(57)【要約】【課題】  発光時間が非常に短い場合でも精度よく故障検出を行うことができるＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】  ＬＥＤ５２と、ＬＥＤ駆動回路５１と、電流制限抵抗RLと、温度上昇値を検出するサーミスタTH及びサーミスタ入力回路５３と、故障診断を行うサーミスタ入力回路５３、A/D変換部９３及びＣＰＵ９１によるステップＳ１〜Ｓ１０の処理を備え、故障診断は、ＣＰＵ９１と連動するタイミング制御部９２により、周期的な撮像の間となる撮像の空き時間に、発光周期での発光よりも長い診断発光時間でＬＥＤ５２を発光させて、故障診断を行った。【選択図】        図１
2010212042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のフレームレートで行われる周期的な撮像のためにＬＥＤで照明を行うＬＥＤ照明装置であって、
発光素子であるＬＥＤと、
所定の発光周期で繰り返し発光するよう前記ＬＥＤをパルス状に駆動させるＬＥＤ駆動手段と、
前記ＬＥＤ駆動手段に設けられ、前記ＬＥＤへの電流を制限する電流制限抵抗と、
前記電流制限抵抗の温度を検出することにより、前記ＬＥＤの発熱による温度上昇値を検出する温度検出手段と、
検出した前記ＬＥＤの温度上昇値から前記ＬＥＤの故障診断を行う故障診断手段と、
を備え、
前記故障診断手段は、周期的な撮像の間となる撮像の空き時間に、前記発光周期での発光よりも長い診断発光時間で前記ＬＥＤを発光させて、故障診断を行う、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記温度検出手段は、
前記電流制限抵抗と熱的に接続したサーミスタと、
前記サーミスタと直列に接続した固定抵抗間の電圧により、温度を検出することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記ＬＥＤの雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段を備え、
前記故障診断手段は、前記温度検出手段で検出した温度と、前記雰囲気温度検出手段で検出した雰囲気温度との差から温度上昇値を算出し、温度上昇値から故障診断を行う、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３に記載のＬＥＤ照明装置と、
ターゲット距離に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離から帰ってくる反射光を撮像する撮像手段と、
前記ターゲット距離が連続的に変化するように前記撮像タイミングを制御するタイミング制御手段と、
前記撮像手段により得られたターゲット距離の異なる複数の撮像画像における同一画素の輝度に基づいて、画素毎の物体までの距離を表す距離画像データを生成する距離画像データ生成手段と、
を備えた、
ことを特徴とする距離画像データ生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、ダイオードの短絡故障、開放故障のいずれにおいても内部インピーダンスによる電力消費がほとんどなくなる特性を利用し、ダイオードの温度上昇の有無を監視することによって故障診断を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２７１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来では、非常に発光時間が短いＬＥＤに対しては、故障診断に時間が必要な時間が長すぎるとともに、精度よく検出することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、発光時間が非常に短い場合でも精度よく故障検出を行うことができるＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、所定のフレームレートで行われる周期的な撮像のためにＬＥＤで照明を行うＬＥＤ照明装置であって、発光素子であるＬＥＤと、所定の発光周期で繰り返し発光するよう前記ＬＥＤをパルス状に駆動させるＬＥＤ駆動手段と、前記ＬＥＤ駆動手段に設けられ、前記ＬＥＤへの電流を制限する電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗の温度を検出することにより、前記ＬＥＤの発熱による温度上昇値を検出する温度検出手段と、検出した前記ＬＥＤの温度上昇値から前記ＬＥＤの故障診断を行う故障診断手段と、を備え、前記故障診断手段は、周期的な撮像の間となる撮像の空き時間に、前記発光周期での発光よりも長い診断発光時間で前記ＬＥＤを発光させて、故障診断を行う、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明にあっては、発光時間が非常に短い場合でも精度よく故障検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のＬＥＤ照明装置を適用した実施例１の障害物検出装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】１つの撮像エリアを撮像する際の、投光器５の動作（投光動作）とゲート７ａの動作（カメラゲート動作）との時間的な関係を示す図である。
【図３】撮像エリアの一部がオーバーラップする状態を示す図である。
【図４】撮像エリアを無限に増やして撮像を行った場合の時間的な輝度変化を示す模式図である。
【図５】実施例１の障害物検出装置１におけるＬＥＤ照明に関するブロック構成を示す図である。
【図６】実施例１におけるＬＥＤ駆動回路及びサーミスタ入力回路のＬＥＤの駆動と温度検出に関する部分の回路構成の説明図である。
【図７】タイミングコントローラ９で実行される故障診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例１における診断波形出力、ＬＥＤの駆動パルス、ゲートパルス、抵抗温度のタイムチャートである。
【図９】実施例１におけるＬＥＤの通常発光パルス、ゲートパルス、ＬＥＤ診断の発光パルス、ＬＥＤの駆動パルスのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のＬＥＤ照明装置を実現する実施の形態を、請求項１，２，３，４に係る発明に対応する実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は、本発明のＬＥＤ照明装置を適用した実施例１の障害物検出装置１の構成を示すブロック図であり、実施例１の障害物検出装置１は、距離画像データ生成装置２と、物体認識処理部３と、判断部４とを備えている。
【００１１】
距離画像データ生成装置２は、投光器（投光手段）５と、対物レンズ６と、光倍増部７と、高速度カメラ（撮像手段）８と、タイミングコントローラ（タイミング制御手段）９と、画像処理部（距離画像データ生成手段）１０とを備えている。
【００１２】
投光器５は、車両の前端部に配置した近赤外線LED５ａ（レンズと発光部を構成する）であり、タイミングコントローラ９から出力されるパルス信号に応じて、所定の投光時間tL（例えば、5ns）の間、パルス光を出力する。パルス信号の周期は、投光器５の投光周期tPであり、投光周期tPは、例えば、1/100s以下の間隔とする。
対物レンズ６は、物体からの反射光を受光するためのもので、投光器５と隣接配置している。例えば、自車両前方の所定範囲を撮像できる画角とするように設定された光学系である。
【００１３】
光倍増部７は、ゲート７ａとイメージインテンシファイア７ｂとを備えている。
ゲート７ａは、タイミングコントローラ９からの開閉指令信号に応じて開閉する。ここで、実施例１では、ゲート７ａの開時間（ゲート時間）tGを、投光時間tLと同じ5nsとしている。ここで、ゲート時間tGは、撮像エリア（ターゲット距離）の撮像対象幅に相当し、ゲート時間tGを長くするほど撮像エリアの撮像対象幅は長くなる。実施例１では、ゲート時間tG=5nsとしているため、撮像対象幅は、光速度（約3×108m/s）×ゲート時間(5ns)から、1.5mとなる。
【００１４】
イメージインテンシファイア７ｂは、極微弱な光（物体からの反射光等）を一旦電子に変換して電気的に増幅し、再度蛍光像に戻すことで光量を倍増してコントラストのついた像を見るデバイスである。イメージインテンシファイア７ｂの光電面より光電現象によって打ち出された光電子はkVオーダーの高電圧で加速され、陽極側の蛍光面に打ち込まれることにより、100倍以上の光子数の蛍光を発する。
【００１５】
蛍光面で発生した蛍光は、ファイバオプティックプレートにより、そのままの位置関係を保ったまま散乱されることなく高速度カメラ８のイメージセンサに導かれる。
高速度カメラ８は、タイミングコントローラ９からの指令信号に応じて、光倍増部７から発せられた像を撮像し、撮像画像（カラー画像）を画像処理部１０へ出力する。実施例１では、解像度640×480（横：縦）、輝度値1〜255(256段階)、100fps以上のカメラを用いている。
【００１６】
タイミングコントローラ９は、高速度カメラ８により撮像される撮像画像が、狙った撮像エリアから帰ってくる反射光のタイミングとなるように、投光器５の投光開始時点からゲート７ａを開くまでの時間であるディレイ時間tDを設定し、ディレイ時間に応じた開閉指令信号を出力することで、撮像タイミングを制御する。つまり、ディレイ時間tDは、自車両から撮像エリアまでの距離（撮像対象距離）を決める値であり、ディレイ時間tDと撮像対象距離との関係は、以下の式となる。
撮像対象距離＝光速度（約3×108m/s）×ディレイ時間tD/2
図２に、１つの撮像エリアを撮像する際の、投光器５の動作（投光動作）とゲート７ａの動作（カメラゲート動作）との時間的な関係を示す。
【００１７】
タイミングコントローラ９は、撮像エリアが車両手前側から先方へと連続的に移動するように、ディレイ時間tDを所定間隔（例えば、10ns）ずつ長くすることで、高速度カメラ８の撮像範囲を車両前方側へ変化させる。なお、タイミングコントローラ９は、ゲート７ａが開く直前に高速度カメラ８の撮像動作を開始させ、ゲート７ａが完全に閉じた後に撮像動作を終了させる。但し、実施例１では、タイミングコントローラ９は、撮像対象距離（ターゲット距離）に応じて、予め多重露光回数を設定しておき、このデータを読み出して、ある一つの撮像対象距離における撮像が所定回数の投光動作とゲート７ａの開閉動作で構成されるようにする。そのため、設定された所定回数が複数回の場合は、複数回の投光動作とゲート７ａの開閉動作後に撮像動作を終了させることになる。
【００１８】
また、実施例１では、図３に示すように、撮像対象距離をB1→B2→B3→…と連続的に変化させながら撮像する際、撮像エリアの撮像対象幅Aよりも撮像対象距離の増加量（B2-B1）を短くすることで、撮像エリアの一部がオーバーラップしながら変化するように撮像対象距離の増加量を設定している。
【００１９】
図４は、撮像対象距離の増加量を極限まで小さくした場合、言い換えると、撮像エリアを無限に増やして撮像を行った場合の時間的な輝度変化を示す模式図であり、撮像エリアの一部をオーバーラップさせることで、連続する複数の撮像画像における同一の画素の輝度値は、徐々に増加し、ピーク後は徐々に小さくなる特性となる。なお、実際には撮像エリアは有限個（１〜n）であるが、連続する撮像エリアの一部をオーバーラップさせることで、時間的な輝度変化は図４の特性に近くなる。
【００２０】
タイミングコントローラ９は、１フレーム分、すなわち、設定された所定範囲（エリア１、エリア２、…、エリアn）の撮像画像が全て撮像された場合、画像処理部１０に対し画像処理指令信号を出力する。
また実施例１において、タイミングコントローラ９は、上記説明した各撮像エリアの撮像、つまり１フレーム分の撮像を、所定の第１投光量で行い、且つ第１投光量の1/2の投光量にした第２投光量でも撮像を行うようにする。
【００２１】
画像処理部１０は、高速度カメラ８により撮像された１フレーム分の撮像画像（撮像画素）から、距離情報を色や輝度等で表す距離画像データを生成し、生成した距離画像データを物体認識処理部３へ出力する。
【００２２】
図５は実施例１の障害物検出装置１におけるＬＥＤ照明に関するブロック構成を示す図である。（なお、図５の一部の回路部分が照明装置の構成に相当する）
ＬＥＤ照明に関するブロック構成では、タイミングコントローラ９がＣＰＵ９１、タイミング制御部９２、A/D変換部９３を備えている。
また、投光器５は、ＬＥＤ駆動回路５１、ＬＥＤ５２、サーミスタ入力回路５３、雰囲気測定用サーミスタ５４、サーミスタ入力回路５５を備えている。
なお、ＬＥＤ駆動回路５１とＬＥＤ５２、及びサーミスタ入力回路５３は、複数設けるため、図５には、５１a〜５１ｃ、５２ａ〜５２ｃ、５３ａ〜５３ｃと示し、必要とされる投光量を満たす複数が設けられるものとする。（以下説明では、符号を５１、５２、５３と省略して説明する）
【００２３】
ＣＰＵ９１は、タイミングコントローラ９における制御、演算等を行い、高速度カメラ８への撮像動作の制御指令、タイミング制御部９２への投光動作指令を出力する。なお、ＣＰＵ９１は、故障診断として、A/D変換部９３から各ＬＥＤ５２の温度を示す情報を得て、この情報に基づいて故障診断の判定を行う。そして、故障と判断する場合には、該当するＬＥＤ５２の投光動作を停止する等の処理を行う。
【００２４】
タイミング制御部９２は、ＣＰＵ９１からの投光動作の指令に従って、ＬＥＤ駆動回路５１を駆動させる信号を出力する。
A/D変換部９３は、サーミスタ入力回路５３，５４からの温度を示す電圧入力をＣＰＵ９１で認識できる信号にA/D変換し、ＣＰＵ９１へ出力する。なお、A/D変換部９３には、複数のＬＥＤ駆動回路５１のサーミスタTHから信号が入力されるため、入力チャンネルを切り替えることで、複数の入力に対応する。
【００２５】
ＬＥＤ駆動回路５１は、ＬＥＤ５２を所定の短い時間で、且つ所定のタイミングで発光させるようにパルス状の駆動信号をＬＥＤ５２へ出力する。なお、ＬＥＤ駆動回路５１は、温度検出のためにサーミスタTHを備えている。詳細は後述する。
ＬＥＤ５２は、発光素子であり、駆動信号により、障害物検出のための車両前方への投光のために発光する。
サーミスタ入力回路５３は、ＬＥＤ駆動回路５１のサーミスタTHの温度による特性変化を検出する回路部分である。検出温度に対応する信号は、A/D変換部９３へ出力される。
【００２６】
雰囲気測定用サーミスタ５４は、ＬＥＤ５２の雰囲気温度を検出するサーミスタである。
サーミスタ入力回路５５は、雰囲気測定用サーミスタ５４の温度による特性変化を検出する回路部分である。検出温度に対応する信号は、A/D変換部９３へ出力される。
【００２７】
図６に示すのは、ＬＥＤ駆動回路５１及びサーミスタ入力回路５３のＬＥＤの駆動と温度検出に関する部分の回路構成の説明図である。
ＬＥＤ駆動回路５１では、電源ラインからグランドへ下流に向かって電流制限抵抗RL、ＬＥＤ５２、スイッチング素子QLのソース・ドレーンの順に直列に接続する構成である。そして、電流制限抵抗RL付近には、符号５１１で示すように、熱的に結合した状態でサーミスタTHを設ける。なお、ＬＥＤ５２へ供給される電源ラインは、例えば１２Ｖとする。
【００２８】
そして、サーミスタTHは、電源ラインに接続した固定抵抗Rの下流に直列に接続し、グランドへ到るように設ける。サーミスタTHへ供給される電源ラインは、例えば５Ｖとする。そして、固定抵抗RとサーミスタTHの間の電圧を温度検出電圧Voとして検出する。この温度検出電圧VoはA/D変換部９３へ出力する。
【００２９】
作用を説明する。
[故障診断処理]
図７はタイミングコントローラ９で実行される故障診断処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。
【００３０】
ステップＳ１では、ＣＰＵ９１からの指令に基づいて、タイミング制御部９２が、診断波形の出力を開始する。
【００３１】
ステップＳ２では、A/D変換部９３が、診断対象となるＬＥＤ駆動回路５１に対して入力チャンネルを設定する。
【００３２】
ステップＳ３では、ＣＰＵ９１が、サーミスタTH及びサーミスタ入力回路５５からの検出により、ＬＥＤ駆動回路５１の内部の電流制限抵抗RLの温度測定を行う。
【００３３】
ステップＳ４では、ＣＰＵ９１が、雰囲気測定用サーミスタ５４とサーミスタ入力回路５５の検出により、雰囲気温度の測定を行う。そして、雰囲気温度からの電流制限抵抗RLの温度の上昇分を演算する。
【００３４】
ステップＳ５では、ＣＰＵ９１が、温度上昇値が予め設定した正常範囲かどうかを判断し、正常範囲ならばステップＳ７に進み、正常範囲外ならばステップＳ６へ進む。
【００３５】
ステップＳ６では、ＣＰＵ９１が、該当するＬＥＤ５２の駆動を停止するなど、ＬＥＤ故障時の処置を行う。
【００３６】
ステップＳ７では、ＣＰＵ９１が、ＬＥＤ５２の発光タイミングの周期かどうかを判断し、周期となるタイミングならばステップＳ８へ進み、周期となるタイミングでないならばステップＳ７へ戻り、待つようにする。
【００３７】
ステップＳ８では、ＣＰＵ９１が、１つのＬＥＤ駆動回路５１の診断時間T1が終了したかどうかを判断し、終了したならばステップＳ９へ進み、終了していないならばステップＳ３へ戻る。
【００３８】
ステップＳ９では、ＣＰＵ９１が、全てのＬＥＤ駆動回路５１の故障診断が終了したかどうかを判断し、終了したならばステップＳ１０へ進み、終了していないならばステップＳ２へ戻る。なお、ステップＳ２へ戻ると次のＬＥＤ駆動回路５１の測定を行うようにする。
【００３９】
ステップＳ１０では、タイミング制御部９２が、診断波形の出力を終了する。
【００４０】
［距離画像データ生成作用］
タイミングコントローラ９は、高速度カメラ８により撮像される撮像画像が、狙った撮像エリアから帰ってくる反射光のタイミングとなるように、ディレイ時間tDを設定し、高速度カメラ８の撮像タイミングを制御する。狙った撮像エリアに物体が存在している場合、投光器５から出射された光が撮像エリアから戻ってくる時間は、自車両と撮像エリアまでの距離（撮像対象距離）を光が往復する時間となるため、ディレイ時間tDは、撮像対象距離と光速度から求めることができる。
【００４１】
上記方法で得られた高速度カメラ８の撮像画像において、撮像エリアに物体が存在する場合、当該物体の位置に対応する画素の輝度値データは、反射光の影響を受け、他の画素の輝度値データよりも高い値を示す。これにより、各画素の輝度値データに基づいて、狙った撮像エリアに存在する物体との距離を求めることができる。
【００４２】
さらに、実施例１では、ディレイ時間tDを変化させながら撮像エリア１〜nの撮像画像を取得する。続いて、同じ画素位置の前後の距離の輝度値データを比較し、最も高い輝度値データを当該画素で検出する物体の距離とし、撮像範囲(640×480)の距離の情報を持つデータ（距離画像データ）を生成する。
【００４３】
従来のレーザレーダやステレオカメラを用いた距離検出方法では、雨、霧や雪などの影響を受けやすく、信号レベルに対するノイズレベルが大きくなる（SN比が小さい）ため、悪天候時の信頼性が低い。なお、悪天候の影響を受けにくいミリ波レーダを用いた場合、距離検出の信頼性は高くなるが、ミリ波レーダの信号から物体認識（物体の特定）を行うのは困難であり、別途カメラ画像が必要となる。そして、悪天候時にはカメラ画像が不明瞭となるため、正確な物体認識を行うことは困難である。
【００４４】
これに対し、実施例１では、狙った撮像エリアから帰ってくる反射波のみを撮像画像に反映させるため、雨、霧や雪などの影響により屈曲した光、すなわち、ノイズの混入レベルを低く抑え、高いSN比を得ることができる。つまり、悪天候や夜間にかかわらず、高い距離検出精度を得ることができる。
そして、生成された距離画像データにより、画像から検出される物体の距離が分かるため、その後パターンマッチング等の手法を用いて物体認識を行う場合、物体との距離を瞬時に把握できる。
【００４５】
[故障診断作用]
図８は実施例１における診断波形出力、ＬＥＤの駆動パルス、ゲートパルス、抵抗温度のタイムチャートである。図９は実施例１におけるＬＥＤの通常発光パルス、ゲートパルス、ＬＥＤ診断の発光パルス、ＬＥＤの駆動パルスのタイムチャートである。
実施例１では、障害物検出装置１が図２に示すように、所定の撮像対象距離に対する短い発光と、短いゲートの開閉による障害物検出をそのまま行いつつ、ＬＥＤの故障診断を行う。
【００４６】
まず、ＣＰＵ９１から診断処理の開始指令をタイミング制御部９２、及びA/D変換部９３へ出力する。タイミング制御部９２では、この指令により、まず第１番目のＬＥＤ駆動回路５１ａに診断時間T1がオンとなるパルス波形を出力する（ステップＳ１、図８(a)参照）。
これに対応して、診断時間T1に所定の遅れ時間を考慮して、A/D変換部９３では、ＬＥＤ駆動回路５１ａに対応したサーミスタ入力回路５３ｃからの入力を行うように入力チャンネルの切り替えを行う（ステップＳ２）。
【００４７】
次に、ＬＥＤ駆動回路５１ａにより駆動されるＬＥＤ５２ａは、図８(d)に示すように、1/100s以下となる撮像周期To（上記投光周期tPと同じ）を周期として、所定の投光時間tL（例えば、5ns）でパルス光を発光している。
この撮像周期To（投光周期tP）の間の撮像の空き時間に、診断するＬＥＤ５２ａにのみ、所定の診断発光時間T2の発光を行う。診断発光時間T2は、診断時間T1の間で、間欠的に発光するとともに、その発光による撮像対象距離の画像が高速度カメラ８に撮像されないタイミングで、且つ素子が許容する発熱量にする時間を最大とする。
【００４８】
さらに具体的に説明する。
例えば、照明光の到達可能距離を150mとしたとき、ゲートパルスONによって撮像可能時間範囲を求める。
撮像したい被写体までの距離d(m)、光速c(m/s)とすると、ゲートパルスまでのディレイ時間td(s)は往復距離2dを光速cで割った時間となるため、td=2d/cとなる。d_max=150mとすると、td_max=2×150m×3×10^8m/s=1usとなる。
したがって、撮像可能時間範囲は1us以下となる。
【００４９】
最大ゲートパルス幅ts_maxを例えば100nsとし、上記より照明光の通常発光後1usをゲートパルスまでの最大ディレイ時間td_maxとすれば、ゲートパルス間における撮像の空き時間は、以下のようになる。まず第１に、通常発光後td_max+ts_max=1で、1us以後の診断発光はゲートパルスのＯＦＦ後であるため、発光しても撮像に影響はない。そして第２に、通常発光前td_max=1us以前の診断発光による反射光は到達可能距離を超えているため、発光しても撮像に影響はない。
上記より、通常発光後td_max+ts_max=1となり、1us以後且つ通常発光前td_max=1us以前の時間範囲となる。例えば、撮像周期Toを10us(100kHz)とすれば、撮像の空き時間は7.9usであるため、診断発光時間T2は0us<T2≦7.9usの範囲となる。
【００５０】
この診断発光時間T2の発光によって、ＬＥＤ５２ａ及びＬＥＤ駆動回路５１ａの電流制限抵抗RLが発熱すると、熱的に接続されているサーミスタTHの温度特性によりサーミスタTHの抵抗が変化する。
すると、電源ラインからグランドまで固定抵抗Rと直列に接続されたサーミスタTHの抵抗値変化により、固定抵抗RとサーミスタTHの間から検出される検出電圧Voが変化する。上記説明のように検出電圧Voは、図８(h)に示す温度の変化と同様の変化となるため、図８(i)に示すように、ＬＥＤ５２ａが正常範囲内か、開放状態か、短絡状態かの診断が可能となる（ステップＳ３）。
【００５１】
なお、検出電圧Voはサーミスタ入力回路５３ａからA/D変換部９３に入力され、ＣＰＵ９１が認識できる信号に変換されてＣＰＵ９１へ出力される。
また、この診断の際には、雰囲気測定用サーミスタ５４及びサーミスタ入力回路５５で測定する雰囲気温度と比較した温度上昇値により診断するようにして、雰囲気温度の影響を除いた判断を行う（ステップＳ４、Ｓ５）。
この診断を診断時間T1の間で行ったら（ステップＳ７，Ｓ８）、次のＬＥＤ５２ｂ及びＬＥＤ駆動回路５１ｂへ移るようにし（ステップＳ９）、全てのＬＥＤ５２及びＬＥＤ駆動回路５１について診断を行うようにする。
【００５２】
このように実施例１では、1/100s以下の周期で5nsの発光を繰り返すＬＥＤ及びその駆動回路の診断を、駆動を停止させることなく行うので、診断の時間が問題となることがない。また、測定に十分な発熱を行って測定するので、診断の精度は良好なものとなる。
また、実施例１では、１組のＬＥＤ５２及びＬＥＤ駆動回路５１ごとに診断を行うようにして、回路全体の温度が上がらないようにして、良好な温度測定状態を維持し、測定精度を良好に維持している。
【００５３】
実施例１の作用を明確にするために、以下に説明を加える。
高速度カメラ８に用いるＬＥＤ照明装置の場合、ＬＥＤ５２の発光時間が数ms以下と短く、イメージインテンシファイア７ｂを搭載したものになると数nsから数100ns程度となる。ＬＥＤ５２を高速度カメラ８の照明装置に使用する場合、発光時間が短く一定の露光量を得るためにＬＥＤ５２の発光量を増やす必要がある。ＬＥＤ５２はパルス駆動であればＤＣ駆動時の定格値よりも大きな電流を流すことが可能である。そのためＬＥＤ５２はパルス駆動で使用する。
【００５４】
ＬＥＤ５２が故障した場合、短絡故障、開放故障のいずれにおいても撮像された画像が暗くなってしまい、正確な画像処理を行うことが困難になる。
ＬＥＤ５２の故障診断を行うためには、ダイオードの短絡故障、開放故障のいずれにおいても内部インピーダンスにより電力消費がなくなる特性を利用して、ダイオードの温度上昇の有無を監視することが考えられる。
しかしながら、ＬＥＤ５２がパルス駆動され、電流パルス幅が数nsから数100ns程度である場合、正常動作時の温度上昇が小さく、温度変化も緩やかであるため、故障診断に時間がかかるとともに、精度よく故障検出することが困難である。また、ＬＥＤ５２の温度上昇の有無を監視するため、短絡故障と開放故障を区別できない。
【００５５】
これに対して、実施例１では、イメージインテンシファイア７ｂを備えた高速度カメラ８の照明を行うＬＥＤ５２の故障診断をリアルタイムで、且つ低コストで行う。
発光動作用のＬＥＤ駆動回路５１の回路自体は構成を変更せず、温度センサとなるサーミスタTHを各パルス駆動を行う回路の電流制限抵抗RLの付近に熱的に結合した状態で実装する。つまり、ＮＴＣサーミスタであるサーミスタTHと固定抵抗Rを直列に接続したサーミスタ入力回路５３を温度センサとして機能させる。これにより、温度変化に応じた出力電圧変化を得ることができ、この検出電圧VoをA/D変換部９３で測定する。A/D変換部９３は、マイコンに内蔵されているものを用いることが可能で、マイコンは８−１６程度の入力を切り換えて測定可能である。そのため、多数のＬＥＤ５２の診断を低コストで行うことが可能となる。また、電流制限抵抗RLの温度上昇を監視するため、短絡故障と開放故障を区別することが可能となる。
【００５６】
次に、効果を説明する。
実施例１のＬＥＤ照明装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５７】
(1)所定のフレームレートで行われる周期的な撮像のためにＬＥＤ５２で照明を行うＬＥＤ照明装置であって、発光素子であるＬＥＤ５２と、所定の発光周期で繰り返し発光するようＬＥＤ５２をパルス状に駆動させるＬＥＤ駆動回路５１と、ＬＥＤ駆動回路５１に設けられ、ＬＥＤ５２への電流を制限する電流制限抵抗RLと、電流制限抵抗RLの温度を検出することにより、ＬＥＤ５２の発熱による温度上昇値を検出するサーミスタTH及びサーミスタ入力回路５３と、検出したＬＥＤ５２の温度上昇値からＬＥＤ５２の故障診断を行うサーミスタ入力回路５３、A/D変換部９３及びＣＰＵ９１によるステップＳ１〜Ｓ１０の処理を備え、故障診断は、ＣＰＵ９１と連動するタイミング制御部９２により、周期的な撮像の間となる撮像の空き時間に、発光周期での発光よりも長い診断発光時間でＬＥＤ５２を発光させて、故障診断を行うため、発光時間が非常に短い場合でも精度よく故障検出を行うことができる。
【００５８】
(2)上記(1)において、サーミスタTH及びサーミスタ入力回路５３は、電流制限抵抗RLと熱的に接続したサーミスタTHと、サーミスタTHと直列に接続した固定抵抗Rの間の電圧Voにより、温度を検出するため、ＬＥＤ５２の温度変化を、サーミスタTHの抵抗特性の変化で捉えて、電圧Voの出力によって精度よく温度を検出することができる。
【００５９】
(3)上記(1)又は(2)において、ＬＥＤ５２の雰囲気温度を検出する雰囲気測定用サーミスタ５４とサーミスタ入力回路５５を備え、ＣＰＵ９１によるステップＳ３〜Ｓ５の故障診断処理は、サーミスタTH及びサーミスタ入力回路５３で検出した温度と、雰囲気測定用サーミスタ５４とサーミスタ入力回路５５で検出した雰囲気温度との差から温度上昇値を算出し、温度上昇値から故障診断を行うため、雰囲気温度による影響を抑制して、精度よく温度を検出することができる。
【００６０】
(4)上記(1)〜(3)の構成と、ターゲット距離に応じて設定される撮像タイミングでターゲット距離から帰ってくる反射光を撮像するイメージインテンシファイア７ｂ及び高速度カメラ８と、ターゲット距離が連続的に変化するように撮像タイミングを制御するタイミングコントローラ９と、イメージインテンシファイア７ｂ及び高速度カメラ８により得られたターゲット距離の異なる複数の撮像画像における同一画素の輝度に基づいて、画素毎の物体までの距離を表す距離画像データを生成する画像処理部１０を備えたため、自車両前方の状況を連続的に把握でき、これにより運転支援を行うことを継続しつつ、ＬＥＤ５２の故障診断を行うことができる。
【００６１】
実施例１の作用効果について、さらに説明を加える。
高速度カメラ８のＬＥＤ照明装置をパルス駆動する場合、発光時間が非常に短ければＬＥＤ５２及びＬＥＤ駆動回路５１における発熱は、ＤＣ駆動する場合に比べ非常に小さい。そのため、ＬＥＤ５２及びＬＥＤ駆動回路５１にヒートシンクを取り付けるなどの放熱対策を行わなくても、大きな温度上昇は見られない。多数のＬＥＤ５２及びＬＥＤ駆動回路５１を１枚の基板に密集させて実装することも可能で、その場合、各ＬＥＤ駆動回路５１あたりの基板面積は小さくなる。且つ、特別な放熱対策を行わないこともあり、パルス電流のデューティが増加すれば、より影響大きくＬＥＤ５２及びＬＥＤ駆動回路５１の温度が上昇するとことになる。したがって、ＬＥＤ５２及びＬＥＤ駆動回路５１の寿命に影響を与えない程度にパルス幅を拡げて温度を上昇させ、これを検出すれば、電流の有無および電流値の推定ができ、ＬＥＤ５２の開放または短絡故障の診断が可能である。
【００６２】
例えば、発光時間を100ns、撮像フレームレートを100000回/s、撮像時間を2usとすると、発光デューティは１％であるが撮像の空き時間である8usの期間を使用すれば診断のために発光デューティを高めることができる。ＬＥＤ５２の故障を検出した場合、ＬＥＤ駆動回路５１をＯＦＦにし、ＣＰＵ９１に通知することによって発光量の減少分を補正するような処理を行うことができ、多重露光量を増やして発光量の減少を防ぐことができる。
【００６３】
以上、本発明のＬＥＤ照明装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、他の車載装置においてＬＥＤの照明を行うものに利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１    障害物検出装置
２    距離画像データ生成装置
３    物体認識処理部
４    判断部
５    投光器
５１    駆動回路
５１１    （熱的結合部分を示す）符号
５２    ＬＥＤ
５３    サーミスタ入力回路
５４    雰囲気測定用サーミスタ
５５    サーミスタ入力回路
６    対物レンズ
７    光倍増部
７ａ    ゲート
７ｂ    イメージインテンシファイア
８    高速度カメラ
９    タイミングコントローラ
９１    ＣＰＵ
９２    タイミング制御部
９３    A/D変換部
１０    画像処理部
QL    スイッチング素子
R    固定抵抗
RL    電流制限抵抗
To    撮像周期
T1    診断時間
T2    診断発光時間
TH    サーミスタ
Vo    温度検出電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図４】
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