JPH01184426A

JPH01184426A - 調光装置

Info

Publication number: JPH01184426A
Application number: JP63008025A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Mizutani; 水谷　寛正
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-01-18
Filing date: 1988-01-18
Publication date: 1989-07-24
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPH0728394B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明め目的［産業上の利用分野コ本発明は、入射光を捉えて所定の信号に変換する光検出
装置に用いられる調光装置に関し、特に自動車等に備え
ら・れる画像認識装置に用いられて有用な調光装置に関
する。

［従来の技術］従来、自動車用画像認識システムとしては、第８図の様
に車両３０１前方に取り付けられている受光器３０３に
て先行車３０５、対向車３０７、ガードレール３０９等
を可視光により画像として捉えて認識し、走行その他の
判断データとしているものがあった。

［発明が解決しようとする課題］しかし、太陽光等の外部の可視光を受光しているのみで
は、夜間やトンネル内では十分な光検出は不可能であり
、また昼間でも早朝または夕方、受光器３０３に太陽光
が直接入射したり、あるいはガラス窓等の鏡面から反射
光として入射したりして、受光器３０３の受光素子が飽
和し画像認識ができない場合があった。

大射光の調節として、特開昭６２−２５５２２０号に示
されているような、液晶型の調光装置を用いることも考
えられるが、夜間・トンネル内などでは光量自体が不足
しており意味をなさない。

また、ヘッドライトを補助光として用いるのでは照射範
囲が限られており、その均一性も不十分であった。この
ため他の補助光を前方に照射してその反射光を捉えるこ
とが考えられるが、対向車のヘッドライト等が画像認識
を誤らせる場合があった。

え匪辺璽戒そこで、本発明は、上記問題点を解決のため、昼夜とも
に光検出装置が適正に光検出できるようにする調光装置
を提供することを目的とし、次のような構成を採用した
。

［課題を解決するための手段］即ち、本発明の要旨とするところは、第１図に例示する
ごとく、入射光を捉えて所定の信号に変換する光検出装置Ｓに用
いられ、上記大射光の強度を調節する調光装置において
、日射センサＭ１と、所定波長光の透過量を調節可能なフィルタＭ２と、上記透過量の調節有無にかかわらず上記フィルタＭ２を
透過可能な所定波長光を外部に照射可能な外部照射手段
Ｍ３と、上記日射センサＭ１が捉えた外部光が所定値より強い場
合に、上記光検出装置Ｓの検出結果に応じて上記フィル
タＭ２の透過量を調節し、上記日射センサＭ１が捉えた
外部光が所定値より弱い場合に、上記透過量を低く抑え
るフィルタ駆動手段Ｍ４と、上記日射センサＭ１が捉えた外部光が所定値より弱い場
合に、上記外部照射手段Ｍ３を駆動する照射駆動手段Ｍ
５と、を備えたことを特徴とする調光装置にある。

［作用コ昼間においては、日射センサＭ１が所定値より強い光を
検出する。このとき、フィルタ駆動手段Ｍ４は、光検出
手段Ｓの検出結果に応じて、フィルタＭ２を制御し、光
検出手段Ｓへの外部光入射量が適当な量となるように制
御する。

一方、夜間やトンネル内にては、日射センサＭ１は所定
値より弱い光を検出するか、あるいは全く検出しないの
で、このとき照射駆動手段Ｍ５は外部兼射手段Ｍ３を駆
動して、所定波長光を外部に照射する。この・反射光を
受けて、光検出手段Ｓは画像を捉えるが、このとき同時
にフィルタＭ２はフィルタ駆動手段Ｍ４により透過量を
低く抑えられる。ところが、外部照射手段Ｍ３が照射す
る所定波長光は、フィルタＭ２の透過量（透過率）調節
有無にかかわらずフィルタＭ２を透過可能な光である。

そのため対向車のヘッドライト等の光はフィルタＭ２を
透過し難く、光検出装置Ｓにてはほとんど検出されない
が、上記反射光はフィルタＭ２を透過して光検出装置Ｓ
に検出され、画像データとして用いられる。

次に、本発明の詳細な説明する。本発明はこれらに限ら
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種々の
態様のものが含まれる。

［実施例コ第２図は、自動車用画像認識装置に用いられる本発明調
光装置の一実施例のシステム構成図である。

イメージセンサであるＣＣＤＩは、その前方に配置され
たビームスプリッタ３、凸レンズ５、液晶フィルタ７及
び偏光板９を介して入射した外部光が感光部９表面に結
像すると、その画像を各画素毎の光の強度を表すビデオ
信号に変換して出力する。ＣＣＤ１の検出信号はアンプ
１１により増幅されて端子１３に出力され、所望の制御
に利用される。

また別に日射センサ１５が車室外部に設けられ、直接間
接に太陽光を検出している。例えば、ホトセンサ等を備
えて空の明るさを検出している。この日射センサ１５の
出力と上記ＣＣＤ　１の出力とに基づき、フィルタ駆動
回路１７が液晶フィルタフの光透過率を制御する。更に
上記日射センサ１５の出力に基づいて照射駆動回路１９
がレーザダイオード２１の近赤外のレーザ光出力を制御
する。

上記フィルタ駆動回路１７は、その判定回路により、日
射センサ１５の出力値のレベルを判定し、それが高レベ
ル、即ち昼間であると判断すると、アンプ１１で増幅さ
れたＣＣＤＩのビデオ信号を積分回路にて一画面分の積
分値を求め、その値に応じて液晶フィルタフの光透過率
を調整する。即ち、積分値が高くなれば外部光が強いこ
とから、ＣＣＤ１の飽和を防止するために液晶フィルタ
フの光透過率を減少させる。逆に積分値が低くなれば外
部光が弱いことから、ＣＣＤＩの検出精度を上げるため
に液晶フィルタフの光透過率を増加させる。また、日射
センサ１５の出力が低レベル、即ち夜間（トンネル内も
含める）であると判断すると、液晶フィルタフの光透過
率を最低（ここでは非透過状態）に設定する。即ち、対
向車のヘッドライト等のような、ＣＣＤＩの娯動作につ
ながる外部光をカットするためである。

上記液晶フィルタ７としては、例えば、ホストである液
晶中に二色性染料をゲストとして含ませたホスト・ゲス
トタイプの液晶フィルタが用いられる。ここで用いられ
る二色性染料は、非透過状態の配列では太陽光のような
可視光は吸収°するが、近赤外領域の光に対しては吸収
せずに透過させる様な染料が選ばれる。この透過率の変
更は、液晶フィルタフの電極７ａ、７ｂに印可される電
圧を制御して、液晶槽７ｃ内の液晶分子２５及び染料分
子２７の配列方向を調整することによりなされる。ホス
ト・ゲストタイプのン夜晶フィルタには、ネマティック
型、スメクティック型、及びコレステリック型のタイプ
があり、本実施例ではネマティック型であるが、勿論、
他のタイプの液晶フィルタを用いてもよく、更にホスト
・ゲスト以外のタイプを用いてもよい。

上記照射駆動回路１９は、その判定回路により、日射セ
ンサ１５の出力値のレベルを判定し、低レベル、即ち夜
間であると判断すると、そのスイッチング回路が働いて
レーザダイオ−Ｆ’　２１の駆動回路が作動し、第３図
に示すごとく、レーザダイオード２１から近赤外のレー
ザ光をビームスプリッタ３に向けて出力させる。ビーム
スプリッタ３にて前方に反射されたレーザ光は、凸レン
ズ５、液晶フィルタ７及び偏光板９を介して第７図に示
すごとく画像認識装置７０から車両３０１前方に照射さ
れる。ただし、レーザ光の振動方向は、偏光板９による
偏光方向と一致させであるの′で、偏光板９にて減光さ
れることはない。また、上記液晶フィルタ７は、第６図
に示すごとく近赤外光に・　　ついてはほとんど透過の
障害とならないものであることから、近赤外の反射光は
そのままＣＣＤＩに到達する。しかし、ヘッドライト等
は液晶フィルタフにより遮蔽されるので、ヘッドライト
等に惑わされずに、近赤外光のみで正確な画像認識がで
きる。

次に上記フィルタ駆動回路１７と照射駆動回路１９とが
マイクロコンピュータとしての演算制御回路（ＥＣＵ）
６０として一体に構成された例を第４図に示す。

ＥＣ１Ｊ６０は、ＣＰＵ６０ａ、ＲＯＭ６０ｂ。

ＲＡＭ６０ｃ等を中心に論理演算回路として構成され、
コモンバス６ｏｄを介して入力回路６０ｅ及び出力回路
６０ｆに接続されて外部との人出力を行う。

次に、上記ＥＣＵ６０により実行される液晶フィルタ７
及びレーザダイオード２１の制御処理を第５図に示すフ
ローチャートに基づいて説明する。

本制御はＥＣＵ６０の電源オンと共に開始される。

まず、処理が開始されると、各種フラグ、変数等の値を
初期値に設定し、更に各種側扉対象を籾量状態に設定さ
せる等の初期設定がなされる（ステップ１００）。次に
日射センサ１５の出力が読み込まれる。日射センサ１５
のアナログ値は入力回路６０ｅ内に設けられたＡ／Ｄ変
換器によりデジタル信号に変換され、ＣＰＵ６０ａに取
り込まれる（ステップ１１０）。このデジタル値が予め
設定した所定値以上か否か、即ち、十分に外部が明るい
昼間で有るか否かが判定され（ステップ１２０）、肯定
判定されれば、ＣＣＤＩの各画素毎の出力が読み込まれ
る（ステップ１３０）。次にこの各画素毎の読み込み値
を累積（積分）する（ステップ１４０）。次にこの累積
値が予め設定した所定上限レベル以上か否かが判定され
る（ステップ１５０）。ここで肯定判定されれば、液晶
フィルタ７を透過する外部光が強くてＣＣＤＩは飽和し
ていると判断されることから、計算上の印加電圧ＶＬを
ΔＶ３）Ｍ少する（ステップ１６０）。

また、ステップ１５０にて否定判定された場合は、上記
累積値が予め設定した所定下限レベル以下か否かが判定
される（ステップ１７０）。ここで肯定判定されれば、
液晶フィルタ７を透過する外部光が弱くてＣＣＤ　１の
画像検出には不適当と判断されることから、計算上の印
加電圧ＶＬを２７分増加する（ステップ１８０）。尚、
ステップ１５０及びステップ１７００両者で否定判定さ
れれば、透過光は強度は適正と判断されることから、計
算上の印加電圧ＶＬの変化はない。

こうして印加電圧ＶＬＯ値が決定すると、液晶フィルタ
フの実際の印加電圧が、その計算値に基づいてＯＶから
上限電圧の間で制御される（ステップ１９０）。即ち、
印加電圧がＯｖの場合は液晶フィルタフの液晶分子２５
は第３図に模式的に示すごとく、電極７ａ、７ｂ面と平
行に、かつ偏光フィルタ９の偏光方向と平行に配列して
いる。

染料分子２７も液晶分子２５の配列に従フている。

染料分子２７がこの角度では偏光フィルタ９を通過して
きた太陽光やへ・ンドライト等は、染料分子２７を振動
させ吸収されてしまう。そのため太陽光等はほとんど液
晶フィルタ７を通過せず、ＣＣＤ１には到達しない。

逆に、印加電圧が上限電圧の場合は液晶フィルタフの液
晶分子２５は、第２図に模式的に示すごとく、電極？ａ
、？ｂ面に垂直に配列し、やはり染料分子２７も液晶分
子２５の配列に従う。染料分子２７がこの角度では偏光
フィルタ９を通過してきた太陽光やヘッドライト等は、
染料分子２７を振動させることはなく、吸収されない。

そのため太陽光等はそのほとんどが液晶フィルタ７を通
過し、ＣＣＤ　１にはそのまま到達する。上記ΔＶはこ
の印加電圧を段階的に変更するものであり、ＶＬが低く
なればなるほど、液晶フィルタ７は光の透過率を低下さ
せ、ＶＬが高くなればなるほど、液晶フィルタ７は光の
透過率を上昇させる。

上記ステップ１９０の処理の後、ステップ１１０に戻り
、以後ステップ１２０にて肯定判定されている限り、上
述の処理を繰り返す。

次に、ステップ１２０にて否定判定された場合、ＶＬに
零が設定される（ステップ２００）。次にレーザダイオ
ード２１が駆動されて、第７図に示すごとくレーザ光が
車両３０１前方に照射される（ステップ２１０）。次に
液晶フィルタフの実際の印加電圧がＯＶに制御される（
ステップ１９０）。即ち、偏光フィルタ９を通過してき
たヘッドライトや街灯光等は、染料分子２７を振動させ
吸収されてしまう。そのためヘッドライトや街灯光等は
ほとんど液晶フィルタ７を通過せず、ＣＣＤＩには到達
しない。しかし、第６図に示すごとく染料分子２７が電
極７ａ、７ｂ及び偏光板９の偏光方向に平行に配列して
いる場合の染料の吸収帯は、可視光領域に限られている
ことから、近赤外光（波長１３００〜１５０００ｎｍ）
は吸収されることがない。従って、ヘッドライトや街灯
等に惑わされずに所望の画像を得ることができる。

以後、ステップ１２０にて否定判定される限り上記処理
を繰り返す。

本実施例は上述のごとく制御されているため、昼間にお
いては外部光の強度にかかわらず適正な画像を得ること
ができ、また夜間や、トンネル内においてはヘッドライ
トや街灯等などに惑わされることなく適正な画像を得る
ことができる。

更に、トンネル等では自動的瞬時に近赤外光による検出
に切り替わるので、機械的に光学フィルタを交換するよ
うなタイムラグがなく、連続して適正な画像を得ること
ができる。

尚、夜間等に近赤外光にて画像を検出する場合は、凸レ
ンズ５の焦点が移動することから、その移動に応じて凸
レンズ５またはＣＣＤ１の位置を移動させるようにして
もよい。

また、その用途も自動車ばかりでなく、知能ロボットや
野外や室内の監視システムに用いてもよい。

上記実施例において、ＣＣＤ　１が光検出装置Ｓに該当
し、レーザダイオード２１が外部照射手段Ｍ３に該当し
、フィルタ駆動回路１７とＥＣＵ６０とがフィルタ駆動
手段Ｍ４に該当し、照射駆動回路１９とＥＣＵ６０とが
照射駆動手段Ｍ５に該当する。

光皿辺効１、　本発明は上述のごとく構成されているため、昼間、
光検出装置Ｓの受光素子が飽和することがなく画像認識
が常に適正になされる。また夜間やトンネル内で対向車
のライト等が画像認識の誤差につながることがない。ト
ンネル等では自動的瞬時に近赤外光等の別波長光による
検出に切り替わるので、機械的に光学フィルタを交換す
るようなタイムラグがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的例示図、第２図及び第３図は本
発明一実施例の構成図、第４図はマイクロコンピュータ
を利用したシステム構成図、第５図はその処理を表すフ
ローチャート、第６図は液晶フィルタの波長に対する光
吸収度（光減衰度）を示すグラフ、第７図は近赤外光照
射による画像検出状態の説明図、第８図は画像検出状態
の説明図を表す。Ｍｌ・・・日射センサ　　　　Ｍ２・・・フィルタＭ３
・・・外部照射手段

Claims

【特許請求の範囲】入射光を捉えて所定の信号に変換する光検出装置に用い
られ、上記入射光の強度を調節する調光装置において、日射センサと、所定波長光の透過量を調節可能なフィルタと、上記透過
量の調節有無にかかわらず上記フィルタを透過可能な所
定波長光を外部に照射可能な外部照射手段と、上記日射センサが捉えた外部光が所定値より強い場合に
、上記光検出装置の検出結果に応じて上記フィルタの透
過量を調節し、上記日射センサが捉えた外部光が所定値
より弱い場合に、上記透過量を低く抑えるフィルタ駆動
手段と、上記日射センサが捉えた外部光が所定値より弱い場合に
、上記外部照射手段を駆動する照射駆動手段と、を備えたことを特徴とする調光装置。