JP2008100612A

JP2008100612A - 車両用照明装置

Info

Publication number: JP2008100612A
Application number: JP2006284952A
Authority: JP
Inventors: Shinya Watanabe; 紳也渡辺
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2026-10-19
Also published as: JP4835374B2

Abstract

【課題】運転者に歩行者の存在を報知すると共に、歩行者への不快感を抑制することを目的とする。
【解決手段】複数のＬＥＤ光源で構成され、各ＬＥＤ光源の点灯を制御することで、複数に分割した配光領域のそれぞれの分割領域毎に配光を変更可能な前照灯１２と、車両前方を撮影するカメラ１６と、前照灯１２の配光を制御する配光制御ＥＣＵ１４と、を備えて、配光制御ＥＣＵ１４がカメラ１６の撮影結果に基づいて歩行者を検出し、歩行者検出結果に基づいて、歩行者に対応する分割領域を特定して、特定した分割領域を消灯すると共に、隣接する分割領域の配光を点滅するように前照灯を点灯制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用照明装置にかかり、特に、前照灯等の配光を制御する車両用照明装置に関する。

前照灯等の配光を制御する車両用照明装置としては、例えば、特許文献１に記載の技術が提案されている。

特許文献１に記載の技術では、それぞれが異なる領域を照らし、全体として主配光部及び周辺配光部を含む所定の配光パターンを形成する複数の光源と、車両の前方を撮像するカメラと、カメラで取得された画像に基づいて、当該車両の走行にとって危険な物体を危険物として判断する危険物判断部と、危険物判断部が判断した危険物が主配光部の外側にある場合に、複数の光源の向きを変化させて危険物を照らす光源制御部と、を備えることが提案されている。

また、特許文献１に記載の技術では、危険物である歩行者を間欠的に照らすように複数の光源を制御しても良いことが記載されている。
特開２００６−２１６３１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、歩行者に対して直接点滅照射するため、歩行者に不快感を与えることが考えられる。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、運転者に歩行者等の照明対象の存在を報知すると共に、照明対象側の不快感を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、複数に分割した配光領域のそれぞれの分割領域毎に配光を変更可能な車両用照明手段と、照明対象を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、照明対象に対応する前記分割領域を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された前記分割領域の周囲領域に対応する前記分割領域の配光を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、複数の車両用照明手段は、複数に分割した配光領域のそれぞれの分割領域毎に配光が変更可能とされている。車両用照明手段は、例えば、車両用の前照灯を適用することができる。また、車両用照明手段は、例えば、ＬＥＤ光源などの光源を複数備えて各光源によって分割領域に分割可能としたものや、光源からの光をＤＭＤ（Digital Micromirror Device）や液晶素子等の光変調素子を用いて分割可能としたものや、シャッタ等を用いて分割可能としたものなどを適用することが可能である。

検出手段では、照明対象が検出される。検出手段としては、例えば、カメラやレーダー等を適用することができ、カメラやレーダー等によって車両前方の歩行者等の照明対象を検出することができる。

特定手段では、検出手段の検出結果に基づいて、照明対象に対応する分割領域が特定され、制御手段では、特定手段によって特定された分割領域の周囲に存在する分割領域の配光が制御される。

例えば、照明対象が歩行者である場合には、歩行者の周囲の配光が制御されることによって、配光制御された状態を運転者が確認することによって歩行者の位置を確認することができるので、運転者に歩行者等の照明対象の存在を報知することができる。また、照明対象の周囲が配光制御されることによって、照明対象側の不快感を抑制することができる。

なお、請求項２に記載の発明のように、特定手段によって特定された車両用照明手段の分割領域を非照射にするように車両用照明の配光を制御する配光制御手段を更に備えることによって、歩行者等の照明対象への配光が非照射となるので、照明対象側の不快感を更に抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、検出手段によって検出された照明対象の移動状態を特定する移動状態特定手段を更に備え、制御手段が、移動状態特定手段によって特定された移動状態に基づいて配光を制御するようにしてもよい。この場合には、例えば請求項４に記載の発明のように、移動状態特定手段が、照明対象の移動方向を検出し、制御手段が、移動状態特定手段によって特定された移動方向に対応する特定手段によって特定された分割領域の周囲に存在する分割領域の配光を制御することによって、歩行者等の照明対象の移動方向を運転者に報知することができる。

一方、制御手段は、請求項５に記載に発明のように、周囲に存在する分割領域が照射と非照射の繰り返しとなるように配光を制御するようにしてもよい。これによって、特定手段によって特定された分割領域の周囲が点滅して見えるので、歩行者等の照明対象の位置を際立たせることができる。

以上説明したように本発明によれば、照明対象に対応する分割領域の周囲に存在する分割領域に対して配光制御することによって、運転者に歩行者等の照明対象の存在を報知することができると共に、照明対象側の不快感を抑制することができる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の構成を示すブロック図である。

本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０は、図１に示すように、車両に設けられた前照灯１２が、配光制御ＥＣＵ１４に接続されており、配光制御ＥＣＵ１４によって前照灯１２の点灯や消灯が制御される。

本実施の形態では、配光制御ＥＣＵ１４は、前照灯１２の配光領域のうち前方の歩行者に対応する領域を消灯するように配光制御を行うと共に、歩行者の周辺領域が点滅するように配光制御を行う。

配光制御ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４Ａ、ＲＡＭ１４Ｂ、ＲＯＭ１４Ｃ、及びＩ／Ｏ１４Ｄを含むマイクロコンピュータで構成されている。

配光制御ＥＣＵ１４のＲＯＭ１４Ｃには、前照灯１２の配光制御を行うためのテーブルや後述する配光制御ルーチンを実行するためのプログラム等が記憶され、ＲＡＭ１４Ｂは、ＣＰＵ１４Ａによって行われる各種演算等を行うメモリ等として使用される。

Ｉ／Ｏ１４Ｄには、スイッチ１６、カメラ１８、及び前照灯ドライバ２０が接続されており、スイッチ１６の操作状態や、カメラ１８による車両前方の撮影結果が配光制御ＥＣＵ１４に入力される。

スイッチ１６は、前照灯１２のオンオフを指示すると共に、ロービームとハイビームを指示し、指示結果を配光制御ＥＣＵ１４に出力する。また、カメラ１８は、車両前方を撮影して撮影結果を配光制御ＥＣＵ１４に出力する。

そして、配光制御ＥＣＵ１４は、スイッチ１６の状態に応じて前照灯ドライバ２０を制御して、前照灯１２の点灯を行うと共に、カメラ１８の撮影画像の基づいて、前方の歩行者を検出して、歩行者に対応する領域への前照灯からの光を非照射とするように、前照灯１２の配光を制御する。

前照灯１２は、車両の前端部に２つ設けられており、図２に示すように、前照灯１２の配光領域を車幅方向に複数に分割してそれぞれの分割領域２２に対して光の照射や非照射が可能とされることによって、各分割領域毎に配光が変更可能とされ、配光制御ＥＣＵ１４によって各分割領域への光の照射や非照射が制御される。

図３（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０に適用可能な前照灯の一例を示す図である。

前照灯１２は、例えば、図３（Ａ）に示すように、複数のＬＥＤ光源２４を備えたものを適用可能で、前照灯ドライバ２０が複数のＬＥＤ光源２４の点灯や消灯を制御することによって、図２に示す各分割領域２２への光の照射や非照射を行うことが可能である。図３（Ａ）では、複数のＬＥＤ光源２４を備えたＬＥＤランプ２６を２灯備えた前照灯の一例を示し、例えば、一方のＬＥＤランプ２６をロービーム用、他方のＬＥＤランプ２６をハイビーム用として使い分けるようにしてもよい。

また、前照灯１２は、図３（Ｂ）に示すように、１つの光源２８からの光をＤＭＤ（Digital Micromirror Device）３０によって反射して、レンズ３１を介して車両前方を照射するものを適用するようにしてもよい。ＤＭＤミラー３０は、図３（Ｃ）に示すように複数のマイクロミラー３２を備えており、各マイクロミラー３２の回転が制御可能なデバイスである。すなわち、前照灯ドライバ２０として光源２８を点灯する光源ドライバ３４と、ＤＭＤ３０の各マイクロミラー３２の回転を駆動するＤＭＤドライバ３６と、を設け、光源ドライバ３４によって光源２８を点灯して、ＤＭＤドライバ３６によってＤＭＤ３０の各マイクロミラー３２の回転を制御することによって、図２に示す各分割領域への光の照射や非照射を制御することが可能である。

なお、本実施の形態では、複数のＬＥＤ光源２４を備えたものとして、以下の説明を行う。また、前照灯１２の構成を上記に限るものではなく、例えば、単一の光源から車両前方を照らす光を遮断する複数のシャッタ等を設けて、各シャッタの大きさを分割領域に対応させて、図２に示す各分割領域の点灯や消灯を可能としてもよいし、ＤＭＤ３０の代りにＤＭＤ３０以外の液晶素子等の光変調素子等を用いるようにしてもよい。

図４（Ａ）は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０の前照灯１２の分割領域を説明するための図である。

本実施の形態の前照灯１２の分割領域の分割パターンは、図４（Ａ）に示すように、車幅方向の略中央部分の分割領域の分割幅が車幅方向端部よりも車幅方向に短く設定され、車幅方向外側に向かって徐々に車幅方向に長い分割領域となるように設定されている。

また、前照灯１２は、各分割領域に対応するＬＥＤ光源２４が予め設定されており、複数のＬＥＤ光源２４を選択的に点灯することによって、各分割領域毎の点灯や消灯を行う。

例えば、本実施の形態では、図４（Ｂ）に示すように、分割領域Ｎｏ．１に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１〜８を対応させ、分割領域Ｎｏ．２に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．９〜１２を対応させ、分割領域Ｎｏ．３に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１３〜１５を対応させ、分割領域Ｎｏ．４に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１６を対応させ、分割領域Ｎｏ．５に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１７を対応させ、分割領域Ｎｏ．６に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１８，１９を対応させ、分割領域Ｎｏ．７に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．２０〜２２を対応させ、分割領域Ｎｏ．８に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．２３〜２７を対応させる。そして、各分割領域に対応させたＬＥＤ光源２４の点灯や消灯を制御することで、各分割領域毎の光の照射や非照射が可能となるので、図４（Ｂ）に示す対応を光源分割領域対応関係テーブル３８としてＲＯＭ１４Ｃ等に記憶しておき、配光制御ＥＣＵ１４が当該光源分割領域対応関係テーブル３８を用いて点灯制御することで、各領域毎に前照灯１２の点灯や消灯が可能となる。

なお、本実施の形態では、ＬＥＤ光源２４の点灯数で分割領域を決定するが、これに限るものではなく、例えば、レンズや光源の大きさ、或いは特性等で分割領域の大きさを決定するようにしてもよい。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の配光制御について説明する。本実施形態では、車両前方の歩行者を検出して、前照灯１２の配光領域のうち歩行者に対応する分割領域２２を非照射にすると共に、当該分割領域の周囲に存在する分割領域が光の照射と非照射の繰り返しを行うようにしたものである。

ここで、本発明の第１実施形態に係わる車両用照明装置１０の配光制御ＥＣＵ１４で行われる配光制御の詳細について説明する。図５は、本発明の第１実施形態に係わる車両用照明装置１０の配光制御ＥＣＵ１４で行われる配光制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図５に示す配光制御ルーチンは、乗員のスイッチ１６の操作によって、前照灯１２の点灯が指示された場合等に開始する。また、スイッチ１６に自動点灯モードを備える場合には、乗員によって自動点灯が指示されて、前照灯１２を点灯する所定の条件が満たされた場合に開始するようにしてもよい。

乗員のスイッチ１６の操作によって前照灯１２の点灯が指示されると、ステップ１００では、前照灯１２が点灯される。すなわち、ＣＰＵ１４ＡがＩ／Ｏ１４Ｄを介して前照灯ドライバ２０を制御することによって、２つの前照灯１２の各ＬＥＤ光源２４が駆動されることによって前照灯１２を点灯させる。

ステップ１０２では、カメラ１８によって車両前方を撮影した撮影結果がＩ／Ｏ１４Ｄを介しては配光制御ＥＣＵ１４に取得されてステップ１０４へ移行する。

ステップ１０４では、カメラ１８の撮影結果に基づいて歩行者がＣＰＵ１４Ａによって検出されてステップ１０６へ移行する。なお、歩行者の検出は、種々の既知の技術などを用いて検出可能で、例えば、画像処理を用いて検出することが可能である。

続いてステップ１０６では、前方に歩行者が存在するか否かがＣＰＵ１４Ａによって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１０８へ移行し、否定された場合にはステップ１１４へ移行する。

ステップ１０８では、歩行者が存在する領域に対応する前照灯１２の分割領域がＣＰＵ１４Ａによって特定されてステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、特定した分割領域に隣接する分割領域がＣＰＵ１４Ａによって特定されてステップ１１２へ移行する。すなわち、歩行者が存在する分割領域２２に隣接した両サイドの分割領域２２が特定される。

次にステップ１１２では、歩行者に対応する分割領域２２が消灯されると共に、隣接する分割領域が点滅されてステップ１１４へ移行する。すなわち、配光制御ＥＣＵ１４が前照灯ドライバ２０を制御することによって、歩行者に対応する分割領域が消灯されるので、ハイビームで走行しても歩行者へのグレア光を抑制することができる。また、歩行者が存在する領域に隣接する分割領域が点滅されるので、運転者に歩行者の存在を認識させることができる。

そして、ステップ１１４では、スイッチ１６がオフされたか否かがＣＰＵ１４Ａによって判定され、該判定が否定された場合にはステップ１０２に戻って上述の処理が繰り返され、ステップ１１４の判定が肯定されたところでステップ１１６へ移行して、前照灯１２を消灯して一連の処理を終了する。

すなわち、本実施の形態に係わる車両用照明装置１０の配光制御ＥＣＵ１４によって上述のように配光制御を行うことにより、図６（Ａ）に示すように、車両前方に歩行者が存在する場合には、前照灯１２の配光領域を複数に分割し、歩行者に対応する分割領域（図６（Ａ）では分割領域Ｎｏ．６）を検出して、検出した歩行者が存在する分割領域をのみを消灯するように配光制御する。そして、歩行者が存在する分割領域の周囲に存在する分割領域（図６（Ａ）では分割領域Ｎｏ．４、５）を点滅するように配光制御するので、歩行者に対するグレア光を抑制することができる共に、運転者に歩行者の存在を報知することができる。

なお、本実施形態では、ハイビームとロービームについては特に言及しなかったが、ハイビームの領域のみについて上述の配光制御を行うようにしてもよいし、ハイビームとロービームの領域について上述の配光制御を行うようにしてもよいし、ロービームの領域のみについて上述の配光制御を行うようにしてもよい。ハイビームの領域について上述の配光制御を行う場合には、歩行者に対するグレア光が抑制されるため、常時ハイビーム点灯で走行することが可能となる。

また、本実施形態では、歩行者が存在する分割領域に隣接する分割領域を点滅するように配光制御するようにしたが、変形例として、図６（Ｂ）に示すように、ハイビーム領域において歩行者が存在する分割領域に隣接する分割領域（図６（Ｂ）では分割領域Ｎｏ．５、７）を点灯して、他のハイビームの分割領域を消灯するようにしてもよい。これによって、ロービームで走行中にハイビーム領域、すなわち、遠方にいる歩行者を運転者に報知することができる。

また、本実施形態では、歩行者が存在する分割領域に隣接する両サイドの分割領域が点滅するように配光制御するようにしたが、分割領域が更に細かく分割した場合などでは、歩行者が存在する分割領域の周囲全ての分割領域が点滅するように配光制御するようにしてもよい。

（第２実施形態）
第１実施形態では、歩行者が存在する分割領域の周囲に存在する分割領域を点滅するように配光制御するようにしたが、第２実施形態では、歩行者の移動方向を検出して、歩行者の存在する分割領域の歩行者の移動方向の周囲に存在する分割領域を点滅するようにしたものである。なお、基本的構成は第１実施形態と同一であるため詳細な説明を省略する。

図７は、本発明の第２実施形態に係わる車両用照明装置の配光制御ＥＣＵで行われる配光制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、第１実施形態と同一処理については同一符号を付して説明する。また、当該配光制御ルーチンも第１実施形態と同様に、乗員のスイッチ１６の操作によって、前照灯１２の点灯が指示された場合等に開始する。また、スイッチ１６に自動点灯モードを備える場合には、乗員によって自動点灯が指示されて、前照灯１２を点灯する所定の条件が満たされた場合に開始するようにしてもよい。

続いてステップ１０６では、前方に歩行者が存在するか否かがＣＰＵ１４Ａによって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１０７へ移行し、否定された場合にはステップ１１４へ移行する。

ステップ１０７では、歩行者の移動方向がＣＰＵ１４Ａによって検出されてステップ１０８へ移行する。例えば、カメラ１８による撮影画像の数フレームを用いて歩行者として特定した画像の移動方向を画像処理によって検出することによって歩行者の移動方向を検出する。

次にステップ１１２では、歩行者に対応する分割領域２２が消灯されると共に、歩行者の移動方向に隣接する分割領域が点滅されてステップ１１４へ移行する。すなわち、配光制御ＥＣＵ１４が前照灯ドライバ２０を制御することによって、歩行者に対応する分割領域が消灯されるので、ハイビームで走行しても歩行者へのグレア光を抑制することができる。また、歩行者が存在する領域に隣接し、かつ歩行者の移動方向に対応する分割領域が点滅されるので、運転者に歩行者の存在を認識させることができると共に、歩行者の移動方向も認識させることができる。

すなわち、本実施形態に係わる車両用照明装置の配光制御ＥＣＵ１４によって上述のように配光制御を行うことにより、図８（Ａ）に示すように、車両前方に歩行者が存在する場合には、前照灯１２の配光領域を複数に分割し、歩行者に対応する分割領域（図８（Ａ）では分割領域Ｎｏ．６）を検出して、検出した歩行者が存在する分割領域のみを消灯するように配光制御する。そして、歩行者が存在する分割領域の歩行者の移動方向の周囲に存在する分割領域（図８（Ａ）では分割領域Ｎｏ．７）を点滅するように配光制御するので、歩行者に対するグレア光を抑制することができる共に、運転者に歩行者の位置及び移動方向を報知することができる。

また、本実施形態では、歩行者の移動方向に隣接する分割領域を点滅するように配光制御するようにしたが、さらに、歩行者の移動速度を検出して、移動速度に応じて点滅速度等を変更するようにしてもよい。

また、本実施形態では、歩行者が存在する分割領域の方向に隣接する分割領域を点滅するように配光制御するようにしたが、変形例として、図８（Ｂ）に示すように、ハイビーム領域において歩行者が存在する分割領域の歩行者の移動方向に隣接する分割領域（図８（Ｂ）では分割領域Ｎｏ．７）を点灯して、他のハイビームの分割領域を消灯するようにしてもよい。これによって、ロービームで走行中にハイビーム領域、すなわち、遠方にいる歩行者を運転者に認識させることができる。

また、上記の各実施形態では、歩行者が存在する分割領域に隣接した分割領域を点滅するように配光制御するようにしたが、図９に示すように、歩行者の存在する分割領域（図９では分割領域Ｎｏ．６）のみの点灯と、歩行者の存在する分割領域以外の分割領域の点灯を交互に行う点滅をハイビーム領域のみで行うようにしてもよい。

また、上記の各実施形態では、カメラ１８を用いて、前方の歩行者を検出するようにしたが、これに限るものではなく、レーダー等の各種技術を用いて前方の歩行者や対向車を検出するようにしてもよい。

さらに、上記の各実施形態では、本発明の車両用照明手段として前照灯１２を適用するようにしたが、これに限るものではなく、補助前照灯やその他の車両用照明を適用するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の前照灯の配光範囲の分割領域を説明するための図である。本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置に適用可能な前照灯の一例を示す図である。（Ａ）は本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の前照灯の分割領域を説明するための図であり、（Ｂ）は光源分割領域対応関係テーブルを示す図である。本発明の第１実施形態に係わる車両用照明装置の配光制御ＥＣＵで行われる配光制御ルーチンを示すフローチャートである。（Ａ）は第１実施形態に係わる車両用照明装置の前照灯の配光制御の一例を示す図であり、（Ｂ）は変形例の配光制御の一例を示す図である。本発明の第２実施形態に係わる車両用照明装置の配光制御ＥＣＵで行われる配光制御ルーチンを示すフローチャートである。（Ａ）は第２実施形態に係わる車両用照明装置の前照灯の配光制御の一例を示す図であり、（Ｂ）は変形例の配光制御の一例を示す図である。歩行者の存在する分割領域のみの点灯と、歩行者の存在する分割領域以外の分割領域の点灯を交互に行う点滅を示す図である。

符号の説明

１０車両用照明装置
１２前照灯
１４配光制御ＥＣＵ
１８カメラ
２０前照灯ドライバ
２２分割領域
２４ＬＥＤ光源
２８光源
３０ＤＭＤ
３２マイクロミラー

Claims

複数に分割した配光領域のそれぞれの分割領域毎に配光を変更可能な車両用照明手段と、
照明対象を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、照明対象に対応する前記分割領域を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された前記分割領域の周囲に存在する前記分割領域の配光を制御する制御手段と、
を備えた車両用照明装置。
前記特定手段によって特定された車両用照明手段の分割領域を非照射にするように前記車両用照明の配光を制御する配光制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
前記検出手段によって検出された照明対象の移動状態を特定する移動状態特定手段を更に備え、前記制御手段が、前記移動状態特定手段によって特定された移動状態に基づいて配光を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用照明装置。
前記移動状態特定手段は、照明対象の移動方向を検出し、前記制御手段は、前記移動状態特定手段によって特定された移動方向に対応する前記特定手段によって特定された前記分割領域の周囲に存在する前記分割領域の配光を制御することを特徴とする請求項３に記載の車両用照明装置。
前記制御手段は、前記周囲に存在する前記分割領域が照射と非照射の繰り返しとなるように配光を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の車両用照明装置。