(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被制御車両の複数のハイビームヘッドランプを制御する照明制御方法であって、
イメージセンサにより前記被制御車両の前方のイメージを取得するイメージ取得ステップと、
前記イメージセンサが取得した前記イメージにおいて光源を検出するステップと、
検出された前記光源のそれぞれが、静止光源であるか車両光源であるかを識別する識別ステップと、
前記車両光源がグレアエリアにあるか否かを判定する判定ステップであって、前記グレアエリアは、前記ハイビームヘッドランプの前方車両のドライバが、当該ハイビームヘッドランプが過剰なグレアを引き起こすと知覚するエリアである判定ステップと、
車両光源がグレアエリアにあると判定された場合、前記ハイビームヘッドランプの照明範囲が前記前方車両の前記ドライバにより過剰なグレアとして知覚されないように、前記照明範囲を変更する変更ステップと、
前記グレアエリアに車両光源がないと判定された場合、前記ハイビームヘッドランプの照明範囲を最大照明範囲に設定する設定ステップと、
を備えた照明制御方法。
【請求項２】
前記イメージ取得ステップは、
前記イメージを含むイメージシーケンスを取得するシーケンス取得ステップと、
前記イメージセンサのイメージング・システム軸に対する静止光源の高さを、各前記イメージについて計算する計算ステップと、
計算された前記高さに基づき、前記被制御車両に対する前記イメージセンサの仰角を決定する仰角決定ステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の照明制御方法。
【請求項３】
比較的一定速度で比較的安定移動中に前記イメージシーケンスが取得されたことを検査するステップと、
比較的一定速度で比較的安定移動中に前記イメージシーケンスが取得されなかった場合、前記シーケンス取得ステップ及び前記計算ステップを反復するステップと、
をさらに含む、請求項２に記載の照明制御方法。
【請求項４】
前記仰角決定ステップは、前記イメージシーケンスにおける連続するイメージに対して計算された前記高さの差に基づいて行われる、請求項２に記載の照明制御方法。
【請求項５】
各前記ハイビームヘッドランプは、垂直方向の照準を変えることにより変化する有効照明範囲を有し、各前記有効照明範囲は前記ハイビームヘッドランプのビームの明るい部分の上側範囲に対応する高さ方向を有し、
当該方法は、
イメージシーケンスを獲得するステップと、
前記イメージシーケンスの各イメージにおいて前記ヘッドランプの少なくとも１つに対して高さ方向を決定し、これにより前記ハイビームヘッドランプの少なくとも一つに対して前記決定された高さ方向のシーケンスを与え、
決定された前記高さ方向のシーケンスに基づいて、比較的直線で、均一な表面を移動中に前記イメージシーケンスが取込まれたか否かを決定するステップと、
比較的直線で、均一な表面を移動中に前記イメージシーケンスが獲得された場合に、決定された前記高さ方向を平均化して前記ハイビームヘッドランプの少なくともひとつの実際の高さ方向の推定を獲得するステップと、
をさらに含む請求項１に記載の照明制御方法。
【請求項６】
前記変更ステップにおいて、前記照明範囲は、前記ハイビームヘッドランプが発する光の強度を所定のレートで徐々に減少することにより変更される、請求項１に記載の照明制御方法。
【請求項７】
前記設定ステップにおいて、前記照明範囲は、前記ハイビームヘッドランプが発する光の強度を変化させることにより、前記最大照射範囲に設定される、請求項１に記載の照明制御方法。
【請求項８】
前記変更ステップおよび前記設定ステップの少なくとも一方において、前記照明範囲は、前記ハイビームヘッドランプが発する光の方向を変化させることにより変更または設定される、請求項１に記載の照明制御方法。
【請求項９】
前記ハイビームヘッドランプの少なくとも１つは、高輝度放電（ＨＩＤ）ランプを含み、前記光の方向は、磁界を使用して該ＨＩＤランプのアークを形成する電磁力学的位置決めを使用して変更または設定されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記変更ステップは、増分的に照明範囲を減少するステップを含み、
前記イメージ取得ステップ、前記識別ステップ、前記判定ステップ、及び前記照明範囲を増分的に減少するステップは、前記前方車両の前記ドライバが該ヘッドランプを過剰なグレアと知覚しないような照明のレベルを前記ハイビームヘッドランプが生成するまで反復されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記設定ステップにおいて、霧、雨そして雪を含む組から少なくとも１つの形の降水が検出された場合、前記最大照明範囲は減少されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記変更ステップおよび前記設定ステップにおいて、前記照明範囲は、徐々に変更又は設定される、請求項１に記載の照明制御方法。
【請求項１３】
前記変更ステップにおいて、前記照明範囲が変更されるレートは、前記ハイビームヘッドランプの現在の傾斜角、先行車両の推定範囲、及び周囲光レベルを含むパラメータの一つの関数である、請求項１に記載の照明制御方法。
【請求項１４】
前記識別ステップは、
前記イメージを含むイメージシーケンスを取得するステップと、
前記イメージシーケンスにおける連続するイメージにおいて、前記光源の輝度を検出することにより、前記光源に交流電力が供給されているか否かを判定するステップと、
前記光源に交流電力が供給されていると判定された場合、前記光源が静止光源であると判定するステップと、
を含む、請求項１に記載の照明制御方法。
【請求項１５】
前記識別ステップは、
前記イメージを含むイメージシーケンスを取得するステップと、
前記前記イメージシーケンスにおける連続するイメージのそれぞれにおいて、前記光源の位置を検出することにより、前記連続するイメージにおける当該位置の変化量を検出するステップと、
前記変化量が所定値より大きい場合、前記光源が静止光源であると判定するステップと、
を含む、請求項１に記載の照明制御方法。
【請求項１６】
車両のハイビームヘッドランプを制御する照明制御システムであって、
前記車両の前方のイメージを取得するイメージセンサと、
前記イメージセンサに結合された制御回路と
を備え、
前記制御回路は、
イメージセンサにより前記被制御車両の前方のイメージを取得する手段と、
前記イメージセンサが取得した前記イメージにおいて光源を検出する手段と、
検出された前記光源のそれぞれが、静止光源であるか車両光源であるかを識別する手段と、
前記車両光源がグレアエリアにあるか否かを判定する手段であって、前記グレアエリアは、前記ハイビームヘッドランプの前方車両のドライバが、当該ハイビームヘッドランプが過剰なグレアを引き起こすと知覚するエリアである手段と、
車両光源がグレアエリアにあると判定された場合、前記ハイビームヘッドランプの照明範囲が前記前方車両の前記ドライバにより過剰なグレアとして知覚されないように、前記ハイビームヘッドランプの照明範囲を変更する変更手段と、
前記グレアエリアに接近する車両光源がないと判定された場合、前記ハイビームヘッドランプの照明範囲を最大照明範囲に設定する手段と、
を含む、照明制御システム。
【請求項１７】
前記変更手段は、前記ハイビームヘッドランプが発する光の強度を所定のレートで徐々に減少することにより、前記照明範囲を選択する、請求項１６に記載の照明制御システム。
【請求項１８】
前記制御回路は、照明範囲が前記変更された照明範囲へ変わるレートを選択する手段を含む、請求項１６に記載の照明制御システム。
【請求項１９】
前記照明範囲が変更されるレートは、前記ハイビームヘッドランプの現在の傾斜角、先行車両の推定範囲、及び周囲光レベルを含むパラメータの一つの関数である、請求項請求項１６に記載の照明制御システム。
【請求項２０】
照明範囲が前記変更された照明範囲へ変わるレートは、前記イメージセンサにより取得される前記イメージにおいて識別される車両光源の推定距離の関数に基づいて選択される、請求項１８に記載の照明制御システム。
【請求項２１】
前記ハイビームヘッドランプは、１から２秒の間に、照明範囲を前記変更された照明範囲へ遷移させる、請求項１６に記載の照明制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
産業上の利用分野
この発明は、自動的に連続的に可変でヘッドランプを制御して、ヘッドランプの前のドライバーにより見られる過剰なグレアを防ぐことに関する。
【０００２】
従来の技術
最近、連続可変照度範囲を作り出すヘッドライトが、入手可能となった。照度幅を、ヘッドランプから発せられる光線の強さを変化させるとか、あるいは光線の方向を変化させることかあるいはその双方で変化させることができる。
【０００３】
ヘッドランプの照度を変化させることは、幾つかの方法で達成させることができる。第１手段は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号をヘッドランプに提供する。ヘッドランプ電力のデューティサイクルを変化させることにより、ヘッドランプの照明強度を、増加または減少することができる。これは、ＰＷＭ信号を制御装置から、ヘッドランプ球に直列で高電力電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）に供給することで達成される。
【０００４】
ヘッドランプの電力デューティサイクルを変化させるためのもう一つの手段は、ＰＷＭ信号を、モートローラ社のＭＣ３３２８６のようなランプ駆動集積回路に供給することである。この集積回路は、ヘッドランプへの最大突入電流を制限する付加的利益を与え、従って、ヘッドランプ球の寿命を伸ばす潜在的利点を提供する。
【０００５】
ヘッドランプの照度を変化させるための更にもう一つの手段は、高輝度放電（ＨＩＤ）ランプを使用する。該ＨＩＤランプは、新しく、効率が高いヘッドランプのテクノロジーである。ＨＩＤに電力を供給するために使用される安定器を、制御信号と共に直接供給して、ヘッドランプ照明強度を変化させることができる。
【０００６】
ヘッドランプ照明強度を変化させるための更にもう一つの手段は、減衰フィルタを設け、ヘッドランプから発射されている光線の一部を吸収させることである。エレクトロクロミック（電気発光）フィルタを、ヘッドランプの前に置くことができる。エレクロトロクロミック・フィルタに印加された電圧を変化させることで、吸収される光量、従って、発射される照明レベルを変化させることができる。
【０００７】
ヘッドランプから発射される光の方向を変化させるための複数の入手可能な手段がある。ヘッドランプの照準は、アクチュエータを使用して変動され、ヘッドランプ・ハウジングを車両に対して動かすことができる。典型的に、アクチュエータは、ステッパー・モータのような電気モータである。
【０００８】
適切に設計された反射器を有するヘッドランプに対して、機械的に光源を該反射器に対して移動させることで、ヘッドランプのビームの方向を、ヘッドランプ照明強度と同様に変化させることができる。
【０００９】
ＨＩＤヘッドランプは、更に、ヘッドランプのビームを照準する幾つかの方法を提供する。この方法には、ランプの出力を変化させるような方法でアークを偏向しまたは摂動することが含まれる。参照により本明細書に組み込まれている、Ｗ．Ｌａｐａｔｏｖｉｃｈ、Ｓ．Ｂｕｌｌｔｅｒ、Ｂｏｃｈｉｎｓｋｉ、とまたＨ．Ｇｏｓｓに対する“電極無しのＨＩＤランプを偏向する方法”の名称の方法米国特許５０５０８，５９２は、ＨＩＤランプを、高周波無線信号で励起することを説明している。信号を変調することで、ランプを、音響共振点で作動させて、アークを静止位置から偏向する。電磁力学的位置決め（ＭＤＰ）として知られている別の技術は、磁界を使用してＨＩＤのアークを形成する。ＭＤＰは、マサチュセッツ州、ダンバースのＯｓｒａｍ  Ｓｙｌｖａｎｉａ  Ｉｎｃ．により開発された。
【００１０】
連続可変ヘッドランプを実施するための一連の方法は、全米自動車技術者協会（ＳＡＥ）の、刊行物ＳＰ−１３２３の表題“自動車照明テクノロジー”の中で説明され、本明細書の中で参照で組み込まれている。
【００１１】
連続可変ヘッドランプの自動制御は、従来のオン・オフのヘッドランプの自動制御と比較して複数の実現可能な利点を提供する。得られる照明の柔軟性の幅が大きければ、ヘッドランプの照明を運転条件により良く対応させることができる。また連続的にヘッドランプ照明を変化させることで、ドライバーを刺激する照明の急激な変化を起こらせない。連続的可変且つ従来の離散ヘッドランプの両方を制御するための種々の方法が工夫された。最も古い方法のひとつは、ヘッドランプを、ステアリング・ホイールと同じ方向に照準することである。もう一つの方法は、車の速度に比例して照明範囲を広げることである。
【００１２】
ヘッドランプを制御するための更にもう一つの方法が、ＨＩＤランプのために開発された。増加した明るさと青色のＨＩＤランプは、特に向かってくるドライバーを困惑させる。該困惑効果のために、あるヨーロッパの国では、車両にＨＩＤランプが使用されている場合は、ヘッドランプの均一化システムを要求している。これらヘッドランプ均一化システムは、路面に対する車両のピッチを検出して、ヘッドランプの垂直の照準を検出を調整する。更に進歩したシステムは、車両の速度を使用して、加速により起こる小さなピッチ外乱を予測する。
【００１３】
現行の連続可変ヘッドランプ制御システムの一つの問題は、ヘッドランプの照明範囲を決定するのに当たって、到来するかまたは先行する車両を考慮することができないことである。一つの従来の技術は、“自動車のためのヘッドライト装置”の名称の、Ｙ．Ｓｅｋｏによる米国特許４，９６７，３１９の中で説明されている。該装置は、ヘッドランプに直接連結されている５素子の線形光センサ・アレーの出力に沿った車両速度を利用している。ヘッドランプは、自動車の運転に組み込まれて、照明ビームの仰角を調整している。この設計では、各ヘッドランプに対して別個の感知および制御システムを要求するか、または代わりに車両に対面する交通の側面のみに制御されるヘッドランプを勧告している。この設計では、多数の問題が存在する。第１に、光学センサと連動する電子部品は、熱いヘッドランプに密接に接近している。第２に、イメージ・センサを車両の低いフロント部分の上に置くことは、イメージ表面が汚れやちりにより覆われることになる。第３に、イメージ・センサをヘッドランプ・ビームに接近して置くことは、霧、雨あるいは空気中のちりの微粒子からの散乱光のマスクキング効果をシステムに受けさせる。第４に、このシステムは、色識別能力を有しておらず、解像度はわずかに５ピクセルであり、イメージング・システムは、何らかの距離においてヘッドランプあるはテール・ランプの横方向と高さの場所を正確に判別できない。
【００１４】
ヘッドランプ照明が、到来あるいは先行する車両のドライバーに対し極端にグレア作り出す場合、到来するヘッドランプと先行するテールランプの検出に基づく連続可変ヘッドランプを制御することが必要である。
【００１５】
発明の要約
本発明の目的は、到来する車両から検出されたヘッドランプと先行する車両のテールランプを基礎として、連続的に可変ヘッドランプを制御することである。このシステムは、操縦可能なヘッドランプシステムのヘッドランプの正しい照準を決定して、可変輝度ランプシステムの中でヘッドランプの正しい輝度を決定する。ヘッドランプ照明領域において段階的変化が、支援されるべきである。この制御システムは、また周囲光条件の広範囲にわたって正しく動作すべきである。
【００１６】
本発明のもう一つの目的は、操縦可能ヘッドランプシステムにおいてヘッドランプの正しい照準を決定するヘッドランプ制御システムを提供することである。  本発明の更なる目的は、検出された到来する車両と先行する車両に反応して、ヘッドランプのビームの強度を連続的に変化させるヘッドランプ制御システムを提供することである。
【００１７】
本発明の更なる目的は、高ビームから低ビームへまた低ビームから高ビームへの遷移が、段階的であり、従って車両のドライバーを驚愕させないヘッドランプ制御システムを提供することである。
【００１８】
本発明の更なる目的は、周囲光条件の広範囲にわたって連続的にヘッドランプの制御を提供することである。
この発明の前記の目的と特徴を達成するのに当たり、連続可変制御ヘッドランプを制御するための方法が提供される。この方法は、周囲光レベルを検出することを含む。該連続可変ヘッドランプは、周囲光レベルが、第１の閾値より大きい場合は、昼光モードに設定される。ヘッドランプは、周囲光レベルが、第１の閾値より小さいものの第２の閾値より大きい場合は、ロービーム・モードに設定される。自動的ヘッドランプの調光は、周囲光レベルが第２閾値より小さい場合に、作動可能にされる。
【００１９】
本発明の実施形態の中で、自動ヘッドランプ調光は、ヘッドランプ前面のイメージを得ることを含む。イメージは、ヘッドランプの前の車両におけるドライバーが、ヘッドランプが全レンジである場合に、連続可変ヘッドランプを非常にグレアを生じるものとして知覚するポイントを含むグレア・エリアをカバーする。イメージは処理され、車両がグレア・エリア内にいるかどうかを決定する。車両がグレア・エリアの内にある場合、連続可変ランプの照明範囲は、減少される。そうでない場合は、連続可変ヘッドランプは、全照明範囲に設定される。種々の微調整において、連続可変照明範囲は、照射光の輝度を変化させるか、あるいは照射光の方向を変化させるか、あるいはその双方により変更できる。
【００２０】
本発明のもう一つの実施形態において、連続可変ヘッドランプの照明範囲を減少するステップは、増分的に照明範囲を減少することを含む。照明範囲が、連続可変ヘッドランプの前の車両にいるドライバーにより過度のグレアであるとして知覚されない、到来するまたは先行する車両位置において照明範囲が照明レベルを生成するまで、イメージを得るステップ、イメージを処理するステップ、および増分的に照明範囲を減少するステップが、反復される。
【００２１】
本発明のもう一つの実施形態において、周囲光レベルは、連続可変ヘッドランプを有する被制御車両に対して仰角を有するマルチピクセル・イメージ・センサにより決定される。この方法は、イメージのシーケンスを獲得するステップと、各イメージに静止光源を探すステップと、各イメージにおいて静止光源の高さの測定を計算しするステップと、計算された高さ測定に基づき仰角を決定するステップを含む。
【００２２】
本発明のもう一つの実施形態において、全照明範囲は、霧、雨、雪、同様なものの少なくとも１つの降水が検出された場合は、減少される。
本発明の別の実施形態において、連続可変ヘッドランプの各々は、照準された垂直方向を変化させることにより、有効照明範囲をもつ。有効照明範囲の各々は、ヘッドランプ・ビームの明るい部分の上側範囲に対応する高さ方向を有している。この方法は、更にイメージのシーケンスを獲得するステップを含む。高さ方向は、シーケンスの各イメージにおいて少なくともひとつの連続可変ヘッドランプに対して決定される。比較的真直ぐ、均一の表面上に移動中にイメージのシーケンスが取られたか否かに関し決定が行われる。該シーケンスが、取られた場合は、決定された高さ方向は、平均化されて、実際の高さ方向を推定する。
【００２３】
被制御車両上の少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御するためのシステムがまた提供される。各連続可変ヘッドランプは、照準された水平方向と、照準された垂直方向と、照射輝度を含む１セットから少なくとも１個のパラメータを変えることにより変えられる有効照明範囲を有している。このシステムは、到来する車両のヘッドランプと先行する車両のテールランプの横方向と高さの場所を決定することができるイメージイング・システムから成る。このシステムは、また少なくとも１つのヘッドランプの前からイメージを獲得することができる制御装置を含む。イメージは、ヘッドランプの前にいる車両のドライバーが、ヘッドランプに過度にグレアを引き起こすものとして知覚するポイントを含むグレア・エリアをカバーする。このイメージは処理され、到来する車両と先行する車両を含む少なくとも１台の車両が、グレア・エリア内にあるかどうかを決定する。少なくとも１台の車両がグレア・エリアにある場合は、ヘッドランプの照明範囲は減少される。そうでない場合は、ヘッドランプの照明範囲は全照明範囲に設定される。
【００２４】
本発明の実施形態において、被制御車両は、可変輝度を持つ少なくとも１個のロービーム・ヘッドランプと、そして可変輝度を持つハイビーム・ヘッドランプを有している。制御装置は、ハイビーム・ヘッドランプの輝度を減少することで照明範囲を縮小する一方、ロービーム・ヘッドランプの輝度を増加する。
【００２５】
本発明のもう一つの実施形態において、ヘッドランプは、少なくとも１本のフィラメントを加熱することで照明を生成し、被制御車両のエンジンが作動している時、そしてフィラメントを含むヘッドランプが光を照射するために制御されていないときに、制御装置は、小量の電流を各フィラメントを通り流すようにする。フィラメントを加熱する小量の電流は、フィラメントの脆弱性を減らし、フィラメントの寿命を伸ばす。
【００２６】
本発明のさらに一つの実施形態において、イメージング・システムは、バックミラー・マウントに組込まれている。このイメージング・システムは、防風ガラス・ワイパーにより清掃される被制御車両の防風ガラスの部分を通り照準される。
【００２７】
本発明のもう一つの実施形態において、被制御車両は、可変垂直照準方向を持ったヘッドランプを有している。システムは、更に、路面に関して車両ピッチを決定するための少なくとも１個のセンサを含む。制御装置は、被制御車両のピッチ変化を補償するためにヘッドランプを照準する。微調整において、被制御車両は、速度センサを含む。制御装置は、被制御車両速度における変化に基づいて、被制御車両のピッチ変化を予測する。
【００２８】
本発明のもう一つの実施形態において、被制御車両は、可変水平照準方向を持つヘッドランプを含む。この制御装置は、先行する車両が到来交通から被制御車両の反対側の縁石車線にあるかそしてグレア・エリアであるかを決定する。先行する車両が縁石車線のひとつにいない場合、ヘッドランプ照明範囲は、到来する交通から離れてヘッドランプを照準することにより縮小される。
【００２９】
本発明のもう一つの実施形態において、制御装置は、所定のレートにおいて所定の遷移時間にわたりヘッドランプ照明範囲を縮小する。
システムは、また照準された垂直方向を変えることにより変化させることができる有効照明範囲を有する少なくとも１つの連続可変ヘッドランプを制御することができる。有効照明範囲の各々は、ヘッドランプ・ビームの明るい部分の上側範囲に対応した高さ方向を有している。システムは、到来する車両からヘッドランプの横方向と高さの場所を決定することができるイメージング・システムを含む。このイメージング・システムは、各ヘッドランプ上の垂直距離に設けられている。このシステムは、またヘッドランプの前面のイメージを獲得するための制御装置を含む。イメージは、到来する車両のドライバが、連続可変ヘッドランプに過度なグレアを引起こしていることを知覚するポイントを含むグレア・エリアをカバーする。イメージは、処理され、少なくとも１台の到来する車両がグレア・エリア内にあるかどうかを決定する。この少なくとも１台の到来する車両が、グレア・エリア内にある場合は、イメージング・システムと少なくとも１台の到来する車両のヘッドランプとの間の仰角が決定される。少なくとも１台の到来する車両が、グレア・エリア内にある場合は、連続可変ヘッドランプは、高さ方向がイメージング・システムと最も大きな決定された仰角を生じている到来する車両のヘッドランプとの間の線にほぼ並行になるように照準される。
【００３０】
システムは、また連続可変ヘッドランプを制御するために提供される。システムは、少なくとも１個の霧、雨と雪のような少なくともひとつの形の降水を検出するための少なくとも１個の湿気センサから成る。
【００３１】
本発明の前記の目的とまた他の目的と、特徴と、また利点は、別添の図面を参照しながら、下記の本発明を実施するための詳細な説明から明らかとなる。
発明を実施するための最良の形態
ここで図１を参照し、到来する車両と先行する車両と共に連続可変ヘッドランプの照明範囲が示されている。被制御車両２０は、少なくとも１個の連続可変ヘッドランプを含む。ヘッドランプ２２の各々は、照明範囲２４として知られている明るいライトの可変領域を生成する。照明範囲２４内にある到来する車両２６あるいは先行する車両２８のドライバーは、過度のグレアを生成するものとしてヘッドランプを見る可能性がある。このグレアは、到来する車両２６あるいは先行する車両２８のドライバーにとって、路上の物体を見たり、車両の計器を読んだり、車両２６、２８が照明範囲２４の圏外にあると夜視認条件を再調整することを困難にさせる。従って、照明範囲２４は、到来する車両２６あるいは先行する車両２８のドライバーにより、グレア・エリアとして知覚される。
【００３２】
本発明は、到来する車両２６あるいは先行する車両２８を検出して、それに従って照明範囲２４を縮小する制御装置を提供することにより、到来する車両２６あるいは先行する車両２８のドライバーにより見られるグレアのレベルを縮小しようとすることである。
【００３３】
ここで、図２を参照し、この発明の実施形態に従った制御システムのブロック線図が示されている。一般的に参照符号４０で示されている連続可変ヘッドランプのための制御システムは、イメージング・システム４２と、制御装置４４と、また少なくとも１個の連続可変ヘッドランプ・システム４６を含む。イメージング・システム４２は、イメージ・アレイ・センサ５２上の被制御車両２０の前面の領域から光５０を焦点するように動作する車両イメージイング・レンズ・システム４８を含む。イメージング・システム４２は、到来する車両２６および先行する車両２８からのヘッドランプの横方向および高さの場所を決定することができる。本発明の好ましい実施形態において、車両イメージング・レンズ・システム４８は、２個のレンズ・システムを含み、一方のレンズ・システムは、赤色フィルタを有し、他方のレンズ・システムはシアン・フィルタを有している。レンズ・システム４８は、イメージ・アレイ・センサ５２が、被制御車両２０の前面の同じ領域の赤色とシアンのイメージを同時に見ることができる。イメージ・アレイ・センサ５２は、好ましくはピクセル・センサのアレイから成る。車両イメージング・レンズ・システム４８とイメージ・アレイ・センサ５２に関する詳細は、図１４から１６に関連して下記に説明される。
【００３４】
好ましい実施形態において、イメージング・システム４２は、イメージ・アレイ・センサ５２の部分によりビューするための仰角の広範囲にわたって光５６を集光するために作動可能な周囲光レンズ・システム５４を含む。周囲光レンズ・システム５４は、以下に図２０と関連させて説明されている。代わりに、車両イメージング・レンズ・システム４８を経由して焦点された光５０を使用して、周囲光レベルを決定することができる。代わりに、イメージング・システム４２から全く分離した光センサが、周囲光レベルを決定するのに使用できる。
【００３５】
好ましい実施形態において、イメージング・システム４２は、室内のバックミラー・マウントに組み込まれている。イメージング・システム４２は、少なくとも１個の防風ガラス・ワイパーにより清掃されている被制御車両２０の防風ガラスの部分を経由して照準される。
【００３６】
制御システム４４は、ピクセルのグレー・スケール・レベル５８で受け入れ、イメージ・センサ制御信号６０とヘッドランプ照明制御信号６２を生成する。制御回路４４は、イメージイング・アレイ制御とアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）６４とプロセッサ６６を含む。プロセッサ６６は、デジタル化されたイメージ・データを受信し、シリアルリンク６８を経由して制御情報をイメージイング・アレイ制御とＡＤＣ６４に送信する。制御装置４４の好ましい実施形態は、以下に図１７から図１９に関連して説明される。
【００３７】
制御システム４０は、被制御車両２０の路面に関係するピッチ角を検出するための車両ピッチ・センサ７０を含む。典型的に、２個のピッチ・センサ７０が必要である。各々のセンサは、フロントあるいはリヤ車軸の近くの被制御車両２０のシャーシの上に取付けられる。センサ要素は、車軸に固定される。車軸が、シャーシに関して移動するので、センサ７０は、回転あるいは線形変位の何れかを測定する。追加情報を提供するために、制御装置４４は、車速度センサ７２を連結させることができる。
【００３８】
制御システム４０は、１個あるいはそれ以上の湿気センサ７４を含む。霧、雨あるいは雪のような降水が、ヘッドランプ２２からの過度な光を被制御車両２０のドライバーに戻り反射させる。降水は、到来する車両２６および先行する車両２８が検出される範囲を減少する。湿気センサ７４からの入力は、従って照明範囲２４の全範囲を減少するために使用することができる。本発明を実施するために使用することができる湿気センサは、以下に図２１と２２に関連して説明される。
【００３９】
連続可変ヘッドランプ２２の各々は、少なくとも１個のヘッドランプ制御装置７６により制御される。各ヘッドランプ制御装置７６は、照明制御信号６２を制御装置４４から受信し、ヘッドランプ２２に、ヘッドランプ２２から発せられる光７８の照明範囲２４を変更するようにする。連続可変ヘッドランプ２２のタイプにより、ヘッドランプ制御装置７６は、ヘッドランプ２２から発せられる光７８の輝度を変えることができ、ヘッドランプ２２から発せられる光７８の方向を変えることができ、あるいはその双方をできる。ヘッドランプ制御装置７６のために使用できる回路の例は、以下に図１７ａと１７ｂに関連して説明される。
【００４０】
本発明の実施形態において、制御装置４４は、到来する車両２６あるいは先行する車両２８のドライバーがヘッドランプ２２を知覚して過度なグレアを引起こすポイントを含むグレア・エリアをカバーするイメージを、獲得することができる。制御装置４４は、イメージを処理し、少なくとも１台の車両２６、２８が、グレア・エリア内にあるか否かを決定する。少なくとも１台の車両が、グレア・エリア内にある場合は、制御装置４４は、照明範囲２４を縮小する。そうでなければ、ヘッドランプ２２は、全照明範囲にセットされる。
【００４１】
本発明の実施形態において、照明範囲２４を縮小することと、ヘッドランプ２２を全照明範囲に設定することは、徐々に起こる。照明範囲２４の急激な遷移は、被制御車両２０のドライバーが正確な切替え時間を気が付かないので、ドライバーを驚かせるかもしれない。ロービーム・ヘッドランプに対応して減光される照明範囲２４から全照明範囲２４に復帰するために、１から２秒間の遷移時間が望まれる。照明範囲２４の緩やかな遷移は、また制御システム４０を、到来する車両２６あるいは先行する車両２８の偽検出から回復させることができる。イメージ獲得時間は、約３０ミリ秒であるので、被制御車両２０のドライバーが何らかの変化に気が付くことなしに、訂正は生じる。
【００４２】
ローとハイ・ビームを有する被制御車両２０に対して、照明範囲２４の縮小することは、ロービームのヘッドランプ２２の輝度を上げながら、ハイビーム・ヘッドランプ２２の輝度を減少することで達成できる。反対に、周囲光レベルが一定の閾値以下に落ちたときは、ロービームのヘッドランプを、そのまま維持させることができる。
【００４３】
可変水平照準方向を有する少なくとも１個のヘッドランプ２２を有する被制御車両２０に対して、照明範囲２４が縮小されたとき、ヘッドランプ２２の照準は到来する車両２６の方向から離れて移動され得る。被制御車両２０のドライバーが、車道の縁、道路標識、歩行者、動物および被制御車両２２の縁石側に現れる可能性がある同様のものを良く見ることができるようにする。好ましい実施形態において、制御装置４４は、何れかの先行する車両２８が、到来する交通から被制御車両２０の反対側の縁石車線にあり且つグレア・エリアにあるか否かを決定することができる。そうでない場合は、照明範囲２４を縮小することは、到来する交通の方向から離れたヘッドランプ２２を照準することを含む。先行する車両が、縁石車線に検出された場合は、照明範囲２４は、ヘッドランプ２２の水平照準を変更することなく縮小される。
【００４４】
ここで、図３を参照し、本発明に従い、異なる周囲光条件において連続可変ヘッドランプを制御するための方法のフロー図が示されている。図３と示されている各追加のフロー図に対して、動作は、必ずしも逐次動作ではない。同様に、動作は、ソフトウエア、ハードウエア、あるいは両者の組み合せで実行される。本発明は、特定の実行に制約されることなく、例示の場合からシーケンシャルなフローチャートに示されている。
【００４５】
日暮時は、別個のドライバーまたは自動化されたヘッドランプ・システムは、ヘッドランプと走行ランプを点灯する。本発は、到来する車両２６のヘッドランプと先行する車両２８のテールランプを検出することにあるから、被制御車両２０はヘッドランプを点灯するときと、車両２６、２８が検出されるときとの間に時間の期間がある。車両２６、２６のヘッドランプとテールランプが点灯する各種の周囲光条件に適応するために、本発明の実施形態は、システム動作に対して２つの閾値を使用している。
【００４６】
周囲光レベルは、ブロック９０において検出される。ブロック９２において、周囲光レベルは、日中閾値と比較される。周囲光レベルが、日中閾値より大きい場合は、ヘッドランプは、ブロック９４においてデエイライト・モードに設定される。デエイライト・モードは、デエイライト走行ランプ（ＤＲＬ）を点灯することを含む。
【００４７】
本発明の実施形態において、被制御車両は、少なくとも１本のフィラメントを加熱することにより照明を生成する連続可変ヘッドランプ２２のようなヘッドランプを含み、フィラメントの有効寿命は、ヘッドランプが光を放射するように制御されていないときに、素子を経由して小量の電流を流すことにより伸ばすことができる。電流の量は、フィラメントに発光させないでフィラメントを加熱するのに充分な大きさである。この加熱は、フィラメントの脆弱化を少なくし、衝撃と振動の破損を少なくする。
【００４８】
周囲光レベルが、デエイライト閾値以下に下がったときは、周囲光レベルは、ブロック９６の夜間閾値と比較される。周囲光レベルが、デエイライト閾値より低く、夜間閾値より大きい場合は、ヘッドランプは、ブロック９８において、ロービーム・モードに設定される。ロービーム・モードにおいて、標準ロービーム・ヘッドランプは点灯させるか、あるいは連続可変ヘッドランプ２２がロービーム・パターンに対応する照明範囲２４に設定するか何れかである。テールランプが含まれている走行ランプも、また点灯させることができる。
【００４９】
周囲光レベルは、夜間閾値以下に下がったときは、自動ヘッドランプ減光は、ブロック１００において作動可能にされる。自動ヘッドランプ減光モードの間、制御装置４４は、ヘッドランプ２２の前面のイメージを獲得する。イメージは、到来する車両２６あるいは先行する車両２８のドライバーがヘッドランプ２２を知覚し過度なグレアを引き起こす点を含むグレア・エリアをカバーする。制御装置４４は、イメージを処理し、車両２６、２８がグレア・エリア内にあるか否かを決定する。少なくとも１台の車両２６、２８が、グレア・エリア内にある場合は、制御装置４４はヘッドランプ照明範囲２４を縮小する。そうでない場合は、ヘッドランプ照明範囲２４は全照明範囲に設定される。
【００５０】
到来する車両２６あるいは先行する車両２８のドライバーにより見られるグレアを減らすことに加えて、複数の利点が、本発明により達成される。研究結果は、多くのドライバーが、ハイビームを減光することを忘れる恐ろしさのために、あるいはハイビーム制御に慣れないために、あるいは他の運転の面に専心するために殆どハイビーム使用しないことを示している。到来する車両２６と先行する車両２８が存在しないときに、自動的に全照明範囲を提供することで、被制御車両２０のドライバーは、より大きな可視性を感じる。
【００５１】
本発明により達成されるもう一つの利点は、現在法律で許されていない、被制御車両２０の前面のエリアを照明する能力である。ハイビーム照準の現在の法的制限は、部分的に、ハイビームが減光されないならば、到来する車両２６のドライバーを完全にはブラインドしないことに基づく。制御システム４０を使用することで、照明範囲２４は拡張され、頭上、道路側標識をより良く照明し、夜間ナビゲーションに大幅に役立てることができる。本発明は、接近し到来する車両２６あるいは先行する車両２８により自動的に照明範囲２４を縮小するので、一時的に該車両２６、２８のドライバーのブラインドする危険が、大幅に削減される。
【００５２】
ここで、図４を参照し、本発明に従った自動ヘッドランプ減光のフロー図が示されている。図４から図６に説明されている方法は、参照により本明細書に組込まれている、“ヘッドランプを自動的に減光するための制御システム”の名称、Ｊ．Ｓｔａｍ、Ｊ．ＢｅｃｈｔｅｌとＪ．Ｒｏｂｅｒｔによる、米国特許出願番号９３１，２３２により詳しく説明されている。
【００５３】
制御装置４４は、車両２６、２８の存在を検出するためのイメージング・システム４２を経由して得られるイメージを獲得し且つ検査するために使用される。イメージは、ブロック１１０におけるシアン・フィルタを経由して獲得される。ブロック１１２により支配されるループは、処理されるべき次のピクセルを選択する。次のピクセルは、ブロック１１４で処理され、ヘッドランプの存在を検出する。ヘッドランプの存在を検出するための方法は、以下に６図に関連して説明される。到来する車両２６に対する何らかのヘッドランプが、ブロック１１６で発見されるかどうかを決定するためのチェックが行われる。一般的に、車両２６のヘッドランプは、先行する車両２８のテールランプより大幅に明るく現れる。従って、テールランプを探すために使用されるイメージに対する利得は、ヘッドランプイメージを探すために使用される利得より大きい。従って、テールランプを探すために使用されるイメージの中に現れる到来する車両２６のヘッドランプが、イメージを洗い落とすことができる。ヘッドランプを発見できない場合は、イメージは、ブロック１１８においてシアンと赤色フィルタを経由して獲得される。ブロック１２０により支配されるループは、赤色フィルタとを経由し各イメージのピクセルをそしてシアンピクセルを経由して対応するイメージピクセルを選択するのに使用される。各赤色イメージピクセルと、そして対応するシアン・イメージピクセルは、ブロック１２２で処理され、テールランプの存在を検出する。赤色およびシアンのイメージピクセルを使用してテールランプを検出するために使用される方法は、下記に図５に関連して説明される。ヘッドランプに対するチェックが完了して、ヘッドランプが全く検出されなかった場合は、テールランプに対するチェックが完了され、照明範囲は、ブロック１２４で制御される。連続可変ヘッドランプ２２の照明範囲２４を制御するための種々の代案が、前記の図２と３と下記の図７から１３に関して説明される。
【００５４】
図４の中で示されている代案が実施可能である。例えば、ブロック１１０のシアン・フィルタを経由して入手されたイメージは、ブロック１１６のシアン・フィルタを経由して入手されたイメージとして使用される。
【００５５】
ここで、図５を参照し、本発明の実施形態に従ったテールランプを検出するための方法のフローチャートが、示されている。車両イメージング・レンズ・システム４８における赤色フィルタを経由して光５０をイメージ化するイメージ・アレイ・センサ５２におけるピクセルが検査される。
【００５６】
イメージ・アレイ・センサ５２内の各ピクセルの場所は、最初にブロック１３０のテールランプ・ウインドウ内にあるように決定される。本発明の好ましい実施形態において、イメージ・アレイ・センサ５２は、充分な解像度を有する赤色とシアンのフィルタを経由してイメージを獲得するのに必要である以上のより多数のピクセルを含む。追加ピクセルは、被制御車両２０に関連するメージング・システム４２に照準することにおける不完全さ補償するために使用できる。ピクセルの追加行と列を含めることで、イメージ・アレイ・センサ５２の縁にあるピクセルの行と列は、照準の変動を補償するために無視されることができる。被制御車両２０に関連してイメージング・システム４２を照準する方法は、下記に図９から１３に関連して説明される。ピクセルが、テールランプ・ウインドウ内にあると決定されない場合は、フローチャートが励起され、次のピクセルが、ブロック１３２におけるとおりに検査のために選択される。
【００５７】
赤色イメージから選択されたピクセルが、テールランプ・ウインドウ内にある場合は、ピクセルの値は、ブロック１３４におけるシアン・イメージから対応するピクセルと比較される。決定は、比較を基礎としてブロック１３６で行われる。赤色ピクセルが、シアンピクセルよりＮ％大きくない場合は、次の赤色ピクセルが、ブロック１３２と同様に決定される。複数の基準を、Ｎ値を決定するために使用することができる。Ｎを固定することができる。Ｎはまた周囲光レベルから引き出すことができる。Ｎは、また試験されたピクセルの空間場所を基礎とするものにできる。被制御車両２０の前面の離れた先行する車両２８に、全範囲輝度で照明２４に従わせることができる。従って、Ｎに対するより低い値は、被制御車両２０の前面に直接のピクセルに対して使用することができる一方、Ｎに対するより低い値は、被制御車両２０の前面に直接的でないエリアに対応するピクセルに対して使用することができる。
【００５８】
検査されたピクセルは、一旦充分に赤色であると決定されると、１個あるいはそれ以上の明るさ閾値がブロック１３８において決定される。赤色ピクセルの輝度は、それから、ブロック１４０において１個あるいはそれ以上の閾値と比較される。検査された赤色ピクセルの明るさが不充分であるばあいは、検査されるべき次のピクセルが、ブロック１３２において決定される。１あるいはそれ以上の閾値は、多数のファクタを基礎とするものとすることができる。閾値は、周辺ピクセルの平均照明レベルを基礎とすることができる。閾値は、またイメージ・アレイ・センサ５２と、アナログ／デジタル・コンバータ６４の設定に基礎とできる。イメージ全体にわたる平均ピクセル輝度は、また閾値を設定するために使用することができる。Ｎの場合のように、閾値は、ピクセル空間場所により決定させることができる。例えば、中心から左右に６度外側のピクセルに対する閾値は、被制御車両２０の前面から直接に赤色光線の閾値の約１２倍の明るさのイメージ・アレイ・センサ５２上への光レベル入射に対応しており、また３度と６度の横方向角の間のピクセルは、被制御車両２０の前面でイメージ化されたピクセルの約４倍明るい光レベルを有していなければならない。空間で変化する閾値は、道路側に沿った赤色反射器により生じる偽テールランプ検出を削除するのに役立つ。
【００５９】
一旦ピクセルが充分に赤色であると決定され、また充分な照明レベルを有していると決定されたら、ピクセルは、ブロック１４２においてテールランプ・リストに追加される。ピクセルは、ブロック１４４において反射器識別のためにフィルタされる。テールランプ・リストにおいて各ピクセルの位置は、以前のイメージからのテールランプ・リストにおけるピクセルの位置と比較され、ピクセルが、テールランプまたは道路側反射器を表しているかを決定する。複数の技術を使用することができる。第１に、複数のフレーム上のピクセルの急速な右向き運動は、ピクセルが、静止した反射器をイメージ化している強い表示である。また、被制御車両２０が先行する車両２８を追い越すときの速度が、被制御車両２０が静止した反射器を追い越す速度ほど大きくないので、ピクセルの明るさの増加率は、典型的には、先行する車両２８上のテールランプに対するより静止反射器に対する方が大幅に大きくなるであろう。決定は、ブロック４６において行われ、ピクセルが反射器イメージであるかどうかを決定する。そうでない場合は、決定はテールランプがブロック１４８において検出されたものとされる。
【００６０】
ここで、図６を参照し、本発明の実施形態に従ったヘッドランプを検出するための方法のフローチャートが示されている。イメージ・アレイ・センサ５２からのピクセルは、シアン・フィルタを有する車両イメージレンズ・システム４８を経由して領域ビューイング光５０から選択される。検査されるべきピクセルは、初めにチェックされて、ピクセルがブロック１６０においてヘッドランプ・ウインドウ内にあるかどうかを決定する。前記の図５におけるブロック１３０と同様に、ブロック１６０は、イメージ・アレイ・センサ５２の全ての行と列を使用しないことにより、イメージング・システム４２に対する照準の訂正を許容する。検査されたピクセルがヘッドランプ・ウインドウ内にない場合は、フローチャートを出て、次のピクセルはブロック１６２において得られる。
【００６１】
ブロック１６４においてチェックされ、検査されるピクセルは上側範囲よりも大きいか否かを決定する。もし大きいなら、ブロック１６６においてヘッドランプが検出されたと決定され、フローチャートを出る。使用された上側範囲は固定され、周囲光レベルを基礎とされ、そして検査されたピクセルの空間場所を基礎とされることができる。
【００６２】
輝度の上側範囲を超えていない場合は、１あるいはそれ以上の閾値が、ブロック１６８において計算される。ブロック１７０において、検査されたピクセルの輝度が少なくとも１つの閾値より大きいか否かを決定するための比較が行われる。大きくない場合は、検査されるべき次のピクセルが、ブロック１６２において決定される。図５においてブロック１３８と同様に、１以上の閾値は、種々のファクターを基礎として決定され得る。周囲光レベルが使用されることができる。また、検査されたピクセルを囲むピクセルの平均輝度は、使用されることができる。更に、検査されたピクセルの垂直と水平の空間場所は、閾値を決定するために使用されることができる。
【００６３】
検査されたピクセルが少なくとも１つの閾値より大きい場合は、ピクセルはブロック１７２においてヘッドランプ・リストに追加される。ヘッドランプ・リストにおける各ピクセルは、ブロック１７４において街路ランプとして認識されるためにフィルタされる。使用することができるひとつのフィルタリング方法は、潜在的なヘッドランプに対応する連続フレームにおけるピクセルのシーケンスを検査することである。光源が、交流（ＡＣ）変調を示す場合は、光源はヘッドランプではなく、街路灯であると見なされる。使用することができる別の方法は、関連する光源のフレームからフレームへの相対位置である。光源が急速な垂直運動を示す場合は、光源は街路灯であると見なされる。光源が街路灯であるか否かの決定は、ブロック１７６において行われる。光源が街路灯でない場合は、ブロック１７８においてヘッドランプが検出されたものと決定が行われる。
【００６４】
図７を参照し、本発明の実施形態に従ったヘッドランプ照明範囲を縮小する概略図が示されている。被制御車両２０は、調整可能な高さ照準を持つ連続可変ヘッドランプ２２を有している。イメージング・システム４２は、バックミラー取付ブラケットに設けられ、被制御車両２０の防風ガラスを経由して見るように照準されている。この位置において、イメージング・システム４２は、連続可変ヘッドランプ２２の平面上約０．５メートルにある。到来する車両２６が検出されたとき、車両の前進運動１９０の方向と到来する車両２６のヘッドランプとの間の角度が計算される。傾斜角１９２は、連続可変ヘッドランプ２２を照準するようにするために使用される。１９４により示された照明範囲２４の上側範囲の高さ方向は、イメージング・システム４２から到来する車両２６のヘッドランプへの線とほぼ並行になるように設定される。これは、ビーム上側範囲１９４を、到来する車両２６のヘッドランプより約０．５メートル下に置き、このため照準許容さ差を提供し、到来する車両２６に近い道路を照射し、到来する車両２６のドライバーの目を射ることを防ぐ。複数の車両２６が検出された場合は、ビームの上側範囲１９４は、決定された仰角１９２の最大と実質的に並行に設定される。
【００６５】
実施形態において、角度１９２が通常のレベルより実質的に高いかあるいは低い場合に、連続可変ヘッドランプ２２の調整範囲は制約されるができる。１以上の車両ピッチセンサ７は、また使用されているとき、到来する車両２６あるいは先行する車両２８のランプが配置された時に、制御システム４０はイメージング・システム４２からの出力にヘッドランプ２２の照準を基礎とすることができ、そうでない場合は水準制御が使用される。更に、もう一つの実施形態において、車両ピッチ・センサ７０からの入力は、ビームの上側範限１９４をどれだけ高く設定するかの制限を計算し、ビーム高さを調整範囲内に維持することができる。速度センサ７２からの入力は、被制御車両２０の加速を予測し、ビーム上側範囲１９４に対する正しい傾斜を維持することができる。
【００６６】
ここで、図８を参照し、本発明に従った照明範囲を縮小するための別の方法のフローチャートが示されている。イメージは、ブロック２００において獲得され、ブロック２０２においてグレア・エリア内に車両があるかどうかの決定が行われる。到来する車両２６あるいは先行する車両２８の存在を決定するための技術は、前記の図４から６に関連して説明された。車両が検出されないた場合は、照明範囲は、ブロック２０４において全範囲に設定される。
【００６７】
グレア・エリア内で車両が検出された場合は、照明範囲が、ブロック２０６において増分的に縮小される。このため、照明範囲２４は、所定のレートで、所定の遷移時間にわたり縮小される。照明範囲２４を縮小するために複数の技術が有効である。第１は、連続可変ヘッドランプにより発せられる輝度は、減少させることができる。第２は、ヘッドランプ２２は、下方向に照準されることができる。第３に、ヘッドランプ２２は、到来する車両２６の方向から離れて水平的に照準されることができる。最後のオプションの微調整のために、先行する車両２８が、到来する車両２６から被制御車両２０の反対側の縁石車線にあるかどうかを決定するためにチェックが行われる。何れかの先行する車両２８が検出された場合は、連続可変ヘッドランプ２２は、縁石車線に向けて照準されない。照明範囲２４が縮小されるレートは、一定または連続可変ヘッドランプ２２の現在の傾斜角、または到来する車両２６あるいは先行する車両２８の推定範囲、周囲光レベル等を含むパラメータの関数であり得る。
【００６８】
使用される自動ヘッドランプ減光技術により、カメラ対車両とヘッドランプ対カメラの角度の正確な測定が要求される。ヘッドランプ対カメラに関して、連続可変ヘッドランプ２２のビーム対イメージング・システム４２に関するヘッドランプ２２のビームの実際方向は、臨界システム・パラメータであることを制御システム４０は命令する。例えば、ロービームは、ビームの通路の中にある車両２６、２８のドライバーにより通常視認される大幅な減光輝度まで、約１．５度下方に照射されるビーム上側範囲１９４を有する比較的強いビームから非常に鋭い遷移を与えるように設計されている。このため、特に高さ方向において、０．５度の誤差は重大である。２度の誤差は、車両２６、２８のドライバーを、あたかもヘッドランプ２２が全く減光されなかったかのような、照明範囲２４の明るい部分に直接、長期に曝されることから耐えられないグレアに向けるがちである。イメージング・システム４２に関係する照明範囲２４の位置は、制御システム４０を利用して決定できる。
【００６９】
一つの実施形態において、照明範囲２４の位置は、到来する車両２６と先行する車両２８の光に関して感知され、照明範囲２４の調整が行なわれる。別の実施形態において、照明範囲２４は、瞬間的に全範囲に復帰することを遅らされる。イメージのシーケンスは、ビームの上側範囲１９４を含めて取り込まれる。被制御車両２０が運動している場合は、ビーム・パターンは、イメージの各シーケンスにおいて同じに留まり、被制御車両２０は、直線かつ水平道路を移動中であることを推定できる。ビームの上側範囲１９４は、それからイメージ・アレイ・センサ５２の出力において非常に明るい領域と非常に減光された領域の間の急激な遷移を求めることによりイメージング・システム４２に関して決定される。照明範囲２４の輝度は、またイメージのシーケンスの間に変化され、明るさから減光への遷移は、連続可変ヘッドランプ２２により実際に生じることを確実にする。論理的最低速度と、時間の長さそしてフレームの数を決定するために実験が要求され、特定の実施に対して妥当に構成した測定を得る。
【００７０】
被制御車両２０に関連するイメージング・システム４２に照準を定めるための方法は、イメージング・システム４２が見ることができる目標の前面に被制御車両２０を正確に位置することである。この方法は、理想的には、自動車製造工程に適用され、イメージング・システムを照準することは、現在のヘッドランプ照準工程に含まれるかまたは置き換えられる。車両ディーラーと修理工場は、同様のターゲット装置を装備することができる。
【００７１】
ここで、図９から１３を参照し、被制御車両２０の正常な動作中に実行される、被制御車両２０に関連するイメージング・システム４２の照準を確立する方法が説明される。この方法は、前記で説明されているターゲット方法に関連して述べられる。
【００７２】
ここで、図９を参照し、街路灯のイメージイングの例が示されている。イメージ２２０は、フレームのシーケンスにおいて街路灯２２２がどのように見えるかを示しているイメージング・システム４２からの出力を表示する。イメージ２２０において街路灯２２２の相対的位置の変化を記録することにより、被制御車両２０の前進走行に関するイメージング・システム４２の垂直と水平の照準が決定される。この議論は、水平角を決定することに拡張できる。
【００７３】
ここで、図１０ａと１０ｂを参照し、カメラ対車両の入射角と関数として明らかな街路灯の仰角概略図が示されている。図１０ａにおいて、イメージング・システム軸２３０は、車両の前進移動方向１９０と整合している。イメージング・システム軸３２０は、イメージ・アレイ・センサ５２の面に対して直角として考えることができる。イメージのシーケンスにわたって、街路灯２２２は、イメージング・システム４２に接近して現れる。街路灯２２２とイメージング・システム軸２３０との間の角度は、参照符号２３２として示され、線形に増加する。
【００７４】
ここで、図１０ｂを参照して、イメージング・システム４２は、車両の前進移動方向１９０を照準しない。特に車両の前進移動方向１９０とイメージング・システム軸２３０は、傾斜角２３４を形成する。従って、イメージのシーケンスにおいて、街路灯の仰角２３２は、非線形方法で増えるように現れる。
【００７５】
ここで、図１１を参照し、本発明の実施形態に従った街路灯の仰角の計算を示している概略図が示されている。イメージング・システム４２におけるイメージ・アレイ・センサ５２は、ピクセルのアレイとして示され、そのひとつは２４０により示されている。図１１においてピクセルの数は、説明を容易にするために大幅に減少されている。車両イメージング・レンズ・システム４８は、単一レンズ２４２で示されている。街路灯２２２は、街路灯イメージ２４４として、イメージ・アレイ・センサ５２におけるレンズ２４２によりイメージされる。角θとして示されている街路灯の仰角２３２は、下記の方程式１で計算できる：
ここでＲＮＮ（基準行数）は、イメージング・システム軸２３０に対応する行数、ＩＲＮ（イメージ行数）は、街路灯イメージ２４４の行数、ＰＨは各ピクセル２４０の行の高さ、またＦＬはイメージ・アレイ・センサ５２に関するレンズ２４２の焦点距離である。
【００７６】
【数１】
0003660877.tif 000002
【００７７】
ここで、図１２を参照し、３つの異なるカメラ対車両の傾斜角に対する街路灯仰角を示しているグラフが示されている。カーブ２５０、２５２、２５４は、５メートルの高さの街路灯に対するシュミレーションされた距離と関数として傾斜角のコタンジェントを示している。イメージは、被制御車両２０が街路灯２２２に接近したとき、２００から８０メートルまでの２０メートル間隔で取り込まれる。カーブ２５０に対して、イメージング・システム軸２３０は、車両の前進移動方向１９０と整合する。カーブ２５２に対して、イメージング・システム軸２３０は、車両の前進移動方向１９０より半度高い。カーブ２５４に対して、イメージング・システム軸２３０は、車両前進移動方向１９０より半度低い。カーブ２５２は、直線を形成し、これに対してカーブ２５２は、上に向けて湾曲しており、カーブ２５４は下向きに湾曲している。
【００７８】
ここで、図１２を参照し、本発明の実施形態に従ったカメラ対車両の傾斜角を計算するための方法のフローチャートが示されている。既に取り込まれたイメージの数のカウントは、ブロック２６０においてリセットされる。イメージのカウントは、ブロック２６２において最大カウント（ｍａｘ  ｃｏｕｎｔ）と比較される。求められているイメージの数は、使用されたイメージング・システム４２のタイプと、そして被制御車両２０におけるイメージング・システム４２の構成を基礎として実験的に決定されなければならない。イメージ・カウントが、最大カウントより小さい場合は、次のイメージが獲得され、イメージ・カウントは、ブロック２６４において増加する。
【００７９】
光源はブロック２６６においてイメージの中で発見される。光源が、シーケンスにおける第１イメージである場合、あるいは適当な光源が以前に発見されなかった場合は、光源の数は、将来の考慮のためにマークされる。光源が以前のイメージの中に発見された場合は、光源の新しい位置を発見する試みがなされる。試みは、光源の最後に知られた場所のピクセルの検索を基礎とでき、位置のシーケンスが知られる場合は、光源イメージのシーケンスからの外挿を基礎として光源の次の場所を予測することができる。
【００８０】
チェックが行われ、光源が、ブロック２６８において静止しているかどうかを決定する。一方のチェックは、光源が、連続するイメージにわたって光源の輝度を検査することによりＡＣ変調を現しているかどうかを決定する。別のチェックは、イメージのシーケンスにおいて光源の相対的位置を追跡するためのものである。光源が静止していない場合は、イメージ・カウントは、ブロック２７０においてリセットされる。光源が静止している場合は、高さの測定が、ブロック２７２において計算される。仰角を計算するための技術は、前記の図１１に関連して説明されている。
【００８１】
最大カウント・イメージのシーケンスにおいて各イメージが静止光源を含んでいる場合は、高さの測定は、ブロック２７４において認証される。前記の図１２に関して示されているとおり、距離の関数として角度のコタンジェントとし表された場合は、静止光源に対する高さの測定シーケンスは、直線あるいは上向き湾曲カーブ、あるいは下向き湾曲カーブのいずれかを形成する。高さ測定のシーケンスは検査され、シーケンスが諸パターンのひとつに適合することを確実にする。そうでない場合は、シーケンスは破棄されて、新しいシーケンスが得られる。
【００８２】
本発明の実施形態において、イメージ・シーケンスが、比較的一定の速度で比較的安定した走行の間に獲得されたかどうかを決定するためにチェックが行われる。もし獲得されていないなら、シーケンスは破棄され、新シーケンスが得られる。一定の速は、速度センサ７２の出力を使用してチェックすることができる。フレームのシーケンスにわたって、静止したまたは非静止光源の相対位置を検査することにより、安定した移動をチェックすることができる。
【００８３】
車両に関するイメージの高さは、ブロック２７６において決定される。高さ測定のシーケンスが直線を形成していない場合は、傾斜角２３４は、ラジアン値訂正を示す定数値をタンジェント値の各々に加算することで推定され、訂正タンジェント値に到達することができる。新しい値の逆数が取り込まれて、分析され、続く値の差を決定する。差がゼロである場合は、訂正値は傾斜角度２３４のタンジェントである。差のシーケンスがゼロでない場合は、新しいシーケンスの凹面が決定される。新しいシーケンスの凹面方向が、当初のシーケンスと同じである場合は、訂正値が増やされる。凹面方向が逆である場合は、差の訂正係数が減少される。差の新しいシーケンスが得られ、このプロセスが反復される。
【００８４】
ここで、図１４を参照して、本発明を実施するために使用されるイメージング・システムの断面図が示されている。同様のイメージング・システムは、参照により本明細書の中に組み込まれ、名称が“車両のヘッドランプ制御のためのイメージング・システム”、Ｊ．ＢｅｃｈｔｅｌとＪ．Ｒｏｂｅｒｔｓによる米国特許出願番号０９３，９９３においてより完全に説明されている。イメージング・システム４２は、車両イメージング・レンズ・システム４８を保持しているハウジング２８０と、イメージ・アレイ・センサ５２を含む。ハウジング２８０は、一般的に被制御車両２０の前面にある情景に向けて開かれている開口部２８２を形成している。サポート２８４は、赤色レンズとシアンレンズ２８８を保持する役割を果たし、開口部２８２を経由して入って来るもののレンズ２８６、２８８を通過しない光を、イメージ・アレイ・センサ５２に当たることを防ぐ役割を果たす。下記の図１５に関連して、更に詳しく説明されているとおり、イメージ・アレイ・センサ５２は、赤色レンズ２８６により送られた光を受けるための第１領域と、そしてシアンレンズ２８８により送られた光を受けるための非重なる領域を有している。開口部２８２と、レンズ２８６、２８８の間の間隔と、そしてバッフル２９０は、レンズ２８６、２８８の一方を通過し、レンズ２８６、２８８の他方からの光をイメージ化するために使用されるイメージ・アレイ・センサ５２の部分に当たる光量を最小に抑えるように設計されている。
【００８５】
レンズ２８６、２８８の実施形態がここで説明される。レンズ２８６、２８８を、参照符号２９２で示されているアクリルのようなポリマーの単一プレートから製造することができる。ポリマーは、オプションとして、赤外線濾波作用、紫外線濾波作用、その双方を含む。レンズ２８６、２８８の各々は、前面が凸面および非球面をもつ平凸である。レンズ２８６、２８８の各々の前面は、下記の方程式２で記述することができる：
ここでＺは、光学軸からの半径距離ｒの関数として光学表面に沿ったレンズ表面の高さの値、ｃは曲率、そしてｋは円錐定数である。
【００８６】
【数２】
0003660877.tif 000003
【００８７】
赤色レンズ２８６の前表面に対して、ｃは０．４５６ｍｍ-1と等しく、ｋは−１．０と等しい。シアンレンズ２８８の前表面に対して、ｃは０．４６６ｍｍ-1と等しく、ｋは−１．０と等しい。レンズ２８６、２８８は、１．１ｍｍの直径を有し、１．２ｍｍの間隔が置かれた中心を有する。中心においてレンズ２８６、２８８の各々は、１．０ｍｍである。プレート２９２は、レンズ２８６、２８８の各々の裏側がイメージ・アレイ・センサ５２の前に４．００ｍｍであるようにバッフル２８４に取付けられている。この距離は焦点距離ＦＬとして図１４に示されている。赤色とシアン・フィルタは、赤色レンズ２８６とシアンレンズ２８８の後側の平面に、スクリーン、パッド、あるいは他の印刷技術により印刷されている。赤色フィルタは、６２５ｎｍより長い波長の光を実質的に送る一方で、６２５ｎｍより短い波長の光を減衰させる。シアン・フィルタは、６２５ｎｍより短い波長の光を送る一方で、波長６２５ｎｍより長い波長の光を実質的に減衰させる。レンズ２８６と２８８により許される好ましい視界は高さ１０度と幅２０度である。
【００８８】
ここで、図１５を参照し、本発明を実施するために使用することができるイメージ・アレイ・センサの概略図が示されている。イメージ・アレイ・センサ５２は、その一つが参照符号２４０により示されている、行と列で配設されているピクセル・センサ・アレイを含む。イメージ・アレイ・センサ５２は、ピクセル・センサ２４０により覆われている領域を画している、頂上境界３０２と、底部境界３０４と、左境界３０６と、また右境界３０８を含む。イメージ・アレイ・センサ５２は、複数のサブウインドウに分割されている。上側サブウインドウ３２０は、境界３０８と、３１２と、３１４と、また３１６により囲まれており、そして赤色レンズ２８６を経由して投影されるイメージにより当てられるピクセル・センサ２４０を含む。低いサブウインドウ３１８は、境界３０８と、３２０と、３１４と、また３２２により囲まれており、そして上にシアンレンズ２８８を通りイメージが投影されるピクセル・センサ２４０を含む。
【００８９】
レンズ２８６、２８８は、例えば、幅２２度と高さ９度の被制御車両２０の前面の視界を提供する。境界３１２と頂上縁３０２との間と、境界３１６と３２４の間の空間は、被制御車両２０においてイメージング・システム４２の不整合を訂正するための高さ調整を行うことができる。調整を達成するためには、境界３１２と３１６により画されている上側サブウインドウ３１０は、頂上縁３０２と境界３２４との間の範囲内で上下動させる。同様に、境界３２０と３２２は、低部縁３０４と境界３２６との間で移動させることができる下部サブウインドウ３１８に対する境界線を示している。境界３２４と３２６との間の領域に置かれているピクセル・センサ・アレイ２４０は、赤色レンズ２８６とシアンレンズ２８８の双方からの光を受けることができる。従って、この領域は、活動イメージングエリアの一部として通常使用される。高さ調整のみは説明されてはいるが、横方向の調整も可能である。
【００９０】
左縁３０６と境界３１４との間に置かれているピクセル・センサ２４０を、周囲光を感知するために使用することができる。周囲光感知することは、下記に図２０と関連して説明される。
【００９１】
本発明の好ましい実施形態において、イメージ・アレイ・センサ５２は、２５６ｘ２５６正方形のピクセル・センサ２４０のアレイを含む。別の実施形態において、イメージ・アレイ・センサ５２は、水平の解像度より大きな垂直解像度を生じる、矩形ピクセルの２５６ｘ１２８の正方形アレイを含む。
【００９２】
ここで、図１６を参照し、本発明を実施するために使用することができるイメージ・アレイ・センサ実施形態の概略図が示されている。示されているピクセル・センサ２４０と相関関係にある二重サンプリング技術は、引用で本明細書の中に組み込まれている、Ｅ．Ｆｏｓｓｕｍ、Ｓ．ＭｅｎｄｉｓとＳ．Ｋｅｍｅｎｙによるクセル間電荷移送を有する能動ピクセル・センサ”の名称の米国特許５，４７１，５１５の中に説明されている。説明されている回路を、標準ＣＭＯＳ処理で構成させることができる。イメージ・アレイ・センサ５２と同様のデバイスは、カリフォルニア州、パセデナのＰｈｏｔｏｂｉｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。
【００９３】
イメージ・アレイ・センサ５２は、ピクセル・センサ２４０を含む。各々のピクセル２４０において光を当てて作動させる光ゲートトランジスタ３３０は、光ゲートトランジスタ３３０の下に蓄積される電荷を生成する。おのが収集される間、光ゲートトランジスタ３３０プラスの電圧のまま保持され、光ゲートトランジスタ３３０の下に空白部を生成して、蓄積された電荷を保持する。ゲート電極３３２のゲートは、より低いプラスの電圧ＶTX保持され、光ゲートトランジスタ３３０の下に蓄積された電子の流れに対するバリヤを形成する。実施形態おいて、Ｖｔｘは、ＶＳＳに対して３．８ボルトである。電荷の読取りを希望するときは、光ゲートトランジスタ３３０のゲートをＶTX以下にする。蓄積された電荷は、それから光ゲートトランジスタ３３０から、ゲート電極３３２を経由して、浮遊拡散３３４の下の領域に流れる。浮遊拡散３３４は、供給電圧ＶＤＤに接続されているドレンを有しているｎチャンネルＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３３６のゲートに接続される。典型的に、ＶＤＤは、ＶＳＳを基準として５．０ボルトである。光ゲートトランジスタ３３０は、初期の電圧に戻る。ここで、蓄積された電荷に比例する電位を、ＦＥＴ３３６のソースの所で感知させることができる。
【００９４】
電荷転送と読取りの間、リセット電極３３８のゲートは、低いプラスの電圧に保持され、隔壁を形成して、浮遊拡散の下の電極を遮断する。該リセット電極３３８のゲートが、高いプラス電圧となったとき、該浮遊拡散３３４の下に収集された電荷は、リセット電極３３８の領域を経由して、ＶＤＤに接続されているドレン拡散３４０に移送される。該作用で、ＦＥＴ３３６のソースは、当初のリセット電位とする。該リセット電位を、蓄積された電荷に比例する照明電位から差し引くことで、大量の固定されたパターンのノイズを除去することができる。この技術は、相関二重サンプリングとして知られている。
【００９５】
ピクセル・センサ２４０は、行と列で配設されている。好ましい実施形態おいて、選択されたサブウインドウの行において全てのピクセルは、同時に、その１個に参照符号３４２が与えられている読取り回路に読み取られる。１個の読取り回路３４２は、各々の列に対して存在する。読み取られるべき行は、参照符号３４４が与えられている行アドレスにより選択される。該行アドレス３４４は、行デコーダ３４６に供給されて、行アドレス３４４に対応する行選択線３４８を能動化させるようにする。行選択線３４８が能動化されたときは、ｎチャンネルＦＥＴ３５０は、オンとなり、ＦＥＴ３５０のソースの電位が、共通の列の読取り線３５２の上に現れることができるようにする。しかし、読取り線３５２の上に現れるせいぜい１個のＦＥＴ３３６のソース電位に生ずるたった１本の選択線３４８しか能動化できない。
【００９６】
２個の制御信号は、各々のピクセル・センサ２４０においてゲート作用させるための電荷のためのタイミングを提供する。光ゲート信号（ＰＧ）３５４は、何時電荷が、光ゲートトランジスタ３３０から、浮遊拡散３３４に移送されるべきかと言うことを示すハイの存在を示す信号である。各々の行は、ゲート３５６を有する。このゲートは、光ゲート信号３５８と行選択線３４８をＡＮＤ論理処理し（該両者が入力されたときのみ出力される）、行において各々の光ゲートトランジスタ３３０のゲートに接続される行光ゲート信号３５８を生成する。行リセット信号（ＲＲ）３６０は、何時浮遊拡散３３４が、リセット電位に復帰すべきかと言うことを示すハイの存在を示す信号である。各々の行は、ゲート３６２を有し、該ゲートは、行リセット信号３６０を適切な行選択線３４８と共にＡＮＤ論理処理し、行においてリセット電極３３８の各々のゲートに接続されるリセット信号３６４を生成する。
【００９７】
ＦＥＴ３３６の所の電圧は、ＦＥＴがオンとなったとき、負荷ＦＥＴ３６６を横断して降下させられる。負荷ＦＥＴ３６６は、固定されたゲート電圧ＶＬＮを有するチャンネル・デバイスである。該実施形態おいて、ＶＬＮは、ＶＳＳを基準として約１．５ボルトである。ピクセル２４０の各々は、負荷ＦＥＴ３６６を含むものとすることができるか、あるは、図１６おいて示されているとおり、１個の負荷ＦＥＴ３６６を、各々の列に対して使用することができる。
【００９８】
読取り回路３４２は、列読取り線３５２上の電位に対してサンプリングしてから保持することと、また出力のバッファリングを提供する。２個の入力信号は、読取り回路３４２の各々を制御する。サンプリングしてから保持するリセット信号（ＳＨＲ）３６８は、ｎチャンネルＦＥＴ上でオンとなり、列読取り線３５２上の電位が、キャパシタ３７２を充電することができるようにする。キャパシタ３７２は、リセット電位を保存するために使用される。サンプリングしてから保持する照明信号（ＳＨＳ）３７４は、ＦＥＴ３７６をオンにする。このため列読取り線３５２が、キャパシタ３７８を充電することができるようにする。キャパシタ３７８は、光ゲートトランジスタ３３０により蓄積された電荷に比例する照明電位を保持するのに使用される。
【００９９】
読取り演算が完了したところで、選択された行においてピクセル２４０からのリセット電位と照明電位は、各々の読取り回路３４２においてキャパシタ３７２、３７８の中に保存される。一般的に参照符号３８０が与えられている列アドレスは、デコーダ３８２に出力され、対応する列選択線３８４を能動化する。列選択線３８４の各々は、関連する読取り回路３４２を制御して、どの読取り回路が、照明電位とまたリセット電位を保持しているＲＳＴＯＵＴ３３８を保持している共通出力線ＳＩＧＯＵＴ３８６を駆動しているかを判定する。キャパシタ３７８を横断している入力口と、またＳＩＧＯＵＴ３８６に接続されている出力を有するバッファー３９０と、またキャパシタ３７２を横断して接続されている入力口と、また各々の読取り回路３４２においてＲＳＴＯＵＴ３８８に接続されている出力を有するバッファー３９２は、適切な列選択線３８４により、作動化可能となる。
【０１００】
ここで、図１７ａから１７ｅを参照し、本発明の実施形態の概略図が、示されている。図１７ａと１７ｂの中に示されている回路の大部分は、参照で本明細書の中に組み込まれている、“イメージ・アレイ・センサのための制御回路”の名称の、Ｊ．Ｂｅｃｈｔｅｌ  とＪ．Ｓｔａｍによる米国特許出願番号９３３，２１０おいて、説明されている。
【０１０１】
図１７ａおいて、イメージ・アレイ・センサ５２が、集積回路のチップＵ１７の参照符号が与えられて示されている。バイアス回路４００は、イメージ・アレイ・センサ５２に必要なＶｔｓとＶＬＮのような種々の電圧レベルを設定するのに使用される。出力ＳＩＧＯＵＴ３８６とＲＳＴＯＵＴ３８８は、行アドレス３４４と列アドレス３８０により選択されたピクセル２４０のそれぞれに対する照明電位とリセット電位である。Ａｎａｌｏｇ  ＤｅｖｉｃｅによるＡＤ８３０高速、ビデオ差増幅器のような差動増幅器４０２は、信号ＳＩＧＯＵＴ３８６とＲＳＴＯＵＴ３８８を受け入れて、ノイズ削減信号４０４を生成する。Ｌｉｎｅａｒ  ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙによるＬＴＣ  １１９６のようなアナログ／デジタル・コンバータ４０６は、ノイズ削減信号４０４を受け入れて、デジタル化された信号（ＡＤＤＡＴＡ）４０８を生成する。アナログ／デジタル変換は、従来の信号（ＣＯＮＳＶＴ）４１０を能動化することで、開始される。変換された数値は、入力ＡＤＣクロック信号（ＡＤＣＬＫ）４１２により予め設定された速度でシリアルにシフトされる。
【０１０２】
集積回路Ｕ４と関連する構成部品は、約１２ボルトの車両のバッテリーの出力を５ボルトのＶＣＣ供給電圧に制御する。集積回路Ｕ３と関連する構成部品は、５ボルトの供給信号を生成する。
【０１０３】
図１７ｂおいて、特定の用途向けの集積回路（ＡＳＩＣ）４１４が、示されている。該ＡＳＩＣ４１４は、イメージ・アレイ・センサ５２と、アナログ／デジタル・コンバータ４０６を制御するためと、また同時にとプロセッサ６６と交信するための多数の論理回路を含む。図示されている実施形態おいて、ＡＳＩＣ４１４は、ＸｙｌｉｎｘからのＸＣ４００３Ｅであるが、離散論理と、特注ＶＬＳＩ集積回路と、種々のＦＰＧＡと、プログラム可能な信号処理装置と、またマイクロコントローラを含むＡＳＩＣ４１４において論理を実施するための幅広い手段が入手可能であることは公知の技術である。ＡＳＩＣ４１４により実施される論理は、下記の図１８に関連して説明される。ＡｔｍｅｌによるＡＴ１７Ｃ６５のようなシリアル・メモリ４１６は、電源が初めに掛けられる毎に、設計された論理演算を説明するコードを保存してからＡＳＩＣ４１４の中にダウンロードするような構成になっている。ＯＳＣのラベルが与えられているクロック信号４１８は、プロセッサ６６により生成されて、該ＡＳＩＣ４１４においてシーケンスになっている論理を駆動する。
【０１０４】
ＡＳＩＣ４１４は、３本の線を利用してプロセッサ６６と交信する。データは、シリアルの周辺シリアル・クロック（ＳＰＳＣＬＫ）４２２により、スレーブ選択（ＳＳＩ）４２４により決定された方向で決定された速度で、マスタ・アウト・スレーブ・イン（ＭＯＳＩ）４２０上で、ＡＳＩＣ４１４とプロセッサ６６との間でシリアルにシフトされる。ＳＳＩ４２４が、能動化されたとき、該プロセッサ６６は、マスターであり、ＡＳＩＣ４１４はスレーブである。プロセッサ６６は、命令言語をＡＳＩＣ４１４シフトする。このモードおいて、プロセッサ６６は、ＳＰＳＣＬＫ４２２を駆動する。実行命令の間、プロセッサ６６は、ＳＳＩ４２４を非能動化して、ＡＳＩＣ４１４をマスターにし、プロセッサ６６をスレーブにする。ＡＳＩＣ４１４は、デジタル化され、ノイズが削減された強さの信号を、プロセッサ６６にシフトする。モードおいて、ＡＳＩＣ４１４は、ＳＰＳＣＬＫ４２２を生成する。
【０１０５】
テクノロジーの進歩につれて、イメージ・アレイ・センサ５２と、差動増幅器４０２と、ＡＤＣ（アナログ・デジタル・コンバータ）４０６と、また該ＡＳＩＣ４１４において論理実行を、単体の集積回路チップの中に置くことが望まれる。チップの中に、プロセッサ６６をも含めることが可能である。
【０１０６】
図１７ｃおいて、プロセッサ６６と関連する電子装置が示されている。プロセッサ６６を、日立のＨ８Ｓ２１２８マイクロコントローラとすることができる。プロセッサ６６は、部分的に、イメージ・アレイ・センサ５２のどのサブウインドウが検査されるかを決定するＡＳＩＣ４１４のための命令を生成する。プロセッサ６６は、各々のピクセル２４０からデジタル化された照明を、イメージ・アレイ・センサ６２の指定されたサブウインドウの中に受信する。プロセッサ６６は、諸照明を使用して、前記の図３から１３に関連して説明されている、連続可変ヘッドランプ２２を制御するための方法を実行する。必要な一つの機能は、イメージ・アレイ・センサ５２を使用して取り込まれたイメージに対する利得を制御することである。前記の図４に関連して説明されているとおり、先行する車両２８のテールランプを検出するために使用されるイメージに対する利得は、対向して到来する車両２６のヘッドランプを検出するのに使用される利得より大きいことが必要である。１個あるはそれ以上の複数の手段を、イメージ・アレイ・センサ５２の利得を制御するために使用できる。第１は、ピクセル・センサ２４０の集積時間を、可変にすることである。第２に、ＡＤＣ（アナログ／デジタル・コンバータ）の基準電圧、ＶＲＥＦを、可変にするこことである。第３に、差動増幅器４０２に、可変で制御可能な利得を持たせることである。第４として、光を当てるイメージ・アレイ・センサ５２の通路の中に置くことができるエレクトロクロミック・ウインドウのような可変開口部あるは可変減衰器である。
【０１０７】
ヘッドランプ２２に必要な制御信号のタイプと数は、被制御車両両２０のヘッドランプの構成により左右される。下記に説明されている実施形態に対して、被制御車両両２０は、２個の連続可変のハイビーム・ヘッドランプ２２と、また２個の連続可変のロービーム・ヘッドランプ２２を有している。ハイビームのヘッドランプ２２の各々を、ステッパー・モータを使用して垂直にまた水平に照準させることができる。ハイビームヘッドランプ２２の双方の照明は、単一のパルス幅変調信号により制御される。２個のロービーム・ヘッドランプ２２は、向きを変えることができないが、照明を単一のパルス幅変調信号で制御することができる。当業者でアレイば、本発明を、連続可変ヘッドランプ２２の種々の構成で制御することができることが分かるはずである。
【０１０８】
プロセッサ６６は、一般的に参照符号４２６が与えられている、左側のハイビーム・ヘッドランプの照準を制御するための制御信号の第１セットを含む。一般的に参照符号４２８が与えられている同様の８個の制御信号のセットが、右側のハイビーム・ヘッドランプの照準を制御するために使用されている。説明を明確にするために、右側の照準制御信号４２８のピンのラベルは省かれている。照準制御信号４２６、４２８の説明は、下記の図１７ｅと関連して記載されている。プロセッサ６６は、また、ハイビーム・パルス幅変調信号（ＰＷＭ）４３２となるようにバッファされるハイビーム変調信号４３０を生成する。同様の回路を、ロービーム変調信号４３４に接続させることができる。この回路は、説明を明確にするために省略されている。ＰＷＭ信号４３２を使用するヘッドランプ制御装置７６は、下記の１７ｄに関連して説明されている。
【０１０９】
図１７ｄおいて、ヘッドランプ・システム４６は、白熱電球ヘッドランプ２２と、ヘッドランプ照明制御装置７６からなる。ヘッドランプ照明制御装置７６は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＲｅｃｔｉｆｉｅｒによるＩＲＦＮ４４Ｎの様な電力ＦＥＴである。ヘッドランプにより発せられる光の照明は、ＰＷＭ信号４３２の仕事率に比例する。該ＰＷＭ信号４７３２の周波数は、２，０００Ｈｚであることが好ましい。これ以上周波数が高いと、ＦＥＴの電力の逸散を増やす可能性がある。
【０１１０】
図１７ｅおいて、ヘッドランプ・システム４６は、可変垂直と水平の照準と照準信号を提供するためのヘッドランプ制御装置７６を有するヘッドランプ２２を含む。ヘッドランプ２２は、垂直に照準を制御するための垂直ステッパー・モータ４４０と、また水平に照準を制御するための水平ステッパー・モータ４４２を含む。ヘッドランプ２２は、またヘッドランプ２２が、本来の位置であるホームポジションになったときを示すための、本来の水平の位置を示すためのホームスイッチ４４４と同垂直ホームスイッチ４４６を含む。垂直ホームスイッチ４４４は、垂直ホーム信号（ＶＳＷ）４４８を生成する。垂直モータ４４０は、ＭｏｔｏｒｏｌａによるＳＡＡ１０４２の様なモータ制御装置４５２により駆動される。モータ制御装置４５２は、３個の入力口を有している。垂直方向（ＶＤＩＲ）４５４は、垂直クロック（ＶＣＬＫ）４５６のパルスの各々の正縁に対してモータ４４０の回転方向を示す。垂直段階（ＶＳＴＥＰ）は、モータ４４０が、垂直クロック４５６の掛けられたパルスに対して全段階を実行しているかあるいは半段階を実行しているかどうかを示す。垂直モータ制御装置４６０は、垂直方向（ＨＤＩＲ）４６２と、水平クロック（ＨＣＬＫ）と、また垂直段階４５６と同様に機能する水平段階（ＨＳＴＥＰ）４６６と、また垂直モータ制御装置に対する垂直段階４５９を有する。
【０１１１】
ＨＩＤヘッドランプを使用する別の実施形態おいて、１個あるいはそれ以上のヘッドランプ２２から発せられる光の方向は、電磁力学的位置決め（ＭＤＰ）を使用して変えられる。ＨＩＤヘッドランプは、キセノンの様なガスおいて電荷が掛けられたアークを生成することで作動する。アークを磁場の存在で動揺させることができる。反射鏡を、アークの種々の動揺が、ＨＩＤヘッドランプ２２により発せられる光の方向や、照明や、あるいはその双方の変化を生成するように設計することができる。プロセッサ６６からの照準制御信号４２６、４２８を、ＨＩＤヘッドランプ２２の出力を照準に向けるための方向を決定するアナログあるいはデジタル出力と取り替えることができる。電磁力学的位置決めを使用するヘッドランプは、マサチュセッツ州、ＤａｎｖｅｒｓのＯｓｒａｍ  Ｓｙｌｖａｎｉａにより開発された。
【０１１２】
ここで、図１８を参照し、イメージ制御センサを制御するのにしようされるレジスタと関連する論理を示すブロック線図が、示されている。下記に説明されている論理は、引用で本明細書の中に組み込まれている、Ｊ．Ｂｅｃｈｔｅｌに対する“イメージ・アレイ・センサ”の名称の制御回路米国特許出願番号９３３，２１０おいて更に詳しく説明されている。
【０１１３】
ＡＳＩＣ（特定用途ＩＣ）４１４は、一連のレジスタと関連する論理を制御する論理４８０を含む。その内２個のレジスタのみに、プロセッサ６６からＭＯＳＩ４２の上でシリアルにシフトされる命令からのデータがロードされる。レジスタを初期化するために使用される、参照符号４８２が与えられているパスが、図１８の中に破線で示されている。レジスタと関連する論理の各々に対する目的は、ここで下記に説明される。
【０１１４】
ＡＳＩＣ４１４は、イメージ・アレイ・センサ５２において２個のサブウインドウを指定することができる。第１サブウインドウは、低いまた高い列アドレスと低いまた高い行アドレスにより指定される。第２サブウインドウは、第１サブウインドウからの列オフセット（差）と行オフセット（差）を有しているものとして指定される。従って、第１と第２サブウインドウは、同じサイズを有している。２個のサブウインドウを、前記の図１５を参照し説明されている上側サブウインドウと下側ウインドウをすることができる。前記の図１６に関連して説明されているとおり、第１サブウインドウの選択された行において各々のピクセル・センサ２４０の読取りとリセットが、読み取られてから、第２サブウインドウにおいて選択された行において各々のピクセルが読み取られる。
【０１１５】
５個のレジスタが、列アドレス３８０を指定するために使用される。第２サブウインドウ列オフセットレジスタ（ＳＣＯ）４８４は、第１サブウインドウと第２サブウインドウとの間の列オフセットを記憶する。高い列レジスタ（ＨＣ）４８８は、第１サブウインドウの終わりの列値を記憶する。能動列レジスタ（ＡＣ）４９０は、第１サブウインドウおいて現在検査されている列の数値を記憶する。列選択レジスタ（ＣＳ）４９２は、列アドレス３８０を記憶する。プロセッサ６６が、命令をＡＳＩＣ４１４の中にシフトしたときに、マルチプレクサ４９４は、レジスタＡＣ４９０が、レジスタＬＣ４８６と同じ列開始値にロードされるように当初設定される。命令が実行されている間、マルチプレクサ４９４は、レジスタ４９２が、レジスタＡＣ４９０の数値でロードされるように初期設定される。レジスタＡＣ４９０の数値が増やされて、レジスタＡＣ４９０のコンテンツが、コンパレータ４９８により決定されるレジスタＨＣ４８８において最終列数値より大きくなるまで、第１サブウインドウにおいて各々の列を選択する。該レジスタＡＣ４９０は、それからレジスタ４８６からマルチプレクサ４９４を経由する開始列数値で再度ロードされる。マルチプレクサ４９４は、それからレジスタ４９２が、加算器４９９により導き出されたレジスタＡＣ４９０とレジスタＳＣＯ４８４の合計でロードされるように設定される。レジスタＡＣ４９０が増加させられるので、レジスタＣＳ４９２はそれから第２サブウインドウの次の列アドレスを記憶する。
【０１１６】
行アドレス３４４は、６個のレジスタにより指定される。第２サブウインドウの行オフセット・レジスタ（ＳＲＯ）５００は、第１サブウインドウとまた第２ウサブウインドウとの間の行オフセットを記憶する。低い行レジスタ（ＬＲ）５０２は、第１サブウインドウの開始行アドレスを記憶する。高い行レジスタ（ＨＲ）５０４は、第１サブウインドウの終わりの行アドレスを記憶する。リセット・レジスタ（ＲＲ）５０６は、リセットのための第１サブウインドウ行アドレスを記憶する。アナログ／デジタル・コンバータＡＤＣの行レジスタ（ＡＲ）５０８は、アナログ／デジタル転換のために読み取られるべき第１サブウインドウの行を記憶する。行選択レジスタ（ＲＳ）５１０は、行アドレス３４４を記憶する。レジスタＲＲ５０６とレジスタＡＲ５０８は、各々のピクセル・センサ２４０に対する集積時間を決定するのに使用される。イメージ・アレイ・センサ５２において各々の行が、読取りの直前にリセットされる場合は、非常に短い集積時間となる。各々の行が、読取り直後にリセットされた場合は、集積時間はより長くなり、該時間の長さは、第１サブウインドウにおいて行数により左右される。更に集積時間を伸ばすための追加の手段が、下記で説明される。４行を考慮に入れなければならない、即ち、第１サブウインドウのリセット行と、第２サブウインドウのリセット行と、第１サブウインドウの転換行と、また第２サブウインドウの転換行である。マルチプレクサ５１２とマルチプレクサ５１４が、コンテンツを最初にレジスタＲＲ５０６をレジスタＲＳ５１０に通過するように設定される。該設定で、第１サブウインドウのリセット行を行アドレス３４４にする。マルチプレクサ５１２、５１４は、それから、レジスタＲＳ５１０が、加算器５１６により導き出されたレジスタＲＲ５０６とレジスタ５００の合計でロードされるように設定される。該設定で、行アドレス３４４を、第２サブウインドウのリセット行とする。マルチプレクサ５１２、５１４は、それから、レジスタＲＳ５１０が、コンテンツでロードされるように設定される。該設定で、行アドレス３４４を第１サブウインドウの転換行とする。マルチプレクサ５１２、５１４は、それから、レジスタＲＳ５１０が、加算器５１６により導き出されたレジスタＡＲ５０８とレジスタＳＲＯ５００の合計でロードされるように設定される。この設定で、行アドレス３４４を第２サブウインドウの転換行とする。レジスタＲＲ５０６のコンテンツが、コンパレータ５１８により決定されたとおりのレジスタＨＲ５０４の中に記憶されている終わりの行の数値より大きい場合は、レジスタ５０６は、レジスタＬＲ５０２からマルチプレクサ５２０を経由する第１サブウインドウの開始行アドレスで再度ロードされる。レジスタＡＲ５０８の中に記憶されている数値が、コンパレータ５２２により決定されたとおりのレジスタＨＲ５０４において終わりの行アドレスより大きい場合は、レジスタＡＲ５０８は、レジスタ５０２からの第１サブウインドウの開始アドレスでロードされる。
【０１１７】
２個のレジスタで、第１サブウインドウにおいて行の各々を転換するのに必要な時間として定義されているフレーム期間より集積時間を長くすることができる。集積フレーム遅延レジスタ（ＩＦＤ）５４２は、各々の集積期間に対するフレーム期間の数の２個の補数を記憶する。集積フレーム・カウンタ・レジスタ（ＩＦＣ）５２６は、当初、マルチプレクサ５２８を経由して、レジスタ５２４の中にロードされた数値に、シリアル増分器５３０により提供された１を加算してロードされる。この増分器５３０は、オーバーフローを示す出力を有している。レジスタＩＦＤ５２４が、マイナス１で初期化された場合は、増分器５３０は、オーバーフローを示す。該オーバーフロー信号は、論理４８０を制御して、次のフレーム期間中に行読取りを実行する。オーバーフローが、増分器５３０から起こらなかった場合は、次のフレーム期間中に読取りは全く実施されない。各々のフレーム期間の終わりで、レジスタＩＦＣ５２６のコンテンツは、マルチプレクサ５２８により増分器５３０を経由して通過させられ、増分器５３０のオーバーフローが再び点検される。オーバーフローが起こったときは、マルチプレクサ５２８は、増分器５３０を経由してレジスタＩＦＤ５２４のコンテンツをレジスタＩＦＣ５２６に向けてゲート処理してから、該処理が、反復される。
【０１１８】
リセット・フレーム・カウント・レジスタ（ＲＦＣ）５３２は、読み取られるべき数の補数プラス１で初期化される。この数値は、プロセッサ６６からシフトされた命令が反復される回数を示すのに使用される。第１と第２サブウインドウの全ての行が読み取られた各々のフレームの終わりの所で、増分器５３４のオーバーフロー出力が、検査される。オーバーフローが起こった場合は、命令は、完了し、これ以上の処理は起こらない。オーバーフローが全く起こらなかった場合は、レジスタＲＦＣ５３２のコンテンツは、マルチプレクサ５３６を経由して通過し、増分器５３４により増加させられる。
【０１１９】
コンパレータ４９８、５１８、５２２と、また増分器５３０、５３４からの出力は、マルチプレクサ４９４、４９６、５２０、５１２、５１４、５２８、５３６とに対する内部制御信号を生成するために制御論理４８０により、レジスタ４９０、５０６、５０８に対する増分器により、また同時にＰＧ３５４，ＲＲ３６０，ＳＨＳ３７４，ＳＨＲ３６８、ＣＯＮＶＳＴ４１０、とまたＡＤＣＬＫ４１２の様な外部信号のために使用される。
【０１２０】
ここで、図１９を参照し、イメージ・アレイ・センサ制御信号を図示しているタイミング図が示されている。タイミング表は、信号間の、また必ずしも正確でない信号発生の間のタイミングの関係を示すために掲載されている。
【０１２１】
図１９のタイミング表の始まりは、ＡＳＩＣ４１４により実行される命令の開始と対応する。行アドレス（ＲＯＷ）３４４は、最初に参照符号５５０が与えられている第１サブウインドウの開始行に対して設定される。信号ＲＲ３６０とＰＧ３５４は、それから各々のピクセル・センサ２４０において行５５０において光電ゲート３３０の下にある全ての電荷をダンプ（外部に表示）するように能動化される。行アドレス３４４は、それから第２サブウインドウの、参照符号５５４が与えられている第１行に設定される。再び、信号ＲＲ３６０とＰＧ３５４が、参照符号５５６が与えられているように能動化されて、第２サブウインドウの第１行５５４において全てのピクセル・センサ２４０をリセットする。行アドレス３４４は、そこで、参照符号５５８が与えられているように第１サブウインドウの第２行に設定され、信号ＲＲ３６０とＰＧ３５４は、参照符号５６０が与えられているように能動化される。該処理は、第１サブウインドウからの次の行と、それからか第２サブウインドウからの対応する行を交互にリセットすることで継続される。
【０１２２】
将来の一定の点で、第１サブウインドウの第１行において各々のピクセル・センサ２４０から数値を読み取る時間に到達する。行アドレス３４４は、再び第１サブウインドウの第１行アドレス５５０に設定される。信号ＲＲ３６０は、参照符号５６２が与えられているとおり能動化されて、浮遊拡散３３４の下の全ての電荷をダンプする。次に、信号ＳＨＲ５６４が、能動化されて、第１サブウインドウの第１行５５０において各々のピクセル・センサ２４０に対してリセット電位を、対応する列読取り回路３４２のキャパシタ３７２のゲートに送られる。次に、信号ＰＧ３５４が、参照符号５６６が与えられているように能動化されて、光電ゲート３３０の下で蓄積された電荷を浮遊拡散３３４に転送する。信号ＳＨＳは、それから、参照符号５６８が与えられているように能動化されて、各々のピクセル・センサ２４０に対して照明電位のゲートを経由して、読取り回路３４２の対応する列のキャパシタ３７８に送られる。集積時間５６９は、リセット５６９の間の信号ＰＧ３５４の非能動化と、読取り５６６の間の信号ＰＧ３５４の能動化との間の時間である。
【０１２３】
第１ウインドウの第１行において各々の列に対する変換処理を、ここで開始させることができる。列アドレス（ＣＯＬ）３８０は、参照符号５７０が与えられているように第１ウインドウの第１列に対して設定される。信号ＣＯＮＶＳＴ４１０は、それから参照符号５７２が与えられて能動化される。この能動化により、アナログ／デジタル・コンバータＡＤＣ４０６の転換が開始される。ＡＳＩＣ４１４は、ＡＤＣＬＫ４１２上のクロックパルスのシーケンスを提供して、シリアルにＡＤＤＡＴＡ４０８上でデジタル化された照明値を受信する。ＡＳＩＣ４１４は、直ちにデータを、参照符号５７４が与えられているとおり、ＭＯＳＩ４２０上でプロセッサ６６にシフトする。図１９おいて示されている例おいて、各々のサブウインドウの中には４列しか入っていない。参照符号５７６が与えられている第１サブウインドウの第２列と、また参照符号５８０が与えられている第４列にに対するアドレスは、列アドレス３８０として連続的に使用され、変換処理が反復される。
【０１２４】
行アドレス３４４を、ここで第２サブウインドウの第１行５５４に、また列読取り回路３４２をリセットと照明電位でロードするために反復される信号ＲＲ３６０と、ＳＨＲ３６８と、ＰＧ３５４と、またＳＨＳ３７４に対する能動化のシーケンスに設定することができる。列アドレス３８０を、第２サブウインドウの第１列３８２に設定することができ、変換シーケンスを反復することができる。
【０１２５】
変換処理が、読取り回路３４２と、行アドレス３４４ではなく列アドレス３８０の中に保存されているリセットと照明電位を使用しており、この行リセットに、列アドレス３８０あるいは読取り回路３４２ではなく、行アドレス３４４を必要とするので、行リセットを、変換処理でインターリーブさせることができることに留意しなければならない。この動作は、図１９の中に示されており、この図おいて、ＳＨＳ信号３７４の能動化の次に、行アドレス３４４が第１サブウインドウｎｔｈ行アドレス５８４に設定され、また信号ＲＲ３６０とＰＧ３５４は、参照符号５８６の所で能動化されて、第１サブウインドウｎth行５８４において全てのピクセル・センサ２４０をリセットする。
【０１２６】
ここで、図２０を参照し、本発明を実施するために使用することができる周囲光センサが、示されている。周囲光センサをイメージング・システム４２に組み込むことができる。この周囲光センサは、本明細書の中に引用で組み込まれている、Ｊ．Ｂｅｃｈｅｌ、Ｊ．ＳｔａｍとＪ．Ｒｏｂｅｒｔによる“車両ヘッドランプ制御のためのイメージ処理システム”の名称の米国特許出願番号０９３，９９３の中でより詳しく説明されている。
【０１２７】
周囲光レンズ・システム５４は、ハウジング２８０に組み込まれているバッフル６００から成る。このバッフル６００は、被制御車両２０の水平に対して約４５度のθに傾斜している。バッフル６００は、被制御車両２０の前面に向かって開かれている開口部６０２を画している。開口部６０２を、開口部６０２の垂直面への突起が、垂直面上に矩形を形成する様にした梯形とすることができる。レンズ６０４は、開口部６０２の一方の側に取り付けられている。レンズの幅は、赤色レンズの直径あるいはシアン・レンズの直径とほぼ同じである。このレンズ６０４は、垂直光線６０６と水平６０８のような広い高さの範囲を経由して光線を受け入れてから、この光線を、約水平方向に向ける。レンズ６０４の位置は、レンズ６０４のぼけた逆のイメージが、赤色レンズにより、頂上の境界３０２と境界３１６との間で、イメージ・アレイ・センサ５２の縁に投影されて、赤色の夕焼け空のイメージ６１０を形成する所にある。レンズ６０４の位置は、また底の境界３０４と境界３２０との間で、シアン・レンズ２８８により、ぼけた逆のイメージが、投影されて、シアンの青空のイメージ６１２を形成する所にある。レンズの有効長は、有効長が、赤色の夕焼け空のイメージ６１０と藍色の青空のイメージ６１２に投影することができる最短となっている。
【０１２８】
赤色の夕焼け空のイメージ６１０とシアンの青空のイメージ６１２は、プロセッサ６６により検査されて、周囲光レベルを判定する。照明値を、平均化して周囲光レベルを判定することができる。レンズ６０４を、異なる仰角の範囲からの光を、レンズ６０４の異なる領域に現すように設計することができる。この場合、平均が、決定されたときに、異なる仰角の範囲からの光のレベルを、他の仰角からのものより加重させることができる。例えば、近い垂直の光を、最も強く加重させ、近い水平の光を最も弱く加重させることができる。また、赤色夕焼け空のイメージ６１０とシアンの青空イメージ６１２との間で相互関係を持たせることができるので、色と関数関係を持たせた照明を得ることができる。例えば、有効周囲光レベルを、曇り空と比較して上げることができる。
【０１２９】
ここで、図２１を参照し、本発明を実施するために使用できる湿気センサの取付装置を示している図が示されている。湿気センサ７４と、またイメージイング・システム４２を、室内のバックミラー６２２の取付ブラケットに組み込む構造とすることができる。この湿気センサ７４を、被制御車両２０の防風ガラスの背後に２から３インチに取り付けることができる。
【０１３０】
ここで、図２２を引用して、本発明を実施するために使用できる湿気センサを示している図が、示されている。湿気センサ７４と関連する制御システムは、引用で本明細書の中に組み込まれている、Ｊ．ＳｔａｍとＪ．Ｒｏｂｅｒｔｓによる“湿気センサと防風ガラス霜検出装置”の名称の米国特許出願番号９３１，１１８の中で説明されている。
【０１３１】
湿気センサは、イメージ・アレイ・センサ６３０と、レンズ６３２と、また光源６３４から成る。レンズ６３２は、防風ガラス６２４をイメージ・アレイ・センサ６３０に焦点を合わすように設計されている。湿気センサ７４は、２個のモードで作動する。即ち、防風ガラス６２４の上の滴を検出することと、防風ガラス６２４の上の霧を検出することである。第１モードは、水滴の焦点効果を使用する。防風ガラス６２４が、乾燥しているときは、光景が無限の有効焦点距離を有しており、レンズ６３２が、防風ガラス６２４の上で焦点が合うので、イメージ・アレイ・センサ６３０上の光景は、ぼやけている。防風ガラス６２４の上に雨あるいは雪のような降水が原因の水滴が存在する場合は、イメージ・アレイ・センサ６３０により見られた光景の部分は、より鮮明に焦点が合わされる。焦点が合っていない光景が、鮮明に焦点が合わされている光景より少ない高周波の空間成分を有しているので、高い空間周波数成分に対してイメージ・アレイ・センサ６３０の出力を検査することで、防風ガラス６２４上の水滴の徴候を提供する。第２作動モードの中で、光源６３４は、一般的に参照符号６３６が与えられているビームを防風ガラス６２４の上に照射する。防風ガラス６２４の上に霧が存在する場合は、ビーム６３６は、防風ガラス６２４を通過して、イメージ・アレイ・センサ６３０により見られない。防風ガラス６２４の内側に霧が存在する場合は、ビーム６３６は、イメージ・アレイ・センサ６３０により検出される車内の光スポット６３８として反射させられる。同様に、外部に霧が存在するが、窓の内部に存在しない場合は、ビーム６３６は、イメージ・アレイ・センサ６３０により見られる外部の光のスポット６４０として反射させられる。光のスポット６３８、６４０が、イメージ・アレイ・センサ６３０により見られた場合は、イメージにおける光のスポット６３８、６４０相対的な高さを使用して、霧が防風ガラス６２４の外側あるいは内側であるか否かを判定することができる。
【０１３２】
イメージ・アレイ・センサ６３０を、イメージ・アレイ・センサ５２と同様な構造とすることができるが、イメージ・アレイ・センサ６３０に必要なピクセルの数は、イメージ・アレイ・センサ５２に対するものより著しく少ない。６４ｘ６４のピクセルが、イメージ・アレイ・センサ６３０に適しているものと見なされている。現行の車両において防風ガラスの角度は、約２７度である。湿気が、防風ガラス６２４のどこにあるか次第で、該形態が、雨の滴と他の湿気をイメージセンサからの距離と異なるようにする原因となる。この問題を補正するのに役立たせるために、イメージ・アレイ・センサ６３０の頂上の角度を、約１０度防風ガラス６２４に向けることができる。
【０１３３】
好ましい実施形態の中で、レンズ６３２は、直径６ｍｍと、両面に対して前面と後ろ面の半径７ｍｍのカーブと、また中心の厚み２．５ｍｍを有する単体の両凸レンズである。レンズ６３２の前面の位置を、防風ガラス６２４の外面から６２ｍｍの所とすることができる。取付ブラケット６２０に、約５ｍｍのストッパーをレンズの前面に直接形成させることができる。イメージ・アレイ・センサ６３０の場所を、レンズ６３２の後面から約８．５５ｍｍの所とすることができる。
【０１３４】
光源６３４は、できれば、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが好ましい。この光源６３４は、高度に照準されて発光するかあるいは、図２２において示されている実施形態で、レンズ６４２は光源６３４からの光を防風ガラス６２４に焦点を合わせる。光源６３４は、被制御車両２０のドライバーに対して注意散漫を生じさせないように、可視光線、あるはできれば赤外線を発光することができることが好ましい。光源６３４の位置を、レンズ６３２から数ミリ上とし、またビーム６３６が、イメージ・アレイ・センサ６３０によりイメージが作られるエリアにおいて防風ガラス６２４に当たるような角度とすることができる。
【０１３５】
イメージ・アレイ・センサからの出力は、イメージ・アレイ・センサ５２の出力と同様な方法で処理されなければならない。制御とアナログ／デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）６４と同様な別個のイメージ・アレイ制御とＡＤＣと、プロセッサ６６とと同様なプロセッサを、この目的のために設けることができる。代わりに、別個のイメージイング・アレイ制御とＡＤＣを、プロセッサ６６と共に使用することができる。もう一つの実施形態は、イメージ・アレイ・センサ５２と湿気センサ７４からの出力に対して同じ制御装置４４を使用することである。プロセッサ６６は、イメージ・アレイ・センサ５２、６３０のどれが検査されるかを制御する。
【０１３６】
本発明を実施するための最良の形態が説明されてきたが、本発明の精神と範囲の中に他の可能性が存在する。関連する当業者であれば、 別添の請求項により定義されている本発明を実施するための種々の代案としての設計と実施形態が分かるはずである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  到来するおよび先行する車両と共に連続可変ヘッドランプの照明範囲を示している図である。
【図２】  本発明の実施形態に従った制御システムのブロック図である。
【図３】  本発明の実施形態に従った、異なる周囲光条件における連続可変ヘッドランプを制御するための方法のフロー図である。
【図４】  本発明に従った自動ヘッドランプ減光のフローチャートである。
【図５】  本発明の実施形態に従ったテールランプを検出するための方法のフローチャートである。
【図６】  本発明の実施形態に従ったヘッドランプを検出するための方法のフローチャートである。
【図７】  本発明の実施形態に従ったヘッドランプ照明範囲の縮小を例示する概略図である。
【図８】  本発明に従ったヘッドランプ照明範囲を縮小するための別の方法のフロー図である。
【図９】  本発明の実施形態に従った街路ランプ・イメージイングの例示である。
【図１０】  図ａと図ｂはカメラ対車両の傾斜角の関数として明らかな街路光の仰角の概略図である。
【図１１】  本発明の実施形態に従った街路ランプの仰角を例示している概略図である。
【図１２】  ３個の異なるカメラ対車両の傾斜角に対する街路ランプの仰角を示すグラフである。
【図１３】  本発明の実施形態に従ったカメラ対車両の傾斜角を計算するための方法のフロー図である。
【図１４】  本発明を実施するために使用することができるイメージング・システムである。
【図１５】  本発明を実施するために使用することができるイメージ・アレイ・センサのサブ・ウインドウの概略図である。
【図１６】  本発明を実施するために使用することができるイメージ・アレイ・センサの実施形態の概略図である。
【図１７】  図１７ａと図１７ｂは本発明の実施形態の概略図である。
【図１８】  本発明の実施形態に従ったイメージ制御センサを制御するのに使用されるレジスタおよび関連する論理を示しているブロック図である。
【図１９】  図１８における論理に対するイメージ・アレイ・センサ制御信号を示しているタイミング図である。
【図２０】  本発明を実施するために使用することができる周囲光センサである。
【図２１】  本発明を実施するために使用することができる湿気センサの取付けを示している図である。
【図２２】  本発明を実施するために使用することができる湿気センサの作動を示している図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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