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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】2024-11-18
(45)【発行日】2024-11-26
(54)【発明の名称】車両用灯具システム、配光コントローラ
(51)【国際特許分類】
H05B 47/155 20200101AFI20241119BHJP
【ＦＩ】
H05B47/155
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2022530572
(86)(22)【出願日】2021-06-08
(86)【国際出願番号】 JP2021021722
(87)【国際公開番号】W WO2021251372
(87)【国際公開日】2021-12-16
【審査請求日】2024-03-25
(31)【優先権主張番号】P 2020100453
(32)【優先日】2020-06-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020100454
(32)【優先日】2020-06-09
(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】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100109047
【弁理士】
【氏名又は名称】村田 雄祐
(74)【代理人】
【識別番号】100109081
【弁理士】
【氏名又は名称】三木 友由
(72)【発明者】
【氏名】眞野 光治
(72)【発明者】
【氏名】沢田 浩孝
(72)【発明者】
【氏名】川端 直樹
(72)【発明者】
【氏名】稲垣 圭祐
【審査官】塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００３１２００（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０２８４８３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／１９８６０４（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ３９／００－３９／１０
Ｈ０５Ｂ ４５／００－４５／５９
Ｈ０５Ｂ ４７／００－４７／２９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アレイ状に配置された複数の画素を含む配光可変ランプを制御する配光コントローラであって、メモリと、
ソフトウェアプログラムを実行することにより、前記配光可変ランプの配光を規定する少なくともひとつの画像を生成し、前記メモリに書き込むプロセッサと、
前記プロセッサの異常を検出する異常検出器と、
（i）前記プロセッサの正常状態において、前記メモリに書き込まれた前記少なくともひとつの画像にもとづき、前記配光可変ランプに出力すべき配光画像データを生成し、（ii）前記プロセッサの異常状態において、前記プロセッサに依存せずに生成された補助画像にもとづき、前記配光画像データを生成するハードウェアロジック回路と、
を備えることを特徴とする配光コントローラ。
【請求項2】
前記少なくともひとつの画像は、ハイビームの配光を規定するハイビーム画像と、ロービームの配光を規定するロービーム画像と、を含み、前記ハードウェアロジック回路は、前記プロセッサの正常状態において、前記ハイビーム画像と前記ロービーム画像を合成し、前記配光画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載の配光コントローラ。
【請求項3】
前記プロセッサの異常状態において、前記ハードウェアロジック回路は、前記メモリの前記ロービーム画像が書き込まれる領域に、所定の形状を含む補助画像を書き込むことを特徴とする請求項２に記載の配光コントローラ。
【請求項4】
前記プロセッサの異常状態において、前記ハードウェアロジック回路は、前記補助画像を前記メモリに書き込まずに、前記配光画像データとして直接出力することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の配光コントローラ。
【請求項5】
前記異常検出器はさらに、前記メモリの異常を検出可能に構成され、前記メモリの異常状態において、前記ハードウェアロジック回路は、前記補助画像を前記メモリに書き込まずに、前記配光画像データとして直接出力することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の配光コントローラ。
【請求項6】
前記補助画像は、ロービーム配光のエルボー点を通る水平線より上側の領域の画素値が０であり、下側の領域の画素値が非ゼロであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の配光コントローラ。
【請求項7】
前記補助画像の前記下側の領域の画素値は、垂直方向に徐変することを特徴とする請求項６に記載の配光コントローラ。
【請求項8】
前記補助画像の前記下側の領域の画素値は均一であることを特徴とする請求項６に記載の配光コントローラ。
【請求項9】
前記補助画像の前記下側の領域の画素値は、ロービーム領域内に位置ごとに規定される上限値の最小値であることを特徴とする請求項８に記載の配光コントローラ。
【請求項10】
前記異常検出器はマイコンであり、前記プロセッサの異常状態において、前記マイコンは、上位コントローラからのロービームの点消灯指示を示す制御信号を受信していることを条件として、前記補助画像にもとづく動作モードに移行することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の配光コントローラ。
【請求項11】
前記プロセッサは、前記ハイビームの遮光部分を規定する遮光画像を前記メモリに書き込み、前記ハードウェアロジック回路は、前記ハイビーム画像、前記ロービーム画像および前記遮光画像にもとづいて、前記配光画像データを生成することを特徴とする請求項２または３に記載の配光コントローラ。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれかに記載の配光コントローラと、前記配光コントローラが生成する配光パターンにもとづいて制御される配光可変ランプと、
を備えることを特徴とする車両用灯具システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両用灯具に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用灯具は、一般にロービームとハイビームとを切りかえることが可能である。ロービームは、自車近傍を所定の照度で照明するものであって、対向車や先行車にグレアを与えないよう配光規定が定められており、主に市街地を走行する場合に用いられる。一方、ハイビームは、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するものであり、主に対向車や先行車が少ない道路を高速走行する場合に用いられる。したがって、ハイビームはロービームと比較してより運転者による視認性に優れているが、車両前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えてしまうという問題がある。
【0003】
近年、車両の周囲の状態にもとづいて、ハイビームの配光パターンを動的、適応的に制御するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）が提案されている。ＡＤＢ技術は、車両の前方
の先行車、対向車や歩行者の有無を検出し、車両あるいは歩行者に対応する領域を減光あるいは消灯するなどして、車両あるいは歩行者に与えるグレアを低減するものである。
の先行車、対向車や歩行者の有無を検出し、車両あるいは歩行者に対応する領域を減光あるいは消灯するなどして、車両あるいは歩行者に与えるグレアを低減するものである。
【0004】
ＡＤＢランプとして、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ方式のものが提案されている。図１は、ＬＥＤアレイ方式のＡＤＢランプのブロック図である。ＡＤＢランプ１は、ＬＥＤアレイ１０と、配光コントローラ２０、電源回路３０を備える。ＬＥＤアレイ１０は、アレイ状に配置される複数のＬＥＤ１２と、複数のＬＥＤ１２を駆動するＬＥＤドライバ１４を備える。各ＬＥＤ１２は画素に対応する。ＬＥＤドライバ１４は、各画素に対応する電流源（スイッチ）を含み、電流源のオンオフを制御することで、各画素のオン、オフを切り替える。
【0005】
電源回路３０は、ＬＥＤアレイ１０に電源電圧ＶＤＤを供給する。配光コントローラ２０は、複数の画素のオン、オフを指定する制御信号を生成し、ＬＥＤアレイ１０に送信する。ＬＥＤアレイ１０の出射ビームは、図示しない光学系を経て、仮想鉛直スクリーン４０上に照射される。仮想鉛直スクリーン４０には、複数の発光素子１２のオン、オフに対応した配光パターン４２が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１８－１７２０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
課題１． 配光コントローラ２０における配光パターンの生成処理を、ソフトウェア制御されるマイコンだけに委ねると、マイコンが動作不能となった際に、ＬＥＤアレイ１０を制御できなくなる。
【0008】
課題２． ＬＥＤアレイ１０の分解能が低いシステムでは、汎用マイコンを用いて配光パターンを生成することが可能である。
【0009】
しかしながら、ＬＥＤアレイ１０の分解能が高くなると（たとえば１００×１００を超えると）、汎用マイコンでは処理が追いつかなくなり、低分解能システムのアーキテクチャをそのまま転用することはできない。
【0010】
本開示は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、機能安全を高めた灯具システムおよび配光コントローラの提供にある。また別の態様の例示的な目的のひとつは、高分解能な配光パターンを生成可能な配光コントローラの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
１． 本開示のある態様は、アレイ状に配置された複数の画素を含む配光可変ランプを制御する配光コントローラに関する。配光コントローラは、メモリと、ソフトウェアプログラムを実行することにより、配光可変ランプの配光を規定する少なくともひとつの画像を生成し、メモリに書き込むプロセッサと、プロセッサの異常を検出する異常検出器と、（i）プロセッサの正常状態において、メモリに書き込まれた少なくともひとつの画像にも
とづいて、配光可変ランプに出力すべき配光画像データを生成し、（ii）プロセッサの異常状態において、プロセッサに依存せずに生成された補助画像にもとづいて、配光画像データを生成するハードウェアロジック回路と、を備える。
とづいて、配光可変ランプに出力すべき配光画像データを生成し、（ii）プロセッサの異常状態において、プロセッサに依存せずに生成された補助画像にもとづいて、配光画像データを生成するハードウェアロジック回路と、を備える。
【0012】
２． 本開示のある態様は、アレイ状に配置された複数の画素を含む配光可変ランプを制御する配光コントローラに関する。配光コントローラは、第１領域、第２領域、第３領域を含むメモリと、ソフトウェアプログラムを実行することにより、ハイビームの配光を規定する第１レイヤ画像をメモリの第１領域に書き込み、ハイビームの遮光部分を規定する第２レイヤ画像をメモリの第２領域に書き込み、ロービームの配光を規定する第３レイヤ画像をメモリの第３領域に書き込み可能なプロセッサと、メモリに格納された第１レイヤ画像から第３レイヤ画像を読み出し、第１レイヤ画像から第３レイヤ画像を合成して配光画像データを生成するハードウェアロジック回路と、を備える。
【0013】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、本開示の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【発明の効果】
【0014】
本開示のある態様によれば、高分解能な配光パターンを生成できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】ＬＥＤアレイ方式のＡＤＢランプのブロック図である。
【図2】実施の形態に係る灯具システムのブロック図である。
【図3】配光コントローラの構成を示すブロック図である。
【図5】アルファブレンディングあるいは加算合成にもとづくマルチレイヤの合成処理を説明する図である。
【図7】ハイビームの配光制御を説明する図である。
【図9】配光コントローラの機能安全に関連するブロック図である。
【図10】実施例１に係るハードウェアロジック回路の動作を説明するフローチャートである。
【図11】実施例２に係るハードウェアロジック回路の動作を説明するフローチャートである。
【図12】実施例３に係るハードウェアロジック回路の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
（実施形態の概要）
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。この概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。この概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
【0017】
一実施形態に係る配光コントローラは、アレイ状に配置された複数の画素を含む配光可変ランプを制御する。配光コントローラは、メモリと、ソフトウェアプログラムを実行することにより、配光可変ランプの配光を規定する少なくともひとつの画像を生成し、メモリに書き込むプロセッサと、プロセッサの異常を検出する異常検出器と、（i）プロセッ
サの正常状態において、メモリに書き込まれた少なくともひとつの画像にもとづいて、配光可変ランプに出力すべき配光画像データを生成し、（ii）プロセッサの異常状態において、プロセッサに依存せずに生成された補助画像にもとづいて、配光画像データを生成するハードウェアロジック回路と、を備える。
サの正常状態において、メモリに書き込まれた少なくともひとつの画像にもとづいて、配光可変ランプに出力すべき配光画像データを生成し、（ii）プロセッサの異常状態において、プロセッサに依存せずに生成された補助画像にもとづいて、配光画像データを生成するハードウェアロジック回路と、を備える。
【0018】
配光コントローラは、プロセッサの異常状態において、プロセッサを利用せずに、簡易的な配光を規定する補助画像を生成あるいは取得可能となっている。したがってプロセッサの異常状態において、補助画像にもとづいて配光画像データを生成することができ、配光可変ランプの点灯を維持できる。
【0019】
一実施形態において、プロセッサが生成する少なくともひとつの画像は、ハイビームの配光を規定するハイビーム画像と、ロービームの配光を規定するロービーム画像と、を含んでもよい。ハードウェアロジック回路は、プロセッサの正常状態において、ハイビーム画像とロービーム画像を合成し、配光画像データを生成してもよい。
【0020】
一実施形態において、プロセッサの異常状態において、ハードウェアロジック回路は、メモリのロービーム画像が書き込まれる領域に、所定の形状を含む補助画像を書き込んでもよい。
【0021】
この構成によると、プロセッサに異常が生じた場合には、ハードウェアロジック回路が、メモリに簡易的なロービーム配光を規定する補助画像を書き込み、それ以降は、自身が書き込んだ補助画像にもとづいて、配光画像データを生成することができ、配光可変ランプのロービーム点灯を維持できる。
【0022】
一実施形態において、プロセッサの異常状態において、ハードウェアロジック回路は、補助画像をメモリに書き込まずに、配光画像データとして直接出力してもよい。メモリアクセスを減らすことで、メモリの発熱を減らすことができる。プロセッサが高温により異常状態となっている場合には、プロセッサがメモリにより加熱されるのを防止でき、短時間で冷却できる。
【0023】
一実施形態において、異常検出器はさらにメモリの異常を検出可能に構成されてもよい。メモリの異常状態において、ハードウェアロジック回路は、補助画像をメモリに書き込まずに、配光画像データとして直接出力してもよい。これにより、メモリの異常状態においても、配光可変ランプの点灯を維持できる。
【0024】
一実施形態において、補助画像は、ロービーム配光のエルボー点を通る水平線より上側の領域の画素値が０であり、下側の領域の画素値が非ゼロであってもよい。補助画像を簡易的なものとすることで、ハードウェアロジック回路の構成を簡素化できる。
【0025】
一実施形態において、補助画像の下側の領域の画素値は、垂直方向に徐変してもよい。これにより、カットライン付近の急峻な明暗差を緩和でき、運転者が見やすい配光を形成できる。
【0026】
一実施形態において、補助画像の下側の領域の画素値は均一であってもよい。これによりハードウェアロジック回路の構成を一層、簡素化できる。
【0027】
一実施形態において、補助画像の下側の領域の画素値は、ロービーム領域内に位置ごとに規定される上限値の最小値であってもよい。これにより、ピッチングの際のグレアを防止し、また近傍が明るすぎて遠方が見にくくなるような状況を回避できる。
【0028】
異常検出器はマイコンであってもよい。マイコンが異常を検出すると、上位コントローラからのロービームの点消灯指示を受信し、ハードウェアロジック回路を制御してもよい。
【0029】
プロセッサは、ハイビームの遮光部分を規定する遮光画像をメモリに書き込んでもよい。ハードウェアロジック回路は、ハイビーム画像、ロービーム画像および遮光画像にもとづいて、配光画像データを生成してもよい。
【0030】
一実施形態に係る車両用灯具システムは、配光コントローラと、配光コントローラが生成する配光パターンにもとづいて制御される配光可変ランプと、を備えてもよい。
【0031】
一実施形態に係る配光コントローラは、アレイ状に配置された複数の画素を含む配光可変ランプを制御する。配光コントローラは、第１領域、第２領域、第３領域を含むメモリと、ソフトウェアプログラムを実行することにより、ハイビームの配光を規定する第１レイヤ画像をメモリの第１領域に書き込み、ハイビームの遮光部分を規定する第２レイヤ画像をメモリの第２領域に書き込み、ロービームの配光を規定する第３レイヤ画像をメモリの第３領域に書き込み可能なプロセッサと、メモリに格納された第１レイヤ画像から第３レイヤ画像を読み出し、第１レイヤ画像から第３レイヤ画像を合成して配光画像データを生成するハードウェアロジック回路と、を備える。
【0032】
この構成では、ハイビーム、ハイビームの遮光部分、ロービームを規定する第１レイヤ画像から第３レイヤ画像を個別に生成する前処理をプロセッサにより実行し、第１レイヤ画像から第３レイヤ画像を合成する後処理をハードウェアロジック回路によって実行することとした。これにより、プロセッサの負荷を減らし、高解像度な配光パターンを生成することが可能となる。
【0033】
第２レイヤ画像の各画素は、第１レイヤ画像の対応する画素の透過度を示すアルファ値を含んでもよい。ハードウェアロジック回路は、第２レイヤ画像のアルファ値にもとづいて、第１レイヤ画像と第３レイヤ画像を合成してもよい。合成には、アルファブレンディングあるいは加算合成を用いることができる。
【0034】
第２レイヤ画像のアルファ値は、遮光部分の境界において徐変してもよい。これにより遮光部分の境界における急峻な輝度変化を抑え、違和感を減らすことができる。
【0035】
プロセッサは、ロービームの基本となる配光を規定する基準画像にもとづいて、第３レイヤ画像を生成してもよい。基準画像を予め生成しておき、それを加工、修正して第３レイヤ画像を生成することにより、毎回、ゼロから第３レイヤ画像を生成する場合に比べて、プロセッサの演算量を減らすことができる。
【0036】
基準画像は、ロービームの照射範囲、すなわち配光可変ランプの照射範囲より広い領域をカバーしており、プロセッサは、基準画像の一部をクロップして、第３レイヤ画像を生成してもよい。
【0037】
基準画像は、少なくとも水平方向に関して、ロービームの照射範囲より広い領域をカバーしており、プロセッサは、基準画像の水平方向のクロップ位置を変化させることにより、電子スイブルを実現してもよい。
【0038】
基準画像は、少なくとも垂直方向に関して、ロービームの照射範囲より広い領域をカバーしており、プロセッサは、基準画像の垂直方向のクロップ位置を変化させることにより、レベリング調整を実現してもよい。
【0039】
配光コントローラは、基準画像を格納する不揮発性メモリをさらに備えてもよい。
【0040】
メモリは第４領域をさらに含んでもよい。プロセッサは、ハイビームの配光を規定する第４レイヤ画像をメモリの第４領域に書き込んでもよい。ハードウェアロジック回路は、メモリに格納された第１レイヤ画像から第４レイヤ画像を合成して配光画像データを生成してもよい。さまざまな走行シーンに対応してハイビームの配光を変更したい場合がある。この場合に、走行シーンに依存しないベースとなる配光を第１レイヤ画像として規定し、走行シーンに依存する適応的な配光を第４レイヤ画像として規定し、それらを合成することにより、さまざまな走行シーンに適した配光を生成できる。走行シーン毎に個別の配光（第１レイヤ画像）を用意する場合に比べて、メモリ容量を減らすことが可能である。
【0041】
プロセッサは、第１レイヤ画像に描画するパターンをスケーリングすることにより、第４レイヤ画像に描画するパターンを生成してもよい。たとえば、第１レイヤ画像を水平方向に縮小することにより、第４レイヤ画像を生成し、もとの第１レイヤ画像と合成してもよい。これにより、高速走行に適した配光を形成できる。
【0042】
（実施形態）
以下、好適な実施の形態について、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、開示および発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示および発明の本質的なものであるとは限らない。
以下、好適な実施の形態について、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、開示および発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示および発明の本質的なものであるとは限らない。
【0043】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0044】
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0045】
図２は、実施の形態に係る灯具システム１００のブロック図である。灯具システム１００は、ＡＤＢランプであり、上位コントローラ１０２、配光可変ランプ２００および配光コントローラ３００を備える。
【0046】
配光可変ランプ２００は、アレイ状に配置された複数の画素ＰＩＸを含む。たとえば配光可変ランプ２００は、ＬＥＤアレイデバイス２１０と、インタフェース回路２２０を備える。ＬＥＤアレイデバイス２１０は、複数の発光画素ＰＩＸのアレイであり、各発光画素ＰＩＸは、個別にオン（点灯）、オフ（消灯）が切り替え可能となっている。発光画素ＰＩＸは、たとえばＬＥＤなどの半導体発光素子と、半導体発光素子に駆動電流を供給する電流源と、を含みうる。
【0047】
ＬＥＤアレイデバイス２１０の出射ビームは、図示しない光学系を経て、仮想鉛直スクリーン４０上に照射される。仮想鉛直スクリーン４０には、複数の発光画素ＰＩＸのオン、オフに対応した配光パターン４２が形成される。本実施形態において、配光可変ランプ２００は、ハイビームとロービームを兼用しており、ＬＥＤアレイデバイス２１０の出射ビームは、ハイビームの照射領域とロービームの照射領域をカバーしている。
【0048】
インタフェース回路２２０は、配光コントローラ３００から配光パターン４２を規定する配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを受信する。そしてインタフェース回路２２０は、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤにもとづいて、ＬＥＤアレイデバイス２１０の各画素のオン、オフを制御する。
【0049】
ＬＥＤアレイデバイス２１０の発光画素ＰＩＸの輝度の階調表現には、ＰＷＭ制御が利用される。配光画像データＩＭＧ＿ＬＤの各画素は、発光画素ＰＩＸの輝度値（階調値）を表してもよい。インタフェース回路２２０は、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤの各画素について、画素値に応じたデューティサイクルを有するＰＷＭ信号を生成し、対応する発光画素ＰＩＸのオン、オフを制御してもよい。つまりインタフェース回路２２０がＰＷＭコントローラの機能を有する。
【0050】
配光コントローラ３００は、上位コントローラ１０２からの点灯指令ＣＭＤに加えて、配光パターン４２を生成する上で必要な情報ＩＮＦＯが供給される。上位コントローラ１０２は車両側のＥＣＵＥＣＵ（Electronic Control Unit）であってもよいし、灯具側の
ＥＣＵであってもよい。具体的には、上位コントローラ１０２から配光コントローラ３００には、ロービームやハイビームのオン、オフを指示する点灯指令ＣＭＤが入力される。
ＥＣＵであってもよい。具体的には、上位コントローラ１０２から配光コントローラ３００には、ロービームやハイビームのオン、オフを指示する点灯指令ＣＭＤが入力される。
【0051】
また上位コントローラ１０２が配光コントローラ３００に供給する情報ＩＮＦＯは、周囲環境情報や車両情報を含みうる。周囲環境情報は、（i）先行車や対向車、歩行者や標
識、デリニエータなどの物標に関する情報、（ii）道路情報（高速道路、一般道路、郊外、市街地などの区分、直線路か曲路かなどの情報）、（iii）天気、視界の良否、路面の
状態などの情報を含みうる。車両情報は、車速やステアリング角、車両の傾斜角などを含みうる。
識、デリニエータなどの物標に関する情報、（ii）道路情報（高速道路、一般道路、郊外、市街地などの区分、直線路か曲路かなどの情報）、（iii）天気、視界の良否、路面の
状態などの情報を含みうる。車両情報は、車速やステアリング角、車両の傾斜角などを含みうる。
【0052】
図３は、配光コントローラ３００の構成を示すブロック図である。ビークルバスインタフェース３０２は、ＣＡＮ（Controller Area Network ）やＬＩＮ（Local Interconnect
Network）などであり、上位コントローラ１０２やその他のデバイスとの通信のために設けられる。
Network）などであり、上位コントローラ１０２やその他のデバイスとの通信のために設けられる。
【0053】
配光コントローラ３００は、上位コントローラ１０２からの情報ＩＮＦＯにもとづいて、配光パターン４２を規定する配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成し、配光可変ランプ２００に送信する。配光コントローラ３００と配光可変ランプ２００は、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface、登録商標）をはじめとする画像用のシリアルインタフェースで接続される。
【0054】
上位コントローラ１０２あるいはその他のデバイスとの間で、より大容量のデータを伝送する場合には、広帯域インタフェース３０４を設けてもよい。広帯域インタフェース３０４はイーサネット（登録商標）などを用いることができる。
【0055】
出力インタフェース３０６は、信号処理部３１０が生成した配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを送信する。出力インタフェース３０６は、ＨＤＭＩインタフェース（トランスミッタ）やその他のビデオインタフェースである。
【0056】
配光コントローラ３００は、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する信号処理部３１０を備える。信号処理部３１０は、プロセッサ３１２およびハードウェアロジック回路３１４を含む。信号処理部３１０は、ＳＯＣ（System-on-a-chip）であってもよい。オシレータ３０８は、クロック信号を生成し、プロセッサ３１２、ハードウェアロジック回路３１４に供給する。プロセッサ３１２やハードウェアロジック回路３１４は、クロック信号と同期して動作する。
【0057】
プロセッサ３１２は、ビークルバスインタフェース３０２や広帯域インタフェース３０４を介して、点灯指令ＣＭＤや情報ＩＭＦＯを受信する。
【0058】
不揮発性メモリ３２０は、フラッシュメモリやＲＯＭ（Read Only Memory）、強誘電体メモリや磁気抵抗ＲＡＭなどであり、プロセッサ３１２が実行すべきソフトウェアプログラムを格納する。プロセッサ３１２は、不揮発性メモリ３２０からロードしたプログラムを実行し、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成するための処理の一部を実行する。
【0059】
揮発性メモリ３２２は、信号処理部３１０により使用され、プロセッサ３１２からロードしたソフトウェアプログラムを格納する他、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤの生成に必要な画像やデータを格納するビデオメモリとしても使用される。揮発性メモリ３２２は、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）やＳＤＲＡＭ（Synchronous DRAM）などのＲＡＭ（Random Access
Memory）である。揮発性メモリ３２２はビデオメモリ領域を含み、ビデオメモリ領域は
、第１領域Ａ１～第３領域Ａ３を含む。
Memory）である。揮発性メモリ３２２はビデオメモリ領域を含み、ビデオメモリ領域は
、第１領域Ａ１～第３領域Ａ３を含む。
【0060】
プロセッサ３１２は、ソフトウェアプログラムを実行することにより、ハイビームの配光を規定する第１レイヤ画像Ｌ１を揮発性メモリ３２２の第１領域Ａ１に書き込み、ハイビームの遮光部分を規定する第２レイヤ画像Ｌ２を揮発性メモリ３２２の第２領域Ａ２に書き込み、ロービームの配光を規定する第３レイヤ画像Ｌ３を揮発性メモリ３２２の第３領域Ａ３に書き込む。
【0061】
ハードウェアロジック回路３１４と、設計者が論理回路を定義、変更可能なプログラマブルロジックデバイスである。ハードウェアロジック回路３１４は、揮発性メモリ３２２の第１領域Ａ１～第３領域Ａ３から、第１レイヤ画像Ｌ１～第３レイヤ画像Ｌ３を読み出し、第１レイヤ画像Ｌ１～第３レイヤ画像Ｌ３を合成して配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する。
【0062】
なお、ハードウェアロジック回路３１４をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成してもよい。
【0063】
監視用マイコン３２４は、配光コントローラ３００の各ブロックの動作状態を監視し、異常の有無を判定する。監視用マイコン３２４は、プロセッサ３１２、ハードウェアロジック回路３１４、オシレータ３０８や出力インタフェース３０６の異常を検出すると、ビークルバスインタフェース３０２を経由して、エラー信号ＥＲＲを上位コントローラ１０２に送信する。
【0064】
以上が配光コントローラ３００の構成である。続いて配光コントローラ３００の動作を説明する。図４は、図３の配光コントローラ３００の動作を説明する図である。図５は、アルファブレンディングあるいは加算合成にもとづくマルチレイヤの合成処理を説明する図である。第１レイヤ画像Ｌ１～第３レイヤ画像Ｌ３は、配光可変ランプ２００のＬＥＤアレイデバイス２１０と同じ解像度を有する画像データである。
【0065】
第１レイヤ画像Ｌ１は、ハイビームの配光パターンＰＴＮ＿ＨＩを規定する。第２レイヤ画像Ｌ２は、ハイビームの遮光部分ＳＨＤを規定する。第３レイヤ画像Ｌ３は、ロービームの配光パターンＰＴＮ＿ＬＯを規定する。これらの画像は、プロセッサ３１２がソフトウェアプログラムを実行することにより生成され、揮発性メモリ３２２のビデオメモリの第１領域Ａ１～第３領域Ａ３に書き込まれる。第１レイヤ画像Ｌ１および第３レイヤ画像Ｌ３の画素値は、対応する発光素子２１２の輝度値（ＰＷＭ制御におけるデューティサイクル）に対応する。
【0066】
ハードウェアロジック回路３１４は、第１領域Ａ１～第３領域Ａ３に書き込まれたレイヤ画像Ｌ１～Ｌ３を合成し、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する。画像合成処理のいくつかの例を説明する。
【0067】
（第１実施例）
遮光部分ＳＨＤを規定する第２レイヤ画像Ｌ２は、最も簡易には１ビットのモノクロ画像データであり、値０が遮光に、値１が照射に対応付けられ、遮光部分ＳＨＤの内側の画素値が０に、外側の画素値が１となる。
遮光部分ＳＨＤを規定する第２レイヤ画像Ｌ２は、最も簡易には１ビットのモノクロ画像データであり、値０が遮光に、値１が照射に対応付けられ、遮光部分ＳＨＤの内側の画素値が０に、外側の画素値が１となる。
【0068】
この場合、ハードウェアロジック回路３１４は、第１レイヤ画像Ｌ１～第３レイヤ画像Ｌ３の対応する画素の値について、以下の演算式（１）にもとづいて、配光画像データＩＭＤ＿ＬＤを生成することができる。
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝Ｌ１［ｘ，ｙ］×Ｌ２［ｘ，ｙ］＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（１）
Ｌｉ［ｘ，ｙ］は、ｉ番目のレイヤ画像の位置［ｘ，ｙ］の画素値を表す。この演算により、遮光部分ＳＨＤは、ロービームの配光には影響を与えない。
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝Ｌ１［ｘ，ｙ］×Ｌ２［ｘ，ｙ］＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（１）
Ｌｉ［ｘ，ｙ］は、ｉ番目のレイヤ画像の位置［ｘ，ｙ］の画素値を表す。この演算により、遮光部分ＳＨＤは、ロービームの配光には影響を与えない。
【0069】
（第２実施例）
第１実施例では、遮光部分ＳＨＤの境界において、明暗の差が大きくなるため、運転者が見にくくなる場合がある。そこで、第２レイヤ画像Ｌ２を、多ビット（ｍビット）の画像データとし、アルファブレンディングの手法にもとづいて、画像合成を行ってもよい。この場合、第２レイヤ画像Ｌ２の各画素値Ｌ２［ｘ，ｙ］は、アルファ値を表す。ｍ＝８とすると、遮光部分の画素値Ｌ２［ｘ，ｙ］が０の画素は完全な遮光となり、画素値が大きくなるにしたがって、遮光の程度が弱まる。アルファブレンディングは、以下の式（２）で表される。
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝（Ｌ１［ｘ，ｙ］－Ｌ３［ｘ、ｙ］）×（Ｌ２［ｘ，ｙ］／（２ｍ－１））＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（２）
第１実施例では、遮光部分ＳＨＤの境界において、明暗の差が大きくなるため、運転者が見にくくなる場合がある。そこで、第２レイヤ画像Ｌ２を、多ビット（ｍビット）の画像データとし、アルファブレンディングの手法にもとづいて、画像合成を行ってもよい。この場合、第２レイヤ画像Ｌ２の各画素値Ｌ２［ｘ，ｙ］は、アルファ値を表す。ｍ＝８とすると、遮光部分の画素値Ｌ２［ｘ，ｙ］が０の画素は完全な遮光となり、画素値が大きくなるにしたがって、遮光の程度が弱まる。アルファブレンディングは、以下の式（２）で表される。
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝（Ｌ１［ｘ，ｙ］－Ｌ３［ｘ、ｙ］）×（Ｌ２［ｘ，ｙ］／（２ｍ－１））＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（２）
【0070】
この手法によれば、遮光部分ＳＨＤの境界において、第２レイヤ画像Ｌ２の画素値を徐変することにより、境界における明暗差を抑制できる。
【0071】
（第３実施例）
第３実施例では、第２実施例と同様に、第２レイヤ画像Ｌ２は、アルファ値を表すが、演算には、式（３）で表される加算合成が用いられる。
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝Ｌ１［ｘ，ｙ］×（Ｌ２［ｘ，ｙ］／（２ｍ－１））＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（３）
第３実施例では、第２実施例と同様に、第２レイヤ画像Ｌ２は、アルファ値を表すが、演算には、式（３）で表される加算合成が用いられる。
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝Ｌ１［ｘ，ｙ］×（Ｌ２［ｘ，ｙ］／（２ｍ－１））＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（３）
【0072】
図４、図５の例では、ハイビームとロービームの同時照射のケースを示したが、ロービームのみを照射する場合には、第１レイヤ画像Ｌ１の画素値をゼロとすればよい。また先行車や対向車が存在しない場合、第２レイヤ画像Ｌ２の全画素値を２５５とすればよい。
【0073】
以上が配光コントローラ３００の動作である。この配光コントローラ３００によれば、ハイビーム、ハイビームの遮光部分、ロービームを規定する第１レイヤ画像Ｌ１、第２レイヤ画像Ｌ２、第３レイヤ画像Ｌ３を個別に生成する前処理を、プロセッサ３１２によりソフトウェア制御で実行し、第１レイヤ画像Ｌ１から第３レイヤ画像Ｌ３を合成する後処理をハードウェアロジック回路３１４によって実行することとした。これにより、プロセッサ３１２の負荷を減らし、高解像度な配光パターンを生成することが可能となる。また配光画像データの要素を、３つのレイヤ画像Ｌ１～Ｌ３に分解することで、後述するように、さまざまな変更や応用が可能となる。
【0074】
またハイビームの配光を、第１レイヤ画像Ｌ１と第２レイヤ画像Ｌ２の２レイヤで表現することにより、遮光部のみを移動させる際に、第２レイヤ画像Ｌ２のみを更新すればよく、第１レイヤ画像Ｌ１は更新する必要がないため、プロセッサ３１２の負荷を減らすことができる。
【0075】
続いて、第３レイヤ画像Ｌ３の生成処理について説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、第３レイヤ画像の生成を説明する図である。図６（ａ）には、ロービームの基本となる配光を規定する基準画像ＩＭＧ＿ＲＥＦが示される。図６（ａ）に示される基準画像ＩＭＧ＿ＲＥＦは、ロービームのＺ型配光を規定した画像である。この基準画像ＩＭＧ＿ＲＥＦは、水平方向に関して、第３レイヤ画像Ｌ３より大きな画素数を有しており、したがって、ロービームの照射範囲より広い領域をカバーしている。基準画像ＩＭＧ＿ＲＥＦは、図３の不揮発性メモリ３２０に格納しておいてもよい。あるいは、配光コントローラ３００の起動時に、プロセッサ３１２がソフトウェアプログラムにもとづいて描画し、揮発性メモリ３２２に格納しておいてもよい。プロセッサ３１２は、基準画像ＩＭＧ＿ＲＥＦの一部をクロップして、第３レイヤ画像Ｌ３を生成する。
【0076】
図６（ｂ）には、水平範囲Ｈ１、Ｈ２それぞれをクロップしたときの第３レイヤ画像Ｌ３が示される。この手法によれば、プロセッサ３１２が第３レイヤ画像Ｌ３を描画するための演算処理量を大幅に減らすことができる。
【0077】
たとえば、プロセッサ３１２は、上位コントローラ１０２からの車両情報に含まれるステアリング角や、道路の情報（直線路か曲路かなど）などにもとづいて、クロップする範囲を決定してもよい。これにより、電子スイブル機能を実現することができる。
【0078】
同様にして、基準画像ＩＭＧ＿ＲＥＦは、垂直方向に関して、ロービームの照射範囲より広い領域をカバーしてもよい。プロセッサ３１２は、基準画像ＩＭＧ＿ＲＥＦの垂直方向のクロップ位置を変化させることにより、レベリング調整を実現してもよい。
【0079】
続いて、ハイビームの配光制御について説明する。高速道路を走行する際には、より中央部分に、明るい照射領域が集中した配光を形成したい場合がある。走行シーン毎に、ハイビームを規定する基準画像を複数の用意すると、不揮発性メモリの容量が増加し、コストアップの要因となる。
【0080】
そこで、走行シーンに対応して、ハイビームの配光を切り替えるために、以下の処理を行ってもよい。図７は、ハイビームの配光制御を説明する図である。ハイビームの配光切り替えあるいは制御のために、新たな第４レイヤ画像Ｌ４が追加され、揮発性メモリ３２２は、第４レイヤ画像Ｌ４を格納するための第４領域Ａ４をさらに備える。
【0081】
プロセッサ３１２は、ハイビームの配光を規定する第４レイヤ画像Ｌ４を第４領域Ａ４に書き込む。第４レイヤ画像Ｌ４は、第１レイヤ画像Ｌ１が規定する基本となるハイビームの配光に追加されるパターンＰＴＮ＿ＨＩ＿ＡＤＤを表し、別の観点から見ると、走行シーンに応じたハイビームの配光と、基本となるハイビームの配光の差分と把握される。
【0082】
ハードウェアロジック回路３１４は、第１レイヤ画像Ｌ１から第４レイヤ画像Ｌ４を合成して配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する。この場合、第２レイヤ画像Ｌ２は、第１レイヤ画像Ｌ１と第４レイヤ画像Ｌ４の両方に作用させる。第３レイヤ画像Ｌ３が１ビットの場合、式（１’）にもとづいた合成を行ってもよい。
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝（Ｌ１［ｘ，ｙ］＋Ｌ４［ｘ，ｙ］）×Ｌ２［ｘ，ｙ］＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（１’）
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝（Ｌ１［ｘ，ｙ］＋Ｌ４［ｘ，ｙ］）×Ｌ２［ｘ，ｙ］＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（１’）
【0083】
第３レイヤ画像Ｌ３がアルファ値を表す場合、式（２’）あるいは（３’）にもとづいた合成を行ってもよい。
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝（Ｌ１［ｘ，ｙ］＋Ｌ４［ｘ，ｙ］－Ｌ３［ｘ、ｙ］）×（Ｌ２［ｘ，ｙ］／（２ｍ－１））＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（２’）
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝（Ｌ１［ｘ，ｙ］＋Ｌ４［ｘ，ｙ］）×（Ｌ２［ｘ，ｙ］／（２ｍ－１））＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（３’）
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝（Ｌ１［ｘ，ｙ］＋Ｌ４［ｘ，ｙ］－Ｌ３［ｘ、ｙ］）×（Ｌ２［ｘ，ｙ］／（２ｍ－１））＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（２’）
ＩＭＤ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝（Ｌ１［ｘ，ｙ］＋Ｌ４［ｘ，ｙ］）×（Ｌ２［ｘ，ｙ］／（２ｍ－１））＋Ｌ３［ｘ，ｙ］ …（３’）
【0084】
この手法によれば、第４レイヤ画像Ｌ４を走行シーンに応じて書き換えることにより、さまざまな走行シーンに適した配光を生成することが可能となる。
【0085】
第４レイヤ画像Ｌ４に描画する追加パターンＰＴＮ＿ＨＩ＿ＡＤＤは不揮発性メモリ３２０に格納しておいてもよい。
【0086】
あるいは第４レイヤ画像Ｌ４に描画する追加パターンＰＴＮ＿ＨＩ＿ＡＤＤは、第１レイヤ画像Ｌ１に描画するパターンＰＴＮ＿ＨＩをスケーリングすることにより生成してもよい。図７の例では、パターンＰＴＮ＿ＨＩを横方向に圧縮することにより、追加パターンＰＴＮ＿ＨＩ＿ＡＤＤが生成されている。これにより、追加パターンＰＴＮ＿ＨＩ＿ＡＤＤを不揮発性メモリ３２０に格納しておく必要がないため、不揮発性メモリ３２０の容量増加を抑制できる。
【0087】
ステアリングやカーブの状況に応じて、追加パターンＰＴＮ＿ＨＩ＿ＡＤＤの描画位置をシフトさせてもよい。
【0088】
（変形例１）
配光コントローラ３００の制御対象である配光可変ランプ２００の構成は特に限定されない。たとえば配光可変ランプ２００は、均一な強度分布を有するビームを生成する光源と、光源の強度分布をパターニングする空間光変調器を含んでもよい。空間光変調器としては、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）や液晶パネルなどが例示される。
配光コントローラ３００の制御対象である配光可変ランプ２００の構成は特に限定されない。たとえば配光可変ランプ２００は、均一な強度分布を有するビームを生成する光源と、光源の強度分布をパターニングする空間光変調器を含んでもよい。空間光変調器としては、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）や液晶パネルなどが例示される。
【0089】
（変形例２）
配光コントローラ３００から配光可変ランプ２００への配光画像データＩＭＧ＿ＬＤの伝送方式は、特に限定されない。たとえば、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤの画素値がｎビット（２ｎ階調）の場合、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを、２ｎ枚の１ビットのサブフレームに分解して伝送してもよい。２ｎ枚のサブフレームの各画素は１または０をとり、値１と０の出現比率（すなわちデューティサイクル）が、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤの対応する画素値に応じて変化する。配光可変ランプ２００は、サブフレームの各画素について、値が１のときにＬＥＤアレイデバイス２１０の対応する画素をオンとし、値が０のときにＬＥＤアレイデバイス２１０の対応する画素をオフとする。つまり配光コントローラ３００が、ＰＷＭコントローラの機能を有することとなる。
配光コントローラ３００から配光可変ランプ２００への配光画像データＩＭＧ＿ＬＤの伝送方式は、特に限定されない。たとえば、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤの画素値がｎビット（２ｎ階調）の場合、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを、２ｎ枚の１ビットのサブフレームに分解して伝送してもよい。２ｎ枚のサブフレームの各画素は１または０をとり、値１と０の出現比率（すなわちデューティサイクル）が、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤの対応する画素値に応じて変化する。配光可変ランプ２００は、サブフレームの各画素について、値が１のときにＬＥＤアレイデバイス２１０の対応する画素をオンとし、値が０のときにＬＥＤアレイデバイス２１０の対応する画素をオフとする。つまり配光コントローラ３００が、ＰＷＭコントローラの機能を有することとなる。
【0090】
図８は、図２の灯具システム１００を備えるヘッドランプ６００を示す図である。ヘッドランプ６００は、配光可変ランプ２００およびイメージセンサ５００を備える。配光可変ランプ２００が生成すべき配光（特に遮光部分、すなわち第２レイヤ画像Ｌ２）は、イメージセンサ５００が撮影した画像にもとづいて生成することができる。配光コントローラ３００は、ヘッドランプ６００の筐体６０２内に収容されてもよいし、その外部に設けるようにしてもよい。ヘッドランプ６００は、その他、ターンランプ６０６、ポジションランプ６０８を備える。ＬＥＤアレイデバイス２１０がカバーできる照射エリアの制約から、ＬＥＤアレイデバイス２１０のみで完全なロービームの配光を生成することが難しい場合、より広範囲な領域を照射する補助的なロービーム用光源６０４を追加してもよい。
【0091】
（機能安全）
続いて、配光コントローラ３００における機能安全について説明する。
続いて、配光コントローラ３００における機能安全について説明する。
【0092】
【0093】
プロセッサ３１２は、ソフトウェアプログラムを実行することにより、配光可変ランプ２００の配光を規定する少なくともひとつの画像を生成し、揮発性メモリ３２２に書き込む。本実施形態において、プロセッサ３１２が生成する画像は、ハイビームの配光を規定するハイビーム画像と、ロービームの配光を規定するロービーム画像と、を含む。ハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩは、上述の説明における第１レイヤ画像Ｌ１、第２レイヤ画像Ｌ２（および第４レイヤ画像Ｌ４）に対応付けることができ、ロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯは、第３レイヤ画像Ｌ３に対応付けることができる。
【0094】
ハードウェアロジック回路３１４は、プロセッサ３１２の正常状態において、揮発性メモリ３２２に書き込まれたハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩおよびロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯにもとづいて、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する。ハードウェアロジック回路３１４は、合成処理部３１６および補助画像展開部３１８を含む。合成処理部３１６は、ロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯとハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩを合成し、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する。
【0095】
なおここで説明する機能安全の効果を発揮するためには、レイヤ構成は、図４や図７に示したそれらに限定されるものではなく、少なくとも、ハイビームを記述する画像と、ロービームを記述する画像が、分離して揮発性メモリ３２２の別々の領域に書き込まれていればよい。
【0096】
一例では、プロセッサ３１２は図４や図７に示したように、３つ（あるいは４つ）のレイヤ画像Ｌ１～Ｌ３（Ｌ４）をハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩおよびロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯとして、揮発性メモリ３２２に書き込んでもよい。この場合、合成処理部３１６は、上述した演算式にもとづいて複数のレイヤ画像を合成可能に構成される。
【0097】
別の例では、プロセッサ３１２は、遮光部分がくりぬかれたハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩを生成し、ロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯとともに、揮発性メモリ３２２に書き込んでもよい。つまりプロセッサ３１２が、第１レイヤ画像Ｌ１と第２レイヤ画像Ｌ２の合成処理を実行してもよい。この場合は、合成処理部３１６は、ハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩとロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯを合成して、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成すればよい。
ＩＭＧ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝ＩＭＧ＿ＨＩ［ｘ，ｙ］＋ＩＭＧ＿ＬＯ［ｘ，ｙ］
ＩＭＧ＿ＬＤ［ｘ，ｙ］＝ＩＭＧ＿ＨＩ［ｘ，ｙ］＋ＩＭＧ＿ＬＯ［ｘ，ｙ］
【0098】
監視用マイコン３２４は、プロセッサ３１２の異常を検出可能な異常検出器である。プロセッサ３１２の正常時は、プロセッサ３１２が、上位コントローラ１０２からの、ロービームやハイビームの点灯指令ＣＭＤを受信するが、プロセッサ３１２の異常時には、点灯指令ＣＭＤに対応する制御信号ＣＮＴを、上位コントローラ１０２から受信可能となっている。制御信号ＣＮＴは、ビークルバスインタフェース３０２を介して受信してもよいし、図示しない直線（じか線）を介して受信してもよい。
【0099】
監視用マイコン３２４がプロセッサ３１２の異常を検出すると、プロセッサ３１２の動作が停止する。異常の検出方法は特に限定されず、ウォッチドッグタイマーを用いた手法など、公知技術を利用すればよい。監視用マイコン３２４は、プロセッサ３１２の異常を検出すると、ハードウェアロジック回路３１４に通知する。
【0100】
ハードウェアロジック回路３１４の補助画像展開部３１８は、プロセッサ３１２の異常状態において、プロセッサ３１２に依存せずに補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを生成、あるいは取得可能に構成される。ハードウェアロジック回路３１４は、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸにもとづいて、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する。
【0101】
ハードウェアロジック回路３１４がプログラマブルロジック回路である場合には、補助画像展開部３１８は、カウンタや論理ゲートの組み合わせで構成されるパターン発生器を含みうる。補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸは、通常のロービームの配光に近づけることが望ましいが、使用可能なハードウェアの制約があるため、実際には、ロービームの配光を簡素化したものとなりうる。
【0102】
以上が配光コントローラ３００Ａの構成である。この配光コントローラ３００Ａは、プロセッサ３１２の異常状態において、プロセッサ３１２を利用せずに、簡易的な配光を規定する補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを生成あるいは取得可能となっている。したがってプロセッサ３１２の異常状態において、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸにもとづいて配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成することができ、配光可変ランプ２００の点灯を維持できる。
【0103】
続いて、異常状態における配光コントローラ３００Ａの動作に関するいくつかの例を説明する。
【0104】
（実施例１）
ハードウェアロジック回路３１４の補助画像展開部３１８は、揮発性メモリ３２２のロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯが書き込まれる領域に、所定の形状を含む補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを書き込む。
ハードウェアロジック回路３１４の補助画像展開部３１８は、揮発性メモリ３２２のロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯが書き込まれる領域に、所定の形状を含む補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを書き込む。
【0105】
補助画像展開部３１８が補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを揮発性メモリ３２２に展開した後は、合成処理部３１６は、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸにもとづいて配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する。
【0106】
合成処理部３１６は、異常状態において、揮発性メモリ３２２から読み出した補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを配光画像データＩＭＧ＿ＬＤとしてそのまま出力する。
【0107】
図１０は、実施例１に係るハードウェアロジック回路３１４の動作を説明するフローチャートである。プロセッサ３１２の正常状態（Ｓ１００のＹ）では、ハードウェアロジック回路３１４は、プロセッサ３１２のハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩとロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯを合成し、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する（Ｓ１０２）。配光画像データＩＭＧ＿ＬＤが、配光可変ランプ２００に出力される（Ｓ１０４）。
【0108】
プロセッサ３１２の異常状態（Ｓ１００のＮ）では、監視用マイコン３２４が、ロービームスイッチがオンであるかを判定する（Ｓ１０６）。ロービームスイッチがオフであるとき（Ｓ１０６のＮ）、Ｓ１００に戻る。ロービームスイッチがオンであるとき（Ｓ１０６のＹ）、ハードウェアロジック回路３１４は、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを揮発性メモリ３２２に展開する（Ｓ１０８）。そして、揮発性メモリ３２２から読み出した補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを配光画像データＩＭＧ＿ＬＤとする（Ｓ１１０）。
【0109】
なお、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸの揮発性メモリ３２２上への展開（Ｓ１０８）は、１回だけ行えばよく、二回目以降はスキップできる。
【0110】
（実施例２）
補助画像展開部３１８は、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを揮発性メモリ３２２に書き込むとともに、ハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩが書き込まれる領域を消去し、画素値を０にリセットする。合成処理部３１６は、正常状態と同様の処理を行う。これにより、画素値が０のハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩと、ロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯの代替として書き込まれた補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸが合成され、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤは、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸと同一となる。
補助画像展開部３１８は、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを揮発性メモリ３２２に書き込むとともに、ハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩが書き込まれる領域を消去し、画素値を０にリセットする。合成処理部３１６は、正常状態と同様の処理を行う。これにより、画素値が０のハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩと、ロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯの代替として書き込まれた補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸが合成され、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤは、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸと同一となる。
【0111】
図１１は、実施例２に係るハードウェアロジック回路３１４の動作を説明するフローチャートである。プロセッサ３１２の正常状態（Ｓ２００のＹ）では、ハードウェアロジック回路３１４は、プロセッサ３１２のハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩとロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯを合成し、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する（Ｓ２０２）。配光画像データＩＭＧ＿ＬＤは配光可変ランプ２００に出力される（Ｓ２０４）。
【0112】
プロセッサ３１２の異常状態（Ｓ２００のＮ）では、ロービームスイッチがオンであるかが判定される（Ｓ２０６）。ロービームスイッチがオフであるとき（Ｓ２０６のＮ）、Ｓ２００に戻る。ロービームスイッチがオンであるとき（Ｓ２０６のＹ）、ハードウェアロジック回路３１４は、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを揮発性メモリ３２２のロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯの領域に展開する（Ｓ２０８）。また揮発性メモリ３２２のハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩの領域をリセットする（Ｓ２１０）。そして、揮発性メモリ３２２から読み出したハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩと補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを合成し、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成する（Ｓ２１２）。
【0113】
なお、処理Ｓ２０８、Ｓ２１０は１回目だけ行えばよく、二回目以降はスキップできる。
【0114】
（実施例３）
ハードウェアロジック回路３１４は、プロセッサ３１２の異常状態において、補助画像展開部３１８が展開した補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを、揮発性メモリ３２２に書き込まずに、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤとして直接出力する。
ハードウェアロジック回路３１４は、プロセッサ３１２の異常状態において、補助画像展開部３１８が展開した補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを、揮発性メモリ３２２に書き込まずに、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤとして直接出力する。
【0115】
図１２は、実施例３に係るハードウェアロジック回路３１４の動作を説明するフローチャートである。プロセッサ３１２の正常状態（Ｓ３００のＹ）では、ハードウェアロジック回路３１４は、プロセッサ３１２のハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩとロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯを合成し、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤを生成し（Ｓ３０２）、出力する（Ｓ３０４）。
【0116】
実施例３では、揮発性メモリ３２２を利用しないため、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを保持しておくことができない。したがってプロセッサ３１２の異常状態（Ｓ３００のＮ）において、ロービームスイッチがオンであるとき（Ｓ３０６のＹ）、補助画像展開部３１８は、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤのフレームレートごとに補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを展開し、配光画像データＩＭＧ＿ＬＤとする（Ｓ３０８）。ロービームスイッチがオフであれば（Ｓ３０６のＮ）、処理Ｓ３００に戻る。
【0117】
実施例３によれば、揮発性メモリ３２２へのアクセスを減らすことができ、揮発性メモリ３２２の発熱を減らすことができる。プロセッサ３１２が高温により異常状態となっている場合には、プロセッサ３１２が揮発性メモリ３２２により加熱されるのを防止でき、短時間で冷却でき、正常状態に復帰させることができる。
【0118】
なお、実施例３の制御は、揮発性メモリ３２２に異常が生じている場合にも有効である。この場合、図１２の処理Ｓ３００における「プロセッサ」を、「揮発性メモリ」と読み替えればよい。
【0119】
信号処理部３１０は、異常の発生箇所や原因に応じて、実施例１～実施例３の制御を切り替えてもよい。たとえば、プロセッサ３１２の異常状態では、実施例１または実施例２の制御を行い、揮発性メモリ３２２の異常状態では、実施例３の制御を行ってもよい。
【0120】
また、プロセッサ３１２が異常であり、揮発性メモリ３２２が正常である状況において、配光コントローラ３００Ａの温度が高い場合には、実施例３の制御を行うようにしてもよい。
【0121】
続いて補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸについて説明する。図１３（ａ）は、理想的なロービームの配光パターンＰＴＮ＿ＬＯを、図１３（ｂ）、（ｃ）は、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸの例を示す図である。図１３（ｂ）の補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸ１は、ロービームの配光を粗くした画像である。図１３（ｂ）の補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸ１は、補助画像展開部３１８のハードウェアに余裕がある場合や、ハードウェアロジック回路３１４をＡＳＩＣで構成する場合に適している。
【0122】
補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸは、図１３（ｂ）よりもさらに簡略化してもよく、図１３（ｃ）の補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸは、単なる矩形である。より具体的には、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸ２は、ロービーム配光パターンＰＴＮ＿ＬＯのエルボー点Ｐを通る水平線ＨＬより上側の領域Ｒ１の画素値が０であり、下側の領域Ｒ２の画素値が非ゼロである。図１３（ｃ）の補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸは、極めて簡素なハードウェアによって揮発性メモリ３２２上に展開することができる。
【0123】
補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸ２の下側の領域の画素値は均一としてもよい。この場合の画素値は、ロービーム用の配光パターンＰＴＮ＿ＬＯの位置ごとに法規で規定される上限値の最小値であってもよい。これにより、ピッチングの際のグレアを防止し、また近傍が明るすぎて遠方が見にくくなるような状況を回避できる。
【0124】
あるいは補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸ２の下側の領域の画素値は、垂直方向に徐変してもよい。これにより、カットライン付近の急峻な明暗差を緩和でき、運転者が見やすい配光を形成できる。
【0125】
続いて、機能安全に関連する変形例を説明する。
【0126】
（変形例１）
ハードウェアロジック回路３１４が不揮発性メモリ３２０にアクセス可能である場合には、不揮発性メモリ３２０に補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを格納しておき、読み出すようにしてもよい。
ハードウェアロジック回路３１４が不揮発性メモリ３２０にアクセス可能である場合には、不揮発性メモリ３２０に補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを格納しておき、読み出すようにしてもよい。
【0127】
（変形例２）
実施形態では、プロセッサ３１２が、ハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩとロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯを分離して生成し、ハードウェアロジック回路３１４において合成することとしたがその限りでない。プロセッサ３１２は、最終的な配光可変ランプ２００の配光を規定する１枚の画像データを生成し、揮発性メモリ３２２に書き込んでもよい。この場合、ハードウェアロジック回路３１４は、正常状態においては、揮発性メモリ３２２から画像データを読み出して、後段の出力インタフェース３０６に受け渡す。異常状態では、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを出力インタフェース３０６に受け渡す。
実施形態では、プロセッサ３１２が、ハイビーム画像ＩＭＧ＿ＨＩとロービーム画像ＩＭＧ＿ＬＯを分離して生成し、ハードウェアロジック回路３１４において合成することとしたがその限りでない。プロセッサ３１２は、最終的な配光可変ランプ２００の配光を規定する１枚の画像データを生成し、揮発性メモリ３２２に書き込んでもよい。この場合、ハードウェアロジック回路３１４は、正常状態においては、揮発性メモリ３２２から画像データを読み出して、後段の出力インタフェース３０６に受け渡す。異常状態では、補助画像ＩＭＧ＿ＡＵＸを出力インタフェース３０６に受け渡す。
【0128】
実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【産業上の利用可能性】
【0129】
本発明は、車両用灯具に関する。
【符号の説明】
【0130】
１００…灯具システム，１０２…上位コントローラ，３００…配光コントローラ，２００…配光可変ランプ，２１０…ＬＥＤアレイデバイス，２１２…発光素子，２２０…インタフェース回路，３００…配光コントローラ，３０２…ビークルバスインタフェース，３０４…広帯域インタフェース，３０６…出力インタフェース，３０８…オシレータ，３１０…信号処理部，３１２…プロセッサ，３１４…ハードウェアロジック回路，３２０…不揮発性メモリ，３２２…揮発性メモリ，３２４…監視用マイコン，Ｌ１…第１レイヤ画像，Ｌ２…第２レイヤ画像，Ｌ３…第３レイヤ画像，Ａ１…第１領域，Ａ２…第２領域，Ａ３…第３領域
【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】