JP2015174551A

JP2015174551A - 車両用ヘッドライトシステム

Info

Publication number: JP2015174551A
Application number: JP2014052584A
Authority: JP
Inventors: 和也浅岡; Kazuya Asaoka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-10-05

Abstract

【課題】簡易な構成で可視光及び非可視光の照射領域を制御可能な車両用ヘッドライトシステムを提供すること。【解決手段】車両前方の画像を撮像する撮像装置と、それぞれ傾倒可能に設けられた複数のミラーが配列されたデジタルミラーと、前記デジタルミラーに可視光を照射する可視光源と、前記デジタルミラーに非可視光を照射する非可視光源と、前記画像における対象物を検出し、前記対象物が存在する領域に前記非可視光を反射し、前記対象物が存在しない領域に前記可視光を反射するように、前記複数のミラーの角度を個々に制御する制御装置と、を有する車両用ヘッドライトシステム。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ヘッドライトシステムに関する。

車両の運転者は、夜間の走行時などに必要に応じてヘッドライトからハイビームを照射して車両の前方確認を行う。しかし、ハイビームは先行車や対向車の運転者、歩行者にとって眩しく、時には運転を誤らせて事故などを引き起こす可能性がある。そこで、車両前方を撮像した画像から検出された先行車や対向車、歩行者にはハイビームを照射しないように、ハイビームの照射パターンを制御する様々な技術が提案されている。

しかし、カメラなどで車両前方の画像を撮像して先行車などの障害物を検出する認識システムを有する車両では、ハイビームが照射されない領域がカメラにとって死角となり、障害物を検出することができなくなる可能性がある。

そこで、カメラなどの画像から車両前方に存在する対象物を検出し、対象物が存在する照射領域には赤外光を照射し、照射領域の残部には可視光を照射することで、カメラの撮像領域における死角が解消される車両用前照灯の点灯制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１６６６５２号公報

しかしながら、上記した点灯制御装置は、赤外線ＬＥＤ及び白色ＬＥＤをそれぞれ格子状に配列し、照射領域ごとに対応する個々のＬＥＤの点灯制御を行う構成であり、照射領域の分解能を上げると構造が複雑化し、コスト増や生産性の低下を招く可能性がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で可視光及び非可視光の照射領域を制御可能な車両用ヘッドライトシステムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の車両用ヘッドライトシステムによれば、車両前方の画像を撮像する撮像装置と、それぞれ傾倒可能に設けられた複数のミラーが配列されたデジタルミラーと、前記デジタルミラーに可視光を照射する可視光源と、前記デジタルミラーに非可視光を照射する非可視光源と、前記画像における対象物を検出し、前記対象物が存在する領域に前記非可視光を反射し、前記対象物が存在しない領域に前記可視光を反射するように、前記複数のミラーの角度を個々に制御する制御装置と、を有する。

本発明の実施形態によれば、簡易な構成で可視光及び非可視光の照射領域を制御可能な車両用ヘッドライトシステムを提供できる。

実施形態における車両用ヘッドライトシステムの概略構成を例示する図である。実施形態におけるデジタルミラーの構成を例示する部分拡大図である。実施形態におけるミラーが可視光を車両前方に反射する様子を説明する図である。実施形態におけるミラーが非可視光を車両前方に反射する様子を説明する図である。実施形態におけるデジタルミラー制御処理のフローチャートを例示する図である。実施形態におけるカメラにより撮像された画像を例示する図である。実施形態におけるデジタルミラーの制御結果を例示する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

図１は、実施形態における車両用ヘッドライトシステム１００の概略構成を例示する図である。

図１に示すように、車両用ヘッドライトシステム１００は、撮像装置としてのカメラ１１０、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２０、デジタルミラー１３０、可視光源１４０、非可視光源１５０、レンズ１６０を有する。

カメラ１１０は、例えば車両内のバックミラーのフロントガラス側に設けられ、フロントガラス越しに車両前方の画像を撮像する。カメラ１１０は、車両前方を撮像可能であればよく、例えば可視光と赤外線とを撮像可能なデジタルカメラであってもよく、可視光領域を撮像する可視光カメラと、近赤外線又は遠赤外線を撮像する赤外線カメラとを有してもよい。

ＥＣＵ１２０は、カメラ１１０によって撮像された画像を取得し、例えば先行車、対向車、歩行者といった対象物の検出結果に基づいてデジタルミラー１３０を制御する。ＥＣＵ１２０は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備え、ＥＣＵ１２０が有する諸機能は、ＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＣＰＵ，ＲＡＭなどのハードウェアとの協働によって実現される。

デジタルミラー１３０には、図２に示すように、それぞれ傾倒可能に設けられた複数のマイクロミラー１３１が配列されている。デジタルミラー１３０に設けられている複数のマイクロミラー１３１は、それぞれ可視光源１４０及び非可視光源１５０の何れか一方からの光を車両前方に導くように、反射面の角度がＥＣＵ１２０により個々に制御される。なお、本実施形態におけるデジタルミラー１３０は、矩形のマイクロミラー１３１が格子状に配列されているが、マイクロミラー１３１の形状及び配列は、図２に例示する構成と異なってもよい。また、デジタルミラー１３０には、可視光又は非可視光を照射する領域の解像度などに応じて、例えば数十個から数万個の任意の数のマイクロミラー１３１が設けられる。

可視光源１４０は、例えば白色ＬＥＤなどであり、デジタルミラー１３０に可視光Ｌ１を照射する。また、非可視光源１５０は、例えば赤外線を照射する赤外線ＬＥＤであり、デジタルミラー１３０に非可視光Ｌ２を照射する。レンズ１６０は、デジタルミラー１３０から反射される光を集光し、車両前方に照射する。

デジタルミラー１３０、可視光源１４０、非可視光源１５０、レンズ１６０は、例えば車両前方の左右にそれぞれ設けられ、車両前方に可視光及び非可視光を照射するように構成される。なお、デジタルミラー１３０、可視光源１４０及び非可視光源１５０の位置関係は、図１に例示する構成に限定されるものではない。また、デジタルミラー１３０によって反射される光が車両前方に導かれる構成であればよく、レンズ１６０以外のレンズ、ミラーなどが設けられてもよい。

図３及び図４は、マイクロミラー１３１が、可視光Ｌ１又は非可視光Ｌ２を車両前方に導くように制御されている様子を例示する図である。

各マイクロミラー１３１は、ＥＣＵ１２０により図３に例示する第１の角度に制御されると、可視光源１４０からの可視光Ｌ１をレンズ１６０に向かって反射して車両前方に導く。また、非可視光源１５０からの非可視光Ｌ２をレンズ１６０とは異なる方向に反射する。

また、各マイクロミラー１３１は、ＥＣＵ１２０により図４に例示する第２の角度に制御されると、非可視光源１５０からの非可視光Ｌ２をレンズ１６０に向かって反射して車両前方に導く。また、可視光源１４０からの可視光Ｌ１をレンズ１６０とは異なる方向に反射する。

この様に、デジタルミラー１３０に設けられる複数のマイクロミラー１３１は、ＥＣＵ１２０により第１の角度又は第２の角度に制御され、それぞれ可視光Ｌ１又は非可視光Ｌ２を車両前方に導く。各マイクロミラー１３１は、反射する可視光Ｌ１又は非可視光Ｌ２がそれぞれ車両前方の所定領域を照射するように、それぞれ第１の角度及び第２の角度が設定されている。なお、マイクロミラー１３１ごとに第１の角度及び第２の角度は異なる値に設定されてもよい。

ＥＣＵ１２０は、デジタルミラー１３０に設けられている複数のマイクロミラー１３１の角度を個々に制御することで、車両前方の照射領域において、可視光Ｌ１又は非可視光Ｌ２を任意の位置に照射させることができる。ＥＣＵ１２０は、例えば車両前方の照射領域全体に可視光Ｌ１を照射させたり、照射領域の一部（１つ又は複数の領域）に非可視光Ｌ２を照射し、残りの領域に可視光Ｌ１を照射させるようにデジタルミラー１３０を制御できる。

図５は、デジタルミラー制御処理のフローチャートを例示する図である。

運転者によりヘッドライト点灯操作が行われると、図５に示すように、まずステップＳ１０１にて、カメラ１１０が車両前方を撮像する。次にステップＳ１０２では、ＥＣＵ１２０が、カメラ１１０により撮像された画像を取得し、例えば先行車、対向車、歩行者などの対象物を検出する。

図６は、カメラ１１０により撮像された画像１１１を例示する図である。図６に例示されている画像１１１には、先行車２０１、対向車２０２、歩行者２０３ａ，２０３ｂが写っている。

ＥＣＵ１２０は、例えば画像１１１において輝度が閾値以上になっている画素を抽出し、先行車２０１のテールライト及び対向車２０２のヘッドライトの位置を特定する。次に、テールライト及びヘッドライトの位置に基づいて、画像１１１における先行車２０１及び対向車２０２の位置を推定により検出する。同様の処理により、例えば先行又は対向して走行するオートバイの位置なども検出できる。また、ＥＣＵ１２０は、カメラ１１０によって撮像された近赤外線又は遠赤外線の画像１１１から、近赤外線を反射又は遠赤外線を発する歩行者２０３ａ，２０３ｂの位置を検出する。なお、ＥＣＵ１２０は、上記とは異なる方法で、先行車２０１、対向車２０２、歩行者２０３ａ，２０３ｂを検出してもよい。

図５に示すフローチャートに戻り、ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１２０が、非可視光領域を設定する。非可視光領域は、可視光Ｌ１を照射した場合に、先行車２０１及び対向車２０２の運転者、歩行者２０３ａ，２０３ｂを眩惑させる可能性がある領域であり、非可視光Ｌ２を照射する領域である。非可視光領域は、例えば図６に示すように、先行車２０１のテールライト及びリアガラスを含む領域３０１ａ、対向車２０２のヘッドライト及びフロントガラスを含む領域３０１ｂ、歩行者２０３ａ，２０３ｂの上半身を含む領域３０１ｃ，３０１ｄに設定される。

次にステップＳ１０４では、ＥＣＵ１２０が、非可視光領域３０１ａ〜３０１ｄには非可視光Ｌ２が照射され、非可視光領域３０１ａ〜３０１ｄ以外には可視光Ｌ１が照射されるように、デジタルミラー１３０の複数のマイクロミラー１３１を個々に制御する。

図７は、ＥＣＵ１２０によるデジタルミラー１３０の制御結果を例示する図である。

デジタルミラー１３０に設けられている各マイクロミラー１３１は、図７に示すように、車両前方に可視光Ｌ１又は非可視光Ｌ２を照射する照射領域１１２がそれぞれ定められており、画像１１１の座標と対応付けられている。このような対応関係は、例えば画像１１１における座標（Ｘ，Ｙ）と、座標（Ｘ，Ｙ）を照射領域１１２に含むマイクロミラー１３１の番地（ｎ，ｍ）とが紐付けられる形で予め設定され、ＥＣＵ１２０のメモリ領域に記憶されている。

ＥＣＵ１２０は、メモリ領域に記憶されている対応関係に基づいて、非可視光領域３０１ａ〜３０１ｄの座標に対応するマイクロミラー１３１を、図４に示すように、非可視光Ｌ２が車両前方に導かれる角度に制御する。また、ＥＣＵ１２０は、画像１１１において非可視光領域３０１ａ〜３０１ｄ以外の領域の座標に対応するマイクロミラー１３１を、図３に示すように、可視光Ｌ１が車両前方に導かれる角度に制御する。この様な制御により、図７に示すように、先行車２０１、対向車２０２及び歩行者２０３ａ，２０３ｂなどの対象物には非可視光Ｌ２が照射され、非可視光領域３０１ａ〜３０１ｄ以外の領域には可視光Ｌ１が照射されるようにデジタルミラー１３０が制御される。

ヘッドライトの点灯操作が行われてから、消灯操作が行われるまでの間、以上で説明したデジタルミラー制御処理が繰り返し実行され、ＥＣＵ１２０によりデジタルミラー１３０のマイクロミラー１３１が個々に制御される。

このように、本実施形態に係る車両用ヘッドライトシステムによれば、先行車２０１、対向車２０２及び歩行者２０３ａ，２０３ｂには非可視光Ｌ２が照射され、可視光Ｌ１は照射されない。したがって、先行車２０１及び対向車２０２の運転者、歩行者２０３ａ，２０３ｂなどを眩惑させることがない。また、車両前方の対象物を認識する認識システムを車両に設ける場合には、例えば赤外線カメラなどを用いることで、非可視光Ｌ２が照射されている非可視光領域３０１ａ〜３０１ｄが死角になることなく、対象物を認識して様々な制御を行うことが可能になる。

以上、実施形態に係る車両用ヘッドライトシステムについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１００車両用ヘッドライトシステム
１１０カメラ（撮像装置）
１１１画像
１１２照射領域
１２０ＥＣＵ（制御装置）
１３０デジタルミラー
１３１マイクロミラー（ミラー）
１４０可視光源
１５０非可視光源
２０１先行車（対象物）
２０２対向車（対象物）
２０３ａ，２０３ｂ歩行者（対象物）
３０１ａ，３１０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ非可視光照射領域

Claims

車両前方の画像を撮像する撮像装置と、
それぞれ傾倒可能に設けられた複数のミラーが配列されたデジタルミラーと、
前記デジタルミラーに可視光を照射する可視光源と、
前記デジタルミラーに非可視光を照射する非可視光源と、
前記画像における対象物を検出し、前記対象物が存在する領域に前記非可視光を反射し、前記対象物が存在しない領域に前記可視光を反射するように、前記複数のミラーの角度を個々に制御する制御装置と、を有する
ことを特徴とする車両用ヘッドライトシステム。
前記複数のミラーは、それぞれ前記可視光を車両前方に導く第１の角度及び前記非可視光を車両前方に導く第２の角度に傾倒可能に設けられ、
前記制御装置は、予め設定される前記画像の座標と前記複数のミラーとの対応関係に基づいて、前記画像において前記対象物が存在しない座標に対応するミラーを前記第１の角度に制御し、前記画像において前記対象物が存在する座標に対応するミラーを前記第２の角度に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドライトシステム。