(57)【要約】【課題】  運転者等による障害物のいち早い認識が可能となる車両用照明装置の提供。【解決手段】車両用照明装置は、可視光の画像を投映する投映装置と、障害物を検出する障害物検出装置と、所定時間後又は所定距離走行後における車両の走行エリアを予測し、予測した前記走行エリア内に障害物が前記障害物検出装置により検出されない場合に、予測した前記走行エリアに前記投映装置により第１画像を投映し、予測した前記走行エリア内に障害物が前記障害物検出装置により検出される場合に、予測した前記走行エリアに前記投映装置により前記第１画像とは異なる第２画像を投映する処理装置とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光の画像を投映する投映装置と、
障害物を検出する障害物検出装置と、
所定時間後又は所定距離走行後における車両の走行エリアを予測し、予測した前記走行エリア内に障害物が前記障害物検出装置により検出されない場合に、予測した前記走行エリアに前記投映装置により第１画像を投映し、予測した前記走行エリア内に障害物が前記障害物検出装置により検出される場合に、予測した前記走行エリアに前記投映装置により前記第１画像とは異なる第２画像を投映する処理装置とを含む、車両用照明装置。
【請求項２】
前記第２画像は、前記走行エリア内の前記障害物全体に係る領域に投映される第１画像部と、前記走行エリア内の他の領域に投映される第２画像部を含む、請求項１に記載の車両用照明装置。
【請求項３】
前記第２画像は、点滅する前記第１画像部と、点滅しない前記第２画像部とを含む、請求項２に記載の車両用照明装置。
【請求項４】
前記第１画像部は、前記第２画像部よりも明るい、請求項２又は３に記載の車両用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定時間後における車両の走行エリアを予測し、予測した走行エリアに対応する領域に可視光の照射を行う路面描画装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2013-103628号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、走行エリアに障害物が位置する場合もしない場合も、走行エリアの照明態様が変化しないので、車両の運転者は、障害物の存在をいち早く認識できない虞がある。
【０００５】
本開示は、運転者等による障害物のいち早い認識が可能となる車両用照明装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一局面によれば、可視光の画像を投映する投映装置と、
障害物を検出する障害物検出装置と、
所定時間後又は所定距離走行後における車両の走行エリアを予測し、予測した前記走行エリア内に障害物が前記障害物検出装置により検出されない場合に、予測した前記走行エリアに前記投映装置により第１画像を投映し、予測した前記走行エリア内に障害物が前記障害物検出装置により検出される場合に、予測した前記走行エリアに前記投映装置により前記第１画像とは異なる第２画像を投映する処理装置とを含む、車両用照明装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、運転者等による障害物のいち早い認識が可能となる車両用照明装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車両用照明装置１の一実施例を示す構成図。
【図２】制御ＥＣＵ４０により実行される処理の一例を示すフローチャート。
【図３】走行エリアの説明図。
【図４】走行エリア及び障害物照明用の第２画像の説明図。
【図５】障害物照明用の画像部８４の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、車両用照明装置１の一実施例を示す構成図である。車両用照明装置１は、図１に示すように、画像センサ１０と、前方レーダセンサ１６と、車速センサ３０と、舵角センサ３２と、制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit)４０と、ヘッドランプ５０とを含む。
【００１１】
画像センサ１０は、ＣＣＤ（charge-coupled device）やＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）等の撮像素子を含むカメラ及び画像処理装置を含み、障害物の状態を画像認識する。画像センサのカメラは、ステレオカメラであってもよい。画像センサは、画像認識結果に基づいて、障害物と自車との関係を示す情報、例えば自車を基準とした障害物の速度や位置情報を所定の周期で検出する。障害物の位置情報は、自車前後方向における障害物の位置（距離）に関する情報、及び、横方向（幅方向）における障害物の横位置に関する情報を含んでよい。障害物の横位置は、障害物の係る画素集合の横方向の中心位置に基づいて算出されてもよいし、左端の横位置と右端の横位置との間の範囲として算出されてもよい。このようにして画像センサにより取得された障害物情報は、例えば所定のフレーム周期で制御ＥＣＵ４０に送信されてよい。なお、画像処理装置の画像処理機能（例えば、障害物の位置算出機能）は制御ＥＣＵ４０により実現されてもよい。尚、画像センサ１０のカメラは、以下で説明する障害物検知専用のセンサであってもよいし、他の用途（例えばレーンキープアシスト用カメラ等）と兼用であってもよい。また、画像センサ１０は、カラー又はモノクロ画像のいずれを取得するカメラであってもよい。
【００１２】
前方レーダセンサ１６は、電波（例えばミリ波）、光波（例えばレーザー）又は超音波を検出波として用いて、車両前方における障害物の状態（障害物情報）を検出する。前方レーダセンサ１６は、障害物と自車との関係を示す情報、例えば自車を基準とした障害物の相対速度や相対距離、方位（横位置）を所定の周期で検出する。尚、前方レーダセンサ１６がミリ波レーダセンサの場合、ミリ波レーダセンサは、例えば電子スキャン型のミリ波レーダーであってよく、この場合、電波のドップラー周波数（周波数シフト）を用いて障害物の相対速度が検出され、反射波の遅れ時間を用いて障害物の相対距離が検出され、複数の受信アンテナ間での受信波の位相差に基づいて障害物の方位が検出される。このようにして得られた障害物情報は、制御ＥＣＵ４０に所定の周期で送信される。尚、前方レーダセンサ１６の機能（例えば、障害物の位置算出機能）は制御ＥＣＵ４０により実現されてもよい。
【００１３】
車速センサ３０は、車輪速に応じた電気信号（車速パルス）を制御ＥＣＵ４０に出力する。舵角センサ３２は、操舵角に応じた電気信号を制御ＥＣＵ４０に出力する。
【００１４】
制御ＥＣＵ４０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。制御ＥＣＵ４０は、走行エリア予測部４２と、障害物検出部４４と、走行エリア侵入判断部４６と、走行エリア画像形成部４８とを含む。各部４２，４４，４６，４８は、ＣＰＵがＲＯＭ等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで実現されてもよい。また、これらの各部４２，４４，４６，４８は、必ずしも同一のＥＣＵユニット内に組み込まれる必要はなく、複数のＥＣＵにより協動して実現されてもよい。
【００１５】
ヘッドランプ５０は、車両の前部左右にそれぞれ設けられる。ヘッドランプ５０は、車両前方領域に向けて可視光を照射する。ヘッドランプ５０は、可視光による画像を路面に描画することができる。この目的のため、ヘッドランプ５０は、例えば、画像を投映可能なプロジェクタ（投映装置）５２を有する。プロジェクタ５２は、左右のヘッドランプ５０のそれぞれに設けられてもよい。プロジェクタ５２は、左右のヘッドランプ５０のそれぞれのハイビーム（例えばハイ／ロー兼用ユニットに対する追加ハイビーム）により実現されてもよい。プロジェクタ５２は、プロジェクションマッピング（Projection Mapping）により、路面や路面上の障害物に画像を張り合わせる態様で立体的に描画する機能を備える。また、プロジェクタ５２は、日中における路面上の描画を可能とするために、白色以外の色の可視光を照射可能であってもよい。
【００１６】
図２は、制御ＥＣＵ４０により実行される処理の一例を示すフローチャートである。図２に示す処理は、車両のイグニッションスイッチがオンされた場合に起動され、その後、所定周期毎に繰り返し実行されてよい。また、図２に示す処理は、ヘッドランプ５０がオンされていることを条件として起動されてもよい。
【００１７】
ステップ２００では、走行エリア予測部４２は、所定時間ΔＴ１後又は所定距離Ｄ１走行後（以下、「所定時間ΔＴ１後」で代表する）における車両の走行エリアを予測する。所定時間後又は所定距離走行後における走行エリアの予測方法は任意である。例えば、走行エリア予測部４２は、車速センサ３０からの車速情報と舵角センサ３２からの舵角情報に基づいて、所定時間ΔＴ１後における走行エリアを予測してよい。所定距離Ｄ１は、車速が大きくなるほど長くなる態様で、車速に応じて可変されてもよいし、固定値であってもよい。尚、所定時間ΔＴ１は、任意であるが、例えば衝突防止装置（例えば自動ブレーキ等）が作動する際のＴＴＣ（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）に基づいて設定されてもよい。例えば、所定時間ΔＴ１は、衝突防止装置が作動する際のＴＴＣと同一であってもよいし、それよりも若干長い時間であってもよい。
【００１８】
図３には、道路上の走行エリアＳが上面視で模式的に示されている。図３に示す例では、走行エリアＳは、現在の車両位置Ｖ１に対して所定時間ΔＴ１後における車両位置Ｖ２における車両外形に基づいて生成される。走行エリアＳは、車両位置Ｖ２における車両外形に外接する領域であってもよいし、所定の余裕分を以って外接する領域であってもよい。但し、走行エリアＳは、車両位置Ｖ２における車両外形の一部（例えば、前部）のみであってもよい。また、図３に示す例では、走行エリアＳの向きは、一定であるが、走行エリアＳの向きは、所定時間ΔＴ１後に車両の向きが変化する場合は、それに応じて走行エリアＳの向きが変化されてもよい。
【００１９】
ステップ２０２では、障害物検出部４４は、画像センサ１０及び／又は前方レーダセンサ１６からの障害物情報に基づいて、車両前方の障害物の有無を判定する。判定対象の障害物は、典型的には、静止物であり、例えば路面の凹凸（走行に影響するレベルの凹凸）、落石等を含んでよい。また、障害物は、停止中の車両を含んでよく、また、歩行者を含んでよい。歩行者は、移動物であるものの、車両に対して移動速度が有意に低いためである。この目的のため、障害物検出部４４は、移動速度が所定値以下である障害物の有無を判定してよい。障害物の移動速度は、画像センサ１０及び／又は前方レーダセンサ１６からの障害物情報に基づいて判断することができる。車両前方に障害物を検出した場合は、ステップ２０４に進み、それ以外の場合は、ステップ２０６に進む。
【００２０】
ステップ２０４では、走行エリア侵入判断部４６は、車両前方の障害物が走行エリアに侵入するか否かを判定する。具体的には、走行エリア侵入判断部４６は、上記ステップ２００で予測した走行エリア内に、障害物の位置が属するか否かを判定する。車両前方の障害物が走行エリアに侵入すると判定した場合は、ステップ２０８に進む、それ以外の場合は、ステップ２０６に進む。
【００２１】
ステップ２０６では、走行エリア画像形成部４８は、走行エリア照明用の第１画像を形成（描画）し、形成した第１画像をプロジェクタ５２により走行エリアに投映する。第１画像は、任意であるが、例えば図３に示すような走行エリアＳの全体を明るくするだけの画像であってもよい。或いは、第１画像は、例えば図３に示すような走行エリアＳに車両のシルエット（図３のＶ２参照）を描画する画像であってもよい。尚、この種のシルエットのラインは陰影（光が照射されない部分、又は、照射強度が周囲よりも低い部分）により形成されてよい。
【００２２】
ステップ２０８では、走行エリア画像形成部４８は、走行エリア及び障害物照明用の第２画像を形成（描画）し、形成した第２画像をプロジェクタ５２により走行エリアに投映する。走行エリア及び障害物照明用の第２画像は、障害物全体が他の領域よりも強調されるように形成される。図４には、一例による第２画像８０が道路上に投映された状態が上面視で模式的に示されている。図４に示す例では、第２画像８０は、走行エリア照明用の画像部８２と、障害物照明用の画像部８４とを含む。図４に示す例では、走行エリア照明用の画像部８２は、車両のシルエットを描画する部位であり、障害物照明用の画像部８４は、市松模様を描画する部位である。尚、市松模様の黒の部分は、陰影（光が照射されない部分、又は、照射強度が周囲よりも低い部分）により形成されてよい。障害物照明用の画像部８４は、走行エリア照明用の画像部８２に重畳されてもよい。この場合、走行エリア照明用の第１画像は、走行エリア及び障害物照明用の第２画像から障害物照明用の画像部８４を取り除いた画像に対応することになる。走行エリア画像形成部４８は、障害物照明用の画像部８４については点滅（フラッシング）させ、走行エリア照明用の画像部８２については点滅させない（点灯したままにする）こととしてよい。この際、走行エリア画像形成部４８は、障害物照明用の画像部８４がプロジェクションマッピングにより障害物に張り合わせられるように且つ走行エリア照明用の画像部８２がプロジェクションマッピングにより路面に張り合わせられるように、投映を実現してよい。図５には、障害物照明用の画像部８４と障害物（本例では歩行者）との関係の一例が車両の運転者視線で模式的に示される。障害物照明用の画像部８４は、上述の如く、障害物（本例では歩行者）全体に張り合わせられるように投映される。例えば画像センサ１０により障害物の高さＨを検知できる場合（又は障害物の種類から高さが予測できる場合）は、障害物の道路上の位置で高さＨ以上となるように障害物照明用の画像部８４の投映方向が調整される。尚、障害物の一部（例えば歩行者の足元）のみに走行エリア照明用の画像部８２が投映されるような位置に障害物が位置する場合（遠方側の障害物が走行エリアの遠方側から侵入し始めたとき）、走行エリア画像形成部４８は、障害物全体に障害物照明用の画像部８４を投映すべく、走行エリア及び障害物照明用の第２画像全体を遠方側に移動させることとしてもよいし、可能な場合は、障害物照明用の画像部８４のみを走行エリア照明用の画像部８２から遠方側にはみ出る態様で投映してもよい。
【００２３】
図２に示す処理によれば、走行エリア内に障害物が侵入する場合に、走行エリア及び障害物照明用の第２画像がプロジェクタ５２により投映される。これにより、運転者は、所定時間ΔＴ１後における走行エリアを把握できると共に、障害物の存在を検知でき、必要に応じて障害物に対する回避操作を行うことが可能となる。また、障害物照明用の画像部８４は、障害物全体に当たるように投映されるので、障害物が歩行者などの人である場合に、当該人は、車両の接近をいち早く把握することができる。これは、照明が例えば足元のみに照らされるよりも、目に当たるように照明される方が、人は光を知覚しやすいためである。また、障害物照明用の画像部８４が点滅されるので、障害物が歩行者などの人である場合に、当該人は、車両の接近をいち早く把握することができる。また、運転者にとっても障害物の存在を把握しやすくなり、必要に応じて回避操作をいち早く行うことが可能となる。
【００２４】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【００２５】
例えば、上述した実施例では、障害物照明用の画像部８４を市松模様とすることで、障害物照明用の画像部８４を走行エリア照明用の画像部８２に対して強調して、注意喚起度を高めている。しかしながら、第１画像と第２画像とを異ならせるだけでも、注意喚起度を高めることができる。また、障害物照明用の画像部８４を走行エリア照明用の画像部８２に対して強調する方法は、他の方法であってもよい。例えば、障害物照明用の画像部８４の明るさを、走行エリア照明用の画像部８２の明るさよりも明るくすることとしてもよい。また、走行エリア照明用の画像部８２及び障害物照明用の画像部８４間の相違は、障害物照明用の画像部８４が点滅するだけであってもよい。尚、この場合も、第１画像と第２画像とは、第２画像において障害物照明用の画像部８４が点滅する点で互いに異なる。或いは、障害物照明用の画像部８４は、照度の高い外枠部により囲繞されてもよいし、例えば赤色のような注意喚起度の高い色で形成されてもよい。
【００２６】
また、上述した実施例では、画像センサ１０及び前方レーダセンサ１６の双方が障害物検出装置の一例として用いられているが、画像センサ１０及び前方レーダセンサ１６の一方が省略されてもよい。
【００２７】
また、上述した実施例では、プロジェクタ５２は、ヘッドランプ５０内に一体的に組み込まれているが、プロジェクタ５２は、ヘッドランプ５０外に設けられてもよい。また、プロジェクタ５２は、走行エリア照明用の画像部８２を投映する第１プロジェクトと、障害物照明用の画像部８４を投映する第２プロジェクトとを含む２つ以上のプロジェクタを含んでもよい。
【００２８】
また、上述した実施例において、プロジェクタ５２のタイプは任意である。例えば、プロジェクタ５２は、微小ミラー素子を用いたプロジェクタ型（ミラー素子プロジェクタ型）であってもよい。この場合、プロジェクタ５２は、光源としてのランプ、ランプからの光の反射方向を制御する多数の微小ミラー素子を配列したミラーデバイス、及び、ミラーデバイスからの光を結像するレンズとを備える。そして、ミラーデバイス内の各微小ミラーは電気入力に応じて機械的に傾斜角度を変化させることができる。よって、各微小ミラーに入射する光は、選択的に変更可能な各微小ミラーの傾斜角度に応じて、反射方向が選択的に変調（遮蔽、減光等）が行われる。或いは、プロジェクタ５２は、液晶プロジェクタ型であってもよい。この場合、プロジェクタ５２は、光源としてのランプ、ランプからの光の透過を制御する多数の液晶素子を配列した液晶パネル、及び、液晶パネルを透過した光を結像するレンズとを備える。そして、液晶パネル内の各液晶素子に印加する電圧を変化させることにより、光源から入射する光の反射・透過状態を変化させることが可能である。よって、液晶素子毎に印加電圧を異ならせれば、光源からの光を減光して照射したり、遮蔽したりすることができる。或いは、プロジェクタ５２は、ＬＥＤマトリクス型であってもよい。この場合、プロジェクタ５２は、ＬＥＤチップが多数配列されたＬＥＤアレイとＬＥＤアレイからの光を結像する多数のレンズとを備える。そして、各ＬＥＤチップに対する電流量や電流供給時間を変化させることにより、各ＬＥＤチップの光量を異ならせることができる。
【００２９】
また、上述した実施例では、プロジェクタ５２は車両前部に設けられているが（即ち車両前方に画像を投映するように設けられているが）、これに代えて又は加えて、同様のプロジェクタが車両後部に設けられてもよい。この場合も、車両後退走行時に、同様の機能を実現することができる。
【００３０】
また、上述した実施例では、障害物照明用の画像部８４は、障害物全体に投映されているが、障害物の一部に投映されてもよい。例えば、障害物が歩行者である場合、歩行者の上半身全体のみに投映されてもよい。また、障害物照明用の画像部８４は、障害物全体に完全に一致する必要はなく、障害物全体よりも若干大きい画像であってもよいし、誤差等に起因して、障害物に対して若干量だけ上下左右にずれていてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１    車両用照明装置
１０    画像センサ
１６    前方レーダセンサ
３０    車速センサ
３２    舵角センサ
４０    制御ＥＣＵ
４２    走行エリア予測部
４４    障害物検出部
４６    走行エリア侵入判断部
４８    走行エリア画像形成部
５０    ヘッドランプ
５２    プロジェクタ
８０    第２画像
【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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