WO2021075299A1 - 車両用灯具システム、異物判定装置および異物判定方法 - Google Patents

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WO2021075299A1
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foreign matter
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light
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大樹 角谷
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株式会社小糸製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle lamp system, a foreign matter determination device, and a foreign matter determination method.
  • Patent Document 1 proposes a cleaning device that injects a cleaning liquid from an injection nozzle to clean the light emitting surface of a vehicle lamp.
  • the fact that the light emitting surface of the vehicle lighting equipment is dirty means that the driver and other passengers notice that the front remains dark even when the vehicle lighting equipment is turned on, or the drivers from outside the vehicle. It was detected by visually checking the light emitting surface. For this reason, the dirt on the light emitting surface may be left unnoticed. In this case, the state in which the safety of vehicle driving is lowered continues.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and one of the objects thereof is to provide a technique for enhancing the safety of vehicle driving.
  • One aspect of the present invention is a vehicle lighting system.
  • a vehicle lamp capable of emitting light to the front region of the vehicle to form a predetermined light distribution pattern
  • an imaging device for imaging the front region and the vehicle lamp have foreign matter adhered to the light emitting surface.
  • the storage unit that stores the light distribution pattern formed in the front region in the non-existing state as a reference pattern, and the light distribution pattern imaged by the imaging device are compared with the reference pattern to determine the adhesion of foreign matter to the light emitting surface.
  • a foreign matter determination device having a determination unit is provided.
  • Another aspect of the present invention is a foreign matter determination device.
  • This device emits light to the front region of the vehicle to form a predetermined light distribution pattern, and forms a light distribution pattern in the front region with no foreign matter adhering to the light emitting surface. It includes a storage unit that stores as a reference pattern, and a determination unit that compares the light distribution pattern imaged by the imaging device that images the front region with the reference pattern to determine the adhesion of foreign matter to the light emitting surface.
  • Another aspect of the present invention is a foreign matter determination method.
  • a vehicle lamp capable of emitting light to the front region of the vehicle to form a predetermined light distribution pattern forms a light distribution pattern in the front region with no foreign matter adhering to the light emitting surface. This includes determining the adhesion of foreign matter to the light emitting surface by comparing it with the light distribution pattern imaged by the imaging device that images the front region.
  • the safety of vehicle driving can be enhanced.
  • FIG. 2A is a schematic diagram showing a reference pattern.
  • FIG. 2B is a schematic view showing a light distribution pattern formed in a state where foreign matter is attached to the light emitting surface. It is a flowchart of the foreign matter determination control which concerns on one Example.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle lighting system according to the embodiment.
  • FIG. 2A is a schematic diagram showing a reference pattern.
  • FIG. 2B is a schematic view showing a light distribution pattern formed in a state where foreign matter is attached to the light emitting surface.
  • a part of the components of the vehicle lighting system 1 is drawn as a functional block.
  • These functional blocks are realized by elements and circuits such as a computer CPU and memory as a hardware configuration, and are realized by a computer program or the like as a software configuration. Those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various ways by combining hardware and software.
  • the vehicle lamp system 1 includes a vehicle lamp 2, an image pickup device 4, a foreign matter determination device 6, a cleaning device 8, and a notification device 10.
  • the vehicle lamp 2 is a device capable of forming a predetermined light distribution pattern PTN by emitting light to the front region of the vehicle 100. For example, the vehicle lamp 2 irradiates the visible light beam L1 on the front region of the vehicle 100.
  • the light distribution pattern PTN is grasped as a two-dimensional illuminance distribution of the irradiation pattern 902 formed by the vehicle lamp 2 on the virtual vertical screen 900 in front of the vehicle.
  • the vehicle lamp 2 has a light source unit 12 and a housing 14 that houses the light source unit 12.
  • the structure of the light source unit 12 is not particularly limited.
  • the light source unit 12 drives a semiconductor light emitting element such as an LED (light emitting diode), LD (laser diode), organic or inorganic EL (electroluminescence), a light source such as an incandescent bulb, a halogen lamp, or a discharge bulb, and a light source. It may include a lighting circuit for lighting.
  • the light source unit 12 may include a reflector; a projection lens; a matrix type pattern forming device such as a DMD (Digital Mirror Device) or a liquid crystal device; a scan optical type pattern forming device that scans the front of the vehicle with the light source light. ..
  • a matrix type pattern forming device such as a DMD (Digital Mirror Device) or a liquid crystal device
  • a scan optical type pattern forming device that scans the front of the vehicle with the light source light. ..
  • the structure of the housing 14 is not particularly limited.
  • the housing 14 has a lamp body having an opening on the front side of the vehicle and a translucent cover attached so as to cover the opening of the lamp body.
  • the light source unit 12 is housed in a lamp chamber partitioned by a lamp body and a translucent cover.
  • the translucent cover constitutes the light emitting surface 16 of the vehicle lamp 2.
  • the vehicle lamp 2 of the present embodiment includes the first lamp 2a and the second lamp 2b.
  • the first lamp 2a is arranged at the left front end of the vehicle 100
  • the second lamp 2b is arranged at the right front end of the vehicle 100.
  • the arrangement of the first lamp 2a and the second lamp 2b is not particularly limited.
  • the first lamp 2a and the second lamp 2b each have a light source unit 12 and a housing 14.
  • the image pickup device 4 has sensitivity in the wavelength range of the light emitted by the vehicle lamp 2, and images the front region of the vehicle 100.
  • the image pickup device 4 is composed of a known camera or the like, and captures the reflected light L2 of the visible light beam L1 by an object in front of the vehicle.
  • the image pickup device 4 is housed in the housing 14 of the vehicle lamp 2.
  • the image pickup device 4 of the present embodiment includes a first image pickup device 4a and a second image pickup device 4b.
  • the first image pickup device 4a is housed in the housing 14 of the first lamp tool 2a
  • the second image pickup device 4b is housed in the housing 14 of the second lamp tool 2b.
  • the cleaning device 8 is a known headlamp cleaner, and can clean the light emitting surface 16 by ejecting the cleaning liquid toward the light emitting surface 16.
  • the notification device 10 notifies the passenger of the vehicle 100 of the adhesion of foreign matter to the light emitting surface 16.
  • the notification device 10 can be composed of, for example, a warning light (indicator) provided on the instrument panel of the vehicle 100.
  • the foreign matter determination device 6 executes determination of adhesion of foreign matter to the light emitting surface 16 based on the image IMG obtained from the image pickup device 4.
  • the foreign matter determination device 6 can be configured by a digital processor, for example, may be configured by a combination of a microcomputer including a CPU and a software program, or may be configured by an FPGA (Field Programmable Gate Array), an ASIC (Application Specified IC), or the like. You may.
  • the foreign matter determination device 6 may be provided on the vehicle 100 side, or may be built in the vehicle lamp 2.
  • the foreign matter determination device 6 includes a storage unit 18, a determination unit 20, a lamp control unit 22, a cleaning control unit 24, and a notification control unit 26. Each part operates by executing a program held in a memory by an integrated circuit constituting itself.
  • the storage unit 18 stores the light distribution pattern PTN formed in the front region of the vehicle lamp 2 in a state where no foreign matter is attached to the light emitting surface 16 as a reference pattern PTNr.
  • FIG. 2A shows a high beam light distribution pattern as an example of the reference pattern PTNr.
  • the reference pattern PTNr is, for example, imaged by the image pickup apparatus 4 in advance before the shipment of the vehicle lamp system 1. Then, the image IMG containing the reference pattern PTNr is stored in the storage unit 18.
  • the front of the own vehicle is imaged by the second imaging device 4b, and the image IMG obtained thereby includes the reference pattern PTNr of the first lamp 2a. It is stored in the storage unit 18 as an image IMG. Further, in a state where the first lamp 2a is turned off and the second lamp 2b is turned on, the front of the own vehicle is imaged by the first imaging device 4a, and the image IMG obtained thereby includes an image including the reference pattern PTNr of the second lamp 2b. It is stored in the storage unit 18 as an IMG.
  • the determination unit 20 compares the light distribution pattern PTN imaged by the image pickup device 4, that is, the light distribution pattern PTN included in the image IMG of the image pickup device 4, with the reference pattern PTNr, and attaches foreign matter to the light emitting surface 16. To judge. In a state where foreign matter is attached to the light emitting surface 16, as shown in FIG. 2B, a light-shielding portion 28 caused by the foreign matter is included in the light distribution pattern PTN.
  • the determination unit 20 can determine the adhesion of foreign matter to the light emitting surface 16 by comparing the reference pattern PTNr with the light distribution pattern PTN based on a known detection algorithm.
  • the lamp control unit 22 switches the on / off of the first lamp 2a and the second lamp 2b independently of each other. Then, the determination unit 20 of the present embodiment compares the light distribution pattern PTN imaged by the image pickup apparatus 4 with the light distribution pattern PTN imaged by the image pickup apparatus 4 in a state where one lamp is lit and the other lamp is extinguished, and lights the reference pattern PTNr. It is determined that foreign matter adheres to the light emitting surface 16 of the lamp.
  • the image pickup device 4 of the present embodiment includes the first image pickup device 4a housed in the housing 14 of the first lamp tool 2a and the second image pickup device 4 housed in the housing 14 of the second lamp tool 2b. It has 4b and.
  • the determination unit 20 includes a light distribution pattern PTN imaged by the imaging device 4 housed in the housing 14 of the lamp that is turned off while one lamp is on and the other lamp is off, and a reference pattern PTNr. Is compared to determine the adhesion of foreign matter to the light emitting surface 16 of the lit lamp.
  • FIG. 1 shows a state in which the front region is imaged by the second imaging device 4b in a state where the first lamp 2a is lit and the second lamp 2b is extinguished.
  • the light distribution pattern PTN included in the image IMG obtained from the second imaging device 4b is compared with the reference pattern PTNr of the first lamp 2a, and foreign matter adheres to the light emitting surface 16 of the first lamp 2a. It is judged.
  • the cleaning control unit 24 controls the cleaning device 8 based on the determination result of the determination unit 20. For example, when the determination unit 20 determines that foreign matter is attached to the light emitting surface 16, it transmits a signal indicating that the foreign matter is attached to the cleaning control unit 24. Upon receiving the signal, the cleaning control unit 24 transmits a drive signal to the cleaning device 8. Upon receiving the drive signal, the cleaning device 8 injects the cleaning liquid onto the light emitting surface 16.
  • the notification control unit 26 controls the notification device 10 based on the determination result of the determination unit 20. For example, when the determination unit 20 determines that foreign matter is attached to the light emitting surface 16, it transmits a signal indicating that the foreign matter is attached to the notification control unit 26. Upon receiving the signal, the notification control unit 26 transmits a drive signal to the notification device 10. Upon receiving the drive signal, the notification device 10 turns on the warning light.
  • the foreign matter determination device 6 executes the foreign matter adhesion determination in a situation where the light distribution pattern PTN is stably formed.
  • the situation in which the light distribution pattern PTN is stably formed is, for example, when the traveling vehicle 100 is stopped, when the engine is started, or the like.
  • the foreign matter determination device 6 can detect it by receiving a vehicle speed signal from the ECU or the like of the vehicle 100.
  • the foreign matter determination device 6 can detect it by receiving an engine rotation signal from the ECU or the like of the vehicle 100.
  • FIG. 3 is a flowchart of a foreign matter determination control according to an embodiment. This flow is repeatedly executed by the foreign matter determination device 6 at a predetermined timing when the ignition switch of the vehicle 100 is on.
  • the foreign matter determination device 6 determines whether or not the light distribution pattern PTN is stably formed (S101). If the light distribution pattern PTN is not in a stable formation state (N in S101), this routine is terminated.
  • the foreign matter determination device 6 turns on the first lamp 2a and turns off the second lamp 2b (S102). In this state, the foreign matter determination device 6 images the front region of the vehicle 100 by the second image pickup device 4b (S103). Subsequently, the foreign matter determination device 6 turns off the first lamp 2a and turns on the second lamp 2b (S104). In this state, the foreign matter determination device 6 images the front region of the vehicle 100 with the first image pickup device 4a (S105).
  • the foreign matter determination device 6 compares the light distribution pattern PTN imaged by the second imaging device 4b with the reference pattern PTNr of the first lamp 2a held in the storage unit 18, and compares the light emitting surface of the first lamp 2a. It is determined whether or not foreign matter is attached to 16 (S106). Further, the foreign matter determination device 6 compares the light distribution pattern PTN imaged by the first imaging device 4a with the reference pattern PTNr of the second lamp 2b held in the storage unit 18, and compares the light of the second lamp 2b. It is determined whether or not foreign matter is attached to the exit surface 16 (S106).
  • the foreign matter determining device 6 drives the cleaning device 8 to clean the light emitting surface 16 and drives the notification device 10.
  • the driver of the vehicle 100 is notified of the adhesion of foreign matter (S107). After that, this routine ends.
  • the foreign matter determining device 6 attaches the foreign matter to the light emitting surface 16. Only the corresponding cleaning device 8 may be driven, or both cleaning devices 8 may be driven uniformly.
  • the vehicle lighting system 1 captures the vehicle lighting 2 capable of emitting light to the front region of the vehicle 100 to form a predetermined light distribution pattern PTN and the front region.
  • a foreign matter determination device 6 having a determination unit 20 for determining adhesion of foreign matter to the light emitting surface 16 by comparing the light distribution pattern PTN and the reference pattern PTNr.
  • the foreign matter determination device 6 automatically determines that foreign matter is attached to the light emitting surface 16. This makes it possible to eliminate the annoyance that the driver feels when he / she is forced to monitor the adhesion of foreign matter. Further, it is possible to prevent the state in which foreign matter is attached to the light emitting surface 16 from being left for a long period of time. Therefore, the safety of vehicle driving can be enhanced. Further, the foreign matter determination device 6 uses the light distribution pattern PTN as a criterion for determining foreign matter adhesion. Therefore, the degree of freedom in installing the image pickup device 4 can be increased as compared with the case where the image pickup device 4 directly images the light emitting surface 16 to detect the adhesion of foreign matter.
  • the vehicle lamp 2 includes the first lamp 2a and the second lamp 2b
  • the foreign matter determination device 6 has a lamp control unit 22 that independently switches the on / off of the first lamp 2a and the second lamp 2b. Then, the determination unit 20 compares the light distribution pattern PTN imaged by the image pickup apparatus 4 with the light distribution pattern PTN imaged by the image pickup apparatus 4 in a state where one lamp is lit and the other lamp is extinguished, and compares the reference pattern PTNr with the lit lamp. It is determined that foreign matter adheres to the light emitting surface 16.
  • the vehicle lamp system 1 includes a plurality of lamps, it is possible to determine which lamp has foreign matter attached to it. It is also possible to use the cleaning device 8 to clean only the lamps to which foreign matter is attached.
  • the lighting of the first lamp 2a and the second lamp 2b may be uniformly switched to determine the adhesion of foreign matter without distinguishing between the first lamp 2a and the second lamp 2b.
  • the vehicle lamp 2 has a light source unit 12 and a housing 14 accommodating the light source unit 12, and the imaging device 4 is housed in the housing 14.
  • the reference pattern PTNr can be imaged by the image pickup apparatus 4 and stored in the storage unit 18 before assembling the vehicle lamp 2 to the vehicle 100. Therefore, the vehicle lighting system 1 according to the present embodiment can be realized more easily. Further, the projection angle of the light distribution pattern PTN of the vehicle lamp 2 and the angle of view of the image pickup apparatus 4 can be brought close to each other. Therefore, it is possible to more accurately detect the presence or absence of foreign matter adhering, the adhering position, and the like.
  • the image pickup device 4 may be arranged outside the housing 14. As a result, the size of the vehicle lamp 2 can be reduced. Further, for example, the camera in the vehicle interior can be used as the image pickup device 4, and the number of parts and the mounting cost of the vehicle lighting system 1 can be reduced.
  • the first lamp 2a and the second lamp 2b each have a light source unit 12 and a housing 14, and the image pickup device 4 has a first image pickup device 4a housed in the housing 14 of the first lamp 2a.
  • the second imaging device 4b housed in the housing 14 of the second lamp 2b.
  • the determination unit 20 has a light distribution pattern PTN imaged by the image pickup device 4 housed in the housing 14 of the lamp that is turned off while one lamp is on and the other lamp is off, and a reference pattern. By comparing with PTNr, it is determined that foreign matter adheres to the light emitting surface 16 of the lit lamp.
  • the image pickup device 4 When the image pickup device 4 is housed in the housing 14, when the light source unit 12 housed in the same housing 14 is turned on, the light reflected on the light emitting surface 16 may be irradiated to the image pickup device 4. When the light reflected on the light emitting surface 16 hits the image pickup device 4, the light is reflected on the image IMG, and it becomes difficult to acquire the image IMG in which the light distribution pattern PTN is accurately captured. As a result, the accuracy of determining foreign matter adhesion may decrease.
  • the light distribution pattern PTN projected on the front region is imaged by the imaging device 4 housed in the lighting equipment that is turned off. Therefore, the light distribution pattern PTN can be imaged more accurately, and the accuracy of determining foreign matter adhesion can be improved. Further, since the light source unit 12 and the image pickup device 4 can be arranged without worrying about the reflection of the reflected light on the image IMG, the degree of freedom in designing the vehicle lamp system 1 can be increased.
  • the light distribution pattern PTN may be acquired by the image pickup device 4 housed in the same housing 14 as the lighting fixture.
  • the image pickup device 4 is housed only in the housing 14 of the first lamp tool 2a, and the light distribution pattern PTN of the first lamp tool 2a and the light distribution pattern PTN of the second lamp tool 2b are imaged by the image pickup device 4, respectively. ..
  • the number of image pickup devices 4 can be reduced, and the mounting cost of the vehicle lighting equipment system 1 can be reduced.
  • the vehicle lamp system 1 includes a cleaning device 8 for cleaning the light emitting surface 16 of the vehicle lamp 2, and the foreign matter determination device 6 controls the cleaning device 8 based on the determination result of the determination unit 20. It has a part 24. As a result, foreign matter adhering to the light emitting surface 16 can be removed.
  • the vehicle lighting system 1 includes a notification device 10 for notifying the occupants of the vehicle 100 of the adhesion of foreign matter to the light emitting surface 16 of the vehicle lighting tool 2, and the foreign matter determination device 6 includes the determination result of the determination unit 20. It has a notification control unit 26 that controls the notification device 10 based on the above. This makes it possible to notify the driver of the adhesion of foreign matter.
  • the foreign matter determination device 6 may include only one of the cleaning control unit 24 and the notification control unit 26.
  • the vehicle lamp 2 capable of emitting light to the front region of the vehicle 100 to form a predetermined light distribution pattern PTN forms a light distribution pattern PTN in the front region in a state where no foreign matter is attached to the light emitting surface 16.
  • a storage unit 18 that stores as a reference pattern PTNr A determination unit 20 for determining the adhesion of foreign matter to the light emitting surface 16 by comparing the light distribution pattern PTN imaged by the imaging device 4 that images the front region with the reference pattern PTNr.
  • Foreign matter determination device 6 The vehicle lamp 2 capable of emitting light to the front region of the vehicle 100 to form a predetermined light distribution pattern PTN forms a light distribution pattern PTN in the front region in a state where no foreign matter is attached to the light emitting surface 16.
  • a storage unit 18 that stores as a reference pattern PTNr
  • the vehicle lamp 2 capable of emitting light to the front region of the vehicle 100 to form a predetermined light distribution pattern PTN has a light distribution pattern PTN formed in the front region in a state where no foreign matter is attached to the light emitting surface 16.
  • a method for determining a foreign substance which comprises comparing the light distribution pattern PTN imaged by the imaging device 4 that images the front region with the light distribution pattern PTN, and determining the adhesion of the foreign substance to the light emitting surface 16.
  • the present invention can be used in a vehicle lamp system, a foreign matter determination device, and a foreign matter determination method.
  • Vehicle lamp system 2 Vehicle lamp, 2a 1st lamp, 2b 2nd lamp, 4 Imaging device, 4a 1st imaging device, 4b 2nd imaging device, 6 Foreign matter judgment device, 8 Cleaning device, 10 Notification device, 12 light source unit, 14 housing, 16 light emitting surface, 18 storage unit, 20 judgment unit, 22 lamp control unit, 24 cleaning control unit, 26 notification control unit.

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Abstract

車両用灯具システム（１）は、車両１００の前方領域に光を出射して所定の配光パターンを形成可能な車両用灯具（２）と、前方領域を撮像する撮像装置（４）と、車両用灯具（２）が、光出射面（１６）に異物が付着していない状態で前方領域に形成する配光パターンを、基準パターンとして記憶する記憶部（１８）、および撮像装置（４）が撮像した配光パターンと基準パターンとを比較して光出射面（１６）への異物の付着を判定する判定部（２０）を有する異物判定装置（６）とを備える。

Description

車両用灯具システム、異物判定装置および異物判定方法
　本発明は、車両用灯具システム、異物判定装置および異物判定方法に関する。
　夜間やトンネル内での安全な走行に車両用灯具が重要な役割を果たす。車両用灯具の光出射面に泥や雪などの異物が付着すると、自車前方への配光パターンの形成が阻害され、運転者の視認性が低下し得る。このような課題に対し、例えば特許文献１には、噴射ノズルから洗浄液を噴射して、車両用灯具の光出射面を洗浄する洗浄装置が提案されている。
特開２０１２－２１８７０５号公報
　従来、車両用灯具の光出射面が汚れていることは、車両用灯具を点灯しても前方が暗いままであるといった状況に運転者や他の搭乗者が気づいたり、運転者らが車外から光出射面を目視で確認したりすることで検知されていた。このため、光出射面の汚れが気づかれずに放置されてしまうことがあった。この場合、車両運転の安全性が低下した状態が継続してしまう。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、車両運転の安全性を高める技術を提供することにある。
　本発明のある態様は、車両用灯具システムである。このシステムは、車両の前方領域に光を出射して所定の配光パターンを形成可能な車両用灯具と、前方領域を撮像する撮像装置と、車両用灯具が、光出射面に異物が付着していない状態で前方領域に形成する配光パターンを、基準パターンとして記憶する記憶部、および撮像装置が撮像した配光パターンと基準パターンとを比較して光出射面への異物の付着を判定する判定部を有する異物判定装置と、を備える。
　本発明の別の態様は、異物判定装置である。この装置は、車両の前方領域に光を出射して所定の配光パターンを形成可能な車両用灯具が、光出射面に異物が付着していない状態で前方領域に形成する配光パターンを、基準パターンとして記憶する記憶部と、前方領域を撮像する撮像装置が撮像した配光パターンと基準パターンとを比較して、光出射面への異物の付着を判定する判定部と、を備える。
　本発明の別の態様は、異物判定方法である。この方法は、車両の前方領域に光を出射して所定の配光パターンを形成可能な車両用灯具が、光出射面に異物が付着していない状態で前方領域に形成する配光パターンと、前方領域を撮像する撮像装置が撮像した配光パターンとを比較して、光出射面への異物の付着を判定することを含む。
　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、車両運転の安全性を高めることができる。
実施の形態に係る車両用灯具システムのブロック図である。 図２（Ａ）は、基準パターンを示す模式図である。図２（Ｂ）は、光出射面に異物が付着した状態で形成される配光パターンを示す模式図である。 一実施例に係る異物判定制御のフローチャートである。
　以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
　図１は、実施の形態に係る車両用灯具システムのブロック図である。図２（Ａ）は、基準パターンを示す模式図である。図２（Ｂ）は、光出射面に異物が付着した状態で形成される配光パターンを示す模式図である。図１では、車両用灯具システム１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
　車両用灯具システム１は、車両用灯具２と、撮像装置４と、異物判定装置６と、洗浄装置８と、報知装置１０とを備える。
　車両用灯具２は、車両１００の前方領域に光を出射して所定の配光パターンＰＴＮを形成可能な装置である。例えば車両用灯具２は、可視光ビームＬ１を車両１００の前方領域に照射する。配光パターンＰＴＮは、車両用灯具２が自車前方の仮想鉛直スクリーン９００上に形成する照射パターン９０２の２次元の照度分布と把握される。
　車両用灯具２は、光源部１２と、光源部１２を収容する筐体１４とを有する。光源部１２の構造は特に限定されない。例えば光源部１２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザーダイオード）、有機または無機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）等の半導体発光素子や、白熱球、ハロゲンランプ、放電球等の光源と、光源を駆動して点灯させる点灯回路とを含み得る。また、光源部１２は、リフレクタ；投影レンズ；ＤＭＤ（Digital Mirror Device）や液晶デバイス等のマトリクス型のパターン形成デバイス；光源光で自車前方を走査するスキャン光学型のパターン形成デバイスなどを含み得る。
　筐体１４の構造は特に限定されない。例えば筐体１４は、車両前方側に開口部を有するランプボディと、ランプボディの開口部を覆うように取り付けられた透光カバーとを有する。ランプボディと透光カバーとで区画される灯室に、光源部１２が収容される。透光カバーは、車両用灯具２の光出射面１６を構成する。
　本実施の形態の車両用灯具２は、第１灯具２ａおよび第２灯具２ｂを含む。第１灯具２ａは車両１００の左前端部に配置され、第２灯具２ｂは車両１００の右前端部に配置される。なお、第１灯具２ａおよび第２灯具２ｂの配置は特に限定されない。第１灯具２ａおよび第２灯具２ｂは、それぞれ光源部１２と、筐体１４とを有する。
　撮像装置４は、車両用灯具２が出射する光の波長域に感度を有し、車両１００の前方領域を撮像する。撮像装置４は、公知のカメラ等で構成され、車両前方の物体による可視光ビームＬ１の反射光Ｌ２を撮像する。撮像装置４は、車両用灯具２の筐体１４に収容される。本実施の形態の撮像装置４は、第１撮像装置４ａと、第２撮像装置４ｂとを含む。第１撮像装置４ａは第１灯具２ａの筐体１４に収容され、第２撮像装置４ｂは第２灯具２ｂの筐体１４に収容される。
　洗浄装置８は、公知のヘッドランプクリーナであり、光出射面１６に向けて洗浄液を噴出することで光出射面１６を洗浄することができる。報知装置１０は、光出射面１６への異物の付着を車両１００の搭乗者に報知する。報知装置１０は、例えば車両１００のインストルメントパネルに設けられる警告灯（インジケータ）等で構成することができる。
　異物判定装置６は、撮像装置４から得られる画像ＩＭＧに基づいて、光出射面１６への異物の付着判定を実行する。異物判定装置６は、デジタルプロセッサで構成することができ、例えばＣＰＵを含むマイコンとソフトウェアプログラムの組み合わせで構成してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specified IC）などで構成してもよい。異物判定装置６は、車両１００側に設けられてもよいし、車両用灯具２に内蔵されてもよい。
　異物判定装置６は、記憶部１８と、判定部２０と、灯具制御部２２と、洗浄制御部２４と、報知制御部２６とを有する。各部は、自身を構成する集積回路が、メモリに保持されたプログラムを実行することで動作する。
　記憶部１８は、車両用灯具２が光出射面１６に異物が付着していない状態で前方領域に形成する配光パターンＰＴＮを基準パターンＰＴＮｒとして記憶する。図２（Ａ）には、基準パターンＰＴＮｒの一例としてハイビーム用配光パターンが図示されている。基準パターンＰＴＮｒは、例えば車両用灯具システム１の出荷前に予め撮像装置４によって撮像される。そして、基準パターンＰＴＮｒを含む画像ＩＭＧが記憶部１８に保存される。
　好ましくは、第１灯具２ａが点灯し第２灯具２ｂが消灯した状態で、第２撮像装置４ｂによって自車前方が撮像され、これによって得られる画像ＩＭＧが第１灯具２ａの基準パターンＰＴＮｒを含む画像ＩＭＧとして記憶部１８に保存される。また、第１灯具２ａが消灯し第２灯具２ｂが点灯した状態で、第１撮像装置４ａによって自車前方が撮像され、これによって得られる画像ＩＭＧが第２灯具２ｂの基準パターンＰＴＮｒを含む画像ＩＭＧとして記憶部１８に保存される。
　判定部２０は、撮像装置４が撮像した配光パターンＰＴＮ、つまり撮像装置４の画像ＩＭＧに含まれる配光パターンＰＴＮと、基準パターンＰＴＮｒとを比較して、光出射面１６への異物の付着を判定する。光出射面１６に異物が付着した状態では、図２（Ｂ）に示すように、異物に起因する遮光部２８が配光パターンＰＴＮに含まれる。判定部２０は、公知の検出アルゴリズムに基づいて基準パターンＰＴＮｒと配光パターンＰＴＮとを比較することで、光出射面１６への異物の付着を判定することができる。
　灯具制御部２２は、第１灯具２ａおよび第２灯具２ｂの点消灯を互いに独立に切り替える。そして、本実施の形態の判定部２０は、一方の灯具が点灯し他方の灯具が消灯している状態で撮像装置４が撮像した配光パターンＰＴＮと、基準パターンＰＴＮｒとを比較して、点灯している灯具の光出射面１６への異物の付着を判定する。
　上述のように、本実施の形態の撮像装置４は、第１灯具２ａの筐体１４に収容される第１撮像装置４ａと、第２灯具２ｂの筐体１４に収容される第２撮像装置４ｂとを有する。判定部２０は、一方の灯具が点灯し他方の灯具が消灯している状態で消灯している灯具の筐体１４に収容される撮像装置４が撮像した配光パターンＰＴＮと、基準パターンＰＴＮｒとを比較して、点灯している灯具の光出射面１６への異物の付着を判定する。
　図１には、第１灯具２ａが点灯し第２灯具２ｂが消灯している状態で、第２撮像装置４ｂによって前方領域が撮像される様子が図示されている。この場合、第２撮像装置４ｂから得られる画像ＩＭＧに含まれる配光パターンＰＴＮと、第１灯具２ａの基準パターンＰＴＮｒとが比較され、第１灯具２ａの光出射面１６への異物の付着が判定される。
　洗浄制御部２４は、判定部２０の判定結果に基づいて洗浄装置８を制御する。例えば判定部２０は、光出射面１６に異物が付着していると判定した場合、異物の付着を示す信号を洗浄制御部２４に送信する。洗浄制御部２４は、当該信号を受信すると、洗浄装置８に駆動信号を送信する。洗浄装置８は、当該駆動信号を受信すると、光出射面１６に洗浄液を噴射する。
　報知制御部２６は、判定部２０の判定結果に基づいて報知装置１０を制御する。例えば判定部２０は、光出射面１６に異物が付着していると判定した場合、異物の付着を示す信号を報知制御部２６に送信する。報知制御部２６は、当該信号を受信すると、報知装置１０に駆動信号を送信する。報知装置１０は、当該駆動信号を受信すると、警告灯を点灯する。
　好ましくは、異物判定装置６は、配光パターンＰＴＮが安定して形成される状況下で異物の付着判定を実行する。配光パターンＰＴＮが安定して形成される状況は、例えば走行している車両１００が停止したときや、エンジンの始動時等である。車両１００が停止したときは、異物判定装置６が車両１００のＥＣＵ等から車速信号を受信することで検知することができる。エンジンの始動時は、異物判定装置６が車両１００のＥＣＵ等からエンジン回転信号を受信することで検知することができる。
　図３は、一実施例に係る異物判定制御のフローチャートである。このフローは、車両１００のイグニッションスイッチがオンのときに異物判定装置６により所定のタイミングで繰り返し実行される。まず、異物判定装置６は、配光パターンＰＴＮが安定して形成される状態か判断する（Ｓ１０１）。配光パターンＰＴＮの安定形成状態にない場合（Ｓ１０１のＮ）、本ルーチンを終了する。配光パターンＰＴＮの安定形成状態にある場合（Ｓ１０１のＹ）、異物判定装置６は、第１灯具２ａを点灯し、第２灯具２ｂを消灯する（Ｓ１０２）。この状態で、異物判定装置６は、第２撮像装置４ｂにより車両１００の前方領域を撮像する（Ｓ１０３）。続いて、異物判定装置６は、第１灯具２ａを消灯し、第２灯具２ｂを点灯する（Ｓ１０４）。この状態で、異物判定装置６は、第１撮像装置４ａで車両１００の前方領域を撮像する（Ｓ１０５）。
　異物判定装置６は、第２撮像装置４ｂが撮像した配光パターンＰＴＮと、記憶部１８に保持している第１灯具２ａの基準パターンＰＴＮｒとを比較して、第１灯具２ａの光出射面１６に異物が付着しているか判定する（Ｓ１０６）。また、異物判定装置６は、第１撮像装置４ａが撮像した配光パターンＰＴＮと、記憶部１８に保持している第２灯具２ｂの基準パターンＰＴＮｒとを比較して、第２灯具２ｂの光出射面１６に異物が付着しているか判定する（Ｓ１０６）。
　いずれかの灯具の光出射面１６に異物が付着していた場合（Ｓ１０６のＹ）、異物判定装置６は、洗浄装置８を駆動して光出射面１６を洗浄し、報知装置１０を駆動して異物の付着を車両１００の運転者に報知する（Ｓ１０７）。その後、本ルーチンを終了する。なお、一方の灯具の光出射面１６に異物が付着し、他方の灯具の光出射面１６に異物が付着していない場合、異物判定装置６は、異物が付着している光出射面１６に対応する洗浄装置８のみを駆動してもよいし、両方の洗浄装置８を一律に駆動してもよい。異物が付着している光出射面１６に対応する洗浄装置８のみを駆動する場合には、異物が付着していない光出射面１６の無駄な洗浄を回避することができる。両方の洗浄装置８を一律に駆動する場合には、各洗浄装置８を独立に駆動させる場合に比べて車両用灯具システムの回路構造を簡略化することができる。いずれの灯具の光出射面１６にも異物が付着していない場合（Ｓ１０６のＮ）、洗浄装置８や報知装置１０を駆動させることなく、本ルーチンを終了する。
　以上説明したように、本実施の形態に係る車両用灯具システム１は、車両１００の前方領域に光を出射して所定の配光パターンＰＴＮを形成可能な車両用灯具２と、前方領域を撮像する撮像装置４と、車両用灯具２が光出射面１６に異物が付着していない状態で前方領域に形成する配光パターンＰＴＮを基準パターンＰＴＮｒとして記憶する記憶部１８、および撮像装置４が撮像した配光パターンＰＴＮと基準パターンＰＴＮｒとを比較して光出射面１６への異物の付着を判定する判定部２０を有する異物判定装置６とを備える。
　本実施の形態の車両用灯具システム１では、異物判定装置６が光出射面１６に異物が付着していることを自動で判定する。これにより、異物付着の監視を強いられることに対して運転者が感じる煩わしさを解消することができる。また、光出射面１６に異物が付着した状態が長期間放置されることを回避することができる。よって、車両運転の安全性を高めることができる。また、異物判定装置６は、配光パターンＰＴＮを異物付着の判定基準に用いている。このため、撮像装置４で光出射面１６を直に撮像して異物の付着を検出する場合に比べて、撮像装置４の設置自由度を高めることができる。
　また、車両用灯具２は、第１灯具２ａおよび第２灯具２ｂを含み、異物判定装置６は、第１灯具２ａおよび第２灯具２ｂの点消灯を独立に切り替える灯具制御部２２を有する。そして、判定部２０は、一方の灯具が点灯し他方の灯具が消灯している状態で撮像装置４が撮像した配光パターンＰＴＮと、基準パターンＰＴＮｒとを比較して、点灯している灯具の光出射面１６への異物の付着を判定する。
　これにより、車両用灯具システム１が複数の灯具を備える場合に、いずれの灯具に異物が付着しているかを判定することができる。また、異物が付着している灯具のみを洗浄装置８で洗浄することも可能となる。なお、第１灯具２ａおよび第２灯具２ｂの点消灯を一律に切り換えて、第１灯具２ａと第２灯具２ｂとを区別せずに異物の付着を判定してもよい。
　また、車両用灯具２は、光源部１２と、光源部１２を収容する筐体１４とを有し、撮像装置４は、筐体１４に収容される。これにより、車両１００に車両用灯具２を組み付ける前の段階で、撮像装置４によって基準パターンＰＴＮｒを撮像し、記憶部１８に保存しておくことができる。このため、より簡単に本実施の形態に係る車両用灯具システム１を実現することができる。また、車両用灯具２の配光パターンＰＴＮの投影角と撮像装置４の画角とを近づけることができる。このため、異物の付着の有無や、付着位置等をより正確に検出することができる。
　なお、撮像装置４は、筐体１４の外部に配置されてもよい。これにより、車両用灯具２の小型化を図ることができる。また、例えば車室内のカメラを撮像装置４として利用することが可能となり、車両用灯具システム１の部品点数や搭載コストを削減することができる。
　また、第１灯具２ａおよび第２灯具２ｂは、それぞれ光源部１２と、筐体１４とを有し、撮像装置４は、第１灯具２ａの筐体１４に収容される第１撮像装置４ａと、第２灯具２ｂの筐体１４に収容される第２撮像装置４ｂとを含む。そして、判定部２０は、一方の灯具が点灯し他方の灯具が消灯している状態で消灯している灯具の筐体１４に収容される撮像装置４が撮像した配光パターンＰＴＮと、基準パターンＰＴＮｒとを比較して、点灯している灯具の光出射面１６への異物の付着を判定する。
　筐体１４に撮像装置４が収容される場合、同じ筐体１４に収容された光源部１２が点灯すると、光出射面１６に反射した光が撮像装置４に照射されてしまう可能性がある。光出射面１６に反射した光が撮像装置４に当たると、この光が画像ＩＭＧに写り込んでしまい、配光パターンＰＴＮが正確に撮像された画像ＩＭＧを取得することが困難になる。この結果、異物付着の判定精度が低下し得る。
　これに対し、本実施の形態の車両用灯具システム１では、前方領域に投影される配光パターンＰＴＮを、消灯している灯具に収容される撮像装置４で撮像する。このため、配光パターンＰＴＮをより正確に撮像することが可能となり、異物付着の判定精度を高めることができる。また、画像ＩＭＧへの反射光の写り込みを気にせずに光源部１２および撮像装置４を配置することができるため、車両用灯具システム１の設計自由度を高めることができる。
　なお、点灯する灯具と同じ筐体１４に収容される撮像装置４で配光パターンＰＴＮを取得してもよい。この場合、例えば第１灯具２ａの筐体１４のみに撮像装置４を収容し、この撮像装置４で第１灯具２ａの配光パターンＰＴＮと第２灯具２ｂの配光パターンＰＴＮとをそれぞれ撮像する。これにより、撮像装置４の数を減らして、車両用灯具システム１の搭載コストを削減することができる。
　また、車両用灯具システム１は、車両用灯具２の光出射面１６を洗浄する洗浄装置８を備え、異物判定装置６は、判定部２０の判定結果に基づいて洗浄装置８を制御する洗浄制御部２４を有する。これにより、光出射面１６に付着した異物を除去することができる。また、車両用灯具システム１は、車両用灯具２の光出射面１６への異物の付着を車両１００の搭乗者に報知する報知装置１０を備え、異物判定装置６は、判定部２０の判定結果に基づいて報知装置１０を制御する報知制御部２６を有する。これにより、運転者に異物の付着を報知することができる。
　したがって、洗浄制御部２４や報知制御部２６を備えることで、光出射面１６に付着した異物を早期に取り除くことが可能となる。よって、車両運転の安全性を高めることができる。なお、異物判定装置６は、洗浄制御部２４および報知制御部２６のいずれか一方のみを備えてもよい。
　以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
　上述した実施の形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
（項目１）
　車両１００の前方領域に光を出射して所定の配光パターンＰＴＮを形成可能な車両用灯具２が、光出射面１６に異物が付着していない状態で前方領域に形成する配光パターンＰＴＮを、基準パターンＰＴＮｒとして記憶する記憶部１８と、
　前方領域を撮像する撮像装置４が撮像した配光パターンＰＴＮと基準パターンＰＴＮｒとを比較して、光出射面１６への異物の付着を判定する判定部２０と、
を備える異物判定装置６。
（項目２）
　車両１００の前方領域に光を出射して所定の配光パターンＰＴＮを形成可能な車両用灯具２が、光出射面１６に異物が付着していない状態で前方領域に形成する配光パターンＰＴＮと、前方領域を撮像する撮像装置４が撮像した配光パターンＰＴＮとを比較して、光出射面１６への異物の付着を判定することを含む異物判定方法。
　本発明は、車両用灯具システム、異物判定装置および異物判定方法に利用することができる。
　１　車両用灯具システム、　２　車両用灯具、　２ａ　第１灯具、　２ｂ　第２灯具、　４　撮像装置、　４ａ　第１撮像装置、　４ｂ　第２撮像装置、　６　異物判定装置、　８　洗浄装置、　１０　報知装置、　１２　光源部、　１４　筐体、　１６　光出射面、　１８　記憶部、　２０　判定部、　２２　灯具制御部、　２４　洗浄制御部、　２６　報知制御部。

Claims (8)

  1. 　車両の前方領域に光を出射して所定の配光パターンを形成可能な車両用灯具と、
    　前記前方領域を撮像する撮像装置と、
    　前記車両用灯具が、光出射面に異物が付着していない状態で前記前方領域に形成する配光パターンを、基準パターンとして記憶する記憶部、および前記撮像装置が撮像した配光パターンと前記基準パターンとを比較して前記光出射面への異物の付着を判定する判定部を有する異物判定装置と、
    を備える車両用灯具システム。
  2. 　前記車両用灯具は、第１灯具および第２灯具を含み、
    　前記異物判定装置は、前記第１灯具および前記第２灯具の点消灯を独立に切り替える灯具制御部を有し、
    　前記判定部は、一方の灯具が点灯し他方の灯具が消灯している状態で前記撮像装置が撮像した配光パターンと、前記基準パターンとを比較して、点灯している灯具の前記光出射面への異物の付着を判定する請求項１に記載の車両用灯具システム。
  3. 　前記車両用灯具は、光源部と、前記光源部を収容する筐体と、を有し、
    　前記撮像装置は、前記筐体に収容される請求項１または２に記載の車両用灯具システム。
  4. 　前記第１灯具および前記第２灯具は、それぞれ光源部と、前記光源部を収容する筐体と、を有し、
    　前記撮像装置は、前記第１灯具の筐体に収容される第１撮像装置と、前記第２灯具の筐体に収容される第２撮像装置と、を含み、
    　前記判定部は、一方の灯具が点灯し他方の灯具が消灯している状態で消灯している灯具の筐体に収容される撮像装置が撮像した配光パターンと、前記基準パターンとを比較して、点灯している灯具の前記光出射面への異物の付着を判定する請求項２に記載の車両用灯具システム。
  5. 　前記車両用灯具システムは、前記光出射面を洗浄する洗浄装置を備え、
    　前記異物判定装置は、前記判定部の判定結果に基づいて前記洗浄装置を制御する洗浄制御部を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用灯具システム。
  6. 　前記車両用灯具システムは、前記光出射面への異物の付着を車両の搭乗者に報知する報知装置を備え、
    　前記異物判定装置は、前記判定部の判定結果に基づいて前記報知装置を制御する報知制御部を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用灯具システム。
  7. 　車両の前方領域に光を出射して所定の配光パターンを形成可能な車両用灯具が、光出射面に異物が付着していない状態で前記前方領域に形成する配光パターンを、基準パターンとして記憶する記憶部と、
    　前記前方領域を撮像する撮像装置が撮像した配光パターンと前記基準パターンとを比較して、前記光出射面への異物の付着を判定する判定部と、
    を備える異物判定装置。
  8. 　車両の前方領域に光を出射して所定の配光パターンを形成可能な車両用灯具が、光出射面に異物が付着していない状態で前記前方領域に形成する配光パターンと、前記前方領域を撮像する撮像装置が撮像した配光パターンとを比較して、前記光出射面への異物の付着を判定することを含む異物判定方法。
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