(57)【要約】【課題】車両用灯具システムの構成の複雑化を抑制しながら配光パターンの形成精度を維持する。【解決手段】車両用灯具システム１は、撮像部１２と、自車前方に並ぶ複数の個別領域の輝度を検出する輝度解析部１４と、輝度解析部１４の検出結果に基づいて各個別領域に照射する光の照度値を定める照度設定部４２と、光源部１０と、照度設定部４２が定める照度値に基づいて光源部１０を制御する光源制御部と、を備える。光源制御部２０は、照度設定部４２が定める照度値に依存しない固定照度領域を少なくとも一部に含む基準配光パターンを定期的に形成するよう光源部１０を制御し、照度設定部４２は、基準配光パターンの形成下で得られる輝度解析部１４の検出結果を含む基準検出結果に基づいて照度値を定め、新たな基準検出結果が得られると照度値を更新する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車前方を撮像する撮像部と、
前記撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域それぞれの輝度を検出する輝度解析部と、
前記輝度解析部の検出結果に基づいて、各個別領域に照射する光の照度値を定める照度設定部と、
前記複数の個別領域それぞれに照射する光の照度を独立に調節可能な光源部と、
前記照度設定部が定める照度値に基づいて前記光源部を制御する光源制御部と、
を備え、
前記光源制御部は、前記照度設定部が定める照度値に依存しない固定照度領域を少なくとも一部に含む基準配光パターンを定期的に形成するよう前記光源部を制御し、
前記照度設定部は、前記基準配光パターンの形成下で得られる前記輝度解析部の検出結果を含む基準検出結果に基づいて前記照度値を定め、新たな前記基準検出結果が得られると前記照度値を更新することを特徴とする車両用灯具システム。
【請求項２】
前記固定照度領域は、ロービーム用配光パターンの少なくとも一部およびハイビーム用配光パターンの少なくとも一部のいずれかで構成される請求項１に記載の車両用灯具システム。
【請求項３】
前記撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に存在する所定の物標を検出する物標解析部を備え、
前記照度設定部は、前記物標の存在位置に応じて定まる特定個別領域に対して特定照度値を定め、
前記基準配光パターンは、前記特定照度値で構成される特定照度領域を含む請求項１または２に記載の車両用灯具システム。
【請求項４】
自車前方を撮像する撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域それぞれの輝度を検出する輝度解析部と、
前記輝度解析部の検出結果に基づいて、各個別領域に照射する光の照度値を定める照度設定部と、
前記照度設定部が定める照度値に基づいて、各個別領域に照射する光の照度を独立に調節可能な光源部を制御する光源制御部と、
を備え、
前記光源制御部は、前記照度設定部が定める照度値に依存しない固定照度領域を少なくとも一部に含む基準配光パターンを定期的に形成するよう前記光源部を制御し、
前記照度設定部は、前記基準配光パターンの形成下で得られる前記輝度解析部の検出結果を含む基準検出結果に基づいて前記照度値を定め、新たな前記基準検出結果が得られると前記照度値を更新することを特徴とする車両用灯具の制御装置。
【請求項５】
自車前方を撮像する撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域のそれぞれの輝度を検出する輝度検出ステップと、
検出した輝度に基づいて、各個別領域に照射する光の照度値を定める照度設定ステップと、
定めた前記照度値に基づいて、各個別領域に照射する光の照度を独立に調節可能な光源部を制御する光源制御ステップと、
を含む車両用灯具の制御方法であって、
前記照度設定ステップで定める照度値に依存しない固定照度領域を少なくとも一部に含む基準配光パターンを定期的に形成するステップをさらに含み、
前記照度設定ステップにおいて、前記基準配光パターンの形成下で得られる前記輝度検出ステップの検出結果を含む基準検出結果に基づいて前記照度値を定め、新たな前記基準検出結果が得られると前記照度値を更新することを特徴とする車両用灯具の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具システム、車両用灯具の制御装置および車両用灯具の制御方法に関し、特に自動車などに用いられる車両用灯具システム、車両用灯具の制御装置および車両用灯具の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の周囲の状態に基づいてハイビームの配光パターンを動的、適応的に制御するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御が提案されている。ＡＤＢ制御は、自車前方に位置する高輝度の光照射を避けるべき対象、つまり減光対象の有無をカメラで検出し、減光対象に対応する領域を減光あるいは消灯するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
減光対象としては、先行車や対向車等の前方車両が挙げられる。前方車両に対応する領域を減光あるいは消灯することで、前方車両の運転者に与えるグレアを低減することができる。また、減光対象としては、道路脇の視線誘導標（デリニエータ）、看板、道路標識等の反射率の高い反射物が挙げられる。このような反射物に対応する領域を減光することで、反射物により反射した光によって自車両の運転者が受けるグレアを低減することができる。特に近年は車両用灯具の高輝度化が進み、反射物により反射する光の強度が高まる傾向にあるため、反射物に起因するグレアへの対策が求められるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０８８２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＡＤＢ制御では、自車両の灯具による配光パターンの形成下で、自車前方をカメラで撮像して減光対象を検出し、この検出結果に基づいて新たな配光パターンを決定していた。つまり、自車両が形成する配光パターンが、次に形成する配光パターンの決定に影響する、いわゆる閉ループ制御であった。
【０００６】
カメラの撮像結果に基づいて配光パターンを決定する制御では、自車前方の状態に合わせて正しい位置に配光パターンが形成されるよう、カメラの画角と灯具の光出射角とのずれは小さいことが望ましい。本発明者は、ＡＤＢの閉ループ制御においてカメラの画角と灯具の光出射角とのずれが与える影響について鋭意検討を重ねた結果、閉ループ制御では当該ずれがあると、自車前方の状態に対して形成すべき配光パターンと実際に形成する配光パターンとが徐々に乖離し、配光パターンの形成精度が徐々に低下し得ることを見出した。このことから本発明者は、これまで認識されてきた以上にカメラの画角と灯具の光出射角とを高い精度で一致させる必要があることを認識するに至った。
【０００７】
しかしながら、カメラの画角と灯具の光出射角とを高精度に一致させようとすると、カメラや灯具の位置決め精度を高める構造が必要となったり、設置場所が限定されるといった問題が生じる。また、カメラの画角と灯具の光出射角とのずれを加味した演算処理を行うことで両者のずれを補正することも考えられるが、この場合は演算処理の複雑化を招く。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両用灯具システムの構成の複雑化を抑制しながら配光パターンの形成精度を維持する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具システムである。当該システムは、自車前方を撮像する撮像部と、撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域それぞれの輝度を検出する輝度解析部と、輝度解析部の検出結果に基づいて、各個別領域に照射する光の照度値を定める照度設定部と、複数の個別領域それぞれに照射する光の照度を独立に調節可能な光源部と、照度設定部が定める照度値に基づいて光源部を制御する光源制御部と、を備える。光源制御部は、照度設定部が定める照度値に依存しない固定照度領域を少なくとも一部に含む基準配光パターンを定期的に形成するよう光源部を制御する。照度設定部は、基準配光パターンの形成下で得られる輝度解析部の検出結果を含む基準検出結果に基づいて照度値を定め、新たな基準検出結果が得られると照度値を更新する。この態様によれば、車両用灯具システムの構成の複雑化を抑制しながら配光パターンの形成精度を維持することができる。
【００１０】
上記態様において、固定照度領域は、ロービーム用配光パターンの少なくとも一部およびハイビーム用配光パターンの少なくとも一部のいずれかで構成されてもよい。また、上記いずれかの態様において、車両灯具用システムは、撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に存在する所定の物標を検出する物標解析部を備え、照度設定部は、物標の存在位置に応じて定まる特定個別領域に対して特定照度値を定め、基準配光パターンは、特定照度値で構成される特定照度領域を含んでもよい。
【００１１】
本発明の他の態様は、車両用灯具の制御装置である。当該制御装置は、自車前方を撮像する撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域それぞれの輝度を検出する輝度解析部と、輝度解析部の検出結果に基づいて、各個別領域に照射する光の照度値を定める照度設定部と、照度設定部が定める照度値に基づいて、各個別領域に照射する光の照度を独立に調節可能な光源部を制御する光源制御部と、を備える。光源制御部は、照度設定部が定める照度値に依存しない固定照度領域を少なくとも一部に含む基準配光パターンを定期的に形成するよう光源部を制御する。照度設定部は、基準配光パターンの形成下で得られる輝度解析部の検出結果を含む基準検出結果に基づいて照度値を定め、新たな基準検出結果が得られると照度値を更新する。
【００１２】
また、本発明の他の態様は、車両用灯具の制御方法である。当該制御方法は、自車前方を撮像する撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域のそれぞれの輝度を検出する輝度検出ステップと、検出した輝度に基づいて、各個別領域に照射する光の照度値を定める照度設定ステップと、定めた照度値に基づいて、各個別領域に照射する光の照度を独立に調節可能な光源部を制御する光源制御ステップと、を含む車両用灯具の制御方法であって、照度設定ステップで定める照度値に依存しない固定照度領域を少なくとも一部に含む基準配光パターンを定期的に形成するステップをさらに含み、照度設定ステップにおいて、基準配光パターンの形成下で得られる輝度検出ステップの検出結果を含む基準検出結果に基づいて照度値を定め、新たな基準検出結果が得られると照度値を更新する。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両用灯具システムの構成の複雑化を抑制しながら配光パターンの形成精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る車両用灯具システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）は、光偏向装置２６の概略構成を示す正面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す光偏向装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】自車前方の様子を模式的に示す図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｆ）は、車両用灯具システムが実行するＡＤＢ制御を説明するための模式図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｆ）は、車両用灯具システムが実行するＡＤＢ制御を説明するための模式図である。
【図６】実施の形態に係る車両用灯具システムにおいて実行されるＡＤＢ制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１７】
図１は、実施の形態に係る車両用灯具システムの概略構成を示す図である。図１では、車両用灯具システム１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１８】
車両用灯具システム１は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置に適用される。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具２として一方の前照灯ユニットの構造を示す。
【００１９】
車両用灯具システム１が備える車両用灯具２は、車両前方側に開口部を有するランプボディ４と、ランプボディ４の開口部を覆うように取り付けられた透光カバー６と、を備える。透光カバー６は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成される。ランプボディ４と透光カバー６とにより形成される灯室８内には、光源部１０と、撮像部１２と、制御装置５０と、が収容される。
【００２０】
光源部１０は、自車前方に並ぶ複数の個別領域（図３参照）のそれぞれに照射する光の照度（強度）を独立に調節可能な装置である。光源部１０は、光源２２と、反射光学部材２４と、光偏向装置２６と、投影光学部材２８と、を有する。各部は、図示しない支持機構によりランプボディ４に取り付けられる。
【００２１】
光源２２は、ＬＥＤ（Light emitting diode）、ＬＤ（Laser diode）、ＥＬ（Electroluminescence）素子等の半導体発光素子や、電球、白熱灯（ハロゲンランプ）、放電灯（ディスチャージランプ）等を用いることができる。
【００２２】
反射光学部材２４は、光源２２から出射した光を光偏向装置２６の反射面に導くように構成される。反射光学部材２４は、内面が所定の反射面となっている反射鏡で構成される。なお、反射光学部材２４は、中実導光体などであってもよい。また、光源２２から出射した光を光偏向装置２６に直接導くことができる場合は、反射光学部材２４を設けなくてもよい。
【００２３】
光偏向装置２６は、投影光学部材２８の光軸上に配置され、光源２２から出射された光を選択的に投影光学部材２８へ反射するように構成される。光偏向装置２６は、例えばＤＭＤ（Digital Mirror Device）で構成される。すなわち、光偏向装置２６は、複数の微小ミラーをアレイ（マトリックス）状に配列したものである。これらの複数の微小ミラーの反射面の角度をそれぞれ制御することで、光源２２から出射された光の反射方向を選択的に変えることができる。つまり、光偏向装置２６は、光源２２から出射された光の一部を投影光学部材２８へ向けて反射し、それ以外の光を、投影光学部材２８によって有効に利用されない方向へ向けて反射することができる。ここで、有効に利用されない方向とは、例えば、投影光学部材２８には入射するが配光パターンの形成にほとんど寄与しない方向や、図示しない光吸収部材（遮光部材）に向かう方向と捉えることができる。
【００２４】
図２（Ａ）は、光偏向装置２６の概略構成を示す正面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す光偏向装置のＡ−Ａ断面図である。光偏向装置２６は、複数の微小なミラー素子３０がマトリックス状に配列されたマイクロミラーアレイ３２と、ミラー素子３０の反射面３０ａの前方側（図２（Ｂ）に示す光偏向装置２６の右側）に配置された透明なカバー部材３４と、を有する。カバー部材３４は、例えば、ガラスやプラスチック等で構成される。
【００２５】
ミラー素子３０は略正方形であり、水平方向に延びミラー素子３０をほぼ等分する回動軸３０ｂを有する。マイクロミラーアレイ３２の各ミラー素子３０は、光源２２から出射された光を所望の配光パターンの一部として利用されるように投影光学部材２８へ向けて反射する第１反射位置（図２（Ｂ）において実線で示す位置）と、光源２２から出射された光が有効に利用されないように反射する第２反射位置（図２（Ｂ）において点線で示す位置）と、を切り替え可能に構成されている。各ミラー素子３０は、回動軸３０ｂ周りに回動して、第１反射位置と第２反射位置との間で個別に切り替えられる。各ミラー素子３０は、オン時に第１反射位置をとり、オフ時に第２反射位置をとる。
【００２６】
図３は、自車前方の様子を模式的に示す図である。上述のように光源部１０は、灯具前方に向けて互いに独立に光を照射可能な個別照射部としてのミラー素子３０を複数有する。光源部１０は、ミラー素子３０によって自車前方に並ぶ複数の個別領域Ｒに光を照射することができる。各個別領域Ｒは、撮像部１２、より具体的には例えば高速カメラ３６の１ピクセル又は複数ピクセルの集合に対応する領域である。本実施の形態では各個別領域Ｒと各ミラー素子３０とが対応付けられている。
【００２７】
図２（Ａ）および図３では、説明の便宜上、ミラー素子３０および個別領域Ｒを横１０×縦８の配列としているが、ミラー素子３０および個別領域Ｒの数は特に限定されない。例えば、マイクロミラーアレイ３２の解像度（言い換えればミラー素子３０および個別領域Ｒの数）は１０００〜３０万ピクセルである。また、光源部１０が１つの配光パターンの形成に要する時間は、例えば０．１〜５ｍｓである。すなわち、光源部１０は、０．１〜５ｍｓ毎に配光パターンを変更することができる。
【００２８】
図１に示すように、投影光学部材２８は、例えば、前方側表面および後方側表面が自由曲面形状を有する自由曲面レンズからなる。投影光学部材２８は、その後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方に投影する。投影光学部材２８は、その後方焦点が車両用灯具２の光軸上、且つマイクロミラーアレイ３２の反射面の近傍に位置するように配置される。なお、投影光学部材２８は、リフレクタであってもよい。
【００２９】
光源２２から出射された光は、反射光学部材２４で反射されて、光偏向装置２６のマイクロミラーアレイ３２に照射される。光偏向装置２６は、第１反射位置にある所定のミラー素子３０によって投影光学部材２８へ向けて光を反射する。この反射された光は、投影光学部材２８を通過して灯具前方に進行し、各ミラー素子３０に対応する各個別領域Ｒに照射される。これにより、所定形状の配光パターンが灯具前方に形成される。
【００３０】
撮像部１２は、自車前方を撮像する装置である。撮像部１２は、高速カメラ３６と、低速カメラ３８と、を含む。高速カメラ３６は、比較的フレームレートが高く、例えば２００ｆｐｓ〜１００００ｆｐｓ（１フレームあたり０．１〜５ｍｓ）である。一方、低速カメラ３８は、比較的フレームレートが低く、例えば３０ｆｐｓ〜１２０ｆｐｓである（１フレームあたり約８〜３３ｍｓ）。また、高速カメラ３６は、比較的解像度が小さく、例えば３０万ピクセル〜５００万ピクセル未満である。一方、低速カメラ３８は、比較的解像度が大きく、例えば５００万ピクセル以上である。高速カメラ３６および低速カメラ３８は、全ての個別領域Ｒを撮像する。なお、高速カメラ３６および低速カメラ３８の解像度は、上記数値に限定されず、技術的に整合する範囲で任意の値に設定することができる。
【００３１】
制御装置５０は、輝度解析部１４と、物標解析部１６と、照度設定部４２と、光源制御部２０と、を有する。撮像部１２が取得した画像データは、輝度解析部１４および物標解析部１６に送られる。以下、制御装置５０が有する各部の基本動作を説明する。各部は、自身を構成する集積回路が、メモリに保持されたプログラムを実行することで動作する。
【００３２】
輝度解析部１４は、撮像部１２から得られる情報（画像データ）に基づいて、各個別領域Ｒの輝度を検出する。輝度解析部１４は、物標解析部１６に比べて精度の低い画像解析を実行し、高速に解析結果を出力する高速低精度解析部である。本実施の形態の輝度解析部１４は、高速カメラ３６から得られる情報に基づいて、各個別領域Ｒの輝度を検出する。輝度解析部１４は、例えば０．１〜５ｍｓ毎に各個別領域Ｒの輝度を検出することができる。輝度解析部１４の検出結果、すなわち個別領域Ｒの輝度情報を示す信号は、照度設定部４２に送信される。
【００３３】
物標解析部１６は、撮像部１２から得られる情報に基づいて、自車前方に存在する所定の物標を検出する。物標解析部１６は、輝度解析部１４に比べて精度の高い画像解析を実行し、低速に解析結果を出力する低速高精度解析部である。本実施の形態の物標解析部１６は、低速カメラ３８から得られる情報に基づいて物標を検出する。物標解析部１６は、例えば５０ｍｓ毎に物標を検出することができる。物標解析部１６によって検出される物標は、例えば自発光体であり、具体例としては図３に示す対向車１００や、先行車１０４（図４（Ｃ）参照）が挙げられる。
【００３４】
物標解析部１６は、アルゴリズム認識やディープラーニング等を含む、公知の方法を用いて物標を検出することができる。例えば、物標解析部１６は、対向車１００を示す特徴点を予め保持している。そして、物標解析部１６は、低速カメラ３８の撮像データの中に対向車１００を示す特徴点を含むデータが存在する場合、対向車１００の位置を認識する。前記「対向車１００を示す特徴点」とは、例えば対向車１００の前照灯の推定存在領域に現れる所定光度以上の光点１０２（図３参照）である。物標解析部１６の検出結果、すなわち自車前方の物標情報を示す信号は、照度設定部４２に送信される。
【００３５】
照度設定部４２は、輝度解析部１４および物標解析部１６の検出結果に基づいて、特定個別領域Ｒ１の設定、各個別領域Ｒに照射する光の照度値の設定等を実行する。まず、照度設定部４２は、物標の存在位置に応じて特定個別領域Ｒ１（図３参照）を定める。例えば、物標が対向車１００である場合、照度設定部４２は、物標解析部１６の検出結果に含まれる対向車１００の位置情報に基づいて特定個別領域Ｒ１を定める。
【００３６】
特定個別領域Ｒ１の設定について、例えば照度設定部４２は、対向車１００の前照灯に対応する２つの光点１０２間の水平方向距離ａに対して、予め定められた所定比率の鉛直方向距離ｂを定め、横ａ×縦ｂの寸法範囲と重なる個別領域Ｒを特定個別領域Ｒ１とする（図３参照）。特定個別領域Ｒ１には、対向車１００の運転者と重なる個別領域Ｒが含まれる。本実施の形態では、光点１０２を含む個別領域Ｒと、この個別領域Ｒの鉛直方向上方に位置する個別領域Ｒを全て特定個別領域Ｒ１と定める。
【００３７】
そして、照度設定部４２は、特定個別領域Ｒ１を含む各個別領域Ｒに照射する光の照度値を定める。例えば、照度設定部４２は、特定個別領域Ｒ１を除く個別領域Ｒについて、予め定めた目標輝度値をメモリに保持している。一例として、照度設定部４２は、特定個別領域Ｒ１を除く個別領域Ｒについて、同じ値の目標輝度値を保持する。照度設定部４２は、輝度解析部１４により検出される輝度が後の配光パターン形成により目標輝度値に近づくように各個別領域Ｒの照度値を設定する。
【００３８】
また、照度設定部４２は、特定個別領域Ｒ１に対して特定照度値を定める。物標が対向車１００や先行車１０４である場合、照度設定部４２は特定個別領域Ｒ１に対して、例えば特定照度値「０」を設定する。つまり、照度設定部４２は、特定個別領域Ｒ１を遮光する配光パターンを定める。照度設定部４２は、特定個別領域Ｒ１に対する特定照度値を含む、各個別領域Ｒの照度値を示す信号を、光源制御部２０に送信する。
【００３９】
光源制御部２０は、照度設定部４２が定める照度値に基づいて光源部１０を制御する。光源制御部２０は、光源２２の点消灯と、各ミラー素子３０のオン／オフ切り替えと、を制御する。光源制御部２０は、各個別領域Ｒに照射する光の照度値に基づいて、各ミラー素子３０のオンの時間比率（幅や密度）を調節する。これにより、各個別領域Ｒに照射される光の照度を調節することができる。
【００４０】
上述の構成により、車両用灯具システム１は、複数の部分照射領域が集まって構成される配光パターンを形成することができる。複数の部分照射領域のそれぞれは、対応するミラー素子３０がオンのときに形成される。車両用灯具システム１は、各ミラー素子３０のオン／オフを切り替えることにより、様々な形状の配光パターンを形成することができる。
【００４１】
以下、本実施の形態に係る車両用灯具システム１が実行するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御について説明する。図４（Ａ）〜図４（Ｆ）および図５（Ａ）〜図５（Ｆ）は、車両用灯具システムが実行するＡＤＢ制御を説明するための模式図である。図４（Ａ）、図４（Ｃ）、図４（Ｅ）、図５（Ａ）、図５（Ｃ）および図５（Ｅ）は、撮像部１２によって得られる画像データである。図４（Ｂ）、図４（Ｄ）、図４（Ｆ）、図５（Ｂ）、図５（Ｄ）および図５（Ｆ）は、光源部１０が形成する配光パターンである。
【００４２】
まず、一例として、ＡＤＢ制御の開始前は図４（Ａ）に示すように、車両用灯具システム１により配光パターンが形成されていない。ＡＤＢ制御が開始されると、図４（Ｂ）に示すように、光源制御部２０は、基準配光パターン６０を形成するよう光源部１０を制御する。基準配光パターン６０は、照度設定部４２が定める照度値に依存しない固定照度領域６２を少なくとも一部に含む。ＡＤＢ制御において最初に形成される基準配光パターン６０は、全体が固定照度領域６２で構成される。
【００４３】
固定照度領域６２は、ＡＤＢ制御の開始前に、自車両の走行環境に応じて運転者が選択した、もしくは車両用灯具システム１が選択した配光パターンで構成される。具体的には、固定照度領域６２は、ロービーム用配光パターンの少なくとも一部およびハイビーム用配光パターンの少なくとも一部のいずれかで構成される。
【００４４】
例えば、自車両が市街地を走行中であれば、ＡＤＢ制御が実行されていない間に形成する配光パターンとして、ロービーム用配光パターンが選択されることが多い。この場合、ＡＤＢ制御において形成される基準配光パターン６０は、ロービーム用配光パターンを基調とした固定照度領域６２を含む。また、自車両が郊外を走行中であれば、ＡＤＢ制御が実行されていない間に形成する配光パターンとして、ハイビーム用配光パターンが選択されることが多い。この場合、ＡＤＢ制御において形成される基準配光パターン６０は、ハイビーム用配光パターンを基調とした固定照度領域６２を含む。図４（Ｂ）には、ハイビーム用配光パターンの全体で構成された固定照度領域６２が図示されている。
【００４５】
続いて、図４（Ｃ）に示すように、基準配光パターン６０の形成下で、撮像部１２によって自車前方が撮像され、画像データＤが得られる。一例として、画像データＤには、対向車１００、先行車１０４および道路標識１０６が含まれている。輝度解析部１４は、この画像データＤに基づいて、各個別領域Ｒの輝度を検出する。この検出結果において、対向車１００のヘッドランプや先行車１０４のテールランプに由来する光点１０２は、高輝度体として検出される。また、道路標識１０６は、反射率の高い反射物である。このため、道路標識１０６も、対向車１００や先行車１０４の光点１０２と同様に高輝度体として検出される。
【００４６】
また、物標解析部１６は、基準配光パターン６０の形成下で得られた画像データＤに含まれる光点１０２から、所定の物標として対向車１００および先行車１０４を検出する。基準配光パターン６０の形成下で得られる輝度解析部１４および物標解析部１６の検出結果を、以下では基準検出結果という。
【００４７】
続いて、図４（Ｄ）に示すように、照度設定部４２は、基準検出結果に基づいて各個別領域Ｒの照度値を定める。この結果、ＡＤＢ配光パターン６４が決定される。そして、光源制御部２０は、決定されたＡＤＢ配光パターン６４を形成するよう光源部１０を制御する。
【００４８】
上述のように照度設定部４２は、物標解析部１６によって特定された対向車１００および先行車１０４に対応する特定個別領域Ｒ１を定める。そして、特定個別領域Ｒ１に対して特定照度値「０」を設定する。したがって、ＡＤＢ配光パターン６４には、特定照度値で構成される特定照度領域６６が含まれる。本実施の形態の特定照度領域６６は、遮光領域である。
【００４９】
また、照度設定部４２は、他の個別領域Ｒに対して、後に形成する配光パターンの形成下で各個別領域Ｒの輝度差が小さくなるように照度値を定める。このとき、道路標識１０６は高輝度体であるため、道路標識１０６と重なる個別領域Ｒには、他の個別領域Ｒよりも低い照度値が設定される。したがって、ＡＤＢ配光パターン６４には、道路標識１０６に対応する減光領域６８が含まれる。なお、減光領域６８の照度値は「０」であってもよい。他の個別領域Ｒには、例えば光源部１０が照射可能な光の最大照度値が設定される。
【００５０】
続いて、図４（Ｅ）に示すように、ＡＤＢ配光パターン６４の形成下で、撮像部１２によって自車前方が撮像され、画像データＤが得られる。ＡＤＢ配光パターン６４の形成下では、自車前方に存在する対向車１００および先行車１０４に特定照度領域６６が重なり、道路標識１０６に減光領域６８が重なる。また、他の個別領域Ｒには、照度設定部４２が定めた照度の光が照射される。この結果、対向車１００、先行車１０４および自車両の運転者にグレアを与えることなく、自車両の運転者の視認性を高めることができる。
【００５１】
本実施の形態のＡＤＢ制御では、光源制御部２０は、基準配光パターン６０を定期的に形成するよう光源部１０を制御する。また、照度設定部４２は、新たな基準検出結果が得られると照度値を更新する。さらに、照度設定部４２は、基準配光パターン６０の形成下で得られる基準検出結果のみに基づいて、新たな配光パターンを決定する。したがって、図４（Ｆ）に示すように、照度設定部４２は、ＡＤＢ配光パターン６４の形成下で得られた画像データＤに基づいて新たなＡＤＢ配光パターン６４を決定せず、各個別領域Ｒの照度値を前回の基準検出結果に基づいて定めた照度値のまま維持する。
【００５２】
基準配光パターン６０を形成する周期は、車両用灯具システム１にかかる負荷や物標の検出精度等を考慮して、実験やシミュレーションの結果に基づいて適宜設定することができる。また、基準配光パターン６０の形成周期は、経過時間や撮像部１２の撮像回数等に基づいて設定することができる。
【００５３】
このため、図５（Ａ）に示すように、自車前方には前回決定したＡＤＢ配光パターン６４が引き続き形成される。以降、次回の基準配光パターン６０が形成されるタイミングとなるまで、図５（Ｂ）〜図５（Ｃ）に示すように、同じＡＤＢ配光パターン６４の形成が継続される。
【００５４】
次の基準配光パターン６０を形成するタイミングに達すると、図５（Ｄ）に示すように、光源制御部２０は、基準配光パターン６０を形成するよう光源部１０を制御する。ＡＤＢ配光パターン６４が形成されていた状態から基準配光パターン６０を形成する場合には、光源制御部２０は、ＡＤＢ配光パターン６４に含まれていた特定照度領域６６を含む基準配光パターン６０を形成する。したがって、基準配光パターン６０は、一部に照度設定部４２が定める照度値に依存する特定照度領域６６を含み、残部が照度設定部４２の定める照度値に依存しない固定照度領域６２で構成される配光パターンとなる。なお、ＡＤＢ配光パターン６４に特定照度領域６６が含まれていなかった場合には、基準配光パターン６０は固定照度領域６２のみで構成される配光パターンとなる。
【００５５】
続いて、図５（Ｅ）に示すように、基準配光パターン６０の形成下で、撮像部１２によって自車前方が撮像され、画像データＤが得られる。輝度解析部１４は、この画像データＤに基づいて、各個別領域Ｒの輝度を検出する。この検出結果において、対向車１００や先行車１０４に由来する光点１０２、および道路標識１０６は、高輝度体として検出される。また、物標解析部１６は、基準配光パターン６０の形成下で得られた画像データＤに含まれる光点１０２から、改めて対向車１００および先行車１０４を検出する。これにより、新たな基準検出結果が得られる。つまり、基準検出結果が更新される。
【００５６】
続いて、図５（Ｆ）に示すように、照度設定部４２は、新たな基準検出結果に基づいて各個別領域Ｒの照度値を定める。この結果、新たなＡＤＢ配光パターン６４が決定される。そして、光源制御部２０は、決定されたＡＤＢ配光パターン６４を形成するよう光源部１０を制御する。なお、照度設定部４２は、新たに得られた基準検出結果が前回の基準検出結果と同じであるかを判断して、同じである場合に照度値を更新せず、前回の照度値を維持してもよい。また、ＡＤＢ制御の開始とともに形成する基準配光パターン６０（図４（Ｂ）参照）は、この基準配光パターン６０を形成する段階で既に対向車１００や先行車１０４が検知されている場合には、検知されている対向車１００や先行車１０４に対応する特定照度領域６６を含む基準配光パターン６０（図５（Ｄ）参照）であってもよい。
【００５７】
特定照度領域６６を含む基準配光パターン６０を形成することで、対向車１００および先行車１０４の運転者に与えるグレアを軽減することができる。また、この基準配光パターン６０の形成下で、照度設定部４２が新たなＡＤＢ配光パターン６４を決定する。これにより、前回のＡＤＢ配光パターン６４の決定後に対向車１００や先行車１０４の位置が移動していた場合には、移動先の位置に合わせた特定照度領域６６を有するＡＤＢ配光パターン６４を形成することができる。
【００５８】
図６は、実施の形態に係る車両用灯具システムにおいて実行されるＡＤＢ制御の一例を示すフローチャートである。このフローは、例えば図示しないライトスイッチによってＡＤＢ制御の実行指示がなされ、且つイグニッションがオンのときに所定のタイミングで繰り返し実行され、ＡＤＢ制御の実行指示が解除される（あるいは停止指示がなされる）か、イグニッションがオフにされた場合に終了する。
【００５９】
制御装置５０は、最初の基準配光パターン６０の形成タイミングにあるか判断する（Ｓ１０１）。最初の基準配光パターン６０の形成であるか否かは、基準配光パターン６０の形成フラグの有無に基づいて判断することができる。最初の基準配光パターン６０の形成タイミングである場合（Ｓ１０１のＹ）、制御装置５０は、特定照度領域６６を含まない基準配光パターン６０を形成するよう光源部１０を制御する（Ｓ１０２）。また、制御装置５０は、基準配光パターン６０の形成フラグを生成してメモリに保持する。
【００６０】
続いて、撮像部１２から画像データを取得する（Ｓ１０３）。そして、制御装置５０は、画像データに基づいて、各個別領域Ｒの輝度と、自車前方に存在する物標と、を検出する（Ｓ１０４）。続いて、制御装置５０は、各個別領域Ｒに照射する光の照度値を定める（Ｓ１０５）。ステップＳ１０４において物標が検出された場合には、制御装置５０は、特定個別領域Ｒ１を設定するとともに、特定個別領域Ｒ１に対して特定照度値を定める。また、ＡＤＢ配光パターン６４に特定照度領域６６が含まれることを示すフラグを生成してメモリに保存する。そして、制御装置５０は、決定した照度値に基づいて光源部１０を制御し、自車前方にＡＤＢ配光パターン６４を形成して、本ルーチンを終了する。
【００６１】
最初の基準配光パターン６０の形成タイミングでない場合（Ｓ１０１のＮ）、制御装置５０は、前回の基準配光パターン６０を形成してから所定時間が経過したか判断する（Ｓ１０７）。当該時間の経過は、基準配光パターン６０の形成フラグが生成された時間からの経過に基づいて判断することができる。所定時間が経過した場合（Ｓ１０７のＹ）、制御装置５０は、前回形成したＡＤＢ配光パターン６４に特定照度領域６６が含まれていたか判断する（Ｓ１０８）。特定照度領域６６の有無は、特定照度領域６６が含まれることを示すフラグの有無により判断することができる。
【００６２】
前回形成したＡＤＢ配光パターン６４に特定照度領域６６が含まれていなかった場合（Ｓ１０８のＮ）、制御装置５０は、特定照度領域６６を含まない基準配光パターン６０を形成するよう光源部１０を制御する（Ｓ１０２）。また、制御装置５０は、基準配光パターン６０の形成フラグを生成してメモリに保持する。以降は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理を実行して本ルーチンを終了する。前回形成したＡＤＢ配光パターン６４に特定照度領域６６が含まれていた場合（Ｓ１０８のＹ）、特定照度領域６６を含む基準配光パターン６０を形成するよう光源部１０を制御する（Ｓ１０９）。また、制御装置５０は、基準配光パターン６０の形成フラグを生成してメモリに保持する。以降は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理を実行して本ルーチンを終了する。
【００６３】
前回の基準配光パターン６０を形成してから所定時間が経過していない場合（Ｓ１０７のＮ）、制御装置５０は、前回形成したＡＤＢ配光パターン６４を形成するよう光源部１０を制御して（Ｓ１１０）、本ルーチンを終了する。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態に係る車両用灯具システム１は、自車前方を撮像する撮像部１２と、撮像部１２から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域Ｒそれぞれの輝度を検出する輝度解析部１４と、輝度解析部１４の検出結果に基づいて、各個別領域Ｒに照射する光の照度値を定める照度設定部４２と、複数の個別領域Ｒそれぞれに照射する光の照度を独立に調節可能な光源部１０と、照度設定部４２が定める照度値に基づいて光源部１０を制御する光源制御部２０と、を備える。
【００６５】
光源制御部２０は、照度設定部４２が定める照度値に依存しない固定照度領域６２を少なくとも一部に含む基準配光パターン６０を定期的に形成するよう光源部１０を制御する。照度設定部４２は、基準配光パターン６０の形成下で得られる輝度解析部１４の検出結果を含む基準検出結果に基づいて照度値を定め、新たな基準検出結果が得られると照度値を更新する。
【００６６】
上述の通り、本発明者は、自車両の灯具による配光パターンの形成下でのカメラ撮像と、得られた画像データに基づく配光パターンの決定と、を繰り返す閉ループ制御では、ＡＤＢ制御の精度が徐々に低下し得ることを見出した。つまり、仮に自車前方の反射物に光が照射されたとする。この場合、この反射物はカメラの画像データ中で高輝度体となる。これに対し、反射物に対応する位置に減光領域を有する配光パターンが形成されるが、カメラの画角と灯具の光出射角にずれがあると、反射物に対して減光領域がずれてしまう。この状態で得られる画像データでは、反射物の一部分である第１部分が高輝度のままであり、残りの第２部分は暗くなる。
【００６７】
これに対し、次に形成される配光パターンは、高輝度のまま残った第１部分に対応する位置に減光領域を有し、残りの第２部分に光を照射する配光パターンとなる。しかしながら、この配光パターンも形成位置がずれるため、第１部分に重ねようとした減光領域が第２部分の一部に重なってしまう。この結果、反射物の第１部分は依然として高輝度のままであり、第２部分が暗い部分と高輝度の部分とに分かれる。以降、この動作が繰り返されると、明るい部分と暗い部分とが交互に並ぶ領域が拡大していく。このため、自車前方の状況に対して形成すべき配光パターンと、実際に形成する配光パターンとが徐々に乖離していき、配光パターンの形成精度が徐々に低下していく。
【００６８】
これに対し、本実施の形態の車両用灯具システム１では、照度設定部４２が定める照度値に依存しない、つまり撮像部１２の画像データに依存しない固定照度領域６２を含む基準配光パターン６０を定期的に形成し、基準配光パターン６０の形成下で得られる画像データに基づいてＡＤＢ配光パターン６４を決定する。このように、定期的にＡＤＢ配光パターン６４をリセットすることで、カメラの画角と灯具の光出射角にずれがあったとしても、形成すべき配光パターンと実際に形成する配光パターンとの乖離の進行を抑制することができる。よって、配光パターンの形成精度の低下を抑制することができる。
【００６９】
また、本実施の形態では、新たなＡＤＢ配光パターン６４が決定されるまでは、前回決定したＡＤＢ配光パターン６４が維持される。これにより、形成すべき配光パターンと実際に形成する配光パターンとの乖離をより一層抑制することができる。
【００７０】
また、撮像部１２と光源部１０とを物理的に高精度に位置合わせすることなく、また、画像データの演算処理により補正を施すことなく、ＡＤＢ制御の精度低下を抑制することができる。したがって、本実施の形態によれば、車両用灯具システム１の構成の複雑化を抑制しながら配光パターンの形成精度を維持することができる。また、ＡＤＢ配光パターン６４の形成頻度が低減されるため、制御装置５０にかかる負荷を軽減することができる。
【００７１】
また、反射物は自発光体でなく、特定個別領域Ｒ１の設定対象である物標に該当しない。このため、基準配光パターン６０の形成時、反射物には光源部１０から光が照射される。この状態で得られる輝度解析部１４の検出結果（基準検出結果）において、反射物は高輝度体となるため、ＡＤＢ配光パターン６４を決定する際に減光（遮光）対象となる。したがって、その後のＡＤＢ配光パターン６４の形成下で得られる輝度解析部１４の検出結果において、反射物は低輝度体となる。つまり、反射物は、自車両に向けて光を照射（反射）する状態と光を照射しない状態とが周期的に切り替わる。この切り替えは高速であるため、自車両の運転者には、高輝度時の明るさと低輝度時の明るさとを平均した明るさで反射物が視認される。よって、基準配光パターン６０の形成周期を調整することで、運転者に視認される反射物の明るさを調整することができる。
【００７２】
また、固定照度領域６２は、ロービーム用配光パターンの少なくとも一部およびハイビーム用配光パターンの少なくとも一部のいずれかを含む。これにより、既存の配光パターンを利用して、基準配光パターン６０を形成することができる。よって、車両用灯具システム１のさらなる簡素化を図ることができる。
【００７３】
また、車両用灯具システム１は、撮像部１２から得られる情報に基づいて、自車前方に存在する所定の物標を検出する物標解析部１６を備える。照度設定部４２は、物標の存在位置に応じて定まる特定個別領域Ｒ１に対して特定照度値を定める。そして、基準配光パターン６０は、特定照度値で構成される特定照度領域６６を含む。つまり、固定照度領域６２を少なくとも一部に含む基準配光パターン６０には、全体が固定照度領域６２で構成される基準配光パターン６０と、一部が特定照度領域６６で残部が固定照度領域６２で構成される基準配光パターン６０と、が含まれる。これにより、基準配光パターン６０の形成下においても、物標に対して特定照度値の光を照射することができる。したがって、例えば物標が対向車１００や先行車１０４である場合には、基準配光パターン６０の形成によって対向車１００や先行車１０４の運転者に与えるグレアを低減することができる。
【００７４】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
【００７５】
実施の形態では、撮像部１２および制御装置５０が灯室８内に設けられているが、それぞれは適宜、灯室８外に設けられてもよい。また、高速カメラ３６が低速カメラ３８と同等の解像度を有する場合や、高速カメラ３６の解像度が低いままであってもこの低い解像度で十分な物標検出を実施可能なアルゴリズムを物標解析部１６が有する場合には、低速カメラ３８を省略してもよい。これにより、車両用灯具システム１の小型化を図ることができる。この場合、物標解析部１６は、高速カメラ３６の画像データを用いて物標を検出する。光源部１０は、ＤＭＤである光偏向装置２６に代えて、光源光で自車前方を走査するスキャン光学系や、各個別領域Ｒに対応するＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイを備えてもよい。実施の形態では、物標解析部１６が物標としての対向車１００や先行車１０４を検出しているが、輝度解析部１４が対向車１００や先行車１０４とその周囲との輝度差に基づいて対向車１００や先行車１０４を検出してもよい。
【００７６】
以下の態様も本発明に含めることができる。
【００７７】
自車前方を撮像する撮像部（１２）から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域（Ｒ）それぞれの輝度を検出する輝度解析部（１４）と、
輝度解析部（１４）の検出結果に基づいて、各個別領域（Ｒ）に照射する光の照度値を定める照度設定部（４２）と、
照度設定部（４２）が定める照度値に基づいて、各個別領域（Ｒ）に照射する光の照度を独立に調節可能な光源部（１０）を制御する光源制御部（２０）と、
を備え、
光源制御部（２０）は、照度設定部（４２）が定める照度値に依存しない固定照度領域（６２）を少なくとも一部に含む基準配光パターン（６０）を定期的に形成するよう光源部（１０）を制御し、
照度設定部（４２）は、基準配光パターン（６０）の形成下で得られる輝度解析部（１４）の検出結果を含む基準検出結果に基づいて照度値を定め、新たな基準検出結果が得られると照度値を更新する、車両用灯具（２）の制御装置（５０）。
【００７８】
自車前方を撮像する撮像部（１２）から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域（Ｒ）のそれぞれの輝度を検出する輝度検出ステップと、
検出した輝度に基づいて、各個別領域（Ｒ）に照射する光の照度値を定める照度設定ステップと、
定めた照度値に基づいて、各個別領域（Ｒ）に照射する光の照度を独立に調節可能な光源部（１０）を制御する光源制御ステップと、
を含む車両用灯具（２）の制御方法であって、
照度設定ステップで定める照度値に依存しない固定照度領域（６２）を少なくとも一部に含む基準配光パターン（６０）を定期的に形成するステップをさらに含み、
照度設定ステップにおいて、基準配光パターン（６０）の形成下で得られる輝度検出ステップの検出結果を含む基準検出結果に基づいて照度値を定め、新たな基準検出結果が得られると照度値を更新する、車両用灯具（２）の制御方法。
【符号の説明】
【００７９】
１  車両用灯具システム、  ２  車両用灯具、  １０  光源部、  １２  撮像部、  １４  輝度解析部、  １６  物標解析部、  ２０  光源制御部、  ４２  照度設定部、  ５０  制御装置、  ６０  基準配光パターン、  ６２  固定照度領域、  ６６  特定照度領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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