JP5761119B2 - 車載照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、路面の照射領域内に文字やアイコンを表示することができる車載照明装置に関する。

従来、反射型デジタル光偏向装置にハロゲンランプなどの光源からの光を反射させることにより、照射光にコントラストを付けて、車両前方の照射領域内に文字やアイコンなどを表示できるようにした車両用デジタル表示装置がある（例えば特許文献１参照）。

特許第４０５９０７９号公報

ところが、ヘッドライトから路面に光を照射した場合、光の照射位置とその路面情報を読み取る運転者の目線の位置が異なっている、また、車両のピッチ角が変化することにより運転者にとっては、路面上に表示された文字、アイコンなどが歪んでしまうという問題がある。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、ヘッドライトの照射面に表示した文字やアイコンを運転者にとって歪まないように表示することができる車載照明装置を提供することを目的とする。

この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。

上記「発明が解決しようとする課題」において述べた問題を解決するためになされた発明は、光源（１０）、表示手段（２０）、目線位置取得手段（３０）、反射位置取得手段（５０）、ピッチ角取得手段（４０）及び表示制御手段（５０）を備えた車載照明装置（１）である。

光源（１０）は、車両（５）前方を照射するヘッドライト用の光源であり、表示手段（２０）は、光源（１０）で発生した光のコントラストを制御することにより照射光中にアイコンを表示する。

また、目線位置取得手段（３０）は、運転者の目線の位置を取得するための手段であり、反射位置取得手段（５０）は、表示手段（２０）による反射光の反射位置を取得する手段である。

表示制御手段（５０）は、目線位置取得手段（３０）で取得した運転者の目線の位置と反射位置取得手段（５０）で取得した反射光の反射位置との差により、運転者の目線位置から見たときに歪みのない形状となるように表示手段（２０）で表示させるアイコンの形状を制御する手段である。

このような車載照明装置（１）によれば、ヘッドライトの照射面に表示した文字やアイコンを運転者にとって歪まないように表示することができる。以下その理由を説明する。
ヘッドライトで路面を照射し照射面に光のコントラストを付けで文字やアイコンを表示する場合、光源（１０）の位置と運転者の目線の位置が異なる。したがって、文字等を路面にそのまま表示させると運転者には歪んで見えることになる。

このため、目線位置取得手段（３０）で取得した運転者の目線の位置及び反射位置取得手段（５０）で表示手段（２０）による反射光の反射位置を取得し、その差によって、運転者の目線位置から見たときに歪みのない形状となるように、表示手段（２０）で表示させるアイコンの表示形状を制御すれば、運転者にとって歪みのないアイコン表示とすることができる。

また、車両が走行していると路面の傾斜などによりヘッドライトの照射面の角度が変化するため、照射面に表示される文字等が歪んで見えてしまう。
そこで、請求項２に記載のように、車両のピッチ角を取得するピッチ角取得手段（４０）を備え、表示制御手段（５０）では、目線位置取得手段（３０）で取得した運転者の目線の位置と反射位置取得手段（５０）で取得した反射光の反射位置との差に加え、ピッチ角取得手段（４０）で取得した車両のピッチ角により運転者の目線位置から見たときに歪みのない形状となるように表示手段（２０）で表示させるアイコンの形状を制御するようにすると、車両のピッチ角が変化しても運転者にとって歪みのないアイコン表示とすることができる。

ところで、運転者の目線の位置は、各運転者の座高や運転座席の位置の設定によって変化する。
そこで、請求項３に記載のように、車両の室内の所定の位置にカメラ（３２）を設置し、そのカメラ（３２）で取得した運転者の画像から画像処理手段（３４）において画像処理により運転者の目の位置を取得するようにするとよい。

このようにすると、カメラ（３２）の設置位置は予め設定された値であるため、そのカメラ（３２）で取得した運転者の画像から運転者の目線の位置が取得できる。
また、表示手段（２０）を、複数のマイクロミラーをマトリックス状に配置し、光源（１０）で発生した光を反射又は反射させないことにより光源（１０）で発生した光のコントラストを制御するマイクロ・ミラー・デバイスとすると、容易かつ小型に車載照明装置（１）を構成することができる。

車載照明装置の概略の構成を示すブロック図である。 表示制御処理の流れを示すフローチャートである。 歪み補正量を算出するための、運転者の目の位置、ＤＭＤの位置及び路面上の照射面の位置関係を示す図である。 車両にピッチ方向の傾きがあった場合の、歪み補正量を算出するための、路面上の照射位置に対する運転者の目線の角度、ＤＭＤの照射角度の関係を示す図である。

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
［第１実施形態］
図１に基づき、本発明が適用された車載照明装置１について説明する。車載照明装置１は、図１に示すように、光源１０、ディジタル・ミラー・デバイス２０（以下、ＤＭＤ２０とも呼ぶ）、目線位置取得部３０、傾斜角センサ４０及び表示制御部５０を備えている。

光源１０は、車両５の前方を照射するヘッドライト用の光源であり、メタルハライドランプ、ハロゲンランプあるいはＬＥＤなどが用いられる。
ＤＭＤ２０は、光源１０で発生した光のコントラストを制御することにより照射光中にアイコンを表示するための装置であり、ヘッドライトに組み込まれている。

ＤＭＤ２０は、いわゆるディジタル・ミラー・デバイスであり、複数のマイクロミラーをマトリックス状に配置し、光源１０で発生した光を、それぞれのマイクロミラーで反射又は反射させないことにより光源１０で発生した光のコントラストを制御することにより、路面等の照射領域内に文字やアイコンなどを描くことができるようになっている。

目線位置取得部３０は、運転者の目線の位置を取得するための装置であり、車室カメラ３２と画像処理部３４とを備えている。
車室カメラ３２は、小型のＣＣＤカメラなどであり、運転者の顔画像を取得できるように、車室の前部上方の所定の位置に所定の角度で取り付けられている。

画像処理部３４は、車室カメラ３２で取得した運転者の画像から、二値化やエッジ検出などの公知の画像処理により運転者の目を抽出する。そして抽出した運転者の画像中の目の位置（例えば画像中心からのずれ）を算出する。

また、車室カメラ３２は、車室内の所定の位置に取り付けられているので、車室カメラ３２の路面からの高さは既知の値である。さらに、車室カメラ３２は、所定の角度で取り付けられているので、取得した画像中心の高さを算出することができる。

したがって、画像処理により運転者の画像中の目の位置が分かれば、運転者の路面からの目線の位置を算出することができる。
傾斜角センサ４０は、いわゆる角度センサであり、車両５のピッチ角を取得できるように、車両５の内部に搭載されている。

表示制御部５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏを備えており、予め、ＲＯＭにＤＭＤ２０による反射光の反射位置、つまり、ＤＭＤ２０の路面からの高さを含む車両５におけるＤＭＤ２０の取付位置が格納されている。

表示制御部５０では、目線位置取得部３０で取得した運転者の目線の位置とＲＯＭに格納された反射位置との差により、運転者の目線位置から見たときに歪みのない形状となるようにＤＭＤ２０で表示させるアイコンの形状を制御する。

また、表示制御部５０では、目線位置取得部３０で取得した運転者の目線の位置とＲＯＭに格納されたＤＭＤ２０の取付位置に加え、傾斜角センサ４０で取得した車両５のピッチ角により、運転者の目線位置から見たときに歪みのない形状となるようにＤＭＤ２０で表示させるアイコンの形状を制御する。
（表示制御処置の説明）
次に、図２、図３に基づき、表示制御部５０で実行される表示制御処理について説明する。表示制御処理は、表示制御部５０の電源オンとともに処理が開始され、図２に示すように、まずＳ１００において、ＲＯＭからＤＭＤ２０の車両５における設置位置を取得し、続くＳ１０５において、目線位置取得部３０から運転者の目線位置を取得する。

続くＳ１１０において、傾斜角センサ４０から車両５のピッチ角を取得し、続くＳ１１５において、歪み補正量を算出する。
つまり、図３に示すように、路面からの運転者の目の高さをＸｍ、光源１０の反射面の高さをＸｃとする。

また、運転者の目の位置を路面に平行な位置の原点とし、光源１０の反射面の位置をＹｄ、光源１０の反射面の位置から路面上の照射面の中心までの距離をＹｃ、運転者の目の位置から路面上の照射面の中心までの距離をＹｍとする。

さらに、運転者の目と照射面の中心とを結ぶ線の垂直方向に対する角度をθｍ、反射光と照射面の中心とを結ぶ線の垂直方向に対する角度をθｃとする。
すると、以下の式１〜式３の関係が成り立つ。

ｔａｎθｍ＝Ｙｍ／Ｘｍ ・・・ 式１
ｔａｎθｃ＝Ｙｃ／Ｘｃ ・・・ 式２
Ｙｍ−Ｙｃ＝Ｙｄ ・・・ 式３
が成り立つ。ここで、Ｘｍ、Ｘｃ、Ｙｃ、Ｙｄは既知であるので、歪み補正量は、以下の式４を満足するようにすれば算出することができる。

θｃ−θｍ＝０ ・・・ 式４
さらに、図４に示すように、車両５がピッチ方向に傾いたときに、傾斜角センサ４０から取得した車両５のピッチ角をθｐとすると、上記式１及び式２の関係は、
ｔａｎ（θｍ−θｐ）＝Ｙｍ／Ｘｍ ・・・ 式５
ｔａｎ（θｃ−θｐ）＝Ｙｃ／Ｘｃ ・・・ 式６
となる。

したがって、式５、式６及び式３、式４を満足するようにすれば歪み量を算出することができる。
続くＳ１２０では、Ｓ１１５において算出した歪み補正量をＤＭＤ２０へ出力し、ＤＭＤ２０によって、照射領域内に描くアイコンを予め歪ませるように、コントラストを付けて出力させる。

そして、歪み補正量を出力した後に、処理をＳ１０５へ移行させ、表示制御処理を繰り返し実行する。
なお、表示制御処理は、表示制御部５０の電源オフにより処理が終了となる。
（車載照明装置１の特徴）
通常、ヘッドライトで路面を照射し照射面に光のコントラストを付けで文字やアイコンを表示する場合、光源１０の位置と運転者の目線の位置が異なる。したがって、文字等を路面にそのまま表示させると運転者には歪んで見える。

これに対し、以上に説明した車載照明装置１によれば、目線位置取得部３０で取得した運転者の目線の位置及びＲＯＭに格納したＤＭＤ２０の位置、つまり、反射光の反射位置を取得し、その差によって運転者の目線位置から見たときに歪みのない形状となるようにＤＭＤ２０で反射させるアイコンの表示形状を制御しているので、運転者にとって歪みのないアイコンを路面上の、ヘッドライトの照射領域内に表示することができる。

また、目線位置取得部３０で取得した運転者の目線の位置と反射光の反射位置との差に加え、傾斜角センサ４０で取得した車両のピッチ角により運転者の目線位置から見たときに歪みのない形状となるようにＤＭＤ２０で表示させるアイコンの形状を制御しているので、車両のピッチ角が変化しても運転者にとって歪みのないアイコン表示とすることができる。

さらに、車両の室内の所定の位置に車室カメラ３２を設置し、その車室カメラ３２で取得した運転者の画像から画像処理部３４において画像処理により運転者の目の位置を取得している。

すると、車室カメラ３２の設置位置は予め設定された値であり、車室カメラ３２の取付位置も予め決まっているため、その車室カメラ３２で取得した運転者の画像から運転者の目線の位置が取得できる。

つまり、運転者の座高など身体的大きさの違いに拘わらず正確に運転者の目線の位置を取得することができる。

１… 車載照明装置 ５… 車両 １０… 光源 ２０… ディジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ） ３０… 目線位置取得部 ３２… 車室カメラ ３４… 画像処理部 ４０… 傾斜角センサ ５０… 表示制御部

Claims (3)

1. 車両前方を照射するヘッドライト用の光源（１０）と、
   前記光源で発生した光のコントラストを制御することにより照射光中にアイコンを表示する表示手段（２０）と、
   運転者の目線の位置を取得するための目線位置取得手段（３０）と、
   前記表示手段による反射光の反射位置を取得する反射位置取得手段（５０）と、
   前記目線位置取得手段で取得した前記運転者の目線の位置と前記反射位置取得手段で取得した反射光の反射位置との差により、前記運転者の目線位置から見たときに歪みのない形状となるように前記表示手段で表示させるアイコンの形状を制御する表示制御手段（５０）と、
   を備えたことを特徴とする車載照明装置（１）。
2. 請求項１に記載の車載照明装置において、
   前記車両のピッチ角を取得するピッチ角取得手段（４０）を備え、
   前記表示制御手段は、
   前記目線位置取得手段で取得した前記運転者の目線の位置と前記反射位置取得手段で取得した反射光の反射位置との差に加え、前記ピッチ角取得手段で取得した前記車両のピッチ角により前記運転者の目線位置から見たときに歪みのない形状となるように前記表示手段で表示させるアイコンの形状を制御することを特徴とする車載照明装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車載照明装置において、
   前記目線位置取得手段は、
   前記車両の室内の所定の位置に設置されたカメラ（３２）及び該カメラより取得した前記運転者の画像から画像処理により前記運転者の目の位置を取得する画像処理手段（３４）を備え、
   前記表示手段は、
   複数のマイクロミラーをマトリックス状に配置し、前記光源で発生した光を反射又は反射させないことにより前記光源で発生した光のコントラストを制御するマイクロ・ミラー・デバイスであることを特徴とする車載照明装置。

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