CN110805877B - 车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供车辆用灯具，其改善降雪时的车辆前方的视觉识别性。配光可变灯(110)是照度分布可变地构成的。红外照明装置(120)将红外的探测光(L1)对前方进行照射。红外线照相机(130)对前方进行拍摄。配光控制器(140)基于红外线照相机(130)的输出而对雪粒进行检测，生成与雪粒相对应的部分被遮光的配光图案，对配光可变灯(110)进行控制。

Description

车辆用灯具
技术领域
本发明涉及车辆用灯具。
背景技术
对于夜间或隧道内的安全行驶，车辆用灯具起到重要的作用。如果优先驾驶员的视觉识别性，将车辆前方以宽范围明亮地照射，则存在下述问题，即，会对存在于本车辆前方的前行车辆、逆向车辆(下面，称为前方车辆)的驾驶员、行人造成炫目。
近年，提出了一种ADB(Adaptive Driving Beam)技术，其基于车辆的周围的状态，将配光图案动态地、适应地进行控制。ADB技术对有无前方车辆、行人进行检测，将与前方车辆或者行人相对应的区域进行减光或者熄灯等，减少对前方车辆的驾驶员、行人造成的炫目。
专利文献1：日本特开2015－064964号公报
专利文献2：日本特开2012－227102号公报
专利文献3：日本特开2008－094127号公报
如果在降雪时(或者降雨时)将前大灯点灯，则存在下述问题，即，光束被雪粒反射而对驾驶员造成炫目，反而不易观察前方。
发明内容
本发明就是鉴于该状况而提出的，某方式的例示的目的之一在于，改善降雪时的车辆前方的视觉识别性。
本发明的某方式涉及车辆用灯具。车辆用灯具具有：配光可变灯，其能够生成强度分布可变的光束；红外照明装置，其对前方进行照射；红外线照相机，其对前方进行拍摄；以及配光控制器，其基于红外线照相机的输出而对雪粒进行检测，生成与雪粒相对应的部分被遮光的配光图案，对配光可变灯进行控制。
本发明的其它方式也涉及车辆用灯具。车辆用灯具具有：配光控制器，其生成与雪粒相对应的部分被遮光后的配光图案；以及配光可变灯，其能够生成具有与配光图案相对应的强度分布的光束。配光控制器在无效区域中，将基于雪粒的遮光控制设为无效、或者减弱遮光的程度。
本发明的其它方式也是车辆用灯具。该车辆用灯具具有：配光控制器，其生成与雪粒相对应的部分被遮光后的配光图案；以及配光可变灯，其能够形成与配光图案相对应的照度分布。配光控制器在无效区域中，将基于雪粒的遮光控制设为无效、或者减弱遮光的程度。
此外，以上的结构要素的任意的组合是在方法、装置、系统等之间对本发明的表现进行变换而得到的，另外作为本发明的方式是有效的。
发明的效果
根据本发明，能够改善降雪时的车辆前方的视觉识别性。
附图说明
图1是实施方式所涉及的车辆用灯具的框图。
图2的(a)、(b)是对图1的车辆用灯具的动作进行说明的图。
图3是对与遮光控制相伴的视觉识别性的降低进行说明的图。
图4的(a)、(b)是对有效区域和无效区域进行说明的图。
图5的(a)、(b)是表示例示性的车辆前方的视野的图。
图6是对基于对比度的无效区域的设定进行说明的图。
图7的(a)、(b)是对与例外区域相关的控制进行说明的图。
图8是一个实施例所涉及的配光控制的流程图。
标号的说明
100 车辆用灯具
110 配光可变灯
120 红外照明装置
130 红外线照相机
140 配光控制器
L1 探测光
L2 反射光
L3 光束
具体实施方式
(实施方式的概要)
为了对雪粒进行遮光，需要对雪粒进行检测。在为了雪粒的检测而使用白色(可视)的探测光的情况下，在每次照射出探测光时雪粒发白光，因此视野变得不佳。为了避免该问题，本说明书公开的一个实施方式所涉及的车辆用灯具，将红外线作为探测光而对雪粒进行检测。由此，由雪粒产生的红外反射光，不易被驾驶员识别。因此，不损害前方的视觉识别性，就能够对雪粒进行检测。
在此基础上，如果将红外线用作探测光，则即使连续地照射出探测光，也不易被驾驶员识别。因此能够追随高速地移动的雪粒并检测。
设为在车辆前方的雪粒的远方侧存在假想的屏幕。如果将与雪粒相对应的部分遮光，则在屏幕上被遮光的部分变暗，但伴随雪粒的移动，屏幕上的变暗的部分进行移动。其结果，如果驾驶员看该假想的屏幕，则会闪烁，车辆前方的视野变差。因此，在车辆前方的视野中存在作为发生闪烁的屏幕起作用的部分的情况下，也可以针对该区域，将基于雪粒的遮光控制设为无效，或者减弱遮光的程度。由此，能够抑制闪烁。
在本说明书中公开的一个实施方式中，车辆用灯具具有：配光控制器，其生成与雪粒相对应的部分被遮光后的配光图案；以及配光可变灯，其能够形成与配光图案相对应的照度分布。配光控制器在无效区域中，将基于雪粒的遮光控制设为无效，或者减弱遮光的程度。
(实施方式)
以上是车辆用灯具的概要。下面，基于适当的实施方式，一边参照附图一边对本发明进行说明。实施方式不对发明进行限定而是例示，在实施方式中记述的全部特征及其组合并不一定限于是发明的本质内容。对各附图所示的相同或者同等的结构要素、部件、处理标注同一标号，适当省略重复的说明。另外，各图所示的各部的比例尺、形状，为了容易说明而方便地设定，只要没有特别言及，并不限定性地解释。另外，在本说明书或者技术方案中使用“第1”、“第2”等用语的情况下，该用语并不是表示任意的顺序、重要度的用语，而是用于对某结构和其它结构进行区分的用语。
图1是实施方式所涉及的车辆用灯具的框图。车辆用灯具100具有：配光可变灯110、红外照明装置120、红外线照相机130、配光控制器140。它们可以全部内置于相同的框体，一些部件也可以设置于框体的外部，换言之设置于车辆侧。
配光可变灯110为白色光源，从配光控制器140接收对配光图案PTN进行指示的数据，将具有与配光图案PTN相对应的强度分布的光束L3射出，在车辆前方形成与配光图案PTN相对应的照度分布。配光可变灯110的结构并不特别受到限定，例如可以包含LD(激光二极管)、LED(发光二极管)等半导体光源、以及驱动半导体光源而进行点灯的点灯电路。配光可变灯110为了形成与配光图案PTN相对应的照度分布，例如可以包含DMD(Digital MirrorDevice)、液晶器件等的矩阵型的图案形成器件。配光可变灯110具有能够仅对雪粒的部分进行遮光的程度的分辨能力。
红外照明装置120是向车辆前方照射红外的探测光L1的探测光源。探测光L1可以是近红外光，也可以是更长波长的光。红外线照相机130对由车辆前方的物体2产生的探测光L1的反射光L2进行拍摄。红外线照相机130只要在至少探测光L1的波长域具有灵敏度即可，优选针对可见光不灵敏。
配光控制器140基于红外线照相机130拍摄到的图像(下面，称为照相机图像IMG)，对向配光可变灯110供给的配光图案PTN动态地、适应地进行控制。配光图案PTN被掌握为配光可变灯110在本车辆前方的假想铅垂屏幕900上形成的白色光的照射图案902的2维的照度分布。配光控制器140能够由数字处理器构成，例如可以由包含CPU的微型计算机和软件程序的组合构成，也可以由FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(ApplicationSpecified IC)等构成。
配光控制器140基于由红外线照相机130得到的照相机图像IMG，通过图像处理对雪粒进行检测。雪粒的检测算法并不特别受到限定。配光控制器140可以基于照相机图像IMG的连续的多个帧，对雪粒进行检测。
配光控制器140生成与雪粒相对应的部分被遮光的配光图案PTN。“对某部分进行遮光”是，除了将该部分的亮度(照度)完全地设为零的情况以外，还包含使该部分的亮度(照度)降低的情况。
以上是车辆用灯具100的基本结构。图2的(a)、(b)是对图1的车辆用灯具100的动作进行说明的图。图2的(a)示出照相机图像IMG，图2的(b)示出与图2的(a)的照相机图像相对应的配光图案PTN。在照相机图像IMG中映入有雪粒6、人8、车辆10。配光控制器140从照相机图像IMG中对雪粒6进行检测，对配光图案PTN的对应的部分7进行遮光。
配光控制器140可以进行所谓的ADB控制，在该情况下，如果检测到以车辆10为代表的不应该造成炫目的目标，则与其对应的部分11也被遮光。
配光图案PTN例如以30fps或者大于或等于30fps的速率进行更新，能够使遮光部分7追随雪粒6而移动。由此，能够减少雪粒6的反射光，能够改善前方的视觉识别性。
接下来，对车辆用灯具100的优点进行说明。在雪粒的检测时使用白色(可视)的探测光的情况下，在每次照射出探测光时雪粒发白光而造成炫目，视野变得不佳。根据本实施方式，作为探测光而使用红外线，因此具有能够防止炫目这样的优点。
另外，将红外线用作探测光，因此存在下述优点，即，即使连续地照射出探测光，也不易被驾驶员识别。因此能够追随高速地移动的雪粒而进行检测。
针对雪粒的遮光控制，存在减少由雪的反射造成的炫目这样的优点，但根据状况，反而有可能使前方的视觉识别性降低。图3是对与遮光控制相伴的视觉识别性的降低进行说明的图。在车辆前方的雪粒6的远方侧存在壁(围墙)22或者路面24等可视作屏幕的物体(标注标号20而进行统称)时，向该物体20投影出照射图案902。如果对与雪粒6相对应的部分进行遮光，则在照射图案902中，包含随机地分布的黑斑904，使视觉识别性降低。在此基础上，雪粒6时时刻刻地移动，因此黑斑904也时时刻刻地移动，因此向物体20投影的照射图案902闪烁。该闪烁使车辆前方的视觉识别性进一步降低。此外，不能将该问题理解为本领域技术人员的通常的认识，它是本发明人独自认识到的。
为了解决该问题，配光控制器140在车辆前方的视野中存在作为使闪烁发生的屏幕起作用的部分的情况下，关于该区域(称为无效区域)，将基于雪粒的遮光控制设为无效、或者减弱遮光的程度。通过对无效区域进行设定，从而能够抑制由黑斑引起的视觉识别性的降低。
图4的(a)、(b)是对有效区域和无效区域进行说明的图。图4的(a)示出照相机图像IMG，图4的(b)示出配光图案PTN。在图4的(a)中与路面相对应的范围B被设定为无效区域，将其以外的部分A设定为有效区域。
如图4的(b)所示，在有效区域A中，通过遮光控制，将与雪粒6相对应的部分7进行遮光。另一方面，在无效区域B中，遮光控制被无效化，因此还对与雪粒6相对应的部分照射光束。由此能够防止向路面等屏幕物体投影黑斑。
无效区域可以固定地设定，但也可以与车辆前方的状况相应而动态地、适应地变化。图5的(a)、(b)是表示例示性的车辆前方的视野的图。如图5的(a)所示，路面24可以说是典型性的屏幕。另外，道路标识26、路牌等也作为屏幕起作用。如图5的(b)所示，高速道路的侧壁28等也能够作为屏幕起作用。
因此，配光控制器140通过图像处理，对包含能够作为屏幕起作用的物体(下面，称为屏幕物体)在内的范围进行检测，将该区域设定为无效区域。在这里，屏幕物体对红外照明装置120照射的探测光进行反射，因此在由红外线照相机130拍摄到的图像IMG中存在拍摄得明亮的倾向。因此，配光控制器140可以将图像IMG中的、亮度高的区域作为无效区域。反之，也可以对不包含屏幕物体的范围进行检测，换言之对反射弱的范围进行检测，将该范围作为遮光控制有效的区域(下面，称为有效区域)。
在屏幕物体充分地远的情况下，黑斑904和其周围的被光照射的部分的对比度(contrast ratio)降低，因此有时不会对视觉识别性造成影响。因此在如上所述的情况下，能够将包含远方的屏幕物体在内的范围设为有效区域。此外，也可以追加独立于红外线照相机130的在可视区域具有灵敏度的照相机，利用该照相机的图像对无效区域和有效区域进行设定。
作为其它方法，可以基于照相机的图像IMG的对比度，对有效区域和无效区域进行设定。图6是对基于对比度的无效区域的设定进行说明的图。在图6中示出照相机图像IMG。在照相机图像IMG的上方映照有天空，不存在屏幕物体。在该范围A中，雪粒6的亮度(像素值)高，其周围由于不反射而亮度非常地低。因此，亮度的最高值和最低值之比(或者差)，即对比度变大。
相反地，在照相机图像IMG的下方包含有路面，即屏幕物体。在该范围B中，雪粒6的亮度高，其周围通过由路面等屏幕物体引起的反射，照相机图像的亮度也一定程度变高，亮度的最高值和最低值之比，即对比度变小。如上所述，通过利用对比度，从而能够将无效区域和有效区域动态地设定。
在无效区域中，考虑存在道路交通标志(delineator)的状况。如果将遮光控制无效化，则道路交通标志被雪的反射埋没，道路交通标志的视觉识别性降低。因此，在通过图像处理在无效区域中检测到道路交通标志的情况下，可以将包含道路交通标志在内的局部的部分作为例外区域，在例外区域中将遮光控制有效化。
图7的(a)、(b)是对与例外区域相关的控制进行说明的图。图7的(a)示出照相机图像IMG，图7的(b)示出配光图案PTN。如图7的(a)所示，路面的部分设定为无效区域B，将其以外的部分设定为有效区域A。如果通过图像处理，在无效区域B中检测到道路交通标志30，则包含道路交通标志30及其周围在内的局部的范围设置于例外区域C。
如图7的(b)所示，在有效区域A中，对与雪粒6相对应的部分7进行遮光。另一方面，在无效区域B中，不对与雪粒6相对应的部分进行遮光，但例外区域C所包含的与雪粒6c相对应的部分7c被遮光。其结果，能够抑制道路交通标志30的周围的雪粒6c的反射(炫目)，并向道路交通标志30照射光束。
此外，驾驶员应该察觉的物体并不限定于道路交通标志，也可以包含行人、前行车辆、逆向车辆、驾驶标识等。如果通过图像处理，在无效区域中检测到这些物体，则关于包含该物体的局部的部分，将遮光控制设为有效，由此能够防止行人、前行车辆、逆向车辆、驾驶标识被雪的反射(炫目)埋没的情况。
图8是一个实施例所涉及的配光控制的流程图。通过红外线照相机进行拍摄(S100)。而且基于照相机图像IMG，对无效区域和有效区域进行设定(S102)。接下来，如果检测到有效区域内的雪粒，则对雪粒的部分进行遮光(S104)。并且在无效区域内，对是否包含道路交通标志等应该注视的物体进行判定(S106)。在不包含的情况下(S106为N)，对配光图案PTN进行更新(S112)。在包含的情况下(S106为Y)，将该物体的周围设定为例外区域(S108)。而且如果检测到例外区域内的雪粒，则对雪粒的部分进行遮光(S110)，对配光图案PTN进行更新(S112)。
以上，关于本发明，基于实施方式进行了说明。该实施方式为例示，本领域技术人员理解到能够在这些各结构要素、各处理过程的组合中实现各种各样的变形例，另外这样的变形例也处在本发明的范围。下面，对这样的变形例进行说明。
(变形例1)
在实施方式中，并不限于动态地进行无效区域的设定。路面24相对于本车辆而存在于大致相同的位置，因此关于与路面24相对应的范围，可以固定地设为无效区域。
相反地，关于被远光照射的视野上方的区域，背景为空间(天空)，不存在屏幕物体的可能性高。因此，对于这部分可以固定地设为有效区域。
(变形例2)
在实施方式中，对关于雪粒的遮光控制进行了说明，但关于雨粒也可以设为遮光控制的对象。
(变形例3)
在实施方式中，作为探测光并不限于使用红外线。也能够将配光可变灯110射出的光束L3用作探测光，对雪粒进行检测。在该情况下，如果探测光的照射时间长，则成为对驾驶员的炫目，因此将探测光的发光时间缩短为驾驶员无法检测到反射光L2的程度即可。即使在将光束L3用作探测光的情况下，分割为有效区域和无效区域的控制也有效，能够享受与其相对应的效果。
基于实施方式，使用具体的语句对本发明进行了说明，但实施方式只不过示出本发明的原理、应用的一个方案，在实施方式中，在没有脱离权利要求书规定出的本发明的思路的范围中，识别到大量的变形例、配置的变更。

Claims (10)

1.一种车辆用灯具，其特征在于，具有：
配光可变灯，其能够生成强度分布可变的光束；
红外照明装置，其对前方进行照射；
红外线照相机，其对前方进行拍摄；以及
配光控制器，其基于所述红外线照相机的输出而对雪粒进行检测，生成与所述雪粒相对应的部分被遮光的配光图案，对所述配光可变灯进行控制，
所述配光控制器在无效区域中，将基于所述雪粒的遮光控制设为无效、或者减弱遮光的程度，
所述无效区域包含路面和/或壁面。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述无效区域是与车辆前方的状况相应而动态地设定的。
3.根据权利要求2所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述无效区域是在由照相机拍摄到的图像中对比度低的区域。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述配光控制器在所述无效区域中检测到道路交通标志时，针对与所述道路交通标志相对应的范围，将基于所述雪粒的遮光控制设为有效。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述配光控制器在所述无效区域内，如果检测到驾驶员应该注视的物体，则针对包含该物体的局部的范围，将基于所述雪粒的遮光控制设为有效。
6.一种车辆用灯具，其特征在于，具有：
配光控制器，其生成与雪粒相对应的部分被遮光的配光图案；以及
配光可变灯，其能够生成具有与所述配光图案相对应的强度分布的光束，
所述配光控制器在无效区域中，将基于所述雪粒的遮光控制设为无效、或者减弱遮光的程度，
所述无效区域包含路面和/或壁面。
7.根据权利要求6所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述无效区域是与车辆前方的状况相应而动态地设定的。
8.根据权利要求7所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述无效区域是在由照相机拍摄到的图像中对比度低的区域。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述配光控制器在所述无效区域中检测到道路交通标志时，针对与所述道路交通标志相对应的范围，将基于所述雪粒的遮光控制设为有效。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述配光控制器在所述无效区域内，如果检测到驾驶员应该注视的物体，则针对包含该物体的局部的范围，将基于所述雪粒的遮光控制设为有效。
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