JP2020114697A - カメラモニターシステム、虚像表示装置、及び虚像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドミラーに代替されるカメラモニターシステムにおいて、乗員に自然な車幅感を与える。【解決手段】撮像装置１０は、車両１の外側に設置され、車両１の後側方を撮像する。虚像表示装置２０は、車両１の室内に設置され、撮像装置１０により撮像された映像を、乗員に虚像として見せる。虚像表示装置２０は、撮像装置１０が設置された空間を車両１の前後方向に伸ばした空間に少なくとも一部が重畳する位置に虚像を表示する。【選択図】図５

Description

本発明は、車両に搭載されるカメラモニターシステム、虚像表示装置、及び虚像表示方法に関する。

近年、通常のサイドミラーの代わりにカメラを設置し、カメラで撮像される車両の後側方の映像を車室内に設置された左右一対のモニタに表示させるカメラモニターシステムが実用化されている。例えば、モニタは左右両側のＡピラー付近に配置される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−５５０７５号公報

上記カメラモニターシステムでは、車両の後側方の映像を車内のモニタで確認することになるため、通常のサイドミラーと比較して、ドライバが車幅感を把握しづらくなる。車内に設置されたモニタに映る自車後部のボディラインは、ドライバに、自車のボディラインが実際のボディラインより内側にあるかのように感じさせるため、ドライバに違和感を与える。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、サイドミラーに代替されるカメラモニターシステムにおいて、乗員に自然な車幅感を与えることができる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のカメラモニターシステムは、車両の外側に設置され、前記車両の後側方を撮像する撮像装置と、前記車両の室内に設置され、前記撮像装置により撮像された映像を、乗員に虚像として見せる虚像表示装置と、を備える。前記虚像表示装置は、前記撮像装置が設置された空間を前記車両の前後方向に伸ばした空間に少なくとも一部が重畳する位置に前記虚像を表示する。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、サイドミラーに代替されるカメラモニターシステムにおいて、乗員に自然な車幅感を与えることができる。

従来技術に係るカメラモニターシステムを説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るカメラモニターシステムのシステム構成例を示す図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、虚像表示装置にコンバイナ型ＨＵＤ（Head-up Display）を使用する例を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るカメラモニターシステムの設置例１を示す図である。 本発明の実施の形態に係るカメラモニターシステムの設置例２を示す図である。 本発明の実施の形態に係るカメラモニターシステムの設置例３を示す図である。 光学部材の奥に見える虚像の一例を示す図である。 図８（ａ）、（ｂ）は、カメラモニターシステムの平均倍率を算出するためのパラメータを説明するための図である。 モニタの表示倍率とカメラモニターシステムの平均倍率を説明するための図である。

図１は、従来技術に係るカメラモニターシステムを説明するための図である。図１に示すカメラモニターシステムは、一般的な鏡式のサイドミラーを、撮像装置１０と表示装置２０ｐを含むカメラモニターシステムに置き換えたものである。図１に示す例では、一般的な鏡式のサイドミラー（ドアミラー）の位置に撮像装置１０Ｒ、１０Ｌが設置されている。図１に示す、撮像装置１０Ｒ、１０Ｌを車外に固定するための取付部材４Ｒ、４Ｌの形状は一例であり、どのような形状の取付部材を用いてもよい。例えば撮像装置１０Ｒ、１０Ｌは、車体により近い位置に固定されてもよい。その場合、取付部材４Ｒ、４Ｌが小型化することにより空気抵抗が低減され、車両の燃費が改善される。

右側の撮像装置１０Ｒは、車両の右後側方を撮像し、撮像した映像を右側の表示装置２０Ｒｐに送信する。左側の撮像装置１０Ｌは、車両の左後側方を撮像し、撮像した映像を左側の表示装置２０Ｌｐに送信する。

図１に示す例では、右側の表示装置２０Ｒｐは、車室内の右側のＡピラー３Ｒの付け根部分に設置され、左側の表示装置２０Ｌｐは、左側のＡピラー３Ｌの付け根部分に設置される。表示装置２０Ｒｐ、２０Ｌｐには、一般的な液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイが使用される。

鏡式のサイドミラーの場合、ドライバの視線の焦点は、後側方に存在する実際の対象物に合う。これに対して図１に示すカメラモニターシステムでは、ドライバの視線の焦点が、表示装置２０Ｒｐ、２０Ｌｐの画面に合うことになる。したがって、ドライバが車両の前方を見る視線から、表示装置２０Ｒｐ、２０Ｌｐを見る視線に切り替えたとき、ドライバの目の焦点距離が大きく変化する。

一般的に、ドライバは数十ｍ先の前方を見て運転している。図１に示す例では、ドライバの視点と表示装置２０Ｒｐまでの距離は約５０ｃｍ〜６０ｃｍである。焦点距離の大きな変化が頻繁に繰り返されると、ドライバの目に疲労感を与える。また高齢者など、焦点調節能力が低いドライバの場合、視線を切り替えてから新たな対象物に焦点が合うまでに時間がかかる。図１では、右ハンドル車の例を示しているが、左ハンドル車の場合は、ドライバの視点と表示装置２０Ｌｐまでの距離が約５０ｃｍ〜６０ｃｍとなる。

また図１に示す例では、表示装置２０Ｒｐ、２０Ｌｐが車室内に設置されるため、ドライバが車幅感を把握しづらくなる。表示装置２０Ｒｐ、２０Ｌｐに映った自車の後部のボディラインは、実際の車幅より車幅を狭く感じさせるため（図５の車幅差Ｄｗ参照）、一般的な鏡式のサイドミラーに慣れたドライバに違和感を与える。

そこで本実施の形態では虚像表示装置を使用して、撮像装置１０Ｒ、１０Ｌにより撮像された映像を、車外に虚像として表示することにより、上記の課題を改善するカメラモニターシステムを提供する。

図２は、本発明の実施の形態に係るカメラモニターシステム５のシステム構成例を示す図である。カメラモニターシステム５は、撮像装置１０、処理装置３０及び虚像表示装置２０を備える。撮像装置１０と処理装置３０間はケーブルで接続され、処理装置３０と虚像表示装置２０間もケーブルで接続される。なお、データ伝送の信頼性が確保されれば無線伝送も可能である。

撮像装置１０は、撮像部１１及び処理部１２を含む。撮像部１１は固体撮像素子を含む。固体撮像素子には例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ又はＣＣＤ（Charge Coupled Devices）イメージセンサを使用することができる。固体撮像素子は、レンズを介して入射される光を電気的な映像信号に変換し、図示しない信号処理回路に出力する。信号処理回路は、固体撮像素子から入力される映像信号に対して、Ａ／Ｄ変換、ノイズ除去などの信号処理を施し、処理部１２に出力する。

処理部１２はハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、又はハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源として、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。

処理部１２は、撮像部１１から入力される映像信号に対して、階調補正、色補正、輪郭補正などの各種の映像処理を施すことができる。処理部１２は、映像処理を施した映像信号を所定の圧縮方式に基づき圧縮し、圧縮した映像信号を処理装置３０に送信する。

処理装置３０は車内に設置され、撮像装置１０から受信する映像信号を処理する。処理装置３０もハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、又はハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源として、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。

処理装置３０は、撮像装置１０から受信する映像信号を、上記圧縮方式に対応した伸張方式で伸張する。また処理装置３０は、撮像装置１０により撮像された映像の範囲から、虚像表示装置２０に表示させるべき範囲の映像を切り出す。処理装置３０は切り出した映像を虚像表示装置２０に送信する。

なお処理装置３０は、映像内からＡＩにより物体を認識する機能を有していてもよい。例えば、自車に他車、自転車、人などの対象物が接近すると、視覚的および／または聴覚的なアラートを所定のユーザインタフェース（例えば、虚像表示装置２０）に出力させる機能を有していてもよい。なお処理装置３０の機能を撮像装置１０の処理部１２に統合することも可能である。その場合、処理装置３０を独立に設ける必要はなく、撮像装置１０から虚像表示装置２０に直接、映像信号を送信することが可能である。

虚像表示装置２０は、撮像装置１０により撮像された映像を観察者に虚像として見せる装置であり、映像表示部２１及び光学部材２２を含む。本実施の形態では、観察者の視線上に位置する光学部材２２より、観察者の視点から見て奥側に虚像を表示させる。

映像表示部２１は光源となるディスプレイであり、例えば、小型の液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、マイクロＬＥＤディスプレイを使用することができる。映像表示部２１は、処理装置３０から入力される映像を表示する。光学部材２２は、映像表示部２１に表示される映像（実像）を、設定された倍率で拡大し、観察者の視点から見て奥側に虚像として表示させる。光学部材２２として、凹面鏡、凹面レンズ、凸面鏡、凸面レンズ等を使用することができる。

光学部材２２と映像表示部２１との距離をａ、光学部材２２と虚像との距離をｂ、光学部材２２の焦点距離をｆとすると、下記（式１）に示す写像公式が成り立つ。虚像は、ｂ／ａの倍率で拡大される。焦点距離ｆは、光学部材２２の曲率に依存する。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ ・・・（式１）

なお光学部材２２より奥側に虚像を表示させるには、ａ＜ｆの関係になるように、映像表示部２１と光学部材２２を設置する必要がある。凹面鏡を使用する場合、凹面鏡より観察者から見て手前側に映像表示部２１を設置する必要がある。凸面レンズを使用する場合、凸面レンズより観察者から見て奥側に映像表示部２１を観察者向きに設置する必要がある。

図３（ａ）、（ｂ）は、虚像表示装置２０にコンバイナ型ＨＵＤ（Head-up Display）を使用する例を説明するための図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すコンバイナ型ＨＵＤは、映像表示部２１が収納された投射ユニット２３と、コンバイナ２２ａが分離された構成である。図３（ａ）はコンバイナ型ＨＵＤの側面図であり、図３（ｂ）はコンバイナ型ＨＵＤの正面図である。なお、箱状の筐体の投射ユニットの上面にコンバイナ２２ａが取り付けられる構成例も可能である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すコンバイナ２２ａは、凹面の透明または半透明の板状部材（例えば、プラスチック部材）である。コンバイナ２２ａは、観察者の視点ＥＰと、虚像ＶＩの表示位置との間に設置される。なお本実施の形態では、コンバイナ２２ａは透過している必要がないため、コンバイナ２２ａは非透明であることが好ましい。例えば、裏面が黒く塗りつぶされていてもよい。その場合、観察者に見える虚像の輝度が向上する。

投射ユニット２３内に、映像表示部２１に表示される実像の光路を折り曲げてコンバイナ２２ａに入射するための平面鏡が設けられてもよい。平面鏡は、狭いスペースで、映像表示部２１からコンバイナ２２ａまでの距離を長くするために用いられる。

虚像表示装置２０に、フロントガラス照射型ＨＵＤを使用することも可能である。フロントガラス照射型ＨＵＤは例えば、映像表示部、平面鏡及び凹面鏡をインストルメントパネルに内蔵することにより構成することができる。凹面鏡は、平面鏡を介して入射される映像表示部に表示された実像の光を、フロントガラスの所定の位置に照射する。虚像は観察者から見て、フロントガラスの当該位置の奥に表示される。コンバイナ型とフロントガラス照射型を比較すると、コンバイナ型の方が設計の自由度が高く、車室内の自由な位置に設置できる。

図４は、本発明の実施の形態に係るカメラモニターシステム５の設置例１を示す図である。設置例１では図１に示した設置例と同様に、撮像装置１０Ｒ、１０Ｌは、一般的な鏡式のドアミラーの設置位置と同様の位置に設置されている。右側の虚像表示装置２０Ｒは、車室内の右側のＡピラーの付け根部分に設置され、左側の虚像表示装置２０Ｌは、左側のＡピラーの付け根部分に設置される。虚像表示装置２０Ｒ、２０Ｌには、例えばコンバイナ型ＨＵＤが使用される。

右側の虚像表示装置２０Ｒは、右側の撮像装置１０Ｒが設置された空間を車両１の前後方向に伸ばした空間ＳＲに少なくとも一部が重畳する位置であり、かつドライバの視点ＥＰと右側の虚像表示装置２０Ｒを結ぶ直線と交差する位置に、右側の虚像ＶＩＲを表示する。例えば、右側の虚像表示装置２０Ｒは、右側の撮像装置１０Ｒの光軸と、ドライバの視点ＥＰと右側の虚像表示装置２０Ｒを結ぶ直線とが交差する位置に、右側の虚像ＶＩＲを表示する。同様に左側の虚像表示装置２０Ｌは、左側の撮像装置１０Ｌが設置された空間を車両１の前後方向に伸ばした空間ＳＬに少なくとも一部が重畳する位置であり、かつドライバの視点ＥＰと左側の虚像表示装置２０Ｌを結ぶ直線と交差する位置に、左側の虚像ＶＩＬを表示する。例えば、左側の虚像表示装置２０Ｌは、左側の撮像装置１０Ｌの光軸と、ドライバの視点ＥＰと左側の虚像表示装置２０Ｌを結ぶ直線とが交差する位置に、左側の虚像ＶＩＬを表示する。

設計者は、右側の虚像表示装置２０Ｒの光学部材２２と映像表示部２１との距離ａ、及び光学部材２２の曲率の少なくとも一方を調整することにより、右側の虚像ＶＩＲの少なくとも一部が空間ＳＲ内に表示されるように設計する。同様に設計者は、左側の虚像表示装置２０Ｌの光学部材２２と映像表示部２１との距離ａ、及び光学部材２２の曲率の少なくとも一方を調整することにより、左側の虚像ＶＩＬの少なくとも一部が空間ＳＬ内に表示されるように設計する。

設置例１では、左側（助手席）側の虚像表示装置２０Ｌと左側の虚像ＶＩＬの表示位置との間の距離が、右側（運転席側）の虚像表示装置２０Ｒと右側の虚像ＶＩＲの表示位置との間の距離より短く設計される。これは、ドライバの視点ＥＰからは、左側の虚像表示装置２０Ｌを見る視線の方が、右側の虚像表示装置２０Ｒを見る視線より、車両１の前後方向に対する傾きが大きくなるためである。

したがって、右側の虚像表示装置２０Ｒの光学系と左側の虚像表示装置２０Ｌの光学系は非対称なものとなる。ドライバから見て、左側の虚像ＶＩＬの表示位置は右側の虚像ＶＩＲの表示位置より手前になるが、ドライバの視認性には殆ど影響を与えない。

なお運転席が左側にある車両の場合、右側（助手席）側の虚像表示装置と右側の虚像の表示位置との間の距離が、左側（運転席側）の虚像表示装置と左側の虚像の表示位置との間の距離より短く設計されることになる。

図５は、本発明の実施の形態に係るカメラモニターシステム５の設置例２を示す図である。設置例２は設置例１と比較して、撮像装置１０Ｒ、１０Ｌの設置位置が異なる。設置例２では、右側の撮像装置１０Ｒは右側の虚像ＶＩＲの表示位置の近傍に設置され、左側の撮像装置１０Ｌは左側の虚像ＶＩＬの表示位置の近傍に設置される。

右側の虚像表示装置２０Ｒは、右側の撮像装置１０Ｒが設置された空間に少なくとも一部が重畳する状態で、右側の虚像ＶＩＲを表示する。同様に左側の虚像表示装置２０Ｌは、左側の撮像装置１０Ｌが設置された空間に少なくとも一部が重畳する状態で、左側の虚像ＶＩＬを表示する。

図６は、本発明の実施の形態に係るカメラモニターシステム５の設置例３を示す図である。設置例３は設置例１と比較して、右側の虚像ＶＩＲ及び左側の虚像ＶＩＬの表示位置が異なる。設置例３では、右側の虚像ＶＩＲ及び左側の虚像ＶＩＬを、ボンネットの前方に移動させた位置（例えば、フェンダーミラーが設置される位置）に表示させる。ドライバの視点ＥＰと右側の虚像ＶＩＲを結ぶ直線上に右側の虚像表示装置２０Ｒを設置する必要があるため、設置例１、２と比較して右側の虚像表示装置２０Ｒの設置位置を内側に移動させる必要がある。同様に、ドライバの視点ＥＰと左側の虚像ＶＩＬを結ぶ直線上に左側の虚像表示装置２０Ｌを設置する必要があるため、設置例１、２と比較して左側の虚像表示装置２０Ｌの設置位置を内側に移動させる必要がある。

図６では撮像装置１０Ｒ、１０Ｌが、一般的な鏡式のドアミラーの設置位置と同様の位置に設置されている。この点、右側の撮像装置１０Ｒは右側の虚像ＶＩＲの表示位置の近傍に設置され、左側の撮像装置１０Ｌは左側の虚像ＶＩＬの表示位置の近傍に設置されてもよい。

図４−図６に示す撮像装置１０Ｒ、１０Ｌの設置位置は一例であり、右側の撮像装置１０Ｒは、自車の右後側方と、自車の車体の右側後部を撮像可能な位置であれば、どの位置に設置されてもよい。同様に左側の撮像装置１０Ｌは、自車の左後側方と、自車の車体の左側後部を撮像可能な位置であれば、どの位置に設置されてもよい。

図７は、光学部材２２の奥に見える虚像ＶＩａの一例を示す図である。図７に示す例では、虚像表示装置２０は、撮像装置１０により撮像された映像を、鏡式のサイドミラーの形状に対応する形状で、虚像ＶＩａとして観察者に見せる。例えば、処理装置３０が鏡式のサイドミラーの形状に一致または類似する形状の表示映像データを生成してもよい。その場合、映像表示部２１の矩形の表示エリアと、鏡式のサイドミラーの形状に一致または類似する形状との差分エリアの映像データはマスクされ、黒表示となる。また、映像表示部２１の表示エリアの形状が鏡式のサイドミラーの形状に一致または類似する形状に、予め設計されていてもよい。

ドライバは、一般的な鏡式のサイドミラーに映った像を見る場合に近い感覚で、光学部材２２の奥の虚像ＶＩａを見ることができる。なお処理装置３０は上記マスクの代わりに、映像表示部２１に表示させる映像に、鏡式のサイドミラーの形状に一致または類似する形状の輪郭線を追加する処理を行ってもよい。輪郭線を追加するだけでも、ドライバの視認感を、一般的な鏡式のサイドミラーに映った像を見る場合の視認感に近づけることができる。

図７に示した例は、右側の撮像装置１０Ｒで撮像された映像を表示させる場合の例であり、左側の撮像装置１０Ｌで撮像された映像を表示させる場合は、虚像ＶＩａの形状が左右反対になる。また虚像ＶＩａの形状は、ドライバが複数の形状候補の中から選択可能に設計されていてもよい。

図６に示した設置例３のように、ドライバの視点ＥＰから虚像ＶＩまでの距離が離れると、ドライバからは虚像ＶＩが小さく見えることになる。以下、虚像ＶＩのサイズについて考える。国連規則ＵＮ−Ｒ４６採用国ではカメラモニターシステムに関して、国連規則ＵＮ−Ｒ４６を順守する必要がある。ＵＮ−Ｒ４６の１６．１．３．１項には、カメラモニターシステムの平均倍率は、水平および垂直方向の両方において、以下の倍率以上でなければならないと規定されている。クラスＩの場合：０．３３、クラスＩＩ（運転席側）の場合：０．３１、クラスＩＩＩ（運転席側）の場合：０．３１、クラスＩＶ（運転席側）の場合：０．０９１、クラスＩＩ（助手席側）の場合：０．１６、クラスＩＩＩ（助手席側）の場合：０．２０、クラスＩＶ（助手席側）の場合：０．０４６。カメラモニターシステムの平均倍率は、撮像した映像のサイズに対する、表示映像のサイズの平均表示倍率で規定される。

下記（式２）は、カメラモニターシステムの水平方向の平均表示倍率を算出するための式である。
Ｍsystem_hor_avg＝α'monitor_hor_D／αmonitor_hor≒ｃｏｓ（θmonitor_hor_D）＊｛２ａｒｃｔａｎ（Ｗmonitor_hor／２αmonitor_D）／（αcamera_hor＊Ｐcamera_hor）｝ ・・・（式２）
θmonitor_hor_D：ＯＰＲ（Driver's Ocular Reference Point)からの水平方向のモニタの角度
αcamera_hor：カメラの水平方向の画角
Ｐcamera_hor：モニタの水平方向の表示倍率
Ｗmonitor_hor：モニタの水平方向のアクティブエリア
αmonitor_D：ＯＰＲとモニタ間の距離

図８（ａ）、（ｂ）は、カメラモニターシステムの平均倍率を算出するためのパラメータを説明するための図である。図８（ａ）は、ＯＰＲとモニタＭｏの位置関係を上から見た図である。ＯＰＲからの水平方向のモニタＭｏの角度θmonitor_hor_Dは、ＯＰＲとモニタＭｏの中心点を結ぶ直線と、当該中心点から鉛直に出射される光線との間の角度で規定される。ＯＰＲとモニタＭｏ間の距離αmonitor_Dは、ＯＰＲとモニタＭｏの中心点との間の距離で規定される。

モニタＭｏの水平方向のアクティブエリアＷmonitor_hor（不図示）は、モニタＭｏのアクティブエリアのサイズで規定される。例えば６インチでアスペクト比が１５：９のモニタの場合、水平方向のサイズは約１３０．７ｍｍ、垂直方向のサイズは約７８．４ｍｍとなる。

図８（ｂ）は、カメラＣａの画角を説明するための図である。図８（ｂ）には、カメラＣａの水平方向の画角αcamera_horと、垂直方向の画角αcamera_verの一例が示されている。

図９は、モニタの表示倍率とカメラモニターシステムの平均倍率を説明するための図である。モニタの水平方向の表示倍率Ｐcamera_horは、カメラで撮像された映像の水平方向の画素数と、モニタに表示させる映像の水平方向の画素数との比率で規定される。図９に示す例では、カメラで撮像された映像Ｉ１のサイズは１８００×９００である。当該映像Ｉ１から切り出された、モニタに表示させる映像Ｉ２のサイズは８００×４００である。この場合、モニタの水平方向の表示倍率Ｐcamera_horは０．４４４（＝８８０／１８００）となる。

なお、切り出された映像Ｉ２のサイズが同じであっても、モニタのアクティブエリアのサイズにより、カメラモニターシステムの平均表示倍率は異なる。図９に示す例では、切り出された映像Ｉ２を５インチのモニタに表示した場合の映像Ｉ３と、７インチのモニタに表示した場合の映像Ｉ４を示している。

上記（式２）において、水平方向の値を代入する箇所に垂直方向の値を代入すれば、カメラモニターシステムの垂直方向の平均表示倍率を算出することができる。以上、撮像した映像のサイズとモニタに表示される映像（実像）のサイズとの間の平均表示倍率について説明した。この説明は、撮像した映像のサイズと虚像の表示サイズとの間の平均表示倍率についても、そのままあてはまる。

したがって、ドライバの視点ＥＰと虚像ＶＩの表示位置が離れるほど、カメラモニターシステムの平均表示倍率が低下する。上記図６に示した設置例３のように、ドライバの視点ＥＰと虚像ＶＩの表示位置が離れている場合、規制値（例えば、０．３１）を下回らないように、虚像ＶＩのサイズを大きくする必要がある。虚像ＶＩのサイズを大きくするには、映像表示部２１に表示させる映像自体を大きくする方法と、光学部材２２による拡大率ｂ／ａを上げる方法がある。なお、光学部材２２による拡大率ｂ／ａを上げすぎると虚像ＶＩの歪が大きくなるため、歪を許容できる範囲の拡大率にとどめる必要がある。

なお、本実施の形態において、凹面鏡を用いる代わりに、自由曲面ミラーを用いてもよい。自由曲面ミラーは、凹面鏡に用いられるような球面、放物面とは異なり、光軸に対して非対称な形状を示すものである。さらに、本実施の形態において、平面鏡を用いる代わりにも、自由曲面ミラーを用いるとしてもよい。

以上説明したように本実施の形態によれば、サイドミラーに代替されるカメラモニターシステム５において、車幅方向における撮像装置１０の設置位置と虚像ＶＩの表示位置を近づけることにより、乗員に自然な車幅感を与えることができる。ドライバは、一般的な鏡式のサイドミラーを使用した場合に近い車幅感を得ることができる。

また、ドライバの視点ＥＰから虚像ＶＩまでの距離を、図１に示した表示装置２０Ｒｐ、２０Ｌｐを用いた場合のドライバの視点ＥＰから表示映像までの距離より長くできる。したがって、ドライバが車両の前方を見る視線から、虚像ＶＩを見る視線に切り替えたときの焦点距離の変化を小さくすることができる。これにより、ドライバの目の疲労感が緩和される。また視線の切り替え後、虚像ＶＩに焦点が合うまでの時間を短縮することができる。ドライバの視点ＥＰから虚像ＶＩまでの距離が１００ｃｍ以上あれば、ドライバの目の疲労感は大きく改善される。しかしながら、ドライバの視点ＥＰと、車室内に設置される実像を表示する表示装置２０Ｒｐとの間の距離を１００ｃｍ以上に設計するのはレイアウト的に難しい。これに対して虚像表示装置２０Ｒを使用すれば、ドライバの視点ＥＰから虚像ＶＩＲまでの距離を１００ｃｍ以上に容易に設計することができる。

図６に示した設置例３のように虚像ＶＩを、ドライバの視点ＥＰから見て遠くに表示させるほど、視線を切り替えたときの焦点距離の変化を小さくすることができる。また、ドライバの左右方向の目の移動も小さくできる。したがって、ドライバの目の疲労感はさらに改善され、視線を切り替えたときの新たな対象物への合焦時間もさらに短くなる。また頭のひねり角度も少なくなるため、ドライバの首の疲労感も緩和される。

図５に示した設置例２では、撮像装置１０と虚像Ｖの表示位置を近づけることにより、車幅感が把握しやすくなることに加え、後続車との距離感も把握しやすくなる。

図４、図５に示した設置例１、２では、虚像表示装置２０をＡピラーの付け根部分に設置することにより、ダッシュボードやインストルメントパネルの整然性が損なわれることを防止でき、車室内の空間を有効に活用することができる。また、図１に示した表示装置２０ｐを使用する場合と比較して、同じサイズの像を表示させる場合、光学部材２２（例えばコンバイナ２２ｂ）のサイズを、図１に示した表示装置２０ｐのサイズより小さくすることができる。虚像表示装置２０の光学系による拡大率ｂ／ａが大きいほど、光学部材２２（例えばコンバイナ２２ｂ）のサイズを小さくすることができる。特に凹面の光学部材２２を使用し、映像表示部２１をドライバから目立ちにくい位置に設置することにより、図１に示した表示装置２０ｐを使用する場合より、ドライバから見て簡素なレイアウトにすることができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素または各処理プロセスの組み合わせに、いろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。

［項目１］
車両（１）の外側に設置され、前記車両（１）の後側方を撮像する撮像装置（１０）と、
前記車両（１）の室内に設置され、前記撮像装置（１０）により撮像された映像を、乗員に虚像（ＶＩ）として見せる虚像表示装置（２０）と、を備え、
前記虚像表示装置（２０）は、前記撮像装置（１０）が設置された空間を前記車両（１）の前後方向に伸ばした空間に少なくとも一部が重畳する位置に前記虚像（ＶＩ）を表示する、
カメラモニターシステム（５）。
これによれば、乗員に自然な車幅感を与えることができる。
［項目２］
前記虚像表示装置（２０）は、前記撮像装置（１０）が設置された空間を前記車両（１）の前後方向に伸ばした空間に少なくとも一部が重畳する位置であり、かつ前記乗員の視点（ＥＰ）と前記虚像表示装置（２０）を結ぶ直線と交差する位置に前記虚像（ＶＩ）を表示する、
項目１に記載のカメラモニターシステム（５）。
これによれば、乗員にとって自然な位置に虚像（ＶＩ）を表示させることができる。
［項目３］
前記虚像表示装置（２０）は、前記撮像装置（１０）の光軸と、前記乗員の視点（ＥＰ）と前記虚像表示装置（２０）を結ぶ直線とが交差する位置に前記虚像（ＶＩ）を表示する、
項目１に記載のカメラモニターシステム（５）。
これによれば、撮像装置（１０）との位置関係において、乗員にとって自然な位置に虚像（ＶＩ）を表示させることができる。
［項目４］
前記虚像表示装置（２０）は、前記車両（１）の室内においてＡピラー（３）の付け根部分に設置される、
項目１から３のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム（５）。
これによれば、車室内の空間を有効に活用することができる。
［項目５］
前記撮像装置（１０）は前記虚像（ＶＩ）の表示位置の近傍に設置され、
前記虚像表示装置（２０）は、前記撮像装置（１０）が設置された空間に少なくとも一部が重畳する状態で、前記虚像（ＶＩ）を表示する、
項目１から４のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム（５）。
これによれば、後続車との距離感を把握しやすくすることができる。
［項目６］
前記撮像装置（１０Ｒ、１０Ｌ）および前記虚像表示装置（２０Ｒ、２０Ｌ）は、左右に設けられ、
助手席側の虚像表示装置（２０Ｌ）と当該虚像表示装置（２０Ｌ）により表示される虚像（ＶＩＬ）の位置との間の距離が、運転席側の虚像表示装置（２０Ｒ）と当該虚像表示装置（２０Ｒ）により表示される虚像（ＶＩＲ）の位置との間の距離より、短く設計される、
項目１から５のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム（５）。
これによれば、助手席側の虚像表示装置（２０Ｌ）の設置位置の制約が緩和され、自由な位置（例えば、Ａピラー（３Ｌ）の付け根部分）に設置することができる。
［項目７］
前記虚像表示装置（２０）は、前記撮像装置（１０）により撮像された映像を、鏡式のサイドミラーの形状に対応する形状で、前記乗員に虚像（ＶＩ）として見せる、
項目１から６のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム（５）。
これによれば、一般的な鏡式のサイドミラーに映った像を見る場合に近い感覚で、乗員に虚像（ＶＩ）を見せることができる。
［項目８］
前記虚像表示装置（２０）は、前記撮像装置（１０）により撮像された映像のサイズに対して、平均倍率が０．３１以上のサイズの前記虚像（ＶＩ）を表示する、
項目１から７のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム（５）。
これによれば、ドライバから見た虚像（ＶＩ）のサイズが小さくなりすぎることを防止することができる。
［項目９］
前記虚像表示装置（２０）は、コンバイナ型ＨＵＤ（Head-up Display）である、
項目１から８のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム（５）。
これによれば、虚像表示装置（２０）の設置位置の自由度を向上させることができる。
［項目１０］
車両（１）の室内に設置される虚像表示装置（２０）であり、
前記虚像表示装置（２０）は、前記車両（１）の外側に設置され、前記車両（１）の後側方を撮像する撮像装置（１０）により撮像された映像を、乗員に虚像（ＶＩ）として見せ、
前記虚像表示装置（２０）は、前記撮像装置（１０）が設置された空間を前記車両（１）の前後方向に伸ばした空間に少なくとも一部が重畳する位置に前記虚像（ＶＩ）を表示する、
虚像表示装置（２０）。
これによれば、乗員に自然な車幅感を与えることができる。
［項目１１］
車両（１）の外側に設置された撮像装置（１０）により、前記車両（１）の後側方を撮像するステップと、
前記車両（１）の室内に設置された虚像表示装置（２０）により、前記撮像装置（１０）により撮像された映像を、乗員に虚像（ＶＩ）として見せるステップと、を有し、
前記虚像（ＶＩ）として見せるステップは、前記撮像装置（１０）が設置された空間を前記車両（１）の前後方向に伸ばした空間に少なくとも一部が重畳する位置に前記虚像（ＶＩ）を表示する、
虚像表示方法。
これによれば、乗員に自然な車幅感を与えることができる。

１ 車両、 ２ フロントガラス、 ３ Ａピラー、 ４ 取付部材、 ５ カメラモニターシステム、 １０ 撮像装置、 １１ 撮像部、 １２ 処理部、 ２０ 虚像表示装置、 ２１ 映像表示部、 ２２ 光学部材、 ２２ａ コンバイナ、 ２３ 投射ユニット、 ＥＰ 視点、 ＶＩ 虚像、 ３０ 処理装置。

Claims (11)

1. 車両の外側に設置され、前記車両の後側方を撮像する撮像装置と、
   前記車両の室内に設置され、前記撮像装置により撮像された映像を、乗員に虚像として見せる虚像表示装置と、を備え、
   前記虚像表示装置は、前記撮像装置が設置された空間を前記車両の前後方向に伸ばした空間に少なくとも一部が重畳する位置に前記虚像を表示する、
   カメラモニターシステム。
2. 前記虚像表示装置は、前記撮像装置が設置された空間を前記車両の前後方向に伸ばした空間に少なくとも一部が重畳する位置であり、かつ前記乗員の視点と前記虚像表示装置を結ぶ直線と交差する位置に前記虚像を表示する、
   請求項１に記載のカメラモニターシステム。
3. 前記虚像表示装置は、前記撮像装置の光軸と、前記乗員の視点と前記虚像表示装置を結ぶ直線とが交差する位置に前記虚像を表示する、
   請求項１に記載のカメラモニターシステム。
4. 前記虚像表示装置は、前記車両の室内においてＡピラーの付け根部分に設置される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム。
5. 前記撮像装置は前記虚像の表示位置の近傍に設置され、
   前記虚像表示装置は、前記撮像装置が設置された空間に少なくとも一部が重畳する状態で、前記虚像を表示する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム。
6. 前記撮像装置および前記虚像表示装置は、左右に設けられ、
   助手席側の虚像表示装置と当該虚像表示装置により表示される虚像の位置との間の距離が、運転席側の虚像表示装置と当該虚像表示装置により表示される虚像の位置との間の距離より、短く設計される、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム。
7. 前記虚像表示装置は、前記撮像装置により撮像された映像を、鏡式のサイドミラーの形状に対応する形状で、前記乗員に虚像として見せる、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム。
8. 前記虚像表示装置は、前記撮像装置により撮像された映像のサイズに対して、平均倍率が０．３１以上のサイズの前記虚像を表示する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム。
9. 前記虚像表示装置は、コンバイナ型ＨＵＤ（Head-up Display）である、
   請求項１から８のいずれか１項に記載のカメラモニターシステム。
10. 車両の室内に設置される虚像表示装置であり、
    前記虚像表示装置は、前記車両の外側に設置され、前記車両の後側方を撮像する撮像装置により撮像された映像を、乗員に虚像として見せ、
    前記虚像表示装置は、前記撮像装置が設置された空間を前記車両の前後方向に伸ばした空間に少なくとも一部が重畳する位置に前記虚像を表示する、
    虚像表示装置。
11. 車両の外側に設置された撮像装置により、前記車両の後側方を撮像するステップと、
    前記車両の室内に設置された虚像表示装置により、前記撮像装置により撮像された映像を、乗員に虚像として見せるステップと、を有し、
    前記虚像として見せるステップは、前記撮像装置が設置された空間を前記車両の前後方向に伸ばした空間に少なくとも一部が重畳する位置に前記虚像を表示する、
    虚像表示方法。

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