JP2017030425A

JP2017030425A - 電子ミラー装置

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Publication number: JP2017030425A
Application number: JP2015150320A
Authority: JP
Inventors: 利治大石; Toshiji Oishi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-07-30
Also published as: EP3305598B1; EP3305598A4; US10562454B2; CN107848461B; US20180215315A1; JP6604503B2; EP3305598A1; WO2017017946A1; CN107848461A

Abstract

【課題】実使用状態における視認画像の輝度低下を抑制でき、高い視認性を確保できる電子ミラー装置を提供する。【解決手段】電子ミラー装置は、車室内に取り付けられ、後方視認のために用いられる。前面側からの入射光を反射するとともに、背面側からの入射光を透過する光学部材と、光学部材の背面側に配置される液晶パネル及び液晶パネルを照射するバックライトを有し、車両の後方視界の画像を表示する液晶ディスプレイと、を備える。バックライトのピーク角度は、液晶パネルの正面方向に対して下向きである。【選択図】図１１

Description

本発明は、車室内に取り付けられ、後方視認のために用いられる電子ミラー装置に関する。

車両には、後方の視認性確保のため、後写鏡の設置が義務づけられている。近年、車室内に取り付けられる後写鏡（以下「インサイドミラー」と称する）として、車両の後方視界を表示する液晶ディスプレイを内蔵し、さまざまな走行環境において運転者に鮮明な後方視界を提供できる電子ミラー装置が提案され、実用化されている（例えば特許文献１）。この種の電子ミラー装置は、入射光の一部を反射し、一部を透過させるマジックミラー（one-way mirror）と、マジックミラーの背面側に配置される液晶ディスプレイとを備える。マジックミラーは、前面側（運転者に露呈されている側）からの入射光を反射させるとともに背面側（液晶ディスプレイ側）からの入射光を透過させる。

図１Ａ、図１Ｂは、電子ミラー装置を適用したインサイドミラー１Ａの一般的な使用状態を示す図である。図１に示すように、インサイドミラー１Ａは、車室内の天井付近に取り付けられる。インサイドミラー１Ａは、マジックミラー１１に映る後方視界Ｒの反射像を、運転者が視認できるように取付け角度を調整される。このときのインサイドミラー１Ａの正面方向と運転者の視線方向のなす角αを「視線角度α」と称する。視線角度αは、車種ごとのアイリプス（運転者の目の位置の統計的な分布（アイレンジ）を長円で表した領域）に基づいて規定される範囲内の値を採る（例えば２．８５°≦α≦１０．３５°）。

インサイドミラー１Ａにおいて、液晶ディスプレイ１２がオン状態でないときは、マジックミラー１１に映る反射像が視認される（図１Ａ参照）。一方、液晶ディスプレイ１２がオン状態であるときは、液晶ディスプレイ１２の表示画像がマジックミラー１１越しに視認される（図１Ｂ参照）。図１Ｂに示すように、液晶ディスプレイ１２の表示画像によって後方視認を行う場合の視線角度を「視線角度β」と称する。

図２は、従来の液晶ディスプレイの輝度特性を示す図である。図２に示すように、従来の液晶ディスプレイでは、液晶パネルを正面方向から見たときに画像の輝度が最大となり、最も視認しやすい。以下において、画像の輝度が最大となるときの出射光の放射角を「ピーク角度」と称し、液晶パネルを正面方向から見る場合を基準として上下方向（垂直方向）のずれ角φで表す。また、液晶ディスプレイの表示画像の輝度が最大となる方向を「最大輝度方向」と称する。すなわち、従来の液晶ディスプレイにおいては、ピーク角度φが０°であり、正面方向が最大輝度方向である。

また、液晶ディスプレイのバックライトに集光タイプの光学部材（例えば逆プリズムシート）を適用することにより、液晶パネルを正面方向から見たときの画像の輝度ピークを高めることができ、この場合、正面方向における視認性はさらに向上する。集光タイプの光学部材は、例えば特許文献２に開示されている。

特開平１１−７８６９３号公報特許第４８１５９３０号公報

しかしながら、図１Ｂに示すように、液晶ディスプレイ１２の表示画像によって後方視認を行う場合、運転者は、マジックミラー１１越しに表示画像を視認することになる。そのため、視認される画像（以下「視認画像と称する」）の輝度は元の表示画像の輝度に比較して低下する。例えば、ハーフミラー越しの視認画像において１０００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度が要求される場合、液晶ディスプレイの表示画像には２０００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度が必要となる。また、図１Ｂに示すように、運転者は、液晶ディスプレイ１２の表示画像を、正面方向に対して下方から視認することになる（視線方向と最大輝度方向（正面方向）が一致しない）ため、視認画像の輝度は正面方向から視認する場合に比較して低下する。

このように、電子ミラー装置を適用したインサイドミラーにおいては、視認画像の輝度が低下するため、視認性が悪くなる。さらには、液晶ディスプレイがオン状態となっている場合であっても、マジックミラーには少なからず反射像が映り込むため、これによっても視認性が低下する。

マジックミラーへの反射像の映り込みは、マジックミラーが上方向（車室の天井）を向くようにインサイドミラーを傾動させることにより、低減することができる（図３参照）。しかしながら、この場合、視線方向がさらに下向きとなり（視線角度β＝α＋θ）、最高輝度方向とのずれが大きくなるため、視認画像の輝度はさらに低下し、視認性が悪くなる。

また、バックライトの出力を増大させて表示画像の輝度を高めることにより、視認性を改善することが考えられるが、バックライトの光源（例えばＬＥＤ）を追加したり、電力を増大したりすることは、インサイドミラーの薄型化を阻害する要因となり、直射日光による温度上昇を助長することにもなるため、好ましくない。

本発明の目的は、インサイドミラーに好適な電子ミラー装置であって、実使用状態における視認画像の輝度低下を抑制でき、高い視認性を確保できる電子ミラー装置を提供することである。

本発明に係る電子ミラー装置は、車室内に取り付けられ、後方視認のために用いられる電子ミラー装置であって、
前面側からの入射光を反射するとともに、背面側からの入射光を透過する光学部材と、
前記光学部材の背面側に配置される液晶パネル及び前記液晶パネルを照射するバックライトを有し、車両の後方視界の画像を表示する液晶ディスプレイと、を備え、
前記バックライトのピーク角度は、前記液晶パネルの正面方向に対して下向きであることを特徴とする。

本発明によれば、バックライトのピーク角度を調整することにより、液晶ディスプレイの表示画像の最大輝度方向が運転者の視線方向寄りになるので、実使用状態における視認画像の輝度低下を抑制でき、高い視認性を確保することができる。

電子ミラー装置を適用したインサイドミラーの使用状態を示す図である。従来の液晶ディスプレイの輝度特性を示す図である。インサイドミラーを上向きに傾動させたときの使用状態を示す図である。実施の形態に係るインサイドミラーを搭載する車両を示す平面図である。実施の形態に係るインサイドミラーを搭載する車両を示す側面図である。実施の形態に係るインサイドミラーの正面図である。実施の形態に係るインサイドミラーの内部構成を示す図である。視線角度とアイリプスの関係を示す図である。液晶ディスプレイの構成を示す図である。液晶ディスプレイのピーク角度を示す図である。実施の形態におけるインサイドミラーの使用状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図４は、実施の形態に係るインサイドミラー１を搭載する車両Ｖを示す平面図である。図５は、実施の形態に係るインサイドミラー１を搭載する車両Ｖを示す側面図である。

図４、図５に示すように、車両Ｖの車室内には、前部座席２（運転席及び助手席）及び後部座席３が配置される。前部座席２の前方にはフロントガラス５が配置され、後部座席３の後方にはリアガラス６が配置される。

フロントガラス５の上部中央には、インサイドミラー１が配置される。インサイドミラー１は、例えば車室の天井に吊設され、後方視認のために用いられる。このインサイドミラー１に、本発明の電子ミラー装置が適用される。

後部座席３の後方には、リアガラス６を介して車両Ｖの後方視界Ｒを撮像するカメラ４が配置される。カメラ４は、車両Ｖの後部エンブレム（図示略）やルーフの後端部（図示略）に内蔵される等、車外に取り付けられてもよい。カメラ４は、インサイドミラー１（液晶ディスプレイ１２（図７参照））と有線通信又は無線通信可能に接続される。

図６は、インサイドミラー１の正面図である。図７は、インサイドミラー１の内部構成を示す図である。図６、図７に示すように、インサイドミラー１は、マジックミラー１１、液晶ディスプレイ１２、本体ケース１３、支持部１４、及び操作レバー１５等を備える。

本体ケース１３は、マジックミラー１１及び液晶ディスプレイ１２を収容する。マジックミラー１１は最前面（本体ケース１３の開口部）に配置され、液晶ディスプレイ１２はマジックミラー１１の背面側（本体ケース１３の内部）に配置される。マジックミラー１１と液晶ディスプレイ１２は、使用状態に応じて一体的に傾動させることができる。

マジックミラー１１は、前面側からの入射光を反射するとともに、背面側からの入射光を透過する光学部材である。マジックミラー１１は、車幅方向に長い矩形状を有する。例えば、マジックミラー１１として、反射率と透過率が等しいハーフミラーを適用することができる。

液晶ディスプレイ１２は、液晶パネル１２６及びバックライトＢＬ（図９参照）を有する。液晶ディスプレイ１２は、カメラ４で撮像された車両の後方視界Ｒの画像を表示する。液晶パネル１２６は、マジックミラー１１と同様の外形を有する。バックライトＢＬは、液晶パネル１２６の正面方向に対して下向きのピーク角度φを有する。すなわち、液晶ディスプレイ１２の表示画像の最高輝度方向は、正面方向に対して下向きである。液晶ディスプレイ１２（特にバックライトＢＬ）の詳細な構成については後述する。

支持部１４は、フロントガラス５の上端部又は天井（符号略）の前端部に取り付けられ、本体ケース１３を回動自在に支持する。支持部１４を軸として本体ケース１３を回動させることにより、運転者の目の位置（アイポイント）に合わせて、具体的にはマジックミラー１１に映る後方視界Ｒの反射像を、運転者が視認できるように取付け角度を調整することができる。

マジックミラー１１に映る反射像によって後方視認を行うときのインサイドミラー１の正面方向と運転者の視線方向のなす角α（視線角度α）は、車種ごとのアイリプスに基づいて規定される範囲内の値を採る。具体的には、図８Ａ、図８Ｂに示すように、視線方向がアイリプスＥに外接するときの視線角度α１、α２が、それぞれ視線角度αの取り得る範囲の下限値、上限値となる。例えば、視線角度αの取り得る範囲は、２．８５°〜１０．３５°である。

操作レバー１５は、マジックミラー１１及び液晶ディスプレイ１２を一体的に所定の傾動角度θで傾動させ、インサイドミラー１の使用状態を切り替える切替機構である。ここでは、操作レバー１５を回動させると、本体ケース１３、マジックミラー１１及び液晶ディスプレイ１２が一体的に傾動する。このときの傾動角度θは、例えば７°である。なお、本体ケース１３の姿勢は維持されたまま、本体ケース１３の内部でマジックミラー１１と液晶ディスプレイ１２だけが一体的に傾動するようにしてもよい。

具体的には、操作レバー１５を回動させることにより、マジックミラー１１の鏡面に映る反射像によって後方視認を行う第１の使用状態、又は液晶ディスプレイ１２の表示画像によって後方視認を行う第２の使用状態のいずれかにインサイドミラー１の使用状態が切り替わる。第２の使用状態では、マジックミラー１１の鏡面が第１の使用状態よりも上向きに傾斜する。これにより、マジックミラー１１における反射像の映り込みが低減される。

また、操作レバー１５は、液晶ディスプレイ１２のオン／オフ状態を切り替えるためのスイッチとして機能する。すなわち、操作レバー１５を操作して、インサイドミラー１の使用状態を第１の使用状態から第２の使用状態に切り替えることに連動して、液晶ディスプレイ１２がオフ状態からオン状態に移行する。

第１の使用状態では、液晶ディスプレイ１２はオフ状態であり、運転者は、マジックミラー１１に映った反射像を視認する。一方、第２の使用状態では、液晶ディスプレイはオン状態であり、運転者は、液晶ディスプレイ１２の表示画像を、マジックミラー１１越しに視認する。

図９は、液晶ディスプレイ１２の構成を示す図である。図９に示すように、液晶ディスプレイ１２は、前面側に液晶パネル１２６、背面側にバックライトＢＬを有する。液晶パネル１２６の動作は、駆動回路及び電源回路を含む制御部（図示略）によって行われる。制御部（図示略）は、カメラ４から送信された情報に基づいて、液晶パネル１２６の動作を制御する。

バックライトＢＬは、背面側から順に、反射板１２１、導光板１２２（ＬＧＰ：Light Guiding Panel）、プリズムシート１２３、及び拡散シート１２４を有する。また、バックライトＢＬは、例えば複数の白色ＬＥＤからなる光源１２７を有する。光源１２７は、液晶ディスプレイ１２がオン状態となっている間、点灯する。

導光板１２２は、例えばポリカーボネート製の板状部材であり、端面から入射する光源１２７からの光を拡散させ、前面側に均一に出射する。反射板１２１は、導光板１２２から背面側に漏出した光を前面側に向けて反射する。導光板１２２及び反射板１２１は、面状発光部を構成する。

プリズムシート１２３は、背面側（入射側）にプリズム面１２３ａを有する逆プリズム形状の光学部材である。プリズム面１２３ａの形状によって、所定方向における光の成分を増大させることができる。例えば、プリズム面１２３ａを上下方向に対称な形状とした場合、正面方向から見たときの輝度が増大する（図１０参照）。本実施の形態では、プリズム面１２３ａを上下方向に非対称な形状とすることで、ピーク角度φが正面方向に対して下向きになるように制御されている（図１０参照）。この場合、視線方向が液晶パネル１２６の正面方向に対して下向きとなっているときに輝度が高くなる。

なお、プリズム面１２３ａの形状は、ピーク角度φが正面方向に対して下向きになるように制御できる形状であれば、特に制限されない。

拡散シート１２４は、プリズム１２３からの出射光を拡散する。

液晶パネル１２６は、例えば液晶層、液晶層を挟持する２枚のガラス基板（配向膜、透明電極、カラーフィルターを含む）、及びガラス基板の外側に配置される２枚の偏光板を有する。透明電極に印加される電圧のオン／オフを制御して、液晶分子の向きを変化させることにより、光の通過状態を制御する。偏光板を通過した光によって表示画像が形成される。

図１１は、本実施の形態におけるインサイドミラー１の使用状態を示す図である。図１１Ａは第１の使用状態を示し、図１１Ｂは第２の使用状態を示す。

図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、第２の使用状態では、第１の使用状態に比較して、マジックミラー１１の鏡面及び液晶ディスプレイ１２の表示面が傾動角度θだけ上向きとなり、その分だけ視線方向は正面方向に対して下向きとなる。すなわち、第２の使用状態における視線角度βは、第１の使用状態における視線角度α＋傾動角度θで表される。

図３に示すように、従来のインサイドミラー１Ａの場合、正面方向が表示画像の最高輝度方向であるため、視認画像の輝度が低下し、視認性が悪くなる。これに対して、図１１Ｂに示すように、本実施の形態のインサイドミラー１の場合、液晶ディスプレイ１２の表示画像の最高輝度方向が視線方向寄りになるため、視認性が向上する。

ここで、バックライトＢＬのピーク角度φは、傾動角度θよりも大きいことが好ましい。これにより、インサイドミラー１を傾動させずに液晶ディスプレイ１２の表示画像を視認する場合（図１Ｂ参照）に比較して、表示画像の最高輝度方向が視線方向に近くなる上、マジックミラー１１への映り込みも抑制されるのでので、視認性が大幅に向上する。

また、第１の使用状態における視線角度αの取り得る範囲がα１以上α２以下である場合、バックライトＢＬのピーク角度φは、（θ＋α１）以上（θ＋α２）以下であることが好ましい。具体的には、視線角度αの取り得る範囲が２．８５°〜１０．３５°で、傾動角度θが７°の場合、バックライトＢＬのピーク角度φは、９．８５°〜１７．３５°（１３．６±３．７５°）に設定される。これにより、第２の使用状態において、表示画像の最高輝度方向がアイリプスＥ（図８参照）の領域に入るので、ほとんどの運転者の視線方向と表示画像の最高輝度方向が近くなる。したがって、視認性の高い画像を提供することができる。

このように、本実施の形態に係るインサイドミラー１（電子ミラー装置）は、車室内に取り付けられ、後方視認のために用いられる電子ミラー装置であって、前面側からの入射光を反射するとともに、背面側からの入射光を透過するマジックミラー１１（光学部材）と、マジックミラー１１の背面側に配置される液晶パネル１２６及び液晶パネル１２６を照射するバックライトＢＬを有し、車両Ｖの後方視界Ｒの画像を表示する液晶ディスプレイ１２と、を備える。インサイドミラー１において、バックライトＢＬのピーク角度φは、液晶パネル１２６の正面方向に対して下向きである。

インサイドミラー１によれば、バックライトＢＬのピーク角度φを調整することにより、液晶ディスプレイ１２の表示画像の最大輝度方向が運転者の視線方向寄りになるので、実使用状態における視認画像の輝度低下を抑制でき、高い視認性を確保することができる。また、バックライトＢＬの出力を増大させる必要はないので、消費電力の増大、インサイドミラー１の大型化を回避することができ、さらには温度上昇によって信頼性の低下を招く虞もない。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、本発明の電子ミラー装置は、使用状態が固定されるインサイドミラーにも適用できる。この場合も、液晶ディスプレイの表示画像の最高輝度方向は視線方向寄りになるので、視認性が向上する。なお、バックライトＢＬのピーク角度φは、第１の視線角度αの取り得る範囲（α１以上α２以下）に設定される。これにより、表示画像の最高輝度方向はアイリプスＥ（図８参照）の領域に入る。

使用状態が固定されるインサイドミラーにおいては、前面側からの入射光を反射するとともに、背面側からの入射光を透過する光学部材として、マジックミラー１１に代えて、調光フィルターを適用してもよい。調光フィルターは、電圧を印加することにより、透過率と反射率とを可変に制御することができ、少なくとも光反射状態と光透過状態との２つの状態を実現可能なデバイスである。このような調光フィルターは、例えば特開２０１２−１８１３８９号公報等に開示されている。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る電子ミラー装置は、車室内に取り付けられ、後方視認のために用いられるインサイドミラーに好適である。

１インサイドミラー（電子ミラー装置）
２前部座席
３後部座席
４カメラ
５フロントガラス
６リアガラス
１１マジックミラー（光学部材）
１２液晶ディスプレイ
１３本体ケース
１４支持部
１５操作レバー
１２１反射板（面状発光部）
１２２導光板（面状発光部）
１２３プリズムシート
１２４拡散シート
１２６液晶パネル
１２７光源
ＢＬバックライト
Ｖ車両
Ｒ後方視界

Claims

車室内に取り付けられ、後方視認のために用いられる電子ミラー装置であって、
前面側からの入射光を反射するとともに、背面側からの入射光を透過する光学部材と、
前記光学部材の背面側に配置される液晶パネル及び前記液晶パネルを照射するバックライトを有し、車両の後方視界の画像を表示する液晶ディスプレイと、を備え、
前記バックライトのピーク角度は、前記液晶パネルの正面方向に対して下向きである、
電子ミラー装置。
前記光学部材及び前記液晶ディスプレイを一体的に所定の傾動角度で傾動させ、前記光学部材の鏡面に映る反射像によって後方視認を行う第１の使用状態、又は前記光学部材の鏡面が前記第１の使用状態よりも上向きに傾斜し前記液晶ディスプレイの表示画像によって後方視認を行う第２の使用状態のいずれかに使用状態を切り替える切替機構を備え、
前記バックライトのピーク角度は、前記傾動角度よりも大きい、
請求項１に記載の電子ミラー装置。
前記第１の使用状態における視線角度αの取り得る範囲が、当該電子ミラー装置が搭載される前記車室内におけるアイリプスに基づいて規定され、
前記視線角度αの下限値をα１、上限値をα２、前記傾動角度をθとしたとき、
前記バックライトのピーク角度は、（θ＋α１）以上（θ＋α２）以下である、
請求項２に記載の電子ミラー装置。
前記バックライトは、面状発光部と、前記面状発光部の発光面上に配置され、前記発光面側にプリズム面を有する逆プリズム形状のプリズムシートと、を有し、
前記プリズム面は、上下方向に非対称である、
請求項１に記載の電子ミラー装置。