特許 7532205 車両用ランプとその制御装置

(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】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】車両用ランプとその制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60Q 1/115 20060101AFI20240805BHJP

   B60Q 1/14 20060101ALI20240805BHJP

   B60Q 1/04 20060101ALI20240805BHJP

   F21S 41/657 20180101ALI20240805BHJP

   F21S 41/153 20180101ALI20240805BHJP

   F21S 41/663 20180101ALI20240805BHJP

   F21W 102/13 20180101ALN20240805BHJP

   F21W 102/14 20180101ALN20240805BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240805BHJP

【ＦＩ】

B60Q1/115

B60Q1/14 Z

B60Q1/04 E

F21S41/657

F21S41/153

F21S41/663

F21W102:13

F21W102:14

F21Y115:10

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020179293

(22)【出願日】2020-10-27

(65)【公開番号】P2022070294

(43)【公開日】2022-05-13

【審査請求日】2023-08-24

(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】100081433

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 章夫

(72)【発明者】

【氏名】綿野 裕一

(72)【発明者】

【氏名】丸山 雄太

(72)【発明者】

【氏名】桂田 善弘

(72)【発明者】

【氏名】片岡 拓弥

【審査官】下原 浩嗣

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２４３０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－００１８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６２１８５３３（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６７０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１３１０５５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｑ １／１１５

Ｂ６０Ｑ １／１４

Ｂ６０Ｑ １／０４

Ｆ２１Ｓ ４１／６５７

Ｆ２１Ｓ ４１／１５３

Ｆ２１Ｓ ４１／６６３

Ｆ２１Ｗ １０２／１３

Ｆ２１Ｗ １０２／１４

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に装備されたランプであって、当該ランプのランプハウジングに、車両の外部に存在する対象物を撮像するランプカメラと、このランプカメラで撮像された対象物の位置情報に基づいて照射する光の配光が変化制御されるランプユニットが内装されており、
前記ランプカメラは前記ランプハウジングに対して上下方向及び左右方向の傾動位置の調整が可能なエイミングブラケットに支持されており、
前記ランプユニットは前記エイミングブラケットに対して上下方向の傾動角が制御されるレベリングブラケットに支持されており、
前記レベリングブラケットは、前記対象物の位置変化に基づいて当該レベリングブラケットを傾動して前記ランプユニットの照射光軸を上下方向に変化制御するレベリングアクチュエータを備えることを特徴とする車両用ランプ。

【請求項2】

前記ランプユニットは検出した対象物が存在する領域への光照射を停止し、その他の領域への光照射を行なう配光制御が可能である請求項１に記載の車両用ランプ。

【請求項3】

前記ランプユニットは多分割ＬＥＤアレイを光源として備え、当該多分割ＬＥＤアレイの発光パターンを変化して配光を制御する請求項２に記載の車両用ランプ。

【請求項4】

ランプハウジングに、車両の外部に存在する対象物を撮像するランプカメラと、このランプカメラで撮像された対象物の位置情報に基づいて照射する光の配光が変化制御されるランプユニットが内装されて車両に装備される車両用ランプと、前記ランプユニットの配光と照射光軸を制御する制御手段とを備えており、
前記ランプカメラは前記ランプハウジングに対して上下方向及び左右方向の傾動位置の調整が可能なエイミングブラケットに固定的に支持されており、前記ランプユニットは当該エイミングブラケットに対して上下方向に傾動可能なレベリングブラケットに支持されており、
前記制御手段は前記ランプカメラで撮像した画像から対象物を検出する対象物検出部と、検出した対象物の位置情報に基づいて前記ランプユニットの配光を制御するとともに、当該対象物の位置変化に基づいて前記レベリングブラケットをレベリングアクチュエータにより傾動してランプユニットの照射光軸を上下方向に変化制御するランプ制御部を備えることを特徴とする車両用ランプの制御装置。

【請求項5】

さらに、前記ランプカメラよりも高解像度で車両の外部に存在する対象物を撮像するフロントカメラを備え、前記制御手段の前記ランプ制御部はこのフロントカメラと前記ランプカメラのそれぞれで撮像した対象物の位置情報に基づいて前記ランプユニットの制御を行う請求項４に記載の車両用ランプの制御装置。

【請求項6】

前記ランプカメラは前記フロントカメラよりも高いフレームレートでの撮像が可能であり、前記ランプ制御部はこのランプカメラで撮像した対象物の位置変化に基づいて前記照射光軸の制御を行なう請求項５に記載の車両用ランプの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は自動車等の車両のヘッドランプに適用される車両用ランプと、その配光を制御する制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年の自動車用ヘッドランプは、先行車や対向車あるいは歩行者（以下、対象物と称する）に対する眩惑を防止する一方で、自動車の前方領域の照明効果を高めたＡＤＢ（Adaptive Driving Beam:配光可変）制御が採用されている。特許文献１では、カメラで撮像した画像から対象物が検出されたときに、当該対象物の位置を検出し、この検出した位置に基づいてランプユニットの照明光の照射領域を制御するＡＤＢ制御が行なわれている。

【0003】

このようなＡＤＢ制御を行なうヘッドランプでは、対象物をランプから見たときの光軸方向と、対象部をカメラで撮像したときの光軸方向にずれ、すなわち視差が生じていると、カメラで撮像した画像に基づくランプユニットの配光制御に誤差が生じる。そのため、特許文献１では、ランプユニットとカメラを同じランプハウジングに内蔵している。

【0004】

また、この種のヘッドランプには、ランプユニットの光軸方向を調整するためのエイミング調整機構が設けられている。このエイミング調整機構として、通常では傾動可能なブラケットにランプユニットを搭載し、このブラケットの前傾角度を調整することによりランプユニットの光軸方向を調整する構成がとられている。そして、ＡＤＢ制御を行なうヘッドランプでは、カメラをランプユニットと共に同じブラケットに搭載し、ランプユニットの光軸調整を行なうと同時にカメラの光軸方向をランプユニットの光軸方向に一致させるようにした構成がとられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１８／１３５３５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このヘッドランプでは、ＡＤＢ制御に際して、配光パターンを変えることなく光照射領域の全体を上下に偏向させる制御を行なうことがあり、この場合にはランプユニットの光軸方向を上下に偏向させる制御、いわゆるレベリング制御が行なわれる。すなわち、ランプユニットを搭載しているブラケットをレベリングアクチュエータで傾動できるように構成しておき、ＡＤＢ制御で要求されたときにレベリングアクチュエータを駆動してブラケットを傾動し、ランプユニットの光軸方向を上下に傾動するようにする。これにより、ＡＤＢ制御における処理を簡略化することができるようになる。

【0007】

しかし、レベリング制御においてランプユニットの光軸方向を変化させるべくブラケットを傾動すると、これに伴って当該ブラケットに搭載されているカメラの光軸方向も変化されてしまう。そのため、カメラで撮像した画像中での位置が変化されることになり、対象物の検出に際しては当該対象物の位置変化の補正を行う必要が生じる。レベリング制御は対象物の位置変化に追従して高速に制御することが要求されるが、撮像した画像中の対象物の位置がずれると、この位置を補正するための処理が必要となり、処理に時間がかかって高速な追従性の良いレベリング制御ないしはＡＤＢ制御を実行することが困難になる。

【0008】

本発明の目的は、高速なレベリング制御ないしはＡＤＢ制御を可能にした車両用ランプと、その配光を制御する制御装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の車両用ランプは、車両に装備されたランプであって、当該ランプのランプハウジングに、車両の外部に存在する対象物を撮像するランプカメラと、このランプカメラで撮像された対象物の位置情報に基づいて照射する光の配光が変化制御されるランプユニットが内装されており、ランプカメラは撮像光軸が車両を基準にした所定の方向に向けられており、ランプユニットは対象物の位置情報に基づいて照射光軸が上下方向に変化制御される構成である。

【0010】

この車両用ランプにおいては、ランプカメラはエイミングブラケットに固定的に支持されており、ランプユニットはエイミングブラケットに対して上下方向及び左右方向に傾動可能なレベリングブラケットに支持されており、レベリングブラケットの傾動に伴って照射光軸が上下方向及び左右方向に変化される構成とされる。レベリングブラケットは、対象物の位置変化に基づいて当該レベリングブラケットを傾動するレベリングアクチュエータを備える構成とされる。

【0011】

本発明の車両用ランプの制御装置は、ランプハウジングに、車両の外部に存在する対象物を撮像するランプカメラと、このランプカメラで撮像された対象物の位置情報に基づいて照射する光の配光が変化制御されるランプユニットが内装されて車両に装備される車両用ランプと、ランプユニットの配光と照射光軸を制御する制御手段とを備えている。そして、ランプカメラはランプハウジングに対して上下方向及び左右方向の傾動位置の調整が可能なエイミングブラケットに固定的に支持されており、ランプユニットはエイミングブラケットに対して上下方向に傾動可能なレベリングブラケットに支持されており、制御手段はランプカメラで撮像した画像から対象物を検出する対象物検出部と、検出した対象物の位置情報に基づいてランプユニットの配光を制御するとともに、当該対象物の位置変化に基づいてランプユニットの照射光軸を上下方向に変化制御するランプ制御部を備える。

【0012】

本発明の車両用ランプの制御装置は、好ましくは、さらに、ランプカメラよりも高解像度で車両の外部に存在する対象物を撮像するフロントカメラを備え、ランプ制御部はこのフロントカメラとランプカメラのそれぞれで撮像した対象物の位置情報に基づいてランプユニットの制御を行う構成とする。ここで、ランプカメラはフロントカメラよりも高いフレームレートでの撮像が可能であり、ランプ制御部はランプカメラで撮像した対象物の位置変化に基づいて照射光軸の制御を行なう構成とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明の車両用ランプ及び制御装置によれば、カメラの撮像光軸を車両に対して固定的に設定しているので、ランプユニットの照射光軸をレベリング制御しても、制御手段におけるレベリング制御のためのランプ制御信号を容易に生成することができ、高速なレベリング制御ないしはＡＤＢ制御が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】車両用ランプとその制御装置の実施形態の概念構成図。

【図2】左ヘッドランプの縦断面図。

【図3】左ヘッドランプの主要構成の概略斜視図。

【図4】Ｌｏ配光パターンとＡＨｉ配光パターンのパターン図。

【図5】ＡＨｉランプユニットの概略構成図。

【図6】フロントカメラとランプカメラで撮像した画像の模式図。

【図7】レベリング制御に基づく配光パターンの模式図。

【図8】変形例のＡＨｉランプユニットのＡＨｉ配光パターンのパターン図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車のヘッドランプに適用した車両用ランプとその制御装置の実施形態の概念構成図である。同図において自動車ＣＡＲの車体前部の左右にそれぞれヘッドランプＬ－ＨＬ，Ｒ－ＨＬが装備されている。これら左右のヘッドランプＬ－ＨＬ，Ｒ－ＨＬは左右が対称の構成である。なお、以降において左右のヘッドランプを合せてヘッドランプＨＬと総称することもある。

【0016】

図１において、自動車ＣＡＲのフロントウインドＦＷの内側にはフロントカメラＦＣＡＭが装備されており、自動車ＣＡＲの前方の所要領域を所要のフレームレートで、かつ所要の解像度で撮像することが可能である。ここでは、フロントカメラＦＣＡＭは所定の焦点距離の撮像レンズを備えており、またその撮像素子は可視光領域から赤外光領域にわたる受光感度を備えており、昼間時や夜間時に対象物を高解像度で撮像することが可能である。

【0017】

前記フロントカメラＦＣＡＭは自動車の車両ＥＣＵ（電子制御ユニット）１００に接続されている。この車両ＥＣＵ１００は本発明における制御手段として構成されており、対象物検出部１０１とランプ制御部１０２とカメラ制御部１０３を備えている。対象物検出部１０１は、フロントカメラＦＣＡＭで撮像した画像を画像解析して対象物を検出する。また、後述するランプカメラＬＣＡＭで撮像した画像を画像解析して対象物を検出することも可能である。

【0018】

ランプ制御部１０２は検出された対象物に基づいて前記ヘッドランプＨＬの点灯と配光を制御するためのランプ制御信号を生成してヘッドランプＨＬに出力する。なお、車両ＥＣＵ１００は対象物検出部１０１において検出した対象物に基づいて自動車ＣＡＲの車速や操舵、さらには運転補助を行なうための他の制御部を備えているが、これらの制御部は本発明との関連が少ないので、その説明は省略する。カメラ制御部１０３は前記フロントカメラＦＣＡＭと、後述するランプカメラＬＣＡＭを制御する。

【0019】

前記ヘッドランプＨＬは、図１に左ヘッドランプＬ－ＨＬで代表して示すように、ロービームランプユニット（以下、Ｌｏランプユニット）ＬｏＬＵと、ＡＤＢ制御が可能なハイビームランプユニット（以下、ＡＨｉランプユニット）ＡＨｉＬＵと、ターンシグナルランプユニット（以下、ＴＳランプユニット）ＴＳＬＵと、クリアランスランプを兼ねるデイタイムランニングランプユニット（以下、ＤＲランプユニット）ＤＲＬＵとを含み、これらのランプユニットが一つのランプハウジング１に内装された複合型ヘッドランプとして構成されている。

【0020】

また、このランプハウジング１には、前記フロントカメラＦＣＡＭよりも高速のフレームレートで撮像を行なうランプカメラＬＣＡＭが内装されており、自動車ＣＡＭの前方領域、特にフロントカメラＦＣＡＭの撮像領域とほぼ同じ領域を撮像することが可能とされている。さらに、ランプハウジング１には、前記ランプ制御信号に基づいて前記各ランプユニットの発光（点灯）を駆動するランプ駆動モジュールＬＤＭが内装されている。これらランプカメラＬＣＡＭとランプ駆動モジュールＬＤＭは前記車両ＥＣＵ１００に接続されている。

【0021】

詳細な図示は省略するが、ＴＳランプユニットＴＳＬＵとＤＲランプユニットＤＲＬＵはランプハウジング１に固定的に取り付けられている。一方、ＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵとランプカメラＬＣＡＭは、ランプハウジング１内においてそれぞれの光軸、すなわち照射光軸と撮像光軸の方向が適宜に調整可能な状態で取り付けられている。

【0022】

図２と図３はＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵとランプカメラＬＣＡＭの各光軸方向を調整するための構成を示す図であり、図２は左ヘッドランプＬ－ＨＬの縦断面図、図３は概略斜視図である。これらの図において、ランプハウジング１は、前方を開口した容器状のランプボディ１１と、このランプボディ１１の開口に取り付けられた透光カバー１２とを備えた構成である。そして、このランプボディ１１に前記したようにＤＲランプユニットＤＲＬＵが固定的に取り付けられており、点灯したときに透光カバー１２を透して光照射を行なうように構成されている。図２，３には表れないがＴＳランプユニットＴＳＬＵも同様の構成である。

【0023】

ランプハウジング１内において、ＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵとランプカメラＬＣＡＭは傾動角の調整が可能なエイミングブラケット（本発明の第１の部材）２に搭載されている。ただし、ＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡ－ＨｉランプユニットＡＨｉＬＵは、エイミングブラケット２とは別体に構成されたレベリングブラケット（本発明の第２の部材）３に搭載されており、このレベリングブラケット３を介してエイミングブラケット２に支持されている。一方、ランプカメラＬＣＡＭはエイミングブラケット２に直接に搭載されており、このランプカメラＬＣＡＭの撮像光軸Ａｃは当該エイミングブラケット２に対して所定の角度に向けられている。

【0024】

前記エイミングブラケット２は上下方向及び左右方向に傾動が可能なエイミング機構２０によりランプボディ１１に支持されている。このエイミング機構２０では、エイミングブラケット２は一つの角部において支点部２１によりランプボディ１１に支持され、この支点部２１の下方向の一部に上下エイミング調整部２２が配設され、またこの支点部２１の左方向の一部に左右エイミング調整部２３が配設された構成とされている。支点部２１と上下又は左右のエイミング調整部２２，２３は公知の構成が採用されているので詳細な説明は省略するが、例えばエイミングスクリューと、これに螺合されるエイミングナットで構成されている。このエイミングスクリューを治具等により操作することにより、エイミングブラケット２は支点部２１を支点にして上下方向の前傾角度と水平方向の振れ角度が調整できる。

【0025】

前記レベリングブラケット３は、上下方向に傾動が可能なレベリング機構３０により前記エイミングブラケット２に支持されている。このレベリング機構３０では、レベリングブラケット３はその上縁部、ここでは上縁の左右２箇所においてそれぞれ支点部３１，３２によりエイミングブラケット２に支持されている。また、レベリングブラケット３の下縁の一部にはエイミングブラケット２に支持された前記レベリングアクチュエータＬＡＣＴが連結されている。このレベリングアクチュエータＬＡＣＴは、例えばレベリングスクリュー３４を備える電気モータ３３で構成されており、レベリングブラケット３の下縁の一部に取り付けられたレベリングナット３５が螺合されている。レベリングアクチュエータＬＡＣＴが回転駆動されたときにレベリングスクリュー３４に螺合されているレベリングナット３５が螺進され、これに伴ってレベリングブラケット３の下縁部が前後方向に移動されてその前傾角度が変化制御される。

【0026】

ここで、レベリング機構３０の初期状態では、レベリングブラケット３のエイミングブラケット２に対する相対的な前傾角度は所定角度、例えば０度に設定されている。そして、この初期状態においては、レベリングブラケット３に搭載されているＬｏランプユニットＬｏＬｕとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵの照射光軸Ａｌ，Ａａは、それぞれランプカメラＬＣＡＭの撮像光軸Ａｃと同一方向に向けられている。

【0027】

したがって、エイミング機構２０によりエイミングブラケット２の傾動角度の調整を行なうことにより、ＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵとランプカメラＬＣＡＭの各光軸Ａｌ，Ａａ，Ａｃの方向を一括して調整することができる。また、レベリング機構３０でレベリングブラケット３の前傾角度を変化させることにより、ＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡ－ＨｉランプユニットＡＨｉＬＵの光軸方向を同時に変化制御することができる。

【0028】

前記各ランプユニットについて簡単に説明する。ＴＳランプユニットＴＳＬＵはＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とし、レンズを透してアンバー色の光を出射する構成である。このＴＳランプユニットＴＳＬＵは、ランプハウジング１内において車幅方向の外側に向けられた領域に配設されている。なお、ＴＳランプユニットＴＳＬＵは、ＬＥＤ自身でアンバー色の光を発光する構成であってもよく、あるいはＬＥＤで発光した白色光をアンバー色のインナーレンズを透して出射させる構成であってもよい。

【0029】

ＤＲランプユニットＤＲＬＵは光源としての白色ＬＥＤと、透光性樹脂からなるライトガイド（導光体）で構成されており、白色ＬＥＤの光をライトガイドの長さ方向に導光し、かつヘッドランプＨＬの正面方向に向けられたライトガイドの側面を発光面として出射させる構成である。このＤＲランプユニットＤＲＬＵは、ライトガイド（符号は付していない）がランプハウジング１内の上縁に沿って車幅方向に延長配置されている。

【0030】

ＬｏランプユニットＬｏＬＵは、図３に示したように、光源としての白色ＬＥＤ４１の光をリフレクタ４２で反射し、かつ当該光の一部をシェード４３で遮光した上で照射レンズ４４により前方に向けて照射する構成である。照射される光はシェード４３により一部が遮光されるため、このＬｏランプユニットＬｏＬＵで照射する光の配光パターンは、図４に示すように、上縁に所要のカットオフラインＣＯＬを有する配光パターン、いわゆるロービーム配光パターン（以下、Ｌｏ配光パターンと称する）ＰＬｏとなる。

【0031】

ＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵは、図３に示したように、多分割ＬＥＤアレイ６１と、この多分割ＬＥＤアレイ６１で発光された光を前方に向けて投影する投影レンズ６２を備えている。この多分割ＬＥＤアレイ６１は、図５に示すように、多数のマイクロＬＥＤ発光素子（以下、ピクセル素子と称する）６１ｐがマトリクス状（枡目状）に配列された構成である。多分割ＬＥＤアレイ６１は前記ランプ駆動モジュールＬＤＭでの制御により個々のピクセル素子６１ｐが選択的に発光され、発光されたピクセル素子６１ｐの光により所要の発光パターンが形成される。この発光パターンを投影レンズ６２により投影することにより、図４に示したように、前記Ｌｏ配光パターンＰＬｏの上側領域に各ピクセル発光素子６１ｐに対応した多数の単位照明領域ｕが合成されたＡＤＢハイビーム配光パターン（以下、ＡＨｉ配光パターンと称する）ＰＡＨｉが形成される。

【0032】

前記ランプカメラＬＣＡＭは少なくとも可視光領域を撮像するカメラで構成され、また前記フロントカメラＦＣＡＭと同じ焦点距離であるので、フロントカメラＦＣＡＭとほぼ同じ前方領域を撮像するように構成される。このランプカメラＬＣＡＭは前記したようにフロントカメラＦＣＡＭよりも高速のフレームレートで撮像を行なうことが可能である。その一方で、ランプカメラＬＣＡＭのコスト低減のために、その解像度はフロントカメラＦＣＡＭよりも低い構成とされている。このランプカメラＬＣＡＭは、図１に示したように、自動車に配備されているＬＩＮ（Local Interconnect Network）ライン１０４を介して前記車両ＥＣＵ１００に接続されている。

【0033】

前記ランプ駆動モジュールＬＤＭは、車両ＥＣＵ１００からのランプ制御信号を受けて前記各ランプユニットＴＳＬＵ，ＤＲＬＵ，ＬｏＬＵ，ＡＨｉＬＵの点灯を制御する機能と、ＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵにおいて行われるＡＨｉ配光パターンのパターン形状を制御するために多分割ＬＥＤアレイ６１を駆動制御する機能を備えている。

【0034】

以上の構成のヘッドランプＨＬは、ランプハウジング１が自動車ＣＡＲの車体に取り付けられるとエイミング調整が実行される。このエイミング調整ではエイミング機構２０の上下エイミング調整部２２と左右エイミング調整部２３を適宜に操作することにより、エイミングブラケット２の上下方向の角度と左右方向の角度が調整される。これにより、エイミングブラケット２に搭載されているＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＬＡＨｉＬｕの照射光軸Ａｌ，Ａａの方向と、ランプカメラＬＣＡＭの撮影光軸Ａｃの方向はそれぞれ車体に対して特定の方向に設定される。この特定の方向はフロントカメラＦＣＡＭの撮像光軸と一致されることが好ましい。また、初期状態においては、前記したようにレベリングブラケット３のエイミングブラケット２に対する相対的な前傾角度は０度に設定されており、ＬｏランプユニットＬｏＬｕとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵの照射光軸Ａｌ，Ａａと、ランプカメラＬＣＡＭの撮像光軸Ａｃは同一方向に向けられている。

【0035】

次に、ヘッドランプＨＬにおける点灯制御動作について説明する。自動車ＣＡＲに配設されている図示を省略した各種スイッチがオンされると、車両ＥＣＵ１００のランプ制御部１０２からランプ制御信号がランプ駆動モジュールＬＤＭに出力される。ランプ駆動モジュールＬＤＭはこのランプ制御信号に基づいて、対応するランプユニットを点灯制御する。例えば、デイタイムランニングスイッチがオンされるとＤＲランプユニットＤＲＬＵを点灯制御する。ターンシグナルスイッチがオンされるとＴＳランプユニットＴＳＬＵを点灯制御する。さらに、ロービームスイッチがオンされるＬｏランプユニットＬｏＬＵを点灯し、図４に示したＬｏ配光パターンＰＬｏでの照明を行なう。

【0036】

ＡＤＢスイッチがオンされると、ランプ駆動モジュールＬＤＭは車両ＥＣＵ１００からのランプ制御信号に基づいてＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵを点灯する。また、これと同時にランプ駆動モジュールＬＤＭはランプ制御信号に基づいてＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵの多分割ＬＥＤアレイ６１の発光制御を行い、選択的に発光されたピクセル素子６１ｐにより発光パターンを形成し、この発光パターンを投影することにより図４に示したＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉの配光制御を実行する。

【0037】

このＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉの配光制御では、車両ＥＣＵ１００は対象物検出部１０１においてフロントカメラＦＣＡＭとランプカメラＬＣＡＭで撮像した各画像に基づいて対象物を検出する。すなわち、フロントカメラＦＣＡＭとランプカメラＬＣＡＭは、点灯されたＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵの照射光により照明された前方領域を撮像する。

【0038】

図６（ａ）は、フロントカメラＦＣＡＭで撮像した画像を模式的に示した図である。フロントカメラＦＣＡＭは高解像度であるので、撮像された対象物Ｏｂの形状の崩れは少なく、したがって対象物検出部１０１はこの画像から対象物Ｏｂの形状（外形）やサイズ等を高い精度で検出することが可能である。また、フロントカメラＦＣＡＭで撮像した画像から対象物Ｏｂを直接的に検出することが難しい場合には、画像中の高輝度部（同図の黒色部分）Ｈｂを検出する。

【0039】

検出した高輝度部Ｈｂは対象物が自発光した光によるもの、あるいは対象物で反射された光によるものである。そして、検出した高輝度部Ｈｂの属性、例えば色、輝度（明るさ）、サイズ等を検出し、この属性を所定のテーブルを用いて対照することにより、当該輝点の対象物が他車両（先行車、対向車、自転車等）、歩行者、道路標識、あるいはその他のいずれであるかを検出する。例えば、輝度が所定レベル以上の高輝度部は対象物の自発光に基づくものであるので他車両として検出できる。他車両の場合には高輝度部が白色であれば対向車であると検出し、赤色であれば先行車であると検出する。輝度が所定レベルよりも低い高輝度部は反射光に基づくものであるので、歩行者、道路標識として検出できる。

【0040】

また、対象物検出部１０１はランプカメラＬＣＡＭで撮像した画像についても高輝度部Ｈｂを検出する。図６（ｂ）は、ランプカメラＬＣＡＭで撮像した画像を模式的に示した図である。ランプカメラＬＣＡＭはフロントカメラＦＣＡＭに比較して解像度が低いので撮像された対象物Ｏｂの画像に形状の崩れが生じることがあり、対象物Ｏｂを正確に検出することが難しいことがある。しかし、ランプカメラＬＡＭはフロントカメラＦＣＡＭと光軸が同一方向に向けられているので、各カメラで撮像した画像は１対１で対応させることができる。したがって、ランプカメラＬＣＡＭで撮像した画像の高輝度部ＨｂをフロントカメラＦＣＡＭで撮像した画像と対照することにより、当該高輝度部Ｈｂの対象物Ｏｂを検出することが可能になる。

【0041】

さらに、対象物検出部１０１は検出した対象物Ｏｂの位置情報、すなわち自車から対象物Ｏｂまでの相対位置（方向、距離）と、対象物Ｏｂの位置変化を検出することも可能である。特に、ランプカメラＬＣＡＭはフロントカメラＦＣＡＭよりもフレームレートが高速であるので、対象物検出部１０１は撮像した画像の高輝度部Ｈｂの経時的な位置変化を検出することにより、検出した対象物Ｏｂの位置情報を高速に検出することができる。

【0042】

車両ＥＣＵ１００では、対象物検出部１０１での検出が行われるとランプ制御部１０２は配光制御にかかわるランプ制御信号を生成してヘッドランプＨＬに出力する。このランプ制御信号の生成においては、対象物に対する照明光の明るさを制御するランプ制御信号を生成する。例えば検出した対象物が道路標識の場合には照明光は減光しないランプ制御信号を生成する。対象物が歩行者の場合には照明光を所定のレベルまで減光するランプ制御信号を生成する。対象物が他車両（先行車、対向車、自転車等）の場合には照明光を最大限に減光する制御信号、通常では遮光状態とするランプ制御信号を生成する。

【0043】

一方、ランプ制御部１０２は、対象物の位置をＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉの単位照明領域ｕに対応させ、対象物Ｏｂが含まれる単位照明領域ｕを判定する。この判定では、対象物の種類により、高輝度部を所定のマージンをもって囲む領域を対象物Ｏｂが含まれる領域として判定する。高解像度のフロントカメラの画像から対象物の形状、サイズが検出される場合には、この検出に基づいて単位照明領域を判定することができる。例えば、図７（ａ）に示すように、２つの白色の高輝度部Ｈｂが所要の間隔で検出された対向車の場合には、水平方向に２つの高輝度部を含む数ｎｘと、鉛直方向に予め設定された係数ｋを乗じた数ｍｙ（ｍ＝ｋ・ｎ）を検出し、このｎｘ×ｍｙの単位照明領域を対向車が存在する領域とする。係数ｋは自動車の平均的な車幅寸法と車高寸法の比率である。２つの赤色の高輝度部が所要の間隔で検出された先行車の場合もほぼ同じである。

【0044】

そして、ランプ制御部１０２で生成されたランプ制御信号はヘッドランプＨＬのランプ駆動モジュールＬＤＭとレベリングアクチュエータＬＡＣＴに出力される。ランプ駆動モジュールＬＤＭは、このランプ制御信号に基づいてＡＨｉランプユニットＡＨｉＬｕの多分割ＬＥＤアレイ６１の各ピクセル素子６１ｐを個別に発光制御する。すなわち、対象物が存在していると判定された単位照明領域ｕに対応している多分割ＬＥＤアレイ６１のピクセル素子６１ｐを判定し、この判定したピクセル素子６１ｐを消光、減光し、その他のピクセル素子６１ｐを発光する制御を行う。

【0045】

この配光制御により、図７（ａ）に示したように、先行車、対向車、自転車等の他車両が存在する単位照明領域ｕでは太枠で示すように対応するピクセル素子６１ｐを消光して照明を行なわない遮光領域Ａｓを形成する。これにより、この斜線で示す遮光領域ＡｓではＰＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉでの照明が行なわれず、他車両に対する眩惑が防止される。この遮光領域Ａｓは、歩行者等に対してはピクセル素子６１ｐを低光度で発光してもよく、歩行者に対しては眩惑を防止する一方で自車両の照明光による照明により歩行者を確認することができる。他の対象物の領域については、ピクセル素子６１ｐは所定の光度で発光される。これにより、例えば、道路標識は自車両の照明光により明るく照明できる。

【0046】

ところで、自動車ＣＡＲの走行に伴い、検出する対象物の相対的な位置が経時的に変化される。そのため、対象物ＯｂがＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉの下縁に近い領域にまで移動されてきた場合にはＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉによる照明効果が低下されることがある。例えば、図７（ａ）の状況では、対向車Ｏｂ１が遮光領域Ａｓの下縁にまで移動され、当該対向車Ｏｂ１の下部とその直前の路面が遮光され、これらの領域の照明の明るさが低下されて安全走行に問題が生じることがある。

【0047】

このような照明効果の低下が生じたとき、車両ＥＣＵ１００の対象検出部１０１では各カメラＦＣＡＭ，ＬＣＡＭの画像の高輝度部から対向車Ｏｂ１の位置変化と、対向車Ｏｂに対する照明の低下が生じた状況を検出する。また、ランプ制御部１０２は、この対向車Ｏｂ１の画像における上下方向の位置変化と照明の低下状況に対応して配光制御にかかわるランプ制御信号を変化してヘッドランプＨＬに出力する。

【0048】

ヘッドランプＨＬでは、このランプ制御信号によりレベリングアクチュエータＬＡＣＴが駆動されてレベリング制御が行なわれ、レベリングブラケット３の前傾角度が変化制御され、さらにこれに搭載されているＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵの各照射光軸が上下方向に変化制御される。この例の場合には、図７（ｂ）のように、レベリングブラケット３の前傾角度が大きくされ、ＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵの各照射光軸が下方向に変化制御される。これにより、Ｌｏ配光パターンＰＬｏとＡＨＩ配光パターンＰＡＨｉも下方向に変化される。

【0049】

また、これと同時にランプ駆動モジュールＬＤＭは、ランプ制御信号に基づいてＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵのＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉの遮光領域Ａｓを制御する。これにより、図７（ｂ）のように、対向車Ｏｂ１の下部及びその直前の路面が照明される状態になり、Ｌｏ配光パターンＰＬｏとＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉによる好適な照明が確保される。

【0050】

このレベリング制御に際し、ランプ制御部１０２はランプカメラＬＣＡＭで撮像した画像から検出した対象物に基づいてレベリング制御にかかわるランプ制御信号を生成し、対象物の位置変化に対して高い応答性でのレベリング制御が可能になる。すなわち、ランプカメラＬＣＡＭはフロントカメラＦＣＡＭよりも高速のフレームレートで撮像することができるので、対象物検出部１０１は対象物の位置変化を高速に検出でき、ランプ制御部１０２は位置変化に対して高い応答性のランプ制御信号を生成し、レベリング制御を行なうことができる。なお、ランプカメラＬＣＡＭはフロントカメラＦＣＡＭに比較して解像度は低いが、対象物の位置変化については撮像した画像における高輝度部の移動量から求められるので、解像度が低くても位置変化の検出には支障がない。

【0051】

また、このレベリング制御においては、レベリングブラケット３に搭載されているＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵのみが傾動され、エイミングブラケット２に搭載されているランプカメラＬＣＡＭが傾動されることはない。すなわち、ランプカメラＬＣＡＭはフロントカメラＦＣＡＭとともにその撮像光軸は自動車ＣＡＲに対して特定された方向に固定されている。そして、この撮像光軸は前記したようにランプカメラＬＣＡＭで撮像した画像における基準となる位置であるので、レベリングブラケット３の傾動、すなわちＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬｕの傾動の影響を受けることがない。したがって、ランプカメラＬＣＡＭの撮像光軸がランプユニットと共に傾動される場合に比較して対象物を検出する際の処理が簡略化され、より高速なレベリング制御が実現できる。

【0052】

因みに、ランプカメラＬＣＡＭの撮像光軸がランプユニットＬｏＬｕ，ＡＨｉＬＵと共に傾動される場合には、撮像した画像から対象物の位置を検出する際に、ランプカメラＬＣＡＭの撮像光軸の角度をレベリングアクチュエータＬＡＣＴの駆動位置から検出する。そして、画像から得られる対象物の位置を、この検出したランプカメラＬＣＡＭの撮像光軸の角度との差を演算する等の補正処理を行なう必要がある。この実施形態では、この補正処理が不要になる。

【0053】

さらに、ランプカメラＬＣＡＭは、ＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵとほぼ同じ高さ位置に配設されているので、対象物の位置変化に伴ってランプカメラＬＣＡＭから対象物を見たときの撮像光軸の角度変化はＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵから対象物に光照射するときの角度変化と略同じである。したがって、ランプカメラＬＣＡＭで検出した高輝度部の位置変化量（移動量）を検出する際の処理がさらに簡略化され、より高速なレベリング制御が実現できる。

【0054】

なお、対象物の位置変化に対してレベリング制御を行なわずに、ＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵから光照射するＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉのみを上下方向に変化する配光制御を行なうことが考えられる。しかし、対向車のような対象物の位置変化は高速であるので、ＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵの配光を制御するよりも、実施形態のように、ＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉの変化させることに加えて、あるいは変化させることなく配光パターンの全体を上下方向に移動制御するレベリング制御を行なう方が容易であり、かつ高い応答性の制御が得られる。

【0055】

前記した実施形態は、ＬｏランプユニットＬｏＬＵとＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵを備えた構成であるが、ＡＨｉランプユニットのみで構成されてもよい。例えば、図５に示したＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵの構成として、鎖線で示すように、複数個、例えば２つの多分割ＬＥＤアレイ６１が上下に配置された構成としてもよい。この場合、各多分割ＬＥＤアレイ６１で構成される各ＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉが上下に接して投影されるように、例えば投影レンズは上下に２つの焦点を有する複合型レンズとして構成されることが好ましい。

【0056】

これら２つの多分割ＬＥＤアレイ６１を備えることにより、図８に示すように、上下に配列された２つのＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉが合成された合成ＡＨｉ配光パターンＰＡＨｉｃが形成される。この場合にはＡＨｉランプユニットＡＨｉＬＵのみがレベリングブラケット３に搭載され、レベリングアクチュエータＬＡＣＴによりレベリング制御が行われることになる。

【0057】

さらに、図示は省略するが、ＬｏランプユニットとＡＨｉランプユニットに代えて、光源の光をＤＭＤ（Digital Micromirror Device）で選択的に反射して配光制御を行うランプユニットで構成されてもよい。また、光を走査するスキャン型のランプユニットで構成されてもよい。これらで構成する場合でも、これらのユニットのみをレベリングブラケットに搭載してレベリング制御を行なうようにすればよい。

【0058】

なお、実施形態では、低コストに構成できる高速のフレームレートで低解像度のフロントカメラと、低コストに構成できる低速のフレームレートで高解像度のランプカメラの２台のカメラを備えている。これは、高速のフレームレートで高解像度のカメラは極めて高コストであるためである。仮に、高速のフレームレートで高解像度のカメラが低コストに得られるのであれば、1台のランプカメラのみで構成してもよい。あるいは、本発明においては、ランプカメラをランプ駆動モジュールに直接接続してもよく、このようにした場合にはランプカメラはフロントカメラと同程度のフレームレートのカメラで構成されてもよい。フレームレートが低速であっても、ランプカメラで撮像して得られる撮像信号をランプ駆動モジュールで処理してランプ配光制御を行なうことにより、実質的に高速な制御が可能になる。

【0059】

また、実施形態では、エイミングブラケットを用いてエイミング調整を行なっているが、ランプユニットとランプカメラを内装したランプハウジングの全体を自動車の車体に対してエイミング調整する構成のヘッドランプに適用してもよい。この場合には、エイミングブラケットは省略し、ランプカメラをランプハウジングに支持し、ランプハウジングに対して傾動するレベリングブラケットにランプユニットを搭載するようにすればよい。

【0060】

さらに、実施形態では、車両ＥＣＵに対象物検出部、ランプ制御部、カメラ制御部が設けられているが、ヘッドランプにランプＥＣＵが配設され、このランプＥＣＵに対象物検出部、ランプ制御部、カメラ制御部が設けられるようにしてもよい。あるいは、これらの一部が設けられるようにしてもよい。この場合、ランプＥＣＵは車両ＥＣＵに接続され、両ＥＣＵの間で各信号が送受するように構成されることが好ましい。

【符号の説明】

【0061】

ＨＬ（Ｌ－ＨＬ，Ｒ－ＨＬ）ヘッドランプ
ＬｏＬＵ Ｌｏランプユニット（ロービームランプユニット）
ＡＨｉＬＵ ＡＨｉランプユニット（ＡＤＢハイビームランプユニット）
ＴＳＬＵ ＴＳランプユニット（ターンシグナルランプユニット）
ＤＲＬＵ ＤＲランプユニット（デイタイムランニングランプユニット）
ＦＣＡＭ フロントカメラ
ＬＣＡＭ ランプカメラ
ＬＡＣＴ レベリングアクチュエータ
ＬＤＭ ランプ駆動モジュール
Ｏｂ 対象物（対向車）
ＰＬｏ Ｌｏ配光パターン
ＰＡＨｉ ＡＨｉ配光パターン
Ａａ，Ａｌ 照射光軸
Ａｃ 撮像光軸
１ ランプハウジング
２ エイミングブラケット（第１の部材）
３ レベリングブラケット（第２の部材）
１１ ランプボディ
１２ 透光カバー
２０ エイミング機構
３０ レベリング機構
１００ 車両ＥＣＵ（制御手段）
１０１ 対象物検出部
１０２ ランプ制御部
１０３ カメラ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】