JP2005041293A - 車両用前照灯の点灯制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、前方領域の明るさに応じて照射光量及び配光を制御することにより、眩惑を与えずに、走行路の明るさ分布を一定にするようにした、車両用前照灯の点灯制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両前方領域を撮像する撮像手段１１と、撮像手段からの画像信号を処理する画像処理手段１２と、画像処理手段からの処理信号に基づいて、明るさや位置等の情報を比較演算する演算手段１３と、一つの可動前照灯１５ａ及び三つの固定前照灯１５ｂ乃至１５ｄから成る車両用前照灯１５と、演算手段の演算結果に基づいて、車両前方領域が一定の明るさとなるように、車両用前照灯の各可動前照灯１５ａ及び各固定前照灯１５ｂ乃至１５ｄを点灯制御する駆動制御手段１４と、を含むように、車両用前照灯の点灯制御装置１０を構成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用前照灯の点灯制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用前照灯を制御する場合、例えばフォトダイオード等の受光素子を使用して周囲の明るさを検出することにより、前照灯をオンオフしたり、あるいはハイ（走行ビーム）及びロー（すれ違いビーム）の切換えを行なうようにしている。
【０００３】
また、最近では、カメラ等の撮像手段を使用して、自動車の前方領域の画像を取得し、画像処理により適切な配光を演算することにより、前照灯を制御する方法が検討されている。
例えば、特許文献１には、カメラで撮像した画像における走行路の輝度分布に基づいて、前照灯の光軸を変更するような制御方法が開示されている。
また、特許文献２には、先行車または対向車との車間距離及び周囲の明るさを検出して、これらに基づいて前照灯の照射方向，照射範囲及び明るさを制御するようにした制御方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２３５９４９号公報
【特許文献２】
特開平７−６９１２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の前照灯の制御方法においては、主として配光のみを制御するものであって、路肩領域や遠方を含めた前照灯の照射光量，照射光軸の制御は行なっておらず、また光量の制御を含めて走行路の明るさ分布を一定にするものではない。
さらに、周囲全体の明るさを感知して、十分に明るいときの照射光量を制御するものではない。
【０００６】
従って、運転者が実際に見ている道路を含む周囲全体の明るさを一定に保持することはできず、さらに必要以上の照射光量により他車や路肩を歩行する歩行者に幻惑を与えてしまうおそれがあると共に、必要以上の照射光量によって消費電力が多くなってしまうことになる。
また、特許文献２による制御方法では、先行車の検出処理や車間距離の複雑な処理が必要となり、コストが高くなってしまう。
【０００７】
本発明は、以上の点から、前方領域の明るさに応じて照射光量及び配光を制御することにより、眩惑を与えずに、走行路の明るさ分布を一定にするようにした、車両用前照灯の点灯制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明の構成によれば、車両前方領域を撮像する撮像手段と、撮像手段からの画像信号を処理する画像処理手段と、画像処理手段からの処理信号に基づいて、明るさや位置等の情報を比較演算する演算手段と、少なくとも一つの可動前照灯及び少なくとも一つの固定前照灯から成る車両用前照灯と、演算手段の演算結果に基づいて、車両前方領域が一定の明るさとなるように、車両用前照灯の各可動前照灯及び各固定前照灯を点灯制御する駆動制御手段と、を含んでいることを特徴とする、車両用前照灯の点灯制御装置により、達成される。
【０００９】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記画像処理手段が、撮像手段からの画像信号を、車両用前照灯の各可動前照灯及び各固定前照灯の照射範囲に対応して分割する。
【００１０】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記画像処理手段が、撮像手段からの画像信号を、道路領域，路肩領域，遠方領域及び近距離領域毎に分割する。
【００１１】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記演算手段が、画像処理手段により分割された領域毎に、画像信号に基づいて明るさを演算する。
【００１２】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記画像処理手段が、道路領域に関して、さらに複数の細分領域に分割し、上記演算手段が、各細分領域毎に明るさを演算することにより、最も暗い領域の位置情報を駆動制御手段に送出する。
【００１３】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記駆動制御手段が、路肩領域，遠方領域及び近距離領域に関して、演算手段により演算された明るさが十分明るいときには、対応する固定前照灯または可動前照灯を消灯させる。
【００１４】
上記構成によれば、撮像手段により撮像した車両前方領域の画像に基づいて、車両用前照灯を構成する各可動前照灯及び固定前照灯をそれぞれ制御することにより、前方への照射光の光量や配光を適宜に調整して、眩惑を与えるような光をカットすると共に、明るい部分に対する光量を低減し、また暗い部分に対する光量を増大させることができる。
【００１５】
従って、車両前方領域の明るさに関わらず、車両前方領域全体に亘って一定の明るさにすることができるので、運転者の良好な前方視界を確保することができ、視認性が向上することにより、より一層安全性を高めることができる。さらに、明るい部分に対する光量を低減することにより、車両用前照灯の消費電力を削減することが可能になると共に、このような光量及び配光の制御に関して、複雑な機構が不要であることから、コストが低減され得ることになる。
【００１６】
上記画像処理手段が、撮像手段からの画像信号を、車両用前照灯の各可動前照灯及び各固定前照灯の照射範囲に対応して分割する場合には、各可動前照灯及び各固定前照灯の照射範囲毎に、画像を得ることができるので、演算手段が個々の画像毎に明るさや位置等の情報を比較演算することにより、車両前方領域における明るさ分布を検出することができる。従って、駆動制御手段が、これらの明るさ分布に基づいて車両用前照灯の各可動前照灯及び各固定前照灯を点灯制御することにより、車両前方領域全体を一定の明るさとなるように光を照射することができる。
【００１７】
上記画像処理手段が、撮像手段からの画像信号を、道路領域，路肩領域，遠方領域及び近距離領域毎に分割する場合には、これらの領域毎に、画像を得ることができるので、演算手段が個々の領域毎に明るさや位置等の情報を比較演算することにより、車両前方領域における明るさ分布を検出することができる。従って、駆動制御手段が、これらの明るさ分布に基づいて車両用前照灯の各可動前照灯及び各固定前照灯を点灯制御することにより、車両前方領域全体を一定の明るさとなるように光を照射することができる。
【００１８】
上記演算手段が、画像処理手段により分割された領域毎に、画像信号に基づいて明るさを演算する場合には、各領域毎に明るさを演算することによって、車両前方領域における明るさ分布を検出することができる。
【００１９】
上記画像処理手段が、道路領域に関して、さらに複数の細分領域に分割し、上記演算手段が、各細分領域毎に明るさを演算することにより、最も暗い領域の位置情報を駆動制御手段に送出する場合には、道路領域の範囲内に関して、より正確に明るさ分布を検出することができると共に、演算手段が、最も暗い領域の一条法に基づいて、当該領域に対する光量を高めることによって、車両前方領域のうち特に道路領域に関してより均一な明るさで光を照射することができる。
【００２０】
上記駆動制御手段が、路肩領域，遠方領域及び近距離領域に関して、演算手段により演算された明るさが十分明るいときには、対応する固定前照灯または可動前照灯を消灯させる場合には、上記路肩領域，遠方領域及び近距離領域に関して、対応する固定前照灯または可動前照灯を消灯させることによって、車両用前照灯全体の消費電力を低減することができる。
【００２１】
このようにして、本発明によれば、撮像手段により撮像した車両前方領域の画像に基づいて、車両用前照灯を構成する各可動前照灯及び固定前照灯をそれぞれ制御することにより、車両前方領域の明るさに関わらず、車両前方領域全体に亘って一定の明るさにすることができる。
従って、運転者の良好な前方視界を確保することができ、視認性が向上することにより、より一層安全性を高めることができると共に、明るい部分に対する光量を低減することにより、車両用前照灯の消費電力を削減することが可能になり、さらにこのような光量及び配光の制御に関して、複雑な機構が不要であることから、コストが低減され得ることになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図４を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２３】
図１は、本発明による車両用前照灯の点灯制御装置の一実施形態の構成を示している。
図１において、車両用前照灯の点灯制御装置１０は、撮像手段としてのカメラ１１と、画像処理手段１２と、演算手段１３と、駆動制御手段１４と、車両用前照灯１５と、を含んでいる。
【００２４】
上記カメラ１１は、車両前方領域を撮像する例えばＣＣＤカメラ等のカメラであって、好ましくは人間の視界の状態を忠実に判定するために、人間の目と同じ波長に感度を有するように構成されている。
【００２５】
上記画像処理手段１２は、カメラ１１からの画像信号に基づいて、例えば白線や縁石の検知やハフ変換等により道路領域，路肩領域，遠方領域及び近距離領域の境界線を判定することにより、画像信号を道路領域，路肩領域，遠方領域及び近距離領域毎に分割すると共に、上記道路領域に関して、さらに複数個の細分領域（図示せず）に細分化するようになっている。
【００２６】
上記演算手段１３は、画像処理手段１２により処理された各分割領域そして細分領域毎の画像信号に基づいて、それぞれ明るさを演算する。
さらに、演算手段１３は、道路領域の各細分領域の明るさから道路領域の平均明るさを演算すると共に、最も暗い細分領域の位置情報を取得する。
そして、演算手段１３は、各細分領域の明るさｆＤＲと道路領域の平均明るさｆＡ を算出し、これらの差（ｆＡ −ｆＤＲ）が基準値ｆＳＴ以下の場合に、対応する車両用前照灯の各可動前照灯及び各固定前照灯による当該細分領域の光量を低減する命令を駆動制御手段１４に送出し、また基準値を越えている場合には、光量を増大する命令を駆動制御手段１４に送出する。
【００２７】
また、演算手段１３は、他の領域即ち路肩領域，遠方領域及び近距離領域については、それぞれ明るさｆＤ のみを算出して、基準値ｆＳ と比較することにより、明るさｆＤ ＜ｆＳ の場合には、対応する車両用前照灯の各固定前照灯の光量を増大する命令を駆動制御手段１４に送出し、またｆＤ ≧ｆＳ の場合には、光量を低減する命令を駆動制御手段１４に送出する。
さらに、演算手段１３は、路肩領域及び近距離領域に関しては、明るさｆＤ が十分に明るい場合には、対応する車両用前照灯の各固定前照灯の光量を０にする命令を駆動制御手段１４に送出する。
【００２８】
また、演算手段１３は、遠方領域に関しては、明るさｆＤ と関係なく、対応する車両用前照灯の固定前照灯の光量を、自車の周囲への被視認性を確保するために必要な光量Ｉｖ以上に保持する。
さらに、演算手段１３は、前述した道路領域の最も暗い細分領域に関する位置情報を駆動制御手段１４に送出する。
【００２９】
上記駆動制御手段１４は、演算手段１３の演算結果即ち基準値との比較による光量の増減の命令に基づいて、車両前方領域が一定の明るさとなるように、車両用前照灯の各可動前照灯及び各固定前照灯を点灯制御、即ち各可動前照灯及び各固定前照灯の光量を制御すると共に、可動前照灯の光軸の角度を制御するようになっている。
より具体的には、駆動制御手段１４は、光量制御部１４ａと角度制御部１４ｂとから構成されていて、光量制御部１４ａが、後述する車両用前照灯１５の可動前照灯及び固定前照灯を点灯制御すると共に、角度制御部１４ｂが可動前照灯の光軸の角度を制御するようになっている。
【００３０】
上記光量制御部１４ａは、車両用前照灯１５の可動前照灯及び固定前照灯をそれぞれ例えば電流値または電圧値の調整あるいはパルス点灯のデューティ比を変更することにより、光量を制御するようになっている。
また、角度制御部１４ｂは、演算手段１３からの道路領域の最も暗い細分領域に関する位置情報に基づいて、当該細分領域に対して光を照射するように、車両用前照灯１５の可動前照灯の光軸の角度を調整する。
【００３１】
上記車両用前照灯１５は、図示の場合、道路領域用の一つの可動前照灯１５ａと、路肩領域，遠方領域及び近距離領域用の三つの固定前照灯１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、から構成されている。
可動前照灯１５ａ及び各固定前照灯１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、それぞれ例えばハロゲンランプやＬＥＤ等の光量を段階的または無段階で調整できる光源が使用される。
【００３２】
上記可動前照灯１５ａは、固定前照灯だけでは明るさが十分でない領域に対して光を照射する補助前照灯として使用されるものである。
また、各固定前照灯１５ｂ乃至１５ｄは、それぞれ運転者の視認性向上のために重要な領域に対して光を照射するようになっている。
【００３３】
本発明実施形態による車両用前照灯の点灯制御装置１０は、以上のように構成されており、図２乃至図４に示すフローチャートに従って動作する。
図２は、車両用前照灯１５の点灯制御の全体な流れを概略的に示している。
まずステップＳ１にて、カメラ１１が車両前方領域を撮像して、画像処理手段１２に画像信号が入力されると、ステップＳ２にて、画像処理手段１２は、この画像信号を、道路領域，路肩領域，遠方領域及び近距離領域に分割して、演算手段１３に送出する。
【００３４】
続いて、ステップＳ３にて、演算手段１３は、画像処理手段１２からの各領域に関する画像信号に基づいて、各領域毎に明るさを計算する。
その際、演算手段１３は、道路領域に関しては図３に示すように、また他の領域即ち路肩領域，遠方領域及び近距離領域に関しては図４に示すように、それぞれ明るさを算出するようになっている。
【００３５】
図３において、画像処理手段１２は、ステップＳ１１にて、道路領域の画像信号を、複数個の細分領域に細分化して、演算手段１３に送出する。
これにより、演算手段１３は、ステップＳ１２にて、各細分領域の明るさｆＤＲと道路領域の平均明るさｆＡ を算出し、ステップＳ１３にて、細分領域のうち最も暗い細分領域の位置情報を取得して、ステップＳ１４にて、この位置情報を駆動制御手段１４に送出する。
さらに、演算手段１３は、ステップＳ１５にて、平均明るさｆＡ と各細分領域の明るさｆＤＲとの差を基準値ｆＳＴと比較して、差が基準値以下の場合には、ステップＳ１６にて、当該細分領域における光量を低減する命令を駆動制御手段１４に送出し、また差が基準値を越えている場合には、当該細分領域における光量を増大する命令を駆動制御手段１４に送出する。
【００３６】
図４において、演算手段１３は、ステップＳ２１にて、各領域の明るさｆＤ を算出し、ステップＳ２２にて、各領域の明るさｆＤ を基準明るさｆＳ と比較して、基準明るさ未満の場合には、ステップＳ２３にて、当該領域における光量を増大する命令を駆動制御手段１４に送出し、また基準明るさ以上の場合には、ステップＳ２４にて、遠方領域用の固定前照灯の光量を前記光量Ｉｖと比較して、光量Ｉｖを越えている場合には、当該固定前照灯の光量を低減する命令を駆動制御手段１４に送出し、また光量Ｉｖ以下の場合には、当該固定前照灯を光量Ｉｖにする命令を駆動制御手段１４に送出する。
【００３７】
このようにして、演算手段１３が図３及び図４に示すように、車両用前照灯１５の各前照灯１５ａ乃至１５ｄの光量に関する命令を駆動制御手段１４に送出すると、駆動制御手段１４は、図２のステップＳ４にて、演算手段１３からの光量に関する命令に従って、車両用前照灯１５の各前照灯１５ａ乃至１５ｄをそれぞれ点灯制御すると共に、可動前照灯１５ａの光軸の角度を調整する。
即ち、駆動制御手段１４は、図３に関連して演算手段１３から送出された道路領域に関する命令に基づいて、光量制御部１４ａにより可動前照灯１５ａの光量を制御すると共に、最も暗い細分領域の位置情報により、角度制御部１４ｂにより可動前照灯１５ａの光軸を当該細分領域に向くように角度調整する。
【００３８】
また、駆動制御手段１４は、図４に関連して演算手段１３から送出された各領域、即ち路肩領域，遠方領域及び近距離領域に関する命令に基づいて、光量制御部１４ａにより各固定前照灯１５ｂ乃至１５ｄの光量を調整する。
その際、駆動制御手段１４は、路肩領域及び近距離領域に関しては、当該領域が十分明るい場合には、対応する固定前照灯１５ｂ及び１５ｄの光量を０にすると共に、遠方領域に関しては、当該領域の明るさに関わらず、自車の周囲への被視認性を確保するために、常に固定前照灯１５ｃを光量Ｉｖ以上となるように光量を調整する。
【００３９】
以上の動作が繰返し行なわれることにより、車両用前照灯１５の各前照灯１５ａ乃至１５ｄは、それぞれそのときの周囲の明るさに対応して、駆動制御手段１４により駆動制御されることにより、車両前方領域の明るさが常に一定に保持されることになり、車両前方領域の視認性を確保することができると共に、車両前方領域が十分に明るい場合には、それに対応して車両用前照灯１５の各固定前照灯１５ｂ乃至１５ｄの光量を低減し、場合によっては固定前照灯１５ｂ，１５ｄの光量を０にし、または固定前照灯１５ｃの光量を少なくともＩｖまで低減することにより、車両用前照灯１５の消費電力をできるだけ低減することができる。さらに、固定前照灯１５ｃの光量を少なくとも光量Ｉｖ以上に保持することによって、自車の周囲への被視認性を確保することができる。
【００４０】
このようにして、本発明による車両用灯具１０によれば、カメラ１１により撮像した車両前方領域の画像に基づいて、車両用前照灯１５を構成する各可動前照灯１５ａ及び固定前照灯１５ｂ乃至１５ｄをそれぞれ駆動制御手段１５により制御することにより、車両前方領域の明るさに関わらず、車両前方領域全体に亘って一定の明るさに光を照射することができる。
従って、運転者の良好な前方視界を確保することができるので、視認性が向上することにより、より一層安全性を高めることができる。
また、車両前方領域のうち明るい部分に対する光量を低減することにより、車両用前照灯１５の消費電力を削減することが可能になる。
さらに、このような車両用前照灯１５による車両前方領域に対する光量及び配光の制御に関して、各領域毎の分割は画像処理手段１２によりソフト的に行なわれ、各領域毎に明るさが演算手段１３により演算されるので、複雑な機構が不要であることから、コストが低減され得ることになる。
【００４１】
上述した実施形態においては、車両用前照灯１５は、一つの可動前照灯１５ａと三つの固定前照灯１５ｂ乃至１５ｄから構成されているが、これに限らず、少なくとも一つの可動前照灯と少なくとも一つの固定前照灯を備えていればよい。
また、上述した実施形態においては、撮像手段としてＣＣＤカメラ等のカメラ１１が使用されているが、これに限らず、他の種類の撮像手段が使用されていてもよいことは明らかである。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、撮像手段により撮像した車両前方領域の画像に基づいて、車両用前照灯を構成する各可動前照灯及び固定前照灯をそれぞれ制御することにより、前方への照射光の光量や配光を適宜に調整して、眩惑を与えるような光をカットすると共に、明るい部分に対する光量を低減し、また暗い部分に対する光量を増大させることができる。
従って、車両前方領域の明るさに関わらず、車両前方領域全体に亘って一定の明るさにすることができるので、運転者の良好な前方視界を確保することができ、視認性が向上することにより、より一層安全性を高めることができる。さらに、明るい部分に対する光量を低減することにより、車両用前照灯の消費電力を削減することが可能になると共に、このような光量及び配光の制御に関して、複雑な機構が不要であることから、コストが低減され得ることになる。
【００４３】
このようにして、本発明によれば、前方領域の明るさに応じて照射光量及び配光を制御することにより、眩惑を与えずに、走行路の明るさ分布を一定にするようにした、極めて優れた車両用前照灯の点灯制御装置が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用前照灯の点灯制御装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の車両用前照灯の点灯制御装置における全体の制御動作を示すフローチャートである。
【図３】図１の車両用前照灯の点灯制御装置における演算手段の道路領域に関する処理動作を示すフローチャートである。
【図４】図１の車両用前照灯の点灯制御装置における演算手段の他の領域に関する処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 車両用前照灯の点灯制御装置
１１ カメラ（撮像手段）
１２ 画像処理手段
１３ 演算手段
１４ 駆動制御手段
１４ａ 光量制御部
１４ｂ 角度制御部
１５ 車両用前照灯
１５ａ 可動前照灯
１５ｂ 路肩領域用の固定前照灯
１５ｃ 遠方領域用の固定前照灯
１５ｄ 近距離領域用の固定前照灯

Claims (6)

1. 車両前方領域を撮像する撮像手段と、
   撮像手段からの画像信号を処理する画像処理手段と、
   画像処理手段からの処理信号に基づいて、明るさや位置等の情報を比較演算する演算手段と、
   少なくとも一つの可動前照灯及び少なくとも一つの固定前照灯から成る車両用前照灯と、
   演算手段の演算結果に基づいて、車両前方領域が一定の明るさとなるように、車両用前照灯の各可動前照灯及び各固定前照灯を点灯制御する駆動制御手段と、を含んでいることを特徴とする、車両用前照灯の点灯制御装置。
2. 上記画像処理手段が、撮像手段からの画像信号を、車両用前照灯の各可動前照灯及び各固定前照灯の照射範囲に対応して分割することを特徴とする、請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
3. 上記画像処理手段が、撮像手段からの画像信号を、道路領域，路肩領域，遠方領域及び近距離領域毎に分割することを特徴とする、請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
4. 上記演算手段が、画像処理手段により分割された領域毎に、画像信号に基づいて明るさを演算することを特徴とする、請求項２または３に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
5. 上記画像処理手段が、道路領域に関して、さらに複数の細分領域に分割し、
   上記演算手段が、各細分領域毎に明るさを演算することにより、最も暗い領域の位置情報を駆動制御手段に送出することを特徴とする、請求項３に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
6. 上記駆動制御手段が、路肩領域，遠方領域及び近距離領域に関して、演算手段により演算された明るさが十分明るいときには、対応する固定前照灯または可動前照灯を消灯させることを特徴とする、請求項５に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。

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