JP2024042359A - 点灯制御用のコントローラ、車両用灯具システム - Google Patents

Abstract

【課題】照射パターンが形成されている路面をカメラによって撮影した場合において路面状況をより確実に把握可能とする。
【解決手段】車両周辺を撮影するカメラ、当該カメラにより撮影された画像を表示するモニタ並びに前記カメラによる撮影可能範囲の路面に光を照射可能な照射ユニットを備える車両に搭載されて当該照射ユニットの動作制御を行う点灯制御用のコントローラであって、間欠的に到来する前記カメラによる撮影期間の各々において前記照射ユニットによる光照射を実行させず、前記撮影期間同士の間の非撮影期間において前記照射ユニットによる光照射を実行させるように前記照射ユニットの動作制御を行う。
【選択図】図４

Description

本開示は、点灯制御用のコントローラ、車両用灯具システムに関する。

車両周辺の路面上に所定形状の照射パターンの光を描画する車両用灯具が知られている（例えば、特開２０２１－１１１４６５号公報参照）。ところで、路面上へ上記のような照射パターンが描画されている際にその路面上をカメラによって撮影してモニタ（表示装置）に表示した場合において、画像中における照射パターンに対応する部分でいわゆる白飛び（階調が失われて真っ白になる現象）を生じ、障害物の有無などの路面状況を把握しにくくなる場合がある。これは、一般的なカメラにおける撮影可能な最高輝度と最低輝度の比が１０倍程度であるのに対し、路面上への照射パターンの輝度と周囲の輝度の比は、例えば１００倍程度となり得るからである。

特開２０２１－１１１４６５号公報

本開示に係る具体的態様は、照射パターンが形成されている路面をカメラによって撮影した場合において路面状況をより確実に把握可能とすることを目的の１つとする。

［１］本開示に係る一態様のコントローラは、（ａ）車両周辺を撮影するカメラ、当該カメラにより撮影された画像を表示するモニタ並びに前記カメラによる撮影可能範囲の路面に光を照射可能な照射ユニットを備える車両に搭載されて当該照射ユニットの動作制御を行う点灯制御用のコントローラであって、（ｂ）間欠的に到来する前記カメラによる撮影期間の各々において前記照射ユニットによる光照射を実行させず、前記撮影期間同士の間の非撮影期間において前記照射ユニットによる光照射を実行させるように前記照射ユニットの動作制御を行う、コントローラである。
［２］本開示に係る一態様の車両用灯具システムは、（ａ）車両周辺を撮影するカメラと、（ｂ）前記当該カメラにより撮影された画像を表示するモニタと、（ｃ）前記カメラによる撮影可能範囲の路面に光を照射可能な照射ユニットと、（ｄ）前記照射ユニットの動作制御を行う点灯制御用のコントローラと、を含み、（ｅ）前記コントローラは、間欠的に到来する前記カメラによる撮影期間の各々において前記照射ユニットによる光照射を実行させず、前記撮影期間同士の間の非撮影期間において前記照射ユニットによる光照射を実行させるように前記照射ユニットの動作制御を行う、車両用灯具システムである。

上記構成によれば、照射パターンが形成されている路面をカメラによって撮影した場合において路面状況をより確実に把握可能とすることができる。

図１は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示すブロック図である。 図２は、コンピュータシステムの構成例を示す図である。 図３（Ａ）～図３（Ｃ）は、カメラ１１及び路面描画ユニット１２の動作状態を模式的に示す図である。 図４は、コントローラ１０による制御方法を説明するためのタイムチャートである。 図５は、コントローラ１０による制御方法の変形例を説明するためのタイムチャートである。 図６は、コントローラ１０による制御方法の変形例を説明するためのタイムチャートである。

図１は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の車両用灯具システム１は、コントローラ１０、カメラ１１、路面描画ユニット１２、バックランプ１３、スイッチ１４、物体センサ１５、モニタ（表示装置）１６を含んで構成されている。本実施形態では、コントローラ１０が「点灯制御装置」に対応し、このコントローラ１０によって路面描画ユニット１２を制御する方法が「点灯制御方法」に対応する。

コントローラ１０は、カメラ１１、路面描画ユニット１２、バックランプ１３、スイッチ１４、物体センサ１５及びモニタ１６のそれぞれと接続されており、カメラ１１による撮像タイミング等に応じて路面描画ユニット１２による光照射を制御するものである。このコントローラ１０は、例えばプロセッサ（CPU：Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の記憶デバイス、入出力インターフェースなどを備えたコンピュータシステム（後述の図２参照）を用いて構成することができる。本実施形態のコントローラ１０は、予め記憶デバイス（あるいはＲＯＭ）に記憶されたプログラムがプロセッサによって読み出されて実行されることにより、所定の機能を発揮できる状態となる。

カメラ１１は、例えば車両後部の所定位置に設置されており、車両後方の空間を撮影する。カメラ１１による撮影によって得られる画像データ（映像データ）はコントローラ１０へ出力される。また、カメラ１１からは撮像タイミングを示す信号がコントローラ１０へ出力される。

路面描画ユニット１２は、車両後部の所定位置に設置されており、コントローラ１０から与えられる制御信号に応じて動作して車両後方の路面上へ所望の照射パターンで光照射を行う。路面上に形成される照射パターンについては固定的であってもよいし、可変に設定されてもよい。照射パターンを可変に設定可能な路面描画ユニット１２としては、例えば二方向に配列された複数の発光ダイオード（Light Emitting Diode）を有し、各発光ダイオードの点消灯を個別に制御可能なものを用いることができる。

なお、照射パターンを可変に設定可能な路面描画ユニット１２としては、光源バルブと反射鏡や遮蔽板を組み合わせた構成のユニットを用いてもよいし、各画素の光透過状態を個別に制御可能な液晶素子と光源を組み合わせた構成のユニットを用いてもよいし、レーザダイオードなどの半導体レーザの点消灯のタイミングと走査素子による走査タイミングを制御可能なユニットを用いてもよい。さらに、各々が異なる固定配光を照射可能な複数の灯具を組み合わせた構成のユニットを用いてもよい。

バックランプ１３は、車両後部の所定位置に設置されており、例えば車両のシフトレバーが「後進」に指定された際にコントローラ１０から与えられる制御信号に応じて動作して車両後方の空間（路面上を含む）へ広角に光を照射する。

スイッチ１４は、車両の運転席付近の所定位置に設置されており、路面描画ユニット１２による照射パターンのモニタ１６での表示態様を切り替えるために用いられる。このスイッチ１４は、例えば押しボタンスイッチであってもよいし、トグルスイッチであってもよい。表示態様の具体例については後述する。

物体センサ１５は、車両後部の所定位置に設置されており、車両後部の周辺（路面上含む）に何らかの物体が存在する場合にその物体の存在を検出する。ここでいう「物体」には、例えば人間や種々の障害物が含まれる。

モニタ１６は、車両の運転席付近の所定位置に設置されており、カメラ１１によって撮影される画像を表示する。モニタ１６としては、例えば液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などを用いることができる。

上記したコントローラ１０がプログラムを実行することによって実現される機能を機能ブロックにより説明する。コントローラ１０は、照射タイミング設定部２０、照射パターン設定部２１、制御信号生成部２２を含んで構成されている。

照射タイミング設定部２０は、路面描画ユニット１２による光照射のタイミングを設定する。詳細には、照射タイミング設定部２０は、カメラ１１から映像信号を取得し、あるいはカメラ１１に対して制御信号を与えることにより、カメラ１１の撮影タイミングと重ならないタイミングで路面描画ユニット１２による光照射が行われるようにその照射タイミングを設定する。

照射パターン設定部２１は、例えばスイッチ１４の操作状況や物体センサ１５による物体の検出状況に応じて照射パターンを可変に設定し、当該設定内容を制御信号生成部２２へ出力する。

制御信号生成部２２は、照射パターン設定部２１によって設定される照射パターンを実現するための制御信号を生成し、当該制御信号を路面描画ユニット１２へ出力する。本実施形態では、制御信号生成部２２は、照射タイミング設定部２０によって設定される照射タイミングに応じて定まる期間に路面描画ユニット１２から光照射が行われるように制御信号を生成する。

図２は、コンピュータシステムの構成例を示す図である。上記したコントローラ１０は、例えば図示のようなコンピュータシステムを用いて構成することが可能である。ＣＰＵ（中央演算ユニット）２０１は、記憶デバイス２０４に格納されたプログラム２０７を読み出してこれを実行することにより情報処理を行う。ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２０２は、ＣＰＵ２０１の動作に必要な基本制御プログラムなどを格納する。ＲＡＭ（一時記憶メモリ）２０３は、ＣＰＵ２０１の情報処理に必要なデータを一時記憶する。記憶デバイス２０４は、データを記憶するための大容量記憶装置であり、ハードディスクドライブやソリッドステートドライブなどで構成される。通信デバイス２０５は、外部の他装置との間でのデータ通信に係る処理を行う。入出力部２０６は、外部装置との接続を図るインターフェースである。ＣＰＵ２０１等の相互間はバスにより相互に通信可能に接続されている。

図３（Ａ）～図３（Ｃ）は、カメラ１１及び路面描画ユニット１２の動作状態を模式的に示す図である。各図では、車両１００の後部にそれぞれ設置されたカメラ１１、路面描画ユニット１２及びバックランプ１３が模式的に示されている。本実施形態の車両用灯具システムは、基本的な動作として、カメラ１１による撮影期間と路面描画ユニット１２による光照射期間とが相補的になるように、コントローラ１０によって路面描画ユニット１２の動作を制御する。

具体的には、図３（Ａ）は、カメラ１１によって路面上を含む車両１００の後方空間が撮影されている状態を模式的に示しており、図３（Ｂ）は、路面描画ユニット１２によって路面上に所定の照射パターン１０１の光が照射されている状態を模式的に示している。本実施形態では、カメラ１１による撮影が行われている状態（図３（Ａ）参照）においては、路面描画ユニット１２による路面上への照射パターン１０１の照射が行われない。カメラ１１による撮影期間は間欠的に複数回到来する。

そして、ある撮影期間と次の撮影期間との間に挟まれたカメラ１１による撮影が行われていない期間（非撮影期間）において、路面描画ユニット１２による照射パターン１０１の照射が行われる状態となる（図３（Ｂ）参照）。図示の照射パターン１０１については一例であり、例えば物体センサ１５による物体検知の有無に応じて異なる照射パターンに設定されてもよい。なお、照射パターン１０１の形状は固定的であってもよい。

さらに、本実施形態の車両用灯具システムでは、カメラ１１による撮影が行われている状態（図３（Ａ）参照）と路面描画ユニット１２による照射パターン１０１が照射されている状態（図３（Ｂ）参照）との間に、照射パターン１０１の照射とカメラ１１による撮影のいずれもが行われていない状態が存在する。この状態を模式的に示したのが図３（Ｃ）である。次に、各状態に対応する各期間についてタイムチャートを用いて詳細に説明する。

図４は、コントローラ１０による制御方法を説明するためのタイムチャートである。上段には路面描画ユニット１２の動作、下段にはカメラ１１の動作がそれぞれ帯状のタイムチャートで示されている。路面描画ユニット１２の動作における「ＯＮ」とは光を照射する期間を示しており、それ以外の期間（図中、ハッチングで示す期間）は光を照射しない期間を示している。また、カメラ１１の動作における「ＯＮ」とは撮影期間を示しており、それ以外の期間（図中、ハッチングで示す期間）は非撮影期間を示している。

カメラ１１は、動画像を撮影するものであり、図４に示すように一定の周期Ｔｃごとに撮影を行う。この周期Ｔｃは、カメラ１１の採用する規格によって定まるものであり、例えばＰＡＬ規格コンポジット信号の場合で２５ｆｐｓに対応する長さ、ＮＴＳＣ規格コンポジット信号の場合で３０ｆｐｓに対応する長さである。周期Ｔｃごとに到来する撮影期間ｔｓは、１フレームの画像を取得するのに要する期間であり、シャッター開期間あるいは露光期間とも表現できる。この撮影期間ｔｓの長さは、周期Ｔｃの１／２以下とすることが好ましい。例えば、ＮＴＳＣ規格コンポジット信号の場合であれば、１／６０秒間以下とすることが好ましいといえる。

路面描画ユニット１２は、コントローラ１０の制御を受けて所定の照射パターン１０１（図３（Ｂ）参照）を照射するものであり、図４に示すようにカメラ１１の撮影期間ｔｓと重複しない非撮影期間内において光を照射する。このときの光照射期間（図中「ＯＮ」と表示された期間）ｔｍは、撮影期間ｔｓと重複しない限りにおいてより長い時間に設定されることが好ましい。照射パターン１０１の明るさをより大きくすることができるからである。この光照射期間ｔｍは、コントローラ１０の照射タイミング設定部２０によって設定される。

光照射期間ｔｍは、カメラ１１の撮像タイミングに同期して周期Ｔｃごとに到来することになるので、例えば周期ＴｃがＮＴＳＣ規格コンポジット信号の場合で３０ｆｐｓに対応する長さ（１／３０秒間）であれば、光照射期間ｔｍの到来する周期は３０Ｈｚとなる。人間の目には、路面描画ユニット１２からの照射パターン１０１（図３（Ｂ）参照）は３０Ｈｚで連続点灯していると知覚され得る。

光照射期間ｔｍと撮影期間ｔｓとの間、換言すれば撮影期間ｔｓの前後には、カメラ１１による撮影と照射パターン１０１の照射のいずれもが行われていない期間ｔｎが設けられる。これにより、カメラ１１による撮影の前後には必ず路面描画ユニット１２による光照射が行われない状態が存在するので、照射パターン１０１が照射された状態の路面がカメラ１１によって撮影されることをより確実に防止できる。期間ｔｎの長さについては、上記の目的を達成し得る限りにおいてなるべく短いことが好ましい。光照射期間ｔｍをより長く確保するためである。

図４では、カメラ１１による撮影が行われている状態を「状態１」とし、路面描画ユニット１２による光照射が行われている状態を「状態２」とし、カメラ１１による撮影と照射パターン１０１の照射のいずれもが行われていない状態を「状態３」とし、それぞれ図４において（１）、（２）、（３）と表記している。図示のように、各状態は、状態１、状態３、状態２、状態３、状態１、状態３・・・という順で遷移する。詳細には、状態１は周期Ｔｃで繰り返されて、状態１の前後にはそれぞれ状態３が存在する。また、状態２も周期Ｔｃで繰り返されて、状態２の前後にもそれぞれ状態３が存在する。状態１の前の状態３と状態２の後の状態３は共通であり、状態１の後の状態３と状態２の前の状態３は共通である。

なお、光照射期間ｔｍにおける照射パターン１０１の照射態様としては、連続照射であってもよいし、パルス照射であってもよい。パルス照射の場合には、例えば２００Ｈｚ～５００Ｈｚ程度の周波数でのパルス照射が好ましい。パルス照射とすることで、照射パターン１０１の照度の増減をパルス幅によって制御できる。

図５は、コントローラ１０による制御方法の変形例を説明するためのタイムチャートである。基本的な制御方法は上記した図４に即して説明した通りであり、変更点についてのみ詳細に説明する。この変形例の制御方法においても、基本的には上記した通りに、状態１、状態３、状態２、状態３、状態１、状態３・・・という順で遷移するようにコントローラ１０による路面描画ユニット１２の制御が行われる。

さらに本変形例では、カメラ１１による撮影期間ｔｓの複数回（例えば５回）に一度の割合で、撮影期間ｔｓと路面描画ユニット１２による光照射期間ｔｍとが重複するように路面描画ユニット１２が制御される。このような照射パターン１０１の照射とカメラ１１による撮影のいずれもが行わる状態を「状態４」と呼び、図中において（４）と表示する。この状態４を撮影期間ｔｓの複数回に一度発生させることで、間欠的に、カメラ１１に路面上の照射パターン１０１（図３（Ｂ）参照）を撮影させることができる。その結果、モニタ１６には、路面描画ユニット１２によって形成された所定の照射パターン１０１が間欠的に表示される。状態４の発生周期にもよるが、人間の目には、照射パターン１０１はモニタ１６において点滅表示として知覚される。

このような照射パターン１０１の表示を行わせるか否かは、例えば上記したスイッチ１４を用いて選択することができる。すなわち、スイッチ１４の状態に応じて、照射タイミング設定部２０により路面描画ユニット１２の光照射タイミングが設定されることで、状態２と次の状態２との間に状態４を発生させることができる。なお、物体センサ１５により物体が検知された場合に状態４を発生させるようにしてもよい。これにより、点滅表示を通じて物体の存在を運転者等に報知することができる。

また、状態４を発生させる期間における照射パターン１０１の明るさを例えば１／１０程度に減光してもよい。それにより、白飛びを抑制することができる。照射パターン１０１の減光については、路面描画ユニット１２の制御方法がパルス幅制御であればオン期間のパルス幅を小さくすることで実現可能であり、電流制御であれば電流値を下げることで実現可能である。

以上のような実施形態等によれば、照射パターンが形成されている路面をカメラによって撮影した場合において、いわゆる白飛びを回避し、路面状況をより確実に把握することが可能となる。また、照射パターン１０１の照射とカメラ１１による撮影のいずれもが行われる状態（状態４）を間欠的に発生させる態様においては、路面状況の把握と路面描画された照射パターン１０１の視認とを両立させることができる。

なお、本開示は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本開示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、上記した実施形態におけるバックランプ１３についてもその光照射タイミングをカメラ１１の撮影期間に同期させるようにしてもよい。具体的には、図６に示すように、カメラ１１の撮影期間ｔｓが周期Ｔｃで到来する場合において、バックランプ１３もこの周期Ｔｃに同期して光を出射するようにパルス制御することができる。これにより、カメラ１１の撮影期間ｔｓに対応してバックランプ１３による光照射が行われるので、カメラ１１によって撮影されてモニタ１６に表示される画像をより明るくすることができる。

また、上記した実施形態等では、カメラ１１や路面描画ユニット１２が車両後部に設置されている場合について例示していたが設置位置はこれに限定されず、車両前部、車両側部など任意の設置位置を選択することができる。例えば、カメラ１１が車両前方を撮影するものであり、路面描画ユニット１２が車両前方の路面上へ光照射を行うものであってもよい。この場合には、上記した実施形態におけるバックランプ１３がヘッドランプやコーナリングランプなど車両前方へ光照射を行うものに置き換えられる。ここでいうコーナリングランプとは、車両の進行方向に応じて車両の斜め前方へ光を照射するランプである。これにより、車両前方における路面状況をより確実に把握可能となる。また、上記の状態４を間欠的に発生させる態様においては、車両前方の路面状況の把握と路面描画された照射パターン１０１の視認とを両立させることができる。

本開示は、以下に付記する特徴を有する。
（付記１）
車両周辺を撮影するカメラ、当該カメラにより撮影された画像を表示するモニタ並びに前記カメラによる撮影可能範囲の路面に光を照射可能な照射ユニットを備える車両に搭載されて当該照射ユニットの動作制御を行う点灯制御用のコントローラであって、
間欠的に到来する前記カメラによる撮影期間の各々において前記照射ユニットによる光照射を実行させず、前記撮影期間同士の間の非撮影期間において前記照射ユニットによる光照射を実行させるように前記照射ユニットの動作制御を行う、
コントローラ。
（付記２）
前記非撮影期間内において当該非撮影期間よりも短い時間で前記照射ユニットによる光照射が行われるように当該照射ユニットの動作制御を行う、
付記１に記載のコントローラ。
（付記３）
前記撮影期間の前後に、前記照射ユニットによる光照射を実行されず前記カメラによる撮影も行われない期間を設けるように前記照射ユニットの動作制御を行う、
付記１又は２に記載のコントローラ。
（付記４）
複数の前記撮影期間に対して１度の割合で当該撮影期間内に前記光照射ユニットによる光照射を実行させる、
付記１～３の何れかに記載のコントローラ。
（付記５）
前記複数の前記撮影期間に対して１度の割合での前記光照射ユニットによる光照射を実行させるか否かを外部スイッチにより切り替え可能である、
付記４に記載のコントローラ。
（付記６）
前記車両は、物体センサを更に備えており、
前記物体センサによって物体の存在が検出された場合に、前記複数の前記撮影期間に対して１度の割合での前記光照射ユニットによる光照射を実行させる、
付記４に記載のコントローラ。
（付記７）
前記車両は、前記カメラによる撮影可能範囲の空間に光を照射可能なランプを更に備えており、
前記ランプによる光照射期間を前記カメラの撮影期間に同期させるように当該ランプの動作制御を行う、
付記１～６の何れかに記載のコントローラ。
（付記８）
前記ランプは、バックランプ、ヘッドランプ又はコーナリングランプである、
付記７に記載のコントローラ。
（付記９）
前記ランプは、発光ダイオード又は半導体レーザを用いた光源を備える、
付記７に記載のコントローラ。
（付記１０）
車両周辺を撮影するカメラと、
前記当該カメラにより撮影された画像を表示するモニタと、
前記カメラによる撮影可能範囲の路面に光を照射可能な照射ユニットと、
前記照射ユニットの動作制御を行う点灯制御用のコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、間欠的に到来する前記カメラによる撮影期間の各々において前記照射ユニットによる光照射を実行させず、前記撮影期間同士の間の非撮影期間において前記照射ユニットによる光照射を実行させるように前記照射ユニットの動作制御を行う、
車両用灯具システム。

１０：コントローラ、１１：カメラ、１２：路面描画ユニット、１３：バックランプ、１４：スイッチ、１５：物体センサ、１６：モニタ、２０：照射タイミング設定部、２１：照射パターン設定部、２２：制御信号生成部、１００：車両、１０１：照射パターン

Claims (10)

1. 車両周辺を撮影するカメラ、当該カメラにより撮影された画像を表示するモニタ並びに前記カメラによる撮影可能範囲の路面に光を照射可能な照射ユニットを備える車両に搭載されて当該照射ユニットの動作制御を行う点灯制御用のコントローラであって、
   間欠的に到来する前記カメラによる撮影期間の各々において前記照射ユニットによる光照射を実行させず、前記撮影期間同士の間の非撮影期間において前記照射ユニットによる光照射を実行させるように前記照射ユニットの動作制御を行う、
   コントローラ。
2. 前記非撮影期間内において当該非撮影期間よりも短い時間で前記照射ユニットによる光照射が行われるように当該照射ユニットの動作制御を行う、
   請求項１に記載のコントローラ。
3. 前記撮影期間の前後に、前記照射ユニットによる光照射を実行されず前記カメラによる撮影も行われない期間を設けるように前記照射ユニットの動作制御を行う、
   請求項１に記載のコントローラ。
4. 複数の前記撮影期間に対して１度の割合で当該撮影期間内に前記光照射ユニットによる光照射を実行させる、
   請求項１に記載のコントローラ。
5. 前記複数の前記撮影期間に対して１度の割合での前記光照射ユニットによる光照射を実行させるか否かを外部スイッチにより切り替え可能である、
   請求項４に記載のコントローラ。
6. 前記車両は、物体センサを更に備えており、
   前記物体センサによって物体の存在が検出された場合に、前記複数の前記撮影期間に対して１度の割合での前記光照射ユニットによる光照射を実行させる、
   請求項４に記載のコントローラ。
7. 前記車両は、前記カメラによる撮影可能範囲の空間に光を照射可能なランプを更に備えており、
   前記ランプによる光照射期間を前記カメラの撮影期間に同期させるように当該ランプの動作制御を行う、
   請求項１に記載のコントローラ。
8. 前記ランプは、バックランプ、ヘッドランプ又はコーナリングランプである、
   請求項７に記載のコントローラ。
9. 前記ランプは、発光ダイオード又は半導体レーザを用いた光源を備える、
   請求項７に記載のコントローラ。
10. 車両周辺を撮影するカメラと、
    前記当該カメラにより撮影された画像を表示するモニタと、
    前記カメラによる撮影可能範囲の路面に光を照射可能な照射ユニットと、
    前記照射ユニットの動作制御を行う点灯制御用のコントローラと、
    を含み、
    前記コントローラは、間欠的に到来する前記カメラによる撮影期間の各々において前記照射ユニットによる光照射を実行させず、前記撮影期間同士の間の非撮影期間において前記照射ユニットによる光照射を実行させるように前記照射ユニットの動作制御を行う、
    車両用灯具システム。

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