JP6144682B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に自動車などの車両に用いられる車両用灯具に関するものである。

特許文献１には、レーザ光を出射する半導体レーザと、蛍光体を含みレーザ光を受けて発光する発光部とを備えた車両用前照灯が開示される。この車両用前照灯では、半導体レーザから４０５ｎｍの波長のレーザ光（青紫色）が出射される。また、発光体は青色、緑色及び赤色の蛍光体を含むシリコーン樹脂であり、青紫色のレーザ光を受けて白色光を生成する。発光体で生成された白色光は、反射鏡により灯具前方に反射される。

特開２０１１−１２９３７５号公報

車両用灯具は車両前方に光を照射して運転者の視認性を向上させる機能を有するが、自車前方に存在する歩行者や落下物、建造物等に対する自車運転者の視認性向上や、他車運転者に与えるグレアの低減といった性能の向上が、車両用灯具には常に要求される。このような要求は、レーザ光源を用いた車両用灯具についても例外ではない。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両用灯具の性能向上を図るための技術を提供することにある。

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である。当該車両用灯具は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を走査して、所定の可視光配光パターンを形成する走査部と、自車前方における障害物を検知する障害物検知部と、前記障害物検知部の検知結果に基づいて、前記障害物の存在領域を照射する際の前記レーザ光の強度を調節する制御部と、を備えることを特徴とする。

この態様によれば、自車前方に存在する歩行者や異物に対する自車運転者の視認性を向上させることができ、また他者運転者に与えるグレアを低減することができるため、車両用灯具の性能を向上させることができる。

上記態様において、前記障害物検知部は、赤外線光源と、赤外線検知部とを有し、前記走査部は、前記レーザ光とともに前記赤外線光源から出射される赤外線を走査してもよい。この態様によれば、障害物検知部を設けることによる車両用灯具の製造コストや部品点数の増大、大型化を抑制することができる。

また、上記いずれかの態様において、前記制御部は、前記可視光配光パターンの周縁部を照射する際の前記レーザ光の強度を、前記可視光配光パターンの中心部を照射する際の前記レーザ光の強度よりも低減させてもよい。この態様によれば、可視光配光パターンの明暗境界における照度変化を緩やかにすることができるため、運転者や歩行者に与える視覚的な違和感を低減させることができる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明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、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、車両用灯具の性能向上を図るための技術を提供することができる。

実施形態１に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。 光源ユニットの概略構造を示す側面図である。 灯具前方側から観察したときの走査部の概略斜視図である。 実施形態１に係る車両用灯具により形成される可視光配光パターンの一例を示す図である。 制御ユニットを説明する機能ブロック図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、実施形態１に係る車両用灯具が実施するレーザ光照射制御を説明するための模式図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、実施形態２に係る車両用灯具が実施するレーザ光照射制御を説明するための模式図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、実施形態３に係る車両用灯具が実施するレーザ光照射制御を説明するための模式図である。 図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、実施形態４に係る車両用灯具が実施するレーザ光照射制御を説明するための模式図である。

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。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述される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。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。なお、図１は、光源ユニット１００の内部を透視した状態を図示している。また、走査部３００の永久磁石３１２，３１４の図示を省略している。本実施形態に係る車両用灯具は、例えば、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である。一対の前照灯ユニットは、実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１として左右いずれかの前照灯ユニットの構成を示す。

車両用灯具１は、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口部を覆う透光カバー４とを備える。透光カバー４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２と透光カバー４とにより形成される灯室３内には、支持プレート６と、光源ユニット１００と、走査部３００と、制御ユニット４００とが収容される。

光源ユニット１００及び走査部３００は、支持プレート６により灯室３内の所定位置に支持される。支持プレート６は、コーナー部がエイミングスクリュー８によってランプボディ２に接続される。光源ユニット１００は、第１レーザ光源１０２、第２レーザ光源１０４、第３レーザ光源１０６、第４レーザ光源１０８、ヒートシンク１１０及び集光部２００等を有する。光源ユニット１００は、ヒートシンク１１０が支持プレート６に接するようにして、支持プレート６の前面に固定される。光源ユニット１００の内部構造については後に詳細に説明する。

走査部３００は、反射鏡３１８を有する。走査部３００の構造については後に詳細に説明する。走査部３００は、光源ユニット１００から出射されたレーザ光を灯具前方に反射するように光源ユニット１００との位置関係が定められて、支持プレート６の前面から灯具前方側に突出する突出部１０に固定される。突出部１０はピボット機構１０ａを備え、走査部３００はピボット機構１０ａを介して突出部１０に支持される。また、突出部１０は、ロッドと、このロッドを灯具前後方向に伸縮させるモータとを有する支持用アクチュエータ１０ｂを備える。ロッドの先端は、走査部３００に接続される。突出部１０は、ロッドを伸縮させることで、ピボット機構１０ａを軸として走査部３００を揺動させることができ、これにより走査部３００の鉛直方向の傾斜角度（ピッチ角度）を調整することができる。支持用アクチュエータ１０ｂは制御ユニット４００に接続され、制御ユニット４００の後述するアクチュエータ制御部４０８（図５参照）により駆動が制御される。制御ユニット４００は、支持プレート６よりも灯具後方側でランプボディ２に固定される。なお、制御ユニット４００を設ける位置は、特にこれに限定されない。

車両用灯具１は、エイミングスクリュー８を回転させて支持プレート６の姿勢を調節することで光軸を水平方向及び鉛直方向に調整可能である。灯室３内における光源ユニット１００及び走査部３００の灯具前方側には、走査部３００によって反射された光の灯具前方への進行を許容する開口部を有するエクステンション部材１２が設けられる。続いて、車両用灯具１を構成する各部の構成について詳細に説明する。

（光源ユニット）
図２は、光源ユニットの概略構造を示す側面図である。なお、図２では、光源ユニット１００の内部を透視した状態を図示している。光源ユニット１００は、第１レーザ光源１０２、第２レーザ光源１０４、第３レーザ光源１０６、第４レーザ光源１０８、ヒートシンク１１０、第１レンズ１１２、第２レンズ１１４、第３レンズ１１６、第４レンズ１１８、第５レンズ１２０及び集光部２００等を有する。

第１レーザ光源１０２は、赤色レーザダイオードで構成され、赤色レーザ光Ｒを出射する。第２レーザ光源１０４は、緑色レーザダイオードで構成され、緑色レーザ光Ｇを出射する。第３レーザ光源１０６は、青色レーザダイオードで構成され、青色レーザ光Ｂを出射する。第４レーザ光源１０８（赤外線光源）は、赤外レーザダイオードで構成され、赤外レーザ光ＩＲ（赤外線）を出射する。第１レーザ光源１０２〜第４レーザ光源１０８は、共通の基板１０９に搭載されている。なお、各光源は、レーザダイオード以外のレーザ装置を有してもよい。また、赤外線光源は、レーザ光源以外の光源であってもよい。

第１レーザ光源１０２、第２レーザ光源１０４、第３レーザ光源１０６及び第４レーザ光源１０８は、それぞれのレーザ光出射面が灯具前方側を向き、基板１０９が灯具後方側を向くように配置され、ヒートシンク１１０の灯具前方側の面に取り付けられる。ヒートシンク１１０は、各レーザ光源が発する熱を効率よく回収できるよう、アルミニウムなどの熱伝導率が高い材料によって形成される。ヒートシンク１１０の灯具後方側の面は、支持プレート６（図１参照）に接する。各レーザ光源は、基板１０９、ヒートシンク１１０及び支持プレート６を介して放熱される。

第１レンズ１１２、第２レンズ１１４、第３レンズ１１６、第４レンズ１１８及び第５レンズ１２０は、例えばコリメートレンズで構成される。第１レンズ１１２は、第１レーザ光源１０２と集光部２００との間の赤色レーザ光Ｒの光路上に設けられ、第１レーザ光源１０２から集光部２００に向かう赤色レーザ光Ｒを平行光に変換する。第２レンズ１１４は、第２レーザ光源１０４と集光部２００との間の緑色レーザ光Ｇの光路上に設けられ、第２レーザ光源１０４から集光部２００に向かう緑色レーザ光Ｇを平行光に変換する。第３レンズ１１６は、第３レーザ光源１０６と集光部２００との間の青色レーザ光Ｂの光路上に設けられ、第３レーザ光源１０６から集光部２００に向かう青色レーザ光Ｂを平行光に変換する。

第４レンズ１１８は、第４レーザ光源１０８と集光部２００との間の赤外レーザ光ＩＲの光路上に設けられ、第４レーザ光源１０８から集光部２００に向かう赤外レーザ光ＩＲを平行光に変換する。第５レンズ１２０は、光源ユニット１００の筐体に設けられた開口１０１に嵌め合わされる。第５レンズ１２０は、集光部２００と走査部３００（図１参照）との間の、後述する白色レーザ光Ｗ及び赤外レーザ光ＩＲの光路上に設けられ、集光部２００から走査部３００に向かう白色レーザ光Ｗ及び赤外レーザ光ＩＲを平行光に変換する。

集光部２００は、赤色レーザ光Ｒ、緑色レーザ光Ｇ及び青色レーザ光Ｂを集合させて白色レーザ光Ｗを生成する。また、白色レーザ光Ｗに赤外レーザ光ＩＲを集合させる。集光部２００は、第１ダイクロイックミラー２０２、第２ダイクロイックミラー２０４、第３ダイクロイックミラー２０６及び第４ダイクロイックミラー２０８を有する。

第１ダイクロイックミラー２０２は、少なくとも赤色光を反射し青色光、緑色光及び赤外光を透過させるミラーであり、第１レンズ１１２を通過した赤色レーザ光Ｒを第５レンズ１２０に向けて反射するように配置される。第２ダイクロイックミラー２０４は、少なくとも緑色光を反射し青色光及び赤外光を透過させるミラーであり、第２レンズ１１４を通過した緑色レーザ光Ｇを第５レンズ１２０に向けて反射するように配置される。第３ダイクロイックミラー２０６は、少なくとも青色光を反射し赤外光を透過させるミラーであり、第３レンズ１１６を通過した青色レーザ光Ｂを第５レンズ１２０に向けて反射するように配置される。第４ダイクロイックミラー２０８は、少なくとも赤外光を反射するミラーであり、第４レンズ１１８を通過した赤外レーザ光ＩＲを第５レンズ１２０に向けて反射するように配置される。

各ダイクロイックミラーは、それぞれが反射したレーザ光の光路が平行で、且つ各レーザ光が集合して第５レンズ１２０に入射されるように互いの位置関係が定められる。本実施形態では、第１ダイクロイックミラー２０２〜第４ダイクロイックミラー２０８は、各ダイクロイックミラーにおいてレーザ光が当たる領域（レーザ光の反射点）が一直線上に並ぶように配置されている。

第４レーザ光源１０８から出射された赤外レーザ光ＩＲは、第４ダイクロイックミラー２０８で反射され、第３ダイクロイックミラー２０６側に進行する。第３レーザ光源１０６から出射された青色レーザ光Ｂは、第３ダイクロイックミラー２０６により第２ダイクロイックミラー２０４側に反射されるとともに、第３ダイクロイックミラー２０６を透過した赤外レーザ光ＩＲと重ね合わされる。第２レーザ光源１０４から出射された緑色レーザ光Ｇは、第２ダイクロイックミラー２０４により第１ダイクロイックミラー２０２側に反射されるとともに、第２ダイクロイックミラー２０４を透過した赤外レーザ光ＩＲ及び青色レーザ光Ｂの集合光と重ね合わせられる。第１レーザ光源１０２から出射された赤色レーザ光Ｒは、第１ダイクロイックミラー２０２により第５レンズ１２０側に反射されるとともに、第１ダイクロイックミラー２０２を透過した赤外レーザ光ＩＲ、青色レーザ光Ｂ及び緑色レーザ光Ｇの集合光と重ね合わせられる。その結果、赤外レーザ光ＩＲを含む白色レーザ光Ｗが形成される。赤外レーザ光ＩＲと白色レーザ光Ｗとの混合レーザ光は、第５レンズ１２０を通過して走査部３００に向けて進行する。

光源ユニット１００は、各レーザ光の出射を監視する監視部１３０を有する。監視部１３０は、第１フォトセンサ１３２、第２フォトセンサ１３４、第３フォトセンサ１３６、第４フォトセンサ１３８、第５フォトセンサ１３９及び異常判定部１４０を有する。第１フォトセンサ１３２は、赤色レーザ光Ｒの強度を測定する。第２フォトセンサ１３４は、緑色レーザ光Ｇの強度を測定する。第３フォトセンサ１３６は、青色レーザ光Ｂの強度を測定する。第４フォトセンサ１３８は、赤外レーザ光ＩＲの強度を測定する。第５フォトセンサ１３９は、白色レーザ光Ｗと赤外レーザ光ＩＲの集合光の強度を測定する。各フォトセンサは、測定値を示す信号を異常判定部１４０に送信する。

異常判定部１４０は、第１フォトセンサ１３２〜第４フォトセンサ１３８の測定値と予め定められた照射強度の設定範囲とを比較して、各レーザ光源にレーザ光の出射異常が生じているか否かを判定する。また、異常判定部１４０は、第５フォトセンサ１３９の測定値を用いて、白色レーザ光Ｗの強度、若しくは白色レーザ光Ｗと赤外レーザ光ＩＲの集合光の強度が所定の設定範囲に含まれるか否かを判定する。異常判定部１４０は、第５フォトセンサ１３９での測定値から第４フォトセンサ１３８での測定値を減算することで白色レーザ光Ｗの強度を算出することができる。異常判定部１４０は、判定結果を示す信号を制御ユニット４００に送信する。なお、異常判定部１４０は、制御ユニット４００内に設けられてもよい。

（走査部）
図３は、灯具前方側から観察したときの走査部の概略斜視図である。走査部３００は、第１レーザ光源１０２〜第３レーザ光源１０６から出射されるレーザ光を走査して、所定の可視光配光パターン（図４参照）を形成するための機構である。また、走査部３００は、赤外レーザ光ＩＲで車両前方を走査する。走査部３００は、例えば、いわゆるガルバノミラーで構成され、ベース３０２、第１回動体３０４、第２回動体３０６、第１トーションバー３０８、第２トーションバー３１０、永久磁石３１２，３１４、端子部３１６及び反射鏡３１８等を有する。ベース３０２は、中央に開口部３０２ａを有する枠体であり、灯具前後方向に傾斜した状態で突出部１０（図１参照）の先端に固定される。ベース３０２には、所定位置に端子部３１６が設けられる。開口部３０２ａには、第１回動体３０４が配置される。第１回動体３０４は、中央に開口部３０４ａを有する枠体であり、灯具後方下側から灯具前方上側に延在する第１トーションバー３０８により、ベース３０２に対し左右（車幅方向）に回動可能に支持される。

第１回動体３０４の開口部３０４ａには、第２回動体３０６が配置される。第２回動体３０６は、矩形状の平板であり、車幅方向に延在する第２トーションバー３１０により、第１回動体３０４に対し上下（鉛直方向）に回動可能に支持される。第２回動体３０６は、第１回動体３０４が第１トーションバー３０８を回動軸として左右に回動すると、第１回動体３０４とともに左右に回動する。第２回動体３０６の表面には、メッキ又は蒸着等の方法により反射鏡３１８が設けられる。

ベース３０２には、第１トーションバー３０８の延在方向と直交する位置に、一対の永久磁石３１２が設けられる。永久磁石３１２は、第１トーションバー３０８と直交する磁界を形成する。第１回動体３０４には第１コイル（図示せず）が配線され、第１コイルは端子部３１６を介して制御ユニット４００に接続される。また、ベース３０２には、第２トーションバー３１０の延在方向と直交する位置に、一対の永久磁石３１４が設けられる。永久磁石３１４は、第２トーションバー３１０と直交する磁界を形成する。第２回動体３０６には第２コイル（図示せず）が配線され、第２コイルは端子部３１６を介して制御ユニット４００に接続される。

第１コイル及び永久磁石３１２と、第２コイル及び永久磁石３１４とにより走査用アクチュエータ３２０（図５参照）が構成される。走査用アクチュエータ３２０は、後述するアクチュエータ制御部４０８（図５参照）により駆動が制御される。アクチュエータ制御部４０８は、第１コイル及び第２コイルに流れる駆動電圧の大きさと向きを制御する。これにより、第１回動体３０４及び第２回動体３０６が左右に往復回動し、また第２回動体３０６が単独で上下に往復回動する。その結果、反射鏡３１８が上下左右に往復回動する。また、駆動電圧の大きさの制御により、第２回動体３０６の往復回動の幅（振幅）が調整される。

光源ユニット１００と走査部３００とは、光源ユニット１００から出射された白色レーザ光Ｗ及び赤外レーザ光ＩＲが反射鏡３１８で灯具前方に反射されるよう互いの位置関係が定められる。そして、走査部３００は、反射鏡３１８の往復回動により白色レーザ光Ｗ及び赤外レーザ光ＩＲで車両前方を走査する。例えば走査部３００は、配光パターンの形成領域よりも広い走査範囲で反射鏡３１８を回動させる。そして、制御ユニット４００の後述する光源制御部４１０（図５参照）は、反射鏡３１８の回動位置が可視光配光パターンの形成領域に対応する位置にあるとき第１レーザ光源１０２〜第３レーザ光源１０６を点灯させる。これにより、白色レーザ光Ｗが可視光配光パターンの形成領域に配光されて、車両前方に所定の可視光配光パターンが形成される。この場合、光源制御部４１０は、走査部３００の一部を構成する。また、例えば光源制御部４１０は、常に第４レーザ光源１０８を点灯させる。これにより、反射鏡３１８の回動範囲（走査領域）の全域が赤外レーザ光ＩＲで走査される。赤外レーザ光ＩＲは、後述する障害物検知に利用される。

図４は、実施形態１に係る車両用灯具により形成される可視光配光パターンの一例を示す図である。なお、図４では、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成された可視光配光パターンを示している。また、レーザ光の走査の軌跡は、模式的に示している。走査部３００は、車幅方向に延在する矩形の走査領域ＳＡ内をレーザ光でスキャン可能である。光源制御部４１０は、走査部３００によるレーザ光の走査位置がロービーム用配光パターンＬｏ内である場合に、第１レーザ光源１０２〜第４レーザ光源１０８からレーザ光を出射させ、当該走査位置がロービーム用配光パターンＬｏ外である場合に、第１レーザ光源１０２〜第３レーザ光源１０６からのレーザ光の出射を停止させる。これにより、対向車線側カットオフラインＣＬ１、自車線側カットオフラインＣＬ２及び斜めカットオフラインＣＬ３を有するロービーム用配光パターンＬｏが形成される。なお、車両用灯具１は、ハイビーム用配光パターン等の他の配光パターンも形成することができる。

（制御ユニット）
図５は、制御ユニットを説明する機能ブロック図である。なお、図５に示す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。制御ユニット４００は、灯具ＥＣＵ４０２、ＲＯＭ４０４、ＲＡＭ４０６等を有する。灯具ＥＣＵ４０２は、アクチュエータ制御部４０８及び光源制御部４１０（制御部）を有する。ＲＯＭ４０４は、各種制御プログラムを格納する。ＲＡＭ４０６は、データ格納や灯具ＥＣＵ４０２によるプログラム実行のためのワークエリアとして利用される。灯具ＥＣＵ４０２は、ＲＯＭ４０４に格納された複数の制御プログラムを適宜選択的に実行し、各種制御信号を生成する。

アクチュエータ制御部４０８は、走査部３００の走査用アクチュエータ３２０と、突出部１０の支持用アクチュエータ１０ｂを制御する。光源制御部４１０は、第１レーザ光源１０２〜第４レーザ光源１０８のレーザ光の出射を各光源独立に制御する。例えば、灯具ＥＣＵ４０２は、車両に設けられたライトスイッチ５０８からの信号を受信可能である。灯具ＥＣＵ４０２がライトスイッチ５０８から車両用灯具１の点消灯を指示する信号を受信すると、光源制御部４１０は各レーザ光源の点消灯を制御する。光源制御部４１０による制御は後に詳細に説明する。

また、灯具ＥＣＵ４０２は、監視部１３０の異常判定部１４０からの信号を受信可能である。光源制御部４１０は、監視部１３０から得られた信号を用いて、各レーザ光源の出力を調整する制御信号を生成する。また、灯具ＥＣＵ４０２は、光源の出力異常を報知する報知部５００に動作指令信号を送信可能である。報知部５００は、例えば車両内に設けられる警告灯（インジケータランプ）等で構成することができる。

灯具ＥＣＵ４０２は、ナビゲーションシステム５０６、車速センサ５１０、ステアリングセンサ５１２（舵角センサ）等からの信号を受信可能である。また、灯具ＥＣＵ４０２は、車載カメラ５０２で撮像された画像データを受信して解析する画像処理装置５０４からの信号を受信可能である。車載カメラ５０２は、少なくとも赤外線領域に感度を有し、少なくとも自車前方を撮像範囲に含んでおり、赤外線検知部として機能する。車載カメラ５０２は、例えばルームミラー（インナーリアビューミラー）の背面側（車両前方側）に配置される。車載カメラ５０２は、車両前方に照射された赤外レーザ光ＩＲの反射がある部分の赤外線画像を取得することができる。

画像処理装置５０４は、車載カメラ５０２から画像データを受けて、障害物を示す特徴点を画像データ内で探索することで、自車前方における障害物を検知する。したがって、赤外線光源としての第４レーザ光源１０８、赤外線検知部としての車載カメラ５０２、及び画像処理装置５０４は、自車前方における障害物を検知する障害物検知部を構成する。また、本実施形態では、可視光配光パターンを形成するための走査部３００を、赤外レーザ光ＩＲの走査に利用している。ここで、前記「障害物」は、自車の安全走行の障害になるものを意味し、先行車や対向車を含む前方車両、歩行者、路上に存在する建造物や落下物等の異物を含む。画像処理装置５０４は、前方車両、歩行者、路上の異物のそれぞれを示す特徴点情報を予め備え、障害物の種類や位置、自車からの距離を検知することができる。

続いて、上述した構成を備える車両用灯具１で実施されるレーザ光の照射制御について説明する。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、実施形態１に係る車両用灯具が実施するレーザ光照射制御を説明するための模式図である。なお、図６（Ａ）には車両用灯具１がハイビーム用配光パターンＨｉを形成している状態を示し、図６（Ｂ）には車両用灯具１がロービーム用配光パターンＬｏを形成している状態を示す。本実施形態に係る車両用灯具１において、光源制御部４１０は、障害物検知部の検知結果に基づいて、検知された障害物の存在領域を照射する際の白色レーザ光Ｗの強度を調節する。すなわち、光源制御部４１０は、障害物検知部により自車前方の道路状況を把握して、把握した道路状況に応じて白色レーザ光Ｗの出力を制御する。

例えば、図６（Ａ）に示すように、形成中の可視光配光パターン（図６（Ａ）ではハイビーム用配光パターンＨｉ）の照射領域内で障害物として前方車両６００が検知されると、光源制御部４１０は、前方車両６００の存在領域を走査する際の白色レーザ光Ｗの強度を初期設定値、すなわち通常時に可視光配光パターンを形成する際の強度よりも低減させる。例えば、光源制御部４１０は前方車両６００の存在領域において、白色レーザ光Ｗの強度を０、すなわち第１レーザ光源１０２〜第３レーザ光源１０６を消灯する。これにより、ハイビーム用配光パターンＨｉ中の前方車両６００の存在領域に、非照射領域６０２が形成される。その結果、前方車両６００の運転者に与えるグレアを低減させることができる。

また、図６（Ｂ）に示すように、障害物として歩行者６０４や異物６０６が検知されると、光源制御部４１０は、歩行者６０４や異物６０６の存在領域を走査する際の白色レーザ光Ｗの強度を初期設定値よりも増大させる。例えば、形成中の可視光配光パターン（図６（Ｂ）ではロービーム用配光パターンＬｏ）の照射領域外で例えば歩行者６０４が検知されると、光源制御部４１０は、歩行者６０４の存在領域において第１レーザ光源１０２〜第３レーザ光源１０６を点灯して白色レーザ光Ｗを照射する。これにより、歩行者６０４の存在領域に強照射領域６０８が形成される。この強照射領域６０８における白色レーザ光Ｗの強度は、ロービーム用配光パターンＬｏを形成する白色レーザ光Ｗの強度を上回る強度であってもよいし、ロービーム用配光パターンＬｏを形成する白色レーザ光Ｗの強度以下の強度であってもよい。

また、ロービーム用配光パターンＬｏの照射領域内で例えば異物６０６が検知されると、光源制御部４１０は異物６０６の存在領域を走査する際の白色レーザ光Ｗの強度を、ロービーム用配光パターンＬｏを形成する強度よりも増大させる。これにより、ロービーム用配光パターンＬｏ中の異物６０６の存在領域に、強照射領域６０８が形成される。その結果、歩行者６０４や異物６０６に対する自車運転者の視認性を向上させることができる。

また、光源制御部４１０は、自車の周囲環境に合わせて、自車運転者の運転を支援するための配光パターンを形成するように、各レーザ光源の出力を制御してもよい。例えば、自車周囲が、霧の発生等の視認性が低下する状況にあるとき、光源制御部４１０は、運転ガイド配光パターン６１０を形成して運転者の運転を支援する。運転ガイド配光パターン６１０は、例えば自車前方の道路形状に沿ったライン状のパターンである。運転者は、運転ガイド配光パターン６１０から自車前方の道路形状を把握することができる。なお、自車前方の道路形状は、例えばナビゲーションシステム５０６から得られる情報を用いて把握することができる。また、例えば霧の発生は、ライトスイッチ５０８から受信するフォグランプの点灯指示信号を用いて把握することができる。なお、自車の周囲環境の把握には、車速センサ５１０やステアリングセンサ５１２から得られる情報を用いることもできる。

光源制御部４１０は、自車両から障害物までの距離に応じて、白色レーザ光Ｗの強度を調節してもよい。例えば、障害物までの距離が所定の近距離にある場合は、運転者が障害物を比較的視認しやすい。そこで、光源制御部４１０は白色レーザ光Ｗの強度を相対的に低減させる。一方、障害物までの距離が所定の遠距離にある場合は、運転者が障害物を比較的視認しにくい。そこで、光源制御部４１０は白色レーザ光Ｗの強度を相対的に増大させる。すなわち、障害物が所定の近距離にある場合は、所定の遠距離にある場合に比べて白色レーザ光Ｗの強度を小さくする。あるいは、障害物が所定の近距離にある場合に白色レーザ光Ｗの強度を初期設定値よりも低減させ、障害物が所定の遠距離にある場合に白色レーザ光Ｗの強度を初期設定値よりも増大させてもよい。これにより、運転者の障害物に対する視認性の向上を図るとともに、消費電力の低減とレーザ光源の長寿命化を図ることができる。前記「所定の近距離」及び「所定の遠距離」は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。

なお、光源制御部４１０は例えば路面に、赤外レーザ光ＩＲで格子状パターン等の所定形状のパターンを形成し、このパターンの歪みから自車前方の地形や路面上の障害物を検知することもできる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具１は、第１レーザ光源１０２〜第３レーザ光源１０６と、これらのレーザ光源から出射される赤色レーザ光Ｒ、緑色レーザ光Ｇ及び青色レーザ光Ｂを走査して、可視光配光パターンを形成する走査部３００とを備える。また、車両用灯具１は、自車前方における障害物を検知する障害物検知部と、障害物検知部の検知結果に基づいて、障害物の存在領域を照射する際のレーザ光の強度を調節する光源制御部４１０とを備える。これにより、自車前方に存在する歩行者や落下物、建造物等に対する自車運転者の視認性向上や、他車運転者に与えるグレアの低減を図ることができる。よって、車両用灯具１の性能を向上させることができる。

また、本実施形態の車両用灯具１において、障害物検知部は、赤外線光源としての第４レーザ光源１０８と、赤外線検知部としての車載カメラ５０２とを有する。そして、走査部３００が、可視光配光パターンを形成する可視レーザ光とともに赤外線を走査している。すなわち、可視光配光パターンを形成するための走査部３００を、障害物検知部の一部として利用している。そのため、障害物検知部を設けることによる車両用灯具の製造コストや部品点数の増大、大型化等を抑制することができる。

（実施形態２）
実施形態２に係る車両用灯具は、光源制御部４１０によるレーザ光の照射制御の内容を除き、実施形態１に係る車両用灯具１の構成と共通する。実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明及び図示は適宜省略する。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、実施形態２に係る車両用灯具が実施するレーザ光照射制御を説明するための模式図である。なお、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）には車両用灯具１がハイビーム用配光パターンＨｉを形成している状態を示す。図７（Ｂ）では、走査領域ＳＡ及びレーザ光の走査軌跡の図示を省略している。障害物検知部によって障害物を高精度に検知するために、走査領域ＳＡの全域を所定の高強度の赤外レーザ光ＩＲで走査することが考えられる。しかしながら、この場合は、消費電力の増大と第４レーザ光源１０８の寿命が短くなってしまうという課題が生じる。そこで、本実施形態に係る車両用灯具１では、図７（Ａ）に示すように、まず光源制御部４１０が赤外レーザ光ＩＲの強度を所定の低強度とし、走査部３００がこの低強度の赤外レーザ光ＩＲで走査領域ＳＡの全域を走査する。以下では適宜、この走査を第１走査という。第１走査は、所定の間隔で繰り返し実施される。

そして、第１走査で得られた画像（数フレーム前からの情報を用いてもよい）から画像処理装置５０４によって例えば歩行者６０４が検知されると、図７（Ｂ）に示すように光源制御部４１０は、歩行者６０４の存在領域を走査する際の赤外レーザ光ＩＲの強度を、第１走査での強度よりも高い所定の高強度とする。これにより、歩行者６０４の存在領域に、強ＩＲ照射領域６１２が形成される。また、歩行者６０４の存在領域を除く領域では、第４レーザ光源１０８を消灯する。以下では適宜、この走査を第２走査という。

すなわち、光源制御部４１０は、比較的弱い赤外レーザ光ＩＲで走査領域ＳＡの全域を走査して、比較的低い精度で障害物を検知する第１走査を実施する。そして、第１走査により障害物が検知されると、赤外レーザ光ＩＲの走査範囲を障害物の存在領域に限定するとともに、より強い赤外レーザ光ＩＲを照射して障害物をより高精度に検知する第２走査を実施する。これにより、高精度な障害物検知と、消費電力の低減及び第４レーザ光源１０８の長寿命化とを図ることができる。前記「所定の低強度」及び「所定の高強度」は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。

なお、制御ユニット４００は、第２走査によって得られた障害物の位置情報を、車両に設けられたディスプレイ（図示せず）等に表示することで、運転者に障害物の存在を報知するようにしてもよい。また、第２走査において、障害物の存在領域以外の領域を、所定の低強度の赤外レーザ光ＩＲで走査してもよい。すなわち、走査領域ＳＡの全域を低強度の赤外レーザ光ＩＲで走査しながら、障害物の存在領域を走査するときのみ赤外レーザ光ＩＲの強度を増大させてもよい。

（実施形態３）
実施形態３に係る車両用灯具１は、光源制御部４１０によるレーザ光の照射制御の内容を除き、実施形態１に係る車両用灯具１の構成と共通する。実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明及び図示は適宜省略する。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、実施形態３に係る車両用灯具が実施するレーザ光照射制御を説明するための模式図である。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）では、可視光配光パターンの周縁部近傍を拡大して模式的に示している。また、図８（Ａ）では上下方向に照射領域８００と非照射領域８１０とがならんでいる。図８（Ｂ）では、左右方向に照射領域８００と非照射領域８１０とがならんでいる。

白色レーザ光Ｗを照射して可視光配光パターンを形成する場合、可視光配光パターンの照射領域８００と非照射領域８１０の明暗境界Ｓにおいて急激な照度変化がある。明暗境界Ｓにおける急激な照度変化は、自車運転者や他者運転者、歩行者等に視覚的な違和感を与える可能性があった。そこで、本実施形態に係る車両用灯具１において、光源制御部４１０は、可視光配光パターンの周縁部を照射する際の白色レーザ光Ｗの強度を、可視光配光パターンの中心部を照射する際の白色レーザ光Ｗの強度よりも低減させる。これにより、可視光配光パターンの明暗境界Ｓにおける照度変化を緩やかにすることができるため、運転者や歩行者に与える視覚的な違和感を低減させることができる。

例えば、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、明暗境界Ｓの近傍において、明暗境界Ｓと接する周縁部照射領域８０２、周縁部照射領域８０２に接する中間部照射領域８０４、及び中間部照射領域８０４に接する中心部照射領域８０６のそれぞれを走査する際の白色レーザ光Ｗの強度は、明暗境界Ｓに近い程弱く設定される。これにより、例えば中心部照射領域８０６における照度を基準とすると、中間部照射領域８０４の照度が中心部照射領域８０６の５０％に、周縁部照射領域８０２の照度が中心部照射領域８０６の１０％に設定される。このように、照射領域８００から非照射領域８１０にかけて、可視光配光パターンの照度を段階的あるいは連続的に変化させることで、運転者等に与える視覚的な違和感をより低減させることができる。なお、中間部照射領域８０４を設けることでより大きな違和感低減効果を得ることができるが、少なくとも周縁部照射領域８０２の照度を中心部照射領域８０６よりも低減させれば、ある程度の違和感低減効果を得ることができる。

また、光源制御部４１０は、周縁部照射領域８０２を走査する際に、白色レーザ光Ｗの色度を調節してもよい。例えば、第５レンズ１２０の色収差によって、可視光配光パターンの明暗境界Ｓの近傍に青色等の色が発生する場合がある。そこで、光源制御部４１０は、周縁部照射領域８０２を走査する際、第３レーザ光源１０６の出力を弱めて青色レーザ光Ｂの強度を低減させる。すなわち、白色レーザ光Ｗにおける青色レーザ光Ｂの比率を変化させる。これにより、明暗境界Ｓの近傍における可視光配光パターンの色を、中心部と同等の色にすることができる。その結果、運転者の視認性を向上させることができ、また運転者や歩行者に与える違和感を低減させることができる。

（実施形態４）
実施形態４に係る車両用灯具１は、レーザ光の走査方法を除き、実施形態１に係る車両用灯具１の構成と共通する。実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明及び図示は適宜省略する。

図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、実施形態４に係る車両用灯具が実施するレーザ光照射制御を説明するための模式図である。図９（Ａ）は、ロービーム用配光パターンＬｏとハイビーム用配光パターンＨｉとにおける、白色レーザ光Ｗの走査範囲の相違を示している。図９（Ｂ）は、反射鏡３１８の上下方向の振幅のみを変化させてロービーム用配光パターンＬｏを形成した場合におけるハイビーム用配光パターンＨｉとロービーム用配光パターンＬｏの位置関係を示している。図９（Ｃ）は、反射鏡３１８の上下方向の振幅と反射鏡３１８の傾斜角度とを変化させてロービーム用配光パターンＬｏを形成した場合におけるハイビーム用配光パターンＨｉとロービーム用配光パターンＬｏの位置関係を示している。

通常、車両前方を白色レーザ光で走査して可視光配光パターンを形成する場合、走査部による反射鏡の振幅は、少なくとも最大の可視光配光パターンの照射領域を白色レーザ光Ｗで走査できるように設定される。例えば、図９（Ａ）に示すように、ハイビーム用配光パターンＨｉの鉛直方向の幅Ｒ１は、ロービーム用配光パターンＬｏの鉛直方向の幅Ｒ２よりも大きく、ハイビーム用配光パターンＨｉにはロービーム用配光パターンＬｏが重ならない幅Ｒ３の領域が存在する。反射鏡３１８の上下方向の振幅は、少なくとも幅Ｒ１の範囲を白色レーザ光Ｗで走査できるように設定される。

したがって、アクチュエータ制御部４０８は、ロービーム用配光パターンＬｏを形成する場合も幅Ｒ１の範囲で反射鏡３１８を上下に回動させる。光源制御部４１０は、反射鏡３１８が幅Ｒ２の範囲内に白色レーザ光Ｗを反射する角度にあるとき第１レーザ光源１０２〜第３レーザ光源１０６を点灯して白色レーザ光Ｗを出射させ、幅Ｒ３の範囲内に白色レーザ光Ｗが反射する角度にあるとき各レーザ光源を消灯する。よって、ロービーム用配光パターンＬｏの形成時、反射鏡３１８は幅Ｒ３の領域を無駄に回動している。

そこで、ロービーム用配光パターンＬｏの形成時は、反射鏡３１８の上下方向の振幅を幅Ｒ２に合わせて狭めることが考えられる。これにより、ロービーム用配光パターンＬｏの照射領域を白色レーザ光Ｗが走査する間隔を狭めることができる。よって、ロービーム用配光パターンＬｏの照度を高めることができる。若しくは、ロービーム用配光パターンＬｏを形成する際のレーザ光源の出力を低減させることができ、消費電力の低減及びレーザ光源の長寿命化を図ることができる。

しかしながら、図９（Ｂ）に示すように、反射鏡３１８の上下方向の振幅を単に狭めただけでは、ロービーム用配光パターンＬｏを形成する際の反射鏡３１８の上下方向の振幅中心Ｃ２と、ハイビーム用配光パターンＨｉを形成する際の反射鏡３１８の上下方向の振幅中心Ｃ１とは一致したままである。そのため、本来形成されるべき位置にあるロービーム用配光パターンＬｏの上下方向の中心に対して振幅中心Ｃ２が上方にずれてしまう。したがって、反射鏡３１８の上下方向の振幅をただ狭めただけの状態でロービーム用配光パターンＬｏを形成すると、ロービーム用配光パターンＬｏは本来形成されるべき位置から上方にずれてしまう。

そこで、図９（Ｃ）に示すように、ロービーム用配光パターンＬｏを形成する際、ロービーム用配光パターンＬｏの上下方向の中心に上下方向で近づくように、反射鏡３１８の振幅中心Ｃ２を下方に変位させる。すなわち、アクチュエータ制御部４０８は、幅Ｒ２に合わせて反射鏡３１８の上下方向の振幅をハイビーム用配光パターンＨｉの形成時よりも狭めるとともに、支持用アクチュエータ１０ｂを駆動させて反射鏡３１８の上下方向の傾斜角度（ピッチ角度）を調節し、振幅中心Ｃ２を振幅中心Ｃ１よりも下方に変位させる。これにより、本来形成されるべき位置にあるロービーム用配光パターンＬｏの上下方向の中心と振幅中心Ｃ２を一致させることができるため、ロービーム用配光パターンＬｏを適切な位置に形成することができる。

なお、アクチュエータ制御部４０８は、ライトスイッチ５０８から受信する信号を用いて、ロービーム用配光パターンＬｏの形成を把握することができる。また、ハイビーム用配光パターンＨｉは相対的に上下幅が大きい配光パターンの一例であり、ロービーム用配光パターンＬｏは相対的に上下幅が小さい配光パターンの一例である。相対的に上下幅が大きい配光パターン及び小さい配光パターンは、ハイビーム用配光パターンＨｉ及びロービーム用配光パターンＬｏに限定されない。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施形態同士、および上述の各実施形態と以下の変形例との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

上述した実施形態１では、走査領域ＳＡの全域を赤外レーザ光ＩＲで走査しているが、可視光配光パターンの非照射領域のみに赤外レーザ光ＩＲを照射してもよい。可視光配光パターンの照射領域では、障害物が可視光配光パターンで照らされるため、運転者は障害物を視認しやすい。そこで、可視光配光パターンの非照射領域のみに赤外レーザ光ＩＲを照射することで、運転者の視認性向上を図るとともに、消費電力の低減、第４レーザ光源１０８の長寿命化を図ることができる。また、車両用灯具１は、非可視光光源として赤外線光源に代えて、若しくは加えて、紫外線光源を搭載し、可視光配光パターンを形成するとともに非可視光として紫外線ＵＶを走査してもよい。また、車両用灯具１は、障害物が検知された場合に、非照射領域６０２や強照射領域６０８を形成することに代えて、若しくは加えて、検知された障害物の位置情報等を車両に搭載されたディスプレイに表示するなどして、運転者に障害物の存在を報知してもよい。

１ 車両用灯具、 １００ 光源ユニット、 １０２ 第１レーザ光源、 １０４ 第２レーザ光源、 １０６ 第３レーザ光源、 １０８ 第４レーザ光源、 ２００ 集光部、 ３００ 走査部、 ４００ 制御ユニット、 ４１０ 光源制御部、 ５０２ 車載カメラ、 ５０４ 画像処理装置。

本発明は、車両用灯具に利用することができる。

Claims (3)

1. レーザ光源と、
   前記レーザ光源から出射されるレーザ光を走査して、所定の可視光配光パターンを形成する走査部と、
   自車前方における障害物を検知する障害物検知部と、
   前記障害物検知部により検知された前記障害物の存在領域を照射する際の前記レーザ光の強度を自車から障害物までの距離に応じて調節する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記障害物の存在領域を照射する際の前記レーザ光の強度を、前記障害物の不在時に可視光配光パターンを形成する際の強度よりも低減させ、且つ自車から前記障害物までの距離が近距離である場合は遠距離である場合に比べてより低減させることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記障害物検知部は、赤外線光源と、赤外線検知部とを有し、
   前記走査部は、前記レーザ光とともに前記赤外線光源から出射される赤外線を走査する請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記制御部は、前記可視光配光パターンの周縁部を照射する際の前記レーザ光の強度を、前記可視光配光パターンの中心部を照射する際の前記レーザ光の強度よりも低減させる請求項１又は２に記載の車両用灯具。

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