专利名称：前大灯的配光控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对车辆用前照灯的配光进行控制而生成不同的配光图案的配光控制装置。
背景技术：
车辆行驶在具有双向车道的道路上时，通常，利用使前照灯向下方照射的近光光束行驶，根据需要，例如在夜间等需要前方远侧具有更好的视野的情况下，通常利用使前照灯向上方照射的远光光束行驶。但是，在利用远光光束向比对面车道侧的明暗截止线更靠上侧的区域照射光束的情况下，在错车时会对对面车辆的驾驶员造成眩光(目眩感)而影响视认性。为了解决该眩光的问题，近年来提出有构成机动车的前大灯的配光控制系统，以在错车时不对对面车辆的驾驶员造成目眩感的方式，能够将向对面车辆照射的光束进行遮光的被称作ADB (Adaptive Driving Beam)的技术,另外,作为其变形,还提出有使用液晶元件及MEMS元件、LED阵列而对车辆前方的屏幕上的各区域(Zone)进行配光控制的被称为AZB (Adaptive Zone beaming)的技术。例如，在专利文献I (特开2009 - 218155号公报)中公开有如下的车辆用前照灯装置，其具有在水平方向一列地设置的多个发光元件，通过对各发光元件的有无发光以及光量进行控制，能够形成多种配光图案。上述车辆用前照灯装置为了抑制驾驶员难以确认的车辆前方区域的产生，并且抑制给前车及行人带来的目眩感(眩光)，基于由搭载于车辆上的照相机等拍摄的图像数据来确定对面车辆的位置，将推定为对面车辆所存在的车辆前方区域的位置进行遮光，或者使光量下降而控制发光元件。由此，由于在错车时也能够不切换成近光光束而防止向对面车辆的眩光，故而在夜间也能够维持着比近光光束高的路面照射性能而行驶，特别是在对处于对面车道侧的路肩的行人及小动物的视认性方面发挥良好的效果。专利文献I :(日本)特开2009 - 218155号公报但是，在专利文献I记载的现有的配光控制中，具有如下的问题点。在现有的ADB技术中，在以远光光束行驶中与对面车辆错车时，即使将向对面车辆照射的光束遮光，由于将对面车辆的外侧路面照亮，故而在能够视认在位于本车与对面车辆之间的对面车辆侧的路肩等待过马路的行人的方面是有利的。但另一方面，驾驶员若能够视认行人的身体附近则能够对行人进行视认，故而在行人不过马路的状态下，对对面车辆侧的人行道等待者(行人)的全身(比明暗截止线更靠上侧)进行照射从根本上来说是没有意义的。另外，通过将驾驶员的视野范围大面积照亮而能够扩大驾驶员的注视范围，若注视范围扩大，则能够得到来自大范围的信息，而其他场所、特别是最应注视的本车道侧前方的视认距离会降低。另外，本车与对面车辆之间的相对距离(车头时间(直至错车的时间距离))处于一定范围内的情况下，具有不必对对面车道侧的路肩的行人M2 (参照图16)的过马路行动进行考虑的情况。图16是用于说明本车与对面车辆错车时的行人的过马路行动的路面照射图像的图。图17是表示对应于图16的上述AZB技术的本车辆前方的屏幕的图。在图16中，本车辆C和对面车辆A都以60km/h的车速在车道宽3. 5m的单侧车道中行驶，表示在本车辆C和对面车辆A的车头时间为10秒(约170m)的位置存在的状态。另外，在图16所示的道路中，在路肩200 (自中心线CL距离5m处)存在有等待过马路的行人Ml、M2及小动物(未图示)。在这样的道路状况下，要过马路的行人M2的步行速度为5km/h (I. 4m/s)的情况下，穿过全宽IOm的道路需要约7秒。另外，若将直到穿越马路的富裕时间(避免危险时间)设为必要的3秒，则作为判断为行人M2要过马路的时刻，对于行人M2的远方侧的车道202中存在的车辆(在图中为本车辆C)而言，需要约10秒。另一方面，对于行人M2侧的车道201中存在的车辆(在图16中为对面车辆A)而言，在直到行人M2跨过中心线CL所需的3秒的基础上，若将富裕时间假定为稍少的2秒，则直到行人M2跨过中心线CL所需的时间需要约5秒。因此，在从行人观察，在左右两方向存在朝向自己的车辆的情况下(对面车辆A、本车辆C)，若车头时间为15秒以下，则判定为行人不能够穿过马路而不进行穿越马路的行动。如上所述，由于本车辆C和对面车辆A的车头时间为10秒，小于15秒，故而虽然考虑到只有在小动物跳跃的情况下能够通过，但认为行人M2不宜进行穿越马路的行动。基于以上状况，在本车辆C与对面车辆A的距离处于一定范围的情况下，向比对面车辆201侧的近光光束的明暗截止线更靠上侧的区域(图17所示的AZB的第一象限)照射的光束朝向第四象限(本车道202的远侧区域)，或者利用于第二象限、第三象限(比近光光束的明暗截止线更靠下方)中的本车道侧的行人Ml及道路形状(道路線形)的确认。对于小动物，虽然即使能够视认也难以避开，但需要使向路面(第二象限、第三象限)的照射光量增加而多少改善视认性。不过，在车头时间足够大时(对面车辆位于图17的HV附近的情况)，若使第一象限(图17)的光量减少，则对面车道201侧的行人的视认性降低，反倒具有危险。例如，本车辆C和对面车辆B都以60km/h的车速行驶，在车头时间为30秒的情况下，车头距离约为1000m，但此时，为了不产生眩光(炫目感)，仅将图17所示的对面车辆A部分(阴影部)203的光束遮光(抑制眩光)，但在设想本车辆与对面车辆的车头时间足够长且等待过马路的行人穿过马路的状况下，需要照射对面车辆侧(第一象限)的等待过马路的行人。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种前大灯的配光控制装置，通过对向前方的配光进行控制而将向对面车辆的光束遮挡，不对对面车辆的驾驶员造成目眩感，并且能够根据本车辆与对面车辆之间的距离来控制向对面车辆的路肩侧的配光，能够使驾驶员注视更重要的区域。鉴于上述课题，本发明第一方面的前大灯的配光控制装置，根据对面车辆与自车的相对距离，以不对所述对面车辆产生目眩感的方式照射进行了照射限制的配光图案，其特征在于，所述配光控制装置在所述相对距离为第一规定值以上时，对所述对面车辆的区域进行照射限制，并且照射至少向比所述对面车辆更靠对面车道侧照射的配光图案，在所述相对距离小于所述第一规定值且为所述第二规定值以上时，照射对所述对面车辆的区域以及比所述对面车辆更靠对面车道侧的位置进行照射限制的配光图案，在所述相对距离小于所述第二规定值时，照射解除了对所述对面车辆的照射限制的配光图案。由于形成如上的结构，根据本发明，通过对向前方的配光进行控制而将向对面车辆的光束遮挡，不对对面车辆的驾驶员造成目眩感，并且能够根据本车辆与对面车辆之间的距离来控制朝向比对面车辆更靠路肩侧的配光，能够使驾驶员注视更重要的区域。
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图I是说明可适用于本发明第一实施方式的配光控制系统的车载用前照灯单元的结构例的图；图2是图I所示的A — A线的前照灯单元的剖面图；图3是说明具有配光控制元件的本实施方式的副灯单元的图；图4是说明具有配光控制元件的本实施方式的副灯单元的图；图5是说明本发明的配光控制系统的功能结构的框图；图6是说明本实施方式的配光控制系统的处理流程的流程图；图7是位于直线道路上的物体的示意图；图8是表示第一实施方式中的屏幕上的对面车辆的位置和大小的关系的图；图9 (a) (C)是表示第一实施方式的配光控制系统中的配光例的图；图10 Ca) (C)是表不第一实施方式中的配光控制例的图；图11 (a) (d)是由路面配光图案表示第一实施方式的配光变化的图；图12是说明第二实施方式的光量控制装置的示意图；图13 (a)、(b)是说明第二实施方式的配光控制系统中的配光图案的图；图14 Ca) (C)是表示第二实施方式的配光控制例的图；图15 Ca) (d)是由路面配光图案表示第二实施方式的配光变化的图；图16是用于说明本车辆和对面车辆错车时的行人穿越马路的行动的路面照射图像的图；图17是表示对应于图16的上述ZAB技术中的本车辆前方的屏幕的图。标记说明I :车载用前照灯单元10:灯体11 :罩12 :灯室13 :扩展部13a:开口部
20:主灯单元21:副灯单元30:副灯单元31 :基体部件32 :光源33:反射镜33a:反射面34 :投影透镜
34a :前方侧表面34b :后方侧表面35 :配光控制元件35A :元件部35B :非元件部35a MEMS 元件35b :液晶元件40 :校光机构41 :支承部件42 :左右变更机构42a :驱动源42b :转动轴43 :单元搭载部件44 :上下变更机构44a :驱动源44b :单元上下旋转轴45 :小齿轮46 :扇形齿轮50 :配光控制ECU51:视野辅助系统E⑶52 :车载照相机53 :车速传感器54 :雷达55 =GPS 导航56 HL 开关56 :开关57 :驱动器61 :对面车道63 :本车道63a :路肩65:道路照明
70:基光束70 :矩形71 :矩形72 :矩形72 :行驶用光束73 :矩形75 :线段76:区域 77:区域80 :基光束81 :整面矩阵光束82 :行驶用光束90A:区域90B:区域91 :区域92:区域100 :可变光束101 :光束102:点光束102a :最大光度部103 :合成配光
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。〔第一实施方式〕(车载用前照灯单元的结构)图I是说明可适用于本发明第一实施方式的配光控制系统的车载用前照灯单元I(以下，称为前照灯单元)的结构例的图。图2是图I所示的A — A线的前照灯单元的剖面图。另外，以下说明的前照灯单元I的结构只不过是一例，显然，后述的灯单元的驱动机构等也可以采用其他结构。如图I所示，本实施方式的前照灯单元I在由灯体10和透光罩(罩)11形成的灯室12内设有可确保主配光(主光束)的光量的主灯单元20、将例如LED (Light emissionDiode)等半导体发光元件等作为光源将配光图案可变地形成的投射式的副灯单元30。另外，在主灯单元20、副灯单元30与罩11之间，以将从灯具前方观察时的间隙覆盖的方式配置有扩展部13。在该扩展部13上形成有使主灯单元20和副灯单元30在其前端部附近露出的开口部13a。主灯单元20和副灯单元30都具有在车辆前后方向上延伸的光轴Ax，如图2所示，经由校光机构40以可向上下方向以及左右方向倾动的方式被支承于灯体10。
S卩，在灯体10上能够经由校光机构40而固定有支承部件41，在支承部件41上固定有将副灯30的照射方向向左右方向改变的机械式驱动装置即左右变更机构(ACT :促动器)42。
左右变更机构42为驱动源42a以转动轴42b为中心绕竖直轴使单元搭载部件43摆动旋转的旋转机构。设于支承部件41的水平部的左右变更机构42的驱动源42a的输出轴与转动轴42b连接，通过将驱动源42a驱动而使输出轴旋转，单元搭载部件43以转动轴42b为中心被旋转驱动。另外，在单元搭载部件43上固定有将副灯单元30的照射方向向上下方向改变的上下变更机构(促动器)44。上下变更机构44为驱动源44a以单元上下旋转轴44b为中心绕水平轴将基体部件向上下方向能够水平驱动的水平机构。在设于单元搭载部件43的水平部分的驱动源44的输出轴上固定有小齿轮45，小齿轮45与固定于单元上下旋转轴44b的扇形齿轮46啮合。若将驱动源44a驱动而使输出轴旋转，则经由小齿轮45及扇形齿轮46使单元上下旋转轴44b旋转，由此基体部件31以单元上下旋转轴44b为中心而摆动旋转。另外，副灯单元30具有作为光源的半导体发光元件(以下，记载为光源)32、反射镜33、投影透镜34。反射镜33具有将从光源32射出的光向前方偏向光轴Ax反射的反射面33a。该反射面33a具有大致椭圆形的截面形状，其离心率设定为从竖直截面朝向水平截面逐渐变大。由此，使被反射面33a反射的来自光源32的光在竖直截面内大致会聚在投影透镜34的后方侧焦点F附近。投影透镜34形成为前方侧表面34a为凸曲面状，后方侧表面34b为平面的平凸透镜，配置在光轴Ax上。并且，该投影透镜34将包含其后方侧焦点F的焦点面上的像作为反转像而向前方投影。构成投影透镜34的前方侧焦点34a的凸曲面由以使投影透镜34的后方侧焦点F位于光轴Ax上的方式构成的非球面结构。另外，本实施方式的副灯单元30在从光源32至投影透镜34之间的光路上的上述焦点F附近还设有矩阵状的配光控制元件(光控制电子部件)34，该配光控制元件34对从光源32射出的光束的光量进行控制，形成具有本发明特征的附加配光图案，实现上述AZB。另外，主灯单元20除了配光控制元件35之外，还具有与副灯单元30同样的结构，通过上下变更机构和左右变更机构能够与车辆的行进方向一致来改变光的照射方向。(配光控制元件的结构)图3及图4是说明具有配光控制元件的本实施方式的副灯单元的图。另外，在本实施方式的副灯单元30中，在根据前方车辆的有无或存在位置而使配光图案变化的ADB (Adaptive Driving Beam)中，采用如下的技术，即，如上所述,采用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems :微小电气机械元件)方式(图3)及液晶方式(图4),对前方屏幕上的每个区域进行光量控制/配光控制而能够使配光图案变化。图3所示的MEMS元件35a通过改变矩阵状配置的各光学元件相对于光轴的角度，对来自光源32的光束的反射光量进行控制，另外，图4所示的液晶元件35b对矩阵状配置的各液晶元件(光控制处)的来自光源的光束的透光量进行控制。通过将这些光量控制元件35作为配光控制元件使用，能够控制从投影透镜34射出的光束的光量而形成不同的附加配光图案。另外，能够进行将本车辆前方的对面车辆存在的区域的光束遮光/减光而防止向对面车辆的眩光的处理也作为AZB的特征。(配光控制系统的结构)图5是说明控制本实施方式的车载用前照灯装置而形成不同的配光图案的配光控制系统的功能结构的框图。
本实施方式的配光控制系统具有视野辅助系统ECU51和作为本发明特征的配光控制ECU (配光控制装置)50，所述视野辅助系统ECU51，其基于由搭载于车辆的适当位置的 车载照相机52取得的摄像数据进行图像处理，算出搭载于车辆的各种现有的视野辅助系统(ADB、(防冲撞事故系统)、LDWS (lane Departure Warning System :车道维持辅助系统)等)所需的数据，经由车内LAN等向各种车载设备发送信号；所述配光控制ECU (配光控制装置)50，其基于从视野辅助系统ECU51发送的路面发光物体的属性(对面车辆、前车、反射器、道路照明)、其位置(前方、侧方)、由车速传感器53得到的车速，决定对应于其行驶状况的配光，决定实现该配光所需的配光可变灯(副灯单元30)的驱动控制量(上下、左右光束移动量、遮光部分的位置和范围、其控制和复位等)，并且决定图2说明的具体实现装置即促动器(ACT :机械式驱动装置)42,44及配光控制元件35的控制量、控制内容。配光控制E⑶50及视野辅助系统E⑶51具有执行各种运算处理的CPU (CentralProcessing Unit)、存储各种控制程序的R0M(Read Only Memory)、将控制程序及数据展开并作为用于CPU的处理的工作区而发挥作用的RAM (random Access Memory)等。车载照相机52为使用CCD (Charge Coupled Device 电荷耦合元件)及CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor :互补性金属氧化膜半导体)等的电子光学照相机。另外，也可以为使用多个电子光学照相机的立体(复眼)照相机。利用车载照相机52获得的摄像数据通过视野辅助系统E⑶51进行处理分析。车速传感器53为将本车辆的车速数据经由车内LAN向各种车载设备发生的传感器。另外，图5的系统具有雷达54、转向传感器或GPS导航55、HL开关56。雷达54为激光雷达或微波雷达，通过对来自反射物体(对面车辆)的反射波的到达时间进行计测，来计测与对面车辆的车头距离(相对距离)。另外，基于计测的的车头距离的随时间的变化和由车速传感器53得到的本车辆的车速数据，能够对与对面车辆的相对车速进行计测。转向传感器或GPS导航55为进行弯曲路面行驶判定及转弯的曲率的计测的传感器。转向传感器为方向盘的旋转角度的传感器，GPS导航由导航仪的地图数据进行同样的计测。可以将这些装置组合使用。由这些装置得到的信息被向各种车辆设备发送。在现有的ADB技术中，配光控制E⑶50基于由这些装置得到的信息，使作为配光可变灯的副灯单元30的水平方向的照射方向与转弯匹配而向左右转动。HL开关56将前大灯的0n/0ff及光束的控制模式(ADB的0n/0ff等)经由车内LAN等向各种车载设备发送。S卩，通过HL开关的On命令将在H— H线(明暗截止线)以下具有扩散配光的配光非可变的主灯单元20的固定光束(近光光束)点亮。另外，副灯单元30与AUTO光束SW及远光光束SW连动而根据前方车辆的存在状况及弯曲路面等控制配光。驱动器57将来自配光控制E⑶50的控制量、控制内容变换成对应于ACT42、44及配光控制元件35的动作的命令，并且对其进行控制。(视野辅助系统E⑶的摄像数据处理)设有辅助系统E⑶51如下地对车载照相机52的拍摄数据进行处理、分析。
(I)首先，通过对由车载照相机52获得的图像数据进行图像处理、分析，检测LM(道路标记，区分线)，并且检测前方视野的各种对象物的亮度。(2)接着，基于检测出的道路标记的信息求出道路的形状及车道数，并且算出发光物体的颜色信息(彩色照相机的情况下)、发光物体的属性(前大灯的白色光(对面车辆)/尾灯的红色光(前车))及其发光面积，以及路面位置信息并存储在RAM中。(3)进而，基于摄像图像的框架间的发光物体的位置、OF (光流)量等数据，决定发光物体的属性(对面车辆、先行车辆、道路附属设施的反射器等)对面车辆的车速等。另夕卜，在车载照相机52为单反相机的情况下，距离的检测精度虽降低，但作为立体相机的情况下，能够使精度提高。另外，由于在车载照相机52为单反相机的情况下，距离的检测精度低，故而为了对此进行弥补而补充由车间距离雷达54得到的距离信息为好。图6是说明本实施方式的配光控制性系统的处理流程的流程图。视野辅助系统E⑶51由上述的车载照相机52、车速传感器53等获取前方视野图像数据、本车辆的车速等数据(步骤S101)。接着，视野辅助系统ECU51基于由车载照相机52获取的图像数据进行对面车辆的检测处理(步骤S102 )。该处理中也包含对面车辆的位置、对面车辆的车速、与本车辆的相对距离等运算。配光控制ECU50通过上述AUTO光束SW、远光光束SW判断选择了 ADB/Hi光束中的任一光束(步骤S103)，若ADB为ON (步骤S104中为“是”)，则基于在步骤S102中得到的对面车辆的信息来决定配光控制的内容(副灯单元30的驱动方向、驱动量)(步骤S105)。配光控制ECU50进行将决定了的配光控制的内容变换成驱动器57用的数据的处理(步骤S106)，另外，驱动配光控制元件35来执行本发明的配光控制(步骤S107)。另外，若ADB不为ON(在步骤S104为“否”)，则基于设定结果，以成为Hi光束、Low光束的方式来控制灯单元(步骤S108)。使用图7对视野辅助系统E⑶51的图像分析处理进行更详细的说明。图7是直线道路上的物体的屏幕上的示意图，示例表示了在日本等国实施的左侧通行的情况。在直线道路上，无限远点的物体与消失点位置(屏幕上的HV点)一致，且有限距离的物体从该消失点放射状地存在。在直线道路上，对面车辆的前大灯(白色光)60位于水平线(H — H线)的下方，且位于第四象限中的对面车道61内。本车道中的前车的尾灯(红色光)62位于H — H线的下方(第三象限及第四象限)的本车道63中。安装于护栏的路边线轮廓标(反射器)(白色光或橙色光)64位于H — H线附近。另外， 道路照明装置(白色光或淡黄色光)65位于H — H线的上方区域。行驶中，屏幕上的移动物体在从HV点延伸的放射线上移动。因此，在行驶中通过车载照相机52对前方路面进行连续拍摄的情况下，路上物体的框架间的移动量(0F ;称为光流)在远方物体变小，近距离物体变大。对图5进行说明，路面物体的属性(前大灯？尾灯？或道路照明？)可基于发光物体的色光、亮度(明亮度)或OF量来判定。另外，在图7中，对本车道、对面车道标注的标记63、61在以下说明中使用的附图中也接着使用。图8是表示车辆前方的屏幕上的对面车辆的位置和大小的关系的图。另外，图8是以灯为视点制成的图，与图7同样地，示例表示左侧通行的情况。表示将单车道的宽度设为3. 5m、驾驶员的眼睛位于高于地面I. 5m,3. 5m左右、将前大灯高于地面的距离设为O. 7m时的本车道(超车道)和其两侧车道(行驶车道、对面车道)以及对面车辆的驾驶员的眼睛位置的轨迹。图中，带标记70 74的矩形表示车辆前方的屏幕上的对面车辆的整面尺寸，贯穿矩形70 74的线段75表示对面车辆的驾驶员的眼睛位置的轨迹。另外，行人Ml、M2位于本车道侧、对面车道侧的大约50m处的路肩。图8表不在本车道的中心设置有传感器时的屏幕,坐标系中的I格为O. 5°。在上述若干配置中，将本车辆以及对面车辆的车速分别设为60km/h的情况下，在与本车辆的车头时间分别为20秒、10秒、5秒、2秒、I. 5秒的相对距离的地点存在的对面车辆在屏幕上的尺寸以及驾驶者眼睛的位置(高出地面I. 2m)如下。另外，车辆的正面尺寸为竖直(V — V线)方向I. 5m，水平(H — H线)方向W2. 0m。在车头时间为20秒(相对距离约为660m)时，由矩形70表示的对面车辆在屏幕上的视角尺寸为V (竖直方向)O. 13° XH (水平方向)O. 17° /UO. 04° RO. 30°。在车头时间为10秒(相对距离约为330m)时，由矩形71表示的对面车辆在屏幕上的视角尺寸为 VO. 26° XHO. 35° /UO. 08° RO. 6°。在车头时间为5秒(相对距离约为165m)时，由矩形72表示的对面车辆在屏幕上的视角尺寸为 VO. 52° XHO. 69° /UO. 17° Rl. 22°。另外，在车头时间为2秒(相对距离约为66m)时，由矩形73表示的对面车辆的视角尺寸为 VI. 30° XHl. 74。/UO. 43。R3. 04。。另外，在车头时间为I. 5秒(相对距离约为50m)时，对面车辆的视角尺寸为VL 71° XH2.29。/UO. 57° R4. 00°。在这样的道路上的对面车辆的存在状况中，车头时间为5秒以上的前方的对面车辆(矩形70、71)的视角尺寸为0.5°以下(在20秒的车头时间时为0.2° )，非常小，接近HV点。可知，在车头时间到了 5秒的近距离，对面车辆的视觉尺寸急剧增大且自HV点离开。因此，若车头距离、相对车速已知，则需要根据车头时间(相对距离)来改变遮光尺寸。另外，虽然对图7已进行了说明，但远方车辆的OF (光流)小，近距离车辆的OF大。因此，虽然也依赖于车载照相机52的分辨率，但由于远方的对面车辆的OF小，故而难以对对面车辆进行辨别，也难以将远方的对面车辆和道路照明65 (图7)、路肩反射器(路边线轮廓标)64 (图7)进行区分。区域76为存在对面车辆时应提高光量的区域。在存在对面车辆时，用于对对面车道侧存在的行人及小动物进行视认的重要范围为本车辆的前方20m (2° ) 80m (O. 5° )。在本车辆以60km/h行驶的情况下，相对距离20m为I. 2秒处，为能够视认所见对象物(視對象)并可避让开的大致界限时间。80m为约5秒处，若能够视认该距离的所见对象物，则以60km8h的行驶是足够安全 的。另外，在通过主灯单元20的固定配光(前大灯SW — ON而总是点亮的基光束，大致与现有的近光光束相当)应主要照射的区域中也具有该区域76。对此，图8中的区域77为应根据与对面车辆的车头时间的变化来改变光量的范围。为了将比80m更前方的位置照亮，需要将该区域(包含H — H线上方的H — H线附近部分)77照亮。该区域77在对从对面车辆的后方过马路的行人等的视认上是重要的。因此，与对面车辆的位置变化连动而将照明范围向对面车道侧扩大是重要的。图9是表不本实施方式的配光控制系统中的配光例的图。图9 (a)表示主光束单元(固定配光灯)20的近光光束形态的基光束80，是在前大灯ON时总是点亮的灯。通过适当的光学系统(未图示)与现有的近光光束同样地，形成使光束向水平线(H — H线)的下方扩散的基配光。在前车及对面车辆等视野前方的车辆多的情况下；本车辆的车速为低速的情况下；或者不仅有前方车辆，由于还存在有店铺照明及道路照明等的混合照明，而不能基于传感器(车载照相机)检测车辆或者检测的可靠性降低的情况下，希望仅利用该固定光束进行行驶。基光束80在水平线(H — H线)附近具有明暗的边界线，抑制对面车道侧的比水平线更靠上方的光，故而仅由该固定配光不会对对面车辆(的驾驶员)造成眩光(目眩感)。图9 (b)表示作为本实施方式的副灯单元(可变配光灯)30的附加光束的整面矩阵光束81。另外，图9 (C)表示将(a)的基光束70和(b)的整面矩阵光束81合成后的本实施方式的行驶用光束82。在本实施方式中，在错车时，通过对图9 (C)所示的合成的行驶用光束82中含有的图9 (b)的附加光束(附加配光图案)的成分进行控制，在行驶用光束82中进行遮光/减光，形成防止对面车辆中的眩光的配光图案。另外，能够在传感器(车载照相机)对车辆的检测能力充足的情况下进行，并且，在检测能力不足的情况下，仅利用主灯单元20的固定光束行驶。(对面车辆的遮光尺寸)在本矩阵光束中仅将对面车辆部分遮光或减光，但对于对面车辆的遮光干扰，进行基本上将包含一对对灯(前大灯)的范围遮光的控制。前大灯的安装间隔根据车辆尺寸来设定，但通常为I. 6m 2. 0m，虽然也基于车头距离来设定，但认为对面车辆的遮光尺寸为前大灯安装间隔的I. 2 I. 5倍左右是适当的。在远距离的情况下，若考虑对面车位置的测定精度及处理时间误差、路面凹凸及加减速引起的车辆的上下振动(O. 2 O. 5度)、电子控制元件的扇形像尺寸，则视角尺寸最低I. O度左右为最小遮光尺寸。竖直方向也将同等的尺寸作为遮光范围。对于前车，只要以同样的考虑方式进行遮光即可。另外，在后文中详细说明，在检测到对面车辆的瞬间、与对面车辆的车头时间为第一车头时间以上时，仅将对面车辆部分遮光。另外，对面车辆小于第二车头时间，在最接近的情况下，使光束恢复到初始状态·(无对面车辆；无遮光的状态)。在对面车辆的接近状态为第一车头时间与第二车头时间之间的情况下，将位于第二车头时间的位置的对面车辆的侧方位置作为照亮界限(不将对面车辆的对面车道侧照亮)，并且将位于比第二车头时间的位置远的位置的对面车辆遮光。朝向第二车头时间的对面车辆的上方或侧方的光束以减光或朝向本车道侧的方式进行控制。另外，夜间的行人及车间距离的检测性能随着车速的增加而变得不正确。因此，伴随车速的增加，检测对面车辆，能够在短时间内设定开始遮光的第一车头时间。对第二车头时间也是同样的。这样，若利用车头时间或车间距离的要素来控制ADB的配光，则能够一边抑制向对面车辆的眩光，一边有效地照亮需要进行视认的部位。另外，第一、第二车间距离或车头时间根据车速来调整。例如，随着车速的增加，使第一、第二车间距离或车头时间减少地进行调整。对第一、第二车头时间的具体值进行说明。如对图8的说明，在本车辆和对面车辆都以车速60km/h错车的情况下，若车头时间为10秒以上，则对面车辆从HV点向O. 5°接近，视角尺寸也为0.5°以下，非常小。在这样的极小尺寸的条件下，难以辨别对面车辆，并且也难以辨别其他发光物体，在车头时间为10秒以上时，难以进行精细地控制。因此，也考虑车载照相机的检测上的问题，将第一车头时间(与相对距离的第一规定值对应)设为5秒，将第二车头时间(与相对距离的第二规定值对应)设为I. O秒。图10是表示本实施方式的配光控制例的图，表示随着与对面车辆的距离的变化，包含遮光的合成配光图案82发生变化的情况。在图10中，表示在直线道路中，多辆对面车辆(对面车辆A、对面车辆B)在对面车道行驶的情况的例子。(a)是对面车辆都位于第一规定值以上的相对距离时的遮光例。如上所述，第一规定值的相对距离，作为车头时间而设为5秒。在(a)中，对面车辆A位于与本车辆的车头时间为5秒的位置，对面车辆B位于与本车辆的车头时间为10秒的位置。因此，双反的对面车辆都在与本车辆的相对距离为第一规定值以上的场所行驶。
此时，配光控制ECU50以对对面车辆A、B分别遮光的方式对配光控制元件35进行控制。进行遮光的区域是以检测到的对面车位置为中心分别±0.5°范围的区域90A、90B。由此，能够将向对面车辆A、B的眩光降低并使安全性提高。(b)表示对面车辆A、B位于第二规定值以上的相对距离时的遮光例。如上所述，第二规定值，作为车头时间而设为I秒。在(b)中，对面车辆A位于与本车辆的车头时间为2秒的位置，对面车辆B位于与本车辆的车头时间为5秒的位置。因此，对面车辆A在与本车辆的相对距离为第二规定值以上、且小于第一规定值的场所行驶。此时，配光控制E⑶50对于对面车辆A，将大致跨越对面车辆A的整个尺寸的区域92遮光，且对于位于与本车辆的车头时间为5秒处的对面车辆B，与(a)的情况同样地，以 将±0.5°范围的区域90B遮光的方式控制配光控制元件35。如(b)中的对面车辆A那样地，若接近本车辆至车头时间为2秒的距离，则其遮光尺寸扩大(成为对面车辆的尺寸)，不意味着将这样的对面车辆的外侧照亮。因此，配光控制E⑶50使最接近的对面车辆A的应遮光的范围91和其外侧区域92的光束向本车道侧移动(配光)(对对面车辆A的区域和比对面车辆A更靠对面车道侧的区域进行照明限制)，将本车道63的路面照亮(这仅是作为配光控制元件35使用有MEMS元件的情况。在使用液晶的情况下，能够仅进行减光)。如上所述，作为配光控制元件使用有MEMS元件(将光束再配光)的情况下，本车道的视认性提闻。对于液晶而言，对对面车辆A的应遮光的范围91及其外侧区域92仅进行减光，即使照亮，由于对面车辆的眩光而实质上不能够进行视认。但是，通过将无意义地照亮范围减少，驾驶员能够无意识地注视本车道，能够提高对位于本车道上的行人及障碍物的视认性。(C)是表示最接近的对面车辆A偏离小于第二规定值的相对距离时的遮光例的图。若对面车辆接近比车头距离I秒更近的距离，则屏幕上的位置从HV点离开相当的距离，前大灯的照射光量降低且照射时间减少，故而没有眩光的问题。在最接近的对面车辆刚到达该第二规定值的相对距离后，立即控制副灯单元30而停止对接近车辆的遮光(恢复到无对面车辆的配光)。这样，与在错车后恢复的情况相比，能够使路上行人等的检测时间提iu。如对面车辆位于车头时间I. O秒(30m)的距离时那样地，在接近足够近的距离的情况下，眩光曝光为短时间，在安全上没有问题，故而停止对面车辆的遮光。对面车辆接近至车头时间I秒的情况下，车间距离约为17m，成为自前大灯偏离约6°侧方位置,眩光光量降低。另外，直到与对面车辆错车的眩光曝光时间为I. O秒，非常短，眩光对视认性的影响很小。这样在对面车辆错车前的接近状态下，以使远方视认性恢复的方式调整配光(停止遮光)即可。另外，在图10(c)中，对面车辆B位于自本车辆A的车头时间仍有5秒的位置。因此，对于对面车辆B，不使光束恢复，持续区域90B的遮光。
图11是由路面配光图案表示本实施方式的配光变化的图。图11 (a)是仅基于固定配光(基光束)80的路面配光图案，相当于图9 (a)所示的近光光束。驾驶员能够视认本车道63侧的行人，但不能够视认对面车道61侧的行人。图11 (b)是仅基于矩阵光束(可变配光)81的路面配光图案，相当于图9 (b)所示的光束，为驾驶员能够视认位于对面车道61、本车道63的路肩的行人M1、M2的存在的配光，另外，由于对面车辆及本车辆的相对距离非常小，故而行人不会穿越马路。图11 (c)是将图11 Ca)的固定配光和图11 (b)的可变配光合成后的行驶用光束路面配光，相当于图9 (C)所示的光束。另外，此时，由于不存在对面车辆，故而在配光图案中也不存在遮光区域。另外，成为驾驶员能够视认位于对面车道61、本车道63的路肩的行人Ml、M2的存在的配光，由于对面车辆与本车辆的相对距离足够小，故而行人不会穿越马路。图11 Cd)是在图10说明的图11 (C)的合成配光中将对面车辆存在的路面的光 束遮光后的配光图案。在存在对面车辆的情况下，将对应于该部分的光束截止，故而向路面的照射光量也被截止。因此，对面车辆A存在的部分的路面被遮光。另外，由于将对面车线16侧的路肩61a中的对面车辆A的外侧区域遮光，相应的光量向本车道3侧分配，故而驾驶员不会注意对面车道，能够注视本车道的近侧(图17中说明的第三象限)、远侧(第二象限)。另外，在图10、图11 (d)中，通过遮光而使对面车辆附近的路面亮度降低，但比本车道更近距离的对面车道61侧的路肩61b的路面照明性能即使使H—H线的上方减光也不降低。另外，关于位于本车道侧的路肩的行人及小动物的视认性，与位于对面车道侧的所见对象相比，由于眩光角(所见对象的视线与对面车辆前大灯光线构成的角度)大，故而眩光的影响小。因此，不论对面车辆的距离远近，基于本车辆前大灯的照明光量改善的效果都较大。〔第二实施方式〕对于采用了上述的整面矩阵光束的第一实施方式的配光控制系统，具有如下应解决的方面。在第一实施方式中，作为利用ADB与对面车辆的位置变化配合而仅将对面车辆部分遮光用的配光控制远近35，使用了液晶元件、MEMS元件。但是，液晶元件由于使用有偏振片，液晶透过后的光量降低到入射前的1/2以下，在MEMS元件的情况下，由于在元件间存在无效部分，故而具有产生光损失的问题。由此，不能够充分地得到路面照射性能。因此,在本实施方式中，通过改善由液晶元件及MEMS元件构成的光量控制装置，解决了上述光损失的问题。(配光控制元件的结构)图12是说明本实施方式的光量控制装置的示意图。图12所示的光量控制装置将包含光源32的主光轴的范围作为非元件部(非控制部)35B,将其外侧作为元件部(控制部)35A。非元件部35B为不设置液晶及MEMS的单纯反射窗、透射窗，由于不设置液晶元件、MEMS元件，故而不产生光损失，光的利用效率增加，能够从中央部照射光束增加了的点光束。由此，能够提高中心光度，并且可确保远方的视认性。另外，本实施方式的光量控制装置35的中央部的非元件部35B不限于图12所示的矩形的组合，也可以是长方形(单纯矩形)等。另外，周边部的元件部35A与第一实施方式的情况同样地，对应于对面车辆的存在及其位置，能够精细地控制光束101的光量及控制范围并进行减光、遮光。图13是说明本实施方式的配光控制系统中的配光图案的图。主灯单元20的固定配光与图9 Ca)所示的第一实施方式同样。图13 Ca)表示本实施方式的副灯单元30的可变光束(可变配光)100的例子。另外，图13 (b)表示可变光束100和主灯单元20的固定配光的合成配光103。图13 (b)在本实施方式中为不存在对面车辆时的配光,主光轴朝向HV (正面)方向。由此，能够得到远光光束的配光。如图13所示，可变光束100包括图12中的元件部35A的椭圆形光束101、位于其中央的非元件部35B的点光束102。如上所述，非控制部35B与设有液晶元件及MEMS元件的控制部35A相比，光利用率高，因此，从非控制部35B射出的点光束102的亮度提高，向远方的照射性能也提高。但是，在使点光束102的最大亮度部102a朝向HV点的情况下，最大亮度部102a也照射对面车辆，除了对面车辆处于近距离的情况之外，产生眩光。因此，点光束102在对面车辆位于远方的情况下，其中心部朝向本车道的路肩侧(图13 Ca)内箭头标记方向)。另外，在对面车辆十分接近且对面车辆开始从HV点离开I度左右(车头时间为5秒)后，也可以与对面车辆自HV点的离开量配合，使点光束102的最大光亮度102a返回到HV点。通过这样设置，在存在对面车辆时，本车道远方以及路肩侧的照射距离和亮度提高，本车道远方以及路肩的视认性比第一实施方式的整面矩阵光束高。另外，在存在对面车辆的情况下，由于将与该部分对应的光束截止，故而向路面的照射光量也与第一实施方式同样地被截止。在对面车辆的车头时间为I. O秒(30m)左右，接近足够近的近距离的情况下，眩光曝光时间短，没有安全上的问题，故而使对面车辆的遮光停止，使点光束的最大亮度部回归到HV点(无对面车的配光)。另外，与第一实施方式同样地，随着车速的增加，使第一、第二车间距离或车头时间减少(调整)。图14是表示本实施方式的配光控制例的图，随着与对面车辆的距离的变化，包含遮光的配光图案发生变化。在图14中,表示在直线道路中，多辆对面车辆(对面车辆A、对面车辆B)在对面车道行驶时的例子。另外，在图14所示的例中，非元件部35B及点光束102的形状形成为单纯矩形。图14 (a)为任一对面车辆都位于第一规定值以上的相对距离时的遮光例。另外，与第一规定值的相对距离对应的第一车头时间与第一实施方式同样地形成为5秒的车头时间。
在(a)中，对面车辆A位于与本车辆的车头时间为5秒的位置，对面车辆B位于与本车辆的车头时间为10秒的位置。因此，两对面车辆都在与本车辆的相对距离为第一规定值以上的场所行驶。此时，配光控制E⑶50以对对面车辆赋予眩光的方式驱动副灯单元30，使光源的光轴向本车道侧避让(点光束移动)而进行控制，并且控制配光控制元件35的元件部35A而对对面车辆A、B进行个别地遮光。进行遮光的区域是以检测到的对面车位置为中心分别在两侧±5°的范围的区域90A、90B。由此，能够使向对面车辆A、B的眩光降低并提高安全性。此时，关于对面车辆A，将跨越对象车辆A的大致整体尺寸的区域90A遮光，对于位于与本车辆的车头时间为5秒的位置的对面车辆B，与(a)的情况同样地，将± 5°的范围的区域90B遮光。在检测到对面车辆的瞬间及与对面车辆的车头时间为10秒以上等，对面车辆位于远方的情况下，使副灯单元30的主光轴朝向对面车道侧，并且提高向本车道内及本车道路肩的照射光量，能够提高对位于本车道附近的行人及小动物的视认性。另外，仅将对面车道侧的对面车辆部分遮光，能够防止向对面车辆的眩光并且改善位于对面车道内及路肩的所见对象的视认性。另外，在屏幕上检测到多个对面车辆时，以投射型灯的光轴位于远方的对面车辆为基准进行控制。图14 (b)为对面车辆A位于第二规定值以上的相对距离时的遮光例。另外，第二车头时间与第一实施方式的情况同样地，将车头时间设定为I秒。在(b)中，对面车辆A位于与本车辆的车头时间为2秒的位置。因此，对面车辆A在与本车辆的相对距离为第二规定以上且小于第一规定值的场所行驶。此时，与对面车辆A向屏幕内右侧(图中箭头标记方向)的移动配合而驱动副灯单元30，使光轴向对面车道侧(HV点侧)移动，并且通过将对面车辆部分的区域92减光或遮光，以将对面车辆部分遮光的方式使配光控制元件35 (元件部35A)动作。由此，能够迅速地视认从对面车辆A的后方跳跃出的所见对象。如(b)中的对面车辆A那样地，若接近本车辆至车头时间为2秒这样的距离，则其遮光尺寸扩大(成为对面车辆的尺寸)，不意味着将这样的对面车的外侧照亮。图14 (c)是表示最接近的对面车辆A自小于第二规定值的相对距离偏离时的遮光例的图。对面车辆A若比IS更近距离接近，则屏幕上的位置自HV点离开相当的距离，前大灯的照射光量降低且照射时间减少，故而没有眩光的问题。因此，与对面车辆的车头时间或车头距离为第二规定值以下时，驱动副灯单元30而使光轴回归到行进方向正面。在对面车辆最接近I秒以下程度的情况下，使光束回归到初始状态(无对面车辆的条件；使ADB的主光轴朝向HV并且将对面车辆的遮光解除)，确保远方的视认性。图15是由路面配光图案表示本实施方式的配光变化的图。图15 (a)为图13 (b)的合成配光103的路面配光图案，在对面车道61中不存在对面车辆。因此，本车辆C的副灯单元的光轴Ax朝向正面。
图15 (b)表示在对面车道61中的第一规定值以上的相对位置存在对面车辆A的情况下的路面配光图案，相当于图14 Ca)的配光。以不对对面车辆A造成眩光感的方式，将本车道C的光轴Ax朝向本车道63侧的路面63a的方向设置。另外，通过控制光量控制装置35，将与对面车辆A对应的区域90A遮光。另外，与第一实施方式的情况同样地，对面车辆部分的遮光范围的视野尺寸最低必须为I度左右。图15 (C)表示对面车辆A位于小于第一规定值且为第二规定值以上的相对位置 时的路面配光图案，相当于图14 (b)的配光。随着对面车辆A的接近，以不对对面车辆A造成眩光的程度使本车辆C的光轴Ax返回到对面车道61侦U。此时，本车辆C的驾驶员不能够视认位于对面车道61侧的路肩61a的地点61c的行人M2。但是，由于本车辆C与对面车辆A的相对距离足够小，故而行人M2不会想要穿越马路。图15 (d)表示对面车辆A位于小于第二规定值的相对位置时的路面配光图案，相当于图14 (c)的配光。在该时刻，在对面车辆接近车头时间I. O秒(30m)等非常近距离的情况下，眩光曝光时间短，没有安全上的问题，故而停止对面车辆的遮光，光轴Ax也返回正面(回归到图13所示的无对面车辆的配光)。如以上说明，若利用车头时间或车间距离的要素来控制ADB的配光，则与第一实施方式同样地，能够抑制向对面车辆的眩光并有效地将需要视认的部位照亮。在检测到多个对面车辆的情况下，点光束以位于远方的对面车辆为基准进行控制。
权利要求
1.一种前大灯的配光控制装置，其根据对面车辆与自车的相对距离，以不对所述对面车辆产生目眩感的方式照射进行了照射限制的配光图案，其特征在于， 所述配光控制装置在所述相对距离为第一规定值以上时，对所述对面车辆的区域进行照射限制，并且照射至少向比所述对面车辆更靠对面车道侧照射的配光图案， 在所述相对距离小于所述第一规定值且为所述第二规定值以上时，照射对所述对面车辆的区域以及比所述对面车辆更靠对面车道侧的位置进行照射限制的配光图案， 在所述相对距离小于所述第二规定值时，照射将对所述对面车辆的照射限制解除的配光图案。
全文摘要
一种前大灯的配光控制装置，通过对向前方的配光进行控制而将向对面车辆的光束遮挡，不对对面车辆的驾驶员造成目眩感，并且能够使驾驶员注视更重要的区域而进行前大灯的配光控制。在对面车辆的相对距离为第一规定值以上时，对对面车辆的区域进行照射限制，并且照射至少向比对面车辆更靠对面车道侧照射的配光图案，在相对距离小于第一规定值且为第二规定值以上时，照射对对面车辆的区域以及比所述对面车辆更靠对面车道侧的位置进行照射限制的配光图案，在相对距离小于第二规定值时，照射将对对面车辆的照射限制解除的配光图案。
文档编号B60Q1/06GK102897083SQ201210252460
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月20日 优先权日2011年7月26日
发明者小林正自 申请人:株式会社小糸制作所