JP3868857B2 - Electromagnetic radiation device and vehicle front imaging device - Google Patents

Electromagnetic radiation device and vehicle front imaging device Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用前照灯として好適な電磁波放射装置および暗視装置として好適な車両前方撮像装置に関し、詳しくは自動車などの車両の夜間走行時における車両前方の歩行者や対向車などの存在を確認するために上記車両に設けられて近赤外線と可視光線とを放射する電磁波放射装置、および上記電磁波放射装置から放射された近赤外線を利用した車両前方撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通常の車両用前照灯には、対向車がない場合に点灯される走行灯(以下、ハイビ−ム)と、対向車がある場合に当該対向車に眩しさを与えない様に下向きに照明する為のロ−ビ−ムとが設けられている。夜間の運転中に対向車がある場合、運転者は互いのハイビ−ムで眩惑されないように、対向車が来るたびにハイビ−ムの輝度を低下させたりロ−ビ−ムに切り換える、などの操作を余儀なくされる。しかしその操作は、運転者に余分の緊張と疲労を与える、相手のために照明輝度を低下させると自分のライトが照らす路上の視野は著しく狭く暗くなる、あるいは対向車の強いライトが視界に強く入ってきた場合には一時的な眩み現象により前方路上の確認が遅れて極めて危険である、などの問題がある。
【0003】
かかる問題の対策として、車両に暗視装置を設ける提案がなされている。この暗視装置は、車両の前端にあるラジエータグリルに適宜な開口を設け、この開口から近赤外線カメラにより前方を撮影し、車室内に近赤外線カメラからの信号を処理する制御部およびモニタを設けて運転者に歩行者の存在などの車両前方の情報を知らせるものであって、走行前方の歩行者など被写体が発する近赤外線のみを検知するパッシブ型暗視装置と、例えば特開2001−313850号公報に開示されているような、赤外線ランプなどで被写体を照明するアクテブ型暗視装置とが知られている。
【0004】
図15は、従来のアクテブ型暗視装置の例であって、80は車両、81はグリル、82はヘッドランプ、90はグリル81に設置された暗視装置であって、暗視装置90は、グリル81の中央81aに設けられた近赤外線カメラ91とグリル81の端近くに設けられた近赤外線ランプ92とから構成されている。しかし上記のパッシブ型は、近赤外線を発しない障害物の検知はできず、一方、上記アクテブ型は近赤外線ランプの取付が必要となりコストアップする問題が生じる。
【0005】
前記従来技術の欠点に鑑みて、既存のロ−ビ−ムから可視光線と共に放射される近赤外線を利用して車両前方を近赤外線カメラにて撮影しようとする提案がなされているが、この提案はつぎの問題がある。即ち上記ロ−ビ−ムは、下向きに照明するものであるので、近赤外線は可視光線と一緒に下向きに放射されて遠方まで到達できず、十分な障害物検知が期待できない問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の実情に鑑み、安価に製造可能であって、且つ車両前方の遠方まで到達する近赤外線を放射すると共に、車両用前照灯として特にロ−ビ−ムとしても機能する電磁波放射装置並びに当該電磁波放射装置を利用した車両前方撮像装置を提供することを課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る電磁波放射装置は、近赤外線と可視光線とを含む電磁波を発生する電磁波発生源、上記電磁波発生源の前方に設置されて近赤外線を車両の前方方向に放射すると共に可視光線またはその成分光線を上記近赤外線の放射方向よりも下向きに放射する電磁波分散装置を備えたことを特徴とするものである。
【0008】
本発明の請求項2に係る電磁波放射装置は、請求項1において、上記電磁波分散装置は、プリズムであることを特徴とするものである。
【0009】
本発明の請求項3に係る電磁波放射装置は、請求項2において、上記プリズムは、上記電磁波発生源から発生した上記電磁波の入射面および/または出射面が鋸歯状および/またはフレネルレンズ状であることを特徴とするものである。
【0010】
本発明の請求項4に係る電磁波放射装置は、請求項1において、上記電磁波分散装置は 、ホログラム光学素子であることを特徴とするものである。
【0011】
本発明の請求項5に係る車両前方撮像装置は、請求項1〜請求項4のいずれか一項記載の電磁波放射装置、上記電磁波放射装置から放射された近赤外線により車両の前方を撮影する近赤外線カメラ、上記近赤外線カメラから得られる画像を表示信号に変換する画像処理装置、および上記表示信号を受けて上記画像を表示する表示装置を備えたことを特徴とするものである。
【0012】
本発明の請求項6に係る車両前方撮像装置は、請求項5において、上記電磁波放射装置から放射された近赤外線により対向車が照射されることを防止する近赤外線遮蔽装置を備えたことを特徴とするものである。
【0013】
本発明の請求項7に係る車両前方撮像装置は、請求項6において、上記近赤外線カメラから得られる画像により上記対向車を検出し、上記対向車が近赤外線により照射されないように上記近赤外線遮蔽装置を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【0014】
本発明の請求項8に係る車両前方撮像装置は、請求項5において、上記電磁波放射装置から放射された近赤外線を鉛直軸に対して 0 °より大きく 45 °未満の角度で偏線する振動面を持つ近赤外線偏線フィルターを上記電磁波放射装置の前方に設置し、且つ上記と同じ偏線機能を持つ振動面を有する近赤外線偏線フィルターを上記近赤外線カメラの前方に設置したことを特徴とするものである。
【0015】
本発明の請求項9に係る車両前方撮像装置は、請求項8において、上記近赤外線偏線フィルターの振動面の上記近赤外線に対する偏線角度を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【0016】
本発明の請求項10に係る車両前方撮像装置は、請求項5において、上記表示装置は、ヘッドアップディスプレイであることを特徴とするものである。
【0017】
本発明の請求項11に係る車両前方撮像装置は、請求項5において、上記電磁波放射装置から放射された近赤外線により検出された障害物の存在に対して警報を出力する警報装置を備えたことを特徴とするものである。
【0018】
本発明の請求項12に係る車両前方撮像装置は、請求項11において、上記電磁波放射装置から放射された近赤外線の障害物での反射線を受けて上記障害物までの距離を計測する計測装置を備え、上記警報装置は、上記計測装置で計測された上記距離が規定値内にあるときに警報を発するものであることを特徴とするものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
参考例1
図1〜図3は、本発明の電磁波放射装置における参考例1を説明するものであって、図1は参考例1の一部破断斜視図、図2は図1の部分拡大一部破断斜視図、図3は図1のIII−III線に沿った断面図である。図1〜図3において、電磁波放射装置1は、回転放物面を有する反射鏡2、反射鏡2の反射面3、反射鏡2の前面を覆うレンズ4、および反射鏡2とレンズ4で囲まれた空間内に設置された電磁波発生源を含むバルブ5から構成されている。反射鏡2とレンズ4との組み合わせは、電磁波中の少なくとも一部の可視光線にて車両の前方を照明せしめるようにする前記光学装置の一例である。
【0020】
またバルブ5は、ロ−ビ−ム用のフィラメント6、ハイビ−ム用のフィラメント7、前記近赤外線透過装置の一例としてのシェ−ド8、およびこれら部材を支持する支持部材84から構成されている。フィラメント6およびフィラメント7は、反射鏡2の略焦点位置付近に配置されており、共に近赤外線と可視光線とを含む電磁波を発生するが、これらのうちのフィラメント6が前記電磁波発生源の一例に該当する。
【0021】
シェ−ド8は、前側壁81、底壁82、および後側壁83を有する船型形状のものであって、フィラメント6はその中に収められている。またシェ−ド8は、近赤外線は透過するが可視光線を遮蔽する可視光カットフィルターにて形成されており、可視光カットフィルターの形成材料は、例えばNaCl、ZnS、ZnSe、CaF、エチレン酢酸ビニル共重合体などが例示される。しかしてフィラメント6から放射された電磁波のうちの車両の前方(矢印Aの方向)に向かう前方向電磁波部分中の近赤外線は、シェ−ド8の前側壁81を透過して実線の矢印Bで示すように遠方に放射される。これに対して、上記の前方向電磁波部分中の可視光線は、前側壁81により遮蔽され、矢印Aの方向以外の方向に放射された少なくとも一部が反射鏡2の反射面3で反射して(一点鎖線で示す矢印C)、レンズ4で集光されてロ−ビ−ムとなる。なおフィラメント7から放射された電磁波は、通常の車両用前照灯におけるハイビ−ム用フィラメントの場合と同様に、点線で示す矢印Dの方向あるいはその他の方向に進んでレンズ4で集光されてハイビ−ムとなる。
【0022】
参考例1および後記する参考例2実施の形態1などの電磁波放射装置におけるロ−ビ−ム用のフィラメント6は、通常の車両用前照灯と同様に、対向車が来た場合のみ点灯してもよいが、ハイビ−ム用フィラメント7の点滅に係りなく常に点灯して近赤外線を放射し続け、後記する本発明の車両前方撮像装置にて車両前方を監視することもできる。
【0023】
参考例2.
以下において、前記図1〜図3における部位または表示と同じ部位または表示に就いては同じ符号を付して説明を省略することがある。図4は、本発明の電磁波放射装置における参考例2の断面図であって、85は前記近赤外線透過装置の他の例としてのコールドミラーである。コールドミラー85は、近赤外線は透過し、可視光線は反射して遮蔽する機能をなす。しかしてフィラメント6から放射された電磁波のうちの車両の前方(矢印Aの方向)に向かう前方向電磁波部分中の近赤外線は、コールドミラー85を透過して実線の矢印Bで示すように遠方に放射される。これに対して、上記前方向電磁波部分中の矢印Aの方向に進まんとする可視光線は、コールドミラー85で反射して、矢印Aの方向以外の方向に放射された可視光線と一緒に反射鏡2の反射面3で反射し、レンズ4(図示せず、図1参照)で集光されてロ−ビ−ムとなる。
【0024】
なお参考例1において採用された可視光カットフィルターを用いたシェ−ド8は、可視光線の遮蔽によりある程度発熱する。これに対してコールドミラー85は発熱しないので、電磁波放射装置の加熱を抑える観点から好ましい。
【0025】
実施の形態1
図5および図6は、本発明の電磁波放射装置における実施の形態1を説明するものであって、図5は実施の形態1の概略断面図であり、図6は鋸歯状プリズムの斜視図である。図5および図6において、5はロ−ビ−ム用のフィラメントとハイビ−ム用のフィラメントとを有する通常の車両用前照灯用のバルブであり、86は前記電磁波分散装置の一例としての鋸歯状プリズムである。鋸歯状プリズム86は、複数の板状プリズムを鋸歯状に積層して溶着したような構造を有し、その一方の面が断面三角形の複数の突起を有する鋸歯状面であり、他方が平坦面となっている。上記鋸歯状面に入射した電磁波は、図5および図6に示すように分散して上記平坦面から出射する。
【0026】
図5において鋸歯状プリズム86は、バルブ5および反射鏡2の前方に、且つ路面Rに対して図示する角度θだけ傾斜して設置されている。角度θは、バルブ5から放射された電磁波中の近赤外線の可及的多くが鋸歯状プリズム86を通過して路面Rと平行な方向(矢印Bの方向)に放射されるように調節されている。一般的に個々の電磁波の各屈折率は、周知の通りその波長により変化し、波長が長いほど屈折率は小さくなる。このために近赤外線より屈折率の大きい可視光線は、近赤外線より大きく屈折し、且つ分散して(図5では図の簡略化のために可視光線の分散状態の図示を省略)下向きに、即ち路面Rに向かう方向(矢印Cの方向)に放射されてロ−ビ−ムとなる。
【0027】
なお実施の形態においては鋸歯状プリズム以外にも、要は電磁波を図5および図6に示すように分散する各種のプリズム、例えばフネレルレンズ状のもの、であってもよい。
【0028】
実施の形態2
図7および図8は、本発明の電磁波放射装置における実施の形態2を説明するものであって、図7は実施の形態2の概略断面図であり、図8はホログラム素子の斜視図である。図7および図8において、5はロ−ビ−ム用のフィラメントとハイビ−ム用のフィラメントとを有する通常の車両用前照灯用のバルブであり、87は前記電磁波分散装置の他の例としてのホログラム素子である。ホログラム素子87は、周知の通り、電磁波の波長に応じて分散し、波長毎に集光する機能を有するものであって、実施の形態4ではそれはバルブ5および反射鏡2の前方に設置され、且つバルブ5から放射された電磁波中の近赤外線はホログラム素子87を通過して路面Rと平行な方向(矢印Bの方向)に放射するように調節設置されている。一方、可視光線は、分散して(図7では図の簡略化のために可視光線の分散状態の図示を省略)下向きに、即ち路面Rに向かう方向(矢印Cの方向)に放射されてロ−ビ−ムとなる。なお図8において、ホログラム素子87の波線は、波長レベルの縞模様である。
【0029】
実施の形態3
本発明の実施の形態3は、本発明の車両前方撮像装置に関するものであって、図9は電磁波放射装置および実施の形態3の車両前方撮像装置を搭載した自動車の斜視図、図10は上記自動車の内部の構成説明図、図11は上記車両前方撮像装置の回路構成および主要部分の説明図である。図9〜図11において、1は自動車の前面に搭載された電磁波放射装置であり、9は上記自動車の室内前面に搭載された車両前方撮像装置である。車両前方撮像装置9は、主として電磁波放射装置1、当該装置1から上記自動車の前方に放射された近赤外線により上記前方を撮影する近赤外線カメラ、上記近赤外線カメラから得られる画像を表示信号に変換する画像処理装置、および上記前方の画像を表示する表示装置から構成されており、電磁波放射装置1から放射された近赤外線の、障害物での反射線を対物レンズを介して受光し、上記障害物までの距離を計測すると共に、上記障害物までの距離とその時の車速とから当該障害物が危険区域(距離)に入ったか否かを判別し、入った場合にはその旨の警告を行う機能をなす。
【0030】
上記電磁波放射装置1としては、前記実施の形態1および実施の形態2のいずれかに示された電磁波放射装置1が用いられる。上記近赤外線カメラは図11における符号21〜28で表示された部分から、上記画像処理装置は図11における符号31〜38で表示された部分から、それぞれ構成されており、また上記表示装置の一例として図10に示すモニタ39が用いられている。
【0031】
先ず、上記近赤外線カメラの対物レンズおよびその位置制御を行う部分の構成について説明し、ついでその動作を説明する。図11において、20は車両前方撮像装置9内の各回路を制御するためのマイクロコンピュ−タであり、これは例えば内部にCPU(中央演算処理回路)、ROM、およびRAMを有する1チップマイクロコンピュ−タから構成され、上記ROMに格納されたプログラムにしたがって距離計測や対物レンズの焦点調節の動作を制御する。21はフォ−カスレンズ、22はズ−ムレンズであり、これらにより対物レンズを構成している。23、24は、それぞれフォ−カスレンズ21およびズ−ムレンズ22を駆動するためのレンズ駆動用モ−タ、25、26はそれぞれフォ−カスレンズ21、ズ−ムレンズ22のフォ−カス、ズ−ム位置を検出するためのエンコ−ダ、27、28はモ−タドライバである。
【0032】
以上の構成において、マイクロコンピュ−タ20は、フォ−カスレンズ21およびズ−ムレンズ22の位置が或る時点での車速デ−タに基づいて所定の位置になるように、フォ−カスレンズ21およびズ−ムレンズ22の駆動を制御する。換言すると、フォ−カスレンズ21の焦点調節動作とズ−ムレンズ22の撮影範囲の調節動作とを行う。
【0033】
上記を一層具体的に説明すると、上記自動車が低速で走行している情報が入力した場合には、マイクロコンピュ−タ20は、近くの、比較的広い範囲の障害物検知を行うべくモ−タドライバ28を介してレンズ駆動用モ−タ24を逆転(或は正転)させ、ズ−ムレンズ22を対物レンズの焦点距離が小さくなる方向へと移動させ、またモ−タドライバ27を介してレンズ駆動モ−タ23を逆転(或は正転)させ、フォ−カスレンズ21を至近側から無限方向へと移動させる。各レンズ21、22の移動位置は、エンコ−ダ25、26が検出しているが、マイクロコンピュ−タ20は、エンコ−ダ25、26よりそれぞれの位置信号を読み取り、各レンズ21、22が所定の位置に達したことを検知すると、モ−タドライバ27、28へ駆動停止信号を出力する。
【0034】
一方、上記自動車が高速で走行している情報が入力した場合には、遠くの、比較的狭い範囲の障害物検知を行うべくモ−タドライバ28を介してレンズ駆動用モ−タ24を正転(或は逆転)させ、ズ−ムレンズ22を対物レンズの焦点距離が大きくなる方向へと移動させ、またモ−タドライバ27を介してレンズ駆動モ−タ23を正転(或は逆転)させ、フォ−カスレンズ21を上記の低速時よりは更に無限側へと移動させる。そしてエンコ−ダ25、26にて各レンズ21、22が所定の位置に達したことが検出されていることを読み取ると、モ−タドライバ27、28へ駆動停止信号を出力する。
【0035】
つぎに図11中の、上記障害物にて反射された近赤外線から当該障害物までの距離測定を行う部分の構成について説明し、その動作を説明する。31はマイクロコンピュ−タ20が各種制御を行う際の同期を取る為の信号を発生する回路(以下、クロック信号)、33は撮像素子、32は撮像素子33を駆動する駆動回路、34は撮像素子33に蓄積され、転送される2つの像信号を保持するサンプルホ−ルド回路、35は増幅回路、36は増幅回路35を介して入力されるアナログ像信号をディジタル像信号に変換する変換回路、38はディジタルシグナルプロセッサ、37はディジタルシグナルプロセッサ38からの信号を記憶する記憶回路である。上記近赤外線カメラからの出力は、可視光線による通常の画像とは異なる表現となるので、ディジタルシグナルプロセッサ38は違和感を取り除くための画像処理をなし、かく処理した画像をモニタ39に表示する。
【0036】
以上の構成において、上記障害物にて反射した近赤外線により当該障害物までの距離測定を行う場合は、マイクロコンピュ−タ20は、クロック信号31に同期させて駆動回路32を制御し、撮像素子33を駆動する。これにより電磁波放射装置1から放射された近赤外線の、上記障害物での反射線が入射している撮像素子33にて2つの像信号の蓄積が開始される。そして所定の電荷の蓄積が終了すると、各画素の電荷(像信号)は前記クロック信号31に同期して時系列的にサンプルホ−ルド回路34へと送出され、その後増幅回路35で増幅され、変換回路36にてディジタル信号に変換され、ディジタルシグナルプロセッサ38へと送出される。そして順次記憶回路37に一旦記憶される。
【0037】
その後、ディジタルシグナルプロセッサ38にて、記憶回路37に記憶された2像の信号が取出され、当該像信号の位相差が算出されてこの結果がマイクロコンピュ−タ20へと送出される。上記の位相差デ−タを受けるマイクロコンピュ−タ20は、当該位相差デ−タと焦点検出系の敏感度とから焦点位置を算出し、上記障害物までの距離を測定する。
【0038】
つぎに図11中の、電磁波放射装置1を作動させる部分の構成について説明し、その動作を説明する。10は電磁波放射装置1を点灯させる為の点灯手段、11は当該装置1をロ−ビ−ムあるいはハイビ−ムに切換えるためのロ−・ハイビ−ム切換手段、12はリレ−、6はロ−ビ−ム用フィラメント、7はハイビ−ム用フィラメント、15は電源たる電池である。
【0039】
上記構成において、点灯手段10により電磁波放射装置1を点灯させる為の信号が入力されると、マイクロコンピュ−タ20は、ロ−・ハイビ−ム切換手段11により何れを点灯させるかを判別し、これに従ってリレ−12を駆動する。例えば、ロ−・ハイビ−ム切換手段11にてハイビ−ムを点灯させるべく信号が入力されている場合には、リレ−12をフィラメント7と電源15を接続する側に切換え、電磁波放射装置1のフィラメント7を点灯させる。また当該切換手段11にてロ−ビ−ムを点灯させるべく信号が入力されている場合には、リレ−12をフィラメント6と電源15を接続する側に切換え、電磁波放射装置1のフィラメント6を点灯させる。この際に、電磁波放射装置1として例えば前記実施の形態1を採用した場合には、前述した様にシェ−ド8(図2、図3参照)は可視光線を遮蔽し且つ近赤外線は透過させるため、可視光線は反射鏡2(図1参照)で反射してロ−ビ−ムとなり、一方、近赤外線は遠方に向けて放射される。
【0040】
次に、図11中の上記自動車が障害物に対して衝突する可能性が高まった際の警告動作を行う部分の構成について説明し、その動作を説明する。16は上記自動車の走行速度を検出するための車速センサ、17は上記自動車の運転者に対して警告を行う警報機である。上記の構成において、マイクロコンピュ−タ20は、車速センサ16から上記自動車の走行速度(車速)デ−タを取り込み、当該車速デ−タと前述した様にして得られた障害物までの距離デ−タから、上記自動車が障害物に対して衝突する可能性が高まったことを判別すると、運転者にその旨の警告を促す警報を発するべく警報機17を駆動する。
【0041】
なお本実施の形態3においては、2像の位相差より焦点状態を検出し、これより障害物までの距離測定を行うようにしているが、本発明では上記測定方法に限定されるものではなく、例えば通常のカメラなどにおいて広く知られている三角測距の原理に基づいて距離測定を行う構成であっても良い。
【0042】
実施の形態4
図12は、本発明の車両前方撮像装置における実施の形態4の、前記図10に対応する自動車の内部の構成説明図であって、40は前記表示装置の他の例としてのヘッドアップディスプレイである。しかして実施の形態4は、前記実施の形態3とはモニタ39に代えてヘッドアップディスプレイ40が用いられている点において異なり、その他の構成は同じである。ヘッドアップディスプレイ40は、運転中の運転者が画像を見易い長所がある。
【0043】
実施の形態5
実施の形態5は、本発明の車両前方撮像装置に関するものであって、前記実施の形態1および実施の形態2のいずれかに示された電磁波放射装置1の前方に近赤外線を遮蔽する遮蔽板を設け、対向車に近赤外線が照射されないようにした点において前記実施の形態6と異なり、その他の構成は同じである。上記遮蔽板を設けることにより対向車への障害がなくなる効果がある。その際、近赤外線カメラから得られる画像により対向車を検出し、当該対向車に近赤外線が照射されないように上記遮蔽板の位置を制御する制御手段を設ければ、自車の前方路上の視野を確保しつつ、当該対向車への照射障害も回避し得る効果的がある。
【0044】
実施の形態6
図13および図14は、本発明の車両前方撮像装置における実施の形態6を説明する説明図であって、41は対向車の電磁波放射装置であり、44は自車の電磁波放射装置であって、両電磁波放射装置41、44は、いずれも前記実施の形態1や実施の形態2などの電磁波放射装置1と同じ構成を有する。42は電磁波放射装置41の前に設けられた偏線フィルター、43は上記対向車の車両前方撮像装置中の近赤外線カメラの前に設けられた偏線フィルター、45は電磁波放射装置44の前に設けられた偏線フィルター、46は上記自車の車両前方撮像装置中の近赤外線カメラの前に設けられた偏線フィルターであって、上記両車両前方撮像装置は、前記実施の形態3の車両前方撮像装置9と同じ構成を有する。
【0045】
上記対向車の電磁波放射装置41から放射された近赤外線は、偏線フィルター42 によってθ度傾いた偏線として放射される。一方、自車の近赤外線カメラの前に設けられた偏線フィルター46は、図13の斜線に示されるように逆にθ度傾いていることになるので、偏線フィルター46 を通して電磁波放射装置41 からの近赤外線を見れば、それはcos2θ倍の強さになっている。例えばθが30°となるように設定すると、電磁波放射装置41から放射された近赤外線は、偏線フィルター42によって30°、自車の近赤外線カメラの偏線フイルタ−46によって逆向きに30°、計cos(30°+30°)、即ちcos(60°)=1/2となり、ちょうど半分の強さになる。
【0046】
ところがそれは上記対向車からの近赤外線に限られ、図14から明らかなように自車の電磁波放射装置44から放射された近赤外線は、偏線フィルター45、46の各振動面が同じなので近赤外線の強さは低下しない。つまり互いの車が、相手側の車の近赤外線を完全に押え、しかも自車の発する近赤外線は全く低下することなく前方確認ができる。よって、かかる偏線フィルターなどの偏線装置を設けることによって、従来よりも安全かつ容易に夜間走行をすることができる。
【0047】
実施の形態6において、さらに自車の近赤外線カメラの前に設けられた偏線フィルター46の振動面の角度θを可変できる制御手段を設けると、対向車の近赤外線の強さを調整することができる。
【0048】
【発明の効果】
本発明の請求項1に係る電磁波放射装置は、以上説明した通り、近赤外線と可視光線とを含む電磁波を発生する電磁波発生源、上記電磁波発生源の前方に設置されて近赤外線を車両の前方方向に放射すると共に可視光線またはその成分光線を上記近赤外線の放射方向よりも下向きに放射する電磁波分散装置、例えば鋸歯状プリズムやレネルレンズ状プリズム、ホログラム光学素子などであるので、上記近赤外線透過装置の採用により車両前方の遠方まで到達する近赤外線を放射することが可能であると共に、ロ−ビ−ムなど車両の前方照明手段としても機能するので、従来のアクテブ型暗視装置に必要であった近赤外線ランプの別途取付が不要なりコストアップの問題が解消する。また上記電磁波放射装置は、ハイビームの点灯の有無に影響されることなく、常時あるいは必要に応じて近赤外線を車両前方に放射することができる。
【0049】
本発明の請求項5に係る車両前方撮像装置は、以上説明した通り、上記の電磁波放射装置、上記電磁波放射装置から放射された近赤外線により車両の前方を撮影する近赤外線カメラ、上記近赤外線カメラから得られる画像を表示信号に変換する画像処理装置、および上記表示信号を受けて上記画像を表示する表示装置を備えたものであるので、上記電磁波放射装置が有する効果に加えて、さらに従来のアクテブ型暗視装置に必要であった暗視カメラ用の近赤外線ランプを別途設ける必要がなくてそれを設置するスペースも不要であり、電力の供給も上記電磁波放射装置のみとなり、限られた容量の車両用バッテリーの負担が軽減する。またさらに、近赤外線カメラ用の近赤外線源がロ−ビ−ムなどと一体になっているため、近赤外線源の照射方向を簡単に調整できるものとなり、取付け作業も簡素化される。
【0050】
また、上記電磁波放射装置から放射された近赤外線により対向車が照射されることを防止する近赤外線遮蔽装置を上記電磁波放射装置の前方に備え、また上記近赤外線カメラから得られる画像により上記対向車を検出し、上記対向車が近赤外線により照射されないように上記近赤外線遮蔽装置を制御する制御手段を備えていると、ハレーションの発生を非常に高い確率で防止することができる。
【0051】
また、上記電磁波放射装置から上記車両の前方方向に放射された近赤外線を鉛直軸に対して0°より大きく45°未満の角度で偏線する振動面を持つ近赤外線偏線フィルターを上記電磁波放射装置の前方に備え、且つ上記と同じ偏線機能を持つ振動面を有する近赤外線偏線フィルターを上記近赤外線カメラの前方に備え、また上記近赤外線偏線フィルターの振動面の上記近赤外線に対する偏線角度を制御する制御手段を備えていると、ハレーションの発生を非常に高い確率で防止することができる。
【0052】
また、上記表示装置は、ヘッドアップディスプレイであると、運転中の運転者は画像が見易くて、それだけ安全運転に集中できる長所がある。
【0053】
また、上記電磁波放射装置から放射された近赤外線により検出された障害物の存在に対して警報を出力する警報装置を備え、また上記電磁波放射装置から放射された近赤外線の障害物での反射光を受光して、上記障害物までの距離を計測する計測装置を備え、上記警報装置は、上記計測装置で計測された上記距離がは規定内にあるときに警報を発するものであると、運転中の運転者は、安全運転に集中できる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電磁波放射装置における参考例1の一部破断斜視図。
【図2】 図1の部分拡大一部破断斜視図。
【図3】 図1のIII−III線に沿った断面図。
【図4】 本発明の電磁波放射装置における参考例2の断面図。
【図5】 本発明の電磁波放射装置における実施の形態1の概略断面図。
【図6】 実施の形態1で用いられた鋸歯状プリズムの斜視図。
【図7】 本発明の電磁波放射装置における実施の形態2の概略断面図。
【図8】 実施の形態2で用いられたホログラム素子の斜視図。
【図9】 本発明の車両前方撮像装置における実施の形態3を搭載した自動車の斜視図。
【図10】 実施の形態3における自動車の内部の構成説明図。
【図11】 実施の形態3における回路構成および主要部分の説明図。
【図12】 本発明の車両前方撮像装置における実施の形態4での自動車の内部の構成説明図。
【図13】 本発明の車両前方撮像装置における実施の形態6の説明図。
【図14】 本発明の車両前方撮像装置における実施の形態6の他の説明図。
【図15】 従来のアクテブ型暗視装置の説明図。
【符号の説明】
1 電磁波放射装置、2 反射鏡、4 レンズ、5 バルブ、
6 ロ−ビ−ム用のフィラメント、7 ハイビ−ム用のフィラメント7、
8 シェ−ド、85 コールドミラー、86 鋸歯状プリズム、
87 ホログラム素子、20 マイクロコンピュ−タ、
21 フォ−カスレンズ、22 ズ−ムレンズ、33 撮像素子、
38 ディジタルシグナルプロセッサ、39 モニタ、
40 ヘッドアップディスプレイ、42〜46 偏線フィルター。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an electromagnetic wave emission device suitable as a vehicle headlamp and a vehicle front imaging device suitable as a night vision device, and more specifically, the presence of a pedestrian or oncoming vehicle in front of the vehicle when the vehicle such as an automobile travels at night. The present invention relates to an electromagnetic wave emission device that is provided in the vehicle to radiate near infrared rays and visible light, and a vehicle front imaging device that uses near infrared rays emitted from the electromagnetic wave emission device.
[0002]
[Prior art]
  A normal vehicle headlight is a running light that is turned on when there is no oncoming vehicle (hereinafter referred to as a high beam), and when there is an oncoming vehicle, it is illuminated downward so as not to dazzle the oncoming vehicle. There is a lobby to do this. When there is an oncoming vehicle during night driving, the driver reduces the brightness of the high beam or switches to a low beam every time an oncoming vehicle comes, so as not to be dazzled by each other's high beam, etc. Forced to operate. However, the operation gives extra tension and fatigue to the driver, and when the lighting brightness is reduced for the other party, the field of view on which the light shines becomes extremely narrow and dark, or the strong light of the oncoming vehicle is strong in view When entering, there is a problem that confirmation on the front road is delayed due to a temporary dazzling phenomenon, which is extremely dangerous.
[0003]
  As a countermeasure against such a problem, a proposal has been made to provide a night vision device in a vehicle. This night vision device is provided with a suitable opening in the radiator grille at the front end of the vehicle, images the front from the opening with a near-infrared camera, and provides a control unit and a monitor for processing signals from the near-infrared camera in the vehicle interior A passive night vision device that detects only near-infrared rays emitted from a subject such as a pedestrian in front of the vehicle, such as the presence of a pedestrian, for example, and JP-A-2001-313850. There is known an active night-vision device that illuminates a subject with an infrared lamp or the like as disclosed in the publication.
[0004]
  FIG. 15 shows an example of a conventional active night-vision device, in which 80 is a vehicle, 81 is a grill, 82 is a headlamp, 90 is a night-vision device installed on the grill 81, and the night-vision device 90 is The near-infrared camera 91 provided at the center 81a of the grill 81 and the near-infrared lamp 92 provided near the end of the grill 81 are configured. However, the passive type described above cannot detect obstacles that do not emit near infrared rays, while the active type requires a near infrared lamp to be attached, resulting in a problem of increased costs.
[0005]
  In view of the drawbacks of the prior art, a proposal has been made to photograph the front of the vehicle with a near-infrared camera using near-infrared rays radiated from an existing lobby together with visible rays. Has the following problems: That is, since the above-mentioned beam illuminates downward, near-infrared rays are radiated downward together with visible light and cannot reach far, and there is a problem that sufficient obstacle detection cannot be expected.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  In view of the above-described prior art, the present invention emits near infrared rays that can be manufactured at a low cost and reach a distant place in front of the vehicle, and can also be used as a vehicle headlamp. It is an object of the present invention to provide a functioning electromagnetic wave radiation device and a vehicle front imaging device using the electromagnetic wave radiation device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  An electromagnetic wave emission device according to a first aspect of the present invention is an electromagnetic wave generation source that generates an electromagnetic wave including near infrared rays and visible light, and is installed in front of the electromagnetic wave generation source to emit near infrared rays in the forward direction of the vehicle. An electromagnetic wave dispersion device that emits visible light or its component light rays downward from the radiation direction of the near-infrared ray is provided.
[0008]
  An electromagnetic wave emission device according to a second aspect of the present invention is the electromagnetic wave emission device according to the first aspect, wherein the electromagnetic wave dispersion device is a prism.
[0009]
The electromagnetic wave emission device according to a third aspect of the present invention is the electromagnetic wave emission device according to the second aspect, wherein an incident surface and / or an emission surface of the electromagnetic wave generated from the electromagnetic wave generation source is a sawtooth shape and / or a Fresnel lens shape. It is characterized by this.
[0010]
  The electromagnetic wave emission device according to a fourth aspect of the present invention is the electromagnetic wave dispersion device according to the first aspect, wherein the electromagnetic wave dispersion device is It is a hologram optical element.
[0011]
  According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vehicle front image pickup device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the near-infrared ray radiated from the electromagnetic wave emission device is photographed in front of the vehicle. An infrared camera, an image processing device that converts an image obtained from the near-infrared camera into a display signal, and a display device that receives the display signal and displays the image are provided.
[0012]
  According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a vehicle front imaging apparatus according to the fifth aspect, further comprising a near-infrared shielding device that prevents the oncoming vehicle from being irradiated by the near-infrared radiation emitted from the electromagnetic wave radiation device. It is what.
[0013]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a vehicle forward imaging apparatus according to the sixth aspect, wherein the oncoming vehicle is detected from an image obtained from the near infrared camera, and the near infrared shielding is performed so that the oncoming vehicle is not irradiated with near infrared rays. A control means for controlling the apparatus is provided.
[0014]
The vehicle front imaging apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the vehicle front imaging apparatus according to the fifth aspect, wherein the near-infrared ray radiated from the electromagnetic wave radiation device is a vertical axis. 0 Greater than ° 45 A near-infrared polarization filter having a vibration surface that is polarized at an angle of less than ° is installed in front of the electromagnetic wave radiation device, and a near-infrared polarization filter having a vibration surface having the same polarization function as the above is used as the near-infrared filter. It is characterized by being installed in front of the camera.
[0015]
The vehicle forward imaging device according to claim 9 of the present invention is characterized in that, in claim 8, the vehicle front imaging device further comprises control means for controlling a polarization angle of the vibration surface of the near infrared polarization filter with respect to the near infrared light. It is.
[0016]
The vehicle forward imaging device according to claim 10 of the present invention is characterized in that, in claim 5, the display device is a head-up display.
[0017]
A vehicle forward imaging device according to an eleventh aspect of the present invention is the vehicle front imaging device according to the fifth aspect, further comprising an alarm device that outputs an alarm for the presence of an obstacle detected by the near infrared ray radiated from the electromagnetic wave radiation device. It is characterized by.
[0018]
A vehicle front imaging apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the measuring apparatus according to the eleventh aspect, wherein the apparatus measures a distance to the obstacle by receiving a reflection line from a near-infrared obstacle radiated from the electromagnetic wave radiation device. The alarm device issues an alarm when the distance measured by the measuring device is within a specified value.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Reference example 1.
  1 to 3 show the electromagnetic wave emission device of the present invention.Reference example 1FIG. 1 illustratesReference example 12 is a partially broken perspective view, FIG. 2 is a partially enlarged partially broken perspective view of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 1 to 3, an electromagnetic wave emission device 1 is surrounded by a reflecting mirror 2 having a paraboloid, a reflecting surface 3 of the reflecting mirror 2, a lens 4 covering the front surface of the reflecting mirror 2, and the reflecting mirror 2 and the lens 4. It is comprised from the valve | bulb 5 containing the electromagnetic wave generation source installed in the created space. The combination of the reflecting mirror 2 and the lens 4 is an example of the optical device that illuminates the front of the vehicle with at least a part of visible light in electromagnetic waves.
[0020]
  The bulb 5 is composed of a filament 6 for a lobe, a filament 7 for a high beam, a shade 8 as an example of the near infrared transmission device, and a support member 84 for supporting these members. Yes. The filament 6 and the filament 7 are arranged in the vicinity of the substantially focal position of the reflecting mirror 2 and both generate electromagnetic waves including near infrared rays and visible rays. Of these, the filament 6 is an example of the electromagnetic wave generation source. Applicable.
[0021]
  The shade 8 has a hull shape having a front side wall 81, a bottom wall 82, and a rear side wall 83, and the filament 6 is accommodated therein. The shade 8 is formed of a visible light cut filter that transmits near infrared rays but shields visible light. The visible light cut filter is formed of, for example, NaCl, ZnS, ZnSe, or CaF.2And ethylene vinyl acetate copolymer. Thus, near infrared rays in the forward electromagnetic wave portion of the electromagnetic wave radiated from the filament 6 toward the front of the vehicle (in the direction of the arrow A) are transmitted through the front side wall 81 of the shade 8 and indicated by a solid arrow B. Radiated far away as shown. On the other hand, visible light in the forward electromagnetic wave portion is shielded by the front side wall 81, and at least a part of the visible light emitted in a direction other than the direction of the arrow A is reflected by the reflecting surface 3 of the reflecting mirror 2. (Arrow C indicated by a one-dot chain line), the light is collected by the lens 4 and becomes a lobby. The electromagnetic wave radiated from the filament 7 proceeds in the direction of the arrow D indicated by the dotted line or other directions and is condensed by the lens 4 as in the case of the high beam filament in a normal vehicle headlamp. It becomes a high beam.
[0022]
  Reference example 1And laterReference example 2,Embodiment 1SuchPower ofThe lobe filament 6 in the magnetic wave radiation device may be turned on only when an oncoming vehicle arrives, as in the case of a normal vehicle headlamp, but the high beam filament 7 blinks. It is also possible to always turn on and continue to emit near infrared rays, and to monitor the front of the vehicle with the vehicle front imaging device of the present invention described later.
[0023]
Reference example2.
  In the following description, the same parts or displays as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. FIG. 4 shows an electromagnetic wave emission device according to the present invention.Reference example2 is a cross-sectional view of FIG. 2, and 85 is a cold mirror as another example of the near infrared ray transmitting device. The cold mirror 85 functions to transmit near infrared rays and reflect and shield visible light. Thus, the near infrared ray in the forward electromagnetic wave portion of the electromagnetic wave radiated from the filament 6 toward the front of the vehicle (in the direction of arrow A) passes through the cold mirror 85 and travels far away as indicated by the solid arrow B. Radiated. On the other hand, visible light that travels in the direction of arrow A in the forward electromagnetic wave portion is reflected by the cold mirror 85 and reflected together with visible light emitted in directions other than the direction of arrow A. The light is reflected by the reflecting surface 3 of the mirror 2 and condensed by a lens 4 (not shown, see FIG. 1) to form a lobe.
[0024]
  In additionReference example 1The shade 8 using the visible light cut filter employed in No. 2 generates heat to some extent due to the shielding of visible light. On the other hand, the cold mirror 85 does not generate heat., ElectricThis is preferable from the viewpoint of suppressing heating of the magnetic wave radiation device.
[0025]
Embodiment 1.
  5 and 6 show the electromagnetic wave emission device of the present invention.Embodiment 1FIG. 5 illustratesEmbodiment 1FIG. 6 is a perspective view of a sawtooth prism. 5 and 6, 5 is a bulb for a normal vehicle headlight having a filament for a lobe and a filament for a high beam, and 86 is an example of the electromagnetic wave dispersion device. It is a serrated prism. The sawtooth prism 86 has a structure in which a plurality of plate prisms are stacked and welded in a sawtooth shape, one surface of which is a sawtooth surface having a plurality of protrusions having a triangular cross section, and the other is a flat surface. It has become. The electromagnetic waves incident on the serrated surface are dispersed and emitted from the flat surface as shown in FIGS.
[0026]
  In FIG. 5, the sawtooth prism 86 is installed in front of the bulb 5 and the reflecting mirror 2 and inclined with respect to the road surface R by the angle θ shown in the figure. The angle θ is adjusted so that as much as possible of the near infrared rays in the electromagnetic wave radiated from the bulb 5 passes through the sawtooth prism 86 and is radiated in a direction parallel to the road surface R (direction of arrow B). Yes. In general, each refractive index of each electromagnetic wave varies depending on its wavelength as is well known, and the longer the wavelength, the smaller the refractive index. For this reason, visible light having a refractive index larger than that of near infrared rays is refracted and dispersed more than near infrared rays (in FIG. 5, illustration of the dispersion state of visible rays is omitted for simplification of the drawing), that is, downward. Radiated in the direction toward the road surface R (in the direction of arrow C), it becomes a lobby.
[0027]
  Embodiment1In addition to the sawtooth prism, the prism may be various prisms that disperse electromagnetic waves as shown in FIGS. 5 and 6, for example, a funnel lens.
[0028]
Embodiment 2.
  7 and 8 show the electromagnetic wave emission device of the present invention.Embodiment 2FIG. 7 illustratesEmbodiment 2FIG. 8 is a perspective view of the hologram element. 7 and 8, 5 is a valve for a normal vehicle headlight having a filament for a lobe and a filament for a high beam, and 87 is another example of the electromagnetic wave dispersion device. As a hologram element. As is well known, the hologram element 87 has a function of dispersing according to the wavelength of the electromagnetic wave and condensing for each wavelength. In the fourth embodiment, it is installed in front of the bulb 5 and the reflecting mirror 2. The near infrared rays in the electromagnetic waves radiated from the bulb 5 are adjusted and installed so as to pass through the hologram element 87 and radiate in the direction parallel to the road surface R (direction of arrow B). On the other hand, the visible light is dispersed (in FIG. 7, illustration of the dispersed state of the visible light is omitted for simplification), and is emitted downward, that is, in the direction toward the road surface R (the direction of arrow C). -Become a beam. In FIG. 8, the wavy line of the hologram element 87 is a stripe pattern at a wavelength level.
[0029]
Embodiment 3.
  Of the present inventionEmbodiment 3These relate to the vehicle front imaging apparatus of the present invention, and FIG.Embodiment 3FIG. 10 is an explanatory diagram of an internal configuration of the automobile, and FIG. 11 is an explanatory diagram of a circuit configuration and a main part of the vehicle forward imaging apparatus. 9 to 11, reference numeral 1 denotes an electromagnetic wave radiation device mounted on the front surface of the automobile, and reference numeral 9 denotes a vehicle front imaging device mounted on the indoor front surface of the automobile. The vehicle front imaging device 9 mainly converts the electromagnetic wave radiation device 1, a near-infrared camera that captures the front by the near-infrared radiation emitted from the device 1 to the front of the automobile, and an image obtained from the near-infrared camera into a display signal. And a display device for displaying the front image, and receives near-infrared reflection lines emitted from the electromagnetic wave radiation device 1 through the objective lens, and receives the obstacle. Measures the distance to the object, and determines whether the obstacle has entered the dangerous area (distance) from the distance to the obstacle and the vehicle speed at that time, and if so, gives a warning to that effect Make a function.
[0030]
  As the electromagnetic wave radiation device 1, the first embodiment is used.And Embodiment 2The electromagnetic wave radiation device 1 shown in any of the above is used. The near-infrared camera is composed of portions indicated by reference numerals 21 to 28 in FIG. 11, and the image processing device is composed of portions indicated by reference numerals 31 to 38 in FIG. 11, and an example of the display device. As shown in FIG. 10, a monitor 39 is used.
[0031]
  First, the configuration of the objective lens of the near-infrared camera and the position control portion thereof will be described, and then the operation thereof will be described. In FIG. 11, reference numeral 20 denotes a microcomputer for controlling each circuit in the vehicle front imaging device 9, which is, for example, a one-chip microcomputer having a CPU (central processing circuit), ROM, and RAM. The distance measurement and the focus adjustment operation of the objective lens are controlled according to the program stored in the ROM. Reference numeral 21 denotes a focus lens, and reference numeral 22 denotes a zoom lens. These constitute an objective lens. Reference numerals 23 and 24 denote lens driving motors for driving the focus lens 21 and the zoom lens 22, respectively. Reference numerals 25 and 26 denote the focus and zoom positions of the focus lens 21 and the zoom lens 22, respectively. Encoders 27 and 28 for detecting the motor are motor drivers.
[0032]
  In the above configuration, the microcomputer 20 has the focus lens 21 and the zoom lens 21 and the zoom lens 22 so that the positions of the focus lens 21 and the zoom lens 22 become predetermined positions based on the vehicle speed data at a certain time. Control the driving of the lens 22; In other words, the focus adjustment operation of the focus lens 21 and the shooting range adjustment operation of the zoom lens 22 are performed.
[0033]
  More specifically, when the information that the automobile is traveling at a low speed is input, the microcomputer 20 detects a nearby, relatively wide range of obstacles as a motor driver. The lens driving motor 24 is reversely rotated (or forwardly rotated) through 28, the zoom lens 22 is moved in a direction in which the focal length of the objective lens is reduced, and the lens is driven through the motor driver 27. The motor 23 is reversed (or forwardly rotated), and the focus lens 21 is moved from the closest side to the infinite direction. The encoders 25 and 26 detect the movement positions of the lenses 21 and 22, but the microcomputer 20 reads the position signals from the encoders 25 and 26, and the lenses 21 and 22 When it is detected that the predetermined position has been reached, a drive stop signal is output to the motor drivers 27 and 28.
[0034]
  On the other hand, when the information indicating that the automobile is traveling at high speed is input, the lens driving motor 24 is rotated in the forward direction via the motor driver 28 in order to detect an obstacle in a relatively narrow range. (Or reverse), the zoom lens 22 is moved in the direction of increasing the focal length of the objective lens, and the lens driving motor 23 is rotated forward (or reverse) via the motor driver 27. The focus lens 21 is moved further to the infinity side than at the low speed. When it is detected by the encoders 25 and 26 that each lens 21 and 22 has reached a predetermined position, a drive stop signal is output to the motor drivers 27 and 28.
[0035]
  Next, the configuration of the portion for measuring the distance from the near infrared ray reflected by the obstacle to the obstacle in FIG. 11 will be described and the operation will be described. Reference numeral 31 denotes a circuit (hereinafter referred to as a clock signal) that generates a signal for synchronization when the microcomputer 20 performs various controls, 33 is an image sensor, 32 is a drive circuit that drives the image sensor 33, and 34 is an image sensor. A sample hold circuit for holding two image signals accumulated and transferred in the element 33, 35 an amplifier circuit, and 36 a conversion circuit for converting an analog image signal inputted through the amplifier circuit 35 into a digital image signal , 38 is a digital signal processor, and 37 is a memory circuit for storing signals from the digital signal processor 38. Since the output from the near-infrared camera is different from a normal image by visible light, the digital signal processor 38 performs image processing for removing the uncomfortable feeling and displays the processed image on the monitor 39.
[0036]
  In the above configuration, when the distance to the obstacle is measured by the near infrared ray reflected by the obstacle, the microcomputer 20 controls the drive circuit 32 in synchronization with the clock signal 31 and the imaging element. 33 is driven. As a result, accumulation of two image signals is started in the imaging device 33 on which the reflection line of the near-infrared ray radiated from the electromagnetic wave radiation device 1 is incident. When the accumulation of the predetermined charge is completed, the charge (image signal) of each pixel is sent to the sample hold circuit 34 in time series in synchronization with the clock signal 31, and then amplified by the amplification circuit 35. The signal is converted into a digital signal by the conversion circuit 36 and sent to the digital signal processor 38. Then, it is temporarily stored in the storage circuit 37 sequentially.
[0037]
  Thereafter, the digital signal processor 38 extracts two image signals stored in the storage circuit 37, calculates the phase difference between the image signals, and sends the result to the microcomputer 20. The microcomputer 20 that receives the phase difference data calculates the focal position from the phase difference data and the sensitivity of the focus detection system, and measures the distance to the obstacle.
[0038]
  Next, the configuration of the portion for operating the electromagnetic wave radiation device 1 in FIG. 11 will be described and the operation thereof will be described. 10 is a lighting means for lighting the electromagnetic wave radiation device 1, 11 is a low / high beam switching means for switching the device 1 to a low beam or a high beam, 12 is a relay, and 6 is a low beam. A beam filament, 7 is a high beam filament, and 15 is a battery as a power source.
[0039]
  In the above configuration, when a signal for turning on the electromagnetic wave radiation device 1 is input by the lighting means 10, the microcomputer 20 determines which of the low / high beam switching means 11 is turned on, In accordance with this, the relay 12 is driven. For example, when a signal is input to turn on the high beam by the low / high beam switching means 11, the relay 12 is switched to the side connecting the filament 7 and the power source 15, and the electromagnetic wave radiation device 1 is switched. The filament 7 is turned on. When a signal is input to turn on the lobe by the switching means 11, the relay 12 is switched to the side connecting the filament 6 and the power source 15, and the filament 6 of the electromagnetic wave emission device 1 is switched. Light up. At this time, when the first embodiment is employed as the electromagnetic wave radiation device 1, for example, the shade 8 (see FIGS. 2 and 3) shields visible light and transmits near infrared light as described above. Therefore, the visible light is reflected by the reflecting mirror 2 (see FIG. 1) to become a beam, while the near infrared light is radiated toward the far side.
[0040]
  Next, the configuration of a part that performs a warning operation when the possibility of the automobile colliding with an obstacle in FIG. 11 increases will be described. Reference numeral 16 denotes a vehicle speed sensor for detecting the traveling speed of the automobile, and reference numeral 17 denotes an alarm device for warning the driver of the automobile. In the above configuration, the microcomputer 20 takes in the travel speed (vehicle speed) data of the automobile from the vehicle speed sensor 16, and the distance data between the vehicle speed data and the obstacle obtained as described above. If it is determined that the possibility that the automobile collides against an obstacle is increased, the alarm device 17 is driven so as to issue an alarm for prompting the driver to that effect.
[0041]
  In additionEmbodiment 3In this embodiment, the focus state is detected from the phase difference between the two images, and the distance to the obstacle is measured from this. However, the present invention is not limited to the measurement method described above. The distance measurement may be performed based on the principle of triangulation that is widely known in the art.
[0042]
Embodiment 4.
  FIG. 12 shows a vehicle front imaging apparatus according to the present invention.Embodiment 4FIG. 11 is an explanatory diagram of the internal configuration of the automobile corresponding to FIG. 10, and reference numeral 40 denotes a head-up display as another example of the display device. ButEmbodiment 4SaidEmbodiment 3Differs from the above in that a head-up display 40 is used instead of the monitor 39, and the other configurations are the same. The head-up display 40 has an advantage that a driver who is driving can easily view an image.
[0043]
Embodiment 5.
  Embodiment 5These relate to the vehicle front imaging apparatus of the present invention, and are described in the first embodiment.And Embodiment 2Unlike the sixth embodiment, the other configuration is the same in that a shielding plate that shields near infrared rays is provided in front of the electromagnetic wave radiation device 1 shown in any of the above, and the near vehicle is not irradiated with near infrared rays. It is. By providing the shielding plate, there is an effect that the obstacle to the oncoming vehicle is eliminated. At that time, if a control means for detecting the oncoming vehicle from the image obtained from the near infrared camera and controlling the position of the shielding plate so that the near vehicle is not irradiated with the near infrared ray is provided, the field of view on the front road of the own vehicle is provided. It is effective to avoid the irradiation obstacle to the oncoming vehicle while securing the above.
[0044]
Embodiment 6.
  13 and 14 show the vehicle front imaging apparatus according to the present invention.Embodiment 6, 41 is an electromagnetic radiation device for an oncoming vehicle, 44 is an electromagnetic radiation device for the own vehicle, and both electromagnetic wave radiation devices 41 and 44 are the same as those in the first embodiment.And Embodiment 2It has the same configuration as the electromagnetic wave radiation device 1 such as. 42 is a polarization filter provided in front of the electromagnetic wave radiation device 41, 43 is a polarization filter provided in front of the near-infrared camera in the vehicle front imaging device of the oncoming vehicle, and 45 is in front of the electromagnetic wave radiation device 44. The provided polarization filter 46 is a polarization filter provided in front of the near-infrared camera in the vehicle front imaging device of the host vehicle.Embodiment 3The vehicle front imaging apparatus 9 has the same configuration.
[0045]
  Near infrared rays radiated from the electromagnetic wave radiation device 41 of the oncoming vehicle are radiated as a polarization inclined by θ degrees by the polarization filter 4 2. On the other hand, the polarization filter 46 provided in front of the vehicle's near-infrared camera is inclined at θ degrees as shown by the hatched line in FIG. 13, so that the electromagnetic wave radiation device 41 passes through the polarization filter 46. If you look at the near-infrared light from, it is cos 2θ times stronger. For example, if θ is set to 30 °, the near infrared ray emitted from the electromagnetic wave radiation device 41 is 30 ° by the polarization filter 42 and 30 ° in the reverse direction by the polarization filter 46 of the vehicle's near infrared camera. The total cos (30 ° + 30 °), that is, cos (60 °) = 1/2, which is exactly half the strength.
[0046]
  However, this is limited to the near infrared rays from the oncoming vehicle, and as is apparent from FIG. 14, near infrared rays emitted from the electromagnetic wave radiation device 44 of the own vehicle have the same vibration planes of the polarization filters 45 and 46, and thus the near infrared rays. The strength of will not decrease. In other words, each vehicle can completely suppress the near-infrared light of the opponent's vehicle, and the near-infrared light emitted by the own vehicle can be confirmed forward without any decrease. Therefore, by providing a polarization device such as a polarization filter, it is possible to travel at night more safely and easily than in the past.
[0047]
  Embodiment 6In addition, if a control means that can change the angle θ of the vibration surface of the polarization filter 46 provided in front of the near-infrared camera of the own vehicle is provided, the intensity of the near-infrared light of the oncoming vehicle can be adjusted.
[0048]
【The invention's effect】
  The electromagnetic wave emission device according to claim 1 of the present invention is as described above.An electromagnetic wave generation source that generates electromagnetic waves including near infrared rays and visible rays, and is installed in front of the electromagnetic wave generation sources to emit near infrared rays in the forward direction of the vehicle and to emit visible rays or component rays thereof in the near infrared emission direction. Because it is an electromagnetic wave dispersion device that radiates downwards, such as a sawtooth prism, a Renel lens prism, or a hologram optical element, it is possible to radiate near infrared rays that reach far ahead of the vehicle by adopting the above near infrared transmission device In addition, since it functions also as a vehicle front illumination means such as a robot, it is not necessary to separately attach a near-infrared lamp, which is necessary for a conventional active night vision device, and the problem of cost increase is solved. The electromagnetic wave radiation device can radiate near infrared rays to the front of the vehicle at all times or as needed without being affected by whether or not the high beam is turned on.
[0049]
  Of the present inventionClaim 5As described above, the vehicle front imaging device according to the present invention displays the above-described electromagnetic radiation device, a near-infrared camera that captures the front of the vehicle with near infrared rays emitted from the electromagnetic radiation device, and an image obtained from the near-infrared camera. In addition to the effects of the electromagnetic wave emission device, the conventional active night vision device is further provided with an image processing device that converts the signal into a signal and a display device that receives the display signal and displays the image. There was no need to install a separate near-infrared lamp for a night vision camera, and there was no need for a space to install it, and only the above-mentioned electromagnetic wave radiation device was required to supply power. Is reduced. Furthermore, since the near-infrared source for the near-infrared camera is integrated with the beam or the like, the irradiation direction of the near-infrared source can be easily adjusted, and the installation work is simplified.
[0050]
  In addition, a near-infrared shielding device for preventing the oncoming vehicle from being irradiated by near infrared rays emitted from the electromagnetic wave emission device is provided in front of the electromagnetic emission device, and the oncoming vehicle is obtained by an image obtained from the near infrared camera. And a control means for controlling the near-infrared shielding device so that the oncoming vehicle is not irradiated with near-infrared light, the occurrence of halation can be prevented with a very high probability.
[0051]
  Further, a near-infrared polarization filter having a vibration surface for deflecting near-infrared radiation radiated from the electromagnetic radiation device in the forward direction of the vehicle at an angle greater than 0 ° and less than 45 ° with respect to the vertical axis is provided as the electromagnetic radiation. A near-infrared polarization filter having a vibration surface provided in front of the apparatus and having the same polarization function as described above is provided in front of the near-infrared camera, and the vibration surface of the near-infrared polarization filter is deviated from the near-infrared light. If the control means for controlling the line angle is provided, the occurrence of halation can be prevented with a very high probability.
[0052]
  In addition, if the display device is a head-up display, the driver who is driving can easily view the image and can concentrate on safe driving.
[0053]
  Also, an alarm device that outputs an alarm for the presence of an obstacle detected by the near infrared ray emitted from the electromagnetic wave radiation device is provided, and the reflected light from the near infrared obstacle emitted from the electromagnetic wave radiation device And a measuring device that measures the distance to the obstacle, and the alarm device issues an alarm when the distance measured by the measuring device is within a specified range. The inside driver has the advantage of being able to concentrate on safe driving.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an electromagnetic wave emission device according to the present invention.Reference example 1FIG.
2 is a partially enlarged perspective view of a partially enlarged view of FIG. 1;
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 shows an electromagnetic wave emission device according to the present invention.Reference example 2FIG.
FIG. 5 shows an electromagnetic wave emission device according to the present invention.Embodiment 1FIG.
[Fig. 6]Embodiment 1The perspective view of the serrated prism used in FIG.
FIG. 7 shows an electromagnetic wave emission device according to the present invention.Embodiment 2FIG.
[Fig. 8]In the second embodimentThe perspective view of the used hologram element.
FIG. 9 shows a vehicle front imaging apparatus according to the present invention.Embodiment 3FIG.
FIG. 10Embodiment 3The internal structure explanatory drawing of the motor vehicle in FIG.
FIG. 11Embodiment 3Explanatory drawing of the circuit structure in FIG.
FIG. 12 shows a vehicle front imaging apparatus according to the present invention.Embodiment 4The internal structure explanatory drawing of the motor vehicle in FIG.
FIG. 13 shows a vehicle front imaging apparatus according to the present invention.Embodiment 6FIG.
FIG. 14 shows a vehicle front imaging apparatus according to the present invention.Embodiment 6FIG.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a conventional active night-vision device.
[Explanation of symbols]
  1 Electromagnetic radiation device, 2 reflector, 4 lens, 5 valve,
6 Filament for lobe, 7 Filament 7 for hi-beam,
8 shades, 85 cold mirrors, 86 serrated prisms,
87 hologram element, 20 micro computer,
21 Focus lens, 22 Zoom lens, 33 Image sensor,
38 digital signal processors, 39 monitors,
40 Head-up display, 42-46 Polarization filter.

Claims (12)

近赤外線と可視光線とを含む電磁波を発生する電磁波発生源、上記電磁波発生源の前方に設置されて近赤外線を車両の前方方向に放射すると共に可視光線またはその成分光線を上記近赤外線の放射方向よりも下向きに放射する電磁波分散装置を備えたことを特徴とする電磁波放射装置。An electromagnetic wave generation source that generates electromagnetic waves including near infrared rays and visible rays, and is installed in front of the electromagnetic wave generation sources to emit near infrared rays in the forward direction of the vehicle and to emit visible rays or component rays thereof in the near infrared emission direction. An electromagnetic wave radiation device comprising an electromagnetic wave dispersion device that radiates downward. 上記電磁波分散装置は、プリズムであることを特徴とする請求項1記載の電磁波放射装置。2. The electromagnetic wave radiation device according to claim 1, wherein the electromagnetic wave dispersion device is a prism. 上記プリズムは、上記電磁波発生源から発生した上記電磁波の入射面および/または出射面が鋸歯状および/またはフレネルレンズ状のものであることを特徴とする請求項2記載の電磁波放射装置。3. The electromagnetic wave emission device according to claim 2, wherein an incident surface and / or an emission surface of the electromagnetic wave generated from the electromagnetic wave generation source has a sawtooth shape and / or a Fresnel lens shape. 上記電磁波分散装置は、ホログラム光学素子であることを特徴とする請求項1記載の電磁波放射装置。2. The electromagnetic wave radiation device according to claim 1, wherein the electromagnetic wave dispersion device is a hologram optical element. 請求項1〜請求項4のいずれか一項記載の電磁波放射装置、上記電磁波放射装置から放射された近赤外線により車両の前方を撮影する近赤外線カメラ、上記近赤外線カメラから得られる画像を表示信号に変換する画像処理装置、および上記表示信号を受けて上記画像を表示する表示装置を備えたことを特徴とする車両前方撮像装置。An electromagnetic wave emission device according to any one of claims 1 to 4, a near-infrared camera that images the front of a vehicle with near infrared rays emitted from the electromagnetic wave emission device, and an image obtained from the near-infrared camera as a display signal A vehicle forward imaging device, comprising: an image processing device for converting the image into an image; and a display device for receiving the display signal and displaying the image. 上記電磁波放射装置から放射された近赤外線により対向車が照射されることを防止する近赤外線遮蔽装置を備えたことを特徴とする請求項5記載の車両前方撮像装置。6. The vehicle front imaging apparatus according to claim 5, further comprising a near-infrared shielding device that prevents an oncoming vehicle from being irradiated by near-infrared radiation emitted from the electromagnetic wave radiation device. 上記近赤外線カメラから得られる画像により上記対向車を検出し、上記対向車が近赤外線により照射されないように上記近赤外線遮蔽装置を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項6記載の車両前方撮像装置。7. The control device according to claim 6, further comprising a control unit that detects the oncoming vehicle from an image obtained from the near infrared camera and controls the near infrared shielding device so that the oncoming vehicle is not irradiated with near infrared light. Vehicle front imaging device. 上記電磁波放射装置から放射された近赤外線を鉛直軸に対してThe near infrared ray radiated from the electromagnetic radiation device 00 °より大きくGreater than ° 4545 °未満の角度で偏線する振動面を持つ近赤外線偏線フィルターを上記電磁波放射装置の前方に設置し、且つ上記と同じ偏線機能を持つ振動面を有する近赤外線偏線フィルターを上記近赤外線カメラの前方に設置したことを特徴とする請求項5記載の車両前方撮像装置。A near-infrared polarization filter having a vibration surface that is polarized at an angle of less than ° is installed in front of the electromagnetic wave radiation device, and a near-infrared polarization filter having a vibration surface having the same polarization function as the above is used as the near-infrared filter. 6. The vehicle front imaging apparatus according to claim 5, wherein the vehicle front imaging apparatus is installed in front of the camera. 上記近赤外線偏線フィルターの振動面の上記近赤外線に対する偏線角度を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項8記載の車両前方撮像装置。9. The vehicle front imaging apparatus according to claim 8, further comprising control means for controlling a polarization angle of the vibration surface of the near infrared polarization filter with respect to the near infrared light. 上記表示装置は、ヘッドアップディスプレイであることを特徴とする請求項5記載の車両前方撮像装置。The vehicle front imaging apparatus according to claim 5, wherein the display device is a head-up display. 上記電磁波放射装置から放射された近赤外線により検出された障害物の存在に対(して警報を出力する警報装置を備えたことを特徴とする請求項5記載の車両前方撮像装置。6. The vehicle front imaging apparatus according to claim 5, further comprising an alarm device that outputs an alarm against the presence of an obstacle detected by near infrared rays radiated from the electromagnetic wave radiation device. 上記電磁波放射装置から放射された近赤外線の障害物での反射線を受けて上記障害物までの距離を計測する計測装置を備え、上記警報装置は、上記計測装置で計測された上記距離が規定値内にあるときに警報を発するものであることを特徴とする請求項11記載の車両前方撮像装置。A measuring device for measuring a distance to the obstacle by receiving a reflection line from a near-infrared obstacle radiated from the electromagnetic wave radiation device; and the alarm device has a specified distance measured by the measuring device. 12. The vehicle front imaging apparatus according to claim 11, wherein an alarm is issued when the value is within the value.
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