JP2006151287A - 車両用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者の前方不注意状態に注意喚起することができる車両用照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 車両用照明装置１は、運転者撮影装置１１、運転者状態検出部１３、メモリ１４、補助前照灯制御部１５、補助前照灯１７から構成される。運転者状態検出部は、運転者の瞼の開閉状態、視線方向を検出し、メモリに時系列に蓄積させる。補助前照灯は、ＲＧＢ３色のＬＥＤを用いた補助前照灯発光部２１、ＬＥＤ制御部２５、補助前照灯１７の光軸の向きを左右に変更する補助前照灯光軸駆動部２３を有している。補助前照灯制御部は、メモリに蓄積された所定時間内の運転者の瞼の開閉状態、視線方向の変化もとづき、運転者状態を判定し、正常時は白色光で前方を照明、覚醒度低下時は黄色光の照度を変化させて前方を照明、脇見の時は黄色光を左右に光軸を振らせて照明するように、補助前照灯を制御して、前方不注意状態を運転者に認知させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用照明装置に関する。

居眠りなど運転者の不適切な状態または行動を検知して、運転者に注意を喚起する装置として、居眠り防止用メータ照明装置が提案されている（特許文献１参照）。
この居眠り防止用メータ照明装置では、運転者の脳波などを測定し、運転者が居眠り状態であると判定した場合、インストルメントパネルのメータ部の照明の光色を注意喚起色に切り替えるものである。
実開平５−３０７９６号公報

しかしながら、メータが運転者の前方注視時の周辺視野領域にあるため、メータ照明の光色が切り替わったことが運転者に知覚されにくいという問題があった。さらに、居眠り状態のような覚醒度が低下した状態では、運転者がメータをチェックする頻度も少なくなるため、さらに注意喚起の効果が低いという問題があった。
また、運転者が自分の状態をある程度自覚している場合は、メータ照明の光色を切り替えたとしても、運転者に何らかの覚醒状態への移行を促す動機付けが弱いという問題点がある。
運転者の覚醒度低下は前方不注意状態を意味し、脇見も同様である。

本発明は、上記の問題点を解決するために、運転者の前方不注意状態を確実に運転者に注意喚起し、さらに状態改善への動機付けを持たせることができる車両用照明装置を提供することを目的とする。

このため、本発明は、前照灯の光色を変化させる光色切替手段と、運転者の状態を検出する運転者状態検出手段と、検出した運転者の状態にもとづいて光色切替手段の動作を制御する制御手段とを備え、制御手段は、運転者状態検出手段が運転者の前方不注意状態を検出したとき、光色切替手段を制御して前照灯の光色を変化させるものとした。

本発明により、例えば夜間走行中に運転者が居眠りしそうな覚醒度の低い状態になると、運転者状態検出手段が運転者の前方不注意状態を検出し、前照灯の光色を変え、運転手の前方視野内の前照灯に照射された景色に変化を生じさせるので、前方不注意状態であるとの注意喚起が運転者に知覚されやすい。
また、前照灯の光色が通常時と異なる色となるので、周囲に気付かれると恥ずかしくて、正常に戻さなければという気持ちを運転者に生じさせる。
その結果、運転者の覚醒度低下などの前方不注意を防止できる。

以下本発明の実施の形態を実施例により説明する。

図１は第１の実施例の車両用照明装置のブロック構成図である。
本実施例の車両用照明装置１は、運転者撮影装置１１、運転者状態検出部１３、メモリ１４、補助前照灯制御部１５、主前照灯と別個に設ける補助前照灯１７から構成される。
運転者撮影装置１１はステレオカメラであり、図２に示すように車両の運転席前方のインストルメントパネルの上部に、運転者３の顔全体を撮影可能に設置する。運転者撮影装置１１の映像は、運転者状態検出部１３に送られる。

運転者状態検出部１３は、画像処理専用のマイクロプロセッサであり、運転者の瞼の開閉状態、視線方向を画像処理により検出し、メモリ１４に出力する。
メモリ１４は、入力された瞼の開閉状態、視線方向を時系列に蓄積する。
この運転者状態検出部１３における瞼の開閉状態、視線方向の検出と、検出結果のメモリ１４での蓄積は一定の周期で行い、所定の時間経過した検出結果、たとえば３０秒以上経過したものは、自動的にメモリ１４から消去される。
なお、運転者状態検出部１３における瞼の開閉状態、視線方向の検出は、公知の技術、例えばＳｅｅｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｓ社のＦａｃｅＬＡＢ（商標）を用いて行うことができる。

補助前照灯制御部１５はマイクロコンピュータで構成されている。
補助前照灯制御部１５は、メモリ１４に蓄積された所定時間内（ここでは過去３０秒間）の運転者の瞼の開閉状態を読み出して、閉眼状態の時間が所定の割合、例えば２０％以上であれば運転者の覚醒度が低下していると判定し、覚醒度低下の場合の補助前照灯の制御をし、制御信号を補助前照灯１７に出力する。
また、補助前照灯制御部１５は、メモリ１４に蓄積された所定時間内の運転者の視線方向の変化を読み出して、前方所定範囲からの視線逸脱時間が所定の割合、例えば３０％以上であれば運転者が脇見をしていると判定し、脇見の場合の補助前照灯の制御をする。

補助前照灯１７は、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）３色のＬＥＤの配列で構成された補助前照灯発光部２１、補助前照灯発光部２１の各色のＬＥＤの通電発光を制御するＬＥＤ制御部２５、補助前照灯１７の光軸の向きを左右に変更する補助前照灯光軸駆動部２３を有している。
図３に補助前照灯１７の実装位置を示す。たとえば、前部バンパーの上、主前照灯１９の下に配置し、車両の左右にそれぞれ設ける。
補助前照灯発光部２１は、図４に示すようにＲＧＢの各色のＬＥＤ３３が、例えば互いに隣接して三角配列の１単位をなすように周期的に配置してある。
補助前照灯発光部２１の前方側には図に示すように集光用のレンズ３１が配置されている。また、補助前照灯１７の向き、つまり光軸を左右に変更可能に、補助前照灯光軸駆動部２３の回転軸が補助前照灯発光部２１とレンズ３１の筐体３４を支持している。

ＬＥＤ制御部２５は、補助前照灯制御部１５からの制御信号により、ＲＧＢ各色のＬＥＤ３３に印加する電圧Ｖ_Ｒ、Ｖ_Ｇ、Ｖ_Ｂを個別に０〜１００％の間で制御し、補助前照灯発光部２１の光色を切り替える機能と、照度を変化させる照度制御機能を有している。
したがって、補助前照灯発光部２１は、ＬＥＤ制御部２５の光色を切り替える機能により、通常時の白色発光を含めて全部で７色の発光をすることが可能である。
また、補助前照灯光軸駆動部２３は、補助前照灯制御部１５からの制御信号により、補助前照灯１７の光軸を正面前方方向０°に固定、または、左側の補助前照灯１７を前方方向０°から左側の３０°範囲で、同時に右側の補助前照灯１７を前方方向０°から右側の３０°範囲で周期的に光軸を振るように駆動する。

図５、図６は、本実施例における車両用照明装置の制御の流れを示すフローチャートである。
ステップ１０１では、運転者撮影装置１１は運転者の顔の画像を取得し、運転者状態検出部１３に入力する。
ステップ１０２では、運転者状態検出部１３は、運転者の瞼の開閉状態、視線方向を検出する。
ステップ１０３では、メモリ１４はステップ１０２で検出された瞼の開閉状態、視線方向の結果を、時系列に蓄積する。

ステップ１０４では、補助前照灯制御部１５は、運転者の状態を判定する。つまり、メモリ１４に蓄積された所定時間内の時系列の瞼の開閉状態、視線方向を読み出して、閉眼状態の時間の割合と視線逸脱時間の割合を算出し、閉眼時間の割合が所定値、２０％以上の場合、覚醒度が低下したと判定し、視線逸脱時間の割合が所定値、３０％以上の場合、脇見と判定する。いずれでもない場合は、運転者状態は正常と判定する。

ステップ１０５では、補助前照灯制御部１５は、この制御の流れにおける繰り返し処理の前回の運転者状態の判定から、判定結果が変化したかどうかをチェックする。判定結果が変化している場合はステップ１０６に進み、判定結果が前回と同じ場合はステップ１１０に進む。
ステップ１０６では、判定結果が覚醒度低下、脇見、正常のいずれかチェックする。正常の場合はステップ１０７に進み、脇見の場合はステップ１０８に進み、覚醒度低下の場合はステップ１０９に進む。

ステップ１０７では、補助前照灯１７を正常時の光色とし、光軸を前方方向０°に固定して照射させる。
つまり、ＬＥＤ制御部２５は補助前照灯制御部１５に制御されてＲＧＢ３色のＬＥＤに印加する電圧Ｖ_Ｒ、Ｖ_Ｇ、Ｖ_Ｂを１００％とし、白色光を発光させ、補助前照灯光軸駆動部２３は、図７に示すように光軸を前方方向０°に向ける。図中、照明覆域４３は主前照灯１９の青白光の前方照射する有効領域を示し、その照射する前方距離は約１００ｍ（ロービーム状態の場合）である。同じく照明覆域４１Ｌ、４１Ｒは、左右の補助前照灯１７の前方照射する有効領域を示し、その照射する前方距離は約５０ｍである。
ステップ１０７の後、ステップ１０１に戻る

ステップ１０８では、補助前照灯制御部１５は、補助前照灯１７を脇見時の光色とし、光軸を振って照射させる。
つまり、ＬＥＤ制御部２５は補助前照灯制御部１５に制御されてＲＧＢ３色のうちＲＧの２色のＬＥＤに印加する電圧Ｖ_Ｒ、Ｖ_Ｇを１００％とし、Ｂの色のＬＥＤに印加する電圧Ｖ_Ｂを０％とする。よって、補助前照灯１７は、黄色光で前方を照射する。

さらに、左の補助前照灯１７の補助前照灯光軸駆動部２３は、補助前照灯制御部１５に制御されて図８に示すように、光軸の向きＡ_Ｌを周期Ｔのサイン曲線Ｌで、前方方向０°〜−３０°（左側３０°）の範囲で振る。同様に右の補助前照灯１７の補助前照灯光軸駆動部２３は、補助前照灯制御部１５に制御されて、光軸の向きＡ_Ｒを周期Ｔのサイン曲線Ｒで、前方方向０°〜３０°（右側３０°）の範囲で振る。この光軸の向きの振り方は、左右の補助前照灯１７の間で同期しており、図９の（ａ）に示すように左右の補助前照灯１７が最も左に光軸を向けたとき（図８の時刻ａに対応）、左の補助前照灯１７は−３０°方向、右の補助前照灯１７は０°方向を向いている。同様に（ｂ）に示すように左右の補助前照灯１７が最も右に光軸を向けたとき（図８の時刻ｂに対応）、左の補助前照灯１７は０°方向、右の補助前照灯１７は３０°方向を向いている。
このような補助前照灯１７の光軸の振り方は、脇見運転を模した動きであり、それに気が付いた運転者や、対向車に対して脇見運転のサインとなる。

ステップ１０９では、補助前照灯制御部１５は、補助前照灯１７を覚醒度低下時の光色とし、光軸を前方に固定して照度を変化させる。
つまり、ＬＥＤ制御部２５は、補助前照灯制御部１５に制御されてＲＧＢ３色のうちＢの色のＬＥＤに印加する電圧Ｖ_Ｂを０％に固定し、ＲＧの２色のＬＥＤに印加する電圧Ｖ_Ｒ、Ｖ_Ｇを図１０に示すように周期Ｔで１００％から０％まで漸減して、０％になったとき急に１００％に戻す電圧制御を繰り返す。この結果、補助前照灯１７は、黄色光を前方方向０°に照度の変化を繰り返しながら照射する。
このような補助前照灯１７の照度の変化は、徐々に瞼を閉じ、はっと目を覚ます居眠り時の瞼の動きを模したパターンであり、照度の変化に気が付いた運転者や、対向車に対して居眠り運転のサインとなる。

なお、上記の光軸の左右への振りの周期、および照度の変化周期Ｔは、例えば２秒とし、一度ステップ１０８、またはステップ１０９に進んだ場合は、光軸の左右への振りまたは照度の変化を、たとえば２回は繰り返すものとする。
ステップ１０８、またはステップ１０９の後、ステップ１０１に戻る。
ステップ１０５からステップ１１０に進んだ場合は、補助前照灯制御部１５は、前回の判定結果にもとづく補助前照灯１７の制御を続行する。
本実施の形態のＬＥＤ制御部２５の光色を切り替える機能は本発明の光色切替手段を、ＬＥＤ制御部２５の照度制御機能は照度制御手段を、補助前照灯光軸駆動部２３は光軸駆動手段を構成する。また、フローチャートのステップ１０１〜１０４は本発明の運転者状態検出手段を、ステップ１０５〜１１０は制御手段を構成する。

以上のように本実施例によれば、運転者の覚醒度が低下していると判定した場合は、補助前照灯１７が光軸を前方方向０°に固定し、居眠り時の瞼の動きを模したように黄色光の照度が変化する。また、運転者が脇見運転をしていると判定した場合は、補助前照灯１７が黄色光で、脇見をしているように光軸を左右に振る。

これらの補助前照灯１７の挙動は、運転者の前方視野内での主前照灯１９と異なる光色での動きとなるので、従来例のメータ照明の光色変化よりも運転者に認識されやすく、また補助前照灯の照度変化または光軸の左右振りの動きが、居眠り、脇見を直接模しているので運転者本人に認知されやすい。
また、このような補助前照灯１７の挙動は車外に提示されている事から、運転者に周囲に気付かれると恥ずかしくて、正常に戻さなければという気持ちを生じさせ、運転者の状態改善の動機付けになる。
さらに、対向車はそのような補助前照灯の挙動をする前方対向車両を見て、予防的に警笛を鳴らしたり、その車両の動きを警戒したりして走行できる。

図１１は第２の実施例の車両用照明装置のブロック構成図である。
第１の実施例と同じ構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施例の車両用照明装置１’は、運転者撮影装置１１、運転者状態検出部１３’、メモリ１４、補助前照灯制御部１５’、主前照灯と別個に設ける補助前照灯１７’から構成される。

運転者状態検出部１３’は、第１の実施例と同様に画像処理専用のマイクロプロセッサであるが、運転者の視線方向のみを画像処理により検出し、メモリ１４に出力する。
メモリ１４は、入力された視線方向を時系列に蓄積する。
この運転者状態検出部１３’における検出と、検出結果のメモリ１４での蓄積は一定の周期で行い、所定の時間経過した検出結果、たとえば３０秒以上経過したものは、自動的にメモリ１４から消去される。
補助前照灯制御部１５’はマイクロコンピュータで構成されている。

補助前照灯制御部１５’は、メモリ１４に蓄積された所定時間内（ここでは過去３０秒間）の運転者の視線方向を読み出して、所定時間内における視線方向の分布の標準偏差が所定角度、例えば２°以内であれば運転者の注意力が低下していると判定し、注意力低下の場合の補助前照灯１７’の制御をする。

補助前照灯１７’は、黄色光を発光する補助前照灯発光部２１’、補助前照灯１７’の照明覆域の広さを変更する補助前照灯遮蔽装置２４を有している。
補助前照灯１７’の実装位置は第１の実施例と同じである。
補助前照灯遮蔽装置２４は図１２に示すように、遮蔽板駆動モータ３７で駆動される垂直の軸に、半円盤状の遮蔽板３５を設けた構造をしており、補助前照灯発光部２１’の前方側に配置する。遮蔽板駆動モータ３７は、補助前照灯制御部１５’に制御され、運転者状態が正常の時は遮蔽板３５の面を光軸と平行にし、照明覆域を全開とし、注意力低下の時は遮蔽板３５の面を光軸に直角の向きにし、左右の補助前照灯１７’のそれぞれ左右外側の照明覆域を遮蔽板３５で覆う。

図１３は、本実施例における車両用照明装置の制御の流れを示すフローチャートである。
ステップ２０１では、運転者撮影装置１１は運転者の顔の画像を取得し、運転者状態検出部１３’に入力する。
ステップ２０２では、運転者状態検出部１３’は、運転者の視線方向を検出する。
ステップ２０３では、メモリ１４はステップ２０２で検出された視線方向の結果を、時系列に蓄積する。

ステップ２０４では、補助前照灯制御部１５’は、運転者の状態を判定する。つまり、メモリ１４に蓄積された所定時間内の時系列の視線方向を読み出して、視線方向の標準偏差を算出し、所定値以内の場合、注意力が低下したと判定する。そうでない場合は、運転者状態が正常と判定する。

ステップ２０５では、補助前照灯制御部１５’は、この制御の流れにおける繰り返し処理の前回の運転者状態の判定から、判定結果が変化したかどうかをチェックする。判定結果が変化している場合はステップ２０６に進み、判定結果が前回と同じ場合はステップ２０９に進む。
ステップ２０６では、判定結果が注意力低下、正常のいずれかチェックする。正常の場合はステップ２０７に進み、注意力低下の場合はステップ２０８に進む。

ステップ２０７では、補助前照灯制御部１５’は、補助前照灯１７’を正常照射させる。つまり、遮蔽板駆動モータ３７は、補助前照灯制御部１５’に制御されて、遮蔽板３５の面の向きを補助前照灯１７’の光軸と平行になるまで駆動し全開状態とし、補助前照灯１７’は遮蔽板３５が全開状態で照射する（図７参照）。

ステップ２０８では、補助前照灯制御部１５’は、補助前照灯１７’の照明覆域を狭として照射させる。つまり、図１４に示すように、遮蔽板駆動モータ３７は、補助前照灯制御部１５’に制御されて、遮蔽板３５の面の向きを補助前照灯１７’の光軸と直角になるまで駆動し半開状態とし、補助前照灯１７’は遮蔽板３５が半開状態で、左補助前照灯１７’は右側の半分の照明覆域だけで、右補助前照灯１７’は左側の半分の照明覆域だけで照射する。
このような補助前照灯１７’の照明覆域が内側前方に偏り狭くなるので、運転者の視野が狭くなっているような注意力低下の状態を模し、それに気が付いた運転者や、対向車に対して注意力低下運転のサインとなる。

ステップ２０７、またはステップ２０８の後、ステップ２０１に戻る。
ステップ２０５からステップ２０９に進んだ場合は、補助前照灯制御部１５’は、前回の判定結果にもとづく補助前照灯１７’の制御を続行する。
本実施の形態の補助前照灯遮蔽装置２４は本発明の覆域変更手段を構成する。また、フローチャートのステップ２０１〜２０４は本発明の運転者状態検出手段を、ステップ２０５〜２０９は制御手段を構成する。

以上のように本実施例によれば、例えば運転者の会話などにより、運転者の注意力が低下していると判定した場合は、正常と判定した場合に比して、補助前照灯１７’の黄色光の照明覆域が内側寄りに狭まる。主前照灯の光色と補助前照灯の光色は異なるので、この運転者の前方視野の狭窄を模している補助前照灯１７’の挙動は、運転者本人に認知されやすい。

また、このような補助前照灯１７’の挙動は車外に提示されている事から、周囲に気付かれると恥ずかしくて、正常に戻さなければという気持ちを運転者に生じさせ、運転者の状態改善の動機付けになる。
さらに、対向車はそのような補助前照灯の挙動をする前方対向車両を見て、予防的に警笛を鳴らしたり、その車両の動きを警戒したりして走行できる。

なお、本実施例では補助前照灯１７’は、黄色光をのみ発光するものとしたが、第１の実施例と同じく、ＲＧＢ３色のＬＥＤから構成された補助前照灯発光部２１、ＬＥＤ制御部２５を有する構成としてもよい。
その場合、補助前照灯制御部１５’が、運転者が正常と判定したときは、ステップ２０７において補助前照灯１７’を白色光で照射させ、運転者が注意力低下と判定したときは、ステップ２０８において補助前照灯１７’を黄色光で照射させるものとする。

本発明の第１の実施例の車両用照明装置のブロック構成図である。 運転者撮影装置の車室内実装位置を示す図である。 補助前照灯の実装位置を示す図である。 補助前照灯の構造を示す図である。 第１の実施例における車両用照明装置の制御の流れを示すフローチャートである。 第１の実施例における車両用照明装置の制御の流れを示すフローチャートである。 運転者状態が正常と判定した場合の、主前照灯と補助前照灯の照明覆域を説明する図である。 運転者状態が脇見と判定した場合の、補助前照灯の光軸を振る制御を説明する図である。 運転者状態が脇見と判定した場合の、主前照灯と補助前照灯の照明覆域を説明する図である。 運転者状態が覚醒度低下と判定した場合の、補助前照灯の照度を変化させる制御を説明する図である。 本発明の第２の実施例の車両用照明装置のブロック構成図である。 補助前照灯の構造を示す図である。 第２の実施例における車両用照明装置の制御の流れを示すフローチャートである。 運転者状態が注意力低下と判定した場合の、主前照灯と補助前照灯の照明覆域を説明する図である。

符号の説明

１、１’ 車両用照明装置
３ 運転者
１１ 運転者撮影装置
１３、１３’ 運転者状態検出部
１４ メモリ
１５、１５’ 補助前照灯制御部
１７、１７’ 補助前照灯
１９ 主前照灯
２１、２１’ 補助前照灯発光部
２３ 補助前照灯光軸駆動部
２４ 補助前照灯遮蔽装置
２５ ＬＥＤ制御部
３１ レンズ
３３ ＬＥＤ
３４ 筐体
３５ 遮蔽板
３７ 遮蔽板駆動モータ
４１Ｌ、４１Ｒ、４３ 照明覆域

Claims (7)

1. 前照灯の光色を変化させる光色切替手段と、
   運転者の状態を検出する運転者状態検出手段と、
   前記検出した運転者の状態にもとづいて前記光色切替手段の動作を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記運転者状態検出手段が運転者の前方不注意状態を検出したとき、前記光色切替手段を制御して前記前照灯の光色を変化させることを特徴とする車両用照明装置。
2. 前照灯の照度を制御する照度制御手段と、
   運転者の状態を検出する運転者状態検出手段と、
   前記検出した運転者の状態にもとづいて前記照度制御手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記運転者状態検出手段が運転者の前方不注意状態を検出したとき、前記照度制御手段を制御して前記前照灯の照度を変化させることを特徴とする車両用照明装置。
3. 前記前照灯の照度の変化は、照度を１００％から０％まで漸減して、０％になったとき急に１００％に戻す点滅態様とするものであることを特徴とする請求項２に記載の車両用照明装置。
4. 前照灯の光軸方向を変化させる光軸駆動手段と、
   運転者の状態を検出する運転者状態検出手段と、
   前記検出した運転者の状態にもとづいて前記光軸駆動手段の動作を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記運転者状態検出手段が運転者の前方不注意状態を検出したとき、前記光軸駆動手段を制御して前記前照灯の照射する光軸方向を変化させることを特徴とする車両用照明装置。
5. 前照灯の前方照明覆域の広さを変化させる覆域変更手段と、
   運転者の状態を検出する運転者状態検出手段と、
   前記検出した運転者の状態にもとづいて前記覆域変更手段を動作させる制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記運転者状態検出手段が運転者の前方不注意状態を検出したとき、前記覆域変更手段を制御して前記前照灯の前方照明覆域を変化させることを特徴とする車両用照明装置。
6. 前記前照灯は、主前照灯とは別個に設けられた補助前照灯であり、主前照灯とは異なる光色で照明することを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載の車両用照明装置。
7. 前記前方不注意状態とは、瞼の閉状態の時間的割合が所定値以上、または視線方向が前方方向の所定範囲から逸脱する時間割合が所定値以上、または所定時間内の視線方向の分布の標準偏差が所定値以下のいずれかの場合であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載の車両用照明装置。
   

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