(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光及び赤外光を含む光を出力する光出力部、並びに前記光出力部から出力された前記光の進路中に配置された可動シェードを有する前照灯と、
自車両の前方を撮影して得られた画像に基づいて画像認識処理を行うことにより前記自車両の前方に存在する対象物として先行車両、対向車両又は歩行者を検出する画像認識部と、
前記画像認識部による前記対象物の検出結果に対応して前記可動シェードの配置を設定するシェード設定部と、
前記シェード設定部によって設定された前記可動シェードの配置に基づいて前記可動シェードを動作させるとともに前記光出力部を駆動する前照灯駆動部、
を含み、
前記可動シェードは、前記赤外光を透過させて前記可視光を遮断する遮光部を有しており、
前記前照灯は、前記赤外光を前記自車両の前方に照射するとともに、前記可動シェードの前記遮光部を介して配光パターンが形成された前記可視光を前記赤外光の照射領域内に照射するものであり、
前記配光パターンは、前記可視光の照射可能領域の全体のうち前記対象物の存在する位置に応じた所定領域を非照射領域としてそれ以外の領域を照射領域したものであって、前記先行車両が存在せずに前記自車両から見て右側に前記歩行者が存在する場合には当該右側に存在する歩行者に対して前記赤外線のみが照射されて前記可視光が照射されないように設定されたものであり、かつ、前記対向車両が存在せずに前記自車両から見て左側に前記歩行者が存在する場合には当該左側に存在する歩行者に対して前記赤外線のみが照射されて前記可視光が照射されないように設定されたものである、
車両用前照灯システム。
【請求項２】
前記遮光部は、前記光に対して透明な部材からなる部位とこの部位の表面に設けられた赤外透過フィルターを有する、請求項１に記載の車両用前照灯システム。
【請求項３】
前記可動シェードは、所定の回転軸を中心に回動させることにより前記遮光部の前記光出力部と対向する部分の平面視形状が前記配光パターンに応じて選択されるものである、請求項１又は２に記載の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、対向車や先行車にグレアを与えるおそれがある。このため近年では、対向車、先行車の位置を検出し、これらの存在する位置に光が照射されないように、光源からの光の一部をシェード（マスク）によって遮蔽し、このシェードを介した光を像形成機によって投影することにより、対向車や先行車へのグレアを抑制するための影（カットオフ）を生成する技術が種々提案されている。シェードを用いた前照灯の先行例は、例えば特開２００９−２１１９６３号公報（特許文献１）や特開２００９−２２７０８８号公報（特許文献２）に開示されている。また、対向車等の位置を検出する技術については、例えば特開２００８−２１１４１０号公報（特許文献３）に開示されている。
【０００３】
ところで、特許文献３の先行例は、画像認識技術を用いて対向車のヘッドライトや先行車のテールライトを検出することにより、これらの先行車等に配慮した的確な配光パターンを実現している。この先行例では、先行車のヘッドライト等を認識する際にこれらが通常はペアになっていることに着目して画像認識処理を実行することにより、街灯や看板などの光源が誤って車両と認識されることを回避している。しかしながら、街中などの道路環境においては、二輪、四輪の車両、街路灯など多くの発光源が存在するため、これらの発する光の中から先行車や対向車を的確に検出するのは困難である。さらに歩行者については通常は自ら光を発することがないので、歩行者を的確に検出するのは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１１９６３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２７０８８号公報
【特許文献３】特開２００８−２１１４１０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、先行車や対向車の乗員や歩行者などの道路利用者にまぶしさを与えることを回避し、かつこれらの先行車等の対象物の認識精度を向上させることを可能とする技術の提供を目的の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システムは、（ａ）可視光及び赤外光を含む光を出力する光出力部、並びに前記光出力部から出力された前記光の進路中に配置された可動シェードを有する前照灯と、（ｂ）自車両の前方を撮影して得られた画像に基づいて画像認識処理を行うことにより前記自車両の前方に存在する対象物として先行車両、対向車両又は歩行者を検出する画像認識部と、（ｃ）前記画像認識部による前記対象物の検出結果に対応して前記可動シェードの配置を設定するシェード設定部と、（ｄ）前記シェード設定部によって設定された前記可動シェードの配置に基づいて前記可動シェードを動作させるとともに前記光出力部を駆動する前照灯駆動部を含み、（ｅ）前記可動シェードは、前記赤外光を透過させて前記可視光を遮断する遮光部を有しており、（ｆ）前記前照灯は、前記赤外光を前記自車両の前方に照射するとともに、前記可動シェードの前記遮光部を介して配光パターンが形成された前記可視光を前記赤外光の照射領域内に照射するものであり、（ｇ）前記配光パターンは、前記可視光の照射可能領域の全体のうち前記対象物の存在する位置に応じた所定領域を非照射領域としてそれ以外の領域を照射領域したものであって、前記先行車両が存在せずに前記自車両から見て右側に前記歩行者が存在する場合には当該右側に存在する歩行者に対して前記赤外線のみが照射されて前記可視光が照射されないように設定されたものであり、かつ、前記対向車両が存在せずに前記自車両から見て左側に前記歩行者が存在する場合には当該左側に存在する歩行者に対して前記赤外線のみが照射されて前記可視光が照射されないように設定されたものである、ことを特徴とする車両用前照灯システムである。
【０００７】
上記の車両用前照灯システムによれば、歩行者や先行車等の対象物が存在する領域を含めた広範囲に赤外光を照射しつつ、これらの対象物を避けるように可動シェードによって配光パターンを形成して可視光を照射することができる。それにより、先行車や対向車等の道路利用者の認識精度を向上させつつ、道路利用者にまぶしさを与えることを回避することが可能となる。特に、対象物を認識する際に、リアランプやヘッドランプで認識するのではなく、車の形状や特徴を画像でより詳細に検知することが可能となるため認識率が向上する。同様の理由から歩行者の認識率も向上する。
【０００８】
上記の車両用前照灯システムにおいて、前記可動シェードの前記遮光部は、例えば前記光に対して透明な部材からなる部位とこの部位の表面に設けられた赤外透過フィルターを有して構成することができる。また、前記可動シェードは、所定の回転軸を中心に回動させることにより前記遮光部の前記光出力部と対向する部分の平面視形状が前記配光パターンに応じて選択されるものであることも好ましい。
【０００９】
かかる構成によれば、可視光および赤外光を含む光を可動シェードの遮光部に投射することにより、可視光のみを所望の配光パターンに形成し、赤外光をそのまま透過させて車両の前方へ照射することができる。したがって、前照灯の構造をより簡素化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】ヘッドランプの構成例を示す斜視図である。
【図３】可動シェードの構造の一例を示す斜視図である。
【図４】配光パターンの制御について説明するための概念図である。
【図５】車両用前照灯システムの制御内容を示すフローチャートである。
【図６】可動シェードによる遮光範囲を説明するための図である。
【図７】可動シェードの動作状態を説明するための図である。
【図８】ヘッドランプの他の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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、車両に搭載されたカメラ４によって車両の前方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、画像処理部１とヘッドランプ制御部（前照灯駆動部）２からなる点灯制御装置と、これにより点灯制御されるヘッドランプ（前照灯）３を含んで構成されている。本実施形態のカメラ４は、可視光（白色光）のほか赤外光の波長範囲においても感度を有する。なお、カメラ４も車両用前照灯システムの構成の一部とされてもよい。
【００１３】
画像処理部１は、画像入力部１１、画像認識部１２およびシェード設定部１３を有して構成されている。この画像処理部１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。
【００１４】
画像入力部１１は、所定のタイミングでカメラ４から画像（画像データ）を取得する。なお、カメラ４からアナログ信号で画像が入力される場合には、画像入力部１１はそのアナログ信号をデジタル信号に変換する処理も行う。
【００１５】
画像認識部１２は、カメラ４によって車両の前方を撮影して得られた画像に基づいて画像認識処理を行うことにより、車両の前方に存在する対象物を検出する。対象物は、例えば、先行車、対向車、歩行者などである。
【００１６】
シェード設定部１３は、画像認識部１２によって検出された対象物の存在位置に対応して、ヘッドランプ３による照射領域を可変に設定するためにヘッドランプ３に備わった可動シェードの配置を設定する。
【００１７】
ヘッドランプ制御部２は、シェード設定部１３によって求められたヘッドランプ３の可動シェードの配置を実現するための信号を生成してヘッドランプ３へ供給する。また、ヘッドランプ制御部２は、ヘッドランプ３に備わった光出力部による光出力を制御するための信号を生成してヘッドランプ３へ供給する。
【００１８】
ヘッドランプ３は、可動シェードおよび光出力部を含んで構成されており、ヘッドランプ制御部２から供給される信号に基づいて光を照射する。
【００１９】
図２は、ヘッドランプ３の構成例を示す斜視図である。図２に示す構成例のヘッドランプ３は、光出力部３１、リフレクター３２、可動シェード３３およびレンズ３４を含んで構成されている。光出力部３１は、ヘッドランプ制御部２によって駆動されて光を出力するものであり、例えば水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ、ハロゲンランプなどである。本実施形態の光出力部３１は、可視光のほか赤外光も出力するものとする。リフレクター３２は、光出力部３１を取り囲むように配置されており、光出力部３１から出射する光を反射する。可動シェード３３は、光出力部３１の前方の配置されており、光出力部３１から出射する光の一部を遮る。この可動シェード３３の形状に応じて、ヘッドランプ３から出射される光の配光パターンが可変に形成される。なお、図示しない他の固定シェードも存在しており、それらも配光パターンの形成に寄与する。レンズ３４は、光出力部３１から出射され、可動シェード３３を介して入射する光を集光し、車両前方へ投影する。
【００２０】
図３は、可動シェードの構造の一例を示す斜視図である。可動シェード３３には、光を部分的に遮蔽することによって所望の配光パターンを実現するために形状が設計された遮光部３３ａが設けられている。図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示すように、本実施形態の可動シェード３３は所定の回転軸を中心に回動可能に構成されている。可動シェード３３が回転することにより、遮光部３３ａの光出力部３１と対向する部分の形状（平面視での見た目の形状）が変化する。それにより、いくつかの配光パターンを選択的に形成することができる。また、本実施形態の可動シェード３３は、赤外光を透過し、可視光を遮断する機能を有している。このため、可動シェード３３を介して得られる配光パターンは可視光によるものとなり、赤外光については基本的に可動シェード３３に遮られることがない。このような可動シェード３３は、例えばガラス材などの透明部材からなる本体の表面に赤外透過フィルター（可視光カットフィルター）を設けることによって得られる。なお、図示の例では可動シェード３３の全体がガラス材等から構成されているが、遮光部３３ａのみがそのように構成されていてもよい。
【００２１】
本実施形態の車両用前照灯システムの構成は以上の通りであり、次にその動作について詳細に説明する。
【００２２】
図４は、車両用前照灯システムによる配光パターンの制御について説明するための概念図である。図４（Ａ）〜図４（Ｄ）はいずれも自車両のヘッドランプ３から出力される光の配光パターンを俯瞰した様子が模式的に示されている。図４（Ａ）は、対象物（先行車や歩行者など）が道路上に存在しない場合の配光パターン例である。図示のように対象物が存在しない場合には、ヘッドランプ制御部２は、ヘッドランプ３による照射可能領域の全体に可視光および赤外光が照射されるようにヘッドランプ３の可動シェード３３を駆動する。
【００２３】
図４（Ｂ）は、対向車および先行車が道路上に存在する場合の配光パターン例である。図示のようにヘッドランプ制御部２は、対向車および先行車が存在する領域には可視光が照射されず、それ以外の領域に可視光が照射されるようにヘッドランプ３を駆動する。このとき、赤外光については図４（Ａ）の場合と同様にヘッドランプ３による照射可能領域の全体に照射される。それにより、先行車等の運転者に対して可視光によるまぶしさを与えることを回避しつつ、赤外光により先行車等をカメラ４で鮮明に撮影できる。
【００２４】
図４（Ｃ）は、対向車が道路上に存在する場合の配光パターン例である。また、図４（Ｄ）は、先行車が道路上に存在する場合の配光パターン例である。図示のようにヘッドランプ制御部２は、対向車または先行車が存在する領域には可視光が照射されず、それ以外の領域に可視光が照射されるようにヘッドランプ３を駆動する。なお、上記と同様に赤外光についてはヘッドランプ３の照射可能領域の全体に照射される。
【００２５】
次に、このような配光制御を実現するための制御内容について図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００２６】
車両のヘッドランプスイッチがオンとなると（ステップＳ１１）、ヘッドランプ制御部２は、ヘッドランプ３を点灯させる。具体的には、ヘッドランプ３の光出力部３１に対して駆動信号が供給され、光出力部３１から光が放射される。
【００２７】
次に、画像認識部１２は、カメラ４によって撮像され、画像入力部１１において取得された画像に基づいて画像認識処理を実行することにより、先行車の有無を判定する（ステップＳ１２）。先行車が存在する場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、画像認識部１２は、先行車が存在することを示すシェードフラグ１をオンにする（ステップＳ１３）。なお、先行車が存在しない場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、ステップＳ１３の処理は実行されない。
【００２８】
同様に画像認識部１２は、カメラ４によって撮像され、画像入力部１１において取得された画像に基づいて画像認識処理を実行することにより、対向車の有無を判定する（ステップＳ１４）。対向車が存在する場合には（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、画像認識部１２は、対向車が存在することを示すシェードフラグ２をオンにする（ステップＳ１５）。なお、対向車が存在しない場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、ステップＳ１５の処理は実行されない。
【００２９】
同様に画像認識部１２は、カメラ４によって撮像され、画像入力部１１において取得された画像に基づいて画像認識処理を実行することにより、歩行者の有無を判定する（ステップＳ１６）。歩行者が存在する場合には（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、画像認識部１２は、歩行者が存在することを示すシェードフラグ３をオンにする（ステップＳ１７）。なお、歩行者が存在しない場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、ステップＳ１７の処理は実行されない。
【００３０】
画像認識部１２による画像認識処理が実行され、先行車等の対象物が検出されると、各シェードフラグ１〜３に基づいてシェード設定部１３は、可動シェード３３の動作位置を設定し、動作位置を指示する信号をヘッドランプ制御部２へ出力する。ヘッドランプ制御部２はこの信号に基づいてヘッドランプ３の可動シェード３３の動作位置を制御する（ステップＳ１８）。その後、ステップＳ１１以降の処理が繰り返される。
【００３１】
図６は、可動シェードを用いた走行シーン別の配光制御について概略的に示す正面投射図である。また、図７は、可動シェードの遮光部の動作状態を示す平面図である。図７は、右側（Ｒ側）および左側（Ｌ側）の各ヘッドランプ３の光出力部３１の位置から見た可動シェード３３等の動作状態を示している。
【００３２】
先行車、対向車ともに存在しない場合には、図６（Ａ）に示すように可視光が可動シェード３３によって遮光される範囲はごくわずかである。なお、可視光は必ずしも遮光されなくてもよい。このとき、図６（Ｅ）に示すように赤外光については可動シェード３３によっては遮光されない。このときの可動シェード３３の動作状態は図７（Ａ）に示されている。このような可動シェード３３の動作により、上記した図４（Ａ）に示したような可視光および赤外光の配光パターン（照射エリア）が実現される。
【００３３】
先行車、対向車ともに存在する場合には、図６（Ｂ）に示すように可視光はその中心付近が可動シェード３３によって比較的広範囲に遮光される。可動シェード３３による遮光範囲は所定のカットラインを実現する形状となっている。このときも赤外光については遮光されない（図６（Ｅ）参照）。このときの可動シェード３３の動作状態は図７（Ｂ）に示されている。このような可動シェード３３の動作により、上記した図４（Ｂ）に示したような可視光および赤外光の配光パターン（照射エリア）が実現される。
【００３４】
先行車が存在せず、対向車が存在する場合には、図６（Ｃ）に示すように可視光はその中心付近の図中右側が可動シェード３３によって遮光される。可動シェード３３による遮光範囲は所定のカットラインを実現する形状となっている。このときも赤外光については遮光されない（図６（Ｅ）参照）。このときの可動シェード３３の動作状態は図７（Ｃ）に示されている。このような可動シェード３３の動作により、上記した図４（Ｃ）に示したような可視光および赤外光の配光パターン（照射エリア）が実現される。なお、自車両から見て相対的に右側に歩行者が存在する場合にも同様の配光パターンとされる。
【００３５】
先行車が存在し、対向車が存在しない場合には、図６（Ｄ）に示すように可視光はその中心付近の図中左側が可動シェード３３によって遮光される。可動シェード３３による遮光範囲は所定のカットラインを実現する形状となっている。このときも赤外光については遮光されない（図６（Ｅ）参照）。このときの可動シェード３３の動作状態は図７（Ｄ）に示されている。このような可動シェード３３の動作により、上記した図４（Ｄ）に示したような可視光および赤外光の配光パターン（照射エリア）が実現される。なお、自車両から見て相対的に左側に歩行者が存在する場合にも同様の配光パターンとされる。
【００３６】
以上のように本実施形態によれば、歩行者や先行車等の対象物が存在する領域を含めた広範囲に赤外光を照射しつつ、これらの対象物を避けるように可動シェードによって配光パターンを形成して可視光を照射することができる。それにより、先行車や対向車等の道路利用者の認識精度を向上させつつ、道路利用者にまぶしさを与えることを回避することが可能となる。特に、対象物を認識する際に、リアランプやヘッドランプで認識するのではなく、車の形状や特徴を画像でより詳細に検知することが可能となるため認識率が向上する。同様の理由から歩行者の認識率も向上する。
【００３７】
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、上記した実施形態では画像認識処理によって検出する対象物として先行車、対向車並びに歩行者を例示していたが、これら以外のものについても対象物に含めることができる。また、上記した実施形態では配光パターンの一例として４つのパターンを示していたが、配光パターンはこれらに限定されない。可動シェードの遮光部の形状を適宜変更すること等により種々の配光パターンを実現し得る。
【００３８】
また、ヘッドランプの構造については図２に例示したものに限定されず、例えば図８に示すような構造のヘッドランプを用いることもできる。具体的には、図８（Ａ）はヘッドランプの外観斜視図であり、図８（Ｂ）はヘッドランプの模式断面図である。各図に示す構成例のヘッドランプは、光出力部４１、赤外透過フィルター４２、可動シェード４３、レンズ４４、リフレクター４５、４６、４７、４８を含んで構成されている。
【００３９】
光出力部４１は、上記実施形態と同様にヘッドランプ制御部２によって駆動されて光を出力するものであり、可視光のほか赤外光も出力する。可動シェード４３は、上記実施形態と同様に光出力部４１の前方の配置されており、光出力部４１から出射する光の一部を遮る。この可動シェード４３は、上記実施形態と同様に可視光を遮断する機能を有するものでもよいし、当該機能を有しないものであってもよい。
【００４０】
レンズ４４は、可動シェード４３の前方に配置されており、可動シェード４３を介して進行してきた可視光４９を集光する。各リフレクター４５〜４８は、光出力部４１を取り囲むように配置されており、光出力部４１から出射する光を反射する。赤外透過フィルター４２は、リフレクター４７から進行してきた光のうち、可視光をカットし、赤外光を透過させる。リフレクター４８はこの赤外透過フィルター４２を透過した赤外光を反射し、外部へ照射する。
【００４１】
図８に示したヘッドランプでは、路面照射に寄与していない光が赤外透過フィルター４２を通過し、赤外光５０となってリフレクター４８に導かれるので、可動シェード４３により配光が遮断される領域にも赤外光５０を照射することができる。それにより、上記実施形態と同様の配光パターンを実現することができる。
【００４２】
また、ヘッドランプの構造については図８に示したもの以外にも、例えば光出力部としてＬＥＤを用いる形態が考えられる。具体的には、例えば上記した図８に示したようなヘッドランプにおける光出力部４１を白色ＬＥＤ投光器に置き換えるとともに、リフレクター４８から照射される赤外光を赤外ＬＥＤ投光器による赤外光に置き換えることができる。この場合には、白色ＬＥＤ投光器および赤外ＬＥＤ投光器が「光出力部」に相当する。
【符号の説明】
【００４３】
１：画像処理部
２：ヘッドランプ制御部
３：ヘッドランプ
４：カメラ
１１：画像入力部
１２：画像認識部
１３：シェード設定部
３１、４１：光出力部
３２、４５、４６、４７、４８：リフレクター
３３、４３：可動シェード
３３ａ：遮光部
３４、４４：レンズ
４２：赤外透過フィルター
４９：可視光
５０：赤外光
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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