(57)【要約】【課題】運転の安全性を向上させる。【解決手段】車両用灯具システム１は、所定形状の非可視光パターンを自車前方の所定領域に形成する非可視光源部９と、少なくとも非可視光パターンが形成される所定領域に可視光を照射可能な可視光源部１０と、非可視光撮像部５２と、非可視光撮像部５２から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、所定領域に存在する物標を検出する第１物標解析部５４と、物標に可視光を照射するよう可視光源部１０を制御する光源制御部２０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状の非可視光パターンを自車前方の所定領域に形成する非可視光源部と、
少なくとも前記所定領域に可視光を照射可能な可視光源部と、
非可視光撮像部と、
前記非可視光撮像部から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、前記所定領域に存在する物標を検出する第１物標解析部と、
前記物標に可視光を照射するよう前記可視光源部を制御する光源制御部と、
を備えることを特徴とする車両用灯具システム。
【請求項２】
前記所定領域は、水平線以下の領域である請求項１に記載の車両用灯具システム。
【請求項３】
前記所定領域は、自車走行路および路肩を含む領域である請求項１または２に記載の車両用灯具システム。
【請求項４】
可視光撮像部と、
前記可視光撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域それぞれの輝度を検出する輝度解析部と、
前記可視光撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に存在する物標を検出する第２物標解析部と、
前記第２物標解析部により検出された物標の中から特定物標を決定し、前記輝度解析部の検出結果に基づいて前記特定物標の変位を検出するトラッキング部と、
前記輝度解析部の検出結果と前記トラッキング部の検出結果とに基づいて、前記特定物標の存在位置に応じて定まる特定個別領域に対する特定照度値を含む、各個別領域に照射する光の照度値を定める照度設定部と、をさらに備え、
前記可視光源部は、前記複数の個別領域それぞれに照射する可視光の照度を独立に調節可能であり、
前記光源制御部は、前記照度設定部が定めた照度値に基づいて前記可視光源部を制御する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用灯具システム。
【請求項５】
前記第１物標解析部は、自車両の車速が所定の第１速度にあるとき所定の第１間隔だけ離れた２つの画像フレームの差分を演算し、車速が前記第１速度よりも速い所定の第２速度にあるとき前記第１間隔よりも短い所定の第２間隔だけ離れた２つの画像フレームの差分を演算する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用灯具システム。
【請求項６】
自車前方の所定領域に形成された所定形状の非可視光パターンを撮像する非可視光撮像部から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、前記所定領域に存在する物標を検出する第１物標解析部と、
前記物標に可視光を照射するよう可視光源部を制御する光源制御部と、
を備えることを特徴とする車両用灯具の制御装置。
【請求項７】
所定形状の非可視光パターンを自車前方の所定領域に形成するステップと、
非可視光撮像部から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、前記所定領域に存在する物標を検出するステップと、
前記物標に可視光を照射するステップと、
を含むことを特徴とする車両用灯具の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具システム、車両用灯具の制御装置および車両用灯具の制御方法に関し、特に自動車などに用いられる車両用灯具システム、車両用灯具の制御装置および車両用灯具の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車前方の車両等の位置に応じて配光パターンを形成するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御が知られている。例えば、特許文献１には、複数の微小ミラーをアレイ状に配列したＤＭＤ（Digital Mirror Device）を用いてＡＤＢ制御を実行する技術が開示されている。また、特許文献２には、光源光で自車前方を走査するスキャン光学系を用いてＡＤＢ制御を実行する技術が開示されている。また、特許文献３には、ＬＥＤアレイを用いてＡＤＢ制御を実行する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０６４９６４号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２７１０２号公報
【特許文献３】特開２００８−０９４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したＡＤＢ制御によれば、対向車等へのグレアを回避しつつ、自車両の運転者の視認性を向上させることができる。視認性向上により、運転者は前方の障害物をより確実に認識することができるため、運転の安全性が向上する。一方で、運転の安全性を向上させたいという要求は常にある。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転の安全性をより向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具システムである。当該システムは、所定形状の非可視光パターンを自車前方の所定領域に形成する非可視光源部と、少なくとも所定領域に可視光を照射可能な可視光源部と、非可視光撮像部と、非可視光撮像部から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、所定領域に存在する物標を検出する第１物標解析部と、物標に可視光を照射するよう可視光源部を制御する光源制御部と、を備える。この態様によれば、運転の安全性を向上させることができる。
【０００７】
上記態様において、所定領域は、水平線以下の領域であってもよい。また、上記いずれかの態様において、所定領域は、自車走行路および路肩を含む領域であってもよい。これらの態様によれば、制御の簡略化を図ることができる。
【０００８】
また、上記いずれかの態様において、可視光撮像部と、可視光撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に並ぶ複数の個別領域それぞれの輝度を検出する輝度解析部と、可視光撮像部から得られる情報に基づいて、自車前方に存在する物標を検出する第２物標解析部と、第２物標解析部により検出された物標の中から特定物標を決定し、輝度解析部の検出結果に基づいて特定物標の変位を検出するトラッキング部と、輝度解析部の検出結果とトラッキング部の検出結果とに基づいて、特定物標の存在位置に応じて定まる特定個別領域に対する特定照度値を含む、各個別領域に照射する光の照度値を定める照度設定部と、をさらに備え、可視光源部は、複数の個別領域それぞれに照射する可視光の照度を独立に調節可能であり、光源制御部は、照度設定部が定めた照度値に基づいて可視光源部を制御してもよい。この態様によれば、車両用灯具における光の照射精度を高めることができるため、運転の安全性をより向上させることができる。
【０００９】
上記いずれかの態様において、第１物標解析部は、自車両の車速が所定の第１速度にあるとき所定の第１間隔だけ離れた２つの画像フレームの差分を演算し、車速が第１速度よりも速い所定の第２速度にあるとき第１間隔よりも短い所定の第２間隔だけ離れた２つの画像フレームの差分を演算してもよい。この態様によれば、物標の検出精度を維持しながら、第１物標解析部にかかる負荷を軽減することができる。
【００１０】
本発明の他の態様は、車両用灯具の制御装置である。当該制御装置は、自車前方の所定領域に形成された所定形状の非可視光パターンを撮像する非可視光撮像部から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、所定領域に存在する物標を検出する第１物標解析部と、物標に可視光を照射するよう可視光源部を制御する光源制御部と、を備える。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、車両用灯具の制御方法である。当該制御方法は、所定形状の非可視光パターンを自車前方の所定領域に形成するステップと、非可視光撮像部から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、所定領域に存在する物標を検出するステップと、物標に可視光を照射するステップと、を含む。
【００１２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、運転の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る車両用灯具システムの概略構成を示す図である。
【図２】非可視光源部が形成する非可視光パターンの模式図である。
【図３】図３（Ａ）は、光偏向装置の概略構成を示す正面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す光偏向装置のＡ−Ａ断面図である。
【図４】自車前方の様子を模式的に示す図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、第１物標解析部による物標検出を説明するための模式図である。
【図６】輝度均一化制御における検出輝度値と設定照度値との関係を示す図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、輝度均一化制御における検出輝度値と設定照度値との関係の他の例を示す図である。
【図８】図８（Ａ）は、ハイコントラスト制御における検出輝度値と係数との関係を示す図である。図８（Ｂ）は、ハイコントラスト制御における検出輝度値と設定照度値との関係を示す図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、ハイコントラスト制御における検出輝度値と設定照度値との関係の他の例を示す図である。
【図１０】実施の形態に係る車両用灯具システムにおいて実行されるＡＤＢ制御の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、実施の形態に係る車両用灯具システムにおいて実行されるＡＤＢ制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。
【００１６】
図１は、実施の形態に係る車両用灯具システムの概略構成を示す図である。図１では、車両用灯具システム１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１７】
車両用灯具システム１は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置に適用される。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具２として一方の前照灯ユニットの構造を示す。車両用灯具システム１が備える車両用灯具２は、車両前方側に開口部を有するランプボディ４と、ランプボディ４の開口部を覆うように取り付けられた透光カバー６とを備える。透光カバー６は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成される。ランプボディ４と透光カバー６とにより形成される灯室８内には、非可視光源部９と、可視光源部１０と、非可視光撮像部５２と、可視光撮像部３５と、制御装置５０とが収容される。
【００１８】
非可視光源部９は、所定形状の非可視光パターンを自車前方の所定領域に形成する装置である。非可視光源部９は、図示しない非可視光源とパターン形成機構とを有する。非可視光源は、赤外光などの非可視光を出射する。本実施の形態の非可視光源部９は、赤外光を出射する。非可視光源としては、ＬＥＤ（Light emitting diode）、ＬＤ（Laser diode）、ＥＬ（Electroluminescence）素子等の半導体発光素子や、電球、白熱灯（ハロゲンランプ）、放電灯（ディスチャージランプ）等を用いることができる。パターン形成機構としては、従来公知のシェード機構や、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）、非可視光源の光で自車前方を走査するスキャン光学系等を用いることができる。また、非可視光源としてのＬＥＤが所定位置に配列されたＬＥＤアレイであってもよい。また、回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Element）であってもよい。
【００１９】
図２は、非可視光源部が形成する非可視光パターンの模式図である。非可視光源部９は、所定形状の非可視光パターンＰを形成する。好ましくは、非可視光パターンＰは幾何学模様の配光パターンである。幾何学模様としては、格子状、縦線の集合、横線の集合などが挙げられる。図２には、格子状の非可視光パターンＰが図示されている。非可視光源部９は、非可視光パターンＰを所定領域に形成する。好ましくは、所定領域は水平線Ｈ以下の領域である。この場合、非可視光パターンＰの外形は、例えば水平方向に長い矩形状である。また、より好ましくは、所定領域は自車走行路Ｑ１および路肩Ｑ２を含む領域、さらには自車走行路Ｑ１および路肩Ｑ２と重なる領域である。この場合、非可視光パターンＰの外形は、例えば水平方向に長い略台形状である。自車走行路には、自車線側の領域と対向車線側の領域とが含まれる。
【００２０】
可視光源部１０は、少なくとも所定領域、すなわち非可視光パターンＰの形成領域に可視光を照射可能な装置である。本実施の形態の可視光源部１０は、自車前方に並ぶ複数の個別領域（図４参照）それぞれに照射する可視光の照度（強度）を独立に調節可能な装置である。可視光源部１０は、可視光源２２と、反射光学部材２４と、光偏向装置２６と、投影光学部材２８とを有する。各部は、図示しない支持機構によりランプボディ４に取り付けられる。
【００２１】
可視光源２２は、ＬＥＤ、ＬＤ、ＥＬ素子等の半導体発光素子や、電球、白熱灯、放電灯等を用いることができる。反射光学部材２４は、可視光源２２から出射した可視光を光偏向装置２６の反射面に導くように構成される。反射光学部材２４は、内面が所定の反射面となっている反射鏡で構成される。なお、反射光学部材２４は、中実導光体などであってもよい。また、可視光源２２から出射した光を光偏向装置２６に直接導くことができる場合は、反射光学部材２４を設けなくてもよい。
【００２２】
光偏向装置２６は、投影光学部材２８の光軸上に配置され、可視光源２２から出射された光を選択的に投影光学部材２８へ反射するように構成される。光偏向装置２６は、例えばＤＭＤで構成される。すなわち、光偏向装置２６は、複数の微小ミラーをアレイ（マトリックス）状に配列したものである。これらの複数の微小ミラーの反射面の角度をそれぞれ制御することで、可視光源２２から出射された光の反射方向を選択的に変えることができる。つまり、光偏向装置２６は、可視光源２２から出射された光の一部を投影光学部材２８へ向けて反射し、それ以外の光を、投影光学部材２８によって有効に利用されない方向へ向けて反射することができる。ここで、有効に利用されない方向とは、例えば、投影光学部材２８には入射するが配光パターンの形成にほとんど寄与しない方向や、図示しない光吸収部材（遮光部材）に向かう方向と捉えることができる。
【００２３】
図３（Ａ）は、光偏向装置の概略構成を示す正面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す光偏向装置のＡ−Ａ断面図である。光偏向装置２６は、複数の微小なミラー素子３０がマトリックス状に配列されたマイクロミラーアレイ３２と、ミラー素子３０の反射面３０ａの前方側（図３（Ｂ）に示す光偏向装置２６の右側）に配置された透明なカバー部材３４とを有する。カバー部材３４は、例えば、ガラスやプラスチック等で構成される。
【００２４】
ミラー素子３０は略正方形であり、水平方向に延びミラー素子３０をほぼ等分する回動軸３０ｂを有する。マイクロミラーアレイ３２の各ミラー素子３０は、可視光源２２から出射された光を所望の配光パターンの一部として利用されるように投影光学部材２８へ向けて反射する第１反射位置（図３（Ｂ）において実線で示す位置）と、可視光源２２から出射された光が有効に利用されないように反射する第２反射位置（図３（Ｂ）において点線で示す位置）とを切り替え可能に構成されている。各ミラー素子３０は、回動軸３０ｂ周りに回動して、第１反射位置と第２反射位置との間で個別に切り替えられる。各ミラー素子３０は、オン時に第１反射位置をとり、オフ時に第２反射位置をとる。
【００２５】
図４は、自車前方の様子を模式的に示す図である。上述のように可視光源部１０は、灯具前方に向けて互いに独立に光を照射可能な個別照射部としてのミラー素子３０を複数有する。可視光源部１０は、ミラー素子３０によって自車前方に並ぶ複数の個別領域Ｒに光を照射することができる。各個別領域Ｒは、可視光撮像部３５、より具体的には例えば高速カメラ３６の１ピクセルまたは複数ピクセルの集合に対応する領域である。本実施の形態では各個別領域Ｒと各ミラー素子３０とが対応付けられている。
【００２６】
図３（Ａ）および図４では、説明の便宜上、ミラー素子３０および個別領域Ｒを横１０×縦８の配列としているが、ミラー素子３０および個別領域Ｒの数は特に限定されない。例えば、マイクロミラーアレイ３２の解像度（言い換えればミラー素子３０および個別領域Ｒの数）は１０００〜３０万ピクセルである。また、可視光源部１０が１つの配光パターンの形成に要する時間は、例えば０．１〜５ｍｓである。すなわち、可視光源部１０は、０．１〜５ｍｓ毎に配光パターンを変更することができる。
【００２７】
投影光学部材２８は、例えば、前方側表面および後方側表面が自由曲面形状を有する自由曲面レンズからなる。投影光学部材２８は、その後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方に投影する。投影光学部材２８は、その後方焦点が車両用灯具２の光軸上、且つマイクロミラーアレイ３２の反射面の近傍に位置するように配置される。なお、投影光学部材２８は、リフレクタであってもよい。
【００２８】
可視光源２２から出射された光は、反射光学部材２４で反射されて、光偏向装置２６のマイクロミラーアレイ３２に照射される。光偏向装置２６は、第１反射位置にある所定のミラー素子３０によって投影光学部材２８へ向けて光を反射する。この反射された光は、投影光学部材２８を通過して灯具前方に進行し、各ミラー素子３０に対応する各個別領域Ｒに照射される。これにより、複数の部分照射領域が集まって構成される、所定形状の配光パターンが灯具前方に形成される。
【００２９】
非可視光撮像部５２は、自車前方に形成される非可視光パターンＰを撮像するための装置である。非可視光撮像部５２は、非可視光のスペクトル領域に感度を有する非可視光カメラなどで構成される。本実施の形態の非可視光撮像部５２は、赤外光カメラで構成される。非可視光撮像部５２は、フレームレートが例えば５ｆｐｓ以上１００００ｆｐｓ以下（１フレームあたり０．１〜２００ｍｓ）であり、解像度が例えば３０万ピクセル以上５００万ピクセル未満である。非可視光撮像部５２は、少なくとも非可視光パターンＰの形成領域を撮像する。
【００３０】
可視光撮像部３５は、自車前方を撮像する装置である。可視光撮像部３５は、高速カメラ３６と低速カメラ３８とを含む。高速カメラ３６および低速カメラ３８は、可視光のスペクトル領域に感度を有する。高速カメラ３６は、比較的フレームレートが高く、例えば２００ｆｐｓ以上１００００ｆｐｓ以下（１フレームあたり０．１〜５ｍｓ）である。一方、低速カメラ３８は、比較的フレームレートが低く、例えば３０ｆｐｓ以上１２０ｆｐｓ以下である（１フレームあたり約８〜３３ｍｓ）。また、高速カメラ３６は、比較的解像度が小さく、例えば３０万ピクセル以上５００万ピクセル未満である。一方、低速カメラ３８は、比較的解像度が大きく、例えば５００万ピクセル以上である。高速カメラ３６および低速カメラ３８は、全ての個別領域Ｒを撮像する。なお、高速カメラ３６および低速カメラ３８の解像度は、上記数値に限定されず、技術的に整合する範囲で任意の値に設定することができる。
【００３１】
制御装置５０は、第１物標解析部５４と、輝度解析部１４と、第２物標解析部１６と、灯具制御部１８と、光源制御部２０とを備える。非可視光撮像部５２が取得した画像データは、第１物標解析部５４に送られる。また、可視光撮像部３５が取得した画像データは、輝度解析部１４および第２物標解析部１６に送られる。
【００３２】
第１物標解析部５４は、非可視光撮像部５２から得られる情報（画像データ）に基づいて、非可視光パターンＰの形成領域に存在する物標を検出する。具体的には、第１物標解析部５４には、非可視光撮像部５２のフレームレートに応じたタイミングで、非可視光撮像部５２から繰り返し画像データが送られる。第１物標解析部５４は、非可視光撮像部５２から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、非可視光パターンＰが形成される所定領域に存在する物標を検出する。第１物標解析部５４は、例えば０．１〜５ｍｓ毎に物標を検出する。
【００３３】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、第１物標解析部５４による物標検出を説明するための模式図である。図５（Ａ）の左側には、非可視光撮像部５２によってＮフレーム目（Ｎは１以上の整数）の画像が撮像された際の自車前方の様子が図示されている。この状況で撮像されたＮフレーム目の画像は、図５（Ｂ）の左側に示す通りであり、非可視光撮像部５２から第１物標解析部５４に送られる。
【００３４】
また、図５（Ａ）の右側には、Ｎ＋１フレーム目の画像が撮像された際の自車前方の様子が図示されている。Ｎ＋１フレーム目の画像が撮像された状況では、自車走行路Ｑ１上に物標としての突起物３００が存在している。この状況で撮像されたＮ＋１フレーム目の画像データは、図５（Ｂ）の右側に示す通りであり、非可視光撮像部５２から第１物標解析部５４に送られる。
【００３５】
第１物標解析部５４は、Ｎフレーム目の画像とＮ＋１フレーム目の画像とを取得すると、図５（Ｃ）に示すように、この２つの画像の差分画像を生成する。そして、生成した差分画像を解析して、周囲とは不連続な構造体である突起物３００の存在を検知する。第１物標解析部５４の検出結果、すなわち非可視光パターンＰの形成領域における物標情報を示す信号は、灯具制御部１８に送信される。第１物標解析部５４によって検出される物標としては、自車走行路Ｑ１上および路肩Ｑ２上の障害物や、路肩Ｑ２の縁石などが挙げられる。
【００３６】
本実施の形態では、第１物標解析部５４はＮフレーム目の画像とＮ＋１フレーム目の画像との差分を演算しているが、特にこの構成に限定されない。比較する２つの画像フレームの時間間隔やフレーム間隔は、連続する２つの画像フレームにおける間隔に限定されず、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。
【００３７】
例えば第１物標解析部５４は、自車両の車速に応じて、比較する２つの画像フレームの間隔を調整してもよい。具体的には、第１物標解析部５４は、自車両の車速が所定の第１速度にあるとき所定の第１間隔だけ離れた２つの画像フレームの差分を演算し、車速が第１速度よりも速い所定の第２速度にあるとき第１間隔よりも短い所定の第２間隔だけ離れた２つの画像フレームの差分を演算する。このように、車速が遅いときは比較する２つの画像フレームの時間間隔あるいはフレーム間隔を大きくすることで、物標の検出精度を維持しながら、第１物標解析部５４にかかる負荷を軽減することができる。第１物標解析部５４は、車両に搭載される車速センサ６０から自車両の車速情報を取得することができる。
【００３８】
輝度解析部１４は、可視光撮像部３５から得られる情報（画像データ）に基づいて、各個別領域Ｒの輝度を検出する。本実施の形態の輝度解析部１４は、高速カメラ３６から得られる情報に基づいて、各個別領域Ｒの輝度を検出する。したがって、輝度解析部１４は、第２物標解析部１６に比べて精度の低い画像解析を実行し、高速に解析結果を出力する高速低精度解析部である。輝度解析部１４は、例えば０．１〜５ｍｓ毎に各個別領域Ｒの輝度を検出する。輝度解析部１４の検出結果、すなわち個別領域Ｒの輝度情報を示す信号は、灯具制御部１８に送信される。
【００３９】
第２物標解析部１６は、可視光撮像部３５から得られる情報（画像データ）に基づいて、自車前方に存在する物標を検出する。本実施の形態の第２物標解析部１６は、低速カメラ３８から得られる情報に基づいて物標を検出する。したがって、第２物標解析部１６は、輝度解析部１４に比べて精度の高い画像解析を実行し、低速に解析結果を出力する低速高精度解析部である。第２物標解析部１６は、例えば５０ｍｓ毎に物標を検出する。第２物標解析部１６によって検出される物標としては、図４に示すように、対向車１００や歩行者２００等が例示される。また、先行車や、自車両の走行に支障を来す障害物、道路標識、道路標示、道路形状等も物標に含まれる。
【００４０】
第２物標解析部１６は、アルゴリズム認識やディープラーニング等を含む、従来公知の方法を用いて物標を検出することができる。例えば、第２物標解析部１６は、対向車１００を示す特徴点を予め保持している。そして、第２物標解析部１６は、低速カメラ３８の撮像データの中に対向車１００を示す特徴点を含むデータが存在する場合、対向車１００の位置を認識する。前記「対向車１００を示す特徴点」とは、例えば対向車１００の前照灯の推定存在領域に現れる所定光度以上の光点１０２（図４参照）である。同様に、第２物標解析部１６は、歩行者２００やその他の物標を示す特徴点を予め保持しており、低速カメラ３８の撮像データの中にこれらの特徴点を含むデータが存在する場合、当該特徴点に対応する物標の位置を認識する。第２物標解析部１６の検出結果、すなわち自車前方の物標情報を示す信号は、灯具制御部１８に送信される。
【００４１】
灯具制御部１８は、第１物標解析部５４の検出結果を用いて、第１物標解析部５４により検出された物標へ可視光を照射する制御を実行する。また、灯具制御部１８は、輝度解析部１４および／または第２物標解析部１６の検出結果を用いて、特定物標の決定、特定物標の変位検出、特定個別領域Ｒ１の設定、各個別領域Ｒに照射する光の照度値の設定等を実行する。
【００４２】
一例として、灯具制御部１８は、トラッキング部４０と、照度設定部４２とを含む。トラッキング部４０は、第２物標解析部１６により検出された物標の中から特定物標を決定する。また、トラッキング部４０は、輝度解析部１４の検出結果に基づいて特定物標の変位を検出する。以下では、対向車１００を特定物標とした場合を例に挙げて説明する。
【００４３】
具体的には、トラッキング部４０は、輝度解析部１４の検出結果と第２物標解析部１６の検出結果とを統合する。そして、輝度解析部１４で検出された各個別領域Ｒの輝度のうち、特定物標である対向車１００の光点１０２が位置する個別領域Ｒの輝度を対向車１００と関連付ける。トラッキング部４０は、その後に取得する輝度解析部１４の検出結果において、対向車１００と関連付けた輝度の位置を認識することで、特定物標である対向車１００の変位を検出することができる。トラッキング部４０は、例えば５０ｍｓ毎に特定物標の決定処理を実行する。また、トラッキング部４０は、例えば０．１〜５ｍｓ毎に特定物標の変位検出処理（トラッキング）を実行する。
【００４４】
照度設定部４２は、第１物標解析部５４の検出結果と、輝度解析部１４の検出結果と、トラッキング部４０の検出結果とに基づいて、各個別領域Ｒに照射する光の照度値を定める。複数の個別領域Ｒのうち、トラッキング部４０により決定された特定物標の存在位置に応じて定まる特定個別領域Ｒ１に対しては、第１特定照度値が定められる。また、複数の個別領域Ｒのうち、第１物標解析部５４により検出された物標と重なる物標重畳個別領域Ｒ２に対しては、第２特定照度値が定められる。
【００４５】
第１特定照度値について、まず照度設定部４２は、特定物標である対向車１００の存在位置に基づいて特定個別領域Ｒ１を定める。例えば照度設定部４２は、トラッキング部４０の検出結果に含まれる対向車１００の位置情報に基づいて、特定個別領域Ｒ１を定める。特定個別領域Ｒ１の設定について、例えば照度設定部４２は、対向車１００の前照灯に対応する２つの光点１０２間の水平方向距離ａ（図４参照）に対して、予め定められた所定比率の鉛直方向距離ｂを定め、横ａ×縦ｂの寸法範囲と重なる個別領域Ｒを特定個別領域Ｒ１（図４参照）とする。特定個別領域Ｒ１には、対向車１００の運転者と重なる個別領域Ｒが含まれる。そして、照度設定部４２は、特定個別領域Ｒ１に対する第１特定照度値を定める。特定物標が対向車１００である場合、第１特定照度値は、例えば「０」である。
【００４６】
第２特定照度値について、照度設定部４２は、第１物標解析部５４により検出された物標に対して可視光が照射されるように、物標重畳個別領域Ｒ２に対して第２特定照度値を定める。第２特定照度値は、例えば可視光源部１０の最大照度に設定される。あるいは、第２特定照度値は、物標重畳個別領域Ｒ２の周囲に位置する個別領域Ｒに対して定められる照度値よりも高い照度値に設定される。
【００４７】
また、照度設定部４２は、特定個別領域Ｒ１および物標重畳個別領域Ｒ２を除く他の個別領域Ｒについても照度値を定める。例えば、照度設定部４２は、輝度解析部１４により検出された輝度が所定の範囲に含まれる個別領域Ｒについて、目標輝度値を同じ値に設定する。すなわち、輝度均一化制御を実行する。目標輝度値とは、配光パターンが形成された状態で輝度解析部１４により検出されるべき輝度を意味する。
【００４８】
図６は、輝度均一化制御における検出輝度値と設定照度値との関係を示す図である。図６に示すように、輝度均一化制御では、特定個別領域Ｒ１および物標重畳個別領域Ｒ２を除く個別領域Ｒについて、検出された輝度が相対的に低い個別領域Ｒには相対的に高い照度値が設定され、検出された輝度が相対的に高い個別領域Ｒには相対的に低い照度値が設定される。輝度均一化制御により、自車前方の明るさを均一にする輝度均一化配光パターンが形成される。輝度均一化配光パターンによれば、自車前方の暗い領域に存在する物標を明るく照らし出すことができる。これにより、運転者あるいは可視光撮像部３５の視認性を高めることができる。なお、前記「所定の範囲」は、輝度解析部１４により検出可能な輝度の全範囲であってもよいし、一部の範囲であってもよい。図６では、輝度解析部１４により検出可能な輝度の全範囲を、前記「所定の範囲」としている。
【００４９】
輝度均一化制御における検出輝度値と設定照度値との関係は、次のようであってもよい。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、輝度均一化制御における検出輝度値と設定照度値との関係の他の例を示す図である。すなわち、図６に示す例では、検出輝度値に対して設定照度値を連続的且つ直線的に変化させている。しかしながら、特にこの関係に限定されず、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、検出輝度値に対して設定照度値を段階的に変化させてもよい。また、図７（Ｃ）に示すように、検出輝度値に対して設定照度値を曲線的に変化させてもよい。なお、図７（Ｃ）では上に凸の曲線を図示しているが、下に凸の曲線であってもよい。
【００５０】
照度設定部４２は、輝度均一化制御に代えてまたは加えて、ハイコントラスト制御を実行してもよい。ハイコントラスト制御とは、特定個別領域Ｒ１および物標重畳個別領域Ｒ２を除く個別領域Ｒのうち、輝度解析部１４により検出された輝度が所定の範囲に含まれる個別領域Ｒについて、検出された輝度が相対的に低い個別領域Ｒには相対的に低い照度値を設定し、検出された輝度が相対的に高い個別領域Ｒには相対的に高い照度値を設定する制御である。ハイコントラスト制御により、ハイコントラスト配光パターンが形成される。前記「所定の範囲」は、輝度解析部１４により検出可能な輝度の全範囲であってもよいし、一部の範囲であってもよい。以下に説明する図８（Ａ）および図８（Ｂ）では、輝度解析部１４により検出可能な輝度の全範囲を、前記「所定の範囲」としている。
【００５１】
例えば照度設定部４２は、予め定められたしきい値よりも輝度の低い個別領域Ｒには、当該しきい値よりも輝度の高い個別領域Ｒに対して設定する照度値よりも低い照度値を設定する。一方、当該しきい値よりも輝度の高い個別領域Ｒには、当該しきい値よりも輝度の低い個別領域Ｒに対して設定する照度値よりも高い照度値を設定する。設定する照度値の高低の程度は、物標の検出精度の向上度合い等を考慮して、実験やシミュレーションの結果に基づいて適宜設定することができる。
【００５２】
この結果、輝度が相対的に低い個別領域Ｒの照度値は、輝度が相対的に高い個別領域Ｒの照度値よりも低い値となる。逆に、輝度が相対的に高い個別領域Ｒの照度値は、輝度が相対的に低い個別領域Ｒの照度値よりも高い値となる。一例として、照度設定部４２は、しきい値よりも輝度の低い個別領域Ｒには、現在設定されている照度値よりも低い照度値を設定する。一方、しきい値よりも輝度の高い個別領域Ｒには、現在設定されている照度値よりも高い照度値を設定する。なお、しきい値を用いずに、例えば最も輝度の高い個別領域Ｒの輝度を基準として、輝度が低くなるにつれて設定する照度値を下げていってもよい。
【００５３】
つまり、ハイコントラスト配光パターンは、明るい個別領域Ｒはより明るくなり、暗い個別領域Ｒはより暗くなる配光パターンである。ハイコントラスト配光パターンによれば、自車前方の照射対象物は、明暗コントラストが強調される。これにより、輝度均一化配光パターンとは異なる方法あるいは態様で、運転者あるいは可視光撮像部３５の視認性を高めることができる。
【００５４】
ハイコントラスト制御では、新たに設定される相対的に低い照度値は、現在設定されている照度値よりも低い照度値となり、新たに設定される相対的に高い照度値は、現在設定されている照度値よりも高い照度値となり得る。したがって、ハイコントラスト配光パターンの形成が繰り返されると、正帰還がかかって、いずれは設定照度値が０と最大値とに二極化してしまう。照度値が二極化すると、照度値０が設定される個別領域Ｒにおいて、運転者の視認性を確保することが困難となり得る。
【００５５】
これに対し、以下のように基準照度値Ｍと係数とを用いることで、当該二極化による運転者の視認性低下を回避することができる。図８（Ａ）は、ハイコントラスト制御における検出輝度値と係数との関係を示す図である。図８（Ｂ）は、ハイコントラスト制御における検出輝度値と設定照度値との関係を示す図である。
【００５６】
照度設定部４２は、図８（Ａ）に示すように、検出輝度値の大きさに応じて予め設定された所定の係数を有する。相対的に大きい検出輝度値には相対的に大きい係数が設定され、相対的に小さい検出輝度値には相対的に小さい係数が設定される。係数の値は、物標の検出精度の向上度合い等を考慮して、実験やシミュレーションの結果に基づいて適宜設定することができる。ここでは一例として、検出輝度値のしきい値に対して係数１．０が設定され、最大輝度値に対して係数１．５が設定され、最小輝度値に対して係数０．５が設定されている。照度設定部４２は、輝度解析部１４の検出結果に基づいて、各個別領域Ｒに対して係数を設定する。
【００５７】
また、照度設定部４２は、図８（Ｂ）に示すように、予め設定された所定の基準照度値Ｍを有する。照度設定部４２は、各個別領域Ｒに設定した係数を基準照度値Ｍに乗じて、各個別領域Ｒの照度値を設定する。これにより、検出輝度値が低い個別領域Ｒには低い照度値が設定され、検出輝度値が高い個別領域Ｒには高い照度値が設定される。
【００５８】
また、基準照度値Ｍに代えて各個別領域Ｒの現在設定されている照度値と、係数と、照度値の下限値および上限値とを用いることでも、照度値の二極化による運転者の視認性低下を回避することができる。すなわち、照度設定部４２は、予め設定された照度値の下限値および上限値を有する。そして、照度設定部４２は各個別領域Ｒについて、検出された輝度値の大きさに応じて所定の係数を設定する。そして、設定した係数を、現在の照度値に乗じて新たな照度値を算出する。
【００５９】
照度設定部４２は、算出した照度値が所定の下限値以上である場合は現在の照度値を算出した照度値に更新し、算出した照度値が下限値を下回る場合は現在の照度値を維持する。また、照度設定部４２は、算出した照度値が所定の上限値以下である場合は現在の照度値を算出した照度値に更新し、算出した照度値が上限値を上回る場合は現在の照度値を維持する。なお、照度設定部４２が少なくとも照度値の下限値を有していれば、暗い個別領域Ｒに対して照度値０が設定されることは回避することができる。
【００６０】
また、ハイコントラスト配光パターンを形成する可視光源部１０に加えて、可視光源部１０と独立に制御される他の可視光源部（図示せず）を設けることでも、上記二極化による運転者の視認性低下を回避することができる。例えば、車両用灯具システム１には、車両に設けられた図示しないライトスイッチが運転者に操作されることで点消灯が切り替えられ、また形成する配光パターンの種類が切り替えられる、従来公知の灯具ユニットが設けられる。当該灯具ユニットは、従来公知のロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターン等を形成することができる。以下では適宜、この灯具ユニットにより形成される配光パターンを、通常配光パターンと称する。
【００６１】
照度設定部４２は、灯具ユニットにより通常配光パターンが形成されている状況下で、ハイコントラスト制御を実行する。この結果、ハイコントラスト配光パターンが通常配光パターンに重ね合わされる。ハイコントラスト配光パターンにおける各個別領域Ｒの照度が二極化したとしても、ハイコントラスト配光パターンにおいて照度の低い個別領域Ｒに対しては通常配光パターンが照射されるため、運転者の視認性を確保することができる。
【００６２】
なお、一例として照度設定部４２は、ハイコントラスト制御の最初に、特定個別領域Ｒ１および物標重畳個別領域Ｒ２を除く全ての個別領域Ｒの照度を一定にした配光パターンを可視光源部１０により形成する。この照度一定配光パターンの照射により得られる各個別領域Ｒの輝度が、ハイコントラスト配光パターンの形成に利用される。可視光源部１０に加えて灯具ユニットを備える場合には、ハイコントラスト制御の最初に灯具ユニットにより通常配光パターンを形成してもよい。この場合、通常配光パターンの照射により得られる各個別領域Ｒの輝度が、ハイコントラスト配光パターンの形成に利用される。
【００６３】
ハイコントラスト制御における検出輝度値と設定照度値との関係は、次のようであってもよい。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、ハイコントラスト制御における検出輝度値と設定照度値との関係の他の例を示す図である。すなわち、図８（Ｂ）に示す例では、検出輝度値に対して設定照度値を連続的且つ直線的に変化させている。しかしながら、特にこの関係に限定されず、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、検出輝度値に対して設定照度値を段階的に変化させてもよい。また、図９（Ｃ）に示すように、検出輝度値に対して設定照度値を曲線的に変化させてもよい。なお、図９（Ｃ）では上に凸の曲線を図示しているが、下に凸の曲線であってもよい。また、検出輝度値と係数との関係は、検出輝度値と設定照度値との関係と同様であるため、図示するまでもなく明らかである。
【００６４】
照度設定部４２は、第１物標解析部５４の検出結果に基づいて、物標重畳個別領域Ｒ２の変位を認識し、物標重畳個別領域Ｒ２の位置情報を更新する。また、トラッキング部４０の検出結果に基づいて、特定個別領域Ｒ１の変位を認識し、特定個別領域Ｒ１の位置情報を更新する。そして、物標重畳個別領域Ｒ２に対する第２特定照度値および特定個別領域Ｒ１に対する第１特定照度値を含む、各個別領域Ｒの照度値を更新する。第１物標解析部５４、トラッキング部４０および照度設定部４２のそれぞれの処理は、少なくとも一時において並行して実行される。照度設定部４２は、各個別領域Ｒの照度値を示す信号を、光源制御部２０に送信する。照度設定部４２は、例えば０．１〜５ｍｓ毎に照度値を設定する。
【００６５】
光源制御部２０は、照度設定部４２が定めた照度値に基づいて可視光源部１０を制御する。つまり、光源制御部２０は、第１物標解析部５４により検出された物標に第２特定照度値の可視光を照射するよう可視光源部１０を制御する。また、特定個別領域Ｒ１に対して第１特定照度値の光を照射するよう可視光源部１０を制御する。また、その他の個別領域Ｒに対して、輝度均一化制御あるいはハイコントラスト制御に準じて定まる照度値の光を照射するよう可視光源部１０を制御する。
【００６６】
光源制御部２０は、可視光源２２の点消灯と、各ミラー素子３０のオン／オフ切り替えとを制御する。光源制御部２０は、各個別領域Ｒに照射する光の照度値に基づいて、各ミラー素子３０のオンの時間比率（幅や密度）を調節する。これにより、各個別領域Ｒに照射される光の照度を調節することができる。光源制御部２０は、例えば０．１〜５ｍｓ毎に、可視光源２２および／または光偏向装置２６に駆動信号を送信する。照度設定部４２が定めた照度値に基づいて可視光源部１０から光が照射され、その結果としての実際の各個別領域Ｒの輝度値が輝度解析部１４により検出される。そして、この検出結果に基づいて、照度設定部４２が再び照度値を設定する。
【００６７】
車両用灯具システム１は、自車前方の特定物標の位置に応じて最適な配光パターンを形成するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御を実行する。一例として、照度設定部４２は、突起物３００と重なる物標重畳個別領域Ｒ２に対して第２特定照度値「最大」を設定し、他の個別領域Ｒに対して照度値「１」を設定する。この設定を第１照度情報とする。また、照度設定部４２は、対向車１００の存在位置に応じて定まる特定個別領域Ｒ１に対して第１特定照度値「０」を設定し、他の個別領域Ｒに対して照度値「１」を設定する。この設定を、第２照度情報とする。また、照度設定部４２は、輝度均一化制御またはハイコントラスト制御に準じて、特定個別領域Ｒ１および物標重畳個別領域Ｒ２を含む全ての個別領域Ｒに対する照度値を設定する。この設定を、第３照度情報とする。
【００６８】
そして、照度設定部４２は、第１照度情報、第２照度情報および第３照度情報をＡＮＤ演算する。これにより、物標重畳個別領域Ｒ２に対する照度値が最大または最大に近い値であり、特定個別領域Ｒ１に対する照度値が０であり、その他の個別領域Ｒに対する照度値が輝度均一化制御またはハイコントラスト制御に準じて定まる照度値である合成照度情報が生成される。すなわち、物標重畳個別領域Ｒ２には最大あるいは最大に近い照度の可視光が照射され、特定個別領域Ｒ１は遮光され、その他の各個別領域Ｒには輝度均一化配光パターンまたはハイコントラスト配光パターンが形成される。
【００６９】
図１０、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、実施の形態に係る車両用灯具システムにおいて実行されるＡＤＢ制御の一例を示すフローチャートである。このフローは、例えば図示しないライトスイッチによってＡＤＢ制御の実行指示がなされ、且つイグニッションがオンのときに所定のタイミングで繰り返し実行され、ＡＤＢ制御の実行指示が解除される（あるいは停止指示がなされる）か、イグニッションがオフにされた場合に終了する。また、図１０および図１１（Ｂ）に示すフローは、例えば０．１〜５ｍｓ毎に繰り返される高速処理であり、図１１（Ａ）に示すフローは、例えば５０ｍｓ毎に繰り返される低速処理である。これらの低速処理と高速処理とは、並行して実行される。また、ここでは、ハイコントラスト配光パターンを形成する場合を例に挙げて説明する。
【００７０】
図１０に示すフローは、非可視光を用いて物標を検出する制御フローである。本フローではまず、非可視光源部９によって、自車前方の所定領域に所定形状の非可視光パターンが形成される（Ｓ１０１）。次に、非可視光撮像部５２によって、所定領域に形成された非可視光パターンが撮像される（Ｓ１０２）。次に、第１物標解析部５４によって、非可視光撮像部５２から得られる２つの画像フレームの差分が演算され、所定領域に存在する物標が検出される（Ｓ１０３）。そして、照度設定部４２によって、物標の存在位置に基づいて物標重畳個別領域Ｒ２が設定され（Ｓ１０４）、本ルーチンが終了する。
【００７１】
図１１（Ａ）に示すフローは、可視光を用いて物標を検出する制御フローである。本フローではまず、低速カメラ３８によって自車前方が撮像される（Ｓ２０１）。次に、第２物標解析部１６によって、低速カメラ３８の画像データに基づいて、自車前方に存在する物標が検出される（Ｓ２０２）。次に、検出された物標の中に特定物標が含まれているか判断される（Ｓ２０３）。当該判断は、例えばトラッキング部４０により実行される。特定物標が含まれている場合（Ｓ２０３のＹ）、トラッキング部４０によって、特定物標が決定される（Ｓ２０４）。次に、照度設定部４２によって、特定物標の存在位置に基づいて特定個別領域Ｒ１が設定され（Ｓ２０５）、本ルーチンが終了する。特定物標が含まれていない場合（Ｓ２０３のＮ）、本ルーチンが終了する。
【００７２】
図１１（Ｂ）に示すフローは、非可視光を用いて検出された物標と、可視光を用いて検出された物標とを考慮して所定照度の可視光を自車前方に照射する制御フローである。本フローではまず、ハイコントラスト配光パターン形成フラグがオンであるか判断される（Ｓ３０１）。当該判断は、例えば照度設定部４２により実行される。ハイコントラスト配光パターン形成フラグがオンである場合（Ｓ３０１のＹ）、ハイコントラスト配光パターンが形成されている状態にあることを示す。この場合、高速カメラ３６によって自車前方が撮像される（Ｓ３０３）。ハイコントラスト配光パターン形成フラグがオンでない場合（Ｓ３０１のＮ）、照度一定配光パターンが形成された後に（Ｓ３０２）、高速カメラ３６によって自車前方が撮像される（Ｓ３０３）。
【００７３】
次に、輝度解析部１４によって、高速カメラ３６の画像データに基づいて、各個別領域Ｒの輝度が検出される（Ｓ３０４）。続いて、特定個別領域Ｒ１が設定されているか判断される（Ｓ３０５）。当該判断は、例えばトラッキング部４０により実行される。特定個別領域Ｒ１が設定されている場合（Ｓ３０５のＹ）、トラッキング部４０によって、特定物標がトラッキングされて特定個別領域Ｒ１の位置（変位）が検出される。照度設定部４２は、トラッキング部４０の検出結果に基づいて、特定個別領域Ｒ１の設定（位置情報）を更新する（Ｓ３０６）。
【００７４】
次に、照度設定部４２によって、ハイコントラスト制御に準じて各個別領域Ｒに照射する光の照度値が設定される（Ｓ３０７）。特定個別領域Ｒ１に対しては、第１特定照度値が設定される。また、物標重畳個別領域Ｒ２に対しては、第２特定照度値が設定される。次に、光源制御部２０によって可視光源部１０が駆動され、定められた照度の光が可視光源部１０から照射される（Ｓ３０８）。この結果、第１物標解析部５４により検出された物標に可視光が照射される。そして、照度設定部４２によりハイコントラスト配光パターン形成フラグがオンにされて（Ｓ３０９）、本ルーチンが終了する。
【００７５】
特定個別領域Ｒ１が設定されていない場合（Ｓ３０５のＮ）、照度設定部４２によって、個別領域Ｒに照射する光の照度値が設定される（Ｓ３０６）。この場合、設定される照度値の中には、特定個別領域Ｒ１に対する第１特定照度値は含まれない。物標重畳個別領域Ｒ２に対する第２特定照度値が含まれるか否かは、図１０のフローにおける物標の検出結果次第である。その後は、ステップＳ３０７〜Ｓ３０９の処理が実行されて、本ルーチンが終了する。
【００７６】
ステップＳ３０６において、トラッキングにより特定物標の消失が検出された場合には、特定個別領域Ｒ１の設定も消失する。したがって、ステップＳ３０７で設定される照度値の中には、第１特定照度値は含まれないこととなる。また、次回のルーチンにおけるステップＳ３０５では、図１１（Ａ）におけるステップＳ２０５の処理が実行されるまでは、特定個別領域Ｒ１が設定されていない（Ｓ３０５のＮ）と判定される。なお、上記フローチャートでは、図１１（Ａ）の制御フローにおいて特定個別領域が設定されているが、当該設定は図１１（Ｂ）の制御フローにおいて実行されてもよい。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態に係る車両用灯具システム１は、非可視光源部９と、可視光源部１０と、非可視光撮像部５２と、第１物標解析部５４と、光源制御部２０とを備える。非可視光源部９は、所定形状の非可視光パターンを自車前方の所定領域に形成する。可視光源部１０は少なくとも、非可視光パターンが形成される所定領域に可視光を照射可能である。非可視光撮像部５２は、非可視光パターンを撮像する。第１物標解析部５４は、非可視光撮像部５２から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、所定領域に存在する物標を検出する。光源制御部２０は、物標に可視光を照射するように可視光源部１０を制御する。
【００７８】
このように、非可視光を用いて検出された物標に対して可視光を照射することで、当該物標の存在を運転者に迅速に認識させることができる。これにより、運転者は前方の障害物をより確実に認識することができるため、運転の安全性を向上させることができる。また、本実施の形態では、赤外光等の非可視光を用いて物標を検出している。このため、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and RangingあるいはLaser Imaging Detection and Ranging）やミリ波レーダ等を用いて物標を検出する場合に比べて、安価且つ簡単な構成で物標を検出することができる。
【００７９】
また、本実施の形態に係る車両用灯具システム１では、非可視光を用いた物標の検出から当該物標への可視光の照射までを、高速に、例えば５ｍｓ以内に完了させることができる。このため、物標移動の予測制御といった複雑な制御を用いずとも、簡単な演算のみで高精度に物標に可視光を照射することができる。また、高速な制御であるため、走行中に自車両のピッチング等が生じた場合でも、物標に対して高精度に可視光を照射し続けることができる。
【００８０】
また、本実施の形態に係る車両用灯具システム１によれば、自車走行路Ｑ１および路肩Ｑ２上の障害物だけでなく、道路の縁石なども検出することができる。このため、自車前方の道路形状を運転者に認識させやすくすることができる。この結果、より運転しやすい走行環境を提供することができる。また、本実施の形態では、非可視光パターンＰは格子状の配光パターンである。これにより、少ない情報量で物標を高精度に検出することができる。また、自車両から物標までの距離も把握することができる。
【００８１】
また、非可視光パターンＰが形成される所定領域は、水平線Ｈ以下の領域である。これにより、可視光の照射によるグレアを回避すべき物標、例えば他車両の運転者や歩行者を、第１物標解析部５４により検出される物標から除外することができる。よって、グレアの回避を考慮することなく、第１物標解析部５４により検出された物標に対して一律に可視光を照射することができる。この結果、非可視光を用いた物標検出の制御を簡略化することができる。さらに、所定領域を自車走行路Ｑ１および路肩Ｑ２を含む領域とすることで、第１物標解析部５４の検出対象から、グレアを回避すべき物標をより確実に除外することができる。
【００８２】
また、車両用灯具システム１は、可視光撮像部３５と、輝度解析部１４と、第２物標解析部１６と、トラッキング部４０と、照度設定部４２とを備える。輝度解析部１４は、可視光撮像部３５から得られる情報に基づいて、複数の個別領域Ｒそれぞれの輝度を検出する。第２物標解析部１６は、可視光撮像部３５から得られる情報に基づいて、自車前方に存在する物標を検出する。トラッキング部４０は、第２物標解析部１６により検出された物標の中から特定物標を決定し、輝度解析部１４の検出結果に基づいて特定物標の変位を検出する。
【００８３】
照度設定部４２は、輝度解析部１４の検出結果とトラッキング部４０の検出結果とに基づいて、特定物標の存在位置に応じて定まる特定個別領域Ｒ１に対する第１特定照度値を含む、各個別領域Ｒに照射する光の照度値を定める。また、照度設定部４２は、第１物標解析部５４により検出された物標と重なる物標重畳個別領域Ｒ２に対して第２特定照度値を定める。可視光源部１０は、複数の個別領域Ｒそれぞれに照射する可視光の照度を独立に調節可能であり、光源制御部２０は、照度設定部４２が定めた照度値に基づいて可視光源部１０を制御する。
【００８４】
第２物標解析部１６は、高精度に物標を検出できるが画像処理に比較的長時間を要するため、解析速度が劣る。このため、第２物標解析部１６の解析結果のみに基づいてＡＤＢ制御を実行すると、例えば特定物標が対向車１００である場合、遮光領域を絞り込んで自車運転者の視認性を高めた配光パターンの形成が可能であるが、対向車１００の変位に遮光領域を高精度に追従させることが困難である。
【００８５】
一方、簡単な輝度検出を行う輝度解析部１４は、画像処理に要する時間が比較的短時間であるため、高速な解析が可能である。しかしながら、物標の検出精度が低いため、物標の存在位置を正確に把握することが困難である。このため、輝度解析部１４の解析結果のみに基づいてＡＤＢ制御を実行すると、配光パターンの遮光領域を広めに設定する必要があり、自車運転者の視認性が犠牲となる。
【００８６】
これに対し、本実施の形態の車両用灯具システム１では、低速だが高度な画像解析手段である第２物標解析部１６と、単純だが高速な画像解析手段である輝度解析部１４とを組み合わせて、対向車１００の存在位置を高精度に把握し、配光パターンを決定している。このため、車両用灯具２における光の照射精度、言い換えれば配光パターンの形成精度を高めることができる。その結果、対向車１００の運転者に与えるグレアの回避と、自車両の運転者の視認性確保とをより高い次元で両立することができる。
【００８７】
また、本実施の形態の可視光撮像部３５は、高速カメラ３６と低速カメラ３８とを含む。そして、輝度解析部１４は、高速カメラ３６から得られる情報に基づいて輝度を検出する。また、第２物標解析部１６は、低速カメラ３８から得られる情報に基づいて物標を検出する。このように、輝度解析部１４と第２物標解析部１６とのそれぞれにカメラを割り当てることで、それぞれの画像解析に必要とされる性能に特化したカメラを採用することができる。一般に、輝度解析部１４と第２物標解析部１６の画像解析に必要とされる性能を兼ね備えるカメラは高価である。このため、本実施の形態によれば、可視光撮像部３５の低コスト化を図ることができ、ひいては車両用灯具システム１の低コスト化を図ることができる。
【００８８】
さらに、第１物標解析部５４は、自車両の車速が所定の第１速度にあるとき所定の第１間隔だけ離れた２つの画像フレームの差分を演算し、車速が第１速度よりも速い所定の第２速度にあるとき第１間隔よりも短い所定の第２間隔だけ離れた２つの画像フレームの差分を演算する。これにより、物標の検出精度を維持しながら、第１物標解析部５４にかかる負荷を軽減することができる。
【００８９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態と変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。
【００９０】
車両用灯具システム１は、第１物標解析部５４と第２物標解析部１６のうち一方の解析部のみを備え、当該一方の解析部が他方の解析部の処理を実行してもよい。また、実施の形態では、非可視光での物標検出と当該物標への可視光照射を、輝度解析部１４および第２物標解析部１６を用いたＡＤＢ制御に組み込んだ態様を説明したが、特にこの構成に限定されない。非可視光での物標検出と当該物標への可視光照射は、ＡＤＢ制御とは独立に実行されてもよい。この場合、第１物標解析部５４と光源制御部２０との間に灯具制御部１８を介さず、光源制御部２０が直に第１物標解析部５４の解析結果に基づいて可視光源部１０を制御する構成であってもよい。
【００９１】
実施の形態では、非可視光源部９、非可視光撮像部５２、第１物標解析部５４、可視光撮像部３５、輝度解析部１４、第２物標解析部１６、灯具制御部１８および光源制御部２０が灯室８内に設けられているが、それぞれは適宜、灯室８外に設けられてもよい。例えば、可視光撮像部３５のうち低速カメラ３８は、車室内に搭載されている既存のカメラを利用することができる。なお、可視光撮像部３５と可視光源部１０、および非可視光撮像部５２と非可視光源部９とは、それぞれ画角が一致していることが望ましい。また、非可視光を用いた物標検出制御の速度を向上させるために、非可視光撮像部５２、第１物標解析部５４および光源制御部２０は、それぞれ近距離に配置することが好ましい。
【００９２】
また、高速カメラ３６が低速カメラ３８と同等の解像度を有する場合には、低速カメラ３８を省略してもよい。これにより、車両用灯具システム１の小型化を図ることができる。この場合、第２物標解析部１６は、高速カメラ３６の画像データを用いて物標を検出する。
【００９３】
特定物標は歩行者２００であってもよい。この場合、特定個別領域Ｒ１の第１特定照度値は、一例として他の個別領域Ｒに比べて高い値に設定される。これにより、より高い照度の光を歩行者２００に照射して、自車運転者が歩行者２００を視認しやすくすることができる。なお、歩行者２００の顔が位置する個別領域Ｒは、遮光することが望ましい。トラッキング部４０は、輝度解析部１４の検出結果である各個別領域Ｒの輝度データにエッジ強調等の公知の画像処理を施すことで、歩行者２００の位置を検出することができる。エッジ強調は、輝度解析部１４の処理に含めてもよい。
【００９４】
可視光源部１０は、ＤＭＤである光偏向装置２６に代えて、光源光で自車前方を走査するスキャン光学系や、各個別領域Ｒに対応するＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイを備えてもよい。
【００９５】
以下の態様も本発明に含めることができる。
【００９６】
自車前方の所定領域に形成された所定形状の非可視光パターンＰを撮像する非可視光撮像部５２から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、所定領域に存在する物標を検出する第１物標解析部５４と、
物標に可視光を照射するよう可視光源部１０を制御する光源制御部２０と、
を備える、車両用灯具２の制御装置５０。
【００９７】
所定形状の非可視光パターンＰを自車前方の所定領域に形成するステップと、
非可視光撮像部５２から得られる２つの画像フレームの差分を演算し、所定領域に存在する物標を検出するステップと、
物標に可視光を照射するステップと、
を含む、車両用灯具２の制御方法。
【符号の説明】
【００９８】
１  車両用灯具システム、  ２  車両用灯具、  ９  非可視光源部、  １０  可視光源部、  １４  輝度解析部、  １６  第２物標解析部、  ２０  光源制御部、  ３５  可視光撮像部、  ４０  トラッキング部、  ４２  照度設定部、  ５０  制御装置、  ５２  非可視光撮像部、  ５４  第１物標解析部。
【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１０】
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【図１１】
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