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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-30
(45)【発行日】2023-09-07
(54)【発明の名称】車両用灯具
(51)【国際特許分類】
F21S 41/675 20180101AFI20230831BHJP
F21S 41/13 20180101ALI20230831BHJP
F21S 41/147 20180101ALI20230831BHJP
F21S 41/151 20180101ALI20230831BHJP
F21S 41/265 20180101ALI20230831BHJP
B60Q 1/14 20060101ALI20230831BHJP
F21W 102/155 20180101ALN20230831BHJP
F21W 102/145 20180101ALN20230831BHJP
F21W 102/165 20180101ALN20230831BHJP
F21W 102/20 20180101ALN20230831BHJP
【ＦＩ】
F21S41/675
F21S41/13
F21S41/147
F21S41/151
F21S41/265
B60Q1/14 Z
F21W102:155
F21W102:145
F21W102:165
F21W102:20
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021507129
(86)(22)【出願日】2020-02-25
(86)【国際出願番号】 JP2020007358
(87)【国際公開番号】W WO2020189184
(87)【国際公開日】2020-09-24
【審査請求日】2022-11-24
(31)【優先権主張番号】P 2019051492
(32)【優先日】2019-03-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019051493
(32)【優先日】2019-03-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019051494
(32)【優先日】2019-03-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001133
【氏名又は名称】株式会社小糸製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001416
【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所
(72)【発明者】
【氏名】村松 隆雄
(72)【発明者】
【氏名】アハメド サイード ファヒン
(72)【発明者】
【氏名】後藤 旬
【審査官】塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／０２１９１４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１２／１４４１４４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－０４０１７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－００４６４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１５６８６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｋ ９／００－ ９／９０
Ｆ２１Ｓ ２／００－４５／７０
Ｂ６０Ｑ １／００－ １／５６
Ｆ２１Ｗ １０２／１５５
Ｆ２１Ｗ １０２／１４５
Ｆ２１Ｗ １０２／１６５
Ｆ２１Ｗ １０２／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の周辺に可視光を照射するための第一光源と、前記車両の周辺の情報を取得するために赤外光を出射する第二光源と、
前記第一光源から照射された前記可視光を反射しながら回転し、前記車両から所定距離の位置に配置される仮想鉛直スクリーン上における水平方向に前記可視光を走査する回転リフレクタと、を備え、
前記回転リフレクタは、前記第二光源から照射された前記赤外光を反射して前記水平方向に走査し、
前記可視光により前記仮想鉛直スクリーン上に形成される第一配光パターンのうち集光部を形成する可視光と同一水平軸上に前記赤外光が走査されるように、前記第二光源が配置され、
前記赤外光により前記仮想鉛直スクリーン上に形成される第二配光パターンの一部が、前記第一配光パターンよりも前記仮想鉛直スクリーン上の中央領域から離れた側に形成されている、車両用灯具。
【請求項2】
前記第一光源は、前記可視光を出射する複数の発光素子を含み、前記仮想鉛直スクリーン上の前記同一水平軸上において所定の配列で複数の可視光の像が出射されるように、前記複数の発光素子が配置されており、
前記同一水平軸上において前記複数の可視光の像の配列の端に前記赤外光の像が照射されるように、前記第二光源が配置されている、請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項3】
前記第二光源は、前記赤外光を出射する複数の発光素子を含み、前記同一水平軸上において前記複数の発光素子から出射された赤外光の像が前記第一光源から出射された前記可視光の像を挟むように、前記複数の発光素子が配置されている、請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項4】
前記車両用灯具は、左側ヘッドランプと右側ヘッドランプとを含み、前記左側ヘッドランプは、左側第一光源、左側第二光源、および左側光学部材を有し、
前記右側ヘッドランプは、右側第一光源、右側第二光源、および右側光学部材を有し、
前記左側第二光源は、前記仮想鉛直スクリーン上において前記左側第二光源から出射された赤外光が前記左側第一光源から照射された可視光よりも左側に照射されるように配置されており、
前記右側第二光源は、前記仮想鉛直スクリーン上において前記右側第二光源から出射された赤外光が前記右側第一光源から照射された可視光よりも右側に照射されるように配置されている、請求項１または請求項２に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、自動車などの車両に用いられる車両用灯具に関する。
【背景技術】
【0002】
可視光源からの可視光および赤外光源からの赤外光をそれぞれ別個の光学部材によって反射して、可視光および赤外光を車両前方に照射する車両用照明装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】日本国特開２００９－１５４６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような車両用照明装置においては、可視光源の光学系と赤外光源の光学系とがそれぞれ独立して設けられているため、可視光の配光と赤外光の配光とを別個で制御して形成する必要があった。
【0005】
そこで、本開示は、車両周囲の照明用の配光に加えてセンシング用の配光を簡便な構成で実現することが可能な車両用灯具を提供することを目的とする。
【0006】
加えて、このような車両用照明装置において、その小型化には改善の余地があった。
【0007】
そこで、本開示は、照明機能を有する部品とともにセンシング機能を有する部品を内蔵しながらも小型化を実現することが可能な車両用灯具を提供することを目的とする。
【0008】
加えて、このような車両用照明装置において、赤外光によるセンシングの精度向上には改善の余地があった。
【0009】
そこで、本開示は、赤外光によるセンシングの精度向上を実現することが可能な車両用灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本開示の車両用灯具は、
車両の周辺に可視光を照射するための第一光源と、
前記車両の周辺の情報を取得するために赤外光を出射する第二光源と、
前記第一光源から照射された前記可視光を反射しながら回転し、前記車両から所定距離の位置に配置される仮想鉛直スクリーン上における水平方向に前記可視光を走査する回転リフレクタと、を備え、
前記回転リフレクタは、前記第二光源から照射された前記赤外光を反射して前記水平方向に走査する。
車両の周辺に可視光を照射するための第一光源と、
前記車両の周辺の情報を取得するために赤外光を出射する第二光源と、
前記第一光源から照射された前記可視光を反射しながら回転し、前記車両から所定距離の位置に配置される仮想鉛直スクリーン上における水平方向に前記可視光を走査する回転リフレクタと、を備え、
前記回転リフレクタは、前記第二光源から照射された前記赤外光を反射して前記水平方向に走査する。
【0011】
この構成によれば、車両周囲の照明用の可視光の配光に加えてセンシング用の赤外光の配光を簡便な構成で実現することが可能な車両用灯具を提供することができる。
【0012】
本開示の車両用灯具において、
前記可視光により前記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンのうち集光部を形成する可視光と同一水平軸上に前記赤外光が走査されるように、前記第二光源が配置されていてもよい。
前記可視光により前記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンのうち集光部を形成する可視光と同一水平軸上に前記赤外光が走査されるように、前記第二光源が配置されていてもよい。
【0013】
この構成によれば、赤外光によるセンサ対象領域のうち最もセンシングが必要な領域を重点的にセンシングすることができる。
【0014】
本開示の車両用灯具において、
前記第一光源は、前記可視光を出射する複数の発光素子を含み、
前記仮想鉛直スクリーン上の前記同一水平軸上において所定の配列で複数の可視光の像が出射されるように、前記複数の発光素子が配置されており、
前記同一水平軸上において前記複数の可視光の像の配列の端に前記赤外光の像が照射されるように、前記第二光源が配置されていてもよい。
前記第一光源は、前記可視光を出射する複数の発光素子を含み、
前記仮想鉛直スクリーン上の前記同一水平軸上において所定の配列で複数の可視光の像が出射されるように、前記複数の発光素子が配置されており、
前記同一水平軸上において前記複数の可視光の像の配列の端に前記赤外光の像が照射されるように、前記第二光源が配置されていてもよい。
【0015】
この構成によれば、照明用の配光パターンの形成とセンシング用の配光の形成とをより簡便な構成で両立させることができる。
【0016】
本開示の車両用灯具において、
前記第二光源は、前記赤外光を出射する複数の発光素子を含み、
前記同一水平軸上において前記複数の発光素子から出射された赤外光の像が前記第一光源から出射された前記可視光の像を挟むように、前記複数の発光素子が配置されていてもよい。
前記第二光源は、前記赤外光を出射する複数の発光素子を含み、
前記同一水平軸上において前記複数の発光素子から出射された赤外光の像が前記第一光源から出射された前記可視光の像を挟むように、前記複数の発光素子が配置されていてもよい。
【0017】
この構成によれば、赤外光によるセンシング領域を広げることができる。
【0018】
本開示の車両用灯具において、
前記車両用灯具は、左側ヘッドランプと右側ヘッドランプとを含み、
前記左側ヘッドランプは、左側第一光源、左側第二光源、および左側光学部材を有し、
前記右側ヘッドランプは、右側第一光源、右側第二光源、および右側光学部材を有し、
前記左側第二光源は、前記仮想鉛直スクリーン上において前記左側第二光源から出射された赤外光が前記左側第一光源から照射された可視光よりも左側に照射されるように配置されており、
前記右側第二光源は、前記仮想鉛直スクリーン上において前記右側第二光源から出射された赤外光が前記右側第一光源から照射された可視光よりも右側に照射されるように配置されていてもよい。
前記車両用灯具は、左側ヘッドランプと右側ヘッドランプとを含み、
前記左側ヘッドランプは、左側第一光源、左側第二光源、および左側光学部材を有し、
前記右側ヘッドランプは、右側第一光源、右側第二光源、および右側光学部材を有し、
前記左側第二光源は、前記仮想鉛直スクリーン上において前記左側第二光源から出射された赤外光が前記左側第一光源から照射された可視光よりも左側に照射されるように配置されており、
前記右側第二光源は、前記仮想鉛直スクリーン上において前記右側第二光源から出射された赤外光が前記右側第一光源から照射された可視光よりも右側に照射されるように配置されていてもよい。
【0019】
この構成によれば、左右のヘッドランプに赤外光源をそれぞれ内蔵させることで、車両前方領域における可視光配光パターンおよびセンシング用の赤外光配光パターンを簡便に形成することができる。
【0020】
上記目的を達成するために、本開示の車両用灯具は、
車両の周辺に可視光を照射するための第一光源と、
前記車両の周辺の情報を取得するために赤外光を出射する第二光源と、
前記第一光源から照射された前記可視光と前記第二光源から照射された前記赤外光を反射しながら回転し、前記車両から所定距離の位置に配置される仮想鉛直スクリーン上における水平方向に沿って前記可視光および前記赤外光を走査する回転リフレクタと、
前記回転リフレクタにより反射された前記可視光および前記赤外光を透過して前記車両の外部へ出射する第一レンズ部と、
前記第一レンズ部から出射されて前記車両の外部の対象物により反射された赤外光を受光する受光部と、
前記対象物により反射された前記赤外光を前記受光部に向けて透過させる第二レンズ部と、を備えている。
車両の周辺に可視光を照射するための第一光源と、
前記車両の周辺の情報を取得するために赤外光を出射する第二光源と、
前記第一光源から照射された前記可視光と前記第二光源から照射された前記赤外光を反射しながら回転し、前記車両から所定距離の位置に配置される仮想鉛直スクリーン上における水平方向に沿って前記可視光および前記赤外光を走査する回転リフレクタと、
前記回転リフレクタにより反射された前記可視光および前記赤外光を透過して前記車両の外部へ出射する第一レンズ部と、
前記第一レンズ部から出射されて前記車両の外部の対象物により反射された赤外光を受光する受光部と、
前記対象物により反射された前記赤外光を前記受光部に向けて透過させる第二レンズ部と、を備えている。
【0021】
この構成によれば、照明機能を有する部品とともにセンシング機能を有する部品を内蔵しながらも小型化を実現することが可能な車両用灯具を提供することができる。
【0022】
本開示の車両用灯具において、
前記第一光源と前記第二光源とが配置された配線基板をさらに備えていてもよい。
前記第一光源と前記第二光源とが配置された配線基板をさらに備えていてもよい。
【0023】
この構成によれば、車両用灯具の部品点数を削減することができる。
【0024】
本開示の車両用灯具において、
前記受光部は、前記車両用灯具の正面視において、前記第二レンズ部に対応する領域内に配置されていてもよい。
前記受光部は、前記車両用灯具の正面視において、前記第二レンズ部に対応する領域内に配置されていてもよい。
【0025】
この構成によれば、車両用灯具の更なる小型化を実現することができる。
【0026】
上記目的を達成するために、本開示の車両用灯具は、
車両の周辺に可視光を照射するための第一光源と、
前記車両の周辺の情報を取得するために赤外光を出射する第二光源と、
前記第一光源から照射された前記可視光と前記第二光源から照射された前記赤外光を反射しながら回転し、前記車両から所定距離の位置に配置される仮想鉛直スクリーン上における水平方向に沿って前記可視光および前記赤外光を走査する回転リフレクタと、
前記第一光源から出射され前記回転リフレクタにより反射された前記可視光を透過して前記車両の外部へ出射する第一レンズ部と、
前記第二光源から出射され前記回転リフレクタにより反射された前記赤外光を透過して前記車両の外部へ出射する第二レンズ部と、
前記第二レンズ部から出射されて前記車両の外部の対象物により反射された赤外光を、前記第二レンズ部を介さずに受光する受光部と、を備えている。
車両の周辺に可視光を照射するための第一光源と、
前記車両の周辺の情報を取得するために赤外光を出射する第二光源と、
前記第一光源から照射された前記可視光と前記第二光源から照射された前記赤外光を反射しながら回転し、前記車両から所定距離の位置に配置される仮想鉛直スクリーン上における水平方向に沿って前記可視光および前記赤外光を走査する回転リフレクタと、
前記第一光源から出射され前記回転リフレクタにより反射された前記可視光を透過して前記車両の外部へ出射する第一レンズ部と、
前記第二光源から出射され前記回転リフレクタにより反射された前記赤外光を透過して前記車両の外部へ出射する第二レンズ部と、
前記第二レンズ部から出射されて前記車両の外部の対象物により反射された赤外光を、前記第二レンズ部を介さずに受光する受光部と、を備えている。
【0027】
この構成によれば、第二レンズ部から出射された赤外光の反射光を、第二レンズ部を介さずに受光部により受光しているため、受光部に対して、赤外光の出射光学系（赤外光源や第二レンズ部）からの迷光が入射されることを抑制することができる。これにより、赤外光によるセンシングの精度を向上させることができる。
【0028】
本開示の車両用灯具において、
前記第一光源が配置された第一配線基板と、
前記第二光源が配置された第二配線基板と、をさらに備えていてもよい。
前記第一光源が配置された第一配線基板と、
前記第二光源が配置された第二配線基板と、をさらに備えていてもよい。
【0029】
この構成によれば、第一光源の配線基板と第二光源の配線基板とを別個で設けることで、放熱性を高めることができる。
【0030】
本開示の車両用灯具において、
前記対象物により反射された前記赤外光を前記受光部に向けて透過させる第三レンズ部をさらに備えていてもよい。
前記対象物により反射された前記赤外光を前記受光部に向けて透過させる第三レンズ部をさらに備えていてもよい。
【0031】
この構成によれば、赤外光の反射光をより効率的に受光部へ受光させることができる。
【0032】
本開示の車両用灯具において、
前記受光部は、前記車両用灯具の正面視において、前記第一レンズ部および前記第二レンズ部とは重複しない位置に配置されていてもよい。
前記受光部は、前記車両用灯具の正面視において、前記第一レンズ部および前記第二レンズ部とは重複しない位置に配置されていてもよい。
【0033】
この構成によれば、第二レンズ部を介さずに赤外光の反射光を受光部により受光させる構成を簡便に実現することができる。
【0034】
本開示の車両用灯具において、
前記受光部は、前記正面視において、前記第二レンズ部の下部に配置されていてもよい。
前記受光部は、前記正面視において、前記第二レンズ部の下部に配置されていてもよい。
【0035】
この構成によれば、第二レンズ部を介さずに赤外光の反射光を受光部により受光させる構成として、受光部を第二レンズ部の下部に配置される構成が好ましい。
【0036】
本開示の車両用灯具において、
前記車両の周辺に可視光を照射するための第三光源をさらに備え、
前記第三光源から照射された前記可視光は、前記回転リフレクタにより反射され、前記仮想鉛直スクリーン上における水平方向に沿って走査され、
前記第一光源から照射された可視光は、前記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンのうち集光部を形成し、前記第三光源から照射された可視光は、前記配光パターンのうち拡散部を形成し、
前記第三光源から出射され前記回転リフレクタにより反射された可視光は、前記第二レンズ部を透過して前記車両の外部へ出射されてもよい。
前記車両の周辺に可視光を照射するための第三光源をさらに備え、
前記第三光源から照射された前記可視光は、前記回転リフレクタにより反射され、前記仮想鉛直スクリーン上における水平方向に沿って走査され、
前記第一光源から照射された可視光は、前記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンのうち集光部を形成し、前記第三光源から照射された可視光は、前記配光パターンのうち拡散部を形成し、
前記第三光源から出射され前記回転リフレクタにより反射された可視光は、前記第二レンズ部を透過して前記車両の外部へ出射されてもよい。
【0037】
この構成によれば、第二レンズ部が第三光源から出射された可視光を透過する機能と赤外光源から出射された赤外光を透過する機能とを備えることで、車両用灯具の小型化を実現することができる。
【発明の効果】
【0038】
本開示に係る車両用灯具によれば、車両周囲の照明用の可視光の配光に加えてセンシング用の赤外光の配光を簡便な構成で実現することができる。
【0039】
加えて、本開示に係る車両用灯具によれば、照明機能を有する部品とともにセンシング機能を有する部品を内蔵しながらも灯具の小型化を実現することができる。
【0040】
加えて、本開示に係る車両用灯具によれば、赤外光によるセンシングの精度向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本開示の実施形態の一例に係る車両用灯具が搭載された車両システムの構成を示すブロック図である。
【図2】第一実施形態に係る車両システムの一部の構成を模式的に示したブロック図である。
【図3】第一実施形態に係るハイビーム用灯具ユニットの上面図である。
【図5】ハイビーム用灯具ユニットが備える第一配線基板の正面図である。
【図6】ハイビーム用灯具ユニットが備える第二配線基板の正面図である。
【図7】第一配線基板に設けられた各可視光発光素子から照射される可視光により、仮想鉛直スクリーン上に形成されるスポット光の像を示す図である。
【図8】第一配線基板に設けられた各可視光発光素子から照射された可視光が回転リフレクタの回転により走査された状態での仮想鉛直スクリーン上の配光パターンを示す図である。
【図9】第二配線基板に設けられた各可視光発光素子から照射される可視光により、仮想鉛直スクリーン上に形成されるスポット光の像を示す図である。
【図10】第二配線基板に設けられた各可視光発光素子から照射された可視光が回転リフレクタの回転により走査された状態での仮想鉛直スクリーン上の配光パターンを示す図である。
【図11】ロービーム用灯具ユニットおよびハイビーム用灯具ユニットから前方に照射される可視光により、仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを示す図である。
【図12】第一配線基板に設けられた各赤外光発光素子から照射された赤外光により、仮想鉛直スクリーン上に形成される赤外光のスポット光の像を示す図である。
【図13】各赤外光発光素子から照射される赤外光が、回転リフレクタの回転により走査された状態での配光パターンを示す図である。
【図14】第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニットの上面図である。
【図16】第三実施形態に係るハイビーム用灯具ユニットの上面図である。
【図17】第三実施形態の変形例に係るハイビーム用灯具ユニットの一部構成を省略した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下、本開示を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全ての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0043】
図１は、車両１に搭載される車両システム２のブロック図を示している。
図１に示すように、本実施形態に係る車両システム２は、車両制御部３と、ヘッドランプ４と、センサ５と、カメラ６と、レーダ７と、ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）９と、無線通信部１０と、地図情報記憶部１１とを備えている。さらに、車両システム２は、ステアリングアクチュエータ１２と、ステアリング装置１３と、ブレーキアクチュエータ１４と、ブレーキ装置１５と、アクセルアクチュエータ１６と、アクセル装置１７とを備えている。
図１に示すように、本実施形態に係る車両システム２は、車両制御部３と、ヘッドランプ４と、センサ５と、カメラ６と、レーダ７と、ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）９と、無線通信部１０と、地図情報記憶部１１とを備えている。さらに、車両システム２は、ステアリングアクチュエータ１２と、ステアリング装置１３と、ブレーキアクチュエータ１４と、ブレーキ装置１５と、アクセルアクチュエータ１６と、アクセル装置１７とを備えている。
【0044】
車両制御部３は、車両１の走行を制御するように構成されている。車両制御部３は、例えば、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により構成されている。電子制御ユニットは、プロセッサとメモリを含むマイクロコントローラと、その他電子回路（例えば、トランジスタ等）を含む。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及び／又はＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。メモリは、各種車両制御プログラム（例えば、自動運転用の人工知能（ＡＩ）プログラム等）が記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、各種車両制御データが一時的に記憶されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。プロセッサは、ＲＯＭに記憶された各種車両制御プログラムから指定されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭとの協働で各種処理を実行するように構成されている。
【0045】
ヘッドランプ４は、車両１の前部に搭載された照明装置であり、車両１の周囲の道路へ向けて光を照射するランプユニット４２と、ランプ制御部４３（光源制御部の一例）とを備えている。ランプユニット４２およびランプ制御部４３の詳細な構成については後述する。
【0046】
例えば、車両制御部３は、所定の条件を満たした場合にランプユニット４２の点消灯を制御するための指示信号を生成して、当該指示信号をランプ制御部４３に送信する。ランプ制御部４３は、受信した指示信号に基づいて、ランプユニット４２の点消灯を制御する。
【0047】
センサ５は、加速度センサ、速度センサ、ジャイロセンサ等を備える。センサ５は、車両１の走行状態を検出して、走行状態情報を車両制御部３に出力するように構成されている。センサ５は、運転者が運転席に座っているかどうかを検出する着座センサ、運転者の顔の方向を検出する顔向きセンサ、外部天候状態を検出する外部天候センサ及び車内に人がいるかどうかを検出する人感センサ等をさらに備えてもよい。さらに、センサ５は、車両１の周辺環境の照度を検出する照度センサを備えてもよい。
【0048】
カメラ６は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）等の撮像素子を含むカメラである。カメラ６の撮像は、車両制御部３から送信される信号に基づいて制御される。例えば、カメラ６は、ランプユニット４２の点消灯の周波数に合わせたフレームレートにより画像を撮像し得る。これにより、カメラ６は、ランプユニット４２の点灯時の画像と消灯時の画像の双方を取得することができる。
【0049】
レーダ７は、ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ又はレーザーレーダ等である。レーダ７は、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ＲａｎｇｉｎｇまたはＬａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）を備えていてもよい。ＬｉＤＡＲは、一般にその前方に非可視光を出射し、出射光と戻り光とに基づいて、物体までの距離、物体の形状、物体の材質などの情報を取得するセンサである。カメラ６とレーダ７は、車両１の周辺環境（他車、歩行者、道路形状、交通標識、障害物等）を検出し、周辺環境情報を車両制御部３に出力するように構成されている。
【0050】
ＨＭＩ８は、運転者からの入力操作を受付ける入力部と、走行情報等を運転者に向けて出力する出力部とから構成される。入力部は、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、車両１の運転モードを切替える運転モード切替スイッチ等を含む。出力部は、各種走行情報を表示するディスプレイである。
【0051】
ＧＰＳ９は、車両１の現在位置情報を取得し、当該取得された現在位置情報を車両制御部３に出力するように構成されている。無線通信部１０は、車両１の周囲にいる他車に関する情報（例えば、走行情報）を他車から受信すると共に、車両１に関する情報（例えば、走行情報）を他車に送信するように構成されている（車車間通信）。また、無線通信部１０は、信号機や標識灯等のインフラ設備からインフラ情報を受信すると共に、車両１の走行情報をインフラ設備に送信するように構成されている（路車間通信）。地図情報記憶部１１は、地図情報が記憶されたハードディスクドライブ等の外部記憶装置であって、地図情報を車両制御部３に出力するように構成されている。
【0052】
車両１が自動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、走行状態情報、周辺環境情報、現在位置情報、地図情報等に基づいて、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号のうち少なくとも一つを自動的に生成する。ステアリングアクチュエータ１２は、ステアリング制御信号を車両制御部３から受信して、受信したステアリング制御信号に基づいてステアリング装置１３を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータ１４は、ブレーキ制御信号を車両制御部３から受信して、受信したブレーキ制御信号に基づいてブレーキ装置１５を制御するように構成されている。アクセルアクチュエータ１６は、アクセル制御信号を車両制御部３から受信して、受信したアクセル制御信号に基づいてアクセル装置１７を制御するように構成されている。このように、自動運転モードでは、車両１の走行は車両システム２により自動制御される。
【0053】
一方、車両１が手動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、アクセルペダル、ブレーキペダル及びステアリングホイールに対する運転者の手動操作に従って、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号を生成する。このように、手動運転モードでは、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号が運転者の手動操作によって生成されるので、車両１の走行は運転者により制御される。
【0054】
次に、車両１の運転モードについて説明する。運転モードは、自動運転モードと手動運転モードとからなる。自動運転モードは、完全自動運転モードと、高度運転支援モードと、運転支援モードとからなる。完全自動運転モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはない。高度運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはあるものの車両１を運転しない。運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御のうち一部の走行制御を自動的に行うと共に、車両システム２の運転支援の下で運転者が車両１を運転する。一方、手動運転モードでは、車両システム２が走行制御を自動的に行わないと共に、車両システム２の運転支援なしに運転者が車両１を運転する。
【0055】
車両１の運転モードは、運転モード切替スイッチを操作することで切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、運転モード切替スイッチに対する運転者の操作に応じて、車両１の運転モードを４つの運転モード（完全自動運転モード、高度運転支援モード、運転支援モード、手動運転モード）の間で切り替える。車両１の運転モードは、自動運転車が走行可能である走行可能区間や自動運転車の走行が禁止されている走行禁止区間についての情報または外部天候状態についての情報に基づいて自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、これらの情報に基づいて車両１の運転モードを切り替える。さらに、車両１の運転モードは、着座センサや顔向きセンサ等を用いることで自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、着座センサや顔向きセンサからの出力信号に基づいて、車両１の運転モードを切り替える。
【0056】
（第一実施形態）
次に、本開示の第一実施形態に係る車両システム２の具体的構成について図２等を参照して説明する。図２は、車両システム２の一部の構成を模式的に示したブロック図である。車両システム２に搭載されるヘッドランプ４は、車両前部の左側と右側にそれぞれ設けられるが、図面の簡略化のため、図２では、左右のヘッドランプのうち左側のヘッドランプのみを図示している。
次に、本開示の第一実施形態に係る車両システム２の具体的構成について図２等を参照して説明する。図２は、車両システム２の一部の構成を模式的に示したブロック図である。車両システム２に搭載されるヘッドランプ４は、車両前部の左側と右側にそれぞれ設けられるが、図面の簡略化のため、図２では、左右のヘッドランプのうち左側のヘッドランプのみを図示している。
【0057】
図２に示すように、本実施形態に係る車両システム２は、カメラ６として、可視光により車両１の周辺を撮像可能な可視光カメラ６Ａと、赤外光により車両１の周辺を撮像可能な赤外線カメラ６Ｂとを備えている。なお、可視光カメラ６Ａと赤外線カメラ６Ｂとを設ける代わりに、可視光と赤外光の両方を使用してカラー画像と赤外線画像とを同時に撮像可能な撮像素子を用いた単一のカメラを備えていてもよい。また、車両システム２は、画像処理部１８と、モニタ１９とを備えている。赤外線カメラ６Ｂは、赤外線（赤外光）の検出により特に夜間でも車両周囲の撮影が可能なカメラである。画像処理部１８は、可視光カメラ６Ａや赤外線カメラ６Ｂにより撮影された映像を処理し、車両制御部３やモニタ１９に処理された映像信号を送信する。
【0058】
ヘッドランプ４のランプユニット４２は、ロービーム用配光パターンを形成するロービーム用灯具ユニット４２Ｌと、ハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム用灯具ユニット４２Ｈ（車両用灯具の一例）とを備えている。ロービーム用灯具ユニット４２Ｌは、パラボラ型あるいはプロジェクタ型の灯具ユニットである。ロービーム用灯具ユニット４２Ｌは、光源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、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等を用いている。
【0059】
ハイビーム用灯具ユニット４２Ｈは、可視光源４４（第一光源、第三光源の一例）と、赤外光源４５（第二光源の一例）と、光学部材４６と、フォトダイオード４７（受光部の一例）と、を備えている。
【0060】
ヘッドランプ４のランプ制御部４３は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成されており、車両１の自動運転に係る情報に応じて、ランプユニット４２の照明状態を所定の照明状態に設定するように構成されている。ここでいう照明状態とは、ランプユニット４２を構成する各発光素子の点消灯や点滅周期等を含む。ランプ制御部４３は、図示しない電源に電気的に接続されており、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサとＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリとを含むマイクロコントローラ５０と、ＬＥＤドライバ５１，５２と、モータドライバ５３と、フォトダイオード４７用の電流－電圧変換・増幅回路５４と、計測回路５５とを含んでいる。ＬＥＤドライバ５１，５２は、可視光源４４および赤外光源４５を構成する各発光素子（ＬＥＤ）をそれぞれ駆動するためのドライバである。モータドライバ５３は、光学部材４６（具体的には、後述の回転リフレクタ６５）を駆動するためのドライバである。電流－電圧変換・増幅回路５４は、フォトダイオード４７から出力された電流信号（センサ信号）を電圧信号へと変換し、電圧信号を増幅するための回路である。計測回路５５は、赤外光源４５を駆動するＬＥＤドライバ５２から赤外光源４５の駆動信号を受信するとともに、フォトダイオード４７からの電流信号が電流－電圧変換・増幅回路５４により電圧信号に変換された信号を受信する。そして、計測回路５５は、これらの受信信号から、赤外光源４５からの赤外光の発光タイミングとフォトダイオード４７による赤外光の反射光の受光タイミングとの差分を計測し、その結果をマイクロコントローラ５０へ送信する。マイクロコントローラ５０は、これらのドライバ５１～５３や各回路５４，５５をそれぞれ制御する。なお、本実施形態では、車両制御部３とランプ制御部４３は、別個の構成として設けられているが、一体的に構成されてもよい。つまり、ランプ制御部４３と車両制御部３は、単一の電子制御ユニットにより構成されていてもよい。
【0061】
図３は、ハイビーム用灯具ユニット４２Ｈの上面図である。図４は、ハイビーム用灯具ユニット４２Ｈの一部拡大図である。
図３に示すように、ハイビーム用灯具ユニット４２Ｈは、各構成部品を取り付けるためのブラケット６０を備えている。ブラケット６０は、ハイビーム用灯具ユニット４２Ｈの不図示のハウジングに取り付けられている。ブラケット６０には、可視光源４４の一部および赤外光源４５が設けられた第一配線基板６１が取り付けられている。第一配線基板６１の右方には、ランプ制御部４３の構成部品が収容された制御ボックス６３が配置されている。また、ブラケット６０の第一配線基板６１が取り付けられた箇所とは離隔した箇所には、可視光源４４の他の一部が設けられた第二配線基板６２が取り付けられている。また、制御ボックス６３の一部（ここでは、灯具前方側）には、フォトダイオード４７が配置されている。
図３に示すように、ハイビーム用灯具ユニット４２Ｈは、各構成部品を取り付けるためのブラケット６０を備えている。ブラケット６０は、ハイビーム用灯具ユニット４２Ｈの不図示のハウジングに取り付けられている。ブラケット６０には、可視光源４４の一部および赤外光源４５が設けられた第一配線基板６１が取り付けられている。第一配線基板６１の右方には、ランプ制御部４３の構成部品が収容された制御ボックス６３が配置されている。また、ブラケット６０の第一配線基板６１が取り付けられた箇所とは離隔した箇所には、可視光源４４の他の一部が設けられた第二配線基板６２が取り付けられている。また、制御ボックス６３の一部（ここでは、灯具前方側）には、フォトダイオード４７が配置されている。
【0062】
図３および図４に示すように、ブラケット６０の第一配線基板６１および第二配線基板６２と対向する位置には、光学部材４６の一部品である回転リフレクタ６５が取り付けられている。さらに、ブラケット６０には、光学部材４６の他の一部品であるレンズ６６が取り付けられている。レンズ６６は、回転リフレクタ６５よりも灯具前方側に設けられている。レンズ６６は、図３および図４の右側に図示された第一レンズ部６７と、第一レンズ部６７の左側において第一レンズ部６７と連続して形成された第二レンズ部６８とから構成されている。第一レンズ部６７および第二レンズ部６８は、それぞれ、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として構成されている。可視光源４４および赤外光源４５から出射された光は、回転リフレクタ６５により反射され、第一レンズ部６７または第二レンズ部６８を透過して灯具前方へ照射される。
【0063】
回転リフレクタ６５は、モータドライバ５３（図２参照）により回転軸Ｒを中心に一方向に回転する。回転リフレクタ６５は、可視光源４４から出射された可視光を回転しながら反射し、灯具前方に所望の配光パターンを形成するように構成されている。また、回転リフレクタ６５は、赤外光源４５から出射された赤外光を回転しながら反射し、灯具前方に照射するように構成されている。
【0064】
回転リフレクタ６５は、反射面として機能する、形状の同じ２枚のブレード６５ａが筒状の回転部６５ｂの周囲に設けられている。回転リフレクタ６５の回転軸Ｒは、第一レンズ部６７の光軸Ａｘ１および第二レンズ部６８の光軸Ａｘ２に対して斜めになっている。回転リフレクタ６５のブレード６５ａは、回転軸Ｒを中心とする周方向に向かうにつれて、光軸Ａｘ１，Ａｘ２と反射面とが成す角が変化するように捩られた形状を有している。これにより、ブレード６５ａが、可視光源４４や赤外光源４５から出射された光を回転しながら反射することで、各光源の光を用いた走査が可能となる。
【0065】
図５は、第一配線基板６１の正面図であり、図６は、第二配線基板６２の正面図である。
図５に示すように、第一配線基板６１には、可視光源４４として可視光を出射可能な複数（本例では、９つ）の発光素子（以下、可視光ＬＥＤと称す）４４－１～４４－９が配置されている。可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９は、第一配線基板６１の正面視において、可視光ＬＥＤ４４－１から順に逆Ｕ字状となるように配列されている。これらの可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９から出射された光により、ハイビーム用配光パターンのうち集光部が形成される。
図５に示すように、第一配線基板６１には、可視光源４４として可視光を出射可能な複数（本例では、９つ）の発光素子（以下、可視光ＬＥＤと称す）４４－１～４４－９が配置されている。可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９は、第一配線基板６１の正面視において、可視光ＬＥＤ４４－１から順に逆Ｕ字状となるように配列されている。これらの可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９から出射された光により、ハイビーム用配光パターンのうち集光部が形成される。
【0066】
第一配線基板６１には、赤外光源４５として赤外光を出射可能な複数（本例では、２つ）の赤外光発光素子（以下、ＩＲ－ＬＥＤと称す）４５－１，４５－２が配置されている。ＩＲ－ＬＥＤ４５－１は、第一配線基板６１の正面視において、可視光ＬＥＤ４４－３の左側に配置されている。ＩＲ－ＬＥＤ４５－２は、第一配線基板６１の正面視において、可視光ＬＥＤ４４－７の右側に配置されている。
【0067】
図６に示すように、第二配線基板６２上には、可視光源４４として可視光を出射可能な複数（本例では、２つ）の可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１が並列配置されている。これら可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１から出射された光により、ハイビーム用配光パターンのうち拡散部が形成される。
【0068】
可視光源４４としての各可視光ＬＥＤ４４－１～４４－１１は、例えば可視光を照射可能な白色ＬＥＤから構成されている。可視光源４４および赤外光源４５としては、ＬＥＤの代わりに、ＥＬ素子やＬＤ素子などの半導体発光素子を光源として用いることも可能である。特に後述するハイビーム用配光パターンの一部を非照射とするための制御には、点消灯が短時間に精度良く行える光源が好ましい。
【0069】
レンズ６６のうち右側の第一レンズ部６７は、第一配線基板６１上に配置された可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９から出射されて回転リフレクタ６５で反射された可視光、およびＩＲ－ＬＥＤ４５－１，４５－２から出射されて回転リフレクタ６５で反射された赤外光が透過可能な位置に配置されている。すなわち、ハイビーム用配光パターンの集光部を形成するための可視光と、赤外光とが、第一レンズ部６７を透過して灯具前方に照射される。また、レンズ６６のうち左側の第二レンズ部６８は、第二配線基板６２上に配置された可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１から出射され、回転リフレクタ６５で反射された可視光が透過可能な位置に配置されている。すなわち、ハイビーム用配光パターンの拡散部を形成するための可視光が、第二レンズ部６８を透過して灯具前方に照射される。なお、レンズ６６の形状は、要求される配光パターンや照度分布などの配光特性に応じて適宜選択すればよいが、非球面レンズに代えて、例えば、自由曲面レンズが用いられてもよい。
【0070】
図７は、第一配線基板６１に設けられた各可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９から照射される可視光により、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スポット光の像を示す図である。図８は、各可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９から照射された可視光が回転リフレクタ６５の回転により走査された状態での仮想鉛直スクリーン上の配光パターンＰ１を示す図である。
【0071】
各可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９から出射された可視光は、回転リフレクタ６５により反射されて、第一レンズ部６７を透過することで上下左右に反転して、仮想鉛直スクリーン上に図７に示すようなスポット光の像を形成する。図７において、像Ｓ１が可視光ＬＥＤ４４－１から照射されたスポット光の像であり、像Ｓ２が可視光ＬＥＤ４４－２から照射されたスポット光の像であり、像Ｓ３が可視光ＬＥＤ４４－３から照射されたスポット光の像であり、像Ｓ４が可視光ＬＥＤ４４－４から照射されたスポット光の像であり、像Ｓ５が可視光ＬＥＤ４４－５から照射されたスポット光の像であり、像Ｓ６が可視光ＬＥＤ４４－６から照射されたスポット光の像であり、像Ｓ７が可視光ＬＥＤ４４－７から照射されたスポット光の像であり、像Ｓ８が可視光ＬＥＤ４４－８から照射されたスポット光の像であり、像Ｓ９が可視光ＬＥＤ４４－９から照射されたスポット光の像である。像Ｓ１～Ｓ９は、仮想鉛直スクリーン上においてＵ字状となるように配列されて照射される。このうち、像Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７が仮想鉛直スクリーン上の水平線Ｈ－Ｈ上に照射される。
【0072】
回転リフレクタ６５の回転により、各可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９から出射された可視光のスポット光の像Ｓ１～Ｓ９が左右方向に走査されると、図８に示すような配光パターンＰ１が形成される。配光パターンＰ１は、後述のハイビーム用配光パターンの集光部として形成される。配光パターンＰ１のうち、複数の可視光ＬＥＤから出射された可視光が重複して照射される箇所が特に照度が高くなる。具体的には、配光パターンＰ１は、仮想鉛直スクリーン上の垂直線Ｖ－Ｖと水平線Ｈ－Ｈとが交差する箇所が最も照度が高くなるように形成されている。
【0073】
図９は、第二配線基板６２に設けられた各可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１から照射される可視光により、仮想鉛直スクリーン上に形成されるスポット光の像を示す図であり、図１０は、各可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１から照射された可視光が回転リフレクタ６５の回転により走査された状態での仮想鉛直スクリーン上の配光パターンＰ２を示す図である。
【0074】
可視光ＬＥＤ４４－１０および可視光ＬＥＤ４４－１１から出射された可視光は、回転リフレクタ６５により反射されて、第二レンズ部６８を透過することで上下左右に反転して、仮想鉛直スクリーン上に図９に示すようなスポット光の像を形成する。図９において、像Ｓ１０が可視光ＬＥＤ４４－１０から照射されたスポット光の像であり、像Ｓ１１が可視光ＬＥＤ４４－１１から照射されたスポット光の像である。像Ｓ１０および像Ｓ１１のサイズは、図７に示す各可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９から出射された可視光のスポット光の像Ｓ１～Ｓ９のサイズよりも大きくなるように形成されている。左側ヘッドランプに搭載される可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１により形成される像Ｓ１０および像Ｓ１１は、仮想鉛直スクリーン上において垂直線Ｖ－Ｖの左側において水平線Ｈ－Ｈに沿って並列して照射される。なお、図示は省略するが、右側ヘッドランプに搭載される可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１により形成される像Ｓ１０および像Ｓ１１は、仮想鉛直スクリーン上において垂直線Ｖ－Ｖの右側において水平線Ｈ－Ｈに沿って並列して照射される。
【0075】
回転リフレクタ６５の回転により、可視光ＬＥＤ４４－１０および可視光ＬＥＤ４４－１１から出射された可視光のスポット光の像Ｓ１０，Ｓ１１が左右方向に走査されると、図１０に示すような配光パターンＰ２が形成される。配光パターンＰ２は、後述のハイビーム用配光パターンの拡散部の一部として形成される。上述の通り、左側ヘッドランプに搭載される可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１により形成される像Ｓ１０および像Ｓ１１は、仮想鉛直スクリーン上において垂直線Ｖ－Ｖの左側に照射されるため、拡散部の一部を形成する配光パターンＰ２は、集光部を形成する配光パターンＰ１の照射領域のうち左側の部分に形成される。なお、図示は省略するが、右側ヘッドランプに搭載される可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１により形成される像Ｓ１０および像Ｓ１１は、仮想鉛直スクリーン上において垂直線Ｖ－Ｖの右側に照射されるため、拡散部の他の一部は、集光部用配光パターンＰ１の照射領域のうち右側の部分に形成される。
このように、左側ヘッドランプの可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１の配光（配光パターンＰ２）と右側ヘッドランプの可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１の配光とが合成されることで、拡散部用配光パターンが形成される。そして、集光部用配光パターンＰ１と拡散部用配光パターンとが合成されることで図１１に示されるハイビーム用配光パターンが形成される。
このように、左側ヘッドランプの可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１の配光（配光パターンＰ２）と右側ヘッドランプの可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１の配光とが合成されることで、拡散部用配光パターンが形成される。そして、集光部用配光パターンＰ１と拡散部用配光パターンとが合成されることで図１１に示されるハイビーム用配光パターンが形成される。
【0076】
図１１は、ロービーム用灯具ユニット４２Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット４２Ｈから前方に照射される可視光により、仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンＰ３を示している。
【0077】
図１１に示される可視光の配光パターンＰ３は、ロービーム用灯具ユニット４２Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット４２Ｈから照射される可視光の合成によって形成される。すなわち、配光パターンＰ３は、ロービーム用灯具ユニット４２Ｌから照射される可視光のロービーム用配光パターンＰ４と、ハイビーム用灯具ユニット４２Ｈから照射される可視光のハイビーム用配光パターンＰ１，Ｐ２との合成によって形成される。配光パターンＰ３は、例えば車両前方の領域のうち対向車１００の上部（対向車１００の運転者の位置）およびその周辺領域には光が照射されないように、各可視光ＬＥＤ４４－１～４４－１１をその領域に対応するタイミングで消灯することにより、その配光が制御されている。これにより、対向車１００のドライバへのグレア光を抑制することができる。
【0078】
図１２は、第一配線基板６１に設けられた各ＩＲ－ＬＥＤ４５－１，４５－２から照射された赤外光により、仮想鉛直スクリーン上に形成される赤外光のスポット光の像を示す図である。図１３は、各ＩＲ－ＬＥＤ４５－１，４５－２から照射される赤外光が、回転リフレクタ６５の回転により走査された状態での配光パターンＰ５を示す図である。
【0079】
各ＩＲ－ＬＥＤ４５－１，４５－２から出射された赤外光は、回転リフレクタ６５により反射されて、第一レンズ部６７を透過することで上下左右に反転して、仮想鉛直スクリーン上に図１２に示すようなスポット光の像を形成する。図１２において、像ＳＩＲ１がＩＲ－ＬＥＤ４５－１から照射された赤外光のスポット光の像であり、像ＳＩＲ２がＩＲ－ＬＥＤ４５－２から照射された赤外光のスポット光の像である。像ＳＩＲ１，ＳＩＲ２は、仮想鉛直スクリーン上の水平線Ｈ－Ｈ上に一定距離離隔して照射される。
【0080】
回転リフレクタ６５の回転により、ＩＲ－ＬＥＤ４５－１，４５－２から出射された赤外光のスポット光の像ＳＩＲ１，ＳＩＲ２が左右方向に走査されると、図１３に示すような配光パターンＰ５が形成される。配光パターンＰ５は、水平線Ｈ－Ｈ上に形成されている。なお、非可視光である赤外光については、対向車のドライバへのグレア光を考慮する必要はない。そのため、配光パターンＰ５は、可視光のハイビーム用配光パターンＰ１，Ｐ２の制御に関わらず水平線Ｈ－Ｈの領域の全体を略均一に照射するような配光となっている。
【0081】
配光パターンＰ５のように水平線Ｈ－Ｈに沿って照射される赤外光は、車両前方に存在する物体（対象物）により反射される。ハイビーム用灯具ユニット４２Ｈが備えるフォトダイオード４７は、物体により反射された赤外光を受光して電流信号として出力する。出力された赤外光の電流信号は、電流－電圧変換・増幅回路５４により電圧信号へと変換されて更に増幅されて、計測回路５５へと送信される。計測回路５５は、電流－電圧変換・増幅回路５４から送信された電圧信号に基づいて、赤外光の反射光の受光タイミングや当該反射光の光強度に関する信号をマイクロコントローラ５０へ送信する。マイクロコントローラ５０は、計測回路５５から受信した赤外光に関する信号（出射光と戻り光に関する信号）に基づいて、物体までの距離、物体の形状、物体の材質などの情報を取得する。これにより、マイクロコントローラ５０は、車両前方の歩行者や対向車の存在を検出することができる。そして、マイクロコントローラ５０は、赤外光信号に基づいて検出された車両前方の歩行者や対向車へグレアを与えないように、可視光源４４（可視光ＬＥＤ４４－１～４４－１１）の点消灯を制御する。また、マイクロコントローラ５０は、赤外光信号に基づいて検出された車両周囲の情報に関する信号を、車両制御部３へ送信する。車両１が自動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、マイクロコントローラ５０から取得した周辺環境情報に基づいて、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号のうち少なくとも一つを自動的に生成することができる。
【0082】
以上説明したように、第一実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２Ｈは、車両の周辺に可視光を照射するための可視光源４４と、車両の周辺の情報を取得するために赤外光を出射する赤外光源４５と、可視光源４４から照射された可視光を反射しながら回転し、車両から所定距離の位置に配置される仮想鉛直スクリーン上における水平方向に可視光を走査する回転リフレクタ６５と、を備えている。また、回転リフレクタ６５は、赤外光源４５から照射された赤外光を反射して水平方向に走査する。これにより、車両周囲を照明するための可視光の配光パターンＰ１，Ｐ２に加えてセンシング用の赤外光の配光パターンＰ５を簡便な構成で実現することができる。また、可視光源４４と赤外光源４５とフォトダイオード４７とが単一のハイビーム用灯具ユニット４２Ｈ内に搭載されているため、可視光の照射と赤外光の照射とを両立しながらハイビーム用灯具ユニット４２Ｈの小型化を実現することができる。
【0083】
本実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２Ｈにおいては、ハイビーム用配光パターンのうち集光部を形成する可視光が走査される水平線Ｈ－Ｈ（水平軸）上に赤外光が走査されるように、赤外光源４５が配置されている。これにより、赤外光によるセンサ対象領域のうち最もセンシングが必要な領域を重点的にセンシングすることができる。
【0084】
本実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２Ｈにおいては、可視光源４４を構成する複数の可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９のうち、可視光ＬＥＤ４４－３～４４－７は、仮想鉛直スクリーン上の水平線Ｈ－Ｈ上に複数の可視光の像が出射されるように配置されている。そして、赤外光源４５を構成するＩＲ－ＬＥＤ４５－１，４５－２は、可視光ＬＥＤ４４－３～４４－７から出射される可視光と同一の水平線Ｈ－Ｈ（同一水平軸）上において可視光の像の配列の端に赤外光の像が照射されるように、配置されている。より具体的には、赤外光源４５を構成するＩＲ－ＬＥＤ４５－１およびＩＲ－ＬＥＤ４５－２から出射された赤外光の像が、水平線Ｈ－Ｈ上において可視光ＬＥＤ４４－３～４４－７から出射された可視光の像を挟むようにＩＲ－ＬＥＤ４５－１，４５－２が配置されている。これにより、照明用の配光パターンとセンシング用の配光パターンとを、より簡便な構成で形成することができる。加えて、赤外光によるセンシングの領域を広げることができる。
【0085】
なお、上記の第一実施形態においては、左右それぞれのランプユニット４２に設けられたハイビーム用灯具ユニット４２Ｈにおいて、ＩＲ－ＬＥＤ４５－１およびＩＲ－ＬＥＤ４５－２から出射された赤外光の像が水平線Ｈ－Ｈ上において可視光ＬＥＤ４４－１～４４－９から出射された可視光の像を挟むようにＩＲ－ＬＥＤ４５－１，４５－２が配置されているが、この例に限られない。例えば、左側のヘッドランプを構成するランプユニットにおいては、仮想鉛直スクリーン上においてＩＲ－ＬＥＤから照射された赤外光が可視光ＬＥＤから照射された可視光よりも左側に照射されるように少なくとも一つのＩＲ－ＬＥＤが配置され、右側のヘッドランプを構成するランプユニットにおいては、仮想鉛直スクリーン上においてＩＲ－ＬＥＤから照射された赤外光が可視光ＬＥＤから照射された可視光よりも右側に照射されるように少なくとも一つのＩＲ－ＬＥＤが配置されるようにしてもよい。このように、左右のヘッドランプのそれぞれに赤外光源４５（ＩＲ－ＬＥＤ）を内蔵させることで、車両前方領域における可視光配光パターンおよびセンシング用の赤外光配光パターンを簡便に形成することができる。
【0086】
上記の第一実施形態においては、非可視光用光源として赤外光を照射する赤外光源４５を例にとって説明したが、この例に限られない。例えば、非可視光用光源として、紫外線やＸ線などの赤外光以外の非可視光線を照射する光源を採用してもよい。
【0087】
上記の第一実施形態においては、灯具の一例としてヘッドランプ４に備わるハイビーム用灯具ユニット４２Ｈを例にとって説明したが、車両後方に設けられたストップランプやテールランプ等の標識灯として構成されていてもよい。この構成によれば、ストップランプやテールランプとしての配光機能と車両後方の対象物の検知機能とを単一の灯具ユニットで両立することができる。
【0088】
上記の第一実施形態においては、ハイビーム用灯具ユニット４２Ｈ内に、回転リフレクタ６５により反射された可視光および赤外光を透過させるレンズ６６が設けられているが、必ずしもレンズ６６を設ける必要はない。回転リフレクタ６５により反射された可視光および赤外光が、レンズを介することなくハイビーム用灯具ユニット４２Ｈの前方に直接照射される構成としてもよい。
【0089】
上記の第一実施形態においては、車両前方に照射される赤外光が車両前方に存在する物体に反射された場合の戻り光がハイビーム用灯具ユニット４２Ｈに搭載されたフォトダイオード４７により受光されているが、この例に限られない。赤外光の戻り光を、ヘッドランプ４とは別の箇所に設けられた赤外線カメラ６Ｂにより撮影し、撮影された赤外光による白黒映像を画像処理部１８で処理することにより、車両制御部３は、車両前方の歩行者や対向車の存在を検出するようにしてもよい。また、赤外線カメラ６Ｂにより撮影された映像を車内に設けられたモニタ１９に表示することで、車両１のドライバが車両前方の歩行者や対向車の存在を確認することもできる。
【0090】
【0091】
（第二実施形態）
次に、本開示の第二実施形態について、図１４および図１５を参照して説明する。図１４は、第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡの上面図である。図１５は、ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡの一部構成を省略した正面図である。
次に、本開示の第二実施形態について、図１４および図１５を参照して説明する。図１４は、第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡの上面図である。図１５は、ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡの一部構成を省略した正面図である。
【0092】
図１４に示すように、第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡは、フォトダイオード４７がレンズ６６Ａのうち第二レンズ部６８Ａを透過した赤外光の戻り光を受光可能な位置に配置されている構成を備えている点で、フォトダイオード４７がレンズ６６を介さずに戻り光を受光する位置に配置されている構成を備えている第一実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２Ｈと相違する。
【0093】
具体的には、第二実施形態においては、フォトダイオード４７は、レンズ６６Ａのうち第二レンズ部６８Ａの後面と対向する位置に配置されている。すなわち、図１５に示すように、フォトダイオード４７は、ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡの正面視において、第二レンズ部６８Ａに対応する領域内に配置されている。フォトダイオード４７がこのような位置に配置されていることにより、第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡは、第一実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２Ｈよりも更なる小型化を実現することができる。
【0094】
このように、第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡが備えるレンズ６６Ａは、可視光源４４から出射され回転リフレクタ６５により反射された可視光と、赤外光源４５から出射され回転リフレクタ６５により反射された赤外光を透過して灯具前方へ出射する第一レンズ部６７と、第一レンズ部６７から出射されて車両の外部の対象物により反射された赤外光（戻り光）をフォトダイオード４７に向けて透過させる第二レンズ部６８Ａとから構成されている。この構成によれば、赤外光を用いたセンシング機能を有する部品を内蔵しながらも、ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡの小型化を実現することができる。
【0095】
第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡにおいては、フォトダイオード４７は、正面視において、第二レンズ部６８Ａに対応する領域内に配置されている。フォトダイオード４７がこのような位置に配置されていることにより、第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡは、第一実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２Ｈよりも更なる小型化を実現することができる。
【0096】
第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡにおいては、可視光源４４と赤外光源４５とが同一の第一配線基板６１に搭載されている。これにより、ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡの部品点数を削減することができる。
【0097】
第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡにおいては、第二配線基板６２に搭載された可視光源４４（可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１）から出射されて回転リフレクタ６５により反射された可視光が第二レンズ部６８Ａを透過して灯具前方へ照射されるとともに、第一配線基板６１に搭載された赤外光源４５から出射されて車両周囲の対象物により反射された赤外光の戻り光が第二レンズ部６８Ａを透過してフォトダイオード４７により受光される。すなわち、レンズ６６Ａの第二レンズ部６８Ａは、発光素子から出射されて拡散部用配光パターンＰ２を形成する光を透過する機能に加えて、受光素子が受光する戻り光を透過する機能を備えている。このように、第二レンズ部６８Ａが複数の機能を備えることで、ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡの小型化が実現されている。
【0098】
【0099】
図１６に示すように、第三実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＢは、赤外光源４５およびフォトダイオード４７の配置が、第一実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２Ｈや第二実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＡと相違している。
【0100】
具体的には、ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＢにおいては、赤外光源４５は、第一配線基板６１上ではなく、第二配線基板６２上に搭載されている。これにより、赤外光源４５から出射されて回転リフレクタ６５により反射された赤外光は、レンズ６６のうち第二レンズ部６８を透過して灯具前方へ出射される。
【0101】
ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＢにおいては、第二レンズ部６８のさらに左側にフォトダイオード４７と第三レンズ部６９が配置されている。なお、図１６においては、第三レンズ部６９は、レンズ６６と別体として図示されているが、レンズ６６と一体化されていてもよい。
【0102】
このように、第三実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＢが備えるレンズ６６は、可視光源４４から出射され回転リフレクタ６５により反射された可視光を透過して灯具前方へ出射する第一レンズ部６７と、赤外光源４５から出射され回転リフレクタ６５により反射された赤外光を透過して灯具前方へ出射する第二レンズ部６８とを備えている。さらに、ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＢは、第二レンズ部６８から出射されて車両外部の対象物により反射された赤外光の戻り光を、第二レンズ部６８を介さずに受光するフォトダイオード４７をさらに備えている。この構成によれば、第二レンズ部６８から出射された赤外光の戻り光を、第二レンズ部６８を介さずにフォトダイオード４７により受光することができる。そのため、フォトダイオード４７に対して、赤外光の出射光学系（赤外光源４５や第二レンズ部６８）からの迷光が入射されることを抑制し、赤外光によるセンシングの精度を向上させることができる。また、赤外光の戻り光をフォトダイオード４７に向けて透過させる第三レンズ部６９を備えていることにより、戻り光をより効率的にフォトダイオード４７へ受光させることができる。
【0103】
第三実施形態に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＢにおいては、第一配線基板６１に可視光源４４が配置され、第二配線基板６２に赤外光源４５が配置されている。このように、可視光源４４の配線基板と赤外光源４５の配線基板とを別個で設けることで、各光源４４，４５から発せられた熱の放熱性を高めることができる。
【0104】
なお、図１６では詳細な図示を省略しているが、第二配線基板６２には赤外光源４５に加えて可視光源４４として可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１（図６参照）が搭載されていてもよい。この構成によれば、レンズ６６の第二レンズ部６８は、可視光ＬＥＤ４４－１０，４４－１１から出射されて拡散部用配光パターンＰ２を形成する可視光を透過する機能に加えて、赤外光源４５から出射された赤外光を透過する機能を備えている。このように、第二レンズ部６８が複数の機能を備えることで、ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＢの小型化が実現されている。
【0105】
ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＢにおいては、フォトダイオード４７が第二レンズ部６８を介さずに赤外光の戻り光を受光するための構成として、第二レンズ部６８の左側にフォトダイオード４７と第三レンズ部６９が配置されているが、この例に限られない。図１７は、第三実施形態の変形例に係るハイビーム用灯具ユニット４２ＨＣの一部構成を省略した正面図である。図１７に示すように、フォトダイオード４７および第三レンズ部６９Ａは、ハイビーム用灯具ユニット４２ＨＣの正面視において、第二レンズ部６８の下部領域に配置されていてもよい。熱い空気は上方に向かって流れ、冷たい空気は下方に向かって流れるため、熱対策の面では、フォトダイオード４７をハイビーム用灯具ユニット４２ＨＣの下部に配置しておくことが好ましい。
【0106】
図１６および図１７の例では、赤外光の戻り光を透過する第三レンズ部６９がフォトダイオード４７に対応して設けられているが、第三レンズ部６９を設けずに、フォトダイオード４７が赤外光の戻り光を直接受光する構成としてもよい。
【0107】
なお、本開示は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本開示を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【0108】
本出願は、２０１９年３月１９日出願の日本特許出願２０１９－５１４９２号、２０１９年３月１９日出願の日本特許出願２０１９－５１４９３号、および２０１９年３月１９日出願の日本特許出願２０１９－５１４９４号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】