WO2023090329A1 - 灯具システム、コントローラおよびランプの制御方法 - Google Patents

灯具システム、コントローラおよびランプの制御方法 Download PDF

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WO2023090329A1
WO2023090329A1 PCT/JP2022/042448 JP2022042448W WO2023090329A1 WO 2023090329 A1 WO2023090329 A1 WO 2023090329A1 JP 2022042448 W JP2022042448 W JP 2022042448W WO 2023090329 A1 WO2023090329 A1 WO 2023090329A1
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WO
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pitch angle
lamp
cutoff line
line
light distribution
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PCT/JP2022/042448
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English (en)
French (fr)
Inventor
尚志 寺山
光治 眞野
Original Assignee
株式会社小糸製作所
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/06—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle
    • B60Q1/08—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically
    • B60Q1/10—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically due to vehicle inclination, e.g. due to load distribution
    • B60Q1/115—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically due to vehicle inclination, e.g. due to load distribution by electric means

Definitions

  • the present disclosure relates to vehicle lamps.
  • the light distribution pattern of headlamps is stipulated by law so that automobile headlamps do not give glare to surrounding traffic participants.
  • the longitudinal inclination of the vehicle body changes according to the number of passengers and the weight of luggage.
  • the inclination between the road surface (ground) and the optical axis of the headlamp changes, and the irradiation range of the headlamp changes in the vertical direction. If the irradiation range shifts upward, glare may occur, and if the irradiation range shifts downward, the irradiation range in front of the vehicle narrows.
  • a leveling actuator is built into the headlamp to compensate for changes in the optical axis of the headlamp based on changes in the longitudinal tilt of the vehicle body.
  • the present disclosure has been made, and one of its exemplary purposes is to provide a lighting system capable of providing an improved field of view to the driver while preventing glare.
  • the lighting system includes a lamp that emits light having a light distribution including a cutoff line, a sensor that is capable of detecting the dynamic component of the pitch angle of the vehicle body while the vehicle is running, and the dynamic component of the pitch angle of the vehicle body. and a controller for moving the position of the cutoff line of the light distribution upward and downward with reference to a predetermined position according to.
  • This lighting system includes a lamp that emits light having a light distribution including a cut-off line, a sensor that is capable of detecting the pitch angle of the vehicle while the vehicle is running, and a pitch angle deviation from a reference value according to the output of the sensor. a controller that detects dynamic deviation and controls the lamp according to the deviation so that the angle formed by the light beam corresponding to the cutoff line of the lamp light and the road surface is constant.
  • Yet another aspect of the present disclosure is a controller that configures a lighting system together with a lamp.
  • the lamp emits lamp light having a light distribution that includes a cutoff line.
  • This controller detects the dynamic component of the pitch angle of the vehicle body based on the output of the sensor, and raises the position of the light distribution cut-off line relative to a predetermined position so as to cancel the dynamic component of the pitch angle. and a correction unit for moving in the direction and downward.
  • Yet another aspect of the present disclosure is a lamp control method.
  • the lamp emits lamp light having a light distribution that includes a cutoff line.
  • the control method includes the step of detecting a dynamic component of the pitch angle of the vehicle during travel, and adjusting the position of the cut-off line of the light distribution from a predetermined position as a reference in accordance with the dynamic component of the pitch angle of the vehicle. and moving downward.
  • FIG. 1 is a block diagram of a lighting system according to Embodiment 1.
  • FIG. 2(a) and 2(b) are diagrams for explaining the pitch angle ⁇ p of the vehicle body. It is a functional block diagram of a controller. It is a figure which shows an example of the driving
  • 5 is a diagram showing waveforms of a dynamic pitch angle ⁇ d and a correction amount ⁇ V corresponding to the driving scene of FIG. 4;
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing light rays corresponding to the cutoff line of the headlamp light in the driving scene of FIG. 4 ;
  • FIGS. 7A to 7C are diagrams showing examples of the relationship (control characteristics) between the dynamic pitch angle ⁇ d and the correction amount ⁇ V.
  • FIGS. 9A to 9C are diagrams showing examples of the relationship (control characteristics) between the dynamic pitch angle ⁇ d and the correction amount ⁇ V. It is a figure explaining optical axis correction based on the control characteristic of Fig.9 (a).
  • FIGS. 11A to 11D are diagrams showing examples of the relationship (control characteristics) between the dynamic pitch angle ⁇ d and the correction amount ⁇ V.
  • FIGS. 12A to 12C are diagrams for explaining an example of controlling the intensity distribution of light distribution.
  • a lighting system includes a lamp that emits light having a light distribution including a cutoff line, a sensor that is capable of detecting a dynamic component of a pitch angle of a vehicle body while the vehicle is running, and a pitch angle of the vehicle body. a controller for moving the position of the cut-off line of light distribution upward and downward with respect to a predetermined position according to the dynamic component of .
  • the position of the cut-off line can be controlled by (1) fixing the lower end of the light distribution of the lamp and changing only the position of the cut-off line vertically, or (2) changing the position of the lower end of the light distribution of the lamp. , the case where the cut-off line position is followed and changed vertically, in other words, the case where the entire light distribution of the lamp is moved vertically.
  • this control keeps the cut-off line position on the virtual vertical screen in front of the vehicle constant even when the vehicle body vibrates in the longitudinal direction. This can prevent objects in front of the vehicle from brightening or darkening, thus providing an improved field of view.
  • control characteristics of the controller may be different when the cutoff line moves upward from the predetermined position and when the cutoff line moves downward from the predetermined position.
  • the effects of control delays can cause glare to surrounding traffic participants. Therefore, by making the control characteristics different between the upward direction and the downward direction, it is possible to achieve a good balance between suppression of glare and improvement of the field of view.
  • the predetermined position may be determined based on the position where the cut-off line should exist when the vehicle body is stationary.
  • pitching can be detected with reference to a stationary state, and the cut-off line can be dynamically controlled, so the processing can be simplified.
  • the speed at which the cutoff line moves upward may be slower than the speed at which the cutoff line moves downward.
  • the amount of change in the upward direction of the cutoff line may be smaller than the amount of change in the downward direction of the cutoff line for the same change in pitch angle.
  • the movement of the cut-off line may be disabled depending on the driving situation. In a situation where high-speed pitching that cannot be tracked occurs, or in a situation where moving the cut-off line rather deteriorates the field of view, control of the cut-off line can be invalidated.
  • the upward movement of the cutoff line may be disabled depending on the driving situation.
  • glare can be prevented by invalidating the upward movement of the cutoff line.
  • the illuminance in the range above the predetermined position may be lowered. Therefore, even if a control delay occurs, the glare given to other traffic participants can be reduced.
  • the illuminance in the range above the predetermined position may have a gradation that gradually darkens upward. Therefore, even if a control delay occurs, the glare given to other traffic participants can be reduced.
  • a lighting system includes a lamp that emits light having a light distribution including a cut-off line, a sensor that is capable of detecting a pitch angle while a vehicle is running, and a pitch angle that is detected according to the output of the sensor. and a controller that detects a dynamic deviation from a reference value of and controls the lamp so that the angle formed by the light beam corresponding to the cutoff line of the lamp light and the road surface is constant according to the deviation.
  • this control keeps the cut-off line position on the virtual vertical screen in front of the vehicle constant even when the vehicle body vibrates in the longitudinal direction. This can prevent objects in front of the vehicle from brightening or darkening, thus providing an improved field of view.
  • the senor may include a gyro sensor.
  • a dynamic pitch angle can be obtained by obtaining an angular velocity in the pitch direction with a gyro sensor and integrating it.
  • the lamp may be a variable light distribution lamp (also referred to as a high-definition lamp) that includes a plurality of individually controllable pixels and whose light distribution can be controlled according to the state of the plurality of pixels.
  • the controller may shift the boundaries between ON and OFF pixels of the plurality of pixels up and down.
  • This leveling control is called electronic leveling. Compared to mechanical leveling control in which the lamp is mechanically tilted by an actuator, electronic leveling can respond faster, and can follow high-frequency pitching.
  • a controller constitutes a lighting system together with a variable light distribution lamp.
  • the variable light distribution lamp includes a plurality of pixels that can be controlled according to image data, and can emit lamp light having a light distribution according to the image data.
  • the controller detects the dynamic component of the pitch angle of the vehicle body based on the output of the sensor, and adjusts the cut-off line position of the light distribution included in the image data to a predetermined position so as to cancel the dynamic component of the pitch angle. and a correction unit that moves upward and downward using as a reference.
  • the light distribution can be controlled according to the pitch angle by shifting the position of the cutoff line on the image data.
  • glare can be prevented by lowering the cut-off line. can prevent darkening.
  • a control method is a control method for a lamp that emits lamp light having a light distribution including a cutoff line.
  • the control method includes the step of detecting a dynamic component of the pitch angle of the vehicle during travel, and adjusting the position of the cut-off line of the light distribution from a predetermined position as a reference in accordance with the dynamic component of the pitch angle of the vehicle. and moving downward.
  • a state in which member A is connected to member B refers to a case in which member A and member B are physically directly connected, and that member A and member B are electrically connected to each other. It also includes the case of being indirectly connected through other members that do not substantially affect the physical connection state or impair the functions and effects achieved by their combination.
  • the state in which member C is provided between member A and member B refers to the case where member A and member C or member B and member C are directly connected, as well as the case where they are electrically connected. It also includes the case of being indirectly connected through other members that do not substantially affect the physical connection state or impair the functions and effects achieved by their combination.
  • FIG. 1 is a block diagram of a lighting system 100 according to Embodiment 1.
  • the lighting system 100 is a headlamp that is mounted on a vehicle and that illuminates a field of view in front of the vehicle with light.
  • An automobile changes its tilt angle in the front-rear direction according to the weight balance in the front-rear direction.
  • the tilt angle in the longitudinal direction corresponds to the rotation of the vehicle body about the horizontal axis extending in the left and right direction, and is called the pitch angle ⁇ p.
  • the lighting system 100 has a function (auto-leveling function) of automatically adjusting the optical axis of the headlamp in the pitch direction according to the pitch angle ⁇ p.
  • the lamp system 100 includes a high-definition lamp unit 110, a sensor 120 and a controller 200.
  • the high-definition lamp unit 110 is a variable light distribution lamp configured to irradiate part or all of the low beam area.
  • the high-definition lamp unit 110 may cover part/all of the high beam area in addition to part/all of the low beam area.
  • the high-definition lamp unit 110 includes a plurality of individually controllable pixels PIX, and emits lamp light having light distribution according to the states of the plurality of pixels PIX.
  • high-definition lamp unit 110 includes light-emitting element array 112 and illumination optical system 114 .
  • An LED array can be used as the light emitting element array 112 .
  • the brightness of each pixel PIX may be controllable with two gradations of ON and OFF, or may be controllable with multiple gradations.
  • PWM dimming can be used to achieve multiple gradations. may be expressed.
  • the irradiation optical system 114 projects the output light of the light emitting element array 112 forward of the vehicle.
  • the irradiation optical system 114 may be a lens optical system, a reflective optical system, or a combination thereof.
  • a virtual vertical screen 2 is shown in FIG. It is assumed that the virtual vertical screen 2 is a coordinate system based on the road surface. The distance between the virtual vertical screen 2 and the vehicle (lamp) can be 10m or 25m.
  • a light distribution pattern PTN is formed on the virtual vertical screen 2 by the lighting of the high-definition lamp unit 110 .
  • the light distribution pattern PTN is the intensity distribution of lamp light on the virtual vertical screen 2 and is based on the on/off pattern of the plurality of pixels PIX of the light emitting element array 112 .
  • the correspondence between the position of a certain pixel and the irradiation area on the virtual vertical screen 2 corresponding to that pixel is determined by the irradiation optical system 114, and is a mirror image relationship (horizontal inversion), vertical inversion, or vertical and horizontal inversion. Sometimes it is.
  • the light distribution pattern PTN includes a cutoff line CL.
  • the light distribution pattern PTN includes a horizontal cutoff line CLa and an oblique cutoff line CLb, which intersect at the elbow point LB.
  • the controller 200 corrects the optical axis of the low beam in the pitch angle direction according to variations in the pitch angle ⁇ p caused by various factors while the vehicle is stationary and running.
  • FIGS. 2(a) and 2(b) are diagrams for explaining the pitch angle ⁇ p of the vehicle body.
  • FIG. 2(a) shows the pitch angle ⁇ p when the vehicle is stopped.
  • the pitch angle ⁇ p when the vehicle is stationary is defined as a static pitch angle ⁇ s. Since the static pitch angle ⁇ s indicates the attitude of the vehicle when the vehicle is stopped, it is also referred to as the stationary vehicle attitude angle.
  • the static pitch angle ⁇ s is determined according to the number of passengers, the riding position, the weight of luggage in the luggage compartment, the hardness of the front and rear suspensions, and the like.
  • the angle formed by the straight line 12 parallel to the road surface 10 and the reference line 22 of the vehicle body 20 is taken as the pitch angle ⁇ p, and the upward direction of the reference line 22 (nose-up direction) is taken as positive. It is assumed that
  • FIG. 2(b) shows the pitch angle ⁇ p while the vehicle is running.
  • the pitch angle ⁇ p while the vehicle is running can be grasped as the sum of the static pitch angle ⁇ s and the dynamic component (also referred to as the dynamic pitch angle or pitch angle fluctuation amount) ⁇ d.
  • the dynamic pitch angle ⁇ d can include the following components. ⁇ (i) Nose up due to vehicle acceleration, nose down due to deceleration ⁇ (ii) Changes in vehicle weight (weight balance) caused by road surface inclination ⁇ (iii) Fast vehicle vibration caused by uneven road surface
  • vibrations of the vehicle body caused by unevenness of the road surface are generally within the range of 0.5 to 5 Hz, although they depend on the hardness of the suspension and the weight of the vehicle.
  • a sharp vehicle body vibration is 0.9 to 2 Hz.
  • the frequency component exceeding 0.5 Hz of the pitch angle fluctuation (generally 0.5 to 5 Hz, for example 1 to 2 Hz), which was conventionally removed as noise, is not removed as noise, and is actively subject to correction.
  • optical axis correction for correcting pitch angle fluctuations during running is referred to as dynamic leveling.
  • the sensor 120 is provided so as to detect the dynamic component ⁇ d of the pitch angle ⁇ p while the vehicle body is running.
  • the senor 120 includes a gyro sensor.
  • the gyro sensor may be attached in any direction, but is preferably installed so that one of its detection axes faces the left-right horizontal direction of the vehicle body, and generates a detection signal S1 indicating the angular velocity ⁇ p of rotational motion around this detection axis.
  • the gyro sensor may be triaxial or uniaxial.
  • the controller 200 is an ECU (Electronic Control Unit) that integrates functions related to optical axis correction, and performs processing related to dynamic leveling.
  • the controller 200 may be an ECU dedicated to leveling (also referred to as a leveling ECU), an ECU integrated with a controller having other functions, or divided into a plurality of ECUs. good.
  • the functions of the controller 200 may be realized by software processing, hardware processing, or a combination of software processing and hardware processing. Specifically, software processing is implemented by combining processors (hardware) such as CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), and microcontrollers, and software programs executed by the processor (hardware). . Controller 200 may be a combination of multiple processors (microcontrollers).
  • hardware processing is implemented by hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit), controller IC, and FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • controller IC controller IC
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the controller 200 detects the dynamic component ⁇ d of the pitch angle ⁇ p while the vehicle is running by integrating the angular velocity ⁇ p indicated by the detection signal S1.
  • the dynamic component ⁇ d here can be regarded as a component included in a predetermined frequency band higher than 0.5 Hz among variations in the pitch angle ⁇ p.
  • components included in a predetermined frequency band are subject to correction as dynamic components.
  • the predetermined frequency band can be set, for example, within a range of approximately 0.5 Hz to 5 Hz. Which frequency band is to be corrected may be determined based on the stiffness of the suspension, the mass of the vehicle body, and the like.
  • the controller 200 adjusts the position of the cutoff line CL of the light distribution pattern PTN (the position in the vertical direction V, that is, the optical axis) to a predetermined position v 0 according to the dynamic component ⁇ d of the pitch angle ⁇ p of the running vehicle body. as a reference.
  • Conventional leveling control moves the optical axis only downward for the purpose of suppressing glare.
  • the position of the cutoff line CL is positively moved not only downward but also upward.
  • the position of the cutoff line CL can be controlled by (1) fixing the lower end of the light distribution of the lamp and changing only the position of the cutoff line vertically, or (2) controlling the position of the lower end of the light distribution of the lamp. is varied vertically following the position of the cutoff line, in other words, the entire light distribution of the lamp is moved vertically.
  • the controller 200 moves the cutoff line CL downward in response to the positive dynamic pitch angle ⁇ d. Further in this embodiment, the controller 200 positively moves the cutoff line CL upward in response to the negative dynamic pitch angle ⁇ d.
  • the controller 200 moves the position of the cutoff line CL upward and downward with respect to the predetermined position V0 so as to cancel the dynamic component ⁇ d of the pitch angle ⁇ p.
  • the predetermined position V0 is the vertical coordinate at which the cutoff line CL should be located when the variation of the pitch angle ⁇ p is zero.
  • the controller 200 changes the on/off boundaries 116 of the plurality of pixels PIX of the light emitting element array 112 in order to raise or lower the cutoff line CL on the virtual vertical screen 2 .
  • How many pixels the boundary 116 is to be shifted for a given variation range of the pitch angle ⁇ p can be determined geometrically. Let ⁇ y be the pixel shift amount.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the controller 200.
  • the controller 200 includes a pitch angle calculator 210 and a cutoff line controller 220 .
  • the pitch angle calculator 210 detects the dynamic component ⁇ d of the pitch angle ⁇ p based on the output of the sensor 120 .
  • the pitch angle calculator 210 integrates the angular velocity ⁇ p indicated by the detection signal S1.
  • the pitch angle calculation unit 210 calculates the dynamic pitch angle ⁇ d by performing calculation processing on the integrated value as necessary. This arithmetic processing can include filtering (band limiting processing), moving average processing, and the like.
  • the cutoff line control unit 220 raises and lowers the position of the cutoff line CL based on the dynamic pitch angle ⁇ d.
  • Cut-off line control section 220 includes correction amount calculation section 222 and correction section 224 .
  • the correction amount calculator 222 calculates the amount of vertical movement (correction amount ⁇ V) of the cutoff line CL on the virtual vertical screen 2 based on the dynamic pitch angle ⁇ d.
  • a positive correction amount ⁇ V corresponds to an upward shift of the cutoff line CL
  • a negative correction amount ⁇ V corresponds to a downward shift of the cutoff line CL.
  • the correction unit 224 controls the light emitting element array 112 so that the cutoff line CL moves by the correction amount ⁇ V.
  • the light-emitting element array 112 has an interface for inputting image data that designates on/off (or luminance) of a plurality of pixels PIX.
  • the correction unit 224 may shift the position of the boundary 116 between ON pixels and OFF pixels included in the image data up and down by the number of pixels ⁇ y corresponding to the correction amount ⁇ V. That is, the correction unit 224 shifts the position (boundary 116) of the cutoff line CL of the light distribution pattern included in the image data upward and downward with respect to the predetermined position y0 so as to cancel the dynamic component ⁇ d of the pitch angle ⁇ p. Move downward.
  • the predetermined position y0 is a reference position corresponding to V0 .
  • the correction unit 224 determines the position (height) of the boundary between the ON and OFF pixels corresponding to the lower end of the light distribution pattern. may be shifted up and down by the number of pixels ⁇ y corresponding to the correction amount ⁇ V. That is, the correction unit 224 may shift the entire light distribution pattern vertically by the number of pixels ⁇ y corresponding to the correction amount ⁇ V.
  • the configuration of the lamp system 100 is as described above. Next, the operation will be explained.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a vehicle traveling scene.
  • the vehicle 30 is traveling from left to right on the paper surface, and shows how it climbs over a step 14 on the road surface 10 .
  • FIG. 4 shows attitudes of the vehicle 30 at a plurality of times t 0 to t 4 . Each time t 0 to t 4 indicates the following states.
  • Time t0 The vehicle is running in front of the step 14
  • Time t1 The front wheels have run over the step 14
  • Time t2 The front wheels have run over the step 14
  • Time t3 The rear wheels have run over the step 14
  • State Time t 4 The state where the rear wheels have run over the step 14
  • the dynamic pitch angle ⁇ d is 0 at times t 0 , t 2 and t 4 .
  • the dynamic pitch angle ⁇ d at time t1 takes a positive value ⁇ d1
  • the dynamic pitch angle ⁇ d at time t2 takes a negative value ⁇ d3 .
  • FIG. 5 is a diagram showing the waveform of the dynamic pitch angle ⁇ d and the waveform of the correction amount ⁇ V corresponding to the driving scene of FIG. As shown in FIG. 4, the dynamic pitch angle ⁇ d swings in the positive direction, swings in the negative direction, and eventually returns to 0.
  • a correction amount ⁇ V is generated corresponding to the variation of the dynamic pitch angle ⁇ d.
  • FIG. 6 is a diagram showing light rays corresponding to the cutoff line of the headlamp light in the driving scene of FIG.
  • the light beam 32 of the lamp light can always be kept at a constant angle with respect to the road surface 10 by adaptive light distribution control following the dynamic pitch angle ⁇ d.
  • the lamp system 100 when the rear of the vehicle 30 sinks as shown at time t1 in FIG. 6, glare can be prevented by lowering the cut-off line. Also, as shown at time t3 in FIG. 6, when the front of the vehicle 30 sinks, raising the cutoff line can prevent the distant field of vision from becoming dark.
  • the position of the cut-off line on the virtual vertical screen in front of the vehicle is can be kept constant at all times, preventing objects in front of the vehicle from brightening or darkening, thus providing an improved field of vision.
  • the static pitch angle ⁇ s can be regarded as a reference value of the pitch angle ⁇ p
  • the dynamic pitch angle ⁇ d can be regarded as a dynamic deviation from the reference value of the pitch angle ⁇ p. Therefore, the controller 200 controls the high-definition lamp unit 110 so that the angle formed by the light beam 32 corresponding to the cutoff line of the lamp light and the road surface 10 is constant according to the deviation ⁇ d.
  • FIG. 7(a) to (c) are diagrams showing examples of the relationship (control characteristics) between the dynamic pitch angle ⁇ d and the correction amount ⁇ V.
  • the correction amount ⁇ V is expressed as a linear expression having a proportionality constant (referred to as a reference gain g0 ) based on the distance L with respect to the dynamic pitch angle ⁇ d. can be determined.
  • a reference gain g0 a proportionality constant
  • the boundary 116 corresponding to the cutoff line on the image data is vertically shifted so as to obtain the correction amount ⁇ V shown in FIG.
  • the illumination optical system 114 is a complex optical system including a reflector having a hyperbolic paraboloid, an elliptical paraboloid, a paraboloid of revolution, and a free paraboloid
  • the correction amount ⁇ V may be defined by a polygonal line with respect to the dynamic pitch angle ⁇ d.
  • a control characteristic such as (b) may be defined. In this case, it is possible to suppress glare when a control delay occurs in a situation where the nose-up posture is assumed immediately after the nose dive.
  • the irradiation optical system 114 is a complex optical system that includes a reflecting mirror having an elliptical paraboloid or a free paraboloid, as shown in FIG. may
  • the upward movement of the cutoff line may be disabled.
  • the dynamic pitch angle ⁇ d includes a frequency component that exceeds the response speed of the controller 200, glare can be suppressed by invalidating the movement of the cutoff line in the upward direction.
  • movement of the cut-off line not only in the upward direction but also in the downward direction may be invalidated.
  • road surface unevenness occurs continuously (for example, for 3 seconds or longer)
  • the road surface is a special road surface (for example, a dirt course, an unpaved mountain road, etc.) that is different from normal road driving. Therefore, when a steep pitch angle change occurs continuously for a predetermined period of time (for example, 3 seconds), the pitch angle control may be fixed to the pitch angle control acquired while the vehicle is stopped or in a stable running state. Also, when returning, it is better not to return it immediately, but gradually return it over a period of several seconds.
  • the high-definition lamp unit 110 capable of controlling the intensity distribution with multiple gradations, it is preferable to apply blurring or gradation to restore the intensity gradually.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining glare that may occur as a result of optical axis correction during nosedive.
  • the vehicle 30 is traveling from left to right on the paper and is shown passing through a dent 16 on the road surface 10 .
  • FIG. 4 shows attitudes of the vehicle 30 at a plurality of times t 0 to t 4 . Each time t 0 to t 4 indicates the following states.
  • Time t 0 The vehicle is running in front of the dent 16
  • Time t 1 The front wheel has fallen into the dent 16
  • Time t 2 The front wheel has passed the dent 16
  • Time t 3 The rear wheel is in the dent 16 Falling state
  • Time t 4 State where the rear wheel has passed through the dent 16
  • the controller 200 attempts to return the cutoff line to the original predetermined position v0 . However, if there is a control delay, the cut-off line will not return to the predetermined position v0 and will be positioned above the predetermined position v0 . This causes the lamp light to illuminate above the horizontal, which may give rise to glare.
  • the controller 200 attempts to correct the position of the cutoff line downward from the predetermined position v0 so that the optical axis faces downward. In this case as well, if there is a control delay, the cutoff line will not fall completely to the target position corresponding to the current attitude, so the lamp light will illuminate above the horizontal, possibly giving glare.
  • the dynamic pitch angle ⁇ d is positive and negative, in other words, when the cutoff line CL moves upward from the predetermined position and when the cutoff line CL moves upward from the predetermined position.
  • the control characteristics were the same when moving downward.
  • asymmetry is introduced according to the sign (orientation) of the dynamic pitch angle ⁇ d.
  • control characteristic is the relationship between the dynamic pitch angle ⁇ d and the correction amount ⁇ V, and is exemplified by the above-mentioned function f( ) and the parameters (gain and order) that define it.
  • FIG. 9(a) to (c) are diagrams showing examples of the relationship (control characteristics) between the dynamic pitch angle ⁇ d and the correction amount ⁇ V.
  • the control characteristic is a linear function as in FIG. 7(a), but the gain (slope ) are different.
  • the correction amount ⁇ V is relatively large when ⁇ d>0, and the correction amount ⁇ V is relatively large when ⁇ d ⁇ 0. It can be small.
  • the slope is smaller than the slope based on the reference gain g0 compared to ⁇ d>0.
  • the amount by which the optical axis is directed upward is suppressed. This makes it possible to suppress the glare given to surrounding traffic participants when a control delay occurs in a situation where the nose-up posture is assumed immediately after a nose dive. That is, the problem described with reference to FIG. 8 can be solved.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining optical axis correction based on the control characteristics of FIG. 9(a).
  • FIG. 10 shows the same driving scene as in FIG. 8 with the control characteristics shown in FIG. 9(a) applied.
  • the position of the cutoff line is corrected so that the optical axis faces upward.
  • the correction amount ⁇ V is smaller than the correction amount in FIG.
  • the dashed-dotted line is the optical axis in FIG. 8, and the solid line is the optical axis based on the control characteristics in FIG. 9(a).
  • the controller 200 attempts to return the cutoff line to the original predetermined position v0 . Since the correction amount ⁇ V for the previous nose dive is small, the cutoff line returns to the predetermined position v0 even if there is a control delay. As a result, the lamp light is maintained below the horizontal, and glare can be suppressed.
  • a negative threshold value ⁇ TH is defined, and in the range of ⁇ d> ⁇ TH , there is a slope based on the reference gain g0 .
  • the slope is smaller than that based on the reference gain g0 .
  • the transfer function can include a filter element.
  • the characteristics of the filter may be different when moving upward and when moving downward from a predetermined position.
  • FIGS. 11(a) to 11(d) are diagrams showing examples of the relationship (control characteristics) between the dynamic pitch angle ⁇ d and the correction amount ⁇ V.
  • the frequency characteristics (cutoff frequency) are the same for ⁇ d>0 and ⁇ d ⁇ 0, and only the gain g is different.
  • the gain is the reference gain g0 when ⁇ d>0 and when ⁇ d ⁇ 0, but the frequency characteristics are different. Specifically, when ⁇ d>0 (nose up), the wide frequency band of the dynamic pitch angle ⁇ d is corrected to reliably prevent glare. When ⁇ d ⁇ 0 (nose dive), the frequency band for correcting the dynamic pitch angle ⁇ d is narrowed. This reduces the risk of glare due to control delays.
  • the gain is the reference gain g0 when .theta.d>0 and when .theta.d ⁇ 0, but the frequency characteristics are different.
  • ⁇ d ⁇ 0 nose dive
  • the frequency band for correcting the dynamic pitch angle ⁇ d is narrowed, but the band to be corrected is wider than in FIG. 11(b). side.
  • both the gain g and the frequency characteristic differ between when ⁇ d>0 and when ⁇ d ⁇ 0.
  • the speed at which the cutoff line CL is raised and lowered may be changed according to the attitude of the vehicle body. Specifically, the speed at which the cutoff line moves upward may be slower than the speed at which the cutoff line moves downward. This makes it difficult to give glare after the cutoff line CL is corrected upward.
  • the upward movement of the cut-off line may be disabled.
  • the dynamic pitch angle ⁇ d includes a frequency component that exceeds the response speed of the controller 200, glare can be suppressed by invalidating the movement of the cutoff line in the upward direction.
  • movement of the cut-off line not only in the upward direction but also in the downward direction may be invalidated.
  • road surface unevenness occurs continuously (for example, for 3 seconds or longer)
  • the road surface is a special road surface (for example, a dirt course, an unpaved mountain road, etc.) that is different from normal road driving. Therefore, when a steep pitch angle change occurs continuously for a predetermined period of time (for example, 3 seconds), the pitch angle control may be fixed to the pitch angle control acquired while the vehicle is stopped or in a stable running state. Also, when returning, it is better not to return it immediately, but gradually return it over a period of several seconds.
  • the high-definition lamp unit 110 capable of controlling the intensity distribution with multiple gradations, it is preferable to apply blurring or gradation to restore the intensity gradually.
  • the controller 200 may change the intensity distribution (illuminance distribution) of the light distribution in addition to moving the cutoff line (leveling control).
  • FIGS. 12(a) to 12(c) are diagrams for explaining an example of controlling the intensity distribution of light distribution.
  • FIG. 12(a) is an example of the most standard light distribution control, in which only the cutoff line CL is moved upward, and the illuminance is substantially constant.
  • the illuminance is indicated by hatching density, and the higher the density, the higher the illuminance.
  • the controller 200 sets the illuminance in the range above the predetermined position v0 to lower than the illuminance (specified value) at that time. As a result, it is possible to prevent glare from occurring while ensuring the driver's distant field of vision.
  • the intensity distribution of the light distribution is such that when the cutoff line CL is located above the predetermined position V0 , the illuminance in the range above the predetermined position V0 increases upward. It has a gradation that gets darker gradually. As a result, it is possible to prevent glare from occurring while ensuring the driver's distant field of vision.
  • the gyro sensor detects the dynamic component of the pitch angle in the embodiments, the present disclosure is not limited thereto.
  • the dynamic component of the pitch angle may be detected based on a combination of a front vehicle height sensor provided on the front suspension of the vehicle body and a rear vehicle height sensor provided on the rear suspension of the vehicle body.
  • high-definition lamp unit 110 is configured with the light-emitting element array 112 in the embodiment, the present disclosure is not limited thereto.
  • high definition lamp unit 110 may include a light source that produces light having a substantially flat intensity distribution and a spatial light modulator that spatially patterns the light emitted by the light source.
  • Spatial light modulators are exemplified by DMDs (Digital Micromirror Devices) and liquid crystal devices.
  • the method by which the controller 200 vertically shifts the position of the cutoff line CL is not limited to that described in the embodiment.
  • the light emitting element array 112 may have a pixel shift function.
  • the light-emitting element array 112 may be provided with reference image data and a pixel shift amount ⁇ y.
  • Control of the optical axis that is, control of the height of the cutoff line is not limited to pixel control (electronic leveling) of the high-definition lamp unit 110 .
  • a normal low beam unit may be configured to be controllable by a high-speed leveling actuator, and the height of the cutoff line may be controlled by changing the inclination of the low beam unit (referred to as mechanical leveling).
  • the position of the light emitting element array 112 may be configured to be mechanically shiftable.
  • the present disclosure relates to vehicle lamps.
  • SYMBOLS 100... Lamp system, 110... High-definition lamp unit, 112... Light emitting element array, 114... Irradiation optical system, PIX... Pixel, 120... Sensor, 200... Controller, 210... Pitch angle calculation part, 220... Cut-off line control part, 222... Correction amount calculation unit, 224... Correction unit, 2... Virtual vertical screen.

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Abstract

高精細ランプユニット（１１０）は、カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射する。センサ（１２０）は、車体の走行中のピッチ角の動的な成分（θｄ）を検出可能に設けられる。コントローラ（２００）は、車体のピッチ角の動的な成分（θｄ）に応じて、配光のカットオフライン（ＣＬ）の位置を、所定位置を基準（Ｖ０）として上方向および下方向に移動させる。

Description

灯具システム、コントローラおよびランプの制御方法
　本開示は、車両用灯具に関する。
　自動車のヘッドランプが、周囲の交通参加者にグレアを与えないように、ヘッドランプの配光パターンは法規によって規定されている。車体の前後傾斜は、乗車人数や荷物の重量に応じて変化する。これにより、路面（地面）とヘッドランプの光軸の傾きが変化し、これによりヘッドランプの照射範囲が上下方向に変化する。照射範囲が上側にずれると、グレアを与えるおそれがあり、照射範囲が下側にずれると、車両前方の照射範囲が狭くなる。
　車体の前後傾斜の変化にもとづくヘッドランプの光軸の変化を補正するために、ヘッドランプにはレベリングアクチュエータが内蔵される。レベリングアクチュエータを車体の傾斜に応じて自動で制御するオートレベリングと呼ばれる技術がある。オートレベリングは、車体に設けたセンサによって車体の前後方向の傾斜を取得し、その傾斜を打ち消すように、ヘッドランプ内の灯具ユニットの光軸を、アクチュエータによって補正するものである。
特開２０１９－１１６２３２号公報
　従来のオートレベリングは、周囲の交通参加者にグレアを与えない法規を満たすことに注力して設計されており、走行状況によっては、運転者の視野が暗くなる場合も生じていた。
　また、走行中に車体のピッチ角が短い周期で振動すると、ヘッドランプの配光が上下に振動し、車両前方のある物体が光で照射されて明るくなったり、光が照射されずに暗くなったりを繰り返し、視野が見にくくなるという問題があった。
　本開示は係る状況においてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、グレアを防止しつつ、運転者に対して改善された視野を提供可能な灯具システムの提供にある。
　本開示のある態様は、灯具システムに関する。灯具システムは、カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射するランプと、車体の走行中のピッチ角の動的な成分を検出可能に設けられたセンサと、車体のピッチ角の動的な成分に応じて、配光のカットオフラインの位置を、所定位置を基準として上方向および下方向に移動させるコントローラと、を備える。
　本開示の別の態様もまた、灯具システムである。この灯具システムは、カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射するランプと、車両の走行中のピッチ角を検出可能に設けられたセンサと、センサの出力に応じてピッチ角の基準値からの動的なずれを検出し、当該ずれに応じて、灯光のカットオフラインに対応する光線と路面のなす角度が一定となるように、ランプを制御するコントローラと、を備える。
　本開示のさらに別の態様は、ランプとともに灯具システムを構成するコントローラである。ランプは、カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射する。このコントローラは、センサの出力にもとづいて車体のピッチ角の動的な成分を検出し、ピッチ角の動的な成分を打ち消すように、配光のカットオフラインの位置を、所定位置を基準として上方向および下方向に移動させる補正部と、を備える。
　本開示のさらに別の態様は、ランプの制御方法である。ランプは、カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射する。制御方法は、車体の走行中のピッチ角の動的な成分を検出するステップと、車体のピッチ角の動的な成分に応じて、配光のカットオフラインの位置を、所定位置を基準として上方向および下方向に移動させるステップと、を備える。
　なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明あるいは本開示の態様として有効である。さらに、この項目（課題を解決するための手段）の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。
　本開示のある態様によれば、グレアを防止しつつ、運転者に対して改善された視野を提供できる。
実施形態１に係る灯具システムのブロック図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、車体のピッチ角θｐを説明する図である。 コントローラの機能ブロック図である。 車両の走行シーンの一例を示す図である。 図４の走行シーンに対応する動的ピッチ角θｄの波形と、補正量ΔＶの波形を示す図である。 図４の走行シーンにおけるヘッドランプの灯光のカットオフラインに対応する光線を示す図である。 図７（ａ）～（ｃ）は、動的ピッチ角θｄと補正量ΔＶの関係（制御特性）の例を示す図である。 ノーズダイブのときの光軸補正の結果、生じうるグレアを説明する図である。 図９（ａ）～（ｃ）は、動的ピッチ角θｄと補正量ΔＶの関係（制御特性）の例を示す図である。 図９（ａ）の制御特性にもとづく光軸補正を説明する図である。 図１１（ａ）～（ｄ）は、動的ピッチ角θｄと補正量ΔＶの関係（制御特性）の例を示す図である。 図１２（ａ）～（ｃ）は、配光の強度分布の制御の例を説明する図である。
（実施形態の概要）
　本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。またこの概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、実施形態の欠くべからざる構成要素を限定するものではない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
　一実施形態に係る灯具システムは、カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射するランプと、車体の走行中のピッチ角の動的な成分を検出可能に設けられたセンサと、車体のピッチ角の動的な成分に応じて、配光のカットオフラインの位置を、所定位置を基準として上方向および下方向に移動させるコントローラと、を備える。
　この構成によると、車体の後方が沈み込んだ場合（ノーズアップ）には、カットオフラインを下側に下げることでグレアを防止でき、車体の前方が沈み込んだ場合（ノーズダイブ）には、カットオフラインを上側に上げることで、遠方の視野が暗くなるのを防止できる。なお、カットオフラインの位置を制御することは、（１）ランプの配光の下端を固定して、カットオフラインの位置のみを上下に変化させる場合、（２）ランプの配光の下端の位置を、カットオフラインの位置に追従して上下に変化させる場合、言い換えると、ランプの配光全体を、上下に移動させる場合を含む。
　また、この制御を車体のピッチ角の動的な変動に追従して行うことで、車体が前後方向に振動した場合においても、車両前方の仮想鉛直スクリーン上のカットオフラインの位置を常に一定に保つことができ、車両前方の物体が明るくなったり暗くなったりするのを防止でき、ひいては改善された視野を提供できる。
　一実施形態において、カットオフラインが所定位置から上方向に移動するときと、カットオフラインが所定位置から下方向に移動するときとで、コントローラの制御特性が異なってもよい。カットオフラインを所定位置から上方向に移動させる際には、制御遅延の影響で、周囲の交通参加者にグレアを与える可能性がある。そこで、上方向と下方向とで制御特性を異ならせることで、グレアの抑制と視野の改善をバランス良く実現できる。
　一実施形態において、所定位置は、車体が静止しているときにカットオフラインが存在すべき位置にもとづいて定められてもよい。この場合、静止状態を基準としたピッチングを検出して、カットオフラインを動的に制御すればよいため、処理を簡素化できる。
　一実施形態において、カットオフラインが上方向に移動する速度は、カットオフラインが下方向に移動する速度よりも遅くてもよい。
　一実施形態において、同じピッチ角の変化に対して、カットオフラインの上方向への変化量は、カットオフラインの下方向への変化量よりも小さくてもよい。
　一実施形態において、走行状況に応じて、カットオフラインの移動を無効化してもよい。追従不能な高速なピッチングが生じている場合や、カットオフラインを移動させることによりかえって視野が悪化するような状況では、カットオフラインの制御を無効化することができる。
　一実施形態において、走行状況に応じて、カットオフラインの上方向への移動を無効化してもよい。追従不能な高速なピッチングが生じている場合においては、カットオフラインの上方向への移動を無効化することで、グレアを防止できる。
　一実施形態において、カットオフラインが所定位置よりも上側に位置するとき、所定位置より上の範囲の照度を下げてもよい。これにより、仮に制御遅延が発生した場合であっても、ほかの交通参加者に与えるグレアを減らすことができる。
　一実施形態において、カットオフラインが所定位置よりも上側に位置しているとき、所定位置より上の範囲の照度は、上に向かって徐々に暗くなるグラデーションを有してもよい。これにより、仮に制御遅延が発生した場合であっても、ほかの交通参加者に与えるグレアを減らすことができる。
　一実施形態に係る灯具システムは、カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射するランプと、車両の走行中のピッチ角を検出可能に設けられたセンサと、センサの出力に応じて、ピッチ角の基準値からの動的なずれを検出し、当該ずれに応じて、灯光のカットオフラインに対応する光線と路面のなす角度が一定となるように、ランプを制御するコントローラと、を備える。
　この構成によると、車体の後方が沈み込んだ場合には、カットオフラインを下側に下げることでグレアを防止でき、車体の前方が沈み込んだ場合には、カットオフラインを上側に上げることで、遠方の視野が暗くなるのを防止できる。
　また、この制御を車体のピッチ角の動的な変動に追従して行うことで、車体が前後方向に振動した場合においても、車両前方の仮想鉛直スクリーン上のカットオフラインの位置を常に一定に保つことができ、車両前方の物体が明るくなったり暗くなったりするのを防止でき、ひいては改善された視野を提供できる。
　一実施形態において、センサは、ジャイロセンサを含んでもよい。ジャイロセンサによってピッチ方向の角速度を取得し、それを積分することで、動的なピッチ角を取得することができる。
　一実施形態において、ランプは、個別に制御可能な複数の画素を含み、複数の画素の状態に応じて配光が制御可能な配光可変ランプ（高精細ランプともいう）であってもよい。コントローラは、複数の画素のオン画素とオフ画素の境界を上下にシフトさせてもよい。このレベリング制御を電子式レベリングと称する。電子式レベリングは、ランプをアクチュエータによって機械的に傾動させる機械式のレベリング制御に比べて、高速応答が可能であるため、周波数が高いピッチングに追従することができる。
　一実施形態に係るコントローラは、配光可変ランプとともに灯具システムを構成する。配光可変ランプは、画像データに応じて制御可能な複数の画素を含み、画像データに応じた配光を有する灯光を出射可能である。コントローラは、センサの出力にもとづいて車体のピッチ角の動的な成分を検出し、ピッチ角の動的な成分を打ち消すように、画像データに含まれる配光のカットオフラインの位置を、所定位置を基準として上方向および下方向に移動させる補正部と、を備える。
　この構成では、画像データ上のカットオフラインの位置をシフトさせることで、ピッチ角に応じて配光を制御できる。そして、車体の後方が沈み込んだ場合には、カットオフラインを下側に下げることでグレアを防止でき、車体の前方が沈み込んだ場合には、カットオフラインを上側に上げることで、遠方の視野が暗くなるのを防止できる。
　また、この制御を車体のピッチ角の動的な制御に追従して行うことで、車体が前後方向に振動した場合においても、車両前方の仮想鉛直スクリーン上のカットオフラインの位置を常に一定に保つことができ、車両前方の物体が明るくなったり暗くなったりするのを防止でき、ひいては改善された視野を提供できる。
　一実施形態に係る制御方法は、カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射するランプの制御方法である。制御方法は、車体の走行中のピッチ角の動的な成分を検出するステップと、車体のピッチ角の動的な成分に応じて、配光のカットオフラインの位置を、所定位置を基準として上方向および下方向に移動させるステップと、を備える。
（実施形態）
　以下、好適な実施の形態について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、開示を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示の本質的なものであるとは限らない。
　本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
　同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
　図１は、実施形態１に係る灯具システム１００のブロック図である。灯具システム１００は、自動車に搭載され、車両前方の視野を光で照射するヘッドランプである。自動車は、前後の重量バランスに応じて、前後方向の傾斜角が変化する。前後方向の傾斜角は、車体の左右に伸びる水平軸周りの回転に応じており、ピッチ角θｐと称する。
　灯具システム１００は、ピッチ角θｐに応じて、ヘッドランプのピッチ方向の光軸を自動調整する機能（オートレベリング機能）を有する。
　灯具システム１００は、高精細ランプユニット１１０、センサ１２０およびコントローラ２００を備える。
　本実施形態において、高精細ランプユニット１１０は、ロービーム領域の一部、または全部を照射可能に構成される配光可変ランプである。高精細ランプユニット１１０は、ロービーム領域の一部／全部に加えて、ハイビーム領域の一部／全部をカバーしてもよい。高精細ランプユニット１１０は、個別に制御可能な複数の画素ＰＩＸを含み、複数の画素ＰＩＸの状態に応じた配光を有する灯光を照射する。たとえば高精細ランプユニット１１０は、発光素子アレイ１１２と、照射光学系１１４を含む。発光素子アレイ１１２としては、ＬＥＤアレイを利用することができる。
　各画素ＰＩＸの輝度は、オン、オフの２階調で制御可能であってもよいし、多階調で制御可能であってもよい。またオン、オフの２階調で制御可能である場合に、各画素ＰＩＸを高速にスイッチングし、オン時間とオフ時間の時間比率（デューティサイクル）を変化させることにより、ＰＷＭ調光によって多階調を表現してもよい。
　照射光学系１１４は、発光素子アレイ１１２の出力光を、車両の前方に投影する。照射光学系１１４は、レンズ光学系であってもよいし、反射光学系であってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。
　図１には、仮想鉛直スクリーン２が示される。仮想鉛直スクリーン２は、路面を基準とした座標系であるとする。仮想鉛直スクリーン２と車両（灯具）との距離は、１０ｍあるいは２５ｍとすることができる。仮想鉛直スクリーン２上には、高精細ランプユニット１１０の灯光によって配光パターンＰＴＮが形成される。配光パターンＰＴＮは、仮想鉛直スクリーン２上における灯光の強度分布であり、発光素子アレイ１１２の複数の画素ＰＩＸのオン、オフのパターンに基づいている。なお、ある画素の位置と、その画素に対応する仮想鉛直スクリーン２上の照射領域の対応は、照射光学系１１４によって決まるものであり、鏡像の関係（左右反転）あるいは上下反転、あるいは上下左右反転される場合もある。
　配光パターンＰＴＮは、カットオフラインＣＬを含んでいる。この例では、配光パターンＰＴＮは、水平カットオフラインＣＬａと、斜めカットオフラインＣＬｂを含んでおり、それらはエルボー点ＬＢで交わっている。
　本実施形態では、コントローラ２００は、車両静止中および走行中のさまざまな要因に起因するピッチ角θｐの変動に応じて、ロービームのピッチ角方向の光軸を補正する。
　図２（ａ）、（ｂ）は、車体のピッチ角θｐを説明する図である。図２（ａ）には、車両が停止した状態でのピッチ角θｐが示される。車両の静止状態におけるピッチ角θｐを、静的ピッチ角θｓとする。静的ピッチ角θｓは、車両停止時の車両の姿勢を示すから、停止車両姿勢角ともいう。静的ピッチ角θｓは、乗車人数や乗車位置、荷室内の荷物の重量、前後のサスペンションの固さなどに応じて決まる。本実施形態は、路面１０と平行な直線１２と、車体２０の基準線２２とがなす角度を、ピッチ角θｐととり、基準線２２が上を向く方向（ノーズアップの方向）を正にとることとする。
　図２（ｂ）には、車両の走行中のピッチ角θｐが示される。車両走行中のピッチ角θｐは、静的ピッチ角θｓと、動的な成分（動的ピッチ角、あるいはピッチ角の変動量ともいう）θｄの合計と把握することができる。動的ピッチ角θｄは、以下の成分を含みうる。
　・（i）車体の加速にともなうノーズアップ、減速にともなうノーズダウン
　・（ii）路面の傾斜など起因する車体の加重（重量バランス）の変化
　・（iii）路面の凹凸に起因する速い車体の振動
　（i）車体の加減速にともなうピッチ角変動、あるいは（ii）車体の加重変化にともなうピッチ角変化は、数秒にわたり持続するため、典型的には直流的な変動であり、周波数成分が非常に低いといえる（０．５Ｈｚ以下）。
　これに対して、（iii）路面の凹凸に起因する車体の振動は、サスペンションの固さや車重にも依存するが、概ね０．５～５Ｈｚ程度の範囲に含まれる。一例として、急峻な車体振動は、０．９～２Ｈｚである。
　従来のレベリング制御では、おおよそ０．５Ｈｚを超える振動は、ノイズとしてフィルタにより除去されていた。したがって、従来の方式では、（i）～(iii)のうち、フィルタのカットオフ周波数を超える速いピッチ角変動は補正の対象から除外されており、走行中、路面の急峻な凹凸等で車両ピッチ角の急峻な変化が起きると、ロービームのカットオフラインの沈み込みや、浮き上がりが発生していた。
　これに対して、本実施形態では、従来ノイズとして除去していたピッチ角変動の０．５Ｈｚを超える周波数成分（概ね０．５～５Ｈｚ，たとえば１～２Ｈｚ）をノイズとして除去せずに、積極的に補正の対象としている。本明細書において、走行中のピッチ角変動を補正するための光軸補正を、ダイナミックレベリングと称する。
　図１に戻る。以下では、ダイナミックレベリング、特に路面の凹凸に起因する高速なピッチ角変動に対するレベリングについて詳細に説明する。センサ１２０は、車体の走行中のピッチ角θｐの動的な成分θｄを検出できるように設けられる。
　本実施形態において、センサ１２０はジャイロセンサを含む。ジャイロセンサの取り付ける方向は任意であるが、好ましくはその一つの検出軸が車体の左右水平方向を向くように取り付けられ、この検出軸まわりの回転運動の角速度ωｐを示す検出信号Ｓ１を生成する。ジャイロセンサは三軸であってもよいし、一軸であってもよい。
　コントローラ２００は、光軸の補正に関連する機能が集約されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、ダイナミックレベリングに関する処理を行う。コントローラ２００は、レベリング専用のＥＣＵ（レベリングＥＣＵともいう）であってもよいし、その他の機能を有するコントローラと統合されたＥＣＵであってもよいし、複数のＥＣＵに分割して構成してもよい。
　コントローラ２００の機能は、ソフトウェア処理で実現してもよいし、ハードウェア処理で実現してもよいし、ソフトウェア処理とハードウェア処理の組み合わせで実現してもよい。ソフトウェア処理は、具体的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、マイクロコントローラなどのプロセッサ（ハードウェア）と、プロセッサ（ハードウェア）が実行するソフトウェアプログラムの組み合わせで実装される。コントローラ２００は、複数のプロセッサ（マイクロコントローラ）の組み合わせであってもよい。
　ハードウェア処理は具体的には、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やコントローラＩＣ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアで実装される。
　コントローラ２００は、検出信号Ｓ１が示す角速度ωｐを積分することにより、車両走行中のピッチ角θｐの動的な成分θｄを検出する。ここでの動的な成分θｄは、ピッチ角θｐの変動のうち、０．５Ｈｚより高い所定の周波数帯域に含まれる成分と捉えることができる。たとえば、ピッチ角θｐの変動のうち、所定の周波数帯域に含まれる成分を、動的な成分として補正対象とする。所定の周波数帯域は、たとえば０．５Ｈｚ～５Ｈｚ程度の範囲に定めることができる。どの周波数帯域を補正対象とするかは、サスペンションの固さや車体質量などにもとづいて決めればよい。
　そしてコントローラ２００は、走行中の車体のピッチ角θｐの動的な成分θｄに応じて、配光パターンＰＴＮのカットオフラインＣＬの位置（垂直方向Ｖの位置、すなわち光軸）を、所定位置ｖ０を基準として移動させる。従来のレベリング制御は、グレアを抑制することを目的として、光軸を下方向にのみ移動させていた。これに対して本実施の形態に係るダイナミックレベリングでは、カットオフラインＣＬの位置を、下方向だけでなく、上方向にも積極的に移動する。
　なお、カットオフラインＣＬの位置を制御することは、（１）ランプの配光の下端を固定して、カットオフラインの位置のみを上下に変化させる場合、（２）ランプの配光の下端の位置を、カットオフラインの位置に追従して上下に変化させる場合、言い換えると、ランプの配光全体を、上下に移動させる場合を含む。
　コントローラ２００は、正の動的ピッチ角θｄに対応して、カットオフラインＣＬを下方向に移動させる。本実施形態ではさらに、コントローラ２００は、負の動的ピッチ角θｄに対応して、カットオフラインＣＬを積極的に上方向に移動させる。
　より詳しくはコントローラ２００は、ピッチ角θｐの動的な成分θｄを打ち消すように、カットオフラインＣＬの位置を、所定位置Ｖ０を基準として上方向および下方向に移動させる。所定位置Ｖ０は、ピッチ角θｐの変動がゼロであるときに、カットオフラインＣＬが位置すべき垂直方向の座標である。
　たとえばコントローラ２００は、仮想鉛直スクリーン２上のカットオフラインＣＬを上下させるために、発光素子アレイ１１２の複数の画素ＰＩＸのオン、オフの境界１１６を変化させる。ピッチ角θｐのある変動幅に対して、境界１１６を何ピクセルシフトさせるかは、幾何光学的に決めることができる。ピクセルのシフト量をΔｙとする。
　図３は、コントローラ２００の機能ブロック図である。コントローラ２００は、ピッチ角演算部２１０と、カットオフライン制御部２２０と、を備える。
　ピッチ角演算部２１０は、センサ１２０の出力にもとづいて、ピッチ角θｐの動的な成分θｄを検出する。たとえばピッチ角演算部２１０は、検出信号Ｓ１が示す角速度ωｐを積分する。さらにピッチ角演算部２１０は、必要に応じて、積分値に演算処理を施して、動的ピッチ角θｄを算出する。この演算処理は、フィルタ処理（帯域制限処理）や、移動平均処理などを含むことができる。
　カットオフライン制御部２２０は、動的ピッチ角θｄにもとづいて、カットオフラインＣＬの位置を上下させる。カットオフライン制御部２２０は、補正量演算部２２２および補正部２２４を含む。補正量演算部２２２は、動的ピッチ角θｄにもとづいて、仮想鉛直スクリーン２上のカットオフラインＣＬの上下方向の移動量（補正量ΔＶ）を算出する。本実施形態では、正の補正量ΔＶは、カットオフラインＣＬの上方向へのシフトに対応し、負の補正量ΔＶは、カットオフラインＣＬの下方向へのシフトに対応するものとする。補正部２２４は、カットオフラインＣＬが補正量ΔＶだけ移動するように、発光素子アレイ１１２を制御する。
　たとえば、発光素子アレイ１１２は、複数の画素ＰＩＸのオン、オフ（もしくは輝度）を指定する画像データを入力とするインタフェースを有する。この場合、補正部２２４は、画像データに含まれるオン画素とオフ画素の境界１１６の位置を、補正量ΔＶに応じたピクセル数Δｙだけ、上下にシフトしてもよい。つまり補正部２２４は、ピッチ角θｐの動的な成分θｄを打ち消すように、画像データに含まれる配光パターンのカットオフラインＣＬの位置（境界１１６）を、所定位置ｙ０を基準として上方向および下方向に移動させる。所定位置ｙ０は、Ｖ０に対応する基準位置である。
　補正部２２４は、カットオフラインＣＬに対応するオン画素とオフ画素の境界１１６の位置（高さ）に加えて、配光パターンの下端に対応するオン画素とオフ画素の境界の位置（高さ）を、補正量ΔＶに応じたピクセル数Δｙだけ、上下にシフトしてもよい。つまり補正部２２４は、配光パターン全体を、補正量ΔＶに応じたピクセル数Δｙだけ、上下にシフトしてもよい。
　以上が灯具システム１００の構成である。続いてその動作を説明する。
　図４は、車両の走行シーンの一例を示す図である。この例では、車両３０は紙面左から右に向かって走行しており、路面１０上の段差１４を乗り越える様子を示している。図４には、複数の時刻ｔ０～ｔ４における車両３０の姿勢が示される。各時刻ｔ０～ｔ４は以下の状態を示す。
　時刻ｔ０：　段差１４の手前を走行している状態
　時刻ｔ１：　段差１４に前輪が乗り上げた状態
　時刻ｔ２：　前輪が段差１４を乗り越えた状態
　時刻ｔ３：　後輪が段差１４に乗り上げた状態
　時刻ｔ４：　後輪が段差１４を乗り越えた状態
　時刻ｔ０、ｔ２、ｔ４それぞれにおける動的ピッチ角θｄは０である。時刻ｔ１における動的ピッチ角θｄは正の値θｄ１をとり、時刻ｔ２における動的ピッチ角θｄは負の値θｄ３をとる。
　図５は、図４の走行シーンに対応する動的ピッチ角θｄの波形と、補正量ΔＶの波形を示す図である。図４に示すように、動的ピッチ角θｄは、正方向に振れた後、負方向に振れ、やがて０に戻る。
　この動的ピッチ角θｄの変動に対応して、補正量ΔＶが生成される。
　図６は、図４の走行シーンにおけるヘッドランプの灯光のカットオフラインに対応する光線を示す図である。動的ピッチ角θｄに追従した適応的な配光制御によって、灯光の光線３２を、常に路面１０に対して一定の角度に保つことができる。
　以上が灯具システム１００の動作である。この灯具システム１００によれば、図６の時刻ｔ１に示すように、車両３０の後方が沈み込んだ場合には、カットオフラインを下側に下げることでグレアを防止できる。また、図６の時刻ｔ３に示すように、車両３０の前方が沈み込んだ場合には、カットオフラインを上側に上げることで、遠方の視野が暗くなるのを防止できる。
　また、この制御を車体のピッチ角θの動的な変動に追従して行うことで、車両３０が前後方向に振動（ピッチング）した場合においても、車両前方の仮想鉛直スクリーン上のカットオフラインの位置を常に一定に保つことができ、車両前方の物体が明るくなったり暗くなったりするのを防止でき、ひいては改善された視野を提供できる。
　静的ピッチ角θｓは、ピッチ角θｐの基準値と捉えることができ、動的ピッチ角θｄは、ピッチ角θｐの基準値からの動的なずれと把握できる。したがってコントローラ２００は、当該ずれθｄに応じて、灯光のカットオフラインに対応する光線３２と路面１０のなす角度が一定となるように、高精細ランプユニット１１０を制御していることになる。
　以下では、コントローラ２００によるピッチ角θｐの変動に追従した配光制御の例を説明する。
　図７（ａ）～（ｃ）は、動的ピッチ角θｄと補正量ΔＶの関係（制御特性）の例を示す図である。
　補正量ΔＶを、仮想鉛直スクリーン上のカットオフラインＣＬの移動量とし、仮想鉛直スクリーンまでの距離をＬとするとき、式（１）が成り立てばよい。
　ΔＶ＝Ｌ×ｔａｎθｄ　　　…（１）
　θｄ≒０のとき、ｔａｎθｄ≒θｄであるから、式（２）を得る。
　ΔＶ≒Ｌ×θｄ　　　…（２）
　したがって、最も簡易には、図７（ａ）に示すように、補正量ΔＶは、動的ピッチ角θｄに対して、距離Ｌにもとづく比例定数（基準ゲインｇ０という）を有する１次式として定めることができる。上述したように、発光素子アレイ１１２に供給する画像データを修正する場合、図４この補正量ΔＶが得られるように、画像データ上のカットオフラインに相当する境界１１６を上下方向にシフトする。このときのピクセルのシフト量Δｙは、照射光学系１１４の照射光学系１１４の設計にもとづいて定めることができ、幾何光学的に求まる関数ｆ（）を用いて、Δｙ＝ｆ（θｄ）の関係が成り立つ。照射光学系１１４が単純な光学系である場合、ｆ（）は一次関数で近似でき、式（３）で表すことができる。
　Δｙ＝α・θｄ　　　…（３）
　照射光学系１１４が、双曲放物面、楕円放物面、回転放物面、自由放物面を有する反射鏡を含むような複雑な光学系である場合には、図７（ｂ）に示すように、補正量ΔＶを、動的ピッチ角θｄに対する折れ線で規定してもよい。
　あるいは、単純な光学系を用いる場合であっても、変動量（θｄの絶対値）が大きな領域において、動的ピッチ角θｄの単位変動量に対する補正量ΔＶを小さくすることを目的として、図７（ｂ）のような制御特性を定めてもよい。この場合、ノーズダイブの直後にノーズアップの姿勢となる状況において、制御遅延が生じた場合に、グレアを与えるのを抑制できる。
　照射光学系１１４が、楕円放物面や自由放物面を有する反射鏡を含むような複雑な光学系である場合には、図７（ｃ）に示すように、より複雑な制御特性を定めてもよい。
　走行状況に応じて、カットオフラインの上方向への移動を無効化してもよい。たとえば、動的ピッチ角θｄが、コントローラ２００が有する応答速度を超えるような周波数成分を含んでいる場合には、上方向へのカットオフラインの移動を無効化することで、グレアを抑制できる。
　あるいは、上方向だけでなく下方向のカットオフラインの移動を無効化してもよい。路面凹凸が連続的に（例えば、時間にして３秒以上）発生している場合、通常の道路の走行と異なる特殊な路面（例えば、ダートコースや、未舗装の山道等）と想定される。そこで、所定時間（たとえば３秒）以上、連続的に急峻なピッチ角変化が起きている時は、停車状態又は安定走行状態において取得したピッチ角制御に固定してもよい。また戻す際には、即座に戻すのではなく、数秒の時間を掛けて徐々に戻すとよい。多階調で強度分布を制御可能な高精細ランプユニット１１０の場合、ボカシやグラデーションをかけて徐々に戻すとよい。
（上下非対称制御）
　ノーズダイブのときに、積極的に光軸を上側に上げる処理は、遠方の視野を維持できるという効果をもたらす。一方で、制御遅延が生じた場合や、予期せぬ路面の変化があった場合に、周囲の交通参加者にグレアを与える可能性がある。
　図８は、ノーズダイブのときの光軸補正の結果、生じうるグレアを説明する図である。この例では、車両３０は紙面左から右に向かって走行しており、路面１０上の凹み１６を通過する様子を示している。図４には、複数の時刻ｔ０～ｔ４における車両３０の姿勢が示される。各時刻ｔ０～ｔ４は以下の状態を示す。
　時刻ｔ０：　凹み１６の手前を走行している状態
　時刻ｔ１：　凹み１６に前輪が落ちた状態
　時刻ｔ２：　前輪が凹み１６を通過し終えた状態
　時刻ｔ３：　後輪が凹み１６に落ちた状態
　時刻ｔ４：　後輪が凹み１６を通過し終えた状態
　時刻ｔ１においてノーズダイブの状態となると、光軸が上を向くようにカットオフラインの位置が修正される。続く時刻ｔ２において、車両の姿勢が元に戻り、θｄ＝０となる。このときコントローラ２００は、カットオフラインを元の所定位置ｖ０に戻そうとする。ところが制御遅延があると、カットオフラインは、所定位置ｖ０まで戻りきらずに、所定位置ｖ０よりも上側に位置することとなる。これにより、灯光は水平よりも上側に照射され、グレアを与える可能性がある。
　さらに時刻ｔ３においてノーズアップの状態となると、コントローラ２００は、光軸が下を向くようにカットオフラインの位置を所定位置ｖ０よりも下方向に修正しようとする。この場合も、制御遅延があると、カットオフラインが現在の姿勢に対応する目標位置まで下がり切らないため、灯光は水平よりも上側に照射され、グレアを与える可能性がある。
　図８を参照して説明した問題は、以下で説明する上下非対称制御によって解決することができる。
　図７（ａ）～（ｃ）の例では、動的ピッチ角θｄが正の場合と負の場合とで、言い換えると、カットオフラインＣＬが所定位置から上方向に移動するときと、所定位置から下方向に移動するときとで、制御特性は同じであった。これに対して、上下非対称制御では、動的ピッチ角θｄの符号（向き）に応じた非対称性が導入される。
　すなわち、動的ピッチ角θｄが正の場合と負の場合とで、言い換えると、カットオフラインＣＬが所定位置から上方向に移動するときと、所定位置から下方向に移動するときとで、カットオフラインＣＬの制御特性が異なってもよい。ここでの制御特性は、動的ピッチ角θｄと補正量ΔＶを対応付ける関係であり、上述の関数ｆ（）やそれを規定するパラメータ（ゲインや次数）などが例示される。
　図９（ａ）～（ｃ）は、動的ピッチ角θｄと補正量ΔＶの関係（制御特性）の例を示す図である。図９（ａ）の例では、図７（ａ）と同様に、制御特性は一次関数であるが、θｄ＞０（ノーズアップ）とθｄ＜０（ノーズダイブ）のときとで、ゲイン（傾き）が異なっている。言い換えると、絶対値が同じで符号が異なる動的ピッチ角θｄに対して、θｄ＞０のときは、補正量ΔＶが相対的に大きく、θｄ＜０のときは、補正量ΔＶが相対的に小さくてもよい。
　具体的には、θｄ＞０の領域では、式（２）に示すように、距離Ｌにもとづく傾き（基準ゲインｇ０）を有する。これにより、グレアを確実に防止できる。
　一方で、θｄ＜０の領域では、θｄ＞０に比べて、傾きが、基準ゲインｇ０にもとづく傾きより小さくなっている。つまり、ノーズダイブのときには、光軸を上に向ける量を抑制する。これにより、ノーズダイブの直後にノーズアップの姿勢となる状況において、制御遅延が生じた場合に、周囲の交通参加者に与えるグレアを抑制することができる。つまり、図８を参照して説明した問題を解決できる。
　図１０は、図９（ａ）の制御特性にもとづく光軸補正を説明する図である。図１０は、図８と同じ走行シーンに、図９（ａ）の制御特性を適用したものである。時刻ｔ１にノーズダイブの状態となると、光軸が上を向くようにカットオフラインの位置が修正される。このとき、θｄ＜０であるから、補正量ΔＶは、図８のときの補正量に比べて小さくなる。一点鎖線は、図８のときの光軸であり、実線が、図９（ａ）の制御特性にもとづく光軸である。
　続く時刻ｔ２において、車両の姿勢が元に戻り、θｄ＝０となる。このときコントローラ２００は、カットオフラインを元の所定位置ｖ０に戻そうとする。直前のノーズダイブのときの補正量ΔＶを小さくしているため、制御遅延があっても、カットオフラインは、所定位置ｖ０まで戻っている。これにより、灯光は水平より下側に維持され、グレアを抑制することができる。
　図９（ｂ）に戻る。図９（ｂ）の例では、負のしきい値θＴＨが定められており、θｄ＞θＴＨの範囲では、基準ゲインｇ０にもとづく傾きを有する。一方、θｄ＜θＴＨの範囲では、傾きが、基準ゲインｇ０にもとづくものよりも小さい。
　これにより、浅いノーズダイブのときには、基準ゲインで光軸を補正することで、遠方の視野を確保することができる。一方、深いノーズダイブのときには、光軸を上に向ける量を抑制する。これにより、ノーズダイブの直後にノーズアップの姿勢となる状況において、制御遅延が生じた場合に、周囲の交通参加者に与えるグレアを抑制することができる。つまり、図８で説明した問題を解決できる。
　図９（ｃ）の例では、θｄ≒０の領域では、基準ゲインｇ０にもとづく傾きを有するが、θｄ＞０の範囲において、変動量（絶対値）が大きくなるほど、傾きが大きくなる。これにより、大きなノーズアップの状況で、本来必要な量よりも大きく光軸を下に向けることとなる。これにより、より確実にグレアを抑制することができる。
　反対に、θｄ＜０の範囲において、変動量（絶対値）が大きくなるほど、傾きが小さくなる。これにより、深いノーズダイブの状況で、本来必要な量よりも小さく光軸を上に向けることとなる。これによりその直後にノーズアップの姿勢に変化する状況で、制御遅延が生じた場合に、周囲の交通参加者に与えるグレアを抑制することができる。つまり、図８で説明した問題を解決できる。
　制御特性は、動的ピッチ角θｄを入力、補正量ΔＶを出力とする伝達関数Ｈ（ｓ）を考えた場合、伝達関数はフィルタ要素を含むことができ、したがって、カットオフラインＣＬが所定位置から上方向に移動するときと、所定位置から下方向に移動するときとで、フィルタの特性が異なっていてもよい。
　図１１（ａ）～（ｄ）は、動的ピッチ角θｄと補正量ΔＶの関係（制御特性）の例を示す図である。図１１（ａ）では、θｄ＞０のときと、θｄ＜０のときとで、周波数特性（カットオフ周波数）は同じであり、ゲインｇのみが異なっている。
　図１１（ｂ）では、θｄ＞０のときと、θｄ＜０のときとで、ゲインはいずれも基準ゲインｇ０であるが、周波数特性が異なっている。具体的には、θｄ＞０（ノーズアップ）のときは、動的ピッチ角θｄの広い周波数帯域を補正して、グレアを確実に防止する。θｄ＜０（ノーズダイブ）のときは、動的ピッチ角θｄの補正する周波数帯域を狭めている。これにより制御遅延によるグレアのリスクを下げることができる。
　図１１（ｃ）も、図１１（ｂ）と同様に、θｄ＞０のときと、θｄ＜０のときとで、ゲインはいずれも基準ゲインｇ０であるが、周波数特性が異なっている。図１１（ｃ）では、θｄ＜０（ノーズダイブ）のときは、動的ピッチ角θｄの補正する周波数帯域を狭めているが、補正対象の帯域が、図１１（ｂ）のときよりも広帯域側となっている。
　図１１（ｄ）では、θｄ＞０のときと、θｄ＜０のときとで、ゲインｇと周波数特性の両方が異なっている。
　別のアプローチとして、車体の姿勢に応じて、カットオフラインＣＬを上下させる速度を変えてもよい。具体的には、カットオフラインが上方向に移動する速度は、カットオフラインが下方向に移動する速度よりも遅くてもよい。これにより、カットオフラインＣＬを上方向に修正した後に、グレアを与えにくくなる。
　また、走行状況に応じて、カットオフラインの上方向への移動を無効化してもよい。たとえば、動的ピッチ角θｄが、コントローラ２００が有する応答速度を超えるような周波数成分を含んでいる場合には、上方向へのカットオフラインの移動を無効化することで、グレアを抑制できる。
　あるいは、上方向だけでなく下方向のカットオフラインの移動を無効化してもよい。路面凹凸が連続的に（例えば、時間にして３秒以上）発生している場合、通常の道路の走行と異なる特殊な路面（例えば、ダートコースや、未舗装の山道等）と想定される。そこで、所定時間（たとえば３秒）以上、連続的に急峻なピッチ角変化が起きている時は、停車状態又は安定走行状態において取得したピッチ角制御に固定してもよい。また戻す際には、即座に戻すのではなく、数秒の時間を掛けて徐々に戻すとよい。多階調で強度分布を制御可能な高精細ランプユニット１１０の場合、ボカシやグラデーションをかけて徐々に戻すとよい。
　高精細ランプユニット１１０が、多階調の配光を形成できる場合、コントローラ２００は、カットオフラインの移動（レベリング制御）に加えて、配光の強度分布（照度の分布）をさせてもよい。
　図１２（ａ）～（ｃ）は、配光の強度分布の制御の例を説明する図である。図１２（ａ）はもっとも標準的な配光制御の例であり、カットオフラインＣＬだけを上方向に移動したものであり、照度は実質的に一定である。なお、図１２（ａ）～（ｃ）において、照度は、ハッチングの密度で示しており、密度が高いほど、照度が高いことを表す。
　図１２（ｂ）の例では、コントローラ２００は、カットオフラインＣＬが所定位置ｖ０よりも上方向に位置しているとき、所定位置ｖ０より上の範囲の照度を、図１２（ａ）のときの照度（規定値）よりも下げる。これにより、運転者の遠方の視野を確保しつつ、グレアを発生しにくくできる。
　図１２（ｃ）の例では、配光の強度分布は、カットオフラインＣＬが所定位置ｖ０よりも上方向に位置しているとき、所定位置Ｖ０より上の範囲の照度が、上に向かって徐々に暗くなるグラデーションを有する。これにより、運転者の遠方の視野を確保しつつ、グレアを発生しにくくできる。
（変形例１）
　実施形態１に関する変形例を説明する。
（変形例１．１）
　実施形態では、ジャイロセンサによって、ピッチ角の動的な成分を検出したが、本開示はそれに限定されない。たとえば車体のフロントサスペンションに設けられたフロント車高センサと、車体のリアサスペンションに設けられたリア車高センサの組み合わせにもとづいて、ピッチ角の動的な成分を検出するようにしてもよい。
（変形例１．２）
　実施形態では、高精細ランプユニット１１０を発光素子アレイ１１２で構成したが本開示はそれに限定されない。たとえば高精細ランプユニット１１０は、実質的にフラットな強度分布を有する光を生成する光源と、光源の出射光を空間的にパターニングする空間光変調器と、を含んでもよい。空間光変調器は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）や、液晶デバイスなどが例示される。
（変形例１．３）
　コントローラ２００が、カットオフラインＣＬの位置を上下方向にシフトさせる手法は、実施形態で説明したそれに限定されない。たとえば、発光素子アレイ１１２がピクセルシフト機能を有してもよい。この場合、発光素子アレイ１１２に対して、基準となる画像データと、ピクセルシフト量Δｙを与えればよい。
（変形例１．４）
　光軸の制御、すなわちカットオフラインの高さの制御は、高精細ランプユニット１１０の画素制御によるもの（電子レベリング）に限定されない。たとえば、通常のロービームユニットを、高速なレベリングアクチュエータによって制御可能に構成し、ロービームユニットの傾きを変化させることで、カットオフラインの高さを制御してもよい（機械式レベリングという）。あるいは、発光素子アレイ１１２の位置を機械的にシフト可能に構成してもよい。
　実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本開示を説明したが、実施の形態は、本開示の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本開示の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
　本開示は、車両用灯具に関する。
　１００…灯具システム、１１０…高精細ランプユニット、１１２…発光素子アレイ、１１４…照射光学系、ＰＩＸ…画素、１２０…センサ、２００…コントローラ、２１０…ピッチ角演算部、２２０…カットオフライン制御部、２２２…補正量演算部、２２４…補正部、２…仮想鉛直スクリーン。

Claims (14)

  1. 　カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射するランプと、
    　車体の走行中のピッチ角の動的な成分を検出可能に設けられたセンサと、
    　前記車体のピッチ角の動的な成分に応じて、前記配光の前記カットオフラインの位置を、所定位置を基準として上方向および下方向に移動させるコントローラと、
    　を備えることを特徴とする灯具システム。
  2. 　前記カットオフラインが前記所定位置から上方向に移動するときと、前記カットオフラインが前記所定位置から下方向に移動するときとで、前記コントローラの制御特性が異なることを特徴とする請求項１に記載の灯具システム。
  3. 　前記所定位置は、車体が静止しているときに前記カットオフラインが存在すべき位置にもとづいて定められることを特徴とする請求項１または２に記載の灯具システム。
  4. 　前記カットオフラインが上方向に移動する速度は、前記カットオフラインが下方向に移動する速度よりも遅いことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の灯具システム。
  5. 　同じピッチ角の変化に対して、前記カットオフラインの上方向への変化量は、前記カットオフラインの下方向への変化量よりも小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の灯具システム。
  6. 　走行状況に応じて、前記カットオフラインの上方向への移動を無効化することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の灯具システム。
  7. 　走行状況に応じて、前記カットオフラインの移動を無効化することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の灯具システム。
  8. 　前記カットオフラインが前記所定位置よりも上側に位置するとき、前記所定位置より上の範囲の照度を下げることを特徴とする請求項２または３に記載の灯具システム。
  9. 　前記カットオフラインが前記所定位置よりも上側に位置するとき、前記所定位置より上の範囲の照度は、上に向かって徐々に暗くなるグラデーションを有することを特徴とする請求項８に記載の灯具システム。
  10. 　カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射するランプと、
    　車両の走行中のピッチ角を検出可能に設けられたセンサと、
    　前記センサの出力に応じて、前記ピッチ角の基準値からの動的なずれを検出し、当該ずれに応じて、前記灯光の前記カットオフラインに対応する光線と路面のなす角度が一定となるように、前記ランプを制御するコントローラと、
    　を備えることを特徴とする灯具システム。
  11. 　前記ランプは、個別に制御可能な複数の画素を含み、前記複数の画素の状態に応じて前記配光が制御可能な配光可変ランプであり、
    　前記コントローラは、前記複数の画素のオン画素とオフ画素の境界を上下にシフトさせることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の灯具システム。
  12. 　前記センサは、ジャイロセンサを含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の灯具システム。
  13. 　カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射するランプとともに灯具システムを構成するコントローラであって、
    　センサの出力にもとづいて車体のピッチ角の動的な成分を検出し、前記ピッチ角の動的な成分を打ち消すように、前記配光のカットオフラインの位置を、所定位置を基準として上方向および下方向に移動させる補正部を備えることを特徴とするコントローラ。
  14. 　カットオフラインを含む配光を有する灯光を出射するランプの制御方法であって、
    　車体の走行中のピッチ角の動的な成分を検出するステップと、
    　前記車体のピッチ角の動的な成分に応じて、前記配光のカットオフラインの位置を、所定位置を基準として上方向および下方向に移動させるステップと、
    　を備えることを特徴とする制御方法。
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