JP7442522B2 - 車載赤外線照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車載赤外線照明装置、例えば、自動車などの車両に使用される車載赤外線照明装置に関する。
従来、赤外線を利用した自動車用暗視システムが知られている。このシステムは、自動車の前部に設けられた赤外光源としてのＬＥＤランプと、赤外線カメラとを備える。ＬＥＤランプの点灯タイミングでカメラのシャッタが開かれ、赤外線による撮像が行われる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２－２７４２５８号公報
本発明者らは、上記の自動車用暗視システムについて検討したところ、以下の課題を認識するに至った。赤外線カメラの撮像範囲には、車両の走行中、道路標識やデリニエータなどの高い反射率をもつ物体がしばしば含まれる。赤外光源からの照明光がこうした反射体で反射されて赤外線カメラに入射すると、赤外線カメラ画像にフレアやハレーションが発生しうる。これによる画質低下を抑える典型的な手法によれば、赤外線カメラのゲインを下げる等、カメラの設定が変更される。しかし、その結果得られるカメラ画像は全体的に暗くなりがちであり、カメラの視認性に影響が生じうる。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、車載赤外線カメラの画質低下を抑制する車載赤外線照明装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車載赤外線照明装置は、車載赤外線カメラの露光時間内に、車載赤外線カメラの撮像範囲に含まれる複数の照射エリアに赤外線を照射することによりカメラ用赤外照明を提供する赤外光源と、カメラ用赤外照明とは異なるタイミングで複数の照射パターンを形成するように赤外光源を制御し、複数の照射パターンのそれぞれが複数の照射エリアのうち一部の照射エリアに選択的に赤外線を照射することによって形成される、光源制御部と、撮像範囲から反射した赤外線を受光するように配置され、受光した赤外線の強度に基づくセンサ信号を出力する赤外線センサと、を備える。光源制御部は、赤外線センサから複数の照射パターンそれぞれについて出力されるセンサ信号に基づいて、カメラ用赤外照明での各照射エリアの照度を個別的に調整するように赤外光源を制御する。
この態様によると、センサ信号に基づいて、カメラ用赤外照明での各照射エリアの照度が個別的に調整される。例えば、ある照射エリアからの反射赤外線が過剰に強い場合に、その照射エリアを相対的に暗くすることができる。したがって、何ら照度調整が行われなかったとしたら起こりうるフレアやハレーションを軽減または防止することができ、車載赤外線カメラの画質低下を抑制することができる。
カメラ用赤外照明とは異なるタイミングは、露光時間から外れたタイミングであってもよい。
複数の照射エリアは、隣り合う２つの照射エリアが部分的に重なるようにして並んでいてもよい。
赤外光源は、車両の左右に配置された一対の赤外光源のうち一方である第１の赤外光源であり、車載赤外線照明装置は、一対の赤外光源のうち他方である第２の赤外光源をさらに備えてもよい。第１の赤外光源が隣り合う２つの照射エリアのうち一方に赤外線を照射し、第２の赤外光源が隣り合う２つの照射エリアのうち他方に赤外線を照射してもよい。
各照射パターンについて、一部の照射エリアは、複数の照射エリアからランダムに選択されてもよい。
複数の照射パターンは、同一の照射エリアに異なる複数の照度で赤外線を照射することによって形成される一群の照射パターンを含んでもよい。
車載赤外線照明装置は、車載赤外線カメラをさらに備えてもよい。
本発明によれば、車載赤外線カメラの画質低下を抑制する車載赤外線照明装置を提供することができる。
実施の形態に係る車載赤外線照明装置を示すブロック図である。 光検出信号、各発光素子の駆動電流、タイミング信号の時間変化を例示する図である。 実施の形態に係る調光制御の一例を示すフローチャートである。 複数の照射パターンを例示する図である。 照射エリアの配列を例示する模式図である。 車載赤外線照明装置を備える自動車を示す図である。 照射エリアの配列の他の一例を示す模式図である。 光学ユニットを示す模式図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に用いられる「第１」、「第２」等の用語は、いかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
図１は、実施の形態に係る車載赤外線照明装置１００を示すブロック図である。図１では、車載赤外線照明装置１００の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
車載赤外線照明装置１００は、赤外光源１１０、光源制御部１２０、赤外線センサ１３０を備える。車載赤外線照明装置１００は、車載赤外線カメラ１４０とともに車載撮像装置を構成する。車載赤外線カメラ１４０は、車載赤外線照明装置１００の構成要素であるともみなされうる。この例では、車載赤外線照明装置１００は、赤外線として、例えば近赤外線を利用する。
赤外光源１１０は、車載赤外線カメラ１４０の露光時間内に、車載赤外線カメラ１４０の撮像範囲１４２に含まれる複数の照射エリア１５２に赤外線Ｌ１を照射することによりカメラ用赤外照明を提供する。車載赤外線カメラ１４０の撮像範囲１４２には、複数の照射エリア１５２が区画され、互いに隣接して並んでいる。この例では、撮像範囲１４２が５つのエリアに分割されているが、エリア数は任意であり、これより多数または少数であってもよい。照射エリア１５２の配列についても、この例では照射エリア１５２が左右に一列に並んでいるが、例えば縦横に並ぶ等、種々ありうる。
赤外光源１１０は、複数の発光素子１１２を備える。発光素子１１２は、この実施の形態では、赤外線ＬＥＤであるが、とくに限定されず、他の半導体発光素子またはそのほか任意の発光素子でもよい。赤外光源１１０は、光学系１１４とともに光学ユニット１１６を構成する。
各発光素子１１２が発する赤外線Ｌ１は、光学系１１４を通じて、対応する照射エリア１５２に照射される。照射エリア１５２ごとに１つの発光素子１１２が対応づけられている。よって、この例では、赤外光源１１０は、５個の発光素子１１２を有する。発光素子１１２は、個別に点消灯可能であり、赤外光源１１０は、照射エリア１５２ごとに個別に光を照射可能である。なお、照射エリア１５２ごとに複数の発光素子１１２が対応づけられ、１つの照射エリア１５２がそれら複数の発光素子１１２により照射されてもよい。
赤外光源１１０は、複数の発光素子１１２が一次元または二次元に配列された発光素子のアレイを備えてもよい。発光素子１１２の数は任意であり、例えば、１０以上であってもよい。発光素子１１２の数は、例えば、１００以下であってもよい。
光源制御部１２０は、カメラ用赤外照明を提供すべく、複数の照射エリア１５２に赤外線Ｌ１を照射するように赤外光源１１０を動作させる。複数の照射エリア１５２が同時に照射されてもよい。照射エリア１５２を切り替えながら複数の照射エリア１５２が順次照射されてもよい。
光源制御部１２０は、カメラ用赤外照明とは異なるタイミングで複数の照射パターン１５０を形成するように赤外光源１１０を制御する。複数の照射パターン１５０のそれぞれが複数の照射エリア１５２のうち一部の照射エリア１５２に選択的に赤外線を照射することによって形成される。複数の照射パターン１５０はそれぞれ、互いに異なる照射エリア１５２が照射されるように設定される。例えば、光源制御部１２０は、車載赤外線カメラ１４０の露光時間から外れたタイミングで、照射エリア１５２を切り替えながら複数の照射エリア１５２に順次照射するように赤外光源１１０を動作させる。このようにして、複数の照射パターン１５０は、センサ用赤外照明として利用される。
カメラ用赤外照明とは異なるタイミングは、車載赤外線カメラ１４０の露光時間から外れたタイミング、たとえば、連続する露光時間と露光時間の合間となる非露光時間である。このようにして、カメラ用赤外照明とセンサ用赤外照明が互いに異なるタイミングに設定される。
光源制御部１２０は、赤外線センサ１３０から複数の照射パターン１５０それぞれについて出力されるセンサ信号Ｓ１に基づいて、カメラ用赤外照明での各照射エリア１５２の照度を個別的に調整するように赤外光源１１０を制御する。光源制御部１２０は、赤外光源１１０の各発光素子１１２を個別に調光点灯可能である。
光源制御部１２０は、制御回路１２２と点灯回路１２４を備える。制御回路１２２は、センサ信号Ｓ１に基づいて調光信号Ｓ２を生成する。調光信号Ｓ２は、各発光素子１１２を同時に、または異なるタイミングでパルス発光させるように設定されている。調光信号Ｓ２は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号であってもよい。点灯回路１２４は、調光信号Ｓ２に従って各発光素子１１２にパルス状の駆動電流Ｉを供給する。調光信号Ｓ２によって、駆動電流Ｉの大きさが制御され、各発光素子１１２の毎回のパルス発光の強度が制御される。
各発光素子１１２は、駆動電流Ｉに応じた輝度で発光し、その結果、各照射エリア１５２が相応の照度で照明される。調光信号Ｓ２に従って発光素子１１２がパルス発光することにより、照射エリア１５２に赤外線Ｌ１が照射され、撮像範囲１４２が赤外線Ｌ１で照明される。赤外光源１１０からの赤外線Ｌ１は各照射エリア１５２で反射されうる。各照射エリア１５２から反射した赤外線（以下では単に、反射光Ｌ２ともいう）は、赤外線センサ１３０および車載赤外線カメラ１４０に入射する。
赤外線センサ１３０は、撮像範囲１４２から反射光Ｌ２を受光するように配置され、反射光Ｌ２の強度に基づくセンサ信号Ｓ１を出力する。赤外線センサ１３０は、赤外光源１１０が発する赤外線の波長に感度をもつ。赤外線センサ１３０は、例えばシングルピクセルのフォトディテクタであってもよい。センサ信号Ｓ１は、光源制御部１２０に入力される。
センサ用赤外照明として複数の照射パターン１５０が撮像範囲１４２に順次照射されるとき、赤外線センサ１３０は、複数の照射パターン１５０それぞれについて赤外光源１１０からの反射光Ｌ２を受光してセンサ信号Ｓ１を順次出力する。センサ信号Ｓ１は、各照射パターン１５０について反射光Ｌ２の強度を示す。センサ信号Ｓ１は、赤外線センサ１３０が受光する反射光Ｌ２の強度分布の空間的な積分値であってもよい。
また、車載赤外線カメラ１４０は、車載赤外線カメラ１４０の露光タイミングを示すタイミング信号Ｓ３を光源制御部１２０に出力する。タイミング信号Ｓ３は、車載赤外線カメラ１４０の露光時間に合わせてフレームレートで車載赤外線カメラ１４０から出力される。光源制御部１２０においては、タイミング信号Ｓ３に基づいて車載赤外線カメラ１４０の露光時間の開始と終了が把握される。光源制御部１２０は、車載赤外線カメラ１４０の露光時間にカメラ用赤外照明を提供し、非露光時間にはセンサ用赤外照明を提供するように、車載赤外線カメラ１４０の露光タイミングに同期させて赤外光源１１０を制御する。
図１には、照射パターン１５０の一例として、車両から見て向かって右から４番目の照射エリア１５２に赤外線Ｌ１が照射されるとともに、他の照射エリア１５２には赤外線Ｌ１が照射されていない状態が示されている。
撮像範囲１４２には、車両の走行中、道路標識やデリニエータなどの高い反射率をもつ物体（以下、反射体１６０という）がしばしば含まれる。図１では、一例として、赤外線Ｌ１が照射されている４番目の照射エリア１５２に反射体１６０が位置する状況が示されている。そのため、反射体１６０は、赤外線Ｌ１を受けて明るく光り、反射光Ｌ２を強く放っている。
図２は、センサ信号Ｓ１、各発光素子１１２の駆動電流Ｉ１～Ｉ５、タイミング信号Ｓ３の時間変化を例示する図である。駆動電流Ｉ１～Ｉ５はそれぞれ、図１に示される５つの照射エリア１５２に対応する。露光時間Ｔｅがタイミング信号Ｓ３によって示され、連続する露光時間Ｔｅと露光時間Ｔｅの合間は非露光時間Ｔｓとなる。車載赤外線カメラ１４０のフレームレートは例えば３０ｆｐｓ（すなわち１フレームが約３３ミリ秒）であり、１フレームあたりの露光時間は例えば３０ミリ秒である。
露光時間Ｔｅに提供されるカメラ用赤外照明においては、各発光素子１１２の駆動電流Ｉ１～Ｉ５のパルス波形は、位相がそろっている。よって、各照射エリア１５２には対応する発光素子１１２から同時に赤外線Ｌ１が照射される。各発光素子１１２の駆動電流Ｉ１～Ｉ５はそれぞれ、１回の露光時間Ｔｅ内に複数個（図示の例では１２個）のパルスを含んでいる。この例では、パルス周期およびパルス幅については既定値に保持されるが、必要に応じて変更されてもよい。
非露光時間Ｔｓに提供されるセンサ用赤外照明においては、各発光素子１１２の駆動電流Ｉ１～Ｉ５のパルス波形は、互いに位相がずれている。そのため、発光素子１１２は順番にパルス発光し、対応する照射エリア１５２が順次照射される。
センサ信号Ｓ１は、車載赤外線カメラ１４０の撮像範囲１４２に反射体１６０が含まれない場合には、上限閾値Ｂ１と下限閾値Ｂ２によって定められた許容範囲１７０に収まる。上限閾値Ｂ１および下限閾値Ｂ２は、設計者の経験的知見または設計者による実験やシミュレーション等に基づき適宜設定することが可能である。上限閾値Ｂ１および下限閾値Ｂ２は、光源制御部１２０の内部のメモリに予め保持されていてもよい。
撮像範囲１４２に反射体１６０が含まれる場合には、後述するように、センサ信号Ｓ１が上限閾値Ｂ１を超え、許容範囲１７０から外れうる。センサ信号Ｓ１が許容範囲１７０から外れるとき、光源制御部１２０は、センサ信号Ｓ１が許容範囲１７０に再び収まるように発光素子１１２の駆動電流Ｉ１～Ｉ５を制御する。
図３は、実施の形態に係る調光制御の一例を示すフローチャートである。この調光制御処理は、光源制御部１２０の制御回路１２２により実行される。調光制御処理は、複数の照射エリア１５２について並行して実行される。制御回路１２２は、タイミング信号Ｓ３を受信し、当該タイミング信号Ｓ３に対応する１回の露光時間Ｔｅに続く非露光時間Ｔｓの間、各照射エリア１５２について調光制御処理を実行する。
まず、制御回路１２２は、赤外線センサ１３０からセンサ信号Ｓ１を受信する（Ｓ１０）。上述のように、照射エリア１５２を切り替えながら複数の照射エリア１５２が赤外光源１１０によって順次照射されるので、各照射エリア１５２についてのセンサ信号Ｓ１が制御回路１２２に順次入力される。
制御回路１２２は、センサ信号Ｓ１を上限閾値Ｂ１と比較する（Ｓ１２）。センサ信号Ｓ１が上限閾値Ｂ１を超える場合（Ｓ１２のＹ）、制御回路１２２は、当該照射エリア１５２の照度を低下させる（Ｓ１４）。すなわち、制御回路１２２は、当該照射エリア１５２に赤外線Ｌ１を照射する発光素子１１２の駆動電流Ｉを減少させるように、調光信号Ｓ２を生成する。このようにすれば、反射体１６０に起因して過剰に明るい照射エリア１５２を選択的に暗くして、ハレーションを軽減または防止することができる。
一方、センサ信号Ｓ１が上限閾値Ｂ１を超えない場合（Ｓ１２のＮ）、センサ信号Ｓ１が下限閾値Ｂ２を下回る場合（Ｓ１６のＹ）、制御回路１２２は、当該照射エリア１５２の照度を増大または回復させる（Ｓ１８）。制御回路１２２は、当該照射エリア１５２に赤外線Ｌ１を照射する発光素子１１２の駆動電流Ｉを増加させるように、調光信号Ｓ２を生成する。このようにすれば、暗すぎる照射エリア１５２については明るさが回復され、車載赤外線カメラ１４０にとって良好な視界を確保することができる。
センサ信号Ｓ１が下限閾値Ｂ２を下回らない場合（Ｓ１６のＮ）、制御回路１２２は、当該照射エリア１５２の照度を保持する。このようにすれば、適正な明るさの照射エリア１５２については明るさが保持され、車載赤外線カメラ１４０にとって良好な視界を確保することができる。
駆動電流Ｉの減少量は、センサ信号Ｓ１の値によらず一定であってもよい。あるいは、駆動電流Ｉの減少量は、センサ信号Ｓ１の値に応じて異なる大きさであってもよく、例えば、センサ信号Ｓ１と上限閾値Ｂ１の差が大きいほど駆動電流Ｉの減少量が大きくてもよい。同様に、駆動電流Ｉの増加量は、センサ信号Ｓ１の値によらず一定であってもよい。あるいは、駆動電流Ｉの増加量は、センサ信号Ｓ１の値に応じて異なる大きさであってもよく、例えば、センサ信号Ｓ１と下限閾値Ｂ２の差が大きいほど駆動電流Ｉの増加量が大きくてもよい。
車両が反射体１６０を通過すれば、上限閾値Ｂ１を超えていたセンサ信号Ｓ１も許容範囲１７０に戻るはずである。つまり、センサ信号Ｓ１が上限閾値Ｂ１を超えるのは一時的な現象である。したがって、センサ信号Ｓ１と下限閾値Ｂ２の比較に代えて、制御回路１２２は、ある照射エリア１５２の照度を低下させた場合、所定時間経過後に、その照射エリア１５２を初期値（すなわち低下前の照度）に回復させ又は初期値へと徐々に増加させてもよい。
図４は、複数の照射パターン１５０を例示する図である。５つの発光素子１１２－１～１１２－５について、○印は点灯を示し、無印は消灯を示す。これはあくまで例示にすぎないが、９つの照射パターン１５０が示されている。図１に示される照射パターン１５０は、図４のＮｏ．７にあたる。
再び図２を参照して、車載赤外線照明装置１００の動作例を説明する。図２には、連続する３フレームのセンサ信号Ｓ１、各発光素子１１２の駆動電流Ｉ１～Ｉ５、タイミング信号Ｓ３の時間変化が例示されている。一例として、３フレームのうち最初のフレームでは撮像範囲１４２に反射体１６０が無く、２番目のフレームで、図１に示されるように４番目の照射エリア１５２に反射体１６０が現れた場合を考える。
最初のフレームの露光時間Ｔｅではカメラ用赤外照明が提供される。５つの発光素子１１２には同期したパルス状の駆動電流Ｉ１～Ｉ５が供給され、５つの照射エリア１５２に赤外線Ｌ１が同時にパルス照射される。
タイミング信号Ｓ３に基づいて最初のフレームの露光時間Ｔｅの終了が把握されると、光源制御部１２０は、赤外光源１１０をカメラ用赤外照明からセンサ用赤外照明に切り替える。非露光時間Ｔｓではセンサ用赤外照明が提供される。各発光素子１１２にパルス状の駆動電流Ｉ１～Ｉ５が順番に供給され、赤外線Ｌ１が各照射エリア１５２に順次照射される。各照射エリア１５２から車載赤外線カメラ１４０が反射光Ｌ２を受光し、反射光Ｌ２の強度に応じたセンサ信号Ｓ１＿１が光源制御部１２０に出力される。
このとき、どの照射エリア１５２にも反射体１６０が無いので、各照射エリア１５２についてはセンサ信号Ｓ１＿１は一定であり、許容範囲１７０に収まっている。よって、２番目のフレームの露光時間Ｔｅでの各照射エリア１５２の照度は、最初のフレームと等しい大きさに保持される。
タイミング信号Ｓ３に基づいて２番目のフレームの露光時間Ｔｅの開始が把握されると、光源制御部１２０は、赤外光源１１０をセンサ用赤外照明からカメラ用赤外照明に切り替える。最初のフレームと同様に各照射エリア１５２に赤外線Ｌ１が照射される。露光時間Ｔｅが終了すると、センサ用赤外照明が提供される。
このとき、本例では反射体１６０が４番目の照射エリア１５２に位置するので、対応する４番目の発光素子１１２に供給される駆動電流パルス（Ｉ４）と同期して、センサ信号Ｓ１＿２が上限閾値Ｂ１を超えている。他の照射エリア１５２についてはセンサ信号Ｓ１＿２は許容範囲１７０に収まっている。
したがって、光源制御部１２０によって調光信号Ｓ２が制御され、それにより、３番目のフレームのカメラ用照明では４番目の発光素子１１２の駆動電流Ｉ４が減少されるとともに、他の発光素子１１２の駆動電流Ｉ１～Ｉ３、Ｉ５は保持される。こうして、３番目のフレームの露光時間Ｔｅでは、反射体１６０が含まれる４番目の照射エリア１５２の照度が低下される。
続いて、３番目のフレームの非露光時間Ｔｓでも同様にしてセンサ用照明が提供され、センサ信号Ｓ１＿３が取得される。４番目の照射エリア１５２の照度が低下されているので、反射体１６０による反射光Ｌ２は低減される。そのため、４番目の照射エリア１５２を含めて各照射エリア１５２についてセンサ信号Ｓ１＿３は許容範囲１７０に収まっている。
このようにして、車載赤外線照明装置１００は、センサ信号Ｓ１に基づいて、各照射エリア１５２の照度を個別的に調整し、反射体１６０が含まれる照射エリア１５２を相対的に暗くすることができる。したがって、調光されなかったとしたら起こりうるフレアやハレーションを軽減または防止することができ、赤外光源１１０からの反射光Ｌ２に起因する車載赤外線カメラ１４０の画質低下を抑制することができる。
実施の形態によれば、赤外光源１１０からの反射光Ｌ２をこの装置自身で検出し、車載赤外線カメラ１４０にとって見やすい配光を作るという、いわばセルフセンシング式の車載赤外線照明装置１００を提供することができる。ハレーションを防ぐために、ゲインを下げる等、カメラ設定を変更すると、画像全体が暗くなりがちであるが、車載赤外線照明装置１００では、眩しい照射エリア１５２を選択的に暗くするので、こうした問題は緩和または解消される。また、典型的には眩しい局所領域の特定には画像処理が用いられるが、そうした複雑な手法によらず、単純な構成で実現できるという利点もある。
センサ用赤外照明は、車載赤外線カメラ１４０の露光時間Ｔｅから外れたタイミングで提供される。そのため、センサ用赤外照明は、車載赤外線カメラ１４０の撮像に影響を及ぼさない。また、センサ用赤外照明を赤外線センサ１３０に適する照射パターン１５０に設定することができる。
ところで、最近では、ゴーストイメージングと呼ばれる手法が提案されている。一般的な撮像のように二次元に配列された撮像素子が用いられるのではなく、空間的に分解能を持たない点型光検出器が使用される。点型光検出器と組み合わせて、（典型的にはランダムに）空間的に変調された多数の照射パターンによる照明が用いられる。照射パターンごとに被照射物からの反射光を点型光検出器で測定し、反射光の強度と照射パターンの相関をとることにより、被照射物の画像を生成することができる。
そこで、各照射パターン１５０について、照射される一部の照射エリア１５２は、複数の照射エリア１５２からランダムに選択されてもよい。光源制御部１２０は、照射エリア１５２がランダムに選択された複数の照射パターン１５０を形成するように赤外光源１１０を制御してもよい。このようにして、車載赤外線照明装置１００は、ゴーストイメージングに適するセンサ用赤外照明を提供することができる。
より多数の照射パターン１５０を照射可能とすることによって、ゴーストイメージングの解像度を高めることができる。こうした観点から、照射エリア１５２の配列に関する変形例をいくつか述べる。
図５は、照射エリア１５２の配列を例示する模式図である。図５に示されるように、複数の照射エリア１５２は、隣り合う２つの照射エリア１５２が部分的に重なるようにして並んでいてもよい。このようにすれば、撮像範囲１４２に含まれる照射エリア１５２の数が増えるので、車載赤外線照明装置１００は、より多数の照射パターン１５０を形成することができる。
複数の照射パターン１５０は、同一の照射エリア１５２に異なる複数の照度で赤外線を照射することによって形成される一群の照射パターン１５０を含んでもよい。このようにすれば、個々の照射エリア１５２のオンオフだけでなく、照度も組み合わせて、車載赤外線照明装置１００は、より多数の照射パターン１５０を形成することができる。
光源制御部１２０は、１回のセンサ用赤外照明（例えば、１回の非露光時間Ｔｓ）においてすべての照射パターン１５０が照射されるように赤外光源１１０を制御してもよい。照射パターン１５０の数が比較的少ない場合には、こうした照射方式が適当である。
あるいは、光源制御部１２０は、１回のセンサ用赤外照明に一部の照射パターン１５０を選択的に割り当て、複数回のセンサ用赤外照明によりすべての照射パターン１５０が照射されるように赤外光源１１０を制御してもよい。照射パターン１５０の数が比較的多い場合には、こうした照射方式が適当である。
図６は、車載赤外線照明装置１００を備える自動車を示す図である。自動車２００は、前照灯２０２Ｌ，２０２Ｒを備える。車載赤外線照明装置１００は、前照灯２０２Ｌ，２０２Ｒのそれぞれに内蔵される。よって、一方の前照灯２０２Ｌには、第１の赤外光源１１０Ｌが搭載され、他方の前照灯２０２には、第２の赤外光源１１０Ｒが搭載されている。
図７は、照射エリア１５２の配列の他の一例を示す模式図である。一部の照射エリア１５２Ｌが、図６に示される第１の赤外光源１１０Ｌによって照射され、残りの照射エリア１５２Ｒが、第２の赤外光源１１０Ｒによって照射されてもよい。第１の赤外光源１１０Ｌが隣り合う２つの照射エリアのうち一方の照射エリア１５２Ｌに赤外線を照射し、第２の赤外光源１１０Ｒが隣り合う２つの照射エリアのうち他方の照射エリア１５２Ｒに赤外線を照射してもよい。このようにすれば、撮像範囲１４２に含まれる照射エリア１５２の数が増えるので、車載赤外線照明装置１００は、より多数の照射パターン１５０を形成することができる。
図８は、光学ユニット１１６を示す模式図である。光学ユニット１１６は、複数の発光素子１１２を有する赤外光源１１０と、例えば投影レンズである光学系１１４と、赤外光源１１０と光学系１１４とを互いに固定するホルダ１１８とを備える。
赤外線センサ１３０が光学ユニット１１６に固定されていてもよい。赤外線センサ１３０は、例えば光学系１１４の近傍に配置されるようにホルダ１１８に取り付けられていてもよい。
前照灯など車両に搭載された灯具においては、例えばＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御などの配光制御が実行される場合がある。車両用灯具は車両の前部左右に配置されるのに対し、配光制御のための前方車両検出装置（例えばカメラ）は車幅方向中央位置に配置されることが多い。配置場所の差異に伴い、検出装置から前方車両を見た角度と灯具光軸の角度との間に視差角度と称する角度ずれが存在する。
光学ユニット１１６が前照灯２０２Ｌ，２０２Ｒに内蔵されている場合、赤外線センサ１３０は、灯具光軸の近くに位置する。そこで、車両用灯具の配光制御において視差角度を補正するために、赤外線センサ１３０により取得された前方車両の位置情報が使用されてもよい。
本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、実施の形態及び変形例を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくはさらなる変形が加えられた実施の形態や変形例も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態や変形例、及び上述した実施の形態や変形例と以下の変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態、変形例及びさらなる変形それぞれの効果をあわせもつ。
上述の実施の形態では、車載赤外線カメラ１４０の非露光時間Ｔｓにセンサ用赤外照明が提供されるが、光源制御部１２０は、露光時間Ｔｅにセンサ用赤外照明を提供するように赤外光源１１０を制御してもよい。例えば、光源制御部１２０は、露光時間Ｔｅの第１期間において、照射エリア１５２を切り替えながら複数の照射エリア１５２に順次照射するように赤外光源１１０を動作させるとともに、複数の照射エリア１５２それぞれについてセンサ信号Ｓ１を取得してもよい。光源制御部１２０は、露光時間Ｔｅの第１期間に続く当該露光時間Ｔｅの第２期間において、同時に複数の照射エリア１５２のうち一部または全部の照射エリア１５２に照射するように赤外光源１１０を動作させるとともに、第１期間に取得されたセンサ信号Ｓ１に基づいて、各照射エリア１５２の照度を個別的に調整するように赤外光源１１０を制御してもよい。
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
本発明は、車載赤外線照明装置、例えば、自動車などの車両に使用される車載赤外線照明装置に利用できる。
１００ 車載赤外線照明装置、 １１０ 赤外光源、 １２０ 光源制御部、 １３０ 赤外線センサ、 １４０ 車載赤外線カメラ、 １４２ 撮像範囲、 １５０ 照射パターン、 １５２ 照射エリア、 Ｌ１ 赤外線、 Ｌ２ 反射光、 Ｔｅ 露光時間、 Ｔｓ 非露光時間。

Claims (8)

  1. 車載赤外線カメラの露光時間内に、前記車載赤外線カメラの撮像範囲に含まれる複数の照射エリアに赤外線を照射することによりカメラ用赤外照明を提供する赤外光源と、
    前記カメラ用赤外照明とは異なるタイミングで複数の照射パターンを形成するように前記赤外光源を制御し、前記複数の照射パターンのそれぞれが前記複数の照射エリアのうち一部の照射エリアに選択的に赤外線を照射することによって形成される、光源制御部と、
    前記撮像範囲から反射した赤外線を受光するように配置され、受光した赤外線の強度に基づくセンサ信号を出力する赤外線センサと、を備え、
    前記光源制御部は、前記赤外線センサから前記複数の照射パターンそれぞれについて出力されるセンサ信号に基づいて、前記カメラ用赤外照明での各照射エリアの照度を個別的に調整するように前記赤外光源を制御することを特徴とする車載赤外線照明装置。
  2. 前記カメラ用赤外照明とは異なるタイミングは、前記露光時間から外れたタイミングであることを特徴とする請求項１に記載の車載赤外線照明装置。
  3. 前記複数の照射エリアは、隣り合う２つの照射エリアが部分的に重なるようにして並んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の車載赤外線照明装置。
  4. 前記赤外光源は、車両の左右に配置された一対の赤外光源のうち一方である第１の赤外光源であり、前記車載赤外線照明装置は、前記一対の赤外光源のうち他方である第２の赤外光源をさらに備え、
    前記第１の赤外光源が前記隣り合う２つの照射エリアのうち一方に赤外線を照射し、前記第２の赤外光源が前記隣り合う２つの照射エリアのうち他方に赤外線を照射することを特徴とする請求項３に記載の車載赤外線照明装置。
  5. 各照射パターンについて、前記一部の照射エリアは、前記複数の照射エリアからランダムに選択されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車載赤外線照明装置。
  6. 前記複数の照射パターンは、同一の照射エリアに異なる複数の照度で赤外線を照射することによって形成される一群の照射パターンを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車載赤外線照明装置。
  7. 前記光源制御部は、
    前記異なるタイミングとして前記露光時間の第１期間において、前記複数の照射パターンを形成するように前記赤外光源を制御し、
    前記第１期間に前記赤外線センサから前記複数の照射パターンそれぞれについて出力される前記センサ信号に基づいて、前記第１期間に続く前記露光時間の第２期間において、前記カメラ用赤外照明での各照射エリアの照度を個別的に調整するように前記赤外光源を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載赤外線照明装置。
  8. 前記車載赤外線カメラをさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の車載赤外線照明装置。
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