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発明の名称 運転視覚支援装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−1417(P2007−1417A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−183484(P2005−183484)
出願日 平成17年6月23日(2005.6.23)
代理人 【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
発明者 広瀬 悟 / 花井 利通
要約 課題
夜間車両運転時の不快グレアの発生を防止し、視覚特性を向上させる。

解決手段
運転者の眼に対して所定の光量、所定の発光面積、所定の配光特性、所定の波長特性を有する光を照射する瞳孔径制御用光源1と、車両周囲の環境照度を検出する環境照度センサ3と、環境照度センサ3によって検出された環境照度に応じて、瞳孔径制御用光源1から運転者の眼に光を照射することで、運転者の眼の瞳孔径を制御するシステム制御部5とを備えることで実現する。
特許請求の範囲
【請求項1】
車両に搭載され、前記車両を運転する運転者の視覚を支援をする運転視覚支援装置であって、
運転者の眼に対して所定の光量、所定の発光面積、所定の配光特性、所定の波長特性を有する光を照射する光照射手段と、
前記車両周囲の環境照度を検出する環境照度検出手段と、
前記環境照度検出手段によって検出された前記環境照度に応じて、前記光照射手段から前記運転者の眼に前記光を照射させ、前記運転者の眼の瞳孔径を制御する制御手段とを備えること
を特徴とする運転視覚支援装置。
【請求項2】
前記光照射手段から前記光が、前記運転者の視線方向の上方45度以上、60度以下となる方向から、前記運転者の眼に照射されること
を特徴とする請求項1記載の運転視覚支援装置。
【請求項3】
前記制御手段は、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射される前記光の光量を変化させて、前記運転者の眼の瞳孔径を制御すること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の運転視覚支援装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射される前記光の配光特性を変化させて、前記光を前記運転者の少なくとも片眼に照射させ、前記運転者の眼の瞳孔径を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の運転視覚支援装置。
【請求項5】
前記制御手段は、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射される前記光の配光特性を変化させて、前記光を前記運転者の眼の眼球部のみに照射させ、前記運転者の眼の瞳孔径を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の運転視覚支援装置。
【請求項6】
前記制御手段は、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射される前記光の発光面積を変化させて、前記運転者の眼の瞳孔径を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の運転視覚支援装置。
【請求項7】
前記光照射手段は、複数の光源を備え、
前記制御手段は、前記光照射手段の前記複数の光源の発光、非発光を制御することで、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射される前記光の発光面積を変化させること を特徴とする請求項6記載の運転視覚支援装置。
【請求項8】
前記制御手段は、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射される前記光の波長特性を、人間の眼が明順応状態に移行しにくい波長帯域に変化させて、前記運転者の眼の瞳孔径を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の運転視覚支援装置。
【請求項9】
前記制御手段は、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射させる前記光の波長特性を、前記人間の眼が明順応状態にしにくい波長帯域として、580nm以上の可視光線の波長帯域の光の成分が最も多く含まれるように変化させること
を特徴とする請求項8記載の運転視覚支援装置。
【請求項10】
運転者の視線方向、瞳孔位置、瞳孔径を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記視線方向、前記瞳孔位置、前記瞳孔径に基づき、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射する前記光の光量、発光面積、配光特性、波長特性を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の運転視覚支援装置。
【請求項11】
前記車両の現在の車両の走行状態を示す車両情報を検出する車両情報検出手段を備え、
前記車両情報検出手段によって検出さた前記車両情報に基づき、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射する前記光の光量、発光面積、配光特性、波長特性を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の運転視覚支援装置。
【請求項12】
前記車両の現在位置を示す現在位置情報及び前記車両が走行する道路の道路環境情報を取得する道路環境情報取得手段を備え、
前記道路環境情報取得手段によって取得された前記車両の現在位置情報及び前記道路環境情報に基づき、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射する前記光の光量、発光面積、配光特性、波長特性を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の運転視覚支援装置。
【請求項13】
前記車両を運転する前記運転者の眼前照度を検出する眼前照度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記眼前照度検出手段によって検出された前記眼前照度に基づき、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射する前記光の光量、発光面積、配光特性、波長特性を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の運転視覚支援装置。
【請求項14】
前記制御手段は、運転者の眼の網膜の光順応状態を推定し、推定した前記光順応状態に基づき、前記光照射手段から前記運転者の眼に照射する前記光の光量、発光面積、配光特性、波長特性、並びに時間特性を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の運転視覚支援装置。
【請求項15】
前記光照射手段は、前記車両に搭載された車両室内灯と併設させた構造として、電気的回路を共有すること
を特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の運転視覚支援装置。
【請求項16】
車両に搭載され、前記車両を運転する運転者の視覚を支援をする運転視覚支援装置であって、
車両周囲の環境照度に応じて、運転者の眼に対して所定の光量、所定の発光面積、所定の配光特性、所定の波長特性を有する光を照射し、前記運転者の眼の瞳孔径を制御すること
を特徴とする運転視覚支援装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両を運転する運転者の視覚を支援する運転視覚支援装置に関し、詳しくは、不快グレアの発生を抑制するように運転者の視覚を支援をする運転視覚支援装置に関する。
【背景技術】
【0002】
可視光の少ない夜間時の前方視界を赤外線カメラにより撮像し、その映像を車両内に設けられたヘッドアップディスプレイに表示して運転者へ提示することで、車両の夜間走行における運転者の視界を支援する夜間運転視界支援装置が考案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開平11−263145号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上述した特許文献1では、近赤外線カメラやヘッドアップディスプレイといった装置を用いて、夜間運転時の視界を支援している。しかしながら、特許文献1で開示されている運転視界支援装置では、特に夜間運転時において、煩わしく思ったり、まぶしいと感じたり、時には疲れを感じてしまうような、例えば、対向車のヘッドライトや街灯などから出射される強い光に対する対策がなされていない。
【0004】
このように、視野内に順応輝度よりも著しく高い輝度の対象が現れた場合に、煩わしいと思ったり、まぶしいと感じたりする心理的な要因に基づいて感じられる不快感は、「不快グレア」と呼ばれ、車両運転中の運転者にとって非常に好ましくない現象である。
【0005】
近年、夜間運転時の運転者の視界をより良好に確保するために、車両用ヘッドランプの光源として、放電灯のような高効率高輝度光源が採用されることが多くなっている。また、同じく、夜間運転時の運転者の視界をより良好に確保するために、道路照明器も白色で明るい照明光を発光する道路照明器が設置されるようになってきているため、不快グレアが発生する可能性が高くなってきている。
【0006】
一般に、加齢に応じて不快グレアが発生してしまう発生輝度が低くなる傾向がある。つまり、年齢が高い程、光源から発光された光の輝度が低くても不快グレアを感じてしまうことになる。
【0007】
また、この不快グレアは、加齢により発生の可能性が高くなるばかりではなく、人工的なレンズを眼球外、眼球内に装着した場合にも増えることが分かっている。例えば、眼球外に装着するコンタクトレンズや、白内障手術などで水晶体を除去した際に装着される眼内レンズは、そのレンズ端部における光散乱などにより不快グレアを発生させてしまうと考えられている。
【0008】
現在、コンタクトレンズの使用者は、1600万人を超えると言われ、また、上述したような高齢化社会への進行に伴い高齢者に多い白内障手術によって眼内レンズを装着する人口も増加すると考えられる。
【0009】
つまり、高齢化社会へ向かって加速度的に進行し、眼球外、眼球内への人工的なレンズの装着率も増加している現状おいて、今まで以上に、夜間運転時の不快グレアへの対策が重要となってくる。
【0010】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、夜間運転時における運転者への不快グレアの発生を防止し、運転者の視覚特性を改善し、暗所運転時の視覚を良好に支援することができる運転視覚支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の運転視覚支援装置は、車両に搭載され、前記車両を運転する運転者の視覚を支援をする運転視覚支援装置であって、運転者の眼に対して所定の光量、所定の発光面積、所定の配光特性、所定の波長特性を有する光を照射する光照射手段と、前記車両周囲の環境照度を検出する環境照度検出手段と、前記環境照度検出手段によって検出された前記環境照度に応じて、前記光照射手段から前記運転者の眼に前記光を照射させ、前記運転者の眼の瞳孔径を制御する制御手段とを備えることにより、上述の課題を解決する。
【0012】
本発明の運転視覚支援装置は、車両に搭載され、前記車両を運転する運転者の視覚を支援をする運転視覚支援装置であって、車両周囲の環境照度に応じて、運転者の眼に対して所定の光量、所定の発光面積、所定の配光特性、所定の波長特性を有する光を照射し、前記運転者の眼の瞳孔径を制御することにより、上述の課題を解決する。
【発明の効果】
【0013】
このように、本発明の運転視覚支援装置は、環境照度検出手段によって検出された、車両の周囲照度である環境照度から、運転者の眼が散瞳状態となっている所定の照度以下の暗所状態であることが判定されたことに応じて、光照射手段を制御し、運転者の眼に対して所定の光量、所定の発光面積、所定の配光特性、所定の波長特性を有する光を照射することで、運転者の眼を適切な瞳孔径とすることができる。
【0014】
これにより、本発明の運転視覚支援装置は、運転者の不快グレアの発生を防止し、運転者の視覚特性を改善し、暗所運転時の視覚を良好に支援することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0016】
[第1の実施形態]
まず、図1、図2を用いて本発明の第1の実施の形態として示す運転視覚支援装置100の構成について説明をする。
【0017】
図1に示すように運転視覚支援装置100は、瞳孔径制御部10として、瞳孔径制御用光源1と、光源制御部2と、環境照度センサ3と、システム電源スイッチ4、システム制御部5とを備えている。図2に示すように、この運転視覚支援装置100は、車両に搭載され、夜間やトンネル内といった暗所での車両運転において、対向車のヘッドライトや道路照明により感じることの多い不快グレアを防ぐことで、運転者の視覚特性を改善し、暗所運転時の視覚を支援することができる。
【0018】
不快グレアは、感覚的なものであるため、一般に、その程度を測定することは困難である。したがって、グレア(まぶしさ)によって不快を感じるか否かの境界を示した、BCD(Borderline between Comfort and Discomfort)輝度と呼ばれる指標に基づき不快グレアが発生しているのかどうかの目安としている。
【0019】
図3は、上述したBCD輝度を、BCD輝度(ft・L)=25000/年齢として定義した際の、年齢に対するBCD輝度値を示した図である。図3に示すように、加齢と共に、不快と感じるグレアの輝度が低くなっているのが分かる。したがって、高齢者になればなるほど、ちょっとした照明光により不快グレアを感じてしまうことになる。
【0020】
また、上述したように人間の感覚的な値を、米国のLuckiesとGuth、イギリスのPetherbridgeとHopkinsonらは、上述したように人間の感覚的に認識される不快グレアを、光源輝度、光源の見掛けの大きさ(立体角)、光源の位置(視線に対する方向)、光源の背景の輝度の4項目で規定している。さらに、不快グレアの評価を行うための基本式として、以下に示す(1)、(2)式を定義している(出典:照明ハンドブック、オーム社。)。
【数1】


【0021】
以上より、不快グレアを防止するためには、光源輝度、光源の見掛けの大きさ(立体角)、光源の位置(視線に対する方向)、光源の背景の輝度を制御パラメータとし、これらの制御パラメータを適切に調整すればよいことが分かる。
【0022】
瞳孔径制御用光源1は、光源として、例えば、LED(Light Emitting Diode)、冷陰極管、蛍光管、電球などを用いた発光装置である。また、光源としては、薄型で面発光可能なシート状の面発光素子であるEL(Electro Luminescence)も使用することができる。
【0023】
瞳孔径制御用光源1は、光源制御部2を介したシステム制御部5の制御に応じて、所定の光量、所定の発光面積、所定の配光特性、所定の波長特性の光を運転者の眼をターゲットとして照射することで、運転者の瞳孔径を制御することができる。このとき、瞳孔径制御用光源1は、運転者の両眼をターゲットとして光を照射するように配光制御してもよいが、少なくとも運転者の片眼をターゲットとして光を照射する。
【0024】
ここで、運転者の瞳孔径を制御することについて説明をする。上述した不快グレアは、眼に入射した光によって感じられる現象であるため、眼に入射する入射光量が減少すれば、不快と感じるグレアを抑制することができる。したがって、不快グレアの発生が推定される暗所において、運転者の瞳孔径を小さくなるように制御できれば、眼への入射光量を減らせるため、不快グレアの発生を抑制することができる。
【0025】
図4は、眼に照射させた光の照度と瞳孔径との関係を示した図である。図4に示すように、眼に照射させる光の照度が高いと瞳孔が縮瞳し、瞳孔径が小さくなるのが分かる。
【0026】
照度は、被照面上の明るさを評価した量であるから、被照面とした眼を明るくするように照射光量を増加して照射してやることで、瞳孔径を小さくすることができ、不快グレアの発生を抑制することができる。
【0027】
図5は、一般的な、瞳孔径と視力との関係を示した図である。図5に示すように、瞳孔径6.0[mm]から瞳孔径2.0[mm]まで、瞳孔径が小さくなれば、なるほど視力が向上しているのが分かる。これにより、不快グレアの発生を抑制するために、瞳孔径を小さくすべく、眼に光を照射したことにより視力を向上させることもできる。
【0028】
ところで、不快グレアは、光源が眼に対してどの位置に存在するかによって、不快を感じさせるグレアを発生する光源となるのかどうかが決まることが分かっている。例えば、“照明学会誌Vol.88, No.11, 2004”では、視野内における右視野の不快グレア感覚の分布状態を測定し、図6に示すように開示している。
【0029】
図6において、左視野は右視野に対象であると考えられ、被験者の平均全視野が図7のように示されることから、眼の正面視線方向より上方向に45度以上の位置から上方向に最大視野(90度)までの範囲に存在する光源から発せられた光は、不快グレアとして感じにくいことが分かる。
【0030】
また、高齢者の視野特性が狭いことを考慮すれば、車両室内において、運転者の正面視野より上方向45度から上方向60度程度までの範囲において運転者の眼に対して光が照射されるように、瞳孔径制御用光源1を設置した場合に、当該瞳孔径制御用光源1から出射された光による不快グレアを最低限に抑制しながら、瞳孔を縮瞳させて眼に入射する光量を減少させることができるため、暗所において対向車のヘッドランプや道路照明による不快グレアの発生を防止することができる。
【0031】
このような瞳孔径制御用光源1による瞳孔径制御の効果を検証する。例えば、上述した図4において、瞳孔径を5[mm]から3.2[mm]にするには、グレアが発生しにくい位置に配置された瞳孔径制御用光源1から照射された光によって運転者の眼の眼球の照度を5[lx]から100[lx]程度にする必要がある。なお、100[lx]は、かなり暗い室内照明程度である。
【0032】
次に、上述した図5を参照すると、運転者の眼の瞳孔径を5[mm]から3.2[mm]に縮瞳させたことで、視力がおよそ0.6強から0.8程度まで約30%程度向上することが分かる。
【0033】
一般に、暗所では視力が低下するため、瞳孔制御により瞳孔を縮瞳させること焦点深度が伸び、視力の向上が見込めることは、車両運転には非常に効果的となる。このように、この瞳孔径制御用光源1からの光を運転者の眼に照射して瞳孔径を制御することで、不快グレアの防止のみならず、運転者の視力までも向上するよう総合的な視覚支援を実行することができる。
【0034】
再び、図1に戻り、運転視覚支援装置100の構成について説明をする。光源制御部2は、システム制御部5の制御に応じて、瞳孔径制御用光源1の点灯・消灯制御、照射光量の制御、発光面積の制御、出射光の配光制御、波長特性制御などを行う光源制御回路である。光源制御部2は、瞳孔径制御用光源1で使用される光源の種別に応じて、例えば、LED電流可変回路、蛍光灯点灯制御回路(バラスト)などを備える。
【0035】
環境照度センサ3は、車両の周囲環境の照度を検出するセンサであり、例えば、フォトダイオードなどの光電変換素子を使用することができる。環境照度センサ3で検出された車両の周囲環境の照度は、システム制御部5に出力される。
【0036】
システム電源スイッチ4は、運転視覚支援装置100を動作させる電源のON、OFFを切り替えるスイッチである。システム電源スイッチ4は、車両を運転している際でも容易にON、OFFを切り替えることができるように、例えば、車両のインストルメントパネルや、ステアリングホイールなどに備えられたトグルスイッチ(スライドスイッチ)などである。また、システム電源スイッチ4がOFFにされている場合、システム制御部5は、待機状態となっている。
【0037】
システム制御部5は、運転視覚支援装置100を統括的に制御する制御部であり、例えば、専用のECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)にて実現される。システム制御部5は、環境照度センサ3によって検出される車両の周囲環境の照度に応じた、瞳孔径制御用光源1の点灯・消灯制御、照射光量の制御、発光面積の制御、出射光の配光制御、波長特性制御を光源制御部2に指示する。
【0038】
このような構成の運転視覚支援装置100は、環境照度センサ3によって検出される車両の周囲環境の照度に応じて、光源制御部2を介したシステム制御部5の制御により、瞳孔径制御用光源1の点灯・消灯の制御、さらには照射光量の制御、発光面積の制御、出射光の配光制御、波長特性制御がなされることで、運転者の眼の瞳孔径を制御し不快グレアの発生を防止することができる。
【0039】
[瞳孔径制御用光源1の具体的な構成例]
次に、図8を用いて、瞳孔径制御用光源1の具体的な構成例について説明をする。図8に示す瞳孔径制御用光源1は、使用する光源として、様々な波長帯域の光を含んだ白色光を発光する蛍光灯や電球とした場合の構成例である。図8に示すように、瞳孔径制御用光源1は、光源51、光反射板52と、光拡散板53と、カラーフィルタ54と、ルーバーフィルタ55とを備えている。瞳孔径制御用光源1は、矢印Aで示した当該瞳孔径制御用光源1の光出射方向に対して、光反射板52を光源51の背面側に設置し、光源51を介して光反射板52と対向する位置に光源51側から順に光拡散板53、カラーフィルタ54、ルーバーフィルタ55を積層させた構造となっている。
【0040】
このとき、光源51として用いる、蛍光灯や電球を複数備えるようにすると、点灯・非点灯を適切に制御することで、瞳孔径制御用光源1から出射させる光の発光面積を自由に制御することができる。
【0041】
光反射板52は、光源の背面側に設けられ、出射された光のうち後方に漏れ出てた光を反射することで光の利用効率を向上させる。
【0042】
光拡散板53は、光源51から入射した光を内部全反射しながら内部拡散することで面方向に拡散させ、線光源である蛍光灯や、点光源である電球から出射された光の輝度ムラを解消し、光源51から出射された光を均一に面発光させる。例えば、光源51から出射された光が輝点となったままであると、不快グレアの原因となってしまうため、面発光させることでこれを防止する。
【0043】
カラーフィルタ54は、光源51から出射された様々な波長帯域の光を含んだ光から、眼の網膜の光感度を低下させないような波長帯域の光のみを取り出すために設けられている。
【0044】
一般に、580nm以上の長波長側の可視光波長帯域を有するオレンジ色光、赤色光などは、網膜の暗順応状態を明順応状態に移行しにくい波長帯域であることが分かっている。したがって、この波長帯域の光を運転者の眼に照射すると、網膜の光感度の低下を極力抑えながら瞳孔径を制御することができる。
【0045】
図8に示す光源51を複数のLEDやELで構成する場合、LED、ELは、発光素子毎に異なる波長帯域の光を発光することができるため、上述したような、網膜の暗順応状態を明順応状態に移行しにくい波長帯域である580nm以上の長波長側の可視光波長帯域を有するオレンジ色光、赤色光などを発光する発光素子を選択的に用いることで、カラーフィルタ54を必要としない構成を実現できる。これにより、光利用効率を向上させることができる。
【0046】
このように、光源51をLEDやELとする場合、運転者などの嗜好に応じて、瞳孔径制御用光源1から出射される光の色を、上述した580nm以上の長波長側の可視光波長帯域を有するオレンジ色光、赤色光以外とすることもできる。具体的には、上述した順応状態に影響がない程度に、青色光、緑色光を発光するLEDやELを、上述したオレンジ色光、赤色光を発光するLEDやELと組み合わせて用いることで、知覚される光の色を変化させることができる。
【0047】
光源51は、電球、蛍光灯、LED、ELを上述した条件を満たすように任意に組み合わせて用いることもでき、これにより、発光面積、発光色、光学特性の制御が容易になると共に、製造コスト、設置スペース、消費電力の削減などを設計目的に応じて自由に調整することができる。
【0048】
ルーバーフィルタ55は、光源51からの光が瞳孔径制御用光源1から出射される光が、運転者の眼以外の箇所に当たることなく、運転者の眼を確実に照射するよう配光制御をするフィルタである。瞳孔径制御用光源1から出射された光が、運転者の眼以外の箇所に照射された場合、この光は迷光となり不快グレアを感じさせる原因となる可能性がある。
【0049】
図2に、瞳孔径制御用光源1からの照射光の光路を矢印Bとして示す。瞳孔径制御用光源1は、比較的広い範囲で面発光し、ルーバーフィルタ55により運転者の眼に向かって僅かに収束するような配光とされている。また、運転者の眼球位置が多少変化しても、明るさが大きく変化しないように、眼が移動することが推定される範囲内では焦点は結ばずに、ほぼ平行光に近い特性となるようにする。
【0050】
また、上述したように、運転者の両眼をターゲットとして光を照射するように配光制御してもよいが、少なくとも運転者の片眼をターゲットとして光を照射するように配光制御させることもできる。
【0051】
この瞳孔径制御用光源1は、車両室内の天井に、運転者の視線方向に対する光の出射方向の角度が上述した上方向45度〜上方向90度、さらには、上方向45度〜上方向60度以下となるように設置される。したがって、瞳孔径制御用光源1を、車両室内の天井に備えられる車両室内灯(マップランプ)と併設させた構造にすることで、製造コスト、取り付けコストを削減できる。また、取り付けスペースの確保も容易になり、電気配線処理も無駄なく行え、外観も塊感を感じさせ美観上にも優れる。
【0052】
また、瞳孔径制御用光源1は、光の出射方向の角度が、上述したように運転者の視線方向に対して上方向45度〜上方向90度、さらには、上方向45度〜上方向60度以下となるように自動的に調整するための駆動機構を備えるようにしてもよい。また、ルーバーフィルタ55を電気的な制御により駆動する可動式ルーバに変更する、あるいは別途備えるようにすることで、運転者の視線方向に応じて光源51から出射された光の配光方向を制御するようにしてもよい。これにより、運転者の体格などに応じて変化する視線方向にも容易に対応することができる。これらの制御は、システム制御部5により、光源制御部2を介して実行される。
【0053】
[運転視覚支援装置100の処理動作]
次に、図9に示すフローチャートを用いて、第1の実施の形態として示す運転視覚支援装置100の処理動作について説明をする。
【0054】
まず、ステップ1において、システム制御部5は、待機状態において、瞳孔径制御用光源1を消灯するように制御する。
【0055】
ステップS2において、システム制御部5は、車両のエンジンが作動しているかどうかを判定し、作動している場合にはステップS3へと進める。システム制御部5は、エンジンが作動していない場合には、運転視覚支援装置100による処理動作を終了する。
【0056】
ステップS3において、システム制御部5は、システム電源スイッチ4がONされかどうかを判定する。システム制御部5は、システム電源スイッチ4がONされた場合には、ステップS4へと進み、OFF状態の場合は、ステップS1へと戻り待機状態を継続する。
【0057】
ステップS4において、システム制御部5は、環境照度センサ3で検出された車両の周囲環境の照度が20[lx]以下かどうかを判定する。システム制御部5は、取得された周囲環境の照度が20[lx]以下の場合には、ステップS5へと進み、逆に周囲環境の照度が20[lx]を超えた場合には、ステップS1へと戻る。
【0058】
この環境照度の判定基準である20[lx]という値は、一般的な道路の環境照度が0.5〜10[lx]程度であり、現在、車両のヘッドランプの明るさが向上していること、道路照明の整備が進んでいることなどを考慮して求めた値である。照度が20[lx]となると、夜間の道路照度相当で、歩行がかろうじて可能な照度である。
【0059】
つまり、このステップS4では、環境照度センサ3で検出された環境照度が、20[lx]以下となったかどうかを判定することで、現在、車両が暗所状態にあるかどうか、さらには、運転者の瞳孔が散瞳状態か、縮瞳状態かどうかを判定している。
【0060】
なお、この基準となる環境照度は、運転者、車両状況、道路環境などによって変更することも可能である。
【0061】
システム制御部5は、環境照度センサ3で検出された車両の周囲環境の照度が20[lx]を超えたことに応じて、ステップS1へと戻り、運転者の瞳孔が縮瞳状態になったと判断し、光源制御部2を介し瞳孔径制御用光源1を消灯するよう制御する。
【0062】
システム制御部5は、例えば、瞳孔径制御用光源1を点灯させて運転者の瞳孔を縮瞳さる希望の瞳孔径を、照度20[lx]のときの瞳孔径4.2[mm]から、1.0[mm]小さい3.2[mm]とする場合、図4に示す照度と瞳孔径との関係から分かるように、眼前照度がおよそ100[lx]程度となるような光を運転者の眼に入射させる必要がある。
【0063】
ステップS5において、システム制御部5は、環境照度センサ3で検出された車両の周囲環境の照度が20[lx]以下となったことに応じて、運転者の瞳孔が散瞳状態になったと判断し、光源制御部2を介し瞳孔径制御用光源1を上述したような所定の光量、所定の発光面積、所定の配光特性、所定の波長特性となるように制御して点灯させる。
【0064】
このように、本発明の第1の実施の形態として示す運転視覚支援装置100は、環境照度センサ3によって、車両の周囲照度である環境照度から、運転者の眼が散瞳状態となっている所定の照度以下の暗所状態であることが判定されたことに応じて、瞳孔径制御用光源1を上述したような所定の光量、所定の発光面積、所定の配光特性、所定の波長特性となるように、点灯させることで、運転者の眼を適切な所望する瞳孔径とすることができる。
【0065】
これにより、第1の実施の形態として示す運転視覚支援装置100は、運転者の不快グレアの発生を防止し、運転者の視覚特性を改善し、暗所運転時の視覚を支援することができる。
【0066】
[第2の実施の形態]
続いて、図10、図11を用いて、本発明の第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置200の構成について説明をする。
【0067】
図10、図11に示すように、運転視覚支援装置200は、図1に示した運転視覚支援装置100の瞳孔径制御部10に、眼前照度センサ6と、視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部7とを加え、さらに、車両情報検出部20と、環境情報取得部30とを備えた構成となっている。
【0068】
本発明の第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置200は、新たに加えられた眼前照度センサ6で検出される運転者の眼前の照度、視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部7で検出される運転者の視線方向、瞳孔位置、瞳孔径、車両情報検出部20で検出される自車両の現在の走行状態を示す車両情報、環境情報取得部30で取得される道路環境情報に基づいて運転者の瞳孔径を制御することで、不快グレアの発生を確実に防止すると共に、運転者の視覚を動的に向上させることで、運転者の視覚特性を改善し、暗所運転時の視覚を支援することができる。
【0069】
なお、運転視覚支援装置200の構成を説明するにあたり、上述した運転視覚支援装置100と重複する箇所については、同一符号を付して説明を省略する。
【0070】
眼前照度センサ6は、運転者の眼前の照度を検出するセンサであり、例えば、フォトダイオードなどの光電変換素子を使用することができる。眼前照度センサ6で検出された運転者の眼前の照度は、システム制御部5に送信される。この眼前照度センサ6から送信された運転者の眼前の照度から、システム制御部5では、運転者の眼の光順応状態を推定するため、眼前照度センサ6には、人間の視野相当の画角と人間の波長感度特性とを有する光電変換素子を用いる。
【0071】
システム制御部5は、眼前照度センサ6により検出された運転者の眼前の照度から運転者の眼の光順応状態を推定することで、環境照度センサ3で検出される環境照度との差による光環境状態を推定することができる。したがって、その結果に応じて、システム制御部5は、例えば、暗順応状態において、不快グレアが発生するほどの急激な照度変化もたらすことがないような適切な照度となるように瞳孔径制御用光源1の光量を制御したり、動的な瞳孔径制御を実行することができる。
【0072】
また、システム制御部5は、図示しないメモリ内に運転者の眼の光順応状態を推定するための運転者の眼の特性に関するデータを保持している。この図示しないメモリ内に保持される運転者の眼の特性に関するデータは、人間の一般的な眼の特性を示したデータであってもよいし、運転視覚支援装置200が実行される前の、例えば、車両停車中に簡易な測定を実行することで取得するようにしてもよい。
【0073】
視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部7は、運転者の視線、瞳孔位置、瞳孔径を測定し検出する。視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部7としては、例えば、近赤外線光を運転者の頭部に照射し、近赤外線光に感度を有する撮像カメラで運転者の眼を撮像し、撮像した画像を画像処理することで、運転者の視線、瞳孔位置、瞳孔径を検出することができる非接触型アイカメラシステムなどを利用することができる。
【0074】
非接触型アイカメラシステムは、運転者の頭部にヘッドセットなどを装着する必要がないため、運転者にストレスを全く感じさせずに測定を実行することができる。また、近赤外線光を用いることで、暗所での運転者の視線、瞳孔位置、瞳孔径を良好に検出することができる。この、視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部7は、環境照度の影響が少ない暗所にて使用されるため、安価な構成とすることができる。
【0075】
次に、車両情報検出部20について説明をする。車両情報検出部20は、車速センサ21と、操舵角センサ22と、エンジン回転数センサ23と、シフトポジションセンサ24と、アクセルセンサ25と、ブレーキスイッチセンサ26と、方向指示センサ27とを備えており、各センサで検出された自車両の状態を示す各車両情報をシステム制御部5に出力する。
【0076】
車速センサ21は、変速機の出力側の回転数や車輪の回転数を計測することで車両速度を検出する。車速センサ21は、検出した車両速度を車速信号としてシステム制御部5に出力する。
【0077】
操舵角センサ22は、運転者の現在の操舵状況(現在の操舵角)を検出するためのセンサである。具体的には、操舵角センサ22は、車両のステアリングホイールと一体で回転するステアリングシャフトの回転変位を直接又はギヤ機構等により増幅した後、ロータリエンコーダやポテンショメータ等の角度検出機構によって、現在の操舵角を操舵角検出信号として検出する。操舵角センサ22は、検出した操舵角を操舵角信号としてシステム制御部5に出力する。
【0078】
エンジン回転数センサ23は、自車両のエンジンの回転数を検出するセンサである。エンジン回転数センサ23は、エンジンの回転数を回転数検出信号としてシステム制御部5に出力する。
【0079】
シフトポジションセンサ24は、車両のトランスミッションのギヤの組み合わせを変えるシフトレバーの位置を検出するセンサである。シフトポジションセンサ24は、シフト位置をシフト位置信号としてシステム制御部5に出力する。
【0080】
アクセルセンサ25は、車両のアクセル開度を検出するセンサである。アクセルセンサ25は、アクセル開度をアクセル開度信号としてシステム制御部5に出力する。
【0081】
ブレーキスイッチセンサ26は、車両のブレーキペダルの踏み込みを検出するセンサである。ブレーキスイッチセンサ26は、ブレーキペダルの踏み込みをブレーキスイッチ信号としてシステム制御部5に出力する。
【0082】
方向指示センサ27は、車両に搭載された方向指示器(ターンシグナルランプ)に方向指示があったかどうかを検出するセンサである。方向指示センサ27は、方向指示を方向指示信号としてシステム制御部5に出力する。
【0083】
続いて、環境情報取得部30について説明をする。図10に示すように環境情報取得部30は、主に、ナビゲーションシステムから構成され、ナビゲーションシステムで利用される情報を瞳孔径制御部10のシステム制御部5へ送信することで、瞳孔径制御において、自車両の道路環境情報を始めとする各種情報を利用できるようにする。
【0084】
環境情報取得部30は、ナビゲーション制御部31と、記憶部32と、GPS(Global Positioning System)受信部33と、電波受信部34と、モニタ35と、音声処理部36と、スピーカ37と、携帯端末装置38とを備えている。
【0085】
ナビゲーション制御部31は、ナビゲーションシステムを統括的に制御する制御部であり、GPS受信部33で取得される絶対位置情報から、当該運転視覚支援装置200が搭載された車両の現在位置を算出し、記憶部32から読み出した地図データ、道路データ、携帯端末装置38を利用した地図情報提供サービス等により、自車両の周辺道路情報を取得し、描画回路、ディスプレイ制御回路により車両の現在位置に対応する地図をモニタ35に表示しながら、所望の目的地までの経路案内をすることができる。
【0086】
ナビゲーション制御部31は、このようなナビゲーションを実行するにあたり、算出した現在位置情報と、記憶部32、電波受信部34、携帯端末装置38から取得される自車両の道路環境情報とをシステム制御部5に出力する。
【0087】
記憶部32は、ナビゲーション装置で実行される各種アプリケーションソフトウェアと、表示させる地図の地図データや、マップマッチング、ルートガイダンスなどに用いる道路データなど、ナビゲーションに必要となる各種データを格納している。
【0088】
このような記憶部32には、例えば、着脱自在な記憶媒体であるCD−ROM(Compact Disk-Read Only Memory)、DVD−ROM(Digital Versatile Disk-Read Only Memory)や、固定的に設置されるHD(Hard Disk)などを用いることができる。また、記憶部32として、フラッシュメモリといった半導体メモリを搭載した各種リムバブルメディアなどを用いるようにしてもよい。
【0089】
GPS受信部33は、GPS衛星から送信される信号をGPSアンテナで受信することで、GPS航法による位置計測を行い自車両の絶対位置(緯度、経度)情報を求める。求められた絶対位置情報は、ナビゲーション制御部31に出力される。
【0090】
また、GPS受信部33は、DGPS(Differential GPS)にも対応している。GPS受信部33は、固定的に設置されたモニタ局で受信測位されたデータから求められた測定誤差に基づく補正データを受け取り、この補正データに基づき、当該GPS受信部33で測定した絶対位置情報を補正する。これにより、GPS受信部33のみで単独測位した場合と較べ、大幅に測位精度を向上することができる。
【0091】
なお、DGPSで用いられる補正データは、例えば、FM放送電波に多重化して送信され、電波受信部34にて受信される。
【0092】
電波受信部34は、渋滞情報、事故情報、工事区間情報といった現在の道路情報などを提供するVICS(Vehicle Information and Communication System)情報や、GPS受信部33にて実行されるDGPSにて用いる補正データが多重化されたFM多重放送を受信する。また、電波受信部34は、電波ビーコン又は光ビーコンに重畳されたVICS情報を受信するようにしてもよい。
【0093】
モニタ35は、ナビゲーション制御部31によって生成された表示画像を表示する表示手段であり、例えば、表示画像として生成された探索された最適な経路を示したナビゲーション用の地図などを表示する。モニタ35は、液晶ディスプレイなどであり、ユーザから視認し易い位置、例えば、車両に搭載されている場合は、主に運転者に視認し易い位置に設置される。また、モニタ35の表示パネルは、タッチパネルになっていてもよい。
【0094】
音声処理部36は、ナビゲーション制御部31の制御に応じて、例えば、経路誘導する際の音声信号を生成したり、ナビゲーションシステムの各種機能を実行するための音声ガイダンス用の音声信号を生成する。
【0095】
スピーカ37は、音声処理部36によって生成され、D/A変換、増幅がなされた音声信号を、音響信号として出力する。
【0096】
携帯端末装置38は、移動体と通信システムとを組み合わせて、リアルタイムに情報サービスを提供するテレマティクスサービスを利用するための無線通信手段であり、例えば、携帯電話などである。
【0097】
このように、第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置200では、近年広く普及しているカーナビゲーションシステムを利用して、自車両の現在位置(緯度・経度)と、道路線種、道路幅、曲率、勾配、自車の進行方向などの道路環境情報とを取得する。さらに、取得した各地点の事故情報や横断歩道の有無など多種多様な情報を、道路位置と対応付けて保持することで、システム制御部5による瞳孔径制御において適宜利用することができる。
【0098】
[運転視覚支援装置200の処理動作]
次に、図12に示すフローチャートを用いて、第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置200の処理動作について説明をする。
【0099】
まず、ステップ11において、システム制御部5は、待機状態において、瞳孔径制御用光源1を消灯するように制御する。
【0100】
ステップS12において、システム制御部5は、車両のエンジンが作動しているかどうかを判定し、作動している場合にはステップS13へと進める。システム制御部5は、エンジンが作動していない場合には、運転視覚支援装置200による処理動作を終了する。
【0101】
ステップS13において、システム制御部5は、システム電源スイッチ4によりシステム電源が投入される前段の待機状態において、眼前照度センサ6を駆動し、当該眼前照度センサ6から検出される運転者の眼前照度から運転者の眼の光順応状態を推定する。このステップS13の処理は、システムのON/OFF切り替えによりデータが消去されると、光順応状態の推定精度が極端に低下してしまうために行う処理である。
【0102】
図13は、横軸に時間を取り、縦軸に眼が暴露した光の程度に応じた光覚閾を取った眼の暗順応の時間特性を示した図である。この図13に示す暗順応の時間特性と、眼前照度センサ6で検出された眼前照度から瞳孔径制御対象の運転者の眼の網膜の薄明視〜暗順応状態、つまり眼の光順応状態を推定することができる。
【0103】
この図13に示す暗順応の時間特性は、システム制御部5のメモリに格納されており、当該システム制御部5によって適宜読み出され参照される。
【0104】
ステップS14において、システム制御部5は、システム電源スイッチ4がONされたかどうかを判定する。システム制御部5は、システム電源スイッチ4がONされた場合には、ステップS15へと進み、OFF状態の場合は、ステップS11へと戻り待機状態を継続する。
【0105】
ステップS15において、システム制御部5は、環境照度センサ3で検出された車両の周囲環境の照度が20[lx]以下かどうかを判定する。システム制御部5は、取得された周囲環境の照度が20[lx]以下の場合には、ステップS16へと進み、逆に周囲環境の照度が20[lx]を超えた場合には、ステップ11へと戻る。
【0106】
この環境照度の判定基準である20[lx]という値は、一般的な道路の環境照度が0.5〜10[lx]程度であり、現在、車両のヘッドランプの明るさが向上していること、道路照明の整備が進んでいることなどを考慮して求めた値である。照度が20[lx]となると、夜間の道路照度相当で、歩行がかろうじて可能な照度である。
【0107】
つまり、このステップS15では、環境照度センサ3で検出された環境照度が、20[lx]以下となったかどうかを判定することで、現在、車両が暗所状態にあるかどうか、さらには、運転者の瞳孔が散瞳状態か、縮瞳状態かどうかを判定している。
【0108】
なお、この基準となる環境照度は、運転者、車両状況、道路環境などによって変更することも可能である。
【0109】
システム制御部5は、環境照度センサ3で検出された車両の周囲環境の照度が20[lx]を超えたことに応じて、ステップS11へと戻り、運転者の瞳孔が縮瞳状態になったと判断し、光源制御部2を介し瞳孔径制御用光源1を消灯するよう制御する。
【0110】
ステップS16において、システム制御部5は、車両情報検出部20の各センサで検出される自車両の現在の走行状態を示す各車両情報を取得する。
【0111】
ステップS17において、システム制御部5は、車両情報検出部20から取得された各車両情報から、現在、車両が走行中であるのかどうかを判定する。システム制御部5は、車両が走行中でない場合ステップS18へと進み、走行中である場合ステップS19へと進む。
【0112】
ステップS18において、システム制御部5は、車両が走行中でないことに応じて、あらかじめユーザによって設定されてある停車中に瞳孔径制御用光源1を点灯させるのか否かを示した設定情報を参照し、瞳孔径制御用光源1を点灯させるのか消灯させるのかを判定する。
【0113】
システム制御部5は、参照した設定情報に基づき、瞳孔径制御用光源1を消灯させる場合には、ステップS11へと戻り、点灯させる場合には、ステップS19へと進む。
【0114】
この、ステップS17、ステップS18の処理は、多様なニーズを要求するユーザに対応するために設けられた処理である。例えば、暗所運転時に、常に瞳孔制御をして安定した視覚特性を維持したいユーザや、光源が頻繁に点灯されたり消灯されたりすることを望まないユーザには、停車中であっても瞳孔径制御用光源1を点灯させる設定が好まれる。
【0115】
逆に、走行中などの必要なときにのみ運転視覚支援装置200を利用し、停車中にはテレビジョン放送やナビゲーションシステムで提示される画面を閲覧したいというようなユーザには、停車中には瞳孔径制御用光源1を消灯させる設定が好まれる。
【0116】
また、システム制御部5は、ステップS16で取得される車両情報から運転負荷の状態を判断し、判断結果に基づいて瞳孔径制御用光源1を点灯させるのか否か、さらに点灯させる場合には瞳孔径制御用光源1で発光させる光の各種条件などを変更することもできる。 システム制御部5は、車両情報から、例えば、操舵角度のふらつき具合、急な加減速状態、シフトレーバを操作している最中に方向指示を出して進行方向を大きく変更しようとしている状態、姿勢が大きく変化する動作といった運転負荷の状態を判断することができる。
【0117】
ステップS19において、システム制御部5は、環境情報取得部30から自車両の現在位置を示す現在位置情報、道路環境情報を取得する。
【0118】
ステップS20において、システム制御部5は、ステップS19によって取得される自車両の現在位置を示す現在位置情報、道路環境情報、ステップS13において眼前照度センサ6による検出結果から推定される運転者の眼の光順応状態に基づき、瞳孔径制御用光源1の各種条件を変更する必要があるかどうかを判定する。システム制御部5は、各種条件に変更の必要がある場合はステップS21へと進み、変更の必要がない場合はステップS22へと進む。
【0119】
ステップS21において、システム制御部5は、ステップS19によって取得される自車両の現在位置を示す現在位置情報、道路環境情報、ステップS13において眼前照度センサ6による検出結果から推定される運転者の眼の光順応状態に基づき、瞳孔径制御用光源1の各種条件を変更する。
【0120】
例えば、システム制御部5は、自車両の現在位置を示す現在位置情報からトンネルに進入しているのかを判断することで、眼前照度センサ6による検出結果から推定される眼の光順応状態をより正確に把握することができる。システム制御部5は、この眼の光順応状態に応じて、瞳孔径制御用光源1の各種特性を変更する。
【0121】
図14は、明るさ変化に対する瞳孔径の時間応答特性である。この図14では、瞳孔径が8[mm]以上に開いた暗順応状態で明るい光を短時間照射した場合に、約1秒程度遅れて縮瞳が開始され、元の瞳孔径に除々に変化する様子を示している。
【0122】
システム制御部5は、この特性から、所望の瞳孔径にタイミングを合わせて縮瞳させるには、約1秒前に瞳孔径制御用光源1を駆動し、運転者の瞳に光を照射するよう制御すればよいことが分かる。つまり、システム制御部5は、変更する各種条件の一つとして、瞳孔径制御用光源1の運転者の眼に対する照射タイミングを変更する。
【0123】
この図14で示される時間的応答特性は、システム制御部5のメモリ内に格納されており、システム制御部5によって適宜読み出され参照される。
【0124】
なお、本ステップでは、図14に示した明るさ変化に対する瞳孔径の時間応答特性以外にも、この時点で取得される情報から眼の光順応状態に基づき、変更可能な瞳孔径制御用光源1の各種条件を変更することができる。
【0125】
また、システム制御部5は、ステップS19によって取得される自車両の現在位置を示す現在位置情報、道路環境情報を用いて、以下に示すように瞳孔径制御用光源1の各種条件を変更することができる。
【0126】
例えば、システム制御部5は、道路標識の有無を取得した場合、運転者の視力を上げるように、図5に示した瞳孔径と視力との関係から瞳孔径をより小さくするように、瞳孔径制御用光源1から運転者の瞳に照射する光の方向や発光面積を制御する。
【0127】
また、システム制御部5は、道路照明の状況や、建物の数を取得した場合、不快グレア発生の可能性を推定して、瞳孔径制御用光源1から運転者の瞳に照射される光の照度を低くするよう発光量を減少させたり、発光面積を小さくするよう制御する。このように、システム制御部5は、視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部7から検出結果を取得する前段においても、瞳孔径制御用光源1の各種条件を取得される情報から適切に制御することができる。
【0128】
ステップS22において、視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部7は、運転者の視線方向、瞳孔位置、瞳孔径を計測し検出をする。視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部7で検出された運転者の視線方向、瞳孔位置、瞳孔径は、システム制御部5に出力される。
【0129】
ステップS23において、システム制御部5は、ステップS16で取得された自車両の現在の走行状態を示す車両情報、ステップS19で取得された自車両の現在位置を示す現在位置情報、道路環境情報、ステップS22で検出された運転者の視線方向、瞳孔位置、瞳孔径から、現在の運転者に必要な視覚特性、例えば、グレア対策(=視力向上)を優先させるのか、網膜の光順応状態が不十分であるためその対応を優先させるのかなどを判断し、判断結果に応じて、瞳孔径制御用光源1から運転者の眼に照射される光の光量、視線方向に対する照射方向、発光面積、波長特性、時間特性の最適値を決定する。
【0130】
例えば、計測された視線方向に応じて、瞳孔径制御用光源1から運転者の眼に照射される光の照射方向が、運転者の視線方向に対して上方45度以上から60度以下の範囲内となるように瞳孔径制御用光源1の駆動機構を制御する制御値を決定する。
【0131】
また、眼球に対して光が入射する角度変化による光量変動も考慮して光量を決定する。さらに、瞳孔径制御用光源1から運転者の眼に照射される光は、僅かに収束した光として照射されるため、瞳孔位置に応じた照度の変化分も考慮して光量を決定する。
【0132】
また、システム制御部5は、測定された瞳孔径に応じて、グレアに対する輝度の低下状況を把握すると共に、現在の光順応状態を考慮して視力を推定する。この結果を用いて、車内表示機器の視認性向上、例えば、ナビゲーションの表示文字サイズや地図表示のアイコンサイズなどを変化させることもできる。
【0133】
ステップS24において、システム制御部5は、運転者の眼に照射される光が、ステップS23で決定された光量、視線方向に対する照射方向、発光面積、波長特性、時間特性で照射されるように、瞳孔径制御用光源1を制御して点灯させる。
【0134】
ステップS25において、システム制御部5は、瞳孔径制御用光源1から運転者の眼に照射された光によって変化した運転者の瞳孔径を、視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部7で検出し、所望の瞳孔径と異なっているかどうかを判定する。システム制御部5は、運転者の眼の瞳孔径が所望の瞳孔径と異なる場合には、ステップS26へと進み、所望の瞳孔径となっている場合にはステップS12へと戻る。
【0135】
ステップS26において、システム制御部5は、運転者の眼の瞳孔径が所望の瞳孔径となっていないことに応じて、瞳孔径制御用光源1から運転者の眼に照射される光の光量、視線方向に対する照射方向、発光面積、波長特性、時間特性をそれぞれ補正する補正係数の値を調整する。このステップの後、システム制御部5は、ステップS22へと戻り、調整した補正係数を用いて、光量、視線方向に対する照射方向、発光面積、波長特性、時間特性を修正し、ステップS22以降のルーチンを実行して、所望の瞳孔径となるように制御をする。
【0136】
この時、システム制御部5は、瞳孔の時間応答性を考慮しながら、修正制御が発散しないように、例えば10秒間修正工程を行っても所望の瞳孔径に達しない場合は、その間に最も希望の瞳孔径に達した条件で瞳孔径制御用光源1を点灯させる。そして、システム制御部5は、今回の条件を運転者の瞳孔特性として学習し今後の制御に利用する。
【0137】
また、システム制御部5は、走行前の停車時に、あらかじめ運転者の瞳孔特性として、運転者の眼に照射した光の照度と、それに応じて変化する運転者の眼の瞳孔径を測定し、運転者の初期条件として保持しておくことにより、このような所望の瞳孔径へと制御できなくなる発散状態を回避することができる。
【0138】
このように、本発明の第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置200は、環境照度センサ3によって、車両の周囲照度である環境照度から、運転者の眼が散瞳状態となっている所定の照度以下の暗所状態であることが判定されたことに応じて、眼前照度センサ6によって運転者の眼前照度を検出し、車両情報検出部20によって自車両の走行状態を示す車両情報を検出し、環境情報取得部30によって取得される自車両の現在位置を示す現在位置情報、道路環境情報を取得し、さらには視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部7によって運転者の視線方向、瞳孔位置、瞳孔径を検出する。
【0139】
そして、システム制御部5は、これらの情報を取得して、取得した各情報に基づき、瞳孔径制御用光源1の各種条件、例えば、運転者の眼に照射される光の照度、視線方向に対する光の照射方向、発光面積、波長特性、時間特性を制御することで、運転者の眼の瞳孔径を適切な瞳孔径に制御することができる。
【0140】
これにより、第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置200は、運転者の不快グレアの発生を防止し、さらには、車両の走行状態、トンネルの入口・出口や道路標識の位置といった現在の車両の走行道路環境、運転者の眼の網膜の光順応状態、運転者の運転姿勢、眼球の位置の移動や視線方向の変化などに応じて、運転者の眼の感度低下を極力抑えながら最適な瞳孔径となるように動的な視覚支援を実行することができるため、さらに運転者の視覚特性を改善し、暗所運転時の視覚を最適となるように支援することができる。
【0141】
本発明の第1の実施の形態として示す運転視覚支援装置100、第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置200は、上述したように、瞳孔径制御用光源1から運転者の少なくとも片眼に対して光を照射すればよい。このとき、システム制御部5は、当該システム制御部5で取得される車両情報、現在位置、道路環境情報など各種情報に基づき、光源制御部2を介して、瞳孔径制御用光源1を制御して、運転者の見やすいどちらかの片眼に対してのみ光を照射することもできる。
【0142】
また、このように片眼のみに対して瞳孔径制御用光源1からの光の照射を可能とすることで、システム故障時のフェールセーフ制御に応用することができる。例えば、片眼に対してそれぞれ独立に光を照射し、瞳孔径を制御可能な光源と制御機構を備えるように構成することで、システム故障により、どちらかの眼に照射される光が眩惑を生じさせてしまうほどの強度の光として制御されてしまった場合に、システム制御部5は、フェールセーフ制御を実行し、故障した側からの照射をやめ、故障をしていない側から最適な光を片眼だけに照射して瞳孔径の制御をする。
【0143】
また、本発明の第1の実施の形態として示す運転視覚支援装置100、第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置200は、上述したように不快グレアを防止することができるため、通常、不快グレアを感じた後に生ずる視覚の能力を低下させてしまう減能グレアを抑制することもできる。
【0144】
しかも、瞳孔径制御は、瞳孔径制御用光源1から出射される光を運転者の眼に照射することでなされるため、裸眼のユーザや眼鏡を装着したユーザに発生する不快グレアはもちろん、コンタクトレンズなどの眼外レンズや眼内レンズといった視覚矯正用のレンズを眼球に直接装着したユーザであっても、当該レンズで発生する不快グレアをも良好に防止することができる。
【0145】
なお、上述した図3、図4、図5、図6、図7、図13、図14に示した特性は、一般的な値であり、個人差や状況によって若干の変化があると考えられる。しかしながら、これらの特性は、傾向としては維持されると考えられるため、ある程度のマージンを含ませてシステム制御部のメモリに特性を示すデータを保持することで、第1の実施の形態として示す運転視覚支援装置100、第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置200における瞳孔径制御は、あらゆるユーザを制御対象とすることができる。
【0146】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0147】
【図1】本発明の第1の実施の形態として示す運転視覚支援装置の構成について説明するための図である。
【図2】同運転視覚支援装置を車両に搭載した様子を示した図である。
【図3】不快グレアの加齢特性の一例を示した図である。
【図4】照度と瞳孔径との関係の一例を示した図である。
【図5】瞳孔径と視力との関係の一例を示した図である。
【図6】右眼において不快グレアを感じる光源位置を示した図である。
【図7】人間の平均全視野特性を示した図である。
【図8】瞳孔径制御用光源の構成例を示した図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態として示す運転視覚支援装置の処理動作について説明するためのフローチャートである。
【図10】本発明の第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置の構成について説明するための図である。
【図11】同運転視覚支援装置を車両に搭載した様子を示した図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態として示す運転視覚支援装置の処理動作について説明するためのフローチャートである。
【図13】暗順応の時間特性の一例を示した図である。
【図14】明るさ変化に対する瞳孔の時間応答性の一例を示した図である。
【符号の説明】
【0148】
1 瞳孔径制御用光源
2 光源制御部
3 環境照度センサ
5 システム制御部
6 眼前照度センサ
7 視線・瞳孔位置・瞳孔径検出部
10 瞳孔径制御部
20 車両情報検出部
30 環境情報取得部
100 運転視覚支援装置
200 運転視覚支援装置




 

 


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