(57)【要約】      （修正有）【課題】対象者に眩しさを与えず、かつ対象者の存在を認識しやすくする。【解決手段】照明装置は、対象空間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画像認識部、画像認識部による画像認識結果に基づいて、対象空間に存在する対象者の顔に対応する第１領域と当該対象者の顔より下側の体に対応する第２領域を識別する対象者識別部、第１領域が相対的に暗くなり、第２領域並びに当該第２領域を対象者の下側方向へ延長した第３領域が相対的に明るくなるように配光制御信号を生成する対象者配光制御部、および対象者配光制御部によって生成された配光制御信号に応じて対象空間へ光を出射する光照射部を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象空間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画像認識部と、
前記画像認識部による画像認識結果に基づいて、前記対象空間に存在する対象者の顔に対応する第１領域と当該対象者の顔より下側の体に対応する第２領域を識別する対象者識別部と、
前記第１領域が相対的に暗くなり、前記第２領域並びに当該第２領域を前記対象者の下側方向へ延長した第３領域が相対的に明るくなるように配光制御信号を生成する配光制御部と、
前記配光制御部によって生成された前記配光制御信号に応じて前記対象空間へ光を出射する光照射部、
を含む、照明装置。
【請求項２】
前記配光制御部は、前記光照射部から出射する光が前記対象空間の下面に反射して生じる反射光が前記第２領域に照射されるように前記配光制御信号を生成する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記配光制御部は、前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域の周りに存在する領域よりも前記第２領域及び前記第３領域が相対的に明るくなるように前記配光制御信号を生成する、請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記対象空間が自車両の前方の空間であり、前記対象者が歩行者であり、前記対象空間の下面が路面である、請求項１〜３の何れか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用前照灯として用いることに適した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の前照灯における配光制御技術の先行例として、例えば特許第４７２０７５８号公報（特許文献１）に開示された車両用照明装置及び配光制御方法が知られている。この特許文献１に開示された先行例では、雨や雪等によって路面が鏡面状態であるか否かを判定し、路面が鏡面状態である場合には、対向車の領域だけではなく路面に反射した対向車の領域も消灯または減光するように自車両の前照灯による照射範囲を制御することにより対向車へのグレア光を抑制する。
【０００３】
ところで、上記した先行例においては鏡面反射による対向車へのグレア光は抑制されるが、実際の環境では自車両の前照灯による路面反射光には鏡面反射光だけではなく拡散反射光（乱反射光）も含まれる。例えば、降雨量が少なくときや路面に凹凸が多いときには、拡散反射光の割合が増え、路面上に尾を引いたように筋状の反射光が表れる。そのため、鏡面反射光のみを想定した上記の先行例では、実際の環境において自車両による路面反射光を抑制する効果が不十分となる場合がある。さらに、先行例では対向車の前照灯が路面で鏡面反射して生じた光輝点（正反射点）を検出して配光制御を行っていることから、原理上、自車両の前方に存在する歩行者は検出されない。このため、歩行者に対しては自車両の前照灯から直接的に届く光や反射光により眩しさを与えたままの状態となってしまう。反面、仮に歩行者の存在する領域へまったく光を照射しないという単純な制御を行ったのでは、特に雨天の場合などに歩行者の存在が自車両の運転者には認識しにくい状況となる。なお、このような状況は車両用前照灯の分野に限らず、何らかの対象者に光照射を行うような照明技術一般においても生じ得ることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７２０７５８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、対象者に眩しさを与えず、かつ対象者の存在を認識しやすくすることが可能な照明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照明装置は、（ａ）対象空間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画像認識部と、（ｂ）画像認識部による画像認識結果に基づいて、対象空間に存在する対象者の顔に対応する第１領域と当該対象者の顔より下側の体に対応する第２領域を識別する対象者識別部と、（ｃ）第１領域が相対的に暗くなり、第２領域並びに当該第２領域を対象者の下側方向へ延長した第３領域が相対的に明るくなるように配光制御信号を生成する配光制御部と、（ｄ）配光制御部によって生成された配光制御信号に応じて対象空間へ光を出射する光照射部を含む照明装置である。ここで、「対象空間」とは例えば自車両の前方の空間であり、「対象者」とは例えば歩行者であり、「対象空間の下面」とは例えば路面である。
【０００７】
上記の照明装置によれば、対象者（例えば歩行者）の顔については相対的に暗くなるように消光または減光され、対象者の顔より下側の体とそこへ至る空間については相対的に明るくなるように強い光が照射されるので、対象者に眩しさを与えず、かつ対象者の存在を認識しやすくすることが可能となる。
【０００８】
上記の照明装置において、配光制御部は、光照射部から出射する光が対象空間の下面（例えば路面）で反射して生じる反射光が第２領域に照射されるように配光制御信号を生成することも好ましい。
【０００９】
それにより、例えば下面が乾燥状態である場合には筋状（線状）に延びて対象者へ至る光を生じさせることができる。また、例えば下面が湿潤状態である場合には下面による反射光を利用することで対象者をより明るく照射して対象者の存在を認識しやすくすることができる。
【００１０】
上記の照明装置において、配光制御部は、第１領域、第２領域及び第３領域の周りに存在する領域よりも第２領域及び第３領域が相対的に明るくなるように配光制御信号を生成することも好ましい。
【００１１】
それにより、対象者に関連する第１〜第３領域のみならずそれ以外の領域にも光を照射する場合においても、対象者の視認性をより良い状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態の車両用照明装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ヘッドランプの光学的構成を示す図である。
【図３】マトリクスＬＥＤの概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図４】ヘッドランプによって生成される照射光について模式的に示す図である。
【図５】車両用照明装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】ステップＳ１５の処理内容を説明するための模式図である。
【図７】ステップＳ１６、Ｓ１７において実現される配光状態の一例を説明するための模式図である。
【図８】本実施形態と比較例のそれぞれにおける配光制御について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。以下では本発明を適用した照明装置の一例である車両用照明装置について説明する。
【００１４】
図１は、一実施形態の車両用照明装置の構成を示すブロック図である。図１に示す車両用照明装置は、カメラ１０によって自車両の前方の空間（対象空間）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、画像認識部１１、ライトスイッチ１２、配光制御部１３、左側ヘッドランプ１４、右側ヘッドランプ１５、近赤外線ランプ１６を含んで構成されている。なお、カメラ１０も車両用照明装置の構成の一部としてもよい。
【００１５】
カメラ１０は、自車両の所定位置（例えば室内バックミラー付近）に設置されており、自車両の前方の空間を撮影する。本実施形態のカメラ１０としては近赤外線の波長範囲にも感度を有する。それにより、例えばロービーム走行時などに可視光だけでは歩行者等に光が十分に届かない場合であっても自車両の前方の空間をより良好に撮影することができる。
【００１６】
画像認識部１１は、自車両の前方の空間を撮影して得られた画像（画像データ）をカメラ１０から取得し、この画像に対して画像認識処理を行うことにより、対象車両や歩行者（対象者）のそれぞれの位置情報を検出する。ここでいう「対象車両」とは、先行車または対向車である。
【００１７】
ライトスイッチ１２は、自車両の運転席に設置されており、左側ヘッドランプ１４および右側ヘッドランプ１５の点灯／消灯を指示するために用いられる。
【００１８】
配光制御部１３は、画像認識部１１によって検出される対象車両や歩行者の各位置情報に基づいて、自車両の前方に存在する対象車両や歩行者の位置に応じた配光範囲を設定し、この設定した配光範囲に応じて光が照射されるように左側ヘッドランプ１４、右側ヘッドランプ１５のそれぞれへ制御信号（配光制御信号）を出力する。この配光制御部１３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ものであり、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）２１と歩行者識別部（対象者識別部）２２を有する。
【００１９】
入力力インタフェース２１は、画像認識部１１から出力される対象車両や歩行者の各位置情報やライトスイッチ１２から出力される点灯／消灯状態信号を配光制御部１３に取り込む。
【００２０】
歩行者識別部２２は、自車両の前方に存在する歩行者を考慮した配光範囲を設定するための演算を行う。歩行者識別部２２による演算内容の詳細については後述する。
【００２１】
左側ヘッドランプ１４は、自車両の前方左側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤドライバ３１とマトリクスＬＥＤ３２を有する。同様に、右側ヘッドランプ１５は、自車両の前方右側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤドライバ３３とマトリクスＬＥＤ３４を有する。
【００２２】
図２は、ヘッドランプの光学的な構成例を示す図である。図２に示すように、左側ヘッドランプ１４は、上記したマトリクスＬＥＤ３２と、このマトリクスＬＥＤ３２の光軸上に配置されたレンズ３５を備える。マトリクスＬＥＤ３２から出射した光はレンズ３５によって自車両の前方へ投影される。なお、右側ヘッドランプ１５も同様の構成を備える。
【００２３】
ＬＥＤドライバ３１は、配光制御部１３から出力される制御信号に基づいて、マトリクスＬＥＤ３２に含まれる複数のＬＥＤ（発光ダイオード）に対して選択的に駆動信号を供給する。同様に、ＬＥＤドライバ３３は、配光制御部１３から出力される制御信号に基づいて、マトリクスＬＥＤ３４に含まれる複数のＬＥＤに対して選択的に駆動信号を供給する。
【００２４】
マトリクスＬＥＤ３２は、マトリクス状に配列された複数のＬＥＤを備えており、ＬＥＤドライバ３１から供給される駆動信号に基づいて複数のＬＥＤが選択的に点灯する。同様に、マトリクスＬＥＤ３４は、マトリクス状に配列された複数のＬＥＤを備えており、ＬＥＤドライバ３３から供給される駆動信号に基づいて複数のＬＥＤが選択的に点灯する。
【００２５】
図３は、マトリクスＬＥＤの概略構成を示す模式的な斜視図である。図３に示すマトリクスＬＥＤ３２（３４）は、それぞれ、縦方向および横方向に沿ってマトリクス状に配列された複数のＬＥＤ３６を備える。複数のＬＥＤ３６は、それぞれ独立して点灯／消灯を制御し、かつその照射強度（明るさ）を制御することが可能である。
【００２６】
近赤外線ランプ１６は、左側ヘッドランプ１４および右側ヘッドランプ１５の内部、もしくは自車両の前方バンパー内などの所定位置に設置されており、自車両の前方の空間へ近赤外光を照射する。この近赤外線ランプ１６を用いて補助的に近赤外光を照射することで歩行者等の検出精度がさらに向上する。
【００２７】
図４は、ヘッドランプによって生成される照射光について模式的に示す図である。図示のように、自車両１００の左側ヘッドランプ１４および右側ヘッドランプ１５によって生成される照射光は、マトリクス状に設定された複数のエリア（図中、それぞれ升目状に表現されたエリア）の各々について自在に光の強度を制御可能である。これは、上記したマトリクスＬＥＤ３２、３４のそれぞれに備わった複数のＬＥＤ３６を選択的に点灯し、その光強度を制御することによって実現される。すなわち、本実施形態の車両用照明装置は、例えば前方車両あるいは歩行者が存在する位置に対応するエリアについては光を照らさない状態または光強度を落として光を照らす状態とするなどの細やかな配光制御を実現することができる。
【００２８】
図５は、車両用照明装置の動作を説明するためのフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って本実施形態の車両用照明装置の動作を詳細に説明する。
【００２９】
まず、カメラ１０によって自車両の前方の画像が撮影され、この画像に基づいて画像認識部１１では所定の画像認識処理が実行される（ステップＳ１１）。それにより、歩行者が存在すると推測される領域を示す位置情報やその領域における輝度分布などの情報が画像認識部１１から配光制御部１３へ出力される。
【００３０】
配光制御部１３は、ライトスイッチ１２からの点灯／消灯状態信号に基づいて前照灯スイッチが点灯（ＯＮ）状態とされているか否かを判定する（ステップＳ１２）。前照灯スイッチが点灯状態とされていない場合には（ステップＳ１２；ＮＯ）、配光制御部１３は特段の処理を実行しない。
【００３１】
前照灯スイッチが点灯状態とされている場合に（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、配光制御部１３は、前照灯を点灯させる（ステップＳ１３）。具体的には、配光制御部１３は、左側ヘッドランプ１４、右側ヘッドランプ１５のそれぞれに制御信号を出力する。これに対応して各ＬＥＤドライバ３１、３３が各マトリクスＬＥＤ３２、３４にそれぞれ駆動信号を供給し、自車両の前照灯が点灯状態となる。
【００３２】
次に、歩行者識別部２２は、画像認識部１１から出力される各情報を取得し、これに基づいて自車両の前方に歩行者が存在するか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００３３】
自車両の前方に歩行者が存在する場合に（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、歩行者識別部２２は、歩行者の対象範囲の識別および顔の識別を行う（ステップＳ１５）。図６は、ステップＳ１５の処理内容を説明するための模式図である。図６に示すように、歩行者識別部２２は、歩行者１１０の存在する全体を対象範囲として識別し、かつ顔に対応するエリア１１１と顔より下の体に対応するエリア１１２を識別する。
【００３４】
次に、配光制御部１３は、上記のステップＳ１５にて識別した顔に対応するエリア（第１領域）１１１については消灯（または減灯）するようにし（ステップＳ１６）、かつ体に対応するエリア（第２領域）１１２とこれを下側へ延長した縦の列のエリア（第３領域）１１３についてはそれ以外のエリアよりも相対的に照度が大きくなって強調されるように、各ＬＥＤドライバ３１、３３へ制御信号を出力する（ステップＳ１７）。この制御信号に応じて左側ヘッドランプ１４、右側ヘッドランプ１５のそれぞれが動作することにより、所望の配光状態が実現される。
【００３５】
図７は、ステップＳ１６、Ｓ１７において実現される配光状態の一例を説明するための模式図である。図７に示すように、歩行者の顔に対応するエリア１１１については直接的に光が照射されない状態に左側ヘッドランプ１４、右側ヘッドランプ１５が制御される。具体的には、このエリア１１１に対応するＬＥＤ３６が消灯状態または減光状態となるように電流値が制御される。これにより、歩行者の顔の位置に対応した減光（または消灯）エリア１２１が生成される。また、歩行者の体に対応するエリア１１２とこれを延長したエリア１１３についてはそれ以外のエリアよりも相対的に照度が大きい状態となるように左側ヘッドランプ１４、右側ヘッドランプ１５が制御される。具体的には、このエリア１１１に対応するＬＥＤ３６が点灯状態とされ、かつ電流値が制御される。これにより、自車両から歩行者の顔より下の体の部分へ向けて延びる筋状の強調光エリア１２２が生成される。
【００３６】
上記したステップＳ１４で否定判断（ＮＯ）がなされた場合、または上記したステップＳ１７の処理が完了した場合に、配光制御部１３は、ライトスイッチ１２からの点灯／消灯状態信号に基づいて前照灯スイッチが消灯（ＯＦＦ）状態とされたか否かを判定する（ステップＳ１８）。前照灯スイッチが消灯状態とされていない場合に（ステップＳ１８；ＮＯ）、配光制御部１３は、上記したステップＳ１４に戻ってそれ以降の処理を実行する。一方、前照灯スイッチが消灯状態とされた場合には（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、一連の処理が終了する。
【００３７】
図８は、本実施形態と比較例のそれぞれにおける配光制御について説明するための模式図である。詳細には、図８（Ａ）は本実施形態における配光状態を自車両および歩行者の側方側から見た模式図を示しており、図８（Ｂ）は比較例おける配光状態を自車両および歩行者の側方側から見た模式図を示している。図８（Ａ）に示す本実施形態では、歩行者１１０の顔の付近については直接的な照射光を消灯または減光することで歩行者１１０へ眩しさを与えることを低減している。また、歩行者１１０の顔より下側の体部分については正反射光および拡散反射光の強度を増すことによって、乾燥路の場合には自車両から歩行者１１０への光のガイドラインが生成されて運転者が歩行者１１０をより視認しやすくなり、湿潤路の場合には歩行者１１０に眩しさを与えずに歩行者１１０の反射強度を上げ、運転者が歩行者１１０をより視認しやすくなる。正反射光および拡散反射光はそれぞれ直接光に比べてはるかに輝度が小さいため、歩行者１１０へ与える眩しさは大幅に軽減される。これに対して、図８（Ｂ）に示す比較例では、歩行者１１０を検知していないために歩行者１１０には直接光が照射され、歩行者１１０に対して非常に強い眩しさを与えることになる。
【００３８】
以上のような本実施形態によれば、歩行者の顔については相対的に暗くなるように消光または減光され、対象者の顔より下側の体とそこへ至る空間については相対的に明るくなるように強い光が照射されるので、対象者に眩しさを与えず、かつ対象者の存在を認識しやすくすることが可能となる。
【００３９】
また、例えば路面が乾燥状態である場合には筋状（線状）に延びて対象者へ至る光を生じさせ、路面が湿潤状態である場合には路面による反射光を利用することで対象者をより明るく照射することにより、対象者の存在を認識しやすくすることができる。
【００４０】
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本発明を車両用照明装置に適用した場合について説明していたが本発明の適用範囲はこれに限定されず照明装置一般に広く適用することが可能である。その一例としては、防犯警備用サーチライトへの適用が考えられる。この場合、不審者（対象者）を検知し、その不審者へ向けて光の筋が延びるように配光制御することにより、不審者の特定、犯罪行為の抑止などに効果が期待できる。
【符号の説明】
【００４１】
１０：カメラ
１１：画像認識部
１２：ライトスイッチ
１３：配光制御部
１４：左側ヘッドランプ
１５：右側ヘッドランプ
１６：近赤外線ランプ
２１：入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）
２２：歩行者識別部
３１、３３：ＬＥＤドライバ
３２、３４：マトリクスＬＥＤ
３５：レンズ
３６：ＬＥＤ
１１０：歩行者
１１１：歩行者の顔に対応するエリア
１１２：歩行者の体に対応するエリア
１１３：エリア１１２を下側へ延長した縦の列のエリア
１２１：光（または消灯）エリア
１２２：強調光エリア
【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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