(57)【要約】【課題】前方に反射率の高い物体が存在している場合にも、前方の視認性の低下を抑制することができる前照灯制御装置を提供する。【解決手段】ランプ３からの光を、液晶プロジェクタにおける投影部と同様の構成を備えた投影部４に導入する。投影部４は投影画像を生成して車両前方へ投影する。ＥＣＵ２は、車両前方画像を表す画像信号を取得する画像信号取得手段２１と、画像信号を解析して画像内における高輝度領域を逐次決定する高輝度領域決定手段２２と、高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光がそれまでよりも弱くなるように投影画像を決定する投影画像決定手段２３とを備える。これにより、ある物体からの反射光が一時的に眩しくても、その物体への照射光が弱められるので、その物体からの反射光も弱まることになる。そのため、反射光による眩しさが低減するので、前方の視認性の低下が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、その光源からの光が入射され、入射された光から投影画像を生成して車両前方へ投影する投影部とを有する車両用前照灯装置に備えられる前照灯制御装置であって、
前記投影画像が車両前方へ投影されている状態において、車両前方を撮像する車載カメラから、車両前方の画像を表す画像信号を逐次取得する画像信号取得手段と、
前記画像信号取得手段が取得した画像信号を解析して、画像内における高輝度領域を逐次決定する高輝度領域決定手段と、
その高輝度領域決定手段が決定した高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光がそれまでよりも弱くなるように、前記投影部において生成させる投影画像を決定する投影画像決定手段と
を含むことを特徴とする前照灯制御装置。
【請求項２】
前記投影画像決定手段は、前記投影画像内において前記高輝度領域に対応する投影画像内高輝度範囲を決定し、その投影画像内高輝度範囲を含まないように前記投影画像の明部範囲を決定することを特徴とする請求項１に記載の前照灯制御装置。
【請求項３】
前記投影画像決定手段は、明部範囲の上端が前記投影画像内高輝度範囲の下端よりも下側になるように投影画像を決定することを特徴とする請求項２記載の前照灯制御装置。
【請求項４】
前記投影画像決定手段は、前記高輝度領域が決定される直前の投影画像における明部範囲から、前記投影画像内高輝度範囲を除外した範囲が明部範囲となるように投影画像を決定することを特徴とする請求項２記載の前照灯制御装置。
【請求項５】
前記投影画像決定手段は、前記投影画像内において前記高輝度領域に対応する投影画像内高輝度範囲を決定し、その投影画像内高輝度範囲の色をそれまでよりも暗い色に決定することを特徴とする請求項２記載の前照灯制御装置。
【請求項６】
前記投影画像決定手段は、前記高輝度領域決定手段が決定した高輝度領域の輝度が予め設定された基準輝度よりも低くなるように、前記投影画像内高輝度範囲の色を決定することを特徴とする請求項５に記載の前照灯制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタを利用した車両用前照灯装置に備えられる前照灯制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前照灯装置としてプロジェクタ形式のものが知られている。たとえば、特許文献１に記載の装置がそれである。特許文献１に記載の装置では、透過型液晶プロジェクタを用いており、光源からの光を光学像が書き込まれた液晶パネルに通過させ、レンズを介して車両前方へ投射している。
【０００３】
この特許文献１に記載の装置は、液晶パネルに所定の光学像を形成させることにより、ハイビームやロービーム等の出射方向・出射範囲を制御することができると記載されている。また、照射光の色を調整することも可能であると記載されている。さらに、カーナビゲーションシステムで作成された、自動車の現在位置に関する情報や進行方向に関する情報等を道路上に表示することや、運転手が左折指示を自動車に与えた場合に、進行方向を示す矢印を道路上に表示することも記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１３６８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前照灯からの光の照射方向が所謂ハイビームとなっている場合、遠方まで光が届くので、多くの場合には前方の視認性が向上する。しかし、車両前方には、看板、道路標識、先行車、対向車、反射テープを所持した歩行者など、光の反射率が高い面を有する物体が存在することがあり、これらの物体は、その向きによっては、車両の前照灯からの光をその車両の運転者の方向に反射することがある。この場合、その物体からの反射光がまぶしくて前方の視認性が低下する可能性がある。従来は、このような場合には、運転者が自分でロービームに切り替えることになる。
【０００５】
前照灯からの光の照射方向がハイビームになっている場合に、反射光が眩しくて前方の視認性が低下する可能性があることは、プロジェクタ形式の前照灯装置であっても同様である。ただし、プロジェクタ形式の前照灯装置の場合には配光範囲、配光色を種々変更できる利点がある。
【０００６】
本発明は、このプロジェクタ形式の前照灯装置の利点を利用した発明であり、本発明の目的は、前方に反射率の高い物体が存在している場合にも、前方の視認性の低下を抑制することができる前照灯制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、光源と、その光源からの光が入射され、入射された光から投影画像を生成して車両前方へ投影する投影部とを有する車両用前照灯装置に備えられる前照灯制御装置であって、
前記投影画像が車両前方へ投影されている状態において、車両前方を撮像する車載カメラから、車両前方の画像を表す画像信号を逐次取得する画像信号取得手段と、前記画像信号取得手段が取得した画像信号を解析して、画像内における高輝度領域を逐次決定する高輝度領域決定手段と、その高輝度領域決定手段が決定した高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光がそれまでよりも弱くなるように、前記投影部において生成させる投影画像を決定する投影画像決定手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明では、車両前方の画像を解析することによって高輝度領域を逐次決定しており、その高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光がそれまでよりも弱くなるように投影画像を決定している。従って、ある物体からの反射光が一時的に眩しくても、車両前方の画像内においてその物体が撮像されている領域が高輝度領域に決定されることにより、その物体への照射光が弱められるので、その物体からの反射光も弱まることになる。そのため、反射光による眩しさが低減するので、前方の視認性の低下が抑制される。
【０００９】
ここで、高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光をそれまでよりも弱くなるようにする態様としては、請求項２記載のように、前記投影画像決定手段が、前記投影画像内において前記高輝度領域に対応する投影画像内高輝度範囲を決定し、その投影画像内高輝度範囲を含まないように前記投影画像の明部範囲を決定する態様がある。
【００１０】
この請求項２の具体的態様としては、請求項３記載のように、前記投影画像決定手段が、明部範囲の上端が前記投影画像内高輝度範囲の下端よりも下側になるように投影画像を決定する態様がある。また、請求項４記載のように、前記投影画像決定手段が、前記高輝度領域が決定される直前の投影画像における明部範囲から、前記投影画像内高輝度範囲を除外した範囲が明部範囲となるように投影画像を決定することとしてもよい。
【００１１】
前者の場合には、単に投影画像の明部範囲の上端を下側に変更するだけでよいので、演算処理が簡単になる利点がある。一方、後者の場合には、前照灯の配光範囲を遠方にしたままにできるので、前方の視認性を維持できる。  
【００１２】
また、高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光をそれまでよりも弱くなるようにする別の態様としては、請求項５記載のように、前記投影画像決定手段が、前記投影画像内において前記高輝度領域に対応する投影画像内高輝度範囲を決定し、その投影画像内高輝度範囲の色をそれまでよりも暗い色に決定する態様がある。
【００１３】
このようにすれば、高輝度領域に対応する車両前方の領域に存在する物体にも、その物体からの反射光が眩しくない程度に前照灯からの光を照射することができるので、その物体に対する視認性も向上する。
【００１４】
また、請求項５記載のように投影画像の色を変化させる場合、請求項６記載のように、前記投影画像決定手段は、前記高輝度領域決定手段が決定した高輝度領域の輝度が予め設定された基準輝度よりも低くなるように、前記投影画像内高輝度範囲の色を決定することが好ましい。このようにすれば、高輝度領域に対応する車両前方の領域に存在する物体からの反射光を、確実に眩しくない程度に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用された前照灯制御装置に相当する前照灯制御ＥＣＵ（以下、単にＥＣＵという）２を含む車両用前照灯装置（以下、単に前照灯という）１の概略構成を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、車両用前照灯装置１は、光源であるランプ３と、投影部４と、ＥＣＵ２とを備えている。なお、図１にはランプ３と投影部４はそれぞれ１つずつしか示していないが、実際には、車両用前照灯装置１は、左右一対のランプ３および投影部４を備えている。それら一対のランプ３および投影部４は、車両の前端部に配置されている。
【００１７】
ランプ３には、ハロゲンランプ、キセノンランプなど車両のヘッドランプとして用いられる公知の種々のランプを用いることができる。このランプ３は、ＥＣＵ２によって点灯・消灯が制御される。
【００１８】
投影部４は、公知の透過型液晶プロジェクタにおける投影部と同様の構成を有している。すなわち、投影部４は、第１ダイクロイックミラー４１、第２ダイクロイックミラー４２、第１ミラー４３、第２ミラー４４、第３ミラー４５、赤用液晶パネル４６Ｒ、緑用液晶パネル４６Ｇ、青用液晶パネル４６Ｂ、プリズム４７、投影用レンズ４８を備えている。
【００１９】
第１ダイクロイックミラー４１は、緑色および青色の光を反射し、赤色の光を透過するミラーである。一方、第２ダイクロイックミラー４２は、緑色の光を反射し、赤色および青色の光を透過するミラーである。この第２ダイクロイックミラー４２は、第１ダイクロイックミラー４１の反射面に対向するように配置されており、第１ダイクロイックミラー４１から緑色および青色の光が混合した光が入射される。そして、この第２ダイクロイックミラー４２により、青色の光は透過させられ緑色の光はプリズム４７が配置されている方向へ反射させられる。
【００２０】
第１ミラー４３は、第１ダイクロイックミラー４１を透過した光（すなわち赤色の光）をプリズム４７が配置されている方向に全反射する。第２ミラー４４は、第２ダイクロイックミラー４２を透過した光（すなわち青色の光）を第３ミラー４５が配置されている方向へ全反射する。第３ミラー４５は、第２ミラー４４からの光をプリズム４７が配置されている方向へ全反射する。
【００２１】
赤用液晶パネル４６Ｒは、ＥＣＵ２によって制御されることにより種々の画像（光学像）を生成する。この赤用液晶パネル４６Ｒは第１ミラー４３とプリズム４７との間に配置されており、第１ミラー４３からの赤色の光が赤用液晶パネル４６Ｒを透過することにより、赤色の画像がプリズム４７に入射する。
【００２２】
緑用液晶パネル４６Ｇも、ＥＣＵ２によって制御されることにより種々の画像を生成する。この緑用液晶パネル４６Ｇは第２ダイクロイックミラー４２とプリズム４７との間に配置されており、第２ダイクロイックミラー４２からの緑色の光が緑用液晶パネル４６Ｇを透過することにより、緑色の画像がプリズム４７に入射する。
【００２３】
青用液晶パネル４６Ｂも、ＥＣＵ２によって制御されることにより種々の画像を生成する。この青用液晶パネル４６Ｂは第３ミラー４５とプリズム４７との間に配置されており、第３ミラー４５からの青色の光が青用液晶パネル４６Ｂを透過することにより、青色の画像がプリズム４７に入射する。
【００２４】
プリズム４７は、３つの液晶パネル４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂからそれぞれ入射される赤色、青色、緑色の画像を合成することにより１つの投影画像を生成して、その投影画像を投影用レンズ４８が配置されている方向へ出力する。ここで、各液晶パネル４６において生成される画像がいずれも何の図形もない画像である場合には、液晶パネル４６の枠によって定まる輪郭を有する白色画像が投影画像として生成されることになる。
【００２５】
投影用レンズ４８は、プリズム４７からの光を拡大して車両前方へ照射する。その結果、プリズム４７において合成された投影画像が拡大されて車両前方へ投影されることになる。なお、車両前方へ投影される投影画像の範囲が、ハイビームとされたときの従来の前照灯の照射範囲およびロービームとされたときの従来の前照灯の照射範囲を全て含むように、投影用レンズ４８の大きさ・形状などが決定されている。
【００２６】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータである。ＥＣＵ２は、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムを実行することにより、画像信号取得手段２１、高輝度領域決定手段２２、投影画像決定手段２３として機能する。
【００２７】
画像信号取得手段２１は、投影部４から投影画像が車両前方に投影されている状態において、車載カメラ５から画像信号を所定周期で取得する。この車載カメラ５は、車両前方画像を撮像するものであり、投影画像の大きさ・範囲によらず、その投影画像の全体が撮像できるように設置位置および撮像範囲が設定されている。たとえば、設置位置は車室天井とされる。
【００２８】
高輝度領域決定手段２２は、画像信号取得手段２１が取得した画像信号を解析することにより、画像内における高輝度領域を逐次決定する。解析手法としては、たとえば、画像信号に基づいて車両前方画像の各画素の輝度値を決定し、次いで、予め設定した基準輝度値に基づいて２値化処理を行う。次いで、公知のラベリング手法によって、基準輝度値以上の領域を抽出する。なお、ラベリング手法に代えて、画素毎に高輝度領域に含まれるか否かを判断してもよい。図２は、画像信号が表す車両前方画像および画像内の高輝度領域の一例を示す図であり、図２の例では、道路標識８が撮像されている部分が高輝度領域に決定される。
【００２９】
なお、画像解析に先立って、障害物センサ６からの信号を取得することによって、自車に対する障害物の相対位置を推定し、推定結果に基づいて、画像解析範囲を車両前方画像の一部に限定してもよい。上記障害物センサ６としては、たとえば、ミリ波レーダセンサや、レーザレーダセンサなどがある。
【００３０】
投影画像決定手段２３は、高輝度領域決定手段２２が決定した高輝度領域に対応する車両前方の領域へ照射光が照射されないように、投影部４において生成させる投影画像を逐次決定し、その決定した投影画像が生成されるように、３つの液晶パネル４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂを制御する。
【００３１】
図２の例の場合には、道路標識８に照射光が照射されないように投影画像を逐次決定することになる。道路標識８に照射光が照射されないようにするには、道路標識８（すなわち車両前方画像の高輝度領域）に対応する投影画像内の範囲（以下、投影画像内高輝度範囲という）を、明部範囲から除外することになる。なお、明部範囲とは、光源からの光が、いずれか少なくとも一つの液晶パネル４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂを透過することによって形成される投影画像の範囲をいう。
【００３２】
また、投影画像内高輝度範囲は、投影画像内において車両前方画像の高輝度領域に対応する範囲のみとしてもよいが、高輝度領域に対応する範囲を含んでいれば、それよりも広い範囲であってもよい。
【００３３】
投影画像内高輝度範囲を明部範囲から除外する態様として、投影画像内の明部範囲の上端を投影画像内高輝度範囲の下端よりも下側に変更する態様がある。この場合、たとえば、照射光の照射範囲の上端が図２に示すＨ１からＨ２へ変更されるように、明部範囲の上端を変更することになる。
【００３４】
また、別の態様として、道路標識８が高輝度領域に決定される前の投影画像の明部範囲から、投影画像内高輝度範囲を除外した範囲を明部範囲に決定する態様がある。この態様によれば、前照灯の配光範囲を遠方にしたままにできるので、前方の視認性を維持できる。ただし、車両走行によって自車に対する周囲の物体の相対位置が逐次変化することから、投影画像内高輝度範囲も逐次変化する。従って、この態様においては、投影画像内高輝度範囲を逐次決定する必要がある。そのためには、撮像画像を逐次解析してもよいが、位置検出器７によって逐次検出される自車の現在位置に基づいて、自車に対する周囲の物体の相対位置変化を算出して、その相対位置変化に基づいて投影画像内高輝度範囲を変化させてもよい。
【００３５】
以上、説明した本実施形態によれば、車載カメラ５によって撮像された車両前方画像を解析することによって高輝度領域を逐次決定しており、その高輝度領域に対応する車両前方の領域へ照射光が照射されないように投影画像を決定している。
【００３６】
その結果、道路標識８など光の反射率の高い物体からの反射光が一時的に眩しくても、車両前方画像内においてその物体が撮像されている領域が高輝度領域に決定されることにより、その物体への照射光が弱められるので、その物体からの反射光も弱まることになる。そのため、反射光による眩しさが低減するので、前方の視認性の低下が抑制される。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、投影画像決定手段２３において投影画像を決定する態様が異なるのみであり、その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００３８】
第２実施形態における投影画像決定手段２３は、投影画像内高輝度範囲の色を暗くすることにより、高輝度領域に決定された領域の輝度を予め設定された基準輝度以下まで低下させる。
【００３９】
具体的には、まず、第１実施形態と同様にして、投影画像内において車両前方画像の高輝度領域に対応する投影画像内高輝度範囲を決定する。第２実施形態における投影画像内高輝度範囲も、投影画像内において車両前方画像の高輝度領域に対応する範囲を含んでいれば、それよりも広い範囲であってもよい。たとえば、高輝度領域に対応する範囲と垂直軸座標を同じにする範囲を全て投影画像内高輝度範囲としてもよい。この場合には、帯状の範囲が決定されることになる。
【００４０】
次いで、投影画像内高輝度範囲の色をそれまでよりも暗い色に変更する。変更前の色に対してどの程度暗い色にするかは、予め設定されていてもよいし、車両前方画像の高輝度領域の輝度値と基準輝度値との差に基が大きいほど暗くする程度を大きくしてもよい。なお、前者の場合には、投影画像内高輝度範囲の色を一度変更しただけでは、車両前方画像の輝度が十分に低下しないこともあるが、その場合には、投影画像内高輝度範囲の色を複数回変更することになる。
【００４１】
投影画像内高輝度範囲の色をそれまでよりも暗い色に変更すると、投影画像内高輝度範囲を透過する光はそれまでよりも弱められることになる。その結果、道路標識８など、高輝度領域に対応する車両前方の領域に存在する物体に、その物体からの反射光が眩しくない程度に前照灯からの光を照射することができる。従って、前方の視認性の低下が抑制される。また、その物体にも前照灯からの光を照射しているので、その物体に対する視認性も向上する。
【００４２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４３】
たとえば、前述の実施形態では、投影部４は透過型液晶プロジェクタにおけるそれと同様の構成を有していたが、投影部４が、その他の形式のプロジェクタ（たとえば、単板式ＤＬＰ（Digital LightProcessing：登録商標）プロジェクタやＣＲＴプロジェクタなど）における投影部と同様の構成を有していていもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明が適用された前照灯制御ＥＣＵ２を含む車両用前照灯装置１の概略構成を示す図である。
【図２】画像信号が表す車両前方画像および画像内の高輝度領域の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：車両用前照灯装置
２：前照灯制御ＥＣＵ（前照灯制御装置）
２１：画像信号取得手段
２２：高輝度領域決定手段
２３：投影画像決定手段
３：ランプ（光源）
４：投影部
５：車載カメラ
【図１】
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【図２】
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