JP2010260379A - 撮像素子を内蔵した車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 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適切な配光制御を実現することが可能な撮像装置を内蔵した車両用灯具を提供する。
【解決手段】 ランプボディ２１に内装されたＬＥＤ２４から出射した光を所要の配光で照射するための集光レンズ２２を備える車両用灯具であって、ランプボディ２１内に内装され、集光レンズ２２によって結像した対象物を撮像する撮像素子２７を備える。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に一致させれば、ランプを車両に組み付ける際にランプ光軸を設定すれば撮像素子２７の撮像光軸を自動的にランプ光軸に一致させることができる。撮像装置を自動車に組み付ける作業や撮像光軸を調整するための作業が不要になる。
【選択図】 図３

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。

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。

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。

特開２００８−２０７７３８号公報 特開２００８−２０１３２９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

実施形態１の左側ヘッドランプの概略正面図。 ロービームランプの垂直断面図。 ハイビームランプの正面図とＢ１−Ｂ１線水平断面図。 ハイビームランプのリフレクタブロックの概略斜視図。 左右ヘッドランプの配光図。 ヘッドランプの電気系統図。 ヘッドランプの配光の切替え状態を示す配光図。 実施形態２のハイビームランプの正面図とＢ２−Ｂ２線垂直断面図。 実施形態３のハイビームランプの垂直断面図。 実施形態３のヘッドランプの配光図。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (4)

1. ランプボディと、前記ランプボディ内に内装された光源と、前記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、前記ランプボディ内に内装され、前記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撮像素子を内蔵した車両用灯具。
2. 前記光源から出射した光を前記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前記レンズを通してランプ前方に出射するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子を内蔵した車両用灯具。
3. 前記光源は半導体発光素子で構成され、前記撮像素子は半導体撮像素子で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像素子を内蔵した車両用灯具。
4. 前記ランプボディは、前記光源から出射した光が前記撮像素子に入射することを防止するための遮光手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像素子を内蔵した車両用灯具。
   
   

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