JP2005086754A - 車輌周辺視認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラ等を多車種で共用化することができ、且つ視認性の良い車輌周辺視認装置を提供する。
【解決手段】カメラユニット１１で自動車の周辺を撮像し、その撮像した映像の一部に自動車のバンパ等の模擬的な画像を重畳してディスプレイに表示する。カメラユニット１１の設置位置について各車種毎に異なっても、バンパ等の模擬的な画像を確実に表示でき、カメラユニットを多車種で共用化することができ、且つ視認性の良い車輌周辺視認装置を提供できる。また前方の物体がバンパ等に反射して前方との境界線が不明確になることもあり得るが、バンパの模擬的な画像を重畳表示するので、バンパと景色との境界が明確になる。
【選択図】図１

Description

この発明は、車輌周辺視認装置及びそれに関連する技術に関する。

例えば交差点や駐車場等において、車輌の隅部が他の障害物に衝突するのを防止するように運転者に対して駐車支援を行うなどの目的で、従来、図８（従来技術１）の如く、カメラで撮像した画像を合成して、運転者の死角範囲を含めた自動車周囲の状況をわかりやすく表示案内する車輌周辺視認装置が開示されている。図８中の左上の画像１は自動車の前端から左方向を撮像した映像、右上の画像２は自動車の前端から右方向を撮像した映像、下側の画像３は自動車の前端から前方直下を撮像した映像をそれぞれ示している。

ところで、かかる車輌周辺視認装置を使用する場合、映像（画像１〜３）を見たときに当該映像と自車との位置関係が不明確だと、自車に対してどの方向の映像（画像１〜３）が表示されているのかが判別しにくい。

このため、例えば、実開平１−０７７５３８号公報（従来技術２）では、監視映像の一部に自動車の端部位置をマークする技術が提案されている。

実開平１−０７７５３８号公報

しかしながら、従来技術２では、映像中にマークを表示しても、自車のバンパやグリル等の車体の一部が表示映像に直接映り込んでいるわけではないため、自車位置と映像との位置関係が実感として理解しにくい。

そこで、図９のように、カメラ５で自車のバンパ６やグリル等が撮像視野範囲（画角）に入るように自動車の周辺を撮像し、このパンパ６が映像の一部に表示されるようにすることも考えられる。

しかしながら、自動車の車体デザインは様々であり、当然ながらバンパ６やグリル等の意匠も千差万別であることから、同一のカメラ５を用いてすべての自動車についてバンパ６やグリル等が映像内に映り込むようにするのは、カメラ５の設置位置について各車種毎に工夫が必要となるため困難である。また、カメラ５の設置角度によっては、図１０に示すようにバンパ６やグリル等に周辺の物体７や景色が反射して映り込み、バンパ６等への反射による映り込みと自動車の前方景色との境界線８が不明確になるおそれがある。

そこで、この発明の課題は、カメラ等を多車種で共用化することができ、且つ視認性の良い車輌周辺視認装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、自動車の周辺を撮像するカメラユニットと、自動車に搭載されて映像を表示するディスプレイと、前記カメラユニットで撮像した映像の一部に自動車の車体の一部を模した模擬的な画像を重畳して前記ディスプレイに表示する表示制御ユニットとを備えるものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車輌周辺視認装置であって、前記カメラユニットは、前記自動車のバンパまたはグリルの直上で自動車の少なくとも前方直下を撮像する位置に配置され、前記模擬的な画像が、前記バンパまたはグリルを模した画像であるものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車輌周辺視認装置であって、前記カメラユニットは、前記自動車のバンパまたはグリルの直上に配置され、当該カメラユニットが、撮像素子と、前記撮像素子に対して光を集光する光学系と、左右側方から取り込んだ光を前記光学系側に反射する反射プリズムとを備え、前記反射プリズムの下部に、前方直下方向の垂直撮像視野範囲の光を前記反射プリズムの内部に進入させることなく前記光学系に直接入射させる切り欠けが形成され、前記模擬的な画像が、前記バンパまたはグリルを模した画像であるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３に記載の車輌周辺視認装置であって、前記模擬的な画像が不透明であるものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車輌周辺視認装置であって、前記模擬的な画像が半透明であるものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車輌周辺視認装置であって、前記模擬的な画像の色彩及び／または明度が変更可能とされるものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の車輌周辺視認装置であって、前記模擬擬的な画像の表示位置及び／または表示角度が変更可能とされるものである。

請求項１に記載の発明によれば、カメラユニットで自動車の周辺を撮像し、その撮像した映像の一部に自動車の車体の一部を模した模擬的な画像を重畳してディスプレイに表示するので、カメラユニットの設置位置が各車種毎に異なったとしても、車体の一部を模した模擬的な画像を確実に表示できる。このため、カメラユニットを多車種で共用化することができ、且つ視認性の良い車輌周辺視認装置を提供できる。

請求項２及び請求項３に記載の発明によれば、カメラユニットを、自動車のバンパまたはグリルの直上で自動車の少なくとも前方直下を撮像する位置に配置し、模擬的な画像が、バンパまたはグリルを模した画像であるため、ディスプレイを視認した者は直感的に映像の撮像位置を認識できる。この際、カメラユニットの設置角度によっては前方の物体がバンパまたはグリルに反射して映し込み、自動車の前方との境界線が不明確になることがあるし、またバンパやグリル等に反射した光源の影響により、バンパまたはグリルの輪郭が見づらいこともあり得るが、自車のバンパまたはグリルを模した模擬的な画像を重畳して表示するので、バンパと景色との境界が明確になる。これらのことから、視認性の良い自動車周辺視認システムが提供できるとともに、カメラユニット及び表示制御ユニットを多車種で共用化することができ、コスト低減につながる。

請求項４に記載の発明によれば、模擬的な画像として不透過の画像を重畳することにより、その輪郭を鮮明に表示することができる。

請求項５に記載の発明によれば、模擬的な画像として半透過の画像を重畳することにより、バンパやグリル等に反射した光源の影響を緩和することが可能である。

請求項６に記載の発明によれば、模擬的な画像の色彩及び／または明度が変更可能とされるので、車体の色に応じて色彩や明度を自由に変更でき、これを表示したときにより感覚的に自車位置を理解しやすくなる。

請求項７に記載の発明によれば、模擬的な画像の表示位置及び／または表示角度が変更可能とされるので、カメラユニットの車体に対する取り付け位置に応じての色に応じて模擬的な画像の表示位置や表示角度を自由に変更でき、これを表示したときにより感覚的に自車位置を理解しやすくなるものである。

図１はこの発明の一の実施の形態に係る車輌周辺視認装置を示すブロック図である。この車輌周辺視認装置は、図１の如く、撮像視野範囲内の車体部分に相当する一部に、自車の車体が映り込んでいるような模擬映像を重畳して表示し、映像を視認する乗員（運転者等）に自車との位置関係を認識させるものである。

以下、自動車の前方の死角を視認する車輌周辺視認装置を例に挙げて説明する。この車輌周辺視認装置は、運転席等から直接視認できない自動車の前方左右及び前方直下の３方向を撮像する装置であって、自動車の周辺を撮像するカメラユニット１１と、映像を表示するディスプレイ１３と、カメラユニット１１で撮像した映像に自車の車体が映り込んでいるような模擬映像を重畳してディスプレイ１３に表示する表示制御ユニット１５とを備える。

図２はカメラユニット１１の平面視断面模式図、図３はカメラユニット１１の側面視断面模式図をそれぞれ示している。このカメラユニット１１は、図２または図３の如く、所定の撮像画素数を有して回路基板２０上に搭載されたＣＣＤ等の撮像素子２１と、この撮像素子２１に対して集光するための光学系２２と、左右側方から取り込んだ光３０ａ，３０ｂ（図２）を光学系２２側に集光しながら反射する一対の反射プリズム２３ａ，２３ｂとを備え、これらが、透明窓２６ａ〜２６ｃを有する防水ケースとしての筐体２４の所定の収納空間２５内に収納されてなる。この筐体２４は、撮像素子２１、光学系２２及び反射プリズム２３ａ，２３ｂを外部から視認して目立たなくするために、自動車の前部バンパＢｐ直上のグリルＧｒ（図４）の中央部に埋め込まれて設置される。

光学系２２は、図３の如く、特に上下方向の撮像視野角度を広げるために側面視断面視で略Ｃ字形の凹面状に形成された第１のレンズ３１と、当該第１のレンズ３１と撮像素子２１との間に配置される凸レンズとしての第２のレンズ３２とを備えている。そして、第１のレンズ３１により、カメラユニット１１の前方下方からの光３３を、各反射プリズム２３ａ，２３ｂからの光３４とともに第２のレンズ３２に案内し、この第２のレンズ３２で屈折された光が撮像素子２１に進入するようになっている。この光学系２２は、水平撮像視野範囲８０°、垂直撮像視野範囲６０°に設定され、その光軸Ｌ１は撮像素子２１の中心軸Ｌ２に対し所定の寸法だけ（この場合は０．６ｍｍ）下方にずらして配置されている。これは自動車の前方直下方向を撮像するよう、側方視野と下方視野の撮像範囲を調整するためで、カメラユニット１１全体を前傾したのと同様の効果がある。

一対の反射プリズム２３ａ，２３ｂは、ガラス等の透明体が使用され、平面視断面視三角形で、且つ前方直下の方向が上記の垂直撮像視野範囲で切り欠けられた側面視台形に形成されて、光学系２２の前面でその垂直撮像視野範囲を上方から約半分覆うように設置されている。そして、この両反射プリズム２３ａ，２３ｂは、光学系２２の光軸Ｌ１を軸として互いに平面視線対称に設置されている。この各反射プリズム２３ａ，２３ｂは、透明窓２６ａ〜２６ｃに対向する視野側面３６ａ，３６ｂと光学系２２に対向する背面３６ｃ，３６ｄとが光透過面となっている。また、各反射プリズム２３ａ，２３ｂの視野側面３６ａ，３６ｂと反対側の側面３６ｅ，３６ｆは、アルミニウム蒸着がされて鏡面とされ、さらに蒸着面を洗うように黒色塗料により保護膜が形成された構成とされている。

これにより、自動車前部から見た左右の景観は、光３０ａ，３０ｂとして筐体２４の透明窓２６ａ，２６ｂを通過して反射プリズム２３ａ，２３ｂの視野側面３６ａ，３６ｂから内部に進入し、その反対側の側面３６ｅ，３６ｆで反射した後に、さらに視野側面３６ａ，３６ｂで全反射して、背面３６ｃ，３６ｄから光学系２２に向けて出射される。このように、左右側方の映像は２回反射を行うことにより、映像は鏡像反転せずに撮像されるため、後述の前方直下の映像との左右関係が保たれる。

また、自動車の前方直下の景観は、反射プリズム２３ａ，２３ｂの下方が切り欠けているため、この前方直下からの光３３が透明窓２６ｃを通過して筐体２４内に進入した後、反射プリズム２３ａ，２３ｂによって鏡像反転されることなく直接に光学系２２に入射される。この場合、前方直下の映像は、反射プリズム２３ａ，２３ｂによって鏡像反転されることなく撮像されるので、反射プリズム２３ａ，２３ｂによって２回反射されて鏡像反転せずに撮像された左右側方の映像との左右関係が保たれる。

筐体２４は、側方視野からの光線を透過させる左右２つの第１及び第２の透明窓２６ａ，２６ｂと、下方視野からの光線を透過させる第３の透明窓２６ｃとを有している。この筐体２４は、耐候性グレードの透明ポリカーボネートで一体成形され、透明窓２６ａ〜２６ｃをマスキングして塗装し、さらにその上から無色透明なハードコート（例えば、アクリル系ＵＶ硬化型）を塗布している。これによって耐擦傷性、耐候性をさらに向上させている。

ディスプレイ１３は、液晶表示パネル等の一般的なものが使用され、望ましくは、例えばカーナビゲーションシステム等の表示ディスプレイ等が兼用される。

表示制御ユニット１５は、図１の如く、カーナビゲーションシステム（図１では「ナビ」と略称して示している）１６、テレビチューナ１７及びカメラユニット１１等の各種電子制御機能を指示スイッチ１８、車速センサ１９、シフト信号またはイグニションスイッチ（ＩＧ ＳＷ）信号等に基づいて切り換える切換制御部１５ａと、これらから与えられた画像（映像）を画像処理してディスプレイ１３に表示する画像処理部１５ｂとを備える。

このうち、画像処理部１５ｂは、撮像素子２１で撮像された映像に対して、その一部に映り込んだ自動車のバンパＢｐに相当する位置に、バンパＢｐに模した画像４１（図６及び図７参照）を模擬的に重ね合わせて表示する機能を有する。このバンパＢｐに模した画像４１は、画像処理部１５ｂ内に内蔵されたフラッシュＲＯＭ等の所定の記憶媒体内に予め記憶されており、このバンパＢｐに模した画像４１をレイヤー処理により撮像された映像に重畳することにより、例えば図４のように、車種の違い等によってバンパＢｐの形状やカメラユニット１１の取り付け位置が異なることにより映像中にバンパＢｐを表示できないことになったとしても、ディスプレイ１３に表示される映像中にバンパＢｐの画像４１を模擬的に確実に表示できる。

この模擬的に重畳して表示されるバンパＢｐの画像４１の色彩及び／または明度は、図１に示した指示スイッチ１８を操作することで、自動車のバンパＢｐの色に対応して変更することが可能となっている。これは、画像処理部１５ｂに色指定機能を持たせることにより、自動車工場にて予め設定する。また、図５に示したように、設定画面３８を作りユーザーが変更することも可能となっている。

また、模擬的なバンパＢｐの画像４１の表示位置は、カメラユニット１１の設置位置、カメラユニット１１のばらつきなどによって、細部が異なる。このことを考慮し、表示制御ユニット１５の画像処理部１５ｂにおいて、重畳するバンパＢｐの模擬的な画像４１の位置調節機能を持たせて、自動車工場にて調整を行う。また、設定画面３８を作りユーザーが変更にすることも可能となっている。

さらに、模擬的な画像の表示位置及び／または表示角度も変更可能とされている。このことから、カメラユニット１１の車体に対する取り付け位置に応じての色に応じて模擬的な画像４１の表示位置や表示角度を自由に変更でき、これを表示したときにより感覚的に自車位置を理解しやすくなる。

上記構成の車輌周辺視認装置において、自動車前部から見た左右の景観は、光３０ａ，３０ｂとして筐体２４の透明窓２６ａ〜２６ｃを通過して反射プリズム２３ａ，２３ｂの視野側面３６ａ，３６ｂから内部に進入し、その反対側の側面３６ｅ，３６ｆで反射した後に、さらに視野側面３６ａ，３６ｂで全反射して、背面３６ｃ，３６ｄから光学系２２に向けて出射される。そうすると、図６及び図７のように、左右側方の映像３９ａ，３９ｂは２回反射を行うことにより、ディスプレイ１３において鏡像反転せずに撮像される。

また、自動車の前方直下の映像は、反射プリズム２３ａ，２３ｂの下方が切り欠けているため、この前方直下からの光３３が透明窓２６ｃを通過して筐体２４内に進入した後、直接に光学系２２に入射されて撮像素子２１で撮像され、図６及び図７のように、ディスプレイ１３上で左右側方の映像３９ａ，３９ｂの下側の領域３９ｃに表示される。ここで、自動車の前方直下の映像３９ｃは、反射プリズム２３ａ，２３ｂによって鏡像反転されることなく撮像されるので、反射プリズム２３ａ，２３ｂによって２回反射されて鏡像反転せずに撮像された左右側方の映像３９ａ，３９ｂとの左右関係が保たれる。

ところで、望ましくは、自動車の前部バンパＢｐが、自動車の前方直下からの景観の一部として光学系２２に入射されるようにするため、カメラユニット１１が自動車のバンパＢｐ直上のグリルＧｒの適正な位置に配置されるが、ただし、表示制御ユニット１５で画像処理によりバンパＢｐに模した画像４１を模擬的に表示するようにしているので、例えば図４のように、車種の違い等によってバンパＢｐの形状やカメラユニット１１の取り付け位置が異なることにより映像中にバンパＢｐを表示できないことになったとしても、ディスプレイ１３に表示される映像中にバンパＢｐの画像４１を模擬的に確実に表示できる。

このように、視野範囲の一部に、自車（具体的にはバンパＢｐ）が映り込んでいるような映像を重畳して表示し、運転者に自車との位置関係を認識させることができるので、カメラユニット１１の設置位置について各車種毎に異なったとしても、模擬的なバンパＢｐの画像４１を確実に表示でき、カメラユニット１１を多車種で共用化することができ、且つ視認性の良い車輌周辺視認装置を提供できる。

また、バンパＢｐを視野範囲に入れて撮像する場合であっても、カメラユニット１１の設置角度によっては前方の物体がバンパＢｐに反射して映し込み、自動車の前方との境界線が不明確になることがある。バンパＢｐやグリルＧｒ等に反射した光源の影響により、バンパＢｐ等の輪郭が見づらいこともあり得る。

しかしながら、自車のバンパＢｐを模した形状の画像４１を重畳して表示するので、バンパＢｐと景色との境界が明確になる。

これらのことから、視認性の良い自動車周辺視認システムが提供できるとともに、カメラユニット１１及び表示制御ユニット１５を多車種で共用化することができ、コスト低減につながる。

尚、この実施の形態では、撮像された映像の一部にバンパＢｐを模した画像４１を重畳しているが、これは図６のように不透明の画像４１であってもよく、あるいは、撮像されたバンパＢｐの映像を透過して確認できるように、半透過の模擬的な映像を重畳するようにしてもよい。特に、半透過の画像４１を重畳することにより、バンパＢｐやグリルＧｒ等に反射した光源の影響を緩和することが可能である。

また、上記実施の形態では、映像に映し込む車体の一部としてバンパＢｐを例にあげて説明したが、自動車によっては映像中に「グリルＧｒ」などの他の部分を映し込み、この映し込まれる車体の一部に模した模擬的な画像４１を画像処理で重畳するようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態では、自動車の前方左右及び前方直下の３方向を撮像してディスプレイ１３に表示するようにしていたが、例えば自動車の後方であっても差し支えない。

この発明の一の実施の形態に係る車輌周辺視認装置を示すブロック図である。 この発明の一の実施の形態に係る車輌周辺視認装置のカメラユニットの内部構成を示す平面視断面模式図である。 この発明の一の実施の形態に係る車輌周辺視認装置のカメラユニットの内部構成を示す側面視断面模式図である。 この発明の一の実施の形態に係る車輌周辺視認装置のカメラユニットが車体に設置された状態の一例を示す側面視断面模式図である。 模擬的な画像の色の設定画面の一例を示す図である。 この発明の一の実施の形態に係る車輌周辺視認装置のディスプレイの表示画面の一例を示す図である。 この発明の一の実施の形態に係る車輌周辺視認装置のディスプレイの表示画面の他の例を示す図である。 従来の車輌周辺視認装置の表示画面の一例を示す図である。 車輌周辺視認装置で前方直下を撮像している状態を示す図である。 従来の車輌周辺視認装置の表示画面の一例を示す図である。

符号の説明

１１ カメラユニット
１３ ディスプレイ
１５ 表示制御ユニット
１５ａ 切換制御部
１５ｂ 画像処理部
２１ 撮像素子
２２ 光学系
２３ａ，２３ｂ 反射プリズム
２４ 筐体
４１ 画像
Ｂｐ バンパ
Ｇｒ グリル

Claims (7)

1. 自動車の周辺を撮像するカメラユニットと、
   自動車に搭載されて映像を表示するディスプレイと、
   前記カメラユニットで撮像した映像の一部に自動車の車体の一部を模した模擬的な画像を重畳して前記ディスプレイに表示する表示制御ユニットと
   を備える車輌周辺視認装置。
2. 請求項１に記載の車輌周辺視認装置であって、
   前記カメラユニットは、前記自動車のバンパまたはグリルの直上で自動車の少なくとも前方直下を撮像する位置に配置され、
   前記模擬的な画像が、前記バンパまたはグリルを模した画像であることを特徴とする車輌周辺視認装置。
3. 請求項１に記載の車輌周辺視認装置であって、
   前記カメラユニットは、前記自動車のバンパまたはグリルの直上に配置され、
   当該カメラユニットが、
   撮像素子と、
   前記撮像素子に対して光を集光する光学系と、
   左右側方から取り込んだ光を前記光学系側に反射する反射プリズムと
   を備え、
   前記反射プリズムの下部に、前方直下方向の垂直撮像視野範囲の光を前記反射プリズムの内部に進入させることなく前記光学系に直接入射させる切り欠けが形成され、
   前記模擬的な画像が、前記バンパまたはグリルを模した画像であることを特徴とする車輌周辺視認装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車輌周辺視認装置であって、
   前記模擬的な画像が不透明であることを特徴とする車輌周辺視認装置。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車輌周辺視認装置であって、
   前記模擬的な画像が半透明であることを特徴とする車輌周辺視認装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車輌周辺視認装置であって、
   前記模擬的な画像の色彩及び／または明度が変更可能とされることを特徴とする車輌周辺視認装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の車輌周辺視認装置であって、
   前記模擬的な画像の表示位置及び／または表示角度が変更可能とされることを特徴とする車輌周辺視認装置。

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