(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の照明装置の自動スイッチング用装置において、
センサ装置（２０）と制御装置（２５）とを有しており、
前記センサ装置（２０）によって、車両周囲の明るさ、及び、前記車両周囲の視界が検知され、該検出時に、前記車両周囲の明るさの検出と前記車両周囲の視界の検出は、対数変化特性曲線を有するＣＣＤ画像センサ又はＣＭＯＳ画像センサ（２２）と画像処理装置（２４）とを有する同一センサ装置（２０）を用いて行われ、
前記制御装置（２５）によって、検知された前記車両周囲の明るさに依存して、及び、前記検知された車両周囲の視界に依存して、照明装置（１０，１２，１４，１６）がスイッチオン／オフされ、
該スイッチオン／オフの際に、前記車両周囲の明るさが当該車両周囲の明るさに対して設定された第１の限界値（Ｓ１）を下回るか、又は、前記検知された車両周囲の視界が当該車両周囲の視界に対して設定された第２の限界値（Ｓ３）を下回る場合に、照明装置（１０，１２，１４，１６）が当該制御装置（２５）によってスイッチオンされ、前記車両周囲の明るさに対して１つの第２の限界値（Ｓ２）が設定されていて、前記車両周囲の視界に対して１つの第２の限界値（Ｓ４）が設定されていて、前記車両周囲の明るさに対する１つの第２の限界値（Ｓ２）が、前記車両周囲の明るさに対して設定された第１の限界値（Ｓ１）よりも高く、且つ、前記周囲の視界に対する１つの第２の限界値（Ｓ４）が、前記車両周囲の視界に対して設定された第２の限界値（Ｓ３）よりも高く設定されていて、
前記車両周囲の明るさが前記車両周囲の明るさに対する１つの第２の限界値（Ｓ２）を上回っていて、且つ、前記周囲の視界が前記周囲の視界に対する１つの第２の限界値（Ｓ４）を上回っている場合、前記照明装置（１０，１２，１４，１６）は、前記制御装置（２５）によってスイッチオフされるようにして、当該照明装置（１０，１２，１４，１６）が、前記制御装置（２５）によってスイッチオン／オフされる
ことを特徴とする車両の照明装置の自動スイッチング用装置。
【請求項２】
視界に依存して、制御装置（２５）によって、少なくとも１つの付加的な、車両の照明装置（１２，１６）、例えば、少なくとも１つのフォグヘッドランプ（１２）及び／又は少なくとも１つのフォグテールランプ（１６）がスイッチングされる請求項１記載の車両の照明装置の自動スイッチング用装置。
【請求項３】
視界に依存して、制御装置（２５）によって、少なくとも１つの照明装置（１０，１２）によって形成される光分布が変えられる請求項１又は２記載の車両の照明装置の自動スイッチング用装置。
【請求項４】
視界の検知のために、センサ装置（２０）を用いて、１つの対象（２６）でのコントラストを、当該対象（２６）から離れた、異なる少なくとも２つの位置から測定して、当該測定から前記視界が求められる請求項１から３迄の何れか１記載の車両の照明装置の自動スイッチング用装置。
【請求項５】
測定された各コントラスト値と、各位置と対象（２６）との各距離の差の比を用いて、視界が検知される請求項４記載の車両の照明装置の自動スイッチング用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の照明装置の自動スイッチング用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
そのような装置は、先行技術文献から公知である。
【０００３】
【特許文献１】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９５２３２６２号公報
上記文献に記載の装置は、車両の周囲の明るさを検知するセンサ装置を有する。このセンサ装置には、制御装置が接続されており、この制御装置によって、検知された周囲の明るさに依存して照明装置がスイッチングされる。その際、照明装置として、車両の減光ヘッドライトとテールライトがスイッチングされる。周囲が明るくない場合、照明装置がスイッチオンされ、周囲が明るい場合、照明装置がスイッチオフされる。この公知の装置により、薄明又はトンネル走行時に高い信頼度で、照明装置をスイッチオンすることができるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、霧によって視界が悪い場合、周囲は比較的明るくても照明装置をスイッチオンする必要があるという状況もあるが、公知の装置ではスイッチオンすることができない。
【０００５】
本発明の課題は、視界を付加的に検知して、視界が悪い場合でも照明装置を確実にスイッチオンすることができるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するため、本発明は、センサ装置と制御装置とを有しており、センサ装置によって、車両周囲の明るさ、及び、車両周囲の視界が検知され、該検出時に、車両周囲の明るさの検出と車両周囲の視界の検出は、対数変化特性曲線を有するＣＣＤ画像センサ又はＣＭＯＳ画像センサと画像処理装置とを有する同一センサ装置を用いて行われ、制御装置によって、検知された車両周囲の明るさに依存して、及び、検知された車両周囲の視界に依存して、照明装置がスイッチオン／オフされ、該スイッチオン／オフの際に、車両周囲の明るさが当該車両周囲の明るさに対して設定された第１の限界値を下回るか、又は、検知された車両周囲の視界が当該車両周囲の視界に対して設定された第２の限界値を下回る場合に、照明装置が当該制御装置によってスイッチオンされ、車両周囲の明るさに対して１つの第２の限界値が設定されていて、車両周囲の視界に対して１つの第２の限界値が設定されていて、車両周囲の明るさに対する１つの第２の限界値が、車両周囲の明るさに対して設定された第１の限界値よりも高く、且つ、周囲の視界に対する１つの第２の限界値が、車両周囲の視界に対して設定された第２の限界値よりも高く設定されていて、車両周囲の明るさが車両周囲の明るさに対する１つの第２の限界値を上回っていて、且つ、周囲の視界が周囲の視界に対する１つの第２の限界値を上回っている場合、照明装置は、制御装置によってスイッチオフされるようにして、当該照明装置が、制御装置によってスイッチオン／オフされることを提案するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
従属請求項記載の手段によって、本発明の装置の有利な実施例及び改善が可能である。視界の検知のために、センサ装置によって、対象からずっと離隔した種々異なる少なくとも２つの位置から測定して、当該位置から視界が求められる構成により、視界を簡単に検知することができるようになる。
【０００８】
【実施例】
以下、図示の実施例を用いて、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
図１には、車両、例えば、照明装置を有する自動車が示されている。照明装置として、車両は、例えば、フロント領域内に減光ヘッドライト１０と、場合によっては、フォグヘッドランプ１２を有している。テール領域内には、車両は、テールライト１４と、場合によっては、１つ又は複数のフォグテールライト１６を有している。車両は更に、照明装置の自動スイッチング用の装置を有しており、以下詳細に説明する。
【００１０】
照明装置の自動スイッチング用装置は、車両周囲の明るさを検知するセンサ装置２０を有している。センサ装置２０は、有利には、車両の走行方向前方周辺を検知するように設けられている。センサ装置２０は、例えば、車両内部空間内のウィンドウガラスの後ろ側に設けるとよい。択一選択的に、センサ装置２０を車両のフロント領域内又は各照明装置の１つの中に設けてもよい。センサ装置２０は、画像センサ２２と、画像処理装置２４を有している。画像センサ２２は、有利には、行及び列に配列された多数のピクセル（個別感光素子）からなるＣＣＤ画像センサ又はＣＭＯＳ画像センサである。画像センサ２２は、非直線、対数変化特性曲線を有しており、その結果、明るければ明るい程、画像センサ２２の感光度が下がる。この特性曲線により達成される利点は、画像センサ２２によって、種々異なった明るさの広範な領域を検知することができ、その際、画像センサ２２に入射した光の部分を遮蔽する絞り装置を必要としないという点にある。画像処理装置２４は、制御装置２５と接続されており、この制御装置２５によって、照明装置がスイッチングされる。
【００１１】
制御装置２５によって、画像センサ２２により検知されて、画像処理装置２４によって検知される周囲の明るさを更に処理して、この明るさが限界値と比較される。照明装置がスイッチオフされている場合、周囲の明るさが第１の限界値Ｓ１を下回ると、照明装置がスイッチオンされる。照明装置がスイッチオンされると、周囲の明るさが第２の限界値Ｓ２を上回った場合に初めて照明装置はスイッチオフされ、その際、限界値Ｓ２は、限界値Ｓ１よりも大きい。こうすることによって、周囲の明るさが僅かしか変化しない場合に、照明装置が短時間に繰り返しスイッチオン／オフされるのが回避される。第１の限界値Ｓ１を下回った場合、車両の減光ヘッドライト１０とテールライト１４とがスイッチオンされる。
【００１２】
照明装置の自動スイッチング用装置は、更に、車両の周囲の視界を検知するためのセンサ装置を有している。このセンサ装置によって、有利には、走行方向での車両前方の視界が検知される。有利には、視界の検知のために、周囲の明るさの検知用と同一のセンサ装置２０が使用される。その際、画像センサ２２により検出された、車両前方の対象のコントラストが、画像処理装置２４によって求められる。対象２６としては、例えば、走行路の標識を選定するとよい。走行路の標識は、それ以外の走行路に対して顕著な明暗コントラストがあるからである。対象２６は、画像センサ２２の画像内で、車両及び車両に取り付けられた画像センサ２２が、対象２６から未だずっと遠くに離れている第１の時点ｔ１で検出されて測定される。それから、所定の時間に亘って画像内で追跡され、車両及び車両に取り付けられた画像センサ２２が対象２６の一層近くに位置する事後の時点ｔ２で、コントラストが新たに測定される。つまり、時点ｔ２とｔ１との間で車両は対象２６に向かって動くからである。
【００１３】
最適な視野条件では、即ち、大きな視界では、時点ｔ１とｔ２でのコントラスト測定の結果は、少なくともほぼ同じである。例えば、霧、雨、煙等で視界がよくなくて見えにくい場合、時点ｔ２でのコントラストは、時点ｔ１でのコントラストよりも大きい。周囲が明るくない場合でも、時点ｔ２でのコントラストは、時点ｔ１でのコントラストよりも大きい。図２には、対象２６の測定可能な見かけのコントラストｃの、車両からの距離への依存度が、距離ｘの関数として示されている。距離ｘ＝０では、測定されたコントラストは、実際の、乃至、対象のコントラストｃ０に等しく、即ち、直接的に、対象２６の表面のコントラストに等しい。距離が大きくなればなる程、見かけのコントラストｃは下がり、この見かけのコントラストは、大気中の曇りに影響された、離れた場所から測定可能なコントラストは、以下の式による指数関数状に低下し、
Ｃ（ｘ）＝ｃ０・ｅ−ｘ／δ
その際、δは、視界として定義することができる。上記の式から容易に導出できるように、視界δは、対象２６からの任意の距離ｘ１及びｘ２で、２回のコントラスト測定を用いて以下のようにして特定することができる：
δ＝（ｘ２−ｘ１）／ｌｎ（ｃ（ｘ１）／ｃ（ｘ２））＝（ｘ２−ｘ１）／ｌｎ（ｃ（ｘ１））−ｌｎ（ｃ（ｘ２））
つまり、視界δの得られた測定値は、実際のコントラストｃ０に完全に依存しない。従って、測定されたコントラスト値の正確な評価のために、測定のために選択された対象２６の種類についての情報は必要ない。
【００１４】
図３には、視界の検出用のセンサ装置２０のブロック略図が示されている。センサ装置２０は、画像センサ２２及び画像処理装置２４を有している。画像センサ２２に入射する光のビーム路内に、結像光学系２８が設けられている。画像センサ２２及び結像光学系２８の光軸は、車両の走行方向に対してほぼ平行に配向されている。画像センサ２２によって結像光学系２８を通して検知される領域は、図３に斜線を引いた円錐状体積体を示す。対数状の変化特性を有する画像センサ２２の構成により、コントラスト測定が簡単になる。つまり、対象２６の種々異なった２つの明るい個所間のコントラスト、即ち、これら２つの個所から放射される各光強度の比は、画像センサ２２の相応のピクセルから供給される各信号の差に相応する。コントラストの測定は、画像センサ２２に接続された画像処理装置２４内で、単に差の画像形成を必要とするにすぎず、計算コストのかかる除算は必要ない。
【００１５】
画像処理装置２４では、第１のステップで、対象２６は、画像センサ２２によって供給された画像内で選択され、対象２６のコントラストｃ（ｘ１）が測定され、その際、画像センサ２２と対象２６との間の距離ｘ１は分からない。直ぐ次のステップでは、車両が更に動く間、対象２６が、画像センサ２２から高速シーケンスで供給される画像で追跡される。直ぐ次の方法ステップは、対象２６のコントラスト値ｃ（ｘ２）の新規な測定を含む。対象２６の追跡中、車両が進んだ距離（ｘ１−ｘ２）は、画像処理装置２４によって、例えば、車両タコメータから供給された速度信号を、外部時間クロック信号を用いて時間に亘って積分することによって求められる。車両のタイヤで取り出された回転角信号の、２つの測定間での変化を追跡することによっても、この距離を求めることができる。続いて、視界δが前述の式によって算出される。
【００１６】
視界検知のための前述の経過を変更して、視界δをもっと高い精度で求めることができるようにしてもよい。例えば、選択された対象２６に対してコントラスト値を２回測定するのみならず、コントラスト値を多数回測定するようにしてもよく、その結果、図２に示した曲線を、多数の測定値を用いて、最小２乗法によって適合化させて、視界δを高い精度で求めることができるようにしてもよい。更に、対象２６を１つ選択するのみならず、種々異なった各々の多数の対象を介して採取された、視界δの各測定値を利用するために、画像センサ２２によって供給された各画像内で、多数の対象でコントラストを測定してもよい。
【００１７】
測定に適した対象を見つけるために、画像処理装置２４を、画像センサ２２から供給された画像の、所定の最小コントラストを達成する領域を見つける必要がある。車両が実際に霧の中を通って行く場合、場合によっては、車両から僅かな距離で初めて、対象が、この最小コントラストに達することがある。その際、最初のコントラスト測定は、対象と車両との距離が短い場合に始めて行なわれることがあり、第２の測定用の時間に余裕がなくなることがある。この問題に対処するのに、画像センサ２２の視野を走行方向前方ではなくて、走行方向とは反対方向後方にするとよい。画像センサ２２を２つ設けて、その内の一方の画像センサの視野を走行方向前方にし、他方の画像センサの視野を走行方向とは反対方向後ろ側にするようにしてもよい。前方に配向された画像センサ２２の画像では難点がある場合、画像処理装置２４によって、後方に配向された画像センサ２２の画像を選択してもよい。後方に配向された画像センサ２２では、視野内にある、コントラスト測定用の対象全てから、各々最も強いコントラストの対象を選択するとよい。つまり、この最も強いコントラストの対象は、対象と車両との距離が長くなっても最も長い期間見ることができ、測定に適しているからである。
【００１８】
画像処理装置２４には、画像メモリ３０が配属されており、この画像メモリは、画像センサ２２から供給された画像を限定された時間間隔の間、緩衝記憶するために使われる。この実施例では、先ず、画像センサ２２から供給された画像を直ぐに処理せずに画像メモリ３０内に一時記憶しておくことができる。車両が所定経路を走行して、画像センサ２２が新規な画像を供給した後、この最新の画像で、コントラスト測定に適した対象を選択して、この対象のコントラストを測定することができる。この対象は、最新画像のコントラストが最も強い領域にするとよく、即ち、コントラストの測定を対象の選択に先行して行なってもよい。対数変化特性曲線の画像センサ２２を用いるので、コントラストの最も強い対象を僅かな計算コストで求めることができる。最新画像での対象のコントラストｃ（ｘ２）が一時記憶されて、選択された対象が、以前の画像で識別される。この識別は、同様に画像メモリ３０内に記録された、一時的に形成された多数の画像を用いて、対象を逆追跡することによって行うことができる。択一選択的に、このために、相互相関技術を用いてもよい。以前の画像で対象を求めた後、この対象のコントラストが求められて、視界δが前述の式によって求められる。この方法は、視界が悪い場合でも直ぐに使うことができる。つまり、最新の画像で選択された、以前の画像内の対象は、コントラストが極めて僅かしかない場合でも直ぐに識別することができるからである。
【００１９】
画像処理装置２４によって前述のようにして求めた視界δは、制御装置２５に供給され、この制御装置によって更に処理され、その際、視界δが限界値と比較される。照明装置がスイッチオフされている場合、視界δが限界値Ｓ３を下回った時に、この照明装置はスイッチオンされる。照明装置がスイッチオンされている場合、視界δが他の限界値Ｓ４を超過した時初めてスイッチオフされ、その際、この限界値Ｓ４は、限界値Ｓ３よりも高い。こうすることによって、視界が変動する際に、照明装置が繰り返し短時間にスイッチオン／オフされるのを阻止することができる。限界値Ｓ３を下回る視界δでは、装置によって、減光ヘッドライト１０及びテールライト１４に対して付加的にフォグヘッドランプ１２及び／又は少なくとも１つのフォグテールランプ１６がスイッチオンされるようにしてもよい。複数の限界値を定義してもよい。その際、種々異なった視界δの第１の限界値Ｓ３では、先ず、減光ヘッドライト１０とテールライト１４だけがスイッチオンされ、限界値Ｓ３よりも小さな別の限界値Ｓ３′を下回る視界δでは、付加的にフォグヘッドランプ１２及び／又は少なくとも１つのフォグテールランプ１６をスイッチオンしてもよい。択一選択的に、又は、付加的に、視界δが悪い場合に、各照明装置、殊に、減光ヘッドライト１０及び／又はフォグヘッドライト１２によって形成される光分布を変えるようにしてもよい。例えば、視界が悪い場合の光分布は、照明される個所を拡げたり、照射幅を狭くしたりして変えるようにしてもよい。
【００２０】
照明装置がスイッチオフされている場合、周囲の明るさが限界値Ｓ１を下回るか、又は、視界δが限界値Ｓ３を下回った時に、この照明装置は装置によってスイッチオンされる。照明装置がスイッチオンされている場合、周囲の明るさが限界値Ｓ２を上回って視界δが限界値Ｓ４を上回った場合に限って、この照明装置はスイッチオフされる。
【００２１】
付加的に、求められた視界δに依存して、車両の可能な最大速度を制限するようにしてもよい。車両に速度制御装置が装着されている場合、この速度制御装置によって、車両の速度を自動的に視界に依存して適合させるようにしてもよく、即ち、視界が悪くなるに連れて速度を下げるようにするとよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によると、視界を付加的に検知して、視界が悪い場合でも照明装置を確実にスイッチオンすることができるという顕著な効果を奏することができる。本発明によると、周囲の明るさが検知され、同一センサ装置を用いて視界が検出される構成により、装置を簡単に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  車両及び当該車両の前方の交通状況の略図
【図２】  対象とセンサ装置との間の距離に依存する対象の見かけのコントラスト
【図３】  視界を検知するためのセンサ装置構成の略図
【符号の説明】
１０  減光ヘッドライト
１２  フォグヘッドランプ
１４  テールライト
１６  フォグテールライト
２０  センサ装置
２２  画像センサ
２４  画像処理装置
２５  制御装置
２６  対象
２８  結像光学系
３０  画像メモリ
【図１】
0004157351.tif 000002
【図２】
0004157351.tif 000003
【図３】
0004157351.tif 000004