JP2017159890A - 車両ウィンドウのためのスマート・サンシェード - Google Patents

Abstract

【課題】車両ウィンドウ上に日陰を提供することで、運転者もしくは同乗者の各眼球に差し込む直接的な太陽光の量を減少するシステム及び方法。
【解決手段】車両１００内に差し込む太陽光を減少するシステムは、透明状態と遮光状態との間で切換えられ得る液晶の配列を有するウィンドウを含む。上記システムはまた、運転者の各眼球の箇所を検出する眼球位置センサ１１４、及び、上記車両の現在方位を検出する慣性測定装置(IMU１１０)も含んでいる。上記システムはまた、上記車両の上記現在方位と現在時刻とに基づいて上記車両に対する太陽の現在位置を決定し得る電子制御ユニット(ECU１０２)も含んでいる。上記ECUはまた、上記運転者の各眼球に到達する太陽光の量を減少するために、遮光されるべき上記ウィンドウの領域を選択し、且つ、上記ウィンドウの上記選択された領域内における液晶を制御して透明状態から遮光状態へと切換え得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両ウィンドウの一部の自動的遮光のための、更に詳細には、ウィンドウの何処を遮光して、運転者の各眼球に到達する太陽光を阻止し、もしくは、その量を減少するかを決定し、且つ、ウィンドウの液晶を制御して日陰(shade)を提供するための、システム及び方法に関する。

殆どの習用の車両は、運転者に対するサンバイザ(sun visor)、及び、同乗者に対するサンバイザを含んでいる。これらのサンバイザは、フロントガラス(windshield)の上方において、車室の内部に対して取付けられる。典型的なサンバイザは、それが、フロントガラス、または、運転者もしくは同乗者のウィンドウの一部を覆う位置へと回動し得る。習用のサンバイザは、完全に展開されたときに、フロントガラスの頂部の１／３〜１／４の如き、フロントガラスもしくはウィンドウの一部を覆い得る約６インチ(152.4mm)の長さを有している。習用のサンバイザは、不透明であり、且つ、透明性を有さない。

合衆国西部の平坦な地域における如き一定の場所において、サンバイザにより与えられる日陰は、太陽の不十分な日陰もしくは遮断を提供し得る。このことは特に、夜明けの後及び夕暮れの前における時的間隔に対して当てはまり得る。これらの時間の間においては、直接的な太陽光が、サンバイザの到達範囲の下方における箇所にてフロントガラスを通して輝くと共に、運転者及び前側同乗者の眼球に差し込み得る。この直接的な太陽光は、不快かつ(それが眼球の損傷を引き起こし得るので)運転者及び同乗者の健康に対して有害であるだけでなく、危険な運転状態も引き起こす。例えば、運転者は、自身の眼球に太陽が直接的に差し込むと、道路の現在状態を視認し得ないこともある。

故に、車両ウィンドウ上に日陰を提供することで、運転者もしくは同乗者の各眼球に差し込む直接的な太陽光の量を減少するシステム及び方法に対する要望が在る。

本明細書においては、車両内に差し込む太陽光を減少するシステムが記述される。該システムは、透明状態と遮光状態との間で各々が切換えられ得る液晶の配列を有するウィンドウを含む。上記液晶が遮光状態に在るとき、それが透明状態に在るときよりも少ない光が、それを通過し得る。上記システムはまた、運転者の各眼球の箇所を検出する眼球位置センサも含む。上記システムはまた、上記車両の現在方位を検出する慣性測定装置(IMU)も含む。上記システムはまた、上記液晶の配列と、上記眼球位置センサと、上記IMUとに対して結合された電子制御ユニット(ECU)も含む。上記ECUは、上記車両の上記現在方位と現在時刻とに基づいて上記車両に対する太陽の現在位置を決定し得る。上記ECUはまた、上記運転者の各眼球の上記箇所と、上記車両に対する太陽の上記現在位置とに基づいて、上記運転者の各眼球に到達する太陽光の量を減少するために、遮光されるべき上記ウィンドウの領域も選択し得る。上記ECUはまた、上記ウィンドウの上記選択された領域内における液晶を制御して透明状態から遮光状態へと切換え得る。

車両内に差し込む太陽光を減少するシステムも記述される。上記車両は、透明状態と、少ない光が通過し得る遮光状態との間で各々が切換えられ得る液晶の配列を有するウィンドウを含む。上記システムはまた、運転者の露出皮膚の現在箇所を検出すべく構成された運転者対向カメラも含む。上記システムはまた、上記車両に対する太陽の現在位置を検出すべく構成された太陽位置センサも含む。上記車両は、上記液晶の配列と、上記運転者対向カメラと、上記太陽位置センサとに対して結合されたECUも含む。上記ECUは、上記露出皮膚の現在箇所と上記車両に対する太陽の検出済み現在位置とに基づいて、上記運転者の上記露出皮膚に到達する太陽光の量を減少するために、遮光されるべき上記ウィンドウの少なくとも一つの領域を選択し得る。上記ECUはまた、上記ウィンドウの上記少なくとも一つの選択された領域内における液晶を制御して透明状態から遮光状態へと切換え得る。

車両内に差し込む太陽光を減少する方法も記述される。上記方法は、眼球位置センサにより、運転者の各眼球の箇所を検出する段階を含む。上記方法はまた、IMUにより、上記車両の現在方位を検出する段階も含む。上記方法はまた、ECUにより、上記車両の現在方位及び現在時刻に基づいて上記車両に対する太陽の現在位置を決定する段階も含む。上記方法はまた、上記ECUにより、上記運転者の各眼球の上記箇所と、上記車両に対する太陽の上記現在位置とに基づいて、上記運転者の各眼球に到達する太陽光の量を減少するために、遮光されるべき上記車両の上記ウィンドウの領域を選択する段階も含んでいる。上記方法はまた、上記ECUにより、上記ウィンドウの上記選択された領域内における液晶を制御して、透明状態から、少ない光が通過し得る遮光状態へと切換える段階も含む。

本発明の特徴、課題及び利点は、図面と併せて考察されたとき、以下に示される詳細な説明から更に明らかとなろう。

本発明の実施例に従い、運転者の各眼球と太陽との間に日陰を提供するための液晶を備えるウィンドウを有する車両のブロック図である。 本発明の実施例に従い、時刻に基づく大空における太陽の種々の位置を示す太陽運動チャートの代表的部分である。 本発明の実施例に従い、液晶を有するフロントガラスと、太陽及び運転者の各眼球の箇所に対応するデータを検出する種々のセンサとを備えた図１の車両の車室の図である。 本発明の実施例に従い、太陽と運転者の各眼球との間の領域における少なくとも幾つかの液晶が遮光状態に在る図３のフロントガラスを示す図３の車室の図である。 本発明の実施例に従い、幾つかの液晶は遮光状態にあり且つ幾つかの液晶は透明状態にあるという図４Ａの領域の幾つかの液晶の図である。 本発明の実施例に従い、太陽と運転者の各眼球との間において濃い遮光性を有するフロントガラスの第1領域、及び、該第1領域から外方に延在する薄い遮光性を有する第2領域を備えた図３の車室の別の図である。 本発明の実施例に従い、太陽と運転者の各眼球との間における車両ウィンドウ上に液晶を用いて日陰を提供する方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例に従い、太陽と、道路上における図１の車両とを、該車両の方位を表す軸線と共に示す平面図である。 本発明の実施例に従い、道路上における図１の車両及び太陽を、該車両のピッチを表す軸線と共に示す側面図である。 本発明の実施例に従い、図１の車両の車室内の運転者の顔面を該運転者の顔面上の日陰の領域と共に示す図である。 本発明の実施例に従い、日陰の領域が運転者の両方の眼球を遮光すべく移動された図９Ａの運転者の顔面を示す図である。 本発明の実施例に従い、機械学習に基づいて車両に対する太陽の位置を決定する方法を示すフローチャートである。

本明細書においては、ウィンドウの液晶を用いて車両の運転者または同乗者に対して日陰を提供するシステム及び方法が記述される。該システム及び方法は、運転者による何らの行為を必要とせずに、該運転者の各眼球と太陽との間に日陰を提供する如き、幾つかの利益及び利点を提供する。上記システム及び方法は、ウィンドウの遮光領域が、所望される箇所に対して日陰を実際に提供しているか否かを検証する機能、及び、フロントガラスの遮光領域を定期的もしくは連続的に移動して、日陰を運転者の各眼球と太陽と間に再整列させる機能の如き、更なる利益及び利点を提供する。これにより、直接的な太陽光が運転者の各眼球に差し込まないが故に高められた運転者の快適さ、及び、同一の理由により高められた個人及び車両の安全性の如き、利益及び利点が提供される。上記システム及び方法は、運転者がウィンドウの遮光領域を通して道路及び／または周囲環境を視認して車両の安全性を更に高めるという機能の如き、更なる利益及び利点を提供する。

代表的なシステムは、複数の液晶を有する少なくとも一つのウィンドウを含む。上記システムはまた、運転者の各眼球の現在箇所を検出するための眼球位置センサ、及び、車両の現在の方位及びピッチを検出するための慣性測定装置(IMU)も含んでいる。上記システムはまた、電子制御ユニット(ECU)も含んでいる。該ECUは、車両の現在方位と、現在時刻とに基づき、車両に対する太陽の現在位置を決定し得る。例えば、上記ECUは、現在時刻と太陽運動チャートとを比較して、大空における太陽の位置を決定し得ると共に、車両の方位及びピッチを、大空における太陽の位置と比較し得る。上記ECUはまた、検出された運転者の各眼球の箇所と、決定された太陽の位置とに基づき、直接的に運転者の各眼球と太陽との間に在るフロントガラスの領域も選択し得る。上記ECUは、上記領域内の液晶を制御して遮光状態へと切換えて、運転者の各眼球に到達する太陽光の量を減少し得る。

図１に移ると、車両100は、ウィンドウを遮光して、運転者の各眼球に到達する太陽光の量を減少する特定構造を含んでいる。該車両100は、ECU102、メモリ104、ネットワーク・アクセス・デバイス106、全地球測位システム(GPS)ユニット108、IMU110、及び、入力デバイス112を含み得る。車両100はまた、運転者眼球位置センサ114、前向きカメラ116、太陽光センサ118、及び、同乗者眼球位置センサ120の如き複数のセンサも含み得る。

ECU102は、自動車システムに対して特に設計され得る一つ以上のプロセッサもしくはコントローラを含み得る。ECU102の機能は、単一のECUにおいて、または、複数のECUにおいて実現され得る。ECU102は、車両100の各構成要素からデータを受信し得、受信データに基づいて決定を行い得ると共に、該決定及び受信データに基づいて各構成要素の動作を制御し得る。

メモリ104は、業界公知である任意の持続的メモリを含み得る。メモリ104は、ECU102により使用可能な機械可読命令を記憶し得ると共に、ECU102により要求される他の任意のデータを記憶し得る。

幾つかの実施例において、上記メモリは、太陽位置チャートを記憶し得る。該太陽位置チャートは、種々の日付、時刻及び場所に対する大空における太陽の位置の如きデータを含み得る。例えば、上記太陽位置チャートは、与えられた場所、日付及び時刻に対し、太陽の方向及び垂直位置を提供し得る。

図２を簡単に参照すると、代表的な太陽位置チャート200は、特定の場所、日付及び時刻に対し、太陽の方向及び水平線に対する角度を提供する。例えば、図２に示された太陽位置チャート200は、2016年2月10日における郵便番号92626に対する12時pm(12pm)と1pmとの間における太陽位置データを提供し得る。上記太陽位置データは、車両の現在の箇所及び進行の方向と、特定の日付及び時刻とに基づくデータを含み得る。太陽位置チャートは、図２に示されたデータと同様のデータを含み得、且つ／又は、複数の場所、複数の日付及び、及び、更に多くの時刻に対するデータを含み得る。例えば、合衆国において、一年の各日、及び、各時刻及び各場所に対応する太陽位置データを有する太陽位置チャートが提供され得る。

上記太陽位置データにおいて提供された方向は、北、南、東及び西の各軸線に沿う方向に対応する。例えば、12:00pmにおいて、太陽の方向は、南南東方向に対応する160度である。水平線に対する垂直位置は、太陽が水平線のどれだけ上方にあるかに対応する。例えば、12:00pmにおいて、太陽の垂直位置は65度であり、太陽が水平線の上方65度に位置されることを表している。

図１に戻ると、ネットワーク・アクセス・デバイス106は、外部のデバイスもしくはネットワークと通信し得る任意のデバイスを含み得る。例えば、ネットワーク・アクセス・デバイス106は、3Gプロトコル、4Gプロトコル、802.11(Wi-Fi)プロトコルなどを介して、クラウド122と通信し得る。

幾つかの実施例において、ネットワーク・アクセス・デバイス106は、同様に、または、代わりに、入力／出力(I/O)ポートを含み得る。その点に関し、ネットワーク・アクセス・デバイス106は、有線もしくは無線のインタフェースを介して他のデバイスに対して接続し得る。例えば、ネットワーク・アクセス・デバイス106は、USBポート、Wi-Fiポート、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))ポート、専用狭域通信(車両−インフラ、または、車両−車両の通信において使用可能であるDSRC)ポートなどであり得る。ネットワーク・アクセス・デバイス106は、クラウド122及び(不図示の)他のデバイスと通信し得る(不図示の)携帯電話またはテレマティクス・デバイスの如き外部データに対し、データを送信し、且つ、それからデータを受信し得る。その点に関し、ECU102は、ネットワーク・アクセス・デバイス106及び携帯電話を介してクラウド122と通信し得る。

幾つかの実施例において、クラウド122は、太陽位置マップを含み得る。その点に関し、ECU102は、現在箇所、時刻及び／または日付をクラウド122に対して送信し得ると共に、それに応じてクラウド122から、太陽の方向及び垂直位置に対応する太陽位置データを受信し得る。

GPSユニット108は、車両100の現在箇所に対応する箇所データを受信し得る一つ以上のGPS受信器を含み得る。その点に関し、ECU102は、GPSユニット108からのデータに基づいて車両100の現在箇所を決定し得る。

IMU110は、車両100の慣性運動を検出し得る任意の一つのセンサまたは複数のセンサを含み得る。例えば、IMU110は、ジャイロスコープ、加速度計、磁力計などを含み得る。IMU110は、一つ以上の方向において、車両100の加速度に対応するデータを検出し得る。例えば、IMU110は、２本もしくは３本の軸線に沿って加速度を検出し得る二軸もしくは三軸の加速度計であり得る。IMU110は、水平線に対する車両100のピッチ(すなわち、水平線に対する該車両の角度)と共に、車両100の方位(すなわち、北、南、東及び／または西の各方向)に対応するデータを検出し得る。

入力デバイス112は、ユーザ入力を受信し得る任意の入力デバイスを含み得る。例えば、入力デバイス112は、ボタン、ノブ、ダイアル、タッチスクリーン、タッチパッド、マイクロフォンなどを含み得る。入力デバイス112は、ECU102がユーザ入力を受信し得る如く、該ECU102に対して結合され得る。入力デバイス112は、例えば、ユーザが、車両100の自動サンシェード機能が投入されることを望むのか、切断されることを望むのかを表すユーザ入力を受信し得る。

運転者眼球位置センサ114は、運転者の各眼球の箇所に対応するデータを検出し得る任意のセンサを含み得る。例えば、運転者眼球位置センサ114は、運転者の頭部が通常的に位置される車両100の車室の領域に対応する画像データを検出する運転者対向カメラを含み得る。ECU102は、上記画像データを受信すると共に、受信した画像データに基づき、車両100内における運転者の各眼球の箇所を決定し得る。

幾つかの実施例において、運転者眼球位置センサ114は、一台以上の運転者対向カメラ、または、他の運転者眼球位置センサを含み得る。幾つかの実施例において、一つ以上の運転者眼球位置センサ114は、運転者の頭部の如き、運転者の大寸部分に対応するデータを検出し得る。ECU102は、運転者眼球位置センサ114からの検出済みデータに基づき、運転者の頭部全体の箇所を決定し得る。幾つかの実施例において、ECU102は、運転者の頭部もしくは顔面のサイズを決定し得ると共に、運転者の頭部のサイズ、及び、決定された運転者の各眼球の箇所とに基づき、運転者の頭部または顔面の全体の箇所を決定し得る。

幾つかの実施例において、運転者眼球位置センサ114は、運転者の身体全体に対応するデータを検出し得る。ECU102は、このデータを使用して、運転者の身体全体の箇所を決定し得る。ECU102は、検出された色または明暗を区別し得ると共に、運転者の皮膚が太陽光に対して晒される箇所を決定し得る。

運転者眼球位置センサ114は、同様に、または、代わりに、車両100の運転席のヘッドレストに位置された圧力センサであり得る。その点に関し、ECU102は、ヘッドレストにおいて検出された圧力に基づき、運転者の頭部の箇所を決定し、もしくは、推定し得る。ECU102はまた、運転者の頭部の箇所と、検出された圧力とに基づいても、運転者の各眼球の箇所を推定し得る。例えば、上記圧力センサはヘッドレストの中央における最大圧力を検出することで、運転者の頭部の中央がヘッドレストの中央に在ることを表し得る。上記圧力センサはまた、中央の右側よりも大きい圧力を中央の左側に対して検出することで、運転者は左方を見ているので、その各眼球は自身の頭部の中央の左側であることを表し得る。

前向きカメラ116は、車両100の外部の領域に対応するデータを検出し得る。例えば、前向きカメラ116は、車両100の前方、車両100のいずれかの側方、及び／または、車両100の背後のデータを検出し得る。その点に関し、前向きカメラ116は、車両100の回りに位置された複数台のカメラを含み得る。

前向きカメラ116は、太陽の位置を検出し得る。前向きカメラ116は、車両100に対して固定方向を向いているので、ECU102は、検出された太陽の位置を用いて、上記車両に対する太陽の位置を決定し得る。例えば、ECU102は、前向きカメラ116により検出された画像データに基づき、太陽は、車両100の現在の方位の直前方にて、ピッチの上方45度であると決定し得る。

太陽光センサ118は、(夜間であるか否か、太陽が雲などの陰であるか否かなどの如く)太陽が輝いているか否かを決定し得る、且つ／又は、太陽光が車両の車室の内部に到達しているか否かを決定し得るという任意のセンサを含み得る。

同乗者眼球位置センサ120は、運転者眼球位置センサ114と同様の機能を含み得る。

次に図１及び図３に移ると、車両100の車室300の概観が示される。運転者眼球位置センサ114は運転者対向カメラ302を含み、且つ、同乗者眼球位置センサ120は同乗者対向カメラ304を含む。更に、太陽光センサ118は、運転者側太陽光センサ306及び同乗者側太陽光センサ308を含む。運転者側太陽光センサ306は、太陽光が車室300の運転者側に差し込んでいるか否かを検出し得ると共に、同乗者側太陽光センサ308は、太陽光が車室300の同乗者側に差し込んでいるか否かを決定し得る。

運転者対向カメラ302は、操舵輪310上、または、車室300における他の箇所に位置され得る。運転者対向カメラ302は、殆どまたは全ての合理的な運転者の姿勢において運転者の各眼球の箇所を検出し得る位置に在るべきである。例えば、運転者対向カメラ302は、運転者が自身の頭部を左側もしくは右側に傾けたときに、運転者の各眼球の箇所を検出し得ねばならない。

同乗者対向カメラ304は、ダッシュボード312上、または、車室における他の箇所に位置され得る。運転者対向カメラ302と同様に、同乗者対向カメラ304は、同乗者が自身の頭部を左側もしくは右側に傾けたときに、同乗者の各眼球の箇所を検出し得ねばならない。

運転者側太陽光センサ306及び同乗者側太陽光センサ308は、バックミラー314上、または、車室における他の箇所に位置され得る。運転者側太陽光センサ306は、それが、太陽光が車室の運転者側に入射しているか否かを検出し得る如く位置されねばならない。同乗者側太陽光センサ308は、それが、太陽光が車室の同乗者側に入射しているか否かを検出し得る如く位置されねばならない。

車両100は、フロントガラス316、運転者ウィンドウ318及び同乗者ウィンドウ320などの複数のウィンドウを含んでいる。車両100はまた、(不図示の)リヤウィンドウも含み得ると共に、可能的に、後部座席に対応する付加的なウィンドウを含み得る。

車両100の各ウィンドウの内の一つ以上は、(全ての光がそれを通過し得る)透明状態と、(一定のまたは全ての光がそれを通過し得ない)遮光状態との間で状態を切換えるべく電子的に制御され得る液晶もしくは他の材料の配列、または、技術を含み得る。上記遮光状態は、太陽の光線に対する一つの値または一つの範囲の着色(tinting)、遮断、及び／または、フィルタリングを提供する。例えば、上記着色は、太陽光の25％の遮断であり得る。同様に、例えば、上記範囲は、10％の着色〜50％の着色であり得る。上記遮光状態は、紫外(UV)光線の如き有害なまたは悪影響を与える光線に対する防止手段を提供し得る。遮光状態は、偏光フィルタまたは偏光ガラスと同様の偏光機能を含み得る。

ECU102は、上記液晶の配列に対して連結され得ると共に、液晶を個別的に制御することで、それらの幾つかを透明状態とし、且つ、それらの幾つかを遮光状態とし得る。幾つかの実施例において、各液晶は、ウィンドウ全体に、または、ウィンドウの一部のみに位置され得る。例えば、各液晶は、フロントガラス316の上側２／３の部分上には位置されるが、下側１／３の部分上には位置されず、または、フロントガラス316の最も左側及び右側の縁部上には位置されないこともある。一実施例において、各液晶は、着色機能及び／または偏光機能を含むことで、紫外(UV)光線の如き有害なまたは悪影響を与える光線を防止し得る。

ECU102は、検出された位置、日付及び時刻を、メモリ104内の太陽運動チャートと比較して、太陽322の現在位置を決定し得る。代替的に、ECU102は、このメモリの幾分かをクラウド122における遠隔デバイスに対して提供し、見返りに、太陽位置データを受信し得る。ECU102は、太陽322の現在位置を車両100の現在の方位及び／またはピッチと比較することで、車両100に対する太陽322の位置(すなわち、太陽が車両のピッチの5度上方であるか否か、太陽322は車両の方位の左側に10度であるか否かなど)を決定し得る。ECU102は次に、車両に対する太陽322の決定済み位置を、前向きカメラ116により検出された車両100に対する太陽322の位置と比較することにより、車両100に対する太陽322の位置を検証し得る。

ECU102は、車両100に対する太陽322の位置を、該車両100に対する運転者の各眼球(及び／または、同乗者の各眼球)の箇所と比較し得る。ECU102は、この比較に基づき、直接的に太陽322と運転者の各眼球との間であるフロントガラス316上の箇所もしくは領域を決定し得る。ECU102は次に、太陽322と運転者の各眼球との間の上記領域における液晶の幾分かまたは全てを制御して、遮光状態へと切換え得る。これにより、運転者の各眼球に到達する太陽光の量は減少されて、運転者の各眼球に対しては太陽からの日陰が提供される。別様に述べると、これにより、直接的な(または、遮光されない)太陽光が運転者の各眼球に到達することが阻止される。

次に図１及び図４Ａに移ると、ECU102は、フロントガラス316の領域400が太陽322と運転者の各眼球との間であると決定している。ECU102は更に、領域400が遮光される如く、フロントガラス316における少なくとも幾つかの液晶を制御している。

図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、領域400におけるフロントガラス316の部分402が示される。部分402内には、複数の液晶404が在る。液晶404は、フロントガラス316に対して種々の様式で適用され得る。例えば、液晶404は、薄寸体の形態で提供されると共に、接合プロセスを介してフロントガラス316のガラス材に対して固着され得る。上記ガラス材に対する薄寸体の接合は、車両100に対する該ガラス材の設置の前または後に行われ得る。幾つかの実施例において、各液晶404は、フロントガラス316の製造の間において上記ガラス材に対して挿入もしくは結合され得る。例えば、２枚のガラス材が製造され得ると共に、該２枚のガラス材の間に液晶が載置され得、次に、ガラス材及び／または液晶の各薄寸体が相互に結合及び／または接合されて、フロントガラス316を形成し得る。

領域400における液晶404の少なくとも幾つかは、運転者の各眼球を太陽から遮光するために、遮光状態へと切換えられるべきである。図４Ｂに示された如く、液晶404の幾つかは透明状態406に在り、且つ、液晶404の幾つかは遮光状態408に在る。領域400における液晶404の各々が遮光状態に在ることは不都合であり得る、と言うのも、この様にすると運転者の視認性に影響し得る(すなわち、各液晶404が、運転者がフロントガラス316の領域400を見通すことを妨げ得る)からである。しかし、液晶404の幾つかのみが遮光状態408に在るので、運転者は領域400を通しての視認性を有している。

透明な液晶406に対する遮光された液晶408の割合は、所望の視認性及び所望の遮光の量に基づいて事前決定され得る。例えば、太陽の更なる遮光が所望されるなら、更に大きな視認性が所望されるときよりも多くの液晶404が遮光状態408とされ得る。幾つかの実施例において、運転者は、入力デバイス112を使用することで、所望される遮光の量もしくは視認性を選択し得る。図１のECU102は、この入力に基づき、透明な液晶406に対する遮光された液晶408の割合を調節する。

幾つかの実施例においては、一つより多い量の遮光または視認性が提供され得る。図５に移ると、フロントガラス316の領域500は、第1量の遮光を有する第1部分502と、該第1量の遮光よりも少ない第2量の遮光を有する第2部分504とを有している。例えば、第1部分502は、直接的に、太陽322と運転者の各眼球との間であり得ると共に、第2部分504は、第1部分502から離間して延在し得る。第1部分502は、運転者の各眼球に対する直接的な遮光を提供すると共に、第2部分504は、運転者が自身の頭部の箇所を迅速に変える場合において、運転者の各眼球に対する遮光を提供する。第2部分504は、運転者の各眼球に到達し得る間接的な太陽光の量を更に減少する。

再び図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、幾つかの実施例において各液晶404は、光の全てではなく、幾分かが、それらを通過し得る如く、それらは部分的に透明であるという部分的遮光状態を有し得る。これらの実施例において、液晶404の各々は、部分的に遮光され得る。その点に関し、運転者は、遮光された液晶を見通し得る。幾つかの実施例において、各液晶404は、一つより多い遮光状態を有し得る。例えば、各液晶404は、部分的遮光状態と、光がそれらを通過せず、または、該部分的遮光状態よりも少ない光がそれらを通過し得るという完全遮光状態とを有し得る。

幾つかの実施例において、車両100のウィンドウの幾つかまたは全ては、液晶を含み得ると共に、日陰を提供し得る。幾つかの実施例において、日陰は、車両の任意の箇所において該車両の任意の同乗者に対して提供され得る。

次に図６に移ると、車両の運転者に対して日陰を提供する方法600が示される。該方法600は、図１の車両100の如き車両の各構成要素により実施され得る。

方法600はブロック602にて開始し、そこでECUは、車両の現在箇所、現在日付、現在時刻、車両の現在方位、及び、車両の現在ピッチを決定し得る。このデータは、GPSユニット、クロック、IMUなどの如き各構成要素から受信されたデータに基づいて決定され得る。

図７に移ると、北、南、東、西、上及び下の各方向を示す軸線と共に、道路700上の車両100の平面図が示される。本明細書において使用される場合、方位とは、東西南北面、及び、それらの組み合わせに沿う方向を指している。例えば、車両100の方位は0度と参照され得る、と言うのも、車両100は直接的に北を向いているからである。

図８に移ると、水平軸線、及び、上下(垂直)軸線と共に、道路700上の車両100の側面図が示される。上記水平軸線は、東西南北面に対応する。示される如く、車両100は上向きに進行しつつあり、水平軸線と平行ではない。水平に対する車両100のピッチPは、水平方向と、上下軸線に沿う車両の進行の方向との間の差として示される。

図６を参照すると、ブロック604において、上記ECUは、太陽位置データを含む太陽位置チャートをダウンロードし、または、それに対してアクセスする。上記太陽位置チャートは、車両のメモリ内に記憶され得るか、または、クラウド内に記憶され得る。もし太陽位置チャートがクラウドに記憶されるなら、上記ECUは、太陽位置チャートの一部または全部をダウンロードし得るか、または、太陽位置チャートの一部または全部に対してアクセスし得る。上記太陽位置チャートは、図２に示された太陽位置チャート200と同様のデータを有し得る。

ブロック606において、上記ECUは、車両に対する太陽の現在位置を決定し得る。上記ECUは、車両の現在箇所、現在時刻、車両の現在方位、車両の現在ピッチ、及び、太陽位置チャートからの太陽位置データに基づき、太陽の相対位置を決定し得る。太陽の現在位置は、水平に対する方向及び角度を有するものとして提供され得る。上記ECUは、太陽の現在位置を、車両の現在方位及び車両の現在ピッチと比較することにより、車両に対する太陽の位置を決定し得る。

例えば、図７及び図８を参照すると、車両100は、直接的に北、または0度もしくは360度の現在方位を有する。車両100は、約25度の現在ピッチPを有する。太陽は、大空において、例えば315度の如き北西箇所に位置されると共に、水平の約45度上方である。上記ECUは、車両100に対する太陽322の現在位置が、該車両100の現在方位の左方に45度(360度マイナス315度)、及び、車両100の現在ピッチの上方に20度(45度マイナス25度)である、と決定し得る。

図６に戻ると、上記ECUが車両に対する太陽の現在位置を決定した後、該ECUは、運転者の各眼球の現在箇所を決定し得る。該ECUは、運転者の各眼球の現在箇所を、運転者対向カメラから検出された画像データに基づいて決定し得る。上記運転者対向カメラは、車両内の固定箇所とされ得る。故に、上記ECUは、運転者対向カメラの固定的な性質に依り、車両に対する運転者の各眼球の箇所を決定し得る。

ブロック610において、上記ECUは、前向きカメラを用いて、車両に対する太陽の現在位置を検出し得る。上記前向きカメラは車両上または車両内の固定箇所とされることから、上記ECUは、前向きカメラからの画像データに基づいて、車両に対する太陽の位置を決定し得る。

ブロック612において、上記ECUは、運転者の各眼球に対する太陽の位置を決定し得る。上記ECUは、車両に対する運転者の各眼球の箇所を認識し、且つ、車両に対する太陽の位置を認識していることから、該ECUは、運転者の各眼球に対する太陽の位置を決定し得る。上記ECUは、車両に対する太陽の決定済み位置、または、車両に対する太陽の検出済み位置の少なくとも一方に基づき、運転者の各眼球に対する太陽の位置を決定し得る。

幾つかの実施例において、上記ECUはまず、車両に対する太陽の決定済み位置、及び、車両に対する太陽の検出済み位置を比較し得る。もし、車両に対して検出及び決定された太陽の各位置が同一であるなら、方法600は、その値を用いて進展し得る。しかし、夫々の値が異なるならば、上記ECUは、車両に対して決定または検出された太陽の現在位置の一方を選択し得ると共に、方法600はその値を以て進展し得る。幾つかの実施例において、車両に対して検出または決定された太陽の位置の一方は、他方に対して優先度が付与され得る。

幾つかの実施例において、上記ECUは、いずれのデータが更に正確でありそうなのかを決定し得る。例えば、上記ECUは、一つ以上の構成要素が障害的であるか否かを決定すると共に、障害的である構成要素に基づき決定もしくは検出された車両に対する太陽の現在位置を選択し得る。例えば、上記IMUが障害的であるなら、車両に対する太陽の決定済み位置は不正確であり得る、と言うのも、検出された車両の方位またはピッチが不正確であり得るからである。故に、この状況において、上記ECUは、車両に対する太陽の検出済み現在位置を用いて、方法600を進展させ得る。別の例として、もし上記ECUが、前向きカメラが障害的であると決定したなら、該ECUは、車両に対する太陽の決定済み現在位置を用いて方法600を進展させ得る。

(以下において更に詳細に論じられる)ブロック622において、上記ECUは、直接的な太陽光が運転者の各眼球に到達するなら、日陰の領域の箇所を調節する。このことは、ブロック612において夫々の値が一致しないならば、車両に対して決定または検出された太陽の現在位置の他方を選択する段階を含み得る。

運転者の各眼球に対する太陽の位置を決定した後、上記ECUは、ブロック614において、遮光することで運転者の各眼球に到達する太陽光の量を減少させるべき一つ以上の車両ウィンドウの領域を選択もしくは決定し得る。上記ECUは、直接的に運転者の各眼球と太陽との間であるべき領域を選択し得る。その点に関し、上記領域が遮光されたとき、直接的な太陽光が運転者の各眼球に到達することが阻止される。幾つかの実施例において、上記ECUは、車両ウィンドウ上の点または領域であって、運転者の各眼球と太陽との間であるという点または領域を決定し得る。その点に関し、上記領域は、ブロック616において決定されるサイズ、色及び形状に基づいて選択される。

ブロック616において、上記ECUは、上記領域のサイズ、色及び形状を決定し得る。例えば、上記ECUは、上記領域のサイズ、色、形状及び遮光を、ユーザ入力に基づいて決定し得る。幾つかの実施例において、ユーザは、所望の量の(すなわち、上記領域における透明な液晶に対する遮光液晶の割合に対応する)遮光を選択し得る。

幾つかの実施例において、上記領域は、カスタマイズ可能でなく、上記ECUにより事前決定される。例えば、上記領域は、3インチ(76.2mm)半径を有する円の如く、所定寸法を有する形状であり得る。例えば、上記円の中心は、直接的に運転者の各眼球と太陽との間に位置決めされ得ると共に、上記円は各方向において3インチ(76.2mm)にわたり延在し得る。フロントガラス上の箇所が、直接的に運転者の各眼球と太陽との間でないとしても、上記領域は依然としてフロントガラス上に存在し得る。例えば、直接的に運転者の各眼球と太陽との間である上記箇所がフロントガラスの頂部の１インチ(25.4mm)上方であるなら、上記領域は、フロントガラスの頂部から下方に２インチ(50.8mm)にわたり延在し得る。

ブロック618において、上記ECUは、上記選択された領域内の幾つかまたは全ての液晶を制御して、遮光状態へと切換え得る。液晶の各々は、一つ以上の遮光状態を有し得る。例えば、液晶は、部分的遮光状態及び完全遮光状態を有し得る。更に、各液晶は、異なる色または暗さに対応する複数の遮光状態を有し得る。例えば、液晶は、赤色の遮光状態、青色の遮光状態、緑色の遮光状態などを有し得る。上記ECUが上記領域内の液晶を制御して遮光状態へと切換えるとき、該ECUは、液晶の各々を制御して、それらを、同一の遮光状態、または、異なる遮光状態へと切換え得る。例えば、ユーザは、虹を擬態すべく上記領域を選択し得る。その点に関し、上記ECUは、液晶の幾つかを青色の遮光状態とし、幾つかを赤色の遮光状態などとすべく制御する。

ブロック620において、上記ECUは、運転者の各眼球に対する太陽光の位置を決定し得る。上記運転者対向カメラは、運転者の各眼球と、直接的な太陽光の位置とに対応する画像データを検出し得る。上記ECUは、運転者対向カメラから検出された画像データに基づき、運転者の各眼球に対する太陽光の位置を決定し得る。

簡単に図９Ａに移ると、運転者対向カメラにより検出された例示的な画像データが示される。運転者900は、車両100の車室300内である。運転者の右目904を含むその顔面の領域906は遮光される一方、直接的な太陽光は、運転者の左目902を含むその顔面の残部に到達している。

図６に戻ると、ブロック622において、上記ECUは、直接的な太陽光が運転者の一方もしくは両方の眼球に到達しているなら、上記領域の箇所を調節し得る。上記ECUは、上記検出済み画像データに基づいて、上記領域の箇所を調節し得る。幾つかの実施例において、上記ECUは、上記領域の箇所を変更するために、図６の方法600のステップの幾つかまたは全てを実施し得る。

幾つかの実施例において、上記ECUは、運転者対向カメラから検出された画像データに基づき、遮光されるべき上記領域を調節し得る。例えば、図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、上記ECUは、遮光の領域は、図９Ａにおける該領域の箇所から、運転者の顔面の元の遮光領域906の左側である運転者の顔面の新たな領域908にて日陰を提供すべく移動されるべきこと決定し得る。

故に、簡単に図６を参照すると、上記ECUは、方法600を用いて車両のフロントガラスを制御することで、太陽と運転者の各眼球との間に日陰を継続的に提供し得る。幾つかの実施例において、上記ECUは方法600を実施することで、運転者の顔面、頭部、身体全体、または、任意の露出された皮膚に対して日陰を提供し得る。その点に関し、方法600は、運転者の各眼球の代わりに、運転者の顔面、頭部、身体全体、または、任意の露出された皮膚に対して、同一のブロックを用いて実施され得る。例えば、上記ECUは、ブロック608においては運転者の顔面、頭部、身体全体、または、任意の露出された皮膚の現在箇所を決定し得、運転者の顔面、頭部、身体全体、または、任意の露出された皮膚に対する太陽の位置を決定し得、運転者の顔面、頭部、身体全体、または、任意の露出された皮膚などに到達する太陽光の量を減少すべく遮光されるウィンドウの領域を決定し得る。幾つかの実施例において、ユーザは、入力デバイスを用いて、遮光されるべき所望の単一もしくは複数の身体部分を選択し得ると共に、幾つかの実施例において、このデータは上記ECUにより事前決定され得る。幾つかの実施例において、上記ECUは、車両の場所及び時節に基づいて、遮光されるべき単一もしくは複数の身体部分を決定し得る。例えば、車両がカナダに在るなら、運転者の皮膚の遮光は、車両が熱帯地域における場合ほど重要でないこともある、と言うのも、太陽はカナダでは更に弱く、皮膚ガンを引き起こすほど大きなリスクは課さないからである。

幾つかの実施例において、上記ECUは、ブロック620〜610に示されたステップの代わりに、または、それに加えて、機械学習を用いて、車両に対する太陽の位置を決定し得る。例えば、図１０を参照すると、機械学習を用いて車両に対する太陽の位置を決定する方法1000は、ブロック1002において開始する。

ブロック1002において、上記ECUは、車両に対する太陽の従前の複数の位置を、対応する日付及び時刻と共に記憶し得る。このデータは、車両に対する太陽の検出済み位置、及び、車両に対する太陽の決定済み位置に基づいて記憶され得る。

ブロック1004において、上記ECUは、記憶された太陽の位置、及び、対応する日付及び時刻を解析し得る。この情報を用いて、上記ECUは、種々の日付及び時刻における太陽の位置に対応するパターンを決定し得る。例えば、上記ECUは、特定の場所に対して１月と６月との間、太陽の位置は毎日、特定方向に変動することを学習し得る。

十分なデータ及び解析の後、上記ECUは、将来的な日付及び時刻における車両に対する太陽の位置を決定し得る。故に、ブロック1006において、上記ECUは、検出されたデータ及びその解析に基づき、車両に対する太陽の現在位置を決定し得る。

本発明の好適実施例が、例示的な形式で開示されてきた。従って、全体にわたり使用された用語は、非限定的な様式で読解されるべきである。当業者であれば、本明細書における教示に対する僅かな改変を想起し得ようが、本出願に基づいて正当化される特許の有効範囲内に包含されるべきことが意図されるものは、本出願により寄与される当業界に対する進歩の範囲内に合理的に収まる斯かる実施例の全てであること、及び、上記有効範囲は、添付の各請求項及びそれらの均等物に鑑みることを除き、制限されるべきでないことを理解すべきである。

Claims (20)

1. 車両内に差し込む太陽光を減少するシステムであって、
   透明状態と、少ない光が通過し得る遮光状態との間で各々が切換えられ得る液晶の配列を有するウィンドウと、
   運転者の各眼球の箇所を検出すべく構成された眼球位置センサと、
   前記車両の現在方位を検出すべく構成された慣性測定装置(IMU)と、
   前記液晶の配列と、前記眼球位置センサと、前記IMUとに対して結合された電子制御ユニット(ECU)であって、前記車両の前記現在方位と現在時刻とに基づいて前記車両に対する太陽の現在位置を決定すべく、且つ、前記運転者の各眼球の前記箇所と、前記車両に対する太陽の前記現在位置とに基づいて、前記運転者の各眼球に到達する太陽光の量を減少するために、遮光されるべき前記ウィンドウの領域を選択すべく、且つ、前記ウィンドウの前記選択された領域内における液晶を制御して透明状態から遮光状態へと切換えるべく構成されたという電子制御ユニット(ECU)と、
   を備える、システム。
2. 当該システムは、前記ECUに対して結合された前向きカメラであって、前記車両に対する太陽の現在位置を検出すべく構成されたという前向きカメラを更に備え、
   前記眼球位置センサは、運転者の各眼球に対応する運転者画像データを検出すべく構成された運転者対向カメラであり、
   前記ECUは更に、
   前記車両に対する太陽の検出済み現在位置を、前記車両に対する太陽の決定済み現在位置と比較し、
   前記運転者画像データに基づき、遮光状態に在る液晶が、前記運転者の各眼球に到達する太陽光の量を減少するか否かを決定し、
   検出された運転者画像データが、前記運転者の各眼球に直接的な太陽光が到達していることを表すとき、前記車両に対する前記検出済み現在位置、または、前記運転者画像データの少なくとも一方に基づき、遮光されるべき前記ウィンドウの新たな領域を選択する、ように構成された、請求項１に記載のシステム。
3. 前記眼球位置センサは、運転者対向カメラであり、且つ、該センサは更に、前記運転者の各眼球に直接的な太陽光が到達しているか否かを決定すべく構成され、
   前記ECUは更に、前記運転者の各眼球に直接的な太陽光が到達しているときに、遮光されるべき前記ウィンドウの新たな領域を選択すべく構成された、請求項１に記載のシステム。
4. 当該システムは、前記ECUに対して結合された太陽光センサであって、周囲光の量を検出すべく構成されたという太陽光センサを更に備え、
   前記ECUは更に、検出された周囲光の量が周囲光スレッショルド値以下であるとき、前記液晶の配列を制御して各液晶を透明状態とすべく構成された、請求項１に記載のシステム。
5. 前記ECUは更に、前記眼球位置センサまたは前記IMUに障害が生じたか否かを決定すべく、且つ、前記眼球位置センサまたは前記IMUに障害が生じたと該ECUが決定したときに前記液晶の配列を制御して各液晶を透明状態とすべく構成された、請求項１に記載のシステム。
6. 前記ECUは更に、前記ウィンドウの前記選択済み領域の中心において第1割合のピクセルを透明状態から遮光状態へと切換えさせるべく、且つ、前記ウィンドウの前記選択済み領域の残存領域において、前記第1割合のピクセルよりも少ない第2割合のピクセルを透明状態から遮光状態へと切換えさせるべく構成された、請求項１に記載のシステム。
7. 当該システムは、
   前記ECUに対して結合されると共に、前記車両の現在箇所を検出すべく構成された全地球測位システム(GPS)ユニットと、
   前記ECUに対して結合されると共に、クラウドと通信すべく構成されたネットワーク・アクセス・デバイスと、を更に備え、
   前記ECUは更に、前記車両の前記現在箇所を前記クラウドに対して送信することを前記ネットワーク・アクセス・デバイスに指示すべく、且つ、前記ネットワーク・アクセス・デバイスを介して前記クラウドから太陽位置データを受信すべく、且つ、受信した太陽位置データに基づいて前記車両に対する太陽の現在位置を更に決定すべく構成された、請求項１に記載のシステム。
8. 当該システムは、メモリを更に備え、
   前記ECUは更に、太陽の事前決定位置を前記メモリに記憶すべく、且つ、太陽の前記事前決定位置に基づいて前記車両に対する太陽の現在位置を決定すべく構成された、請求項１に記載のシステム。
9. 前記IMUは更に、現在の水平線に対する前記車両のピッチを決定すべく構成され、
   前記ECUは更に、前記現在の水平線に対する前記車両のピッチに基づき、該車両に対する太陽の現在位置を決定すべく構成された、請求項１に記載のシステム。
10. 当該システムは、所望の日陰形状または所望の日陰色の少なくとも一方に対応するユーザ入力を受信すべく構成された入力デバイスを更に備え、
    前記ECUは更に、前記ウィンドウの選択済み領域に、前記所望の日陰形状または前記所望の日陰色の少なくとも一方を有させるべく構成された、請求項１に記載のシステム。
11. 前記眼球位置センサは、運転者対向カメラであると共に、前記運転者の顔面全体の現在箇所を決定すべく更に構成され、
    遮光されるべき前記ウィンドウの前記選択済み領域は、前記運転者の顔面全体に到達し得る別の量の太陽光を減少するに十分に大寸である、請求項１に記載のシステム。
12. 前記ECUは更に、前記車両の現在経路を決定すべく、且つ、該現在経路に沿う前記車両の将来的位置に基づき、該車両に対する太陽の将来的位置を決定すべく構成された、請求項１に記載のシステム。
13. 前記ECUは更に、前記車両に対する太陽の新たな現在位置、及び、前記車両の新たな現在方位に基づき、遮光されるべき前記ウィンドウの新たな領域を継続的もしくは定期的に選択すべく、且つ、前記ウィンドウの新たに選択された領域内の液晶を制御して透明状態から遮光状態へと切換えるべく構成された、請求項１に記載のシステム。
14. 当該システムは、同乗者の各眼球の箇所を検出すべく構成された同乗者眼球位置センサを更に備え、
    前記ECUは更に、前記同乗者の各眼球の前記箇所と前記車両に対する太陽の前記位置とに基づいて、前記同乗者の各眼球に到達する太陽光の別の量を減少するために遮光されるべき前記ウィンドウの第2領域を選択すべく、且つ、前記ウィンドウの第2の選択済み領域内の液晶を制御して透明状態から遮光状態へと切換えるべく構成された、請求項１に記載のシステム。
15. 車両内に差し込む太陽光を減少するシステムであって、
    透明状態と、少ない光が通過し得る遮光状態との間で各々が切換えられ得る液晶の配列を有するウィンドウと、
    運転者の露出皮膚の現在箇所を検出すべく構成された運転者対向カメラと、
    前記車両に対する太陽の現在位置を検出すべく構成された太陽位置センサと、
    前記液晶の配列と、前記運転者対向カメラと、前記太陽位置センサとに対して結合された電子制御ユニット(ECU)であって、前記露出皮膚の現在箇所と前記車両に対する太陽の検出済み現在位置とに基づいて、前記運転者の前記露出皮膚に到達する太陽光の量を減少するために、遮光されるべき前記ウィンドウの少なくとも一つの領域を選択すべく、且つ、前記ウィンドウの前記少なくとも一つの選択された領域内における液晶を制御して透明状態から遮光状態へと切換えるべく構成されたという電子制御ユニット(ECU)と、
    を備える、システム。
16. 前記ECUは更に、前記ウィンドウの前記少なくとも一つの選択された領域を幾分かの光が通過し得る如く、前記ウィンドウの前記少なくとも一つの選択された領域における所定割合の液晶を制御して透明状態から遮光状態へと切換えるべく構成された、請求項１５に記載のシステム。
17. 当該システムは、前記ECUに対して結合された慣性測定装置(IMU)であって、前記車両の現在方位を検出すべく構成されたという慣性測定装置(IMU)を更に備え、
    前記ECUは更に、前記車両の現在方位に基づいて該車両に対する太陽の現在位置を決定すべく、且つ、前記車両に対する太陽の決定済み現在位置に更に基づき前記ウィンドウの前記少なくとも一つの領域を選択すべく構成された、請求項１５に記載のシステム。
18. 車両内に差し込む太陽光を減少する方法であって、
    眼球位置センサにより、運転者の各眼球の箇所を検出する段階と、
    慣性測定装置(IMU)により、前記車両の現在方位を検出する段階と、
    電子制御ユニット(ECU)により、前記車両の現在方位及び現在時刻に基づいて前記車両に対する太陽の現在位置を決定する段階と、
    前記ECUにより、前記運転者の各眼球の前記箇所と、前記車両に対する太陽の前記現在位置とに基づいて、前記運転者の各眼球に到達する太陽光の量を減少するために、遮光されるべき前記車両の前記ウィンドウの領域を選択する段階と、
    前記ECUにより、前記ウィンドウの前記選択された領域内における液晶を制御して、透明状態から、少ない光が通過し得る遮光状態へと切換える段階と、
    を有する、方法。
19. 当該方法は、
    全地球測位システム(GPS)ユニットにより、前記車両の現在箇所を検出する段階と、
    ネットワーク・アクセス・デバイスにより、前記車両の前記現在箇所をクラウドに対して送信する段階と、
    前記ネットワーク・アクセス・デバイスにより、大空における太陽の現在位置を受信する段階と、を更に有し、
    前記車両に対する太陽の前記現在位置を決定する前記段階は、前記車両の前記現在方位を大空における太陽の前記現在位置と比較する段階を含む、請求項１８に記載の方法。
20. 当該方法は、メモリ内に、前記車両に対する太陽の従前位置、及び、対応する従前の現在時刻を記憶する段階を更に備え、
    前記車両に対する太陽の前記現在位置を決定する前記段階は、前記車両に対する太陽の前記従前位置、及び、前記対応する従前の現在時刻を解析する段階を含む、請求項１８に記載の方法。

Images