(57)【要約】      （修正有）【課題】簡素な構成によって配光状態を制御し、かつ前方車両へのグレアを低減する。【解決手段】自車両１００の略中央を基準として撮像した画像に基づいて前方車両１０１の（自車両から見た）右外縁の位置を示す角度θ１と（自車両から見た）左外縁の位置を示す角度θ２を求め、これらの角度θ１、θ２と所定の係数ｋ１〜ｋ４を用いて、自車両の右側前照灯による照射範囲を規定する角度α１、α２と自車両の左側前照灯による照射範囲を規定する角度β１、β２を、α１＝θ１＋（θ１−θ２）×（１．０−ｋ１）／２、β２＝θ２−（θ１−θ２）×（１．０−ｋ２）／２、α２＝θ２−ｋ３（θ１−θ２）、β１＝θ１＋ｋ４（θ１−θ２）として求め、これらの角度に基づいて配光制御信号を生成する配光制御装置である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用灯具による配光状態を制御するための装置であって、
自車両の前方に存在する前方車両を撮像した画像に基づいて、前記自車両の略中央を基準とした前記前方車両の右外縁の位置を示す角度θ１と左外縁の位置を示す角度θ２を求める前方車両検出部と、
前記角度θ１、θ２に基づいて、前記自車両の右側前照灯による照射範囲を規定する角度α１、α２及び前記自車両の左側前照灯による照射範囲を規定する角度β１、β２を算出する照射範囲算出部と、
前記角度α１、α２、β１、β２に基づいて前記配光状態を制御するための配光制御信号を出力する配光制御信号出力部、
を有し、
前記照射範囲算出部は、前記角度θ１、θ２の差である開き角（θ１−θ２）と、予め個別に設定される係数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４を用いて、
前記角度α１を、θ１＋（θ１−θ２）×（１．０−ｋ１）／２を演算して求め、
前記角度β２を、θ２−（θ１−θ２）×（１．０−ｋ２）／２を演算して求め、
前記角度α２を、θ２−ｋ３（θ１−θ２）を演算して求め、
前記角度β１を、θ１＋ｋ４（θ１−θ２）を演算して求める、
車両用灯具の配光制御装置。
【請求項２】
前記係数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４がいずれも１より小さい値である、
請求項１に記載の配光制御装置。
【請求項３】
前記係数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４が互いに異なる値である、
請求項１又は２に記載の配光制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の配光制御装置と、当該配光制御装置によって制御される車両用灯具を備える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、車両用灯具の配光状態を制御するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用灯具として、前方の車両の状態に応じて自車の前照灯の走行灯（ドライビングビーム）の点灯を制御するもの（ＡＤＢ:Adaptive  Driving  Beam)が知られている。かかる車両用灯具は、前方に車両が存在する場合に、例えばその車両の部分だけ照明がカットされるように自車の前照灯の配光状態を制御する。このような配光制御技術に関する先行技術の一例として、特開２０１３−７９０４４号公報（特許文献１）には、簡素な構成かつ簡単な演算処理によって、前照灯の配光状態を制御し得る配光制御技術が開示されている。この特許文献１に開示される従来技術では、車両の車幅方向の中央位置を基準とした相対的な角度として前方車両の左右の各位置（例えばテールランプ位置）を検出し、これらの角度に基づいて前照灯による光照射範囲を設定している。その際、右側前照灯については前方車両の右位置に対応する角度をそのまま用いて非照射範囲の右端を決定し、左側前照灯については前方車両の左位置に対応する角度をそのまま用いて非照射範囲の左端を決定している。これらの角度は車両の車幅方向の中央位置を基準としたものであるから、これら角度を右側前照灯、左側前照灯の各位置へずらして用いることで、前方車両の右左のそれぞれよりも外側に非照射範囲の右端および左端を設定することができる。それにより、前方車両へグレアを与えることを防止することができる。
【０００３】
ところで、特許文献１に係る従来技術においては、左右の各前照灯による光の非照射範囲の右端および左端を上記した単純な方法により設定しているため、前方車両の左右それぞれの外側に設けられる非照射範囲の幅が自車両と前方車両の車間距離に反比例して狭くなる。このため、前方車両が左右いずれかへ移動した場合には、光の非照射範囲の再設定が間に合わずに一時的に前方車両へグレアを与えてしまう場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７９０４４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、簡素な構成によって自車の前照灯による配光状態を制御し、かつ前方車両へのグレアをより低減し得る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配光制御装置は、（ａ）車両用灯具による配光状態を制御するための装置であって、（ｂ）自車両の前方に存在する前方車両を撮像した画像に基づいて、前記自車両の略中央を基準とした前記前方車両の右外縁の位置を示す角度θ１と左外縁の位置を示す角度θ２を求める前方車両検出部と、（ｃ）前記角度θ１、θ２に基づいて、前記自車両の右側前照灯による照射範囲を規定する角度α１、α２及び前記自車両の左側前照灯による照射範囲を規定する角度β１、β２を算出する照射範囲算出部と、（ｄ）前記角度α１、α２、β１、β２に基づいて前記配光状態を制御するための配光制御信号を出力する配光制御信号出力部を有し、（ｅ）前記照射範囲算出部は、前記角度θ１、θ２の差である開き角（θ１−θ２）と、予め個別に設定される係数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４を用いて、前記角度α１を、θ１＋（θ１−θ２）×（１．０−ｋ１）／２を演算して求め、前記角度β２を、θ２−（θ１−θ２）×（１．０−ｋ２）／２を演算して求め、前記角度α２を、θ２−ｋ３（θ１−θ２）を演算して求め、前記角度β１を、θ１＋ｋ４（θ１−θ２）を演算して求める、車両用灯具の配光制御装置である。
【０００７】
上記構成では、自車両の略中央を基準として前方車両の左右の外縁位置（例えば、前照灯／尾灯の位置）を角度θ１，θ２として検出し、これらの角度を用いて求められる開き角である（θ１−θ２）を用いた簡単な演算を行うだけで光の照射範囲を設定することができる。すなわち、自車両と前方車両の車間距離、前方車両の横ずれ量、車幅などを計測しなくとも、多くの場合において妥当な光の照射範囲を設定することができる。これは、開き角（θ１−θ２）の大きさが車間距離に応じて増減するので、これを演算パラメータとして利用していることによるものである。このため、高価な演算装置や車間距離を求めるセンサー等が不要であり、簡素な構成によって自車両の前照灯による配光状態を制御し、かつ前方車両へのグレアをより低減することができる。
【０００８】
上記の配光制御装置においては、前記係数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４がいずれも１より小さい値であってもよく、前記係数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４が互いに異なる値であってもよい。
【０００９】
本発明に係る一態様の車両用前照灯システムは、上記の配光制御装置とこの配光制御装置によって制御される車両用灯具を備える車両用前照灯システムである。
【００１０】
上記構成によれば、簡素な構成によって自車の前照灯による配光状態を制御し、かつ車間距離によらず前方車両へのグレアをより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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（Ａ）は、車両用灯具の構成例を示す模式的な正面図である。図２（Ｂ）は、車両用灯具の光学的な構成を示す模式的な側面図である。
【図３】図３は、車両角度検出部による処理内容を説明するための図である。
【図４】図４は、照射範囲算出部による処理内容を説明するための図である。
【図５】図５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６】図６は、車両用前照灯システムによる効果を説明するための模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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、配光制御装置１と車両用灯具２を含んで構成されている。配光制御装置１は、カメラ（撮像装置）１１、画像処理部１２、配光制御部１３を含んで構成されている。
【００１４】
カメラ１１は、自車両の前方空間を撮像するためのものであり、車両の所定位置、例えばフロントウィンドウの中央上部に取り付けられる。このカメラ１１により自車両の前方に存在する先行車または対向車（以下、まとめて「前方車両」という。）が撮像され、その画像データがカメラ１１から画像処理部１２へ出力される。
【００１５】
画像処理部１２は、カメラ１１から入力される画像データに対して所定の画像処理を実行することによって、前方車両の左右それぞれのランプ（前照灯あるいは尾灯）の位置を検出する。なお、この画像処理部１２は、カメラ１１と一体化されていてもよい。あるいは、画像処理部１２の機能は配光制御部１３によって実現されてもよい。
【００１６】
配光制御部１３は、画像処理部１２による画像処理結果を取得し、それに基づいて、車両用灯具２へ供給するための配光制御信号を生成するものであり、車両検出部２１、照射範囲算出部２２および配光制御信号出力部２３を含んで構成されている。この配光制御部１３は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステムにおいて所定のプログラムを実行することによって実現される。
【００１７】
車両検出部２１は、画像処理部１２からの画像処理結果に基づいて、自車両の進行方向を基準として前方車両のランプ（前照灯または尾灯）の両端位置の相対的な位置情報を角度として検出する。具体的には、車両検出部２１は、自車両の基準位置（カメラ１１の設置位置に対応）から見た前方車両の右端位置を示す角度θ１と左端位置を示す角度θ２を求める。なお、車両検出部２１の機能は上記した画像処理部１２において実現されてもよい。本実施形態では上記した画像処理部１２とこの車両検出部２１が「前方車両検出部」に対応する。
【００１８】
照射範囲算出部２２は、車両検出部２１によって求められた角度θ１、θ２に基づいて、自車両の前照灯による照射範囲を定めるためのパラメータを算出する。パラメータの詳細については後述する。
【００１９】
配光制御信号出力部２３は、照射範囲算出部２２によって算出される上記のパラメータに基づいて、車両用灯具２による配光制御に用いるための配光制御信号を生成し、出力する。この配光制御信号を受けた車両用灯具２は、配光制御信号により定まる光の照射範囲を実現するように動作する。
【００２０】
図２（Ａ）は、車両用灯具の構成例を示す模式的な正面図である。また、図２（Ｂ）は、車両用灯具の光学的な構成を示す模式的な側面図である。各図に示すように車両用灯具は、マトリクスＬＥＤ３２とその前面に配置されたレンズ３３を備えており、マトリクスＬＥＤ３２から出射する光がレンズ３３によって前方へ投影されることでハイビーム、ロービーム等が形成される。ここでは１０行３０列に配列された複数のＬＥＤを備えるマトリクスＬＥＤ３２を想定している。マトリクスＬＥＤ３２に含まれる各ＬＥＤを制御して選択的に点消灯させることにより、照射範囲算出部２２によって設定された照射範囲に対応した光を照射することができる。
【００２１】
本実施形態の配光制御システム１は上記構成を備えており、次にその動作を説明する。
【００２２】
図３は、車両検出部２１による処理内容を説明するための図である。図３では、自車両１００と前方車両１０１の位置関係が模式的な平面図により示されている。図３に示すように、自車両１００の略中央から進行方向へ向かって基準軸ｏを設定する。また、この基準軸ｏと直交する方向に沿った距離を表す場合には基準軸ｏを挟んで右方向がプラス、左方向がマイナスと設定する。このとき、角度θ１、θ２は、それぞれ、自車両１００の車幅方向のほぼ中央に配置されたカメラ１１によって撮像された前方車両１０１の左右の各端部（本例ではランプ位置）と基準軸ｏとのなす角度として定義される。車両検出部２１は、画像処理部１２による画像処理結果に基づいてこれらの角度θ１、θ２を検出する。
【００２３】
なお、図３に示すように、以下の説明においては、自車両１００の車幅（本例では前照灯の相互間距離）をＡと定義し、自車両１００と前方車両１０１の車間距離をＢと定義し、基準軸ｏから前方車両１０１の右端（自車両１００から見た見かけ上の右端）までの距離（横ずれ量）をＣと定義し、前方車両１０１の車幅をＤと定義する。例えば本実施形態では、距離Ｂについては自車両１００の前照灯の位置から前方車両１０１の尾灯（又は前照灯）の位置まで距離をもって距離Ｂと定義され、また、横ずれ量Ｃについては自車両１００の略中央（基準軸ｏ）から前方車両１０１の右側前照灯（自車両１００から見た見かけ上の右側前照灯）までの距離をもって横ずれ量Ｃと定義される。
【００２４】
図４は、照射範囲算出部２２による処理内容を説明するための図である。自車両１００の右側前照灯による光が前方車両１０１に照射されないように設定される光の非照射範囲の右側端と基準軸ｏとのなす角度をα１とし、左側端と基準軸ｏとのなす角度をα２とする。同様に、自車両１００の左側前照灯による光が前方車両１０１に照射されないように設定される光の非照射範囲の右側端と基準軸ｏとのなす角度をβ１とし、左側端と基準軸ｏとのなす角度をβ２とする。照射範囲算出部２２は、車両検出部２１によって検出された角度θ１、θ２に基づいてこれらの角度（非照射角度）α１、α２、β１、β２を算出する。これらの角度α１、α２、β１、β２は、前方車両１０１が先行車であればその側面鏡、前方車両１０１が対向車であればその車室内をそれぞれ照射しないような値に設定される。
【００２５】
まず、角度α２、β１については、車両検出部２１によって検出される角度θ１、θ２を用いてそれぞれ以下のように設定される。
α２＝θ２−ｋ３（θ１−θ２）      ・・・（１）
β１＝θ１＋ｋ４（θ１−θ２）      ・・・（２）
【００２６】
ここで、各計算式における係数ｋ３、ｋ４は、自車両１００の右前照灯による光の照射範囲を削除する左側端と前方車両１０１の端部との距離Ｌが所望の値となり、自車両１００の左前照灯による光の照射範囲を削除する右側端と前方車両１０１の端部との距離Ｑも所望の値となるようにそれぞれ設定される。上記した開き角（θ１−θ２）の値は、自車両１００と前方車両１０１の距離Ｂと、自車両１００と前方車両１０１の横ずれ量Ｃと、前方車両１０１の車幅Ｄのそれぞれの大きさに応じて変化する。このため、開き角（θ１−θ２）を用いて角度θ１、θ２を補正することで、距離Ｂ、横ずれ量Ｃ、車幅Ｄを直接的に計測しなくともこれらの大きさに応じて角度α２、β１を可変に設定し、適切な光の照射範囲を設定することが可能になる。
【００２７】
具体的には、図４に示す配置を前提にすると、自車両１００の右前照灯による光の照射範囲を削除する左側端と前方車両１０１の端部との距離Ｌは以下の計算式によって表すことができる。
Ｌ＝Ａ／２＋Ｄ＋Ｂ×tan(α２)−Ｃ
＝Ａ／２＋Ｄ＋Ｂ×tan(θ２−ｋ３(θ１−θ２))−Ｃ      ・・・（３）
ここで、角度θ１、θ２は以下のように表すことができる。
θ１＝arctan(Ｃ／Ｂ)
θ２＝arctan((Ｃ−Ｄ)／Ｂ)
【００２８】
よって、これらの角度θ１、θ２を（３）式に代入し、かつＬとして好ましい値（例えば０．３ｍ）を設定すれば、（３）式に基づいて係数ｋ３を求めることができる。例えば、自車両１００の車幅Ａを１ｍに設定し、距離Ｂを５ｍ〜３００ｍの間で可変に設定し、横ずれ量Ｃを−１ｍ〜＋５０ｍの間で可変に設定し、前方車両１０１の車幅Ｄを１ｍ〜２ｍの間で可変に設定し、距離Ｌが０．３ｍ以上となるような係数ｋ３の値をシミュレーションすると、上記の（１）式における係数ｋを０．７〜０．９程度、より好ましくは０．８程度の値に設定することで角度α２として妥当な値を得られる。
【００２９】
同様に、図４に示す配置を前提にすると、自車両１００の左前照灯による光の照射範囲を削除する右側端と前方車両１０１の端部との距離Ｑは以下の計算式によって表すことができる。
Ｑ＝−Ａ／２＋Ｂ×tan(β１)−Ｃ
＝−Ａ／２＋Ｂ×tan(θ１＋ｋ４(θ１−θ２))−Ｃ      ・・・（４）
ここで、上記のように角度θ１、θ２は以下のように表すことができる。
θ１＝arctan(Ｃ／Ｂ)
θ２＝arctan((Ｃ−Ｄ)／Ｂ)
【００３０】
よって、これらの角度θ１、θ２を（４）式に代入し、かつＬとして好ましい値（例えば０．３ｍ）を設定すれば、（４）式に基づいて係数ｋ４を求めることができる。例えば、自車両１００の車幅Ａを１ｍに設定し、距離Ｂを５ｍ〜３００ｍの間で可変に設定し、横ずれ量Ｃを−１ｍ〜＋５０ｍの間で可変に設定し、前方車両１０１の車幅Ｄを１ｍ〜２ｍの間で可変に設定し、距離Ｌが０．３ｍ以上となるような係数ｋの値をシミュレーションすると、上記の（２）式における係数ｋを０．７〜０．９程度、より好ましくは０．８程度の値に設定することで角度β１として妥当な値を得られる。
【００３１】
上記と同様な考え方によれば、右側前照灯による光の非照射範囲の右側端に対応する角度α１、左側前照灯による光の非照射範囲の左側端に対応する角度β２のそれぞれについては、角度検出部２１によって検出される角度θ１、θ２およびこれら角度の差である開き角（θ１−θ２）を用いてそれぞれ以下のように設定される。
α１＝θ１＋（θ１−θ２）×（１．０−ｋ１）／２      ・・・（５）
β２＝θ２−（θ１−θ２）×（１．０−ｋ２）／２      ・・・（６）
【００３２】
すなわち、角度α１については、まず、θ１の項により、自車両１００の右前照灯による光の照射範囲を削除する右側端は、少なくとも自車両の車幅Ａの１／２だけ前方車両１０１の端部から離れた位置になる。また、開き角（θ１−θ２）は、自車両と前方車両の車間距離に相関のあるパラメータとして用いることができるので、θ１の項に対して（θ１−θ２）×（１．０−ｋ１）／２の項が加わることにより、車間距離の増減に応じて角度α１を調整することができる。同様に、角度β２については、まず、θ２の項により、自車両１００の左前照灯による光の照射範囲を削除する左側端は、自車両１００の車幅Ａの１／２だけ前方車両１０１の端部から離れた位置になる。また、開き角（θ１−θ２）は、自車両と前方車両の車間距離に相関のあるパラメータとして用いることができるので、θ２の項に対して（θ１−θ２）×（１．０−ｋ２）／２の項が減じられることにより、車間距離の増減に応じて角度β２を調整することができる。なお、各係数ｋ１、ｋ２は個別に設定されるものであり、例えば１以下の値に設定される。
【００３３】
図５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。以下、このフローチャートを参照しながら車両用前照灯システムの動作について説明する。
【００３４】
カメラ１１により自車両の前方に存在する前方車両が撮像されると（ステップＳ１１）、カメラ１１から出力される画像データに対して画像処理部１２が所定の画像処理を実行する（ステップＳ１２）。
【００３５】
次に、車両検出部２１は、画像処理部１２による画像処理結果に基づいて、上記した角度θ１、θ２を検出する（ステップＳ１３）。
【００３６】
次に、照射範囲算出部２２は、車両検出部２１によって検出された角度θ１、θ２に基づいて、自車両の前照灯による光の照射範囲を設定するために必要な角度α１、α２、β１、β２のそれぞれを算出する。
【００３７】
具体的には、照射範囲算出部２２は、開き角（θ１−θ２）と係数ｋ１を用いて上記した計算式に基づいて角度α１を演算する（ステップＳ１４）。同様に、照射範囲算出部２２は、開き角（θ１−θ２）と係数ｋ２を用いて上記した計算式に基づいて角度β２を演算する（ステップＳ１５）。同様に、照射範囲算出部２２は、開き角（θ１−θ２）と係数ｋ３を用いて上記した計算式に基づいて角度α２を演算する（ステップＳ１６）。同様に、照射範囲算出部２２は、開き角（θ１−θ２）と係数ｋ４を用いて上記した計算式に基づいて角度β１を演算する（ステップＳ１７）。なお、ステップＳ１４〜ステップＳ１７の順番は適宜入れ替えることができる。
【００３８】
次に、配光制御信号出力部２３は、照射範囲算出部２２によって算出される上記の角度α１、α２、β１、β２に基づいて、車両用灯具２による配光制御に用いるための配光制御信号を生成し、出力する（ステップＳ１８）。
【００３９】
図６は、本実施形態の車両用前照灯システムによる効果を説明するための模式的な平面図である。図６に示すように、自車両１００に対する前方車両１０１の左右位置や車間距離に関わらず、光の非照射範囲の左側端と前方車両１０１の端部との距離Ｌおよび光の非照射範囲の右側端と前方車両１０１の端部との距離Ｑのそれぞれの変動を抑えることができる。
【００４０】
一例として数値を挙げると以下の通りである。θ１＝２０°かつθ２＝１５°の場合、すなわち自車両に対して前方車両が相対的に右側に存在して相対的に車間距離が大きい場合（実施例１）と、θ１＝２０°かつθ２＝５°の場合、すなわち自車両に対して前方車両が相対的に右側に存在して相対的に車間距離が小さい場合（実施例２）のそれぞれについて、上記した計算式に基づいて角度α１、α２、β１、β２を求める。なお、便宜上、係数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４をすべて０．８に設定する。また、比較例として上記した特許文献１に開示の技術に基づく計算結果も挙げる。
【００４１】
（実施例１：θ１＝２０°，θ２＝１５°）
α１＝２０．５°
β２＝１４．５°
α２＝１６°
β１＝２４°
（比較例１：θ１＝２０°，θ２＝１５°）
α１＝２０°
β２＝１５°
α２＝１６°
β１＝２４°
【００４２】
（実施例２：θ１＝２０°，θ２＝５°）
α１＝２１．５°
β２＝１３．５°
α２＝−７°
β１＝３２°
（比較例２：θ１＝２０°，θ２＝５°）
α１＝２０°
β２＝５°
α２＝−７°
β１＝３２°
【００４３】
上記のように、比較例１，２では車間距離の変動に伴って角度β２の値が大きく変化しているのに対して、実施例１，２では車間距離が変動しても角度β２の値があまり変化なく安定している。このように、前方車両１０１がカーブ路に進入する等により相対的に左右のいずれかへ移動した場合にも光の非照射範囲が再設定されるまでの余裕時間が確保されるので、前方車両へグレアを与えてしまうことを防ぐことができる。
【００４４】
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。
【００４５】
例えば、上記した実施形態においてはカメラ、画像処理部および配光制御装置を含んで配光制御システムが構成されていたが、自車両に予めカメラおよび画像処理部が備わっている場合には、それらのカメラ等と配光制御装置と組み合わせて配光制御システムを構築してもよい。また、カメラと画像処理部とは一体に構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…配光制御装置
２…車両用灯具
１１…カメラ（撮像装置）
１２…画像処理部
１３…配光制御部
２１…車両検出部
２２…照射範囲算出部
２３…配光制御信号出力部
【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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