation range of visible light emitted from the first light source 131 provided at an intermediate position on the common substrate 139.
  • the lowest range P123 is preferably a region including the H line.
  • the range P120 may be a region similar to a known high beam light distribution pattern.
  • the range P130 is an infrared irradiation range emitted by the second light source 132 of the lamp unit 130.
  • the range P130 is a linear region extending in the left-right direction.
  • Range P130 includes ranges P131, P132, P133.
  • the range P131 is an irradiation range of infrared rays emitted from the second light source 132 provided at the uppermost position on the common substrate 139.
  • the range P133 is an irradiation range of infrared rays emitted from the second light source 132 provided at the lowermost position on the common substrate 139.
  • the range P132 is an irradiation range of infrared rays emitted from a second light source 132 provided at an intermediate position on the common substrate 139. It is preferred that the range P131 is provided in the range P121, the range P132 is provided in the range P122, and the range P133 is provided in the range P123.
  • the linear region of the range P130 preferably has a vertical width of 0.4 degrees or more in the vertical direction. The linear region of the range P133 overlaps with the horizon seen from the mounting height of the vehicle lamp 104 mounted on the vehicle 1.
  • the illuminance of the light of the second light source 132 irradiating the virtual vertical screen, that is, the illuminance of the range P130 is preferably larger than the illuminance of the light of the first light source 131 irradiating the virtual vertical screen, that is, the illuminance of the range P120.
  • a light source having a large radiant intensity luminous flux [W / sr] per unit solid angle
  • the second light source may be arranged on the side closer to the focal point of the first lens element 135a (the smaller projected image is the second light source). May be). Further, when there are a plurality of light sources having the same magnitude of radiant intensity, a light source having a large light emitting surface may be used as the second light source.
  • FIG. 16 is a time chart showing the lighting timing of the first light source 131 and the second light source 132, and the exposure timing of the optical sensor 134.
  • the control unit 201 turns on and off the second light source 132 at high speed while rotating the rotary reflector 133 so that the range P130 is sequentially irradiated with infrared rays. Further, the optical sensor 134 is exposed in synchronization with the turning off of the second light source 132. When the second light source 132 is turned on, the first light source 131 is turned off.
  • the point R11 (see FIG. 15) is irradiated with infrared rays, the other regions are not irradiated with infrared rays, and the first light source 131 is not irradiated with visible light.
  • the optical sensor 134 is exposed in this state, only the infrared reflected light reflected at the point R11 can be detected.
  • the control unit 201 determines that there is an object at this point R11, and determines that the object is present at this point R11, and the value of the infrared reflected light detected by the optical sensor 134.
  • the control unit 201 determines the presence or absence of an object at the point R12 based on the output of the reflected infrared light detected by the optical sensor 134. Similarly, when the rotation reflector 133 is rotated and the second light source 132 is repeatedly turned on and off, the control unit 201 can determine the presence or absence of an object at all points within the range P130.
  • the control unit 201 is an object based on the output of the optical sensor 134.
  • the control of turning on and off the first light source 131 and the second light source 132 is started in consideration of the presence / absence and the presence / absence of an object based on the image captured by the vehicle-mounted camera 6.
  • FIG. 17 shows a light distribution pattern obtained by controlling the first light source 131 by the control unit 201.
  • a highly visible light distribution pattern that does not give glare to another vehicle (oncoming vehicle) A and illuminates a wider range brightly is formed.
  • the control unit 201 controls as follows.
  • the control unit 201 determines the presence or absence of an object based on the output of the optical sensor 134 and the image of the in-vehicle camera 6, the area setting unit 203 determines that the object (oncoming vehicle A) is included in the dimming region P140. To set.
  • the control unit 201 is supplied with a current of the first current value to the first light source 131 by the lamp control unit 202, and is usually directed to a range excluding the dimming region P140 in the range P120 which is the irradiation range of the first light source 131. Irradiate visible light with the illuminance of. Then, the control unit 201 supplies the first light source 131 with a current having a second current value smaller than the first current value by the lamp control unit 202, and has an illuminance lower than the normal illuminance toward the dimming region P140. Irradiate visible light.
  • the vehicle in front (including the oncoming vehicle) is observed as an object longer in the left-right direction than in the up-down direction.
  • the area setting unit 203 of the control unit 201 sets the area between the left and right ends of the vehicle in front as a dimming area. Therefore, the optical sensor 134 is required to have a long detection range in the left-right direction.
  • the information on the vertical direction of the preceding vehicle is less important than the information on the left and right ends of the preceding vehicle.
  • the light of the second light source 132 it is not necessary for the light of the second light source 132 to irradiate the entire surface in front of the lamp, and it is sufficient to irradiate the linear region extending in the horizontal direction.
  • the oncoming vehicle is not irradiated with visible light, and other regions are irradiated with visible light. I want to improve the visibility of the driver and the in-vehicle camera 6.
  • the second position where the light of the second light source 132 used for detecting the object is emitted is close to the first position where the light of the first light source 131 is emitted.
  • the second position is the position of the reflection point of the rotary reflector 133 that reflects the light emitted from the second light source 132 to the front of the lamp
  • the first position is the position of the reflection point of the rotating reflector 133 to reflect the light emitted from the first light source 131 to the front of the lamp. This is the position of the reflection point of the rotating reflector 133 to be reflected.
  • the light of the second light source 132 is irradiated to the region shifted to the left by an angle ⁇ 2 with respect to the reference direction V extending straight forward from the vehicle 1, and is strong by the optical sensor 134.
  • the reflected light is detected, it can be estimated that an oncoming vehicle exists in the area.
  • the configuration of FIG. 18 unlike the configuration of the present embodiment, the configuration of FIG.
  • the second light source 132 In order to emit the light of the first light source 131 to the region where the light of the first light source 131 is irradiated, the direction in which the light of the first light source 131 is irradiated is such that the angle ⁇ 1 formed with respect to the reference direction V is the above angle ⁇ 2. Is different. Therefore, in order to control not to irradiate the oncoming vehicle with the light (visible light) of the first light source 131, the direction in which the light of the first light source 131 is irradiated, that is, the reference direction by correcting the angle ⁇ 2.
  • the axis R110 is the rotation axis of the rotation reflector 133A
  • the axis R120 indicates the rotation axis of the rotation reflector 133B.
  • the portion that emits the light from the first light source 131 and the portion that emits the light from the second light source 132 are the same blade 133b or integrally. It is composed of a blade 133b. That is, the position of the reflection point of the rotary reflector 133 that reflects the light emitted from the first light source 131 to the front of the lamp and the position of the reflection point of the rotary reflector 133 that reflects the light emitted from the second light source 132 to the front of the lamp. Are in substantially the same position. Therefore, in the above-mentioned example of FIG.
  • the first light source 131 may be turned off at the timing when the light of the second light source 132 is irradiated. That is, it is not necessary to calculate the angle ⁇ 1 and the timing tm.
  • the vehicle lamp 104 when controlling the lighting state of the first light source 131, it is not necessary to calculate the angle and timing that require complicated calculation, and the dimming region can be set inexpensively and accurately. can do.
  • the rotation reflector 133 is arranged near the focal point of the first lens element 135a
  • the optical sensor 134 is arranged near the focal point of the second lens element 135b. Therefore, the light of the first light source 131 and the second light source 132 can be emitted in an arbitrary direction with high accuracy, and the detection accuracy of the optical sensor 134 can be further improved. Further, since the first lens element 135a and the second lens element 135b are integrally formed as a single lens component, the alignment can be performed accurately and the number of components can be reduced.
  • the rear focal length of the first lens element 135a is configured to be shorter than the rear focal length of the second lens element 135b.
  • the optical sensor 134 wants to detect reflected light from a specific narrow region. Therefore, by shortening the rear focal length of the first lens element 135a, the light of the first light source 131 can be irradiated over a wide range, and by increasing the rear focal length of the second lens element 135b, the light is incident from a narrow range. The light to be emitted can be guided to the optical sensor 134.
  • the inside of the housing 130a is divided into the first lighting chamber 137 and the second lighting chamber 138 by the light-shielding wall 136, and the first light source 131 and the first light source 131 arranged in the first lighting chamber 137 It is configured so that the light of the second light source 132 does not directly enter the optical sensor 134 arranged in the second lamp chamber 138 without being emitted to the outside of the housing 130a. Therefore, when the light of the optical sensor 134 is detected, it is possible to suppress the light of the first light source 131 from entering the optical sensor 134, and the detection accuracy of the optical sensor 134 can be improved.
  • a filter element 140 for reducing the peak wavelength of the light emitted from the first light source 131 is provided between the optical sensor 134 and the second lens element 135b. Therefore, when the light of the optical sensor 134 is detected, the light of the first light source 131 can be suppressed from being incident on the optical sensor 134 by the filter element 140, and the detection accuracy of the optical sensor 134 can be further improved. ..
  • the vehicle lamp 104 since the first light source 131 and the second light source 132 provided in the housing 130a are provided on the common substrate 139, the number of parts can be reduced and the first light source 131 and the second light source 132 can be reduced. The mounting position accuracy of the second light source 132 can be improved.
  • the linear regions P131, P132, and P133 in which the light emitted from the second light source 132 extends in the horizontal direction have a vertical width of 0.4 degrees or more in the vertical direction. ..
  • the linear regions P131, P132, and P133 By forming the linear regions P131, P132, and P133 to have a width in the vertical direction in this way, it is easy to improve the detection accuracy of other vehicles (vehicles in front, oncoming vehicles, etc.) by the optical sensor 134.
  • the illuminance that the light of the second light source 132 irradiates the virtual vertical screen provided at a predetermined position in front of the lamp is the illuminance that the light of the first light source 131 irradiates the virtual vertical screen. Greater than Therefore, when the light emitted from the second light source 132 irradiates the object, strong reflected light from the object can be obtained. Therefore, it is easy to improve the detection accuracy of the optical sensor 134 that detects the reflected light.
  • the light emitted from the first light source 131 and reflected by the rotary reflector 133 and the light emitted from the second light source 132 and reflected by the rotary reflector 133 are lamps via a common first lens element 135a. It is emitted forward. With such a configuration, for example, the number of parts such as a lens element can be reduced.
  • the first light source 131 is configured to emit visible light
  • the second light source 132 is configured to emit infrared light. In this way, since infrared rays are emitted from the second light source 132, the position of the other vehicle can be specified without giving glare to the other vehicle (vehicle in front, oncoming vehicle, etc.). Further, by controlling the first light source 131 that emits visible light and setting the dimming region P14 based on the specified position information of the other vehicle, it is possible to reduce the glare to the other vehicle.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is not limited to this.
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  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is not limited to this.
  • the number of the first light sources 131 may be larger than the number of the second light sources 132. According to this configuration, it is possible to widen the area irradiated by the light of the first light source 131 and to make it brighter by a simple configuration.
  • the first light source 131 emits infrared rays
  • the second light source 132 emits infrared rays having a peak at a wavelength different from the light emitted by the first light source 131
  • the optical sensor 134 emits infrared rays having a peak emitted by the second light source 132. It may have a high light receiving sensitivity. Even if an infrared light source is used as the first light source 131 in this way, by controlling the first light source 131 and setting the dimming region P14 in the area including the oncoming vehicle, the infrared camera mounted on the oncoming vehicle can be used. It is possible to suppress the occurrence of halation.
  • the scanning means (rotary reflector 133) is such that the light emitted from the second light source 132 irradiates a plurality of linear regions P130 (P131, P132, P133) extending in the horizontal direction, which are separated in the vertical direction.
  • the light emitted from the second light source 132 may be scanned. According to this configuration, it is possible to improve the detection accuracy of other vehicles (vehicles in front, oncoming vehicles, etc.) by the optical sensor 134.
  • the light emitted from the plurality of second light sources 132 may irradiate linear regions P130 (P131, P132, P133) that are different from each other.
  • the method of estimating the position of another vehicle becomes simple. For example, when two light sources A and B are provided, the optical sensor 134 does not detect another vehicle when the second light source A is lit, and the optical sensor 134 detects another vehicle when the second light source B is lit. When it is detected, it can be estimated that another vehicle exists at the height position of the linear region irradiated by the second light source B. When both the second light sources A and B irradiate the same linear region, it is not possible to estimate another vehicle by such a method.
  • the instantaneous radiation intensity (inrush current) of the second light source 132 may be configured to be larger than the instantaneous radiation intensity of the first light source 131. According to this configuration, when the light emitted from the second light source 132 irradiates the object, strong reflected light from the object can be obtained. This makes it easy to improve the detection accuracy of the optical sensor 134 that detects the reflected light.
  • the lighting duty of the second light source 132 may be smaller than the lighting duty of the first light source 131. According to this configuration, the strong reflected light of the second light source 132 can be obtained, and the detection accuracy of the optical sensor 134 can be easily improved.
  • a light emitting diode may be used as the first light source 131, and a laser diode (LD) may be used as the second light source 132.
  • the laser diode can emit light that is less likely to diffuse than the LED, so that the detection accuracy of the optical sensor 134 can be improved.
  • the first light source 131 is a light emitting diode (LED) that emits infrared rays and the second light source 132 is a laser diode (LD) that emits infrared rays having a wavelength different from the peak wavelength of the infrared rays emitted by the first light source 131.
  • the light emitting diode can irradiate a wide range of light, and is therefore suitable for imaging with an infrared camera.
  • the laser diode can emit light that is difficult to diffuse, it is possible to irradiate the light only at a specific point, and it is possible to improve the accuracy of estimating the position of the object by the optical sensor 134.
  • FIG. 20 is a schematic view showing the internal structure of the lamp unit 230 according to the first modification of the second embodiment of the present invention.
  • the lamp unit 230 has a light chamber 237 in the housing 130a.
  • the light room 237 is provided with a first light source 131, a second light source 132, a rotary reflector 133, and an optical sensor 134.
  • the first light source 131, the second light source 132, and the optical sensor 134 are provided on the common substrate 139.
  • the first light source 131, the second light source 132, and the optical sensor 134 on the common substrate 139 are gathered near the focal position of the lens element 235 (an example of a lens component).
  • the lamp unit 230 can be configured by a single lamp chamber 237, the number of parts can be reduced as compared with the lamp unit 130 shown in FIG. Further, since the first light source 131, the second light source 132, and the optical sensor 134 are provided on the common substrate 139 in the housing 130a, it is easy to improve the mounting position accuracy of each member.
  • the first light source 131, the second light source 132, the rotary reflector 133, the optical sensor 134, and the common substrate 139 are the same as those in the second embodiment described above.
  • FIG. 21 is a schematic view showing the internal structure of the lamp unit 330 according to the second modification of the second embodiment of the present invention. Also in this modification, the first light source 131, the second light source 132, the rotation reflector 133, the optical sensor 134, the lens component 135, and the common substrate 139 are the same as those in the second embodiment described above. As shown in FIG. 21, in the lamp unit 330, the height of the light emitting portion 131a of the first light source 131 from the common substrate 139 is different from the height of the light emitting portion 132a of the second light source 132 from the common substrate 139. It is configured to be.
  • an LED is used as the first light source 131
  • an LD laser diode
  • the laser diode has a tubular housing.
  • LEDs do not have such a housing. Therefore, the position of the light emitting unit 132a of the second light source 132 is configured to be higher than the position of the light emitting unit 131a of the first light source 131.
  • the light emitting unit 132a of the second light source 132 is provided at a position closer to the virtual rear focal point of the first lens element 135a than the light emitting unit 131a of the first light source 131.
  • the virtual rear focal point is located on the virtual optical axis of the first lens element 135a that is reflected and extended by the blade 133b of the scanning means (rotary reflector 133).
  • the optical sensor 134 can accurately detect an object such as another vehicle, and the accuracy of specifying the dimming region P140 by the region setting unit 203 can be improved.
  • a first light source 131, a second light source 132, a rotary reflector 133 (blade 133b), and an optical sensor 134 are provided in a common lamp chamber of the lamp unit 330.
  • the light emitted from the first light source 131 and the second light source 132 passes through the first lens element 135a and is irradiated to the front of the lamp.
  • the light of the second light source 132 is reflected by the object and becomes reflected light.
  • the optical sensor 134 is provided at a position where the reflected light reflected by the object directly enters the optical sensor 134 without passing through the first lens element 135a. According to this configuration, since the reflected light is directly incident on the optical sensor 134, it is possible to suppress erroneous detection of the optical sensor 134.
  • FIG. 22 is a schematic view showing the internal structure of the lamp unit 430 according to the third modification of the second embodiment of the present invention. Also in this modification, the first light source 131, the second light source 132, the rotation reflector 133, the optical sensor 134, the lens component 135, and the common substrate 139 are the same as those in the second embodiment described above. As shown in FIG. 22, in the lamp unit 430, the first light source 131 is provided with the primary optical component 131b. The light emitted from the first light source 131 is emitted via the primary optical component 131b.
  • the height of the light emitting portion 131c of the primary optical component 131b of the first light source 131 from the common substrate 139 is equal to the height of the light emitting portion 132a of the second light source 132 from the common substrate 139. It is configured to be the same height.
  • the light emitting portion 131c of the primary optical component 131b and the light emitting portion 132a of the second light source 132 are located on the virtual optical axis of the first lens element 135a that is reflected and extended by the blade 133b of the scanning means (rotary reflector 133). There is.
  • the light emitting portion 131c and the light emitting portion 132a are provided at positions close to the virtual rear focal point of the first lens element 135a on the virtual optical axis. Since it is schematically shown in FIG. 22, the first light source 131 and the second light source 132 that are adjacent to each other are shown apart from each other, but they are actually arranged close to each other. According to this configuration, both the light of the first light source 131 and the light of the second light source 132 can be accurately emitted in a specific direction.
  • FIG. 23 is a schematic view showing the internal structure of the lamp unit 530 according to the fourth modification of the second embodiment of the present invention. Also in this modification, the first light source 131, the second light source 132, the rotation reflector 133, the optical sensor 134, the lens component 135, and the common substrate 139 are the same as those in the second embodiment described above. As shown in FIG. 23, in the lamp unit 530, the second light source 132 is provided with a third lens element 132b that makes the light emitted from the second light source 132 emit as parallel light. The first light source 131 is provided with a position adjusting member 131d for adjusting the position of the first light source 131 in the height direction.
  • the light emitting portion 131a of the first light source 131 is provided at a position closer to the virtual rear focal point of the first lens element 135a than the light emitting portion 132c of the third lens element 132b.
  • the virtual rear focus is located on the virtual optical axis of the first lens element 135a, which is reflected and extended by the blade 133b of the scanning means (rotary reflector 133).
  • the light emitted from the second light source 132 becomes coherent light with sufficient accuracy by the third lens element 132b, so that the position of the light emitting portion 132c of the third lens element 132b is from the virtual rear focus.
  • it is diffused in front of the lamp and is difficult to irradiate.
  • the light emitted from the first light source 131 is diffused and irradiated in front of the lamp because the light emitting portion 131a of the first light source 131 is provided at a position close to the virtual rear focal point of the first lens element 135a. It is difficult and easy to irradiate the target area.
  • FIGS. 24A and 24B show a rotary reflector 633 provided inside the lamp unit according to the fifth modification.
  • FIG. 24A is a front view of the rotary reflector 633
  • FIG. 24B is a side view of the rotary reflector 633.
  • the scanning means rotary reflector 633
  • the blade 633b has a twisted shape in which the angle with respect to the rotation axis R gradually changes in the circumferential direction. Further, the six blades 633b have slightly different overall angles with respect to the rotation axis R.
  • the light emitted from the second light source 132 and reflected by each blade 633b illuminates different linear regions. According to this configuration, it is possible to grasp in advance which direction the light reflected by which blade 633b is emitted, and it becomes easy to estimate the position of another vehicle (vehicle in front, oncoming vehicle, etc.). .. For example, when another vehicle is detected by the blade 633b that irradiates the lower linear region, the position of the other vehicle is close. When another vehicle is detected by the blade 633b that illuminates the linear area in the center, the position of the other vehicle is a little closer, and when another vehicle is detected by the blade 633b that irradiates the upper linear area, the other vehicle is concerned. The position of the vehicle is far.
  • the first light source may be configured to emit infrared rays suitable for imaging by an infrared camera mounted on the vehicle.
  • the second light source may be a light source that emits visible light.
  • the optical sensor a sensor that outputs a signal corresponding to the reflection intensity of visible light emitted from the second light source may be used.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be freely modified, improved, and the like as appropriate.
  • the material, shape, size, numerical value, form, number, arrangement location, etc. of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
  • a vehicle lighting system in which the detection accuracy of the in-vehicle camera and the lamp-mounted optical sensor is further improved.

Abstract

車両用灯具(4)は、第一光源(31)と、第二光源(32)と、第二光源(32)の光を検出する光学センサ(34)と、を有する。制御部(101)は、車載カメラ(6)と光学センサ(34)の出力から推定した情報を比較して減光領域および強調領域の少なくとも一つを設定する領域設定部(103)と、領域設定部(103)の出力に基づき第一光源(31)と第二光源(32)の少なくとも一方の点灯状態を制御するランプ制御部(102)と、を有する。

Description

車両用灯具システムおよび車両用灯具
 本発明は、自動車などの車両に用いられる車両用灯具システムおよび車両用灯具に関する。
 特許文献1などにより、自車両の前方に他車両が存在する場合に、その車両の部分だけ照明がカットされるように自車両の前照灯の配光を制御する方法(ADB制御)を実行する車両用灯具が知られている。
日本国特開2013-79044号公報
 ところで近年は、センシング方法の異なる複数種類のセンサが車両に搭載されるようになってきている。また車両用灯具にこのようなセンサを搭載することが求められている。
 本発明は、車載カメラとランプ搭載光学センサの検出精度がより高められた車両用灯具システムを提供することを目的とする。
 本発明の一態様の車両用灯具システムは、
 車両用灯具と制御部とを有し、車載カメラを有する車両に搭載される車両用灯具システムであって、
 前記車両用灯具は、
  車載カメラで撮像するための可視光を出射する第一光源と、
  第二光源と、
  前記第一光源から出射される光および前記第二光源から出射される光を灯具前方へ走査して照射させる走査手段と、
  前記第二光源が出射する光の波長に高い感度を有する光学センサと、を有し、
 前記制御部は、
  前記車載カメラの出力する画像から推定した情報と前記光学センサの出力から推定した情報とを比較して減光領域および強調領域の少なくとも一つを設定する領域設定部と、
  前記領域設定部の出力に基づき前記第一光源と前記第二光源の少なくとも一方の点灯状態を制御するランプ制御部と、を有する。
 本発明の一態様の車両用灯具は、
 ドライバーまたは車載カメラが視認するための光を出射する第一光源と、
 前記第一光源とは異なる波長の光を出射する第二光源と、
 前記第一光源から出射された光と前記第二光源から出射された光を走査して灯具前方へ出射する走査手段と、
 前記第二光源から出射される光の反射強度に応じた信号を出力する光学センサと、
 対向車へグレアを与えないように前記光学センサの出力に基づき前記第一光源の点灯状態を制御する制御部と、を有し、
 前記走査手段は、前記第二光源から出射された光が水平方向に延びる直線状領域を照射するように、前記第二光源から出射された光を走査し、
 前記走査手段は、前記第一光源の光を灯具前方に向けて反射する部位と前記第二光源の光を灯具前方に向けて反射する部位が同一の反射体を有する、または、前記第一光源の光を灯具前方に向けて反射する部位と前記第二光源の光を灯具前方に向けて反射する部位とが一体となった反射体を有する。
 本発明によれば、車載カメラとランプ搭載光学センサの検出精度がより高められた車両用灯具システムが提供される。
本発明の実施形態に係る車両用灯具システムが組み込まれる車両システムのブロック図である。 本発明の実施形態に係る車両用灯具システムに組み込まれる車両用灯具の断面図である。 ランプユニットの内部構成を示す模式図である。 車両用灯具のシステムブロック図である。 本実施形態の車両用灯具から出射される各々の光の照射範囲を示す模式図である。 第一光源と第二光源の点灯タイミングおよび光学センサの露光タイミングを示すタイムチャートである。 制御部が第一光源を制御することにより得られた配光パターンを示している。 時刻s1に車載カメラが取得した画像を示す。 時刻s1に光学センサの出力に基づき他車両を推定した模式図である。 時刻s2に車載カメラが取得した画像を示す。 時刻s2に光学センサの出力に基づき他車両を推定した模式図である。 時刻s3に車載カメラが取得した画像を示す。 時刻s3に光学センサの出力に基づき他車両を推定した模式図である。 時刻s4に車載カメラが取得した画像を示す。 時刻s4に光学センサの出力に基づき他車両を推定した模式図である。 本発明の実施形態に係る車両用灯具が組み込まれる車両システムのブロック図である。 ランプユニットの内部構成を示す模式図である。 車両用灯具のシステムブロック図である。 本実施形態の車両用灯具から出射される各々の光の照射範囲を示す模式図である。 第一光源と第二光源の点灯タイミングおよび光学センサの露光タイミングを示すタイムチャートである。 制御部が第一光源を制御することにより得られた配光パターンを示している。 第一光源の反射点の位置と第二光源の反射点の位置とが離間する場合の光の照射を説明する図である。 基板上に設けられる第一光源と第二光源の一例を示す図である。 第一変形例に係るランプユニットの内部構造を示す模式図である。 第二変形例に係るランプユニットの内部構造を示す模式図である。 第三変形例に係るランプユニットの内部構造を示す模式図である。 第四変形例に係るランプユニットの内部構造を示す模式図である。 第五変形例に係るランプユニットの内部に設けられる回転リフレクタを示す正面図である。 第五変形例に係るランプユニットの内部に設けられる回転リフレクタを示す側面図である。
 以下、本発明を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全ての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
<第一実施形態>
 図1は、本発明の第一実施形態に係る車両用灯具システム100が組み込まれる車両システム2のブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る車両システム2は、車両制御部3と、車両用灯具4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、車両1の走行を制御するように構成されている。車両制御部3は、例えば、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)により構成されている。電子制御ユニットは、プロセッサとメモリを含むマイクロコントローラと、その他電子回路(例えば、トランジスタ等)を含む。プロセッサは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)及び/又はGPU(Graphics Processing Unit)である。メモリは、各種車両制御プログラム(例えば、自動運転用の人工知能(AI)プログラム等)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)を含む。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。
 センサ5は、加速度センサ、速度センサ、ジャイロセンサ等を備える。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もよい。
 カメラ(車載カメラ)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の撮像は、車両制御部3から送信される信号に基づいて制御される。カメラ6は受光した可視光に基づいて画像を生成可能である。
 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。レーダ7は、LiDAR(Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Ranging)を備えていてもよい。LiDARは、一般にその前方に非可視光を出射し、出射光と戻り光とに基づいて、物体までの距離、物体の形状、物体の材質などの情報を取得するセンサである。カメラ6とレーダ7(センサの一例)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の周囲にいる他車に関する情報(例えば、走行情報)を他車から受信すると共に、車両1に関する情報(例えば、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。
 図2は、本発明の実施形態に係る車両用灯具システム100に組み込まれる車両用灯具4の断面図である。図2に示したように、車両用灯具4には、ロービームを照射可能なロービームユニット20と、赤外線を照射可能なランプユニット30とが搭載されている。これらロービームユニット20とランプユニット30は、アウタカバー41とハウジング42で形成された共通の灯室43内に設けられている。この車両用灯具4は車両1の前部に搭載される。これらロービームユニット20とランプユニット30は、制御部101によって制御される。
 ロービームユニット20は、パラボラ型あるいはプロジェクタ型の灯具ユニットである。図示の例では、ロービームユニット20は、光源21とリフレクタ22とシェード23と投影レンズ24を備えている。ロービームユニット20の光源21には、ハロゲンランプ等のフィラメントを有する白熱灯や、メタルハライドランプ等のHID(High Intensity Discharge)ランプ、LED(Light Emitting Diode)等を用いることができる。
 図3は、ランプユニット30の内部構成を示す模式図である。図3に示すようにランプユニット30は、ハウジング30aと、カメラ6で撮像するための可視光を出射する第一光源31と、第二光源32と、回転リフレクタ33(走査手段)と、光学センサ34と、レンズ部品35と、遮光壁36を有している。ハウジング30aの内部は遮光壁36によって第一灯室37と第二灯室38の2つの空間に仕切られている。第一光源31、第二光源32、回転リフレクタ33は第一灯室37に設けられている。光学センサ34は第二灯室38に設けられている。
 第一光源31は、可視光を出射するLED(Light Emitting Diode)で構成されている。第一光源31は、LEDの他にLD(Laser Diode)で構成してもよい。第二光源32は、本実施形態においては、赤外線を出射するLDで構成されている。第一光源31および第二光源32は共通の基板39に搭載されている。本実施形態において、3つの第一光源31が、基板39上に鉛直方向に延びる仮想的な直線の上に並べて設けられている。同様に、3つの第二光源32が、基板39上に鉛直方向に延びる仮想的な直線の上に並べて設けられている。図3においては、第二光源32は第一光源31の紙面の奥側に配置されており、見えていない。図5で示したように第一光源31は第二光源32よりも広い範囲を照射することが求められるので、出射光の拡散度合いの大きいLEDを第一光源31に採用し、出射光の拡散度合いの小さいLDを第二光源32に用いることが好ましい。
 回転リフレクタ33は、回転軸線R回りに回転する。回転リフレクタ33は、回転軸線R回りに延びる軸部33aと、軸部33aから径方向に延びる2枚のブレード33bを備えている。ブレード33bの表面が反射面とされている。この反射面は周方向に徐々に回転軸線Rに対する角度が変化する捩られた形状とされている。具体的には、第一光源31から出射された可視光が回転リフレクタ33の反射面で反射されるときに、反射されて出射される方向が、図5で詳述する左端から右端まで徐々に変化するような形状とされている。また第二光源32から出射された赤外線が回転リフレクタ33の反射面で反射されるときに、反射面から出射される方向が、図5で詳述する左端から右端まで徐々に変化するような形状とされている。これにより、ランプユニット30は、所定の範囲の領域に第一光源31および第二光源32からの光を走査して出射させることができる。
 ハウジング30aの前方にはレンズ部品35が設けられている。レンズ部品35は第一レンズ要素35aと、第二レンズ要素35bを有している。第一レンズ要素35aは第一灯室37の前方に位置している。第一レンズ要素35aには、第一光源31および第二光源32から出射し回転リフレクタ33で反射した光が入射する。第二レンズ要素35bは第二灯室38の前方に位置している。第二レンズ要素35bは、灯具前方からの光を集めて光学センサ34に導く。
 本実施形態において光学センサ34は、赤外線を検出するフォトダイオードである。フォトダイオードは受光した光の強さに応じた信号を出力する。光学センサ34は、第二光源32から出射される赤外線のピーク波長に最も高い感度を有する。光学センサ34は、第二光源32から灯具前方に出射された赤外線の反射光を検出するように構成されている。
 図4は、車両用灯具システム100のシステムブロック図である。図4に示すように、車両用灯具システム100は、上述したロービームユニット20、ランプユニット30の他に、制御部101を備えている。制御部101は、ロービームユニット20とランプユニット30に通信可能に接続されている。制御部101は、第一光源31と第二光源32の点灯状態を制御するランプ制御部102と、後述する通常領域、減光領域、強調領域を設定する領域設定部103を備えている。
 車両制御部3は、所定の条件を満たした場合に車両用灯具4の点消灯を制御するための指示信号を生成して、当該指示信号を制御部101に送信する。制御部101は、受信した指示信号に基づいて、ロービームユニット20、第一光源31、第二光源32、回転リフレクタ33のモータ33cなどを制御する。
 図5は、本実施形態の車両用灯具4から出射される各々の光の照射範囲を示す模式図である。図5は、例えば、車両用灯具4の25m前方に設置される鉛直スクリーンに現れる。
 範囲P1は、ロービームユニット20が照射するロービーム配光パターンである。このロービーム配光パターンはよく知られている配光パターンである。
 範囲P2は、ランプユニット30の第一光源31が出射する可視光の照射範囲である。範囲P2は左右方向に延びる帯状の領域である。範囲P2は、範囲P21,P22,P23を含んでいる。範囲P21は、基板39上の最も上方に設けられた第一光源31から出射する可視光の照射範囲である。範囲P23は、基板39上の最も下方に設けられた第一光源31から出射する可視光の照射範囲である。範囲P22は、基板39上の中間位置に設けられた第一光源31から出射する可視光の照射範囲である。最も下に位置する範囲P23は、H線を含む領域とすることが好ましい。範囲P2は、公知のハイビーム配光パターンと同様の領域としてもよい。
 範囲P3はランプユニット30の第二光源32が出射する赤外線の照射範囲である。範囲P3は左右方向に延びる線状の領域である。範囲P3は範囲P31,P32,P33を含む。範囲P31は、基板39上の最も上方に設けられた第二光源32から出射する赤外線の照射範囲である。範囲P33は、基板39上の最も下方に設けられた第二光源32から出射する赤外線の照射範囲である。範囲P32は、基板39上の中間位置に設けられた第二光源32から出射する赤外線の照射範囲である。範囲P31は範囲P21の中に設けられ、範囲P32は範囲P22の中に設けられ、範囲P33は範囲P23の中に設けられることが好ましい。
 図6は第一光源31と第二光源32の点灯タイミングおよび光学センサ34の露光タイミングを示すタイムチャートである。図6に示すように、本実施形態において制御部101は範囲P3の全ての領域に赤外線が照射されるように、回転リフレクタ33を回転させながら、第一光源31を消灯させ、第二光源32を高速で点消灯させる。この第二光源32の点消灯に同期させて光学センサ34を露光させる。
 例えば時刻t1においては、図5に示した点R1に赤外線が照射され、他の領域には赤外線が照射されず、また第一光源31から可視光も照射されない。この状態で光学センサ34が露光すると、点R1で反射された赤外線の反射光のみを検出することができる。制御部101は、光学センサ34の出力が所定値以上の場合にこの点R1に物体があると判定し、光学センサ34の出力が所定値未満の場合にこの点R1に物体がないと判定する。
 次に時刻t2になると、回転リフレクタ33が回転しているので、第二光源32が点灯すると点R2に赤外線が照射される。同様に、他の領域には赤外線が照射されず、第一光源31からの可視光も照射されていないので、この状態では光学センサ34は点R2で反射された赤外線の反射光のみを検出する。光学センサ34の出力に基づいて、制御部101は点R2における物体の有無を判定する。
 同様に回転リフレクタ33を回転させながら第二光源32の点消灯を繰り返すと、範囲P3内の全ての点について制御部101は物体の有無を判定することができる。
 回転リフレクタ33を回転させながら第二光源32の点消灯を繰り返して範囲P3内の全ての点に向けて第二光源32から赤外線を照射すると、制御部101は、光学センサ34の出力に基づく物体の有無と、車載カメラ6に基づく物体の有無とを勘案して、制御部101は第一光源31および第二光源32の点消灯の制御を開始する。図7は、制御部101が第一光源31を制御することにより得られた配光パターンを示している。本実施形態においては、図7に示すように他車両Aへグレアを与えず、かつ、より広い範囲を明るく照らす視認性の高い配光パターンを形成している。図8Aから図11Bを用いて、制御部101が実行する第一光源31および第二光源32の制御を説明する。
 図8Aは、ある時刻s1に車載カメラ6が取得した画像を示している。制御部101は、このような画像に基づいて、他車両Aが占めている複数の点群を第一他車位置と特定する。あるいは制御部101は、このような画像に基づいて自車両の基準点から見た他車両Aが占めている領域のなす方位角を第一他車位置と特定する。
 次に制御部101は、光学センサ34の出力に基づき、他車両Aが存在していると判定された位置情報を取得する。以降の説明では、この光学センサ34の出力に基づき他車両Aが存在していると判定された位置を、第二他車位置と呼ぶ。
 図8Bは、図8Aと同時刻s1に光学センサ34の出力に基づき他車両Aを推定した模式図である。制御部101は、光学センサ34の出力が所定値以上となった点に他車両Aが存在していると判定し、この点の位置を第二他車位置として特定する。
 このように同時刻s1に関する情報として、車載カメラ6の画像に基づく第一他車位置と光学センサ34の出力に基づく第二他車位置とを取得すると、制御部101は、第一他車位置と第二他車位置とを比較する。第一他車位置と第二他車位置が同様の位置で同様の広がりを持っている場合、両者が検出した物体は共通の物体であることを示している。この場合には、制御部101の領域設定部103は第二他車位置に減光領域を設定し、他の領域に通常領域を設定する。ランプ制御部102は、第一光源31に第一電流値の電流を供給して通常領域に向けて可視光を照射する。ランプ制御部102は、第一光源31に第一電流値より小さい第二電流値の電流を供給して減光領域に向けて可視光を照射する。
 本実施形態においては、光学センサ34と第一光源31はランプユニット30に含まれており、光学センサ34と第一光源31の位置は極めて近い。一方で、車載カメラ6はランプユニット30から離れた位置で車両に搭載されており、車載カメラ6と第一光源31との距離は、光学センサ34と第一光源31との距離よりも大きい。このため、車載カメラ6から見た他車両Aの方向は、第一光源31から見た他車両Aの方向と異なっていることがある。このため、ある物体について、車載カメラ6に基づく他車両Aの位置情報(第一他車位置)と光学センサ34に基づく他車両Aの位置情報(第二他車位置)の二つがある場合には、光学センサ34に基づく他車両Aの位置情報に基づいて減光領域を設定する方が正確である。このため、本実施形態においては、より正確に他車両Aの位置に減光領域を設定できることから、例えば減光領域に設定するマージンを狭く設定することができ、より広い範囲を明るく照らすことができる。
 図9Aは、別のある時刻s2に車載カメラ6が取得した画像を示している。図9Bは同時刻s2に光学センサ34の出力に基づき他車両Aを推定した模式図である。同時刻s2に関する情報として、制御部101はこのような第一他車位置と第二他車位置とを取得したものとする。
 ここで、図9Bに示すように何らかの要因で光学センサ34では他車両Aの一部A1または全部を検出できず、一方で、図9Aに示すように車載カメラ6は他車両Aの全部を撮影できていることがある。この場合、領域設定部103は、車載カメラ6の画像に基づいて他車両Aが存在すると推定される領域内で、かつ、光学センサ34の出力では他車両Aが存在しないとされた領域A1を強調領域に設定し、他の領域を通常領域に設定する。ランプ制御部102は、第二光源32に第一電流値の電流を供給して通常領域に向けて赤外線を照射する。ランプ制御部102は、第二光源32に第一電流値より大きい第二電流値の電流を供給して強調領域に向けて赤外線を照射する。
 これにより光学センサ34で検出できなかった領域A1に強い赤外線が照射されるため、光学センサ34によって他車両Aを検出しやすくなる。制御部101が再び第一他車位置と第二他車位置とを取得し、図8Aおよび図8Bに示すように両者が共通の物体をともに把握できるようになれば、上述したように制御部101は、第一光源31に第一電流値の電流を供給して通常領域に向けて可視光を照射し、第一光源31に第二電流値の電流を供給して減光領域に向けて可視光を照射する。
 図10Aは、別のある時刻s3に車載カメラ6が取得した画像を示している。図10Bは、同時刻s3に光学センサ34の出力に基づき他車両Aを推定した模式図である。同時刻s3に関する情報として、制御部101は第一他車位置と第二他車位置とを取得したものとする。
 ここで、図10Aに示すように何らかの要因で車載カメラ6では他車両Aの一部A2または全部を撮影できず、図10Bに示すように光学センサ34は他車両Aの全部を検出できていることがある。この場合、領域設定部103は、光学センサ34の出力に基づいて他車両Aが存在するとされた領域内で、かつ、車載カメラ6の画像では他車両Aが存在しないと推定される領域A2を強調領域に設定し、他の領域を通常領域に設定する。ランプ制御部102は、第一光源31に第一電流値の電流を供給して通常領域に向けて可視光を照射する。ランプ制御部102は、第一光源31に第一電流値より大きい第二電流値の電流を供給して強調領域に向けて可視光を照射する。
 これにより車載カメラ6で撮影できなかった領域に強い可視光が照射されるため、車載カメラ6によって他車両Aを撮影しやすくなる。制御部101が再び再び第一他車位置と第二他車位置とを取得し、図8Aおよび図8Bに示すように両者が共通の物体をともに把握できるようになれば、上述したように制御部101は、第一光源31に第一電流値の電流を供給して通常領域に向けて可視光を照射し、第一光源31に第二電流値の電流を供給して減光領域に向けて可視光を照射する。
 図11Aは、別のある時刻s4に車載カメラ6が取得した画像を示している。図11Bは、同時刻s4に光学センサ34の出力に基づき他車両Aを推定した模式図である。同時刻s3に関する情報として、制御部101は第一他車位置と第二他車位置とを取得したものとする。
 ここで図11Aおよび図11Bに示すように、車載カメラ6の画像からも光学センサ34の出力からも他車両Aの存在が推定できない場合には、領域設定部103は、車両制御部3から車両の車速と操舵角に基づき減光領域を設定し、他の領域に通常領域を設定する。さらにランプ制御部102は第一光源31に第一電流値の電流を供給して通常領域に向けて可視光を照射する。ランプ制御部102は、第一光源31に第一電流値より大きい第二電流値の電流を供給して強調領域に向けて可視光を照射する。
 本発明者は、いわゆるADB制御と、光学センサ用の光源(第二光源32)の制御とは親和性が高いことに気が付いた。両者ともに特定の領域について他の領域よりも明るく/暗く照射するように光源を制御する点で共通し、また、両者で共通の対象物・人に基づいて減光領域・強調領域が設定されるからである。本発明者は、このような気づきに基づき本発明を完成させた。
 本発明によれば、車載カメラ6と光学センサ34の二つの手段により他車両Aの位置を精度よく取得できるので、他車両Aのみに光が照射されないように第一光源31を制御することで、他車両Aに隣接する自転車や歩行者などを車載カメラ6が把握しやすい。
 また、車載カメラ6と光学センサ34の二つの手段により、車載カメラ6と光学センサ34の少なくとも一方より他車両Aや歩行者などを把握できれば、把握できなかった他方の検出手段で把握しやすいように第一光源31や第二光源32を制御することにより、車両全体として他車両Aや歩行者をより把握しやすくなる。
 このように本発明によれば、車載カメラ6と光学センサ34により検出精度をより高めることができる。
 さらに本実施形態によれば、車載カメラ6は可視光による情報を取得し、光学センサ34は赤外線による情報を取得する。検出対象の異なる二つの情報源から他車両を推定することができ、より他車両の推定精度を高めることができる。
 上述した実施形態においては、光学センサとして赤外線を検出するフォトダイオードを用いたが、光学センサとして赤外線カメラなどの他の赤外線センサを用いてもよい。
<第二実施形態>
 図12から図24を用いて、本発明の第二実施形態として、精度よく減光領域を設定可能な車両用灯具4を説明する。
 図12は、本発明の第二実施形態に係る車両用灯具104が組み込まれる車両システム2のブロック図である。当該車両システム2が搭載される車両1は、自動運転モードで走行可能な車両(自動車)である。図12に示すように、車両システム2は、車両制御部3と、車両用灯具104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。本実施形態の車両システム2は、第一実施形態の車両システム2(図1参照)と同様なため、その詳細な説明は省略する。
 本実施形態においても、車両用灯具システム100に組み込まれる車両用灯具104(例えばヘッドランプ等)は、図2で説明した第一実施形態の車両用灯具104と同様であり、その詳細な説明は省略する。
 図13は、ランプユニット130の内部構成を示す模式図である。図13に示すように、ランプユニット130は、ハウジング130aと、第一光源131と、第二光源132と、回転リフレクタ133(走査手段)と、光学センサ134と、レンズ部品135と、遮光壁136と、フィルタ要素140を有している。
 第一光源131は、ドライバーが車両の周囲を視認するための、またはカメラ6で撮像するための可視光を出射する。第一光源131はLED(Light Emitting Diode)で構成されている。第一光源131は、LEDの他にLD(Laser Diode)で構成してもよい。第二光源132は、第一光源131とは異なる波長の光を出射する。第二光源132は、本実施形態においては、可視光よりも波長が長い赤外線を出射する。第二光源132はLDで構成されている。第一光源131および第二光源132は、単一の共通基板139に搭載されている。
 本実施形態において、3つの第一光源131が、共通基板139上に鉛直方向に延びる仮想的な直線の上に並べて設けられている。同様に、3つの第二光源132が、共通基板139上に鉛直方向に延びる仮想的な直線の上に並べて設けられている。図13においては、第二光源132は第一光源131の紙面の奥側に配置されており、見えていない。第一光源131は第二光源132よりも広い範囲を照射することが求められる(例えば後述する図15において、第二光源132の照射範囲が範囲P130であるのに対して、第一光源131の照射範囲は範囲P120である)。このため、出射光の拡散度合いの大きいLEDを第一光源131に採用し、出射光の拡散度合いの小さいLDを第二光源132に用いることが好ましい。
 回転リフレクタ133は、第一光源131および第二光源132から出射された光を走査して灯具前方へ出射するように構成されている。回転リフレクタ133は、回転軸線R回りに回転する。回転リフレクタ133は、回転軸線R回りに延びる軸部133aと、軸部133aから径方向に延びる2枚のブレード133bを備えている。ブレード133bの表面が反射面とされている。この反射面は周方向に徐々に回転軸線Rに対する角度が変化する捩られた形状とされている。
 具体的には、第一光源131から出射された可視光が回転リフレクタ133の反射面で反射されるときに、反射されて出射される方向が、図15で詳述する左端から右端まで徐々に変化するような形状とされている。また、第二光源132から出射された赤外線が回転リフレクタ133の反射面で反射されるときに、反射面から出射される方向が、図15で詳述する左端から右端まで徐々に変化するような形状とされている。回転リフレクタ133は、第一光源131から出射された光を灯具前方に向けて反射する部位と第二光源132の光を灯具前方に向けて反射する部位とが同一の反射体(ブレード133b)、または、一体となった反射体(ブレード133b)とされている。これにより、ランプユニット130は、所定の範囲の領域に第一光源131および第二光源132からの光を走査して出射させることができる。
 本実施形態において光学センサ134は、赤外線を検出するフォトダイオードである。光学センサ134は、受光した光の強さに応じた信号を出力する。光学センサ134は、第二光源132から出射される赤外線のピーク波長に最も高い受光感度を有する。光学センサ134は、第二光源132から灯具前方に出射された赤外線の反射光を受光するとともに反射光のピーク波長を検出するように構成されている。
 ハウジング130aの前方には、レンズ部品135が設けられている。レンズ部品135は、第一レンズ要素135aと、第二レンズ要素135bを有している。第一レンズ要素135aには、第一光源131および第二光源132から出射し回転リフレクタ133で反射された光が入射する。第一レンズ要素135aは、当該入射した第一光源131の光および第二光源132の光を灯具前方へ出射させる。回転リフレクタ133の反射点は、第一レンズ要素135aの焦点近傍に配置されている。第二レンズ要素135bは、灯具前方からの光、例えば、対向車等の対象物で反射された反射光を集めて、集めた光を光学センサ134に導く。光学センサ134の受光面は、第二レンズ要素135bの焦点近傍に配置されている。第一レンズ要素135aの後方焦点F1の距離は、第二レンズ要素135bの後方焦点F2の距離よりも短い。第一レンズ要素135aと第二レンズ要素135bは、単一のレンズ部品として一体的に形成されている。
 ハウジング130aの内部は、遮光壁136によって第一灯室137と第二灯室138の2つの空間に仕切られている。第一光源131、第二光源132、回転リフレクタ133は第一灯室137に設けられている。光学センサ134は第二灯室138に設けられている。第一レンズ要素135aは、第一灯室137の前方に配置されている。第二レンズ要素135bは、第二灯室138の前方に配置されている。遮光壁136は、第一レンズ要素135aの光軸と第二レンズ要素135bの光軸との間に設けられている。例えば、遮光壁136は、第一光源131から出射され第一レンズ要素135aに入射せずに光学センサ134に入射しようとする光を遮る位置に設けられている。また、遮光壁136は、第二光源132から出射され第一レンズ要素135aに入射せずに光学センサ134に入射しようとする光を遮る位置に設けられている。
 光学センサ134と第二レンズ要素135bとの間には、フィルタ要素140が設けられている。本実施形態においてフィルタ要素140は、第二レンズ要素135bの裏面(光学センサ134と向かい合う面)に貼り付けられている。フィルタ要素140は、第一光源131から出射された光のピーク波長を低減させることが可能なフィルタである。フィルタ要素140は、第一光源131の光のピーク波長を低減させる。これにより、第一光源131から出射され灯具前方で反射されてきた光が光学センサ134に入射することが抑制される。
 図14は、車両用灯具104のシステムブロック図である。図14に示すように、車両用灯具104は、上述したロービームユニット20、ランプユニット130の他に、制御部201を備えている。制御部201は、ロービームユニット20とランプユニット130に通信可能に接続されている。制御部201は、第一光源131と第二光源132の点灯状態を制御するランプ制御部202と、第一光源131から出射される光によって他の領域よりも低い照度で照射される減光領域を設定する領域設定部203を備えている。
 制御部201は、車両制御部3に接続されている(図1参照)。車両制御部3は、所定の条件を満たした場合に車両用灯具104の点消灯を制御するための指示信号を生成して、当該指示信号を制御部201に送信する。制御部201は、受信した指示信号に基づいて、ロービームユニット20、第一光源131、第二光源132、回転リフレクタ133のモータ133cなどを制御する。
 図15は、本実施形態の車両用灯具104から出射される各々の光の照射範囲を示す模式図である。図15は、例えば、車両用灯具104の25m前方に設置された鉛直スクリーンに現れる。
 範囲P110は、ロービームユニット20が照射するロービーム配光パターンである。このロービーム配光パターンはよく知られている配光パターンである。
 範囲P120は、ランプユニット130の第一光源131が出射する可視光の照射範囲である。範囲P120は左右方向に延びる帯状の領域である。範囲P120は、範囲P121,P122,P123を含む。範囲P121は、共通基板139上の最も上方に設けられた第一光源131から出射される可視光の照射範囲である。範囲P123は、共通基板139上の最も下方に設けられた第一光源131から出射される可視光の照射範囲である。範囲P122は、共通基板139上の中間位置に設けられた第一光源131から出射される可視光の照射範囲である。最も下に位置する範囲P123は、H線を含む領域とすることが好ましい。範囲P120は、公知のハイビーム配光パターンと同様の領域としてもよい。
 範囲P130は、ランプユニット130の第二光源132が出射する赤外線の照射範囲である。範囲P130は左右方向に延びる直線状の領域である。範囲P130は範囲P131,P132,P133を含む。範囲P131は、共通基板139上の最も上方に設けられた第二光源132から出射される赤外線の照射範囲である。範囲P133は、共通基板139上の最も下方に設けられた第二光源132から出射される赤外線の照射範囲である。範囲P132は、共通基板139上の中間位置に設けられた第二光源132から出射される赤外線の照射範囲である。範囲P131は範囲P121の中に設けられ、範囲P132は範囲P122の中に設けられ、範囲P133は範囲P123の中に設けられることが好ましい。範囲P130の直線状領域は、鉛直方向に0.4度以上の上下幅を有していることが好ましい。範囲P133の直線状領域は、車両1に搭載された車両用灯具104の搭載高さから見た水平線と重なっている。
 第二光源132の光が仮想鉛直スクリーンに照射する照度、すなわち範囲P130の照度は、第一光源131の光が仮想鉛直スクリーンに照射する照度、すなわち範囲P120の照度よりも大きいことが好ましい。
 例えば、発光面の大きさが等しい複数の光源がある場合、放射強度(単位立体角あたりの光束[W/sr])の大きい光源を第二光源として使用することが好ましい。あるいは、発光面および放射強度の大きさが同じ複数の光源がある場合、第一レンズ要素135aの焦点に近い側に第二光源を配置してもよい(投影像が小さい方が第二光源となるようにしてもよい)。さらには、放射強度の大きさが同じ複数の光源がある場合、発光面の大きい光源を第二光源として使用してもよい。
 図16は、第一光源131と第二光源132の点灯タイミング、および光学センサ134の露光タイミングを示すタイムチャートである。図16に示すように、本実施形態において制御部201は、範囲P130に順次、赤外線が照射されるように、回転リフレクタ133を回転させながら、第二光源132を高速で点消灯させる。また、この第二光源132の点消灯に同期させて光学センサ134を露光させる。なお、第二光源132の点灯時には第一光源131を消灯させておく。
 例えば、タイムチャートの時刻t1においては、点R11(図15参照)に赤外線が照射され、他の領域には赤外線が照射されず、また第一光源131から可視光も照射されない。この状態で光学センサ134が露光すると、点R11で反射された赤外線の反射光のみを検出することができる。制御部201は、光学センサ134で検出された赤外線の反射光の値が所定値以上の場合に、この点R11に物体があると判定し、光学センサ134で検出された赤外線の反射光の値が所定値未満の場合に、この点R11に物体がないと判定する。
 次に、時刻t2になると、回転リフレクタ133が回転しているので、第二光源132が点灯すると点R12に赤外線が照射される。上記点R11の場合と同様に、他の領域には赤外線が照射されず、第一光源131からの可視光も照射されていないので、この状態では光学センサ134は点R12で反射された赤外線の反射光のみを検出する。制御部201は、光学センサ134で検出された赤外線の反射光の出力に基づいて、点R12における物体の有無を判定する。
 同様に回転リフレクタ133を回転させながら第二光源132の点消灯を繰り返すと、制御部201は、範囲P130内の全ての点について物体の有無を判定することができる。
 回転リフレクタ133を回転させながら第二光源132の点消灯を繰り返し範囲P130内の全ての点に向けて第二光源132から赤外線を照射すると、制御部201は、光学センサ134の出力に基づく物体の有無と、車載カメラ6で撮像された画像に基づく物体の有無とを勘案して、第一光源131および第二光源132の点消灯の制御を開始する。
 図17は、制御部201が第一光源131を制御することにより得られた配光パターンを示している。本実施形態においては、図17に示すように他車両(対向車)Aへグレアを与えず、かつ、より広い範囲を明るく照らす視認性の高い配光パターンが形成されている。このような配光パターンを形成するために制御部201は、以下のように制御する。制御部201は、光学センサ134の出力と車載カメラ6の画像とに基づいて物体の有無を判別すると、領域設定部203により、判別された物体(対向車A)を含む位置に減光領域P140を設定する。制御部201は、ランプ制御部202により、第一光源131に第一電流値の電流を供給し、第一光源131の照射範囲である範囲P120における減光領域P140を除いた範囲に向けて通常の照度で可視光を照射する。そして、制御部201は、ランプ制御部202により、第一光源131に第一電流値より小さい第二電流値の電流を供給し、減光領域P140に向けて上記通常の照度よりも低い照度で可視光を照射する。
 ところで、自車両1から観察した場合、前走車(対向車も含む)は、上下方向よりも左右方向に長い物体として観察される。制御部201の領域設定部203は、対象物として前走車が検出された場合、前走車の左右の端部の間の領域を減光領域に設定する。このため、光学センサ134は、左右方向に長い検出範囲を有することが求められる。これに対して、前走車の鉛直方向に関する情報は、前走車の左右の端部の情報に比べて重要性が低い。このため、第二光源132の光は、灯具前方の全面に照射される必要がなく、水平方向に延びる直線状領域に照射されれば十分である。
 一方で、対象物が精度良く検出された場合、例えば、その検出された対象物が対向車であるときは、この対向車には可視光を照射せず、他の領域には可視光を照射してドライバーや車載カメラ6の視認性を高めたい。この場合、対象物を検出するのに用いられた第二光源132の光が出射される第二位置と、第一光源131の光が出射される第一位置とは近いことが好ましい。この第二位置とは第二光源132から出射された光を灯具前方に反射させる回転リフレクタ133の反射点の位置であり、第一位置とは第一光源131から出射された光を灯具前方に反射させる回転リフレクタ133の反射点の位置である。
 例えば、図18に示すように、車両1から真っすぐ前方に延びる基準方向Vに対して、角度θ2だけ左方にずれた領域に向けて第二光源132の光が照射され、光学センサ134によって強い反射光が検出された場合、該領域に対向車が存在すると推定できる。このとき、図18の構成は、本実施形態の構成とは異なり、第一位置(反射点S11の位置)と第二位置(反射点S12の位置)とが離れているので、第二光源132の光が照射される領域に第一光源131の光を出射させようとするためには、第一光源131の光が照射される方向は、基準方向Vに対してなす角度θ1が上記角度θ2とは異なる。このため、第一光源131の光(可視光)を対向車に照射しない制御をするためには、上記角度θ2を補正することにより、第一光源131の光が照射される方向、すなわち基準方向Vに対してなす角度θ1を算出することが必要になる。さらに、第一光源131の光および第二光源132の光は、回転リフレクタ133によって走査され灯具前方に出射されているので、これらの光が出射される方向は回転リフレクタ133の回転位相によって定まる。このとき、図18に示すように各々異なる回転リフレクタ133A,133Bによって第一光源131の光および第二光源132の光が出射される場合には、どの回転位相のときに第一光源131の光が対象物に向けて出射されるかを算出することが必要になる。そして、第一光源131の光を反射する回転リフレクタ133Aが算出された回転位相まで回転したタイミングtmで、第一光源131を消灯させるという煩雑な制御が必要になる。なお図18において、軸線R110は回転リフレクタ133Aの回転軸線であり、軸線R120は回転リフレクタ133Bの回転軸線を示している。
 これに対して、本実施形態に係る車両用灯具104は、第一光源131からの光を出射する部位と第二光源132からの光を出射する部位とが、同一のブレード133bまたは一体となったブレード133bで構成されている。つまり、第一光源131から出射された光を灯具前方に反射させる回転リフレクタ133の反射点の位置と第二光源132から出射された光を灯具前方に反射させる回転リフレクタ133の反射点の位置とは、略同一の位置となる。このため、上述した図18の例で言えば、角度θ1と角度θ2とが等しいので、第二光源132の光によって対向車の存在が推定される領域において、あるいは推定される対向車に対して第二光源132の光が照射されたタイミングにおいて、第一光源131を消灯させればよい。つまり、角度θ1やタイミングtmを算出する必要がない。このように車両用灯具104によれば、第一光源131の点灯状態を制御するに際して、煩雑な計算が必要となる角度やタイミングを算出することが不要となり、安価に精度よく減光領域を設定することができる。
 また、車両用灯具104によれば、第一レンズ要素135aの焦点近傍に回転リフレクタ133が配置され、第二レンズ要素135bの焦点近傍に光学センサ134が配置されている。このため、精度よく第一光源131および第二光源132の光を任意の方向に出射することが可能であり、光学センサ134の検出精度をさらに高めることができる。また、第一レンズ要素135aと第二レンズ要素135bとが単一のレンズ部品として一体に形成されているので、位置合わせを正確に行うことができるとともに、部品点数を削減することができる。
 また、車両用灯具104によれば、第一レンズ要素135aの後方焦点距離が第二レンズ要素135bの後方焦点距離よりも短くなるように構成されている。第一光源131の光(可視光)は、ドライバーや車載カメラ6の視認性を高めために広い範囲に照射したい。光学センサ134は、特定の狭い領域からの反射光を検出したい。したがって、第一レンズ要素135aの後方焦点距離を短くすることで第一光源131の光を広い範囲に照射することができ、第二レンズ要素135bの後方焦点距離を長くすることで狭い範囲から入射する光を光学センサ134に導くことができる。
 また、車両用灯具104によれば、ハウジング130aの内部が遮光壁136によって第一灯室137と第二灯室138とに仕切られ、第一灯室137内に配置される第一光源131および第二光源132の光がハウジング130a外に出射されないまま第二灯室138内に配置される光学センサ134に直接入射しないように構成されている。このため、光学センサ134の光検出時において、第一光源131の光が光学センサ134に入射するのを抑制することができ、光学センサ134の検出精度を高めることができる。
 また、車両用灯具104によれば、光学センサ134と第二レンズ要素135bとの間に、第一光源131から出射された光のピーク波長を低減するフィルタ要素140が設けられている。このため、光学センサ134の光検出時において、第一光源131の光が光学センサ134に入射するのをフィルタ要素140によっても抑制することができ、光学センサ134の検出精度をさらに高めることができる。
 また、車両用灯具104によれば、ハウジング130a内に設けられる第一光源131および第二光源132は、共通基板139上に設けられているので、部品点数を削減できるとともに、第一光源131および第二光源132の搭載位置精度を高めることができる。
 また、車両用灯具104によれば、第二光源132から出射された光が水平方向に延びる直線状領域P131,P132,P133は、鉛直方向に0.4度以上の上下幅を有している。このように、直線状領域P131,P132,P133を上下方向に幅を有する形状とすることで、光学センサ134による他車両(前走車、対向車等)の検出精度を高めやすい。
 また、車両用灯具104によれば、第二光源132の光が灯具前方の所定位置に設けられた仮想鉛直スクリーンに照射する照度は、第一光源131の光が上記仮想鉛直スクリーンに照射する照度よりも大きい。このため、第二光源132から出射された光が対象物に照射されたとき、対象物からの強い反射光を得ることができる。したがって、当該反射光を検出する光学センサ134の検出精度を高めやすい。
 また、第一光源131から出射されて回転リフレクタ133で反射された光と、第二光源132から出射されて回転リフレクタ133で反射された光とは、共通の第一レンズ要素135aを介して灯具前方に出射される。このような構成とすることにより、例えば、レンズ要素などの部品点数を削減することができる。
 また、車両用灯具104によれば、第一光源131は可視光を出射し、第二光源132は赤外線を出射するように構成されている。このように、第二光源132から赤外線が出射されるので、他車両(前走車、対向車など)に対して眩しさを与えずに他車両の位置を特定することができる。また、特定された他車両の位置情報に基づいて、可視光を出射する第一光源131を制御して減光領域P14を設定することにより、他車両への眩しさを低減することができる。
 なお、上記実施形態においては、共通基板139上に3つの第一光源131と3つの第二光源132とが隣り合わせに直線状に並べて設けられている構成を説明したが、これに限られない。例えば、図19に示すように、直線状に並べて設けられている3つの第二光源132の両側部に、直線状に並べられている3つの第一光源131がそれぞれ隣り合わせに設けられていてもよい。第一光源131の個数は、第二光源132の個数よりも多く設けられていてもよい。この構成によれば、簡便な構成によって、第一光源131の光が照射する領域を広くすることが可能であるとともに、明るくすることも可能である。
 第一光源131は赤外線を出射し、第二光源132は第一光源131が出射する光と異なる波長にピークを有する赤外線を出射し、光学センサ134は第二光源132が出射する赤外線のピークに高い受光感度を有するようにしてもよい。このように第一光源131として赤外線の光源を用いても、第一光源131を制御して対向車を含む領域に減光領域P14を設定することにより、対向車に搭載されている赤外線カメラにハレーションが生じることを抑制できる。
 走査手段(回転リフレクタ133)は、第二光源132から出射された光が、それぞれ鉛直方向に離れた、水平方向に延びる複数の直線状領域P130(P131,P132,P133)を照射するように、第二光源132から出射される光を走査してもよい。この構成によれば、光学センサ134による他車両(前走車、対向車など)の検出精度を高めることができる。
 複数の第二光源132から出射された光がそれぞれ、互いに異なる直線状領域P130(P131,P132,P133)を照射するようにしてもよい。この構成によれば、他車両(前走車、対向車など)の位置の推定方法が簡単になる。例えば、第二光源としてA,Bの二つが設けられている場合、第二光源Aの点灯時に光学センサ134が他車両を非検出で、第二光源Bの点灯時に光学センサ134が他車両を検出した場合は、第二光源Bが照射する直線状領域の高さ位置に他車両が存在していると推定することができる。第二光源A,Bがともに同じ直線状領域を照射する場合は、このような方法で他車両を推定することはできない。
 第二光源132の瞬間放射強度(瞬間投入電流)が第一光源131の瞬間放射強度より大きくなるように構成されてもよい。この構成によれば、第二光源132から出射された光が対象物に照射されたとき、対象物からの強い反射光を得ることができる。これにより、当該反射光を検出する光学センサ134の検出精度を高めやすい。
 第二光源132の点灯デューティーが第一光源131の点灯デューティーより小さくなるように構成されてもよい。この構成によれば、第二光源132の強い反射光を得ることができ、光学センサ134の検出精度を高めやすい。
 第一光源131として発光ダイオード(LED)を用い、第二光源132としてレーザダイオード(LD)を用いてもよい。この構成によれば、レーザダイオードの方がLEDよりも拡散しにくい光を出射できるので、光学センサ134の検出精度を高めることができる。
 第一光源131が赤外線を出射する発光ダイオード(LED)であり、第二光源132が第一光源131が出射する赤外線のピーク波長と異なる波長の赤外線を出射するレーザダイオード(LD)であってもよい。この構成によれば、発光ダイオードは広い範囲に光を照射できるので、赤外線カメラの撮像に適している。また、レーザダイオードは拡散しにくい光を出射できるので特定の点にのみ光を照射することができ、光学センサ134による物体の位置の推定精度を高めることができる。
(第一変形例)
 図20は、本発明の第二実施形態の第一変形例に係るランプユニット230の内部構造を示す模式図である。
 図20に示すように、ランプユニット230は、ハウジング130a内に灯室237を有している。灯室237には、第一光源131、第二光源132、回転リフレクタ133、および光学センサ134が設けられている。第一光源131と第二光源132と光学センサ134とは、共通基板139に設けられている。共通基板139上の第一光源131、第二光源132、および光学センサ134は、レンズ要素235(レンズ部品の一例)の焦点位置近傍に集めて設けられている。この構成によれば、ランプユニット230を単一の灯室237で構成することができるので、図13に示すランプユニット130に比べて部品点数を削減できる。また、ハウジング130a内において第一光源131、第二光源132、および光学センサ134が、共通基板139上に設けられているので、各部材の搭載位置精度を高めやすい。なお、第一光源131、第二光源132、回転リフレクタ133、および光学センサ134、共通基板139は上述した第二実施形態と同様である。
(第二変形例)
 図21は、本発明の第二実施形態の第二変形例に係るランプユニット330の内部構造を示す模式図である。本変形例においても、第一光源131、第二光源132、回転リフレクタ133、および光学センサ134、レンズ部品135、共通基板139は上述した第二実施形態と同様である。
 図21に示すように、ランプユニット330において、第一光源131の発光部131aの共通基板139からの高さは、第二光源132の発光部132aの共通基板139からの高さと異なる高さになるように構成されている。本例では、第一光源131としてLEDが用いられ、第二光源132としてLD(レーザダイオード)が用いられている。レーザダイオードは筒形の筐体を有している。一方でLEDはそのような筐体を有していない。このため、第二光源132の発光部132aの位置の方が第一光源131の発光部131aの位置よりも高くなるように構成されている。第二光源132の発光部132aは、第一光源131の発光部131aよりも第一レンズ要素135aの仮想後方焦点に近い位置に設けられている。なお、仮想後方焦点は、走査手段(回転リフレクタ133)のブレード133bで反射されて延びる第一レンズ要素135aの仮想光軸上に位置している。
 この構成によれば、第二光源132の発光部132aが仮想後方焦点に近い位置に設けられているので、精度よく第二光源132の光を所望の方向に出射させることができる。このため、光学センサ134によって正確に他車両等の対象物を検出することができ、領域設定部203による減光領域P140の特定の精度を高めることができる。
 また、ランプユニット330の共通の灯室内に、第一光源131、第二光源132、回転リフレクタ133(ブレード133b)、および光学センサ134が設けられている。第一光源131および第二光源132から出射された光は、第一レンズ要素135aを通過して灯具前方へ照射される。第二光源132の光は、対象物で反射して反射光となる。光学センサ134は、対象物で反射した反射光が第一レンズ要素135aを通過せずに直接光学センサ134に入射する位置に設けられている。この構成によれば、反射光が直接光学センサ134に入射するので、光学センサ134の誤検出を抑制することができる。
(第三変形例)
 図22は、本発明の第二実施形態の第三変形例に係るランプユニット430の内部構造を示す模式図である。本変形例においても、第一光源131、第二光源132、回転リフレクタ133、および光学センサ134、レンズ部品135、共通基板139は上述した第二実施形態と同様である。
 図22に示すように、ランプユニット430において、第一光源131にはプライマリ光学部品131bが設けられている。第一光源131から出射される光は、プライマリ光学部品131bを介して出射される。プライマリ光学部品131bが設けられることにより、第一光源131のプライマリ光学部品131bにおける光出射部分131cの共通基板139からの高さは、第二光源132の発光部132aの共通基板139からの高さと同じ高さになるように構成される。プライマリ光学部品131bの光出射部分131cと第二光源132の発光部132aとは、走査手段(回転リフレクタ133)のブレード133bで反射されて延びる第一レンズ要素135aの仮想光軸上に位置している。光出射部分131cと発光部132aとは、仮想光軸上における第一レンズ要素135aの仮想後方焦点に近い位置に設けられている。なお、図22では模式的に示されているため、隣り合う第一光源131と第二光源132とは離れて表されているが、実際には近接して配置されている。この構成によれば、第一光源131の光と第二光源132の光をともに精度よく特定の方向へ出射することができる。
(第四変形例)
 図23は、本発明の第二実施形態の第四変形例に係るランプユニット530の内部構造を示す模式図である。本変形例においても、第一光源131、第二光源132、回転リフレクタ133、および光学センサ134、レンズ部品135、共通基板139は上述した第二実施形態と同様である。
 図23に示すように、ランプユニット530において、第二光源132には、第二光源132から出射される光を平行光にして出射させる第三レンズ要素132bが設けられている。第一光源131には、第一光源131の高さ方向の位置を調整するための位置調整部材131dが設けられている。第一光源131の発光部131aは、第三レンズ要素132bの光出射部132cよりも、第一レンズ要素135aの仮想後方焦点に近い位置に設けられている。仮想後方焦点は、走査手段(回転リフレクタ133)のブレード133bで反射されて延びる第一レンズ要素135aの仮想光軸上に位置している。この構成によれば、第二光源132から出射される光は、第三レンズ要素132bによって十分な精度のコヒーレント光となるので、第三レンズ要素132bの光出射部132cの位置が仮想後方焦点から少し離れているにも拘らず、灯具前方に拡散されて照射されにくい。一方で、第一光源131から出射される光は、第一光源131の発光部131aが第一レンズ要素135aの仮想後方焦点に近い位置に設けられているので、灯具前方に拡散されて照射されにくいとともに、狙った場所に照射しやすい。
(第五変形例)
 図24Aおよび図24Bは、第五変形例に係るランプユニットの内部に設けられる回転リフレクタ633を示す。図24Aは回転リフレクタ633の正面図であり、図24Bは回転リフレクタ633の側面図である。
 図24Aおよび図24Bに示すように、走査手段(回転リフレクタ633)は、複数(本例では6枚)の反射面(ブレード633b)を有している。ブレード633bは、周方向へ徐々に回転軸線Rに対する角度が変化する捩られた形状とされている。また、6枚のブレード633bはそれぞれ、回転軸線Rに対する全体角度が少しずつ相違している。第二光源132から出射され各々のブレード633bで反射された光はそれぞれ、互いに異なる直線状領域を照射する。この構成によれば、どのブレード633bで反射された光がどの方向に出射されるかを事前に把握することができ、他車両(前走車、対向車等)の位置の推定が容易になる。例えば、下側の直線状領域を照射するブレード633bで他車両が検知されるときは当該他車両の位置は近い。中央部の直線状領域を照射するブレード633bで他車両が検知されるときは当該他車両の位置はやや近く、上側の直線状領域を照射するブレード633bで他車両が検知されるときは当該他車両の位置は遠い。
 なお、第一光源は、車両に搭載された赤外線カメラの撮像に適した赤外線を出射するように構成してもよい。第二光源は可視光を出射する光源としてもよい。この場合光学センサは、第二光源が出射した可視光の反射強度に応じた信号を出力するセンサを用いてもよい。
 なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。
その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
 本出願は、2019年9月11日出願の日本特許出願(特願2019-165512)および2019年9月11日出願の日本特許出願(特願2019-165513)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。
 本発明によれば、車載カメラとランプ搭載光学センサの検出精度がより高められた車両用灯具システムが提供される。

Claims (22)

  1.  車両用灯具と制御部とを有し、車載カメラを有する車両に搭載される車両用灯具システムであって、
     前記車両用灯具は、
      車載カメラで撮像するための可視光を出射する第一光源と、
      第二光源と、
      前記第一光源から出射される光および前記第二光源から出射される光を灯具前方へ走査して照射させる走査手段と、
      前記第二光源が出射する光の波長に高い感度を有する光学センサと、を有し、
     前記制御部は、
      前記車載カメラの出力する画像から推定した情報と前記光学センサの出力から推定した情報とを比較して減光領域および強調領域の少なくとも一つを設定する領域設定部と、
      前記領域設定部の出力に基づき前記第一光源と前記第二光源の少なくとも一方の点灯状態を制御するランプ制御部と、を有する、車両用灯具システム。
  2.  前記領域設定部は、前記車載カメラの出力する画像から推定した他車両の位置情報である第一他車位置と、前記光学センサの出力から推定した他車両の位置情報である第二他車位置に基づき減光領域または強調領域を設定し、
     前記ランプ制御部は、前記第一光源から出射される光によって他の領域よりも低い照度で前記減光領域が照射されるように前記第一光源を制御し、
     前記ランプ制御部は、前記第二光源から出射される光によって他の領域よりも高い照度で前記強調領域が照射されるように前記第二光源を制御する、請求項1に記載の車両用灯具システム。
  3.  前記第一光源が可視光を出射し、
     前記第二光源が赤外線を出射し、前記光学センサが赤外線センサである、請求項1に記載の車両用灯具システム。
  4.  前記第一光源が可視光を出射し、
     前記第二光源が赤外線を出射し、前記光学センサが赤外線センサであり、
     前記領域設定部は、前記車載カメラと前記光学センサの少なくとも一つの出力から推定した他車両の位置に前記減光領域を設定し、
     前記ランプ制御部は、前記第一光源から出射される光によって他の領域よりも低い照度で前記減光領域が照射されるように前記第一光源を制御する、請求項1に記載の車両用灯具システム。
  5.  前記領域設定部は、前記車載カメラの出力する画像から推定した他車両の位置情報である第一他車位置と、前記光学センサの出力から推定したその前記他車両の位置情報である第二他車位置の両方を取得したときに、前記第二他車位置に基づき減光領域を設定し、
     前記ランプ制御部は、前記第一光源から出射される光によって他の領域よりも低い照度で前記減光領域が照射されるように前記第一光源を制御する、請求項1に記載の車両用灯具システム。
  6.  前記領域設定部は、前記車載カメラの出力する画像から推定した他車両の位置情報である第一他車位置を取得したものの、前記第一他車位置について前記光学センサの出力から前記他車両を推定しなかったときに、前記第一他車位置内でかつ前記光学センサの出力から前記他車両を推定しなかった領域に強調領域を設定し、
     前記ランプ制御部は、前記第二光源から出射される光によって他の領域よりも高い照度で前記強調領域が照射されるように前記第二光源を制御する、請求項1に記載の車両用灯具システム。
  7.  前記領域設定部は、前記光学センサの出力から推定した他車両の位置情報である第二他車位置を取得したものの、前記第二他車位置について前記車載カメラの画像から前記他車両を推定しなかったときに、前記第二他車位置内でかつ前記車載カメラの画像から前記他車両を推定しなかった領域に強調領域に設定し、
     前記ランプ制御部は、前記第一光源から出射される光によって他の領域よりも高い照度で前記強調領域が照射されるように前記第一光源を制御する、請求項1に記載の車両用灯具システム。
  8.  前記第一光源、前記第二光源、前記走査手段、前記光学センサは、ハウジングとアウタカバーで形成される共通の灯室内に設けられている、請求項1に記載の車両用灯具システム。
  9.  前記光学センサは、前記第二光源から出射される光の反射光の強度に応じた信号を出力するフォトダイオードであり、
     前記領域設定部は、前記フォトダイオードから出力される信号が所定値を超えた領域に、他車両が位置していると推定して他車両の位置情報である第二他車位置を設定する、請求項1に記載の車両用灯具システム。
  10.  ドライバーまたは車載カメラが視認するための光を出射する第一光源と、
     前記第一光源とは異なる波長の光を出射する第二光源と、
     前記第一光源から出射された光と前記第二光源から出射された光を走査して灯具前方へ出射する走査手段と、
     前記第二光源から出射される光の反射強度に応じた信号を出力する光学センサと、
     対向車へグレアを与えないように前記光学センサの出力に基づき前記第一光源の点灯状態を制御する制御部と、を有し、
     前記走査手段は、前記第二光源から出射された光が水平方向に延びる直線状領域を照射するように、前記第二光源から出射された光を走査し、
     前記走査手段は、前記第一光源の光を灯具前方に向けて反射する部位と前記第二光源の光を灯具前方に向けて反射する部位が同一の反射体を有する、または、前記第一光源の光を灯具前方に向けて反射する部位と前記第二光源の光を灯具前方に向けて反射する部位とが一体となった反射体を有する、車両用灯具。
  11.  前記走査手段で反射された前記第一光源から出射された光および前記第二光源から出射された光を灯具前方に出射させる第一レンズ要素と、前記第二光源から出射された光の反射光を前記光学センサへ導く第二レンズ要素と、が単一のレンズ部品として一体に形成されており、
     前記第一レンズ要素の焦点近傍に前記走査手段が位置し、
     前記第二レンズ要素の焦点近傍に前記光学センサが位置している、請求項10に記載の車両用灯具。
  12.  前記第一レンズ要素の後方焦点距離が前記第二レンズ要素の後方焦点距離より短い、請求項11に記載の車両用灯具。
  13.  前記第一レンズ要素の光軸と前記第二レンズ要素の光軸との間に、前記第一光源から出射され前記第一レンズ要素に入射せずに前記光学センサに入射しようとする光、および、前記第二光源から出射され前記第一レンズ要素に入射せずに前記光学センサに入射しようとする光を遮る位置に、遮光壁が設けられている、請求項11に記載の車両用灯具。
  14.  前記光学センサと前記第二レンズ要素との間に、前記第一光源から出射された光のピーク波長を低減するフィルタ要素が設けられている、請求項11に記載の車両用灯具。
  15.  前記第一光源および前記第二光源が共通基板に設けられている、請求項11に記載の車両用灯具。
  16.  前記第一光源の個数が前記第二光源の個数よりも多い、請求項15に記載の車両用灯具。
  17.  前記光学センサも前記共通基板に設けられている、請求項15に記載の車両用灯具。
  18.  前記第一光源の発光部の前記共通基板からの高さが、前記第二光源の発光部の前記共通基板からの高さと異なり、
     前記第二光源の発光部は前記第一光源の発光部よりも、前記走査手段で反射されて延びる前記第一レンズ要素の仮想光軸上に位置する前記第一レンズ要素の仮想後方焦点に近い位置に設けられている、請求項15に記載の車両用灯具。
  19.  前記第一光源にプライマリ光学部品が設けられ、前記第一光源から出射される光は前記プライマリ光学部品を介して出射され、
     前記走査手段で反射されて延びる前記第一レンズ要素の仮想光軸上に、前記プライマリ光学部品の光出射部分と前記第二光源の発光部とが位置している、請求項15に記載の車両用灯具。
  20.  前記第二光源に、前記第二光源から出射される光を平行光にして出射させる第三レンズ要素が設けられ、
     前記第一光源の発光部が前記第三レンズ要素の光出射部よりも、前記走査手段で反射されて延びる前記第一レンズ要素の仮想光軸上に位置する前記第一レンズ要素の仮想後方焦点に近い位置に設けられている、請求項15に記載の車両用灯具。
  21.  前記直線状領域は鉛直方向に0.4度以上の上下幅を有し、
     前記直線状領域は、前記車両用灯具の車両への搭載高さから見た水平線と重なっている、請求項10に記載の車両用灯具。
  22.  前記第二光源の光が灯具前方の所定位置に設けられた仮想鉛直スクリーンに照射する照度が、前記第一光源の光が前記仮想鉛直スクリーンに照射する照度よりも大きい、請求項10に記載の車両用灯具。
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