JP2016030487A - 車両の防眩装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、直射日光や対向車のハイビームなど高輝度の光がウィンドウに入射されるときでも、車両運転に適した視界が確保される車両の防眩装置を提供する。【解決手段】本発明は、車体に設けられたウィンドウ３と、ウィンドウの、車室内から車外を見た視界を撮像する撮像部１１と、撮像部で撮像した画像のうち、所定の輝度値以上を含む画像領域を検出する高輝度領域検出部２３と、高輝度領域検出部で検出した高輝度領域と対応するウィンドウの領域を遮光する遮光部Ｂと、撮像部で撮像した画像から、遮光で遮られた視界を補完する画像を切り出す補完画像形成部２５と、視界の遮られたウィンドウ領域に、補完画像形成部の補完画像を所定の輝度値を下回る輝度で映出する画像映出部Ａを具備する。同構成により、高輝度となるウィンドウ面の領域が遮光されるとともに、遮光した領域には、補完する画像が映し出され、眩しさを抑えた景色となる【選択図】図３

Description

本発明は、良好なウィンドウの視界を確保可能とした車両の防眩装置に関する。

自動車の運転者は、フロントウィンドウから入射する日光の直射（日中）や対向車からのハイビームの入射（夜間）を受けると、幻惑されやすい。そこで、自動車では、サンバイザーを用いて防眩し、幻惑を防ぐことが行われている。しかし、サンバイザーは操作が面倒なうえ、視界の確保が十分ない。
そのため、特許文献１にも開示されているようにフロントウィンドウのウィンドウ面に、遮光用の液晶フィルムを設けて、直射日光が入射すると、液晶フィルムの偏光機能を用いて遮光する技術が提案されている。

特開２０１１−２０７２７１号公報

ところが、運転者の視界は、この遮光によって妨げられやすい。このため、運転者に十分な視界を提供するのが難しい。
そこで、本発明の目的は、直射日光や対向車のハイビームなど高輝度の光がウィンドウに入射されるときでも、車両運転に適した視界が確保される車両の防眩装置を提供する。

本発明の態様は、車体に設けられたウィンドウと、ウィンドウの、車室内から車外を見た視界を撮像する撮像部と、撮像部で撮像した画像のうち、所定の輝度値以上を含む画像領域を検出する高輝度領域検出部と、高輝度領域検出部で検出した高輝度領域と対応するウィンドウの領域を遮光する遮光部と、撮像部で撮像した画像から、遮光で遮られた視界を補完する画像を切り出す補完画像形成部と、視界の遮られたウィンドウ領域に、補完画像形成部の補完画像を所定の輝度値を下回る輝度で映出する画像映出部を具備したことにある。

本発明によれば、運転者を幻惑するような高輝度の光がウィンドウに入射すると、遮光部により、高輝度となるウィンドウ面の領域が遮光され、高輝度の入射光を断つ。と共に、この遮光したウィンドウ面の領域には、補完画像形成部により、遮光した領域を補完する画像、すなわちウィンドウから見える景色の一部をなす画像が映し出される。補完する画像は、輝度が抑えられて映出されるため、運転者から見えるウィンドウの視界は、眩しさを抑えた景色となる。

それ故、直射日光や対向車のハイビームなど輝度の高い光がウィンドウに入射されるときでも、ウィンドウから見る景色、遮光されたウィンドウ領域に映し出される景色から、ウィンドウの視界が確保される。これにより、運転に適したウィンドウの視界を十分に確保することができる。

本発明の一実施形態に係る態様となる車両の防眩装置を、同装置を搭載した車両の一部と共に示す斜視図。 同防眩装置の断面図。 同防眩装置の各部の構成を示すブロック図。 同防眩装置の制御を説明するフローチャート。 防眩機能によるフロントウィンドウの視界状況を説明する正面図。

以下、本発明を図１から図５に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は本発明を適用した車両の防眩装置の外観、図２は同防眩装置の断面、図３は同防眩装置の各部構成をそれぞれ示している。
まず、車両の主な構造を説明すると、図１，２中１は車体、３は同車体１の前部に設けられたフロントウィンドウ（本願のウィンドウに相当）、５は同フロントウィンドウ３の内面の車幅方向中央上段に取り付けられたルームミラー、７はステアリングホイール、９はフロントシートを示している。

１１は、撮像部であるところのカメラである。このカメラ１１は、例えばルームミラー５のウィンドウ取付座部５ａ（台座部）の内部に収められている。カメラ１１の画像入射部をなすレンズ１１ａ（図１）は、フロントウィンドウ３の内面（車室内）に臨んでいる。同レンズ１１ａは、フロントウィンドウ３全体の視界を捉える広角レンズから形成されている。このレンズ１１ａにより、フロントウィンドウ３の前方の景色、すなわち車室内からフロントウィンドウ３を通して車外を見たときの視界全体が撮像される。

フロントウィンドウ３は、遮光機能、画像映出機能の付いた透明なウィンドウで構成されている。通常、フロントウィンドウ３は、図３に示されるように二枚のガラス板１３ａ，１３ｂ間に透明な樹脂層１４を挟み込んだだけのパネルで構成されるが、遮光機能、画像映出機能の付いたフロントウィンドウ３は、さらに図３に示されるように樹脂層１４に、透明な画像表示用液晶フィルムＡ（本願の画像映出部に相当）、透明な遮光用液晶フィルムＢ（本願の遮光部に相当）を挟み込んだ透明なパネルで構成されている。

さらに述べれば、画像表示用液晶フィルムＡは、フロントウィンドウ３の全体を占める部分が、例えば上部、中部、下部といった具合に上下で複数（３個所）に分れた、カラー画像表示が可能な液晶フィルム部Ａ１〜Ａ３をもつ。また遮光用液晶フィルムＢも、フロントウィンドウ３の全体を占める部分が、画像表示用液晶フィルムＡと対応して、例えば上部、中部、下部といった具合に上下で分れた、液晶偏向が可能な液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３をもつ。ちなみに、液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３は、電圧が印加されると、液晶の偏向により、偏光、すなわち遮光が行われ、フロントウィンドウ３の視界を遮るものである。

なお、レンズ１１ａと向きあうフロントウィンドウ部分については、液晶フィルムＡ，Ｂは無い（カメラ１１の撮像のため）。
こうしたカメラ１１、画像表示用液晶フィルムＡ、透明な遮光用液晶フィルムＢは、図２に示されるように車体１に搭載された防眩駆動ユニット１５に接続されている。
防眩駆動ユニット１５は、カメラ１１で撮像した画像に基づき、画像表示用液晶フィルムＡ、透明な遮光用液晶フィルムＢを駆動する。すなわち、この防眩駆動ユニット１５は、カメラ１１で撮像した画像から高輝度の領域を検出し、この高輝度領域と対応するウィンドウ領域に対し遮光を施し、この遮光した部分に、遮られた視界を補完する画像を低輝度で映し出す機能を有する。同防眩駆動ユニット１５の各部の構成が図３に示されている。

この防眩駆動ユニット１５は、カメラ１１で撮像したフロントウィンドウ３の視界の全景色を、例えば所定時間毎、取り込むウィンドウ画像取込部１７（以下、単に取込部という）や、取込部１７で取り込まれた画像のうち、所定の輝度値以上を含む画像領域を検出、ここでは液晶フィルム部Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３のどのゾーンに高輝度領域が有るのかを検出する高輝度ゾーン検出部２３（本願の高輝度領域検出部に相当）や、補完画像を設定する補完画像設定部２５（本願の補完画像形成部に相当）を有している。

ちなみに、１９は、液晶フィルム部Ａ１〜Ａ３の液晶を駆動し、入力画像を液晶フィルム部Ａ１〜Ａ３に映し出すための、画像表示用液晶フィルム用の液晶駆動部であり、２１は、液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３の液晶を偏向駆動し、液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３を偏光（遮光）させるための、遮光用液晶フィルム用の偏向駆動部である。
このうち偏向駆動部２１は、高輝度領域の有るフロンドウィンドウ領域を遮光するため、３つの液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３のうち、高輝度領域の有る液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３だけを偏向駆動する機能（遮光機能）を有している。

補完画像設定部２５は、取込部１７に取り込んだ画像から、上記液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３で遮られたフロントウィンドウ３の視界を補完する画像を切り出す機能を有している。つまり、補完画像設定部２５は、液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３で遮られたフロントウィンドウ領域に対応した景色を、取り込んだ画像から切り出す。
また液晶駆動部１９は、上記液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３の偏向駆動で遮られたフロントウィンドウ３の視界を補完するため、視界を遮っている液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３と対応する液晶フィルム部Ａ１〜Ａ３を駆動し、切り出された景色の画像を、所定の輝度値を下回る（所定輝度値未満）の輝度に変更しながら、視界を遮っている液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３と対応する液晶フィルム部Ａ１〜Ａ３から映し出す機能を有している。つまり、視界の遮られたフロントウィンドウ領域に、補完のため切り出された画像を低輝度で映し出す。

この防眩駆動ユニット１５の各部は、図４に示されるフローチャートにより制御され、フロントウィンドウ３の眩しさが抑えられるようにしている。
この点を図４のフローチャートを参照して説明すると、今、例えば自動車の走行中、図５のように運転者がフロントウィンドウ３から見る視界の上段に太陽Ｓが現れ、日光の直射により、運転者が眩しいと感じる状態になる、とする。ちなみに、フロントウィンドウ３の液晶フィルム部Ａ１〜Ａ３および液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３は、いずれも透明状態である。

このとき、図４に示すフローチャートのステップＳ１のようにカメラ１１は、フロントウィンドウ３の視界を撮像している。そして、同画像が取込部１７に取り込まれる。
すると、続くステップＳ３にて、高輝度ゾーン検出部２３により、取り込んだフロントウィンドウ３の視界の景色の中に、所定の輝度値以上の部位が有るか否かを検出する。
このとき、フロントウィンドウ３の上段部分には、太陽Ｓが有るから、取り込んだ画像のうち、太陽Ｓの有る画像部分が、所定の輝度値以上を含む画像として検出される。ついで、ステップＳ５へ進み、検出結果に基づき、高輝度を含む領域を特定する。ここでは、フロントウィンドウ３の上段部分の領域と特定される。

続くステップＳ７では、偏向駆動部２１により、この特定したフロントウィンドウ３の上段部分と対応したウィンドウ領域に有る液晶フィルム部Ｂ１を偏向駆動する。すると、液晶フィルム部Ｂ１は偏光され、太陽Ｓの有るフロントウィンドウ３の上段領域を遮光する。これにより、眩しさを感じさせる、高輝度の入射光を断つ。
ステップＳ９では、補完画像設定部２５により、液晶フィルム部Ｂ１の遮光によって遮られた視界を補完するため、取り込んだ画像から、高輝度領域に有る景色を切り出す。ここではフロントウィンドウ３の上段部分と対応した部位、具体的には液晶フィルム部Ａ１相当の領域の景色を切り出す。そして、ステップＳ１１にて、切り出した景色の画像の輝度を、所定輝度値未満まで低下させ、眩しさを感じさせない補完画像を設定する。

続くステップＳ１３にて、液晶駆動部１９により、補完画像を、偏光した液晶フィルム部Ｂ１の領域と対応した液晶フィルム部Ａ１の領域に映し出す。すなわち、遮光されたフロントウィンドウ領域に、同ウィンドウ領域から見える景色と同じ景色が、眩しさを抑えた画像、すなわち輝度を低下させた画像で映し出される。
つまり、図５に示されるようにフロントウィンドウ３から見える景色の一部である、高輝度を含む上部分だけが、一点鎖線のように輝度を抑えた景色の画像δの表示に置き換わる。これにより、運転者から見えるフロントウィンドウ３の視界は、眩しさを抑えた景色となる。

高輝度の部位が無くなると、ステップＳ３からステップＳ１５へ至り、液晶フィルム部Ａ１〜Ａ３および液晶フィルム部Ｂ１〜Ｂ３を元の透明な状態に戻し、通常のフロントウィンドウ３の視界に戻る。
ここでは、直射日光を一例に挙げたが、夜間走行での対向車のハイビームなど、輝度の高い光がフロントウィンドウ３に入射されるときにも対応する。

それ故、高輝度の光がフロントウィンドウ３に入射されるときでも、運転に適したウィンドウ視界を十分に確保することができる。しかも、遮光や画像表示は、フロントウィンドウ３のウィンドウ面に、画像表示用液晶フィルム、遮光用液晶フィルムといった二種類の液晶フィルムＡ，Ｂを設けるだけでよく、簡単な構造で、フロントウィンドウ領域の遮光や補完画像の映出が実現できる。

なお、上述した一実施形態における各構成およびそれの組合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、一実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。例えば上述した一実施形態では、二種類の液晶フィルムを用いて、遮光したり、遮光した景色を補う補完画像を映し出すようにしたが、これに限らず、一枚のフィルムを用いても、他の構造を用いて、遮光したり補完画像を映し出たりしてもよい。また上述の一実施形態では、ウィンドウ領域を上下に３つ（複数）に分けて、ウィンドウ上段やウィンドウ中段やウィンドウ下段から入射する高輝度光に対処したが、これに限らず、ウィンドウ領域をマトリックス状に多数、細分化して、高輝度の有る部位だけに局所的に遮光を施したり、同遮光した領域に補完画像を映し出すようにしてもよい。カメラも、ルームミラーの台座部でなく、他の車体の部位に配置して、ウィンドウの視界を撮像するようにしてもよい。むろん、フロントウィンドウの防眩でなく、他のウィンドウの防眩に用いてもよい。

３ フロントウィンドウ（ウィンドウ）
１１ カメラ（撮像部）
２３ 高輝度ゾーン検出部（高輝度領域検出部）
２５ 補完画像設定部（補完画像形成部）
Ａ 画像表示用液晶フィルム（画像映出部）
Ｂ 遮光用液晶フィルム（遮光部）

Claims (2)

1. 車体に設けられたウィンドウと、
   前記ウィンドウの、車室内から車外を見た視界を撮像する撮像部と、
   前記撮像部で撮像した画像のうち、所定の輝度値以上を含む画像領域を検出する高輝度領域検出部と、
   前記高輝度領域検出部で検出した高輝度領域と対応する前記ウィンドウの領域を遮光する遮光部と、
   前記撮像部で撮像した画像から、前記遮光により遮られた視界を補完する画像を切り出す補完画像形成部と、
   前記視界の遮られたウィンドウ領域に、前記補完画像形成部の補完画像を所定の輝度値を下回る輝度で映出する画像映出部と
   を具備したことを特徴とする車両の防眩装置。
2. 前記遮光部は、前記ウィンドウのウィンドウ面に配置された遮光可能な遮光用液晶フィルムを有し、
   前記画像映出部は、前記ウィンドウのウィンドウ面に配置された透明な画像表示用液晶フィルムを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の防眩装置。

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