JP6299370B2 - 前照灯制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は前照灯制御装置に関する。
車両の前照灯装置として、プロジェクタ形式のものが知られている。この前照灯装置は、例えば、光源からの光の光路に画像を形成可能な液晶パネルを設け、その液晶パネルを透過した光を、レンズを介して車両前方の路面に投射する。その結果、液晶パネルに形成された画像が路面に投影される（特許文献１参照）。
特開２００８−１４３５０５号公報
車両は通常左右一対の前照灯を有するので、双方の前照灯の光により、路面上の同一の位置に同一の画像を投影することが考えられる。ところで、路面の歪みや勾配、各前照灯からの照射距離の違い等により、路面に投影された画像は、各前照灯ごとに、特定の方向に引き伸ばされる。そのため、一対の前照灯によって路面上の同一の位置に同一の画像を投影しようとしても、一方の前照灯の光によって路面に投影された画像と、他方の前照灯の光によって路面に投影された画像とにずれが生じ、画像を認識し難くなってしまう。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、上述した課題を解決できる前照灯制御装置を提供することを目的とする。
本発明の第１の前照灯制御装置は、光源と、光源からの光の光路に設けられ、画像を生成可能な画像生成部とを備え、画像を投影する光を路面に照射する前照灯ユニットを一対備えた前照灯装置に対する制御を行う。
さらに、本発明の第１の前照灯制御装置は、一方の前照灯ユニットにより路面に投影される第１の画像が、他方の前照灯ユニットにより路面に投影される第２の画像を包含するように、画像生成部に画像を生成する。
本発明の第１の前照灯制御装置によれば、路面において、第１の画像が第２の画像を包含するので、第１の画像の内部と外部とを区画する境界線と、第２の画像の内部と外部とを区画する境界線とが交差することがない。そのため、ユーザは、路面に投影された第１の画像又は第２の画像を容易に認識することができる。
本発明の第２の前照灯制御装置は、光源からの光を路面に照射する前照灯ユニットを一対備える前照灯装置に対する制御を行う。この前照灯装置が備える一対の前照灯ユニットのうち、少なくとも一方は、光源からの光の光路に画像を生成可能な画像生成部を備え、画像を投影する光を路面に照射可能である。
さらに、本発明の第２の前照灯制御装置は、一対の前照灯ユニットのうち、一方の前照灯ユニットにおける画像生成部に選択的に画像を形成する。
本発明の第２の前照灯制御装置によれば、一方の前照灯ユニットが選択的に画像を路面に投影するので、投影された２つの画像における境界線が交差するようなことがなく、ユーザは路面に投影された画像を容易に認識することができる。
前照灯制御装置１の構成を表すブロック図である。 図２Ａは前照灯ユニット３から照射された合成光１０１を表す説明図であり、図２Ｂは前照灯ユニット５から照射された合成光１０５を表す説明図であり、図２Ｃは合成光１０１と合成光１０５とが重ねて照射された状態を表す説明図である。 図３Ａは前照灯ユニット３から照射された合成光１０１を表す説明図であり、図３Ｂは前照灯ユニット５から照射された合成光１０５を表す説明図であり、図３Ｃは合成光１０１と合成光１０５とが重ねて照射された状態を表す説明図である。 図４Ａは前照灯ユニット３から照射された合成光１０１を表す説明図であり、図４Ｂは前照灯ユニット５から照射された合成光１０５を表す説明図であり、図４Ｃは合成光１０１と合成光１０５とが重ねて照射された状態を表す説明図である。
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
１．前照灯制御装置１及び前照灯装置７の構成
前照灯制御装置１及び前照灯装置７の構成を図１に基づき説明する。前照灯制御装置１は、一対の前照灯ユニット３、５を備えた前照灯装置７に対する制御を行う車載装置である。
前照灯ユニット３は、車両の前端部における左寄りの位置に配置されており、前照灯ユニット５は、車両の前端部における右寄りの位置に配置されている。前照灯ユニット３、５は、それぞれ、車両の前方に向けて光を照射する。前照灯ユニット３、５は同一の構成を有する。ここでは、前照灯ユニット３を例に挙げて説明する。
前照灯ユニット３は、光源９を備える。光源９としては、ハロゲンランプ、キセノンランプ等、車両の前照灯用の光源として用いられる公知の種々のランプを用いることができる。この光源９は、前照灯制御装置１によって点灯・消灯が制御される。
また、前照灯ユニット３は、公知の透過型液晶プロジェクタにおける投影部と同様の構成を有している。すなわち、前照灯ユニット３は、第１ダイクロイックミラー１１、第２ダイクロイックミラー１２、第１ミラー１３、第２ミラー１４、第３ミラー１５、赤用液晶パネル１６Ｒ、緑用液晶パネル１６Ｇ、青用液晶パネル１６Ｂ、プリズム１７、投影用レンズ１８を備えている。なお、以下では、赤用液晶パネル１６Ｒ、緑用液晶パネル１６Ｇ、及び青用液晶パネル１６Ｂの一部又は全部を液晶パネル１６と呼ぶこともある。
第１ダイクロイックミラー１１は、光源９からの光を受けて、緑色および青色の光を反射し、赤色の光を透過するミラーである。第２ダイクロイックミラー１２は、緑色の光を反射し、赤色および青色の光を透過するミラーである。この第２ダイクロイックミラー１２は、第１ダイクロイックミラー１１の反射面に対向するように配置されており、第１ダイクロイックミラー１１から緑色および青色の光が混合した光が入射される。そして、この第２ダイクロイックミラー１２により、青色の光は透過させられ緑色の光はプリズム１７が配置されている方向へ反射させられる。
第１ミラー１３は、第１ダイクロイックミラー１１を透過した光（すなわち赤色の光）をプリズム１７が配置されている方向に全反射する。第２ミラー１４は、第２ダイクロイックミラー１２を透過した光（すなわち青色の光）を第３ミラー１５が配置されている方向へ全反射する。第３ミラー１５は、第２ミラー１４からの光をプリズム１７が配置されている方向へ全反射する。
赤用液晶パネル１６Ｒは、前照灯制御装置１によって制御されることにより種々の画像（光学像）を生成する。この赤用液晶パネル１６Ｒは第１ミラー１３とプリズム１７との間（光源９からの光の光路）に配置されており、第１ミラー１３からの赤色の光が赤用液晶パネル１６Ｒを透過することにより、赤色の画像を投影した光がプリズム１７に入射する。
緑用液晶パネル１６Ｇも、前照灯制御装置１によって制御されることにより種々の画像を生成する。この緑用液晶パネル１６Ｇは第２ダイクロイックミラー１２とプリズム１７との間（光源９からの光の光路）に配置されており、第２ダイクロイックミラー１２からの緑色の光が緑用液晶パネル１６Ｇを透過することにより、緑色の画像を投影した光がプリズム１７に入射する。
青用液晶パネル１６Ｂも、前照灯制御装置１によって制御されることにより種々の画像を生成する。この青用液晶パネル１６Ｂは第３ミラー１５とプリズム１７との間（光源９からの光の光路）に配置されており、第３ミラー１５からの青色の光が青用液晶パネル１６Ｂを透過することにより、青色の画像を投影した光がプリズム１７に入射する。
プリズム１７は、３つの液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂからそれぞれ入射される赤色の画像を投影する光、青色の画像を投影する光、及び緑色の画像を投影する光を合成することにより、１つの合成画像を投影した合成光を生成して、その合成光を投影用レンズ１８が配置されている方向へ出力する。ここで、各液晶パネル１６において生成される画像がいずれも何の図形もない画像である場合には、液晶パネル１６の枠によって定まる輪郭を有する白色画像が投影画像として生成されることになる。
投影用レンズ１８は、プリズム１７からの合成光を拡大して車両前方の路面へ照射する。その結果、プリズム１７において合成光が拡大されて車両前方の路面へ照射されることになる。路面には、赤色の画像、青色の画像、及び緑色の画像を合成した合成画像が投影される。前照灯ユニット３が路面に照射する合成光と、前照灯ユニット５が路面に照射する合成光とは、路面上において、少なくとも一部が重複する。
前照灯制御装置１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータである。前照灯制御装置１は、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムを実行することにより、検出信号取得手段２１、投影画像制御手段２２、及び表示制御手段２３として機能する。
検出信号取得手段２１は、車両に備えられている車両走行状態検出装置２５および走行道路状況検出装置２７からの検出信号を取得する。車両走行状態検出装置２５としては、車速を検出する車速検出装置、フットブレーキが踏まれたか否かを検出するブレーキセンサ、路面に対する車両の前後方向の傾斜角を検出する傾斜角検出装置、シフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ、ステアリングの操舵角を検出するステアリングセンサ、車両ドアを無線操作によってロック・アンロックするワイヤレスドアロックシステム、光源９の通電時間を積算するランプ通電時間積算装置等が挙げられる。
検出信号取得手段２１は、車両走行状態検出装置２５から、車速を表す車速検出信号、ブレーキが踏まれたことを示すブレーキ検出信号、路面に対する車両の前後方向の傾斜角を表す傾斜角検出信号、シフトレバーの位置を示すシフト位置信号、ステアリングの操舵角を表す操舵角信号、ドアロック解除信号、光源９の積算通電時間を示す積算通電時間信号、光源９が点灯したことを示す点灯信号を逐次取得する。
また、走行道路状況検出装置２７としては、車両前方の物標（例えば、交通標識、障害物等）を検出する物標検出装置、走行中の道路の勾配を検出する勾配検出装置、走行中の道路の曲率を検出する曲率検出装置、走行中の道路の渋滞状況を検出する渋滞状況検出装置、車両前方を撮像する車載カメラ、走行位置の天候が霧であるか否かを検出する天候検出装置、車両前方の物標までの距離を検出する距離検出装置、車両後方を撮像する車載バックカメラ、車両がどの道路のどの地点を走行しているかを検出するとともに、予定走行経路を設定してその予定走行経路に従って車両の経路案内を行う経路案内装置等が挙げられる。
物標検出装置としては、たとえば、ミリ波やレーザーなどの信号波を出力するとともにその反射波を受信することによって物標を検出する形式の装置がある。また、車両前方の画像を解析することによっても、車両前方の物標を検出することができるので、車載カメラを物標検出装置として用いてもよい。また、勾配検出装置には、たとえば、三次元加速度センサを用いることができる。
曲率検出装置としては、ステアリング舵角を検出する舵角センサを用いることができる。 渋滞状況検出装置としては、たとえば、車速を逐次検出して車速変化パターンから渋滞状況を検出する装置を用いることができる。
天候検出装置としては、車両周辺画像を解析することによって天候を検出することができることから、車載カメラを天候検出装置として用いることができる。なお、天候検出装置が取得した情報は、走行位置の天候が霧であるか否かを判断するための霧検出信号として利用する。距離検出装置には、障害物検出装置と同様の構成の装置を用いることができる。
そして、検出信号取得手段２１は、これらの走行道路状況検出装置２７から、車両前方の物標の位置や範囲を表す物標検出信号、走行中の道路の勾配を表す勾配検出信号、走行中の道路の曲率を表す曲率検出信号、渋滞状況を表す渋滞状況検出信号、車両前方の画像を表す前方画像信号、走行位置の天候が霧であるか否かを表す霧検出信号、車両前方の物標までの距離を表す距離検出信号、予定走行経路を示す信号、車両の現在位置を示す現在位置信号、車両後方の画像を表す後方画像信号を逐次取得する。
なお、検出信号取得手段２１は、上述した車両走行状態検出装置２５および走行道路状況検出装置２７からの信号を全部取得するようになっていてもよいが、一部のみを取得するようになっていてもよい。
投影画像制御手段２２は、検出信号取得手段２１が取得した種々の検出信号に基づいて、前照灯ユニット３、５における液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに、それぞれ、赤色の画像、緑色の画像、及び青色の画像を生成する。なお、液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂにおける画像とは、それらに形成された明部（光の透過率が高い部分）と暗部（光の透過率が明部よりも低い部分）とから成る画像である。
検出信号取得手段２１が取得した検出信号と、その検出信号に基づき液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに生成する画像との組み合わせとしては、以下のものが挙げられる。車速検出信号を取得した場合、車速を表す数字の画像を生成する。ブレーキ検出信号を取得した場合、それに対応する文字や図形の画像を生成する。傾斜角検出信号を取得した場合、傾斜角を表す数字の画像を生成する。シフト位置信号を取得した場合、シフト位置を表す文字や図形の画像を生成する。操舵角信号を取得した場合、操舵角を表す数字の画像を生成する。ドアロック解除信号を取得した場合、それに対応する文字や図形の画像を生成する。積算通電時間信号を取得した場合、積算通電時間を表す数字の画像を生成する。点灯信号を取得した場合、それに対応する文字や図形の画像を生成する。
物標検出信号を取得した場合、物標に対応する文字や図形の画像を生成する。勾配検出信号を取得した場合、勾配を表す数字の画像を生成する。曲率検出信号を取得した場合、曲率を表す数字の画像を生成する。渋滞状況検出信号を取得した場合、渋滞状況を表す文字や図形の画像を生成する。後方画像信号を取得した場合、前方画像と同じ（ただし、サイズ、色調等は異なっていてもよい）画像を生成する。
霧検出信号を取得した場合、それに対応する文字や図形の画像を生成する。距離検出信号を取得した場合、距離を表す数字の画像を生成する。予定走行経路を示す信号を取得した場合、予定走行経路を表す文字や図形の画像を生成する。現在位置信号を取得した場合、現在位置を表す文字や図形の画像を生成する。後方画像信号を取得した場合、後方画像と同じ（ただし、サイズ、色調等は異なっていてもよい）画像を生成する。
また、投影画像制御手段２２は、入力装置３１に入力された情報に基づいて、前照灯ユニット３、５における液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに、それぞれ、入力された情報の内容に対応付けられた赤色の画像、緑色の画像、及び青色の画像を生成する。
表示制御手段２３は、検出信号取得手段２１が取得した、車両前方の画像を表す前方画像信号に対応する車両前方画像を車室内に設けられた表示器２９に表示させる。入力装置３１は、たとえば、表示器２９に貼り付けられたタッチパネルである。また、入力装置３１は、表示器２９に表示された位置指定マークを移動させる十字キーでもよい。
投影画像制御手段２２は、前照灯ユニット３、５を用いて、特定の形状の合成画像を路面に投影する場合、前照灯ユニット３の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂと、前照灯ユニット５の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂとに、互いに異なる画像を生成する。
すなわち、投影画像制御手段２２は、前照灯ユニット３の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂには、特定の形状の画像を大きいサイズで生成する。その結果、図２Ａに示すように、前照灯ユニット３から照射された合成光１０１中には、特定の形状の画像１０３が大きく投影される。
一方、投影画像制御手段２２は、前照灯ユニット５の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂには、特定の形状の画像を、前照灯ユニット３の場合よりも小さいサイズで生成する。その結果、図２Ｂに示すように、前照灯ユニット３から照射された合成光１０５中には、特定の形状の画像１０７が小さく投影される。画像１０３と画像１０７は相似する形状を有し、前者は後者より大きい。画像１０３、及び画像１０７の内側は、その外側に比べて明度が低い。
図２Ｃに示すように、車両前方の路面には、前照灯ユニット３による合成光１０１と、前照灯ユニット５による合成光１０５とが重ねて照射される。そして、画像１０７は、画像１０３に包含される。
なお、液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、画像生成部の一例である。また、画像１０３は第１の画像の一例であり、画像１０７は第２の画像の一例である。
２．前照灯制御装置１が奏する効果
前照灯制御装置１によれば、路面において、画像１０３が画像１０７を包含するので、画像１０３の内部と外部とを区画する境界線と、画像１０７の内部と外部とを区画する境界線１０７Ａとが交差することがない。そのため、ユーザは、路面に投影された画像１０３及び画像１０７を容易に認識することができる。
また、画像１０７の内部は、画像１０３の内部でもあるので、特に明度が低い。その結果、路面上のコントラストを一層強くすることができる。
＜第２の実施形態＞
１．前照灯制御装置１及び前照灯装置７の構成
前照灯制御装置１及び前照灯装置７の構成は基本的には前記第１の実施形態と同様であるが、一部において相違する。以下では、相違点を中心に説明する。
投影画像制御手段２２は、前照灯ユニット３、５を用いて、特定の形状の合成画像を路面に投影する場合、前照灯ユニット３の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂと、前照灯ユニット５の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂとに、互いに異なる画像を生成する。
すなわち、投影画像制御手段２２は、前照灯ユニット３の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂには、特定の形状の画像を大きいサイズで生成する。その結果、図３Ａに示すように、前照灯ユニット３から照射された合成光１０１中には、特定の形状の画像１０９が大きく投影される。
一方、投影画像制御手段２２は、前照灯ユニット５の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂには、前照灯ユニット３の場合とは異なる形状の画像であって、より小さい画像を生成する。その結果、図３Ｂに示すように、前照灯ユニット３から照射された合成光１０５中には、画像１０９とは異なる形状の画像１１１が小さく投影される。画像１０９は画像１１１より大きい。画像１０９、及び画像１１１の内側は、その外側に比べて明度が低い。
図３Ｃに示すように、車両前方の路面には、前照灯ユニット３による合成光１０１と、前照灯ユニット５による合成光１０５とが重ねて照射される。そして、画像１１１は、画像１０９に包含される。
なお、画像１０９は第１の画像の一例であり、画像１１１は第２の画像の一例である。
２．前照灯制御装置１が奏する効果
前照灯制御装置１によれば、路面において、画像１０９が画像１１１を包含するので、画像１０９の内部と外部とを区画する境界線１０９Ａと、画像１１１の内部と外部とを区画する境界線１１１Ａとが交差することがない。そのため、ユーザは、路面に投影された画像１０９及び画像１１１を容易に認識することができる。
また、画像１１１の内部は、画像１０９の内部でもあるので、特に明度が低い。その結果、路面上のコントラストを一層強くすることができる。
＜第３の実施形態＞
１．前照灯制御装置１及び前照灯装置７の構成
前照灯制御装置１及び前照灯装置７の構成は基本的には前記第１の実施形態と同様であるが、一部において相違する。以下では、相違点を中心に説明する。
投影画像制御手段２２は、前照灯ユニット３、５を用いて、特定の形状の合成画像を路面に投影する場合、前照灯ユニット３の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂには画像を生成せず、前照灯ユニット５の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに画像を生成する。
すなわち、投影画像制御手段２２は、前照灯ユニット３の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂには画像を生成せず、図４Ａに示すように、前照灯ユニット３から照射された合成光１０１中の明度をどの場所でも高くする。
一方、投影画像制御手段２２は、前照灯ユニット５の液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂには、特定の形状の画像を生成する。その結果、図４Ｂに示すように、前照灯ユニット３から照射された合成光１０５中には、特定の形状の画像１１３が投影される。画像１１３の内側は、その外側に比べて明度が低い。
図４Ｃに示すように、車両前方の路面には、前照灯ユニット３による合成光１０１と、前照灯ユニット５による合成光１０５とが重ねて照射される。車両の前方の路面には、画像１１３が投影される。
２．前照灯制御装置１が奏する効果
前照灯制御装置１によれば、前照灯ユニット３は画像を投影せず、前照灯ユニット５が選択的に画像１１３を路面に投影するので、投影された２つの画像における境界線が交差するようなことがなく、ユーザは路面に投影された画像１１３を容易に認識することができる。
＜その他の実施形態＞
（１）前記第１の実施形態において、画像１０７の方が画像１０３より大きく、画像１０７が画像１０３を包含してもよい。
（２）前記第２の実施形態において、画像１０９、画像１１１における形状の組み合わせは適宜設定することができ、例えば、画像１０９を、円形、楕円形、三角形、矩形等の形状を有する画像とし、画像１１１を、画像１０９内に包含される文字、数字等の画像としてもよい。
（３）前記第３の実施形態において、前照灯ユニット５では画像を生成し、前照灯ユニット５では画像を生成しないようにしてもよい。
（４）前記第１〜第３の実施形態において、路面に形成する画像は、内側の方が外側より明度が高い画像であってもよい。
（５）前記第１〜第３の実施形態において形成する画像は上述したものには限定されず、適宜選択できる、形成する画像としては、例えば、所定の領域を有し、その領域内の明度又は色調が、領域外とは異なるものが挙げられる。
（６）前記第１〜第３の実施形態における構成の全部又は一部を適宜選択して組み合わせてもよい。
１…前照灯制御装置、３、５…前照灯ユニット、７…前照灯装置、９…光源、１１…第１ダイクロイックミラー、１２…第２ダイクロイックミラー、１３…第１ミラー、１４…第２ミラー、１５…第３ミラー、１６Ｂ…青用液晶パネル、１６Ｇ…緑用液晶パネル、１６Ｒ…赤用液晶パネル、１７…プリズム、１８…投影用レンズ、２１…検出信号取得手段、２２…投影画像制御手段、２３…表示制御手段、２５…車両走行状態検出装置、２７…走行道路状況検出装置、２９…表示器、３１…入力装置、１０１、１０５…合成光、１０３、１０７、１０９、１１１、１１３…画像、１０５…合成光

Claims (5)

  1. 光源（９）と、前記光源からの光の光路に設けられ、画像を生成可能な画像生成部（１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ）とを備え、前記画像を投影する光（１０１、１０５）を路面に照射する前照灯ユニット（３、５）を一対備えた前照灯装置（７）に対する制御を行う前照灯制御装置（１）であって、
    一方の前記前照灯ユニットにより前記路面に投影される第１の画像（１０３）が、他方の前記前照灯ユニットにより前記路面に投影される第２の画像（１０７）を包含するように、前記画像生成部に前記画像を生成することを特徴とする前照灯制御装置。
  2. 前記第１の画像は、前記第２の画像と相似する形状を有し、前記第２の画像より大きいことを特徴とする請求項１に記載の前照灯制御装置。
  3. 前記第１の画像は、前記第２の画像とは異なる形状を有することを特徴とする請求項１に記載の前照灯制御装置。
  4. 前記路面に投影された前記第１の画像、及び前記第２の画像の内側は、その外側に比べて明度が低いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の前照灯制御装置。
  5. 光源（９）からの光を路面に照射する前照灯ユニット（３、５）を一対備える前照灯装置（７）に対する制御を行う前照灯制御装置（１）であって、
    前記一対の前照灯ユニットのうち、少なくとも一方は、前記光源からの光の光路に画像を生成可能な画像生成部（１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ）を備え、前記画像を投影する光を路面に照射可能であり、
    前記前照灯制御装置は、前記一対の前記前照灯ユニットのうち、一方の前記前照灯ユニットにおける前記画像生成部に選択的に前記画像を形成し、
    前記一方の前記前照灯ユニットにより路面に投影された画像は、前記一対の前記前照灯ユニットのうち、前記一方とは異なる前記前照灯ユニットが路面に照射した光の範囲内にあることを特徴とする前照灯制御装置。
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