JP2004098739A - 車両周辺視認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子のケースの先端部を尖った形状にした場合に最適な表示部の画面を設定することの可能な車両周辺視認装置を提供する。
【解決手段】所定のマスク領域４２を合成することより、またはトリミングすることにより、撮像装置１１Ａのケース２３の透過窓２１Ｒ，２１Ｌの形状に対応した画面１５Ｒ，１５Ｌの形状の画像を表示部１５に表示する。撮像した映像そのままでなく、その輪郭を画像処理にて決定することができ、鮮明な輪郭の画面を表示部１５に表示できる。また、左右の画面１５Ｒ，１５Ｌが、中央に向かって狭くなる画面に表示されるため、見やすく且つデザイン性の優れた画面表示を行うことができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両周辺の多方向の死角映像を車室内の表示部にモニタ表示する車両周辺視認装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の左右前方の死角映像を車室内の表示装置にモニタ表示する技術として、例えば、特開平１１−３３８０７４号公報（以下「従来技術１」と称す）が公開されている。この従来技術１は、図３の如く、車両の左前方と右前方のそれぞれの景色を一対のＣＣＤカメラ１，２で個別に撮像し、これらのＣＣＤカメラ１，２で得られた撮像映像を、画像コントロールユニット３で画像処理し、車両側窓の形状を呈するマスク領域４を含むトリミング映像５，６を車両画像７に重ねて合成画像とし、この合成画像を表示装置の画面８に表示する。これにより、運転者等の死角になる左右前方の位置に自動車Ｔや人Ｍが存在していた場合に、これらを表示装置の画面８に表示して容易に認識することが可能となる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３３８０７４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２３１２１１公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術１では、一対のＣＣＤカメラ１，２を使用していたため、構成が複雑となり、ＣＣＤカメラ１，２の取り付け部位の美観上の問題が指摘されていた。
【０００５】
このことを考慮し、１個の撮像素子（ＣＣＤ）のみを使用して、車両の左右前方の死角映像を撮像する車両周辺視認装置も公開されている（特開２０００−２３１２１１公報等参照：以下「従来技術２」と称す）。この車両周辺視認装置は、図４に示すように、車両のフロントバンパーやフロントグリル等に設置された撮像装置１１と、撮像装置１１で撮像した画像について鏡像反転処理等の画像処理を行う画像処理部１２と、車室内のダッシュボード等に設置されて画像処理部１２で処理された画像信号を表示出力するＬＣＤまたはＣＲＴ等の表示部１５とを備える。
【０００６】
撮像装置１１は、その左右両側面にガラスやプラスチック等からなる左右一対の略長方形の透過窓２１Ｌ，２１Ｒが設けられた遮光性のケース２３を有し、このケース２３内に、断面二等辺三角形の角柱体に形成されたプリズム２４と、結像レンズ２９と、ＣＣＤカメラ等から構成された撮像素子３０とが収納配設されて構成される。尚、プリズム２４及び結像レンズ２９は、透過窓２１Ｌ，２１Ｒから進入した光をケース２３内の車両内部方向にある撮像素子３０に案内する光学手段として機能する。
【０００７】
ケース２３の外観形状は図５に示した通りであって、その前端部付近が上面視略二等辺三角形に形成されている。
【０００８】
プリズム２４は、その頂角部３３側をケース２３の前部に向け、且つそのプリズム側面２８Ｌ，２８Ｒをそれぞれケース２３の透過窓２１Ｌ，２１Ｒに向けた姿勢で、プリズム固定部材３２により固定されてケース２３内に配設されている。
【０００９】
結像レンズ２９は、このプリズム２４の後方（図４では下方）において、その結像レンズ２９の光軸２５がプリズム２４の断面二等辺三角形の頂角部３３の頂角の２等分線に一致するように、レンズホルダ３６によって固定されている。そして、撮像素子３０は、結像レンズ２９の後方において、その撮像面３０Ｌ，３０Ｒがプリズム後面２８Ｂに対して平行となり、且つその撮像面の左半面３０Ｌと右半面３０Ｒの境界線の中心３０ｏが光軸２５上に配置するように固定されている。なお、この状態で、プリズム側面２８Ｌ，２８Ｒは光軸２５に対して対称的に配置している。
【００１０】
かかる従来技術２の車両周辺視認装置の動作を説明する。まず、右側景色に対応する光線１８Ｒは、透過窓２１Ｒより入射しプリズム側面２８Ｒを透過し、プリズム側面２８Ｌで内面反射した後、プリズム後面２８Ｂを射出し、結像レンズ２９を介して撮像素子３０の撮像面の右半面３０Ｒに案内される。
【００１１】
左側景色に対応する光線１８Ｌについても、左右の対称性から同様にして撮像素子３０の撮像面の左半面３０Ｌに案内される。このようにして撮像装置１１により左右両側の景色が同時に撮像される。
【００１２】
そして、撮像素子３０の撮像面の右半面３０Ｒ，左半面３０Ｌにそれぞれ案内された光線１８Ｒ，１８Ｌは、撮像素子３０で画像信号に変換され、画像処理部１２で鏡像反転処理されて表示部１５に出力される。そして、表示部１５では、図６に示すように、その左半画面１５Ｌに、透過窓２１Ｌを通じて撮像された左側景色が左側景色画像１９Ｌとして表示され、その右半画面１５Ｒに、透過窓２１Ｒを通じて撮像された右側景色が右側景色画像１９Ｒとして表示される。
【００１３】
かかる従来技術２の車両周辺視認装置の撮像装置１１は、従来技術１のように一対のＣＣＤカメラ１，２を使用する場合に比べてコンパクト化できることから、設置する際の自由度が増すと共に、従来技術１に比べて目立たなくすることができるため、取り扱いに便利である。しかしながら、この部材をそのまま車両のフロントバンパーやフロントグリル等に設置しようとしても、ケース２３の前端部のサイズが比較的大きいために、外観上目立って意匠性を損なうおそれがある。そこで、本出願人は、図７のように、ケース２３の前端部の高さ寸法ｈ１を、ケース２３の中間部の高さ寸法ｈ２よりも小さく設定し、ケース２３をその中間部から前端部に推移するに従って徐々に高さ寸法が小さくなるように設計した撮像装置１１Ａを提案している（提案例）。
【００１４】
この場合、良好な画質を得るためには、透過窓２１Ｌ，２１Ｒの開口面積をできるだけ大きく保つことが望ましく、透過窓２１Ｌ，２１Ｒの形状をケース２３の形状に合わせて設計することが望ましい。具体的に、図５に示したケース２３の形状には、略長方形の透過窓２１Ｌ，２１Ｒが適しているが、図７のように先端部が尖った形状のケース２３の場合には、これに対応して、透過窓２１Ｌ，２１Ｒの形状も後端部から前端部に推移するに従って徐々に高さ寸法が小さくなるような台形形状に形成することが望ましい。
【００１５】
しかしながら、透過窓２１Ｒ，２１Ｌの形状を上記のように構成すると、表示部１５の画面１５Ｌ，１５Ｒを図６のように長方形にしたままでは、透過窓２１Ｌ，２１Ｒに入射される景色形象に対応することができないという問題がある。
【００１６】
そこで、この発明の課題は、意匠性に優れた撮像装置を提供できるとともに、最適な表示部の画面を設定することの可能な車両周辺視認装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、車両周辺の多方向の景色を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された映像を表示する表示部と、前記撮像装置で撮像された映像の画像処理を行って前記表示部の表示制御を行う画像処理部とを備え、前記撮像装置が、車両に配設されて複数位置にそれぞれ透過窓が形成されたケースと、前記ケース内に収納され、前記各透過窓から進入した光を前記ケース内の車両内部方向に案内する光学手段と、前記ケース内において前記光学手段より前記車両の内部側に配置され、前記各透過窓から進入した光による画像を撮像する撮像素子とを備え、前記ケースの前端部の高さ寸法が、当該ケースの中間部の高さ寸法よりも小さく設定され、前記透過窓の形状が、前記ケースの形状に対応して、前端部の高さ寸法が、当該ケースの中間部の高さ寸法よりも小さい形状に形成され、前記画像処理部が、前記撮像素子から与えられた画像に対し所定の画像処理を施して、前記透過窓の形状に対応した輪郭形状の画像を前記表示部に表示するものである。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両周辺視認装置であって、前記画像処理部による前記所定の画像処理が、前記撮像素子から与えられた画像に対し、前記透過窓の形状に対応した形状のマスク領域を合成して前記表示部に出力するものであるものである。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両周辺視認装置であって、前記画像処理部による前記所定の画像処理が、前記撮像素子から与えられた画像に対し、前記透過窓の形状に対応した形状にトリミングして前記表示部に出力するものであるものである。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両周辺視認装置であって、前記撮像装置が、前記車両の前部に配設されて当該車両の左右方向の景色を撮像するものであるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一の実施の形態に係る車両周辺視認装置を示すブロック図である。尚、図１においては、図４〜図６に示した従来技術２及び図７に示した提案例と同様の機能を有する要素については同一の符号を付している。
【００２２】
この車両周辺視認装置は、従来技術２と同様に、図１の如く、車両のフロントバンパーやフロントグリル等に設置された撮像装置１１Ａと、撮像装置１１Ａで撮像した画像について所定の画像処理を行う画像処理部１２Ａと、車室内のダッシュボード等に設置されて画像処理部１２Ａで処理された画像信号を表示出力するＬＣＤまたはＣＲＴ等の表示部１５とを備える。
【００２３】
撮像装置１１Ａは、図７に示した提案例と同様のものが使用されており、具体的に、図７の如く、ケース２３の前端部の高さ寸法ｈ１が、ケース２３の中間部の高さ寸法ｈ２よりも小さく設定され、ケース２３の中間部から前端部に推移するに従って徐々に高さ寸法が小さくなるように形成されている。このようにすることで、撮像装置１１Ａが前端に推移するに従って尖った形状となり、車両のフロントバンパーやフロントグリル等に設置した場合の意匠性を高めるこが可能になるとともに、図５に示したケース２３の形状に比べて、車両の走行時における風圧を容易に軽減できる利点がある。かかるケース２３の形状に合わせて、透過窓２１Ｌ，２１Ｒの形状が、後端部から前端部に推移するに従って徐々に高さ寸法が小さくなるような略台形形状に形成されている。
【００２４】
尚、撮像装置１１Ａの内部構造は、図４に示した従来技術２と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００２５】
画像処理部１２Ａは、撮像装置１１Ａの撮像素子３０から電気信号として与えられた映像データを画像処理する入力画像処理部４１と、表示部１５におけるマスク領域４２を設定するマスク領域設定部４３と、入力画像処理部４１から出力された画像データにマスク領域設定部４３で設定されているマスク領域４２を重ね合わせて合成するマスク領域合成部４４とを備える。
【００２６】
入力画像処理部４１は、撮像装置１１Ａの撮像素子３０から与えられた画像について鏡像反転処理を行うとともに、表示部１５の解像度、階調及びガンマ値等の設定を行う。
【００２７】
マスク領域設定部４３は、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュＲＯＭ等の書き換え可能なＲＡＭ内にマスク領域４２の形状に係る定義情報が格納されており、撮像装置１１Ａから画像データが与えられた際にマスク領域４２の定義情報をマスク領域合成部４４に出力する。マスク領域設定部４３で定義されているマスク領域４２は、撮像装置１１Ａのケース２３の透過窓２１Ｌ，２１Ｒの縁形状に対応した形状とされており、具体的には、透過窓２１Ｌ，２１Ｒの縁形状よりも若干寸法だけ内側に縮小された領域範囲に、入力画像処理部４１からの画像が映し出されるように定義されている。これにより、透過窓２１Ｌ，２１Ｒの縁形状をそのまま表示部１５に表示する場合に、その縁形状がぼやけて表示される事態を防止でき、且つ、透過窓２１Ｌ，２１Ｒの範囲に入射される景色を可及的に大きな面積で表示部１５に表示できる。
【００２８】
マスク領域合成部４４は、入力画像処理部４１から出力された画像の上に、マスク領域設定部４３から与えられた定義情報に基づいて生成されたマスク領域４２を重ね合わせて表示部１５に表示する。
【００２９】
なお、画像処理部４１内の入力画像処理部４１、マスク領域設定部４３及びマスク領域合成部４４は、ＲＯＭおよびＲＡＭ等が接続された一般的なＣＰＵ内において所定のソフトウェアプログラムによって動作する機能要素である。
【００３０】
上記構成の車両周辺視認装置の動作を説明する。図４の如く、右側景色に対応する光線１８Ｒは、透過窓２１Ｒより入射してプリズム側面２８Ｒを透過し、プリズム側面２８Ｌで内面反射した後、プリズム後面２８Ｂを射出し、結像レンズ２９を介して撮像素子３０の撮像面の右半面３０Ｒに案内される。
【００３１】
左側景色に対応する光線１８Ｌについても、左右の対称性から同様にして撮像素子３０の撮像面の左半面３０Ｌに案内される。このようにして撮像装置１１Ａにより左右両側の景色が同時に撮像される。
【００３２】
そして、撮像素子３０の撮像面の右半面３０Ｒ，左半面３０Ｌにそれぞれ案内された光線１８Ｒ，１８Ｌは、撮像素子３０で画像信号に変換され、画像処理部１２Ａで鏡像反転処理等の所定の画像処理が施される。具体的には、まず入力画像処理部４１において、撮像装置１１Ａの撮像素子３０から与えられた画像について鏡像反転処理を行うとともに、表示部１５の解像度、階調及びガンマ値等の設定を行う。そして、マスク領域合成部４４において、入力画像処理部４１から出力された画像の上に、マスク領域設定部４３から与えられた定義情報に基づいて生成されたマスク領域４２を重ね合わせて表示部１５に表示する。そして、表示部１５では、図６に示すように、その左半画面１５Ｌに、透過窓２１Ｌを通じて撮像された左側景色が左側景色画像１９Ｌとして表示され、その右半画面１５Ｒに、透過窓２１Ｒを通じて撮像された右側景色が右側景色画像１９Ｒとして表示される。
【００３３】
このように、撮像装置１１Ａのケース２３が前端に推移するに従って尖った形状となっているため、車両のフロントバンパーやフロントグリル等に設置した場合にも撮像装置１１Ａがそれほど目立たずに、その意匠性を高めるこが可能になるとともに、図５に示したケース２３の形状に比べて、車両の走行時における風圧も容易に軽減できる。
【００３４】
また、透過窓２１Ｌ，２１Ｒの形状が、後端部から前端部に推移するに従って徐々に高さ寸法ｈ１，ｈ２が小さくなるような台形形状に形成されることで、透過窓２１Ｌ，２１Ｒの開口面積をできるだけ大きく保って良好な画質を確保することができるとともに、ケース２３の強度も確保される。
【００３５】
そして、この透過窓２１Ｒ，２１Ｌの形状に対応したマスク領域４２の形状をマスク領域設定部４３に設定しておき、撮像された画像に対してマスク領域合成部４４でマスク領域４２を合成して表示部１５の画面１５Ｌ，１５Ｒに表示しているので、透過窓２１Ｌ，２１Ｒに入射される景色形象に対応した画像を表示部１５に表示することができる。したがって、台形形状の画像を表示部１５に表示することで、視認したときに左右の画面１５Ｌ，１５Ｒを肉眼で視認し易くなり、認識が容易な表示画面を提供できる利点がある。しかも、撮像した映像そのままでなく、その輪郭を画像処理にて決定しているので、透過窓２１Ｌ，２１Ｒのエッジが焦点ボケにより表示部１５にぼやけて表示されたり、またケース２３内の迷光により透過窓２１Ｌ，２１Ｒの開口付近のケース２３内面が表示部１５に表示されていまうといった事態を防止でき、画像全体の鮮明な輪郭を得ることができる。
【００３６】
尚、図１中に示した表示部１５には、上辺のみが傾斜して下辺が水平な形状のマスク領域４２を示しているが、これは、透過窓２１Ｒ，２１Ｌの形状が、上辺のみ傾斜している形状である場合に対応したものである。したがって、透過窓２１Ｒ，２１Ｌの形状が、上辺と下辺の両方が傾斜した形状である場合には、図２のように、マスク領域４２と画像との境界を、透過窓２１Ｒ，２１Ｌの形状に対応して上辺と下辺の両方が傾斜するように設定すればよい。
【００３７】
このように表示部１５に表示される画像が、マスク領域４２により図１または図２のように、左右外側よりも中央の高さが小さくなる画像として表示されるため、左右の画面１５Ｌ，１５Ｒを識別しやすい車両周辺視認装置を得ることができる。そして、透過窓２１Ｒ，２１Ｌに映った画像をそのまま表示部１５に表示するのではなく、マスク領域４２を重ねて表示するようにしているので、画面１５Ｌ，１５Ｒの輪郭がぼやけることなく鮮明な輪郭の画面１５Ｌ，１５Ｒを表示できる。
【００３８】
また、ドライバへの視認性を高めるために、図２に示すように、マスク領域４２の上に、画像の撮像方向を表示するための矢印の図形４６等、様々な情報をマスク領域４２に重ねて表示しても差し支えない。
【００３９】
尚、上記実施の形態では、マスク領域４２を合成することで、画面１５Ｌ，１５Ｒの輪郭を透過窓２１Ｒ，２１Ｌに対応させ且つその輪郭を鮮明にしていたが、入力画像処理部４１に与えられた画像をトリミングして表示部１５に表示することで、画面１５Ｌ，１５Ｒ全体の輪郭を透過窓２１Ｒ，２１Ｌに対応させ且つその輪郭を鮮明にするようにしても良い。この場合、トリミングした領域以外の領域は黒い画像として表示されるため、マスク領域４２を合成表示した場合と同様の画像を表示することができる。
【００４０】
また、上記実施の形態では、撮像装置１１Ａを車両の前端部に設置していたが、後端部に設置してもよい。あるいは、撮像装置１１Ａを側部に設置して、前後方向を撮像するようにしてもよい。
【００４１】
さらに、上記実施の形態では、左右２方向の死角映像を撮像していたが、３方向以上の多方向を撮像するようにしてもよい。このの場合も、各透過窓の形状に対応した輪郭形状の画像表示を行うことに違いはない。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１及び請求項４に記載の発明によれば、請求項２のように所定のマスク領域を合成することより、または請求項３のようにトリミングすることにより、ケースの透過窓の形状に対応した画面形状の画像を表示部に表示するようにしているので、撮像した映像そのままでなく、その輪郭を画像処理にて決定することができ、鮮明な輪郭の画面を表示部に表示できる。また、左右の画面が、中央に向かって狭くなるような画面に表示されるため、見やすく且つデザイン性の優れた画面表示を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施の形態に係る車両周辺視認装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の他の実施例における表示部の表示画面を示す図である。
【図３】従来技術１の車両周辺視認装置を示すブロック図である。
【図４】従来技術２の車両周辺視認装置を示すブロック図である。
【図５】従来技術２における撮像装置を示す外観斜視図である。
【図６】従来技術２における表示部での表示画面を示す図である。
【図７】提案例の車両周辺視認装置を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
１１　撮像装置
１２Ａ　画像処理部
１５　表示部
１５Ｒ，１５Ｌ　画面
２１Ｌ，２１Ｒ　透過窓
２３　ケース
２４　プリズム
２９　結像レンズ
３０　撮像素子
４１　入力画像処理部
４２　マスク領域
４３　マスク領域設定部
４４　マスク領域合成部

Claims (4)

1. 車両周辺の多方向の景色を撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置で撮像された映像を表示する表示部と、
   前記撮像装置で撮像された映像の画像処理を行って前記表示部の表示制御を行う画像処理部と
   を備え、
   前記撮像装置が、
   車両に配設されて複数位置にそれぞれ透過窓が形成されたケースと、
   前記ケース内に収納され、前記各透過窓から進入した光を前記ケース内の車両内部方向に案内する光学手段と、
   前記ケース内において前記光学手段より前記車両の内部側に配置され、前記各透過窓から進入した光による画像を撮像する撮像素子と
   を備え、
   前記ケースの前端部の高さ寸法が、当該ケースの中間部の高さ寸法よりも小さく設定され、
   前記透過窓の形状が、前記ケースの形状に対応して、前端部の高さ寸法が、当該ケースの中間部の高さ寸法よりも小さい形状に形成され、
   前記画像処理部が、
   前記撮像素子から与えられた画像に対し所定の画像処理を施して、前記透過窓の形状に対応した輪郭形状の画像を前記表示部に表示することを特徴とする車両周辺視認装置。
2. 請求項１に記載の車両周辺視認装置であって、
   前記画像処理部による前記所定の画像処理が、前記撮像素子から与えられた画像に対し、前記透過窓の形状に対応した形状のマスク領域を合成して前記表示部に出力するものであることを特徴とする車両周辺視認装置。
3. 請求項１に記載の車両周辺視認装置であって、
   前記画像処理部による前記所定の画像処理が、前記撮像素子から与えられた画像に対し、前記透過窓の形状に対応した形状にトリミングして前記表示部に出力するものであることを特徴とする車両周辺視認装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両周辺視認装置であって、
   前記撮像装置が、前記車両の前部に配設されて当該車両の左右方向の景色を撮像するものであることを特徴とする車両周辺視認装置。

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