JP5235876B2 - 車両ビジョンシステム - Google Patents

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Description

本開示は、一般に自動車で用いるバックミラーに関し、より具体的には、カメラベース又は反射モードで動作するように構成される後方観察システムに関する。
（関連出願の相互参照）
この出願は、「Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｒｅａｒ Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」と題される２００６年６月２８日に出願された米国仮出願第６０／８１６，９９４号の優先権及び利益を主張する。前述した仮出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
バックミラーは、車両運転手が車両の後方の対象物を見ることができるようにするために利用される。従来のバックミラーは、フロントガラスに装着されるミラー面を含む。運転手は、選択的にミラー面に目をやる場合があり、また、運転手及び／又は車両の後方の対象物の反射を観察する場合がある。この配置は、限られた範囲の視認性を運転手に対して与える。例えば、車両キャビンの後部の対象物は、運転手の視線を遮る場合がある。そのような対象物としては、他の搭乗者、ヘッドレスト、身の回り品、卒業生／「成績優秀者両親」道具一式などが挙げられる。特に、ヘッドレストに関する連邦規定（例えば、ＦＭＶＳＳ ２０２Ａ）は、運転手の視野を更に遮る大きなヘッドレストの車両キャビン内での実装を奨励する。更に、反射型ビジョンシステム又はミラーベースのビジョンシステムは、後方視ミラー及び側方視ミラーによって運転手へ反射されない領域に死角を残す可能性がある。
幾つかの現在の後方ビジョンシステムは、運転手がミラーベース動作モード（ミラー面を有する）とカメラベース動作モードとの間で選択できるようにする２モード動作プラットフォームを含む。カメラベースモードにおいて、カメラは、車両の後部領域、通常はセンターハイマウントストップランプすなわち（ＣＨＭＳＬ）に装着される。ビデオ画像は、カメラから、バックミラー内に組み込まれるディスプレイモニタ又はディスプレイへとリレーされる。また、消費者調査は、そのような装置の制御を運転手に依存する同様の構成が平均的な運転手の技術的能力と釣り合わない技術的知識を求めていることを示唆している。その結果、そのような構成は、運転手にとって操作するのが煩わしく、また、最終的に顧客の不満をもたらす可能性がある。
また、ミラーベースモード及びカメラベースモードはいずれも、ディスプレイ内の画像及び／又は情報を認識するために運転手が自分の焦点を調整することを必要とする。人間の眼は、眼に対して異なる場所に位置する対象物を認識するための力を変化させるよう構成されている。しかしながら、対象物が運転手の眼から約２フィート以上離れた距離にあると、対象物を認識しようとするのに要する力は、対象物が運転手から７フィート、２０フィート、１００フィート、又は、理論的に無限に離れていた場合とほぼ同じである。運転手の眼から２フィート未満の距離で画像が車両キャビン内において表示されると、運転手は、前方の道路と後方観察ディスプレイとの間で焦点を切り換えなければならない。すなわち、認識レベルを変えようとしなければならない。これは、運転手の眼に対して望ましくない緊張を与える可能性があり、顧客の不満をもたらす可能性がある。
したがって、少なくとも後方観察のための車両ビジョンシステムであって、ビジョンシステムの様々な動作モード間を切り換えるための更にユーザフレンドリーな制御システムを含むビジョンシステムを提供することが望ましい。また、任意のミラーベース動作モード及びカメラベース動作モードのための単一ディスプレイを提供することが望ましい。更に、車両の内部及び外部に装着されたカメラからビデオ画像を供給する柔軟性を有する車両ビジョンシステムを提供することが有益である。また、ユーザの眼の緊張を最小限に抑えるために車両運転手の眼から２フィートよりも遠く離れた距離で画像を表示するビジョンシステムを提供することが望ましい。更にまた、運転手の眼から車両のバックミラーまでの距離よりも長い焦点距離を有する表示を運転手に対して与えることが有益である。以下の教示内容は、それらが前述した必要性のうちの１つ以上を達成するかどうかにかかわらず、添付の請求項の範囲内に入る実施形態にまで及ぶ。
１つの典型的な実施形態において、車両用のビジョンシステムは、車両に装着されるカメラと、カメラからビデオ信号を受信するように構成されたディスプレイソースとを含む。ディスプレイソースは車両に装着される。ディスプレイアセンブリは、ビジョンシステムが第１のモードで動作しているときに画像を反射し且つビジョンシステムが第２のモードで動作しているときにディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーンを含む。
他の典型的な実施形態において、車両に装着されるカメラを有するビジョンシステムを少なくとも部分的に収容する自動車で用いるオーバーヘッドコンソールは、カメラからビデオ信号を受信するように構成されるディスプレイソースを含む。ディスプレイソースはオーバーヘッドコンソールに結合される。ディスプレイアセンブリは、ビジョンシステムが第１のモードで動作しているときに画像を反射し且つビジョンシステムが第２のモードで動作しているときにディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーンを含む。
他の典型的な実施形態において、車両用のビジョンシステムは、車両に装着されるカメラと、カメラに接続され且つカメラからビデオ信号を受信するように構成されるディスプレイソースとを含む。ディスプレイソースは車両に装着される。ディスプレイアセンブリは、ビジョンシステムが第１のモードで動作しているときに画像を反射し且つビジョンシステムが第２のモードで動作しているときにディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーンを含む。後方観察システムは、第１のモードと第２のモードとの間を自動的に変えるように構成される。
他の典型的な実施形態において、車両用のビジョンシステムは、車両に装着されるカメラと、カメラに接続され且つカメラからビデオ信号を受信するように構成されるディスプレイソースとを含む。ディスプレイソースは車両に装着される。ディスプレイアセンブリは、ビジョンシステムが第１のモードで動作しているときに画像を反射し且つビジョンシステムが第２のモードで動作しているときにディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーンを含む。後方観察システムは、変形可能であるとともに、平坦面又は凹状面を有するように構成され、また、凹状面は、横軸、水平軸及び／又は垂直軸に対して湾曲されてもよい。
他の典型的な実施形態において、車両に装着されるカメラからの画像を表示するために自動車で用いる車載ディスプレイは、カメラからビデオ信号を受信するように構成される制御回路と、バックミラー位置で車両に結合され、ビデオ信号からのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーン部を備えるディスプレイと、ディスプレイアセンブリ上に表示される画像の焦点距離を変えるように構成されるレンズとを含む。
他の典型的な実施形態において、調整された焦点距離で自動車の運転者に対して画像を表示する方法は、画像を表示するように構成されるディスプレイ面を設けることを含む。画像は、自動車における任意の場所に対する焦点距離を規定する。方法は、自動車における同じ場所に対する画像の焦点距離の知覚を変えるように構成されるレンズを設けること、及び、画像の歪められた焦点距離を達成するようにディスプレイ面と運転者との間にレンズを介挿することを更に含む。
他の典型的な実施形態において、車両に装着されるカメラを有するビジョンシステムを少なくとも部分的に収容する自動車で用いるオーバーヘッドコンソールは、カメラからビデオ信号を受信するように構成されるディスプレイソースを含む。ディスプレイソースはオーバーヘッドコンソール内に装着される。第１のスクリーン部は、ビジョンシステムがカメラベースモードで動作しているときにディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成される車両に取り付けられる。第２のスクリーン部は、画像を反射するためのミラー部を含む。ディスプレイソースは、第１のスクリーン部上にビデオ画像を投影するように構成される。第２のスクリーン部は、ディスプレイソースに対してディスプレイソースと第２のスクリーン部との間の距離よりも大きい距離でビデオ画像を反射するように第１のスクリーン部に対して構成される。
他の典型的な実施形態において、ビジョンシステム用のブラケットは、反射面が結合されるフランジを含む第１の先端と、ピボットアセンブリ及びスクリーン部が結合されるフランジを含む第２の先端とを含む。ブラケットは、第１の先端及び第２の先端の位置を他の軸に対して変えることなく第１の先端及び第２の先端が１つの軸に対して回動できるように構成される。
１つの実施形態において、車両用のヘッドアップディスプレイを伴うビジョンシステムは、車両に装着されるカメラと、カメラからビデオ信号を受信するように構成されるディスプレイソースとを含む。ディスプレイソースは車両に装着される。ディスプレイアセンブリは、ビジョンシステムが所定のモードで動作しているときにディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成される選択的に透明なスクリーン部を含む。スクリーン部は、サイドウインドウ、フロントガラス、オーバーヘッドコンソール、センタースタックコンソール、計器類、バックミラー、及び／又は、車両の他の場所に位置してもよい。
典型的な実施形態に係るビジョンシステムを有する車両の斜視図である。 典型的な実施形態に係るビジョンシステムの斜視図である。 典型的な実施形態に係るビジョンシステムのブロック図である。 典型的な実施形態に係るビジョンシステムにおける制御回路のブロック図である。 幾つかの典型的な実施形態に係る割り当てられたスクリーン部を有するビジョンシステムの正面図である。 典型的な実施形態に係るビジョンシステムの分解図である。 典型的な実施形態に係るビジョンシステムの分解図である。 典型的な実施形態に係るビジョンシステムの正面図である。 図８Ａのビジョンシステムの側面図である。 典型的な実施形態に係るビジョンシステムによって表示される画像と運転手との間の長さの側面図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムのブロック図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの側面図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの側面図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの斜視図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの斜視図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの側面図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの側面図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの側面図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの側面図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの側面図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの側面図である。 様々な典型的実施形態に係るビジョンシステムを有するオーバーヘッドコンソールの側面図である。 典型的な実施形態に係るビジョンシステムにおけるブラケットの斜視図である。
図１〜２１を参照すると、対象物を見るための車両ビジョンシステム１０が示されている。好ましい実施形態において、ビジョンシステムは、自動車又は自動車両の運転手の後方の対象物を見るように構成されている。図１に示されるように、ビジョンシステム１０は車両２０に含まれている。ビジョンシステム１０は、運転手の後方の画像を反射し且つ車両２０に対して様々な位置（例えば、３０ａ〜ｇ）に装着されるカメラから受信するビデオ画像を表示するように構成されている。
図２の典型的な実施形態において、ビジョンシステム１０は、画像をそこから反射するための表面４０を含む。表面４０はミラー面であってもよい。システム１０を後方視野ミラーとして構成することができる。後方視野ミラーハウジング５０が装着ブラケット６０を介して車両２０のフロントガラスに取り付けられる。様々な運転手がミラー面４０を好ましい位置に調整できるように、ミラーハウジング５０と装着ブラケット６０との間にはヒンジ（図示せず）が含まれている。あるいは、ハウジング５０を他の手段によって車両２０に対して或いは他の場所（例えば、オーバーヘッドコンソール（ＯＨＣ）、センタースタックコンソール、及び／又は、計器パネル）に装着又は取り付けることができる。
ビジョンシステム１０は、図３〜４に示されるように、少なくとも４つの動作モード７０、８０、９０、１００のうちのいずれかで動作するように構成されており、これらの動作モードの全てがここで説明される任意の典型的な実施形態に組み込まれてもよい。第１のモード７０は、運転手の後方の要素を反射するために平坦な反射面又はスクリーン部１１０を使用する。第２のモード８０は、車両キャビン内に位置されるスクリーン部１１０に対してビデオ表示画像を送るディスプレイソース１２０を含むカメラベースモードである。車両２０の後部（例えば、センターハイマウントストップランプすなわちＣＨＭＳＬ１４０）に位置されるカメラ１３０は、ディスプレイソース１２０へビデオ画像を送る。第３のモード９０も反射スクリーン部（又は、ミラースクリーン）を使用するカメラベースモードである。第４のモード１００はスクリーン部１１０の色を変える。第４のモード１００において、スクリーン部１１０は、あまり目立たないように見えるとともに、暗い外観を与えるために車両内装カラースキームの範囲内で色を一致／対照させるようにシェーディングされる。
カメラ１３０は、運転手の周囲の複数の視野を形成するために、車両の前方領域、側方領域、及び／又は、後方領域のうちのいずれか（例えば、３０ａ〜ｇ）に対して位置されてもよい。カメラベースモード（例えば、図３に示される８０、９０、１００）において、ビジョンシステム１０は、車両２０（図１に示される）に結合される少なくとも１つのカメラ１３０を含む。例えば、１つの実施形態において、カメラ１３０はセンターハイマウントストップランプ（ＣＨＭＳＬ１４０）に結合される。他の実施形態において、カメラ１３０は内部位置（例えば、３０ｃ−オーバーヘッドコンソールの位置）で車両に結合される。
カメラ１３０の位置は図１に示される位置に限定されない。例えば、他の典型的な実施形態では、カメラ１３０が運転手のシートの後部又はルーフボウに結合され、それにより、運転手は自分の直ぐ後側の対象物を見ることができる。図５に示される実施形態に関して図示して説明するように、ビジョンシステム１０を介して小さい子供及び他の搭乗者を監視できる。
ビジョンシステム１０のスクリーン部１１０は、別々に或いは同時に複数の画像を表示するように構成される。カメラ１３０は、ビデオ画像をディスプレイソース１２０へ送るように構成される。１つの実施形態では、カメラ１３０がディスプレイソース１２０に対して配線される。他の実施形態では、カメラ１３０が無線周波数及び／又は赤外線周波数によってディスプレイソース１２０へ信号を無線送信する。ディスプレイソース１２０は受信器（図示せず）を含んでおり、また、カメラ１３０はビデオ送信器（図示せず）を含む。電子装置間の短距離通信を可能にするように構成されたブルートゥース技術は、カメラ１３０がディスプレイソース１２０と無線通信できるようにするために利用される。ＩＥＥＥ８０２．１１及び他の通信プラットフォームなどの他の無線規格又は技術をビジョンシステム１０と共に使用することができる。
少なくとも第２及び第３のモード（８０及び９０）において、ディスプレイソース１２０は、カメラ１３０から受信するビデオ信号を処理して、ビデオ画像をスクリーン部１１０へ送る。ディスプレイソース１２０は、オーバーヘッドコンソール１５０の近傍の車体に対して結合される。１つの実施形態において、ディスプレイソース１２０は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）プロジェクタである。ディスプレイソース１２０は、ディスプレイアセンブリ１６０のスクリーン部１１０に対して平行に装着され、それにより、ディスプレイアセンブリに対して垂直な角度でビデオ画像を送る。あるいは、陰極線管（ＣＲＴ）又は他の画像プロジェクタが車両ビジョンシステム１０と共に利用されてもよい。他の実施形態では、ディスプレイソースがディスプレイモニタ又はフラットパネルディスプレイである。ディスプレイモニタは、ＬＣＤ、ＣＲＴ、又は、当該技術分野において知られる任意の他のディスプレイであってもよい。
ディスプレイアセンブリ１６０はスクリーン部１１０を車両ビジョンシステム１０内に組み込む。スクリーン部１１０は、ディスプレイソース１２０からのビデオ画像を表示するように構成される。スクリーン部１１０は、ディスプレイソース１２０からビデオ撮像を選択的に受信してもよく、あるいは、カメラ１３０から直接にビデオ撮像を受信してもよい。１つの実施形態において、ディスプレイアセンブリ１６０は、薄い外形を有するとともに、カメラ１３０からビデオ画像を受信し且つそのような画像をディスプレイアセンブリ１６０のスクリーン部１１０上に表示するように構成されるＬＣＤ（液晶ディスプレイ）又は任意の他の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ディスプレイを含む。１つの典型的な実施形態では、ディスプレイソース１３０からビデオ信号を受信するか或いはカメラ１３０からビデオ信号を受信するかの間を選択的に変えるために、スイッチ１７０、例えばマルチプレクサ、スイッチセレクタ、又は、他の装置、（図４に示される）がビジョンシステム１０に含まれている。この場合、ディスプレイアセンブリ１６０はディスプレイソースを選択的にバイパスする。
１つの典型的な実施形態において、ビジョンシステム１０は、図４に示されるように、複数の所定の状態のうちの任意の１つの履行時にモード７０、８０、９０、１００間を自動的に切り換えるように構成される。所定の状態のそれぞれは、電子回路２４０に結合される複数のセンサ（図４に示されるように、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０）のうちの任意の１つによって検出される。電子回路２４０はスイッチ１７０を含む。電子回路２４０は、例えば、自動再配置可能なヘッドレストが配置されないとき、後部座席に搭乗者がいないという表示、にシステム１０を第１のモード７０へ切り換えるように構成される。更に、電子回路２４０は、車両の後部領域の任意の１つの自動再配置可能なヘッドレストが配置されるときにシステム１０を第２のモード８０に設定するように構成される。ビジョンシステム１０は、搭乗者が後部座席に存在し又はするであろうかどうかを検出するように構成される重量センサ１９０、圧力センサ２００、及び／又は、リヤドアロックセンサ２１０に対して結合させることができる。ヘッドレストは、所定の閾値よりも大きいシートの負荷を検出するときに配置につくように構成されてもよい。他の実施形態において、ヘッドレストは、シートバックの移動によって作動されるとともに、シートアセンブリのピボットヒンジ上のラッチとヘッドレストとの間のリンクを含んでおり、それにより、設計位置からシートバックを外すと、ヘッドレストが移動し／移動が可能となるとともに、任意の１つの動作モードが作動し／可能になる。
センサ２２０は、トランスミッションが動作しているギアを決定するために電子回路２４０に含ませることができる。車両２０が後進中の場合には、システム１０がモードを変えてもよい。また、電子回路は、センサ２３０を介して車両の後進駐車支援システムと通信することもでき、それにより、車両の下側後部領域の背後で対象物が検出されると、それに応じてシステム１０がモードを変える。電子回路２４０はシステム１０の動作モードを自動的に変えることができ、あるいは、ビジョンシステムが動作するモードを運転手が手動で選択してもよい。
第４のモード１００において、ディスプレイアセンブリ１６０は、最小化された外観（又は、暗くされた外観）を有するように構成される。ディスプレイアセンブリはエレクトロクロマティック技術又は他の反射抑制技術を使用してもよい。ディスプレイアセンブリ１６０は、その色が第４のモードにおいて第１、第２、又は第３のモード（それぞれ７０、８０、及び９０）のいずれかよりも暗く見えるような少なくとも１つの表面を含む。
１つの典型的な実施形態では、車両ビジョンシステム１０が図５に示される複数のスクリーン部（例えば、１１０ａ〜ｋ）を伴って構成される。スクリーン部は、画像を反射してもよく（例えば、スクリーン部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｆ、１１０ｈ、１１０ｋ）、あるいは、カメラからのビデオ画像を表示してもよい（例えば、スクリーン部１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｇ、１１０ｉ、１１０ｊ）。画像は、別々に或いは同時に表示されてもよい。例えば、運転手が運転中に車両の後部領域の小さい子供を監視することが望ましい場合がある。スクリーン部１１０ｃ、１１０ｄは、運転手に対して反射画像を一方側に与えるとともにビデオ監視システムからの画像を他方側に与えるために同時に表示されてもよい。また、左右の死角からの画像をビジョンシステムで表示させることが望ましい場合もある。スクリーン部１１０ｅ、１１０ｇは、運転手が自分の死角を肩越しに見ることなくチェックできるように、反射面（例えば、１１０ｆ）と組み合わされてもよい。後進中、運転手は、スクリーン部１１０ｊ（車両２０の下側後部領域のカメラにリンクされる）と（反射）スクリーン部１１０ｋとを組み合わせることによって車両の後部に対して完全に垂直な視界を有してもよい。反射スクリーン部及びカメラリンクスクリーン部が重なり合うように配置されてもよく、それにより、同じシステムが要求に応じて任意のスクリーン部１１０ａ〜ｋを表示してもよい。例えば、運転手が自分達の右側信号灯をＯＮにすると、システムがスクリーン部１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇを自動的に組み合わせてもよい。ウィンカがＯＦＦにされると、システムが異なる組み合わせ（例えば、スクリーン部１１０ａ〜ｂ）に戻ってもよい。運転手が車両を後進させると、システムがスクリーン部１１０ｊ、１１０ｋを利用してもよい。したがって、スクリーン部の組み合わせを変えるために制御回路（図示せず）が設けられてもよい。
１つの典型的な実施形態では、図６に示されるように、スクリーン部１１０ａ〜１１０ｋのうちの少なくとも１つが、内部に装着される電子彩色フィルム又は電気化学フィルムを含む。フィルムは、選択的に、透明であり、あるいは、反射性を有する。フィルムはエレクトロクロマティック媒体を含んでおり、それにより、フィルムの両端間に所定の電圧が印加されると、フィルムの透明性が変化する。このように、スクリーン部１１０ａは、異なるスクリーン部（例えば、１１０ｊ）を運転手が見ることができるように反射スクリーン部と透明な表面との間を選択的に切り換えるべく構成される。フィルムがナノ積層箔から成っていてもよい。
図７〜１０に示される実施形態では、ビジョンシステム１０によって表示される画像の焦点を変えるために凹状／湾曲スクリーン部が利用される。図７に示されるように、ディスプレイアセンブリ１６０は、選択的に平坦又は凹状になることができる変形可能スクリーン部２５０を含む。平坦位置において、変形可能スクリーン部２５０は、平坦なスクリーン部を用いるよりも運転手から遠く離れた対象物を反射させ、したがって遠視野効果をもたらすように構成される。変形可能スクリーン部２５０は、サーボモータ及びカムアセンブリ（図示せず）に対して装着することができる。モータ及びカムアセンブリは、変形可能スクリーン部２５０の位置を平坦位置（例えば、２６０）から凹状位置（例えば、２７０）へと実質的に変えるために、変形可能スクリーン部２５０に対して直線的な力を加えることができる。１つの実施形態において、変形可能な表面は、例えばヘッドレストの後退などの複数の所定の状態のうちの任意の１つを満たすときに平坦位置２６０と凹状位置２７０との間を自動的に切り換えるように構成される。手動調整可能な機構又はモータ駆動アセンブリなどの任意の様々な機構を使用して、変形可能スクリーン部２５０を略平坦な形態から略凹状の形態へと変形させ或いは切り換えることができる。あるいは、変形可能スクリーン部２５０を、ディスプレイソースから投影されるビデオ画像を表示するのに適する態様で永久に凹状形態に構成することができる。
図８Ａ〜Ｂに示されるように、ディスプレイアセンブリ１６０は、平坦面２９０と湾曲面３００とを有する両面スクリーン部２８０を含む。平坦面及び湾曲面２９０、３００はディスプレイアセンブリ１６０の反対側にある。ディスプレイアセンブリ１６０は車体に対して回転或いは反転するように構成される。ディスプレイアセンブリ１６０は、平坦面２９０が車両の運転者に面するような位置にロックされてもよく、それにより、運転者は、車両ビジョンシステム１０を反射モード（例えば、第１のモード７０）で利用することができる。ビデオ画像がスクリーン部２８０の両側に投影されてもよく、あるいは、ビデオ画像がカメラからディスプレイアセンブリへ直接送られてもよい。ディスプレイアセンブリ１６０は、湾曲面３００が車両運転者に面するように選択的にロックが解除されて回転されてもよい。ディスプレイアセンブリ１６０は２つの端部にピボットヒンジ３１０を含む。ディスプレイアセンブリが選択的に所定位置にロックできるように、ディスプレイアセンブリ１６０の少なくとも一端にラッチ・解放機構（図示せず）が組み込まれる。
図９〜１２に関して示されるように、ビジョンシステム１０によって表示される画像の焦点距離を変えるため、ディスプレイアセンブリにレンズが含められてもよい。図９に関しては、ディスプレイアセンブリ１６０を２つのモードで利用するときの運転手の認知が概略的に描かれている。システム１０が反射モード（例えば、第１のモード７０）で動作している場合には、画像が長さｌ１で表示される。画像は、ディスプレイアセンブリ１６０が車両２０に対して装着される長さで運転手に対して表示される。長さｌ１は、路上の画像が見える長さ（図９に示されるｌ∞）よりもかなり短い。システム１０によって表示される画像をディスプレイアセンブリ１６０が装着される場所よりも長い距離で見えるようにするために、多くのレンズが利用されてもよい。例えば、画像は、ディスプレイアセンブリ１６０がｌ１の長さで装着される場合であっても、ｌ２の長さで表示されてもよい。長さｌ２では、画像がｌ∞と同じ焦点で見える。このようにすれば、運転手は、ビジョンシステム１０と道路との間で見るときに焦点を再び合わせなくてすむ。
遠視野ディスプレイ３２０（あるいは、焦点長さの変更）は、多くの異なる形態の遠視野レンズ３３０を使用して達成することができ、遠視野レンズのうちの２つが図１０に概略的に示されている。カメラ１３０は、ビデオ画像をディスプレイソース１２０に対して供給する。遠視野レンズ３３０は、遠視野ディスプレイ３２０を得るために、ディスプレイソース１２０とスクリーン部との間に介挿されてもよい。あるいは、遠視野ディスプレイ３２０を得るために、遠視野レンズがスクリーン部１１０の他方側にあってもよい。いずれも、運転手に対する画像の更に離れた表示を達成する。遠視野レンズがここに開示された任意の１つの実施形態と共に利用されてもよいことは言うまでもない。
図１１〜１２に示されるように、遠視野レンズ３３０をオーバーヘッドコンソール１５０に組み込むことができる。図１１に示されるように、レンズ３３０は、ディスプレイアセンブリ１６０と運転手３４０との間に配置されてもよい。オーバーヘッドコンソール１５０は、ディスプレイアセンブリ１６０及びディスプレイソース１２０を組み込んでいる。レンズ３３０はディスプレイアセンブリ１６０と運転手３４０との間に介挿される。図１２の図示の実施形態では、ディスプレイアセンブリ１６０がオーバーヘッドコンソール１５０の外側にある。レンズ３３０は、そこから描き出される画像の焦点距離の変化を達成するために、ディスプレイソース１２０とディスプレイアセンブリ１６０との間に配置される。レンズ３３０は透明な歪曲していないレンズであってもよい。
幾つかの典型的な実施形態において、ビジョンシステム１０は、例えば図１３Ａ〜２０に示されるように、レンズの使用を伴うことなくオーバーヘッドコンソール１５０内に組み込まれる。図１３Ａにおいて、ディスプレイアセンブリ１６０は、ディスプレイソース１２０と平行に車両に対して装着される。オーバーヘッドコンソール１５０は、例えばビデオ／プロジェクタスクリーンであってもよいディスプレイソース１２０を含む。スクリーン部１１０はディスプレイソース１２０の前方に装着される。システム１０は、図１３Ａに示されるＣＨＭＳＬ１４０に装着されるカメラ１３０から受信する画像を表示するように構成される。
図１３Ｂの図示の実施形態では、ディスプレイソースがディスプレイアセンブリ１６０内に含まれていない。スクリーン部１１０は、オーバーヘッドコンソール１５０内に装着されるシステム１０内に含まれている。スクリーン部は、それが反射面として作用すると同時にビデオ画像を表示し得るように可分である。
図１４〜２０は、オーバーヘッドコンソール１５０に組み込まれるビジョンシステム１０の様々な典型的実施形態の側面図を示している。図１４において、オーバーヘッドコンソール１５０は、サンルーフを自動的に開閉するためのサンルーフモータ３５０を含む。ビジョンシステム１０は、サンルーフモータ３５０を収容するようにパッケージ化されている。ディスプレイソース１２０は、サンルーフモータの前方に装着されており、オーバーヘッドコンソール１５０に対して調整可能である。スクリーン部１１０は、平坦であり、ディスプレイソース１２０の前方に装着されるとともに、好みにしたがって傾けられてもよい。オーバーヘッドコンソール１５０が自動サンルーフを含んでいなくてもよい（図１６に示される）。
図１５では、オーバーヘッドコンソール１５０が自動サンルーフを含んでいない。ディスプレイソース１２０がオーバーヘッドコンソール１５０に対して結合され、スクリーン部１１０がディスプレイソース１２０の前方に装着される。遠視野効果を達成するために、レンズ３３０がオーバーヘッドコンソール１５０に対して選択的に結合されてもよい。
図１６において、オーバーヘッドコンソール１５０は、固定されたディスプレイソース１２０を有する調整可能なスクリーン部１１０を含む。スクリーン部１１０は、車両オーバーヘッドコンソール１５０に対して結合される調整機構３６０に結合されている。調整機構３６０は、スクリーン部１１０をオーバーヘッドコンソールに対して移動させる。調整機構３６０は、モータ駆動アセンブリ又は手動で操作できる調整器を含んでいてもよい。スクリーン部１１０は、当該スクリーン部の曲率を変えるために変形できてもよい（前述したように）。
図１７では、ビジョンシステム１０に中間スクリーン部３７０が含まれている。中間スクリーン部３７０はディスプレイソース１２０とスクリーン部１１０との間に配置される。ビデオ画像は、ディスプレイソース１２０から中間スクリーン部３７０へ送られて、スクリーン部１１０へ反射される。中間スクリーン部３７０は平坦で且つ反射性を有する。この配置において、画像は、ビデオ画像が（反射型）中間スクリーン部３７０に対して更に遠くへ移動するにつれて運転手３４０に対して更に離れて見える。ディスプレイソース１２０はフラットパネルディスプレイである。他の典型的な実施形態において、ディスプレイソース１２０は、ビデオ画像を中間スクリーン部３７０へ送るように構成されるプロジェクタである（図１９に示される）。図示の実施形態では、調整機構３６０も含まれている。
図１８及び図１９では、レンズ３３０がディスプレイソース１２０とスクリーン部１１０との間に配置される。レンズ３３０は、ディスプレイソース１２０から受け取られるビデオ画像を拡大するように構成される拡大レンズである。このようにすると、更に小さいディスプレイソース１２０を利用して、標準的な或いは更に大きい表示をスクリーン部で得ることができる。図１８では、レンズ３３０がディスプレイソース１２０の後方に配置され、また、図１９では、移動距離を更に大きくするため、レンズ３３０がディスプレイスクリーンの前方に配置される。図１９の図示の実施形態では、中間スクリーン部３７０が含まれている。
他の典型的な実施形態において、オーバーヘッドコンソール１５０は、サンルーフを自動的に開閉するためのサンルーフモータ３５０を含む（図２０に示される）。ディスプレイソース１２０は、車両に対してサンルーフモータ３５０の前方に装着される。スクリーン部１１０は、平坦であり、ディスプレイソース１２０の前方に装着されるとともに、オーバーヘッドコンソール１５０に対して、調整機構３６０によって、調整可能である。
ディスプレイアセンブリ１６０は、車両キャビン内の複数の場所のうちの任意の１つに位置されてもよい。例えば、１つの典型的な実施形態において、ディスプレイアセンブリは、センタースタックコンソールに装着されるとともに、車両のＧＰＳディスプレイシステムに組み込まれている。他の実施形態において、ディスプレイアセンブリ１６０は、サイドウインドウ上にビデオ画像を表示するように車両ドアに組み込まれており、これにより、側視ミラーの必要性が排除される。また、ディスプレイアセンブリは、車両ダッシュボード、計器パネル、オーバーヘッドコンソール、あるいは、車両キャビンの内部又は外部の任意の他の場所に位置されてもよい。１つの実施形態において、ディスプレイアセンブリは、それが画像を透明スクリーン部（例えば、サイドウインドウ又はフロントガラス）上に投影するときにヘッドアップディスプレイをもたらす。スクリーン部は、ヘッドアップモード又は異なるモード（例えば、反射）で動作するために透明度を選択的に変えてもよい。また、スクリーン部は様々な表面処理を有していてもよく、それにより、スクリーン部の所定の部分、すなわち、処理された部分だけに画像が投影されてもよい。例えば、スクリーン部の半分に対して紫外線溶液が塗布されてもよく、それにより、ＵＶ照明によって投影される画像だけがスクリーン部の処理された部分で見られてもよい。
ここで、図２１を参照すると、他の典型的な実施形態によれば、ビジョンシステム１０にブラケット３８０が含まれる。ブラケット３８０は２つの先端３９０、４００を含む。先端３９０は、反射面４１０が結合されるフランジを含む。また、先端４００は、スクリーン部１１０のためのピボットアセンブリ４３０が結合されるフランジ４２０を含む。スクリーン部１１０が凹状スクリーン部であってもよい。ブラケット３８０は、ピボットアセンブリ４３０上でＺ軸に対して回動できる。また、ブラケット３８０は、スクリーン部１１０のピボットアセンブリ４３０と反射面４１０との間の垂直関係も維持する。スクリーン部１１０は、反射面４１０からの歪曲されていないビデオ画像を受信するように最適に位置される。ブラケット３８０及びディスプレイアセンブリ１６０は、オーバーヘッドコンソール内又は車両に対して任意の場所に装着することができる。ユーザの選択的設定に適応させるために、Ｚ軸周りで調整を行なうことができる。アセンブリ１６０をＺ軸を中心に回動させるために、制御回路をモータに結合させることができる。ビジョンシステム１０は、複数の選択可能な予めプログラミングされる形態、例えば「彼の」、「彼女の」、「お母さんの」、「お父さんの」及び、「十代の息子／娘の」位置設定を伴って構成されてもよい。１つの典型的な実施形態では、ブラケット３８０は硬質プラスチックからなり、射出成形によって製造される。
調整された焦点距離で自動車の運転者に対して画像を表示する方法は、画像を表示するように構成されるディスプレイアセンブリを設けることを含む他の典型的な実施形態に含まれる。画像は、自動車における任意の場所に対する焦点距離を規定する。方法は、自動車における同じ場所に対する画像の焦点距離の知覚を変えるように構成されるレンズを設けること、及び、画像の歪められた焦点距離を達成するようにディスプレイアセンブリと運転者との間にレンズを介挿することを更に含む。
なお、ここに開示される車両ビジョンシステム及び方法は、乗用車、トラック、ＳＵＶ、ミニバン、バス（その他同種類のもの）などの様々な自動車、航空機、ボート、及び他の非車両観察用途で使用できる。図面に示される前述した典型的な実施形態が現在好ましいものであるが、これらの実施形態が単なる一例として与えられているのは言うまでもない。例えば、ここでの教示内容は、任意のビジョンシステムに適用することができ、また、ビジョンシステムに限定されない。したがって、本車両ビジョンシステムは、特定の実施形態に限定されず、本発明の範囲内の様々な変形にまで及ぶ。

Claims (14)

  1. 車両用のビジョンシステムであって、
    前記車両に装着されるカメラと、
    前記カメラからビデオ信号を受信するように構成され、前記車両に装着されるディスプレイソースと、
    前記ビジョンシステムが第１のモードで動作しているときに画像を反射し且つ前記ビジョンシステムが第２のモードで動作しているときに前記ディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーンを備えるディスプレイアセンブリと、
    前記ディスプレイアセンブリ上に表示される画像の焦点距離を、前記ディスプレイアセンブリと車両搭乗者との間の距離よりも長くなるように変えるように構成されるレンズとを備える、ビジョンシステム。
  2. 自動車に装着されるカメラを有するビジョンシステムを少なくとも部分的に収容する前記自動車で用いるオーバーヘッドコンソールであって、
    前記カメラからビデオ信号を受信するように構成され、前記オーバーヘッドコンソールに結合されるディスプレイソースと、
    前記ビジョンシステムが第１のモードで動作しているときに画像を反射し且つ前記ビジョンシステムが第２のモードで動作しているときに前記ディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーンを備えるディスプレイアセンブリと、
    前記ディスプレイアセンブリ上に表示される画像の焦点距離を、前記ディスプレイアセンブリと車両搭乗者との間の距離よりも長くなるように変えるように構成されるレンズと
    を備える、オーバーヘッドコンソール。
  3. 自動車に装着されるカメラからの画像を表示するために前記自動車で用いる車載ディスプレイであって、
    前記カメラからビデオ信号を受信するように構成される制御回路と、
    バックミラー位置で前記自動車に結合され、前記ビデオ信号からのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーン部を備えるディスプレイと、
    ディスプレイアセンブリ上に表示される画像の焦点距離を、前記ディスプレイアセンブリと車両搭乗者との間の距離よりも長くなるように変えるように構成されるレンズと、
    を備える、車載ディスプレイ。
  4. 前記レンズが前記ディスプレイアセンブリと前記車両搭乗者との間に装着される、請求項３に記載のディスプレイ。
  5. 前記レンズがディスプレイソースと前記ディスプレイアセンブリとの間に装着される、請求項３に記載のディスプレイ。
  6. 前記ディスプレイアセンブリは、ビジョンシステムが第１のモードで動作しているときに画像を反射し且つ前記ビジョンシステムが第２のモードで動作しているときにディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーンを備える、請求項３に記載のディスプレイ。
  7. 自動車に装着されるカメラを有するビジョンシステムを少なくとも部分的に収容する前記自動車で用いるオーバーヘッドコンソールであって、
    前記カメラからビデオ信号を受信するように構成され、前記オーバーヘッドコンソール内に装着されるディスプレイソースと、
    前記ビジョンシステムが第２のモードで動作しているときに前記ディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成される車両に取り付けられる第１のスクリーン部と、
    画像を反射するためのミラー部を備える第２のスクリーン部と、を備え、
    前記ディスプレイソースは、前記第１のスクリーン部上にビデオ画像を投影するように構成され、前記第２のスクリーン部は、前記ディスプレイソースに対して前記ディスプレイソースと第２のスクリーン部との間の距離よりも大きい距離で前記ビデオ画像を反射するように前記第１のスクリーン部に対して構成され、
    平坦面を有する前記第１又は第２のスクリーン部を用いるよりも車両搭乗者から遠く離れた対象物を反射させるように、前記第１及び第２のスクリーン部のうちの少なくとも一方が変形可能である、オーバーヘッドコンソール。
  8. 前記ディスプレイソースが前記第２のスクリーン部に対して平行となるように前記ディスプレイソースと前記第２のスクリーン部とを結合する装着ブラケットを更に備える、請求項７に記載のオーバーヘッドコンソール。
  9. 車両用のビジョンシステムであって、
    前記車両に装着されるカメラと、
    前記カメラに接続され、前記カメラからビデオ信号を受信するように構成されるとともに、前記車両に装着されるディスプレイソースと、
    前記ビジョンシステムが第１のモードで動作しているときに画像を反射し且つ前記ビジョンシステムが第２のモードで動作しているときに前記ディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーンを備えるディスプレイアセンブリと、
    前記ディスプレイアセンブリ上に表示される画像の焦点距離を、前記ディスプレイアセンブリと車両搭乗者との間の距離よりも長くなるように変えるように構成されるレンズと
    を備え、
    前記ビジョンシステムが前記第１のモードと前記第２のモードとの間を自動的に変えるように構成される、ビジョンシステム。
  10. 調整された焦点距離で自動車の運転者に対して画像を表示する方法において、
    画像を表示するように構成されるディスプレイアセンブリを設けるステップであって、前記画像が前記自動車における任意の場所に対する焦点距離を規定するステップと、
    前記自動車における同じ場所に対する前記画像の焦点距離の知覚を変えるように構成されるレンズを設けるステップと、
    歪められた焦点距離の知覚を達成するように前記ディスプレイアセンブリと前記運転者との間に前記レンズを介挿するステップと、
    を含み、
    前記歪められた焦点距離は、前記ディスプレイアセンブリと車両搭乗者との間の距離よりも長い、方法。
  11. 車両用のビジョンシステムであって、
    前記車両に装着されるカメラと、
    前記カメラに接続され、前記カメラからビデオ信号を受信するように構成されるとともに、前記車両に装着されるディスプレイソースと、
    前記ビジョンシステムが第１のモードで動作しているときに画像を反射し且つ前記ビジョンシステムが第２のモードで動作しているときに前記ディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成されるスクリーンを備えるディスプレイアセンブリと、を備え、
    前記スクリーンは、変形可能であるとともに、平坦面又は凹状面を有するように構成され、前記凹状面は、前記平坦面を有する前記スクリーンを用いるよりも運転手から遠く離れた対象物を反射させるように横軸、水平軸及び／又は垂直軸に対して湾曲され得る、ビジョンシステム。
  12. 請求項１、２、７〜９及び１１のいずれか１項に記載のビジョンシステム用のブラケットであって、
    反射面が結合されるフランジを含む第１の先端と、
    ピボットアセンブリ及びスクリーン部が結合されるフランジを含む第２の先端と、
    を備え、
    前記ブラケットは、前記第１の先端及び第２の先端の位置を他の軸に対して変えることなく前記第１の先端及び第２の先端が１つの軸に対して回動できるように構成される、ブラケット。
  13. 車両用のヘッドアップディスプレイを伴うビジョンシステムであって、
    前記車両に装着されるカメラと、
    前記カメラからビデオ信号を受信するように構成され、前記車両に装着されるディスプレイソースと、
    前記ビジョンシステムが所定のモードで動作しているときに前記ディスプレイソースからのビデオ画像を表示するように構成される選択的に透明なスクリーン部を備えるディスプレイアセンブリと、
    前記ディスプレイアセンブリ上に表示される画像の焦点距離を、前記ディスプレイアセンブリと車両搭乗者との間の距離よりも長くなるように変えるように構成されるレンズと
    を備え、
    前記スクリーン部は、サイドウインドウ、フロントガラス、オーバーヘッドコンソール、センタースタックコンソール、計器類、バックミラー、及び／又は、車両の他の場所に位置させることができる、ビジョンシステム。
  14. 紫外線溶液で覆われる前記スクリーン部の処理された部分を更に備え、それにより、紫外線照射により投影される画像だけを前記スクリーン部の処理された部分で観察できる、請求項１３に記載のビジョンシステム。
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