JP2002526317A - 連続可変ヘッドライトの制御 - Google Patents

連続可変ヘッドライトの制御

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Abstract

(57)【要約】 連続可変ヘッドランプは、走行路に対してより柔軟性がある照明を提供するばかりでなく、自動制御設計をも提供する。連続可変ヘッドランプの各々は、照準水平方向と、照準垂直方向と、また投射された照明とを含むセットからの少なくとも一つのパラメータを変更することにより変化する有効な照明範囲を有している。車両に搭載されている連続可変ヘッドランプを自動的に制御するためのシステムは、到来する車両のヘッドランプと先行する車両のテールランプの横方向と高さの位置を決定することができるイメージング・システムを含む。このシステムは、また被制御車両の前面からイメージを取り込むことができる制御装置を含む。このイメージは、到来するまたは先行する車両のドライバーが、ヘッドランプを知覚し、過度なグレアを引き起こすポイントを含むグレア・エリアをカバーする。少なくとも１台の車両が、グレア・エリア内にある場合は、ヘッドランプの照明範囲が、縮小される。そうでない場合は、照明範囲は、全照明範囲にセットされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 産業上の利用分野 この発明は、自動的に連続的に可変でヘッドランプを制御して、ヘッドランプ
の前のドライバーにより見られる過剰なグレアを防ぐことに関する。
【０００２】 従来の技術 最近、連続可変照度範囲を作り出すヘッドライトが、入手可能となった。照度
幅を、ヘッドランプから発せられる光線の強さを変化させるとか、あるいは光線
の方向を変化させることかあるいはその双方で変化させることができる。
【０００３】 ヘッドランプの照度を変化させることは、幾つかの方法で達成させることがで
きる。第１手段は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号をヘッドランプに提供する。ヘ
ッドランプ電力のデューティサイクルを変化させることにより、ヘッドランプの
照明強度を、増加または減少することができる。これは、ＰＷＭ信号を制御装置
から、ヘッドランプ球に直列で高電力電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）に供給す
ることで達成される。
【０００４】 ヘッドランプの電力デューティサイクルを変化させるためのもう一つの手段は
、ＰＷＭ信号を、モートローラ社のＭＣ３３２８６のようなランプ駆動集積回路
に供給することである。この集積回路は、ヘッドランプへの最大突入電流を制限
する付加的利益を与え、従って、ヘッドランプ球の寿命を伸ばす潜在的利点を提
供する。
【０００５】 ヘッドランプの照度を変化させるための更にもう一つの手段は、高輝度放電（
ＨＩＤ）ランプを使用する。該ＨＩＤランプは、新しく、効率が高いヘッドラン
プのテクノロジーである。ＨＩＤに電力を供給するために使用される安定器を、
制御信号と共に直接供給して、ヘッドランプ照明強度を変化させることができる
。
【０００６】 ヘッドランプ照明強度を変化させるための更にもう一つの手段は、減衰フィル
タを設け、ヘッドランプから発射されている光線の一部を吸収させることである
。エレクトロクロミック（電気発光）フィルタを、ヘッドランプの前に置くこと
ができる。エレクロトロクロミック・フィルタに印加された電圧を変化させるこ
とで、吸収される光量、従って、発射される照明レベルを変化させることができ
る。
【０００７】 ヘッドランプから発射される光の方向を変化させるための複数の入手可能な手
段がある。ヘッドランプの照準は、アクチュエータを使用して変動され、ヘッド
ランプ・ハウジングを車両に対して動かすことができる。典型的に、アクチュエ
ータは、ステッパー・モータのような電気モータである。
【０００８】 適切に設計された反射器を有するヘッドランプに対して、機械的に光源を該反
射器に対して移動させることで、ヘッドランプのビームの方向を、ヘッドランプ
照明強度と同様に変化させることができる。
【０００９】 ＨＩＤヘッドランプは、更に、ヘッドランプのビームを照準する幾つかの方法
を提供する。この方法には、ランプの出力を変化させるような方法でアークを偏
向しまたは摂動することが含まれる。参照により本明細書に組み込まれている、
Ｗ．Ｌａｐａｔｏｖｉｃｈ、Ｓ．Ｂｕｌｌｔｅｒ、Ｂｏｃｈｉｎｓｋｉ、とまた
Ｈ．Ｇｏｓｓに対する“電極無しのＨＩＤランプを偏向する方法”の名称の方法
米国特許５０５０８，５９２は、ＨＩＤランプを、高周波無線信号で励起するこ
とを説明している。信号を変調することで、ランプを、音響共振点で作動させて
、アークを静止位置から偏向する。電磁力学的位置決め（ＭＤＰ）として知られ
ている別の技術は、磁界を使用してＨＩＤのアークを形成する。ＭＤＰは、マサ
チュセッツ州、ダンバースのＯｓｒａｍ Ｓｙｌｖａｎｉａ Ｉｎｃ．により開
発された。
【００１０】 連続可変ヘッドランプを実施するための一連の方法は、全米自動車技術者協会
（ＳＡＥ）の、刊行物ＳＰ−１３２３の表題“自動車照明テクノロジー”の中で
説明され、本明細書の中で参照で組み込まれている。
【００１１】 連続可変ヘッドランプの自動制御は、従来のオン・オフのヘッドランプの自動
制御と比較して複数の実現可能な利点を提供する。得られる照明の柔軟性の幅が
大きければ、ヘッドランプの照明を運転条件により良く対応させることができる
。また連続的にヘッドランプ照明を変化させることで、ドライバーを刺激する照
明の急激な変化を起こらせない。連続的可変且つ従来の離散ヘッドランプの両方
を制御するための種々の方法が工夫された。最も古い方法のひとつは、ヘッドラ
ンプを、ステアリング・ホイールと同じ方向に照準することである。もう一つの
方法は、車の速度に比例して照明範囲を広げることである。
【００１２】 ヘッドランプを制御するための更にもう一つの方法が、ＨＩＤランプのために
開発された。増加した明るさと青色のＨＩＤランプは、特に向かってくるドライ
バーを困惑させる。該困惑効果のために、あるヨーロッパの国では、車両にＨＩ
Ｄランプが使用されている場合は、ヘッドランプの均一化システムを要求してい
る。これらヘッドランプ均一化システムは、路面に対する車両のピッチを検出し
て、ヘッドランプの垂直の照準を検出を調整する。更に進歩したシステムは、車
両の速度を使用して、加速により起こる小さなピッチ外乱を予測する。
【００１３】 現行の連続可変ヘッドランプ制御システムの一つの問題は、ヘッドランプの照
明範囲を決定するのに当たって、到来するかまたは先行する車両を考慮すること
ができないことである。一つの従来の技術は、“自動車のためのヘッドライト装
置”の名称の、Ｙ．Ｓｅｋｏによる米国特許４，９６７，３１９の中で説明され
ている。該装置は、ヘッドランプに直接連結されている５素子の線形光センサ・
アレーの出力に沿った車両速度を利用している。ヘッドランプは、自動車の運転
に組み込まれて、照明ビームの仰角を調整している。この設計では、各ヘッドラ
ンプに対して別個の感知および制御システムを要求するか、または代わりに車両
に対面するトラフィックの側面のみに制御されるヘッドランプを勧告している。
この設計では、多数の問題が存在する。第１に、光学センサと連動する電子部品
は、熱いヘッドランプに密接に接近している。第２に、イメージ・センサを車両
の低いフロント部分の上に置くことは、イメージ表面が汚れやちりにより覆われ
ることになる。第３に、イメージ・センサをヘッドランプ・ビームに接近して置
くことは、霧、雨あるいは空気中のちりの微粒子からの散乱光のマスクキング効
果をシステムに受けさせる。第４に、このシステムは、色識別能力を有しておら
ず、解像度はわずかに５ピクセルであり、イメージング・システムは、何らかの
距離においてヘッドランプあるはテール・ランプの横方向と高さの場所を正確に
判別できない。
【００１４】 ヘッドランプ照明が、到来あるいは先行する車両のドライバーに対し極端にグ
レア作り出す場合、到来するヘッドランプと先行するテールランプの検出に基づ
く連続可変ヘッドランプを制御することが必要である。
【００１５】 発明の要約 本発明の目的は、到来する車両から検出されたヘッドランプと先行する車両の
テールランプを基礎として、連続的に可変ヘッドランプを制御することである。
このシステムは、操縦可能なヘッドランプシステムのヘッドランプの正しい照準
を決定して、可変輝度ランプシステムの中でヘッドランプの正しい輝度を決定す
る。ヘッドランプ照明領域において段階的変化が、支援されるべきである。この
制御システムは、また周囲光条件の広範囲にわたって正しく動作すべきである。
【００１６】 本発明のもう一つの目的は、操縦可能ヘッドランプシステムにおいてヘッドラ
ンプの正しい照準を決定するヘッドランプ制御システムを提供することである。 本発明の更なる目的は、検出された到来する車両と先行する車両に反応して、
ヘッドランプのビームの強度を連続的に変化させるヘッドランプ制御システムを
提供することである。
【００１７】 本発明の更なる目的は、高ビームから低ビームへまた低ビームから高ビームへ
の遷移が、段階的であり、従って車両のドライバーを驚愕させないヘッドランプ
制御システムを提供することである。
【００１８】 本発明の更なる目的は、周囲光条件の広範囲にわたって連続的にヘッドランプ
の制御を提供することである。 この発明の前記の目的と特徴を達成するのに当たり、連続可変制御ヘッドラン
プを制御するための方法が提供される。この方法は、周囲光レベルを検出するこ
とを含む。該連続可変ヘッドランプは、周囲光レベルが、第１の閾値より大きい
場合は、昼光モードに設定される。ヘッドランプは、周囲光レベルが、第１の閾
値より小さいものの第２の閾値より大きい場合は、ロービーム・モードに設定さ
れる。自動的ヘッドランプの調光は、周囲光レベルが第２閾値より小さい場合に
、作動可能にされる。
【００１９】 本発明の実施形態の中で、自動ヘッドランプ調光は、ヘッドランプ前面のイメ
ージを得ることを含む。イメージは、ヘッドランプの前の車両におけるドライバ
ーが、ヘッドランプが全レンジである場合に、連続可変ヘッドランプを非常にグ
レアを生じるものとして知覚するポイントを含むグレア・エリアをカバーする。
イメージは処理され、車両がグレア・エリア内にいるかどうかを決定する。車両
がグレア・エリアの内にある場合、連続可変ランプの照明範囲は、減少される。
そうでない場合は、連続可変ヘッドランプは、全照明範囲に設定される。種々の
微調整において、連続可変照明範囲は、照射光の輝度を変化させるか、あるいは
照射光の方向を変化させるか、あるいはその双方により変更できる。
【００２０】 本発明のもう一つの実施形態において、連続可変ヘッドランプの照明範囲を減
少するステップは、増分的に照明範囲を減少することを含む。照明範囲が、連続
可変ヘッドランプの前の車両にいるドライバーにより過度のグレアであるとして
知覚されない、到来するまたは先行する車両位置において照明範囲が照明レベル
を生成するまで、イメージを得るステップ、イメージを処理するステップ、およ
び増分的に照明範囲を減少するステップが、反復される。
【００２１】 本発明のもう一つの実施形態において、周囲光レベルは、連続可変ヘッドラン
プを有する被制御車両に対して仰角を有するマルチピクセル・イメージ・センサ
により決定される。この方法は、イメージのシーケンスを獲得するステップと、
各イメージに静止光源を探すステップと、各イメージにおいて静止光源の高さの
測定を計算しするステップと、計算された高さ測定に基づき仰角を決定するステ
ップを含む。
【００２２】 本発明のもう一つの実施形態において、全照明範囲は、霧、雨、雪、同様なも
のの少なくとも１つの落下が検出された場合は、減少される。 本発明の別の実施形態において、連続可変ヘッドランプの各々は、照準された
垂直方向を変化させることにより、有効照明範囲をもつ。有効照明範囲の各々は
、ヘッドランプ・ビームの明るい部分の上側範囲に対応する高さ方向を有してい
る。この方法は、更にイメージのシーケンスを獲得するステップを含む。高さ方
向は、シーケンスの各イメージにおいて少なくともひとつの連続可変ヘッドラン
プに対して決定される。比較的真直ぐ、均一の表面上に移動中にイメージのシー
ケンスが取られたか否かに関し決定が行われる。該シーケンスが、取られた場合
は、決定された高さ方向は、平均化されて、実際の高さ方向を推定する。
【００２３】 被制御車両上の少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシス
テムがまた提供される。各連続可変ヘッドランプは、照準された水平方向と、照
準された垂直方向と、照射輝度を含む１セットから少なくとも１個のパラメータ
を変えることにより変えられる有効照明範囲を有している。このシステムは、到
来する車両のヘッドランプと先行する車両のテールランプの横方向と高さの場所
を決定することができるイメージイング・システムから成る。このシステムは、
また少なくとも１つのヘッドランプの前からイメージを獲得することができる制
御装置を含む。イメージは、ヘッドランプの前にいる車両のドライバーが、ヘッ
ドランプに過度にグレアを引き起こすものとして知覚するポイントを含むグレア
・エリアをカバーする。このイメージは処理され、到来する車両と先行する車両
を含む少なくとも１台の車両が、グレア・エリア内にあるかどうかを決定する。
少なくとも１台の車両がグレア・エリアにある場合は、ヘッドランプの照明範囲
は減少される。そうでない場合は、ヘッドランプの照明範囲は全照明範囲に設定
される。
【００２４】 本発明の実施形態において、被制御車両は、可変輝度を持つ少なくとも１個の
ロービーム・ヘッドランプと、そして可変輝度を持つハイビーム・ヘッドランプ
を有している。制御装置は、ハイビーム・ヘッドランプの輝度を減少することで
照明範囲を縮小する一方、ロービーム・ヘッドランプの輝度を増加する。
【００２５】 本発明のもう一つの実施形態において、ヘッドランプは、少なくとも１本のフ
ィラメントを加熱することで照明を生成し、被制御車両のエンジンが作動してい
る時、そしてフィラメントを含むヘッドランプが光を照射するために制御されて
いないときに、制御装置は、小量の電流を各フィラメントを通り流すようにする
。フィラメントを加熱する小量の電流は、フィラメントの脆弱性を減らし、フィ
ラメントの寿命を伸ばす。
【００２６】 本発明のさらに一つの実施形態において、イメージング・システムは、バック
ミラー・マウントに組込まれている。このイメージング・システムは、防風ガラ
ス・ワイパーにより清掃される被制御車両の防風ガラスの部分を通り照準される
。
【００２７】 本発明のもう一つの実施形態において、被制御車両は、可変垂直照準方向を持
ったヘッドランプを有している。システムは、更に、路面に関して車両ピッチを
決定するための少なくとも１個のセンサを含む。制御装置は、被制御車両のピッ
チ変化を補償するためにヘッドランプを照準する。微調整において、被制御車両
は、速度センサを含む。制御装置は、被制御車両速度における変化に基づいて、
被制御車両のピッチ変化を予測する。
【００２８】 本発明のもう一つの実施形態において、被制御車両は、可変水平照準方向を持
つヘッドランプを含む。この制御装置は、先行する車両が到来トラフィクから被
制御車両の反対側のカーブ車線にあるかそしてグレア・エリアであるかを決定す
る。先行する車両がカーブ車線のひとつにいない場合、ヘッドランプ照明範囲は
、到来するトラフィックから離れてヘッドランプを照準することにより縮小され
る。
【００２９】 本発明のもう一つの実施形態において、制御装置は、所定のレートにおいて所
定の遷移時間にわたりヘッドランプ照明範囲を縮小する。 システムは、また照準された垂直方向を変えることにより変化させることがで
きる有効照明範囲を有する少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するこ
とができる。有効照明範囲の各々は、ヘッドランプ・ビームの明るい部分の上側
範囲に対応した高さ方向を有している。システムは、到来する車両からヘッドラ
ンプの横方向と高さの場所を決定することができるイメージング・システムを含
む。このイメージング・システムは、各ヘッドランプ上の垂直距離に設けられて
いる。このシステムは、またヘッドランプの前面のイメージを獲得するための制
御装置を含む。イメージは、到来する車両のドライバが、連続可変ヘッドランプ
に過度なグレアを引起こしていることを知覚するポイントを含むグレア・エリア
をカバーする。イメージは、処理され、少なくとも１台の到来する車両がグレア
・エリア内にあるかどうかを決定する。この少なくとも１台の到来する車両が、
グレア・エリア内にある場合は、イメージング・システムと少なくとも１台の到
来する車両のヘッドランプとの間の仰角が決定される。少なくとも１台の到来す
る車両が、グレア・エリア内にある場合は、連続可変ヘッドランプは、高さ方向
がイメージング・システムと最も大きな決定された仰角を生じている到来する車
両のヘッドランプとの間の線にほぼ並行になるように照準される。
【００３０】 システムは、また連続可変ヘッドランプを制御するために提供される。システ
ムは、少なくとも１個の霧、雨と雪のような少なくともひとつの形の落下を検出
するための少なくとも１個の湿気センサから成る。
【００３１】 本発明の前記の目的とまた他の目的と、特徴と、また利点は、別添の図面を参
照しながら、下記の本発明を実施するための詳細な説明から明らかとなる。 発明を実施するための最良の形態 ここで図１を参照し、到来する車両と先行する車両と共に連続可変ヘッドラン
プの照明範囲が示されている。被制御車両２０は、少なくとも１個の連続可変ヘ
ッドランプを含む。ヘッドランプ２２の各々は、照明範囲２４として知られてい
る明るいライトの可変領域を生成する。照明範囲２４内にある到来する車両２６
あるいは先行する車両２８のドライバーは、過度のグレアを生成するものとして
ヘッドランプを見る可能性がある。このグレアは、到来する車両２６あるいは先
行する車両２８のドライバーにとって、路上の物体を見たり、車両の計器を読ん
だり、車両２６、２８が照明範囲２４の圏外にあると夜視認条件を再調整するこ
とを困難にさせる。従って、照明範囲２４は、到来する車両２６あるいは先行す
る車両２８のドライバーにより、グレア・エリアとして知覚される。
【００３２】 本発明は、到来する車両２６あるいは先行する車両２８を検出して、それに従
って照明範囲２４を縮小する制御装置を提供することにより、到来する車両２６
あるいは先行する車両２８のドライバーにより見られるグレアのレベルを縮小し
ようとすることである。
【００３３】 ここで、図２を参照し、この発明の実施形態に従った制御システムのブロック
線図が示されている。一般的に参照符号４０で示されている連続可変ヘッドラン
プのための制御システムは、イメージング・システム４２と、制御装置４４と、
また少なくとも１個の連続可変ヘッドランプ・システム４６を含む。イメージン
グ・システム４２は、イメージ・アレイ・センサ５２上の被制御車両２０の前面
の領域から光５０を焦点するように動作する車両イメージイング・レンズ・シス
テム４８を含む。イメージング・システム４２は、到来する車両２６および先行
する車両２８からのヘッドランプの横方向および高さの場所を決定することがで
きる。本発明の好ましい実施形態において、車両イメージング・レンズ・システ
ム４８は、２個のレンズ・システムを含み、一方のレンズ・システムは、赤色フ
ィルタを有し、他方のレンズ・システムはシアン・フィルタを有している。レン
ズ・システム４８は、イメージ・アレイ・センサ５２が、被制御車両２０の前面
の同じ領域の赤色とシアンのイメージを同時に見ることができる。イメージ・ア
レイ・センサ５２は、好ましくはピクセル・センサのアレイから成る。車両イメ
ージング・レンズ・システム４８とイメージ・アレイ・センサ５２に関する詳細
は、図１４から１６に関連して下記に説明される。
【００３４】 好ましい実施形態において、イメージング・システム４２は、イメージ・アレ
イ・センサ５２の部分によりビューするための仰角の広範囲にわたって光５６を
集光するために作動可能な周囲光レンズ・システム５４を含む。周囲光レンズ・
システム５４は、以下に図２０と関連させて説明されている。代わりに、車両イ
メージング・レンズ・システム４８を経由して焦点された光５０を使用して、周
囲光レベルを決定することができる。代わりに、イメージング・システム４２か
ら全く分離した光センサが、周囲光レベルを決定するのに使用できる。
【００３５】 好ましい実施形態において、イメージング・システム４２は、室内のバックミ
ラー・マウントに組み込まれている。イメージング・システム４２は、少なくと
も１個の防風ガラス・ワイパーにより清掃されている被制御車両２０の防風ガラ
スの部分を経由して照準される。
【００３６】 制御システム４４は、ピクセルのグレー・スケール・レベル５８で受け入れ、
イメージ・センサ制御信号６０とヘッドランプ照明制御信号６２を生成する。制
御回路４４は、イメージイング・アレイ制御とアナログ／デジタルコンバータ（
ＡＤＣ）６４とプロセッサ６６を含む。プロセッサ６６は、デジタル化されたイ
メージ・データを受信し、シリアルリンク６８を経由して制御情報をイメージイ
ング・アレイ制御とＡＤＣ６４に送信する。制御装置４４の好ましい実施形態は
、以下に図１７から図１９に関連して説明される。
【００３７】 制御システム４０は、被制御車両２０の路面に関係するピッチ角を検出するた
めの車両ピッチ・センサ７０を含む。典型的に、２個のピッチ・センサ７０が必
要である。各々のセンサは、フロントあるいはリヤ車軸の近くの被制御車両２０
のシャーシの上に取付けられる。センサ要素は、車軸に固定される。車軸が、シ
ャーシに関して移動するので、センサ７０は、回転あるいは線形変位の何れかを
測定する。追加情報を提供するために、制御装置４４は、車速度センサ７２を連
結させることができる。
【００３８】 制御システム４０は、１個あるいはそれ以上の湿気センサ７４を含む。霧、雨
あるいは雪のような落下が、ヘッドランプ２２からの過度な光を被制御車両２０
のドライバーに戻り反射させる。落下は、到来する車両２６および先行する車両
２８が検出される範囲を減少する。湿気センサ７４からの入力は、従って照明範
囲２４の全範囲を減少するために使用することができる。本発明を実施するため
に使用することができる湿気センサは、以下に図２１と２２に関連して説明され
る。
【００３９】 連続可変ヘッドランプ２２の各々は、少なくとも１個のヘッドランプ制御装置
７６により制御される。各ヘッドランプ制御装置７６は、照明制御信号６２を制
御装置４４から受信し、ヘッドランプ２２に、ヘッドランプ２２から発せられる
光７８の照明範囲２４を変更するようにする。連続可変ヘッドランプ２２のタイ
プにより、ヘッドランプ制御装置７６は、ヘッドランプ２２から発せられる光７
８の輝度を変えることができ、ヘッドランプ２２から発せられる光７８の方向を
変えることができ、あるいはその双方をできる。ヘッドランプ制御装置７６のた
めに使用できる回路の例は、以下に図１７ａと１７ｂに関連して説明される。
【００４０】 本発明の実施形態において、制御装置４４は、到来する車両２６あるいは先行
する車両２８のドライバーがヘッドランプ２２を知覚して過度なグレアを引起こ
すポイントを含むグレア・エリアをカバーするイメージを、獲得することができ
る。制御装置４４は、イメージを処理し、少なくとも１台の車両２６、２８が、
グレア・エリア内にあるか否かを決定する。少なくとも１台の車両が、グレア・
エリア内にある場合は、制御装置４４は、照明範囲２４を縮小する。そうでなけ
れば、ヘッドランプ２２は、全照明範囲にセットされる。
【００４１】 本発明の実施形態において、照明範囲２４を縮小することと、ヘッドランプ２
２を全照明範囲に設定することは、徐々に起こる。照明範囲２４の急激な遷移は
、被制御車両２０のドライバーが正確な切替え時間を気が付かないので、ドライ
バーを驚かせるかもしれない。ロービーム・ヘッドランプに対応して減光される
照明範囲２４から全照明範囲２４に復帰するために、１から２秒間の遷移時間が
望まれる。照明範囲２４の緩やかな遷移は、また制御システム４０を、到来する
車両２６あるいは先行する車両２８の偽検出から回復させることができる。イメ
ージ獲得時間は、約３０ミリ秒であるので、被制御車両２０のドライバーが何ら
かの変化に気が付くことなしに、訂正は生じる。
【００４２】 ローとハイ・ビームを有する被制御車両２０に対して、照明範囲２４の縮小す
ることは、ロービームのヘッドランプ２２の輝度を上げながら、ハイビーム・ヘ
ッドランプ２２の輝度を減少することで達成できる。反対に、周囲光レベルが一
定の閾値以下に落ちたときは、ロービームのヘッドランプを、そのまま維持させ
ることができる。
【００４３】 可変水平照準方向を有する少なくとも１個のヘッドランプ２２を有する被制御
車両２０に対して、照明範囲２４が縮小されたとき、ヘッドランプ２２の照準は
到来する車両２６の方向から離れて移動され得る。被制御車両２０のドライバー
が、車道の縁、道路標識、歩行者、動物および被制御車両２２の規制側に現れる
可能性がある同様のものを良く見ることができるようにする。好ましい実施形態
において、制御装置４４は、何れかの先行する車両２８が、到来するトラフィッ
クから被制御車両２０の反対側の規制車線にあり且つグレア・エリアにあるか否
かを決定することができる。そうでない場合は、照明範囲２４を縮小することは
、到来するトラフィックの方向から離れたヘッドランプ２２を照準することを含
む。先行する車両が、規制車線に検出された場合は、照明範囲２４は、ヘッドラ
ンプ２２の水平照準を変更することなく縮小される。
【００４４】 ここで、図３を参照し、本発明に従い、異なる周囲光条件において連続可変ヘ
ッドランプを制御するための方法のフロー図が示されている。図３と示されてい
る各追加のフロー図に対して、動作は、必ずしも逐次動作ではない。同様に、動
作は、ソフトウエア、ハードウエア、あるいは両者の組み合せで実行される。本
発明は、特定の実行に制約されることなく、例示の場合からシーケンシャルなフ
ローチャートに示されている。
【００４５】 日暮時は、別個のドライバーまたは自動化されたヘッドランプ・システムは、
ヘッドランプと走行ランプを点灯する。本発は、到来する車両２６のヘッドラン
プと先行する車両２８のテールランプを検出することにあるから、被制御車両２
０はヘッドランプを点灯するときと、車両２６、２８が検出されるときとの間に
時間の期間がある。車両２６、２６のヘッドランプとテールランプが点灯する各
種の周囲光条件に適応するために、本発明の実施形態は、システム動作に対して
２つの閾値を使用している。
【００４６】 周囲光レベルは、ブロック９０において検出される。ブロック９２において、
周囲光レベルは、日中閾値と比較される。周囲光レベルが、日中閾値より大きい
場合は、ヘッドランプは、ブロック９４においてデエイライト・モードに設定さ
れる。デエイライト・モードは、デエイライト走行ランプ（ＤＲＬ）を点灯する
ことを含む。
【００４７】 本発明の実施形態において、被制御車両は、少なくとも１本のフィラメントを
加熱することにより照明を生成する連続可変ヘッドランプ２２のようなヘッドラ
ンプを含み、フィラメントの有効寿命は、ヘッドランプが光を放射するように制
御されていないときに、素子を経由して小量の電流を流すことにより伸ばすこと
ができる。電流の量は、フィラメントに発光させないでフィラメントを加熱する
のに充分な大きさである。この加熱は、フィラメントの脆弱化を少なくし、衝撃
と振動の破損を少なくする。
【００４８】 周囲光レベルが、デエイライト閾値以下に下がったときは、周囲光レベルは、
ブロック９６の夜間閾値と比較される。周囲光レベルが、デエイライト閾値より
低く、夜間閾値より大きい場合は、ヘッドランプは、ブロック９８において、ロ
ービーム・モードに設定される。ロービーム・モードにおいて、標準ロービーム
・ヘッドランプは点灯させるか、あるいは連続可変ヘッドランプ２２がロービー
ム・パターンに対応する照明範囲２４に設定するか何れかである。テールランプ
が含まれている走行ランプも、また点灯させることができる。
【００４９】 周囲光レベルは、夜間閾値以下に下がったときは、自動ヘッドランプ減光は、
ブロック１００において作動可能にされる。自動ヘッドランプ減光モードの間、
制御装置４４は、ヘッドランプ２２の前面のイメージを獲得する。イメージは、
到来する車両２６あるいは先行する車両２８のドライバーがヘッドランプ２２を
知覚し過度なグレアを引き起こす点を含むグレア・エリアをカバーする。制御装
置４４は、イメージを処理し、車両２６、２８がグレア・エリア内にあるか否か
を決定する。少なくとも１台の車両２６、２８が、グレア・エリア内にある場合
は、制御装置４４はヘッドランプ照明範囲２４を縮小する。そうでない場合は、
ヘッドランプ照明範囲２４は全照明範囲に設定される。
【００５０】 到来する車両２６あるいは先行する車両２８のドライバーにより見られるグレ
アを減らすことに加えて、複数の利点が、本発明により達成される。研究結果は
、多くのドライバーが、ハイビームを減光することを忘れる恐ろしさのために、
あるいはハイビーム制御に慣れないために、あるいは他の運転の面に専心するた
めに殆どハイビーム使用しないことを示している。到来する車両２６と先行する
車両２８が存在しないときに、自動的に全照明範囲を提供することで、被制御車
両２０のドライバーは、より大きな可視性を感じる。
【００５１】 本発明により達成されるもう一つの利点は、現在法律で許されていない、被制
御車両２０の前面のエリアを照明する能力である。ハイビーム照準の現在の法的
制限は、部分的に、ハイビームが減光されないならば、到来する車両２６のドラ
イバーを完全にはブラインドしないことに基づく。制御システム４０を使用する
ことで、照明範囲２４は拡張され、頭上、道路側標識をより良く照明し、夜間ナ
ビゲーションに大幅に役立てることができる。本発明は、接近し到来する車両２
６あるいは先行する車両２８により自動的に照明範囲２４を縮小するので、一時
的に該車両２６、２８のドライバーのブラインドする危険が、大幅に削減される
。
【００５２】 ここで、図４を参照し、本発明に従った自動ヘッドランプ減光のフロー図が示
されている。図４から図６に説明されている方法は、参照により本明細書に組込
まれている、“ヘッドランプを自動的に減光するための制御システム”の名称、
Ｊ．Ｓｔａｍ、Ｊ．ＢｅｃｈｔｅｌとＪ．Ｒｏｂｅｒｔによる、米国特許出願番
号９３１，２３２により詳しく説明されている。
【００５３】 制御装置４４は、車両２６、２８の存在を検出するためのイメージング・シス
テム４２を経由して得られるイメージを獲得し且つ検査するために使用される。
イメージは、ブロック１１０におけるシアン・フィルタを経由して獲得される。
ブロック１１２により支配されるループは、処理されるべき次のピクセルを選択
する。次のピクセルは、ブロック１１４で処理され、ヘッドランプの存在を検出
する。ヘッドランプの存在を検出するための方法は、以下に６図に関連して説明
される。到来する車両２６に対する何らかのヘッドランプが、ブロック１１６で
発見されるかどうかを決定するためのチェックが行われる。一般的に、車両２６
のヘッドランプは、先行する車両２８のテールランプより大幅に明るく現れる。
従って、テールランプを探すために使用されるイメージに対する利得は、ヘッド
ランプイメージを探すために使用される利得より大きい。従って、テールランプ
を探すために使用されるイメージの中に現れる到来する車両２６のヘッドランプ
が、イメージを洗い落とすことができる。ヘッドランプを発見できない場合は、
イメージは、ブロック１１８においてシアンと赤色フィルタを経由して獲得され
る。ブロック１２０により支配されるループは、赤色フィルタとを経由し各イメ
ージのピクセルをそしてシアンピクセルを経由して対応するイメージピクセルを
選択するのに使用される。各赤色イメージピクセルと、そして対応するシアン・
イメージピクセルは、ブロック１２２で処理され、テールランプの存在を検出す
る。赤色およびシアンのイメージピクセルを使用してテールランプを検出するた
めに使用される方法は、下記に図５に関連して説明される。ヘッドランプに対す
るチェックが完了して、ヘッドランプが全く検出されなかった場合は、テールラ
ンプに対するチェックが完了され、照明範囲は、ブロック１２４で制御される。
連続可変ヘッドランプ２２の照明範囲２４を制御するための種々の代案が、前記
の図２と３と下記の図７から１３に関して説明される。
【００５４】 図４の中で示されている代案が実施可能である。例えば、ブロック１１０のシ
アン・フィルタを経由して入手されたイメージは、ブロック１１６のシアン・フ
ィルタを経由して入手されたイメージとして使用される。
【００５５】 ここで、図５を参照し、本発明の実施形態に従ったテールランプを検出するた
めの方法のフローチャートが、示されている。車両イメージング・レンズ・シス
テム４８における赤色フィルタを経由して光５０をイメージ化するイメージ・ア
レイ・センサ５２におけるピクセルが検査される。
【００５６】 イメージ・アレイ・センサ５２内の各ピクセルの場所は、最初にブロック１３
０のテールランプ・ウインドウ内にあるように決定される。本発明の好ましい実
施形態において、イメージ・アレイ・センサ５２は、充分な解像度を有する赤色
とシアンのフィルタを経由してイメージを獲得するのに必要である以上のより多
数のピクセルを含む。追加ピクセルは、被制御車両２０に関連するメージング・
システム４２に照準することにおける不完全さ補償するために使用できる。ピク
セルの追加行と列を含めることで、イメージ・アレイ・センサ５２の縁にあるピ
クセルの行と列は、照準の変動を補償するために無視されることができる。被制
御車両２０に関連してイメージング・システム４２を照準する方法は、下記に図
９から１３に関連して説明される。ピクセルが、テールランプ・ウインドウ内に
あると決定されない場合は、フローチャートが励起され、次のピクセルが、ブロ
ック１３２におけるとおりに検査のために選択される。
【００５７】 赤色イメージから選択されたピクセルが、テールランプ・ウインドウ内にある
場合は、ピクセルの値は、ブロック１３４におけるシアン・イメージから対応す
るピクセルと比較される。決定は、比較を基礎としてブロック１３６で行われる
。赤色ピクセルが、シアンピクセルよりＮ％大きくない場合は、次の赤色ピクセ
ルが、ブロック１３２と同様に決定される。複数の基準を、Ｎ値を決定するため
に使用することができる。Ｎを固定することができる。Ｎはまた周囲光レベルか
ら引き出すことができる。Ｎは、また試験されたピクセルの空間場所を基礎とす
るものにできる。被制御車両２０の前面の離れた先行する車両２８に、全範囲輝
度で照明２４に従わせることができる。従って、Ｎに対するより低い値は、被制
御車両２０の前面に直接のピクセルに対して使用することができる一方、Ｎに対
するより低い値は、被制御車両２０の前面に直接的でないエリアに対応するピク
セルに対して使用することができる。
【００５８】 検査されたピクセルは、一旦充分に赤色であると決定されると、１個あるいは
それ以上の明るさ閾値がブロック１３８において決定される。赤色ピクセルの輝
度は、それから、ブロック１４０において１個あるいはそれ以上の閾値と比較さ
れる。検査された赤色ピクセルの明るさが不充分であるばあいは、検査されるべ
き次のピクセルが、ブロック１３２において決定される。１あるいはそれ以上の
閾値は、多数のファクタを基礎とするものとすることができる。閾値は、周辺ピ
クセルの平均照明レベルを基礎とすることができる。閾値は、またイメージ・ア
レイ・センサ５２と、アナログ／デジタル・コンバータ６４の設定に基礎とでき
る。イメージ全体にわたる平均ピクセル輝度は、また閾値を設定するために使用
することができる。Ｎの場合のように、閾値は、ピクセル空間場所により決定さ
せることができる。例えば、中心から左右に６度外側のピクセルに対する閾値は
、被制御車両２０の前面から直接に赤色光線の閾値の約１２倍の明るさのイメー
ジ・アレイ・センサ５２上への光レベル入射に対応しており、また３度と６度の
横方向角の間のピクセルは、被制御車両２０の前面でイメージ化されたピクセル
の約４倍明るい光レベルを有していなければならない。空間で変化する閾値は、
道路側に沿った赤色反射器により生じる偽テールランプ検出を削除するのに役立
つ。
【００５９】 一旦ピクセルが充分に赤色であると決定され、また充分な照明レベルを有して
いると決定されたら、ピクセルは、ブロック１４２においてテールランプ・リス
トに追加される。ピクセルは、ブロック１４４において反射器識別のためにフィ
ルタされる。テールランプ・リストにおいて各ピクセルの位置は、以前のイメー
ジからのテールランプ・リストにおけるピクセルの位置と比較され、ピクセルが
、テールランプまたは道路側反射器を表しているかを決定する。複数の技術を使
用することができる。第１に、複数のフレーム上のピクセルの急速な右向き運動
は、ピクセルが、静止した反射器をイメージ化している強い表示である。また、
被制御車両２０が先行する車両２８を追い越すときの速度が、被制御車両２０が
静止した反射器を追い越す速度ほど大きくないので、ピクセルの明るさの増加率
は、典型的には、先行する車両２８上のテールランプに対するより静止反射器に
対する方が大幅に大きくなるであろう。決定は、ブロック４６において行われ、
ピクセルが反射器イメージであるかどうかを決定する。そうでない場合は、決定
はテールランプがブロック１４８において検出されたものとされる。
【００６０】 ここで、図６を参照し、本発明の実施形態に従ったヘッドランプを検出するた
めの方法のフローチャートが示されている。イメージ・アレイ・センサ５２から
のピクセルは、シアン・フィルタを有する車両イメージレンズ・システム４８を
経由して領域ビューイング光５０から選択される。検査されるべきピクセルは、
初めにチェックされて、ピクセルがブロック１６０においてヘッドランプ・ウイ
ンドウ内にあるかどうかを決定する。前記の図５におけるブロック１３０と同様
に、ブロック１６０は、イメージ・アレイ・センサ５２の全ての行と列を使用し
ないことにより、イメージング・システム４２に対する照準の訂正を許容する。
検査されたピクセルがヘッドランプ・ウインドウ内にない場合は、フローチャー
トを出て、次のピクセルはブロック１６２において得られる。
【００６１】 ブロック１６４においてチェックされ、検査されるピクセルは上側範囲よりも
大きいか否かを決定する。もし大きいなら、ブロック１６６においてヘッドラン
プが検出されたと決定され、フローチャートを出る。使用された上側範囲は固定
され、周囲光レベルを基礎とされ、そして検査されたピクセルの空間場所を基礎
とされることができる。
【００６２】 輝度の上側範囲を超えていない場合は、１あるいはそれ以上の閾値が、ブロッ
ク１６８において計算される。ブロック１７０において、検査されたピクセルの
輝度が少なくとも１つの閾値より大きいか否かを決定するための比較が行われる
。大きくない場合は、検査されるべき次のピクセルが、ブロック１６２において
決定される。図５においてブロック１３８と同様に、１以上の閾値は、種々のフ
ァクターを基礎として決定され得る。周囲光レベルが使用されることができる。
また、検査されたピクセルを囲むピクセルの平均輝度は、使用されることができ
る。更に、検査されたピクセルの垂直と水平の空間場所は、閾値を決定するため
に使用されることができる。
【００６３】 検査されたピクセルが少なくとも１つの閾値より大きい場合は、ピクセルはブ
ロック１７２においてヘッドランプ・リストに追加される。ヘッドランプ・リス
トにおける各ピクセルは、ブロック１７４において街路ランプとして認識される
ためにフィルタされる。使用することができるひとつのフィルタリング方法は、
潜在的なヘッドランプに対応する連続フレームにおけるピクセルのシーケンスを
検査することである。光源が、交流（ＡＣ）変調を示す場合は、光源はヘッドラ
ンプではなく、街路灯であると見なされる。使用することができる別の方法は、
関連する光源のフレームからフレームへの相対位置である。光源が急速な垂直運
動を示す場合は、光源は街路灯であると見なされる。光源が街路灯であるか否か
の決定は、ブロック１７６において行われる。光源が街路灯でない場合は、ブロ
ック１７８においてヘッドランプが検出されたものと決定が行われる。
【００６４】 図７を参照し、本発明の実施形態に従ったヘッドランプ照明範囲を縮小する概
略図が示されている。被制御車両２０は、調整可能な高さ照準を持つ連続可変ヘ
ッドランプ２２を有している。イメージング・システム４２は、バックミラー取
付ブラケットに設けられ、被制御車両２０の防風ガラスを経由して見るように照
準されている。この位置において、イメージング・システム４２は、連続可変ヘ
ッドランプ２２の平面上約０．５メートルにある。到来する車両２６が検出され
たとき、車両の前進運動１９０の方向と到来する車両２６のヘッドランプとの間
の角度が計算される。傾斜角１９２は、連続可変ヘッドランプ２２を照準するよ
うにするために使用される。１９４により示された照明範囲２４の上側範囲の高
さ方向は、イメージング・システム４２から到来する車両２６のヘッドランプへ
の線とほぼ並行になるように設定される。これは、ビーム上側範囲１９４を、到
来する車両２６のヘッドランプより約０．５メートル下に置き、このため照準許
容さ差を提供し、到来する車両２６に近い道路を照射し、到来する車両２６のド
ライバーの目を射ることを防ぐ。複数の車両２６が検出された場合は、ビームの
上側範囲１９４は、決定された仰角１９２の最大と実質的に並行に設定される。
【００６５】 実施形態において、角度１９２が通常のレベルより実質的に高いかあるいは低
い場合に、連続可変ヘッドランプ２２の調整範囲は制約されるができる。１以上
の車両ピッチセンサ７は、また使用されているとき、到来する車両２６あるいは
先行する車両２８のランプが配置された時に、制御システム４０はイメージング
・システム４２からの出力にヘッドランプ２２の照準を基礎とすることができ、
そうでない場合は水準制御が使用される。更に、もう一つの実施形態において、
車両ピッチ・センサ７０からの入力は、ビームの上側範限１９４をどれだけ高く
設定するかの制限を計算し、ビーム高さを調整範囲内に維持することができる。
速度センサ７２からの入力は、被制御車両２０の加速を予測し、ビーム上側範囲
１９４に対する正しい傾斜を維持することができる。
【００６６】 ここで、図８を参照し、本発明に従った照明範囲を縮小するための別の方法の
フローチャートが示されている。イメージは、ブロック２００において獲得され
、ブロック２０２においてグレア・エリア内に車両があるかどうかの決定が行わ
れる。到来する車両２６あるいは先行する車両２８の存在を決定するための技術
は、前記の図４から６に関連して説明された。車両が検出されないた場合は、照
明範囲は、ブロック２０４において全範囲に設定される。
【００６７】 グレア・エリア内で車両が検出された場合は、照明範囲が、ブロック２０４に
おいて増分的に縮小される。このため、照明範囲２４は、所定のレートで、所定
の遷移時間にわたり縮小される。照明範囲２４を縮小するために複数の技術が有
効である。第１は、連続可変ヘッドランプにより発せられる輝度は、減少させる
ことができる。第２は、ヘッドランプ２２は、下方向に照準されることができる
。第３に、ヘッドランプ２２は、到来する車両２６の方向から離れて水平的に照
準されることができる。最後のオプションの微調整のために、先行する車両２８
が、到来する車両２６から被制御車両２０の反対側の規制車線にあるかどうかを
決定するためにチェックが行われる。何れかの先行する車両２８が検出された場
合は、連続可変ヘッドランプ２２は、規制車線に向けて照準されない。照明範囲
２４が縮小されるレートは、一定または連続可変ヘッドランプ２２の現在の傾斜
角、または到来する車両２６あるいは先行する車両２８の推定範囲、周囲光レベ
ル等を含むパラメータの関数であり得る。
【００６８】 使用される自動ヘッドランプ減光技術により、カメラ対車両とヘッドランプ対
カメラの角度の正確な測定が要求される。ヘッドランプ対カメラに関して、連続
可変ヘッドランプ２２のビーム対イメージング・システム４２に関するヘッドラ
ンプ２２のビームの実際方向は、臨界システム・パラメータであることを制御シ
ステム４０は命令する。例えば、ロービームは、ビームの通路の中にある車両２
６、２８のドライバーにより通常視認される大幅な減光輝度まで、約１．５度下
方に照射されるビーム上側範囲１９４を有する比較的強いビームから非常に鋭い
遷移を与えるように設計されている。このため、特に高さ方向において、０．５
度の誤差は重大である。２度の誤差は、車両２６、２８のドライバーを、あたか
もヘッドランプ２２が全く減光されなかったかのような、照明範囲２４の明るい
部分に直接、長期に曝されることから耐えられないグレアに向けるがちである。
イメージング・システム４２に関係する照明範囲２４の位置は、制御システム４
０を利用して決定できる。
【００６９】 一つの実施形態において、照明範囲２４の位置は、到来する車両２６と先行す
る車両２８の光に関して感知され、照明範囲２４の調整が行なわれる。別の実施
形態において、照明範囲２４は、瞬間的に全範囲に復帰することを遅らされる。
イメージのシーケンスは、ビームの上側範囲１９４を含めて取り込まれる。被制
御車両２０が運動している場合は、ビーム・パターンは、イメージの各シーケン
スにおいて同じに留まり、被制御車両２０は、直線かつ水平道路を移動中である
ことを推定できる。ビームの上側範囲１９４は、それからイメージ・アレイ・セ
ンサ５２の出力において非常に明るい領域と非常に減光された領域の間の急激な
遷移を求めることによりイメージング・システム４２に関して決定される。照明
範囲２４の輝度は、またイメージのシーケンスの間に変化され、明るさから減光
への遷移は、連続可変ヘッドランプ２２により実際に生じることを確実にする。
論理的最低速度と、時間の長さそしてフレームの数を決定するために実験が要求
され、特定の実施に対して妥当に構成した測定を得る。
【００７０】 被制御車両２０に関連するイメージング・システム４２に照準を定めるための
方法は、イメージング・システム４２が見ることができる目標の前面に被制御車
両２０を正確に位置することである。この方法は、理想的には、自動車製造工程
に適用され、イメージング・システムを照準することは、現在のヘッドランプ照
準工程に含まれるかまたは置き換えられる。車両ディーラーと修理工場は、同様
のターゲット装置を装備することができる。
【００７１】 ここで、図９から１３を参照し、被制御車両２０の正常な動作中に実行される
、被制御車両２０に関連するイメージング・システム４２の照準を確立する方法
が説明される。この方法は、前記で説明されているターゲット方法に関連して述
べられる。
【００７２】 ここで、図９を参照し、街路灯のイメージイングの例が示されている。イメー
ジ２２０は、フレームのシーケンスにおいて街路灯２２２がどのように見えるか
を示しているイメージング・システム４２からの出力を表示する。イメージ２２
０において街路灯２２２の相対的位置の変化を記録することにより、被制御車両
２０の前進走行に関するイメージング・システム４２の垂直と水平の照準が決定
される。この議論は、水平角を決定することに拡張できる。
【００７３】 ここで、図１０ａと１０ｂを参照し、カメラ対車両の入射角と関数として明ら
かな街路灯の仰角概略図が示されている。図１０ａにおいて、イメージング・シ
ステム軸２３０は、車両の前進移動方向１９０と整合している。イメージング・
システム軸３２０は、イメージ・アレイ・センサ５２の面に対して直角として考
えることができる。イメージのシーケンスにわたって、街路灯２２２は、イメー
ジング・システム４２に接近して現れる。街路灯２２２とイメージング・システ
ム軸２３０との間の角度は、参照符号２３２として示され、線形に増加する。
【００７４】 ここで、図１０ｂを参照して、イメージング・システム４２は、車両の前進移
動方向１９０を照準しない。特に車両の前進移動方向１９０とイメージング・シ
ステム軸２３０は、傾斜角２３４を形成する。従って、イメージのシーケンスに
おいて、街路灯の仰角２３２は、非線形方法で増えるように現れる。
【００７５】 ここで、図１１を参照し、本発明の実施形態に従った街路灯の仰角の計算を示
している概略図が示されている。イメージング・システム４２におけるイメージ
・アレイ・センサ５２は、ピクセルのアレイとして示され、そのひとつは２４０
により示されている。図１１においてピクセルの数は、説明を容易にするために
大幅に減少されている。車両イメージング・レンズ・システム４８は、単一レン
ズ２４２で示されている。街路灯２２２は、街路灯イメージ２４４として、イメ
ージ・アレイ・センサ５２におけるレンズ２４２によりイメージされる。角θと
して示されている街路灯の仰角２３２は、下記の方程式１で計算できる： ここでＲＮＮ（基準行数）は、イメージング・システム軸２３０に対応する行数
、ＩＲＮ（イメージ行数）は、街路灯イメージ２４４の行数、ＰＨは各ピクセル
２４０の行の高さ、またＦＬはイメージ・アレイ・センサ５２に関するレンズ２
４２の焦点距離である。
【００７６】
【数１】
【００７７】 ここで、図１２を参照し、３つの異なるカメラ対車両の傾斜角に対する街路灯
仰角を示しているグラフが示されている。カーブ２５０、２５２、２５４は、５
メートルの高さの街路灯に対するシュミレーションされた距離と関数として傾斜
角のコタンジェントを示している。イメージは、被制御車両２０が街路灯２２２
に接近したとき、２００から８０メートルまでの２０メートル間隔で取り込まれ
る。カーブ２５０に対して、イメージング・システム軸２３０は、車両の前進移
動方向１９０と整合する。カーブ２５２に対して、イメージング・システム軸２
３０は、車両の前進移動方向１９０より半度高い。カーブ２５４に対して、イメ
ージング・システム軸２３０は、車両前進移動方向１９０より半度低い。カーブ
２５２は、直線を形成し、これに対してカーブ２５２は、上に向けて湾曲してお
り、カーブ２５４は下向きに湾曲している。
【００７８】 ここで、図１２を参照し、本発明の実施形態に従ったカメラ対車両の傾斜角を
計算するための方法のフローチャートが示されている。既に取り込まれたイメー
ジの数のカウントは、ブロック２６０においてリセットされる。イメージのカウ
ントは、ブロック２６２において最大カウント（ｍａｘ ｃｏｕｎｔ）と比較さ
れる。求められているイメージの数は、使用されたイメージング・システム４２
のタイプと、そして被制御車両２０におけるイメージング・システム４２の構成
を基礎として実験的に決定されなければならない。イメージ・カウントが、最大
カウントより小さい場合は、次のイメージが獲得され、イメージ・カウントは、
ブロック２６４において増加する。
【００７９】 光源はブロック２６６においてイメージの中で発見される。光源が、シーケン
スにおける第１イメージである場合、あるいは適当な光源が以前に発見されなか
った場合は、光源の数は、将来の考慮のためにマークされる。光源が以前のイメ
ージの中に発見された場合は、光源の新しい位置を発見する試みがなされる。試
みは、光源の最後に知られた場所のピクセルの検索を基礎とでき、位置のシーケ
ンスが知られる場合は、光源イメージのシーケンスからの外挿を基礎として光源
の次の場所を予測することができる。
【００８０】 チェックが行われ、光源が、ブロック２６８において静止しているかどうかを
決定する。一方のチェックは、光源が、連続するイメージにわたって光源の輝度
を検査することによりＡＣ変調を現しているかどうかを決定する。別のチェック
は、イメージのシーケンスにおいて光源の相対的位置を追跡するためのものであ
る。光源が静止していない場合は、イメージ・カウントは、ブロック２７０にお
いてリセットされる。光源が静止している場合は、高さの測定が、ブロック２７
２において計算される。仰角を計算するための技術は、前記の図１１に関連して
説明されている。
【００８１】 最大カウント・イメージのシーケンスにおいて各イメージが静止光源を含んで
いる場合は、高さの測定は、ブロック２７４において認証される。前記の図１２
に関して示されているとおり、距離の関数として角度のコタンジェントとし表さ
れた場合は、静止光源に対する高さの測定シーケンスは、直線あるいは上向き湾
曲カーブ、あるいは下向き湾曲カーブのいずれかを形成する。高さ測定のシーケ
ンスは検査され、シーケンスが諸パターンのひとつに適合することを確実にする
。そうでない場合は、シーケンスは破棄されて、新しいシーケンスが得られる。
【００８２】 本発明の実施形態において、イメージ・シーケンスが、比較的一定の速度で比
較的安定した走行の間に獲得されたかどうかを決定するためにチェックが行われ
る。もし獲得されていないなら、シーケンスは破棄され、新シーケンスが得られ
る。一定の速は、速度センサ７２の出力を使用してチェックすることができる。
フレームのシーケンスにわたって、静止したまたは非静止光源の相対位置を検査
することにより、安定した移動をチェックすることができる。
【００８３】 車両に関するイメージの高さは、ブロック２７６において決定される。高さ測
定のシーケンスが直線を形成していない場合は、傾斜角２３４は、ラジアン値訂
正を示す定数値をタンジェント値の各々に加算することで推定され、訂正タンジ
ェント値に到達することができる。新しい値の逆数が取り込まれて、分析され、
続く値の差を決定する。差がゼロである場合は、訂正値は傾斜角度２３４のタン
ジェントである。差のシーケンスがゼロでない場合は、新しいシーケンスの凹面
が決定される。新しいシーケンスの凹面方向が、当初のシーケンスと同じである
場合は、訂正値が増やされる。凹面方向が逆である場合は、差の訂正係数が減少
される。差の新しいシーケンスが得られ、このプロセスが反復される。
【００８４】 ここで、図１４を参照して、本発明を実施するために使用されるイメージング
・システムの断面図が示されている。同様のイメージング・システムは、参照に
より本明細書の中に組み込まれ、名称が“車両のヘッドランプ制御のためのイメ
ージング・システム”、Ｊ．ＢｅｃｈｔｅｌとＪ．Ｒｏｂｅｒｔｓによる米国特
許出願番号０９３，９９３においてより完全に説明されている。イメージング・
システム４２は、車両イメージング・レンズ・システム４８を保持しているハウ
ジング２８０と、イメージ・アレイ・センサ５２を含む。ハウジング２８０は、
一般的に被制御車両２０の前面にある情景に向けて開かれている開口部２８２を
形成している。サポート２８４は、赤色レンズとシアンレンズ２８８を保持する
役割を果たし、開口部２８２を経由して入って来るもののレンズ２８６、２８８
を通過しない光を、イメージ・アレイ・センサ５２に当たることを防ぐ役割を果
たす。下記の図１５に関連して、更に詳しく説明されているとおり、イメージ・
アレイ・センサ５２は、赤色レンズ２８６により送られた光を受けるための第１
領域と、そしてシアンレンズ２８８により送られた光を受けるための非重なる領
域を有している。開口部２８２と、レンズ２８６、２８８の間の間隔と、そして
バッフル２９０は、レンズ２８６、２８８の一方を通過し、レンズ２８６、２８
８の他方からの光をイメージ化するために使用されるイメージ・アレイ・センサ
５２の部分に当たる光量を最小に抑えるように設計されている。
【００８５】 レンズ２８６、２８８の実施形態がここで説明される。レンズ２８６、２８８
を、参照符号２９２で示されているアクリルのようなポリマーの単一プレートか
ら製造することができる。ポリマーは、オプションとして、赤外線濾波作用、紫
外線濾波作用、その双方を含む。レンズ２８６、２８８の各々は、前面が凸面お
よび非球面をもつ平凸である。レンズ２８６、２８８の各々の前面は、下記の方
程式２で記述することができる： ここでＺは、光学軸からの半径距離ｒの関数として光学表面に沿ったレンズ表面
の高さの値、ｃは曲率、そしてｋは円錐定数である。
【００８６】
【数２】
【００８７】 赤色レンズ２８６の前表面に対して、ｃは０．４５６ｍｍ-1と等しく、ｋは−１
．０と等しい。シアンレンズ２８８の前表面に対して、ｃは０．４６６ｍｍ-1と
等しく、ｋは−１．０と等しい。レンズ２８６、２８８は、１．１ｍｍの直径を
有し、１．２ｍｍの間隔が置かれた中心を有する。中心においてレンズ２８６、
２８８の各々は、１．０ｍｍである。プレート２９２は、レンズ２８６、２８８
の各々の裏側がイメージ・アレイ・センサ５２の前に４．００ｍｍであるように
バッフル２８４に取付けられている。この距離は焦点距離ＦＬとして図１４に示
されている。赤色とシアン・フィルタは、赤色レンズ２８６とシアンレンズ２８
８の後側の平面に、スクリーン、パッド、あるいは他の印刷技術により印刷され
ている。赤色フィルタは、６２５ｎｍより長い波長の光を実質的に送る一方で、
６２５ｎｍより短い波長の光を減衰させる。シアン・フィルタは、６２５ｎｍよ
り短い波長の光を送る一方で、波長６２５ｎｍより長い波長の光を実質的に減衰
させる。レンズ２８６と２８８により許される好ましい視界は高さ１０度と幅２
０度である。
【００８８】 ここで、図１５を参照し、本発明を実施するために使用することができるイメ
ージ・アレイ・センサの概略図が示されている。イメージ・アレイ・センサ５２
は、その一つが参照符号２４０により示されている、行と列で配設されているピ
クセル・センサ・アレイを含む。イメージ・アレイ・センサ５２は、ピクセル・
センサ２４０により覆われている領域を画している、頂上境界３０２と、底部境
界３０４と、左境界３０６と、また右境界３０８を含む。イメージ・アレイ・セ
ンサ５２は、複数のサブウインドウに分割されている。上側サブウインドウ３２
０は、境界３０８と、３１２と、３１４と、また３１６により囲まれており、そ
して赤色レンズ２８６を経由して投影されるイメージにより当てられるピクセル
・センサ２４０を含む。低いサブウインドウ３１８は、境界３０８と、３２０と
、３１４と、また３２２により囲まれており、そして上にシアンレンズ２８８を
通りイメージが投影されるピクセル・センサ２４０を含む。
【００８９】 レンズ２８６、２８８は、例えば、幅２２度と高さ９度の被制御車両２０の前
面の視界を提供する。境界３１２と頂上縁３０２との間と、境界３１６と３２４
の間の空間は、被制御車両２０においてイメージング・システム４２の不整合を
訂正するための高さ調整を行うことができる。調整を達成するためには、境界３
１２と３１６により画されている上側サブウインドウ３１０は、頂上縁３０２と
境界３２４との間の範囲内で上下動させる。同様に、境界３２０と３２２は、低
部縁３０４と境界３２６との間で移動させることができる下部サブウインドウ３
１８に対する境界線を示している。境界３２４と３２６との間の領域に置かれて
いるピクセル・センサ・アレイ２４０は、赤色レンズ２８６とシアンレンズ２８
８の双方からの光を受けることができる。従って、この領域は、活動イメージン
グエリアの一部として通常使用される。高さ調整のみは説明されてはいるが、横
方向の調整も可能である。
【００９０】 左縁３０６と境界３１４との間に置かれているピクセル・センサ２４０を、周
囲光を感知するために使用することができる。周囲光感知することは、下記に図
２０と関連して説明される。
【００９１】 本発明の好ましい実施形態において、イメージ・アレイ・センサ５２は、２５
６ｘ２５６正方形のピクセル・センサ２４０のアレイを含む。別の実施形態にお
いて、イメージ・アレイ・センサ５２は、水平の解像度より大きな垂直解像度を
生じる、矩形ピクセルの２５６ｘ１２８の正方形アレイを含む。
【００９２】 ここで、図１６を参照し、本発明を実施するために使用することができるイメ
ージ・アレイ・センサ実施形態の概略図が示されている。示されているピクセル
・センサ２４０と相関関係にある二重サンプリング技術は、引用で本明細書の中
に組み込まれている、Ｅ．Ｆｏｓｓｕｍ、Ｓ．ＭｅｎｄｉｓとＳ．Ｋｅｍｅｎｙ
によるクセル間電荷移送を有する能動ピクセル・センサ”の名称の米国特許５，
４７１，５１５の中に説明されている。説明されている回路を、標準ＣＭＯＳ処
理で構成させることができる。イメージ・アレイ・センサ５２と同様のデバイス
は、カリフォルニア州、パセデナのＰｈｏｔｏｂｉｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
から入手できる。
【００９３】 イメージ・アレイ・センサ５２は、ピクセル・センサ２４０を含む。各々のピ
クセル２４０において光を当てて作動させる光ゲートトランジスタ３３０は、光
ゲートトランジスタ３３０の下に蓄積される電荷を生成する。おのが収集される
間、光ゲートトランジスタ３３０プラスの電圧のまま保持され、光ゲートトラン
ジスタ３３０の下に空白部を生成して、蓄積された電荷を保持する。ゲート電極
３３２のゲートは、より低いプラスの電圧ＶTX保持され、光ゲートトランジスタ
３３０の下に蓄積された電子の流れに対するバリヤを形成する。実施形態おいて
、Ｖｔｘは、ＶＳＳに対して３．８ボルトである。電荷の読取りを希望するとき
は、光ゲートトランジスタ３３０のゲートをＶTX以下にする。蓄積された電荷は
、それから光ゲートトランジスタ３３０から、ゲート電極３３２を経由して、浮
遊拡散３３４の下の領域に流れる。浮遊拡散３３４は、供給電圧ＶＤＤに接続さ
れているドレンを有しているｎチャンネルＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３３
６のゲートに接続される。典型的に、ＶＤＤは、ＶＳＳを基準として５．０ボル
トである。光ゲートトランジスタ３３０は、初期の電圧に戻る。ここで、蓄積さ
れた電荷に比例する電位を、ＦＥＴ３３６のソースの所で感知させることができ
る。
【００９４】 電荷転送と読取りの間、リセット電極３３８のゲートは、低いプラスの電圧に
保持され、隔壁を形成して、浮遊拡散の下の電極を遮断する。該リセット電極３
３８のゲートが、高いプラス電圧となったとき、該浮遊拡散３３４の下に収集さ
れた電荷は、リセット電極３３８の領域を経由して、ＶＤＤに接続されているド
レン拡散３４０に移送される。該作用で、ＦＥＴ３３６のソースは、当初のリセ
ット電位とする。該リセット電位を、蓄積された電荷に比例する照明電位から差
し引くことで、大量の固定されたパターンのノイズを除去することができる。こ
の技術は、相関二重サンプリングとして知られている。
【００９５】 ピクセル・センサ２４０は、行と列で配設されている。好ましい実施形態おい
て、選択されたサブウインドウの行において全てのピクセルは、同時に、その１
個に参照符号３４２が与えられている読取り回路に読み取られる。１個の読取り
回路３４２は、各々の列に対して存在する。読み取られるべき行は、参照符号３
４４が与えられている行アドレスにより選択される。該行アドレス３４４は、行
デコーダ３４６に供給されて、行アドレス３４４に対応する行選択線３４８を能
動化させるようにする。行選択線３４８が能動化されたときは、ｎチャンネルＦ
ＥＴ３５０は、オンとなり、ＦＥＴ３５０のソースの電位が、共通の列の読取り
線３５２の上に現れることができるようにする。しかし、読取り線３５２の上に
現れるせいぜい１個のＦＥＴ３３６のソース電位に生ずるたった１本の選択線３
４８しか能動化できない。
【００９６】 ２個の制御信号は、各々のピクセル・センサ２４０においてゲート作用させる
ための電荷のためのタイミングを提供する。光ゲート信号（ＰＧ）３５４は、何
時電荷が、光ゲートトランジスタ３３０から、浮遊拡散３３４に移送されるべき
かと言うことを示すハイの存在を示す信号である。各々の行は、ゲート３５６を
有する。このゲートは、光ゲート信号３５８と行選択線３４８をＡＮＤ論理処理
し（該両者が入力されたときのみ出力される）、行において各々の光ゲートトラ
ンジスタ３３０のゲートに接続される行光ゲート信号３５８を生成する。行リセ
ット信号（ＲＲ）３６０は、何時浮遊拡散３３４が、リセット電位に復帰すべき
かと言うことを示すハイの存在を示す信号である。各々の行は、ゲート３６２を
有し、該ゲートは、行リセット信号３６０を適切な行選択線３４８と共にＡＮＤ
論理処理し、行においてリセット電極３３８の各々のゲートに接続されるリセッ
ト信号３６４を生成する。
【００９７】 ＦＥＴ３３６の所の電圧は、ＦＥＴがオンとなったとき、負荷ＦＥＴ３６６を
横断して降下させられる。負荷ＦＥＴ３６６は、固定されたゲート電圧ＶＬＮを
有するチャンネル・デバイスである。該実施形態おいて、ＶＬＮは、ＶＳＳを基
準として約１．５ボルトである。ピクセル２４０の各々は、負荷ＦＥＴ３６６を
含むものとすることができるか、あるは、図１６おいて示されているとおり、１
個の負荷ＦＥＴ３６６を、各々の列に対して使用することができる。
【００９８】 読取り回路３４２は、列読取り線３５２上の電位に対してサンプリングしてか
ら保持することと、また出力のバッファリングを提供する。２個の入力信号は、
読取り回路３４２の各々を制御する。サンプリングしてから保持するリセット信
号（ＳＨＲ）３６８は、ｎチャンネルＦＥＴ上でオンとなり、列読取り線３５２
上の電位が、キャパシタ３７２を充電することができるようにする。キャパシタ
３７２は、リセット電位を保存するために使用される。サンプリングしてから保
持する照明信号（ＳＨＳ）３７４は、ＦＥＴ３７６をオンにする。このため列読
取り線３５２が、キャパシタ３７８を充電することができるようにする。キャパ
シタ３７８は、光ゲートトランジスタ３３０により蓄積された電荷に比例する照
明電位を保持するのに使用される。
【００９９】 読取り演算が完了したところで、選択された行においてピクセル２４０からの
リセット電位と照明電位は、各々の読取り回路３４２においてキャパシタ３７２
、３７８の中に保存される。一般的に参照符号３８０が与えられている列アドレ
スは、デコーダ３８２に出力され、対応する列選択線３８４を能動化する。列選
択線３８４の各々は、関連する読取り回路３４２を制御して、どの読取り回路が
、照明電位とまたリセット電位を保持しているＲＳＴＯＵＴ３３８を保持してい
る共通出力線ＳＩＧＯＵＴ３８６を駆動しているかを判定する。キャパシタ３７
８を横断している入力口と、またＳＩＧＯＵＴ３８６に接続されている出力を有
するバッファー３９０と、またキャパシタ３７２を横断して接続されている入力
口と、また各々の読取り回路３４２においてＲＳＴＯＵＴ３８８に接続されてい
る出力を有するバッファー３９２は、適切な列選択線３８４により、作動化可能
となる。
【０１００】 ここで、図１７ａから１７ｅを参照し、本発明の実施形態の概略図が、示され
ている。図１７ａと１７ｂの中に示されている回路の大部分は、参照で本明細書
の中に組み込まれている、“イメージ・アレイ・センサのための制御回路”の名
称の、Ｊ．Ｂｅｃｈｔｅｌ とＪ．Ｓｔａｍによる米国特許出願番号９３３，２
１０おいて、説明されている。
【０１０１】 図１７ａおいて、イメージ・アレイ・センサ５２が、集積回路のチップＵ１７
の参照符号が与えられて示されている。バイアス回路４００は、イメージ・アレ
イ・センサ５２に必要なＶｔｓとＶＬＮのような種々の電圧レベルを設定するの
に使用される。出力ＳＩＧＯＵＴ３８６とＲＳＴＯＵＴ３８８は、行アドレス３
４４と列アドレス３８０により選択されたピクセル２４０のそれぞれに対する照
明電位とリセット電位である。Ａｎａｌｏｇ ＤｅｖｉｃｅによるＡＤ８３０高
速、ビデオ差増幅器のような差動増幅器４０２は、信号ＳＩＧＯＵＴ３８６とＲ
ＳＴＯＵＴ３８８を受け入れて、ノイズ削減信号４０４を生成する。Ｌｉｎｅａ
ｒ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙによるＬＴＣ １１９６のようなアナログ／デジタル
・コンバータ４０６は、ノイズ削減信号４０４を受け入れて、デジタル化された
信号（ＡＤＤＡＴＡ）４０８を生成する。アナログ／デジタル変換は、従来の信
号（ＣＯＮＳＶＴ）４１０を能動化することで、開始される。変換された数値は
、入力ＡＤＣクロック信号（ＡＤＣＬＫ）４１２により予め設定された速度でシ
リアルにシフトされる。
【０１０２】 集積回路Ｕ４と関連する構成部品は、約１２ボルトの車両のバッテリーの出力
を５ボルトのＶＣＣ供給電圧に制御する。集積回路Ｕ３と関連する構成部品は、
５ボルトの供給信号を生成する。
【０１０３】 図１７ｂおいて、特定の用途向けの集積回路（ＡＳＩＣ）４１４が、示されて
いる。該ＡＳＩＣ４１４は、イメージ・アレイ・センサ５２と、アナログ／デジ
タル・コンバータ４０６を制御するためと、また同時にとプロセッサ６６と交信
するための多数の論理回路を含む。図示されている実施形態おいて、ＡＳＩＣ４
１４は、ＸｙｌｉｎｘからのＸＣ４００３Ｅであるが、離散論理と、特注ＶＬＳ
Ｉ集積回路と、種々のＦＰＧＡと、プログラム可能な信号処理装置と、またマイ
クロコントローラを含むＡＳＩＣ４１４において論理を実施するための幅広い手
段が入手可能であることは公知の技術である。ＡＳＩＣ４１４により実施される
論理は、下記の図１８に関連して説明される。ＡｔｍｅｌによるＡＴ１７Ｃ６５
のようなシリアル・メモリ４１６は、電源が初めに掛けられる毎に、設計された
論理演算を説明するコードを保存してからＡＳＩＣ４１４の中にダウンロードす
るような構成になっている。ＯＳＣのラベルが与えられているクロック信号４１
８は、プロセッサ６６により生成されて、該ＡＳＩＣ４１４においてシーケンス
になっている論理を駆動する。
【０１０４】 ＡＳＩＣ４１４は、３本の線を利用してプロセッサ６６と交信する。データは
、シリアルの周辺シリアル・クロック（ＳＰＳＣＬＫ）４２２により、スレーブ
選択（ＳＳＩ）４２４により決定された方向で決定された速度で、マスタ・アウ
ト・スレーブ・イン（ＭＯＳＩ）４２０上で、ＡＳＩＣ４１４とプロセッサ６６
との間でシリアルにシフトされる。ＳＳＩ４２４が、能動化されたとき、該プロ
セッサ６６は、マスターであり、ＡＳＩＣ４１４はスレーブである。プロセッサ
６６は、命令言語をＡＳＩＣ４１４シフトする。このモードおいて、プロセッサ
６６は、ＳＰＳＣＬＫ４２２を駆動する。実行命令の間、プロセッサ６６は、Ｓ
ＳＩ４２４を非能動化して、ＡＳＩＣ４１４をマスターにし、プロセッサ６６を
スレーブにする。ＡＳＩＣ４１４は、デジタル化され、ノイズが削減された強さ
の信号を、プロセッサ６６にシフトする。モードおいて、ＡＳＩＣ４１４は、Ｓ
ＰＳＣＬＫ４２２を生成する。
【０１０５】 テクノロジーの進歩につれて、イメージ・アレイ・センサ５２と、差動増幅器
４０２と、ＡＤＣ（アナログ・デジタル・コンバータ）４０６と、また該ＡＳＩ
Ｃ４１４において論理実行を、単体の集積回路チップの中に置くことが望まれる
。チップの中に、プロセッサ６６をも含めることが可能である。
【０１０６】 図１７ｃおいて、プロセッサ６６と関連する電子装置が示されている。プロセ
ッサ６６を、日立のＨ８Ｓ２１２８マイクロコントローラとすることができる。
プロセッサ６６は、部分的に、イメージ・アレイ・センサ５２のどのサブウイン
ドウが検査されるかを決定するＡＳＩＣ４１４のための命令を生成する。プロセ
ッサ６６は、各々のピクセル２４０からデジタル化された照明を、イメージ・ア
レイ・センサ６２の指定されたサブウインドウの中に受信する。プロセッサ６６
は、諸照明を使用して、前記の図３から１３に関連して説明されている、連続可
変ヘッドランプ２２を制御するための方法を実行する。必要な一つの機能は、イ
メージ・アレイ・センサ５２を使用して取り込まれたイメージに対する利得を制
御することである。前記の図４に関連して説明されているとおり、先行する車両
２８のテールランプを検出するために使用されるイメージに対する利得は、対向
して到来する車両２６のヘッドランプを検出するのに使用される利得より大きい
ことが必要である。１個あるはそれ以上の複数の手段を、イメージ・アレイ・セ
ンサ５２の利得を制御するために使用できる。第１は、ピクセル・センサ２４０
の集積時間を、可変にすることである。第２に、ＡＤＣ（アナログ／デジタル・
コンバータ）の基準電圧、ＶＲＥＦを、可変にするこことである。第３に、差動
増幅器４０２に、可変で制御可能な利得を持たせることである。第４として、光
を当てるイメージ・アレイ・センサ５２の通路の中に置くことができるエレクト
ロクロミック・ウインドウのような可変開口部あるは可変減衰器である。
【０１０７】 ヘッドランプ２２に必要な制御信号のタイプと数は、被制御車両両２０のヘッ
ドランプの構成により左右される。下記に説明されている実施形態に対して、被
制御車両両２０は、２個の連続可変のハイビーム・ヘッドランプ２２と、また２
個の連続可変のロービーム・ヘッドランプ２２を有している。ハイビームのヘッ
ドランプ２２の各々を、ステッパー・モータを使用して垂直にまた水平に照準さ
せることができる。ハイビームヘッドランプ２２の双方の照明は、単一のパルス
幅変調信号により制御される。２個のロービーム・ヘッドランプ２２は、向きを
変えることができないが、照明を単一のパルス幅変調信号で制御することができ
る。当業者でアレイば、本発明を、連続可変ヘッドランプ２２の種々の構成で制
御することができることが分かるはずである。
【０１０８】 プロセッサ６６は、一般的に参照符号４２６が与えられている、左側のハイビ
ーム・ヘッドランプの照準を制御するための制御信号の第１セットを含む。一般
的に参照符号４２８が与えられている同様の８個の制御信号のセットが、右側の
ハイビーム・ヘッドランプの照準を制御するために使用されている。説明を明確
にするために、右側の照準制御信号４２８のピンのラベルは省かれている。照準
制御信号４２６、４２８の説明は、下記の図１７ｅと関連して記載されている。
プロセッサ６６は、また、ハイビーム・パルス幅変調信号（ＰＷＭ）４３２とな
るようにバッファされるハイビーム変調信号４３０を生成する。同様の回路を、
ロービーム変調信号４３４に接続させることができる。この回路は、説明を明確
にするために省略されている。ＰＷＭ信号４３２を使用するヘッドランプ制御装
置７６は、下記の１７ｄに関連して説明されている。
【０１０９】 図１７ｄおいて、ヘッドランプ・システム４６は、白熱電球ヘッドランプ２２
と、ヘッドランプ照明制御装置７６からなる。ヘッドランプ照明制御装置７６は
、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＲｅｃｔｉｆｉｅｒによるＩＲＦＮ４４Ｎの様
な電力ＦＥＴである。ヘッドランプにより発せられる光の照明は、ＰＷＭ信号４
３２の仕事率に比例する。該ＰＷＭ信号４７３２の周波数は、２，０００Ｈｚで
あることが好ましい。これ以上周波数が高いと、ＦＥＴの電力の逸散を増やす可
能性がある。
【０１１０】 図１７ｅおいて、ヘッドランプ・システム４６は、可変垂直と水平の照準と照
準信号を提供するためのヘッドランプ制御装置７６を有するヘッドランプ２２を
含む。ヘッドランプ２２は、垂直に照準を制御するための垂直ステッパー・モー
タ４４０と、また水平に照準を制御するための水平ステッパー・モータ４４２を
含む。ヘッドランプ２２は、またヘッドランプ２２が、本来の位置であるホーム
ポジションになったときを示すための、本来の水平の位置を示すためのホームス
イッチ４４４と同垂直ホームスイッチ４４６を含む。垂直ホームスイッチ４４４
は、垂直ホーム信号（ＶＳＷ）４４８を生成する。垂直モータ４４０は、Ｍｏｔ
ｏｒｏｌａによるＳＡＡ１０４２の様なモータ制御装置４５２により駆動される
。モータ制御装置４５２は、３個の入力口を有している。垂直方向（ＶＤＩＲ）
４５４は、垂直クロック（ＶＣＬＫ）４５６のパルスの各々の正縁に対してモー
タ４４０の回転方向を示す。垂直段階（ＶＳＴＥＰ）は、モータ４４０が、垂直
クロック４５６の掛けられたパルスに対して全段階を実行しているかあるいは半
段階を実行しているかどうかを示す。垂直モータ制御装置４６０は、垂直方向（
ＨＤＩＲ）４６２と、水平クロック（ＨＣＬＫ）と、また垂直段階４５６と同様
に機能する水平段階（ＨＳＴＥＰ）４６６と、また垂直モータ制御装置に対する
垂直段階４５９を有する。
【０１１１】 ＨＩＤヘッドランプを使用する別の実施形態おいて、１個あるいはそれ以上の
ヘッドランプ２２から発せられる光の方向は、電磁力学的位置決め（ＭＤＰ）を
使用して変えられる。ＨＩＤヘッドランプは、キセノンの様なガスおいて電荷が
掛けられたアークを生成することで作動する。アークを磁場の存在で動揺させる
ことができる。反射鏡を、アークの種々の動揺が、ＨＩＤヘッドランプ２２によ
り発せられる光の方向や、照明や、あるいはその双方の変化を生成するように設
計することができる。プロセッサ６６からの照準制御信号４２６、４２８を、Ｈ
ＩＤヘッドランプ２２の出力を照準に向けるための方向を決定するアナログある
いはデジタル出力と取り替えることができる。電磁力学的位置決めを使用するヘ
ッドランプは、マサチュセッツ州、ＤａｎｖｅｒｓのＯｓｒａｍ Ｓｙｌｖａｎ
ｉａにより開発された。
【０１１２】 ここで、図１８を参照し、イメージ制御センサを制御するのにしようされるレ
ジスタと関連する論理を示すブロック線図が、示されている。下記に説明されて
いる論理は、引用で本明細書の中に組み込まれている、Ｊ．Ｂｅｃｈｔｅｌに対
する“イメージ・アレイ・センサ”の名称の制御回路米国特許出願番号９３３，
２１０おいて更に詳しく説明されている。
【０１１３】 ＡＳＩＣ（特定用途ＩＣ）４１４は、一連のレジスタと関連する論理を制御す
る論理４８０を含む。その内２個のレジスタのみに、プロセッサ６６からＭＯＳ
Ｉ４２の上でシリアルにシフトされる命令からのデータがロードされる。レジス
タを初期化するために使用される、参照符号４８２が与えられているパスが、図
１８の中に破線で示されている。レジスタと関連する論理の各々に対する目的は
、ここで下記に説明される。
【０１１４】 ＡＳＩＣ４１４は、イメージ・アレイ・センサ５２において２個のサブウイン
ドウを指定することができる。第１サブウインドウは、低いまた高い列アドレス
と低いまた高い行アドレスにより指定される。第２サブウインドウは、第１サブ
ウインドウからの列オフセット（差）と行オフセット（差）を有しているものと
して指定される。従って、第１と第２サブウインドウは、同じサイズを有してい
る。２個のサブウインドウを、前記の図１５を参照し説明されている上側サブウ
インドウと下側ウインドウをすることができる。前記の図１６に関連して説明さ
れているとおり、第１サブウインドウの選択された行において各々のピクセル・
センサ２４０の読取りとリセットが、読み取られてから、第２サブウインドウに
おいて選択された行において各々のピクセルが読み取られる。
【０１１５】 ５個のレジスタが、列アドレス３８０を指定するために使用される。第２サブ
ウインドウ列オフセットレジスタ（ＳＣＯ）４８４は、第１サブウインドウと第
２サブウインドウとの間の列オフセットを記憶する。高い列レジスタ（ＨＣ）４
８８は、第１サブウインドウの終わりの列値を記憶する。能動列レジスタ（ＡＣ
）４９０は、第１サブウインドウおいて現在検査されている列の数値を記憶する
。列選択レジスタ（ＣＳ）４９２は、列アドレス３８０を記憶する。プロセッサ
６６が、命令をＡＳＩＣ４１４の中にシフトしたときに、マルチプレクサ４９４
は、レジスタＡＣ４９０が、レジスタＬＣ４８６と同じ列開始値にロードされる
ように当初設定される。命令が実行されている間、マルチプレクサ４９４は、レ
ジスタ４９２が、レジスタＡＣ４９０の数値でロードされるように初期設定され
る。レジスタＡＣ４９０の数値が増やされて、レジスタＡＣ４９０のコンテンツ
が、コンパレータ４９８により決定されるレジスタＨＣ４８８において最終列数
値より大きくなるまで、第１サブウインドウにおいて各々の列を選択する。該レ
ジスタＡＣ４９０は、それからレジスタ４８６からマルチプレクサ４９４を経由
する開始列数値で再度ロードされる。マルチプレクサ４９４は、それからレジス
タ４９２が、加算器４９９により導き出されたレジスタＡＣ４９０とレジスタＳ
ＣＯ４８４の合計でロードされるように設定される。レジスタＡＣ４９０が増加
させられるので、レジスタＣＳ４９２はそれから第２サブウインドウの次の列ア
ドレスを記憶する。
【０１１６】 行アドレス３４４は、６個のレジスタにより指定される。第２サブウインドウ
の行オフセット・レジスタ（ＳＲＯ）５００は、第１サブウインドウとまた第２
ウサブウインドウとの間の行オフセットを記憶する。低い行レジスタ（ＬＲ）５
０２は、第１サブウインドウの開始行アドレスを記憶する。高い行レジスタ（Ｈ
Ｒ）５０４は、第１サブウインドウの終わりの行アドレスを記憶する。リセット
・レジスタ（ＲＲ）５０６は、リセットのための第１サブウインドウ行アドレス
を記憶する。アナログ／デジタル・コンバータＡＤＣの行レジスタ（ＡＲ）５０
８は、アナログ／デジタル転換のために読み取られるべき第１サブウインドウの
行を記憶する。行選択レジスタ（ＲＳ）５１０は、行アドレス３４４を記憶する
。レジスタＲＲ５０６とレジスタＡＲ５０８は、各々のピクセル・センサ２４０
に対する集積時間を決定するのに使用される。イメージ・アレイ・センサ５２に
おいて各々の行が、読取りの直前にリセットされる場合は、非常に短い集積時間
となる。各々の行が、読取り直後にリセットされた場合は、集積時間はより長く
なり、該時間の長さは、第１サブウインドウにおいて行数により左右される。更
に集積時間を伸ばすための追加の手段が、下記で説明される。４行を考慮に入れ
なければならない、即ち、第１サブウインドウのリセット行と、第２サブウイン
ドウのリセット行と、第１サブウインドウの転換行と、また第２サブウインドウ
の転換行である。マルチプレクサ５１２とマルチプレクサ５１４が、コンテンツ
を最初にレジスタＲＲ５０６をレジスタＲＳ５１０に通過するように設定される
。該設定で、第１サブウインドウのリセット行を行アドレス３４４にする。マル
チプレクサ５１２、５１４は、それから、レジスタＲＳ５１０が、加算器５１６
により導き出されたレジスタＲＲ５０６とレジスタ５００の合計でロードされる
ように設定される。該設定で、行アドレス３４４を、第２サブウインドウのリセ
ット行とする。マルチプレクサ５１２、５１４は、それから、レジスタＲＳ５１
０が、コンテンツでロードされるように設定される。該設定で、行アドレス３４
４を第１サブウインドウの転換行とする。マルチプレクサ５１２、５１４は、そ
れから、レジスタＲＳ５１０が、加算器５１６により導き出されたレジスタＡＲ
５０８とレジスタＳＲＯ５００の合計でロードされるように設定される。この設
定で、行アドレス３４４を第２サブウインドウの転換行とする。レジスタＲＲ５
０６のコンテンツが、コンパレータ５１８により決定されたとおりのレジスタＨ
Ｒ５０４の中に記憶されている終わりの行の数値より大きい場合は、レジスタ５
０６は、レジスタＬＲ５０２からマルチプレクサ５２０を経由する第１サブウイ
ンドウの開始行アドレスで再度ロードされる。レジスタＡＲ５０８の中に記憶さ
れている数値が、コンパレータ５２２により決定されたとおりのレジスタＨＲ５
０４において終わりの行アドレスより大きい場合は、レジスタＡＲ５０８は、レ
ジスタ５０２からの第１サブウインドウの開始アドレスでロードされる。
【０１１７】 ２個のレジスタで、第１サブウインドウにおいて行の各々を転換するのに必要
な時間として定義されているフレーム期間より集積時間を長くすることができる
。集積フレーム遅延レジスタ（ＩＦＤ）５４２は、各々の集積期間に対するフレ
ーム期間の数の２個の補数を記憶する。集積フレーム・カウンタ・レジスタ（Ｉ
ＦＣ）５２６は、当初、マルチプレクサ５２８を経由して、レジスタ５２４の中
にロードされた数値に、シリアル増分器５３０により提供された１を加算してロ
ードされる。この増分器５３０は、オーバーフローを示す出力を有している。レ
ジスタＩＦＤ５２４が、マイナス１で初期化された場合は、増分器５３０は、オ
ーバーフローを示す。該オーバーフロー信号は、論理４８０を制御して、次のフ
レーム期間中に行読取りを実行する。オーバーフローが、増分器５３０から起こ
らなかった場合は、次のフレーム期間中に読取りは全く実施されない。各々のフ
レーム期間の終わりで、レジスタＩＦＣ５２６のコンテンツは、マルチプレクサ
５２８により増分器５３０を経由して通過させられ、増分器５３０のオーバーフ
ローが再び点検される。オーバーフローが起こったときは、マルチプレクサ５２
８は、増分器５３０を経由してレジスタＩＦＤ５２４のコンテンツをレジスタＩ
ＦＣ５２６に向けてゲート処理してから、該処理が、反復される。
【０１１８】 リセット・フレーム・カウント・レジスタ（ＲＦＣ）５３２は、読み取られる
べき数の補数プラス１で初期化される。この数値は、プロセッサ６６からシフト
された命令が反復される回数を示すのに使用される。第１と第２サブウインドウ
の全ての行が読み取られた各々のフレームの終わりの所で、増分器５３４のオー
バーフロー出力が、検査される。オーバーフローが起こった場合は、命令は、完
了し、これ以上の処理は起こらない。オーバーフローが全く起こらなかった場合
は、レジスタＲＦＣ５３２のコンテンツは、マルチプレクサ５３６を経由して通
過し、増分器５３４により増加させられる。
【０１１９】 コンパレータ４９８、５１８、５２２と、また増分器５３０、５３４からの出
力は、マルチプレクサ４９４、４９６、５２０、５１２、５１４、５２８、５３
６とに対する内部制御信号を生成するために制御論理４８０により、レジスタ４
９０、５０６、５０８に対する増分器により、また同時にＰＧ３５４，ＲＲ３６
０，ＳＨＳ３７４，ＳＨＲ３６８、ＣＯＮＶＳＴ４１０、とまたＡＤＣＬＫ４１
２の様な外部信号のために使用される。
【０１２０】 ここで、図１９を参照し、イメージ・アレイ・センサ制御信号を図示している
タイミング図が示されている。タイミング表は、信号間の、また必ずしも正確で
ない信号発生の間のタイミングの関係を示すために掲載されている。
【０１２１】 図１９のタイミング表の始まりは、ＡＳＩＣ４１４により実行される命令の開
始と対応する。行アドレス（ＲＯＷ）３４４は、最初に参照符号５５０が与えら
れている第１サブウインドウの開始行に対して設定される。信号ＲＲ３６０とＰ
Ｇ３５４は、それから各々のピクセル・センサ２４０において行５５０において
光電ゲート３３０の下にある全ての電荷をダンプ（外部に表示）するように能動
化される。行アドレス３４４は、それから第２サブウインドウの、参照符号５５
４が与えられている第１行に設定される。再び、信号ＲＲ３６０とＰＧ３５４が
、参照符号５５６が与えられているように能動化されて、第２サブウインドウの
第１行５５４において全てのピクセル・センサ２４０をリセットする。行アドレ
ス３４４は、そこで、参照符号５５８が与えられているように第１サブウインド
ウの第２行に設定され、信号ＲＲ３６０とＰＧ３５４は、参照符号５６０が与え
られているように能動化される。該処理は、第１サブウインドウからの次の行と
、それからか第２サブウインドウからの対応する行を交互にリセットすることで
継続される。
【０１２２】 将来の一定の点で、第１サブウインドウの第１行において各々のピクセル・セ
ンサ２４０から数値を読み取る時間に到達する。行アドレス３４４は、再び第１
サブウインドウの第１行アドレス５５０に設定される。信号ＲＲ３６０は、参照
符号５６２が与えられているとおり能動化されて、浮遊拡散３３４の下の全ての
電荷をダンプする。次に、信号ＳＨＲ５６４が、能動化されて、第１サブウイン
ドウの第１行５５０において各々のピクセル・センサ２４０に対してリセット電
位を、対応する列読取り回路３４２のキャパシタ３７２のゲートに送られる。次
に、信号ＰＧ３５４が、参照符号５６６が与えられているように能動化されて、
光電ゲート３３０の下で蓄積された電荷を浮遊拡散３３４に転送する。信号ＳＨ
Ｓは、それから、参照符号５６８が与えられているように能動化されて、各々の
ピクセル・センサ２４０に対して照明電位のゲートを経由して、読取り回路３４
２の対応する列のキャパシタ３７８に送られる。集積時間５６９は、リセット５
６９の間の信号ＰＧ３５４の非能動化と、読取り５６６の間の信号ＰＧ３５４の
能動化との間の時間である。
【０１２３】 第１ウインドウの第１行において各々の列に対する変換処理を、ここで開始さ
せることができる。列アドレス（ＣＯＬ）３８０は、参照符号５７０が与えられ
ているように第１ウインドウの第１列に対して設定される。信号ＣＯＮＶＳＴ４
１０は、それから参照符号５７２が与えられて能動化される。この能動化により
、アナログ／デジタル・コンバータＡＤＣ４０６の転換が開始される。ＡＳＩＣ
４１４は、ＡＤＣＬＫ４１２上のクロックパルスのシーケンスを提供して、シリ
アルにＡＤＤＡＴＡ４０８上でデジタル化された照明値を受信する。ＡＳＩＣ４
１４は、直ちにデータを、参照符号５７４が与えられているとおり、ＭＯＳＩ４
２０上でプロセッサ６６にシフトする。図１９おいて示されている例おいて、各
々のサブウインドウの中には４列しか入っていない。参照符号５７６が与えられ
ている第１サブウインドウの第２列と、また参照符号５８０が与えられている第
４列にに対するアドレスは、列アドレス３８０として連続的に使用され、変換処
理が反復される。
【０１２４】 行アドレス３４４を、ここで第２サブウインドウの第１行５５４に、また列読
取り回路３４２をリセットと照明電位でロードするために反復される信号ＲＲ３
６０と、ＳＨＲ３６８と、ＰＧ３５４と、またＳＨＳ３７４に対する能動化のシ
ーケンスに設定することができる。列アドレス３８０を、第２サブウインドウの
第１列３８２に設定することができ、変換シーケンスを反復することができる。
【０１２５】 変換処理が、読取り回路３４２と、行アドレス３４４ではなく列アドレス３８
０の中に保存されているリセットと照明電位を使用しており、この行リセットに
、列アドレス３８０あるいは読取り回路３４２ではなく、行アドレス３４４を必
要とするので、行リセットを、変換処理でインターリーブさせることができるこ
とに留意しなければならない。この動作は、図１９の中に示されており、この図
おいて、ＳＨＳ信号３７４の能動化の次に、行アドレス３４４が第１サブウイン
ドウｎｔｈ行アドレス５８４に設定され、また信号ＲＲ３６０とＰＧ３５４は、
参照符号５８６の所で能動化されて、第１サブウインドウｎth行５８４において
全てのピクセル・センサ２４０をリセットする。
【０１２６】 ここで、図２０を参照し、本発明を実施するために使用することができる周囲
光センサが、示されている。周囲光センサをイメージング・システム４２に組み
込むことができる。この周囲光センサは、本明細書の中に引用で組み込まれてい
る、Ｊ．Ｂｅｃｈｅｌ、Ｊ．ＳｔａｍとＪ．Ｒｏｂｅｒｔによる“車両ヘッドラ
ンプ制御のためのイメージ処理システム”の名称の米国特許出願番号０９３，９
９３の中でより詳しく説明されている。
【０１２７】 周囲光レンズ・システム５４は、ハウジング２８０に組み込まれているバッフ
ル６００から成る。このバッフル６００は、被制御車両２０の水平に対して約４
５度のθに傾斜している。バッフル６００は、被制御車両２０の前面に向かって
開かれている開口部６０２を画している。開口部６０２を、開口部６０２の垂直
面への突起が、垂直面上に矩形を形成する様にした梯形とすることができる。レ
ンズ６０４は、開口部６０２の一方の側に取り付けられている。レンズの幅は、
赤色レンズの直径あるいはシアン・レンズの直径とほぼ同じである。このレンズ
６０４は、垂直光線６０６と水平６０８のような広い高さの範囲を経由して光線
を受け入れてから、この光線を、約水平方向に向ける。レンズ６０４の位置は、
レンズ６０４のぼけた逆のイメージが、赤色レンズにより、頂上の境界３０２と
境界３１６との間で、イメージ・アレイ・センサ５２の縁に投影されて、赤色の
夕焼け空のイメージ６１０を形成する所にある。レンズ６０４の位置は、また底
の境界３０４と境界３２０との間で、シアン・レンズ２８８により、ぼけた逆の
イメージが、投影されて、シアンの青空のイメージ６１２を形成する所にある。
レンズの有効長は、有効長が、赤色の夕焼け空のイメージ６１０と藍色の青空の
イメージ６１２に投影することができる最短となっている。
【０１２８】 赤色の夕焼け空のイメージ６１０とシアンの青空のイメージ６１２は、プロセ
ッサ６６により検査されて、周囲光レベルを判定する。照明値を、平均化して周
囲光レベルを判定することができる。レンズ６０４を、異なる仰角の範囲からの
光を、レンズ６０４の異なる領域に現すように設計することができる。この場合
、平均が、決定されたときに、異なる仰角の範囲からの光のレベルを、他の仰角
からのものより加重させることができる。例えば、近い垂直の光を、最も強く加
重させ、近い水平の光を最も弱く加重させることができる。また、赤色夕焼け空
のイメージ６１０とシアンの青空イメージ６１２との間で相互関係を持たせるこ
とができるので、色と関数関係を持たせた照明を得ることができる。例えば、有
効周囲光レベルを、曇り空と比較して上げることができる。
【０１２９】 ここで、図２１を参照し、本発明を実施するために使用できる湿気センサの取
付装置を示している図が示されている。湿気センサ７４と、またイメージイング
・システム４２を、室内のバックミラー６２２の取付ブラケットに組み込む構造
とすることができる。この湿気センサ７４を、被制御車両２０の防風ガラスの背
後に２から３インチに取り付けることができる。
【０１３０】 ここで、図２２を引用して、本発明を実施するために使用できる湿気センサを
示している図が、示されている。湿気センサ７４と関連する制御システムは、引
用で本明細書の中に組み込まれている、Ｊ．ＳｔａｍとＪ．Ｒｏｂｅｒｔｓによ
る“湿気センサと防風ガラス霜検出装置”の名称の米国特許出願番号９３１，１
１８の中で説明されている。
【０１３１】 湿気センサは、イメージ・アレイ・センサ６３０と、レンズ６３２と、また光
源６３４から成る。レンズ６３２は、防風ガラス６２４をイメージ・アレイ・セ
ンサ６３０に焦点を合わすように設計されている。湿気センサ７４は、２個のモ
ードで作動する。即ち、防風ガラス６２４の上の滴を検出することと、防風ガラ
ス６２４の上の霧を検出することである。第１モードは、水滴の焦点効果を使用
する。防風ガラス６２４が、乾燥しているときは、光景が無限の有効焦点距離を
有しており、レンズ６３２が、防風ガラス６２４の上で焦点が合うので、イメー
ジ・アレイ・センサ６３０上の光景は、ぼやけている。防風ガラス６２４の上に
雨あるいは雪のような沈着が原因の水滴が存在する場合は、イメージ・アレイ・
センサ６３０により見られた光景の部分は、より鮮明に焦点が合わされる。焦点
が合っていない光景が、鮮明に焦点が合わされている光景より少ない高周波の空
間成分を有しているので、高い空間周波数成分に対してイメージ・アレイ・セン
サ６３０の出力を検査することで、防風ガラス６２４上の水滴の徴候を提供する
。第２作動モードの中で、光源６３４は、一般的に参照符号６３６が与えられて
いるビームを防風ガラス６２４の上に照射する。防風ガラス６２４の上に霧が存
在する場合は、ビーム６３６は、防風ガラス６２４を通過して、イメージ・アレ
イ・センサ６３０により見られない。防風ガラス６２４の内側に霧が存在する場
合は、ビーム６３６は、イメージ・アレイ・センサ６３０により検出される車内
の光スポット６３８として反射させられる。同様に、外部に霧が存在するが、窓
の内部に存在しない場合は、ビーム６３６は、イメージ・アレイ・センサ６３０
により見られる外部の光のスポット６４０として反射させられる。光のスポット
６３８、６４０が、イメージ・アレイ・センサ６３０により見られた場合は、イ
メージにおける光のスポット６３８、６４０相対的な高さを使用して、霧が防風
ガラス６２４の外側あるいは内側であるか否かを判定することができる。
【０１３２】 イメージ・アレイ・センサ６３０を、イメージ・アレイ・センサ５２と同様な
構造とすることができるが、イメージ・アレイ・センサ６３０に必要なピクセル
の数は、イメージ・アレイ・センサ５２に対するものより著しく少ない。６４ｘ
６４のピクセルが、イメージ・アレイ・センサ６３０に適しているものと見なさ
れている。現行の車両において防風ガラスの角度は、約２７度である。湿気が、
防風ガラス６２４のどこにあるか次第で、該形態が、雨の滴と他の湿気をイメー
ジセンサからの距離と異なるようにする原因となる。この問題を補正するのに役
立たせるために、イメージ・アレイ・センサ６３０の頂上の角度を、約１０度防
風ガラス６２４に向けることができる。
【０１３３】 好ましい実施形態の中で、レンズ６３２は、直径６ｍｍと、両面に対して前面
と後ろ面の半径７ｍｍのカーブと、また中心の厚み２．５ｍｍを有する単体の両
凸レンズである。レンズ６３２の前面の位置を、防風ガラス６２４の外面から６
２ｍｍの所とすることができる。取付ブラケット６２０に、約５ｍｍのストッパ
ーをレンズの前面に直接形成させることができる。イメージ・アレイ・センサ６
３０の場所を、レンズ６３２の後面から約８．５５ｍｍの所とすることができる
。
【０１３４】 光源６３４は、できれば、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが好ましい。
この光源６３４は、高度に照準されて発光するかあるいは、図２２において示さ
れている実施形態で、レンズ６４２は光源６３４からの光を防風ガラス６２４に
焦点を合わせる。光源６３４は、被制御車両２０のドライバーに対して注意散漫
を生じさせないように、可視光線、あるはできれば赤外線を発光することができ
ることが好ましい。光源６３４の位置を、レンズ６３２から数ミリ上とし、また
ビーム６３６が、イメージ・アレイ・センサ６３０によりイメージが作られるエ
リアにおいて防風ガラス６２４に当たるような角度とすることができる。
【０１３５】 イメージ・アレイ・センサからの出力は、イメージ・アレイ・センサ５２の出
力と同様な方法で処理されなければならない。制御とアナログ／デジタル・コン
バータ（ＡＤＣ）６４と同様な別個のイメージ・アレイ制御とＡＤＣと、プロセ
ッサ６６とと同様なプロセッサを、この目的のために設けることができる。代わ
りに、別個のイメージイング・アレイ制御とＡＤＣを、プロセッサ６６と共に使
用することができる。もう一つの実施形態は、イメージ・アレイ・センサ５２と
湿気センサ７４からの出力に対して同じ制御装置４４を使用することである。プ
ロセッサ６６は、イメージ・アレイ・センサ５２、６３０のどれが検査されるか
を制御する。
【０１３６】 本発明を実施するための最良の形態が説明されてきたが、本発明の精神と範囲
の中に他の可能性が存在する。関連する当業者であれば、 別添の請求項により
定義されている本発明を実施するための種々の代案としての設計と実施形態が分
かるはずである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 到来するおよび先行する車両と共に連続可変ヘッドランプの照明範囲を示して
いる図である。
【図２】 本発明の実施形態に従った制御システムのブロック図である。
【図３】 本発明の実施形態に従った、異なる周囲光条件における連続可変ヘッドランプ
を制御するための方法のフロー図である。
【図４】 本発明に従った自動ヘッドランプ減光のフローチャートである。
【図５】 本発明の実施形態に従ったテールランプを検出するための方法のフローチャー
トである。
【図６】 本発明の実施形態に従ったヘッドランプを検出するための方法のフローチャー
トである。
【図７】 本発明の実施形態に従ったヘッドランプ照明範囲の縮小を例示する概略図であ
る。
【図８】 本発明に従ったヘッドランプ照明範囲を縮小するための別の方法のフロー図で
ある。
【図９】 本発明の実施形態に従った街路ランプ・イメージイングの例示である。
【図１０】 図ａと図ｂはカメラ対車両の傾斜角の関数として明らかな街路光の仰角の概略
図である。
【図１１】 本発明の実施形態に従った街路ランプの仰角を例示している概略図である。
【図１２】 ３個の異なるカメラ対車両の傾斜角に対する街路ランプの仰角を示すグラフで
ある。
【図１３】 本発明の実施形態に従ったカメラ対車両の傾斜角を計算するための方法のフロ
ー図である。
【図１４】 本発明を実施するために使用することができるイメージング・システムである
。
【図１５】 本発明を実施するために使用することができるイメージ・アレイ・センサのサ
ブ・ウインドウの概略図である。
【図１６】 本発明を実施するために使用することができるイメージ・アレイ・センサの実
施形態の概略図である。
【図１７】 図１７ａと図１７ｂは本発明の実施形態の概略図である。
【図１８】 本発明の実施形態に従ったイメージ制御センサを制御するのに使用されるレジ
スタおよび関連する論理を示しているブロック図である。
【図１９】 図１８における論理に対するイメージ・アレイ・センサ制御信号を示している
タイミング図である。
【図２０】 本発明を実施するために使用することができる周囲光センサである。
【図２１】 本発明を実施するために使用することができる湿気センサの取付けを示してい
る図である。
【図２２】 本発明を実施するために使用することができる湿気センサの作動を示している
図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年９月８日（２０００．９．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項５３】 前記制御回路が、少なくとも一つの前記ヘッドランプ回路
内の光源によって出力された光の量を変化させることを特徴とする、請求項４４
に記載のヘッドランプ制御システム。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年７月１７日（２００１．７．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ６０Ｑ 1/14 Ｂ６０Ｑ 1/14 Ｚ 1/12 1/12 Ｂ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 バウアー，フレデリック・ティー アメリカ合衆国ミシガン州49424，ホーラ ンド，ダイケン・アベニュー 236 Ｆターム(参考） 3K039 AA08 CC01 DA02 DB02 DB05 DC01 DC02 HA01 HA03 HA05

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周囲光レベルを検出するステップと、 周囲光レベルが第１の閾値より大きい場合に、連続可変ヘッドランプをデイラ
    イト・モードに設定するステップと、 周囲光レベルが第１の閾値より小さいものの、第２の閾値より大きい場合に、
    連続可変ヘッドランプをロービームに設定するステップと、 周囲光レベルが第２の閾値より小さい場合に自動ヘッドランプ減光を動作可能
    にするステップと、 を含むことを特徴とする連続可変ヘッドランプを制御する方法。
  2. 【請求項２】 自動ヘッドランプ減光において、 連続可変ヘッドランプの前面からイメージを得るステップと、前記イメージは
    、前記連続可変ヘッドランプが全照明範囲であった場合に、前記イメージが連続
    可変ヘッドランプの前の車両においてドライバーが連続可変ヘッドランプを過度
    にグレアを知覚するポイントを含むエリアを包含しており、 前記イメージを処理して、車両が前記エリア内にあるかどうか決定するこステ
    ップと、 前記車両が前記エリア内にある場合は、前記連続可変ヘッドランプの照明範囲
    を縮小するステップと、 を含むことを特徴とする、請求項１に記載されている連続可変ヘッドランプを制
    御する方法。
  3. 【請求項３】 連続可変ヘッドランプの照明範囲が、連続可変ヘッドランプに
    より発射される照明を変化させることにより変更されることを特徴とする、請求
    項２に記載されている連続可変ヘッドランプを制御する方法。
  4. 【請求項４】 連続可変ヘッドランプの照明範囲が、連続可変ヘッドランプに
    より発射される光の方向を変化させることで変更されることを特徴とする、請求
    項２に記載されている連続可変ヘッドランプを制御する方法。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つのヘッドランプが、高輝度放電（ＨＩＤ）ラン
    プを含み、発射される光の方向は、電磁力学的位置決めを使用して変更されるこ
    とを特徴とする、請求項４に記載されている連続可変ヘッドランプを制御する方
    法。
  6. 【請求項６】 連続可変ヘッドランプの照明範囲を縮小することが、増分的に
    照明範囲を縮小するステップを含み、そしてイメージを得るステップと、イメー
    ジを処理するステップと、また照明範囲を増分的に縮小するステップは、照明範
    囲が連続可変ヘッドランプの前の車両においてドライバーが、連続可変ヘッドラ
    ンプを過度にグレアと知覚しない照明のレベルを生成するまで反復されることを
    特徴とする、請求項２に記載されている連続可変ヘッドランプを制御する方法。
  7. 【請求項７】 全照明範囲が、霧と、雨と、そして雪を含むセットから少なく
    とも１つの形態の落下が検出された場合は、縮小されることを特徴とする、請求
    項２に記載されている連続可変ヘッドランプを制御する方法。
  8. 【請求項８】 ヘッドランプの照明範囲を縮小するステップと、そして連続可
    変ヘッドランプを全照明範囲に設定するステップは、漸次に起きることを特徴と
    する、請求項２に記載されている連続可変ヘッドランプを制御する方法。
  9. 【請求項９】 イメージの獲得が、連続可変ヘッドランプを有する制御されて
    いる車両に対して仰角を有する多重ピクセルイメージセンサを使用して達成され
    る方法において、 イメージのシーケンスを獲得するステップと、 各イメージの中に静止光源を発見するステップと、 各イメージにおいて静止イメージの高さを計算するステップと、そして 計算された高さを基礎とする仰角を決定するステップと、 を含むことを特徴とする、請求項２に記載されている連続可変ヘッドランプを制
    御する方法。
  10. 【請求項１０】 静止した光源を発見するステップは、イメージのシーケンス
    において連続的なイメージにわたって光源の照明を検査するステップと、光源が
    交流で電力が供給されていることを決定するステップとを含むことを特徴とする
    、請求項９に記載されている連続可変ヘッドランプを制御する方法。
  11. 【請求項１１】 比較的一定の速度で比較的安定した移動の間にイメージのシーケンスが獲得さ
    れたことを認証するステップと、 比較的一定速度で比較的安定した移動の間にイメージのシーケンスが獲得され
    ない場合は、反復して獲得するステップと、発見するステップと、そして計算す
    るステップを含むことを特徴とする、請求項９に記載されている連続可変ヘッド
    ランプを制御する方法。
  12. 【請求項１２】 仰角は、イメージのシーケンスにおいて連続するイメージに
    対して計算された高さの測定間の差を検査することを基礎として決定されること
    を特徴とする、請求項９に記載されている連続可変ヘッドランプを制御する方法
    。
  13. 【請求項１３】 各連続可変ヘッドランプは、垂直方向の照準を変えることで
    変化させられる有効照明範囲を有し、各有効照明範囲はヘッドランプのビームの
    明るい部分の上側範囲に対応する高さの方向を有しており、前記方法が更に、 イメージのシーケンスを獲得するステップと、 少なくとも１つの連続可変ヘッドランプに対して高さの方向を決定するステッ
    プと、 イメージのシーケンスが、高さの方向のシーケンスを基礎とする比較的直線で
    、一定の表面にわたる移動の間に取り込まれたかどうかを決定するステップと、 イメージのシーケンスが、比較的直線で、均一表面にわたる移動の間に獲得さ
    れる場合に、決定された高さ方向を平均化し、実際の高さ方向の推定を獲得する
    ステップを含むことを特徴とする、 請求項１に記載されている連続可変ヘッドランプを制御する方法。
  14. 【請求項１４】 制御されている車両上の少なくとも１つの連続可変ヘッドラ
    ンプを制御するためのシステムであって、各連続可変ヘッドランプは、水平方向
    への照準と、垂直方向への照準と、また発射された照明を含むセットからの少な
    くとも１つのパラメータを変えることで変化させられる有効照明範囲を有するシ
    ステムにおいて、 到来する車両のヘッドランプと、先行する車両のテールランプからの横と高さ
    の場所を決定することができるイメージイング・システムと、そして、 前記イメージング・システムと、前記少なくとも１つの連続可変ヘッドランプ
    連動している制御装置であって、前記制御装置が、 （ａ）少なくとも１つのヘッドランプの前面のイメージを獲得し、前記イメ
    ージが、ヘッドランプの前の車両のドライバーが過度にグレアと知覚するポイン
    トを含むグレアエリアをカバーしており、 （ｂ）到来する車両と先行する車両のセットからの少なくとも１台の車両が
    、グレアエリア内にあるか否かを決定するためにイメージを処理するステップと
    、そして、 （ｃ）前記セットからの少なくとも１台の車両が、グレアエリアにある場合
    は、少なくとも１つのヘッドランプの照明範囲を縮小し、そうでない場合は、少
    なくとも１つのヘッドランプを全照明範囲に設定する、 ように動作可能であることを特徴とするシステム。
  15. 【請求項１５】 制御装置が、更に少なくとも１つの連続可変ヘッドランプの
    照明範囲を縮小し、そして少なくとも１つのヘッドランプを増分的に全照明範囲
    に設定するよう作動可能であることを特徴とする、請求項１４に記載されている
    少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシステム。
  16. 【請求項１６】 少なくとも１つの連続可変ヘッドランプが、少なくとも１つ
    の可変照明を有するロービーム・ヘッドランプと、少なくとも１つの可変照明を
    有するロービーム・ヘッドランプであり、制御装置が、少なくとも１つのロービ
    ーム・ヘッドランプの照明を高めながら、少なくとも１つのハイビーム・ヘッド
    ランプの輝度を減少することにより照明範囲を縮小するように作動可能であると
    を特徴とする、請求項１４に記載されている少なくとも１つの連続可変ヘッドラ
    ンプを制御するためのシステム。
  17. 【請求項１７】 少なくとも１つのヘッドランプは、少なくとも１本のフィラ
    メントを加熱することにより照明を生成し、被制御車両のエンジンが運転中に、
    前記制御装置が、さらに小量の電流を少なくとも１本のフィラメント通して流す
    ように動作可能であり、そして少なくとも１つのヘッドランプが、発光するよう
    に制御されず、小量の電流が、少なくとも１つのフィラメントを加熱し、このた
    めフィラメントの脆弱性を減らすことを特徴とする、請求項１４に記載されてい
    る少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシステム。
  18. 【請求項１８】 前記イメージング・システムは、バックミラーに組込まれて
    おり、そして前記イメージング・システムは、少なくとも１つの防風ガラスワイ
    パーにより清掃される被制御車両の防風ガラスの部分を経由して照準されること
    を特徴とする、請求項１３に記載されている少なくとも１つの連続可変ヘッドラ
    ンプを制御するためのシステム。
  19. 【請求項１９】 少なくとも１つのヘッドランプは、可変垂直照準方向を有し
    、前記システムが、更に、制御されている車両の路面に対するピッチを決定する
    ように作動可能な少なくとも１つのセンサを含み、前記少なくとも１つのセンサ
    が、前記制御装置と連動しており、前記制御装置が、更に少なくとも１つのヘッ
    ドランプを照準するように作動可能であることで、被制御車両のピッチ振動を補
    償することを含むことを特徴とする、請求項１４に記載されている少なくとも１
    つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシステム。
  20. 【請求項２０】 更に、前記制御装置と連動する車両速度センサを含み、前記
    制御装置が、制御されている車両速度の変化を基礎として、制御されている車両
    のピッチの変化を予見するように作動可能であることを特徴とする、請求項１９
    に記載されている少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシス
    テム。
  21. 【請求項２１】 少なくとも１つのヘッドランプが、可変水平照準方向を有し
    ており、前記制御装置が、 先行する車両が、到来するトラフィックから制御されている車両の対向側の
    規制車両線にあり、且つグレアエリアにいるかどうかを決定し、そして 先行する車両が規制車両線にいない場合は、少なくとも１つのヘッドランプ
    の照準を対向するトラフィックの方向から反らすことにより、少なくとも１つの
    ヘッドランプの照明範囲を縮小するように作動可能であることを特徴とする、請
    求項１４に記載されている少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するた
    めのシステム。
  22. 【請求項２２】 イメージング・システムは、制御されている車両に対して仰
    角を有する多重ピクセルイメージセンサを含み、前記制御装置が、更に、 イメージのシーケンスを獲得し、 各イメージにおいて静止光源を発見し、 各イメージにおいて静止光源に対する高さを計算し、そして 高さの計算を基礎とする仰角を決定するように作動可能であることを特徴と
    する、請求項１４に記載されている少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制
    御するためのシステム。
  23. 【請求項２３】 更に、イメージ・シーケンスにおいて連続するイメージにわ
    たって光源の照明を検査することにより、光源は交流で供給されていることを決
    定するように作動可能な制御装置により、静止光源が発見されることを特徴とす
    る、請求項２２に記載されている少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御
    するためのシステム。
  24. 【請求項２４】 前記制御装置は、更に、 イメージ・シーケンスが、比較的一定速度で比較的安定した移動の間に獲得
    されたことを認証し、そして、 比較的一定速度で比較的安定した移動の間にイメージ・シーケンスが獲得さ
    れなかった場合は、反復して獲得し、発見し、そして計算するように作動可能で
    あることを特徴とする、請求項２２に記載されている少なくとも１つの連続可変
    ヘッドランプを制御するためのシステム。
  25. 【請求項２５】 イメージ・シーケンスにおいて連続するイメージに対して計
    算された高さの差を基礎として仰角が決定されることを特徴とする、請求項２２
    に記載されている少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシス
    テム。
  26. 【請求項２６】 前記制御論理が、更に、 周囲光レベルを検出し、 周囲光レベルが、第１閾値より大きい場合に、連続可変ヘッドランプをデイ
    ライト・モードに設定し、 周囲光レベルが、第１閾値より小さいが、第２閾値より大きい場合に、連続
    可変ヘッドランプをロービームに設定し、そして、 周囲光レベルが、第２閾値より小さい場合に、自動ヘッドランプ減光を動作
    可能にするように作動可能であることを特徴とする、請求項１４に記載されてい
    る少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシステム。
  27. 【請求項２７】 各連続可変ヘッドランプが、垂直方向の照準を変えることで
    変化させられる有効照明範囲を有し、各有効照明範囲は、ヘッドランプのビーム
    の明るい部分の上側範囲に対応する高さの方向を有しており、 イメージのシーケンスを獲得し、 可変ヘッドランプに対する高さ方向を決定し、 イメージ・シーケンスが、高さ方向を基礎として比較的直線で、均一の表面
    であるか否かを決定し、そして、 イメージ・シーケンスが、比較的直線で、均一の表面にわたる移動の間に獲
    得された場合に、決定された高さ方向を平均化して、実際の高さ方向を推定する
    ように作動可能であることを特徴とする、請求項１４に記載されている少なくと
    も１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシステム。
  28. 【請求項２８】 制御装置が、更に、少なくとも１つのヘッドランプ照明範囲
    が、予め設定された遷移時間で変化することを特徴とする、請求項１４に記載さ
    れている少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシステム。
  29. 【請求項２９】 更に、制御装置と連動する湿気センサを含み、前記湿気セン
    サが、霧と、雨と、雪を含むセットから少なくとも１つの湿気の形成を検出でき
    、また更に前記制御装置が、湿気が検出された場合は、全照明範囲から照明範囲
    を縮小するように作動可能であることを特徴とする、請求項１４に記載されてい
    る少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシステム。
  30. 【請求項３０】 少なくとも１つの連続可変ヘッドランプが、高い照明放電（
    ＨＩＤ）ランプを含み、制御装置が、ランプのアークの電磁力学的位置決めで発
    射される光の方向を変えるように作動可能であることを特徴とする、請求項１４
    に記載されている少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシス
    テム。
  31. 【請求項３１】 少なくとも１つの自動車両上の連続可変ヘッドランプを制御
    するためのシステムであって、各連続可変ヘッドランプが、照準された垂直方向
    を変えることにより変化させられる有効照明範囲を有し、各有効照明範囲が、ヘ
    ッドランプのビームの明るい部分の上側範囲に対応する高さ方向を有するシステ
    ムにおいて、 到来する車両のヘッドランプの横と高さの場所を決定することができるイメー
    ジング・システムであって、前記イメージング・システムが、少なくとも１つの
    可変ヘッドランプの垂直距離に設けられ、そして、 イメージ処理装置とそして少なくとも１つの連続可変ヘッドランプと連動する
    制御装置を含み、 （ａ）イメージを、少なくとも１つの連続可変ヘッドランプの前から獲得し、前
    記イメージが、少なくとも１つの連続可変ヘッドランプの前面のドライバーが、
    少なくとも１つのヘッドランプを過度にグレアと知覚するポイントを含むグレア
    エリアをカバーしており、 （ｂ）少なくとも１つの到来する車両が、グレアエリア内にあるか否かを決定す
    るためにイメージを処理し、 （ｃ）少なくとも１つの到来する車両が、グレアエリア内にある場合は、イメー
    ジング・システムと少なくとも１つの到来する車両のヘッドランプとの間の仰角
    を決定し、そして、 （ｄ）少なくとも１つの到来する車両が、グレアエリア内にある場合は、高さ方
    向は、イメージング・システムと少なくとも１つの決定された最大の仰角を生成
    する到来する車両のヘッドランプ間の線に実質的に並行になるように少なくとも
    １つの連続可変ヘッドランプに照準される、 ように作動可能であることを特徴とする、少なくとも１つの連続可変ヘッドラン
    プを制御するためのシステム。
  32. 【請求項３２】 全照明範囲まで変更させることができる有効照明範囲を有す
    る少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシステムにおいて、 各前記湿気センサが、霧と、雨と、雪を含むセットからの少なくとも１つの落
    下を検出するように作動可能である少なくとも１つの湿気センサ、そして、 少なくとも１つの湿気センサと少なくとも１つの連続可変ヘッドランプと通信
    し、前記落下が検出されたときは、照明範囲を縮小するように作動可能である制
    御装置と、を含むことを特徴とする少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制
    御するためのシステム。
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