JP2016182911A - 車両用の視認補助装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の前方の視認性を向上させる。【解決手段】車両用の視認補助装置は、車両の前方に赤外線を照射する赤外線照明部と、赤外線を照射した範囲の赤外線画像を撮像する赤外線カメラ１４と、を備える。車両用の視認補助装置は、さらに、可視光線のロービームヘッドライト３２が点灯しているとき、ロービームヘッドライト３２より遠くに赤外線照明部に赤外線を照射させ、又は、可視光線のハイビームヘッドライト３１が点灯しているとき、ハイビームヘッドライト３１より近くに赤外線照明部に赤外線を照射させる照明制御部を備えてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両用の視認補助装置および車両に関する。

運転手の車外の視認性を向上させるための技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、夜間など周囲が暗い環境下で視認性を向上させる補助照明付き車載カメラが開示されている。特許文献１に記載の補助照明付き車載カメラは、赤外領域の波長の光に感度を有する固体撮像素子と、補助照明としての赤外ＬＥＤ（Light Emitting Diode）とを備える。特許文献１に記載の補助照明付き車載カメラは、車の背面（後方）に取り付けられ、運転席から死角の部分を液晶表示部に表示させることによって、運転手の視認性を向上させる。

特開２００３−１２７７７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の補助照明付車載カメラによれば、運転席から死角の部分の視認性を向上させることができる可能性はあるが、車両の前方の視認性を向上させることは困難である。
また、上述のように、特許文献１に記載の補助照明付き車載カメラは、車の後方に設けられる。このカメラは、主に車を減速した際（例えば車を駐車場等に駐車する際）を想定したものである。車が、走行する際（具体的には、道路の法定速度内での走行の際）に、（特に暗所において）車両の前方の視認性を向上させるために、車両の前方の可視光のランプを点灯しつつ、赤外線を照射することは、容易ではない。この容易ではない理由は、車両の高速走行により、赤外線照射部位が所望の位置からずれやすい可能性があるからである。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、車両の前方の視認性を向上させる車両用の視認補助装置および車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る車両用の視認補助装置は、
車両の前方に赤外線を照射する赤外線照明部と、
前記赤外線を照射した範囲の赤外線画像を撮像するカメラと、
を備える。
このようにすることで、運転手は、可視光では視認が困難な場合であっても、赤外線画像を参照することで前方の状態を視認することができる。従って、車両の前方の視認性を向上させることが可能になる。

例えば、可視光線のロービームヘッドランプが点灯しているとき、前記可視光線のロービームヘッドランプより遠くに前記赤外線照明部に赤外線を照射させる第１の照明制御部をさらに備えてもよい。
このようにすることで、ロービームヘッドランプが可視光線を照射していない遠方に赤外線が照射される。一般的に、例えば対向車が走行している場合に、ハイビームヘッドランプを点灯しないため、遠方の視認が困難になることがある。遠方に赤外線を照射して赤外線画像を参照することで、運転手は、ロービームヘッドランプが可視光線を照射していない遠方を視認することができる。従って、車両の前方の視認性を向上させることが可能になる。

例えば、可視光線のハイビームヘッドランプが点灯しているとき、前記可視光線のハイビームヘッドランプより近くに赤外線照明部に赤外線を照射させる第２の照明制御部をさらに備えてもよい。
このようにすることで、ハイビームヘッドランプが可視光線を照射していない近くに赤外線が照射される。一般的に、ハイビームヘッドランプを点灯している場合、ハイビームヘッドランプが照射していない近くの視認が困難になることがある。近くに赤外線を照射して赤外線画像を参照することで、運転手は、ハイビームヘッドランプが可視光線を照射していない近くを視認することができる。従って、車両の前方の視認性を向上させることが可能になる。

例えば、前記赤外線照明部が前記可視光線のロービームヘッドランプより遠くに赤外線を照射しているとき、赤外線カメラは、前記赤外線照明部が前記可視光線のハイビームヘッドランプより近くに赤外線を照射しているときより画角を狭くしてもよい。
このようにすることで、前記赤外線照明部が前記ロービームヘッドランプより遠くにに赤外線を照射しているとき、前記赤外線カメラは、赤外線が照射されている範囲を拡大して撮像することになる。そのため、運転手は、拡大された画像で遠くを視認することができる。従って、車両の前方の視認性を向上させることが可能になる。

例えば、前記赤外線カメラが撮像した画像を表示する表示部を備えてもよい。
このようにすることで、前記赤外線カメラが撮像した画像が表示部に表示されるので、運転手は、カメラが撮像する車両の前方を表示部で視認することができる。従って、車両の前方の視認性を向上させることが可能になる。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る車両は、
車両用の視認補助装置を備える。
このようにすることで、運転手は、可視光では視認が困難な場合であっても、赤外線画像を参照することで前方の状態を視認することができる。従って、車両の前方の視認性を向上させることが可能になる。

本発明によれば、車両の前方の視認性を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る車両の正面図である。 本発明の実施の形態に係る車両の機能的な構成を示す図である。 本発明の実施の携帯に係る車両用の視認補助装置の機能的な構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る赤外線カメラを示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る赤外線カメラの図４に示すＡＡ線における断面図である。 本発明の実施の形態に係る車両の動作を示す図である。 本発明の実施の形態に係る車両の動作を示す図である。 本発明の変形例に係る赤外線カメラの構成を示す図である。 本発明の他の変形例に係る車両用の視認補助装置の構成を示す図である。

以下、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。

（実施の形態）
本発明の一実施の形態に係る車両１００は、図１及び図２に示すように、車両用の視認補助装置（以下、「視認補助装置」とも称する。）１と、ハイビームヘッドライト（ハイビームヘッドランプ）３１と、ロービームヘッドライト（ロービームヘッドランプ）３２と、操作部３３と、を備える自動車である。

ハイビームヘッドライト３１とロービームヘッドライト３２とは、いずれも、例えば、可視光線を発光するハロゲンランプなどから構成され、車両１００の前方部に設けられて、車両の前方に可視光線を照射する。

ハイビームヘッドライト３１は、ロービームヘッドライト３２よりも遠方へ可視光を照射する。

詳細には例えば、ハイビームヘッドライト３１は、可視光線を車両の前方の水平方向に照射し、ロービームヘッドライト３２は、可視光線を車両の約４０ｍ前方に照射する。そのため、ハイビームヘッドライト３１を点灯しているとき、運転手は、遠方を視認することができる。また、ロービームヘッドライト３２を点灯しているとき、対向車の運転手が眩しくなることを防ぎながら、運転手は、車両の前方を視認することができる。

操作部３３は、ハイビームヘッドライト３１またはロービームヘッドライト３２のいずれかを点灯させるために運転手が操作する部位である。操作部３３は、ハイビームヘッドライト３１またはロービームヘッドライト３２を点灯させたとき、ハイビームヘッドライト３１とロービームヘッドライト３２との何れを点灯させているかを示す情報を視認補助装置１に出力する。

視認補助装置１は、図３に示すように、赤外線照明部１１と、赤外線カメラ１４と、照明制御部１５と、表示装置１６と、を備える。

赤外線照明部１１は、車両の前方に赤外線を照射する部位であり、ハイビーム赤外線ランプ１２とロービーム赤外線ランプ１３とを含む。

ハイビーム赤外線ランプ１２は、ロービームヘッドライト３２より遠くに赤外線を照射するランプである。ハイビーム赤外線ランプ１２は、例えば、ハイビームヘッドライト３１が可視光線を照射する範囲と同じ範囲に赤外線を照射する。ハイビーム赤外線ランプ１２は、例えば、８５０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線を発光する赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成され、図１に示すように、ハイビームヘッドライト３１の上部に設けられる。

ロービーム赤外線ランプ１３は、ハイビームヘッドライト３１より近くに赤外線を照射するランプである。ロービーム赤外線ランプ１３は、例えば、ロービームヘッドライト３２が可視光線を照射する範囲と同じ範囲に赤外線を照射する。ロービーム赤外線ランプ１３は、例えば、ハイビーム赤外線ランプ１２と同様に、８５０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線を発光する赤外線ＬＥＤから構成され、ロービームヘッドライト３２の上部に設けられる。なお、赤外線照明部１１は、別体のハイビーム赤外線ランプ１２とロービーム赤外線ランプ１３とから構成されてもよく、１つの赤外線ランプの照射角を調整して、ハイビーム赤外線ランプ１２又はロービーム赤外線ランプ１３として用いるようにしてもよい。

赤外線カメラ１４は、赤外線照明部１１が赤外線を照射した範囲の画像を撮像するカメラである。赤外線カメラ１４は、例えば、自動車のバンパーの上部に設けられる。赤外線カメラ１４は、図４及び図５に示すように、レンズ２１（２１Ａ〜２１Ｄ）と、ケース２２と、撮像素子２３と、絞り２４と、を備える。レンズ２１は、被写体の像を撮像素子２３に結像する。レンズ２１は、例えば、固定焦点レンズであり、１ｍから無限遠の範囲でピントが合うように設計されている。レンズ２１の焦点距離は、赤外線カメラ１４が赤外線照明部１１により赤外線が照射された範囲の画像を撮像できるように決定される。ケース２２は、外部の光を遮断し、レンズ２１、撮像素子２３および絞り２４を所定の位置関係で固定する筐体である。撮像素子２３は、レンズ２１により結像された被写体の像を電気信号に変換する。撮像素子２３は、例えば、８５０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線を受光し電気信号に変換するＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサから構成される。絞り２４は、レンズを透過する光の量を調整する。

図３に戻り、照明制御部１５は、操作部３３から出力された情報に基づいて、ハイビーム赤外線ランプ１２とロービーム赤外線ランプ１３とのいずれかを点灯させる。

詳細には、照明制御部１５は、ロービームヘッドライト３２が点灯していることが操作部３３から出力された情報によって示される場合、ハイビーム赤外線ランプ１２を点灯させる。また、ハイビームヘッドライト３１が点灯していることが操作部３３から出力された情報によって示される場合、照明制御部１５は、ロービーム赤外線ランプ１３を点灯させる。

そして、照明制御部１５は、ハイビーム赤外線ランプ１２とロービーム赤外線ランプ１３との一方を点灯させると、赤外線カメラ１４の撮像を開始させ、ハイビーム赤外線ランプ１２とロービーム赤外線ランプ１３との両方を消灯させると、赤外線カメラ１４の撮像を停止する。

表示装置１６は、赤外線カメラ１４が撮像した画像を表示する装置である。表示装置１６としては、例えば、フロントガラスに画像を投影し表示させるヘッドアップディスプレイを用いる。ヘッドアップディスプレイを用いることで、運転手は運転中に視線をずらさずに表示装置１６に表示された画像を見ることができる。

つぎに、本実施形態に係る視認補助装置１を備えた車両１００の動作について説明する。

夜間などの周囲が暗い環境下では、運転手は、操作部３３を操作し、ハイビームヘッドライト３１またはロービームヘッドライト３２を点灯させる。点灯したハイビームヘッドライト３１またはロービームヘッドライト３２は、車両１００の前方に可視光線ＶＬ（Visible light）を照射する。これにより、運転手は、前方の視認性を確保することができる。

運転手が、図６に示すようにロービームヘッドライト３２を点灯させるように操作部３３を操作すると、ロービームヘッドライト３２は、車両１００の前方に対向車の運転手が眩しくない角度で可視光線ＶＬを照射する。このとき、照明制御部１５は、操作部３３から出力された情報に基づいて、ハイビーム赤外線ランプ１２を点灯させる。ハイビーム赤外線ランプ１２を点灯させると、ハイビーム赤外線ランプ１２は、車両の前方であって、ロービームヘッドライト３２の照射範囲より遠くへ、赤外線ＩＲ（infrared）を照射する。赤外線カメラ１４は、赤外線ＩＲが照射された範囲の赤外線の画像を撮像する。赤外線カメラ１４が撮像した画像は、表示装置１６に表示される。

このように、ハイビーム赤外線ランプ１２は、ロービームヘッドライト３２が使用されているときに、可視光線ＶＬが照射されていない範囲に赤外線ＩＲを照射する。赤外線カメラ１４は、赤外線ＩＲを照射した範囲の画像を撮像する。表示装置１６には、可視光線ＶＬが照射されていない範囲の画像が表示される。この結果、運転手は、可視光線ＶＲが照射されていない範囲の画像を参照することができるので、車両１００の前方の視認性を向上させることができる。

また、運転手が、図７に示すようにハイビームヘッドライト３１を点灯させるように操作部３３を操作すると、ハイビームヘッドライト３１は車両１００の前方の水平方向に可視光線ＶＬを照射する。このとき、照明制御部１５は、操作部３３から出力された情報に基づいて、ロービーム赤外線ランプ１３を点灯させる。ロービーム赤外線ランプ１３を点灯させると、ロービーム赤外線ランプ１３は、車両１００の前方であって、ハイビームヘッドライト３１の照射範囲より近くへ、赤外線ＩＲを照射する。赤外線カメラ１４は、赤外線ＩＲが照射された範囲の赤外線の画像を撮像する。赤外線カメラ１４が撮像した画像は、表示装置１６に表示される。

このように、ロービーム赤外線ランプ１３は、ハイビームヘッドライト３１を使用するときに、可視光線ＶＬが照射されていない範囲に赤外線ＩＲを照射し、赤外線カメラ１４は、赤外線ＩＲを照射した範囲の画像を撮像する。表示装置１６には、可視光線ＶＬが照射されていない範囲の画像が表示される。この結果、運転手は、可視光線ＶＲが照射されていない範囲の画像を参照することができるので、車両１００の前方の視認性を向上させることができる。

（変形例）
上述の本実施の形態のハイビーム赤外線ランプ１２及びロービーム赤外線ランプ１３の光源は、赤外線ＬＥＤで構成されたものについて説明したが、車両の前方に赤外線を照射できるものであれば限定されない。ハイビーム赤外線ランプ１２及びロービーム赤外線ランプ１３には、例えば、赤外線フィルタを覆ったハロゲンランプが採用されてもよい。

また、赤外線カメラ１４は、バンパーの上部に設けられる場合について説明したが、赤外線カメラ１４を設ける場所は、車両の前方の画像を撮像できる場所であれば特に限定されない。赤外線カメラ１４は、例えば、バックミラーが設けられている面の裏側などに設けられてもよい。

また、赤外線カメラ１４は、８５０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線を受光し電気信号に変換するＣＭＯＳイメージセンサから構成される場合を説明したが、可視光線と赤外線とを含む３８０ｎｍ〜１０００ｎｍの光を受光し電気信号に変換するＣＭＯＳイメージセンサを用いてもよい。この場合、可視光線と赤外線とが照射された範囲の画像を撮像できる。赤外線カメラ１４の撮像素子は、光を電気信号に変換することのできる撮像素子であれば特に限定されず、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサであってもよい。

また、赤外線カメラ１４のレンズ２１の焦点距離は、固定されている場合を説明したが、レンズ２１の焦点距離は、可変式（ズームレンズなど）であってもよい。レンズ２１の焦点距離が可変式であることで、赤外線カメラ１４は、画角を変更することができる。

赤外線カメラ１４は、例えば図８に示すように、レンズ２１の焦点距離を調整するカメラ制御部１７を有していてもよい。カメラ制御部１７は、例えば、ハイビーム赤外線ランプ１２が点灯しているときの画角をロービーム赤外線ランプ１３が点灯しているときの画角より狭くする。

このようにすることで、ハイビーム赤外線ランプ１２により照射されている範囲の遠くの画像を拡大して撮像できる。このことにより、表示装置１６に拡大して撮像された画像を表示できる。この結果、運転手の視認性をより向上させることができる。

また、赤外線カメラ１４は、１つの場合について説明したが、視認補助装置１は、２つの赤外線カメラ１４を備えてもよい。この場合、視認補助装置１は、例えば、図９に示すように、ハイビーム赤外線ランプ１２の照射範囲を撮像する赤外線カメラ１４Ａとロービーム赤外線ランプ１３の照射範囲を撮像する赤外線カメラ１４Ｂとを備えてもよい。

照明制御部１５は、ハイビーム赤外線ランプ１２を点灯させているとき、赤外線カメラ１４Ａに撮像させる。照明制御部１５は、ロービーム赤外線ランプ１３を点灯させているとき、赤外線カメラ１４Ｂに撮像させる。

このようにすることで、ハイビーム赤外線ランプ１２が照射されている範囲及びロービーム赤外線ランプ１３が照射されている範囲を適切に撮像できる。このことにより、表示装置１６に適切な画角で撮像された画像を表示できる。この結果、運転手の視認性をより向上させることができる。

また、赤外線カメラ１４は、撮影する方向が固定されている場合について説明したが、カメラ制御部１７が赤外線カメラ１４の撮影する方向を変化させるようにしてもよい。

具体的には、カメラ制御部１７は、ハイビーム赤外線ランプ１２を点灯しているとき、赤外線カメラ１４の撮影する方向をハイビーム赤外線ランプ１２が赤外線を照射している方向に向ける。また、カメラ制御部１７は、ロービーム赤外線ランプ１３を点灯しているとき、赤外線カメラ１４の撮影する方向をロービーム赤外線ランプ１３が赤外線を照射している方向に向ける。

このようにすることで、赤外線カメラ１４は、ハイビーム赤外線ランプ１２が照射されている方向およびロービーム赤外線ランプ１３が照射されている方向に向けて適切に撮像できる。このことにより、表示装置１６に適切な方向で撮像された画像を表示できる。この結果、運転手の視認性をより向上させることができる。

また、表示装置１６としてヘッドアップディスプレイから構成されるものについて説明したが、赤外線カメラ１４が撮像した画像を表示できるものであれば特に限定されない。表示装置１６は、例えば液晶ディスプレイから構成されてもよい。また、カーナビゲーションシステムのディスプレイを表示装置１６として用いてもよい。

また、実施の形態では、車両１００が自動車である場合を例に説明したが、車両は、地上を走行するものであれば、自動車に限定されず、二輪車（例えば、自転車、オートバイ）、電車などであってもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

本発明は、例えば、車両の前方の視認性を向上させる視認補助装置および視認補助装置を備えた車両として、好適に利用され得る。

１ 視認補助装置
１１ 赤外線照明部
１２ ハイビーム赤外線ランプ
１３ ロービーム赤外線ランプ
１４ 赤外線カメラ
１５ 照明制御部
１６ 表示装置
１７ カメラ制御部
２１Ａ〜２１Ｄ レンズ
２２ ケース
２３ 撮像素子
２４ 絞り
３１ ハイビームヘッドライト
３２ ロービームヘッドライト
１００ 車両

Claims (6)

1. 車両の前方に赤外線を照射する赤外線照明部と、
   前記赤外線を照射した範囲の赤外線画像を撮像する赤外線カメラと、
   を備える、
   車両用の視認補助装置。
2. 可視光線のロービームヘッドランプが点灯しているとき、前記可視光線のロービームヘッドランプより遠くに前記赤外線照明部に赤外線を照射させる第１の照明制御部をさらに備える、
   請求項１に記載の車両用の視認補助装置。
3. 可視光線のハイビームヘッドランプが点灯しているとき、前記可視光線のハイビームヘッドランプより近くに前記赤外線照明部に赤外線を照射させる第２の照明制御部をさらに備える、
   請求項１または２に記載の車両用の視認補助装置。
4. 前記赤外線照明部が前記可視光線のロービームヘッドランプより遠くに赤外線を照射しているとき、前記赤外線カメラは、前記赤外線照明部が前記可視光線のハイビームヘッドランプより近くに赤外線を照射しているときより画角を狭くする、
   請求項２または３に記載の車両用の視認補助装置。
5. 前記赤外線カメラが撮像した画像を表示する表示部を備える、
   請求項１から４の何れか１項に記載の車両用の視認補助装置。
6. 請求項１から５の何れか１項に記載の車両用の視認補助装置を備えた車両。

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