(57)【要約】【課題】  走行先の道路状況を適正に検知し、走行先の道路の照明範囲を拡大して運転者の視認性を高め、交通の安全性に有効な車両用照明装置を提供する。【解決手段】  道路を照明する範囲を制御する照明範囲制御手段（ベンディングランプ）ＬＢＬ，ＲＢＬと、道路のレーンマークＬＭを検知するレーンマーク検知手段とを備え、照明範囲制御手段はレーンマーク検知手段がレーンマークを検知しないときに、レーンマークが検知されない領域に向けて照明範囲を広げる制御を行う。レーンマークが存在していない領域Ｘ１に向いた照明範囲を拡大し、レーンマークが存在していない交差点、分岐路、合流路、カーブ等のような走行先道路における安全確認の必要性が高い領域をより明るく照明することが可能になり、運転者による道路の視認性が向上する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路を照明するための照明手段の照明範囲を制御する照明範囲制御手段と、道路に設けられたレーンマークを検知するレーンマーク検知手段とを備え、前記照明範囲制御手段は前記レーンマーク検知手段がレーンマークを検知しないときに、当該レーンマークが検知されない領域に向けて前記照明手段の照明範囲を広げる制御を行うことを特徴とする車両用照明装置。
【請求項２】
前記レーンマーク検知手段は、予め設定したレーンマーク検知領域にレーンマークが存在しないときにレーンーマークを検知しないとする請求項１に記載の車両用照明装置。
【請求項３】
前記レーンマーク検知手段は、車両の車速又は加速度に応じて前記レーンマーク検知領域を変化させることを特徴とする請求項２に記載の車両用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の車両の前照灯装置に適用される車両用照明装置に関し、特に走行状況に対応してランプの照射方向や照射範囲を追従変化させる配光制御手段、例えば適応型照明システム（以下、ＡＦＳ（Adaptive Front-lighting System））を備える車両用照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の走行安全性を高めるために提案されているＡＦＳは、例えば自動車にステアリング装置での操舵角を検知するステアリングセンサや車速を検知する車速センサを設けておき、これらセンサの検知出力を電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ（Electronic Control Unit ）に入力し、ＥＣＵは入力された検知出力に基づいて自動車の左右の前照灯（ヘッドランプ）を偏向制御して、各ヘッドランプの照射範囲や照射方向を左右方向に偏向制御してその配光特性を変化させる。これにより、自動車の走行方向を変化する際には、照明方向を当該走行方向に自動的に向けることができ、運転者における走行先道路の視認性を高め、安全運転の面で有効である。
【０００３】
近年、ＡＦＳにおける偏向制御を自動化するために、特許文献１では画像センサにより道路の画像情報を取得し、この画像情報に基づいて曲路等の道路状況を認識し、認識した道路状況に基づいてヘッドランプの照射方向を決定し、決定した方向に照射方向を偏向制御する技術が提案されている。同様に特許文献２では、道路面上の車線幅を示す白線（レーンマーク）を検知し、このレーンマークの変位状況（曲がりの程度等）を算出した上で、この変位状況に追従するようにヘッドランプの偏向制御を行う技術が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２３３６８３号公報
【特許文献２】特開２００２−１０４０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では画像情報から道路状況を正確に認識するためには複雑な処理フローが必要であり、ヘッドランプの偏向制御を高い精度で行うことが難しい。この点、特許文献２ではレーンマークを利用しているので道路状況の認識は比較的に容易である。しかしながら、特許文献２においてもレーンマークの変位状況を算出するためのフローが複雑であるため、特にＳ字等が連続するカーブでは処理が追いつかず、偏向制御を追従させることが難しい。また、特許文献２では、レーンマークが存在しない地方道や、レーンマークがとぎれる交差点や分岐路ではレーンマークを利用しての道路状況の認識は困難であり、ヘッドランプの適切な偏向制御は困難になる。本来レーンマークが存在しないような道路状況では、運転者による道路の視認性も低下してヘッドランプによる照明を広げることが好ましいと言えるが、特許文献２の技術ではこのような要求に応えることが難しく、安全運転の面で好ましくものとは言えない。
【０００５】
本発明の目的は、レーンマークが存在しない道路状況においても走行先の照明範囲を拡大し、運転者の視認性を高めて安全運転に有効な車両用照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両用照明装置は、道路を照明するための照明手段の照明範囲を制御する照明範囲制御手段と、道路に設けられたレーンマークを検知するレーンマーク検知手段とを備え、照明範囲制御手段はレーンマーク検知手段がレーンマークを検知しないときに、当該レーンマークが検知されない領域に向けて照明手段の照明範囲を広げる制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
ここで、レーンマーク検知手段は、予め設定したレーンマーク検知領域にレーンマークが存在しないときにレンーマークを検知できない領域であるとして出力する。また、レーンマーク検知手段は、車両の車速又は加速度に応じて前記レーンマーク検知領域を変化させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用照明装置は、レーンマークが検知できない状況では、レーンマークが存在していない方向の照明範囲を拡大することで、レーンマークが存在していない交差点、分岐路、合流路、カーブ等のような走行先道路における安全確認の必要性が高い領域をより明るく照明することが可能になり、運転者による道路の視認性が向上して安全運転の面で好ましいものとなる。また、本発明ではレーンマークを検知して、レーンマークが存在しない方向に照明範囲を拡大するだけでよいので、処理が簡略化でき、カーブ等の道路走行時においても追従性が高く、安全通行の面で有効な照明が可能になる。
【実施例１】
【０００９】
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明のＡＦＳ制御を実現した自動車の概略構成図であり、自動車ＣＡＲのステアリング装置ＳＷには操舵角を検知するステアリングセンサＳＳＷが配設され、また自動車の駆動機構には車速を検知する車速センサＳＶが配設されている。前記各センサＳＳＷ，ＳＶの出力はＥＣＵ１に入力され、ＥＣＵ１は各センサ出力に基づいて自動車ＣＡＲの走行状態を認識し、この認識に基づいて自動車の左右前部に配設したヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬを水平左右方向にスイブルして各ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向を偏向制御するようになっている。また、前記左右のヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの各隣接位置にはそれぞれ自動車ＣＡＲの実質的な照明範囲を拡大するための補助ランプとして左右のベンディングランプＬＢＬ，ＲＢＬが備えられる。両ベンディングランプＬＢＬ，ＲＢＬは照射方向が固定されており、それぞれ点灯されたときに左ベンディングランプＬＢＬは自動車の左斜め前方から側方の領域を照明し、右ベンディングランプＲＢＬは自動車の右斜め前方から側方の領域を照明する。
【００１０】
図２は前記左右のヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬとベンディングランプＬＢＬ，ＲＢＬのうち、左側のヘッドランプＬＨＬとベンディングランプＬＢＬの概略構成を示す水平断面図である。ここではヘッドランプＬＨＬとベンディングランプＬＢＬは一体に形成されており、ランプボディ１１と前面カバー１２とでヘッドランプ室１３とベンディングランプ室１４が構成される。ヘッドランプ室１３内にはプロジェクションランプ１５が内装されており、このプロジェクションランプ１５はその下側に配設されたアクチュエータ１６によって回転軸Ｏｘを中心に水平左右方向に傾動されるスイブル機構１７に搭載されている。また、プロジェクションランプ１５の周囲を覆い隠すエクステンション１８が内装されている。このヘッドランプＬＨＬでは、前記ＥＣＵ１からの制御信号に基づいてアクチュエータ１６が駆動され、スイブル機構１７がスイブル動作することによってプロジェクションランプ１５を回転軸Ｏｘを中心に左右方向に偏向制御することが可能とされている。一方、ベンディングランプＬＢＬは前記ベンディングランプ室１４内にリフレクタ１９と光源（白熱バルブ）２０が内装されている。このベンディングランプＬＢＬでは光源２０が点灯されたときに出射される光はリフレクタ１９により光軸方向に出射されるが、ここではこの光軸は自動車の左斜め前方に向けて固定されている。右側のヘッドランプＲＨＬとベンディングランプＲＢＬについてもほぼ同様の構成である。
【００１１】
また、実施例では図１に示すように、前記自動車ＣＡＲには自動車の走行先の道路状況を認識するために、道路に描かれたレーンマークを認識するレーンマーク検知手段２が設けられている。ここではレーンマーク検知手段２は、自動車の前方領域を撮像するためのＣＣＤカメラ等で構成される撮像カメラ３と、当該撮像カメラ３で撮像して得られる前方領域の画像、すなわち前方領域画像からレーンマークを検知する処理を行う画像処理装置４とで構成されている。そして、この画像処理装置４において検知したレーンマークの情報、特にレーンマークが検出できない領域を特定するための情報を前記ＥＣＵ１に出力するように構成されている。
【００１２】
図３は前記レーンマーク検知手段２によってレーンマークを検知する原理を説明するための概念図である。図３（ａ）のように前記画像処理装置４は撮像カメラ３で撮像した前方領域画像５上において同図に点描するように左右にそれぞれ左レーンマーク検知領域ＬＬＭＤと右レーンマーク検知領域ＲＬＭＤを設定している。ここで、図３（ｂ）に直線道路を走行する自動車の撮像カメラ３で撮像した前方領域画像５の一例を示すように、道路に描かれたレーンマークＬＭは走行する自動車の車線を区画すべく車線の両側に沿って路面に白線、黄線として描かれているので、レーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤは自動車の直進方向に対し、当該自動車の左右に沿って直進方向に延びる帯状の領域として設定される。図３（ｂ）の前方領域画像５上ではレーンマーク検知領域ＬＭＤは左右の各下端位置からそれぞれ画面のほぼ中心に向けて延びる細幅の三角形の領域として設定される。なお、自動車が車線内を走行する際に当該車線内の左右方向の走行位置のばらつきに鑑み、レーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤも左右方向に所要の幅領域を設定しており、そのために画面上では細幅の三角形の形状になっている。
【００１３】
そして、撮像された前方領域画像５においては、路面は黒色や黒灰色の低輝度画像であるのに対し、路面に描かれたレーンマークＬＭは白線、黄色線の高輝度画像であるので、この輝度差を利用することで前方領域画像においてレーンマークを検知することが可能になる。特に、照明が必要とされる夜間走行時には、自動車のヘッドランプ光や街路灯光で照明されたレーンマークは路面に対して極めて高輝度なパターンとして認識することが可能となる。したがって、撮像した前方領域画像上において輝度差を利用してレーンマークを検知し、検知したレーンマークの前方領域画像上の座標を認識し、この座標がレーンマーク検知領域の座標内に含まれているか否かを判定することでレーンマークがレーンマーク検知領域に存在しているか否かを検知することが可能になる。
【００１４】
因みに、図３（ｂ）に示した前方領域画像５において、同画像上のＡ−Ａ線に沿って画像の輝度を測定すると、図３（ｃ）のような輝度特性が得られる。この輝度特性においてパルス的な高輝度の部分が存在した場合に、この高輝度の部分がレーンマーク検知領域ＬＭＤに存在するか否かを判定することでレーンマークＬＭが検知できる。この例では、前方領域画像５の左右のレーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤのいずれにもレーンマークＬＭが存在していることが判る。
【００１５】
以上の構成のＡＦＳ制御について説明する。図４は実施例１における制御フローを示す図である。自動車ＣＡＲのステアリングセンサＳＳＷからの操舵角と車速センサＳＶからの車速を取得すると（Ｓ１０１）、ＥＣＵ１は左右ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの各スイブル機構１７を制御し、プロジェクションランプ１１５を左右にスイブル動作して左右ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬを操舵方向に追従して偏向制御する（Ｓ１０２）。これにより、左右ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照明光は操舵方向に偏向制御され、自車の走行先を先行して照明する。次いで、レーンマーク検知手段２により左右のレーンマークＬＭを検知する（Ｓ１０３）。この検知の結果から、左レーンマーク検知領域ＬＬＭＤについてレーンマークを検知したか否かを判定し（Ｓ１０４）、左レーンマーク検知領域ＬＬＭＤにおいてレーンマークＬＭを検知したときには左ベンディングランプＬＢＬを点灯する（Ｓ１０５）。次いで、右レーンマーク検知領域ＲＬＭＤについてレーンマークを検知したか否かを判定し（Ｓ１０６）、右レーンマーク検知領域ＲＬＭＤにおいてレーンマークＬＭを検知したときには右ベンディングランプＲＢＬを点灯する（Ｓ１０７）。したがって、両側のレーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤのそれぞれにおいてレーンマークＬＭが検知されないときには両側のベンディングランプを点灯し、両側のレーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤにおいてレーンマークＬＭが検知されたときには両側のベンディングランプは点灯しないことになる。
【００１６】
次に、自動車の走行に伴う種々の異なる制御例について説明する。図５（ａ）に示すように、レーンマークＬＭのある直進道路を自動車ＣＡＲが走行している場合には、撮像カメラ３で撮像した前方道路画像５は図５（ｂ）のようになる。この前方道路画像５では左右のレーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤにそれぞれレーンマークＬＭが存在しているので、レーンマーク検知手段２では左右のレーンマークＬＭを検知する。このように左右のレーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤの全領域においてレーンマークＬＭが検知される場合は自動車ＣＡＲは直進走行を行うため左右に照明範囲を拡大する必要はなく、図５（ａ）に示したように、左右のヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬを点灯している場合でも左右のベンディングランプＬＢＬ，ＲＢＬは点灯しない。
【００１７】
図６（ａ）に示すように、交差点、分岐路、合流地点等のように走行先のレーンマークの一部が存在しない場合、ここでは左分岐路の場合には、撮像カメラ３で撮像した前方道路画像５は図６（ｂ）のようになる。この前方道路画像５の例では左側のレーンマーク検知領域ＬＬＭＤの中心寄りの一部領域Ｘ１に左側のレーンマークＬＭが存在しておらず、レーンマーク検知手段２ではレーンマークが存在していないことを検知する。この場合にはレーンマークが存在していない領域Ｘ１が分岐路であり、自車が当該分岐路に向けて左折する場合もあることから、図６（ａ）に示したように、左右のヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬを点灯するとともに分岐路側に照明範囲を拡大すべく左側のベンディングランプＬＢＬを点灯する。これにより、自動車ＣＡＲがさらに進行したときに、点灯した左ベンディングランプＬＢＬによって左側のレーンマークＬＭが存在しない領域、すなわち分岐路を広い範囲でより明るく照明し、分岐路への自車の進行先を確認し易くし、同時に分岐路を先行する先行車や対向車を認識し易くする。
【００１８】
図７（ａ）に示すように、カーブ路、ここでは右カーブでは撮像カメラ３で撮像した前方道路画像５は図７（ｂ）のようになる。この前方道路画像５の例では左側のレーンマーク検知領域ＬＬＭＤにはレーンマークＬＭは道路先まで存在しているが、右側のレーンマーク検知領域ＲＬＭＤでは中心寄りの一部領域Ｘ２においてレーンマークＬＭがレーンマーク検知領域ＲＬＭＤから外れて存在しないため、レーンマーク検知手段２ではレーンマークが存在していないとして検知する。この場合には道路が右側にカーブしていて対向車が走行してくる可能性があり、あるいは自車が右方向にカーブすることになるため、図７（ａ）に示したように、カーブ側の照明範囲を拡大すべく右側のベンディングランプＲＢＬを点灯する。これにより、自車の右側前方のカーブ先を広い範囲で照明し、自車の進行先を確認し易くするとともに、対向車を認識し易くする。
【００１９】
図８（ａ）に示すように、地方道、特にいわゆる田舎道のようにレーンマークが存在しない道路では、撮像カメラ３で撮像した前方道路画像５は図８（ｂ）のようになる。この前方道路画像５では左右のレーンマークが存在していないため左右のレーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤにおいては全領域Ｘ３においてレーンマークを全く検知できない。この場合には自車が道路の路肩から逸脱するおそれがあるので左側の照明範囲を拡大すべく左ベンディングランプＬＢＬを点灯するとともに、道路幅が狭い場合には右側の路肩から逸脱し、あるいは対向車と衝突するおそれがあるので右側の照明範囲を拡大すべく右ベンディングランプＲＢＬも点灯する。これにより、自車の走行先の左右両側を広い範囲で照明し、自車の進行先を確認し易くするとともに、他車を認識し易くする。
【００２０】
以上のように、実施例１では、レーンマーク検知手段２によってレーンマークの検知を行った際に、レーンマークが存在していない状態のときには、レーンマークが存在していない側のベンディングランプを点灯することで、交差点、分岐路、進入路、カーブ、レーンマークが無い道路等における自車の走行先道路における安全確認の必要性が高い領域をより明るく照明することが可能になり、運転者による道路の視認性が向上して安全運転の面で好ましいものとなる。
【実施例２】
【００２１】
実施例１では左右に１つずつのベンディングランプを備えたが、実施例２では図９（ａ）に示すように、左右にそれぞれ照明方向が相違する第１及び第２の２つずつのベンディングランプＬＢＬ１，ＬＢＬ２，ＲＢＬ１，ＲＢＬ２を備えている。左右の第１ベンディングランプＬＢＬ１，ＲＬＢ１は自動車ＣＡＲの遠い斜め前方を照明するように配光が設定され、左右の第２ベンディングランプＬＢＬ２，ＲＢＬ２はそれよりも近い前方を照明するように配光が設定されている。一方、レーンマーク認識手段２は実施例１と同じであるが、少なくとも左右の各レーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤにおいてそれぞれ遠前方領域と近前方領域とに分けてレーンマークが存在しないことを検知できるように構成されていることは必要である。
【００２２】
実施例２では、左右の各レーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤの各遠前方領域においてレーンマークが検知されないときには第１ベンディングランプＬＢＬ１，ＲＢＬ１を点灯する。これにより、レーンマークが検知されない側の遠前方領域を照明し、当該領域の視認性を向上させる。自動車がさらに進んで各レーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤの各近前方領域においてレーンマークが検知されなくなると第１ベンディングランプを消灯し第２ベンディングランプＬＢＬ２，ＲＢＬ２を点灯する。これにより、レーンマークが検知されない左右の近前方領域を照明し、当該領域の視認性を向上させる。したがって、自動車の走行時にレーンマークが検知されない領域、すなわち交差点や分岐路、カーブ地点、レーンマークが存在しない地方道の路肩等を明るく照明し、視認性を高めて安全通行の面で好ましいものとなる。
【００２３】
あるいは、自動車ＣＡＲの走行先の道路が図９（ｂ）のように、分岐路やカーブが混在しているような場合には、左側では左第２ベンディングランプＬＢＬ２を点灯し、右側では右第１ベンディングランプＲＢＬ１を点灯することも可能である。
【００２４】
なお、照射方向がさらに異なる方向に向けられた第３ベンディングランプを設けることも可能であり、この場合にはレーンマーク検知領域をそれぞれ３つの領域に区画し、レーンマークが検知されないレーンマーク検知領域に対応して第１ないし第３のベンディングランプを選択して点灯するようにすればよい。また、第１ベンディングランプを点灯したまま、さらに第２ベンディングランプ、第３ベンディングランプを点灯して左右側方の照明領域を広げるようにしてもよい。
【００２５】
本発明においては、レーンマークの検知の結果に基づいて自動車の前方ないし斜め前方から側方にわたる範囲の照明範囲を拡大するものであるから、照明範囲を拡大するための手段は必ずしもベンディングランプに限られるものではない。例えば、ベンディングランプに代えて前記ヘッドランプと同様に照射方向を偏向制御することが可能な補助スイブルランプを配設し、レーンマークが検知されない方向に向けて当該補助スイブルランプを偏向制御するように構成してもよい。あるいは、ヘッドランプは偏向制御する構成ではなく、ヘッドランプの照射角範囲を変化する照射範囲制御可能なヘッドランプで構成した場合には、当該ヘッドランプの照射範囲制御によってレーンマークが検知されない領域を照明することができるので、この場合にはベンディングランプや補助スイブルランプを配設する必要はない。
【００２６】
ここで、レーンマーク検知手段は、自動車の車速又は加速度に応じてレーンマーク検知領域を変化させることが好ましい。すなわち、自動車が高速で走行しているときは自動車の左右方向位置のずれが顕著であり、また前方領域画像上におけるレーンマークの位置の変動も顕著になる。そこで、車速又は加速度が高くなるほど図３（ａ）に示したレーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤの幅Ｗを拡大するように設定することにより自動車の車速又は加速度の変化にかかわらずレーンマークを正確に検知することができ、適正な照明が可能になる。
【００２７】
また、更なる処理の簡略化を図るために、図３（ａ）に示したレーンマーク検知領域ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤの長さＬを短くして検知領域、すなわち処理面積を小さくしてもよい。そして、車速または加速度が高くなるほど該レーンマーク検知領域の長さＬを長くしたり、位置を長さＬ方向へ移動させてもよい。これにより、車速が高くなっても早めに検知が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の照明装置を備えた自動車の概略構成を示す斜視図である。
【図２】ヘッドランプとベンディングランプの一例を示す水平断面図である。
【図３】レーンマーク検知手段でのレーンマーク検出原理を説明する図である。
【図４】レーンマーク検知とベンディングランプ点灯の動作を示すフロー図である。
【図５】直線路におけるレーンマーク検知とベンディングランプの点灯状態を示す図である。
【図６】分岐路におけるレーンマーク検知とベンディングランプの点灯状態を示す図である。
【図７】右カーブ路におけるレーンマーク検知とベンディングランプの点灯状態を示す図である。
【図８】地方道におけるレーンマーク検知とベンディングランプの点灯状態を示す図である。
【図９】実施例２のベンディングランプの構成とその動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ＥＣＵ
２  レーンマーク検知手段
３  撮像カメラ
４  画像処理装置
５  前方領域画像
ＬＨＬ，ＲＨＬ  ヘッドランプ
ＬＢＬ，ＲＢＬ  ベンディングランプ
ＬＭ  レーンマーク
ＬＬＭＤ，ＲＬＭＤ  レーンマーク検知領域
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３  レーンマークが存在しない領域
【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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