(57)【要約】【課題】  高ダイナミックレンジの車両視覚システムを提供する。【解決手段】  高ダイナミックレンジを含む車両視覚システム。本システム及び方法は、後方視覚、衝突回避、障害物検知、適応クルーズコントロール、降雨感知、外部光制御、及び車線離脱警告に対して有利であり、同じく所定の光景が広範囲に変動する輝度値を有する対象物を含むことがある他の用途に対しても有利である。
2005534551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板と第１の保護層材料とを含む画像センサと、
前記シリコン基板の少なくとも一部分と前記第１の保護層材料との間の第１の反射防止コーティングと、
前記第１の保護層材料の前記シリコン基板と反対の側の少なくとも一部分上の第２の反射防止コーティングと、
を含み、
前記画像センサは、少なくとも部分的に封入パッケージ内にあり、
前記封入パッケージの少なくとも一部分上の第３の反射防止コーティングと、
前記画像センサのピクセル領域内にある一部分が光線吸収材料で被覆された非シリコン形態と、
フロントガラスの外部表面を超えて制御車両の外側の光景内の対象物を照明するために不可視スペクトルの光線を放射するように構成され、かつ前記画像センサからの画像の取得と同期する関係で作動するように構成された光源と、
前記画像センサ及び光景間に位置し、前記光源によって放射された光線の主要スペクトル帯域以外の光線を実質的に遮断するように構成されたスペクトルフィルタと、
前記光源を作動して前記画像センサから画像を取得するように構成された制御システムと、
を更に含むことを特徴とする車両視覚システム。
【請求項２】
前記スペクトルフィルタは、前記光源から放射された光線以外の光線が前記画像センサに入射するのを実質的に遮断するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両視覚システム。
【請求項３】
前記制御システムは、前記光源が少なくとも部分的に通電されている間に少なくとも１つの第１の画像を取得するように構成され、該光源が通電を切られている間に少なくとも１つの第２の画像を取得するように構成され、該第１の画像から該第２の画像をピクセル毎に差し引くことにより合成画像を生成するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両視覚システム。
【請求項４】
前記光源は、少なくとも部分的に通電され、続けて少なくとも部分的に通電が切られてコード化されたパターンを生成するように構成され、
前記制御システムは、一連の画像を取得して前記コード化されたパターンを識別するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両視覚システム。
【請求項５】
ピクセルセンサのアレイ、
を含み、
前記ピクセルセンサの少なくとも一部分は、実質的に減衰のないスペクトルフィルタを含み、
前記ピクセルセンサの少なくとも一部分は、少なくとも部分的に減衰するスペクトルフィルタを含み、
前記ピクセルセンサの少なくとも一部分は、高度に減衰するスペクトルフィルタを含む、
ことを特徴とする車両視覚システム。
【請求項６】
前記スペクトルフィルタは、チェッカー盤、縞模様、及びモザイクを含むグループから選択されたパターンを形成することを特徴とする請求項５に記載の車両視覚システム。
【請求項７】
別様に濾過されたピクセルセンサの他のグループとは別に、一意的に濾過されたピクセルセンサのグループから信号を取得するように構成された制御システムを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の車両視覚システム。
【請求項８】
前記制御システムは、前記個々に取得した一意的に濾過されたピクセルセンサのグループから、合成された高ダイナミックレンジ画像を生成するように更に構成されることを特徴とする請求項７に記載の車両視覚システム。
【請求項９】
後方視覚、衝突回避、障害物検出、適応クルーズコントロール、降雨感知、外部光制御、及び車線離脱警告を含むグループから選択された装置に使用するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両視覚システム。
【請求項１０】
シリコン基板と保護層材料とを含む画像センサと、
前記シリコン基板の少なくとも一部分と前記保護層材料との間の第１の反射防止コーティングと、
を含むことを特徴とする車両視覚システム。
【請求項１１】
前記第１の反射防止コーティングは、シリコンの屈折率と前記保護層材料の屈折率との間の屈折率を含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両視覚システム。
【請求項１２】
前記第１の反射防止コーティングは、二酸化チタン及びダイヤモンドを含むグループから選択されることを特徴とする請求項１１に記載の車両視覚システム。
【請求項１３】
前記第１の反射防止コーティングは、チタンであり、スパッタリング及び蒸着を含むグループから選択された方法の１つによって堆積されることを特徴とする請求項１２に記載の車両視覚システム。
【請求項１４】
前記第１の反射防止コーティングは、ダイヤモンドであり、化学気相蒸着によって堆積されることを特徴とする請求項１２に記載の車両視覚システム。
【請求項１５】
前記保護層材料は、二酸化珪素であることを特徴とする請求項１０に記載の車両視覚システム。
【請求項１６】
前記保護層材料は、厚さ約５ミクロンであることを特徴とする請求項１５に記載の車両視覚システム。
【請求項１７】
前記第１の反射防止コーティングは、厚さ約１００ナノメートルであることを特徴とする請求項１４に記載の車両視覚システム。
【請求項１８】
前記保護層材料の前記シリコン基板と反対の側に第２の反射防止コーティングを更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両視覚システム。
【請求項１９】
後方視覚、衝突回避、障害物検知、適応クルーズコントロール、降雨感知、外部光制御、及び車線離脱警告を含むグループから選択された装置に使用するように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の車両視覚システム。
【請求項２０】
シリコン基板と保護層材料とを含む画像センサと、
前記保護層材料の前記シリコン基板と反対の側の少なくとも一部分上の反射防止コーティングと、
を含むことを特徴とする車両視覚システム。
【請求項２１】
後方視覚、衝突回避、障害物検知、適応クルーズコントロール、降雨感知、外部光制御、及び車線離脱警告を含むグループから選択された装置に使用するように構成されたことを特徴とする請求項２０に記載の車両視覚システム。
【請求項２２】
封入パッケージ内のシリコン基板を含む画像センサと、
前記封入パッケージの少なくとも一部分上の反射防止コーティングと、
を含むことを特徴とする車両視覚システム。
【請求項２３】
後方視覚、衝突回避、障害物検知、適応クルーズコントロール、降雨感知、外部光制御、及び車線離脱警告を含むグループから選択された装置に使用するように構成されたことを特徴とする請求項２２に記載の車両視覚システム。
【請求項２４】
ピクセル領域内に非シリコン形態を含む画像センサ、
を含み、
前記非シリコン形態の少なくとも一部分は、光線吸収材料で被覆される、
ことを特徴とする車両視覚システム。
【請求項２５】
後方視覚、衝突回避、障害物検知、適応クルーズコントロール、降雨感知、外部光制御、及び車線離脱警告を含むグループから選択された装置に使用するように構成されたことを特徴とする請求項２４に記載の車両視覚システム。
【請求項２６】
画像センサと、
フロントガラスの外部表面を超えて制御車両の外側の光景内の対象物を照明するために不可視スペクトルの光線を放射するように構成された光源と、
を含み、
前記光源は、前記画像センサからの画像の取得と同期した関係で作動するように構成される、
ことを特徴とする車両視覚システム。
【請求項２７】
後方視覚、衝突回避、障害物検知、適応クルーズコントロール、降雨感知、外部光制御、及び車線離脱警告を含むグループから選択された装置に使用するように構成されたことを特徴とする請求項２６に記載の車両視覚システム。
【請求項２８】
制御システムを更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の車両視覚システム。
【請求項２９】
前記光源は、少なくとも部分的に通電され、続けて少なくとも部分的に通電が切られてコード化されたパターンを生成するように構成され、
前記制御システムは、一連の画像を取得して前記コード化されたパターンを識別するように構成される、
ことを特徴とする請求項２８に記載の車両視覚システム。
【請求項３０】
前記コードは、類似のナイトビジョンシステムを装備した接近する車両からの光源が互いの画像にブルーミングを引き起こすのを防止するように一意的に構成されることを特徴とする請求項２９に記載の車両視覚システム。
【請求項３１】
前記制御システムは、前記光源が少なくとも部分的に通電されている間に少なくとも１つの第１の画像を取得するように構成され、該光源が通電を切られている間に少なくとも１つの第２の画像を取得するように構成され、該第１の画像から該第２の画像をピクセル毎に差し引くことにより合成画像を生成するように構成されることを特徴とする請求項２８に記載の車両視覚システム。
【請求項３２】
前記光源は、可視光線遮断フィルタを有する広帯域エミッタであることを特徴とする請求項２６に記載の車両視覚システム。
【請求項３３】
前記光源は、狭帯域エミッタであることを特徴とする請求項２６に記載の車両視覚システム。
【請求項３４】
前記光源は、少なくとも１つの発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項３３に記載の車両視覚システム。
【請求項３５】
前記光源は、約７８０ナノメートルから約１１００ナノメートルの範囲の光線を放射することを特徴とする請求項３４に記載の車両視覚システム。
【請求項３６】
前記光源は、１００パーセントのデューティサイクルレベルを超える瞬時エネルギレベルでパルス駆動されることを特徴とする請求項３４に記載の車両視覚システム。
【請求項３７】
前記画像センサは、狭帯域通過スペクトルフィルタを更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の車両視覚システム。
【請求項３８】
前記スペクトルフィルタは、前記光景と前記画像センサとの間に置かれることを特徴とする請求項３７に記載の車両視覚システム。
【請求項３９】
前記光源は、コードを示す所定のパターンに従ってパルス駆動されることを特徴とする請求項２６に記載の車両視覚システム。
【請求項４０】
画像は、前記所定のパターンに協調した前記画像センサから取得されることを特徴とする請求項３９に記載の車両視覚システム。
【請求項４１】
前記光源は、近赤外線レーザであることを特徴とする請求項２６に記載の車両視覚システム。
【請求項４２】
交流安定器を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の車両視覚システム。
【請求項４３】
前記交流安定器は、画像が前記画像センサから取得される時に同期して高強度でアークを当てるように構成されることを特徴とする請求項４２に記載の車両視覚システム。
【請求項４４】
前記帯域通過スペクトルフィルタは、移動可能なシャッタ、可視光線吸収ＬＣＤ、エレクトロクロミックフィルタ、及び懸架粒子装置を含むグループから選択されることを特徴とする請求項３７に記載の車両視覚システム。
【請求項４５】
後方視覚、衝突回避、障害物検知、適応クルーズコントロール、降雨感知、外部光制御、及び車線離脱警告を含むグループから選択された装置に使用するように構成されたことを特徴とする請求項２６に記載の車両視覚システム。
【請求項４６】
前記画像センサ及び光景間に位置し、前記光源によって放射された光線の主要スペクトル帯域以外の光線を実質的に遮断するように構成されたスペクトルフィルタを更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の車両視覚システム。
【請求項４７】
画像センサから画像を受け取り、様々な露出時間を有する複数の個々の画像から合成の高ダイナミックレンジ画像を作成するように構成された制御システム、
を含むことを特徴とする車両視覚システム。
【請求項４８】
前記制御システムは、露出時間が約１ミリ秒の画像、露出時間が約６ミリ秒の画像、及び露出時間が約３６ミリ秒の画像を受け取るように構成されることを特徴とする請求項４７に記載の車両視覚システム。
【請求項４９】
前記合成の高ダイナミックレンジ画像は、メモリ領域に保存されることを特徴とする請求項４７に記載の車両視覚システム。
【請求項５０】
前記制御システムは、前記合成画像内の個々のピクセルの対数値を計算するように構成されることを特徴とする請求項４７に記載の車両視覚システム。
【請求項５１】
後方視覚、衝突回避、障害物検知、適応クルーズコントロール、降雨感知、外部光制御、及び車線離脱警告を含むグループから選択された装置に使用するように構成されたことを特徴とする請求項４７に記載の車両視覚システム。
【請求項５２】
画像内の明確なピークを見つけることにより光景内の個々の光源を識別するように構成された制御システム、
を含むことを特徴とする車両視覚システム。
【請求項５３】
前記制御システムは、ピーク輝度、図心、大きさ、色、ピークでの色、全グレースケール値、及びボーダーを含むグループから選択された少なくとも１つの光源の少なくとも１つの特性を識別するように更に構成されることを特徴とする請求項５２に記載の車両視覚システム。
【請求項５４】
前記制御システムは、少なくとも１つの所定の光源と相互に関連した前記特性の少なくとも１つを含む対象物リスト履歴を生成するように更に構成されることを特徴とする請求項５２に記載の車両視覚システム。
【請求項５５】
後方視覚、衝突回避、障害物検知、適応クルーズコントロール、降雨感知、外部光制御、及び車線離脱警告を含むグループから選択された装置に使用するように構成されたことを特徴とする請求項５２に記載の車両視覚システム。
【請求項５６】
ピクセルセンサのアレイを有する画像センサを利用して、各々が固有の最大光検出レベルを含む少なくとも２つの実質的に同じ光景の個々のデジタル画像を取得する段階と、
個々のピクセルセンサ値を正規化するために前記個々の画像に倍率を掛ける段階と、
ピクセル毎に前記個々の画像を互いに加える段階と、
を含むことを特徴とする合成の高ダイナミック画像を作成する方法を含む車両視覚システム。
【請求項５７】
前記個々の画像は、類似の減衰スペクトルフィルタリングを有する前記画像センサ内のピクセルセンサのグループを表すことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記個々の画像は、各画像に対して異なる統合期間を利用して同じ画像センサから得られた画像を表すことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
合成の高ダイナミックレンジ画像を準備する段階と、
明確なピークを見つけるために前記合成の高ダイナミックレンジ画像を試験する段階と、
を含むことを特徴とする合成の高ダイナミックレンジ画像内の対象物を検出する方法を含む車両視覚システム。
【請求項６０】
前記明確なピークは、
閾値よりも高いグレースケール値のピクセルを見つけるために前記画像をラスター走査し、
所定のピクセルセンサから各方向の輝度勾配を判断し、
前記所定のピクセルから最大輝度勾配を判断し、
前記最大輝度勾配の方向の別のピクセルセンサに移動し、
前記輝度勾配が所定のピクセルから全ての方向で負になるまで続ける、
ことにより見つけられることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
車両の機能を制御するか又は運転者に画像を提供するために画像センサを使用するいくつかの車両視覚の使用例は既に提案されている。例示的な用途は、外部照明制御、降雨感知、障害物検知、衝突回避、適応クルーズコントロール、車線離脱警告、及びナイトビジョンシステムを含む。多くの画像センサ技術は、フレーム間の露出を調整することにより広い光景間ダイナミックレンジを提供することができる。高い光景内ダイナミックレンジ、すなわち、単一フレーム内で検出することができる対象物の輝度の範囲は、達成するのに技術的により困難である。高い光景間及び光景内ダイナミックレンジを有する「ＣＭＯＳ」画像センサの例は、米国特許第６，１７５，３８３号、第６，１１５，０６５号、及び第６，００８，４８６号に説明され、米国特許出願第２００２００５７８４５号で公開されている。更に、高ダイナミックレンジ画像センサは、米国カリフォルニア州マウンテンビュー所在のピクシム・インコーポレーテッド、及びベルギー所在のフィル・ファクトリー・インコーポレーテッドから入手可能である。電荷結合素子（ＣＣＤ）ベースの高ダイナミックレンジ画像センサはまた、多くの納入業者から入手可能である。
【０００２】
高ダイナミックレンジを提供する大部分の画像感知技術は、低いダイナミックレンジの従来の画像センサよりも比較的複雑なピクセルの構成を含む。その結果、そのようなセンサは、一般的にコストが高くなる。
【０００３】
車両のナイトビジョンシステムは、近赤外線（ＮＩＲ）又は遠赤外線（ＦＩＲ）画像センサアセンブリによって撮像される時の前方光景の補足的な視野を提供することにより夜間運転の安全性を改善するために現在製造及び提案されている。そのようなシステムは、人間の視覚よりも感度がよく、人間の目に見えない放射を感知するという利点を有する。現在入手可能なナイトビジョン技術の概要は、Ｋａｒｅ  Ｒｕｍａｎによる「ナイトビジョン増強システム：それらが何をすべきであり、我々は更に何を知る必要があるか」という名称でミシガン大学輸送研究所文献「ＵＭＴＲＩ  ２００２−１２」に収録されており、この文献の内容を、本明細書に援用する。
【０００４】
既知の車両視覚システムに伴う最も重大な問題は、光景内の接近する車両の前照灯又は他のランプから発生するウオッシュアウトとブルーミングである。従来の画像センサの場合、これは、明るい前照灯と光景内のぼんやりした対象物の両方を感知するためのダイナミックレンジを画像センサのピクセルが保持しないという事実に起因する。撮像装置の感度が「ＮＩＲ」光源によって照明される時の光景の適切な画像化に十分なほど高く設定されている場合、接近する前照灯は、画像化された接近する車両の領域を実質的に飽和させ、接近する車両の近くのぼんやりした対象物を見る機能を厳しく制約する。接近する車両の前照灯が画像を飽和させないように撮像装置の感度が設定される場合は、光景内のぼんやりした対象物は見えないので、ナイトビジョンシステムの大部分の利点を無効にする。ナイトビジョンシステムの目的は、接近するトラフィックが存在したとしても人間の視覚システムよりも実質的に優れた夜間前方視覚を提供することなので、この問題を解決しなければならない。
【０００５】
上述の組み込まれた引用文献に説明した高ダイナミックレンジ画像センサは、制限されたピクセルダイナミックレンジという根本的な問題を解決する。電子ブルーミングという別の問題は、公知の高ダイナミックレンジ「ＣＭＯＳ」画像センサを使用することによって実質的に解決される。電子ブルーミングは、１つのピクセルで生成された電子が隣接するピクセルに溢れた時にいくつかの画像センサで発生し、その結果、実際よりも遥かに大きな対象物として明るい対象物が撮像され、従って、明るい対象物に近接する他の対象物を解像する機能を抑制する。上述の撮像装置のピクセル構造は、本質的に電子ブルーミングを大幅に低減し、従ってこの問題を軽減する。ブルーミングを更に抑制するために、ピクセルにブルーム防止ドレーンも追加される。この現象を表すためにブルーミングという用語が一般的に使用されるが、得られる画像に対して同等の効果を有する光学ブルーミング又は他の種類の散乱と区別するために、本明細書ではより具体的な用語である電子ブルーミングを以下において使用する。より一般的な用語のブルーミングは、本明細書では、ブルーミングの原因が電子的、光学的、又はそれ以外であるか否かに関係なく、明るい対象物が実際よりも大きく撮像される効果を意味するために以下において使用される。
【０００６】
車両用途では光景の照明及び撮像された光源の強さの変化が大きいので、高ダイナミックレンジの視覚システムが望ましい。必要とされるのは、輝度レベルが実質的に変動する光景内の対象物を検出することができる、高ダイナミックレンジを含む車両視覚システムである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
少なくとも一実施形態では、高ダイナミックレンジ画像センサが使用される。関連実施形態では、一連の個別に取得された露出時間が異なる画像を一緒に付加することにより、高ダイナミックレンジ合成画像が作成される。
【０００８】
少なくとも一実施形態では、シリコン基板と、画像センサの少なくとも一部分の上に保護層材料とを含む画像センサが提供される。
【０００９】
少なくとも一実施形態では、画像センサに付随するシリコン基板の少なくとも一部分と画像センサの少なくとも一部分を覆う保護層材料との間に、第１の反射防止コーティングが設けられる。
【００１０】
少なくとも一実施形態では、画像センサに付随するシリコン基板の反対側に形成された保護層材料の側面の一部分に反射防止コーティングが設けられる。
【００１１】
少なくとも一実施形態では、封入されたパッケージ内に少なくとも部分的に密封された画像センサが提供され、封入パッケージの少なくとも一部分に反射防止コーティングが設けられる。
【００１２】
少なくとも一実施形態では、画像センサのピクセル領域内の非シリコン形態は、光線吸収材料で被覆される。
【００１３】
少なくとも一実施形態では、光源は、フロントガラスの外部表面を超えて制御車両の外側の光景内の対象物を照明するために、光線を不可視スペクトルで放射するように構成される。関連実施形態では、光源は、画像センサからの画像の取得と同期する関係で作動するように構成される。
【００１４】
少なくとも一実施形態では、画像センサと撮像される光景との間に配置されたスペクトルフィルタが提供される。関連実施形態では、スペクトルフィルタは、付随する光源によって放射された主要スペクトルバンドの光線以外の光線を実質的に遮断するように構成される。
【００１５】
少なくとも一実施形態では、光源を作動し、及び／又は画像センサから画像を取得するように構成された制御システムが提供される。少なくとも１つの関連実施形態では、制御システムは、光源が少なくとも部分的に通電されている間に少なくとも１つの第１の画像を取得するように構成され、光源が通電を切られている間に少なくとも１つの第２の画像を取得するように構成され、ピクセル毎に第１の画像から第２の画像を差し引くことによって合成画像を生成するように構成される。少なくとも１つの関連実施形態では、光源は、少なくとも部分的に通電され、かつ連続して少なくとも部分的に通電が切られてコード化されたパターンを生成するように構成され、制御システムは、一連の画像を取得してコード化パターンを識別するように構成される。
【００１６】
少なくとも一実施形態では、合成された高ダイナミックレンジ画像を生成することができる車両視覚システムが提供される。関連実施形態では、合成高ダイナミックレンジ画像は、独特な露出時間を有する個々に取得した画像を加えるか、又は独特な減衰フィルタを有する個々のピクセルグループから画像を取得することによって生成される。
【００１７】
少なくとも一実施形態では、個々の光源及び／又は光景内の対象物を識別することができる車両視覚システムが提供される。関連実施形態では、車両視覚システムは、個々の光源及び／又は合成高ダイナミックレンジ画像内の対象物を識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ナイトビジョンシステムとしての使用及び／又は他の車両用用途のための高ダイナミックレンジを有する車両視覚システムは、図１に示すような高ダイナミックレンジ画像センサを使用して構成することができる。画像センサ１００は、画像センサアセンブリ１０２とレンズアセンブリ１０１とを有する。レンズシステム１０１は、画像センサアセンブリ１０２によって電子的に感知される制御車両の前方光景の画像を形成する。「ＮＩＲ」光源１１０は、「ＮＩＲ」光線として示す「ＮＩＲ」照明を撮像される光景上に投射する。前方光景に対して「ＮＩＲ」照明を使用する利点は、それが電子画像化技術によって感知されるが、人間には不可視のために他の運転者に対して眩しさがないからである。従って、距離のあるところのぼんやりした対象物でさえも、画像センサアセンブリ１００によって検知することができるように光景を照明することができる。
【００１９】
「ＮＩＲ」光源１１０は、可視光遮断フィルタを備えた白熱光源又は高輝度放電光源、「ＮＩＲ」ＬＥＤ、「ＮＩＲ」レーザ、又は他の「ＮＩＲ」光源のような様々な種類とすることができる。典型的な「ＮＩＲ」光源は、可視光のカットオフ（約７８０ナノメートル）をちょうど超える波長から、画像センサアセンブリによって検出することができる最大波長（約１２００ナノメートル）までの範囲の波長の光を放射する。「ＮＩＲ」光源は、狭帯域の場合もあり広帯域の場合もある。特定の種類の「ＮＩＲ」光源には特に利点があり、以下に詳細に説明される。
【００２０】
標準の画像センサのダイナミックレンジは、画像センサの個々のピクセルをチェッカー盤模様、縞模様、又はモザイク模様で覆うパターン化されたフィルタアレイを使用して拡張することができる。いくつかのピクセルは露出され、いくつかは、部分的に減衰するスペクトルフィルタを使用して覆われ、他のものは、高度に減衰するスペクトルフィルタによって覆われる。露出したピクセルは、最も感度がよいので、ぼんやりした対象物を感知することができるが、高輝度の対象物を撮像する時に飽和することになる。部分減衰スペクトルフィルタリングピクセルは、中間輝度の対象物を適切に撮像し、高減衰濾過ピクセルは、高輝度の対象物を適切に撮像する。合成画像は、画像内のそれぞれの位置のピクセルグループから、適切な濾過されたピクセルを選択することによって構成することができる。好ましくは、飽和していない所定グループのピクセルからの最少濾過ピクセルが選択される。画像の全体解像度は、濾過レベルの数に等しい係数によって低下するが、恐らく、低解像度のより複雑で高ダイナミックレンジのピクセル構造を使用するよりも、必要以上に高い解像度の標準撮像装置を選択する方がより経済的である。
【００２１】
ある程度の解像度を復元するために補間技術を使用することもできる。上述の技術は、モザイクパターンのカラーフィルタを使用するカラー画像化のための技術に幾分か類似している。
【００２２】
この２つの技術を変動する減衰と変動するカラー濾過の両方の多重濾過を使用して組み合わせ、合成された高ダイナミックレンジのカラー画像を達成することができる。
【００２３】
制御システム１２０は、光源１１０と画像センサアセンブリ１００とを制御する役割を担い、制御車両の前方光景の画像をディスプレイ１３０上に供給する。制御装置１２０は、単に画像センサアセンブリや光源を適切な時間に作動し、又は、高性能の画像処理を実行して光源、画像センサアセンブリ、及びディスプレイの潜在的に複雑な干渉を制御するような様々な機能を実行することができる。制御装置１２０は、図１に図中の単なるブロック要素として示されている。当業者は、制御装置１２０が様々な形態をとることができ、車両全体に取り付けられる小数又は多くの構成要素を保持することができることを認めるであろう。ディスプレイ１３０は、前方光景の視野を運転者に呈示するのに役に立つどのようなディスプレイでもよく、本発明は、いかなる特定のディスプレイの方法に限定されることはない。適切なディスプレイは、本出願人に譲渡された米国特許仮出願番号第６０／４４６，８７２号に説明されており、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。一般的に利用可能な液晶ディスプレイ、ブラウン菅、及びプラズマディスプレイなどもまた本発明の範囲に入る。ディスプレイの設置及び制御の適用可能な方法は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された現在特許出願中の「車両視覚システム」という名称の米国特許出願番号第０９／００１，８５５号に説明されている。
【００２４】
画像センサアセンブリ、「ＮＩＲ」光源、制御装置、及びディスプレイは、車両内の様々な場所に配置することができる。画像センサアセンブリは、前方光景の視野が妨げられることなく同時に車両のキャビン内に保護されている車両のバックミラーに有利に位置することができる。１つの好ましい取付方法は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている米国特許仮出願番号第６０／４４８，７９３号に説明されている。制御装置は、少なくとも部分的には、画像センサと共に取り付けることができるか、又は、関連する車両内の任意の場所に取り付けることができる。「ＮＩＲ」光源は、車両の外部照明アセンブリの一部として構成するか、又は別のアセンブリとして設けることができる。複数の「ＮＩＲ」光源を使用してもよい。ディスプレイは、計器パネルの一部として、オーバーヘッドコンソール、バックミラー、又は他の任意の適切な位置にヘッドアップ表示装置として取り付けることができる。
【００２５】
画像センサアセンブリ１０２の更なる詳細は、図２に関連して提供されている。レンズ１０１は、画像センサのチップ１０３上に光線１０７を放射する。画像センサのチップ１０３は、好ましくは、高ダイナミックレンジ画像センサであり、組み込まれた引用文献により詳細に説明されている。しかし、様々な種類の「ＣＭＯＳ」画像センサや「ＣＣＤ」画像センサを含めて、様々な程度の性能を用いて様々な画像感知技術を使用することができる。
【００２６】
画像センサチップは、好ましくは、少なくとも部分的には、リードフレーム１０５及びカプセル材料１０６から形成されたパッケージに包含される。ワイヤ結合は、画像センサチップ１０３とリードフレーム１０５との間に電気接点を形成する。パッケージは、残りのシステム回路のための電気接点を形成するプリント基板１０４上に半田付けされる。封入されたパッケージの代わりに、画像センサチップ１０３は、チップを保護するガラス蓋の付いた空洞式パッケージに納めることができる。更に、画像センサアセンブリのアセンブリを形成するためのパッケージ化及び組み立て技術の実質的に無限の組合せが既に提案されており、その多くは、本発明と共に使用するのに適切であろう。
【００２７】
高ダイナミックレンジ画像センサを使用して構成された「ＮＩＲ」ナイトビジョンシステムは、従来の画像センサを使用して構成されたシステムよりも実質的に改善された特性を呈する一方で、何らかのブルーミングとゴーストが発生し、接近する車両近くのぼんやりした対象物が明確に検出できない場合が多い。更に、検出を十分に行うのに必要とされるように「ＮＩＲ」光源１１０の輝度を弱くするために、感度を改善することが望ましい。
【００２８】
残りの問題の主な原因は光学上のものであり、図３に関連して説明される。画像センサチップのセグメントが示されている。チップは、入射する光子を吸収して得られる発生電子を保存するピクセルを包含するシリコン基板３０１を有する。シリコンの表面は、チップを通して電気を導通させる役目をする金属電極３０２を包含することができる。更に、チップは、チップを保護するシリコン窒化物又はシリコン二酸化物で通常は作られる保護層３０３を包含することができる。チップの上方に吊り下げられた一片のパッケージカバー３０４が示されている。最後に、画像に最も近いレンズ表面が３０５として示されている。様々な光線の経路も示されている。図は縮尺通りではなく、光線の経路は縮尺に従わずに示されているが、問題を図示するように意図されている。光線の経路の無限の組合せが可能であり、図示のものは、様々な散乱現象を包括的に示していない。むしろ、本発明が対処しようとする理想的でない光学的挙動の一例を意図している。
【００２９】
第１の光線３１０は、レンズ系を通って伝播し、表面３０５で屈折する。光線３１０は、パッケージ蓋３０４に到達し、その光線の一部が光線３１１として反射する。反射する光エネルギの割合は、入射媒体（空気）と蓋の間の屈折率に依存する。通常、ガラス蓋に対して約４％のエネルギが反射する。蓋３０４は２つの表面を有するので、約８％のエネルギが反射するが、それぞれの表面の反射は別々の光線を生成する。上面の光線３１１だけが示されている。蓋３０４を通って伝達する光線３１０の残りは、保護層３０３に入射する（光線３１０の別の部分（図示しない）は、再度保護層から反射されることになる）。最後に、光線３１０は、点３１２でシリコン基板３０１に入射する。シリコンの屈折率が保護層に使用される材料よりも相当高いので、光線３１０の相当の部分がシリコン基板３０１から反射する。一般的に、シリコン基板上に入射する約１７％のエネルギが反射することになる。この反射した光線は、反射光線３１３として示されている。光線３１３は、保護層で再度分割されて光線３１４として反射することができ、この光線は、シリコン基板上に点３１２から僅かにオフセットして入射する。光線３１３の残りは光学系まで逆に伝播し、その一部分は、パッケージ蓋から反射することができ、残りの部分は、光学系の様々な他の表面から反射することができる。
【００３０】
別の光線３２０は、光線３１０と同じように伝播することができる。しかし、光線３２０は、金属電極３０２に衝突する場合がある。一般的に、電極３０２は、反射率が高いアルミニウムのような金属から形成されるので、光線３２０は、電極から実質的に反射することができる。従って、この光線は、光学系を通って伝播して戻り、反射して元の入射点から実質的に離れている点３２２に再度入射することになる。この光線はまた、光線３２１として分割することができ、これは、次に更に様々な反射と分割を受ける。
【００３１】
分割されて反射した光線の振幅は、通常は最初の光線と比べて極めて小さい。基板から反射してパッケージ蓋から逆に戻った光線は、１７％の僅か４％、すなわち、最初の光線の振幅の１％よりも少ない。従来の画像化システムを使用すると、これらの分割及び反射した光線は、通常は無視することができる。しかし、高ダイナミックレンジ画像化システムを使用すると、非常に明るい対象物からのこれらの分割光線は、依然として画像にかなりの信号を引き起こす。一般的に、車両の高ダイナミックレンジ視覚システムの独特な要件は、他の用途では通常無視される問題の深刻な考慮を強いることになる。
【００３２】
分割光線は、いくつかの影響を有する可能性がある。散乱光線は、ブルーミング効果を作り出すことができ、対象物を実際よりも大きく撮像させる。これはまた、対象物のぼかしをもたらし、同時に画像の鮮明度を下げる可能性がある。分割光線は、明るい光の複数の画像を画像に出現させることができる。例えば、一対の接近するヘッドライトは、ヘッドライトの実際の位置では明るい画像として、また、主画像からオフセットしたゴースト画像としても出現することができる。極度に明るい接近する光に対して、複数のゴーストが発生する可能性がある。散乱光線もまた、レンズバッフルのようなアセンブリの機械部品から反射する場合があり、画像内の背景ノイズとして寄与し、光景に対してぼんやりした外観をもたらすことがある。最後に、画像センサの表面又は他の表面から反射する全てのエネルギは、ピクセルに吸収される時の光線のパワーを低減し、従ってシステムの全体的な感度を低下させる。
【００３３】
本発明は、様々な技術を通じて、高ダイナミックレンジ車両視覚システムの独特な問題を解決しようとするものである。これらの技術は、個々に使用して画像化品質の改善を達成するか、又は様々な組合せで使用して最高レベルの性能を達成することができる。
【００３４】
少なくとも一実施形態では、反射の最も大きな原因は、画像センサチップのシリコン基板３１０と保護層との間で反射防止コーティングを使用することによって実質的に減少する。好ましくは、反射防止コーティングは、ウェーハの形成が終了した後であるが皮膜保護の前にシリコンウェーハ上に堆積される。このコーティング材料の屈折率は、通常はシリコンの屈折率と保護材料の屈折率との間である。材料の例は、二酸化チタンとダイヤモンドを含む。二酸化チタンは、スパッタリング又は蒸着によって堆積させることができ、ダイヤモンドは、化学気相蒸着技術によって堆積させることができる。例えば、５ミクロンのＳｉＯ2皮膜保護のシリコンウェーハを考える。１００ナノメートル厚の二酸化チタンの層をシリコンと保護材料の間に追加すると、８００ナノメートルから１０００ナノメートルの波長範囲でのチップ表面の全反射率は、約２０％から５％未満まで低下し、それによって更に感度が１５％だけ向上する。
【００３５】
画像化チップの反対側の皮膜保護の表面に反射防止コーティングを適用することにより、表面反射は更に減少する。使用されるコーティングの種類は、チップの表面の材料に依存する。従来の例では、チップは、表面が大気に対して開放されるように空洞内にパッケージ化されると想定されていた。この構成では、空気−ＳｉＯ2インタフェースは、４％の表面反射をもたらす。図２に示すように、チップがエポキシのパッケージに封入されていると仮定すれば、ＳｉＯ2と多くのカプセル材料の屈折率が類似しているので、皮膜保護の表面からの反射はほとんどなかったであろう。しかし、有利に反射防止コーティングで被覆することもできるパッケージの表面からの反射はあったであろう。
【００３６】
ピクセル領域内の金属又は他の非シリコン形態を吸収性コーティングで覆うことにより更に別の改善を行うことができる。この目的に適する黒色顔料フォトレジスト光吸収材料は、米国ミズーリ州ロラ所在のブリュワー・サイアンス・インコーポレーテッドから入手可能である。金属の形態によって反射されたであろう光を吸収することにより、疑似反射及び散乱を除去することができる。かなりの部分のピクセルがピクセルの支持回路で使用される金属形態を包含することができる低充填係数のピクセル構造に対して、この特徴は特に有利である。従来のピクセルよりも低い充填係数を有するより複雑なピクセル構造を通常使用する高ダイナミックレンジ画像センサに対して、これは特に関連がある。
【００３７】
本発明の別の実施形態では、「ＮＩＲ」光源１１０を最適に選択することにより、画像の品質が大幅に改善される。いくつかの種類の「ＮＩＲ」光源を使用することができる。最も広く利用することができる「ＮＩＲ」光源は、可視光線遮断フィルタと組み合わせたハロゲン電球である。この電球は、ハイビームヘッドライトと同じように機能することができるが、可視光線が遮断されると接近する運転者に対する眩しさは心配ないので、視覚システムが作動する時はいつでも電球をオンにすることができる。
【００３８】
白熱光源を使用する短所は、関連する光源の広帯域放射である。光は広い範囲の波長に亘って放射されるが、それがいくつかの欠点を有する。第１に、可視帯域で放射された光は濾過して除去する必要があり、放射されたエネルギの大部分が使用されないためにシステムの効率を低下させる。第２に、高帯域光源を使用すると、関連する光学構成要素に対する高性能の反射防止コーティングを生成するのが困難になる。一般的に、高性能の画像センサアセンブリのレンズは、反射防止コーティングで被覆される。全ての光学面を反射防止コーティングで被覆することにより、散乱及び多重反射の効果は、コーティングされないガラスの４％どころか、広いスペクトルに亘って１−２％のレベルまで減少する。この反射の減少は有利であり、ナイトビジョンシステムに恩典をもたらすであろうが、光の狭帯域だけが考慮された場合は、反射がより多く減少することが可能である。狭い波長領域のコーティングに対して０．１％よりも少ない反射をもたらすことは、手頃なコストで実現することができる。広い帯域に亘ってそのような反射の減少をもたらすコーティングは、いずれにしても複雑でコストが高いか又は簡単には作り出すことができない。
【００３９】
高帯域光源を使用することもできるが、本発明と共に使用するのに好ましい光源は、高出力赤外線ＬＥＤ光源である。高出力ＬＥＤ照明器を構成する方法は、本明細書においてそれぞれその全内容が引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許第６，３３５，５４８号、及び米国特許出願番号第０９／８００，４６０号及び第０９／８３５，２３８号に説明されている。ナイトビジョン照明源として使用するのに適する光源は、約７８０ナノメートルから１１００ナノメートルのどこか及び最も好ましくは約８５０ナノメートルで光を放射する「ＮＩＲ」ＬＥＤチップを用いてこれらの引用文献に従って構成することができる。ＬＥＤ光源の使用にはいくつかの利点がある。第１に、ＬＥＤは狭帯域エミッタである。従って、全ての光学面は、非常に低反射のコーティング材料を使用して手頃なコストでコーティングすることができる。第２に、シリコン表面はまた、上述のように反射防止コーティング材料を使用して被覆され、対応する狭帯域幅に対して最適化することができる。
【００４０】
画像センサアセンブリ内の光景と画像平面との間の任意の場所に配置された狭帯域通過光学フィルタを追加して更なる改善を行うことができる。帯域通過フィルタは、好ましくは、ＬＥＤによって放射される波長の光だけを透過し、他の波長の全てを吸収するか又は反射するように構成される。帯域通過フィルタは、好ましくは、多層薄膜フィルタとして構成される。代替的に、帯域通過フィルタは、画像センサ面を含む画像センサアセンブリの光学面のいずれかに被覆される場合がある。基本的に、接近するヘッドライトは可視光線エミッタであり、ＬＥＤは赤外線エミッタなので、帯域通過フィルタは、接近するヘッドライトから画像センサに到達する光の量を大幅に削減する。従って、照明器１１０から反射する光と接近するヘッドライトからの光との比率は大幅に増加する。
【００４１】
画像センサアセンブリの取得と同期させてＬＥＤ光源をパルス駆動することにより、更なる改善が達成される。デューティサイクルが減少した場合は、ＬＥＤを駆動する瞬時電流を増加することができることは公知である。例えば、ＬＥＤが単に２０％のデューティサイクルで駆動される場合、ＬＥＤを駆動する電流、すなわちＬＥＤの瞬時の輝度は、ＬＥＤが１００％のデューティサイクルで作動する時に比べて約５倍に増加させることができる。他の光源から放射された光に対する撮像された反射光の割合を増加させるために、この関係を利用することは有利である。「ＮＩＲ」光源が作動した時だけ画像を取得するように、画像取得は同期化される。これは、「ＮＩＲ」光源作動の持続時間である露出時間を使用するか又はシャッタを使用して達成することができる。ＬＥＤのデューティサイクルが例えば僅かに２０％であるが、ＬＥＤが１００％のデューティサイクルで作動した時に比べてＬＥＤの瞬時の輝度は約５倍である場合、反射光に対する画像センサの露出は、撮像装置及びＬＥＤが連続して作動した時と同じである。しかし、他の光源から放射された光に対する露出は、５分の１に減少する。
【００４２】
更なる例として、望ましいフレーム速度が３０フレーム／秒の画像化システムを考える。一般的に、光源は、連続してアクティブであり、画像センサは、新しいフレームを３３ミリ秒毎に連続して取得し、その間の全時間を集積すると考えられる。２０％のデューティサイクルの例を使用すると、ＬＥＤは、各フレーム時間の最初に６．７ミリ秒の間作動し、画像センサは、この６．７ミリ秒を集積するであろう。残りの２６．６ミリ秒の間ＬＥＤは遮断され、画像センサは集積しない。更なる強化策として、６．７ミリ秒の露出が起こっていた間の３３ミリ秒の集積時間の部分は、期間の始めから中間そして最後まで、パターンによるか又は確率的に変えることができるであろう。フレームの期間もまた、見る人が観測できない範囲に亘って変えることができる。この機能は、同一のナイトビジョンシステムを装備した接近する車両からのＬＥＤ照明が互いの画像にブルーミングを引き起こすのを回避するであろう。
【００４３】
この実施形態の更なる強化策では、ＬＥＤ照明は、各装置に対して独特なコードを示す所定のパターンに従ってパルス駆動することができる。画像は、制御システムによってコードが識別される速度で抽出することができる。このようにして、ＬＥＤからの反射光は、コード化されたパルスに従って発生した他の光から識別することができる。この概念は、本明細書に参照として引用されている様々な開示に説明した外部光の制御システムのような他の視覚システムの機能性を高めるために更に使用することができる。そのようなシステムに対しては、反射性物体を自己照明物体から識別するために、ＩＲ光線をパルス駆動することができる。反射性物体に対するハイビームヘッドライトの誤った作動停止は、この手段によって減少させることができる。また、可視ＬＥＤヘッドライトのような可視光源は、自己照明物体からの反射を識別するのと同じ方法で、パターン又はコードに従ってパルス駆動することができる。
【００４４】
「ＮＩＲ」光源１１０に対するＬＥＤの使用に加えて、「ＮＩＲ」レーザのような他の狭帯域光源は、同様の恩典をもたらすことができ、上述のものと同等の機能を可能にする。別の有用な「ＮＩＲ」光源は、「ＮＩＲ」放射が増強された高輝度放電光源である。そのような光源は、大量の「ＮＩＲ」放射を供給することができ、可視光線を遮断することにより、「ＮＩＲ」だけのエミッタとして構成することができる。放射光源は、狭帯域のスパイクを供給することができ、このスパイクは、適切な帯域通過フィルタと連結されて上述の恩典を達成する。更に、撮像装置が取得している時に同期して最高強度でアークを当てるように交流安定器を構成することができる。
【００４５】
更に別の実施形態では、「ＮＩＲ」光源のパルス駆動がオンの時に第１の画像が取得されて保存され、「ＮＩＲ」光源がオフの時に別の画像が取得される。次に、オフ画像は、オン画像からピクセル毎に減算される。このようにして、他の光源からの光線は、反射光線から完全に減算される。
【００４６】
高ダイナミックレンジ画像化をもたらすように特に設計された画像センサの使用は多くの恩典を提供するが、本発明で教示された技術は、他の光源に対して「ＮＩＲ」光源１１０から撮像された反射光線の比率を十分大幅に改善し、より従来的な画像感知技術の使用を可能にすることが想定されている。高性能１０ビット「ＣＩＦ」及び「ＶＧＡ」フォーマットの画像センサは、低コストで入手可能である。そのような撮像装置と共に本明細書に説明した技術を使用することにより、十分満足すべきナイトビジョンシステムを非常に廉価に製造することができる。
【００４７】
高ダイナミックレンジ画像感知システムは、例えば、他のトラフィックの存在を検出し、それに従って車両の外部照明を自動的に制御する車両制御機能のためにも使用することができる。例えば、車両のハイビームは、他の車両のヘッドライト又はテールライトが検出された時にオフに切り換えることができる。そのようなシステムは、米国特許出願番号第０９／８００，４６０号及び本明細書において引用により組み込まれている他の開示に説明されている。他の車両に対する正確な距離を推定するために、及び車両の光線を信号反射のような他の光源から適切に識別するために、光源の輝度の尺度が必要である。近くに接近するヘッドライトと遠く離れたテールランプとの間の輝度の比率は、何千対１である。従って、この輝度の範囲を含むためには、いくつかの異なる画像の露出が必要である。従来のシステムは、低感度の画像を第１に取得し、明るい光源を見つけるためにその画像を解析し、その光源が見出されなかった時は、次に高い露出で画像を取得するようにした。高ダイナミックレンジ画像システムを使用することは、単一の画像を取得して解析することを可能にする。
【００４８】
車両視覚システム又は他の用途と共に使用される時は、高ダイナミックレンジ画像システムの追加費用は、外部光制御に対して正当なものであるとすることができる。しかし、外部光制御機能だけが要求される場合は、このコストは現在あまりにも高い。この問題を解決するために、本発明は、露出時間が異なるいくつかの画像から合成された高ダイナミックレンジ画像を構成する。例えば、露出時間が１ミリ秒、６ミリ秒、及び３６ミリ秒の３つの別々の画像からの高ダイナミックレンジ画像の構成を考える。第１に、１ミリ秒の画像が取得される。この画像が受け取られる時に、全てのピクセルに３６（倍率）が乗じられてメモリに保存される。次に、６ミリ秒の画像が取得されてピクセル毎に受け取られる。各ピクセルに対して、１ミリ秒の画像からのメモリ内の現在値が０（１ミリ秒の画像からの信号なしを表す）の場合、６ミリ秒の画像のピクセルに６が乗じられてメモリに保存される。最後に、３６ミリ秒の画像に対してこのシーケンスが再度繰り返される。各ピクセルに対して、メモリ内の現在値が０の場合、３６ミリ秒の画像からの値がメモリに保存される。
【００４９】
合成された高ダイナミックレンジ画像の保存に対するメモリ要件は、各ピクセル値が倍率を乗じられた後でその対数を取ることによって低減することができる。この処理は、各画像に関する一連のルックアップテーブルを使用して実行することができる。例えば、露出が最も短い画像を受け取ることができ、テーブルに対するインデックスが画像から受け取られたグレースケールであるルックアップテーブルから、保存された対数スケールの値を検索することができる。更に、撮像装置の応答のいかなる非線形性も、このルックアップテーブルの組によって是正される。画像が後で処理される時に、保存された値を線形のグレースケールの値に変換するために、逆ルックアップテーブルを準備することができる。
【００５０】
外部光制御のための画像を処理する従来の提案された方法は、接続されたピクセルのグループのような各々が閾値を超える対象物の抽出を含んでいた。これらの目的に対して、全てのピクセルの図心や全グレースケール値のような特性が対象物を識別し、それによってヘッドライトを制御するために使用された。合成された高ダイナミックレンジ画像が使用される時、特に画像化システムの解像度が低い時には、この技術はそれほど適切ではない場合がある。問題は、光源のブルーミング、及び明白な暗い領域が間にない複数光源の１つの対象物への混合から問題が起きる。
【００５１】
本発明は、画像を試験して画像内に明白なピークを検出することにより、別々の光源を識別する改良された画像処理の技術を提供する。各ピークは別の光源と見なされ、ピークの輝度、中心、大きさ、及び色のような特性、並びに光源のピークの動きを使用して対象物を識別する。ピークの検出方法は、第１に閾値を超えるグレースケール値を有するピクセルを見つけるために、画像がラスター走査されるように進められる。そのようなピクセルが見つかった状態で、各方向の輝度の勾配（位置に伴うグレースケール値の増加速度）が計算される。次に来るピクセルが、最も勾配の大きな方向のピクセルになる。この次のピクセルから、各方向の勾配が再度判断される。この処理は、ピークが見つかり、勾配が全ての方向で負になるまで続く。次に、ピークの位置及び輝度が、後の分類のために保存される。次に、ピークを取り囲んでいるピクセルを横断することによって対象物の大きさが判断され、一方、これらのピクセルに対する勾配は、ピークから離れる方向に低下する。対象物の境界は、勾配が平らになるか又はグレースケール値が閾値未満に低下する点である。代替的に、境界は、グレースケール値がピーク値のある割合未満に低下する点とすることができる。ピークと終点の間のピクセルの距離が対象物の大きさを決める。図心、ピークの輝度、全グレースケール値、色、ピークでの色、及び他の特性と共にこのパラメータを使用して、対象物を識別することができる。
【００５２】
光源を検出することによって光源を識別する更に別の方法では、各ピクセルは、ラスター走査の形式で試験される。第１に、ピクセルは、最低輝度の閾値と比較される。それが閾値を超える場合、それは局所的近傍のピクセル（例えば、８個のボーダリングピクセル）と比較され、それがその近傍の最高輝度のピクセルか否かが判断される。そうである場合、そのピクセルと、例えば２ピクセル離れた北、南、東、又は西の隣接ピクセルのいくつかとの間の平均差を計算してピークの勾配が判断される。この値が閾値を超える場合、そのピクセルはピークと判断される。従来の方法に対して列挙されたもののようなピークの他の特性を用いて、ピークが制御アルゴリズムに対して関連の対象物に対応するか否かを評価することができる。
【００５３】
ナイトビジョンシステムのために提供された撮像装置は、外部光制御機能のために役立つことができるように想定されている。パルス駆動される「ＮＩＲ」光源が使用される時に大幅な改善がもたらされる。光源がオンとオフの両方で画像を取得することができる。両方の画像で存在する対象物は別々の光源であり、一方、作動した「ＮＩＲ」光源によって画像の輝度がかなり高い対象物は、恐らくは反射性の静止対象物である。これらの対象物を互いに識別することにより、信号及び他の対象物に対する厄介なハイビームランプの作動停止を少なくすることができる。
【００５４】
「ＮＩＲ」光源１１０から放射された光の帯域だけを透過するために上述のように帯域通過フィルタが使用される時、外部光制御に対するナイトビジョン画像センサアセンブリを使用すると重大な問題が発生する可能性がある。高輝度放電ヘッドライトやＬＥＤテールランプのようないくつかの近代的な車両照明技術では、赤外線をほとんど放射しないか又は全く放射しない。従って、そのような光源は、そのような帯域通過フィルタの画像センサアセンブリでは検出不可能であろう。この制約を克服するために、帯域通過フィルタは、シャッタによって移動することができるように作ることができ、シャッタが取り除かれた時に可視画像化が可能になる。代替的に、可視光線は、可視光線吸収ＬＣＤ、エレクトロクロミックフィルタ、又はナイトビジョン作動のための懸架粒子装置を使用して遮断され、外部光制御作動のために除去することができる。最後に、車両の光源を検出するために個別の可視光線画像センサアセンブリが提供され、上述のように発光性対象物から反射性対象物を識別するために、赤外線画像センサアセンブリを使用することができる。
【００５５】
本発明の特徴は、ナイトビジョン又は外部光制御以外の機能のための視覚システムを構成するのに使用することができる。そのような用途の例は、車両の後部視覚、衝突防止、障害物検知、適応クルーズコントロール、降雨感知、及び車線離脱警告システムなどを含む。高ダイナミックレンジ画像システムは、単一の画像センサアセンブリを使用して複数の機能が実行される時に特に有用である。例えば、路面標識と接近する車両との輝度の差は非常に大きい。外部光制御機能と車線離脱警告機能の両方を実行するために、高ダイナミックレンジ画像が必要であることになる。高ダイナミックレンジは、複数露出の単一画像又は複数画像、又は合成高ダイナミックレンジ画像のいずれかにより達成することができる。いずれの場合も、適切な車線検出のために必要な路面標識を明るい光源が流失させないことが重要である。同じく他の用途にも類似の条件が現れる場合がある。
【００５６】
本明細書に説明した車両視覚システムは、少なくとも部分的に外部ミラーアセンブリに有利に組み込まれる。本明細書に説明した個々のシステムは、構成要素を共有することができ、及び／又は互いに一体化することができる。
【００５７】
ここで図４に移ると、伸縮式の延長部４２０を通じて取付部材４１５に接続されたハウジング４１０を有する外部バックミラー４０５の分解組立図が示されている。少なくとも一実施形態では、伸縮式延長部４２０は、関連車両の内部から伸縮式延長部を伸張させて収縮させるための線形アクチュエータを備えた単一アームを有する。伸縮式延長部４２０は、ラックピニオン式の線形アクチュエータ、電磁弁式線形アクチュエータ、空気圧縮式ピストン、又は油圧アクチュエータを有することができる。ハウジング４１０は、ハウジングが伸縮式延長部の周りでピボット式軸回転するように構成することができる。更に、伸縮式延長部は、ハウジングを関連車両の方向に内向き、及び関連車両から離れる外向きに折り畳めるように構成することができる。取付部材４１５は、車両マウント４２５によって収容されるように構成される。車両マウントは、ドアパネル、Ａピラー、フロントフェンダ、ウインドウアセンブリ、又は運転者が関連車両の後方の光景を普通に見ることができる他の任意の位置に固定することができる。伸縮性延長部は、２つ又はそれ以上のアームを有することができ、ハウジングは、使用されるアームの数に関係なくピボット回転して折り畳むことができるように構成することができることを理解すべきである。ハウジングはまた、ハウジングが接続部４２０ａでピボット回転し、従って必要に応じてミラーが車両の近く又は遠くに配置されるように、参照番号４２０ａで示される位置で非伸縮性延長部に接続することができることも理解すべきであり、この機能は、車両の内部から作動させることができる電動式位置決め機構によって達成することができる。ミラーハウジング、延長部、及び取付部材は、マニュアル操作で伸縮、ピボット回転、及び折り畳みができるように構成することができることを理解すべきである。
【００５８】
外部ミラーを関連車両の内部に位置する関連装置と接続するために、コネクタ４３５が付いたワイヤリングハーネス４３０が設けられる。ワイヤリングハーネスは、ハウジングの延長、折り畳み、ピボット回転をもたらすように構成することができ、また、反射性要素の制御、電力、ターンシグナル作動、ミラーヒータ制御、ミラー要素の位置決め、光センサインタフェース、外部ミラー回路基板インタフェース、トランシーバインタフェース、情報ディスプレイインタフェース、アンテナインタフェース、光源電力及び制御、緊急フラッシャインタフェース、及び本明細書に説明した他の全ての電気的機能をもたらすように構成することができる。適切な場合には、これらの機能のそれぞれに対するオペレータインタフェースが車両内に設けられることを理解すべきである。
【００５９】
関連車両の内部からハウジング内に関連反射性要素を整列させるために、ミラー要素位置決め装置４４０が設けられる。反射性要素を位置決めするために対応するオペレータインタフェースが車両内に設けられることを理解すべきである。
【００６０】
位置決め装置４４０は、関連反射性要素を支持して移動させるための確実な構造をもたらすためにキャリアと機械的に結合される。適切なキャリアの例は、米国特許第６，１９５，１９４号及び第６，２３９，８９９号に説明されており、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。
【００６１】
少なくとも一実施形態では、キャリアに反射性要素を取り付けるために両面粘着発泡材４５０が使用される。いくつかの例では、様々な構成要素の位置決めに適応させるための開口４５１が両面粘着発泡材に設けられる場合がある。
【００６２】
少なくとも一実施形態では、バックミラーアセンブリ内に電気回路基板４５５が設けられる。電気回路基板は、本明細書においてその全開示内容が全体的に引用により組み込まれている米国特許第６，４４１，９４３号で教示されるようなターンシグナル光、キー孔照明、又は外側ドア領域照明のような光源、情報ディスプレイ、アンテナ、トランシーバ、反射性要素の制御装置、外部ミラー通信システム、遠隔キーレスエントリシステム、接近センサ、及び本明細書に説明されている他の装置に対するインタフェースを含むことができる。米国特許第６，２４４，７１６号、第６，５２３，９７６号、第６，５２１，９１６号、第６，４４１，９４３号、第６，３３５，５４８号、第６，１３２，０７２号、第５，８０３，５７９号、第６，２２９，４３５号、第６，５０４，１４２号、第６，４０２，３２８号、第６，３７９，０１３号、第６，３５９，２７４号は、１つ又はそれ以上の実施形態に使用することができる様々な電気構成要素及び電気回路基板を開示しており、これらの米国特許の各々の開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。
【００６３】
少なくとも一実施形態では、装置の作動を改善するため及び存在することがある凍結した降水を溶かすためのヒータ４６０を有するバックミラーアセンブリが設けられる。様々なヒータの例は、米国特許第５，１５１，８２４号、第６，２４４，７１６号、第６，４２６，４８５号、第６，４４１，９４３号、第６，３５６，３７６号に説明されており、これらの特許の各々の開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。
【００６４】
少なくとも一実施形態では、反射性要素は、可変の反射形態を有する。可変反射率の反射性要素は、第１の基板４６５と、シール４７５によって間隔を置いた関係で固定された第２の基板４７０とを含み、それらの間にチャンバを形成することができる。反射性要素は、凸面要素、非球面要素、平面要素、非平面要素、及び広角視野要素を形成するように、又は、異なる領域にこれらの様々な形態を組み合わせて複合ミラー要素形状を形成するように構成することができる。第１の基板の第１の表面には、作動を改善するための親水性又は疎水性コーティングを含むことができる。反射性要素は、光源又は情報ディスプレイが要素の背後に位置し、そこを通して光線を投射するようなトランスフレクティブ性を含むことができる。反射性要素は、第１及び／又は第２の基板の露出表面上に１つ又は複数の耐スクラッチ層を含むことができる。反射性要素は、情報ディスプレイ領域を形成するために、バー又は言葉にエッチングされたような反射性材料のない領域を含むことができる。様々な反射性要素の例は、米国特許第５，６８２，２６７号、第５，６８９，３７０号、第６，０６４，５０９号、第６，０６２，９２０号、第６，２６８，９５０号、第６，１９５，１９４号、第５，９４０，２０１号、第６，２４６，５０７号、第６，０５７，９５６号、第６，５１２，６２４号、第６，３５６，３７６号、第６，１６６，８４８号、第６，１１１，６８４号、第６，１９３，３７８号、第６，２３９，８９８号、第６，４４１，９４３号、第６，０３７，４７１号、第６，０２０，９８７号、第５，８２５，５２７号、第６，１１１，  ６８４号、第５，９９８，６１７号に説明されており、これらの特許の各々の開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。
【００６５】
好ましくは、チャンバは、エレクトロクロミック媒体を包含する。エレクトロクロミック媒体は、好ましくは、それを通過する光を選択的に減衰することができ、好ましくは、少なくとも１つの溶液相エレクトロクロミック材料と、好ましくは、溶液相、表面閉じ込め、又は表面上にメッキしたものとすることができる少なくとも１つの追加の電気活性材料とを有する。しかし、現時点の好ましい媒体は、本明細書においてその全開示内容が全体的に引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許第４，９０２，１０８号、第５，１２８，７９９号、第５，２７８，６９３号、第５，２８０，３８０号、第５，２８２，０７７号、第５，２９４，３７６号、第５，３３６，４４８号、第５，８０８，７７８号、第６，０２０，９８７号に開示されたもののような溶液相酸化還元エレクトロクロミックである。溶液相エレクトロクロミック媒体が使用される場合、それは、真空埋め戻しなどのような公知の技術により、密封可能な充填ポートを通してチャンバに挿入することができる。
【００６６】
本出願人に譲渡された１９９７年４月２日出願の「２つの薄いガラス要素を有するエレクトロクロミックミラー及びゲル状エレクトロクロミック媒体」という名称の米国特許第５，９４０，２０１号に開示されたように、エレクトロクロミック装置にゲルを組み込むことが望ましいであろう。この米国特許の全開示内容は、本明細書において引用により組み込まれている。
【００６７】
少なくとも一実施形態では、実質的に透明なシールを有する電気光学要素を備えたバックミラーアセンブリが設けられる。実質的に透明なシール及び実質的に透明なシールを形成する方法の例は、米国特許第５，７９０，２９８号に提供され、その全開示内容は、本明細書において引用により含まれている。
【００６８】
少なくとも一実施形態では、バックミラーアセンブリには、有害な光線から関連シールを保護し、美的外観を満足させるためのベゼル４８０が設けられる。様々なベゼルの例は、米国特許第５，４４８，３９７号、第６，１０２，５４６号、第６，１９５，１９４号、第５，９２３，４５７号、第６，２３８，８９８号、第６，１７０，９５６号、第６，４７１，３６２号に開示されており、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。
【００６９】
本明細書に説明した車両視覚システムは、少なくとも部分的に内部バックミラーアセンブリ内に有利に組み込まれる。本明細書に説明した個々のシステムは、構成要素を共有することができ、及び／又は互いに一体化することができる。
【００７０】
本発明は、革新的なバックミラーアセンブリのミラーハウジング内にエレクトロクロミックミラー要素を組み込むものとして説明された。他の様々な車両用アクセサリや構成要素を全体的、部分的、及び様々な組合せにより、バックミラーアセンブリ内に組み込むことができることを当業者は認めるであろう。そのような車両用アクセサリ及び構成要素は、ミラーハウジング、ミラーマウント、又はミラーマウント又はハウジングに対する付属品の内部、その上、又はそれに対して取り付けられ、又は、コンソール又はバックミラーアセンブリに付随する他のハウジングに取り付けることができる。更に、任意のそのような車両用アクセサリは、プロセッサ、センサ、電源、ワイヤハーネス及びプラグ、ディスプレイ、スイッチ、アンテナなどの構成要素を互いに共有することができる。他の車両用アクセサリ、構成要素、又は特徴の例を更に以下に説明する。
【００７１】
ここで図５に移ると、ミラーアセンブリ５０２がベゼル５５５、ケース５５６を有するように示されている。ベゼル及びケースは組み合わせられ、反射性要素及び情報ディスプレイに追加する機能を組み込むためのミラーハウジングを形成する。開示内容が本明細書においてその全体が引用により組み込まれている本出願人に譲渡された米国特許第６，１０２，５４６号、第Ｄ４１０，６０７号、第６，４０７，４６８号、第６，４２０，８００号、第６，４７１，３６２号は、本発明と共に使用することができる様々なベゼル、ケース、及び関連ボタン構成の例を説明している。
【００７２】
図５に示すように、ミラーアセンブリは、第１及び第２のマイクロフォン５５９、５６０を有することができる。本発明と共に使用するためのマイクロフォンの例は、開示内容が本明細書においてその全体が引用により組み込まれている本出願人に譲渡された米国特許出願第０９／４４４，１７６号、第０９／７２４，１１９号、米国特許出願公開ＵＳ２００２／０１１０２５６Ａ１、ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ０２／３２３８６に説明されている。図５、図６、図７に示すように、１つ又は複数のマイクロフォンは、ミラーアセンブリの上部、ミラーアセンブリの下部、ミラーケースの裏面、又は、ミラーケース又はベゼル内の任意の場所に取り付けることができる。好ましくは、２つのマイクロフォンは、図図５、図６、図７に示すように、音響ダム６５９ｂを有して凹部部分６５９ａ内のミラーケース裏面上にあるミラーアセンブリ内に各端部近くに１つずつ組み込まれる。これらのシステムは、情報ディスプレイを有する共通の制御装置に少なくとも部分的に一体化することができ、及び／又は、情報ディスプレイと構成要素を共有することができる。更に、これらのシステム及び／又はそれによって制御される装置のステータスは、関連する情報ディスプレイ上に表示することができる。
【００７３】
図５に更に関連して、ミラーアセンブリ５０２は、第１及び第２の照明アセンブリ５６７、５７１を組み込むことができる。本発明と共に使用される様々な照明アセンブリ及び照明器は、本出願人に譲渡された米国特許第５，８０３，５７９号、第６，３３５，５４８号、第６，４４１，９４３号、第６，５２１，９１６号、第６，５２３，９７６号、並びに本出願人に譲渡された米国特許出願第０９／７２３，６７５号、第１０／０７８，９０６号、第１０／２３０，８０４号に説明されており、その開示内容は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている。更に図７に示すように、各照明アセンブリは、好ましくは、反射器、レンズ、照明器（図示しない）を有する。一般的に前部乗員シート領域を照明するため、及び一般的に第２の運転者シート領域を照明するために配置された２つの照明アセンブリが存在するであろう。代替的に、両方のシート領域を照明する１つだけの照明アセンブリが存在する場合があり、及び／又は、１つが中心のコンソール領域、頭上のコンソール領域、又は前部シート間の領域を照明するような追加の照明器が存在する場合がある。
【００７４】
更に図５に関連して、ミラーアセンブリ５０２は、第１及び第２のスイッチ５７５、５７７を含む。本発明と共に使用するのに適切なスイッチは、本出願人に譲渡された米国特許第６，４０７，４６８号、第６，４２０，８００号、第６，４２６，５６８号、第６，４７１，３６２号、並びに本出願人に譲渡された米国特許出願公開ＵＳ２００２／００２４７１３Ａ１に詳細に説明されており、その開示内容は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている。これらのスイッチは、照明アセンブリ、ディスプレイ、ミラーの反射率、音声作動システム、コンパスシステム、電話システム、高速道路料金ブースインタフェース、遠隔測定システム、ヘッドライト制御装置、降雨センサ、タイヤ圧力モニタリングシステム、ナビゲーションシステム、車線離脱警告システム、及び適応クルーズコントロールシステムなどを制御するために組み込むことができる。本明細書又は引用により組み込まれている参照文献内に説明した他の全てのディスプレイ又はシステムは、関連車両内の任意の場所に組み込むことができ、それらのスイッチを使用して制御される。
【００７５】
更に図５に関連して、ミラーアセンブリ５０２は、第１及び第２のインジケータ５８０、５８３を含む。本発明と共に使用するための様々なインジケータは、本出願人に譲渡された米国特許第５，８０３，５７９号、第６，３３５，５４８号、第６，４４１，９４３号、第６，５２１，９１６号、及び第６，５２３，９７６号、並びに本出願人に譲渡された米国特許出願第０９／７２３，６７５号、第１０／０７８，９０６号、及び第１０／２３０，８０４号に説明されており、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。これらのインジケータは、ディスプレイ、ミラーの反射率、音声作動システム、コンパスシステム、電話システム、高速道路料金ブースインタフェース、遠隔測定システム、ヘッドライト制御装置、降雨センサ、及びセキュリティシステムなどのステータスを示すことができる。本明細書又は引用により組み込まれている参照文献内に説明した他の任意のディスプレイ又はシステムは、関連車両内の任意の場所に組み込むことができ、インジケータによって示されたステータスを有することができる。
【００７６】
更に図５に関連して、ミラーアセンブリ５０２は、第１及び第２の光センサ５８６、５８８（図７のグレア及び周囲センサ７８７、７８９）を含むことができる。本発明で使用するための好ましい光センサは、本出願人に譲渡された米国特許第５，９２３，０２７号、第６，３１３，４５７号、第６，３５９，２７４号、第６，３７９，０１３号、及び第６，４０２，３２８号、並びに米国特許出願公開ＵＳ２００２／００５６８０６Ａ１、並びに米国特許出願第１０／０６８，５４０号に説明されており、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。グレアセンサ及び／又は周囲センサは、自己調光反射性要素の反射率、並びに情報ディスプレイ及び／又はバックライトの輝度を自動的に制御する。グレアセンサは、追尾する車両のヘッドライトを感知するために使用され、周囲センサは、センサが作動している内部の周囲照明状態を検出するために使用される。別の実施形態では、関連車両の通常は上方又は前方の光のレベルを検出するために配置されたスカイセンサを使用することができ、これは、自己調光反射性要素の反射率、制御車両の外部光、及び／又は情報ディスプレイの輝度を自動的に制御するために使用することができる。ミラーアセンブリは、車両の環境制御システムを制御するために車両の運転者サイド及び乗員サイドに対する光のレベルを感知するための太陽光負荷センサを更に含むことができる。
【００７７】
更に図５を参照すると、ミラーアセンブリ５０２は、ミラーベゼル５５５に配置された最１、第２、第３、及び第４のオペレータインタフェース５９０、５９１、５９２、５９３を含むことができる。各オペレータインタフェースは、バックライト付き情報ディスプレイ「Ａ」、「ＡＢ」、「Ａ１」、及び「１２」を含むように示されている。これらのオペレータインタフェースは、例えば、ミラーケース、アクセサリモジュール、インストルメントパネル、オーバーヘッドコンソール、ダッシュボード、シート、センターコンソールなどの関連車両のどこにでも組み込むことができることを理解すべきである。適切なスイッチ構成は、本出願人に譲渡された米国特許第６，４０７，４６８号、第６，４２０，８００号、第６，４２６，５６８号、及び第６，４７１，３６２号、並びに本出願人に譲渡された米国特許出願公開ＵＳ２００２／００２４７１３Ａ１に詳細に説明されており、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。これらのオペレータインタフェースは、照明アセンブリ、ディスプレイ、ミラーの反射率、音声作動システム、コンパスシステム、電話システム、高速道路料金ブースインタフェース、遠隔測定システム、ヘッドライト制御装置、降雨センサ、タイヤ圧力モニタリングシステム、ナビゲーションシステム、車線離脱警告システム、及び適応クルーズコントロールシステムなどを制御することができる。本明細書又は引用により組み込まれている参照文献内に説明した他の全てのディスプレイ又はシステムは、関連車両内の任意の場所に組み込むことができ、１つ又は複数のオペレータインタフェースを使用して制御することができる。例えば、ユーザは、所定の情報を表示するために１つ又は複数のディスプレイをプログラムすることができ、又は、一連の情報をスクロールするために１つ又は複数のディスプレイをプログラムすることができ、又は、所定のイベントが発生するとすぐに特定の情報を表示するために、関連のセンサ入力を使用して特定の作動中の装置に付随する設定値を入力することができる。一実施形態では、例えば、エンジン温度が閾値を超えるまで所定のディスプレイを非照明状態とすることができ、その後、ディスプレイは、自動的にエンジン温度を表示するように設定される。別の例は、車両の後部に配置された接近センサがコントローラに接続され、対象物に対する距離を運転者に対して表示するためにバックミラー内のディスプレイと組み合わされる場合であり、ディスプレイは、所定の距離に比例する長さのバーとして構成することができる。
【００７８】
これらの付加的な特徴の特定の位置及び数が図５に示されているが、より少ない又はより多い個々の装置を関連車両内及び本明細書に組み込まれている参照文献に説明したような任意の位置に組み込むことができることを理解すべきである。
【００７９】
ここで図６に移ると、ミラーアセンブリ６０２の断面図が示されている。図６に示す断面は、図５の切断線６−６に沿った断面である。図６は、ケース６５６、ベゼル６５５によって形成されたハウジング内の第３の情報ディスプレイのバックライト６２７と共に、反射性要素６０５に対する第３及び第４の情報ディスプレイ６２６、６４１の好ましい位置関係を示す。ミラーアセンブリ６０２はまた、回路基板６９５、ミラーマウント６５７、及びアクセサリモジュール６５８と共に、マイクロフォン６５９及び第１のオペレータインタフェース６９０を含むように示されている。ミラーマウント６５７及び／又はアクセサリモジュール６５８は、コンパスセンサ、画像センサアセンブリ、ヘッドライト制御装置、追加のマイクロプロセッサ、降雨センサ、追加の情報ディスプレイ、追加のオペレータインタフェースなどを含むことができる。
【００８０】
ここで図７に移ると、ミラーアセンブリ７０２の分解組立図が示されている。図７は、個々の構成要素の１つの好ましい位置関係に関する付加的な詳細を提供すると同時に、ミラーアセンブリの付加的な構造的詳細を提供する。ミラーアセンブリ７０２は、ベゼル７５５及びミラーケース７５６内に反射性要素７０５を有する。ミラーマウント７５７は、ミラーアセンブリを車両内に取り付けるために組み込まれる。降雨センサ、画像センサアセンブリ、ヘッドライト制御装置、追加のマイクロプロセッサ、追加の情報ディスプレイ、コンパスセンサなどのような多数のアクセサリをマウント７５７に組み込むことができることを理解すべきである。これらのシステムは、少なくとも部分的に、情報ディスプレイと共通の制御において一体化され、及び／又は、情報ディスプレイと構成要素を共有することができる。更に、これらのシステム及び／又はそれによって制御される装置のステータスは、関連する情報ディスプレイに表示することができる。
【００８１】
ミラーケース７０２は、第３の情報ディスプレイのバックライト７３７、７３８、７３９を備えた第３の情報ディスプレイ７２６、第１及び第２のマイクロフォン７５９、７６０、第１のレンズ７６９を備えた第１の反射器７６８、第２のレンズ７７３を備えた第２の反射器７７２、グレアセンサ７８７、周囲光センサ７８９、第１、第２、第３、及び第４のオペレータインタフェースバックライト７９０ａ、７９１ａ、７９２ａ、７９３ａを備えた第１、第２、第３、及び第４のオペレータインタフェース７９０、７９１、７９２、７９３、コンパスセンサモジュール７９９を備えた回路基板７９５、及び入力／出力バスインタフェースを備えたドーターボード７９８を更に含むように図７に示されている。
【００８２】
第１の反射器７６８は、第１のレンズ７６９及び第１の光源（図示しない）と組み合わせられて第１の照明アセンブリを形成する。第２の反射器７７２は、第２のレンズ７７３及び第２の光源（図示しない）と組み合わせられて第２の照明アセンブリを形成する。好ましくは、光源に付随する照明アセンブリは、本出願人に譲渡された米国特許第５，８０３，５７９号、第６，３３５，５４８号、第６，４４１，９４３号、第６，５２１，９１６号、及び第６，５２３，９７６号、並びに本出願人に譲渡された米国特許出願第０９／７２３，６７５号、第１０／０７８，９０６号、及び第１０／２３０，８０４号の教示に従って構成され、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。
【００８３】
好ましくは、グレア光センサ７８７及び周囲光センサ７８９は、本出願人に譲渡された米国特許第６，３５９，２７４号及び第６，４０２，３２８号に説明したようなアクティブな光センサであり、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。センサ７８７及び７８９のいずれか又は両方からの電気出力信号は、反射性要素７０５の反射率及び／又は第３の情報ディスプレイのバックライト７２７を制御するために、コントローラ７９６に対する入力として使用することができる。これと共に使用される様々な制御回路の詳細は、本出願人に譲渡された米国特許第５，８８３，６０５号、第５，９５６，０１２号、第６，０８４，７００号、第６，２２２，１７７号、第６，２２４，７１６号、第６，２４７，８１９号、第６，２４９，３６９号、第６，３９２，７８３号、及び第６，４０２，３２８号に開示されており、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。これらのシステムは、少なくとも部分的に、情報ディスプレイと共通の制御において一体化され、及び／又は、情報ディスプレイと構成要素を共有することができる。更に、これらのシステム及び／又はそれによって制御される装置のステータスは、関連する情報ディスプレイに表示することができる。
【００８４】
コンパスセンサモジュール７９９は、図７の回路基板７９５に取り付けられて示されているが、センサモジュールは、マウント７５７内及びミラーアセンブリ７０２の近くに配置されたアクセサリモジュール７５８内、又は、例えば、ダッシュボードの下、オーバーヘッドコンソール、センターコンソール、トランク、及びエンジンコンパートメント内などのような関連車両内の任意の位置に配置することができることを理解すべきである。本出願人に譲渡された米国特許第６，０２３，２９９号及び第６，１４０，９３３号、並びに本出願人に譲渡された米国特許出願第０９／９８９，５５９号、第１０／２１０，９１０号、第６０／３６０，７２３号、及び第６０／４４９，８２８号は、本発明と共に使用するための様々なコンパスシステムの詳細を説明しており、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。これらのシステムは、少なくとも部分的に、情報ディスプレイと共通の制御において一体化され、及び／又は、情報ディスプレイと構成要素を共有することができる。更に、これらのシステム及び／又はそれによって制御される装置のステータスは、関連する情報ディスプレイに表示することができる。
【００８５】
ドーターボード７９８は、回路基板７９５と作動的通信状態である。回路基板７９５は、マイクロプロセッサのようなコントローラ７９６を含むことができ、ドーターボード７９８は、情報ディスプレイ（図７には示されていない）を含むことができる。マイクロプロセッサは、例えば、コンパスセンサモジュール７９９から信号を受け取り、信号を処理し、ドーターボードに信号を転送し、対応する車両ヘッディングを表示するようにディスプレイを制御することができる。本明細書及び本明細書に引用により組み込まれている参照文献において説明したように、コントローラは、光センサ、降雨センサ（図示しない）、自動車両外部光コントローラ（図示しない）、マイクロフォン、全地球測位システム（図示しない）、遠隔通信システム（図示しない）、オペレータインタフェース、及び多数の他のシステムから信号を受け取り、情報ディスプレイを制御して適切な視覚表示をもたらすことができる。
【００８６】
コントローラ７９６（単一又は複数）は、少なくとも部分的に、ミラーの反射率、外部光、降雨センサ、コンパス、情報ディスプレイ、フロントガラスのワイパー、ヒータデフロスタ、曇り止め、空調機、遠隔測定システム、デジタル信号プロセッサベースの音声作動システムのような音声認識システム、及び車両速度を制御することができる。コントローラ７９６（単一又は複数）は、本明細書及び引用により含まれている参照文献に説明した他の任意の装置を自動的に操作するために、本明細書及び本明細書に引用により組み込まれている参照文献に説明した任意の装置に付随するスイッチ及び／又はセンサから信号を受け取ることができる。コントローラ７９６は、少なくとも部分的にミラーアセンブリの外部に配置することができ、又は、車両内の任意の場所に第２のコントローラ又は車両を通して追加のコントローラを含むことができる。個々のプロセッサは、車両バス上、「ＣＡＮ」バス上、又は他の任意の適切な通信で、「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ」プロトコルやワイヤレス通信を通じて、シリアルやパラレルで通信するように構成することができる。
【００８７】
開示内容が本明細書において全体的に引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許第５，９９０，４６９号、第６，００８，４８６号、第６，１３０，４２１号、第６，１３０，４４８号、第６，２５５，６３９号、第６，０４９，１７１号、第５，８３７，９９４号、第６，４０３，９４２号、第６，２８１，６３２号、第６，２９１，８１２号、第６，４６９，７３９号、第６，４６５，９６３号、第６，４２９，５９４号、及び第６，３７９，０１３号、並びに米国特許出願公開ＵＳ２００２／０００５４７２Ａｌ、及び米国特許出願第０９／５２８，３８９号、第０９／６７８，５８６号、第０９／８００，４６０号、第６０／４０４，８７９号、第６０／３９４，５８３号、第１０／２３５，４７６号、及び第１０／２０８，１４２号に説明された外部光制御システムを本発明に従って組み込むことができる。これらのシステムは、少なくとも部分的に、情報ディスプレイと共通の制御において一体化され、及び／又は、情報ディスプレイと構成要素を共有することができる。更に、これらのシステム及び／又はそれによって制御される装置のステータスは、関連する情報ディスプレイに表示することができる。
【００８８】
水分センサ及びフロントガラス曇り検出システムは、本出願人に譲渡された米国特許第５，９２３，０２７号及び第６，３１３，４５７号、及び米国特許出願第０９／９７０，７２８号及び第０９／９７０，９６２号に説明されており、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。これらのシステムは、少なくとも部分的に、情報ディスプレイと共通の制御において一体化され、及び／又は、情報ディスプレイと構成要素を共有することができる。更に、これらのシステム及び／又はそれによって制御される装置のステータスは、関連する情報ディスプレイに表示することができる。
【００８９】
開示内容が本明細書において全体的に引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許第６，２６２，８３１号は、本発明と共に使用するための電源を説明している。これらのシステムは、少なくとも部分的に、情報ディスプレイと共通の制御において一体化され、及び／又は、情報ディスプレイと構成要素を共有することができる。更に、これらのシステム及び／又はそれによって制御される装置のステータスは、関連する情報ディスプレイに表示することができる。
【００９０】
ミラーアセンブリは、ＲＦ信号を送信及び／又は受信するための１つ又はそれ以上のアンテナを更に含むことができる。適切な受信、送信、及び／又は処理回路をミラーアセンブリに更に含めるか、又はそれに接続することができる。そのようなアンテナは、携帯電話システム、「ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）」送受信システム、遠隔キーレスエントリ（ＲＫＥ）システム、訓練可能車庫ドア開閉システム、タイヤ圧力モニタリングシステム、全地球測位システム、「ＬＯＲＡＮ」システムなどに対して使用することができる。これらのシステムのいくつかは、適切な場合には、共通アンテナと、受信、送信、処理、及び表示回路とを共有することができる。バックミラーアセンブリに組み込まれたタイヤ圧力モニタリングシステムの例は、本出願人に譲渡された米国特許第６，２１５，３８９号及び第６，４３１，７１２号、並びに米国特許出願第０９／３５９，１４４号及び第０９／９４９，９５５号に開示されており、その開示内容は、本明細書においてその全体が引用により組み込まれている。バックミラーアセンブリに組み込まれた「ＧＰＳ」システムの例は、本出願人に譲渡された米国特許第６，１６６，６９８号、第６，２９７，７８１号、第６，３９６，４４６号、並びに米国特許出願公開ＵＳ２００２／００３２５１０Ａ１に開示されており、その開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれている。バックミラーアセンブリに組み込まれた「ＬＯＲＡＮ」システムの例は、本出願人に譲渡された米国特許出願公開ＵＳ２００２／０１９３９４６Ａ１に開示されており、その開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれている。バックミラーアセンブリに組み込まれた電話／テレマティックスシステム及び「ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）」システムの両方の例は、本出願人に譲渡された米国特許出願ＵＳ２００２／００３２５１０Ａ１に開示されており、その開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれている。バックミラーアセンブリに組み込まれた訓練可能車庫ドア開閉システム及び「ＲＫＥ」システムの例は、米国特許第６，０９１，３４３号に開示されており、その開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれている。ミラーは、ミラーアセンブリ及び恐らくは車両に対して情報を送信／受信するための赤外線（ＩＲ）送信機／受信器を更に含むことができる。そのようなバックミラーアセンブリの例は、本出願人に譲渡された米国特許第６，４０７，７１２号に開示されており、その開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれている。
【００９１】
ミラーアセンブリは、１つ又はそれ以上の同じか又は異なる種類のディスプレイを更に含むことができる。異なる種類のディスプレイの例は、真空蛍光ディスプレイ、ＬＣＤ、反転ＬＣＤ、ＬＥＤ、有機ＬＥＤ、ドットマトリックス、バックライト表示などを含む。かなりの量の情報を同時に表示するように意図されたディスプレイに関しては、本出願人に譲渡された米国特許第６，３４６，６９８号に開示されたディスプレイを使用することができる。その開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれている。バックライト表示パネルディスプレイの例は、本出願人に譲渡された米国特許第６，１７０，９５６号及び第６，３５６，３７６号、並びに米国特許出願第０９／５８６，８１３号及び第０９／６６４，１５１号に開示されており、その開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれている。バックミラーに使用される様々なディスプレイは、本出願人に譲渡された米国特許第６，３５６，３７６号、及び米国特許出願公開ＵＳ２００２／０１５４３７９Ａ１に開示されており、その開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれている。
【００９２】
バックミラーアセンブリハウジング内の車両アクセサリのための配線は、取付ブラケットを通し、チャンネルマウントの下部のフロントガラスに沿って（取付ブラケットがヘッドライナにまだ延びていない場合）設置することができる。ミラーアセンブリハウジング内のアクセサリのための配線が取付ブラケットを通る経路で設置されるバックミラーアセンブリの例は、本出願人に譲渡された米国特許第６，４６７，９１９号に開示されており、その開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれている。
【００９３】
本発明は、図面に示す実施形態の詳細に関して説明したが、これらの詳細は、特許請求の範囲に説明された本発明の範囲を制限するように意図されてはいない。本明細書に説明した構造及び機能の全ての均等物は、本発明の範囲内であることを理解すべきである。更に、本明細書に説明した個々の構造及び機能は、明示的に説明されていない１つ又はそれ以上の実施形態において個々に組み合わせることができることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】車両視覚システムの実施形態のブロック図である。
【図２】画像センサの断面図である。
【図３】様々な光線の反射を示す画像センサの断面図である。
【図４】外部バックミラーアセンブリの分解組立図である。
【図５】内部バックミラーアセンブリを示す図である。
【図６】図５のミラーアセンブリの切断線６−６に沿った断面図である。
【図７】内部バックミラーアセンブリの分解組立図である。
【符号の説明】
【００９５】
１００  画像センサ
１０１  レンズアセンブリ
１０２  画像センサアセンブリ
１１０  近赤外線光源
【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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【国際調査報告】
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