JP2006168643A - 視認力向上支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両を運転中の運転者の視覚認識能力（視認力）を向上させることができる視認力向上支援装置を提供する。
【解決手段】視認力向上支援装置は、車両に搭載されており、制御部＋ノイズ生成部１０と室内灯２０とを備えている。制御部＋ノイズ生成部１０にはノイズ発生スイッチ３１及び室内灯スイッチ３３も接続されている。制御部＋ノイズ生成部１０は最適強度の所定のノイズを生成し、ノイズ発生スイッチ３１がオン状態である場合には、生成したノイズに応じた制御信号（駆動要求信号）を室内灯２０へ出力する。これによって室内灯２０から視覚的ノイズが出力されるが、この室内灯２０としては、例えばサンバイザに隠れた位置にあるバニティランプなどを利用する。運転者にとって間接照明となる位置に設置された室内灯２０から出力されたものであるため、運転者にとっては眩しくない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、視認力向上支援装置に関するものである。

従来、歩行者に眩しさを与えることなく、運転者から視認できるようにすることを目的とした前照灯制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている前照灯制御装置によれば、可視光線を車体前方へ向けて照射する第１前照灯と、紫外線を車体前方へ向けて照射する第２前照灯とを備える。この第２前照灯からの紫外線は、前方歩行者の衣服に反応して前方歩行者を浮き上がらせる。そのため、運転者は、前方歩行者を視認することができるようになり、また、前方歩行者は、紫外線を受けても眩しさを感じることがない。
特開２０００−２０３３３５号公報

上述した、従来の前照灯制御装置は、紫外線を利用するため、その反射度合いは、衣服の色に大きく影響する。従って、運転者は、反射度合いが低くなる色の衣服を着用した歩行者を視認することが難くなる。また、犬や猫等の小動物から反射される紫外線の反射度合いは、衣服を着用した歩行者に比べて低いため、運転者は、小動物等を視認することが難しくなる。即ち、従来の前照灯制御装置は、視認する対象物に紫外線を当てることで対象物の視認性を向上させているため、対象物の条件によっては効果が十分得られないという問題がある。

本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、車両を運転中の運転者の視覚認識能力（視認力）を向上させることができる視認力向上支援装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の視認力向上支援装置は、視認可能なノイズ強度の閾値に基づいて設定された最適ノイズ強度の視覚的ノイズを生成するノイズ生成手段と、ノイズ生成手段によって生成された視覚的ノイズを出力するノイズ出力手段とを備えている。そして、このノイズ出力手段は、車両の室内に設置された照明機器であり、且つ前記車両を運転中の運転者に対して間接照明となる位置に設置されている。このようなノイズ出力手段が車両を運転中の運転者に対して視覚的ノイズを与えることによって、運転者の視認力向上を支援することができる。そして、このように運転者に対して視覚的ノイズを与えてはいるが、この視覚的ノイズは、運転者にとって間接照明となる位置に設置されたノイズ出力手段から出力されたものであるため、運転者にとっては眩しくない。

本発明は、確率共振現象の研究成果（人の脳における確率共振現象の実験的検証、日高ら、生体・生理シンポジウム論文集ＶＯＬ．１５ｔｈ、Ｐ．２６１〜２６４）に着目したものである。

生体における確率共振現象とは、感覚神経細胞に対する適度なノイズ印加によってその感覚神経細胞における閾値以下の入力信号を検出する能力が上昇するという現象である。この確率共振現象によって、人の生体機能（例えば、知覚、調節、行為等のマクロな機能）が向上するということが実験的検証等によって明らかになっている。

ここで、確率共振現象について具体的に説明する。図８（ａ）は、感覚神経細胞を非線形システムとして模式的に示したものである。ここで、感覚神経細胞は、図８（ｂ）に示すように、一般に閾値型の入出力特性を有するため、閾値以下の微小な入力信号は検出することができない。しかしながら、ランダムな広帯域ノイズを入力信号と同時に印加すると、閾値以下の微弱な信号を検出するようになる。

なお、ランダムな広帯域ノイズの強度は、図８（ｃ）に示す「信号雑音比−ノイズ強度」曲線から明らかなように、ノイズの強度が小さすぎたり、あるいは、入力信号の強弱とは無関係に閾値を超えるほど大き過ぎたりした場合、出力信号の信号雑音比を低下させることが知られており、出力信号の信号雑音比を最大化する最適ノイズ強度が存在する。

本発明は、上述した最適ノイズ強度の視覚的なノイズを生成し、その生成した視覚的なノイズを車両の運転者に対して与えることで、運転者の視覚認識能力を向上させることができる。それでいて運転者によっては眩しくない。

このような視覚的ノイズは、常時出力してもよいが、運転者の意図に沿って出力させることもできる。その場合は、請求項２に示すように、視覚的ノイズの発生指示を運転者から受け付けるためのノイズ発生指示受付手段と、ノイズ発生指示受付手段を介して視覚的ノイズの発生指示を受け付けた場合に、ノイズ出力手段を介して視覚的ノイズを出力させる制御手段と、を備えるようにすればよい。運転者は、視覚的ノイズを出力させたい場合にだけノイズ発生指示を出せばよい。

上述のように、ノイズ出力手段は車両の室内に設置された照明機器であるが、この照明機器はノイズ出力のためにだけに設置されたものであってもよいが、車室内に存在する既存の照明機器を利用することも好ましい。このような既存の照明機器の場合、通常の照明状態では、生体確率共振を起こさせるような輝度ではなく、もっと高輝度となること多いと考えられる。したがって、照明機器を通常の照明状態で使用したい場合には、視覚的ノイズを出力することを止める必要がある。そこで、請求項３に示すように、ノイズ出力手段としても機能する照明機器の点灯指示を運転者から受け付けるための点灯指示受付手段を備え、制御手段は、ノイズ出力手段を介して視覚的ノイズを出力させている場合であっても、点灯指示受付手段を介して照明機器の点灯指示を受け付けた場合には、ノイズ出力手段から視覚的ノイズを出力させずに点灯させるようにすることが考えられる。

また、ノイズ出力手段は車両を運転中の運転者に対して間接照明となる位置に設置されていればよく、その設置場所を特に限定するものではないが、請求項４に示すように、ノイズ出力手段として、車両を運転中の運転者よりも前方側に存在する照明機器を採用することが考えられる。このようにすれば、運転者の視覚に対してノイズを付与する点で効果的である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［視認力向上支援装置の構成］
図１（ａ）は本実施形態の視認力向上支援装置の概略構成を示すブロック図である。この視認力向上支援装置は、車両に搭載されており、制御部＋ノイズ生成部１０と室内灯２０とを備えている。制御部＋ノイズ生成部１０にはノイズ発生スイッチ３１及び室内灯スイッチ３３も接続されている。さらに、制御部＋ノイズ生成部１０にはＡＣＣ信号も入力されるよう構成されている。

なお、制御部＋ノイズ生成部１０が「ノイズ生成手段」及び「制御手段」に相当し、室内灯２０が「ノイズ出力手段」に相当する。また、ノイズ発生スイッチ３１が「ノイズ発生指示受付手段」に相当し、室内灯スイッチ３３が「点灯指示受付手段」に相当する。

ノイズ発生スイッチ３１は、運転者（あるいは他の乗員）が操作するためのスイッチであり、このノイズ発生スイッチ３１がオン状態である場合にのみ室内灯２０から視覚的ノイズが出力される。

室内灯スイッチ３３は、運転者（あるいは他の乗員）が操作するためのスイッチであり、室内灯２０を点灯・消灯させるためのスイッチである。
制御部＋ノイズ生成部１０は、後述する所定のノイズを知覚することができるノイズ強度の閾値を記憶しており、その記憶しているノイズ強度の閾値に基づき出力すべきノイズの最適強度を設定し、その設定した最適強度の所定のノイズを生成する。そして、制御部＋ノイズ生成部１０は、ノイズ発生スイッチ３１がオン状態である場合には、生成したノイズに応じた制御信号（駆動要求信号）を室内灯２０へ出力する。一方、室内灯スイッチ３３がオン状態である場合には、生成されたノイズに応じた制御信号ではなく、通常の室内灯点灯のための制御信号（駆動要求信号）を室内灯２０へ出力する。なお、通常の室内灯として機能を果たす場合には相対的に高い輝度が必要であるが、ノイズ光の場合にはそれに比べて低い輝度で十分である。

本実施形態の視認力向上支援装置において用いられる室内灯２０は、車両の室内に設置された照明機器であり、且つ車両を運転中の運転者に対して間接照明となる位置に設置されている。逆に言えば、車両を運転中の運転者に対して直接照明となる位置に設置された照明機器は、本実施形態における視認力向上支援装置の室内灯２０としては用いない。本実施形態の視認力向上支援装置において用いられる室内灯２０の具体例については後述する。

ここで、視覚的なノイズについて説明する。視覚認識における確率共振現象（ＳＲ）を誘起するために用いられる視覚的なノイズは、特定の周波数帯域で強い強度を示すことのないランダムな広帯域ノイズでなければならない。従って、視覚認識可能な周波数帯における視覚的なノイズのノイズ強度の周波数分布が一様であるランダムノイズや、視覚的なノイズのノイズ強度の周波数分布が視覚的なノイズの周波数に反比例する１／ｆノイズ等を用いることで視覚認識における確率共振現象（ＳＲ）を誘起することができる。

なお、前述のとおり、ランダムな広域帯ノイズは、ノイズ強度が小さ過ぎたり、あるいは、入力信号の強度と無関係に閾値を超えるほど大き過ぎたりした場合、出力信号の信号雑音比を低下させることが知られており、信号出力の信号雑音比を最大化するノイズ強度が存在する。

そこで、確率共振現象（ＳＲ）を誘起するのに適したノイズ強度のノイズ光を発生させるためには、例えば、実験等によって信号出力の信号雑音比を大きくするのに適したノイズ強度を予め求めておき、制御部＋ノイズ生成部１０に、この実験等によって求めたノイズ強度を最適ノイズ強度として記憶しておけばよい。そして、この記憶している最適ノイズ強度に基づいて制御部＋ノイズ生成部１０がノイズ光を出力するための制御信号を生成する。あるいは、個人差を考慮して次のような最適ノイズ強度の設定も考えられる。つまり、室内灯２０から出力するノイズ光の強度を徐々に高めていき、運転者がノイズを最初に知覚したタイミングで所定のスイッチ（図示せず）を操作すると、その操作タイミングにおけるノイズ光の強度がノイズ強度の閾値として決定して記憶しておくよう構成するのである。そして、制御部＋ノイズ生成部１０は、記憶している閾値に対して信号出力の信号雑音比を大きくするのに適した所定の割合のノイズ強度（例えば、上記ランダムノイズの場合は閾値の１００％程度のノイズ強度、上記１／ｆノイズの場合は閾値の６９％程度のノイズ強度）を最適ノイズ強度として設定し、この設定した最適強度の所定のノイズを生成して制御部＋ノイズ生成部１０へ出力するように構成してもよい。なお、信号出力の信号雑音比を大きくするのに適した閾値に対するノイズ強度の割合は、実験等によって予め求めておけばよい。また、閾値に対するノイズ強度の割合を変更可能に構成してもよい。

［視認力向上支援装置の動き］
図１（ｂ）は、本実施形態の視認力向上支援装置の制御部＋ノイズ生成部１０にて実行されるノイズ発生制御処理を示すフローチャートである。

本処理は、所定時間毎に実行される。本ノイズ発生制御処理が開始すると、まず、ＡＣＣ信号が入力されているか否か判断し（Ｓ１０）、ＡＣＣ信号が入力されていれば（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ノイズ発生スイッチ３１がオン状態であるか否か判断する（Ｓ２０）。ノイズ発生スイッチ３１がオン状態であれば（Ｓ２０：ＹＥＳ）、室内灯スイッチ３３がオン状態であるか否か判断する（Ｓ３０）。室内灯スイッチ３３がオフ状態であれば（Ｓ３０：ＮＯ）、室内灯２０をノイズ重畳点灯させる（Ｓ４０）。つまり、ノイズ最適強度に基づき生成したノイズに応じた制御信号（駆動要求信号）を室内灯２０へ出力する。これにより、室内灯２０からはノイズの重畳された光が照射されることとなる。

一方、ノイズ発生スイッチ３１がオン状態であっても（Ｓ２０：ＹＥＳ）、室内灯スイッチ３３がオン状態であれば（Ｓ３０：ＹＥＳ）、室内灯２０を通常点灯させる（Ｓ７０）。つまり、室内灯本来の役割を果たすことのできる輝度にて点灯させる。

Ｓ４０にて室内灯２０をノイズ重畳点灯させている状態で、運転者がノイズ発生スイッチ３１をオフした場合は（Ｓ２０：ＮＯ）、ノイズ重畳を停止する（Ｓ５０）。なお、ＡＣＣ信号の入力がなくなった場合にも（Ｓ１０：ＮＯ）、ノイズ重畳を停止する（Ｓ５０）。

そして、室内灯スイッチ３３がオン状態であるか否か判断し（Ｓ６０）、室内灯スイッチ３３がオン状態であれば（Ｓ６０：ＹＥＳ）、室内灯２０を通常点灯させる（Ｓ７０）。一方、室内灯スイッチ３３がオフ状態であれば（Ｓ６０：ＮＯ）、室内灯２０を消灯させる（Ｓ８０）。

［室内灯の具体例］
次に、本実施形態の視認力向上支援装置において用いられる室内灯２０の具体例について説明する。上述のように、本実施形態の視認力向上支援装置において用いられる室内灯２０は、車両の室内に設置された照明機器であり、且つ車両を運転中の運転者に対して間接照明となる位置に設置されている。

例えば図２（ａ）に示すピラー間接照明が考えられる。ピラーとしてはフロントピラー・センターピラー・リアピラー等何れであっても良い。そして、これらのピラーの中にＬＥＤ等の光源を埋め込むことにより、運転者からは直接見えない室内灯２０として使用する。

また、図２（ｂ）に示すサンバイザ間接照明が考えられる。サンバイザは、使用しない場合には天井面に重なるように位置するが、このサンバイザに隠れるようにして天井面に配置されたバニティランプを室内灯２０として使用する。サンバイザとバニティランプとの隙間の空間から間接的に光が漏れ、間接照明となる。

また、図３（ａ）に示す足下照明が考えられる。座席前方の足下を照らすための足下照明の光源は、その役割から運転者によっては間接照明となっている。
また、図３（ｂ）に示すドアパネル照明が考えられる。ドアパネルに設けられた照明であるが、この光源を運転者に対して間接照明となる位置に配する。

また、図４（ａ）に示すインパネ照明が考えられる。インストルメントパネルに埋め込まれ座席付近を照らすためのインパネ照明の光源を、運転者に対して間接照明となる位置に配する。

また、図４（ｂ）に示すセンターコンソールイルミ照明が考えられる。天井に配置されたセンターコンソールに設けられた照明であるが、これを運転者に対して間接照明となる位置に配する。例えば図４（ｃ）に示すように、光源を奥まったところに配置し、開口部に対して下からのぞき込まない限り直接光源が見えないようにすればよい。

また、図５（ａ）に示すインナーミラー内蔵マップランプが考えられる。フロントウインドウに設置されたインナーミラーに内蔵されたマップランプは、主に運転座席付近を上方から照らすものである。図５（ｂ）に示すように、このマップランプはインナーミラーの内部に配置され、その開口部は下方に向いているため、開口部に対して下からのぞき込まない限り直接光源が見えない。したがって、車両を運転している運転者にとっては間接照明となる。

［効果］
このように、車両を運転中の運転者に対して視覚的なノイズを与えることで、運転者の視覚認識能力（視認力）を向上させることができる。その結果、自車両周辺の状況に対する運転者の注意力が高まり、運転者は、運転上認識する必要のある物体を見落とすことが少なくなり、結果として、運転者の見落とし等による交通事故を未然に防止することが可能となる。そして、このように運転者に対して視覚的ノイズを与えてはいるが、この視覚的ノイズは、運転者にとって間接照明となる位置に設置された室内灯２０から出力されたものであるため、運転者にとっては眩しくない。

また、室内灯２０は車両を運転中の運転者に対して間接照明となる位置に設置されていればよく、その設置場所を特に限定するものではない。したがって、上述した室内灯２０の具体例に限定はされないが、車両を運転中の運転者よりも前方側に存在する照明機器を採用すれば、運転者の視覚に対してノイズを付与する点で効果的である。その点で、上述した図２（ａ）に示すピラー間接照明、図２（ｂ）に示すサンバイザ間接照明、図３（ａ）に示す足下照明、図３（ｂ）に示すドアパネル照明、図４（ａ）に示すインパネ照明、図４（ｂ）に示すセンターコンソールイルミ照明、図５（ａ）に示すインナーミラー内蔵マップランプなどは、有効な室内灯２０である。

なお、確率共振（ＳＲ）は、上述したように、ノイズ印加により入力信号の検出力を高めるという現象であり、潜在意識を活性化させるサブリミナル効果（例えば、ある物事ができると潜在意識に言い続けると、それができるような感覚や自信を付ける等）とは異なるものである。

［別実施形態］
（１）上述した室内灯２０とは異なるが、車両の室内に設置された照明機器であり、且つ車両を運転中の運転者に対して間接照明となる位置に設置されたものとして、図７に示すように、メータパネルの文字盤アッパー照明も採用可能である。メータパネルに対して上方から照らすアッパー照明の光源を、運転者からは直接見えない位置に配すればよい。

この場合の視認力向上支援装置の構成及び動きについて、図６を参照して説明する。
図６（ａ）は別実施形態の視認力向上支援装置の概略構成を示すブロック図である。この視認力向上支援装置は、車両に搭載されており、制御部＋ノイズ生成部４０とメータパネル装置５０とを備えている。制御部＋ノイズ生成部４０にはノイズ発生スイッチ６１及びライトセンサ６３も接続されている。さらに、制御部＋ノイズ生成部４０にはＩＧ信号も入力されるよう構成されている。

なお、制御部＋ノイズ生成部４０が「ノイズ生成手段」及び「制御手段」に相当し、メータパネル装置５０内のアッパー照明が「ノイズ出力手段」に相当する。また、ノイズ発生スイッチ６１が「ノイズ発生指示受付手段」に相当する。

ノイズ発生スイッチ６１は、運転者（あるいは他の乗員）が操作するためのスイッチであり、このノイズ発生スイッチ６１がオン状態である場合にのみメータパネル装置５０のアッパー照明から視覚的ノイズが出力される。

ライトセンサ６３は照度を検出するものであり、ここで検出された照度に基づいて室内の相対的な明るさが判定可能である。
制御部＋ノイズ生成部４０は、上記実施形態で説明した制御部＋ノイズ生成部１０と同様、所定のノイズを知覚することができるノイズ強度の閾値を記憶しており、その記憶しているノイズ強度の閾値に基づき出力すべきノイズの最適強度を設定し、その設定した最適強度の所定のノイズを生成する。そして、制御部＋ノイズ生成部４０は、ノイズ発生スイッチ６１がオン状態である場合には、生成したノイズに応じた制御信号（駆動要求信号）をアッパー照明へ出力する。

図６（ｂ）は、別実施形態の視認力向上支援装置の制御部＋ノイズ生成部４０にて実行されるノイズ発生制御処理を示すフローチャートである。
本処理は、所定時間毎に実行される。本ノイズ発生制御処理が開始すると、まず、ＩＧ信号が入力されているか否か判断し（Ｓ１１０）、ＩＧ信号が入力されていれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ノイズ発生スイッチ６１がオン状態であるか否か判断する（Ｓ１２０）。ノイズ発生スイッチ６１がオン状態であれば（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ライトセンサ６３の検出値を入力し（Ｓ１３０）、その検出値に応じた最適ノイズ強度を決定する（Ｓ１４０）。そして、メータパネル装置５０のアッパー照明をノイズ重畳点灯させる（Ｓ１５０）。

Ｓ１５０にてアッパー照明をノイズ重畳点灯させている状態で、運転者がノイズ発生スイッチ６１をオフした場合は（Ｓ１２０：ＮＯ）、ノイズ重畳出力を停止する（Ｓ１６０）。なお、ＩＧ信号の入力がなくなった場合にも（Ｓ１１０：ＮＯ）、ノイズ重畳出力を停止する（Ｓ１６０）。

（２）視覚的ノイズの出力態様については種々考えられる。例えば発光デバイスの輝度、色彩、点灯時間などが考えられる。点灯時間を制御すれば、結果的に点滅間隔を制御することとなる。

（ａ）は実施形態の視認力向上支援装置の概略構成を示すブロック図、（ｂ）は制御部＋ノイズ生成部１０にて実行されるノイズ発生制御処理を示すフローチャートである。 （ａ）はピラー間接照明、（ｂ）はサンバイザ間接照明の説明図である。 （ａ）は足下照明、（ｂ）はドアパネル照明の説明図である。 （ａ）はインパネ照明、（ｂ）及び（ｃ）はセンターコンソールイルミ照明の説明図である。 インナーミラー内蔵マップランプの説明図である。 （ａ）は別実施形態の視認力向上支援装置の概略構成を示すブロック図、（ｂ）は制御部＋ノイズ生成部４０にて実行されるノイズ発生制御処理を示すフローチャートである。 メータパネル装置の文字盤アッパー照明の説明図である。 （ａ）は、感覚神経細胞を非線形システムとして模式的に示した図であり、（ｂ）は、閾値型の入出力特性を示した図であり、（ｃ）は、「信号雑音比−ノイズ強度」曲線を示した図である。

符号の説明

１０，４０…制御部＋ノイズ生成部
２０…室内灯
３１，６１…ノイズ発生スイッチ
３３…室内灯スイッチ
５０…メータパネル装置
６３…ライトセンサ

Claims (4)

1. 視認可能なノイズ強度の閾値に基づいて設定された最適ノイズ強度の視覚的ノイズを生成するノイズ生成手段と、
   前記ノイズ生成手段によって生成された視覚的ノイズを出力するノイズ出力手段と
   を備え、
   前記ノイズ出力手段は、車両の室内に設置された照明機器であり、且つ前記車両を運転中の運転者に対して間接照明となる位置に設置されており、
   前記ノイズ出力手段が前記車両を運転中の運転者に対して前記視覚的ノイズを与えることによって、前記運転者の視認力向上を支援すること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
2. 請求項１に記載の視認力向上支援装置において、
   前記視覚的ノイズの発生指示を運転者から受け付けるためのノイズ発生指示受付手段と、
   前記ノイズ発生指示受付手段を介して前記視覚的ノイズの発生指示を受け付けた場合に、前記ノイズ出力手段を介して視覚的ノイズを出力させる制御手段と、を備えること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
3. 請求項２に記載の視認力向上支援装置において、
   前記ノイズ出力手段としても機能する照明機器の点灯指示を運転者から受け付けるための点灯指示受付手段を備え、
   前記制御手段は、前記ノイズ出力手段を介して視覚的ノイズを出力させている場合であっても、前記点灯指示受付手段を介して前記照明機器の点灯指示を受け付けた場合には、前記ノイズ出力手段から視覚的ノイズを出力させずに点灯させること
   を特徴とする視認力向上支援装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の視認力向上支援装置において、
   前記ノイズ出力手段は、前記車両を運転中の運転者よりも前方側に存在する照明機器であること
   を特徴とする視認力向上支援装置。