JP3281515B2 - 車両後方監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両後方の障害
物等の存在を確認するための車両後方監視装置に関し、
簡単な構成で障害物までの距離を正確に把握できるよう
にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】車庫入れ等の車両の後退時に、車両後方
の障害物等の存在を運転者に知らせるための装置が様々
提案されている。実用化されているものとしては、例え
ば超音波を用いたバック・ソナーがある。これは、リヤ
バンパーなどに超音波発振器と超音波受信器を埋め込み
配置して、超音波発振器から車両後方に向けて超音波を
発信し、超音波受信器でその反射波を受信し、これら発
受信の時間差から障害物までの距離を計測して、一定距
離以上に近づくと警報を発するようにしたものである。
また、計測した距離をインナーミラー内に表示するよう
にしたもの（特公平４−２５１７４号）が提案されてい
た。

【０００３】また、別のものとして、上記超音波を用い
たバック・ソナーとテレビカメラを併用して、テレビカ
メラで車両後方の画像を撮像して運転席前方のインスト
ゥルメントパネルに配設したテレビモニタにその画像を
映し出し、バック・ソナーで計測された障害物までの距
離の情報をテレビモニタ上の一部にスーパインポーズ表
示するようにしたもの（特開昭５９−１２０８７７号）
が提案されていた。

【０００４】さらに、別のものとして、車両後部から車
両後方斜め下方の地面に向けて複数本のレーザ光による
輝点マトリクスを正方格子状に投影し、テレビカメラで
その投影部分を撮像し、レーザ光が障害物に投影された
時の輝点マトリクスの移動を画像処理により求めて、障
害物の存在を検出したり、画像処理により得られた障害
物の位置、形状をテレビモニタ上に三次元表示するよう
にしたもの（特開平５−２０１２９８号）が提案されて
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記超音波を用いたバ
ック・ソナーでは、障害物の形状、位置等によっては距
離の検出精度が低く、障害物に最接近した位置まで車両
を後退させて停止させるのに役立たない場合があった。
また、距離を算出するための演算装置が必要であり、高
価であった。また、超音波を用いたバック・ソナーとテ
レビカメラを併用したものでは、距離を算出するための
演算装置や算出された距離の情報をテレビモニタ上にス
ーパインポーズ表示するためのスーパインポーズ画像生
成および表示制御装置が必要であり、やはり高価であっ
た。また、レーザ光による輝点マトリクスを用いるもの
では、レーザ光を出射するための投光装置や複雑な画像
処理装置が必要であり、大型でかつ高価であった。ま
た、レーザ光を用いるので、車両後方にいる人や他の車
両の人の目にレーザ光が入って眩惑させたり危険を及ぼ
すおそれがあった。

【０００６】この発明は、以上のような従来の技術にお
ける問題点を解決して、複雑な演算装置や画像処理装置
を用いることなく、また車両後方にいる人や他の車両の
人の目を眩惑させることなしに、簡単な構成で車両後方
の障害物までの距離を正確に把握できるようにした車両
後方監視装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、赤外発光ダ
イオードから発光された複数本の赤外光ビームをレンズ
または反射鏡にてそれぞれ略々平行光線にして車両後部
から車両後方に向けて出射し、この赤外光ビームが通過
する車両後方直後位置付近の画像を車両後部に配置され
た赤外光感応テレビカメラで撮像して、その画像を車室
内に配置されたテレビモニタに表示するようにしたもの
である。

【０００８】これによれば、略々平行光線の赤外光ビー
ムが障害物に当たるとビームスポットを形成する。この
ビームスポットは赤外光であるので、人の目では直接見
ることはできないが、赤外光感応テレビカメラで捉える
ことができ、その画像はテレビモニタ上に映し出され
る。そして、車両が前後に移動するとテレビモニタ上で
複数個のビームスポットの間隔が変化するので、その状
態を見て障害物までの距離を正確に把握することがで
き、安全に後退することができる。したがって、複雑な
演算装置や画像処理装置は不要なので、簡単にかつ安価
に構成することができる。また、赤外光ビームを用いる
ので、人間の目には直接見えず、車両後方にいる人や他
の車両の人の目を眩惑させることがない。

【０００９】この発明では、複数本の赤外光ビームを配
置する具体的な配置パターンとして、車両後部から車両
後方に向けて互いに非平行で出射するようにしている。
このようにすれば、これら複数本の赤外光ビームが障害
物に投光されると、障害物までの距離に応じてビームス
ポットの間隔が変化するので、テレビモニタ上でビーム
スポット間隔を見ることにより、容易に障害物までの距
離を知ることができる。特に、この発明では、２本の赤
外光ビームを互いに接近させる方向に非平行で出射し、
車両後方直後位置付近でこれら２本の赤外光ビームが交
叉または最接近するように配置したので、両ビームのビ
ームスポットが交叉または最接近する位置までは安心し
て車両を後退させることができ、運転者にとって判断が
楽である。この場合２本の赤外光ビームの断面形状を光
学マスクを用いて互いに逆向きの矢印または三角形に整
形することにより、両ビームが最接近する位置を境に２
つのビームスポットの矢印または三角形の向きが向い合
わせの状態と背中合わせの状態とに変化するので、交叉
または最接近した位置を過ぎたかどうかを容易に知るこ
とができる。

【００１０】なお、赤外光ビームを平行光にするための
レンズまたは反射鏡を発光ダイオードに対してその光軸
方向に相対的に移動できるように構成すれば、発光ダイ
オードの光を非平行光線にして発散させて広い範囲に照
射することができるので、テレビカメラの照明として用
いることができ、上述した障害物までの測距機能と後方
視野の視認機能を切り換えて使用することができる。こ
の場合、赤外光ビームの断面を矢印または三角形にする
ために光学マスクを配置している場合には、後方視野の
視認時には光学マスクを赤外発光ダイオードの光軸上か
ら退避させるようにする。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図１〜図
５を参照して説明する。図１は概要を示すもので、車両
１０の後部バンパー１２の左右に離れた位置の略々同一
高さ位置には、赤外光ビーム出射部１４を構成する２個
の赤外線ビーム出射装置１６，１８が埋め込まれて配設
されている。各赤外線ビーム出射装置１６，１８から
は、赤外発光ダイオードから発光されてレンズまたは反
射鏡で略々平行光線にされた赤外光ビーム２０，２２が
車両後方水平方向に互いに接近する方向に向けて非平行
で出射される。これら２本の赤外光ビーム２０，２２
は、車両後方直後位置付近（例えば車両最後部から後方
に５０cm以内の位置）の車両幅方向中央位置Ｐで交叉す
る。

【００１２】車両１０の後部ドア２４の上部の車両幅方
向中央位置には、ＣＣＤカメラによる赤外光感応テレビ
カメラ２６が車両後方斜め下方に向けて固定配設されて
いる。このテレビカメラ２６は、２本の赤外光ビーム２
０，２２が交叉する位置Ｐを視野の略々中心位置として
その周囲の画像を撮像する。テレビカメラ２６で撮像さ
れた画像は、運転席前方のインストゥルメントパネル等
に配設されたテレビモニタ２８に映し出される。

【００１３】左側の赤外光ビーム出射装置１６の構成を
図２に示す。（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ矢視図で光学マスクのマスクパターンを示す正面図、
（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図で赤外光ビーム２０の断
面形状を示す図である。尚、右側の赤外光ビーム出射装
置１８も同様に構成されるが、光学マスクのマスクパタ
ーンと赤外光ビーム２２の断面形状が図２（ｂ），
（ｃ）とは向きが反対の矢印となる。

【００１４】図２の赤外光ビーム出射装置１６は、ケー
ス３０内に赤外発光ダイオード３２を固定配設してい
る。赤外発光ダイオード３２の光軸３４上前方には、レ
ンズ（凸レンズ）３６が支持部材３８に支持されて配設
されている。支持部材３８にはスクリュー４０がねじ込
まれている。スクリュー４０は、モータや減速機等を収
容してケース３０内に固定配設されたレンズ駆動装置７
０によって回転駆動され、これによりレンズ３６は、赤
外発光ダイオード３２の光軸３４に沿って矢印Ｃ−Ｃ′
方向に移動する。

【００１５】支持部材３８の側方にはリミットスイッチ
４２，４４が固定配設されている。リミットスイッチ４
２はレンズ３６が赤外発光ダイオード３２から発生され
る赤外光ビーム２０″を平行光にする位置にある時に支
持部材３８の側面３８ａに作動片４２ａが当接して作動
し、当該位置にあることを検出する。リミットスイッチ
４４は、レンズ３６が赤外発光ダイオード３２から発光
される赤外光ビーム２０″を所定の角度で発散させる位
置にある時に支持部材３８の側面３８ａに作動片４４ａ
が当接して作動し、当該位置あることを検出する。

【００１６】レンズ３６の光軸上前方には光学マスク４
６が配設されている。光学マスク４６には、図２（ｂ）
にその正面図を示すように、矢印状の光透過部４８が形
成されており、レンズ３６を通って平行光線にされた赤
外光ビーム２０′を図２（ｃ）に示すような断面矢印状
の赤外光ビーム２０に整形してガラス、プラスチック等
の窓７４から出射する。光学マスク４６は支持部材５０
に支持されている。支持部材５０はモータや減速機等を
収容してケース３０内に固定配設された光学マスク駆動
装置５２によって図２（ｂ）にＤ−Ｄ′で示すように回
動し、赤外発光ダイオード３２の光軸３４上に位置した
状態と、同光軸３４上から退避した状態４６′に変位す
る。

【００１７】支持部材５０の近傍には、リミットスイッ
チ５４，５６が固定配設されている。リミットスイッチ
５４は、光学マスク４６が赤外発光ダイオード３２の光
軸３４上にある時に支持部材５０の側面５０ａに当接し
て作動し、当該位置にあることを検出する。リミットス
イッチ５６は、光学マスク４６が赤外発光ダイオード３
２の光軸３４上から退避した位置４６′にある時に作動
し、当該位置にあることを検出する。

【００１８】図２のレンズ駆動装置７０および光学マス
ク駆動装置５２の動作を制御する制御装置の一例を図３
に示す。運転席前方のインストゥルメントパネルには、
赤外光ビーム出射装置１６，１８の動作モードを切換え
るための動作モード切換スイッチ５８として、測距モー
ドスイッチ６０と照明モードスイッチ６２が配設されて
いる。これらスイッチ６０，６２はいずれか一方が択一
的にオンされる。制御回路６４は、動作モード切換スイ
ッチ５８から出力される動作モード指令を入力して、リ
ミットスイッチ４２，４４によって検出されるレンズ３
６の位置およびリミットスイッチ５４，５６によって検
出される光学マスク４６の位置と対比してドライバ６
６，６８を介してレンズ駆動装置７０および光学マスク
駆動装置５２を駆動する。

【００１９】すなわち、測距モードスイッチ６０がオン
された時は、リミットスイッチ４２がオンするまでレン
ズ駆動装置７０を駆動して、赤外発光ダイオード３２か
ら発光された赤外光２０″を平行光線にする位置までレ
ンズ３６を移動させる。同時に、リミットスイッチ５４
がオンするまで光学マスク駆動装置５２を駆動して、光
学マスク４６を赤外発光ダイオードの光軸３４上に移動
させる。また、照明モードスイッチ６２がオンされた時
は、リミットスイッチ４４がオンするまでレンズ駆動装
置７０を駆動して、赤外発光ダイオード３２から発光さ
れた赤外光２０″を所定の発散角度の発散光線にする位
置までレンズ３６を移動させる。同時に、リミットスイ
ッチ５６がオンするまで光学マスク駆動装置５２を駆動
して、光学マスク４６を赤外発光ダイオードの光軸３４
上から退避させる。

【００２０】測距モード時の動作を図４に示す。図４
は、車両１０と障害物７２の位置関係（平面図）と、そ
のときテレビモニタ２８の画面に表示される画像を示し
たものである。ここでは、両赤外光ビーム２０，２２が
交叉する位置Ｐを車両１０の最後部１０ａから後方に５
０cmの位置に設定している。赤外光ビーム２０，２２が
障害物７２（壁等）に投光されると、そのビームスポッ
ト２０ａ，２２ａが輝点としてテレビモニタ２８上に映
し出される。赤外光ビーム２０，２２はレンズ３６によ
って平行光線に集光されているので強度が強く、ビーム
スポット２０ａ，２２ｂは昼間であってもテレビモニタ
２８上に十分識別できる輝点として表示される。

【００２１】図４（ａ）は車両最後部１０ａと障害物７
２との距離が１ｍのときで、ビームスポット２０ａ，２
２ａは両ビーム２０，２２が交叉する点Ｐよりも先の位
置にできるので、ビームスポット２０ａ，２２ａの映像
は矢印が互いに向かい合ったものとなる。この状態から
車両１０を後退していくと、画面上のビームスポット２
０ａ，２２ａの距離ｄは徐々に近づいていく。そして、
車両後部１０ａと障害物７２との距離がほぼ５０cmに達
すると、図４（ｂ）のように両ビームスポット２０ａ，
２２ａはほぼ重なった状態になる。さらに車両１０を後
退させると、図４（ｃ）に示すようにビームスポット２
０ａ，２２ａが入れ換わり、矢印は背中合わせになり、
両矢印間の距離ｄは徐々に開いていく。このようにして
画面２８上で両ビームスポット２０ａ，２２ａの向きお
よびそれらの距離ｄを見ながら後退することにより、障
害物７２から所望の距離の位置に車両を停止させること
ができる。なお、テレビモニタ２８の画面上等に距離目
盛を表示しておくことにより、両矢印間の距離ｄと対比
して車両最後部１０ａと障害物７２との正確な距離を知
ることができる。

【００２２】照明モード時の動作を図５に示す。照明モ
ード時は、図５（ａ）に示すように、レンズ３６が赤外
発光ダイオード３２に接近し、赤外発光ダイオード３２
から発光された赤外光２０″（２２″）は、発散赤外光
線２０''' （２２''' ）となる。また、光学マスク４６
は赤外発光ダイオード３２の光軸３４上から発散赤外線
２０''' （２２''' ）を遮らない位置に退避する。これ
により、発散赤外線２０''' （２２''' ）はそのまま窓
７４を透過して車両後方に出射される。図５（ｂ）は照
明モード時の様子を平面図で示したもので、発散赤外光
線２０''' ，２２''' は車両１０の後方を広く照らし、
照明範囲の画像を赤外光感応テレビカメラ２６で捉えて
テレビモニタ２８上に表示することができる。これによ
り、夜間であっても車両後方下部をテレビモニタ２８を
通して視認することができる。

【００２３】なお、この実施の形態では赤外光感応テレ
ビカメラ２６を車両後部の上部位置に配置してその光軸
を車両後方斜め下方に向けて配置したが、より下方位置
（例えば赤外光ビーム出射部１４と同程度の高さ位置）
に配置してその光軸を車両後方略々水平方向に向けて配
置することもできる。

【００２４】前記実施の形態では赤外発光ダイオードか
ら発光された赤外光をレンズを用いて平行光線に集光し
たが、図６（ａ）に示すように赤外発光ダイオード１１
２から発光された赤外光１１４′を反射鏡１１６を用い
て平行光線１１４にすることもできる。この場合、赤外
発光ダイオード１１２と反射鏡１１６とをその光軸１１
８の方向に相対的に移動可能にすれば、図６（ｂ）のよ
うに両者間の距離を近づけた時に発散光線１１４″にし
て出射することができ、照明用として用いることができ
る。

【００２５】また、前記実施の形態では、光学マスクパ
ターンを矢印としたが（図２（ｂ））、図７に示す光学
マスク１２０のように三角形のマスクパターンとするこ
ともできる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、複雑な演算装置や画像処理装置を用いることなし
に、また車両後方にいる人や他の車両の人の目を眩惑さ
せることなしに、簡単な構成で車両後方の障害物までの
距離を正確に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態を示す車両の側面図お
よび平面図である。

【図２】 図１の赤外光ビーム出射装置１６の具体例を
示す縦断面図およびそのＡ矢視図、Ｂ−Ｂ断面図であ
る。

【図３】 図２のレンズ駆動装置７０および光学マスク
駆動装置５２の制御装置の具体例を示すブロック図であ
る。

【図４】 図１の装置の測距モード時の動作を示す平面
図およびテレビモニタの画像である。

【図５】 図１の装置の照明モード時の状態を示す図で
ある。

【図６】 反射鏡を使って赤外光ビームを平行光線ある
いは発散光線にする様子を示す図である。

【図７】 マスクパターンを三角形にした光学マスクを
示す図である。

【符号の説明】

１０ 車両 １４ 赤外光ビーム出射部 ２０，２２ 赤外光ビーム ２６ 赤外光感応テレビカメラ ２８ テレビモニタ ３２ 赤外発光ダイオード ３６ レンズ ４６，１２０ 光学マスク １１６ 反射鏡

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】赤外発光ダイオードから発光された複数本
   の赤外光ビームをレンズまたは反射鏡にてそれぞれ略々
   平行光線にして車両後部から車両後方に向けて互いに非
   平行で出射する赤外光ビーム出射部と、車両後部に配置
   されて、前記赤外光ビーム出射部から出射される複数本
   の赤外光ビームが通過する車両後方直後位置付近の画像
   を撮像する赤外光感応テレビカメラと、車室内に配置さ
   れ、前記赤外光感応テレビカメラで撮像された画像を表
   示するテレビモニタとを具備してなる車両後方監視装置
   において、 前記赤外光ビーム出射部が、２本の赤外光ビームを互い
   に接近させる方向に非平行で出射して、車両後方直後位
   置付近でこれら２本の赤外光ビームが交叉または最接近
   するよう当該両ビームを配置し、前記赤外光感応テレビ
   カメラが当該２本の赤外光ビームが最接近する位置を含
   めてその周囲の画像を撮像してなる車両後方監視装置。
2. 【請求項２】前記赤外光ビーム出射部が、前記複数本の
   赤外光ビームを部分的に透過してそのビーム断面形状を
   互いに逆向きの矢印または三角形に整形する光学マスク
   を具備してなる請求項１記載の車両後方監視装置。
3. 【請求項３】前記赤外発光ダイオードと前記レンズまた
   は反射鏡とがそれらの光軸方向に相対的に移動可能に配
   設され、当該移動した位置で前記レンズまたは反射鏡が
   前記赤外ダイオードの光を非平行光線にして出射してな
   る請求項１または２記載の車両後方監視装置。