(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の帯域幅内の放射がライト・モジュールから発光されるように第１の励起信号に応答して選択的に励起される少なくともひとつの第１の光源と、
第２の帯域幅内の放射が前記ライト・モジュールから発光されるように第２の励起信号に応答して選択的に励起される少なくともひとつの第２の光源と、前記第２の帯域幅は前記第１の帯域幅と異なり、
車両運転手へのイメージの表示ために該イメージを捕捉するカメラと、を備え、
前記カメラは周期的間隔でイメージを捕捉し、そして前記第１の光源は、周期的に励起されて前記カメラがイメージを捕捉していない時の間隔の間に発光し、そして第２の光源は、前記カメラがイメージを捕捉している時の間隔と一致する周期的間隔で励起される、
車両の後部に設けられる車両ライト・モジュール。
【請求項２】
前記カメラがイメージを捕捉している時の間隔中に前記第１の光源が励起されることを妨げるコントローラをさらに含む、請求項１に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項３】
前記第１の帯域幅は赤色光に対応し、そして前記第２の帯域幅は白色光に対応する、請求項１に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項４】
前記第１の帯域幅は赤色光に対応し、そして前記第２の帯域幅は前記カメラが該カメラの視界内で感知する赤外線放射に対応する、請求項１に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項５】
前記第１の光源は少なくともひとつのＬＥＤを含み、前記第２の光源は少なくともひとつのＬＥＤを含む、請求項１から４のいずれかに記載の車両ライト・モジュール。
【請求項６】
第３の帯域幅内の放射がライト・モジュールから発射されるように第３の励起信号に応答して選択的に励起される少なくともひとつの第３の光源をさらに含み、前記第３の帯域幅は前記第１の帯域幅および第２の帯域幅と異なる、請求項１に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項７】
前記第１の帯域幅は赤色光に対応し、そして前記第２の帯域幅は白色光に対応し、前記第３の帯域幅は赤外線放射に対応する、請求項６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項８】
前記第１の光源は少なくともひとつのＬＥＤを含み、前記第２の光源は少なくともひとつのＬＥＤを含み、前記第３の光源は少なくともひとつのＬＥＤを含む、請求項６または７に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項９】
前記カメラは赤外線放射に感応する、請求項１、２、３、４または６のいずれかに記載の車両ライト・モジュール。
【請求項１０】
前記第１の光源は可視放射を発光する、請求項１または２に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項１１】
前記第１の光源と第２の光源は車両の後方に発光する、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項１２】
前記カメラは車両の後方のイメージを捕捉する、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項１３】
前記ライト・モジュールは中央高取付けストップランプである、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項１４】
前記第１の光源、第２の光源および前記カメラは支持構造に設けられる、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項１５】
前記支持構造に設けられたレンズを含む、請求項１４に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項１６】
前記第１の光源、第２の光源および前記カメラは前記レンズの背後に設けられる、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項１７】
前記レンズは第１と第２のレンズ領域を含む、請求項１６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項１８】
前記第１と第２のレンズ領域は透明である、請求項１７に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項１９】
前記第１と第２のレンズ領域は赤色である、請求項１７に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項２０】
前記レンズは前記第１の光源に関連する第１のレンズ領域と、前記カメラに関連する第２のレンズ領域を含む、請求項１６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項２１】
前記第１の励起信号はブレーキ信号であり、前記第１の帯域幅は赤色光に対応している、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項２２】
前記第２の光源はバックアップライトとして機能する、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項２３】
前記第２の光源は貨物灯として機能する、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項２４】
前記第２の光源は後部照明灯として機能する、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項２５】
前記第１の励起信号はターン信号である、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項２６】
前記第１の励起信号は走行灯信号である、請求項１、２、３、４、または６に記載の車両ライト・モジュール。
【請求項２７】
車両へ取付けるための支持構造と、
前記支持構造へ取付けられ、放射が発射されるように励起信号に応答して選択的に励起される複数のＬＥＤと、
車両運転手への表示のために支持構造から後方へのイメージを捕捉するために前記支持構造へ設けられるカメラと、を備え、
前記カメラは周期的間隔でイメージを捕捉し、そして前記ＬＥＤは周期的に励起されて前記カメラがイメージを捕捉していない時の間隔中に発光する、
車両用の電子イメージ形成システム。
【請求項２８】
前記カメラがイメージを捕捉している時の間隔中にＬＥＤが励起されることを防止する制御回路をさらに含む、請求項２７に記載の電子イメージ形成システム。
【請求項２９】
前記ＬＥＤと前記カメラは前記レンズの背後に設けられる、請求項２７または２８に記載の電子イメージ形成システム。
【請求項３０】
前記レンズは前記ＬＥＤに関連する第１のレンズと前記カメラと関連する第２のレンズ領域を含む、請求項２９に記載の電子イメージ形成システム。
【請求項３１】
前記カメラは赤外線放射に感応する、請求項２７または２８に記載の電子イメージ形成システム。
【請求項３２】
前記ＬＥＤは可視放射を発光する、請求項２７または２８に記載の電子イメージ形成システム。
【請求項３３】
前記ＬＥＤは車両の後方に発光する、請求項２７または２８に記載の電子イメージ形成システム。
【請求項３４】
前記カメラは車両の後方のイメージを捕捉するために向けられている、請求項２７または２８に記載の電子イメージ形成システム。
【請求項３５】
前記ＬＥＤは赤外線放射を発光する、請求項２７または２８に記載の電子イメージ形成システム。
【請求項３６】
前記カメラがイメージを捕捉している間隔と一致する周期的間隔で周期的に励起される第２の複数のＬＥＤをさらに含む、請求項２７または２８に記載の電子イメージ形成システム。
【請求項３７】
前記ＬＥＤは中央高取付けストップランプとして機能する、請求項２７または２８に記載の電子イメージ形成システム。
【請求項３８】
車両へ取付けるための支持構造と、
赤色光が前記車両の後方のランプ組立体から発光されるようにブレーキ励起信号に応答して選択的に励起される複数の第１のＬＥＤと、
赤外光が前記車両の後方のランプ組立体から発光されるように第２の励起信号に応答して選択的に励起される複数の第２のＬＥＤと、
車両運転手へのイメージの表示のために前記支持構造から後方へのイメージを捕捉するために前記支持構造へ設けられるカメラと、前記カメラは周期的間隔でイメージを捕捉し、そして赤外線放射に感応し、
前記カメラがイメージを捕捉している時の間隔中に前記第１のＬＥＤの励起を妨げ、そして少なくとも前記カメラがイメージを捕捉している間隔中に、前記第２のＬＥＤを励起するための制御回路と、
を含む車両の後部に設ける中央取付けストップランプ組立体。
【請求項３９】
前記第１と第２のＬＥＤは前記支持構造に設けられる、請求項３８に記載の中央取付けストップランプ組立体。
【請求項４０】
白色光が前記ランプ組立体から発光されるように第３の励起信号に応答して選択的に励起される複数の第３のＬＥＤを含む、請求項３８または３９に記載の中央取付けストップランプ組立体。
【請求項４１】
前記第３のＬＥＤは貨物灯として機能する、請求項４０に記載の中央取付けストップランプ組立体。
【請求項４２】
前記支持構造に設けられたカバーをさらに含む、請求項３８または３９に記載の中央取付けストップランプ組立体。
【請求項４３】
前記第１と第２のＬＥＤおよび前記カメラは前記カバーの背後に設けられる、請求項４２に記載の中央取付けストップランプ組立体。
【請求項４４】
前記カバーは、前記第１のＬＥＤからの光が発光される第１のカバー領域と、前記第２のＬＥＤからの光が発光される第２のカバー領域と、前記カメラがイメージを捕捉する第３のカバー領域とを含む、請求項４３に記載の中央取付けストップランプ組立体。
【請求項４５】
前記第１と第３のカバー領域は透明である、請求項４４に記載の中央取付けストップランプ組立体。
【請求項４６】
前記第１のカバー領域は赤色である、請求項４４に記載の中央取付けストップランプ組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明は、車両からの後方視界を強化するためのシステムおよび装置に関する。特に、本発明は、車両の外部照明システム、車両視界信号システム、および（または）電子式後方視界システムに関する。
【０００２】
美的な外観、太陽光負荷の低減により、またカージャック犯にとって誰が運転者であるか、ほかの誰が車両内にいるか、あるいは車両内に犬がいるかについて判らなくする妨害物をプライバシー保護ガラスが提供するという考えによって、プライバシー保護ガラスが最近非常に人気のあるオプションとなってきた。しかし、プライバシー保護ガラスの使用は、多くの安全上の問題を誘起する。最近、プライバシー保護ガラスは、前面ガラスと運転者および前客席の側面ウインドウとを除いて、車両の全てのウインドウにおいて許容されている。典型的なプライバシー保護ガラスは、１５ないし２０パーセントの透視率しかない。このようなプライバシー保護ガラスが車両の後方ウインドウに使用されると、後方ウインドウを通しての運転者の視界は、特に夜間は著しく妨げられる。車両のバックアップ・ライトはプライバシー保護ガラスの阻害により車両の後方に対して充分な照明を提供しないため、プライバシー保護ガラスの使用は運転者が物や人に偶発的にぶつけるという危険を著しく増す。従って、プライバシー保護ガラスを備えた車両の内部からの運転者の後方視界を強化する実用システムおよび（または）装置に対する需要が存在する。
【０００３】
発明の概要
従って、本発明の１つの特質は、車両の後方に対してより多くの照明を提供するための車両のライト組立体を提供することにより、上記の諸問題を解決することである。本発明の更なる特質は、比較的安価でありかつ光源の頻繁な交換を必要としない車両用ライト組立体を提供することである。
【０００４】
上記および他の特質および利点を達成するため、本発明により構成される車両用ライト組立体は、車両後部に取付けるための支持構造と、この支持構造に取付けられるレンズと、このレンズの背後で担持構造に取付けられる複数のＬＥＤとを含んでいる。ＬＥＤは、実質的に白色光がレンズから車両の後方へ放射されるように、励起信号に応答して選択的に励起される。
【０００５】
本発明の別の特質は、ブレーキ・ライトまたはターン信号ライトのような信号ライトとして働く着色光をも放射しながら補助照明を提供する車両用ライト組立体を提供することである。上記および他の特質および利点を達成するため、本発明による車両用信号ライト組立体は、車両へ取付けるための支持構造と、この支持構造に取付けられるレンズと、このレンズの背後で支持構造に取付けられる第１の組のＬＥＤと、前記レンズの背後で支持構造に取付けられる第２の組のＬＥＤとを含んでいる。第１の組のＬＥＤは、着色光が前記レンズから放射されるように、第１の励起信号に応答して励起される。第２の組のＬＥＤは、実質的に白色光がレンズから放射されるように、第２の励起信号に応答して選択的に励起される。
【０００６】
本発明の更に他の特質は、車両の後方のイメージをカメラにより捕捉して、ディスプレイ装置上で運転者に対して表示することを可能にするための電子イメージ形成システムを提供することである。本発明の別の特質は、イメージ形成システムのカメラを車両後部の比較的目立たず美的に見える位置で、かつ製造上の観点から非常に実用的かつ経済的な位置に取付けることである。
【０００７】
上記および他の特質を達成するため、本発明による電子イメージ形成システムは、車両の後部に取付けるための支持構造と、この支持構造に取付けられるレンズと、前記レンズの背後で支持構造に取付けられる複数のＬＥＤと、車両の運転者に対して表示するために車両後方のイメージを捕捉するためレンズ背後で支持構造に取付けられるカメラとを含んでいる。ＬＥＤは、光がレンズから車両の後方に放射されるように、励起信号に応答して選択的に励起される。
【０００８】
本発明の更に別の特質は、車両イメージ形成システムのカメラを現在の車両構成要素と一体化することにより、このようなカメラを更に容易に車両に組み込むことを可能にすることである。上記および他の特質および利点を達成するため、本発明によるモジュール状に一体化された車両後方ウインドウ組立体は、後方ウインドウとカメラとを含んでいる。このカメラは、後方ウインドウを介して車両の後方のイメージを捕捉するように後方ウインドウの内側面に取付けられ、あるいはこのカメラは、後方ウインドウが取付けられるウインドウのフレーム構造に取付けられる。
【０００９】
本発明の更に別の特質は、道路を前進中または後進中のいずれでも車両の後方に対して強化されたイメージ捕捉能力を持つ車両イメージ形成システムを提供することである。上記および他の特質および利点を達成するため、本発明による車両用イメージ形成システムは、イメージを捕捉するカメラと、カメラがその視野内で感応する光を放射する光源と、カメラと光源とに結合されて、このカメラにより周期的な間隔で捕捉されるイメージを読取り、かつコントローラがカメラからイメージを読取っている間隔において光源を周期的に励起するコントローラとを含んでいる。光源は、車両が道路を前進中は赤外線を放射し、そして（または）車両が後進しているときは可視光を放射する。
【００１０】
本発明の別の特質は、信号灯または照明灯が、これらの光に接近して取付けられるカメラに対して生じる悪影響を低減することである。上記および他の特質および利点を達成するため、本発明による照明およびイメージ形成システムは、車両に取付けられる光源と、車両に取付けられて車両の運転者に表示するイメージを捕捉するカメラと、このカメラと光源に結合されて、周期的な間隔でカメラにより捕捉されるイメージを読取り、かつカメラにより捕捉されるイメージをコントローラが読取っていないときは前記間隔において光源を周期的に励起するコントローラとを含んでいる。
【００１１】
本発明の上記および他の特徴、利点および目的については、当業者は、以降の記述、請求の範囲および添付図面を参照することにより更に理解されよう。
望ましい実施の形態の詳細な記述
図１は、本発明のシステム１０を構成する種々の構成要素を示すシステム図を示す。図示のように、システム１０は、電子式イメージ形成サブシステム１２を含んでいる。イメージ形成サブシステム１２は、少なくとも１つのカメラ２６ａ、２６ｂ、および（または）２６ｃと、少なくとも１つのディスプレイ装置３２ａ、３２ｂおよび（または）３２ｃと、１つのイメージ処理装置３０とを含んでいる。イメージ形成サブシステム１２はまた、周囲光センサ３４、直射グレアセンサ３６、手動強度調整機構１１６、および（または）赤外線放射器１４０をも含む。
【００１２】
システム１０は更に、カメラ２６ａと同じ組立体２００に収容された第１のライト１８０と、任意に第２のライト１８２とを含む。赤外線放射器１４０もまた、同じ一体の組立体２００内に収容される。以下に更に詳細に述べるように、第１のライト１８０は、ブレーキ・ライトのような信号灯であり、第２のライト１８２もまた信号灯、あるいはピックアップ・トラック用の貨物灯のような照明灯、あるいは後方照明ライトである。例えば、ライト１８０がＣＨＭＳＬに対するブレーキ・ライトであるならば、組立体２００は、一体化カメラ２６ａおよびＣＨＭＳＬブレーキ・ライトを持つＣＨＭＳＬ組立体の形態をとる。あるいはまた、組立体２００は、光源１８０が走行ライト／ブレーキ・ライトであるテールライト組立体の形態をとることもできる。一体の組立体２００の色々な物理的な実施の形態については、イメージ形成サブシステム１２の詳細な記述に続いて後で述べる。
【００１３】
以降の詳細な記述でも述べるように、システム１２は、カメラ２６ａと共に一体組立体２００に取付けられるライト１８０、１８２のそれぞれに対する励起信号の印加を制御するためのスイッチ１５１、１５２を含む切換えインターフェース回路１５０を含むことが望ましい。スイッチ１５１、１５２は、２６ａの動作中にライト１８０、１８２から放射される光からのフィードバック眩光を低減するため、以下に述べる方法でイメージ処理装置３０により制御される。
【００１４】
ライト１８０、１８２へ印加される励起信号は、従来の車両ライト・システム１６０から印加される信号である。従来の車両ライト・システムは、典型的に、例えばブレーキ・ペダル１６４、ターン信号アクチュエータ１６６、ギア・シフト装置１６８、ヘッド・ライト・スイッチ１７０、および（または）照明スイッチ１７２からの入力を受取るある形態の車両用ライト・システム制御装置１６２を含む。車両用ライト・システム制御装置１６２は、これらの入力を用いて、ブレーキ・ライト、ターン信号灯およびバックアップ・ライトを含む種々の信号灯（ブロック１８４で全体的に示される）へ、ならびにヘッド・ライトおよびターンライト、車内天井灯およびマップ・ランプおよび車外の照明灯（すなわち、貨物ランプおよびパドル・ランプ）のような車両の種々の内部および外部の照明灯（ブロック１８６で全体的に示される）へ電力または励起信号を与える。最も簡単な形態では、車両のライト・システム制御装置１６２は、ライトをオン／オフするための複数のスイッチを含むのみである。
イメージ形成サブシステム
図２において、望ましいイメージ形成サブシステム１２が示される。図示のように、カメラ・システム２６は、情景２４からイメージ光線５０を受入れる。イメージ光線５０は、任意の入力可変減衰フィルタ５２を通過して減衰イメージ光線５４として出る。イメージ光線５０または５４は、レンズ系５６により集束されて集束光線５８となる。イメージ・センサ・アレイ６０が、レンズ系５６の焦点面内に置かれる。このイメージ・センサ・アレイは、理想的に行および列状に配列された個々のピクセル・センサからなる。イメージ・センサ・インターフェースおよび制御装置６２は、制御信号６４をイメージ・センサ・アレイ６０へ与え、イメージ・センサ・アレイ６０からの情景２４に対応する電気信号６６を受取る。イメージ・センサ・インターフェースおよび制御装置６２は、望ましくはカメラ・システム出力信号６８の送出に先立つ信号のディジタル化を含む信号６６で動作する。任意のレンズ減衰フィルタ５２を用いる場合は、減衰量がレンズ減衰フィルタ信号７２によりレンズ減衰制御装置７０によって制御される。
【００１５】
望ましい実施の形態においては、カメラ・システム２６は大きなダイナミック・レンジを取扱うように設計される。従来技術システムに対する顕著な改善は、低い照明レベルまたはヘッド・ライトのようなライトからの眩光により前にぼやけた情景２４のデテールを捕捉して伝達するカメラ・システム２６の能力である。
【００１６】
カメラ・システム出力のダイナミック・レンジに対する１つの制限は、イメージ・センサ・アレイにおけるピクセル・センサによるものである。望ましい実施の形態は、相補型金属酸化膜半導体／メタルオンシリコン（ＣＭＯＳ）フォトゲート能動型ピクセル・センサ（ＡＰＳ）セルを用いる。各セルにおけるフォトゲートは、入射光から生じた電荷を集積するために用いられる。蓄積部位は、集積された電荷を保持することができる。蓄積部位は、ピクセル・センサのノイズを表わす基準レベルへリセットすることができる。選択可能なバッファ回路は、蓄積部位における集積電荷または基準値に比例する信号を出力する。集積電荷信号から基準ノイズ信号を差し引くことによって、ノイズの著しい影響を除去することができ、ピクセル・センサの感度を増加する。
【００１７】
カメラ・システムのダイナミック・レンジに対する別の制約は、入射光により生じる電荷を集積する時間長さに対する制約であった。今日のシステムは、集積時間をフレーム時間より僅かに少なく制限する。略々リアルタイムに情景２４を表示することが望ましいから、毎秒３０フレームより少なくないことが望ましい高いフレーム速度が要求される。これまでは、この結果３３ミリ秒より大きくない集積時間をもたらすことになった。
【００１８】
イメージ・センサ・アレイ６０とイメージ・センサ・インターフェースおよび制御装置６２を広いダイナミック・レンジで組合わせる光センサは、現在のフレーム期間だけ電荷を集積しながら前のフレーム期間から集積された電荷を保持するため各ピクセル・セルにおける蓄積を用いることにより２倍の集積アーキテクチャを実現する。現在のフレーム期間と前のフレーム期間において集積された電荷を表わす信号を加算することにより、フレーム期間の２倍の実効集積時間を持つ信号が生成される。
【００１９】
第２の方法は、インターレース型アーキテクチャを用いてフレーム期間ごとにピクセル・センサのサブセットを読出す。所与のフレーム期間内に読出されないピクセル・センサは、光で誘起した電荷を集積し続ける。フレーム時間の倍数である期間における各ピクセル・センサを読出すことにより、フレーム時間より大きな実効集積時間が達成される。所与のフレーム期間に読出されないピクセル・セルを表わす値は、読出される近傍ピクセル・セルから補間される。
【００２０】
第３の方法は、２重の集積アーキテクチャを用いて２つの集積信号を生じる。比較的長い期間にわたり電荷を集積することにより、第１の信号が生成される。この電荷は、ピクセル・センサ・セル内に蓄積される。第２の信号は、比較的短い期間にわたり電荷を集積することによって生成される。長い集積期間に対応する信号が閾値より小さければ、長い集積信号が出力として用いられる。長い集積信号が閾値より小さくなければ、短い集積信号が用いられる。これは、広範囲の明るさをカバーしながら低い光レベルにおける大きな解像度を出力信号に提供する。
【００２１】
第４の方法は、個々のピクセルを用いて実効ダイナミック・レンジを伸ばすようにリセットする。この方法では、個々のピクセル・センサまたはグループのピクセル・センサを集積時間中にリセットすることができ、これにより更に短い集積期間を生じる。ぼやけて表示される情景２４のイメージ領域は、明るく表示される領域より長い集積期間を受取る。この手法を用いて、情景２４における後続の車両の明るいヘッド・ライトが局部的に非常に低い感度で検知され、その結果情景２４の残部を充分な感度で検知しながらイメージの対応部分における飽和が減じるかあるいは無くなる。このため、それまで明るいヘッド・ライトによりぼやけていたデテールの視認を可能にする。情景２４の視野内の眩光の大半を生じるのは僅かに２つのヘッド・ライトに過ぎず、また各ヘッド・ライトのイメージが典型的にたかだか２×２のピクセル・センサ領域に当たる小さなサイズの領域を照射するので、例えば３×３ピクセル・センサのような標準的サイズのウインドウを僅かに２つの低減した集積時間だけ定置する能力が、情景２４のイメージにおける明るさの制御に著しい利益を生じ得る。
【００２２】
先に述べた４つの方法は、同じ光センサにおいて実現することができる。制御入力が、どの方法が用いられるか、集積時間およびリセット時間であるかを判定する。
【００２３】
照射条件における広い情景間の変化を許容するため、可変減衰フィルタ５２が用いられる。入力可変減衰フィルタ５２は、消発色（エレクトロクロミック）ウインドウを用いて実現される。このウインドウは、実質的に明瞭な状態から減衰フィルタ信号７２に基く最大減衰量まで遷移する。安定状態の減衰は、電圧の充分に安定で再生可能な関数であり、その結果、電圧と光の減衰間の関係を実験的に決定して、減衰量を設定するのにコントローラが用いられる。これにより、明るい日光における過剰な飽和もなく、カメラ・システム２６が非常に感度の高いイメージ・センサ・アレイ６０を用いることが可能になる。
【００２４】
夜間視システムの感度に近い低い光レベルにおける感度のゆえに感度の非常に高いセンサが望ましいが、このようなセンサは特に夜間にカメラの光学系に非常に近い車両のライトからの眩光により悪影響を受けることが発見された。このような外部の光はテールライト、ブレーキ・ライト、ＣＨＭＳＬ、バックアップ・ライト、およびターン信号灯を含む。従って、イメージ形成サブシステムが車両の照明システムと作用し合う機構を提供することが、本発明の特質である。
【００２５】
先に述べた電子イメージ形成システムは、月の無い夜において経験されるような非常に暗い条件下で有効イメージを捕捉することができる。ライト１８０、１８２における光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイであることが望ましい。ＬＥＤは、全光度に達するのに１秒の大部分を要する白熱灯とは異なって、非常に速いオン／オフ時間の固有特性を有する。従って、ＬＥＤを１秒に数回オン／オフするよう迅速に脈動させることが可能である。人間の目は、毎秒約６０回より速い閃光を検出することはできない。その結果、ＬＥＤが６０Ｈz以上の速さでオン／オフするパルスが与えられると、人間の目はＬＥＤが連続的にオンであるものと認識する。人間の目の同じ平均化効果が、個々のフレーム・モーション・ビデオを連続的な運動として見せる。毎秒３０フレームのフレーム速度は、一般に毎秒６０フレームのフレーム速度で連続的であると受入れられるビデオを最高品質にさせる。毎秒６０フィールド（毎秒３０の全フレーム）でのインターレーシング操作が、ＮＴＳＣテレビジョン放送において標準的である。
【００２６】
これら２つの概念を用いて、少なくとも１つのライト１８０、１８２とカメラ２６ａを含む一体組立体２００を構成することができ、この場合カメラは一体化ライトからのフィードバック眩光を受けることがない。これは、イメージ形成システムでフレームを交互に捕捉して一体化ライトのＬＥＤをオン／オフすることにより行われる。ＬＥＤは、フレーム集積期間の間で切換えられる。例えば、毎秒６０フレームのビデオが必要であれば、カメラ２６ａは８．３ミリ秒間ＬＥＤをオフにして捕捉できる。これは、８．３ミリ秒の期間が後続し、この場合カメラ２６ａは捕捉せず、ＬＥＤはオンにされる。このようなシステムは、図３に示されるように、照明１８０、１８２のオン状態がイメージ・センサ・アレイ６０の集積期間と同期されるように、スイッチ１５１、１５２を駆動することによって実現される。
【００２７】
カメラ２６ａの低い光レベルにおいて有効なイメージを捕捉する能力は、イメージ・センサ・アレイ６０の集積時間に直接依存する。イメージ・センサが光を集積できる期間が長いほど、カメラは少ない光の条件下で解像可能なデテールを持つイメージを生じる能力が向上する。先に述べた８．３ミリ秒のフレーム期間は日中のイメージ捕捉に適するものであるが、夜間では比較的長い集積期間が要求されることになろう。先に述べたように、８．３ミリ秒のフレーム期間は集積と読出しの両期間を指す。この読出し期間は典型的に、ディジタル・カメラ・システムにおけるＡ／Ｄ変換速度あるいはアナログ・システムにおける走査速度によって制限される。このことは、実際の集積時間が８．３ミリ秒より非常に短くなり得ることを意味する。しかし、先に述べたイメージ形成サブシステムにおいて用いられるＣＭＯＳフォトゲート能動型ピクセル・アーキテクチャは、８．３ミリ秒全体を、ＬＥＤがオンである期間中に生じる集積と読出しのため用いることを許容する。このことは、８．３ミリ秒の間集積により、次に光サイトから各ピクセルの浮遊拡散（ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）へ電荷を移転することによって達成される。この電荷の移転は、全てのピクセルに対して同時に、あるいは行単位で迅速に生じ得る。最後に、次の８．３ミリ秒期間中に、信号が浮遊拡散から読出される。
【００２８】
更なる集積時間が必要であれば、２つの８．３ミリ秒の集積期間を１つのフレームへまとめるフレーム追加手法を用いることができる。これは、次のフレームが捕捉されている間に、１つのフレームから電荷を浮遊拡散に格納することによって行われる。両方のフレームからの電荷は、１つにされてより大きな信号を生じる。最後に、ＬＥＤ／カメラ・サイクルのパルス周波数が、より大きな集積時間を生じるように減じることができる。しかし、このことは、減じたパルス周波数により集積時間のフリッカが増えるという欠点をもたらす。
【００２９】
要求される集積時間およびデューティ・サイクルの決定はイメージ処理装置３０により行うことができ、この装置が各イメージの平均的な明るさを評価する。このイメージ処理装置は、ＬＥＤをオン／オフする信号を与え、イメージ捕捉プロセスを開始する。
【００３０】
信号灯に加えて、後進時に運転者を更に助けるため、あるいはピックアップ・トラックにおける貨物照明として、２値相補型白色ＬＥＤ照明が提供される。この場合、この光はイメージ・サブシステムの良好なイメージ形成のためには必要とされないが、その代わり運転者を助ける照明を提供するものとする。以下に更に述べるように、車両がプライバシー保護ガラスを装備するときは、このような運転者補助照明は特に有利である。この光からの眩光を避けるため、２値相補型白色ＬＥＤを信号ＬＥＤと同じ状態でオン／オフするようパルス動作させることができる。
【００３１】
以上の記述はイメージ・センサ・アレイ６０に対するＣＭＯＳフォトゲート能動型ピクセル・センサの使用について述べたが、他のイメージ形成手法も用いることができる。例えば、フレーム転送ＣＣＤ（電荷結合デバイス）は、ＬＥＤがオフである期間中は光の集積を可能にし、ＬＥＤがオンである間は読出しを可能にする。フォトダイオード能動型ピクセル・センサ、受動型ピクセル・センサおよびＰＩＮフォトダイオード・ピクセル・センサを含む他のＣＭＯＳイメージ形成手法もまた用いることができる。ＣＩＤ（電荷注入デバイス）、ＢＣＭＤ（バルク電荷変調デバイス）、および他の任意のイメージ形成手法も、種々の性能で用いられる。
【００３２】
一体化信号灯からの眩光を除去する第２の方法は、これらライトから発される光を除去することを含む。この方法は、任意の種類の電子イメージ形成手法に適している。ＬＥＤは典型的に、ＬＥＤがその光エネルギの大部分を発する比較的狭いスペクトル帯を持つ。ＬＥＤから発される光は、約１０ｎｍの標準偏差値で略々正常な分布において分散される。その結果、比較的狭い帯域のノッチ干渉フィルタが、カメラが感応する領域におけるスペクトルでカメラに達する全光量を著しく減じることはなく、ＬＥＤからの大部分の光がカメラの光学系へ進入することを防止できる。
【００３３】
望ましい実施の形態においては、狭帯域反射干渉フィルタ３８５（図９）が、カメラ２６ａの光路内に置かれる。このフィルタは、一体化信号灯において用いられるＬＥＤのピーク放出波長において最大の反射を生じるように設計される。このフィルタはまた、ＬＥＤにより実質的に放出される波長より短くかつ長い波長の光を透過するようにも設計される。従って、カメラは、スペクトルの大部分をイメージ形成することはできるが、ＬＥＤにより放出される光の特定の波長には有効に感応しない。このフィルタは、レンズの前方にこれと一体に、あるいはイメージ・センサの前方でレンズの背後に置くことができる。
【００３４】
一体化信号灯からの光が電子イメージ形成サブシステムと干渉することを防止する最後の実施の形態は、カメラの所要の視野外からの光がイメージ形成システムに進入することを阻止するためバッフル手段を設けることである。これは、図８および図９に関して以下に更に詳細に述べる方法で一体化灯外部に延在するレンズの周囲に黒いシュラウドすなわちバッフル手段を配置することにより達成できる。
【００３５】
イメージ形成システムの場合は、良好なイメージ形成を得るため、暗い条件では補助照明を提供することが必要となる。これは、カメラがプライバシー保護ガラスの背後に配置されるときに特に妥当する。この場合、このような照明を提供するために色々なＬＥＤ照明を用いることができる。ＩＲ  ＬＥＤは、人間の目には見えないがシリコン・イメージ形成手法により検出可能な光を提供するという利点を有する。従って、ＩＲ補助照明が用いられるならば、カメラ２６ａが他の運転者の邪魔になることなく働いているときは常に、ＩＲエミッタ１４０をオンにしておくことができる。人間には見えないが、可視波長に対して設計された光学系にはそれほど異常ではない可視スペクトルに充分に近い、７８０ないし８００ｎｍ間のピーク波長のＬＥＤが望ましい。２値相補型白色光照明を含む色々な可視照明もまた使用できる。
【００３６】
先に述べた交番パルス・システムは、照明ＬＥＤからより大きな出力を得る機構を提供する。ＬＥＤが、パルス動作の場合に、連続的に動作されるより実質的に高い電力で動作し得ることは周知である。イメージ・システムはパルス動作サイクルの間は集積動作のみであるから、カメラが集積動作であるときは補助照明ＬＥＤのみを動作させることが望ましい．このようなパルス動作は、より高い電流をＬＥＤからのより高い出力レベルで使用することを可能にし、これにより使用中に必要とされるＬＥＤの数を少なくする。
【００３７】
カメラ組立体と同じ組立体に内蔵される後方視界システムにおいて補助照明を提供することの短所は、一体化信号灯の場合に述べたように、カメラのレンズへ眩光が逆行するおそれがあることである。これは、一体化信号灯からの光を妨げる図８および図９に示したものと類似のバッフリング手段を用いて克服される。あるいはまた、一体化信号灯／カメラ組立体とは別の場所に補助照明を設けることもできる。別の可能性は、ライトと補助照明とを１つのパッケージ内に入れ、カメラを別の場所に置くことである。いずれの場合も、３つの装置は、信号灯、運転者補助照明、補助イメージ形成システム照明、およびカメラのタイミングを連携させるイメージ処理装置３０などの中央のソースから制御されることが望ましい。
【００３８】
イメージ処理装置３０は、イメージ明るさ検出器７４と、表示ピクセル輝度マッピング制御装置７６とを含み、これらはともにカメラ・システム出力６８を受取る。イメージ明るさ検出器７４は、イメージ全体の明るさレベルを決定し、かつイメージ内の領域の明るさレベルを決定する。表示ピクセル輝度マッピング制御装置７６は、カメラ・システム出力６８の広いダイナミック・レンジをオペレータ２２が快適に認め得るものへ圧縮する。表示ピクセル輝度マッピング制御装置７６はまた、オペレータ２２の夜間の視野に対して有害である高い光レベルを制限しながら情景２４の可視性を増す。表示輝度信号７８は、ディスプレイ・インターフェース８０により処理されて、ディスプレイ装置３２ａに対する表示信号８２を生じる。制御ロジック８４は、バス８６を介してイメージ明るさ検出器７４と通信し、バス８８を介して表示ピクセル輝度マッピング制御装置７６と、バス９０を介してディスプレイ・インターフェース８０と、イメージ・センサ制御信号９２を用いてイメージ・センサ・インターフェースおよび制御装置６２と、入力減衰制御信号９４を用いて入力減衰制御装置７０と通信する。
【００３９】
ディスプレイ装置３２は、表示信号８２をディスプレイ１００へ送るディスプレイ・インターフェース８０を含む。ディスプレイ１００により生成される表示光１０４は、任意の表示可変減衰フィルタ１０６を通過して除去された表示光１０８として出てゆく。除去された表示光１０８は、オペレータ２２により視認される。任意の表示可変減衰フィルタ１０６を用いると、減衰量は表示減衰フィルタ信号１１２を介して表示減衰制御装置１１０により制御される。
【００４０】
ディスプレイ１００は、陰極線管（ＣＲＴ）、電界放出ディスプレイ、背面照明液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）およびヘッド・アップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）を含む異なる多くの手法で実現される。多くのディスプレイは、暗視野から明るい太陽光までにわたる周囲光条件で使用される非常に大きな全明るさ範囲に加えて、１つのフレーム内で良好なダイナミック・レンジをカバーするのに必要な明るさ範囲を持たない。ディスプレイ１００における要件を減じるため、表示可変減衰フィルタ１０６が用いられる。望ましい実施の形態においては、減衰フィルタ１０６は、エレクトロクロミック・ウインドウで実現される。減衰フィルタは、表示減衰制御信号１１４を用いてイメージ処理装置３０により制御される。
物理的な構成
本発明についてはシステム・レベルで全般的に記述したが、システムの物理的な構成および種々の構成要素について次に述べる。図４は、プライバシー保護ガラスで作られる側面および後方ウインドウ３０２を持つ車両３００の側面図を示す。組立体２００（図１）がＣＨＭＳＬとして構成されるならば、組立体２００は、ＣＨＭＳＬが一般に取付けられる車両の後部で任意の中央位置に取付けられる。例えば、組立体２００は、後部ウインドウ上方の車両の屋根における中央位置３０４に取付けられる。あるいはまた、組立体２００は、番号３０６により示されるように後部ウインドウの背後に取付けられる。トランクを持つ車両の場合、組立体２００はトランクの蓋（図示せず）に取付けられる。
【００４１】
組立体２００にカメラ２６ａと共に組み込まれたライトがＣＨＭＳＬでなくターン信号灯、走行灯、後方ライト、あるいはブレーキ・ライトであるならば、組立体２００は、一方または両方のテールライト組立体３０６に取付けられる。更に別のカメラ２６ａ、２６ｂが、ヘッドライト／ターン信号灯組立体３１０の内部に配置される組立体２００に取付けられる。このような更に多くのカメラは、車両の移動方向と直角をなす車両の前方イメージを捕捉するように取付けられて、死角視野における、あるいは車両の側方および後方に対する視野を改善する。別の側方カメラ２６ａ、２６ｂもまた、例えば位置３１２における車両の側方ウインドウの背後に取付けられる。
【００４２】
図１５ないし図２０に関して以下に更に詳細に述べるように、１つ以上のディスプレイ装置３２が車両のオペレータの視野内の色々な場所に取付けられる。例えば、ディスプレイ装置３２は、車両の頭上コンソール３２２に取付けられ、そして（または）計器パネル３２０上の支持部３２４に取付けられる。あるいは、また付加的に、ディスプレイ装置３２は後方視認ミラー３３３に、あるいは車外の後方視認ミラー３３０の一方または両方に設けられる。
【００４３】
図５は、図４の車両３００の拡大部分図を示し、同図では組立体２００が後部ウインドウ３３２の内面に取付けられる。図６に示されるように、後部ウインドウ３３２はこの後部ウインドウ３３２のデフロスタ区域を画定する一体デフロスタ３３４を含む。ウインドウ３３２はまた、これに取付けられ、あるいはこれに接近して取付けられた、ゴミ、雪その他の汚れを後部ウインドウ３３２の外面上のワイパ区域３３８から拭きとる窓ガラス・ワイパ３３６をも有する。また、洗浄剤ノズル３４０が、後部ウインドウ３３２に接近して窓ガラス・ワイパ３３６あるいは車両３００の車体に取付けられ、洗浄剤を後部ウインドウ３３２の外面における洗浄区域に供給する。
【００４４】
図７に示されるように、組立体２００は、後部ウインドウ３３２の下方部の中央位置に取付けられる。組立体２００は、組立体２００に取付けられたカメラ２６ａが後部ウインドウ３３２を通してできるだけ明瞭に透視するように、洗浄区域またはワイパ区域３３８またはデフロスタ区域の少なくとも１つの背後に取付けられる。後部ウインドウ３３２がこの後部ウインドウ３３２の周部にバンドを形成する黒または不透明なコーティングまたは膜であるフリット３５０を含むならば、組立体２００は、フリット３５０における被覆部３５２の背後に目立たないように取付けられる。被覆部３５２は、フリット３５０により囲まれたウインドウ３３２の実質的に透明な領域である。被覆部３５２に対応する後部ウインドウ３３２の部分は、ウインドウ３３２の残部が透明か着色されるかに拘わらず完全に透明であるかあるいは着色される。
【００４５】
図８および図９は、後部ウインドウ３３２の内面に取付けられる組立体２００の構造例を示している。組立体２００は、レンズ３７０と共にハウジングを構成する支持構造３６０を含んでいる。後部ウインドウ３３２を通して見えるような組立体２００の美的な外観を改善するため、支持構造３６０の少なくとも内面は黒または他の色に塗装される。図９に示されるように、支持構造３６０は、支持構造３６０と後部ウインドウ３３２の内面との間に生じる間隙から光が漏れることを防止するため、暗い色の接着剤および（または）コーキング剤３６１を用いてフリット３５０の被覆部３５２内に取付けられる。
【００４６】
図８に示されるように、第１のライト１８０は、第１のＬＥＤアレイ３６２を含み、第２のライト１８２は第１のライト１８０の反対側にそれぞれ配置される第２のＬＥＤの２つのアレイ３６４を含む。カメラ２６ａは、第１のライト１８０を形成する第１のＬＥＤアレイ３６２の中心に取付けられる。ライト１８０、１８２からの光の漏れがカメラの光学系を介する逆光を生じることを防止するため、バッフル３８０が第１と第２のＬＥＤアレイ３６２、３６４間、およびカメラ２６ａと第１のＬＥＤアレイ３６２間に設けられる。バッフル３８０は、不透明な素材から作られ、レンズ３７０から外方へ延在することが望ましい。
【００４７】
再び図９において、ＬＥＤ３６２（ならびにＬＥＤ３６４）は、支持構造３６０内部に取付けられる印刷回路ボード３６３に取付けられる。カメラ２６ａもまた、回路ボード３６３に取付けられることが望ましい。特に、イメージ・センサ・アレイ６０は、カメラのレンズ系５６がレンズ支持部３８２により回路ボード３６３から離れて支持されて、回路ボード３６３に載置される。このような構造により、バッフル３８０は回路ボード３６３に延在しなければならない。
【００４８】
レンズ３７０は、第２のライト１８２の２つのＬＥＤアレイ３６４と、第１のライト１８０のＬＥＤのアレイ３６２と、カメラ２６ａとに対応する４つの別個の区域で形成されることが望ましい。レンズ区域３７２は、カメラ２６ａに重なり、このカメラ２６ａにより捕捉されるイメージを歪めないように略々平坦な透明構造である。レンズ区域３７４は、第１のライト１８０のＬＥＤアレイ３６２に重なり、ＬＥＤ３６２から発される光を拡散させるように粗面を有することが望ましい。例えば、レンズ区域３７４は、コーナー・キューブ・デフューザ（ｃｏｒｎｅｒ  ｃｕｂｅ  ｄｉｆｆｕｓｅｒ）として構成することもできる。第２のライト１８２の２つのＬＥＤアレイ３６４に重なるレンズ区域は、できるだけ完全にカメラ２６ａの視野内に光を投射するように、フレネル・レンズとして、あるいは他の方法で構成される。先に述べた理由から、帯域通過ノッチ・フィルタ３８５を、ＬＥＤ３６２および（または）ＬＥＤ３６４から発される波長に似た波長を持つ光を除去するように、レンズ区域３７２におけるレンズ３７０の面にコーティングまたは膜として塗布される。
【００４９】
レンズ、カメラ・レンズおよびＬＥＤを除いて全ての構成要素を黒くすることにより、組立体２００は、後部ウインドウ３３２の背後に目立たないよう隠される。フリット３５０の被覆部３５２に対応する後部ウインドウ３３２の部分は、組立体２００を更に隠すように着色されたプライバシー保護ガラスであることが望ましい。このように、だれもカメラの存在に気が付かず、ライトの１つが点灯されたときにのみ組立体の存在に気付くに過ぎない。このため、眩しい太陽光がブレーキ・ライトまたはＣＨＭＳＬを誤って点灯しているかのように見せるおそれがほとんどないという安全上の利点を提供する。更に、カメラ２６ａは、安全目的ならびに後方視認のためにも用いることができる。
【００５０】
当該組立体は更に、金属の、あるいは干渉帯域通過フィルタを後部ウインドウ３３２に対して用いるか、あるいはカメラまたはライトが励起されるときに透明になりかつ他のときは暗くなり得るエレクトロクロミック素子のような能動型素子をウインドウに取付けることによって更に目立たないようにされる。例えば、エレクトロクロミック素子は、通常の暗い状態に保持され、車両のブレーキの使用に応答して透明になりかつブレーキが使用されないときは通常の暗い状態へ戻るように制御することもできる。エレクトロクロミック素子は瞬時に透明にならないので、ブレーキ・ライトを構成するＬＥＤは、エレクトロクロミック素子の迅速な透明化の欠如を補償するように最初は強く光を放出するように制御される。エレクトロクロミック素子が１秒の半分より短い時間でいったん完全に透明になると、ＬＥＤの強さは対応して低減される。このような目的に用いることができるエレクトロクロミック素子の事例は、１９９０年２月２０日発行の米国特許第４，９０２，１０８号、および１９９８年１０月８日発行のＰＣＴ特許出願第ＷＯ９８／４４３８４号に開示されている。
【００５１】
組立体２００が図７に示した場所に取付けられると、第１のライト１８０はＣＨＭＳＬとして機能することが望ましく、このため、ＬＥＤ３６２は赤または赤橙色であることが望ましく、車両のライト・システムの制御装置１６２がブレーキ信号を生じるときに励起される。先に述べたように、ＬＥＤ３６２に印加されるブレーキ信号は、対応スイッチ１５１（図１）に対する信号のイメージ処理装置３０による印加によって点滅動作を生じる。第２のライト１８２は、任意の信号灯または照明灯の形態で機能する。第２のライト１８２は、ＩＲエミッタ１４０として機能してカメラ２６ａに対する補助照明を提供することが望ましく、この場合ＬＥＤ１６４は、７８０ないし８００ｎｍの範囲内で赤外線を発するＬＥＤである。先に述べたように、放射される赤外線は、他の運転者の視覚を妨げないので連続的である。あるいはまた、赤外線ＬＥＤは、これらＬＥＤの放射強さを最大化するためにカメラ２６ａが集積動作中である期間中はオンにされる。
【００５２】
第２のライト１８２もまた、後方の運転者補助照明として機能し、これにより実質的に白色光を後方へ投射して車両の後退中運転者を助ける。この場合、ＬＥＤ３６２は白色発光するＬＥＤでよく、あるいは２値補色または３値補色の光を発光するＬＥＤを含む。異質の白色光を組合わせて投射する２値補色ＬＥＤが、１９９８年９月８日発行の米国特許第５，８０３，５７９号に開示されている。このような白色光照明が第２のライト１８２から投射されると、バックアップ・ライトをオンにするため用いられる励起信号は、車両が後退時にＬＥＤ３６２を励起するためにも用いられる。第２のライト１８２からの照明を再び最大化するため、カメラ２６ａが集積中はＬＥＤ３６２がオンにパルスされる。しかし、ＬＥＤ３６２からの眩光がカメラ２６ａにより捕捉されるイメージに悪影響を及ぼすことを最小限に抑えるため、ＬＥＤ３６２がカメラ２６ａから隔てられることが望ましく、バッフル３８０はできるだけ多くの眩光を遮蔽するように設けられる。しかし、組立体２００がカメラ２６ａを含まずに構成され、この場合ＬＥＤ３６２が必要はないがパルスされることが判るであろう。
【００５３】
組立体２００を先に述べた方法で後部ウインドウ３３２へ直接取付けることにより、単一のＯＥＭ製品として組立て工場へ出荷される後部ウインドウのモジュラー構造３０１が生成される。カメラとＣＨＭＳＬを単一の組立体として集積しこの組立体を後部ウインドウおよび任意のデフロスタおよび（または）ワイパを含むモジュール構造へ組み込むことにより、電気的構成要素に対する配線はウインドウ・モジュール３０１における１つの場所から延長し、これにより組立て工場におけるこれら構成要素の組付けを簡単にする。更に、カメラをこのような後部ウインドウのモジュラー構造に含めることで、後部ウインドウの製造者が車両の製造者に対して付加価値を提供することを可能にする。
【００５４】
図１０は、本発明により構成されるライト組立体４００の代替的な取付けを示している。図示のように、組立体４００は、後部ウインドウ４１２を囲んで支持するフレーム構造４１０内に取付けられる。組立体４００、後部ウインドウ４１２およびフレーム４１０は、ＯＥＭ製品として供給され組立て工場で組付けられる単一のモジュラー構造４０１へ予め組立てられる。モジュラー構造４０１は、これから発される光がプライバシー保護ガラスから作られる後部ウインドウ４１２を経て投射されることのないように、当該組立体４００が後部ウインドウ４１２の背後に取付けられずに、ウインドウ４１２に隣接して取付けられる点において、モジュラー構造３０１（図６）とは異なる。モジュラー構造４０１はまた、組立体４００に取付けられたカメラがその実効感度をプライバシー保護ガラスにより減じられないという利点を提供する。以下に更に述べるように、組立体４００は、必要はないがカメラを含んでいる。
【００５５】
図１１および図１２に示されるように、組立体４００は、第１のライト１８０と第２のライト１８２に対するハウジングを一緒に形成する、支持構造４２０とレンズ構造部４２２とを含んでいる。第１のライト１８０は、ＣＨＭＳＬとして機能するように、車両のブレーキが用いられるときに受取られる励起信号に応答して励起される赤または赤橙色のＬＥＤ４２８のアレイを含むことが望ましい。第２のライト１８２は、ＬＥＤ４２８のアレイの反対側に設けられたＬＥＤの２つのアレイ４３０を含むことが望ましい。ＬＥＤ４３０は、白色光をレンズ４２２から発光させることができるＬＥＤを含むことが望ましい。更に望ましくは、ＬＥＤ４３０は、前掲の米国特許第５，８０３，５７９号に開示されたような２値相補型ＬＥＤを含む。このように、ＬＥＤ４３０は、ピックアップ・トラック４０２（図１０）に対する貨物灯として、信号灯として、および（または）運転者補助照明灯として機能する。容易に判るように、このような運転者補助照明灯は、後方の視認性を本質的に制限するミニバン、スポーツ用途車両、あるいはピックアップ・トラックのような車両で使用されるときに、特に有効である。
【００５６】
レンズ４２２は、ＬＥＤの３つのアレイの各々に重なる３つの領域を含むことが望ましい。ＬＥＤ４２８に重なる中心領域４２４は、透明かあるいは赤であり、拡散レンズとして機能する。ＬＥＤの２つのアレイ４３０に重なる周囲の領域４２６は、集積された光学系が貨物灯または信号灯として機能するのに適する透明であることが望ましい。
【００５７】
先に述べたように、カメラ／ライト組立体は、車両のテールライト組立体３０８に取付けられる。図１３および図１４は、このような組立体５００の可能な構造を示している。組立体５００は、集積されるライトおよびカメラ・システムに対するハウジングを一緒に提供する、支持構造５０２とレンズ５０４とを含むことが望ましい。第１のライト１８０が、回路ボード３６３に取付けられた赤または赤橙色のＬＥＤ５０６のアレイを含む組立体５００の上部に設けられる。第１のライト１８０は、車両のブレーキ・ライト、ターン信号灯、および走行ライトとして機能するように制御されることが望ましい。第２のライト１８２は、ＬＥＤのアレイ５０６に隣接して回路ボード３６３に取付けられるＬＥＤのアレイ５０８を含むことが望ましい。ＬＥＤ５０８は、レンズ５０４からの白色光を投射できることが望ましい。ＬＥＤ５０８は、２値相補型ＬＥＤであることが更に望ましい。白色光を投射することにより、第２のライト１８２は、バックアップ・ライトとして機能する。
【００５８】
カメラ２６ａもまた、回路ボード３６３へ取付けられる。先に述べたように、カメラ２６ａは、レンズ支持部３８２により支持されたイメージ・センサ・アレイ６０とレンズ系５６とを含んでいる。レンズ５０４は、第１のライト１８０のＬＥＤと重なる第１の領域５１０と、第２のライト１８２のＬＥＤと重なる第２の領域５１２と、カメラ２６ａに重なる第３の領域５１４とを含む３つの領域を含むことが望ましい。第１の領域５１０は、赤または透明であり拡散灯として働くことが望ましい。第２の領域５１２と第３の領域５１４とは、透明であることが望ましい。第３の領域５１４は光学的作用は生じないが、第２の領域５１２は発射された光を特定の方向に指向するよう働くことが望ましい。ライト１８０、１８２からの漏れ光がカメラ２６ａによるイメージ形成と干渉することを防止するため、バッフル３８０がＬＥＤの２つのアレイ５０６、５０８の間と、ＬＥＤのアレイ５０８とカメラ２６ａの間とに設けられることが望ましい。
【００５９】
ＬＥＤ５０８は更に、赤外線を放射するＬＥＤを含む。先に述べたように、このような赤外線はカメラ２６ａが夜間にイメージを捕捉する能力を強化する。
カメラが両方のテールライト組立体３０８に取付けられるならば、１９９６年５月２２日発行の国際特許出願第ＷＯ９６／３８３１９号の教示に従って立体イメージが得られて合成され、更に別のカメラ２６ｂ、２６ｃもヘッド・ライト／ターン信号組立体３１０（図６）、あるいは（図６の参照番号３０９により示されるように）車両の前側面フェンダ、あるいは車外の後方視認ミラー組立体３３０に取付けられ、２つの側方イメージが後方カメラ２６ａにより捕捉されたイメージと共に１つの表示イメージへ合成される。あるいはまた、捕捉された各イメージは、個々のディスプレイ装置３２ａ−３２ｃ上に表示される。ディスプレイ装置３２を取付ける選択については、図１５ないし図２０に関して以下に述べる。
【００６０】
図１５および図１６は、２つのディスプレイを運転者の視野内に設けるための２つの可能な構成を示している。２つのディスプレイは、共に車両の後方に取付けられるかあるいは車両の両側に取付けられる２つの対応するカメラが用いられるときに使用される。図１５において、左方のディスプレイ３２ｌと右方のディスプレイ３２ｒとは、通常は車両の計器パネルに設けられる従来の計器６００（例えば、速度計、タコメータ、燃料計、など）の両側で計器パネル６０２に組み込まれる。このように、計器６００の上および周囲に伸びるカウリング６０４は、直射光による眩光がディスプレイ３２の表面に当たることを防止する。
【００６１】
図１６は、車両に２つのディスプレイを組み込むための２つの代替的な配置を示している。両方の配置において、左方のディスプレイ３２ｌは運転者のサイドＡのピラー６０６に取付けられる。１つの配置においては、右方のディスプレイ３２ｒは、表示計器６００の右側で計器パネル６０２に取付けられる。他の配置においては、右方ディスプレイ３２ｒは乗客のサイドＡのピラー６０８に取付けられる。左右のディスプレイをそれぞれのＡピラーに取付けることにより、運転者は、従来の車外の視認ミラーにより左右の後方イメージを見るためのいつも注視するときと略々同じ方向を見る。このため、図１６に示した第２の配置は、運転時の習慣における大きな変更を必要としないため、消費者の選好を得やすいという利点を提供する。
【００６２】
図１６に示した配置はまた、左右のディスプレイ３２ｌ、３２ｒが左右のＡピラー６０６、６０８にそれぞれ取付けられ、中央のディスプレイ３２ｃが中央の場所の計器パネル６０２に取付けられた３つのディスプレイ３２を設けるように組合わせることもできる。このような３つのディスプレイ構成は、イメージが車両の２つの側に取付けたカメラと、車両の後方に取付けたカメラとから得られるときに特に有利である。図１７は、左、中央および右のディスプレイが全て計器パネル６０２の計器が通常設けられる領域に取付けられる、３つのディスプレイ構成のための代替的な配置を示している。この場合、計器は、右、中央および左のディスプレイの下方の位置に計器パネルに沿って延在するディジタル英数字ディスプレイ６１０と置換される。
【００６３】
図１８は、図１７に示したものと作用において類似する構成を示し、３つの個々のディスプレイを含む代わりに、１つ以上のカメラからのイメージを組合わせことにより得られる合成イメージを配置するため１つのディスプレイ３２が計器パネル６０２に設けられる。図１７に示した構成と同様に、ディスプレイ３２の下方位置において計器パネルに沿って延在するディジタル英数字ディスプレイ６１０が設けられる。
【００６４】
あるいはまた、図１９に示されるように、ヘッド・アップすなわち仮想ディスプレイ装置６２０が計器パネル６０２上方または内部に取付けられて、１つのカメラから得たイメージあるいは多数のカメラから得た合成イメージを投射する。
【００６５】
図２０は、ミラー内ミニ・ディスプレイ３２がこれを介して取付けられるディスプレイ・ウインドウ６３０を持つ車内後方視認ミラー組立体３３３を示している。このような配置は、左右のカメラのイメージが左右のＡピラーに取付けた左右の各ディスプレイ上に表示され、かつ後部に取付けたカメラからのイメージが後方視認ミラー組立体３３３におけるディスプレイ３２へ送られる図１６に示した配置と組合わせるときに、特に有利である。このように、３つの個々のカメラからの全てのイメージが、運転者が車内と車外の後方視認ミラーを介して見えるものと似たイメージを見慣れた場所に個々に表示される。
【００６６】
本発明の別の特質によれば、ＣＨＭＳＬ７００は図２１に示されるように構成される。ＣＨＭＳＬ７００は、回路ボード７０４が取付けられる支持構造７０２を含む。回路ボード７０４は、赤または赤橙色ＬＥＤの線形アレイ７０６が載置されている。支持構造７０２には、デフューザ／コリメータ７０８も載置されている。デフューザ／コリメータ７０８は、米国ニュージャージー州ＭｏｏｒｅｓｔｏｗｎのＡｌｌｉｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ社から商業的に入手可能な光指向膜、あるいは光指向アレイ、あるいは相当物であることが望ましい。デフューザ／コリメータ７０８は、略々平坦な矩形の形状を有する。回路ボード７０４およびデフューザ／コリメータ７０８は、ＬＥＤ７０６から放射される光がデフューザ／コリメータ７０８の下方の凸形環状縁面７１０へ投射される。図２２に示されるように、複数のＬＥＤ７０６から縁部７１０へ投射された光が混合され、拡散され、後部ウインドウ３３２から外へデフューザ／コリメータ７０８の平坦な後方面７１２から投射されるビームへコリメートされる。
【００６７】
図示したようにＣＨＭＳＬ７００を構成することにより、非常に低い輪郭の強い信号光が生じる。ＣＨＭＳＬ７００の低い輪郭は、後部ウインドウ３３２背後に車内にＣＨＭＳＬを取付けるときに特に有利である。しかし、図２１および図２２に示したものに類似する構造が他の信号光または車両の照明を構成するために用いられることが判るであろう。例えば、図２１に示した全体的構造を持つ光源に対する特に適切な用途は、このような光源を図２３および図２４に示されるような車両のサンバイザ組立体８００に用いることである。図示のように、サンバイザ組立体８００は、飾りミラー８０４とバイザ体部８０６の後面に取付けられた２個の光源８０６とを持つバイザ体部８０２を含んでいる。光源８０６は、組立体８１０が側面でオンにされること、およびデフューザ／コリメータがＣＨＭＳＬ７００のデフューザ／コリメータに対して選好される４０度の偏向ではなく９０度の偏向を持つように選択されることを除いて、透明な板またはレンズ８０８と、図２１に示したものに類似する組立体８１０（図２４）を含んでいる。更に、組立体８１０におけるＬＥＤ８１２が白色光を生じる。ＬＥＤ８１２は、前掲の米国特許第５，８０３，５７９号に開示されたもののような２値相補型ＬＥＤを含んでいる。組立体８１０のデフューザ／コリメータ８１４は、混合光を外へ投射する前にＬＥＤ８１２からその縁部へ投射される光を完全に混合するので、異なる色のＬＥＤ８１２が白色光を生じるために用いられても、デフューザ／コリメータ８１４から投射される光が投射面を直接見る者に白く見える。
【００６８】
サンバイザ組立体９００に対する第２の実施の形態が、図２５ないし図２７に示される。図示のように、サンバイザ組立体９００は、飾りミラー９０４を持つバイザ体部９０２と、その後面に取付けられた光源９０６とを含む。サンバイザ組立体９００は、光源９０６がデフューザ／コリメータ・シートとして機能する外側の光プレート９０８を含むという点において、図２３および図２４に示したサンバイザ組立体８００とは異なる。更に、ＬＥＤ９１２は、縁部を介するのではなく投射面と反対の面を介して光を投射するように印刷回路ボード９１０に載置される。ＬＥＤ９１２もまた、２値相補型ＬＥＤであることが望ましい。
【００６９】
本発明の種々の特徴および実施の形態について特定の組合わせで用いられるように開示されたが、当業者には、開示された特徴の一部が相互に単独に、あるいは明瞭に開示されない組合わせまたは小分けの組合わせにおいて実現されることが理解されよう。例えば、カメラの非集積期間における光のパルス動作のようなシステムのある特徴が、カメラまたはディスプレイが車両に対して物理的に取付けられる特定の方法の如何に拘わらず実現される。同様に、カメラおよびディスプレイの物理的な取付けに関する本発明の特質が、カメラおよびディスプレイが構成要素であるイメージ形成システムの機能または構造の如何に拘わらず別個に実現される。
【００７０】
以上の記述は、望ましい実施の形態のみの記述であると見なされる。本発明の修正は、当業者および本発明を実施し使用する者には明らかであろう。従って、図面に示され本文に記述された実施の形態は、例示目的のために過ぎず、均等理論を含む特許法の原理に従って解釈される如き頭書の請求の範囲により記載される本発明の範囲を限定するものではないものと理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明により構成されたシステムを示すブロック形態の回路図である。
【図２】  本発明のシステムにおいて用いられる電子式車両視界サブシステムを示すブロック形態の回路図である。
【図３】  センサ・アレイからのイメージ読取りと近設光源のオン／オフ状態との間の関係を示すタイミング図である。
【図４】  本発明が実現される車両の斜視図である。
【図５】  図４に示した車両の部分断面における部分斜視図である。
【図６】  本発明が実現された車両の斜視図である。
【図７】  本発明の第１の実施の形態が実現された車両の後方斜視図である。
【図８】  本発明の第１の実施の形態により構成されたライト／カメラ組立体の前方斜視図である。
【図９】  車両の窓に用いられたときの図８に示したライト／カメラ組立体の断面側面図である。
【図１０】  本発明の第２の実施の形態が実現された車両の後方図である。
【図１１】  本発明の第２の実施の形態により構成された高位置の中央に取付けられるストップ・ライト（ＣＨＭＳＬ）組立体の斜視図である。
【図１２】  図１１に示したＣＨＭＳＬ組立体の分解斜視図である。
【図１３】  本発明の第３の実施の形態により構成されたライト／カメラ組立体の斜視図である。
【図１４】  図１３に示したライト／カメラ組立体の断面図である。
【図１５】  代替的な実施の形態により構成される車両の前方内部の斜視図である。
【図１６】  代替的な実施の形態により構成された車両の前方内部の斜視図である。
【図１７】  代替的な実施の形態により構成された車両の前方内部の斜視図である。
【図１８】  代替的な実施の形態により構成された車両の前方内部の斜視図である。
【図１９】  代替的な実施の形態により構成された車両の前方内部の斜視図である。
【図２０】  本発明により構成された車内の後方ミラーの斜視図である。
【図２１】  本発明により構成されたＣＨＭＳＬ光源の斜視図である。
【図２２】  図２１に示したＣＨＭＳＬ光源の側面斜視図である。
【図２３】  本発明の実施の一形態により構成されたサンバイザーの斜視図である。
【図２４】  本発明により構成された図２３に示したサンバイザー組立体に用いられる光源の斜視図である。
【図２５】  本発明の別の実施の形態により構成されたサンバイザーの斜視図である。
【図２６】  図２５に示したサンバイザーの線ＸＸＶ−ＸＸＶに関する断面図である。
【図２７】  図２６に示した断面の拡大図である。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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