(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドライトの投光範囲を車両の運転状況に応じて変化させる可動リフレクタを有する投光範囲調整機と、光学信号を検出する赤外線カメラとを備え車両前方の画像・物体を検出する画像認識装置において、
前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタの首振り動作に連動して前記赤外線カメラを首振り動作させ、前記赤外線カメラの撮像範囲を調整する撮像範囲調整機を備え、
前記撮像範囲調整機における前記赤外線カメラ及び前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタは、それぞれ水平方向で同一方向に首振り動作可能に設けられ、
前記車両の運転状態としての車速が大きいとき、前記撮像範囲調整機における前記赤外線カメラの首振り角と前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタの首振り角とが略同一に設定され、
前記車両の運転状態としての車速が小さいとき、前記撮像範囲調整機における前記赤外線カメラの首振り角は、前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタの首振り角よりも大きく設定されることを特徴とする画像認識装置。
【請求項２】
前記投光範囲調整機と前記撮像範囲調整機の間に具備された機械的な連結機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像認識装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドライトの投光範囲よりも遠くの物体等を検知する赤外線カメラや車両のハンドル操舵等に連動して首振りする首振りライト等、夜間走行においてヘッドライトの投光範囲外の物体を運転者に認識させる画像認識装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車には夜間走行を可能にするための装置としてヘッドライトが装備されている。このヘッドライトは、前方を走行する自動車や対向車の運転者に眩しく感じさせないように、その高さや光軸の角度等が規制されている。そのため、ヘッドライトで車両前方の路面を投光する範囲（以下、投光範囲という。）が制限されており、この投光範囲はロービームにおいて約５０ｍ、ハイビームにおいて約１００ｍ程度になっている。
そこで、近年、このヘッドライトの投光範囲よりも遠くの物体を検知する赤外線カメラの開発が行われている。この赤外線カメラは、車体前方のフロントグリル等に固定されて、ヘッドライトで投光される路面よりも先の路面状況を運転者に認識させるために役立っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のヘッドライトや赤外線カメラは車体前方に固定されているため、直線路では先の路面状況を認識できて都合がよいが、カーブを曲がるときには、その投光範囲や撮像範囲が路面の外側へ出てしまい、カーブの先にある路面上の物体を認識することができなかった。つまり、カーブでは認識したい先の路面状況を認識することができないという問題があった。
一方、カーブを曲がるときに、運転者のハンドル操舵に連動して首振り動作をする首振りライトでカーブの先の路面を投光する技術がある（特開平１１−１６５５８３号公報参照）。この技術は、カーブを曲がるときに、ヘッドライトとは別に設けられる首振りライトで、ヘッドライトにより投光される路面より先の路面を投光することができるので、つまり、従来よりもカーブの先の路面状況を認識することができるので、夜間走行の快適さの向上に大きく寄与していた。しかし、この首振りライトでは、前記したような高さや光軸の角度等が制限されるとともに、さらに、対向車に光を当てないように、その首振り角を制限しなければならず、その投光範囲が制限されていた。そのため、この首振りライトで投光される路面より先の路面状況を運転者が認識するためには、更なる改善が必要であった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、カーブ等を走行するときに、首振りライトで投光される路面より先の路面状況を運転者に認識させることができる画像認識装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項１に記載の発明は、ヘッドライトの投光範囲を車両の運転状況に応じて変化させる可動リフレクタを有する投光範囲調整機と、光学信号を検出する赤外線カメラとを備え車両前方の画像・物体を検出する画像認識装置において、前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタの首振り動作に連動して前記赤外線カメラを首振り動作させ、前記赤外線カメラの撮像範囲を調整する撮像範囲調整機を備え、前記撮像範囲調整機における前記赤外線カメラ及び前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタは、それぞれ水平方向で同一方向に首振り動作可能に設けられ、前記車両の運転状態としての車速が大きいとき、前記撮像範囲調整機における前記赤外線カメラの首振り角と前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタの首振り角とが略同一に設定され、前記車両の運転状態としての車速が小さいとき、前記撮像範囲調整機における前記赤外線カメラの首振り角は、前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタの首振り角よりも大きく設定されることを特徴とする。
【０００６】
ここで、「投光範囲調整機」には、固定用のヘッドライトとは別に設けられる首振りライト等も含まれる。また、「赤外線カメラ」とは、物体から発生する遠赤外線を撮像するものであって、ヘッドライト等の投光範囲よりも遠くを撮影するものである。ここで、「連動して」とは、たとえば、投光範囲調整機の機械的な作動に応じて赤外線カメラの撮像範囲を調整すること、または、投光範囲調整機を作動させるための信号と同じ信号に基づいて赤外線カメラの撮像範囲を調整することである。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、たとえば、夜間走行時に車両がカーブに差し掛かった場合、車両の運転状況に応じて投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り動作によってヘッドライトの投光範囲を後記する発明の実施の形態のように水平方向に変化させ、この投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り動作に連動して撮像範囲調整機が赤外線カメラを水平方向で同一方向に首振り動作させて赤外線カメラの撮像範囲を調整する。この場合、車両の運転状態としての車速が大きいとき、撮像範囲調整機における赤外線カメラの首振り角と投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り角とを略同一に設定する（首振り角の差を小さくする）。一方、車両の運転状態としての車速が小さいとき、撮像範囲調整機における赤外線カメラの首振り角を、投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り角よりも大きく設定する（首振り角の差を大きくする）。このように、本発明では、可動リフレクタの首振り動作によるヘッドライトの投光範囲と赤外線カメラの撮像範囲とを相互に関連付けると共に、車両の運転状態としての車速に対応させて赤外線カメラの首振り角と可動リフレクタの首振り角とを相対的に変化させている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記投光範囲調整機と前記撮像範囲調整機の間に具備された機械的な連結機構を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による作用に加え、たとえば、夜間走行時に車両がカーブに差し掛かった場合、機械的な連結機構が投光範囲調整機と撮像範囲調整機を一括して作動させる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明に係る画像認識装置の詳細について説明する。
この実施形態は、自動車のハンドル操舵に基づいてヘッドライトの一部を首振り動作させる配光可変型前照灯システムに本発明を適用したものである。参照する図面において、図１は本発明を適用した画像認識装置を備えた自動車の内部構造の概略を示す斜視図であり、図２は本発明を適用した画像認識装置を示す斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、画像認識装置Ｇに関係する自動車Ａの内部構造は、主に、ハンドルＨＡと、舵角センサＤと、制御装置ＣＯと、ヘッドライト１と、画像認識装置Ｇとで構成される。そして、ハンドルＨＡの操舵に基づく舵角を、舵角センサＤが検出する。この舵角センサＤにより検出された信号が、制御装置ＣＯに入力される。そして、この制御装置ＣＯから車両右側のヘッドライト１と車両左側の画像認識装置Ｇに制御信号が送られることにより、この画像認識装置Ｇが車両右側のヘッドライト１とともにハンドル操舵に連動して動く構造となっている。
【００１６】
次に、画像認識装置Ｇの構造について説明する。
図２に示すように、画像認識装置Ｇは、主に、車両左側のヘッドライト１と、このヘッドライト１で投光する路面より先の路面を撮像する赤外線カメラ２と、ギヤ３１，３２，３３，３４を収納するギヤボックス３５と、モータ４とが基台３６に取り付けられて構成されている。
【００１７】
ヘッドライト１は、その反射鏡１１が上下に分割されている。この分割された反射鏡１１のうち上方の約３分の１程度の部分が水平面上で首振りするように可動する可動リフレクタ１２となり、残りの下方の部分が基台３６に固定される固定リフレクタ１３となっている。この固定リフレクタ１３のほぼ中央には、光源となる放電灯１４が取り付けられている。
そして、可動リフレクタ１２の後側に、この可動リフレクタ１２を支持する支持体１５が取り付けられている。この支持体１５には、その上面１５ａの中央に、図示しない孔が上下に貫通して設けられている。この孔には軸１６が挿入され、この軸１６と支持体１５が図示しない回り止め用のピンで固定されている。
また、車両右側のヘッドライトは左側のヘッドライト１と対称構造となっている。
【００１８】
赤外線カメラ２は、物体から発生する遠赤外線を撮像する従来より周知のものである。この赤外線カメラ２は、主に、レンズ２１と、このレンズ２１を前方に設けるカメラ本体２２とを有している。このカメラ本体２２の後部の中央には、上下に貫通する孔２２ａが設けられている。そして、この孔２２ａに軸２３が挿入され、この軸２３とカメラ本体２２が図示しない回り止め用のピンで固定されている。この軸２３の上部には、ギヤ２４が図示しない回り止め用のピンで固定されている。
【００１９】
ギヤボックス３５は、長方形の短辺側に半円を組み合わせた形状となる底面部３５ａと、この底面部３５ａの外端から上方に向かって延びる外周面部３５ｂとを有している。この底面部３５ａには、その中央の適所にギヤ３３を回転可能に支持する軸３７が図示しないボルトで固定され、この軸３７の前方および後方の適所に図示しない孔がそれぞれ設けられている。そして、この底面部３５ａの前方の孔から支持体１５に固定されている軸１６が上方に突出し、その後方の孔からモータ４の回転軸４１が上方に突出している。この突出している回転軸４１の上方から係合されてギヤボックス３５の底面部３５ａ上に載置されるギヤ３２がこの回転軸４１に図示しない回り止め用のピンで固定され、この回転軸４１の先端部にギヤ３１が図示しない回り止め用のピンで固定されている。このギヤ３２の外周に刻まれた歯にギヤ３３の下側の外周に刻まれた歯が噛み合うように、ギヤ３３が軸３７に回転可能に取り付けられている。このギヤ３３の上側の外周に刻まれた歯にギヤ３４の歯が噛み合うように、このギヤ３４が支持体１５に固定されている軸１６に取り付けられるとともに、図示しない回り止め用のピンでこの軸１６に固定されている。また、ギヤボックス３５の外周面部３５ｂは、前後方向における中央より前側の上端の高さに比べて、後側の上端の高さが一段上がった形状になっている。そして、この一段上がった形状になっている外周面部３５ｂの右側には、モータ４の回転軸４１に固定されるギヤ３１と赤外線カメラ２側のギヤ２４とに跨って取り付けられるベルトＢが通るための開口部３５ｃが形成されている。
【００２０】
一方、基台３６は、前端にヘッドライト１の固定リフレクタ１３が図示しないボルトで固定されている主面部３６ａと、この主面部３６ａの後端から上方に向かって延びる後方側面部３６ｂと、この後方側面部３６ｂの上端から前方に向かって延びる上面部３６ｃとを有している。さらに、この基台３６は、その主面部３６ａの右端から下方に向かって延びる右方側面部３６ｄと、この右方側面部３６ｄの下端から右方に向かって延びる下面部３６ｅとを有している。この下面部３６ｅの中央近傍の適所に軸受け３８が図示しないボルトで固定され、この軸受け３８の中央の適所に形成される軸受け孔３８ａにカメラ本体２２に固定されている軸２３の下端部が回転可能に支持されている。さらに、この下面部３６ｅの後端から上方に向かって延びるとともに、その上端が前方に向かって延びる軸受け部３６ｆが形成され、この軸受け部３６ｆの上面の適所に形成される軸受け孔３６ｇに軸２３の上端部が回転可能に支持されている。また、基台３６の上面部３６ｃには、ギヤボックス３５の底面部３５ａが溶接により接合されている。そして、このギヤボックス３５の底面部３５ａに形成されているモータ４の回転軸４１が挿通する孔と同じ位置に、基台３６の上面部３６ｃの適所に図示しない孔が形成されている。そして、この上面部３６ｃの孔に下側からモータ４の回転軸４１が挿通され、このモータ４が図示しないモータ用ブラケットおよびボルトにより上面部３６ｃの下側に取り付けられている。
【００２１】
ここで、ギヤ２４，３１，３２，３３，３４は、ヘッドライト１の可動リフレクタ１２の首振り角（作動量）より赤外線カメラ２の首振り角の方が大きくなるように、それぞれのギヤ比が設定されている。
【００２２】
次に、画像認識装置Ｇを作動させる配光可変型前照灯システムについて説明する。参照する図面において、図３は画像認識装置を作動させるシステムを示すブロック図である。
図３に示すように、配光可変型前照灯システムＺは、点灯スイッチＳ１と、舵角センサＤと、制御装置ＣＯとから構成されている。そして、制御装置ＣＯは、モータ制御ユニット（ＥＣＵ）６と、モータ駆動回路７と、モータ駆動回路用スイッチＳ２とから構成されている。
【００２３】
点灯スイッチＳ１は車両の両側のヘッドライト１，１を点灯および消灯させるスイッチであり、舵角センサＤは車両の運転状態としてハンドルＨＡを操舵したときの舵角を検出するセンサである。
【００２４】
モータ制御ユニット６は、目標首振り角設定手段６１と、モータ駆動信号生成手段６２とから構成されている。この目標首振り角設定手段６１は、右側転舵操作量および左側転舵操作量たる舵角センサＤの出力に基づいて転舵マップを検索し、ヘッドライト１，１の可動リフレクタ１２，１２の目標首振り角を設定する。なお、転舵マップは、図４に示すように、右側転舵操作量が大きくなれば（舵角がプラス方向に大きくなれば）、これに応じて目標首振り角がプラス方向に大きくなるように、左側転舵操作量が大きくなれば（舵角がマイナス方向に大きくなれば）、これに応じて目標首振り角がマイナス方向に大きくなるように、それぞれ設定されている。さらに、ハンドルＨＡを微量に操舵するときに、ヘッドライト１，１の可動リフレクタ１２，１２が首振り動作を行わないように、所定の舵角になったときに首振り動作が行われるように不感帯が設定されている。そして、モータ駆動信号生成手段６２は、目標首振り角設定手段６１から出力される目標首振り角の信号に、Ｐ（比例）、Ｉ（積分）およびＤ（微分）等の処理を施すことにより、モータ４の回転方向を決定させる信号とモータ４の回転量を決定させる信号を生成する。
【００２５】
モータ駆動回路７は、点灯スイッチＳ１のオンオフ動作に応じてオンオフ動作するモータ駆動回路用スイッチＳ２により、バッテリからの電圧が加えられる。
そして、このモータ駆動回路７は、モータ駆動信号生成手段６２から出力された信号に基づいて所定のゲートを所定時間開閉することにより、所定量の電流が所定方向に流れてモータ４を所定の回転量だけ所定の方向に駆動させる。
また、図示しない右側のヘッドライト用のモータにも、このモータ駆動回路７が接続されており、前記モータ駆動信号生成手段６２から、このモータを駆動するための信号が入力される。
【００２６】
ここで、本実施形態における「投光範囲調整機」は、可動リフレクタ１２、支持体１５、軸１６および図示しない軸受けで構成されている。また、「撮像範囲調整機」は、赤外線カメラ２、軸２３、軸受け３８および軸受け部３６ｆで構成されている。「連結機構」は、ギヤ２４，３１，３２，３３，３４、ギヤボックス３５、軸３７およびベルトＢで構成されている。さらに、「画像認識装置」は、この装置自身を作動させるための配光可変型前照灯システムＺをも含んでいる。
【００２７】
次に、配光可変型前照灯システムＺによる画像認識装置Ｇの動作について説明する。参照する図面において、図５は画像認識装置を示す平面図であり、図６は画像認識装置を装備した自動車がカーブを曲がるときの動作を示す平面図であり、図７は可動リフレクタと赤外線カメラが同じ首振り角で設定された自動車がカーブを曲がるときにおいて、この首振り角がハンドルの舵角に対応しているときの自動車の動作を示す平面図（ａ）であり、この首振り角がハンドルの舵角より大きく設定されるときの自動車の動作を示す平面図（ｂ）であり、図８は画像認識装置を装備した自動車が交差点を右折するときの動作を示す平面図である。
まず、昼間に走行する場合は、点灯スイッチＳ１はオフになっているため、モータ駆動回路７に電圧が加えられず、画像認識装置Ｇが動かない状態で通常の運転が行われる。一方、夜間に走行する場合は、点灯スイッチＳ１をオンにするため、これに応じてモータ駆動回路用スイッチＳ２がオンになり、モータ駆動回路７に電圧が加えられる。そして、車両が右カーブに差し掛かったときに、運転者がハンドルＨＡを時計回りに操舵すると、そのハンドルＨＡの舵角が舵角センサＤで検出される。この舵角センサＤで検出された信号が、モータ制御ユニット６を介して、モータ駆動回路７に入力され、このモータ駆動回路７によりモータ４の回転軸４１が、図５に示すように、上方から見て時計回りに所定量だけ回転する。
【００２８】
モータ４の回転軸４１が時計回りに所定量だけ回転すると、その動力がギヤ３２，３３，３４、軸１６および支持体１５を介して可動リフレクタ１２に伝達され、この可動リフレクタ１２が水平方向で時計回りに回転する。また、モータ４の回転軸４１の動力がギヤ３１、ベルトＢ、ギヤ２４および軸２３を介して赤外線カメラ２に伝達され、この赤外線カメラ２が水平方向で時計回りに回転する。
このとき、あらかじめ所定のギヤ比で設定されている各ギヤ２４，３１，３２，３３，３４により、可動リフレクタ１２の首振り角より大きい首振り角で赤外線カメラ２が回転する。
そして、車両右側のヘッドライト１でも、車両左側の可動リフレクタ１２と同様に、その可動リフレクタ１２が回転する。
【００２９】
このように両側のヘッドライト１，１の可動リフレクタ１２，１２が回転することにより、図６に示すように、自動車ＡがカーブＣに差し掛かったとき、そのヘッドライト１，１の光がカーブＣに沿った路面Ｃ１上に投光される。このとき、運転者は、ロービームの投光範囲Ｌで車両前方の近場の路面状況を認識し、ハイビームの投光範囲Ｈでこのロービームの投光範囲Ｌよりも先の路面状況を認識する。さらに、赤外線カメラ２は可動リフレクタ１２の首振り角より大きい首振り角で回転するため、その撮像範囲Ｐが、ハイビームの投光範囲Ｈよりもさらに遠くのカーブＣの終わり辺りまで延びている。そして、この撮像範囲Ｐ内に歩行者Ｗがいると、この歩行者Ｗから発生する遠赤外線を赤外線カメラ２で撮像し、図示しないヘッドアップディスプレイによるバーチャルイメージを運転者が見ることで、この歩行者Ｗの存在を認識する。
【００３０】
ここで、図７（ａ）に示すように、可動リフレクタ１２，１２と赤外線カメラ２が同じ首振り角で、ハンドルＨＡの舵角に対応して回転するように設定されている場合では、運転者が歩行者Ｗを認識できていない。一方、図７（ｂ）に示すように、可動リフレクタ１２，１２と赤外線カメラ２が同じ首振り角で、かつ、ハンドルＨＡの舵角より大きい角度で回転するように設定されている場合では、運転者が歩行者Ｗを認識することができるが、すぐ前方の路面状況を認識することができなくなっている。これに対して、第１の実施形態では、可動リフレクタ１２，１２の首振り角よりも大きい首振り角で赤外線カメラ２を回転させるため、運転者がすぐ前方の路面状況をヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈで認識するとともに、赤外線カメラ２で歩行者Ｗを認識している。つまり、ヘッドライト１，１と赤外線カメラ２が協調して認識範囲を広げている。
【００３１】
また、図８に示すように、自動車Ａが交差点Ｋを右折するとき、そのヘッドライト１，１の光がその進行方向の路面上に投光される。このとき、運転者はロービームの投光範囲Ｌで車両前方の近場の路面状況を認識する。さらに、赤外線カメラ２は可動リフレクタ１２，１２の首振り角より大きい首振り角で回転するため、その撮像範囲Ｐが、ロービームの投光範囲Ｌよりもさらに遠くの横断歩道Ｙの辺りまで延びている。そして、この撮像範囲Ｐ内にいる歩行者Ｗを赤外線カメラ２で撮像し、運転者に歩行者Ｗの存在を認識させる。
【００３２】
以上により、第１の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
自動車ＡがカーブＣや交差点Ｋに差し掛かった場合に、赤外線カメラ２の撮像範囲Ｐがヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりもさらに遠くまで延びるので、ヘッドライト１，１で投光される路面よりも先の路面を赤外線カメラ２で撮像することができる。したがって、カーブや交差点等を曲がる場合であっても、ヘッドライトの投光範囲よりもさらに先の路面状況を運転者に認識させることができる。
ギヤ２４，３１，３２，３３，３４やベルトＢを介して可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２を連結させるため、この可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２を動かすための動力としてモータ４のみを設けるだけでよい。そのため、画像認識装置Ｇを製造するための製造コストを低くすることができる。
【００３３】
〔第２の実施形態〕
以下に、本発明に係る画像認識装置における第２の実施形態について説明する。この実施形態は第１の実施形態の画像認識装置を変更したものなので、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図９は本発明を適用した画像認識装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【００３４】
図９に示すように、第２の実施形態に係る画像認識装置Ｇは、第１の実施形態と同様に、可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２を備えている。そして、この可動リフレクタ１２はギヤＧ１を介してモータＭ１の動力が伝達される構造となっており、赤外線カメラ２はギヤＧ２を介してモータＭ２の動力が伝達される構造となっている。ここで、このギヤＧ１，Ｇ２は、可動リフレクタ１２の首振り角より赤外線カメラ２の首振り角が大きくなるように、それぞれのギヤ比が設定されている。一方、モータＭ１，Ｍ２は同じ構造、形状および大きさとなっている。そして、この画像認識装置Ｇを作動させる配光可変型前照灯システムＺは第１の実施形態と同様の構造となっている。
【００３５】
次に、この画像認識装置Ｇの動作について図６を参照して説明する。
自動車ＡがカーブＣに差し掛かったときに運転者がハンドルＨＡを操舵すると、このハンドルＨＡの舵角が舵角センサＤにより検出される。この舵角センサＤにより検出された信号が、モータ制御ユニット６を介して、モータ駆動回路７に入力される。このモータ駆動回路７からモータＭ１，Ｍ２に同じ信号が送られ、モータＭ１，Ｍ２が同方向、同回転量で回転する。このモータＭ１の動力がギヤＧ１を介して可動リフレクタ１２に伝達されることにより、この可動リフレクタ１２が所定の首振り角で回転する。そして、モータＭ２の動力がギヤＧ２を介して赤外線カメラ２に伝達されることにより、この赤外線カメラ２が可動リフレクタ１２の首振り角より大きい首振り角で回転する。このため、自動車ＡがカーブＣを曲がるときには、第１の実施形態と同様に、赤外線カメラ２の撮像範囲Ｐが、ヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりもさらに遠くのカーブＣの終わり辺りまで延びる。
【００３６】
以上により、第２の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
自動車ＡがカーブＣを曲がるときでも、第１の実施形態と同様に、ヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりも先の路面状況を赤外線カメラ２により運転者に認識させることができる。さらに、このような可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２とを別々のモータＭ１，Ｍ２で動かす構造では、赤外線カメラ２を所定の首振り角以上に回転させないように首振り上限値を定めて、この首振り上限値で赤外線カメラ２を制御することができる。このように赤外線カメラ２の首振り上限値を定めることにより、可動リフレクタ１２より大きい首振り角で回転する赤外線カメラ２の撮像範囲を常に路面上に位置させるように設定することができる。
また、ギヤの構造を簡単にしたり、ギヤを省いてモータに可動リフレクタまたは赤外線カメラを直結したりすることができる。この場合は、モータの回転特性が異なるものを使い、可動リフレクタの首振り角よりも大きい首振り角で赤外線カメラを大きく回転させる。
【００３７】
〔第３の実施形態〕
以下に、本発明に係る画像認識装置における第３の実施形態について説明する。この実施形態は第１または第２の実施形態の画像認識装置Ｇとこの画像認識装置Ｇを作動させる配光可変型前照灯システムＺを変更したものなので、第１または第２の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図１０は本発明を適用した画像認識装置の第３の実施形態を示すブロック図であり、図１１は車速からゲインを設定するためのマップであり、図１２は画像認識装置を装備した自動車がカーブを曲がるときの動作を示す平面図である。
【００３８】
図１０に示すように、第３の実施形態に係る画像認識装置Ｇは、第１または第２の実施形態と同様に、可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２を備えている。そして、この可動リフレクタ１２はギヤＧ３を介してモータＭ３の動力が伝達される構造となっており、赤外線カメラ２もギヤＧ３を介してモータＭ３の動力が伝達される構造となっている。ここで、この二つのギヤＧ３，Ｇ３とモータＭ３，Ｍ３は、同じ構造、形状および大きさとなっている。
この画像認識装置Ｇを作動させる配光可変型前照灯システムＺには、第１または第２の実施形態の構成に加えて、モータ駆動信号生成手段６２、ゲイン設定手段６３、乗算手段６４、モータ駆動回路７および車速センサ８が設けられている。ここで、この車速センサ８は、自動車Ａの運転状態としての車速を検出する従来より周知のセンサである。また、ゲイン設定手段６３は、図１１に示すように、車速センサ８により検出された信号から所定のゲインを設定するものであり、車速が増大するほどゲインが小さくなり、かつ、車速が減少するほどゲインが大きくなるように設定されている。そして、乗算手段６４は、目標首振り角設定手段６１から出力される信号とゲイン設定手段６３で設定されたゲインとを掛け合わせるものである。
ここで、ゲイン設定手段６３を前記のように設定した理由としては、赤外線カメラ２を所定の角度で首振り動作させると、その車両近傍の撮像範囲の移動量に比べて遠方の撮像範囲の移動量が大きくなることが挙げられる。換言すると、ヘッドライト１，１の投光範囲と赤外線カメラ２の撮像範囲の差、運転者にすれば横方向の距離差が遠方ほど増幅されて拡大することが挙げられる。たとえば、車速が速いときは運転者が比較的遠方を見ているときで、この際はヘッドライト１，１および赤外線カメラ２の首振り角の差が小さくても遠方では前記した距離が増幅される。つまり、運転者は赤外線カメラ２でヘッドライト１，１の投光範囲より先を認識できる。一方、車速が遅いときは運転者が比較的近くを見ているときで、この際にヘッドライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差が小さいと、前記した距離が小さくなり、この角度に差を付けた効果が出ない。このため、車速が遅いときは、ヘッドライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差が大きくなるようにゲインが設定される。
【００３９】
次にこの画像認識装置Ｇの動作について説明する。
図１２に示すように、自動車ＡがカーブＣに差し掛かったときに運転者がハンドルＨＡを操舵すると、このハンドルＨＡの舵角が舵角センサＤにより検出される。この舵角センサＤにより検出された信号が、目標首振り角設定手段６１とモータ駆動信号生成手段６２を介して、モータ駆動回路７に入力され、このモータ駆動回路７によりモータＭ３が駆動される。そして、このモータＭ３の動力がギヤＧ３を介して可動リフレクタ１２に伝達され、この可動リフレクタ１２がハンドルＨＡの舵角に基づいた所定の方向および所定の首振り角で回転する。一方、乗算手段６４には、舵角センサＤにより検出された信号が目標首振り角設定手段６１を介して入力されるとともに、ゲイン設定手段６３で車速センサ８により検出された信号に基づいて設定されたゲインが入力される。そして、この乗算手段６４で、目標首振り角設定手段６１で設定された首振り角とゲイン設定手段６３で設定されたゲインとが掛け合わされる。この乗算手段６４で処理された信号は、モータ駆動信号生成手段６２を介して、モータ駆動回路７に入力され、このモータ駆動回路７によりモータＭ３が駆動される。そして、このモータＭ３の動力がギヤＧ３を介して赤外線カメラ２に伝達され、この赤外線カメラ２がハンドルＨＡの舵角および車速に基づいた所定の方向および所定の首振り角で回転する。
このため、自動車Ａが緩いカーブを速いスピードで曲がるときには、ゲインが小さいため、可動リフレクタ１２の首振り角よりやや大きい首振り角で赤外線カメラ２が回転し、その撮像範囲Ｐがカーブに沿った方向に位置することになる。また、自動車Ａが急なカーブを遅いスピードで曲がるときには、ゲインが大きいため、可動リフレクタ１２の首振り角よりも大きい首振り角で赤外線カメラ２が回転し、その撮像範囲Ｐが、ヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりもさらに遠くのカーブの終わり辺りまで延びることになる。ちなみに、図１２の破線で示す撮像範囲Ｐ´は、車速が遅いときにゲインを大きくする制御を行わない場合のものであり、この場合ではカーブＣの終わり辺りにいる歩行者Ｗを運転者が認識することができない。
【００４０】
以上により、第３の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
自動車Ａが緩いカーブを速いスピードで曲がるときには、可動リフレクタ１２の首振り角とほぼ同じ首振り角で赤外線カメラ２が回転するので、従来の直線路を走行するときと同様に、ヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈより先の路面状況を運転者に認識させることができる。また、急なカーブを遅いスピードで曲がるときには、可動リフレクタ１２の首振り角よりも大きい首振り角で赤外線カメラ２が回転するので、第１または第２の実施形態と同様に、ヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりも先の路面状況を運転者に認識させることができる。
また、遅いスピードでカーブを曲がるときには、運転者は近くを見るため、ヘッドライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差を大きくすることで、赤外線カメラ２でカーブの先を見通すということができる。一方、速いスピードでカーブを曲がるときには、運転者は遠くを見るため、ヘッドライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差を小さくしても、遠方では両者の移動量の差（距離差）が増幅され、赤外線カメラ２でカーブの先を見通すという目的を達成できる。
【００４１】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
（１）本実施形態では、ハンドルの舵角（車両の進行方向）や車速に基づいて可動リフレクタと赤外線カメラを動かす構造としたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、ウインカーのスイッチ操作により可動リフレクタと赤外線カメラを動かす構造としてもよい。この場合、たとえば、自動車が交差点を曲がるときにウインカーを曲がる方向に入れることにより、運転者がハンドルを操舵する前に、可動リフレクタや赤外線カメラが動き、進行方向の路面状況を認識することができる。一方、車線を変更する前にウインカーを入れることで、次に走行すべき路面の状況を運転者が認識することができる。
また、たとえば、ナビゲーションシステムのデータに基づいて可動リフレクタと赤外線カメラを動かす構造としてもよい。すなわち、ナビゲーションシステムがデータとして蓄積している道路および車両の位置等の情報に基づいて、適宜に可動リフレクタの首振り角や赤外線カメラの首振り角を制御させる構造としてもよい。このような場合も、投光範囲を車両の運転状態に応じて変化させることに該当する。
【００４２】
（２）本実施形態では、可動リフレクタの首振り角より赤外線カメラの首振り角を大きくさせる構造としたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、可動リフレクタと赤外線カメラの首振り角を同じにさせる構造としてもよい。このような構造では、車両が緩いカーブを曲がる場合に、直進する場合と同様に、ヘッドライトで投光される路面より先の路面を赤外線カメラで撮像することができる。
（３）本実施形態では、赤外線カメラで検知した情報をヘッドアップディスプレイで運転者に報せる構造としたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、赤外線カメラで検知した情報を運転者にランプや音声等で報せる構造としてもよい。
【００４３】
（４）本実施形態は、自動車のヘッドライトに本発明を適用したものであるが、本発明はこれに限定されず、たとえば、自動二輪車や電車等の車両のヘッドライトにも同じように本発明を適用させることができる。
また、本実施形態におけるモータ、ギヤまたはベルト等の種類や形状等は適宜に変更可能であることは言うまでもない。たとえば、可動リフレクタや赤外線カメラの動力としてのモータをステッピングモータに変更してもよい。また、ベルトの代わりにラックギヤを使用してもよい。さらに、モータと可動リフレクタ、または、モータと赤外線カメラの間にギヤを介する必要もない。
（５）本実施形態では、車両左側のヘッドライトの可動リフレクタと一つの赤外線カメラとを連動させて動かす構造としたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、車両右側のヘッドライトの可動リフレクタと赤外線カメラを連動させて動かす構造としてもよい。また、赤外線カメラを二つ設けて、両側のヘッドライトの可動リフレクタと連動させて動かす構造としてもよい。
（６）本実施形態では、投光範囲調整機を可動リフレクタ等で構成させる構造としたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、従来のような首振りライト等を投光範囲調整機として利用してもよい。
（７）第１の実施形態について、マップを車両の運転状態としての車速を加味したものとして、車速が速いほど同じ舵角でも首振り角を小さくし、車速が遅いほど同じ舵角でも首振り角を大きくするようにしてもよい。
（８）第３の実施形態について、車速応動とせずに、ゲインを１よりも大きい一定値にしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り動作に連動して撮像範囲調整機が赤外線カメラを水平方向で同一方向に首振り動作させて赤外線カメラの撮像範囲を調整するので、たとえば、夜間走行時に車両がカーブに差し掛かった場合、投光範囲よりもさらに先の路面状況を運転者に認識させることができる。この場合、車両の運転状態としての車速が大きいとき、撮像範囲調整機における赤外線カメラの首振り角と投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り角とを略同一に設定する（首振り角の差を小さくする）。一方、車両の運転状態としての車速が小さいとき、撮像範囲調整機における赤外線カメラの首振り角を、投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り角よりも大きく設定する（首振り角の差を大きくする）。このように、本発明では、可動リフレクタの首振り動作によるヘッドライトの投光範囲と赤外線カメラの撮像範囲とを相互に関連付けると共に、車両の運転状態としての車速に対応させて赤外線カメラの首振り角と可動リフレクタの首振り角とを相対的に変化させることができる。たとえば、大きい車速でカーブを曲るときに運転者が比較的遠方を見る傾向があり、小さい車速でカーブを曲るときに運転者が比較的近くを見る傾向があるため、このような運転者の視認傾向に対応させて投光範囲よりもさらに先の路面状況を運転者に認識させることができる。
【００４６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加え、機械的な連結機構が投光範囲調整機と撮像範囲調整機を一括して作動させるので、この投光範囲調整機と撮像範囲調整機を別々に作動させるために動力を二つ設ける必要がなくなる。したがって、この連結機構を作動させる動力を一つだけ設けるだけでよく、製造コストを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像認識装置を備えた自動車の内部構造の概略を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した画像認識装置を示す斜視図である。
【図３】図２の画像認識装置を作動させるシステムを示すブロック図である。
【図４】図３の目標首振り角設定手段における転舵マップを示す図である。
【図５】図２の画像認識装置を示す平面図である。
【図６】図２の画像認識装置を装備した自動車がカーブを曲がるときの動作を示す平面図である。
【図７】可動リフレクタと赤外線カメラが同じ首振り角で設定された自動車がカーブを曲がるときにおいて、この首振り角がハンドルの舵角に対応しているときの自動車の動作を示す平面図（ａ）であり、この首振り角がハンドルの舵角より大きく設定されるときの自動車の動作を示す平面図（ｂ）である。
【図８】図２の画像認識装置を装備した自動車が交差点を右折するときの動作を示す平面図である。
【図９】本発明を適用した画像認識装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図１０】本発明を適用した画像認識装置の第３の実施形態を示すブロック図である。
【図１１】車速からゲインを設定するためのマップである。
【図１２】図１０の画像認識装置を装備した自動車がカーブを曲がるときの動作を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｇ            画像認識装置
１            ヘッドライト
１２          可動リフレクタ
１５          支持体
１５ａ        上面
１６          軸
２            赤外線カメラ
２１          レンズ
２２          カメラ本体
２２ａ        孔
２３          軸
２４          ギヤ
３１，３２，３３，３４  ギヤ
３５          ギヤボックス
３５ａ        底面部
３５ｂ        外周面部
３６          基台
３６ｆ        軸受け部
３６ｇ        軸受け孔
３７          軸
３８          軸受け
３８ａ        軸受け孔
４            モータ
４１          回転軸
Ｚ            配光可変型前照灯システム
Ｄ            舵角センサ
６            モータ制御ユニット
６１          目標首振り角設定手段
６２          モータ駆動信号生成手段
７            モータ駆動回路
Ｓ１          点灯スイッチ
Ｓ２          モータ駆動回路用スイッチ
【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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【図１２】
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