JP5992278B2 - 車両用前照灯の点灯制御装置、車両用前照灯システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の前照灯による照射状態を制御する技術に関する。

夜間に車両を走行させる際に、運転者は、基本的に前照灯によりハイビームを照射させることにより車両の前方を確認し、必要に応じてロービームに切り換えるが、切り替えの煩わしさや道路環境によりロービームを用いる場合も多い。このとき、いわゆるカットオフラインより上側に光を照射すると、対向車両や先行車両（以下、これらを「前方車両」という。）にグレアを与えるおそれがある。このため近年では、自車両に搭載されたカメラによって前方車両を撮影して得られる画像を用いて前方車両のランプ（テールランプまたはヘッドランプ）の位置を検出し、前方車両の位置が遮光範囲となるようにしてハイビームの照射パターンを制御する配光制御技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、前方車両へのグレアを抑制するとともに歩行者の早期発見や遠方視認性の向上を図ることができる。また、自車両の前方に存在する歩行者を検出してその領域にマーキングライトを照射することで、運転者による歩行者の早期発見を補助する技術も種々提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。

ところで、上記したようなマーキングライトを用いる場合には、例えばこのマーキングライトの光強度（照度）を相対的に大きくしたとしてもマーキングライトとその周囲の光との明暗差を運転者にはっきりと感得させることが難しい場合がある。これに対して、マーキングライトの光強度をより大きくすることも考えられるがその場合は歩行者に強いグレアを与え得るために好ましくない。他方で、マーキングライトを点滅させることも考えられるが、運転者や歩行者等に違和感を与え得るために好ましくない。このため、歩行者に対して光を照射して歩行者の存在を強調する場合における効果をより高めることが可能な配光制御技術が望まれていた。

特許第４６２４２５７号公報 特開２００６−１５９９２８号公報 特開２００８−１２０１６２号公報

本発明に係る具体的態様は、歩行者に対して光を照射して歩行者の存在を強調する場合における効果をより高めることが可能な配光制御技術を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の車両用前照灯の点灯制御装置は、車両用前照灯による光照射状態を制御するための点灯制御装置であって、（ａ）カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両及び歩行者の位置を検出する車両／歩行者検出部と、（ｂ）前方車両の位置に基づいて当該前方車両を含む第１領域を光の非照射範囲に設定するとともにそれ以外の領域を光の照射範囲に設定し、かつ歩行者の位置に基づいて当該歩行者を含む第２領域の少なくとも下方側を光の照射範囲に設定するとともに当該第２領域の左側と右側の少なくとも何れかに隣り合う所定幅の第３領域を光の非照射範囲に設定する光照射範囲設定部と、（ｃ）自車両の所定位置を基準とした歩行者の相対的な位置が左側であるか右側であるかを判定する歩行者相対位置判定部と、（ｄ）光照射範囲設定部によって設定される光の照射範囲及び光の非照射範囲に対応した制御信号を生成して車両用前照灯へ出力する配光制御部を含み、（ｅ）光照射範囲設定部は、歩行者の相対的な位置が左側である場合には第２領域の右側の第３領域を光の非照射範囲に設定し、歩行者の相対的な位置が右側である場合には第２領域の左側の第３領域を光の非照射範囲に設定する、車両用前照灯の点灯制御装置である。

上記構成によれば、前方車両の存在しない領域および歩行者の存在する領域の少なくとも下方側を光の照射範囲とし、かつ、歩行者の存在する領域の左右の少なくとも何れか（あるいは両方）が所定幅で光の非照射範囲とされる。これにより、歩行者の片側あるいは両側が光を消された状態となるので歩行者に照射される光とその周囲の明暗差が大きくなり、歩行者へ照射される光がより強調される効果が得られる。したがって、歩行者に対して光を照射して歩行者の存在を強調する場合における効果をより高めることが可能となる。

また、歩行者と自車両との相対的な位置関係に応じて、歩行者の左右何れかを選択的に光の非照射範囲とすることで、歩行者へ照射される光の強調効果を得つつ、光の非照射範囲をより少なくすることができる。

また、多くの場合に自車両に対して歩行者が右側に存在する場合には歩行者の左側が車道でありその逆の場合は歩行者の右側が車道であると考えられるところ、通常、運転者は車道側をより注視していると考えられるので、上記のように光の非照射範囲が設定されることにより歩行者へ照射される光の強調効果をさらに高めることができる。

上記の点灯制御装置において、光照射範囲設定部は、第２領域における光強度をそれ以外の領域における光強度よりも大きく設定することも好ましい。

これにより歩行者へ照射される光の光強度をより大きくしてマーキングライトを生成することができる。このようなマーキングライトを用いることにより、光の強調効果をより高めることができる。

上記の点灯制御装置において、光照射範囲設定部は、第２領域の上方側を光の非照射範囲に設定することも好ましい。

それにより、歩行者へ照射される光の強調効果をより高めることができる。また、歩行者の頭部には光が照射されないようにして歩行者へのグレアを最小限に抑えることができる。

本発明に係る一態様の車両用前照灯システムは、上記した車両用前照灯の点灯制御装置と、この点灯制御装置によって制御される車両用前照灯を含んで構成される。

これにより、歩行者に対してマーキングライトを照射して歩行者の存在を強調する場合における強調効果をより高めることが可能な車両用前照灯システムが提供される。

図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。 図２（Ａ）は、ランプユニットの構成例を示す模式図である。図２（Ｂ）は、ランプユニットの光学的な構成を示す模式図である。 図３は、図２（Ａ）に示したランプユニットを用いて形成される配光パターンを説明するための図である。 図４は、一実施形態の車両用前照灯システムの動作手順を説明するためのフローチャートである。 図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、それぞれ、光照射制御について説明するための図である。 図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、それぞれ、光照射制御の他の例について説明するための図である。

以下に、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。

図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。図１に示す車両用前照灯システムは、自車両の前方の空間（対象空間）を撮像して得られる画像に基づいて配光パターンを設定して光照射を行うものであり、カメラ１０、車両／歩行者検出部１１、制御部１２、一対のランプユニット２０Ｒ、２０Ｌを含んで構成されている。なお、車両／歩行者検出部１１および制御部１２が点灯制御装置に相当し、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌが車両用前照灯に相当する。

カメラ１０は、自車両の所定位置（例えば室内バックミラー付近）に設置されており、自車両の前方の空間を撮影し、その画像（画像データ）を出力する。

車両／歩行者検出部１１は、カメラ１０から出力される画像データを用いて所定の画像処理を行うことにより、前方車両の位置および歩行者の位置をそれぞれ検出し、それぞれの位置情報を制御部１２へ出力する。ここでいう「前方車両」とは、先行車両または対向車両である。この車両／歩行者検出部１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現される。この車両／歩行者検出部１１は、例えばカメラ１０と一体に構成されている。なお、車両／歩行者検出部１１の機能は制御部１２において実現されてもよい。

制御部１２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現されるものであり、機能ブロックとしての歩行者相対位置判定部１３、光照射範囲設定部１４および配光制御部１５を備える。

歩行者相対位置判定部１３は、車両／歩行者検出部１１によって検出される歩行者の位置に応じて、自車両の所定位置（例えば車幅方向における中心位置）を基準にした歩行者の相対的な位置が左側であるか右側であるかを判定する。

光照射範囲設定部１４は、車両／歩行者検出部１１によって検出される歩行者および前方車両の各位置に応じた光照射範囲を設定する。具体的には、光照射範囲設定部１４は、前方車両の存在する第１領域を光の非照射範囲としてそれ以外を光の照射範囲として設定する。また、光照射範囲設定部１４は、歩行者の存在する第２領域の少なくとも下方側を光の照射範囲とし、この歩行者の存在する第２領域の左側と右側の何れかに隣り合う所定幅の第３領域を光の非照射範囲として設定する。詳細には、歩行者相対位置判定部１３による判定結果に基づいて、歩行者の相対的な位置が左側である場合には上記した第２領域の右側の第３領域を光の非照射範囲に設定し、歩行者の相対的な位置が右側である場合には上記した第２領域の左側の第３領域を光の非照射範囲に設定する。

配光制御部１５は、光照射範囲設定部１４によって設定される光の照射範囲／非照射範囲に基づいてその配光パターンに応じた配光制御信号を生成し、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌへ出力する。

ランプユニット２０Ｒは、自車両の前方右側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤ点灯回路２１およびマトリクスＬＥＤ２２を有する。同様に、ランプユニット２０Ｌは、自車両の前方左側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤ点灯回路２１およびマトリクスＬＥＤ２２を有する。

ＬＥＤ点灯回路２１は、配光制御部１５から出力される制御信号に基づいて、マトリクスＬＥＤ２２に含まれる複数のＬＥＤ（発光ダイオード）に対して駆動信号を供給することにより、各ＬＥＤを選択的に点灯させる。

マトリクスＬＥＤ２２は、マトリクス状に配列された複数のＬＥＤを備えており、ＬＥＤ点灯回路２１から供給される駆動信号に基づいて複数のＬＥＤが選択的に点灯する。このマトリクスＬＥＤ２２は、複数のＬＥＤをそれぞれ独立に点灯させ、かつその光強度（明るさ）を制御することが可能である。

なお、図１においては図示を省略しているが、車速が速い場合の精度向上や遠方視認性の向上、カメラによる検知精度の向上を図るために近赤外線ランプをさらに用いてもよい。その場合には、カメラ１０としても近赤外線カメラを用いる必要がある。また、歩行者検知用に遠赤外線カメラを用いてもよく、その場合には、車両のバンパー内など車両外に遠赤外線カメラを設置すればよい。

図２（Ａ）は、ランプユニットの構成例を示す模式図である。また、図２（Ｂ）は、各ランプユニットの光学的な構成を示す模式図である。図２（Ａ）に示すランプユニット２０Ｒ（または２０Ｌ）は、ハイビーム部とロービーム部が一体化されたハイ／ロービーム部２４を備える。ハイ／ロービーム部２４は、上記したマトリクスＬＥＤ２２とその前面に配置されたレンズ２３を備えており、マトリクスＬＥＤ２２から出射する光がレンズ２３によって前方へ投影されることでハイビーム、ロービーム等が形成される。ここでは１０行３０列のＬＥＤを備えるマトリクスＬＥＤ２２を想定している。

図３は、図２（Ａ）に示したランプユニットを用いて形成される配光パターンを説明するための図である。図３に示す配光パターンは、全体として１０行３０列の領域に分割されており、相対的に上側に配置されたハイビーム領域１０１と、相対的に下側に配置されたロービーム領域１０２を含んでいる。これら１０行３０列の領域に対して選択的に光照射が行われる。また、ハイビーム領域１０１とロービーム領域１０２との境界はカットオフライン１０３と呼ばれる（図中、点線で示す）。本例のカットオフライン１０３は、水平方向の略中央において段差を有しており、この段差より左側が右側よりも相対的にラインが高くなっている。このカットオフライン１０３は、概ね、前方車両１１１の上側よりも低い位置になり、かつ歩行者１１２の上半身（特に頭部）よりも低い位置となるようにその高さが設定される。

図４は、一実施形態の車両用前照灯システムの動作手順を説明するためのフローチャートである。

カメラ１０により撮影される自車両の前方の画像に基づいて、車両／歩行者検出部１１により前方車両および歩行者の位置が検出される（ステップＳ１１）。この位置検出は、一定期間毎に実行される。前方車両および歩行者の各位置は、例えば角度で表される。例えば、歩行者の角度は、自車両の進行方向を基準とした相対的な角度で検出され、前方車両の角度は、自車両の進行方向を基準とした前方車両の左端および右端の各ランプ位置の相対的な角度で検出される。

次に、光照射範囲設定部１４は、歩行者の位置に対応して、歩行者の存在する第２領域の少なくとも下方側をマーキングライトの照射範囲として設定する（ステップＳ１２）。ここで「マーキングライト」とは、ほかの光の照射範囲に照射される光よりも光強度が高く設定された光をいう。

次に、光照射範囲設定部１４は、前方車両の位置に対応して、前方車両の存在する第１領域を光の非照射範囲としてそれ以外を光の照射範囲として設定する。

次に、歩行者相対位置判定部１３は、自車両の所定位置を基準にした歩行者の相対的な位置が左側であるかを判定する（ステップＳ１４）。

歩行者の位置が左側である場合に（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、光照射範囲設定部１４は、上記したマーキングライトの照射範囲である第２領域の右側の第３領域を光の非照射範囲に設定する（ステップＳ１５）。

他方、歩行者の位置が右側である場合に（ステップＳ１４；ＮＯ）、光照射範囲設定部１４は、上記したマーキングライトの照射範囲である第２領域の左側の第３領域を光の非照射範囲に設定する（ステップＳ１６）。

次に、配光制御部１５は、光照射範囲設定部１４によって設定された光の照射範囲／非照射範囲に基づいて配光パターンを設定し、この配光パターンに応じた配光制御信号を生成して出力する（ステップＳ１７）。この配光制御信号に基づいて各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌが動作することにより所望の配光パターンが実現される。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、それぞれ、光照射制御について説明するための図である。図５（Ａ）には、自車両の左右方向の中心位置ｏを基準として歩行者１１２が相対的に左側に存在する場合の様子が示されている。この場合には、歩行者１１２を含んだ２列分の第２領域１２２のうち頭部よりも下方側がマーキングライトの照射範囲に設定され、歩行者１１２の頭部よりも下方側にマーキングライトが照射されている。また、歩行者１１２を含んだ第２領域１２２の右側１列分の第３領域１２３が光の非照射範囲に設定されている。また、前方車両１１１の存在する領域のうちカットオフライン１０３よりも上方側の第１領域１２１が光の非照射範囲に設定され、それ以外の領域が光の照射範囲に設定されている。

図５（Ｂ）には、自車両の左右方向の中心位置ｏを基準として歩行者１１２が相対的に右側に存在する場合の様子が示されている。この場合には、歩行者１１２を含んだ２列分の第２領域１２２のうち頭部よりも下方側がマーキングライトの照射範囲に設定され、歩行者１１２の頭部よりも下方側にマーキングライトが照射されている。また、歩行者１１２を含んだ第２領域１２２の左側１列分の第３領域１２３が光の非照射範囲に設定されている。また、前方車両１１１の存在する領域のうちカットオフライン１０３よりも上方側の第１領域１２１が光の非照射範囲に設定され、それ以外の領域が光の照射範囲に設定されている。

このような本実施形態によれば、前方車両の存在しない領域および歩行者の存在する領域の少なくとも下方側を光の照射範囲とし、かつ、歩行者の存在する領域の左右の何れかが所定幅で光の非照射範囲とされる。これにより、歩行者の片側が光を消された状態となるので歩行者に照射される光とその周囲の明暗差が大きくなり、歩行者へ照射される光がより強調される効果が得られる。したがって、歩行者に対して光を照射して歩行者の存在を強調する場合における効果をより高めることが可能となる。

また、歩行者と自車両との相対的な位置関係に応じて、歩行者の左右何れかを選択的に光の非照射範囲とすることで、歩行者へ照射される光の強調効果を得つつ、光の非照射範囲をより少なくすることができる。さらに、多くの場合に自車両に対して歩行者が右側に存在する場合には歩行者の左側が車道であり逆の場合は歩行者の右側が車道であると想定されるところ、通常、運転者は車道側をより注視していると考えられるので、上記のように光の非照射範囲が設定されることにより歩行者へ照射される光の強調効果をさらに高めることができる。

なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明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いては歩行者や前方車両の位置情報が角度によって得られていたが、これらの位置情報が二次元座標によって表されていてもよい。また、上記した実施形態では１つのカメラと１つの車両／歩行者検出部を備える場合を例示していたが、歩行者検出用と車両検出用で別々のカメラと検出部が用いられてもよい。

また、上記した実施形態では自車両と歩行者との相対的な位置関係に応じて、歩行者の存在する第２領域の左右いずれかの第３領域のみ光の非照射範囲としていたが、第２領域の左右いずれの第３領域も光の非照射範囲としてもよい。この場合の光照射制御の例を図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す。各図に示すように、自車両を基準として歩行者１１２が相対的に左側に存在する場合（図６（Ａ））と自車両を基準として歩行者１１２が相対的に右側に存在する場合と（図６（Ｂ））のいずれにおいても、歩行者１１２を含んだ第２領域１２２の右側および左側の各１列分の第３領域１２３が光の非照射範囲に設定されている。また、前方車両１１１の存在する領域のうちカットオフライン１０３よりも上方側の第１領域１２１が光の非照射範囲に設定され、それ以外の領域が光の照射範囲に設定されている。この場合には、自車両と歩行者との相対的な位置関係を判定する処理を省略できる分だけ処理負担を軽減することができる。

１０：カメラ
１１：車両／歩行者検出部
１２：制御部
１３：歩行者相対位置判定部
１４：光照射範囲設定部
１５：配光制御部
２０Ｒ、２０Ｌ：ランプユニット
２１：ＬＥＤドライバ
２２：マトリクスＬＥＤ
２３：レンズ
２４：ハイ／ロービーム部
１０１：ハイビーム領域
１０２：ロービーム領域
１０３：カットオフライン
１１０：自車両
１１１：前方車両
１１２：歩行者
１２１：第１領域
１２２：第２領域
１２３：第３領域

Claims (4)

1. 車両用前照灯による光照射状態を制御するための点灯制御装置であって、
   カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両及び歩行者の位置を検出する車両／歩行者検出部と、
   前記前方車両の位置に基づいて当該前方車両を含む第１領域を光の非照射範囲に設定するとともにそれ以外の領域を前記光の照射範囲に設定し、かつ前記歩行者の位置に基づいて当該歩行者を含む第２領域の少なくとも下方側を前記光の照射範囲に設定するとともに当該第２領域の左側と右側の少なくとも何れかに隣り合う所定幅の第３領域を前記光の非照射範囲に設定する光照射範囲設定部と、
   前記自車両の所定位置を基準とした前記歩行者の相対的な位置が左側であるか右側であるかを判定する歩行者相対位置判定部と、
   前記光照射範囲設定部によって設定される前記光の照射範囲及び前記光の非照射範囲に対応した制御信号を生成して前記車両用前照灯へ出力する配光制御部と、
   を含み、
   前記光照射範囲設定部は、前記歩行者の相対的な位置が左側である場合には前記第２領域の右側の前記第３領域を前記光の非照射範囲に設定し、前記歩行者の相対的な位置が右側である場合には前記第２領域の左側の前記第３領域を前記光の非照射範囲に設定する、
   車両用前照灯の点灯制御装置。
2. 前記光照射範囲設定部は、前記第２領域における光強度をそれ以外の領域における光強度よりも大きく設定する、
   請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
3. 前記光照射範囲設定部は、前記第２領域の上方側を前記光の非照射範囲に設定する、
   請求項１又は２に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用前照灯の点灯制御装置と、
   前記点灯制御装置によって制御される車両用前照灯、
   を含む、車両用前照灯システム。