(57)【要約】      （修正有）【課題】自車両の旋回時における前方車両へのグレアを軽減することが可能な配光制御技術を提供する。【解決手段】自車両１００の周辺に存在する前方車両１０１の位置に応じて選択的な光照射を行う車両用灯具を制御するための装置であって、前方車両の位置に対応した自車両の位置を基準とした角度αで定められる一定範囲を車両用灯具による光を照射しない非照射範囲として車両用灯具による光照射範囲を設定する配光範囲設定部と、自車両の旋回時に自車両の角速度に基づいて旋回方向と逆方向に非照射範囲を拡大するように非照射範囲を補正する配光範囲補正部と、配光範囲補正部によって補正された非照射範囲及び光照射範囲に基づいて車両用灯具の動作を制御するための配光制御信号を生成し出力する配光制御部を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の周辺に存在する前方車両の位置に応じて選択的な光照射を行う車両用灯具を制御するための装置であって、
前記前方車両の位置に対応した一定範囲を前記車両用灯具による光を照射しない非照射範囲として当該車両用灯具による光照射範囲を設定する配光範囲設定部と、
前記自車両の旋回時に当該自車両の角速度に基づく補正量を用いて当該自車両の旋回方向と逆方向に前記非照射範囲を拡大するように当該非照射範囲を補正する配光範囲補正部と、
前記配光範囲補正部によって補正された前記非照射範囲及び前記光照射範囲に基づいて前記車両用灯具の動作を制御するための配光制御信号を生成し出力する配光制御部と、
を含む、車両用灯具の制御装置。
【請求項２】
前記配光範囲補正部は、予め設定した時間係数を前記角速度に対して乗算した値を用いて前記非照射範囲の補正量を決定する、
請求項１に記載の車両用灯具の制御装置。
【請求項３】
前記配光範囲補正部は、前記角速度が予め設定した基準値以上である場合に前記非照射範囲を補正する、
請求項１又は２に記載の車両用灯具の制御装置。
【請求項４】
前記時間係数は、少なくとも、前記前方車両の位置が検出されてから前記車両用灯具による光照射状態が切り替わるまでに要する時間以上に設定される、
請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用灯具の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用灯具の制御装置と、
前記制御装置によって光照射状態を制御される車両用灯具と、
を含む、車両用灯具システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の周辺に存在する前方車両の位置に応じて選択的な光照射を行う車両用灯具システムの配光制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自車両の前方に存在する対向車両や先行車両（以下、「前方車両」という。）に対してグレアを与えないようにしつつ前方視認性を向上させるために、前方車両の存在する領域を選択的に遮光して自車両前方への光照射を行う技術が知られている（例えば特許文献１参照）。このような選択的な光照射は、例えば、半導体レーザー素子を高速に点灯制御し、その出射光をＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）ミラーなどを用いて走査可能なランプユニットを用いることにより実現できる。また、別な方法として、マトリクス状に配列された複数のＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）を備えるランプユニットを用いて、前方車両の存在する領域に対応して各ＬＥＤを選択的に点灯／消灯させて、それらから出射する光を車両前方へ照射することによって実現することもできる。
【０００３】
ところで、上記のような選択的な光照射を行う際には、前方車両の位置に基づいて光照射範囲と非照射範囲（光を照射しない範囲）を設定し、設定した各範囲に基づいてランプユニットが駆動されるが、前方車両の位置検出からランプユニットによる配光制御が達成されるまでの間には、演算に要する時間等によってある程度のタイムラグ（例えば数百ｍｓ）が生じる。このため、自車両が急に旋回したような場合には、自車両から見た前方車両の相対的な位置が大きく変化してしまうことから、その変化後の前方車両の位置検出から配光制御が達成されるまでに生じるタイムラグにより、前方車両に対してグレアを与えてしまう場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５８８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、自車両の旋回時における前方車両へのグレアを軽減することが可能な配光制御技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係る一態様の車両用灯具の制御装置は、（ａ）自車両の周辺に存在する前方車両の位置に応じて選択的な光照射を行う車両用灯具を制御するための装置であって、（ｂ）前記前方車両の位置に対応した一定範囲を前記車両用灯具による光を照射しない非照射範囲として当該車両用灯具による光照射範囲を設定する配光範囲設定部と、（ｃ）前記自車両の旋回時に当該自車両の角速度に基づく補正量を用いて当該自車両の旋回方向と逆方向に前記非照射範囲を拡大するように当該非照射範囲を補正する配光範囲補正部と、（ｄ）前記配光範囲補正部によって補正された前記非照射範囲及び前記光照射範囲に基づいて前記車両用灯具の動作を制御するための配光制御信号を生成し出力する配光制御部を含む、車両用灯具の制御装置である。
［２］本発明に係る一態様の車両用灯具システムは、上記の車両用灯具の制御装置と、この制御装置によって光照射状態を制御される車両用灯具と、を含む、車両用灯具システムである。
【０００７】
上記構成によれば、自車両の旋回時における前方車両へのグレアを軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、ＬＤユニットの構成例を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、配光範囲設定部により設定される配光範囲について説明するための図である。図３（Ｂ）は、配光範囲補正部により行われる配光範囲の補正について説明するための図である。
【図４】図４は、車両用灯具システムの動作手順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】
【０００９】
図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の車両用前照灯システムは、カメラ１０、画像処理部１１、制御部１２、レーザーダイオード（ＬＤ）ユニット駆動部１３、レーザーダイオード（ＬＤ）ユニット１４、自車両旋回情報１５を含んで構成されている。自車両旋回情報１５は、ハンドルの舵角や速度等の測定された情報ないしそれらから算出された旋回半径などの自車両の旋回に関する情報である。
【００１０】
カメラ１０は、自車両の所定位置（例えばダッシュボード上、フロントガラス上部等）に設置され、自車両の前方空間を撮影する。
【００１１】
画像処理部１１は、カメラ１０によって撮影される車両の前方空間の画像に基づいて自車両の前方に存在する前方車両（対向車両または先行車両）の位置を検出する。
【００１２】
制御部１２は、画像処理部１１によって検出される前方車両の位置に応じた選択的な光照射を行うための制御を行うものである。この制御部１２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることによって構成されるものであり、配光範囲設定部１２ａ、配光範囲補正部１２ｂ、配光制御部１２ｃを有する。
【００１３】
配光範囲設定部１２ａは、ＬＤユニット１４によって光照射可能な範囲のうち、画像処理部１１によって検出される前方車両の位置を含んだ一定範囲を非照射範囲としてそれ以外の範囲を光照射範囲として設定する。
【００１４】
配光範囲補正部１２ｂは、自車両の旋回時において、上記の配光範囲設定部１２ａによって設定される光照射範囲と非照射範囲を自車両の旋回方向に応じて補正する。
【００１５】
配光制御部１２ｃは、配光範囲設定部１２ａによって設定され、場合によって配光範囲補正部１２ｂによって補正される光照射範囲並びに非照射範囲に基づいた配光パターンを形成させるための配光制御信号を生成してＬＤユニット駆動部１３へ出力する。なお、配光パターンにおける非照射範囲は、光照射範囲との対比において実質的に光が照射されない状態であればよく、前方車両にグレアを与えない程度に光量を減じた光が照射される状態であってもよい。
【００１６】
ＬＤユニット駆動部１３は、制御部１２の配光制御部１２ｃから与えられる配光制御信号に基づいて、ＬＤユニット１４に駆動信号を供給する。
【００１７】
ＬＤユニット１４は、レーザーダイオードを含んで構成されており、ＬＤユニット駆動部１３から供給される駆動信号に基づいて自車両の前方への選択的な光照射を行う。
【００１８】
図２は、ＬＤユニットの構成例を示す図である。図示のＬＤユニット１４は、レーザーダイオード２０、集光レンズ２１、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）ミラー２２、波長変換部材２３、投影レンズ２４を含んで構成されている。
【００１９】
レーザーダイオード２０は、例えば励起光として青色域（例えば、発光波長４５０ｎｍ）のレーザー光を放出する半導体発光素子である。ＭＥＭＳミラー２２は、ＬＤユニット駆動部１３によって駆動されて、レーザーダイオード２０から入射するレーザー光を二次元方向（水平方向および垂直方向）に走査して波長変換部材２３へ入射させる。
【００２０】
波長変換部材２３は、入射するレーザー光の少なくとも一部成分を異なる波長に変換する。本実施形態では、波長変換部材２３は、レーザー光によって励起されて黄色光を発する蛍光体を備える。この黄色光と、波長変換部材２３を透過するレーザー光（青色）との混色により擬似的な白色光が得られる。投影レンズ２４は、波長変換部材２３から出射する光を車両前方へ投影する。
【００２１】
このＬＤユニット１４においては、レーザーダイオード２０から放出されるレーザー光が集光レンズ２１によって集光されてＭＥＭＳミラー２２へ入射する。ＭＥＭＳミラー２２は、このレーザー光を二次元スキャンして波長変換部材２３へ入射させる。ＭＥＭＳミラーによるスキャン動作とレーザーダイオード２０の点消灯駆動をＬＤユニット駆動部１３の制御によって同期させることにより、制御部１２によって設定された光照射範囲及び非照射範囲に対応した配光パターンが形成される。この配光パターンが投影レンズ２４によって自車両前方へ投影されることにより、前方車両の位置に応じた選択的な光照射が実現される。
【００２２】
図３（Ａ）は、配光範囲設定部により設定される配光範囲について説明するための図である。また、図３（Ｂ）は、配光範囲補正部により行われる配光範囲の補正について説明するための図である。図３（Ａ）に示すように、自車両１００の前方に存在する前方車両１０１（ここでは先行車両）の位置が検出されると、配光範囲設定部１２ａにより、前方車両１０１には光が照射されないようにするための非照射範囲が設定される。この非照射範囲は、例えば図示のように自車両１００の所定位置を基準とした角度αで定められる。この角度αで定まる範囲が非照射範囲に対応し、この非照射範囲よりも外側が光照射範囲に対応する。
【００２３】
ここで、図３（Ｂ）に示すように、自車両１００が旋回した際に、配光範囲設定部１２ａによって設定された非照射範囲（図３（Ａ）参照）がそのまま維持されると、前方車両１０１における自車両１００の旋回方向と逆側（図示の例では左側）の一部が非照射範囲から外れて光照射範囲に入ってしまい、グレアを与えることになる。旋回してからカメラ１０で撮影された画像を画像処理部１１で処理し、配光範囲設定部１２ａによって非照射範囲を設定されるまでの間の遅れ時間が発生してしまい、そのまま照射してしまうとその間の旋回分グレアが生じる。これを避けるために、配光範囲補正部１２ｂは、自車両１００が旋回した場合には、その旋回の程度に応じて自車両１００の相対的な移動先を予測し、旋回方向と逆方向に非照射範囲を広げるようにして非照射範囲および光照射範囲を補正する。補正処理は、自車両旋回情報１５を配光範囲補正部１２ｂが受けて、補正処理前に設定されていた非照射範囲を基準に旋回分の補正を行うものである。補正された光照射範囲並びに非照射範囲に基づいた配光パターンに基づき配光制御部１２ｃが配光制御信号を生成する。補正処理はカメラ１０および画像処理部１１、配光範囲設定部１２ａを介した処理に比べてかかる時間が短い。それにより、前方車両１０１へグレアを与えるリスクを軽減する。
【００２４】
非照射範囲の拡張する広さ（補正量）は、例えば図３（Ｂ）に示すように、角度αに加算する補正角度βとして定められる。この補正角度βは、自車両１００の旋回半径や車速に基づいて以下のように求められる。
自車両の車速：ｖ［ｍ／ｓ］
旋回半径    ：ｒ［ｍ］
角速度      ：ω［ｒａｄ／ｓ］
遅れ時間    ：ｔ［ｓ］
補正角度    ：β［ｒａｄ］
とすると、
ω＝ｖ／ｒ
であり、これより、
β＝ω×ｔ
と求められる。
【００２５】
ここで、旋回半径ｒについては、自車両１００に備わった各種センサ（図示略）によって検出される車輪の操舵角の情報と、予め分かっている自車両１００の前輪間距離（輪距）および前後輪間距離（軸距）などの情報を用いて公知の手法により算出することができる。また、車速ｖについては自車両１００に備わった各種センサから得られる。また、遅れ時間（時間係数）ｔについては、車両用灯具システムにおいて前方車両１０１を検出してから配光制御が達成されるまでに要する時間（カメラ１０で撮影された画像を画像処理部１１で処理し、制御部１２によって非照射範囲を設定、光照射状態が切り替わるまでに要する時間）を予め実験等により求めておき、この時間をそのまま用いるか、この時間に一定の係数を乗算する等によって適宜調整して定めることができる。遅れ時間（時間係数）ｔについては、車両用灯具システムにおいて前方車両１０１を検出してから配光制御が達成されるまでに要する時間以上としておくことが好ましい。同様に、補正角度βについても、角速度ωと遅れ時間ｔの乗算値をそのまま用いる場合の他に、乗算値にさらに一定の係数を乗算する、遅れ時間ｔの間の角速度ωの積分値とする等によって適宜調整して定めてもよい。
【００２６】
図４は、車両用灯具システムの動作手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら車両用灯具システムの動作手順を詳細に説明する。なお、図４のフローチャートに示す各処理は、矛盾を生じない限りにおいて順番を入れ替えることが可能であり、図示の内容に限定されない。
【００２７】
カメラ１０および画像処理部１１によって前方車両の位置が検出されると（ステップＳ１１）、制御部１２の配光範囲設定部１２ａは、この前方車両の位置に基づいて光照射範囲および非照射範囲を設定する（ステップＳ１２）。
【００２８】
次に、制御部１２の配光範囲補正部１２ｂは、自車両の角速度ωを求め、この角速度ωが所定の基準値（例えば±０．０３［ｒａｄ／ｓ］）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。角速度ωが所定の基準値よりも小さい場合に（ステップＳ１３；ＮＯ）、配光制御部１２ｃは、ステップＳ１２において配光範囲設定部１２ａによって設定された光照射範囲と非照射範囲に基づいて配光制御信号を生成し、ＬＤ駆動部１３へ出力する（ステップＳ１８）。
【００２９】
配光制御部１２ｃから与えられる配光制御信号に基づいてＬＤユニット駆動部１３からＬＤユニット１４に駆動信号が供給されることにより、設定された光照射範囲と非照射範囲に応じた配光パターンの照射光がＬＤユニット１４によって形成される。
【００３０】
他方で、角速度ωが所定の基準値以上である場合に（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、配光範囲補正部１２ｂは、角速度ωと遅れ時間ｔに基づいて補正角度βを算出する（ステップＳ１４）。
【００３１】
次に、配光範囲補正部１２ｂは、自車両から得た操舵角の情報に基づいて、自車両の旋回方向が右方向であるか否かを判定する（ステップＳ１５）
【００３２】
旋回方向が右方向である場合には（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、配光範囲補正部１２ｂは、ステップＳ１４で算出された補正角度βを用いて、非照射範囲を自車両に対して相対的に左方向へ拡大するようにして光照射範囲と非照射範囲を補正する（ステップＳ１６）。
【００３３】
旋回方向が左方向である場合には（ステップＳ１５；ＮＯ）、配光範囲補正部１２ｂは、ステップＳ１４で算出された補正角度βを用いて、非照射範囲を自車両に対して相対的に右方向へ拡大するようにして光照射範囲と非照射範囲を補正する（ステップＳ１７）。
【００３４】
ステップＳ１６またはステップＳ１７において光照射範囲と非照射範囲が補正されると、配光制御部１２ｃは、この補正後の光照射範囲と非照射範囲に基づいて配光制御信号を生成し、ＬＤユニット駆動部１３へ出力する（ステップＳ１８）。それにより、設定された光照射範囲と非照射範囲に応じた配光パターンの照射光がＬＤユニット１４によって形成されて自車両の前方に照射される。
【００３５】
以上のような実施形態によれば、自車両の旋回時にステップＳ１１とステップＳ１２で生じる遅れ時間に進行してしまう旋回の程度に応じてステップＳ１３からステップＳ１７にて設定される補正角度βを用いて、旋回方向と逆方向に非照射範囲を広げるように光照射範囲と非照射範囲が補正されるので、自車両の旋回時における前方車両へのグレアを軽減することが可能となる。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態ではランプユニットとして半導体レーザー素子の出射光を走査することで配光を形成するランプユニットを例示していたが、ランプユニットの構成はこれに限定されず、例えばマトリクス状に配列された複数のＬＥＤを備えるランプユニットや、光源の前に置かれた遮光・透過変更可能な複数領域を持つ液晶素子のような遮光素子を備えるランプユニットなどを用いてもよい。複数のＬＥＤを備えるランプユニットの場合であれば、制御部１２からの配光制御信号は図１におけるＬＤユニット駆動部の代わりに光源駆動部に出力され、光源駆動部が複数のＬＥＤを個別に駆動する。遮光素子を備えるランプユニットであれば、制御部１２からの配光制御信号は図１におけるＬＤユニット駆動部の代わりに遮光素子駆動部に出力され、遮光素子駆動部が遮光素子を駆動する。また、上記した実施形態では画像処理によって前方車両を検出していたが（ステップＳ１１参照）、他にも、例えばLIDAR（Laser  Imaging  Detection  and  Ranging）など光を用いた検出手段、音波を用いた検出手段、車両間通信や路車間通信などの情報技術による検出手段など種々の手段を用いることができる。また、上記した実施形態では旋回した方向と逆方向に非照射範囲を拡大させ、旋回した方向と同方向の非照射範囲は維持するようにしていたがこれに限定されない。例えば、旋回した方向と同方向では非照射範囲を拡大させた角度と同角度、もしくはそれ以下の角度で非照射範囲を減縮させてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０：カメラ
１１：画像処理部
１２：制御部
１２ａ：配光範囲設定部
１２ｂ：配光範囲補正部
１２ｃ：配光制御部
１３：ＬＤユニット駆動部
１４：ＬＤユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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