JP2021079718A - 配光可変システム - Google Patents

Abstract

【課題】コストの増加を抑えつつも、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる配光可変システムを提供する。【解決手段】配光可変システム１は、カメラ１０により撮像された撮像画像から、光を遮光する対象である遮光対象を特定する遮光対象特定部２１と、遮光対象特定部２１により特定された遮光対象に基づいて遮光範囲を決定する遮光範囲決定部２２と、遮光範囲決定部２２により決定された遮光範囲のデータに基づいて、当該遮光範囲が遮光されるよう前照灯３０を制御する点灯制御部３１とを備え、点灯制御部３１は、第１時刻における第１の遮光範囲のデータと、第１時刻よりも後の第２時刻における第２の遮光範囲のデータとを入力し、両者の遮光範囲データについてデータ補間処理を実行して補間データを算出し、算出した補間データに基づいて遮光範囲が１回以上切り替わるように前照灯３０を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、配光可変システムに関する。

従来、前方車両や対向車両の運転者を眩惑させないために、これらの対象の存在領域について遮光した配光を形成する配光可変型前照灯（ＡＤＢ）が提案されている（例えば特許文献１参照）。近年、このような配光可変型前照灯は、ＭＥＭＳ、マイクロＬＥＤ及びスキャン方式等が採用され、高分解能化されてきている。

特開２０１９−１６５７７号公報

ここで、高分解能ＡＤＢについては、制御対象数が多くなることから、入力される信号についても高速化される必要があり、高速化が実現されない場合には、遮光範囲を滑らかに変化させ難くなってしまう。そこで、データ通信について高速化することが考えられるが、この場合、高分解能ＡＤＢを含む配光可変システム全体について高コスト化を招く原因となってしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、コストの増加を抑えつつも、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる配光可変システムを提供することにある。

本発明に係る配光可変システムは、車両前方に光を照射すると共に特定範囲については遮光する配光可変システムであって、車両前方を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された撮像画像から、光を遮光する対象である遮光対象を特定する遮光対象特定手段と、前記遮光対象特定手段により特定された遮光対象に基づいて遮光範囲を決定する遮光範囲決定手段と、前記遮光範囲決定手段により決定された遮光範囲のデータに基づいて、当該遮光範囲が遮光されるよう前照灯を制御する点灯制御手段と、を備え、前記点灯制御手段は、前記遮光範囲決定手段により決定された第１時刻における第１の遮光範囲のデータと、前記第１時刻よりも後の第２時刻における第２の遮光範囲のデータとを入力し、両者の遮光範囲データについてデータ補間処理を実行して補間データを算出し、算出した補間データに基づいて遮光範囲が１回以上切り替わるように前記前照灯を制御することを特徴とする。

本発明によれば、第１時刻における第１の遮光範囲のデータと、第２時刻における第２の遮光範囲のデータとを入力し、遮光範囲について両者間のデータ補間処理を実行して補間データを算出し、算出した補間データに基づいて遮光範囲が１回以上切り替わるように前照灯を制御する。このため、遮光範囲については、入力された遮光範囲のデータ数よりも多くの回数で切り替えることができ、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる。また、入力された遮光範囲のデータ数よりも多くの回数で切り替えることができることから、データ通信について必要以上に高速化しなくともよい。従って、コストの増加を抑えつつも、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる配光可変システムを提供することができる。

第１実施形態に係る配光可変システムを示すブロック図である。 遮光範囲データを示す概念図である。 第１実施形態に係る点灯制御部によるデータ補間処理の一例を示す概念図である。 第１実施形態に係る点灯制御部の処理を示すフローチャートである。 遮光範囲の変化の一例を示す概念図である。 第２実施形態に係る点灯制御部によるデータ補間処理の一例を示す第１の概念図である。 第２実施形態に係る点灯制御部によるデータ補間処理の一例を示す第２の概念図である。

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

図１は、第１実施形態に係る配光可変システムを示すブロック図である。図１に示すように配光可変システム１は、前照灯３０により車両前方に光を照射すると共に他車両等が存在する特定範囲については遮光するものであって、カメラ（撮像手段）１０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、前照灯３０とを備えている。

カメラ１０は、自車両の前方を撮像するものである。このカメラ１０は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳカメラによって構成されている。カメラ１０は、撮像により得られた画像データをＥＣＵ２０に送信する。

ＥＣＵ２０は、例えばインパネ内部に搭載される制御ユニットであって、遮光対象特定部（遮光対象特定手段）２１と、遮光範囲決定部（遮光範囲決定手段）２２とを備えている。

遮光対象特定部２１は、カメラ１０による撮像によって得られた画像データから、遮光対象を特定するものである。この遮光対象特定部２１は、例えば車両のライトに相当する２つの対となる光を検出した場合に、遮光対象として他車両（対向車や前方車）の存在を検出する。なお、遮光対象特定部２１は、他車両に限らず、歩行者や二輪車等の他の対象についても遮光対象として検出してもよい。

遮光範囲決定部２２は、遮光対象特定部２１により特定された遮光対象に基づいて遮光範囲を決定するものである。例えば遮光範囲決定部２２は、遮光対象特定部２１により遮光対象として他車両が検出された場合、２つの対となる光を含む矩形状の領域を遮光範囲として決定する。この場合において、遮光範囲決定部２２は例えば他車両の形状に基づいて普通車や大型車等を判断して運転席まで含む範囲を遮光範囲として決定することが好ましい。

また、ＥＣＵ２０は、遮光範囲決定部２２により決定された遮光範囲のデータを前照灯３０に送信する。

前照灯３０は、点灯制御部（点灯制御手段）３１と、光源３２とを備え、いわゆる高分解能ＡＤＢとして構成されている。

点灯制御部３１は、遮光範囲決定部２２により決定された遮光範囲のデータに基づいて、遮光範囲が遮光されるように光源３２を制御するものである。第１実施形態において光源３２は例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）によって構成されている。このため、点灯制御部３１は、ＬＥＤの一部を消灯することで、一部の領域を遮光することができる。点灯制御部３１は、遮光範囲のデータを入力すると、このデータに基づいてＬＥＤの一部を消灯し、他車両等が存在する特定範囲（遮光範囲）を遮光する。

なお、第１実施形態においては光源３２がＬＥＤであり、点灯制御部３１がＬＥＤを制御する例を説明したが、これに限らず、前照灯３０は、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）又はＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用したマイクロミラーを制御するように構成されていてもよいし、スキャンタイプのＬＥＤやレーザー光源を制御するように構成されていてもよい。

ここで、第１実施形態においてカメラ１０は例えばルームミラーの裏側に取り付けられており、ＥＣＵ２０は例えばインパネ内部に設けられている。すなわち、カメラ１０はルームミラーユニットに搭載され、遮光範囲決定部２２はＥＣＵ２０（ユニットの一例）に搭載されている。また、点灯制御部３１は前照灯３０（前照灯ユニット）に搭載されている。これらの要素は、ユニット間において、例えばＬＩＮ（Local Interconnect Network）やＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）等の通信速度が２０ｋｂｐｓ以下の通信を行うようになっている。このため、カメラ１０からＥＣＵ２０への画像データ、及び、ＥＣＵ２０から前照灯３０への遮光範囲データは、このような通信によって送信される。

図２は、遮光範囲データを示す概念図である。図２に示すように、遮光範囲データは、例えば上下左右のラインデータＬ１〜Ｌ４によって構成されており、ラインデータＬ１〜Ｌ４によって囲まれる領域が遮光範囲とされる。

ラインデータＬ１〜Ｌ４は、前照灯３０からの角度データによって構成されており、例えば右側の前照灯３０について左ラインデータＬ１がθ１°であり、右ラインデータＬ２がθ１＋α°とされ、上ラインデータＬ３がθ２°であり、下ラインデータＬ４がθ２−β°とされる。なお、前照灯３０は左右で設置位置が異なることから、左右の前照灯３０において角度データは若干異なるものとなる。なお、図２においては、左右について図中右方向が正であり、上下について図中上方向が正であるとする。

ここで、第１実施形態に係る前照灯３０のような高分解能ＡＤＢについては制御対象数が多い。このため、ＥＣＵ２０から前照灯３０への遮光範囲データについては高速伝送されることが好ましい。しかし、第１実施形態においては上記の如く通信速度が２０ｋｂｐｓ以下の通信を行うものとなっており、遮光範囲の切替が滑らかとならず、違和感があるものとなり易い。

そこで、第１実施形態において点灯制御部３１は、データ補間処理を実行するようになっている。図３は、第１実施形態に係る点灯制御部３１によるデータ補間処理の一例を示す概念図である。なお、図３においては、例えば複数のラインデータＬ１〜Ｌ４のうち１つの角度データについて示している。

図３に示すように、遮光範囲データ（角度データ）については所定周期ｔαで点灯制御部３１に入力される。このため、時刻ｔ１において角度データが入力されると、時刻ｔ１のｔα後となる時刻ｔ２において新たな角度データが入力される。その後、時刻ｔ３〜ｔ５のように、所定周期ｔα毎に角度データが入力される。

ここで、ＬＩＮやＣＸＰＩの通信において所定周期ｔαは約５０ｍｓとなる。このような周期に基づいて遮光範囲の切替を行うと、第１時刻（例えば時刻ｔ１）と第２時刻（第１時刻よりも後の時刻であって例えば時刻ｔ２）との角度データが示す遮光範囲の差異が大きい場合に、遮光範囲を滑らかに変化させ難くなってしまう。

そこで、第１実施形態に係る点灯制御部３１は、データ補間処理を実行する。例えば点灯制御部３１は、図３に示すように、第１時刻（例えば時刻ｔ１）の角度データと第２時刻（例えば時刻ｔ２）の角度データとを直線補間した補間データＤ（Ｄ１）を算出する。そして、点灯制御部３１は、補間データＤ（Ｄ１）に基づいて、遮光範囲が１回以上切り替わるように光源３２を制御する。これにより、第１時刻や第２時刻における遮光範囲の切替に加えて、補間データＤに基づく遮光範囲の切替も実行される。なお、他の補間データＤ３，Ｄ４についても同様である。

以上により、データ通信について高速化することなくコストの増加を抑えつつも、遮光範囲を滑らかに変化させることができる。

ここで、点灯制御部３１は、例えば第１時刻（例えば時刻ｔ２）の角度データと第２時刻（例えば時刻ｔ３）の角度データとの差異が所定以下である場合に、データ補間処理を非実行とすることが好ましい（すなわち補間データＤ２を算出しないことが好ましい）。遮光範囲の差異が小さく、補間データに基づく複数回の切替を行わなくとも遮光範囲の変化に違和感を与え難い場合に、データ補間処理を非実行として処理負荷を抑えることができるからである。

また、点灯制御部３１は、例えば第１時刻の角度データと第２時刻の角度データとの差異が大きくなるほど、補間データＤに基づく遮光範囲の切替回数を多くすることが好ましい。一例を挙げると、点灯制御部３１は、補間データＤ３に基づく切替回数を１回とし、補間データＤ１に基づく切替回数を２回とし、補間データＤ４に基づく切替回数を４回とする。これにより、遮光範囲の差異が大きく、より一層滑らかな変化が困難となり易い状況において切替回数を多くすることとなり、遮光範囲をより滑らかに変化させることができるからである。

なお、第１実施形態に係る配光可変システム１は、第１時刻の角度データと第２時刻の角度データとを直線補間した補間データＤを算出して、遮光範囲を滑らかに切り替える関係上、所定周期ｔα分だけ遅れた遮光範囲の切替を行うこととなる。すなわち、時刻ｔ２になった時点において、時刻ｔ１の角度データを利用して補間データを算出し、その補間データで遮光範囲を切り替えるため、遮光範囲の切替制御が所定周期ｔα分だけ遅れることとなる。しかし、運転者等は、この点に関する違和感を感じにくいことから、所定周期ｔα分だけ遅れた遮光範囲の切替を行っても問題がない。

図４は、第１実施形態に係る点灯制御部３１の処理を示すフローチャートである。なお、図４に示す処理は、例えば前照灯３０がオフされるか、車両イグニッションスイッチがオフされるまで、繰り返し実行される。また、以下のフローチャートは、複数のラインデータＬ１〜Ｌ４のそれぞれで実行される。

まず、点灯制御部３１は、遮光範囲データ（角度データ）を入力したかを判断する（Ｓ１）。遮光範囲データ（角度データ）を入力していないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、入力したと判断されるまで、この処理が繰り返される。

遮光範囲データ（角度データ）を入力したと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、点灯制御部３１は、前回入力した角度データと今回入力した角度データとが示す角度の差が所定角度以下であるかを判断する（Ｓ２）。

点灯制御部３１が所定角度以下であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、図４に示す処理は終了する。

一方、所定角度以下でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、点灯制御部３１は、前回入力した角度データと今回入力した角度データとに基づいて補間データＤを算出する（Ｓ３）。

その後、点灯制御部３１は、前回入力した角度データと今回入力した角度データとが示す角度の差の大きさに応じた遮光範囲の切替回数と、切替タイミング（遮光範囲を切り替える予定時刻）とを設定する（Ｓ４）。その後、図４に示す処理は終了する。

以後、点灯制御部３１は、設定された切替タイミングが到来すると、角度データ又は補間データに基づいて、遮光範囲を切り替えていく。

このようにして、第１実施形態に係る配光可変システム１によれば、第１時刻における第１の遮光範囲のデータと、第２時刻における第２の遮光範囲のデータとを入力し、遮光範囲について両者間のデータ補間処理を実行して補間データを算出し、算出した補間データに基づいて遮光範囲が１回以上切り替わるように前照灯３０を制御する。このため、遮光範囲については、入力された遮光範囲のデータ数よりも多くの回数で切り替えることができ、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる。また、入力された遮光範囲のデータ数よりも多くの回数で切り替えることができることから、データ通信について必要以上に高速化しなくともよい。従って、コストの増加を抑えつつも、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる配光可変システム１を提供することができる。

また、第１の遮光範囲のデータと第２の遮光範囲のデータとが示す遮光範囲の差異が所定以下である場合に、データ補間処理を非実行とする。このため、遮光範囲の差異が小さく、補間データＤに基づく遮光範囲の切替を行わなくとも遮光範囲の変化に違和感を与え難い場合には、データ補間処理を非実行として処理負荷を抑えることができる。

また、第１の遮光範囲のデータと第２の遮光範囲のデータとが示す遮光範囲の差異が大きくなるほど、算出した補間データＤに基づく遮光範囲の切替回数を多くする。このため、遮光範囲の差異が大きく、より一層滑らかな変化が困難となり易い状況において切替回数を多くすることとなり、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる。

また、遮光範囲決定部２２と点灯制御部３１とは、それぞれが別ユニット（ＥＣＵ２０と前照灯３０）に搭載されて２０ｋｂｐｓ以下の通信を行っているため、ランプ制御に使用されるＬＩＮやＣＸＰＩによる通信を用いたままで、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる。

次に、第２実施形態に係る配光可変システム１について説明する。第２実施形態に係る配光可変システム１は第１実施形態のものと同様であるが、処理内容が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点について説明する。

図５は、遮光範囲の変化の一例を示す概念図である。図５に示すように、車両の走行に応じて例えば自車両に対する対向車の相対位置が変化し、これに応じて遮光範囲も変化する。

この場合において、例えば左ラインデータＬ１がθａ°からθａ＋ａ１（ａ１は正の数）°に変化したとすると、ａ１°分だけ消灯領域が点灯領域に変化することとなる。一方、右ラインデータＬ２がθｂ°からθｂ＋ｂ１（ｂ１は正の数）°に変化したとすると、ｂ１°分だけ点灯領域が消灯領域に変化することとなる。上ラインデータＬ３及び下ラインデータＬ４についても同様である。なお、図５においては、図２と同様に、左右について図中右方向が正であり、上下について図中上方向が正であるとする。

点灯制御部３１は、遮光範囲を切り替えるにあたり、消灯領域を点灯領域に切り替える制御と、点灯領域を消灯領域に切り替える制御との双方を実行する。さらに、点灯制御部３１は、消灯領域を点灯領域に切り替える場合と、点灯領域を消灯領域に切り替える場合とで補間データＤの算出方法を異ならせる。

図６及び図７は、第２実施形態に係る点灯制御部３１によるデータ補間処理の一例を示す概念図である。なお、図６においては左ラインデータＬ１の角度データを示し、図７については右ラインデータＬ２の角度データを示している。

図５を参照して示したように、例えば左ラインデータＬ１の角度が増加すると、消灯領域から点灯領域への変化が発生する。逆に、例えば左ラインデータＬ１の角度が減少すると、点灯領域から消灯領域への変化が発生する。

よって、点灯制御部３１は、図６に示す時刻ｔ１から時刻ｔ２において、消灯領域を点灯領域に切り替える制御を実行しており、時刻ｔ３から時刻ｔ４及び時刻ｔ４から時刻ｔ５において、点灯領域を消灯領域に切り替える制御を実行している。

ここで、消灯領域から点灯領域に切り替える場合、点灯制御部３１は、縦軸を角度とし横軸を時間としたグラフ（相関関係）において、補間データＤ（Ｄ１１）が上に凸となるように算出する。一方、点灯領域から消灯領域に切り替える場合、点灯制御部３１は、縦軸を角度とし横軸を時間としたグラフ（相関関係）において、補間データＤ（Ｄ１３，Ｄ１４）が下に凸となるように算出する。

さらに、図５を参照して示したように、例えば右ラインデータＬ２の角度が増加すると、点灯領域から消灯領域への変化が発生する。逆に、例えば右ラインデータＬ２の角度が減少すると、消灯領域から点灯領域への変化が発生する。

よって、点灯制御部３１は、図７に示す時刻ｔ１から時刻ｔ２において、点灯領域を消灯領域に切り替える制御を実行しており、時刻ｔ３から時刻ｔ４及び時刻ｔ４から時刻ｔ５において、消灯領域を点灯領域に切り替える制御を実行している。

ここで、点灯領域から消灯領域に切り替える場合、点灯制御部３１は、縦軸を角度とし横軸を時間としたグラフにおいて、補間データＤ（Ｄ２１）が下に凸となるように算出する。一方、消灯領域から点灯領域に切り替える場合、点灯制御部３１は、縦軸を角度とし横軸を時間としたグラフにおいて、補間データＤ（Ｄ２３，Ｄ２４）が上に凸となるように算出する。

以上のような図６及び図７に記載の補間データＤ１１，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ２１，Ｄ２３，Ｄ２４に基づいて制御を行った場合、人（特に運転者）が違和感を感じにくいものとなる。この結果、第２実施形態においては、より滑らかに、且つ、より違和感が少なく遮光範囲を変化させることができる。

このようにして、第２実施形態に係る配光可変システム１によれば、第１実施形態と同様に、コストの増加を抑えつつも、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる配光可変システム１を提供することができる。また、補間データＤに基づく遮光範囲の切替を行わなくとも遮光範囲の変化に違和感を与え難い場合には、データ補間処理を非実行として処理負荷を抑えることができる。また、遮光範囲の差異が大きく、より一層滑らかな変化が困難となり易い状況において切替回数を多くすることとなり、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる。また、ランプ制御に使用されるＬＩＮやＣＸＰＩによる通信を用いたままで、遮光範囲をより滑らかに変化させることができる。

さらに、第２実施形態によれば、消灯領域を点灯領域に変化させる場合の補間データＤについて、上に凸となるように算出し、点灯領域を消灯領域に変化させる場合の補間データＤについて、下に凸となるように算出する。このため、点灯から遮光への変化と遮光から点灯への変化とで人の感覚に合わせた制御を実行することとなり、より違和感が少ない遮光範囲の変化の実現に寄与することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、実施形態同士の技術や公知・周知技術を組み合わせてもよい。

例えば本実施形態においては遮光範囲データはラインデータ（角度データ）であるが、特にこれに限らず、例えばＬＥＤのそれぞれに付与された番号等であってもよいし、各マイクロミラーに付与された番号等であってもよい。また、これに限らず、他のものであってもよい。

１ ：配光可変システム
１０ ：カメラ（撮像手段）
２０ ：ＥＣＵ
２１ ：遮光対象特定部（遮光対象特定手段）
２２ ：遮光範囲決定部（遮光範囲決定手段）
３０ ：前照灯
３１ ：点灯制御部（点灯制御手段）
３２ ：光源
Ｄ ：補間データ
Ｌ１〜Ｌ４ ：ラインデータ

Claims (5)

1. 車両前方に光を照射すると共に特定範囲については遮光する配光可変システムであって、
   車両前方を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された撮像画像から、光を遮光する対象である遮光対象を特定する遮光対象特定手段と、
   前記遮光対象特定手段により特定された遮光対象に基づいて遮光範囲を決定する遮光範囲決定手段と、
   前記遮光範囲決定手段により決定された遮光範囲のデータに基づいて、当該遮光範囲が遮光されるよう前照灯を制御する点灯制御手段と、を備え、
   前記点灯制御手段は、前記遮光範囲決定手段により決定された第１時刻における第１の遮光範囲のデータと、前記第１時刻よりも後の第２時刻における第２の遮光範囲のデータとを入力し、両者の遮光範囲データについてデータ補間処理を実行して補間データを算出し、算出した補間データに基づいて遮光範囲が１回以上切り替わるように前記前照灯を制御する
   ことを特徴とする配光可変システム。
2. 前記点灯制御手段は、前記第１の遮光範囲のデータと前記第２の遮光範囲のデータとが示す遮光範囲の差異が所定以下である場合に、前記データ補間処理を非実行とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の配光可変システム。
3. 前記点灯制御手段は、前記第１の遮光範囲のデータと前記第２の遮光範囲のデータとが示す遮光範囲の差異が大きくなるほど、算出した補間データに基づく遮光範囲の切替回数を多くする
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の配光可変システム。
4. 前記点灯制御手段は、
   遮光範囲を切り替えるにあたり、消灯領域を点灯領域に変化させる制御と、点灯領域を消灯領域に変化させる制御との双方を実行可能であり、
   縦軸を角度データとし、横軸を時刻データとした場合において、消灯領域を点灯領域に変化させる場合の補間データについて、上に凸となるように算出し、点灯領域を消灯領域に変化させる場合の補間データについて、下に凸となるように算出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配光可変システム。
5. 前記遮光範囲決定手段と前記点灯制御手段とは、それぞれが別ユニットに搭載されて通信速度が２０ｋｂｐｓ以下の通信を行っている
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の配光可変システム。
   

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