本发明涉及车辆用灯具及车辆用灯具系统，尤其涉及被用于汽车等车辆的车辆用灯具、以及使用该车辆用灯具的车辆用灯具系统。
背景技术：
以往，已知一种车辆用灯具，其能够将用于提醒道路上的行人或其它车辆的驾驶员注意的预定绘图图案描绘于路面(例如，参照专利文献1)。专利文献1所公开的车辆用灯具中，在由灯体和前面罩形成的灯室内，收容有路面绘图用的灯具单元、以及用于形成驾驶员观察前方用的配光图案的灯具单元。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本特开2008-094127号公报
技术实现要素：
[发明要解决的课题]
欲简化车辆用灯具的构造这样的要求始终存在。本发明人专心研究，结果得到了一种能够使可形成路面绘图图案和观察前方用配光图案的车辆用灯具的构造简化的新的灯具构造。
本发明鉴于这样的状况而完成，其目的在于提供一种使可形成路面绘图图案和观察前方用配光图案的车辆用灯具的构造简化的技术。
[用于解决技术课题的技术方案]
为了解决上述问题，本发明的一个方案为一种车辆用灯具。该车辆用灯具包括：第1光源，其用于形成路面绘图图案；光学元件，其控制第1光源的光的行进方向来形成路面绘图图案；第2光源，其用于形成驾驶员观察前方用的配光图案；以及投影透镜，其将第1光源及第2光源的光向灯具前方投影。根据该方案，能够简化车辆用灯具的构造。
本发明的另一方案也为车辆用灯具。该车辆用灯具包括：第1光源，其用于形成路面绘图图案；光学元件，其控制第1光源的光的行进方向来形成路面绘图图案；第2光源，其用于形成驾驶员观察前方用的配光图案；以及支撑第1光源及第2光源的第1散热片。根据该方案也能够简化车辆用灯具的构造。
也可以是，在上述方案中，还包括被连接于第1光源的第2散热片，第1散热片具有多个第1翅片，第2散热片具有多个第2翅片，第1翅片与第2翅片被平行排列。此外，也可以是，在上述方案中，第1散热片具有基体部，该基体部具有搭载第2光源的第1表面、以及朝向第1表面的相反侧并连接多个第1翅片的第2表面，第1光源被以光射出方向指向第2表面侧的方式配置在多个第1翅片之间。此外，也可以是，在上述方案中，光学元件被设置于投影透镜。此外，也可以是，在上述任一方案中，第2光源包含多个光源，各光源被分别分配给排列于本车前方的多个单独区域，并向对应的单独区域照射光。此外，也可以是，在上述方案中，第2光源还包含用于形成具有预定的明暗截止线的近光用配光图案的近光用光源，多个光源向在比明暗截止线靠上方处沿车宽方向排列的多个单独区域分别照射光。
本发明的又一方案为一种车辆用灯具系统。该车辆用灯具系统包括对本车前方进行拍摄的拍摄装置、上述任一方案的车辆用灯具、以及调节车辆用灯具的光轴的控制装置。控制装置基于从拍摄装置取得的图像数据所包含的路面绘图图案的位置来调节光轴。
另外，以上构成要素的任意组合、以及将本发明的表达方式在方法、装置、系统等之间转换后的结果，作为本发明的方案也是有效的。
[发明效果]
根据本发明，能够提供一种使可形成路面绘图图案和观察前方用配光图案的车辆用灯具的构造简化的技术。
附图说明
图1是表示实施方式的车辆用灯具系统的概略构成的图。
图2是实施方式的车辆用灯具所包括的灯具单元的铅垂剖视图。
图3是灯具单元的主视图。
图4是包含第1光源的区域的放大剖视图。
图5是示意性地表示由实施方式的车辆用灯具形成的配光图案的图。
具体实施方式
以下，参照附图，基于优选的实施方式来说明本发明。实施方式并不对发明进行限定，仅为例示，并非实施方式所记述的一切特征或其组合都是发明的实质性内容。对于各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、以及处理，标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。此外，各图所示的各部分的比例尺或形状是为了易于说明而被便宜设定的，除非特别提及，否则不会被限定性地解释。此外，在本说明书或权利要求中使用“第1”、“第2”等用语的情况下，只要没有特别提及，该用语就不表示任何顺序或重要度，而是用于区别某一构成与其它构成。
图1是表示实施方式的车辆用灯具系统的概略构成的图。在图1中，将车辆用灯具系统1的构成要素中的一部分描绘为功能框。关于这些功能框，作为硬件构成，由以计算机的cpu或存储器为代表的元件或电路来实现，作为软件构成，通过计算机程序等来实现。本领域技术人员应理解的是，这些功能框能够通过硬件及软件的组合来以各种形式实现。
车辆用灯具系统1被适用于车辆用前照灯装置，该车辆用前照灯装置具有被配置于车辆前方的左右的一对前照灯单元。一对前照灯单元具有大致左右对称的构造，实质上为相同的构成，因此在图1中，作为车辆用灯具2，仅示出一侧前照灯单元的构造。
车辆用灯具系统1包括车辆用灯具2、拍摄装置10、以及控制装置12作为主要构成。车辆用灯具2包括：灯体4，其在车辆前方侧具有开口部；以及透光罩6，其被以覆盖灯体4的开口部的方式安装。此外，车辆用灯具2在由灯体4和透光罩6形成的灯室8内，包括致动器14及灯具单元100。在本实施方式中，拍摄装置10及控制装置12也被收容在灯室8内。
(拍摄装置)
拍摄装置10是对本车前方进行拍摄的装置。拍摄装置10例如由以往公知的照相机构成。拍摄装置10所取得的图像数据被发送到控制装置12。
(控制装置)
控制装置12对车辆用灯具2的光轴进行调节。具体而言，控制装置12基于从拍摄装置10取得的图像数据所包含的路面绘图图案的位置来调节灯具单元100的光轴o。针对路面绘图图案，在后面会详细说明。此外，本实施方式的控制装置12确定车辆用灯具2所形成的配光图案。另外，也可以是，车辆用灯具2的光轴调整和配光图案的确定由不同的控制装置执行。
控制装置12具有图像分析部16、光轴位移量确定部18、致动器控制部20、配光图案确定部22、以及光源控制部24。图像分析部16从从拍摄装置10取得的图像数据中，检测出要由灯具单元100形成的路面绘图图案。图像分析部16将路面绘图图案的位置信息发送到光轴位移量确定部18。
此外，图像分析部16从自拍摄装置10取得的图像数据中，检测出存在于本车前方的车辆。图像分析部16能够用包含算法识别及深度学习(deeplearning)等的、以往公知的方法来对前方车辆进行检测。例如，图像分析部16预先保持表示前方车辆的特征点。然后，图像分析部16在该特征点存在于图像数据中的情况下，对前方车辆的位置进行识别。上述的所谓“特征点”例如是指出现于对向车的前照灯或前车的尾灯的推定存在区域的预定光度以上的光点。将前方车辆的位置信息发送到配光图案确定部22。
光轴位移量确定部18使用从图像分析部16取得的路面绘图图案的位置信息，针对灯具单元100的光轴，对预先被确定的初始位置与实际的位置的偏移量进行检测。然后，根据检测到的偏移量来确定使实际的光轴位置与初始光轴位置一致所需的灯具单元的位移量。
例如，光轴位移量确定部18预先保持理想图案位置信息。所谓理想图案位置，是指在灯具单元100取得初始光轴位置时，在图像数据中，路面绘图图案所取的位置。然后，光轴位移量确定部18对取得的图像数据中的图案位置，即现实的图案位置与理想图案位置的偏移量进行检测。然后，根据该图案位置的偏移量，对实施的光轴位置与初始光轴位置的偏移量进行检测。光轴位移量确定部18将与光轴位置的偏移量相关的信息发送到致动器控制部20。
致动器控制部20基于从光轴位移量确定部18取得的光轴位置的偏移量来确定致动器14的驱动量。例如，致动器控制部20预先保持使光轴位置的偏移量与致动器14的驱动量对应的转换表，并用该转换表来确定致动器14的驱动量。然后，致动器控制部20基于确定的驱动量来针对致动器14发送驱动信号。
配光图案确定部22基于从图像分析部16取得的前方车辆的位置信息来确定由灯具单元100形成的配光图案。配光图案确定部22所确定的配光图案具有与前方车辆的存在位置重合的遮光部或减光部。配光图案确定部22将表示确定的配光图案的信号发送到光源控制部24。
光源控制部24基于配光图案确定部22所确定的配光图案的形状来控制灯具单元100所具有的光源的点亮状态。在由光源控制部24控制的点亮状态中，不仅包含光源的点亮/熄灭，还包含射出的光的强度。结果，会在灯具前方形成在前方车辆的存在区域具有遮光部或减光部的配光图案。另外，也可以是，利用图像分析部16来检测行人或道路标识，并在行人或道路标识形成遮光部或减光部。
(致动器)
致动器14为使灯具单元100的姿态变化的装置。例如，致动器14由步进电机等构成，电机轴被连结于灯具单元100。当致动器14基于从致动器控制部20发送的驱动信号来进行驱动时，灯具单元100的姿态会变化。由此，灯具单元100的光轴位置被调整。致动器14能够采用公知的构造。
(灯具单元)
灯具单元100为向本车前方照射光来形成预定的配光图案的装置。灯具单元100介由公知的摇动机构而被支撑于灯体4。由此，灯具单元100能够根据致动器14的驱动来使姿态变化。
图2是实施方式的车辆用灯具所包括的灯具单元的铅垂剖视图。图3是灯具单元的主视图。图4是包含第1光源的区域的放大剖视图。另外，在图3中，图示了取下了投影透镜的状态。灯具单元100包括第1光源102、第2光源104、第1散热片106、第2散热片108、投影透镜110、以及光学元件112作为主要构成。
第1光源102是用于形成路面绘图图案的光源。本实施方式的第1光源102由激光光源构成。第1光源102具有基座114、ld(laserdiode：激光二极管)116、准直透镜118、以及第1透镜架120。
基座114被固定于第2散热片108。ld116被搭载于基座114。准直透镜118被配置为与ld116的光轴相交。从ld116射出的激光被准直透镜118转换为平行光。第1透镜架120在将准直透镜118保持在ld116的光轴上的状态下，被固定于基座114。另外，第1光源102优选为激光光源，但也可以由led(lightemittingdiode：发光二极管)或el(electroluminescence：电致发光)等其它半导体发光元件等构成。
第2光源104为用于形成驾驶员观察前方用的配光图案的光源。第2光源104例如能够以led、ld、el等半导体发光元件构成。此外，第2光源104也可以是电灯泡、白炽灯(卤素灯)、以及放电灯(dischargelamp)等。第2光源104包含近光用光源104a、以及多个远光用光源104b。
第1散热片106为支撑第1光源102及第2光源104的构件。第1散热片106由铝等导热性较高的材料构成。第1散热片106具有基体部122、以及多个第1翅片124。基体部122具有：第1表面126，其搭载有第2光源104；以及第2表面128，其朝向第1表面126的相反侧。
在第1表面126中，包含：平行面126a，其与灯具单元100的光轴o平行地延伸；以及倾斜面126b，其从平行面126a的灯具前方侧的端部向斜下方延伸。在平行面126a，搭载有近光用光源104a。关于近光用光源104a，在被载置于平行面126a的状态下，光射出面朝向铅垂方向上方。在倾斜面126b，搭载有多个远光用光源104b。在本实施方式中，多个远光用光源104b被搭载于倾斜面126b中的平行面126a侧的端部区域。此外，多个远光用光源104b被沿车宽方向排列。关于各远光用光源104b，在被载置于倾斜面126b的状态下，光射出面朝向投影透镜110。
在第2表面128，连接有多个第1翅片124。多个第1翅片124从第2表面128向近光用光源104a的光射出方向的相反方向突出。
第2散热片108被连接于第1光源102。第2散热片108由铝等导热性较高的材料构成。第2散热片108具有基体部130和多个第2翅片132。基体部130中，一个表面与基座114抵接。在基体部130中的该一个表面的相反侧的表面，连接有多个第2翅片132。
第1光源102及第2散热片108被配置于多个第1翅片124的延伸区域。更具体而言，第1光源102及第2散热片108被配置在2个第1翅片之间。并且，第1光源102被固定于第1散热片106。在该状态下，第1翅片124与第2翅片132被平行地排列。另外，在本实施方式中，第1光源102的第1透镜架120与第1散热片106嵌合，但并不被特别地限定于该构造。例如，也可以是，第2散热片108与第1散热片106嵌合。在该情况下，第1光源102介由第2散热片108而被第1散热片106支撑。
第1光源102被以光射出方向指向第2表面128侧的方式配置在多个第1翅片124之间。在本实施方式中，第1光源102的光射出面朝向与近光用光源104a的光射出面相同的方向。
在第1光源102与基体部122之间，配置有第1反射器134。第1反射器134将从第1光源102射出的光向灯具前方反射。第1散热片106在第1反射器134的灯具前方侧具有通孔136。通孔136贯穿基体部122及多个第1翅片124并沿灯具前后方向延伸。由第1反射器134反射的激光在通孔136内向灯具前方侧行进。
在基体部122的铅垂方向上方，配置有第2反射器138。第2反射器138被以覆盖近光用光源104a上方的方式固定于基体部122。第2反射器138具有以旋转椭球面为基调的形状的反射面140。反射面140具有第1焦点、以及位于比第1焦点靠灯具前方侧的第2焦点。第2反射器138与近光用光源104a的位置关系被确定为：近光用光源104a的光射出面与反射面140的第1焦点大致一致。此外，第2反射器138与基体部122的位置关系被确定为：第2焦点位于基体部122的平行面126a与倾斜面126b的分界附近。
在平行面126a与倾斜面126b的分界，设置有遮蔽(shade)部142。遮蔽部142将从近光用光源104a射出的光的一部分选择性地遮挡。遮蔽部142具有与后述的配光图案的明暗截止线对应的形状的棱线142a。遮蔽部142与第2反射器138的位置关系被确定为棱线142a位于反射面140的第2焦点的附近，且该遮蔽部142被固定于基体部122。
在近光用光源104a及多个远光用光源104b中产生的热量经由第1散热片106的基体部122而被扩散到多个第1翅片124。此外，在第1光源102中产生的热量主要经由第2散热片108的基体部130而被扩散到第2翅片132。第1光源102的热量的一部分也会扩散到第1翅片124。在多个第1翅片124及多个第2翅片132的下方，配置有冷却风扇146。冷却风扇146向多个第1翅片124及多个第2翅片132送风。由此，传递到多个第1翅片124及多个第2翅片132的热量的扩散被促进。
在基体部122的灯具前方侧，固定有框状的第2透镜架144。第2透镜架144把持投影透镜110的周缘部，支撑投影透镜110。投影透镜110为将配光图案投影到灯具前方的光学构件。投影透镜110例如由前方侧表面及后方侧表面具有自由曲面形状的自由曲面透镜构成。投影透镜110将被形成在后方焦点面上的光源像作为反转像投影到灯具前方的虚拟铅垂屏幕上。投影透镜110在比基体部122靠灯具前方侧被配置在光轴o上。此外，投影透镜110被配置于其后方焦点与反射面140的第2焦点大致一致的位置。
光学元件112为控制第1光源102的光的行进方向以形成路面绘图图案的构件。光学元件112例如由衍射光栅(也称衍射光学元件(diffractiveopticalelement：doe))构成。在本实施方式中，光学元件112由透射型的衍射光栅构成，被设置于投影透镜110。具体而言，光学元件112被设置于投影透镜110的后方侧表面中，从灯具前后方向看去与第1反射器134重叠的区域。投影透镜110与光学元件112被一体成形。
从近光用光源104a射出的光在反射面140上被反射，从棱线142a的附近通过并入射到投影透镜110。入射到投影透镜110的近光用光源104a的光作为大致平行的光被照射到灯具前方。近光用光源104a的光的一部分被以棱线142a为分界线而选择性地阻断。
此外，被从多个远光用光源104b分别射出的光的至少一部分会直接入射到投影透镜110。另外，也可以是，从远光用光源104b射出的光的一部分在被配置于远光用光源104b的上侧的第1副反射器148a及/或被配置于远光用光源104b的下侧的第2副反射器148b上被反射而入射到投影透镜110。入射到投影透镜110的各远光用光源104b的光被作为大致平行的光而照射到灯具前方。此外，从第1光源102射出的光在第1反射器134上被反射，透射过光学元件112而入射到投影透镜110。入射到投影透镜110的第1光源102的光被作为大致平行的光而照射到灯具前方。因此，本实施方式的投影透镜110将第1光源102及第2光源104的光投影到灯具前方。
图5是示意性地表示由实施方式的车辆用灯具形成的配光图案的图。在图5中，示出了被形成在虚拟铅垂屏幕上的配光图案，该虚拟铅垂屏幕被配置于灯具前方的预定位置，例如灯具前方25m的位置。
具有预定的明暗截止线的近光用配光图案pl由从近光用光源104a射出的光形成。近光用配光图案pl为驾驶员观察前方用的配光图案。近光用配光图案pl具有对向车道侧明暗截止线cl1、本车道侧明暗截止线cl2及倾斜明暗截止线cl3。
对向车道侧明暗截止线cl1在对向车道侧与水平线h平行地延伸，本车道侧明暗截止线cl2在本车道侧且在比对向车道侧明暗截止线cl1更高的位置与水平线h平行地延伸，倾斜明暗截止线cl3在对向车道侧明暗截止线cl1与本车道侧明暗截止线cl2之间连结两者。近光用配光图案pl的明暗截止线与棱线142a的形状对应。
此外，远光用配光图案ph由从多个远光用光源104b射出的光形成。远光用配光图案ph为驾驶员观察前方用的配光图案。远光用配光图案ph被投影到在比近光用配光图案pl的明暗截止线靠上方处沿车宽方向排列的多个单独区域r的全部。
各远光用光源104b可各自独立地调整点亮状态。此外，各远光用光源104b被分别分配到排列于本车前方的多个单独区域r，并向对应的单独区域r照射光。另外，既可以是单独区域r与远光用光源104b被一对一地分配，也可以是多个远光用光源104b被分配到1个单独区域r。由于各远光用光源104b使光照射，因而构成远光用配光图案ph的一部分的部分图案pha被投影到对应的各单独区域r。
各远光用光源104b的点亮状态由光源控制部24根据配光图案确定部22所确定的配光图案的形状来控制。由此，在存在前方车辆的单独区域r，形成有具有遮光部或减光部的远光用配光图案ph。
此外，从第1光源102射出的光的行进方向由光学元件112控制，结果会在本车前方形成路面绘图图案ps。路面绘图图案ps例如具有十字形状。另外，关于路面绘图图案ps的形状，只要光轴位移量确定部18可检测光轴位置的偏移量，就不被特别地限定，也可以是沿水平方向延伸的直线或沿铅垂方向延伸的直线等其它形状。此外，关于路面绘图图案ps的形成位置，只要不阻碍驾驶员的可视性且为拍摄装置10可拍摄到的位置，就能够任意地设定。
如以上说明的那样，本实施方式的车辆用灯具2包括：第1光源102，其用于形成路面绘图图案ps；光学元件112，其控制第1光源102的光的行进方向以形成路面绘图图案ps；第2光源104，其用于形成驾驶员观察前方用的配光图案；以及投影透镜110，其将第1光源102及第2光源104的光投影到灯具前方。即，在本实施方式的车辆用灯具2中，路面绘图图案ps与观察前方用配光图案由共通的投影透镜110投影。由此，能够使可形成路面绘图图案ps和观察前方用配光图案的车辆用灯具2的构造简化。
此外，车辆用灯具2包括：第1光源102；光学元件112；第2光源104；以及第1散热片106，其支撑第1光源102及第2光源104。即，在本实施方式的车辆用灯具2中，第1光源102与第2光源104由共通的第1散热片106支撑。由此，能够使可形成路面绘图图案ps和观察前方用配光图案的车辆用灯具的构造简化。
即，根据本实施方式，能够以单一的灯具单元100来形成路面绘图图案ps和观察前方用配光图案。由此，与以单独的灯具单元形成了路面绘图图案ps和观察前方用配光图案的现有车辆用灯具相比，能够谋求构造的简化。此外，由此，能够谋求车辆用灯具的小型化。
此外，本实施方式的车辆用灯具系统1包括：拍摄装置10，其对本车前方进行拍摄；车辆用灯具2；以及控制装置12，其调节车辆用灯具2的光轴o。并且，控制装置12基于从拍摄装置10取得的图像数据所包含的路面绘图图案ps的位置来调节车辆用灯具2的光轴o。由此，能够以较高的位置精度形成观察前方用配光图案。此外，能够谋求车辆用灯具系统1构造的简化。
此外，第2光源104包含多个远光用光源104b，各远光用光源104b被分别分配到排列于本车前方的多个单独区域r，并向对应的单独区域r照射光。此外，第2光源104包含近光用光源104a，该近光用光源104a用于形成具有预定的明暗截止线的近光用配光图案pl，多个远光用光源104b向在比明暗截止线靠上方处沿车宽方向排列的多个单独区域r分别照射光。
由此，能够实现adb(adaptivedrivingbeam：自适应远光)控制，该adb控制基于车辆周围的状态来动态地、适应性地控制远光的配光图案。在adb控制中，检测有无位于本车前方的前车或对向车等前方车辆，并形成在与前方车辆对应的单独区域r具有遮光部或减光部的配光图案。结果，会减少对前方车辆造成的眩光。此外，根据本实施方式，能够用路面绘图图案ps来提高观察前方用配光图案的位置精度，因此能够提高adb控制的精度。
此外，车辆用灯具2包括被连接于第1光源102的第2散热片108。此外，第1散热片106具有多个第1翅片124，第2散热片108具有多个第2翅片132。并且，各第1翅片124与各第2翅片132被平行地排列。由此，能够将第1散热片106的冷却构造也适用于第2散热片108。具体而言，能够将第1散热片106与第2散热片108，换言之，第2光源104与第1光源102以共通的冷却风扇146进行冷却。因此，能够进一步简化车辆用灯具2的构造。
此外，第1散热片106具有基体部122。基体部122具有：第1表面126，其搭载有第2光源104；以及第2表面128，其连接有多个第1翅片124。并且，第1光源102被以光射出方向指向第2表面128的方式配置在多个第1翅片124之间。由此，能够提高第1光源102及第2光源104的冷却效率。此外，能够谋求车辆用灯具2的小型化。
此外，光学元件112被设置于投影透镜110。由此，能够削减车辆用灯具2的部件数量，从而能够谋求车辆用灯具2构造的简化。
本发明并不被限定于上述实施方式，能够基于本领域技术人员的知识来加以各种设计变更等变形，且加有那样的变形的实施方式也被包含在本发明的范围之内。在上述实施方式中加入变形而成的新的实施方式兼具被组合的实施方式及变形各自的效果。
在实施方式中，为了便于说明，以近光用光源104a的光射出方向为铅垂方向上方，但灯具单元100的姿态并不被特别地限定。此外，用于形成观察前方用的配光图案的构造不被限定于近光用光源104a、远光用光源104b、第2反射器138及遮蔽部142的组合。例如，也可以是，以被矩阵状地排列的多个光源来形成观察前方用的配光图案。
在实施方式中，拍摄装置10及控制装置12被设置在灯室8内，但也可以是，分别被适当地设置在灯室8外。例如，也可以是，将被搭载在车厢内的现有的照相机作为拍摄装置10来利用。此外，也可以是，第1光源102照射红外线等非可见光。由此，能够避免因路面绘图图案ps而阻碍驾驶员的可视性的情况。因此，能够提高路面绘图图案ps的形成位置的自由度。
在实施方式中，路面绘图图案ps被用作调整光轴用的图案，但不被特别地限定于该构成。路面绘图图案ps例如也可以是以提醒行人、本车辆的驾驶员、以及其它车辆的驾驶员等注意或向其提示各种信息为目的而被形成的文字、图形、记号等。
[附图标记说明]
1车辆用灯具系统、2车辆用灯具、10拍摄装置、12控制装置、102第1光源、104第2光源、106第1散热片、108第2散热片、110投影透镜、112光学元件、122基体部、124第1翅片、126第1表面、128第2表面、132第2翅片。
[工业可利用性]
本发明能够利用于车辆用灯具及车辆用灯具系统。