JPH02293229A - 後写鏡により運転者の目の位置を測定する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両等の運転者が運転姿勢をとった状態での運
転者の目の位置を測定する装置に関するものである． （従来の技術） 従来、自動車などの車両には運転者の目の位置を測定す
る適切な手段が装備されていなかった．（発明が解決し
ようと゛する課題） 運転者の目の位置は、運転者の目の位置に応じた適切な
バックミラー類の角度を決定したり、運転中太陽がまぶ
しくないかを判定することなどに必要な要因である．し
かし、運転者が自分の体型や好みに合せて座席の前後位
置、高さ、背もたれの角度などを変えたりすることや、
運転者により座高などが違うことなどにより、運転者の
目の位置は異ってしまう．したがって運転者の目の位置
を測定する手段が必要となるが、従来の車両にはこのよ
うな手段が備わっていなかった。本発明は運転者の目の
位置を測定できる簡単で安価な手段を提供することを目
的とする． （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明においては、運転室内
にある後写鏡（ルームミラー）の角度を検出し、運転者
の目の位置を算出する．運転者にとって良好な後方視界
が得られる室内後写鏡の角度は、運転者の目の位置によ
りきまる．したがって運転者が良好な後方視界が得られ
るように室内後写鏡の角度を調整したときの角度を検出
すれば運転者の目の位置が求められる．これが請求項１
に述べた本発明の原理である．しかし、運転者により後
写鏡の調整に個人差があったり、あまり注意深く後写鏡
を調整しない運転者もいるので、さらに正確な調整を可
能にするため、請求項２においては、室内後写鏡の上の
印と室内後写鏡後方の目標を設定しいる。

本発明の原理はまず請求項２について説明したほうがわ
かりやすい．そののちに請求項ｌについて説明する。

請求項２においては、室内後写鏡の上に小さな印（第１
図５）がつけてあり、この室内後写鏡は水平軸および垂
直軸まわりに動かして角度が調整できるようになってい
て、水平軸および垂直軸まわりの角度検出器１８、１９
がついており、角度検出器の出力は演算手段２５につな
がれ、室内後写鏡の後方には車両に固定された目標４が
ある。室内後写鏡の上の小さな印および室内後写鏡の後
方にある車両に固定された目標は視界の妨げにならない
ような大きさ、形状、位置になっている．例えば、通常
の乗用車の場合、室内後写鏡の上の小さな印は、第２図
（Ｃ）５に示すような形状であり縦７ｍｍ横１５ｍｍ程
度の大きさで室内後写鏡の表面の中央上端部にあり、車
両に固定された目標は第２図（ｂ）４に示すような形状
であり中央部の円は直径８ｃｍ程度の大きさで後面窓ガ
ラス３０の中央上端部に描かれている． 運転者が運転席に座り運転姿勢をとった状態で，室内後
写鏡を介して後方にある目標を注視したとき、実際には
室内後写鏡により生じた目標の虚像を見ていることにな
り、この虚像は室内後写鏡より遠くにあるので、運転者
の目がこの虚像に焦点を合わせると、両眼の視差により
、室内後写鏡の上にある印は水平方向にずれて左右２つ
に見えるこのように左右にずれて見える印の中央に目標
を捕えるように室内後写鏡の角度を調整したときの水平
軸および垂直軸まわりの角度から運転者の目の位置がわ
かる．したがってこれらの角度検出器からの出力を演算
器に入力して演算を行なわせることにより、運転者が室
内の後写鏡を調整するだけで自動的に目の位置の測定値
が求められる．目標の位置を適切に選べば，このように
室内後写鏡を調整したときが最も良好な後方視界が得ら
れる場合であるようにすることができる．この原理につ
いては後に詳しく説明する． また仮に室内模写値上の印や後方の目標がなかつたとし
ても、室内後写鏡により良好な後方視界が得られている
状態においては、室内後写鏡は結果的には前述のように
調整された角度にほぼなっていると考えられる．したが
って請求項１のように室内後写鏡上の印や後方の目標が
なくても、精度は落ちるが、運転者の目の位置を求める
ことができる．この理由についても次節にて詳しく説明
する． （作用） まず請求項２について、運転者の目の位置を測定できる
作用を説明する． 第２図（Ｃ）に示すように、この例では室内後写鏡の中
央上方に小さな印５があり、この印の中心点にて直交す
る水平軸（第２図（Ｃ）２）および垂直軸（第２図（Ｃ
）３）まわりに動かすことにより角度を調整することが
できる．車体に対するこの中心点の位置は室内後写鏡の
角度を変えても不動なので、この中心点を車体上の座標
の原点（基準点）にとり運転者の目の位置を測定するこ
とにする。

この原点から水平にまっすぐ後方へ引いた直線をＹ軸と
し、原点から垂直下方におろした直線をＺ軸とする．ま
た、原点を通りＹ．Ｚの両軸と直交する直線、すなわち
原点から真横右方へ引いた直線をＸ軸とする．つまり後
写鏡の水平軸がＸ軸となり垂直軸がＺ軸となる．このよ
うに形成された三次元座標系において、運転者の両眼の
中心の位置１４の座標（ｘ　，　ｙ　，　ｚ）を求める
．説明を簡単にするため後方の目標の中心はＹ軸上にあ
るとする。第３図は車両を上から見た図、つまりＸＹ平
面上に投影した図である．運転者６が室内後写鏡１を介
して後方の目標４を見る場合、実際は室内後写鏡による
後方目標の虚像７を見ていることになる．運転者はこの
虚像に対して両眼の焦点を合わせるので、虚像の位置に
焦点面８が形成される．運転者の左目が虚像の中心を注
視しているとき，室内後写鏡上の印５は焦点面８上の１
１の位置に見えることになるので、運転者の左目９には
後方の目標と室内後写鏡の印が第４図（ａ）のように見
える。同様にして、運転者の右目には第４図（ｂ）のよ
うに見える。したがって両眼で見ると第４図（Ｃ）のよ
うに見え、このように左右にずれて２つにみえる室内後
写鏡上の印の中央に後方の目標が見えるように、室内後
写鏡を調整した状態を第４図（Ｃ）はあらわしている。

第３図において、原点５から立てた法線１３（鏡面に垂
直な線）がＹ軸となす角がＸＹ平面上に投影された角度
をＰとする。後方の目標４の中心はＹ軸上にあるので、
Ｐは鏡面への入射角となる。

第４図（Ｃ）のように見える場合は、後方の目標４の中
心からの反射光は両眼の中心ｌ４を通る。

入射角と反射角は等しいので、角度ｌ５は２Ｐである。

運転者が運転席の高低、前後位置、背もたれの角度など
を変えても、運転者は運転席のほぼ中央（第３図１６）
に座るので運転者の両眼の中心は運転席の中央にあると
考えられる。運転席の中央と車両の中心との間隔は車両
によりきまっているので、これをｋとすると， ｘ　　＝　　ｋ　　　　　．．．．．．．．（１）運転
者の両眼の中心１４のＹ座標は図からわかるように ｙ　　＝　　ｋ／ｊａｎ（２Ｆ）　　．−−−（２）で
ある． 同様に、第２図はＹＺ平面に投影された光路図であり、
原点から立てた法線とＺ軸のなす角がＹＺ平面上に投影
された角度をＱとすると、入射角と反射角は等しいので
、角度３２は２Ｑとなる．したがって ｚ　　＝　　ｙＸｔａｎ（２Ｑ）　　−−．（３）（３
）式に（２）式を代入すると、 ＝　　　ｋＸｔａｎ（２Ｑ）／ｊａｎ（２Ｐ）以上（１
）式（２）式（４）式により座標ｘ，ｙ，２が求められ
る． 前述のようにｋは車両により定まる値であり、ＰＱは角
度検・出器１８、ｌ９によりわかるので、運転者の両眼
の中心の位一置の座標が求められる。

実際には、運転者が正面を向いたときと、室内後写鏡を
見ているときとでは、両眼の中心位置はわずかにずれる
が、そのずれは小さいので、上記のように求めた位置を
運転状態での目の位置とする片目にしか視力のない運転
者の場合は両眼視差が生じないため、第４図（Ｃ）のよ
うには見えないが、その場合は第４図（ｄ）のように見
えるように室内後写鏡の角度を調整すれば、視力のある
方の目の位置が測定される． 印５（座標原点となっている）は室内後写鏡面上の中央
上端部にあり、目標４は後面窓ガラス面上の中央上端部
にあるため、第４図（Ｃ）または（ｄ）のように調整す
れば、後面窓が左右上下に偏ることなく均一に室内後写
鏡に写るような良好な後部視界が得られる．つまり、運
転者の目の位置を測定するために室内後写鏡の角度を調
整する操作は、良好な後方視界を得るために室内後写鏡
の角度を調整するという運転者にとって必須な安全のた
めの操作をも兼ねる．以上、説明を簡単にするために、
印５は水平軸２と垂直軸３との交点にあるとしたが、実
際は少々その点よりずれていても、大きな測定誤差には
ならない。印５の位置をずらすことに応じて後方目標の
位置もずらせば、やはり第４図（Ｃ）または（ｄ）のよ
うに調整したときに良好な後方視界が得られるようにす
ることができる。例えば、印５を後写鏡面上の左中間に
したときは、そこからまっすぐ後方へひいた線上に後方
目標を設定すればよい。つまり、印５が左へ移動したぶ
んだけ後方目標４も左へ移動することになる。

請求項ｌの構成であっても運転者の目の位置が測定でき
る理由について説明する． 前述のように、第４図（Ｃ）（ｄ）のように室内後写鏡
を調整したときに、良好な後方視界が得られるというこ
とは、逆に考えれば良好な後方視界が得られているとき
は、後写鏡の角度が第４図（ｃ）（ｄ）のようになるよ
うに調整されているということである．したがって印５
や後方目標４を必要としない請求項１の構成でも、良好
な後方視界が得られるように室内後写鏡を調整すれば請
求項２の原理と同等の効果がある。ただし良好な後方視
界、つまり後面窓が左右上下に偏ることなく均一に室内
後写鏡に写る状態とはかなりあいまいな定義であり、後
写鏡の調整に個人差が出てくるので測定値の誤差は多く
なる。しかし印５や後方目標４がないので、運転者はそ
れらを意識せずに従来通り自然に室内後写鏡の調整をす
るだけで目の位置が測定されるのが請求項１の方式の特
長である． 請求項３の構成は第７図に例示したように、請求項２に
おける印５のかわりに中間目標４５を室内後写鏡１と後
方目標４との間に置いたものであるこの例では、後方目
標４を車両後尾に設定し、中間目標４５を運転席の背後
に設定している。室内後写鏡に写った中間目標４５の虚
像は後方目標４の虚像より運転者の近くにできる。した
がって運転者が後方目標の虚像を注視したときにはやは
り、左目には第４図（ａ）のように見え右目のは第４図
（ｂ）のように見える．１１は左目に見える中間目標の
虚像、１２は右目に見える中間目標の虚像であると考え
られる．請求項２についての説明に述べたのと同様の理
由により、請求項３についても第４図（Ｃ）のように室
・内後写鏡の角度を調整したときの室内後写鏡の水平軸
まわりおよび垂直軸まわりの角度から運転者の目の位置
が求められる。第７図に示したような例は後面の窓を畏
んでしまうような車両に適している．（実施例） 第１図に示したように、室内後写鏡の水平軸まわりおよ
び垂直軸まわりの角度検出器１８、ｌ９からの信号を第
５図のような演算手段により処理することにより、（１
）式（２）式（４）式を使ってｘ，ｙ．ｚを求める例に
ついて説明する．第５図の例では、角度検出器ｌ８、ｌ
９にはボテンシオメータとよばれる回転式の可変抵抗を
用いており、回転角に比例した抵抗を発生する．室内後
写鏡の法線がＹ軸に一致したときに、それぞれの角度検
出器の抵抗が０になるように角度検出器を取付けておけ
ば、Ｐ，Ｑに比例した抵抗を発生する，Ｐ，Ｑの範囲を
Ｏ度から３１．５度とすれば、角度検出器の回転範囲（
測定範囲）もＯ度から３１．５度でよい．つまり、抵抗
値は・回転角が０度のときＯであり、回転角が３１．５
度のとき最大値となり、０から最大値までの範囲では回
転角に比例するものとする．第５図において、角度検出
器ｌ８の抵抗の一端３３を接地し、もう一方の端３４に
基準電圧Ｖｓをかければ摺動子端子３５には Ｖｈ　　　＝　　　ＶｓＸＰ／３１．５　　　　　．　
　．　　．　　（５）なる電圧が得られる．同様にして
、角度検出器１９の摺動子端子３６には Ｖｖ　　＝　　ＶｓＸＱ／３１．５　　　．．　．（６
）なる電圧が得られる．このように得られた角度信号電
圧をそれぞれ分解能６ビットのＡＤ変換器（アナログー
ディジタル変換器）２２、２３により二進数に変換すれ
ば、３１．５度の角度が６３段階に分解されることにな
るので０．５度の角度検出精度が得られる。これらのＡ
Ｄ変換器からの６ビットずつの出力信号計１２ビットの
出力信号をＲＯ．Ｍ（リードオンリーメモリ、読出し専
用記憶素子）のアドレス（番地）へ入力する。このＲＯ
Ｍの番地に対応する記憶内容は第６図に示すようなって
いて４０が番地であり４１が記憶内容である。Ｐ５〜Ｐ
Ｏは水平軸まわりの検出角度ＰをＯから３１．５度の範
囲で６ビットの二進数で表現したものであり、Ｑ５〜Ｑ
Ｏは垂直軸まわりの検出角度ＱをＯから３１．５度の範
囲で６ビットの二進数で表現したものであり、ｙ５〜ｙ
Ｏには該当するＰに対して（２）式により得られるｙの
値が６桁の二進数で記憶されており、２４〜２０には該
当するＰ，Ｑの値に対して（４）式により得られる２の
値が５桁の二進数で記憶されている．ｙＯおよび２０の
桁がｌｃｍに相当するとすればｙは６桁の二進数により
最大６３ｃｍまで表現され、Ｚは５桁の二進数により最
大３１ｃｍまでそれぞれｌｃｍ刻みの精度で表現される
．通常の自動車の場合は、ｙ，ｚはこの程度の範囲で十
分である．さらに精度を上げたいときはｙ，ｚの数値の
記憶内容のビット数を増せばよい．また、ｙ，ｚそれぞ
れの最小値を設定し、最小値との差のみを記憶するよう
にしてビット数を節減する等の工夫もできるが，この最
小値は車両の構造に依存するので、第６図では最も単純
な例として説明した．また、角度検出器としてポテンシ
オメー夕のかわりに、角度位置を二進数で直接出力でき
るアブソリュートエンコーダといわれるものを用いれば
、ＡＤ変換器を省くこともできる。後方目標は第２図（
ｂ）のように窓ガラスに描くほかに、曇止めの熱線やそ
の電極の形状を工夫することにより目標としての機能を
兼ねさせることもできる（発明の効果） 本発明は以上説明したように構成されているので簡単な
装置を簡単に操作することで、運転者の目の位置が測定
でき、かつ理想的な後部視界を室内後写鏡に写しだすこ
とができる。本発明により得られた運転者の目の位置と
、太陽光線の明るさおよび入射角度を測定する装置を組
みあわせれば運転者にとって太陽がまぶしいかどうかの
判定ができる． また、室内後写鏡の調整により、運転者の目の位置に応
じた適切な側面後写鏡（フェンダーミラーまたはドアミ
ラー）の角度を得るために必要な測定値を供することが
できる．このように本発明は車両の安全さ、便利さ、快
適さを向上するために応用できる． ４，　図の簡単な説明 第１図は本発明一全体の構成を示す図、第２図（ａ）は
発明の構成を真横から見た図、第２図（ｂ）は後方目標
を後部窓ガラスに設定した実施例を示す図、第２図（Ｃ
）は室内後写鏡の実施例を示す図、第３図は本発明の構
成を上から見た図、第４図は室内後写鏡に写る後方目標
の見えかたを示す図、第５図は角度検出器と演算手段の
構成の実施例を示す図、第６図は演算手段内の記憶デー
タの構成の実施例を示す図、第７図は中間目標を設定し
た場合の実施例である． ｌ．．６室内後写鏡、２，．．室内後写鏡の水平軸、３
．．．室内後写鏡の垂直軸、４，．．後方目標、５．．
．室内後写鏡上の印（座標原点）、６，．．運転者の頭
部、７．．．後方目標の虚像８．．．虚像の焦点面、９
．．．運転者の左目１０．．．運転者の右目、１４．．
．運転者の左右の目の中心、１６．．．運転席の中央の
線、１８．．．水平軸まわりの角度検出器、１９．．垂
直軸まわりの角度検出器、２０．．．側面後写鏡、２１
．．．日よけ板、２２，２３．．．ＡＤ変換器、２４．
．．読出し専用記憶素子（リードオンリーメモリ），２
５．．．演算手段、４５．中間目標

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、運転室内にあり水平軸および垂直軸まわりりの角度
   が調整できる後写鏡と前記後写鏡の水平軸および垂直軸
   まわりの角度検出手段と、検出された前記角度量を入力
   とする演算手段とからなる運転者の目の位置を測定する
   装置。 ２、運転室内にある後写鏡（１）の上に印（５）があり
   、前記後写鏡の後方に目標（４）をもつ、請求項１記載
   の運転者の目の位置を測定する装置。 ３、運転室内にある後写鏡の後方に目標を持ち、前記後
   写鏡と前記目標との間に中間目標をもつ、請求項１記載
   の運転者の目の位置を測定する装置。