JP2020183136A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常発生時に車両後方の状況を確認することができる画像表示装置を提供すること。【解決手段】画像表示装置１００は、車両の後方を映すとともに裏側に配置された表示画面の画像を透過させるルームミラー２００と、後方カメラ５２と、リアビューカメラ５４と、後方カメラ５２で撮像した画像を用いて表示用の後方画像を作成する後方画像作成部３１と、リアビューカメラ５４で撮像した画像を用いて代替画像を作成する代替画像作成部３４と、後方画像を表示画面に表示する表示処理部２０、表示装置２２と、ルームミラー２００によって車両の後方の鏡像を映す第１の状態からルームミラー２００を通して表示画面の後方画像を表示する第２の状態に切り替える表示切替部３２と、後方画像が表示されているときに後方画像の表示系統の異常を検出する異常検出部３３と、異常検出時に表示画面の表示対象を後方画像から代替画像に切り替える異常時画像切替部３５とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ミラーで光学的に反射させた車両後方の鏡像の表示とカメラで撮影した車両後方の画像表示とを切り替えて行う画像表示装置に関する。

従来から、画像表示装置のディスプレイと光学インナーミラーが一体的に形成され、光学インナーミラーによる鏡像表示状態から画像表示装置によるディスプレイ表示状態（画像表示状態）に切り替えるようにした画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このディスプレイ表示状態では鏡面が天井部を映す角度に切り替えられて、鏡面で反射される車両後方の景色が表示画像に重ならないようになっている。

特開２０１８−１２７０８３号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された画像表示装置では、車両後方を撮像するカメラ等に異常が生じて画像表示状態を維持できない場合には運転者自身が鏡像表示状態に切り替えることになるが、切り替えの間車両後方の状況が確認できないという問題があった。特に、夜間時等の車両周辺が暗い場合には、鏡面に天井部が映って暗い表示になっているのか、カメラ等の異常発生に伴って表示画像が暗くなっているのかが判別しにくくなるため、鏡像表示状態に切り替えるまでの時間がさらに長くなるおそれがあり、その状況がさらに顕著になる。また、このような場合にも、以上の発生を早期に知ることができる方法が望まれる。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、異常発生時に車両後方の状況を確認することができる画像表示装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、車両の後方を映すとともに、裏側に配置された表示画面の画像を透過させるミラーと、車両の後方を撮像する第１のカメラと、車両の後方であって第１のカメラよりも広い範囲を撮像する第２のカメラと、第１のカメラで撮像した画像を用いて、表示用の後方画像を作成する後方画像作成手段と、第２のカメラで撮像した画像を用いて、代替画像を作成する代替画像作成手段と、後方画像を表示画面に表示する表示手段と、ミラーによって車両の後方の鏡像を映す第１の状態からミラーを通して表示画面の後方画像を表示する第２の状態に、あるいは、第２の状態から第１の状態に切り替える表示切替手段と、第２の状態において後方画像が表示されているときに、後方画像の表示系統の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段によって異常が検出されたときに、表示画面における表示対象を後方画像から代替画像に切り替える異常時画像切替手段とを備えている。

後方画像の表示系統に異常が発生して後方画像の正常な表示状態が維持できなくなったときに、代わりに車両後方の背景が含まれる代替画像が表示されるため、異常発生時であっても車両後方の状況を確認することが可能となる。

また、上述した異常時画像切替手段は、代替画像に切り替えた後に第２の状態から第１の状態に切り替えられたときに、代替画像の表示を終了させることが望ましい。これにより、運転者が異常発生を確認した後に、確実に代替画像の表示を終了させることができる。

また、上述した第２のカメラは、シフトレバーが後退位置にあるときに車両後方のリアビュー画像を映するためのものであり、代替画像作成手段は、異常発生時に第２のカメラによって撮像されるリアビュー画像を用いて代替画像を作成することが望ましい。車両後退時のリアビュー画像を撮像するための第２のカメラを用いるため、異常発生時の代替画像作成用に別にカメラを追加する必要がなく、部品点数の増加やコストの増大を防止することができる。

また、上述した代替画像は、後方画像よりも小さく、表示画面の一部を用いて表示されることが望ましい。また、上述した代替画像には、異常発生を知らせる異常通知画像が含まれることが望ましい。また、上述した後方画像はカラー画像であり、代替画像はグレースケール画像であることが望ましい。これにより、表示を代替画像に切り替えたことが明確になり、運転者が異常発生の事実を把握して、早期にミラーを用いた鏡像表示に切り替えることが可能となる。

一実施形態の画像表示装置の構成を示す図である。 表示制御プログラムをＣＰＵによって実行することで動作する後方画像表示処理部の機能ブロック図である。 後方画像表示時に異常が発生した場合の動作手順を示す流れ図である。 代替画像の各種の具体例を示す図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の画像表示装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の画像表示装置１００は、表示切替ＳＷ（スイッチ）１０、表示処理部２０、表示装置２２、ＣＰＵ３０、メモリ４０、入出力インタフェース部（Ｉ／Ｏ ＩＦ）５０、後方カメラ５２、リアビューカメラ５４を備えている。この画像表示装置１００は、車両の後方を撮像した画像（後方画像）を作成し、ルームミラー２００の鏡像に置き換えて表示するためのものである。

ルームミラー２００は、車両の運転席と助手席の中央であってフロントガラスの上部に取り付けられている。このルームミラー２００には、裏側に表示画面が備わっており、表示画面に画像が表示されたときに、この表示された画像が鏡面を通して運転者から見えるようになっている。

表示切替ＳＷ１０は、ルームミラー２００によって車両の後方の鏡像を映す第１の状態と、ルームミラー２００を通して表示画面の画像を表示する第２の状態とを切り替えるためのものである。例えば、ルームミラー２００を支持する支持部に設けられたスイッチであり、ルームミラー２００の表面（鏡面）によって車両の後方の鏡像を映す第１の状態においてオフされ、ルームミラー２００の鏡面の裏側に位置する表示画面の画像をルームミラー２００の鏡面を通して表示する第２の状態にするためにルームミラー２００の鏡面を車室内の天井に向けて傾けたときにオンされる。鏡面を天井に向けて傾けることにより、ルームミラー２００の鏡面に車両後方の背景が映り込んで表示画面の視認性が低下することを防止することができる。

表示処理部２０は、車両後方を撮像した後方カメラ５２の画像の全体あるいは一部を用いて、表示装置２２の表示画面に表示する後方画像を作成する。表示装置２２は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）を用いた表示画面を有する。この表示画面がルームミラー２００の裏側に配置されており、表示画面が暗くなっている状態ではルームミラー２００による鏡像が運転者から見え、表示画面が明るくなっている状態（画像が表示された状態）ではルームミラー２００の鏡面を通して表示画面に表示された画像が運転者から見えるようになる。

ＣＰＵ３０は、メモリ４０に格納された所定のプログラムを実行することにより、画像表示装置１００の全体を制御する。また、ＣＰＵ３０は、後方カメラ５２で撮像した画像を用いて表示用の後方画像を作成するとともに、後方カメラ５２の故障等により後方画像の表示が不能となったときに、代わりにリアビューカメラ５４で撮像した画像を用いて表示用の代替後方画像を作成する処理を行う。

メモリ４０は、ＣＰＵ３０の動作プログラムを格納するとともに、ＣＰＵ３０の動作に必要な各種データを格納する作業領域として用いられる。ＣＰＵ３０によって実行される動作プログラムには、後方画像や代替後方画像の作成や切り替えの動作を行うためのプログラム（表示制御プログラム）が含まれる。

入出力インタフェース部５０は、後方カメラ５２やリアビューカメラ５４を含む各種の入出力機器との間で信号（データ）の入出力処理を行う。

後方カメラ５２は、車両後方の所定位置（例えば、リヤガラス上部）に取り付けられ、ルームミラー２００に映る鏡像と同じ範囲あるいはこれよりも広い範囲を撮像する。この後方カメラ５２が、ルームミラー２００の鏡面に映る車両後方の景色と同等あるいはより広範囲の車両後方の画像を撮像するために用いられる。

リアビューカメラ５４は、ナンバープレート上部などに取り付けられ、車両のシフトレバーがリバース（後退）位置にあるときに起動されて車両後方を撮像し、車両後退時のリアビュー画像を生成するためのものである。リアビューカメラ４の撮像範囲（視野角）は、後方カメラ５２よりも広くなるように設定されている。例えば、魚眼レンズ等の広角レンズが用いられ、より広い視野の画像が得られるようになっている。生成されたリアビュー画像は、ナビゲーション画面等が表示されるヘッドユニット内の表示装置（図示せず）に表示される。

図２は、表示制御プログラムをＣＰＵ３０によって実行することで動作する後方画像表示処理部３０Ａの機能ブロック図である。この後方画像表示処理部３０Ａは、後方画像作成部３１、表示切替部３２、異常検出部３３、代替画像作成部３４、異常時画像切替部３５を含んで構成されている。

後方画像作成部３１は、後方カメラ５２で撮像した画像を用いて、表示装置２２の表示画面に表示する後方画像を作成する。

表示切替部３２は、表示切替ＳＷ１０がオフからオンに変化したときに、ルームミラー２００によって車両の後方の鏡像を映す第１の状態からルームミラー２００を通して表示画面の後方画像を表示する第２の状態に切り替える。また、表示切替部３２は、表示切替ＳＷ１０がオンからオフに変化したときに、第２の状態から第１の状態に切り替える。

異常検出部３３は、ルームミラー２００を通して表示画面の後方画像を表示しているとき（第２の状態）に、この後方画像の表示系統の異常を検出する。この表示系統の異常とは、表示画面に後方画像の全部あるいは一部が表示できなくなる状態をいい、後方カメラ５２の故障や、後方カメラ５２と入出力インタフェース部５０との間をつなぐ接続線の不具合、後方画像作成部３１を実現するアプリケーションプログラムのバグなどが含まれる。

代替画像作成部３４は、リアビューカメラ５４で撮像した画像を用いて代替画像を作成する。上述したように、リアビューカメラ５４は車両のシフトレバーがリバース位置にあるときに起動されて車両後方のリアビュー画像を撮像するためのものであるが、異常検出部３３によって異常が検出されるとその時点で起動され、車両後退時と同等のリアビュー画像が撮像される。代替画像作成部３４は、このようにして撮像されたリアビュー画像の一部あるいは全部を用いて代替画像を作成する。

異常時画像切替部３５は、異常検出部３３によって異常が検出されたときに、第２の状態においてルームミラー２００を通して表示画面に表示する対象を、何らかの異常が含まれる後方画像から代替画像に切り替える。

上述した後方カメラ５２が第１のカメラに、リアビューカメラ５４が第２のカメラに、後方画像作成部３１が後方画像作成手段に、代替画像作成部３４が代替画像作成手段に、表示処理部２０、表示装置２２が表示手段に、表示切替部３２が表示切替手段に、異常検出部３３が異常検出手段に、異常時画像切替部３５が異常時画像切替手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の画像表示装置１００はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。

図３は、後方画像表示時に異常が発生した場合の動作手順を示す流れ図である。後方画像作成部３１は、表示切替ＳＷ１０がオンされたか否かを判定する（ステップ１００）。オンされない場合は否定判断が行われ、この判定が繰り返される。なお、この状態では、ルームミラー２００に車両後方の背景を内容とする鏡像が映っており、車両の運転者はこの鏡像を見ることで車両後方の様子を確認することができる。

また、表示切替ＳＷ１０がオンされるとステップ１００の判定において肯定判断が行われる。次に、後方画像作成部３１は、後方カメラ５２によって撮像された画像から、表示装置２２の表示画面に表示する後方画像を作成する（ステップ１０２）。この後方画像は表示処理部２０によって表示装置２２の画面に表示される（ステップ１０４）。

次に、異常検出部３３は、表示中の後方画像の表示系統の異常を検出したか否かを判定する（ステップ１０６）。異常が検出されない場合には否定判断が行われ、ステップ１０２に戻って後方画像の作成動作が継続される。また、異常が検出された場合にはステップ１０６の判定において肯定判断が行われる。次に、異常時画像切替部３５は、後方画像作成部３１によって作成された後方画像の表示を中止（例えば、中止指示を表示処理部２０に送る）する（ステップ１０８）。また、代替画像作成部３４は代替画像を作成し（ステップ１１０）、異常時画像切替部３５は、ＰｉｎＰ（Picture-In-Picture）により表示する指示を表示処理部２０に送り、表示画面の一部の領域にこの代替画像を表示させる（ステップ１１２）。

次に、代替画像切替部３５は、表示切替ＳＷ１０がオフされたか否かを判定する（ステップ１１４）。オフされない場合は否定判断が行われ、ステップ１１０に戻って代替画像の作成が継続される。また、表示切替ＳＷ１０がオフされた場合にはステップ１１４の判定において肯定判断が行われる。次に、代替画像切替部３５は、代替画像作成部３４によって作成された代替画像の表示を中止（例えば、中止指示を表示処理部２０に送る）する（ステップ１１６）。この状態では、表示装置２２の表示画面に後方画像も代替画像を表示されておらず、ルームミラー２００によって車両の後方の鏡像が映し出される。

このように、後方画像の表示系統に異常が発生して後方画像の正常な表示状態が維持できなくなったときに、代わりに車両後方の背景が含まれる代替画像が表示されるため、異常発生時であっても車両後方の状況を確認することが可能となる。

また、ルームミラー２００の鏡面によって車両後方の鏡像を映す第１の状態に切り替えられたときに、代替画像の表示を終了させているため、運転者が異常発生を確認した後に、確実に代替画像の表示を終了させることができる。

また、代替画像を作成するために、シフトレバーが後退位置にあるときに車両後方のリアビュー画像を映すリアビューカメラ５４が用いられているため、異常発生時の代替画像作成用に別にカメラを追加する必要がなく、部品点数の増加やコストの増大を防止することができる。

また、ＰｉｎＰにより、代替画像を後方画像よりも小さく表示することにより、表示を代替画像に切り替えたことが明確になり、運転者が異常発生の事実を把握して、早期にルームミラー２００を用いた鏡像表示に切り替えることが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態において、ＰｉｎＰによって代替画像の表示面積を小さくすることで、運転者にとって異常発生がわかりやすくなるようにしたが、他の方法によって異常発生を伝えるようにしてもよい。

図４は、代替画像の各種の具体例を示す図である。図４において、Ａで示された点線の矩形枠は、異常が発生していない状態で後方画像が表示される範囲を示している。また、Ｂで示された実践の矩形枠は、異常発生時に代替画像が表示される範囲を示している。

図４（Ａ）には、ＰｉｎＰで代替画像を表示させた例が示されている。後方画像の範囲Ａよりも狭い範囲Ｂに代替画像が表示される。

図４（Ｂ）には、図４（Ａ）に示した代替画像に、異常発生を知らせる異常通知画像Ｃを含ませた例が示されている。この異常通知画像Ｃを表示画面の一部に表示することにより、表示を代替画像に切り替えたことがさらに明確になり、運転者が異常発生の事実を把握して、早期にミラーを用いた鏡像表示に切り替えることが可能となる。

図４（Ｃ）には、後方画像の範囲Ａと同じ範囲Ｄに代替画像を表示するとともに、この代替画像の内部に異常通知画像Ｃを重ねて表示した例が示されている。この代替画像の範囲Ｄは後方画像の範囲Ａと同じであるが、リアビュー画像を用いて作成した代替画像は、後方画像に対して撮像範囲や画質などが異なっているため、運転者は、代替画像に切り替わっていることを容易に知ることができる。しかも、この例では、代替画像内に異常通知画像Ｃが含まれるため、運転者は、より確実に、異常発生に伴って代替画像に切り替わったことを知ることができる。

図４（Ｄ）には、後方画像の範囲Ａと同じ範囲Ｄに代替画像を表示するとともに、後方画像をカラー画像とし、代替画像をグレースケール画像とした場合が示されている。代替画像をグレースケール画像とすることにより、運転者は、異常発生に伴って代替画像に切り替わったことを知ることができる。

また、上述した実施形態では、車両のルームミラー２００について鏡像と表示画像とを切り替えるようにしたが、その他のミラーに対応する鏡像と表示画像の切り替えについても本発明を適用することができる。

また、上述した実施形態では、表示装置２２の画面に後方画像を表示したときにルームミラー２００を通してこの後方画像が見え、後方画像の表示を停止（終了）したときにルームミラー２００による鏡像が見えるようにしたが、ルームミラー２００に液晶シャッターを組み合わせ、液晶シャッターのオン／オフ（あるいは透過率や反射率の切り替え）を行うことにより画像表示と鏡像表示を切り替えるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、代替画像を作成するために、リアビューカメラ５４で撮像した画像を用いたが、それ以外のカメラ、例えば車両後方を撮像するドライブレコーダの画像を用いて代替画像を作成するようにしてもよい。

上述したように、本発明によれば、後方画像の表示系統に異常が発生して後方画像の正常な表示状態が維持できなくなったときに、代わりに車両後方の背景が含まれる代替画像が表示されるため、異常発生時であっても車両後方の状況を確認することが可能となる。

１０ 表示切替ＳＷ
２０ 表示処理部
２２ 表示装置
３０ ＣＰＵ
３０Ａ 後方画像表示処理部
３１ 後方画像作成部
３２ 表示切替部
３３ 異常検出部
３４ 代替画像作成部
３５ 異常時画像切替部
４０ メモリ
５２ 後方カメラ
５４ リアビューカメラ
１００ 画像表示装置

Claims (6)

1. 車両の後方を映すとともに、裏側に配置された表示画面の画像を透過させるミラーと、
   車両の後方を撮像する第１のカメラと、
   車両の後方であって前記第１のカメラよりも広い範囲を撮像する第２のカメラと、
   前記第１のカメラで撮像した画像を用いて、表示用の後方画像を作成する後方画像作成手段と、
   前記第２のカメラで撮像した画像を用いて、代替画像を作成する代替画像作成手段と、
   前記後方画像を前記表示画面に表示する表示手段と、
   前記ミラーによって車両の後方の鏡像を映す第１の状態から前記ミラーを通して前記表示画面の前記後方画像を表示する第２の状態に、あるいは、前記第２の状態から前記第１の状態に切り替える表示切替手段と、
   前記第２の状態において前記後方画像が表示されているときに、前記後方画像の表示系統の異常を検出する異常検出手段と、
   前記異常検出手段によって異常が検出されたときに、前記表示画面における表示対象を前記後方画像から前記代替画像に切り替える異常時画像切替手段と、
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記異常時画像切替手段は、前記代替画像に切り替えた後に前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えられたときに、前記代替画像の表示を終了させることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第２のカメラは、シフトレバーが後退位置にあるときに車両後方のリアビュー画像を映するためのものであり、
   前記代替画像作成手段は、異常発生時に前記第２のカメラによって撮像されるリアビュー画像を用いて前記代替画像を作成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記代替画像は、前記後方画像よりも小さく、前記表示画面の一部を用いて表示されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
5. 前記代替画像には、異常発生を知らせる異常通知画像が含まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 前記後方画像はカラー画像であり、前記代替画像はグレースケール画像であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表装置。

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