JP2008230364A - 前照灯制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】前方に反射率の高い物体が存在している場合にも、前方の視認性の低下を抑制することができる前照灯制御装置を提供する。
【解決手段】ランプ3からの光を、液晶プロジェクタにおける投影部と同様の構成を備えた投影部4に導入する。投影部4は投影画像を生成して車両前方へ投影する。ECU2は、車両前方画像を表す画像信号を取得する画像信号取得手段21と、画像信号を解析して画像内における高輝度領域を逐次決定する高輝度領域決定手段22と、高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光がそれまでよりも弱くなるように投影画像を決定する投影画像決定手段23とを備える。これにより、ある物体からの反射光が一時的に眩しくても、その物体への照射光が弱められるので、その物体からの反射光も弱まることになる。そのため、反射光による眩しさが低減するので、前方の視認性の低下が抑制される。
【選択図】図1
【解決手段】ランプ3からの光を、液晶プロジェクタにおける投影部と同様の構成を備えた投影部4に導入する。投影部4は投影画像を生成して車両前方へ投影する。ECU2は、車両前方画像を表す画像信号を取得する画像信号取得手段21と、画像信号を解析して画像内における高輝度領域を逐次決定する高輝度領域決定手段22と、高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光がそれまでよりも弱くなるように投影画像を決定する投影画像決定手段23とを備える。これにより、ある物体からの反射光が一時的に眩しくても、その物体への照射光が弱められるので、その物体からの反射光も弱まることになる。そのため、反射光による眩しさが低減するので、前方の視認性の低下が抑制される。
【選択図】図1
Description
本発明は、プロジェクタを利用した車両用前照灯装置に備えられる前照灯制御装置に関する。
前照灯装置としてプロジェクタ形式のものが知られている。たとえば、特許文献1に記載の装置がそれである。特許文献1に記載の装置では、透過型液晶プロジェクタを用いており、光源からの光を光学像が書き込まれた液晶パネルに通過させ、レンズを介して車両前方へ投射している。
この特許文献1に記載の装置は、液晶パネルに所定の光学像を形成させることにより、ハイビームやロービーム等の出射方向・出射範囲を制御することができると記載されている。また、照射光の色を調整することも可能であると記載されている。さらに、カーナビゲーションシステムで作成された、自動車の現在位置に関する情報や進行方向に関する情報等を道路上に表示することや、運転手が左折指示を自動車に与えた場合に、進行方向を示す矢印を道路上に表示することも記載されている。
特開2004−136838号公報
前照灯からの光の照射方向が所謂ハイビームとなっている場合、遠方まで光が届くので、多くの場合には前方の視認性が向上する。しかし、車両前方には、看板、道路標識、先行車、対向車、反射テープを所持した歩行者など、光の反射率が高い面を有する物体が存在することがあり、これらの物体は、その向きによっては、車両の前照灯からの光をその車両の運転者の方向に反射することがある。この場合、その物体からの反射光がまぶしくて前方の視認性が低下する可能性がある。従来は、このような場合には、運転者が自分でロービームに切り替えることになる。
前照灯からの光の照射方向がハイビームになっている場合に、反射光が眩しくて前方の視認性が低下する可能性があることは、プロジェクタ形式の前照灯装置であっても同様である。ただし、プロジェクタ形式の前照灯装置の場合には配光範囲、配光色を種々変更できる利点がある。
本発明は、このプロジェクタ形式の前照灯装置の利点を利用した発明であり、本発明の目的は、前方に反射率の高い物体が存在している場合にも、前方の視認性の低下を抑制することができる前照灯制御装置を提供することにある。
その目的を達成するための請求項1記載の発明は、光源と、その光源からの光が入射され、入射された光から投影画像を生成して車両前方へ投影する投影部とを有する車両用前照灯装置に備えられる前照灯制御装置であって、
前記投影画像が車両前方へ投影されている状態において、車両前方を撮像する車載カメラから、車両前方の画像を表す画像信号を逐次取得する画像信号取得手段と、前記画像信号取得手段が取得した画像信号を解析して、画像内における高輝度領域を逐次決定する高輝度領域決定手段と、その高輝度領域決定手段が決定した高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光がそれまでよりも弱くなるように、前記投影部において生成させる投影画像を決定する投影画像決定手段とを含むことを特徴とする。
前記投影画像が車両前方へ投影されている状態において、車両前方を撮像する車載カメラから、車両前方の画像を表す画像信号を逐次取得する画像信号取得手段と、前記画像信号取得手段が取得した画像信号を解析して、画像内における高輝度領域を逐次決定する高輝度領域決定手段と、その高輝度領域決定手段が決定した高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光がそれまでよりも弱くなるように、前記投影部において生成させる投影画像を決定する投影画像決定手段とを含むことを特徴とする。
このように、本発明では、車両前方の画像を解析することによって高輝度領域を逐次決定しており、その高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光がそれまでよりも弱くなるように投影画像を決定している。従って、ある物体からの反射光が一時的に眩しくても、車両前方の画像内においてその物体が撮像されている領域が高輝度領域に決定されることにより、その物体への照射光が弱められるので、その物体からの反射光も弱まることになる。そのため、反射光による眩しさが低減するので、前方の視認性の低下が抑制される。
ここで、高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光をそれまでよりも弱くなるようにする態様としては、請求項2記載のように、前記投影画像決定手段が、前記投影画像内において前記高輝度領域に対応する投影画像内高輝度範囲を決定し、その投影画像内高輝度範囲を含まないように前記投影画像の明部範囲を決定する態様がある。
この請求項2の具体的態様としては、請求項3記載のように、前記投影画像決定手段が、明部範囲の上端が前記投影画像内高輝度範囲の下端よりも下側になるように投影画像を決定する態様がある。また、請求項4記載のように、前記投影画像決定手段が、前記高輝度領域が決定される直前の投影画像における明部範囲から、前記投影画像内高輝度範囲を除外した範囲が明部範囲となるように投影画像を決定することとしてもよい。
前者の場合には、単に投影画像の明部範囲の上端を下側に変更するだけでよいので、演算処理が簡単になる利点がある。一方、後者の場合には、前照灯の配光範囲を遠方にしたままにできるので、前方の視認性を維持できる。
また、高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光をそれまでよりも弱くなるようにする別の態様としては、請求項5記載のように、前記投影画像決定手段が、前記投影画像内において前記高輝度領域に対応する投影画像内高輝度範囲を決定し、その投影画像内高輝度範囲の色をそれまでよりも暗い色に決定する態様がある。
このようにすれば、高輝度領域に対応する車両前方の領域に存在する物体にも、その物体からの反射光が眩しくない程度に前照灯からの光を照射することができるので、その物体に対する視認性も向上する。
また、請求項5記載のように投影画像の色を変化させる場合、請求項6記載のように、前記投影画像決定手段は、前記高輝度領域決定手段が決定した高輝度領域の輝度が予め設定された基準輝度よりも低くなるように、前記投影画像内高輝度範囲の色を決定することが好ましい。このようにすれば、高輝度領域に対応する車両前方の領域に存在する物体からの反射光を、確実に眩しくない程度に低減できる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明が適用された前照灯制御装置に相当する前照灯制御ECU(以下、単にECUという)2を含む車両用前照灯装置(以下、単に前照灯という)1の概略構成を示す図である。
図1に示すように、車両用前照灯装置1は、光源であるランプ3と、投影部4と、ECU2とを備えている。なお、図1にはランプ3と投影部4はそれぞれ1つずつしか示していないが、実際には、車両用前照灯装置1は、左右一対のランプ3および投影部4を備えている。それら一対のランプ3および投影部4は、車両の前端部に配置されている。
ランプ3には、ハロゲンランプ、キセノンランプなど車両のヘッドランプとして用いられる公知の種々のランプを用いることができる。このランプ3は、ECU2によって点灯・消灯が制御される。
投影部4は、公知の透過型液晶プロジェクタにおける投影部と同様の構成を有している。すなわち、投影部4は、第1ダイクロイックミラー41、第2ダイクロイックミラー42、第1ミラー43、第2ミラー44、第3ミラー45、赤用液晶パネル46R、緑用液晶パネル46G、青用液晶パネル46B、プリズム47、投影用レンズ48を備えている。
第1ダイクロイックミラー41は、緑色および青色の光を反射し、赤色の光を透過するミラーである。一方、第2ダイクロイックミラー42は、緑色の光を反射し、赤色および青色の光を透過するミラーである。この第2ダイクロイックミラー42は、第1ダイクロイックミラー41の反射面に対向するように配置されており、第1ダイクロイックミラー41から緑色および青色の光が混合した光が入射される。そして、この第2ダイクロイックミラー42により、青色の光は透過させられ緑色の光はプリズム47が配置されている方向へ反射させられる。
第1ミラー43は、第1ダイクロイックミラー41を透過した光(すなわち赤色の光)をプリズム47が配置されている方向に全反射する。第2ミラー44は、第2ダイクロイックミラー42を透過した光(すなわち青色の光)を第3ミラー45が配置されている方向へ全反射する。第3ミラー45は、第2ミラー44からの光をプリズム47が配置されている方向へ全反射する。
赤用液晶パネル46Rは、ECU2によって制御されることにより種々の画像(光学像)を生成する。この赤用液晶パネル46Rは第1ミラー43とプリズム47との間に配置されており、第1ミラー43からの赤色の光が赤用液晶パネル46Rを透過することにより、赤色の画像がプリズム47に入射する。
緑用液晶パネル46Gも、ECU2によって制御されることにより種々の画像を生成する。この緑用液晶パネル46Gは第2ダイクロイックミラー42とプリズム47との間に配置されており、第2ダイクロイックミラー42からの緑色の光が緑用液晶パネル46Gを透過することにより、緑色の画像がプリズム47に入射する。
青用液晶パネル46Bも、ECU2によって制御されることにより種々の画像を生成する。この青用液晶パネル46Bは第3ミラー45とプリズム47との間に配置されており、第3ミラー45からの青色の光が青用液晶パネル46Bを透過することにより、青色の画像がプリズム47に入射する。
プリズム47は、3つの液晶パネル46R、46G、46Bからそれぞれ入射される赤色、青色、緑色の画像を合成することにより1つの投影画像を生成して、その投影画像を投影用レンズ48が配置されている方向へ出力する。ここで、各液晶パネル46において生成される画像がいずれも何の図形もない画像である場合には、液晶パネル46の枠によって定まる輪郭を有する白色画像が投影画像として生成されることになる。
投影用レンズ48は、プリズム47からの光を拡大して車両前方へ照射する。その結果、プリズム47において合成された投影画像が拡大されて車両前方へ投影されることになる。なお、車両前方へ投影される投影画像の範囲が、ハイビームとされたときの従来の前照灯の照射範囲およびロービームとされたときの従来の前照灯の照射範囲を全て含むように、投影用レンズ48の大きさ・形状などが決定されている。
ECU2は、CPU、ROM、RAMなどを備えたコンピュータである。ECU2は、CPUがRAMの一時記憶機能を利用しつつ、ROMに予め記憶されたプログラムを実行することにより、画像信号取得手段21、高輝度領域決定手段22、投影画像決定手段23として機能する。
画像信号取得手段21は、投影部4から投影画像が車両前方に投影されている状態において、車載カメラ5から画像信号を所定周期で取得する。この車載カメラ5は、車両前方画像を撮像するものであり、投影画像の大きさ・範囲によらず、その投影画像の全体が撮像できるように設置位置および撮像範囲が設定されている。たとえば、設置位置は車室天井とされる。
高輝度領域決定手段22は、画像信号取得手段21が取得した画像信号を解析することにより、画像内における高輝度領域を逐次決定する。解析手法としては、たとえば、画像信号に基づいて車両前方画像の各画素の輝度値を決定し、次いで、予め設定した基準輝度値に基づいて2値化処理を行う。次いで、公知のラベリング手法によって、基準輝度値以上の領域を抽出する。なお、ラベリング手法に代えて、画素毎に高輝度領域に含まれるか否かを判断してもよい。図2は、画像信号が表す車両前方画像および画像内の高輝度領域の一例を示す図であり、図2の例では、道路標識8が撮像されている部分が高輝度領域に決定される。
なお、画像解析に先立って、障害物センサ6からの信号を取得することによって、自車に対する障害物の相対位置を推定し、推定結果に基づいて、画像解析範囲を車両前方画像の一部に限定してもよい。上記障害物センサ6としては、たとえば、ミリ波レーダセンサや、レーザレーダセンサなどがある。
投影画像決定手段23は、高輝度領域決定手段22が決定した高輝度領域に対応する車両前方の領域へ照射光が照射されないように、投影部4において生成させる投影画像を逐次決定し、その決定した投影画像が生成されるように、3つの液晶パネル46R、46G、46Bを制御する。
図2の例の場合には、道路標識8に照射光が照射されないように投影画像を逐次決定することになる。道路標識8に照射光が照射されないようにするには、道路標識8(すなわち車両前方画像の高輝度領域)に対応する投影画像内の範囲(以下、投影画像内高輝度範囲という)を、明部範囲から除外することになる。なお、明部範囲とは、光源からの光が、いずれか少なくとも一つの液晶パネル46R、46G、46Bを透過することによって形成される投影画像の範囲をいう。
また、投影画像内高輝度範囲は、投影画像内において車両前方画像の高輝度領域に対応する範囲のみとしてもよいが、高輝度領域に対応する範囲を含んでいれば、それよりも広い範囲であってもよい。
投影画像内高輝度範囲を明部範囲から除外する態様として、投影画像内の明部範囲の上端を投影画像内高輝度範囲の下端よりも下側に変更する態様がある。この場合、たとえば、照射光の照射範囲の上端が図2に示すH1からH2へ変更されるように、明部範囲の上端を変更することになる。
また、別の態様として、道路標識8が高輝度領域に決定される前の投影画像の明部範囲から、投影画像内高輝度範囲を除外した範囲を明部範囲に決定する態様がある。この態様によれば、前照灯の配光範囲を遠方にしたままにできるので、前方の視認性を維持できる。ただし、車両走行によって自車に対する周囲の物体の相対位置が逐次変化することから、投影画像内高輝度範囲も逐次変化する。従って、この態様においては、投影画像内高輝度範囲を逐次決定する必要がある。そのためには、撮像画像を逐次解析してもよいが、位置検出器7によって逐次検出される自車の現在位置に基づいて、自車に対する周囲の物体の相対位置変化を算出して、その相対位置変化に基づいて投影画像内高輝度範囲を変化させてもよい。
以上、説明した本実施形態によれば、車載カメラ5によって撮像された車両前方画像を解析することによって高輝度領域を逐次決定しており、その高輝度領域に対応する車両前方の領域へ照射光が照射されないように投影画像を決定している。
その結果、道路標識8など光の反射率の高い物体からの反射光が一時的に眩しくても、車両前方画像内においてその物体が撮像されている領域が高輝度領域に決定されることにより、その物体への照射光が弱められるので、その物体からの反射光も弱まることになる。そのため、反射光による眩しさが低減するので、前方の視認性の低下が抑制される。
次に、本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態は、投影画像決定手段23において投影画像を決定する態様が異なるのみであり、その他の構成は第1実施形態と同一である。
第2実施形態における投影画像決定手段23は、投影画像内高輝度範囲の色を暗くすることにより、高輝度領域に決定された領域の輝度を予め設定された基準輝度以下まで低下させる。
具体的には、まず、第1実施形態と同様にして、投影画像内において車両前方画像の高輝度領域に対応する投影画像内高輝度範囲を決定する。第2実施形態における投影画像内高輝度範囲も、投影画像内において車両前方画像の高輝度領域に対応する範囲を含んでいれば、それよりも広い範囲であってもよい。たとえば、高輝度領域に対応する範囲と垂直軸座標を同じにする範囲を全て投影画像内高輝度範囲としてもよい。この場合には、帯状の範囲が決定されることになる。
次いで、投影画像内高輝度範囲の色をそれまでよりも暗い色に変更する。変更前の色に対してどの程度暗い色にするかは、予め設定されていてもよいし、車両前方画像の高輝度領域の輝度値と基準輝度値との差に基が大きいほど暗くする程度を大きくしてもよい。なお、前者の場合には、投影画像内高輝度範囲の色を一度変更しただけでは、車両前方画像の輝度が十分に低下しないこともあるが、その場合には、投影画像内高輝度範囲の色を複数回変更することになる。
投影画像内高輝度範囲の色をそれまでよりも暗い色に変更すると、投影画像内高輝度範囲を透過する光はそれまでよりも弱められることになる。その結果、道路標識8など、高輝度領域に対応する車両前方の領域に存在する物体に、その物体からの反射光が眩しくない程度に前照灯からの光を照射することができる。従って、前方の視認性の低下が抑制される。また、その物体にも前照灯からの光を照射しているので、その物体に対する視認性も向上する。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
たとえば、前述の実施形態では、投影部4は透過型液晶プロジェクタにおけるそれと同様の構成を有していたが、投影部4が、その他の形式のプロジェクタ(たとえば、単板式DLP(Digital LightProcessing:登録商標)プロジェクタやCRTプロジェクタなど)における投影部と同様の構成を有していていもよい。
1:車両用前照灯装置
2:前照灯制御ECU(前照灯制御装置)
21:画像信号取得手段
22:高輝度領域決定手段
23:投影画像決定手段
3:ランプ(光源)
4:投影部
5:車載カメラ
2:前照灯制御ECU(前照灯制御装置)
21:画像信号取得手段
22:高輝度領域決定手段
23:投影画像決定手段
3:ランプ(光源)
4:投影部
5:車載カメラ
Claims (6)
- 光源と、その光源からの光が入射され、入射された光から投影画像を生成して車両前方へ投影する投影部とを有する車両用前照灯装置に備えられる前照灯制御装置であって、
前記投影画像が車両前方へ投影されている状態において、車両前方を撮像する車載カメラから、車両前方の画像を表す画像信号を逐次取得する画像信号取得手段と、
前記画像信号取得手段が取得した画像信号を解析して、画像内における高輝度領域を逐次決定する高輝度領域決定手段と、
その高輝度領域決定手段が決定した高輝度領域に対応する車両前方の領域への照射光がそれまでよりも弱くなるように、前記投影部において生成させる投影画像を決定する投影画像決定手段と
を含むことを特徴とする前照灯制御装置。 - 前記投影画像決定手段は、前記投影画像内において前記高輝度領域に対応する投影画像内高輝度範囲を決定し、その投影画像内高輝度範囲を含まないように前記投影画像の明部範囲を決定することを特徴とする請求項1に記載の前照灯制御装置。
- 前記投影画像決定手段は、明部範囲の上端が前記投影画像内高輝度範囲の下端よりも下側になるように投影画像を決定することを特徴とする請求項2記載の前照灯制御装置。
- 前記投影画像決定手段は、前記高輝度領域が決定される直前の投影画像における明部範囲から、前記投影画像内高輝度範囲を除外した範囲が明部範囲となるように投影画像を決定することを特徴とする請求項2記載の前照灯制御装置。
- 前記投影画像決定手段は、前記投影画像内において前記高輝度領域に対応する投影画像内高輝度範囲を決定し、その投影画像内高輝度範囲の色をそれまでよりも暗い色に決定することを特徴とする請求項2記載の前照灯制御装置。
- 前記投影画像決定手段は、前記高輝度領域決定手段が決定した高輝度領域の輝度が予め設定された基準輝度よりも低くなるように、前記投影画像内高輝度範囲の色を決定することを特徴とする請求項5に記載の前照灯制御装置。
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