JP2015143087A - 死角補助装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】より容易に視認者が直接視認する像と連続して死角領域の像を映すことが可能であり、また、視認性を向上させることが可能な死角補助装置を提供する。【解決手段】障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置100であって、前記像を表す光Lを入射し、視認者側に設けられ光Lの一部を反射し一部を透過する半透過平面ミラー111と、光Lを半透過平面ミラー111へ反射する平面ミラー112とが互いに対向するように配置される一対の平行平面ミラー110と、半透過平面ミラー111と平面ミラー112との間に設けられる透光性部材120と、半透過平面ミラー111と前記視認者との間に設けられ、透光性部材120に入射し半透過平面ミラー111から出射する光Lの屈折を補正する複数のプリズム131と、を備えてなる。【選択図】図4

Description

本発明は、車両内のフロントピラーなどの障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置に関する。
従来、車両内のフロントピラーなどの障害物によって生じる死角を映す視認装置として、例えば、特許文献1に開示されたものが知られている。この視認装置は、車両前方を映す第1ミラーと、この第1ミラーに入射した光を運転者側に反射させる第2ミラーを備え、車両のフロントピラーを挟む直接視認エリアを通して運転者が見える像と前記第2ミラーに映る像が連続するように、前記第1ミラー及び/または前記第2ミラーを調整可能に構成したものである。
特開2006−231998号公報
しかしながら、特許文献1に係る視認装置では、運転者から見て第2ミラー及び風景を遮らないように第1,第2ミラーの互いの位置関係を調整する必要があり、設置作業や調整作業が煩雑であるという問題点があった。また、第2ミラーに死角を映す場合、死角領域の像を示す光以外にも外光が第2ミラーで反射して運転者の目に入り、視認性が損なわれるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、より容易に視認者が直接視認する像と連続して死角領域の像を映すことが可能であり、また、視認性を向上させることが可能な死角補助装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る死角補助装置は、障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置であって、
前記像を表す光を入射し、視認者側に設けられ光の一部を反射し一部を透過する半透過ミラーと、光を前記半透過ミラーへ反射するミラーとが互いに対向するように配置される一対のミラーと、
前記半透過ミラーと前記ミラーとの間に設けられる透光性部材と、
前記半透過ミラーと前記視認者との間に設けられ、前記透光性部材に入射し前記半透過ミラーから出射する光の屈折を補正する複数のプリズムと、を備えてなることを特徴とする。
本発明によれば、より容易に視認者が直接視認する像と連続して死角領域の像を映すことが可能となり、また、視認性を向上させることが可能となる。
本発明の実施形態に係る死角補助装置が配置される車両の運転席付近の概観を示す図である。 同上死角補助装置の概観を示す平面図である。 同上死角補助装置を示す斜視図である。 同上死角補助装置を示す図である。 同上死角補助装置の変形例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る死角補助装置を、図面を参照して説明する。
図1は本実施形態に係る死角補助装置100が配置される車両1の運転席付近の概観を示す図である。車両1は、図1に示すように、ステアリング10と、ウインドシールドガラス20と、サイドガラス30,40と、フロントピラー50,60と、を備える。また、21,22は、ウインドシールドガラス20の周辺部に印刷形成される遮光性の黒セラ(黒セラミック)部である。
車両1において、視認者(主に運転者)は、ウインドシールドガラス20(黒セラ部21の部分を除く)とサイドガラス30,40が配置される領域では風景を直接視認する一方、フロントピラー50,60と黒セラ部21,22が配置される領域ではフロントピラー50,60と黒セラ部21,22とによって視認者の視界が遮られ、風景を直接視認することができない死角領域が生じる。すなわち、フロントピラー50,60と黒セラ部21,22とは、本発明における障害物に該当する。
次に、図1〜図3に基づいて本実施形態に係る死角補助装置100の構成について説明する。なお、図2は、死角補助装置100の概観を示す平面図であり、図3は、死角補助装置100を示す斜視図である。
死角補助装置100は、図1及び図2に示すように、視認者側から見て右側(運転者側)のフロントピラー50に図示しないホルダ部材を介して配置され、フロントピラー50及び黒セラ部21によって遮られる死角領域の像を映すものである。なお、死角補助装置100は、視認者から見てフロントピラー50及び黒セラ部21と対向するように配置される。
死角補助装置100は、図2及び図3に示すように、一対の平行平面ミラー(一対のミラー)110と、透光性部材120と、複数のプリズム131を有するプリズムシート130と、を備える。
一対の平行平面ミラー110は、入射した光の一部を反射し一部を透過する半透過平面ミラー(半透過ミラー)111と、平面ミラー(ミラー)112とが互いに平行に対向するように配置されることによって構成される。なお、半透過平面ミラー111と平面ミラー112は図示しないホルダ部材に配置されることで平行な位置関係で固定される。なお、本発明の一対のミラーは、互いに対向するように配置されるものであれば完全な平行に配置されなくともよく、また、平面ミラーでなく曲面ミラーであってもよい。
半透過平面ミラー111は、視認者側に配置され、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル等の透光性の樹脂材料からなる基材の表面にアルミなどの金属を蒸着させることにより、所望の反射率を有する反射率調整層を形成してなる。なお、半透過平面ミラー111は、基材の表面に誘電体多層膜をコーティングして形成してもよい。半透過平面ミラー111は、平面ミラー112と対向する基部111aと基部111aから延設される延設部111bとを有し、半透過平面ミラー111と平面ミラー112とが水平方向に段違い状となるように配置される。
平面ミラー112は、その平面(反射面)が半透過平面ミラー111の平面(半透過反射面)と平行となるように配置されるものであり、例えば上述の透光性樹脂材料からなる基材の表面にアルミなどの金属を蒸着させてなる平面アルミ蒸着ミラーである。
半透過平面ミラー111と平面ミラー112とは、それぞれの平面(半透過反射面及び反射面)が、一対の平行平面ミラー110における光Lの進行方向に対して垂直方向の幅が一対の平行平面ミラー110における光Lの進行方向に向かって徐々に小さくなるように、略楔状に形成されている。視認者の視野範囲から外れる不要個所を除去して小型化及び軽量化するためである。また、半透過平面ミラー111と平面ミラー112とは互いの平面形状が相似であり(ほぼ相似である場合を含む)、平面ミラー112の一対の平行平面ミラー110における光の進行方向Lに対して垂直方向の幅が、半透過平面ミラー111の一対の平行平面ミラー110における光Lの進行方向に対して垂直方向の幅よりも大きくなるように形成されている。斜め下あるいは斜め上から死角補助装置100を見た場合に、上下方向で半透過平面ミラー111と平面ミラー112との間を遮光する図示しない遮光壁(例えば前記ホルダ部材の一部からなる)が映り込むことを抑制するためである。また、半透過平面ミラー111の入射側端部(入射側の側辺)E10と、平面ミラー112の入射側端部(入射側の側辺)E11とは、ウインドシールドガラス20のガラス面に沿って傾斜している。ウインドシールドガラス20のガラス面に近接して配置させるためである。
透光性部材120は、半透過平面ミラー111と平面ミラー112との間に隙間なく設けられる透明な部材であり、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル等の透光性の樹脂材料からなる。透光性部材120により、一対の平行平面ミラー110は中実構造となる。透光性部材120を半透過平面ミラー111と平面ミラー112との間に設ける方法としては、一対の平行平面を有する板状の透光性部材120を用意し、一方の平面に半透過平面ミラー111を接着等で密着固定し、他方の平面に平面ミラー112を同様に密着固定する方法や、半透過平面ミラー111と平面ミラー112との間に透光性の樹脂材料を充填して透光性部材120を形成する方法などが考えられる。また、透光性の樹脂材料からなる基材(透光性部材120)に一対の平行平面を設けて一方の平面に半透過面(半透過層)を形成し、他方の平面に反射面(反射層)を形成して、中実構造の一対の平行平面ミラー110を構成してもよい。このように一対の平行平面ミラー110を中実構造とすることで、半透過平面ミラー111と平面ミラー112との平行平面に埃や汚れが付着することを防止でき、死角補助装置100の視認性を長時間保つことができる。また、温度変化や振動などが生じても、一対の平行平面ミラー110の対向関係が崩れにくく、視認者が視認する像にズレが生じることを抑制して視認性を長時間保つことができる。
プリズムシート130は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル等の透光性の樹脂材料からなる基材に三角形状の複数のプリズム131を形成してなるシート状の部材である。プリズムシート130は、半透過平面ミラー111の視認者側の平面に接着などにより隙間なく配置される。これにより、複数のプリズム131は、半透過平面ミラー111と視認者との間に設けられる格好となる。複数のプリズム131は、視認者と対向する出射面131aと、視認者と対向しない面側に設けられる遮光層(遮光部)131bと、を有する。なお、複数のプリズム131は、UVインプリントや成型などの方法によって半透過平面ミラー111の視認者側に一体的に設けられてもよい。複数のプリズム131の作用については後で詳述する。
次に、図2を用いて、一対の平行平面ミラー110の作用について説明する。なお、図2は、視認者が運転席に着座した状態を示しており、2は視認者の視点(アイポイント)を示している。
図2において、視認者(視点2)の前方視界には、フロントピラー50(図示しないが黒セラ部21も含む)によって遮られる死角領域Dが生じる。したがって、視点2からは死角領域Dに存在する物体Mを直接視認することができない。
一方、物体Mからの光Lは、一対の平行平面ミラー110に入射し、一対の平行平面ミラー110の間で反射を繰り返しつつ、一部の光Lは一対の平行平面ミラー110から出射する(半透過平面ミラー111を透過する)。なお、一対の平行平面ミラー110に入射し、一対の平行平面ミラー110の間で反射を繰り返すのは一対の平行平面ミラー110の平行な平面に対して傾きを有する光である。一対の平行平面ミラー110から出射する光Lの一部は、視点2に達する。したがって、視点2からは直接視認できる風景と連続して平面ミラー112に映る物体Mの像を半透過平面ミラー111越しに視認することができる。なお、死角領域Dのうちフロントピラー50の背面側の僅かな領域(ハッチングで示す部分)は、この領域からの光が一対の平行平面ミラー110に入射できず、その像を一対の平行平面ミラー110によって映すことができないが、それ以外の殆どの領域において死角領域Dの像を一対の平行平面ミラー110によって映すことができる。
なお、死角領域Dの像を一対の平行平面ミラー110によって映すに当たって、視認者は、死角補助装置100をフロントピラー50の任意の高さ(視点2に合った高さ)に、一対の平行平面ミラー110に死角領域Dの像が映るように、すなわち、死角領域Dからの光Lが視点2に達するように一対の平行平面ミラー110の角度を調整して配置する。半透過平面ミラー111と平面ミラー112とは互いの位置関係が平行に固定されるため、一度の配置作業で一対の平行平面ミラー110を同時に配置することができ、また、一度の調整作業で一対の平行平面ミラー110の角度を同時に調整することができる。
次に、複数のプリズム131の作用について図4を用いて説明する。なお、図4は、死角補助装置100を手前側上方から見た図である。
前述のように、死角領域Dからの光Lは、一対の平行平面ミラー110の間で反射を繰り返すので、光Lが半透過平面ミラー111にn回入射した場合、物体Mの像を示すn個の光L(以下、光L1〜Lnという)が1つの平行平面ミラー110から出射される。すなわち、一対の平行平面ミラー110からは視点2の左右方向に沿って、n個の物体Mの像を示す光L1〜Lnが出射することとなる。したがって、視認者は左右方向の広い範囲で物体Mの像を視認することができる。なお、一対の平行平面ミラー110から出射される光L1〜Lnは反射回数が増加するのに伴って輝度が低下する。
そして、死角領域Dからの光Lは、一対の平行平面ミラー110に入射する際に、透光性部材120の入射面121から透光性部材120内に入射する。このとき空気層と透光性部材120との界面である入射面121で光Lが視点2の左右方向に所定角度θ1屈折し、一対の平行平面ミラー110に入射する光Lと一対の平行平面ミラー110から出射する光L1〜Lnとが平行でなくなる。このため、何ら対策を講じない場合は、視点2から直接視認できる風景と一対の平行平面ミラー110で視認できる像との連続性が損なわれる場合がある。
これに対し、本実施形態においては、透光性部材120に入射した際の光Lの屈折を補正するべく、複数のプリズム131を、視認者と対向する出射面131aが透光性部材120の入射面121と平行(ほぼ平行である場合を含む)となるように配置した。一対の平行平面ミラー110から出射する光L1〜Lnは、プリズムシート130に入射し複数のプリズム131の出射面131aから外部に出射する。このとき、光L1〜Lnは複数のプリズム131と空気層との界面である出射面131aで視点2の左右方向に所定角度θ2屈折する。出射面131aは透光性部材120の入射面121と平行であるため、光L1〜Lnは、出射面131aで透光性部材120の入射面121への光Lの入射時とは反対方向に同じ角度だけ屈折し(|θ1|=|θ2|)、一対の平行平面ミラー110に入射する光Lと一対の平行平面ミラー110から出射する光L1〜Lnとが平行となる。これにより、一対の平行平面ミラー110を中実構造とする場合であっても、視認者が直接視認する風景と一対の平行平面ミラー110で視認する像との連続性を保ち、視認性を向上することができる。
また、複数のプリズム131は、視認者と対向しない側、すなわち透光性部材120の入射面121と対向しない側の面に複数の遮光層(遮光部)131bを有する。複数の遮光層131bは、複数のプリズム131の面上に非透光性の樹脂材料や金属材料などを塗布あるいは蒸着などの方法で層状に形成してなる。
一対の平行平面ミラー110には、死角領域Dからの光L以外に視認者(視点2)側からも外光が入射する。視認者側から一対の平行平面ミラー110に入射する外光のうち、図4に示すように、特に半透過平面ミラー111の平面の垂線Pに対して光Lの入射側に傾いて半透過平面ミラー111に入射する光(以下、迷光SLという)は、その一部が半透過平面ミラー111で視点2に向かって反射され、あるいは一部が半透過平面ミラー111を透過して平面ミラー112で反射されて半透過平面ミラー111から視点2に向かって出射され、平面ミラー112に映る物体Mの像の視認性を低下させる要因となる。これに対し、複数のプリズム131に遮光層131bを設けることによって、半透過平面ミラー111に入射する迷光SLを遮って高い視認性を確保することができる。なお、迷光SLの全てが遮光層131bで遮られることが望ましいが、一部が遮られる場合であっても視認性向上の効果を得ることができる。
以上の構成からなる死角補助装置100は、車両1内の障害物によって遮られる死角領域Dの像を映す死角補助装置100であって、
前記像を表す光Lを入射し、視認者側に設けられ光Lの一部を反射し一部を透過する半透過平面ミラー111と、光Lを半透過平面ミラー111へ反射する平面ミラー112とが互いに対向するように配置される一対の平行平面ミラー110と、
半透過平面ミラー111と平面ミラー112との間に設けられる透光性部材120と、
半透過平面ミラー111と視認者との間に設けられ、透光性部材120に入射し半透過平面ミラー111から出射する光Lの屈折を補正する複数のプリズム131と、を備えてなる。
これにより、一対の平行平面ミラー110の一方に半透過平面ミラー111を用いたため、視認者は半透過平面ミラー111越しに平面ミラー112に映る物体Mの像及び風景を視認することができ、一対の平行平面ミラー110の配置位置の自由度が増し、より容易に視認者が直接視認する像(風景)と連続して死角領域Dの像を映すことが可能となる。また、死角領域Dを撮像するカメラ及び撮像画像を表示する表示器が不要であるためこれらを使用する場合と比較して安価である。また、透光性部材120によって一対の平行平面ミラー110を中実構造とすることによって、半透過平面ミラー111と平面ミラー112との平行平面に埃や汚れが付着することを防止でき、死角補助装置100の視認性を長時間保つことができる。また、温度変化や振動などが生じても、一対の平行平面ミラー110の対向関係が崩れにくく、視認者が視認する像にズレが生じることを抑制して視認性を長時間保つことができる。また、複数のプリズム131によって、一対の平行平面ミラー110を中実構造とする場合であっても、視認者が直接視認する風景と一対の平行平面ミラー110で視認する像との連続性を保ち、視認性を向上することができる。
また、複数のプリズム131は、透光性部材120の光Lの入射面121と平行な出射面131aを有する。
これによれば、透光性部材120に入射する光Lと一対の平行平面ミラー110から出射する光L1〜Lnとを平行とすることができ、一対の平行平面ミラー110を中実構造とする場合であっても、視認者が直接視認する風景と一対の平行平面ミラー110で視認する像との連続性を保ち、視認性を向上することができる。
また、複数のプリズム131は、透光性部材120の光Lの入射面121と対向しない面に遮光層131bを備えてなる。
これによれば、迷光SLが半透過平面ミラー111に入射することを防ぐことができ、視認性を向上させることができる。
なお、本発明は上記実施形態及び図面によって限定されるものではない。上記実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることができるのはもちろんである。
図5は、死角補助装置100の変形例を示すものである。図5に示すように、変形例に係る死角補助装置100は、平面ミラー112が設けられておらず、半透過平面ミラー111とともに一対の平行平面ミラー110を構成するミラーは、空気層との屈折率差による反射が可能な透光性部材120の平滑面122からなる。平滑面122は、透光性部材120の半透過平面ミラー111が設けられる側と反対側に設けられて空気層と接し、空気層との界面となる。また、平滑面122は、透光性部材120の屈折率nを、空気層の屈折率nよりも高くする(n>n)ことで、空気層との屈折率差による反射が可能となっている。これによれば、部品点数あるいは平面ミラー112の製造工程を削減して製造コストを抑制することができる。
また、変形例に係る死角補助装置100においては、一対の平行平面ミラー110である半透過平面ミラー111と平滑面122との間(すなわち透光性部材120の内部)で反射を繰り返して、最終的に平滑面122から視点2に向けて反射される光Lの平滑面122への入射角度をαとしたとき、下記式1を満たすように、死角補助装置100を設置する。
(式1)α>arcsin(n/n
すなわち、光Lの平滑面122への入射角度αがarcsin(n/n)より大きくなるように、死角補助装置100を設置する。これによれば、入射角度αが臨界角よりも大きくなるため、平滑面122での光Lの反射を全反射とすることができ、より明るい像を視認することができる。
本実施形態の死角補助装置100は、車両1の運転席側から見て右側のフロントピラー50に配置されるものであったが、左側のフロントピラー60にも同様の死角補助装置が配置されてもよい。また、車両内の障害物として、フロントピラーの他にもセンターピラーやリアピラーなどに配置され、これらによって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置であってもよい。
また、本発明は、車両以外の分野にも障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置として広く適用することができる。例えば、本発明の死角補助装置を住宅に用いる場合、大面積の死角補助装置を天井に取り付けて入射部分のみを壁などから屋外に出すことで屋内に居ながら天井の死角補助装置で空の様子を見ることができ、また、天井から屋内に太陽光を導くことができる。住宅密集地や通常の窓を付けられない事情のある住宅には特に好適である。
また、例えば観光施設等の高層建築物で、高層階の床下に大面積の死角補助装置を埋め込み、光入射部分のみを屋外に出すことで、床下の死角補助装置で眼下の風景を直接足下に感じることが可能となり、建築物の高さを強調することができる。同様の効果を得るために、従来は床下に空間を設ける必要があったが、本発明の死角補助装置によれば既存の建築物にも容易に配置することができ好適である。
このほか、壁面に用いる例としては、道路に近接して塀が立っている見通しの悪い交差点などにおいて、塀の角に本発明の死角補助装置を配置することで、死角領域の歩行者や車両の存在をいち早く認識することができ、出会い頭の事故の防止に貢献することができる。
以上のように、本発明の死角補助装置は、電力などのエネルギーを必要とすることなく、これまで視認することができなかった障害物に遮られた死角領域を、光入射部分のスペースを確保するのみで広範囲に亘って障害物を透けたように視認させることができるものであり、その用途は室内外を問わず広く適用でき、健康、安全あるいは感動など多岐に亘る効果を得ることができる。
本発明は、障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置に好適である。
1 車両
2 視点
100 死角補助装置
110 一対の平行平面ミラー(一対のミラー)
111 半透過平面ミラー(半透過ミラー)
111a 基部
111b 延設部
112 平面ミラー(ミラー)
120 透光性部材
121 入射面
130 プリズムシート
131 プリズム
131a 出射面
131b 遮光層(遮光部)

Claims (5)

  1. 障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置であって、
    前記像を表す光を入射し、視認者側に設けられ光の一部を反射し一部を透過する半透過ミラーと、光を前記半透過ミラーへ反射するミラーとが互いに対向するように配置される一対のミラーと、
    前記半透過ミラーと前記ミラーとの間に設けられる透光性部材と、
    前記半透過ミラーと前記視認者との間に設けられ、前記透光性部材に入射し前記半透過ミラーから出射する光の屈折を補正する複数のプリズムと、を備えてなることを特徴とする死角補助装置。
  2. 前記複数のプリズムは、前記透光性部材の光の入射面と平行な出射面を有することを特徴とする請求項1に記載の死角補助装置。
  3. 前記複数のプリズムは、前記透光性部材の光の入射面と対向しない面に遮光部を備えてなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の死角補助装置。
  4. 前記ミラーは、空気層との屈折率差による反射が可能な前記透光性部材の平滑面からなることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の死角補助装置。
  5. 前記透光性部材の屈折率をnとし、前記空気層の屈折率をnとしたとき、
    前記平滑面から前記視認者の視点に向けて反射される光の前記平滑面への入射角度がarcsin(n/n)よりも大きいことを特徴とする請求項4に記載の死角補助装置。
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