JP2002135629A - 車両用監視装置。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】全体の構成が簡易で安価な車両用監視装置を提
供する。 【解決手段】本発明の車両用監視装置は、近傍には可視
光線を含む光線を照射すると共に遠方には可視光よりも
長波長の光の成分を主体とする光線を放射する照明装置
(10)と、可視光よりも長波長の光に感度を有する撮像装
置(20)と、この撮像装置で作成された画像を表示する表
示装置(30)とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用監視装置に
関するものであり、特に、霧などによる散乱光の妨害を
受けることなく、近傍も遠方も監視することができる車
両用監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、運転者に眩しさを感じさせないよ
うに、近赤外線の照明装置や撮像装置を車両用の各種の
監視装置に利用する技術が開示されてきた。例えば、有
料道路や駐車場の出入り口では、近赤外線の照明装置を
用いて運転者に眩しさを感じさせることなくナンバープ
レートを読み取る技術が開示されている（特開平７−１
２１７９４号公報、特開平１１ー３３９１７６号公報
等）。

【０００３】本出願人の先願に係わる特開平９ー２１４
５号公報には、ヘッドライトの照明光が霧や粉塵などに
よって散乱されて運転者の視界が悪化するのを回避する
ために、開き角度を絞ったヘッドライトで近傍の路面だ
けを照明するという技術が開示されている。同じく、本
出願人の先願に係わる特開平９ー３７１４７号公報に
は、ヘッドライトで近傍の路面だけを照明すると共に、
可視光に感度を有するカメラで撮影した近傍の照明対象
領域内の像と、赤外線カメラで撮影した遠方の照明対象
領域外の像とを合成して表示するという技術が開示され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】照明対象領域外の遠方
を赤外線カメラで監視するという先行技術によれば、人
体などの赤外線の放射源は障害物として検出できるが、
赤外線を放射しないその他の障害物は検出できないとい
う問題がある。従って、本発明の一つの目的は、人体な
ど赤外線の放射源だけでなくすべての遠方の障害物を監
視できる車両用監視装置を提供することにある。

【０００５】また、上記先願の車両用監視装置は、可視
光に感度を有するカメラで撮影した近傍の像と、赤外線
カメラで撮影した遠方の像とを合成して表示している。
このため、２台のカメラと画像合成装置とが必要とな
り、全体として構成が複雑で高価になるという問題があ
る。従って、本発明の他の目的は、全体の構成が簡易で
安価な車両用監視装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明の車両用監視装置は、近傍には可視光を含
む光線を放射すると共に、遠方には可視光よりも長波長
の光の成分を主体とする光線を放射する照明装置と、可
視光よりも長波長の光に感度を有する撮像装置と、この
撮像装置で作成された画像を表示する表示装置とを備え
ることにより、霧や粉塵などで発生する散乱光による視
界の悪化を回避しながら赤外線を放射しない遠方の障害
物をも監視可能とするように構成されている。

【０００７】また、本発明の監視装置によれば、赤外線
カメラの像をヘッドアップ型表示装置で表示することな
どにより、可視光に感度を有するカメラと画像合成装置
が省略され、監視装置全体の簡易化と低廉化が実現され
る。

【０００８】

【発明の好適な実施の形態】本発明の好適な実施の形態
によれば、照明装置は、反射面の一部が可視光よりも長
波長の光のみを反射する素材で形成された反射鏡を備え
ることにより、光源の単一化を実現するように構成され
ている。

【０００９】本発明の他の好適な実施の形態によれば、
照明装置は、照明光の経路の一部に可視光のみを吸収す
る光学フィルタを配置した構造を有することにより、光
源の単一化を実現するように構成されている。

【００１０】本発明の更に好適な実施の形態によれば、
上記撮像装置で作成された画像を表示する表示装置が車
両用ヘッドアップ型表示装置から成り、運転者は車両の
前方から視線をそらすことなく、ヘッドライトで照明さ
れた近傍の情景と表示された遠方の像を重ね合わせて監
視することができるように構成されている。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の車両用監視装置
の構成を、設置対象の車両と共に示すブロック図であ
る。この車両用監視装置は、車両の前部に設置された照
明装置１０と、車室内に設置された赤外線カメラ２０
と、車室内に設置された車両用ヘッドアップ型表示装置
３０（図５）とから構成されている。

【００１２】照明装置１０は、車両前方の近傍に対して
は可視光の成分と近赤外の成分とが混在した光線Ｌを放
射する。この照明装置１０は、同時に、車両前方の遠方
に対しては近赤外の成分（0.76μｍから1.3 μｍの波長
の範囲）を主体とする光線Ｌｉを放射する。車両の近傍
で発生した可視光を含む反射光はこの車両の運転者によ
って肉眼で認識され、車両の遠方で反射された近赤外線
を主体とする光線は、この近赤外光の波長の範囲に感度
を有する赤外線カメラ２０で検出される。

【００１３】車両の近傍については可視光線を含む光線
が放射され、その反射光が車両の運転者の目に入射す
る。この可視光線の放射状態はいわゆるロービームの状
態にあるため、霧などで発生する散乱光により運転者の
視界が悪化する事態が回避される。一方、近赤外線の成
分を主体とする光線はいわゆるハイビームの状態で放射
されるため、霧や粉塵によって多量の散乱光が発生す
る。しかし、この散乱光は運転者の目には認識できない
近赤外線の光であるため、運転者の視界を悪化させるこ
とはない。

【００１４】また、遠方に放射される光線は可視光の成
分を含まないため、他の車両の運転者に影響を及ぼすこ
ともない。そして、遠方に放射された近赤外線は、路上
の障害物によって反射波を生じる。このため、赤外線の
放射体としての人体だけでなく、遠方の路上に存在する
すべての障害物を、照明装置１０と、赤外線カメラ２０
と、車両用ヘッドアップ型表示装置３０とを介して監視
できる。

【００１５】図２は、図１の照明装置１０の構成の一例
を示す断面図である。この照明装置は、ハロゲンランプ
等の高輝度の光源１１と、反射鏡１２と、この反射鏡１
２の内面の上部に取付けられた半反射膜１３とを備えて
いる。この半反射膜１３はこれに入射する可視光線を吸
収すると共に、近赤外線を反射するという光学特性を有
する。このような半反射膜は、例えば、二酸化チタンと
二酸化シリコンの薄膜を真空蒸着によって交互に積層す
ることなどによって作成される。

【００１６】ハロゲンランプ１１から放射される可視光
線と近赤外線の一部は直接前方に放射されると共に、残
りの部分は反射鏡１２に入射し、ここで反射されて前方
に放射される。反射鏡１１の内面の上部に入射する可視
光線は、ここに取付けられた半反射膜１３に吸収され、
前方には放射されない。これに対して、反射鏡１１に入
射する近赤外線は、中央部と下部の内面のほか上部の内
面に取付けられた半反射膜１３でも反射され、前方に放
射される。この結果、この照明装置１０の下方には可視
光と近赤外の成分を含む光線が放射されるが、上方には
可視光が除去され、近赤外線を主体とした光線が放射さ
れる。

【００１７】図３は、図１の照明装置１０の構成の他の
一例を示す断面図である。この照明装置は、ハロゲンラ
ンプ等の高輝度の光源１１と、反射鏡１２と、可視光線
を吸収して近赤外線のみを通過させる光学フィルタ１４
とを備えている。この照明装置の上方に放射される可視
光線は、光学フィルタ１４による減衰を受ける。この結
果、上方には可視光線が除去されて近赤外線を主体とし
た光線が放射される。

【００１８】図４は、図１の照明装置１０の構成の更に
他の一例を示す断面図である。この照明装置は、ハロゲ
ンランプ等の高輝度の光源１１と、反射鏡１２と、この
反射鏡１２の内面の上部に取付けられた半反射膜１３と
に加えて、可視光線を吸収して近赤外線のみを通過させ
る光学フィルタ１４が追加したものである。半反射膜１
３は、図２で説明したものと同様に、これに入射する可
視光線を吸収すると共に、近赤外線を反射するという光
学特性を有する。

【００１９】この照明装置の上方に放射される可視光線
は、半反射膜１３と光学フィルタ１４とによる二重の減
衰を受ける。この結果、上方には可視光線がほとんど除
去されて近赤外線を主体とした光線が放射される。

【００２０】図５は、図１の実施例の車両用監視装置の
構成要素として車室内に設置されるヘッドアップ型表示
装置３０の構成の一例を示す機能ブロック図であり、３
１は表示制御部、３２は液晶表示パネル、３３は車両の
フロントガラスを兼ねたスクリーンである。

【００２１】表示制御部３１は、図１の赤外線カメラ２
０から供給される二次元画像信号を処理して、バックラ
イト型の液晶表示パネル３２に表示する。この液晶表示
パネル３２に表示された二次元画像は、バックライトに
よって車両のフロントガラスを兼ねたスクリーン３３上
に投射され、反射されて運転者の目に入射する。これに
より、運転者は赤外線カメラ２０で撮像され、車両の前
方に形成された虚像Ｉを認識する。

【００２２】図６の（Ａ）は、赤外線カメラ２０で得ら
れた撮像画面の一例であり、前方に人影らしきものが存
在している。図６の（Ｂ）は、上記赤外線カメラの撮像
画面がヘッドアップ型表示装置３０によって車両の前方
に虚像として表示され、これが照明装置１０から放射さ
れた照明用可視光の反射光によって運転者に認識される
近傍の路上の光景と合成されて運転者に感得される様子
を例示している。

【００２３】このように、赤外線カメラによる撮像をヘ
ッドアップ型表示装置によって虚像として表示し、この
虚像をヘッドライトで照明された近傍の車線などを含む
車道上の光景と運転者の目によって合成させることによ
り、可視光の撮像装置と撮像画面の合成装置とを省略で
きる。また、運転者が車両の前方から表示装置へと視線
を移すことなく、可視光線によって照明された近傍と、
近赤外線によって照明された遠方とを赤外線カメラとヘ
ッドアップ型表示装置の支援によって同時に監視でき
る。

【００２４】図７は、赤外線カメラ２０を構成する１画
素分の光電変換部の構成の一例を示する回路図である。
この光電変換部は、近赤外線に感度を有するフォトダイ
オードＰＤと、３個のＭＯＳ・ＦＥＴＱ１〜Ｑ３とを備
えている。第１のＭＯＳ・ＦＥＴＱ１はｎ型のＭＯＳ・
ＦＥＴから成り、ゲート直下に弱い逆転層が形成される
ようにバイアスされることにより、対数型のＶ−Ｉ特性
を示す。すなわち、フォトダイオードＰＤに入射した近
赤外線の光量に応じた大きさの光電流がこのフォトダイ
オードに流れると、この光電流の対数値に比例する量だ
けドレイン電圧ＶＤよりも低下した電圧がノードＰに出
現する。

【００２５】このノードＰの電圧は、第２のＭＯＳ・Ｆ
ＥＴＱ２で増幅され、画素選択信号ＶＣをゲートに受け
て導通する第３のＭＯＳ・ＦＥＴＱ３を通して１画素分
のアナログ・センサ信号として出力される。光電変換部
としてこのような回路構成を適用することにより、広い
ダイナミックレンジを有する赤外線カメラ２０を実現す
ることができる。

【００２６】図７の光電変換部において、フォトダイオ
ードＰＤに対して並列接続されているコンデンサＣは、
このフォトダイオードＰＤの接合容量と浮遊容量とを含
んでいる。フォトダイオードＰＤへの入射光量が増減す
ると、フォトダイオードＰＤに流れる光電流が増減し、
ノードＰの電圧が上下することになる。そのためには、
コンデンサＣがフォトダイオードＰＤや、ＭＯＳ・ＦＥ
ＴＱ１を通して充放電されなければならない。しかしな
がら、フォトダイオードＰＤやＭＯＳ・ＦＥＴＱ１の導
通時の抵抗値が大きいため、上記充放電には時間がかか
る。この結果、コンデンサＣの端子電圧、すなわちノー
ドＰの電圧が入射光量の変動に追従できなくなり、残像
が生ずる。

【００２７】このような残像の発生を回避するため、Ｍ
ＯＳ・ＦＥＴＱ３の導通によってこの光電変換部のアナ
ログ・センサ信号が出力さるたびに、直ちに、第１のＭ
ＯＳ・ＦＥＴＱ１を通してコンデンサＣの放電が行わ
れ、これによって初期設定が行われる。すなわち、第１
のＭＯＳ・ＦＥＴＱ１のドレイン電圧ＶＤが短時間にわ
たって接地電位程度まで低下せしめられ、コンデンサＣ
に蓄積されていた電荷がこのＭＯＳ・ＦＥＴＱ１を通し
て放電せしめられる。

【００２８】この結果、コンデンサＣの端子電圧は一旦
接地電圧近くの初期値に低下せしめられる。この後、Ｍ
ＯＳ・ＦＥＴＱ１のドレイン電圧が定常値に復帰せしめ
られると、フォトダイオードＰＤに流れる光電流によっ
てコンデンサＣの充電が開始され、その端子間電圧は光
電流の値によって決まる大きさの一定値に漸近する。こ
のように、第１のＭＯＳ・ＦＥＴＱ１を通してコンデン
サＣの放電を行わせることにより、残像の発生が回避さ
れた良質な画像信号の出力が可能になる。

【００２９】以上、照明装置の簡易化と低廉化を図るた
め、光源を単一化する構成を例示した。しかしながら、
必要に応じて、光源を可視光線用と近赤外線用とに分離
して設置する構成を採用することもできる。

【００３０】また、赤外線カメラによる撮像をヘッドア
ップ型表示装置によって虚像として表示する構成を例示
した。しかしながら、赤外線カメラによる撮像をヘッド
アップ型表示装置などに表示することなく、撮像画面中
の障害物の有無を自動的に判定し、障害物が存在すると
判定した場合は、ブザー音などによって運転者に警報を
発する構成を採用することもできる。

【００３１】上記障害物の有無の自動判定は、歩行者や
自転車など障害物として出現しやすい検出対象として予
めメモリに蓄積してある特徴を備えた像を撮像画面中か
ら抽出したり、そのような像の時間的な変化の様子（動
き）を分析することによって行う構成とすることができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の車
両用監視装置は、遠方には赤外線を主体とする光線を放
射し、その障害物による反射光を赤外線カメラで撮影す
る構成であるから、霧や粉塵などで発生する散乱光によ
る運転者の視界の悪化を回避しながら、赤外線の放射源
である人体はもとより赤外線を放射しない遠方の障害物
をも監視できるという効果が奏される。

【００３３】また、本発明の一実施例によれば、反射鏡
の反射面の一部や、放射光線の経路の一部に可視光のみ
を吸収する吸収板や光学フィルタを配置する構成である
から、光源の単一化が実現でき、照明装置の小型化と低
廉化が可能になる。

【００３４】さらに、本発明の好適な実施例の監視装置
は、赤外線カメラで撮影した遠方の像のみをヘッドアッ
プ型表示などによって表示する構成であるから、簡易で
安価な構成が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の車両用監視装置の構成を搭
載対象の車両と共に示す図である。

【図２】図１の実施例の車両用監視装置を構成する照明
装置１０の構成の一例を示す断面図である。

【図３】図１の実施例の車両用監視装置を構成する照明
装置１０の他の構成の一例を示す断面図である。

【図４】図１の実施例の車両用監視装置を構成する照明
装置１０の更に他の構成の一例を示す断面図である。

【図５】図１の実施例の車両用監視装置を構成するヘッ
ドアップ型表示装置の構成の一例を示す断面図である。

【図６】図１の実施例を構成するヘッドアップ型表示装
置によって表示される虚像と、照明装置の反射可視光に
よって認識される実像との合成として運転者に感得され
る車両の前方の光景の一例を説明するための概念図であ
る。

【図７】図１の赤外線カメラの１画素分の光電変換部の
構成の好適な一例を示す回路図である。

【符号の説明】 10 照明装置 11 ハロゲンランプ 12 反射鏡 13 半反射膜 14 光学フィルタ 20 赤外線カメラ 30 ヘッドアップ型表示装置 L 可視光を含む光線 Li 近赤外線を主体とする光線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 15/02 Ｇ０３Ｂ 15/02 Ｆ Ｒ Ｈ０４Ｎ 5/33 Ｈ０４Ｎ 5/33 7/18 7/18 Ｊ Ｎ (72)発明者 関 英男 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 長尾 朗 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D044 BA21 BA26 BA30 BB01 BC25 5C022 AA04 AA15 AB15 AB51 AC03 AC42 AC55 5C024 AX06 BX04 CX17 CY15 CY50 EX41 EX51 GX03 GX08 GX16 GX18 GY38 GY39 GZ02 HX17 HX35 HX40 HX41 HX44 HX60 5C054 AA01 AA05 CA05 CC02 CE12 CH01 EA05 EH01 FA02 FE12 HA30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】近傍には可視光を含む光線を放射すると共
   に、遠方には可視光よりも長波長の光の成分を主体とす
   る光線を放射する照明装置と、 可視光よりも長波長の光に感度を有する撮像装置と、 この撮像装置で作成された画像を表示する表示装置とを
   備えたことを特徴とする車両用監視装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記照明装置は、反射面の一部が可視光よりも長波長の
   光のみを反射する素材で形成された反射鏡を備えたこと
   を特徴とする車両用撮像装置。
3. 【請求項３】請求項１と２のそれぞれにおいて、 前記照明装置は、照明光の経路の一部に可視光のみを吸
   収する光学フィルタが配置された構造を有することを特
   徴とする車両用撮像装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のそれぞれにおいて、 前記表示装置は、車両用ヘッドアップ型表示装置である
   ことを特徴とする車両用監視装置。