JP6028747B2 - 表示装置及び運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置及び運転支援装置に関する。

フロントピラーによって形成される運転者の死角領域の画像を、フロントピラーに設けた表示装置にて表示する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２３４０９５号公報

上記の技術では、フロントピラーにおける車室側の角部（稜線）に跨って表示部が配置されており、画像の歪みによる視認性の観点から改善の余地がある。

本発明は、フロントピラーの表示部に表示された画像の歪みに起因して乗員に与える違和感を抑制することができる表示装置、運転支援装置を得ることが目的である。

第１態様の表示装置は、車室側に凸の湾曲面を有し、該湾曲面の曲率が車両上下方向の下側で上側よりも小とされたフロントピラーと、前記フロントピラーの湾曲面における少なくとも車両上下方向の下部に設けられ、画像が表示される表示部と、を備えている。

この表示装置では、フロントピラーにおける車室側に凸の湾曲面の下部の曲率が小さいため、該下部に設けられた表示部に表示される画像の歪みが小さい。ここで、フロントピラーにおいて乗員が注視するのは下部であり、該下部に設けた表示部の表示画像は歪みが小さため、乗員に与える違和感を抑えることができる。一方、フロントピラーの上部においては、車両の要求（例えばエネルギ吸収性能）に応じた形状を採用することができる。

このように、第１態様の表示装置では、フロントピラーの表示部に表示された画像の歪みに起因して乗員に与える違和感を抑制することができる。

第２態様の表示装置は、第１態様において、前記表示部が前記フロントピラーの湾曲面における車両上下方向の下部から上部に亘って設けられている。

この表示装置では、フロントピラーの湾曲面における下部から上部に亘って表示部が設けられている。このため、フロントピラーの車室側を向く広い面に画像を表示させることができる。

第３態様の表示装置は、第１又は第２態様において、前記フロントピラー内における車両上下方向の上部には、カーテンエアバッグの一部が収納されている。

この表示装置では、フロントピラーにおける湾曲面の曲率が大きい、換言すれば、車室側へ大きく突出するフロントピラーの上部に、カーテンエアバッグが収納されている。これにより、カーテンエアバッグの収納性と、上記した画像の歪みに起因して乗員に与える違和感の抑制とを両立することができる。

第４態様の表示装置は、第１〜第３の何れか一態様において、前記湾曲面は、車両上下方向の上側から下側にかけて前記曲率が漸減されている。

この表示装置では、湾曲面の曲率が上下方向の上側から下側にかけて漸減（徐減、連続的に減少）されているため、フロントピラーの見栄えを損なうことなく、上記した画像の歪みに起因して乗員に与える違和感が抑制される表示部を形成することができる。

第５態様の運転支援装置は、前記フロントピラーによって運転者の死角となる領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した画像を前記表示部に向けて投射する投射手段を有し、該投射手段の投射画像を前記表示部に投影させて表示する第１〜第４の何れか一態様の表示装置と、を備えている。

この運転支援装置では、乗員である運転者の死角となる車両外側領域の少なくとも一部が撮像手段にて撮像され、該撮像手段が撮像した画像が上記死角を成すフロントピラーにおける運転者側に設けられた表示部に投影により表示される。ここで、第１〜第４の何れか一態様の表示装置が適用されているため、フロントピラーの表示部に表示された死角画像の歪みに起因して運転者に与える違和感を抑制することができる。

以上説明したように本発明に係る表示装置、運転支援装置は、フロントピラーの表示部に表示された画像の歪みに起因して乗員に与える違和感を抑制することができるという優れた効果を有する。

実施形態に係る視覚情報補助装置の要部を拡大して模式的に示す平面図であって、（Ａ）は図２の１Ａ−１Ａ線に沿った断面図、（Ｂ）は図２の１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図、（Ｃ）は図２の１Ｃ−１Ｃ線に沿った断面図である。 実施形態に係る視覚情報補助装置の全体構成を模式的に示す側面図である。 実施形態に係る視覚情報補助装置の全体構成を模式的に示す平面図である。 実施形態に係る視覚情報補助装置のスクリーンへの死角画像の表示状態を模式的に示す斜視図である。

本発明の実施形態に係る運転支援装置の一例としての視覚情報補助装置１０について図面に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨ、及び矢印ＬＨは、それぞれ視覚情報補助装置１０が適用された自動車の前方向、上方向、前方向を向いた場合の右方向及び左方向を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、前方向を向いた場合の左右を示すものとする。

［自動車の一般構成］
図３に示されるように、視覚情報補助装置１０が適用された車両としての自動車Ｖの車室であるキャビンＣ内には、運転席１２及び助手席１４が設けられている。この実施形態では、運転席１２は自動車Ｖの車幅方向中央に対し左側に配置されている。運転席１２の前方には、ウインドシールドガラス１６、インストルメントパネル１８が配置されている。また、運転席１２及び助手席１４の車幅方向外側にはそれぞれサイドウインドウガラス２０が配置されている。

そして、ウインドシールドガラス１６と左右のサイドウインドウガラス２０との間には、フロントピラー２２（及び図示しないドアフレーム）が配置されている。これら左右のフロントピラー２２は、ルーフヘッダ部及びカウル部とでウインドシールドガラス１６により視界が確保される窓枠を構成している。また、左右のフロントピラー２２は、それぞれサイドドアのドアフレーム等と共にサイドウインドウガラス２０により視界が確保される窓枠を構成している。これら左右のフロントピラー２２は、運転席１２の着座乗員すなわち運転者Ｄに対する死角を成す（生じさせる）骨格（窓枠）部材として捉えることができる。

［視覚情報補助装置］
視覚情報補助装置１０は、フロントピラー２２によって運転者Ｄに対する死角となる車両外側領域の視覚情報を、フロントピラー２２に表示させることで、運転者Ｄに視認させる構成とされている。以下、具体的に説明する。

視覚情報補助装置１０は、撮像手段としてのＣＣＤカメラ２４と、表示装置１１とを含んで構成されている。また、表示装置１１は、投射手段としてのプロジェクタ２６と、フロントピラー２２において被投影面を成す表示部としてのスクリーン２８とを含んで構成されている。なお、ＣＣＤカメラ２４、プロジェクタ２６、スクリーン２８は、それぞれ左右一対設けられている。以下の説明において、左右のＣＣＤカメラ２４、プロジェクタ２６、スクリーン２８について区別して説明するときは、左側のものについて符号の末尾に「Ｌ」を付し、右側のものについて符号の末尾に「Ｒ」を付すこととする。

左側のＣＣＤカメラ２４Ｌは、運転者Ｄから左側のフロントピラー２２側への視線方向に向けて配置され、キャビンＣに対する左斜め前方の領域を撮像し、撮像した画像の画像情報をプロジェクタ２６Ｌに出力するようになっている。右側のＣＣＤカメラ２４Ｒは、運転者Ｄから右側のフロントピラー２２側への視線方向に向けて配置され、キャビンＣに対する右斜め前方の領域を撮像し、撮像した画像の画像情報をプロジェクタ２６Ｒに出力するようになっている。左右のＣＣＤカメラ２４は、例えば、それぞれ左右対応する側のドアミラー装置３２内やフロントピラー２２の下部内に配設されている。

左側のプロジェクタ２６Ｌは、無線又は有線でＣＣＤカメラ２４Ｌから画像情報が入力され、該画像情報に基づく画像をスクリーン２８Ｌに向けて投射するようになっている。右側のプロジェクタ２６Ｒは、無線又は有線でＣＣＤカメラ２４Ｒから画像情報が入力され、該画像情報に基づく画像をスクリーン２８Ｒに向けて投射するようになっている。

左右のスクリーン２８には、対応するプロジェクタ２６が投射した画像が投影されるようになっている。これらのスクリーン２８は、図２に示されるように、フロントピラー２２を構成する内装部品としてのピラーガーニッシュ３０の表面に設けられ、又はピラーガーニッシュ３０の表面を構成している（表面に一体に形成されている）。この実施形態では、左側のスクリーン２８Ｌは、左側のピラーガーニッシュ３０の表面に設けられ、右側のスクリーン２８Ｒは、右側のピラーガーニッシュ３０の表面に設けられている。

そして、この実施形態では、スクリーン２８は、ピラーガーニッシュ３０を含むフロントピラー２２における運転者Ｄから見た場合の幅方向の略全域に設けられている。換言すれば、スクリーン２８は、運転者Ｄから見てフロントピラー２２の略全幅に亘る範囲を占める構成（フロントピラー２２の幅方向一端から他端までオーバラップする）とされている。これにより、視覚情報補助装置１０は、図４に示されるように、運転者Ｄの死角となる領域の画像と実景とをほぼ切れ目なく連続させて運転者Ｄに視認させることができる構成とされている。

図２に示されるように、右側のスクリーン２８Ｒは、ピラーガーニッシュ３０の上端近傍から下端近傍まで至り、該ピラーガーニッシュ３０における上下方向に広い範囲を占めて配置されている。図示は省略するが、左側のスクリーン２８Ｌは、ピラーガーニッシュ３０の上端近傍から下端近傍まで至り、該ピラーガーニッシュ３０における上下方向の広い範囲を占めて配置されている。

（フロントピラー及びスクリーンの詳細構成）
以上説明した視覚情報補助装置１０を構成するスクリーン２８、該スクリーン２８が設けられたフロントピラー２２について、詳細に説明する。なお、左右のスクリーン２８Ｌ、２８Ｒの構成（設計思想）は基本的に同様であるので、以下の説明は、左右のものについて区別することなく、スクリーン２８について単数形で説明することとする。

図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示されるように、フロントピラー２２は、車体の骨格部材であるピラー本体３４と、該ピラー本体３４をキャビンＣ側から覆うピラーガーニッシュ３０とを含んで構成されている。ピラー本体３４は、鋼材より成り、長手方向との直交断面が閉断面形状である閉断面構造体とされている。ピラーガーニッシュ３０は、後述する取付構造４２等にてピラー本体３４に取り付けられた状態で、該ピラー本体３４との間に空間Ｒを形成している。

この実施形態では、空間Ｒ内には、電気配線用のワイヤハーネス３６、雨水等の排出用のドレンホース３８が通されている。また、図１（Ａ）に示されるように、フロントピラー２２の上部における空間Ｒ内には、カーテンエアバッグ４０の前部が収納されている。カーテンエアバッグ４０は、図示しないルーフサイドレールに沿って収納された部分を含んで構成されている。

このカーテンエアバッグ４０は、例えば自動車Ｖの前面衝突、斜め衝突、側面衝突、ロールオーバ等の際に、図示しないインフレータからガス供給を受けてサイドウインドウガラス２０に沿ってキャビンＣ内で膨張、展開される構成である。カーテンエアバッグ４０におけるフロントピラー２２の空間Ｒ内に収納された部分は、膨張展開されると、乗員の頭部がフロントピラー２２に直接的に衝突することを防止するようになっている。

また、フロントピラー２２の上部における空間Ｒ内には、ピラー本体３４にピラーガーニッシュ３０を取り付けるための取付構造４２が配設されている。取付構造４２は、ピラーガーニッシュ３０に設けられた取付座部４２Ａと、ピラー本体３４を貫通して取付座部４２Ａに係止されたテザークリップ４２Ｂとを含んで構成されている。取付構造４２は、カーテンエアバッグ４０の膨張圧によるピラーガーニッシュ３０のピラー本体３４からの分離（カーテンエアバッグ４０のキャビンＣへの展開）が許容されるように該ピラーガーニッシュ３０をピラー本体３４に取り付ける構成とされている。また、取付構造４２は、テザークリップ４２Ｂを用いることで、ピラー本体３４から分離されたピラーガーニッシュ３０の該ピラー本体３４からの脱落が防止される構成となっている。

以上のようにカーテンエアバッグ４０が収納されると共に取付構造４２が配設されるフロントピラー２２の上部では、下部よりも空間Ｒ（の断面積）が広く設定されている。このため、ピラーガーニッシュ３０のキャビンＣ側の表面は、キャビンＣ側に凸とされ、上部で下部よりも大きな曲率で湾曲されて、該上部で下部より大きくキャビンＣ内に突出する湾曲面３０Ｃとされている。換言すれば、ピラーガーニッシュ３０すなわちフロントピラー２２の湾曲面３０Ｃの曲率は、上部よりも下部で小とされている。なお、湾曲面３０Ｃの符号は、図１にのみ示すこととする。

ここで、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）の想像線は、図１（Ａ）におけるピラーガーニッシュ３０の車室内側への突出形状を示している。また、図１（Ｃ）の一点鎖線は、図１（Ｂ）におけるピラーガーニッシュ３０の車室内側への突出形状を示している。このように、ピラーガーニッシュ３０の曲率は、上側から下側にかけて漸減（徐減、連続的に減少）されている。

そして、スクリーン２８は、以上説明したようにピラーガーニッシュ３０におけるキャビンＣ側に凸の湾曲面３０Ｃに沿って、又は湾曲面３０Ｃ自体で形成されている。したがって、スクリーン２８は、ピラーガーニッシュ３０と同様に、その曲率が上部よりも下部で小とされている。すなわち、図１（Ａ）に示されるように、スクリーン２８の上部は、曲率の大きな湾曲面とされ、図１（Ｃ）に示されるように、スクリーン２８の下部は、曲率の小さな（幅方向端部を除きほぼ平坦な）湾曲面とされている。また、図１（Ｂ）に示されるように、スクリーン２８の中間部は、上部と下部との中間的な曲率の湾曲面とされている。

［作用］
次に、実施形態の作用を説明する。

表示装置１１を含む視覚情報補助装置１０が適用された自動車Ｖの運転者Ｄは、ウインドシールドガラス１６や左右のサイドウインドウガラス２０を通して視認される視覚情報に基づき安全を確認しつつ、該自動車Ｖを運転する。

また、視覚情報補助装置１０は、左右のＣＣＤカメラ２４Ｌ、２４Ｒが撮像した画像をプロジェクタ２６によって投射し、左右のスクリーン２８Ｌ、２８Ｒに投影させる（左側のスクリーン２８Ｌについて、図４参照）。そして、左右のスクリーン２８Ｌ、２８Ｒに投影された画像は、運転者Ｄに視認される。すなわち、左右のフロントピラー２２によって死角となる領域（以下、「死角領域」という）の視覚情報（外景）が、該フロントピラー２２に設けたスクリーン２８に画像として表示される。

このため、運転者Ｄは、確認すべき方向（死角領域）を向いて、死角領域を補う画像を視認することができる。これにより、例えば図４に示されるように、歩行者Ｗの一部がフロントピラー２２の死角に入っている場合でも、スクリーン２８Ｌへの投影画像によって死角領域の視覚情報が補助されるため、該歩行者Ｗのほぼ全身を視認することができる。このため、運転者Ｄは、歩行者Ｗの存在に気付くことができる（気付き易い）。

ここで、視覚情報補助装置１０、表示装置１１では、スクリーン２８の下部は曲率が小さいため、歪みの少ない画像を投影（表示）することができる。そして、フロントピラー２２に設けられたスクリーン２８において運転者Ｄが注視するのは下部であるため、該下部に歪みの小さい表示部すなわちスクリーン２８の下部を配置することで、運転者Ｄに与える違和感を抑えることができる。

このように、本実施形態に係る視覚情報補助装置１０、表示装置１１では、フロントピラー２２に設定したスクリーン２８に表示された画像の歪みに起因して運転者Ｄに与える違和感を抑制することができる。

一方、フロントピラー２２の上部については、例えば自動車Ｖの前面衝突や斜め衝突の際に運転者Ｄの頭部が接触し得る部位であり、該頭部への傷害値の低減が要求される。この実施形態では、ピラーガーニッシュ３０の上部の曲率を大きくしてフロントピラー２２の上部にカーテンエアバッグ４０の収納スペースを確保することで、該カーテンエアバッグ４０による頭部の傷害値低減が図られている。別の見方をすると、フロントピラー２２の上部における広い空間Ｒを有効に利用してカーテンエアバッグ４０を収納することができる。

そして、視覚情報補助装置１０、表示装置１１では、スクリーン２８がフロントピラー２２の下部から上部に亘って設けられている。これにより、死角領域を成すフロントピラー２２の広い範囲に亘るスクリーン２８への死角画像の投影により、広い範囲の視覚情報を補助することができる。ここで、スクリーン２８の上部においては、図４に示されるように表示画像が歪むものの、上記の通り運転者Ｄが注視するのはスクリーン２８の下部であるため、該運転者Ｄに与える違和感は小さく抑えられる。補足すると、例えば、自動車Ｖの安全運転に係る情報（自動車Ｖに近く、干渉し得る高さにある人や物）は、主にスクリーン２８の下部に投影されることになるので、運転者Ｄはスクリーン２８の下部を注視することとなる。

また、スクリーン２８の上部に死角画像を表示するため、スクリーン２８の上部に死角画像を表示しない場合と比較して、運転者Ｄは、フロントピラー２２が存在しない印象を受けやすい。すなわち、フロントピラー２２の上端近傍から下端近傍に亘るスクリーン２８の広い範囲に死角画像を表示させることで、運転者Ｄに、ウインドシールドガラス１６からサイドウインドウガラス２０にかけて連続した窓があるように感じさせることができる。

さらに、視覚情報補助装置１０、表示装置１１では、スクリーン２８の曲率が上側から下側にかけて漸減されている。このため、フロントピラー２２（ピラーガーニッシュ３０）の見栄えを損なうことなく、表示画像の歪みに起因して運転者Ｄに与える違和感が抑制されるスクリーン２８を形成することができる。例えば、ピラーガーニッシュ３０の曲率が段階的に変化する構成と比較すると、フロントピラー２２（ピラーガーニッシュ３０）の見栄えが向上する。

なお、上記した実施形態では、プロジェクタ２６からの投射画像をスクリーン２８に投影させることで画像を表示する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、表示装置として、湾曲変形可能とされ、ピラーガーニッシュ３０の湾曲面に張り付けられるディスプレイ（画像データに基づき自ら生成した画像を表示する表示手段）を採用しても良い。

また、上記した実施形態では、フロントピラー２２の上部における空間Ｒ内にカーテンエアバッグ４０を収納した例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ピラーガーニッシュ３０自体が頭部の傷害値を低減するエネルギ吸収部材として機能する構成としても良い。この構成においても、ピラーガーニッシュ３０の上部の曲率（キャビンＣ側への突出量）が大きいことで、エネルギ吸収ストロークを確保しやすく、エネルギ吸収時に頭部に作用する荷重（のピーク）を低く抑えることができる。

さらに、上記した実施形態では、スクリーン２８の下部が湾曲している例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、スクリーン２８の下部（の一定範囲）が全幅に亘り平坦である構成としても良い。換言すれば、本発明の湾曲面は一部に平坦面（曲率０の面、又は曲率半径無限大の面）を含んで構成されても良い。この場合もスクリーン２８の上部から平坦部の上端までは、曲率が漸減される構成であることが好ましい。

またさらに、上記した実施形態では、本発明に係る表示装置が死角画像をフロントピラー２２に投影する運転支援装置としての視覚情報補助装置１０に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明の実施態様は、フロントピラー２２に画像を表示させるものであれば足り、例えば、後進時の車両後方の領域を撮像した画像や後部座席の様子を撮像した画像を、フロントピラー２２に投影させる構成であっても良い。また、自車両に搭載した撮像手段が撮像した画像を内装部品に投影する構成には限定されず、例えば、地図情報や運転情報（車速等）をフロントピラー２２に投影させる構成に本発明を適用しても良い。さらに、例えば路上や他の車両に設置されたカメラの撮像画像を内装部品に投影させる構成に本発明を適用しても良い。

さらに、上記した実施形態では、撮像手段としてＣＣＤカメラ２４を用いた例を示したが、本発明はこれに限定されず、如何なる撮像手段を用いても良い。したがって例えば、ＣＣＤカメラ２４に代えてＣＭＯＳカメラ等を用いても良い。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で各種変更して実施可能であることは言うまでもない。

１０ 視覚情報補助装置
１１ 表示装置
２２ フロントピラー
２４ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
２６ プロジェクタ（投射手段）
２８ スクリーン（表示部）
３０ ピラーガーニッシュ（フロントピラー）
３０Ｃ 湾曲面
４０ カーテンエアバッグ
Ｃ キャビン（車室）

Claims (4)

1. 車室側に凸の湾曲面を有し、該湾曲面の曲率が車両上下方向の下側で上側よりも小とされかつ前記曲率が車両上下方向の上側から下側にかけて漸減されているフロントピラーと、
   前記フロントピラーの湾曲面における少なくとも車両上下方向の下部に設けられ、画像が表示される表示部と、
   を備えた表示装置。
2. 前記表示部が前記フロントピラーの湾曲面における車両上下方向の下部から上部に亘って設けられている請求項１記載の表示装置。
3. 前記フロントピラー内における車両上下方向の上部には、カーテンエアバッグの一部が収納されている請求項１又は請求項２記載の表示装置。
4. 前記フロントピラーによって運転者の死角となる領域を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段が撮像した画像を前記表示部に向けて投射する投射手段を有し、該投射手段の投射画像を前記表示部に投影させて表示する請求項１〜請求項３の何れか１項記載の表示装置と、
   を備えた運転支援装置。

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