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JP2001253309A - 車両における視界を改善するための装置 - Google Patents

車両における視界を改善するための装置

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Publication number
JP2001253309A
JP2001253309A JP2001010700A JP2001010700A JP2001253309A JP 2001253309 A JP2001253309 A JP 2001253309A JP 2001010700 A JP2001010700 A JP 2001010700A JP 2001010700 A JP2001010700 A JP 2001010700A JP 2001253309 A JP2001253309 A JP 2001253309A
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JP
Japan
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optical system
illumination
light
vehicle
laser
Prior art date
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Application number
JP2001010700A
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English (en)
Inventor
Michael Holz
ホルツ ミヒャエル
Edgar Weidel
ヴァイデル エドガー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 永続的に減光解除されたレーザ投光装置を有
する対向車両からの赤外線領域において放射された光を
損失なしに抑圧することができる、車両における視界を
改善するための装置を提供することである。 【解決手段】 上記課題は、車両における視界を改善す
るための装置において、照明光学系はこの照明光学系の
照明方向に依存して動作するための手段を含み、この照
明方向に相応する方向をもとめるためにコンパスが設け
られていることによって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線パルス光を
永続的に放射するための少なくとも１つの照明光学系と
この照明光学系に割り当てられた、放射された光の反射
された成分を受信するための少なくとも１つの受信光学
系とを有する、車両における視界を改善するための装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】夜間の劣悪な視界は多数の運転者に恐れ
られるつらい危険な状況である。劣悪な視界の結果とし
て夜間には明らかに事故発生頻度が昼間及び良好な視界
の場合の走行と比べると高まる。この場合、夜間に発生
する障害は次のように区分される。すなわち、視界距離
が対向通行による投光装置の減光した光によって僅少で
あり、さらにこの視界距離を多数の運転者は間違って判
断してしまう。これは無灯火の障害物、歩行者、灯火な
しに自転車に乗る人及び動物の識別を遅らせ、この結
果、事故を引き起こす。
【０００３】対向車両の投光装置及びこの投光装置の反
射によってとりわけ車道が湿っている場合には運転者は
眩惑され、この運転者は短時間プラックホール（Schwar
zesLoch）に入る。とりわけ危険なのは比較的僅少な裸
眼視力のゆえに鳥目の運転者及び老齢の運転者である。
【０００４】雨、霧、吹雪の場合には視界状況はさらに
劣悪になりうる。
【０００５】夜間の視界の改善はＤＥ-Ａ-４００７６４
６に記載されているオプトエレクトロニックシステムに
よって実現される。このシステムはシーンのビデオ画像
を撮影し、これを運転者に適切に表示する。この表示さ
れた画像は、運転者が自分の眼でガラス越しに直接見る
ことができるよりもはるかに多くのものを示す。ＤＥ-
Ａ-４００７６４６から公知のシステムは、従来の投光
装置に加えて、近赤外線で発光するレーザダイオードを
光源として利用する２つの「レーザ投光装置」を含む。
これらのレーザダイオードは、例えば５０〜１００μｓ
のパルス長及び１００〜１０００μｓのパルス間隔によ
りパルスで動作される。これにより、シーンの照明はス
トリップ状の又は点状のパターンによって実現され、こ
れによって例えば自動車のような照明された対象物が道
路経過から立体的に際立ちうる。ビデオ画像撮影のため
のＣＣＤカメラは車両の屋根領域に収容されている。こ
のＣＣＤカメラは電子シャッタを有し、この電子シャッ
タは障害を回避するためのレーザダイオードを同期され
ている。発光レーザダイオードとＣＣＤカメラとの同期
によって次のことが保証される。すなわち、これらのレ
ーザダイオードによって照明されたストリップ乃至は面
からの光だけが画像形成に寄与し、多重散乱によって他
の角度領域から入射する光から妨害されないことが保証
される。この同期化の詳細はＤＥ-Ａ-４００７６４６に
記述されており、繰り返しを避けるために以降は説明し
ない。
【０００６】ＤＥ-Ａ-４００７６４６によれば、カメラ
対物レンズの前に光学的なバンドパスフィルタが取り付
けられる。ビデオ画像は運転者にＬＣＤディスプレイで
示される。
【０００７】ＤＥ-Ａ-４００７６４６のレーザ光の使用
は一連の利点を有する。これらのレーザは８００〜２０
００ｎｍまでの波長で、有利には８１０ｎｍの波長で近
赤外線において発光される。この赤外線光は人間の眼に
はほぼ可視ではないので、永続的に減光解除して照明さ
れうる。
【０００８】レーザ光の使用によって、対向車両の可視
の投光装置によるカメラの眩惑は大幅に低減される。一
方で、レーザ光は数ｎｍのスペクトル幅しか持たず、他
方で、ハロゲンランプのような可視光源は数百ｎｍの幅
を有する。狭い通過帯域を有する光学的バンドパスフィ
ルタをカメラ対物レンズの前に取り付けると、ほぼ全レ
ーザ光が通され、対向車両の光がファクタ５０〜１００
まで減衰される。他方で、レーザダイオードがドライバ
電流に直接的に従い、これによってこれらのレーザダイ
オードが簡単なやり方で迅速にパルス制御される。これ
らのレーザと同期化される高速な電子シャッタを有する
ビデオカメラを使用すれば、対向車両の光はさらに低減
される。
【０００９】しかし、永続的に減光解除されたレーザ投
光装置を有する２つのこのような夜間視界システムが出
会った場合には問題が生じる。ＤＥ４００７６４６Ａ１
ではこの問題が次のことによって解決された。すなわ
ち、全車両のレーザ投光装置が同一の偏光、例えば垂直
偏光によって発光され、カメラ対物レンズの前にこの垂
直偏光に対して垂直な検光子又は偏光子が存在すること
によって解決された。
【００１０】しかし、偏光子及び検光子を使用する際の
欠点は、対象物から反射される偏光解消された光が大抵
の場合ファクタ２〜４になる検光子によって減衰される
ことである。
【００１１】交通において車両を眩惑なく運転するため
の装置は、ＤＥ２００１０８６Ｃ３から公知である。こ
の場合、車両運転者の視界範囲には可変的な光透過性を
有する遮蔽部が配置され、さらに投光装置にはフラッシ
ュ光源が装備されている。この遮蔽部の光透過性は、所
定のパルス周波数により制御装置によって電気的に制御
され、ほぼ完全な光透過性と大きく低減された光透過性
との間で変化される。
【００１２】ＤＥ３８３６０９５Ａ１から交通において
車両を眩惑なく運転するための装置が公知であり、この
装置においても同様に車両運転者の視界範囲には光透過
性を有する遮蔽部が配置され、この光透過性は、所定の
パルス周波数により制御装置によって制御可能である。
この装置もパルス赤外線光を永続的に放射するための投
光装置を含む。制御装置は光電受信器に接続されてお
り、この光電受信器は対向車両から放射される光を外部
からの光として受信し、パルス状の外部からの光が現れ
た場合には遮蔽部がこのパルス状の外部からの光に同期
して及び投光装置がこのパルス状の外部からの光とは異
なるタイミングで制御され、その都度この外部からの光
の大きな光放射の際にはこの遮蔽部の光透過性及びこの
投光装置の光送出が低減される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、永続
的に減光解除されたレーザ投光装置を有する対向車両か
らの赤外線領域において放射された光を損失なしに抑圧
することができる、車両における視界を改善するための
装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、車両におけ
る視界を改善するための装置において、照明光学系はこ
の照明光学系の照明方向に依存して動作するための手段
を含み、この照明方向に相応する方向をもとめるために
コンパスが設けられていることによって解決される。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の利点は次の本発明の有利
な実施形態の記述から図面を参照することによって見て
取ることができる。
【００１６】図１を参照するとバスが図示されており、
このバスには可視領域において放射する投光装置１及び
この投光装置１の上に配置された相応のレーザ投光装置
２が設けられている。レーザ投光装置２の個数は、ここ
に記述された有利な実施形態においては２つのこのよう
なレーザ投光装置が設けられており、これらのレーザ投
光装置は有利にはそれぞれウィンカーハウジングにウィ
ンカーの後ろに取り付けられているが、必要に応じて変
えられる。これらのレーザ投光装置は永続的にかつパル
ス制御されて赤外線領域乃至は近赤外線領域で発光し、
有利には８００〜２０００ｎｍまでの波長が使用され
る。
【００１７】本発明の装置はさらにＣＣＤカメラ３を含
み、このＣＣＤカメラ３は図１に示された実施形態では
バスの屋根領域に取り付けられている。ＣＣＤカメラの
構造は図４においてより詳しく説明される。
【００１８】検出されたシーンの表示はこのバスの計器
類に取り付けられたディスプレイ４において行われる。
運転者がシーンからこのディスプレイに視線を移すとす
ぐにこのディスプレイに眼を適合させる必要がないよう
に、このディスプレイ４は有利には運転者に対して十分
な間隔をもって配置される。約２メートルの間隔でこの
実施形態では十分と認められた。
【００１９】本発明と同様に、様々なタイムスロットを
使用することができるようにパルス制御されたレーザ光
源がレーザ投光装置２として使用され、これにより対向
するレーザ投光装置による眩惑を回避する。パルス占有
率（Tastverhaeltnis）、すなわちレーザオン対レーザ
オフは、１：３と１：１００との間で変化され、図２に
は１：１００のパルス占有率が示されている。有利には
約８００ｎｍの波長で４ワットの送信電力を有するレー
ザダイオードがレーザ光源として使用される。この波長
領域は人間の眼にとって知覚できない。よって、永続的
な照明が可能である。
【００２０】周知のとおり、レーザダイオードはドライ
バ電流に対して迅速に応答することができ、従って、容
易にパルスモードで動作される。このパルス動作によっ
て、図２に示されているように、タイムスロットにおい
て比較的高い電力が実現される。次にこの比較的高い電
力は図２の下に図示されたＣＣＤカメラのシャッタ時間
の同期化によって検出される。さらに、本発明の装置に
おけるパルス動作及びタイムスロットの使用は対向車両
の投光装置及び反射に起因する妨害光を減少させる。さ
もなければ、この妨害光はＣＣＤカメラの眩惑を引き起
こすだろう。
【００２１】さらに、ＣＣＤカメラの眩惑はスペクトル
パンドパスフィルタＦの使用によって低減される。この
スペクトルバンドパスフィルタＦは図３に示された伝達
特性を有する。このようなバンドパスフィルタはＤＥ-
Ａ-４００７６４６から公知であり、ここではこれ以上
は記述しない。
【００２２】図４を参照すると、本発明の第１の実施形
態が図示されている。この第１の実施形態ではありうる
眩惑の検出が対向車両のレーザ投光装置によってビデオ
画像のデータに基づいて行われる。それ自体はＤＥ-Ａ-
４００７６４６から公知のレーザ投光装置２は、発光レ
ーザダイオードＤを含み、この発光レーザダイオードＤ
のレーザビームは相応のレンズＬ及びミラーＳを介して
放射される。このレーザ投光装置２は、ＤＥ-Ａ-４００
７６４６に記述されているように、直交する第２の方向
において同時に狭く集束する際にただ１つの方向におい
てレーザビームを拡大することによって及びこの第２の
方向において照明される平らな立体角部分の向きを変え
ることによって作動する。しかし、２次元のビーム拡大
による全領域の同時照明によって又は全立体角領域を走
査する照明のために２次元において集束されたレーザビ
ームの向きを変えることによって立体角部分を照明する
ためのＤＥ-Ａ-４００７６４６に記述された２つの他の
方法を使用することも考えられる。
【００２３】３で示されたＣＣＤカメラはスペクトルバ
ンドパスフィルタＦ、前置接続された光学系Ｏならびに
受光画像面Ｂを含み、この受光画像面Ｂの信号はディス
プレイ４に供給される。
【００２４】この第１の実施形態では、このシステム
は、ビデオ画像のデータ自体が評価装置５によって評価
されることによって、レーザ投光装置による眩惑が存在
するかどうかを検査する。眩惑が存在する場合には、レ
ーザダイオードＤのタイムクロックは付加的な遅延によ
って変化される。この変化はランダムに生成することが
できる。眩惑が持続する場合には、このプロシージャは
眩惑がもはや存在しなくなるまで反復される。この変化
はレーザダイオードＤに乃至はこのレーザダイオードＤ
のここには詳しくは記述されない制御電子装置に供給さ
れる。
【００２５】図５の本発明の第２の実施形態には、第１
の実施形態との関連において記述された評価装置５の代
わりに、狭帯域の干渉フィルタＦ１を有する付加的な検
出器６が使用される。この付加的な検出器６は時間分解
能をもってレーザパルスを、従って対向車両のレーザ投
光装置のタイムクロックを検出する。眩惑が存在する場
合には、上記のように、タイムクロックが付加的な遅延
によって変化される。この変化は同様にランダムに生成
することができる。この付加的な検出器においては、自
由なタイムスロットも直接的に制御される。眩惑が持続
する場合には、このプロシージャをこの第２の実施形態
でも眩惑がもはや存在しなくなるまで反復される。
【００２６】図６に図示されている第３の実施形態で
は、全ての車両に対して一定のタイムクロックが導入さ
れる。全ての車両の精確な同期は、７で示された無線装
置において無線時計、無線電話又はＧＰＳ（汎地球測位
システム）を介する較正によって得られる。１ｍｓから
５ｍｓまでの精度でこの場合には十分である。内蔵クォ
ーツ時計によって較正の間に精確なタイムクロックが維
持される。電子コンパスは走行方向を検出する。例えば
北と東との間、東と南との間、南と西との間、西と北と
の間の固定的に予め設定された方向領域に対して、異な
るタイムスロットが利用される。こうして、眩惑が排除
される。
【００２７】第４の実施形態では、異なる波長、８００
ｎｍ、８２０ｎｍ、８４０ｎｍを有し、さらにカメラの
前のフィルタホイール（Filterrad）においてこれらの
波長に対する異なるバンドパスフィルタＦを有する複数
の、例えば３つのレーザ投光装置が使用される。さらに
走行方向を検出するための電子コンパスが使用される。
走行方向に応じて、所定の波長を有するレーザ及びフィ
ルタホイールの所属のバンドパスフィルタが利用され
る。
【００２８】電子コンパスとは、本出願においては、位
置情報（例えばＧＰＳ情報）の追跡（トラッキング）か
ら、コンパスによって収集できる方向情報に匹敵しうる
ような方向情報をもとめるための手段であると理解す
る。とりわけ、向きの変更が可能な照明光学系２におい
て、走行方向乃至は車両の配向と実際の照明方向との間
の場合によっては生じうるオフセットを考慮する手段が
設けられていると有意義である。
【００２９】本発明の課題設定から、当業者は、この照
明光学系２の走行方向に依存する動作の概念によって、
一般に車両の発光する投光装置の可視光の照明方向と一
致する照明光学系２の照明方向が意図されていると理解
する。
【００３０】とりわけ複数の照明光学系２及び受信光学
系を自動車において使用する場合、これらを走行方向に
依存せずにこれらの照明方向に依存して動作すると有利
である。
【００３１】１つ又は複数の光学系２及び３のこのよう
な装置の部材はこの場合走行方向に依存した動作の場合
と同一のものであるが、照明光学系２はこの照明光学系
２の瞬時の照明方向に依存して動作される。これは、例
えば最近普及してきた、照明方向において制御可能な、
すなわち向きを変えることができる投光装置を顧慮して
いる。この投光装置は例えばその配向において道路のカ
ーブに追従することができ、又は、危険が検出される場
合には車道の縁部領域から外へと配向されうる。また本
発明のこの代替的な実施形態はバックアップランプ乃至
は（例えば救助車両における）サーチライトの利用も顧
慮する。
【００３２】車両がバックギアで走行する場合には、こ
の車両の主投光装置は相変わらず前方に走行する場合と
同一の方向に配向されている。この理由から、他の車両
の眩惑を回避するために、この主投光装置の動作は正反
対の走行方向に依存せずにいつも同一に動作されるべき
である。
【００３３】また、照明光学系の照明方向を基準とする
この代替的な動作によって、スイッチオンされた照明を
有する停止中の又はパーキング中の車両による眩惑が回
避される。
【００３４】とりわけ有利には、本発明の装置を用い
て、受信光学系３により受信される情報は人間の知覚に
適したやり方で、有利にはディスプレイに表示される。
しかし、この情報が技術的なシステムによって使用され
るだけならば、この装置をこのような情報表示用の装置
なしで構成することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】例示的にバスとして示されている車両における
視界の改善のための本発明の装置の全体構造の概略図で
ある。
【図２】パルス制御されるレーザ源の強度及びレーザ光
源の発光レーザダイオードとＣＣＤカメラの同期化と時
間との関係を示す線図である。
【図３】本発明の装置に使用されるバンドパスフィルタ
の伝達特性ならびに従来のハロゲンランプの光強度分布
の線図である。
【図４】対向車両のレーザ投光装置による眩惑が存在す
るかどうかをビデオ画像のデータに基づいて検出する本
発明の第１の実施形態のブロック図である。
【図５】対向車両のレーザ投光装置による眩惑が存在す
るかどうかを別個の検出器に基づいて検出する本発明の
第２の実施形態のブロック図である。
【図６】対向車両のレーザ投光装置による眩惑が存在す
るかどうかを一定のタイムクロックに基づいて検出する
本発明の第３の実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
１ 投光装置 ２ レーザ投光装置（照明光学系） ３ ＣＣＤカメラ（受信光学系） ４ ディスプレイ ５ 評価装置 ６ 付加的な検出器 ７ 無線装置 Ｆ スペクトルバンドパスフィルタ Ｌ レンズ Ｓ ミラー Ｏ 光学系 Ｂ 受光画像面 Ｄ レーザダイオード

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両における視界を改善するための装置
    であって、 赤外線パルス光を永続的に放射するための少なくとも１
    つの照明光学系（２）と該照明光学系（２）に割り当て
    られた、放射された光の反射された成分を受信するため
    の少なくとも１つの受信光学系（３）とを有する、車両
    における視界を改善するための装置において、 前記照明光学系（２）は、該照明光学系（２）の照明方
    向に依存して動作するための手段を含み、この照明方向
    に相応する方向をもとめるためにコンパスが設けられて
    いることを特徴とする、車両における視界を改善するた
    めの装置。
  2. 【請求項２】 コンパスは電子コンパスであり、該電子
    コンパスはとりわけ位置検出システム又はナビゲーショ
    ンシステムと接続されていることを特徴とする、請求項
    １記載の装置。
  3. 【請求項３】 照明光学系（２）はレーザ投光装置の部
    分であり、該レーザ投光装置は、１：３と１：１００と
    の間のパルス占有率を有するパルス化された赤外線を発
    光するために、８００〜２０００ｎｍまでの範囲におい
    て、有利には８１０ｎｍにおいて発光する、約４ワット
    の送信出力を有するレーザダイオード（Ｄ）を含む、請
    求項１又は２のうちの少なくとも１項記載の装置。
  4. 【請求項４】 照明光学系（２）は、一定のタイムクロ
    ックにおいて走行方向に依存して動作するための手段を
    含むことを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載
    の装置。
  5. 【請求項５】 前記装置は、一定のタイムクロックを受
    信するための無線装置（７）を含み、走行方向に依存し
    て前記タイムクロックを選択するための手段が設けられ
    ることを特徴とする、請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 無線装置（７）は無線時計又は無線電話
    又はＧＰＳを含む、請求項４又は５記載の装置。
  7. 【請求項７】 照明光学系（２）は走行方向に依存する
    波長によって走行方向に依存して動作するための手段を
    含むことを特徴とする、請求項１〜６のうちの１項記載
    の装置。
  8. 【請求項８】 受信光学系（３）は照明光学系（２）の
    波長の各々に相応するバンドパスフィルタを含み、前記
    照明光学系の波長及び前記バンドパスフィルタを走行方
    向に依存して選択するための手段が存在する、請求項７
    記載の装置。
  9. 【請求項９】 受信光学系（３）のバンドパスフィルタ
    はフィルタホイールに取り付けられている、請求項８記
    載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記装置は、照明光学系（２）から放
    射されるパルス光の波長を８００ｎｍあたりの領域にお
    いて選択することができるための手段を含む、請求項７
    〜９のうちの１項記載の装置。
  11. 【請求項１１】 受信光学系（３）によって受信された
    情報は人間の知覚に適したやり方で有利にはディスプレ
    イに表示されることを特徴とする、請求項１〜１０のう
    ちの１項記載の装置。
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