JP2006023150A - 赤外線投光器、赤外線撮像装置、並びに車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザレーダを備えた車両等において、安価且つ低消費電力で赤外線映像を取得する。
【解決手段】 レーザ光を出射するレーザー発振器２１と、レーザスキャン範囲Ａでレーザ光を走査させる首振りアクチュエータ２３と、物体で反射したレーザ光を受光する首振りアクチュエータ２３と、レーザー発振器２１から出射されたレーザ光を発散させて、レーザスキャン範囲Ａ及び近赤外投光範囲Ｃを含む範囲に近赤外線を投光する近赤外投光用レンズ１１と、物体で反射した近赤外線光を受光して赤外線映像を撮像する近赤外線カメラ４とを備え、ＥＣＵ３により、物体を検出する場合には、レーザ光を走査させて受光したレーザ光に基づいて物体情報を算出し、赤外線映像を取得する場合には、近赤外線を投光させて赤外線映像を撮像させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、周囲の障害物を検出するために近赤外線光を投光し、当該近赤外線光の反射を検出することによって、赤外線映像を撮像するために好適な赤外線投光器、赤外線撮像装置、並びに車両に関する。

従来より、熱画像の情報にレーザレーダからの情報を組み合わせ、熱画像上の物体の方向及び移動速度を検出する技術が、下記の特許文献１などにて知られている。この特許文献１に記載された車両搭載型障害物検出装置は、熱画像上の特定の障害物の進行方向及び速度等の情報を運転者等に提示するために、遠赤外線カメラを備えた赤外線撮像装置を用いて熱画像を取得し、レーザレーダ装置及び走査器を用いて障害物位置の検出を行っていた。

このような車両搭載型障害物検出装置では、赤外線撮像装置の遠赤外検出範囲と、レーザレーダ装置及び走査器の走査範囲を同一に設定する。そして、熱画像内の障害物位置とレーザレーダの走査角とが一致した時に、レーザレーダ装置によって求めた障害物までの距離情報及び自車の車速に基づいて、時系列の障害物進行方向及び速度を算出する。これによって、車両搭載型障害物検出装置では、熱画像に障害物、当該障害物までの距離、進行方向及び速度を表示させていた。
特開平５−１１０５２号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された車両搭載型障害物検出装置では、赤外線投光器を必要としない熱画像検出を前提としたものであり、物体からの遠赤外線を検出する必要があるために非常に高価な遠赤外線用検出器を搭載する必要があるので、全体として高価なシステムとなっていた。

これに対し、近赤外線検出を行う比較的安価な赤外線撮像装置を備えた暗視カメラシステムを用いたとしても、近赤外線投光器が必要となるため、当該近赤外線投光器と近赤外線検出器との双方のコストがかかり、更には近赤外線投光器に必要な消費電力も大きかった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、安価且つ低消費電力で赤外線映像を取得することができる赤外線投光器、赤外線撮像装置、並びに車両を提供することを目的とする。

本発明に係る赤外線投光器は、近赤外線を含む波長域のレーザ光を出射するレーザ光出射手段と、所定の物体検出範囲でレーザ光を走査させるようにレーザ光出射手段のレーザ光出射角度を制御するレーザ光走査手段とを備え、赤外線撮像手段によって受光される近赤外線を物体に対して投光するために、赤外線投光手段により、レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を発散させて、赤外線撮像手段の赤外線光撮像範囲に近赤外線を投光することにより、上述の課題を解決する。

本発明に係る赤外線撮像装置は、レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、所定の物体検出範囲でレーザ光を走査させるように前記レーザ光出射手段のレーザ光出射角度を制御するレーザ光走査手段と、レーザ光走査手段で走査されて、物体で反射したレーザ光を受光するレーザ光受光手段と、レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を発散させて、赤外線撮像手段の赤外線光撮像範囲に近赤外線を投光する赤外線投光手段と、赤外線投光手段で投光され、物体で反射した近赤外線光を受光して赤外線映像を撮像する赤外線撮像手段とを備える。この赤外線撮像装置は、制御手段により、物体を検出する場合には、レーザ光走査手段でレーザ光を走査させてレーザ光受光手段で受光したレーザ光に基づいて物体情報を算出し、赤外線映像を取得する場合には、赤外線投光手段で近赤外線を投光させて赤外線撮像手段で赤外線映像を撮像させることにより、上述の課題を解決する。

更に、本発明に係る車両は、上述の課題を解決するために、上述したような赤外線投光器又は赤外線撮像装置を備える。

本発明によれば、物体を検出するための情報を求めるためのレーザ光を発散させることによって近赤外撮像範囲に赤外線を投光するので、当該近赤外撮像範囲に投光するための専用のものを備える必要が無く、安価且つ低消費電力で赤外線映像を取得させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明は、例えば図１に示すように自車両１０に搭載され、図２に示すように構成された障害物提示システムに適用される。

この障害物提示システムは、自車両１０の周囲映像を運転者等に提示するために、近赤外線方式を採用し、近赤外線カメラ４を備えている。この近赤外線カメラ４は、通常のＣＣＤカメラ等と同様に障害物に反射した光を撮像する構成となっているために、自車両１０が夜間走行をする場合には光源が必要となる。したがって、障害物提示システムでは、近赤外線光を出射するための構成として、赤外線投光器であるレーザレーダ兼用近赤外線投光器１を備える。

この近赤外線光は、人間の目から視認されない波長の光であって、運転者等によって確認を行うことができない。これに対し、太陽光や自車両１０が備えたランプ装置から出射される光には、可視光のみならず近赤外線光が含まれているが、近赤外線カメラ４で障害物検出をするためには、非常に高い強度の光をランプ装置から出射させる必要があり、対向車等に不都合を与えることになる。これに対し、障害物提示システムでは、可視領域の波長を含まない近赤外領域の波長の光を高い強度で出射するレーザレーダ兼用近赤外線投光器１を備えることになる。

この障害物提示システムは、例えば図１に示すように、自車両１０の車体前部にレーザレーダ兼用近赤外線投光器１、インストルメントパネル内に映像生成部２及びＥＣＵ（Electric Control Unit）３、フロントガラス上部に近赤外線カメラ４、運転者の視認可能範囲であってフロントガラス下部を表示部分とした映像表示器５が設けられて構成されている。

この自車両１０の車体には、図２に示すように、近赤外投光用レンズ１１と、近赤外光透過バンドパスフィルタ１２が設けられている。これらの近赤外投光用レンズ１１及び近赤外光透過バンドパスフィルタ１２は、後述するがレーザレーダ兼用近赤外線投光器１からのレーザ光が入射可能な位置に設けられている。近赤外投光用レンズ１１は、レーザレーダ兼用近赤外線投光器１からのレーザ光を発散させて投光するような光学設計となっている。

この障害物提示システムは、図２に示すように、ＥＣＵ３に、レーザレーダ兼用近赤外線投光器１、近赤外線カメラ４及び映像表示器５が接続され、映像生成部２に映像表示器５が接続されて構成されている。この障害物提示システムは、ＥＣＵ３によってレーザレーダ兼用近赤外線投光器１、近赤外線カメラ４及び映像表示器５を制御して、映像表示器５に赤外線画像及び障害物情報を表示する。

レーザレーダ兼用近赤外線投光器１は、自車両１０前方に存在する他車両等の障害物位置を検出するためのレーザ光を出射すると共に、近赤外線カメラ４によって受光される近赤外線光を出射する。このレーザレーダ兼用近赤外線投光器１は、図２に示すように、自車両１０前方に向けてレーザ光を出射するレーザー発振器２１、自車両１０前方の障害物からの反射レーザ光を受光するレーザー受光器２２、レーザ発振器２１の出射角を制御する首振りアクチュエータ２３からなる。

レーザー発振器２１は、通常、８００ｎｍ〜９００ｎｍのうちの近赤外領域の単一波長のレーザ光を出射する。このレーザー発振器２１のレーザ光出射角度は、首振りアクチュエータ２３によって制御される。このレーザー発振器２１は、自車両１０前方の障害物を検出するためのレーザ光源、及び、近赤外線カメラ４によって赤外線映像を表示させるための赤外線投光器として機能する。

このレーザー発振器２１は、自車両１０前方の障害物を検出する場合には、横方向に所定のレーザ光出射角度範囲（レーザスキャン範囲）θ１でレーザ光を走査するように首振りアクチュエータ２３によって制御される。また、このレーザ光の出射角度を上下方向にも移動することができる。これにより、レーザー発振器２１は、近赤外光透過バンドパスフィルタ１２を介して自車両１０前方を上下方向及び横方向でレーザ光を走査させる。

また、レーザー発振器２１は、近赤外線カメラ４によって検出される近赤外光を出射する場合には、図２中のレーザ光出射角度を上方にθ２だけ傾けてレーザ光を出射するように首振りアクチュエータ２３によって制御される。これにより、レーザー発振器２１は、近赤外投光用レンズ１１を介して自車両１０前方に近赤外線光を発散させる。このとき、首振りアクチュエータ２３は、横方向への走査を停止している。

首振りアクチュエータ２３は、ＥＣＵ３からの発振制御信号及び首振り制御信号を入力する。この首振りアクチュエータ２３は、発振制御信号に基づいて、レーザー発振器２１でレーザ光を走査させる期間を制御する。また、首振りアクチュエータ２３は、首振り制御信号に基づいて、レーザ光出射角度θ１のスキャン範囲内でレーザ光を走査させたり、レーザ光出射角度θ２でレーザ光を出射させる。

レーザー受光器２２は、レーザー発振器２１から出射されて、近赤外光透過バンドパスフィルタ１２を透過し、自車両１０前方の障害物から反射された反射レーザ光を受光して受光信号を検出する。この受光信号はＥＣＵ３に供給され、当該ＥＣＵ３は、受光信号を検出する期間と、受光信号をキャンセルする期間とを制御する。

近赤外線カメラ４は、レーザー発振器２１から出射されたレーザ光が近赤外投光用レンズ１１で発散され、自車両１０の前方で反射された近赤外光を受光する。この近赤外線カメラ４は、例えば７８０ｎｍ〜１０００ｎｍの近赤外光を受光するように構成され、少なくともレーザー発振器２１から出射されるレーザ光波長の近赤外光を受光するように構成されている。

この近赤外線カメラ４は、ＥＣＵ３からシャッター信号を入力し、当該シャッター信号によって近赤外光の受光タイミング、すなわち赤外線映像の撮像タイミングが制御される。そして、近赤外線カメラ４は、赤外線映像を示す映像信号を映像生成部２に出力する。

ＥＣＵ３は、レーザレーダ兼用近赤外線投光器１の制御、障害物情報の算出処理、及び近赤外線カメラ４の撮像タイミング制御を行う。このＥＣＵ３は、障害物位置を含む障害物情報を取得するに際して、レーザー発振器２１からレーザ光を出射する指令である発振制御信号、及び、レーザ光出射角度θ１でレーザ光を走査させる指令である首振り制御信号を出力する。これにより、ＥＣＵ３は、近赤外光透過バンドパスフィルタ１２を介して走査されたレーザ光が障害物に反射したことによりレーザー受光器２２で受光した受光信号を取得する。そして、ＥＣＵ３は、この受光信号を用いて、障害物の有無、自車両１０に対する障害物方向及び自車両１０からの障害物距離を求め、障害物情報として映像生成部２に出力する。

また、ＥＣＵ３は、赤外線映像を撮像させる場合には、レーザー発振器２１から近赤外投光用レンズ１１に向けてレーザ光を出射させる首振り制御信号を首振りアクチュエータ２３に供給するのと同期させて、近赤外線カメラ４にシャッター信号を供給する。これにより、近赤外投光用レンズ１１で発散した近赤外光を確実に近赤外線カメラ４で受光させる。このとき、ＥＣＵ３は、以前に取得した受光信号から障害物情報を算出していても良い。

映像生成部２は、近赤外線カメラ４からの赤外線映像及びＥＣＵ３からの障害物情報を入力し、赤外線映像に障害物情報を重畳させた表示画像を作成して、映像信号として映像表示器５に出力する。

映像表示器５は、例えばヘッドアップディスプレイからなり、映像生成部２からの映像信号を用いた表示動作を行うことにより、赤外線映像及び障害物情報を運転者等に提示する。

つぎに、上述した障害物提示システムにおけるレーザスキャン範囲、近赤外撮像範囲及び近赤外投光範囲について説明する。

この障害物提示システムは、図２及び図３に示すように、レーザスキャン範囲Ａ、近赤外撮像範囲Ｂ及び近赤外投光範囲Ｃが設定されて構成されている。すなわち、図３（ａ）に示すように、他車両表示５１である障害物を表示する赤外線映像４１を撮像するような近赤外線カメラ４の近赤外撮像範囲Ｂが設定されており、図３（ｃ）に示すように、当該近赤外撮像範囲Ｂと略同じ垂直方向及び水平方向の範囲に少なくとも近赤外光を投光する近赤外投光範囲Ｃが設定されている。

この近赤外投光範囲Ｃの設定は、例えば、レーザー発振器２１から近赤外投光用レンズ１１へのレーザ光出射角度θ２、近赤外投光用レンズ１１の設置位置、近赤外投光用レンズ１１の光学パラメータを変更することによって実現される。

また、図３（ｂ）に示すように、レーザスキャン範囲Ａは、近赤外撮像範囲Ｂ及び近赤外投光範囲Ｃと略同じ垂直方向範囲、近赤外撮像範囲Ｂ及び近赤外投光範囲Ｃよりも所定領域大きい水平方向範囲となるように設定されている。このレーザスキャン範囲Ａの設定は、首振りアクチュエータ２３によって、レーザー発振器２１のレーザ光出射角度θ１が制御されることによって実現される。

このようにレーザスキャン範囲Ａ、近赤外撮像範囲Ｂ及び近赤外投光範囲Ｃが設定されることにより、近赤外投光範囲Ｃは、レーザスキャン範囲Ａ及び近赤外撮像範囲Ｂを含んだ範囲となる。

レーザレーダ兼用近赤外線投光器１は、図３（ｂ）に示すようなレーザスキャン範囲Ａにおいて、垂直方向（上下方向）に複数に区分して水平方向（横方向）にレーザ光を走査させる。この図３（ｂ）では、レーザスキャン範囲Ａの垂直方向を３区分して、３回水平方向にレーザ光を走査させる場合を示している。これによって、ＥＣＵ３は、障害物からの反射レーザ光を検出したレーザスキャン範囲Ａ内位置から障害物位置を求めることができ、すなわち赤外線映像４１の画像内上方向での障害物検出、赤外線映像４１の画像内中間での障害物検出、及び赤外線映像４１の画像内下方向での障害物検出を行うことができる。

これにより、障害物提示システムは、映像生成部２によって、図４に示すように、赤外線映像に、障害物である他車両表示５１、障害物マーク表示５２、距離表示５３を重畳させた表示画像４２を映像表示器５で表示させることができる。

このとき、ＥＣＵ３は、所定の期間ごとに赤外線映像を取得するように近赤外線カメラ４を制御し、当該近赤外線カメラ４による赤外線映像の撮像期間を除く期間内で受光信号を取得するようにレーザレーダ兼用近赤外線投光器１を制御する。換言すれば、ＥＣＵ３は、レーザー発振器２１によってレーザ光を走査させてレーザー受光器２２で反射レーザ光を検出する期間を除く期間であって、レーザー受光器２２からの受光信号をＥＣＵ３で解析して障害物情報を生成するのに要する期間に赤外線投光をさせて、近赤外線カメラ４で赤外線映像を撮像させる。

つぎに、上述した障害物提示システムにおける赤外線映像の取得タイミングと、障害物情報を作成するための受光信号の取得タイミングとを制御する処理について説明する。

ここで、映像表示器５に出力する映像信号は、映像表示器５が通常のビデオ信号も表示できるように構成されているために、当該ビデオ信号を表示させるための規格と同じ規格とする必要がある。このビデオ信号は、規格化された所定の同期信号によって所定の周波数で表示させ、したがって、赤外線映像も当該所定の周波数で表示する必要がある。このため、ＥＣＵ３は、レーザレーダ兼用近赤外線投光器１の赤外線投光タイミング及び近赤外線カメラ４の赤外線映像取得タイミングをビデオ信号に同期させて、赤外線映像を取得させる必要がある。

具体的には、ビデオ信号の方式としては、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式、ＰＡＬ（Phase Alternation by Line）方式、ＳＥＣＡＭ方式が存在し、どの方式であっても、それぞれの所定の周波数で映像を表示させる。このうち、ＮＴＳＣ方式は、一秒間に３０枚のフレーム画像を連続的に表示させる方式であって、一枚のフレーム画像を５２５本の走査線で構成することが、プログレッシブ方式として規格化されている。また、このＮＴＳＣ方式は、一秒間に３０枚のフレーム画像を表示させた場合に映像のちらつきが発生するために、一枚のフレーム画像を奇数フィールド画像と偶数フィールド画像とに分けて、一秒間に６０枚のフィールド画像を表示させることも、インターレース方式として規格化している。

したがって、映像表示器５によりインターレース方式で赤外線映像を表示させる場合には、１フレームの期間に奇数フィールド画像と偶数フィールド画像とを表示させる映像信号を作成する。すなわち、映像生成部２は、１フレームの期間（フレーム周波数：３０Ｈｚ）に、２枚の赤外線画像をフィールド周波数の６０Ｈｚで表示させる映像信号を作成する。

これに対し、ＥＣＵ３は、図５に示すように近赤外線カメラ４、レーザー発振器２１及びレーザー受光器２２を制御することによって、単一のレーザー発振器２１によって障害物情報及び赤外線映像を映像生成部２に供給して、図４に示すような表示を映像表示器５に行わせる。なお、図５に示すタイミングチャートは、映像信号の方式としてＮＴＳＣ方式を採用した場合の障害物提示システムの動作である。

この図５によれば、ＥＣＵ３は、ＮＴＳＣ方式の１フィールド期間ごとの時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３にシャッター信号を発生させて近赤外線カメラ４に供給する（図５（ａ））。これにより、近赤外線カメラ４は、１フレーム期間が３３．３３ｍｓｅｃのフレーム同期信号を生成すると共に（図５（ｂ））、１フィールド期間が１６．６６ｍｓｅｃのフィールド同期信号を生成する（図５（ｃ））。

また、近赤外線カメラ４は、１フィールド期間ごとに所定期間だけ所定のシャッタ速度で開状態にすることによって、近赤外撮像範囲Ｂの近赤外光を受光する（図５（ｂ））。なお、この近赤外線カメラ４のシャッタ速度及びシャッタ開時間は、自車両１０周囲の明るさ等によって任意に調整される。これにより、近赤外線カメラ４は、１フィールド期間ごとに赤外線映像であるフィールド画像信号を映像生成部２に供給する状態となる。

これに対し、ＥＣＵ３は、１フィールド期間を近赤外光投光期間とレーザ光走査期間とに区分する首振り制御信号を作成して、首振りアクチュエータ２３を制御する。このとき、ＥＣＵ３は、電圧レベルで首振り制御信号を表現し、当該電圧レベルによってレーザー発振器２１のレーザ光出射角度をθ１の範囲であって図３（ｂ）に示す上方向、中間方向及び下方向とを区別し、更にレーザー発振器２１のレーザ光出射角度をθ２とする。本例では、０Ｖの首振り制御信号である場合にはレーザ光出射角度をθ２とし、５Ｖの首振り制御信号である場合には上方向を走査するレーザ光出射角度とし、３Ｖの首振り制御信号である場合には中間方向を走査するレーザ光出射角度とし、１Ｖの首振り制御信号である場合には下方向を走査するレーザ光出射角度としている。

したがって、ＥＣＵ３は、シャッター信号と同期してレーザ光出射角度をθ２とする首振り制御信号を首振りアクチュエータ２３に供給することによって、近赤外線カメラ４の受光タイミングと、近赤外投光用レンズ１１からの近赤外光の投光タイミングとを同期させている。また、ＥＣＵ３は、近赤外光の投光タイミングを除く期間に、１フィールド期間内に電圧レベルが５Ｖ，３Ｖ，１Ｖと段階的に変化する首振り制御信号を首振りアクチュエータ２３に供給することによって、図３（ｂ）に示すようにレーザ光を走査させて、首振りアクチュエータ２３から受光信号を取得する。なお、本例では、１フィールド期間を略半分に区分して、時刻ｔ１１より前半を赤外線映像の取得期間、時刻ｔ１１より後半を受光信号の取得期間としている。

そして、ＥＣＵ３は、時刻ｔ２となると、首振り制御信号を０Ｖとすると共にシャッター信号を近赤外線カメラ４に供給して赤外線映像を取得させ、時刻ｔ２以降の赤外線映像の取得期間内に時刻ｔ１１〜時刻ｔ２で取得した受光信号を解析して障害物情報を生成して映像生成部２に供給する。これにより、映像生成部２は、時刻ｔ３において、赤外線映像と障害物情報とを重畳させた表示を映像表示器５に行わせる。

なお、赤外線映像の取得期間においてもレーザー受光器２２でレーザ光と同じ波長の光が検出される場合があるが、この赤外線映像の取得期間では、レーザー受光器２２の受光をキャンセルしても良く、更にはＥＣＵ３で受光信号をキャンセルしても良い。

また、この図５を用いて説明した処理では、首振り制御信号を電圧レベルによって表現した場合について説明したが、当該電圧レベル以外の他の信号形式を採用して、レーザー発振器２１のレーザ光出射角度を制御しても良い。

更に、図５を用いて説明した処理では、発振制御信号が２段階で変化する場合について説明したが、近赤外投光用レンズ１１を介して近赤外光を投光する場合と、近赤外光透過バンドパスフィルタ１２を介してレーザ光を走査する場合とで発振出力を変化させる場合等においては、ＥＣＵ３から首振りアクチュエータ２３に供給する発振制御信号を変化させても良い。

更にまた、図５を用いて説明した処理では、１フィールド期間を略同期間の赤外線映像の取得期間と受光信号の取得期間とに区分した場合について説明したが、１フレーム期間内に少なくとも１枚のフレーム画像を取得し、赤外線映像の取得期間を除く期間に受光信号の取得期間を設けるという条件を満たせば、赤外線映像の取得期間及び受光信号の取得期間を変更しても良く、更には、１フィールド期間ごとに受光信号の取得期間を設けなくても良い。つまり、実際のシステム構成や条件等によって、より長い期間を必要とする処理に長い期間を割り当てても良い。

更にまた、上述した障害物提示システムは、近赤外投光用レンズ１１と近赤外光透過バンドパスフィルタ１２とが固定して設置され、レーザー発振器２１のレーザ光出射角度を変更することでレーザ光を近赤外投光用レンズ１１又は近赤外光透過バンドパスフィルタ１２に透過させていたが、これに限らず、レーザー発振器２１のレーザ光出射角度をθ１の範囲とし、近赤外投光用レンズ１１の位置を機械的に変更可能な構成として駆動制御することによって近赤外投光範囲Ｃに近赤外光を投光するようにしても良い。

［実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した障害物提示システムによれば、障害物情報を求めるためのレーザ光を発散させることによって近赤外撮像範囲Ｂに赤外線を投光するので、障害物検出のための光源と赤外線映像取得のための光源とを共用することができる。したがって、この障害物提示システムによれば、近赤外線カメラ４で赤外線映像を取得するための、例えばハロゲンランプやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の専用の投光器を搭載する必要が無く、赤外線映像を取得するためのコストを低減することができると共に消費電力を低減させることができ、更には部品レイアウトを良好なものとすることができる。ここで、一般的なレーザレーダに使用する波長域と、既存のハロゲンランプやＬＥＤの波長域とが同じ近赤外線波長域となっているため、十分に光源を共用することができる。

また、この障害物提示システムによれば、レーザスキャン範囲Ａで走査されるレーザ光のレーザ光出射角度θ１とは異なるレーザ光出射角度θ２でレーザ光を出射させ、近赤外投光用レンズ１１で発散させて近赤外撮像範囲Ｂを含む近赤外投光範囲Ｃに投光することができ、レーザー発振器２１の出射方向を変更するという簡単な制御によって障害物検出のための光源と赤外線映像取得のための光源とを共用することができる。ここで、近赤外投光用レンズ１１は、レーザスキャン範囲の横（スキャン方向）にずれた位置に配置しても良い。

更にまた、この障害物提示システムによれば、レーザスキャン範囲Ａ及び近赤外撮像範囲Ｂを含む範囲に赤外線を投光するので、同一の範囲についての赤外線映像及び障害物情報を取得することができる。

更にまた、この障害物提示システムによれば、障害物を検出する場合には、レーザ光出射角度θ１でレーザ光を走査させて障害物情報を算出し、赤外線映像を取得する場合には、赤外線を投光させて近赤外線カメラ４で赤外線映像を撮像させるので、障害物情報と赤外線映像との双方を単一のレーザー発振器２１を使用して取得することができる。

更にまた、この障害物提示システムによれば、レーザ光をレーザ光出射角度θ１で走査させる期間と、赤外線を投光して近赤外線カメラ４で赤外線映像を撮像する期間とを異なる期間としたので、障害物情報の取得と近赤外線映像の取得とを併用して行うことができる。

具体的には、図５に示した所定の映像表示間隔であるフィールド期間ｔ１，ｔ２・・・ごとに赤外線を投光させて赤外線映像を撮像させ、所定のフィールド期間内であって赤外線を投光させていない期間にレーザ光を走査させることができる。換言すれば、ＥＣＵ３で障害物情報を算出している期間であってレーザ光を走査させていない期間に、赤外線を投光させて近赤外線カメラ４で赤外線映像を撮像させることができる。

更にまた、この障害物提示システムによれば、併用して取得した赤外線映像及び障害物情報を映像表示器５で表示させるので、赤外線映像に含まれる障害物の位置、距離又は速度を併せて運転者に提示することができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明を適用した障害物提示システムを自車両に搭載した一例を示す斜視図である。 本発明を適用した障害物提示システムの構成を示すブロック図である。 本発明を適用した障害物提示システムにおけるレーザスキャン範囲、近赤外撮像範囲及び近赤外投光範囲の関係について説明するための図であって、（ａ）は赤外線映像、（ｂ）はレーザスキャン範囲におけるレーザ光の走査、（ｃ）は近赤外投光範囲を示す図である。 本発明を適用した障害物提示システムによって表示させる情報の一例を示す図である。 本発明を適用した障害物提示システムによって赤外線映像及び障害物情報を取得する時のタイミングチャートであって、（ａ）は近赤外線カメラのシャッター信号、（ｂ）は近赤外線カメラ内のフレーム同期信号、（ｃ）近赤外線カメラ内のフィールド同期信号、（ｄ）はシャッター速度、（ｅ）は首振り制御信号、（ｆ）は受光信号、（ｇ）は発振制御信号を示す図である。

符号の説明

１ レーザレーダ兼用近赤外線投光器
２ 映像生成部
３ ＥＣＵ
４ 近赤外線カメラ
５ 映像表示器
１０ 自車両
１１ 近赤外投光用レンズ
１２ 近赤外光透過バンドパスフィルタ
２１ レーザー発振器
２２ レーザー受光器
２３ 首振りアクチュエータ
４１ 赤外線映像
４２ 表示画像
５１ 他車両表示
５２ 障害物マーク表示
５３ 距離表示

Claims (10)

1. 赤外線撮像手段によって受光される近赤外線を物体に対して投光する赤外線投光器であって、
   前記近赤外線を含む波長域のレーザ光を出射するレーザ光出射手段と、
   所定の物体検出範囲でレーザ光を走査させるように前記レーザ光出射手段のレーザ光出射角度を制御するレーザ光走査手段と、
   前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を発散させて、前記赤外線撮像手段の赤外線光撮像範囲に近赤外線を投光する赤外線投光手段と
   を備えることを特徴とする赤外線投光器。
2. 前記レーザ光走査手段は、前記物体検出範囲で走査されるレーザ光のレーザ光出射角度とは異なるレーザ光出射角度でレーザ光を出射するように前記レーザ光出射手段を制御し、
   前記赤外線投光手段は、前記物体検出範囲で走査されるレーザ光のレーザ光出射角度とは異なるレーザ光出射角度で出射されたレーザ光を入射して発散させる光学部材からなること
   を特徴とする請求項１に記載の赤外線投光器。
3. 前記赤外線投光手段は、前記レーザ光走査手段の物体検出範囲及び前記赤外線撮像手段の赤外線光撮像範囲を含む範囲に近赤外線を投光することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の赤外線投光器。
4. 物体を検出すると共に、当該物体映像を含む赤外線映像を取得する赤外線撮像装置であって、
   レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、
   所定の物体検出範囲でレーザ光を走査させるように前記レーザ光出射手段のレーザ光出射角度を制御するレーザ光走査手段と、
   前記レーザ光走査手段で走査されて、物体で反射したレーザ光を受光するレーザ光受光手段と、
   前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を発散させて、前記赤外線撮像手段の赤外線光撮像範囲に近赤外線を投光する赤外線投光手段と、
   前記赤外線投光手段で投光され、物体で反射した近赤外線光を受光して赤外線映像を撮像する赤外線撮像手段と、
   前記物体を検出する場合には、前記レーザ光走査手段でレーザ光を走査させて前記レーザ光受光手段で受光したレーザ光に基づいて物体情報を算出し、前記赤外線映像を取得する場合には、前記赤外線投光手段で近赤外線を投光させて前記赤外線撮像手段で赤外線映像を撮像させる制御手段と
   を備えることを特徴とする赤外線撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記物体を検出する場合には、所定のレーザ光出射角度でレーザ光を走査させるように前記レーザ光走査手段を制御し、前記赤外線映像を取得する場合には、前記所定のレーザ光出射角度とは異なるレーザ光出射角度でレーザ光を出射させるように前記レーザ光走査手段を制御して前記赤外線投光手段でレーザ光を発散させることを特徴とする請求項４に記載の赤外線撮像装置。
6. 前記制御手段は、前記レーザ光走査手段でレーザ光を走査させる期間と、前記赤外線投光手段で近赤外線を投光して前記赤外線撮像手段で赤外線映像を撮像する期間とを異なる期間とすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の赤外線撮像装置。
7. 前記制御手段は、所定の映像表示間隔で前記赤外線投光手段から近赤外線を投光させて前記赤外線撮像手段により赤外線映像を撮像させ、前記所定の映像表示間隔内であって前記赤外線投光手段から近赤外線を投光させていない期間に前記レーザ光走査手段によりレーザ光を走査させることを特徴する請求項６に記載の赤外線撮像装置。
8. 前記制御手段は、前記物体情報を算出している期間であって前記レーザ光を走査させていない期間に、前記赤外線投光手段から近赤外線を投光させて前記赤外線撮像手段により赤外線映像を撮像させることを特徴する請求項６に記載の赤外線撮像装置。
9. 前記赤外線撮像手段により撮像した赤外線映像及び前記制御手段により算出した物体情報を表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項４乃至請求項８の何れかに記載の赤外線撮像装置。
10. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の赤外線投光器、又は、請求項４乃至請求項９の何れかに記載の赤外線撮像装置を備えることを特徴とする車両。
    

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