JP2010260379A - Lighting fixture for vehicle with built-in imaging element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は撮像装置で撮像した車両周辺の画像に基づいて照明の配光を制御することが可能な車両用灯具に関するものである。 The present invention relates to a vehicular lamp that can control the light distribution of illumination based on an image around a vehicle imaged by an imaging device.
近年の車両用灯具として車両前方に存在する障害物や他車を検出し、この検出に基づいて前照灯の配光を制御して安全走行を高めるようにした技術が提案されている。例えば、特許文献1では、自動車の前方を撮影するカメラの撮影画像から対向車を検出し、前照灯から照射される光の配光領域のうち、検出した対向車に対応する領域への光が非照射になるように前照灯を制御して配光を変更する技術が提案されている。このようなカメラの撮影画像を利用した配光制御では、自動車の前方領域を撮影して前照灯の照明範囲を認識することにより、適正な照明範囲となるように前照灯の配光を制御する技術も考えられている。 As a vehicle lamp in recent years, a technique has been proposed in which obstacles and other vehicles existing in front of the vehicle are detected, and based on this detection, the light distribution of the headlamp is controlled to enhance safe driving. For example, in Patent Document 1, an oncoming vehicle is detected from a captured image of a camera that captures the front of an automobile, and light to a region corresponding to the detected oncoming vehicle among light distribution regions of light emitted from a headlamp There has been proposed a technique for changing the light distribution by controlling the headlamp so that the light is not irradiated. In such a light distribution control using the image captured by the camera, the light distribution of the headlamp is adjusted so as to obtain an appropriate lighting range by photographing the front area of the automobile and recognizing the lighting range of the headlamp. Control technology is also considered.
また、特許文献2ではLED(発光ダイオード)を光源とする灯具に半導体受光素子を一体に内蔵し、LEDから出射されて障害物から反射された光を半導体受光素子で受光することによって障害物を検出する技術が提案されている。この技術では検出した障害物までの距離を検出することで、検出した距離に応じて前照灯の配光を制御することが可能であるとの提案もなされている。 Further, in Patent Document 2, a semiconductor light receiving element is integrally incorporated in a lamp having an LED (light emitting diode) as a light source, and an obstacle is detected by receiving light emitted from the LED and reflected from the obstacle by the semiconductor light receiving element. Detection techniques have been proposed. In this technique, it is also proposed that the light distribution of the headlamp can be controlled according to the detected distance by detecting the distance to the detected obstacle.
特許文献1では自動車のいずれの箇所にカメラを配設するかは明記されていないが、通常は自動車のフロントガラスの上部等のように自動車の前方の広い領域を撮影することが可能な位置に配設されている。このように、従来ではカメラは前照灯とは別体に構成されたカメラを用意し、これを自動車の一部に配設しているのでコスト高の要因になる。また、自動車にカメラの配設スペースを確保しなければならず、かつカメラに対して接続する配線等の配設スペースも確保しなければならず自動車における省スペース化を実現する上での障害になる。また、カメラの撮影画像を利用して配光制御を行う技術では、画像認識した障害物や他車の位置を認識するためにカメラの撮影光軸を前照灯の光軸に合わせることが要求されるが、そのためにカメラを自動車に搭載する際にカメラ撮影光軸を前照灯の光軸に一致させるための作業が必要になり、この作業が煩雑かつ面倒なものになるという問題も生じる。 In Patent Document 1, it is not specified in which part of the car the camera is disposed, but usually at a position where a wide area in front of the car can be photographed, such as the upper part of the windshield of the car. It is arranged. As described above, conventionally, the camera is prepared separately from the headlamp, and this is disposed in a part of the automobile, which causes high cost. In addition, it is necessary to secure an installation space for the camera in the automobile and to secure an arrangement space for wiring etc. connected to the camera, which is an obstacle to realizing space saving in the automobile. Become. In addition, in the technology that controls light distribution using images captured by the camera, it is required to align the camera's shooting optical axis with the optical axis of the headlamp in order to recognize the position of obstacles and other vehicles that have been image-recognized. However, when mounting the camera on a car, it is necessary to make the camera photographing optical axis coincide with the optical axis of the headlamp, which causes a problem that this work becomes complicated and troublesome. .
特許文献1の技術に特許文献2の技術を適用することが考えられるが、特許文献2の技術は灯具に内蔵するものが半導体受光素子であり、この半導体受光素子で検出するものは障害物までの距離であり、障害物が他車や歩行者あるいは固定障害物等の種類まで区別して検出することができない。そのため、障害物の検出精度には限界があるとともに、前照灯の配光の制御にも限界が生じ、カメラを利用した特許文献1のような配光の制御を実現することは困難である。 Although it is conceivable to apply the technique of Patent Document 2 to the technique of Patent Document 1, the technique of Patent Document 2 is a semiconductor light receiving element built into the lamp, and what is detected by this semiconductor light receiving element is an obstacle. It is impossible to distinguish and detect obstacles such as other vehicles, pedestrians, or fixed obstacles. Therefore, the obstacle detection accuracy is limited, and the light distribution control of the headlamp is also limited, and it is difficult to realize the light distribution control as in Patent Document 1 using a camera. .
本発明の目的は、カメラ等の撮像装置を車両に配設するための作業やその調整を不要にする一方で車両の前方等に存在する障害物等の対象物を正確に認識して適正な配光制御を実現することが可能な撮像素子を内蔵した車両用灯具を提供するものである。 An object of the present invention is to properly recognize an object such as an obstacle existing in front of the vehicle and the like while making an operation of adjusting an imaging device such as a camera in a vehicle and adjustment thereof unnecessary. The present invention provides a vehicular lamp that incorporates an image sensor capable of realizing light distribution control.
本発明は、ランプボディと、ランプボディ内に内装された光源と、光源から出射した光を所要の配光で照射するためのレンズとを備える車両用灯具であって、ランプボディ内に内装され、レンズによって結像した対象物を撮像する撮像素子を備えることを特徴とする。 The present invention is a vehicular lamp including a lamp body, a light source provided in the lamp body, and a lens for irradiating light emitted from the light source with a required light distribution, and is provided in the lamp body. An image pickup device for picking up an image of an object formed by the lens is provided.
光源から出射した光をランプボディに設けたリフレクタで反射し、あるいは当該光源から出射した光を直接にレンズを通してランプ前方に出射するように構成される。本発明においては、ランプボディ及び光源の構成が限定されるものではない。 The light emitted from the light source is reflected by a reflector provided in the lamp body, or the light emitted from the light source is directly emitted to the front of the lamp through the lens. In the present invention, the configurations of the lamp body and the light source are not limited.
本発明においては、光源は半導体発光素子で構成されることが好ましい。光源から発生する発熱量が少なく、撮像素子への熱の影響が抑制できる。また、撮像素子は半導体撮像素子で構成されることが好ましい。ランプ内に撮像素子を内蔵してもランプが大型化することを抑制できる。 In the present invention, the light source is preferably composed of a semiconductor light emitting element. The amount of heat generated from the light source is small, and the influence of heat on the image sensor can be suppressed. Moreover, it is preferable that an image pick-up element is comprised with a semiconductor image pick-up element. Even if the imaging element is built in the lamp, the increase in size of the lamp can be suppressed.
ランプボディは、光源から出射した光が撮像装置に入射することを防止するための遮光手段を備える。この遮光手段は遮光壁で構成することができ、あるいは遮光壁に代えてランプボディの光源と撮像素子との間に光軸方向の段差部を備える構成としてもよい。いずれも光源から出射した光が撮像素子に入射することが防止でき、良好な撮影画像が得られ、適正な配光制御が実現できる。 The lamp body includes light shielding means for preventing light emitted from the light source from entering the imaging device. This light shielding means may be constituted by a light shielding wall, or may be provided with a step portion in the direction of the optical axis between the light source of the lamp body and the imaging element instead of the light shielding wall. In either case, it is possible to prevent light emitted from the light source from entering the image pickup device, obtain a good captured image, and realize appropriate light distribution control.
本発明によれば、例えば、ランプの光軸と撮像素子の撮像光軸とが一致するように撮像素子をランプ内に内蔵しておけば、ランプを車両に設定してランプ光軸を所定の方向に向けたときには撮像素子の撮像光軸も自動的に同一方向に向けられることになる。これにより、撮像素子で対象物を撮像し、対象物の種類に応じたランプの配光制御を適正に行うことが可能になる。また、ランプの配光領域に対して撮像素子の撮像領域を設定し、あるいは調整するための独立した作業が不要になる。 According to the present invention, for example, if the imaging element is built in the lamp so that the optical axis of the lamp and the imaging optical axis of the imaging element coincide with each other, the lamp is set in the vehicle and the lamp optical axis is set to a predetermined value. When oriented in the direction, the imaging optical axis of the imaging device is automatically oriented in the same direction. Thereby, it becomes possible to image a target object with an image sensor, and to perform appropriately the light distribution control of the lamp according to the kind of target object. In addition, an independent operation for setting or adjusting the imaging region of the imaging element with respect to the light distribution region of the lamp is not necessary.
(実施形態1)
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明を自動車の車体前部の左右に配設した前照灯(ヘッドランプ)に適用した実施形態であり、左側ヘッドランプLHLの概略正面図である。図には表れないが容器状をしたハウジングと透明な前面カバーとでヘッドランプハウジング1が構成されており、このヘッドランプハウジング1の内部の正面から見て右側にロービームランプLoLが、左側にハイビームランプHiLが並んで配設されている。これらのランプはいずれも後述するように光源に発光素子、ここではLED(発光ダイオード)を用いて構成されている。また、後述するようにハイビームランプHiLには撮像素子が内蔵されている。
(Embodiment 1)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an embodiment in which the present invention is applied to headlamps disposed on the left and right of a front part of a vehicle body of an automobile, and is a schematic front view of a left headlamp LHL. Although not shown in the drawing, a headlamp housing 1 is composed of a housing in the shape of a container and a transparent front cover, and a low beam lamp LoL on the right side and a high beam on the left side as viewed from the front inside the headlamp housing 1. Lamps HiL are arranged side by side. As will be described later, each of these lamps is configured by using a light emitting element as a light source, here an LED (light emitting diode). Further, as will be described later, the high beam lamp HiL incorporates an image sensor.
ロービームランプLoLは、図2に垂直断面図を示すように、回転楕円面を有するリフレクタ11と、前記リフレクタ11の第1焦点位置にステム12によって支持された光源としてのLED13と、前記リフレクタ11の前面開口に取着されて後側焦点が前記リフレクタの第2焦点に位置された集光レンズ14を備えている。前記リフレクタ11の前側領域11aはシェードを兼ねたサブリフレクタとして構成されている。LED13が発光すると、LED13から出射した光はリフレクタ11により反射されて第2焦点に集光され、さらに集光レンズ14を透過されて自動車の前方に向けて照射される。このときリフレクタ11の反射光の一部はサブリフレクタ11aにより遮光される。また、LED13から出射されて前方に向けて直接出射された光の一部もサブリフレクタ11aにより一部が遮光されながら集光レンズ14を透過して自動車の前方に向けて照射される。これにより、図5(a)に示すように、ヘッドランプLHL,RHLのランプ光軸Lxを通り自車の前方の配光垂直線Vよりも右側の対向車線側では配光上限が配光水平線Hよりも小角度だけ下側となる領域を照明し、配光垂直線Vよりも左側の自車線側では配光上限がほぼ配光水平線Hに沿った領域を照明するロービーム配光PLoが実現される。
As shown in a vertical sectional view in FIG. 2, the low beam lamp LoL includes a
図1に示した左側ヘッドランプLHLに配設されたハイビームランプ(以下、右側ヘッドランプのハイビームランプと区別するために左側ハイビームランプと称する)LHiLは、図3(a),(b)に正面図とB1−B1線水平断面図を示すように、前端部に集光レンズ22を支持したランプボディ21を備えている。このランプボディ21は図4に概略斜視図を示すように、集光レンズ22のレンズ光軸Oxよりも右側領域(以下、左右については自動車の後方から前方を見たときの方向を示している)には図3(b)に鎖線で仮想する回転楕円の一部で構成されるリフレクタ部23が形成され、このリフレクタ部23のほぼ第1焦点位置f1に光源としてのLED24が配設されている。ここではLED24はリフレクタ部23の内底面から前方に突出形成されたステム25により支持されている。また、ここではLED24は2個設けられ、ステム25の上面と下面にそれぞれ支持されている。前記リフレクタ部23の楕円長軸はレンズ光軸Oxに対して上下方向には平行であるが水平方向には左右方向に傾斜されており、同リフレクタ部23の第2焦点f2がレンズ光軸Ox上の前記集光レンズ22の後側焦点foの位置と同じ、あるいは近い位置に配置されている。
A high beam lamp (hereinafter, referred to as a left high beam lamp to be distinguished from a high beam lamp of the right head lamp) disposed in the left head lamp LHL shown in FIG. 1 is a front view of FIGS. 3 (a) and 3 (b). As shown in the figure and a horizontal sectional view taken along line B1-B1, a
また、前記ランプボディ21のレンズ光軸Oxよりも左側領域にはレンズ光軸Oxに対して垂直に向けられたほぼ矩形容器状をしたケーシング部26が一体に形成され、このケーシング部26の内底面に撮像面を前方に向けて撮像素子27が支持されている。撮像素子27はCCDやC−MOS等の半導体撮像素子で構成されており、撮像光軸Sxは前記レンズ光軸Oxと平行に向けられており、撮像面は前記集光レンズ22の後側焦点になるべく近い位置に配置されている。この撮像素子27は前記集光レンズ22とで撮像装置を構成することになり、自車の前方領域に存在する対象物を集光レンズ22によって撮像素子27の撮像面に結像させるようになっている。さらに、前記ランプボディ21の内部の前記リフレクタ部23の円周壁の一部で前記ケーシング部26との境界に沿って延長される部分は前記ケーシング部26の内底面よりも前方に向けて前端が前記後側焦点foに近い位置まで突出されており、この部分はLED24と撮像素子27とを隔離するための遮光壁28として構成されている。
Further, a
この左側ハイビームランプLHiLでは、LED24が発光すると、LED24から出射した光はリフレクタ部23において反射されてほぼ第2焦点f1の位置に集光され、その後集光レンズ22によって集光されて前方に向けて照射される。そのため、水平断面においてはレンズ光軸Oxよりも自動車の前方の左側領域に向けて光が出射されることになる。また、垂直断面においてはレンズ光軸Oxを含む上下領域に向けて光が出射されることになる。これにより、図5(b)に示すように、前記ロービーム配光PLoでは照明していない配光垂直線Vの左側領域において配光水平線Hを上下に含む領域PLHiを照明する。
In the left-side high beam lamp LHiL, when the
また、左側ハイビームランプLHiLでは、撮像装置においては撮像対象物を集光レンズ22により撮像素子27に結像し、撮像素子27から得られる撮像信号を信号処理して撮像画像を得ている。撮像素子27は撮像光軸Sxが集光レンズ22のレンズ光軸Oxと平行に向けられているが左側に偏っているため、レンズ光軸Oxよりも自動車の前方の右側領域の対象物を撮像する。これは、図5(b)に示したロービーム配光PLoに対応させると、同図に破線で示すように配光垂直線Vの右側領域の配光水平線Hを上下に含む領域SLHiを撮像することになる。
In the left high beam lamp LHiL, in the imaging apparatus, an imaging target is imaged on the
一方、図6は左右のヘッドランプLHL,RHLを含んで構成される照明装置の電気系統の構成図であり、同図に概略的に図示されているように、実施形態1の自動車の右側ヘッドランプRHLは左側ヘッドランプLHLと左右に対称な構成である。すなわち、ランプハウジング1は正面から見た形状が左右対称であるとともに、ランプハウジング1内におけるロービームランプLoLとハイビームランプHiLの配置も対称である。さらに、右側ヘッドランプRHLのハイビームランプ(以下、右側ハイビームランプRHiLと称する)の構成も左側ハイビームランプLHiLの構成と左右対称である。そのため、右側ハイビームランプRHiLによれば、LEDが発光したときには、図5(c)に示すように、前記ロービーム配光PLoでは照明していない配光垂直線Vの右側領域において配光水平線Hを上下に含む領域PRHiを照明する。また、右側ハイビームランプRHiLにおいても同様な撮像素子を備えており、この右側ハイビームランプRHiLの撮像素子では、図5(c)に破線で示すように配光垂直線Vの左側領域の配光水平線Hを上下に含む領域SRHiを撮像することになる。 On the other hand, FIG. 6 is a configuration diagram of an electrical system of a lighting device configured to include left and right headlamps LHL and RHL. As schematically illustrated in FIG. 6, the right side head of the automobile according to the first embodiment. The lamp RHL is symmetrical to the left head lamp LHL. That is, the shape of the lamp housing 1 viewed from the front is symmetrical, and the arrangement of the low beam lamp LoL and the high beam lamp HiL in the lamp housing 1 is also symmetrical. Furthermore, the configuration of the high beam lamp of the right headlamp RHL (hereinafter referred to as the right high beam lamp RHiL) is also symmetrical with the configuration of the left high beam lamp LHiL. Therefore, according to the right high beam lamp RHiL, when the LED emits light, as shown in FIG. 5C, the light distribution horizontal line H is set in the right region of the light distribution vertical line V that is not illuminated by the low beam light distribution PLo. The region PRHi including the upper and lower sides is illuminated. The right high beam lamp RHiL also includes a similar image pickup device, and the right high beam lamp RHiL image pickup device has a light distribution horizontal line in the left region of the light distribution vertical line V as shown by a broken line in FIG. The region SRHi including H above and below is imaged.
さらに、図6において、左右のヘッドランプLHL,RHLの各ハイビームランプLHiL,RHiLに備えられた撮像素子27はそれぞれ信号処理部31に接続され、信号処理部31では左側ハイビームランプLHiLの撮像素子27で撮像した図5(b)の撮像領域SLHiと、右側ハイビームランプRHiLの撮像素子27で撮像した図5(c)の撮像領域SRHiの両撮像信号を合成することで、これら撮像領域SLHi,SRHiを合わせた撮像信号を得ている。また、合成処理した撮像信号に基づいて画像認識を実行し、撮像領域SLHi,SRHi、すなわち自車の前方領域に存在する他車や歩行者、あるいは障害物を検出する。前記左右のヘッドランプLHL,RHLのロービームランプLoのLED13とハイビームランプLHiL,RHiLの各LED24はそれぞれ点灯制御部32に接続されており、この点灯制御部32によって各LED13,24のそれぞれに対して選択的あるいは合一的に発光用の電力が供給されるようになっている。この点灯制御部32は前記信号処理部31において認識した対象物、すなわち他車や歩行者、障害物に基づいて予め設定されているアルゴリズムにより左右のハイビームランプLHi,RHiの各LED24の発光をオン又はオフし、あるいは減光する制御を実行する。点灯制御部32にはランプスイッチ33が接続されており、点灯制御部32の動作をオン・オフさせるが、この点灯制御部32の動作モードとして、例えばオートモード、マニュアルモードに設定することも可能とされている。
Further, in FIG. 6, the
以上の構成のヘッドランプを備えた自動車における配光制御について説明する。夜間走行時に図には表れないランプスイッチが自動モードにオン操作されたときには点灯制御部32は左右のヘッドランプLHL,RHLの各ロービームランプLoを点灯させる。左右のロービームランプLoはそれぞれ同じ配光であるので、両者の配光が重畳して図7(a)のようにロービーム配光PLoでの照明が行われる。
Light distribution control in an automobile equipped with the headlamp having the above configuration will be described. When a lamp switch (not shown) is turned on in the automatic mode during night driving, the
この自動モードでは、ランプスイッチのオンと同時に左右の各ハイビームランプLHiL,RHiLに設けられた撮像素子27においてそれぞれ自車の前方領域の撮像を行う。撮像して得られた撮像信号は信号処理部31において自車前方領域全体の撮像信号とされ、さらにこの撮像信号に基づいて画像認識を実行し、自車の前方領域に存在する他車、歩行者、障害物を検出する。点灯制御部32は信号処理部31での画像認識の結果に基づき両ハイビームランプLHiL,RHiLの点灯を制御する。画像認識の結果、他車、歩行者を検出しないときには点灯制御部32は左右のハイビームランプLHiL,RHiLの両LED24を発光して点灯状態とする。これにより、図7(b)のように、ロービーム配光PLoに左右のハイビームランプの配光PLHi,PRHiが重畳され、これらでいわゆるハイビーム配光を構成して自車の前方の広い範囲を照明し、安全走行を確保する。
In this automatic mode, simultaneously with the turning on of the lamp switch, the
一方、図7(c)のように、信号処理部31において配光垂直線Vよりも右側の領域に他車を検出したとき、すなわち左側ハイビームランプLHiLに内蔵された撮像素子27により撮影領域SLHiを撮像した撮像信号から対向車OCを検出したときには、点灯制御部32は左側ハイビームランプLHiLのLED24を発光して点灯状態を維持するが、右側ハイビームランプRHiLのLED24への給電を停止して当該右側ハイビームランプRHiLを消灯し、あるいは給電電力を低減して減光する。これにより、同図のようにロービーム配光PLoと左側ハイビームランプLHiLの配光PLHiが重畳されて配光垂直線Vよりも左側の領域を広く照明するが、右側の配光水平線Hに沿った領域の照明を停止し、あるいは減光し対向車OCに対する眩惑を防止する。
On the other hand, as shown in FIG. 7C, when the other vehicle is detected in the region on the right side of the light distribution vertical line V in the
また、図7(d)のように、配光垂直線Vよりも左側の領域に他車を検出したとき、すなわち右側ハイビームランプRHiLに内蔵された撮像素子27により撮影領域SRHiを撮像した撮像信号から先行車FCを検出したとき、あるいは道路左側の路肩に存在する歩行者等を検出したときには、点灯制御部32は右側ハイビームランプRHiLのLED24を発光して点灯状態を維持するが、左側ハイビームランプLHiLのLED24への給電を停止して当該左側ハイビームランプLHiLを消灯し、あるいは給電電力を低減して減光する。これにより、同図のようにロービーム配光PLoと右側ハイビームランプRHiLの配光PRHiが重畳されて配光垂直線Vよりも右側の領域を広く照明するが、左側の配光水平線Hに沿った領域の照明を停止し、あるいは減光し先行車FCや歩行者に対する眩惑を防止する。
Further, as shown in FIG. 7D, when another vehicle is detected in the area on the left side of the light distribution vertical line V, that is, an imaging signal obtained by imaging the imaging area SRHi by the
さらに、自動車が市街地等を走行しているときに運転者がランプスイッチをマニュアルモードに操作して左右のハイビームランプLHiL,RHiLを消灯すると、図7(a)のロービーム配光PLoのみの照明が行われるが、このとき、信号処理部31において撮像信号に基づく画像認識によって自車の走行先に障害物を検出したときに点灯制御部32が左右のハイビームランプLHiL,RHiLの点灯を制御するように構成することも可能である。例えば、自車の前方左側に障害物を検出したときには左側ハイビームランプLHiLのLED24を発光して点灯状態とし、図7(c)のように、ロービーム配光PLoに左側ハイビームランプの配光PLHiが重畳され、走行先障害物をより明るく照明して自車の安全走行を確保する。また、自車の前方右側に障害物を検出したときには、点灯制御部32は右側ハイビームランプRHiLのLED24を発光して点灯状態とし、図7(d)のように、ロービーム配光PLoに右側ハイビームランプRHiLの配光PRHiが重畳され、当該障害物をより明るく照明して障害物の確認を容易にする。
Furthermore, if the driver operates the lamp switch to the manual mode and turns off the left and right high beam lamps LHiL and RHiL when the automobile is traveling in an urban area or the like, the illumination of only the low beam distribution PLo in FIG. At this time, the
このように実施形態1のヘッドランプでは、ハイビームランプLHiL,RHiLのランプボディ21内に撮像素子27を配設するとともに、それぞれの集光レンズ22を結像レンズとして構成して撮像装置を構成しているので、ヘッドランプとは別に自車の前方領域を撮像するための独立した撮像装置を設けることが不要になり自動車の低コスト化が実現できる。また、独立した撮像装置を配設するためのスペースや撮像装置に接続する配線を配設するためのスペースを自動車に確保する必要もない。さらに、撮像装置を配設するための作業も不要になる。特に、ここでは撮像素子27をハイビームランプLHiL,RHiL内に配設する際に撮像素子27の撮像光軸Sxを集光レンズ22のレンズ光軸Oxに一致させているので、ハイビームランプをヘッドランプ内に組み込む際にハイビームランプLHL,RHLのレンズ光軸OxをヘッドランプLHL,RHLのランプ光軸Lxに一致させるだけで撮像素子27の撮像光軸Sxをヘッドランプのランプ光軸Lxに一致させることができ、ヘッドランプを自動車に組み付けた後に撮像装置をランプ光軸Lxに一致させるための独立した作業は不要になる。
As described above, in the headlamp according to the first embodiment, the
ところで、実施形態1の左右のハイビームランプLHiL,RHiLでは同じランプボディ21内にLED24と撮像素子27を配設しているため、LED24から出射した光がリフレクタ部23で反射したときに、あるいは集光レンズ22の内面で反射したとき等に光の一部が撮像素子27の撮像面に到達し、撮像素子27での撮像に際してハレーションを生じたり、撮影信号にLED24が映り込んで雑音となり、撮像信号から他車や障害物等を検出する際の支障になることがある。実施形態1では撮像素子27を配設した平板部26とリフレクタ部23との間に遮光壁28を設けているので、LED24からの光が撮像素子27に洩れ込むことが防止でき、このような不具合を未然に防止することもできる。
By the way, in the left and right high beam lamps LHiL and RHiL of the first embodiment, the
(実施形態2)
実施形態2は図1に示したハイビームランプLHiL,RHiLを変形した実施形態である。図8(a),(b)は左側ハイビームランプLHiLの正面図とB2−B2線水平断面図であり、平底の円形容器状をしたハイビームランプボディ(以下、ランプボディと略称する)41と、このランプボディ41の前面開口に配設した集光レンズ42とを備えている。ランプボディ41の内底面には光軸方向に向けて前端が集光レンズ42の後側焦点foに近い位置に達するまで突出した遮光壁45が内底面を左右に二分するように鉛直方向に向けて延長形成されている。前記内底面の前記遮光壁45の左側の領域(図8(a)の右側領域)には、前記後側焦点foに近い位置でレンズ光軸Oxに沿う位置にLED43が配設されている。また、前記内底面の前記遮光壁45の右側の領域(図8(a)の左側領域)には、前記後側焦点foに近い位置でレンズ光軸Oxに沿う位置に撮像面を前方に向けて撮像素子44が配設されている。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, the high beam lamps LHiL and RHiL shown in FIG. 1 are modified. FIGS. 8A and 8B are a front view and a horizontal sectional view taken along line B2-B2 of the left high beam lamp LHiL, and a high beam lamp body (hereinafter abbreviated as a lamp body) 41 having a flat bottom circular container shape, A condensing
すなわち、前記集光レンズ42は後側焦点foが前記ランプボディ41の内底面のほぼ中心に位置するように前記ランプボディ41に固定されており、これにより、前記集光レンズ42の後側焦点foはほぼ前記LED43の発光点に近く、また同時に前記撮像素子44の撮像面に近い位置に設定されることになる。
That is, the condensing
この左側ハイビームランプLHiLでは、LED43から出射した光は前方に向けられ、集光レンズ42を透過する際に屈折されて前方に照射され、集光レンズ42のレンズ光軸Oxよりも右側領域を照明する。一方、自車の前方のレンズ光軸Oxよりも左側の領域の撮像対象は集光レンズ42により撮像素子44の撮像面に結像され、撮像素子44によって撮像される。このとき、LED43から出射された光は遮光壁45によって遮光されるため撮像素子44に入射されることはなく、ハレーションや雑音のない撮像が可能になる。これにより、左側ハイビームランプLHiLによれば、LEDが発光したときには、図5(c)に示すように、前記ロービーム配光PLoでは照明していない配光垂直線Vの右側領域において配光水平線Hを上下に含む領域PRHiを照明する。また、この左側ハイビームランプLHiLの撮像素子では、図5(c)に破線で示すように配光垂直線Vの左側領域の配光水平線Hを上下に含む領域SRHiを撮像することになる。右側ハイビームランプRHiLはこの左側ハイビームランプLHiLと対称である。
In the left high beam lamp LHiL, the light emitted from the
実施形態2のヘッドランプについても実施形態1の図6に示した構成と同様に電気系統の電気接続が行われ、信号処理部31は各撮像素子44からの撮像信号に基づいて画像認識を行って他車、歩行者、障害物を検出し、この検出に基づいて点灯制御部32は左右のハイビームランプRHiL,LHiLとロービームランプLoLの配光を制御する。これより実施形態1と同様な作用効果が得られる。
Similarly to the configuration shown in FIG. 6 of the first embodiment, the electrical connection of the electrical system is also performed for the headlamp of the second embodiment, and the
(実施形態3)
実施形態1,2ではLDEで照明する領域と撮像素子で撮像する領域を左右に区分した構成としているが、両者を重畳させるように構成してもよい。例えば、図9に実施形態3のハイビームランプHiLの断面構造を示すように、集光レンズ42を備えるランプボディ41の内底面に光軸方向の筒状をした遮光筒45を設け、この遮光筒45の内部にLED43を配設する。遮光筒の前縁部には光軸Oxに対して45度傾斜したハーフミラー46を設けるとともに、このハーフミラー46の表面に45度の角度で対向する位置に撮像素子44を配設する。LED43は集光レンズ42の後側焦点foに近い位置とし、撮像素子44は後側焦点foと等価的に等しい位置に配置する。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the region illuminated by the LDE and the region imaged by the image sensor are divided into left and right, but may be configured to overlap both. For example, as shown in the cross-sectional structure of the high beam lamp HiL of the third embodiment in FIG. 9, a
この構成によれば、LED43から出射した光はハーフミラー46を透過し、集光レンズ42により前方に照射される。また、前方領域に存在する対象物は集光レンズ42で結像され、ハーフミラー46で反射された上で撮像素子44で撮像される。このとき、図10に示すように、ロービーム配光PLoはこれまでと同じであるが、ハイビーム配光PHiは配光垂直線Vの左右両側と配光水平線Hの左右両側を含む領域を一括して照明する配光となる。そして、ロービームランプLoLとハイビームランプHiLを点灯しているときに撮像素子44でハイビームランプHiLのほぼ照明領域PHiと等しい領域を撮像する。次いで、撮像した撮像信号に基づいて画像認識を行い、撮像した照明領域に存在する他車、歩行者、障害物等を検出し、この検出に基づいてハイビームランプHiLの点灯を制御する。なお、ハイビームランプHiLからの出射光と撮像素子44で撮像する対象物の光との干渉を避けるために、実際にはランプ点灯と撮像を時分割制御することが好ましい。
According to this configuration, the light emitted from the
この実施形態3では、左右のヘッドランプLHL,RHLの各ハイビームランプHiLによるハイビーム配光は左右同じであるので、両者の配光は重畳されて一つのハイビーム配光PHiを構成することになる。対向車を検出したときには左右のヘッドランプLHL,RHLの両ハイビームランプHiLを消灯し、あるいは減光する制御を行うようにする。また、先行車を検出したときにも両ハイビームランプHiLを消灯し、あるいは減光する。ここで、消灯する際には両ハイビームランプHiLを消灯するが、減光する際には左右のヘッドランプのいずれか一方のハイビームランプHiLを消灯し、あるいは減光するようにしてもよい。 In the third embodiment, since the high beam distribution by the high beam lamps HiL of the left and right headlamps LHL and RHL is the same on the left and right, the two light distributions are superimposed to form one high beam distribution PHi. When an oncoming vehicle is detected, the left and right headlamps LHL and RHL are turned off or dimmed. Further, both high beam lamps HiL are turned off or dimmed when a preceding vehicle is detected. Here, when the light is turned off, both the high beam lamps HiL are turned off. However, when the light is dimmed, either the high beam lamps HiL of the left and right headlamps may be turned off or may be turned off.
実施形態3のヘッドランプでは、ハイビームランプHiLのランプボディ41内に撮像素子44を配設し、集光レンズ42とともに撮像装置を構成しているので実施形態1,2と同様の作用効果が得られる。すなわち、ヘッドランプとは別に自車の前方領域を撮像するための独立した撮像装置が不要になり自動車の低コスト化が実現できる。また、独立した撮像装置を配設するためのスペースや撮像装置に接続する配線を配設するためのスペースを自動車に確保する必要はない。同時に撮像装置を配設するための作業も不要になる。特に、撮像素子44をハイビームランプHiL内に配設する際に撮像素子44の撮像光軸Sxを集光レンズ42のレンズ光軸Oxに一致させるので、ヘッドランプを組み立てる際にハイビームランプのレンズ光軸Oxをヘッドランプのランプ光軸Lxに一致させればヘッドランプを自動車に組み付けた後に撮像素子44の撮像光軸Sxをヘッドランプのランプ光軸Lxに一致させる作業は不要になる。
In the headlamp of the third embodiment, the
実施形態3では、左右のハイビームランプは同じ構成であり、各ハイビームランプに内蔵した撮像素子は同じ領域を撮像しているので、左右のハイビームランプのいずれか一方にのみ撮像素子を内蔵するように構成してもよく、ランプの低コスト化や組付作業性を削減する上で有利になる。 In the third embodiment, the left and right high beam lamps have the same configuration, and the image sensors incorporated in the respective high beam lamps image the same region, so that the image sensor is incorporated only in one of the left and right high beam lamps. It may be configured, which is advantageous in reducing the cost of the lamp and reducing the assembling workability.
実施形態1,2,3はハイビームランプに本発明を適用しているが、ロービームランプに撮像素子を内蔵させるようにしてもよい。詳細な説明は省略するが、ロービームランプ内に撮像素子を内蔵して自車の前方領域を撮像し、得られた撮像信号に基づいて他車、歩行者、障害物を検出したときにロービームランプを増光して明るさを高め、あるいは減光して明るさを低くすることにより、他車や歩行者を眩惑することなく、また障害物を確認し易くして安全走行を確保する。また、本発明はハイビームランプ、ロービームランプ以外のランプ、例えばクリアランスランプ等の補助照明ランプに撮像素子を内蔵させてもよいが、光源で発生する熱によって撮像素子、特に半導体撮像素子への影響を少なくするためには光源にLED等の半導体発光素子を用いたランプに適用することが好ましい。 In the first, second, and third embodiments, the present invention is applied to a high beam lamp, but an image sensor may be incorporated in a low beam lamp. Although a detailed description is omitted, an image sensor is built in the low beam lamp to image the front area of the host vehicle, and the low beam lamp is detected when another vehicle, a pedestrian, or an obstacle is detected based on the obtained imaging signal. By increasing the brightness by increasing the brightness or decreasing the brightness by reducing the brightness, it is easy to check obstacles and ensure safe driving without dazzling other vehicles and pedestrians. In the present invention, the image sensor may be built in a lamp other than the high beam lamp and the low beam lamp, for example, an auxiliary illumination lamp such as a clearance lamp. However, the heat generated by the light source affects the image sensor, particularly the semiconductor image sensor. In order to reduce the number, it is preferable to apply to a lamp using a semiconductor light emitting element such as an LED as a light source.
実施形態1,2,3では説明を簡略化するために、各ランプの光源としてのLEDはそれぞれ1つ、または2つのLEDで構成された例を示したが、それぞれ多数個のLEDを配列して1つの光源として構成してもよい。このように多数個のLEDで1つの光源を構成すれば任意の数のLEDを発光させたり、発光を停止させることで各ランプを減光し、あるいは増光する際の明るさの制御が容易になる。 In the first, second, and third embodiments, in order to simplify the description, an example in which each of the LEDs as the light source of each lamp is configured by one or two LEDs is shown. However, a plurality of LEDs are arranged in each case. May be configured as a single light source. In this way, if one light source is constituted by a large number of LEDs, it is easy to control the brightness when each lamp is dimmed or brightened by causing any number of LEDs to emit light or stopping light emission. Become.
本発明は撮像装置により車両の周辺領域を撮像し、得られた画像に基づいて灯具の配光や点灯・消灯を制御するように構成した車両の各種灯具に採用することが可能である。 The present invention can be applied to various lamps of a vehicle configured to take an image of a peripheral area of a vehicle with an imaging device and control light distribution and lighting / extinction of the lamp based on the obtained image.
1 ヘッドランプのランプボディ
21 ランプボディ
22 集光レンズ
23 リフレクタ部(回転楕円型)
24 LED(光源)
27 撮像素子
28 遮光壁
31 信号処理部
32 点灯制御部
41 ランプボディ
42 集光レンズ
43 LED(光源)
44 撮像素子
45 遮光筒
46 ハーフミラー
LHL,RHL ヘッドランプ
HiL(LHiL,RHiL) ハイビームランプ
LoL ロービームランプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head
24 LED (light source)
27
44
Claims (4)
4. The vehicle incorporating an image pickup device according to any one of claims 1 to 3, wherein the lamp body includes a light shielding unit for preventing light emitted from the light source from entering the image pickup device. Lamps.
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