JP5819153B2 - 車両用前照灯装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用前照灯装置に関する。

この種の装置として、アレイを形成する複数個の発光素子（例えば発光ダイオード）を光源として用いたものが知られている。全ての光源から照射される光によって形成される配光パターンとして定義される照射レンジは複数の部分領域に分割され、各部分領域には前記複数個の発光素子の少なくとも一つが割り当てられている。各発光素子を独立して点消灯制御することにより、照射レンジを構成する複数の部分領域の少なくとも一つを選択的に照射状態または非照射状態とすることができる（例えば特許文献１参照）。

この技術を用いることにより、灯具ユニットの配光方向を左右に旋回させるスイブル機構を省略することが可能となる。すなわちスイブル機構が灯具ユニットを機械的に旋回させて配光方向（灯具光軸の向き）を左右に移動させるのに対し、発光素子アレイを用いる技術においては、各部分領域の照射状態と非照射状態を適宜切り替えるように各発光素子を点消灯制御することにより、照射状態にある部分領域を照射レンジ内で左右にスイブル移動させて配光方向を変更する。

特開２００９−２１８１５５号公報

灯具ユニットを機械的に旋回させるスイブル機構を用いる場合は、照射レンジそのものが左右に移動するため、照射領域の照度は移動の前後で変化しない。しかしながらスイブル機構を省略して発光素子アレイによる電子スイブル制御を用いる場合は、発光素子アレイの向きは変化しないため、照射レンジそのものは移動せずに照射領域のみが照射レンジ内を移動することになる。このため所定の照射領域が照射レンジ内に収まらないという事態が生じうる。

例えば照射レンジの右端部が照射領域とされている状況下において、更に右側にスイブル移動を行なう場合、照射領域の一部が照射レンジの右端から外に出てしまう。したがって本来照射をされるべき領域の一部のみが照射レンジ内に位置して発光素子による照射を受けることとなり、照射領域のスイブル移動前よりも照度が低下してしまう。

本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、スイブル機構を省略可能な発光素子アレイを光源に用いつつも、スイブル動作時における照射領域の照度低下を抑制しうる技術を提供することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明が採りうる一態様は車両用前照灯装置であって、車両に配置される前照灯用の複数の光源と、前記複数の光源による光の照射を制御して、複数の部分領域を含んでなる照射レンジ内に所定の照射領域を形成する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記照射レンジ内において前記照射領域をスイブル移動させる制御を行なう際に、前記照射領域に含まれて隣接している前記部分領域間の照度の差を、前記スイブル移動の前後で変化させる。

このような構成によれば、照射領域のスイブル移動の前後で照射領域内の照度分布を変化させることができる。

照度分布の変更は、前記スイブル移動後の照射領域における所定の部分領域の照度を、前記スイブル移動前の照射領域における前記所定の部分領域に対応する部分領域の照度よりも高くするように前記制御を行なえばよい。

前記制御手段は、前記照射領域の照度を、前記スイブル移動の前後で略一致させるように前記制御を行なう構成としてもよい。このような構成によれば、照射先が暗くなったという運転手の認識を抑制することができる。

前記制御手段は、前記部分領域が運転手の視線推定位置に近いほど、前記照度の増加量を大きくするように前記制御を行なう構成としてもよい。このような構成によれば、運転手による前方視認性をより向上させることができる。

前記移動後の照度領域内の照度分布が互いに異なる複数の照射パターンを予め記憶する記憶部をさらに備え、前記制御手段は、車両の走行状態に応じて前記照射パターンの一つを選択するようにしてもよい。このような構成によれば、制御手段の処理負荷を抑制することができる。

また前記複数の光源は、ハイビーム用の光源として好適に用いられる。

本発明によれば、灯具光軸を機械的に旋回させるスイブル機構を省略して灯具ユニットの小型化・軽量化を図りつつ、電子スイブル制御に伴う照射領域の照度低下を最小限に抑え、運転者の前方視認性を確保することができる。

本発明の第１の実施形態に係る前照灯装置が搭載された車両の全体構成を模式的に示す図である。 図１における右前照灯ユニットの構成を示す水平断面図である。 図２における発光素子ユニットの構成を模式的に示す図である。 図１における前照灯装置からの光によって形成される配光パターンを模式的に示す図である。 図１の前照灯装置による調光制御を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る前照灯装置による調光制御を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る前照灯装置における発光素子ユニットの構成、および当該前照灯装置からの光によって形成される配光パターンを模式的に示す図である。

添付の図面を参照しつつ本発明について以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１に本発明の第１の実施形態に係る前照灯制御システム１１が搭載された車両１０の全体構成を模式的に示す。前照灯制御システム１１は、前照灯装置１２、統合制御部１４、車輪速センサ１６、操舵角センサ１７、カメラ１８、およびナビゲーションシステム１９を備えている。

統合制御部１４は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納や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ＲＡＭ等を備え、車両１０における様々な制御を実行する。

車輪速センサ１６は、車両１０に組み付けられる左右の前輪および後輪の４つの車輪の各々に対応して設けられている。車輪速センサ１６の各々は統合制御部１４と通信可能に接続されており、車輪の回転速度に応じた信号を統合制御部１４に出力する。統合制御部１４は、車輪速センサ１６から入力された信号を利用して車両１０の速度を算出する。

操舵角センサ１７は、ステアリングホイールに設けられて統合制御部１４と通信可能に接続されている。操舵角センサ１７は、運転手によるステアリングホイールの操舵回転角に対応した操舵角パルス信号を統合制御部１４に出力する。統合制御部１４は、操舵角センサ１７から入力された信号を利用して車両１０の進行方向を算出する。

カメラ１８は、例えばＣＣＤ（Charged Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の撮像素子を備え、車両前方を撮影して画像データを生成する。カメラ１８は統合制御部１４と通信可能に接続されており、生成された画像データは統合制御部１４に出力される。

ナビゲーションシステム１９は統合制御部１４と通信可能に接続されており、車両１０が走行している場所を示す情報等を統合制御部１４に出力する。

前照灯装置１２は、前照灯制御部２０、右前照灯ユニット２２Ｒ、および左前照灯ユニット２２Ｌを備えている。以下、右前照灯ユニット２２Ｒと左前照灯ユニット２２Ｌを、必要に応じて前照灯ユニット２２と総称する。前照灯制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等を有し、前照灯ユニット２２による光の照射を制御する。前照灯制御部２０は、本発明における制御手段の少なくとも一部として機能する。

上記の右前照灯ユニット２２Ｒを水平面で切断して上方から見た断面を図２に示す。右前照灯ユニット２２Ｒは、透光カバー３０、ランプボディ３２、エクステンション３４、第１灯具ユニット３６、および第２灯具ユニット３８を備えている。

透光カバー３０は透光性を有する樹脂等によって形成されている。透光カバー３０は、ランプボディ３２に装着されて灯室を区画形成している。第１灯具ユニット３６および第２灯具ユニット３８は灯室内に配置されている。

エクステンション３４は、第１灯具ユニット３６および第２灯具ユニット３８からの照射光を通過させるための開口部を有し、ランプボディ３２に固定されている。第１灯具ユニット３６は第２灯具ユニット３８よりも車両外側に配置されている。

第１灯具ユニット３６は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、後述するロービーム用配光パターンを形成する。第１灯具ユニット３６は、光源４２としてハロゲンランプ等のフィラメントを有する白熱灯や、メタルハライドランプ等のＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプを用いている。第１灯具ユニット３６の構成は公知であるため、詳細な説明は省略する。

第２灯具ユニット３８は、ホルダ４６、投影レンズ４８、発光素子ユニット４９、基板５０、およびヒートシンク５４を備えている。

投影レンズ４８は、筒状に形成されたホルダ４６の一方の開口部に装着されている。投影レンズ４８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズであり、その後側焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。

発光素子ユニット４９は基板５０の前方側表面に設けられており、ヒートシンク５４は基板５０の後方側表面に設けられている。ヒートシンク５４は、アルミニウム等の金属により多数の放熱フィンを有する形状に形成されている。

図３に発光素子ユニット４９を車両前方から見た構成を示す。発光素子ユニット４９は、基板５０上に実装された下側発光素子アレイ５２Ｌおよび上側発光素子アレイ５２Ｕを備えている。

下側発光素子アレイ５２Ｌは、車両右側から左側に向かって配列された第１下側発光素子５２Ｌ−１〜第１３下側発光素子５２Ｌ−１３を備えている。上側発光素子アレイ５２Ｕは、車両右側から左側に向かって配列された第１上側発光素子５２Ｕ−１〜第１３上側発光素子５２Ｕ−１３を備えている。

各発光素子は、同一の高さと同一の幅を有する直方体状に形成されている。図示は省略しているが、各発光素子は光源および薄膜を有している。光源は１ｍｍ角程度の発光面を有する白色ＬＥＤ（発光ダイオード）であり、薄膜はこの発光面を覆うように設けられている。

図３においては各発光素子に番号を記し、第１下側発光素子５２Ｌ−１、第１３下側発光素子５２Ｌ−１３、第１上側発光素子５２Ｕ−１、第１３上側発光素子５２Ｕ−１３以外の発光素子については参照番号の表示を省略している。例えば下側発光素子アレイ５２Ｌにおいて番号７が記された発光素子は、第７下側発光素子５２Ｌ−７を意味し、上側発光素子アレイ５２Ｕにおいて番号１２が記された発光素子は、第１２上側発光素子５２Ｕ−１２を意味している。

各発光素子は制御線５３を介して前照灯制御部２０との間に電流回路を形成している。図３においては、第１下側発光素子５２Ｌ−１、第１３下側発光素子５２Ｌ−１３、第１上側発光素子５２Ｕ−１、第１３上側発光素子５２Ｕ−１３以外の発光素子については制御線５３の図示を省略している。前照灯制御部２０は、制御線５３を通じて供給される電流の量を調整することにより、各発光素子の点消灯および点灯時における光度を制御することができる。

図２に示すように、基板５０がホルダ４６の他方の開口部に装着されることにより、発光素子ユニット４９がホルダ４６の内部に配置される。発光素子ユニット４９が備える複数の発光素子が各々発光することにより、それぞれの像が灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影される。複数の発光素子は、本発明における複数の光源として機能する。

左前照灯ユニット２２Ｌは右前照灯ユニット２２Ｒと左右対称に構成されており、詳細な説明は省略する。なお右前照灯ユニット２２Ｒにおいても、第１下側発光素子５２Ｌ−１〜第１３下側発光素子５２Ｌ−１３、および第１上側発光素子５２Ｕ−１〜第１３上側発光素子５２Ｕ−１３は車両右側から車両左側に向かって配列されている。すなわち第２灯具ユニット３８の内部構成に関しては、左前照灯ユニット２２Ｌと右前照灯ユニット２２Ｒは左右対称でない。

図４の（ａ）は、右前照灯ユニット２２Ｒおよび左前照灯ユニット２２Ｌから前方に照射される光により、例えば車両前方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る配光パターンを示している。

ロービーム用配光パターンＰＬは、右前照灯ユニット２２Ｒおよび左前照灯ユニット２２Ｌの第１灯具ユニット３６からの照射光の合成によって形成される。ロービーム用配光パターンＰＬは左配光のロービーム用配光パターンであり、その上端縁に第１カットオフラインＣＬ１〜第３カットオフラインＣＬ３を有している。第１カットオフラインＣＬ１〜第３カットオフラインＣＬ３は、灯具正面方向の消点を通る鉛直線であるＶ−Ｖ線を境にして左右段違いで水平方向に延在している。

第１カットオフラインＣＬ１は対向車線カットオフラインとして利用される。第３カットオフラインＣＬ３は、第１カットオフラインＣＬ１の左端部から左上方に向かって斜めに延在している。第２カットオフラインラインＣＬ２は、第３カットオフラインＣＬ３とＨ−Ｈ線との交点から左側においてＨ−Ｈ線上に延在している。すなわち第２カットオフラインＣＬ２は自車線側カットオフラインとして利用される。

ロービーム用配光パターンＰＬにおいて、第１カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅをやや左寄りに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。

付加配光パターンＰＡは本発明における照射レンジに対応し、右前照灯ユニット２２Ｒおよび左前照灯ユニット２２Ｌの第２灯具ユニット３８が備える全ての発光素子からの照射光によって形成される配光パターンとして定義される。付加配光パターンＰＡは水平線（Ｈ−Ｈ線）を含み、下端が第１カットオフラインＣＬ１上に位置するよう水平方向に延在する帯状に形成される。よって第２灯具ユニット３８は、ハイビーム用の光源として機能するものであってもよい。

図４の（ｂ）に付加配光パターンＰＡと、下側発光素子アレイ５２Ｌおよび上側発光素子アレイ５２Ｕの関係を示す。この例では、付加配光パターンＰＡは各々略同一の形状と面積を有する２６個の部分領域に分割されており、上側部分領域Ｕ１〜Ｕ１３と下側部分領域Ｌ１〜Ｌ１３とを含んでいる。下側部分領域Ｌ１〜Ｌ１３はＨ−Ｈ線近傍に位置し、上側部分領域Ｕ１〜Ｕ１３はその上方に位置している。

下側部分領域Ｌ１は、右前照灯ユニット２２Ｒの第１下側発光素子５２Ｌ−１および左前照灯ユニット２２Ｌの第１下側発光素子５２Ｌ−１を光源像とした投影像の合成として形成される。換言すると、これらの発光素子からの照射光の合成によって形成される。他の部分領域についても同様に、左右の前照灯ユニット２２の対応する発光素子からの照射光の合成によって形成される。

例えば下側部分領域Ｌ９は、左右の第９下側発光素子５２Ｌ−９からの照射光の合成によって形成される。また上側部分領域Ｕ１１は、左右の第１１上側発光素子５２Ｕ−１１からの照射光の合成によって形成される。各発光素子からの照射光は投影レンズ４８を通過するため、部分領域の配列と図３に示した発光素子の配列とは上下左右が逆転している。

次に、上記の構成を有する前照灯制御システム１１による調光制御について図５を参照しつつ説明する。

本実施形態の前照灯制御システム１１は、車両１０の操舵角変化に追従して前照灯による照射領域を付加配光パターンＰＡ内で水平左右方向に移動させ、操舵先を照射する電子スイブル制御動作を可能としている。

統合制御部１４は、車輪速センサ１６および操舵角センサ１７から入力された信号に基づき、前照灯制御部２０を通じて左右の前照灯ユニット２２の各発光素子に流れる電流の量を増減させることによって、照射光の光度を変化させる。これにより各部分領域の照度が調整され、付加配光パターンＰＡ内における照度の分布が変化する。この調整を適宜に行なうことによって、照射状態とされている部分領域の集合である照射領域が付加配光パターンＰＡ内を水平方向左右に移動し、各前照灯ユニット２２の灯具光軸を機械的に旋回させるスイブル機構と同等の効果を得ることができる。

図５の（ａ）は、ある初期照射状態における付加配光パターンＰＡ内の下側部分領域Ｌ１〜Ｌ１３の照度分布を示す図である。棒グラフが長いほど照度が高いことを意味している。また各部分領域の照度と、当該部分領域に光を照射する発光素子に供給される電流の量とは対応関係にあるため、同図は各部分領域に対応する発光素子に供給される電流の値も表しており、棒グラフが長いほど供給される電流の値が大きくなる。

すなわち上記の初期照射状態においては、エルボ点Ｅの近傍が最も明るく照射され、当該エルボ点Ｅから水平方向左右に離れるにしたがって照度が低くなるように照射領域が形成されている。

図５の（ｂ）は、上記の初期照射状態から車両１０が旋回等した場合に、付加配光パターンＰＡ内で照射領域を右方向に移動する電子スイブル制御を行なった場合を示す図である。車両１０の旋回等に応じて照射領域内における照度が最も高い部分領域をＬ７からＬ１２にスイブル移動し、操舵先の所定箇所が最も高い照度となるように光の照射を行なうようにしている。

灯具ユニットの灯具光軸を機械的に旋回させるスイブル機構とは異なり、電子スイブル制御においては付加配光パターンＰＡそのものは左右に移動しない。したがって図５の（ａ）に示す状態から照射領域内の照度分布を維持したまま、換言すると照射領域に含まれて隣接している部分領域間の照度差を保ったまま照射領域を右側に移動すると、図５の（ｂ）において棒グラフの白色部分で示すように、照射領域の一部（当初の下側部分領域Ｌ９〜Ｌ１３に対応する部分）が付加配光パターンＰＡの右端から外に出てしまう。

その結果、照射領域のうち当初の下側部分領域Ｌ９〜Ｌ１３に含まれていた部分については発光素子による光の照射を行なうことができないため、照射領域全体として照度が低下する。運転手には電子スイブル動作の実行後に前方の操舵先の照度が低下したように認識されてしまう。

そこで本実施形態においては、各発光素子の光度を独立して制御できるという発光素子アレイの特性に鑑み、照射領域のスイブル移動によって照度が低下する分を別の部分領域に割り当てて当該部分領域の照度を上昇させ、照射領域全体の照度を維持する制御を行なっている。

図５の（ｂ）において斜線を付した部分の総面積は、図５の（ａ）に示す下側部分領域Ｌ９〜Ｌ１３における棒グラフの総面積に一致している。当該部分領域に対応する照射領域の一部は、電子スイブルによる照射領域の移動後においては照射することができないため、その分だけ照度領域全体の照度が低下する。

本実施形態の調光制御においては、この低下分を適宜配分して下側部分領域Ｌ５〜Ｌ１１に割り当てることにより、下側部分領域Ｌ５〜Ｌ１１の照度を各々斜線を付した部分だけ上昇させる。結果としてスイブル移動後の照射領域内の照度分布は、白色部分に斜線部分を加えたものとなる。照射領域全体では移動前の照度が維持されているため、照射先が暗くなったという運転手の認識を抑制することができる。

統合制御部１４より電子スイブル制御の実行が指示されると、現在の照射領域の照度分布を維持したまま所望のスイブル角に対応する量だけ付加配光パターンＰＡ内でスイブル移動させた場合の、移動前後における照射領域全体の照度の差分が求められる。具体的には、現在の照射領域に含まれる部分領域に光を照射している発光素子を駆動する電流の総量と、上記スイブル移動後の仮想的な照射領域の形成に必要な発光素子を駆動する電流の総量との差分を、前照灯制御部２０が算出する。

差分が零の場合は、スイブル移動後の仮想的照射領域全体が引き続き付加配光パターンＰＡ内に収まっていることを意味する。この場合は特段の追加的処理を要しないため、現在の照射領域が所定量だけ付加配光パターンＰＡ内でスイブル移動するように、各下側部分領域Ｌ１〜Ｌ１３に対応する第１下側発光素子５２Ｌ−１〜第１３下側発光素子５２Ｌ−１３の点消灯および光度が制御される。

差分が生じている場合は、図５の（ｂ）のようにスイブル移動後の仮想的な照射領域の一部が付加配光パターンＰＡの外に出てしまっていることを意味する。この例の場合、図５の（ａ）に示す現在の照射領域のうち、下側部分領域Ｌ９〜Ｌ１３に光を照射している発光素子を駆動する電流量が差分として算出されることになる。

前照灯制御部２０は、この差分として算出された電流量に基づき、スイブル移動後の照射領域の現実の照度分布を決定する。具体的には、付加配光パターンＰＡ内に位置する別の部分領域に対応する発光素子の駆動電流を、算出された差分電流量を適宜配分した量だけ増加することをもって、スイブル移動後の照射領域を形成する各発光素子の駆動電流とする。

図５の（ｂ）の例では、棒グラフの斜線部分が上記処理によって増加された駆動電流の量に相当する。図５の（ａ）に示す現在の照射領域のうち下側部分領域Ｌ９〜Ｌ１３に光を照射している発光素子を駆動する電流量は、下側部分領域Ｌ５〜Ｌ１１に光を照射する発光素子の駆動電流として配分加算される。

前照灯制御部２０は、スイブル移動後の照度領域が上記のように決定された照度分布となるように、各下側部分領域Ｌ１〜Ｌ１３に対応する第１下側発光素子５２Ｌ−１〜第１３下側発光素子５２Ｌ−１３の点消灯および光度を制御する。

すなわち本実施形態においては、付加配光パターンＰＡ内において所定の照射領域をスイブル移動させる制御を行なう際において、照射領域に含まれて隣接している部分領域間の照度の差を、スイブル移動の前後で変化させることによって照度分布の変更を行なっている。スイブル移動後の照射領域においてそのような隣接部分領域が少なくとも一つ含まれていればよい。

換言すると、スイブル移動後の照射領域における所定の部分領域の照度を、スイブル移動前の照射領域における当該所定の部分領域に対応する部分領域の照度よりも高くするように制御を行なっている。

例えば図５の（ａ）に示すスイブル移動前の照射領域における下側部分領域Ｌ５に対応するのは、図５の（ｂ）に示すスイブル移動後の照射領域における下側部分領域Ｌ１０である。スイブル移動後の下側部分領域Ｌ１０の照度は、スイブル移動前の下側部分領域Ｌ５の照度よりも高くなっている。スイブル移動後の照射領域においてそのような部分領域が少なくとも一つ含まれていればよい。

上記の制御指針に従う限りにおいて、差分電流量の配分の仕方は適宜定めることができる。上記の例では、差分電流量を全て別の部分領域に対応する発光素子に追加配分することによって、スイブル移動の前後で照射領域全体の照度が略一致するように制御を行なっているが、差分電流量の少なくとも一部を追加配分に供することとしてもよい。また配光の変化が一時的なものであれば、上記の差分電流量を上回る量を追加配分に供することとしてもよい。

差分電流量の配分は、移動後の照射領域を形成する部分領域に光を照射する各発光素子へ均等に追加することとしてもよい。また図５の（ｂ）に示すように発光素子ごとに異なる電流量を追加することとしてもよい。

発光素子ごとに異なる電流量を追加配分する場合、統合制御部１４が推定する運転手の視線位置に近い部分領域ほど照度の増加量が大きくなるように制御を行なうこととしてもよい。

例えば図５の（ｂ）においては、運転手の視線位置が下側部分領域Ｌ９の近傍であると推定されている。そのため下側部分領域Ｌ９に近づくほど駆動電流の増加量が大きくなるように制御されている。この場合、運転手の視線推定位置近傍がより明るく照射されるように移動後の照射領域の照度分布が決定されるため、運転手による前方視認性をより向上させることができる。

図５の（ｂ）における下側部分領域Ｌ５のように、スイブル移動前の照射領域に含まれていなかった部分領域に対応する部分領域（本来は非照射とされる部分領域）にも差分電流量の一部が配分されるようにしてもよい。またスイブル移動前の照射領域に含まれていた部分領域に対応する部分領域のみ（図５の（ｂ）においては下側部分領域Ｌ６〜Ｌ１３のみ）の照度を高くするように差分電流量の配分を決定してもよい。

上記の例では、照射領域の移動前後における発光素子を駆動する総電流量の差分を、前照灯制御部２０が演算により算出し、これに基づいてスイブル移動後における照射領域の照度分布（駆動電流の追加配分）を決定している。しかしながら、スイブル移動後における照射領域の照度分布が互いに異なる複数の照射パターンを、予め想定される車両１０の走行状態等に応じて複数記憶しておき、統合制御部１４が検出する車両の走行状態等に応じて何れか一つの照射パターンを選択する構成としてもよい。この場合、前照灯制御部２０の処理負荷を抑制することができる。

図４の（ｂ）に示す上側部分領域Ｕ１〜Ｕ１３に光を照射する上側発光素子５２Ｕ−１〜５２Ｕ−１３については、上記に説明した下側発光素子５２Ｌ−１〜５２Ｌ−１３と同様に制御できるため、詳細な説明を省略する。上側発光素子アレイ５２Ｕと下側発光素子アレイ５２Ｌとは、相関するように駆動制御をおこなってもよいし、独立して駆動制御を行なってもよい。

なお統合制御部１４がスイブル移動後の照射領域内の照度分布を決定する処理までを行ない、決定結果に対応する各発光素子の点消灯および光度を示すコマンドを前照灯制御部２０に出力する構成としてもよい。この場合において前照灯制御部２０は、当該コマンドに基づいて各発光素子に流れる電流の供給・遮断を制御することとなる。

また上記の電子スイブル制御は、付加配光パターンＰＡ内に検出された歩行者をスポット照射する場合にも適用可能である。例えば統合制御部１４は、カメラ１８から入力された画像データを解析し、車両前方における歩行者の有無を判定する。そのような歩行者が存在すると判定された場合に統合制御部１４は、画像データを解析して得られた歩行者の位置を示す位置データを前照灯制御部２０に出力する。

なおカメラ１８から入力される画像データに加えてあるいは代えて、図示しないレーザセンサ等の前方センサにより取得される障害物データ等を利用して歩行者の存在を特定してもよい。

前照灯制御部２０は、当該位置データの示す歩行者の位置が含まれる付加配光パターンＰＡ内の部分領域を特定し、当該部分領域に対応する発光素子を点灯させる。歩行者がスポット照射される結果、歩行者に車両の存在を有効に知らしめるとともに、運転者は歩行者を確実に視認することができる。

車両の旋回等に伴って歩行者との相対位置が変化する場合、歩行者が照射される状態を維持するために、照射領域を付加配光パターンＰＡ内でスイブル移動させる必要が生ずる。この状況下において、照射領域の少なくとも一部が付加配光パターンＰＡの外側に出てしまうことがありうる。

例えばスイブル移動後の照射領域の一部が付加配光パターンＰＡの左端から出てしまった場合、その一部に対応する分だけ照射領域の照度が下がり、発光素子を駆動する電流の総量が減少する。この減少分を、例えば付加配光パターンＰＡの左端部に位置する部分領域Ｌ１およびＵ１に光を照射する発光素子の駆動電流に加算することにより、照度の低下をある程度補うことができる。

なお上記の電子スイブル制御は、運転手の操作により有効無効を切り替え可能とされている。またナビゲーションシステム１９が取得する車両の位置情報に基づいて統合制御部１４が要否を判断し、自動的に有効無効を切り替え可能としてもよい。

以上説明したように、本実施形態の調光制御によれば、灯具光軸を機械的に旋回させるスイブル機構を省略して灯具ユニットの小型化・軽量化を図りつつ、電子スイブル制御に伴う照射領域の照度低下を最小限に抑え、運転者の前方視認性を確保することができる。

次に図６を参照しつつ、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、統合制御部１４および前照灯制御部２０が行なう調光制御が第１の実施形態と異なる。それ以外の前照灯制御システム１１の構成は第１の実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。

本実施形態の調光制御は、上述した歩行者のスポット照射に関する。カメラ１８等により付加配光パターンＰＡ内に歩行者が検出された場合、当該歩行者が位置する部分領域に光を局所的に照射する。このスポット照射は比較的高い光度の光で行なうため、光を照射する発光素子を駆動するために供給する電流が大きくなる。そのため、複数の歩行者が検出されて各歩行者をスポット照射する必要が生じた場合に、発光素子アレイに供給しうる定格電流値を超えてしまうおそれがある。

本実施形態の調光制御は、複数の歩行者に対するスポット照射を可能としつつ、発光素子アレイに供給される電流が定格値を超えないようにするためのものである。

図６の（ａ）は、付加配光パターンＰＡ内に検出された二人の歩行者をスポット照射している場合における、下側部分領域Ｌ１〜Ｌ１３の照度分布を示す図である。一人目の歩行者は下側部分領域Ｌ３とＬ４に対応する位置において、二人目の歩行者は下側部分領域Ｌ８とＬ９に対応する位置においてスポット照射を受けている。

図６の（ｂ）は、上記のスポット照射を行なう発光素子に供給される電流量と、発光素子アレイ全体に供給される電流量の関係を示す図である。下段は下側部分領域Ｌ３とＬ４に光を照射する発光素子に供給される電流量の合計を、中段は下側部分領域Ｌ８とＬ９に光を照射する発光素子に供給される電流量の合計を、上段は下側発光素子アレイ５２Ｌ全体に供給される電流量の合計を示している。Ｔは、下側発光素子アレイ５２Ｌに供給可能な定格電流値を示している。

本実施形態の調光制御においては、スポット照射を行なう領域が複数存在する場合に、各領域に光を照射する発光素子を交互に点消灯させている。図６の（ｂ）に示す例においては、下側部分領域Ｌ３とＬ４に光を照射する発光素子を点灯させているときは下側部分領域Ｌ８とＬ９に光を照射する発光素子を消灯させており、下側部分領域Ｌ３とＬ４に光を照射する発光素子を消灯させているときは下側部分領域Ｌ８とＬ９に光を照射する発光素子を点灯させている。

このように点消灯制御を行なうことにより、各スポット照射領域へ光の照射を行なう発光素子へ供給する電流を、下側発光素子アレイ５２Ｌの定格電流値Ｔとして照度を確保しながらも、スポット照射の動作実行中を通じて下側発光素子アレイ５２Ｌに供給される電流量が定格値Ｔを超えることがない。

複数のスポット照射領域間の切り替え周波数、すなわち各スポット照射領域に対応する発光素子の点消灯周波数がある程度高くなると、運転者には各スポット照射領域の照度が低下して視認されてしまう。そこで本実施形態においては、当該点消灯周波数を３０Ｈｚ未満４Ｈｚ以上としている。これにより各スポット照射領域に位置する歩行者が、十分な明るさをもって運転者に視認されうる。

スポット照射を行なうべき歩行者が増加すると、各歩行者が繰り返し照射に供される周期は長くならざるを得ない。その場合、スポット照射を行なう領域の数に上限を設け、危険度の高い歩行者から優先的にスポット照射を行なうようにしてもよい。

具体的には、自車線内で検出される歩行者の優先度を最も高くし、次いで路肩から自車線に進入しつつある歩行者、路肩で検出される歩行者の順に優先度を低く設定する。これら歩行者の位置は、カメラ１８等を通じて入力された画像データを統合制御部１４が解析して行なう。

以上説明したように、本実施形態の調光制御によれば、付加配光パターンＰＡ内でスポット照射が必要な領域が複数検出された場合においても、各スポット照射領域の照度を最大限としつつ、発光素子アレイに供給される電流が定格電流値を超えないように制御することが可能となる。

スポット照射を行なう対象は歩行者に限られるものではない。路肩に駐車中の車両等の障害物を照射対象に適宜含みうる。

次に図７を参照しつつ、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、第２灯具ユニット３８に含まれる発光素子ユニット４９ａの構成が第１の実施形態における発光素子ユニット４９と異なる。それ以外の前照灯制御システム１１の構成は第１の実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。

図４の（ｂ）に示す付加配光パターンＰＡにおいて、上側部分領域Ｕ１〜Ｕ１３は、Ｈ−Ｈ線近傍を含む下側部分領域Ｌ１〜Ｌ１３と比較して細かな配光制御をする必要性が低い。換言すると、付加配光パターンＰＡの上側はより少ない数の部分領域で構成することが可能である。しかしながら数を減らした部分領域に対応するように発光素子の数を減らすと、各部分領域の照度低下あるいは配光面積不足が生じてしまう。

そこで本実施形態における発光素子ユニット４９ａは、発光素子の数は減らさずに照度を確保しつつ、配光制御可能な部分領域の数を減らすように構成されている。

図７の（ａ）に発光素子ユニット４９ａを車両前方から見た構成を示す。発光素子ユニット４９ａは、基板５０上に実装された下側発光素子アレイ５２Ｌおよび上側発光素子アレイ５２Ｕａを備えている。下側発光素子アレイ５２Ｌについては第１の実施形態と同一の構成であるため、詳細な説明を省略する。

図７の（ｂ）は、本実施形態の発光素子ユニット４９ａにより形成される付加配光パターンＰＡ’を示している。パターンの下側が１３個の部分領域Ｌ１〜Ｌ１３に分割されているのに対し、上側は６個の部分領域Ｕ１３、Ｕ４５、Ｕ６、Ｕ７８、Ｕ９１０、およびＵ１１１３に分割されている。

上記のように分割された上側部分領域の各々に光を照射するために、本実施形態の上側発光素子アレイ５２Ｕａを構成する複数の発光素子の幾つかは制御線５３ａによって直列に接続されている。

図７の（ｂ）に示す例において上側部分領域Ｕ１３は、下側部分領域Ｌ１〜Ｌ３に相当する面積を有している。この上側部分領域Ｕ１３に光を照射するために、３つの上側発光素子５２Ｕ−１〜５２Ｕ−３が制御線５３ａによって直列に接続されており、同時に点消灯される。下側部分領域Ｌ１〜Ｌ３に相当する面積の上側部分領域Ｕ１３を、下側部分領域Ｌ１〜Ｌ３に光を照射する下側発光素子と同数の上側発光素子で照射するため、上側部分領域Ｕ１３の照度が低下することはない。

同様にして、下側部分領域Ｌ４、Ｌ５に相当する面積を有する上側部分領域Ｕ４５は、直列接続された２つの上側発光素子５２Ｕ−４および５２Ｕ−５により照射される。上側部分領域Ｕ６については、第１の実施形態と同様に、上側発光素子５２Ｕ−６が単独で点消灯制御される。上側部分領域Ｕ９１０およびＵ１１１３については、各々上側部分領域Ｕ４５およびＵ１３と同様であるため、詳細な説明を省略する。

このような構成によれば、発光素子の数を維持することにより各部分領域が十分な照度と配光面積で照射されつつ、発光素子の電源数を減らして製品コストを抑制することができる。また点消灯制御の対象が少なくなるため、前照灯制御部２０の処理負荷を低減することができる。

上側部分領域の数および面積は、配光制御の仕様に応じて適宜定めることができる。図７の（ｂ）に示す例では部分領域の分割の仕方が左右非対称であるが、左右対称としてもよい。

上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは明らかである。

付加配光パターンＰＡに含まれる部分領域の数は、上記の構成に限られるものではない。水平方向（図４のＨ−Ｈ線方向）に二つ以上の任意の数を選択することができる。また垂直方向（図４のＶ−Ｖ線方向）に部分領域が一列のみ並ぶ構成としてもよい。

付加配光パターンＰＡに含まれる部分領域の形状は、上記の構成に限られるものではない。各部分領域の面積と形状の少なくとも一方は互いに相違してもよい。

ある特定の部分領域を照射する光源が右前照灯ユニット２２Ｒと左前照灯ユニット２２Ｌの各々に設けられている必要はない。所望の付加配光パターンＰＡが得られ、所定の部分領域を照射しうるのであれば、各部分領域を照射する少なくとも一つの光源の車両１０における位置は任意である。

ロービーム用配光パターンＰＬを得るための第１灯具ユニット３６を、第２右灯具ユニット３８Ｒおよび第２左灯具ユニット３８ＬのようにＬＥＤアレイで構成してもよい。この場合、ロービーム用配光パターンＰＬを複数の部分領域に分割し、その少なくとも一つを選択的に照射領域または非照射領域とすることができる。

前照灯制御部２０は、右前照灯ユニット２２Ｒと左前照灯ユニット２２Ｌの各々について設けられる構成としてもよい。

１０：車両、１１：前照灯制御システム、１２：前照灯装置、１４：統合制御部、２０：前照灯制御部、２２Ｒ：右前照灯ユニット、２２Ｌ：左前照灯ユニット、５２Ｕ：上側発光素子アレイ、５２Ｌ：下側発光素子アレイ、ＰＡ：付加配光パターン、Ｕ１〜Ｕ１３：上側部分領域、Ｌ１〜Ｌ１３：下側部分領域

Claims (6)

1. 車両に搭載される前照灯装置であって、
   複数の光源と、
   前記複数の光源による光の照射を制御して、複数の部分領域を含んでなる照射レンジ内に所定の照射領域を形成する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、最も照度の高い前記複数の部分領域の一つを前記照射レンジ内においてスイブル移動させる制御を行なう際に、前記照射領域に含まれる前記複数の部分領域の少なくとも一つの照度を高くする、車両用前照灯装置。
2. 前記制御手段は、前記スイブル移動後の照射領域における所定の部分領域の照度を、前記スイブル移動前の照射領域における前記所定の部分領域に対応する部分領域の照度よりも高くするように前記制御を行なう、請求項１に記載の車両用前照灯装置。
3. 前記制御手段は、前記照射領域全体の照度を、前記スイブル移動の前後で略一致させるように前記制御を行なう、請求項２に記載の車両用前照灯装置。
4. 前記制御手段は、前記部分領域が運転手の視線推定位置に近いほど、前記照度の増加量を大きくするように前記制御を行なう、請求項２または３に記載の車両用前照灯装置。
5. 前記移動後の照射領域内の照度分布が互いに異なる複数の照射パターンを予め記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御手段は、前記車両の走行状態に応じて前記照射パターンの一つを選択する、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用前照灯装置。
6. 前記複数の光源は、ハイビーム用の光源である、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用前照灯装置。

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