JP2018194348A - ライトセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】明るいトンネルと、長い橋げたと、を区別することができるライトセンサを提供する。【解決手段】判定部１６０は、トンネルの明るさを判定するための第１閾値よりも前方光強度が小さいか否かを判定する前方光判定処理を行う。前方光判定処理の条件を満たさない場合、判定部１６０は、第１閾値よりも大きい値であると共に橋げたの長さを判定するための第２閾値よりも前方光強度が小さく、かつ、トンネルと橋げたとを区別するための第３閾値よりも照明光強度が大きいか否かを判定する照明光判定処理を行う。前方光判定処理の条件を満たす場合または照明光判定処理の条件を満たす場合、判定部１６０は車両２００の前方がトンネルであると判定する。照明光判定処理の条件を満たさない場合、判定部１６０は車両２００の前方が橋げたであると判定する。【選択図】図４

Description

本発明は、ライトセンサに関する。

従来より、車両用ランプ自動点消灯装置が、例えば特許文献１で提案されている。この車両用ランプ自動点消灯装置では、トンネル内照明灯や街路灯等の人工灯が発するフリッカ光線を受光センサの出力電位として検出し、当該出力電位に基づいて車両のランプの点消灯が制御される。

特開９−３０１０５２号公報

ところで、ライトセンサとして、車両の上方からの光を検出する上方光センサと、車両の前方からの光を検出する前方光センサと、を備えた構成が知られている。この構成では、ライトセンサは、各センサによって２方向の光を検出し、上方光と前方光が一定の閾値よりも低く（暗く）なればトンネルと判定してライト点灯させ、前方光だけが閾値よりも高け（明るい）れば橋げたと判定してライト消灯状態を維持する。

しかし、高輝度な照明による明るいトンネルと、長い橋げたと、では、前方の明るさが逆転してしまう可能性がある。このため、明るいトンネルへの進入時に車両のライト点灯が遅れる、または長い橋げたでライトを点灯させてしまう、という問題がある。

本発明は上記点に鑑み、明るいトンネルと、長い橋げたと、を区別することができるライトセンサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ライトセンサは、車両（２００）の前方から照射される前方光の前方光強度を第１受光信号として出力する第１受光素子（１３０）と、車両の前方よりも上方から照射される照明光の照明光強度を第２受光信号として出力する第２受光素子（１４０）と、を備えている。

また、ライトセンサは、第１受光信号及び前記第２受光信号を入力し、トンネルの明るさを判定するための第１閾値よりも前方光強度が小さいか否かを判定する前方光判定処理と、前方光判定処理の条件を満たさない場合、第１閾値よりも大きい値であると共に橋げたの長さを判定するための第２閾値よりも前方光強度が小さく、かつ、トンネルと橋げたとを区別するための第３閾値よりも照明光強度が大きいか否かを判定する照明光判定処理と、を行い、前方光判定処理の条件を満たす場合または照明光判定処理の条件を満たす場合には車両の前方がトンネルであると判定し、照明光判定処理の条件を満たさない場合には車両の前方が橋げたであると判定する判定部（１６０）を備えている。

これによると、前方光の前方光強度に対して第１閾値から第２閾値までの、明るいトンネルと長い橋げたとのどちらかの可能性がある中間領域が設けられ、この中間領域に第３閾値が設定されている。このため、照明光の照明光強度と第３閾値との比較によって明るいトンネルと長い橋げたとの判定が可能になる。したがって、明るいトンネルと、長い橋げたと、を確実に区別することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係るライトセンサの概略図である。 ライトセンサの断面図である。 各方向の光の照度とシチュエーションとの関係及び各閾値の位置を示した図である。 日中における車両のトンネル進入を判定する内容を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るライトセンサの断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係るライトセンサは、例えば日中に橋げたやトンネルに進入したときに車両のヘッドライト及びテールライトを自動点消灯させるオートライトシステムに適用されるものである。

図１に示されるように、ライトセンサ１００は、車両２００のフロントガラス２１０の車室側に固定される。また、図２に示されるように、ライトセンサ１００は、ケース１１０、回路基板１２０、第１受光素子１３０、第２受光素子１４０、第３受光素子１５０、及び判定部１６０を備えている。

ケース１１０は、各受光素子１３０〜１５０、判定部１６０、及び回路基板１２０等を収容するための筐体である。ケース１１０は、金属材料または樹脂材料等で形成されている。また、ケース１１０は、光を導入する導光部１１１を有し、導光部１１１がフロントガラス２１０側に位置するようにフロントガラス２１０に固定されている。

回路基板１２０は、各受光素子１３０〜１５０、判定部１６０、及び図示しない電子部品が実装されている。回路基板１２０は、ケース１１０内に固定されている。

各受光素子１３０〜１５０は、車両２００の外部からフロントガラス２１０を介して車室に入射する光を検出する検出部である。また、各受光素子１３０〜１５０は、例えばフォトダイオードとして構成され、フロントガラス２１０を介して受光した光の強度を受光信号として出力する。

さらに、各受光素子１３０〜１５０は、特定の方向から受光した光の強度が互いに異なるように光の指向特性が設定されている。例えば、図２では、第１受光素子１３０は、車両２００の前方から照射される前方光の強度が最も高くなるように光の指向特性が設定されている。第１受光素子１３０は、前方光の前方光強度を第１受光信号として出力する。光の指向特性は遮光板等の手段によって設定されている。

同様に、第２受光素子１４０は、車両２００の前方よりも上方から照射される照明光の照明光強度を第２受光信号として出力する。本実施形態では、第２受光素子１４０は、車両２００の前方と上方との間の角度で照射される照明光を検出する。第３受光素子１５０は、車両２００の上方から照射される上方光の上方光強度を第３受光信号として出力する。

なお、例えば、前方光は路面３００に対して０°、照明光は路面３００に対して４５°、上方光は路面３００に対して９０°の各方向からライトセンサ１００に入射する光である。これらの角度は一例であり、前方光、照明光、及び上方光の各角度は適宜設定される。また、図２では各受光素子１３０〜１５０が個別に用意されたものが示されているが、１つのＩＣチップに複数のフォトダイオードが半導体プロセスによって形成されたものでも良い。

判定部１６０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って信号処理を行う制御回路部である。判定部１６０は、例えばＩＣチップとして構成され、回路基板１２０に実装されている。また、判定部１６０は、各受光素子１３０〜１５０から随時あるいは所定のタイミングで各受光信号を入力し、各受光信号に基づいて車両２００のライトの点消灯を判定し、その結果を出力する機能を有している。

また、判定部１６０は、日中、トンネルと橋げたとを区別して車両２００のライトの点消灯を制御するための閾値を有している。判定部１６０は、閾値の一つとして、車両２００の上方の明るさが急変したか否かを判定するための急変閾値を有している。急変閾値は、上方光の上方光強度に対して設定されている。

図３に示されるように、上方光の照度は、橋げたとトンネルのどちらに進入しても高い照度から低い照度に変化する。図３の「高い」、「中間」、「低い」は照度のレベルを意味している。

前方光の照度は、短い橋げたでは高く、長い橋げたでは中間程度であり、明るいトンネルでは中間程度、暗いトンネルでは低くなる。照明光の照度は、短い橋げたでは中間程度、長い橋げたでは低くなり、明るいトンネルでは中間程度、暗いトンネルでは低くなる。

このような照度の違いに対し、日中、橋げたでは車両２００のライトを点灯させず、トンネルでは点灯させるための閾値として、判定部１６０は第１〜第３閾値を有している。

第１閾値及び第２閾値は、前方光の前方光強度に対して設定されている。第１閾値は、トンネルの明るさを判定するための閾値であり、明るいトンネルと暗いトンネルとを区別する値に設定されている。また、第２閾値は、橋げたの長さを判定するための閾値であり、長い橋げたと短い橋げたとを区別する値に設定されている。第２閾値は、第１閾値よりも大きい値である。

一方、第３閾値は、照明光の照明光強度に対して設定されている。第３閾値は、長い橋げたと明るいトンネルとを区別するための閾値である。当該中間領域では、長い橋げたと明るいトンネルとの前方光の照度の差が生じにくいため、明らかに違いが生じる照明光の照度に対して第３閾値が設定されている。以上が、本実施形態に係るライトセンサ１００の全体構成である。

次に、ライトセンサ１００の日中における作動について、図４のフローチャートを参照して説明する。図４に示されたフローチャートは、日中、車両２００がトンネルに進入した際にライトを自動で点灯させるモードが選択されている場合に実行される。

まず、ステップＳ１７０では、急変判定として、上方光判定処理が行われる。具体的には、上方光強度の６０秒平均値と現在の上方光強度との差が急変閾値以上であるか否かが判定される。つまり、車両２００の上方が急に暗くなったか否かが判定される。上方光強度の６０秒平均値は、判定部１６０において随時算出されるデータが用いられる。

なお、上方光強度の６０秒平均値と現在の上方光強度との差を絶対値として求め、急変閾値と比較しても良い。また、急変判定の判定手法は上記に限られず、他の判定基準に従って急変判定が行われても構わない。

ステップＳ１７０で上方光強度の値が急変していないと判定された場合、再びステップＳ１７０が実行され、上方光強度の値が急変するまでステップＳ１７０が繰り返される。一方、上方光強度の値が急変したと判定された場合、ステップＳ１７１に進む。

ステップＳ１７１では、第１トンネル判定として、トンネルの明るさを判定するための第１閾値よりも前方光強度が小さいか否かを判定する前方光判定処理が行われる。つまり、車両２００の前方が暗いか否かが判定される。

ステップＳ１７１の条件を満たす場合、すなわち車両２００の前方が暗い場合、車両２００の前方がトンネルであると判定され、ステップＳ１７２に進む。この場合、車両２００はトンネルに進入した状態であり、ライトのＯＮが確定する。したがって、ステップＳ１７２では、車両２００のライトを点灯する点灯信号がオートライトシステムに出力される。こうして、車両２００のライトが点灯し、図４のフローは終了する。

なお、車両２００がトンネルを出る際には、判定部１６０においてライトを消灯するための別の処理が実行される。また、車両２００がトンネルを出た後は再び図４のフローが実行される。

一方、ステップＳ１７１の条件を満たさない場合、すなわち車両２００の前方が暗くはない場合、ステップＳ１７３に進む。ステップＳ１７３では、第２トンネル判定として、トンネルと橋げたとを区別するための照明光判定処理が行われる。具体的には、橋げたの長さを判定するための第２閾値よりも前方光強度が小さく、かつ、トンネルと橋げたとを区別するための第３閾値よりも照明光強度が大きいか否かが判定される。

ステップＳ１７３では、まず、図３の表に示されるように、第１閾値から第２閾値までの前方光の中間領域では、明るいトンネルと長い橋げたとの両方の可能性があり、ライトのＯＮまたはＯＦＦを確定することが難しい。よって、まずは前方光の明るさが当該中間領域に対応している点が判定される。これは、前方光強度が第２閾値よりも小さいか否かによって判定される。

そして、前方光強度が第２閾値よりも小さい場合、すなわち前方光の明るさが当該中間領域に対応している場合、照明光が当該中間領域に設定された第３閾値よりも大きいか否かが判定される。当該中間領域では、長い橋げたでの照明光の照度は低いが、明るいトンネルでの照明光の照度は中間程度である。この照明光の照度の違いが第３閾値によって判定される。

ステップＳ１７３の条件を満たす場合には車両２００の前方がトンネルであると判定され、ステップＳ１７２に進む。つまり、前方光強度が第２閾値よりも小さく、かつ、照明光が第３閾値よりも大きい場合、ライトのＯＮが確定する。

一方、ステップＳ１７３の条件を満たさない場合には車両２００の前方が橋げたであると判定され、車両２００のライトの点灯処理は行われず、再びステップＳ１７０に戻る。例えば、前方光強度が第２閾値よりも大きい場合、あるいは、照明光が第３閾値よりも小さい場合、ライトのＯＦＦが確定する。そして、車両２００がトンネルに進入しない限り、図４のフローが繰り返される。

以上説明したように、本実施形態では、トンネルには照明が設置されており、橋げたには照明が設置されていないという状況を鑑みて照明光の検出が可能な構成になっている。また、明るいトンネルと長い橋げたのどちらも可能性がある中間領域のために第３閾値が設定されている。このため、第３閾値と照明光強度との比較によって、明るいトンネルと長い橋げたのどちらであるのかを判定することができる。したがって、明るいトンネルと、長い橋げたと、を確実に区別することができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、第３閾値は、照明光強度を前方光強度で割った値である強度指標に対して設定されている。

強度指標は、照明光強度と前方光強度との相対的な数値であり、実際の状況により近い値である。判定部１６０は、随時、強度指標を算出し、取得する。

そして、図４に示されたステップＳ１７２の照明光判定処理では、強度指標を用いた判定が行われる。すなわち、ステップＳ１７１において前方光判定処理の条件を満たさないと判定された場合、ステップＳ１７２では、第２閾値よりも前方光強度が小さく、かつ、第３閾値よりも強度指標が大きいか否かが判定される。

以上のように、強度指標を設定しても良い。長い橋げたでは照度が前方光強度に対して照明光強度が相対的に低くなり、明るいトンネルでは照度が前方光強度に対して照明光強度が高くなることから、第３閾値による判定の精度をより高くすることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図５に示されるように、前方光を検出する第１受光素子１３０と、車両２００の前方よりも上方から照射される照明光を検出する第２受光素子１４０との、２個の受光素子１３０、１４０を備えた構成になっている。なお、第２受光素子１４０は照明光を検出できれば良く、光の指向特性が車両２００の上方に設定されていても構わない。

この構成では、図４に示されたステップＳ１７０の上方光判定処理は無い。したがって、図４のフローがスタートすると、まずステップＳ１７１が実行される。ステップＳ１７３で条件を満たさない場合にはステップＳ１７１に戻るフローとなる。以上のように、２個の受光素子１３０、１４０によって明るいトンネルと長い橋げたとを判定しても良い。

変形例として、第２実施形態と同様に強度指標を設定し、強度指標を用いてステップＳ１７３の判定が行われるようにしても良い。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示されたライトセンサ１００の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、ライトセンサ１００はフロントガラス２１０ではなく他の場所に固定されていても良い。

１００ ライトセンサ
１１０ ケース
１２０ 回路基板
１３０〜１５０ 受光素子
１６０ 判定部
２００ 車両

Claims (3)

1. 車両（２００）の前方から照射される前方光の前方光強度を第１受光信号として出力する第１受光素子（１３０）と、
   前記車両の前方よりも上方から照射される照明光の照明光強度を第２受光信号として出力する第２受光素子（１４０）と、
   前記第１受光信号及び前記第２受光信号を入力し、トンネルの明るさを判定するための第１閾値よりも前記前方光強度が小さいか否かを判定する前方光判定処理と、前記前方光判定処理の条件を満たさない場合、前記第１閾値よりも大きい値であると共に橋げたの長さを判定するための第２閾値よりも前記前方光強度が小さく、かつ、前記トンネルと前記橋げたとを区別するための第３閾値よりも前記照明光強度が大きいか否かを判定する照明光判定処理と、を行い、前記前方光判定処理の条件を満たす場合または前記照明光判定処理の条件を満たす場合には前記車両の前方が前記トンネルであると判定し、前記照明光判定処理の条件を満たさない場合には前記車両の前方が前記橋げたであると判定する判定部（１６０）と、
   を備えているライトセンサ。
2. 前記車両の上方から照射される上方光の上方光強度を第３受光信号として出力する第３受光素子（１５０）を備え、
   前記第２受光素子は、前記照明光として前記車両の前方と上方との間の角度で照射された光の強度を前記照明光強度として検出して前記第２受光信号を出力し、
   前記判定部は、前記第３受光信号を入力し、前記前方光判定処理の前に前記上方光強度の値が急変したか否かを判定する上方光判定処理を行い、前記上方光判定処理において前記上方光強度の値が急変したと判定した場合に前記前方光判定処理を行う請求項１に記載のライトセンサ。
3. 前記第３閾値は、前記照明光強度を前記前方光強度で割った値である強度指標に対して設定されており、
   前記判定部は、前記強度指標を取得し、前記前方光判定処理の条件を満たさない場合、前記照明光判定処理において、前記第２閾値よりも前記前方光強度が小さく、かつ、前記第３閾値よりも前記強度指標が大きいか否かを判定する請求項１または２に記載のライトセンサ。

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