JP7099842B2 - Headlight device for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、前方車両の位置等に応じて配光制御しつつ光照射を行う車両用前照灯装置及び車両用前照灯の制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle headlight device that irradiates light while controlling light distribution according to the position of a vehicle in front and a control method for the vehicle headlight.
従来、車載カメラによって前方車両(対向車または先行車)を検出し、検出した前方車両の存在する領域には光を照射せずにそれ以外の領域には光を照射することで、前方車両に眩惑を与えることなく、運転者の前方視界を良好に保つ配光可変型の車両用前照灯装置(ADB:Adaptive Driving Beam)が知られている。
このような配光可変型の車両用前照灯装置では、複数のLED2次元配列したアレイ光源を照射領域に応じて複数のセグメント(分割領域)に分割し、セグメント毎に点灯又は消灯の切り替えを行う。そして、車両の走行中においては、所定の時間毎に検出した前方車両の位置に応じて光を照射しない範囲を設定し、この範囲に応じて、各セグメントについて照射又は非照射を決定する。
Conventionally, a vehicle in front (oncoming vehicle or preceding vehicle) is detected by an in-vehicle camera, and the area in front of the detected vehicle is not illuminated with light, but the other areas are illuminated with light to cover the vehicle in front. A variable light distribution type vehicle headlight device (ADB: Adaptive Driving Beam) that maintains a good front view of a driver without causing dazzling is known.
In such a variable light distribution type vehicle headlight device, an array light source in which a plurality of LEDs are two-dimensionally arranged is divided into a plurality of segments (divided areas) according to an irradiation area, and lighting or extinguishing is switched for each segment. conduct. Then, while the vehicle is running, a range in which light is not irradiated is set according to the position of the vehicle in front detected at predetermined time intervals, and irradiation or non-irradiation is determined for each segment according to this range.
つまり、各セグメントにおける光照射/非照射は前方車両の状況に応じて時々刻々と変動する。例えば、前方車両が左右いずれかへ移動した場合には、その移動方向に応じて非照射範囲も左右へ移動する。このとき、非照射範囲の変動に伴い、それまで光照射の非対象となっていたセグメントが光照射の対象に切り替わった場合には、そのセグメントは暗い状態から急に明るい状態へと切り替わるため、運転者等に対して違和感を与える場合がある。このような違和感は、前方車両の移動が大きいほど顕著になる。 That is, the light irradiation / non-irradiation in each segment fluctuates from moment to moment depending on the situation of the vehicle in front. For example, when the vehicle in front moves to the left or right, the non-irradiation range also moves to the left or right according to the moving direction. At this time, if the segment that was not the target of light irradiation is switched to the target of light irradiation due to the fluctuation of the non-irradiation range, the segment suddenly switches from the dark state to the bright state. It may give a sense of discomfort to the driver, etc. Such a sense of discomfort becomes more pronounced as the vehicle in front moves more.
そこで配光可変型の車両用前照灯装置の例として、特許文献1には、複数のLEDうち、少なくとも1つのLEDの点灯または消灯に要する時間を制御して、LEDの点灯又は消灯を適度に緩やかに変化させることで、光照射/非照射の切り替えの際の運転者等への違和感を緩和する。
Therefore, as an example of a variable light distribution type vehicle headlight device,
しかしながら、上述した特許文献1に開示された車両用前照灯制御装置では、LEDの点灯または消灯に要する時間の制御はセグメント毎に行われている。より詳細には、特許文献1に開示された車両用前照灯制御装置では、LEDが車幅方向に一列に配列されていることから、各LEDの点灯または消灯の制御は、すなわち車幅方向の光照射又は非照射を制御するに過ぎず、光照射/非照射の切り替えの際に運転者に与える違和感が充分に軽減されるとは言えない。特に、照射範囲と非照射範囲との境界で、照射/非照射の切り替えが頻繁に行われるような場合には、非照射範囲の端部で点灯/消灯が繰り返されるため、違和感が大きい。
However, in the vehicle headlight control device disclosed in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光照射状態の切り替え時において運転者等への違和感をより軽減させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to further reduce the discomfort to the driver and the like when switching the light irradiation state.
本発明の一態様は、車高方向及び車幅方向の予め定めた配光領域毎に区分してそれぞれ別個独立に光照射可能な車両用前照灯と、該車両用前照灯の前記配光領域毎に配光制御を行う制御部と、を備え、前記制御部が、前方車両の位置を示す車両検知情報を取得して、該車両検知情報に基づく前記前方車両の位置に応じて前記配光領域に対して光照射範囲及び遮光範囲を設定する照射範囲設定部と、前記照射範囲設定部による設定結果に基づいて、前記光照射範囲については、前記車高方向の下方から上方に向かって順に、段階的に消灯状態から点灯状態に切り替えるように制御する配光制御部と、を有する車両用前照灯装置を提供する。 One aspect of the present invention is a vehicle headlight that can be divided into predetermined light distribution regions in the vehicle height direction and the vehicle width direction and independently and independently irradiated with light, and the arrangement of the vehicle headlights. The control unit includes a control unit that controls light distribution for each light region, and the control unit acquires vehicle detection information indicating the position of the vehicle in front and said the vehicle according to the position of the vehicle in front based on the vehicle detection information. Based on the irradiation range setting unit that sets the light irradiation range and the light shielding range for the light distribution area and the setting result by the irradiation range setting unit, the light irradiation range is directed from the lower side to the upper side in the vehicle height direction. A vehicle headlight device including a light distribution control unit that controls the switch from a light-off state to a light-on state in a stepwise manner is provided.
また、本発明の他の態様は、車高方向及び車幅方向の予め定めた配光領域毎に区分してそれぞれ別個独立に光照射可能な車両用前照灯の制御方法であって、各前記配光領域を、車高方向に複数の配光領域に区分するステップと、前方車両の位置を示す車両検知情報を取得し、前方車両の位置を示す車両検知情報に基づいて、前記前方車両の位置に応じて、各前記配光領域に対して光照射範囲及び遮光範囲を設定するステップと、前記光照射範囲に対応する前記配光領域については、前記車高方向の下方から上方に向かって順に、段階的に消灯状態から点灯状態に切り替えるように制御するステップと、を有する車両用前照灯の制御方法を提供する。 Another aspect of the present invention is a method for controlling vehicle headlights, which can be divided into predetermined light distribution regions in the vehicle height direction and the vehicle width direction and can be individually and independently irradiated with light. Based on the step of dividing the light distribution region into a plurality of light distribution regions in the vehicle height direction, vehicle detection information indicating the position of the vehicle in front, and vehicle detection information indicating the position of the vehicle in front, the vehicle in front The step of setting the light irradiation range and the light shielding range for each of the light distribution regions according to the position of the vehicle and the light distribution region corresponding to the light irradiation range are directed from the lower side to the upper side in the vehicle height direction. A method of controlling a vehicle headlight having a step of controlling to switch from a light-off state to a light-on state in a stepwise manner is provided.
本発明によれば、複数の配光領域の各々に対して個別に光照射可能な車両用前照灯装置において、配光領域毎に光照射可能とし、かつ、各配光領域の消灯状態から点灯状態への切り替え時には、各配光領域において車高方向下方から上方に向かって順次段階的に点灯させるので、運転者等への違和感を軽減することができることができる。 According to the present invention, in a vehicle headlight device capable of individually irradiating each of a plurality of light distribution regions, light can be irradiated for each light distribution region, and each light distribution region is turned off. At the time of switching to the lighting state, the lights are sequentially turned on in each light distribution region from the lower side to the upper side in the vehicle height direction, so that it is possible to reduce the discomfort to the driver and the like.
本発明によれば、光照射状態の切り替え時における運転者等への違和感をより軽減させることができる。 According to the present invention, it is possible to further reduce the discomfort to the driver and the like when switching the light irradiation state.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る車両用前照灯システムについて説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯システム10は、複数の発光素子を備えた複数のセグメントを有するR側ヘッドランプ(車両用前照灯)20R及びL側ヘッドランプ(車両用前照灯)20Lと、R側ヘッドランプ及びL側ヘッドランプの配光制御を行うECU(制御部)12を含んで構成されている。
(First Embodiment)
The vehicle headlight system according to the first embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the vehicle headlight system 10 according to the present embodiment has an R-side headlamp (vehicle headlight) 20R and an L-side headlamp having a plurality of segments including a plurality of light emitting elements. (Vehicle headlight) 20L and an ECU (control unit) 12 for controlling the light distribution of the R-side headlamp and the L-side headlamp are included.
R側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lは、自車両の前方の右左にそれぞれ配置されており、後述するECU12の配光制御部122から供給された配光制御信号に基づいて、前方車両の位置に応じた配光パターンの照射光を発生させる。R側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lは、図2に示すように、複数のLED(発光素子)24が車高方向及び車幅方向に2次元配列されたLEDアレイ21と、LEDアレイ21に含まれる各LEDを駆動させるLED点灯回路22を有している。LEDアレイ21は、配光領域毎に区分して、それぞれ別個独立に光照射可能とした複数のセグメント23を有している。図2の例では、各セグメント23は車幅方向(水平方向)に沿って一列に配列され、各セグメント23は、夫々車高方向に区分された所定数の小領域を有している。
The R-
図2の例では、LEDアレイ21は、車高方向に4個、車幅方向(水平方向)にn個のLED24がマトリクス状に2次元配列され、各セグメント23は、車高方向に4つ、及び車幅方向に1つLED24を含んでいる。各セグメント23は車幅方向(水平方向)に沿って一列に配列され、各セグメント23は、夫々車高方向に区分された4つの小領域25A,25B,25C,25Dを有している。つまり、LEDアレイ21における車高方向に配列されたLED一列が一つのセグメントを構成し、各セグメントの小領域には1つのLEDが含まれている。各セグメントに含まれるLEDの数及び、セグメントの小領域の区分数、各小領域に含まれるLEDの数は任意に定めることができる。
In the example of FIG. 2, the
LED点灯回路22は、ECU12からの配光制御信号に基づいて駆動され、LEDアレイ21に含まれる各セグメント23、延いては、各セグメントに含まれる小領域25A,25B,25C,25Dに含まれるLED24を駆動させる。
The
ECU12は、R側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lに含まれる複数のセグメント23に対して、セグメント23毎に配光制御を行うものであり、ECU12は、照射範囲設定部121と配光制御部122とを有している。なお、ECU12が有する各部の機能は、例えばCPU、ROM、RAM等を備えた汎用又は専用の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することによって実現することができる。また、ECU12に含まれる各部が実行する動作の一部又は全部を、ASIC(application specific integrated circuit)やFPGA(field-programmable gate array)により実現することもできる。
The
照射範囲設定部121は、前方車両の位置に対応して選択的に光を照射するために、R側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lを搭載した自車両に対して前方を走行する前方車両の位置を示す車両検知情報を取得して、車両検知情報に基づいて前方車両の位置に応じた光照射範囲及び遮光範囲を設定する。具体的には、R側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lによって光照射可能な全配光領域のうち、車両検知情報から得られた前方車両の位置を含んだ一定範囲を光の遮光範囲とし、遮光範囲以外の範囲を光照射範囲として設定する。
The irradiation
ここで、車両検知情報には、自車両の位置に対する前方車両の水平方向の位置を示す角度情報や、自車両と前方車両との距離を示す距離情報、前方車両の車種を示す車種情報の少なくとも1の情報が含まれる。車両検知情報は、例えば、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)に設置されたカメラ等の検知手段(不図示)によって取得した前方空間の画像等から得ることができる。 Here, the vehicle detection information includes at least angle information indicating the horizontal position of the vehicle in front with respect to the position of the own vehicle, distance information indicating the distance between the own vehicle and the vehicle in front, and vehicle type information indicating the vehicle type of the vehicle in front. The information of 1 is included. The vehicle detection information can be obtained from, for example, an image of the front space acquired by a detection means (not shown) such as a camera installed at a predetermined position of the own vehicle (for example, on the dashboard, the upper part of the windshield, etc.).
照射範囲設定部121は、設定された光照射範囲に対応する各セグメント23について、消灯状態から点灯状態に切り替わるセグメント23を、切替対象セグメントとして抽出する。同様に、光照射範囲設定部121によって設定された遮光範囲に対応する各セグメント23について、点灯状態から消灯状態へ切り替わるセグメント23を、切替対象セグメントとして抽出する。
The irradiation
配光制御部122は、照射範囲設定部121によって設定された光照射範囲及び遮光範囲に対応する各セグメントについて、各セグメントを個別に点灯又は消灯させるための配光制御信号を生成し、生成した配光制御信号をR側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lへ出力する。
The light
このとき、配光制御部122によって生成される配光制御信号は、以下のような配光パターンを形成する。すなわち、配光制御信号によって形成される配光パターンでは、光照射範囲に対応するセグメントのうち、切替対象セグメントについては、車高方向の下方に位置する小領域から上方に位置する小領域に向かって順に段階的に消灯状態から点灯状態に切り替え、遮光範囲に対応するセグメントのうち切替対象セグメントについては、車高方向の上方に位置する小領域から下方に位置する小領域に向かって順に段階的に点灯状態から消灯状態に切り替える。また、切替対象セグメントに含まれないセグメントについては、それまでの配光状態を継続する。
At this time, the light distribution control signal generated by the light
より具体的に、以下、図3及び図4に示す配光制御を説明する概念図に従って説明する。
本実施形態において、自車両は、夜間等の暗い空間を、前方に走行する前方車両を検知して配光制御を行いながら走行しているものとする。ECU12は、予め定めた時間間隔で車両検知情報を取得し、前方車両の動きに追従して配光制御を行っている。
More specifically, it will be described below according to a conceptual diagram illustrating the light distribution control shown in FIGS. 3 and 4.
In the present embodiment, it is assumed that the own vehicle is traveling in a dark space such as at night while detecting the vehicle in front traveling ahead and controlling the light distribution. The
ECU12が取得した車両検知情報から、前方車両が例えば右に移動したことが検知された場合、光照射範囲が変動する。この変動に起因して、照射範囲設定部121により、遮光範囲から光照射範囲となり、新たに点灯するセグメント、すなわち、消灯状態から点灯状態に切り替えられるセグメントは、車高方向の下方に位置する小領域から上方に位置する小領域に向かって順に段階的に消灯状態から点灯状態に切り替えられる(以下、「階調制御」という)。
When it is detected from the vehicle detection information acquired by the
図3に示すように、点灯する切替対象セグメントに含まれる小領域のうち、まず最初に点灯が開始される小領域をNとし、それ以降をN+1,N+2,N+3,N+4とする。この時、このような階調制御、すなわち点灯の時間的なタイミングは、Nの点灯開始後、30ms以上200ms未満の経過後にN+1の点灯を開始し、さらに、30ms以上200ms未満の経過後にN+2の点灯を開始する、という順序及び時間で行われる。これをN+4の小領域まで順次行っていく。 As shown in FIG. 3, among the small areas included in the switching target segment to be lit, the small area where the lighting is first started is N, and the subsequent small areas are N + 1, N + 2, N + 3, N + 4. At this time, such gradation control, that is, the temporal timing of lighting, starts lighting of N + 1 after a lapse of 30 ms or more and less than 200 ms after the start of lighting of N, and further, N + 2 after a lapse of 30 ms or more and less than 200 ms. The lighting is started in the order and time. This is sequentially performed up to a small area of N + 4.
このような階調制御において、各小領域が点灯を開始する時間は、以下の条件によって定める。
各条件を
1.車高(縦)方向に区分した全ての小領域が消灯状態から点灯状態になるまでの時間(T)
2.各小領域の点灯開始時間差(D)
3.小領域の数-1(S)
4.最下の小領域から数えた自小領域の順番-1(N)
としたとき、起点となる時間は最も下の配光領域が点灯を開始するタイミングであるとすると、
自小領域の待機時間(起点時間から点灯開始するまでの時間)は、D×N、となり、
自小領域の点灯時間(消灯から全ての小領域が点灯状態に遷移する時間)は、T-(D×S)となる。
In such gradation control, the time for each small area to start lighting is determined by the following conditions.
Each
2. 2. Lighting start time difference for each small area (D)
3. 3. Number of small areas-1 (S)
4. Order of own small area counted from the bottom small area-1 (N)
Then, assuming that the starting time is the timing when the lowest light distribution area starts lighting,
The standby time of the own small area (time from the starting point time to the start of lighting) is D × N, and
The lighting time of the own small area (the time when all the small areas transition from the extinguished state to the lighting state) is T− (D × S).
図4に示す例では、T=1.2s,D=0.1s,S=3(4つの小領域-1)としている。
したがって、待機時間=0.1s×N
点灯時間=1.2s-(0.1s×3)=0.9s、となる。
In the example shown in FIG. 4, T = 1.2s, D = 0.1s, and S = 3 (four small regions-1).
Therefore, the waiting time = 0.1s × N
Lighting time = 1.2s- (0.1s × 3) = 0.9s.
なお、照射範囲に対応するセグメントが遮光範囲となり、点灯状態から消灯状態へ切り替える場合にも同様の時間間隔で消灯していくことができる。この場合には、セグメントにおいて、上方の小領域から下方の小領域に向かって順に消灯していくことが好ましい。ただし、車高方向の上方の小領域は前方車両にグレアを与える虞があるため、速やかに消灯状態に切り替えることが好ましく、下方の小領域については、路面や前方車両の下部を照射することで運転者の視界の安全に寄与するために、点灯時間を長くすることが好ましい。 The segment corresponding to the irradiation range is the light-shielding range, and the lights can be turned off at the same time interval when switching from the lighting state to the extinguishing state. In this case, it is preferable to turn off the lights in order from the upper small region to the lower small region in the segment. However, since the upper small area in the vehicle height direction may give glare to the vehicle ahead, it is preferable to quickly switch to the off state, and for the lower small area, illuminate the road surface or the lower part of the vehicle ahead. It is preferable to lengthen the lighting time in order to contribute to the safety of the driver's view.
以下、図5に示すフローチャートに従って、車両用前照灯装置における配光制御の流れについて説明する。
ECU12が検知手段から車両検知情報を取得する(ステップS11)と、照射範囲設定部12が、前方車両の位置に基づいて光照射範囲および遮光範囲を設定する。つまり、照射範囲設定部12が、各セグメントを1列目から順(ステップS12)に、当該n列目のセグメントが遮光範囲であるか否かを判定し(ステップS13)、当該セグメントが遮光範囲でないと判定した場合にはステップS14に進み、遮光範囲でないと判定した場合にはステップS15に進む。
Hereinafter, the flow of light distribution control in the vehicle headlight device will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When the
ステップS15では、当該セグメントが遮光範囲であるので、当該セグメントが消灯状態であった場合にはそのまま消灯状態を継続し、点灯状態であった場合にはセグメントにおいて車高方向の上方の小領域から下方の小領域に向かって順に点灯状態から消灯状態に切り替えていくような制御信号を生成する。 In step S15, since the segment is in the light-shielding range, if the segment is in the off-light state, the light-off state is continued as it is, and if the segment is in the light-off state, the segment is from the upper small area in the vehicle height direction. A control signal is generated that switches from the lit state to the extinguished state in order toward the lower small area.
ステップS14では、当該セグメントは光照射範囲に対応するので、当該セグメントが点灯状態であった場合にはそのまま点灯状態を継続し、消灯状態であった場合にはセグメントにおいて車高方向の下方の小領域から上方の小領域に向かって順に消灯状態から点灯状態に切り替えていくような制御信号を生成する。ここで当該セグメントに対する処理が終了し、次のセグメントn+1についての処理に移行する(ステップS16)。 In step S14, since the segment corresponds to the light irradiation range, if the segment is in the lit state, the lit state is continued as it is, and if the segment is in the lit state, the segment is smaller in the vehicle height direction. A control signal is generated that switches from the off state to the on state in order from the area to the upper small area. At this point, the processing for the relevant segment is completed, and the process proceeds to the processing for the next segment n + 1 (step S16).
次のセグメントn+1に対する処理について、上記したステップS13~ステップS15の処理を行い、これを繰り返すことで、LEDアレイに含まれるすべてのセグメントについて処理、判定を行う。全セグメントについての処理が完了した場合には、全セグメントに対する配光パターンを示す制御信号を、R側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lに夫々出力し、光照射範囲及び遮光範囲を更新する。
Regarding the processing for the next segment n + 1, the processing of steps S13 to S15 described above is performed, and by repeating this, processing and determination are performed for all the segments included in the LED array. When the processing for all the segments is completed, the control signal indicating the light distribution pattern for all the segments is output to the
このように本実施形態によれば、複数のセグメントの各々に対して個別に光照射可能な車両用前照灯装置において、各セグメントを複数の小領域に区分し、小領域毎に光照射可能とし、各小領域の点灯の切り替え時に、車高方向下方から上方に向かって順次段階的に点灯させるので、運転者等への違和感を軽減することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the vehicle headlight device capable of individually irradiating each of a plurality of segments with light, each segment can be divided into a plurality of small areas and light can be irradiated for each small area. Therefore, when the lighting of each small area is switched, the lighting is sequentially performed in stages from the lower side in the vehicle height direction to the upper side, so that it is possible to reduce the discomfort to the driver and the like.
特に、各小領域の点灯の時間間隔を30ms以上200ms未満とすることで、各小領域が滑らかに点灯し、ファイ現象が生じ、運転者等にとってはその視界が極めて自然な光の変化に感じられるため、違和感を与えることがない。 In particular, by setting the lighting time interval of each small area to 30 ms or more and less than 200 ms, each small area lights smoothly, a phi phenomenon occurs, and the driver or the like feels that the field of view is an extremely natural change in light. Therefore, it does not give a sense of discomfort.
(第2の実施形態)
続いて、本発明の第2の実施形態に係る車両用前照灯装置について説明する。
上述した第1の実施形態では、R側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lとして、マトリクス状に配列された発光素子からなる車両用前照灯を適当する例について説明した。本実施形態においては、R側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lとして、例えば半導体レーザを備えた光源部からの出射光を高速に走査して自車両前方へ照射可能なランプユニットを適用した、所謂シームレスADBについて説明する。この場合、半導体レーザの照射光の走査位置において、照射範囲及び遮光範囲の制御を行う。
(Second embodiment)
Subsequently, the vehicle headlight device according to the second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, an example in which a vehicle headlamp composed of light emitting elements arranged in a matrix is suitable as the R-
本実施形態において用いられるR側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20L(車両用前照灯)は、図6に示すように、半導体レーザを備えた光源部30と、走査ミラー32と、走査ミラー32から反射された反射光を波長変換する波長変換部材としての蛍光体プレート33と、反射光を投影して照射光を生成する投影レンズ34と、光源部30のオンオフ及び光出力強度を制御するLD駆動回路31と、走査ミラー32を走査させるミラー駆動回路35を有している。なお、図6においては、R側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lのうち、一方のヘッドランプの図示を省略している。
As shown in FIG. 6, the R-
光源部30は、空間的又は時間的にコヒーレントな青色光WLを走査ミラー32に向けて照射する。光源部30は、例えば、半導体レーザと、半導体レーザからの励起光を集光する集光レンズとを備えたものを適用することができる。この他、半導体レーザと紫外線や赤外線を除去するフィルタやダイクロイックミラーなどを備えた構成のものを採用することができる。
The
走査ミラー32は、光源21からの光WLを反射して反射光RLを生成する。走査ミラー32は、例えばMEMSミラーからなる。MEMSミラーは、所定の振れ角で振動し、反射する光が振れ角に対応する光学的振れ角で高速に振動することによって所定の範囲を照射する。駆動電圧を制御することによって振れ角を変えることで照射範囲を制御することができる。なお、MEMSミラーには、振れ角が一次元的なものと二次元的なものがあるがいずれでもよい。
The
本実施形態では、図7に示すように、二次元的なものを示している。つまり、図7では、1つのMEMSミラーが設置され、蛍光体プレート33を、車幅方向と車高方向に走査する機構となっている。一次元的なものの場合には、車幅方向に複数のMEMSミラーを配列し、レーザから出射されたレーザ光を各MEMSミラーが車幅方向の一列毎に蛍光体プレート33を走査する機構にしてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, a two-dimensional object is shown. That is, in FIG. 7, one MEMS mirror is installed to scan the
蛍光体プレート33は、例えば入射した光WLに対して蛍光体材料と半透光性を有するアルミナからなる。蛍光体プレート33は、金属やセラミックなどの枠に固定されていてもよい。蛍光体プレート33は、例えば、走査ミラー32と投影レンズ34との間の投影レンズ34の焦点位置に配置され、反射光RLを投影レンズ34に向けて拡散させるように構成されている。
The
投影レンズ34は、例えばガラス、ポリカーボネート、アクリルなど、入力光WLに対して透光性を有する材料からなる。
半導体光源30から導光されて走査ミラー32に向けて出射した光WLは、走査ミラー32において反射され、投影レンズ34に向けて反射される。
The
The light WL guided from the
LD駆動回路31は、ECU12からの配光制御信号に従って、光源部30のオンオフ及び光出力強度を制御し、ミラー駆動回路35は、ECU12からの配光制御信号に従って、走査ミラー32を走査させる。これにより、ミラー駆動回路35は、走査ミラー32の回転位置に応じた角度で入射光を反射して反射光を自車両前方で高速に走査させ、車両前方に、配光制御信号に従った配光パターンを形成する。
The
ECU12は、R側ヘッドランプ20R及びL側ヘッドランプ20Lに定められた照射範囲毎に配光制御を行うよう、生成した配光制御信号をミラー駆動回路35に出力する。ECU12の配光制御部122によって生成される配光制御信号は以下のような配光パターンを形成する。
The
すなわち、配光制御信号によって形成される配光パターンでは、光照射範囲に対応する照射範囲のうち、消灯状態から点灯状態への切替対象の配光領域については、車高方向の下方に位置する小領域から上方に位置する小領域に向かって順に段階的に消灯状態から点灯状態に切り替える。そして、遮光範囲に対応する配光領域のうち点灯状態から消灯状態への切替対象の配光領域については、車高方向の上方に位置する小領域から下方に位置する小領域に向かって順に段階的に点灯状態から消灯状態に切り替える。また、切替対象に含まれない配光領域については、それまでの配光状態を継続する。 That is, in the light distribution pattern formed by the light distribution control signal, the light distribution area to be switched from the off state to the on state is located below in the vehicle height direction in the irradiation range corresponding to the light irradiation range. From the small area to the small area located above, the light is gradually switched from the off state to the on state. Then, among the light distribution areas corresponding to the light blocking range, the light distribution area to be switched from the lighting state to the extinguishing state is stepped in order from the small area located above in the vehicle height direction to the small area located below. Switch from the lit state to the extinguished state. In addition, for the light distribution area that is not included in the switching target, the light distribution state up to that point is continued.
具体的な階調制御の流れは、上述した第1の実施形態と同様であり、図6及び図7を参照して説明する。ここでは一例として、照射領域を第一実施形態のセグメントと同様に車幅方向に複数の配光領域に分けた場合を説明する。なお、本実施形態における配光領域は、図2におけるセグメントを示す「n」に対応する。 The specific flow of gradation control is the same as that of the first embodiment described above, and will be described with reference to FIGS. 6 and 7. Here, as an example, a case where the irradiation region is divided into a plurality of light distribution regions in the vehicle width direction as in the segment of the first embodiment will be described. The light distribution region in the present embodiment corresponds to "n" indicating the segment in FIG.
車両検知情報から、ステップS13において、n番目の領域が切替対象領域であったとすると、この領域におけるミラーの走査範囲を変更する。例えば、図7に示すようなラスタースキャンの場合、遮光領域から照射領域に変わると((a)から(b)へ)、切替対象領域では、車高方向の下側では車幅方向のスキャン幅を拡大し、さらに(b)から(c)で示すように、スキャン幅を拡大する部分を上側にも広げていく。最終的に、切替対象領域全体がスキャン領域すなわち照射領域となるようにする。 From the vehicle detection information, assuming that the nth region is the switching target region in step S13, the scanning range of the mirror in this region is changed. For example, in the case of a raster scan as shown in FIG. 7, when the light-shielding area is changed to the irradiation area (from (a) to (b)), in the switching target area, the scan width in the vehicle width direction is below the vehicle height direction. Is further expanded, and as shown by (b) to (c), the portion where the scan width is expanded is also expanded to the upper side. Finally, the entire switching target area is set to be the scan area, that is, the irradiation area.
このように本実施形態によれば、複数の配光領域の各々に対して個別に光照射可能な車両用前照灯装置において、各配光領域を複数の小領域に区分し、かつ、各配光領域の点灯の切り替え時に、車高方向下方の小領域から上方の小領域に向かって順次段階的に点灯させるので、運転者等への違和感を軽減させることができる。 As described above, according to the present embodiment, in the vehicle headlight device capable of individually irradiating each of the plurality of light distribution regions, each light distribution region is divided into a plurality of small regions, and each of them is divided into a plurality of small regions. When the lighting of the light distribution area is switched, the lights are turned on in stages from the small area below in the vehicle height direction to the small area above, so that the driver and the like can feel less discomfort.
12・・・ECU、121・・・照射範囲設定部、122・・・配光制御部、20R・・・R側ヘッドランプ、20L・・・L側ヘッドランプ、21・・・LEDアレイ、22・・・LED点灯回路、23・・・セグメント(照射範囲)、24・・・LED、25A,25B,25C,25D・・・配光領域、30・・・半導体光源、31・・・LD駆動回路、32・・・走査ミラー、33…蛍光体プレート、34・・・投影レンズ、35・・・ミラー駆動回路
12 ... ECU, 121 ... Irradiation range setting unit, 122 ... Light distribution control unit, 20R ... R side headlamp, 20L ... L side headlamp, 21 ... LED array, 22 ... LED lighting circuit, 23 ... segment (irradiation range), 24 ... LED, 25A, 25B, 25C, 25D ... light distribution area, 30 ... semiconductor light source, 31 ... LD drive Circuit, 32 ... scanning mirror, 33 ... phosphor plate, 34 ... projection lens, 35 ... mirror drive circuit
Claims (4)
該車両用前照灯の前記配光領域毎に配光制御を行う制御部と、を備え、
前記車両用前照灯は、複数の発光素子が車高方向及び車幅方向に2次元配列され、前記配光領域毎に区分してそれぞれ別個独立に光照射可能とした複数のセグメントを有する発光素子アレイと、前記発光素子を駆動させるLED点灯回路とを有し、
前記制御部は、
前方車両の位置を示す車両検知情報を取得して、該車両検知情報に基づく前記前方車両の位置に応じて前記配光領域に対して光照射範囲及び前記前方車両の位置を含んだ一定範囲を遮光する遮光範囲を設定する照射範囲設定部と、
前記照射範囲設定部による設定結果に基づいて、前記光照射範囲及び前記遮光範囲に応じた配光制御信号を生成し、生成した配光制御信号を前記車両用前照灯へ出力する配光制御部と、を有し、
前記照射範囲設定部は、前記車両検知情報に基づく前方車両の位置が変化して、設定された光照射範囲が変動した場合には、前記照射範囲設定部によって設定された光照射範囲に対応する各セグメントついて、消灯状態から点灯状態に切り替わるセグメントを第1切替対象セグメントとして抽出する処理と、前記照射範囲設定部によって設定された遮光範囲に対応する各セグメントついて、点灯状態から消灯状態へ切り替わるセグメントを第2切替対象セグメントとして抽出する処理と、を行い、
前記配光制御部は、前記第1切替対象セグメントについては、車高方向の下方に位置する小領域から上方に位置する小領域に向かって順に段階的に消灯状態から点灯状態に切り替えを行い、前記第2切替対象セグメントについては、車高方向の上方に位置する小領域から下方に位置する小領域に向かって順に段階的に点灯状態から消灯状態に切り替えを行い、前記第1切替対象セグメントおよび前記第2切替対象セグメントに含まれないセグメントについては、それまでの配光状態を継続する信号を前記LED点灯回路に出力することを特徴とする車両用前照灯装置。 Vehicle headlights that can be divided into predetermined light distribution areas in the vehicle height direction and vehicle width direction and can be illuminated separately and independently.
A control unit that controls the light distribution for each of the light distribution areas of the vehicle headlight is provided.
The vehicle headlight has a plurality of light emitting elements in which a plurality of light emitting elements are two-dimensionally arranged in the vehicle height direction and the vehicle width direction, and the light emitting elements are divided into each light distribution region and can be individually and independently irradiated with light. It has an element array and an LED lighting circuit that drives the light emitting element.
The control unit
Vehicle detection information indicating the position of the vehicle in front is acquired, and a certain range including the light irradiation range and the position of the vehicle in front is set with respect to the light distribution area according to the position of the vehicle in front based on the vehicle detection information. Irradiation range setting unit that sets the shading range to block light,
Light distribution control that generates a light distribution control signal according to the light irradiation range and the light blocking range based on the setting result by the irradiation range setting unit, and outputs the generated light distribution control signal to the vehicle headlight. With a part,
When the position of the vehicle in front based on the vehicle detection information changes and the set light irradiation range fluctuates, the irradiation range setting unit corresponds to the light irradiation range set by the irradiation range setting unit. For each segment, the process of extracting the segment that switches from the off state to the lit state as the first switching target segment, and the segment that switches from the lit state to the off state for each segment corresponding to the shading range set by the irradiation range setting unit. Is extracted as the second switching target segment, and
The light distribution control unit gradually switches from the off state to the on state in order from the small area located below in the vehicle height direction to the small area located above the first switching target segment. Regarding the second switching target segment, the lighting state is gradually switched from the lighting state to the extinguishing state in order from the small area located above in the vehicle height direction to the small area located below, and the first switching target segment and the segment are switched. A vehicle headlight device, characterized in that a signal that continues the light distribution state up to that point is output to the LED lighting circuit for a segment that is not included in the second switching target segment .
該車両用前照灯の前記配光領域毎に配光制御を行う制御部と、を備え、 A control unit that controls the light distribution for each of the light distribution areas of the vehicle headlight is provided.
前記車両用前照灯は、光源と、光源から出射した光を走査して車高方向及び車幅方向に2次元の範囲の配光パターンを生成する走査ミラーと、前記配光領域毎に区分してそれぞれ別個独立に光照射可能とした複数のセグメントを有する発光素子アレイと、前記走査ミラーを駆動させる走査ミラー駆動回路とを有し、 The vehicle headlight is divided into a light source, a scanning mirror that scans the light emitted from the light source to generate a light distribution pattern in a two-dimensional range in the vehicle height direction and the vehicle width direction, and the light distribution area. It has a light source array having a plurality of segments that can be individually and independently irradiated with light, and a scanning mirror driving circuit that drives the scanning mirror.
前記制御部は、 The control unit
前方車両の位置を示す車両検知情報を取得して、該車両検知情報に基づく前記前方車両の位置に応じて前記配光領域に対して光照射範囲及び前記前方車両の位置を含んだ一定範囲を遮光する遮光範囲を設定する照射範囲設定部と、 Vehicle detection information indicating the position of the vehicle in front is acquired, and a certain range including the light irradiation range and the position of the vehicle in front is set with respect to the light distribution area according to the position of the vehicle in front based on the vehicle detection information. Irradiation range setting unit that sets the shading range to block light,
前記照射範囲設定部による設定結果に基づいて、前記光照射範囲及び前記遮光範囲に応じた配光制御信号を生成し、生成した配光制御信号を前記車両用前照灯へ出力する配光制御部と、を有し、 Light distribution control that generates a light distribution control signal according to the light irradiation range and the light blocking range based on the setting result by the irradiation range setting unit, and outputs the generated light distribution control signal to the vehicle headlight. With a part,
前記照射範囲設定部は、前記車両検知情報に基づく前方車両の位置が変化して、設定された光照射範囲が変動した場合には、前記照射範囲設定部によって設定された光照射範囲に対応する各セグメントついて、消灯状態から点灯状態に切り替わるセグメントを第1切替対象セグメントとして抽出する処理と、前記照射範囲設定部によって設定された遮光範囲に対応する各セグメントついて、点灯状態から消灯状態へ切り替わるセグメントを第2切替対象セグメントとして抽出する処理と、を行い、 When the position of the vehicle in front based on the vehicle detection information changes and the set light irradiation range fluctuates, the irradiation range setting unit corresponds to the light irradiation range set by the irradiation range setting unit. For each segment, the process of extracting the segment that switches from the off state to the lit state as the first switching target segment, and the segment that switches from the lit state to the off state for each segment corresponding to the shading range set by the irradiation range setting unit. Is extracted as the second switching target segment, and
前記配光制御部は、前記第1切替対象セグメントについては、車高方向の下方に位置する小領域から上方に位置する小領域に向かって順に段階的に消灯状態から点灯状態に切り替えを行い、前記第2切替対象セグメントについては、車高方向の上方に位置する小領域から下方に位置する小領域に向かって順に段階的に点灯状態から消灯状態に切り替えを行い、前記第1切替対象セグメントおよび前記第2切替対象セグメントに含まれないセグメントについては、それまでの配光状態を継続する信号を前記走査ミラー駆動回路に出力する車両用前照灯装置。 The light distribution control unit gradually switches from the off state to the on state in order from the small area located below in the vehicle height direction to the small area located above the first switching target segment. Regarding the second switching target segment, the lighting state is gradually switched from the lighting state to the extinguishing state in order from the small area located above in the vehicle height direction to the small area located below, and the first switching target segment and the segment are switched. For the segment not included in the second switching target segment, the vehicle headlight device outputs a signal for continuing the light distribution state up to that point to the scanning mirror drive circuit.
前記配光制御部が、前記小領域を30ms以上200ms未満の時間間隔で順に消灯状態から点灯状態、又は点灯状態から消灯状態に切り替える請求項1又は2に記載の車両用前照灯装置。 The light distribution area is composed of a plurality of small areas divided in the vehicle height direction.
The vehicle headlight device according to claim 1 or 2, wherein the light distribution control unit sequentially switches the small area from a light-off state to a light-on state, or from a light-on state to a light-off state at time intervals of 30 ms or more and less than 200 ms.
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