JP2016083987A - 車両用照明装置、車載システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＤＢ制御を行った場合に前方車両の視認性を向上する車両用照明装置を提供する。【解決手段】可視光及び赤外光を選択的に照射可能なランプユニット２０Ｒ，２０Ｌと、前方車両を検出する車両検出部１１と、ランプユニットによって可視光を照射可能な全範囲のうち前方車両の位置を含んで定まる一部範囲以外を可視光照射範囲として設定する可視光照射範囲設定部１４ａと、ランプユニットによって赤外光を照射可能な全範囲のうち前方車両の位置を含んで定まる一部範囲を赤外光照射範囲として設定する赤外光照射範囲設定部１４ｂと、可視光照射範囲設定部によって設定された可視光照射範囲に基づいて可視光の配光制御信号を生成してランプユニットへ出力する可視光配光制御部１５ａと、赤外光照射範囲設定部によって設定された赤外光照射範囲に基づいて赤外光の配光制御信号を生成して光源へ出力する赤外光配光制御部１５ｂを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用の前照灯として用いられる照明装置等に関する。

夜間に車両を走行させる際に、運転者は、基本的に前照灯によりハイビームを照射させることにより車両の前方を確認し、必要に応じてロービームに切り換えるが、切り替えの煩わしさや道路環境によりロービームを用いる場合も多い。このとき、いわゆるカットオフラインより上側に光を照射すると、対向車両や先行車両（以下、これらを「前方車両」という。）にグレアを与えるおそれがある。このため近年では、自車両に搭載されたカメラによって前方車両を撮影して得られる画像を用いて前方車両のランプ（テールランプまたはヘッドランプ）の位置を検出し、前方車両の位置が遮光範囲となるようにしてハイビームの照射パターンを制御する配光制御（ＡＤＢ制御）が種々提案されている（例えば特開２０１０−２３２０８１号参照）。この技術によれば、前方車両へのグレアを抑制するとともに歩行者の早期発見や遠方視認性の向上を図ることができる。

ところで、ＡＤＢ制御を行った場合に前方車両の存在する範囲は遮光対象とされるため、ＡＤＢ制御を行わない従来と同様に前方車両の存在する領域は暗いままである。そのため、前方車両の視認性は低く、例えば前方車両が先行車両の場合であればテールランプの光だけが見え、先行車両の輪郭がわかる程度である。このため、運転者が前方車両の状態（例えば、搭乗者数、積載荷物の有無など）を把握しにくい。

特開２０１０−２３２０８１号

本発明に係る具体的態様は、ＡＤＢ制御を行った場合における前方車両の視認性を向上させることが可能となる技術を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の車両用照明装置は、（ａ）可視光及び赤外光をそれぞれ所定範囲ごとに選択的に照射可能な光源と、（ｂ）自車両の前方を撮影した画像に基づいて前方車両を検出する車両検出部と、（ｃ）前記光源によって前記可視光を照射可能な全範囲のうち、前記車両検出部によって検出される前記前方車両の位置を含んで定まる一部範囲以外を可視光照射範囲として設定する可視光照射範囲設定部と、（ｄ）前記光源によって前記赤外光を照射可能な全範囲のうち、前記車両検出部によって検出される前記前方車両の位置を含んで定まる一部範囲を赤外光照射範囲として設定する赤外光照射範囲設定部と、（ｅ）前記可視光照射範囲設定部によって設定された前記可視光照射範囲に基づいて前記可視光の配光制御信号を生成して前記光源へ出力する可視光配光制御部と、（ｆ）前記赤外光照射範囲設定部によって設定された前記赤外光照射範囲に基づいて前記赤外光の配光制御信号を生成して前記光源へ出力する赤外光配光制御部とを含む、車両用照明装置である。

上記構成によれば、ＡＤＢ制御において可視光の照射されない範囲、すなわち前方車両の位置に対して選択的に赤外光を照射することができる。それにより、カメラによって自車両の前方を撮影して表示装置に表示した画像における前方車両の視認性を向上させることができる。

上記の車両用照明装置において、前記光源は、少なくとも一方向に配列された複数の可視光発光素子と、当該一方向に配列された複数の赤外光発光素子とを有することが好ましい。

各可視光発光素子および各赤外光発光素子をそれぞれ選択的に駆動することで、可視光および赤外光の選択的な照射を容易に行うことができる。

本発明に係る一態様の車載システムは、上記した車載用照明装置と、可視光及び赤外光に感度を有しており自車両の前方を撮影するカメラと、このカメラによって撮影された画像を表示する表示装置を含む、車載システムである。

上記構成によれば、ＡＤＢ制御を行った場合における前方車両の視認性を向上させることが可能な車載システムが得られる。

図１は、一実施形態の車載システムの構成を示すブロック図である。 図２（Ａ）は、マトリクスＬＥＤの構成例を示す模式的な平面図である。図２（Ｂ）は、各ランプユニットの光学系を模式的に示す図である。 図３は、ランプユニットの搭載例を示す模式図である。 図４は、車載システムの動作手順を示すフローチャートである。 図５（Ａ）は、マトリクスＬＥＤの点灯制御の一例を示す模式図である。図５（Ｂ）は、ランプユニットの各マトリクスＬＥＤが図５（Ａ）に例示したように点灯制御された場合における配光パターンを示す模式図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の車両用照明装置を含んだ車載システムの構成を示すブロック図である。図１に示す車載システムは、自車両の前方の空間（対象空間）を撮像して得られる画像に基づいて配光パターンを設定して自車両の前方へ光照射を行うとともにその撮像された画像の表示を行うものであり、カメラ１０、車両検出部１１、制御部１２、一対のランプユニット（光源）２０Ｒ、２０Ｌおよび表示装置３０を含んで構成されている。

カメラ１０は、自車両の所定位置に設置されており、自車両の前方の空間を撮影し、その画像（画像データ）を出力する。このカメラ１０は、少なくとも可視光および赤外光に感度を有するものである。カメラ１０によって撮影された画像（赤外光画像、可視光画像）は、表示装置３０に表示される。この表示装置３０は、例えばカーナビゲーション装置等の車載機器における表示装置であってもよいし、ヘッドアップディスプレイであってもよい。

車両検出部１１は、カメラ１０から出力される画像データを用いて所定の画像処理を行うことにより、前方車両の位置を検出してその位置情報を制御部１２へ出力する。ここでいう「前方車両」とは、先行車両または対向車両である。この車両検出部１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現される。車両検出部１１は、例えばカメラ１０と一体に構成されていてもよい。なお、車両検出部１１の機能は制御部１２において実現されてもよい。

制御部１２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現されるものであり、機能ブロックとしての可視光照射範囲設定部１４ａ、赤外光照射範囲設定部１４ｂ、可視光配光制御部１５ａ、赤外光配光制御部１５ｂを備える。

可視光照射範囲設定部１４ａは、車両検出部１１によって検出される前方車両の位置に対応して可視光照射範囲を設定する。同様に、赤外光照射範囲設定部１４ｂは、車両検出部１１によって検出される前方車両の位置に対応して赤外光照射範囲を設定する。

可視光配光制御部１５ａは、可視光照射範囲設定部１４ａによって設定された可視光照射範囲に基づいてその配光パターンに応じた制御信号（配光制御信号）を生成し、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌへ出力する。同様に、赤外光配光制御部１５ｂは、赤外光照射範囲設定部１４ｂによって設定された赤外光照射範囲に基づいてその配光パターンに応じた制御信号（配光制御信号）を生成し、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌへ出力する。

ランプユニット２０Ｒは、自車両の前方右側に設置され、自車両の前方を照らす光（可視光および赤外光）を照射するために用いられるものであり、点灯回路２１とマトリクスＬＥＤ２２を有する。同様に、ランプユニット２０Ｌは、自車両の前方左側に設置され、自車両の前方を照らす光（可視光および赤外光）を照射するために用いられるものであり、点灯回路２１とマトリクスＬＥＤ２２を有する。

点灯回路２１は、可視光配光制御部１５ａから出力される制御信号に基づいて、マトリクスＬＥＤ２２に含まれる複数の可視光ＬＥＤ（発光ダイオード）に対して駆動信号を供給することにより、各可視光ＬＥＤを選択的に点灯させる。また、点灯回路２１は、赤外光配光制御部１５ｂから出力される制御信号に基づいて、マトリクスＬＥＤ２２に含まれる複数の赤外光ＬＥＤ（発光ダイオード）に対して駆動信号を供給することにより、各赤外光ＬＥＤを選択的に点灯させる。

マトリクスＬＥＤ２２は、マトリクス状に配列された複数の可視光ＬＥＤおよび赤外光ＬＥＤを備えており、点灯回路２１から供給される駆動信号に基づいて各ＬＥＤが選択的に点灯する。このマトリクスＬＥＤ２２は、各ＬＥＤをそれぞれ独立に点灯させることが可能である。

図２（Ａ）は、マトリクスＬＥＤ２２の構成例を示す模式的な平面図である。図示した例のマトリクスＬＥＤ２２は、図中の左右方向に配列された４つの可視光ＬＥＤからなるＬＥＤ群２２ａと、同じく図中の左右方向に配列された４つの赤外光ＬＥＤからなるＬＥＤ群２２ｂとを有する。図示の例では、各可視光ＬＥＤと各赤外光ＬＥＤは、その発光部がすべて同一の幅であり、かつ上下方向において位置を揃えて配置されている。

なお、ＬＥＤ群２２ａとＬＥＤ群２２ｂとの上下方向における配置は、図示の例ではＬＥＤ群２２ｂが相対的に上側であるがこれらの配置は逆でもよい。また、各可視光ＬＥＤと各赤外光ＬＥＤの幅は同じでなくてもよい。各ＬＥＤ群２２ａに含まれるＬＥＤ数と各ＬＥＤ群２２ｂに含まれるＬＥＤ数とは同じでなくてもよい。

図２（Ｂ）は、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの光学系を模式的に示す図である。図示のように、マトリクスＬＥＤ２２の各ＬＥＤを選択的に点灯させることによって出射する光がレンズ２３によって自車両の前方へ投影されることでＡＤＢ制御による配光パターンを有する光が自車両の前方に照射される。図３は、ランプユニットの搭載例を示す模式図である。図示の例では、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌは、車両前部においてロービーム用ランプ４０Ｒ、４０Ｌと隣接して搭載される。

本実施形態の車載システムはこのような構成を備えており、次にその動作について詳細に説明する。図４は、車載システムの動作手順を示すフローチャートである。

カメラ１０により撮影される自車両の前方の画像に基づいて、車両検出部１１により前方車両の位置が検出される（ステップＳ１１）。この位置検出は、一定期間毎に実行される。例えば、前方車両の位置は、自車両の進行方向を基準とした前方車両の左端および右端の各ランプ位置の相対的な角度として検出される。

可視光照射範囲設定部１４ａは、車両検出部１１によって検出される前方車両の位置に対応して可視光照射範囲を設定する（ステップＳ１２）。具体的には、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌによって可視光を照射可能な全範囲のうち、前方車両の位置を含む一部範囲は遮光範囲とされ、それ以外の範囲が可視光照射範囲とされる。

また、赤外光照射範囲設定部１４ｂは、車両検出部１１によって検出される前方車両の位置に対応して赤外光照射範囲を設定する（ステップＳ１３）。具体的には、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌによって赤外光を照射可能な全範囲のうち、前方車両の位置を含む一部範囲が赤外光照射範囲とされ、それ以外の範囲が遮光範囲とされる。好ましくは、この赤外光照射範囲は、上記した可視光の遮光範囲とほぼ一致するように設定される。

可視光配光制御部１５ａは、可視光照射範囲設定部１４ａによって設定された可視光照射範囲に基づいてその配光パターンに応じた制御信号（配光制御信号）を生成し、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌへ出力する。同様に、赤外光配光制御部１５ｂは、赤外光照射範囲設定部１４ｂによって設定された赤外光照射範囲に基づいてその配光パターンに応じた制御信号（配光制御信号）を生成し、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌへ出力する（ステップＳ１４）。

これらの制御信号に基づいて各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌが動作することにより所望の配光パターンが実現される。また、前方車両の位置に応じて赤外光が照射されることにより、カメラ１０で撮影されて表示装置３０に表示される画像における前方車両の視認性が向上する。

次に、上記した制御フローによって実現される配光制御の具体例を説明する。

図５（Ａ）は、マトリクスＬＥＤ２２の点灯制御の一例を示す模式図である。図示した例では、下段のＬＥＤ群２２ａのうち、左から２番目の可視光ＬＥＤが消灯し、それ以外の可視光ＬＥＤが点灯している。また、上段のＬＥＤ群２２ｂのうち、左から２番目の赤外光ＬＥＤが点灯し、それ以外の赤外光ＬＥＤが消灯している。すなわち、下段のＬＥＤ群２２ａに含まれる各可視光ＬＥＤと上段のＬＥＤ群２２ｂに含まれる各赤外光ＬＥＤとは相補的に点灯している。

図５（Ｂ）は、ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの各マトリクスＬＥＤ２２が図５（Ａ）に例示したように点灯制御された場合における配光パターンを示す模式図である。各マトリクスＬＥＤ２２から照射される可視光が重なり合うことでハイビーム５０が形成され、このハイビーム５０は、各ロービーム用ランプ４０Ｒ、４０Ｌによって形成されるロービーム５２の上側に照射される。ハイビーム５０には、各々選択的に光照射可能な４つの独立した領域が含まれる。図示の例では、ハイビーム５０に含まれる４つの独立な領域のうち左から２番目の領域５１には可視光が照射されていない。すなわち、この領域５１は遮光範囲として設定されている。また、ハイビーム５０に含まれる４つの独立な領域に対しては赤外光も選択的に照射可能であり、図示の例では領域５１に対して選択的に赤外光が照射される。それにより、前方車両１００には赤外光が照射されるため、これをカメラ１０で撮影した画像が表示装置３０に映し出される際には前方車両１００の状態がより視認しやすい状態となる。

以上のような実施形態によれば、ＡＤＢ制御において可視光の照射されない範囲、すなわち前方車両の位置に対して選択的に赤外光を照射することにより、自車両の前方を撮影して表示した画像における前方車両の視認性を向上させることができる。

なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記の実施形態においてはカメラ１０によって撮影された画像をそのまま表示装置３０に表示していたが、この画像から前方車両１０を含む一定範囲を切り出し、拡大して表示してもよい。

また、ハイビームのＡＤＢ制御を行わずにロービームのみを照射する場合であっても前方車両の位置に応じて選択的に赤外光を照射してもよい。

また、カメラ１０によって撮影される画像に基づいて前方車両の種別（先行車両／対向車両）と自車両からの相対的な距離の遠近を判定し、所定距離よりも近い対向車両の位置には赤外光を照射しないように制御してもよい。

１０：カメラ
１１：車両検出部
１２：制御部
１４ａ：可視光照射範囲設定部
１４ｂ：赤外光照射範囲設定部
１５ａ：可視光配光制御部
１５ｂ：赤外光配光制御部
２０Ｒ、２０Ｌ：ランプユニット
２１：点灯回路
２２：マトリクスＬＥＤ
２２ａ、２２ｂ：ＬＥＤ群
２３：レンズ
３０：表示装置
４０Ｒ、４０Ｌ：ロービーム用ランプ
５０：ハイビーム
５１：領域
５２：ロービーム
１００：前方車両

Claims (3)

1. 可視光及び赤外光をそれぞれ所定範囲ごとに選択的に照射可能な光源と、
   自車両の前方を撮影した画像に基づいて前方車両を検出する車両検出部と、
   前記光源によって前記可視光を照射可能な全範囲のうち、前記車両検出部によって検出される前記前方車両の位置を含んで定まる一部範囲以外を可視光照射範囲として設定する可視光照射範囲設定部と、
   前記光源によって前記赤外光を照射可能な全範囲のうち、前記車両検出部によって検出される前記前方車両の位置を含んで定まる一部範囲を赤外光照射範囲として設定する赤外光照射範囲設定部と、
   前記可視光照射範囲設定部によって設定された前記可視光照射範囲に基づいて前記可視光の配光制御信号を生成して前記光源へ出力する可視光配光制御部と、
   前記赤外光照射範囲設定部によって設定された前記赤外光照射範囲に基づいて前記赤外光の配光制御信号を生成して前記光源へ出力する赤外光配光制御部と、
   を含む、車両用照明装置。
2. 前記光源は、少なくとも一方向に配列された複数の可視光発光素子と、当該一方向に配列された複数の赤外光発光素子とを有する、
   請求項１に記載の車両用照明装置。
3. 請求項１又は２に記載の車載用照明装置と、
   可視光及び赤外光に感度を有しており自車両の前方を撮影するカメラと、
   前記カメラによって撮影された画像を表示する表示装置と、
   を含む、車載システム。

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