JP6478224B2 - 車両用自動防眩装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用自動防眩装置に関するものである。

一般的に、車両には、太陽光から乗員の目を保護すると共に視界を確保するために、サンバイザが設置されている。ただし、一般的なサンバイザは、乗員の視界の広い範囲を隠してしまう。このため、例えば、特許文献１には、乗員とフロントウインドウとの間に液晶パネルを配置し、液晶パネルの一部にのみ遮光パターンを形成する防眩装置が提案されている。このような特許文献１に開示された防眩装置では、太陽の位置に応じて遮光パターンの形状や位置を変化させている。

特開２００９−２９２４５号公報

しかしながら、移動する車両においては、車両に対する太陽の位置は常に変化する。例えば、車両の旋回時には、車両に対する太陽の位置が左右方向に大きく変化する。また、車両の走行時の振動により、車両に対する太陽の位置は、常に上下方向に細かく移動を繰り返している。特許文献１に開示された防眩装置によれば、このような車両の移動に応じて、常に遮光パターンの位置が変化することになる。このような場合には、乗員の視界のなかで、遮光パターンが頻繁に移動するため、乗員に対して目障りな印象を与えることになる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、液晶パネルの一部に遮光領域を形成する車両用自動防眩装置であって、遮光領域の頻繁な変化を防止することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、車両用自動防眩装置であって、車両のウインドウ（例えば、実施形態におけるフロントウインドウＷ）と乗員（例えば、実施形態における運転者Ｄ）の頭部との間に配置される透過型液晶パネル（例えば、実施形態における透過型液晶パネル２ａ）と、太陽の位置を検出する太陽検出手段（例えば、実施形態における外界カメラ３）と、上記乗員の目の位置を検出する視点検出手段（例えば、実施形態における乗員用カメラ５）と、上記太陽検出手段の検出結果と上記視点検出手段の検出結果とに基づいて、上記透過型液晶パネルに遮光領域（例えば、実施形態における遮光領域Ｒ）を作成させる制御手段（例えば、実施形態における制御装置７）と、を備え、上記制御手段が、上記透過型液晶パネル上における太陽の位置が、上記透過型液晶パネル上に仮想的に設けられた第１領域（例えば、実施形態における静止領域Ｒ１）から逸脱しない範囲で移動する場合には、上記遮光領域の位置を維持させるという構成を採用する。

本発明によれば、透過型液晶パネル上に仮想的に一定の範囲を有する第１領域が設定され、この第１領域から透過型液晶パネル上の太陽の位置が逸脱しない場合には、透過型液晶パネルに作成された遮光領域の位置を維持する。このため、車両に対する太陽の位置変化が小さく、透過型液晶パネル上の太陽の位置が第１領域から逸脱しない場合には、遮光領域の位置が変化しない。このため、本発明によれば、車両の旋回方向への小さな動きや、車両の走行振動による上下動等によって、遮光領域の位置が頻繁に変化することを防止することができる。したがって、本発明によれば、透過型液晶パネルの一部に遮光領域を形成する車両用自動防眩装置であって、遮光領域の頻繁な変化を防止することが可能となる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記制御手段が、上記透過型液晶パネル上に仮想的に設けられると共に上記第１領域を囲む第２領域（例えば、実施形態における位置変更領域Ｒ２）から、上記透過型液晶パネル上における太陽の位置が逸脱した場合には、上記遮光領域の位置を維持させるという構成を採用する。

本発明によれば、透過型液晶パネル上に仮想的に第１領域を囲む第２領域が設定されている。通常走行時における車両に対する太陽の移動は連続的であり、第１領域を太陽が逸脱したときに遮光領域を移動させる。このため、通常時は、透過型液晶パネル上の太陽の位置は、常に第１領域の内側あるいは第１領域の周囲となる。一方で、例えば、ビル等による太陽光の反射等の何らかの原因で太陽検出手段の誤検出等が生じ、制御手段が透過型液晶パネル上の太陽の位置を誤認識した場合には、制御手段が認識する透過型液晶パネル上の太陽の位置が、第１領域を外れて突如大きく変化することが考えられる。このような場合であっても、本発明によれば、太陽の位置が第２領域から逸脱した場合には、遮光領域の位置が維持される。このため、本発明によれば、検出結果のノイズにより、遮光領域の位置が突如大きく変化することを防止することができ、乗員に不快感を与えることを防止することができる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記遮光領域の幅（例えば、実施形態における幅Ｌ１）が、上記乗員の一方の目尻から他方の目尻までの距離に余裕分距離（例えば、実施形態における余裕分距離α）を加算した寸法とされ、上記遮光領域の高さ（例えば、実施形態における高さＬ２）が、上記乗員の眉から下瞼までの距離に上記余裕分距離を加算した寸法とされているという構成を採用する。

本発明によれば、遮光領域の幅が乗員の一方の目尻から他方の目尻までの距離を超える寸法とされている。このため、乗員から透過型液晶パネルが近い場合であっても、確実に乗員の視界に太陽が入り込むことを防止することができる。さらに、遮光領域の幅寸法は、乗員の一方の目尻から他方の目尻までの距離に対して余裕分距離を加算した寸法とされているため、乗員の頭部位置が僅かに変化した場合であっても、乗員の視界に太陽が入り込むことを防止することができる。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記第１領域の幅及び高さが、上記余裕分距離と同一の寸法に設定されているという構成を採用する。

本発明によれば、第１領域の幅及び高さが、遮光領域の幅寸法を求めるときに用いられた余裕分距離と同一の寸法に設定されている。このため、第１領域を確実に遮光領域よりも小さなものとすることができる。このため、より確実に、遮光領域の外に太陽が漏れ出ることを防止することができる。

第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、上記制御手段が、上記太陽検出手段が太陽を検出していない状態から太陽を検出した場合に、上記透過型液晶パネルに上記遮光領域を作成させ、上記太陽検出手段が太陽を検出している状態から検出しなくなった場合に、一定時間経過後に、上記透過型液晶パネルに上記遮光領域を削除させるという構成を採用する。

本発明によれば、太陽が検出されていない状態から検出されたときには、瞬時に遮光領域の作成が行われる。このため、乗員の視界に太陽光が入り込まない状況を短時間で作ることができる。一方で、本発明によれば、太陽が検出されている状態から検出されなくなった場合には、一定時間の経過後に遮光領域を削除する。このため、太陽光が検出されなくなってから再びすぐに検出されるような場合には、遮光領域が継続して作成された状態となる。したがって、本発明によれば、車両が木漏れ日のなか等を走行しているような場合に、遮光領域が頻繁に出現したり消滅したりを繰り返し、乗員に不快感を与えることを防止することができる。

第６の発明は、上記第１〜第５いずれかの発明において、上記制御手段が、上記遮光領域の位置を変更する場合に、現在の上記透過型液晶パネル上における太陽の位置と、過去の上記透過型液晶パネル上における太陽の位置との平均値を中心として新たな上記遮光領域を作成させるという構成を採用する。

本発明によれば、既に作成されている遮光領域を削除して新たに遮光領域を作成する場合、すなわち遮光領域を移動させる場合に、新たな遮光領域を、現在の透過型液晶パネル上における太陽の位置と、過去の透過型液晶パネル上における太陽の位置との平均値を中心として作成する。このため、現在の透過型液晶パネル上における太陽の位置のみに基づいて、新たな遮光領域の中心を定める場合と比較して、遮光領域の単位時間当たりの移動量が少なくなり、遮光領域を滑らかに移動させることができる。このため、本発明によれば、遮光領域の移動が高速となることによって乗員に不快感を与えることを防止することができる。

第７の発明は、上記第１〜第６いずれかの発明において、上記視点検出手段が上記乗員の頭部を撮像する乗員撮像装置（例えば、実施形態における乗員用カメラ５）であり、上記制御手段が、上記乗員撮像装置の撮像画像上における上記乗員の目の位置が、上記撮像画像上に仮想的に設けられた第３領域（例えば、実施形態における静止領域Ｒ３）から逸脱しない場合と、上記乗員撮像装置の撮像画像上における上記乗員の目の位置が、上記撮像画像上に仮想的に設けられると共に上記第３領域を囲む第４領域（例えば、実施形態における位置変更領域Ｒ４）から逸脱した場合と、には、上記遮光領域の位置を維持させるという構成を採用する。

本発明によれば、乗員撮像装置で撮像された撮像画像上に仮想的に一定の範囲を有する第３領域が設定され、この第３領域から撮像画像上における乗員の目の位置が逸脱しない場合には、透過型液晶パネルに作成された遮光領域の位置を維持する。このため、乗員の目の位置の変化しない場合には、遮光領域の位置が変化しない。

さらに、本発明によれば、乗員撮像装置で撮像された撮像画像上に仮想的に第３領域を囲む第４領域が設定されている。通常走行時における乗員の目の位置の変化は連続的であり、第３領域を太陽が逸脱したときに遮光領域を移動させる。このため、通常時は、撮像画像上の乗員の目の位置は、常に第３領域の内側あるいは第３領域の周囲となる。一方で、例えば、何らかの原因で、制御手段が撮像画像上の乗員の目の位置を誤認識した場合には、制御手段が認識する撮像画像上の乗員の目の位置が、第３領域を外れて突如大きく変化することが考えられる。このような場合であっても、本発明によれば、乗員の目の位置が第４領域から逸脱した場合には、遮光領域の位置が維持される。このため、本発明によれば、検出結果のノイズにより、遮光領域の位置が突如大きく変化することを防止することができ、乗員に不快感を与えることを防止することができる。

第８の発明は、上記第７の発明において、上記第３領域の幅が、上記撮像画像上の乗員の一方の目尻から他方の目尻までの距離と同一の寸法に設定されているという構成を採用する。

本発明によれば、撮像画像上における第３領域の幅（例えば、実施形態における幅ＬＡ）が、撮像画像上の乗員の一方の目尻から他方の目尻までの距離と同一の寸法に設定されているため、乗員の目の位置が変化に対しては、太陽の位置よりも素早く遮光領域を移動させる。これによって、より確実に乗員の視界に太陽が入り込むことを防止することができる。

本発明によれば、透過型液晶パネルの一部に遮光領域を形成する車両用自動防眩装置であって、遮光領域の頻繁な変化を防止することが可能となる。

本発明の一実施形態における車両用自動防眩装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態における車両用自動防眩装置の概略構成を示すブロック図である。 遮光領域の中心位置について説明するための模式図である。 遮光領域の大きさを説明するための模式図である。 液晶パネル上の静止領域及び位置変更領域を説明するための模式図である。 運転者距離と透過型液晶パネル上の太陽の位置が静止領域を逸脱する角度範囲との関係を示す模式図である。 ヨーレートに応じて位置変更領域の位置を偏らせることを示す模式図であり、（ａ）が車両の右旋回時の静止領域と位置変更領域とを示し、（ｂ）が車両の左旋回時の静止領域と位置変更領域とを示している。 静止領域及び位置変更領域に対する太陽の位置を示す模式図である。 画像上の静止領域及び位置変更領域を説明するための模式図である。 透過型液晶パネル上の太陽の位置による状態遷移図である。 乗員用カメラで撮像された画像上における運転者の目の位置による状態遷移図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両用自動防眩装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材の認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態の車両用自動防眩装置１の概略構成を示す模式図である。また、図２は、本実施形態の車両用自動防眩装置１の概略構成を示すブロック図である。これらの図に示すように、本実施形態の車両用自動防眩装置１は、透明ディスプレイ２と、外界カメラ３（太陽検出手段）と、偏光フィルタ４と、乗員用カメラ５（視点検出手段、乗員撮像装置）と、ヨーレートセンサ６と、制御装置７（制御手段）とを備えている。

透明ディスプレイ２は、運転者Ｄ（乗員）とフロントウインドウＷ（ウインドウ）との間に配置されており、透過型液晶パネル２ａと、駆動回路２ｂとを備えている。透過型液晶パネル２ａは、非通電時には光を透過し、通電時に光を遮蔽する液晶パネルである。つまり、透過型液晶パネル２ａは、アレイ状に配列される複数の透明画素電極等を備えており、通電された画素電極に応じた領域が黒表示となり光を遮蔽する。駆動回路２ｂは、制御装置７と電気的に接続されており、制御装置７の指令に基づいて、画素電極に対して通電を行う。

外界カメラ３は、レンズが車外（本実施形態においては車両の前方）に向くように車室内に配置されている。この外界カメラ３は、車両の前方を撮像することによって、太陽の位置を検出する。偏光フィルタ４は、外界カメラ３のレンズの前方に配置されている。この偏光フィルタ４は、外界カメラ３に向かう光から太陽からの直射光以外の光を遮光する。乗員用カメラ５は、レンズが運転者Ｄに向くように配置されており、例えば、透明ディスプレイ２のフレームに固定されている。この乗員用カメラ５は、運転者Ｄを撮像し、運転者Ｄの目の位置を検出する。この乗員用カメラ５としては、例えば、奥行きの位置を判断可能な複眼レンズを有する撮像装置や赤外線センサを搭載する撮像装置を用いる。ヨーレートセンサ６は、車両のヨーレートを検出するセンサであり、例えば車両の中央に配置されている。

制御装置７は、透明ディスプレイ２と、外界カメラ３と、乗員用カメラ５と、ヨーレートセンサ６とに電気的に接続されている。この制御装置７は、外界カメラ３と、乗員用カメラ５と、ヨーレートセンサ６とからの入力信号に基づいて、透明ディスプレイ２を制御する。本実施形態の制御装置７は、図２に示すように、画像処理部７ａと、演算処理部７ｂと、ディスプレイ制御部７ｃとを備えている。このような制御装置７は、例えば専用のマクロコントローラからなる。

画像処理部７ａは、乗員用カメラ５から入力される撮像画像に基づいて運転者Ｄの位置（透明ディスプレイ２から運転者Ｄの目までの距離（以下、運転者距離と称する）や透明ディスプレイ２に対する運転者Ｄの目の車幅方向の位置（以下、運転者車幅方向位置と称する））を求める。なお、画像処理部７ａは、計算の便宜上、例えば、運転者Ｄの右目の中心と左目の中心との間を運転者Ｄの目の位置と定義する。このとき、画像処理部７ａは、例えば、複眼レンズによって撮像された複数の画像から運転者距離を求めたり、赤外線センサから入力に基づいて運転者距離を求めたりする。さらに、画像処理部７ａは、乗員用カメラ５から入力される撮像画像に基づいて、運転者Ｄの一方の目尻から他方の目尻までの距離を求める。このとき、画像処理部７ａは、運転者距離に基づいて、画像上の運転者Ｄの一方の目尻から他方の目尻までの距離を補正することによって、実際の運転者Ｄの一方の目尻から他方の目尻までの距離（以下、目尻間距離と称する）を算出する。さらに、画像処理部７ａは、運転者距離に基づいて、画像上の運転者Ｄの眉から下瞼までの距離を補正することによって、実際の運転者Ｄの眉から下瞼までの距離（以下、眉下瞼間距離と称する）を算出する。また、画像処理部７ａは、外界カメラ３から入力される撮像画像に基づいて太陽の位置（運転者Ｄから見た太陽の方向（以下、太陽角度と称する））を求める。このとき、画像処理部７ａは、例えば、太陽の位置を無限遠とし、さらに透明ディスプレイ２から運転者車幅方向位置から太陽の位置を求める。

演算処理部７ｂは、画像処理部７ａから入力される太陽角度、運転者距離、運転者車幅方向位置及び運転者目尻間距離に基づいて、透明ディスプレイ２に描画する遮光領域Ｒ（図１参照）の範囲を決定する。この遮光領域Ｒは、透明ディスプレイ２の透過型液晶パネル２ａに表示される黒表示の領域であり、車外からの光を透過させない領域である。

図３は、遮光領域Ｒの中心位置χについて説明するための模式図である。この図に示すように、透明ディスプレイ２の車幅方向の中心を基準位置Ｏとした場合であって、運転者車幅方向位置が基準位置Ｏである場合には、遮光領域Ｒの中心位置χは、下式（１）によって求められる。なお、下式（１）において、θは、太陽角度であり、運転者Ｄと透明ディスプレイ２とを繋ぐ透明ディスプレイ２に対する法線と、運転者Ｄと太陽とを結ぶ線分とが成す角度である。また、ｄは、運転者距離である。

このため、演算処理部７ｂは、画像処理部７ａから入力される運転者車幅方向位置が基準位置Ｏである場合には、画像処理部７ａから入力される太陽角度と、運転者距離と、式（１）に基づいて、遮光領域Ｒの中心位置χを求める。

一方で、図３に示すように、運転者車幅方向位置が基準位置Ｏから距離ａだけ変位した場合には、遮光領域Ｒの中心位置χは、下式（２）によって求められる。

このため、演算処理部７ｂは、画像処理部７ａから入力される運転者車幅方向位置に基づいて距離ａを求め、この距離ａと、太陽角度と、運転者距離と、式（２）に基づいて、遮光領域Ｒの中心位置χを求める。

また、本実施形態において演算処理部７ｂは、遮光領域Ｒの大きさを決定する。図４は、遮光領域Ｒの大きさを説明するための模式図である。本実施形態では、遮光領域Ｒは、図４に示すように矩形状とされる。演算処理部７ｂは、この矩形状の遮光領域Ｒの幅Ｌ１と、高さＬ２を決定する。演算処理部７ｂは、予め定められた余裕分距離αを記憶しており、画像処理部７ａから入力される目尻間距離に余裕分距離αを加算した寸法を遮光領域Ｒの幅Ｌ１として決定する。また、演算処理部７ｂは、画像処理部７ａから入力される眉下瞼間距離に余裕分距離αを加算した寸法を遮光領域Ｒの高さＬ２として決定する。この結果、遮光領域Ｒは、図４に示すように、運転者の左右の目尻から左右に各々［α／２］分だけ突出した幅Ｌ１を有し、運転者の眉と下瞼から上下に各々［α／２］分だけ突出した高さＬ２を有する矩形状とされる。

ディスプレイ制御部７ｃは、上述のようにして演算処理部７ｂによって決定された遮光領域Ｒの中心位置χと、遮光領域Ｒの幅Ｌ１及び高さＬ２に基づいて、透明ディスプレイ２に入力する制御信号を生成し、この制御信号に基づいて透明ディスプレイ２を制御することにより、透明ディスプレイ２に遮光領域Ｒを作成させる。

さらに、本実施形態において演算処理部７ｂは、遮光領域Ｒの位置を変更するか否かの判断を行うための透過型液晶パネル２ａ上における領域を決定する。ここでは、演算処理部７ｂは、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置が逸脱しない限り遮光領域Ｒの位置を変更しない領域として静止領域Ｒ１（第１領域）を決定する。また、演算処理部７ｂは、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置が入った場合に遮光領域Ｒの位置を変更する位置変更領域Ｒ２（第２領域）を決定する。

図５は、静止領域Ｒ１及び位置変更領域Ｒ２を説明するための模式図である。静止領域Ｒ１は、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置（太陽の中心）を中心とする矩形状の領域であり、幅Ｌａ及び高さＬｂは、各々が上述の余裕分距離αに設定されている。例えば、演算処理部７ｂは、画像処理部７ａから入力される運転者距離と、運転者車幅方向位置と、太陽方向とから、運転者Ｄと太陽とを結ぶ線分を導き、この線分と透過型液晶パネル２ａとが交差する点を透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置（太陽の中心）とする。さらに、画像処理部７ａは、幅Ｌａ及び高さＬｂが余裕分距離αとされた正方形状の枠を透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置を中心として描き、この内側を仮想的に静止領域Ｒ１とする。本実施形態において演算処理部７ｂは、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置が、この静止領域Ｒ１を逸脱しない範囲で移動する場合には、遮光領域Ｒの位置を再計算しない。つまり、本実施形態では、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置が、この静止領域Ｒ１を逸脱しない範囲で移動する場合には、遮光領域Ｒが移動しない。

なお、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置は、上述のように運転者距離に依存して定められることから、運転者距離によって透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が静止領域Ｒ１を逸脱する角度範囲が変わってくる。図６は、運転者距離と透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が静止領域Ｒ１を逸脱する角度範囲との関係を示す模式図である。この図６に示すように、運転者距離が短い場合には、太陽の位置が静止領域Ｒ１を逸脱する角度範囲が広く、運転者距離が長くなるに連れて太陽の位置が静止領域Ｒ１を逸脱する角度範囲が狭くなる。そこで、演算処理部７ｂは、画像処理部７ａから入力される運転者距離に基づいて、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が静止領域Ｒ１を逸脱する角度範囲を求め、画像処理部７ａから入力される太陽角度が定めて角度範囲を逸脱した場合に、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が静止領域Ｒ１を逸脱したと判断する。

図５に戻り、位置変更領域Ｒ２は、静止領域Ｒ１を前後左右から囲む領域であり、幅ＬＡ及び高さＬＢは予め定められている。例えば、幅ＬＡは、本実施形態の車両用自動防眩装置１が搭載される車両がとり得る最大ヨーレートと、画像処理部７ａのフレームレートに基づいて定められる。つまり、幅ＬＡは、車両が最大ヨーレートの場合に、画像処理部７ａのフレームレートにおいて静止領域Ｒ１に位置した太陽が位置変更領域Ｒ２から逸脱しない範囲で定められる。また、高さＬＢは、最大ピッチレートと、画像処理部７ａのフレームレートに基づいて定められる。つまり、高さＬＢは、車両が最大ピッチレートの場合に、画像処理部７ａのフレームレートにおいて静止領域Ｒ１に位置した太陽が位置変更領域Ｒ２から逸脱しない範囲で定められる。本実施形態において演算処理部７ｂは、このような位置変更領域Ｒ２を仮想的に設定し、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置が、位置変更領域Ｒ２に位置する場合には、遮光領域Ｒの位置を再計算する。この結果、遮光領域Ｒの位置が移動する。なお、このように遮光領域Ｒが移動した場合には、画像処理部７ａは、静止領域Ｒ１及び位置変更領域Ｒ２の位置も再設定する。

なお、演算処理部７ｂは、遮光領域Ｒの位置を移動させる場合には、上述の式（１）や式（２）で求めた中心位置χに基づいて遮光領域Ｒを作成させるようにしても良いが、例えば、現在の透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置（新たに求めた中心位置χ）と、直前（すなわち過去）の透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置（先の中心位置χ）との平均値を中心として新たな遮光領域Ｒを作成させるようにしても良い。このような平均値を用いる場合には、遮光領域Ｒの移動量を抑えることができ、運転者Ｄに遮光領域Ｒの移動が急激に行われている印象を与えることを防止することができる。

また、本実施形態において演算処理部７ｂは、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置が、位置変更領域Ｒ２の外側に逸脱した場合には、ノイズであると判定し、遮光領域Ｒの位置を再計算しない。このため、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置が、位置変更領域Ｒ２の外側に逸脱した場合には、遮光領域Ｒが移動しない。上述のように、位置変更領域Ｒ２は、車両がとり得る最大ヨーレートと最大ピッチレートとに基づいて定められているため、通常の車両走行において透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が位置変更領域Ｒ２の外側に逸脱することはない。このため、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が位置変更領域Ｒ２の外側に逸脱する場合には、ビルによる太陽光の反射等による太陽の位置の誤検出の可能性が高い。したがって、本実施形態においては、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置が、位置変更領域Ｒ２の外側に逸脱した場合には、遮光領域Ｒを移動させない。

また、本実施形態において演算処理部７ｂは、ヨーレートセンサ６から入力されるヨーレートに基づいて、静止領域Ｒ１に対する位置変更領域Ｒ２の位置を変化させる。一般的に車両は急な方向転換ができないことから、旋回中における透過型液晶パネル２ａ上の太陽の移動方向も同様に急に方向転換することはない。したがって、静止領域Ｒ１に対する位置変更領域Ｒ２の位置を旋回方向に偏らせることによって、位置変更領域Ｒ２の設定範囲をより実際の透過型液晶パネル２ａ上の太陽の動きに合わせることが可能となる。図７は、ヨーレートに応じて位置変更領域Ｒ２の位置を偏らせることを示す模式図であり、（ａ）が車両の右旋回時の静止領域Ｒ１と位置変更領域Ｒ２とを示し、（ｂ）が車両の左旋回時の静止領域Ｒ１と位置変更領域Ｒ２とを示している。車両の旋回方向と透過型液晶パネル２ａ上における太陽の移動方向とは反対方向となるため、図７（ａ）に示すように、車両の右旋回時には、静止領域Ｒ１に対して位置変更領域Ｒ２を左側に偏らせる。また、図７（ｂ）に示すように、車用の左旋回時には、静止領域Ｒ１に対して位置変更領域Ｒ２を右側に偏らせる。

図８は、静止領域Ｒ１及び位置変更領域Ｒ２に対する太陽の位置を示す模式図である。（ａ）に示すように太陽の位置が静止領域Ｒ１の範囲に入っている状態から、（ｂ）に示すように静止領域Ｒ１から逸脱しない範囲で移動する場合には、遮光領域Ｒは移動しない。また、（ａ）に示すように太陽の位置が静止領域Ｒ１の範囲に入っている状態から、（ｃ）に示すように静止領域Ｒ１から逸脱しかつ位置変更領域Ｒ２に入っている状態に移行した場合には、遮光領域Ｒは移動する。また、（ａ）に示すように太陽の位置が静止領域Ｒ１の範囲に入っている状態から、（ｄ）に示すように静止領域Ｒ１及び位置変更領域Ｒ２から逸脱した場合には、遮光領域Ｒは移動しない。

さらに、本実施形態において演算処理部７ｂは、遮光領域Ｒの位置を変更するか否かの判断を行うための乗員用カメラ５の画像上における領域を決定する。ここでは、演算処理部７ｂは、画像上における運転者Ｄの目の位置が逸脱しない限り遮光領域Ｒの位置を変更しない領域として静止領域Ｒ３（第３領域）を決定する。また、演算処理部７ｂは、画像上における運転者Ｄの目の位置が入った場合に遮光領域Ｒの位置を変更する位置変更領域Ｒ４（第４領域）を決定する。

図９は、静止領域Ｒ３及び位置変更領域Ｒ４を説明するための模式図である。静止領域Ｒ３は、画像上における運転者Ｄの目を含む矩形状の領域である。静止領域Ｒ３の幅Ｌｃは、画像上における運転者Ｄの一方の目尻から他方の目尻までの距離と同一寸法に設定されている。また、静止領域Ｒ３の高さＬｄは、画像上における運転者Ｄの眉から下瞼までの距離と同一寸法に設定されている。画像処理部７ａは、画像上に仮想的に静止領域Ｒ３を設定し、運転者Ｄの目の位置が静止領域Ｒ３を逸脱しない場合には、遮光領域Ｒの位置を再計算しない。つまり、本実施形態では、画像上において運転者Ｄの目の位置が静止領域Ｒ３を逸脱しない場合には、遮光領域Ｒが移動しない。

位置変更領域Ｒ４は、静止領域Ｒ３を前後左右から囲む領域であり、幅ＬＣ及び高さＬＤは予め定められている。例えば、幅ＬＡは、実験等によって定められた走行操作中の運転者Ｄがとり得る最大横移動量と、画像処理部７ａのフレームレートに基づいて定められる。つまり、幅ＬＣは、運転者Ｄがとり得る最大横移動量の場合に、画像処理部７ａのフレームレートにおいて静止領域Ｒ３に位置した運転者Ｄの目が位置変更領域Ｒ４から逸脱しない範囲で定められる。また、高さＬＤは、実験等によって定められた走行操作中の運転者Ｄがとり得る最大縦移動量と、画像処理部７ａのフレームレートに基づいて定められる。つまり、高さＬＤは、運転者Ｄがとり得る最大縦移動量の場合に、画像処理部７ａのフレームレートにおいて静止領域Ｒ３に位置した運転者Ｄの目が位置変更領域Ｒ４から逸脱しない範囲で定められる。本実施形態において演算処理部７ｂは、このような位置変更領域Ｒ４を仮想的に設定し、画像上における運転者Ｄの目の位置が、位置変更領域Ｒ４に位置する場合には、遮光領域Ｒの位置を再計算する。この結果、遮光領域Ｒの位置が移動する。なお、このように遮光領域Ｒが移動した場合には、画像処理部７ａは、静止領域Ｒ３及び位置変更領域Ｒ４の位置も再設定する。

また、本実施形態において演算処理部７ｂは、画像上における上における運転者Ｄの目の位置が、位置変更領域Ｒ４の外側に逸脱した場合には、ノイズであると判定し、遮光領域Ｒの位置を再計算しない。このため、画像上における運転者Ｄの目の位置が、位置変更領域Ｒ４の外側に逸脱した場合には、遮光領域Ｒが移動しない。

続いて、図１０及び図１１を参照して、演算処理部７ｂの動作について具体的に説明する。なお、以下の説明では、既に遮光領域Ｒが透過型液晶パネル２ａ上に作成され、透過型液晶パネル２ａ上の静止領域Ｒ１及び位置変更領域Ｒ２と、画像上の静止領域Ｒ３及び位置変更領域Ｒ４の設定が終了しているものとする。

図１０は、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置による状態遷移図である。演算処理部７ｂは、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が静止領域Ｒ１に含まれている場合には静止状態であると判定して、遮光領域Ｒの位置を再計算しない。このため、静止状態である場合には、遮光領域Ｒは移動しない。このような静止状態から、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が静止領域Ｒ１を逸脱しかつ位置変更領域Ｒ２に位置する場合には、演算処理部７ｂは、矢印Ａで示すように動状態へ移行し、遮光領域Ｒの位置を再計算する。このため、動状態である場合には、遮光領域Ｒが移動する。

また、動状態において、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が一定の範囲に一定時間留まった場合には、演算処理部７ｂは、矢印Ｂに示すように、再び静止状態に移行する。ここでは、演算処理部７ｂは、例えば、一定時間において太陽の位置が静止領域Ｒ１と同面積の範囲に収まっている場合には、この範囲の中心を静止領域Ｒ１に設定して静止状態に移行する。また、例えば、一定時間において太陽の位置が収まる最小の正方形を描き、この正方形を新たな静止領域Ｒ１に設定することも可能である。

また、動状態において、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が、一定時間に位置変更領域Ｒ２を一定回数逸脱した場合や、太陽が検出されていない状態から一定時間が経過していない場合は、演算処理部７ｂは、矢印Ｃで示すように不定状態に移行する。演算処理部７ｂは、不定状態である場合には、遮光領域Ｒの位置を再計算しない。このため、不定状態である場合には、遮光領域Ｒは移動しない。

また、不定状態において、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が、静止領域Ｒ１及び位置変更領域Ｒ２を合わせた面積の範囲内に、一定の時間かつ一定の確率で検出される場合には、演算処理部７ｂは、矢印Ｄに示すように、再び動状態に移行する。

また、静止状態において、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が、一定時間に位置変更領域Ｒ２を一定回数逸脱した場合や、太陽が検出されていない状態から一定時間が経過していない場合にも、演算処理部７ｂは、矢印Ｅで示すように不定状態に移行する。

一方で、静止状態、動状態及び不定状態において、太陽が検出されない状態が一定時間継続した場合には、演算処理部７ｂは、矢印Ｆに示すように、遮光不要状態に移行する。つまり、演算処理部７ｂは、太陽が検出されない状態が開始されてから一定時間経過後に遮光不要状態に移行する。この遮光不要状態では、演算処理部７ｂは遮光領域Ｒの作成をしない旨の指令をディスプレイ制御部７ｃに入力する。この結果、遮光領域Ｒが削除される。

また、遮光不要状態において太陽が検出された場合には、演算処理部７ｂは即座に矢印Ｇに示すように遮光状態に移行する。ここでは、例えば演算処理部７ｂは、遮光不要状態から動状態に移行する。これによって、新たな遮光領域Ｒが透過型液晶パネル２ａ上に作成される。

図１１は、乗員用カメラ５で撮像された画像上における運転者Ｄの目の位置による状態遷移図である。演算処理部７ｂは、画像上における運転者Ｄの目の位置が静止領域Ｒ３に含まれている場合には静止状態であると判定して、遮光領域Ｒの位置を再計算しない。このため、静止状態である場合には、遮光領域Ｒは移動しない。このような静止状態から、画像上における運転者Ｄの目の位置が静止領域Ｒ３を逸脱しかつ位置変更領域Ｒ４に位置する場合には、演算処理部７ｂは、矢印Ｈで示すように動状態へ移行し、遮光領域Ｒの位置を再計算する。このため、動状態である場合には、遮光領域Ｒが移動する。

また、動状態において、画像上における運転者Ｄの目の位置が一定の範囲に一定時間留まった場合には、演算処理部７ｂは、矢印Ｉに示すように、再び静止状態に移行する。ここでは、演算処理部７ｂは、例えば、一定時間において画像上における運転者Ｄの目の位置が静止領域Ｒ３と同面積の範囲に収まっている場合には、この範囲の中心を静止領域Ｒ３に設定して静止状態に移行する。

また、動状態において、画像上における運転者Ｄの目の位置が、一定時間に位置変更領域Ｒ４を一定回数逸脱した場合や、運転者Ｄの目が検出されていない状態から一定時間が経過した場合は、演算処理部７ｂは、矢印Ｊで示すように不定状態に移行する。演算処理部７ｂは、不定状態である場合には、遮光領域Ｒの位置を再計算しない。このため、不定状態である場合には、遮光領域Ｒは移動しない。

また、不定状態において、画像上における運転者Ｄの目の位置が、静止領域Ｒ３及び位置変更領域Ｒ４を合わせた面積の範囲内に、一定の時間かつ一定の確率で検出される場合には、演算処理部７ｂは、矢印Ｋに示すように、再び動状態に移行する。

また、静止状態において、画像上における運転者Ｄの目の位置が、一定時間に位置変更領域Ｒ４を一定回数逸脱した場合や、運転者Ｄの目が検出されていない状態から一定時間が経過していない場合にも、演算処理部７ｂは、矢印Ｌで示すように不定状態に移行する。

以上のような本実施形態の車両用自動防眩装置１においては、フロントウインドウＷと運転者Ｄの頭部との間に配置される透過型液晶パネル２ａと、太陽の位置を検出する外界カメラ３と、運転者Ｄの目の位置を検出する乗員用カメラ５と、外界カメラ３の撮像画像（検出結果）と乗員用カメラ５の撮像画像（検出結果）とに基づいて、透過型液晶パネル２ａに遮光領域Ｒを作成させる制御装置７と、を備えている。さらに、制御装置７は、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置が、透過型液晶パネル２ａ上に仮想的に設けられた静止領域Ｒ１から逸脱しない範囲で移動する場合には、遮光領域Ｒの位置を維持させる。

このため、本実施形態の車両用自動防眩装置１によれば、車両に対する太陽の位置変化が小さく、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が静止領域Ｒ１から逸脱しない場合には、遮光領域Ｒの位置が変化しない。したがって、本実施形態の車両用自動防眩装置１によれば、車両の旋回方向への小さな動きや、車両の走行振動による上下動等によって、遮光領域Ｒの位置が頻繁に変化することを防止することができる。したがって、本実施形態の車両用自動防眩装置１によれば、透過型液晶パネル２ａの一部に遮光領域Ｒを形成する車両用自動防眩装置１であって、遮光領域Ｒの頻繁な変化を防止することが可能となる。

また、本実施形態の車両用自動防眩装置１においては、制御装置７が、透過型液晶パネル２ａ上に仮想的に設けられると共に静止領域Ｒ１を囲む位置変更領域Ｒ２から、透過型液晶パネル２ａ上における太陽の位置が逸脱した場合には、遮光領域Ｒの位置を維持させる。通常走行時における車両に対する太陽の移動は連続的であり、静止領域Ｒ１を太陽が逸脱したときに遮光領域Ｒを移動させる。このため、通常時は、透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置は、常に静止領域Ｒ１の内側あるいは静止領域Ｒ１の周囲となる。一方で、例えば、ビル等による太陽光の反射等の何らかの原因で外界カメラ３の誤検出等が生じ、制御装置７が透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置を誤認識した場合には、制御装置７が認識する透過型液晶パネル２ａ上の太陽の位置が、静止領域Ｒ１を外れて突如大きく変化することが考えられる。このような場合であっても、本実施形態の車両用自動防眩装置１によれば、太陽の位置が位置変更領域Ｒ２から逸脱した場合には、遮光領域Ｒの位置が維持される。このため、本実施形態の車両用自動防眩装置１によれば、検出結果のノイズにより、遮光領域Ｒの位置が突如大きく変化することを防止することができ、乗員に不快感を与えることを防止することができる。

また、本実施形態の車両用自動防眩装置１においては、遮光領域Ｒの幅Ｌ１が、運転者Ｄの一方の目尻から他方の目尻までの距離に余裕分距離αを加算した寸法とされ、遮光領域Ｒの高さＬ２が、運転者Ｄの眉から下瞼までの距離に余裕分距離αを加算した寸法とされている。このため、運転者Ｄから透過型液晶パネル２ａが近い場合であっても、確実に乗員の視界に太陽が入り込むことを防止することができる。さらに、遮光領域Ｒの幅寸法は、乗員の一方の目尻から他方の目尻までの距離に対して余裕分距離を加算した寸法とされているため、運転者Ｄの頭部位置が僅かに変化した場合であっても、運転者Ｄの視界に太陽が入り込むことを防止することができる。

本実施形態の車両用自動防眩装置１においては、静止領域Ｒ１の幅Ｌａ及び高さＬｂが、余裕分距離αと同一の寸法に設定されている。このため、静止領域Ｒ１を確実に遮光領域Ｒよりも小さなものとすることができる。このため、より確実に、遮光領域Ｒの外に太陽が漏れ出ることを防止することができる。

本実施形態の車両用自動防眩装置１においては、制御装置７が、外界カメラ３が太陽を検出していない状態から太陽を検出した場合に、透過型液晶パネル２ａに遮光領域Ｒを作成させ、外界カメラ３が太陽を検出している状態から検出しなくなった場合に、一定時間経過後に、透過型液晶パネル２ａに遮光領域Ｒを削除させる。このような本実施形態の車両用自動防眩装置１によれば、太陽が検出されていない状態から検出されたときには、瞬時に遮光領域Ｒの作成が行われる。このため、運転者Ｄの視界に太陽光が入り込まない状況を短時間で作ることができる。一方で、太陽が検出されている状態から検出されなくなった場合には、一定時間の経過後に遮光領域Ｒを削除する。このため、太陽光が検出されなくなってから再びすぐに検出されるような場合には、遮光領域Ｒが継続して作成された状態となる。したがって、本実施形態の車両用自動防眩装置１によれば、車両が木漏れ日のなか等を走行しているような場合に、遮光領域Ｒが頻繁に出現したり消滅したりを繰り返し、運転者Ｄに不快感を与えることを防止することができる。

また、本実施形態の車両用自動防眩装置１においては、制御装置７が、画像上における運転者Ｄの目の位置が、画像上に仮想的に設けられた静止領域Ｒ３から逸脱しない場合と画像上における運転者Ｄの目の位置が、画像上に仮想的に設けられると共に静止領域Ｒ３を囲む位置変更領域Ｒ４から逸脱した場合と、には、遮光領域Ｒの位置を維持させる。このような本実施形態の車両用自動防眩装置１によれば、検出結果のノイズにより、遮光領域Ｒの位置が突如大きく変化することを防止することができ、乗員に不快感を与えることを防止することができる。

また、本実施形態の車両用自動防眩装置１においては、静止領域Ｒ３の幅Ｌｃが、画像上の運転者Ｄの一方の目尻から他方の目尻までの距離と同一の寸法に設定されている。このため、運転者Ｄの目の位置が変化に対しては、太陽の位置変化よりも素早く遮光領域Ｒを移動させる。これによって、より確実に運転者Ｄの視界に太陽が入り込むことを防止することができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、透明ディスプレイ２が運転者ＤとフロントウインドウＷとの間に配置された例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、助手席の乗員とフロントウインドウＷとの間や、乗員とサイドウインドウとの間に透明ディスプレイ２を設置することも可能である。

また、上記実施形態においては、本発明の太陽検出手段及び視点検出手段がいずれもカメラである構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の太陽検出手段及び視点検出手段として他の検出デバイスを用いても良い。

また、上記実施形態においては、遮光領域Ｒが完全に光を通さない黒表示状態の領域である構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、遮光領域Ｒが光の一部を透過する着色領域とすることも可能である。

１……車両用自動防眩装置
２……透明ディスプレイ
２ａ……透過型液晶パネル
２ｂ……駆動回路
３……外界カメラ（太陽検出手段）
４……偏光フィルタ
５……乗員用カメラ（視点検出手段、乗員撮像装置）
６……ヨーレートセンサ
７……制御装置（制御手段）
７ａ……画像処理部
７ｂ……演算処理部
７ｃ……ディスプレイ制御部
Ｄ……運転者（乗員）
Ｒ……遮光領域
Ｒ１……静止領域
Ｒ２……位置変更領域
Ｒ３……静止領域
Ｒ４……位置変更領域
Ｗ……フロントウインドウ（ウインドウ）

Claims (8)

1. 車両のウインドウと乗員の頭部との間に配置される透過型液晶パネルと、
   太陽の位置を検出する太陽検出手段と、
   前記乗員の目の位置を検出する視点検出手段と、
   前記太陽検出手段の検出結果と前記視点検出手段の検出結果とに基づいて、前記透過型液晶パネルに遮光領域を作成させる制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記乗員の目の位置と前記太陽の位置とを結ぶ線分が前記透過型液晶パネルと交差する位置を透過型液晶パネル上の太陽の位置とし、前記透過型液晶パネル上における太陽の位置が、前記透過型液晶パネル上に仮想的に設けると共に前記透過型液晶パネル上の太陽の位置を囲む第１領域から逸脱しない範囲で移動する場合には、前記遮光領域の位置を維持させる
   ことを特徴とする車両用自動防眩装置。
2. 前記制御手段は、前記透過型液晶パネル上に仮想的に設けられると共に前記第１領域を囲む第２領域から、前記透過型液晶パネル上における太陽の位置が逸脱した場合には、前記遮光領域の位置を維持させることを特徴とする請求項１記載の車両用自動防眩装置。
3. 前記遮光領域の幅は、前記乗員の一方の目尻から他方の目尻までの距離に余裕分距離を加算した寸法とされ、
   前記遮光領域の高さは、前記乗員の眉から下瞼までの距離に前記余裕分距離を加算した寸法とされている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用自動防眩装置。
4. 前記第１領域の幅及び高さは、前記余裕分距離と同一の寸法に設定されていることを特徴とする請求項３記載の車両用自動防眩装置。
5. 前記制御手段は、
   前記太陽検出手段が太陽を検出していない状態から太陽を検出した場合に、前記透過型液晶パネルに前記遮光領域を作成させ、
   前記太陽検出手段が太陽を検出している状態から検出しなくなった場合に、一定時間経過後に、前記透過型液晶パネルに前記遮光領域を削除させる
   ことを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の車両用自動防眩装置。
6. 前記制御手段は、前記遮光領域の位置を変更する場合に、現在の前記透過型液晶パネル上における太陽の位置と、過去の前記透過型液晶パネル上における太陽の位置との平均値を中心として新たな前記遮光領域を作成させることを特徴とする請求項１〜５いずれか一項に記載の車両用自動防眩装置。
7. 前記視点検出手段が前記乗員の頭部を撮像する乗員撮像装置であり、
   前記制御手段は、
   前記乗員撮像装置の撮像画像上における前記乗員の目の位置が、前記撮像画像上に仮想的に設けられた第３領域から逸脱しない場合と、
   前記乗員撮像装置の撮像画像上における前記乗員の目の位置が、前記撮像画像上に仮想的に設けられると共に前記第３領域を囲む第４領域から逸脱した場合と、
   には、前記遮光領域の位置を維持させる
   ことを特徴とする請求項１〜６いずれか一項に記載の車両用自動防眩装置。
8. 前記第３領域の幅は、前記撮像画像上の乗員の一方の目尻から他方の目尻までの距離と同一の寸法に設定されていることを特徴とする請求項７記載の車両用自動防眩装置。

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