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技術 車両用灯具

出願人 株式会社小糸製作所
発明者 向島健太北澤達磨
出願日 2018年9月14日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-172368
公開日 2020年3月26日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-044867
状態 未査定
技術分野 非携帯用の照明装置またはそのシステム
主要キーワード 赤外プローブ 非近接状態 白色ビーム コーナーセンサ DB制御 センシング技術 赤外照明 デジタルプロセッサ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

安全性を高めた車両用灯具を提供する。

解決手段

配光可変ランプ110は、強度分布可変である白色ビームL1を生成可能である。赤外照明120は、赤外プローブ光L2を照射する。コントローラ140は、車両用灯具100に物体3が近接すると、赤外プローブ光L2の少なくとも一部の強度が低下するように赤外照明120を制御する。

概要

背景

夜間やトンネル内での安全な走行車両用灯具が重要な役割を果たす。運転者による視認性を優先させて、車両前方広範囲に明るく照射すると、自車前方に存在する先行車対向車(以下、前方車という)の運転者や歩行者グレアを与えてしまうという問題がある。

近年、車両の周囲の状態にもとづいて、配光パターンを動的、適応的に制御するADB(Adaptive Driving Beam)技術が提案されている。ADB技術は、前方車や歩行者など(以下、物標ともいう)の有無を検出し、前方車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、前方車の運転者や歩行者に与えるグレアを低減するものである。

DB制御を行うと、前方車や歩行者に与えるグレアを低減できるが、自車の運転者の遮光部分の視認性が低下する。あるいは自動運転を行う場合には、カメラによって遮光部分に存在する物標を検出し難くなる。

自動運転用のセンシング技術として、赤外光を用いた方式が提案されている。赤外光を用いると、白色ビームの遮光部分に存在する物標の検出も可能となる。

概要

安全性を高めた車両用灯具を提供する。配光可変ランプ110は、強度分布可変である白色ビームL1を生成可能である。赤外照明120は、赤外プローブ光L2を照射する。コントローラ140は、車両用灯具100に物体3が近接すると、赤外プローブ光L2の少なくとも一部の強度が低下するように赤外照明120を制御する。

目的

効果

実績

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請求項1

車両用灯具であって、強度分布可変である白色ビームを生成可能な配光可変ランプと、赤外プローブ光を照射する赤外照明と、前記車両用灯具に物体近接すると、前記赤外プローブ光の少なくとも一部の強度が低下するように前記赤外照明を制御するコントローラと、を備えることを特徴とする車両用灯具。

請求項2

前記物体までの距離を検出する近接センサをさらに備え、前記コントローラは、前記近接センサの出力に応じて前記赤外照明を制御することを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。

請求項3

前記コントローラは、前記物体が近接すると、前記赤外照明を消灯することを特徴とする請求項1または2に記載の車両用灯具。

請求項4

前記コントローラは、前記物体が近接すると、前記赤外プローブ光の強度を一律に低下させることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用灯具。

請求項5

前記コントローラは、前記物体が近接すると、前記赤外プローブ光の前記物体に照射される部分のみを消灯することを特徴とする請求項3に記載の車両用灯具。

請求項6

前記コントローラは、前記物体が近接すると、前記赤外照明の配光パターン切り替えることを特徴とする請求項3に記載の車両用灯具。

請求項7

前記コントローラは、反対側の車両用灯具において物体の近接が検出された場合にも、前記赤外プローブ光の強度を低下させることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の車両用灯具。

技術分野

0001

本発明は、車両用灯具に関する。

背景技術

0002

夜間やトンネル内での安全な走行に車両用灯具が重要な役割を果たす。運転者による視認性を優先させて、車両前方広範囲に明るく照射すると、自車前方に存在する先行車対向車(以下、前方車という)の運転者や歩行者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、配光パターンを動的、適応的に制御するADB(Adaptive Driving Beam)技術が提案されている。ADB技術は、前方車や歩行者など(以下、物標ともいう)の有無を検出し、前方車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、前方車の運転者や歩行者に与えるグレアを低減するものである。

0004

DB制御を行うと、前方車や歩行者に与えるグレアを低減できるが、自車の運転者の遮光部分の視認性が低下する。あるいは自動運転を行う場合には、カメラによって遮光部分に存在する物標を検出し難くなる。

0005

自動運転用のセンシング技術として、赤外光を用いた方式が提案されている。赤外光を用いると、白色ビームの遮光部分に存在する物標の検出も可能となる。

先行技術

0006

特開2015−064964号公報
特開2012−227102号公報
特開2008−094127号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明者らは、赤外光の光源を、車両用灯具に内蔵することを検討し、以下の課題を認識するに至った。

0008

赤外光は、人間の目では視認できないことから、周囲の歩行者などが赤外光に気づくことができないという問題がある。特に、人間がランプをのぞき込むようなことがあると、強い赤外光が目に照射され、また人間はまぶしさ感じないため、回避行動をとることができず、長時間、赤外光が目に照射される状況が生じうる。なおこの問題を当業者の一般的な認識と捉えてはならない。

0009

本発明はこうした状況に鑑み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、安全性を高めた車両用灯具の提供にある。

課題を解決するための手段

0010

本発明のあり態様は、車両用灯具に関する。車両用灯具は、強度分布可変である白色ビームを生成可能な配光可変ランプと、赤外プローブ光を照射する赤外照明と、車両用灯具に物体近接すると、赤外プローブ光の少なくとも一部の強度が低下するように赤外照明を制御するコントローラと、を備える。

0011

ソナーなどの近接センサなどによって、物体の近接を監視し、近接状態では赤外プローブ光を抑制することで、人間の目に赤外プローブ光が直接照射されるような状況を回避でき、安全性を高めることができる。

0012

近接センサは車両用灯具に内蔵することができる。コントローラは、近接センサの出力に応じて赤外照明を制御してもよい。あるいは近接センサは車両用灯具の外部、すなわち車両側に設けられてもよい。この場合、コントローラは車両側から受信する近接に関する情報にもとづいて赤外照明を制御してもよい。

0013

コントローラは、物体が近接すると、赤外照明を消灯してもよい。この場合、赤外照明を簡素化できる。

0014

コントローラは、物体が近接すると、赤外プローブ光の強度を一律に低下させてもよい。弱く赤外プローブ光を照射し続けることで、物標検出の機能を維持できる。

0015

コントローラは、物体が近接すると、赤外プローブ光の物体に照射される部分のみを消灯してもよい。これにより近接が検出された物体以外の部分には、赤外プローブ光を照射し続けることができる。

0016

コントローラは、物体が近接すると、赤外照明の配光パターンを切り替えてもよい。

0017

コントローラは、反対側の車両用灯具において物体の近接が検出された場合にも、赤外プローブ光の強度を低下させてもよい。

0018

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

発明の効果

0019

本発明によれば、安全性を高めることができる。

図面の簡単な説明

0020

実施の形態に係る車両用灯具のブロック図である。
図2(a)、(b)は、図1の車両用灯具の動作を説明する図である。
第1変形例に係る自動車の動作を説明する図である。
図4(a)〜(c)は、第3変形例に係る車両用灯具の制御を説明する図である。
図5(a)、(b)は、第4変形例に係る自動車の動作を説明する図である。

実施例

0021

(実施の形態)
以上が車両用灯具の概要である。以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。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すべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。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、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第1」、「第2」等の用語が用いられる場合には、この用語はいかなる順序重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。

0022

図1は、実施の形態に係る車両用灯具のブロック図である。車両用灯具100は、配光可変ランプ110、赤外照明120、カメラ130、配光コントローラ140、近接センサ150を備える。これらはすべて同じ筐体に内蔵されていてもよいし、いくつかの部材は、筐体の外部、言い換えれば車両側に設けられてもよい。

0023

配光可変ランプ110は、ロービームハイビーム、あるいはそれらの組み合わせであるヘッドランプであり、白色光源を含む。配光可変ランプ110は、配光コントローラ140から配光パターンPTN_Wを指示するデータを受け、配光パターンPTN_Wに応じた強度分布を有する白色ビームL1を出射し、車両前方に配光パターンPTN_Wに応じた照度分布を形成する。配光可変ランプ110の構成は特に限定されず、たとえば、LD(レーザダイオード)やLED(発光ダイオード)などの半導体光源と、半導体光源を駆動して点灯させる点灯回路と、を含みうる。配光可変ランプ110は、配光パターンPTN_Wに応じた照度分布の形成のために、たとえばDMD(Digital Mirror Device)や液晶デバイスなどの、マトリクス型のパターン形成デバイスを含んでもよい。

0024

なお本明細書における「配光可変ランプ」とは、ADB(Adaptive Driving Beam)システムを搭載するランプのほか、ハイビームとロービームのみが切り替え可能なランプも含む。

0025

赤外照明120は、車両前方に赤外プローブ光L2を照射する赤外光源を含む。赤外プローブ光L2は、近赤外であってもよいし、より長波長の光であってもよい。赤外プローブ光L2は、物体2によって反射される。カメラ130は赤外プローブ光L2の波長域感度を有しており、物体2による赤外プローブ光L2の反射光L4を撮像する。

0026

本実施の形態では、カメラ130は、可視域にも感度を有しており、反射光L4とともに、物体2による白色ビームL1の反射光L3を撮像する。なお、カメラ130は、可視域のみに感度を有するカメラと、赤外域のみに感度を有するカメラとを含んでもよい。

0027

カメラ130の画像は、配光コントローラ140あるいは図示しないプロセッサに供給される。たとえば配光コントローラ140は、カメラ画像IMGにもとづいて、白色ビームL1の強度分布すなわち配光パターンPTN_Wを動的、適応的に制御する。たとえば、車両用灯具100は、ADBシステムを搭載しており、カメラ画像IMGにもとづいて、車両前方の物標(先行車、対向車、歩行者など)を検出し、物標の部分が遮光され、あるいは強度がスポット的に高められた配光パターンPTN_Wを生成する。

0028

配光パターンPTN_Wは、配光可変ランプ110が自車前方の仮想鉛直スクリーン900上に形成する白色光照射パターン902の2次元の照度分布を規定する。配光コントローラ140はデジタルプロセッサで構成することができ、たとえばCPUを含むマイコンソフトウェアプログラムの組み合わせで構成してもよいし、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specified IC)などで構成してもよい。

0029

近接センサ150は、車両用灯具100に近接する物体3を検出する。近接センサ150の方式は特に限定されず、超音波を利用したソナー、光学式センサや、静電容量型の近接センサを用いることができる。配光コントローラ140は、近接センサ150が検出した物体3までの距離が所定のしきい値xを下回ると、あるいは近接センサ150の検出範囲x内に物体3が検出されると、赤外照明120を制御し、赤外プローブ光L2の少なくとも一部分の強度を低下させる。本明細書においてこれを近接保護機能と称する。「強度を低下させる」とは、赤外プローブ光が距離xより近くに位置する人間の目に照射されたときに、人間の目に悪影響を及ぼさない程度まで強度を低くすることをいう。

0030

本実施の形態において、配光コントローラ140は、物体3の近接が検出されると、赤外照明120を消灯し、赤外プローブ光L2の強度をゼロとする。この場合、赤外照明120は、オンオフのみが可能な光源として構成することができる。

0031

自動車には、左右の両方に車両用灯具100が装備される。本実施の形態において、左右の車両用灯具100は独立に、赤外プローブ光L2の強度を制御してもよい。すなわち一方の灯具において物体3の近接が検出されると、その灯具のみにおいて赤外プローブ光L2の強度が低下し、他方の灯具では赤外プローブ光L2の強度は維持される。

0032

以上が車両用灯具100の基本構成である。続いてその動作を説明する。
図2(a)、(b)は、図1の車両用灯具100の動作を説明する図である。自動車200は、左側灯具210Lおよび右側灯具210Rを備える。左側灯具210Lおよび右側灯具210Rはそれぞれ、図1の車両用灯具100に対応する。

0033

図2(a)は、いずれの灯具にも、物体3が近接していない状況を示す。この場合、左側灯具210L、右側灯具210Rはそれぞれ、通常の強度分布を有する赤外プローブ光L2を照射する。

0034

図2(b)は、左側灯具210Lに物体3の近接した状況を示す。この場合、左側灯具210Lの近接センサ150によって物体3の近接が検出される。そして左側灯具210Lの配光コントローラ140は、物体3の近接に応答して、赤外プローブ光L2の強度がゼロとなるように、赤外照明120を消灯制御する。右側灯具210Rは、通常の強度分布を有する赤外プローブ光L2を照射する。

0035

物体3は、典型的には歩行者やメンテナンス作業者であり得る。もし周囲の人間が、ヘッドランプをのぞき込むと、近接センサ150が反応し、赤外プローブ光L2の照射が停止する。これにより、自動車200の周囲の人間の目を保護することができ、安全性を高めることができる。

0036

配光可変ランプ110と赤外照明120の点消灯が完全に連動している場合には、配光可変ランプ110の点灯中は、白色ビームがまぶしいため、周囲の人間がヘッドランプをのぞき込むような状況は生じにくいかもしれない。ところが、配光可変ランプ110と赤外照明120のオンオフが個別に制御される場合、あるいは点消灯が相補的に制御される場合、配光可変ランプ110は消灯しているにもかかわらず、赤外照明120は点灯している状況が生じうる。この場合、周囲の人間は、まぶしさを感じないため、ヘッドランプをのぞき込むような状況が生じうる。このような灯具において、近接センサ150を用いた赤外プローブ光L2の制御は特に有効であるといえる。

0037

なお本技術による保護対象は、成人の歩行者や作業者に限定されない。成人であれば、意図しない限り、灯具の高さに目が位置することは希である。一方、背の低い幼児や、イヌなどの動物は、目の高さが丁度ヘッドランプの高さに該当しうる。車両用灯具100によれば、幼児やイヌなどが接近した場合も、近接センサ150によって物体3として検出されるため、それらの目を保護できる。

0038

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

0039

(第1変形例)
物体3が作業者である場合、一方の灯具をのぞき込んだ後に、他方の灯具をのぞき込むかもしれない。あるいは物体3が、車前方を横切る幼児などの歩行者であることもあり得る。そこで第1変形例では、左右の車両用灯具100は協調して、赤外プローブ光L2の強度を制御する。図3は、第1変形例に係る自動車200Aの動作を説明する図である。一方の灯具(図3では、左側灯具210L)において物体3の近接が検出されると、その灯具210Lのみでなく、反対側の右側灯具210Rにおいても、赤外プローブ光L2の強度が低下する。第1変形例によれば、さらに安全性を高めることができる。

0040

(第2変形例)
図4(a)〜(c)は、第3変形例に係る車両用灯具100の制御を説明する図である。図4(a)〜(c)には、物体3までの距離と赤外プローブ光L2の強度の関係が示される。

0041

図4(a)に示すように、配光コントローラ140は、物体3の近接が検出されると、赤外照明120が生成する赤外プローブ光L2の強度を、非ゼロの所定レベルまで低下させてもよい。この場合、赤外照明120は、オン、オフのみでなく、赤外プローブ光L2の強度を調節可能に構成すればよい。

0042

図4(b)や(c)に示すように、低下後の強度に、物体3までの距離を反映させてもよい。すなわち検出した物体3までの距離が短くなるほど、低下後の強度を小さくしてもよい。

0043

(第3変形例)
赤外照明120は、赤外プローブ光L2の強度分布を可変に構成されてもよい。この場合において、配光コントローラ140は、物体3の近接が検出されると、物体3が照射される部分の赤外プローブ光L2の強度を低下させてもよい。これにより、物体3以外の部分については、赤外プローブ光L2の照射が維持できる。

0044

(第4変形例)
図5(a)、(b)は、第4変形例に係る自動車200Bの動作を説明する図である。図5(a)に示すように、物体3の非近接状態において、赤外プローブ光L2の照射パターン300は、遠方を照射する部分(遠方照射領域)302と、車両の左右を拡散的に照射する部分(拡散照射領域)304と、を含む。物体3が近接すると、図5(b)に示すように、拡散照射領域304の強度は維持しつつ、遠方照射領域302をオフとし、あるいはその強度を非ゼロの小さい値に低下させてもよい。

0045

(第5変形例)
自動車200は、近接センサ150によって物体3が検出されると、その周囲に対して、赤外プローブ光L2を照射中であることを警告してもよい。たとえば、物体3までの距離が、しきい値xより短くなると、赤外プローブ光L2の強度を低下させる場合において、しきい値xより長いしきい値yを定め、物体までの距離がしきい値yを下回ると、周囲に警告してもよい。これにより一層、安全性を高めることができる。

0046

(第6変形例)
なお、自動車200がある程度速い速度で走行しているときには、人間が灯具をのぞき込むような状況は生じにくいと言える。そこで、近接センサ150にもとづく赤外プローブ光L2の強度制御は、車速所定値より低い状況においてのみ有効としてもよい。

0047

(第7変形例)
車両によっては、狭い路地のすれ違いや駐車場での切り返しに際して、運転者を支援するために、コーナーセンサなどを有する場合がある。この場合、コーナーセンサを、近接センサ150として流用することが可能である。

0048

(第8変形例)
赤外プローブ光L2が正常な照射パターンを有するかは、重要な検査項目である。この検査を行う場合、作業車が灯具に近接して作業することとなるが、非近接状態の赤外プローブ光L2の照射パターンを検査したくても、近接保護がかかると、それを検査ができなくなる。そこで、近接保護機能は、無効にできるようにするとよい。

0049

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用の一側面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。

0050

100車両用灯具
110配光可変ランプ
120赤外照明
130カメラ
140配光コントローラ
L1白色ビーム
L2赤外プローブ光
L3,L4 反射光

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