(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用前照灯による光照射状態を制御するための点灯制御装置であって、
カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両の位置情報を検出する車両検出部と、
前記車両検出部によって検出される前記前方車両の位置情報を所定周期で取得してメモリに記録する位置情報記録処理部と、
前記車両検出部により前記前方車両が検出された状態が一定期間継続した場合に、前記メモリに記録された前記一定期間の前記位置情報に基づいて当該一定期間における前記自車両を基準としたときの前記前方車両の水平方向の位置の変動幅を検出する変動幅検出部と、
前記前方車両が検出された状態が前記一定期間継続した場合には前記変動幅に対応した遮光範囲を有する第１配光パターンを設定し、前記前方車両が検出された状態が前記一定期間継続していない場合には前記自車両の車速に基づいて設定される遮光範囲を有する第２配光パターンを設定し、当該第１又は第２配光パターンに応じた制御信号を生成して前記車両用前照灯へ出力する配光制御部、
を含む、車両用前照灯の点灯制御装置。
【請求項２】
前記変動幅検出部は、前記メモリに記録された前記位置情報に基づいて前記一定期間における前記前方車両の左右それぞれの最外端位置を抽出し、当該左右それぞれの最外端位置の相互間隔を前記変動幅として検出する、請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
【請求項３】
前記変動幅検出部は、前記一定期間の長さを前記自車両の車速に応じて増減する、請求項１又は２に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の車両用前照灯の点灯制御装置と、
前記点灯制御装置によって制御される車両用前照灯、
を含む、車両用前照灯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前照灯による照射状態を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
夜間に車両を走行させる際に、運転者は、基本的に前照灯によりロービームを路面に照射させ、必要に応じてハイビームを照射させることにより車両の前方を確認する。しかしながら、いわゆるカットオフラインより上側に光を照射すると、対向車や先行車（以下、これらを「前方車両」という。）にグレアを与えるおそれがある。このため近年では、自車両に搭載されたカメラによって前方車両を撮影して得られる画像を用いて前方車両のランプ（テールランプまたはヘッドランプ）の位置を検出し、前方車両の位置が遮光範囲となるようにようにしてハイビームの照射パターンを制御することにより、前方車両へのグレアを抑制する技術が種々提案されている。例えば、特開２０１１−３１８０７号公報（特許文献１）には、前方車両の水平方向の位置に応じて、前方車両と照射範囲との間の隙間の大きさが変化するように車両用前照灯を制御することにより、前方車両へグレアを与えにくくする配光制御システムが開示されている。また、特開２０１１−３１８０８号公報（特許文献２）には、前方車両の位置座標とピッチ角をそれぞれ検出し、このピッチ角に基づいて前方車両の位置座標を補正し、補正された位置座標に基づいて車両用前照灯の照射範囲を制御することにより、前方車両へグレアを与えにくくする配光制御システムが開示されている。
【０００３】
ところで、上記した先行例はいずれもカメラによる画像を用いて前方車両の位置情報を検出してから車両用前照灯の照射範囲を制御しているため、例えば前方車両が左右方向にふらついているような場合など前方車両と自車両との相対的な位置関係に急な変化が生じた場合への反応が遅く、前方車両にグレアを与える場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３１８０７号公報
【特許文献２】特開２０１１−３１８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、前方車両へグレアを与えることを抑制可能な光照射技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る一態様の車両用前照灯の点灯制御装置は、車両用前照灯による光照射状態を制御するための点灯制御装置であって、（ａ）カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両の位置情報を検出する車両検出部と、（ｂ）車両検出部によって検出される前方車両の位置情報を所定周期で取得してメモリに記録する位置情報記録処理部と、（ｃ）前記車両検出部により前記前方車両が検出された状態が一定期間継続した場合に、メモリに記録された一定期間の位置情報に基づいて当該一定期間における自車両を基準としたときの前方車両の水平方向の位置の変動幅を検出する変動幅検出部と、（ｄ）前方車両が検出された状態が一定期間継続した場合には変動幅に対応した遮光範囲を有する第１配光パターンを設定し、前方車両が検出された状態が一定期間継続していない場合には自車両の車速に基づいて設定される遮光範囲を有する第２配光パターンを設定し、当該第１又は第２配光パターンに応じた制御信号を生成して車両用前照灯へ出力する配光制御部を備える。
【０００７】
上記の点灯制御装置によれば、直近の一定期間における前方車両の挙動に基づいてこの前方車両の変動幅を検出し、この変動幅に対応した遮光範囲を有する配光パターンを設定している。これは換言すれば、直近の一定期間における挙動から前方車両の次の挙動を予測し、その予測される挙動に対応した配光パターンを設定しているといえる。このため、制御遅れを生じることがなく、多くの状況において前方車両へのグレアを与えることを抑制可能となる。
【０００８】
上記の点灯制御装置において、例えば、変動幅検出部は、メモリに記録された位置情報に基づいて一定期間における前方車両の左右それぞれの最外端位置を抽出し、当該左右それぞれの最外端位置の相互間隔を変動幅として検出することができる。
【０００９】
これにより、変動幅を容易に検出することができる。
【００１０】
また、上記の点灯制御装置において、変動幅検出部は、一定期間の長さを自車両の車速に応じて増減することも好ましい。
【００１１】
前方車両の挙動は車速によっても異なる。このため、自車両と前方車両の車速は大きく違わないという前提のもとに自車両の車速に応じて一定期間の長さを増減することで、車速の大小によらず変動幅をより適切に検出することができる。
【００１２】
本発明に係る一態様の車両用前照灯システムは、上記した車両用前照灯の点灯制御装置と、この点灯制御装置によって制御される車両用前照灯を含んで構成される。
【００１３】
これにより、前方車両にグレアを与えることを抑制可能な車両用前照灯システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、光学ユニットの構成例を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、車両用前照灯システムの動作手順を示すフローチャートである。
【図４】図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、車速に基づいて遮光範囲を設定する方法を説明するための図である。
【図５】図５は、前方車両のふらつき幅を概略的に示す図である。
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、ふらつき幅の検出方法について説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）は、それぞれ配光パターンの一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。図１に示す車両用前照灯システムは、カメラ１０によって自車両の前方の空間（対象空間）を撮像して得られる画像に基づいて配光パターンを設定して光照射を行うものであり、中央制御部１１、メモリ１２および中央制御部１１に接続された２つの光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌを備える。
【００１７】
カメラ１０は、自車両の所定位置（例えば室内ミラー付近）に設置されており、自車両の前方の空間を撮影する。
【００１８】
中央制御部１１は、車両検出部１３、位置情報記録処理部１４、ふらつき幅検出部（変動幅検出部）１５および配光制御部１６を有する。中央制御部１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現されるものである。
【００１９】
メモリ１２は、中央制御部１１に接続されており、位置情報記録処理部１４によって書き込まれる前方車両の位置情報を記憶する。
【００２０】
車両検出部１３は、自車両の前方の空間を撮影して得られた画像（画像データ）をカメラ１０から取得し、この画像に対して画像認識処理を行うことにより、前方車両（対象車両）の位置情報を検出する。ここでいう「前方車両」とは、先行車または対向車である。
【００２１】
位置情報記録処理部１４は、車両検出部１３によって検出された前方車両の位置情報（例えば前方車両のランプの位置情報）を所定周期で取得し、それらの位置情報に時系列情報（例えば取得した時刻）を関連付けてメモリ１２に記録する。なお、記録されてから一定時間を経過した位置情報については位置情報記録処理部１４によってメモリ１２から適宜消去される。
【００２２】
ふらつき幅検出部１５は、メモリ１２に記録された過去の一定期間（例えば直近の３０秒間）の位置情報に基づいて、前方車両のふらつき幅（水平方向の位置の変動幅）を検出する。
【００２３】
配光制御部１６は、車両検出部１３によって求められる前方車両の位置情報とふらつき幅検出部１５によって検出される前方車両のふらつき幅に基づいて、このふらつき幅に対応した遮光範囲を有する配光パターンを設定し、この設定した配光パターンに応じて光が照射されるように各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌのそれぞれへ制御信号（配光制御信号）を出力する。
【００２４】
光学ユニット２０Ｒは、自車両の前方右側に設置されて自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものである。同様に、光学ユニット２０Ｌは、自車両の前方左側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものである。図示のように各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌは共通の構成を有しており、具体的には、各々、ユニット側制御部２１、ＬＥＤ点灯回路２２、相互に並列接続された７個のＬＥＤ（発光素子）１〜７を備えている。
【００２５】
ユニット側制御部２１は、配光制御部１６からの制御信号（ＬＥＤ点消灯信号）を受けて、ＬＥＤ点灯回路２２へ制御信号を与えることにより各ＬＥＤ１〜７の点消灯および個々のＬＥＤの光度を個別に制御する。
【００２６】
ＬＥＤ点灯回路２２は、配光制御部１６からの制御信号に基づいて各ＬＥＤ１〜７へ駆動信号（駆動電流）を個別に供給することにより、各ＬＥＤ１〜７の点消灯を制御し、かつ駆動電流の大きさにより各々の光度を制御する。
【００２７】
図２は、光学ユニットの構成例を示す分解斜視図である。図２に示すように、光学ユニット２０Ｒ（または２０Ｌ）は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ４１と、この投影レンズ４１の後側焦点面よりも後方に配置された光源ユニット３０と、投影レンズ４１を所定位置に保持するレンズ保持枠４０と、光源ユニット３０に取り付けられたヒートシンク５０を含んで構成されている。この光学ユニット２０Ｒは、投影レンズ４１がレンズ保持枠４０に取り付けられ、このレンズ保持枠４０がヒートシンク５０にねじ止め固定されることにより一体化される。光源ユニット３０は、複数の導光レンズ部３１を一体化してなる干渉防止部材３２と、一方向（水平方向）に配列された複数のＬＥＤを有して干渉防止部材３２の後方に配置された発光素子基板３３を含んで構成されている。発光素子基板３３に備わった各ＬＥＤが上記したＬＥＤ点灯回路２２と接続された各ＬＥＤ１〜７である。各ＬＥＤから放射される光は、干渉防止部材３２の各導光レンズ部３１によって投影レンズ４１に導かれ、自車両の前方に投影される。このとき、各発光素子の点灯／消灯を個別に制御することにより、ハイビームの照射エリアを部分的に遮光するなど配光パターンを自在に制御できる。先行車や対向車の存在する配光エリアを非照射状態とし、他の配光エリアを照射状態とすることで、先行車等への眩惑を防止し、かつ自車両のドライバーの視認性を高めることができる。
【００２８】
以下、本実施形態の車両用前照灯システムの動作を詳細に説明する。図３は、車両用前照灯システムの動作手順を示すフローチャートである。図３に示す動作手順は一定周期で繰り返し実行される。
【００２９】
車両検出部１３は、カメラ１０によって自車両の前方を撮影した画像に基づいて、前方車両のランプが２灯ペアで検出されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。ランプが２灯ペアで検出されていない場合に（ステップＳ１１；ＮＯ）、配光制御部１６は、遮光範囲をなしに設定して（ステップＳ１２）、この設定した遮光範囲に応じた配光パターンを実現するための配光制御信号を各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌのそれぞれへ出力する（ステップＳ１９）。
【００３０】
一方、ランプが２灯ペアで検出されている場合に（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、車両検出部１３は、これらのランプの位置情報を前方車両の位置情報として検出する。車両検出部１３によって検出された位置情報は、位置情報記録処理部１４によってメモリ１２に順次記録される（ステップＳ１３）。
【００３１】
次に、ふらつき幅検出部１５は、車両検出部１３によって前方車両が検出された状態、すなわち前方車両が存在する状態がＴ秒間（例えば３０秒間）以上継続したか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、ふらつき幅検出部１５は、車速信号に基づいて自車両の車速を検出し、この車速に応じて上記の一定期間Ｔを増減してもよい。具体的には、例えば、車速が８０ｋｍ／ｈ以上の場合にはＴ＝２０秒間に設定し、車速が５０ｋｍ／ｈ以上８０ｋｍ／ｈ未満の場合にはＴ＝３０秒間に設定し、車速が５０ｋｍ／ｈ未満の場合にはＴ＝４０秒間に設定する、というように車速に応じて基準値Ｔを変更できる。車速が速いとふらつきの変化が早く、車速が遅いとふらつきの変化が遅いため、車速に応じて基準値Ｔを変更することでそれぞれの状況に応じてより適切なふらつき幅を設定することができる。
【００３２】
前方車両が存在する状態がＴ秒間以上継続していない場合に（ステップＳ１４；ＮＯ）、配光制御部１６は、車速信号に基づいて自車両の車速を検出し（ステップＳ１５）、この車速を用いて遮光範囲を設定し（ステップＳ１６）、この設定した遮光範囲に応じた配光パターンを実現するための配光制御信号を各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌのそれぞれへ出力する（ステップＳ１９）。
【００３３】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、車速に基づいて遮光範囲を設定する方法を説明するための図である。この図４（Ａ）および図４（Ｂ）では前方車両と自車両を上方からみた様子が概略的に示されている。この方法における基本的な考え方は、自車両と前方車両が同車線上のどの位置にいても前方車両にグレアを与えないように遮光範囲を設定するということである。このために、まず図４（Ａ）に示すように自車両の位置が道路上の右端、かつ前方車両の位置が道路上の左端であると想定する。このとき、左側未消灯角θ１は、車間距離をＤ、自車両の車幅をＷ、道幅をＬとすると以下の計算式で表すことができる。
θ１＝Ｔａｎ−１（（Ｌ−Ｗ）／Ｄ）
同様に、図４（Ｂ）に示すように自車両の位置が道路上の左端、かつ前方車両の位置が道路上の右端であると想定すると、右側未消灯角θ２は以下の計算式で表すことができる。
θ２＝Ｔａｎ−１（（Ｌ−Ｗ）／Ｄ）
【００３４】
ここで、車幅Ｗは既知であるから、道幅Ｌを例えば道路構造令第５条第４項より３．５ｍと想定し、車間距離Ｄについては自車両の車速から最低車間距離を推定すれば、左側未消灯角θ１、右側未消灯角θ２を車速に基づいて求めることができる。なお、車間距離Ｄについては別途、距離センサ（図示せず）を用いて直接的に求めるようにしてもよい。このようにしてθ１、θ２を求めることにより比較的広い幅の遮光範囲を設定することができるので、自車両と前方車両が同車線上のどの位置にいても前方車両にグレアを与えないようにすることができる。なお、上記の方法によらず、車両検出部１３によって検出される現在の前方車両の位置情報に基づいて、単純に前方車両の両側から所定幅だけ広げて遮光範囲を設定してもよい。
【００３５】
前方車両が存在する状態がＴ秒間以上継続している場合に（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、ふらつき幅検出部１５は、メモリ１２に記録された過去の一定期間（例えば直近の３０秒間）の位置情報に基づいて、前方車両のふらつき幅（水平方向の位置の変動幅）を検出する（ステップＳ１７）。図５は、前方車両のふらつき幅を概略的に示す図である。この図５では前方車両と自車両を上方からみた様子が概略的に示されている。本実施形態における「ふらつき幅」とは、一定期間内における自車両を基準としたときの前方車両の横方向（水平方向）の位置の変動幅として定義される。
【００３６】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、ふらつき幅の検出方法について説明するための図である。これらの図では、自車両の前方を撮影して得られる画像に基づいて前方車両のふらつき幅を検出する方法が模式的に示されている。ふらつき幅検出部１５は、直近の一定期間の位置情報をメモリ１２から読み出し、一定期間における前方車両の左側の最外端となる位置情報を検出するとともに（図６（Ａ）参照）、一定期間における前方車両の右側の最外端となる位置情報を検出する（図６（Ｂ）参照）。そして、ふらつき幅検出部１５は、これらの左右それぞれの最外端の相互間隔を前方車両のふらつき幅（水平方向の位置の変動幅）として検出する。この検出されたふらつき幅は、配光パターンにおける遮光範囲を設定する際の消灯幅として用いられる。
【００３７】
前方車両のふらつき幅が検出されると、配光制御部１６は、この検出されたふらつき幅を用いて遮光範囲を設定して（ステップＳ１８）、この設定した遮光範囲に応じた配光パターンを実現するための配光制御信号を各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌのそれぞれへ出力する（ステップＳ１９）。
【００３８】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）は、それぞれ配光パターンの一例を模式的に示す図である。これらの図では自車両の前方の様子が模式的に示されている。遮光範囲なしに設定される場合には（上記ステップＳ１２参照）、図７（Ａ）に示すようにハイビームの照射領域の全体に対して光が照射されるように配光パターンが設定される。また、ふらつき幅が検出される以前の遮光範囲が広めに設定される場合には（上記ステップＳ１６参照）、図７（Ｂ）に示すようにハイビームの照射領域において前方車両の存在する範囲を含んで比較的広めに遮光範囲が設定され、この遮光範囲以外の領域に対して光が照射されるように配光パターンが設定される。また、ふらつき幅を用いて遮光範囲が設定される場合には（上記ステップＳ１８参照）、図７（Ｃ）に示すように前方車両のふらつき幅に対応した消灯幅の遮光範囲が設定され、この遮光範囲以外の領域に対して光が照射されるように配光パターンが設定される。
【００３９】
以上のような本実施形態によれば、直近の一定期間における前方車両の挙動に基づいてこの前方車両の変動幅を検出し、この変動幅に対応した遮光範囲を有する配光パターンを設定している。これは換言すれば、直近の一定期間における挙動から前方車両の次の挙動を予測し、その予測される挙動に対応した配光パターンを設定しているといえる。このため、制御遅れを生じることがなく、多くの状況において前方車両へのグレアを与えることを抑制可能となる。このような配光パターンの制御は特に高速道路での走行時など一定期間自車両および前方車両がほぼ直進で走行するような環境下で効果を発揮する。
【００４０】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、配光パターンの制御についてはＬＥＤを点消灯することによって行った例で説明したが、ＬＥＤ等の光源を点灯し、消灯すべきエリアを遮光手段により遮光するようにしてもよい。
【００４１】
また、上記した前方車両のふらつき幅に基づいた配光パターンの制御を実行中に前方車両が車線変更や右左折を行った場合に、それらの車線変更や右左折を検出してふらつき幅に基づく制御をキャンセルしてもよい。車線変更や右左折の検出方法としては、例えば方向指示器の動作を検出するなどの公知方法を用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１〜７：ＬＥＤ
１０：カメラ
１１：中央制御部
１２：メモリ
１３：車両検出部
１４：位置情報記録処理部
１５：ふらつき幅検出部（変動幅検出部）
１６：配光制御部
２０Ｒ、２０Ｌ：光学ユニット
２１：ユニット側制御部
２２：ＬＥＤ点灯回路
【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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