JP4438716B2 - 照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両の前方に前照灯や補助灯等で光を照射する照射装置に関する。

従来、この種の技術としては、運転者によって操舵された方向に前照灯の照射領域を変更することで、車両の進行方向に光を照射するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６１−２０７２４３号公報

つまり、上記従来の技術にあっては、自車両の進行方向を変えない限り、前照灯の照射領域を変更することはなかった。これは、車両の進行方向前方を照射することが最重要という常識から考えると当然のことではあった。
その一方で、例えば、道路を横断するために車両が途切れるのを待っている歩行者がいるような場合、その歩行者を検出して歩行者に対して前照灯を照射することも考えられる。しかしながら、このような状況において歩行者に対して前照灯で照射するように常に変更してしまうと、そのような動作が運転者の意思に反するものとなってしまう場合がある。
本発明は、上記従来の技術の未解決の課題を解決することを目的とするものであって、運転者の注視が必要な対象に光を照射可能な照射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の照射装置は、自車両の前方における所定の照射範囲を照射する前照灯と、自車両の進行方向において自車両に対する接近度合いの高い障害物を検出する障害物検出手段と、運転者が注視対象を発見したことを検出する注視対象発見検出手段と、前記前照灯が前記所定範囲を照射中、前記障害物検出手段で接近度合いの高い障害物が検出されないときに、前記注視対象発見検出手段で前記注視対象物を発見したことが検出された場合、前記照射範囲外に光を照射する照射手段と、を備えたことを特徴とする。

したがって、本発明によれば、前照灯の照射範囲外に運転者が注視対象を発見した場合のみ、当該照射範囲外に光が照射され、その結果、運転者の意志に反することなく、運転者の注視が必要な対象（前記注視対象）に光を照射することができる。

以下、本発明の照射装置の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
即ち、この照射装置は、自車両の走行車線上に自車両との接触可能性が高い障害物（注視対象）が存在しない場合（前方のみを照射する必要がない状況である場合）には、自車両のヘッドランプの照射範囲外に運転者が注視対象（自車両の走行車線に進入する車両、歩行者）を発見したことを検出した場合に、前記照射範囲外（当該注視対象があるエリア）にヘッドランプの光軸を向けるようにした。そのため、照射装置は、運転者の注視が必要な対象（前記注視対象）に光を照射することができ、その結果、運転者による当該注視対象の視認性を向上することができる。

＜照射装置の構造＞
図１は、本実施形態の照射装置の内部構成を示すブロック図である。この図１に示すように、照射装置１は、レーザレーダ２、カメラ装置３、画像処理装置４、コントロールユニット５、上下方向モータ制御部６、左右方向モータ制御部７、レンズ駆動モータ制御部８、及びヘッドランプ９ａ、９ｂを含んで構成される。
レーザレーダ２は、自車両の進行方向（ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲内、及び範囲外を含む）にレーザ光を照射して障害物からの反射光を受光することで、障害物の有無、自車両と障害物との間の距離及び相対速度（障害物に対する自車両の相対速度）を検出し、その検出結果をコントロールユニット５に出力する。
カメラ装置３は、自車両前方の画像（ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲内の画像、及び範囲外の画像）を撮像し、その撮像結果を画像処理装置４に出力する。

画像処理装置４は、カメラ装置３から出力される画像（自車両前方の画像）に画像処理を実行し、車両や歩行者（障害物）が自車両の走行車線上に無いか否かを判定する。そして、画像処理装置４は、その判定結果をコントロールユニット５に出力する。
コントロールユニット５は、所定時間が経過するたびに、照射処理（後述）を実行する。そして、照射処理により、自車両の走行車線上に注視対象が存在しない場合（前方のみを照射する必要がない状況である場合であり、具体的には、自車両の走行車線上に障害物がない場合、あるいは自車両の走行車線上に障害物があり且つ当該障害物との間の距離及び相対速度の変化量が小さい場合）には、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲外に注視対象を発見したときの運転者の動作が検出された場合に、ヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸を左右両側それぞれに向けさせる左右方向駆動指令（後述）を左右方向モータ制御部７に出力する。

上下方向モータ制御部６は、ヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸を上下方向に振らせる指令に基づいて、ヘッドランプ９ａ、９ｂの上下方向モータ１３（後述）を制御する。
左右方向モータ制御部７は、コントロールユニット５から出力される左右方向駆動指令に基づいてヘッドランプ９ａ、９ｂの左右方向モータ１４（後述）を制御する。
レンズ駆動モータ制御部８は、ヘッドランプ９ａ、９ｂのレンズ１０の駆動指令に基づいて、ヘッドランプ９ａ、９ｂのレンズ駆動モータ１５（後述）を制御する。

ヘッドランプ９ａ、９ｂは、図２に示すように、レンズ１０、リフレクタ１１、ヘッドランプバルブ１２、上下方向モータ１３、左右方向モータ１４、レンズ駆動モータ１５を含んで構成される。そして、ヘッドランプ９ａ、９ｂは、ヘッドランプバルブ１２による光をリフレクタ１１で反射し、レンズ１０を透過して車両前方に照射する。

上下方向モータ１３は、上下方向モータ制御部６で制御され、ヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸を上下方向に駆動する。具体的には、レンズ１０、リフレクタ１１、左右方向モータ１４及びレンズ駆動モータ１５は、ブラケット１６に取り付けられている。ブラケット１６は、車両後方上側の支点１６ａによって、上下方向（図２の上下方向）に回動可能に支えられている。また、ブラケット１６には、外周にねじ部１７ａが形成されたギア１７が車両後方下側に螺号されている。ギア１７は、軸１８を介して、車体（不図示）に固定された上下方向モータ１３によって回転駆動される。即ち、上下方向モータ１３が、軸１８を介してギア１７を回転駆動すると、ブラケット１６と共に、レンズ１０、リフレクタ１１及びヘッドランプバルブ１２が支点１６ａを中心として、車両の上下方向に回動し、その結果、ヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸が車両の上下方向に駆動される。

左右方向モータ１４は、左右方向モータ制御部７で制御され、ヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸を左右方向に駆動する。具体的には、リフレクタ１１は、ブラケット１６に各々軸示されている上下一対の軸１９によって車両の左右方向（図３の紙面の表裏方向）に回動可能に支えられている。また、軸１９は、左右方向モータ１４によって回転駆動される。即ち、左右方向モータ１４が、軸１９を回転駆動すると、リフレクタ１１が軸１９を中心として回動し、ヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸が車両の左右方向に駆動される。

レンズ駆動モータ１５は、レンズ駆動モータ制御部８で制御され、レンズ１０をヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸方向に駆動する。具体的には、レンズ１０は、内周に形成された雌ねじ部２０をリフレクタ１１の外周に形成された雄ねじ部２１に螺号している。また、レンズ１０の雌ねじ部２０の外周には、ギア２２が形成されている。ギア２２は、軸２３を介してレンズ駆動モータ１５により回転駆動されるギア２４と噛み合っている。即ち、レンズ駆動モータ１５が、ギア２４を回転駆動すると、レンズ１０が回転し、リフレクタ１１に対してレンズ１０は、光軸方向（図２の左右方方向）に移動する。これにより、レンズ１０を介して射出される光の焦点距離が変化し、配光範囲が変更される。そのため、例えば、光軸を下方向に駆動するときには、レンズ１０をヘッドランプバルブ１２に近づく方向に移動させて焦点距離を短くして照射範囲を広げることができる。

＜コントロールユニットの動作＞
次に、コントロールユニット５で実行される照射処理をフローチャートに基づいて説明する。この照射処理は、所定時間（例えば、１０msec.）毎に実行される処理であって、図３に示すように、まずそのステップＳ１で、画像処理装置４の出力に基づき、自車両の走行車線に障害物が無いか否かを検出する。そして、障害物が無い場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ３に移行し、障害物がある場合には（Ｎｏ）ステップＳ２に移行する。

前記ステップＳ２では、前記障害物との位置関係が安定であるか否か（接近度合いの高い障害物があるか否か）を判定する。そして、安定である、すなわち、接近度合いの高い障害物がない場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ３に移行し、安定でない、すなわち、接近度合いの高い障害物がある場合には（Ｎｏ）この演算処理を終了する。ここで、障害物との位置関係が安定であるか否かを判定する方法としては、レーザレーダ２の出力（自車両と障害物との間の相対速度）がしきい値以下であるか否かを判定する。ここで、しきい値は、自車両と障害物との間の距離に基づき、図４の制御マップに従って算出される。なお、この図４の制御マップは、実験的、経験的に決定され、自車両と障害物との間の距離が小さいほどしきい値を小さく設定する。

また、前方車両に追従走行するための追従走行制御機能を有する場合には、追従制御の作動状態により自車両が先行車両（前方障害物）に接近しているか否かを判定してもよい。
前記ステップＳ３では、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲外に注視対象を発見したときの運転者の動作を検出する。そして、当該動作を検出できた場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ４に移行し、当該動作を検出できない場合には（Ｎｏ）この演算処理を終了する。
ここで、前記動作の検出方法としては、運転者のブレーキペダル操作状態に基づいて検出する方法が挙げられる。具体的には、ブレーキペダルにストロークセンサ（不図示）を設け、ブレーキペダルの移動速度（踏み込み速度）を検出し、その踏み込み速度が、第１しきい値（実験的、経験的に決定されるしきい値）以上であるか否かを検出する。

前記ステップＳ４では、自車両の走行車線の左側又は右側に障害物があるか否かを判定する。そして、障害物がある場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ４に移行し、障害物がない場合には（Ｎｏ）この演算処理を終了する。ここで、前記自車両の走行車線の左側又は右側に障害物があることの検出方法としては、レーザレーダ２又は画像処理装置４の検出結果に基づいて検出する方法が挙げられる。具体的には、自車両の進行方向から外れた右側又は左側に障害物があることがレーザレーダ２で検出された場合、又は、自車両の走行車線の左側又は右側に障害物があることが画像処理装置４で検出された場合に、前記左側又は右側に障害物があると判定する。

前記ステップＳ５では、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射エリアを左右方向に分割する動作を開始する。具体的には、図５に示すように、左側のヘッドランプ９ａの光軸を平面視左側に向かせ、右側のヘッドランプ９ｂの光軸を平面視右側に向かせる左右方向駆動指令を左右方向モータ制御部８に出力する。
次にステップＳ６に移行して、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲外に注視対象を発見したときの運転者の動作が検出されなくなったか否かを判定する。そして、前記動作が検出されなくなった場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ７に移行し、前記動作が検出されている場合には（Ｎｏ）前記ステップＳ５に移行する。ここで、前記動作が検出されなくなったことを判定する方法としては、運転者によるブレーキペダルの踏み込み速度が第１しきい値より小さい場合に、前記動作が検出されなくなったと判定する方法が挙げられる。
前記ステップＳ７では、前記ステップＳ５によるヘッドランプ９ａ、９ｂの照射エリアの変更動作の開始前の方向にヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸を向けさせる指令を左右方向モータ制御部７に出力し（前記変更動作を停止させ）てから、この演算処理を終了する。

＜照射装置の具体的動作＞
次に、本発明の照射装置の動作を、具体的状況に基づいて詳細に説明する。
まず、ヘッドランプ９ａ、９ｂを自車両前方に照射しつつ、障害物が存在しない直線路を走行しているときに、自車車両の走行車線（自車線）の左側（ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲外）に歩行者が現れたとする。そして、画像処理装置４によって、自車両の走行車線に障害物が無いと判定され、また、運転者が前記歩行者を発見して、自車両を減速させて注視するために、運転者のブレーキペダルの踏み込み速度が増大したとする。

また、その際、コントロールユニット５によって、照射処理が実行されたとする。すると、図３に示すように、まず、そのステップＳ１が「Ｙｅｓ」となり、また、運転者の踏み込み速度が第１しきい値以上であると検出されると、ステップＳ３の判定が「Ｙｅｓ」となり、また、自車線の左側に歩行者がいるため、ステップＳ４の判定も「Ｙｅｓ」となる。次に、ステップＳ５で、左右方向駆動指令が左右方向モータ制御部８に出力される。そして、ステップＳ６の判定が「Ｎｏ」となり、前記ステップＳ５及びＳ６のフローが繰り返し実行され、左右方向駆動指令が左右方向モータ制御部８に継続して出力される。

そして、左右方向モータ制御部７によって、左右方向モータ１４が駆動され、図５に示すように、左側のヘッドランプ９ａの光軸が平面視左側に向けられ、右側のヘッドランプ９ｂの光軸が平面視右側に向けられ、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射エリアが左右方向に分割される。そのため、ヘッドランプ９ａ、９ｂから照射される光で前記歩行者を照らし出すことができ、その結果、運転者による前記歩行者の視認性を向上することができる。

上記フローが繰り返されるうちに、前記歩行者の横を自車両が通り過ぎて、運転者の踏み込み速度が平常状態のレベルに下がったとする。すると、前記ステップＳ６の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ７で、前記動作の開始前の方向にヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸を向けさせる指令が上下方向モータ制御部６に出力され、この演算処理を終了する。
このように、本実施形態にあっては、自車両の走行車線上に障害物がない場合、あるいは自車両の走行車線上に障害物があり且つ当該障害物との間の距離及び相対速度の変化量が小さい場合（つまり、自車両の走行車線上に自車両との接触可能性が高い障害物が存在しない場合）に、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲外に注視対象を発見したときの運転者の動作が検出されると、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射エリアを左右に分割するようにした。そのため、注視対象が存在する領域の視認性を容易に向上させることができる。

以上、上記実施形態では、図１のコントロールユニット５、図３のステップＳ３が特許請求の範囲に記載の注視対象発見検出手段を構成し、図１のコントロールユニット５、左右方向モータ制御部７、左右方向モータ１４、図３のステップＳ５が特許請求の範囲に記載の照射手段を構成する。
なお、本発明の照射装置は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

上記実施形態では、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲外に注視対象を発見したときの運転者の動作が検出された場合に、レンズ１０の光軸をそれぞれ左又は右に移動させて、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射エリアを左右に分割する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図６に示すように、レンズ１０の光軸は移動させずに、レンズ１０を光軸方向に移動させ、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲を広げるようにしてもよい。また、照射範囲の大きさを、自車両の走向速度に基づいて設定するようにしてもよい。

また、例えば、図７に示すように、レーザレーダ２あるいは画像処理装置４で注視対象を検出し、その検出された注視対象にヘッドランプ９ａ、９ｂの光を照射するようにしてもよい。そのようにすれば、運転者の注視対象の視認性をより向上することができる。
さらに、例えば、図８に示すように、ヘッドランプ９ａ、９ｂの光を注視対象に照射し且つ当該光の照射位置を左右方向に周期的に変化させるようにしてもよい。そのようにすれば、注視対象（例えば歩行者）に自車両の接近による注意を喚起することができる。
また、例えば、図３のステップＳ４において、注視対象を検出することを省略してもよい。すなわち、ステップＳ３で、前記運転者の動作が検出された場合にステップＳ５に進み、単にヘッドランプ９ａ、９ｂの照射位置を左右方向に変化させるようにしてもよい。

また、ブレーキペダルの移動速度（踏み込み速度）を検出し、その踏み込み速度が第１しきい値以上であることが検出された場合、つまり、運転者が注視対象を発見した動作が検出された場合に、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射エリアを左右に分割する例を示したが、これに限られるものではなく、前記動作はなくても、運転者が注視対象を発見したことが検出されたことが検出される場合に、前記照射エリアを分割するようにしてもよい。具体的には、特開平９−３０１０５４号公報に記載されているように、運転者のハンドル把持力、運転者の心拍数、運転者の皮膚電位、及び運転者の視線移動状態に基づいて緊張度を検出し、その緊張度が運転者が注視対象を発見したときの緊張度（実験的、経験的に決定されるしきい値）以上である場合に、前記照射エリアを分割するようにしてもよい。

さらに、自車両のノーズダイブを考慮してヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸の向きを制御するようにしてもよい。具体的には、まず、自車両の走向速度に基づいて自車両の減速度を算出し、その減速度からノーズダイブ量を算出する。そして、その算出されたノーズダイブ量が大きい場合には、ヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸を上向きに制御する。また、例えば、自車両の減速度が大きいほど、前記上向きとする角度を大きく設定してもよい。

また、その際、ブレーキペダルの踏み込み速度が第１しきい値以上である場合に、ノーズダイブ量が大きいと判定して、ヘッドランプ９ａ、９ｂの光軸を上向きに制御するようにしてもよい。即ち、踏み込み速度が第１しきい値以上となったときに、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲を左右方向に広げつつ光軸を上向きに向かせるようにしてもよい。

また、運転者の状態や注視対象との接近度合いに応じて照射エリアの変更動作の制御ゲインを変えるようにしてもよい。具体的には、ブレーキペダルの操作速度が速い場合や、運転者の緊張度合いが大きい場合に、注視対象との接近度合いが大きいことが推測される。そのため、自車両から近いエリアの照度をより大きくするようにしてもよいし、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射範囲を分割する場合には分割速度を大きくしてもよいし、ヘッドランプ９ａ、９ｂの照射位置を左右に変化させる場合には変化周期を短くしてもよい
さらに、ヘッドランプ９ａ、９ｂの光を注視対象が存在する領域に照射する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、補助灯の光を照射するようにしてもよい。

本発明の照射装置の一実施形態の内部構成を示すブロック図である。 図１のヘッドランプを破断して示す要部拡大図である。 照射処理の動作を示すフローチャートである。 照射処理で用いられる制御マップである。 照射装置の動作を説明するための説明図である。 照射装置の変形例を説明するための説明図である。 照射装置の変形例を説明するための説明図である。 照射装置の変形例を説明するための説明図である。

符号の説明

１は照射装置、２はレーザレーダ、３はカメラ装置、４は画像処理装置、５はコントロールユニット、６は上下方向モータ制御部、７は左右方向モータ制御部、８はレンズ駆動モータ制御部、９ａ、９ｂはヘッドランプ、１０はレンズ、１１はリフレクタ、１２はヘッドランプバルブ、１３は上下方向モータ、１４は左右方向モータ、１５レンズ駆動モータ、１６はブラケット、１６ａは支点、１７はギア、１７ａはねじ部、１８、１９は軸、２２は雌ねじ部、２１は雄ねじ部、２２はギア、２３は軸、２４はギア

Claims (9)

1. 自車両の前方における所定の照射範囲を照射する前照灯と、
   自車両の進行方向において自車両に対する接近度合いの高い障害物を検出する障害物検出手段と、
   運転者が注視対象を発見したことを検出する注視対象発見検出手段と、
   前記前照灯が前記所定範囲を照射中、前記障害物検出手段で接近度合いの高い障害物が検出されないときに、前記注視対象発見検出手段で前記注視対象物を発見したことが検出された場合、前記照射範囲外に光を照射する照射手段と、を備えたことを特徴とする照射装置。
2. 前記注視対象発見検出手段は、運転者のブレーキペダル操作状態、運転者のハンドル把持力、運転者の心拍数、運転者の皮膚電位、及び運転者の視線移動状態の少なくとも１つに基づいて前記注視対象を発見したことを検出することを特徴とする請求項１に記載の照射装置。
3. 前記障害物検出手段は、自車両を前方車両に追従させる追従走行制御手段を含み、前記前方車両への追従状態に基づいて前記接近度合いを判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の照射装置。
4. 前記照射手段は、前記注視対象を発見したことが検出された場合に、前記前照灯の照射エリアを広げる、又は前記前照灯の照射エリアを左右に分割するように照射エリアを変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照射装置。
5. 前記照射手段は、前記注視対象を発見したことが検出された場合に、前記照射範囲外に補助灯の光を照射することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照射装置。
6. 前記注視対象を検出する注視対象検出手段を備え、前記障害物検出手段は、前記注視対象を発見したことが検出された場合に、前記注視対象検出手段で検出された注視対象に前記光を照射することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の照射装置。
7. 前記照射手段は、前記注視対象を発見したことが検出された場合に、前記光の照射位置を左右方向に周期的に変化させることを特徴とする請求項６に記載の照射装置。
8. 前記照射手段は、前記障害物検出手段によって検出される前記障害物の接近度合い、又は前記注視対象発見検出手段によって検出される前記運転動作の状態に基づいて、前記照射エリアの変更状態を制御することを特徴とする請求項４に記載の照射装置。
9. 前記照射手段は、前記注視対象を発見したことが前記注視対象発見検出手段で検出されなくとなると、前記照射範囲外への光の照射を終了することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の照射装置。

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