JP2003203294A - 車両での視界を改善する方法 - Google Patents

車両での視界を改善する方法

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JP2003203294A JP2002227829A JP2002227829A JP2003203294A JP 2003203294 A JP2003203294 A JP 2003203294A JP 2002227829 A JP2002227829 A JP 2002227829A JP 2002227829 A JP2002227829 A JP 2002227829A JP 2003203294 A JP2003203294 A JP 2003203294A
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ホルツ ミヒャエル
Edgar Weidel
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 視界改善用システムの実施コストも光通信シ
ステムの実施コストも低減すること。 【解決手段】 例えば、夕暮れ等で暗い時、天候不良時
及び霧の際に、レーザ光を可視スペクトル以外の波長で
所定の空間角度領域内で照射し、カメラを用いて観測し
て、該カメラの画像を運転手に指示するようにして、車
両での視界を改善する方法に関する。本発明によると、
レーザ光及び／又はカメラを有利に更に他の車両との光
通信のために使うのである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、夕暮れ等
の暗い時、天候不良時及び霧の際に、レーザ光を可視ス
ペクトル以外の波長で所定の空間角度領域内で照射し、
カメラを用いて観測して、該カメラの画像を運転手に指
示するようにして、車両での視界を改善する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】夕暮れ時、天候不良時及び霧の際に、車
両での視界を改善するために、例えば、ドイツ連邦共和
国特許公開第４００７６４６号公報に示されているよう
な、光電システムが使用される。このシステムは、交通
シーンのビデオ画像を撮影して、それを運転手に適切に
表示する。表示される画像には、例えば、夕暮れ等の暗
い時、天候不良時及び霧の際に、運転手が自分の目で見
られないか、又は、かなり苦労しないと見られない付加
的な情報が含まれている。
【０００３】このシステムは、通常のヘッドライトに対
して付加的に１つの赤外線ヘッドライトを有しており、
この赤外線ヘッドライトは、近赤外線を放射するレーザ
ダイオードを光源として利用する。このレーザダイオー
ドは、パルス状に作動される。ビデオ画像撮影用のCCD
カメラは、車両のルーフエリア内に取り付けられてい
る。CCDカメラは、レーザダイオードと同期する電子シ
ャッタを有している。カメラレンズの前には、光バンド
パスフィルタが取り付けられている。ビデオ画像は、運
転手にLCDディスプレイで示される。
【０００４】車両用の他の形式の光電システムは、視界
でのコンタクトのある各車両間での光通信用の通信シス
テムである。
【０００５】日本国公開特許第０４２４１１００号公報
からは、車両内で測定された、先行車両に関する距離情
報が、光送受信器を介して後続車両に伝送されるよう
な、車両用光通信システムが公知である。同様の車両用
光通信システムは、日本国公開特許第０７０４４８００
号公報から公知であり、その際、伝送される情報は警報
情報である。
【０００６】世界知的所有権機関特許第９５−０４６７
０号からは、相互に対面通行する車両で自動的に情報を
交換することができる車両用の光通信システムが公知で
ある。同様のシステムは、ヨーロッパ特許第０４４６１
６１号公報から公知であり、その際、車両の前側及び後
ろ側に各々１つの光送信器及び光受信器が設けられてい
て、前方及び後方に通信することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、視界
改善用システムの実施コストも光通信システムの実施コ
ストも低減することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】課題を解決するため、本
発明は、レーザ光及び／又はカメラを更に他の車両との
光通信のために使うことを提案するものである。
【０００９】本発明は、レーザ光源と夜間視野システム
用カメラとが、光通信システムの光送信器及び光受信器
の機能を実施するのにも適しているという認識に基づい
ている。レーザ光を、伝送すべき情報で変調しさえすれ
ばよく、カメラによって受光されたレーザ光を復調器に
伝送して、レーザ光に含まれている情報を評価すればよ
い。
【００１０】車両に情報システムが既に装着されている
場合、非常に僅かなコストで、少なくとも走行方向で通
信することができる光通信システムを付加的に利用する
ことができる。
【００１１】両方向での通信手段が所望の場合、場合に
よっては付加的な光送信器及び受信器を車両の後ろ側に
用いなくても、レーザ光の一部分を分岐して、このレー
ザ光の一部分を、例えば、光導波路を介して車両の後ろ
側に導くことができ、カメラに特別な光学系を設けて、
光をCCD素子の面領域に導き、その際、この領域に供給
される電気信号を何らかの手段により変調して、この電
気信号の中に含まれている情報を抽出することができ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】特に有利な実施例では、レーザ光
は、異なるタイプの２つ以上のレーザ式ヘッドライトに
より放射され、該レーザ式ヘッドライトは、観測すべき
空間角度領域の各々異なった部分を照射する。この実施
例の利点は、レーザ光源のタイプ、光出力、光学系及び
場合によっては、各レーザ式ヘッドライトの波長を最適
に各照射目的に適合させることができ、例えば、「道路
用ヘッドライト」用、「通行人用ヘッドライト」用とか
である。観測すべき空間角度領域及び当該空間角度領域
の交差領域の、レーザヘッドライトによって照射される
部分の種々のタイプを適切に選択することによって、全
照射特性を非常に簡単に最適化することができる。
【００１３】この最適化の際、光通信システムの各条
件、つまり、一般的に、複数のレーザヘッドライトの内
の１つだけ、乃至、レーザヘッドライトのタイプにとっ
て必要な条件も考慮することができる。
【００１４】別の有利な実施例では、レーザ光を、車両
の前方部分から離れた位置で形成し、光導波路を通して
車両の前方部分に案内し、車両の前方部分で、適切な光
学系により照射される。この実施例の利点は、敏感なレ
ーザ光源を何らかのやり方で保護された箇所に、例え
ば、夜間視野システム用の電子回路内に組み込むことが
できる。車両の前側に、極めてローブストな光放射光学
系を設けさえすればよい。レーザ光源を保護されてい
て、振動しないように取り付けると、特にレーザ光源を
車両通信用に付加的に使用するために有利である。
【００１５】光導波路を使用すると更に有利であり、こ
れにより、簡単に分岐路を設けて、複数の光放射光学系
を設け、それにより有利に車両の後ろ側に、後続車両と
の光通信のために共通光源からのレーザ光を供給する
か、又は、種々の波長を有することができる複数レーザ
光源の光を共通の光放射光学系に伝送することができ
る。
【００１６】従属請求項記載の手段によって、本発明の
別の特徴及び利点が得られる。本発明の装置の有利な実
施例及び改善が可能である。
【００１７】
【実施例】以下、車両での視野を改善するためのシステ
ムの図示の実施例を用いて、本発明について詳細に説明
する。
【００１８】自動車は、２つ以上の、走行方向に照射す
る赤外線-レーザヘッドライトを有する。各レーザヘッ
ドライトは、１つ以上の赤外線レーザ、例えば、近赤外
線で作動するレーザダイオードを有している。択一選択
的に、このシステムは、可視スペクトル以外の他のスペ
クトル領域内、例えば、遠赤外線又は紫外線光で作動し
てもよい。
【００１９】各レーザヘッドライトが１つしかレーザを
有していない場合、車両の前側の観測すべき空間角度領
域を照射するのに種々の手段がある： a)レーザビームの２次元ビーム拡張によって、全領域を
同時に照射する。
【００２０】b)対角方向の第２の方向に同時に狭幅に収
束する際に一方向だけ拡張し、この第２の方向で照射さ
れた偏平な空間角度部分を振動(スキャン)する。
【００２１】c)全空間角度領域を走査して照射するため
に２次元で全レーザビームを振動する。
【００２２】択一選択的に、共通に全空間角度領域を照
射するレーザダイオードアレイをレーザヘッドライトと
して使用してもよい。
【００２３】実施例では、種々異なったタイプの２つの
レーザヘッドライトを用いることができ、各レーザヘッ
ドライトは、観測すべき空間角度領域の各々異なった部
分を照射する。第１のタイプのレーザヘッドライト(単
一ヘッドライト又は複数の、例えば、２つのレーザヘッ
ドライト(各々通常のヘッドライトの近傍に設けられ
る))は、通常のハイビームの場合同様に実質的に車両の
前側の道路を、即ち、観測すべき空間角度領域の比較的
狭幅部分を照射する。第２のタイプのレーザヘッドライ
ト(単一ヘッドライト又は複数の、例えば、２つのレー
ザヘッドライト(各々通常のヘッドライトの近傍に設け
られる))は、丁度観測している空間角度領域を、車両の
前の近傍領域に重点を置いて、即ち、車両から斜め下側
方向、並びに、必要に応じて、非対称的に側方斜め方向
を照射する。その限りで、第２のタイプのレーザヘッド
ライトは、通常の減光ライト同様の照射特性を有してい
るが、眩惑作用がないので、道路際にいる通行人を高い
信頼度で検知するために更に上向きに配向することがで
きる。
【００２４】異なったタイプの２つのレーザヘッドライ
トを用いる利点は、個別レーザヘッドライトのレーザと
光学系とを各々の使用目的のために最適化することがで
きる点にある。「道路用ヘッドライト」のためには、例
えば、レーザダイオードを１つだけ用いれば充分であ
り、ビーム拡張のために何ら光学系を必要としない(但
し、このレーザダイオードの固有の拡散度が丁度「ハイ
ビーム」用に適合した値である場合)。他方、「通行人
用ヘッドライト」用レーザ及びこのレーザの、ビーム拡
張用光学系のコヒーレンスの点で高い要求を課す必要は
ない。更に、光出力及び場合によっては２つのタイプの
レーザヘッドライトの波長も、各々の使用目的に最適に
適合させることができる。そのような２つのレーザヘッ
ドライトを相互に離隔して設けて、種々異なる波長の光
(更に後述のカメラで相互に分離することができる)を照
射する場合、１つのカメラを用いて立体視が可能とな
る。
【００２５】レーザ光は、通常のヘッドライトの場合と
同様に車両の直ぐ前で形成することはできず、又、その
必要性もない。実施例では、１つ又は複数のレーザ光源
が車両電子回路内、又は、他の保護された個所に収容さ
れており、そこから、レーザ光は光導波路を通って１つ
又は複数の、単数又は複数のレーザヘッドライトを形成
する光放射光学系に案内される。光導波路を分岐しても
よく、その結果、例えば、１つのレーザを複数のレーザ
ヘッドライトに供給するようにできる。又は、照射を前
述のように最適化するために、種々異なる波長を有する
ことができる複数レーザの光を、統合された、又は光学
的に相互に結合された光導波路を介して、１つ又は複数
のレーザヘッドライトに供給することができる。
【００２６】自動車は、更にカメラを画像センサとして
有しており、このカメラは、走行方向で現れる交通のシ
ーンを撮影するように構成されている。カメラは、少な
くとも、単数又は複数のレーザヘッドライトの、周囲環
境から反射された光、この実施例では近赤外線に反応す
る。カメラによって撮影されたビデオ画像は、運転手に
対して、車両内の指示光学系上で指示され、この指示光
学系は、例えば、ダッシュボードの上側のディスプレ
イ、又は、ヘッドアップディスプレイの形式でフロント
ガラスの領域内に画像を映写するためのプロジェクタで
ある。
【００２７】カメラは、バックミラーの近傍のフロント
ガラスの直ぐ後ろ側に、例えば、イギリス特許第227113
9号公告公報に記載されているようにして取り付けられ
ている。そこに記載されているように、フロントガラス
の、この個所には、赤外線透過材料が使われている。こ
こに記載されている実施例では、均一材料製のフロント
ガラスが使われており、このフロントガラスには、赤外
線遮断膜が被覆されている。この膜は、カメラ用の赤外
線光を透過するために、カメラの視野領域内で開けられ
ており、その際、ガラス自体に僅かながら赤外線が吸収
されてしまう。
【００２８】単数又は複数の通常のヘッドライト及びレ
ーザヘッドライトと、カメラとの垂直方向間隔は、出来
る限り大きくする必要がある。そうすることによって、
カメラは、遮光部(Lichtschleier)、ヘッドライトの、
大気中の散乱光を通して見ることができる。この観点
で、バックミラーの高さ位置に配設されており、その場
所には、例えば、雨センサも取り付けられているが、有
利には、車両の設計に応じて、場合によっては、カメラ
を出来る限りもっとずっと上の方に取り付けて、更に改
善するようにしてもよい。
【００２９】フロントガラスの後ろ側にカメラを取り付
ける上述の装置構成で更に注意すべき点は、カメラの視
野内のフロントガラス領域を、少なくとも１つのワイパ
の作動領域内にすることにあり、それにより、雨の際に
もカメラはクリアな視界を得られる。実施例では、カメ
ラとワイパとは相互に同期して作動され、例えば、カメ
ラの視野内にワイパがある瞬間には、実際の画像ではな
くて、最後に伝送された画像が車両内の指示光学系に再
生される。カットされる時間は、運転手が気付かない程
極めて短い。
【００３０】何らかの理由から、カメラを車両のずっと
上の方に配設することができないか、又は、所望でない
場合、カメラを目立たないようにして、且つ、フロント
ガラスの妨げにならないようにしてサイドミラーの１つ
の中に収容してもよい。第２のサイドミラーの中に、別
のカメラを収容すると、立体視が可能となり、従って、
別個の距離測定器を必要とせずに、対象からの距離を特
定することができる。
【００３１】他の実施例では、カメラは、単数又は複数
のレーザヘッドライトの波長領域内で感応するだけでな
く、例えば、CCDセンサの場合のように、可視スペクト
ル内でも感応する。さもない場合には、通常の可視光用
のフィルタを取り外すか、又は、作動しないようにされ
る。そうすることによって、カメラを、視野が悪い場合
に用いるのに加えて、デイライト用カメラとしても用い
ることができ、例えば、実際の交通シーンの画像を撮影
するのにも使うことができ、このようにカメラを用いる
ことにより、走行路際、交通標識、又は、他の安全にと
って重要なデテールを自動的に認識することができる。
認識されたデテールは、例えば、走行路から外れていた
り、又は、許容速度を超過していることによって、何ら
かの危険な状況が生じているのかどうか評価されて、そ
れについて運転手は、音響又は光学的な警報信号によっ
て指示される。
【００３２】赤外線による夜間視界用に必要なカメラ感
度が、デイライト用カメラとして用いるのには高すぎる
場合、カメラに自動調整可能なアイリスストップを設け
て、日中、カメラが露光過多とならない程度に閉じるよ
うにされる。あるいは、カメラの光感度をその電子回路
を用いて、従って、機構を何ら必要とせずに、その都度
必要な値に調整することができるカメラもある。
【００３３】別の実施例では、単数又は複数のレーザヘ
ッドライトとカメラとが、暗い時、劣悪な天候、霧の時
に視野を改善するために上述のシステムを用いるのみな
らず、それと同時に、他の車両との通信のために、例え
ば、目下の交通状況についての情報を送信したり、先行
車両又は対向車両の運転手に、何らかの危険な状況につ
いて警告したり、又は、ハイビームをスイッチオンした
まま走行してくる対向車線の車両に、減光ライトに切り
換えるように自動的に指示するのに用いられる。
【００３４】このために、本来、視野改善のためだけに
照射されるレーザ光を、伝送すべき情報で変調し、同様
に既述のカメラ及び／又は何らかの他の赤外線センサを
用いていて、レーザ光の到達範囲内に位置している車両
内で、情報をレーザ光から取り出して評価することがで
きる。
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） Ｈ０４Ｂ 10/105 Ｂ６０Ｑ 1/04 Ｚ 10/22 Ｈ０４Ｎ 7/18 (72)発明者 エドガー ヴァイデル ドイツ連邦共和国 ゼンデン フートラー シュトラーセ 25 Ｆターム(参考） 3K039 CC01 5C054 AA01 CA05 CA06 DA07 EA03 HA30 5H180 AA01 BB02 CC03 LL01 5K102 AA27 AL23 AL28

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 例えば、暗い時、天候不良時及び霧の際
    に、レーザ光を可視スペクトル以外の波長で所定の空間
    角度領域内で照射し、カメラを用いて観測して、該カメ
    ラの画像を運転手に指示するようにして、車両での視界
    を改善する方法において、レーザ光及び／又はカメラを
    更に他の車両との光通信のために使うことを特徴とする
    方法。
  2. 【請求項２】 レーザ光を、伝送すべき情報で変調する
    請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 カメラによって受光されたレーザ光を、
    当該レーザ光に含まれる情報について評価する請求項１
    又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 レーザ光を、異なるタイプの２つのレー
    ザ式ヘッドライトにより放射し、該レーザ式ヘッドライ
    トは、観測すべき空間角度領域の各々異なった部分を照
    射する請求項１から３迄の何れか１記載の方法。
  5. 【請求項５】 レーザ光を、車両の前方部分から離れた
    位置で形成し、１本又は複数本の光導波路を通して前記
    車両の前方部分に案内する請求項１から４迄の何れか１
    記載の方法。
  6. 【請求項６】 レーザ光の一部分を更に車両の後ろ側に
    案内する請求項５記載の方法。
JP2002227829A 2001-08-04 2002-08-05 車両での視界を改善する方法 Withdrawn JP2003203294A (ja)

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DE10138361.4 2001-08-04
DE10138361A DE10138361A1 (de) 2001-08-04 2001-08-04 Verfahren zur Verbessung der Sicht in Fahrzeugen

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JP2002227829A Withdrawn JP2003203294A (ja) 2001-08-04 2002-08-05 車両での視界を改善する方法

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US (1) US20030025799A1 (ja)
EP (1) EP1282097A3 (ja)
JP (1) JP2003203294A (ja)
DE (1) DE10138361A1 (ja)

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