JP2014208529A - 車両用のミラー代替システム - Google Patents

Abstract

【課題】商用車等における法定視界の視認性とデータの解像度においてメインミラー及び広角ミラーと同等に機能すると共に、容易かつ安価に製造可能とした車両用のミラー代替システムを提供する。【解決手段】車両用のミラー代替システムは、撮像ユニットと、供給ユニットと、運転手が車室内で視認できるよう配置された表示ユニットとを備える。撮像ユニット及び供給ユニットは、シール性に関して互いに分離したハウジング内において、表示ユニットの外部に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は車両用、特に商用車用として好適なミラー代替システムに関するものである。

車両の形式（例えばオートバイ、人員輸送車、貨物輸送車等）に応じて、いわゆる「法定視界」が法律的に定められている。法定視界は、典型的にはミラーで構成される間接視認手段を使用して映し出すことが義務付けられており、運転席に着座している運転手が間接視認手段で常に視認可能でなければならない。車両の形式、特に運転手が車両周りで直視できる領域に応じて異なる法規が求められる。その法規は、特定の視界を間接視認手段により何時でも常に、しかも確実に視認可能とすべきことを規定するものである。

トラックやライトバン等の商用車においては、現在のところ、間接視認手段として例えばメインミラーが運転席及び助手席側に設置されており、運転手は、所定幅を有する車道における平坦で水平な部分をメインミラーで視認することができる。この部分は、運転手の視点の背後において所定の距離を隔てた領域から水平線まで延在する。また、より狭い帯状領域もメインミラーで視認可能とする必要があり、その帯状領域は、運転手の視点の背後においてより短い距離を隔てた領域から延在する。このように法的に規定された領域の視界は、間接視認手段を使用して何時でも常に視認可能とする必要があり、「法定視界」と称する。

近年、間接視認手段として伝統的なミラーを補完又は代替するものとして、カメラシステムが間接視認手段として使用されてきている。このようなカメラシステムでは、イメージセンサ装置によりイメージを連続的に撮像し、得られたビデオデータを所要に応じて信号処理した後、例えば供給ユニットにより運転室内の表示装置に供給し、表示装置によって対応する法定視界又はより多くの視界を表示し、必要であれば近接車両との衝突警告表示や、車間距離等に関する補完情報も表示する。

現在のところ、カメラを使用するミラー代替システムは、主として乗用車の後退支援用に使用されており、この場合には撮像ユニットが車体に対して直接的に、即ち間隔を置かずに取り付けられている。多くの場合、カメラを使用して得られた情報は、従来から使用されているバックミラーの補完情報として利用される。

特許文献１（独国特許出願公開第102005028144号公報）は、環境変化の影響を考慮してイメージセンサ用シール部を設けたカメラ装置を開示している。このカメラ装置は、外部ハウジングと、電子機器支持部上に取り付けられたイメージセンサとを備え、その外部ハウジング内には少なくとも１つの光学結像系を有するレンズ部分が収められている。レンズ部分は電子機器支持部に対してハーメチックシールされ、これによりイメージセンサを収容するためにシールされたセンサチャンバが形成されている。

特許文献２（米国特許出願公開第20040036768号公報）は、カメラ本体及びレンズを備える車両用の後方視認カメラを開示している。そのカメラ本体は、カメラを保持するためのマウントベース部に取り付けられている。マウントベース部は、車両の外部又は内部に取り付け可能であり、下向きの取り付け角で配置される。更に、シール部を使用してカメラを車体の後壁に対してシールすることができる。

特許文献３（独国特許出願国内公表第69509040号公報）は、マイクロカメラと、その制御ユニットとを互いに分離したハウジング内に設けた車両用の後方視認装置を開示している。制御ユニットは、マイクロカメラに対する給電機能と、マイクロカメラにより発生させた信号のモニタへの伝達機能とを有する。

カメラシステムでミラーを代替する場合には、視界表示を何時でも常に視認可能とするのみならず、車室内の表示装置に視界を表示する際の画質及び解像度につき、ミラーで映し出される場合と同様の表示が肉眼で認識可能であると共に運転手に混同を生じさせないよう設定するための厳格な要件が法的に課されている。特に広角ミラーをカメラシステムで代替する場合には、付加的な要件として、イメージにおける十分な開口角のための解像度を保障しつつ、従来の広角ミラーにより視認可能とされている領域全体と、これに対応する視界を表示しなければならない。これに対して、メインミラーを代替する場合には、イメージが十分に高い解像度を有することを保障しなければならない。これらの要件は、撮像ユニットと、これに関連する制御ユニット／供給ユニットが互いに分離した状態で配置されている従来のシステムでは、殆ど実現することが不可能である。即ち、制御ユニット／供給ユニットが車両の内部に配置されているのに対して、撮像ユニットは車両の外部（通常は車体）に配置されているため、伝達すべきデータ量が大きければ十分な解像度を得ることができないからである。最近では、代案として供給ユニット及び撮像ユニットをシールされたハウジング内に組み込んでいるが、ハウジングが車両の外部領域に取り付けられているため、撮像ユニット及び供給ユニットの何れについても、特に撮像ユニットについて、最高度のシール性を保障する必要がある。

独国特許出願公開第102005028144号公報 米国特許出願公開第20040036768号公報 独国特許出願国内公表第69509040号公報

上述した背景技術に鑑み、本発明の課題は、商用車等における法定視界の視認性とデータの解像度においてメインミラー及び広角ミラーと同等に機能すると共に、容易かつ安価に製造可能とした車両用のミラー代替システムを提供することである。

この課題は、請求項１に記載した特徴部分により解決される。

好適な実施形態は、従属請求項に記載したとおりである。

本発明は、撮像ユニットに加えて、供給ユニット及び表示ユニットを備える車両用のミラー代替システムを提供するものである。撮像ユニット及び供給ユニットを、シール性を保障するために互いに分離したハウジング内に配置するのみならず、供給ユニットも表示ユニットの外部に配置すれば、表示ユニットに伝達すべきデータ量、即ち、特に車両外部から車両内部に伝達すべきデータ量を圧縮することが可能となる。これは、供給ユニットが撮像ユニットの近傍に、そして好適には車両外部に配置されるからである。更に、撮像ユニット及び供給ユニットに、互いに分離したハウジングを設ければ、撮像ユニットを湿気に対するシール性に関して極めて高度な要件に応えるハウジング内に単独で収容しつつ、供給ユニットをシール性に関して高度な要件が課されないハウジング、即ち、電気素子の機能保護に必要とされるシール性のみを有するハウジング内に収容することが可能である。そして、ハウジング又は収容スペースのシール性に関する要件が緩和されれば、金属の代わりにプラスチック等の軽量材、例えば被覆プラスチックを使用することができ、軽量化及びコスト削減が達成される。

また、本発明に係るミラー代替システムは、車体から比較的離間している収容スペース、例えば車体から外方に突出するカメラアーム内に効果的に収容することも可能である。この場合にも、撮像ユニット、供給ユニット及びこれらを収容するハウジングの有利な構成により、大きなデータ量を長距離に亘って車両内部の表示ユニットまで伝達する必要がなく、これらの構成要素よりなるアセンブリを、例えばカメラアーム内に有利に収容することが可能である。このようなカメラアームの使用により、メインミラー及び広角ミラーによる法定視界（法定視界II又は法定視界IV）に関しても撮像ユニット、特にデジタルイメージセンサにより撮像可能になると共に、車両内部の表示ユニット上において十分に高い解像度をもって表示可能となる。この場合、イメージユニットが車両の側壁又は車体から十分に離間して配置され、従って車体に直接取り付ける場合に比べて広角範囲がより狭い撮像ユニットを使用することが可能である。上述した構成により、一方では、表示ユニット、例えば車両内部における車体部分のディスプレー又はプロジェクタへのデータ伝達がより容易になる。これは、長距離に亘って伝達する必要のあるデータ量が圧縮されたものであり、従ってデータ伝達用のケーブル、コネクタ及び電気素子に対しては、比較的短距離に亘ってしか高い要求が課されないからである。他方では、デジタルカメラシステムの使用及び取り付けが可能であるため、法定視界を十分に高い解像度で表示できるだけでなく、車両において比較的自由に選択可能な位置から表示することが可能である。

好適な実施形態において、供給ユニット及び／又は撮像ユニットは、伝達すべきデータ量を既知の圧縮法で圧縮するように、例えば画像スケーリングにより撮像ユニットで得られた画像中の不要領域を切り取ってデータ量を圧縮するように構成されている。この場合、表示ユニットに伝達すべきビデオデータ量がデータ生成箇所の近傍で圧縮されるので、データ伝達部品に課される要求を緩和することが可能である。

好適な実施形態において、供給ユニット及び／又は撮像ユニットは、更なるビデオ処理、例えば運転支援を目的とした画像分析処理、車両内部における表示ユニット上に表示すべき画像合成処理、ホワイトバランス処理及びこれらを組み合わせた処理を行うよう構成されている。即ち、撮像ユニット及び供給ユニットを車両外部において互いに分離したハウジング内に配置する場合、表示ユニット上に実際に表示されるデータだけが車両外部領域から車両内部領域に伝達されることになる。更に、撮像ユニット及び／又は供給ユニットは更なるビデオ処理、例えば汚れの自動検出処理を行い、必要であれば適切な制御によって除染を行うよう構成されている。

好適な実施形態において、撮像ユニット及び供給ユニットは、互いに近接して配置され、例えば共通のカメラアーム又はカメラハウジングに内蔵されている。撮像ユニット及び供給ユニットを互いに近接して配置することにより、大きなデータ量を伝達する距離が短縮化され、ケーブルやコネクタ等の電気素子に対する要求が緩和される。

更に好適には、供給ユニット及び撮像ユニットは共通ハウジング内に配置される。この共通ハウジングは、アセンブリを構成するためだけに機能するものであり、シール性に積極的に関与するものではない。これは、撮像ユニット及び供給ユニットが、それぞれの要求に応じてシールされた個別のハウジング内に収容されるからである。このような共通ハウジングは、例えばカメラアーム又はカメラハウジングとして構成することができる。

好適な実施形態において、撮像ユニットは、湿気に対してシール性を有するハウジング、好適には金属製ハウジング内に配置されている。これにより、撮像ユニットのハウジングに求められるシール要件を満たすことが可能である。これに対して、供給ユニットには、撮像ユニットほど高度のシール性を付与する必要がないため、好適には、供給ユニットのハウジングには比較的軽量なプラスチック製ハウジングが使用される。これにより、金属製ハウジングを使用する場合と対比して軽量化及びコスト削減が達成される。撮像ユニットを収容する金属ハウジングと、供給ユニットを収容するプラスチックハウジングとの組み合わせにより、所要のシール性を損なわずに軽量化及びコスト削減を達成することが可能である。

好適な実施形態においては、複数の撮像ユニットが設けられている。この場合、例えば１個の撮像ユニットはメインミラーに対応するイメージ（視界II）を撮像し、他の１個の撮像ユニットは広角ミラーに対応するイメージ（視界IV）を撮像するように設けることができる。これら複数の撮像ユニットは、共通の供給ユニットに接続するのが好適であるが、代案として個別的に関連付けられた複数の供給ユニットに接続することもできる。複数の撮像ユニットを共通の供給ユニットに接続する場合、その共通の供給ユニットにより各撮像ユニットを制御すると共に、撮像されたデータのビデオ処理を行う構成とするのが好適である。そのビデオ処理は、例えば個々の撮像ユニットで得られたデータを、表示ユニット上で表示すべき統合イメージに合成するものである。これら複数の撮像ユニットは、同一構成とし、例えば方位だけを異ならせて別方向からの視界を撮像する構成とすることができる。また、必要に応じて撮像ユニットを、例えば開口角や解像度に関して異なる構成とすることもできる。

更に、１個以上の撮像ユニットのために複数の供給ユニットを設けることもできる。この場合の供給ユニットは、互いに予備ユニットとして機能し、これによりシステム機能の冗長性を確保する配置とするのが好適である。好適には、供給ユニットは、１個以上の撮像ユニットに対する制御及び給電のために機能するものであるが、これに加えて、１個以上の撮像ユニットからデータを受信し、処理した後に表示ユニット、例えば車室内のディスプレー又はプロジェクタに送信する機能を有するものでもある。

供給ユニット及び撮像ユニットが共通ハウジング内、例えばカメラハウジング内又はカメラアーム内に組み込まれている場合、この共通ハウジング内には付加的な機能素子、例えばウィンカー、アンテナ、センサ類（温度センサ、距離センサ等）、盗難防止手段、データレコーダ手段（ブラックボックス）及び／又は光学素子用の洗浄手段を組み込むことも可能である。これらの機能素子は、供給ユニット又は車室内における他のコントローラによって選択的に制御できるものである。

好適な実施形態において、撮像ユニット内にはヒータが組み込まれ、このヒータは望ましくは供給ユニットによって制御される。この場合の供給ユニットは、好適には、温度センサ又は車両のコントローラに接続され、これにより外気温に応じて供給ユニットに制御信号を伝達し、撮像ユニットにおける光学素子、特にレンズ又は前面ガラスの加熱を指示する。代案として、ヒータは、車両のコントローラ、例えばエンジンブロックヒータ用のセンサ、車両ロック装置用のリモートコントローラ、センターロックシステム用のセンサ又はその他の車両信号用コントローラによって接続される構成としてもよい。

好適な実施形態において、車両における機能素子、供給ユニット及び撮像ユニットは、共通ハウジング内に配置されている。

以下、本発明を添付図面に基づいて例示的に説明する。

本発明に係るミラー代替システムを設けたカメラアームを備える商用車の運転室を、後方から前方に見た状態で示す斜視図である。 図１の部分領域を示す拡大図である。 本発明に係るミラー代替システムを示す略図である。

図１は、商用車100の運転室101を後方から前方に見た状態を示す。運転室101の左右両側には、外向きに突出するカメラアーム10が設けられている。原則的に、カメラアーム10の代わりとして、異なる構成としたカメラ又はカメラハウジングを設けてもよい。例えば、カメラアーム10よりも僅かしか車両100の外壁から突出しない部材も使用できることは言うまでもない。

カメラアーム10は、撮像ユニット12及び供給ユニット14を収容するための共通ハウジング11（図３参照）を構成するものである。

図３から明らかなように、撮像ユニット12及びこの撮像ユニット12に対する制御及び供給機能を有する供給ユニット14は、互いに分離した収容スペース内、即ちハウジング13、15内に配置されているが、何れのユニット12、14もカメラハウジング11内に組み込まれ、かつ、商用車の車室101内にて運転手が常時視認できるように設けられた表示ユニット23（図１参照）の外部に配置されている。

撮像ユニットのハウジング13は金属製ハウジングとして構成され、特に湿気などに対するシール性に関して極めて高度な要件に応えるものである。したがって、撮像ユニット12のハウジング13内に配置されている光学素子、例えばレンズ16、センサを有するセンサ回路基板及びヒータ19が、湿気や汚れに対して確実に保護される。図３に示すように、レンズ16に前面ガラス20を設ける場合にも、その前面ガラス20を、撮像ユニット12の金属ハウジング13内にシール状態で組み込むことは言うまでもない。

撮像ユニット12用の供給ユニット14は、プラスチック製ハウジング15内、又はその他の製造が容易なハウジング内に収容することができる。

供給ユニット14は、撮像ユニット12のみならず車室101内の表示ユニットにも接続され、一方では撮像ユニット12に制御信号を供給し、他方では撮像ユニット12が撮像したデータ及びビデオイメージを受信する。また、供給ユニット14は、これらのデータ及びビデオイメージを処理することにより、データ量を圧縮するのみならず、表示ユニット上で表示するためのデータ供給を行う。更に、供給ユニット14は、データ量の圧縮に加えて、特にデータ処理を実施する。例えば、画像スケーリングを行う他、運転支援を目的とした画像分析を行うことによって、運転手に対してカラーコードや音響信号により危険性の警告を行うことが可能である。

図３に示す実施形態において、撮像ユニット12内に組み込まれているヒータ19は、同じく撮像ユニット12内に組み込まれているセンサ18、例えば温度センサにより制御される構成とする。この場合、センサ18が所定の低温を感知すると、ヒータ19が制御されて前面ガラス20及び／又はレンズ16が加熱される。センサ18は、撮像ユニット12内に配置する代わりに、供給ユニット14及び撮像ユニット12の共通ハウジング11内に、又は共通ハウジング11外に配置してもよい。ヒータ19は、温度センサ18の代わりに他のセンサ、例えばエンジンブロックヒータの動作感知用センサや、センターロックシステムの作動感知用センサの状態又はデータに応じて制御する構成とすることも可能である。

供給ユニット14により、撮像ユニット12で得られたビデオイメージに対して大幅なビデオ処理が行われるため、供給ユニット14から車室101内の表示ユニット13に伝達すべきデータ量は比較的小さい。従って、データ伝達に必要とされる電気素子に対する要件は、撮像ユニット12及び供給ユニット14間の短距離のみに亘るデータ伝達に必要な電気素子に対する要件と対比して緩和される。そのため、撮像ユニット12及び供給ユニット14を完全に車両外部、例えば車体側部から外方に突出するカメラアーム10内に配置することも可能である。シール性に関する要件を満たすべく互いに分離させたハウジングを撮像ユニット12及び供給ユニット14に設ける場合でも、ユニット12、14及びハウジングよりなるアセンブリの重量やコストの有意な増加は生じない。

10 カメラアーム
11 ハウジング
12 撮像ユニット
13 ハウジング
14 供給ユニット
15 ハウジング
16 レンズ
17 センサ回路基板
18 車両におけるコントローラ（センサ）
19 ヒータ
20 レンズの前面ガラス
23 表示ユニット
100 商用車
101 車室
150 ミラー代替システム

Claims (10)

1. 車両用のミラー代替システム（150）であって、
   撮像ユニット（12）と、
   供給ユニット（14）と、
   車室内において運転手が視認できるよう配置される表示ユニット（23）と、
   を備え、
   前記供給ユニット（14）及び／又は撮像ユニット（12）は、該撮像ユニット（12）で得られたイメージをビデオ処理することにより前記表示ユニット（23）に伝達されるデータ量を圧縮するように構成され、
   前記撮像ユニット（12）及び前記供給ユニット（14）は、それぞれ第１ハウジング（13）及び第２ハウジング（15）内に配置され、
   前記第１及び第２ハウジング（13、 15）は、シール性に関して互いから分離されているとともに、それぞれ前記表示ユニット（23）から分離されて該表示ユニット（23）の外部に配置され、
   前記撮像ユニット（12）を収容する前記第１ハウジング（13）は、湿気に対するシール性を有し、
   前記供給ユニット（14）を収容する前記第２ハウジング（15）は、プラスチック製であり、
   前記第１及び第２ハウジング（13、 15）は、共通のハウジング（11）内に互いに近接対向するように配置されている、ミラー代替システム。
2. 請求項１に記載のミラー代替システム（150）であって、前記供給ユニット（14）及び／又は前記撮像ユニット（12）は、ビデオ処理による画像スケーリング、運転支援のための画像分析処理、画像合成処理、圧縮処理、ホワイトバランス処理、汚れの自動検出処理、オーバーレイ処理又はこれらを組み合わせた処理を行う構成とされている、ミラー代替システム。
3. 請求項１又は２に記載のミラー代替システム（150）であって、前記撮像ユニット（12）を収容する前記第１ハウジング（13）は、金属製である、ミラー代替システム。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のミラー代替システム（150）であって、複数の前記撮像ユニット（12）が設けられている、ミラー代替システム。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のミラー代替システム（150）であって、複数の前記供給ユニット（14）が設けられている、ミラー代替システム。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のミラー代替システム（150）であって、前記撮像ユニット（12）内にヒータ（19）が組み込まれ、該ヒータ（19）は、前記供給ユニット（14）により制御され、かつ、温度センサ及び／又は車両のコントローラ（18）に接続されている、ミラー代替システム。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のミラー代替システム（150）であって、前記供給ユニット（14）が車両における機能素子に接続されている、ミラー代替システム。
8. 請求項７に記載のミラー代替システム（150）であって、車両における前記機能素子、前記供給ユニット（14）及び前記撮像ユニット（12）が、前記共通のハウジング（11）内に配置されている、ミラー代替システム。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載のミラー代替システム（150）であって、前記供給ユニット（14）が、前記表示ユニット（23）に接続され、前記供給ユニット（14）及び／又は前記撮像ユニット（12）により処理したビデオデータを前記表示ユニット（23）に伝達する、ミラー代替システム。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載のミラー代替システム（150）であって、前記撮像ユニット（12）がデジタルイメージセンサである、ミラー代替システム。

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