JP6372318B2

JP6372318B2 - 死角補助装置

Info

Publication number: JP6372318B2
Application number: JP2014231879A
Authority: JP
Inventors: 毅笠原; 小幡　雅人; 雅人小幡
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2034-11-14
Also published as: JP2016094117A

Description

本発明は、車両内のフロントピラーなどの障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置に関する。

従来、車両内のフロントピラーなどの障害物によって生じる死角を映す視認装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。この視認装置は、車両前方を映す第１ミラーと、この第１ミラーに入射した光を運転者側に反射させる第２ミラーを備え、車両のフロントピラーを挟む直接視認エリアを通して運転者が見える像と前記第２ミラーに映る像が連続するように、前記第１ミラー及び／または前記第２ミラーを調整可能に構成したものである。

特開２００６−２３１９９８号公報

しかしながら、特許文献１に係る視認装置では、運転者から見て第２ミラー及び風景を遮らないように第１，第２ミラーの互いの位置関係を調整する必要があり、設置作業や調整作業が煩雑であるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、より容易に視認者が直接視認する像と連続して死角領域の像を映すことが可能な死角補助装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る死角補助装置は、障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置であって、
前記像を表す光を入射し、視認者側に設けられ光の一部を反射し一部を透過する凹曲面状の半透過反射面を有する半透過ミラーと、光を前記半透過ミラーへ反射する凸曲面状の反射面を有するミラーとが互いに対向するように配置される一対のミラーを備えてなることを特徴とする。

本発明によれば、より容易に視認者が直接視認する像と連続して死角領域の像を映すことが可能となる。

本発明の実施形態に係る死角補助装置が配置される車両の運転席付近の概観を示す図である。同上死角補助装置の概観を示す平面図である。同上死角補助装置を示す平面図である。比較例である死角補助装置を示す平面図である。本発明の実施形態に係る死角補助装置の別例を示す平面図である。

本発明の一実施形態に係る死角補助装置を、図面を参照して説明する。

図１は本実施形態に係る死角補助装置１００が配置される車両１の運転席付近の概観を示す図である。車両１は、図１に示すように、ステアリング１０と、ウインドシールドガラス２０と、サイドガラス３０，４０と、フロントピラー５０，６０と、を備える。また、２１，２２は、ウインドシールドガラス２０の周辺部に印刷形成される遮光性の黒セラ（黒セラミック）部である。

車両１において、視認者（主に運転者）は、ウインドシールドガラス２０（黒セラ部２１の部分を除く）とサイドガラス３０，４０が配置される領域では風景を直接視認する一方、フロントピラー５０，６０と黒セラ部２１，２２が配置される領域ではフロントピラー５０，６０と黒セラ部２１，２２とによって視認者の視界が遮られ、風景を直接視認することができない死角領域が生じる。すなわち、フロントピラー５０，６０と黒セラ部２１，２２とは、本発明における障害物に該当する。

次に、図１及び図２に基づいて本実施形態に係る死角補助装置１００の構成について説明する。図２は、死角補助装置１００の概観を示す平面図である。なお、図２は、視認者が運転席に着座した状態を示しており、視点２は視認者の視点（アイポイント）を示している。
死角補助装置１００は、図１及び図２に示すように、視認者側から見て右側（運転者側）のフロントピラー５０に配置され、フロントピラー５０及び黒セラ部２１によって遮られる死角領域Ａの像を映すものである。なお、死角補助装置１００は、視認者から見てフロントピラー５０及び黒セラ部２１と対向するように配置される。

死角補助装置１００は、図２に示すように、一対のミラー１１０を備える。

一対のミラー１１０は、入射した光Ｌの一部を反射し一部を透過する半透過ミラー１１１と、ミラー１１２とが互いに対向するように配置されることによって構成される。なお、半透過ミラー１１１とミラー１１２とは図示しないケース体に配置されることで、半透過ミラー１１１及びミラー１１２が、視点２（視認者）側に凸となるように曲がった状態で固定される。すなわち、一対のミラー１１０は曲面ミラーである。

半透過ミラー１１１は、視認者側に配置され、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル等の透光性の樹脂材料からなる基材の表面にアルミなどの金属を蒸着させることにより、所望の反射率を有する半透過反射層を形成してなる樹脂ミラーである。なお、半透過ミラー１１１は、基材の表面に誘電体多層膜をコーティングして形成してもよい。半透過ミラー１１１は、ミラー１１２と対向する基部１１１ａと基部１１１ａから延設される延設部１１１ｂとを有し、半透過ミラー１１１とミラー１１２とが水平方向に段違い状となるように配置される。また、半透過ミラー１１１は、前述のように視点２側に凸となるように曲がった状態で固定されることで、入射した光Ｌの一部を反射し一部を透過する半透過反射面１１１ｃが凹曲面状となっている。なお、半透過反射面１１１ｃの曲面形状は円筒面（完全な円筒面のほか、円筒面に近似した曲面を含む）であることが望ましい。

ミラー１１２は、反射面１１２ａが半透過ミラー１１１の半透過反射面１１１ｃと対向するように配置されるものであり、例えば上述の透光性樹脂材料からなる基材の表面にアルミなどの金属を蒸着させてなるアルミ蒸着樹脂ミラーである。ミラー１１２は、前述のように視点２側に凸となるように曲がった状態で固定されることで、光Ｌを半透過ミラー１１１へ反射する反射面１１２ａが凸曲面状となっている。なお、反射面１１２ａの曲面形状は円筒面（完全な円筒面のほか、円筒面に近似した曲面を含む）であることが望ましい。半透過ミラー１１１の半透過反射面１１１ｃとミラー１１２の反射面１１２ａを上記のような曲面形状とした理由についてはあとで詳述する。

次に、図２を用いて、一対のミラー１１０の作用について説明する。

図２において、視認者（視点２）の前方視界には、フロントピラー５０（図示しないが黒セラ部２１も含む）によって遮られる死角領域Ａが生じる。したがって、視点２からは死角領域Ａに存在する像Ｍを直接視認することができない。
一方、像Ｍからの光Ｌは、一対のミラー１１０に入射し、一対のミラー１１０の間で反射を繰り返しつつ、一部の光Ｌは一対のミラー１１０から出射する（半透過ミラー１１１を透過する）。一対のミラー１１０から出射する光Ｌの一部は、視点２に達する。したがって、視点２からは直接視認できる風景と連続してミラー１１２に映る像Ｍを半透過ミラー１１１越しに視認することができる。なお、死角領域Ａのうちミラー１１２の背面側の僅かな領域（ハッチングで示す部分）は、この領域からの光が一対のミラー１１０に入射できず、その像を一対のミラー１１０によって映すことができないが、それ以外の殆どの領域において死角領域Ａの像を一対のミラー１１０によって映すことができる。
なお、死角領域Ａの像を一対のミラー１１０によって映すにあたって、視認者は、死角補助装置１００をフロントピラー５０の任意の高さ（視点２に合った高さ）に、一対のミラー１１０に死角領域Ａの像が映るように、すなわち、死角領域Ａからの光Ｌが視点２に達するように一対のミラー１１０の角度を調整して配置する。半透過ミラー１１１とミラー１１２とは互いの位置関係が固定されるため、一度の配置作業で一対のミラー１１０を同時に配置することができ、また、一度の調整作業で一対のミラー１１０の角度を同時に調整することができる。

次に、半透過ミラー１１１とミラー１１２とを曲面ミラーとした作用及び効果について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、本実施形態である死角補助装置１００を示す平面図であり、図４は、比較例としての死角補助装置１０１を示す平面図である。

死角補助装置１０１は、半透過平面ミラー１１１と平面ミラー１１２とを平面ミラーとし、かつ、半透過ミラー１１１とミラー１１２とが互いに平行となるように配置したものであり、それ以外は死角補助装置１００と同様の構成を備える。図４において、視点２からミラー１１２の出射側端部（出射側の側辺）Ｅ１を見たとき、出射側端部Ｅ１を境界としてミラー１１２に映る死角領域Ａの像と出射側端部Ｅ１より右側で直接視認される前方風景との間には厳密にはズレが生じる。これは、互いに平行な半透過ミラー１１１とミラー１１２との間で光Ｌの反射を繰り返しても光Ｌの角度に変化が起こらず、視点２から出射側端部Ｅ１を通過する光路Ｃ１上の像Ｍ１（障害物であるフロントピラー５０及び黒セラ部２１がなければ出射側端部Ｅ１の位置で視認される像Ｍ１）と、視点２から一対のミラー１１０を経由して死角領域Ａに至る光路Ｃ２上の像Ｍ２（ミラー１１２の出射側端部Ｅ１に映る像Ｍ２）との間に光路Ｃ１と一対のミラー１１０から出射された後の光路Ｃ２との間隔Ｗ_１分のズレが生じるためである。光路Ｃ１と光路Ｃ２との間隔Ｗ_１は像Ｍ１，Ｍ２までの距離に係わらず一定であるので、視点２から像Ｍ１，Ｍ２までの距離が小さいほど（視認する像が大きいほど）相対的にズレが大きく感じられ、距離が大きいほど（視認する像が小さいほど）ズレを感じにくくなる（理論的には無限遠方の像を視認した場合にはズレがないと感じる）。しかし、例えば車両１が右折する場合、車両１の走路上にあるなど死角領域Ａで視認者が注意するべき像は車両１から１０ｍ前後であり、死角領域Ａの像を映すことはできるものの安全性の更なる向上の観点から平面ミラー１２２に映る像と直接視認する前方風景とのズレは無視できない。

上述の課題に対して、本願発明者は、前述したように死角補助装置１００において半透過ミラー１１１の半透過反射面１１１ｃを凹曲面状とし、かつ、ミラー１１２の反射面１１２ａを凸曲面状とすることに思い至った。
図３に示すように、半透過反射面１１１ｃと反射面１１２ａとを円筒面とした場合、視点２から一対のミラー１１０を経由して死角領域Ａに至る光路Ｃ３は、半透過反射面１１ｃを反射する度に反射面１１２ａに対する入射角度が最初の入射角度（最初にミラー１１２の出射側端部Ｅ１に入射したときの角度）よりも徐々に深くなるように変化し、半透過反射面１１１ｃ上の任意の点（ここでは入射側端部Ｅ２とした）から半透過反射面１１１ｃと反射面１１２ａとが平面かつ互いに平行である場合の光路Ｃ２に対して角度θ_１だけ手前側に傾いて出射する。したがって、光路Ｃ３が、視点２から出射側端部Ｅ１を通過する光路Ｃ１と任意の像Ｍ１（例えば、車両１から１０ｍ程度前方の位置）で交わるように半透過ミラー１１１の半透過反射面１１１ｃ及びミラー１１２の反射面１１２ａの曲率半径を設定すれば、視認者が像Ｍ１を視認する際にミラー１１２に映る像と直接視認する前方風景との間のズレをなくすことができる。
理論的には、半透過反射面１１１ｃの曲率半径と反射面１１２の曲率半径とを同じ曲率半径Ｒとした場合、光路Ｃ２の反射面１１２ａに対する入射角度は半透過ミラー１１１で反射する度に最初の入射角度から２Δθずつ変化する。ここで、Δθは、以下の式１で表される。
（式１）Δθ＝θ_ｉ−ｓｉｎ^−１｛Ｒｓｉｎθ_ｉ／（Ｒ＋Ｔ）｝
なお、θ_ｉは反射面１１２ａの出射側端部Ｅ１における法線ｎと光路Ｃ３（視点２と出射側端部Ｅ１とを結ぶ直線）とのなす角度である。Ｔは半透過反射ミラー１１１と反射ミラー１１２との間隔である。
そして、光路Ｃ３が半透過反射面１１１ｃで反射される回数をＮ（Ｎ＞０）とすると、半透過ミラー１１１から死角領域Ａに出射される際の光路Ｃ２に対する光路Ｃ３の角度θ_１は、以下の式２で表される。
（式２）θ_１＝２ＮΔθ
そして、光路Ｃ３が光路Ｃ１と像Ｍ１の位置で交わる場合、光路Ｃ１と光路Ｃ３とのなす角度θ_２は、角度θ_１と錯角の関係にあるため、以下の式３で表される。
（式３）θ_２＝θ_１
そして、角度θ_２は、光路Ｃ３が出射される半透過ミラー１１１の出射側端部Ｅ２を通る光路Ｃ１の垂線ｐと光路Ｃ１との交点をＨとし、出射側端部Ｅ１と交点Ｈとの間隔（すなわち垂線ｐの長さ）をＷ_２とし、交点Ｈから像Ｍ１の位置までの距離をＤとするとき、以下の式４で表される。
（式４）θ_２＝ｔａｎ^−１（Ｗ_２／Ｄ）
したがって、Δθが以下の式５を満たすように曲率半径Ｒを設定すればよい。
（式５）Δθ＝ｔａｎ^−１（Ｗ_２／Ｄ）／２Ｎ

なお、光路Ｃ３の半透過ミラー１１１での反射回数Ｎが数回程度であり、距離Ｄが１０ｍ前後である場合には、半透過反射面１１１ｃ及び反射面１１２ａの曲率半径Ｒは実際には概ね５〜１０ｍ程度の大きな値となるが、この曲率半径Ｒは半透過ミラー１１１及びミラー１１２を保持する前記ケース体の保持部の寸法設定によって管理することが可能である。上述のように曲率半径Ｒを設定した場合、ミラー１１２に映る像と直接視認される前方風景とのズレは、ミラー１１２に映る像の位置が死角補助装置１００から遠くなる（前方に位置する）ほど徐々に小さくなり、像Ｍ１の位置でズレがなくなる。そして、像Ｍ１の位置よりもさらに遠くなるほど徐々にズレが大きくなる。したがって、像Ｍ１付近の位置であれば、ズレを低減する効果を十分に得ることができる。また、理論上は半透過反射面１１１ｃ及び反射面１１２ａは完全な円筒面であることが望ましいが、円筒面に近似した曲面であれば、ズレの低減効果を得ることができる。また、上記の計算に限定されずに、単に半透過ミラー１１１及びミラー１１２を視点２側に凸となるように僅かに曲げた状態で配置する簡易な設定によってもズレの低減効果をある程度得ることができる。

以上の構成からなる死角補助装置１００は、障害物（フロントピラー５０及び黒セラ部２１）によって遮られる死角領域Ａの像を映す死角補助装置１００であって、前記像を表す光Ｌを入射し、視認者側に設けられ光Ｌの一部を反射し一部を透過する凹曲面状の半透過反射面１１１ｃを有する半透過ミラー１１１と、光Ｌを半透過ミラー１１１へ反射する凸曲面状の反射面１１２ａを有するミラー１１２とが互いに対向するように配置される一対のミラー１１０を備える。
これにより、一対のミラー１１０の一方に半透過ミラー１１１を用いたため、視認者は半透過ミラー１１１越しにミラー１１２に映る像Ｍの像及び風景を視認することができ、一対のミラー１１０の配置位置の自由度が増し、より容易に視認者が直接視認する像（風景）と連続して死角領域Ａの像を映すことが可能となる。また、死角領域Ａを撮像するカメラ及び撮像画像を表示する表示器が不要であるためこれらを使用する場合と比較して安価である。また、半透過ミラー１１１及びミラー１１２を視認者側に凸である曲面ミラーとすることで、ミラー１１２に映る像と直接視認する前方風景とのズレを低減することができる。また、半透過ミラー１１１及びミラー１１２を曲面ミラーとすることで、平面ミラーとする場合よりも剛性が増し、半透過反射面１１１ｃ及び反射面１１２ａの変形による像の歪みを抑制することができる。特に半透過ミラー１１１及びミラー１１２が樹脂ミラーである場合には、平面ミラーとすると変形が生じやすい。

また、半透過反射面１１１ｃ及び反射面１１２ａは、所定の曲率半径Ｒの円筒面状である。
これにより、曲率半径Ｒを設定することで、理論上ミラー１１２に映る像と直接視認する前方風景とのズレをなくすことができる。

次に、図５を用いて本実施形態の死角補助装置１００の別例について説明する。なお、前述の実施形態と同一あるいは相当箇所には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

別例における死角補助装置１００が前述の実施形態と異なる点は、半透過ミラー１１１の半透過反射面１１１ｃ及びミラー１１２の反射面１１２ａの曲率半径Ｒを調整する曲率調整機構１２０を備える点である。
角度調整機構１２０は、半透過ミラー１１１及びミラー１１２の出射側側面と当接し、半透過ミラー１１１及びミラー１１２の長手方向（水平方向）に移動可能な可動部１２１と、可動部１２１と当接する曲率調整ボルト１２２と、を備える。なお、半透過ミラー１１１及びミラー１１２の可動部１２１との当接部は、死角領域Ａの像を視認するのに影響のない部分（例えば下端部）に設けられる。曲率調整ボルト１２２は、前記ケース体に形成される雌ネジ孔（図示しない）に挿通され、可動部１２１と当接するものである。

（曲率調整方法）
半透過ミラー１１１及びミラー１１２は、入射側が前記ケース体に長手方向に対して固定されているものとする。視認者は、曲率調整ボルト１２２を手動で時計回りに回転させて内側に押し込むことで可動部１２１を入射側に移動させ、可動部１２１によって半透過ミラー１１１及びミラー１１２を入射側に押圧して視点２側に凸となるように曲がり具合を強め、半透過反射面１１１ｃ及び反射面１１２ａの曲率半径Ｒを小さく（曲率を大きく）することができる。また、視認者は、曲率調整ボルト１２２を手動で反時計回りに回転させて外側に抜き出すことで可動部１２１を出射側に移動させ、半透過ミラー１１１及び反射ミラー１１２ａを自身の弾性力によって可動部１２１と当接する状態まで戻し（曲がり具合を弱め）、半透過反射面１１１ｃ及び反射面１１２ａの曲率半径Ｒを大きく（曲率を小さく）することができる。これによって、視認者は、半透過反射面１１１ｃ及び反射面１１２ａの曲率半径Ｒを所定の範囲で調整し、ミラー１１２に映る像と直接視認される前方風景とのズレがなくなる像Ｍ１の位置を調整することができる。

なお、本発明は上記実施形態及び図面によって限定されるものではない。上記実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることができるのはもちろんである。

本実施形態の死角補助装置１００は、車両１の運転席側から見て右側のフロントピラー５０に配置されるものであったが、左側のフロントピラー６０にも同様の死角補助装置が配置されてもよい。また、車両内の障害物として、フロントピラーの他にもセンターピラーやリアピラーなどに配置され、これらによって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置であってもよい。

また、本発明は、車両以外の分野にも障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置として広く適用することができる。例えば、本発明の死角補助装置を住宅に用いる場合、大面積の死角補助装置を天井に取り付けて入射部分のみを壁などから屋外に出すことで屋内に居ながら天井の死角補助装置で空の様子を見ることができ、また、天井から屋内に太陽光を導くことができる。住宅密集地や通常の窓を付けられない事情のある住宅には特に好適である。
また、例えば観光施設等の高層建築物で、高層階の床下に大面積の死角補助装置を埋め込み、光入射部分のみを屋外に出すことで、床下の死角補助装置で眼下の風景を直接足下に感じることが可能となり、建築物の高さを強調することができる。同様の効果を得るために、従来は床下に空間を設ける必要があったが、本発明の死角補助装置によれば既存の建築物にも容易に配置することができ好適である。
このほか、壁面に用いる例としては、道路に近接して塀が立っている見通しの悪い交差点などにおいて、塀の角に本発明の死角補助装置を配置することで、死角領域の歩行者や車両の存在をいち早く認識することができ、出会い頭の事故の防止に貢献することができる。
以上のように、本発明の死角補助装置は、電力などのエネルギーを必要とすることなく、これまで視認することができなかった障害物に遮られた死角領域を、光入射部分のスペースを確保するのみで広範囲に亘って障害物を透けたように視認させることができるものであり、その用途は室内外を問わず広く適用でき、健康、安全あるいは感動など多岐に亘る効果を得ることができる。なお、半透過ミラーの半透過反射面及びミラーの反射面の曲率（半径）についても、死角補助装置の用途において最も重視される距離に応じて適宜設定される。

本発明は、障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置に好適である。

１車両
２視点
１００死角補助装置
１１０一対のミラー
１１１半透過ミラー
１１１ａ基部
１１１ｂ延設部
１１１ｃ半透過反射面
１１２ミラー
１１２ａ反射面
１２０曲率調整機構
１２１可動部
１２２曲率調整ボルト

Claims

障害物によって遮られる死角領域の像を映す死角補助装置であって、
前記像を表す光を入射し、視認者側に設けられ光の一部を反射し一部を透過する凹曲面状の半透過反射面を有する半透過ミラーと、光を前記半透過ミラーへ反射する凸曲面状の反射面を有するミラーとが互いに対向するように配置される一対のミラーを備えてなることを特徴とする死角補助装置。
前記半透過反射面及び前記反射面は、所定の曲率半径の円筒面状であることを特徴とする請求項１に記載の死角補助装置。
前記半透過反射面及び前記反射面の曲率を調整する曲率調整機構を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の死角補助装置。